CN220510929U - 一种用于汽车的全集成无刷微电机执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于汽车的全集成无刷微电机执行器，该无刷微电机执行器的应用场景包括但不限于：车窗调节、天窗调节，座椅调节等。无刷微电机执行器包含有集成装配在一起的无刷电机组件、减速箱组件、控制器模块；无刷电机组件的转子与减速箱组件的输入端传动连接，减速箱组件的输出端与电动调节机构的运动组件传动连接；控制器模块包含有控制电路板和连接器，控制电路板上设有与无刷电机组件的定子绕组上PIN针所连接的PIN针孔，连接器一端与控制电路板上的PIN脚孔相连，另一端和车窗控制信号线插接。本申请实用新型将无刷电机、控制器模块、减速齿轮箱集成在一起，能够达到减小电机噪音，减小尺寸及提高EMC电磁兼容等级的目的。

Description

一种用于汽车的全集成无刷微电机执行器

技术领域

本实用新型涉及如汽车车窗升降、天窗开闭等汽车电动调节的应用，具体涉及到一种用于汽车的全集成无刷微电机执行器。

背景技术

通常情况下，汽车车窗及天窗的开启及关闭运动由一驱动机构驱动完成。驱动机构一般包括壳体及设置于壳体内的电机和减速传动组件，当电机运转时，其通过传动组件驱动车窗开启或关闭。

市场上面存在将直流有刷电机、ECU和齿轮箱集成在一起的智能集成方案，但有刷电机智能集成方案由于碳刷换向器的存在，其噪音大，EMC电磁兼容性能差，尺寸大，越来越满足不了汽车的需求。

在汽车微电机执行器应用上，目前市场上面还没有将BLDC无刷电机、ECU和齿轮箱集成在一起的智能集成方案。有些直径较大的电机，其内部空间较大得以集成ECU，对于一些直径较小(20mm-40mm)的无刷电机，由于内部结构空间较小，无法集成ECU控制器，从而通常采用一个独立的控制盒，通过线束和电机连接来控制电机工作，这样增加了机构空间，同时装配也更加复杂化，带来了价格成本上升，同时也会导致出现问题的风险点增加。

实用新型内容

汽车上使用的微电机执行器对噪音和EMC的要求越来越高，且尺寸要求越来越小，目前有刷电机技术已经发展到瓶颈期，满足不了汽车的噪音、EMC及尺寸要求。为了满足汽车的未来发展趋势，本申请提出了一种将无刷电机、集成控制、减速齿轮箱的集成在一起的新结构，具体方案如下：

一种用于汽车的全集成无刷微电机执行器，所述无刷微电机执行器包含有集成装配在一起的无刷电机组件、减速箱组件、控制器模块；

所述无刷电机组件的转子与所述减速箱组件的输入端传动连接，所述减速箱组件的输出端与汽车电动调节机构的运动组件传动连接，所述控制器模块和整车的电源线和控制信号线连接。

进一步的，所述控制器模块包含有控制电路板和连接器，所述控制电路板上设有与所述无刷电机组件的定子绕组连接的PIN针孔，所述控制电路板上还包括与所述连接器一端上的PIN针连接的PIN脚孔，所述连接器另一端和整车的电源线和控制信号线连接。

进一步的，所述控制器模块还包含有连接器壳体和盖板，所述控制电路板安装在扣合连接的所述连接器壳体和所述盖板内部，所述连接器集成安装在所述连接器壳体上。

进一步的，所述无刷电机组件的转子穿过所述控制电路板一端的通孔与所述减速箱组件的输入齿轮传动连接，且所述无刷电机组件的三相定子绕组与所述控制电路板上的PIN针孔焊接连接。

进一步的，无刷电机组件壳体与减速箱组件壳体通过卡扣、铆接或者螺纹装配连接，所述无刷电机组件、减速箱组件、控制器模块集成安装在卡合的所述无刷电机组件壳体与减速箱组件壳体内。

进一步的，所述连接器壳体、所述盖板分别设有第一定位柱、第二定位柱，无刷电机组件壳体设有与分别与所述第一定位柱、所述第二定位柱相配合第一定位槽、第二定位槽；

所述连接器壳体设有第三定位柱，所述控制电路板上设有与所述第三定位柱相配合的第三定位孔；

无刷电机组件壳体和减速箱组件壳体之间通过定位卡扣装配连接。

进一步的，无刷电机组件壳体靠近所述减速箱组件的一端开设有用于嵌入安装所述连接器壳体和所述盖板的豁口。

进一步的，所述连接器壳体设有沿所述豁口径向向外延伸的延伸部，所述控制电路板的电容设于所述延伸部的空腔内。

本实用新型的优点在于：

1)将控制电路板集成在无刷电机里，由内置的控制模块通过PIN与定子绕组连接；与控制电路板相连的连接器通过LIN总线或实体开关接受控制信号，实现电机的执行器开关防夹等功能。

2)为了提供足够的面积以便布置下控制电路板(PCBA)，通过电机壳体侧面开槽，并将连接器壳体向外延伸到无刷电机组件壳体外面增加一个空腔，由此空腔来容纳无刷电机电路板所必需的电容、连接器插头等组件，结构新颖，尺寸更加紧凑。

3)采用无刷电机，能够达到减小电机噪音，减小尺寸及提供EMC等级的目的。

4)集成化程度高，同时也有利于简化安装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例中，本实用新型提供的一种汽车全集成无刷微电机执行器的外形图；

图2为图1的内部构造图；

图3为基于图1结构的***分解图；

图4为集成装配在一起的无刷电机组件以及控制器模块；

图5为一端具有豁口的无刷电机外壳示意图；

图6为控制器模块与无刷电机外壳装配在一起的示意图；

图7为连接器壳体与控制电路板的配合示意图，其中连接器壳体设有径向延伸至无刷电机壳体轴向区域***的延伸部；

图8为装配在一起的无刷电机组件和连接器壳体与控制电路板的配合示意图；

图9为一实施例中，无刷电机组件和减速箱组件之间采用涡轮蜗杆连接的无刷微电机执行器示意图；

图10为一实施例中，无刷电机组件和减速箱组件之间采用行星齿轮连接的无刷微电机执行器示意图；

图11为一实施例中，无刷电机组件和减速箱组件之间采用对齿对齿轮连接的无刷微电机执行器示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

参照图1所示，本实用新型提供了一种用于汽车的全集成无刷微电机执行器，该无刷微电机执行器的应用场景包括但不限于：车窗调节、天窗调节，座椅调节等。本实用新型的无刷微电机执行器主要包含有集成装配在一起的无刷电机组件10、减速箱组件20、控制器模块30。

无刷电机组件10的转子12与减速箱组件20的输入齿轮传动连接，减速箱组件20的输出端用于控制汽车电动调节机构，例如可以实现控制车窗升降、天窗开合，座椅调节等。其中，控制器模块30包含有控制电路板31和连接器32，控制电路板31上设有与无刷电机组件10的定子绕组连接的PIN针孔33，连接器32一端与控制电路板31上的控制PIN脚孔35相连，另一端和LIN总线或实体开关连接。

控制器模块30还包含有连接器壳体36和盖板37，控制电路板31安装在扣合连接的连接器壳体36和盖板37内部，连接器32集成安装在连接器壳体36上。无刷电机组件壳体11与减速箱组件壳体21通过卡扣、铆接或者螺纹装配连接，且无刷电机组件10、减速箱组件20、控制器模块30集成安装在卡合的所述无刷电机组件壳体11与减速箱组件壳体21内。

本实用新型的控制电路板31为横向延伸的钥匙形状，以提高控制电路板31的面积以容纳更多电子元器件，如图4所示，无刷电机组件10的转子12穿过控制电路板31一端的通孔与输入齿轮传动连接，且无刷电机组件10的U-V-W三相绕组上PIN针与控制电路板31上的PIN针孔33焊接连接。

如图5所示，无刷电机组件壳体11靠近减速箱组件20的一端开设有用于嵌入安装连接器壳体36和盖板37的豁口11-3，连接器壳体36设有沿豁口11-3径向向外延伸的延伸部36-2，控制电路板31的电容31-2设于延伸部36-2的空腔36-4内。为了使得无刷电机稳定工作并提高电机效率，在无刷电机电路板上需要搭载一到三个体积较大的电容，现有设计的电机机壳里面没有大的空间来放置电容，因此目前都是采用外挂另外一块电路板的形式来达到功能要求，这增加了组件所占用的空间。本申请将连接器壳体36向外延伸到无刷电机组件壳体11外面增加一个空腔36-4，由此来容纳无刷电机电路板的电容、连接器插头等组件，因此无需再外挂电路板来装载电容，相比较现有技术，本申请结构新颖，尺寸更加紧凑从而减少了占用空间。

在一可选的实施例中，无刷电机组件10、减速箱组件20、控制器模块30之间设有用于装配的定位机构，具体定位机构如下：

1)连接器壳体36、盖板37分别设有第一定位柱36-1、第二定位柱37-1，无刷电机组件壳体11设有与分别与第一定位柱36-1、第二定位柱37-1相配合第一定位槽11-1、第二定位槽11-2，由此实现连接器壳体36、盖板37与无刷电机组件壳体11之间的精准定位。

2)连接器壳体36设有第三定位柱36-3，控制电路板31上设有与第三定位柱36-3相配合的第三定位孔31-3，由此实现连接器壳体36和控制电路板31之间的精准定位。

3)无刷电机组件壳体11和减速箱组件壳体21之间通过定位卡扣装配连接，由此实现无刷电机组件壳体11和减速箱组件壳体21之间的精准定位以及连接。

本实用新型的减速箱组件20可以为多种形式，包括但不限于：1)图9所示的涡轮蜗杆结构的齿轮箱体，减速箱组件壳体21内设有与转子12啮合的涡轮；2)图10所示的行星齿轮结构的齿轮箱体，减速箱组件壳体21内设有与转子12传动连接的行星齿轮；3)图11所示的对齿齿轮结构的齿轮箱体，减速箱组件壳体21内设有多个相咬合齿轮，主齿轮与转子12相连，从齿轮与电动调节机构的运动组件传动连接。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种用于汽车的全集成无刷微电机执行器，其特征在于，所述无刷微电机执行器包含有集成装配在一起的无刷电机组件(10)、减速箱组件(20)、控制器模块(30)；

所述无刷电机组件(10)的转子(12)与所述减速箱组件(20)的输入端传动连接，所述减速箱组件(20)的输出端与汽车电动调节机构的运动组件传动连接；所述控制器模块(30)和整车的电源线和控制信号线连接。

2.如权利要求1所述的全集成无刷微电机执行器，其特征在于，所述控制器模块(30)包含有控制电路板(31)和连接器(32)，所述控制电路板(31)上设有与所述无刷电机组件(10)的定子绕组上的PIN针连接的PIN针孔(33)，所述控制电路板(31)上还包括与所述连接器(32)一端上的PIN针连接的PIN脚孔(35)，所述连接器(32)另一端和整车的电源线和控制信号线连接。

3.如权利要求2所述的全集成无刷微电机执行器，其特征在于，无刷电机组件壳体(11)与减速箱组件壳体(21)通过卡扣、铆接或者螺纹装配连接，所述无刷电机组件(10)、减速箱组件(20)、控制器模块(30)集成安装在卡合的所述无刷电机组件壳体(11)与减速箱组件壳体(21)内。

4.如权利要求2所述的全集成无刷微电机执行器，其特征在于，所述控制器模块(30)还包含有连接器壳体(36)和盖板(37)，所述控制电路板(31)安装在扣合连接的所述连接器壳体(36)和所述盖板(37)内部，所述连接器(32)集成安装在所述连接器壳体(36)上。

5.如权利要求4所述的全集成无刷微电机执行器，其特征在于，所述无刷电机组件(10)的转子(12)穿过所述控制电路板(31)一端的通孔与所述减速箱组件(20)的输入齿轮传动连接，且所述无刷电机组件(10)的三相定子绕组与所述控制电路板(31)上的PIN针孔(33)焊接连接。

6.如权利要求4所述的全集成无刷微电机执行器，其特征在于，无刷电机组件壳体(11)与减速箱组件壳体(21)通过卡扣、铆接或者螺纹装配连接，且扣合连接在一起的所述连接器壳体(36)及所述盖板(37)夹持固定在无刷电机组件壳体(11)和减速箱组件壳体(21)中间。

7.如权利要求6所述的全集成无刷微电机执行器，其特征在于，所述连接器壳体(36)、所述盖板(37)分别设有第一定位柱(36-1)、第二定位柱(37-1)，无刷电机组件壳体(11)设有与分别与所述第一定位柱(36-1)、所述第二定位柱(37-1)相配合第一定位槽(11-1)、第二定位槽(11-2)；

所述连接器壳体(36)设有第三定位柱(36-3)，所述控制电路板(31)上设有与所述第三定位柱(36-3)相配合的第三定位孔(31-3)；

无刷电机组件壳体(11)和减速箱组件壳体(21)之间通过定位卡扣装配连接。

8.如权利要求6所述的全集成无刷微电机执行器，其特征在于，无刷电机组件壳体(11)靠近所述减速箱组件(20)的一端开设有用于嵌入安装所述连接器壳体(36)和所述盖板(37)的豁口(11-3)。

9.如权利要求8所述的全集成无刷微电机执行器，其特征在于，所述连接器壳体(36)设有沿所述豁口(11-3)径向向外延伸的延伸部(36-2)，所述控制电路板(31)的电容(31-2)设于所述延伸部(36-2)的空腔(36-4)内。