KR20050051628A

KR20050051628A - 회전전기

Info

Publication number: KR20050051628A
Application number: KR1020050042019A
Authority: KR
Inventors: 게이이치 우에하라; 마사야 오오미야; 마사시 하시모토; 아키오 마쓰모토; 다케시 스기야마
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2005-06-01
Also published as: JP3610049B2; KR20030078595A; CN1449093A; JP2003299318A; CN100479300C

Abstract

브러시 홀더가 경사진 상태에서 부착되어도, 브러시는 이 경사를 흡수해서 정상적인 방향으로 향할 수 있는 회전전기를 얻는다.

브러시 홀더(8)가 정류자(2)에 대해 잘못된 각도에 부착된 경우에도 브러시(17)의 정류자(2)에 접촉하는 제1 면이 정류자(2)의 외주면에 올바르게 접촉하도록 브러시(17)는 브러시 홀더(8)내에 작은 각도로 회전가능하도록 완만하게 가이드되어 수납되어 있다.

Description

회전전기{DYNAMO-ELECTRIC MACHINE}

본 발명은, 회전전기의 브러시 구조에 관해 특히 브러시와 정류자의 섭동에 의해 발생하는 브러시의 자려진동 및 이 진동에 이해 생기는 이(異)음을 억제하는 개량에 관한 것이다.

회전전기에서는 정류작용을 얻기 위해 브러시와 정류자를 갖는 것이 있다. 즉 정류자 상에 브러시가 회전섭동함으로써 외부에서 회전중의 코일에 급전된다. 종래로부터 브러시의 보존장치로서는 브러시를 수납하는 브러시 홀더 및 상기 브러시를 정류자에 탄성적으로 압압하는 코일스프링이 일반적이다.

정류자의 회전중, 브러시는 브러시와 정류자 사이에서 작용하는 섭동저항력에 의해 브러시 홀더의 회전방향 측면에 압압되어 작동하고 있다. 정류자와 접촉하는 브러시는 브러시 선단과 정류자 면과의 마찰력으로 연결되어 회전방향으로 이동한다. 이때 브러시의 선단부는 브러시 홀더와 정류자의 간극에 감겨지고 있다.

브러시는 흑연과 일부 동 분말 혼합물에서 형성되어 있으나, 공기중의 습도가 내려가면, 섭동저항이 커지고, 브러시의 회전방향 선단부가 브러시 케이스와 정류자에 의해 순간적으로 끼워지는 상태가 되고, 역으로 그 반동으로 강하게 튀어나오게 되어 자려진동이 발생하고 차프음이라 불리는 소음이 발생하고 있다.

도 27은 종래의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 전기자 코어측에서 본 회전전기의 회전축에 직각인 단면 방향의 요부단면도이다. 도 28은 도 27의 브러시와 정류자가 접촉하는 부분의 확대도이다. 정류자(2)는 회전축(1)에 관통되어 고정되고 대략 원통형을 이루고 있다. 브러시(7)는 개략 직육면체형 이루고 정류자(2)측의 제1 면은 정류자(2)의 외주면을 따라 凹형으로 패어져 이다. 또 도면에서 브러시(7)를 정류자(2)방향으로 압압하는 스프링은 생략하고 있다.

여기서 도 27, 도 28에 표시된 바와 같이 브러시 홀더(8)가 가령 정류자 (2)의 회전방향에 대해 △t만큼 어긋난 상태에서 조립된 경우, 브러시(7)의 섭동면은 정류자(2)의 외주면에 면이 닿는 일이 없다. 즉 도 28의 점S부분에서만 접촉하게 되어 소위 한편만 닿는 상태가 된다.

이같은 한쪽 닿는 상태가 되면, 자려진동이나 차프음이 발생하고 모터의 특성이 나빠질 뿐 아니라 소음, 진동 등 좋지 않은 경우가 발생하므로 문제였었다.

도 29는 종래의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 회전전기의 회전축에 평행한 요부단면도이다. 도 30은 도 29의 브러시와 정류자가 접촉하는 부분의 확대도이다. 브러시(7)는 개략 직육면체를 이루고, 정류자(2)측의 제1은, 회전전기의 회전축 방향에서 선단부와 후단부만이 접촉하도록 중앙부가 크게 들어가버리는 원호상을 하고 있다. 또 도면에서 브러시(7)를 정류자(2)방향으로 압압하는 스프링은 생략되어 있다. 도 29, 도 30에 표시된 바와 같이 브러시 홀더(8)가 가령 정류자(2)의 축방향에 대해 △t도만 경사진 상태로 조립된 경우, 브러시(7)의 섭동면은 정류자(2)의 외주면에 정상적으로 접촉할 수가 없다. 즉 도 30의 점 T의 부분에서만 접촉하게 되어, 소위 한편 접촉상태가 된다. 이같은 한편 접촉상태가 되면, 자려진동이나 차프음이 발생하고 모터의 특성이 나빠질 뿐 아니라 소음, 진동 등의 불합리가 발생하므로 문제가 있었다.

도 31은 종래의 브러시 홀더가 회전전기의 회전축에 대해 △t도 만큼 경사진 상태로 조립된 경우를 표시하는 브러시의 섭동방향에서 본 요부단면도이다. 도 31에 표시된 바와 같이 브러시(7)가 회전전기의 회전축에 대해 △t도만 경사진 상태가 되면 브러시(7)의 섭동면은 정류자(2)의 외주면에 대해 점접촉하게 된다. 이러한 상태가 되면 브러시(7)의 섭동면은 정류자(2)의 외주면에 정상적으로 면이 닿는 일이 되지 않는다. 이와 같은 상태에서도, 자려진동이나 차프음이 발생하고, 모터의 특성이 나빠질 뿐 아니라 소음, 진동 등의 불합리점이 발생하므로 문제 였었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 브러시의 소정의 부분의 형상을 특수한 것으로 하고, 브러시를 브러시 홀더 중에서 소정의 방향으로 회동됨으로써 브러시 홀더나 기타의 회전전기를 구성하는 부품의 정밀도나 조립정밀도의 영향에 의한 한편만 닿는 상태를 방지한다. 이로써, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리를 개선하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 회전전기는 회전축, 회전축에 축방향으로 관통해서 설치된 정류자, 회전축에 고정된 전기자 코어 및 전기자 코어에 권장된 권선을 갖는 회전자와 회전자를 수납하는 요크, 요크에 고정되는 마그넷, 정류자와 접촉하는 개략 직육면체 형상의 브러시, 정류자와 극간을 갖고 하우징에 고정되고 브러시를 수납하고, 브러시를 정류자 방향으로 가이드하는 브러시 홀더, 브러시 홀더와 브러시 사이에 압축되게 설치된 브러시를 정류자 방향으로 압압하는 탄성부재를 갖는 고정자를 구비한 회전전기로서, 브러시의 정류자에 접촉하는 제1 면이 정류자의 외주면에 올바르게 접촉하도록 브러시는 브러시 홀더 내에서 정류자의 회전축과 평행한 축회전, 정류자의 회전축을 포함하는 면에 대해 직교하는 축회전, 또는 정류자의 회전축과 직교하는 축회전의 적어도 하나의 축회전 유동가능(소정의 유격을 가지고 움직이도록)하게 수납되어 있다.

또 브러시는 정류자의 회전축과 평행힌 축 둘레에 소정의 각도로 회동가능하게 정류자의 회전방향의 제2, 제3의 양 측면이 적어도 정류자와 반대측의 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 있다.

또 브러시는 정류자의 회전축을 포함하는 면에 대해 직교하는 축 주위에 소정의 각도로 회동가능하도록 정류자의 축방향의 제4, 제5의 양 측면이 적어도 정류자와 반대측의 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 있다.

또 브러시는 정류자의 회전축과 직교하는 축 주위에 소정의 각도로 회동하도록 정류자의 회동방향의 제2, 제3의 양 측면이 정류자 축방향의 적어도 급전선이 설치되어 있지 않은 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 있다.

또 브러시는 정류자의 회전축과 평행인 축 주위에 소정의 각도로 회전가능하도록 정류자의 회전방향이 제2, 제3의 양 측면이 적어도 정류자와 반대측의 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 정류자의 회전축을 포함하는 면에 대해 직교하는 축 주위에 소정의 각도로 회동이 가능하게 정류자의 축방향의 제4, 제5의 양 측면이 적어도 정류자와 반대측의 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 정류자의 회전축과 직교하는 축 주위에 소정의 각도로 회동하도록 정류자 회전방향의 제2, 제3의 양 측면이 정류자 축방향의 적어도 급전선이 설치되어 있지 않은 후단 측에서, 중앙부보다 폭이 좁게되어 있다.

또 정류자의 외주부에는, 회전축에 평행한 방향으로 뻗는 전극이 전주에 걸쳐 설치되고 인접한 전극간에는 회전축에 평행한 방향으로 뻗는 홈이 형성되어 있고 브러시의 제1 면은 홈에 결합하는 일이 없도록 매끄러운 형상으로 되어 있다.

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 회전전기의 실시의 형태 1을 표시하는 단면도이다. 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 화살표 방향 단면도이다. 도 1에서 회전전기의 회전자 (10)는 회전축(1)과 회전축(1)에 설치된 정류자(2)와, 회전축(1)에 설치된 전기자 코어(3)와 전기자 코어(3)에 권장된 권선(4)을 가지고 있다. 회전자(10)는 베어링(12),(13)에 의해 지지되어 있다.

한편, 회전전기의 고정자(20)는 회전자(10)를 수납하는 요크(5)와 요크(5)에 고정된 마그넷(6)과 정류자(2)를 접촉하는 브러시(17)와 브러시(17)를 수납하고, 또 브러시(17)를 가이드하는 브러시 홀더(8)와 브러시 홀더(8)에 수납되고 브러시(17)를 정류자(2)방향으로 압압하는 탄성부재로서의 스프링(9)을 가지고 있다. 11은 요크(5)의 뚜껑이 되는 하우징이다. 마그넷(6)은 요크(5)의 내벽에 고정되어 있다.

브러시 홀더(8)는 수납하는 개략 직육면체 형상의 브러시(17)의 진동을 하우징(11)에 전하지 않도록 외형부가 수지로 성형되고, 내부에 개략 상형의 상체(8a)를 가지고 있다.

상체(8a)는 브러시(17)를 수납하고 또 브러시(17)를 가이드하고 있다. 스프링(9)은 브러시 홀더(8)내에서, 브러시 홀더의 저벽과 브러시(17)의 후단과의 사이에 축소 설치되고, 브러시(17)를 정류자(2)방향으로 압압하고 있다.

스프링(9)은 브러시(17)의 진동을 흡수하고, 브러시(17)를 브러시 홀더(8)내에서 안정시키는 작용이 있다. 브러시(17)에서 급전선(14)이 뻗고 있다. 급전선 (14)은 회전전기의 외주부에 설치된 커넥터(15)까지 뻗고 커넥터(15)를 통해서 도시하지 않은 외부 전원에 연결되어 있다. 그리고, 브러시(17)를 통해서 얻어진 전력은, 정류자(2)를 통해서 권선(4)에 공급된다.

도 3은 본 실시의 형태의 브러시의 회전전기의 전기자 코어측에서 본 상면도이다. 도 4는 본 실시의 형태의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 전기자 코어측에서 본 회전전기의 회전축에 직각인 단면 방향의 요부단면도이다. 도 3에서 브러시(17)는 개략 직육면체 상을 이루고, 정류자(2)측의 제1 면은 정류자의 외주면에 따라 凹형으로 패여있다. 그리고 또 본 실시의 형태의 브러시(17)는 정류자(2)의 회전방향의 양 측면인 제2, 제3의 측면에서 정류자(2)와 반대측의 후단 측이 중앙부에 대해 끝이 가늘게 되도록 단면이 직선형인 테이퍼면(17a),(17a)이 형성되어 있다.

도 4에서, 정류자(2)는 회전축(1)에 관통되어 고정되고 대략 원통형 이루고 있다. 원통상의 외주부에는, 회전축에 평행인 방향으로 뻗는 전극(2a)이 전주에 걸쳐 설치되어 있다. 인접한 전극(2a)간에는, 회전축에 평행한 방향으로 뻗는 홈(2b)이 형성되어 있다. 브러시(7)는 브러시 홀더(8)내에 수납되어 있다. 브러시 홀더(8)의 상체(8a)는 브러시(17)를 정류자(2)방향으로 이동가능하게 가이드하고 있다. 브러시(17)와 상체(8a)와의 사이에는 소정의 미소한 극간이 형성되어 있고 브러시(17)는 상체(8a)내에 완만하게 수납되어 있다. 또 도 4에서 브러시(17)를 정류자(2)방향으로 압압하는 스프링은 생략되어 있다.

여기서, 도 4에 표시된 바와 같이 브러시 홀더(8)가 가령 정류자(2)의 회전방향에 대해 △t만큼 밀린 상태에서 조립된 경우를 상정한다. 브러시(17)는 도시하지 않은 스프링에 의해 정류자(2)방향으로 압압되어 있다.

본 실시의 형태의 브러시(17)는 정류자(2)와 반대측의 후단 측에 테이퍼면(17a),(17a)이 형성되어 있으므로, 정류자(2)측의 일면에 형성된 凹부가 정류자(2)의 외주면에 결합하려고 해 정류자(2)의 회전축(1)과 평행한 축 주위에 작은 각도로 회동한다. 이 때문에 정류자(2)측의 제1 면의 凹부는 정류자(2)에 밀착한다. 즉 한쪽 닿기가 방지된다.

이와 같이 본 실시의 형태의 회전전기에서는 브러시(17)는 브러시 홀더(8)내에 완만하게 수납되고, 정류자(2)의 회전축(1)과 평행인 축 주위에 작은 각도로 회동가능하게 정류자(2)의 회전방향의 제2, 제3의 양 측면이 정류자와 반대측의 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 있다.

이 때문에, 브러시(17)의 한쪽 닿기를 방지할 수 가 있고, 회전전기의 특성이나 악화와 소음, 진동 등의 불편함을 개선할 수도 있다.

실시의 형태 2.

도 5는 실시의 형태 2의 브러시의 회전전기의 전기자 코어측에서 본 상면도이다. 도 6은 실시의 형태 2의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 전기자 코어측에서 본 회전전기의 회전축에 직각인 단면 방향의 요부단면도이다. 도 5 및 도 6에서 본 실시의 형태의 브러시(27)는 정류자(2)의 회전방향의 양 측면인 제2, 제3의 측면에서 정류자(2)측의 선단 측과 정류자(2)와 반대측의 후단 측이 중앙부에 대해 각각 끝이 가늘게 되도록 단면 직선상의 테이퍼면 (27a),(27a) 및 (27b),(27b)이 각각 형성되어 있다. 이 때문에 브러시(27)는 더욱더 회동하기 쉬워지고, 정류자(2)측의 제1 면의 凹부는 더욱 밀착하기 쉬워지므로, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불편을 더욱 개선할 수 있다.

또, 단면 직선상의 테이퍼면(27a),(27a) 및 (27b),(27b)은 형틀에 의해 형성되어도 절삭 등의 추가적인 가공에 의해 형성되도 좋으나, 정류자(2)측의 凹부의 양단에 형성되는 凸부는 정류자(2)의 회전 시에 전극(2a)간의 홈(2b)에 걸리지 않도록 매끄러운 형상이 될 필요가 있다.

실시의 형태 3.

도 7은 실시의 형태 3의 브러시의 회전전기의 전기자 코어측에서 본 상면도이다. 도 8은 실시의 형태 3의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 전기자 코어측에서 본 회전전기의 회전축에 직각인 단면 방향의 요부단면도이다. 도 7 및 도 8에서 본 실시의 형태의 브러시(37)는 정류자(2)의 회전방향의 양 측면인 제2, 제3의 측면에서, 정류자(2)측의 선단 측과 정류자(2)와 반대측의 후단 측이 중앙부에 대해 각각 끝이 가늘게 되도록 단면 원호상의 테이퍼면(37a),(37a) 및 (37a),(37a)이 각각 형성되어 있다. 이 때문에 브러시(37)는 더욱더 회동하기 쉽고 정류자(2)측의 제1 면의 凹부는 더욱 밀착하기 쉬워지므로 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리한 것을 개선할 수가 있다.

또 단면 원호상의 테이퍼면(37a),(37a) 및 (37b),(37b)은 형에 의해 형성되어도 절삭 등의 추가적인 가공에 의해 형성되어도 되나, 정류자(2)측의 凹부의 양단에 형성되는 凸부는 정류자(2)의 회전 시에 전극(2a)간의 홈(2b)에 걸리지 않도록 매끄러운 형상으로 될 필요가 있다.

실시의 형태 4.

도 9는 실시의 형태 4의 브러시의 형상을 표시하는 설명도이다. 도 10은 실시의 형태 4의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 전기자 코어측에서 본 회전전기의 회전축에 직각인 단면 방향의 요부단면도이다.

도 9 및 도 10에서 본 실시의 형태의 브러시(47)는 정류자(2)의 회전방향의 폭이 전체적으로 작게 형성되어 있다.

그리고 정류자(2)의 회전방향의 양 측면인 제2, 제3의 측면에서 반구상의 돌기(47a),(47a)가 설치되어 있다.

이 때문에 브러시(47)는 상체(8a)내에서 돌기(47a)를 지지점으로 해서 회동한다. 이 때문에 브러시(47)의 凹부는 정류자(2)에 더욱 밀착하기 쉬워지고 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리를 더욱 개선할 수가 있다.

실시의 형태 5.

도 11은 실시의 형태 5의 브러시의 측면도이다. 도 12는 실시의 형태 5의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 회전전기의 회전축에 평행인 요부단면도이다.

도 11에서 브러시(57)는 정류자(2)측의 제1 면은 회전전기의 회전축 방향에서 선단부와 후단부만이 접촉하도록 중앙부가 크게 패인 원호형을 이루고 있다.

그리고 본 실시의 형태의 브러시(57)는 정류자(2)의 축방향의 양 측면인 제 4, 제 5의 측면에서, 정류자(2)와 반대측의 후단 측이 중앙부에 대해 끝이 좁혀지게 되도록 단면 직선상의 테이퍼면(57a),(57a)이 형성되어 있다.

도 12에서 정류자(2)는 회전축(1)에 관통되어 고정되어 개략 원통형을 이루고 있다. 원통상의 외주부에는 회전축에 평행인 방향으로 뻗는 전극(2a)이 전주에 걸쳐 설치되어 있다. 인접한 전극(2a)간에는 회전축에 평행인 방향으로 뻗는 홈(2b)이 형성되어 있다. 브러시(57)는 브러시 홀더(8)내에 수납되어 있다. 브러시 홀더(8)의 상체(8a)는 브러시(57)를 정류자(2)방향으로 이동가능하게 가이드하고 있다. 브러시(57)와 상체(8a)사이에는 소정의 미소한 극간이 형성되어 있고, 브러시(57)는 상체(8a)내에 완만하게 수납되어 있다. 또 도 12에서 브러시 (57)를 정류자(2)방향으로 압압하는 스프링은 생략되고 있다.

여기서 도 12에 표시된 바와 같이, 브러시 홀더(8)가 예들 들어 정류자 (2)의 회전방향에 대해 소정의 각도만큼 밀려진 상태에서 조립된 경우를 상정한다. 브러시(57)는 도시하지 않은 스프링에 의해 정류자(2)방향으로 압압되고 있다. 본 실시의 형태의 브러시(57)는 정류자(2)와 반대측의 후단 측에 테이퍼면 (57a),(57a)이 형성되어 있으므로, 축방향의 선단부와 후단부 모두 정류자(2)에 접촉하려고 해서 정류자(2)의 회전축(1)을 포함하는 면에 대해 직교한 축 주위에 작은 각도로 회전한다. 이 때문에 정류자(2)측의 제1 면의 선단부와 후단부는 양쪽 모두 정류자(2)에 밀착한다. 즉 한쪽만 닿는 일이 없어진다.

이와 같은 본 실시의 형태의 회전전기에서는 브러시(57)는 정류자(2)의 회전축(2)을 포함하는 면에 대해 직교하는 축 주위에 작은 각도로 가동가능하게 정류자(2)의 축방향의 제4, 제5의 양 측면이 정류자(2)와 반대측의 후단 측에서 중앙부 보다 폭이 좁게되어 있다. 이 때문에 브러시(57)의 한쪽만 닿는 것을 방지할 수 있고, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리를 개선할 수가 있다.

실시의 형태 6.

도 13은 실시의 형태 6의 브러시의 측면도이다. 도 14는 실시의 형태 6의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 회전전기의 회전축에 평행인 요부단면도이다. 도 13 및 도 14에서 본 실시의 형태의 브러시(67)는 정류자(2)의 축방향의 양 측면인 제4, 제5의 측면에서 정류자(2)측의 선단 측과 정류자(2)와 반대측의 후단 측이 중앙부에 대해 각각 끝이 가늘게 되게 단면 직선상의 테이퍼면(67a),(67a) 및 (67b)(67b)이 형성되어 있다. 이 때문에 브러시(67)는 더욱 회동하기 쉽고, 정류자(2)측의 제1 면의 선단부와 후단부는 더욱 밀착하기 쉬워지고, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리한 점을 더욱 개선할 수가 있다.

실시의 형태 7.

도 15는 실시의 형태 7의 브러시의 측면도이다. 도 16은 실시의 형태 7의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 회전전기의 회전축에 평행한 요부단면도이다.

도 15 및 도 16에서 본 실시의 형태의 브러시(77)는 정류자(2)의 축방향의 양 측면인 제4, 제5의 측면에서 정류자(2)측의 선단 측과 정류자(2)와 반대측의 후단 측이 중앙부에 대해 각각 끝이 가늘게 되도록 단면 원호상의 테이퍼면(77a),(77a) 및 (77b),(77b)이 형성되어 있다. 이 때문에 브러시(77)는 더욱 회동하기 쉬워지고, 정류자(2)측의 제1 면의 선단부와 후단부는 더욱 밀착하기 쉬워지고 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리를 더욱 개선할 수가 있다.

실시의 형태 8.

도 17은 실시의 형태 8의 브러시의 측면도이다.

도 18은 실시의 형태 8의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 회전전기의 회전축에 평행인 요부단면도이다. 도 17 및 도 18에서 본 실시의 형태의 브러시(87)는 정류자(2)의 축방향의 폭이 전체적으로 작게 형성되어 있다. 그리고 정류자(2)의 축방향의 양 측면인 제4, 제5의 측면에서 반구상의 돌기(87a),(87a)가 설치되어 있다. 이 때문에 브러시(87)는 상체(8a)내에서 돌기 (87a)를 지지점으로 해서 회동한다.

브러시(87)는 더욱더 회동하기 쉬워지고 정류자(2)측의 제1 면의 선단부와 후단부는 더욱 밀착하기 쉬워지고 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리한 것을 또 다시 개선할 수가 있다.

실시의 형태 9.

도 19는 실시의 형태 9의 브러시의 정면도이다. 도 20은 실시의 형태 9의 브러시가 회전전기의 회전축에 평행한 방향으로 교정되는 모습을 표시하는 요부단면도이다. 도 19에서 본 실시의 형태의 브러시(97)는 정류자(2)의 회전방향의 양 측면인 제2, 제3의 측면에서 정류자(2)의 축방향의 급전선(14)이 설치되어 있지 않은 후단 측에서 중앙부에 대해 끝이 가늘게 되도록 단면 직선상의 테이퍼면 (97a),(97a)이 형성되어 있다.

또, 단면 직선상의 테이퍼면(97a),(97a) 및 (97b),(97b)은 형에 따라 형성되어도 절삭 등의 추가적인 가공에 의해 형성되어도 되나 정류자(2)측의 凹부의 양단에 형성되는 凸부는 정류자(2)의 회전 시에 전극(2a)간의 홈(2b)에 걸리지 않도록 매끄러운 형상이 될 필요가 있다.

도 20에서, 정류자(2)는 회전축(1)에 관통되어 고정되어 개략 원통형상을 이루고 있다. 브러시(97)는 브러시 홀더(8)내에 수납되어 있다. 브러시 홀더 (8)의 상체(8a)는 브러시(97)를 정류자(2)방향(즉 도20의 지면에 수직인 방향)으로 이동가능하게 가이드하고 있다. 브러시(97)와 상체(8a)와의 사이에는, 소정의 미소한 극간이 형성되어 있고 브러시(97)는 상체(8a)내로 완만하게 수납되어 있다.

여기서 도 20에 표시한 바와 같이 브러시 홀더가 가령 회전전기의 회전축에 대해 △t도 만큼 경사진 상태로 부착된 경우를 상정한다. 브러시(97)는 도시하지 않은 스프링에 의해 정류자(2)방향으로 압압되어 있다. 본 실시의 형태의 브러시(97)는 정류자(2)의 축방향의 급전선(14)이 설치되어 있지 않은 후단 측에 단면 직선상의 테이퍼면(97a),(97a)이 형성되어 있으므로, 정류자(2)의 회전축 (2)과 직교하는 축 주위에 작은 각도로 회동한다. 이 때문에 브러시 홀더(8)가 가령 회전전기의 회전축에 대해 △t도 만큼 경사진 상태라도 브러시(97)는 회전전기의 회전축에 대해 평행하게 되고, 섭동면이 정상상태에서 접촉한다.

이와 같이 본 실시의 형태의 회전전기에서는 브러시(97)는 정류자(2)의 회전축과 직교하는 축 주위에 작은 각도로 회동하도록 정류자(2)의 회전방향의 제2, 제3의 양 측면이 정류자(2)축방향의 적어도 급전선(14)이 설치되어 있지 않은 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 있다. 이 때문에 브러시(57)의 한쪽 닿기를 방지할 수가 있고, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리를 개선할 수가 있다.

실시의 형태 10.

도 21은 실시의 형태 10의 브러시의 정면도이다. 도 22는 실시의 형태 10의 브러시가 회전전기의 회전축에 평행인 방향으로 교정되는 모습을 표시하는 요부단면도이다.

도 21 및 도 22에서 본 실시의 형태의 브러시(107)는 정류자(2)의 회전방향의 양 측면인 제2, 제3의 측면에서 정류자(2)의 축방향의 급전선(14)이 설치되어 있는 선단 측과 급전선(14)이 설치되어 있지 않은 후단 측에서 중앙부에 대해 각각 끝이 가늘게 되도록 단면 직선상의 테이퍼면(107a),(107a) 및 (107b), (107b)이 형성되어 있다. 이 때문에 브러시(107)는 더욱 회동하기 쉬워지고, 브러시(107)의 한쪽 닿기를 방지할 수 있고, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리를 개선할 수가 있다.

또 단면 직선상의 테이퍼면(107a),(107a) 및 (107b),(107b)은 형에 따라 형성되어도 절삭 등의 추가적인 가공에 의해 형성되어도 좋으나 정류자(2)측의 凹부의 양단에 형성되는 凹부는, 정류자(2)의 회전 시에 전극(2a)간의 홈(2b)에 걸리지 않도록 매끄러운 형상이 될 필요가 있다.

실시의 형태 11.

도 23은 실시의 형태 11의 브러시의 정면도이다. 도 24는 실시의 형태 11의 브러시가 회전전기의 회전축에 평행한 방향으로 교정되는 모습을 표시하는 요부단면도이다.

도 23 및 도 24에서 본 실시의 형태의 브러시(117)는 정류자(2)의 회전방향의 양 측면인 제2, 제4의 측면에서 정류자(2)의 축방향의 급전선(14)이 설치되어 있는 선단 측의 급전선(14)이 설정되어 있지 않은 후단 측에서 중앙부에 대해 각각 끝이 가늘게 되도록 단면 원호상의 테이퍼면((117a),(117a) 및 (117b), (107b)이 형성되어 있다.

이 때문에, 브러시(117)는 더욱 회동하기 쉬워지고, 브러시(117)의 한쪽 닿기를 방지할 수가 있고, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불힙리한 점을 개선할 수가 있다.

또, 단면 원호상의 테이퍼면(117a),(117a) 및 (117b),(117b)은 형에 따라 형성되어도 절삭 등의 추가적인 가공에 의해 형성되어도 되나, 정류자(2)측의 凸부의 양단에 형성되는 凸부는 정류자(2)의 회전 시에 전극(2a)간의 홈(2b)에 걸리지 않도록 매끄러운 형상이 될 필요가 있다.

실시의 형태 12.

도 25는 실시의 형태 12의 브러시의 정면도이다. 도 26은 실시의 형태 12인 브러시가 회전전기의 회전축에 평행한 방향으로 교정되는 모습을 표시하는 요부단면도이다.

도 25 및 도 26에서 본 실시의 형태의 브러시(127)는 정류자(2)의 회전방향의 폭이 전체적으로 작게 형성되어 있다. 그리고 정류자(2)의 회전방향의 양 측면인 제2, 제3의 측면에서 반구상의 돌기(127a),(127z)가 설치되어 있다. 이 때문에 브러시(127)는 상체(8a)내에서 돌기(127a)를 지점으로 해서 회동한다. 이 때문에 브러시(127)의 한쪽 닿기를 방지할 수가 있고, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리를 개선할 수가 있다.

또 상술한 실시의 형태 1 ~ 4, 5 ~ 8, 9 ~ 12의 그룹으로 각각 설명되어 있는 테이퍼면 및 동기는 임으로 조합되어 형성되어도 된다. 이런 구성에 의해 브러시 홀더(8)가 어느 방향으로 경사지게 부착되었다 해도 브러시는 이 경사를 흡수해서 정상적인 방향으로 향할 수 있게 된다.

본 발명에 관한 회전전기는 회전축, 회전축에 축방향으로 관통해서 설치되어 정류자, 회전축에 고정된 전기자 코어 및 전기자 코어에 권장된 권선을 갖는 회전자와 회전자를 수납하는 요크, 요크에 고정되는 마그넷, 정류자와 접촉하는 개략 직육면체 형상의 브러시 정류자와 극간을 가지고 하우징에 고정되고 브러시를 수납하고 브러시를 정류자 방향으로 가이드하는 브러시 홀더, 브러시 홀더와 브러시 사이에 압축되게 설치되고 브러시를 정류자 방향으로 압압하는 탄성부재를 갖는 고정자를 구비한 회전전기로 브러시의 정류자에 접촉하는 제1 면이 정류자의 외주면에 올바르게 접촉하도록 브러시는 브러시 홀더 내에서 정류자의 회전축과 평행한 축회전, 정류자의 회전축을 포함하는 면에 대해 직교하는 축회전, 또는 정류자의 유도가능(소정의 유격을 갖고 움직일 수 있도록)하게 수납되어 있으므로 브러시 홀더가 어느 방향으로 경사해서 부착되었다 하더라고, 브러시는 이 경사를 흡수해서 정상적인 방향으로 향할 수가 있고, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리한 점이 개선된다.

또, 브러시는 정류자의 회전축과 평행인 축 주위에 소정의 각도로 회동가능하도록 정류자의 회전방향의 제2, 제3의 양 측면이 적어도 정류자와 반대측의 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 있으므로 브러시는 브러시 홀더 내에서 회동하기가 쉬워지고, 브러시의 한쪽 닿기를 방지할 수가 있고, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리한 곳을 개선할 수가 있다.

또 브러시는 정류자의 회전축을 포함하는 면에 대해 직교하는 축회전에 소정의 각도로 회동가능하게 정류자의 축방향의 제4, 제5의 양 측면이 적어도 정류자와 반대측의 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 있으므로 브러시는 브러시 홀더 내에서 회동하기 쉽게 되고, 브러시의 한쪽 닿기를 방지할 수가 있고, 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리를 개선할 수가 있다.

또 브러시는 정류자의 회전축과 직교하는 축 주위에 소정의 각도로 회동하도록 정류자 회전방향의 제2, 제3의 양 측면이 정류자 축방향의 적어도 급전선이 설치되어 있지 않은 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 있으므로 브러시는 브러시 홀더 내에서 회동하기 쉬워지고 브러시의 한쪽 닿기를 방지할 수가 있어 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리를 개선할 수가 있다.

또, 브러시는 정류자의 회전축과 평행인 축회전에 소정의 각도로 회동가능하게 정류자의 회전방향의 제2, 제3의 양 측면이 적어도 정류자와 반대측의 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되고, 정류자의 회전축을 포함하는 면에 대해 직교하는 축 주위에 소정의 각도로 회동가능하도록 정류자의 축방향의 제4, 제5의 양 측면이 적어도 정류자와 반대측의 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁혀지고 정류자의 회전축과 직교하는 축 주위에 소정의 각도로 회동하도록 정류자 회전방향의 제2, 제3의 양 측면이 정류자 축방향의 적어도 급전선이 설치되어 있지 않은 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게되어 있으므로 브러시는 브러시 홀더 내에서 더욱더 회동하기 쉬워지고 또 브러시의 한쪽 닿기를 방지할 수 있고 또 회전전기의 특성의 악화나 소음, 진동 등의 불합리를 개선할 수 있다.

또, 정류자의 외주부에는 회전축에 평행한 방향으로 뻗는 전극이 전체 둘레에 걸쳐 설치되고, 인접한 전극간에는 회전축에 평행한 방향으로 뻗는 홈이 형성되어 있고 브러시의 제1 면이 양단에 형성되는 凹부가 정류자의 홈에 결합하는 일이 없도록 브러시의 제1 면의 양단에 형성되는 凹부와, 브러시의 제1 면 이외에 설치된 테이퍼면 및 원호상의 면이 원활하게 연결되어 있으므로, 정류자와 브러시와의 섭동이 원활해지고 소음, 진동 등의 불합리가 더욱 더 개선된다.

도 1은 본 발명의 회전전기의 실시의 형태 1을 표시하는 단면도.

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 화살표방향 단면도.

도 3은 실시의 형태 1의 브러시의 회전전기의 전기자 코어측에서 본 상면도.

도 4는 실시의 형태 1의 브러시와 정류자가 접촉하는 모양을 표시하는 전기자 코어측에서 본 회전전기의 회전축에 직각인 단면 방향의 요부단면도.

도 5는 실시의 형태 2의 브러시의 회전전기의 전기자 코어측에서 본 상면도.

도 6은 실시의 형태 2의 브러시와 정류자가 접촉하는 모양을 표시하는 전기자 코어측에서 본 회전전기의 회전축에 직각인 단면 방향의 요부단면도.

도 7은 실시의 형태 3의 브러시의 회전전기의 전기자 코어측에서 본 상면도.

도 8은 실시의 형태 3의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 전기자 코어측에서 본 회전전기의 회전축에 직각인 단면 방향의 요부단면도.

도 9는 실시의 형태 4의 브러시의 형상을 표시하는 설명도.

도 10은 실시의 형태 4의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 전기자 코어측에서 본 회전전기의 회전축에 직각인 단면 방향의 요부단면도.

도 11은 실시의 형태 5의 브러시의 측면도.

도 12는 실시의 형태 5의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 회전전기의 회전축에 평행한 요부단면도.

도 13은 실시의 형태 6의 브러시의 측면도.

도 14는 실시의 형태 6의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 회전전기의 회전축에 평행인 요부단면도.

도 15는 실시의 형태 7의 브러시의 측면도.

도 16은 실시의 형태 7의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 회전전기의 회전축에 평행인 요부단면도.

도 17은 실시의 형태 8의 브러시의 측면도.

도 18은 실시의 형태 8의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 회전전기의 회전축에 평행한 요부단면도.

도 19는 실시의 형태 9의 브러시의 정면도.

도 20은 실시의 형태 9의 브러시가 회전전기의 회전축에 평행인 방향으로 교정되는 모습을 표시하는 요부단면도.

도 21은 실시의 형태 10의 브러시의 정면도.

도 22는 실시의 형태 10의 브러시의 회전전기의 회전축에 평행인 방향으로 교정되는 모습을 표시하는 요부단면도.

도 23은 실시의 형태 11의 브러시의 정면도.

도 24는 실시의 형태 11의 브러시가 회전전기의 회전축에 평행인 방향으로 교정되는 모습을 표시하는 요부단면도.

도 25는 실시의 형태 12의 브러시의 정면도.

도 26은 실시의 형태 12의 브러시가 회전전기의 회전축에 평행인 방향으로 교정되는 모습을 표시하는 요부단면도.

도 27은 종래의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 전기자 코어측에서 본 회전전기의 회전축에 직각인 단면 방향의 요부단면도.

도 28은 도 27의 브러시와 정류자가 접촉하는 부분의 확대도.

도 29는 종래의 브러시와 정류자가 접촉하는 모습을 표시하는 회전전기의 회전축에 평행인 요부단면도.

도 30은 도 29의 브러시와 정류자가 접촉하는 부분의 확대도.

도 31은 종래의 브러시 홀더가 회전전기의 회전축에 대해 △t도 만큼 경사진 상태로 조립된 경우를 표시하는 브러시의 섭동방향에서 본 요부단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 회전축, 2 : 정류자,

3 : 전기자 코어, 4 : 권선,

5 : 요크, 6 : 마그넷,

8 : 브러시 홀더, 9 : 스프링(탄성부재),

10 : 회전자, 11 : 하우징,

12,13 : 베어링, 14 : 급전선 ,

15 : 커넥터,

17,27,37,47,57,67,77,87,97,107,117,127 : 브러시, 20 : 고정자.

Claims

회전축, 상기 회전축에 축방향으로 관통해서 설치된 정류자, 상기 회전축에 고정된 전기자 코어, 및 상기 전기자 코어에 권장된 권선을 갖는 회전자와,

상기 회전자를 수납하는 요크, 상기 요크에 고정되는 마그넷, 상기 정류자와 접촉하는 대략 직육면체 형상의 브러시, 상기 정류자와 극간을 가지고 상기 하우징에 고정되고 상기 브러시를 수납하고 상기 브러시를 상기 정류자 방향으로 가이드하는 브러시 홀더, 상기 브러시 홀더와 상기 브러시 사이에 압축되게 설치되어 상기 브러시를 상기 정류자 방향으로 가압하는 탄성부재를 갖는 고정자

를 포함하는 회전전기로서,

상기 정류자에 접촉하는 상기 브러시의 제1 면이 상기 정류자의 외주면에 접촉하도록, 상기 브러시는 상기 브러시 홀더 내에서 상기 정류자의 회전축과 평행한 축 주위로 유동가능하게 수납되어 있는 것

을 특징으로 하는 회전전기.
제1항에 있어서,

상기 브러시는 상기 정류자의 회전축과 평행인 축 주위에 소정의 각도로 회동가능하게 상기 정류자의 회전방향의 제2, 제3의 양 측면이 적어도 상기 정류자와 반대측의 후단 측에서 중앙부보다도 폭이 좁게 되어 있는 것을 특징으로 하는 회전전기.
제1항에 있어서,

상기 브러시는 상기 정류자의 회전축과 평행한 축 주위에 소정의 각도로 회동가능하도록, 상기 정류자의 회전방향의 제2, 제3의 양측면에 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전전기.