母线及马达的制作方法

1.本发明涉及一种母线及马达。


背景技术：

2.已知一种母线，该母线对马达的线圈与外部接线端的电连接进行中继。
3.例如，专利文献1公开的母线环(母线)具有环主体和板状片。环主体呈包含于与该环主体的轴向正交的平面的板状。板状片形成为从环主体的周向一端朝沿着环主体的轴向的方向弯折。朝环主体的半径方向外侧延伸的端子部与马达的线圈端子连接。板状片的前端部经由耦合器的连接端子与作为外部接线端的控制电路连接。
4.现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-29138号公报


技术实现要素：

5.发明所要解决的技术问题然而，为了降低母线的制造成本，理想的是使厚度、材料等标准化，使构成母线的构件共用化。然而，例如控制电路、外部电源等外部接线端许多时候是由用户供给的。在该情况下，有时由用户指定母线的与外部接线端的连接部分的厚度、材料等。
6.如果每次都根据规格变更与外部接线端的连接部分的厚度、材料等，则无法使母线的构件共用化。其结果是，妨碍了降低母线的制造成本。
7.本发明是鉴于上述情况而形成的，其主要目的是在对马达的线圈与外部接线端的电连接进行中继的母线中降低制造成本。
8.解决技术问题所采用的技术方案本技术的例示性的第一发明的母线是用于马达的母线，具备：马达连接构件，该马达连接构件与设置于上述马达的线圈电连接；以及接线端构件，该接线端构件由与上述马达连接构件不同的构件构成，且与外部接线端电连接，上述马达连接构件具有：主体部，该主体部与上述线圈电连接；以及弯曲部，该弯曲部在上述主体部的一端部处沿与上述主体部交叉的方向弯折，上述接线端构件与上述弯曲部连接。
9.发明效果根据本技术的例示性的第一发明的母线，能降低制造成本。
附图说明
10.图1是示出本发明实施方式的马达的结构的剖视图。图2是概念性示出本发明实施方式的线圈的连接结构的图。图3是概念性示出本发明实施方式的线圈的电路结构的图。图4是示出本发明实施方式的母线及母线保持件的立体图。
图5是示出本发明实施方式的母线的立体图。图6是示出本发明实施方式的马达连接构件及接线端构件的立体图。图7是示出本发明实施方式的中性点构件的立体图。图8是示意性示出本发明实施方式的接线端构件和马达连接构件的焊接方法的图。图9是本发明实施方式的变形例的相当于图6的图。
具体实施方式
11.以下，基于附图，对本发明的实施方式进行详细说明。以下的优选实施方式的说明本质上不过是例示，完全没有限制本发明、其应用对象或其用途之意。
12.以下，将马达1的中心轴线设为j，将与中心轴线j平行的方向称为“轴向”。将以中心轴线j为中心的径向设为“径向”，将以中心轴线j为中心的绕轴方向设为“周向”。图1是示出本发明实施方式的马达1的结构的剖视图，将图1的上侧称为轴向一侧，将下侧称为轴向另一侧。将后述的多个马达连接构件、多个接线端构件及中性点构件组合而得的结构整体称作“母线”。
13.如图1所示，马达1具备轴2。轴2被支承成能以轴向为中心旋转。马达1包括转子3以及定子4。转子3固定于轴2，并与轴2一体旋转。转子3具有转子芯体3a和转子磁体3b。转子芯体3a通过使电磁钢板等金属板层叠而形成，且与轴2嵌合。转子磁体3b固定于转子芯体3a的外周部。
14.定子4相对于转子3配置于径向外侧。轴2、转子3及定子4收容于外壳20。外壳20具有底部23、从底部23沿轴向延伸的壁部21。外壳20例如呈有底大致圆筒形状等。外壳20在轴向一侧具有开口22。开口22被支架(省略图示)覆盖。定子4与外壳20的壁部21的内壁面21a嵌合。
15.马达1具备以能旋转的形式对轴2进行支承的第一轴承5和第二轴承6。具体而言，马达1包括：第一轴承5，该第一轴承5位于比定子4靠轴向另一侧处；以及第二轴承6，该第二轴承6位于比定子4靠轴向一侧处。第一轴承5保持于外壳20。具体而言，第一轴承5由设置在底部23的保持部23a保持。第二轴承6在比定子4靠轴向一侧处由固定于外壳20的轴承保持件7保持。轴承保持件7与外壳20的内壁面21a嵌合。
16.定子4通过使电磁钢板等金属板层叠而形成。定子4具有：芯背4a，该芯背4a沿周向延伸；以及多个极齿4b，该多个极齿4b从芯背4a的内周面朝径向内侧延伸且遍及全周地沿周向排列。在本实施方式中，定子4具有十二个极齿4b。在定子4上设置有绝缘件8。绝缘件8由作为绝缘体的树脂构成，覆盖各极齿4b的轴向两端面及周向两端面。导线9隔着绝缘件8卷绕于各极齿4b，由此，形成线圈10。马达1具备遍及全周地沿周向排列的十二个线圈10。
17.马达1在比定子4靠轴向一侧且比轴承保持件7靠轴向另一侧处具备母线保持件70和收容于母线保持件70的母线30。母线30和母线保持件70的详情在后描述。
18.如图2及图3概念性所示，本实施方式的马达1是具有u相、v相及w相的三相感应电动机(三相马达)。如图3所示，马达1具备四个u相线圈u1～u4、四个v相线圈v1～v4和四个w相线圈w1～w4。如图2所示，该各相线圈以u1、v1、w1、u2、v2、w2、u3、v3、w3、u4、v4、w4的顺序在周向上等间隔地排列。
19.如图2所示，由u1和u2的组、u3和u4的组、v1和v2的组、v3和v4的组、w1和w2的组、w3和w4的组形成的六组线圈对u12、u34、v12、v34、w12、w34分别由一根连续的导线9a～9f构成。各线圈对中，构成各线圈对的两个线圈串联连接。例如，由一根连续的导线9a构成的u1和u2的组所形成的线圈对u12中，u1和u2串联连接。
20.如图3所示，线圈对u12的一端部u12a及线圈对u34的一端部u34a均与后述的母线30的马达连接构件40u电连接。线圈对v12的一端部v12a及线圈对v34的一端部v34a均与后述的母线30的马达连接构件40v电连接。线圈对w12的一端部w12a及线圈对w34的一端部w34a均与后述的母线30的马达连接构件40w电连接。由此，线圈对u12与线圈对u34、线圈对v12与线圈对v34以及线圈对w12与线圈对w34并联连接。另外，如图3所示，马达连接构件40u、40v、40w分别经由母线30的接线端构件50u、50v、50w与例如控制电路、外部电源等外部接线端90电连接，详情后述。
21.如图3所示，各线圈对u12、u34、v12、v34、w12、w34的另一端部u12b、u34b、v12b、v34b、w12b、w34b与后述的母线30的中性点构件60电连接，在中性点n处构成y接线。
22.参照图5、6、7说明用于马达1的母线30的详情。这里，图5是示出母线30的立体图。图6是示出马达连接构件40和接线端构件50的立体图。图7是示出中性点构件60的立体图。
23.如图5所示，母线30具备多个马达连接构件40、多个接线端构件50和中性点构件60。多个马达连接构件40具备u相用的马达连接构件40u、v相用的马达连接构件40v及w相用的马达连接构件40w。多个接线端构件50具备与马达连接构件40u、40v、40w对应的u相用的接线端构件50u、v相用的接线端构件50v和w相用的接线端构件50w。
24.如图6所示，各马达连接构件40例如通过由铜等具有导电性的金属材料构成的一片板状构件形成。各马达连接构件40通过将一片板状构件弯折而形成，且具有主体部41和弯曲部42。主体部41沿一平面呈弧状延伸。
25.根据上述结构，主体部41呈弧状延伸，因此，能沿着马达1的周向配置各马达连接构件40。另一方面，各线圈10沿着马达1的周向排列。即，能沿着与各线圈10所排列的方向相同的方向配置马达连接构件40，因此，能使从各线圈10延伸的导线9尽量不缠绕地连接于各马达连接构件40。
26.弯曲部42在主体部41的一端部41a处朝与主体部41的延伸方向交叉的方向、具体而言正交的方向弯折。各马达连接构件40配置为主体部41的弧的中心轴线与马达1的中心轴线j同心。即，主体部41沿着与马达1的轴向正交的平面a在周向上延伸。弯曲部42朝马达1的轴向弯折。另外，在本实施方式中，各马达连接构件40的主体部41的厚度方向与马达1的轴向一致。即，各马达连接构件40以所谓的横向放置的形式配置(以下，设为横向放置)。
27.根据上述结构，以横向放置的形式配置由板状构件形成的马达连接构件40，由此，主体部41沿与轴向正交的平面a延伸且弯曲部42朝轴向而非径向弯折。由此，能对母线30在径向上变大进行抑制。
28.各马达连接构件40在比主体部41的外周部41c靠径向外侧处具有分别经由大致l字状的连接部43设置的两个线圈连接端子44。两个线圈连接端子44在周向上隔开间隔地排列。
29.设置于各马达连接构件40的主体部41上的两个线圈连接端子44与设置于马达1的线圈10电连接。具体而言，如图3所示，马达连接构件40u的线圈连接端子44u、44u与线圈对
u12、u34的一端部u12a、u34a电连接。马达连接构件40v的线圈连接端子44v、44v与线圈对v12、v34的一端部v12a、v34a电连接。马达连接构件40w的线圈连接端子44w、44w与线圈对w12、w34的一端部w12a、w34a电连接。
30.在各马达连接构件40的主体部41设置有多个孔45。这些孔45用于插通将各马达连接构件40定位于母线保持件70的器具(省略图示)。
31.各接线端构件50由与各马达连接构件40不同的构件构成，例如通过由铜等具有导电性的金属材料构成的板状构件形成。各接线端构件50具有彼此交叉的第一延伸部51和第二延伸部52。在本实施方式中，各接线端构件50呈第一延伸部51与第二延伸部52正交的大致l字状。
32.例如，第一延伸部51的端部51a与弯曲部42的朝向主体部41的第一面42a通过电阻焊等连接。第一延伸部51从端部51a朝径向外侧延伸并与第二延伸部52连接。第二延伸部52沿轴向延伸。第二延伸部52的端部52a与外部接线端90的连接端子91连接。连接端子91连接于第二延伸部52的端部52a的与朝向主体部41的面50a相反的一侧的面50b。由此，各接线端构件50与各马达连接构件40及外部接线端90电连接。另外，“朝向主体部的面”是指，以弯曲部42弯折的方向(弯曲部42延伸的方向)为基准，位于靠近主体部41的那侧的面，并非一定要面对主体部41。“与朝向主体部的面相反的一侧的面”是指，相对于“朝向主体部的面”处于背侧的面。
33.例如，接线端构件50与马达连接构件40的焊接以如下的方式进行。如图8所示，用承接夹具101对马达连接构件40的主体部41进行保持，用承接夹具102对接线端构件50的第二延伸部52进行保持。这里，使焊接夹具100相对于主体部41的一端部41a从其厚度方向按压。由此，马达连接构件40相对于承接夹具101动不了。即，马达连接构件40的弯曲部42的第一面42a的位置被固定。另外，承接夹具101沿主体部41的延伸方向延伸。承接夹具102沿第二延伸部52的延伸方向延伸。焊接夹具100沿主体部41的厚度方向延伸。即，焊接夹具100相对于承接夹具102的延伸方向平行地延伸。在该状态下，例如通过电阻焊等将接线端构件50的第二延伸部52的端部52a与马达连接构件40的弯曲部42的第一面42a连接。
34.根据上述结构，如图8所示，第二延伸部52以从马达连接构件40的弯曲部42(一端部41a)朝径向外侧偏离的形式定位。即，被按压于主体部41的一端部41a的焊接夹具100不干扰第二延伸部52。因此，即使将焊接夹具100相对于承接夹具102平行地插入，也能在焊接夹具100不干扰第二延伸部52的情况下进行第一延伸部51的端部51a与弯曲部42的第一面42a的焊接。
35.如图7所示，中性点构件60例如通过由铜等具有导电性的金属材料构成的板状构件形成。中性点构件60具有呈弧状延伸的主体部61。与各马达连接构件40同样地，中性点构件60配置为主体部61的弧的中心轴线与马达1的中心轴线j同心。即，中性点构件60沿着与马达1的轴向正交的平面a在周向上延伸。
36.中性点构件60在比主体部61的外周部61c靠径向外侧处具有分别经由大致l字状的连接部62设置的六个线圈连接端子63。六个线圈连接端子63在周向上隔开间隔地排列。
37.中性点构件60与设置于马达1的多个线圈10中的各线圈10电连接而构成中性点。具体而言，如图3所示，中性点构件60的六个线圈连接端子63中的各线圈连接端子63与各线圈对u12、u34、v12、v34、w12、w34的另一端部u12b、u34b、v12b、v34b、w12b、w34b连接。由此，
中性点构件60作为中性点n对u相、v相、w相的各线圈进行y接线。
38.根据上述结构，仅将u相、v相、w相的各线圈连接于中性点构件60即可形成中性点n，因此结构简单。
39.如图5所示，马达连接构件40u、40v、40w配置为在板状的各主体部41的厚度方向(轴向)上相互重叠。具体而言，配置为从轴向另一侧到一侧以马达连接构件40w、马达连接构件40v、马达连接构件40u的顺序相互重叠，具有在周向上相互局部重复的部分。
40.根据上述结构，与各马达连接构件40在主体部41的宽度方向上排列的情况相比，能抑制母线30变大。尤其，在主体部41的厚度方向与马达1的轴向一致的情况下，能将各马达连接构件40配置为沿主体部41的厚度方向即轴向相互重叠。由此，与各马达连接构件40在主体部41的宽度方向即径向上排列的情况相比，能抑制母线30在径向上变大。而且，能使各马达连接构件40的线圈连接端子44的径向位置相互一致。
41.另外，中性点构件60配置为从轴向一侧与马达连接构件40v重叠。中性点构件60具有在周向上与马达连接构件40v局部重复的部分。
42.各马达连接构件40u、40v、40w配置为主体部41相互沿同一方向延伸。具体而言，如图5所示，各马达连接构件40u、40v、40w的主体部41从一端部41a到另一端部41b，在从轴向一侧观察时沿顺时针方向延伸。
43.根据上述结构，能将设置于一端部41a侧的各接线端构件50u、50v、50w集中配置于一个部位。由此，能在一个部位集中地进行外部接线端90与各接线端构件50的焊接作业，因此焊接作业变容易。
44.如图4所示，母线30收容于母线保持件70。母线保持件70由树脂等绝缘材料构成。在本实施方式中，母线保持件70是嵌件成型品。母线30被母线保持件70模制。母线保持件70具有环状的主体部71、连接部72和三个脚部73。母线保持件70配置为主体部71的中心轴线与马达1的中心轴线j同心。主体部71覆盖母线30的各马达连接构件40。各马达连接构件40u、40v、40w及中性点构件60的各线圈连接端子44、63在比主体部71的外周部71a更靠径向外侧处露出。
45.连接部72从主体部71朝轴向一侧延伸，对三个接线端构件50u、50v、50w进行保持。各连接部72u、72v、72w覆盖各接线端构件50u、50v、50w的立起部分。即，连接部72至少覆盖接线端构件50与马达连接构件40的连接部分。各连接部72u、72v、72w在周向上相连。通过设置连接部72，能对接线端构件50的位置度偏离进行抑制。在本实施方式中，连接部72设置于一个部位，但也可以根据母线30的结构设置于两个部位以上。
46.三个脚部73在主体部71的周向上大致等间隔地配置。各脚部73突出至比线圈连接端子44、63靠径向外侧处，如图1所示，在定子4的外周侧被支承。具体而言，脚部73的前端部与形成于定子4的外周面的槽部(未图示)嵌合。由此，母线保持件70相对于定子4以使周向位置稳定的形式固定。
47.如上所述，在本实施方式中，马达1具备母线30。母线30具备：马达连接构件40，该马达连接构件40与设置于马达1的线圈10电连接；以及接线端构件50，该接线端构件50由与马达连接构件40不同的构件构成，且与外部接线端90电连接。马达连接构件40具有：主体部41，该主体部41与线圈10电连接；以及弯曲部42，该弯曲部42在主体部41的一端部41a处沿与主体部41交叉的方向弯折。接线端构件50与弯曲部42连接。
48.根据上述结构，接线端构件50能采用每次根据规格选定的构件。另一方面，马达连接构件40能与规格无关地采用相同的公用构件。即，能够使马达连接构件40标准化以进行大量生产。因此，能根据规格灵活地变更与外部接线端90(连接端子91)的连接部分的厚度、材料等，并谋求构件的共用化，从而能降低制造成本。
49.弯曲部42设置于标准化地大量生产的马达连接构件40，而非设置于每次都根据规格来选定厚度、材料等的接线端构件50。由此，能将构件的弯曲工序纳入马达连接构件40的量产工艺，因此，能进一步降低制造成本。
50.通常，作为与外部接线端90的连接部分的接线端构件50很多时候采用比马达连接构件40高价的材料。通过将弯曲部42设置于马达连接构件40侧，能够相应地减小接线端构件50的尺寸l。由此，能减少高价材料的使用，能降低制造成本。
51.通过将本实施方式的母线30应用于马达1，能与母线30的制造成本降低相应地使马达1整体上的制造成本降低。
52.而且，在本实施方式中，接线端构件50和马达连接构件40的厚度及材料不同。中性点构件60和马达连接构件40的厚度及材料相同。中性点构件60和接线端构件50的厚度及材料不同。即，接线端构件50的厚度与马达连接构件40及中性点构件60不同。而且，接线端构件50的材料与马达连接构件40及中性点构件60不同。例如，马达连接构件40及中性点构件60可采用由韧铜(tough pitch copper)(c1100)构成的厚度1.0mm的板材。另一方面，接线端构件50可采用由cu-fe类合金(c19400)构成的厚度0.8mm的板材。
53.根据上述结构，通过马达连接构件40与接线端构件50厚度不同，能在使马达连接构件40的厚度标准化、降低制造成本的同时，根据规格灵活地变更作为与外部接线端90的连接部分的接线端构件50的厚度。
54.通过马达连接构件40与接线端构件50材料不同，也可获得与上述相同的效果。
55.通过使中性点构件60和马达连接构件40的厚度相同，能基于相同构件进行制造，能降低制造成本。而且，中性点构件60及马达连接构件40各自的与导线9(线圈10)的焊接部位的厚度彼此相同，因此焊接作业性提高。
56.通过使中性点构件60和马达连接构件40的材料相同，也可获得与上述相同的效果。
57.另外，上述的厚度及材料的组合仅为例示，可应用其他组合。例如，可以使接线端构件50和马达连接构件40在厚度和材料中的至少一方面相同。可以使中性点构件60和马达连接构件40在厚度和材料中的至少一方面不同。可以使中性点构件60和接线端构件50在厚度和材料中的至少一方面相同。而且，也可以是全部采用相同材料、相同厚度的构件。
58.图9示出本发明实施方式的变形例的各马达连接构件40及各接线端构件50。在变形例中，各接线端构件50的第一延伸部51的端部51a连接于弯曲部42的与朝向主体部41的第一面42a相反的一侧的第二面42b。另外，外部接线端90的连接端子91连接于第二延伸部52的端部52a的与朝向主体部41的面50a相反的一侧的面50b。
59.这里，各马达连接构件40如上所述通过使一片板状构件弯折来形成为弯曲部42相对于主体部41交叉的形状。因此，在马达连接构件40上作用有欲恢复为弯折前的原本形状的回弹力f。回弹力f的方向是如下方向：以弯曲部42所弯折的方向(弯曲部42所延伸的方向)为基准，从靠近主体部41的那侧朝向远离主体部41的那侧。即，是如下方向：从另一端部
41b到一端部41a，在从轴向一侧观察时朝向逆时针方向的方向。因此，通过像本变形例这样将接线端构件50连接于弯曲部42的第二面42b，接线端构件50与欲使弯曲部42恢复为原本姿势的回弹力f对抗。即，弯曲部42欲恢复为弯折前的原本姿势的情况得以抑制。由此，与各接线端构件50连接于弯曲部42的第一面42a时(参照图6)相比，弯曲部42不易活动。其结果是，与外部接线端90(连接端子91)的焊接部位即接线端构件50的端部52a的位置偏离得以抑制，能提高可靠性。
60.以上，通过优选的实施方式对本发明进行了说明，但上述记述并非限定事项，当然，能进行各种改变。在本实施方式中，弯曲部42沿与主体部41的延伸方向正交的方向弯折，但不限于此，只要沿交叉的方向弯折，则例如也可以弯折成锐角，也可以弯折成钝角。
61.各马达连接构件40也可以配置为主体部41的宽度方向与马达1的轴向一致的、所谓的纵向放置。
62.例如，各马达连接构件40的主体部41也可以延伸为直线状、l字状、s字状等，而非延伸为弧状。
63.各马达连接构件40可以彼此反向地延伸。在该情况下，各接线端构件50u、50v、50w分散配置于多个部位。
64.各马达连接构件40也可以沿着平面a排列，而非在轴向上相互重叠地配置。
65.各马达连接构件40只要在主体部41的一端部41a处具有沿与主体部41交叉的方向弯折的弯曲部42，就不限于板状，例如也可以是棒状等，可以是任意形状。同样地，各接线端构件50及中性点构件60也不限于板状，例如也可以是棒状等，可以是任意形状。
66.马达1不限于三相马达，例如也可以是单相马达、多相马达。
67.本实施方式及变形例的结构只要不相互矛盾，也可以适当组合。
68.本实施方式的马达1的用途没有特别限定，例如可用作汽车用马达、工业用马达、家电用马达。本实施方式的马达1优选能用于ev(electric vehicle：电动汽车)驱动用马达、hev(hybrid electric vehicle：混合动力汽车)驱动用马达等。(符号说明)
69.a平面；n中性点；1马达；10线圈；30母线；40马达连接构件；41主体部；41a一端部；42弯曲部；42a第一面；42b第二面；50接线端构件；51第一延伸部；51a端部；52第二延伸部；52a端部；60中性点构件。