KR200480616Y1 - 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편 - Google Patents

Abstract

본 고안은 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 정류자 편의 열적 팽창 또는 외부적 충격 발생 시, 정류자 편이 굴곡 되거나 형상이 변형되거나 수지와 이격되지 않도록 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편에 관한 것으로써, 정류자 편이 외부 충격에서도 굴곡 되거나 형상이 변형되지 않도록 정류자 편의 내측면에 강성이 좋고, 동 재질의 비드선을 압입하는 것이며, 상기 비드선을 정류자 편의 길이가 긴 방향으로 길게 형성하여 정류자 편의 내측면에 압입 시 강성을 상승시키고, 상기한 비드선을 다수개 압입시킬 수 있어 강성을 더욱 상승시킬 수 있으며, 상, 하후크에 상기 수지와 결속력을 높이기 위해 홈을 상기 상, 하후크의 내측 또는 일 측에 형성시키고, 수지가 형성되는 동편의 일 측면에 돌출부를 형성하되 상기 돌출부가 일정 각도를 가지도록 하여 수지와의 결속력을 상승시킨 정류자 편을 제공함에 주안점을 두어, 정류자 편에 대한 고열이 전달되더라도 비드선으로 인해 열적 팽창이 최소화되고, 외부에서 충격이 발생되어도 정류자 편이 굴곡 되거나 또는 형상이 변형되지 않으며, 상, 하후크의 걸림 홈과 동편에서 일 측 방향으로 일정 각도를 이루며 돌출된 돌출부로 인해 정류자편에 구성되는 수지와 동편이 손쉽게 이탈되는 것을 미연에 방지할 수 있는 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편에 관한 것이다.

Description

결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편{ The commutator segment improving the anchorage and stiffness }

본 고안은 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 정류자 편의 열적 팽창 또는 외부적 충격 발생 시, 정류자 편이 굴곡 되거나 형상이 변형되거나 수지와 이격되지 않도록 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편에 관한 것이다.

산업의 고도화에 따라 자동차 산업, 가전기기 산업, 전동공구 산업 등에 필수적으로 요구되는 다양한 형태의 DC모터는 전자계 현상을 매개로 하여 전기 에너지를 회전 또는 직선의 운동에너지로 변화시켜주는 일종의 에너지 변환장치이며, 전 후방 연과 효과가 높은 부품 소재 산업적 특성뿐만 아니라, 그 응용분야가 확대 되면서 핵심구동 원으로 그 중요성이 증대되고 있다.

자동차용 DC모터의 핵심 부품인 정류자(Commutator)는 브러시(Brush)와 조합되어 ①전원 전압을 회전수에 동조하여 주파수를 변환시키고 ②토크(torque,회전 모멘트)를 발생시키기 위한 구동전류를 전기자에 공급하는 장치로써 실제 가공정도 및 재료의 특성에 따라 DC모터의 전체적 성능을 변화 시킬 수 있는 중요한 부품이다.

정류자는 구리(銅)로 형성되는 것이 일반적이다. 구리제의 접촉부와 슬라이딩하는 브러시의 경도가 낮으면 브러시의 마모가 심해 수명이 단축되므로, 예를 들면 경도가 높은 무정형(無定形) 탄소를 카본재에 함유하여 브러시를 형성하여 내마모성을 향상시키는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 구리제의 접촉부는, 예를 들면 산화된 연료나 유황 성분을 포함하는 연료와 반응하여 부식되는 것이 있다. 또, 도전성을 갖는 황화구리가 생성됨으로써, 복수로 분할되어 있는 접촉부가 전기적으로 접속할 가능성이 있다. 접촉부가 연료와 반응하는 것을 방지하기 위해, 예를 들면 미국특허제5175463호에 개시되어 있는 바와 같이 접촉부를 카본재로 형성하는 것이 알려져 있다.

그러나, 카본재로 형성한 접촉부는 구리제의 접촉부에 비해 경도가 낮고 기계적 강도가 나쁘기 때문에 카본재로 형성한 접촉부를 무정형 탄소를 함유하여 형성한 브러시와 슬라이딩시키면 접촉부의 마모 속도가 빨라지고, 접촉부가 마모 한계에 도달하기까지의 수명이 짧아지는 문제가 있다. 또, 접촉부에 이용하는 카본재로서 천연 흑연 보다도 경도가 높은 인조 흑연을 이용하여, 접촉부의 수명을 길게 하는 시도도 이루어져 있지만, 인조 흑연은 천연 흑연에 비해 고가이므로 제조 비용이 상승되는 문제도 있다.

따라서 천연 흑연에 5∼30 중량%의 무정형 탄소를 함유하는 방법도 일본 공개특허공보평 10-162923호에 개시되어 있다.

그러나 주 원료로서 천연 흑연을 사용한 경우, 정류자 수명에는 한도가 있다. 또, 최근 저비용화가 요구되는 가운데 천연 흑연을 주 원료로 한 경우, 충분한 특성을 가지면서 저비용화라는 요구에 따를 수 있는 정류자를 제공하는 것은 곤란하며, 이들을 동시에 만족할 수 있는 정류자가 요구되고 있다.

이에 종래에는 등록번호 10-0558593호의 ‘정류자 제조방법 및 이에 의해 제조된 정류자’와, 공개번호 10-2005-0045165호의 ‘단상 직권 전동기용 정류자의 정류자편 배열구조’와, 등록번호 20-0433083호의 ‘브러쉬 파손방지용 정류자’와, 등록번호 10-0250571호의 ‘평면형 정류자’및 등록번호 10-0730458호의 ‘정류자’가 개시되어 있다.

하지만, 상기한 문제점들에 대해 현재까지 남아있게 되어 개선되지 않았으며, 고열에 의한 정류자편의 열정 팽창과 외부적 충격 발생 시, 정류자 편에 대한 굴곡과 형상의 변형은 현재까지 문제점이 되고 있는 실정이다

따라서 본 고안의 목적은 정류자 편이 외부 충격에서도 굴곡 되거나 형상이 변형되지 않도록 정류자 편의 내측면에 강성이 좋고, 동 재질의 비드선을 압입하는 것이며, 상기 비드선을 정류자 편의 길이가 긴 방향으로 길게 형성하여 정류자 편의 내측면에 압입 시 강성을 상승시키고, 상기한 비드선을 다수개 압입시킬 수 있어 강성을 더욱 상승시킬 수 있으며, 상, 하후크에 상기 수지와 결속력을 높이기 위해 홈을 상기 상, 하후크의 내측 또는 일 측에 형성시키고, 수지가 형성되는 동편의 일 측면에 돌출부를 형성하되 상기 돌출부가 일정 각도를 가지도록 하여 수지와의 결속력을 상승시킨 정류자 편을 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로 완성해낸 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서, 방사형태로 배열되며 동편을 중심으로 상측부에 단자가 다수개 구성되고, 일 측면의 상, 하측에 상후크와 하후크가 각각 형성된 정류자 편에 있어서, 상기 동편의 일 측면에는 동 재질의 비드선이 상기 동편의 상, 하후크가 형성된 길이방향으로 길게 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편을 제공하여 상기 기술적 과제를 해결하고자 하였다.

본 고안에 따른 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편에 의하면, 정류자 편에 대한 고열이 전달되더라도 비드선으로 인해 열적 팽창이 최소화되고, 외부에서 충격이 발생되어도 정류자 편이 굴곡 되거나 또는 형상이 변형되지 않으며, 상, 하후크의 걸림 홈과 동편에서 일 측 방향으로 일정 각도를 이루며 돌출된 돌출부로 인해 정류자편에 구성되는 수지와 동편이 손쉽게 이탈되는 것을 미연에 방지할 수 있는 등 그 효과가 유용한 고안인 것이다.

도 1은 종래 사용되는 정류자 편의 실시 예를 나타내는 정면도
도 2는 본 고안인 정류자 편에 비드선이 구성된 실시 예를 나타내는 정면도
도 3은 도 2를 나타내는 측면도
도 4는 도 3의 정류자 편 동편에 비드선이 구성되는 다른 실시 예를 나타내는 측면도
도 5는 본 고안인 정류자 편에 걸림 홈이 형성된 것을 나타내는 정면도
도 6은 도 5에 대한 다른 실시 예를 나타내는 측면 사시도
도 7은 도 5와 도 6에 대한 걸림 홈을 나타내는 확대도
도 8은 본 고안인 정류자 편에 돌출부가 형성된 것을 나타내는 정면도
도 9는 도 8에 대한 다른 실시 예를 나타내는 측면도

본 고안인 정류자 편(100)의 설명에 앞서 종래 사용되고 있는 정류자 편을 도 1을 참고로 설명하면, 도 1은 종래 사용되고 있는 정류자 편이며 상기한 정류자 편은 고열로 인해 정류자 편이 열적 팽창이 일어나서 형상이 변형되거나 또는 외부의 충격으로 인해 굴곡 또는 형상이 변형되는 일이 빈번하게 일어나고 있는 문제점이 있었다.

이에 본 고안인 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편(10)에 대해 설명하면,

본 고안인 정류자 편(10)은 방사형태로 배열되며 동편을 중심으로 상측부에 단자가 다수개 구성되고, 일 측면의 상, 하측에 상후크와 하후크가 각각 형성된 정류자 편에 있어서, 상기 동편의 일 측면에는 동 재질의 비드선(500)이 상기 동편(100)의 상, 하후크(300, 400)가 형성된 길이방향으로 길게 형성되어 구성된다.

상기 동편(100)의 일 측면에는 비드선(500)이 압입될 수 있도록 홈(110)이 형성된다.

상기 비드선(500)은 홈(110)에 압입 시, 상기 비드선(500)이 압입되는 동편(100)의 일 측면과 동일하게 또는 높거나 또는 낮게 압입된다.

상기 비드선(500)은 동편(100)에 하나 이상 다수개가 구성된다.

상기 상, 하후크(300, 400)에는 일정 깊이를 가진 걸림 홈(310, 410)이 각각 형성된다.

상기 걸림 홈(310, 410)은 동편(100)의 일 측면과 상, 하후크(300, 400) 사이에 형성되는 수지(700)의 종류에 따라 상기 상, 하후크(300, 400)의 내측 또는 일 측에 형성된다.

상기 동편(100)의 일 측면과 상, 하후크(300, 400) 사이에는 상기 동편(100)의 길이방향에서 일정 각도를 가진 돌출부(600)가 하나 이상 다수개 형성된다.

이하, 첨부되는 도면과 관련하여 본 고안의 바람직한 구성 및 작용에 대하여 도 2 내지 도 9를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 일반적으로 사용되는 정류자 편은 도 1에 도시된 바와 같이 방사형태로 배열되며 동편을 중심으로 상측부에 단자가 다수개 구성되고, 일 측면의 상, 하측에 상후크와 하후크가 각각 형성되어 있다.

이에 본 고안에서는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 동편(100)의 일 측면에는 동 재질의 비드선(500)이 상기 동편(100)의 상, 하후크(300, 400)가 형성된 길이방향으로 길게 형성되어 구성되는데, 상기 비드선(500)으로 인해 정류자 편(10)의 강성이 상승되도록 하였다.

상기 비드선(500)은 정류자 편(10)의 길이가 긴 방향으로 길게 형성되는데, 이로 인해 정류자 편(10)의 길이방향으로 길게 비드선(500)을 압입하여 정류자 편(10)에 대한 강성을 상승시키는 요인이 되었다.

상기 동편(100)의 일 측면에는 비드선(500)이 압입될 수 있도록 홈(110)이 형성된다.

상기 비드선(500)은 도 3, 도 4의 (A,B)에 도시된 바와 같이, 홈(110)에 압입 시, 상기 비드선(500)이 압입되는 동편(100)의 일 측면과 동일하게 또는 높거나 또는 낮게 압입된다. 이는 정류자 편(10)의 사용에 따라 형성할 수 있는 것으로 상기한 내용에 한정하지 않는다.

상기 비드선(500)은 동편(100)에 하나 이상 다수개가 구성되는데, 이로 인해 정류자 편(10) 하나에 다수개의 비드선(500)을 구성하여 강성을 더욱 상승시켰다.

도 5 내지 도 7을 참고로 설명하면,

상기 상, 하후크(300, 400)에는 일정 깊이를 가진 걸림 홈(310, 410)이 각각 형성되는데, 상기 걸림 홈(310, 410)은 동편(100)의 일 측면과 상, 하후크(300, 400) 사이에 형성되는 수지(700)의 종류에 따라 상기 상, 하후크(300, 400)의 내측 또는 일 측에 형성된다.

이는 상기 걸림 홈(310, 410)으로 수지(700)가 걸림 되어 상기 수지(700)가 동편(100)에서 일정 간격 벌어짐을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

도 8, 도 9를 참고로 설명하면,

상기 동편(100)의 일 측면과 상, 하후크(300, 400) 사이에는 상기 동편(100)의 길이방향에서 일정 각도를 가진 돌출부(600)가 하나 이상 다수개 형성된다.

상기 돌출부(600)는 일정 각도를 가지며 동일한 방향으로 하나 이상 다수개를 형성시킬 수도 있고, 방향을 각각 상이하게 형성할 수도 있으며, 상이하게 형성 시에는 측면의 형상이 ‘(' 형상 또는 ‘<’형상으로 형성될 수 있다.

본 고안에 따른 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편에 의하면, 정류자 편(10)에 대한 고열이 전달되더라도 열적 팽창이 이루어지지 않고, 외부에서 충격이 발생되어도 정류자 편(10)이 굴곡 되거나 또는 형상이 변형되지 않으며, 정류자 편(10)의 바와 바 사이가 벌어지는 현상이 발생되지 않는 등 그 효과가 유용한 고안인 것이다.

10 : 정류자 편
100 : 동편 110 : 홈
200 : 단자
300 : 상후크 310 : 걸림 홈
400 : 하후크 410 : 걸림 홈
500 : 비드선
600 : 돌출부
700 : 수지

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 방사형태로 배열되며 동편을 중심으로 상측부에 단자가 다수개 구성되고, 일 측면의 상, 하측에 상후크와 하후크가 각각 형성된 정류자 편에 있어서,
   상기 상, 하후크(300, 400)에는 일정 깊이를 가진 걸림 홈(310, 410)이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 걸림 홈(310, 410)은 동편(100)의 일 측면과 상, 하후크(300, 400) 사이에 형성되는 수지(700)의 종류에 따라 상기 상, 하후크(300, 400)의 내측 또는 일 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편.
   
6. 방사형태로 배열되며 동편을 중심으로 상측부에 단자가 다수개 구성되고, 일 측면의 상, 하측에 상후크와 하후크가 각각 형성된 정류자 편에 있어서,
   상기 동편(100)의 일 측면과 상, 하후크(300, 400) 사이에는 상기 동편(100)의 길이방향에서 일정 각도를 가진 돌출부(600)가 하나 이상 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 결속력과 강성을 상승시킨 정류자 편.
   
   

Images