KR102371381B1 - 브러쉬 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 모터에 적용되는 브러쉬 어셈블리에 대한 것으로, 중심부가 중공되는 커버기판; 상기 커버기판 상에 배치되며, 내부에 브러쉬를 수용하는 브러쉬홀더; 상기 브러쉬홀더의 내측 말단에 일영역이 결착되어 상기 브러쉬홀더와 일체형으로 형성되는 탄성부재를 포함하고, 상기 브러쉬홀더의 일면에는 케이블 가이드 홈이 배치되고, 상기 탄성부재의 일영역은 상기 브러쉬홀더의 내면 중 상기 케이블 가이드 홈과 오버랩되는 영역에 결착된다.

Description

브러쉬 어셈블리 및 이를 포함하는 모터{A BRUSH ASSEMBLY AND MOTOR USING THE SAME}

본 발명의 실시예는 모터에 적용되는 브러쉬 어셈블리에 대한 것이다.

일반적으로, 모터(Motor)는 전기에너지를 운동에너지로 변환시키는 것으로, 이러한 모터는 전원의 종류에 따라 직류모터와 교류모터로 분류된다.

그리고, 직류 모터는 내부의 전기자가 180도 회전할 때마다 방향을 바꾸는 방법에 따라 브러쉬를 사용한 브러쉬 모터와, 전자 스위칭 기술을 이용한 브러쉬리스 모터로 구분된다. 그리고, 교류모터는 3상교류용과 단상교류용으로 구분되며, 각각에 유도모터와 동기모터가 있다.

한편, 자동차는 ABS 브레이크, 시동장치 등 다양한 장치가 사용되는데, 이러한 장치들은 자동차의 차체에 구비되는 전원을 공급받아 작동하는 브러쉬 직류모터에 의해 구동되고 있다.

직류모터에는 정류자와 접촉되는 브러쉬가 구비되며, 상기 브러쉬를 고정시키고 정류자와의 접촉에 의한 충격을 완화하기 위한 브러쉬홀더가 구비된다. 그러나, 이러한 브러쉬홀더의 내부에는 스프링이 배치되게 되는데, 이러한 스프링은 브러쉬의 왕복 운동을 돕는 구성이나 조립시 많은 공수가 들어가게 되어 조립시간이 늘어나며, 인건비 및 수작업에 따른 오조립 검사공정이 추가되는 등 공정 비용의 증가를 발생시키는 요인으로 작용하고 있다.

본 발명의 실시예는 상술한 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히, 브러쉬 홀더의 내부에 일체형으로 구현되는 원통형 탄성부를 구비하는 구조의 탄성부재를 장착하여, 별도의 조립공정이 필요하지 않으며, 스프링 등의 독립부재의 조립 및 검사과정이 제거되어 공정효율성을 극대화할 수 있는 브러쉬 어셈블리를 제공할 수 있도록 한다.

본 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리는 중심부가 중공되는 커버기판; 상기 커버기판 상에 배치되며, 내부에 브러쉬를 수용하는 브러쉬홀더; 상기 브러쉬홀더의 내측 말단에 일영역이 결착되어 상기 브러쉬홀더와 일체형으로 형성되는 탄성부재를 포함하고, 상기 브러쉬홀더의 일면에는 케이블 가이드 홈이 배치되고, 상기 탄성부재의 일영역은 상기 브러쉬홀더의 내면 중 상기 케이블 가이드 홈과 오버랩되는 영역에 결착될 수 있다.
또한, 상기 탄성부재는, 상기 브러쉬홀더와 일체형으로 결착되는 결착부와, 상기 결착부에서 상부 방향에 마련되며, 상기 브러쉬와 접촉하여 상기 브러쉬의 이동방향에 대응되는 탄성을 제공하는 탄성부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탄성부는, 내부가 중공되는 원기둥 형상의 몸체와, 상기 몸체의 외주면에 상기 브러쉬의 말단부와 접촉하는 구조일 수 있다.
또한, 상기 브러쉬홀더와 상기 탄성부재는 동일 재질일 수 있다.
또한, 상기 브러쉬홀더와 상기 탄성부재는 일체로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리를 포함하는 모터는 상면이 개방된 하우징; 중심부가 중공되는 커버기판을 포함하고 상기 하우징의 상면에 결합되는 브러쉬 어셈블리; 일측 및 타측이 상기 하우징 및 상기 커버기판에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축; 상기 회전축의 외주면에 결합된 요크와 상기 요크에 권선된 코일을 가지는 회전자; 상기 회전자를 감싸는 형태로 상기 하우징에 결합된 마그네트인 고정자; 및 상기 회전축의 외주면에 고정되며 상기 코일과 접속된 정류자;를 포함하며, 상기 브러쉬 어셈블리는, 내부에 브러쉬를 수용하는 브러쉬홀더와, 상기 브러쉬홀더의 내측 말단에 일영역이 결착되어 상기 브러쉬홀더와 일체형으로 형성되는 탄성부재를 포함하고, 상기 브러쉬홀더의 일면에는 케이블 가이드 홈이 배치되고, 상기 탄성부재의 일 영역은 상기 브러쉬홀더의 내면 중 상기 케이블 가이드 홈과 오버랩되는 내면에 결착될 수 있다.
또한, 상기 탄성부재는, 상기 브러쉬홀더와 일체형으로 결착되는 결착부와, 상기 결착부에서 상부 방향에 마련되며, 상기 브러쉬와 접촉하여 상기 브러쉬의 이동방향에 대응되는 탄성을 제공하는 탄성부를 포함할 수 있다.

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본 발명의 실시예에 따르면, 브러쉬 홀더의 내부에 일체형으로 구현되는 원통형 탄성부를 구비하는 구조의 탄성부재를 장착하여, 별도의 조립공정이 필요하지 않으며, 스프링 등의 독립부재의 조립 및 검사과정이 제거되어 공정효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 구조의 직류모터에 적용되는 브러쉬 어셈블리의 구조도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1의 브러쉬홀더의 내부에 수용되는 구성을 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 다른 직류모터에 적용되는 브러쉬 어셈블리의 요부의 구조도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명이 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리가 적용되는 직류모터의 구조를 예시한 단면개념도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 일반적인 구조의 직류모터에 적용되는 브러쉬 어셈블리의 구조도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1의 브러쉬홀더의 내부에 수용되는 구성을 도시한 것이다.

도 1의 구조와 같이, 일반적인 직류모터의 경우, 커버기판(10) 상에 브러쉬(30)을 내장하는 브러쉬홀더(20)를 구비하며, 각각의 브러쉬(30)은 별도의 배선(40)을 통해 외부와 전기적으로 연결하게 된다. 또한, 도 2에 도시된 것과 같이 이러한 브러쉬 홀더(20)의 내부에는 브러쉬(30)에 탄성을 인가하는 탄성부재(30)이 구비될 수 있도록 한다. 이러한 구조는 브러쉬홀더(20) 4개와 각각에 포함되는 브러쉬(20), 탄성부재(30)를 지지하는 구조가 각각 조립되게 되는바 조립공정의 손실이 커지게 된다. 특히, 상기 탄성부재(30)은 도시된 것과 같이 스프링 형상의 구조물을 사용하게 되며, 이러한 구조물은 조립 이후에도 브러쉬 홀더에서 이탈하는 문제가 빈번하며, 수작업으로 조립이 이루어지는바, 조립이후에 스프링의 결합유무를 확인하는 검사공정이 필수적으로 필요하게 되어, 공정의 효율성이 크게 떨어지게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 브러쉬 홀더어셈블리이며, 도 4a 내지 도 4c는 도 3의 브러쉬 홀더의 내부에 수용되는 탄성부재의 구조를 도시한 요부 개념도이다.

도 3 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 브러쉬홀더 어셈블리는, 중심부가 중공되는 커버기판(200) 및 상기 커버기판 상에 배치되며, 내부에 브러쉬(251)를 수용하는 브러쉬홀더(220)를 포함하며, 상기 브러쉬홀더의 내측 말단(221)에 일영역이 결착되어 상기 브러쉬홀더와 일체형으로 형성되는 탄성부재(230;도 4)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 탄성부재(230)은 도 3의 X 부분의 내측에 배치될 수 있도록 한다.

특히, 상기 탄성부재(230)는 상기 브러쉬홀더(230)와 일체형으로 결착되는 결착부(231)와, 상기 결착부에서 상부 방향에 마련되며, 상기 브러쉬와 접촉하여 상기 브러쉬의 이동방향에 대응되는 탄성을 제공하는 탄성부(232)를 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 상기 탄성부(232)의 경우, 도 4에 도시된 것과 같이, 내부가 중공(H)되는 구조의 원통형 몸체(P)를 구비하는 구조로 구현될 수 있도록 한다.

특히, 상기 원통형 몸체(P)는 브러쉬의 이동방향에 대응되는 탄성을 제공하기 위해, 내부가 비어 있는 탄성구조를 구현할 수 있도록 하며, 더욱 바람직하게는 브러쉬 홀더(220)과 결착된 일체형 구조로 성형하여 제조할 수 있도록 한다. 즉, 브러쉬 홀더 일체형 탄성부재를 구현하여 별도의 탄성체를 조립할 공정을 미연에 제거할 수 있도록 한다. 이 경우, 상기 브러쉬 홀더와 상기 탄성부재는 동일재질로 사출성형되는 방식으로 제조될 수 있다.

도 5는 본 발명이 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리(A)가 적용되는 직류모터의 구조를 예시한 단면개념도이다.

이하에서는 도 5를 참조하여, 도 3 및 도 4a에 따른 본 발명이 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리가 적용되는 직류모터의 구현실시예를 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 본 발명이 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리(A)가 적용되는 직류모터는 도시된 바와 같이, 상면이 개방된 하우징(110)과 하우징(110)의 개방된 상면에 결합된 상술한 구조의 브러쉬 어셈블리(A)이 배치될 수 있다.

나아가, 상기 하우징(110)의 저면에는 회전축(130)의 일측이 지지되어 회전가능하게 설치되고, 상기 회전축(130)의 타측은 상기 브러쉬 어셈블리(A)의 커버기판(200)을 관통하여 브러쉬 어셈블리(A)의 커버기판(200)의 외측에 위치된다.

상기 브러쉬 어셈블리(A)에는 회전축(130)의 타측을 지지하는 베어링(140)이 설치될 수 있다.

또한, 상기 하우징(110)의 내부에 위치된 회전축(130)의 외주면에는 회전자(150)가 결합되고, 하우징(110)의 내주면에는 고정자(160)가 결합된다. 상기 회전자(150)는 회전축(130)의 외주면에 고정된 코어(151)와 코어(151)에 권선된 코일(155)을 가지고, 고정자(160)는 회전자(150)를 감싸는 형태로 설치된 마그네트로 마련된다.

상기 브러쉬 어셈블리(A)의 바로 하측의 회전축(130)의 외주면에는 코일(155)과 접속된 정류자(170)가 결합되고, 상기 브러쉬 어셈블리(200)의 저면에는 정류자(170)로 외부의 전원을 공급하기 위한 상술한 브러쉬(251)를 포함하는 구성이 결합된다.

이러한 구조에서도 상술한 것과 같이, 브러쉬 어셈블리(A)를 구성하는 일체형 탄성부재(232)를 구비하는 브러쉬 홀더(220)의 구조가 적용되는바, 구조적인 안정성을 확보함은 물론, 조립공정의 편의성이 증진될 수 있게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

200: 커버기판
210: 브러쉬홀더 하부기재
220: 브러쉬 홀더
230: 탄성부재
231: 결착부
232: 탄성부

Claims (7)

1. 중심부가 중공되는 커버기판;
   상기 커버기판 상에 배치되며, 내부에 브러쉬를 수용하는 브러쉬홀더;
   상기 브러쉬홀더의 내측 말단에 일영역이 결착되어 상기 브러쉬홀더와 일체형으로 형성되는 탄성부재를 포함하고,
   상기 브러쉬홀더의 일면에는 케이블 가이드 홈이 배치되고,
   상기 탄성부재의 일영역은 상기 브러쉬홀더의 내면 중 상기 케이블 가이드 홈과 오버랩되는 영역에 결착되는 브러쉬 어셈블리.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성부재는,
   상기 브러쉬홀더와 일체형으로 결착되는 결착부와,
   상기 결착부에서 상부 방향에 마련되며, 상기 브러쉬와 접촉하여 상기 브러쉬의 이동방향에 대응되는 탄성을 제공하는 탄성부;
   를 포함하는 브러쉬 어셈블리.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 탄성부는,
   내부가 중공되는 원기둥 형상의 몸체와, 상기 몸체의 외주면에 상기 브러쉬의 말단부와 접촉하는 구조의 브러쉬 어셈블리.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 브러쉬홀더와 상기 탄성부재는 동일 재질인 브러쉬 어셈블리.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 브러쉬홀더와 상기 탄성부재는 일체로 형성되는 브러쉬 어셈블리.
   
6. 상면이 개방된 하우징;
   중심부가 중공되는 커버기판을 포함하고 상기 하우징의 상면에 결합되는 브러쉬 어셈블리;
   일측 및 타측이 상기 하우징 및 상기 커버기판에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축;
   상기 회전축의 외주면에 결합된 요크와 상기 요크에 권선된 코일을 가지는 회전자;
   상기 회전자를 감싸는 형태로 상기 하우징에 결합된 마그네트인 고정자; 및
   상기 회전축의 외주면에 고정되며 상기 코일과 접속된 정류자;를 포함하며,
   상기 브러쉬 어셈블리는,
   내부에 브러쉬를 수용하는 브러쉬홀더와,
   상기 브러쉬홀더의 내측 말단에 일영역이 결착되어 상기 브러쉬홀더와 일체형으로 형성되는 탄성부재를 포함하고,
   상기 브러쉬홀더의 일면에는 케이블 가이드 홈이 배치되고,
   상기 탄성부재의 일 영역은 상기 브러쉬홀더의 내면 중 상기 케이블 가이드 홈과 오버랩되는 내면에 결착되는 모터.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 탄성부재는,
   상기 브러쉬홀더와 일체형으로 결착되는 결착부와,
   상기 결착부에서 상부 방향에 마련되며, 상기 브러쉬와 접촉하여 상기 브러쉬의 이동방향에 대응되는 탄성을 제공하는 탄성부를 포함하는 모터.
   

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