KR20120094442A - 브러시 홀더 장치 - Google Patents

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KR20120094442A
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마이클 데이비드 쿠반
폴 어거스트 퀘일
알버트 유진 스테인바츠
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

브러시 홀더 장치(4)가 개시된다. 일 실시예에서, 브러시 홀더 장치(4)는, 제 1 지지 부재(6)와, 제 1 지지 부재(6)에 고정되는 제 2 지지 부재(8)와, 제 1 지지 부재(6)에 고정되고, 제 2 지지 부재(8)와 실질적으로 평행하게 연장되는 브러시 보지 부재(10)와, 제 2 지지 부재(8)에 작동 가능하게 연결되고, 브러시 보지 부재(10)에 대해 브러시(12)를 보지하도록 구성되는 캠 부재(16)를 포함한다.

Description

브러시 홀더 장치{BRUSH HOLDER APPARATUS}
본 명세서에 개시된 발명은 브러시 홀더 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 명세서에 개시된 발명은 회전 전기 기계(dynamoelectric machine)(예컨대, 발전기, 전기 모터 등) 및/또는 다른 회전 기계(예컨대, 회전 크레인)의 회전 요소와 브러시 사이에서 전류를 전도하는데 사용되는 브러시 홀더 장치에 관한 것이다.
종래의 회전 전기 기계는 이 기계의 작동 중 전류를 전도하는 권선을 갖는 로터를 포함한다. 로터가 회전함에 따라, 회전 요소들은 로터 외부의 소스로부터 로터 권선에 전류를 전도하는데 사용된다. 컬렉터 링(collector ring) 또는 정류자와 같은 회전 요소는 전류를 전도하기 위해 브러시와 접촉할 수 있다. 브러시가 회전 요소에 대해 정적이기 때문에, 탄소로 만들어진 브러시는 마찰로 인해 마모되고 주기적인 교환을 필요로 한다.
회전 전기 기계의 작동 중 다운타임(downtime)을 감소시키려는 바램으로 인해, 브러시는 가끔 회전 전기 기계의 작동 중 교환된다. 브러시를 안전하게 교환하기 위해, 조작자는 (조작자의 신체를 통해 전류가 전도되는 것을 방지하기 위해) 한 손을 이용한다. 종래의 브러시 홀더는 무겁고 다루기 불편할 수 있고, 따라서, 브러시 교환이 어렵고 위험하다.
브러시 홀더 장치가 개시된다. 일 실시예에서, 브러시 홀더 장치는, 제 1 지지 부재와, 제 1 지지 부재에 고정되는 제 2 지지 부재와, 제 1 지지 부재에 고정되고, 제 2 지지 부재와 실질적으로 평행하게 연장되는 브러시 보지 부재와, 제 2 지지 부재에 작동 가능하게 연결되고, 브러시 보지 부재에 대해 브러시를 보지하도록 구성되는 캠 부재를 포함한다.
본 발명의 제 1 형태는 브러시 홀더 장치를 포함하며, 이 브러시 홀더 장치는 제 1 지지 부재와, 제 1 지지 부재에 고정되는 제 2 지지 부재와, 제 1 지지 부재에 고정되고, 제 2 지지 부재와 실질적으로 평행하게 연장되는 브러시 보지 부재와, 제 2 지지 부재에 작동 가능하게 연결되고, 브러시 보지 부재에 대해 브러시를 보지하도록 구성되는 캠 부재를 구비한다.
본 발명의 제 2 형태는 브러시와, 브러시를 수용하기 위한 브러시 홀더 장치를 갖는 브러시 홀더 조립체를 포함하며, 이 브러시 홀더 장치는 제 1 지지 부재와, 제 1 지지 부재에 고정되는 박스 부재와, 제 1 지지 부재에 작동 가능하게 연결되고, 박스 부재의 내측 표면에 대해 브러시를 보지하도록 구성되는 캠 부재를 포함한다.
본 발명의 제 3 형태는 회전 전기 기계를 포함하고, 이 회전 전기 기계는 회전 전기 기계 하우징을 포함하며, 회전 전기 기계 하우징은, 스테이터와, 로터 컬렉터 링과, 로터 컬렉터 링 및 스테이터를 전기적으로 연결하는 브러시 홀더 조립체를 실질적으로 포함하며, 브러시 홀더 조립체는, 브러시와, 브러시 부재를 수용하기 위한 브러시 홀더 장치를 포함하며, 브러시 홀더 장치는, 제 1 지지 부재와, 제 1 지지 부재에 고정되고 제 1 지지 부재로부터 실질적으로 수직으로 연장되는 제 2 지지 부재와, 제 1 지지 부재에 고정되고 제 2 지지 부재와 실질적으로 평행하게 연장되는 브러시 보지 부재와, 제 2 지지 부재에 작동 가능하게 연결되고 브러시 보지 부재에 대해 브러시를 보지하도록 구성되는 캠 부재를 포함한다.
본 발명의 이러한 특징 및 그외 다른 특징은 발명의 다양한 실시예들을 묘사하는 첨부 도면과 연계하여 제시되는 발명의 다양한 형태들에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 쉽게 이해될 것이다.
본 발명에 의하면, 회전 전기 기계로부터 브러시를 효율적이고 안전하게 설치 및/또는 제거할 수 있는 브러시 홀더 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브러시 홀더 조립체의 3차원 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브러시 홀더 조립체의 측면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백 플레이트(back plate)의 3차원 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 브러시 홀더 조립체 및 컬렉터 링의 측면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 브러시 홀더 조립체의 3차원 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 브러시 홀더 장치의 3차원 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 브러시 홀더 조립체의 측면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 브러시 홀더 조립체의 평면도.
본 발명의 도면은 반드시 축적에 맞게 그려진 것이 아니다. 도면은 발명의 일반적인 형태를 묘사하고자 하는 것이며, 따라서, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 도면에서, 유사한 도면 부호들은 도면들 사이에서 유사한 요소를 나타낸다.
본 발명의 형태는 회전 전기 기계(예컨대, 발전기, 전기 모터 등) 및/또는 다른 회전 기계(예컨대, 회전 크레인)의 회전 요소와 브러시 사이에서 전류를 전도하도록 구성되는 브러시 홀더 조립체를 제공한다. 특히, 본 발명의 형태는 회전 전기 기계 및/또는 다른 회전 기계에서 브러시를 안전하게 제거/교환함에 있어서 조작자를 도울 수 있는 브러시 홀더 조립체를 제공한다.
본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 종래의 회전 전기 기계는 기계의 작동 중 전류를 전도하는 권선을 갖는 로터를 포함한다. 로터가 회전함에 따라, 회전 요소는 로터 외부의 소스로부터 로터 권선으로 전류를 전도하는데 사용된다. 컬렉터 링 또는 정류자와 같은 회전 요소들이 전류를 전도하기 위해 브러시와 접촉한다. 브러시가 회전 요소에 대해 정적이기 때문에, 탄소로 만들어진 브러시는 마찰로 인해 마모되고 주기적인 교환을 필요로 한다.
회전 전기 기계의 작동 중 다운타임(downtime)을 감소시키려는 바램으로 인해, 브러시는 가끔 회전 전기 기계의 작동 중 교환된다. 브러시를 안전하게 교환하기 위해, 조작자는 (조작자의 신체를 통해 전류가 전도되는 것을 방지하기 위해) 한 손을 이용한다. 종래의 브러시 홀더는 무겁고 다루기 불편할 수 있고, 따라서, 브러시 교환이 어렵고 위험하다.
종래의 브러시 홀더에 비해, 본 발명의 형태는 회전 캠 브러시 리테이너를 포함하는 회전 전기 기계용 브러시 홀더 장치를 포함한다. 이러한 캠형 브러시 리테이너는, 예컨대, 핀형 브러시 리테이너와 함께 사용될 수 있다. 이러한 캠형 브러시 리테이너는 회전 전기 기계로부터 브러시를 효율적이고 안전하게 설치 및/또는 제거할 수 있게 한다.
발명의 일 실시예에서, 제 1 지지 부재와, 제 1 지지 부재에 고정되는 (그리고 일부 실시예에서, 제 1 지지 부재에 실질적으로 수직으로 연장되는) 제 2 지지 부재와, 제 1 지지 부재에 고정되고 제 2 지지 부재와 실질적으로 평행하게 연장되는 브러시 보지 부재와, 제 2 지지 부재에 작동 가능하게 연결되고 브러시 보지 부재에 대해 브러시를 보지하도록 구성되는 캠 부재를 포함하는 브러시 홀더 장치가 개시된다.
도면을 살펴보면, 도 1은 발명의 실시예에 따른 브러시 홀더 장치(4)를 포함하는 브러시 홀더 조립체(2)의 3차원 사시도를 도시한다. 일 실시예에서, 브러시 홀더 장치(4)는 제 1 지지 부재(6)와, 제 1 지지 부재(6)에 고정되는[그리고 그로부터 실질적으로 수직으로 연장되는] 제 2 지지 부재(8)를 포함한다. 일 실시예에서, 제 2 지지 부재(8)는 제 2 지지 부재(8)의 제 1 단부에 인접한 제 1 지지 부재(4)에 (예컨대, 용접, 주물, 접착제, 기계식 연동기 등을 통해) 연결될 수 있다. 브러시 홀더 장치(4)는, 제 1 지지 부재(6)에 고정되고 제 2 지지 부재(8)에 실질적으로 평행하게 연장되는 브러시 보지 부재(10)(2개가 도시됨)를 더 포함할 수 있다. 브러시 보지 부재(10)는 내부에 개구(14)를 갖는 브러시(12)를 수용하도록 구성될 수 있다. 브러시 홀더 장치(4)는 제 2 지지 부재(8)에 작동 가능하게 연결되는 캠 부재(16)(2개가 도시됨)를 더 포함할 수 있고, 캠 부재(16)는 브러시 보지 부재(10)에 대해 브러시(16)를 보지하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 캠 부재(16)는 굴곡 표면(rough surface) 또는 톱니형 표면[브러시 보지 부재(10)에 대해 브러시(12)를 보지하는데 도움이 됨]을 가질 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 캠 부재(16)는 적어도 하나의 매끄러운 표면을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 브러시 홀더 장치(4)는 브러시 홀더 조립체(2)를 포함하는 회전 전기 기계(도시되지 않음)의 작동 중 [예컨대, 캠 부재(16)를 통해] 브러시(12)를 수용하고 브러시(12)를 브러시 보지 부재(10)에 접촉한 상태로 보지하도록 구성될 수 있다. 캠 부재(16)는 종래의 캠[예컨대, 선형 운동을 회전 운동으로 (그리고 그 역으로) 전환할 수 있는 장치]으로 기능하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 캠 부재(16)는 편심 휠, 편심 디스크, 톱니, 불규칙한 형상의 원통 또는 막대, 둥근 에지를 갖는 삼각형 등의 형태를 취할 수 있다. 캠 부재(16)는 또한 종래의 판 캠의 형태를 취할 수 있다. 어느 경우에도, 캠 부재(16)는 브러시 홀더 조립체(2)를 포함하는 회전 전기 기계의 작동 중 브러시 보지 부재(10)에 접촉한 상태로 브러시(12)를 보지하도록 구성될 수 있다.
추가적으로, 제 1 지지 부재(6)에 고정되고 제 1 지지 부재(6)로부터 실질적으로 수직으로 연장되는 스프링 지지 격벽(18)이 브러시 홀더 조립체(2)에 포함되는 것으로 도시된다. 스프링 지지 격벽(18)은 (이 도면에 도시되지 않는) 브러시 스프링을 지지하도록 구성될 수 있고, 브러시 스프링은 이동하는 전도 표면(예컨대, 회전 전기 기계 컬렉터 링의 표면; 도시되지 않음)에 대해 브러시(12)를 고정시키도록 구성될 수 있다. 지지 부재(6, 8)들을 백 플레이트(도 1에 도시되지 않음)에 연결하기 위한 스핀들 록 바(spindle lock bar)(22)를 포함하는 스핀들(20)이 도 1에 또한 도시된다. 일부 실시예에서, 백 플레이트는 제 2 지지 부재(8)의 부분[예컨대, 제 2 지지 부재(8)의 더브테일 슬롯(dovetail slot)]들을 상보하도록 구성된다.
도 2는 도 1의 브러시 홀더 조립체(2)의 측면도를 도시하며, 도 1의 3차원 사시도에서는 보이지 않는 구성요소들을 도시한다. 예컨대, 도 2는 스프링 지지 격벽(18)에 의해 지지되는 브러시 스프링(25)을 도시하며, 브러시 스프링(25)은 전도 표면(예컨대, 회전 전기 기계 컬렉터 링의 표면; 도시되지 않음)에 대해 브러시(12)를 고정하도록 구성된다. 즉, 종래의 핀형 브러시 휠에서와 같이, 브러시 스프링(25)은 브러시(12) 상에서 하향 힘을 유지하여, 브러시(12)와 전도 표면 사이의 접촉을 유지한다. 제 2 지지 부재(8) 및 캠 부재(16)에 작동 가능하게 연결되는 캠 핀(26)이 도 2에 또한 도시되며, 캠 부재(16)는 캠 핀(26)의 축 주위로 회전하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 캠 부재(16)는, 캠 핀(26)이 위치 설정되고 (예컨대, 종래의 패스너, 접착제 등을 통해) 고정되는 개구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 캠 부재(16)는 캠 핀(26)과 일체로 주조되어 연속 부재를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 캠 부재(16)(예컨대, 2개)가 캠 핀(26)에 작동 가능하게 연결되어, 복수의 캠 부재(16) 각각이 캠 핀(26)의 축 주위로 회전하도록 구성될 수 있다. 복수의 캠 부재(16)가 캠 핀(26)에 작동 가능하게 연결되는 경우에, 복수의 캠 부재(16) 각각은 캠 핀(26)의 축 주위로 집합적으로 또는 독립적으로 회전할 수 있다. 일부 경우에, 캠 부재(16)는 예컨대, 캠 스프링[예컨대, 비틀림 스프링(torsional spring)]에 의해, 스프링-로딩될 수 있고, 스프링-로딩된 캠 부재(16)는, 백 플레이트(28) 내 슬롯(30)과 정합될 수 있는, 예컨대, 스핀들(20) 및 스핀들 록 바(22)를 통해, 제 1 지지 부재(6)에 작동 가능하게 연결되도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백 플레이트(28)의 3차원 사시도를 도시한다. 백 플레이트(28)는 도 1 및 도 2에 도시 및 설명되는 브러시 홀더 장치(4)[및 브러시 홀더 조립체(2)]와 연결되도록 구성될 수 있다. 백 플레이트(28)는 백 플레이트(28) 내 슬롯(30)과 정합될 수 있는, 예컨대, 스핀들(20) 및 스핀들 록 바(22)를 통해, 제 1 지지 부재(6)에 작동 가능하게 연결되도록 구성될 수 있다. 백 플레이트(28) 내 슬롯(30)은 스핀들(20)의 스핀들 록 바(22)를 수용하기 위한 기다란 부분을 포함할 수 있다. 백 플레이트(28)는 제 2 지지 부재(8)의 더브테일 슬롯(24)과 정합하기 위한 하나 이상의 돌출 부재(예컨대, 버튼-헤드 핀과 같은 핀)(32)를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 돌출 부재(32)가, 제 2 지지 부재의 더브테일 슬롯(24)의 일부분을 충전하도록 구성되는 임의의 연장부의 형태를 취할 수 있다고 여겨진다. 돌출 부재(32)는 일부 실시예에서 백 플레이트(28)의 본체를 통해 연장될 수 있다. 선택적인 실시예에서, 제 2 지지 부재(8)가 백 플레이트(28)의 슬롯 내에서 슬라이딩하도록 구성될 수 있다(도시되지 않음)고 여겨진다. 다른 경우에, 백 플레이트(28) 및 제 2 지지 부재(8)는 당해 분야에서 공지된 종래의 방식으로 함께 결합되도록 구성될 수 있다. 백 플레이트(28)에 (예컨대, 접착제, 정합 핀/슬롯 등을 통해) 고정되는 캠 리미터 부재(cam limiter member)(34)가 도 3에 또한 도시되며, 캠 리미터 부재(34)는 백 플레이트(28)가 브러시 홀더 장치(4)에 연결될 때(도 4) 캠 부재(16)의 움직임을 제한하도록 구성된다. 캠 리미터 부재(34)가 바 부분을 포함하는 것으로 도시되지만, 캠 리미터 부재(34)가 대안의 형태를 취할 수 있는 것으로 여겨진다. 예컨대, 캠 리미터 부재(34)는 여기서 설명되는 바와 같이 하나 이상의 부재(16)의 움직임을 제한하도록 구성되는 웨지 돌출부(wedge protrusion), 탭(tab), 링 등과 같은 형태를 취할 수 있다.
도 4는 발명의 실시예에 따른 회전 전기 기계(예컨대, 발전기 또는 모터)(36)의 일부분의 측면도를 도시한다. 일 실시예에서, 회전 전기 기계(36)는 실질적으로 스테이터(40)와, 로터 컬렉터 링(42)과, 로터 컬렉터 링(42) 및 스테이터(40)를 전기적으로 연결하는 브러시 홀더 조립체(2)를 수용하는 회전 전기 기계 하우징(38)(부분 단면이 도시됨)을 포함할 수 있다. 브러시 홀더 조립체(2)는 도 1 내지 도 3의 브러시 홀더 조립체(2)를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 유사한 요소들을 포함할 수 있고, 일 실시예에서, 브러시 홀더 조립체(2)는 핸들(44)을 더 포함할 수 있다. 핸들(44)은 스핀들(20)(도면에서 가려져 있음) 및 스핀들 록 바(22)의 움직임을 활성화시키도록 구성되어, 스핀들(20)로 하여금 [스핀들 록 바(22)를 통해] 백 플레이트(28)와 결합/분리되게 할 수 있다. 도시되는 바와 같이, 캠 리미터 부재(34)는 캠 부재(16)와 상호작용하도록 구성되어, [본 도면에서 가려진 캠 핀(26) 주위로] 캠 부재(16)의 회전 움직임을 제한할 수 있다.
도 5는 도 4의 회전 전기 기계의 일부분의 3차원 사시도로서, 브러시 홀더 조립체(2)에 대해 핸들(44) 및 백 플레이트(28)의 상호작용을 도시한다. 핸들(44)의 움직임은 스핀들 록 바(22)의 움직임을 활성화시켜서, (도면에서 가려진) 스핀들(20)을 이용한 백 플레이트(28)의 잠김 또는 풀림을 구현할 수 있다. 일 실시예에서, 돌출 부재(예컨대, 핀)(32)를 지지하기 위한 스프링 와셔(spring washers)(46)가 도 5에 또한 도시되며, 이러한 돌출 부재(32)는 백 플레이트(28)의 본체를 통해 연장된다.
도 1 및 도 4를 다시 참조하면, 그리고 도 5를 계속 참조하면, 본 발명의 형태는 회전 전기 기계[예컨대, 도 4의 회전 전기 기계(36)]로부터 브러시[예컨대, 브러시(12)]를 삽입 및 제거하기 위해 개선된 방식을 제공한다. 예컨대, 일 실시예에서, 브러시(12)는, 예컨대, 브러시 보지 부재(10) 위에서 브러시(12)를 수동으로 슬라이딩시킴으로써, 브러시 홀더 장치(4) 내로 삽입될 수 있다. 이는 일부 경우에 사람인 조작자에 의해 수행될 수 있다. 일부 경우에, 브러시(12)는, 백 플레이트(28)를 스핀들(20)과 연결하기 전에, 브러시 홀더 장치(4) 내로 삽입된다. 즉, 이 경우에, 백 플레이트(28)에 고정되는 캠 보지 부재(34)가 캠 부재(10)를 보지하기 위해 아직 위치하지 않았기 때문에, 캠 부재(16)는 캠 핀(26) 주위로 자유롭게 회전한다. 이에 따라, 브러시(12)가 브러시 보지 부재(10)의 길이를 매끄럽게 가로지를 수 있고, (캠 스프링, 예컨대, 비틀림 스프링을 통해) 캠 부재(16)의 힘은 보지 부재(10)와 접촉하도록 브러시(12)를 보지하도록 구성되고, 브러시(12)가 보지 부재(10) 아래로 다시 슬라이딩하는 것을 방지하도록 구성된다. 실제로, 복수의 브러시(12) 각각은 개별적으로 브러시 홀더 장치(4) 내로 삽입될 수 있다. 브러시 홀더 장치(4) 내에 브러시(12)를 배치한 후, [브러시 보지 부재(10) 및 캠 부재(16)의 힘에 의해 보지되면서] 브러시 홀더 장치(4)[또는 브러시(12)를 포함하는 브러시 홀더 조립체(2)]는 [예컨대, 고정적인 백 플레이트 내로 하나 이상의 브러시 홀더 장치(4)를 로딩시킴으로써] 백 플레이트(28)에 연결될 수 있다. 브러시 홀더 조립체(2)는 스핀들(20) 및 스핀들 록 바(22)를 통해 백 플레이트(28)와 결합할 수 있어서, 백 플레이트(28)가 브러시 홀더 조립체(2)를 제자리에 잠기게 한다. [캠 보지 부재(34)를 포함하는] 백 플레이트(28)가 브러시 홀더 장치(4)와 결합되면, 캠 보지 부재(34)는 캠 부재(16)를 브러시(12)와 접촉 상태로부터 수축시킬 것이다. 즉, 백 플레이트(28) 내로 브러시 홀더 장치(4)를 삽입시키면, 캠 보지 부재(34)가 캠 부재(16)와 결합하여 브러시(16)로부터 멀어지는 방향으로(예컨대, 도 4에 도시되는 바와 같이 시계방향으로) 캠 핀(26) 주위로 캠 부재(16)를 물리적으로 회전시킬 것이다. 이로써, 브러시(12) 상에서 캠 부재(16)의 힘이 제거되고, 따라서, 브러시 스프링(25)이 브러시(12)를 로터 컬렉터 링(42)(도 4)과 접촉하게 할 것이다.
브러시 홀더 장치(4)가 백 플레이트(28)와 접촉할 때, 캠 보지 부재(34)는 캠 부재(16)가 브러시(12)와 접촉하지 못하게 할 것이며, 따라서, 브러시(12)가 브러시 스프링(25)에 의해 로터 컬렉터 링(42) 쪽으로 강제될 것이다. 브러시(12)가 로터 컬렉터 링(42)과의 마찰 접촉으로 인해 마모됨에 따라, 브러시 스프링(25)은 브러시(12)의 침식 표면을 로터 컬렉터 링(42)과 접촉하게 유지할 것이다. 브러시(12)가 마모되어 교환이 요구될 때, 브러시 홀더 장치(4)는 [예컨대, 핸들(44)의 작동과, 스핀들(22)과 백 플레이트 슬롯(30)과의 분리를 통해] 백 플레이트(28)로부터 분리될 수 있고, 이는 캠 부재(16)를 이완시키며, 제거/교환을 위해 브러시 홀더 장치(4) 내에 잔여 브러시(12)를 보지하게 한다.
본 명세서에서는 본 발명의 형태들이 핀형 브러시 리테이너와 연계하여 사용되는 것으로 설명되지만, 본 발명의 형태는 다른 스타일의 브러시 리테이너에도 적용될 수 있다. 예컨대, 캠 기반 보지 시스템이, 도 6 내지 도 8에 도시되는 바와 같이, 박스형 브러시 리테이너에 사용될 수 있다. 도 6은 발명의 실시예에 따른 브러시 홀더 장치(48)의 3차원 사시도를 도시하며, 도 7 및 도 8은 각각 발명의 실시예에 따른 브러시 홀더 조립체(49)의 측면도 및 평면도를 도시한다. 도 6 내지 도 8을 살펴보면, 박스형 브러시 홀더 장치(48)가 발명의 실시예에 따라 도시된다. 일 실시예에서, 브러시 홀더 장치(48)는 제 1 지지 부재(50)와, 제 1 지지 부재(50)에 고정되는 박스 부재(52)(또는 간단히 박스)를 포함할 수 있다. 해당 분야에 알려진 바와 같이, 박스 부재(52)는, [예컨대, 보지 핀을 수용하기 위한 구경을 제외하곤 여기서 설명되는 브러시(12)와 유사한] 브러시(53)를 하우징하도록 구성될 수 있고, 로터 컬렉터 링[예컨대, 로터 컬렉터 링(42)]의 전도 표면에 대해 브러시(53)를 보지하도록 구성될 수 있다. 브러시 홀더 장치(48)는 (예컨대, 개구, 클램프, 핀, 슬롯 등을 통해) 박스 부재(52)에 고정되는 스프링 지지 부재(54)(예컨대, 금속판)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 스프링 지지 부재(54)의 일부분들은 박스 부재(52)의 내측 표면과 실질적으로 평행하게 연장되고, 종래의 스프링(도시되지 않음)을 지지하도록 구성되어, 로터 컬렉터 링의 전도 표면에 대해 브러시(53)를 부분적으로 보지하도록 브러시(53) 상에 하향(반경 방향 내측) 힘을 가할 수 있다. 도시되는 바와 같이, 스프링 지지 부재(54)는 박스 부재(52)의 내측 표면(벽체)의 길이를 따라 연장된다.
박스 부재(52)의 내측 표면(55)에 대해 브러시(53)를 보지하도록 캠 부재(56)가 구성되는 방식으로, 제 1 지지 부재(50)에 작동 가능하게 연결되는 캠 부재(56)가 또한 도시된다. 캠 부재(56)는, 제 1 지지 부재(50) 내의 개구[핀(58)에 의해 가려지는 개구] 내에 배치될 수 있는 캠 핀(58) 주위로 회전하도록 구성될 수 있다. 캠 부재(56)는 박스 부재(52) 내의 슬롯과 결합하도록(그리고 슬롯을 통해 부분적으로 연장되도록) 또한 구성되어, 브러시(53)가 브러시 홀더 장치(48)로부터 삽입 및/또는 제거됨에 따라 박스 부재의 슬롯 내에서 캠 부재(56)를 움직일 수 있게 한다. 이 도면에는 캠 리미팅 부재가 도시되지 않으며, 이러한 캠 리미팅 부재는 도 1 내지 도 5의 핀형 브러시 홀더에 대해 도시 및 설명된 캠 리미터 부재(34)와 유사할 수 있다. 어느 경우에도, 여기서 도시 및 설명되는 브러시 홀더 장치(48) 및 브러시 홀더 조립체(49)는 종래의 브러시 홀더에 비해, 도 1 내지 도 5의 핀형 홀더에 대해 설명된 것과 유사한 장점들을 제공할 수 있다.
즉, 본 명세서에 도시 및 설명된 브러시 홀더 장치(48) 및 브러시 홀더 조립체(49)는 종래의 브러시 홀더 장치 및 조립체에 비해 여러 가지 장점들을 제공할 수 있다. 예컨대, 본 명세서에 도시 및 설명된 브러시 홀더 장치 및 브러시 홀더 조립체는 회전 전기 기계 내에 브러시들을 견고하게 보지하면서도, 서로 다른 크기를 갖는 다양한 브러시[예컨대, 브러시(12), 브러시(53) 등]를 수용(예컨대, 보지)할 수 있다. 여기서, 브러시[예컨대, 브러시(12) 및/또는 브러시(53)]가 전도 표면(예컨대, 회전 전기 기계 컬렉터 링의 표면)과 접촉하도록 삽입되거나 접촉 상태로부터 제거될 때, 브러시를 수용하여 핀(10) 상에서(도 1 내지 도 5), 또는, 박스 부재(52) 내에서(도 6 내지 도 8), 브러시가 슬라이딩하는 것을 보지/방지하기 위해 요구되는 대로 캠형 브러시 리테이너가 회전할 수 있다. 추가적으로, 종래의 브러시 홀더 장치 및 조립체와 비교할 때, 발명의 형태는 회전 전기 기계 내에서 브러시[예컨대, 브러시(12) 및/또는 브러시(53)]를 설치 및/또는 교환하는데 요구되는 시간 및 노력을 경감시킬 수 있는 브러시 홀더 장치 및 조립체를 제공한다. 추가적으로, 여기서 도시 및 설명되는 캠형 홀더는 한 손(예컨대, 한 명의 조작자의 손)을 이용하여 브러시를 설치 및/또는 교체할 수 있게 한다. 이는 종래의 시스템 및 방식에 비해 장점, 예컨대, 안전성 및 효율 측면의 장점을 제공할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 것에 지나지 않으며, 본 개시 내용을 제한하고자 하는 것이 아니다. 여기서 사용되는 단수 형태 "일", "하나", "이러한"은 달리 명확히 표시하지 않는 한 복수 형태도 포함하는 것을 의도한다. "포함한다" 및/또는 "포함하는"이란 용어는, 본 명세서에서 사용될 때, 서술되는 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 원소, 구성요소, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 첨가를 배제하지 않는다.
본 명세서의 설명은 예를 이용하여, 최적 모드를 포함하여, 발명을 개시하며, 장치나 시스템의 제작 및 이용과 임의의 채택된 방법의 실행을 포함하여, 당업자로 하여금 본 발명을 실시할 수 있게 한다. 본 발명의 특허가능한 범위는 청구범위에 의해 규정되며, 당업자에게 나타나는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들은 청구범위의 글자 그대로의 기재와 다르지 않은 구조적 요소들을 가질 경우, 또는, 청구범위의 글자 그대로의 기재와 실질적 차이가 없는 대등한 구조적 요소들을 포함할 경우, 특허청구범위의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
2 : 브러시 홀더 조립체 4 : 브러시 홀더 장치
6 : 제 1 지지 부재 8 : 제 2 지지 부재
10 : 브러시 보지 부재 12 : 브러시
14 : 개구 16 : 캠 부재
18 : 스프링 지지 격벽 20 : 스핀들
22 : 스핀들 록 바 24 : 더브테일 슬롯
25 : 브러시 스프링 26 : 캠 핀
28 : 백 플레이트 30 : 슬롯
32 : 돌출 부재 34 : 캠 리미터 부재
36 : 회전 전기 기계 38 : 회전 전기 기계 하우징
40 : 스테이터 42 : 로터 컬렉터 링
44 : 핸들 46 : 스프링 와셔
48 : 브러시 홀더 장치 49 : 브러시 홀더 조립체
50 : 제 1 지지 부재 52 : 박스 부재
53 : 브러시 54 : 스프링 지지 부재
55 : 내측 표면 56 : 캠 부재
58 : 캠 핀

Claims (10)

  1. 브러시 홀더 장치(4)에 있어서,
    제 1 지지 부재(6)와,
    상기 제 1 지지 부재(6)에 고정되는 제 2 지지 부재(8)와,
    상기 제 1 지지 부재(6)에 고정되고, 상기 제 2 지지 부재(8)와 실질적으로 평행하게 연장되는 브러시 보지 부재(10)와,
    상기 제 2 지지 부재(8)에 작동 가능하게 연결되고, 상기 브러시 보지 부재(10)에 대해 브러시(12)를 보지하도록 구성되는 캠 부재(16)를 포함하는
    브러시 홀더 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캠 부재(16)는, 상기 브러시(12)가 상기 브러시 보지 부재(10)의 길이를 가로지름에 따라 상기 브러시 보지 부재(10)에 대해 상기 브러시(12)를 보지하도록 구성되는
    브러시 홀더 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 지지 부재(8)는 제 2 지지 부재(8)의 제 1 단부에 인접한 상기 제 1 지지 부재(6)에 연결되고, 상기 캠 부재(16)는 상기 제 1 단부와 별개인 제 2 지지 부재(8)의 제 2 단부에서 상기 제 2 지지 부재(8)에 고정되는
    브러시 홀더 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 지지 부재(6)에 작동 가능하게 연결되는 백 플레이트(28)와,
    상기 백 플레이트(28)에 고정되며, 상기 캠 부재(34)의 움직임을 제한하도록 구성되는 캠 리미터 부재(34)를 더 포함하는
    브러시 홀더 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 지지 부재(6)에 고정되고 상기 제 1 지지 부재(6)로부터 실질적으로 수직으로 연장되는 스프링 지지 격벽(18)과,
    상기 스프링 지지 격벽(18)에 고정되고, 이동하는 전도 표면에 대해 브러시(12)를 고정시키도록 구성되는 브러시 스프링(25)을 더 포함하는
    브러시 홀더 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 지지 부재(8) 및 상기 캠 부재(16)에 작동 가능하게 연결되는 캠 핀(26)을 더 포함하며, 상기 캠 부재(16)는 캠 핀(26)의 축 주위로 회전하도록 구성되는
    브러시 홀더 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 캠 핀(26)의 축 주위로 상기 캠 부재(16)를 회전시키도록 구성되는 캠 스프링을 더 포함하는
    브러시 홀더 장치.
  8. 브러시(53)를 수용하기 위한 브러시 홀더 장치(4)에 있어서,
    제 1 지지 부재(50)와,
    상기 제 1 지지 부재(50)에 고정되는 박스 부재(52)와,
    상기 제 1 지지 부재(50)에 작동 가능하게 연결되고, 박스 부재(52)의 내측 표면에 대해 상기 브러시(53)를 보지하도록 구성되는 캠 부재(56)를 포함하는
    브러시 홀더 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 캠 부재(56)는, 상기 브러시(53)가 상기 박스 부재(52)의 내측 표면의 길이를 가로지름에 따라 상기 박스 부재(52)의 내측 표면에 대해 상기 브러시(53)를 보지하도록 구성되는
    브러시 홀더 장치.
  10. 회전 전기 기계(36)에 있어서,
    회전 전기 기계 하우징(38)을 포함하며,
    상기 회전 전기 기계 하우징(38)은,
    스테이터(40)와,
    로터 컬렉터 링(42)과,
    상기 로터 컬렉터 링(42) 및 상기 스테이터(40)를 전기적으로 연결하는 브러시 홀더 조립체(2)를 실질적으로 포함하며,
    상기 브러시 홀더 조립체(2)는, 브러시(12)와, 브러시(12) 부재를 수용하기 위한 브러시 홀더 장치(4)를 포함하며,
    상기 브러시 홀더 장치(4)는,
    제 1 지지 부재(6)와,
    상기 제 1 지지 부재(6)에 고정되는 제 2 지지 부재(8)와,
    상기 제 1 지지 부재(6) 또는 상기 제 2 지지 부재(8)에 고정되고, 상기 제 2 지지 부재(8)와 실질적으로 평행하게 연장되는 브러시 보지 부재(10)와,
    상기 제 2 지지 부재(8)에 작동 가능하게 연결되고, 상기 브러시 보지 부재(10)에 대해 상기 브러시(12)를 보지하도록 구성되는 캠 부재(16)를 포함하는
    회전 전기 기계.
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