KR100367348B1 - 정류자 전동기 - Google Patents

Abstract

전기청소기 및 전동공구 등에 사용되는 정류자 전동기에 관한 것으로서, 부품의 치수정밀도나 부착위치의 편차 등에 기인하는 다소의 위치어긋남에 영향을 받는 것을 적게 하고, 부착 작업 및 전기적 접속의 신뢰성을 향상시키기 위해, 프레임내에 마련된 회전자 및 고정자; 고정자에 감겨진 고정자권선; 회전자에 마련된 정류자; 고정자에 마련되고 고정자권선의 끝부가 접속되는 접속단자; 접속단자와 전기적으로 접속되는 단자접속부와 고정자권선으로 전류를 공급하는 브러시를 슬라이딩 가능하게 수납하는 통부를 갖는 브러시장치를 구비하고, 접속단자는 단자접속부에 대해서 회전자의 회전방향측에 마련되는 것이다.

이러한 구성으로 하는 것에 의해, 접속단자가 브러시장치의 단자접속부에 대해서 회전자의 회전방향측에 배치되어 있으므로, 단자접속부가 회전자로부터의 영향으로 회전방향측으로 이동하더라도 접속단자가 그 힘을 받을 수 있어 접속단자와 단자접속부를 확실하게 접속시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

정류자 전동기{COMMUTATOR MOTOR}

본 발명은 전기청소기 및 전동공구 등에 사용되는 정류자 전동기에 관한 것이다.

도 15는 예를 들면 일본국 실용신안공개공보 소화 61-126762호에 개시된 종래의 정류자 전동기를 도시한 1/2단면의 측면도, 도 16은 브러시장치 부착부의 확대단면도, 도 17은 고정자 조립체의 평면도, 도 18은 브러시장치의 측면도이다. 도면에 있어서, (1)은 프레임으로서, 한쪽끝은 폐쇄되어 축받이(2)가 부착되어 있다. 또, 프레임(1)의 다른쪽끝은 개방되어 있고, 그의 개방가장자리는 팬커버(도시하지 않음)의 부착부(31)을 형성하고 있음과 동시에 축받이(3)을 부착한 축받이홀더(32)가 가로로 설치되어 있다. 그리고, 축받이(2), (3)에 걸쳐서 회전자(7)의 회전자축(8)이 지지되어 있고, 이 축(8)의 한쪽끝측은 축받이(3)을 관통하고 있다. 이 회전자축(8)의 관통끝부에는 팬(도시하지 않음)이 부착되어 있다. 또, 회전자축(8)의 축받이(2) 측에는 정류자(10)이 부착되어 있다.

프레임(1)에는 회전자(7)을 둘러싸고 고정자(11)이 수납되어 있다. 고정자(11)은 고정자철심에 한쌍의 고정자권선(13)을 감아서 형성되어 있다. 이 고정자(11)의 축받이(2)측의 끝면에는 절연재료로 이루어지는 단자대(14)가 부착되어 있다. 이 단자대(14)에는 전원용 접속단자(16)이 부착되어 있고, 이들 접속단자(16)에는 각각 고정자권선(13)의 전원측 단말(18)이 접속되어 있다. 그리고, 각 접속단자(16)에는 프레임(1)의 외면에 부착된 콘덴서(33)에 연결되는 콘덴서리드선(34) 및 전원용 리드선(35)가 각각 접속되어 있다. 또, 단자대(14)에는 한쌍의 단자고정부(15)가 일체로 마련되어 있고, 이들에는 각각 브러시장치용 접속단자(36)이 부착되어 있다. 각 접속단자(36)에는 고정자권선(13)의 브러시장치측 단말(19)가 각각 접속되어 있다.

프레임(1)에는 한쌍의 브러시장치 부착구멍(20)이 마련되어 있음과 동시에 이 구멍(20)을 래이디얼방향에서 삽입 및 이탈 가능하게 삽입통과시켜 한쌍의 브러시장치(37)이 각각 부착되어 있다. (38)은 착탈 가능한 부착나사이다. 브러시장치(37)은 절연재료로 형성된 브러시홀더본체(39), 브러시(40), 단자접속 아이언(iron)(41) 및 브러시누름스프링(42)로 형성되어 있다. 또, 브러시홀더본체(39)에는 통부(43)이 형성되고, 내부에는 카본 등으로 이루어지는 브러시(40)이 축방향을 따라서 슬라이딩 자유롭게 수납되어 있다. (44)는 브러시(40)이 구비하는 피그테일(도선)을 나타내고 있다.

브러시홀더본체(39)에는 통부(43)과는 별도로 통부(43)과 대략 평행한 관통구멍(45)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 접속단자(36)의 접속부위(36A)의 위치를 고정자(11)과 통부(43) 사이에 배치할 수 있다. 또, 단자접속아이언(41)은 통부(43)의 반정류자(10)측에 위치되는 스프링받이부(46) 및 이 스프링받이부(46)에 일체로 연결되어 관통구멍(45)내에 탄성변형가능하게 위치되는 단자걸어맞춤부(47)을 구비해서 대략 L자형으로 형성되어 있다. 단자걸어맞춤부(47)은 자체의 탄성력에 의해 관통구멍(45)의 내벽면으로의 압접을 유지하도록 되어 있다. 그리고, 단자걸어맞춤부(47)의 선단측(정류자(10)측)에는 관통구멍(45)의 정류자(10)측의 구멍가장자리에 착탈되는 돌출부(잘라내어 일으켜 세우는 것에 의해 형성되는 돌출부)(48)이 형성되어 있다. 이 돌출부(48)은 단자접속아이언(41)을 브러시홀더본체(39)에 장착했을 때 관통구멍(45)에서 돌출해서 관통구멍(45)의 구멍가장자리에 걸리는 것이다.

또, 단자접속아이언(41)은 스프링받이부(46)과 단자걸어맞춤부(47) 사이에 관통구멍(45)의 내벽면에 압접되는 압접볼록부(49)를 갖고 있다. 또, 관통구멍(45)의 정류자(10)측의 구멍가장자리에는 경사면(50)을 형성하고, 단자걸어맞춤부(47)의 관통구멍(45) 내면으로의 압접개소에서 정류자(10)측 부위를 경사면(50)과는 역방향으로 경사지게 하고 있다. 돌출부(48)은 경사면(50)에 형성되어 있다.

정류자 전동기에 있어서의 브러시장치(37)을 조립하기 위해서는 브러시홀더본체(39)의 통부(43)의 후단개구에서 브러시(40)을 삽입하고 또한 이것에 계속해서 단자접속아이언(41)의 단자걸어맞춤부(47)을 관통구멍(45)의 후단개구에서 삽입하면 좋다. 이러한 조작에 의해 단자접속아이언(41)의 경사부위(50)의 선단부가 관통구멍(45)를 관통함과 동시에 돌출부(48)이 관통구멍(45)의 구멍가장자리에 걸어맞춰짐과 동시에 단자걸어맞춤부(47) 및 압접볼록부(49)가 관통구멍(45)의 내면에 압접되고, 단자접속아이언(41)이 그의 스프링받이부(46)을 통부(43)의 후단개구를 막도록 위치되어 브러시홀더본체(39)에 부착된다. 그리고, 이 브러시장치(37)을 고정자조립체 및 회전자(7)이 내장된 프레임(1)에 삽입해서 장착하기 위해서는 프레임(1)의 브러시장치 부착구멍(20)에 브러시장치(37)을 프레임(1)에 대해서 래이디얼방향에서 삽입해서 부착나사(38)에 의해 고정시키면 좋다.

그러나, 종래의 구성에서는 단자접속아이언, 단자걸어맞춤부를 관통구멍에 끼워넣고 전기적·기계적으로 접촉해서 접속시키고 있으므로, 단자걸어맙춤부의 형상은 항상 일정한 형상 및 치수를 유지하지 않으면 고정자측의 접속단자와의 사이에 간극을 발생시키고 접촉불량의 요인으로 된다. 또, 최근의 전기청소기와 같이 고입력, 대전류를 필요로 하는 것에 관해서는 접촉불량에 의한 갑작스런 온(ON)/오프(OFF) 현상에 의해 스파크(불꽃)이 발생하고 접촉부에 산화피막을 형성하여 통전되기 어렵게 되어버린다. 또, 큰 스파크의 경우, 접촉부가 파손되어 버릴 우려도 있다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 과제를 해결하는 것으로서, 고정자측의 접속단자와 브러시장치의 단자접속아이언의 접속을 확실하게 실행하여 부품의 치수정밀도나 부착위치의 편차 등에 기인하는 다소의 위치어긋남에 영향을 받는 것을 적게 하고, 브러시장치의 프레임으로의 부착 작업을 자동화할 수 있음과 동시에 접속단자와 브러시 사이에 걸친 전기적 접속의 신뢰성을 향상시키는 정류자 전동기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1을 도시한 정류자 전동기의 단면측면도,

도 2는 도 1에 도시한 브러시장치 부착부분의 주요부 측면도,

도 3은 도 1에 도시한 브러시장치 부착부분의 주요부 저면도,

도 4는 본 발명의 실시예를 도시한 정류자 전동기의 고정자 조립체의 평면도,

도 5는 도 4에 도시한 정류자 전동기의 고정자 조립체에 브러시장치가 부착되는 상태를 도시한 설명도,

도 6은 본 발명의 실시예를 도시한 정류자 전동기의 측면도,

도 7은 본 발명의 실시예를 도시한 정류자 전동기의 고정자 조립체의 측면도,

도 8은 본 발명의 실시예를 도시한 정류자 전동기의 정류자 회전방향과 브러시장치, 접속단자의 관계를 도시한 설명도,

도 9는 본 발명의 실시예를 도시한 정류자 전동기의 브러시장치를 도시한 정면도,

도 10은 본 발명의 실시예를 도시한 정류자 전동기 브러시홀더 본체를 도시한 정면도,

도 11은 도 10에 도시한 A-A부의 단면도,

도 12는 본 발명의 실시예를 도시한 다른 브러시장치를 도시한 사시도,

도 13은 본 발명의 실시예를 도시한 브러시장치 부착부분의 주요부 저면도,

도 14는 본 발명의 실시예를 도시한 브러시장치 부착부분의 주요부 저면도,

도 15는 종래의 정류자 전동기를 도시한 1/2단면의 측면도,

도 16은 도 15에 도시한 브러시장치 부착부의 확대단면도,

도 17은 도 15에 도시한 고정자 조립체의 평면도,

도 18은 도 15에 도시한 브러시장치의 측면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1: 프레임, 2: 축받이, 3: 축받이, 4: 브래킷, 5: 팬커버, 6: 에어가이드,

7: 회전자, 8: 회전자축, 9: 팬, 10: 정류자, 11: 고정자, 12: 고정자철심,

13: 고정자권선, 14: 단자대, 15: 단자고정부, 16: 전원용 접속단자,

17: 브러시장치용 접속단자, 18: 전원측 단말, 17A: 접속면, 17B: 원통부,

19: 브러시장치측 단말, 20: 부착구멍, 21: 브러시장치, 22: 부착나사,

23: 브러시홀더 본체, 24: 브러시, 25: 단자접속 아이언(iron:쇠장식),

26 : 누름스프링, 27: 통부, 28: 도선, 29: 관통구멍, 30: 스프링받이부.

본 발명에 관한 정류자 전동기는 프레임내에 마련된 회전자 및 고정자; 상기 고정자에 감겨진 고정자권선; 상기 회전자에 마련된 정류자; 상기 고정자에 마련되고 상기 고정자권선의 끝부가 접속되는 접속단자; 상기 접속단자와 전기적으로 접속되는 단자접속부와 상기 고정자권선으로 전류를 공급하는 브러시를 슬라이딩 가능하게 수납하는 통부를 갖는 브러시장치를 구비하고, 상기 접속단자는 상기 단자접속부에 대해서 상기 회전자의 회전방향측에 마련되는 것이다.

<실시예>

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 사용해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 도시한 정류자 전동기의 단면측면도, 도 2는 도 1에 도시한 정류자 전동기의 브러시장치 부착부분의 주요부 측면도, 도 3은 정류자 전동기의 브러시장치 부착부분을 도시한 주요부 저면도, 도 4는 정류자 전동기의 고정자 조립체를 도시한 평면도, 도 5는 정류자 전동기의 고정자 조립체에 브러시장치가 부착되는 상태를 도시한 설명도, 도 6은 정류자 전동기의 측면도, 도 7은 고정자 조립체를 도시한 측면도, 도 8은 정류자의 회전방향과 브러시장치, 접속단자의 관계를 도시한 설명도, 도 9는 브러시장치를 도시한 정면도, 도 10은 브러시홀더 본체를 도시한 정면도, 도 11은 도 10에 도시한 A-A부의 단면도이다. 도면중, 화살표는 회전자의 회전방향을 도시한 도면이다.

도면에 있어서, (1)은 프레임으로서, 한쪽끝은 폐쇄되어 축받이(2)가 부착되어 있다. 또, 프레임(1)의 다른쪽끝은 개방되어 있고 축받이(3)을 수납하는 축받이홀더(4a)가 형성된 브래킷(4)가 부착되어 있다. (5)는 브래킷(4)의 팬커버이다. 또, 브래킷(4)에는 에어가이드(6)이 부착되어 있다. 축받이(2), (3)에는 회전자(7)의 회전자축(8)이 각각 지지되어 있고, 이 회전자축(8)의 한쪽끝측은 축받이(3)을 관통하고 있다. (9)는 회전자축(8)의 관통끝부에 부착된 팬, (10)은 회전자축(8)의 축받이(2)측에 부착된 정류자이다.

프레임(1)에는 회전자(7)을 둘러싸도록 고정자(11)이 배치되어 있다. 고정자(11)은 고정자철심(12)에 한쌍의 고정자권선(13)을 감아서 형성되어 있다. 고정자(11)의 축받이(2)측의 끝면에는 절연재료로 이루어지는 단자대(14)가 부착되어 있다. 이 단자대(14)의 모서리부에는 각각 단자고정부(15)가 일체적으로 형성되어 있고, 교차하는 위치에는 각각 한쌍의 전원용 접속단자(16), 한쌍의 브러시장치용 접속단자(17)이 형성되어 있다. 그리고, 접속단자(16)에는 고정자권선(13)의 전원측 단말(18)이 접속되고, 접속단자(17)에는 고정자권선(13)의 브러시장치측 단말(19)가 전기적으로 접속된다. 접속단자(17)은 프레임(1)의 래이디얼방향을 따라연장해서 마련되어 후술하는 단자접속아이언과 접속하는 접속면(17A) 및 접속면(17A)에 형성된 원통형상의 압압부(17B)를 갖고 있다.

프레임(1)의 부착구멍(20)에는 래이디얼방향에서 삽입 및 이탈 가능하게 삽입통과된 한쌍의 브러시장치(21)이 부착되어 있다. 또한, 브러시장치(21)은 부착나사(22)에 의해 프레임(1)에 착탈 가능하게 부착되어 있다. 브러시장치(21)은 절연재의 브러시홀더본체(23), 정류자(10)으로 한쪽의 끝면이 슬라이딩해서 고정자권선(13)으로 전류를 공급하는 브러시(24), 접속단자(17)과 접속하는 접속부를 갖는 단자접속아이언(25) 및 브러시압압스프링으로 형성되어 있다. 또, 브러시홀더본체(23)에는 브러시(24)를 슬라이딩 자유롭게 수납하는 통부(27)이 형성되어 있다. 통부(27)은 예를 들면 금속성으로서, 그의 양끝은 개방되어 있다. (28)은 브러시(24)에 부착된 도선이다.

브러시홀더본체(23)에는 통부(27)과는 별도로 통부(27)과 대략 평행한 관통구멍(29)가 형성되어 있다. 그리고, 이 관통구멍(29)는 접속단자(17)의접속면(17A)와 동일방향으로 관통하고 있다. 또, 단자접속아이언(25)는 브러시홀더본체(23)에 대해서 착탈 가능하게 부착되어 있다. 단자접속아이언(25)는 통부(27)의 반정류자측에 위치되는 스프링받이부(30)과 일체적으로 형성되어 관통구멍(29)를 관통하고 있다. 그리고, 브러시장치(21)을 프레임(1)의 부착구멍(20)에 삽입하면 단자접속아이언(25)의 접속부인 선단이 접속면(17A)와 압압부(17B) 사이에 끼워넣어져 접속단자(17)과 끼워맞춰진다.

이상의 구성에 의해, 단자접속아이언(25)와 접속단자(17)을 확실하게 고정시킬 수 있고, 단자접속아이언(25)와 접속단자(17) 사이에서의 접촉불량을 방지할 수 있다. 또, 착탈도 용이하므로 분해, 수리 등의 작업성도 향상한다. 또, 자동조립을 더욱 용이하게 할 수 있다.

또, 접속단자(17)은 단자접속아이언(25)에서 회전자(7)의 회전방향측으로 배치되어 있으므로, 단자접속아이언(25)가 회전자(7)의 영향으로 회전방향측으로 이동하더라도 접속단자(17)이 그의 힘을 받게 된다. 즉, 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 프레임(1)과 브러시장치(21) 사이에는 조립성 등을 고려해서 약간의 간극△t가 필요하다. 이 때문에, 정류자(10)의 고속회전에 의해 발생하는 이동력F의 영향에 의해 브러시(24)를 거쳐서 단자접속아이언(25)는 간극△t 때문에 이동해 버리는 경우가 있다. 그러나, 접속단자(17)은 단자고정부(15)에 의해 고정되어 있고 또한 회전방향측에 배치되어 있으므로, 이동력F가 발생하더라도 접속단자(17)이 그 힘을 받을 수 있다. 따라서, 단자접속아이언(25)는 이동력F가 발생하더라도 접속단자(17)측으로 이동하게 되므로, 접촉불량을 일으키지 않고 확실하게 접속단자(17)과 접속할 수 있다.

또한, 관통구멍은 통부가 삽입되는 구멍과 연통하도록 해도 좋다. 또, 브러시장치(21)의 형상은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 도 12에 도시한 바와 같이 스프링받이부(30)과 일체적으로 형성된 접속부를 갖는 단자접속아이언(25)의 형상을 상면에서 보아 대략 L자형상으로 형성하고, 접속단자(17)과 접속하는 단자접속아이언(25)의 위치와 통부(27)의 배치를 약간 어긋나게 한 것처럼 구성해도 좋다.

또, 도 13에 도시한 바와 같이 접속단자(17)의 선단을 회전방향측으로 경사지게 한 삽입가이드(17C)를 형성하고, 단자접속아이언(25)를 더욱 원활하게 삽입하기 쉽도록 구성해도 좋다. 또, 단자접속아이언(25)도 약간 회전방향으로 경사지게 해도 좋다. 또, 도 14에 도시한 바와 같이 삽입가이드(17C)를 마련함과 동시에 단자접속아이언(25)를 삽입방향에 대해서 약 1°∼10° 회전방향측으로 경사지게 해도 원활하게 삽입하기 쉬운 구성으로 된다.

이상과 같이, 본 발명은 접속단자가 브러시장치의 단자접속부에 대해서 회전자의 회전방향측에 배치되어 있으므로, 단자접속부가 회전자로부터의 영향에 의해 회전방향측으로 이동하더라도 접속단자가 그 힘을 받을 수 있어 접속단자와 단자접속부를 확실하게 접속시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 프레임내에 마련된 회전자 및 고정자; 상기 고정자에 감겨진 고정자권선; 상기 회전자에 마련된 정류자; 상기 고정자에 마련되고 상기 고정자권선의 끝부가 접속되는 접속단자; 상기 접속단자와 전기적으로 접속되는 단자접속부와 상기 고정자권선으로 전류를 공급하는 브러시를 슬라이딩 가능하게 수납하는 통부를 갖는 브러시장치를 구비하고,

   상기 접속단자는 상기 단자접속부에 대해서 상기 회전자의 회전방향측에 마련되는 것을 특징으로 하는 정류자 전동기.