KR101767050B1 - 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 정류자와 브러쉬를 포함하는 냉각팬 구동용 직류모터에서 상기 브러쉬를 수용하는 브러쉬 홀더의 일측 단부에 브러쉬 마모 감지수단을 장착하여 상기 브러쉬의 단부에 고정되도록 설치된 전원공급선이 상기 브러쉬의 마모에 의해 상기 브러쉬 마모 감지수단과 가까워져 접하게 될 경우, 일정 신호를 발생함으로써 완전히 브러쉬가 마모되기 전에 사용자가 브러쉬의 상태를 파악할 수 있도록 하기 위한 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터에 관한 것이다.

Description

브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터{DC motor with device for sensing the brush abrasion}

본 발명은 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 정류자와 브러쉬를 포함하는 냉각팬 구동용 직류모터에서 상기 브러쉬를 수용하는 브러쉬 홀더의 일측 단부에 브러쉬 마모 감지수단을 장착하여 상기 브러쉬의 단부에 고정되도록 설치된 전원공급선이 상기 브러쉬의 마모에 의해 상기 브러쉬 마모 감지수단과 가까워져 접하게 될 경우, 일정 신호를 발생함으로써 완전히 브러쉬가 마모되기 전에 사용자가 브러쉬의 상태를 파악할 수 있도록 하기 위한 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터에 관한 것이다.

각종 차량에는 여러 가지 목적으로 모터가 구비되고 있다.

구체적인 예로 설명하면, 차량의 엔진을 수냉식으로 냉각하는 경우 엔진을 경유하면서 고온으로 열교환된 냉각수를 외부의 공기에 의해 냉각시키기 위한 라디에이터가 설치되어 있고, 라디에이터의 후방에는 외부의 공기를 강제로 유입시켜 냉각효율을 높이기 위한 냉각팬이 설치되어 있으며, 이러한 냉각팬을 회전시키기 위한 모터가 설치되어 있다.

또 다른 예로서, 일반적으로 차량의 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나, 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시킴으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 것으로, 냉각 작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터 및 상기 증발기와 히터에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍하기 위한 송풍 장치를 포함하고 있는데 이러한 송풍장치에도 모터가 구비된다.

한편, 전기 모터는 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환하는 장치로 전기적인 입력을 주게 되면 그것에 대응하는 기계적인 출력을 내도록 되어 있다.

상기 전기 모터는, 구동전류의 형태에 따라 직류모터와 교류모터로 대별되고, 상기 교류모터는 작동전원의 주파수와 회전수가 일치하는 동기 모터와 작동전원의 주파수와 회전수가 일치하지 않는 유도 모터로 세분된다.

이중 직류모터는, 크게 계자(界磁)와 전기자(電氣子), 정류자(整流子) 및 브러시(brush)로 구성되어 있는데, 상기 계자는 전기자에 자력을 인가함과 더불어 전기자에서 발생하는 전자기력과 함께 회전력을 발생하고, 상기 전기자는 정류자로부터 인가되는 전류에 의해 전자기력을 발생하고 계자에서 발생된 자력과 함께 회전력을 발생한다.

상기 정류자는 다수개의 정류자 편으로 구성되어 있고 브러쉬로부터 인가되는 전류를 전기자의 각 권선에 인가하며, 상기 브러쉬는 정류자 면에 접촉하여 외부에서 전원공급선을 통해 공급되는 전류를 인가한다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 브러시는 브러쉬 홀더(brush holder)에 수용되어 있다. 이 때, 상기 정류자는 전기자의 회전축에 연결되어 고속으로 회전하기 때문에, 정류자에 밀착되어 있는 브러쉬는 정류자와의 마찰에 의해 마모된다.

상기 직류모터는 상기 브러쉬가 완전히 마모될 경우, 전원 공급이 불가능해져 정지되는데, 이 경우, 외부에서 쉽게 확인이 어려워 다른 부품에 악영향을 미칠 수 있다. 특히, 냉각팬 구동용 직류모터는 정시 시, 차량 엔진의 오버히트를 발생시킬 수 있어 안전상에 문제가 생길 수 있으므로, 상기 브러쉬가 완전히 마모되기 전에 브러쉬의 상태를 파악하여 미리 모터를 교체할 필요가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 정류자와 브러쉬를 포함하는 냉각팬 구동용 직류모터에서 상기 브러쉬를 수용하는 브러쉬 홀더의 일측 단부에 브러쉬 마모 감지수단을 장착하여 상기 브러쉬의 단부에 고정되도록 설치된 전원공급선이 상기 브러쉬의 마모에 의해 상기 브러쉬 마모 감지수단과 가까워져 접하게 될 경우, 일정 신호를 발생함으로써 완전히 브러쉬가 마모되기 전에 사용자가 브러쉬의 상태를 파악할 수 있도록 하기 위한 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 브러쉬의 상태를 사용자가 쉽게 인지할 수 있도록 함으로써, 브러쉬의 마모에 의해 모터에 전원공급이 불가능해져 냉각팬의 동작이 정지되는 것을 막아 차량 엔진의 오버히트를 방지할 수 있는 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 브러쉬가 완전히 마모되어 냉각팬 구동이 완전히 정지되는 것을 방지함으로써, 차량 부품 온도의 급상승으로 인해 발생될 수 있는 안전상의 문제를 미연에 방지할 수 있는 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터는 차량의 냉각팬을 구동하는 직류모터(100)에 있어서, 회전 가능한 정류자(200); 상기 정류자(200) 외주면에 접촉하여 전류를 인가하는 브러쉬(300); 상기 브러쉬(300)를 수용하는 브러쉬 홀더(400); 상기 정류자(200)와 접촉되는 상기 브러쉬(300)의 일측면과 반대되는 타측 단부에 연결되는 전원공급선(500); 및 상기 정류자(200) 외주면에 인접한 측 브러쉬 홀더(400) 단부에 설치되며, 상기 브러쉬(300)가 일정정도 이상 마모될 시 전류가 통하는 브러쉬 마모 감지수단(600); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원공급선(500)은 상기 브러쉬(300)의 상기 정류자(200)와 접하는 타측 단부에 고정되어 설치되며, 상기 정류자(200)와 접하는 상기 브러쉬(300)의 일측 단부가 마모될수록 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)과 가까워지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터(100)는 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)과 상기 전원공급선(500)이 접하여 전류가 통하면 외부에 신호를 발생하는 알림수단(700)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)은 브러쉬(300)가 완전히 마모되기 전에 감지될 수 있도록 상기 정류자(200) 외주면에 인접한 측 브러쉬 홀더(400) 단부에서 타측으로 일정거리 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)은 도전체로 형성된 와이어(wire) 또는 바(bar) 형태인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터는 브러쉬를 수용하는 브러쉬 홀더의 일측 단부에 브러쉬 마모 감지수단을 장착하여 상기 브러쉬의 단부에 고정되도록 설치된 전원공급선이 상기 브러쉬의 마모에 의해 상기 브러쉬 마모 감지수단과 가까워져 접하게 될 경우, 일정 신호를 발생함으로써 완전히 브러쉬가 마모되기 전에 사용자가 브러쉬의 상태를 파악할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터는 브러쉬의 상태를 사용자가 쉽게 인지할 수 있도록 함으로써, 브러쉬의 마모에 의해 모터에 전원공급이 불가능해져 냉각팬의 동작이 정지되는 것을 막아 차량 엔진의 오버히트를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터는 브러쉬가 완전히 마모되어 냉각팬 구동이 완전히 정지되는 것을 방지함으로써, 차량 부품 온도의 급상승으로 인해 발생될 수 있는 안전상의 문제를 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 직류모터를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 직류모터에서 브러쉬가 마모된 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터를 간략히 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4에서 브러쉬가 마모된 상태의 직류모터를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 브러쉬 마모 감지수단을 위에서 바라본 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 브러쉬 마모 감지수단을 밑에서 바라본 배면도.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 직류모터를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 직류모터에서 브러쉬가 마모된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터를 간략히 나타낸 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4에서 브러쉬가 마모된 상태의 직류모터를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 브러쉬 마모 감지수단을 위에서 바라본 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 브러쉬 마모 감지수단을 밑에서 바라본 배면도이다.

본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터(100)는 차량의 냉각팬을 구동하는 것으로, 크게 정류자(200), 브러쉬(300), 브러쉬 홀더(400), 전원공급선(500) 및 브러쉬 마모 감지수단(600)을 포함하여 형성된다.

상기 정류자(200)는 전기자(미도시)의 회전축에 연결되어 고속으로 회전하며, 상기 브러쉬(300)는 상기 정류자(200) 외주면에 접촉하여 전류를 인가한다.

도 3내지 5에 도시된 바와 같이, 상기 브러쉬 홀더(400)는 상기 브러쉬(300)가 수용되도록 형성되며, 상기 정류자(200)와 접촉되는 상기 브러쉬(300)의 일측면과 반대되는 타측 단부에는 전원공급선(500)이 연결된다.

이 때, 상기 브러쉬 홀더(400)는 상기 브러쉬(300)의 길이방향으로 일측 일정 영역이 중공된 중공부가 형성되며, 상기 중공된 영역을 통해 상기 전원공급선(500)이 외측에서 상기 브러쉬(300)와 연결될 수 있다.

상기 전원공급선은 상기 브러쉬(300)에 연결되어 상기 정류자가 외부전원을 인가 받아 회전됨으로써 직류모터가 작동될 수 있도록 구비된다.

또한, 상기 브러쉬 홀더(400) 내부에는 상기 브러쉬(300)가 마모되더라도 항상 상기 정류자의 외주면에 접촉되도록 스프링(미도시)이 더 구비될 수도 있다. 상기 스프링은 상기 브러쉬의 정류자와 접촉되는 측의 반대되는 측 단부에 상기 정류자 측으로 탄성력이 작용하도록 설치된다.

특히, 본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터(100)는 상기 정류자(200) 외주면에 인접한 측 브러쉬 홀더(400) 단부에 설치되며, 상기 브러쉬(300)가 일정정도 이상 마모될 시 전류가 통하는 브러쉬 마모 감지수단(600)을 갖는다. 이 때, 상기 전원공급선(500)은 상기 브러쉬(300)의 상기 정류자(200)와 접하는 타측 단부에 고정되어 설치됨으로써, 상기 정류자(200)와 접하는 상기 브러쉬(300)의 일측 단부가 마모될수록 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)과 가까워질 수 있다.

따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)은 상기 브러쉬(300)의 마모에 의해 상기 전원공급선(500)과 점점 가까워지고, 상기 브러쉬(300)의 단부에 연결된 전원공급선(500)과 만나게 될 경우 전류가 통하게 된다.

상기 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터(100)는 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)이 상기 전원공급선(500)과 접하여 전류가 통하면 외부에 신호를 발생하는 알림수단(700)이 더 구비될 수 있는데, 상기 알림수단(700)은 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)과 연결되어 설치된다.

상기 알림수단(700)은 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)으로부터 전달받은 신호에 의해 불이 켜져 사용자가 인지할 수 있도록 LED(발광 다이오드)일 수도 있으며, 소리에 의해 사용자가 인지할 수 있도록 알람 또는 부저형태로 설치될 수 있다.

이 때, 상기 알림수단(700)은 차량 내부에 설치되는 브러쉬(300)의 마모상태를 사용자가 쉽게 인지하고, 완전히 마모되기 전에 교체할 수 있도록 하기 위해 사용자의 눈에 띄기 쉬운 곳에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 알림수단(700)의 형태 및 설치위치는 얼마든지 다양하게 변경실시 가능하며, 브러쉬 마모 감지수단(600)으로부터 전달받은 신호를 사용자에게 편리하게 전달할 수 있다면 그 어떤 형태 및 위치도 가능하다.

한편, 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)은 브러쉬(300)가 완전히 마모되기 전에 감지될 수 있도록 상기 정류자(200) 외주면에 인접한 측 브러쉬 홀더(400) 단부에서 타측으로 일정거리 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터(100)는 상기 브러쉬(300)가 완전히 마모되어 정지되기 전에, 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)과 상기 전원공급선(500)이 접촉하여 상기 알림수단(700)으로 일정 신호를 전달할 수 있다.

상기 브러쉬 마모 감지수단(600)은 도전체로 형성된 와이어(wire) 또는 바(bar) 형태일 수 있는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 중공부가 형성된 측의 브러쉬 홀더(400) 면에 상기 중공부를 가로질러 접하여 설치된다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 브러쉬(300)가 상기 정류자(200)의 방사 방향으로 일정거리 이격되어 복수개 설치될 경우, 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)은 각각의 브러쉬(300)를 수용하는 브러쉬 홀더(400)에 설치될 수 있다.

이 때, 복수개의 브러쉬 마모 감지수단(600)은 도 7과 같이, 직렬 연결되거나 병렬 연결될 수 있으며, 복수개의 브러쉬(300) 중 어느 하나라도 마모되어 상기 전원공급선(500)과 접하게 되면 전위차가 발생되어 상기 알림수단(700)으로 신호를 전달할 수 있도록 설치될 수 있다.

도 3을 참고로 본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터(100)의 동작을 설명하면,

먼저, 상기 정류자(200)의 고속회전에 의해 상기 브러쉬(300)가 점차적으로 마모되기 시작한다. 이 때, 상기 전원공급선(500)은 상기 브러쉬(300)가 마모됨에 따라 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)과 점점 가까워지게 되며, 상기 브러쉬(300)의 길이가 일정 길이에 도달하게 되면, 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)과 접촉하게 된다.

상기 브러쉬 마모 감지수단(600)은 상기 전원공급선(500)과 접촉하게 됨으로써, 일정 신호를 알림수단(700)으로 전달하게 되며, 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)으로부터 신호를 전달받은 알림수단(700)은 소리 또는 빛 등의 형태로 사용자에게 브러쉬(300)의 상태를 알려준다.

이에 따라, 본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터(100)는 브러쉬(300)를 수용하는 브러쉬 홀더(400)의 일측 단부에 브러쉬 마모 감지수단(600)을 장착하여 상기 브러쉬(300)의 단부에 고정되도록 설치된 전원공급선(500)이 상기 브러쉬(300)의 마모에 의해 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)과 가까워져 접하게 될 경우, 일정 신호를 발생함으로써 완전히 브러쉬(300)가 마모되기 전에 사용자가 브러쉬(300)의 상태를 파악할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터(100)는 브러쉬(300)의 상태를 사용자가 쉽게 인지할 수 있도록 함으로써, 브러쉬(300)의 마모에 의해 모터에 전원공급이 불가능해져 냉각팬의 동작이 정지되는 것을 막아 차량 엔진의 오버히트를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터(100)는 브러쉬(300)가 완전히 마모되어 냉각팬 구동이 완전히 정지되는 것을 방지함으로써, 차량 부품 온도의 급상승으로 인해 발생될 수 있는 안전상의 문제를 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100 : 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터
200 : 정류자
300 : 브러쉬
400 : 브러쉬 홀더
410 : 중공부
500 : 전원공급선
600 : 브러쉬 마모 감지수단
700 : 알림수단

Claims (5)

1. 차량의 냉각팬을 구동하는 직류모터(100)에 있어서,
   회전 가능한 정류자(200);
   상기 정류자(200)의 외주면에 접촉하여 전류를 인가하는 브러쉬(300);
   상기 브러쉬(300)를 수용하되, 상기 브러쉬(300)의 길이방향으로 일측 일정 영역이 중공된 중공부(410)를 포함하는 브러쉬 홀더(400);
   상기 중공부(410)를 통해 상기 정류자(200)와 접촉되는 상기 브러쉬(300)의 일측면과 반대되는 타측 단부에 연결되는 전원공급선(500); 및
   상기 정류자(200)의 외주면에 인접한 측 브러쉬 홀더(400) 단부에 설치되며, 상기 브러쉬(300)가 일정정도 이상 마모될 시 전류가 통하는 브러쉬 마모 감지수단(600);을 포함하여,
   상기 정류자(200)와 접하는 상기 브러쉬(300)의 일측 단부가 마모될수록 상기 전원공급선(500)은 상기 브러쉬 마모 감지수단(600)과 가까워지고, 상기 전원공급선(500)이 상기 중공부(410) 상에 형성되는 브러쉬 마모 감지수단(600)과 접하여 전류가 통하게 되면, 알림수단(700)을 이용하여 외부에 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 브러쉬 마모 감지수단(600)은
   브러쉬(300)가 완전히 마모되기 전에 감지될 수 있도록
   상기 정류자(200)의 외주면에 인접한 측 브러쉬 홀더(400) 단부에서 타측으로 일정거리 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 브러쉬 마모 감지수단(600)은
   도전체로 형성된 와이어(wire) 또는 바(bar) 형태인 것을 특징으로 하는 브러쉬 마모 감지수단을 갖는 직류모터.

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