KR101119559B1

KR101119559B1 - 모터

Info

Publication number: KR101119559B1
Application number: KR1020107013706A
Authority: KR
Inventors: 요시오 후지이; 히사시 후지하라; 켄이치로 하마기시; 요스케 야마다
Original assignee: 니혼 덴산 가부시키가이샤
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2012-03-06
Also published as: EP2244357A1; JP2009219335A; US8729754B2; JP5239413B2; US20110006625A1; CN101926075B; EP2244357B1; KR20100093093A; WO2009113629A1; EP2244357A4; CN101926075A

Abstract

코일(13)에 전류를 공급하기 위한 배선 장치인 버스 바 유닛(20)에 있어서 버스 바 홀더(21)가 코일 접속 버스 바(31~33)와 센서 접속 버스 바(41~46,51~53)를 지지한다. 버스 바 홀더 본체부(211)의 저면부(22)에는 베어링을 수납하는 베어링 홀더(242)가 형성되고 홀 IC 회로를 구성하는 저항 및 콘덴서가 배치된다. 홀 IC 회로는 홀 IC에 대한 전기 신호의 입출력을 행한다. 상면부(23)에는 각 홀 IC(61)를 수납하는 센서 홀더(244)가 형성된다. 버스 바 홀더 본체부(211)의 직경 방향 외측으로 돌출된 커넥터부(212)가 형성된다. 코일 접속 버스 바(31,33)는 센서 접속 버스 바(44,45)와 축 방향으로 서로 겹치는 위치에 배치된다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명은 모터에 관한 것이다.

브러시리스 모터의 소형화를 실현하기 위해서 버스 바(bus bar)를 사용하지 않고 각 코일에 구동 전류를 공급하는 브러시리스 모터가 일본 특허 공개 2007-6592호 공보에 개시되어 있다. 구체적으로는, 고정자를 덮는 인슐레이터가 권선의 터미널이 되는 접속 부재를 지지하고 있다. 또한, 모터 내부와 모터 외부의 전기적 도통을 도모하는 외부 인출 핀이 베어링 홀더에 의해 지지되어 있다. 권선 및 외부 인출 핀은 용접에 의해 접속 부재에 접속된다.

일본 특허 공개 2007-6592호 공보

상술한 바와 같이, 일본 특허 문헌 1에 개시되어 있는 브러시리스 모터는 버스 바를 통하여 구동 전류를 각 코일에 공급하는 구성으로 됨으로써 소형화를 실현하고 있다.

그러나, 권선과 외부 인출 핀 사이에 접속 부재가 개재되므로 브러시리스 모터의 조립시에 있어서의 부품점수가 증가된다. 또한, 브러시리스 모터의 조립시에 접속 부재와 권선의 용접, 및 접속 부재와 외부 인출 핀의 용접을 행할 필요가 있다. 이와 같이, 부품점수의 증가와 함께 용접 개소도 증가되므로 브러시리스 모터의 조립 작업이 번잡해진다는 문제가 있었다.

본 발명의 일례인 모터는 회전자, 고정자 코어, 복수개의 코일, 및 버스 바 유닛(bus bar unit)을 구비한다. 버스 바 유닛은 복수개의 코일 접속 버스 바(coil connection bus bar), 및 버스 바 홀더(bus bar holder)를 포함한다. 복수개의 코일 접속 버스 바는 코일을 형성하는 도전선의 단부와 접속되는 도전선 접속부를 구비한다. 버스 바 홀더는 절연성 재료로 형성되고 복수개의 코일 접속 버스 바를 지지한다. 또한, 버스 바 홀더는 회전자와 일체로 회전하는 축를 회전가능하게 유지하는 베어링을 수납하는 베어링 홀더를 구비한다.

<발명의 효과>

본 발명의 모터에 있어서 버스 바 홀더에 베어링 홀더가 형성되어 있다. 이에 따라, 베어링이 버스 바 홀더에 이미 수납된 상태에서 모터를 조립할 수 있으므로 부품점수를 삭감하고 모터의 조립을 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 모터의 단면도이다.
도 2는 버스 바 유닛의 상면도이다.
도 3은 버스 바 유닛의 저면도이다.
도 4는 버스 바 유닛을 구성하는 각 버스 바의 배치를 나타내는 도면이다.
도 5는 버스 바 홀더의 상면도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 버스 바 홀더의 화살표 A-A 단면도이다.
도 7은 도 5에 나타낸 화살표 B 방향으로 바라본 버스 바 홀더의 측면도이다.
도 8은 코일 접속 버스 바의 저면도이다.
도 9는 코일 접속 버스 바의 사시도이다.
도 10은 센서 접속 버스 바(sensor connection bus bar)의 저면도이다.
도 11은 홀 IC에 전원을 공급하는 센서 접속 버스 바의 사시도이다.
도 12는 홀 IC를 접지하는 센서 접속 버스 바의 사시도이다.
도 13은 홀 IC의 출력 단자에 접속되는 센서 접속 버스 바의 사시도이다.
도 14는 홀 IC의 출력 단자에 접속되는 센서 접속 버스 바의 사시도이다.
도 15는 홀 IC의 출력 단자에 접속되는 센서 접속 버스 바의 사시도이다.
도 16은 도전선 접속부 및 도전선의 단부의 용접 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 17은 도전선 접속부 및 도전선의 단부의 용접 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 18은 홀 IC의 단자 및 센서 접속부의 용접 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 19는 콘덴서의 단부 및 전자 부품 접속부의 용접 전의 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 일실시형태에 관하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 의한 브러시리스 모터(1)의 측면 단면도이다. 도 1에 나타낸 브러시리스 모터(1)는 하우징(11), 고정자 코어(12), 코일(13), 축(14), 회전자(15), 센서 마그네트(16), 및 버스 바 유닛(20)을 구비한다. 브러시리스 모터(1)는 예를 들면 차량에 탑재되는 트랜스미션의 기어 셀렉트, 또는 클러치의 구동에 사용된다. 브러시리스 모터(1)는 ECU 등의 제어 장치(도시 생략)를 통하여 배터리 등의 전원 장치(도시 생략)로부터 공급되는 전류에 의해 구동된다.

또한, 브러시리스 모터(1)는 탑재 기기에 따라 장착 상태가 다르고, 여러 가지 방향으로 배치된다. 따라서, 브러시리스 모터(1)에는 절대적인 상하 방향은 존재하지 않는다. 그러나, 이하의 설명에 있어서 편의적으로 도 1의 도면 상의 상하 방향이 브러시리스 모터(1)의 상하 방향인 것으로 하여 설명한다.

하우징(11)은 브러시리스 모터(1)의 회전축(J1)을 중심으로 한 대략 원통형이며 내주면에 고정자 코어(12)가 고정되어 있다. 고정자 코어(12)는 코어 백부(12a) 및 복수개의 톱니부(12b)을 구비한다. 코어 백부(12a)는 회전축(J1)을 중심으로 한 대략 환상으로 구성된다. 각 톱니부(12b)는 코어 백부(12a)로부터 회전축(J1)을 향해서 방사상으로 배치된다. 또한, 각 톱니부(12b)에는 도전선(130)이 권회됨으로써 코일(13)이 형성된다.

또한, 하우징(11)의 상부와 버스 바 유닛(20)의 하부에 있어서 볼 베어링(17A,17B)이 각각 유지되어 있다. 회전축(J1)을 축심으로 하는 축(14)은 볼 베어링(17A,17B)에 의해 회전가능하게 유지된다.

회전자(15)는 회전자 마그네트(151) 및 회전자 코어(152)를 구비하며 축(14)과 일체로 회전한다. 회전자 마그네트(151)는 축(14)에 고정된 회전자 코어(152)의 외주면에 고정된다. 센서 마그네트(16)는 회전자(15)의 하측에 배치되며 축(14)에 고정된 센서 요크(18)에 의해 유지되어 있다.

버스 바 유닛(20)은 고정자 코어(12)의 하측을 덮도록 배치된다. 버스 바 유닛(20)은 코일(13)에 전류를 공급하기 위한 배선 장치이다. 또한, 버스 바 유닛(20)은 센서 마그네트(16)의 직경 방향 외측에 대향하도록 하여 복수개의 홀 IC(61)를 유지하고 있다.

상술한 구성을 갖는 브러시리스 모터(1)에 있어서 회전자 마그네트(151)의 회전 위치에 따른 전류가 전원 장치로부터 제어 장치를 통하여 코일(13)에 공급된다. 코일(13)이 통전됨에 따라 자장이 발생되어 회전자 마그네트(151)가 회전된다. 이와 같이 하여 브러시리스 모터(1)는 회전 구동력을 얻는다.

도 2는 버스 바 유닛(20)의 상면도이다. 즉, 도 2는 버스 바 유닛(20)을 고정자 코어(12)측으로부터 본 도면이다. 도 3은 버스 바 유닛(20)의 저면도이다. 도 4는 버스 바 유닛(20)을 구성하는 각 버스 바의 배치를 나타내는 도면이다. 또한, 도 4에 있어서 버스 바 홀더(21)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 4에 있어서 코일 접속 버스 바(31,32,33)가 배치되어 있는 측이 상측[고정자 코어(12)측]이고, 센서 접속 버스 바(45)가 배치되어 있는 측이 하측이다.

도 2~4에 나타낸 바와 같이, 버스 바 유닛(20)은 버스 바 홀더(21), 복수개의 홀 IC(61), 복수개의 코일 접속 버스 바, 복수개의 센서 접속 버스 바, 및 복수개의 전자 부품으로 구성된다. 버스 바 홀더(21)는 절연성 재료로 형성되어 있고 버스 바 홀더 본체부(211) 및 커넥터부(212)를 구비한다. 버스 바 홀더 본체부(211)는 평면으로 볼 때에 대략 원 형상을 갖는다. 커넥터부(212)는 버스 바 홀더 본체부(211)의 직경 방향 외측에 형성된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 각 홀 IC(61)는 버스 바 홀더 본체부(211)의 상면부(23)에 배치되며 센서 마그네트(16)의 위치에 따른 홀 신호를 출력한다. 각 홀 IC(61)는 전원 입력용 전원 단자(61a), 접지용 접지 단자(61b), 및 홀 신호를 출력하는 출력 단자(61c)를 갖는다.

또한, 도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 복수개의 코일 접속 버스 바 및 복수개의 센서 접속 버스 바는 버스 바 홀더(21)에 의해 지지된다.

코일 접속 버스 바(31,32,33)는 코일(13)에 3상의 전류를 공급하기 위한 도전성 부재이다. 센서 접속 버스 바(41,42,43,46,51,52,53)는 각 홀 IC(61)가 출력하는 홀 신호를 제어 장치에 출력하기 위해 사용되는 도전성 부재이다. 센서 접속 버스 바(44)는 각 홀 IC(61)로의 전원의 공급에 사용되는 도전성 부재이다. 센서 접속 버스 바(45)는 각 홀 IC(61)의 접지에 사용되는 도전성 부재이다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 복수개의 전자 부품으로서 복수개의 저항(71) 및 복수개의 콘덴서(72)가 버스 바 홀더 본체부(211)의 저면부(22)에 배치된다. 이에 따라, 코일(13)로부터 발생되는 열에 의해 복수개의 저항(71) 및 복수개의 콘덴서(72)의 특성이 변화되는 것을 억제할 수 있다.

복수개의 센서 접속 버스 바, 복수개의 저항(71), 및 복수개의 콘덴서(72)가 홀 IC 회로를 구성한다. 홀 IC 회로는 각 홀 IC(61)에 전원을 공급하여 각 홀 IC(61)가 출력하는 홀 신호를 제어 장치에 출력하는 회로이다. 홀 IC 회로는 버스 바 유닛(20)에 배치되는 홀 IC(61)의 수에 대응하여 형성된다. 이와 같이, 버스 바 홀더 본체부(211)에 홀 IC 회로를 형성함으로써 회로 기판을 배치하는 공간을 설치할 필요가 없으므로 버스 바 유닛(20)을 소형화할 수 있다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 코일 접속 버스 바(31)와 센서 접속 버스 바(44,45)가 축 방향으로 서로 겹치도록 배치되고, 코일 접속 버스 바(33)와 센서 접속 버스 바(44,45)가 축 방향으로 서로 겹치도록 배치되어 있다. 이에 따라, 버스 바 유닛(20)의 직경 방향의 치수를 작게 할 수 있다.

도 5는 버스 바 홀더(21)의 상면도이다. 도 6은 도 5에 나타낸 버스 바 홀더(21)의 화살표 A-A 단면도이다. 도 7은 도 5에 나타낸 화살표 B 방향으로 바라본 버스 바 홀더(21)의 측면도이다.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 코일 접속 버스 바(31,32,33) 및 센서 접속 버스 바(41,42,43,44,45)는 일부가 버스 바 홀더(21)에 매립되어 있다. 버스 바 홀더(21), 코일 접속 버스 바(31,32,33) 및 센서 접속 버스 바(41,42,43,44,45)는 인서트 성형에 의해 일체로 성형된다.

버스 바 홀더 본체부(211)에는 회전축(J1)을 중심으로 한 대략 원형의 중심 구멍(241)이 형성되어 있다. 중심 구멍(241)에는 축(14)이 삽입된다. 버스 바 홀더 본체부(211)의 저면부(22)에는 중심 구멍(241)을 둘러싸도록 하여 베어링 홀더(242)가 형성되어 있다. 베어링 홀더(242)는 버스 바 홀더 본체부(211)의 하측으로 개구된 구멍이며 볼 베어링(17B)이 수납된다.

버스 바 홀더 본체부(211)의 상측에는 개구 구멍(243)이 형성되어 있고, 개구 구멍(243)의 저면이 버스 바 홀더 본체부(211)의 상면부(23)가 된다. 상면부(23)에는 각 홀 IC(61)를 수납하는 복수개의 센서 홀더가 형성된다. 각 센서 홀더(244)는 센서 마그네트(16)에 대하여 직경 방향 외측에 대향하는 위치에 형성된다. 즉, 각 홀 IC(61)가 센서 마그네트(16)에 대하여 직경 방향의 외측에 간극을 통하여 대향하는 위치에 배치된다. 이 때문에, 버스 바 유닛(20)의 축 방향의 치수를 억제할 수 있다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 버스 바 홀더 본체부(211)에는 중심 구멍(241) 이외에 저면부(22)와 상면부(23)를 축 방향으로 관통하는 구멍이 복수개 형성되어 있다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 커넥터부(212)는 직경 방향 외측이 개구된 대략 통형의 형상이다. 커넥터부(212)에 있어서 코일 접속 버스 바(31,32,33)의 단자부(312,322,332)와 센서 접속 버스 바(41,42,43,44,45)의 단자부(412,422,432, 442,452)가 버스 바 홀더 본체부(211)로부터 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 각 단자부는 브러시리스 모터(1)의 외부에 배치되는 제어 장치에 접속하기 위한 커넥터 핀으로서 기능한다. 이와 같이, 버스 바 홀더 본체부(211)와 커넥터부(212)를 일체로 형성하여 버스 바 홀더(21)를 구성함으로써 부품점수를 삭감할 수 있다.

도 8은 코일 접속 버스 바(31,32,33)의 저면도이다. 즉, 도 8은 도 3에 나타낸 버스 바 유닛(20)의 저면도로부터 코일 접속 버스 바(31,32,33)를 추출한 도면이다.

코일 접속 버스 바(31)에는 대략 원호 형상의 기부(311)의 직경 방향 외측으로 단자부(312)가 연장되고 기부(311)의 직경 방향 내측으로 도전선 접속부(313)와 위치 결정부(314)가 형성된다. 코일 접속 버스 바(32)는 대략 직선상의 형상이다. 코일 접속 버스 바(32)에는 기부(321)의 직경 방향 외측으로 단자부(322)가 연장되고 기부(321)의 직경 방향 내측으로 도전선 접속부(323)가 형성된다. 코일 접속 버스 바(33)에는 대략 원호 형상의 기부(331)의 직경 방향 외측으로 단자부(332)가 연장되고 기부(331)의 직경 방향 내측으로 도전선 접속부(333)와 위치 결정부(334)가 형성된다. 기부(311,321,331)는 버스 바 홀더 본체부(211)의 내부에 매립되어 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 도전선 접속부(313,323,333)는 기부(311,321,331)로부터 직경 방향 내측으로 연장된 후, 하측으로 굴곡되어 있다. 도전선 접속부(313,323,333)에는 축 방향을 따라 연장되는 홈이 형성되어 있다. 또한, 도 2, 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 도전선 접속부(313,323,333)는 관통 구멍(261,262,263)의 내주면으로부터 직경 방향 내측으로 각각 돌출되어 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 도전선 접속부(313,323,333)에는 코일(13)을 형성하는 2개의 도전선(130,130)의 각 단부가 각각 접속된다. 이것은 모터(1)에 있어서 코일(13)이 델타 결선되어 있기 때문이다.

도 9는 코일 접속 버스 바(32)의 사시도이다. 도전선 접속부(323)는 대략 U자 형상을 구성하는 측벽부(323a,323b,323c)를 갖는다. 도전선 접속부(313)는 도전선 접속부(323)와 마찬가지로 측벽부(313a,313b,313c)를 갖고, 도전선 접속부(333)는 측벽부(333a,333b,333c)를 갖는다.

또한, 위치 결정부(314,334)는 축 방향과 대략 수직인 평판 형상이다. 위치 결정부(314,334)의 위치와 관통 구멍(281,282)의 위치가 대응하고 있다. 즉, 위치 결정부(314,334)가 관통 구멍(281,282)에 의해 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 또한, 코일 접속 버스 바(32)에 있어서 위치 결정부(314,334)에 대응하는 구성은 연장부(324)이다. 연장부(324)는 기부(321)로부터 직경 방향 내측으로 연장된 부위이며 도전선 접속부(323)를 구성한다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 연장부(324)는 관통 구멍(262)에 있어서 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 위치 결정부(314), 연장부(324), 위치 결정부(334)는 인서트 성형시에 코일 접속 버스 바(31,32,33)의 위치를 고정하기 위해서 사용된다.

또한, 코일 접속 버스 바(32)에 있어서 기부(321)의 대략 중심에 관통 구멍(325)이 형성되어 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(325)의 위치는 관통 구멍(285)의 위치와 대응하고 있다. 관통 구멍(325)은 인서트 성형시에 센서 접속 버스 바(43)를 고정하기 위해서 사용된다.

도 10은 센서 접속 버스 바(41,42,43)의 저면도이다. 즉, 도 10은 도 3에 나타낸 버스 바 유닛(20)의 저면도로부터 센서 접속 버스 바(41,42,43)를 추출한 도면이다.

센서 접속 버스 바(41)는 단자부(412)와 전자 부품 접속부(413)를 갖는다. 센서 접속 버스 바(42)는 단자부(422)와 전자 부품 접속부(423)를 갖는다. 센서 접속 버스 바(43)는 단자부(432)와 전자 부품 접속부(433)를 갖는다.

단자부(412,422,432)는 전자 부품 접속부(413,423,433)로부터 직경 방향 외측으로 연장된다. 전자 부품 접속부(413,423,433)에는 축 방향과 대략 수직인 평면부(413a,423a,433a)로부터 하측으로 돌출된 돌기부(413b,423b,433b)가 형성되어 있다.

전자 부품 접속부(413,423,433)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 버스 바 홀더 본체부(211)의 저면부(22)에 배치되어 버스 바 홀더(21)의 하측으로 노출되어 있다. 또한, 전자 부품 접속부(413,423,433)의 위치와 관통 구멍(283,284,285)이 형성되는 위치가 대응하고 있다. 즉, 전자 부품 접속부(413,423,433)의 일부가 버스 바 홀더(21)의 축 방향의 상측으로 노출되어 있다. 또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전자 부품 접속부(433)는 관통 구멍(285)의 위치와 코일 접속 버스 바(32)의 관통 구멍(325)의 위치가 대응됨으로써 버스 바 홀더(21)의 축 방향의 상측으로 노출되어 있다. 전자 부품 접속부(413,423,433)는 인서트 성형시에 센서 접속 버스 바(41,42,43)를 고정하기 위한 위치 결정부로서 사용된다.

전자 부품 접속부(413)는 저항(71) 및 콘덴서(72)와 돌기부(413b)에 의해 접속된다. 마찬가지로, 전자 부품 접속부(423)는 저항(71) 및 콘덴서(72)와 돌기부(423b)에 의해 접속된다. 전자 부품 접속부(433)는 센서 접속 버스 바(46)의 전자 부품 접속부(463)와 돌기부(433b)에 의해 접속된다.

도 11은 센서 접속 버스 바(44)의 사시도이다. 센서 접속 버스 바(44)는 버스 바 홀더 본체부(211)의 형상에 맞춘 대략 원호 형상이다. 단자부(442)가 원호부(441)로부터 직경 방향 외측으로 연장되어 있다.

전자 부품 접속부(443,444,445)가 원호부(441)의 직경 방향 내측 또한 하측으로 돌출된다. 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 전자 부품 접속부(443, 444,445)는 관통 구멍(251,252,261)의 내주면으로부터 직경 방향 내측으로 돌출되어 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 전자 부품 접속부(443, 444,445)는 저항(71)과 각각 접속된다.

센서 접속부(446,447,448)가 원호부(441)의 직경 방향 내측 또한 상측으로 돌출된다. 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 센서 접속부(446,447,448)는 관통 구멍(251,252,253)의 내주면으로부터 직경 방향 내측으로 돌출되어 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 센서 접속부(446,447,448)에는 축 방향 상측으로 돌출된 돌기부(446b,447b,448b)가 형성된다. 돌기부(446b,447b,448b)가 전원 단자(61a)와 각각 접속된다.

또한, 원호부(441)의 직경 방향 내측에 축 방향과 대략 수직인 평판 형상의 위치 결정부(449,449)가 형성되어 있다. 위치 결정부(449,449)의 위치는 관통 구멍(286,286)(도 2 및 도 5 참조)의 위치와 대응한다. 즉, 위치 결정부(449,449)가 관통 구멍(286,286)에 의해 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다.

도 12는 센서 접속 버스 바(45)의 사시도이다. 센서 접속 버스 바(45)는 버스 바 홀더 본체부(211)의 형상에 맞춘 대략 원호 형상이다. 단자부(452)가 원호부(451)로부터 직경 방향 외측으로 연장되어 있다.

전자 부품 접속부(453,454,455)가 원호부(451)의 직경 방향 내측 또한 하측으로 돌출된다. 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 전자 부품 접속부(453, 454,455)는 관통 구멍(262,262,263)의 내주면으로부터 돌출되어 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 전자 부품 접속부(453,454,455)는 콘덴서(72)와 각각 접속된다.

센서 접속부(456,457,458)가 원호부(451)의 직경 방향 내측 또한 상측으로 돌출된다. 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 센서 접속부(456,457,458)는 관통 구멍(251,252,253)의 내주면으로부터 직경 방향 내측으로 돌출되어 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 센서 접속부(456,457,458)에는 축 방향 상측으로 돌출된 돌기부(456b,457b,458b)가 형성된다. 돌기부(456b,457b,458b)는 접지 단자(61b)와 각각 접속된다.

또한, 원호부(451)의 직경 방향 내측에 축 방향과 대략 수직인 평판 형상의 위치 결정부(459,459,459)가 형성되어 있다. 위치 결정부(459,459,459)의 위치는 관통 구멍(287,287,287)(도 2 및 도 5참조)의 위치에 대응한다. 즉, 위치 결정부(459,459,459)는 관통 구멍(287,287,287)에 의해 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다.

도 13은 센서 접속 버스 바(51)의 사시도이다. 도 14는 센서 접속 버스 바(52)의 사시도이다. 도 15는 센서 접속 버스 바(53)의 사시도이다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 센서 접속 버스 바(51)는 전자 부품 접속부(513)와 센서 접속부(516)를 갖는다. 전자 부품 접속부(513)는 관통 구멍(251)(도 5 참조)에 상측으로부터 삽입된다. 이 때문에, 전자 부품 접속부(513)의 선단(513a)은 저면부(22)로 돌출되어 2개의 저항(71)에 접속된다. 센서 접속부(516)에는 평면부(516a)로부터 상측으로 돌출된 돌기부(516b)가 형성되어 있다. 돌기부(516b)는 출력 단자(61c)에 접속된다.

마찬가지로, 도 14에 나타낸 센서 접속 버스 바(52)에 있어서 전자 부품 접속부(523)는 관통 구멍(272)(도 5 참조)에 상측으로부터 삽입된다. 저면부(22)측으로 돌출된 전자 부품 접속부(523)의 선단(523a)은 2개의 저항(71)에 접속된다. 센서 접속부(526)에는 평면부(526a)로부터 상측으로 돌출된 돌기부(526b)가 형성되어 있다. 돌기부(526b)는 출력 단자(61c)에 접속된다.

도 15에 나타낸 센서 접속 버스 바(53)에 있어서 전자 부품 접속부(533)는 관통 구멍(273)(도 5 참조)에 상측으로부터 삽입된다. 저면부(22)측으로 돌출된 전자 부품 접속부(533)의 선단(533a)은 2개의 저항(71)에 접속된다. 센서 접속부(536)에는 평면부(536a)로부터 상측으로 돌출된 돌기부(536b)가 형성되어 있다. 돌기부(536b)는 출력 단자(61c)에 접속된다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 센서 접속 버스 바(46)는 대략 원호 형상의 도전성 부재이다. 센서 접속 버스 바(46)는 중심 구멍(241)을 사이에 두고 반대측에 위치하는 센서 접속 버스 바(43)와 저항(71) 및 콘덴서(72)를 접속하는 연장 케이블로서 사용된다. 센서 접속 버스 바(46)의 일단은 전자 부품 접속부(463)이며 센서 접속 버스 바(43)에 접속된다. 센서 접속 버스 바(46)의 타단은 전자 부품 접속부(464)이며 관통 구멍(253)에 있어서 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 전자 부품 접속부(464)는 저항(71) 및 콘덴서(72)와 접속된다.

또한, 도 4를 이용하여 설명한 바와 같이, 코일 접속 버스 바(31)와 센서 접속 버스 바(44,45)는 축 방향으로 서로 겹치는 위치에 배치되어 있다. 그러나, 위치 결정부(314,449,459)는 축 방향으로 서로 겹치지 않는 위치에 형성된다. 마찬가지로, 코일 접속 버스 바(33)와 센서 접속 버스 바(44,45)는 축 방향으로 서로 겹치는 위치에 배치되어 있다. 그러나, 위치 결정부(334,449,459)는 축 방향으로 서로 겹치지 않는 위치에 형성된다.

이와 같은 구성의 버스 바 유닛(20)이 ECU 등의 제어 장치(도시 생략)를 통하여 전원 장치에 접속된다. 구체적으로는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 단자부(312,322,332,412,422,432,442,452)가 각각 리드선을 통하여 제어 장치에 접속된다. 여기서, 코일 접속 버스 바(31,32,33)는 U상, V상, W상 중 어느 하나에 대응하고 있다. 이에 따라, 각 홀 IC(61)로부터 출력되는 홀 신호에 따른 3상의 전류가 코일 접속 버스 바(31,32,33)를 통하여 각 코일(13)에 공급된다.

이하, 버스 바 유닛(20)의 조립에 관하여 설명한다. 우선, 버스 바 홀더(21), 코일 접속 버스 바(31,32,33), 및 센서 접속 버스 바(41,42,43,44,45)가 인서트 성형에 의해 일체로 성형된다.

구체적으로는, 버스 바 홀더(21)의 금형의 내부에 코일 접속 버스 바(31,32,33)와 센서 접속 버스 바(41,42,43,44,45)가 도 4에 나타낸 상태로 배치된다. 즉, 코일 접속 버스 바(31,32,33)는 위치 결정부(314), 연장부(324), 위치 결정부(334)에 지그(도시 생략)가 축 방향 양측으로부터 접촉됨으로써 고정된다. 센서 접속 버스 바(41,42,43)는 전자 부품 접속부(413,423,433)에 지그가 축 방향 양측으로 접촉됨으로써 고정된다. 또한, 전자 부품 접속부(433)에 상측으로부터 접촉되는 지그는 코일 접속 버스 바(32)에 형성된 관통 구멍(325)(도 9 참조)을 통과하여 전자 부품 접속부(433)에 접촉된다. 센서 접속 버스 바(44,45)는 위치 결정부(449,459)에 지그가 축 방향 양측으로부터 접촉됨으로써 고정된다.

그 후, 버스 바 홀더(21)의 금형에 수지 재료가 유입된다. 수지 재료가 굳어진 후에 각 버스 바를 지지하고 있었던 지그가 버스 바 홀더(21)로부터 뽑힘으로써 관통 구멍(281,282,283,284,285,286,287)이 형성된다. 이와 같이 하여 버스 바 홀더(21)가 형성된다.

이어서, 센서 접속 버스 바(51,52,53)가 버스 바 홀더(21)에 장착된다. 구체적으로는, 전자 부품 접속부(513,523,533)가 상면부(23)측으로부터 관통 구멍(251, 272,273)에 삽입된다. 또한, 상면부(23)에 형성된 돌기부(225)가 센서 접속 버스 바(51,52,53)의 구멍에 삽입된다. 돌기부(225)가 가열되어 눌려 찌부러지는 열 용착에 의해 센서 접속 버스 바(51,52,53)가 버스 바 홀더(21)에 고정된다.

이어서, 코일(13)을 형성하는 도전선(130,130)의 각 단부가 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접에 의해 도전선 접속부(313,323,333)에 접속된다.

여기서, 도전선 접속부(323)와 도전선(130,130)의 각 단부의 용접을 예로 하여 설명한다. 도 16은 도전선 접속부(323) 및 도전선(130,130)의 각 단부의 용접 전의 상태를 나타내는 도면이다. 도 17은 도전선 접속부(323) 및 도전선(130,130)의 각 단부의 용접 후의 상태를 나타내는 도면이다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 도전선 접속부(323)에 도전선(130,130)이 버스 바 홀더(21)의 상측으로부터 삽입된 상태에서 측벽부(323a,323c)가 도전선(130, 130)을 둘러싸도록 절곡된다. 이에 따라, 측벽부(323a,323b,323c)와 도전선(130, 130)의 각 단부가 접촉된다.

그 후, TIG 용접용 텅스텐 전극과 어스 전극이 버스 바 홀더(21)의 하측으로부터 관통 구멍(262)에 삽입된다. 텅스텐 전극은 도전선(130,130)의 각 단부의 하측에 위치한다. 어스 전극은 연장부(324)에 접촉된다. 텅스텐 전극과 도전선(130,130)의 각 단부 사이에 아크가 발생됨으로써 도전선(130,130)의 각 단부가 용융되고, 그 다음으로 측벽부(323a,323b,323c)가 용융된다. 이에 따라, 도전선 접속부(323)와 도전선(130,130)의 각 단부가 용접된다.

이 결과, 도전선 접속부(323)와 도전선(130,130)의 각 단부는 도 17에 나타낸 바와 같은 상태가 된다. 도전선 접속부(323)가 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있으므로 도전선(130,130)의 삽입 방향과 텅스텐 전극 및 어스 전극의 삽입 방향을 반대로 할 수 있다. 따라서, 도전선(130,130)과 텅스텐 전극(74) 및 어스 전극(75)이 용접시에 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 측벽부(323a,323c)를 내측으로 절곡함으로써 도전선 접속부(323)와 도전선(130,130)의 접촉 면적을 억제할 수 있다. 따라서, 도전선 접속부(323)를 용융시키는 면적을 억제할 수 있으므로 도전선 접속부(323)와 도전선(130,130)의 각 단부의 용접을 용이하게 행할 수 있다. 마찬가지로, 도전선 접속부(313,333)와 도전선(130,130)의 각 단부가 TIG 용접에 의해 접속된다.

또한, 도전선 접속부(323)와 도전선(130,130)의 각 단부를 저항 용접에 의해 접속시켜도 좋다. 예를 들면, 저항 용접용의 2개의 전극을 측벽부(323a)와 도전선(130)의 단부에 각각 접촉시킴으로써 측벽부(323a)와 도전선(130)의 단부를 용접할 수 있다. 측벽부(323b,323c)와 도전선(130)의 단부를 저항 용접하는 경우도 마찬가지이다.

이어서, 복수개의 센서 홀더(244) 각각에 홀 IC(61)을 배치한다. 각 센서 접속부의 돌기부와 홀 IC(61)의 단자가 저항 용접에 의해 접속된다. 도 18은 센서 접속부(458)와 접지 단자(61b)의 용접시의 전극(74,75)의 배치를 나타내는 도면이다. 또한, 도 18은 도 6에 나타낸 영역(C)에 대응하는 도면이다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 전극(74)이 하측으로부터 관통 구멍(253)을 통과하여 돌기부(458b)에 접촉되고, 전극(75)이 상측으로부터 관통 구멍(253)을 통과하여 접지 단자(61b)에 접촉된다. 돌기부(458b)와 접지 단자(61b) 사이에 전류가 흐름으로써 돌기부(458b)와 접지 단자(61b)가 용접된다. 마찬가지로, 각 센서 접속부와 각 홀 IC의 단자가 용접된다. 또한, 각 센서 접속부와 각 홀 IC의 용접에 저항 용접이 아니라 TIG 용접을 이용해도 된다.

이와 같이, 센서 접속부(458)가 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있으므로 전극(74)의 삽입 방향과 전극(75)의 삽입 방향을 반대로 할 수 있다. 즉, 센서 접속부(458)와 접속 단자(61b)를 통한 전극(74)과 전극(75) 거리를 짧게 할 수 있으므로 용접시의 전류 경로를 짧게 할 수 있다. 또한, 센서 접속부(458)에 돌기부(458b)를 형성함으로써 센서 접속부(458)와 접지 단자(61b)의 접촉 면적을 억제할 수 있다. 따라서, 용접 작업을 효율적으로 행할 수 있다.

이어서, 센서 접속 버스 바(46), 복수개의 저항(71), 및 복수개의 콘덴서(72)를 버스 바 홀더 본체부(211)의 저면부(22)에 배치한다. 그 후, 전자 부품 접속부와 저항(71) 및 콘덴서(72)가 저항 용접에 의해 접속된다. 이와 같이 하여 버스 바 유닛(20)이 조립된다.

도 19는 전자 부품 접속부(413) 및 콘덴서(72)의 단부의 용접 전의 상태를 나타내는 도면이다. 또한, 도 19는 전자 부품 접속부(413)의 직경 방향의 단면도이며, 도 6에 나타낸 영역(D)에 대응한다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 콘덴서(72)의 단부 및 전자 부품 접속부(413)에는 하측으로부터 전극(74,75)이 접촉된다. 콘덴서(72)의 단부와 전자 부품 접속부(413) 사이에 전류가 흐름으로써 콘덴서(72)의 단부와 전자 부품 접속부(413)의 돌기부(413b)가 용접된다. 이와 같이, 전자 부품 접속부(413)에 돌기부(413b)를 형성함으로써 전자 부품 접속부(413)와 콘덴서(72)의 단부의 접촉 면적을 억제할 수 있다. 따라서, 효율적인 용접 작업이 가능해진다. 마찬가지로, 전자 부품 접속부(413)와 저항(71)이 용접된다. 또한, 전자 부품 접속부(423)와 저항(71) 및 콘덴서(72)가 용접된다. 전자 부품 접속부(433)와 전자 부품 접속부(463)가 용접된다.

또한, 상술한 바와 같이, 전자 부품 접속부(443,444,445,453,454,455,464)는 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 그 때문에, 이들 전자 부품 접속부(443,444,445,453,454,455,464)와 저항(71) 또는 콘덴서(72)의 용접은 센서 접속부(458)와 접지 단자(61b)의 용접과 마찬가지로 하여 행해진다. 따라서, 전자 부품 접속부와 전자 부품을 통한 전극(74)과 전극(75)의 거리를 짧게 할 수 있으므로 용접 작업을 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 각 센서 접속부와 각 홀 IC(61)의 용접에 저항 용접이 아닌 TIG 용접을 이용하여도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 브러시리스 모터(1)에 있어서 버스 바 홀더(21)에는 볼 베어링(17B), 복수개의 홀 IC(61)가 수납됨과 아울러, 커넥터부(212), 홀 IC 회로가 형성된다. 이와 같이 하여 버스 바 유닛(20)에 여러 가지 기능을 집약함으로써 브러시리스 모터(1)를 조립할 때의 부품점수를 삭감할 수 있고 용이하게 브러시리스 모터(1)를 조립할 수 있다.

또한, 코일 접속 버스 바(31)와 센서 접속 버스 바(44,45)를 축 방향으로 서로 겹치도록 하고, 코일 접속 버스 바(33)와 센서 접속 버스 바(44,45)를 축 방향으로 서로 겹치도록 하여 배치하고 있다. 이에 따라, 버스 바 유닛(20)의 직경 방향의 치수를 억제할 수 있으므로 브러시리스 모터(1)를 소형화할 수 있다.

또한, 코일 접속 버스 바(31,32,33)의 도전선 접속부(313,323,333)는 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 이 때문에, 도전선 접속부와 도전선의 단부의 용접시에 있어서 효율적인 용접 작업이 가능해진다. 또한, 센서 접속 버스 바(44,45,46)의 전자 부품 접속부 및 센서 접속부와 센서 접속 버스 바(51,52,53)의 센서 접속부는 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있다. 이에 따라, 센서 접속부와 홀 IC의 단자의 용접시, 및 전자 부품 접속부와 저항 또는 콘덴서의 용접시에 있어서 효율적인 용접 작업이 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 있어서 코일 접속 버스 바(31,33)에 형성되는 위치 결정부(314,334)의 수가 1개인 예에 관하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 코일 접속 버스 바(31,33)의 형상, 크기에 따라 위치 결정부(314,334)의 수를 변경하여도 좋다. 또한, 코일 접속 버스 바(32)에 위치 결정부를 형성하여도 좋다.

마찬가지로, 센서 접속 버스 바(44,45)에 있어서 위치 결정부(449,459)의 수를 센서 접속 버스 바(44,45)의 형상 및 크기 등에 따라 변경하여도 좋다. 또한, 센서 접속 버스 바(41,42,43)에 위치 결정부를 형성하여도 좋다.

또한, 본 실시형태에 있어서 센서 접속부(446,447,448,456,457,458)가 버스 바 홀더(21)의 축 방향 양측으로 노출되어 있는 예에 관하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 센서 접속부(446,447,448,456,457,458)의 위치에 축 방향의 한쪽으로 개구된 구멍을 형성함으로써 센서 접속부(446,447,448,456,457,458)가 축 방향의 한쪽으로 노출되어도 좋다. 마찬가지로, 전자 부품 접속부(443,444,445,453, 454,455,463,464)이 축 방향의 한쪽으로 노출되어도 좋다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 U상, V상 및 W상 중 어느 하나에 대응하는 코일 접속 버스 바가 3개인 경우를 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 그러나, 브러시리스 모터의 상(相) 수, 슬롯 수에 따라 코일(13)의 수도 변하므로 그에 따라 본 실시형태에 의한 코일 접속 버스 바 또는 도전선 접속부의 수를 변경하여도 좋다.

1: 브러시리스 모터 12: 고정자 코어
12b: 톱니부 13: 코일
20: 버스 바 유닛 21: 버스 바 홀더
31,32,33: 코일 접속 버스 바
41,42,43,44,45,46,51,52,53: 센서 접속 버스 바
242: 베어링 홀더

Claims

회전축을 중심으로 회전하는 회전자,
복수개의 톱니를 갖는 고정자 코어,
각 톱니에 도전선이 감겨져 형성된 복수개의 코일, 및
각 코일에 구동 전류를 공급하기 위한 버스 바 유닛을 구비하고:
상기 버스 바 유닛은,
상기 도전선의 단부와 접속되는 도전선 접속부를 포함하는 복수개의 코일 접속 버스 바, 및
상기 복수개의 코일 접속 버스 바를 지지하고 절연성 재료로 형성된 버스 바 홀더를 포함하며;
상기 버스 바 홀더에는 상기 회전자와 일체로 회전하는 축을 회전가능하게 유지하는 베어링을 수납하는 베어링 홀더가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 버스 바 홀더는 축 방향에 관하여 상기 고정자 코어의 일단측에 배치되고;
상기 베어링 홀더는 상기 버스 바 홀더가 상기 고정자 코어에 대향하는 면과 반대측의 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 복수개의 코일 접속 버스 바와 상기 버스 바 홀더가 일체로 성형되어 있고;
각 코일 접속 버스 바는 상기 복수개의 코일 접속 버스 바와 상기 버스 바 홀더가 일체로 성형될 때에 각 코일 접속 버스 바의 위치 결정에 사용되는 지그가 접촉되는 제 1 위치 결정부를 포함하며;
상기 버스 바 홀더에는 상기 제 1 위치 결정부에 대응하는 위치에 축 방향으로 관통되는 제 1 관통 구멍이 형성되어 있고;
상기 제 1 위치 결정부가 상기 제 1 관통 구멍에 의해 상기 축 방향 양측으로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 3 항에 있어서,
상기 버스 바 홀더에는 상기 버스 바 홀더를 상기 축 방향으로 관통하여 상기 도전선 접속부를 상기 축 방향 양측으로 노출시키기 위한 제 1 노출 구멍이 상기 도전선 접속부에 대응하는 위치에 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 3 항에 있어서,
상기 도전선 접속부는 상기 제 1 관통 구멍에 의해 상기 축 방향 양측으로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 버스 바 홀더에는 상기 회전자의 회전 위치를 검출하기 위한 복수개의 센서를 각각 수납하는 복수개의 센서 수납부가 형성되어 있고;
상기 버스 바 유닛은 각 센서 홀더에 수납된 센서에 대하여 전기 신호를 입출력하기 위한 복수개의 센서 접속 버스 바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제 6 항에 있어서,
각 센서 홀더에 수납되는 센서는 상기 회전자와 일체로 회전하는 센서 마그네트에 대하여 간극을 통하여 직경 방향 외측에 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 6 항에 있어서,
상기 복수개의 센서 접속 버스 바 중 1개 이상의 센서 접속 버스 바와 상기 버스 바 홀더가 일체로 성형되어 있고;
상기 1개 이상의 센서 접속 버스 바는 상기 1개 이상의 센서 접속 버스 바와 상기 버스 바 홀더가 일체로 성형될 때에 상기 1개 이상의 센서 접속 버스 바의 위치 결정에 사용되는 지그가 접촉되는 제 2 위치 결정부를 포함하며;
상기 버스 바 홀더에는 상기 제 2 위치 결정부에 대응하는 위치에 상기 축 방향으로 관통되는 제 2 관통 구멍이 형성되어 있고;
상기 제 2 위치 결정부가 상기 제 2 관통 구멍에 의해 상기 축 방향 양측으로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 6 항에 있어서,
상기 복수개의 센서 접속 버스 바 중 1개 이상의 센서 접속 버스 바는 각 센서의 단자와 직접 접속하는 센서 접속부를 포함하고,
상기 버스 바 홀더에는 상기 버스 바 홀더를 상기 축 방향으로 관통하여 상기 센서 접속부를 상기 축 방향 양측으로 노출시키기 위한 제 2 노출 구멍이 상기 센서 접속부에 대응하는 위치에 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 6 항에 있어서,
상기 복수개의 센서 접속 버스 바 중 1개 이상의 센서 접속 버스 바는 각 센서의 단자와 직접 접속하는 센서 접속부를 포함하고;
상기 버스 바 홀더에는 상기 센서 접속부를 상기 축 방향의 한쪽으로 노출시키기 위한 개구 구멍이 상기 센서 접속부에 대응하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 6 항에 있어서,
상기 복수개의 센서 접속 버스 바 중 2개 이상의 센서 접속 버스 바는 상기축 방향으로 서로 겹치는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 6 항에 있어서,
상기 복수개의 코일 접속 버스 바 중 1개 이상의 코일 접속 버스 바와 상기복수개의 센서 접속 버스 바 중 1개 이상의 센서 접속 버스 바는 상기 축 방향으로 서로 겹치는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 6 항에 있어서,
상기 버스 바 유닛은 상기 복수개의 센서와는 다른 전자 부품을 더 포함하고;
상기 다른 전자 부품은 상기 버스 바 홀더가 상기 고정자 코어와 대향하는 측과 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 8 항에 있어서,
상기 버스 바 유닛은 상기 버스 바 홀더의 직경 방향의 외측에 상기 버스 바 홀더와 일체로 형성되어 상기 도전선 접속부와 전기적으로 접속하는 제 1 커넥터 핀, 및 각 센서의 단자 또는 전자 부품 중 적어도 어느 한쪽에 전기적으로 접속하는 제 2 커넥터 핀을 포함하는 커넥터부를 더 포함하고;
상기 제 1 커넥터 핀은 상기 복수개의 코일 접속 버스 바 중 어느 하나의 코일 접속 버스 바의 단부이며;
상기 제 2 커넥터 핀은 상기 버스 바 홀더와 일체로 성형되는 센서 접속 버스 바의 단부인 것을 특징으로 하는 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
차량의 트랜스미션 또는 차량의 클러치의 구동에 사용되는 모터인 것을 특징으로 하는 모터.