JP2014011954A - モーター - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、モーターの組立性を向上させることができるように構造が改善されたブラシレスモーターを提供する。
【解決手段】 本発明の一実施形態に係るモーターは、モーターハウジング、前記モーターハウジングの内側に設けられ、ステータコアと、前記ステータコアに巻き取られるコイルとを備えるステータ、前記ステータの中心に回転可能に設けられるローター、及び前記ステータの上側に設けられて前記コイルが連結され、円周方向に一直線に突設される複数のバスバー端子が設けられたバスバー、を備えることを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、ブラシレスモーターに関するものである。

一般に、自動車のステアリングの安全性を保障するための装置として、別途の動力で補助するステアリング装置が用いられる。従来は、このような補助ステアリング装置として油圧を用いた装置を使用したが、最近は、動力の損失が少なく、正確性に優れた電動式ステアリング装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が用いられる。

前記のような電動式ステアリング装置（ＥＰＳ）は、車速センサー、トルクアングルセンサー及びトルクセンサーなどで感知した運行条件によって電子制御装置（ＥＣＵ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）でモーターを駆動して旋回安全性を保障し、迅速な復元力を提供することで、運転者が安全な走行ができるようにする。

このようなＥＰＳシステムは、運転者がステアリングをするためにハンドルを操作するトルクをモーターが補助することによって、より少ない力でステアリング作業ができるようにするが、前記モーターとしては、ＢＬＤＣモーターが用いられる。

一般に、前記ＢＬＤＣモーターは、ハウジングとカバー部材との結合で、モーターの外観を形成し、前記ハウジングの内周面にはステータが設けられ、前記ステータ中央には、前記ステータとの電磁気的相互作用によって回転可能に設置されるローターが設けられる。前記ローターは、回転軸によって回転可能に支持されるが、前記回転軸の上部には車両のステアリング軸が連結され、前記のようにステアリングを補助する動力を提供する。このように構成されたＥＰＳモーターのステータは、バスバーを介して巻線されたコイルに電源が供給される。

ステータは、コアとコアに巻線されたコイルとで構成されるが、一般に、車両に用いられるモーターは、コイルの抵抗による損失を減らすために複数のコイルを並列連結する。したがって、並列接続時には、コイルを入出力端子まで延長し、端子で総合して接続する方式を用いる。前記のように並列に配置されたコイルを総合して接続するためにステータの上側にはバスバー（ｂｕｓｂａｒ）が結合されるが、バスバーを結合するために、ステータの上側にそれぞれの巻線されたコイルのコイル端子が配置され、前記バスバーは前記コイル端子に連結される。

前記バスバーには、前記コイル端子と電気的に連結される複数の金属部材がインシュレーターによって絶縁されながら固定されて配置される。前記バスバーは、略ドーナツ状にステータの上面と対応するように構成される。バスバーの外周面には、コイル端子と接続するための端子が配置される。

前記バスバーの形状は連結される電源によって異なり、一般に、ＥＰＳモーターは、３相（３−ｐｈａｓｅ）回路を介して、それぞれの入出力端子がバスバーの外周面に順次配置される。

ところが、このようにバスバーにベンディングされた形状のバスバー端子を形成するためには、それぞれのバスバー端子を一定の大きさになるようにベンディング加工しなければならず、ベンディングされたバスバー端子にコイルを挿入してフュージングする工程が難しくて、作業の不良が頻繁に発生する問題点がある。

特に、バスバー端子とコイルをフュージングして固定する際、前記フュージング部をＵ字フックに形成すると、フュージング部の複雑な形状のため、プレス成形によりバスバー端子を製造する場合、金型が複雑になり、スクラップ（Ｓｃｒａｐ）の発生量が多くて材料の無駄使いが多い。また、Ｕ字フックボスターミナルは、コイルをＵ字フックに貫通させた後、これを引っ張ってフュージングした後、カットすることから、コイルを引っ張るためのコイルの直線部分が多く必要となるため、コイルの無駄使いも多い。

本実施形態は、モーターの組立性を向上させることができるように構造が改善されたブラシレスモーターを提供することにその目的がある。

本発明の一実施形態に係るモーターは、モーターハウジング、前記モーターハウジングの内側に設けられ、ステータコアと、前記ステータコアに巻き取られるコイルとを備えるステータ、前記ステータの中心に回転可能に設けられるローター、及び前記ステータの上側に設けられて前記コイルが連結され、円周方向に一直線に突設される複数のバスバー端子が設けられたバスバーと、を備えることを特徴とする。

前記バスバーは、樹脂材質のバスバー本体と、前記本体の円周方向に突設されるバスバー端子と、を備えてもよい。

本発明の第１実施形態によれば、前記バスバー端子は、断面が長方形に形成される。

本発明の第２実施形態によれば、前記バスバー端子は、前記コイルの径と対応する幅を有するフック溝を備える。

本発明の第３実施形態によれば、前記バスバー端子は、前記コイルの外周面と対応する形状の通孔と、前記通孔の径より小さい値の幅を有する係止部を形成するスリットと、を備える。この際、前記スリットは、前記バスバー端子の外側と連結される開口部の幅よりも前記通孔と連結される連結部の幅が小さく形成されて、ボトルネック区間を形成することができる。

前記バスバーを構成する前記バスバー本体は、樹脂材質で形成され、前記バスバー端子とともにインサート射出されてもよい。

また、前記バスバータ端子は、プレート部材をプレス加工した後、前記本体と対応する径を有する円形にベンディングしたターミナル本体と一体に形成され、前記ターミナル本体で少なくとも２回ベンディングし、前記本体の円周方向に先端が突出するようにベンディングされてもよい。

前記バスバー端子は、前記コイルと接触する部分に通電性部材で形成されたフュージング部を備えてもよい。

前記バスバー端子は、前記バスバー本体の円周面に第１及び第２の高さに配置されてもよい。

コイルを曲げてバスバー端子に直接フック結合できるようにバスバー端子にフック溝が設けられるため、バスバー端子の製造時に発生されるスクラップの量を減らして製造原価を節減することができ、コイルの先端の脱皮部をベンディングしてフック溝に結合してフュージングすると、連結工程が完了するため、モーターの組立性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係るモーターの一部切開断面図である。 本発明の一実施形態に係るバスバーの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るバスバー端子の形態を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係るバスバー端子の形態を示す概略図である。 本発明の第３実施形態に係るバスバー端子の形態を示す概略図である。 板材をプレス加工してバスバー端子を形成した状態を示す図である。 図６のバスバー端子を円形に曲げて１つの極性のバスバー端子を形成した図である。 コイルが巻線されたステータコアの斜視図である。 図８のステータコアに巻き取られたコイルの先端を脱皮した後、本発明の一実施形態に係るバスバーを挿入した状態を示す斜視図である。 図９でバスバーの上側に突出したコイルの脱皮部分を切断した状態を示す斜視図である。 図１０でコイルの脱皮部分をベンディングしてバスバー端子にフックした状態を示す斜視図である。 図９のプレートモジュールの上側で通電性部材ではんだ付けした状態を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係るモーターについて添付図面を参照にして説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るモーターの一部切開断面図であり、図２は、本発明の一実施形態に係るバスバーの斜視図であり、図３ないし図５は、それぞれ、本発明の第１ないし第３実施形態に係るバスバー端子の形態を示す概略図であり、図６は、板材をプレス加工してバスバー端子を形成した状態を示す図であり、図７は、図６のバスバー端子を円形に曲げて１つの極性のバスバー端子を形成した図であり、図８は、コイルが巻線されたステータコアの斜視図であり、図９は、図８のステータコアに巻き取られたコイルの先端を脱皮した後、本発明の一実施形態に係るバスバーを挿入した状態を示す斜視図であり、図１０は、図９でバスバーの上側に突出したコイルの脱皮部分を切断した状態を示す斜視図であり、図１１は、図１０でコイルの脱皮部分をベンディングしてバスバー端子にフックした状態を示す斜視図であり、そして、図１２は、図９のプレートモジュールの上側で通電性部材ではんだ付けした状態を示す斜視図である。

図１に示すように、本発明によるＥＰＳモーターは、モーターハウジング１０、ステータ２０、及びローター３０を備え、前記ステータ２０に巻線されたコイル２２に電源を供給するためのバスバー１００を備える。

モーターハウジング１０は、略円筒状に設けられ、上側に開口部を形成し、下側は閉鎖される。前記モーターハウジング１０の内部には、前記ステータ２０、ローター３０、及び前記ローター３０を回転可能に支持する回転軸３０ａが設けられる。

ステータ２０は、ステータコア２１、コイル２２、及び前記コイル先端を脱皮して構成するコイル端子２５を備える。前記ステータコア２１は、複数の歯を備えており、前記歯の周りに、前記コイル２２がインシュレーターの介在下に巻線できるように設けられてもよい。前記コイル２２の先端は脱皮されて、前記コイル端子２５を形成することができるが、前記コイル端子２５は一定の径と長さを有する円柱状に設けられてもよい。

前記ステータ２０の上側には、前記コイル２２に電源を供給するためのバスバー１００が組み立てられてもよい。前記バスバー１００は、図２に示すように、樹脂材質で形成される本体１０１の外周面に向かって、複数のバスバー端子１１０が突出するように形成されてもよい。本発明の特徴は、前記バスバー端子１１０の形状及び構造にあり、これについては後で説明する。

ローター３０は前記ステータ２０の中央に回転可能に設けられ、ローターコアの外周面に複数のマグネットが装着されて構成される。回転軸３０ａは前記ローター３０と同軸に設けられ、一端は、前記モーターハウジング１０の底面に設けられた下側軸受によって回転可能に支持され、その他端は、図示していないカバー部材に設けられた上側軸受によって支持される。

本発明の一実施形態に係るバスバー１００は、前記ステータコア２１に巻き取られたコイル２２に電源を供給するためのものであって、前記ステータ２０と対応する径を有するリング状の本体１０１と、前記本体１０１の外周面に沿って一定の間隔に配置され、異なる極性の電源を前記コイル２２に供給することができる複数のバスバー端子１１０とを備えることができる。前記バスバー端子１１０は、通電性材質で設けられるが、一般に、プレス加工が容易な金属材質で形成することができる。

本発明の第１実施形態によれば、前記バスバー端子１１０は、図３に示すように、溝のない四角形の板部材で形成することができる。この場合、前記コイル２２は、前記バスバー端子１１０の上側に巻きつけられて、コイル２２の先端に形成された前記コイル端子２５との接触部分をフュージングして連結することができる。

本発明の第２実施形態によれば、前記バスバー端子１１０は、図４に示すように、前記コイル２２と対応する形状のフック溝１１１を形成し、前記フック溝１１１にコイル２２の先端に形成された前記コイル端子２５を安着させて、前記フック溝１１１の内周面とコイル端子２５との間の接触部をフュージングして連結することもできる。

本発明の第３実施形態によれば、前記バスバー端子１１０は、図５に示すように、前記コイル２２の外周面と対応する形状の通孔１２１を設け、前記通孔１２１の径よりも小さい値の幅を有する係止部を形成するスリット１２２を設けてもよい。この場合、前記スリット１２２を介してコイル２２の先端に形成された前記コイル端子２５を押し込んで前記通孔１２１に安着させた後、前記スリット１２２部分をフュージングしてコイル端子２５をバスバー端子１１０に通電可能に連結することもできる。

前記バスバー端子１１０は、図６に示すように、一枚のプレート部材Ｐにバスバー端子１１０とターミナル本体１１２を形成した後、空間部Ｓを除去し、図７のように丸く巻いて形成してもよい。このような構成によると、前記空間部Ｓで切り取りされる部分のスクラップの量を最小化することができるため、材料の無駄使いをできるだけ減らすことができ、図６のように、ターミナル本体１１２で２回を折り、バスバー端子１１０を形成することができ、工程が非常に簡便である。

また、このように構成されたバスバー端子１１０は、図２に示すように、互いに異なる第１及び第２の高さを有するように、前記バスバー１００のリング状の本体１０１に突設されてもよい。これは、隣接するバスバー端子１１０にフックされるコイル２２の間の干渉を最小化するためのことである。

以下、本発明によるバスバー１００の結合方法を図８ないし図１２とともに説明する。本発明は、３（Ｕ、Ｖ、Ｗ）相の電源を用いるブラシレスモーターに関するものであるため、ステータ２０の一般的な構成は図１で説明した通りである。

図８に示すように、ステータコア２１に巻線されたコイル２２の先端２３は、コイル２２を覆っている絶縁被覆で覆われた状態で、ステータコアの上側に長く立てられた状態で配置することができる。このとき、前記コイルの先端２３は、前記ステータコア２１の長さ方向と平行な方向にまっすぐ起立する状態で配置し、前記コイルの先端２３が前記バスバー１００の外周面に突設されたバスバー端子１１０の近くに配置できるようにする。

図８のように、コイル２２の先端の被覆を脱皮した先端２３を起立させた状態でバスバー１００を図９のように設け、図１０に示すように、前記バスバー１００の上側に突出した脱皮部２４を除去して、適切な長さのコイル端子２５を形成し、図１０のように、前記コイル端子２５の部分が前記バスバー端子１１０と近い位置に形成する。そして、図１１に示すように、前記コイル端子２５をＵ字状にベンディングして、前記バスバー端子１１０に形成されたフック溝１１１に安着させる。このようにフック溝１１１に安着されたコイル端子２５は、鉛のような通電性部材２００を用いてはんだ付けして、組み立てを完了することができる。

このような本発明によると、従来のバスバーに比べてコイル２２との連結性に優れたバスバー１００を製造することができ、特に、バスバー端子１１０の生産時に発生するスクラップの量を最小化することができる。

また、バスバー端子１１０にフック溝１１１を形成すると、正確な位置にコイル端子２５を配置することができることから、フュージング工程中にコイル端子２５がバスバー端子１１０を離脱したり、誤って連結されるような生産不良を減らすことができる。

以上で、本発明に係る実施形態を説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な範囲の実施形態が可能であることを理解することができる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付した特許請求の範囲によって定めなければならない。

Claims (10)

1. モーターハウジングと、
   前記モーターハウジングの内側に設けられ、ステータコアと、前記ステータコアに巻き取られるコイルとを備えるステータと、
   前記ステータの中心に回転可能に設けられるローターと、及び
   前記ステータの上側に設けられて前記コイルが連結され、円周方向に一直線に突設される複数のバスバー端子が設けられたバスバーと、を備えることを特徴とするモーター。
2. 前記バスバーは、
   樹脂材質のバスバー本体と、
   前記本体の円周方向に突設されるバスバー端子と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のモーター。
3. 前記バスバー端子は、
   断面が長方形に形成されることを特徴とする請求項２に記載のモーター。
4. 前記バスバー端子は、
   前記コイルの径と対応する幅を有するフック溝を備えることを特徴とする請求項３に記載のモーター。
5. 前記バスバー端子は、
   前記コイルの外周面と対応する形状の通孔と、
   前記通孔の径より小さい値の幅を有する係止部を形成するスリットと、を備えることを特徴とする請求項３に記載のモーター。
6. 前記スリットは、
   前記バスバー端子の外側と連結される開口部の幅よりも前記通孔と連結される連結部の幅が小さく形成されて、ボトルネック区間を形成することを特徴とする請求項５に記載のモーター。
7. 前記本体は、
   樹脂材質で形成され、前記バスバー端子とともにインサート射出されることを特徴とする請求項２に記載のモーター。
8. 前記バスバー端子は、
   プレート部材をプレス加工した後、前記本体と対応する径を有する円形にベンディングしたターミナル本体と一体に形成され、前記ターミナル本体で少なくとも２回ベンディングし、前記本体の円周方向に先端が突出するようにベンディングすることを特徴とする請求項２に記載のモーター。
9. 前記バスバー端子は、
   前記コイルと接触する部分に通電性部材で形成されるフュージング部を備えることを特徴とする請求項２に記載のモーター。
10. 前記バスバー端子は、
    前記バスバー本体の円周面に第１及び第２の高さに配置されることを特徴とする請求項２に記載のモーター。

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