KR200185282Y1 - 모터의 브러시 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정류기와 브러시가 구름접촉 되도록 정류기를 로울러 형태로 구성함으로써, 브러시의 마찰 마모가 감소되도록한 모터의 브러시 장치에 관한 것으로서, 특히 모터케이스에 내장된 회전자의 정류기 쪽으로 전류를 공급하는 브러시가 모터케이스를 닫아주는 모터커버의 단자부에 형성된 모터의 브러시 장치에 있어서, 브러시는 정류기와 구름접촉되는 원통형 로울러로 구성되고, 브러시의 중앙에 브러시축이 구비되며, 단자부의 선단에는 브러시축을 지지하는 축받이가 각각 구비되도록 구성되어 있다.

Description

모터의 브러시 장치{Brush apparatus of motor}

본 고안은 모터의 브러시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속으로 회전되는 정류기로 전류를 공급하는 브러시가 정류기와 구름접촉되도록 함으로써, 브러시와 정류기 사이의 스파크 및 노이즈 발생이 감소되도록 하고 또한 브러시의 수명이 오래가도록한 모터의 브러시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 직류모터는 영구자석을 이용한 고정자(stator)와 코일이 감긴 회전자(rotator)로 구성되며, 회전자로 전류가 공급되면 고정자와의 사이에 자력의 반발, 흡인력이 발생되고 이때 회전자가 고속으로 회전 된다. 이러한 직류모터는 산업용 모터, 모형 자동차용 모터, 무선조정용 장난감 모터 등을 비롯하여 여러 방면에서 가장 널리 사용되고 있다.

직류모터는 인가전압에 대하여 회전특성이 직선적으로 비례하며, 입력전류에 대하여 출력 토크가 직선적으로 비례하고, 또한 출력 효율이 양호한 장점이 있다.

그러나 직류모터의 가장 큰 결점으로는 그 구조상 브러시(brush)와 정류기(commutator)에 의한 기계식 접점이 있다는 점이다. 이것에 의한 영향은 전기불꽃(spark), 회전 소음, 수명이라는 형태로 나타난다. 회전되는 정류기와 고정된 브러시 사이에는 마찰이 발생됨으로 브러시가 마모되어 그 수명에 한계가 있으며, 또한 이들 사이에 마찰소음이 발생되고 마찰에 따른 스파크도 발생되는 것이다.

그리고 마이크로컴퓨터 등을 제어할 경우 '노이즈'가 발생하게 된다. 따라서 이 노이즈를 감소시키기 위해 브러시 단자와 모터케이스 사이에 세라믹 콘덴서를 직접 부착하여 정류기에서 발생되는 전기불꽃을 흡수 노이즈를 억제해야 되는 등의 문제점이 있었다.

본 고안은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 고안의 목적은 정류기와 브러시가 구름접촉 되도록 정류기를 로울러 형태로 구성함으로써, 브러시의 마찰 마모가 감소되도록한 모터의 브러시 장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 브러시와 정류기가 함께 맞물려 회전되도록 하기위해 브러시를 지지하는 베어링구조를 단자부에 구비함으로써, 브러시의 회전소음이 감소되도록 하고 브러시의 회전시 스파크와 노이즈가 발생되지 않도록한 모터의 브러시 장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안 모터의 분리 사시도

도 2는 본 고안 모터의 단면도

도 3은 본 고안 브러시의 한 실시예를 나타낸 단면도

도 4는 본 고안 브러시의 다른 실시예를 나타낸 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 모터케이스

11 : 고정자

12 : 베어링

20 : 회전자

21 : 코일

22 : 회전축

23 : 정류자

30 : 모터커버

31 : 베어링

40 : 단자부

41 : 축받이

50 : 브러시

51 : 브러시축

52 : 구멍

53 : 슬리브

54 : 플랜지

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 모터케이스에 내장된 회전자의 정류기 쪽으로 전류를 공급하는 브러시가 모터케이스를 닫아주는 모터커버의 단자부에 형성된 모터의 브러시 장치에 있어서, 브러시는 정류기와 구름접촉되는 원통형 로울러로 구성되고, 브러시의 중앙에 브러시축이 구비되며, 단자부의 선단에는 브러시축을 지지하는 축받이가 각각 구비되도록 구성되어 있다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 모터의 분리 사시도 이고, 도 2는 본 고안 모터의 단면도 이다. 본 고안의 모터는 고정자(11)가 구비된 모터케이스(10), 모터케이스(10) 내부에 구비된 회전자(20), 그리고 회전자(20)로 전류를 공급하는 브러시(50)로 구성된다. 모터케이스(10)는 일측이 개방된 원통형으로 구성되며 모터케이스(10)의 내주면에는 삼방향으로 분할된 고정자(11)가 구비된다. 이들 고정자(11)는 영구자석 형태로 구성되며 회전자(20)는 고정자(11)와 떨어지도록 모터케이스(10) 내부에 구비된다.

회전자(20)는 원판형 철편들이 다수개 포개진 원통형으로 구성되며 외주면에는 코일(21)이 삼방향으로 권회되어 있다. 그리고 회전자(20)는 중앙에 회전축(22)이 구비되며 이 회전축(22)은 회전자(20)의 양측으로 돌출된다. 모터케이스(10)의 개방되지 않은 측면 중앙에는 회전자(20)의 회전축(22)이 끼워지는 베어링(12)이 구비된다. 이 베어링(12)은 메탈베어링의 형태로 구성되며 경우에 따라서는 볼베어링을 사용할수도 있다.

모터케이스(10)의 개방된 일측에는 이를 막는 모터커버(30)가 구비된다. 모터커버(30)에는 그 중앙에 회전자의 회전축(22)을 지지하는 베어링(31)이 내장되어 있으며, 회전자(20)의 정류기(23) 쪽으로 전류를 공급하는 브러시(50)가 모터커버(30)의 내측면에 구비된다.

브러시(50)는 한쌍으로 구비되며 이들 브러시(50)는 모터커버(30)에 지지되는 단자부(40)의 각 선단에 구비된다. 각 단자부(40)는 모터커버(30)의 외측면으로 돌출되는 단자(42)를 통하여 외부 전원과 연결되며 각 단자부(40)에 구비된 브러시(50)는 정류기(23)와 구름접촉되도록 원통형 로울러로 구성된다. 이들 브러시(50)는 그 중앙으로 관통된 브러시축(51)이 구비되며 각 단자부(40)의 선단에는 브러시축(51)을 지지하는 축받이(41)가 각각 구비된다.

도 3은 본 고안 브러시의 한 실시예를 나타낸 단면도 이다. 브러시(50)는 중앙에 관통된 구멍(52)이 구비되며 이 구멍(52)으로 슬리브(53)가 억지끼움식으로 조립된다. 슬리브(53)는 황동 재질의 메탈 베어링의 역할을 하는 것으로 슬리브(53)는 브러시(50)의 양측으로부터 구멍(52)에 끼워져 그 중앙부에서 만나도록 양분되어 있다. 그리고 양분된 브러시(50)의 각 외측단에는 브러시(50)의 측면을 덮어주는 플랜지(54)가 각각 형성된다.

브러시축(51)은 슬리브(53)의 내주면에 헐겁게 끼워지며 브러시축(51)의 양단에는 단자부(40) 선단의 축받이(41)가 체결된다. 또한 브러시축(51)은 축받이(41)에 체결되어 회전되지 않는다. 그리고 슬리브(53)는 브러시(50)와 함께 브러시축(51)의 외주면을 따라 회전되도록 구성된다.

이처럼 구성된 본 고안의 조립과정을 설명하면 다음과 같다. 모터케이스(10)의 내주면에 고정자(11)가 삼방향으로 끼워져 고정되고 고정자(11) 내주면과의 사이에 간극이 발생되도록 회전자(20)가 모터케이스(10)의 내부에 끼워진다. 그리고 회전자(20)는 그 중앙의 회전축(22) 일단이 모터케이스(10) 측면의 베어링(12)에 체결되며, 모터커버(30)의 각 단자부(40) 선단에는 브러시(50)가 체결된다.

브러시(50)는 그 중앙으로 형성된 구멍(52)에 한쌍의 슬리브(53)가 양측에서 억지끼움식으로 체결되며, 슬리브(53)의 내주면에 브러시축(51)이 헐겁게 끼워진다. 그리고 단자부(40)의 선단으로 형성된 축받이(41)가 브러시축(51)의 각 단부에 브러시축이 회전되지 않도록 체결된다. 축받이(41)는 브러시축(51)의 외주면을 감싸도록 조립과정에서 직접 말려지거나 또는 단자부(40)를 만들 때 미리 형성한 뒤 브러시축(51)을 억지끼움 식으로 조립할수 있다.

모터커버(30)에 브러시(50)가 체결되면 모터커버(30)를 모터케이스(10)의 개방된 단부에 체결한다. 이때 모터커버(30)의 중앙으로 형성된 베어링(31)이 회전자(20)의 회전축(22)에 끼워지도록하면 모터의 조립이 완료된다.

이처럼 조립되는 본 고안은 모터커버(30)가 모터케이스(10)의 단부에 체결된 상태에서 각 브러시(50)가 회전자의 정류기(23) 외주면과 구름접촉된다. 단자(42)를 통하여 단자부(40)로 전류가 인가되면 단자부(40)의 축받이(41)와 브러시축(51) 및 슬리브(53)를 통하여 브러시(50) 쪽으로 전류가 전달된다. 브러시(50)로 흐르는 전류는 이와 구름접촉된 정류기(23)를 통하여 회전자의 코일(21) 쪽으로 인가되며, 이후 회전자(20)는 전자석으로 변하여 고정자(11)와의 사이에 반발력과 흡인력이 발생되고 고속으로 회전된다.

회전자(20)가 회전되는 동안 정류기(23)는 원통형 로울러 브러시(50)와 구름접촉 됨으로 이들 사이에 마찰소음이 발생되지 않으며 스파크에 따른 노이즈도 감소된다. 그리고 브러시(50)가 정류기(23)와 구름접촉됨으로 브러시(50)의 마모가 감소된다.

브러시(50)는 메탈 베어링 역할을 하는 슬리브(53)를 통하여 브러시축(51)의 외주면을 따라 회전됨으로 브러시(50)와 브러시축(51) 사이에 마찰 마모가 발생되지 않는다. 그리고 슬리브(53)의 단부에는 브러시(50)의 측면을 덮어주는 플랜지(54)가 형성되고 이 플랜지(54)에 의해 축받이(41)와 브러시(50) 측면 사이가 격리됨으로 브러시(50) 측면의 마찰 마모가 방지된다.

도 4는 본 고안 브러시의 다른 실시예를 나타낸 단면도 로서, 원통형 로울러인 브러시(50) 중앙에 구멍(52)이 형성되고 이 구멍(52)에 브러시축(51)이 억지끼움식으로 체결된다. 그리고 구멍(52)을 관통한 브러시축(51)의 양단에 슬리브(53)가 헐겁게 체결되며 이 슬리브(53)의 외주면에 단자부(40)의 축받이(41)가 체결된다. 축받이(41)는 조립과정에서 슬리브(53)의 외주면에 직접 말리거나 또는 미리 형성한 뒤 조립할 때 슬리브(53)를 축받이(41)의 내주면에 억지끼움 할수 있다.

이처럼 구성된 본 고안 다른 실시예는 브러시축(51)이 회전되도록 한 것으로서, 각 슬리브(53)가 축받이(41)에 고정된 상태로 체결되고 이들 슬리브(53)의 내주면에 브러시축(51)이 헐겁게 끼워진다. 각 슬리브(53)에는 브러시(50)의 측면과 축받이(41) 사이를 격리시키는 플랜지(54)가 형성되어 있으며 이 플랜지(54)에 의해 브러시의 측면 마찰 마모가 감소된다. 그리고 브러시(50)가 회전되는 동안 브러시축(51)이 해당 슬리브(53)에서 지지됨으로 이들의 마찰 마모 및 회전소음이 감소된다.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면 브러시가 로울러 형태로 구성되어 정류기와 구름접촉됨으로 이들 사이의 마찰 마모가 감소된다. 그리고 스파크가 발생되지 않음으로 노이즈를 흡수하기위한 별도의 콘덴서를 구비할 필요가 없으며, 브러시는 메탈 베어링인 슬리브를 통하여 브러시축과 연결됨으로 브러시의 수명이 오래가는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 모터케이스(10)에 내장된 회전자(20)의 정류기(23) 쪽으로 전류를 공급하는 브러시(50)가 모터케이스(10)를 닫아주는 모터커버(30)의 단자부(40)에 형성된 모터의 브러시 장치에 있어서,

   브러시(50)는 정류기(23)와 구름접촉되는 원통형 로울러로 구성되고,

   브러시(50)의 중앙에 브러시축(51)이 구비되며, 단자부(40)의 선단에는 브러시축(51)을 지지하는 축받이(41)가 각각 구비된 것을 특징으로하는 모터의 브러시 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 브러시(50) 중앙에 구멍(52)이 관통 형성되고 구멍(52)에 억지끼움되는 황동 재질의 슬리브(53)가 구비되며,

   슬리브(53)에 헐겁게 끼워지도록 브러시축(51)이 구비되고 브러시축의 각 단부는 단자부(40)의 해당 축받이(41)에 고정되도록 체결된 것을 특징으로하는 모터의 브러시 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 브러시(50) 중앙에 구멍(52)이 관통 형성되고 구멍(52)에 억지끼움되도록 브러시축(51)이 구비되며,

   브러시축(51)의 양쪽 단부에는 황동 재질의 슬리브(53)가 헐겁게 끼워지도록 구비되고 각 슬리브(53)는 단자부(40)의 해당 축받이(41)에 고정되도록 체결된 것을 특징으로하는 모터의 브러시 장치.