CN111989846A - 汇流条单元、马达以及电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明的汇流条单元(100)用于马达，该汇流条单元(100)具有：中性点汇流条；相用汇流条(140)，其包含与外部装置连接的端子部(145)；中性点汇流条保持架(110)，其对中性点汇流条进行保持；以及相用汇流条保持架(120)，其与中性点汇流条保持架(110)在轴向上隔开间隔地配置，对相用汇流条(140)进行保持。

Description

汇流条单元、马达以及电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及汇流条单元、马达以及电动助力转向装置。

背景技术

以往，已知有将汇流条重叠成多层的马达。例如，如日本特开2015-76969号公报(专利文献1)所公开的那样，存在U相用、V相用、W相用以及中性相用的环状的汇流条层叠而成的马达。在层叠的四个汇流条之间分别配置有绝缘片。各绝缘片构成四个汇流条的绝缘部件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-76969号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1中，需要交替层叠至少四个汇流条和五个绝缘片。因此，轴向的尺寸增大。

本发明的目的在于，提供能够抑制轴向的尺寸的汇流条单元、马达以及电动助力转向装置。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式的汇流条单元用于马达，其中，该汇流条单元具有：中性点汇流条；相用汇流条，其包含与外部装置连接的端子部；中性点汇流条保持架，其对中性点汇流条进行保持；以及相用汇流条保持架，其与中性点汇流条保持架在轴向上隔开间隔地配置，对相用汇流条进行保持。

发明效果

根据本发明的一个方式，能够提供能够抑制轴向的尺寸的汇流条单元、马达以及电动助力转向装置。

附图说明

图1是实施方式中的马达的剖视图。

图2是实施方式中的汇流条单元和定子的立体图。

图3是实施方式中的中性点汇流条和中性点汇流条保持架的立体图。

图4是实施方式中的相用汇流条和相用汇流条保持架的立体图。

图5是实施方式中的电动助力转向装置的示意图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的附图中，对于同一或者相当的部分标注同一参照标号而不重复其说明。

另外，在以下的说明中，将转子30的中心轴线A所延伸的方向简称为“轴向”，将与中心轴线A垂直的方向简称为“径向”，将绕中心轴线A的方向简称为“周向”。另外，将“轴向”上的图1的上侧简称为“上侧”，将下侧简称为“下侧”。图1的上侧是连接外部装置的一侧。另外，上下方向并不表示组装到实际的设备上时的位置关系和方向

参照图1～图4，对作为本发明的一个实施方式的汇流条单元100和马达1进行说明。如图1和图2所示，马达1主要具有壳体10、轴承保持架21、轴承22、23，转子30、定子40、以及汇流条单元100。

如图1所示，壳体10呈有底圆筒状。即，壳体10具有圆筒部11和底部12。壳体10的上部开口。壳体10在内部收纳转子30和定子40。

轴承保持架21配置在定子40的轴向上侧。轴承保持架21通过热压配合等而固定在壳体10上。轴承保持架21例如是金属制的。

轴承22、23将转子30的轴31支承为能够旋转。配置于轴向上侧的轴承22由轴承保持架21保持。配置于轴向下侧的轴承23由壳体10的底部12保持。

转子30具有轴31、转子铁芯32以及磁铁33。轴31沿中心轴线A在轴向上延伸。轴31被一对轴承22、23支承，以中心轴线A为中心进行旋转。

转子铁芯32例如是将多个电磁钢板沿轴向层叠而成的层叠钢板。转子铁芯32固定于贯穿转子铁芯32的中心的轴31，并与轴31一起旋转。磁铁33固定于转子铁芯32的外侧面，与转子铁芯32和轴31一起旋转。因此，本实施方式中的转子30为SPM(Surface PermanentMagnet：表面永磁铁)型。另外，转子30也可以为磁铁33埋入转子铁芯32的内部的IPM(Interior Permanent Magnet：内部永磁铁)型。

定子40包围转子30的径向外侧。如图1和图2所示，定子40包含被分割的多个定子铁芯41、多个绝缘件42以及多个线圈43。

定子铁芯41是多个电磁钢板沿轴向层叠而成的。定子铁芯41沿周向排列配置。定子铁芯41具有铁芯背部和齿。铁芯背部呈与中心轴线A同心的圆筒状。齿从铁芯背部的内侧面向径向内侧延伸。在本实施方式中，设置有12个齿。

绝缘件42安装在各齿上。绝缘件42覆盖定子铁芯41的至少一部分。具体而言，绝缘件42至少覆盖各齿的上端面和下端面。绝缘件42具有绝缘性，例如由绝缘性的树脂等绝缘体形成。

线圈43通过隔着绝缘件42将线圈线卷绕在齿上而构成。本实施方式中的线圈43由两个线圈43通过一根线圈线相连的多个线圈组构成。各个线圈组对应于U相、V相以及W相中的任意一个相。第1引出线44和第2引出线45这两根引出线从线圈组朝向轴向上侧引出。各第1引出线44和第2引出线45沿周向交替配置。

汇流条单元100以U相、V相以及W相的组作为一个系统而具有多个电源系统。在本实施方式中，汇流条单元100具有两个系统的电源系统。

如图2～图4所示，汇流条单元100具有中性点汇流条保持架110、相用汇流条保持架120、中性点汇流条130以及相用汇流条140。

如图2所示，中性点汇流条保持架110和相用汇流条保持架120沿轴向隔开间隔地配置。由此，在保持一个汇流条的汇流条保持架上配置有保持另一个汇流条的汇流条保持架。因此，能够抑制汇流条单元100的轴向的尺寸。

具体而言，相用汇流条保持架120位于轴向上侧，中性点汇流条保持架110位于轴向下侧。由于具有端子部145的相用汇流条140位于轴向上侧，因此能够提高端子部145的精度。

汇流条单元100具有两个汇流条保持架。在本实施方式中，从轴向下侧依次配置一个中性点汇流条保持架110、两个中性点汇流条130、一个相用汇流条保持架120以及六个相用汇流条140。

图2主要示出省略了壳体10的马达1的整体。如图2所示，中性点汇流条保持架110配置在定子40的轴向上侧。详细地说，中性点汇流条保持架110与位于定子40上的轴承保持架21隔着间隙而配置。

图3是在图2中主要省略了相用汇流条保持架120和相用汇流条140的图。如图3所示，中性点汇流条保持架110保持中性点汇流条130。详细地说，中性点汇流条保持架110仅保持中性点汇流条130。

在中性点汇流条保持架110上设置有供中性点汇流条130嵌合的槽部111。槽部111设置在内周部，而不设置在外周部。

中性点汇流条保持架110具有绝缘性，例如由绝缘性的树脂等绝缘体形成。中性点汇流条保持架110将中性点汇流条130彼此以电绝缘的状态进行保持。中性点汇流条保持架110呈圆环状。

中性点汇流条保持架110具有供线圈线沿轴向贯穿的中性点贯通孔112。详细而言，中性点贯通孔112供第1引出线44和第2引出线45贯穿。在本实施方式中，设置有12个中性点贯通孔112。中性点贯通孔112的大小相同。

在中性点汇流条保持架110上设置有空洞部113。空洞部113穿过后述的相用汇流条140的脚部121(参照图2)。空洞部113设置在外周部。在本实施方式中，空洞部113是沿周向隔开间隔的三个缺口。另外，空洞部113是沿轴向延伸的开口，也可以是贯通孔等。

中性点汇流条130被保持在中性点汇流条保持架110上。具体而言，多个中性点汇流条130被保持在中性点汇流条保持架110的上表面。中性点汇流条130由具有导电性的板状的部件构成。

中性点汇流条130与线圈43电连接。具体而言，中性点汇流条130通过焊接等与从各线圈组引出的六根第1引出线44、即U相、V相以及W相的第1引出线44的端部电连接。由此，中性点汇流条130将一个线圈组接线而构成电中性点。

本实施方式的中性点汇流条130通过星形接线将一个系统连结。因此，中性点汇流条130由第1汇流条130A和第2汇流条130B这两个汇流条构成。

第1汇流条130A包含内侧圆弧状部131、外侧延伸部132、周向延伸部133以及连接部134。内侧圆弧状部131位于作为贯穿中性点贯通孔112的线圈线的第1引出线44的径向内侧。外侧延伸部132从内侧圆弧状部131朝向径向外侧延伸。在图3中，外侧延伸部132从内侧圆弧状部131的两端部和中央部这三个部位向径向外侧延伸。周向延伸部133从外侧延伸部132朝向第1引出线44的周向一侧延伸。周向延伸部133设置有三个。连接部134从周向延伸部133向上侧延伸。连接部134与第1引出线44连接。连接部134位于内侧圆弧状部131的径向外侧。

第2汇流条130B包含外侧圆弧状部135、内侧延伸部136、周向延伸部137以及连接部138。外侧圆弧状部135位于作为贯穿中性点贯通孔112的线圈线的第1引出线44的径向外侧。内侧延伸部136从外侧圆弧状部135朝向径向内侧延伸。在图3中，内侧延伸部136从外侧圆弧状部135的两端部和中央部这三个部位向径向内侧延伸。周向延伸部137从内侧延伸部136朝向第1引出线44的周向一侧延伸。周向延伸部137设置有三个。连接部138从周向延伸部137向上侧延伸。连接部138位于外侧圆弧状部135的径向内侧。

第1汇流条130A的连接部134和第2汇流条130B的连接部138设置有三个。三个连接部134、138沿周向以120度的间隔配置。即，各个系统的中性点汇流条130的连接部134、138以120度的等间隔配置。通过该配置，能够进一步抑制具有多个系统的中性点汇流条130的中性点汇流条保持架110的轴向的尺寸。

第1汇流条130A的连接部134和第2汇流条130B的连接部138沿周向交替配置。各个连接部134、138沿周向以60度的间隔配置。

与连接部134、138相连的周向延伸部133、137全部相对于第1引出线44在周向上位于相同侧。即，在各连接部134、138中向上方延伸的立起部分在周向上为相同方向。

第1和第2汇流条130A、130B的连接部134、138在上端部具有线圈线保持部139，该线圈线保持部139在俯视时为大致U字形状。线圈线保持部139的开口朝向径向外侧。

由于中性点汇流条130的沿周向和径向延伸的部分嵌入中性点汇流条保持架110的槽部111，因此与中性点汇流条保持架110的上表面位于同一平面上。中性点汇流条130的向轴向上侧延伸的部分比中性点汇流条保持架110的上表面向上方突出。具体而言，第1汇流条130A的内侧圆弧状部131、外侧延伸部132以及周向延伸部133和第2汇流条130B的外侧圆弧状部135、内侧延伸部136以及周向延伸部137嵌入槽部111中。第1汇流条130A的连接部134和第2汇流条130B的连接部138比中性点汇流条保持架110的上表面向上方延伸。

中性点汇流条130具有供用于与中性点汇流条保持架110连接的熔接销151通过的贯通孔130a。贯通孔130a供后述的熔接销151通过。

相用汇流条保持架120配置在中性点汇流条130的轴向上侧。如图2所示，相用汇流条保持架120直接支承在轴承保持架21上。另外，“直接支承”是指不经由其他部件而被支承，包含相接的情况和经由粘接部件等进行支承的情况。相用汇流条保持架120包含朝向轴承保持架21向轴向下侧延伸的脚部121。脚部121设置在外周部。在本实施方式中，三个脚部121沿周向隔开间隔地向下方延伸。通过脚部121将相用汇流条保持架120定位在轴承保持架21上。

相用汇流条保持架120保持相用汇流条140。详细地说，相用汇流条保持架120仅保持相用汇流条140。

相用汇流条保持架120具有绝缘性，例如由绝缘性的树脂等绝缘体形成。相用汇流条保持架120将相用汇流条140彼此以电绝缘的状态进行保持。相用汇流条保持架120呈圆环状。

在相用汇流条保持架120的内周部配置有相用汇流条140，在外周部不配置相用汇流条140。如图4所示，相用汇流条保持架120具有壁部122。壁部122设置在外周部。壁部122的轴向高度比内周部高。通过壁部122能够提高相用汇流条保持架120的刚性。

相用汇流条保持架120具有供线圈线沿轴向贯穿的相用贯通孔123。详细地说，相用贯通孔123供第1引出线44和第2引出线45通过。相用贯通孔123与中性点贯通孔112在轴向上重叠。即，通过中性点贯通孔112的线圈线通过位于其正上方的相用贯通孔123。相用贯通孔123比中性点贯通孔112大，以使设置在第1引出线44的上端部的线圈线保持部139容易通过。具体而言，在相用贯通孔123中，与中性点贯通孔112相同大小的孔和比中性点贯通孔112大的孔沿周向交替配置。相对较大的相用贯通孔123供第1引出线44通过。相对较小的相用贯通孔123供第2引出线45通过。

相用汇流条140由相用汇流条保持架120保持。具体而言，多个相用汇流条140保持于相用汇流条保持架120的上表面。多个相用汇流条140以中心轴线A为中心呈点对称地配置。相用汇流条140由具有导电性的板状的部件构成。

相用汇流条140与线圈43电连接。具体而言，相用汇流条140通过焊接等与从各线圈组引出的六根第2引出线45即U相、V相以及W相的第2引出线45的端部电连接。在本实施方式中，与U相、V相、W相对应的相用汇流条140U、140V、140W各设置两个。

多个相用汇流条140在从轴向上侧观察时不重叠。即，多个相用汇流条140以彼此不跨越的方式配置。这样避免了桥构造的多个相用汇流条140能够提高精度，并且能够抑制轴向的尺寸。

从构造上的观点出发，多个相用汇流条140包含第1汇流条和第2汇流条。在图4中，相用汇流条140V是第1汇流条，相用汇流条140U、140W是第2汇流条。

作为第1汇流条的相用汇流条140V包含内侧圆弧状部141、径向延伸部142、周向延伸部143、连接部144以及端子部145。内侧圆弧状部141位于作为贯穿相用贯通孔123的线圈线的第2引出线45的径向内侧。径向延伸部142从内侧圆弧状部141的两端部向径向外侧延伸。两个径向延伸部142从内侧圆弧状部141相互向相反侧延伸。周向延伸部143与一个径向延伸部142连接，朝向第2引出线45的周向一侧延伸。连接部144与周向延伸部143连接，并与第2引出线45连接。端子部145与另一个径向延伸部142连接，并与外部装置连接。在图4中，端子部145与从径向延伸部142沿周向延伸的周向延伸部143相连。

作为第2汇流条的相用汇流条140U、140W包含外侧圆弧状部146、径向延伸部147、周向延伸部148、连接部144以及端子部145。外侧圆弧状部146位于作为贯穿相用贯通孔123的线圈线的第2引出线45的径向外侧。径向延伸部147从外侧圆弧状部146的一个端部向径向内侧延伸。周向延伸部148与径向延伸部147连接，并朝向第2引出线45的周向一侧延伸。连接部144与周向延伸部148连接，并与第2引出线45连接。端子部145与外侧圆弧状部146的另一个端部连接，并向上侧延伸。在图4中，端子部145与从外侧圆弧状部146沿周向延伸的周向延伸部148相连。

端子部145与外部装置连接。端子部145只要包含沿轴向延伸的部分，则可以如图4所示那样仅由直线部分构成，还可以包含沿与轴向交叉的方向延伸的部分。在本实施方式中，各端子部145以与内侧圆弧状部141和外侧圆弧状部146所延伸的方向成直角的方式沿轴向延伸。即，各端子部145与相用汇流条保持架120的上表面垂直。

端子部145与中性点汇流条130在轴向上重叠。具体而言，端子部145位于第2汇流条130B的正上方。

本实施方式的端子部145为六个。将沿周向排列的三个端子部作为一组，两组端子部的组对置。

另外，端子部145位于脚部121的轴向上侧。由于端子部145位于相用汇流条保持架120中的直接支承在轴承保持架21上的脚部121的上侧，因此能够进一步提高端子部145的位置精度。

第1和第2汇流条的连接部144在上端部具有在俯视时为大致U字形状的线圈线保持部149。线圈线保持部149与中性点汇流条130的线圈线保持部139形状相同。

在各连接部144中向上方延伸的立起部分在周向上为相同方向。在图4中，中性点汇流条130的连接部134、138和相用汇流条140的连接部144从周向的相同侧立起。

相用汇流条140具有供用于与相用汇流条保持架120连接的熔接销通过的贯通孔140a。贯通孔140a供后述的熔接销152通过。

汇流条单元100还具有用于固定部件的熔接销151、152。熔接销151、152沿轴向延伸。

如图3和图4所示，熔接销151将中性点汇流条130、中性点汇流条保持架110、相用汇流条保持架120固定。由此，能够减少部件数量。另外，在本实施方式中，省略了不固定相用汇流条保持架120而固定中性点汇流条130和中性点汇流条保持架110的熔接销，但也可以设置这样的熔接销。

图4所示的熔接销152不固定中性点汇流条保持架110而固定相用汇流条140和相用汇流条保持架120。

如图2所示，汇流条单元100还具有保持端子部145的端子保持部160。端子保持部160保持沿周向排列的一组端子部。在端子保持部160的内周面与端子部145之间具有间隙。另外，图4省略了端子保持部160。

在上述的实施方式中，以在中性点汇流条保持架110上配置有相用汇流条保持架120的构造为例进行了说明。在本发明的汇流条单元中，也可以在相用汇流条保持架120上配置中性点汇流条保持架110。

另外，在实施方式中，以在中性点汇流条保持架110的上表面保持中性点汇流条130，在相用汇流条保持架120的上表面保持相用汇流条140的构造为例进行了说明。也可以在中性点汇流条保持架110的下表面保持中性点汇流条，也可以在中性点汇流条保持架110的上表面和下表面保持中性点汇流条130。另外，也可以在相用保持架120的下表面保持相用汇流条140，也可以在相用汇流条保持架120的上表面和下表面保持相用汇流条140。

另外，在实施方式中，壁部122设置在位于上侧的相用汇流条保持架120上。壁部122可以省略，可以设置在位于下侧的汇流条保持架上，也可以设置在两个汇流条保持架上。

另外，在实施方式中，中性点汇流条130和相用汇流条140分别包含内侧圆弧状部131、141和外侧圆弧状部135、146。内侧圆弧状部131、141和外侧圆弧状部135、146可以覆盖中性点贯通孔112和相用贯通孔123的一部分，也可以不与中性点贯通孔112和相用贯通孔123在轴向上重叠。

另外，在实施方式中，对内转子型的马达1进行了说明。本发明的马达不限于内转子型，也可以为在定子的外侧配置转子的外转子型。

另外，在实施方式中，对具有轴承保持架21的马达1进行了说明。本发明的马达并不限于具有轴承保持架的马达。

参照图5，对具有上述马达1的装置的一个实施方式进行说明。在本实施方式中，对将马达1搭载于电动助力转向装置的例子进行说明。

电动助力转向装置2搭载在汽车的车轮的操舵机构上。电动助力转向装置2是通过液压来减轻操舵力的装置。如图5所示，本实施方式的电动助力转向装置2具有马达1、操舵轴214、油泵216以及控制阀217。

操舵轴214将来自转向件211的输入传递到具有车轮212的车轴213。油泵216使向车轴213传递基于液压的驱动力的动力缸215产生液压。控制阀217对油泵216的油进行控制。在电动助力转向装置2中，马达1作为油泵216的驱动源而被搭载。

电动助力转向装置2具有包含本实施方式的汇流条单元100的马达1。因此，能够得到实现与马达1相同的效果的电动助力转向装置2。即，由于具有包含汇流条单元100的马达1，因此能够实现能够抑制轴向的尺寸的电动助力转向装置2。

另外，这里，作为实施方式的马达1的使用方法的一例，举出了电动助力转向装置2，但马达1的使用方法未被限定，能够广泛用于泵、压缩机等。

应该认为本次公开的实施方式在全部方面都是例示的，而不是限制性的。本发明的范围不由上述实施方式而是由权利要求书来表示，是指包含与权利要求书均等的意思以及范围内的所有变更。

标号说明

1：马达；2：电动助力转向装置；10：壳体；11：圆筒部；12：底部；21：轴承保持架；22、23：轴承；30：转子；31：轴；32：转子铁芯；33：磁铁；40：定子；41：定子铁芯；42：绝缘件；43：线圈；44：第1引出线；42：第2引出线；100：汇流条单元；110：中性点汇流条保持架；111：槽部；112：中性点贯通孔；113：空洞部；120：相用汇流条保持架；121：脚部；122：壁部；123：相用贯通孔；130：中性点汇流条；130A：第1汇流条；130B：第2汇流条；130a、140a：贯通孔；131、141：内侧圆弧状部；132、146：外侧延伸部；133、137：周向延伸部；134、138、144：连接部；135：外侧圆弧状部；136：内侧延伸部；139、149：线圈线保持部；140、140U、140V、140W：相用汇流条；142、147：径向延伸部；143、148：周向延伸部；145：端子部；151、152：熔接销；160：端子保持部；211：转向件；212、213：车轮；213：车轴；214：操舵轴；215：动力缸；216：油泵；217：控制阀；A：中心轴线。

Claims (9)

1.一种汇流条单元，其用于马达，其中，

该汇流条单元具有：

中性点汇流条；

相用汇流条，其包含与外部装置连接的端子部；

中性点汇流条保持架，其对所述中性点汇流条进行保持；以及

相用汇流条保持架，其与所述中性点汇流条保持架在轴向上隔开间隔地配置，对所述相用汇流条进行保持。

2.根据权利要求1所述的汇流条单元，其中，

所述相用汇流条保持架位于轴向上侧，所述中性点汇流条保持架位于轴向下侧。

3.根据权利要求1或2所述的汇流条单元，其中，

该汇流条单元还具有熔接销，该熔接销沿轴向延伸，将所述中性点汇流条、所述中性点汇流条保持架以及所述相用汇流条保持架固定。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的汇流条单元，其中，

所述端子部与所述中性点汇流条在轴向上重叠。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的汇流条单元，其中，

所述中性点汇流条保持架和所述相用汇流条保持架中的至少一方具有壁部，该壁部设置在比配置有所述汇流条的内周部靠径向外侧的外周部且轴向高度比所述内周部高。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的汇流条单元，其中，

所述中性点汇流条保持架具有供线圈线沿轴向贯穿的中性点贯通孔，

所述中性点汇流条包含第1汇流条和第2汇流条，

所述第1汇流条具有内侧圆弧状部，该内侧圆弧状部位于贯穿所述中性点贯通孔的所述线圈线的径向内侧，

所述第2汇流条具有外侧圆弧状部，该外侧圆弧状部位于贯穿所述中性点贯通孔的所述线圈线的径向外侧。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的汇流条单元，其中，

所述中性点汇流条保持架具有供线圈线沿轴向贯穿的中性点贯通孔，

所述相用汇流条保持架具有供线圈线沿轴向贯穿的相用贯通孔，

所述中性点贯通孔与所述相用贯通孔在轴向上重叠，

所述相用贯通孔比所述中性点贯通孔大。

8.一种马达，其具有：

转子，其具有沿轴向延伸的轴；

定子，其配置于所述转子的径向外侧或内侧，包含将线圈线卷绕而构成的线圈；以及

权利要求1至7中的任意一项所述的汇流条单元，其配置于所述定子的轴向上侧。

9.一种电动助力转向装置，其中，

该电动助力转向装置具有权利要求8所述的马达。

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