驱动单元的制作方法

专利名称：驱动单元的制作方法
技术领域：
本申请总体上涉及一种驱动单元，该驱动单元具有成一体的马达和用于控制马达的控制单元。
背景技术：
常规地，具有驱动单元的电力转向装置被广泛地应用，其中，驱动单元辅助驾驶员的转向操作，并且驱动单元具有以组合方式设置的马达和马达的控制单元。在日本专利特开No. 2003-204654(JP' 654)中公开的电力转向装置在马达与控制单元之间具有电连接，该电连接通过借助于螺钉将从控制单元延伸的母线联接到马达壳体中的绕组线端子而实现，因此允许使用者更换损坏的零件。但是，JP' 654中的电力转向装置的结构不允许在不移除用于马达与控制单元之 间的电连接的螺钉的情况下将控制单元从马达分开。此外，为移除螺钉，驱动单元必须从连接到方向盘的转向柱移除。换句话说，这样的结构无法在没有首先将驱动单元从转向柱移除的情况下容易地移除控制单元。

发明内容
本申请的目的是提供一种驱动单元,该驱动单元允许马达与驱动单元之间容易的附连和容易的拆分。在本申请的一方面中，驱动单元包括马达、控制单元、接合单元、和保持单元。所述马达容纳在马达壳体中，其中，马达壳体可以呈圆筒形形状且在一端处设有底壁。此外，所述底壁可以限定开口。所述马达还包括定子，所述定子具有缠绕在所述定子上的对应于多个相的多个绕组线；转子，所述转子设置在所述定子的内侧；以及轴，所述轴设置在所述转子的内侧并联接于所述转子，使得所述转子和所述轴成一体地相对于所述定子旋转。此夕卜，所述马达可以包括多个电联接到所述定子的绕组线并延伸到所述马达壳体的所述开口中的马达接线。控制单元设置在所述马达的一个轴向侧上并且具有半导体模块和连接端子，所述半导体模块包括用于切换通向所述绕组线的电流的开关元件，所述连接端子电联接于所述开关元件。此外，控制单元包括控制器壳体以容纳所述半导体模块。接合单元设置在所述马达接线与所述连接端子之间并且能够与所述马达接线
(23)或所述连接端子(371)机械地接合，以使所述马达接线与所述连接端子电联接。保持单元将所述接合单元与所述马达接线或所述连接端子保持或固定在一起，由此在马达与控制单元之间建立电连接。当接合单元与马达接线或连接端子接合时，马达接线电联接到连接端子。当接合单元与这些零件之一的接合被释放时，在不将驱动单元拆离转向柱的情况下，使马达接线与连接端子电断开。换句话说，在不使用专用工具的情况下，容易地电联接和电断开马达和控制单元。
当马达和控制单元如现有技术中所提供的通过从控制单元侧到马达侧穿过驱动单元的螺钉附连到转向柱时，无法在不将驱动单元从转向柱移除的情况下拆开马达和控制单元。根据本申请的驱动单元，控制单元在一侧上附连到马达而转向柱在另一侧上附连到马达。因此，借助于接合单元，可以容易地联接和分离马达和控制单元，并且不会对驱动单元的其它功能造成任何损害。上述驱动单元配备有接合单元和保持单元以保持/辅助接合单元与马达接线和连接端子之一之间的结构性联接。此外，接合单元保持/辅助马达接线与连接端子之间的电联接。当马达和控制单元附连和·拆分时，接合单元承受在驱动单元的轴向方向上的力。保持单元保持接合单元使得接合单元相对于马达和控制单元之一的相对位置不发生改变。通过这种方式，接合单元安全可靠地释放与马达接线或连接端子的机械接合，并安全可靠地断开马达接线与连接端子之间的电连接。此外，当重新附连马达和控制单元时，接合单元安全可靠地实现与马达接线和连接端子之一的机械接合，并且安全可靠地实现马达接线与连接端子之间的电连接。除以上构型之外，所述接合单元是具有用以与所述连接端子接合的接合部的端子，并且所述保持单元为固定地设置在所述马达壳体的所述开口上的端子保持器并容纳所述端子。除以上构型之外，端子保持器具有两个部件，即第一保持器部件和第二保持器部件。第一保持器部件在底端处具有第一短突起以固定在开口上，第一短突起从与端子保持侧相反的一侧突出。第二保持器部件也在底端处具有第二短突起以固定在开口上，第二短突起从与端子保持侧相反的一侧突出。此外，第二保持器部件具有枢轴，所述枢轴在相对于第二短突起更靠近第二保持器部件的中心的位置处沿基本垂直于第二短突起的方向突出。第一保持器部件和第二保持器部件通过枢轴以可旋转的方式联接，以打开和闭合端子保持器。当端子保持器处于打开状态时，第一和第二短突起能够插入到马达壳体的开口中，并且当端子保持器处于闭合状态时，第一和第二短突起与开口的内边缘联接。当将端子保持器设置到马达壳体上时，将端子保持器在打开状态下插入到开口中。端子保持器的在“薄板形”保持器的两侧上的保持器固定侧具有所述第一短突起或所述第二短突起。在打开状态中，由于第一短突起的末端表面与第二短突起的末端表面之间的距离被设计成小于所述开口的宽度，因此端子保持器能够插入到开口中。当端子保持器在插入到开口中之后闭合时，第一短突起的末端表面与第二短突起的末端表面之间的距离变得大于开口的宽度，由此将端子保持器固定到开口上。通过设计这种结构，防止在从马达上移除控制单元时将端子保持器和保持在端子保持器中的端子从马达壳体的底壁拽出。除以上构型之外，第一保持器部件具有第一长突起，第一长突起在相对于第一短突起更靠近第一保持器部件的中心的位置处从与端子保持侧相反的一侧突出。第一长突起的伸出长度大于第一短突起的伸出长度。此外，第二保持器部件具有第二长突起，第二长突起在相对于第二短突起更靠近第二保持器部件的中心的位置处从与端子保持侧相反的一侧突出。第二长突起的伸出长度大于第二短突起的伸出长度。当端子保持器处于闭合状态时，第一和第二长突起定位在开口的内边缘的上表面上。当将端子保持器附连到马达壳体的底壁从而进入闭合状态时，第一长突起和第二长突起邻接所述开口和内边缘的上表面。在这种情况下，由于第一长突起的末端表面与第二长突起的末端表面之间的距离被设计成具有比开口的宽度更大的值，从而防止长突起通过开口进入到马达壳体的内部。因此，通过设计这样的结构，可以防止端子保持器和保持在端子保持器中的端子进入到马达壳体中。除以上构型之外，当端子保持器处于打开状态时，第一 /第二短突起的末端表面基本平行于开口的内壁。通过设计这样的结构，当将端子插入到开口中时，也就是说，当第一 /第二短突起的末端表面通过开口进入到马达壳体的内部时，第一 /第二短突起的末端表面不会被开口的内边缘卡住。此外，通过设计这样的结构，相对于第一 /第二短突起的其它形状(例如，方形)的末端，端子保持器可以更深地插入到马达壳体的内部。除以上构型之外，当端子保持器处于打开状态时，第一 /第二长突起的与开口的内边缘的上表面邻接的邻接表面基本平行于开口的内边缘。当在打开状态下将端子保持器插入到开口中时，第一 /第二长突起邻接开口的内边缘的上表面。通过设计这样的结构，即，第一 /第二长突起的邻接表面的上述平行形状，相对于呈方形的长突起的末端将端子保持器更深地插入到马达壳体的内部是有利的。


本发明的其它目的、特征以及优点将从下面参考附图进行的详细描述中变得更清楚，在附图中图I为具有本申请的驱动单元的电力转向装置的电路图；图2为驱动单元的沿图4的驱动单元I的线II - II的截面图；图3为驱动单元的沿图4的驱动单元I的线III - III的截面图；图4为本申请的驱动单元的俯视图；图5为本申请的驱动单元的立体图；图6为从控制单元侧观察的本申请的驱动单元的分解立体图；图7为从马达侧观察的本申请的驱动单元的分解立体图；图8A和图8B为本申请的驱动单元的端子的立体图；图SC和图8D为本申请的驱动单元的端子保持器的立体图；图9A为本申请的驱动单元的连接器的俯视图；图9B为本申请的驱动单元的连接器的前视图；图9C为本申请的驱动单元的连接器的仰视图；图9D为本申请的驱动单元的连接器的侧视图；图IOA和图IOB为本申请的驱动单元的连接器的组装方法的示图；图IIA和图IlB为随在图IOA和图IOB之后的驱动单元的连接器的组装方法的示图；图12为随在图IlA和图IlB之后的驱动单元的连接器的组装方法的示图；图13为随在图12之后的驱动单元的连接器的组装方法的示图；以及图14A和图14B为随在图13之后的驱动单元的连接器的组装方法的示具体实施例方式下面基于附图论述关于本申请的多种实施方式的细节。此外，在下面的实施方式中，相同的零件具有相同的附图标记，每个这样的零件的细节仅在实施方式中第一次出现时提供。(实施方式一)基于图I至图14B论述关于用于本申请的第一实施方式的驱动单元I的细节。驱动单元I应用于电力转向装置(S卩，下文中的“EPS”)。驱动单元I包括马达2和控制单元3。参照图1，描述关于EPS的电气结构的细节。驱动单元I产生旋转力矩并通过齿轮7将该转矩施加于转向柱6——转向柱6用作车辆的方向盘5的旋转轴——以辅助使用方向盘5的转向操作。当驾驶员操作方向盘5时,所产生的转向柱6的转向操作转矩被转矩传感器8检测到。此外，车辆的速度从控制局域网(CAN)获得。由转矩传感器8检测到 的转向操作转矩以及由CAN提供的车辆的速度用于确定需要由驱动单元I提供的必要的转向辅助。驱动单元I提供的控制不限于EPS，而是也可以在其它应用中使用，例如自动将车辆定位在车道中的防飘行控制，自动停车，或车辆自身的自动驾驶。马达2是使齿轮7沿向前方向和相反方向(即，顺时针或逆时针方向)旋转的三相无刷马达。马达2的运行由控制单元3通过电力的供应和来自马达2的运行的反馈进行控制。控制单元3具有提供用于驱动马达2的驱动电流的供电单元100和控制马达2的驱动的控制器90。供电单元100具有在来自电源75的电力供应线路上的扼流圈76、电容器77、和两个逆变器80、89。两个逆变器80、89具有相同的构型。因此，仅对逆变器80进行描述。逆变器80具有MOSFET 81、82、83、84、85、86 (即，金属氧化物半导体场效应晶体管，或下文中的“MOS”)，MOSFET 81、82、83、84、85、86 是一种场效应晶体管。MOS 81、82、83、84、85、86基于接通(S卩，导通)或关断(即，切断)的栅极电压来控制其源极与漏极之间导电率。此外，MOS 81、82、83、84、85、86用作“开关元件”。MOS 81的漏极联接到电力供应线路，其源极联接到MOS 84的漏极。MOS 84的源极接地。MOS 81与MOS 84之间的连接点联接到马达2的U相线圈。MOS 82的漏极联接到电力供应线路，其源极联接到MOS 85的漏极。MOS 85的源极接地。MOS 82与MOS 85之间的连接点联接到马达2的V相线圈。MOS 83的漏极联接到电力供应线路，其源极联接到MOS 86的漏极。MOS 86的源极接地。MOS 83与MOS 86之间的连接点联接到马达2的W相线圈。此外，逆变器80具有电力继电器87、88。电力继电器87、88设置成与MOS 81、82、83、84、85、86类似的M0SFET。电力继电器87、88设置在MOS 81、82、83与电源75之间，并且可以在异常时切断可能流动的电流。更实际地，电力继电器87设置成在出现突变故障(snapping trouble)或短路故障时切断流向马达2—侧的电流。此外，电力继电器88设置成用于反接保护，防止电流反向流动。分流电阻器99电联接在MOS 84、85、86与地之间。通过检测施加于分流电阻器99上的电压来确定流经或施加于U相线圈、V相线圈、和W相线圈中的每个上的电流/电压。扼流圈76与电容器77电联接到电源75与电力继电器87之间的点。扼流圈76和电容器77构成滤波电路，并减小来自与驱动单元I共享电源75的其它装置的嗓声。此夕卜，从驱动单元I到与驱动单元I 一起共享电源75的其它装置的嗓声也通过该滤波电路减小。电容器78联接到MOS 81、82、83的电力供应侧与位于电源线路侧上的地之间的点。电容器78通过存储电荷而辅助用于MOS 81、82、83、84、85、86的电力供应，和/或抑制例如冲击电压的嗓声分量。控制器90包括预驱动器91、定制集成电路92、用作旋转检测元件的旋转角度传感器93、和微型计算机94。定制集成电路92包括稳压器单元95、旋转角度传感器信号放大器96和作为功能块的检测电压放大器97。稳压器单元95是稳定电力供应的稳定电路。稳压器单元95稳定提供给各个部分的电力供应。例如，微型计算机94的运行通过来自稳压器单元95的稳定的5伏电压稳定。旋转角度传感器93检测马达2的旋转位置信号，并将该信号输出到旋转角度传感器信号放大器96。旋转角度传感器信号放大器96放大关于该旋转位置信号，并将放大的信 号输出到微型计算机94。检测电压放大器97检测分流电阻器99的两端之间的电压，并在将所检测的电压放大之后输出到微型计算机94。马达2的旋转位置信号和分流电阻器99的电压被传输到微型计算机94。此外，微型计算机94接收来自转矩传感器8的转向操作转矩信号并经由CAN接收车辆速度信息。为提供对转向操作的必要的辅助，当接收到转向操作转矩信号和车辆速度信息时，微型计算机94根据方向盘的旋转位置信号以及车辆速度通过预驱动器91来控制逆变器80。更实际地，微型计算机94凭借接通或关断相应的MOS 81、82、83、84、85、86而通过预驱动器91控制逆变器80。换句话说，由于六个MOS 81、82、83、84、85、86的栅极联接到预驱动器91的六个输出端子，因此MOS 81、82、83、84、85、86通过利用预驱动器91改变栅极电压而接通或关断。此外，微型计算机94基于由检测电压放大器97提供的分流电阻器99的电压来控制逆变器80，以便使提供给马达2的电流波形接近正弦波。此外，控制器90以与其控制逆变器80相同的方式控制逆变器89。参照图2至图14B，对本申请中的驱动单元I的结构进行描述。图2为图4中的驱动单元I的沿线II - II的截面图，其中图4提供了驱动单元I的俯视图。图3为图4中的驱动单元I的沿线III-III的截面图。图5为驱动单元I的立体图，而图6和图7为驱动单元I的分解立体图。如图2和图3所示，本实施方式的驱动单元I具有设置在马达2的一个端部上的控制单元3，以形成马达2和控制单元3的堆叠结构。马达2包括马达壳体10、具有缠绕于其上的绕组线22的定子20、转子25、和轴27。马达2的轮廓由马达壳体10限定。马达壳体10由圆周壁11和控制单元侧的壁15形成而呈端部封闭的圆筒形形状。马达壳体10可以由金属等形成。在与控制单元侧壁15相反的一端上，圆周壁11向外突出以形成边缘部12，并且端部框架13通过例如螺钉14的紧固件固定到边缘部12上。端部框架13可以由例如铝的金属制成。柱体19设置在马达壳体10的控制单元侧壁15上。柱体19可以由铝等制成并且具有内螺纹部和封闭部，内螺纹部在其内表面具有内螺纹沟槽。内螺纹部从控制单元侧壁15的外表面突出，使得当驱动单元处于已组装状态时，内螺纹部延伸到控制单元3中并与邻近控制单元3的散热器50的圆筒形构件52对准。圆筒形构件52的另一端部延伸并邻接控制单元3的盖构件110的内侧。圆筒形构件52调准成使得圆筒形构件52的内侧与盖构件110上的螺纹孔54对准。通过这种方式，如图6所示，贯穿螺栓53通过螺纹孔54和圆筒形构件52的内部与柱体19的内螺纹部接合。换句话说，马达2和控制单元3通过贯穿螺栓53联接。继续参照图2和图3，定子20设置在马达壳体10的内部。定子20可以具有60片径向向内凸出的磁极。凸出磁极具有由磁性材料制成的薄板叠层芯以及接合到叠层芯的轴向外侧上的绝缘体。绝缘体上缠绕绕组线22。绕组线22分别对应于U相线圈、V相线圈和W相线圈，从而形成三相绕组线。马达接线23从绕组线22延伸。马达接线23从控制单元侧壁15的附连孔18延伸到控制单元3中。控制单元侧壁15通过附连孔部17限定用作“开口”的附连孔18，其 中，附连孔部17设置为控制单元侧壁15的内边缘。马达接线23固定到用作“接合单元”的端子31的基部311上。端子31由用作“保持单元”(图3)的端子保持器33保持。此外，相对于基部311处于端子31的另一端上的接合部312与用作“连接端子”并电联接到配电板70 (图6)的配电板端子371接合。配电板端子371 —端电联接到配电板70，另一端凸出到容纳端子保持器33的连接器容置空间37中。此外，端子保持器33在马达2侧的一个端部与附连孔部17接合。包括端子31和端子保持器33的连接器30的结构随后进行描述。转子25设置在定子20的内部，并能够相对于定子20旋转。转子25可以呈圆筒形形状并由例如铁的磁性材料制成。转子25具有转子芯251和附连到转子芯251的径向外侧表面上的永磁体253。永磁体253具有依次设置的N极和S极。转子芯251限定位于转子芯251的内部径向中心上的轴孔252。轴27固定到轴孔252，并且轴27由马达壳体10上的轴承271和端部框架13上的轴承272以可旋转的方式支撑。因此，轴27可以与转子25 —起相对于定子20旋转(即，定子保持静止而轴27和转子25在定子20内绕中心轴线X旋转)。轴27的控制单元3 —侧延伸到在马达壳体10的控制单元侧壁15的径向中心处限定的轴孔151中，使得轴孔151与转子芯251的轴孔252对准。因此，轴27的在控制单元3侧上的端部从马达壳体10露出。此外，轴孔151的直径大于轴27的外径，使得马达壳体10不干涉轴27的旋转。轴27最靠近控制单元3的端部具有与轴27 —起旋转的磁体28。磁体28固定到设置在轴27上的磁体保持器上并与轴27同轴。磁体28显露于马达壳体10 (图7)之外。磁体28定位成靠近控制板40的面对马达2的表面，使得轴27不穿入控制板40。此外，轴27具有延伸通过端部框架13的输出端部29 (S卩，控制单元3的相反端)。输出端部29延伸到容纳齿轮7 (图I)的齿轮箱(未示出)中。轴27通过输出端部29与齿轮7接合，因此，齿轮7从轴27的输出端部29接收输出转矩。继续参照图2和图3，关于控制单元3的细节在下面进行描述。控制单元3包括控制板40、散热器50、用作半导体模块的电源模块60、配电板70、盖构件110、以及ECU外壳120。盖构件110和E⑶外壳120相当于权利要求中的“控制器壳体”。控制单元3具有将控制单元3与外部部件联接的控制连接器45和电连接器79。除了主要定位在ECU外壳120的外部和从ECU外壳120突出的特定零件——例如电连接器79—外，控制单元3的大部分部件设置在驱动单元10的圆形外边界内。此外，如图3所示，控制单元3设置成使散热器50和电源模块60基本上处于控制板40与配电板70之间，其中控制板40设置在控制单元3的马达2侧上。控制板40可以设置为由玻璃钢板形成的四能级板，并形成为板形，使得控制板40可以局部或基本配合相对于马达壳体区域的区域。构成控制器90的各个电子零件设置在控制板40上。具体地，预驱动器91、定制集成电路92、微型计算机94设置在控制板40的面对配电板70的一侧上。此外，旋转角度传感器93设置在 控制板40的面对马达2的一侧上。旋转角度传感器93设置在面对磁体28的位置处。此外，磁体28和旋转角度传感器93同轴地设置在轴27和转子25的旋转轴线上。旋转角度传感器93通过检测由与轴27和转子25成一体地旋转的磁体28的旋转所引起的磁场的变化来检测轴27的旋转角度。在控制板40上，沿控制板40的周边形成通孔以联接到电源模块60的控制端子64。此外，控制板40联接到控制连接器45。参照图2，控制连接器45离开E⑶外壳120的外表面定位，使得控制连接器45在平行于中心轴线X的方向上向马达2延伸。控制连接器45定位成邻近马达壳体10的外表面，并且用于接收信号——例如源自CAN的信号——的输入的配线能够从马达2侧并且从沿马达2的轴线的方向连接到连接器45。在本实施方式中，控制连接器45具有朝向驱动单元I的马达2侧的开口(图2)。散热器50可以由例如铝的具有高导热率的材料制成。不具有控制连接器45的热接收部55的底面面对控制板40，使得热接收部55定位在基本垂直于控制板40或控制单元侧壁15的方向上。此外，热接收部55的纵向表面垂直于底面并基本平行于中心轴线X。具有两个彼此平行设置的热接收部55，并且沿两个热接收部55中的每个设置电源模块60。电源模块60竖向地定位在散热器50的外表面上。在电源模块60与散热器50之间，设置有散热片(未示出)。电源模块60与散热片一起通过例如螺钉69的紧固件附连到散热器50。通过这种方式，电源模块60由散热器50保持而散热片置于电源模块60与散热器50之间。从电源模块60产生的热通过散热片消散到散热器50。此外,尽管未不出，但电源模块60在热接收部55侧上的一侧具有从电源模块60的模制部61露出的布线图案的一部分，作为金属辐射部，以接触散热器50的热接收部55并将热量有效地消散到散热器50的热接收部55。散热片将热从电源模块60传导到热接收部55，并保持热接收部55与电源模块60绝缘。电源模块60包括用作开关元件以切换对绕组线的电流供应的M0S81、82、83、84、85、86。电源模块60还包括MOS 81、82、83、84、85、86、87、88以及分流电阻器99，它们通过例如铜线电联接并由模制部61模制。现在描述电源模块60与图I中的电路之间的关系。电源模块60中的一个对应于逆变器80 (图1)，并具有图I中示出的MOS 81、82、83、84、85、86、电力继电器87、88以及分流电阻器99。换句话说，本实施方式具有通过树脂模具模制为一体的MOS 81、82、83、84、85、86、电力继电器87、88以及分流电阻器99。此外，另一电源模块60对应于逆变器89，并具有用于构成逆变器89的M0S、电力继电器和分流电阻器。因此，在本实施方式中，一个电源模块60对应于一个逆变器电路的系统。此外，一个热接收部55设置成对应于构成一个驱动系统的一个电源模块60。电源模块60具有从模制部61伸出的控制端子64和电源端子65。控制端子64形成在模制部61的与散热器50的热接收部55垂直的端部表面。此外，电源端子65形成为平行于具有控制端子64的表面。在本实施方式中，电源模块60的控制端子64设置在控制板40侧上，电源端子65设置在配电板70侧上，控制端子64和电源端子65都安置在散热器50的热接收部55上并且它们的定向与热接收部55竖向对齐。换句话说，控制端子64从控制板40侧突出，而电源端子65从配电板70侧突出。控制端子64插入控制板40的通孔中，并以例如钎焊的方式电联接到控制板40。通过控制端子64,来自控制板40的控制信号传输到电源模块60。此外，电源端子65插入形成在配电板70上的通孔中，并以例如钎焊的方式电联接到配电板70。通过电源端子65提供给绕组线22的电流就提供给电源模块60。配电板70可以由玻璃钢板形成，并具有四层厚铜模式而呈板形，使得配电板70可
以局部或基本配合相对于马达壳体区域的区域。配电板70上形成有电源线，电源线允许绕组线电流通过配电板端子371和端子31流动到绕组线。扼流圈76和电容器77、78设置在配电板70的面对控制板40的一侧(即马达2侧)上。扼流圈76和电容器77、78设置在形成于散热器50内部的空间中。此外，在马达2的轴向方向上，扼流圈76和电容器77、78设置在配电板70与控制板40之间的位置。扼流圈76形成为圆筒形，圆筒形的纵向(即轴向)尺寸小于沿圆筒的半径得到的径向尺寸。扼流圈76设置成使得扼流圈76的轴线基本上垂直于轴27的轴线。电容器77、78都是铝电解电容器。此外，四个电容器78的容量大于电容器77的容量。此外，电容器77、78的类型并不仅仅是铝电解类型，而是也可以是其它类型的电容器。此外，电源连接器79联接到配电板70。电源连接器79形成在E⑶外壳120的外壁上。在本实施方式中，电源连接器79设置在马达2的旋转轴线的相对于控制连接器45的另一侧上(图2和图5)。电源连接器79联接到电源75，而电源75的配线能够在与驱动单元I的旋转轴线基本垂直的方向上连接。通过这样的连接，电从电源75经过电源连接器79提供给配电板70。此外，源自电源75的电通过电源连接器79、配电板70、电源模块60、以及马达接线23而提供给缠绕在定子20上的绕组线22。参照图6和图7，连接器容置空间37限定在E⑶外壳120的内部。连接器容置空间37形成在ECU外壳120内部的两个位置处并紧邻外壁，使得最靠近连接器容置空间37的外壁不具有控制连接器45或电源连接器79。连接器容置空间盖372基本形成为具有底部和朝马达2侧敞开的开口的矩形构件。配电板端子371设置在连接器容置空间盖372的控制单元3侧。将配电板端子371连接到马达接线23的连接器30的结构参照图8A-9D进行描述。图8A和图8B示出连接器30的端子31的立体图，而图8C和图8D示出端子保持器33的立体图。图9A示出连接器30的俯视图，其中，端子31保持在端子保持器33中，图9B示出连接器30的前视图，图9C示出连接器30的底视图，而图9D示出连接器30的侧视图。参照图8A-8C，可由金属制成的端子31具有基部311，该基部311用于接纳并固定地联接到马达接线23。此外，接合单元312与配电板端子371的端部接合。一个端子31可以与三根马达接线23和三个配电板端子371接合。基部311的横截面基本设置为“U”形，并且在端子31相对于基部311的相反侧上的接合单元312具有插入槽315，配电板端子371的端部插入到插入槽315中。插入槽315由两个彼此面对的平板形成，并且两个平板通过形成端子31的材料的弹性力相对于彼此偏置。插入到插入槽315中的配电板端子371的端部被两个相向的板束缚，因此，端子31与配电板端子371接合。保持并支撑端子31的端子保持器33可以基本呈长方体形并可以由树脂制成。端子保持器33包括第一保持器部件34和第二保持器部件36，其中，第一保持器部件34和第二保持器部件36构造成围绕设置在第二保持器部件36的侧壁365上的枢轴335打开和闭
入
口 o第一保持器部件34基本形成为平板形。在第一保持器部件34的每个侧端部上，接合部341和枢轴臂342分别设置在第一保持器部件34的上部和下部。接合部341和枢轴臂342从第一保持器部件34的一侧延伸，并向第二保持器部件36凸出。第二保持器部件36具有设置在第二保持器部件36的上侧表面的两侧上的钩部337。接合部341与第二保持器部件36的钩部337接合以在闭合状态下联接第一和第二保持器部件34、36。枢轴臂 342与第二保持器部件36的枢轴335联接，并用作端子保持器33打开和闭合的旋转中心。换句话说，枢轴臂342和枢轴335提供第一保持器部件34和第二保持器部件36借助于接合部341和钩部337联接和脱离联接从而打开和闭合端子保持器33的旋转中心。第一保持器部件34在枢轴臂342附近具有第一短突起344和第一长突起343，其中，第一短突起344和第一长突起343沿与枢轴臂342相反的方向凸出(即，从与面对第二保持器部件36的表面相反的表面凸出)。第一短突起334设置在枢轴臂342下方(即，设置在第一保持器部件34的与接合部341相反的端部上)。第一短突起344具有末端表面344a，末端表面344a从第一短突起344沿与枢轴臂342相反的方向延伸。换句话说，第一短突起344的末端表面344a基本形成为在端子保持器33进入闭合状态时(图10B)与端子保持器33的轴向方向平行。第一长突起343从枢轴臂342沿与枢轴臂342相反的方向延伸(即，从与第二保持器部件36接合表面相反的表面延伸)。第一长突起343在第一短突起344侧上的角部343a设置为第一长突起343的在端子保持器33的打开状态中基本垂直于端子保持器33的轴线的表面。第二保持器部件36基本具有U形横截面。第二保持器部件36的这样的形状允许第二保持器部件36与第一保持器部件34的接合。在第二保持器部件36的侧壁365的一个端部上，形成用以与第一保持器部件34上的接合部341接合的钩部337。此外，枢轴形成在侧壁365的另一端部上。如图8D所示，枢轴335与第一保持器部件34的枢轴臂342的结合允许第一保持器部件34和第二保持器部件36绕枢轴335的旋转(即，打开和闭合)。第一保持器部件34在枢轴臂342附近具有第一短突起344和第一长突起343，其中，第一短突起344和第一长突起343沿与枢轴臂342相反的方向凸出(即，从与面对第二保持器部件36的表面相反的表面凸出)。第二保持器部件36具有从与面对第一保持器部件34的表面相反的表面延伸的第二短突起362和第二长突起361。第二短突起62的末端表面362a形成为在端子保持器33进入闭合状态时(参见图10B)基本平行于端子保持器33的轴向方向。第二长突起361在第二短突起362侧的角部361a形成为在端子保持器33的打开状态中基本垂直于端子保持器33的轴线的表面。第一保持器部件34在接近于第一保持器部件34的中央处限定有开口 345。第二保持器部件36在接近于第二保持器部件36的中央处限定有开口 363。当端子保持器33处于闭合状态时，开口 345和开口 362基本对准。开口 363具有形成在其上的凹部364，凹部364限定孔333以在开口 345、363与端子保持器33的下部之间设置通孔(图9C)。参考图8D、图10A-14B描述在驱动单元I的生产过程中将连接器30设置到驱动单元I上的组装步骤。在图8D中，第一保持器部件34和第二保持器部件36通过枢轴335和枢轴臂342联接，并因此处于能够打开和闭合的状态。在图10A-11B中，将打开状态的端子保持器33从第一短突起344侧和第二短突起362侧插入到形成在马达壳体10的控制单元侧壁15上的附连孔18中。如图IOB和图IlB所示，从第一短突起344的末端表面344a到第二短突起362的末端表面362a的距离LI小于附连孔18在马达2的直径方向上的开口宽度L2。因此，第一短突起344和第二短突起362在不触碰附连孔18的内壁171的情况下插入到马达壳体10中。此外，当端子保持器 33放置于附连孔18中时，从附连孔18延伸出的马达接线23通过形成在第二保持器部件36上的凹部364进入端子保持器33 (图10A-11B)。在图12和图13中，端子31插入到由控制单元侧壁15支撑的端子保持器33中。此外，随着端子31插入到端子保持器33中，马达接线23进入端子31的基部311 (图13)。延伸到基部311中的马达接线23通过例如热敛缝固定到基部311。此外，在连接器30固定地附连到马达壳体10的状态中，延伸到端子31的基部311中的马达接线23同样通过例如热敛缝固定到基部311上。参照图14A和图14B，第一保持器部件34和第二保持器部件36绕枢轴335旋转并通过接合部341和钩部337联接，由此形成连接器30。从第一长突起343的角部343a到第二长突起361的角部361a的距离L3大于附连孔18的开口宽度L2。因此，端子保持器33通过第一长突起343和第二长突起361与附连孔18的内边缘17固定地接合。连接器30通过将附连孔18的内边缘17束缚在(i)第一长突起343的侧面343b与第一短突起344的侧面344b之间以及(ii)第二长突起361的侧面361b与第二短突起362的侧面362b之间而固定到马达壳体10上。换句话说，连接器30和马达壳体10通过将附连孔18的内边缘17束缚在第一长突起343与第一短突起344之间以及第二长突起361与第二短突起362之间而联接。一旦将连接器30固定到马达壳体10 (图14A-14B)，控制单元3即组装到马达壳体10上。当控制单元3设置到马达壳体10上时，连接器30容纳在E⑶外壳120的连接器容置空间37中。处于被容纳状态中的连接器30建立端子31的接合单元312与配电板端子371之间的接合。因此，绕组线22和配电板70通过端子31联接。(驱动单元I的运行)这里，描述关于驱动单元I的运行的细节。控制板40上的微型计算机94基于来自旋转角度传感器93、转矩传感器8、分流电阻器99等的信号产生脉冲信号——该脉冲信号由脉冲宽度调制(PWM)控制器通过预驱动器91产生——以根据车辆速度辅助方向盘5的转向操作。脉冲信号通过控制端子64输出到由电源模块60制成的逆变器80、89的两个系统,并控制MOS 81至86的接通-关断切换操作。通过这种方式,绕组线22的每个相接收具有各自不同的波相位的正弦波电流，由此产生旋转磁场。通过接收这样的旋转磁场，转子25与轴27成一体地旋转。然后，通过轴27的旋转，驱动力从马达2的输出端部29输出到转向柱6的齿轮7，以辅助车辆驾驶员对方向盘5的转向操作。换句话说，通过为绕组线22提供电流，驱动马达2。因此，提供给绕组线22的电流可被叫做用以驱动马达2的驱动电流。源自电源模块60的MOS 81至88的在这些MOS的切换操作期间产生的热，通过散热片消散到散热器50以防止驱动单元I过热。此外，定子20和/或转子25的尺寸可以根据所要求的输出而改变。(有益效果)(A)当驱动单元I中的马达2和控制单元3之一停止工作时，无论马达2或控制单元3中的哪个出现故障都通过从控制单元3移除马达2进行更换。根据本实施方式，马达2 的绕组线22和控制单元3的配电板70通过连接器30电连接。具体地，配电板70的配电板端子371与连接器30的接合单元312接合。因此，当将控制单元3从马达2拆下时，控制单元3沿马达2的轴向方向朝马达2的输出端29的相反侧被释放并且能够实现控制单元3从马达2的顺利分离。具体地，由于控制单元3通过端子31的接合单元312电连接于马达2，因此控制单元3与马达2之间的电连接的分离可以在不使用任何专用工具的情况下进行。换句话说，可以在不使用专用工具的情况下容易地附连和拆分马达2和控制单元3。(B)控制单元3设置在马达2的轴向方向上，并处于输出端部29的相反侧上。马达2和控制单元3通过从盖构件110插入到圆筒形构件52中的贯穿螺栓53而在柱体19处附连。因此，控制单元3可以在不从转向柱6拆下马达2的情况下从马达2拆下。也就是说，控制单元3可以在马达2仍然附连于转向柱6的情况下从马达2拆离。(C)从第一短突起344的末端表面344a到第二短突起362的末端表面362a的距离根据端子保持器33处于打开状态或闭合状态而改变。当将端子保持器33插入到控制单元侧壁15的附连孔18中时，端子保持器33处于打开状态。从第一短突起344的末端表面344a到第二短突起362的末端表面362a的距离LI小于附连孔18在马达2的直径方向上的开口宽度L2。因此，处于打开状态中的端子保持器33可以从第一短突起344侧端部和第二短突起362侧端部插入到马达壳体10中。在端子保持器33插入到附连孔18中之后，端子保持器33通过使第一保持器部件34与第二保持器部件36接合而定位成闭合状态。当端子保持器22处于闭合状态时，从第一短突起344的末端表面344a到第二短突起362的末端表面362a的距离L4变得大于附连孔18在马达2的直径方向上的开口宽度L2。因此，当控制单元3被拉动而从马达2拆离时，端子保持器33仍然固定于马达壳体10并被阻止而不能从控制单元侧壁15拉出。(D)当端子保持器33插入到附连孔18中并且端子保持器33处于闭合状态时，从第一长突起343的角部343a到第二长突起361的角部361a的距离L3变得大于附连孔18在马达2的直径方向上的开口宽度L2。因此，当端子保持器33处于控制单元侧壁15的表面上并处于闭合状态时，可以防止端子保持器33通过附连孔18进入马达壳体10。(E)第一短突起344的末端表面344a和第二短突起362的末端表面362a形成为基本平行于端子保持器33的轴向方向。因此，当端子保持器33在打开状态下插入到附连孔18中时，第一短突起344的末端表面344a和第二短突起362的末端表面362a不触碰附连孔18的内壁171。此外，与具有方形末端表面相比，当第一短突起344和第二短突起362的末端表面倾斜时，端子保持器33可以更深地插入到马达壳体10中。(F)当端子保持器33处于打开状态时，在第一短突起344侧上的第一长突起343的角部343a以及在第二短突起362侧上的第二长突起361的角部361a形成为基本上垂直于端子保持器33的轴向方向(即，角部343a、361a具有轻微的锥度)。因此，当端子保持器33在打开状态插入到附连孔18中时，相比于长突起上具有大体呈方形的角部，端子保持器33可以更深地插入到马达壳体10中。(其它实施方式)尽管已经参照附图并结合本发明的优选实施方式对本发明进行了充分描述，但应当指出，对本领域技术人员来说多种变化和修改将变得显而易见。(a)在以上实施方式中所采用的是，端子和马达接线通过热敛缝联接，并且端子和 配电板端子通过插入而联接。但是，端子与这些零件之间的连接可以使用不同的连接方法。也就是说，配电板端子可以通过热敛缝连接到端子，而马达接线可以通过插入而与端子接合。在这种情况下，连接器可以设置在ECU外壳中。(b)在以上实施方式中，马达接线通过热敛缝设置到端子的基部。但是，马达接线可以以不同的方式设置。也就是说，马达接线可进行钎焊、熔接等。(C)在以上实施方式中，端子和配电板端子通过端子的接合单元与配电板端子的接合而联接。但是，端子和配电板端子可以以不同方式联接。配电板端子可以具有接合单元，而端子可以插入到配电板端子的接合单元中。(d)在以上实施方式中，在短突起侧上的长突起的角部形成为在端子保持器的打开状态下基本垂直于端子保持器的轴线的表面。但是，长突起的角部可以具有与以上不同的形式。也就是说，角部可以具有不垂直于端子保持器的轴线的表面。(e)在以上实施方式中，短突起的末端表面形成为在端子保持器的打开状态下平行于端子保持器的轴线的平面。但是，该末端表面的形状可以形成为不同形状。也就是说，末端表面可以是在端子保持器的闭合状态下平行于端子保持器的轴线的平面。这样的改变和改型应被理解为落在由所附权利要求限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种驱动单元，包括 马达壳体，所述马达壳体呈大致圆筒形形状且在一端处设有底壁(15)，所述底壁限定开口(18)； 马达(2)，所述马达(2)容纳在所述马达壳体中并且包括 定子(20 )，所述定子(20 )具有缠绕在所述定子(20 )上的对应于多个相的多个绕组线，多个马达接线(23)，所述马达接线(23)电连接于所述定子的所述绕组线，所述马达接线(23)延伸到所述底壁(15)的所述开口(18)中， 转子(25)，所述转子(25)设置在所述定子的内侧，以及 轴(27)，所述轴(27)设置在所述转子的内侧并联接于所述转子，其中，所述转子和所述轴成一体地相对于所述定子旋转； 控制单元(3)，所述控制单元(3)设置在所述马达的一个轴向侧上并且包括 半导体模块(60)，所述半导体模块(60)具有用于切换通向所述绕组线的电流的开关元件(81-86)， 连接端子(371)，所述连接端子(371)电联接于所述开关元件，以及 控制器壳体(110，120)，在所述控制器壳体(110，120)中容纳所述半导体模块； 接合单元，所述接合单元设置在所述马达接线(23)与所述连接端子(371)之间、并且能够与所述马达接线(23)或所述连接端子(371)联接以便使所述马达接线(23)与所述连接端子(371)之间电连接；以及 保持单元，所述保持单元使所述接合单元与所述马达接线或所述连接端子联接，以使所述马达接线与所述连接端子(371)电联接。
2.根据权利要求I所述的驱动单元，其中， 所述保持单元为固定地设置在所述马达壳体的所述开口上的端子保持器(33)，并且所述接合单元设置在所述端子保持器(33)中，并且所述接合单元是具有用以与所述连接端子(371)接合的接合部(312)的端子(31)。
3.根据权利要求2所述的驱动单元，其中，所述端子保持器(33)进一步包括 第一保持器部件(34)，所述第一保持器部件(34)具有用以固定在所述马达的所述开口上的第一短突起(344)，所述第一短突起从与端子保持侧相反的一侧延伸；以及 第二保持器部件(36)，所述第二保持器部件(36)具有用以固定在所述马达的所述开口上的第二短突起(362)，所述第二短突起从与端子保持侧相反的一侧延伸，并且所述第二保持器部件(36)具有枢轴(335)，所述枢轴(335)沿基本垂直于所述第二短突起的方向突出，其中， 所述第二保持器部件通过所述枢轴以可旋转的方式与所述第一保持器部件联接以打开和闭合所述端子保持器， 当所述端子保持器处于打开状态时，所述第一短突起和所述第二短突起能够插入到所述开口(18)中，并且 当所述端子保持器处于闭合状态时，所述第一短突起和所述第二短突起与所述开口(18)的内边缘(17)联接。
4.根据权利要求3所述的驱动单元，其中， 所述第一保持器部件具有第一长突起(343)，所述第一长突起(343)在相对于所述第一短突起更靠近所述第一保持器部件的中心的位置处从与端子保持侧相反的一侧突出，所述第一长突起的伸出长度大于所述第一短突起的伸出长度， 所述第二保持器部件具有第二长突起(361)，所述第二长突起(361)在相对于所述第二短突起更靠近所述第二保持器部件的中心的位置处从与端子保持侧相反的一侧突出，所述第二长突起的伸出长度大于所述第二短突起的伸出长度，其中， 当所述端子保持器处于所述闭合状态时，所述第一长突起和所述第二长突起邻接所述内边缘的上表面。
5.根据权利要求3或4所述的驱动单元，其中， 当所述端子保持器处于所述打开状态时，所述第一短突起的末端表面(344a)和所述第二短突起的末端表面(362a)基本平行于所述开口( 18)的内壁(171 )。
6.根据权利要求4所述的驱动单元，其中， 当所述端子保持器处于所述打开状态时，所述第一短突起和所述第二短突起的与所述开口的所述内边缘的所述上表面邻接的邻接表面(343b，361b)基本平行于所述开口的所述内边缘。
全文摘要
一种驱动单元(1)，用在电力转向装置中，该驱动单元(1)具有马达(2)和控制单元(3)。马达(2)的马达接线(23)具有端子(31)，端子(31)与控制单元(3)的配电板侧端子(371)接合以使马达(2)和控制单元(3)电联接。在这样的结构中，可以在不使用专用工具的情况下使马达(2)和控制单元(3)电联接和分离。此外，端子保持器(33)通过第一短突起(344)和第二短突起(362)设置在马达(2)的开口(18)上，由此将端子(31)联接于马达(2)。
文档编号B62D5/04GK102780323SQ20121014490
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月10日 优先权日2011年5月11日
发明者今井博史, 宫地修平 申请人:株式会社电装