KR101924581B1 - A rectifying bearing and direct current motor using the same - Google Patents

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KR101924581B1 KR1020170065068A KR20170065068A KR101924581B1 KR 101924581 B1 KR101924581 B1 KR 101924581B1 KR 1020170065068 A KR1020170065068 A KR 1020170065068A KR 20170065068 A KR20170065068 A KR 20170065068A KR 101924581 B1 KR101924581 B1 KR 101924581B1
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이승대
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남서울대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a rectifying bearing and a DC motor using the same, which reduce friction and abrasion caused by contact between electrodes for electric power application and noise caused thereby, prolong a driving life, and improve rotation efficiency. The DC motor comprises: a housing; a shaft module having a shaft rotatably mounted on the housing; a commutator having a plurality of conductors insulated from each other and radially arranged to be fixed to a distal end of the shaft, and having a circumferential surface forming an inclined plane; a rotor having a plurality of cores radially protruding along a circumferential surface of the shaft and a plurality of coils respectively surrounding the cores, wherein one end of the coil is connected to the conductor and the other end thereof is connected in parallel between the coils; a pair of rectifying bearings having a circumferential surface connected to the commutator so as to be conducted with the conductor, rotatably installed on the housing, and receiving anode and cathode of DC electricity respectively applied thereto; and a pair of magnetic members installed on the housing to face the coil to which the DC is applied.

Description

정류베어링과 이를 이용한 직류모터{A RECTIFYING BEARING AND DIRECT CURRENT MOTOR USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rectifying motor,

본 발명은 전기 인가를 위한 전극들 간에 접촉 시 발생하는 마찰 및 마모와 그로 인한 소음을 줄이고, 구동 수명을 연장하며, 회전 효율 또한 향상시킨 정류베어링과 이를 이용한 직류모터에 관한 것이다.The present invention relates to a rectifier bearing and a DC motor using the same, which reduces frictional and abrasion occurring during contact between electrodes for electric power application, noise caused thereby, prolongs driving life and improves rotation efficiency.

직류모터 또는 교류모터 등의 전동기는 전류의 흐름으로 인해 발생하는 자기장의 자력을 응용한 것으로서, 자체 자력을 갖는 회전자(Rotor)에 자기장을 가해서 상기 회전자가 자기장의 자력을 받아 회전력을 갖도록 한다. 이러한 회전 동작은 그 지속을 위해서 상기 회전자에 가해지는 자기장의 방향을 반복적으로 전환하며, 이를 위해 전동기는 정류자를 포함한다.BACKGROUND ART An electric motor such as a DC motor or an AC motor applies a magnetic field generated by a current flow and applies a magnetic field to a rotor having its own magnetic force so that the rotor receives the magnetic force of the magnetic field to have a rotational force. This rotation operation repeatedly changes the direction of the magnetic field applied to the rotor for its continuation, so that the motor includes a commutator.

주지된 바와 같이, 전동기에 구성된 정류자는 자체 통전 기능을 갖는 커넥터의 일종으로서, 직-교류 겸용 모터(universal motor) 또는 브러시형 영구자석 직류(PMDC: Permanent Magnet Direct Current) 모터 등과 같은 전기 모터분야에서 널리 활용되는 회전식 전기 커넥터이다.As is well known, a commutator configured in an electric motor is a type of connector having a self-energizing function. In the field of electric motors such as a universal motor or a brush-type permanent magnet direct current (PMDC) It is a widely used rotary electrical connector.

일반적으로 슬립 링 타입의 정류자 등은 그 유형이 원통형과 평면형 등이 있는데, 원통형은 서로 절연된 다수의 전도성 세그먼트(Segment)가 축 방향으로 배치되고, 평면형은 서로 절연된 다수의 전동성 세그먼트가 반지름 방향으로 배치된다. 여기서, 상기 전도성 세그먼트는 모터의 회전자 코어에 감긴 코일권선과 전기적으로 연결되어서 회전자에 전기를 흐르게 하거나 전류의 방향을 전환하는 로터리 스위치(Rotary Switch) 기능을 수행한다.In general, a slip-ring type commutator has a cylindrical shape and a planar shape. In the cylindrical shape, a plurality of conductive segments insulated from each other are arranged in the axial direction, and a plurality of electrically-conductive segments insulated from each other are arranged in the radial direction . Here, the conductive segment is electrically connected to the coil winding wound around the rotor core of the motor to perform a rotary switch function to flow electricity to the rotor or change the direction of the current.

그런데 원통형 정류자는 회전하는 축과의 전기적 연결 시 통전을 위한 접촉부위가 넓으므로, 상기 축의 회전 시 소음이 크게 발생하고, 회전력에 따른 상기 접촉 부위의마모 범위와 소음이 크고, 회전효율이 낮으며, 슬립 링의 교체 없이 사용할 경우에는 슬립 링 자체가 모두 훼손되어서 전동기가 동작하지 못하게 되는 문제가 있었다. 따라서 종래 정류자는 슬립 링에 대한 주기적인 관리가 요구됐다. However, since the cylindrical commutator has a large contact area for energizing when it is electrically connected to the rotating shaft, a large noise is generated during rotation of the shaft, a range of wear and noise of the contact part due to the rotational force is large, , When the slip ring is used without replacement, the slip ring itself is damaged and the motor is not operated. Therefore, the conventional commutator requires periodic management of the slip ring.

결국, 전동기의 종래 정류자는 전기 커넥팅 구조의 제약으로 인해서 정류자의 수명이 길지 못하고, 동작 효율 또한 높지 못하는 문제가 있었다.As a result, the conventional commutator of the electric motor has a problem that the lifetime of the commutator is not long due to the limitation of the electrical connecting structure, and the operation efficiency is not high.

선행기술문헌 1. 특허공개번호 제10-2001-0016071호(2001.03.05 공개)Prior Art Document 1. Patent Publication No. 10-2001-0016071 (published on Mar. 5, 2001)

이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 직류모터의 구동시 발생하는 소음과 정류자의 마모를 줄이고, 직류모터의 구동효율을 높이며, 수명 또한 연장시킬 수 있는 정류베어링과 이를 이용한 직류모터의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a rectifying bearing capable of reducing noises generated during driving of a direct current motor and abrasion of a commutator, increasing driving efficiency of a direct current motor, And to solve the provision of a motor.

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

하우징; housing;

상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 샤프트를 구비한 축 모듈; A shaft module having a shaft rotatably installed in the housing;

다수의 도전체가 서로 절연된 채 방사형으로 배치되어서 상기 샤프트의 말단에 고정되며, 둘레면이 경사면을 이루는 정류자; A commutator having a plurality of conductors insulated from each other and radially arranged to be fixed to the distal end of the shaft, the circumferential surface of the commutator being inclined;

상기 샤프트의 둘레면을 따라 다수 개가 방사형으로 돌출하게 구성된 코어와, 각각의 상기 코어를 감싸는 다수의 코일을 구비하되, 상기 코일의 일단은 상기 도전체와 연결되고, 타단은 코일들 간에 병렬 연결되는 회전자; And a plurality of coils surrounding each of the cores, wherein one end of the coil is connected to the conductor, and the other end is connected in parallel between the coils Rotor;

상기 도전체와 통전하도록 둘레면이 상기 정류자와 접하고, 상기 하우징에 회전가능하게 설치되며, 직류전기의 양극과 음극이 각각 인가되는 한 쌍의 정류베어링; 및A pair of rectifying bearings having a circumferential surface in contact with the commutator so as to be energized with the conductor and rotatably installed in the housing, the rectifying bearings to which a direct current anode and a cathode are respectively applied; And

직류전기가 인가된 상기 코일과 마주하도록 상기 하우징에 설치되는 한 쌍의 자성체;A pair of magnetic bodies installed in the housing to face the coil to which the direct current is applied;

를 포함하는 직류모터이다.And a DC motor.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,According to another aspect of the present invention,

도전성 축심과, 상기 축심과 연결되는 도전성 수직베어링과, 상기 축심이 삽입하는 중심홀을 형성한 도전성 롤러와, 상기 수직베어링을 받쳐 고정하도록 상기 롤러에 고정되는 도전성 받침대를 포함하는 정류베어링이다.The conductive bearing includes a conductive axial center, a conductive vertical bearing connected to the axial center, a conductive roller provided with a center hole into which the axial center is inserted, and a conductive pedestal fixed to the roller to support and support the vertical bearing.

상기의 본 발명은, 직류모터의 구동시 발생하는 소음과 정류자의 마모를 줄이고, 직류모터의 구동효율을 높이며, 수명 또한 연장하는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the noise generated when the DC motor is driven and the wear of the commutator, increasing the driving efficiency of the DC motor, and extending the service life.

또한 본 발명은, 스파크킬러를 정착해서 정류자와 정류베어링 간에 상호 동작으로 인한 스파크를 발생시키지 않는 효과가 있다.Further, the present invention has the effect of preventing the spark due to mutual action between the commutator and the rectifying bearing by fixing the spark killer.

도 1은 본 발명에 따른 직류모터의 일실시 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2는 도 1의 A-A' 횡단면도이고,
도 3은 도 1의 B-B' 횡단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 직류모터의 배선 연결 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 정류베어링의 일실시 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 직류모터의 동작모습을 순차 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 직류모터의 다른 실시모습을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a DC motor according to the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. 1,
3 is a cross-sectional view taken along line BB 'of FIG. 1,
4 is a view schematically showing a wiring connection of a DC motor according to the present invention,
5 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a rectifying bearing according to the present invention,
FIG. 6 is a view sequentially showing operation of a DC motor according to the present invention,
7 is a view schematically showing another embodiment of the DC motor according to the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, There will be. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 직류모터의 일실시 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 횡단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B' 횡단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 직류모터의 배선 연결 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a DC motor according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. 1, FIG. 3 is a cross- FIG. 1 is a view schematically showing a wiring connection of a DC motor.

본 실시의 직류모터(100)는, 하우징(110); 하우징(110)에 회전가능하게 설치되는 샤프트(121)를 구비한 축 모듈(120); 다수의 도전체(131, 131')가 서로 절연된 채 방사형으로 배치되어서 샤프트(121)의 말단에 고정되며, 둘레면이 경사면을 이루는 정류자(130); 샤프트(121)의 둘레면을 따라 다수 개가 방사형으로 돌출하게 구성된 코어(141, 141')와, 각각의 코어(141, 141')를 감싸는 다수의 코일(142, 142', 142a 내지 142c, 142a' 내지 142c'; 이하 142, 142')을 구비하되, 코일(142, 142')의 일단은 각각의 도전체(131, 131')와 전기적으로 연결되고, 타단은 다른 코일(142, 142')과 전기적으로 병렬 연결된 회전자(140); 도전체(131, 131')와 통전하도록 둘레면이 정류자(130)와 접하고, 직류전기의 양극과 음극이 각각 전기적으로 연결되면서 하우징(110)에 회전가능하게 설치되는 한 쌍의 정류베어링(150, 150'); 정류베어링(150, 150')과 접한 도전체(131, 131')와 전기적으로 연결된 한 쌍의 코일(142, 142')이 마주하도록 하우징(110)에 설치되는 한 쌍의 자성체(160, 160');를 포함한다.The direct current motor 100 of the present embodiment includes a housing 110; A shaft module (120) having a shaft (121) rotatably installed in the housing (110); A commutator (130) having a plurality of conductors (131, 131 ') insulated from each other and radially arranged to be fixed to a distal end of a shaft (121) and having an inclined surface; A plurality of coils 142, 142 ', 142a to 142c, and 142a' surrounding the respective cores 141 and 141 ', cores 141 and 141' having a plurality of radially protruding cores 141 and 141 'along the circumferential surface of the shaft 121, 142 ', 142 and 142', one end of the coils 142 and 142 'being electrically connected to the respective conductors 131 and 131', and the other end being connected to the other coils 142 and 142 ' A rotor 140 electrically connected in parallel with the rotor 140; A pair of rectifying bearings 150 (not shown) which are rotatably mounted on the housing 110 while the circumferential surfaces thereof are in contact with the commutator 130 so as to be electrically connected to the conductors 131 and 131 ' , 150 '); A pair of magnetic bodies 160 and 160 'installed on the housing 110 so as to face a pair of coils 142 and 142' electrically connected to the conductors 131 and 131 'in contact with the rectifying bearings 150 and 150' ').

본 실시의 하우징(110)은 상기 구성요소를 수용하며 그 형상은 본 실시에 한정하지 않는다.The housing 110 of the present embodiment accommodates the components, and the shape thereof is not limited to the present embodiment.

본 실시의 축 모듈(120)은 회전자(140)의 회전 축을 이루는 샤프트(121)를 구성하는데, 샤프트(121)는 하우징(110)에 회전가능하게 설치되며, 하우징(110)과의 마찰 없이 원활히 회전하도록 베어링(122)을 매개로 하우징(110)과 결합한다.The shaft module 120 of the present embodiment constitutes a shaft 121 constituting a rotational axis of the rotor 140. The shaft 121 is rotatably installed in the housing 110 and is rotatably mounted on the housing 110 without friction with the housing 110 And engages with the housing 110 via the bearing 122 to rotate smoothly.

본 실시의 축 모듈(120)은 샤프트(121)의 둘레에 돌기(124)를 형성하며, 하우징(110)의 상판(111)과 돌기(124) 사이를 탄발하는 스프링(123)을 구성한다. 따라서 샤프트(121)는 스프링(123)의 탄발력으로 인해서 상판(111)으로부터 밀리는 방향으로 힘을 받게 된다. The shaft module 120 of the present embodiment forms a protrusion 124 around the shaft 121 and constitutes a spring 123 that elastically flies between the upper plate 111 and the protrusion 124 of the housing 110. Therefore, the shaft 121 is urged in a direction of pushing away from the upper plate 111 due to the elastic force of the spring 123.

본 실시의 정류자(130)는 샤프트(121)의 말단에 고정되며, 다수의 도전체(131, 131')가 샤프트(121)를 중심으로 방사형으로 배치된다. 또한 서로 이웃하는 도전체(131, 131')는 절연체(132)를 매개로 절연되어서, 서로 이웃하는 도전체(131, 131')는 상호 통전하지 않는다. 한편, 다수의 도전체(131, 131')가 접합해 이룬 정류자(130)는 둘레면이 경사면으로 되며, 이를 통해 본 실시의 정류자(130)는 원뿔대 형상을 이룬다.The commutator 130 of the present embodiment is fixed to the end of the shaft 121 and a plurality of conductors 131 and 131 'are radially arranged around the shaft 121. In addition, the adjacent conductors 131 and 131 'are insulated via the insulator 132, so that the adjacent conductors 131 and 131' do not conduct each other. On the other hand, the commutator 130 to which the plurality of conductors 131 and 131 'are joined is formed into an oblique surface, so that the commutator 130 of the present embodiment has a truncated cone shape.

본 실시의 정류자(130)는 상광하엽한 역뿔대 형상인 것으로 했으나, 이와는 반대로 상협하광한 뿔대 형상을 이룰 수 있다.Although the commutator 130 of the present embodiment is of reverse truncated cone shape in the lower light, contrary to this, the truncated cone shape can be formed.

본 실시의 회전자(140)는 도전체(131, 131')의 개수에 상응하는 개수의 코어(141, 141')가 샤프트(121)의 둘레를 따라 방사형으로 돌출하고, 각각의 코어(141, 141')에는 둘레를 감싸는 코일(142, 142')이 구성된다. 이때 코어(141, 141')는 샤프트(121)와 절연하게 구성되는 것이 바람직하다.The number of cores 141 and 141 'corresponding to the number of the conductors 131 and 131' radially protrude along the circumference of the shaft 121 and each of the cores 141 and 141 ' , 141 'are formed with coils 142 and 142' surrounding the circumference. At this time, the cores 141 and 141 'are preferably configured to be insulated from the shaft 121.

한편 코일(142, 142')은 일단이 도전체(131, 131')와 각각 전기적으로 연결되고, 타단은 다른 도전체(131, 131')와 전기적으로 병렬 연결된다. 결국, 도 4에서 보인 바와 같이, 직류전원과 양극전선(W1)을 매개로 양극전기가 인가된 제1 정류베어링(150)은 서로 접한 제1 도전체(1311)에 상기 양극전기를 통전하고, 제1 도전체(1311)와 전기적으로 연결된 제1 코일(142)에 전기를 통전하며, 이는 다시 제1 코일(142)과 폐회로를 이루는 제2 코일(142')을 매개로 제2 도전체(1311') 및 제2 정류베어링(150')으로 각각 통전해서 음극전선(W2)을 통해 상기 직류전원으로 연결한다. 따라서 제1,2 코일(142, 142')은 직류전기의 통전으로 인해 자기장이 형성된다. 참고로, 회전자(140)를 이루는 코일(142, 142')은 동일한 방향으로 꼬여 형성되므로, 제1 코일(142)과 제2 코일(142')은 서로 다른 방향의 자기장이 형성된다. 즉, 제1 코일(142)의 외곽이 자기장의 S극을 이루면, 제2 코일(142')의 외곽은 자기장의 N극을 이루는 것이다.On the other hand, the coils 142 and 142 'are electrically connected at one end to the conductors 131 and 131', respectively, and the other ends are electrically connected in parallel to the other conductors 131 and 131 '. 4, the first rectifying bearings 150 to which positive electricity is applied via the direct current power source and the positive electrode wire W1 conduct the positive electrode electricity to the first conductor 1311 contacting with each other, The first coil 142 electrically connected to the first conductor 1311 is electrically connected to the second conductor 142 'via the second coil 142' 1311 ', and the second rectifying bearings 150', respectively, and is connected to the DC power source through the negative electrode wire W2. Therefore, the first and second coils 142 and 142 'are magnetized by the galvanic energization. For reference, since the coils 142 and 142 'forming the rotor 140 are twisted in the same direction, the first coil 142 and the second coil 142' have magnetic fields of different directions. That is, when the outer periphery of the first coil 142 forms the S pole of the magnetic field, the outer periphery of the second coil 142 'forms the N pole of the magnetic field.

본 실시의 정류베어링(150, 150')은 양극전선(W1)과 음극전선(W2)을 매개로 상기 직류전원과 전기적으로 연결되고, 정류베어링(150, 150')의 둘레면이 정류자(130)와 접하도록 되어서, 상기 직류전원에서 인가된 직류전기가 정류베어링(150, 150')를 매개로 정류자(130)의 해당 도전체(131, 131')에 인가된다.The rectifying bearings 150 and 150 'of the present embodiment are electrically connected to the DC power source via the positive and negative electric wires W1 and W2 and the circumferential surfaces of the rectifying bearings 150 and 150' And the direct current applied from the direct current power source is applied to the corresponding conductors 131 and 131 'of the commutator 130 via the rectifying bearings 150 and 150'.

한편, 축 모듈(120)이 구성한 스프링(123)의 탄발을 통해 샤프트(121)가 하방으로 밀리는데, 샤프트(121)의 하단에 해당하는 말단에는 정류가(130)가 구성되므로, 정류자(130)는 정류베어링(150, 150')의 둘레면과 긴밀히 접하는 구조를 이룬다.The shaft 121 is pushed downward by the elasticity of the spring 123 constituted by the shaft module 120. Since the commutator 130 is formed at the end corresponding to the lower end of the shaft 121, Are in close contact with the circumferential surfaces of the rectifying bearings 150 and 150 '.

본 실시의 정류베어링(150, 150')의 보다 구체적인 구성 설명은 아래에서 다시 한다.A more specific configuration of the rectifying bearings 150 and 150 'of the present embodiment will be described below again.

본 실시의 자성체(160, 160')는 회전자(140)의 코일(142, 142')과 마주하도록 하우징(110)에 설치된다. 이때, 자성체(160, 160')는 서로 다른 극이 코일(142, 142')과 마주하도록 해서, 샤프트(121)의 회전을 위한 회전력을 지속적으로 발생시킨다.The present magnetic bodies 160 and 160 'are installed in the housing 110 so as to face the coils 142 and 142' of the rotor 140. At this time, the magnetic bodies 160 and 160 'face each other with the poles facing the coils 142 and 142', and the rotating force for rotating the shaft 121 is continuously generated.

본 실시의 받침롤러(170, 170')는 한 쌍의 정류베어링(150, 150')과 더불어서 정류자(130)를 안정적으로 받치도록 정류베어링(150, 150')과 나란하게 구성된다. 본 실시의 정류베어링(150, 150')은 한 쌍이 샤프트(121)를 기준으로 서로 대칭하게 배치되므로, 이에 대응해서 한 쌍의 받침롤러(170, 170')가 정류베어링(150, 150')과 더불어 사각을 이루도록 배치된다. 하지만, 이외에도 하나의 받침롤러가 정류베어링(150, 150')과 더불어 삼각을 이루도록 배치될 수도 있다.The supporting rollers 170 and 170 'of the present embodiment are arranged in parallel with the rectifying bearings 150 and 150' so as to stably support the commutator 130 in addition to the pair of rectifying bearings 150 and 150 '. A pair of bearing rollers 170 and 170 'corresponding to the pair of rectifying bearings 150 and 150' are arranged symmetrically with respect to the shaft 121. The pair of bearing rollers 170 and 170 ' As shown in FIG. However, in addition to this, one support roller may be arranged so as to form a triangle together with the rectifying bearings 150 and 150 '.

도 5는 본 발명에 따른 정류베어링의 일실시 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a rectifying bearing according to the present invention.

본 실시의 정류베어링(150)은 상기 직류전원의 전선(W1)과 전기적으로 연결되며 하우징(110)의 하판(112; 도 1 참고)에 설치되는 도전성 축심(151)과, 축심(151)과 연결되는 도전성 수평베어링(153)과, 축심(151)과 연결되는 도전성 수직베어링(154)과, 축심(151)이 삽입하는 중심홀(152a)을 형성하고 수평베어링(153)을 매개로 축심(151)과 회전가능하게 연결되며 둘레면이 정류자(130)의 둘레면과 접하도록 배치된 도전성 롤러(152)와, 수직베어링(153)을 받치며 롤러(152)와 연결되도록 롤러(152)에 고정되는 도전성 받침대(156)를 포함한다.The rectifying bearing 150 of the present embodiment includes a conductive axis 151 which is electrically connected to the electric wire W1 of the DC power source and is installed on the lower plate 112 of the housing 110 A conductive vertical bearing 154 connected to the axial center 151 and a center hole 152a through which the axial center 151 is inserted are formed and connected to the axial center 151 through a horizontal bearing 153 A conductive roller 152 rotatably connected to the vertical shaft 151 and disposed so that its circumferential surface is in contact with the circumferential surface of the commutator 130 and a conductive roller 152 connected to the roller 152 to be connected to the roller 152, And a conductive base 156 that is fixed.

또한 수직베어링(153)과 받침대(156) 사이에 완충을 위한 도전성 완충스프링(155)을 더 포함할 수 있다. 본 실시의 완충스프링(155)은 도전성 재질의 웨이브 스프링을 적용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.And may further include a conductive buffer spring 155 for buffering between the vertical bearing 153 and the pedestal 156. The buffer spring 155 of this embodiment is applicable to a wave spring made of a conductive material, but the present invention is not limited thereto.

결국, 상기 직류전원의 직류전기는 축심(151)과 수직베어링(154)과 완충스프링(155)과 받침대(156)과 롤러(152)를 통해 정류자(130)의 도전체(131)로 통전한다. 또한 수평베어링(153)을 통해서도 축심(151)의 직류전기는 롤러(152)에 통전할 수 있다.The DC power of the DC power source is energized to the conductor 131 of the commutator 130 through the axis 151, the vertical bearing 154, the buffer spring 155, the pedestal 156 and the roller 152 . Further, the DC power of the shaft 151 can also be energized to the roller 152 through the horizontal bearing 153. [

참고로 본 실시의 수평베어링(153)과 수직베어링(154)은 볼 베이렁이며, 따라서 수평베이렁(153)과 수직베어링(154)은 리테이너(154a)를 구성할 수 있다.The horizontal bearing 153 and the vertical bearing 154 of the present embodiment are ball bay rungs so that the horizontal bearing 153 and the vertical bearing 154 can constitute a retainer 154a.

도 6은 본 발명에 따른 직류모터의 동작모습을 순차 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram sequentially showing the operation of the DC motor according to the present invention.

본 실시의 직류모터(100)는 자성체(160, 160')과 코일(142, 142') 간의 척력을 회전력으로 변환한 것으로, 코일(142, 142')에 자성을 유도하기 위해서 코일(142, 142')에 지속적으로 직류전기를 인가한다.The direct current motor 100 of the present embodiment converts the repulsive force between the magnetic bodies 160 and 160 'and the coils 142 and 142' into rotational force. The coils 142 and 142 ' 142 ').

이를 위해서 직류전원과 전기적으로 연결된 정류베어링(150, 150')과 정류자(130)를 접하도록 연결하고, 정류자(130)는 정류베어링(150, 150')과 접함으로써 직류전기가 인가되는 도전체(131, 131')를 통해 정류자(140, 140')의 코일(142, 142')로 직류전기를 통전한다.The rectifier 130 is connected to the rectifying bearings 150 and 150 'so that the DC power is applied to the rectifying bearings 150 and 150' To the coils 142 and 142 'of the commutators 140 and 140' through the coils 131 and 131 '.

전술한 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 6의 (a)도면에서와 같이 양극전기의 인가로 제1 정류베어링(150)에 양극전기가 인가되면, 제1 정류베어링(150)과 접하는 정류자(130)의 제1 도전체(131)는 상기 양극전기가 통전되고, 제1 도전체(131)와 전기적으로 연결된 코일의 제1 회전자(140a)는 제1 자성체(160)와는 다른 극성의 자력이 유도된다. 결국 제1 회전자(140a)는 제1 자성체(160)와의 척력에 의해 밀리게 되고, 이로 인해 샤프트(121)는 회전력을 받아 회전한다. 한편, 제1 정류베어링(150)과 접하지 않는 이웃하는 제2 도전체(131')는 상기 양극전기가 인가되지 않으므로, 제2 도전체(131')와 전기적으로 연결된 코일의 제2 회전자(140b)는 제1 자성체(160)의 인력을 받아서 제1 자성체(160)가 위치한 방향으로 이동하며, 이러한 상기 인력 또한 샤프트(121)의 회전력으로 변환된다.6 (a), when the positive electrode electricity is applied to the first rectifying bearing 150 by the application of the positive electrode electricity, the first rectifying bearing 150 contacts the first rectifying bearing 150, The first rotor 140 of the coil 130 electrically connected to the first conductor 131 is electrically connected to the first conductor 131 of the first conductor 130 through the first conductor 131, Magnetic force is induced. As a result, the first rotor 140a is pushed by the repulsive force of the first magnetic body 160, and the shaft 121 rotates under the rotational force. Since the positive electrode electricity is not applied to the neighboring second conductor 131 'that does not contact the first rectifying bearing 150, the second rotor 131' of the coil electrically connected to the second conductor 131 ' The first magnetic body 160b receives the attraction force of the first magnetic body 160 and moves in the direction in which the first magnetic body 160 is positioned.

이와 마찬가지로, 상기 직류전원의 음극전기가 통전되는 제2 정류베어링(150')에 정류자(130)의 제3 도전체(131")가 접하면, 제3 도전체(131")와 전기적으로 연결된 코일의 제3 회전자(140c)는 제1 회전자(140a)와 전기적으로 연결되어 폐회로를 이루므로, 상기 양극전기가 제3 회전자(140c)의 코일에 인가된다. 따라서 제3 회전자(140c)는 제2 자성체(160')와 동일한 극성의 자력이 유도되고, 이를 통해 제3 회전자(140c)는 제2 자성체(160')와의 척력에 의해 밀리게 된다. 물론 상기 척력은 샤프트(121)의 회전력으로 변환된다.Similarly, when the third conductor 131 "of the commutator 130 contacts the second rectifying bearing 150 'through which the negative electrode of the DC power source is energized, the third conductor 131" is electrically connected to the third conductor 131 " Since the third rotor 140c of the coil is electrically connected to the first rotor 140a to form a closed circuit, the positive electrode electricity is applied to the coil of the third rotor 140c. Accordingly, the third rotor 140c induces a magnetic force having the same polarity as that of the second magnetic body 160 ', whereby the third rotor 140c is pushed by the repulsive force with the second magnetic body 160'. Of course, the repulsive force is converted into the rotational force of the shaft 121.

계속해서, 도 6의 (b)도면에서와 같이 샤프트(121)의 회전으로 정류자(130)도 함께 회전하면서 도전체와 정류베어링이 직접 접하지 않고 절연체(132)와 접하는 구간이 형성되는데, 이 경우에는 일시적으로 회전자(140)가 자성을 상실한다. 참고로 절연체(132)의 폭을 최소화해서 서로 이웃하는 도전체(140a, 140b) 간의 간격을 최소화하는 것이 바람직하다.6 (b), the commutator 130 is also rotated by the rotation of the shaft 121, so that the conductor and the rectifying bearing are not in direct contact with each other but are in contact with the insulator 132, The rotor 140 temporarily loses magnetism. For reference, it is desirable to minimize the width of the insulator 132 to minimize the spacing between adjacent conductors 140a and 140b.

도 7은 본 발명에 따른 직류모터의 다른 실시모습을 개략적으로 도시한 도면이다.7 is a view schematically showing another embodiment of the DC motor according to the present invention.

본 실시의 직류모터(100)는 서로 접촉하며 통전하는 정류자(130)와 정류베어링(150, 150')이 정류자(130)의 회전과 함께 전기적인 개폐가 반복해서 이루어진다. 그러므로 정류자(130)와 정류베어링(150, 150') 사이에는 전기적인 스파크가 발생할 수 있다. 따라서 본 실시의 직류모터(100)는 한 쌍의 정류베어링(150, 150')과 전기적으로 직렬 연결해서 상기 스파크를 감소시키는 스파크 방지모듈(180)을 더 포함한다.The commutator 130 and the rectifying bearings 150 and 150 'that are in contact with each other and are energized in this embodiment are repeatedly opened and closed electrically together with the rotation of the commutator 130. Therefore, an electrical spark may occur between the commutator 130 and the rectifying bearings 150 and 150 '. Accordingly, the direct current motor 100 of the present embodiment further includes a spark prevention module 180 that electrically connects the pair of rectifying bearings 150 and 150 'in series to reduce the spark.

스파크 방지모듈(180)은 한 쌍의 정류베어링(150, 150')과 전기적으로 연결된 보조케이블에 저항체(181)와 캐패시터(182)를 직렬로 연결해서, 캐패시터(182)가 천천히 충전되도록 한다.The spark prevention module 180 connects the resistor 181 and the capacitor 182 in series to the auxiliary cable electrically connected to the pair of rectifying bearings 150 and 150 'so that the capacitor 182 is slowly charged.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100; 직류모터 110; 하우징 111; 상판
112; 하판 120; 축 모듈 121; 샤프트
122; 베어링 123; 스프링 124; 돌기
130; 정류자 131, 131'; 도전체 132; 절연체
140; 회전자 141, 141'; 코어 142, 142'; 코일
150, 150'; 정류베어링 151; 축심 152; 롤러
153; 수평베이렁 154; 수직베어링 155; 완충스프링
156; 받침대 160, 160'; 자성체 170, 170'; 받침롤러
180; 스파크 방지모듈 181; 저항체 182; 캐패시터100; DC motor 110; A housing 111; Top plate
112; Lower plate 120; Axis module 121; shaft
122; Bearing 123; Spring 124; spin
130; Commutators 131 and 131 '; Conductor 132; Insulator
140; Rotors 141 and 141 '; Cores 142 and 142 '; coil
150, 150 '; A rectifying bearing 151; Axial center 152; roller
153; Horizontal bay rungs 154; Vertical bearing 155; Buffer spring
156; Pedestals 160, 160 '; The magnetic bodies 170 and 170 '; Bearing roller
180; Spark protection module 181; A resistor 182; Capacitor

Claims (11)

하우징;
상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 샤프트를 구비한 축 모듈;
둘레면이 경사를 이루는 원뿔대 형상을 이루며 상기 샤프트의 말단에 고정되고, 상기 둘레면을 따라 다수의 도전체가 서로 절연된 채 방사형으로 일렬 배치되는 정류자;
상기 샤프트의 둘레면을 따라 다수 개가 방사형으로 돌출하게 구성된 코어와, 상기 코어별로 각각 감싸는 다수의 코일을 구비하되, 상기 코일의 일단은 도전체와 각각 짝을 이루며 전기적으로 연결되고, 상기 코일의 타단은 이웃하는 코일과 전기적으로 병렬 연결되는 회전자;
상기 직류전기가 인가되며 하우징에 설치되는 도전성 축심과, 상기 축심이 회전 가능하게 삽입되는 중심홀을 형성하고 둘레면이 도전체와 접하며 통전하도록 배치된 도전성 롤러와, 상기 중심홀에 배치되도록 롤러에 고정되는 도전성 받침대와, 상기 축심을 중심으로 롤러의 회전을 원활히 하며 롤러의 상하 이동을 지지하도록 중심홀에서 축심과 받침대에 각각 고정되는 도전성 수직베어링과, 상기 축심을 중심으로 롤러의 회전을 원활히 하며 롤러의 수평 이동을 지지하도록 중심홀에서 축심과 롤러에 각각 고정되는 도전성 수평베어링으로 각각 구성되고, 상기 직류전기의 양극과 음극이 각각 인가되도록 한 쌍을 이루는 정류베어링; 및
상기 직류전기가 인가된 코일과 마주하도록, 상기 하우징에 설치되는 한 쌍의 자성체;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터.housing;
A shaft module having a shaft rotatably installed in the housing;
A commutator having a truncated cone shape having a circumferential surface inclined and fixed to an end of the shaft and having a plurality of conductors insulated from each other along the circumferential surface and aligned in a radial manner;
And a plurality of coils each of which surrounds each of the cores, wherein one end of the coil is paired with each of the conductors and is electrically connected to the other end of the coil, A rotor electrically connected in parallel with a neighboring coil;
A conductive roller provided on the housing to form a center hole into which the shaft is rotatably inserted and which has a circumferential surface in contact with and conductively connected to the conductor; A conductive vertical bearing fixed to the shaft and the pedestal in the center hole so as to smooth the rotation of the roller around the axis and to support the vertical movement of the roller; A pair of rectifying bearings each of which is composed of a conductive horizontal bearing fixed to the shaft and the roller in the center hole so as to support the horizontal movement of the roller, And
A pair of magnetic bodies installed in the housing so as to face the coil to which the direct current is applied;
And a DC motor. 제 1 항에 있어서,
상기 코어는 상기 샤프트와 절연된 것을 특징으로 하는 직류모터.The method according to claim 1,
And the core is insulated from the shaft. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 수직베어링과 받침대 간에 완충을 위한 도전성 완충스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터.The method according to claim 1,
And a conductive buffer spring for buffering between the vertical bearing and the pedestal. 제 5 항에 있어서,
상기 완충스프링은 도전성 재질의 웨이브 스프링인 것을 특징으로 하는 직류모터.6. The method of claim 5,
Wherein the buffer spring is a wave spring of a conductive material. 제 1 항에 있어서, 상기 축 모듈은,
상기 샤프트의 둘레에 돌기를 형성하며, 상기 하우징과 돌기 사이를 탄발하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터.2. The apparatus of claim 1,
Further comprising a spring that forms a protrusion around the shaft and resiliently biases between the housing and the protrusion. 제 1 항에 있어서,
다수의 상기 코일은 서로 동일한 방향으로 꼬여 형성되고;
한 쌍의 상기 자성체는 다른 극성의 자성이 각각의 코일과 마주하도록 된 것;
을 특징으로 하는 직류모터.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of coils are twisted in the same direction;
The pair of magnetic bodies being such that magnetic poles of different polarities face respective coils;
And a DC motor. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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