马达单元

技术领域

本发明涉及马达单元。

背景技术

近年来，正在积极进行搭载于混合动力汽车的马达单元的开发。这样的马达单元具有马达、逆变器以及将它们相互电连接的电力线(汇流条)(例如专利文献1)。

专利文献1：日本特开2010-268633号公报

如果汇流条的电力的提供路径变长，则不仅电力的损失变大，而且马达单元有可能大型化。因此，本发明者们想到了如下的结构：在收纳马达的壳体内配置汇流条和对汇流条进行保持的汇流条保持架，使汇流条小型化。另外，在这样的结构中，要求容易提高组装汇流条保持架时的定位精度的方法。

发明内容

鉴于上述背景，本发明的一个方式的目的之一在于，提供提高了壳体内的汇流条单元的定位精度的马达单元。

本发明的马达单元的一个方式具有：马达，其具有以马达轴线为中心进行旋转的转子和位于所述转子的径向外侧的定子；逆变器，其向所述马达提供电力；汇流条单元，其将所述马达和所述逆变器相连；以及壳体，其收纳所述马达和所述汇流条单元。所述定子具有：定子铁芯，其呈以所述马达轴线为中心的环状；以及线圈，其卷绕于所述定子铁芯。所述汇流条单元具有：多个汇流条，它们由导体构成，与所述线圈连接；以及汇流条保持架，其对所述汇流条进行保持。所述汇流条保持架固定于所述壳体的内壁面中的朝向轴向一侧的固定面。所述汇流条保持架与所述定子铁芯的外周面接触。

根据本发明的一个方式，提供提高了壳体内的汇流条单元的定位精度的马达单元。

附图说明

图1是一个实施方式的马达单元的剖视示意图。

图2是一个实施方式的汇流条保持架和壳体的立体图。

图3是示出将一个实施方式的汇流条保持架组装于壳体的工序的剖视图。

图4是一个实施方式的马达单元的侧视图。

标号说明

1：马达单元；2：马达；5：汇流条单元；6：壳体；8：逆变器单元；20：转子；30：定子；31：线圈；32：定子铁芯；32a：外周面；50：汇流条；51：连接端子部；55：汇流条保持架；55a：第1对置面；55b：第2对置面；57a：贯通孔；58：固定螺钉；59：凸条部(凸部)；60a：内壁面；60b：固定面；60c：螺纹孔；65b：壳体贯通孔；69：凹槽(凹部)；82：逆变器；J：马达轴线。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的马达单元进行说明。另外，本发明的范围并不限定于以下的实施方式，能够在本发明的技术思想的范围内任意进行变更。

在以下的说明中，根据各图所示的本实施方式的马达单元1搭载于位于水平路面上的车辆的情况下的位置关系来规定铅垂方向而进行说明。另外，在附图中，适当示出XYZ坐标系来作为三维直角坐标系。在XYZ坐标系中，Z轴方向是铅垂方向。+Z侧是铅垂方向上侧，-Z侧是铅垂方向下侧。在以下的说明中，将铅垂方向上侧简称为“上侧”，将铅垂方向下侧简称为“下侧”。X轴方向是与Z轴方向垂直的方向，是搭载有马达单元1的车辆的前后方向。Y轴方向是与X轴方向和Z轴方向双方垂直的方向，是车辆的左右方向(车宽方向)。在本实施方式中，+Y侧是马达轴线J的轴向一侧，-Y侧是马达轴线J的轴向另一侧。

在以下的说明中，只要没有特别说明，将与马达2的马达轴线J平行的方向(Y轴方向)简称为“轴向”，将以马达轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以马达轴线J为中心的周向、即绕马达轴线J的方向简称为“周向”。

以下，对本发明的例示的一个实施方式的马达单元1进行说明。

本实施方式的马达单元1搭载于混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHV)以及电动汽车(EV)等将马达作为动力源的车辆，并作为其动力源来使用。

图1是马达单元1的剖视示意图。

马达单元1具有马达2、汇流条单元5、壳体6以及逆变器单元8。另外，马达单元1也可以具有使马达2的旋转减速并向外部输出的减速装置(省略图示)。

＜马达＞

本实施方式的马达2是三相马达。马达2被收纳于壳体6的内部。马达2具有：转子20，其以沿水平方向延伸的马达轴线J为中心进行旋转；定子30，其位于转子20的径向外侧；以及一对轴承26、27，它们将转子20支承为能够旋转。本实施方式的马达2是内转子型马达。

转子20通过从逆变器单元8向定子30提供交流电流而进行旋转。转子20具有轴21、转子铁芯24以及转子磁铁(省略图示)。转子20(即，轴21、转子铁芯24以及转子磁铁)以沿水平方向且车辆的宽度方向延伸的马达轴线J为中心进行旋转。

轴21以马达轴线J为中心沿着轴向延伸。轴21以马达轴线J为中心进行旋转。轴21被一对轴承26、27支承为能够旋转。一对轴承26、27隔着转子铁芯24分别位于轴21的轴向两侧。一对轴承26、27被壳体6保持。

转子铁芯24是层叠硅钢板而构成的。转子铁芯24是沿着轴向延伸的圆柱体。在转子铁芯24上固定有省略图示的多个转子磁铁。多个转子磁铁以磁极交替的方式沿着周向排列。

定子30具有：定子铁芯32；线圈31，其卷绕于定子铁芯32；以及绝缘件(省略图示)，其夹在定子铁芯32与线圈31之间。定子30被壳体6保持。

定子铁芯32呈以马达轴线J为中心的环状。定子铁芯32从环状的轭的内周面向径向内侧具有多个磁极齿(省略图示)。在磁极齿之间缠绕有线圈线。缠绕在磁极齿上的线圈线构成线圈31。即，线圈31隔着绝缘件卷绕于定子铁芯32。从线圈31延伸出来的线圈线经由汇流条单元5的汇流条50与逆变器单元8连接。

＜壳体＞

壳体6收纳马达2和汇流条单元5。在壳体6的内部设置有收纳空间60。马达2和汇流条单元5位于收纳空间60。收纳空间60具有收纳马达2的马达收纳区域60A和收纳汇流条单元5的汇流条单元收纳区域60B。汇流条单元收纳区域60B位于马达收纳区域60A的径向外侧。

壳体6具有壳体主体65和封闭部件61。收纳空间60是被壳体主体65和封闭部件61包围的空间。壳体主体65和封闭部件61例如是铝压铸制的。

壳体主体65具有：筒状部66，其沿着马达轴线J延伸；以及底部67，其封闭筒状部66的一个开口。壳体主体65在马达2的轴向上开口。壳体主体65的开口朝向轴向一侧(+Y侧)。底部67对轴承27进行保持。底部67经由轴承27对轴21进行支承。

在壳体主体65的筒状部66上设置有向径向外侧扩展的扩展部66a。在扩展部66a的内侧设置有汇流条单元收纳区域60B。即，汇流条单元5配置于扩展部66a的内侧。在扩展部66a上设置有沿径向贯通的壳体贯通孔65b。即，在壳体6上设置有沿着径向贯通的壳体贯通孔65b。汇流条单元5的汇流条50的一部分通过壳体贯通孔65b。

封闭部件61覆盖壳体主体65的开口。封闭部件61固定于壳体主体65的筒状部。封闭部件61在轴向上与底部67对置。封闭部件61对轴承26进行保持。封闭部件61经由轴承26对轴21进行支承。

壳体6具有包围收纳空间60的内壁面60a。在内壁面60a上设置有对汇流条单元5进行固定的固定面60b。固定面60b朝向轴向一侧(+Y侧)。在固定面60b上设置有沿着轴向延伸的螺纹孔60c。在固定面60b的螺纹孔60c中插入有对汇流条单元5进行螺钉紧固的固定螺钉58。关于壳体6和汇流条单元5的固定构造，在后文中进行详细说明。

＜逆变器单元＞

逆变器单元8固定于壳体6的外侧面。逆变器单元8具有：逆变器82，其向马达2提供电力；控制部83，其对马达2进行控制；以及外壳80。

外壳80收纳逆变器82和控制部83。在外壳80上设置有使外壳80的内外连通的外壳贯通孔80a。外壳贯通孔80a与壳体贯通孔65b相连。汇流条单元5的汇流条50的一部分通过壳体贯通孔65b和外壳贯通孔80a，从壳体6的内部被引绕到外壳80的内部。

逆变器82将从省略图示的外部装置提供的直流电流转换为交流电流并提供给马达2。逆变器82例如具有功率基板、电容器以及开关元件等。逆变器82与外部电源装置(省略图示)连接。外部电源装置例如是搭载于车辆的二次电池。

逆变器82具有三个端子81。端子81在外壳80的内部与汇流条50连接。即，逆变器82经由汇流条50与马达2连接。

＜汇流条单元＞

汇流条单元5配置于壳体6的内部的汇流条单元收纳区域60B。汇流条单元5将马达2和逆变器单元8相连。汇流条单元5具有三个汇流条50和对汇流条50进行保持的汇流条保持架55。

汇流条50由导体构成。三个汇流条50例如与马达2的U相、V相以及W相的线圈31连接。另外，三个汇流条50分别与从逆变器单元8延伸出来的三个端子81连接。汇流条50向马达2提供从逆变器单元8的逆变器82输出的交流电流。汇流条50固定于汇流条保持架55。

汇流条50具有汇流条主体部52和连接端子部51。汇流条主体部52沿着轴向延伸。在汇流条主体部52的轴向一侧(+Y侧)的端部连接有从定子30的线圈31延伸出来的线圈线。

汇流条50的连接端子部51从汇流条主体部52的轴向另一侧(-Y侧)的端部朝向径向外侧延伸。即，连接端子部51沿着径向延伸。连接端子部51穿过设置于壳体6的壳体贯通孔65b而与逆变器单元8连接。

汇流条保持架55由绝缘性的材料构成。在本实施方式中，汇流条保持架55由树脂材料构成。汇流条保持架55对三个汇流条50进行保持。汇流条保持架55固定于壳体6。即，汇流条单元5在汇流条保持架55处固定于壳体6。

汇流条保持架55具有朝向径向内侧的第1对置面55a和朝向轴向另一侧(-Y侧)的第2对置面55b。汇流条保持架55在第2对置面55b上与壳体6的固定面60b接触。另外，汇流条保持架55在第1对置面55a上与定子铁芯32的外周面32a接触。

图2是汇流条保持架55和壳体6的立体图。

在汇流条保持架55的第1对置面55a上设置有沿着轴向延伸的槽部56。槽部56在汇流条保持架55的轴向一侧(+Y侧)的端面上向轴向一侧开口。另外，槽部56的轴向另一侧(-Y侧)的端部被封闭部57封闭。在封闭部57上设置有沿着轴向贯通的贯通孔57a。即，在汇流条保持架55上设置有沿着轴向贯通的贯通孔57a。在贯通孔57a中插入有固定螺钉58。通过将固定螺钉58螺纹紧固于设置在壳体6的固定面60b上的螺纹孔60c，将汇流条保持架55固定于壳体6。

在第2对置面55b上设置有向轴向另一侧突出的凸条部(凸部)59。凸条部59呈向轴向另一侧(-Y侧)突出并沿着径向延伸的肋状。另外，在壳体6的固定面60b上设置有供凸条部59嵌合的凹槽(凹部)69。凹槽69向轴向另一侧(-Y侧)凹陷。凹槽69沿着径向延伸。凹槽69向径向内侧开口。凸条部59与凹槽69嵌合。

图3是马达单元1的组装工序(即示出将汇流条单元5组装于壳体6的步骤的工序)的剖视示意图。在使凸条部59沿着凹槽69所延伸的方向移动而插入后，汇流条单元5螺钉固定于壳体6。

根据本实施方式，汇流条保持架55通过一个固定螺钉58固定于壳体6的内壁面中的朝向轴向一侧的固定面60b。即，在汇流条保持架55与壳体6的固定中，仅使用一个固定螺钉58。因此，能够削减马达单元1的部件数量。此外，在组装工序中，能够使固定螺钉58的紧固次数仅为一次，从而能够简化组装工序。但是，在仅使用一个固定螺钉58的情况下，有可能汇流条保持架55绕固定螺钉58进行旋转，汇流条保持架55相对于壳体6的定位变得困难。根据本实施方式，汇流条保持架55的凸条部59与壳体6的凹槽69嵌合。因此，能够抑制汇流条保持架55绕固定螺钉58的旋转，从而能够容易地进行汇流条保持架55绕固定螺钉58的定位。

在本实施方式中，对在壳体6的固定面60b上设置有凹槽69、在汇流条保持架55的第2对置面55b上设置有凸条部59的情况进行了说明。但是，只要在固定面60b和第2对置面55b中的任意一方上设置有凸条部59，在另一方上设置有供凸条部59嵌合的凹槽69，则能够获得上述效果。另外，只要凸条部59仅为凸部，凹槽69是供凸部嵌合的凹部，则能够获得上述效果。

根据本实施方式，凹槽69沿着径向延伸并向径向内侧开口。因此，通过使汇流条保持架55沿径向移动，能够将凸条部59插入并嵌入于凹槽69。另外，在本实施方式中，凹槽69所延伸的方向与壳体贯通孔65b所贯通的方向一致。即，在壳体6上设置有沿着凹槽69所延伸的方向贯通的壳体贯通孔65b。因此，通过将凸条部59插入并嵌入于凹槽69，能够容易地将朝向径向外侧延伸的汇流条50的连接端子部51插入于壳体贯通孔65b。

图4是马达单元1的侧视图。在图4中，省略了封闭部件61的图示。

从线圈31延伸出来的各相的线圈线通过压接端子31a而被集中。另外，压接端子31a在固定孔32aa中螺纹紧固于汇流条50，从而与汇流条50连接。

第1对置面55a沿着周向呈凹状弯曲。第1对置面55a的曲率半径与定子铁芯32的外周面32a的曲率半径一致。汇流条保持架55在第1对置面55a上与定子铁芯32的外周面32a接触。

根据本实施方式，能够将汇流条保持架55相对于马达2在径向上定位。即，能够提高汇流条50相对于马达2的位置精度。因此，在线圈31与汇流条50连接时，容易进行压接端子31a与汇流条50的对位。而且，能够提高汇流条50相对于压接端子31a的位置精度，因此能够减小压接端子31a的固定孔32aa的孔径。由此，能够确保汇流条50与压接端子31a的接触面积，并且能够减小压接端子31a的尺寸。其结果为，能够使马达单元1小型化。

在本实施方式中，汇流条保持架55在呈凹状弯曲的第1对置面55a上与定子铁芯32的外周面32a接触。因此，在组装工序中，容易进行汇流条保持架55的对位。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但实施方式中的各结构和它们的组合等是一例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的附加、省略、置换及其他变更。另外，本发明不受实施方式限定。