CN115549363A - 马达单元 - Google Patents
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Abstract
本发明提供马达单元。该马达单元具有:马达部,其具有转子和包含马达端子的定子;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:基板,其经由基板端子而与所述马达端子连接;以及罩,其与所述外壳一起包围收纳所述基板的基板收纳空间。所述罩具有覆盖所述基板收纳空间的轴向一侧的平板部。所述平板部具有平板主体部和位于比所述平板主体部靠轴向另一侧的位置的台阶部。在所述台阶部上设置有在所述轴向上贯通的贯通孔。所述基板端子和所述马达端子***于所述贯通孔,并且在所述台阶部所包围的凹空间内相互连接。
Description
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
但是,在专利文献1的结构中,由于在设置于散热器的孔内通过焊接将端子彼此连接,因此焊接飞溅物有可能进入马达内部。
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,抑制焊接飞溅物等异物进入马达内部,且抑制马达单元整体大型化。
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:基板,其经由基板端子而与所述马达端子连接;以及罩,其与所述外壳一起包围收纳所述基板的基板收纳空间。所述罩具有覆盖所述基板收纳空间的轴向一侧的平板部。所述平板部具有:平板主体部;以及台阶部,其位于比所述平板主体部靠轴向另一侧的位置。在所述台阶部上设置有在所述轴向上贯通的贯通孔。所述基板端子和所述马达端子***于所述贯通孔,并且在所述台阶部所包围的凹空间内相互连接。
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,能够抑制焊接飞溅物等异物进入马达内部,且抑制马达单元整体大型化。
附图说明
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是与图1同样的剖视图,示出了凹部与电子部件的位置关系。
图4是从轴向观察罩的俯视图。
图5是示出本实施方式的第一变形例的与图1同样的剖视图。
图6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7是示出本实施方式的第三变形例的与图4同样的俯视图。
图8是本实施方式的马达单元的立体图。
图9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、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);51:基板端子;51a:基端;51b:前端;51c:第一直线部;53:马达端子;53a:基端;53b:前端;53c:第二直线部;55:连接部;66:基板;66b:上表面(轴向一侧的面);67:电子部件;67a:第一电子部件;67b:第二电子部件;70、170:罩;72:平板部;72a:平板主体部;72b:上表面(罩外表面);73、73’、173:台阶部;74、74’:凹部;74a:开口;75:底部;77:贯通孔;77a:直线部;77b:锥形部;81:密封部件;82:帽部;K1、K3:凹空间;K2:基板收纳空间;J:中心轴线(旋转轴线)。
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是与图1同样的剖视图,示出了后述的凹部74与电子部件67的位置关系。图4是从轴向观察后述的罩70的俯视图。图5是示出本实施方式的第一变形例的与图1同样的剖视图。图6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7是示出本实施方式的第三变形例的与图4同样的俯视图。图8是本实施方式的马达单元1的立体图。图9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8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。在上壁部41设置有供从定子30延伸的马达端子53沿着轴向通过的端子通过孔49。
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呈包围基板66的径向外侧的筒状(环状)。在本实施方式中,周壁部43例如呈与外壳主体11a的筒状部14的上方相连的圆筒状。周壁部43在下端部处与筒状部14的上端部14a连结。
在周壁部43的下端部的下方设置有向下方突出的***壁43a。***壁43a在周壁部43的下端的整周范围内呈环状设置。***壁43a偏向周壁部43的下端的内周侧而设置。***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***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。
***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。
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以及安装在基板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。盖体也可以隔着散热材料与基板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。
<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上连接有沿轴向延伸的基板端子51的下端(基端51a)。基端51a***于形成在基板66上的通孔中,并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。基板端子51从基端51a向上方沿轴向延伸。基板端子51从基端51a呈直线状延伸至前端51b。以下,将基板端子51中的从基端51a呈直线状延伸至前端51b的部位称为第一直线部51c。
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呈直线状延伸至前端53b。以下,将马达端子53中的从基端53a呈直线状延伸至前端53b的部位称为第二直线部53c。
基板端子51的第一直线部51c与马达端子53的第二直线部53c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的上端部设置有基板收纳空间K2。
罩70具有罩周壁部71和平板部72。
罩周壁部71呈包围控制部5的径向外侧的筒状(环状)。在本实施方式中,罩周壁部71例如呈与轴承保持架40的周壁部43的上方相连的圆筒状。罩周壁部71在下端部处与周壁部43的上端部连结。
在罩周壁部71的下方设置有沿着轴向向下方突出的***壁71a。***壁71a在罩周壁部71的下端的整周范围内呈环状设置。***壁71a偏向罩周壁部71的下端的内周侧而设置。***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***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。
***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在一起。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。在基板收纳空间K2中收纳有基板66。另外,罩70也可以理解为控制部5的结构。图中标号71c表示罩周壁部71的外周面。
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。
<台阶部、凹部>
参照图1、图2、图4,从轴向观察时,平板部72为与马达外壳11整体实质上重叠的圆形。将平板部72的从轴向观察的整体形状的一部分配置于比其余的平板主体部72a靠轴向另一侧(下侧)的位置而得到台阶部73。
平板部72具有平板主体部72a和相对于平板主体部72a向下侧凹陷的凹部74。图中标号72b表示平板主体部72a的上表面。凹部74从平板主体部72a的轴向一侧的罩外表面(上表面72b)朝向基板收纳空间K2侧(轴向另一侧)凹陷。
凹部74呈有底筒状,具有底部75和周壁部76。凹部74中的轴向另一侧的底部75是台阶部73。在凹部74的上端设置有将凹空间K1朝向上方开放的开口74a。凹部74内的空间是在罩外表面(上表面72b)上朝向轴向一侧开放的凹空间K1。凹空间K1是位于底部75的上方和开口74a的下方且周围被周壁部76包围的空间。凹部74是马达单元1中的电力线连接用的部位。
参照图3,底部75的轴向高度根据一部分电子部件67的高度来决定。一部分电子部件67是从轴向观察时至少一部分与底部75重叠而配置的部件。以下,将轴向高度比底部75高的电子部件67称为第一电子部件67a,将轴向高度比底部75低的电子部件67称为第二电子部件67b。第二电子部件67b是一部分电子部件,从轴向观察时至少一部分与底部75重叠。
底部75的下端(例如下表面)的轴向高度位于比第二电子部件67b的上端(例如上表面)靠上方的位置。由此,能够避免底部75与第二电子部件67b发生干涉。与底部75的下端相比具有轴向高度的第一电子部件67a(电解电容器等)配置在从轴向观察时避开凹部74的范围内。
在实施方式中,利用轴向高度比罩70的台阶部73高的第一电子部件67a来决定平板主体部72a的轴向高度。另外,在从轴向观察时与台阶部73重叠的范围内,还配置有轴向高度比台阶部73低的第二电子部件67b。这样,通过设置能够收纳轴向高度较高的第一电子部件67a的基板收纳空间K2,并且在从轴向观察时与台阶部73重叠的范围内还配置轴向高度较低的第二电子部件67b,能够高效地抑制罩70乃至马达单元1的大型化。
凹部74也可以具有避开第二电子部件67b的退避构造78。退避构造78例如是在底部75残留具有后述的贯通孔77的部位而凹陷的构造,从而容易避开第二电子部件67b。退避构造78例如是将凹空间K1扩展至从轴向观察时与第二电子部件67b重叠的构造,容易进行凹空间K1中的端子连接。
参照图4,从轴向观察时,凹部74的至少一部分避开基板66而配置。由此,从轴向观察时,基板66与台阶部73不重叠的范围增加。即,基板66中的不受电子部件67的轴向高度的制约的范围扩大。
从轴向观察时,图4的凹部74和台阶部73为沿着周向呈圆弧状延伸的形状。凹部74和台阶部73以恒定的径向宽度沿周向延伸。在该台阶部73上,多个贯通孔77同样地沿周向排列配置。贯通孔77是供沿轴向延伸的基板端子51和马达端子53到达凹部74内(凹空间K1内)的孔。各贯通孔77位于台阶部73的径向宽度的中央附近,在轴向上贯穿台阶部73。以下,有时将***于各贯通孔77的基板端子51和马达端子53的对称为“端子对”。
在各贯通孔77中***有马达部3的U相、V相、W相各自的端子对。各相的端子对在凹部74内沿着周向排列配置。从各贯通孔77配置于凹空间K1内的基板端子51和马达端子53通过每个相的端子彼此而连接。该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。凹部74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凹部74的、轴向观察时与基板66重叠的部位少,而容易避免与基板66上的电子部件67发生干涉。
从轴向观察时,图7所示的凹部74’和台阶部73’为长方形状。凹部74’和台阶部73’沿着基板66的一条边(一侧缘)以恒定的宽度延伸。在该台阶部73’上,沿着基板66的一条边排列配置有多个贯通孔77。在该情况下,容易将基板66与基板端子51的连接部分别配置于基板66的端部。另外,容易使多个基板端子51为彼此相同的形状,而容易共用化。
<马达端子和基板端子>
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在距离前端51b预先确定的长度的范围内具有沿着轴向延伸的第一直线部51c。
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在距离前端53b预先确定的长度的范围内具有沿着轴向延伸的第二直线部53c。
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相同。基板端子51和马达端子53各自例如是铜合金制的。基板端子51和马达端子53各自例如是单一部件。
基板端子51的第一直线部51c的下端(基端51a)和马达端子53的第二直线部53c的下端(基端53a)位于从轴向观察时与贯通孔77重叠的位置。因此,各直线部51c、53c能够沿着轴向***于贯通孔77中。
参照图2,基板端子51和马达端子53的各直线部51c、53c例如呈厚度方向朝向径向的平板状。各直线部51c、53c以在径向上相互重叠的配置***于贯通孔77中。贯通孔77具有将各直线部51c、53c维持为重叠的状态的程度的矩形状的开口截面。贯通孔77的内周面在轴向一侧为截面恒定的直线部77a,在轴向另一侧为越靠下侧而越使开口截面至少在径向上扩大的锥形部77b。通过在贯通孔77的下侧(基板收纳空间K2侧)设置锥形部77b,容易从轴向另一侧(基板66侧和马达部3侧)将各端子51、53***于贯通孔77中。
贯通孔77的上侧为将各直线部51c、53c维持为重叠的状态的程度的开口截面。由此,得到使从锥形部77b侧***的端子51、53彼此靠近的效果。另外,通过锥形部77b,即使在各端子51、53的前端51b、53b侧存在振动(特别是厚度方向的振动),也容易组装。即,容易通过锥形部77b将各端子51、53***于贯通孔77中。
罩70相对于散热器40沿着轴向组装。此时,容易在罩70的内侧将各端子51、53***于贯通孔77中。另外,由于贯通孔77的上侧的开口截面变窄,因此与将贯通孔77简单地形成为松孔相比,焊接飞溅物不容易进入到基板收纳空间K2内。
各直线部51c、53c通过贯通孔77而从基板收纳空间K2进入凹空间K1内。各直线部51c、53c乃至各端子51、53在凹空间K1内例如通过焊接而相互连接。在凹空间K1内,即使在罩70固定后,焊枪等器具也能够从凹部74的向上侧开放的开口74a进入。各直线部51c、53c以相互重叠的状态在重叠方向上被器具夹持。各直线部51c、53c在被器具夹持而被加压的状态下,通过焊接等而连接。端子51、53彼此的连接例如通过点焊来进行。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,或者也可以通过钎焊、TOX(注册商标)铆接来进行。
TOX铆接是冲压结合的一例。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与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。
另外,不限于将各端子51、53***于一个贯通孔77中的结构,也可以为将各端子51、53***于各个贯通孔77中的结构。另外,也可以为如下结构:通过实施使进入到凹空间K1内的各端子51、53中的至少一方屈曲等追加加工、或者在各端子51、53之间设置连接用的其他部件,而将各端子51、53彼此连接。
若利用通孔将马达端子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,而容易因温度变化而对焊料施加应力。与此相对,通过经由各端子51、53的延长部分(直线部51c、53c)将端子51、53彼此连接,热膨胀系数差被吸收,从而容易抑制对焊料施加应力。在这一点上,若在各端子51、53的延长部分存在屈曲部,则能够有效地抑制对焊料施加应力。
图5示出了本实施方式的变形例的马达单元1’。马达单元1’在代替凹部74而采用向径向外侧开放的阶梯状的台阶部173这一点上特别不同。此外,对于与上述实施方式相同的方式的构成要素,标注相同的标号而省略其说明。
变形例的罩170的罩周壁部71的周向的一部分被切除。变形例的罩170的罩周壁部71中的设置有台阶部173的部位被切除。罩170的台阶部173配置于比平板主体部72a靠轴向另一侧(下侧)的位置。台阶部173的外周侧(径向外侧)由于没有罩周壁部71而开放。在台阶部173与平板主体部72a之间设置有沿着轴向的立壁部174。
在罩170中,将从轴向观察时与台阶部173重叠的空间设为凹空间K3。凹空间K3在轴向上设置于台阶部173的上表面和与平板主体部72a的上表面72b相连的假想上表面72b’之间。凹空间K3的周围由立壁部174的侧面和与罩周壁部71的外周面71c相连的假想外周面71c’划分。
在图5的变形例中,也与实施方式同样地,在覆盖基板收纳空间K2的罩170的轴向的平板部72上设置有位于比平板主体部72a靠轴向另一侧的位置的台阶部173。通过该台阶部173,在罩170上划分出凹空间K3。在台阶部173上设置有供基板端子51和马达端子53通过的贯通孔77,将通过该贯通孔77而进入到凹空间K3内的基板端子51和马达端子53在凹空间K3内相互连接。
根据这样的实施方式和变形例,即使为通过焊接将端子51、53彼此连接的结构,将端子51、53彼此焊接时的飞溅物也不容易进入到基板收纳空间K2内,进而更不容易进入到马达内部。这样,能够抑制焊接飞溅物等异物进入马达内部。
另外,将端子51、53彼此连接的连接部55配置在设置于罩70、170的凹空间K1、K3内。因此,连接部55不会从罩外表面(上表面72b和外周面71c)突出。因此,能够抑制马达单元的大型化,并且能够抑制连接部55与周边部件、作业人员的身体接触。以下,有时将连接部55称为端子连接部55。
实施方式和变形例中的端子连接部55是焊接结合部。该端子连接部55的连接作业在组装了罩70、170后,在罩70、170中的向马达单元外侧开放的凹空间K1、K3内进行。由此,除了上述效果之外,还容易利用焊接机器人,从而容易实现马达单元的制造的自动化。
在实施方式和变形例中,将朝向罩70、170上侧的平板部72沿轴向延伸的端子51、53彼此在罩外表面(上表面72b)上朝向上方开放的凹空间K1、K3内沿径向重叠地连接。由此,与使各端子51、53沿径向延伸的结构相比,能够抑制马达单元的径向的大型化。
<密封部件和帽部>
如图2所示,在实施方式中,在将端子51、53彼此连接后,在凹部74内配置将端子连接部55密封的密封部件81。密封部件81例如是灌封材料,在将端子51、53彼此连接后被填充到凹部74内。由此,端子连接部55被密封。
另外,在凹部74的轴向一侧的开口74a上配置有封闭该开口74a的帽部82。帽部82例如是与罩70同样的树脂制的。密封部件81是为了得到端子连接部55的防水性能和防油性能中的至少一方而设置的。帽部82是为了保护端子连接部55免受飞石等的干扰而设置的。
图6示出了在帽部82的外周设置有O型圈的例子。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中。即,容易确保马达单元1的防水性能和防油性能。
另外,也可以为根据防水、防油、抑制干扰的要求性能而仅设置密封部件81和帽部82中的任一方的结构。另外,也可以通过激光熔接将帽部82相对于凹部74固定。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中。
关于凹部74的轴向深度,若凹部74过深,则难以进行端子连接作业(焊接作业),若凹部74过浅,则树脂制(绝缘性)的罩70容易熔化。因此,要考虑焊接作业性和罩70的耐热性双方来决定凹部74的轴向深度。
<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9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,通过台阶部73的贯通孔77进入到凹空间K1内的基板端子51和马达端子53在凹空间K1内相互连接。因此,即使为通过焊接将端子51、53彼此连接的结构,将端子51、53彼此焊接时的飞溅物也不容易进入到基板收纳空间K2内,进而更不容易进入马达内部。这样,能够抑制焊接飞溅物等异物进入马达内部。
另外,端子51、53彼此的连接部55配置在设置于罩70的凹空间K1内,因此该连接部55不会从罩外表面突出。因此,能够抑制马达单元的大型化,并且能够抑制端子连接部55与周边部件、作业者的身体接触。
在本实施方式的马达单元1中,在凹部74内配置有将基板端子51与马达端子53的连接部55密封的密封部件81。
根据该结构,由于端子51、53彼此的连接部55在凹部74内被密封,因此能够抑制端子51、53彼此的连接部55与周边部件、作业者的身体接触,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,在凹部74上配置有封闭轴向一侧的开口74a的帽部82。
根据该结构,由于凹部74的开口74a被封闭,因此端子51、53彼此的连接部55隐藏在凹部74内,能够抑制端子51、53彼此的连接部55与周边部件、作业者的身体接触,并且能够保护端子51、53彼此的连接部55。
在本实施方式中,第一直线部51c和第二直线部53c以相互重叠的状态通入到贯通孔77中。
根据该结构,基板端子51的前端51b侧的第一直线部51c和马达端子53的前端53b侧的第二直线部53c以相互重叠的状态通入到贯通孔77中。由此,各端子51、53以相互重叠的状态被引导至凹空间K1内,因此能够容易地进行各端子51、53的连接作业。
另外,只要为罩70相对于马达外壳11在轴向上装卸的结构,则能够在各直线部51c、53c相互重叠的状态下将罩70装卸,从而能够容易地进行马达单元的组装、分解、维护。
在本实施方式的马达单元1中,基板端子51从基端51a沿着轴向延伸至前端51b。
根据该结构,基板端子51从基端51a沿轴向延伸而不屈曲地到达贯通孔77,因此能够减少基板端子51的加工(特别是屈曲工序)而使制造变得容易。另外,能够容易地确保基板端子51的形状的精度。
在本实施方式的马达单元1中,安装于上表面66b的电子部件67具有第一电子部件67a,该第一电子部件67a配置成从轴向观察时避开台阶部73,该第一电子部件67a的轴向的高度比台阶部73的轴向另一侧的末端高。
根据该结构,高度较高的第一电子部件67a配置成从轴向观察时避开台阶部73。即,第一电子部件67a配置成从轴向观察时不与台阶部73重叠。因此,能够高效地抑制罩70乃至马达单元的大型化。
在本实施方式的马达单元1中,安装于上表面66b的电子部件67具有第二电子部件67b,该第二电子部件67b配置成从轴向观察时其至少一部分与台阶部73重叠,该第二电子部件67b的轴向的高度比台阶部73的轴向另一侧的末端低。
根据该结构,由于高度较低的第二电子部件67b配置成从轴向观察时与台阶部73重叠,因此能够在抑制台阶部73与电子部件67发生干涉的同时,使基板66在径向上小型化。
在本实施方式的马达单元1中,从轴向观察时,台阶部73的至少一部分避开基板66而配置。
根据该结构,从轴向观察时,基板66中的不与台阶部73重叠的范围增加,因此不受电子部件67的轴向高度的制约的范围扩大,从而能够提高电子部件67的配置自由度。
在本实施方式的马达单元1中,从轴向观察时,在台阶部73上沿旋转轴线中心的周向排列配置有多个贯通孔77。
根据该结构,在设置于罩70的台阶部73中,多个贯通孔77沿周向排列配置,基板端子51和马达端子53分别通入到该多个贯通孔77中而相互连接,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,台阶部73沿着旋转轴线中心的周向呈圆弧状延伸。
根据该结构,由于在沿旋转轴线中心的周向延伸的圆弧状的台阶部73上配置有沿周向排列的多个贯通孔77,因此能够尽可能地抑制台阶部73的大小,使受到电子部件67的轴向高度的制约的范围变窄。
在本实施方式的马达单元1中,贯通孔77的内周面具有越靠轴向另一侧而越扩大贯通孔77的锥形部77b。
根据该结构,容易从轴向另一侧将各端子51、53***于贯通孔77中。即,容易从基板66侧和马达部3侧将各端子51、53***于贯通孔77中。因此,能够容易地进行马达单元的组装作业。
另外,通过使贯通孔77的轴向一侧变窄,具有以下的效果。即,与仅扩大贯通孔77的情况相比,能够使所***的端子51、53彼此接近。另外,能够使焊接飞溅物等异物不容易进入贯通孔77中。
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是焊接结合部。
在为了实现马达单元的制造的自动化而利用焊接机器人的情况下,焊接部位优选处于壳体的外部。因此,在向罩70外侧开放的凹空间K1中配置端子51、53彼此的焊接结合部是适于马达单元的制造的自动化的。
另外,关于焊接飞溅物不容易进入基板收纳空间K2或马达内部这样的情况,本申请结构也是合适的。
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 (13)
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:
基板,其经由基板端子而与所述马达端子连接;以及
罩,其与所述外壳一起包围收纳所述基板的基板收纳空间,
所述罩具有覆盖所述基板收纳空间的轴向一侧的平板部,
所述平板部具有:
平板主体部;以及
台阶部,其位于比所述平板主体部靠轴向另一侧的位置,
在所述台阶部上设置有在所述轴向上贯通的贯通孔,
所述基板端子和所述马达端子***于所述贯通孔,并且在所述台阶部所包围的凹空间内相互连接。
2.根据权利要求1所述的马达单元,其中,
所述平板部具有从轴向一侧的罩外表面向所述基板收纳空间这一侧凹陷的凹部,
所述凹部具有轴向另一侧的底部作为所述台阶部,并且设置有在所述罩外表面上朝向轴向一侧开放的所述凹空间。
3.根据权利要求2所述的马达单元,其中,
在所述凹部内配置有将所述基板端子与所述马达端子的连接部密封的密封部件。
4.根据权利要求2或3所述的马达单元,其中,
在所述凹部配置有封闭轴向一侧的开口的帽部。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的马达单元,其中,
所述定子具有与所述马达端子连接的绕组,
所述基板端子具有:
与所述基板连接的基端;以及
第一直线部,其从所述基端朝向前端延伸,并且该第一直线部设置在距离所述前端规定的长度的范围内并沿着所述轴向延伸,
所述马达端子具有:
与所述绕组连接的基端;以及
第二直线部,其从所述基端朝向前端延伸,并且该第二直线部设置在距离所述前端规定的长度的范围内并沿着所述轴向延伸,
所述第一直线部和所述第二直线部以相互重叠的状态通入到所述贯通孔中。
6.根据权利要求5所述的马达单元,其中,
所述基板端子从所述基端沿着所述轴向延伸至前端。
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,
安装在所述基板的轴向一侧的面上的电子部件具有第一电子部件,该第一电子部件配置成从所述轴向观察时避开所述台阶部,该第一电子部件的所述轴向的高度比所述台阶部的轴向另一侧的末端高。
8.根据权利要求7所述的马达单元,其中,
安装在所述基板的轴向一侧的面上的电子部件具有第二电子部件,该第二电子部件配置成从所述轴向观察时其至少一部分与所述台阶部重叠,该第二电子部件的所述轴向的高度比所述台阶部的轴向另一侧的末端低。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的马达单元,其中,
从所述轴向观察时,所述台阶部的至少一部分避开所述基板而配置。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的马达单元,其中,
从所述轴向观察时,在所述台阶部上沿所述旋转轴线中心的周向排列配置有多个所述贯通孔。
11.根据权利要求10所述的马达单元,其中,
从所述轴向观察时,所述台阶部沿着所述旋转轴线中心的周向呈圆弧状延伸。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的马达单元,其中,
所述贯通孔的内周面具有越靠轴向另一侧而越扩大所述贯通孔的锥形部。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的马达单元,其中,
所述基板端子与所述马达端子的连接部是焊接结合部。
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