專利名稱：電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)及其制造方法，特別是一種具有多相定子線圈的電動機(jī)中具有理想的每一個相以及相間連線部的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電動機(jī)，將每一相線圈導(dǎo)體之間連接起來，構(gòu)成多相定子線圈，在每一相中將定子線圈與動力配線電連接起來，將動力配線引出到電動機(jī)的外部。
另外，現(xiàn)在的電動機(jī)，例如特開2003-134724號公報所述，在每一相中將線圈導(dǎo)體通過平板導(dǎo)體相連接，構(gòu)成多相定子線圈，并將平板導(dǎo)體引出到電動機(jī)的外部。
專利文獻(xiàn)1特開2003-134724號公報。
如上所構(gòu)成的電動機(jī)中，連線部增大，為了構(gòu)成連線部需要較大的空間。所以，例如電動動力轉(zhuǎn)向裝置等中所使用的小型電動機(jī)這樣的安裝空間受到限制的電動機(jī)中，在使用上述連線構(gòu)造的情況下，無法避免大型化，從而使得電動機(jī)的尺寸無法容納在所限制的安裝空間內(nèi)。
另外，在使用特開2003-134724號公報中所記載的平板導(dǎo)體的方式中，導(dǎo)體引出到電動機(jī)外部的部分，成為線圈與平板導(dǎo)體接合時的障礙，使得組裝性能惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過節(jié)省線圈的連線空間而能夠容易地小型化的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)及其制造方法。
本發(fā)明的最具代表性的特征在于，將連線部件由連接各相的第1配線部件和接收來自外部的電能的第2配線部件構(gòu)成，將其在電動機(jī)軸向?qū)盈B并電連接。
另外，本發(fā)明的最具代表性的特征在于，通過在定子鐵心中組裝定子線圈的第1工序、在從所組裝的上述定子鐵心的軸向端部向軸向突出的上述定子線圈的線圈終端部中，通過第1配線部件連接上述定子線圈的每一相的第2工序、以及將從外部接收供電的第2配線部件層疊在第1配線部件中，與上述第1配線部件電連接的第3工序，來制造電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)。
通過本發(fā)明，能夠讓電動機(jī)的連線部小型化，并能夠容易地進(jìn)行連線作業(yè)。


圖1為說明基于本發(fā)明的一實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的構(gòu)成的橫剖視圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為說明AC電動機(jī)的的極數(shù)P與槽數(shù)S之間的關(guān)系的說明圖。
圖4為說明基于本發(fā)明的一實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的齒槽轉(zhuǎn)矩的實(shí)測值的說明圖。
圖5為說明基于本發(fā)明的一實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的定子線圈的連線圖。
圖6為說明基于本發(fā)明的一實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的定子線圈的連線狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖7為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中使用的連線環(huán)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖8為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中所使用的連線環(huán)與電極夾的關(guān)系的分解立體圖。
圖9(A)為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中所使用的母線中的導(dǎo)體構(gòu)成的立體圖。(B)為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中所使用的母線的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖10為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的定子線圈與連線環(huán)以及母線的位置關(guān)系的分解立體圖。
圖11為圖1的A-A處箭頭方向視圖。
圖12為說明使用本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖13為說明控制本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的控制裝置的構(gòu)成的功能方框圖。
圖14為說明控制本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的控制裝置的構(gòu)造的分解立體圖。
圖15為說明本發(fā)明的一實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)進(jìn)行控制的控制裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖16為說明控制本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的控制裝置的構(gòu)造的立體圖。
圖中100-電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，110-定子，112-定子鐵心，112T-齒極，112B-后鐵心，114-定子線圈，116、CR-連線環(huán)，117、BB-母線，130-轉(zhuǎn)子，132-轉(zhuǎn)子鐵心，134-磁鐵，136-磁鐵罩，138-軸，150-磁軛，162-電纜，163-端子，164-索環(huán)，CU-鉚接部，CT-突出部，GR-溝部，H-電極夾，MR-樹脂，T-線圈終端部，TA、TB-端部。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的相關(guān)電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的最具代表性的實(shí)施方式如下所述。
也即，是一種被多相交流電所驅(qū)動，輸出掌舵用轉(zhuǎn)矩的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，具有框架、固定在該框架中的定子、以及介有空隙與該定子相面對配置的轉(zhuǎn)子；定子具有定子鐵心與組裝在該定子鐵心上的多相定子線圈；定子鐵心通過將分割過的多個鐵心板結(jié)合起來而形成，由環(huán)狀的后鐵心部，與從該后鐵心部向徑向突出的多個齒極鐵心部構(gòu)成，齒極鐵心的相鄰齒極鐵心部之間形成有槽部，定子線圈容納在槽部中，定子線圈之間通過第1配線部件相連接，由第2配線部件引出到外部，第1配線部件與第2配線部件在電動機(jī)軸向上層疊；轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子鐵心，與固定在該轉(zhuǎn)子鐵心的外周表面的多個磁鐵，在轉(zhuǎn)子鐵心中組裝有轉(zhuǎn)子線圈的狀態(tài)下，通過鑄模材料將轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)子線圈鑄模成形起來。
本發(fā)明的相關(guān)電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的制造方法的最具代表性的實(shí)施方式如下所述。
也即，是一種被多相交流電所驅(qū)動，輸出掌舵用轉(zhuǎn)矩的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的制造方法，經(jīng)過在定子鐵心中組裝定子線圈的第1工序，之后，將從所組裝的定子鐵心的軸向端部向軸向突出的定子線圈的線圈終端部，與設(shè)置在定子鐵心的電動機(jī)軸向線圈終端部側(cè)的第1配線部件電連接起來的第2工序，之后，電連接設(shè)置在電動機(jī)軸向線圈終端部側(cè)的第2配線部件的第3工序，制造連線部采用層疊構(gòu)造的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)。
下面對照圖1～圖16，對基于本發(fā)明的一實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的構(gòu)成以及動作進(jìn)行說明。
首先對照圖1以及圖2，對本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖1為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的構(gòu)成的橫剖視圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。圖2(A)示出了全體剖視圖，圖2(B)示出了要部剖視圖。
電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)(以下稱作“EPS電動機(jī)”)100，是一種具有定子110與可旋轉(zhuǎn)地支持在該定子110的內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子130的表面磁鐵型同步電動機(jī)。EPS電動機(jī)100，由具有電池的車載電源，例如14V類電源(卷繞式鉛蓄電池的輸出電壓為12V)，或24V類電源或42V類電源(電池的輸出電壓為36V)或48V類電源所供給的電進(jìn)行驅(qū)動。
電動機(jī)110，具有通過層疊有硅鋼板的磁體所形成的定子鐵心112，以及保持在定子鐵心112的槽內(nèi)的定子線圈114。定子鐵心112，如后面對照圖2所述，由圓環(huán)狀后鐵心，以及與該后鐵心分離而制作，之后機(jī)械固定在后鐵心上的多個齒極構(gòu)成。多個齒極中分別纏繞有定子線圈114。定子線圈以分布纏繞或集中纏繞方式進(jìn)行纏繞。
如果定子線圈114為分布纏繞，則對于弱磁場控制非常優(yōu)越，另外，對磁阻轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生也很優(yōu)越。作為EPS電動機(jī)來說，電動機(jī)的小型化與線圈阻抗的降低非常重要。通過讓定子線圈114為集中纏繞，能夠縮短定子線圈114的線圈終端部長度。通過這樣，能夠縮短EPS電動機(jī)100的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度。另外，由于能夠縮短定子線圈114的線圈終端部的長度，因此能夠減小定子線圈114的電阻，抑制電動機(jī)的溫度上升。另外，由于能夠降低線圈電阻，因此能夠減小線圈的銅損。所以，能夠讓對電動機(jī)的輸入能量中，銅損所消耗的比率較小，從而能夠提高輸出轉(zhuǎn)矩比輸入能量的效率。
EPS電動機(jī)，如上所述，由載置在車輛中的電源進(jìn)行驅(qū)動。上述電源的輸出電壓較低的情況較多。在電源端子間構(gòu)成逆變器的開關(guān)元件以及上述電動機(jī)、其他電流供給電路的連接機(jī)構(gòu)，等價構(gòu)成串聯(lián)電路，上述電路中，各個電路構(gòu)成元件的端子電壓的合計(jì)變?yōu)樯鲜鲭娫吹亩俗娱g電壓，因此用來給電動機(jī)供電的電動機(jī)的端子電壓降低。在該狀態(tài)下，為了確保流入到電動機(jī)中的電流，將電動機(jī)的銅損抑制得較低非常重要。從這一點(diǎn)出發(fā)，由于載置在車輛中的電源很多為50v以下的低電壓類，定子線圈114最好采用集中纏繞。特別是在使用12v類電源的情況下極為重要。
另外，在EPS電動機(jī)設(shè)置在駕駛桿附近的情況下，以及設(shè)置在齒條小齒輪的附近等情況下，均要求小型化。另外，小型化了的構(gòu)造中需要固定定子線圈，讓線圈作業(yè)較容易也很重要。與分布纏繞相比，集中纏繞的線圈作業(yè)、線圈的固定作業(yè)較容易。
定子線圈114的線圈終端部被鑄模。EPS電動機(jī)希望將齒槽轉(zhuǎn)矩等轉(zhuǎn)矩變動控制得非常小，在定子部組裝完成之后對定子內(nèi)部再次進(jìn)行切削加工。由于這樣的機(jī)械加工，產(chǎn)生了切削粉。必須防止該切削粉進(jìn)入定子線圈的線圈終端部，從而希望線圈終端部的鑄模。線圈終端部是指，定子線圈114的多個部位中，從定子鐵心112的軸向兩端部向軸向突出的部位。另外，本實(shí)施例中，在覆蓋定子線圈114的線圈終端部的鑄模樹脂，與框架150之間設(shè)有空隙，但也可以填充到與框架150、前法蘭152F以及后法蘭152R相接觸的位置。這樣一來，定子線圈114的發(fā)熱，能夠從線圈終端部經(jīng)鑄模樹脂直接傳遞給框架150、前法蘭152F以及后法蘭152R，釋放到外部，因此與經(jīng)空氣進(jìn)行熱傳遞的情況相比，能夠降低定子線圈114的溫度上升。
定子線圈114由U相、V相、W相這3相構(gòu)成，分別由多個單位線圈構(gòu)成。多個單位線圈如后面對照圖3所述，3相的各個相通過設(shè)置在圖示左側(cè)的連線環(huán)116連線。連線環(huán)116與母線117電連接，母線117在電動機(jī)外部與電纜162相連接。
EPS電動機(jī)需要有較大的轉(zhuǎn)矩。例如在車輛的行駛停止?fàn)顟B(tài)或接近行駛停止的運(yùn)行狀態(tài)下迅速旋轉(zhuǎn)方向盤(方向盤)，為了克服掌舵車輪與地面之間的摩擦阻力，要求上述電動機(jī)提供較大的轉(zhuǎn)矩。此時向定子線圈供給大電流。該電流因條件而不同，但有時為50A以上。還需要考慮70A或150A的情況。為了能夠安全供給這樣的大電流，另外還降低上述電流引起的發(fā)熱，使用連線環(huán)116與母線117非常重要。通過經(jīng)上述連線環(huán)116與母線117向定子線圈供電，能夠減小連接電阻，還能夠抑制銅損所引起的電壓下降。通過這樣，能夠容易地供給大電流。另外，還具有讓伴隨著逆變器元件的動作的電流上升時間常數(shù)變小的效果。
定子鐵心112與定子線圈114，通過樹脂(具有電絕緣性的)鑄模為一體，一體形成從而構(gòu)成定子子組件。該一體成形的子組件，在壓入到鋁等金屬所形成的圓筒狀框架150的內(nèi)側(cè)固定起來的狀態(tài)下，進(jìn)行鑄模成形。另外，一體成形的定子子組件，也可以在定子線圈114組裝在定子鐵心112中的狀態(tài)下進(jìn)行鑄模成形，之后再壓入到框架150內(nèi)。
安裝在機(jī)動車中的EPS被作用各種振動。另外，還被作用來自車輪的沖擊。另外還在氣溫變化較大的狀態(tài)下使用。需要考慮攝氏負(fù)40度的狀態(tài)，另外，還需要考慮因溫度上升而變成100度以上。另外，電動機(jī)中不能進(jìn)水。為了在該條件下將定子固定在磁軛150上，最好在筒狀框架的至少定子鐵心的外周部中不設(shè)置螺絲孔以外的孔，將定子部(子組件)壓入在圓筒金屬中。另外，壓入之后可以進(jìn)一步從框架的外周部進(jìn)行螺絲止動。最好是壓入加止動。
轉(zhuǎn)子130，具有層疊有硅鋼板的磁體所構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心132、通過粘合劑固定在該轉(zhuǎn)子鐵心132的表面的多個作為永久磁鐵的磁鐵134、以及由設(shè)置在磁鐵134的外周的非磁體所構(gòu)成的磁鐵罩136。磁鐵134是稀土類磁鐵，例如由釹制成。定子鐵心132固定在軸138上。轉(zhuǎn)子鐵心132的表面上通過粘合劑固定有多個磁鐵134，同時，其外周側(cè)被磁鐵罩136所覆蓋，通過這樣來防止磁鐵134的飛散。上述磁鐵罩136由不銹鋼(俗稱SUS)構(gòu)成，但也可以纏繞帶子。不銹鋼這種方法的制造較容易。如上所述的EPS電動機(jī)，適于保持振動以及熱變化非常大，易破損的永久磁鐵。另外如上所述，即使破損也能夠防止飛散。
圓筒狀框架150的一方端部，設(shè)有前法蘭152F。框架150與前法蘭152F之間通過螺栓B1固定起來。另外?？蚣?50的另一方端部，壓入有后法蘭152R。前法蘭152F以及后法蘭152R中，分別安裝有軸承154F、154R。通過這些軸承154F、154R，將軸138以及固定在該軸138上的定子110自由旋轉(zhuǎn)地支持起來。
前法蘭152F中形成有圓環(huán)狀的突出部(或延伸部)。前法蘭152F的突出部向軸向突出，從前法蘭152F的線圈終端部側(cè)的側(cè)面向線圈終端部側(cè)延伸。在將前法蘭152F固定在框架150中時，前法蘭152F的突出部的前端部，插入在前法蘭152F側(cè)的線圈終端部的鑄模材料與框架150之間所形成的空隙內(nèi)。另外，為了提高線圈終端部的散熱，前法蘭152F的突出部，最好與前法蘭152F側(cè)的線圈終端部的鑄模材料緊密接觸。
后法蘭152R中設(shè)有圓筒狀的凹孔，后法蘭152R的凹孔與軸138的中心軸同心，比框架150的軸向端部深入軸向內(nèi)側(cè)(定子鐵心112側(cè))。后法蘭152R的凹孔的前端部，延伸到后法蘭152R側(cè)的線圈終端部的內(nèi)徑側(cè)，在徑向上與后法蘭152R側(cè)的線圈終端部相面對。后法蘭152R的凹孔的前端部中保持有軸承154。軸138的后法蘭152R側(cè)的軸向端部，比軸承154更向外方(與轉(zhuǎn)子鐵心132相反的一側(cè))延伸，一直達(dá)到后法蘭152R的凹孔的開口部附近或比開口部更加在軸向上向外突出的位置。
后法蘭152R的凹孔的內(nèi)周面與軸138的外周面之間所形成的空間中，設(shè)有旋轉(zhuǎn)變壓器156。旋轉(zhuǎn)變壓器156具有旋轉(zhuǎn)變壓器定子156S與旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子156R，位于比軸承154R靠近軸向外側(cè)(與轉(zhuǎn)子鐵心132相反的一側(cè))處。旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子156R通過螺母N1固定在軸138的一方端部(圖示左側(cè)的端部)上。旋轉(zhuǎn)變壓器定子156S，通過由螺絲SC1將旋轉(zhuǎn)變壓器壓板156B固定在后法蘭152R上，而固定在后法蘭152R的凹孔的內(nèi)周側(cè)，與旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子156R介有空隙相面對。由旋轉(zhuǎn)變壓器定子156S與旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子156R構(gòu)成旋轉(zhuǎn)變壓器156，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子156R的旋轉(zhuǎn)由旋轉(zhuǎn)變壓器定子156S檢測出來，通過這樣，能夠檢測出多個磁鐵134的位置。更具體的說，旋轉(zhuǎn)變壓器具有外周表面為凹凸?fàn)?例如橢圓形狀或花瓣形狀)的旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子156R，與纏繞有兩個輸出用線圈(電氣錯開90°)以及勵磁用線圈的旋轉(zhuǎn)變壓器定子156S。如果給勵磁用線圈加載交流電，兩個輸出用線圈中，便產(chǎn)生具有與旋轉(zhuǎn)角度成正比的相位差的、對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子156R與旋轉(zhuǎn)變壓器定子156S之間的空隙的長度變化的交流電壓。這樣，旋轉(zhuǎn)變壓器便能夠檢測出具有相位差的兩個輸出電壓。轉(zhuǎn)子130的磁極位置，可以通過根據(jù)所檢測出的兩個輸出電壓的相位差求出相位角來檢測出來。后法蘭152R的外周安裝有后座158，將旋轉(zhuǎn)變壓器156覆蓋起來。
從外部電池經(jīng)母線117與電纜162以及安裝在電纜162的前端的端子163，向通過連線環(huán)116所連接的U相、V相、W相的各相供電。母線117焊接在連線環(huán)116上，引出到電動機(jī)外部。電纜162，安裝在其前端的端子163焊接安裝在母線117上。由旋轉(zhuǎn)變壓器定子156S所檢測出的磁極位置信號，由信號線166取出到外部。后法蘭152R中安裝有后座158，用來保護(hù)旋轉(zhuǎn)變壓器156，密閉電動機(jī)100。通過鑄模材料M1將連線環(huán)116與母線117的一部分與線圈終端部一起鑄模起來。
接下來對照圖2，對定子110以及轉(zhuǎn)子130的構(gòu)成進(jìn)行更加具體的說明。
圖2為圖1的A-A視圖。圖2(B)為圖2(A)的P部的放大剖視圖。另外，與圖1相同的符號表示同一部分。
首先對定子110的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖1中所示的定子鐵心112，由圓環(huán)狀后鐵心112B，以及與該后鐵心112B分離構(gòu)成的多個齒極112T構(gòu)成。后鐵心112B，通過沖床成形對硅鋼板等磁體薄板進(jìn)行沖壓，并層疊起來而構(gòu)成。
本實(shí)施例中，齒極112T由分別獨(dú)立的12個齒極112T(U1+)、112T(U1-)、112T(U2+)、112T(U2-)、112T(V1+)、112T(V1-)、112T(V2+)、112T(V2-)、112T(W1+)、112T(W1-)、112T(W2+)、112T(W2-)。各個齒極112T(U1+)，...，112T(W2-)中，通過集中纏繞纏繞了定子線圈114(U1+)、114(U1-)、114(U2+)、114(U2-)、114(V1+)、114(V1-)、114(V2+)、114(V2-)、114(W1+)、114(W1-)、114(W2+)、114(W2-)。
這里，定子線圈114(U1+)與定子線圈114(U1-)，纏繞為讓線圈中所流動的電流方向相反。定子線圈114(U2+)與定子線圈114(U2-)，也纏繞為讓線圈中所流動的電流方向相反。另外，定子線圈114(U1+)與定子線圈114(U2+)，纏繞為讓線圈中所流動的電流方向相同。定子線圈114(U1-)與定子線圈114(U2-)，也纏繞為讓線圈中所流動的電流方向相同。定子線圈114(V1+)、114(V1-)、114(V2+)、114(V2-)的電流方向的關(guān)系，以及定子線圈114(W1+)、114(W1-)、114(W2+)、114(W2-)的電流方向的關(guān)系，與U相的情況相同。
12個齒極112T以及定子線圈114通過同樣的方法進(jìn)行制作，因此這里以齒極112T(U1+)以及定子線圈114(U1+)為例，對其裝配工序進(jìn)行說明。定子線圈114(U1+)，是預(yù)先成形的成形線圈，成為纏繞在齒極112T(U1+)上的形狀。成為該成形線圈的定子線圈114(U1+)與線軸112BO一體成形。線軸112BO與所成形的定子線圈114(U1+)的一體物，從齒極112T(U1+)的后端側(cè)嵌入。齒極112T(U1+)的前端部，也即與轉(zhuǎn)子130相面對的側(cè)在圓周方向上擴(kuò)大，因此線軸112BO與定子線圈114(U1+)，在該擴(kuò)大部中成為制動器而被卡定。齒極112T(U1+)的后端側(cè)，形成有與形成在后鐵心112B的內(nèi)周側(cè)的凹部112BK相配形狀的凸部112TT。纏繞有所成形的定子線圈114(U1+)的齒極112T(U1+)的凸部112TT，壓入到后鐵心112B的凹部112BK中，將齒極112T(U1+)固定在后鐵心112B中。對其他的齒極112T(U1-)，...，112T(W2-)，安裝定子線圈114(U1-)，...，114(W2-)的工序，以及將齒極112T(U1-)，...，112T(W2-)固定在后鐵心112B中的工序也一樣。
后鐵心112B中，固定有安裝了定子鐵心114的12個齒極112T，在將后鐵心112B的外周側(cè)的多處壓入到框架150的內(nèi)周側(cè)的狀態(tài)下，通過熱硬化樹脂MR將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模成形，構(gòu)成定子子組件。另外，本實(shí)施例中，對在將定子鐵心112中裝配有定子線圈114之后壓入到框架150的狀態(tài)下，將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模成形的情況進(jìn)行了說明，但也可以在將定子線圈114裝配到定子鐵心112中的狀態(tài)下，將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模，之后再將定子鐵心112壓入到框架150中。
在通過鑄模材料進(jìn)行鑄模成形時，將圖示省略的裝配架，安裝在定子鐵心112與框架150所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體中，使得定子鐵心112以及從定子鐵心112的軸向端部向軸向突出的定子線圈114的線圈終端部，被圖示省略的裝配架與框架150所包圍，在圖示省略的裝配架與框架150的包圍中注入流體狀鑄模材料，在線圈終端部、定子鐵心112與連線環(huán)116之間的空隙、連線環(huán)116與母線117之間的空隙、定子鐵心112的空隙、定子線圈114的空隙、定子鐵心112與定子線圈114之間的空隙、以及定子鐵心112與框架150之間的空隙間，填充鑄模材料，讓鑄模材料固化，一旦鑄模材料固化，便取下圖示省略的裝配架。
在鑄模成形的定子子組件的內(nèi)周面，也即齒極112T(U1+)，...，112T(W2-)的前端部與轉(zhuǎn)子130在徑向上相面對的面?zhèn)?，?shí)施切削加工。通過這樣，降低定子110與轉(zhuǎn)子130之間的間隙的偏差，進(jìn)一步提高定子110的內(nèi)徑圓度。另外，通過鑄模成形進(jìn)行一體化，與不進(jìn)行鑄模的情況相比，能夠提高因給定子線圈114通電所產(chǎn)生的熱的散熱性能。另外，通過鑄模成形，還能夠防止定子線圈或齒極的振動。
例如，在轉(zhuǎn)子130的轉(zhuǎn)子鐵心的外周，與定子110的齒極的內(nèi)周之間的間隙為3mm(3000μm)時，由于后鐵心112B的制作誤差、齒極112T的制作誤差、定子鐵心112B與齒極112T壓入組裝時的組裝誤差等，內(nèi)徑圓度產(chǎn)生為±30μm程度。由于該圓度相當(dāng)于間隙的1％(＝30μm/3000μm)，因此因該內(nèi)徑圓度而產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩。但是，在鑄模成形之后，通過對內(nèi)徑進(jìn)行切削加工，能夠降低基于內(nèi)徑圓度的齒槽轉(zhuǎn)矩。通過降低齒槽轉(zhuǎn)矩，能夠提高轉(zhuǎn)向的掌舵感。
框架150的內(nèi)側(cè)形成有凸部150T。后鐵心112B的外周部形成有與凸部150T相對應(yīng)的凹部112BO2。詳細(xì)的狀況如圖2(B)所示。凸部150T與凹部112BO2構(gòu)成具有互不相同的曲率而相卡定的卡定部IP，在軸向上連續(xù)形成，且在周向上隔開間隔設(shè)有8個?？ǘú考孀鲏喝氩?。也即，在框架150中固定定子鐵心112的情況下，將后鐵心112B的凹部112BO2壓入到框架150的凸部150T中，使得框架150的凸部150T的突端面與凹部112BO2的底面壓接起來。這樣，本實(shí)施例中通過部分壓入在框架中固定定子鐵心112。通過該壓入，框架150與定子鐵心112之間形成細(xì)微的空隙。本實(shí)施例中，在通過鑄模材料MR鑄模定子鐵心112與定子線圈114時，同時在框架150與定子鐵心112之間形成的空隙中填充鑄模材料RM。另外，卡定部兼作用來防止定子鐵心112在周向上相對框架150旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)止動部。
這樣，本實(shí)施例中，由于定子鐵心112部分壓入在框架150中，因此能夠加大框架150與定子鐵心112之間的滑動并減小剛性。通過這樣，本實(shí)施例中，能夠提高框架150與定子鐵心112之間的噪音衰減效果。另外，本實(shí)施例中，由于在框架150與定子鐵心112之間的空隙中填充鑄模材料，因此能夠進(jìn)一步提高噪音的衰減效果。
另外，也可以讓凸部150T與凹部112BO2不接觸，二者只用作旋轉(zhuǎn)止動，將后鐵心112B的外周面壓入到該凸部150T與凹部112BO2部分以外的框架150的內(nèi)周面中。
另外，定子線圈114(U1+)、114(U1-)、114(U2+)、114(U2-)，相對定子110的中心設(shè)置在對稱位置上。也即，定子線圈114(U1+)與114(U1-)相鄰設(shè)置，另外，定子線圈114(U2+)與114(U2-)也相鄰設(shè)置。另外，定子線圈114(U1+)、114(U1-)，與定子線圈114(U2+)、114(U2-)相對定子110的中心線對稱設(shè)置。也即，定子線圈114(U1+)與定子線圈114(U2+)，相對通過軸138的中心的虛線C-C線對稱設(shè)置，另外，定子線圈114(U1-)與定子線圈114(U2-)，也線對稱設(shè)置。
定子線圈114(V1+)、114(V1-)、114(V2+)、114(V2-)也同樣線對稱設(shè)置，定子線圈114(W1+)、114(W1-)、114(W2+)、114(W2-)也同樣線對稱設(shè)置。
另外，同相的相鄰定子線圈114通過1根線連續(xù)纏繞。也即，定子線圈114(U1+)與114(U1-)，通過1根線連續(xù)纏繞構(gòu)成兩個纏繞線圈，分別插入到齒極中，成為纏繞在齒極上的結(jié)構(gòu)。定子線圈114(U2+)與114(U2-)也通過1根線連續(xù)纏繞。定子線圈114(V1+)與114(V1-)、定子線圈114(V2+)與114(V2-)、定子線圈114(W1+)與114(W1-)、定子線圈114(W2+)與114(W2-)，也分別通過1根線連續(xù)纏繞。
如果采用這樣的線對稱配置，用1根線纏繞相鄰的兩個同相線圈，各個相之間或異相之間在通過連線環(huán)連線時，能夠簡化連線環(huán)的構(gòu)成。
接下來對轉(zhuǎn)子130的構(gòu)成進(jìn)行說明。轉(zhuǎn)子130，具有磁體制成的轉(zhuǎn)子鐵心132、通過粘合劑固定在該轉(zhuǎn)子鐵心132的表面上的10個磁鐵134(134A、134B、134C、134D、134E、134F、134G、134H、134I、134J)、以及設(shè)置在磁鐵134的外周的磁鐵罩136。轉(zhuǎn)子鐵心132固定在軸138上。
磁鐵134如果使其表面?zhèn)?與定子的齒極112T相面對側(cè))為N極，便在半徑方向磁化，使其內(nèi)面?zhèn)?與轉(zhuǎn)子鐵心132相接觸側(cè))為S極。另外，磁鐵134如果使其表面?zhèn)?與定子的齒極112T相面對側(cè))為S極，便在半徑方向磁化，使其內(nèi)面?zhèn)?與轉(zhuǎn)子鐵心132相接觸側(cè))為N極。這樣，相鄰的磁鐵134便被磁化為讓所磁化的極性在周向上交互。例如，如果磁鐵134A的表面?zhèn)缺淮呕癁镹極，則相鄰的磁鐵134B、134J的表面?zhèn)缺淮呕癁镾極。也即，在磁鐵134A、134C、134E、134G、134I的表面?zhèn)缺淮呕癁镹極的情況下，磁鐵134B、134D、134F、134G、134J的表面?zhèn)缺淮呕癁镾極。
另外，磁鐵134的剖面形狀分別為半圓錐形狀。半圓錐形狀是指在周向上，左右半徑方向的厚度，比中央半徑方向的厚度薄的構(gòu)造。通過采用這樣的半圓錐形狀，能夠讓磁通量分布為正弦波狀，讓因EPS電動機(jī)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的激勵電壓波形為正弦波狀，降低脈動成分。通過減小脈動成分，能夠提高轉(zhuǎn)向的掌舵感。另外，在環(huán)狀的磁體中磁化構(gòu)成磁鐵時，可以通過控制磁化力，讓磁通量分布接近正弦波狀。
轉(zhuǎn)子鐵心132中，在同心圓上形成有大直徑的10個貫通孔132H，與出現(xiàn)在其內(nèi)側(cè)的小直徑的5個凹孔132K。轉(zhuǎn)子鐵心132通過沖床成形對SUS等磁體的薄板進(jìn)行沖壓，并將其層疊起來而構(gòu)成。凹孔132K，通過在沖壓成形時卷曲薄板來形成。在層疊多個薄板時，將該凹孔132K互相嵌合進(jìn)行定位。貫通孔132H用來降低慣性，通過該132H孔能夠提高轉(zhuǎn)子的平衡性。磁鐵134的外周側(cè)被磁鐵罩136所覆蓋，防止磁鐵134的飛散。另外，后鐵心112B與轉(zhuǎn)子鐵心132，由同一個薄板同時進(jìn)行沖壓加工來成形。
如上所述，本實(shí)施例的轉(zhuǎn)子130，具有10個磁鐵134，為10極。另外，如前所述，齒極112T為12個，相鄰的齒極之間所形成的槽數(shù)為12個。也即，本實(shí)施例的EPS電動機(jī)，為10極12槽的表面磁鐵型同步電動機(jī)。
這里對照圖3，對AC電動機(jī)中的極數(shù)P與槽數(shù)S之間的關(guān)系進(jìn)行說明。
圖3為AC電動機(jī)的極數(shù)P與槽數(shù)S之間的關(guān)系的說明圖。
圖3中，畫了橫線陰影的組合，是3相AC電動機(jī)(無刷電動機(jī))所取的極數(shù)P與槽數(shù)S的組合。也即，3相AC電動機(jī)，存在2極3槽、4極3槽、4極6槽、6極9槽、8極6槽、8極9槽、8極12槽、10極9槽、10極12槽、10極15槽的組合。其中，畫了左斜線與右斜線的組合10極12槽為本實(shí)施例的電動機(jī)的極數(shù)與槽數(shù)。另外，關(guān)于畫了左斜線的8極9槽與10極9槽將在后面說明。另外，圖1所示的EPS電動機(jī)是外徑為85φ的小型電動機(jī)，這樣的小型電動機(jī)中，無法實(shí)現(xiàn)極數(shù)N為12以上的電動機(jī)，因此圖示省略。
這里，2極3槽、4極3槽、4極6槽、6極9槽、8極6槽、8極12槽、10極15槽的電動機(jī)，其特性近似，這里以6極9槽的電動機(jī)為代表進(jìn)行說明。
相對6極9槽的AC電動機(jī)，本實(shí)施例的10極12槽的電動機(jī)，能夠提高磁鐵磁通量的利用率。也即，6極9槽的AC電動機(jī)中的線圈系數(shù)(線圈的利用率)kw為0.87，傾斜系數(shù)ks為0.96，因此磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)為‘0.83’。另外，本實(shí)施例的10極12槽的電動機(jī)中，線圈系數(shù)kw為0.93，傾斜系數(shù)ks為0.99，因此磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)為‘0.92’。所以，本實(shí)施例的10極12槽電動機(jī)中，能夠提高磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)。
另外，由于齒槽轉(zhuǎn)矩的周期為極數(shù)P與槽數(shù)S的最小公倍數(shù)，因此6極9槽的AC電動機(jī)中的齒槽轉(zhuǎn)矩的周期為‘18’，而本實(shí)施例的10極12槽電動機(jī)中能夠達(dá)到‘60’，因此能夠降低齒槽轉(zhuǎn)矩。
另外，還能夠降低內(nèi)徑圓度的誤差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩。也即，如果設(shè)6極9槽的AC電動機(jī)中的內(nèi)徑圓度的誤差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩為‘3.7’，本實(shí)施例的10極12槽的電動機(jī)中便能夠達(dá)到‘2.4’，因此能夠降低內(nèi)徑圓度所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩。另外，本實(shí)施例中，對鑄模成形的定子子組件的內(nèi)徑進(jìn)行切削加工，提高了內(nèi)徑圓度，結(jié)果是能夠進(jìn)一步降低內(nèi)徑圓度的誤差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩。
這里，對照圖4對本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的齒槽轉(zhuǎn)矩的實(shí)測值進(jìn)行說明。
圖4為本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的齒槽轉(zhuǎn)矩的實(shí)測值的說明圖。
圖4(A)示出了對角度(機(jī)械角度)為0～360°的360°范圍所實(shí)測的齒槽轉(zhuǎn)矩(mNm)。圖4(B)中示出了將圖4(A)中所示的齒槽轉(zhuǎn)矩的高次諧波成分在各個時間次數(shù)中分別分離時的幅度值(mNm)。時間次數(shù)‘60’如前所述，是10極12槽的電動機(jī)中的齒槽轉(zhuǎn)矩的周期，所產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩幾乎為0。時間次數(shù)‘12’是10極的磁鐵的磁場力的偏差所引起的。磁鐵如上所述使用半圓錐形的磁鐵，通過這樣磁場力的偏差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩也能夠降低到1.4。時間次數(shù)‘10’是12槽的定子的各個齒極的偏差所引起的。通過鑄模成形后的切削加工提高內(nèi)徑圓度的結(jié)果是，能夠?qū)X極的偏差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩也降低到2.6。
時間次數(shù)‘0’如前所述，為DC成分，是所謂的損耗轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)數(shù)幾乎為0時所產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩)。由于損耗轉(zhuǎn)矩也能夠降低到26.3mNm，因此即使在手離開轉(zhuǎn)向裝置的情況下，相對于讓轉(zhuǎn)向裝置回到直行方向的復(fù)原力，損耗轉(zhuǎn)矩這一方也較小，因此提高了轉(zhuǎn)向裝置的復(fù)原性。
如上所述，各個齒槽轉(zhuǎn)矩成分的降低結(jié)果如圖4(A)所示，能夠?qū)X槽轉(zhuǎn)矩降低到9mNm。由于EPS電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩為4.5mNm，因此能夠?qū)X槽轉(zhuǎn)矩降低到0.2％(＝9mNm/4.5Nm)(額定的3/1000以下)。另外，損耗轉(zhuǎn)矩也能夠降低到0.57％(＝26.3mNm/4.5Nm)。
本實(shí)施例的EPS電動機(jī)100，是以車載電池(例如輸出電壓12V為電源的電動機(jī)。EPS電動機(jī)100的安裝位置，設(shè)置在轉(zhuǎn)向裝置的附近或?qū)⑥D(zhuǎn)向裝置的旋轉(zhuǎn)力傳遞給車輪的齒條&小齒輪的齒條附近。所以，由于安裝位置的限制，必須小型化。另外，為了對轉(zhuǎn)向進(jìn)行動力輔助，又需要大轉(zhuǎn)矩(例如4.5Nm)。
如果要從以AC100V為電源的AC伺服電動機(jī)輸出必需的轉(zhuǎn)矩，則電動機(jī)電流為5A就可以了。但是，在像本實(shí)施例這樣將DC14V進(jìn)行DC/AC變換之后的14V交流進(jìn)行驅(qū)動的情況下，為了通過同樣程度的體積，輸出同樣程度的轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)電流需要70A～100A。為了流通這樣的大電流，定子線圈114的直徑需要為1.6φ的大直徑。此時，定子線圈114的圈數(shù)為14圈(T)。定子線圈114的圈數(shù)還依賴于定子線圈114的線徑，因此例如為9～21T。在定子線圈的直徑為1.8φ時，圈數(shù)為9T。這里，相對1.8φ的線圈，纏繞有1.6φ的線圈一方的占積率例如能夠提高到75％。由于能夠提高占積率，因此能夠相對減小導(dǎo)體的電流密度。其結(jié)果是，能夠降低銅損，抑制電動機(jī)的溫度上升，進(jìn)而能夠提高轉(zhuǎn)數(shù)一轉(zhuǎn)矩特性。另外，最近的車輛中有些是載置42V電池的電動車輛，這種情況下，由于能夠降低電動機(jī)電流，因此能夠讓電動機(jī)線圈114的圈數(shù)為20～30圈。
相鄰的齒極112T中，齒極112T的前端(面對轉(zhuǎn)子130側(cè))的擴(kuò)大部的間隔W1(例如齒極112T(U1-)與齒極112T(W1-)的前端擴(kuò)大部的間隔W1(周向中最接近的部位的周向間隔))，為1mm。這樣，通過讓齒極的間隔較為狹窄，能夠降低齒槽轉(zhuǎn)矩。并且，即使給電動機(jī)作用振動，由于定子線圈114的線形比間隔W1粗，因此能夠防止定子線圈114從齒極之間脫落到轉(zhuǎn)子側(cè)。相鄰齒極的間隔W1，最好為定子線圈114的線徑以下的0.5mm～1.5mm。這樣，本實(shí)施例中，相鄰齒極的間隔W1，被設(shè)為定子線圈114的線徑以下。
接下來，對照圖5以及圖6，對本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的定子線圈的連線關(guān)系進(jìn)行說明。
圖5中為本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的定子線圈的連線圖。圖6(A)為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的定子線圈的連線狀態(tài)的側(cè)視圖，圖6(B)為說明從圖6(A)中省略了電極夾H的圖示之后的定子線圈的連線狀態(tài)的側(cè)視圖。另外，圖6(A)為圖1的B-B視圖。另外，與圖2相同的符號，表示同一部分。
圖5中，線圈U1+表示圖2中所示的定子線圈112T(U1+)。線圈U1-、U2+、U2-、V1+、V1-、V2+、V2-、W1+、W1-、W2+、W2-，也分別表示圖2中所示的定子線圈112T(U1-)，...，112T(W2-)。
本實(shí)施例的定子線圈，將U相、V相、W相連線成三角形(△)。另外，各個相分別構(gòu)成并聯(lián)電路。也即，如果從U相看，線圈U2+與線圈U2-的串聯(lián)電路，并聯(lián)在線圈U1+與線圈U1-的串聯(lián)電路上。這里，線圈U1+與線圈U1-如前所述，由1根線連續(xù)纏繞構(gòu)成線圈。另外，V相與W相也相同。
連線方法雖然也可以采用星形連線，但通過采用三角形連線，與星形連線相比，能夠降低端子電壓。例如，在設(shè)U相的串并聯(lián)電路的兩端電壓為E時，端子電壓為E，而星形連線中為 由于能夠降低端子電壓，因此能夠增大線圈的匝數(shù)，使用線徑較細(xì)的線。另外，通過采用并聯(lián)電路，與4線圈串聯(lián)的情況相比，由于能夠減小各個線圈中流動的電流這一點(diǎn)，從而能夠使用線徑較細(xì)的線，因此能夠提高占有體積率，另外彎曲容易，制作性良好。
接下來，對照圖5與圖6，對通過連線環(huán)所進(jìn)行的3相以及各相的連線方法進(jìn)行說明。
如圖5所示，線圈U1-、U2-、V1+、V2+，通過連線環(huán)CR(UV)相連接。線圈V1-、V2-、W1+、W2+，通過連線環(huán)CR(VW)相連接。線圈U1+、U2+、W1-、W2-、，通過連線環(huán)CR(UW)相連接。如果如上進(jìn)行連線，就能夠得到3相三角形連線。
這里，如圖6(A)、(B)所示，使用3個連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)。連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)為了能夠流通大電流，而將母線式的連線板彎曲加工成圓弧狀進(jìn)行使用。各個連線環(huán)具有同一形狀。例如，連線環(huán)CR(UV)為小半徑的圓弧與大半徑的圓弧相連接的形狀。其他連線環(huán)CR(VW)、CR(UW)也為相同結(jié)構(gòu)。這些連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)，在周向上錯開120度的狀態(tài)下，由電極夾所保持。另外，連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)與電極夾H之間的關(guān)系，將在后面對照圖7與圖8進(jìn)行說明。
連線環(huán)CR(UV)，通過鉚接部CU(V1+)與定子線圈114(V1+)的端部T(V1+)相連接，通過鉚接部CU(U1-)與定子線圈114(U1-)的端部T(U1-)相連接，通過鉚接部CU(V2+)與定子線圈114(V2+)的端部T(V2+)相連接，通過鉚接部CU(U2-)與定子線圈114(U2-)的端部T(U2-)相連接。
同樣，連線環(huán)CR(VW)，通過鉚接部CU(W1+)與定子線圈114(W1+)的端部T(W1+)相連接，通過鉚接部CU(V2-)與定子線圈114(V2-)的端部T(V2-)相連接，通過鉚接部CU(W2+)與定子線圈114(W2+)的端部T(W2+)相連接，通過鉚接部CU(V1-)與定子線圈114(V1-)的端部T(V1-)相連接。連線環(huán)CR(WU)，通過鉚接部CU(U2+)與定子線圈114(U2+)的端部T(U2+)相連接，通過鉚接部CU(W2-)與定子線圈114(W2-)的端部T(W2-)相連接，通過鉚接部CU(U1+)與定子線圈114(U1+)的端部T(U1+)相連接，通過鉚接部CU(W1-)與定子線圈114(W1-)的端部T(W1-)相連接。
定子線圈終端部T(U1+)，為纏繞在齒極112T(U1+)上的定子線圈114(U1+)的一方端部。定子線圈終端部T(U1-)，為纏繞在齒極112T(U1-)上的定子線圈114(U1-)的一方端部。定子線圈114(U1+)與定子線圈114(U1-)如前所述，通過1根線連續(xù)形成線圈，因此對應(yīng)兩個線圈114(U1+)、114(U1-)，存在兩個端部T(U1+)、T(U1-)。定子線圈終端部T(U2+)、T(U2-)、T(V1+)、T(V1-)、T(V2+)、T(V2-)、T(W1+)、T(W1-)、T(W2+)、T(W2-)，分別為定子線圈(U2+)，...，(W2-)的一方端部。
定子線圈終端部T(U1-)、T(U2-)、T(V1+)、T(V2+)通過連線環(huán)CR(UV)相連接，通過這樣，進(jìn)行基于圖5所示的線圈U1-、U2-、V1+、V2+的連線環(huán)CR(UV)的連接。定子線圈終端部T(V1-)、T(V2-)、T(W1+)、T(W2+)通過連線環(huán)CR(VW)相連接，通過這樣，進(jìn)行基于圖11所示的線圈V1-、V2-、W1+、W2+的連線環(huán)CR(VW)的連接。定子線圈終端部T(W1-)、T(W2-)、T(U1+)、T(U2+)通過連線環(huán)CR(UW)相連接，通過這樣，進(jìn)行基于圖11所示的線圈U1+、U2+、W1-、W2-的連線環(huán)CR(UW)的連接。
如上所述，由于3相的連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)采用同一形狀，因此模具也變?yōu)?種，實(shí)現(xiàn)了模具費(fèi)用的降低。
接下來，對照圖7與圖8，對本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的連線環(huán)的構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖7為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中所使用的連線環(huán)的構(gòu)成的立體圖。圖8為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中所使用的連線環(huán)與電極夾的關(guān)系的分解立體圖。另外，與圖6相同的符號表示同一部分。
如前所述，3個連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)為同一形狀，因此圖7中例示了連線環(huán)CR(UV)。
如圖7所示，連線環(huán)CR(UV)具有4處U形鉚接部CU(V1+)、CU(U1-)、CU(V2+)、CU(U2-)。鉚接部CU進(jìn)行熔融，與定子線圈114的端部電連接。該連接方法，可以使用鉚接、焊接、釬焊、軟釬焊等。
另外，連線環(huán)CR(UV)的中央部具有指向電動機(jī)軸向的突出部CT(UV)。突出部CT(UV)中，如后所述與母線BB(U)的一端相連接。鉚接部CU(V1+)、CU(U1-)設(shè)置在突出部CT(UV)的一側(cè)，鉚接部CU(V2+)、CU(U2-)設(shè)置在突出部CT(UV)的另一側(cè)。
突出部CT(UV)的前端，如圖所示，分成3個更小的突起。另外，如后面對照圖9所述，母線BB的結(jié)合側(cè)的一端也呈同樣的形狀。這是為了減小焊接所需要的熱量，穩(wěn)定進(jìn)行焊接作業(yè)。
接下來，如圖8所示，在樹脂制電極夾H中，預(yù)先形成3個溝GR(UV)、GR(VW)、GR(WU)。電極夾H中所形成的3個溝GR(UV)、GR(VW)、GR(WU)均為同一形狀，同時形成在在周向上錯開120度的位置上。3個連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)，分別通過容納在溝GR(UV)、GR(VW)、GR(WU)中來進(jìn)行定位。
如圖6(A)所示，在從旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子中心向各個半徑方向看的情況下，同一半徑方向中分別設(shè)有1個U形鉚接部。所以，在定子線圈的端部與鉚接部CU通過熔融進(jìn)行連接時，其他鉚接部不會在熔融作業(yè)時產(chǎn)生干擾。
接下來，對照圖9對本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的母線的構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖9(A)為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中所使用的母線中的導(dǎo)體的構(gòu)成的立體圖。圖9(B)為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中所使用的母線的構(gòu)成的立體圖。
如圖9(A)所示，母線BB(U)、BB(V)、BB(W)，通過沖床裝置對銅板或銅合金制成的導(dǎo)電性金屬板材進(jìn)行沖壓制作而成。母線BB(U)、BB(V)、BB(W)分別具有一方端部TA(U)、TA(V)、TA(W)，與另一方端部TB(U)、TB(V)、TB(W)。一方端部TA(U)、TA(V)、TA(W)在配置為如圖所示時，互相平行。另一方端部TB(U)、TB(V)、TB(W)在配置為如圖所示時，位置分別錯開120度。
在如圖9(A)所示定位了母線BB(U)、BB(V)、BB(W)的狀態(tài)下，通過埋設(shè)在鑄模BBM中，制造圖9(B)所示的母線117。鑄模BBM的材料為PPS，但除此之外還可以使用PBT等材料。
鑄模BBM，可以起到母線BB(U)、BB(V)、BB(W)之間的絕緣、母線BB(U)、BB(V)、BB(W)與連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)之間的絕緣、以及母線BB(U)、BB(V)、BB(W)與磁磁軛150之間的絕緣的作用。
母線BB(U)、BB(V)、BB(W)的另一方端部TB(U)、TB(V)、TB(W)，在磁軛150的內(nèi)部與連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)焊接起來。母線BB(U)、BB(V)、BB(W)的一方端部TA(U)、TA(V)、TA(W)，在電動機(jī)外部與連接在電纜162上的端子163焊接起來。該連接方法，除此之外還可以使用鉚接、釬焊、螺絲固定、連接器連接等。
由母線BB(U)、BB(V)、BB(W)將配線引出到磁軛150的外部，通過這樣，能夠讓電纜162的安裝后進(jìn)行，使得齒極內(nèi)徑的切削作業(yè)較容易。
接下來，對照圖10對本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的定子線圈與連線環(huán)以及母線的位置關(guān)系進(jìn)行說明。
圖10為說明本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中的定子線圈與連線環(huán)以及母線的位置關(guān)系的分解立體圖。另外與圖6～圖9相同的符號，表示同一部分。
首先，將定子線圈114與連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)相連接。接下來，在將定子線圈114插入到磁軛150的內(nèi)部之后，將連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)與母線BB(U)、BB(V)、BB(W)相連接。這樣，通過在定子線圈114與連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)的連接作業(yè)后進(jìn)行，能夠使得定子線圈114與連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)的連接作業(yè)較容易。
以上的連線作業(yè)結(jié)束后，連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)與電極夾H1，以及母線BB(U)、BB(V)、BB(W)的一部分，與線圈終端部一起通過鑄模材料M1(圖1中圖示)進(jìn)行鑄模。
連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)與母線BB(U)、BB(V)、BB(W)之間的連接作業(yè)，在將定子線圈114插入到磁軛150中之后進(jìn)行。所以，如果連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)與母線BB(U)、BB(V)、BB(W)的連接部(連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)的突出部CT(UV)、CT(VW)、CT(WU)，以及母線BB(U)、BB(V)、BB(W)的另一方端部TB(U)、TB(V)、TB(W))的位置，并不遠(yuǎn)離磁軛150的位置，就會成為接合作業(yè)的障礙。但本例中，如圖7所示，由于連線環(huán)CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)的突出部CT(UV)、CT(VW)、CT(WU)位于內(nèi)徑側(cè)，因此如圖6所示，由于增大了與磁軛150之間在半徑方向的距離，所以不會成為接合作業(yè)的障礙。
接下來，對照圖11對定子110的另一構(gòu)成例進(jìn)行說明。圖11為圖1的A-A視圖。另外，與圖2相同的符號表示同一部分。
圖2所示的定子110中，定子鐵心112由圓環(huán)狀后鐵心112B，以及與該后鐵心112B分離構(gòu)成的多個齒極112T構(gòu)成。與此相對，本例中由12個T字形齒極一體型分割后鐵心112(U1+)、112(U1-)、112(U2+)、112(U2-)、112(V1+)、112(V1-)、112(V2+)、112(V2-)、112(W1+)、112(W1-)、112(W2+)、112(W2-)構(gòu)成。也即，圖2中的圓環(huán)狀后鐵心112B為在周向上分成12份的形狀。另外，是成為該分割過的后鐵心的部分中，分別一體形成有齒極的形狀。齒極一體型分割后鐵心112(U1+)，...，112(W2-)，分別通過對硅鋼板等磁體的薄板由沖壓成形進(jìn)行沖壓，并將其層疊起來構(gòu)成。另外，轉(zhuǎn)子130的構(gòu)成與圖2相同。
齒極一體型分割后鐵心112(U1+)，…，112(W2-)的齒極部中，與圖2一樣，在各個獨(dú)立的12齒極112T(U1-)，…，112T(W2-)中，通過集中纏繞纏繞有定子線圈114(U1+)、114(U1-)、114(U2+)、114(U2-)、114(V1+)、114(V1-)、114(V2+)、114(V2-)、114(W1+)、114(W1-)、114(W2+)、114(W2-)。定子線圈114(U1-)，...，114(W2-)的纏繞方向等與圖2相同。
在齒極一體型分割后鐵心112(U1+)，...，112(W2-)中，分別纏繞定子線圈114(U1-)，...，114(W2-)。接下來，壓入與形成在齒極一體型分割后鐵心112(U1+)，...，112(W2-)的周向的端面中的凹部嵌合形狀的凸部，完成定子110的組裝。接下來，在將后鐵心112B的外周側(cè)的多處壓入到框架150的內(nèi)周側(cè)的狀態(tài)下，通過熱硬化樹脂MR將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模成形，構(gòu)成定子子組件。另外，本實(shí)施例中，對在將定子鐵心112中裝配有定子線圈114之后壓入到框架150的狀態(tài)下，將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模成形的情況進(jìn)行了說明，但也可以在將定子線圈114裝配到定子鐵心112中的狀態(tài)下，將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模，之后再將定子鐵心112壓入到框架150中。
在通過鑄模材料進(jìn)行鑄模成形時，將圖示省略的裝配架，安裝在定子鐵心112與框架150所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體中，使得定子鐵心112以及從定子鐵心112的軸向端部向軸向突出的定子線圈114的線圈終端部，被圖示省略的裝配架與框架150所包圍，在圖示省略的裝配架與框架150的包圍中注入流體狀鑄模材料，在線圈終端部、定子鐵心112的空隙、定子線圈114的空隙、定子鐵心112與定子線圈114之間的空隙、以及定子鐵心112與框架150之間的空隙間，填充鑄模材料，讓鑄模材料固化，一旦鑄模材料固化，便取下圖示省略的裝配架。
在鑄模成形的定子子組件(subAssy)的內(nèi)周面，也即齒極一體型分割后鐵心112(U1+)，...，112(W2-)的齒極部的前端部與轉(zhuǎn)子130在徑向上相面對的面?zhèn)?，?shí)施切削加工。通過這樣，降低定子110與轉(zhuǎn)子130之間的間隙的偏差，進(jìn)一步提高定子110的內(nèi)徑圓度。另外，通過鑄模成形進(jìn)行一體化，與不進(jìn)行鑄模的情況相比，能夠提高因給定子線圈114通電所產(chǎn)生的熱的散熱性能。另外，通過鑄模成形，還能夠防止定子線圈或齒極的振動。另外，在鑄模成形后切削內(nèi)徑，通過這樣能夠降低基于內(nèi)徑圓度的齒槽轉(zhuǎn)矩。通過降低齒槽轉(zhuǎn)矩，能夠提高轉(zhuǎn)向裝置的掌舵感。
框架150的內(nèi)側(cè)形成有凸部150T。后鐵心112B的外周部形成有與凸部150T相對應(yīng)的凹部112BO2。凸部150T與凹部112BO2構(gòu)成具有互不相同的曲率而相卡定的卡定部IP，在軸向上連續(xù)形成，且在周向上隔開間隔設(shè)有8個。卡定部兼作壓入部。也即，在框架150中固定定子鐵心112的情況下，將后鐵心112B的凹部112BO2壓入到框架150的凸部150T中，使得框架150的凸部150T的突端面與凹部112BO2的底面壓接起來。這樣，本實(shí)施例中通過部分壓入在框架中固定定子鐵心112。通過該壓入，框架150與定子鐵心112之間形成細(xì)微的空隙。本實(shí)施例中，在通過鑄模材料MR鑄模定子鐵心112與定子線圈114時，同時在框架150與定子鐵心112之間形成的空隙中填充鑄模材料RM。另外，卡定部兼作用來防止定子鐵心112在周向上相對框架150旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)止動部。
這樣，本實(shí)施例中，由于定子鐵心112部分壓入在框架150中，因此能夠加大框架150與定子鐵心112之間的滑動并減小剛性。通過這樣，本實(shí)施例中，能夠提高框架150與定子鐵心112之間的噪音的衰減效果。另外，本實(shí)施例中，由于在框架150與定子鐵心112之間的空隙中填充鑄模材料，因此能夠進(jìn)一步提高噪音的衰減效果。
另外，也可以讓凸部150T與凹部112O2不接觸，二者只用作旋轉(zhuǎn)止動，將后鐵心112B的外周面壓入到該凸部150T與凹部112O2部分以外的框架150的內(nèi)周面中。
另外，以上的說明是關(guān)于10極12槽的EPS電動機(jī)的，接下來便對圖3中所示的畫有左斜線的8極9槽與10極9槽的EPS電動機(jī)進(jìn)行說明。
相對6極9槽的AC電動機(jī)，8極9槽與10極9槽的電動機(jī)，能夠提高磁鐵磁通量的利用率。也即，6極9槽的AC電動機(jī)中的磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)，如前所述為‘0.83’。另外，8極9槽與10極9槽的電動機(jī)中，線圈系數(shù)kw為0.95，傾斜系數(shù)ks為1.00，因此磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)為‘0.94’。所以，本實(shí)施例的8極9槽與10極9槽電動機(jī)中，能夠提高磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)。
另外，由于齒槽轉(zhuǎn)矩的周期為極數(shù)P與槽數(shù)S的最小公倍數(shù)，因此6極9槽的AC電動機(jī)中的齒槽轉(zhuǎn)矩的周期為‘18’，而8極9槽與10極9槽電動機(jī)中能夠達(dá)到‘72’，因此能夠降低齒槽轉(zhuǎn)矩。
另外，還能夠降低內(nèi)徑圓度的誤差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩。也即，如果設(shè)6極9槽的AC電動機(jī)中的內(nèi)徑圓度的誤差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩為‘3.7’，8極9槽與10極9槽的電動機(jī)中便能夠達(dá)到‘1.4’，因此能夠降低內(nèi)徑圓度所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩。進(jìn)而，對鑄模成形的定子子組件的內(nèi)徑進(jìn)行切削加工，提高內(nèi)徑圓度的結(jié)果是，能夠進(jìn)一步降低內(nèi)徑圓度的誤差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩。
另外，8極9槽與10極9槽的電動機(jī)中，不能夠采用如圖5所述的10極12槽的EPS電動機(jī)所示，例如，如果從U相看，將線圈U2+與線圈U2-的串聯(lián)電路，并聯(lián)在線圈U1+與線圈U1-的串聯(lián)電路上的構(gòu)成，而必須將線圈U1+、線圈U1-、線圈U2+、線圈U2-串聯(lián)起來。
接下來對照圖12，對使用本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的電動動力轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖12為說明使用本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的電動動力轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
如果轉(zhuǎn)向裝置ST旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，便經(jīng)桿RO被手動轉(zhuǎn)向裝置STG所減速，傳遞給左右的拉桿TR1、TR2，并傳遞給左右車輪WH1、WH2，對左右車輪WH1、WH2進(jìn)行掌舵。
基于本實(shí)施例的EPS電動機(jī)100，安裝在手動轉(zhuǎn)向裝置STG的附近，經(jīng)傳動齒輪GE將其驅(qū)動力傳遞給手動轉(zhuǎn)向裝置STG。桿RO中安裝有轉(zhuǎn)矩傳感器TS，檢測出施加給轉(zhuǎn)向裝置ST的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)矩)。控制裝置200根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器TS的輸出，控制對電動機(jī)100的通電電流，使得EPS電動機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩變?yōu)槟繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。控制裝置200以及EPS電動機(jī)100的電源，由電池BA供給。
另外，以上的構(gòu)成雖然是EPS電動機(jī)設(shè)置在齒條&小齒輪附近的齒條型動力轉(zhuǎn)向，但對于EPS電動機(jī)設(shè)置在轉(zhuǎn)向裝置附近的柱型動力轉(zhuǎn)向，本實(shí)施例的EPS電動機(jī)100也同樣能夠適用。
接下來，對照圖13～圖16，對控制本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的控制裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖13為說明控制本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的控制裝置的構(gòu)成的功能方框圖。
如圖13所示，控制裝置200具有功率模塊210，與控制功率模塊210的控制模塊220。來自電池BA的直流電壓，由用作逆變器的功率模塊210變換成3相交流電壓，供給到EPS電動機(jī)100的定子線圈114。
控制模塊220中的轉(zhuǎn)矩控制221，根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器TS所檢測出的轉(zhuǎn)向裝置ST的轉(zhuǎn)矩Tf與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ts，計(jì)算出轉(zhuǎn)矩Te，通過PI控制(P比例項(xiàng)，I積分項(xiàng))等輸出轉(zhuǎn)矩指令，也即電流指令值IS與轉(zhuǎn)子130的旋轉(zhuǎn)角θ1。
移相電路222，將基于編碼器E的脈沖，也即轉(zhuǎn)子的位置信息θ，根據(jù)來自轉(zhuǎn)矩控制電路(ASR)221的旋轉(zhuǎn)角θ1的指令進(jìn)行移相并輸出。正弦波·余弦波發(fā)生電路223，基于來自檢測轉(zhuǎn)子130的永久磁鐵磁極的位置的旋轉(zhuǎn)變壓器156與移相電路222的移相之后的轉(zhuǎn)子的位置信息θ，將定子線圈114的各個線圈(這里為3相)的激勵電壓進(jìn)行移相所得到的正弦波輸出。移相量也可以為0。
2相-3相變換電路224，根據(jù)來自轉(zhuǎn)矩控制電路(ASR)221的電流指令I(lǐng)s與正弦波·余弦波發(fā)生電路223的輸出，對各相輸出電流指令I(lǐng)sa、Isb、Isc。各相中分別具有電流控制系統(tǒng)(ACR)225A、225B、225C，將對應(yīng)于電流指令I(lǐng)sa、Isb、Isc與來自電流檢測器CT的電流檢測信號Ifa、Ifb、Ifc的信號，發(fā)送給逆變器210控制各相電流。這種情況下，各相合成的電流，通常形成在與磁場磁通量成直角或移相了的位置上。
另外，以上的說明是關(guān)于10極12槽的EPS電動機(jī)的，接下來便對圖3中所示的畫有左斜線的8極9槽與10極9槽的EPS電動機(jī)進(jìn)行說明。
相對6極9槽的AC電動機(jī)，8極9槽與10極9槽的電動機(jī)，能夠提高磁鐵磁通量的利用率。也即，6極9槽的AC電動機(jī)中的磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)，如前所述為‘0.83’。另外，8極9槽與10極9槽的電動機(jī)中，線圈系數(shù)kw為0.95，傾斜系數(shù)ks為1.00，因此磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)為‘0.94’。所以，本實(shí)施例的8極9槽與10極9槽電動機(jī)中，能夠提高磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)。
另外，由于齒槽轉(zhuǎn)矩的周期為極數(shù)P與槽數(shù)S的最小公倍數(shù)，因此6極9槽的AC電動機(jī)中的齒槽轉(zhuǎn)矩的周期為‘18’，而8極9槽與10極9槽電動機(jī)中能夠達(dá)到‘72’，因此能夠降低齒槽轉(zhuǎn)矩。
另外，還能夠降低內(nèi)徑圓度的誤差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩。也即，如果設(shè)6極9槽的AC電動機(jī)中的內(nèi)徑圓度的誤差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩為‘3.7’，8極9槽與10極9槽的電動機(jī)中便能夠達(dá)到‘1.4’，因此能夠降低內(nèi)徑圓度所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩。進(jìn)而，對鑄模成形的定子子組件的內(nèi)徑進(jìn)行切削加工，提高內(nèi)徑圓度的結(jié)果是，能夠進(jìn)一步降低內(nèi)徑圓度的誤差所引起的齒槽轉(zhuǎn)矩。
另外，8極9槽與10極9槽的電動機(jī)中，不能夠采用如圖5所述的10極12槽的EPS電動機(jī)所示，例如，如果從U相看，將線圈U2+與線圈U2-的串聯(lián)電路，并聯(lián)在線圈U1+與線圈U1-的串聯(lián)電路上的構(gòu)成，而必須將線圈U1+、線圈U1-、線圈U2+、線圈U2-串聯(lián)起來。
接下來，對照圖14，對控制本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的控制裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖14為說明控制本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的控制裝置的構(gòu)成的分解立體圖。
如圖14所示，電動機(jī)控制裝置200，具有功率模塊210、控制模塊220、導(dǎo)體模塊230、外殼240、以及密封蓋250。
功率模塊210，在金屬基板上介有絕緣物形成由配線圖形，其上安裝有對照圖13所說明的MOSFET(場效應(yīng)晶體管)等半導(dǎo)體開關(guān)元件SSW。功率模塊210中，通過軟釬焊接固定有多個引線框210LF的一端。引線框210LF，用來電連接功率模塊210與控制模塊220。
控制模塊220，在PCB基板上安裝有CPU以及驅(qū)動電路等。圖示的狀態(tài)下，在基板的下側(cè)面中，安裝有CPU以及驅(qū)動電路等。另外，控制模塊220中安裝有信號連接器220C。
導(dǎo)體模塊230中，通過鑄模一體成形有成為電纜的母線230B，同時，還一體成形有作為向電動機(jī)供給電動機(jī)電流的端子的電動機(jī)連接器230SC，或被電池供電的電源連接器230PC。另外，導(dǎo)體模塊230中，預(yù)先安裝有繼電器·線圈·電容器等部件230P。部件230P的端子與母線230B之間，通過TIG焊接(電弧焊接)固定起來。
外殼240為鋁制成。在組裝時，將功率模塊210與導(dǎo)體模塊230，分別通過螺絲固定在外殼240中。接下來，將控制模塊220一樣通過螺絲固定在功率模塊220與導(dǎo)體模塊230的上方位置上。之后，將引線框210LF的多端軟釬焊在控制模塊220的端子上。最后，通過螺絲固定密封蓋250，這樣便制造出電動機(jī)控制裝置200。
圖15為說明控制本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的控制裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。另外，與圖14相同的符號表示同一部分。
電動機(jī)控制裝置200具有功率模塊210、控制模塊220以及導(dǎo)體模塊230。
導(dǎo)體模塊230中，通過鑄模一體成形有作為供電線的母線230B。圖中，粗實(shí)線部分表示母線。導(dǎo)體模塊230中，共模濾波器CF、正常濾波器NF、電容器CC1、CC2、繼電器RY1，如圖所示連接在用來連接作為電源的電池BA與功率模塊210的IGBT等半導(dǎo)體開關(guān)元件SSW的連接端子的母線上。
另外，圖中的雙圓圈所表示的部分，表示焊接連接部。例如，共模濾波器CF的4個端子，通過焊接連接在母線的端子上。另外，正常濾波器NF的兩個端子、電容器CC1、CC2各自的兩個端子、以及繼電器RY1的兩個端子，也分別通過焊接連接在母線的端子上。共模濾波器CF以及正常濾波器NF，用來防止射頻噪聲。
另外，從功率模塊210向電動機(jī)100供給電動機(jī)電流的配線也使用母線。繼電器RY2、RY3，分別通過焊接連接在從功率模塊210至電動機(jī)100的母線配線中。繼電器RY1、RY2、RY3，用作在電動機(jī)異常時，或控制模塊異常時等情況下，切斷對電動機(jī)的供電的故障保險。
控制模塊220具有CPU222以及驅(qū)動電路224。CPU222根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器TS所檢測出的轉(zhuǎn)矩，或旋轉(zhuǎn)變壓器156所檢測出的電動機(jī)100的旋轉(zhuǎn)位置，將對功率模塊210的半導(dǎo)體開關(guān)元件SSW進(jìn)行通斷控制的控制信號，輸出給驅(qū)動電路224。驅(qū)動電路224根據(jù)CPU222所供給的控制信號，對功率模塊210的半導(dǎo)體開關(guān)元件SSW進(jìn)行通斷驅(qū)動。從功率模塊210向電動機(jī)所供給的電動機(jī)電流，通過電動機(jī)電流檢測電阻(分流電阻)DR1、DR2檢測出來，由放大器AP1、AP2分別放大之后，輸入給CPU222。CPU222進(jìn)行反饋控制使得電動機(jī)電流變?yōu)槟繕?biāo)值。CPU222通過CAN等與外部發(fā)動機(jī)控制單元ECU等相連接，進(jìn)行信息交換。
這里，圖中的△標(biāo)記表示使用引線框通過軟釬焊接連接起來的部分。采用通過使用引線框來緩和應(yīng)力的構(gòu)造。關(guān)于引線框的形狀，將在后面對照圖15進(jìn)行說明?？刂颇K220與功率模塊210或?qū)w模塊230之間的電連接部，采用使用引線框的軟釬焊接連接。
功率模塊210，具有IGBT等6個半導(dǎo)體開關(guān)元件SSW。半導(dǎo)體開關(guān)元件SSW，在3相(U相、V相、W相)的每一個中，分別與上臂與下臂串聯(lián)。這里，圖中×標(biāo)記表示通過引線鍵合連接起來的電連接部。也即，雖然從功率模塊210經(jīng)導(dǎo)體模塊230的母線向電動機(jī)100供電，但該電流例如是100A的大電流。因此，作為能夠流通大電流，且能夠緩和應(yīng)力的構(gòu)造，采用引線鍵合進(jìn)行連接。關(guān)于其詳細(xì)內(nèi)容將在后面對照圖16進(jìn)行說明。另外，對半導(dǎo)體開關(guān)元件SSW的電源供給線以及地線，也通過引線鍵合相連接。
圖16為說明控制本實(shí)施例的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的控制裝置的構(gòu)造的立體圖。另外，與圖14、圖15相同的符號表示同一部分。
圖16中，示出了外殼240中安裝了功率模塊210與導(dǎo)體模塊230，而未安裝控制模塊220的狀態(tài)。
導(dǎo)體模塊230，鑄模成形有多個母線BB1、BB2、BB3、BB4、BB5、BB6、BB7。母線的端子，與圖11中所說明的共模濾波器CF、正常濾波器NF、電容器CC1、CC2、繼電器RY1、RY2、RY3等電氣部件的端子，通過焊接相連接。
功率模塊210中，安裝有多個半導(dǎo)體開關(guān)元件SSW。功率模塊210與導(dǎo)體模塊230之間，在5處通過引線鍵合WB1、WB2、WB3、WB4、WB5電連接。對于1個引線鍵合WB1來說，例如并聯(lián)有直徑500μm的鋁線。
功率模塊210與導(dǎo)體模塊230，在同一個平面上相面對配置。也即，功率模塊210設(shè)置在外殼240的一側(cè)，導(dǎo)體模塊230設(shè)置在外殼240的另一側(cè)。所以，能夠容易地進(jìn)行引線鍵合作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于，具有定子；以及介有空隙與該定子相面對配置且可旋轉(zhuǎn)地被支持的轉(zhuǎn)子，上述定子具有定子鐵心；組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈；以及配線部件，其與該定子線圈電連接，同時接收來自外部的供電，上述配線部件，由將上述定子線圈的每一相連接的第1配線部件；以及接收來自外部的供電的第2配線部件構(gòu)成，上述第1配線部件與上述第2配線部件在電動機(jī)軸向上層疊并電連接。
2.一種電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于，具有定子；以及介有空隙與該定子相面對配置且可旋轉(zhuǎn)地被支持的轉(zhuǎn)子，上述定子具有定子鐵心；組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈；以及配線部件，其與該定子線圈電連接，同時接收來自外部的供電，上述配線部件，由將上述定子線圈的每一相連線的第1配線部件；以及接收來自外部的供電的第2配線部件構(gòu)成，上述第1配線部件與上述第2配線部件在電動機(jī)軸向上層疊并電連接，上述定子鐵心與上述定子線圈以及上述配線部件，被鑄模材料所鑄模，上述定子鐵心的與上述轉(zhuǎn)子相面對的面被實(shí)施了切削加工。
3.一種電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，在這種由從14v類或42v類車載電源所得到的電變換成多相交流電并輸出的電力變換裝置對其進(jìn)行控制，輸出掌舵用轉(zhuǎn)矩的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)中，其特征在于，具有定子；以及介有空隙與該定子相面對配置且可旋轉(zhuǎn)地被支持的轉(zhuǎn)子；上述定子具有定子鐵心；組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈；以及配線部件，其與該定子線圈電連接，同時接收來自外部的供電，上述配線部件，由將上述定子線圈的每一相連接的第1配線部件；以及接收來自外部的供電的第2配線部件構(gòu)成；上述第1配線部件與上述第2配線部件在電動機(jī)軸向上層疊并電連接；上述定子鐵心，由環(huán)狀的鐵心部，以及從該環(huán)狀鐵心部向徑向突出的多個齒極鐵心部構(gòu)成；與上述定子鐵心相鄰的上述齒極鐵心部中形成有溝部；上述定子線圈，通過將線圈導(dǎo)體容納在上述溝部中，而組裝在上述定子鐵心中；上述線圈導(dǎo)體，由具有比相鄰的上述齒極鐵心部間的周向間隔中，互相最接近的部分間的周向間隔大的直徑的線材構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1～3中的任一個所述的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于上述第1配線部件，由多個平板狀的導(dǎo)體構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1～4中的任一個所述的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于上述第2配線部件，由多個平板狀的導(dǎo)體構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4所述的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于多個導(dǎo)體為同一形狀。
7.如權(quán)利要求1～3中的任一個所述的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于上述第1配線部件，由絕緣部件所構(gòu)成的環(huán)狀基座；以及將上述定子線圈的每一相連接，同時嵌入在環(huán)狀基座中的多個平板狀導(dǎo)體構(gòu)成；上述多個平板狀導(dǎo)體為同一形狀，由設(shè)置在上述環(huán)狀基座的內(nèi)周部的第1圓弧導(dǎo)體；設(shè)置在上述環(huán)狀基座的外周部的第2圓弧導(dǎo)體；以及連接該第2圓弧導(dǎo)體的單側(cè)端部與上述第1圓弧導(dǎo)體的單側(cè)端部的連接導(dǎo)體構(gòu)成；以使得不同相的上述第1圓弧導(dǎo)體與上述第2圓弧導(dǎo)體在徑向上相面對的方式，設(shè)置在上述環(huán)狀基座中。
8.如權(quán)利要求7所述的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于上述連接導(dǎo)體中構(gòu)成有連接上述第2配線部件的連接部；上述連接部，由從上述連接導(dǎo)體向著層疊在上述第1配線部件上的上述第2配線部件側(cè)豎立設(shè)置的豎立設(shè)置導(dǎo)體構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于上述連接導(dǎo)體，由從第2圓弧導(dǎo)體的單側(cè)端部在徑向上朝向向心方向延伸的第1部分；從該第2部分在周向上彎折并到達(dá)上述第1圓弧導(dǎo)體的單側(cè)端部的第2部分構(gòu)成；上述豎立設(shè)置導(dǎo)體，從上述第2部分，向著層疊在上述第1配線部件上的上述第2配線部件側(cè)豎立設(shè)置。
10.如權(quán)利要求7所述的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于上述第1圓弧導(dǎo)體與上述第2圓弧導(dǎo)體中，形成有用來與貫通上述環(huán)狀基座在上述第1配線部件與上述第2配線部件的層疊方向上延伸的上述定子線圈的線圈導(dǎo)體相連接的多個U形導(dǎo)體連接部；上述第1圓弧導(dǎo)體，被設(shè)置為與其相面對的上述第2圓弧導(dǎo)體的上述U形導(dǎo)體連接部在周向上互不相同。
11.如權(quán)利要求7所述的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于上述第1圓弧導(dǎo)體中所形成的上述U形導(dǎo)體連接部，與上述第2圓弧導(dǎo)體中所形成的上述U形導(dǎo)體連接部的個數(shù)相同。
12.如權(quán)利要求7所述的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于上述第1圓弧導(dǎo)體中所形成的上述U形導(dǎo)體連接部與上述第2圓弧導(dǎo)體中所形成的上述U形導(dǎo)體連接部具有固定在圓弧導(dǎo)體中的固定端；以及自由端，上述自由端向著上述第1圓弧導(dǎo)體和上述第2圓弧導(dǎo)體相面對的方向突出。
13.一種電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的制造方法，制造被多相交流電所驅(qū)動并輸出掌舵用轉(zhuǎn)矩的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于，具有在定子鐵心中組裝定子線圈的第1工序；在從所組裝的上述定子鐵心的軸向端部向軸向突出的上述定子線圈的線圈終端部中，通過第1配線部件連接上述定子線圈的每一相的第2工序；以及將從外部接收供電的第2配線部件層疊在上述第1配線部件上，與上述第1配線部件電連接的第3工序。
14.一種電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的制造方法，制造被多相交流電所驅(qū)動并輸出掌舵用轉(zhuǎn)矩的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于，具有在定子鐵心中組裝定子線圈的第1工序；在從被組裝的上述定子鐵心的軸向端部向軸向突出的上述定子線圈的線圈終端部中，通過第1配線部件連接上述定子線圈的每一相的第2工序；將從外部接收供電的第2配線部件層疊在上述第1配線部件上，與上述第1配線部件電連接的第3工序；以及通過鑄模材料將上述定子鐵心與上述定子線圈以及上述第1與第2配線部件鑄模起來的第4工序。
15.一種連線部采用層疊構(gòu)造的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)的制造方法，制造被多相交流電所驅(qū)動并輸出掌舵用轉(zhuǎn)矩的電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)，其特征在于，經(jīng)過在定子鐵心中組裝定子線圈的第1工序；之后，將從被組裝的上述定子鐵心的軸向端部向軸向突出的上述定子線圈的線圈終端部，與安裝在上述定子鐵心的電動機(jī)軸向線圈終端部側(cè)的第1配線部件電連接的第2工序；以及之后，將安裝在電動機(jī)軸向線圈終端部側(cè)的第2配線部件，與上述第1配線部件電連接的第3工序，將連線部層疊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠容易節(jié)省線圈的連線空間的小型化電動動力轉(zhuǎn)向用電動機(jī)及其制造方法。組裝在定子鐵心中的多相定子線圈(114)，在定子線圈(114)的線圈終端部，通過連線環(huán)(CR(UV)、CR(VW)、CR(UW))與各相連線。接收來自外部的供電的母線(117)，層疊在連線環(huán)(CR)上，與連線環(huán)(CR)電連接。
文檔編號H02K5/22GK1808851SQ200510097089
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者谷貝將通, 美留町光明, 植田俊明, 小野瀨伸 申請人:株式會社日立制作所