KR101568665B1 - Brush structure for increasing ripple current of motor - Google Patents

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Abstract

A brush structure for increasing a ripple current of a motor according to the present invention contacts a commutator including commutator bars separated annularly by a plurality of slits as being able to be slid. The brush structure of the present invention comprises: a first ripple groove part which satisfies a condition of R2>R1 where slit width between the commutator bars is L and a curvature radius of the commutator is R1 and a curvature radius of a brush surface contacting the commutator bar is R2 and the brush surface facing the commutator bar is formed to be concave along a length direction of the brush; and a second ripple groove part which is extended along a direction of going away from the commutator bar from the first ripple groove part, and constitutes a staircase shape by being formed narrower than the width of the first ripple groove part. Thus, the first ripple groove part and the second ripple groove part divides the brush into two segments along a rotation direction of the brush.

Description

모터의 맥동 전류를 증가시키는 브러시 구조{Brush structure for increasing ripple current of motor}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a brush structure for increasing the ripple current of a motor,

본 발명은 브러시를 포함하는 모터 장치에 관련된 것으로서, 더 구체적으로는 모터의 맥동 전류를 증가시키는 브러시에 관한 것이다.The present invention relates to a motor device comprising a brush, and more particularly to a brush for increasing the ripple current of a motor.

일반적으로 모터장치는 회전자와 고정자를 구비하고 있다. 상기 회전자는 모터의 출력축과 일체로 회전하는 정류자를 포함하고 있다. 상기 고정자는 상기 정류자에 전류를 공급하기 위한 브러시를 포함하고 있다. 일반적으로 상기 정류자는 상기 모터의 출력축의 둘레 방향을 따라 서로 이격되도록 배치된 복수개의 정류자편으로 이루어져 있다. 상기 브러시는 상기 정류자편과 슬라이딩 접촉되면서 정류자에 전류를 공급한다.Generally, the motor device has a rotor and a stator. The rotor includes a commutator that rotates integrally with the output shaft of the motor. The stator includes a brush for supplying current to the commutator. Generally, the commutator is composed of a plurality of commutator pieces arranged to be spaced apart from each other along the circumferential direction of the output shaft of the motor. The brush is in sliding contact with the commutator element to supply current to the commutator.

이와 같은 구조를 가지는 모터에서 그 모터의 회전을 제어하기 위한 인자로서 맥동전류(ripple current)가 사용된다. 맥동전류는 일반적으로 차량에 장착된 직류모터(DC motor), 썬루프 모터(sunroof motor), 시트 모터(seat motor), 와이퍼 모터(wiper motor) 등과 같이 액추에이터(actuator) 기능을 수행하는 모터에서 위치제어 또는 속도제어를 하기 위한 전기적 신호로 이용된다.In a motor having such a structure, a ripple current is used as a factor for controlling the rotation of the motor. The pulsating current is generally determined in a motor that performs an actuator function such as a DC motor, a sunroof motor, a seat motor, a wiper motor, And is used as an electrical signal for control or speed control.

종래에 동일한 기능을 수행하기 위해 사용되었던 홀 센서(hall sensor) 보다 가격이 저렴하며, 추가적인 센서의 설치가 필요하지 않으며, 상대적으로 많은 펄스(pulse) 수를 얻을 수 있어서, 맥동전류는 모터 장치에서 더욱 정밀한 제어가 가능하도록 하는 장점이 있다.It is possible to obtain a relatively large number of pulses because the price is lower than that of a hall sensor which has conventionally been used to perform the same function and no additional sensor is required to be installed, There is an advantage that more precise control is possible.

모터장치에서 맥동전류가 발생하는 원리는 도 1에 도시된 바와 같이 브러시(1)가 정류자(2)에 전류를 공급하여 모터의 회전자를 구동시킬 때 그 브러시(1)가 정류자편(3) 간에 형성된 슬롯(4)을 통과하는 과정에서 접촉저항의 차이로 인하여 발생한다.The principle of generating a pulsating current in the motor device is that the brush 1 supplies current to the commutator 2 to drive the rotor of the motor as shown in Fig. Due to the difference in the contact resistance in the process of passing through the slot 4 formed between the electrodes.

이와 같은 맥동전류를 발생시키는 브러시(1)와 정류자(2) 간의 접촉 조건별 저항치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 3가지의 경우로 분류할 수 있다. 즉 도 1에 도시된 바와 8개의 정류자편(3)을 구비한 정류자(2)에 2의 브러시가 설치된 경우를 예로써 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 브러시에 각각 대응하는 정류자편(3)의 수가 1+1 세그먼트인 경우와, 도 2에 도시된 바와 같이 1+2 세그먼트인 경우와, 도 3에 도시된 2+2 세그먼트인 경우로 분류된다. 도 1과 같은 조건에서 접촉저항은 1/R=1/(4Ri)+1/(4Ri) 로부터, R=2Ri가 된다. 여기에서 R는 브러시(1)와 정류자(2)간의 합성 접촉저항이며, Ri는 정류자편(3) 하나에 대응하는 회전자 코일의 저항을 의미한다. 위 수식에서 4Ri가 의미하는 것은 2개의 브러시(1) 사이에 4개의 슬롯으로 분리된 코일의 합성저항을 의미한다. 즉, 2개의 브러시(1) 사이를 복수의 정류자편(3)에 의해 병렬 전기회로가 구성되는 것이다.The resistance values of the brush 1 and the commutator 2 for generating the pulsating current may be classified into three types as shown in FIGS. 1 to 3. That is, a case where two brushes are provided in the commutator 2 having eight commutator segments 3 as shown in Fig. 1 will be described as an example. As shown in Fig. 1, when the number of the commutator segments 3 corresponding to the two brushes is 1 + 1 segment, 1 + 2 segment as shown in Fig. 2, and 2 + 2 segments. 1, the contact resistance becomes R = 2R i from 1 / R = 1 / (4R i ) + 1 / (4R i ). Where R is the combined contact resistance between the brush 1 and the commutator 2 and R i is the resistance of the rotor coil corresponding to one of the commutator segments 3. In the above equation, 4R i means a combined resistance of the coil divided into four slots between two brushes (1). That is, a parallel electric circuit is constituted by a plurality of commutator segments 3 between the two brushes 1.

한편, 도 2와 같은 조건에서 접촉저항은 1/R=1/(3Ri)+1/(4Ri) 로부터, R=(7/12)Ri=1.71Ri가 된다. 한편, 도 3과 같은 조건에서 접촉저항은 1/R=1/(3Ri)+1/(3Ri) 로부터, R=(2/3)Ri=1.5Ri가 된다. 즉 세그먼트 접촉 조건별 저항치는 1.5Ri~2.0R(25%) 수준이다.On the other hand, the contact resistance becomes R = (7/12) R i = 1.71R i from 1 / R = 1 / (3R i ) + 1 / (4R i ) under the condition shown in FIG. 3, the contact resistance is R = (2/3) R i = 1.5R i from 1 / R = 1 / (3R i ) + 1 / (3R i ). That is, the resistance value according to the segment contact condition is about 1.5Ri ~ 2.0R (25%).

이론적으로 이와 같은 세그먼트 접촉 조건별 저항차 때문에 맥동전류가 증가 또는 감소현상이 발생하게 된다. 위 예를 기초로 판단하였을 때 4세그먼트(2+2)의 접촉형태일 때 맥동전류의 수준은 증가할 것으로 예상된다.Theoretically, the pulse current increases or decreases due to the resistance difference of the segment contact condition. Based on the above example, it is expected that the level of the pulsating current will increase when the 4-segment (2 + 2) contact type is used.

이와 같이 모터의 맥동 전류를 그 모터의 제어 신호로 사용하기 위한 브러시 구조의 일 예가 대한민국 등록특허 제0968923호에 개시되어 있다.An example of a brush structure for using the pulse current of a motor as a control signal of the motor is disclosed in Korean Patent Registration No. 0968923.

그런데, 상기 등록특허에 개시된 브러시 구조는 브러시와 정류자가 처음 마찰되는 대략 1000 사이클 내에서 브러시면과 정류자면의 미세 표면의 거칠기 등에 의한 불일치 때문에 소음이 지나치게 크게 발생하여 사용자가 감성적으로 불편함을 느끼는 문제점이 있다. 또한, 상기 등록특허에 개시된 브러시 구조는 장기간 사용함에 따라 브러시에 형성된 리플 홈부가 마모에 의해 제거됨으로써 맥동 전류 증가 효과가 사라지는 문제점이 있다. 또한, 초기 브러시와 정류자의 접촉 면적이 상대적으로 크게 형성되므로 맥동 전류의 최대치가 상대적으로 낮게 형성되어 제어 신호 사용하기 위해 맥동 전류를 증폭시키기 위한 별도의 회로 등이 필요한 문제점이 있다.However, in the brush structure disclosed in the patent, the noise is excessively large due to the inconsistency due to the roughness of the brush surface and the fine surface of the rectifying element within approximately 1000 cycles of the first rubbing of the brush and the commutator, and the user feels discomfort There is a problem. In addition, the brush structure disclosed in the above-mentioned patent has a problem that the ripple groove formed in the brush is removed by abrasion due to long-term use, and the effect of increasing the ripple current is lost. In addition, since the contact area between the initial brush and the commutator is relatively large, the maximum value of the ripple current is relatively low, which requires a separate circuit for amplifying the ripple current to use the control signal.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 모터의 맥동 전류를 증가시킬 뿐 아니라 초기 마찰 소음을 현저하게 감소할 수 있고, 장기간 사용에도 안정적인 맥동 전류를 발생시킬 수 있는 브러시 구조를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a brush which can not only increase a ripple current of a motor but also remarkably reduce initial friction noise, Structure.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터의 맥동 전류를 증가시키는 브러시 구조는, 복수의 슬릿에 의해 환상으로 분리된 정류자편들을 포함하는 정류자에 슬라이딩 가능하게 접촉되는 브러시 구조에 있어서,According to an aspect of the present invention, there is provided a brush structure for increasing a pulsating current of a motor, the brush structure slidably contacting a commutator including a plurality of commutator segments separated by a plurality of slits, ,

상기 정류자편들 사이의 슬릿 폭을 L이라 하며,The slit width between the commutator segments is L,

상기 정류자의 곡률 반경을 R1이라 하며,The radius of curvature of the commutator is R1,

상기 정류자편에 접촉되는 브러시면의 곡률 반경을 R2라 할 때,And a radius of curvature of the brush surface contacting the commutator element is R2,

상기 R2 > R1의 조건을 만족하며,Satisfies the condition of R2> R1,

상기 정류자편과 마주하는 브러시면은 상기 브러시의 길이 방향으로 오목하게 형성된 제1리플 홈부; 및Wherein the brush face facing the commutator element includes: a first ripple groove portion recessed in the longitudinal direction of the brush; And

상기 제1리플 홈부로부터 상기 정류자편으로부터 멀어지는 방향으로 연장되며, 상기 제1리플 홈부의 폭 보다 좁게 형성됨으로써 계단 형상을 구성하는 제2리플 홈부를 구비함으로써,And a second ripple groove portion extending in a direction away from the first ripple groove portion and being narrower than a width of the first ripple groove portion so as to form a stepped shape,

상기 제1리플 홈부 및 상기 제2리플 홈부는 상기 브러시의 회전 방향을 따라 상기 브러시를 2개의 세그멘트로 분할하는 점에 특징이 있다.The first ripple groove portion and the second ripple groove portion are characterized by dividing the brush into two segments along the rotating direction of the brush.

상기 브러시의 폭을 B라 하고,The width of the brush is B,

상기 브러시의 길이를 BL이라 하고Let BL be the length of the brush

상기 제1리플 홈부의 폭을 W1이라 하고,A width of the first groove portion is W1,

상기 제2리플 홈부의 폭을 W2라 하고,The width of the second groove portion is W2,

상기 제1리플 홈부의 깊이를 X라하고,The depth of the first ripple groove portion is X,

상기 제1리플 홈부와 상기 제2리플 홈부의 깊이의 합을 Y라 정의할 때,When the sum of the depths of the first and second ripple grooves is defined as Y,

상기 W2는 L < W2 < 0.5B인 조건을 만족시키도록 형성된 것이 바람직하다.W2 is preferably formed so as to satisfy the condition of L < W2 < 0.5B.

상기 W1은 W2 < W1 < B인 조건을 만족시키도록 형성된 것이 바람직하다.It is preferable that W1 is formed so as to satisfy the condition of W2 < W1 < B.

상기 X는 아래 조건을 만족하며,Wherein X satisfies the following condition,

Figure 112015070684151-pat00001
Figure 112015070684151-pat00001

상기 Y는 X < Y < 0.5BL 인 것이 바람직하다.It is preferable that Y satisfies X < Y < 0.5BL.

본 발명에 따른 모터의 맥동 전류를 증가시키는 브러시 구조는 정류자와 접촉하여 안정적이고 증가 된 맥동 전류를 발생시키며, 초기 마찰을 감소시킴으로써 착동 초기 발생되는 소음을 현저하게 감소한 모터를 제공함으로써 상기 모터의 제어를 상기 맥동 전류의 펄스에 의해 가능하게 하는 효과를 제공한다.The brush structure for increasing the pulsating current of the motor according to the present invention provides a motor which is in contact with the commutator to generate a stable and increased pulsating current, By the pulse of the pulsating current.

도 1 내지 도 3은 종래의 모터장치에서 맥동전류의 발생조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 브러시의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 브러시와 정류자의 배치 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 브러시가 채용된 모터의 맥동 전류의 펄스를 보여주는 도면이다.Figs. 1 to 3 are diagrams for explaining conditions for generating a pulsating current in a conventional motor apparatus. Fig.
4 is a view showing the structure of a brush according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing an arrangement structure of the brush and the commutator shown in FIG.
6 is a view showing a pulse of a ripple current of a motor employing the brush shown in Fig.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 브러시의 구조를 보여주는 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 브러시와 정류자의 배치 구조를 보여주는 도면이다. 도 6은 도 4에 도시된 브러시가 채용된 모터의 맥동 전류의 펄스를 보여주는 도면이다.4 is a view showing the structure of a brush according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view showing an arrangement structure of the brush and the commutator shown in FIG. 6 is a view showing a pulse of a ripple current of a motor employing the brush shown in Fig.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터의 맥동 전류를 증가시키는 브러시 구조는 복수의 슬릿(25)에 의해 환상으로 분리된 정류자편(22)들을 포함하는 정류자(20)에 슬라이딩 가능하게 접촉되는 브러시(30) 구조에 관한 것이다.4 to 6, the brush structure for increasing the ripple current of the motor according to the preferred embodiment of the present invention includes a commutator 20 including commutator segments 22 annularly separated by a plurality of slits 25 To the brush 30 in a slidable manner.

상기 정류자(20)는 모터의 회전자를 구성하는 부품이다. 상기 정류자(20)는 복수의 슬릿(25)에 의해 환상으로 분리 배치된 정류자편(22)들을 포함한다. 상기 슬릿(25)은 상기 정류자편(22)에 대응하는 회전자 코일(미도시)을 분리하고 있다. 상기 정류자편(22)은 상기 슬릿(25)에 의해 분리된 각각의 회전자 코일에 전기적으로 연결되어 있다.The commutator 20 is a part constituting the rotor of the motor. The commutator (20) includes commutator segments (22) arranged annularly by a plurality of slits (25). The slit 25 separates a rotor coil (not shown) corresponding to the commutator element 22. The commutator element (22) is electrically connected to each of the rotor coils separated by the slit (25).

상기 브러시(30)는 상기 정류자편(22)과 마주하도록 배치된다. 상기 브러시(30)는 상기 정류자편(22)과 슬라이딩 가능한 상태로 접촉된다. 즉, 상기 정류자편(22)이 회전함에 따라 순차적으로 다른 정류자편(22)이 상기 브러시(30)에 슬라이딩 접촉되는 것이다. 상기 브러시(30)는 예컨대 브러시 하우징(미도시)에 슬라이딩 가능하게 배치될 수 있다. 상기 브러시(30)는 탄성부재(미도시)에 의해 상기 정류자편(22)을 향하여 가압 되도록 배치된다. 상기 브러시(30)는 복수 개가 구비될 수 있다. 예컨대 상기 브러시(30)가 한 쌍이 구비된 경우, 상기 한 쌍의 브러시(30)는 서로 180°방향으로 배치된다. 상기 브러시(30)는 외부의 전원으로부터 상기 정류자편(22)에 전류를 공급하는 역할을 한다.The brush 30 is arranged to face the commutator element 22. The brush 30 is brought into sliding contact with the commutator element 22. That is, as the commutator element 22 rotates, the other commutator element 22 slides in contact with the brush 30 sequentially. The brush 30 may be slidably disposed, for example, in a brush housing (not shown). The brush 30 is arranged to be pressed toward the commutator element 22 by an elastic member (not shown). A plurality of the brushes 30 may be provided. For example, when the pair of brushes 30 are provided, the pair of brushes 30 are arranged in directions of 180 ° with respect to each other. The brush 30 serves to supply current to the commutator element 22 from an external power source.

상기 브러시(30)는 제1리플 홈부(32)와, 제2리플 홈부(34)를 구비한다.The brush 30 has a first ripple groove 32 and a second ripple groove 34.

상기 제1리플 홈부(32)는, 상기 정류자편(22)과 마주하는 브러시면에 형성된다. 더 구체적으로 상기 제1리플 홈부(32)는 상기 브러시(30)의 길이 방향으로 오목하게 형성된다.The first ripple portion 32 is formed on the brush surface facing the commutator element 22. More specifically, the first groove 32 is recessed in the longitudinal direction of the brush 30.

상기 제2리플 홈부(34)는, 상기 제1리플 홈부(32)로부터 상기 정류자편(22)으로부터 멀어지는 방향으로 연장 형성된다.The second ripple groove portion 34 extends from the first ripple portion 32 in a direction away from the commutator element 22.

상기 제2리플 홈부(34)는 상기 제1리플 홈부의 폭 보다 좁게 형성된다. 따라서, 상기 제1리플 홈부(32)와 상기 제2리플 홈부(34)는 단면상 계단 형상을 구성한다.The second ridge groove portion 34 is formed to be narrower than the width of the first ridge groove portion. Accordingly, the first ripple groove 32 and the second ripple groove 34 form a stepped shape in cross section.

상기 제1리플 홈부(32)와 상기 제2리플 홈부(34)는 상기 브러시(30)의 회전 방향을 따라 상기 브러시(30)를 2개의 세그멘트로 분할한다.The first ripple groove portion 32 and the second ripple groove portion 34 divide the brush 30 into two segments along the direction of rotation of the brush 30.

상기 제1리플 홈부(32)와 상기 제2리플 홈부(34)에 의해 2개의 세그먼트로 분할된 브러시(30)는 상기 정류자편(22)들과 슬라이딩 접촉되는 과정에서 항상 2+2 세그먼트 접촉을 유지하게 된다. 따라서, 안정된 맥동 전류 펄스를 발생한다.The brush 30 divided into two segments by the first ripple groove portion 32 and the second ripple groove portion 34 always contacts the 2 + 2 segment in the sliding contact with the commutator segments 22 . Thus, stable pulsating current pulses are generated.

또한, 본 발명의 특징적인 구조와 같이 상기 제1리플 홈부(32)는 상기 브러시(30)와 상기 정류자(20)의 조립 초기에, 상기 정류자(20)와 접촉되는 면적을 최소화 함으로써 상기 정류자(20)의 곡률과 상기 브러시(30)의 곡률이 일치하지 않는 동안에 발생하는 소음을 현저하게 감소시키는 효과를 제공한다. 또한, 상기 제1리플 홈부(32)는 상기 브러시(30)와 상기 정류자(20)의 조립 초기에 날카롭고 높은 피크의 맥동 전류 펄스를 발생시키는 데 크게 기여하는 효과가 있다.The first ripple groove 32 minimizes the area of contact with the commutator 20 at the initial stage of assembling the brush 30 and the commutator 20 as in the structure of the present invention, 20 and the curvature of the brush 30 do not coincide with each other. In addition, the first ripple portion 32 has an effect of significantly contributing to generation of sharp and high-peak pulsating current pulses at the initial stage of assembly of the brush 30 and the commutator 20.

더 구체적으로 상기 제1리플 홈부(32)와 상기 제2리플 홈부(34)의 상세한 크기에 대해 서술하기로 한다.More specifically, the detailed size of the first ripple portion 32 and the second ripple portion 34 will be described.

상기 정류자편(22)들 사이의 슬릿 폭을 L이라 정의한다.The slit width between the commutator segments 22 is defined as L.

상기 정류자(20)의 곡률 반경을 R1이라 정의한다.The curvature radius of the commutator 20 is defined as R1.

상기 정류자편(22)에 접촉되는 브러시면의 곡률 반경을 R2라 정의한다.And a radius of curvature of the brush surface contacting the commutator element 22 is defined as R2.

또한, 상기 R2는 R1 보다 큰 조건(R2 > R1) 조건을 만족하는 브러시(30)에 본 발명의 범위를 한정한다. 상기 R2가 R1 보다 작은 경우에는 초기 조립시 브러시(30)와 정류자(20) 간 마찰 소음이 지나치게 크게 발생하는 문제점이 있다.Further, the above-mentioned R2 limits the scope of the present invention to the brush 30 satisfying the condition (R2> R1) that is larger than R1. If R2 is smaller than R1, frictional noise between the brush 30 and the commutator 20 is excessively large during initial assembly.

또한, 상기 브러시(30)의 폭을 B라 정의한다.The width of the brush 30 is defined as B.

그리고, 상기 브러시(30)의 길이를 BL이라 정의한다.The length of the brush 30 is defined as BL.

이와 같이 정의하면, 상기 L, R1, R2, B, BL은 상수가 된다. 즉, 특정한 모터에 채용되는 정류자와 브러시가 특정되면 위의 값들은 상수가 된다.In this definition, L, R1, R2, B, and BL are constants. That is, when the commutator and the brush used for a specific motor are specified, the above values become constants.

이제, 상기 제1리플 홈부(32)의 폭을 W1이라 정의한다.Now, the width of the first groove portion 32 is defined as W1.

그리고, 상기 제2리플 홈부(34)의 폭을 W2라 정의한다.The width of the second groove portion 34 is defined as W2.

또한, 상기 제1리플 홈부의 깊이를 X라 정의한다.Further, the depth of the first ripple groove portion is defined as X.

상기 제1리플 홈부(32)와 상기 제2리플 홈부(34)의 깊이의 합을 Y라 정의한다.The sum of the depths of the first and the second groove portions 32 and 34 is defined as Y.

위와 같이 정의된 값을 기준으로 W1, W2, X, Y는 L, R1, R2, B, BL의 상관 관계에 의해 특정된 범위의 값을 가질 때, 상기 브러시(30)가 채용된 모터에서 발생 되는 맥동 전류의 값이 안정적이고 현저하게 높게 나오는 효과가 있다.When W1, W2, X, and Y have values in a range specified by the correlation of L, R1, R2, B, and BL on the basis of the values defined above, So that the value of the ripple current is stable and remarkably high.

먼저, 상기 W2는 L < W2 < 0.5B인 조건을 만족시키도록 형성된 것이 바람직하다. 상기 W2가 L 보다 작거나 같은 경우에는 제1리플 홈부(32)에 의해 분할된 세그먼트가 정류자편(22)과 슬라이딩 접촉되는 과정에서 2+2 세그먼트 접촉을 유지하지 못하여 맥동 전류가 안정적으로 발생하지 않은 문제점이 있다. 한편, 상기 W2가 0.5B 이상인 경우에는 상기 브러시(30)의 내구성이 취약해짐으로써 작동 과정에서 상기 브러시(30)가 파손될 수 있는 문제점이 있다.It is preferable that W2 is formed so as to satisfy the condition of L < W2 < 0.5B. When W2 is less than or equal to L, the segment divided by the first ripple portion 32 does not maintain the 2 + 2-segment contact during sliding contact with the commutator element 22, and thus the ripple current stably occurs . On the other hand, when W2 is 0.5B or more, the durability of the brush 30 becomes weak, which may damage the brush 30 during operation.

그리고, 상기 W1은 W2 < W1 < B인 조건을 만족시키도록 형성된 것이 바람직하다.It is preferable that W1 is formed so as to satisfy the condition of W2 < W1 < B.

상기 W1이 W2 보다 작거나 같은 경우에는 상기 제1리플 홈부(32)와 상기 제2리플 홈부(34)의 계단 구조가 형성되지 않거나, 역 계단 구조를 형성함으로써 이중 구조의 홈부가 형성되지 않는 문제점이 있다. 계단 구조로 형성된 제1리플 홈부(32)와 제2리플 홈부(34)는 본 발명의 핵심적인 작용 효과를 구현하는 데 필수적이기 때문이다.If W1 is less than or equal to W2, a stepped structure of the first and second ripple portions 32 and 34 is not formed, or an inverted stepped structure is formed, . The first and second ripple grooves 32 and 34 formed in a stepped structure are essential for realizing the core effect of the present invention.

한편, 상기 W1이 B 보다 크거나 같은 경우에는 기하학적으로 상기 제1리플 홈부(32)를 형성할 수 없는 문제점이 있다.On the other hand, if W1 is greater than or equal to B, there is a problem that the first ripple groove 32 can not be formed geometrically.

상기 X가 식(1)의 조건을 만족하며,Wherein X satisfies the condition of the formula (1)

Figure 112015070684151-pat00002
-------- 식(1)
Figure 112015070684151-pat00002
-------- Equation (1)

상기 Y는 X < Y < 0.5BL 인 것이 바람직하다.It is preferable that Y satisfies X < Y < 0.5BL.

상기 식(1)에서 R2 > R1이기 때문에 X는 항상 0 보다 큰 값을 가진다.In the above equation (1), since R2> R1, X always has a value larger than zero.

상기 Y가 X 이하일 경우에는 상기 제1리플 홈부(32)와 상기 제2리플 홈부(34)가 형성되지 않는다. 한편, 상기 Y가 0.5BL 이상인 경우에는 상기 제1리플 홈부(32)와 상기 제2리플 홈부(34)의 합이 지나치게 깊게 형성되어, 상기 브러시(30)의 내구성이 현저하게 취약해짐으로써 작동 과정에서 상기 브러시(30)가 파손될 수 있는 문제점이 있다.When the Y is less than X, the first and second ripple grooves 32 and 34 are not formed. On the other hand, when the Y is 0.5BL or more, the sum of the first and second ridge portions 32 and 34 is excessively deep, and the durability of the brush 30 is remarkably weakened, There is a problem that the brush 30 may be damaged.

상술한 바와 같이 상기 제1리플 홈부(32)와 상기 제2리플 홈부(34)는 상기 정류자(20)와 상기 브러시(30)의 구조를 구성하는 형상의 고정된 값으로 이루어진 여러 조건을 선택적으로 또는 모두 만족하는 조건에서 모터 제어를 위한 최상의 맥동 전류값을 발생할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 브러시(30) 구조는 정류자(20)와 접촉하는 브러시(30)의 접촉면에 이중의 홈부를 구성함으로써 한 개의 브러시(30)로 2 세그먼트 접촉을 유도하며, 종래 구조에 비하여 2 + 2 세그먼트 접촉 형태의 발생과 유지 시간을 증가시켜 초기 모터의 맥동 전류를 안정화시켜 링 마그넷과 홀 센서와 같은 별도의 부품을 사용하지 않고서도 차량용 파워 윈도우 모터의 세이프티(safety) 기능을 구현할 수 있는 장점이 있다. 즉, 2개의 전원단(pin)을 가진 모터가 링 마그넷(ring magnet) 및 홀 센서(hall sensor)를 구비하지 않고도 세이프티(safety) 기능을 구현할 수 있으므로, 모터의 중량이 가벼워지고 가격이 저렴해지며 모터가 장기간 사용되어도 안정적인 맥동 전류를 유지할 수 있는 효과를 제공한다. As described above, the first ripple portion 32 and the second ripple portion 34 selectively provide various conditions including a fixed value of the shape of the structure of the commutator 20 and the brush 30 Or both of them can generate the best pulsating current value for the motor control. In other words, the structure of the brush 30 according to the present invention provides a two-segment contact with one brush 30 by forming a double groove on the contact surface of the brush 30 contacting the commutator 20, It can stabilize the ripple current of the initial motor by increasing the generation and retention time of the 2 + 2-segment contact form, so that the safety function of the power window motor can be implemented without using separate parts such as ring magnet and Hall sensor. There is an advantage. That is, since a motor having two power pins can implement a safety function without having a ring magnet and a hall sensor, the motor is light in weight and low in cost And the stable ripple current can be maintained even when the motor is used for a long period of time.

특히, 상기 제1리플 홈부(32)는 맥동 전류의 균일하고 안정적인 펄스를 유도하는 효과가 있다. 즉, 상기 제1리플 홈부(32)는 브러시(30)와 정류자(20)의 조립 후 초기 작동시 맥동 전류가 사인파(sinusoidal pulse)와 유사하게 발생한다.Particularly, the first ripple portion 32 has an effect of inducing a uniform and stable pulse of the ripple current. That is, the first ripple portion 32 generates a pulsating current similar to a sinusoidal pulse at the initial operation after the assembly of the brush 30 and the commutator 20.

도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 브러시 구조가 채용된 모터에서 안정적이고 현저하게 증가된 맥동 전류 펄스가 발생하는 것을 직관적으로 관찰할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be intuitively observed that stable and remarkably increased pulsating current pulses are generated in a motor employing the brush structure according to the preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 모터의 맥동 전류를 증가시키는 브러시 구조는 정류자와 접촉하여 안정적이고 증가 된 맥동 전류를 발생시키며, 초기 마찰을 감소시킴으로써 착동 초기 발생되는 소음을 현저하게 감소한 모터를 제공함으로써 상기 모터의 제어를 상기 맥동 전류의 펄스에 의해 가능하게 하는 효과를 제공한다.The brush structure for increasing the pulsating current of the motor according to the present invention provides a motor which is in contact with the commutator to generate a stable and increased pulsating current, By the pulse of the pulsating current.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications can be made by those skilled in the art within the technical scope of the present invention. Is obvious.

20 : 정류자
22 : 정류자편
25 : 슬릿
30 : 브러시
32 : 제1리플 홈부
34 : 제2리플 홈부
B : 브러시의 폭
BL : 브러시의 길이
L : 정류자편들 사이의 슬릿 폭
R1 : 정류자의 곡률 반경
R2 : 정류자와 접촉하는 브러시 접촉면의 곡률 반경
W1 : 제1리플 홈부의 폭
W2 : 제2리플 홈부의 폭
X : 제1리플 홈부의 깊이
Y : 제1리플 홈부와 제2리플 홈부의 깊이의 합20: commutator
22:
25: slit
30: Brush
32: first ripple groove portion
34: second ripple groove
B: width of the brush
BL: Brush length
L: Slit width between commutator segments
R1: Curvature radius of the commutator
R2: Curvature radius of the brush contact surface in contact with the commutator
W1: Width of the first ripple groove portion
W2: Width of the second ripple groove portion
X: depth of the first ripple groove portion
Y: the sum of the depths of the first and second ripple grooves

Claims (4)

복수의 슬릿에 의해 환상으로 분리된 정류자편들을 포함하는 정류자에 슬라이딩 가능하게 접촉되는 브러시 구조에 있어서,
상기 정류자편들 사이의 슬릿 폭을 L이라 하며,
상기 정류자의 곡률 반경을 R1이라 하며,
상기 정류자편에 접촉되는 브러시면의 곡률 반경을 R2라 할 때,
상기 R2는 R2 > R1의 조건을 만족하며,
상기 정류자편과 마주하는 브러시면은 상기 브러시의 길이 방향으로 오목하게 형성된 제1리플 홈부; 및
상기 제1리플 홈부로부터 상기 정류자편으로부터 멀어지는 방향으로 연장되며, 상기 제1리플 홈부의 폭 보다 좁게 형성됨으로써 계단 형상을 구성하는 제2리플 홈부를 구비함으로써,
상기 제1리플 홈부 및 상기 제2리플 홈부는 상기 브러시의 회전 방향을 따라 상기 브러시를 2개의 세그멘트로 분할하며,
상기 브러시의 폭을 B라 하고,
상기 브러시의 길이를 BL이라 하고
상기 제1리플 홈부의 폭을 W1이라 하고,
상기 제2리플 홈부의 폭을 W2라 하고,
상기 제1리플 홈부의 깊이를 X라하고,
상기 제1리플 홈부와 상기 제2리플 홈부의 깊이의 합을 Y라 정의할 때,
상기 W2는 L < W2 < 0.5B인 조건을 만족시키도록 형성되고,
상기 X는 아래 조건을 만족하며,
Figure 112015102372319-pat00010

상기 Y는 X < Y < 0.5BL 인 것을 특징으로 하는 모터의 맥동 전류를 증가시키는 브러시 구조.A brush structure slidably contacting a commutator including a plurality of commutator segments separated by a slit in a ring shape,
The slit width between the commutator segments is L,
The radius of curvature of the commutator is R1,
And a radius of curvature of the brush surface contacting the commutator element is R2,
Wherein R2 satisfies the condition of R2 > R1,
Wherein the brush face facing the commutator element includes: a first ripple groove portion recessed in the longitudinal direction of the brush; And
And a second ripple groove portion extending in a direction away from the first ripple groove portion and being narrower than a width of the first ripple groove portion so as to form a stepped shape,
The first ripple groove portion and the second ripple groove portion divide the brush into two segments along the rotating direction of the brush,
The width of the brush is B,
Let BL be the length of the brush
A width of the first groove portion is W1,
The width of the second groove portion is W2,
The depth of the first ripple groove portion is X,
When the sum of the depths of the first and second ripple grooves is defined as Y,
W2 is formed so as to satisfy a condition of L < W2 < 0.5B,
Wherein X satisfies the following condition,
Figure 112015102372319-pat00010

Wherein Y is X < Y < 0.5BL. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 W1은 W2 < W1 < B인 조건을 만족시키도록 형성된 것을 특징으로 하는
모터의 맥동 전류를 증가시키는 브러시 구조.
The method according to claim 1,
And W1 is formed so as to satisfy a condition of W2 < W1 < B
A brush structure that increases the motor's ripple current.
삭제delete
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