KR100995487B1 - 접촉 소자 홀더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접촉 소자 홀더, 특히 정류자 또는 슬립링 모터용 브러시 홀더에 관한 것으로, 상기 접촉 소자 홀더는 모터 하우징에 고정된 지지체(11), 상기 지지체(11)에 지지되며, 접촉 소자(16)를 변위 가능하게 수용하기 위한, 회전자측 적어도 하나의 퀴버(17), 및 상기 지지체(11)와 퀴버(17) 사이에 배치된 분리 소자(14)를 포함한다. 모터 하우징으로부터 접촉소자(16)의 충분한 소음 차단을 달성하기 위해, 그리고 정류자 모터에 사용시 양호한 정류 품질을 보장하기 위해, 분리 소자(14)는 적어도 하나의 퀴버(17)가 회전자를 중심으로, 회전 피보팅 운동만을 실시할 수 있도록 형성되고 배치된다.
접촉 소자 홀더, 브러시 홀더, 지지체, 퀴버, 접촉소자

Description

접촉 소자 홀더{Contact element holder}
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른, 회전자의 전기 접촉을 위한 접촉 소자 홀더, 특히 정류자 또는 슬립 링 전기기계용 브러시 홀더에 관한 것이다.
특히 정류자 전기기계, 예를 들어 소형 직류 모터의 정류자 브러시는 정류자의 비동심도로 인해 하나의 정류자 층(lamination)으로부터 다른 정류자 층으로 이행시 점핑 및 유사한 작동 소음을 일으키고, 상기 작동 소음은 브러시 지지체를 통해 전기기계 하우징으로 전달되고 상기 전기기계 하우징으로부터 방출되는 작동 소음을 일으킨다. 이러한 작동 소음을 감소시키기 위해 소음 차단식 브러시 홀더가 사용된다.
품질이 양호한 정류를 보장하기 위해, 브러시 홀더가 정류자 축선에 대해 동심으로 배치되는 것이 중요하다. 그것과의 편차는 전류 공급시 비대칭성을 야기하고 이로 인해 발생된 힘은 다시 소음의 원인이 된다. 소음 차단식 브러시 홀더에서는 브러시 지지체에 대한 브러시 퀴버의 소정의 유연성을 감수해야 하므로, 이러한 유연성과 관련된, 정류자 브러시의 중심 위치의 부정확성에 의해 정류 품질이 악화된다.
공지된 소음 차단식 브러시 홀더(DE 42 41 405 A1)에서 지지체와 스프링 탄성 리브로서 브러시 퀴버 사이에 분리 소자가 형성되고, 상기 분리 소자는 브러시 퀴버를 견고하게 수용하는 중간 지지체를 지지체에 결합한다. 중간 지지체와 지지체는 공통 평면에 위치하는 플레이트로 형성된다. 곡류(meandering) 형태로 형성된 리브는 플레이트의 평면에 위치하거나 또는 플레이트에 대해 수직으로 연장된다. 후자의 경우 곡류 패턴은 정류자의 축방향으로 향한다. 2개의 플레이트 및 리브는 일체형 사출 성형 부품으로 구현된다.
청구범위 제 1 항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 접촉 소자 홀더는 병진 또는 회전 방식의 추가 자유도 없이 회전자 축선을 중심으로 하는 퀴버의 회전 분리가 달성되고, 이로써 정류자 전기기계에 사용시 양호한 정류에 필요한, 정류자 브러시의 센터링된 위치는 소음 차단되지 않은 강성 브러시 홀더에 비해 더 나빠지지 않는 장점을 갖는다. 브러시 소음을 일으키는, 정류자 층과 정류자 브러시 사이의 마찰계수의 변동은 퀴버의 회전만을 야기하고 이로써 정류자 브러시의 센터링된 위치에는 영향을 미치지 않는다. 분리 소자의 형상, 위치 및 개수의 변동에 의해 접촉 소자 홀더는 의도대로 조정될 수 있고 이로써 상이한 용도에 맞게 전기기계가 매우 간단하게 조정될 수 있다.
다른 청구범위에 제시된 조치에 의해 청구범위 제 1 항에 제시된 접촉 소자 홀더의 바람직한 실시 및 개선이 가능하다.
본 발명에 따른 접촉 소자 홀더는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 적어도 3개의 분리 소자를 포함하고, 각각의 분리 소자가 하나의 자유도만 가짐으로써 구조적으로 매우 간단하게 구현된다. 분리 소자들은 각각의 분리 소자들의 자유도가 회전자에 대해 접선 방향으로 연장되도록, 지지체와 퀴버 사이에 배치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 분리 소자는 바람직하게 동일한 회전 각도만큼 원주방향으로 서로 오프셋 되고, 즉 성형으로 배치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 퀴버는 중간 지지체에 배치되고, 지지체와 중간 지지체는 분리 소자에 의해 서로 결합된다. 이 경우, 바람직하게 분리 소자는 납작한 탄성 리브로 형성되고, 상기 리브들은 각각 회전자 축선에 대한 방사방향 평면에 놓인다. 지지체와 중간 지지체는 공통 평면에 놓인 절연 물질 플레이트로 구현되고, 탄성 리브들은 플레이트에 대해 수직으로 연장된다. "업라이트(upright) 분리 소자"를 포함하는 이러한 구조적 실시예에 의해 접촉 소자 홀더는 작은 공간을 필요로 하고, 이는 추가의 간섭 억제 소자를 장착하는데 바람직하다. 또한, 분리 소자들은 일체형 접촉 소자 홀더의 사출 성형시 모울드 분리 방향으로 놓이므로, 사출 성형 공구에 추가의 횡방향 슬라이더가 필요 하지 않다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예에 의해 하기 설명에서 상세히 설명된다.
도 1은 브러시홀더의 평면도.
도 2는 제 1 및 제 2 실시예에 따른 소형 직류모터.
도 3은 도 1의 선 III-III 에 따른 단면도.
도 4는 도 2의 선 IV-IV 에 따른 단면도.
도 1의 평면도에 도시된, 직류모터로 사용되는, 정류자 전기기계용 브러시 홀더는 접촉 소자 홀더의 예이며, 중앙에 정방형 리세스(12)를 가진 지지체(11)를 포함하고, 상기 리세스에 중간 지지체(13)가 삽입된다. 지지체(11)와 중간 지지체(13)는 디스크 형태의 절연 물질 플레이트로 형성되고, 모두 4개의 탄성 분리 소자들(14)에 의해 서로 결합된다. 중간 지지체(13)는 소형 직류 모터의 도시되지 않은 정류자의 관통을 위한 원형 관통구(15)를 포함한다.
2극으로 구현된 소형 직류 모터에서, 브러시 홀더는 2개의 정류자 브러시(16)를 갖고, 상기 정류자 브러시들은 관통구(15)의 방향으로 연장된 브러시 퀴버(17)내에 축방향으로 이동 가능하게 수용되고, 조립된 상태에서 도시되지 않은 브러시 압축 스프링에 의해 정류자에 가압된다. 정류자 브러시(16)의 전기 접속 코드들은 도면부호 18로 표시된다. 브러시 퀴버(17)들은 중간 지지체(13) 상에 고정된다. 이를 위해 중간 지지체(13)에 2개의 돌출된 암들(131)이 배치되고, 상기 암들은 유격을 가지고 리세스(12)의 상응하는 측면 연장부(121)에 삽입된다. 브러시 퀴버(17)는 금속으로 제조되고 암(131) 상에 고정된다. 본 발명의 대안예에서 브러시 퀴버(17)는 절연 물질로 제조될 수 있고, 중간 지지체(13)의 절연 물질 플레이트와 일체형으로 사출 성형에 의해 제조될 수 있으므로, 암들(131)은 생략된다.
4개의 분리 소자들(14)은 동일한 원주 각도만큼 서로 오프셋 되어 중간 지지체(13) 내의 관통구(12) 둘레에 성형으로 배치되고, 한편으로 브러시 퀴버(17)들 사이에서 중간 지지체(13)에 고정되고, 다른 한편으로는 지지체(11)에 고정된다. 각각의 분리 소자(14)는 하나의 자유도만 갖고, 상기 자유도가 정류자에 대해, 즉 정류자를 수용하는 관통구(15)에 대해 접선 방향으로 연장되도록, 배치된다. 물론 브러시 홀더는, 중간 지지체(13) 내의 관통구(15)의 축선이 정류자 축선과 일치하도록 모터 하우징 내에 장착된다. 접선방향의 자유도를 가진 분리 소자들(14)을 성형으로 배치함으로써, 중간 지지체(13)는 그 위에 고정된 브러시 퀴버(17)와 함께 정류자를 중심으로 제한적인 회전 피보팅 운동만 실시할 수 있으므로, 정류자에 대해 가압되는 정류자 브러시(16)는 회전 분리된다. 다른 자유도, 즉 2개의 회전 및 3개의 병진 자유도들은 존재하지 않거나 또는 무시될 수 있다.
도 1의 실시예에서 분리 소자들(14)은 납작한 탄성 리브(19)에 의해 구현되고, 상기 리브들은 각각 정류자 축선 또는 관통구(15) 축선에 대해 방사방향 평면에 놓인다. 도 3에는 상기 납작한 리브의 평면도가 도시된다. 상기 리브는 레그(191, 192) 및 상기 레그(191, 192)를 연결하는 요크(193)를 포함하는 U 형태를 갖는다. 하나의 레그(191)는 지지체(11)에, 다른 레그(192)는 중간 지지체(13)에 고정된다. 바람직하게 리브들(19)은 지지체(11) 및 중간 지지체(13)의 사출 성형시 상기 지지체들과 일체형으로 사출 성형되며, 동시에 브러시 퀴버(17)도 함께 사출 성형되고, 따라서 중간 지지체(13)에 있는 별도의 암(131)이 생략된다. 리브들(19)은 지지체(11)와 중간 지지체(13)를 형성하는 절연 물질 플레이트로부터 수직으로 돌출하므로, 상기 리브들은 사출 성형시 모울드 분리 방향으로 놓이고 사출 성형 공구에 추가의 횡방향 슬라이더를 필요로 하지 않는다.
도 2의 평면도에 도시된, 본 발명의 다른 실시예에 따른 브러시 홀더는 동일한 기본 원리로 구현된다. 이 경우에도 분리 소자들은 하나의 자유도만을 갖고, 존재하는 자유도가 정류자에 대해 접선 방향으로 연장되도록 지지체(11)와 중간 지지체(13) 사이에 배치되므로, 브러시 퀴버(17)는 거기에 제공된 정류자 브러시와 함께 정류자를 중심으로 제한된 회전만을 실행할 수 있고, 중간 지지체(13)의 모든 다른 자유도들은 실제로 존재하지 않는다. 도 1에 따른 브러시 홀더와는 달리, 이 경에 중간 지지체(13)는 원형의 절연 물질 플레이트로서 형성되고, 상기 플레이트는 유격을 가지고 절연 물질 플레이트로서 형성된 지지체(11)의 원형 리세스(12)에 삽입된다. 지지체(11)와 중간 지지체(13)를 연결하는 분리 소자(14)의 개수는 3개의 분리 소자(14)들의 최소의 개수로 감소된다. 상기 분리 소자들은 다시 정류자 축선 또는 정류자용 관통구(15)의 축선에 대해 성형(star pattern)으로 배치되고, 정류자 축선 또는 관통구(15) 축선에 대한 방사방향 평면에 놓인다. 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 분리 소자들(14)은 납작한 탄성 리브(19)로 형성되고, 상기 리브는 U 형이고, 지지체(11)와 중간 지지체(13)를 형성하는 절연 물질 플레이트로부터 수직으로 돌출한다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 동일하게, 이 경우에도 리브(19)의 하나의 레그(191)는 지지체(11)와 고정 연결되고, 다른 레그(192)는 중간 지지체(13)와 고정 연결된다. 요크(193)는 도 3과 달리 아치형으로 형성된다. 또한, 도 2에 따른, 변형된 브러시 홀더의 구조와 기능은 도 1의 브러시 홀더와 동일하므로, 선행 실시예가 참고된다. 도 1의 브러시 홀더의 부품들과 동일한 도 2에 따른 브러시 홀더의 부품들은 동일한 도면 부호를 갖는다.
회전자에 대한, 즉 본 실시예에서는 정류자에 대한 전기 접속을 형성하기 위한, 정류자 전기기계용 브러시 홀더의 예로서 기술된 접촉 소자 홀더는 소위 슬립링 전기기계, 예를 들어 슬립링 회전자를 갖는 동기 모터에서도 사용될 수 있다. 이러한 경우에 정류자 브러시 대신에 이른바 카본 브러시가 퀴버 내로 삽입되고, 상기 브러시는 스프링 하중을 받아 정류자 대신 적어도 하나의 슬립링 상에 놓인다. 또한 전술한 접촉 소자 홀더는 고정된, 전류 안내 부품과 이에 대해 회전하는 전류 안내 부품(회전자) 간의 전기 접촉이 형성되어야 하는 모든 곳에 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 회전자의 전기 접촉을 위한 접촉 소자 홀더로서, 고정된 지지체(11), 상기 지지체(11)에 지지된, 회전자용 중앙 관통구(15)를 향한, 도전 접촉 소자(16)를 변위 가능하게 수용하기 위한 적어도 하나의 퀴버(17), 및 상기 지지체(11)와 상기 퀴버(17) 사이에 배치된 분리 소자들(14)을 포함하는 접촉 소자 홀더에 있어서,
    상기 분리 소자들(14)은 상기 적어도 하나의 퀴버(17)가 상기 회전자를 중심으로 제한적인 회전 피보팅 운동만 실시할 수 있도록 형성되고 배치되고
    상기 분리 소자들(14)은 납작한 탄성 리브들(19)로 형성되고, 상기 리브들은 각각 회전자용 상기 중앙 관통구(15)의 축선에 대한 방사방향 평면에 놓이는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 3개의 분리 소자들(14)이 제공되고, 각각의 분리 소자(14)는 하나의 자유도만을 갖고, 상기 자유도가 상기 회전자에 대해 접선 방향으로 연장되도록 상기 지지체(11)와 상기 적어도 하나의 퀴버(17) 사이에 상기 분리 소자들(14)이 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분리 소자들(14)은 원주 방향으로 동일한 회전 각도만큼 서로 오프셋 되어 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 퀴버(17)는 중간 지지체(13) 상에 배치되고, 상기 분리 소자들(14)은 상기 지지체(11)와 상기 중간 지지체(13)를 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분리 소자들(14)은 상기 적어도 하나의 퀴버(17)와 이격되어 상기 중간 지지체(13)에 결합하는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 리브들(19)은 각각 2개의 레그(191, 192) 및 상기 레그(191, 192)를 연결하는 요크(193)로 U형으로 형성되고, 상기 레그들은 방사방향 평면에 놓이며, 상기 하나의 레그(191)는 상기 지지체(11)에 고정되고 상기 다른 레그(192)는 상기 중간 지지체(13)에 고정되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지체(11)와 상기 중간 지지체(13)는 절연 물질 플레이트로 형성되고, 상기 리브들(19)은 상기 절연 물질 플레이트로부터 수직으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 퀴버(17)는 상기 중간 지지체(13)를 형성하는 상기 절연 물질 플레이트에 고정되고 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 퀴버(17)는 상기 중간 지지체(13)를 형성하는 상기 절연 물질 플레이트와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 지지체(11)와 상기 중간 지지체(13)를 형성하는 상기 절연 물질 플레이트와 상기 리브들(19)은 일체형으로 사출 성형 되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    서로 동일한 회전 각도만큼 오프셋 되어 배치된 적어도 2개의 퀴버(17)가 제공되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자 홀더.
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