KR19980050922U - 직류 전동기의 브러시 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 압축 스프링이 브러시 뒷면과 브러시 홀더의 중앙에 정확하에 개재되어 균일한 힘으로 정류자에 밀착될 수 있도록 한 직류 전동기의 브러시 조립체에 관한 것이다.

본 고안은 정류자의 외주연에 밀착될 수 있도록 소정의 곡률을 갖도록 형성되며, 그 뒷면에는 안착홈이 형성된 브러시와, 상기 브러시의 전면을 제외하고 감쌀 수 있도록 형성되는 브러시 홀더와, 상기 브러시 홀더의 폐쇄된 내측면과 상기 브러시의 안착홈 사이에 개재되는 압축 스프링으로 이루어져, 압축 스프링이 브러시의 뒷면 중앙을 정확하게 밀어줌으로써 브러시가 일측방향으로 편중되는 것을 방지할 수 있어 편심마모와 전동기 소음을 방지하게 된다.

Description

직류 전동기의 브러시 조립체

본 고안은 전동기의 주요 구성부재인 금속 흑연질 브러시(Brush) 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브러시가 회전되는 정류자에 균일한 힘으로 접촉될 수 있도록 압축 스프링이 정확하게 브러시 뒷면을 지지할 수 있도록 한 브러시 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관인 자동차의 엔진은 자가시동을 할 수 없기 때문에 시동을 걸 때에는 외력에 의해 크랭크 축을 회전시켜야 한다. 또한 이 크랭크 축의 회전은 일정이상의 회전속도를 내지 않으면 시동할 수가 없으므로 시동에 사용되는 전동기가 따로 부착되어 있는데 이를 기동 전동기(Start motor)라고 한다. 기동 전동기로서는 현재 배터리를 전원으로 하는 직류직권 전동기가 채용되고 있다. 이 전동기는 엔진의 실린더 용적, 압축압력, 각 마찰력을 이겨내서 엔진을 시동가능한 회전수로 구동시켜야 하므로 시동 토오크가 큰 것이 필요하며, 가능한 한 소형 경량인 것이 바람직하다.

이와 같은 기동 전동기의 구조는 제 1 도에 도시된 바와 같이, 전기자(1), 고정자(2), 계자코일(3), 정류자(4) 및 브러시(5)를 주요 구성부재로 하여 구성된다.

원통형상의 고정자(2) 내주연에는 계자코일(3)이 권취되어 2개 이상의 짝수개로 구성된 풀(6)이 형성되며, 풀(6)의 내주면에는 축을 중심으로 회전가능하도록 소정간격 이격되어 전기자(1)가 삽입되어 있다.

특히, 브러시(5)는 전기자(1)의 일단에 부착된 정류자(4)상에 미끄럼 운동이 가능하도록 접촉되어서 통전 역할을 수행하는 부재로서, 통상적으로 자동차용 기동 전동기 등과 같은 저전압의 직류 전동기에는 동분말과 천연 흑연 분말을 혼합하여 제조되는 금속흑연질 브러시를 사용하고 있다.

금속흑연질 브러시(이하 브러시라 약칭함)는 직류 전동기의 출력성능, 내구성능에 따라서 금속함유량을 다르게 하여 사용하고 있다. 즉, 고출력을 요하는 경우에는 금속함유량이 60~90 wt%이며, 고 내구성을 요하는 경우에는 금속함유량이 10~50 wt%로 하는 것이 일반적이다.

이와 같이 구성된 기동 전동기는 계자코일(3)에 통전이 되면 풀(6)을 자화시켜 전자석을 형성하며, 이때 발생된 자속은 폴을 통해 전기자(1)로 전달되면서 기동 전동기의 자기회로를 형성하고, 전기자(1)가 회전하면서 전기자(1)의 축에 부착된 피니언기어(도시되지 않음)에 의해 엔진의 기동작용을 수행한다.

한편, 도 2는 종래의 정류자와 브러시의 결합구조를 보인 단면도로서, 전기자(1)의 회전에 의해 함께 회전되는 정류자(4)와 브러시(5)의 안정된 접촉은 전동기의 특성에 민감한 영향을 미치므로 매우 중요하다.

즉 정류자(4)에 브러시(5)가 안정되게 접촉되어 통전이 이뤄질 수 있도록 압축 스프링(7)이 내장된 브러시 홀더(8)가 브러시(5)의 뒷편을 탄성적으로 지지하고 있다.

그런데 이와 같은 종래의 브러시 접촉 구조는 브러시(5)의 뒷면과 브러시 홀더(8)의 내측면 사이에 개재되는 압축 스프링(7)이 브러시(5)의 뒷면을 정확하게 중앙부를 지지하지 못하고 가장자리 등을 지지하게 되면 브러시(5)에 균일한 힘이 가해지지 못해 정류자(4)에 접촉되는 면이 일측방향으로 편중되거나 통전 및 브러시 마모가 불균일하게 일어나 전동기의 소음증가 및 수명단축의 문제를 초래한다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축 스프링이 브러시 뒷면과 브러시 홀더의 중앙에 정확하게 개재되어 균일한 힘으로 정류자에 밀착될 수 있도록 한 직류 전동기의 브러시 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 고안은 정류자의 외주연에 밀착될 수 있도록 소정의 곡률을 갖도록 형성되며, 그 뒷면에는 안착홈이 형성된 브러시와, 상기 브러시의 전면을 제외하고 감쌀 수 있도록 형성되는 브러시 홀더와, 상기 브러시 홀더의 폐쇄된 내측면과 상기 브러시의 안착홈 사이에 개재되는 압축 스프링으로 이루어진 직류 전동기의 브러시 조립체를 제공한다.

도 1은 일반적인 직류 전동기의 구조를 보인 개략사시도.

도 2는 종래의 브러시 조립체 구조를 보인 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 브러시 조립체의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 브러시12 : 안착홈

14 : 브러시 홀더16 : 압축 스프링

18 : 정류자

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 브러시 조립체의 단면도이다.

본 고안의 일실시예에 따른 브러시 조립체는 안착홈(12)을 갖는 브러시(10), 브러시 홀더(14), 압축 스프링(16)으로 구성된다.

브러시(10)는 전기자의 일단에 부착된 정류자(18)상이 미끄럼 운동이 가능하도록 접촉되어서 통전 역할을 수행하는 부재로서, 흑연분말에 수지 결합제를 첨가하여 혼합하고 동분말 및 기타 첨가제를 첨가하여 가압성형한 것이다.

브러시(10)의 전면은 정류자(18)의 외주연에 밀착될 수 있도록 정류자(18)의 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 형성되며, 브러시(10)의 뒷면에는 압축 스프링(16)의 일단이 삽입될 수 있도록 압축 스프링(16)의 직경보다 약간 큰 직경을 갖는 안착홈(12)이 형성된다.

브러시 홀더(14)는 정류자(18)의 외주연에 브러시(10)의 전면이 밀착되어 전류가 안정되게 흐를 수 있도록 압축 스프링(16)에 의해 브러시(10)의 뒷면을 밀어주는 것으로, 브러시(10)의 전면을 제외하고 다른 부분을 감쌀 수 있도록 공간부가 형성되고 일측면이 개방된 형상을 갖는다.

압축 스프링(16)은 브러시(10)를 개구방향으로 밀어내는 탄성력이 작용하도록 브러시(10)의 안착홈(12)과 브러시 홀더(14)의 폐쇄된 내측면 사이에 개재된다.

이하, 본 고안의 작용 및 효과를 설명한다.

본 고안의 브러시 조립체는 정류자(18)와 함께 조립되며, 정류자(4)상에 미끄럼 운동이 가능하도록 접촉되어서 통전 역할을 수행한다.

한편, 브러시(10)는 압축 스프링(16)에 의해 항상 브러시(10)의 전면이 정류자(18)의 외주연 방향으로 탄성력을 갖게 됨은 주지의 사실이다.

이때, 압축 스프링(16)은 브러시 조립체를 형성하는 과정에서 브러시(10)의 안착홈(12)에 그 일단이 삽입되므로 브러시(10)의 가장 중앙부에 안착되게 된다.

이와 같이 브러시(10)와 브러시 홀더(14) 사이의 중심부에 압축 스프링(16) 위치하게 되면 정류자(18)에 접촉되는 브러시(10)의 미는 힘이 균일하게 작용하게 되므로 안정된 접촉이 이루어져 균일한 통전 및 브러시(10)가 일측방향으로 편중되는 것을 방지할 수 있는 편심마모와 전동기 소음을 방지하게 된다.

이상, 상기 내용은 본 고안의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로, 본 고안의 당 업자는 본 고안의 요지를 변형시킴이 없이 본 고안에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

따라서 본 고안에 따르면 정류자에 안정되게 밀착될 수 있는 브러시 조립체를 제공함으로써 직류 전동기의 특성 향상 및 장수명화를 기할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 정류자의 외주연에 밀착될 수 있도록 소정의 곡률을 갖도록 형성되며, 그 뒷면에는 안착홈이 형성된 브러시와, 상기 브러시의 전면을 제외하고 감쌀 수 있도록 형성되는 브러시 홀더와, 상기 브러시 홀더의 폐쇄된 내측면과 상기 브러시의 안착홈 사이에 개재되는 압축 스프링으로 이루어진 직류 전동기의 브러시 조립체.