KR19980064493A - 케이싱 접촉접속수단을 갖는 정류자형 기계 - Google Patents

케이싱 접촉접속수단을 갖는 정류자형 기계 Download PDF

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KR19980064493A
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랄프홀거베렌스;만프레드크네취
로베르트보쉬게엠베하
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Abstract

본 발명의 과제는 공지의 결점을 회피하는데 있다. 이를 해결하기 위해, 본 발명은 정류자형기계, 특히 전동기에 관한 것이며, 케이싱(2)내에 회전가능으로 지지된 로터(6)가 전기자권선(10) 및 콜렉터(11)를 갖고 있으며, 그 콜렉터가 전기자권선을 전기적으로 접촉접속하기 위해서 콜렉터에 미끄럼 접촉하는 적어도 2개의 브러시(12a, 12b, 12c, 12d)와 협동하고 있으며, 그 브러시가 각각 각 브러시용의 브러시 지지 플레이트(18)에 설치된 통형 유지기(16a, 16b, 16c, 16d)내에서 가세력에 대항해서 슬라이드가능으로 안내되고 있는 형식의 것에 있어서, 적어도 1개의 콘택트 엘리먼트(29)가 설치되어 있고, 그 콘택트 엘리먼트가 소속의 통형유지기(16a)의 일부이며 또는 전기적인 접촉접속의 접지극을 위해서 케이싱(2)과의 도전적인 콘택트를 이루고 있다.

Description

케이싱 접촉접속수단을 갖는 정류자형 기계
본 발명은 특허청구의 범위 제 1 항의 상위개념에 기재인 형식의 정류자 기계, 특히 전동기에 관한 것이다.
영국 특허 제 1150185호 명세서로부터 공지인 정류자형 기계는 자극을 구비한 자기 프레임, 로터용의 축받이를 수용하는 박판에서 디프드로잉 가공된 2개의 지지 시일드, 콜렉터 및 브러시지지 플레이트를 갖고 있다. 콜렉터측의 지지 시일드는 2개의 지지편을 가지며, 이 지지편은 축받이의 주위에서 연장하는 대략 플레이트상의 지지 시일드 부분으로부터 개략 가로방향으로 돌출하고 또한 자기 프레임에 부동으로 결합되어 있다. 브러시 지지 플레이트는 콜렉터에 대해서 탄성적으로 압착되는 탄소 브러시 및 혼신방지 수단을 지지하고 있다.
독일 특허 제 3314412호 명세서로부터 공지인 구성에서는 브러시 지지 플레이트에는 혼신방지 수단을 전기적으로 배선하기 위한 전기적인 접속수단이 설치되어 있다. 콜렉터측의 지지 시일드에 혼신 방지수단의 회로 접지를 접속하기 위해서 전기적인 접속수단의 한쪽에 갈고리톱을 구비한 콘택트 클립이 성형되어 있고 이 콘택트 클립은 콜렉터측의 지지 시일드의 지지부분에 옆쪽에서 접촉하고 나아가선 전기적으로 콘택트를 제작한다.
이같이 해서 형성된 접지접속은 비교적 복잡하다. 그 까닭은, 브러시 지지 플레이트에 특수한 접속수단이 설치되어 있고 이 접속수단이 접지 접촉접속을 위해서 매우 복잡한 형식으로 구부러져서 콘택트 클립을 형성하기 때문이다. 콘택트 클립은 옆쪽에서 지지부재에 접촉하므로 콘택트면은 상대적으로 감소되며 따라서 정류자형 기계 작동시의 진동에 의거해서 불균일한 접지 접촉접속이 생기기 때문이다.
독일 특허 공보 제 3140057호 명세서로부터 고주파의 장해빔을 억제하는 수단을 갖는 전동기가 공지이다. 링상의 지지부재엔 혼신방지 수단으로서 쓰이는 다수의 혼신방지 콘덴서가 배치되어 있고 이 혼신방지 콘덴서의 브러시에 접속되지 않는 접속부는 링상의 지지부재를 거쳐서 케이싱 접지에 접속되어 있다. 그러나 이 공지명세서에서 개시된 전동기에서는 전압공급부에 접지극에 접속되는 브러시의 직접적인 접지 접촉접속은 행해지지 않으므로 비교적 근소한 혼신방지가 얻어지는데 불과하다.
이 발명의 과제는 공지의 결점을 회피하는데 있다.
상기 과제는 본 발명에 의하면 특허청구의 범위 제 1 항의 특징부분에 기재인 구성에 의해서 해결되었다.
도 1은 본 발명에 의한 정류자형 기계의 1 실시예의 축방향의 종단면도.
도 2는 도 1에서 도시의 정류자형 기계의 브러시 지지 플레이트 영역의 횡단면도.
도 3은 브러시를 수용하기 위한 통형 유지기의 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 콘택트 엘리먼트가 조립된 브러시를 수용하기 위한 통형 유지기의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 정류자형기계 2 : 케이싱
2a : 컵형극 2b : 프론트 플레이트
3 : 고정구멍 4, 5 : 극
6 : 로터 7, 8 : 축받이
9 : 세로축선 10 : 전기자권선
11 : 콜렉터 12a, 12b, 12c, 12d : 브러시
13a, 13b : 급전도로 14a, 14b : 쵸크코일
15 : 출력축 16a, 16b, 16c, 16d : 통형유지기
17a, 17b, 17c, 17d : 스프링 18 : 브러시 지지 플레이트
19 : 위측 20, 30 : 슬릿
21a, 21b, 21c, 21d : 단판 22, 23 : 계지 훅
24, 25 : 유지암 26 : 절결부
27 : 콘택트 엘리먼트 28 : 콘택트 설편
29 : 단부 31, 32 : 부분설편
33 : 유지 클램프 34 : 단벽
도 1에서는 전동기로서 작업하는 본 발명에 의한 정류자형 기계(1)의 1 실시예를 축방향의 종단면도로 도시하고 있다. 정류자형 기계(1)의 예컨대 앤티록 장치(ABS)를 구비한 브레이크장치 내부에서 펌프를 구동하기 위한 구동기구로서 사용가능하다. 그러나 본 발명은 전동기로서 구성된 정류자형 기계(1)에 한정되는 것은 아니고 정류자형 기계(1)를 같은 형식으로 예컨대 자동차의 차량 배터리를 측정하기 위한 제네레이터로서도 사용할 수 있다. 특히, 자동차분야에서 사용되는 정류자형 기계의 경우에는 오토 라디오, 자동차 전화등의 지장이 없는 작동을 보존하기 위해서 혼신방지가 특히 중요하다.
정류자형기계(1)의 케이싱(2)은 컵형극(2a)과 컵형극내에 삽입된 프론트 플레이트(2b)를 갖고 있다. 예컨대 자동차의 새시에 정류자형 기계(1)을 고정하기 위해서 케이싱(2)은 대응하는 고정구멍(3)을 갖고 있다. 실시예에 있어서 직류전동기로서 작업하는 정류자형 기계(1)에 있어서는 스테이터의 자계를 형성하기 위해서 컵형극(2a)내에 영구자석 또는 전자석의 극(4, 5)이 배치되어 있다.
케이싱(2)내에서는 축받이(7, 8)에 있어서 로터(6)가 종축선(9)을 중심으로서 회전가능으로 지지되고 있다. 로터(6)는 전기자권선(10)을 가지며 이 전기자권선을 정류자로서 작용하는 콜렉터(11)와 적어도 2개의 실시예에서는 4개의 브러시(12a)내지 (12d)(도 2 참조)를 거쳐서 급전도로(13a, 13b)에 접속되어 있다. 실시예에 있어서 전동기로서 작업하는 정류자형 기계(1)의 로터(6)는 출력축(15)을 거쳐서 토크를 방출한다.
도 2로 분명하듯이, 도시의 실시예에서는 브러시는 쌍으로 급전도로(13a, 13b)의 각각 한쪽에 접속되어 있다. 실시예에서는 브러시(12a, 12c)는 급전도로(13a)에 또한 브러시(12b, 12d)는 다른쪽의 급전도로(13a)에 또한 브러시(12b, 12d)는 다른쪽의 급전도로(13b)에 접속되어 있다. 혼신방지를 위해서 급전도로(13a, 13b)에 접속된 쵸크코일(14a, 14b)이 설치되고 있으며 이 초크코일은 혼신방지 콘덴서와 더불어 자체공지의 형식으로 접속되어 있다.
유리하게는 탄소 브러시로서 구성된 브러시(12a)내지 (12d)는 브러시(12a)내지 (12d)를 5개의 면으로 에워싸는 통형유지기(16a, 16b)내에 슬라이드가능으로 안내되어 있고 또한 각각 1개의 스프링(17a, 17b)을 거쳐서 콜렉터(11)의 방향에 가세되며 이것에 브러시는 콜렉터(11)에 미끄럼 접촉한다.
도 3 및 도 4에는 통형유지기의 구성을 가일층 명료하게 하기 위해서 통형유지기(16a, 16b)의 확대 사시도가 도시되어 있다. 도 3에서 도시하는 통형유지기(16b)는 회로접지에 접속되지 않는 전압공급부의 측에 급전도로(13a, 13b)를 접속하는데 쓰인다. 통형유지기(16b)는 개략 속이 빈 직방체로서 성형되어 있고 또한 브러시 지지 플레이트(18)와 유리하게는 일체로, 예컨대, 플라스틱 사출성형법으로 제작되어 있다. 도 2로 분명하듯이 브러시 지지 플레이트(18)에는 모든 통형유지기(16a) 내지 (16d)가 결합되어 있고 또한 동시에 브러시 지지 플레이트(18)는 쵸크코일(14a, 14b)를 부착하는 데에도 쓰인다. 브러시 지지 플레이트(18) 자체는 케이싱(2)의 프론트 플레이트(2b)에 부착할 수 있다.
도 3 및 도 4로 분명하듯이 통형유지기(16a, 16b)의 위면(19)에는 각각 슬릿(20)이 설치되어 있고 이 슬릿을 거쳐서 브러시(12a, 12b)에 속하는 급전도로(13a, 13b)가 통형 유지기(16a, 16b)를 거쳐서 안내되어 있다. 스프링(17a, 17b)에 의해 브러시(12a, 12b)는 콜렉터(11)에 압착되므로 양호한 전기적인 미끄럼 접촉이 얻어진다.
또한, 스프링(17a, 17b)에 의해서 마멸에 의거하는 브러시(12a, 12b)의 단축이 보상된다. 슬릿(20)은 브러시(12a, 12b)가 두드러지게 마멸된 후에도 급전도로(13a, 13b) 또는 스프링(17a, 17b)에 의해 마멸에 의거하는 브러시(12a, 12b)의 단축이 보상된다. 슬릿(20)은 브러시(12a, 12b)가 두드러지게 마멸된 후에도 급전도로(13a, 13b)의 급전을 저해하지 않는 길이로 연장되고 있다. 스프링(17a, 17b)는 각각 브러시(12a, 12b)와 반대측에 위치하는 통형유지기(16a, 16b)의 단판(21a, 21b)에 지지되고 있다.
통형유지기(16b)에 속하는 급전도로(13b)는 전압공급의 회로접지에는 접속되어 있지 않다. 따라서, 급전도로(13b)는 케이싱에 접촉접속하는 일도 없다. 따라서 단판(21b)은 유리하게는 플라스틱 재료로 형성되며 또한, 예컨대 플라스틱 사출성형법에 의해 제작하므로서 브러시 지지 플레이트(18)와 일체로 구성된다. 브러시 지지 플레이트(18), 브러시 지지 플레이트(18)에 성형된 통형유지기(16a, 16b) 및 단판(21b) 내지 (21d)을 성형하기 위한 플라스틱 재료로서 예컨대 폴리아미드가 적합하고 있다.
도 3에 도시된 단판(21b)은 박막 힌지를 거쳐서 브러시 지지 플레이트(18)에 연결되어 있고 또한 플라스틱 힌지에 있어서 선회가능하다. 단판(21b)은 계지훅(22, 23)과의 계지에 의해 브러시 지지 플레이트(18)에 대해서 직각으로 구부러진 위치(도 3 참조)에서 고정가능하다. 다른 고정을 위해서 유지암(24, 25)이 통형유지기(16b)의 옆쪽에서 브러시 지지 플레이트(18)에 설치된 절결부(26)내에 계지 가능하다. 이같이 해서 브러시(12b)는 통형유지기(16)에 의해서 5개의 면으로 방호되며 에워싸이고 또한, 스프링(17b)은 통형유지기(16b)의 내부에 조립가능하다.
이미 기술한 바와 같이 이 발명의 구성에 의해 전압공급의 접지극에 접속되는 급전도로, 실시예에서는 급전도로(13a)는 정류자형 기계(1)의 케이싱(2), 유리하게는 컵형극(2a)에 전기적으로 접속된다. 이때문에 다소 수정된 도 4에서 도시한 통형유지기(16a)가 쓰인다. 도 4에서 도시인 통형유지기(16a)는 도 3에서 도시하는 상술의 통형유지기(16b)와는 계지 훅(22, 23)내에 플라스틱 재료로 되는 단판(21b)이 질러넣어지는 것이 아니고 금속재의 콘택트 엘리먼트(27)가 질러넣어지는 것이 다르게 되어 있다.
콘택트 엘리먼트(27)는 통형유지기(16a)의 단판(21a)을 이루며 이 단판에는 스프링(17a)이 접촉하며 또한 브러시(21a)와 콘택트 엘리먼트(27)와의 전기적인 접속을 발생시킨다. 실시예에서는 단판(21a)에 콘택트 설편(28)이 일체성형되고 있다. 콘택트 설편(28)은 단판(21a)과 반대측의 단부(2a)에 콘택트 설편(28)을 2개의 부분설편(31, 32)으로 분할하는 슬릿(30)을 가지며 또한, 케이싱(2)의 컵형극(2a)에 스프링 탄성적으로 접촉하고 있다(도 1 참조).
부분설편(31, 32)에 콘택트 설편(28)을 분할하는 것의 이점은 컵형극(2a)의 벽부와 콘택트 설편(28)이 완전히 평행으로 방향지어 지지 않는 경우에 부분 설편(31, 32)이 컵형극(2a)에 적어도 복수개소에서 점상으로 접촉하고 이것에 의해서 1점에서의 접촉에 비해서 접촉저항이 감소된다는데 있다. 이것은 콘택트 설편(28)이 단일 슬릿이 아니고 복수의 슬릿을 갖는 것에 의해서 가일층 개선된다.
단판(21a)의 양측엔 각각 1개의 유지 클램프가 성형되어 있다(도 4에서는 유지 클램프(33)만 도시). 통형유지기(16a)의 한쪽의 측벽(34)에는 유지 클램프(33)가 마찰력 계합으로 접촉하고 또한 이것과는 반대측의 통형유지기(16a)의 측벽에는 대치하는 유지 클램프가 마찰격 계합으로 접촉하고 이것에 의해 통형유지기(16a)에 콘택트 엘리먼트(27)의 고정이 개선된다.
따라서, 상술의 이 발명의 실시예에 의해서 케이싱(2)용의 외부의 접지 접속부를 필요로 하지 않고 케이싱(2)과 전압 공급부의 접지극에 접속되는 급전도로(13a)와의 사이의 전기적인 접속이 얻어진다. 접지·케이싱 접촉접속은 통형 유지의 도 3에 의거해서 기술된 구조구상에 관련하고 있다. 유일한 소요의 수정은 절연작용을 갖는 단판(21b)이 도전성이 유리하게는 금속제의 콘택트 엘리먼트(27)로 교환되고 이 콘택트 엘리먼트(27)의 콘택트 설편(28)이 소요의 케이싱 콘택트를 형성하는데 있다.
도시의 실시예에서는 도 2로 분명하듯이 통형유지기(16a)만의 콘택트 엘리먼트(27)를 구비하고 있다. 그러나 직경방향에서 마주하는 측에서 부가적인 케이싱 접촉접속을 행하기 위해서 부가적으로 마찬가지로 접지전위를 안내하는 급전도로(13a)에 접속되는 통형유지기(16c)에 이같은 콘택트 엘리먼트(27)를 장비할 수도 있다. 이것에 의해서 필요하면 접점저항을 가일층 감소할 수 있다.
컵형극(2a)의 본 발명에 의한 접지 접촉접속에 의해서 기술의 정류자형 기계(1)를 위해서 혼신방지 쵸크 및 혼신방지 콘덴서와 협동해서 UKW=5의 혼신방지도가 얻어진다. 비교적으로 보아 컵형극(2a)의 본 발명에 의한 접지 접촉접속을 행하지 않고 2개의 혼신방지 쵸크 및 1개의 혼신방지 콘덴서를 사용한 경우엔 UKW=4의 혼신방지도가 얻어지는데 불과하다.
제 1 항 기재의 특징을 갖는 본 발명에 의한 정류자형 기계의 이점은 전압공급부의 회로접지에 접속되는 브러시가 직접 케이싱에 전기적으로 접속되어 있는 것이다. 이것에 의해서 특히 간단한 형식으로 정류자형 기계의 케이싱내에 브러시 지지 플레이트를 삽입한 경우에, 이미, 전압공급부의 접지전위와 케이싱간의 전기적인 콘택트가 얻어진다.
예컨대, 외부의 접지밴드와의 접속에 의한 외부의 접지 접촉접속은 불필요하며 또한 케이싱을 접지 접촉접속하기 위해서 필요한 납땜접속결합, 나사결합 또는 리벳결합도 불필요하다. 이것에 의해서 예컨대 자동차의 새시에 있어서의 본 발명에 의한 정류자형 기계의 부착이 두드러지게 간략화되고, 따라서 부착비용이 절감된다.
접지 접촉접속되지 않은 케이싱을 갖는 정류자형 기계에 비해서 두드러지게 개선된 혼신 방지도가 얻어진다. 이 발명의 조치는 정류자형 기계의 매우 근소한 구조수정을 필요로 하는데 불과하므로 케이싱의 접지 접촉접속은 기존의 제작구상에 짜넣어 진다.
본 발명의 유리한 구성은 기타의 청구항에 기재된다.
특히, 유리하게는 케이싱과의 콘택트를 발생시키는 콘택트 엘리먼트가 통형유지기의 단판을 이루며, 이 경우, 접지 전위에 안내된 브러시와 콘택트 엘리먼트간의 확실한 전기적인 접속을 브러시를 가세하는데 쓰이는 통형유지기 내부에 배치된 스프링에 의해서 얻어진다.
단판에는 유리하게는 구부려진 콘택트 설편이 일체로 성형되어 있고 이 콘택트 설편은 에컨대 케이싱의 컵형극내에 브러시 지지 플레이트를 삽입한 경우에 포위하는 컵형극에 전기적으로 접촉한다. 이 경우 유리하게는 콘택트 엘리먼트는 박판 스트립에서 펀칭되고 또한 본 발명에 의한 형상으로 변형되는데 이것에 의해서 제작비용이 두드러지게 증대하는 일은 전압공급부의 대항극에 접속되는 콘택트 엘리먼트를 구비하지 않는 통형유지기는 유리하게는 플라스틱으로 이루는 단판을 가지며 이 단판을 브러시 지지 플레이트와 일체로 제작가능하고 또한 박막 힌지를 거쳐서 브러시 지지 플레이트에 대해서 구부리는 것이 가능하다.
이 경우, 특히 유리하게는 통형유지기의 모든 브러시를 위해서 같은 형식으로 구성되며 이 경우 케이싱의 접지 접촉접속에 쓰이는 통형 유지기는 플라스틱 재료로 이루는 단판 대신에 금속재의 단판이 사용되도록 수정되며 상기 금속제의 단판에는 유리하게는 케이싱과의 접촉접속을 위해서 콘택트 설편이 성형되어 있다.
콘택트 설편은 포위하는 케이싱 부분에 스프링 탄성적으로 접촉하는 콘택트 설편이 복수의 접촉점에서 접촉하게 단수 또는 복수의 슬릿을 갖고 있다.

Claims (9)

  1. 정류자형 기계(1)와 같은 전동기로서, 케이싱(2)내에 회전가능으로 지지된 로터(6)가 전기자권선(10) 및 콜렉터(11)를 갖고 있으며 상기 콜렉터가 전기자권선(10)을 전기적으로 접촉접속하기 위해서 콜렉터(11)에 미끄럼 접촉하는 2개이상의 브러시(12a, 12b, 12c, 12d)와 협동하고 있으며, 상기 브러시가 각각 각 브러시(12a, 12b, 12c, 12d)용의 브러시 지지 플레이트(18)에 설치된 통형유지기(16a, 16b, 16c, 16d)내에서 가세력에 대항해서 슬라이드가능으로 안내되고 있는 형식의 정류자형 기계에 있어서,
    1개이상의 콘택트 엘리먼트(29)가 설치되고 있으며, 상기 콘택트 엘리먼트가 소속의 통형유지기(16a)의 일부이며 또한 전기적인 접촉접속의 극을 위해서 케이싱(2)과의 도전성의 콘택트를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 정류자형 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    콘택트 엘리먼트(27)에 속하는 각 통형유지기(16a)내에 스프링(17a)가 배치되어 있고, 상기 스프링이 통형유지기(16a)내에서 슬라이드가능한 브러시(12a)에 가세력을 미치고 또한 통형유지기(16a)의 단판(21a)에 지지되고 있는 것을 특징으로 하는 정류자형 기계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    콘택트 엘리먼트(27)에 속하는 각 통형유지기(16a)의 단판(21a)이 콘택트 엘리먼트(27)의 일부이며 또한 스프링(17a)을 거쳐서 소속의 브러시(12a)에 도전적으로 접속되고 있는 것을 특징으로 하는 정류자형 기계.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    각 콘택트 엘리먼트(27)가 단판(21a)에 대해서 구부러진 콘택트 설편(28)을 갖고 있으며, 상기 콘택트 설편(28)이 브러시 지지 플레이트(18)를 에워싸는 케이싱부분, 유리하게는 컵형극(2a)에 접촉하고 있으며 또한 상기 케이싱부분에 전기적으로 접촉접속하고 있는 것을 특징으로 하는 정류자형 기계.
  5. 제 4 항에 있어서,
    콘택트 설편(28)이 케이싱부분(2a)에 접촉하는 단부영역(29)에서 1개이상의 슬릿을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 정류자형 기계.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    단판(21a)에 통형유지기(16a)의 측면(34)에 접촉하는 1개이상의 유지 클램프(33) 및 브러시 지지 플레이트(18)에 계합하는 1개이상의 유지암(24, 25)이 성형되고 있는 것을 특징으로 하는 정류자형 기계.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    단판(21a)이 계지훅(22, 23)에 의해서 통형 유지기(16a)에 고정가능한 것을 특징으로 하는 정류자형 기계.
  8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    1개이상의 콘택트 엘리먼트(27)가 금속으로 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 정류자형 기계.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서,
    통형유지기(16a, 16b, 16c, 16d)가 브러시 지지 플레이트(18)와 반대측에서 슬릿(20)을 갖고 있으며, 상기 슬릿을 거쳐서 급전도로(13a, 13b)가 소속의 브러시(12a, 12b, 12c, 12d)에 안내되어 있는 것을 특징으로 하는 정류자형 기계.
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