CN1933302A - 旋转电机及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高旋转电机的组装作业性、实现部件的共用化等生产率良好且能够提高导线导出部的防水性的旋转电机及其制造方法。各相导线(12)与传感器信号线(14)分别从托架(7)的不同部分被导出至外部，且各相导线(12)的前端部(16)从开口部(17)的外部被导入托架(7)的内部，使各相导线(12)可从托架(7)的外部与定子绕组(4)进行电性连接。另外，包括下述工序：将传感器信号线(14)从托架(7)的内部导出至外部的工序；用机架(2)覆盖托架(7)内部且将托架(7)与机架(2)固定的工序；以及将前端部(16)从开口部(17)的外部导入托架(7)内部、并将前端部(16)从托架(7)外部与定子绕组(4)进行电性连接的工序。

Description

旋转电机及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有各相导线与传感器信号线的旋转电机及其制造方法。
背景技术
以往的装置中，具有：贯穿金属孔眼的各相导线、被捆绑的多条传感器信号线、以及连接各相导线与接线板的连接基板，将各相导线与连接基板的导线侧各相接头焊接，将该连接基板采用螺钉固定于托架，然后将固定有定子的机架利用螺栓固定于托架，用机架以及托架覆盖马达的主要部分(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2002-354755号公报(段落[0018]-[0022]，图1～图5)
以往的装置中，各相导线与传感器信号线贯穿一个金属孔眼，将各相导线与连接基板焊接，利用螺钉将该连接基板固定于托架后，利用螺栓将机架固定于托架，用机架以及托架覆盖旋转电机的主要部分，因此，在旋转电机组装后不易对各相导线进行更换，例如：在需要各相导线导出长度不同的旋转电机时，必须组装新的旋转电机等，不易实现旋转电机部件的共用化。另外，由于各相导线的线径较粗故挠性较差，在各相导线的导出长度较长时，若在组装工序前组装各相导线，则会导致以后的组装工序作业性恶化、或组装装置大型化等，存在旋转电机生产率降低的问题。另外，由于各相导线以及被捆绑的多条传感器信号线贯穿一个金属孔眼，因此受到被导出至外部、线径较粗且挠性较差的各相导线的配设状态的影响，各相导线会产生作用力使所述金属孔眼变形，尤其会使线径较细且捆绑有多条导线的传感器信号线的导出部的防水性下降。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够提高旋转电机的组装作业性、实现部件的共用化等生产率良好且能够提高导线导出部的防水性的旋转电机及其制造方法。
本发明所述的旋转电机中，包括：定子，所述定子具有：固定于有底机架内侧的定子铁心、以及卷绕于该定子铁心的定子绕组；固定于所述机架的开口侧的托架；转子，所述转子间隔空隙地配设在所述定子铁心的内侧，具有贯穿所述托架、且在固定于该托架的托架侧轴承以及配设于所述机架的机架侧轴承的支撑下自由旋转的轴；与所述定子绕组电性连接并从所述托架导出至外部的各相导线；固定于所述托架并用于检测所述转子的旋转位置的旋转传感器；以及与该旋转传感器连接并从所述托架导出至外部的传感器信号线，所述各相导线与所述传感器信号线分别从所述托架的不同部分导出至外部，且所述各相导线的前端部从设于所述托架的开口部的外部导入该托架内部，使所述各相导线可从该托架的外部与所述定子绕组进行电性连接。
本发明所述旋转电机的制造方法，该旋转电机包括：定子，所述定子具有固定于有底机架内侧的定子铁心、以及卷绕于该定子铁心的定子绕组；固定于所述机架的开口侧的托架；转子，所述转子间隔空隙地配设在所述定子铁心的内侧，具有贯穿所述托架、且在固定于该托架的托架侧轴承以及配设于所述机架的机架侧轴承的支撑下自由旋转的轴；与所述定子绕组电性连接并从所述托架的开口部导出至外部的各相导线；固定于所述托架并用于检测所述转子的旋转位置的旋转传感器；以及与该旋转传感器连接并从所述托架的与所述各相导线不同的部分导出至外部的传感器信号线，该制造方法包括下述工序：将所述传感器信号线从所述托架的内部导出至外部的工序；用所述机架覆盖所述托架内部并将所述托架与所述机架固定的工序；以及将所述各相导线的前端部从所述托架的所述开口部的外部导入该托架内部、并将该前端部从该托架的外部与所述定子绕组进行电性连接的工序。
若使用本发明，由于各相导线与传感器信号线分别从托架的不同部分导出至外部，且各相导线的前端部从设于托架的开口部的外部导入该托架的内部，使各相导线可从该托架的外部与定子绕组进行电性连接，因此，用机架及托架覆盖旋转电机的主要部分后，可从该旋转电机的外部组装各相导线，因此能够得到一种提高旋转电机的组装作业性、实现部件的共用化等生产率良好且提高导线导出部的防水性的旋转电机。
另外，由于包括下述工序：将传感器信号线从托架的内部导出至外部的工序；用机架覆盖托架内部并将托架与机架固定的工序；以及将各相导线的前端部从托架的开口部的外部导入该托架内部、并将该前端部从该托架的外部与定子绕组进行电性连接的工序，因此，用机架及托架覆盖旋转电机的主要部分后，可从该旋转电机的外部组装各相导线，因此能够得到一种提高旋转电机的组装作业性、实现部件共用化等生产率良好的旋转电机的制造方法。
附图说明
图1是本发明实施例1所述电动动力转向装置的剖视图。
图2是本发明实施例1所述无刷马达的侧视图。
图3是本发明实施例1所述金属孔眼的主视图。
图4是本发明实施例1所述托架的部分侧视图。
图5是表示本发明实施例1所述组装工序的中途阶段的无刷马达的剖视图。
图6是表示本发明实施例1所述组装工序的中途阶段的无刷马达的侧视图。
图7是表示本发明实施例1所述组装工序的中途阶段的无刷马达的侧视图。
图8是本发明实施例1所述各相导线集合体的主视图。
(符号说明)
1无刷马达(旋转电机)                  2机架
4定子绕组                            5定子
7托架                                10轴
11转子                               12各相导线
15金属孔眼                           16前端部
17开口部                          18盖体
20连接端子                        21中继基板
22螺钉紧固孔                      23螺钉
24从动轴                          25外壳
27金属孔眼                        28缺口部
29连接器                          30螺栓
具体实施方式
实施例1：
根据图1～图8对实施例1进行说明。另外，各图中同一部分或相同部分标注同一符号进行说明。图1是电动动力转向装置的剖视图，表示作为旋转电机一例的电动动力转向装置用的无刷马达。图2是图1的无刷马达从外壳侧观看的侧视图。无刷马达1包括定子5，该定子5固定有定子铁心3，该定子铁心3是将电磁钢板层叠在钢板制成的有底机架2的内周侧构成的，且定子5具有在该定子铁心3上卷绕有线圈的定子绕组4。机架2的外径为80mm左右，在其开口侧6固定有铝压铸件制成的托架7，包括转子11，该转子11留有空隙地配设在定子铁心3的内周侧，具有贯穿托架7、且在固定于托架7的托架侧轴承8以及配设于机架2底部的机架侧轴承9的支撑下自由旋转的轴10。与定子绕组4电性连接的3条各相导线12从托架7导出到马达外部，被导出的3条各相导线12外层包裹软管而捆绑在一起。用于检测转子11的旋转位置的旋转传感器13由旋转变压器构成，其定叶固定于托架7的外侧侧面，并安装成可从托架7的外侧对旋转变压器进行位置调整。与该旋转传感器13连接的6条传感器信号线14从托架7内的与导出所述各相导线12的部分不同的部分导出至马达外部，被导出的6条传感器信号线14外层包裹软管而捆绑在一起。
各相导线12例如是将汽车用低压电线(AV线)的标称截面积为8mm2的导线导出至马达外部约0.9m构成的。该各相导线12穿过设于金属孔眼15的孔部，该金属孔眼15由用橡胶材料等制成的弹性体构成，该各相导线12的前端部16通过设于托架7径向侧面的孔状开口部17从托架7的外部导入内部。金属孔眼15配设成从托架7外部堵住该孔状开口部17，用2根螺钉19将钢板制成的盖体18施紧，从而金属孔眼15被压在开口部17上并固定。在各相导线12的前端部16具有与各相导线12电性连接的连接端子20。连接端子20利用螺钉23从托架7外部，通过沿轴向设于托架7的螺钉紧固孔22，与配设于托架7内部且与定子绕组4电性连接的中继基板21电性连接。这样，各相导线12的前端部16可从托架7外部导入内部，并且可从托架7的外部与定子绕组4电性连接。
无刷马达1的托架7配设成与收纳从动轴24的外壳25嵌合，该从动轴24传递无刷马达的旋转力。在贯穿无刷马达1的托架7的轴10的前端部压入固定有内周面具有花键的轮毂26，轮毂26与从动轴24利用花键卡合进行连接。由于托架7安装于外壳25上，因此，从托架7的外壳25侧的面贯穿托架7内部设置的螺钉紧固孔22被外壳25覆盖。
图3是传感器信号线穿过的金属孔眼的主视图，图4是托架的部分侧视图，表示设于该托架侧面的缺口部。传感器信号线14例如是将汽车用低压电线(AV线)的标称截面积为0.5mm2的导线导出至马达外部约0.9m构成的。在被导出的传感器信号线14的前端安装有与控制装置连接的连接器。传感器信号线14由多条导线构成，传感器信号线14的导线分别逐条且具有过盈量地穿过金属孔眼27上设置的孔部27a，该金属孔眼27由用橡胶材料等制成的弹性体构成。本实施例中，6条导线分别穿过6个孔部27a。另外，各相导线12也一样，各相导线12由多条导线构成，各相导线12的导线分别逐条地穿过设于金属孔眼15的孔部。本实施例中，3条导线分别逐条且具有过盈量地穿过3个孔部。
在托架7的径向侧面、即与机架2抵接的抵接面7a上形成有开设在机架2侧的锥形的缺口部28。该缺口部28上配设有供传感器信号线14穿过的金属孔眼27，传感器信号线14被导出至托架7的外部。另外，传感器信号线14的无刷马达1侧的前端具有连接器29，托架7内部的传感器信号线14通过连接器29与旋转传感器13电性连接。这样，将传感器信号线14导出后，使机架2的开口侧6嵌合于托架7并施紧螺栓30，从而机架2及托架7覆盖马达的主要部分，而且，金属孔眼27受到机架2端面的轴向推压，被夹在托架7与机架2之间并固定。金属孔眼27具有可与缺口部28配合的锥面27b，能可靠地固定从而提高防水性。另外，金属孔眼27中一体形成有0环部27c，故部件数量较少，托架7与机架2的嵌合部全周保持压缩，能够提高该部分的防水性。
图5～图7表示无刷马达组装工序的中途阶段，图5是其剖视图，图6是从机架侧观看的侧视图，图7是从外壳侧观看的侧视图。图5～图7表示在如上文所述地将传感器信号线14从托架7内部导出至外部的工序后，进行用机架2覆盖托架7内部、并利用螺栓30施紧固定托架7与机架2的工序时的组装状态，表示用机架2及托架7覆盖无刷马达1的主要部分的状态。被导出的传感器信号线14由夹具31保持，夹具31用螺钉固定于托架7，从而固定被导出的信号线14。
图8是在图5～图7的工序后组装的各相导线集合体的主视图。图5～图7的工序后，采用图8所示的预先准备的各相导线集合体进行组装。前端部16上利用焊接安装有连接端子20，各相导线12的另一端安装有与控制回路侧连接的连接器。进行将各相导线12的前端部16从托架7的开口部17的外部导入该托架7的内部、并将该前端部16从该托架7的外部与定子绕组4电性连接的工序，组装成图1所示的无刷马达1。包括下述工序：将各相导线12穿过金属孔眼15，将该各相导线12的前端部16通过设于托架7的开口部17导入该托架7内部，将金属孔眼15配设成从托架7外部堵住开口部17，且利用盖体18将该金属孔眼从托架7外部固定于开口部17。
接下来，对采用上述结构的实施例1的动作进行说明。该电动动力转向装置用的无刷马达1，根据转向器的操舵转矩传感器等的信号以及无刷马达1所具有的旋转传感器13的信号，利用未图示的控制回路通过各相导线12对定子绕组4进行规定的通电，轴10在与设于定子5和转子11的永磁体的电磁作用下旋转，其转动力通过轮毂26驱动从动轴24，从而辅助转向器的操舵力。另外，该电动动力转向装置用的无刷马达1的电压为12V、通电电流为80A左右，是尤其要求噪音低和振动小、防水性良好且小型廉价的马达。
如上文所述，在该实施例1中，各相导线12与传感器信号线14分别从托架7的不同部分被导出至外部，且各相导线12的前端部16从设于托架7的开口部17外部被导入该托架7的内部，并可从该托架7的外部与定子绕组4进行电性连接，因此，用机架2及托架7覆盖无刷马达1的主要部分后，可从该无刷马达1的外部组装各相导线12，因此不会在组装中途工序中妨碍各相导线12的组装，能够提高无刷马达1的组装作业性，可从无刷马达1外部简单更换各相导线12，从而可得到一种能实现部件共用化等生产率良好且廉价的旋转电机。另外，同时由于各相导线12与传感器信号线14分别从托架7的不同部分被导出至外部，因此传感器信号线14不受各相导线12配设状态的影响，可提高传感器信号线14的导线导出部的防水性。另外，可使传感器信号线14不易受各相导线12产生的电磁干扰波影响。另外，在旋转电机外部的导线连接处，为保证该连接部的绝缘、防水而需要另外设置连接器等，然而由于各相导线12被导入托架7内部并连接，因此容易实现绝缘及防水，无需追加另外的连接器等，能够抑制绝缘处及连接处的增加，使结构成本低廉。
另外，各相导线12穿过金属孔眼15，该各相导线12的前端部16通过设于托架7的开口部17导入该托架7内部，金属孔眼15配设成从托架7外部堵住开口部17，且利用盖体18将该金属孔眼15从托架7外部固定于开口部17，因此，将无刷马达1的主要部分组装后，可从无刷马达1的外部简单组装各相导线12、金属孔眼15及盖体18，可提高生产率，并且，能可靠地固定各相导线12的导出部，提高该部分的防水性。
另外，被导入托架7内部的各相导线12的前端部16具有连接端子20，该连接端子20利用螺钉23从托架7外部，通过设于托架7的螺钉紧固孔22，与配设于托架7内部且与定子绕组4电性连接的中继基板21电性连接，因此，无需取下螺栓30等分解无刷马达1即可从无刷马达1外部简单地进行各相导线12的安装及更换。另外，可利用连接端子20与中继基板21确定连接位置提高组装作业性，可利用螺钉23进行廉价且可靠的电性连接，并且也容易进行更换。
电动动力转向装置用的无刷马达1的托架7配设成与收纳从动轴24的外壳25嵌合，该从动轴24传递无刷马达1的旋转力，设置于托架7的螺钉紧固孔22被外壳25覆盖，因此只需将无刷马达1像平常一样安装于外壳25，就能够简单防止水从螺钉紧固孔22进入等。
传感器信号线14穿过配设于托架7的缺口部28上的金属孔眼27并导出至该托架7外部，通过施紧将机架2固定于托架7的螺栓30，从而使金属孔眼27受到机架2的轴向推压，被夹在托架7与机架2之间并固定，因此，传感器信号线14的导出部的固定构造简单，能够在将机架2固定于托架7这样的通常工序中固定，可得到一种生产率良好且防水性良好的装置。由于传感器信号线14的线径较细且挠性良好，因此，即使在组装工序中途进行组装时作业性也几乎不会降低，可得到一种价格低廉的装置。
传感器信号线14在托架7内部通过连接器29与旋转传感器13连接，因此，传感器信号线14的组装作业性良好，传感器信号线14的变更容易且生产率良好，且由于连接器29在托架7内部，因此可得到一种防水性良好的装置。
各相导线12及传感器信号线14都是由多条导线构成的，导线分别逐条地穿过设于各金属孔眼(15、27)的孔部中，因此各相导线12与传感器信号线14互相之间不受影响，能可靠地逐条保持导线，使各相导线12及传感器信号线14都具有良好的防水性。
由于具有下述工序：将传感器信号线14从托架7的内部导出至外部的工序；用机架2覆盖托架7内部且将托架7与机架2固定的工序；以及将各相导线12的前端部16从托架7的开口部17的外部导入托架7内部、并将前端部16从托架7外部与定子绕组4进行电性连接的工序，因此，用机架2及托架7覆盖无刷马达1的主要部分后，可从该无刷马达1的外部组装各相导线12，因此组装中途工序中不会妨碍各相导线12的组装，从而得到一种旋转电机的制造方法，可以提高无刷马达1的组装作业性，抑制组装装置的大型化，且实现部件共用化等，从而生产率良好且廉价。而且，由于各相导线12与传感器信号线14分别从托架7的不同部分被导出至外部，因此传感器信号线14不受各相导线12配设状态的影响，可提高传感器信号线14的导线导出部的防水性。
由于具有如下工序：将各相导线12穿过金属孔眼15，将该各相导线12的前端部16通过设于托架7的开口部17导入托架7内部，将金属孔眼15配设成从托架7外部堵住开口部17，且利用盖体18将该金属孔眼15从托架7外部固定于开口部17，因此，可从无刷马达1的外部组装各相导线12，提高生产率，并且可提高各相导线12的导出部的防水性。
另外，上述实施例中以无刷马达为例进行了说明，但当然也可以是发电机等，旋转传感器可以是光学编码器等。

Claims (9)

1、一种旋转电机(1)，包括：
定子(5)，所述定子具有固定于有底机架(2)内侧的定子铁心(3)、以及卷绕于该定子铁心的定子绕组(4)；
固定于所述机架的开口侧(6)的托架(7)；
转子(11)，所述转子间隔空隙地配设在所述定子铁心的内侧，具有贯穿所述托架、且在固定于该托架的托架侧轴承(8)以及配设于所述机架的机架侧轴承(9)的支撑下自由旋转的轴(10)；
与所述定子绕组电性连接并从所述托架导出至外部的各相导线(12)；
固定于所述托架并用于检测所述转子的旋转位置的旋转传感器(13)；以及
与该旋转传感器连接并从所述托架导出至外部的传感器信号线(14)，
该旋转电机的特征在于，所述各相导线与所述传感器信号线分别从所述托架的不同部分导出至外部，且所述各相导线的前端部从设于所述托架的开口部的外部导入该托架内部，使所述各相导线可从该托架的外部与所述定子绕组进行电性连接。
2、如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，各相导线穿过金属孔眼(15、27)，该各相导线的前端部(16)通过设于托架的开口部(17)导入该托架的内部，所述金属孔眼配设成从所述托架外部堵住所述开口部，且利用盖体(18)从所述托架外部固定于所述开口部。
3、如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，导入托架内部的各相导线的前端部(16)具有连接端子(20)，该连接端子利用螺钉(23)从该托架外部，通过设于所述托架的螺钉紧固孔(22)，与配设于所述托架内部且与定子绕组连接的中继基板(21)电性连接。
4、如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，旋转电机是电动动力转向装置用的无刷马达，该无刷马达的托架配设成与收纳从动轴(24)的外壳(25)嵌合，该从动轴传递所述无刷马达的旋转力，设于所述托架的螺钉紧固孔被所述外壳覆盖。
5、如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，传感器信号线穿过配设于托架的缺口部(28)上的金属孔眼并导出至该托架外部，通过施紧将机架固定于所述托架的螺栓(30)使所述金属孔眼受到轴向推压，从而夹在所述托架与所述机架之间。
6、如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，传感器信号线在托架内部通过连接器(29)与旋转传感器连接。
7、如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，各相导线及传感器信号线都由多条导线构成，所述导线分别逐条地穿过设于各金属孔眼的孔部。
8、一种旋转电机(1)的制造方法，该旋转电机包括：定子(5)，所述定子具有固定于有底机架(2)内侧的定子铁心(3)、以及卷绕于该定子铁心的定子绕组(4)；固定于所述机架的开口侧(6)的托架(7)；转子(11)，所述转子间隔空隙地配设在所述定子铁心的内侧，具有贯穿所述托架、且在固定于该托架的托架侧轴承(8)以及配设于所述机架的机架侧轴承(9)的支撑下自由旋转的轴(10)；与所述定子绕组电性连接并从所述托架的开口部导出至外部的各相导线(12)；固定于所述托架并用于检测所述转子的旋转位置的旋转传感器(13)；以及与该旋转传感器连接并从所述托架的与所述各相导线不同的部分导出至外部的传感器信号线(14)，
该制造方法的特征在于，包括下述工序：将所述传感器信号线从所述托架的内部导出至外部的工序；用所述机架覆盖所述托架内部并将所述托架与所述机架固定的工序；以及将所述各相导线的前端部从所述托架的所述开口部的外部导入该托架内部、并将该前端部从该托架的外部与所述定子绕组进行电性连接的工序。
9、如权利要求8所述的旋转电机的制造方法，其特征在于，包括下述工序：将各相导线穿过金属孔眼(15、27)，将该各相导线的前端部(16)通过设于托架的开口部(17)导入该托架内部，将所述金属孔眼配设成从所述托架外部堵住所述开口部，且利用盖体(18)将该金属孔眼从所述托架的外部固定于所述开口部。
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