電動助力轉向電機的母線的製作方法

2023-04-24 15:07:21 1

關聯申請的交叉引用

本申請基於2010年11月5日提交的韓國申請第10-2010-0109896號和第10-2010-0109900號，並且要求這兩個申請的優先權，通過引用，其公開內容全部引入本申請中。

技術領域

本發明涉及一種EPS電機的母線，更具體的是涉及這樣一種EPS電機的母線，其配置為改善母線的接線端結構以實現定子與母線之間的簡易裝配，由此能夠增強裝配和操作的可靠性。

本發明還涉及一種EPS電機的母線的模具結構，更具體的是涉及這樣一種EPS電機的母線的模具結構，其配置為在母線的嵌入成型工序中，通過改善母線的接線端結構來固定接線端的位置，並且精確地保持相互之間的間隙。

背景技術：

一般而言，幾乎每輛車都採用電動助力轉向系統。這種電動助力轉向系統根據轉向扭矩和轉向角度產生助力，從而增強車輛的轉向性能。

也就是說，將利用另外的能量輔助車輛轉向力的轉向系統用於增強車輛的運動穩定性。

常規上，輔助轉向設備使用液壓，但是出於降低引擎負載、減少重量、增強轉向穩定性和快速回復力方面的考慮，近來越來越多地採用這樣的電動助力轉向(EPS)系統，其適用於將電機的旋轉輸出經由減速機構傳送到轉向軸。

EPS系統是這樣工作的，電子控制單元(ECU)響應於速度傳感器、扭矩角度傳感器和扭矩傳感器探測到的轉向條件來驅動電機，從而增強轉向穩定性，並且提供快速回復力，由此駕駛員能夠安全地使車輛轉向。

EPS系統還是這樣工作的，電機輔助用來操縱方向盤的扭矩，從而使駕駛員花費更少的力氣便可使車輛轉向，其中該電機採用了無刷直流(BLDC)電機。

因為無刷電機易於維護、尺寸小並且能夠產生大扭矩，所以BLDC電機已經被越來越多地使用。該BLDC電機是安裝有電子整流系統的直流電機，不包括常規直流電機中的那些機械接觸部分，例如電刷和整流器。該BLDC電機主要包括定子和轉子，其中該定子纏繞有線圈，轉子與磁體聯接並且通過二者之間的電磁相互作用而旋轉。

該定子包括鐵芯和線圈，並且近來一般採用呈圓形連接的多個分段式鐵芯。

圖1是表示EPS電機的定子和母線的透視圖。

定子10是固定在電機殼體(未示出)內的部件，以響應於與設置在中空孔中的轉子(未示出)的電磁相互作用而產生旋轉運動，並且該定子包括鐵芯13和纏繞在鐵芯13上的線圈11。

如圖1所示，車輛中的電機一般使用並聯的多個線圈以減少線圈阻抗產生的損失。因此並聯的線圈從延伸到了輸入和輸出接線端，在該輸入和輸出接線端處實現一體化的連接。為了一體化地連接並聯設置的線圈11，將母線20設置在定子10的上側。

將分別纏繞的線圈11的每個線圈接線端12設置在定子10的上側，在該處母線20與該線圈接線端12相連。

母線20上牢固地設置有與線圈接線端12電連接並且被絕緣體22絕緣的多個金屬材料。母線20基本上採用多納圈的形狀並且相應地設置在定子10的上側。母線20的邊緣設置有用於與線圈接線端12連接的多個接線端21.

圖2是由此配置的母線20的側視圖。

圖2表示了三相電路，其中每個輸入/輸出接線端交替並相繼地設置於母線20的圓周。

圖3是表示現有技術EPS電機的母線的透視圖。

母線20基本上採用多納圈的形狀並且相應地設置在定子10的上側。該母線20的圓周設置有用於與線圈接線端連接的多個接線端21。用於固定接線端21各個位置的絕緣體22使金屬接線端21相互絕緣，並且構成了母線20的圓周。

圖4是表示不包括絕緣體的圖1的母線的透視圖。

每個接線端21a、21b、21c、21d表示了三相電路中的不同極性。相同類型的接線端通過環形主體單元12a、12b、12c、12d相互連接。該主體單元依次地並一環套一環地包括第一主體單元12a、第二主體單元12b、第三主體單元12c和第四主體單元12d。

每個主體單元12a、12b、12c、12d採用薄環形狀，通過絕緣體22相互絕緣，並固定在某個位置。接線端21a、21b、21c、21d和主體單元12a、12b、12c、12d在狹小空間內相互絕緣。絕緣體22設置在由接線端21a、21b、21c、21d和主體單元12a、12b、12c、12d構成的空間中，並且使接線端21a、21b、21c、21d與主體單元12a、12b、12c、12d相互絕緣。

通過在模具中適當地定位接線端21a、21b、21c、21d和主體單元12a、12b、12c、12d之後注射成型樹脂材料，從而形成絕緣體22的形狀。

同時，如果在嵌入成型操作過程中接線端之間沒有保持預定的間隙，則會在產品中的接線端之間產生介電擊穿，從而導致電機不能正常工作和影響操作者安全的缺陷。另一個問題是由於部件之間間隙非常小，並且材料的厚度非常薄，所以不易於實施嵌入成型操作。

再一個問題是，如果按照上述方式設置接線端21，則在線圈接線端21的焊接操作過程中，由於接線端21之間的間隙非常小，會產生空間限制。還有一個問題是，在焊接操作中，由於接線端21之間的間隙非常小，會使得相鄰接線端21之間的焊接部分發生不希望的接觸，導致難以實現電絕緣。

技術實現要素：

本發明涉及解決上述問題/缺陷，並且本發明的目的在於提供一種EPS電機的母線，其配置為改善母線的接線端結構以實現定子與母線的簡易裝配，由此達到增強的裝配和操作可靠性的優點。

本發明所要解決的技術問題不限於上述說明，本領域技術人員通過以下的說明書可以清楚地理解尚未提及的任何其他技術問題。

在本發明的一個總的方面，提供了一種EPS電機的母線，其與EPS電機的定子線圈相連，該母線包括：絕緣體，其由絕緣材料製成，並且構成母線的主體；下接線端，其向外突出地形成在絕緣體圓周的下側，並且與定子線圈相連；以及上接線端，其向外突出地形成在絕緣體圓周的上側，並且與定子線圈相連。

母線的接線端設置在母線的上/下側，以通過實現接線端之間的寬隔離間隙來增強裝配和工作穩定性。

優選的是，在絕緣體的圓周方向上交替設置所述上接線端和下接線端，由此使定子線圈末端的焊接工序變得容易。

優選的是，上接線端和下接線端的末端是環形的，由此能夠非常容易地進行裝配工序，這是因為能夠將定子線圈的末端插入並焊接到該環形接線端中。

優選的是，該絕緣體採用中空圓柱體的形狀以對應於定子的上表面，由此能夠輕易地使母線與定子聯接。

根據本發明這樣配置的EPS電機的母線具有以下有益效果，母線的輸入/輸出接線端是在圓周方向上垂直交替設置的，從而使相互之間的水平間隙變大，並且高效地實現了裝配工序。

根據本發明這樣配置的EPS電機的母線具有另一個有益效果，焊接工序中發生的不希望的接觸變少，從而增強了裝配工序的可靠性和工作穩定性。

在本發明的另一個總的方面中，提供了一種EPS電機的母線的模具結構，其包括多個環形主體單元，每個主體單元沿圓周方向分離設置，還包括多個接線端，每個接線端沿著圓周方向從主體單元向外突出彎曲，以及包括將主體單元容納在其內部的絕緣體，其中該模具結構還包括多個固定銷，每個固定銷沿軸向形成於模具內部，所述固定銷間隔在嵌入成型工藝中主體單元之間所要間隔的距離設置，並且使主體單元的徑向位置固定。

由此能夠容易地實施該嵌入成型工藝，並且因為接線端的徑向位置能夠固定，所以使得對母線的精確模製成型成為可能。

優選的是，該固定銷設置在接線端的彎曲區域，從而通過限制主體單元和接線端的圓周向運動來固定所述位置。因此，對接線端徑向位置的固定能夠改善嵌入成型工藝和精確模製該母線的簡易度。

優選的是，該固定銷包括多個第一銷，該多個第一銷設置在對應於模具中主體單元之間的最內部間隔的圓周上，還包括多個第二銷，該多個第二銷設置在與設置第一銷的圓周方向分開的圓周上，以及包括多個第三銷，該多個第三銷設置在與設置第二銷的圓周方向分開的圓周上。因此，在製造三相電路的母線工序中，能夠改善工作穩定性。

優選的是，該固定銷包括多個第一銷，該多個第一銷設置在對應於模具中主體單元之間的最內部間隔的圓周上，還包括多個第二銷，該多個第二銷設置在與設置第一銷的圓周方向分開的圓周上，以及包括多個第三銷，該多個第三銷設置在與設置第二銷的圓周方向分開的圓周上。因此，在製造三相電路的母線工序中，能夠改善工作穩定性。

優選的是，接線端包括設置在絕緣體上圓周表面處的上接線端以及設置在絕緣體下圓周表面處的下接線端，其中該固定銷在長度方向上和軸向上延伸以穿過母線的上表面和下表面。因此，即使彎曲接線端結構複雜，也能夠在成型工序中使母線精確固定。

根據本發明配置的EPS電機母線有益效果在於，在母線和主體單元的接線端的嵌入成型工序中，能夠精確固定徑向和圓周位置，由此能夠改善該嵌入成型工藝，實現母線的精確成型。

另一個有益效果在於能夠提高製造工序的工作效率以改善母線的工作穩定性。

附圖說明

附圖可以幫助更好地理解本發明並且包含在說明書中作為本申請的一部分，更是與說明書一起闡述了本發明的原理。在附圖中：

圖1是表示根據現有技術的EPS電機的定子和母線的透視圖；

圖2是根據現有技術的EPS電機的母線的側視圖；

圖3是表示根據現有技術的EPS電機的母線的接線端和主體的透視圖；

圖4是表示根據現有技術的EPS電機的母線中接線端與絕緣體之間的耦接狀態的透視圖；

圖5是表示根據本發明的EPS電機的母線的透視圖；

圖6是表示根據本發明的EPS電機的母線的側視圖；

圖7是表示根據本發明的用於形成EPS電機的母線的模具的透視圖；

圖8是表示根據本發明的EPS電機的母線的側視圖；

圖9是表示根據本發明的EPS電機的母線的平面圖。

具體實施方式

參照以下對示例性實施例的具體說明和附圖，可以更容易地理解本發明的優點和特徵。為了簡明，省略了對於公知功能、配置或結構的具體說明，從而不會由於這些不必要的細節記述而使得說明書不夠清楚。因此，本發明不限於以下描述的示例性實施例，也可以以其他形式來實現。在附圖中，為了方便可以增大或縮減組件的寬度、長度、厚度等。此外，整個說明書中在對附圖進行描述時，相同的元件被賦予相同的附圖標記來表示，並且將省略對相同元件的重複說明。

因此，說明書和權利要求書中使用的特定術語和詞語的含義不應限於字面或通常採用的含義，而是應當根據使用者或操作者的意圖和習慣用法來解釋或存在不同含義。因此，特定術語或者詞語的定義應當基於整個說明書中的內容。本文中的術語「一」和「一個」不一定表示對數量的限制，而是表示存在至少一個所提及的對象。

本文中使用的術語「基本上」和「大約」為其相應的術語和/或對象之間的關係提供了工業上可接受的容差。所述工業上可接受的容差範圍從小於百分之一到百分之十之間，並且對應於但不限於組分值、角度等。

現在，將參照附圖具體描述根據本發明示例性實施例的EPS電機的母線。

圖5是表示根據本發明的EPS電機的母線的透視圖。

該母線200包括形成從外觀看到的主體的絕緣體220以及分別與定子線圈(參見圖1)相連的多個接線端211、212。絕緣體220採用基本上為中間帶孔的圓柱體的形狀，即多納圈的形狀。絕緣體220的上表面包括圓柱形的第一表面222和比第一表面222更向上地延伸的不連續的第二表面224。

該絕緣體220一般是由絕緣材料製成的注模樹脂。

絕緣體220內固定地設置有多個金屬部件，每個金屬部件連接分別被該絕緣體220電絕緣的輸入/輸出接線端。所述金屬部件向外突出到絕緣體220的圓周，從而與定子線圈連接。

該作為向外突出到絕緣體220圓周的金屬接線端的接線端211、212在圓周方向上分離設置，從而使相鄰接線端211、212的極性相互交替地形成。然而，如上所述，由於多個接線端211、212設置在狹小空間內，因而會產生多個接線端211、212之間的電接觸的問題。

因此，根據本發明的概念，使接線端211、212分離，相對於絕緣體220的圓周分別位於上側和下側，從而形成上部接線端211和下部接線端212。在上部接線端211與下部接線端212之間形成分別具有不同極性的一群接線端。

由於上述設置，產生了以下優點，即在圓周方向上使相鄰接線端之間的分離間隙增寬到比現有技術大2倍或更多。同時，接線端211、212的每個末端優選形成如圖3所示的環形。因此，當從側面觀察時，每個接線端211、212呈現中間帶孔的環形，並且如果將定子線圈的頂端插在它們之間，則其優點是可以非常容易地固定和焊接所述位置。

圖6是表示根據本發明的EPS電機的母線的側視圖。

如上所述，母線200的接線端211、212相對於絕緣體220的圓周分成了上接線端212和下接線端211。

優選的是，上接線端212與下接線端211是交替形成的，更具體的講，各個上接線端212設置在各個下接線端211中。根據上述設置，在將母線200與定子的上側耦接的過程中，使相鄰線圈的末端分別與上接線端212和下接線端211相接觸。

通過按壓、熱嵌實(thermal caulking)或者焊接方法實現接線端211、212與線圈末端的接觸。一般而言，採用使焊條與接線端面接觸的方法。

如果按照以上配置設置接線端211、212，並且使線圈的末端與上接線端212和下接線端211接觸，則實施焊接工作以使接線端211、212與線圈末端完全電接觸。通過允許焊條與每個接線端面相接觸來實現所述焊接工作，其中如果根據本發明的概念來設置接線端，則優點是會為插入焊條提供較大的空間便利。

在圓周方向上設置的上接線端212或下接線端211具有相同的極性。

由此配置的根據本發明的EPS電機的母線，其有益效果在於相比現有技術很大程度上增加了接線端之間的間隔，從而使焊接工作更加容易。由此配置的根據本發明的EPS電機的母線，其另一個有益效果在於實現的焊接空間能夠防止不希望的電接觸，並且能夠增強該EPS電機的工作穩定性。

圖7是表示根據本發明的用於形成EPS電機母線的模具的透視圖，圖8是表示根據本發明的由模具結構形成的EPS電機母線的透視圖。

母線200包括形成從外觀看到的主體的絕緣體220以及多個接線端21a、21b、21c、21d，每個接線端與定子線圈(參見圖1)相連。絕緣體220呈現基本上為中間帶孔的圓柱體的形狀，即多納圈的形狀。該絕緣體220一般為在模具400中由絕緣材料製成的注模樹脂。

絕緣體220內固定地設置有多個金屬部件，每個金屬部件連接分別被該絕緣體220電絕緣的輸入/輸出接線端。所述金屬部件突出到絕緣體220的圓周上，從而與定子線圈連接。

由金屬導電材料製成的所述接線端包括形成在絕緣體220內部和外部的環形主體單元12a、12b、12c、12d以及接線端211a、211b、211c、211d。每個金屬薄片的主體單元12a、12b、12c、12d形成了同心軸，並且在徑向上分離設置，使得一個主體單元環繞著另一個主體單元。此外，每個接線端211a、211b、211c、211d沿著圓周方向從每個主體單元12a、12b、12c、12d延伸、向外突出地形成在絕緣體220的外部並且與定子的線圈電連接。

每個接線端211a、211b、211c、211d的極性沿著圓周方向交替設置。接線端211a、211b、211c、211d可以設置在相同平面上，但該接線端211a、211b、211c、211d也可以相對於絕緣體220的圓周分離地形成為上接線端21a、21b、21c和下接線端21d。在這種情況下，可以獲得的接線端211a、211b、211c、211d之間的分離間隙比設置在相同平面上的接線端211a、211b、211c、211d之間的分離間隙要寬，使得焊接工作更容易並且能夠增強工作可靠性。

同時，主體單元12a、12b、12c、12d中的每一個沿著圓周方向與其他主體單元同心地間隔設置，並且在模具400中位置固定，以及在樹脂嵌入成型工序中嵌入成型，在此過程中，如已經注意到地，在位置固定方面會出現問題。

因此，優選的是將固定銷(未示出)設置在模具400內。

該固定銷設置成保持環形主體單元12a、12b、12c、12d之間的間隙，並且可以理解，可以根據主體單元12a、12b、12c、12d的工作環境和設置來選擇確定該固定銷的數量和固定銷的設置。

此外，固定銷是沿著母線200的軸向形成的基本上為圓柱形的固定部件。優選的是利用金屬材料製成該固定銷，其在模具中沿軸向，即垂直向設置，並穿入設置在主體單元12a、12b、12c、12d之間的間隙中。然而，還應當理解，可以沿軸向形成具有預定長度的固定銷，該長度足以在無需穿透整個主體單元的情況下固定所述位置。

更具體的講，該固定銷在從模具400內到外的方向依次包括設置在最內側的第一主體單元12a與相鄰的第二主體單元12b之間的第一銷(未示出)，設置在第二主體單元與第三主體單元12c之間的第二銷(未示出，)以及設置在第三主體單元12c與第四主體單元12d之間的第三銷(未示出)。

該第一、第二和第三銷是設置在相同圓周上的多個固定銷，並且對於第一、第二和第三銷中每一類，設置不只三個或更多的銷用於固定主體單元12a、12b、12c、12d的位置。

此外，接線端211a、211b、211c、211d中的每一個從環形主體單元12a、12b、12c、12d向外周方向突出地彎曲，使得所述固定銷設置在接線端211a、211b、211c、211d的彎曲位置上，以固定接線端211a、211b、211c、211d之間的間隙。因此，優選由彎曲位置的數量來確定固定銷的數量。

應當注意，本發明的有益效果在於，在模具400中依次設置主體單元12a、12b、12c、12d能夠適當保持主體單元12a、12b、12c、12d之間的間隙，並且能夠在嵌入成型工序中精確定位接線端211a、211b、211c、211d之間的間隙。

圖8是表示EPS電機的母線的側視圖，其中根據本發明在嵌入成型工序中由於該固定銷使得絕緣體中形成了銷孔，圖9是從上表面觀察的結果的平面圖。

如上所述，模具400的第一銷對應於絕緣體的第一銷孔31a，第二銷對應於第二銷孔31b，並且第三銷對應於第三銷孔31c。

如圖所示，設置在三個圓周上的銷孔31a、31b、31c恰當地位於主體單元12a、12b、12c、12d的分離區域和接線端211a、211b、211c、211d的彎曲單元的位置上。

因此，由於位於接線端211a、211b、211c、211d的彎曲單元處而限制主體單元12a、12b、12c、12d的徑向運動和圓周運動的制動功能能夠最終防止接線端211a、211b、211c、211d之間發生不希望的電連接，從而增強制造工序的穩定性以及同時保證電機工作可靠性。

儘管參照多個示例性實施例描述了本發明，但是應當理解，本領域技術人員能夠預見落入本發明原理的精神和範圍內的許多其他修改和實施例。更特別的是，在本說明書、附圖和權利要求書的範圍內可以對主體組合設置的組成部件和/或設置進行各種變化和修改。