CN115276296A - 电机外壳盖装置、电机和电机的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机外壳盖装置(21)、电机和电机的制造方法，包括电机的电机外壳盖(1)和配备有电子元件的电路板(5)，所述电机外壳盖(1)具有上侧(3)和下侧(4)，其中所述电机外壳盖(1)被电接触件穿过，每个所述电接触件通过第一端部区域与所述电路板(5)电接触并且通过第二端部区域布置在插头连接器(2)中，所述插头连接器(2)设置在所述电机外壳盖(3)的上侧，在成型过程中，所述电机外壳盖(1)、组装的电路板(5)和所述插头连接器(2)至少部分被模塑料(9)包围，所述模塑料(9)将所述电路板(5)和所述插头连接器(2)固定到所述电机外壳盖(1)上。
Description
技术领域
本发明涉及电机外壳盖装置、电机和电机的制造方法。
背景技术
直流电机在汽车领域以多种方式使用，并且例如还用作车库门的驱动电机。直流电机包括连接到电机轴并且可旋转地安装在外壳中的转子。转子装有永磁体。定子在铁芯上承载多个绕组。当适当控制时，绕组会产生驱动转子旋转的磁场。绕组通常以三相缠绕并且相应地设置有三个电连接，通过这些电连接可以将绕组连接到控制单元(ECU)。在低功率水平下，可以使用导体箔形式的汇流排。对于更高的功率，绕组连接线通过铜片制成的汇流排接触，这些汇流排组合在一个汇流排单元中。汇流排单元位于定子上方并覆盖大部分顶部。电路板通过接触插头或通过焊接或焊接等工艺接触。电路板通常位于汇流排单元上方并且位于关闭电机外壳的电机外壳盖下方。电路板上的电子元件在运行期间会发热。热量通过电机外壳盖和布置在其间的导热材料散发。放置在电路板上的控制单元可通过连接器控制，该连接器拧到电机外壳盖的顶部，并且具有穿过电机外壳盖延伸到电路板的电触点。组装好的电路板也用螺钉固定在电机外壳盖上。螺钉连接意味着需要额外的组件和组装步骤。
发明内容
本发明的目的是为汇流排单元、电路板和电机外壳盖之间的连接提供成本有效、简单、稳定和热效率高的解决方案。
该目的通过本发明提供的电机外壳盖装置、电机和用于制造该电机的方法来实现。
因此，提供了一种电机外壳盖装置，该电机外壳盖装置包括电机的电机外壳盖和配备有电子元件的电路板，所述电机外壳盖具有上侧和下侧，其中，所述电机外壳盖被电接触件贯穿，每个电接触件与通过第一端部区域与所述电路板电接触并且通过第二端部区域布置在插头连接器中，所述插头连接器布置在所述电机外壳盖的上侧。在成型过程中，所述电机外壳盖、组装的电路板和所述连接器至少部分地被模塑料包围，该模塑料将所述电路板和所述连接器固定到所述电机外壳盖上。因此，不必将组件拧在一起。模塑料还改善了电子设备的散热。与传统的电机相比，可以省去部件和组装步骤。
模塑工艺优选是传递模塑。模塑料优选地是热固性或块状模塑料(BMC)。
有利的是，所述模塑料在上侧和下侧覆盖所述电机外壳盖的整个表面并且所述电机外壳盖的边缘区域(至少在下侧)没有模塑料。该自由边缘区域可用于固定到电机外壳上。
优选地，模塑料完全包围组装好的电路板，这使得热传导特别有效。
电路板优选地被接触插头贯穿，每个接触插头在一端与电路板电接触并且在另一端具有从模塑料凸出的接触区域。接触区域可以设计为压配合接触。与电路板的电接触可以通过SMD(表面安装器件)焊盘(着陆焊盘)进行。
如果在电机外壳盖和电路板之间设置垫片是有利的。这些可以形成在电机外壳盖或电路板上。垫片确保组件之间的模塑料厚度均匀。
优选地，所述电路板布置有电容器，在所述模塑料和所述电容器之间形成自由空间以备电容器放出气体。自由空间可以由盖板或模制过程中使用的模具形成。
可以想象，电路板配备在一侧或两侧。优选地，至少一个所述电容器设置在所述电路板靠近所述电机外壳盖的一侧。有利的是，该电容器穿过所述电机外壳盖，这样可以节省安装空间。
所述电路板的下侧布置有纵向延伸的至少两个导向销，用于在组装电机时进行定位和对中。
此外，电机具有：
转子，所述转子绕旋转轴可旋转地安装，
定子，所述定子包括定子铁芯和缠绕在所述定子铁芯上的线圈，并且其中所述绕组由至少一根具有绕组线端部的绕组线形成，
汇流排单元，所述汇流排单元布置在所述定子的上侧并且具有与线圈接触的汇流排，
电路板，以及
电机外壳，所述电机外壳围绕所述转子、所述定子、所述汇流排单元和所述电路板，并具有由所述电机外壳盖封闭的安装开口，所述电机外壳盖和所述电路板是如上所述的电机外壳盖装置的一部分。
在这种情况下，如果所述接触插头的接触区域与所述定子、尤其是电机的汇流排单元电接触，则是有利的。
连接到电路板或也可以连接到汇流排单元的上述导向销与其他部件接合以定位和对准部件。
还提供了一种上述电动机的制造方法，该方法包括以下步骤：
a)将组装的电路板定位在所述电机外壳盖的下侧，
b)将所述插头连接器定位在所述电机外壳盖的上侧，其中所述插头连接器围绕电接触件，该电接触件穿过所述电机外壳盖并与所述电路板的端部区域电接触，
c)在电路板、连接器和电机外壳盖的组件周围放置模具；以及
d)将模塑料引入(特别是压塑)所述模具中，使得所述电机外壳盖、所述组装的电路板和所述连接器至少部分地被所述模塑料包围，该模塑料电路板和连接器固定到电机外壳盖。
该方法具有上述优点。成型工艺可以是注塑成型、经典灌封、真空灌封或传递成型(压缩成型)。
优选地，在步骤a)之前的方法步骤中，接触接头从上到下穿过所述电路板，所述接触接头的一端具有位于上侧的SMD焊盘，所述接触接头的另一端具有位于电路板下方的接触区域，在步骤d)中，所述接触区域没有被模塑料包围。如已经描述的，接触区域可以设计为压配合接触。
优选地，在步骤d)中生产的电机外壳盖装置与具有定子和汇流排单元的定子组件接触，导向销布置在所述电机外壳盖装置的下侧或所述定子组件的上侧，用于接收导向销的孔设置在相应的其他部件上，该方法包括以下步骤：
将所述电机外壳盖装置和所述定子组件相互安装在一起，
将所述导向销插入所述孔中，以及
将所述接触插头的接触区域与所述汇流排单元接触。
因此，导向销使得部件居中和定位，以便确定部件相对于彼此的位置并确保接触插头和汇流排单元之间的接触，即使在盲组装的情况下也是如此。
附图说明
下面参照附图更详细地解释本发明的优选实施例。类似或类似作用的部件在图中用相同的附图标记表示。这些附图示出了：
图1：带有插头连接器、电机外壳盖和电路板的电机外壳盖组件的空间视图，
图2：通过图1的布置与电机外壳壁的纵向截面，
图3：接触插头穿透电路板的详细视图，
图4：另一个电机外壳盖组件的纵向截面，
图5：布置在电机外壳盖上的电路板的详细视图，
图6：定子组件安装在图1的电机外壳盖组件上的空间视图，
图7：电机外壳盖组件的电机外壳盖的俯视图，
图8：定子组件安装在第二实施例的电机外壳盖组件上的立体图，以及
图9：定子组件安装在另一实施例的电机外壳盖组件上的空间视图。
具体实施方式
图1示出了电机的电机外壳盖1，特别是用作车库门的驱动电机或用于汽车领域的驱动电机。电机位于电机外壳中，该电机外壳具有装配开口，该装配开口由电机外壳盖封闭。电机外壳盖1被设置在插头连接器2中的电接触件贯穿，该插头连接器2在其上侧连接到电机外壳盖3。插头连接器2可以与用于控制电机的插头接触。在远离插头连接器的一侧，即电机外壳盖4的下侧，布置有电路板5，该电路板5配备有控制单元6的部件。电路板5被接触插头7贯穿，在所示示例中，每个接触插头在下侧形成压配合接触件8并且可以与电机的定子建立电接触。
电机外壳盖1以及组装好的电路板5和插头连接器2在模制过程中被模塑料9包围。在模制过程中，形成电机外壳盖组件。模塑工艺优选为传递模塑，也称为压缩模塑。为此，在组件周围设置模具，并使用传递模塑来引入模塑料。由于传递模塑使用低温和低压，控制单元不会损坏。模塑料9优选地是热固性或块状模塑料。
模塑料9在其上侧3和下侧4的整个表面上围绕电机外壳盖1。板状电机外壳盖10的边缘区域没有模塑料，以允许附接至电机外壳。电机外壳盖1和电机壳体之间的连接(未示出)优选地是材料接合，没有密封件或螺纹连接。搅拌摩擦焊接，优选在轴向方向，翻边或激光焊接可用于连接。如果边缘区域以外的表面用于连接，则该表面保持没有模塑料。模塑料9完全包围电路板5并因此也包围控制单元6的所有部件。只有接触插头8的压配合触点从模塑料9凸出。在模制过程中的密封优选在模具本身中和/或通过接触插头7和/或插头连接器2上的几何形状进行。
插头连接器2仅在底部区域11中被模塑料9包围，由此插头连接器2牢固地连接到电机外壳盖1。因此可以省去额外的螺纹连接或胶合。
图2详细显示了由模塑料9包围的部件。如图所示，在电机外壳盖1在电机外壳12的一个端面上的组装状态下，模塑料9伸入电机外壳13中并且可以在电机外壳内部终止。然而，也可以想到，在模塑料9和电机外壳13的外壳壁之间形成间隙。
电容器14布置在电路板5上，在模制过程之前覆盖有保护帽，或者，在模制过程中的模具被适配成使得模塑料包围电容器14，但与电容器14间隔开间隙或空间，以使组件14有可能放出气体。
模塑料9通过电机外壳盖1将控制单元产生的热量有效地传导到外部。由金属制成的电机外壳盖1用作散热器。此外，模塑料9将组装好的电路板5和插头连接器2都固定到电机外壳盖1上。
接触插头7在装配电路板5时在组装过程中插入。它们在一侧具有压配合接触件8，在另一侧具有SMD焊盘15，它仅由一个焊接区域组成，并创建电路板5的顶部和接触插头7之间的电气连接和机械连接(另请参见图3)。
借助于SMD焊盘15，可以通过圆柱孔径实现对中，并通过焊接固定到电路板5上。SMD焊盘15也被模塑料9包围，这意味着在与定子接触的期间，特别是在与汇流排单元接触的期间，变形的风险可以保持低。通过用模塑料围绕电路板，SMD焊盘15也被支撑在模塑料上，从而配合力不会对焊点施加压力。
代替压配合接触件8，也可以考虑在接触插头7上形成用于压接连接的压接套筒、绝缘位移接触件、插入式接触件或焊接接触件，用于连接到定子，特别是汇流排单元。
图4示出了另一个实施例，其中电容器14附加地布置在电路板5的上侧，该电容器穿过电机外壳盖1。如在前面的示例中，电路板5装备在两侧，确保电子元件被模塑料9完全包围。还为布置在电路板上方的电容器14形成朝向模塑料9的自由空间，使得电容器14可以放出气体。
图5详细示出了电路板5在电机外壳盖1下方的布置。为了保证电机外壳盖1和电路板5之间的距离，在所示实施例中，在电路板5的顶部附接或模制由塑料制成的垫片16。还可以想到的是，将垫片16形成或附接到电机外壳盖4的下侧。垫片16允许模塑料(未示出)包围电路板的顶面和电机外壳盖的底面，因此就没有无模塑料的区域，并且散热效果特别好，因为没有空气被困在部件之间，并且模塑料在组件之间均匀分布。
图6、图8和图9显示了具有导向销17的三个不同的实施例，其中，导向销17用于将电机外壳盖组件18居中和定位在定子组件19的顶部，定子组件19由定子20和前置汇流排组成单元。导向销17布置在两个部件中的一者上并且在每种情况下接合到另一部件中，以便限定部件相对于彼此的位置并确保在盲装的情况下接触插头7与汇流排单元的接触。
在图6中，导向销17形成在汇流排单元上。它们垂直地位于汇流排单元的上侧并且从下侧接合到电机外壳盖装置21的孔中。孔21优选地不完全穿过电机外壳盖装置21(盲孔)，从而由电机壳体包围的电机室被密封。电机外壳盖1和电路板5中的孔区域在模制过程中由模塑料9封闭。在上侧，如图7所示，可以看到模塑料9中的封闭孔。
在图8所示的变型中，导向销17形成在电机外壳盖4的下侧并且垂直地竖立在下侧4上。它们穿透电路板5并在下侧凸出超过模塑料9。然而，也可以设置成导向销17仅穿过电路板5，或者导向销17在模制过程中形成在电机外壳盖4的下侧上。导向销17还伸出接触插头7，从而在组装过程中它们首先进入定子组件的汇流排单元并进行预定中。还可以设置导向销17的高度低于接触插头7。在这种情况下，为汇流排单元上的导销17提供的配合结构必须凸出，以确保导向销17在接触插头7之前首先浸入配合结构中。在成型过程中，电路板上导向销17穿过的孔被密封，除非导向销17本身是在成型过程中形成的。导向销17接合在汇流排单元上侧的相应孔22中。
还可以设置，插头连接器2在下侧具有导向销23，该导向销穿过电机外壳盖1和电路板5并从下侧的模塑料9凸出，如图9所示。导向销23还接合定子组件19，用于将电机外壳盖组件18定位在汇流排单元上。
导向销17可以非常普遍地减小用于将电机外壳盖组件18定位在定子组件19上的公差链。导向销17可以具有作为轴向止动件的邻接肩部。
为了定位，可以附加地在接触插头7上形成止挡肩作为轴向止挡，或者可以提供围绕接触插头7的套筒作为止挡肩。
Claims (15)
1.一种电机外壳盖装置，包括电机的电机外壳盖(1)和配备有电子元件的电路板(5)，所述电机外壳盖(1)具有上侧(3)和下侧(4)，所述电机外壳盖(1)被电接触件贯穿，每个所述电接触件通过第一端部区域与所述电路板(5)电接触并且通过第二端部区域布置在插头连接器(2)中，所述插头连接器(2)布置所述电机外壳盖(3)的上侧，其特征在于，在成型过程中，所述电机外壳盖(1)、组装好的电路板(5)和所述插头连接器(2)至少部分被模塑料(9)包围，所述模塑料(9)将所述电路板(5)和所述插头连接器(2)固定到所述电机外壳盖(1)上。
2.根据权利要求1所述的电机外壳盖装置，其特征在于，所述模塑料(9)是热固性或块状模塑料。
3.根据权利要求1或2所述的电机外壳盖装置，其特征在于，所述模塑料(9)在上侧和下侧(3、4)完全包围电机外壳盖(1)，并且所述电机外壳盖(10)的边缘区域没有所述模塑料。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电机外壳盖组件，其特征在于，所述模塑料(9)完全包围所述组装好的电路板(5)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电机外壳盖装置，其特征在于，所述电路板(5)被接触插头(7)贯穿，每个所述接触插头(7)在一端与所述电路板(5)电接触并且在另一端具有接触区(8)，该接触区(8)从所述模塑料(9)凸出。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电机外壳盖装置，其特征在于，在所述电机外壳盖(1)和所述电路板(5)之间布置有垫片(16)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电机外壳盖装置，其特征在于，所述电路板(5)布置有电容器(14)，在所述模塑料(9)和所述电容器(14)之间形成自由空间。
8.根据权利要求7所述的电机外壳盖装置，其特征在于，至少一个所述电容器(14)设置在所述电路板(5)靠近所述电机外壳盖的一侧，该电容器(14)穿过所述电机外壳盖(1)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电机外壳盖装置，其特征在于，所述电路板(5)的下侧布置有纵向延伸的至少两个引导销(17)。
10.一种电机，具有：
转子，所述转子绕旋转轴可旋转地安装，
定子(20)，所述定子(20)包括定子铁芯和缠绕在所述定子铁芯上的线圈，并且其中绕组由至少一根具有绕组线端部的绕组线形成，
汇流排单元，所述汇流排单元布置在所述定子的上侧并且包括与所述线圈接触的汇流排，
电路板(5)，以及
电机外壳(13)，所述电机外壳(13)围绕所述转子、所述定子(20)、所述汇流排单元和所述电路板(5)，并具有由所述电机外壳盖(1)封闭的安装开口，其特征在于，
所述电机外壳盖(1)和所述电路板(5)是根据前述权利要求中任一项所述的电机外壳盖装置(21)的一部分。
11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述接触插头(8)的接触区域与所述定子(20)电接触。
12.根据权利要求10或11所述的电机，其特征在于，所述电机包括导向销(17)，所述导向销(17)连接到所述电路板(5)或所述汇流排单元，并与相应的其他部件接合，用于定位和对准部件。
13.一种电机的制造方法，该电机具有：
转子，所述转子绕旋转轴可旋转地安装，
定子(20)，所述定子(20)包括定子铁芯和缠绕在定子铁芯上的线圈，并且其中绕组由至少一根具有绕组线端部的绕组线形成，
汇流排单元，所述汇流排单元布置在所述定子的上侧并且包括与所述线圈接触的汇流排，
组装好的电路板(5)，以及
电机外壳(13)，所述电机外壳(13)围绕所述转子、所述定子(20)、所述汇流排单元和所述电路板(5)，电机外壳盖(1)适于封闭所述电机外壳(13)的安装开口，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a)将所述组装好的电路板(5)定位在所述电机外壳盖(4)的下侧，
b)将所述插头连接器(2)定位在所述电机外壳盖(3)的上侧，其中所述插头连接器(2)围绕电接触件，所述电接触件穿过所述电机外壳盖(1)并与所述电路板(5)的端部区域电接触，
c)在电路板(5)、插头连接器(2)和电机外壳盖(1)的组件周围放置模具，
d)将模塑料(9)引入所述模具中，使得所述电机外壳盖(1)、所述组装好的电路板(5)和所述插头连接器(2)至少部分地被所述模塑料(9)包围，所述模塑料(9)将所述电路板(5)和所述插头连接器(2)固定到所述电机外壳盖(1)上。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤a)之前的方法步骤中，接触接头(7)从上到下穿过所述电路板(5)，所述接触接头(7)的一端具有SMD焊盘(15)，所述SMD焊盘(15)位于上侧，所述接触接头(7)的另一端具有接触区域(8)，所述接触区域(8)位于电路板(5)的下方，并且在步骤d)中，所述接触区域没有被所述模塑料包围。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤d)中生产的电机外壳盖装置(21)与由定子(20)和汇流排单元组成的定子组件(19)接触，其中导向销(17)布置在所述电机外壳盖装置(21)的下侧或所述定子组件(19)的上侧，并且用于接收所述导向销(17)的孔(22)布置在相应的其他部件上，并且该方法包括以下步骤：
将所述电机外壳盖装置(21)和所述定子组件(19)装配在一起，
将所述导向销(17)接合到所述孔(22)中，以及
将所述接触插头(8)的接触区域与所述汇流排单元接触。
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