KR20030087367A - 브러쉬모우터용 브러쉬 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러쉬모우터용 브러쉬 및 그 제조방법에 관한 것으로, 그 구조는 소정길이의 직육면체 형상으로 브러쉬 본체가 형성되고, 상기 브러쉬 본체의 길이방향 선단면쪽에는 상호 나란하게 돌출된 복수의 소결돌조가 형성되고, 상기 각 소결돌조의 선단에는 정류자 외측의 곡률 및 그 곡면방향과 일치하는 곡률 및 곡면방향을 가지며 그 정류자에 접촉되는 정류자 접촉면이 형성된 것이고, 상기 브러쉬의 제조방법은, 일측에 상호 나란하게 돌출된 복수의 금형소결돌조가 형성될 수 있는 형상의 금형을 마련함과 아울러 그 금형 내에서 소정 재질의 압분입자를 가열할 수 있게 함으로써 가공물의 표면을 소결처리함과 동시에 가공물의 길이방향 일단면에 금형소결돌조를 형성하는 금형소결공정; 및 상기 금형소결공정에 의해 형성된 금형소결돌조들의 선단면을, 그에 접촉될 정류자 외측면의 곡률과 곡면방향에 일치시켜 절삭가공하는 단일 후처리공정으로서의 곡면형성공정;으로 이루어짐을 특징으로 한다. 본 발명의 브러쉬 및 그 제조방법에 의하면, 1회의 곡면형성공정만으로 후가공 공정을 완료할 수 있게 됨으로써 제작 소요시간이 단축됨과 아울러 제조비용도 현저히 절감될 수 있고, 그 공정이 단순하여 작업성을 향상시킬 수 있다.

Description

브러쉬모우터용 브러쉬 및 그 제조방법{Brush for brush motor and manufacturing method thereof}

본 발명은 브러쉬모우터용 브러쉬 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 브러쉬를 제작함에 있어서 기존의 다단계 후가공 공정을 1회의 곡면형성공정만으로 완료할 수 있게 됨으로써 제작 소요시간이 단축됨과 아울러 제조비용도 현저히 절감할 수 있고, 그 공정이 단순하여 작업성을 향상시킬 수 있게 한 브러쉬모우터용 브러쉬 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 브러쉬모우터(Brush motor)는 전기자의 코일 내로 유도된 기전력을 브러쉬와 정류자 간의 물리적인 접촉에 의해 전달하여 모우터축이 회전되도록 전환시켜주는 전동기의 일종으로서, 도 1에 도시된 바와 같은 내부 결합구조를 갖는다.

상기 도 1은 일반적인 제조방법에 의해 제조된 일례의 브러쉬(10)가 적용되는 브러쉬모우터의 내부 결합구조를 도시한 것으로서, 상기 모우터축(1)이 중앙에 위치하고, 상기 모우터축(1)의 둘레에는 상기 정류자(3)가 배치되며, 상기 브러쉬(10)가 브러쉬스프링(11)에 의해 정류자(3)쪽으로 지지되어 전기자 코일 내에 유도된 기전력을 상기 모우터축(1)쪽으로 전달할 수 있도록 상기 브러쉬(10)의 선단면 일부가 상기 정류자(3)의 외측면과 접촉되어 있다. 미설명 부호 2는 케이싱(2)을 나타낸다.

상기 브러쉬(10)는 작동 초기의 접촉 소음을 감소시킴과 아울러 성능 안정성을 고려하여 상기 정류자(3)와 접촉되는 면을 최소화한 구조를 이룬다. 즉, 상기 브러쉬(10)의 선단면은 일측으로 기울어진 경사면(12)을 갖고 그 경사면(12)의 상측에 정류자 접촉면(13)이 형성되어 있다. 이 정류자 접촉면(13)은 정류자(3)의 외측면의 곡률 및 곡면방향과 동일한 곡률 및 곡면방향을 가진다.

따라서, 상기 브러쉬(10)의 정류자 접촉면(13)이 상기 정류자(3)의 외측면과 면접촉하게 되는 것이다.

여기서, 도 2 및 도 3을 참조하여 상기 브러쉬(10)의 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.

상기 도 2 및 도 3은 종래의 브러쉬모우터에 적용되는 상기 브러쉬(10)의 단계적인 후가공 공정에 의한 그 형상을 순차적으로 도시한 것으로, 도 2는 후가공 공정중 1차 곡면가공에 의해 형성된 브러쉬(10) 구조를 도시한 사시도, 도 3은 그마지막 공정인 2차 곡면가공에 의해 형성된 최종적인 브러쉬(10) 구조를 도시한 사시도를 각각 나타낸다.

상기 브러쉬(10)의 제조방법은, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 금형을 사용하여 직육면체 형상의 브러쉬(10)를 제작한 후, 상기 브러쉬(10)의 선단면쪽을 2단계의 후가공 공정으로 마무리함으로써 이루어진다.

그 후 가공 공정중 선행되는 공정은 상기 브러쉬(10)의 선단면 전체에 소정 곡률의 경사면(12)을 형성하기 위한 1차 곡면가공이다.

그 다음으로는, 상기 1차 곡면가공에 의해 형성된 경사면(12)의 선단 모서리부를 미세한 각도로 모따기하여 상기 정류자 접촉면(13)을 형성하기 위한 2차 곡면가공이 진행됨으로써 모든 제조공정이 완료된다.

한편, 최근에는 이와는 다른 제조방법에 의해서도 다른 접촉부의 형상을 갖는 브러쉬를 제작할 수 있다.

도 4 및 도 5는 다른 방식의 제조방법에 따른 브러쉬(20)의 단계적인 가공 공정에 의한 그 형상을 순차적으로 도시한 것으로, 도 4는 금형 공정에 의해 형성된 브러쉬(20) 구조를 도시한 사시도, 도 5는 2공정으로 진행되는 후가공 공정에 의해 형성된 최종적인 브러쉬(20) 구조를 도시한 사시도를 각각 나타내고 있다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 브러쉬(20)의 제조방법은, 금형을 사용하여 직육면체 형상의 브러쉬(20) 본체와, 그 선단면쪽에 소정 곡률을 갖는 금형라운딩면(22)을 동시 제작한 후, 상기 브러쉬(10)의 금형라운딩면(22)쪽을 2단계의 후가공 공정으로 마무리함으로써 이루어진다.

상기 금형 공정은 전선의 연결방향에 따라 금형 구조를 달리하여 제작한다.

그 후처리 공정은 상기 금형라운딩면(22)의 일부에 물결무늬('Pig tail'이라고도 함) 형상의 정류자 접촉면(또는 파형가공면)(23)을 형성하기 위한 가공으로서 통상적으로 2회 정도의 가공단계를 거쳐 이루어지며, 이로써 모든 제조공정이 완료된다.

결국, 이러한 종래의 브러쉬(10)(20)들은 그 제조방법중 후처리 공정이 다단계에 걸쳐 이루어지는 것이므로 제작 완료되기까지의 소요시간이 상당히 지연되고 번거로울 뿐만 아니라, 다단계 공정을 진행함에 따른 제조비용의 상승을 초래하게 되며, 상기 경사면(12) 등을 형성하기 위한 곡면가공 및 물결무늬 형상의 정류자 접촉면(23)을 형성하기 위한 파형 가공 등의 작업성이 매우 까다로워 공정상의 어려움이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은, 1회의 곡면형성공정만으로 후가공 공정을 완료할 수 있게 됨으로써 제작 소요시간이 단축됨과 아울러 제조비용도 현저히 절감할 수 있고, 그 공정이 단순하여 작업성을 향상시킬 수 있도록 개량된 브러쉬모우터용 브러쉬 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 제조방법에 의해 제조된 브러쉬가 적용되는 브러쉬모우터의 내부 결합구조를 도시한 반 단면도.

도 2 및 도 3은 종래의 브러쉬모우터에 적용되는 브러쉬의 단계적인 후가공 공정에 의한 그 형상을 순차적으로 도시한 것으로, 도 2는 1차 곡면가공에 의해 형성된 브러쉬 구조를 도시한 사시도, 도 3은 2차 곡면가공에 의해 형성된 최종적인 브러쉬 구조를 도시한 사시도.

도 4 및 도 5는 다른 방식의 제조방법에 따른 브러쉬의 단계적인 가공 공정에 의한 그 형상을 순차적으로 도시한 것으로, 도 4는 금형 공정에 의해 형성된 브러쉬 구조를 도시한 사시도, 도 5는 2공정으로 진행되는 후가공 공정에 의해 형성된 최종적인 브러쉬 구조를 도시한 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 브러쉬가 적용되는 브러쉬모우터의 내부 결합구조를 도시한 반 단면도.

도 7 및 도 8은 본 발명의 브러쉬모우터에 적용되는 브러쉬의 단계적인 가공 공정에 의한 그 형상을 순차적으로 도시한 것으로, 도 7은 금형소결공정에 의해 형성된 브러쉬 구조를 도시한 사시도, 도 8은 단일공정으로 진행되는 후가공 공정에의해 형성된 최종적인 브러쉬 구조를 도시한 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 ; 모우터축 2 ; 케이싱

3 ; 정류자 10, 20 ; (종래의) 브러쉬

11 ; 브러쉬스프링 12 ; 경사면 또는 1차 가공면

13 ; 정류자 접촉면 또는 2차 가공면 22 ; 금형라운딩면

23 ; 정류자 접촉면 또는 파형가공면 30 ; (본 발명의) 브러쉬

32 ; 선단면 33 ; 금형소결돌조

34 ; 소결돌조 35 ; 정류자 접촉면

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브러쉬모우터용 브러쉬는, 소정길이의 직육면체 형상으로 브러쉬 본체가 형성되고, 상기 브러쉬 본체의 길이방향 선단면쪽에는 상호 나란하게 돌출된 복수의 소결돌조가 형성되고, 상기 각 소결돌조의 선단에는 정류자 외측의 곡률 및 그 곡면방향과 일치하는 곡률 및 곡면방향을 가지며 그 정류자에 접촉되는 정류자 접촉면이 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브러쉬모우터용 브러쉬의 제조방법은, 일측에 상호 나란하게 돌출된 복수의 금형소결돌조가 형성될 수 있는 형상의 금형을 마련함과 아울러 그 금형 내에서 소정 재질의 압분입자를 가열할 수 있게 함으로써 가공물의 표면을 소결처리함과 동시에 가공물의 길이방향 일단면에 금형소결돌조를 형성하는 금형소결공정; 및 상기 금형소결공정에 의해 형성된 금형소결돌조들의 선단면을, 그에 접촉될 정류자 외측면의 곡률과 곡면방향에 일치시켜 절삭가공하는 단일 후처리공정으로서의 곡면형성공정;으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러쉬모우터용 브러쉬의 구조 및 그 제조방법을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 브러쉬(30)가 적용된 브러쉬모우터의 내부 구조와, 상기 브러쉬(30)를 제작하기 위한 제조공정을 단계별로 도시한 것이다.

상기 도 6은 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 브러쉬(30)가 적용되는 브러쉬모우터의 내부 결합구조를 도시한 것으로서, 모우터축(1)이 중앙에 위치하고, 상기 모우터축(1)의 둘레에는 정류자(3)가 배치되며, 상기 브러쉬(30)가 브러쉬스프링(11)에 의해 정류자(3)쪽으로 지지되어 전기자 코일 내에 유도된 기전력을 상기 모우터축(1)쪽으로 전달할 수 있도록 상기 브러쉬(30)의 선단면 일부가 상기정류자(3)의 외측면과 접촉되어 있다.

본 발명에 따른 상기 브러쉬(30)는 작동 초기의 접촉 소음을 감소시킴과 아울러 성능 안정성을 고려하여 상기 정류자(3)와 접촉되는 면을 최소화한 구조를 이룬다. 즉, 상기 브러쉬(30)는 도 8에 도시된 바와 같이, 소정길이의 직육면체 형상으로 그 본체가 형성되고, 상기 브러쉬 본체의 길이방향 선단면(32)쪽에는 상호 나란하게 돌출된 소결돌조(34)들이 형성되어 있다. 여기서, 각 소결돌조(34)의 선단에는 정류자(3; 도 6 참조) 외측면의 곡률 및 그 곡면방향과 일치하는 곡률 및 곡면방향을 가지며 그 정류자(3)에 접촉되는 정류자 접촉면(35)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 브러쉬(30)는 상기 소결돌조(34)들의 선단부에 마련된 정류자 접촉면(35)을 통해서 상기 정류자(3)의 외측면과 면접촉하게 된다.

여기서, 상기 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 브러쉬(30)의 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.

상기 도 7 및 도 8은 본 발명의 브러쉬모우터에 적용되는 브러쉬(30)의 단계적인 가공 공정에 의한 그 형상을 순차적으로 도시한 것으로, 도 7은 금형소결공정에 의해 형성된 브러쉬(30)의 구조를 도시한 사시도, 도 8은 단일공정으로 진행되는 후가공 공정에 의해 형성된 최종적인 브러쉬(30)의 구조를 도시한 사시도를 각각 나타낸다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 브러쉬(30)의 제조방법은, 표면을 소결 처리할 수 있는 금형을 사용하여 직육면체 형상의 브러쉬(30) 본체와 그 선단면(32)쪽에 금형소결돌조(33)을 갖도록 동시 제작한 후, 상기금형소결돌조(33)의 선단면쪽을 단일 후가공 공정으로 마무리함으로써 이루어진다.

즉, 본 발명에 따른 브러쉬모우터용 브러쉬의 제조방법은, 먼저, 일측에 상호 나란하게 돌출된 복수의 금형소결돌조(33; 도 7 참조)가 형성될 수 있는 형상의 금형을 마련함과 아울러 그 금형 내에서 소정 재질의 압분입자를 가열할 수 있게 함으로써 가공물의 표면을 소결처리함과 동시에 가공물의 길이방향 선단면(32)에 금형소결돌조(33)를 형성한다. 이와 같이 하여, 도 7에 도시된 바와 같은 금형소결돌조(33)를 가지는 반제품이 제작된 후에, 금형소결돌조(33)들의 선단면을, 그에 접촉될 정류자 외측면의 곡률과 곡면방향에 일치시켜 도 8에 도시된 바와 같은 브러쉬(30)의 제조가 완료된다.

이처럼, 본 발명의 브러쉬 제조방법에 의하면, 금형을 사용하여 도 7에 도시된 바와 같은 반제품을 형성하는 금형소결공정과, 이 금형소결공정에 의해 제조된 반제품상의 금형소결돌조(33)의 선단부를 곡면가공함으로써, 정류자의 외측면의 곡률 및 곡면방향과 동일한 곡률 및 곡면방향의 정류자 접촉면(35; 도 8 참조)을 갖는 소결돌조(34)를 형성하는 곡면형성공정에 의해 브러쉬가 제조될 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명은 금형소결공정 및 곡면형성공정을 순차적으로 진행함으로써 매우 간단하게 브러쉬의 모든 제조공정이 완료된다. 결국, 기존의 경사면가공 공정 또는 파형무늬가공 공정 등을 제거할 수 있어 작업성이 향상되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 브러쉬모우터용 브러쉬 및 그 제조방법에 의하면, 기존의 2단계로 이루어지는 후가공 공정 중 작업이 까다로운 경사면 가공을 제거한 단일 곡면형성공정만으로 완료할 수 있게 됨으로써 전체적인 브러쉬 제작 소요시간이 단축됨은 물론이고 이에 따른 제조비용도 현저히 절감될 수 있으며, 그 공정이 단순화되어 작업성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

Claims (2)

1. 소정길이의 직육면체 형상으로 브러쉬 본체가 형성되고,

   상기 브러쉬 본체의 길이방향 선단면쪽에는 상호 나란하게 돌출된 복수의 소결돌조가 형성되고,

   상기 각 소결돌조의 선단에는 정류자 외측면의 곡률 및 그 곡면방향과 일치하는 곡률 및 곡면방향을 가지며 그 정류자에 접촉되는 정류자 접촉면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 브러쉬모우터용 브러쉬.
2. 일측에 상호 나란하게 돌출된 복수의 금형소결돌조가 형성될 수 있는 형상의금형을 마련함과 아울러 그 금형 내에서 소정 재질의 압분입자를 가열할 수 있게 함으로써 가공물의 표면을 소결처리함과 동시에 가공물의 길이방향 일단면에 금형소결돌조를 형성하는 금형소결공정; 및

   상기 금형소결공정에 의해 형성된 금형소결돌조들의 선단면을, 그에 접촉될 정류자 외측면의 곡률과 곡면방향에 일치시켜 절삭가공하는 단일 후처리공정으로서의 곡면형성공정;으로 이루어짐을 특징으로 하는 브러쉬모우터용 브러쉬의 제조방법.