KR102371389B1 - 브러쉬 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 모터에 적용되는 브러쉬 어셈블리에 대한 것으로, 커버기판과 상기 커버기판 상에 배치되며, 내부에 브러쉬가 삽입되는 브러쉬홀더 및 상기 브러쉬홀더에 인접하여 배치되는 캐퍼시터 및 전자파필터를 포함하며, 상기 전자파필터의 리드부와 상기 캐퍼시터의 배선부가 상호 전기적으로 연결되는 결합영역을 구현하며, 상기 결합영역은, 상기 리드부에 상기 배선부의 안착홈이 마련되는 구조인 직류모터용 브러쉬 어셈블리를 제공할 수 있도록 한다.

Description

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

본 발명의 실시예는 직류모터에 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. 나아가, 브러쉬에 인접하여 배치되는 전자부품으로 캐퍼시터(capacitor)와 전자파차폐필터(EMI 필터)와 같은 구성품이 브러쉬의 배선과 접합을 하며, 이러한 접합에는 별도의 결합구조물을 필요로 한다. 이러한 브러쉬 인근의 전자부품의 접합 배선의 결합구조물은 불필요한 재료의 투입과 결합공정의 지연, 그리고 부수적인 구조물로 인한 공간의 제약문제가 발생하게 된다.

본 발명의 실시예는 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히, 브러쉬에 인접하는 전자파차폐필터의 리드부 말단에 캐퍼시터의 배선부가 삽입되는 구조로 결합이 가능한 안착홈을 구비하고, 이러한 안착홈에 배선부가 끼움결합하는 구조로 결착하게 되는바, 별도의 결합을 위한 독립적인 구조물이 불필요하게 되어 구조적으로 단순화됨은 물론, 공정비용 및 재료비가 절감될 수 있도록 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 커버기판과 상기 커버기판 상에 배치되며, 내부에 브러쉬가 삽입되는 브러쉬홀더 및 상기 브러쉬홀더에 인접하여 배치되는 캐퍼시터 및 전자파필터를 포함하며, 상기 전자파필터의 리드부와 상기 캐퍼시터의 배선부가 상호 전기적으로 연결되는 결합영역을 구현하며, 상기 결합영역은, 상기 리드부에 상기 배선부의 안착홈이 마련되는 구조인 직류모터용 브러쉬 어셈블리를 제공할 수 있도록 한다.

특히, 상술한 브러쉬 어셈블리를 적용하여 직류모터를 구현할 수 있다. 구체적으로는, 상면이 개방된 하우징과 상기 하우징의 상면에 결합된 상술한 본 발명의 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리, 일측 및 타측이 상기 하우징 및 상기 커버에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축, 그리고 상기 회전축의 외주면에 결합된 요크와 상기 요크에 권선된 코일을 가지는 회전자 및 상기 회전자를 감싸는 형태로 상기 하우징에 결합된 마그네트인 고정자 및 상기 회전축의 외주면에 고정되며 상기 코일과 접속된 정류자를 포함하는 구조의 직류모터를 구현할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 브러쉬에 인접하는 전자파차폐필터의 리드부 말단에 캐퍼시터의 배선부가 삽입되는 구조로 결합이 가능한 안착홈을 구비하고, 이러한 안착홈에 배선부가 끼움결합하는 구조로 결착하게 되는바, 별도의 결합을 위한 독립적인 구조물이 불필요하게 되어 구조적으로 단순화됨은 물론, 공정비용 및 재료비가 절감될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리와 인접 구성품의 결합구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 2는 도 1에서의 브러쉬 어셈블리와 인접 구성품의 결합부위의 구조적인 문제를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 1에서의 브러쉬 어셈블리와 인접 구성품의 결합을 효율화하는 본 발명의 실시예에 따른 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 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 본 발명의 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리와 인접 구성품의 결합구조를 설명하기 위한 구조도이다. 아울러, 도 2는 도 1에서의 브러쉬 어셈블리와 인접 구성품의 결합부위의 구조적인 문제를 설명하기 위한 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리는 커버기판(10) 상에 브러쉬(30)을 내장하는 브러쉬홀더(20)를 구비하며, 각각의 브러쉬(30)은 별도의 배선(40)을 통해 외부와 전기적으로 연결하게 된다. 이 경우, 브러쉬 홀더(20)의 내부에는 브러쉬(30)에 탄성을 인가하는 탄성부재(미도시)이 구비될 수 있도록 한다.

아울러, 상술한 상기 브러쉬 홀더(20)의 주변에는 브러쉬 어셈블리에 적용되는 인접부품으로서, 캐퍼시터(60) 및 전자파필터(50)가 배치될 수 있다. 이러한 상기 캐퍼시터(60) 및 전자파필터(50)는 상기 브러쉬(30)의 분배 배선(shunt; 40)과 전기적으로 접합되는 구조를 구현하기 위해, 도 2에 도시된 것과 같이, 별도의 홀더 부재(H)가 마련되고, 여기에 각각의 캐퍼시트(60)의 배선부(61), 전자파필터(50)의 리드부(52)가 인입되고, 나아가 브러쉬(30)의 분배 배선(40)이 인입된 상태에서 용접(납땜) 등의 공정을 통해 결착을 하게 된다. 이러한 구조는 결합을 위해 홀더 부재(H)를 별도로 제작하여야 하며, 상기 홀더 부재(H)를 커버 기판(10)에 장착하기 위해 커버기판을 가공하여야 하는바, 제조공정이나 공정 비용, 재료 비용 측면에서 불리한 점이 많아지게 된다. 나아가, 구조 자체도 홀더부재(H)의 돌출 형상으로 인해 슬림화하기 어려워지게 되는바, 공간 제약도 발생하게 된다. 또한, 상기 홀더부재(H)의 돌출부를 커버하기 위한 커버재(Y)와 같은 부수적인 구성품도 필요하게 된다.

이에, 본 발명의 실시예에서는, 도 1의 구조에서 홀더 부재(H)를 제거하고, 브러쉬에 인접하는 캐퍼시터(60) 및 전자파필터(50)의 구성 부품 자체만으로 전기적 연결을 구현하며, 결합의 안정성도 확보할 수 있는 결합구조를 제공할 수 있도록 한다.

도 3은 도 1에서의 브러쉬 어셈블리와 인접 구성품의 결합을 효율화하는 본 발명의 실시예에 따른 구조를 설명하기 위한 개념도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리는, 도 1의 커버기판(10)과 브러쉬 홀더(20) 및 브러쉬(30)과 같은 기본 구성은 동일하며, 다만, 캐퍼시터(60) 및 전자파필터(50)의 결합구조에 변화를 주어 결합을 구현하게 하는 점에서 특징이 있다.

구체적으로는, 도 3에 (a) 도시된 것과 같이, 본 실시예에서는 상기 전자파필터(50)의 리드부(52)와 상기 캐퍼시터(60)의 배선부(61)가 상호 전기적으로 직접 연결되는 결합영역을 구현하되, 특히 상기 결합영역은, 상기 리드부(52)에 상기 배선부의 안착홈(53)이 마련되는 구조로 구현될 수 있도록 한다. 즉, 도 3의 (b)와 같이 상기 안착홈(53) 부위에 상기 배선부(61)가 직접 끼워지는 구조로 삽입되어 1차적으로 결합이 이루어지도록 한다. 상기 안착홈(53) 부위에 상기 배선부(61)가 직접 끼워지는 구조로 삽입된 이후에 이 결합부위에 1차 용접 또는 납땜을 통해 상호간에 용착을 구현하도록 하여, 결합부위에는 용접매개물질이나 납땜 부재로 구현되는 제1결합패턴층(미도시)이 구현되게 된다. 이후, 도 3의 (c)에 도시된 것과 같이, 상기 제1결합패턴층이 구현되는 결합부위에 상기 브러쉬(30)의 분배 배선(shunt; 40)을 어라인하고, 2차 용접 또는 납땜을 통해 결착시킨다. 이러한 결착과정을 통해 제1결합패턴층 위에 다시 용접매개물질이나 납땜 부재로 구현되는 제2결합패턴층(미도시)이 구현되게 된다. 이 경우, 상기 제1결합패턴층 및 상기 제2결합패턴층은 동일한 물질로 구현되도록 하여, 결합력을 더욱 강화할 수 있도록 함이 바람직하다.

이러한 구조의 결합영역을 구현하는 것은 독립적인 배선을 어라인하고 결합하는 도 1에서의 홀더부재(H)를 제거하고, 그자리에 바로 결합이 가능하도록 하게 되는바, 구조적으로 간단해짐은 물론, 재료비용이나 공정시간이 단축되게 되는 장점이 구현된다.

도 4는 본 발명이 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리가 적용되는 직류모터의 구조를 예시한 단면개념도이다.

이하에서는 도 4 참조하여, 도 1 및 도 3에 따른 본 발명이 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리가 적용되는 직류모터의 구현실시예를 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 발명이 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리가 적용되는 직류모터는 도시된 바와 같이, 상면이 개방된 하우징(110)과 하우징(110)의 개방된 상면에 결합된 상술한 구조의 브러쉬 어셈블리(A)가 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)를 관통하여 브러쉬 어셈블리(A)의 커버부재(10)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(30)를 포함하는 구성이 결합된다.

이러한 구조에서도 상술한 것과 같이, 브러쉬 어셈블리(A)를 구성하는 도 1 및 도 3의 구조가 적용되는바, 구조적인 안정성을 확보함은 물론, 조립공정의 편의성, 재료비가 절감되는 구조의 모토를 구현할 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.

10: 커버기판
20: 브러쉬 홀더
30: 브러쉬
40: 분배배선(shunt)
50: 전자파필터
60: 캐퍼시터

Claims (7)

1. 커버기판;
   상기 커버기판 상에 배치되며, 내부에 브러쉬가 삽입되는 브러쉬홀더; 및
   상기 브러쉬홀더에 인접하여 배치되는 캐퍼시터 및 전자파필터;를 포함하며,
   상기 전자파필터의 리드부와 상기 캐퍼시터의 배선부가 상호 전기적으로 연결되는 결합영역을 구현하며,
   상기 결합영역은, 상기 리드부에 상기 배선부의 안착홈이 마련되고,
   상기 안착홈의 내주면은 상기 배선부의 외주면에 대응하고,
   상기 안착홈에는 상기 배선부가 삽입되고,
   상기 배선부 상에는 상기 브러쉬에서 연장되는 분배 배선의 적어도 일부가 적층되는 브러쉬 어셈블리.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 결합영역은 상기 리드부의 안착홈에 상기 배선부가 삽입되는 구조로 배치되며,
   상기 리드부와 상기 안착홈에 삽입되는 배선부를 결착하는 제1결합패턴층을 포함하는 브러쉬 어셈블리.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 결합영역은,
   상기 분배 배선과 상기 제1결합패턴층을 결착하는 제2결합패턴층;을 포함하는 브러쉬 어셈블리.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1결합패턴층 및 상기 제2결합패턴층은 동일물질인 브러쉬 어셈블리.
   
5. 상면이 개방된 하우징;
   일측 및 타측이 상기 하우징에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축;
   상기 회전축의 외주면에 결합된 요크와 상기 요크에 권선된 코일을 가지는 회전자;
   상기 회전자를 감싸는 형태로 상기 하우징에 결합된 마그네트인 고정자;
   상기 회전축의 외주면에 고정되며 상기 코일과 접속된 정류자; 및
   상기 하우징의 상면에 결합되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 브러쉬 어셈블리를 포함하는 모터.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 안착홈의 내주면은 곡면을 포함하는 브러쉬 어셈블리.
   
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1결합패턴층과 상기 제2결합패턴층은 각각 납땜 부재인 브러쉬 어셈블리.
   
   

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