KR200480518Y1

KR200480518Y1 - 브러쉬의 교체 주기가 증가된 샤프트 브러쉬 어셈블리

Info

Publication number: KR200480518Y1
Application number: KR2020150001597U
Authority: KR
Inventors: 김민수; 이상천; 김동욱
Original assignee: 한국남부발전 주식회사
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2016-06-02

Abstract

샤프트 브러쉬 어셈블리가 개시된다. 샤프트 브러쉬 어셈블리는 내부공간을 갖는 브러쉬수용부 및 상기 브러쉬수용부로부터 상측으로 연장된 플레이트부를 포함하는 브러쉬 홀더; 상기 브러쉬수용부 내로 삽입되고 일부분이 상기 브러쉬 홀더의 아래로 노출되는 브러쉬; 및 소정의 길이를 갖고 상기 플레이트부의 안쪽면에 접하도록 상기 플레이트부에 결합되는 스프링장착 플레이트 및 상기 스프링장착 플레이트의 하단부에 장착되어 있고 상기 브러쉬의 상단부에 위치하도록 상기 브러쉬와 연결되어 상기 브러쉬 홀더의 아래 방향으로 상기 브러쉬에 힘을 가하기 위한 텐션 스프링을 포함하는 스프링 에세이를 포함하고, 상기 플레이트부는 상기 플레이트부의 길이방향으로 나열된 복수의 스프링장착홈을 포함하고, 상기 스프링장착 플레이트는 상기 복수의 스프링장착홈 중 어느 하나에 결합되는 돌기를 포함한다.

Description

브러쉬의 교체 주기가 증가된 샤프트 브러쉬 어셈블리{SHAFT BRUSH ASSEMBLY REPLACEMENT CYCLE HAS BEEN REDUCED}

본 고안은 샤프트 브러쉬 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브러쉬의 교체 주기가 증가된 샤프트 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 발전기는 회전자와 고정자로 구성되고, 그 회전자의 일단에는 정류를 위한 슬립링이 설치된다.

한편, 상기 슬립링은 회전하는 구조이며 전기적 접속을 위하여 카본재질의 브러쉬가 접촉되도록 브러쉬를 포함하는 브러쉬 어셈블리가 설치된다. 이때, 상기 브러쉬는 사각바 형상으로 이루어지거나 원형 등과 같은 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

브러쉬 어셈블리는 브러쉬 홀더, 브러쉬 홀더 내로 삽입되어 일부분이 브러쉬 홀더의 아래로 노출되어 있는 브러쉬 및 브러쉬를 슬립링 방향으로 가압하기 위한 텐션 스프링을 포함한다.

이러한 브러쉬 어셈블리는 브러쉬가 슬립링과 면접촉을 하면서 통전이 이루어지게 되며, 브러쉬는 슬립링과 면접촉되면서 마모가 발생되어 주기적으로 브러쉬의 교체가 이루어져야 한다.

종래의 경우, 브러쉬가 슬립링과 면접촉되면서 마모되면 브러쉬는 슬립링과의 접촉이 이루어질 수 없는 길이로 감소하게 된다. 마모되어 길이가 감소된 브러쉬는 다시 슬립링과의 면접촉될 수 없으므로 교체되어야 하고, 빈번한 브러쉬의 교체로 인한 브러쉬 교체 비용이 증가하며, 최초 브러쉬 길이의 일부만이 소모되었음에도 많은 양이 버려지는 문제가 있었다.

이에, 본 고안의 고안자는, 이러한 종래의 문제를 해결하기 위해, 아래와 같은 구성을 도입하여, 브러쉬의 사용 가능 범위가 증가되어 브러쉬의 교체 주기가 증가될 수 있고, 브러쉬의 교체 비용을 절감할 수 있는 샤프트 브러쉬 어셈블리를 개발하기에 이르렀다.

본 고안은 내부공간을 갖는 브러쉬수용부 및 상기 브러쉬수용부로부터 상측으로 연장된 플레이트부를 포함하는 브러쉬 홀더; 상기 브러쉬수용부 내로 삽입되고 일부분이 상기 브러쉬 홀더의 아래로 노출되는 브러쉬; 및 소정의 길이를 갖고 상기 플레이트부의 안쪽면에 접하도록 상기 플레이트부에 결합되는 스프링장착 플레이트 및 상기 스프링장착 플레이트의 하단부에 장착되어 있고 상기 브러쉬의 상단부에 위치하도록 상기 브러쉬와 연결되어 상기 브러쉬 홀더의 아래 방향으로 상기 브러쉬에 힘을 가하기 위한 텐션 스프링을 포함하는 스프링 에세이를 포함하고, 상기 플레이트부는 상기 플레이트부의 길이방향으로 나열된 복수의 스프링장착홈을 포함하고, 상기 스프링장착 플레이트는 상기 복수의 스프링장착홈 중 어느 하나에 결합되는 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러쉬의 교체 주기가 증가된 샤프트 브러쉬 어셈블리를 제공한다.

일 실시예로, 상기 스프링 에세이는 상기 텐션 스프링을 상기 브러쉬에 연결하는 롤러 및 클립을 포함하고, 상기 텐션 스프링은 원 형상이고, 상기 롤러는 상기 텐션 스프링의 원 형상의 내측에 위치하고, 상기 클립은 상기 롤러로부터 연장되어 소정의 각도로 절곡되어 있고, 상기 클립이 절곡된 각도는 상기 클립이 상기 브러쉬와 연결된 상태에서 상기 롤러가 상기 텐션 스프링을 상기 브러쉬의 상단부를 향해 누를 수 있는 각도일 수 있다.

일 실시예로, 상기 복수의 스프링장착홈은 2개 이상일 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 샤프트 브러쉬 어셈블리의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 샤프트 브러쉬 어셈블리의 결합된 상태를 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스프링 에세이 및 브러쉬의 결합 위치가 변경된 상태를 나타낸 측면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 샤프트 브러쉬 어셈블리에 대해 상세히 설명한다. 본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 고안의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 샤프트 브러쉬 어셈블리의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 샤프트 브러쉬 어셈블리는 브러쉬 홀더(110), 브러쉬(120), 스프링 에세이(130)를 포함한다.

브러쉬 홀더(110)는 브러쉬(120)를 수용한다. 브러쉬 홀더(110)는 브러쉬수용부(111) 및 플레이트부(112)를 포함한다.

브러쉬수용부(111)는 내부공간을 갖는다. 예를 들면, 브러쉬수용부(111)는 직육면체 형상일 수 있고, 직육면체의 상단부 및 하단부는 개방될 수 있다.

플레이트부(112)는 브러쉬수용부(111)로부터 상측으로 연장된다. 예를 들면, 플레이트부(112)는 브러쉬수용부(111)의 배면으로부터 브러쉬수용부(111)의 상측으로 연장될 수 있다.

이러한 플레이트부(112)에는 스프링 에세이(130)가 결합될 수 있다. 이를 위해, 플레이트부(112)에는 복수의 스프링장착홈(112a)이 형성된다. 복수의 스프링장착홈(112a)은 플레이트부(112)의 길이방향을 따라 나열된다. 복수의 스프링장착홈(112a)의 개수에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 스프링장착홈(112a)은 2개일 수 있다. 이러한 경우, 2개의 스프링장착홈(112a)은 소정의 간격을 유지하여 배치될 수 있다. 일 예로, 스프링장착홈(112a)은 플레이트부(112)의 전면 또는 이면을 정면으로 하여 볼 때 서로 대칭되게 위치하는 'ㄷ'자 형상의 홈이 한 쌍을 이루어 형성될 수 있다.

브러쉬(120)는 발전기의 회전자에 설치된 슬립링에 접촉되어 발전기의 운전중 발생할 수 있는 축전압을 접지로 배출한다. 이러한 브러쉬(120)는 열로 인한 수축 및 팽창 계수가 적고, 기계적 진동에 안정적인 소재가 사용되어야 한다. 이를 위해, 통상적으로 브러쉬(120)는 카본(carbon) 재질로 형성된다. 이러한 브러쉬(120)는 브러쉬 홀더(110)의 브러쉬수용부(111) 내로 삽입되고, 이때 브러쉬(120)의 하단부는 브러쉬수용부(111)의 아래로 노출되도록 위치하며, 이러한 브러쉬(120)의 결합 형태는 스프링 에세이(130)에 의해 가능하다. 스프링 에세이(130)에 의한 브러쉬(120)의 결합 형태는 스프링 에세이(130)의 설명에서 상세히 설명한다.

스프링 에세이(130)는 브러쉬 홀더(110)의 내측에 결합되어 브러쉬 홀더(110)의 아래 방향으로 브러쉬(120)에 힘을 가한다. 스프링 에세이(130)는 스프링장착 플레이트(131), 텐션 스프링(132), 롤러(133) 및 클립(134)을 포함한다.

스프링장착 플레이트(131)는 브러쉬 홀더(110)의 플레이트부(112)의 길이보다 긴 길이를 갖는 직사각형 형상의 플레이트일 수 있다. 스프링장착 플레이트(131)는 브러쉬 홀더(110)의 플레이트부(112)에 결합된다. 이를 위해, 스프링장착 플레이트(131)에는 결합부(131a)가 형성된다. 일 예로, 결합부(131a)는 브러쉬 홀더(110)의 플레이트부(112)의 스프링장착홈(112a)을 형성하는 'ㄷ'자 형상의 한 쌍의 홈의 폭에 대응하는 폭으로 스프링장착 플레이트(131)의 양쪽 장축변의 일부분이 'ㄱ'자 형상으로 절개되고 절개된 부분들이 일측으로 접히는 형태로 형성될 수 있다. 이러한 결합부(131a)는 스프링장착 플레이트(131)의 장축변을 정면으로 하여 볼 때 일측으로 돌출되며, 브러쉬 홀더(110)의 플레이트부(112)에 형성된 복수의 스프링장착홈(112a)에 결합될 수 있다.

텐션 스프링(132)은 스프링장착 플레이트(131)의 하단부에 고정되어 브러쉬 홀더(110)의 브러쉬 수용부(111) 내로 삽입된 브러쉬(120)와 연결되고, 브러쉬(120) 위에서 브러쉬(120)를 브러쉬 수용부(111)의 아래 방향으로 가압한다. 일 예로, 텐션 스프링(132)은 판형 스프링일 수 있고, 원형으로 말려 있는 형태일 수 있다.

롤러(133) 및 클립(134)은 브러쉬(120) 및 텐션 스프링(132)을 연결한다.

롤러(133)는 텐션 스프링(132)의 내측에 위치한다. 롤러(133)의 재질에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 고무일 수 있다.

클립(134)은 양측 끝단부가 롤러(133)의 양측면에 결합되어 롤러(133)와 연결되며, 클립(134)의 양측 끝단부 사이의 영역은 소정의 각도로 절곡되면서 롤러(133)로부터 연장된다. 클립(134)의 절곡된 영역의 절곡된 각도는 클립(134)이 브러쉬(120)와 연결된 상태에서 롤러(133)가 텐션 스프링(132)을 브러쉬(120)의 상단부를 향해 누를 수 있는 각도이다.

도 2는 도 1에 도시된 샤프트 브러쉬 어셈블리의 결합된 상태를 나타낸 측면도이다.

도 2를 참조하면, 브러쉬 홀더(110)의 브러쉬 수용부(111) 내로 브러쉬(120)는 삽입되어 있고, 스프링 에세이(130)는 브러쉬 홀더(110) 내측에 결합되어 있다.

이때, 스프링 에세이(130)의 스프링장착 플레이트(131)에 형성된 결합부(131a) 브러쉬(120)는 롤러(133) 및 클립(134)에 의해 텐션 스프링(132)과 연결되어 있고, 텐션 스프링(132)은 브러쉬(120)의 위로 위치하여 브러쉬(120)의 상단부에 밀착되며, 이 상태에서 텐션 스프링(132)은 브러쉬(120)를 스프링 수용부(111)의 아래로 가압한다.

또한 스프링 에세이(130)의 스프링장착 플레이트(131)에 형성된 결합부(131a)는 브러쉬 홀더(110)의 플레이트부(112)에 형성된 복수의 스프링장착홈(112a) 중 최상부에 위치한 하나의 스프링장착홈(112a)에 결합되어 있다.

한편, 도시하지는 않았지만 이러한 결합 상태의 샤프트 브러쉬 어셈블리는 발전기의 회전자측에 배치되어 브러쉬(120)가 회전자에 설치된 슬립링에 접촉되며, 이때, 텐션 스프링(132)은 브러쉬(120)를 가압하고 있으므로 브러쉬(120)는 텐션 스프링(132)이 가압하는 힘에 대응하는 접촉압력으로 슬립링에 접촉하게 된다.

슬립링에 접촉된 브러쉬(120)는 회전자가 지속적으로 회전되면 슬립링과의 마찰에 의해 마모가 발생되며, 이에 따라 브러쉬(120)의 길이가 감소하게 된다. 예를 들면, 브러쉬(120)의 길이는 약 40% 감소할 수 있다. 길이가 감소된 브러쉬(120)는 슬립링과의 접촉이 이루어지지 않는다.

이러한 경우, 본 고안의 일 실시예에 따른 샤프트 브러쉬 어셈블리는 마모된 브러쉬(120)가 슬립링과의 마찰이 이루어질 수 있도록 스프링 에세이(130)의 결합위치를 변경하여 브러쉬(120)가 다시 슬립링과의 접촉이 이루어지도록 한다.

이를 위해, 스프링 에세이(130)의 스프링장착 플레이트(131)에 형성된 결합부(131a)를 이전에 결합되어 있던 브러쉬 홀더(110)의 플레이트부(112)의 최상부의 스프링장착홈(112a)으로부터 분리된 후 상기 최상부의 스프링장착홈(112a)의 아래에 위치한 다른 하나의 스프링장착홈(112a)에 결합한다.

이 과정을 통해 스프링 에세이(130)의 스프링장착 플레이트(131) 및 텐션 스프링(132)의 위치는 낮아지며, 텐션 스프링(132)과 클립(133)으로 연결된 마모된 브러쉬(120)의 위치도 낮아지게 된다. 도 3은 도 1에 도시된 스프링 에세이 및 브러쉬의 결합 위치가 변경된 상태를 나타낸 측면도로써, 마모된 브러쉬(120)의 위치가 낮아진 상태가 잘 나타나 있다. 따라서, 마모된 브러쉬(120)는 최초의 결합위치에서 마모된 경우보다 더 낮게 위치하게 되며, 이에 의해 마모된 브러쉬(120)가 다시 슬립링과 접촉을 이룰 수 있고, 텐션 스프링(132) 역시 마모된 브러쉬(120)가 슬립링에 용이하게 접촉하도록 마모된 브러쉬(120)에 접촉압력을 가할 수 있게 된다.

이러한 본 고안의 일 실시예에 따른 샤프트 브러쉬 어셈블리를 이용하면, 브러쉬(120)가 발전기의 회전자의 슬립링과 접촉이 해제되는 길이로 마모된 경우 브러쉬 홀더(110) 내에서 브러쉬(120) 및 스프링 에세이(130)의 위치가 낮아지도록 조절할 수 있으므로 브러쉬(120)가 다시 슬립링과 접촉이 가능하게 된다. 따라서, 브러쉬(120)의 사용 가능 범위가 증가되어 브러쉬(120)의 교체 주기가 증가될 수 있고, 브러쉬(120)의 교체 비용을 절감할 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 고안의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 고안의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 고안의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 고안은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims

내부공간을 갖는 브러쉬수용부 및 상기 브러쉬수용부로부터 상측으로 연장된 플레이트부를 포함하는 브러쉬 홀더;
상기 브러쉬수용부 내로 삽입되고 일부분이 상기 브러쉬 홀더의 아래로 노출되는 브러쉬; 및
소정의 길이를 갖고 상기 플레이트부의 안쪽면에 접하도록 상기 플레이트부에 결합되는 스프링장착 플레이트 및 상기 스프링장착 플레이트의 하단부에 장착되어 있고 상기 브러쉬의 상단부에 위치하도록 상기 브러쉬와 연결되어 상기 브러쉬 홀더의 아래 방향으로 상기 브러쉬에 힘을 가하기 위한 텐션 스프링을 포함하는 스프링 에세이를 포함하고,
상기 플레이트부는 상기 플레이트부의 길이방향으로 나열된 복수의 스프링장착홈을 포함하고,
상기 스프링장착 플레이트는 상기 복수의 스프링장착홈 중 어느 하나에 결합되는 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브러쉬의 교체 주기가 증가된 샤프트 브러쉬 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 복수의 스프링장착홈은 2개 이상인 것을 특징으로 하는, 브러쉬의 교체 주기가 증가된 샤프트 브러쉬 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 스프링 에세이는 상기 텐션 스프링을 상기 브러쉬에 연결하는 롤러 및 클립을 포함하고,
상기 텐션 스프링은 원 형상이고,
상기 롤러는 상기 텐션 스프링의 원 형상의 내측에 위치하고,
상기 클립은 상기 롤러로부터 연장되어 소정의 각도로 절곡되어 있고,
상기 클립이 절곡된 각도는 상기 클립이 상기 브러쉬와 연결된 상태에서 상기 롤러가 상기 텐션 스프링을 상기 브러쉬의 상단부를 향해 누를 수 있는 각도인 것을 특징으로 하는, 브러쉬의 교체 주기가 증가된 샤프트 브러쉬 어셈블리.