KR100638665B1 - Brush For Preventing Droop And Electric Motor Having The Same - Google Patents
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Abstract
전기모터의 회전자와 고정자 사이에 배치되는 브러쉬의 탄성반력을 유지하도록 함으로써 전류를 안정적으로 공급할 수 있는 처짐방지용 브러쉬가 제공된다.By maintaining the elastic reaction force of the brush disposed between the rotor and the stator of the electric motor is provided a sag prevention brush that can supply a stable current.
상기 처짐방지용 브러쉬는 상기 고정자에 구비된 전원공급부와 상기 회전자에 구비된 정류자를 전기적으로 연결하며, 상기 고정자의 상부면에 장착되는 베이스, 상기 정류자와 접촉하는 접촉편 및 상기 베이스와 접촉편을 연결하는 몸체부를 구비하며, 상기 브러쉬의 소성변형에 의해 상기 접촉편이 설정값 이상으로 처지게 될 때 상기 몸체부의 일부가 상기 고정자의 일부분과 접촉하여 상기 접촉편이 상기 정류자와 접촉을 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.The sag prevention brush electrically connects a power supply unit provided in the stator and a commutator provided in the rotor, and a base mounted on an upper surface of the stator, a contact piece contacting the commutator, and a contact piece of the base. And a body part for connecting, wherein when the contact piece sags above a set value due to plastic deformation of the brush, a part of the body part contacts the part of the stator to maintain the contact piece in contact with the commutator. It is done.
이러한 처짐방지용 브러쉬에 의하면 브러쉬의 하부처짐을 최소화하며 브러쉬의 영구변형을 방지할 수 있으며, 외부의 진동이나 충격이 있더라도 브러쉬의 탄성반력이 유지될 수 있으며, 무통전 현상을 방지함으로써 전기모터를 보다 안정적으로 구동할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.According to the brush for preventing sagging, it can minimize the deflection of the brush and prevent permanent deformation of the brush, and the elastic reaction force of the brush can be maintained even when there is external vibration or impact, and the electric motor can be prevented by preventing the energization phenomenon. The effect of being able to drive stably can be obtained.
브러쉬, 처짐방지, 전기모터, 회전자, 고정자, 정류자Brush, anti sag, electric motor, rotor, stator, commutator
Description
도 1은 일반적인 평편형 진동모터의 종단면도이다. 1 is a longitudinal sectional view of a general flat vibration motor.
도 2는 일반적인 평편형 진동모터의 분해사시도이다2 is an exploded perspective view of a general flat vibration motor.
도 3는 일반적인 진동모터에 구비되는 브러쉬를 도시한 것으로서, 3 illustrates a brush provided in a general vibration motor,
(a)는 ∠ 형상 브러쉬의 사시도이고, (a) is a perspective view of a jaw-shaped brush,
(b)는 ∠ 형상 브러쉬의 단면도이고, (b) is a cross-sectional view of a ∠ brush,
(c)는 U 밴드 형상 브러쉬의 사시도이며, (c) is a perspective view of a U-band shaped brush,
(d)는 U 밴드 형상 브러쉬의 단면도이다. (d) is sectional drawing of a U-band shaped brush.
도 4는 본 발명에 따른 처짐방지용 브러쉬를 구비하는 평편형 진동모터의 종단면도이다. Figure 4 is a longitudinal sectional view of a flat vibration motor having a deflection prevention brush according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 처짐방지용 브러쉬를 구비하는 평편형 진동모터의 분해사시도이다. 5 is an exploded perspective view of a flat vibration motor having a deflection prevention brush according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 처짐방지용 브러쉬를 도시한 것으로서, Figure 6 shows the sag prevention brush according to the invention,
(a)는 처짐방지용 브러쉬의 사시도이고, (a) is a perspective view of a drooping brush,
(b)는 처짐방지용 브러쉬의 단면도이다. (b) is sectional drawing of a brush for deflection.
도 7은 본 발명에 따른 처짐방지용 브러쉬의 처짐방지 작용을 설명하기 위한 것으로서, 7 is for explaining the deflection prevention action of the deflection prevention brush according to the present invention,
(a)는 일반적인 외팔보의 처짐을 도시한 설명도이고, (a) is an explanatory diagram showing the deflection of a general cantilever beam,
(b)는 본 발명에 따른 처짐방지용 브러쉬의 처짐방지 원리를 설명하기 위한 설명도이다. (b) is an explanatory diagram for explaining the principle of deflection of the deflection prevention brush according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110...회전자 115...정류자110
120...고정자 122...마그네트120 ...
123...전원공급부 130...케이스123
140...처짐방지용 브러쉬 141...베이스140 ...
142...제1 지지편 143...경사편142
143a...스토퍼 144...제2 지지편
145...접촉편 147...몸체부145 ... Contact
150...탄성수단150.Elastic means
본 발명은 처짐을 방지하는 브러쉬의 형상에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기모터의 회전자와 고정자 사이에 배치되는 브러쉬의 형상을 개선하여 탄성반력을 유지하도록 함으로써 전류를 안정적으로 공급할 수 있는 처짐방지용 브러쉬에 관한 것이다.The present invention relates to a shape of a brush for preventing sag, and more particularly, for sagging prevention to stably supply current by improving the shape of the brush disposed between the rotor and the stator of the electric motor to maintain elastic reaction force. It's about brushes.
전기모터는 전기적인 에너지를 기계적인 회전운동으로 변환시키는 장치로서, 일반적으로 전원공급에 의해 자기를 발생시키는 여자코일(권선코일)을 갖는 고정자, 마그네트를 구비하고 상기 고정자와 대향하여 회전하는 회전자, 및 상기 고정자와 회전자를 수용하는 케이스로 이루어져 있다. 이와는 반대로 고정자에 마그네트가 구비되어 있고 회전자에 여자코일이 구비될 수도 있다.An electric motor is a device for converting electrical energy into mechanical rotational movement. In general, a rotor having an excitation coil (winding coil) that generates magnetism by a power supply, a rotor having a magnet and rotating against the stator And a case accommodating the stator and the rotor. On the contrary, a magnet may be provided in the stator and an excitation coil may be provided in the rotor.
이러한 전기모터는 회전자와 고정자를 전기적으로 연결하기 위해 브러쉬를 구비하기도 한다.Such electric motors are also provided with brushes for electrically connecting the rotor and the stator.
이러한 전기모터의 일 예로서 진동모터를 들 수 있다. 진동모터는 모터의 형상에 따라 평편형(flat type)(또는 코인형(coin type))과 원통형(cylinder type 또는 바형(bar type))으로 구분된다. An example of such an electric motor is a vibration motor. The vibration motor is classified into a flat type (or coin type) and a cylindrical type (cylinder type or bar type) according to the shape of the motor.
이들 중에서 평편형 진동모터의 경우 모터의 내부에 위치하는 고비중의 중량체를 회전시킴으로써 비교적 간단하게 진동을 발생시킬 수 있고, 얇은 두께로 제조하는 것이 가능하여 휴대폰 부품의 소형화에 유리한 점 등 여러 장점이 있기 때문에, 그 사용범위가 점차 넓어지고 있는 추세이다. Among them, the flat vibration motor can generate vibrations relatively simply by rotating a heavy weight body located inside the motor, and can be manufactured in a thin thickness, which is advantageous for miniaturization of mobile phone parts. Because of this, the range of use is gradually increasing.
도 1은 일반적인 평편형 진동모터의 종단면도이며, 도 2는 일반적인 평편형 진동모터의 분해사시도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view of a general flat vibration motor, Figure 2 is an exploded perspective view of a general flat vibration motor.
종래의 평편형 진동모터(1)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와같이, 크게 회전부재인 로터 어셈블리(rotor assembly)(이하, '회전자'라함)(10)와, 고정부재인 스테이터 어셈블리(stator assembly)(이하, '고정자'라함)(20) 및 이들이 수용되는 케이스(30)로 이루어진다. As shown in FIGS. 1 and 2, the conventional
즉, 도 1 및 도 2에서와 같이 상기 회전자(10)는 케이스(30)내에 회전가능하게 조립되는 편심회전구조물로서, 이는 상부기판(11), 권선코일(12), 중량체(13), 절연물(14) 및 정류자(15)로 이루어진다. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the
패턴회로가 형성되는 상부기판(11)의 하부면에는 원주방향으로 일정간격을 두고 다수개로 분할된 세그먼트(segment)로 이루어진 접촉면이 하부로 노출되는 정류자(15)를 구비하며, 상기 정류자(15)의 각 세그먼트는 상기 고정자(20)에 구비되는 한쌍의 브러쉬(25)의 상단과 탄력적으로 접촉한다. The lower surface of the
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 고정자(20)는 하향개방된 케이스(30)의 하부를 차단하도록 조립되는 브라켓(35)상에 구비되는 고정구조물로서, 하부기판(21), 마그네트(22), 전원공급부(23) 및 브러쉬(25)로 이루어진다. Meanwhile, as shown in FIGS. 1 and 2, the
패턴회로가 형성된 하부기판(21)의 상부면에는 상기 고정자(20)의 정류자(15)에 상단이 탄력지지되는 한쌍의 브러쉬(25)가 구비되며, 브러쉬(25)의 각 타단은 상기 하부기판(21)에 하단이 고정되며 극성이 서로 다른 양극(+), 음극(-)이 각각 공급되도록 상기 전원공급부(23)의 양극단자(23a)와 음극단자(23b)와 전기적으로 연결된다. The upper surface of the
또한, 상기 회전자(10)는 상기 브라켓(35)의 상부면 중심에 수직하게 구비되는 샤프트(31)에 베어링부재(32)를 매개로 하여 회전가능하게 조립되고, 상기 베어링부재(32)는 상기 회전자(10)의 절연물(14)에 매입되며, 상기 샤프트(31)의 상,하단은 상기 브라켓(35)의 상부면과 케이스(30)의 하부면에 구비되는 축지지부(31a)(31b)에 각각 지지된다. In addition, the
이러한 종래 진동모터(1)의 경우, 전원공급부(23)와 권선코일(12)사이를 전기적으로 연결하도록 정류자(15)에 상단이 탄력적으로 접촉되는 브러쉬(25)는 상기 샤프트(31)에 간섭되지 않도록 원호형으로 이루어져 한쌍으로 배치된다.In the case of the conventional vibration motor (1), the
도 3은 종래의 브러쉬를 도시한 것으로 도 3a와 3b는 각각 ∠ 형상 브러쉬의 사시도와 단면도이고, 도 3c와 3d는 각각 U 밴드 형상 브러쉬의 사시도와 단면도이다.3 is a perspective view of a conventional brush, and FIGS. 3A and 3B are respectively a perspective view and a cross-sectional view of a jaw-shaped brush, and FIGS. 3C and 3D are a perspective view and a cross-sectional view of a U-band brush, respectively.
도 3에 도시한 바와같이, 종래의 브러쉬(25)는 그 형태상에 다소의 차이점은 있지만, 크게 상기 하부기판(21)에 고정되는 지지편(25a), 상기 지지편(25a)의 일단으로부터 상방으로 경사지게 연장되는 경사편(25b), 및 이로부터 연장되어 정류자(15)에 접촉되는 호형단면상의 접촉편(25c)으로 이루어진다.As shown in Fig. 3, the
이러한 종래의 브러쉬(25)는 전체적으로는 하부기판(21)에 고정되는 지지편(25a)의 절곡부를 기준으로 외팔보의 형태를 갖게 된다. The
이에 따라, 상기 브러쉬(25)는 상기 접촉편(25c)이 정류자(15)에 탄력적으로 접촉된 상태에서 경사편(25b)은 일방향 회전되는 회전자(10)에 의해 직하방으로 전달되는 외력을 견디면서 접촉편(25c)과 정류자(15)의 접촉이 유지되도록 기능하고 있다. Accordingly, the
그러나, 상기 브러쉬(25)는 장시간 사용되거나 급격한 온도 또는 습도의 변화가 발생되는 경우에는 정류자(15)의 간극사이를 통과하면서 발생되는 충격력 및 회전자(10)로부터 전달되는 직하방으로 내리누르는 외력에 의해서 절곡부(25d)를 기준으로 상기 경사편(25b)이 하부로 처지거나, 하부처짐변형이 유지되는 영구변형(소성변형)이 발생되었다. However, when the
이와 같이 브러쉬(25)가 하부로 처지는 현상이 발생하게 되면, 상기 브러쉬(25)의 접촉편(25c)이 정류자(15)로부터 이격되어 비접촉되면서 안정적인 접촉상태를 유지할 수 없기 때문에, 상기 전원공급부(23)를 통해 공급되는 전류가 브러쉬(25), 정류자(15)를 통해 권선코일(12)로 전달되지 못하는 무통전 현상이 발생하게 되며, 이로 인해 회전자(10)가 회전하지 않게 되어 모터구동을 지속적으로 안정되게 유지할 수 없게 되는 것이다. When the phenomenon in which the
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 브러쉬의 하부처짐을 최소화하고, 영구변형을 방지하여 무접점에 의한 무통전현상을 방지하며, 모터구동을 안정적으로 유지할 수 있는 처짐방지용 브러쉬 및 이를 구비하는 전기모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
In order to solve the conventional problems as described above, the present invention minimizes the deflection of the brush, prevents the permanent deformation to prevent the non-electrical phenomena due to contactless, and the sag prevention brush that can maintain the motor drive stable and An object of the present invention is to provide an electric motor having the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일측면으로서, 전기모터의 회전자와 고정자 사이에 배치되어 상기 고정자에 구비된 전원공급부와 상기 회전자에 구비된 정류자를 전기적으로 연결하는 브러쉬에 있어서, 상기 브러쉬는 상기 고정자의 상부면에 장착되는 베이스, 상기 정류자와 접촉하는 접촉편 및 상기 베이스와 접촉편을 연결하는 몸체부를 구비하며, 상기 브러쉬의 소성변형에 의해 상기 접촉편이 설정값 이상으로 처지게 될 때 상기 몸체부의 일부가 상기 고정자의 일부분과 접촉하여 상기 접촉편이 상기 정류자와 접촉을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 처짐방지용 브러쉬를 제공한다.In one aspect for achieving the above object, a brush disposed between the rotor and the stator of the electric motor to electrically connect the power supply unit provided in the stator and the commutator provided in the rotor, the brush is A base mounted on an upper surface of the stator, a contact piece in contact with the commutator, and a body part connecting the base and the contact piece, and when the contact piece sags above a set value by plastic deformation of the brush, And a portion of the body portion in contact with a portion of the stator to maintain the contact piece in contact with the commutator.
바람직하게는, 상기 몸체부는 상기 베이스로부터 상방으로 절곡되어 연장되는 제1 지지편과, 상기 제1 지지편으로부터 하방으로 절곡되어 연장되는 경사편과, 상기 경사편으로부터 상방으로 절곡되어 연장되며 상기 접촉편과 연결되는 제2 지지편을 구비하며, 상기 경사편과 상기 제2 지지편 사이의 절곡부가 상기 고정자의 일부분과 접촉한다.Preferably, the body portion is bent upwardly extending from the base, the first support piece, the inclined piece is bent downwardly extending from the first support piece, and is bent upwardly extending from the inclined piece and the contact And a second support piece connected to the piece, wherein a bent portion between the inclined piece and the second support piece contacts a portion of the stator.
이때, 상기 접촉편은 적어도 두개 이상으로 분지된 복수의 가지로 형성될 수 있으며, 상기 정류자의 하부면과 점접촉되도록 상부면에 엠보싱부를 구비할 수도 있다.In this case, the contact piece may be formed of a plurality of branches branched to at least two or more, and may be provided with an embossed portion on the upper surface to make point contact with the lower surface of the commutator.
다른 측면으로서 본 발명은, 고정자에 구비된 전원공급부와 회전자에 구비된 정류자를 전기적으로 연결하도록 상기 회전자와 고정자 사이에 배치된 브러쉬를 구비하는 전기모터에 있어서, 상기 브러쉬는 상기 브러쉬는 상기 고정자의 상부면에 장착되는 베이스, 상기 정류자와 접촉하는 접촉편 및 상기 베이스와 접촉편을 연결하는 몸체부를 구비하며, 상기 브러쉬의 소성변형에 의해 상기 접촉편이 설정값 이상으로 처지게 될 때 상기 몸체부의 일부가 상기 고정자의 일부분과 접촉하여 상기 접촉편이 상기 정류자와 접촉을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 처짐방지용 브러쉬를 구비하는 전기모터를 제공한다.In another aspect, the present invention, the electric motor provided with a brush disposed between the rotor and the stator to electrically connect the power supply provided in the stator and the commutator provided in the rotor, wherein the brush is the brush; A base mounted on the upper surface of the stator, a contact piece in contact with the commutator, and a body portion connecting the base and the contact piece, wherein the body is sag over a set value by plastic deformation of the brush. A part of the part is in contact with a part of the stator to provide an electric motor having an anti-sag brush, characterized in that the contact piece to keep in contact with the commutator.
바람직하게는, 상기 몸체부는 상기 베이스로부터 상방으로 절곡되어 연장되는 제1 지지편과, 상기 제1 지지편으로부터 하방으로 절곡되어 연장되는 경사편과, 상기 경사편으로부터 상방으로 절곡되어 연장되며 상기 접촉편과 연결되는 제2 지지편을 구비하며, 상기 경사편과 상기 제2 지지편 사이의 절곡부가 상기 고정자의 일부분과 접촉한다.Preferably, the body portion is bent upwardly extending from the base, the first support piece, the inclined piece is bent downwardly extending from the first support piece, and is bent upwardly extending from the inclined piece and the contact And a second support piece connected to the piece, wherein a bent portion between the inclined piece and the second support piece contacts a portion of the stator.
이때, 상기 고정자는 상기 몸체부와 접촉시 상기 몸체부에 탄성력을 제공하는 탄성수단을 구비할 수도 있다.In this case, the stator may be provided with an elastic means for providing an elastic force in contact with the body portion.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 처짐방지용 브러쉬를 구비하는 평편형 진동모터의 종단면도 및 분해사시도이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 처짐방지용 브러쉬의 사시도 및 단면도이다. 4 and 5 are a longitudinal sectional view and an exploded perspective view of a flat vibration motor having a deflection brush according to the present invention, respectively, Figures 6a and 6b are a perspective view and a cross-sectional view of the deflection prevention brush according to the present invention.
본 발명에 의한 처짐방지용 브러쉬(140)는 회전자와 고정자를 전기적으로 연 결하는 브러쉬를 구비하는 전기모터에 적용가능하나 설명의 편의상 도 4 및 도 5에 도시된 평편형 진동모터를 기준으로 설명하고자 한다.The
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 처짐방지용 브러쉬(140)는 전원인가시 진동을 발생시키는 진동모터(100)의 회전자(110)와 고정자(120) 사이에 배치되어 상기 회전자(110)의 권선코일(112)에 전류를 인가하도록 정류자(115)에 그 상단이 접촉된다. 이때, 상기 브러쉬(140)는 한 쌍으로 이루어져 각각 전원공급부(123)의 양극단자(123a)와 음극단자(123b)와 전기적으로 연결된다.4 and 5, the
이러한 브러쉬(140)가 채용되는 진동모터(100)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 회전구조물인 회전자(110), 고정구조물인 고정자(120) 및 이들이 수용되는 케이스(130)로 구성된다. As shown in FIGS. 4 and 5, the
상기 회전자(110)는 상기 케이스(130)의 사프트(131)와 베어링부재(132)를 매개로 편심회전가능하게 구비되는 회전체이며, 다양한 회로가 패턴인쇄된 상부기판(111)의 하부면 중심부에 원주방향으로 일정간격을 두고 다수개로 분할된 세그먼트(segment)로 이루어져 그 접촉면이 하부로 노출되는 정류자(115)를 구비하며, 이외에도 권선코일(112), 고비중의 중량체(113), 절연물(114) 등을 구비한다.The
또한, 상기 고정자(120)는 상기 케이스(130)의 개방된 하부에 조립되는 브라켓(135)의 상부면에 하부기판(121)을 구비하고, 상기 회전자(110)의 권선코일(112)과 서로 대응하는 브라켓(135)의 상부면 외주근방에는 원주방향으로 N극과 S극이 교대로 착자된 마그네트(122)를 구비한다.In addition, the
그리고, 상기 하부기판(121)의 일측에는 외부전원공급용 리드선(미도시)과 전기적으로 연결되어 상기 브러쉬(140)측으로 서로 다른 극성인 양극(+), 음극(-)을 각각 공급하도록 양,음극단자(123a)(123b)를 갖는 전원공급부(123)를 구비한다. In addition, one side of the
한편, 처짐방지용 브러쉬(140)는 상기 회전자(110)의 권선코일(112)측으로 전류를 통전시키도록 상기 정류자(115)에 그 상단이 접하며, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 좌우 한쌍으로 구성되어 상기 하부기판(121)의 중앙부에 관통형성된 개구부 근방에 하단이 고정된다.On the other hand, the
이러한 브러쉬(140)는 상기 전원공급부(123)의 양극단자(123a)와 음극단자(123b)로부터 서로 다른 극성인 양극과 음극이 각각 공급되도록 상기 양극, 음극단자(123a)(123b)로부터 연장되어 상기 하부기판(121)의 상부면에 인쇄되는 도전성 연결패턴(126a)(126b)과 전기적으로 연결된다. The
도 6을 참조하여 본 발명에 의한 처짐방지용 브러쉬(140)에 대해 보다 상세히 살펴본다.With reference to Figure 6 looks at in more detail with respect to the
상기 브러쉬(140)는 고정자(120)의 상부면에 장착되는 베이스(141), 정류자(115)와 접촉하는 접촉편(145), 및 상기 베이스(141)와 접촉편(145)을 연결하는 몸체부(147)를 구비하며, 상기 브러쉬(140)의 소성변형에 의해 상기 접촉편(145)이 설정값 이상으로 처지게 될 때 상기 몸체부(147)의 일부가 상기 고정자(120)의 일부분과 접촉하여 상기 접촉편(145)이 상기 정류자(115)와 접촉을 유지하도록 한다.The
여기서, '설정값'은 브러쉬(140)의 탄성반력에 의해 접촉편(145)와 정류자(115)의 접촉이 유지가능한 접촉편(145)의 처짐량을 의미한다.Here, the 'set value' refers to the amount of deflection of the
특히, 후술하는 바와 같이 상기 브러쉬(140)의 몸체부(147)가 고정자와 접촉하는 경우에는 브러쉬(140)의 강성향상의 효과를 얻을 수 있어 상기 브러쉬(140)의 접촉편(145)의 처짐을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.In particular, when the
바람직하게는, 상기 브러쉬(140)의 몸체부(147)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(141)로부터 상방으로 절곡되어 연장되는 제1 지지편(142)과, 상기 제1 지지편(142)으로부터 하방으로 절곡되어 연장되는 경사편(143)과, 상기 경사편(143)으로부터 상방으로 절곡되어 연장되며 상기 접촉편과 연결되는 제2 지지편을 구비하며, 상기 경사편(143)과 상기 제2 지지편(144) 사이의 절곡부인 스토퍼(143a)가 상기 고정자(120)의 일부분과 접촉하게 된다.Preferably, the
이때, 상기 스토퍼(143a)가 상기 고정자(120)의 회로부와 접촉함으로써 쇼트가 발생하지 않도록 상기 스토퍼(143a)와 회로부를 이격 배치할 필요가 있다.At this time, the
또한, 상기 접촉편(145)은 적어도 두 개 이상으로 분지된 복수의 가지로 형성되어 정류자(115)와 접촉하도록 하는 것이 바람직하며, 상기 정류자(115)의 하부면과 점접촉되도록 상부면에 엠보싱부를 구비할 수도 있다.In addition, the
한편, 도 6b에서와 같이 상기 고정자(145)는 상기 몸체부(147), 특히 상기 스토퍼(143a)와 접촉하는 경우에 상기 스토퍼(143a)에 탄성력을 제공하는 탄성수단(150)을 구비할 수 있으며, 상기 탄성수단(150)은 상기 고정자(120)의 바닥면으로부터 상기 스토퍼(143a)까지의 높이를 조절하는 역할과 상기 스토퍼(143a)가 접촉하는 경우에 탄성반발력을 제공하여 접촉편(145)과 정류자(115)의 전기적 접촉을 보다 용이하게 하는 기능을 한다.On the other hand, as shown in Figure 6b, the
도 4, 도 6b 및 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 처짐방지용 브러쉬의 작용에 대해 살펴본다.With reference to Figures 4, 6b and 7 looks at the action of the anti-sag brush according to the present invention.
도 7a는 일반적인 외팔보의 처짐을 도시한 설명도이고, 도 7b는 본 발명에 따른 처짐방지용 브러쉬의 처짐방지 원리를 설명하기 위한 설명도이다.Figure 7a is an explanatory view showing the deflection of the cantilever in general, Figure 7b is an explanatory view for explaining the deflection prevention principle of the deflection prevention brush according to the present invention.
전기모터를 조립하는 경우에 브러쉬(140)는 회전자(110)에 의해 눌려진 상태(예압된 상태)로 조립이 되며, 이때 브러쉬(140)는 탄성력에 의한 일정한 반력(tension)을 유지하여야 고정자(120)와 회전자(110) 사이의 전기적 연결 기능을 원활히 수행할 수 있다.In the case of assembling the electric motor, the
그러나, 모터를 사용함에 따라 또는 외부의 충격이나 진동에 의해 상기 브러쉬(140)에 소성변형이 발생하여 처짐이 발생하는 경우에는 상기 브러쉬(140)의 탄성반력이 약해져서 브러쉬의 접촉편(145)과 정류자(115)의 전기적 연결이 이루어지지 않아 무통전 현상 등이 발생할 수 있다.However, when plastic deformation occurs in the
이와 같이 접촉편(145)의 처짐이 설정값 이상으로 발생하는 경우에는 몸체부(147)의 일부인 스토퍼(143a)가 고정자(120)의 일부와 접촉하게 되며, 이 경우에는 외팔보의 길이가 짧아지는 효과가 발생하여 브러쉬(140) 자체의 강성이 향상되어 브러쉬의 탄성반력을 더욱 크게 할 수 있게 된다. When the deflection of the
이는 다음과 같은 식으로부터 알 수 있다.This can be seen from the following equation.
도 7a에서와 같이 길이 L인 균일단면 외팔보의 끝단에 하중(누르는 힘) P가 가해질 때 균일단면보의 처짐량 δmax는 재료상수(Young's Modulus)를 E, 단면의 관성모멘트를 I라고 할 때 다음의 식 1과 같이 표현된다.As shown in Fig. 7a, when load (pressing force) P is applied to the end of a uniform cross-section cantilever beam of length L, the deflection amount δ max of the uniform cross-section beam is E, Young's Modulus is E, and the moment of inertia of the cross section is
[식 1] [Equation 1]
따라서, 재료상수 E 및 단면의 관성모멘트 I의 값은 일정하므로 도 7a 및 식 1로부터 처짐량 δmax가 일정할 경우에는 다음의 식 2와 같은 상관관계를 얻을 수 있다.Therefore, since the value of the material constant E and the moment of inertia I of the cross section are constant, when the amount of deflection δ max is constant from Figs. 7A and 1, the following correlation can be obtained.
[식 2] [Equation 2]
즉, 식 2로부터 일정한 처짐량 δmax이 발생하도록 작용하는 힘 P(처짐량이 δmax가 될 때까지 필요한 힘 P)는 외팔보의 길이 L의 세제곱에 반비례하므로, 외팔보의 길이 L이 작아지면 동일한 처짐량 δmax를 얻기 위해서는 큰 힘이 작용해야 함을 알 수 있다.In other words, the force P (actual force P required until the deflection amount becomes δ max) which acts to generate a constant deflection amount δ max is inversely proportional to the cube of the length L of the cantilever beam. It can be seen that a large force must be applied to obtain max .
한편, 도 7b에서와 같이 접촉편(145)에 수직방향의 하중 P가 작용할 때, 브러쉬(140)의 접촉편(145)의 처짐량은 하중 P의 분력 P1에 의해 결정된다.On the other hand, when the load P in the vertical direction acts on the
초기에 회전자(110)에 구비된 정류자(115)로부터 접촉편(145)에 하중이 가해 지는 경우에는 상기 접촉편(145)의 처짐량은 식 1에 의하여 P1L1/EI 가 된다. 여기서, L1은 도 7b에 도시된 바와 같이 제1 절곡부(141a)로부터 하중의 작용점까지의 거리이다.Initially, when a load is applied to the
그러나, 접촉편(145)에 소성변형이 발생하거나 외부의 진동 또는 충격에 의해 스토퍼(143a)가 고정자(120)의 일부와 접촉하게 되는 경우에는 상기 제1 지지편(142) 및 경사편(143) 부분은 고정단의 역할을 하게 되므로 상기 접촉편(145)의 처짐량은 식 1에 의해 P1L2/EI 가 된다. 여기서, L2은 도 7b에 도시된 바와 같이 스토퍼(143a)로부터 하중의 작용점까지의 거리이다.However, when plastic deformation occurs in the
이때, 식 2를 이용하여 동일한 처짐량이 발생할 때 가해지는 힘, 즉 브러쉬(140)의 탄성반력을 비교하면 L1은 L2보다 크므로 다음의 식 3과 같은 결과를 얻을 수 있다.At this time, comparing the force applied when the same deflection occurs using the equation 2, that is, the elastic reaction force of the
[식 3][Equation 3]
즉, 브러쉬(140)의 몸체부(147)의 일부를 고정자(120)의 일부분과 접촉하게 하면 외팔보의 길이가 짧아져 강성이 증대하는 효과를 얻을 수 있으므로 동일한 처짐량이 발생할 때까지 더 큰 하중에 대해 견딜 수 있으며, 더 큰 탄성반력을 제공하여 정류자(115)와 접촉편(145)의 전기적 접촉이 안정적으로 유지된다. That is, when a part of the
따라서, 무통전 현상을 방지하여 모터를 보다 안정적으로 구동할 수 있으며, 외부의 진동이나 충격에도 브러쉬(140)의 탄성반력을 유지할 수 있다는 이점이 있다.Therefore, it is possible to drive the motor more stably by preventing the non-energization phenomenon, there is an advantage that the elastic reaction force of the
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 브러쉬의 소성변형으로 인하여 브러쉬의 접촉편이 설정값 이상으로 처지게 될 때 몸체부의 일부가 고정자와 접촉하도록 함으로써 브러쉬의 추가적인 처짐을 방지하고, 브러쉬의 하부처짐을 최소화하며 브러쉬의 영구변형을 방지할 수 있다는 효과가 있게 된다.According to the present invention as described above, when the contact piece of the brush sags more than the set value due to the plastic deformation of the brush, the part of the body to contact the stator to prevent the additional sagging of the brush, and minimize the lower sagging of the brush It also has the effect of preventing permanent deformation of the brush.
또한, 외부의 진동이나 충격으로 인하여 브러쉬에 큰 하중이 가해지더라도 브러쉬의 몸체부의 일부가 고정자와 접촉함으로써 강성이 증가되어 브러쉬의 탄성반력이 유지될 수 있다는 유리한 효과가 있다.In addition, even if a large load is applied to the brush due to external vibration or impact, there is an advantageous effect that the elastic reaction force of the brush can be maintained by increasing the rigidity by contacting a part of the body of the brush with the stator.
더욱이, 브러쉬의 접촉편과 정류자의 비접촉에 의한 무통전 현상을 방지함으로써 모터의 회전수 저하 등의 불량을 억제하여 전기모터를 보다 안정적으로 구동할 수 있다는 유리한 효과가 있게 된다.
Furthermore, by preventing the non-energization phenomenon caused by the non-contact of the contact piece of the brush and the commutator, there is an advantageous effect that the electric motor can be driven more stably by suppressing a defect such as a decrease in the rotational speed of the motor.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. I want to make it clear.
특히, 본 발명은 주로 평편형 진동모터를 중심으로 설명하였지만, 브러쉬를 구비하는 일반적인 전기모터에 널리 적용할 수 있음을 분명히 하고자 한다.In particular, although the present invention has been described mainly with respect to a flat vibration motor, it is intended to be clear that it can be widely applied to a general electric motor having a brush.
Claims (7)
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KR1020050000246A KR100638665B1 (en) | 2005-01-03 | 2005-01-03 | Brush For Preventing Droop And Electric Motor Having The Same |
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KR101518797B1 (en) | 2007-12-20 | 2015-05-12 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | Retaining element for a commutator sliding contact of an electric motor and electric motor |
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