CN110892617B - 马达 - Google Patents

Abstract

马达具有转子、定子、逆变器部以及壳体，壳体是单一部件，具有：定子收纳部，其收纳定子；逆变器收纳部，其收纳逆变器部；以及分隔壁部，其位于定子收纳部与逆变器收纳部之间，在壳体的轴向一侧的端部具有壳体开口部，该壳体开口部供定子的至少一部分、分隔壁部的轴向一侧的端部以及逆变器收纳部的至少一部分露出，在壳体开口部的内侧，从定子延伸的三相用线圈线穿过分隔壁部的端部延伸至逆变器部，而与设置于逆变器部的轴向一侧的端部的连接器端子连接，该马达具有覆盖壳体开口部的罩部件。

Description

马达

技术领域

本发明涉及马达。

背景技术

作为车辆用的马达驱动装置，公知有在马达的壳体上安装逆变器的马达驱动装置(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-053772号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使马达与逆变器一体化的情况下，马达与逆变器在壳体的内部电连接。以往，使用汇流条和连接器来将马达与逆变器电连接。因此，部件数量变多，并且按照每个机种而需要专用的汇流条。

本发明的一个方式的目的之一在于，提供能够在壳体的内部简便地将马达与逆变器电连接的马达。

用于解决课题的手段

根据本发明的一个方式，提供马达，其具有：转子，其具有马达轴，该马达轴沿着在一个方向上延伸的中心轴线配置；定子，其与所述转子在径向上隔着间隙对置；逆变器部，其与所述定子电连接；以及壳体，其收纳所述定子和所述逆变器部，所述壳体是单一部件，具有：定子收纳部，其收纳所述定子；逆变器收纳部，其位于所述定子收纳部的径向外侧，收纳所述逆变器部；以及分隔壁部，其位于所述定子收纳部与所述逆变器收纳部之间，在所述壳体的轴向一侧的端部具有壳体开口部，该壳体开口部供所述定子的至少一部分、所述分隔壁部的轴向一侧的端部以及所述逆变器收纳部的至少一部分露出，在所述壳体开口部的内侧，从所述定子延伸的三相用线圈线穿过所述分隔壁部的端部延伸至所述逆变器部，而与设置于所述逆变器部的轴向一侧的端部的连接器端子连接，该马达具有覆盖所述壳体开口部的罩部件。

发明效果

根据本发明的一个方式，提供能够在壳体的内部简便地将马达与逆变器电连接的马达。

附图说明

图1是示出本实施方式的马达的立体图。

图2是示出本实施方式的马达的图，是图1的II-II线剖视图。

图3是示出拆下罩部件后的状态的立体图。

图4是示出逆变器部与线圈线的连接部的立体图。

图5是线圈的电路图。

具体实施方式

各图所示的Z轴方向是将正的一侧作为上侧并将负的一侧作为下侧的铅垂方向Z。Y轴方向是与沿各图所示的一个方向延伸的中心轴线J平行的方向，是与铅垂方向Z垂直的方向。在以下的说明中，将与中心轴线J平行的方向、即Y轴方向称为“轴向Y”。另外，将轴向Y的正的一侧称为“轴向一侧”，将轴向Y的负的一侧称为“轴向另一侧”。各图所示的X轴方向是与轴向Y和铅垂方向Z双方垂直的方向。在以下的说明中，将X轴方向称为“宽度方向X”。另外，将宽度方向X的正的一侧称为“宽度方向一侧”，将宽度方向X的负的一侧称为“宽度方向另一侧”。在本实施方式中，铅垂方向Z相当于规定方向。

另外，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为中心的周向简称为“周向θ”。另外，在周向θ上，在从轴向另一侧朝向轴向一侧观察时，将顺时针前进的一侧(即，图中示出周向θ的箭头所前进的一侧)称为“周向一侧”，将逆时针前进的一侧(即，图中示出周向θ的箭头所前进的一侧的相反侧)称为“周向另一侧”。

另外，铅垂方向、上侧以及下侧仅是用于对各部分的相对位置关系进行说明的名称，实际的配置关系等也可以是这些名称所表示的配置关系等以外的配置关系等。

如图1和图2所示，本实施方式的马达1具有壳体10、盖部11、罩部件12、传感器罩13、转子20、定子30、逆变器单元50、连接器部18以及旋转检测部70，其中，该转子20具有沿着中心轴线J配置的马达轴21。

如图2所示，壳体10收纳转子20、定子30、旋转检测部70以及逆变器单元50。壳体10是单一部件。壳体10例如通过砂型铸造而制作。壳体10具有周壁部10b、底壁部10a、轴承保持部10c以及方筒部10e。

周壁部10b呈在转子20和定子30的径向外侧包围转子20和定子30的筒状。在本实施方式中，周壁部10b呈以中心轴线J为中心的大致圆筒状。周壁部10b在轴向一侧开口。周壁部10b具有对定子30和逆变器单元50进行冷却的冷却部60。

底壁部10a设置于周壁部10b的轴向另一侧的端部。底壁部10a封闭周壁部10b的轴向另一侧。底壁部10a具有沿轴向Y贯通底壁部10a的传感器收纳部10g。传感器收纳部10g在沿轴向Y观察时例如呈以中心轴线J为中心的圆形状。由底壁部10a和周壁部10b构成定子收纳部14。即，壳体10具有有底筒状的定子收纳部14，该定子收纳部14具有周壁部10b和底壁部10a。

轴承保持部10c呈从底壁部10a的轴向一侧的面的传感器收纳部10g的周缘部向轴向一侧突出的圆筒状。轴承保持部10c在比后述的转子铁芯22靠轴向另一侧的位置对轴承进行保持，该轴承对马达轴21进行支承。

如图1和图2所示，方筒部10e呈从周壁部10b向上侧延伸的方筒状。方筒部10e向上侧开口。在本实施方式中，方筒部10e例如呈正方形筒状。如图2所示，构成方筒部10e的壁部中的轴向另一侧的壁部与底壁部10a的上端部相连。方筒部10e具有贯通孔10f，该贯通孔10f沿轴向Y贯通构成方筒部10e的壁部中的轴向一侧的壁部。贯通孔10f的下端部与周壁部10b的轴向一侧的开口相连。贯通孔10f和周壁部10b的轴向一侧的开口构成壳体开口部10A。由方筒部10e和周壁部10b构成逆变器收纳部15。即，壳体10具有逆变器收纳部15。

逆变器收纳部15位于定子收纳部14的径向外侧。在本实施方式中，逆变器收纳部15在与轴向Y垂直的铅垂方向Z上位于定子收纳部14的上侧。定子收纳部14与逆变器收纳部15被分隔壁部10d在铅垂方向Z上隔开。分隔壁部10d是周壁部10b的上侧的部分。即，周壁部10b具有将定子收纳部14与逆变器收纳部15隔开的分隔壁部10d。

图2所示的盖部11呈板面与铅垂方向Z垂直的板状。盖部11固定于方筒部10e的上端部。盖部11封闭方筒部10e的上侧的开口。如图1至图3所示，罩部件12呈板面与轴向Y垂直的板状。罩部件12固定于周壁部10b和方筒部10e的轴向一侧的面。罩部件12封闭壳体开口部10A。

如图2和图3所示，罩部件12具有圆板状的定子罩部12A和向定子罩部12A的上侧延伸的矩形状的逆变器罩部12B。定子罩部12A封闭周壁部10b的轴向一侧的开口。逆变器罩部12B封闭贯通孔10f。

罩部件12具有沿轴向Y贯通定子罩部12A的输出轴孔12a。输出轴孔12a例如呈穿过中心轴线J的圆形状。罩部件12具有从定子罩部12A的轴向另一侧的面的输出轴孔12a的周缘部向轴向另一侧突出的轴承保持部12b。轴承保持部12b在比后述的转子铁芯22靠轴向一侧的位置对轴承进行保持，该轴承对马达轴21进行支承。罩部件12具有从定子罩部12A的外周缘向径向外侧突出的4个部位的固定部12C。罩部件12具有沿轴向Y贯通各个固定部12C的贯通孔。罩部件12被4根螺栓110紧固于壳体10，该4根螺栓110通过4个部位的固定部12C的贯通孔。

传感器罩13固定于底壁部10a的轴向另一侧的面。传感器罩13覆盖并封闭传感器收纳部10g的轴向另一侧的开口。传感器罩13从轴向另一侧覆盖旋转检测部70。

转子20具有马达轴21、转子铁芯22、磁铁23、第1端板24以及第2端板25。马达轴21的轴向两侧的部分分别被轴承支承为旋转自如。马达轴21的轴向一侧的端部从周壁部10b的轴向一侧的开口朝向轴向一侧突出。马达轴21的轴向一侧的端部穿过输出轴孔12a，比罩部件12更向轴向一侧突出。马达轴21的轴向另一侧的端部插入于传感器收纳部10g。

转子铁芯22固定于马达轴21的外周面。磁铁23插入于孔部，该孔部设置于转子铁芯22，并沿轴向Y贯通转子铁芯22。第1端板24和第2端板25呈沿径向扩展的圆环板状。第1端板24和第2端板25在与转子铁芯22接触的状态下沿轴向Y夹着转子铁芯22。第1端板24和第2端板25从轴向两侧按压插入于转子铁芯22的孔部的磁铁23。

定子30与转子20在径向上隔着间隙对置。定子30具有定子铁芯31和安装于定子铁芯31的多个线圈32。定子铁芯31呈以中心轴线J为中心的圆环状。定子铁芯31的外周面固定于周壁部10b的内周面。定子铁芯31与转子铁芯22的径向外侧隔着间隙对置。

逆变器单元50对向定子30提供的电力进行控制。逆变器单元50具有逆变器部51和电容部52。即，马达1具有逆变器部51和电容部52。逆变器部51被收纳于逆变器收纳部15。逆变器部51具有第1电路板51a和第2电路板51b。第1电路板51a和第2电路板51b呈板面与铅垂方向Z垂直的板状。第2电路板51b配置为与第1电路板51a的上侧分离。第1电路板51a与第2电路板51b电连接。在第1电路板51a上经由连接器端子53连接有线圈线32a。由此，逆变器部51与定子30电连接。另外，在本说明书中，“线圈线32a”是从线圈32拉出并向逆变器部51延伸的多条线圈线的统称。另外，“连接器端子53”是在逆变器部51上与线圈线连接的多个连接器端子的统称。

如图3所示，壳体10的壳体开口部10A供定子30的至少一部分、分隔壁部10d的轴向一侧的端部以及逆变器收纳部15的至少一部分露出。在壳体开口部10A的内侧，从定子30延伸的三相用配线束131、132、133穿过分隔壁部10d的端部而延伸至逆变器部51，而与位于逆变器部51的轴向一侧的端部的连接器端子53a、53b、53c连接。

在本实施方式的线圈32中使用了图5所示的星形接线。三相用配线束131是捆扎从图5所示的多个U相线圈U1～U4拉出的三相用线圈线而成的配线束，例如由4条线圈线构成。三相用配线束132是捆扎从多个V相线圈V1～V4拉出的三相用线圈线而成的配线束，例如由4条线圈线构成。三相用配线束133是捆扎从多个W相线圈W1～W4拉出的三相用线圈线而成的配线束，例如由4条线圈线构成。因此，在本实施方式中，从定子30延伸的三相用线圈线穿过分隔壁部10d的端部延伸至逆变器部51，而与连接器端子53a～53c连接。

根据上述结构，从定子30拉出的三相用配线束131～133与逆变器部51直接连接。由此，不需要用于连接的汇流条，能够减少部件数量。另外，能够在一个壳体开口部10A处进行定子30与逆变器部51的电连接，因此组装的作业性也优异。壳体开口部10A被1个罩部件12封闭，因此能够简化壳体10和罩部件12的构造。

在本实施方式中，从定子30拉出按照U相、V相、W相捆扎多个线圈线而成的3条三相用配线束131～133，而使它们与逆变器部51连接。通过像这样连接配线束的结构，能够减少逆变器部51的连接器端子，从而使连接作业变得容易。另外，通过该结构，容易确保线圈线32a的绝缘。

图4是示出定子30与逆变器部51的连接方式的立体图。在图4中，省略了壳体10、盖部11以及罩部件12的图示。如图4所示，连接有三相用配线束131～133的连接器端子53a～53c凿紧固定于把持部53A。即，连接器端子53a～53c是压接端子。通过该结构，作业人员能够高效且容易地进行三相用配线束131～133的固定作业。三相用配线束131～133也可以焊接于连接器端子53a～53c。

如图3和图4所示，定子30具有从线圈32向上侧延伸的2条中性点用配线束134、135。如图5所示，中性点用配线束134是捆扎从U相线圈U1和U2、V相线圈V1和V2以及W相线圈W1和W2拉出的中性点用线圈线而成的配线束，例如由6条线圈线构成。中性点用配线束135是捆扎从U相线圈U3和U4、V相线圈V3和V4以及W相线圈W3和W4拉出的中性点用线圈线而成的配线束，例如由6条线圈线构成。

中性点用配线束134被绝缘带136固定于三相用配线束131的连接器端子53a与线圈32之间的部分。中性点用配线束135被绝缘带137固定于三相用配线束133的连接器端子53c与线圈32之间的部分。为了防止三相用配线束131、133与中性点用配线束134、135的短路，也可以在被绝缘带136、137固定的配线束彼此之间配置绝缘部件。通过将中性点用配线束134、135固定于三相用配线束131、133的结构，作业人员能够容易地在线圈32的附近固定中性点用配线束134、135。

在本实施方式中，将线圈32的中性点用线圈线均匀地分配为2条中性点用配线束134、135而拉出。另外，将2条中性点用配线束134、135分别固定于位于宽度方向X的两侧的三相用配线束131、133。通过该结构，能够使从大型的定子30延伸的中性点用线圈线的长度大致均等。通过使中性点用线圈线的长度均匀化，能够使构成线圈32的U相线圈、V相线圈以及W相线圈的电特性均匀化。另外，将中性点用配线束134、135固定于相互分离的位置的三相用配线束131、133，因此容易进行固定作业。

在本实施方式中，使用绝缘带136、137来固定中性点用配线束134、135，因此作业人员容易进行中性点用配线束134、135的固定作业。在使用粘着性的绝缘带来作为绝缘带136、137的情况下，使中性点用配线束134、135的固定更容易。

中性点用配线束134、135的固定位置不限于三相用配线束131、133，能够在壳体开口部10A内进行适当变更。例如，也可以为，使用绝缘带等将中性点用配线束134、135粘贴于分隔壁部10d的轴向一侧的端部。或者，也可以采用如下的结构：在逆变器部51配置夹具等保持部件，利用保持部件对中性点用配线束134、135进行保持。在上述任意的结构中，作业人员都能够高效且容易地进行中性点用配线束134、135的配置作业。

如图2所示，电容部52呈在宽度方向X上较长的长方体状。电容部52被收纳于逆变器收纳部15。电容部52配置于逆变器部51的轴向另一侧。即，在逆变器收纳部15中，逆变器部51和电容部52沿轴向Y排列配置。电容部52与逆变器部51电连接。如图2所示，电容部52固定于分隔壁部10d的上表面。电容部52与分隔壁部10d接触。

如图1所示，连接器部18设置于方筒部10e的宽度方向另一侧的面。连接器部18与未图示的外部电源连接。从与连接器部18连接的外部电源向逆变器单元50提供电源。

旋转检测部70对转子20的旋转进行检测。在本实施方式中，旋转检测部70例如是VR(Variable Reluctance：可变磁阻)型旋转变压器。如图2所示，旋转检测部70被收纳于传感器收纳部10g。即，旋转检测部70配置于底壁部10a。旋转检测部70具有被检测部71和传感器部72。

被检测部71呈沿周向延伸的环状。被检测部71嵌合固定于马达轴21。被检测部71是磁性体制的。传感器部72呈包围被检测部71的径向外侧的环状。传感器部72嵌合于传感器收纳部10g。传感器部72被传感器罩13从轴向另一侧支承。即，传感器罩13从轴向另一侧对旋转检测部70进行支承。传感器部72沿周向具有多个线圈。

虽然省略了图示，但马达1还具有使旋转检测部70与逆变器部51电连接的传感器配线。传感器配线的一端与被检测部71连接。传感器配线从被检测部71穿过底壁部10a的内部和贯通孔而被引绕至逆变器收纳部15内，该贯通孔沿径向贯通分隔壁部10d。传感器配线的另一端例如与第1电路板51a连接。

使被检测部71与马达轴21一起进行旋转，从而在传感器部72的线圈中产生与被检测部71的周向位置对应的感应电压。传感器部72通过检测感应电压来检测被检测部71的旋转。由此，旋转检测部70检测马达轴21的旋转而检测转子20的旋转。经由传感器配线向逆变器部51发送旋转检测部70所检测的转子20的旋转信息。

在本实施方式中，传感器部72的配线穿过壳体10的轴向另一侧的内部，与此相对，在位于壳体10的轴向一侧的端部的壳体开口部10A的内部进行从定子30延伸的三相用配线束131～133与逆变器部51的连接。

另外，在将未使用汇流条的定子30安装于定子收纳部14时，需要从周壁部10b的开口朝向底壁部10a插入定子30。即，定子30从轴向一侧朝向轴向另一侧插入于周壁部10b内。另外，针对未使用汇流条的定子30，三相用配线束131～133是刚性较高的配线，不能像传感器部72的配线那样容易地弯曲。因此，使三相用配线束131～133通过底壁部10a的附近是困难的作业。

因此，像本实施方式那样，优选为，在传感器部72的配线的轴向Y的相反侧配置三相用配线束131～133。由此，能够在开口较宽且作业性良好的壳体开口部10A的内侧高效地对三相用配线束131～133进行作业。而且，比较容易引绕，针对较细且容易破损的传感器部72的配线，通过在底壁部10a的内侧进行引绕，还能够保护配线。

冷却部60具有作为多个冷却流路的上游侧冷却流路61和下游侧冷却流路62。制冷剂在上游侧冷却流路61和下游侧冷却流路62中流动。制冷剂只要是能够对定子30和逆变器部51进行冷却的流体，则没有特别限定。制冷剂可以是水，也可以是水以外的液体，还可以是气体。

上游侧冷却流路61与图1所示的流入喷嘴16连结。流入喷嘴16插入于孔部，该孔部设置于壳体10。流入喷嘴16从壳体10向宽度方向另一侧突出。下游侧冷却流路62与图1所示的流出喷嘴17连结。流出喷嘴17插入于孔部，该孔部设置于壳体10。流出喷嘴17从壳体10向宽度方向另一侧突出。流入喷嘴16与流出喷嘴17在铅垂方向X上配置于相同的位置。流入喷嘴16与流出喷嘴17在轴向Y上隔开间隔配置。

上游侧冷却流路61和下游侧冷却流路62各自的至少一部分设置于分隔壁部10d。因此，利用在上游侧冷却流路61和下游侧冷却流路62中流动的制冷剂能够对被分隔壁部10d隔开的定子收纳部14和逆变器收纳部15进行冷却，从而能够对被收纳于定子收纳部14的定子30和被收纳于逆变器收纳部15的逆变器部51进行冷却。

在本实施方式中，在通过砂型铸造来制作壳体10时，由具有冷却部60的形状的砂型部分而成型出冷却部60。如图1和图2所示，壳体10具有用于排出成型冷却部60的砂型的多个排出孔部19。在通过砂型铸造制造了壳体10之后，从排出孔部19排出成型冷却部60的砂型。排出孔部19与冷却部60相连。排出孔部19供栓体80压入。利用栓体80封闭排出孔部19，从而能够抑制冷却部60内的制冷剂向壳体10的外部泄漏。

上述实施方式的马达的用途没有特别限定。上述实施方式的马达例如搭载于车辆。另外，上述各结构能够在相互不矛盾的范围内进行适当组合。

本申请基于2017年7月28日申请的日本申请、即特愿2017-147114号主张优先权，这里引用该日本申请所记载的全部记载内容。

标号说明

1：马达；10：壳体；10A：壳体开口部；10d：分隔壁部；12：罩部件；14：定子收纳部；15：逆变器收纳部；20：转子；21：马达轴；30：定子；32：线圈；32a：线圈线；51：逆变器部；53、53a、53c：连接器端子；131、132、133：三相用配线束；134、135：中性点用配线束；136、137：绝缘带；J：中心轴线；Y：轴向。

Claims (7)

1.一种马达，其具有：

转子，其具有马达轴，该马达轴沿着在一个方向上延伸的中心轴线配置；

定子，其与所述转子在径向上隔着间隙对置；

逆变器部，其与所述定子电连接；以及

壳体，其收纳所述定子和所述逆变器部，

所述壳体是单一部件，具有：定子收纳部，其收纳所述定子；逆变器收纳部，其位于所述定子收纳部的径向外侧，收纳所述逆变器部；以及分隔壁部，其位于所述定子收纳部与所述逆变器收纳部之间，

在所述壳体的轴向一侧的端部具有壳体开口部，该壳体开口部供所述定子的至少一部分、所述分隔壁部的轴向一侧的端部以及所述逆变器收纳部的至少一部分露出，

所述壳体具有周壁部、底壁部以及方筒部，

所述底壁部设置于所述周壁部的轴向另一侧的端部，

所述定子收纳部具有所述周壁部和所述底壁部，

所述方筒部呈从所述周壁部向上侧延伸的方筒状，

所述逆变器收纳部由所述周壁部和所述方筒部构成，

所述方筒部具有贯通孔，该贯通孔沿轴向贯通构成所述方筒部的壁部中的轴向一侧的壁部，

所述贯通孔的下端部与所述周壁部的轴向一侧的开口相连，

所述壳体开口部由所述贯通孔和所述周壁部的轴向一侧的开口构成，

在所述壳体开口部的内侧，从所述定子延伸的三相用线圈线穿过所述分隔壁部的端部延伸至所述逆变器部，而与设置于所述逆变器部的轴向一侧的端部的连接器端子连接，

该马达具有覆盖所述壳体开口部的罩部件。

2.根据权利要求1所述的马达，其中，

按照U相、V相、W相捆扎多条线圈线而成的3条三相用配线束从所述定子延伸，所述三相用配线束与所述逆变器部连接。

3.根据权利要求2所述的马达，其中，

捆扎多条中性点用线圈线而成的中性点用配线束从所述定子延伸，所述中性点用配线束固定于所述壳体开口部的内部区域。

4.根据权利要求3所述的马达，其中，

所述中性点用配线束固定于所述三相用配线束。

5.根据权利要求4所述的马达，其中，

从所述定子延伸出2条所述中性点用配线束，各个所述中性点用配线束固定于相互不同的所述三相用配线束。

6.根据权利要求3至5中的任意一项所述的马达，其中，

所述中性点用配线束被绝缘带固定。

7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的马达，其中，

所述连接器端子是压接端子。

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