专利名称：驱动单元的制作方法
技术领域：
本公开大体上涉及一种驱动单元，该驱动单元具有作为一体的马达和用于控制马达的控制单元。
背景技术：
常规地，驱动单元辅助驾驶员转向操作的电动助力转向装置具有作为一体容纳的马达和马达的控制单元。这样的转向装置在日本专利特开No. 2003-204654(JP' 654)中进行了描述。JP' 654中的转向装置具有通过依靠使用螺钉将从控制单元延伸的母线紧固到马达壳体中的绕组线端子上而实现的马达与控制单元之间的电力连接。在这样的结构中，控制单元侧的母线和马达侧的绕组线端子可以容易地从彼此分离，以允许例如当零件损坏时更换两个零件之一。但是，由于来自控制单元的母线和马达的绕组线在马达壳体内部联接，因此JP' 654中的转向装置的结构会要求马达具有较大的尺寸。此外，当移除用于将母线紧固到绕组线端子的螺钉时，驱动单元必须从连接到方向盘的柱轴移除。换句话说，这样的结构在没有首先将驱动单元从柱轴移除的情况下，无法容易地移除控制单元。
发明内容
本公开的目的是提供一种驱动单元，其中，驱动单元的尺寸可以减小，并且能够实现马达和驱动单元之间的容易的附连和容易的拆分。在本发明的一方面中，驱动单元包括马达、设置在马达的一个端部上的控制单元、和紧固件。马达容纳在用作马达的外壳的马达壳体中并且具有定子，绕组线缠绕在定子上以提供多个相位。绕组线电联接到平行于马达的轴延伸的马达线。转子设置在定子的内部并且轴设置并联接到转子。转子和轴都在定子中作为一体而旋转(即，转子和轴能够相对于定子旋转)。控制单元具有半导体模块，半导体模块包括用于切换提供给绕组线的电力的开关元件。半导体模块容纳在控制单元壳体中。开关元件具有电力地将开关元件与其它装置联接的连接端子。紧固件提供马达与控制单元之间的机械和电力连接。更具体地，马达与控制单元之间的电力连接由马达的马达接线与控制单元的连接端子之间的紧固件保证。如在背景技术中提供的，当驱动单元附连到电动助力转向装置的柱体时，马达和控制单元由从柱体侧到马达侧定位的紧固件联接。换句话说，马达和控制单元不会分离直到将驱动单元从柱轴移除。当本公开的驱动单元应用于电动助力转向装置时，控制单元相对于马达定位在柱体的另一侧。在这样的结构中，紧固件用于保证马达与控制单元之间的机械连接，并且用于保证马达接线与连接端子之间的电力连接。此外，在不释放马达与柱体之间的连接的情况下，马达和控制单元可以机械地和电力地拆分。此外，由于螺钉可以重复使用，因此马达和控制单元可以相对容易地重新附连和拆分而不影响驱动单元的其它功能。
此外，紧固件设置在控制单元中，这防止了驱动单元尺寸的增大。除以上之外，紧固件包括(i)插座，插座具有(a)附连到马达接线的端部的底部和(b)联接到连接端子的紧固端部；(ii)将连接端子与紧固端部联接的螺纹构件；以及
(iii)保持插座的插座保持器。插座由螺纹构件联接到连接端子上。当插座联接到连接端子上时，螺纹构件附连到为插座的作为插座的控制单元侧端部的紧固端部上。马达相对于控制单元的另一侧具有附连到马达上的柱体。通过这种方式，螺纹构件设置在马达的控制单元侧，从而允许机械工人等容易地接近，以通过使用螺纹构件而容易地将控制单元组装到马达或将控制单元从马达拆卸。插座保持器保持附连到马达接线的端部的插座。插座保持器通过保持插座而固定地限定插座相对于马达的相对位置。换句话说，当重新附连或拆分马达与控制单元时，插座保持器防止插座的位置改变。
除以上之外，连接端子形成在支撑开关元件的板上。直接形成在板上的连接端子有利于减少用于将马达电联接到控制单元上的零件的数量。除以上之外，插座保持器沿插座的轴向方向形成。在马达与控制单元的附连和拆分的过程中，插座受到拉力或压力。从这样的力的观点考虑，插座在插座的轴向方向的强度通过形成插座保持器使得插座保持器的轴线与马达的轴线对准而增大。除以上之外，插座保持器由绝缘材料制成。通过将绝缘材料用于插座保持器，保证了插座的绝缘性。除以上之外，螺纹构件从控制单元侧到马达侧联接插座的紧固端部。用于将连接端子联接到插座上的螺纹构件通过从控制单元侧到马达侧设定其位置而附连到紧固端部上。驱动单元的控制单元可以构造成附连到马达的一个轴向端部。在这种结构中，用于将控制单元组装到马达上的组装螺纹构件从控制单元侧到马达侧定位。换句话说，用于将控制单元附连到马达的组装螺纹构件以及用于将插座紧固到连接端子上的螺纹构件沿相同方向附连到驱动单元上。
本发明的其它目的、特征以及优点将从结合附图进行的下面的详细描述中变得显而易见，在附图中图I为具有本公开的驱动单元的电动助力转向装置的电路图；图2为沿图4中的驱动单元I的线II-II剖切的驱动单元的截面图；图3为沿图4中的驱动单元I的线III-III剖切的驱动单元的截面图；图4为本公开的第一实施方式的驱动单元的俯视图；图5为本公开的第一实施方式的驱动单元的分解立体图；图6A、图6B和图6C为本公开的第一实施方式的驱动单元的连接器的立体图；图7为本公开的第二实施方式的驱动单元的截面图；图8为本公开的第二实施方式的驱动单元的分解立体图；图9为本公开的第三实施方式的驱动单元的截面图；图10为本公开的第三实施方式的驱动单元的分解立体图；并且图IlA和图IlB为本公开的第三实施方式的驱动单元的连接器的立体图。
具体实施例方式关于本公开的多种实施方式的细节基于所附附图在下文进行描述。此外，在下列各实施方式中相同零件具有相同的附图标记，每个相同零件中的细节仅在实施方式中第一次出现时提供。(第一实施方式)关于本公开的第一实施方式中的驱动单元I的细节基于图I至图6进行描述。驱动单元I适用于电动助力转向装置(即，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，描述了关于EPS的电气构造的细节。驱动单元I产生转动力矩并通过齿轮7将这样的转矩作用于柱轴6——柱轴6用作车辆的方向盘5的旋转轴——以通过使用方向盘5来辅助转向操作。当驾驶员操作方向盘5时，产生的柱轴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作用。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沿正向和反向(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的运行的反馈而控制。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具有相同的构造。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 ( S卩，金属氧化物半导体场效应晶体管，或下文中的“] 05”)，1 )5 ￡了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在源极与漏极之间的导电率。此外，MOS 81、82、83、84、85、86用作“开关元件”。MOS 81具有联接到电力供应线路的漏极，并具有联接到MOS 84的漏极的源极。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具有联接到电力供应线路的漏极，并具有联接到MOS 85的漏极的源极。MOS 85的源极接地。MOS 81与MOS 84之间的连接点联接到马达2的V相线圈。MOS 83具有联接到电力供应线路的漏极，并具有联接到MOS 86的漏极的源极。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设置成当出现突变(snapping)故障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，从而防止电流反向流动。分流电阻器99电联接在MOS 84、85、86与地面之间。流动经过或作用于U相线圈、V相线圈、和W相线圈中的每个的电流/电压，通过检测作用于分流电阻器99的电压而确定。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与电容器77构成滤波电路，并减小与驱动单元I 一起共用电源75的其它装置的嗓声。此夕卜，由驱动单元I至与驱动单元I 一起共用电源75的其它装置的嗓声也通过这样的滤波电路而减小。电容器78连接到MOS 81、82、83的电源侧与位于电源线路侧的地面之间的点。电容器78通过存储电荷而辅助MOS 81、82、83、84、85、86的电力供应，并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包括作为功能块的稳压单元95、旋转角度传感器信号放大器96和检测电压放大器97。稳压单元95是稳定电力供应的稳定电路。稳压单元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单元95的·稳定的5伏特的电压稳定。旋转角度传感器93检测马达2的旋转位置信号，并将这样的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放大关于马达2的旋转角的旋转位置信号，并将已放大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，并在将检测到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接收车辆速度数据。为对转向操作提供必要的辅助，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并根据车辆速度通过预驱动器91而控制逆变器80。更具体地，微型计算机94凭借接通或关断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具有联接到预驱动器91的六个输出端子的栅极，因此MOS 81、82、83、84、85、86通过使用预驱动器91来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的电压而控制逆变器80，以便使提供给马达2的电流形状更接近于正弦波。此外，控制器90以与控制逆变器89相同的方式控制逆变器80。参照图2至图5，关于第一实施方式中的驱动单元I的结构的细节在下面进行描述。图2至图5为示出驱动单元I的各个方面的示图。图2为沿图4中的线II-II剖切的截面图，其中图4提供了驱动单元I的俯视图。图3为沿图4中的线III-III剖切的截面图，而图5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具有控制单元3，控制单元3设置在马达2的一个端部上以形成马达2和控制单元3的堆叠结构。马达2包括马达壳体10、缠绕有绕组线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由周向壁11和位于控制单元侧的壁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。在相反于位于控制单元侧的壁15的一端，周向壁11向外突出以形成缘部12，并且端部框架13通过例如螺钉14(图5)的紧固件固定到缘部12。端部框架13可以由例如铝的金属制成。柱19设置在马达壳体10的位于控制单元侧的壁15上。柱19可以由铝等制成；并且具有内螺纹部，内螺纹部在其内表面具有内螺纹槽；并且具有封闭部。内螺纹部从位于控制单元侧的壁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中并与相邻于控制单元3的散热器50的圆柱形构件52对准。圆柱形构件52的另一端部延伸并抵接控制单元3的盖构件110的内侧。圆柱形构件调准成使得圆柱形构件52的内部与盖构件110上的螺纹孔54对准。通过这种方式，如图5所示，贯穿螺栓53穿过螺纹孔54和圆柱形构件52的内部与柱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个径向向内的凸出磁极。凸出磁极具有由层铺的磁性材料的薄铁板制成的成层的铁芯，以及插入到沿轴向方向(即平行于中心线X的方向)穿透定子20的槽中的绝缘体。绝缘体上缠绕有绕组线22。绕组线22对应于U相线圈、V相线圈和W相线圈中的每个，以形成三相 绕组线。马达接线23从绕组线22延伸。马达接线23从马达壳体10的位于控制单元侧的壁15上的开口 18延伸到控制单元3中。马达接线23的端部固定到插座31的底部311上。配电板端子711抵接到插座31的紧固端部315上，紧固端部315在底部311的另一侧(图3和图5)。此外，保持插座31的插座保持器33具有螺母容置孔331，螺母容置孔331形成在插座保持器33的抵接紧固端部315的外壁上。螺母容置孔331容置螺母36。配电板端子711与紧固端部315通过使用螺栓37和螺母36而彼此结合。在这样的结合中，绕组线22通过马达接线23、插座31、和配电板端子711而电联接到配电板70。此外，插座保持器33的一个端部固定到位于控制单元侧的壁15的开口 18。包括插座31和插座保持器33的连接器30的结构随后进行描述。螺栓37和螺母36相当于权利要求中的“螺纹构件”。配电板端子711相当于权利要求中的“连接端子”。转子25设置在定子20的内部，并能够相对于定子20绕中心轴线X旋转。转子25可以呈圆柱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绕中心轴线X旋转(即，定子保持静止而轴27和转子25在定子20中旋转)。轴27的控制单元3侧延伸到在马达壳体10的位于控制单元侧的壁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的位于控制单元3侧的端部显露于马达壳体10之外。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上并与轴27同轴的磁体保持器上。磁体28显露于马达壳体10(图5)之外。磁体28定位成接近控制板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具有超过端部框架13延伸的输出端部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接收来自轴27的输出端部29的输出转矩。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“控制单元壳体”。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和电力连接器79。除了例如电力连接器79之类的主要定位在外部并从ECU外壳120突出的特定零件外，控制单元3的大部分部件设置在驱动单元10 (图4)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侦U。控制板40可以设置为由玻璃环氧树脂形成的四能级板，并形成为板形，使得控制板40可以局部或基本适合于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与转子25的中心轴线X上。旋转角度传感器93通过检测由磁体28——磁体28与轴27以及转子25作为一体而一起旋转——的旋转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定位成离开E⑶外壳120的外表面，使得控制器连接器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定位成邻近于马达壳体10的外表面，并且用于接收信号——例如来自CAN的信号——的输入的线路能够从马达2侧沿马达2的轴线方向连接到连接器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的热量接收部55的底面面对控制板40，使得热量接收部55定位在基本垂直于控制板40或位于控制单元侧的壁15的方向。此外，热量接收部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量接收部55，并且沿两个热量接收部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)。带有散热片的电源模块60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保持而使散热片置于电源模块60与散热器50之间。从电源模块60产生的热量通过散热片散到散热器50。此外,尽管未不出，但电源模块60在热量接收部55侧的一侧具有从电源模块60的模制部61显露的一部分布线图案而作为金属散热部，以接触散热器50的热量接收部55并将热量有效地散到散热器50的热量接收部55。散热片将热量从电源模块60传导到热接收部55，并保持热量接收部55与电源模块60绝缘。电源模块60具有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还包括通过例如铜线电联接并由模制部61模制的MOS 81、82、83、84、85、86、87、88以及分流电阻器99。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I)，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，本实施方式通过树脂模制将MOS 81、82、83、84、85、86、电力继电器87、88、以及分流电阻器99模制为一体。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。换句话说,在本实施方式中，一个电源模块60对应于逆变器电路的一个系统。此外，一个热量接收部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突出的控制端子64和电源端子65。控制端子64形成在模制部61的端部的垂直于散热器50的热量接收部55的表面上。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具有设置在控制板40侧的控制端子64并具有设置在配电板70侧的电源端子65，控制端子64和电源端子65都在散热器50的热量接收部55上安置为其方位竖向地对准热量接收部55。换句话说，控制端子64向控制板40侧突出，而电源端子65向配电板70侧突出。 控制端子64插入控制板40的通孔中，并以例如焊接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，并以例如焊接的方式电联接到配电板70。然后，通过电源端子65提供给绕组线22的电流提供给电源模块60。配电板70可以由玻璃环氧树脂形成，并具有四层厚铜模式以呈板形，使得配电板70可以局部或基本适合于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711和插座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 (即马达2)的一侧。扼流圈76和电容器77、78设置在形成于散热器50的内部的空间中。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形成为圆柱形，圆柱形的纵向(即轴向)尺寸小于沿圆柱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的中心轴线X。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。此夕卜，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设置在隔着马达2的中心轴线与控制连接器45相对的另一侧上(图2和图5)。电源连接器79联接到电源75，使电源75的配线能够在与驱动单元I的轴向方向基本垂直的方向上连接(图2)。通过这样的连接，电力从电源75经过电源连接器79提供给配电板70。此外，来自电源75的电力通过电源连接器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3和图5，E⑶外壳120具有凹部121。凹部121在E⑶外壳120的上表面上形成在ECU外壳120的两侧的两个位置处，使得凹部121定位成在上表面上彼此相对。此夕卜，控制连接器45或电源连接器79都不设置在最靠近于凹部121的E⑶的外表面上或从最靠近于凹部121的E⑶的外表面突出。具体地，E⑶外壳120可以设置成使控制连接器45、电源连接器79、以及凹部121沿E⑶外壳120的表面相互之间基本等距地设置。从而，控制连接器45和电源连接器79彼此相对并从E⑶外壳120的外表面向外延伸，并且两个凹部121彼此相对并从E⑶外壳120的外表面向上延伸。在盖构件110上限定有开口 111，并且凹部121延伸到开口 111中。凹部121具有在凹部121的内下表面上限定的底部122。底部122还限定螺栓37的螺栓孔123。螺栓37通过开口 111插入到凹部121中并利用容纳在容置孔331中的螺母36紧固插座31的紧固端部315、以及配电板端子711。此外，配电板端子711的一端联接到凹部121的底部122。此外，当使用驱动单元I时，由于开口 111被未示出的盖封闭，因此异物不会进入到凹部121中。盖部130设置在控制单元3的面对马达2的一侧，从v而使盖部130用作控制单元3的底部端。盖部130限定用于接纳柱19的柱开口 131以及用于接纳连接器30的连接器开口 132。固定在马达2的位于控制单元侧的壁15上的连接器30通过连接器开口 132进入控制单元3。连接器30的结构参照图6A、图6B、和图6C进行描述。连接器30包括将配电板端子711联接到马达接线23的插座31以及保持插座31的插座保持器33。图6A为插座31和插座保持器33的分解立体图，图6B为容纳有螺母36的插座保持器33的立体图，而图6C为处于与螺母36结合的状态下的插座保持器33的立体图。插座31由例如举例来说金属的导电材料制成。在对应性方面,一个插座31对应三根马达接线23。插座31具有底部311，底部311定位在插座31的面对马达2 —侧；连接到底部311的端部上的接合部312 ;连接到接合部312的端部上的弯曲部313 ;以及紧固端部315，紧固端部315在驱动单元I的已组装状态下由螺栓37连接到配电板端子711。继续参照图6A，底部311形成为带有孔的扁圆筒形，来自马达2的开口 18的马达接线23通过该孔插入。接合部312连接到底部311的端部(即，底部311距马达2最远的端部)。接合部312具有基本沿竖直方向延伸的竖直部312a和基本沿水平方向延伸的水平部312b。水平部312b与随后将描述的插座保持器33的接合槽333接合，以确定插座31相对于插座保持器33的位置(即，使插座31与插座保持器33对准)。弯曲部313从接合部312的端部延伸，并具有基本在水平方向上弯曲的弯头，弯曲部313从该弯头延伸。当底部311和紧固端部315分别联接到马达接线23以及配电板端子711时，弯曲部313沿纵向方向伸长或缩短以调整插座31的纵向长度。延伸部314形成为板形，并沿基本平行于底部311的向上方向延伸。延伸部314的一端连接到紧固端部315。紧固端部315形成为平板形，并从延伸部314的上端基本沿水平方向延伸。在紧固端部315的中央，形成有通孔316，螺栓37插入到通孔316中以与配电板端子711联接。通孔316的中心基本定位到将固定到底部311上的马达接线23的上方。插座保持器33基本形成为立方盒形，并由例如绝缘材料制成。插座保持器33的顶面在沿插座保持器33的较长尺寸方向设置的三个位置处具有用于容置螺母36的螺母容置孔331。此外，在插座保持器33的中央，空腔332形成在一侧的三个位置处以接纳插座31。插座31的弯曲部313容置在空腔332中。在空腔332的下方，接合插座31的水平部312b的接合槽333在纵向(即竖直)方向上形成。
插座保持器33限定基本垂直于插座保持器33的轴向方向的开口 334。具体地，插座保持器33在空腔332和接合槽333的下方限定开口 334，使得开口 334横跨插座保持器33的宽度延伸以包括全部三个空腔下方的区域以及三个空腔之间的区域。此外，插座保持器33在开口 334内限定插座保持器33的内表面上的插入孔335，所述内表面平行于位于控制单元侧的壁15的表面(即，在开口 334的内壁中，插入孔335限定在最靠近于马达2的壁上)。马达接线23从插座保持器33的下部插入到插入孔335中，并且马达接线23的端部进入插入孔335，并延伸到开口 334中。此外，在插座保持器33的外侧壁表面限定有导槽336，使得导槽336基本从插座保持器33的上表面(即，靠近于螺母容置孔331)向下延伸到大约为侧壁表面的中间位置的位置。当安装有连接器30的马达2和控制单元3被附连时，导槽335与限定在ECU外壳120中的引导部124接合以定位连接器30(图5)。下面描述连接器30、马达接线23、和配电板端子711的组装。参照图6B，将螺母36置于插座保持器33的螺母容置孔331中。因此，如图6C所示，插座31组装到插座保持器 33上，使得接合部312的水平部312b与接合槽333联接，以将插座31与插座保持器33对准。然后，在组装连接器30与马达2时，将马达接线23插入到开口 334的插入孔335中，然后通过底部311的孔插入到底部311中。插入到底部311中的马达接线23通过执行例如从开口 334进行的热填缝而固定到底部311上。然后，控制单元3从输出端部29的相反侧附连到已经附连有连接器30的马达2。然后，螺栓37从E⑶外壳120的凹部121插入到螺栓孔123中。插入的螺栓37通过配电板端子711的通孔712和插座31的通孔316与螺母36接合。通过这种方式，将配电板端子711与插座31电联接。(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产生脉冲信号——脉冲信号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、通过预驱动器91由脉冲宽度调制(PWM)控制而产生——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-关断的切换操作。通过这种方式,绕组线22的每相均接收具有相应不同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作为一体旋转。这样，通过轴27的旋转，驱动力从马达2的输出端部29输出到柱轴6的齿轮7，以辅助车辆驾驶员进行方向盘5的转向操作。换句话说，通过为绕组线22提供电流，马达2被驱动。因此，提供给绕组线22的电流可以用作驱动马达2的驱动电流。来自电源模块60的MOS 81至88的、在MOS的切换操作期间产生的热量，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。(有利效果)(A)将控制单元30电力地连接到马达2的连接器30包括插座31和插座保持器33。在这些零件中，插座31的一端(即，底部311)通过例如焊接或结合的方式固定地联接到马达接线23。此外，插座31的另一端(即，紧固端部315)通过螺栓37和螺母36联接到配电板端子711。通过设计这样的结构，马达2和控制单元3可以容易地通过移除使紧固端部315和配电板端子711联接的螺栓37而分开，并且马达接线23与配电板端子711之间的电力连接可以容易地分离。此外，通过(再次)紧固螺栓37，可以容易地(再次)附连马达2和控制单元3，并且(再次)使马达接线23和配电板端子711电联接。(B)插座31保持在插座保持器33中，并容置在控制单元3的E⑶外壳120中。因此，马达接线23和配电板端子711可以在不增加驱动单元I的尺寸的情况下电力地分离并再次重新联接。(C)马达2和控制单元3通过从盖构件110穿过圆柱形构件52而与柱19接合的贯穿螺栓53来彼此联接。此外，马达2与控制单元3之间的电力连接能够通过使用螺栓37和螺母36而进行的插座31的紧固端部315与配电板端子71之间的连接而实现。在这样的连接中，螺栓37通过盖构件110的开口 111从控制单元2—侧插向马达3—侧。因此， 控制单元3可以在不将马达2从柱轴6移除/分离的情况下容易地从马达2移除/分离。 (D)此外，马达2和控制单元3由穿过盖构件110上的开口 111插入的螺栓37并由穿过螺纹孔54插入的贯穿螺栓53而彼此联接。通过这种方式，马达2和控制单元3由机械工人或机器人的从盖构件110侧(即，在相对于驱动单元的一个位置处)的一侧作业而联接。因此，组装驱动单元I所需要的工时减少。(E)插座保持器33沿马达2的轴向方向(即，马达2的中心轴线X)保持插座31，以将马达2连接到控制单元3。在这样的结构中，插座保持器33在马达2的轴向方向上的强度增大，马达2和控制单元3的附连和拆分沿马达2的轴向方向执行。因此，在驱动单元I的组装和拆卸期间，插座保持器33可以安全地承受(承担)沿马达2的轴向方向从插座31施加到插座保持器33上的力。(F)插座保持器33由例如树脂等的绝缘材料制成。因此，能够保证插座保持器33中的插座31的绝缘性。(第二实施方式)参照图7和图8，在第二实施方式中，连接到插座的配电板侧的端子的形状不同于第一实施方式。此外，相同的附图标记不基本表不与第一实施方式相同的零件，并且在第二实施方式中省略对这样的零件的描述。在第二实施方式的驱动单元IB中，插座31B直接地联接到配电板70B，配电板70B联接到插座保持器33B以形成连接器30B。更具体地，用于接纳螺栓37的通孔701形成在配电板70B上的、紧固端部315B抵接的位置处。通孔701形成在配电板70B上的六个位置处，这六个位置如图8所示对应于马达接线23的数量。通孔701具有配电板70B的金属布线板711B。插座31B由螺栓37直接地固定到配电板70B。在这种结构中，插座31B和配电板70B彼此电联接。在这样的结构中，螺栓37与容置在插座保持器33B的螺母容置孔331B中的螺母36接合。金属布线板711B相当于权利要求中的“连接端子”。在第二实施方式中，插座31B和配电板70B通过通孔701、并由形成在配电板70B上的金属布线板711B直接地联接。在这样的结构中，除了第一实施方式中的有利效果A至F之外，可以实现用于控制单元3和马达2之间的电力连接的零件的数量的减少。(第三实施方式)参照图9至图11，在第三实施方式中，E⑶外壳、插座以及插座保持器的形状局部地不同于第一实施方式。此外，相同的附图标记不基本表不与第一实施方式相同的零件，并且下文中省略对这样的零件的描述。插座31C的紧固端部315C插入到在第三实施方式的驱动单元IC中的E⑶外壳120C上形成的紧固端部121C中。插座31C的紧固端部315C通过紧固螺栓37联接到配电板70上的配电板端子711C。在这样的结构中与螺栓37接合的螺母36容置在由E⑶外壳120C的紧固端部121C限定的螺母容置孔122C中。螺母容置孔122C在盖构件IlOC侧具有供螺母36插入的开口。此外，螺栓37沿基本垂直于马达2的轴线的方向(图10)插入到螺母36中。在通过螺栓37将插座31C的紧固端部315C连接到配电板端子711C之后，E⑶外壳120C—侧的开口 123C由形成在盖构件IlOC—侧的盖单元112C覆盖。这样的结构防止异物落入紧固端部121C中。参照图IlA和图11B，连接器30C具有插座31C和插座保持器33C。
在第三实施方式中，插座31C具有用于将马达接线23和紧固端部315C固定到配电板70的底部311C。紧固端部315C在马达2侧的一个端部联接到底部31IC的一个端部。类似于第一实施方式，底部311C的另一端部联接到马达接线23。紧固端部315C基本呈沿驱动单元IC的轴向方向(即，驱动单元IC的中心轴线X)延伸的板形。在紧固端部315C的中心附近限定有插入孔316C开口。第三实施方式中的插座保持器33C可以基本呈立方盒形，并且可以由例如树脂制成。插座保持器33C在最靠近马达2的一侧沿基本垂直于插座保持器33C的轴线的方向限定开口 334C。开口 334C类似于第一实施方式的开口 334。此外，在限定开口 334C的内壁中，设置马达2 —侧的一个内壁具有与第一实施方式的插入孔335类似的插入孔335C，以提供接近下方空间的可能性(图IlA和图11B)。马达接线23从插座保持器33C的下方插入到插入孔335C中。此外，限定开口 334C的内壁中，插入孔337限定在与限定插入孔335C的内壁相反的内壁上，从而从插入孔337到插入孔335并到马达壳体10设置出通孔。插座31C从插座保持器33C的上方插入到插入孔337中。(其它实施方式)尽管已经参照附图并结合其优选实施方式对本发明完全地进行了描述，但应当注意对本领域普通技术人员来说各种变化和修改会变得显而易见。(a)在以上实施方式中假设插座和配电板端子由螺纹构件联接。然而，螺纹构件也可以用于其它位置。即，插座和马达接线可以由螺纹构件联接。(b)在上述第一实施方式中，插座具有底部、接合部、弯曲部、延伸部c以及紧固端部。然而，插座的形状不必局限于这样的示例。例如，插座可以仅具有(i)固定到马达接线或配电板端子之一的底部和Qi)由螺纹构件连接到马达接线或配电板端子中的另一个的紧固端部。(c)在上述实施方式中，由插座保持器保持的插座用于将控制单元联接到马达。但是，控制单元和马达也可以通过使用其它零件而彼此联接。控制单元和马达可以单独地通过使用插座而彼此联接。这样的改变和修改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，所述驱动单元包括 容纳在马达壳体(10)中的马达(2)，所述马达包括 定子(20)，绕组线(22)缠绕在所述定子上以提供多个相位，所述绕组线电联接于马达接线(23)，所述马达接线平行于所述马达的旋转轴线延伸， 转子(25)，所述转子设置在所述定子内，以及 轴(27)，所述轴设置在所述转子中并且联接到所述转子，其中，所述转子和所述轴相对 于所述定子旋转； 设置在所述马达壳体的一端上的控制单元(3)，所述控制单元包括半导体模块(60)，所述半导体模块包括用于切换提供给所述绕组线的电力的开关元件(81-86)， 连接端子(711，711B/C)，所述连接端子将所述开关元件与其它装置电联接，以及 控制单元壳体(110，110C, 120，120C)，所述控制单元壳体中容纳所述半导体模块；以及 设置在所述马达壳体(10)与所述控制单元壳体(110，110C，120，120C)之间的紧固件，其中，所述紧固件将所述马达与所述控制单元联接，并将所述马达接线与所述连接端子电联接。
2.根据权利要求I所述的驱动单元，其中，所述紧固件还包括 插座(31)，所述插座具有a)附连到所述马达接线的端部的底部；以及b)紧固到所述连接端子的紧固端部(315，315B，315C)， 螺纹构件(36，37)，所述螺纹构件将所述连接端子与所述紧固端部联接，以及 保持所述插座的插座保持器(33)。
3.根据权利要求I或2所述的驱动单元，其中，所述连接端子形成在支撑所述开关元件的板上。
4.根据权利要求2所述的驱动单元，其中，所述插座保持器沿所述插座的轴向方向形成。
5.根据权利要求2所述的驱动单元，其中，所述插座保持器由绝缘材料制成。
6.根据权利要求2所述的驱动单元，其中，所述螺纹构件从所述控制单元侧向所述马达侧联接所述插座的所述紧固端部。
全文摘要
本发明提供一种驱动单元(1)，该驱动单元(1)具有马达(2)、控制单元(3)、以及紧固件。马达(2)容纳在马达壳体(10)中，并包括定子(20)、转子(25)、以及轴(27)。定子具有绕组线(22)，绕组线(22)缠绕在定子上并电联接于马达接线(23)。转子(25)设置在定子的内部，并且轴(27)设置在转子中并联接到转子，使得转子和轴作为一体在定子(20)中旋转。控制单元(3)包括具有开关元件(81-86)的半导体模块(60)；电力地将开关元件与其它装置联接的连接端子(711、711B/C)；以及容纳半导体模块的控制单元壳体(110，110C，120，120C)。紧固件在控制单元壳体中设置为使得紧固件将马达与控制单元联接并且将马达接线与连接端子电联接。
文档编号H02K11/00GK102780320SQ20121014425
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, 菅祐司 申请人:株式会社电装