KR20030011153A - moving conductor of electric conduction device - Google Patents
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Abstract
Description
종래의 기술인 정류자형 모터는 제1도와 같이 케이스(10)내에 회전자(1)가 설치되어 있고, 상기 회전자의 일측에 정류자(3)가 설치된 구조로 되어 있다. 그리고 정류자(3)에 전원을 공급하는 카본브러쉬(4)와 동선(5), 캡(6), 카본브러쉬(4)를 정류자 (3)에 밀착시키기 위한 스프링(7)으로 구성되어 있고, 카본브러쉬(4)의 바깥둘레면에는 브러쉬인서트(8)와 브러쉬홀더(9)가 설치되어 있다. 또한 위의 캡(6)의 일측에는 스프링(7)의 힘에 의해 카본브러쉬(4)가 브러쉬홀더(9)의 외부로 빠지지 않도록 하기 위한 캡(6)이 설치되어 있다.In the conventional commutator-type motor, the rotor 1 is provided in the case 10 as shown in FIG. 1, and the commutator 3 is provided on one side of the rotor. And a carbon brush (4) for supplying power to the commutator (3), a copper wire (5), a cap (6), and a spring (7) for bringing the carbon brush (4) into close contact with the commutator (3). On the outer circumferential surface of the brush 4, a brush insert 8 and a brush holder 9 are provided. In addition, one side of the upper cap 6 is provided with a cap 6 for preventing the carbon brush 4 from falling out of the brush holder 9 by the force of the spring 7.
정류자형 모터는 브러쉬인서트(8)를 거쳐 카본브러쉬(4)로 전원이 공급되며, 카본브러쉬(4)는 정류자(3)에 전원을 공급하여 회전자(1)를 회전시켜 동력을 얻는다. 위와 같이 카본브러쉬(4)는 정류자(3)의 회전으로 인해 마모가 일어나고 정류자(3)는 카본브러쉬(4)와의 마찰로 인해 소손되거나, 카본브러쉬(4)의 마모로 인해 모터가 전손하게 된다.The commutator motor is supplied with power to the carbon brush 4 via the brush insert 8, and the carbon brush 4 supplies power to the commutator 3 to rotate the rotor 1 to obtain power. As described above, the carbon brush 4 wears due to the rotation of the commutator 3 and the commutator 3 burns out due to friction with the carbon brush 4, or the motor is totally damaged due to the wear of the carbon brush 4. .
카본브러쉬(4)의 교환이 가능한 모터는 카본브러쉬(4)만을 교환하면 되나, 카본브러쉬(4)의 교환이 불가능한 모터는 카본브러쉬(4)의 수명이 곧, 모터의 수명이 되는 문제가 있다. 또한 카본브러쉬(4)는 정류자(3)가 회전할 때, 카본브러쉬(4)가 고정상태이므로 연마로 카본가루가 모터내부에 융착되거나 흩어지게 되어 마그네틱(2)과 코아(26) 사이의 전기적 자기장에 이상을 일으키거나, 열이 나고, 정류자(3)와 카본브러쉬(4)의 사이에서 불안정한 접촉 및 소음을 유발하게 된다.The motor which can replace the carbon brush 4 only needs to replace the carbon brush 4, but the motor in which the carbon brush 4 cannot be replaced has a problem in that the life of the carbon brush 4 becomes short and the life of the motor becomes short. . In addition, since the carbon brush 4 is fixed when the commutator 3 rotates, the carbon brush 4 is fused or scattered inside the motor by polishing, so that the electrical force between the magnetic 2 and the core 26 is reduced. It causes abnormality in the magnetic field, generates heat, and causes unstable contact and noise between the commutator 3 and the carbon brush 4.
부연하면 고정자인 카본브러쉬(4)는 브러쉬 길이(L1)와 브러쉬에 이어져 있는 동선의 길이(L2)를 합한 길이(L1+L2)가 브러쉬 수명이다. 즉, 브러쉬인서트(8)에서 회전자(1)인 정류자(3)의 끝표면까지의 길이(L3)에 다다르면 정류자(3)와 카본브러쉬 (4) 사이의 공간에서 마찰력이 저하되어 회전자인 정류자(3)의 회전속도를 견디지 못하고 이로인한 접촉불량에 의해서 전원이 순간적인 주기로 꺼지므로 큰 돌입전류가 순차적인 주기로 적은 시간에 반복되어 회전자(1)인 정류자(3)에 열의 발생을 초래하여 회전자(1)가 소손되는 문제가 발생한다.In other words, the length of the brush (L1 + L2) of the carbon brush 4, which is the stator, is the sum of the brush length L1 and the length L2 of the copper wire connected to the brush. That is, when the length L3 from the brush insert 8 to the end surface of the commutator 3, which is the rotor 1, is reached, the frictional force decreases in the space between the commutator 3 and the carbon brush 4, resulting in a commutator as the rotor. (3) The power supply is turned off in an instantaneous cycle due to the failure of contact and the large inrush current is repeated in a short time in a sequential cycle, causing heat generation in the commutator (3), which is the rotor (1). There arises a problem that the rotor 1 is burned out.
본 발명의 목적은 일반적으로 직선운동 또는 회전운동하는 운동전도체에 전기를 인가하는 방식에서 제품의 성능 및 수명의 단축을 일으키는 고정식 카본브러쉬(4)의 마모나 소손과 같은 단점을 보완하여, 정류자(3)와 같은 운동체에 전원을 인가할 때, 카본브러쉬(4)와 같은 역할을 하는 운동전도체의 통전장치(15)가 같이 회전운동을 하여, 마모나 소손으로 인한 카본브러쉬(4)의 교환 및 모터의 폐기를 방지하고 작업자의 시간과 제품의 성능 및 수명의 연장에 기여함에 있다.An object of the present invention is to compensate for the shortcomings such as wear and burnout of the fixed carbon brush (4), which causes a shortening of the performance and life of the product in the manner of applying electricity to the movement conductor in a linear motion or a rotary motion, the commutator ( When power is applied to the moving body as shown in 3), the energizing device 15 of the athletic conductor, which plays the same role as the carbon brush 4, rotates together to replace the carbon brush 4 due to abrasion or burnout. It prevents the disposal of the motor and contributes to the extension of worker's time, product performance and lifespan.
제1도는 기존 정류자형 모터의 일부 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a conventional commutator motor.
제2도는 본 발명의 기본원리도이다.2 is a basic principle diagram of the present invention.
제3도는 본 발명에서 회전전도체의 정의를 위한 회전전도체의 예시도이다.3 is an exemplary view of a rotation conductor for the definition of the rotation conductor in the present invention.
제4도는 본 발명의 기본원리가 포함되어진 운동전도체의 통전장치와 정류자간의 정면도와 단면도이다.4 is a front view and a cross-sectional view between the energizing device and the commutator of the exercise conductor including the basic principle of the present invention.
제5도는 본 발명을 기존 정류자형 모터에 적용한 일부 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view of the present invention applied to the existing commutator-type motor.
제6도는 카본 원형 운동전도체의 통전장치와 정류자간의 정면도와 단면도이다.6 is a front view and a cross-sectional view between the energizing device of the carbon circular kinetic conductor and the commutator.
본 발명의 기본원리는 제2도에서 운동전도체(11)와 고정전도체(13)의 사이에서 운동전도체(11)의 직선운동 또는 회전운동에 의해, 축을 수직으로 자른 단면이 원인 회전전도체(12)가 운동전도체(11)와 고정전도체(13)의 사이에서 운동전도체(11)의 운동에너지에 의해 회전하며 전기를 인가함에 있다. 회전전도체(12)의 회전으로 인하여 서로간의 마모를 극소화하며, 이에 따라 소손을 줄일 수 있으며, 상호간의 접점을 통하여 통전을 원할하게 할 수 있다.The basic principle of the present invention is the rotational conductor 12 caused by the cross-section vertically cut by the linear or rotational motion of the motion conductor 11 between the motion conductor 11 and the fixed conductor 13 in FIG. Is rotated by the kinetic energy of the kinetic conductor 11 between the kinetic conductor 11 and the fixed conductor 13 to apply electricity. Due to the rotation of the rotary conductor 12 to minimize the wear and tear between each other, thereby reducing burnout, it is possible to smoothly energize through the contact between each other.
제4도에서 상기의 운동전도체(11)와 회전전도체(12)와 고정전도체(13)로 구성된 운동전도체의 통전장치(15)는 또다른 운동전도체인 정류자(3)로 전기를 인가할 수 있다. 위의 전도체들이 상호간 운동을 하며 전기를 인가할 때, 사면 또는 곡면을가지의 돌출 (14)을 가지고 맞물려 있는 구조를 가지는 이유는 운동에너지에 의해 운동하는 운동전도체(11)인 정류자(3)의 힘에 의하여 운동전도체의 통전장치(15)가 움직일 때, 운동전도체(11)와 회전전도체(12)와 고정전도체(13)로 구성된 운동전도체의 통전장치(15)가 정류자(3)의 운동에 의해 회전운동을 하며 전기를 통전한다. 사면 또는 곡면을 가지는 돌출(14)은 서로 맞물려서 마모나 소손을 극소화하고 회전운동을 원할하게 하면서 통전하는데 도움을 준다.In FIG. 4, the energizing device 15 of the exercise conductor including the exercise conductor 11, the rotary conductor 12, and the fixed conductor 13 may apply electricity to the commutator 3, which is another exercise conductor. . The reason why the above conductors have a structure in which they are interlocked with slopes or curved protrusions (14) when the electric wires are applied to each other and moves is due to the fact that the commutator (3), the kinetic conductor (11), is moved by the kinetic energy. When the energizing device 15 of the athletic conductor is moved by force, the energizing device 15 of the athletic conductor consisting of the athletic conductor 11, the rotary conductor 12, and the fixed conductor 13 is connected to the movement of the commutator 3. It rotates and supplies electricity. Slopes or curved protrusions 14 engage with each other to minimize wear and burn and help energize while smoothing rotational movement.
제5도는 본 발명을 기존 정류자형 모터에 적용하여, 본 발명의 기술적 원리 및 적용방법을 설명하고, 모터의 단점을 보완하여 적용한 일부 단면도이다. 본 발명은 모터 기본구조에서 케이스(10), 출력출 커버(16), 회전자(1), 마그네틱 (2), 회전자 축(17)은 기존의 정류자형 모터 구조를 그대로 쓰면서, 본 발명에서 제시한 바와 같이 일반적인 막대형 카본브러쉬(4)를 쓰지 않고, 단지 전원을 공급하는 운동전도체의 통전장치(15)를 발명하여 쓰게 된다. 본 발명에서는 회전자(1)인 정류자(3)부분과 운동전도체의 통전장치(15)부분, 운동전도체의 통전장치(15)에 연결되어진 전원단자부(18), 단자부 커버(19)로 이루어진다.5 is a partial cross-sectional view of applying the present invention to the existing commutator-type motor, explaining the technical principle and application method of the present invention, and applying the disadvantages of the motor. In the present invention, the case 10, the output cover 16, the rotor (1), the magnetic (2), the rotor shaft (17) in the basic structure of the motor while using the existing commutator-type motor structure, As described, without using the rod-shaped carbon brush 4 in general, the invention invents and uses the energization device 15 of the kinetic conductor that merely supplies power. In the present invention, the commutator 3, which is the rotor 1, the energization device 15 part of the exercise conductor, the power supply terminal 18 connected to the electricity supply device 15 of the exercise conductor, and the terminal part cover 19.
먼저 운동전도체의 통전장치(15)는 제5도에서와 같이 고정전도체(13)와 결합된 전원단자부(18)는 나사선으로 인하여 연결된 분리형이거나 고정전도체(13)와 일체형으로 되어 있다. 제4도를 보면, 운동전도체의 통전장치(15)는 회전하는 부분인 운동전도체 (11)가 있으며, 운동전도체(11)와 고정전도체(13) 사이의 덮개 커버(20), 전원 단자부(18)와 결합되어진 고정전도체(13)에서 운동전도체(11)로 전원을 전달하는 전도체 재질의 축을 수직으로 자른 단면이 원인 회전전도체(12)가 있다. 상기회전전도체(12)는 고정되는 고정전도체(13)와 회전운동을 하는 운동전도체(11) 사이에서 극미한 연마와 적은 마찰력에 의해 회전하며 전원을 전원단자부(18)에서 운동전도체 (11)에 전달하여 정류자(3)에 전원을 공급하는 구조로 되어 있다. 상기구조가 운동전도체의 통전장치(15)이다.First, as shown in FIG. 5, the power supply unit 18 of the motion conductor is a separate type connected to the fixed conductor 13 or is integral with the fixed conductor 13 by a screw thread. Referring to FIG. 4, the energizing device 15 of the exercise conductor includes a exercise conductor 11 which is a rotating part, a cover cover 20 between the exercise conductor 11 and the fixed conductor 13, and a power supply terminal unit 18. Rotational conductor 12 is caused by the vertical cross section of the axis of the conductor material that transfers power from the fixed conductor 13 coupled to the movement conductor 11. The rotary conductor 12 is rotated by a slight grinding force and a small friction force between the fixed conductor 13 is fixed and the motion conductor 11 in the rotational movement and the power is supplied from the power supply terminal 18 to the motion conductor 11. It transmits and supplies power to the commutator 3. The structure is the energization device 15 of the athletic conductor.
상기 운동전도체의 통전장치(15)에서 운동전도체(11)는 외면부가 돌출형 방식이어야 한다. 또한 제6도와 같이 운동전도체(11)는 돌출형이 아닌 카본 원형 운동전도 체(25)가 쓰여도 무관하다. 카본 원형 운동전도체(25)일 때에는 정류자(3)가 돌출형 정류자가 아닌, 기존의 모터 정류자(3)라도 상관없다. 다만, 카본 원형 운동전도체 (25)일 경우에 마모는 기존의 카본브러쉬(4)보다 마모가 적게 된다. 운동전도체 (11)부분이 돌출이 없는 카본 원형 운동전도체(25)일 경우에 스프링에 의해 정류자 (3)쪽으로 이송되어 통전할 수 있게 되어야 한다.In the energization device 15 of the exercise conductor, the exercise conductor 11 should have a protruding outer surface. In addition, as shown in FIG. 6, the motion conductor 11 may be formed of a carbon circular motion conductor 25 which is not protruding. When the carbon circular kinetic conductor 25 is used, the commutator 3 may be a conventional motor commutator 3 instead of a protruding commutator. However, in the case of the carbon circular motion conductor 25, the wear is less than the conventional carbon brush (4). If the part of the motion conductor 11 is a carbon circular motion conductor 25 without protrusion, it should be transferred to the commutator 3 by a spring so as to be energized.
제5도에서 운동전도체의 통전장치(15)의 부가장치 부분인 고정전도체(13)와 결합된 전원 단자부(18)의 외경은 운동전도체의 통전장치(15)의 외경보다 커야만 하고, 전원단자부(18)와 고정전도체(13)의 결합부는 분리형인 고정전도체의 내경 두께만큼 나사선을 깍아 고정하거나 고정전도체(13)와 전원 단자부(18)를 일체형으로 한다. 또한 전원 단자부(18)와 입력측 커버(21)의 고정을 위하여 전원 단자부(18) 끝부분은 커버의 두께만큼 나사선을 깍으며, 전원 단자부(18) 끝부분에서 2mm 정도는 나사선을 내지않아 전원 단자부(18)가 모터 입력측 커버(21)속으로 더 들어가지 않게 한다. 또한 전원 단자부(18)의 재질은 전도체 재질을 사용한다.In FIG. 5, the outer diameter of the power supply terminal portion 18 coupled with the fixed conductor 13 which is an additional device portion of the energizing device 15 of the athletic conductor should be larger than the outer diameter of the energizing device 15 of the athletic conductor, (18) and the coupling portion of the fixed conductor 13 by screwing the screw wire by the thickness of the inner diameter of the separate fixed conductor, or the fixed conductor 13 and the power supply terminal portion 18 are integrated. In addition, in order to fix the power supply terminal 18 and the input side cover 21, the ends of the power supply terminal 18 are cut off by the thickness of the cover, and about 2mm from the end of the power supply terminal 18, the power supply terminal is not screwed out. Do not allow 18 to go further into the motor input side cover 21. In addition, the material of the power supply terminal portion 18 uses a conductor material.
본 발명에서 전원 단자부(18)의 입력측 커버(21)에 구멍을 뚫어 고정하므로 기존방식에 비해 정류자(3)와 운동전도체의 통전장치(15)의 간극을 일정하게 유지 및 고정할 수 있고 조립및 교환이 용이해진다.In the present invention, a hole is fixed to the input side cover 21 of the power supply terminal unit 18, so that the gap between the commutator 3 and the energizing device 15 of the exercise conductor can be constantly maintained and fixed, compared to the conventional method. Exchange becomes easy.
제5도에서 전원 단자부(18)가 입력측 커버(21)에 연결시 쇼트현상을 방지하기 위하여 절연체인 단자홀더(19)에 연결되며, 단자홀더(19)는 내경과 외경이 모두 나사선 을 취하며 입력측 커버(21)와 연결되고 전원의 쇼트에서 절연한다. 제5도에서 단자 홀더(19)의 나사선 내경은 전원 단자부(18)의 삽입 결합부분이며, 외경은 입력측 커버(21)에 삽입 결합부분이다. 그리고, 단자홀더(18)의 윗부분은 나사선을 따라 회전하여 입력측 커버(21)에 삽입 가능하도록 손잡이형 돌출부(22)부분이 있다.In FIG. 5, when the power supply terminal unit 18 is connected to the input side cover 21, it is connected to the terminal holder 19, which is an insulator, in order to prevent a short phenomenon, and the terminal holder 19 has a screw wire having both an inner diameter and an outer diameter. It is connected to the input side cover 21 and insulated from the short of power supply. In FIG. 5, the inner diameter of the screw thread of the terminal holder 19 is an insertion coupling portion of the power supply terminal portion 18, and the outer diameter is an insertion coupling portion of the input side cover 21. As shown in FIG. In addition, the upper portion of the terminal holder 18 has a handle-type protrusion 22 to be inserted into the input side cover 21 by rotating along a screw line.
정류자(3)는 제5도에서와 같이 모터의 회전자(1)인 코아(26)와 결합된 정류자(3)의 정류자편(23) 부분이 사면 또는 곡면을 가지는 돌출(14)로 형성되어진 전도체로써, 마모를 없애고, 회전을 원할히 하며, 전원의 통전을 돕는다. 여기서 정류자(3)는 전도체인 정류자편(23)과 정류자편(23) 사이의 절연체(24)에 의해 절연이 되어 있고, 정류자편(23)에 전원이 쇼트없이 전달될 수 있도록 한다. 부연하면, 정류자(3)는 절연체(24)와 정류자편(23)이 일체형으로써 사면 또는 곡면을 가지는 돌출(14)을 가지는 돌출형 정류자(3)로 되어 있어서, 운동전도체의 통전장치(15)와 맞물려 회전하여 전원이 공급되어 각 정류자편(23)이 통전되고, 정류자편(23)과 연결되어진 회전자 코아(26)의 자화로 인하여 회전자(1)가 회전하고, 회전자(1)의 회전동력을 회전자축 (17)으로 발생한다.The commutator 3 is formed as a projection 14 having a slope or a curved surface of the commutator piece 23 of the commutator 3 coupled with the core 26, which is the rotor 1 of the motor, as shown in FIG. As a conductor, it eliminates wear, smoothes rotation, and assists in power supply. Here, the commutator 3 is insulated by the insulator 24 between the commutator piece 23 and the commutator piece 23, which are conductors, so that power can be delivered to the commutator piece 23 without a short circuit. In other words, the commutator 3 is a protruding commutator 3 having an insulator 24 and a commutator piece 23 integrally and having a projection 14 having a slope or a curved surface. And the power supply is rotated by engaging with each other, and each commutator piece 23 is energized, and the rotor 1 rotates due to the magnetization of the rotor core 26 connected with the commutator piece 23, and the rotor 1 To generate the rotating power of the rotor shaft (17).
일반적으로 교류모터는 카본브러쉬(4)가 없어 수명은 길지만 정·역의 어렵고 회전속도가 느리며, 코아(26)로 인한 고열의 발생과 큰 부피를 가지며 동급인 정류자형 모터에 비해 고가다. 이에 반해 정류자형 모터는 동급의 교류모터에 비해 저가이고 , 정·역의 원할함과 고출력 및 고속도가 가능하지만 브러쉬의 수명이 짧다는 단점을 가지고 있었다. 상기의 정류자형 모터의 고정식 막대형 카본브러쉬(4) 방식의 단점만 개선하면 정류자형 모터가 장치 적용에 있어서 교류모터보다 저가로 고효율을 가질 수 있고 적용범위가 넓다. 따라서 정류자형 모터에 본 발명인 운동전도체의 통전장치(15)를 사용되면 정류자형 모터가 교류모터의 장점인 수명문제까지 해결할 수 있다. 이로 인하여, 기업은 모터가 사용되는 제품의 생산에 있어 동급의 성능을 가진 고가의 교류모터 대신 저가의 정류자형 모터를 사용함으로써 경비를 절감할 수 있고, 모터가 구비된 제품에 있어서 카본브러쉬(4)의 잦은 교체가 필요없어 제품의 효율을 높일 수 있으며, 카본브러쉬(4)를 교체할 수 없는 모터를 구비한 제품의 경우 카본브러쉬(4) 수명의 연장으로 인하여 모터의 수명이 연장되어 카본브러쉬(4) 때문에 모터를 교환하거나 제품을 폐기하는 등의 불필요한 자원의 낭비를 막을 수 있다 .In general, the AC motor has no carbon brush (4), so the service life is long, but it is difficult to reverse and reverse, and the rotation speed is low, and high heat generation and large volume due to the core 26 are higher than comparable commutator motors. In contrast, commutator-type motors are inexpensive compared to equivalent AC motors, and have the disadvantages of smooth and reverse smoothness, high power and high speed, but short brush life. If only the shortcomings of the fixed bar carbon brush 4 of the commutator motor are improved, the commutator motor can have higher efficiency at a lower cost than the AC motor and have a wide range of application. Therefore, if the current-carrying device 15 of the kinetic conductor of the present invention is used in the commutator motor, the commutator-type motor can solve the life problem, which is an advantage of the AC motor. As a result, companies can reduce costs by using low-cost commutator-type motors instead of expensive AC motors having equivalent performance in the production of products in which motors are used, and carbon brushes (4) ) It can increase the efficiency of the product without the need for frequent replacement of the product.In case of the product equipped with the motor which can not replace the carbon brush (4), the life of the motor is extended due to the extension of the life of the carbon brush (4). (4) This can prevent unnecessary waste such as replacing the motor or discarding the product.
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