通过过盈配合组装的驱动设备的制造方法_2

文档序号:9566623阅读:来源:国知局
实施方式的电机部21的绕组23包括例如两组三相绕组群231和232。
[0038]将电池51的直流电力转换成三相交流电力并且将电力输出的逆变器包括:对应于第一绕组群231形成的第一线逆变器(line inverter)601,以及对应于第二绕组群232形成的第二线逆变器602。此后,将逆变器和与该逆变器相对应的三相绕组群的组合指定为“系统”。
[0039]控制器50设置有扼流圈52、电容器53、第一系统逆变器601、第二系统逆变器602、微型计算机57和驱动电路58等。
[0040]扼流圈52和电容器53构成滤波电路,减小从驱动设备101传送至与驱动设备101共享电池51的其他设备的噪声,并且还减小从共享电池51的其他设备传送至驱动设备101的噪声。此外,扼流圈52控制并且平滑从电池51输入到逆变器601和逆变器602中的电压的脉动。
[0041]第一系统逆变器601具有六个开关元件611至616 (其具有桥式连接),并且切换对第一绕组群231的电力供给。本实施方式的开关元件611至616是金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)。此后,将开关元件611至616在此后指定为M0S 611-616。
[0042]对于在高电势侧的M0S 611、612和613,漏极连接至电池51的正极端子。M0S 611、612和613的源极连接至低电势侧的M0S 614,615和616的漏极。M0S 614,615和616的源极连接至电池51的负极端子。高电势侧的M0S 611、612和613与低电势侧的M0S 614、615和616之间的接合点分别连接至绕组群231的每个相绕组的一端。
[0043]在第二系统逆变器602中,开关元件(M0S)621至626的配置与第一系统逆变器601的开关元件的配置相同。
[0044]微型计算机57基于以下内容来执行对三相电压指令值的计算以用于控制驱动设备:来自未示出的转矩传感器的转向转矩信号;来自旋转角度传感器55的旋转角度信号;以及反馈电流等。
[0045]驱动电路58基于三相电压指令值生成脉冲宽度调制(PWM)信号,并且将信号输出至逆变器601和602的M0S 611-616、621-626的栅极。基于根据PWM信号对M0S 611-616、621-626的切换操作,期望的交流电压从逆变器601和602施加至绕组群231和绕组群232,并且电机部21生成转向辅助转矩。
[0046]通过对M0S 611-616、621-626的切换操作而生成的热量由后续论述的散热器接收,并且预先防止了由于过热而引起的M0S 611-616,621-626的故障。
[0047]接下来,参照图1和图2来描述第一实施方式的驱动设备101的配置。
[0048]如图1所示,驱动设备101设置有电机壳体11、电机部21、第一轴承31、第二轴承35、散热器40、控制器50、盖71和连接器72等。
[0049]第一实施方式的电机壳体11被设置为圆柱形框12和底板13的一个集成体,其中,圆柱形框12由金属例如铝制成,底板13是框12的输出轴26侧。相比之下,在后续论述的第三实施方式中,框和底板是两个单独的部件,即,在第三实施方式中没有部件对应于第一实施方式的电机壳体11。也就是说,在本公开内容中,可以将框和底板设置为一个部分,或者设置为两个单独的部分。
[0050]在对第一实施方式的描述中,为了与对第三实施方式的描述相容,表述“框12的内壁”比表述“电机壳体11的内壁”更优先。
[0051]在本实施方式中,容纳在框12内部的电机部21具有定子22、绕组23、转子24和轴25,并且被设置为三相交流无刷电机。
[0052]例如用层叠钢板等基本上以环形形状来形成定子22,并且定子22固定在框12的内部。
[0053]绕组23被设置为例如铜线。绕组23缠绕在定子22上以在接收交流电(AC)时生成旋转磁场。本实施方式中的绕组23被构成为两组三相绕组群231和232 (参照图4)。三相绕组群231和232中的每一个中的绕组23的端部穿进散热器40的插入孔47,以电连接至控制器50的基板59,此后将该端部指定为绕组延伸部分235。
[0054]在本公开内容中,省略绕组延伸部分235的细节,并且在附图中将绕组延伸部分235简单描绘为虚线。在图2中,六个绕组延伸部分235布置成一排,六个绕组延伸部分235也可以是与两个绕组群中的每个绕组群相关联的三三制布置。
[0055]正像定子22 —样,例如用层叠钢板等基本上以柱形状来形成转子24,并且转子24可旋转地设置在定子22内部。未示出的复数个永磁体以预设间隔设置在转子24的外壁上,并且N极和S极沿着圆周方向彼此交替。
[0056]轴25具有例如棒状,并且由金属制成。轴25与转子24共轴地设置,并且轴25和转子24 —体地一起旋转。当电机部21容纳在电机壳体11中时,将轴25被定位成接近底板13的一端指定为“第一端251”,并且将轴25位于框12的开口侧的另一端指定为“第二端 252”。
[0057]轴25的第一端251穿进底板13,并且用于输出转矩的输出轴26附接至第一端251。在图3的示例性配置中,输出轴26与小滑轮971相连接,并且由电机部21生成的转矩经由带子98传送至齿条轴95。
[0058]此外,轴25的第二端252具有附接至其的磁体27,磁体27使旋转角度传感器55能够检测轴25的转子旋转角度。
[0059]第一轴承31的内环32被固定到插入转子24中的轴25的第一端251上,并且第二轴承35的内环36被固定到第二端252上。轴承31和轴承35是例如径向轴承,并且可旋转地支撑轴25。分别地,轴承31和轴承35分别包括内环32和36、轴承滚珠33和37以及外环34和38。
[0060]容纳第一轴承31的第一凹陷14被设置在电机部21面对侧上的底板13中心部分处,第一凹陷14与框12的装配内壁121共轴。第一凹陷14的内直径被设定成使得能够实现第一轴承31的外环34的压装(press-fitting)。后续论述关于轴承31和35的组装的其他详细配置。
[0061]散热器40由导热金属例如招制成,并且具有两阶盘状(two-step disc shape),两阶盘状包括大直径基底42和小直径装配外壁43。当散热器40的装配外壁43装配到框12的装配内壁121中时,框12的开口被封闭。
[0062]在此,装配外壁43的外尺寸和框12的装配内壁121的内尺寸被配置成使得能够实现两部分的过盈配合。此外,使装配外壁43尽可能长地延伸以与装配内壁121具有紧装配,同时避免与绕组23接触。通过延伸装配外壁43,使外壁43到内壁121的装配工作在以下方面是容易的:线性地插入外壁43,以及增加外壁43与内壁121之间的装配面积大小。
[0063]提供定位器49以用于将散热器40的装备定位到框12,定位器49调节散热器40相对于框12的旋转位置。在图2中,定位器49具有销状,定位器49也可以是不同的形状,例如方柱形状等。
[0064]在面对电机部21的一侧的散热器40中心部分处,提供了容纳第二轴承35的第二凹陷44,第二凹陷44与装配外壁43共轴。第二凹陷44的内直径被设定成使得能够实现第二轴承35的外环38的压装。
[0065]在面对基板59的一侧在散热器40的中心部分处钻有传感器孔41,在传感器孔41中容纳有旋转角度传感器55。传感器孔41的底部部分与第二凹陷44的底部部分连通。轴25的第二端252延伸到传感器孔41中,这使附接至第二端252的端面的磁体27能够被放置成接近旋转角度传感器55。
[0066]控制器50设置在电机部21的第二轴承35侧,并且放置在散热器40背尚电机部21的一侧上。控制器50由基板59上的、控制对绕组23的电力供给的电气元件构成。
[0067]如图4所示,更实际地,“控制对绕组23的电力供给的电气元件”包括:扼流圈52 ;电容器53 ;构成逆变器601的M0S 611至616和构成逆变器602的M0S 621至626;以及连同其他部分一起构成微型计算机57和驱动电路58的集成电路(1C)。
[0068]此外,在本实施方式中,旋转角度传感器55在基板59的背侧。旋转角度传感器55检测附接至轴25的尖部的磁体27的磁场的改变,以用于检测转子24的旋转角度,旋转角度传感器55可以是例如磁阻元件或者霍尔器件。
[0069]在本公开内容中,没有对电气元件的布置的细节和/或电气连接的模式进行描述,这是因为这些事项与本公开内容的特征无关。
[0070]基板59是由例如包括玻璃纤维的环氧树脂制成的印制电路板,并且被固定成与散热器40进行接触。在这样的结构中,M0S 611-616、621-626的来自于其切换操作的热量被直接消散,或者经由基板59朝向散热器40间接消散,从而防止M0S 611-616,621-626由于温度上升而引起的故障。
[0071]用例如树脂将盖71和
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