JP2019154231A - バスバーアセンブリーを有するモーター - Google Patents

Abstract

【課題】バスバーアセンブリーの構造を通じて作業性と生産性が向上されたモーターを提供する。【解決手段】バスバーアセンブリー２０は、ステーターアセンブリー中央部の上部に結合されており、更に、上部インシュレーター１１の上部ベース絶縁部１１１の上部に形成されたバスバー安着部１１５に結合され、上部ベース絶縁部１１１はステーターコアのコアベースの上部を覆っているよう構成され、しかも、上部ベース絶縁部１１１の中央部には、軸貫通部１１６ａが形成された中央突出部１１６が形成されており、この中央突出部１１６はバスバーハウジングの軸貫通部に結合され、中央突出部１１６に形成されたキー１１６ｂが軸貫通部１１６ａに形成されたキー溝２１１ａに挿入されることにより、バスバーハウジングが定位置に結合されるように構成されている。【選択図】図７

Description

本発明は、モーターに関するものである。より具体的に、本発明は、新しい構造のバス
バーアセンブリーを有することにより、作業性と生産性が向上するモーターに関するものである。

一般に、３相ブラシレス直流モーター（ＢＬＤＣモーター：ＢｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣＭ
ｏｔｏｒ）は、ステーターコアに捲線されたコイルを各相ごとに結線して電源端子や制御回路に連結されなければならない。このような電気的連結のために、多くのＢＬＤＣモーターでバスバー（ｂｕｓ-ｂａｒ）構造を採用している。

これと係る従来技術として、韓国登録特許第１０-０８６６６５５号では、コイルの結
線構造のために端子組立体とターミナルモールドを含む構造のバスバー装置について開示している。この特許では、各ティースに捲線されたコイルの末端をいちいちバスバーの連結端子に連結しなければならないので、作業性が低下し、バスバーをステーターアセンブリーに結合しにくい問題点がある。

他の従来技術として、韓国登録実用新案第２０-０４５６０９２号で提示されたバスバ
ー装置は、電源端子の連結構造を改善しているが、パワーコネクターの構造が複雑で、先行技術のように各コイルの末端ごとにバスバーに連結しなければならないので、作業性が低下する短所がある。

ここで、本発明者は前述の問題点を解決するために、より組み立てが容易で、作業性を
向上させることができる構造のバスバーアセンブリーを提案する。

本発明の目的は、新しいバスバーアセンブリーの構造を通じて作業性と生産性が向上さ
れたモーターを提供することである。

本発明の前記目的及びその他に内在されている目的は、下記に説明する本発明によって
全て容易に達成されることができる。

本発明によるバスバーアセンブリーを有するモーターは、
ステーターコア、前記ステーターコアの上部を覆って絶縁する上部インシュレーター、及び前記ステーターコアの下部を覆って絶縁する下部インシュレーターからなるステーターアセンブリー；及び
円形のバスに形成された複数の連結端子、及びコイルに電気的に連結される接触部を有するバスバーと、前記バスバーを収容するバスバーハウジングを含むバスバーアセンブリー；
を含んでなり、前記接触部は前記連結端子の末端を上部に曲げた折曲部と、前記折曲部と対向して位置する接触片、及び前記折曲部と接触片を連結する連結片からなり、
前記バスバーアセンブリーは、前記ステーターアセンブリー中央部の上部に結合されており、更に、前記バスバーアセンブリーは、前記上部インシュレーターの上部ベース絶縁部の上部に形成されたバスバー安着部に結合され、
前記上部ベース絶縁部は前記ステーターコアのコアベースの上部を覆っているよう構成され、しかも、前記上部ベース絶縁部の中央部には、軸貫通部が形成された中央突出部が形成されており、この中央突出部は前記バスバーハウジングの軸貫通部に結合され、前記中央突出部に形成されたキーが前記軸貫通部に形成されたキー溝に挿入されることにより、前記バスバーハウジングが定位置に結合されるように構成されていることを特徴とする。

本発明において、前記バスバーハウジングの上部に結合されるＰＣＢハウジングをさら
に含み、前記ＰＣＢハウジングの内部にＰＣＢを含み、前記バスバーアセンブリーのバスに形成される電源連結部が前記ＰＣＢと電気的に連結されても良い。

本発明において、前記バスバーハウジングの中央に、下部へ突出して固定されるシャフ
トをさらに含み、前記シャフトは前記バスバーハウジングの中央に形成された軸貫通部を貫通すると同時に、前記バスバー安着部の中央に形成された軸貫通部を貫通するようにしても良い。

本発明において、前記接触部と前記コイルは相互ヒュージング溶接によってさらに固定
されても良い。

本発明の様々な形態を含んだ多様な実施形態は、一般的に本発明の全ての局面に適用で
きるものとして理解されるべきである。如何なる実施形態も不適切に他の実施形態と結びつけることはできない。全ての実施形態は説明のためのものであって、発明を制限することはない。

本発明は、新しいバスバーアセンブリーの構造を通じて作業性と生産性が向上されたモ
ーターを提供する効果を有する。

本発明によるモーターを示した斜視図である。 本発明によるモーターを分解して示した斜視図である。 本発明によるモーターにおいて、ステーターアセンブリーにバスバーアセンブリーが結合された姿を示した斜視図である。 本発明の実施形態によるデルタ４並列結線図を示した概念図である。 本発明によるモーターのバスバーアセンブリーを分解して示した斜視図である。 本発明によるモーターにおいて、ステーターアセンブリーとバスバーアセンブリーを分解して示した斜視図である。 本発明によるモーターの上部インシュレーターとバスバーアセンブリーを示した斜視図である。 本発明によるモーターのバスバーアセンブリーを分解して示した斜視図であって、接触部の他の実施形態を図示している。 本発明によるモーターのローターアセンブリーを分解して図示した斜視図である。

具体的な実施形態に対し、添付の図面を参照にして、以下で詳細に説明する。しかし、
本発明は、多様な形態で具体化されることができ、ここで説明された実施形態に限定されることはない。むしろ、このような実施形態は、本発明の技術分野における通常の技術者にとって、十分且つ完全にその公開内容が伝わる。複数の図面及び本発明の実施形態には、図面の符号と同じものを参照にして開示される。

図１は本発明によるモーター１００を示した斜視図で、図２は本発明によるモーターを
分解して示した斜視図である。

図１及び図２に図示されたように、本発明によるモーターは、ステーターアセンブリー
１０、バスバーアセンブリー２０、印刷回路基板（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ、以下「ＰＣＢ」と言う）ハウジング３０、及びローターアセンブリー４０からなる。

ステーターアセンブリー１０は、ステーターコアを包む上部及び下部インシュレーター
と、捲線されたコイルを含んでなる。バスバーアセンブリー２０はステーターアセンブリー１０の上部インシュレーターに結合される。ＰＣＢハウジング３０はステーターアセンブリー１０の上部に結合される。参照として、本明細書における「下部」はモーター１００のローターアセンブリー４０の方を、「上部」はモーター１００のＰＣＢハウジング３０の方を意味するものとして使用する。

ＰＣＢハウジング３０は、上部ＰＣＢハウジング３１と下部ＰＣＢハウジング３２が相
互結合されて構成され、この２つの間に位置するＰＣＢ３３を含む。バスバーアセンブリー２０の上部に突出される３つの電源連結部（図３の２２ｄ、２３ｄ、２４ｄ）は、下部ＰＣＢハウジング３２に形成された電源端子挿入部３１１に挿入されてＰＣＢ３３と電気的に連結される。

図２のように、下部ＰＣＢハウジング３２に形成されたボルト挿入部３１２には長いボ
ルトが挿入されるが、この長いボルトによってステーターアセンブリー１０、バスバーアセンブリー２０及びＰＣＢハウジング３０が共に結合できるように構成してもよい。コネクター３４は、ＰＣＢ３３に外部電源などのような電気的連結のためのものである。シャフト３５は、下部ＰＣＢハウジング３２の中央部に固定及び結合されるが、シャフト３５にはローターアセンブリー４０のベアリングが結合されてローターアセンブリー４０が回転できるようにする。

図３は本発明によるモーター１００において、ステーターアセンブリー１０にバスバー
アセンブリー２０が結合された姿を示した斜視図である。

図３に図示されたように、本発明によるモーターのバスバーアセンブリー２０はステー
ターアセンブリー１０の上部インシュレーター１１の上部に結合される。特に、従来のバスバーアセンブリーは、コイルが捲線される部分の真上に結合されるが、本発明によるモーターの場合、ステーターアセンブリー１０中央部の上部に結合されるので、バスバーアセンブリー２０の大きさを減らすことができるし、また組み立てを容易にすることができる。

ステーターアセンブリー１０に捲線されるコイル１４は、ステーターアセンブリー１０
のティース絶縁部の周りに捲線される。捲線されるコイルの末端は、接したティースに捲線されて図３に図示されている。図３に図示されたコイルの捲線は、本発明の一実施形態としての実施例を提示しているが、１２個のティースを有するステーターアセンブリー２０に３相デルタ４並列結線をする場合を実施例として図示している。勿論、ティースの数や捲線の形態は多様な方式で本発明に適用することができるが、図３及び図４では３相デルタ４並列結線に対する実施形態を示している。

図４は本発明の実施形態による３相デルタ４並列結線図を示した概念図である。

図３及び図４を参照すれば、１番ティースｕ１に捲線されたコイルは、バスバーアセン
ブリー２０の第１接触部２２ｃを電気的に接触して通りながら、接した２番ティースｖ１に捲線される。２番ティースｖ１に捲線されたコイルは、第２接触部２３ｃを電気的に接触して通りながら、接した３番ティースｗ１に捲線される。３番ティースｗ１に捲線されたコイルは、第３接触部２４ｃを電気的に接触して通りながら、接した４番ティースｕ２に捲線される。このような過程を繰り返して、１２番ティースｗ４に捲線されたコイルは、１番ティースのコイル末端と電気的に連結される。このような捲線及び結線の手順にしたがって３相デルタ４並列結線を成すようになる。同じ相である１番ティースｕ１、４番ティースｕ２、７番ティースｕ３及び１０番ティースｕ４は第１バス２２ａによって電気的に連結されるし、同じく２番ティースｖ１、５番ティースｖ２、８番ティースｖ３及び１１番ティースｖ４は第２バス２３ａによって電気的に連結され、３番ティースｗ１、６番ティースｗ２、９番ティースｗ３及び１２番ティースｗ４は第３バス２４ａによって電気的に連結される。

図５は本発明によるモーター１００のバスバーアセンブリー２０を分解して示した斜視
図である。

図５に図示されたように、本発明のバスバーアセンブリー２０は、バスバーハウジング
２１、第１バスバー２２、第２バスバー２３及び第３バスバー２４からなる。 勿論、バスバーの個数は結線方式によって変わるが、本明細書では、前述した実施形態のように３つのバスバーを適用する場合を例えて説明する。一般に、３相結線の場合に３個または４個のバスバーを使用し、通常、最低２以上のバスバーを使う場合にバスバー構造の実益がある。

バスバーハウジング２１の中心部には、シャフトとローターアセンブリーのベアリング
などが貫く軸貫通部２１１が形成されている。軸貫通部２１１の枠の一部にはキー溝２１１ａが形成されているが、上部インシュレーター１１に形成されたキー１１６ｂがキー溝２１１ａに挿入されてバスバーアセンブリー２０が上部インシュレーター１１に結合されるとき、中心部を基準にして回転されない正確な位置を取られるようにする。

バスガイド２１２はバスバーハウジング２１の下部に複数突出して形成され、それぞれ
のバスガイド２１２の間に第１ないし第３バスー２２、２３、２４が安着されるように形成される。また、バスガイド２１２のうちの一部はその末端に結合フック２１３が形成され、また、バスガイド２１２の一側に結合溝２１４を形成し、結合フック２１３を上部インシュレーター１１の結合溝１１５ｂに結合させ、結合溝２１４には上部インシュレーター１１の結合フック１１５ａを結合させることで、バスバーアセンブリー２０が上部インシュレーターに容易に結合できるようにする。

結合孔２１５はバスバーハウジング２１の周りに３個ぐらい形成するが、必ずしも３個
に限定されるのではなく、結合に必要な個数に変更して形成しても構わない。結合孔２１５には長いボルトが貫いてステーターアセンブリー１０、バスバーアセンブリー２０及びＰＣＢハウジング３０が共に結合されるようにする。

第１バスバー２２は同じ相のコイルを電気的に連結するために使用される。第１バスバ
ー２２は円形の第１バス２２ａに４並列連結のために４個の第１連結端子２２ｂが放射状に突出して形成される。第１連結端子２２ｂの末端には多少曲がった形状の第１接触部２２ｃを形成し、コイルがこの第１接触部２２ｃにかかって電気的に接触されるようにする。また、コイルの捲線が完了され、第１接触部２２ｃを内側に曲げた後、コイルと第１接触部２２ｃをヒュージング（ｆｕｓｉｎｇ）溶接を通じてしっかり固定しながら電気的接続を確保する。

同様に、第２バスバー２３は同じ相のコイルを電気的に連結するために使用され、円形
の第２バス２３ａに４並列連結のために４個の第２連結端子２３ｂが放射状に突出して形成される。第２連結端子２３ｂの末端には多少曲がった形状の第２接触部２３ｃを形成し、コイルがこの第２接触部２３ｃにかかって電気的に接触されるようにする。また、コイルの捲線が完了され、第２接触部２３ｃを内側に曲げた後、コイルと第２接触部２３ｃをヒュージング（ｆｕｓｉｎｇ）溶接を通じてしっかり固定しながら電気的接続を確保する。

第３バスバー２４にも円形の第３バス２４ａに４並列連結のために４個の第３連結端子
２４ｂが放射状に突出して形成される。第２連結端子２４ｂの末端には第３接触部２４ｃを形成し、コイルがこの第３接触部２４ｃを通りながら電気的に接触されるようにする。コイルの捲線が完了された後、第３接触部２４ｃを内側に曲げて、ヒュージング（ｆｕｓｉｎｇ）溶接を通じてコイルと第３接触部２４ｃをしっかり固定させる。

第１ないし第３バスバー２２、２３、２４には、上部に突出された第１ないし第３電源
連結部２２ｄ、２３ｄ、２４ｄがそれぞれ形成されている。第１ないし第３電源連結部２２ｄ、２３ｄ、２４ｄは、ＰＣＢ３３と電気的に連結される。

図６は本発明によるモーター１００でステーターアセンブリー１０とバスバーアセンブ
リー２０を分解して示した斜視図である。

図６に図示されたように、本発明によるステーターアセンブリー１０は、ステーターコ
ア１３の上部及び下部を上部インシュレーター１１と下部インシュレーター１２がそれぞれ包んでいる。ステーターコア１３は円形のコアベース１３１に放射状に形成されたティース１３２及びコアベース１３１の内側に形成される複数の結合孔１３３からなる。結合孔１３３の個数は特に制限されないが、３個以上形成することが結合の安定性の面で有利である。ティース１３２はコアベース１３１の外径または内径方向に形成されてもよく、その個数は図６で１２個を図示しているがこれは設計仕様などによって変更されてもよい。結合孔１３３は長いボルトが挿入される部分であって、コアベース１３１に形成しても形成しなくてもよい。

上部インシュレーター１１の上部ベース絶縁部１１１は、コアベース１３１の上部及び
中央部を覆う形状を有する。上部ティース絶縁部１１２は、上部ベース絶縁部１１１から放射状に形成されてティース１３２の上部を覆って絶縁する。下部インシュレーター１２の下部ベース絶縁部１２１はコアベース１３１の下部を覆うものの、中央部位は覆わないように構成されることが材料の節減のために望ましい。下部ベース絶縁部１２１の中央部の内側には複数の結合孔１２３が形成される。このような結合孔１２３の個数は特に制限されないが、３個以上形成することが結合の安定性の面で有利である。勿論、結合孔１２３を上部インシュレーター１１の上部ベース絶縁部１１１の内側に形成することもできるが、これは製作環境に応じて選択的に決められる。下部ティース絶縁部１２２は、ティース１３２の下部を覆って絶縁する。

図７は本発明によるモーター１００の上部インシュレーター１１とバスバーアセンブリ
ー２０を示した斜視図である。

図７に図示されたように、本発明のバスバーアセンブリー２０は、ステーターアセンブ
リー１０の上部インシュレーター１１に結合される。結合による固定方法は多様な方式を適用することができるが、図７ではバスバーアセンブリー２０の結合フック２１３が上部インシュレーター１１の結合溝１１５ｂに、上部インシュレーター１１に形成された結合フック１１５ａがバスバーアセンブリー２０に形成された結合溝２１４に相互結合される形態を図示している。

上部ベース絶縁部１１１はステーターコア１３のコアベース１３１の上部を覆っている
が、その中央部の上部を中央突出部１１６を除いて覆う形状を有する。上部ティース絶縁部１１２に捲線されたコイルは、上部ベース絶縁部１１１に形成された複数のコイルガイド１１３と、コイルガイド１１３が形成するコイル通路１１４によって案内され、バスバーアセンブリー２０の第１ないし第３接触部２２ｃ、２３ｃ、２４ｃを通るようになる。上部ベース絶縁部１１１の上部のバスバーアセンブリー２０が位置する部分をバスバー安着部１１５と言う。上部ベース絶縁部１１１の中央部には、軸貫通部１１６ａが形成された中央突出部１１６が形成されている。この中央突出部１１６はバスバーハウジングの軸貫通部２１１に結合される。このとき、中央突出部１１６に形成されたキー１１６ｂが軸貫通部２１１に形成されたキー溝２１１ａに挿入されることにより、バスバーハウジングが定位置に結合されるようにしている。バスバー安着部１１５に形成された複数の結合孔１１５ｃは、バスバーハウジング２１の結合孔２１５の位置に対応して形成され、長いボルトが挿入される部分である。

第１ないし第３バス２２ａ、２３ａ、２４ａから上部に突出される第１ないし第３電源
連結部２２ｄ、２３ｄ、２４ｄは、バスバーハウジング２１の上部に突出して形成される第１ないし第３電源端子収容部２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃを通じてバスバーアセンブリー２０の上部にガイドされて突出する。

このような構造を有する上部インシュレーター１１と、バスバーアセンブリー２０が結
合されてコイルが捲線される手順を図６を参照して説明すれば、次のとおりである。

先ず、ステーターコア１３に上部インシュレーター１１と下部インシュレーター１２が
結合されている状態で、バスバーアセンブリー２０を上部インシュレーター１１に結合する。

次に、コイル１４を捲線する。コイル１４は各ティース部位に捲線されると、その末端
がコイルガイド１１３の間のコイル通路１１４を経て、バスバーアセンブリーで放射状に突出された連結端子末端の接触部を接触しながら通るようになる。以後、接したティースに捲線し、このような過程を繰り返しながら全１２個のティースに捲線が完了する。次に、コイル１４と接触部の接触部分にヒュージング溶接をして電気的接続信頼性を向上させる。

このように、バスバーアセンブリー２０をより容易に結合し、手軽に電気的結線をなす
ようにする。

図８は本発明によるモーターのバスバーアセンブリー２０を分解して示した斜視図とし
て、接触部２２ｃ、２３ｃ、２４ｃの他の実施形態を図示している。

前述した接触部２２ｃ、２３ｃ、２４ｃは、連結端子２２ｂ、２３ｂ、２４ｂの末端に
上部の内側に曲がった形状を有している。このような接触部にコイルが通るようになり、接触部はヒュージング溶接作業を行う際にクランピングされてコイルの上にさらに曲がった後でヒュージング溶接される。図８に図示された接触部の形状は、このようなクランピング及びヒュージング溶接作業時の作業性を向上させるためのものである。

このような接触部の他の実施形態によれば、接触部は連結端子２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ
の末端から上部に曲がった形状の折曲部２２ｂ'、２３ｂ'、２４ｂ'と、この折曲部と一定間隔離隔されて折曲部と平行、又はほぼ平行に位置する接触片２２ｃ'、２３ｃ'、２４ｃ'、及び折曲部と接触片を連結する連結片２２ｃ"、２３ｃ"、２４ｃ"からなる。このような本発明の他の実施形態において、第１折曲部２２ｂ'、第１接触片２２ｃ'及び第１連結片２２ｃ"は第１接触部２２ｃをなすようになり、第２折曲部２３ｂ'、第２接触片２３ｃ'及び第２連結片２３ｃ"は第２接触部２３ｃをなすようになり、第３折曲部２４ｂ'、第３接触片２４ｃ'及び第３連結片２４ｃ"は第３接触部２４ｃをなす。

連結片２２ｃ"、２３ｃ"、２４ｃ"は、折曲部２２ｂ'、２３ｂ'、２４ｂ'と接触
片２２ｃ'、２３ｃ'、２４ｃ'の最上部よりやや下の部分に位置して形成される。その理由は、連結片の上部にコイルが流入され、折曲部と接触片の間にコイルがガイドされて正確且つ迅速な作業が容易に行われるようにするためである。コイルが折曲部と接触片の間に通っている状態で、半径方向（連結端子の方向）に折曲部と接触片をクランピングしてヒュージング溶接が行われる。したがって、クランピングの方向が上下方向でなければならない前述の実施形態よりは作業が容易になる長所がある。

図９は本発明によるモーター１００のローターアセンブリー４０を分解して図示した斜
視図である。

図９を参照すれば、本発明のローターアセンブリー４０は、ローターハウジング４１、
マグネット４２、第１ベアリング４３、第２ベアリング４４及びスペーサー４５からなる。

マグネット４２は複数で適用するが、ローターハウジング４１の側壁の内側に一定間隔
で附着される。ローターハウジング４１の中央部の内側には、突出して形成された内部突出部４１１を有し、内部突出部４１１の中央部の内側にはベアリング安着部４１２が形成されている。

ベアリング安着部４１２には、第１及び第２ベアリング４３、４４が圧入されて固定さ
れるし、第１及び第２ベアリングの間にはスペーサー４５を設けることで、第１及び第２ベアリング４３、４４の位置を一定間隔で維持しながら固定されるようにしている。もちろん、ベアリングの数も２個ではなく、多様な個数に変更して適用してもよい。第１及び第２ベアリング４３、４４の内周面には、固定されているシャフト３５が結合され、シャフト３５を軸にしてローターアセンブリー４０が回転できるようにする。

以上で説明した本発明の詳細な説明は、本発明を理解するために例えて説明したことに
過ぎず、本発明の範囲は以下の特許請求範囲によって決められるし、この範囲内での単なる変形や変更は、全て本発明の範囲に属するものとして理解しなければならない。

Claims (4)

1. ステーターコア、前記ステーターコアの上部を覆って絶縁する上部インシュレーター、及び前記ステーターコアの下部を覆って絶縁する下部インシュレーターからなるステーターアセンブリー；及び
   円形のバスに形成された複数の連結端子、及びコイルに電気的に連結される接触部を有するバスバーと、前記バスバーを収容するバスバーハウジングを含むバスバーアセンブリー；
   を含んでなり、前記接触部は前記連結端子の末端を上部に曲げた折曲部と、前記折曲部と対向して位置する接触片、及び前記折曲部と接触片を連結する連結片からなり、
   前記バスバーアセンブリーは、前記ステーターアセンブリー中央部の上部に結合されており、更に、前記バスバーアセンブリーは、前記上部インシュレーターの上部ベース絶縁部の上部に形成されたバスバー安着部に結合され、
   前記上部ベース絶縁部は前記ステーターコアのコアベースの上部を覆っているよう構成され、しかも、前記上部ベース絶縁部の中央部には、軸貫通部が形成された中央突出部が形成されており、この中央突出部は前記バスバーハウジングの軸貫通部に結合され、前記中央突出部に形成されたキーが前記軸貫通部に形成されたキー溝に挿入されることにより、前記バスバーハウジングが定位置に結合されるように構成されていることを特徴とするモーター。
2. 前記バスバーハウジングの上部に結合されるＰＣＢハウジングをさらに含み、前記ＰＣＢハウジングの内部にＰＣＢを含み、前記バスバーアセンブリーのバスに形成される電源連結部が前記ＰＣＢと電気的に連結されることを特徴とする、請求項１に記載のモーター。
3. 前記バスバーハウジングの中央に、下部へ突出して固定されるシャフトをさらに含み、前記シャフトは前記バスバーハウジングの中央に形成された軸貫通部を貫通すると同時に、前記バスバー安着部の中央に形成された軸貫通部を貫通することを特徴とする、請求項２に記載のモーター。
4. 前記接触部と前記コイルは相互ヒュージング溶接によってさらに固定されることを特徴とする、請求項１に記載のモーター。