KR860003367Y1 - 소형 모터의 판형 브러시 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

소형 모터의 판형 브러시

제1도는 소형 모터의 회전부분 및 브러시를 꺼내어 도시한 사시도.

제2도는 본 고안의 판형 브러시의 구성을 개념적으로 도시하는 개념도.

제3a도는 종래의 판형 브러시를 나타내는 전개도.

제3b 내지 제3f도는 각기 본 고안의 판형 브러시의 요부를 나타내는 실시예.

제4도는 본 고안의 판형 브러시의 다른 실시예.

제5도는 본 고안에 의한 효과를 나타내기 위한 설명도.

제6도는 본 고안에 의한 효과를 나타내기 위한 또다른 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전자 2 : 정류자

3 : 샤프트 4 : 판형 브러시

5 : 기부 6 : 브러시부

7 : 단자부 8 : 브러시부

9 : 도금면 10 : 미세凹凸

본 고안은 소형 모터의 판형 브러시, 특히 모터의 회전속도의 변동을 적게하도록 고려된 소형 모터의 판형 브러시에 관한 것이다.

근래, 음향기기나 정밀기기등에는 소형 모터가 대단히 많이 사용되고 있다. 제1도는 그와 같은 소형 모터의 대표적인 예에 있어서의 회전부분과 브러시를 꺼내어서 도시한 것으로서, 철심에 권선을 감은 회전자(1) 및 정류자(2)가 샤프트(3)에 고정되어 있다. 이것을 회전자(1)에 대해 자계를 형성하기 위한 마그네트가 내장되어 도시하지 않는 모터 케이스에 삽입하고 모터 케이스에서 돌출한 샤프트(3)에 한측을 해당 케이스에 설치한 베어링으로 지지하고, 샤프트(3)의 다른축을 모터 케이스의 개방단을 폐쇄하는 모터 케이스 덮개에 설치한 베어링으로 지지하므로서 회전자(1) 및 정류자(2)를 모터 케이스내에서 회전이 자유롭게 지지된다. (4)는 판형 브러시이고 탄성이 있는 도전성 판재에서 뚫어내어 절곡부(8)에서 접어 구부려서 기부(5) 브러시부(6) 및 단자부(7)를 형성한 것이고, 단자부(7)가 도시하지 않은 모터 케이스 덮개에 설치된 구멍으로부터 돌출하도록 하여 기부(5)를 모터 케이스 덮개에 고정하여 브러시부(6)가 그 탄성에 의해 정류자(2)에 탄력있게 접촉하도록 되어 있다. 더구나 도시되어 있지 않으나 같은 구멍의 또 하나의 판형 브러시가 도시의 판형 브러시(4)에 대향하여 설치되어 있음은 말할 것도 없다.

이와같은 소형 모터를 예를 들면 테이프 레코더등과 같은 음향기기나 정밀기기에 사용할 경우에는 특히 회전 속도의 변동이 적은 안정된 성능이 매우 요구된다. 이 요구를 충족시키기 위하여 전자 회로로 구성된 조속기 수단을 사용토록 되어 있으나 모터 단독 즉, 그 조속기 수단을 제거한 상태의 모터 자체도 가능한 회전 속도가 안정된 모터를 얻는 것이 바람직하다. 따라서 모터 구성 부분의 개량이 행하여지고 있으며 특히 모터의 회전 속도에 변동에 관해서는 정류자와 브러시의 성능이 큰 영향을 준다. 따라서 예를 들면 정류자와 브러시의 접촉을 좋게하는 한편 마모를 감소시키고 또한 접촉저항을 작게 하기 위하여 정류자의 브러시 슬라이딩면을 금강석 바이트로 절삭하여 거울면 같이 마무리하거나, 정류자의 표면을 도금하거나, 브러시의 정류자 슬라이딩면에 주석이나 백금등으로 도금을 하거나, 브러시의 정류자 슬라이딩부에 귀금속의 크래드재를 매워넣는 등의 수단이 강구되어 왔다. 그러나 어느 수단도 회전 속도의 변동 방지의 점에서 충분한 성능이 발휘되지 않거나 혹은 원가가 높은것 등의 결점이 있어 완전히 만족할 수 있는 것은 없었다.

종래, 소형 모터의 정류자 및 브러시는 그들 양자간의 접촉 마찰을 가능한한 작게 하고 접촉을 좋게하여 접촉 저항을 적게 하기 위하여 정류자 및 브러시 쌍방공히 그 접촉면을 최대한으로 평활하게 마무리하고 평활면끼리 접촉하도록 하는 것이 상식이고 접촉면의 평활도를 높이는 방향으로 노력화여 왔다. 그러나 그결과 오히려 마모물이나 오염이 접촉면에 강하게 부착하여 불꽃의 발생이나 도통불량을 일으켜 회전 속도의 변동의 큰 원인이 되는 것을 본 고안의 고안자에 의해 발견되었다. 그래서 평활면끼리를 접촉시킨다는 종래의 상식을 타파하여 판형 브러시의 정류자 슬라이딩면을 거친면으로 한바, 브러시의 정류자 슬라이딩면을 평활면으로 한 종래의 판형 브러시에 비해, 모터 회전 속도의 변동을 훨씬 적게하는데 성공하였다.

본 고안의 주 목적은 회전 속도의 변동이 적은 모터를 얻는데 적합한 소형 모터의 판형 브러시를 제공하는 것이고 또 다른 목적은 상기 브러시의 정류자 슬라이딩면에 다수의 미소한 凹凸을 치밀하게 형성한 소형모터의 판형 브러시를 제공하는 것이다.

제2도 내지 제6도에 있어서 제1도와 동일 부호는 동일 부분에 대응하고 (9)는 도금면 또는 크래드재를 메워넣은 면(10)은 미세한 凹凸을 나타낸다.

본 고안에 있어서는 제2도에 도시되는 바와 같이 판형의 브러시부(6)에는 정류자(2)와의 슬라이딩면에 다수의 미소한 凹凸(10)이 치밀하게 형성되어 있다. 이와 같은 구성으로 하므로서 모터 회전 속도의 변동이 대단히 적어지는 것이 확인되었다.

본 고안의 판형 브러시가 그 정류자 슬라이딩면에 다수의 미소한 凹凸(10)을 치밀하게 형성한 구성이 되어 있으므로서 왜 모터의 회전 속도의 변동이 적어지는가 그 원인은 반드시 명확치는 않다. 그러나 다음과 같은 원인에 의한 것이라고 추측된다. 즉, 브러시의 정류자 슬라이딩면에 치밀하게 존재하는 다수의 미소한 凸부가 정류자의 표면과 접촉하므로서 정류자와 브러시 사이에 있는 마모몰등의 먼지나 오염물이 브러시의 정류자 슬라이딩면에 치밀하게 존재하는 다수의 凹부에 흡수되므로서 정류자의 표면 및 그것과 접촉하는 브러시의 다수의 凸부는 청결하게 유지된다는 일종의 크리닝 작용이 생긴다고 추측한다. 또한 브러시가 정류자의 표면과 항시 다수의 끝이 날카로운 凸부에서 접촉하므로서 정류자 표면의 유막이나 산화 피막을 깨뜨리는 작용이 발생하고 상술과 같은 작용의 결과 브러시와 정류자의 전기적 접촉이 양호하게 유지되는 때문이라고 추측된다.

제3a도는 본 고안의 실시예와의 비교를 용이하게 하기 위하여 종래의 판형 브러시(4)를 절곡부(8)에서 접어 구부리기 이전의 상태의 전개도를 도시한 것이고 제3b도 내지 제3f도는 각기 본 고안의 실시예를 도시한 도면이고, 이들 실시예는 어느것이나 판형 브러시의 브러시부의 정류자 슬라이딩면에 다수의 미소한 凹凸을 치밀하게 형성한 것이다. 凹凸(10)은 정류자와의 슬라이딩 방향에 대하여 제3b도에 도시한 실시예에서 새로 방향으로, 제3c도에 도시한 실시예에서는 가로 방향으로, 제3d도에 도시한 실시예에서는 비스듬한 방향으로 또한 제3e도에 도시한 실시예에서는 마름모꼴 혹은 격자형으로 고착하는 비스듬한 두방향으로 형성되어 있다. 제3f도에 도시한 실시예에서는 판형 브러시의 정류자 슬라이딩부 위에 도금을 하고 혹은 크래드재를 메워넣는 등의 처리를 하여 형성된 면(9)에 다수의 미소ㅎ나 凹凸(10)을 치밀하게 형성한 것이고 물론 凹凸(10)은 도시와 같은 세로 방향에 한정되지 않고 제3b도 내지 제3b도에 도시한 것과 같은 방향으로 형성할 수가 있다.

제4도는 본 고안의 다른 실시예를 도시하는 도면이고 이 실시예에 있어서는 판형 브러시의 포크형 브러시부의 정류자 슬라이딩면에 다수의 미소한 凹凸(10)의 방향은 도시의 세로 방향에 극한되지 않음은 말할 것도 없다.

이상의 각 실시예에 있어서 다수의 미소한 凹凸(10)을 치밀하게 형성하기 위한 방법으로서는 미세한 샌드페이퍼 혹은 랩핑 테이프등을 사용하는 방법, 또는 프레스 혹은 물등에 의해 성형하는 방법등의 있으나 경제적인 면도 고려하여 적절한 방법으로 형성하면 된다. 그래서, 일반적으로 제3a도에 도시된 바와같은 브러시를 뚫기전에 판재에 상기 미소한 홈을 미리 형성시켜둔 후에 도시된 바와 같의 뚫어내도록 한다.제5도는 본 고안에 의한 효과를 나타내기 위한 설명도이다. 도시한 실험 결과는 판상 브러시의 정류자 슬라이딩면의 형태만이 다르며 나머지 구성은 동일한 세개의 소형 모터에 각각 직류 6볼트의 전압을 인가하고 무부에서 2400rpm의 속도를 약 25분 운전하여 각 모터의 회전 속도 변동율을 시간에 대하여 구성시킨 것으로서 횡측은 시간(한 눈금당 1분)을 나타내고, 종축은 회전 속도 변동율 △n/n을 퍼센트로 나타내고 있다. 제5도에서 그래프(A)는 브러시의 정류자 슬라이딩면에 평균 깊이 12μ인 다수의 미소한 凹凸을 제3b도와 같이 세로 방향으로 치밀하게 형성시킨 판형 브러시를 사용한 모터에 대응하여 그래프로서 회전 속도 변동율은 0.1% 이하이고 안정된 회전을 표시하고 있다. 제5도 그래프(B)는 브러시 정류자 슬라이딩면에 평균 깊이 12μ의 미소한 홈을 제3c도와 같이 세로 방향으로 치밀하게 형성한 판형 브러시를 사용한 모터에 대응하는 그래프로서 회전 속도 변동율은 0.3%이하이고 상당한 안정된 회전을 도시하고 있다. 제5도 그래프(C)는 브러시의 정류자 슬라이딩면이 홈이 없고 평활한 종래의 제3a도 도시의 판형 브러시를 사용한 모터에 대응하는 것으로서 회전 속도 변동율은 최대 2.2%를 표시하고 회전 속도의 변동이 큰것을 도시하고 있다. 이상의 그래프에서 명백한 것과 같이 본 고안을 실시한 판형 브러시를 사용한 경우(그래프 A 및 B)는 종래의 판형브러시를 사용한 경우(그래프 C)에 비하여 모터의 회전 속도 변동율은 훨씬 작다. 더구나 본 고안을 실시한 판형 브러시에 있어서도 정류자 슬라이딩면에 세로 방향의 다수의 凹凸을 마련한 브러시쪽이 가로 방향의 다수의 凹凸을 마련한 브러시보다 좋은 결과를 주는것이 이상의 그래프에서 알 수 있다.

제6도는 본 고안에 의한 효과를 도시하기 위한 또 다른 설명도이다. 이 도면은 판형 브러시의 정류자 슬라이딩면의 상태를 길게하는 어떤 다수개의 모터를 동일운전 조건하에서 운전하였을 때에 0.5% 이상의 회전 속도 변동율을 표시한 모터의 출현한 비율을 구하는 실험을 판형 브러시의 정류자 슬라이딩면의 조건을 여러가지로 변경하여(물론 다른 조건은 변경않고서) 행한 결과를 도시하고 있다. 즉 각 조건하에서 회전 속도 변동율이 0.5% 이상으로된 모터의 출현율은 주상 그래프로 표시한 것이다. 횡측은 브러시의 정류자 슬라이딩면의 조건을 표시하고, 종측은 회전 속도 변동율 0.5% 이상의 모터가 출현한 비율(출현율이라 약칭한다)을 퍼센트로 표시한다. 도면중(A)는 브러시의 정류자 슬라이딩면이 홈이 없고 평활한 종래의 경우에 출현율을 표시한다. (B), (C), (D), (E) 및 (F)는 각기 브러시의 정류자 스라이딩면에 평균 깊이가 각기 3μ, 12μ, 30μ, 40μ 및 60μ의 다수의 미소한 凹凸을 치밀하게 형성한 경우이다. 이들 각 경우에 있어서 좌측의 값은 제3b도와 같이 세로 방향으로 凹凸을 형성한 경우의 출현율을 또한 우측의 값은 제3c도와 같이 세로 방향으로 凹凸을 향성한 경우의 출현율을 표시한다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이 본 고안을 실시한 판형 브러시를 사용한 (B) 내지 (F)에 있어서는 정류자 슬라이딩면이 평활한 종래의 판형 브러시를 사용한 경우(A)에 비해서 출현율이 훨씬 낮아져 있다. 따라서 본 고안을 실시한 판형 브러시는 정류자 슬라이딩면이 평활한 종래의 판형 브러시에 비해 모터의 회전 속도의 변동을 작게하는데 유효한 것은 명백하다. 더욱 이 도면에서 본 고안의 실시예에서도 세로 방향으로 凹凸을 형성한 브러시쪽이 가로 방향으로 凹凸을 형성한 브러시에 비하여 모터의 회전 속도의 변동을 작게하는 효과가 크고, 또한 그 효과는 일반적으로 凹凸이 보다 깊을수록 큰것을 알 수 있다. 이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면 판형 브러시의 정류자 슬라이딩면에 다수의 미소한 凹凸을 치밀하게 마련하는 간단하고 저렴한 수단에 의해 모터의 회전속도의 변동을 작게할 수가 있다.

Claims (1)

1. 정류자(2)에 직접 접촉하는 정류자 슬라이딩면이 도전성 판향의 금속채로 구성되는 판형 브러시(4)가 있는 소형 모터에 있어서, 판형 브러시(4)의 정류자 슬라이딩면에 다수의 미세한 凹凸이 치밀하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 모터의 판형 브러시.