CN115549420A - 马达单元 - Google Patents

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CN115549420A
CN115549420A CN202210733531.6A CN202210733531A CN115549420A CN 115549420 A CN115549420 A CN 115549420A CN 202210733531 A CN202210733531 A CN 202210733531A CN 115549420 A CN115549420 A CN 115549420A
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CN202210733531.6A
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Inventor
山口雄平
服部隆志
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/14Casings; Enclosures; Supports
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

本发明提供马达单元。该马达单元具有马达部、收纳所述马达部的外壳以及位于所述马达部的沿着旋转轴线的轴向的一侧的控制部。所述控制部具有经由基板端子而与马达端子连接的基板。所述基板收纳在设置于所述外壳的轴向一侧的基板收纳空间中。所述外壳具有包围所述马达部和所述控制部的外周侧的周壁部。所述周壁部具有周壁主体部和从所述周壁主体部向径向外侧突出并且位于所述基板收纳空间的外周侧的突出部。所述突出部在比所述周壁主体部靠径向外侧的位置设置有突出空间。所述基板端子和所述马达端子从所述基板收纳空间延伸至所述突出空间内,并在所述突出空间内相互连接。所述突出部具有使所述突出空间向轴向另一侧开口的另一侧开口。

Description

马达单元
技术领域
本发明涉及马达单元。
背景技术
近年来,出于简化组装工序等目的,正在采用在马达主体(马达部)的轴向一侧将控制部一体化的马达单元。在该情况下,需要将马达主体的定子与控制部的基板连接。
在专利文献1中,在马达外壳的轴向一侧所具有的散热器的侧面设置孔。在该孔的内部配置从马达主体延伸的马达端子和从控制基板延伸的基板端子,并将这些端子彼此焊接而连接。
专利文献1:日本特许第5063722号公报
如上所述,考虑了各种将马达端子与基板端子连接的方法,但期望能够抑制追加部件的产生而采用简单的连接方法的结构。
发明内容
本发明鉴于上述情况,其目的之一在于,在马达部的轴向一侧将控制部一体化的马达单元中,提高端子彼此的连接方法的自由度。
本发明的一个方式为马达单元,其具有:马达部,其具有转子和定子,该定子包含马达端子;外壳,其收纳所述马达部;以及控制部,其位于所述马达部的沿着旋转轴线的轴向的一侧。所述控制部具有经由基板端子而与所述马达端子连接的基板。所述基板收纳在设置于所述外壳的轴向一侧的基板收纳空间中。所述外壳具有包围所述马达部和所述控制部的外周侧的周壁部。所述周壁部具有:周壁主体部;以及突出部,其从所述周壁主体部向径向外侧突出并且位于所述基板收纳空间的外周侧。所述突出部在比所述周壁主体部靠径向外侧的位置设置有突出空间。所述基板端子和所述马达端子从所述基板收纳空间延伸至所述突出空间内,并在所述突出空间内相互连接。所述突出部具有使所述突出空间向轴向另一侧开口的另一侧开口。
根据本发明的一个方式,在马达部的轴向一侧将控制部一体化的马达单元中,能够提高端子彼此的连接方法的自由度。
附图说明
图1是本实施方式的马达单元的沿着轴向的剖视图。
图2是图1的主要部分放大图。
图3是从轴向观察散热器的俯视图。
图4是示出本实施方式的第一变形例的与图3同样的俯视图。
图5是示出本实施方式的第二变形例的与图2同样的剖视图。
图6是本实施方式的马达单元的立体图。
图7是散热器的立体图。
图8是搭载有本实施方式的马达单元的电动助力转向装置的示意图。
标号说明
1:马达单元;3:马达部;5:控制部;11:马达外壳(外壳);20:转子;30:定子;33:线圈(绕组);40:散热器;43:周壁部;44:周壁主体部;51:基板端子;51c:第一轴向直线部;51d:第一径向直线部;51e:屈曲部;53:马达端子;53c:第二轴向直线部;53d:第二径向直线部;53e:屈曲部;55:连接部;57、57’:突出部;58:下方侧开口(另一侧开口);59:上方侧开口(一侧开口);66:基板;70:罩;71c:周壁主体部;72:平板部;72a:平板主体部;73:罩突出部;82:帽部;K1:突出空间;K2:基板收纳空间;J:中心轴线。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的马达进行说明。另外,本发明的范围并不限定于以下的实施方式,能够在本发明的技术思想的范围内任意地变更。另外,在以下的附图中,为了容易理解各结构,有时使实际的构造与各构造中的比例尺、数量等不同。
另外,在附图中,适当地示出XYZ坐标系作为三维正交坐标系。在XYZ坐标系中,Z轴方向为与图1所示的中心轴线(旋转轴线)J的轴向平行的方向。X轴方向是与Z轴方向垂直的方向,是图1的左右方向。Y轴方向是与X轴方向和Z轴方向双方垂直的方向。
另外,在以下的说明中,将Z轴方向的正侧(+Z侧,一侧)称为“上侧”,将Z轴方向的负侧(-Z侧,另一侧)称为“下侧”。另外,上侧和下侧仅是为了说明而使用的名称,并不限定实际的位置关系和方向。另外,只要没有特别说明,将与中心轴线J平行的方向(Z轴方向)简称为“轴向”,将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”,将以中心轴线J为中心的周向、即绕中心轴线J的方向简称为“周向”。并且,在以下的说明中,“俯视”是指从轴向观察的状态。
图1是本实施方式的马达单元1的沿着轴向的剖视图。图2是图1的主要部分放大图。图3是从轴向观察后述的散热器40的俯视图。图4是示出本实施方式的第一变形例的与图3同样的俯视图。图5是示出本实施方式的第二变形例的与图2同样的剖视图。图6是本实施方式的马达单元1的立体图。图7是散热器40的立体图。图8是搭载有本实施方式的马达单元1的电动助力转向装置101的示意图。
<马达单元>
如图1、图6所示,马达单元1具有马达部(马达主体)3、控制部5以及罩70。
马达部3具有以沿上下方向延伸的中心轴线J为中心进行旋转的转子20。控制部5位于马达部3的上侧。控制部5控制转子20的旋转。罩70从径向外侧和上侧包围控制部5。
<马达部>
马达部3具有马达外壳11、转子20、定子30、上侧轴承24以及下侧轴承25。
<马达外壳>
马达外壳11呈在上侧(+Z侧)开口的筒状。马达外壳11收纳马达部3的各部件。本实施方式的马达外壳11具有外壳主体11a和轴承保持架(散热器)40。
<外壳主体>
外壳主体11a具有筒状部14、底部13以及下侧轴承保持部18。外壳主体11a例如是铝合金制的。外壳主体11a例如是单一部件。
筒状部14呈包围定子30的径向外侧的筒状。在本实施方式中,筒状部14例如呈圆筒状。筒状部14在上端部14a处与轴承保持架40的周壁部43的下端部连结。在筒状部14的内侧面固定有定子30。
底部13设置于筒状部14的下侧(-Z侧)的端部。在底部13上设置有沿轴向(Z轴方向)贯穿底部13的轴贯通孔13a。下侧轴承保持部18设置于底部13的上侧(+Z侧)的面。下侧轴承保持部18保持下侧轴承25。保持上侧轴承24的上侧轴承保持部47设置在轴承保持架40上。
<转子>
转子20具有轴21、转子铁芯22以及转子磁铁23。
轴21以沿上下方向(Z轴方向)延伸的中心轴线J为轴心。轴21被下侧轴承25和上侧轴承24支承为能够绕中心轴线J旋转。轴21的下侧(-Z侧)的端部经由轴贯通孔13a向马达外壳11的外部(下方)突出。在轴21的下侧的端部例如压入有用于与输出对象连接的耦合器(省略图示)。
在轴21的上端经由安装部件62安装有传感器磁铁63。例如,传感器磁铁63也可以通过粘接剂等直接安装在轴21的前端。
转子铁芯22固定于轴21。转子铁芯22沿周向包围轴21。转子磁铁23固定于转子铁芯22。更详细而言,转子磁铁23固定于转子铁芯22的沿着周向的外侧面。转子铁芯22和转子磁铁23与轴21一起旋转。
<定子>
定子30包围转子20的径向外侧。定子30具有定子铁芯31、绕线架32以及线圈(绕组)33。
绕线架32由具有绝缘性的材料构成。绕线架32覆盖定子铁芯31的至少一部分。在马达单元1驱动时,线圈33对定子铁芯31进行励磁。线圈33是通过卷绕线圈线33a而构成的。线圈线33a经由绕线架32进行卷绕。线圈线33a的端部向上侧引出。引出的线圈线33a与后述的马达端子53连接。马达端子53与从基板66延伸的基板端子51连接。定子30的线圈33经由基板端子51和马达端子53与基板66连接。
<上侧轴承和下侧轴承>
上侧轴承24将轴21的上端部支承为能够旋转。上侧轴承24位于定子30的上侧(+Z侧)。上侧轴承24保持于轴承保持架40的上侧轴承保持部47。
下侧轴承25将轴21的下端部支承为能够旋转。下侧轴承25位于定子30的下侧(-Z侧)。下侧轴承25保持于马达外壳11的下侧轴承保持部18。
在本实施方式中,上侧轴承24和下侧轴承25是球轴承。但是,上侧轴承24和下侧轴承25的种类没有特别限定,也可以是其他种类的轴承。
<轴承保持架(散热器)>
轴承保持架40位于定子30的上侧(+Z侧)。轴承保持架40保持上侧轴承24。轴承保持架40的俯视的形状例如是与中心轴线J同心的圆形状。轴承保持架40例如是与外壳主体11a同样的铝合金制的。轴承保持架40例如是单一部件。轴承保持架40被夹在外壳主体11a与罩70之间。轴承保持架40配置在马达部3与控制部5之间。
轴承保持架40具有上壁部41、套环部42以及周壁部43。
上壁部41呈与轴向垂直的平板状。上壁部41在俯视时为圆形状。上壁部41配置于外壳主体11a的筒状部14的上端部14a。在上壁部41设置有沿轴向(Z轴方向)贯通的上方贯通孔45。上方贯通孔45在俯视时位于轴承保持架40的大致中央。
参照图7,轴承保持架40的上壁部41的外周部的周向的一部分被后述的下方侧开口58切除。该缺口部是下方侧开口58的径向内侧的区域58a。马达内部经由下方侧开口58的径向内侧的区域58a而向基板收纳空间K2侧开放,马达内部与基板收纳空间K2相互连通。下方侧开口58的径向内侧的区域58a供从定子30延伸的马达端子53沿着轴向通过。
参照图1,套环部42设置于上壁部41的下表面侧(-Z侧)。套环部42从上壁部41的上方贯通孔45的周缘部向下方突出。套环部42呈与上方贯通孔45同轴的圆筒状。
在套环部42的上部设置有直径与上方贯通孔45相同的上部内周面42a。在套环部42的下部设置有直径比上部内周面42a大的下部内周面42b。在上部内周面42a与下部内周面42b之间设置有台阶面42c。台阶面42c是与轴向垂直的平面。
套环部42的下部构成保持上侧轴承24的上侧轴承保持部47。上侧轴承保持部47在下部内周面42b的内周侧且台阶面42c的下方保持上侧轴承24。在上部内周面42a的内周侧在比上侧轴承24靠上方的空间中配置有传感器磁铁63。在传感器磁铁63的上方配置有基板66的下表面66a。在基板66的下表面66a中的与传感器磁铁63对置的部位安装有旋转传感器61。
周壁部43从上壁部41的外周缘部向上方突出。周壁部43包围基板66的径向外侧。
参照图2、图7,在本实施方式中,周壁部43例如具有:圆筒状的周壁主体部44,其与外壳主体11a的筒状部14的上方相连;以及突出部57,其相对于周壁主体部44向径向外侧突出。周壁部43在上端部处与罩周壁部71的下端部连结。从轴向观察时,周壁部43包含周壁主体部44和突出部57而呈环状连续。
在周壁主体部44的下方设置有沿着轴向向下方突出的插入壁43a。从轴向观察时,插入壁43a设置为沿着周壁主体部44的下端的圆弧状。插入壁43a偏向周壁主体部44的下端的内周侧而设置。插入壁43a嵌入外壳主体11a的筒状部14的上端部14a的内周侧,使外周面与上端部14a的内周面接触。
在周壁部43的下端,在比插入壁43a靠外周侧的位置设置有台阶面43b。台阶面43b是与轴向垂直的平面。台阶面43b与筒状部14的上端部14a的上表面14b接触。
插入壁43a的外周面与筒状部14的内周面以及台阶面43b与上表面14b分别通过粘接剂而相互粘接在一起。由此,轴承保持架40与外壳主体11a相互结合。
参照图1,在轴承保持架40的上壁部41的上表面40a与基板66的下表面66a之间设置有散热脂等散热材料(省略图示)。散热材料将在基板66和安装在基板66上的安装部件中产生的热传递给轴承保持架40。轴承保持架40将经由散热材料传递的热向外部散热。即,本实施方式的轴承保持架40作为基板66乃至控制部5的散热器而发挥功能。以下,有时将轴承保持架40称为散热器40。
基板66不限于与散热器40面接触的结构,也可以隔着间隔件而相对于散热器40浮起。基板66不限于在上表面66b安装电子部件67的结构,也可以在下表面66a安装电子部件67。
另外,上方贯通孔45也可以由盖体封闭。盖体可以与散热器40的上壁部41一起构成平坦的上表面40a。盖体可以经由散热材料与基板66的下表面66a接触。
并且,也可以为不设置散热器40的结构。即,也可以为基板66配置于与散热器40、外壳主体11a不同的部件(树脂制等)的结构。
<突出部>
参照图3、图4,轴承保持架40的突出部57比周壁主体部44向径向外侧突出。
从轴向观察时,图3的突出部57呈沿着周向延伸的圆弧状。图3的突出部57具有沿着周向延伸的圆弧状的突出外侧部57a和从突出外侧部57a的周向的两端分别向周壁主体部44侧(径向内侧)延伸的一对突出台阶壁57b。各突出台阶壁57b沿着径向呈直线状延伸。各突出台阶壁57b的径向内侧的末端与周壁主体部44连接。
如图中双点划线所示那样,各突出台阶壁57b也可以与突出外周壁的二等分线平行地延伸。周壁主体部44在设置突出部57的范围内被切除。将周壁主体部44的缺口部称为周壁缺口部43c。
图4的突出部57’在从轴向观察时呈矩形状。图4的突出部57’具有沿切线方向延伸的直线状的突出外侧壁和从突出外侧壁的长度方向的两端向周壁主体部44侧延伸的一对突出台阶壁57b。从轴向观察时,切线方向是沿着与上壁部41的外周缘相连的假想外周缘41a的切线的方向。各突出台阶壁57b沿着与突出外侧壁垂直的方向呈直线状延伸。各突出台阶壁57b的径向内侧的末端与周壁主体部44连接。图4的突出部57’也反映在图6、图7中。
从轴向观察时,突出部57、57’在比圆形的基板收纳空间K2靠外周侧(径向外侧)的位置设置有突出空间K1。突出空间K1是设置在突出部57、57’的内侧的空间,由突出外侧部57a和一对突出台阶壁57b这三方包围。突出空间K1经由周壁缺口部43c与基板收纳空间K2连通。突出部57、57’是马达单元1中的电力线连接用的部位。
突出部57、57’具有使突出空间K1整体向轴向另一侧(下方侧)开口的下方侧开口58。下方侧开口58是在轴向上贯穿散热器40的孔。从轴向观察时,下方侧开口58为与突出部57、57’内的突出空间K1的外形实质上相同的形状。即,在图3所示的圆弧状的突出部57和突出空间K1的情况下,下方侧开口58也呈圆弧状。在图4所示的矩形状的突出部57’和突出空间K1的情况下,下方侧开口58也呈矩形状。以下,将突出部57、57’包含在内而简称为突出部57。
下方侧开口58扩展至比突出空间K1靠径向内侧的位置。下方侧开口58扩展至比与上壁部41的外周缘相连的假想外周缘41a靠径向内侧的位置。从轴向观察时,下方侧开口58扩展至与基板66的一侧缘重叠的位置。在基板66的一侧缘配置有基板端子51的基端51a。下方侧开口58例如以假想外周缘41a为界被划分为径向内侧的区域58a和径向外侧的区域58b。马达端子53从马达部3侧朝向基板收纳空间K2侧通入到下方侧开口58的径向内侧的区域58a中。
<控制部>
如图1所示,控制部5具有基板66。基板66例如在俯视时为矩形状(参照图3、图4)。基板66具有安装于基板主体的多个电子部件67。电子部件67是旋转传感器61、电解电容器、扼流线圈等。在马达单元1中使用的基板66的张数不限于1张,也可以为多张。
基板66控制马达单元1。在基板66上连接有基板端子51的基端51a。基端51a插入于形成在基板66上的通孔中,通过焊料等与基板接合。另外,也可以是与基端51a接合的端子的表面安装在上表面66b上,该端子与基端51a通过焊料等而接合。在基板端子51上连接有马达端子53。
马达端子53的从基端53a(下端)向径向内侧(中心轴线J侧)延伸的基端延长部与定子30的线圈33连接。马达端子53从基端53a向上方沿着轴向延伸。马达端子53从基端53a向上方呈直线状延伸。马达端子53通过下方侧开口58的径向内侧的区域58a而进入基板收纳空间K2。
基板端子51和马达端子53在基板收纳空间K2内向径向外侧屈曲,并向突出空间K1内延伸。基板端子51和马达端子53在突出空间K1内相互连接。基板66经由基板端子51和马达端子53与马达部3连接。
电子部件67中的发热元件优选安装在与轴承保持架40相接的基板66上。由此,从发热元件产生的热经由轴承保持架40被有效地散热。在本说明书中,发热元件是指安装在基板66上的电子部件67中的、发出热而成为高温的元件。作为发热元件,例示了场效应晶体管、电容器、场效应晶体管驱动用驱动器集成电路、电源用集成电路、开关元件、半导体开关元件等。发热元件只要是成为高温的元件即可,其种类不被限定。
基板66配置于轴承保持架40的上侧(+Z侧)。基板66的板面方向(沿着上下表面66a、66b的方向)与轴向垂直。即,基板66沿着与中心轴线J垂直的方向配置。基板66的厚度方向与轴向平行。
基板66的下表面66a与轴承保持架40的上表面40a相互接触。即,基板66与马达部3的上表面40a接触。在基板66的下表面66a与轴承保持架40的上表面40a之间填充有散热脂等。
另外,在本说明书中,2个部件“接触”是如下的概念:只要2个部件彼此的位置在接触的方向上被唯一地确定,则也包括“经由另外准备的其他部件接触”的情况。因此,基板66与马达部3的上表面40a接触。“其他部件”包括散热脂等具有流动性的部件。
在基板66的下表面66a安装有旋转传感器61。从轴向观察时,旋转传感器61与上方贯通孔45重叠。从轴向观察时,旋转传感器61与传感器磁铁63重叠。旋转传感器61检测传感器磁铁63的旋转。在本实施方式中,旋转传感器61是磁阻元件。旋转传感器61例如也可以是霍尔元件。
<罩>
如图1、图2、图6所示,罩70位于马达部3的上侧(+Z侧)。罩70呈在下侧(-Z侧)开口的有底筒状。罩70覆盖配置于马达部3的上端部的控制部5。罩70在马达部3的上端部设置基板收纳空间K2。
罩70具有罩周壁部71和平板部72。
罩周壁部71包围控制部5的径向外侧。在本实施方式中,罩周壁部71例如具有与轴承保持架40的周壁部43的周壁主体部44的上方相连的圆筒状的周壁主体部71c和相对于周壁主体部71c向径向外侧突出的罩突出部73。罩周壁部71在下端部处与周壁部43的上端部连结。
罩突出部73和轴承保持架40的突出部57在从轴向观察时相互重叠。罩突出部73和轴承保持架40的突出部57在从轴向观察时具有彼此相同的外形形状。
罩突出部73从上方覆盖由突出部57的突出外侧部57a和一对突出台阶壁57b包围的区域,将突出部57的上端封闭。罩突出部73构成覆盖突出部57的上方侧的突出上壁部。罩突出部73配置于比平板部72靠轴向另一侧(下侧)的位置。图2、图6的罩突出部73例如呈与轴向垂直的平板状,但并不限于此。罩突出部73也可以具有与突出部57的突出外侧壁和一对突出台阶壁57b的上方相连的壁部。
参照图2,在罩周壁部71的下方设置有沿着轴向向下方突出的插入壁71a。从轴向观察时,插入壁71a遍及周壁主体部71c的下端和罩突出部73的下端地呈环状连续。插入壁71a偏向周壁主体部71c和罩突出部73的各下端的内周侧而设置。插入壁71a嵌入轴承保持架40的周壁部43的内周侧,使外周面与周壁部43的内周面接触。
在罩周壁部71的下端,在比插入壁71a靠外周侧的位置设置有台阶面71b。台阶面71b是与轴向垂直的平面。台阶面71b与轴承保持架40的周壁部43的上表面14b接触。
插入壁71a的外周面与周壁部43的内周面以及台阶面71b与上表面14b分别通过粘接剂而相互粘接。由此,罩70与轴承保持架40相互结合。即,罩70与马达外壳11的上部相互结合,罩70固定于马达部3。本实施方式的罩70相对于散热器40沿着轴向组装。
被罩70和轴承保持架40包围的内部空间为基板收纳空间K2和突出空间K1。在基板收纳空间K2中收纳有基板66。在突出空间K1中配置有端子51、53彼此的连接部55。突出空间K1是被罩突出部73和轴承保持架40的突出部57包围的空间。基板收纳空间K2与突出空间K1经由轴承保持架40的周壁缺口部43c而相互连通。另外,罩70也可以理解为控制部5的结构。
基板端子51和马达端子53从基板收纳空间K2进入突出空间K1内。基板端子51和马达端子53在突出空间K1内以厚度方向朝向轴向的方式配置。基板端子51和马达端子53以在突出空间K1内相互重叠的状态配置。基板端子51和马达端子53在突出空间K1内相互连接。详细而言,基板端子51和马达端子53以相互重叠的状态沿轴向被夹持,通过加压状态的焊接或铆接而结合。
参照图2,平板部72设置于罩周壁部71的上侧(+Z侧)的端部。平板部72覆盖罩周壁部71的上侧的开口。平板部72覆盖基板收纳空间K2的轴向一侧(上侧)。平板部72与基板66在轴向上对置。平板部72的轴向高度根据安装在基板66上的电气部件的轴向高度来决定。例如,在实施方式的基板66中,配置在俯视的中央附近的电解电容器具有最高的高度,根据该电解电容器的高度来决定平板部72乃至罩70的高度。
平板部72也可以构成为包含罩突出部73。即,平板部72也可以构成为具有从轴向观察时与马达外壳11重叠的圆形的平板主体部72a和位于比平板主体部72a靠轴向另一侧(下侧)的位置的平板突出部(在实施方式中为罩突出部73)。平板突出部位于比平板主体部72a的轴向一侧(上侧)的罩外表面(上表面72b)靠轴向另一侧(下侧)的位置。
在突出空间K1内配置有基板端子51和马达端子53。以下,有时将相互连接的基板端子51和马达端子53的对称为“端子对”。
在突出空间K1内配置有马达部3的U相、V相、W相各自的端子对。在图3的例子中,各相的端子对的连接部55在突出空间K1内沿着周向排列配置。从轴向观察时,突出部57和突出空间K1呈圆弧状设置。配置在突出空间K1内的基板端子51和马达端子53通过每个相的端子51、53彼此而连接。
图3的例子中的端子连接作业例如能够一边使保持于机器人臂的工件(组装中途的马达单元1)沿周向旋转一边依次进行。突出部57和突出空间K1的径向宽度被设定为供进行端子连接作业的焊枪等器具进入的最小限度的宽度。从轴向观察时为圆弧状的突出部57向外周侧的伸出量也是恒定的,从而容易抑制马达单元1的体积增大。
在图4的例子中,各相的端子对的连接部55在突出空间K1内沿着基板66的一条边(一侧缘)排列配置。从轴向观察时,突出部57’和突出空间K1设置为矩形状。配置于突出空间K1内的基板端子51和马达端子53通过每个相的端子51、53彼此而连接。突出部57’沿着基板66的一条边以恒定的宽度延伸。在该突出部57’和突出空间K1中,容易配置从基板66的侧缘立起的多个基板端子51。另外,容易使多个基板端子51共用化。
<基板端子和马达端子>
如图1所示,基板端子51从与基板66连接的基端51a朝向前端51b延伸。基板端子51在从基端51a向上方沿着轴向延伸后,向径向外侧屈曲地延伸。基板端子51具有:第一轴向直线部51c,其从基端51a沿着轴向呈直线状延伸至屈曲部51e;以及第一径向直线部51d,其从屈曲部51e沿着径向呈直线状延伸至前端51b。
马达端子53从与定子30连接的基端53a朝向前端53b延伸。马达端子53在从基端53a向上方沿着轴向延伸后,向径向外侧屈曲地延伸。马达端子53具有:第二轴向直线部53c,其从基端53a沿着轴向呈直线状延伸至屈曲部53e;以及第二径向直线部53d,其从屈曲部53e沿着径向呈直线状延伸至前端53b。
基板端子51和马达端子53分别是以恒定的宽度延伸的带状部件。基板端子51和马达端子53的各宽度例如实质上是相同的。基板端子51和马达端子53分别例如是铜合金制的。基板端子51和马达端子53分别例如是单一部件。
基板端子51的第一轴向直线部51c和马达端子53的第二轴向直线部53c例如呈厚度方向朝向径向的平板状。各轴向直线部51c、53c以在径向上相互重叠的配置配置于基板收纳空间K2。
基板端子51的第一径向直线部51d和马达端子53的第二径向直线部53d例如呈厚度方向朝向轴向的平板状。各径向直线部51d、53d以在轴向上相互重叠的配置配置于基板收纳空间K2和突出空间K1。
突出部57的下方侧开口58扩展至比突出空间K1靠径向内侧的位置。马达端子53的第二轴向直线部53c通入到下方侧开口58的径向内侧的区域58a中。从轴向观察时,下方侧开口58的径向外侧的区域58b扩展至与马达端子53的第二轴向直线部53c重叠的区域。因此,即使在将屈曲的马达端子53组装于马达部3的状态下,也能够使马达端子53整体沿着轴向通过下方侧开口58。即,即使在将马达端子53组装于马达部3的状态下,也能够将散热器40组装于外壳主体11a。
基板端子51和马达端子53的各径向直线部51d、53d通过周壁缺口部43c而从基板收纳空间K2进入突出空间K1内。各径向直线部51d、53d乃至各端子51、53在突出空间K1内例如通过焊接而相互连接。突出部57的下方侧开口58即使在将轴承保持架40与外壳主体11a相互结合的状态下也朝向下方侧开口。此时的开口的大小是供焊枪等器具能够进入的大小。因此,即使在将轴承保持架40与外壳主体11a相互结合的状态下,也能够从下方侧开口58进行突出空间K1内的端子51、53彼此的焊接。
若在轴承保持架40的上方侧组装罩70之前,则包含突出部57在内的整体在上方侧开口。即,突出部57具有使突出空间K1整体向轴向一侧(上方侧)开口的上方侧开口59。因此,若在组装罩70之前,则能够使焊枪等器具从突出部57的轴向两侧进入突出空间K1内。因此,将突出空间K1内的端子51、53彼此连接的施工方法的选项扩大。
例如,端子51、53彼此的连接通过点焊来进行。各径向直线部51d、53d以相互重叠的状态在重叠方向上被器具夹持。各径向直线部51d、53d在被器具夹持而被加压的状态下通过焊接而连接。端子51、53彼此的连接除了点焊以外,也可以通过气体焊接、激光焊接等进行,或者也可以通过焊接、TOX(注册商标)铆接来进行。
TOX铆接是冲压结合(加压结合)的一例。在TOX铆接中,将相互重叠的状态的端子51、53彼此夹在具有圆柱状的凸部的上模具和设置有凹部的下模具之间进行冲压加工。由此,使各端子51、53塑性变形而结合成一体。TOX铆接是铆接的一例,但在不使用铆钉这一点上容易应用于小部件,并且还有成本优势。
若通过通孔将马达端子53直接连接在基板66上,则由于马达端子53与马达外壳11的热膨胀系数差,存在在热冲击试验后焊料产生裂纹的风险。与此相对,通过经由各端子51、53的延长部分(各直线部51c、51d、53c、53d)将端子51、53彼此连接,吸收热膨胀系数差。在这一点上,更优选在各端子51、53的延长部分具有屈曲部51e、53e。
在实施方式中,在马达外壳11的基板收纳空间K2的外周侧设置有突出部57,使基板端子51和马达端子53进入突出部57的内侧(突出空间K1),将各端子51、53相互连接。突出部57具有使突出空间K1向轴向另一侧开放而能够进行端子连接作业的另一侧开口。包含突出部57的散热器40整体的上侧为了进行基板66的装卸而开放。因此,如上所述,能够从轴向两侧使焊枪等器具进入突出空间K1,进行各端子51、53的连接。
<帽部>
如图2所示,在下方侧开口58安装有在将端子51、53彼此连接后,在马达单元外侧封闭下方侧开口58的帽部82。帽部82例如是与罩70同样的树脂制的。帽部82是为了保护端子连接部55不受飞石等的干扰而设置的。帽部82具有插入到下方侧开口58内的插入部82a和与突出部57的下端抵接的凸缘部82b。
图5示出了在帽部82的插入部82a的外周设置有O型圈83的例子。通过在帽部82设置有O型圈,能够抑制水、油进入凹空间K1和基板收纳空间K2。即,容易确保马达单元1的防水性能和防油性能。另外,也可以将帽部82相对于凹部74进行激光熔接。由此,不必设置O型圈,就容易确保凹部74的防水性能和防油性能。另外,也可以通过激光熔接将帽部82固定于突出部57。由此,能够在不设置O型圈的情况下抑制水或油进入凹空间K1和基板收纳空间K2。
<电动助力转向装置>
接着,对搭载有本实施方式的马达单元1的装置的实施方式进行说明。在本实施方式中,对将马达单元1搭载于电动助力转向装置101的例子进行说明。图8是示出本实施方式的电动助力转向装置101的示意图。
电动助力转向装置101搭载于汽车的车轮102的操舵机构。本实施方式的电动助力转向装置101是借助马达单元1的动力来直接减轻操舵力的齿条式的电动助力转向装置。电动助力转向装置101具有马达单元1、操舵轴104以及车轴(横拉杆)103。
操舵轴104将来自转向件105的输入传递至具有车轮102的车轴103。马达单元1安装在车轴103上。马达单元1的动力经由省略图示的滚珠丝杠而传递至车轴103。在齿条式的电动助力转向装置101中采用的马达单元1安装在车轴103上并向外部露出,因此需要防水构造。
本实施方式的电动助力转向装置101具有本实施方式的马达单元1。因此,能够得到实现与本实施方式同样的效果的电动助力转向装置101。
另外,这里,作为本实施方式的马达单元1的使用方法的一例,举出了电动助力转向装置101,但马达单元1的使用方法并不被限定。
在本实施方式中,基板端子51和马达端子53在突出空间K1内相互连接,突出部57具有使突出空间K1向轴向另一侧开口的下方侧开口58。
根据该结构,能够提高端子51、53彼此的连接方法的自由度。即,马达外壳11的基板收纳空间K2的轴向一侧(上侧)为了进行基板66的装卸而开放,因此突出空间K1的轴向一侧(上侧)也开放。因此,当突出部57具有下方侧开口58时,突出空间K1的轴向两侧开放。因此,能够从突出空间K1的轴向的任一侧进行端子连接作业,能够进行从轴向两侧夹持各端子51、53的连接作业、即点焊、铆接。
在本实施方式的马达单元1中,马达外壳11相对于马达部3在轴向一侧具有吸收基板66的热的散热器40。
散热器40包围基板收纳空间K2的外周侧,并且设置有突出部57。
根据该结构,在对端子51、53彼此进行焊接的情况下,包围各端子51、53的连接部55的突出部57也设置于金属制的散热器40,因此能够抑制焊接时的火花、飞溅等对突出部57的影响。
在本实施方式的马达单元1中,第一径向直线部51d和第二径向直线部53d以相互重叠的状态配置于突出空间K1内。
根据该结构,基板端子51的第一径向直线部51d和马达端子53的第二径向直线部53d以相互重叠的状态进入突出空间K1内,因此能够容易地进行突出空间K1内的端子连接作业。
基板端子51和马达端子53在分别弯折而向径向外侧延伸后,相互重叠地连接,因此能够利用各端子51、53的屈曲部51e、53e的挠曲来吸收各端子51、53的相对的位置偏移。而且,能够吸收各端子51、53与周边部件之间的上下方向的热膨胀系数差。
在本实施方式的马达单元1中,从轴向观察时,在突出部57中沿旋转轴线中心的周向排列配置有多个基板端子51和马达端子53。
根据该结构,在向马达外壳11的径向外侧突出的突出部57中,多个基板端子51和马达端子53沿周向排列配置,因此在进行多个端子51、53彼此的连接时,能够一边使工件旋转一边依次进行多个连接作业,从而能够简化端子连接工序。例如在与三相马达对应的情况下,将U、V、W的各相的端子沿周向排列配置,能够简单地进行它们的连接作业。
在本实施方式的马达单元1中,从轴向观察时,突出部57沿着旋转轴线中心的周向呈圆弧状延伸。
根据该结构,突出部57向径向外侧的突出长度是均等的,例如与将突出部57设置为长方形状的情况相比,容易缩短突出部57的突出长度。由此,能够抑制马达单元的大型化。
在本实施方式的马达单元1中,在突出部57上配置有封闭另一侧开口的帽部82。
根据该结构,由于突出部57的另一侧开口被封闭,因此端子51、53彼此的连接部55隐藏在突出部57内,能够抑制端子51、53彼此的连接部55与周边部件、作业人员的身体接触,并且能够保护端子51、53彼此的连接部55。
在本实施方式的马达单元1中,罩突出部73位于比平板主体部72a靠轴向另一侧的位置。
根据该结构,覆盖突出空间K1的轴向一侧的罩突出部73形成突出部57的一部分,该罩突出部73位于比平板主体部72a靠轴向另一侧的位置,因此能够抑制突出部57向轴向一侧的高度。因此,能够将突出部57的轴向高度抑制为能够配置基板端子51和马达端子53的程度。因此,不会在突出部57的轴向一侧产生死区,从而能够抑制马达单元的大型化。
在本实施方式的马达单元1中,基板端子51与马达端子53的连接部55为从轴向两侧受到加压的加压结合部。
根据该结构,由于从突出空间K1的轴向两侧对各端子51、53进行加压而将它们连接,因此能够更牢固地连接各端子51、53。
以上,对本发明的实施方式和变形例进行了说明,但实施方式中的各结构及它们的组合等是一例,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够进行结构的附加、省略、置换以及其他变更。另外,本发明并不受实施方式限定。

Claims (8)

1.一种马达单元,其具有:
马达部,其具有转子和定子,该定子包含马达端子;
外壳,其收纳所述马达部;以及
控制部,其位于所述马达部的沿着旋转轴线的轴向的一侧,
所述控制部具有经由基板端子而与所述马达端子连接的基板,
所述基板收纳在设置于所述外壳的轴向一侧的基板收纳空间中,
所述外壳具有包围所述马达部和所述控制部的外周侧的周壁部,
所述周壁部具有:
周壁主体部;以及
突出部,其从所述周壁主体部向径向外侧突出并且位于所述基板收纳空间的外周侧,
所述突出部在比所述周壁主体部靠径向外侧的位置设置有突出空间,
所述基板端子和所述马达端子从所述基板收纳空间延伸至所述突出空间内,并在所述突出空间内相互连接,
所述突出部具有使所述突出空间向轴向另一侧开口的另一侧开口。
2.根据权利要求1所述的马达单元,其中,
所述外壳相对于所述马达部在轴向一侧具有吸收所述基板的热的散热器,
所述散热器包围所述基板收纳空间的外周侧,并且设置有所述突出部。
3.根据权利要求1或2所述的马达单元,其中,
所述基板端子具有:
第一轴向直线部,其从所述基板这一侧向轴向一侧延伸;以及
第一径向直线部,其从所述第一轴向直线部的轴向一侧的端部向径向外侧屈曲地延伸并到达所述突出空间,
所述马达端子具有:
第二轴向直线部,其从所述定子这一侧向轴向一侧延伸并到达所述基板收纳空间;以及
第二径向直线部,其从所述第二轴向直线部的轴向一侧的端部向径向外侧屈曲地延伸并到达所述突出空间,
所述第一径向直线部和所述第二径向直线部以相互重叠的状态配置在所述突出空间内。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的马达单元,其中,
从所述轴向观察时,在所述突出部中沿所述旋转轴线中心的周向排列配置有多个所述基板端子和所述马达端子。
5.根据权利要求4所述的马达单元,其中,
从所述轴向观察时,所述突出部沿着所述旋转轴线中心的周向呈圆弧状延伸。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的马达单元,其中,
在所述突出部上配置有封闭所述另一侧开口的帽部。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的马达单元,其中,
所述控制部具有与所述外壳一起包围所述基板收纳空间的罩,
所述罩具有覆盖所述基板收纳空间和所述突出空间的轴向一侧的平板部,
所述平板部具有:
平板主体部,其覆盖所述基板收纳空间的轴向一侧;以及
罩突出部,其比所述平板主体部向径向外侧突出并覆盖所述突出空间的轴向一侧,
所述罩突出部位于比所述平板主体部靠轴向另一侧的位置。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达单元,其中,
所述突出部具有使所述突出空间向轴向一侧开口的一侧开口,
所述基板端子与所述马达端子的连接部为从轴向两侧受到加压的加压结合部。
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