电动机制造技术

本发明专利技术涉及电动机。在电动机中，具有三相绕组组(70，80，701-709，801-803，808，809)的定子(20)和转子(30)位于具有侧壁(13)的电动机壳体(11)的工作区中。由电源模块(51-56)构成的逆变器电路(59)位于控制区中，该控制区在电动机的轴向上跨所述侧壁位于工作区的相对侧。每个电源模块具有一对晶体管(511，512，521，522，531，532，541，542，551，552，561，562)和连接到该对晶体管的公共端子(510-560)。对应于一相的绕组的引线(71-76，81-86，711，721，731，741，751，761，811，821，831，841，851，861)和对应于另一相的绕组的引线(71-76，81-86，711，721，731，741，751，761，811，821，831，841，851，861)在轴向上延伸以从工作区跨越到控制区并一起连接到相应电源模块的公共端子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有内置驱动电路的电动机，其中驱动设备和布线一起容纳在具有简 单外部形状的电动机壳体中。
技术介绍
已经提出了一种用于向车辆的驾驶员提供转向辅助的电动助力转向。在电动助力 转向中，电动机只有在需要转向辅助时才旋转。因此，电动助力转向比液压助力转向具有更 好的燃料效率。近来，用于容纳电动助力转向中的电动机的空间随着安装在车辆上的零件数目的 增加而减小。此外，对于具有保证安全的故障保险特征的电动机的需求在增加。在JP-2005-328654A、JP-2008-312393A、对应于 U. S. 5，900，687 的 JP-10-M8187A、和JP-2007-330035A所公开的电动机中，将用于保持定子绕组的导线的保 持器在轴向上安装到定子的末端，并且导线在保持器内在圆周方向上延伸，以便绕组可以 被电连接到向绕组提供电功率的连接器。然而，在轴向上将保持器安装于定子的末端可以增大在电动机的轴向和径向上的 电动机尺寸。例如，在图24A和24B所示的传统无刷电动机中，促使定子的三相绕组组100 的引线101通过保持器103内的汇流排(busbar) 104在圆周方向上延伸，所述保持器103 被在轴向上安装在定子所在的工作区102外。然后，引线101通过保持器103的连接器105 电连接到开关元件106，以便可以从开关元件106向三相绕组组100提供电功率。如从图 24A和24B可以看到的那样，在轴向和径向的电动机尺寸由于保持器103而增大。在JP-2007-21所公开的电动机中，每个绕组的导线连接到相应的开关元 件。然而，将每个绕组的导线连接到相应的开关元件可能增加绕组与开关元件之间的 连接点的数目。因此，绕组到开关元件的布线可能是复杂的。
技术实现思路
鉴于以上事项，本专利技术的目的是提供一种具有内置驱动电路的电动机，其中，以简 单的方式连接绕组和开关元件，以便可以缩小电动机尺寸。本专利技术的另一目的是提供具有 具有故障保险特征的内置驱动电路的电动机。根据本专利技术的一个方面，电动机包括电动机壳体、定子、转子、和驱动模块。所述电 动机壳体具有在电动机的轴向上延伸的围壁。所述定子被固定于所述电动机壳体的围壁并 包括在径向上突出的定子极。所述定子还包括缠绕在所述定子极上以形成三相绕组组的绕 组。当所述三相绕组组被激励时，所述定子生成旋转磁场。所述转子具有在旋转方向上交替 地布置的N和S极。所述转子在径向上面对所述定子以利用旋转磁场在旋转方向上旋转。 所述驱动模块在轴向上位于所述定子和所述转子的相对侧。所述驱动模块形成用于生成三 相交流电以激励所述三相绕组组的逆变器电路。每个驱动模块具有一对开关元件和连接到所述一对开关元件的公共端子。一个开关元件充当电源侧开关元件，另一开关元件充当接 地侧开关元件。所述绕组具有跳线(jumping wire)和引线。所述跳线在轴向上的定子末 端处在与轴向垂直的第一方向上延伸并连接在不同的绕组之间。所述引线在轴向上延伸并 连接到所述公共端子。根据本专利技术的另一方面，电动机包括电动机壳体、定子、和转子。所述电动机壳体 具有在电动机的轴向上延伸的围壁。所述电动机壳体还具有侧壁。所述侧壁在轴向上位于 围壁末端处并在径向上突出。所述定子被固定于所述电动机壳体的围壁。所述定子包括在 径向上突出的定子极和缠绕在所述定子极上以形成三相绕组组的绕组。当所述三相绕组组 被激励时，所述定子生成旋转磁场。所述转子具有在旋转方向上交替地布置的N和S极。所 述转子在径向上面对所述定子以利用旋转磁场在旋转方向上旋转。由独立的逆变器电路来 激励并控制所述三相绕组组。附图说明通过参照附图进行的以下详细说明，本专利技术的以上及其它目的、特征和优点将变 得更加明显。在所述附图中图1是示出根据本专利技术的第一实施例的电动机的横截面视图的图示；图2是示出从图1的箭头II的方向的视图的图示，其中省略了电路板；图3是示出采用根据第一实施例的电动机的电动助力转向的图示；图4是根据第一实施例的电动机的逆变器电路的电路图；图5是根据第一实施例的电动机的电路图；图6是示出根据第一实施例的电动机的定子和转子的平面图的图示；图7A和7B是示出用于根据第一实施例的电动机的激励模式的图示；图8A和8B是示出用于根据第一实施例的电动机的另一激励模式的图示；图9是根据本专利技术的第二实施例的电动机的电路图；图10是示出根据第二实施例的电动机的平面图的图示；图11是根据本专利技术的第三实施例的电动机的逆变器电路的电路图；图12是根据第三实施例的电动机的电路图；图13是示出根据第三实施例的电动机的定子的平面图的图示；图14是根据本专利技术的第四实施例的电动机的电路图；图15是示出根据第四实施例的电动机的定子的平面图的图示；图16是根据本专利技术的第五实施例的电动机的电路图；图17是根据本专利技术的第六实施例的电动机的电路图；图18是根据本专利技术的第七实施例的电动机的电路图；图19是根据本专利技术的第八实施例的电动机的电路图；图20是示出根据本专利技术的第九实施例的电动机的控制区的平面图的图示；图21是示出根据本专利技术的第十实施例的电动机的控制区的平面图的图示；图22是示出根据本专利技术的第十一实施例的将绕组的引线连接到电动机的电源模 块的公共端子的方法的图示；图23A是示出沿着图2 的线XXIIIA-XXIIIA截取的横截面视图的简图，并且图23B是示出根据本专利技术的电动机的垂直横截面视图的简图；以及图24A是示出沿着图24B中的线XXIVA-XXIVA截取的横截面视图的简图，并且图 24B是示出传统电动机的垂直横截面视图的简图。具体实施例方式下面参照附图来描述本专利技术的实施例。(第一实施例)如图3所示，根据本专利技术的第一实施例的电动机10是在电动助力转向1中使用的 无刷电动机。电动机10与柱身2的齿轮3啮合并基于经由例如控域网(CAN)发送的车辆 速度信号和由转矩传感器4检测的转向转矩信号信号在正反两个方向上旋转，从而产生转 向助力。如图1所示，电动机10包括作为电动机壳体的外壳11、盖子16、定子20、转子30、 轴40、和充当驱动模块的电源模块51-56。例如，外壳11可以由铝制成并具有基本上为管形的形状。根据第一实施例，外壳 11包括作为围壁的管部分12、第一和第二侧壁13、14、以及散热器15。管部分12具有管形 形状。第一和第二侧壁13、14分别在电动机10的轴向上接合到管部分12的第一和第二末 端。散热器15与第一侧壁13形成为一整体并在轴向上从第一侧壁13突出。盖子16具有类似于具有底部的管的形状。盖子16基本上与散热器15侧的外壳 11共轴并保护电源模块51-56。应注意的是在此处将外壳11内的空间定义为“工作区”，并且在此处将盖子16内 的空间定义为“控制区”。定子20在外壳11的径向上位于外壳11的内壁。也就是说，定子20位于管部分 12的内壁上。定子20包括在径向上从外壳11的内壁向内突出的十二个定子极21和缠绕在定 子极21上的线圈导线M。定子极21在外壳11的圆周方向上基本上相互等间隔。每个定 子极21具有叠片铁芯22和绝缘体23。通过层压磁性材料的薄板来形成叠片铁芯22。绝 缘体23被配合在叠片铁芯22的外面。线圈导线M以集中绕组的方式通过绝缘体23缠绕 在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电动机，包括：电动机壳体（１１），其具有在电动机的轴向上延伸的围壁（１２）；定子（２０），其固定于所述电动机壳体的围壁并包括在径向上突出的多个定子极（２１），所述定子还包括缠绕在所述多个定子极上以形成三相绕组组（７０，８０，７０１－７０９，８０１－８０３，８０８，８０９）的多个绕组，所述定子被配置为在激励所述三相绕组组时产生旋转磁场；转子（３０），其具有在旋转方向上交替地布置的Ｎ和Ｓ极，所述转子在径向上面对所述定子以利用所述旋转磁场在所述旋转方向上旋转；以及多个驱动模块（５１－５６），其在轴向上位于所述定子和所述转子的相对侧，所述多个驱动模块被配置为形成用于产生三相交流电以激励所述三相绕组组的逆变器电路（５９），每个驱动模块具有一对开关元件（５１１，５１２，５２１，５２２，５３１，５３２，５４１，５４２，５５１，５５２，５６１，５６２）和连接到该对开关元件的公共端子（５１０－５６０），一个开关元件充当电源侧开关元件，另一开关元件充当接地侧开关元件，其中所述多个绕组具有跳线（７３２，７４２，７５２，８１２，８２２，８６２，７７１－７７３，８７１－８７３））和引线（７１－７６，８１－８６，７１１，７２１，７３１，７４１，７５１，７６１，８１１，８２１，８３１，８４１，８５１，８６１），所述跳线在轴向上的定子末端处在与轴向垂直的第一方向上延伸并连接在所述三相绕组组的不同绕组之间，以及所述引线在轴向上延伸并连接到所述公共端子。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫地修平，株根秀树，河合胜儿，今井博史，
申请(专利权)人：株式会社电装，阿斯莫株式会社，
类型：发明
国别省市：JP