KR20140042091A - 브러시 전동기 - Google Patents

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KR20140042091A
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명에 의한 브러시 모터는 스테이터와 로터를 가지는 모터 하우징의 상측 개구부를 폐쇄하도록 설치되는 몰드 커버; 상기 몰드 커버에 고정되며, 상기 몰드 커버의 중심축을 향해 이동하는 브러시를 가지는 브러시 유닛; 상기 브러시와 통전 가능하게 연결되는 피그 테일; 상기 피그 테일과 통전 가능하게 연결되는 점퍼 와이어; 및 상기 피그 테일과 점퍼 와이어의 배치 위치를 가이드 하는 가이드 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

브러시 전동기{Brush Motor}
본 발명은 브러시 전동기에 관한 것이다.
일반적으로 전동기는 브러시 모터와 브러시리스 모터(BLDC motor)로 나눌 수 있다. 이중 브러시 모터는 범용적으로 많이 사용되며, 브러시리스 모터에 비해 상대적으로 저렴하기 때문에, 다양한 산업 환경에서 사용되고 있다.
이와 같은 브러시 모터는 모터 작동을 위해, 카본재질 등으로 마련된 브러시를 소모성 부품으로 사용한다. 상기 브러시는 일정 기간 사용하면, 회전자 측에 마련된 정류자와의 접촉에 의해 마모된다. 따라서 브러시 모터의 경우, 브러시가 마모되더라도, 항상 정류자와의 접촉을 유지할 수 있도록, 코일 스프링과 같은 탄성부재의 개재 하에 설치된다. 상기 탄성부재는 상기 브러시를 정류자와 밀착되는 방향으로 가압하므로, 상기 브러시가 마모되어 점차 길이가 짧아지더라도, 상기 브러시와 정류자는 항상 밀착된 상태를 유지할 수 있다.
상기 브러시와 연결되는 피그 테일(pig tail)은 점퍼 와이어(jumper wire)에 의해 통전 가능하게 배선되는데, 상기 피그 테일과 점퍼 와이어는 위치고정을 위해, 모터의 몰딩 커버 상측에 결합되는 후크 터미널에 결합된다. 즉, 상기 후크 터미널에 먼저 점퍼 와이어를 삽입하고, 그 위에 피그 테일을 올려 놓은 뒤, 이들을 핫 프레싱(hot pressing) 하여 고정한다.
그런데, 브러시 모터를 장기간 사용할 경우, 상기 브러시가 마모되면서 발생하는 카본 찌꺼기로 형성된 브러시 파우더가 발생된다. 브러시 파우더는 브러시 모터의 장착 방향에 따라 떨어지는 위치가 변할 수 있는데, 만일 브러시 파우더가 떨어지는 위치가 피그 테일이 고정되는 점퍼 터미널에 떨어져 쌓일 경우 누적된 브러시 파우더는 브러시 모터의 가장 바깥쪽에 설치되는 스틸 재질의 커버와 수지 재질의 몰드 커버 사이에 가교 역할을 하여 이들이 서로 통전될 수 있다. 이와 같이 브러시 파우더가 누적되면, 스틸 재질의 커버와 수지 재질의 몰드 커버 사이에 스파크가 많이 발생할 수 있으며, 이로 인해 모터의 전기적 이상, 수명 단축 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 브러시 마모에 브러시 파우더로 인해 쇼트 되지 않도록 구조가 개선된 브러시 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 브러시 모터는 스테이터와 로터를 가지는 모터 하우징의 상측 개구부를 폐쇄하도록 설치되는 몰드 커버; 상기 몰드 커버에 고정되며, 상기 몰드 커버의 중심축을 향해 이동하는 브러시를 가지는 브러시 유닛; 상기 브러시와 통전 가능하게 연결되는 피그 테일; 상기 피그 테일과 통전 가능하게 연결되는 점퍼 와이어; 상기 점퍼 와이어와 연결되어 전원을 공급하는 점퍼 터미널; 및 상기 몰드 커버의 상기 점퍼 터미널과 브러시 끝단 사이 공간부에 배치되어, 상기 브러시의 마모에 의해 발생되는 브러시 파우더가 상기 점퍼 터미널 측으로 쌓이는 것을 방지하는 브러시 파우더 차단부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 브러시 파우더 차단부재는 상기 몰드 커버와 동일한 절연성 재질로 형성될 수 있다.
상기 브러시 파우더 차단부재는 상기 몰드 커버에 결합되는 점퍼 터미널의 높이와 대응되는 높이만큼 돌출 형성될 수 있다.
상기 브러시 파우더 차단부재는 상기 점퍼 터미널과 엇갈린 위치에 배치될 수 있다.
상기 점퍼 터미널은 통전성 재질로 형성되며, 상기 브러시 모터 설치 시 상기 브러시보다 중력 방향에 대하여 하측에 배치될 수 있다.
상기 점퍼 와이어는 상기 점퍼 터미널에서 핫 프레싱 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 브러시 모터는 상기 브러시시의 끝단을 탄력적으로 지지하는 탄성부재; 및 상기 몰드 커버에 형성되어, 상기 탄성부재의 장착 위치 가이드 및 장착 위치 이탈을 방지하는 탄성부재 이탈방지 유닛;을 더 포함할 수 있다.
상기 탄성부재 이탈방지 유닛은 상기 몰드 커버에 돌출 형성되는 돌기부; 상기 돌기부의 끝단에 형성되어, 상기 탄성부재가 삽입 설치되는 안착부; 및 상기 안착부에 결합되어, 상기 탄성부재의 이탈을 방지하는 이탈방지 링;을 포함하며, 상기 안착부의 길이는 상기 이탈방지 링의 두께보다 길게 형성되어, 상기 이탈방지 링이 삽입된 안착부의 끝단에 상기 이탈방지 링의 이탈을 방지하는 고정부가 형성될 수 있다.
상기 고정부는 핫 프레싱 또는 별도의 결합부재 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
브러시에서 발생한 브러시 파우더가 낙하하여 후크 터미널 부분에 쌓이지 않도록, 브러시가 마모되는 정류자 접촉부와 후크 터미널 사이에 브러시 파우더 차단부재를 형성하므로, 브러시 파우더가 후크 터미널에 쌓이지 않고 브러시 파우더 차단부재에 쌓여 서로 다른 극성의 전원이 인가되는 피그 테일 또는 후크 터미널 사이에 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브러시 모터의 몰드커버를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 도면, 그리고,
도 3은 본 발명에 의한 브러시를 정류자 측으로 가압하는 탄성부재의 고정구조를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러시 모터를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브러시 모터의 몰드커버를 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 도면, 그리고, 도 3은 본 발명에 의한 브러시를 정류자 측으로 가압하는 탄성부재의 고정구조를 도시한 도면이다.
본 발명에 의한 브러시 모터는 도 1에 도시된 바와 같이, 몰드 커버(100), 브러시 유닛(110), 피그 테일(120), 점퍼 와이어(130) 및 가이드 유닛(200)을 포함한다.
몰드 커버(100)는 스테이터와 로터를 가지는 모터 하우징(미도시)의 상측 개구부를 폐쇄하도록 설치되는 것으로, 수지재질로 사출 성형되는 것이 바람직하다. 상기 몰드 커버(100)는 디스크 형상으로 마련되며, 상기 모터 하우징과 마주보는 면에 브러시 유닛(110)이 설치된다. 상기 몰드 커버(100)의 중앙에는 베어링(101)이 설치되어, 상기 베어링(101)의 내륜에는 상기 로터의 회전축이 결합되는 축공(102)이 형성되는 것이 바람직하다.
브러시 유닛(110)은 브러시 홀더(111), 브러시(112), 스토퍼(113) 및 탄성부재(미도시)를 포함한다.
브러시 홀더(111)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 몰드 커버(100)의 내측면에 고정 결합되며, 내열성이 우수한 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 브러시 홀더(111)의 양 끝단은 오픈 되어, 상기 몰드 커버(100)의 중심을 바라보는 면의 개구부로 상기 브러시(112)가 노출되며, 그 반대편 개구부는 스토퍼(113)로 폐쇄되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 탄성부재(400)에 의해 탄력적으로 지지될 수 있다. 상기 브러시 홀더(111)의 측벽에는 상기 브러시(112)와 통전 가능하게 연결되는 피그 테일(120)이 브러시(112)의 이동에 따라 상기 브러시 홀더(111)와 간섭되지 않도록 길이방향의 슬릿(slit) 이 형성될 수 있다.
브러시(112)는 카본 재질로 형성되며, 상기 브러시 홀더(111)의 내측에 상기 몰드 커버(100)의 중심을 향하는 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다. 상기 브러시(112)는 단면이 사각형을 가지는 직육면체 형상으로 마련되며, 측면에 상기 피그 테일(120)과 통전 가능하게 연결되는 연결부가 관통 형성된다.
스토퍼(113)는 상기 브러시 홀더(111) 내측에 이동 가능하게 설치되는 브러시(112)를 탄력적으로 지지하는 탄성부재(미도시)가 상기 브러시(112)를 마주보는 면에 설치될 수도 있고, 상기한 바와 같이, 스토퍼(113) 대신 탄성부재(400)가 도 3에 도시된 바와 같이 설치되는 것도 가능하다. 상기 스토퍼(113)는 별도 부재로 형성될 수도 있고, 상기 몰드 커버(100)로부터 돌출 되도록 일체로 형성되는 것도 가능하다. 일반적으로, 상기 탄성부재는 코일 스프링으로 마련되며, 일단은 스토퍼(113)에 결합되고, 타단은 상기 브러시(112)를 지지하여, 상기 브러시(112)가 상기 몰드 커버(100)의 중심 방향을 향하도록 가압하여, 미도시된 정류자와 브러시(112)가 항상 접촉 상태를 유지하도록 한다.
피그 테일(120)은 상기 브러시(112)와 통전 가능하게 연결되는 것으로, 통전성 재질로 형성된다. 상기 피그 테일(120)의 일단은, 상기 브러시(112)에 연결된 상태로, 브러시(112)와 함께 소결되어 형성되고, 그 타단은 후크 터미널 (140)에 그립 된다.
점퍼 와이어(130)는 일단은 상기 브러시(112)에 전원을 공급하는 전원공급유닛과 연결되고, 타단은 후크 터미널(140)에 그립 되어, 상기 피그 테일(120)과 통전 가능하게 연결된다. 이때, 상기 점퍼 와이어(130)는 상기 몰드 커버(100)에 결합된 점퍼 터미널(131)에 고정될 수 있다.
후크 터미널(140)은 상기 피그 테일(120)과 점퍼 와이어(130)를 그립 하여, 상기 피그 테일(120)과 점퍼 와이어(130)를 통전 가능하게 고정하는 역할을 수행한다. 상기 후크 터미널(140)은 통전성 재질로 형성되며, 상기 피그 테일(120)과 점퍼 와이어(130)를 동시에 파지한 상태에서 양 단을 핫 프레싱(hot pressing)으로 압착하여, 상기 피그 테일(120)과 점퍼 와이어(130)를 동시에 눌러 통전 가능하게 연결 및 고정한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 후크 터미널(140)의 하측 요홈부에는 상기 점퍼 와이어(130)를 삽입하여 끼워 넣고, 그 위에 상기 피그 테일(120)의 끝단을 올려 상기 후크 터미널(140)의 양단에 접촉하도록 한다. 그리고, 상기 피그 테일(120)과 점퍼 와이어(130)의 접촉 부분이 떨어지지 않도록, 상기 후크 터미널(140)의 양 단을 핫 프레싱으로 눌러준다. 한편, 상기 점퍼 터미널(131) 역시, 상기 후크 터미널(140)과 동일한 형상 및 재질로 형성되어, 상기 점퍼 와이어(130)와 연결될 수 있다.
가이드 유닛(200)은 상기 피그 테일(120)과 점퍼 와이어(130)의 배치 위치를 가이드 하기 위한 것으로, 제 1 가이드 리브(210)와 제 2 가이드 리브(220)를 포함한다.
제 1 가이드 리브(210)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 몰드 커버(100)의 상기 피그 테일(120)을 마주보는 면에서 제 1 높이(h1)로 돌출 형성되며, 상기 브러시(112)의 이동방향과 대응되는 방향으로 상기 브러시(112)의 길이보다 길게 형성된다.
상기 제 1 가이드 리브(210)는 상기 피그 테일(120)을 하측에서 지지하는 역할을 수행하며, 상기 브러시(112)가 마모되면서, 상기 몰드 커버(100)의 중심을 향해 이동할 때, 상기 피그 테일(120)이 상기 제 1 가이드 리브(210)에 올려진 상태에서, 상기 제 1 가이드 리브(210)의 제 1 높이(h1) 이상의 높이에서 움직이도록 가이드 한다.
제 2 가이드 리브(220)는 상기 몰드 커버(100)의 상기 점퍼 와이어(130)를 마주보는 면에서 제 2 높이(h2)로 돌출 형성되며, 상기 점퍼 와이어(130)의 일측 단부를 지지한다.
상기 제 2 가이드 리브(220)는 상기 점퍼 와이어(130)가 상기 후크 터미널(140)에 그립 된 상태를 유지할 수 있도록, 그립 된 초기 위치에서 상기 점퍼 와이어(130)의 측벽을 지지한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 가이드 리브(220)는 상호 평행하도록 배치될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 상기 후크 터미널(140)에 최초 결합된 상태로 상기 점퍼 와이어(130)가 고정을 유지할 수 있는 위치라면 어떠한 위치든 가능하다.
브러시 파우더 차단부재(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 브러시(112)의 끝단과 점퍼 터미널(131) 사이 공간부에 형성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 다르면, 상기 몰드 커버(100)와 한 몸이 되도록 형성되는 것이 좋다. 상기 브러시 파우더 차단부재(300)는 상기 몰드 커버(100)와 같이 절연성 재질로 형성되므로, 상기 브러시(112)로부터 형성된 브러시 파우더가 상기 점퍼 터미널(131) 측에 쌓이는 것을 방지하면서, 상기 점퍼 터미널(131) 부근에서의 쇼트 발생을 방지할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브러시(112) 지지구조를 도시한 도면으로, 도시된 바와 같이, 토션 스프링과 같은 탄성부재(400)가 상기 브러시(112)의 끝단을 탄력적으로 지지하는 구성을 도시한 것이다.
이때, 상기 탄성부재(400)가 설치 위치에서 이탈되지 않도록, 상기 몰드 커버(100)에는 상기 탄성부재 이탈방지 유닛(500)이 설치될 수 있다.
상기 탄성부재 이탈방지 유닛(500)은 돌기부(105), 안착부(106) 및 이탈방지 링(107)을 포함할 수 있다.
돌기부(105)는 상기 몰드 커버(100)에 일체로 형성되며, 일정 높이를 가지는 원통형상으로 마련될 수 있다.
안착부(106)는 상기 돌기부(105)의 끝단에 형성되며, 상기 돌기부(105)의 지름 보다 작은 지름을 가지도록 형성되어, 상기 돌기부(105)의 끝단에서 단턱을 형성할 수 있다. 상기 안착부(106)에는 상기 탄성부재(400)의 몸체가 안착될 수 있다. 이 경우, 상기 탄성부재(400)는 중앙에 원형의 몸체를 구비하는 토션 스프링으로 마련될 수 있다.
이탈방지 링(107)은 상기 안착부(106)에 결합될 수 있도록, 상기 안착부(106)의 지름과 대응되는 크기의 관통공을 구비할 수 있다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이탈방지 링(107)이 안착부(106)에 삽입되면, 상기 이탈방지 링(107)은 상기 안착부(106)와 돌기부(105) 사이에 형성된 단턱부까지 결합되는데, 상기 안착부(106)의 길이보다 상기 이탈방지 링(107)의 두께가 작은 값을 가지므로, 상기 안착부(106)의 끝단은 돌출될 수 있다. 이와 같이 안착부(106)의 끝단이 돌출되면, 도시된 바와 같이 돌출된 부분을 핫 프레싱 하여 열 변형시키거나, 별도의 이탈방지부재를 삽입하여 형성한 고정부(106a)를 형성하여, 상기 탄성부재(400)가 설치 위치에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 브러시(112)의 마찰에 의해 발생되는 브러시 파우더가 브러시 파우더 차단부재(300)에 의해 통전 부위에 쌓이는 것이 방지되므로, 브러시 모터를 장기간 사용하면서 발생되는 브러시 파우더에 의한 쇼트 또는 스파크 발생을 방지할 수 있다.
또한, 간단한 고정구조를 통해 탄성부재(400)의 이탈 및 설치 위치를 고정할 수 있기 때문에, 브러시 모터의 조립성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100; 몰드 커버 110; 브러시 유닛
111; 브러시 홀더 112; 브러시
113; 스토퍼 120; 피그 테일
130; 점퍼 와이어 131; 점퍼 터미널
140; 후크 터미널 200; 가이드 유닛
210; 제 1 가이드 리브 220; 제 2 가이드 리브
300; 브러시 파우더 차단부재 400; 탄성부재
500; 탄성부재 이탈방지 유닛

Claims (10)

  1. 스테이터와 로터를 가지는 모터 하우징의 상측 개구부를 폐쇄하도록 설치되는 몰드 커버;
    상기 몰드 커버에 고정되며, 상기 몰드 커버의 중심축을 향해 이동하는 브러시를 가지는 브러시 유닛;
    상기 브러시와 통전 가능하게 연결되는 피그 테일;
    상기 피그 테일과 통전 가능하게 연결되는 점퍼 와이어;
    상기 점퍼 와이어와 연결되어 전원을 공급하는 점퍼 터미널; 및
    상기 몰드 커버의 상기 점퍼 터미널과 브러시 끝단 사이 공간부에 배치되어, 상기 브러시의 마모에 의해 발생되는 브러시 파우더가 상기 점퍼 터미널 측으로 쌓이는 것을 방지하는 브러시 파우더 차단부재;를 포함하는 브러시 모터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 브러시 파우더 차단부재는,
    상기 몰드 커버와 동일한 절연성 재질로 형성되는 브러시 모터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 브러시 파우더 차단부재는,
    상기 몰드 커버에 결합되는 점퍼 터미널의 높이와 대응되는 높이만큼 돌출 형성되는 브러시 모터.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 브러시 파우더 차단부재는,
    상기 점퍼 터미널과 엇갈린 위치에 배치되는 브러시 모터.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 점퍼 터미널은,
    통전성 재질로 형성되며, 상기 브러시 모터 설치 시 상기 브러시보다 중력 방향에 대하여 하측에 배치되는 브러시 모터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 점퍼 와이어는 상기 점퍼 터미널에서 핫 프레싱 되는 브러시 모터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 브러시시의 끝단을 탄력적으로 지지하는 탄성부재; 및
    상기 몰드 커버에 형성되어, 상기 탄성부재의 장착 위치 가이드 및 장착 위치 이탈을 방지하는 탄성부재 이탈방지 유닛;을 포함하는 브러시 모터.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 탄성부재 이탈방지 유닛은,
    상기 몰드 커버에 돌출 형성되는 돌기부;
    상기 돌기부의 끝단에 형성되어, 상기 탄성부재가 삽입 설치되는 안착부; 및
    상기 안착부에 결합되어, 상기 탄성부재의 이탈을 방지하는 이탈방지 링;을 포함하는 브러시 모터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 안착부의 길이는 상기 이탈방지 링의 두께보다 길게 형성되어,
    상기 이탈방지 링이 삽입된 안착부의 끝단에 상기 이탈방지 링의 이탈을 방지하는 고정부가 형성되는 브러시 모터.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 고정부는,
    핫 프레싱 또는 별도의 결합부재 중 어느 하나로 형성되는 브러시 모터.
KR1020120108277A 2012-09-27 2012-09-27 브러시 전동기 KR101953588B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH089598A (ja) * 1994-06-17 1996-01-12 Mitsuba Electric Mfg Co Ltd 電装用モータのリード線接続部構造
JP2002300752A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Mitsuba Corp 電動モータ
KR20030076440A (ko) * 2002-03-22 2003-09-26 아스모 가부시키가이샤 브러시 홀더 및 그 제조 방법

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