KR20060042879A - 전기모터용 정류자 하우징 및 상기 정류자 하우징에정류자를 장착하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정류자를 수용하도록 설계되고 적어도 2개의 일체로 된 정지장치(13)를 포함하는 지지체(11)를 구비하는 전기모터용 정류자 하우징(10)에 관한 것이다. 스프링 부품(18)은 브러쉬(15)를 정류자를 향하여 접촉위치로 밀어붙이고, 정지장치(13)는 브러쉬(15)가 각각의 접촉위치로부터 떨어져 있는 장착위치에 각각 스프링 부품(18)을 붙잡아 두도록 설계되어 있다.

정류자 하우징, 전기모터, 브러쉬

Description

전기모터용 정류자 하우징 및 상기 정류자 하우징에 정류자를 장착하는 방법{Commutator Housing For An Electric Motor And A Method For Mounting The Commutator In Said Housing}

도 1a는 장착위치에 브러쉬를 갖는 종래기술에 따른 정류자 하우징의 도면이다;

도 1b는 접촉위치에 브러쉬를 갖는 종래기술에 따른 정류자 하우징의 도면이다;

도 2는 장착위치에 한 브러쉬와 접촉위치에 한 브러쉬를 갖는 본 발명에 따른 정류자 하우징의 도면이다; 그리고

도 3은 본 발명에 따른 하우징상의 장착위치에 보유된 브러쉬의 상세 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1,11: 지지체 2,12: 개구(opening)

5,15: 브러쉬 6: 구리끈

8: 케이싱(casing) 9: 스프링 부품

10: 하우징(housing) 13: 정지장치, 스터드(stud)

14: 컷아웃(cut-out) 16: 돌출부

17:베어링 존(bearing zone) 18: 스프링 부품, 세그먼트

본 발명은 전기모터용 정류자 하우징 및 이러한 하우징에 정류자를 장착하는 방법에 관한 것이다.

보다 상세하게, 본 발명은 예를 들어 윈도우 조절기(window regulator), 선루프(sunroof) 또는 좌석 동작 모터(seat operation motor)와 같은 모터차량 설비를 구동하기 위해 설계된 전기모터에 적용된다.

특허문헌 FR 2,814,868은 정류자를 포함하는 이와 같은 전기모터를 개시하고 있다.

정류자는 대개 링 외주에 일련의 도전성 세그먼트를 갖는 링을 구비하고, 상기 정류자 링은 로터 샤프트(rotor shaft)에 고정 장착되도록 설계된다.

전기모터는 일반적으로 스테이터(stator) 프레임과 상기 스테이터에 회전가능하게 장착된 로터를 구비한다. 모터는 또한 로터 샤프트와 일체를 이루는 와인딩(winding)을 구비하며, 각각의 와인딩은 2개의 정반대로 마주보는 정류자의 세그먼트에 전기적으로 연결된다.

정류자는 일반적으로 스테이터와 일체를 이루는 정류자 하우징에 장착된다. 이러한 하우징은, 정류자를 수용하고 로터 샤프트가 하우징 지지체를 지나도록 설계된 중심개구를 갖는 지지체를 구비한다. 지지체는 절연재료, 예를 들어, 플라스 틱으로 제조된다.

정류자 하우징은 또한 정류자에 대해 정반대로 마주보고 로터 샤프트에 연결된 정류자의 회전시에 세그먼트와 접촉하도록 설계된 적어도 한 쌍의 브러쉬를 구비한다.

모터, 특히 정류자가 정류자 하우징에 장착될 때, 브러쉬는 정류자 세그먼트들과의 접촉점으로부터 떨어져 유지되어야만 한다. 그런 후, 장착이 완료되면, 브러쉬는 정류자 세그먼트들과 접촉되어야만 한다. 브러쉬와 정류자 세그먼트들 사이의 기계적 접촉은, 상기 세그먼트들에 연결된 와인딩과의 만족스러운 전기적 접촉을 보장하도록 정확하게 지켜져야만 한다.

따라서, 정류자 하우징의 브러쉬들은 정류자의 위치를 지정하는 동안 제 1 장착위치에 유지되어야만 하고, 그런 후 상기 브러쉬들은 정류자 세그먼트들로의 전기공급 기능을 보장하기 위해 제 2 접촉점에 유지되어야만 한다.

예를 들어, 본 출원인에 의해 상품화된 모터상에 설치되고 참조번호 420143으로 열거되어 있는, 브러쉬 고정용 장치를 포함하는 정류자 하우징이 공지되어 있다. 이러한 종래기술의 하우징은 장착위치와 접촉위치에서의 브러쉬를 각각 도시하고 있는 도 1a 및 도 1b에 개략적으로 예시되어 있다.

하우징은 브러쉬(5)를 수용하는 2개의 케이싱(casing)(8)이 배열되어 있는 플라스틱 지지체(1)를 포함한다. 각각의 브러쉬는 구리끈(copper braid)(6)으로 형성된 전기 연결부(electrical connection)(단일 연결로 도시됨)를 포함한다. 도시된 하우징은 정류자를 포함하지 않고 정류자 링(commutator ring)과 로터 관통 샤 프트(rotor through-shaft)를 수용하도록 설계된 중심개구(2)를 갖는다.

도 1a의 장착위치에서, 브러쉬(5)는 정류자를 수용하도록 설계된 개구(2)에 대하여 대향측상의 케이싱(8)의 후미부로 후퇴된다. 스프링(9)은 각각의 브러쉬(5)를 후퇴된 장착위치에 잡아둔다.

도 1b의 접촉위치에서, 브러쉬(5)는 케이싱(8)내에 수용되고 스프링(9)은 정류자를 향해 브러쉬를 밀도록 브러쉬 뒤에서 힘을 가한다.

따라서, 스프링(9)은 브러쉬(5)를 장착위치에서, 그리고 그 후에는 접촉위치에서 잡아두는 이중기능을 한다. 그러나, 이 스프링(9)은 하우징의 지지체(1)와는 별개의 부분을 구성한다. 따라서, 별개로 제조되고, 그런 후 하우징 상에 장착되어야만 한다. 더욱이, 스프링(9)의 베어링 포인트(bearing point)는 브러쉬를 장착위치에 그리고 그 후에는 접촉위치에 위치시키도록 브러쉬(5)의 상단에 또는 배면에 수동으로 위치되어져야만 한다.

또한, 브러쉬(5)의 전기연결도 또한 구리끈(6)에 의해 형성된 추가 부품에 의해 보장된다.

정류자 하우징의 만족스러운 동작에 필요한 많은 부분들은 비용을 증가시키고 생산을 복잡하게 한다. 또한, 장착위치에서 접촉위치로 브러쉬의 이동은 조작자의 육체적 개입을 필요로 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 브러쉬가 간단하고 효율적인 자동방식으로 장착위치에서 접촉위치로 이동되게 하는 단순화된 정류자 하우징을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 정류자를 수용하도록 설계되고 적어도 2개의 일체로 된 정지장치를 포함하는 지지체; 및 스프링 부품상에 각각 정착된 적어도 2개의 브러쉬를 구비하고, 상기 스프링 부품은 브러쉬를 정류자를 향하여 접촉위치로 밀어붙이고, 상기 정지장치는, 브러쉬들이 각각의 접촉위치로부터 떨어져 있는 장착위치에, 각각 스프링 부품들을 붙잡아두도록 설계되어 있는 전기모터용 정류자 하우징을 제공한다.

본 발명의 전기모터용 정류자 하우징에 따르면, 상기 적어도 하나의 스프링 부품은 가요성 세그먼트인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전기모터용 정류자 하우징에 따르면, 상기 적어도 하나의 스프링 부품은 전기 도전성인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전기모터용 정류자 하우징에 따르면, 상기 하우징이 상기 도전성 스프링 부품이 연결되는 인쇄회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전기모터용 정류자 하우징에 따르면, 상기 스프링 부품은 상기 스프링 부품이 정착되어지는 브러쉬에 전기를 공급하도록 설계되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전기모터용 정류자 하우징에 따르면, 상기 지지체는 각각의 정지장치에 근접한 베어링 존(bearing zone)을 가지고 있어 상기 지지체의 국소적인 변형에 의해 각각의 스프링 부품을 해제시키게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전기모터용 정류자 하우징에 따르면, 상기 지지체는 정지장치가 배열되는 적어도 하나의 컷아웃(cut-out)을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 정류자 하우징에 정류자를 장착하는 방법으로서, 본 발명에 따른 정류자 하우징을 제공하는 단계; 상기 하우징의 지지체상에 정류자를 장착하는 단계; 및 상기 정류자에 대하여 브러쉬를 밀어붙이도록 상기 하우징의 스프링 부품을 해제시키는 단계를 포함하는 정류자 하우징에 정류자를 장착하는 방법을 제공한다.

본 발명의 정류자 하우징에 정류자를 장착하는 방법에 따르면, 상기 스프링 부품의 해제는 지지체의 국소적인 변형에 의해 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정류자 하우징에 정류자를 장착하는 방법에 따르면, 상기 스프링 부품의 해제는 자동방식으로 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은, 예로서만 주어지고 첨부도면을 참조하는, 본 발명의 실시예에 대한 상세한 설명을 읽는다면 명백해지게 된다.

본 발명에 따른 정류자 하우징은 정류자를 수용하도록 설계된 지지체와, 스프링 부품에 각각 고정된 적어도 2개의 브러쉬를 구비한다. 상기 하우징은 또한 상기 지지체와 일체로 된 정지장치를 포함한다.

스프링 부품은 브러쉬를 정류자를 향하여 접촉위치로 밀어넣도록 설계되어 있고, 정지장치는 브러쉬가 접촉위치로부터 떨어져 있는 장착위치에 각각 스프링 부품들을 붙잡아두도록 설계되어 있다.

지지체상의 정지장치는 추가 부분들로 구성된 것이 아니라 지지체에 일체로 되어 있다. 정지장치들은 본 발명에 따른 하우징의 지지체와 일체로 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 하우징의 지지체의 설계 및 제조가 단순해진다.

스프링 부품들은 브러쉬들과 일체로 되고, 브러쉬들을 접촉위치로 밀어붙인다. 따라서, 접촉위치에 브러쉬를 위치시키기 위해 스프링 부품들의 베어링 포인트(bearing point)를 변경시킬 필요가 없다; 스프링 부품들을 정지장치의 홀딩(holding)으로부터 해제시키는 것으로 충분하다. 이 동작은 자동적으로 실행될 수 있어, 모터에서 본 발명에 따른 하우징의 장착을 간단히 한다.

본 발명에 따른 정류자 하우징의 부품들이 도 2를 참조로 설명된다.

하우징(10)은 정류자 링과 로터 관통 샤프트를 수용하도록 설계된 중심 개구(12)를 갖는 지지체를 구비한다. 하우징(10)은 또한 브러쉬(15)를 구비한다. 2개의 브러쉬들이 도시되어 있으나 3개 또는 4개 이상의 브러쉬가 갖추어진 정류자 하우징들도 있다.

본 발명에 따르면, 지지체(11)는 일체로 된 정지장치(13)를 포함한다. 지지체는, 예를 들어, 소정의 가요성을 갖는 플라스틱 또는 임의의 다른 절연재료로 제조될 수 있다. 바람직하기로, 지지체는 성형된 플라스틱으로 제조되고, 정지장치는 상기 지지체와 함께 직접 성형된다.

본 발명에 따르면, 하우징은 또한 브러쉬(15)가 각각 정착되어 있는 스프링 부품(18)을 구비한다. 예시된 실시예에서, 이들 스프링 부품(18)은 정류자와 접촉하도록 되어있는 면의 대향 면상에서 브러쉬에 접합되거나 용접된 가요성 세그먼트들이다.

각각의 가요성 세그먼트(18)는 지지체(11)에 고정된 단부에지와 상기 지지체(11)상의 정지장치(13)에 대항하여 위치될 수 있는 자유단부 에지(free end edge)를 갖는다. 지지체상에서 세그먼트(18)의 고정점은, 응력(stress)을 받지 않을 때, 세그먼트(18)가 브러쉬(15)(도2의 오른쪽 브러쉬)를 접촉위치에 위치시키도록 정해진다.

그러나, 세그먼트(18)는 휘어질 수 있어, 브러쉬(도2의 왼쪽 브러쉬)를 접촉위치로부터 이격시켜 두기 위해, 즉, 장착위치에서 두기 위해 지지체(11)상의 정지장치(13)에 그 자유단부가 접할 수 있다.

지지체(11)는 국소적인 변형에 의해 세그먼트(18)의 자유단부가 정지장치(13)로부터 해제되도록 하는 소정의 가요성을 갖는다. 그런 후, 세그먼트(18)는 브러쉬(15)를 정류자와의 접촉위치로 민다.

도 3은 장착위치에 브러쉬가 있는 본 발명의 실시예의 상세 개략도를 도시한 것이다.

정지장치(13)는 지지체(11)에서 컷아웃(14)상에 배열된 스터드(stud)에 의해 형성된다. 브러쉬(15)가 정착된 세그먼트(18)가 스터드(13)에 접한다. 컷아웃(14)과 스터드(13)는 적절한 주형을 사용하여 플라스틱 지지체(11)와 함께 주조되었다.

컷아웃(14)의 휨으로 스터드(13)가 충분히 낮아지게되어 세그먼트(18)의 단부를 해제하도록 하며, 그런 후 브러쉬를 정류자와의 접촉위치로 밀게 한다. 또 다른 돌출부(16)는 컷아웃의 휨을 위한 베어링 존(bearing zone)(17)을 정의하도록 컷아웃(14)상에 제공될 수 있다. 이러한 다른 돌출부(16)는, 도 3에서 도시된 바와 같은, 또 다른 작은 스터드일 수 있거나, 예를 들어, 텅(tongue) 또는 립(rib)과 같은 임의의 다른 적절한 형태를 취할 수 있다.

또한, 세그먼트(18)는 전기 도전성으로, 예를 들어, 구리판으로 제조될 수 있다. 그러면, 이들 세그먼트(18)는, 브러쉬가 정류자와 접촉하게 하는 기능과 브러쉬에 전기를 공급하는 기능을 결합함으로써 본 발명에 따른 정류자 하우징을 더 단순화시키기 위해, 전기 연결부(connection)로서 사용될 수 있다. 이 경우, 세그먼트는 재료 접착제 또는 도전성 접착제로써 브러쉬에 용접되거나 접착된다.

정류자 하우징(10)은 또한, 예를 들어, 간섭 필터를 형성하거나, 하우징이 적용되는 모터와의 임피던스 매치(impedance match)를 야기하기 위해 커패시터, 코일 또는 저항기와 같은 다른 부품들(미도시)을 구비할 수 있다. 정류자 하우징(10)은 또한 도전성 세그먼트(18)가 연결되는 인쇄회로(25)를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 또한 정류자 하우징상의 여러 부품들의 배치에 따라, 단지 소정의 세그먼트(18)만이 도전성이고, 다른 모든 브러쉬들은 종래의 구리끈에 의해 전기연결될 수도 있고, 또는 모든 세그먼트(18)들이 도전성일 수도 있다.

브러쉬들은 하기 방식으로 본 발명에 따른 정류자 하우징내의 정류자와 접촉하도록 될 수 있다.

상술한 바와 같은 정류자 하우징(10)이 제공되고, 스프링 부품(18)은 지지체 상의 정지장치(13)에 접하여 유지된다. 따라서, 브러쉬(15)는 장착위치에 있다.

그런 후, 정류자는 이 용도로 제공된 위치(12)에서 상기 하우징의 지지체(11)상에 장착될 수 있다.

그리고 나서, 스프링 부품(18)의 단부는 정지장치(13)로부터 해제되며, 이로써, 브러쉬(15)가 밀려져 접촉위치에서 정류자에 대하여 밀어붙이게 된다.

본 발명의 한가지 이점에 따르면, 스프링 부품(18)의 해제는 자동방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조로 설명된 실시예에 따르면, 자동암(automatic arm)이, 지지체의 이 부분을 휘게하고 정지장치(13)로부터 세그먼트(18)의 자유단부를 해제시키기 위해 컷아웃(14)을 누를 수 있다. 예를 들어, 컷아웃(14)은 자동암용 베어링 존(17)을 정의하기 위해, 스터드(13)에 가까운 또 다른 돌출부(16)를 포함할 수 있다.

물론, 본 발명은 예로서 설명된 실시예들에 제한되지 않는다; 따라서, 본 발명에 따른 정류자 하우징은 지지체상에 스터드 형태의 정지장치와 가요성 세그먼트 형태의 스프링 부품으로 예시되어 있으나, 본 발명은 스텝(step) 형태의 정지장치 및/또는 텅 형태 또는 다른 적절한 형태의 스프링 부품으로 구현될 수도 있다.

마찬가지로, 본 발명에 따른 정류자 하우징은 2개의 브러쉬로 예시되어 있으나, 3개 또는 4개 이상의 브러쉬를 필요로 하는 모터에 사용되어지도록 본 발명의 범위내에서 용이하게 변경될 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 전기모터용 정류자 하우징 및 상기 정류자 하우징에 정류자를 장착하는 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명에 의하면, 브러쉬가 간단하고 효율적인 자동방식으로 장착위치에서 접촉위치로 이동되게 하는 단순화된 정류자 하우징이 제공된다는 이점이 있 다.

둘째, 본 발명에 의하면, 정류자 하우징의 만족스러운 동작에 필요한 많은 부분들이 일체로 형성될 수 있어 비용을 절감시키고 생산을 단순화하게 하는 이점이 있다.

Claims (10)

1. 정류자를 수용하도록 설계되고 적어도 2개의 일체로 된 정지장치(13)를 포함하는 지지체(11); 및

   스프링 부품(18)상에 각각 정착된 적어도 2개의 브러쉬(15)를 구비하고,

   상기 스프링 부품(18)은 브러쉬를 정류자를 향하여 접촉위치로 밀어붙이고, 상기 정지장치(13)는 브러쉬(15)들이 각각의 접촉위치로부터 떨어져 있는 장착위치에, 각각 스프링 부품들을 붙잡아두도록 설계되어 있는 전기모터용 정류자 하우징(10).
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 스프링 부품(18)은 가요성 세그먼트인 것을 특징으로 하는 전기모터용 정류자 하우징.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 스프링 부품(18)은 전기 도전성인 것을 특징으로 하는 전기모터용 정류자 하우징.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 도전성 스프링 부품(18)이 연결되는 인쇄회로(25)를 또한 포함하는 것 을 특징으로 하는 전기모터용 정류자 하우징.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 스프링 부품(18)은 상기 스프링 부품(18)이 정착되어지는 브러쉬에 전기를 공급하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기모터용 정류자 하우징.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지체(11)는 각각의 정지장치(13)에 근접한 베어링 존(bearing zone)(17)을 가지고 있어 상기 지지체의 국소적인 변형에 의해 각각의 스프링 부품(18)을 해제시키게 하는 것을 특징으로 하는 전기모터용 정류자 하우징.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지체(11)는 정지장치(13)가 배열되는 적어도 하나의 컷아웃(cut-out)(14)을 갖는 것을 특징으로 하는 전기모터용 정류자 하우징.
8. 정류자 하우징에 정류자를 장착하는 방법으로서,

   제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 정류자 하우징(10)을 제공하는 단계;

   상기 하우징의 지지체(11)상에 정류자를 장착하는 단계; 및

   상기 정류자에 대하여 브러쉬(15)를 밀어붙이도록 상기 하우징의 스프링 부 품(18)을 해제시키는 단계를 포함하는 정류자 하우징에 정류자를 장착하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 스프링 부품(18)의 해제는 지지체의 국소적인 변형에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 정류자 하우징에 정류자를 장착하는 방법.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 스프링 부품(18)의 해제는 자동방식으로 구현되는 것을 특징으로 하는 정류자 하우징에 정류자를 장착하는 방법.

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