KR200163023Y1 - Carbon brush automatic cutoff device of commutator motor - Google Patents
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Abstract
본고안은 드릴이나 그라인더와 같은 전동공구내에 장착되어 공구축을 회전시키는 역할을 하는 정류자 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카본브러시의 마모에 따른 정류자와 브러시 사이의 접촉 불량과 이로인한 회전자의 소손을 방지할 수 있게 한 정류자 모터의 카본브러시 자동 컷오프 장치에 관한 것이다The present invention relates to a commutator motor mounted in a power tool such as a drill or grinder to rotate the tool axis. More specifically, the commutator motor has a poor contact between the commutator and the brush due to the wear of the carbon brush, and thus the damage of the rotor. The carbon brush automatic cutoff device of the commutator motor which can prevent the
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본고안은 정류자(3)의 일측에 브러시(5)를 설치하여 상기 브러시가 정류자 표면과 접촉 마찰을 하면서 전원을 공급하도록 된 정류자 모터에 있어서, 상기 브러시에 구멍을 형성하고 이 구멍내에 컷오프핀(12)을 스프링(13)으로 탄력 설치하여 브러시가 설정량만큼 마모될때 상기 컷오프핀이 정류자 표면에 접촉하면서 전원공급이 차단되게 함으로서 정류자와 브러시의 접촉불량으로 이한 회전자의 소손을 방지토록 한 정류자 모터의 카본브러시 자동 컷오프 장치이다.In order to achieve the above object, the present invention is to install a brush (5) on one side of the commutator (3) in the commutator motor to supply power while the brush is in contact friction with the commutator surface, the hole in the brush And the cutoff pin 12 is elastically installed in the hole with a spring 13 so that the cutoff pin contacts the commutator surface when the brush is worn down by the set amount so that the power supply is cut off. It is a carbon brush automatic cutoff device of commutator motor to prevent the burnout.
Description
본고안은 드릴이나 그라인더와 같은 전동공구내에 장착되어 공구축을 회전시키는 역할을 하는 정류자 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카본브러시의 마모에 따른 정류자와 브러시 사이의 접촉 불량과 이로인한 회전자의 소손을 방지할 수 있게 한 정류자 모터의 카본브러시 자동 컷오프 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a commutator motor mounted in a power tool such as a drill or grinder to rotate the tool axis. More specifically, the commutator motor has a poor contact between the commutator and the brush due to the wear of the carbon brush, and thus the damage of the rotor. The present invention relates to a carbon brush automatic cut-off device of a commutator motor capable of preventing the damage.
일반적으로 정류자 모터는 도 1과 같이 몸체(1)내에 회전자(2)가 설치되어 있고 상기 회전자의 일측에 정류자(3)가 설치되어 있으며, 정류자(3)의 하부에는 카본브러시(4)가 설치된 구조로 되어있다.In general, the commutator motor has a rotor 2 installed in the body 1 as shown in FIG. 1, and a commutator 3 is installed at one side of the rotor, and a carbon brush 4 at the lower part of the commutator 3. Has a structure installed.
또한 카본브러시(4)는 도 2와 같이 정류자(3)에 전원을 공급하는 브러시(5)와 동선(6) 과 스프링캡(7) 및 브러시를 정류자에 밀착시키기 위한 스프링(8)으로 구성되어 있고, 상기 브러시의 바깥둘레면에는 도 5와 같이 브러시 인서트(9)와 브러시 홀더(10)가 설치되어 있다.In addition, the carbon brush 4 is composed of a brush (5) for supplying power to the commutator (3), a copper wire (6) and a spring cap (7) and a spring (8) for bringing the brush in close contact with the commutator as shown in FIG. In addition, the brush insert 9 and the brush holder 10 are installed on the outer circumferential surface of the brush as shown in FIG. 5.
그리고 상기 스프링캡(7)의 하부에는 스프링(8)의 힘에 의해 브러시(5)가 몸체(1)의 외부로 빠지지 않도록 하기 위한 브러시캡(11)이 설치되어 있다.And the lower portion of the spring cap 7 is provided with a brush cap 11 to prevent the brush 5 from falling out of the body 1 by the force of the spring (8).
따라서 브러시 홀더(10)와 브러시 인서트(9)에 전원이 공급되면 스프링캡(7)과 동선(6)을 통해 브러시(5)에 공급되며, 브러시(5)는 정류자(3)에 전원을 공급하여 회전자(2)가 회전하게 된다.Therefore, when power is supplied to the brush holder 10 and the brush insert 9, the brush 5 is supplied to the brush 5 through the spring cap 7 and the copper wire 6, and the brush 5 supplies power to the commutator 3. The rotor 2 is rotated.
이때, 브러시(5)는 정류자(3)와 마찰을 일으켜 마모가 일어나게 되는데, 이와같은 브러시의 마모량 만큼 스프링(8)이 인장되어 브러시를 정류자측으로 밀어주게 되므로 정류자와 브러시는 소정의 접촉력을 유지하게 되며, 브러시가 일정량 이상 마모되면 정류자와 브러시 사이의 접촉력이 약해지므로 브러시를 교환해 주어야 한다.At this time, the brush 5 causes friction with the commutator 3 and wear occurs. As the amount of the wear of the brush spring 8 is tensioned to push the brush toward the commutator, the commutator and the brush maintain a predetermined contact force. If the brush is worn over a certain amount, the contact force between the commutator and the brush becomes weak, so the brush should be replaced.
그러나 상기와 같은 종래의 정류자 모터는 브러시의 마모에 의해 정류자와 브러시 사이의 접촉력이 약해진 상태에서도 모터가 계속 구동하기 때문에 모터가 소손되기 쉬운 문제가 있다.However, the conventional commutator motor as described above has a problem in that the motor tends to be burned out because the motor continues to operate even when the contact force between the commutator and the brush is weakened due to the wear of the brush.
즉, 브러시(5)의 마모에 의해 브러시 길이(L1)와 동선의 길이(L2)를 합한 길이가 브러시 인서트에서 정류자 표면 까지의 길이(L3)와 같아지면 정류자와 브러시 사이의 마찰력이 약해져 회전자(2)의 회전력을 충분히 이기지 못하는 현상이 발생하게 되는데, 이러한 현상이 발생하면 접촉불량에 의해 전원이 짧은 주기로 온/오프 되면서 전류가 큰 돌입전류가 순차적으로 짧은 시간에 반복되어 회전자의 정류자에 열을 발생시키게 되므로 회전자가 소손되기 쉬운 문제가 있다.That is, when the length of the brush length L1 and the copper wire length L2 is equal to the length L3 from the brush insert to the commutator surface due to abrasion of the brush 5, the friction force between the commutator and the brush is weakened and the rotor The phenomenon of not sufficiently winning the rotational force of (2) occurs. When this phenomenon occurs, the inrush current with a large current is sequentially and repeatedly repeated in a short time due to the contact failure. Since the heat is generated, there is a problem that the rotor is easily burned out.
본고안의 목적은 브러시가 마모되고 브러시와 정류자 사이의 마찰력이 약해져 브러시의 교체시기가 되기 직전에 정류자로 공급되는 전원이 자동적으로 차단되게 함으로서 정류자와 브러시 사이의 접촉불량으로 발생되는 모터의 소손을 사전에 예방할 수 있도록 한 것이다.The purpose of this paper is to prevent the burnout of the motor caused by the faulty contact between the commutator and the brush, as the brush wears down and the friction between the brush and the commutator is weakened so that the power supplied to the commutator is automatically cut off immediately before the brush is replaced. To prevent it.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본고안에 따라 정류자(3)의 일측에 브러시(5)를 설치하여 상기 브러시가 정류자 표면과 접촉 마찰을 하면서 전원을 공급하도록 된 정류자 모터에 있어서, 상기 브러시에 구멍을 형성하고 이 구멍내에 컷오프핀(12)을 스프링(13)으로 탄력 설치하여 브러시가 설정량만큼 마모될때 상기 컷오프핀이 정류자 표면에 접촉되게 함을 특징으로 하는 정류자 모터의 카본브러시 자동 컷오프 장치가 제공된다.In the commutator motor to install the brush (5) on one side of the commutator (3) according to the present invention for achieving the above object to supply power while the brush is in contact friction with the commutator surface, a hole in the brush Forming and elastically installing the cut-off pin 12 in the hole with a spring 13 to provide a carbon brush automatic cut-off device of the commutator motor, characterized in that the cut-off pin is in contact with the commutator surface when the brush is worn by a set amount do.
도 1은 일반적인 정류자 모터의 일부 단면도1 is a partial cross-sectional view of a typical commutator motor
도 2는 종래 카본브러시의 사시도2 is a perspective view of a conventional carbon brush
도 3은 본고안에 따른 카본브러시의 사시도3 is a perspective view of a carbon brush according to the present invention
도 4는 도 3에 도시된 컷오프핀 부분의 분해사시도4 is an exploded perspective view of the cutoff pin portion shown in FIG.
도 5는 본고안에 따른 카본브러시의 초기 조립상태를 나타낸 단면도5 is a cross-sectional view showing the initial assembly state of the carbon brush according to the present proposal
도 6은 본고안에 따른 카본브러시가 마모되어 컷오프 되는 상태를 나타낸 단면도Figure 6 is a cross-sectional view showing a state in which the carbon brush is cut off according to the present proposal
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
3: 정류자 5: 브러시3: commutator 5: brush
12: 컷오프핀 13: 스프링12: Cutoff Pin 13: Spring
도 3은 본고안을 나타낸 사시도이고 도 4는 컷오프핀 부분의 분해사시도 이다.Figure 3 is a perspective view of the present invention and Figure 4 is an exploded perspective view of the cut-off pin portion.
카본브러시(4)는 도 2와 같이 정류자(3)와 접촉 마찰을 하면서 정류자(3)에 전원을 공급하는 브러시(5)와, 상기 브러시(5)에 연결된 동선(6)과, 상기 동선(6)의 하단에 연결된 스프링캡(7)과, 상기 브러시(5)를 정류자에 밀착시키기 위한 스프링(8)으로 구성되어 있다.The carbon brush 4 has a brush 5 for supplying power to the commutator 3 while in contact friction with the commutator 3 as shown in FIG. 2, a copper wire 6 connected to the brush 5, and the copper wire ( It is composed of a spring cap (7) connected to the lower end of 6) and a spring (8) for bringing the brush (5) into close contact with the commutator.
상기 브러시(5)의 일측에는 저면으로 부터 상방을 향해 구멍이 형성되어 있고 상기 구멍의 내부에는 컷오프핀(12)과 스프링(13)이 설치되어 있으며, 상기 스프링의 하부에는 컷오프핀과 스프링이 외부로 빠지지 않게 하기 위한 밀봉캡(14)이 고정되어 있다.On one side of the brush (5) is formed a hole from the bottom toward the upper side and the cutoff pin 12 and the spring 13 is installed in the inside of the hole, the cutoff pin and the spring is below the spring The sealing cap 14 is fixed so as not to fall out.
상기 브러시(5)에 형성된 구멍의 깊이는 도 5에서 브러시 인서트(9)와 정류자(3) 표면까지의 길이(L3)애서 동선(6)의 길이를 뺀 길이와 같게 형성되어 있다.The depth of the hole formed in the brush 5 is equal to the length minus the length of the copper wire 6 from the length L3 to the surface of the brush insert 9 and the commutator 3 in FIG. 5.
또한 상기 컷오프핀(12)은 전기가 통하지 않는 합성수지 재질로 되어 있으며, 상기 스프링(13)의 힘은 브러시(5)의 하방에 설치된 스프링(8)의 힘보다 크게 설정되어 있다.In addition, the cut-off pin 12 is made of a synthetic resin material through which electricity does not pass, and the force of the spring 13 is set larger than the force of the spring 8 provided below the brush 5.
상기와 같은 본고안의 정류자 모터는 도 5와 같은 브러시(5)의 초기 조립상태로 부터 브러시의 교환시기가 되기 전까지의 상태에서는 전원이 브러시 홀더(10)→브러시 인서트(9)→스프링캡(7)→동선(6)→브러시(5)→정류자(3)로 전달되어 회전자(2)가 회전하게 된다.As described above, the commutator motor of the present invention has a power supply in the state of the brush holder 10, the brush insert 9, the spring cap 7 in the state from the initial assembly state of the brush 5 to the time of replacing the brush. ) → copper wire (6) → brush (5) → commutator (3) is transferred to the rotor (2) is rotated.
즉, 정류자 모터가 정상적으로 동작하고 컷오프핀(12)은 브러시(5)내에 내장된 상태로 유지된다.That is, the commutator motor operates normally and the cutoff pin 12 remains embedded in the brush 5.
그러나, 장시간 사용에 의해 브러시(5)의 마모가 진행되어 브러시의 교체시기가 되면 도 6과 같이 브러시의 구멍내에 내장되어 있던 컷오프핀(12)이 브러시의마모에 의해 브러시의 상면으로 노출되고 이와동시에 노출된 컥오프핀(12)이 스프링(13)의 힘에 의해 정류자(3)측으로 밀려 올라가게 된다.However, when the wear of the brush 5 progresses due to prolonged use, and when the brush is replaced, the cutoff pin 12 embedded in the hole of the brush is exposed to the upper surface of the brush by the wear of the brush as shown in FIG. 6. At the same time, the exposed shock-off pin 12 is pushed up to the commutator 3 side by the force of the spring 13.
이때, 컷오프핀(12)의 하방에 설치된 스프링(13)의 힘은 브러시 하방에 설치된 스프링(8)의 힘보다 크게 설정되어 있기 때문에 컷오프핀(12)이 밀려 올라감에 따라 정류자(3)의 표면과 브러시(5) 사이에 소정의 틈새(t)가 생기고 부도체인 컷오프핀(12)이 정류자(3)의 표면에 접촉되어 전원은 차단된다.At this time, since the force of the spring 13 provided below the cutoff pin 12 is set larger than the force of the spring 8 provided below the brush, the surface of the commutator 3 as the cutoff pin 12 is pushed up. A predetermined gap t is formed between the brush 5 and the cutoff pin 12, which is a non-conductor, contacts the surface of the commutator 3 to cut off the power supply.
따라서 모터의 구동은 자동적으로 정지되고 사용자는 모터의 정지에 의해 브러시(5)의 교환시기가 되었음을 알 수 있게된다.Therefore, the driving of the motor is automatically stopped, and the user can know that it is time to replace the brush 5 by stopping the motor.
이상에서와 같이 본고안은 브러시가 마모되어 교체시기가 되었을 때 자동적으로 정류자에 공급되는 전원이 차단되면서 모터가 정지하게 되어 있으므로 종래와 같이 브러시의 마모에 의해 정류자와 브러시 사이에 접촉력이 약해진 상태에서도 모터가 계속 구동함에 따라 발생되는 전원의 반복적인 온/오프 상태와 이로인한 회전자의 소손을 방지할 수 있게 된다.As described above, this proposal is designed to stop the motor while the power supply to the commutator is automatically cut off when the brush is worn out and it is time to replace. Therefore, even in the state where the contact force between the commutator and the brush is weak due to the wear of the brush as in the prior art As the motor continues to drive, it is possible to prevent the repeated on / off state of the power generated and the burner of the rotor.
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