KR100962264B1 - 브러시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 브러시와, 그 브러시를 슬라이딩 가능하게 수용하는 브러시 홀더를 포함하는 브러시 장치에 있어서, 상기 브러시의 일측의 외부면에 대해 오목 또는 볼록하게 형성되며 그 브러시의 슬라이딩 방향으로 길게 형성된 제1가이드부; 및 상기 제1가이드부와 슬라이딩 가능하게 결합하도록 상기 브러시 홀더에 구비된 제2가이드부;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

브러시 장치{Brush device}

본 발명은 브러시와 그 브러시를 슬라이딩 가능하게 수용하는 브러시 홀더를 포함하는 브러시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 모터에는 회전자에 전류를 공급하기 위한 구조로서 회전자에는 정류자가 마련되고 그 정류자와 슬라이딩 접촉되도록 배치되며 외부의 전원과 연결된 브러시가 구비되어 있다.

일반적으로 상기 브러시는 상기 정류자에 대해 슬라이딩 가능하게 접촉되면서 그 정류자에 전류를 공급하기 때문에 기계적인 마찰이 수반되게 된다. 따라서 상기 브러시는 브러시 홀더라는 부품에 슬라이딩 가능하게 수용됨으로써 그 브러시 홀더에 마련된 수용부 내에서 일정한 범위 내로 유동이 제한되도록 배치되어 있다.

이러한 브러시와 브러시 홀더는 서로 결합하여 도 1에 도시된 바와 같이 브러시 장치를 형성하게 된다. 상기 브러시는 정류자와 슬라이딩 접촉되어 작동되는 과정에서 진동 및 소음이 발생하게 되는데 이러한 진동을 최소화하여야 모터의 효율 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

그런데 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 브러시 장치(1)는 브러시(2)가 브러시 홀더(3)에 수용된 상태에서 그 브러시(2)의 양측면 및 바닥면과 상측면이 모두 상기 브러시 홀더(3)와 접촉되면서 유동 되도록 설치되어 있다. 그런데 상기 브러시(2)는 일반적으로 사각기둥 형태로서 그 외부면의 면적이 넓게 형성되어 있다. 따라서 상기 브러시(2)의 외부면과 상기 브러시 홀더가 면접촉을 하게 되며, 그 면접촉 부위의 면적이 넓어질수록 그 브러시(2)나 브러시 홀더(3)의 접촉면에 대한 치수 관리가 정밀하게 이루어져야 하는 문제점이 있다. 특히 상기 브러시(2)의 양측면과 상기 브러시 홀더(3)가 접촉하는 면적이 넓게 형성되는데, 이와 같은 구조에서는 상기 브러시(2)와 브러시 홀더(3)의 정합성이 중요하게 관리되어야 한다. 그런데 일반적으로 상기 브러시 홀더(3)가 플라스틱 소재로 제작된다. 이와 같이 플라스틱 소재로 된 브러시 홀더(3)는 사출성형 방식에 의해 제조되는데, 사출 후에 제품의 수축 또는 변형이 생기기 쉽다. 그래서 상기 브러시 홀더(3)의 브러시 접촉면이 변형되는 경우가 빈번하게 발생하게 된다. 또한, 사용중에도 습도와 온도와 같은 환경적인 요인으로 인하여 상기 브러시 홀더의 변형이 일어나게 된다. 이와 같이 제조과정 또는 사용중에 상기 브러시 홀더(3)가 변형되게 되면 상기 브러시(2)와 브러시 홀더(3) 간에 정합성이 악화되어 모터의 진동 및 소음이 증가하게 되고 궁극적으로 그 모터 효율과 내구성이 나빠지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 브러시와 브러시 홀더간의 접촉부위의 면적을 최소화하고 그 브러시 홀더의 변형이 발생하더 라도 모터의 성능과 내구성에 악영향을 미치지 않도록 구조가 개선된 브러시 장치를 제공함에 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 브러시와, 그 브러시를 슬라이딩 가능하게 수용하는 브러시 홀더를 포함하는 브러시 장치에 있어서,

상기 브러시의 일측의 외부면에 대해 오목 또는 볼록하게 형성되며 그 브러시의 슬라이딩 방향으로 길게 형성된 제1가이드부; 및

상기 제1가이드부와 슬라이딩 가능하게 결합하도록 상기 브러시 홀더에 구비된 제2가이드부;를 포함한 점에 특징이 있다.

상기 제1가이드부는 상기 브러시의 일측의 외부면에 대해 오목하게 형성된 가이드 홈부이며,

상기 제2가이드부는 상기 브러시 홀더에 대해 볼록하게 형성된 가이드 레일인 것이 바람직하다.

상기 브러시와 상기 브러시 홀더 간의 간격은 상기 제1가이드부와 상기 제2가이드부 보다 그 이외의 부위에서 더 크게 유지되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 브러시 장치는, 제1가이드부와 상기 제2가이드부가 슬라이딩 가능하게 결합됨으로써 브러시 홀더가 제조과정이나 사용 중에 변형되더라도 그 제1가이드부와 제2가이드부의 결합관계는 유지되므로 그 브러시 홀더에 치수 변화가 발생하더라도 모터의 진동 및 소음이 억제되고, 그 모터의 효율 및 내구성이 악화 되는 방지하는 효과가 있다. 또한, 상기 제1가이드부 및 상기 제2가이드부의 치수만을 정밀하게 관리하고 나머지 부위의 치수관리는 완화하여도 되므로 품질관리가 용이한 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러시 장치의 개략적인 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 Ⅳ-Ⅳ 선의 개략적 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 브러시 장치(10)는, 브러시(20)와 브러시 홀더(30)를 포함하고 있다.

상기 브러시(20)는 동합금과 같이 전기적으로 양호한 도전성을 가지는 소재로 이루어져 있다. 상기 브러시(20)는 모터의 회전자에 구비된 정류자에 전류를 공급하기 위해 마련된 것이다. 본 실시예에서 상기 브러시(20)는 사각기둥 모양으로 이루어져 있다. 상기 브러시(20)의 상부면에는 외부로부터 상기 브러시(20)에 전류가 공급되도록 전기단자(25)가 연결되어 있다. 상기 브러시(20)는 제1가이드부를 구비하고 있다. 상기 제1가이드부는 상기 브러시의 일측의 외부면에 형성되어 있다. 상기 제1가이드부는 상기 브러시의 외부면에 대해 오목 또는 볼록하게 형성될 수 있다. 상기 제1가이드부는 상기 브러시(20)가 슬라이딩 되는 방향으로 길게 형성되어 있다. 더 구체적으로 본 실시예에서 상기 제1가이드부는 상기 브러시(20)의 일측의 외부면에 대해 오목하게 형성된 가이드 홈부(22)이다. 상기 가이드 홈 부(22)는 상기 브러시(20)의 하측에 구비되어 있다. 즉, 상기 가이드 홈부(22)는 상기 브러시(20)의 하부면에 대해 오목하게 형성되어 있다.

상기 브러시 홀더(30)는 상기 브러시(20)를 슬라이딩 가능하게 수용하는 수용부를 구비하고 있다. 상기 브러시 홀더(30)는 제2가이드부를 구비하고 있다. 상기 제2가이드부는 상기 제1가이드부와 슬라이딩 가능하게 결합하도록 되어있다. 더 구체적으로 상기 제2가이드부는 본 실시예에서 상기 브러시 홀더(30)에 대해 볼록하게 형성된 가이드 레일(32)로서 마련되어 있다. 상기 가이드 레일(32)은 상기 브러시 홀더(30)의 수용부 바닥면으로부터 상기 브러시(20)에 마련된 가이드 홈부(22)를 향하여 돌출되도록 형성되어 있다. 상기 가이드 레일(32)은 상기 가이드 홈부(22)와 동일한 방향으로 연장되어 있다. 상기 가이드 홈부(22)와 상기 가이드 레일(32)은 서로 슬라이딩 가능하게 접촉함으로써 서로 결합되어 있다. 상기 가이드 홈부(22)가 상기 가이드 레일(32)을 따라서 이동함으로써 상기 브러시(20)가 정류자(미도시)에 접촉하여 그 정류자에 전류를 공급하게 된다. 상기 브러시(20)를 사이에 두고 정류자의 맞은편에는 스프링과 같은 탄성부재(미도시)가 설치되어서 그 브러시(20)를 정류자 측으로 탄성 가압한다.

상기 가이드 홈부(22)와 상기 가이드 레일(32)이 상호 결합하고 있는 부위 보다 그 이외의 부위에서, 상기 브러시(20)와 상기 브러시 홀더(30) 간의 간격(d)이 더 크게 유지하도록 상기 브러시(20)와 상기 브러시 홀더(30)가 배치되어 있다. 즉, 상기 가이드 홈부(22)와 상기 가이드 레일(32)의 상호 결합에 의해서 그 브러시(20)의 유동경로를 한정하고 있는 것이다.

이하에서는 이와 같은 구조를 가지는 상기 브러시 장치(10)의 작용을 상기 브러시(20)와 브러시 홀더(30)가 작동중에 어떻게 유동하는지를 예로 들어 상세하게 서술하기로 한다.

먼저, 상기 브러시 장치(10)는 모터에 조립되어 있으며, 상기 브러시(20)는 외부 전원으로부터 상기 전기단자(25)를 통해 전류를 공급받아 정류자에 전류를 공급하고 있다고 전제한다. 상기 브러시(20)는 정류자의 맞은 편에 있는 탄성부재에 의해 그 정류자를 향하는 방향으로 가압 된다. 그래서 상기 브러시(20)가 상기 브러시 홀더에 마련된 가이드 레일(32)을 따라 정류자 측으로 이동하여 그 정류자에 접촉하게 된다. 그러면 상기 브러시(20)에 공급된 전류가 정류자에 공급되게 된다. 이와 같은 전류의 공급에 의하여 상기 브러시 장치(10)가 구비된 모터의 회전자와 고정자 간의 전자기적 상호작용에 의하여 회전자가 회전하게 된다. 이 과정에서 상기 브러시(20)는 정류자와 접촉된 상태에 있고, 그 정류자 표면은 상기 브러시(20)와 접촉된 상태로 회전한다. 상기 브러시(20)는 정류자에 대해 상대적으로 고정상태에 있게 되므로 그 브러시(20)는 슬라이딩 마찰력에 의하여 진동 및 소음을 방생하게 된다. 그런데 이 과정에서 상기 브러시(20)는 상기 가이드 홈부(22)가 상기 가이드 레일(32)에 상호 결합되어 있게 되므로 정류자가 회전하는 방향으로의 유동이 억제된다. 따라서 종래의 브러시 장치에서 그 브러시의 양측면이 브러시 홀더에 접촉됨으로써 진동 소음을 억제하는 효과와 유사하게 진동 및 소음이 억제되는 효과는 유지된다. 그런데 이와 같은 진동 및 소음의 억제 구조에서 상기 브러시 홀더(30)가 제조되는 과정 중이나 작동 중에 환경적인 요인에 의하여 변형이 일어나 게 되더라도 상기 브러시(20)와 상기 브러시 홀더(30)는 상기 가이드 홈부(22)와 상기 가이드 레일(32)의 결합부위에서 보다 그 이외의 부위에서 더 큰 간격(d)을 유지하고 있으므로 그 브러시(20)의 거동에는 영향을 미치지 않게 된다.

이와 같이 상기 브러시(20)와 브러시 홀더(30) 간의 결합부위가 상기 가이드 홈부(22)와 상기 가이드 레일(32)로 한정되고 나머지 부위는 더 큰 간격(d)을 두고 이격되어 있으므로 부품의 변형에 의해 상호 간섭되거나 상기 브러시(20)의 유동상태에 영향을 주지 않으므로 부품의 변형에 의한 품질불량의 가능성을 현저하게 줄일 수 있게 된다.

이와 같이 상기 가이드 홈부(22)와 상기 가이드 레일(32)에 의해 상기 브러시(20)와 상기 브러시 홀더(30)가 결합함으로써 그 브러시 장치(10)가 구비된 모터의 진동 및 소음을 억제하고, 장기적으로 그 모터의 성능의 향상 및 내구성을 향상시키는 효과를 발휘하게 된다.

또한, 상기 가이드 홈부(22)와 상기 가이드 레일(32)만의 치수 관리를 엄격하게 하면 면적이 넓은 나머지 부위들에 대한 치수관리를 완화하더라도 모터의 성능에 악영향을 미치지 아니하므로 부품의 생산성과 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1가이드부는 상기 브러시의 일측의 외부면에 대해 오목하게 형성된 가이드 홈부이며, 상기 제2가이드부는 상기 브러시 홀더에 대해 볼록하게 형성된 가이드 레일인 것으로 서술하였으나, 상기 제1가이드부가 상기 브러시의 일측의 외부면으로부터 돌출형성된 가이드 레일로 구성되고, 상기 제2 가이드부가 상기 브러시 홀더에 오목하게 형성되어 그 가이드 레일과 가이드 홈부가 상호 결합한 경우에도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1가이드부는 상기 브러시의 하측에 구비되어 있는 것으로 서술하였으나, 상기 제1가이드부는 상기 브러시의 측면이나 상측에 구비되더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 브러시와 상기 브러시 홀더 간의 간격은 상기 제1가이드부와 상기 제2가이드부 보다 그 이외의 부위에서 더 크게 유지되는 것으로 서술하였으나, 필요에 따라 상기 브러시의 상부 등을 상기 브러시 홀더측과 접촉되도록 설치하더라도 효과는 본 실시예에서 보다 다소 떨어지지만 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

도 1은 종래의 브러시 장치의 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ 선의 개략적 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러시 장치의 개략적인 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 Ⅳ-Ⅳ 선의 개략적 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 기호의 설명>

10 : 브러시 장치 20 : 브러시

22 : 가이드 홈부 25 : 전기단자

30 : 브러시 홀더 32 : 가이드 레일

d : 간격

Claims (4)

1. 브러시와, 그 브러시를 슬라이딩 가능하게 수용하는 브러시 홀더를 포함하는 브러시 장치에 있어서,

   상기 브러시의 일측의 외부면에 대해 오목 또는 볼록하게 형성되며 그 브러시의 슬라이딩 방향으로 길게 형성된 제1가이드부; 및

   상기 제1가이드부와 슬라이딩 가능하게 결합하도록 상기 브러시 홀더에 구비된 제2가이드부;를 포함하며,

   상기 제1가이드부는 상기 브러시의 일측의 외부면에 대해 오목하게 형성된 가이드 홈부이며,

   상기 제2가이드부는 상기 브러시 홀더에 대해 볼록하게 형성된 가이드 레일인 것을 특징으로 하는 브러시 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1가이드부는 상기 브러시의 하측에 구비된 것을 특징으로 하는 브러시 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 브러시와 상기 브러시 홀더 간의 간격은 상기 제1가이드부와 상기 제2가이드부 보다 그 이외의 부위에서 더 크게 유지되는 것을 특징으로 하는 브러시 장치.

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