KR102469370B1 - 브러쉬 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 모터에 적용되는 브러쉬 어셈블리에 대한 것으로, 중심부가 중공되며, 외주면에 격벽부를 포함하는 커버부재; 상기 커버부재 상에 배치되며, 내부에 브러쉬를 수용하는 브러쉬홀더; 및 상기 브러쉬홀더에 인접하여 배치되며, 한 쌍의 배선부를 포함하는 캐퍼시터;를 포함하며, 상기 배선부의 말단이 상기 격벽부의 관통부를 경유하여 외부로 연장되는 브러쉬 어셈블리를 제공할 수 있도록 한다.

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. 나아가, 브러쉬에 인접하여 배치되는 전자부품으로 캐퍼시터(capacitor)와 전자파차폐필터(EMI 필터)와 같은 구성품이 브러쉬의 배선과 접합을 하게 된다.

특히, 캐퍼시터의 경우 배선부를 커버부재 상에 배치되어 추후 모터에 결합되는 경우 요크와 접지되는 그라운드 클립에 접지시키고, 위 그라운드 클립을 요크에 접지시는 2 중 구조를 취하게 되어 이를 구현하기 위한 공정 시간이 늘어가며, 조립이후 조립 확인여부를 위한 검사공정이 추가되어 공정지연으로 이어지고 있다.

일본 공개특허공보 특개2005-348538호(2005. 12. 15. 공개)

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 커버부재에 안착되는 캐퍼시터의 배선부의 말단을 커버부재의 격벽부에 관통하는 구조로 외부로 돌출시켜, 추후 모터의 요크에 상기 배선부의 말단을 직접 접촉시켜 노이즈를 그라운드 시킬 수 있도록 해, 구조를 단순화할 수 있으며, 조립공정에 필요한 부수적인 공정을 제거하여 공정의 효율성을 높일 수 있는 구조의 브러쉬 어셈블리를 제공할 수 있도록 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는 중심부가 중공되며, 외주면에 격벽부를 포함하는 커버부재; 상기 커버부재 상에 배치되며, 내부에 브러쉬를 수용하는 브러쉬홀더; 및 상기 브러쉬홀더에 인접하여 배치되며, 한 쌍의 배선부를 포함하는 캐퍼시터;를 포함하며, 상기 배선부의 말단이 상기 격벽부의 관통부를 경유하여 외부로 연장되는 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, 그리고 일측 및 타측이 상기 하우징 및 상기 커버에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축;과 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 포함하는 구조로 직류모터를 구현할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 커버부재에 안착되는 캐퍼시터의 배선부의 말단을 커버부재의 격벽부에 관통하는 구조로 외부로 돌출시켜, 추후 모터의 요크에 상기 배선부의 말단을 직접 접촉시켜 노이즈를 그라운드 시킬 수 있도록 해, 구조를 단순화할 수 있으며, 조립공정에 필요한 부수적인 공정을 제거하여 공정의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

특히, 캐퍼시터 배선의 직접 접지구조를 구현함으로써, 그라운드 접지를 위해 그라운드 클립부재와 같은 독립적인 부재를 제거할 수 있게 되는바, 이에 따른 조립공정의 간소화 및 재료비용을 절감할 수 있는 효과도 있다.

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.

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 2 및 도 3은 도 1에서의 브러쉬 어셈블리와 인접 구성품의 결합부위의 구조적인 문제를 설명하기 위한 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리는 커버부재(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 가지게 된다.

도 2 및 도 3은 도 1에서 상기 캐퍼시터(60)이 상기 커버부재(10)에 장착되는 부분을 구체화하여 확대한 것이다.

도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 캐퍼시터(60)는 배선부(61)의 말단이 상기 커버부재(10)의 외측 테두리부인 격벽부(11) 부분에 장착되는 그라운드 클립(70)의 에지부(71) 부분에 솔더링되게 되며, 이러한 구조물이 추후 모터에 조립되게 된다. 이 경우, 상기 그라운드 클립 부분이 모터의 로터에 접촉하여 노이즈를 제거할 수 있도록 한다. 그러나 이러한 접지구조는 커버부재(10) 상에 독립적인 그라운드 클립(70)을 제작하여 장착할 수 있는 구조물을 구현하여야 하며, 그라운드 클립을 수작업으로 조립한 후, 캐퍼시터의 배선부(61)과 솔더링하는 공정이 추가되며, 조립 및 솔더링 이후 이에 대한 검사를 수행하여야 한다. 나아가, 모터 커버에 위 커버부재를 장착하는 경우, 모터 내부의 요크와 상기 그라운드 클립의 접촉을 구현하는 과정 및 검사과정이 추가되어야 하는바, 제조공정의 시간 빛 비용, 재료비용의 손실이 상당히 발생하게 된다.

도 4는 도 2의 구조를 개선한 구조의 본 발명의 실시예에 따른 캐퍼시터의 접지구조를 포함하는 브러쉬 어셈블리의 요부 개념도이다.

이러한 브러쉬 어셈블리에 구현되는 그라운드 구조는, 도 4에 도시된 것과 같은 본 발명의 실시예에 따른 구조적인 변경으로 공정효율화 및 비용 절감을 구현할 수 있도록 할 수 있다.

도 4 및 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리는 중심부가 중공되며, 외주면에 격벽부를 포함하는 커버부재(10)를 구비하며, 상기 커버부재 상에 배치되며, 내부에 브러쉬(30)를 수용하는 브러쉬홀더(20) 및 상기 브러쉬홀더에 인접하여 배치되며, 한 쌍의 배선부(61)를 포함하는 캐퍼시터(60)를 포함하는 구성은 동일한다. 다만, 상기 캐퍼시터(60)의 배선부가 도 2에서의 그라운드 클립에 솔더링 되는 구조가 아니라, 상기 배선부(61)의 말단(62a, 62b)이 상기 격벽부(11)의 관통부(12)를 경유하여 외부로 연장되는 구조로 구현되는 점에서 차이가 있다.

특히, 상기 관통부(12)를 관통한 상기 배선부의 말단(62a, 62b)은 절곡되어 상기 격벽부(11)의 외주면 이상으로 돌출되는 구조로 구현될 수 있도록 한다. 이는 모터에 조립시 별도의 그라운드 클립과 같은 구조물이 없이도, 바로 배선부의 말단과 모터의 요크가 자동 접지되는 구조로 접촉할 수 있게 된다. 따라서, 별도의 그라운드 클립을 제작하는 제조공정 및 재료비를 절감할 수 있음은 물론, 자동접지되는 구조로 모터와 브러쉬 어셈블리를 조립과 동시에 접지가 되는 구조인바 비용 및 공정시간을 절감할 수 있는 효율성이 높아지게 된다.

또한, 상기 관통부(12)는 도 4에 도시된 것과 같이 상기 격벽부(11)의 내측에서 외측으로 구멍이 뚫리는 구조로 구현할 수도 있으나, 다른 실시예로는, 상기 격벽부(11)의 상부면에서 하부면으로 오목한 홈패턴이 구현되는 구조로 구현하여 상기 배선부(61)를 홈패턴에 끼우는 구조로 구현할 수도 있다. 이러한 홈패턴에 끼우는 구조는 홀에 배선을 삽입하는 불편함 없이, 상부에서 하부로 배선을 끼우는 방식으로 배선을 조립할 수 있어 공정성이 향상되는 장점이 구현되게 된다.

부가적으로 공정성을 향상하기 위한 본 발명의 실시예의 구조에서는, 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 캐퍼시터(60)의 배선부(6)와 전기적으로 연결되는 리드부(52)를 구비하는 전자파필터(50)의 결합부위(X)를 상기 리드부(52)에 상기 배선부의 안착홈이 마련되는 구조로 구현하여, 배선부가 안착홈에 끼워지는 구조로 결합한 이후, 용접될 수 있도록 해, 결합공정 및 구조적인 안정성을 강화할 수 있도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명이 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리가 적용되는 직류모터의 구조를 예시한 단면개념도이다.

이하에서는 도 5 참조하여, 도 4에 따른 본 발명이 실시예에 따른 브러쉬 어셈블리가 적용되는 직류모터의 구현실시예를 설명하기로 한다.

도 5를 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.

이 경우, 모터의 하우징(110)에 결합하는 상기 커버부재(10)의 밀착면에는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 캐퍼시터 배선부의 돌출부가 배치되는 영역(Y)가 구현되게 된다. 이러한 영역 (Y)는 도시되지는 않았으나, 하우징 내측의 요크와 접촉하게 된다.

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.

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 (9)

1. 중심부가 중공되며, 외주면에 격벽부를 포함하는 커버부재;
   상기 커버부재 상에 배치되며, 내부에 브러쉬를 수용하는 브러쉬홀더; 및
   상기 브러쉬홀더에 인접하여 배치되며, 한 쌍의 배선부를 포함하는 캐퍼시터;를 포함하며,
   상기 배선부의 말단은 상기 격벽부의 관통부를 경유하여 외부로 연장되고,
   상기 배선부의 말단은 상기 관통부의 외측에서 절곡되고,
   상기 격벽부의 외면 중 상기 관통부의 형성 영역은 타 영역보다 내측으로 함몰되는 홈 형상을 가지는 브러쉬 어셈블리.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 관통부는,
   상기 격벽부를 내측에서 외측으로 관통하는 한 쌍의 홀구조로 구현되는 브러쉬 어셈블리.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 관통부는,
   상기 격벽부의 상단에서 하부 방향으로 구현되는 한 쌍의 홈패턴 구조인 브러쉬 어셈블리.
   
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 관통부를 관통한 상기 배선부의 말단은 절곡되어 상기 격벽부의 외주면 이상으로 돌출되는 구조의 브러쉬 어셈블리.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 캐퍼시터의 배선부와 전기적으로 연결되는 리드부를 구비하는 전자파필터를 더 포함하는 브러쉬 어셈블리.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 배선부와 상기 리드부의 결합부위는,
   상기 리드부에 상기 배선부의 안착홈이 마련되는 구조인 브러쉬 어셈블리.
   
7. 상면이 개방된 하우징;
   상기 하우징의 상면에 결합된 브러쉬 어셈블리;
   일측 및 타측이 상기 하우징 및 상기 브러쉬 어셈블리에 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,
   중심부가 중공되며, 외주면에 격벽부를 포함하는 커버부재;
   상기 커버부재 상에 배치되며, 내부에 브러쉬를 수용하는 브러쉬홀더; 및
   상기 브러쉬홀더에 인접하여 배치되며, 한 쌍의 배선부를 포함하는 캐퍼시터;를 포함하며,
   상기 배선부의 말단은 상기 격벽부의 관통부를 경유하여 외부로 연장되며,
   상기 배선부의 말단은 상기 관통부의 외측에서 절곡되고,
   상기 격벽부의 외면 중 상기 관통부의 형성 영역은 타 영역보다 내측으로 함몰되는 홈 형상을 가지고,
   상기 배선부의 말단부와 상기 요크가 접촉되는 구조의 모터.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 관통부의 형성 영역은 상기 격벽부의 타 영역보다 두께가 작은 브러쉬 어셈블리.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 배선부의 말단은 상기 관통부의 외측에서 하방으로 절곡되는 브러쉬 어셈블리.
   

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