KR950014644B1 - 브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기 - Google Patents

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내용 없음.

Description

브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선에 따르는 단면도.

제3도는 제1도에 도시한 브러시장치를 구비한 정류전동기와 조합된 전동송풍기를 일부단면하여 도시하는 측면도.

제4도는 본 발명의 제2실시예 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제5도는 제4도의 V-V선에 따르는 단면도.

제6도는 본 발명의 제3실시예에 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제7도는 본 발명의 제4실시예에 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제8도는 상기 제4실시예에 따른 브러시의 브러시 주부의 구멍에 동(銅)분말을 채우는 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 종단면도.

제9도는 본 발명의 제5실시예에 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제10도는 제9도의 X-X선에 따르는 단면도.

제11도는 제9도에 도시한 브러시장치를 구비한 정류전동기와 조합된 전동송풍기를 일부 단면하여 도시하는 측면도.

제12도는 본 발명의 제6실시예에 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제13도는 제12도의 XIII-XIII에 따르는 단면도.

제14도는 제12도에 도시한 브러시장치를 구비한 정류전동기와 조합된 전동송풍기를 일부단면하여 도시하는 측면도.

제15도는 본 발명의 제7실시예에 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제16도는 제15도의 XVI-XVI선에 따르는 단면도.

제17도는 제15도에 도시한 브러시장치를 구비한 정류전동기와 조합된 전동송풍기를 일부 단면하여 도시하는 측면도.

제18도는 본 발명의 제8실시예에 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제19도는 본 발명의 XIX-XIX선에 따르는 단면도.

제20도는 본 발명의 제9실시예에 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제21도는 제20도의 XXI-XXI선에 따르는 단면도.

제22도는 제20도에 도시한 브러시장치를 구비한 정류전동기와 조합된 전동송풍기를 일부 단면하여 도시하는 측면도.

제23도는 본 발명의 제10실시예에 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제24도는 제23도의 XXIV-XXIV선에 따르는 단면도.

제25도는 제23도에 도시한 브러시장치를 구비한 정류전동기와 조합된 전동송풍기를 일부 단면하여 도시하는 측면도.

제26도는 본 발명의 제11실시예에 따른 브러시를 사용하는 브러시장치의 종단면도.

제27도는 제26도의 XXVII-XXVII선에 따르는 단면도.

제28도는 본 발명의 각종 실시예의 브러시의 양도전부(良導電部)를 구성하는 양도전재료의 분말입자의 1예를 도시하는 도면.

제29도는 상기 분말입자의 다른 예를 도시하는 도면.

제30도는 상기 분말입자의 또 하나의 다른 예를 도시하는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전동기 케이스 2 : 케이스 본체

15 : 정류자 16 : 로터

17 : 로터축 18 : 브러시장치

41 : 브러시 42 : 브러시 주부(主部)

43 : 양도전부

본 발명은 발전기나 정류자 전동기등에 사용되어 이들의 정류자와 슬라이딩 접촉하는 브러시와, 이 브러시를 사용하는 브러시장치를 구비한 정류자 전동기에 관한 것이다.

정류자 전동기 등에 사용되는 브러시는 카본계의 브러시와 귀금속계의 브러시로 대별되고, 카본계의 브러시가 일반적이다. 카본계 브러시는 주성분인 카본을 점결제(點結劑)와 섞어서 압축고화시킨 후에 고온에서 가열하여 형성되어 있고, 점결제에는 합성수지가 통상 사용되고 있다. 그리고 예를들면 전기청소기의 전동송풍기에 내장된 정류자 전동기에서 사용되는 종래의 브러시는 단일종류의 카본을 주성분으로 하고 있다.

저항정류를 크게 하므로써 브러시와 정류자와의 슬라이딩접촉에 따르는 스파크의 발생을 작게 하기 위해 종래의 브러시의 주성분으로서의 카본은 일반적으로 1평방 cm당 3만 μΩ 이상의 높은 저항치를 갖는다. 따라서, 브러시의 선단면에 정류자의 복수의 정류자편이 복수 접했을 때에 이들 정류자편 사이를 브러시를 개재하여 단락하는 전류치가 작아지고, 스파크의 발생이 적어진다.

그러나 상술한 종래의 브러시는 전체 전기저항이 크고(0.2Ω 정도) 저항손실이 크기(브러시 1개당 약 20W) 때문에 이 브러시를 사용하는 정류자 전동기등의 운동효율이 저하한다는 문제가 있다.

더구나 상기 저항손실은 변환되므로 합성수지의 점결제를 이용한 수지 바인드 타입의 브러시에 있어서는 점결제의 열약화가 생기기 쉽고, 또 정류자에 있어서는 복수의 정류자편 상호간을 절연하는 합성수지 부분이 열약화가 생기기 쉽다. 특히, 전기 청소기용의 전동송풍기에 이용되는 정류자 전동기는 소형화와 고입력화의 경향에 있고, 그것에 따르는 브러시의 전류밀도도 증대하고 있다. 그 때문에 브러시가 큰 전기저항을 갖고 있으면 그 발열이 극히 커지기 쉽고, 브러시 및 정류자의 수명이 짧아진다는 문제가 있었다. 덧붙여 말하면, 종래의 수지바인드 타입의 브러시는 그 온도가 200℃를 넘으면 급격히 저항력이 저하되는 것이 알려져 있다.

그런데, 브러시 및 정류자의 수명의 연장은 이들의 치수를 크게 하여 전류밀도를 작게 함과 동시에 그 표면에서의 방열을 좋게 하면 가능하다. 그러나 그렇게 하면 정류자 전동기의 축방향 길이가 커져 버리는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어지고, 본 발명의 목적은 저항손실을 적게 할 수 있으며 동시에 정류자와 함께 수명을 향상할 수 있는 브러시를 얻는데에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 축방향 길이를 작게 할 수 있는 정류자 전동기를 얻는데에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 브러시는 정류자에 접하여 마모하는 부분의 거의 전체가 그 주전류방향으로 연장되어 전기저항율이 다른 2종 이상의 재질로 형성되고, 상기 마모하는 부분의 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면에 있어서 가령 전기저항율이 낮은 재질로 형성된 양도전부의 횡단면의 직경 또는 종횡치수가 상기 양도전부보다도 전기저항율이 높은 재질로 형성된 브러시 주부(主部)의 횡단면의 종횡치수의 각각 보다도 작게 되어 있으며, 브러시 주부에 전류방향으로 뻗은 구멍을 갖고 있고 이 구멍내에는 전기도체의 분말로된 양도전부가 삽입되어 있다.

또한 상기 또 하나의 목적을 달성하기 위해 본원 발명의 정류자 전동기는 스테이터와, 상기 스테이터를 격납한 전동기 케이스와, 로터축 및 이것에 고정된 정류자를 갖고 상기 전동기 케이스내에서 상기 스테이터의 내측에 배치되고 상기 전동기 케이스에 회전자유롭게 지지된 로터와, 상기 로터의 정류자에 접촉하는 브러시를 갖고 상기 전동기 케이스에 지지된 브러시장치를 구비하고 있고, 상기 브러시의 정류자에 접하여 마모하는 부분의 거의 전체가 그 주전류방향으로 연장되어 전기저항율이 다른 2종 이상의 재질로 형성되어 있고, 상기 브러시의 상기 마모하는 부분의 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면에 있어서 가장 전기저항율이 낮은 재질로 형성된 양도전부의 횡단면의 직경 또는 종횡치수가 상기 양도전부 보다도 전기저항율이 높은 재질로 형성된 브러시 주부의 횡단면의 종횡치수의 각각 보다도 작게 되어 있으며, 브러시 주부에 전류방향으로 뻗은 구멍을 갖고 있고 이 구멍내에는 전기도체의 분말로된 양도전부가 삽입되어 있다.

상술한 바와 같이 구성되어 있는 발명의 브러시로는, 브러시 주부의 재질보다도 전기 저항율이 낮은 재질로 주전류방향으로 연장되어 있는 양도전부가 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면의 직경 또는 종횡치수가 상기 브러시 주부의 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면의 종횡치수의 각각 보다도 작게 되어 있으므로 브러시의 모든 전기저항을 작게 할 수 있다. 이 때문에 브러시에서의 전류의 손실을 적게 할 수 있으므로 브러시의 발열이 적어진다. 또, 양도전부의 상기 횡단면의 직경 또는 종횡치수가 브러시 주부 상기 횡단면의 종횡치수의 각각에 비교하여 적게 되어 있는 본 발명의 브러시에서는 브러시 전체를 저전기저항의 전기도체로 만든 경우에 비교하여 정류저항의 대폭적인 저하가 없다. 브러시의 모든 전기저항이 작은 것은 정류자에 대한 좌승성(즉 브러시가 정류자 표면에 대한 접촉을 유지하고자 하는 특성)이 좋은 재료를 브러시 주부에 사용하는 것을 가능하게 하고, 따라서 브러시와 정류자와의 사이에서의 스파크의 발생을 적게 할 수 있다.

상술한 바와같이 구성되어 있는 본 발명에 따른 브러시에 있어서는 브러시 주부에 있어서 양도전부의 유지의 신뢰성을 높이기 위해 상기 양도전부는 상기 브러시 주부의 내부에 배치되는 것이 바람직하다.

여기에서는 브러시가 정류자와 슬라이딩 접촉했을 때에 작용하는 진동 등에 의해 양도전부가 브러시 주부에서 벗겨지는 것이 방지된다.

상술한 바와 같이 구성되어 있는 본 발명에 따른 브러시에 있어서는 브러시의 사용개시의 초기 단계에 있어서 초기성능을 안정시키기 위해 브러시의 사용개시의 초기의 단계에서 상기 브러시 주부가 상기 양도전부의 정류자측단면을 덮고 있는 것이 바람직하다.

여기에서는 정류자에 대한 브러시의 접촉이 익숙해 있지 않은 브러시의 사용 초기 단계에서 성질이 다른 브러시 주부와 전기도체가 동시에 정류자에 슬라이딩 접촉하지 않는다.

상술한 바와 같이 구성되어 있는 본 발명에 따른 브러시에 있어서 브러시의 사용 초기의 단계에서 상기 브러시 주부가 상기 양도전부의 정류자측 단면을 덮고 있는 경우 브러시의 제조성을 향상하기 위해 상기 브러시 주부에 상기 정류방향으로 연장되는 구멍을 설치하고, 이 구멍내에 전기도체의 분말을 채워 넣어서 양도전부를 구성한다.

여기에서는 브러시의 사용 초기의 단계에서 브러시 주부가 양도전부의 정류자측 단면을 덮고 있는 것은 브러시 주부의 구멍은 주전류에 따른 방향에서 정류자측의 단부에 밑면을 갖는 것을 의미하고 있다. 이러한 밑면이 있는 구멍에 전기도체가 되는 분말을 채우는 작업은 용이하다.

상술한 바와 같이 브러시의 제조성을 향상시킬 경우, 브러시의 사용시에 있어서 양도전부의 전기도체의 분말이 상기 구멍에서 빠져 나오는 것을 방지하기 위해 브러시 주부의 상술한 구멍에 채워지는 전기도체의 분말은 미리 봉형상으로 굳혀두는 것이 바람직하다.

여기에서는 브러시 주부의 구멍에 전기도체의 분말을 넣은 후에 이것을 다지는 작업이 필요하게 된다. 고밀도로 봉형상으로 굳혀진 양도전부는 강도가 크기 때문에 브러시의 사용시에 브러시에 부하되는 진동에 의해 이 양도전부가 구멍내에서 붕괴되는 일이 극히 적다.

본 발명의 브러시에 있어서는 브러시의 정류자측 단부가 이상발열에 의해 파손되는 우려를 방지하기 위해 상기 양도전부의 정류자측 단부를 브러시의 사용개시 이전부터 상기 브러시 주부의 정류자측 단면에 노출시켜 둘 수도 있다.

여기에서는 브러시가 사용개시되면 양도전부의 정류자측 단면이 정류자에 접하고, 양도전부와의 사이에 직접 전류가 흐르고, 상기 이상발열이 방지된다. 브러시가 사용개시되었을 때에 양도전부의 정류자측 단면이 브러시 주부에 의해 덮여있는 경우에는 브러시의 사용 초기의 단계에서 양도전부의 정류자측 단면에 전류가 집중하여 전류밀도가 높아지고, 양도전부의 정류자측 단면의 외측에 위치하고, 상기 정류자측 단면을 덮고 있는 브러시 주부의 일부에 밀도가 높은 전류가 집중하여 통과하고, 그 부분이 이상발열하는 수가 있다.

상술한 바와 같이 구성된 것을 특징으로 하는 본 발명의 정류자 전동기는 상술한 본 발명의 브러시를 이용하고 있으므로 사용시에 브러시 및 정류자의 온도를 낮게 할 수 있다. 이 때문에 정류자 전동기의 축방향에 따른 정류자의 길이를 작게 할 수 있고, 그것에 따라 정류자 전동기의 축방향 길이도 작게 할 수 있다.

상술한 본 발명의 브러시에 있어서는 양도전부의 정류자측 단면이 브러시 주부에 의해 덮여있는 경우, 브러시의 사용 초기의 단계에서, 상기 정류자측 단면의 외측에 위치하고, 상기 정류자측 단면을 덮고 있는 브러시 주부의 일부에 전류가 집중하고, 브러시 주부의 상기 일부가 고온이 되고, 파괴될 우려가 있는 것은 이미 설명했다.

이 우려를 해소하기 위해 본 발명의 브러시에서는 브러시의 사용 초기의 단계에서 상기 브러시 주부의 정류자측 단면에서 이 정류자측 단면과 상기 양도전부의 정류자측 단면과의 사이에 상기 브러시 주부의 재질의 전기저항율 보다도 높은 전기저항율을 가진 저항수단을 설치하고, 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면에 있어서 상기 저항수단의 횡단면적을 상기 양도전부의 정류자측 단부의 횡단면적과 거의 같거나 또는 그보다 크게 하고, 상기 저항수단에 상기 양도전부의 정류자측 단면을 덮게하는 것이 바람직하다.

여기에 양도전부를 통하여 정류자에 이르는 전류 및 정류자에서 양도전부에 이르는 전류는 저항수단의 주위에 분산되어 브러시 주부의 정류자측 단부를 통과한다. 그 때문에 브러시의 사용 초기의 단계에서 브러시 주부의 정류자측 단부의 전류밀도가 낮아지고, 상기 정류자측 단부의 온도상승을 낮게 억제할 수 있다.

더구나 상기 사용의 초기 단계에서 양도전부의 정류자측 단면이 정류자에 직접 접촉하는 것이 방지되므로 브러시의 사용 초기의 단계에서의 초기성능을 안정시킬 수 있다.

상술한 저항수단은 공극(空隙)으로 구성하는 것이 바람직하고, 이러한 저항수단은 제조가 용이하다.

본 발명의 브러시에서는 상기 브러시 주부에 상기 주전류방향으로 연장하는 상기 브러시 주부의 정류자측단면으로 향함에 따라 좁아지는 테퍼구멍을 설치하고, 상기 양도전부를 상기 테퍼구멍내에 채워진 전기도체의 분말로 구성할 수 있다.

여기에서는 브러시 주부의 상기 구멍에 채워진 전기도체의 분말을 다지는 작업에 의해 분말이 차차 테퍼구멍의 선단(先端)쪽으로 밀려들어가므로 테퍼구멍의 선단측에서도 분말을 충분히 굳힐 수 있다. 그리고, 브러시의 사용 초기의 단계가 경과하여 브러시의 선단면(정류자측 단면)에 양도전부가 노출된 후에는 테퍼형의 구멍이 정류자로 향하고자 하는 전기도체의 분말의 이동에 대한 커다란 저항이 되고, 더구나 전기도체의 분말은 테퍼구멍의 선단부까지 충분히 다져지고 있으므로 정류자에 대한 브러시의 슬라이딩 접촉에 따르는 브러시의 진동에 의해 양도전부를 구성하고 있는 전기도체의 분말이 붕괴되어 정류자의 복수의 정류자편 사이의 틈을 통하여 외부로 빠져나오는 것을 방지하고, 양도전부의 기능저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 브러시는 상기 양도전부가 상기 브러시 주부의 재질보다도 전기저항율이 낮은 재질로 형성되고 상기 브러시 주부의 정류자측 단면과는 정반대의 기단면으로부터 삽입되어, 상기 주전류방향에 따라 상기 정류자측 단면으로 향하여 연장된 리드선을 포함하고 있을 수 있다.

여기에서는 브러시를 위한 리드선을 양도전부로서도 기능시킬 수 있다.

본 발명의 브러시는 상기 양도전부가 상술한 바와 같이 리드선을 포함하고 있는 경우, 상기 브러시 주부의 상기 기단면에 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면에 있어서 상기 브러시 주부의 종횡치수의 각각 보다도 작은 직경 또는 종횡치수를 가진 구멍이 형성되고, 상기 리드선이 상기 구멍을 통하여 상기 브러시 주부내에 삽입되어 있고, 상기 구멍내에는 상기 브러시 주부의 재질보다도 상기 저항율이 낮은 전기도체의 분말이 채워져 있고, 더구나 상기 브러시 주부의 상기 기단면의 상기 구멍이 상기 리드선의 정류자측 끝까지 상기 리드선에 따라 이어져 나와 있는 것이 바람직하다.

여기에서는 양도전부를 상기 구멍중의 리드선 및 전기도체의 분말에 의해 구성할 수 있으므로 어느 한쪽만으로 양도전부를 구성한 경우보다도 브러시 주부의 모든 전기저항을 작게 할 수 있다.

이것과 동시에 브러시 주부의 발열을 적게 할 수 있다. 덧붙여서, 양도전부의 횡단면의 직경 또는 종횡치수는 브러시 주부의 횡단면의 종횡치수의 각각에 비교하여 훨씬 작으므로 브러시 전체를 저저항의 전기도체로 만든 경우에 비교하여 정류저항의 대폭적인 저하가 없다. 더구나 브러시 주부의 모든 전기저항이 작으므로 정류자에 대한 브러시 주부의 좌승성(즉, 브러시가 정류자 표면과의 접촉을 유지하고자 하는 특성)이 좋은 재료를 사용할 수 있다. 따라서 브러시와 정류자와의 사이에서 스파크의 발생을 적게 할 수 있다.

상기 리드선은 복수의 전기도체의 선을 합치므로써 구성할 수 있다.

이러한 리드선은 커다란 가요성(可撓性)을 갖고, 더구나 피로내 구성을 갖는다.

본 발명의 브러시는 상기 양도전부가 상기 브러시 주부의 재질보다도 전기저항율이 낮은 재질의 복수의 가늘고 긴 도체를 갖고 있고, 상기 복수의 가늘고 긴 도체를 상기 브러시 주부의 내부에 분산된 상태에서 상기 주전류의 방향에 따라 연장되어 나오게 할 수 있다.

양도전부의 복수의 가늘고 긴 도체가 브러시 주부의 내부에 분산하여 매설되어 있으면 브러시의 방열성을 향상시킬 수 있다. 나아가서는 이러한 브러시를 사용한 정류자 전동기는 브러시에서의 전류의 손실이 적고 더구나 브러시의 발열을 적게 할 수 있기 때문에 운전효율을 향상할 수 있으며 동시에 정류자의 축방향 길이도 작게 할 수 있고, 그것에 따라 정류자 전동기의 축방향 길이를 작게 할 수 있다.

그리고, 상기 양도전부의 상기 복수의 가늘고 긴 도체의 각각을 상기 브러시 주부의 재질보다도 전기 저항율이 낮은 재질의 분말로 선형상 또는 얇은 판 형상으로 형성하므로써 구성하고, 상기 브러시 주부를 상기 양도전부의 재질보다도 전기 저항율이 높은 재질의 분말을 소정의 형상으로 형성하므로써 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

이러한 구성이라면 양도전부와 브러시 주부를 같은 제조공정으로 형성할 수 있다.

본 발명의 브러시에 있어서 상기 브러시 주부의 정류자측 단면과는 정반대의 기단면에는 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면에 있어서 상기 브러시 주부의 횡단면적보다도 작은 횡단면적을 갖는 구멍이 형성되어 있고, 상기 브러시 주부의 재질보다도 전기저항율이 낮은 재질로 형성된 리드선이 상기 구멍을 통하여 상기 브러시 주부내에 삽입되어 있고, 상기 구멍내에는 상기 브러시 주부의 재질보다도 전기저항율이 낮은 전기도체의 분말이 채워져 있는 경우에는 상기 양도전부의 정류자측 단부와는 정반대의 기단부를 상기 구멍중의 전기도체의 분말에 연속시킴과 동시에 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면에 있어서 상기 양도전부의 종횡치수를 상기 브러시 주부의 횡단면의 종횡치수의 각각 보다도 작게 함과 동시에, 상기 양도전부의 횡단면적을 상기 브러시 주부의 상기 기단면의 상기 구멍의 상기 횡단면적 보다도 작게 하는 것이 바람직하다.

브러시 주부는 일반적으로 카본을 주성분으로 하여 형성되고, 그 때문에 기계적으로 약하다. 그리고 브러시 주부는 그 내부에 배치된 저저항의 양도전부에 의해 두께가 얇게 되어 그 강도가 약화되어 있다. 그런데, 브러시는 사용시에 고온(덧붙이면, 정류자에 슬라이딩 접촉하여 가장 고온이 되는 브러시의 선단면의 온도는 150~200℃ 정도)가 되고, 그에 따라 양도전부와 브러시 주부와의 열팽창의 차(양도전부를 일반적으로 구성하는 재질인 동의 선팽창율은 1.409×10^-5, 브러시 주부를 일반적으로 구성하는 주성분인 탄소의 선팽창율은 0.118×10^-5)에 의해, 브러시 주부에는 양도전부의 열팽창을 원인으로 하는 내압이 작용한다. 이 내압은 양도전부의 양에 비례하여 커진다. 따라서, 사용중에 브러시 주부의 강도가 견딜 수 없게 되어, 브러시 주부가 파손에 이르는 가능성도 있다.

그 상태에서 상술한 바와 같은 경우에는 양도전부의 횡단면적을 브러시 주부의 기단면의 구멍의 횡단면적보다도 작게 하므로써, 브러시 주부의 충분한 두께를 확보할 수 있고, 그 강도가 저하하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 브러시 주부에 대한 양도전부의 열팽창의 영향을 작게 할 수 있다.

또한, 여기에서 상기 양도전부의 상기 횡단면적은 상기 리드선의 횡단면적보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 양도전부의 방열성이 좋아진다.

이상 상술한 본 발명의 주제 및 각종 형태의 각각에 있어서는 상기 양도전부를 구성하고 있는 전기도체가 상기 양도전부가 열팽창했을 때에 변형가능한 철부(凸部)를 적어도 1개 갖는 분말 또는 외표면에 귀금속이 도금된 분말을 포함하고 있는 것이 바람직하다.

전자와 같이 전기도체의 분말은 양도전부를 구성하기 위해 다져진 경우에도 고밀도로 채우기 어렵고, 양도전부의 발열에 따르는 팽창시에 인접한 분말입자 상호간에 개개의 분말입자의 팽창을 허용하는 공간이 확보되어 있다. 그뿐 아니라 분말입자가 팽창할 때에 그 팽창력은 돌출부를 변형시킨다. 이렇게 하여 양도전부의 발열에 따르는 팽창에너지는 양도전부내에서 흡수되므로, 브러시 주부에 작용하는 양도전부의 팽창력을 작게 할 수 있다.

후자와 같은 전기도체의 분말은 양도전부를 구성하기 위해 다져진 경우, 분말입자끼리가 그 외면의 귀금속 도금을 밀접시켜서 굳혀지기 때문에 이 양도전부의 도전성을 향상할 수 있다. 그 때문에 브러시의 모든 전기저항이 더 한층 작아지고, 양도전부의 발열이 억제되므로 브러시 주부에 작용하는 양도전부의 팽창력을 작게 할 수 있다.

이하 본 발명의 각종 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

[제1실시예]

우선 제1도 내지 제3도를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 브러시를 사용한 브러시장치 및 그 브러시장치를 갖추고 전동송풍기에 조합된 정류전동기를 설명한다.

제3도에 있어서 도면부호 1은 금속제의 전동기 케이스를 지적하고 있고, 이것은 케이스 본체(2)와 케이스단판(端板) (3)으로 형성되어 있다.

케이스 본체(2)는 밑면부착의 원통부(4)를 갖고 있고, 밑판(4a)과는 반대측에 위치하는 열림구의 가장자리에 설치부(5)가 일체로 형성되어 있다. 환상평면부(6)는 케이스 본체(2)의 열림구에서 케이스 본체(2)의 반경방향으로 향하여 내밀고 있고, 통부(7)는 환상평면부(6)의 외주에서 밑판(4a)으로 향하여 구부러진 케이스 본체(2)의 외주면과 평행으로 이어져 나오고, 그리고, 돌출가장자리(8)는 통부(7)의 선단에서 반경방향외방으로 향하여 직각으로 구부러져서 구성되어 있다.

원통부(4)의 외주면에서 밑판(4a)의 근방에는 배기열림구(9)가 형성되어 있으며 동시에 밑판(4a)에도 도시하지 않는 배기열림구가 형성되어 있다. 밑판(4a)의 중앙에는 축받이(10)을 수납한 축받이 설치부(11)가 형성되어 있다.

케이스단판(3)은 케이스 본체(2)의 열림구를 덮고 있고, 그 중앙에 축받이(12)를 수납한 축받이 설치부(13)가 형성되어 있다. 케이스단판(3)의 가장자리부는 케이스 본체(2)의 설치부(5)의 환상평면부(6)에 나사고정되어 있다.

케이스 본체(2)의 내부공간에는 스테이터(14)와, 스테이터(14)의 내측에 배치된 정류자(15) 부착의 로터(16)가 수납되어 있다. 스테이터(14)의 스테이터 코어에는 축방향에서 본 외경형상이 대략 사각형이어서 그면이 깍인 4개의 각부를 원통부(4)의 내주면에 밀접시켜서 케이스 본체(2)에 고정되어 있다. 이 고정에 의해, 원통부(4)의 내주면과 상기 스테이터 코어의 외주면의 4변과의 사이의 틈은 풍로(風路)로서 기능한다. 로터(16)의 로터축(17)은 케이스 본체(2)의 축방향 양단의 축받이(10,12)에 고정자유롭게 지지되어 있으며 동시에 축받이(12) 및 축받이 설치부(13)에서 축방향외방으로 돌출되어 있다.

정류자(15)는 케이스 본체(2)의 내부공간에 있어서 축받이(10)의 근방에서 로터축(17)상에 고정되어 있다. 정류자(15)는 로터축(17)과 일체로 회전하는 합성수지제의 보스부(15a)와, 이 보스부(15a)의 외주에 둘레방향으로 상호 사이를 두고 배치된 복수의 정류자편(15b)을 포함하고 있다. 복수의 정류자편(15b)은 서로 절연되고, 이들 정류자편(15b)에는 복수의 권선의 단말이 전기적으로 접속되어 있다.

케이스 본체(2)의 원통부(4)에는 정류자(15)를 끼우고 있는 +극측과 -극측의 1쌍의 브러시장치(18)가 설치되어 있다. 이하 이들 브러시장치(18)의 상세한 내용을 제1도 및 제2도를 참조하여 설명한다.

각각의 브러시장치(18)가 구비되는 브러시홀더(21)는 합성수지제등의 전기절연재료로 형성되어 있고, 이 본체부(22)는 대략 사각형의 횡단면을 갖는 삽통(揷通)구멍(23)이 형성되고, 대략 사각형상을 갖고 있다. 본체부(22)의 외주면에는 케이스 본체(2)의 외주면에 재치되는 지지편(24)이 형서되어 있다. 제3도에 도시하는 바와 같이 브러시홀더(21)는 본체부(22)를 케이스본체(2)의 원통부(4)의 외주면에 열리는 장치구(4b)에 삽통된 상태에서 지지편(24)을 나사(26)에 의해 원통부(4)의 외주면에 고정되어있다.

브러시홀더(21)의 삽통구멍(23)에는 금속제의 브러시가이드(27)가 끼워맞추어져 있다. 본체부(22)에서 정류자(15)로 향하여 돌출되어있다. 이 가이드(27)의 기단부에는 삽통구멍(23)의 정류자(15)에서 먼 열림구 가장자리에 걸리는 이탈장지편(28)이 형성되어있고, 브러시가이드(27)의 돌출부의 어깨부에는 본체부(22)의 정류자측 단면에 걸리는 잘라세워진 조각(25)이 형성되어있다. 잘라세워진조각(25)는 이탈장지편(28)과 협동하여 본체부(22)를 끼우므로써 브러시가이드(27)를 브러시홀더(21)에 고정하고 있다.

브러시홀더(21)의 본체부(22)에는 또한 단자설치구멍(29)이 형성되어있다. 이 단자설치구멍(29)은 삽통구멍(23)과 대략 평행으로 이어져나와 있으며 동시에 그 내부에 전류공급용 단자기구(30)가 설치되어있다.

단자기구(30)는 판금속제이며, 삽통구멍(23)의 정류자(15)에서 먼 열림구단을 덮는 캡편(31)과, 캡편(31)과 일체로 형성되고 단자설치구멍(29)에 삽입된 이탈방지편(32)을 갖고있다. 이탈방지편(32)은 반원형으로 구부러진 철부(33)와, 이 철부(33)에 연속하여 큰 삼각형상으로 구부러진 탄성변형굴곡부(34)를 갖고 있고, 이들 철부(33)와 굴곡부(34)의 각각의 정상은 단자설치구멍(29)의 내주면에 밀려있다.

굴곡부(34)의 선단부분(34a)은 단자설치구멍(29)에서 외측으로 돌출되고, 선단부분(34)에는 본체부(22)의 정류자측단면에 걸리는 걸림편(35)이 잘라세워져있다. 걸림편(35)은 캡(31)과 협동하여 본체부(22)를 끼우므로써, 단자설치구멍(29)에서의 단자기구(30)의 이탈을 방지하고 있다. 선단부분(34a)은 제3도에 도시하는 바와 같이 스테이터(14)의 스테이터 코어에 설치된 단자대(36)의 접속단자(도시없음)에 끼워지고, 이 접속단자를 개재하여 스테이터 권선에 접속된다.

브러시가이드(27)의 내부공간에는 대략 사각형의 횡단면을 갖는 봉형상의 브러시(41)가 축방향으로 이동 가능하게 수납되어있다. 브러시(41)의 적어도 정류자(15)와 접하여 마모하는 부분(유효사용길이(A)의 부분)은, 브러시주부(42)와, 브러시 주부(42)에 설치된 양도전부(43)로 구성되고, 양도전부(43)는 브러시(41)에 있어서 주전류방향과 대략 평행으로 연장되어있다. 브러시 주부(42)는 카본을 주성분으로 하는 도전재료를 합성수지제의 점결제와 함께 압축성형한 후, 이것을 소결하므로써 형성되어 있다.

양도전부(43)는 브러시 주부(42)를 형성하는 도전재료보다도 전기저항율이 낮은 재료, 예를들면 동의 분말로 형성되어 있고, 이것은 브러시 주부(42)의 중심을 축방향으로 이어지는 구멍(44)에 채워져서 브러시주부(42)에 밀접하고 있다. 양도전부(43)를 구성하고 있는 동의 분말은 구멍(44)내에 충전된 후에 다져져 있고, 상기 주전류방향과 직교하는 양도전부(43)의 횡단면의 직경 또는 종횡치수는 상기 주전류방향과 직교하는 브러시 주부(42)의 횡단면의 종횡치수의 각각 보다도 작다. 양도전부(43)의 정류자측 단면(43a)은 브러시(41)의 사용 초기의 단계에 브러시 주부(42)의 선단부(42a)에 의해 덮여있다.

브러시(41)에는 단자기구(30)의 캡편(31)에 기단이 스폿 용접되어 있는 피그테일(45)의 일단부가 접속되어 있다. 이 실시예에서는 피그테일(45)은 상호 합쳐진 3개의 커다란 다발로 구성되어 있고, 이들 커다란 다발의 각각은 직경 0.08㎜의 동으로 된 가는선을 27개 묶어서 형성되어 있다.

보다 상세히 설명하면 피그테일(45)의 일단부는 브러시 주부(42)의 구멍(44)의 열림구단에 삽입되어 있고, 구멍(44)에 채워진 양도전부(43)를 위한 동의 분말에 의해 고정되어있다. 또한 피그테일(45)의 일단부의 고정을 확실히 하기위해 구멍(44)의 열림구단에 위치하는 분말은 액상접착제에 의해 경화되어있다. 따라서, 브러시(41)의 유효길이(A)는 피그테일(45)의 일단부의 단면에서 브러시 주부(42)의 정류자측 단면에 이를때까지의 부분으로 되어있다.

피그테일(45)의 일단부의 접속순서에서는 우선 구멍(44)에 충전한 동의 분말을 유효길이부분(A)에 상당하는 위치까지 다지고, 다음에 구멍(44)의 열림구단부에 피그테일(45)의 일단부를 삽입한 후에 등의 분말을 구멍(44)의 열림구단부에 다시 충전하여 다지고, 최후에 구멍(44)의 열림구로부터 액상접착제를 스며들게 한다.

브러시(41)의 기단면과 브러시홀더(21)의 본체부(22)의 삽통구(3)의 개구를 막고있는 캡편(31)과의 사이에는 압축 코일스프링(46)이 개지되어있다. 압축코일스프링(46)은 브러시(41)를 항상 정류자(15)로 향하여 탄지하고 있다. 압축코일스프링(46)의 탄지력에 의해 브러시(41)의 정류자측 단부는 브러시 가이드(27)에서 돌출하고, 제 3 도에 도시하는 바와 같이 정류자(15)의 외주면에 밀려있다.

이상 설명한 전동기 케이스(1), 축받이(10,2), 스테이터(14), 로터(16) 및 브러시장치(18)에 의해 전기청소기의 전동송풍기에 이용되는 정류자 전동기가 형성되어 있다.

제3도에 도시하는 바와 같이 전동기 케이스(1)의 단판(3)에서 외측으로 돌출된 로터축(17)의 단부에는 너트(15)에 의해 원심팬(52)이 설치되어있다. 원심팬(52)에는 중앙에 흡입구(53)를 갖고, 가장자리에 토출구(54)를 갖고 있다. 원심팬(52)은 팬커버(55)로 덮여있다. 이 커버(55)는 본체 케이스(2)의 설치부(5)에 끼워맞추어져 있으며 동시에 원심팬(52)의 흡입구(53)에 인접하여 열림구(56)를 갖고있다. 열림구(56)의 가장자리는 원심팬(52)의 흡입구(53)에 들어있다.

따라서, 원심팬(52)이 회전되면, 팬커버(55)의 개구(56)를 통하여 원심팬(52)의 흡입구(53)에 공기가 흡입되고, 이 흡입된 공기는 원심팬(52)의 토출구(54)에서 토출된다. 원심팬(52)와 본체케이스(1)의 설치부(5)와의 사이에는 원심팬(52)에서 토출된 공기를 전동기케이스(1)내로 유도하는 정류판(57)이 설치되어 있다. 정류판(57)은 프레임단판(3)에 나사교정되어 있고, 원심팬(52)의 토출구(54)에서 토출된 공기를 계속 정류하고, 이 정류과정에서 공기의 압력을 동압(動壓)에서 정압(靜壓)으로 이행시킨다. 정류판(57)에 의해 정류된 공기는 전동기(1)내에 유입되고, 스테이터(14)의 외주면의 4변과 케이스 본체(2)의 내주면과의 사이의 풍로(19)를 흐른 후에 케이스본체(2)의 기단부의 배기열림구(9)에서 전동기케이스(1)의 외부로 배출된다.

상술한 바와 같이 구성되어있는 전동 송풍기에 있어서 운전시에 정류자(15)의 복수의 정류자편(15b)과 브러시장치(18)의 피그테일(45)의 사이를 흐르는 전류는 브러시(41)의 양도전부(43)를 주로 흐른다. 브러시(41)는 부러시 주부(42) 보다도 전기저항이 작은 양도전부(43)를 브러시 주부(42)에 그 대략 전체길이에 걸쳐서 채운 구성이므로 브러시(41)의 모든 전기저항은 브러시 주부만으로 구성되어 있는 모터 브러시에 비해 작다. 특히, 본 실시예에서는 양도전부(43)에 대하여 피그테일(45)이 직접 접속되어 있으므로 더한층 브러시(41)의 모든 전기저항을 작게 할 수 있다. 덧붙여서 본 실시예의 브러시(41)의 모든 전기저항은 대략 0.05Ω이어서, 브러시 주부만으로 구성되어 있는 종래의 브러시의 모든 전기저항의 약 1/4로 되었다. 이 때문에 브러시(41)에서의 전류의 저항손실을 종래에 비해 적게할 수 있고, 그에 따라 전동송풍기용의 정류자 전동기의 운전효율을 향상할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 브러시(41)의 모든 전지저항을 작게할 수 있음에 따라 브러시(41)의 발열도 적게 할 수 있다. 덧붙여서 브러시(41)와 정류자(15) 사이에서의 스파크의 발생을 다음의 이유로 적게할 수 있다.

첫째, 양도전부(43)의 횡단면의 직경 또는 종횡치수가 브러시 주부(42)의 횡단면의 종횡치수의 각각 보다도 작기 때문에 브러시(41) 전체를 저저항의 전기도체 만으로 만든 경우에 비교하여 정류저항의 대폭적인 저하가 없고, 정류시의 단락전류를 작게 할 수 있다.

둘째, 전술한 바와 같이 브러시(41) 전체의 전기저항이 작으므로써, 브러시 주부(42)의 좌승성(정류자(15)에 대한 브러시(41)의 접촉을 유지하고자 하는 성질이) 좋은 재료, 예를들면 수지는 바인드 타입의 도전재료로 형성되고, 그것에 의해 브러시(41)의 전체의 탄성계수를 낮게 할 수 있다.

따라서, 브러시(41)의 발열이 적고, 또, 스파크에 의한 가열도 적기 때문에 브러시(41) 및 정류자(15)의 온도를 낮게 억제할 수 있다.

그 때문에 브러시(41) 및 정류자(15)의 열약화가 방지되고, 그들의 수명 나아가서는 정류자 전동기의 수명을 향상될 수 있으며 동시에 정류자 전동기의 입력의 증대와 소형화를 실현할 수 있다. 더구나 전술한 바와 같이 브러시(41) 및 정류자(15)의 온도상승이 작기 때문에 로터축(17)의 축방향에 따른 브러시(41) 및 정류자(15)의 각각의 축방향 길이를 작게 할 수 있다. 그 때문에 로터축(17)의 길이도 짧게 할 수 있고, 그에 따라 전동송풍기를 전체를 그 축방향으로 소형화할 수 있다.

그런데, 브러시(41)의 사용 초기의 단계에서는 브러시 주부(42)의 선단부(42a)가 양도전부(43)의 정류자측 단면(43a)을 덮고있기 때문에 정류자(15)로의 브러시(41)의 접촉이 익숙해져 있지 않은 상태에서 성질이 다른 브러시 주부(42)와 양도전부(43)가 동시에 정류자(15)에 슬라이딩 접촉하지 않는다. 그 때문에 브러시(41)의 초기성능이 안정된다.

더구나, 양도전부(43)를 덮고있는 브러시 주부(42)는 구멍(44)의 밑면을 구성하고 있고, 이 밑면의 구멍(44)은 양도전부(43)가 되는 등의 분말을 구멍(44)에 채우는 작업을 용이하게 하고 있다.

또한 브러시(41)의 양도전부(43)는 브러시 주부(42)의 내부에 배치되어 브러시 주부(42)로 둘러싸여 있기 때문에 브러시 주부(42)로의 양도전부(43)의 보존의 신뢰성이 향상되어있다. 즉, 정류자(15)에 대한 브러시(41)의 슬라이딩 접촉에 따라 브러시(41)에 작용하는 진동등에 관계없이 양도전부(43)는 브러시 주부(42)에서 벗겨져 떨어지는 것이 확실히 방지된다.

또한, 양도전부(43)는 전기도체의 분말에 의해서만 구성되어 있기 때문에 브러시(41)의 마모에 의해 생기는 마모분말에는 브러시(41)와 복수의 정류자편(56b)과의 사이의 전류의 흐름을 저해하는 물질이 포함되지 않는다. 또한, 접착제를 이용하여 브러시 주부(42)에 양도전부(43)를 접착한 경우에는 상기의 마모분말에 접착제의 분말도 포함되어 전기저항을 발생시킨다.

[제2실시예]

제4 및 5도는 본 발명의 제2실시예에 따른 브러시를 사용한 브러시 장치를 도시하고 있다.

본 실시예에서는 브러시 주부(42)의 외주면에만 열리는 홈(47)이 브러시 주부(42)의 길이방향(브러시(41)의 주전류방향)으로 이어져 나와있으며 동시에 이 홈(47)에 충전된 동의 분말이 양도전부(43)를 구성하고 있다. 제4도에 있어서 참조부호 48은 브러시 주부(42)의 기단면에 홈(47)과는 독립하여 형성된 피그테일 설치구멍을 지적하고 있다. 이 구멍의 내부에는 피그테일(45)의 일단부와 도전성 분말(49)이 채워져 있고, 이 분말(49)을 통하여 피그테일(45)의 일단부가 브러시 주부(42)에 설치되어 있다.

상술한 이외의 구성은 상기 제1실시예와 마찬가지이므로 같은 구성부재에는 상기 제1실시예와 동일한 참조부호를 붙여서 그 설명은 생략한다. 그리고, 이 제2실시예도 상기 제1실시예와 같은 작용에 의해 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있다.

[제3실시예]

제6도는 본 발명의 제3실시예에 따른 브러시를 사용한 브러시 장치를 도시하고 있다.

본 실시예에서는 브러시(41)의 주전류방향으로 이어지는 브러시 주부(42)의 중심의 구멍(44)내에 채워진 양도전부(43)가 동 등의 도전성 분말을 미리 봉 형상으로 프레스 성형하므로써 형성되어있다.

양도전부(43)는 구멍(44)의 전체길이보다 짧고, 구멍(44)에 눌러넣어진다. 양도전부(43)를 눌러 넣은후에 구멍(44)의 열림구단부(44a)에는 피그테일(45)의 일단부가 삽입됨과 동시에 동 분말등의 도전성 분말(50)이 충전된다. 도전성 분말(50)은 다져지고 접착제를 넣으므로써 브러시(41)와 피그테일(45)을 기계적 및 전기적으로 연결한다.

상술한 이외의 기계는 상기 제1실시예와 같으므로 같은 구성부재에는 상기 제1실시예와 동일 참조부호를 붙여서 그 설명은 생략한다. 그리고, 이 제3실시예도 상기 제1실시예와 같은 작용에 의해 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있다. 또한 이 제3실시예에 있어서는 구멍(44) 대신에 브러시 주부(42)의 외주면에 브러시(41)의 주전류방향으로 이어지는 구멍을 설치하고, 거기에 미리 고밀도로 봉형상으로 고화된 양도전부(43)를 눌러넣을 수도 있다.

이 제3실시예에 있어서는 양도전부(43)가 되는 도전성 분말이 미리 봉형상으로 성형되어 있기 때문에 브러시 주부(42)의 구멍(44)내에 도전성 분말을 넣어 다지는 번거로운 작업을 생략할 수 있다.

미리 봉형상으로 고화된 양도전부(43)를 브러시주부의 구멍(44)에 끼워넣는 작업은 용이하며 브러시(41)의 제조가 용이하게 된다.

그 위에 미리 도밀도로 봉형상으로 고화된 양도전부(43)는 강도가 크다. 그 때문에 브러시(41)의 사용시에 브러시(41) 전체에 부하되는 진동에 관계없이 이 양도전부(43)가 구멍(44)내에서 붕괴되는 일이 극히 적다. 따라서, 사용시에 브러시(41)가 양도전부(43)의 정류자측 단면(43a)까지 마모한 후에 양도전부(43)를 구성하고 있는 도전성 분말이 구멍(44)에서 정류자(15)의 복수의 정류자편 사이의 틈을 통하여 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.

[제4실시예]

제7도는 본 발명의 제4실시예에 따른 브러시를 사용한 브러시 장치를 도시하고 있다.

이 실시예에서는 브러시 주부(42)이 중앙에 주전류방향으로 이어지는 구멍(44)이 길이 방향으로 전 길이에 걸쳐서 관통하고 있다. 구멍(44)의 내부에는 동의 분말로 구성되는 양도전부(43)가 채워져 있다. 따라서, 양도전부(43)의 정류자측단면(43a)은 브러시(41)의 사용개시전부터 브러시 주부(42)의 정류자측단면(42b)에 면일하게 노출되어있다. 또한, 여기에서 면일이란 가공오차를 포함하고 있다. 따라서, 브러시 주부(42)의 단면(42b)에 대한 양도전부(43)의 정류자측단면(43a)의 작은 돌출이나 홈도 면일의 범위에 포함된다.

상술한 이외의 구성은 상기 제1실시예와 같으므로 동일 구성부재에는 상기 제1실시예와 동일 참조부호를 붙여서 그 설명은 생략한다. 그리고, 이 제4실시예에 있어서도, 상기 제1실시예와 같은 작용에 의해 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있다.

더구나, 이 제4실시예에 의하면 브러시(41)의 사용개시 순간부터 양도전부(43)의 정류자측단면(43a)이 정류자(15)에 접하여, 양도전부(43)와 정류자(15) 사이에 직접전류가 흐른다.

따라서, 브러시(41)의 브러시 주부(42)의 정류자측단면에 있어서 양도전부(43)의 정류자측단면의 외측에 위치하고, 상기 정류자측단면을 덮고 있는 부분에 밀도가 높은 전류가 집중하여 이상고온이 되는 것이 억제되므로 상기 정류자측단부의 항절력(抗折力)의 저하가 없고, 그에 따라 브러시(41)의 정류자측단부가 파손되는 우려를 확실히 방지할 수 있다.

브러시(41)의 사용초기의 단계에서 양도전부(43)의 정류자측단면(43a)이 브러시주부(42)에 의해 덮여있는 경우에는 양도전부(43)에 집중하여 유도되는 밀도가 높은 전류가 양도전부(43)의 정류자측단면(43a)에 인접하는 브러시주부(42)의 정류자측단부의 일부에 집중하여, 그 부분이 200℃ 이상으로 이상발열할 가능성도 있다.

이 제4실시예의 브러시(41)의 제조공정에 있어서, 브러시주부(42)의 관통한 구멍(44)에 양도전부(43)를 채운 장치의 1예가 제8도에 도시되어있다. 제8도중 참조부호 71은 지그(JIG)를 지적하고 있다. 지그(71)는 브러시 주부(42)의 일단부의 외주면과 끼워맞추어 브러시 주부(42)를 위치결정하는 사각환상의 끼워맞춤 돌출부(72)를 갖고 있다. 참조부호 73은 지그(71)의 상방에 상하동작자재로 배치된 누름판을 지적하고 있다. 누름판(73)은 하강함에 따라 지그(71)의 브러시 주부(42)의 상단면에 당접되고, 브러시 주부(42)를 지그(71)에 밀어서 보존한다. 누름판(73)에는 하방으로 향하여 차차 끝이 가늘어지는 테퍼구멍(74)이 형성되어 있고, 테퍼구멍(74)은 누름판(73)이 브러시 주부(42)를 눌렀을때에 브러시 주부(42)의 구멍(44)과 합치된다. 참조부호 75는 양도전부(43)의 원재료인 동분말등의 도전성 분말을 브러시 주부(42)의 구멍(44)내에 공급하는 호퍼를 지적하고 있다. 호퍼(75)는 수평방향으로 이동자유롭고 보통은 누름판(73)의 상하동작의 방해가 되지않는 도시하는 위치에 대기하고 있다. 호퍼(75)의 출구에는 전자식 개폐밸브(76)가 설치되어 있다. 참조부호 77은 브러시 주부(42)의 구멍(44)내에 끼우고 떼어지는 푸시로드를 지적하고 있다. 푸시로드(77)는 누름판(73)의 상방에서 지그(71)에 대한 소정의 위치에 위치된 고정가이드(78)에 의해 상하동작이 안내된다.

이러한 구성을 구비한 동분말을 채우는 장치에서는 우선 최초로 구멍(44)이 형성되어 있는 브러시 주부(42)가 지그(71)의 상면의 끼워맞춤돌출부(72)에 일단부를 끼워맞춘다. 다음에 누름판(73)이 하강되어 브러시 주부(42)의 상면에 당접된다. 이에 의해 브러시 주부(42)의 구멍(44)의 하단은 지그(71)의 상면에 의해 덮이고, 구멍(44)의 상단은 누름판(73)의 테퍼구멍(74)과 통한다. 다음에 호퍼(75)가 그 출구를 테퍼구멍(74)에 대향시킬때까지 수평이동되고, 개폐밸브(76)가 호퍼(75)내의 동의 분말이 적당량 브러시 주부(42)의 구멍(44)내에 공급될때까지 열린다. 다음에 호퍼(75)가 초기위치까지 후퇴된 후에 푸시로드(7)가 하강되어 구멍(44)내의 분말이 다져진다. 이러한 일련의 동작을 적당회수 반복하므로써 유효사용길이(A)에 상당하는 길이만큼의 분말이 구멍(44)내에 채워진다. 브러시 주부(42)에 대한 피그테일(45)의 접속은 이후의 공정에서 실시된다.

상술한 제4실시예에 있어서 구멍(44) 대신에 브러시 주부(42)의 외주면에 주전류방향으로 브러시 주부(42)의 전 길이에 걸치는 연장홈은 형성하고, 이 홈에 도전성분말을 충전하므로써 양도전부(43)를 구성할 수 있다. 또한 상기 홈에 채워지는 양도전부(43)는 미리 도전성재료를 고밀도로 봉 형상으로 굳힌 후에 상기 홈에 눌러넣을 수도 있다.

또한 본 발명은 상기 각 실시예에서는 제약되지 않는다. 예를들면 양도전부(43)의 재료에는 동의 분말에 한정되지 않고, 함유성분의 차이나, 밀도, 제조법의 차이에 의해 브러시 주부(42)를 구성하고 있는 카본 보다도 전기저항이 작은 카본 분말을 채용해도 좋고, 은, 또는 금등의 귀금속분말을 이용해도 지장없다. 또, 양도전부(43)는 카본 보다도 도전성에 뛰어난 금속봉에 의해 구성할 수도 있다. 또, 상기 각 실시예에서는 브러시(41)에 대하여 피그테일(45)이 접속되어 있었지만 피그테일 대신에 도전제의 판스프링을 사용하고, 이 판스프링에 의해 브러시(41)를 정류자(15)에 밀도록 할 수도 있다. 이 경우에는 압축코일스프링(46)도 생략된다. 또한 본 발명에서는 전기저항율이 다른 2 종류이상의 재료로 브러시를 형성해도 좋고, 그 중의 브러시 전체의 전기저항을 내리기 위한 가장 전기저항율이 낮은 양도전부의 횡단면형상은 원, 사각, 삼각등 어떠한 형상이라도 상관없다. 또한 본 발명에 있어서는 브러시 주부에 대하여 양도전부를 복수 설치할 수도 있고, 그 중의 적어도 하나의 양도전부는 브러시 주부에 대하여 접착제를 이용하여 접착할 수 있다.

또, 본 발명에서는 양도전부를 브러시 주부의 내부 또는 외주면에 있어서 주전류방향으로 연장되는 나선형상으로 할 수 있다.

[제5실시예]

이하, 제9도 및 제10도를 참조하여 본 발명의 제5실시예에 따른 브러시를 사용한 브러시 장치를 설명한다.

본 실시예에서는 브러시(41)의 브러시 주부(42)의 중심의 구멍(44)이 브러시 주부(42)의 기단부에 위치하고, 기단면에 개구한 매립부(44a)에서 브러시 주부(42)의 정류자측단부에 동심적으로 이어지는 구멍주부(44b)로 구성되어있다. 매립부(44a) 및 구멍주부(44b)는 모두 원형단면을 갖고 있고, 구멍주부(44b)의 횡단면 적은 매립부(44a)의 횡단면적 보다도 작다. 따라서, 구멍(44)은 단형구멍으로 되어있다.

또한 브러시(41)의 사용초기의 단계에서 브러시 주부(42)의 정류자측 단부에는 저항수단으로서의 공극(42c)이 구멍 주부(44b)의 정류자측단에 연속하여 형성되어 있다. 공극(42c)은 브러시 주부(42)의 정류자측단면으로 열려있고, 그 깊이는 직경보다 크다. 공극(42c)은 브러시 주부(42)의 재질보다도 높은 전기저항율을 갖고 있다. 그리고, 이 공극(42c)의 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면은 구멍 주부(44) 즉, 그것에 매립된 양도전부(43)의 횡단면보다 크다. 공극(42c)은 브러시 주부(42)의 정류자측단면에서 보았을때에 구멍 주부(42b) 내의 양도전부(43)의 정류자측단면 전체를 덮고 있다. 예를들면 구멍(44)의 전체길이(B)는 23㎜, 구멍주부(42b)의 직경은 1.5㎜, 공극(42c)의 깊이는 5㎜로 하고 있다.

양도전부(43)는 브러시 주부(42)를 형성하는 도전재료보다도 전기저항율이 낮은 분말재료, 예를들면 동의 분말을 구멍(44)내에 채워넣고, 또 다져서 형성한다. 또한 본 실시예에 있어서는 양도전부(43)의 전기저항율을 보다 작게 하기 위해 온도금을 실시한 동 분말을 사용하고 있다. 더구나, 본 실시예에서는 양도전부(43)가 되는 동분말을 구멍으로 채우는 작업을 용이하게 하기 위해 공극(42c)은 상기 채우는 작업의 종료후에 형성된다. 즉, 상기 채우는 작업은 구멍 주부(44a)의 정류자측단이 브러시 주부(42)의 정류자측단부에 의해 닫힌 상태에서 매립부(44a)를 통하여 실시된다.

구멍(44)의 매립부(44a)에는 피그테일(46)의 일단부가 삽입되어 있고, 상기 일단부는 그 후에 매립부(44a)에 채워진 동분말을 액상접착제로 경화시키므로써 매립부(44a)에 고정된다. 상술한 이외의 구성은 상기 제1실시예와 같으므로 같은 구성부재에는 상기 제1실시예와 동일 참조부호를 붙여서 그 설명은 생략한다. 그리고, 이 제5실시예도 상기 제1실시예와 같은 작용에 의해 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있다.

다음에는 이 실시예 특유의 구성에서 생기는 효과를 설명한다. 이 실시예의 브러시(41)에서는 브러시(41)의 사용시에 있어서 브러시(41)의 발열이 억제되고, 이 열에 의한 브러시 주부(42)의 손상이 다음의 이유로 방지된다. 그리고, 일반적으로 브러시(41)의 수명에 의해 규정되는 정류자 전동기의 수명을 향상할 수 있다.

이 실시예의 브러시(41)의 사용초기의 단계에서는 브러시 주부(42)의 정류자측단면에 저항수단으로서의 공극(42c)이 설치되어있기 때문에 주로 양도전부(43)를 통하여 정류자(15)에 이르는 정류, 및 정류자(15)에서 양도전부(43)에 이르는 전류는 이들의 사이에서 공극(42c)을 우회하도록 그 내주면에 따라 브러시 주부(42)내를 분산하여 흐른다. 특히, 본 실시예에서는 공극(42c)이 구멍(44) 및 양도전부(43) 보다 대경이므로 전류를 분산시키는 작용이 보다 크다.

이처럼 공극(42c)이 브러시(41)의 사용초기의 단계에 있어서 브러시 주부(42)의 정류자측단부의 전류밀도를 낮게 하므로 브러시(41)의 사용초기의 단계에 있어서 브러시 주부(42)의 정류자측단부에서의 발열을 억제할 수 있다. 따라서, 브러시 주부(42)가 이상고온상승하여 파괴될 우려가 방지된다. 더구나 저항수단이 공극(45)에 의해 구성되어 있으므로 브러시 주부(42)의 정류자측단부의 열팽창이 공극(42)에서 흡수되므로 열에 의한 브러시 주부(42)의 파괴의 우려를 방지하는데에 유효하다.

더구나 본 실시예와 같이 양도전부(43)가 구멍 주부(44b)에 충전된 동분말을 다져서 구성되어 있는 경우에는 브러시(41)의 마모가 공극(42c)의 깊이보다도 커졌다고 해도, 브러시(41)가 정류자(15)와 슬리이딩접촉하고 있는 사이에 브러시(41)에 생기는 진동에 의해 양도전부(43)를 구성하고 있는 동분말이 구멍 주부(44)의 정류자측단에서 정류자(15)의 복수의 정류자편(15a) 사이의 틈을 통하여 소량씩 외부로 바져나간다. 따라서 양도전부(43)의 정류자측 단면은 항상 브러시 주부(42)의 정류자측 단면에서 후퇴하고 있다. 따라서, 브러시(41)가 공극(42c)의 소멸후에 계속 사용되었다고 해도, 브러시(41)의 전술한 사용초기의 단계와 마찬가지로 브러시 주부(42)의 정류자측 단면의 일부에 집중하여 흐르지 않으므로 브러시(41)의 사용기간 전반에 걸쳐서 이상발열에 의한 브러시 주부(42)의 파괴를 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 상술한 제5실시예에 제약되지는 않는다. 예를들면 상기 제5실시예에서는 공극(42c)이 저항수단으로서 기능하고 있지만 브러시 주부(42)의 재료보다도 전기저항휼이 높고, 또 정류자(15)의 정류자편(15b)보다도 부드러운 재료를 공극(42c)에 채우므로써 이 재료를 저항수단으로서 기능시킬 수 있다. 또한 저항수단으로서 기능하는 공극(42c) 또는 이것에 채워진 저항재료는 구멍(44)의 구멍 주부(44b)와 같은 직경이라도 좋다.

제11도에는 상술한 제5실시예의 브러시(41)를 사용한 브러시장치(18)를 구비하고 전동송풍기와 조합된 정류전동기가 도시되어있다. 이 정류전동기 및 전동송풍기의 구조는 상술한 제1실시예의 브러시(41)를 사용한 이것들의 구조와 같다. 따라서 동일 구성부재에는 동일 참조부호를 붙이고, 이들의 구성이나 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다.

[제6실시예]

이하, 제12도 및 제13도를 참조하여 본 발명의 제6실시예에 따른 브러시를 사용한 브러시장치를 설명한다.

본 실시예에서는 브러시(41)의 주부(42)의 중심의 구멍(44)이 브러시 주부(42)의 정류자측 단부에 접근할수록 차차 좁아지는 테퍼형상을 하고 있다. 예를들면 구멍(44)이 전체길이(B)가 23㎜일때에 구멍(44)의 입구직경(C)을 약 2.5㎜. 구멍(44)의 선단직경(D)을 약 1.5㎜로 하고 있다. 그리고 구멍(44)의 선단은 브러시(41)의 사용초기 단계에 있어서 브러시 주부(42)에 의해 덮여있다.

양도전부(43)는 브러시 주부(42)를 형성하는 도전재료보다도 전기저항율이 낮은 분말재료, 예를들면 동분말을 구멍(44)내에 채워넣고, 또, 다져서 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서도 양도전부(43)의 전기저향율을 보다 작게 하기 위해 온도금을 한 동분말을 사용하고 있다.

브러시(41)에는 피그테일(45)의 일단부가 상술한 제1의 실시예의 경우와 마찬가지로 접속되어 있다.

상술한 이외의 구성은 상기 제1실시예와 같으므로 같은 구성부재에는 상기 제1실시예와 동일 참조부호를 붙여서 그 설명은 생략한다. 그리고 이 제6실시예도, 상기 제1실시예와 같은 작용에 의해 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있다.

다음에는 이 실시예 특유의 구조에서 생기는 효과를 설명한다. 이 실시예에서는 브러시 주부(42)의 정류자측 단부(42a)가 구멍(44)의 정류자측 단을 막고 있으므로 구멍(44)에 양도전부(43)가 되는 분말을 채우기 쉽다. 더구나 구멍(44)은 정류자측의 단부만큼 점차 좁아지는 테퍼형상이므로 구멍(44)의 입구는 넓고, 구멍(44)으로의 양도전부(43)를 구성하는 동분말의 충전작업이 쉬워진다. 더구나 동분말을 구멍(44)내에 다질때에는 동분말이 구멍(44)의 점차 좁아지는 정류자측의 단부로 향하여 밀리므로 구멍(44)의 정류자측 단부에 있어서 동분말은 강하게 굳혀진다.

그리고, 브러시 주부(42)의 정류자측 단면의 마모가 구멍(44)의 정류자측 단면까지 도달하여 양도전부(43)가 브러시 주부(42)의 정류자측 단면에 노출된 후에는 구멍(44)의 테퍼형상의 내주면이 그 상단측(정류자측)으로 향하려고 하는 양도전부(43)의 움직임에 크게 저항한다. 더구나 정류자측 단부까지 충분히 다져지고 있는 양도전부(43)를 이루는 동분말은 브러시 주부(42)의 정류자측 단면에 있어서 구멍(44)의 열림구에서 붕괴되는 일이 적다.

따라서, 브러시(41)의 마모에 의해 브러시 주부(42)의 정류자측 단면에 양도전부(43)의 정류자측 단부가 노출된 후에 있어서 정류자(15)로 슬라이딩 접촉하고 있는 브러시(41)에 생기는 진동에 의해 양도전부(43)를 구성하고 있는 동분말이 구멍(44)의 열린 정류자측 단부에서 정류자(15)의 복수의 정류자편(15a) 사이의 틈을 통하여 외부로 빠져나오는 양을 적게할 수 있고, 양도전부(43)의 소기의 기능을 유지할 수 있다.

제14도에서 상술한 제6실시예의 브러시(41)를 사용한 브러시장치(18)를 구비하고, 전동송풍기의 조합된 정류전동기가 도시되어 있다. 이 정류전동기 및 전동송풍기의 구조는 상술한 제1실시예의 브러시(41)를 사용한 이들의 구조와 같다. 따라서, 동일 구조의 부재에는 동일 참조부호를 붙이고, 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.

[제7실시예]

이하, 제15도 및 제16도를 참조하여 본 발명의 제7실시예에 따른 브러시를 사용한 브러시장치를 설명한다.

이 실시예에서는 브러시(41)의 브러시 주부(42)의 중심의 구멍(44)은 정류자측 단부가 브러시 주부(42)정류자측 단부(42a)에 의해 덮여있다.

피그테일(45)은 종래의 것 보다도 브러시 주부(42)의 유효사용길이(A)에 거의 상당하는 길이만큼 길며, 구멍(44)의 기단측 열림구에서 정류자측 폐쇄단까지 삽입되어 있다. 동제(銅製)의 피그테일(45)의 정류자측 부분(45a)은 브러시 주부(42)를 형성하는 도전재료보다도 전기저항율이 낮고, 그 직경은 브러시 주부(42)의 횡단면의 종횡치수 보다도 훨씬 적다.

피그테일(45)의 정류자측부분(45a)은 구멍(44)내에 충전되고 다져진 양도전부(43)의 동분말에 의해 구멍(44)내에 보존되어 있다. 구멍(44)의 기단축 열림단부에 위치하는 양도전부(43)의 동분말의 기단부분(43a)이 액상접착제에 의해 경화되므로써, 피그테일(45)은 브러시 주부(42)에 고정되어 있다.

이 실시예에서는 피그테일(45)의 정류자측부분(45a)도 또 양도전부(43)과 같은 효과를 거둔다. 더구나 양도전부(43) 뿐인 경우에 비해 브러시(41)에서의 모든 전기저항을 작게 할 수 있다. 더구나 브러시 주부(42) 전체를 저저항의 전기도체로 만든 경우에 비해 정류저항의 대폭적인 저하가 없으므로 정류시의 단락전류를 작게할 수 있다. 양도전부(43) 내를 양도전부(43)의 전체 길이에 걸쳐서 이어나온 피그테일(45)의 정류자측부분(45a)은 구멍(44)에서의 양도전부(43)의 구조강도를 향상시킨다.

상술한 이외의 구성은 상기 제1실시예와 같으므로, 같은 구성부재에는 상기 제1실시예와 동일 참조부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다. 그리고 이 제7실시예도, 상기 제1실시예와 같은 작용에 의해 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있다.

제17도에는 상술한 제7실시예의 브러시(41)를 사용한 브러시장치(18)를 구비하여 전동송풍기와 조합된 정류전동기가 도시되어 있다. 이 정류전동기 및 전동송풍기의 구조는 상술한 제1실시예의 브러시(41)를 사용한 이들의 구조와 같다. 따라서 동일 구조부재에는 동일 참조부호를 붙이고 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.

[제8실시예]

제18도 및 제19도는 본 발명의 제8실시예에 따른 브러시를 사용한 브러시장치를 도시하고 있다. 이 실시예에서는 브러시 주부(42)의 중심에서 주전류방향으로 브러시 주부(42)의 거의 전체길이에 걸쳐서 형성되어 있다. 구멍(44)은 피그테일(45) 보다도 대경의 대경부(44a)와 피그테일(45)과 거의 같은 직경의 소경부(45b)로 구성되어 있다. 그리고, 피그테일(45)은 제7실시예의 경우와 마찬가지로 종래의 것 보다도 긴 정류자측부분(45a)을 갖고 있다. 피그테일(45)의 정류자측부분(45a)은 브러시 주부(42a)의 기단면에 열려있는 구멍(44)의 대경부(44a)에서 소경부(44b)로 삽입되어 있고, 소경부(44b)에 밀접하고 있다. 대경부(44a)에는 동분말(49)이 충전되어 다져져있고, 이 분말(49)에 액상접착제를 스며들게 하므로써, 브러시 주부(42)에 피그테일(45)이 고정되어 있다.

이 실시예에서는 피그테일(45)의 정류자측부분(45a)이 전술한 각종 실시예에 있어서 양도전부(43)와 마찬가지로 기능한다.

또한, 본 발명은 상기 제7도 및 제8실시예에 제약되지 않는다. 예를들면, 브러시 주부(42)의 내부 또는 외주면에 주전류방향으로 이어지는 나선상의 구멍 또는 홈을 설치하고, 거기에 피그테일(45)의 정류자측단부(45a)를 설치하도록 해도 좋다.

상술한 이외의 구성은 상기 제1실시예와 같으므로, 같은 구성부재에는 상기 제1실시예와 동일 참조부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다. 그리고 이 제7실시예도, 상기 제1실시예와 같은 작용에 의해 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있다.

[제9실시예]

다음에 본 발명의 제9실시예에 따른 브러시를 사용한 브러시장치를 제20도 및 제21도를 참조해서 설명한다.

이 실시예에서는 브러시(41)의 브러시 주부(42)의 내부에 매설된 양도전부(43)가 상기 내부에 분산된 복수개(10 내지 15개 정도)의 도체에 의해 구성되어 있다. 피그테일(45)의 일단부는 브러시 주부(42)의 기단면에 중심에 형성되어 있는 구멍(44)에 삽입되고, 구멍(44)에 충전된 동의 분말을 액상접착제로 경화시키므로써 피그테일(45)은 브러시 주부(42)에 고정되어 있다. 양도전부(43)를 구성하고 있는 복수개의 도체의 각각은 브러시 주부(42)를 형성하고 있는 재료보다도 전기 저항율이 낮은 재료 예를들면, 동선 또는 선형상으로 형성된 동분말등으로 형성되어 있고, 브러시 주부(42)의 내부에서 주전류방향으로 이어져나와 있다.

이 실시예에 있어서 브러시(41)는 다음과 같이 하여 만들어진다. 우선, 합성수지제의 점결제가 들어있는 카본의 입자를 얇게 펴고, 그 위에 동선 또는 동분말을 선형상으로 성형한 도체를 복수개(3개 내지 4개 정도) 사이를 두고 나열하고, 또 그 위에 합성수지제의 점결제가 들어있는 카본의 입자를 얇게 펴는 공정을 수회 반복한 후에 압축하여 사각기둥형상으로 정비하여 최후에 이것을 소결한다. 즉, 브러시(41)를 구성하는 브러시 주부(42)와 양도전부(43)는 동시에 형성된다. 또한 실시예에서는 양도전부(43)를 구성하는 복수개의 도체로서 동선 또는 선형상으로 성형된 동분말을 사용했지만 도체는 얇은 판형상으로 해도 좋다. 또, 동분말을 브러시 주부(42)를 위한 카본 입자층의 위에 선형상으로 가늘게 배치하고, 복수의 카본 입자층과 함께 동시에 압축성형할 수도 있다.

브러시(41)에 있어서 브러시 주부(42)의 내부에 매설된 양도전부(43)의 복수개의 도체의 정류자측 단면은 브러시(41)의 사용초기의 단계에서 브러시 주부(42)의 정류자측 단면(42a)에서 노출되어 있어도 좋고, 혹은 이 정류자측 단면(42a)에 의해 덮여있어도 좋다. 또, 양도전부(43)의 선형상 또는 얇은 판형상의 복수의 도체의 길이는 긴 것이거나 짧은 것이거나 하등 지장을 받는 것은 아니다. 요컨데, 상기 복수의 도체는 브러시 주부(42)의 마모하는 부분(유효사용길이(A)의 부분)의 주전류방향의 전역에 걸쳐서 매설되어 있다면 좋다.

상술한 이외의 구성은 상기 제1실시예와 같으므로, 같은 구성부재에는 상기 제1실시예와 동일 참조부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다. 그리고 이 제9실시예의 구성에 있어도, 상기 제1실시예와 같은 적용에 의해 본 발명은 소기의 목적을 달성할 수 있다.

다음에는 이 실시예 특유의 구조에서 생기는 효과를 설명한다.

이 실시예에서는 브러시(41)를 구성하는 브러시 주부(42)와 양도전부(43)가 동시에 형성되므로 제조공정이 간단하다. 더구나, 양도전부(43)는 브러시 주부(42)내에 복수분산하여 매설되어 있으므로 브러시(41)의 방열특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 양도전부(43)의 복수개의 도체의 각각은 가늘기 때문에 브러시 주부(42)에 의해 강하게 보존되고, 동분말로 형성되었다고 해도 브러시(41)의 사용중에 탈락되어 버리지는 않는다.

제22도에는 상술한 제9실시예의 브러시(41)를 사용한 브러시장치(18)를 구비하여 전동송풍기와 조합된 정류전동기가 도시되어 있다. 이 정류전동기 및 전동송풍기의 구조는 상술한 제1실시예의 브러시를 사용한 이들의 구조와 같다. 따라서, 동일 구조부재에는 동일 참조부호를 붙이고, 이들에 대한 상세한 내용은 생략한다.

[제10실시예]

다음에 본 발명의 제10실시예에 따른 브러시를 사용한 브러시장치를 제23도 및 제24도를 참조하여 설명한다.

이 실시예에 있어서는 브러시(41)이 브러시 주부(42)의 중심의 구멍(44)은 브러시 부재(42)의 기단면에 열린 매립부(44a)와, 이것에서 브러시 주부(42)의 정류자측 단부로 향하여 이어지는 구멍부재(44b)로 형성되어 있다. 매립부(44a) 및 구멍부재(44b)는 모두 원형횡단면을 가지고 있고, 구멍부재(44b)의 횡단면적은 매립부(44a)의 횡단면적보다 적다. 따라서, 구멍(44)은 단형구멍으로 되어있다.

매립부(44a)에는 피그테일(45)의 일단부가 매립되어 고정되므로 매립부(44a)는 피그테일(45)의 일단부에 매립깊이의 약 1.2배의 길이(B)를 갖고 있고, 또 피그테일(45)의 직경(예를들면 0.8㎜)의 약 3배(예를들면 2.5㎜)의 직경을 갖고 있다. 구멍주부(44b)는 피그테일(45)의 직경의 약 1.2~2배의 직경 예를들면 1.5㎜를 갖고 있고, 정류자측 단면이 브러시 주부(42)의 정류자측 단부(42a)에 의해 덮여있다.

양도전부(43)는 브러시 주부(42)를 형성하는 재료보다도 전기저항율이 낮은 재료, 예를들면 동의 분말을 구멍(44)의 구멍 주부(44b)내에 충전하고 다짐에 따라 형성되어 있다.

매립부(44a)에 삽입된 피그테일(45)의 일단부는 그 주위에 채워진 동의 분말을 액상접착제로 경화시켜서 매립부(44a)에 고정된다.

상술한 이외의 구성은 상기 제1실시예와 같으므로, 같은 구성부재에는 상기 제1실시예와 동일 참조부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다. 그리고 이 제10실시예의 구성에 있어서도, 상기 제1실시예와 같은 작용에 의해 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있다.

다음에는 이 실시예 특유의 구조에서 생기는 효과를 설명한다.

이 실시예에서는 양도전부(43)의 횡단면적이 매립부(44a)의 횡단면적보다도 작으므로 그것에 따라 브러시 주부(42)의 두께가 두꺼워지고, 브러시 주부(42)의 강도가 높아진다. 또, 전류가 통함에 따라 발열을 하는 양도전부(43)는 브러시 주부(42)를 두껍게 한 만큼 상대적으로 가늘어져 있고, 그 발열이 상대적으로 적어져 있으므로 그 열팽창에 따라 브러시 주부(42)에 주어지는 힘을 작게할 수 있다.

이처럼 브러시 주부(42)의 강도가 큰 것과 더불어 브러시 주부(42)에 브러시 주부(42)의 내부의 양도전부(43)에서 작용하는 팽창력이 상대적으로 작아져 있으므로 브러시 주부(42)의 양도전부(43)와의 열팽창차에 의해서 브러시 주부(42)가 파손될 우려가 적어져 있다.

또한, 양도전부(43)의 횡단면적이 피그테일(45)의 횡단면적 보다도 크므로, 피그테일(45) 보다도 양도전부(43)의 전류밀도가 높아지고, 이 양도전부(43)에 전류가 흐르기 쉬어진다. 그 때문에 양도전부(43)가 매립부(44A)보다도 소경임에도 불구하고, 양도전부(43)에 의한 저항손실이 적다는 것은 물론이며, 양도전부(43)의 발열이 적다. 따라서, 양도전부(43)의 열팽창을 원인으로 하는 브러시 주부(42)의 파손의 우려를 보다 확실하게 없앨 수 있다.

제25도에는 상술한 제10실시예의 브러시(41)를 사용한 브러시장치(18)를 구비하여 전동송풍기와 조합된 정류전동기가 도시되어 있다. 이 정류전동기 및 전동송풍기의 구조는 상술한 제1실시예의 브러시(41)를 사용한 이들의 구조와 같다. 따라서 동일 구조부재에는 동일 참조부호를 기입하고, 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.

[제11실시예]

제26도 및 제27도는 본 발명의 제11실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에서는 브러시 주부(42)의 측면에만 열리는 홈(47)이 브러시 주부(42)의 주전류방향으로 연장되어 형성되어 있다. 그리고 홈(47)에 충전하여 굳혀진 동분말에 의해 양도전부(43)가 구성되어 있다. 제26도에 있어서 참조부호 48은 브러시 주부(42)의 기단면에 피그테일(45)의 일단부의 접속을 위해 형성된 매립부를 지적하고 있고, 이 실시예에서는 매립부(48)와 홈(47)이 연통홈(29)을 통하여 연계되어 있다. 매리부(48) 및 연통홈(49)의 내부에는 동의 분말이 충전하여 굳혀져 있고, 매립부(48)에는 피그테일(45)의 일단부가 매립되어 있다. 그리고, 양도전부(43)의 횡단면적은 매립부(48)의 횡단면적 보다도 적다.

상술한 이외의 구성은 상기 제1실시예와 같으므로, 같은 구성부재에는 상기 제1실시예와 동일 참조부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다. 그리고 이 제11실시예의 구성에 있어서도, 상기 제1실시예와 같은 작용에 의해 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있다. 또한 본 실시예 특유의 구조에서 생기는 효과는 상술한 제10실시예의 경우와 같다.

[양도전부 재료의 각종 예]

제28도 내지 제30도에는 전술한 각종 실시예의 브러시(41)의 양도전부(43)를 구성하는 양도전부 재료의 분말체 입자의 각종예가 도시되어 있다. 제28도에는 구체형상의 분말본체(43a)의 외주에 하나의 돌출부(43b)가 설치되어 있는 예를 도시하고 있다. 돌출부(43b)는 끝이 가는 형태를 이루고, 양도전부(43)가 열팽창 했을때에 변형가능하다. 제29도에는 분말본체(43a)의 외표면에 복수의 돌출부(43b)가 형성되어 있는 다른 에를 도시하고 있다.

돌출부(43b)를 적어도 1개소에 갖고 있는 분말본체(43a)는 구멍(44)내에서 다져져서 양도전부(43)를 구성한 상태에서도, 분말본체(43a)는 아주 고밀도로는 채우기 어렵고, 인접한 분말본체(43a) 상호간에 양도전부(43)의 발열에 따르는 팽창시에 각각의 분말본체(43a)의 팽창을 허용하는 간격을 확보하기 쉽다. 그뿐만아니라, 분말본체(43a)가 팽창할 때에 그 팽창력은 돌출부(43a)를 무너뜨리거나 구부려서 변형시킨다. 이렇게 하여 양도전부(43)의 발열에 따르는 팽창에너지를 양도전부(43)내에서 흡수할 수 있다. 그 때문에 양도전부(43)의 열팽창이 브러시 주부(42)에 부여하는 내압(전기도체(43)의 팽창력)을 작게할 수 있다. 따라서, 브러시 주부(42)와 양도전부(43)의 열팽창차에 의거하여 브러시 주부(42)의 파손을 방지할 수 있다.

제30도에는 구형상의 동제의 분말본체(43a)의 외표면에 동 보다도 도전성이 높은 귀금속 도금(43c)을 실시한 예가 도시되어 있다. 상기 귀금속에는 금이나 은등이 사용된다.

은의 도금층(43c)으로 덮여있는 분말본체(43a)는 이들 본체(43a)끼리가 그 도금층(43c)을 밀접한 상태에서 다져지므로, 양도전부(43)의 도전성을 향상할 수 있다. 그 때문에 브러시(41)의 전기저항력이 더한층 작아지고, 양도전부(43)의 발열을 억제할 수 있다. 따라서, 양도전부(43)의 열팽창이 적어지고, 이 양도전부(43)의 열팽창이 브러시 주부(42)에 부여하는 내압을 작게할 수 있으므로, 브러시 주부(42)와 양도전부(43)의 열팽창차에 의한 브러시 주부(42)의 파손을 방지할 수있다.

Claims (11)

1. 정류자(15)에 접하여 마모하는 부분(A)의 거의 전체가 그 주전류방향으로 연장되고 전기저항율이 다른 2종류 이상의 재질로 형성되는 브러시(41)가, 브러시의 주전류방향으로 연장되고, 가장 전기저항율이 낮은 재질로 형성된 양도전부(43,45a)와, 상기 주전류방향으로 연장되고, 상기 양도전부보다 전기저항율이 높은 재질로 형성되고, 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면의 종횡치수 각각이 상기 주전류방향과 직교하는 상기 양도전부의 횡단면의 직경 또는 종횡치수보다 큰 브러시 주부(42)를 구비하고 있으며, 상기 양도전부(43,45a)와 정류자측 단부가 브러시(41)의 사용초기 단게에서 상기 브러시 주부(42)에 의해 덮여 있으며, 상기 브러시 주부(42)는 상기 주전류방향으로 연장되는 구멍(44,44b)을 갖고 있고, 상기 양도전부(43)가 상기 구멍안에 채워져 있는 전기도체의 분말에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기.
2. 정류자(15)에 접하여 마모하는 부분(A)의 거의 전체가 그 주전류방향으로 연장되고 전기저항율이 다른 2종류 이상의 재질로 형성되는 브러시(41)가, 브러시의 주전류방향으로 연장되고, 가장 전기저항율이 낮은 재질로 형성된 양도전부(43,45a)와, 상기 주전류방향으로 연장되고, 상기 양도전부보다 전기저항율이 높은 재질로 형성되고, 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면의 종횡치수 각각이 상기 주전류방향과 직교하는 상기 양도전부의 횡단면의 직경 또는 종횡치수보다 큰 브러시 주부(42)를 구비하고 있으며, 상기 양도전부(43)의 정류자측 단부가 상기 브러시 주부(42)의 정류자측 단면에 노출되어 있으며, 상기 브러시 주부(42)는 상기 주전류방향으로 연장되는 구멍(44,44b)을 갖고 있고, 상기 양도전부(43)가 상기 구멍안에 채워져 있는 전기도체의 분말에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기.
3. 정류자(15)에 접하여 마모하는 부분(A)의 거의 전체가 그 주전류방향으로 연장되고 전기저항율이 다른 2종류 이상의 재질로 형성되는 브러시(41)가, 브러시의 주전류방향으로 연장되고, 가장 전기저항율이 낮은 재질로 형성된 양도전부(43,45a)와, 상기 주전류방향으로 연장되고, 상기 양도전부보다 전기전항율이 높은 재질로 형성되고, 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면의 종횡치수 각각이 상기 주전류방향과 직교하는 상기 양도전부의 횡단면의 직경 또는 종횡치수보다 큰 브러시 주부(42)를 구비하고 있으며, 브러시(41)와 사용초기 단계에서 상기 브러시 주부(42)의 정류자측 단면에는 상기 정류자측 단면과 상기 양도전부(43)의 정류자측 단면과의 사이에 상기 브러시 주부의 재질의 전기저항율보다 높은 전기저항율을 갖는 저항수단(42c)이 설치되어 있고, 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면에 있어서 상기 저항수단(42c)의 횡단면적이 상기 양도전부(43)의 정류자측 단부의 횡단면적과 거의 같거나 또는 그것보다 크고, 상기 저항수단(42c)이 상기 양도전부(43)의 정류자측 단면을 덮고 있으며, 상기 브러시 주부(42)는 상기 주전류방향으로 연장되는 구멍(44,44b)을 갖고 있고, 상기 양도전부(43)가 상기 구멍안에 채워져 있는 전기도체의 분말에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시 장치를 구비한 정류전동기.
4. 제3항에 있어서, 상기 저항수단(42c)이 공극에 이해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기.
5. 정류자(15)에 접하여 마모하는 부분(A)의 거의 전체가 그 주전류방향으로 연장되고 전기저항율이 다른 2종류 이상의 재질로 형성되는 브러시(41)가, 브러시의 주전류방향으로 연장되고, 가장 전기저항율이 낮은 재질로 형성된 양도전부(43,45a)와, 상기 주전류방향으로 연장되고, 상기 양도전부보다 전가저항율이 높은 재질로 형성되고, 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면의 종횡치수 각각이 상기 주전류방향과 직교하는 상기 양도전부의 횡단면의 직경 또는 종횡치수보다 큰 브러시 주부(42)를 구비하고 있으며, 상기 양도전부(43,45a)가 상기 브러시 주부(42)의 재질보다 전기저항율이 낮은 재질로 형성되어 상기 브러시 주부의 정류자측 단면과는 정반대의 기단면에서 삽입되어 상기 주전류방향을 따라 상기 정류자측 단면을 향하여 이어져 나온 리드선(45a)을 포함하고 있으며, 상기 브러시 주부(42)는 상기 주전류방향으로 연장되는 구멍(44,44b)을 갖고 있고, 상기 양도전부(43)가 상기 구멍안에 채워져 있는 전기도체의 분말에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기.
6. 제5항에 있어서, 상기 리드선(45a)이 복수의 전기도체 산을 합쳐서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기.
7. 제5항에 있어서, 상기 브러시 주부(42)의 상기 기단면에는 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면에 있어서 상기 브러시 주부의 횡단면적보다 작은 횡단면적을 갖는 구멍(44,44a)이 형성되어 있고, 상기 리드선(45a)이 상기 구멍을 통하여 상기 브러시 주부내에 삽입되어 있고, 상기 구멍내에는 상기 브러시의 주부의 재질보다도 전기저항율이 낮은 전기도체의 분말(43a,49)이 채워져 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기.
8. 제7항에 있어서, 상기 브러시 주부(42)의 상기 기단면의 상기 구멍(44)이 상기 리드선(45a)의 정류자측 단까지 상기 리드선을 따라 이어져 나와 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시 장치를 구비한 정류전동기.
9. 정류자(15)에 접하여 마모하는 부분(A)의 거의 전체가 그 주전류방향으로 연장되고 전기저항율이 다른 2종류 이상의 재질로 형성되는 브러시(41)가, 브러시의 주전류방향으로 연장되고, 가장 전기저항율이 낮은 재질로 형성된 양도전부(43,45a)와, 상기 주전류방향으로 연장되고, 상기 양도전부보다 전기저항율이 높은 재질로 형성되고, 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면의 종횡치수 각각이 상기 주전류방향과 직교하는 상기 양도전부의 횡단면의 직경 또는 종횡치수보다 큰 브러시 주부(42)를 구비하고 있으며, 상기 양도전부(43,45a)를 구성하고 있는 전기도체가 상기 양도전부가 열팽창했을 때에 변형가능한 철부(43b)를 적어도 1개 갖는 분말(43a)을 포함하고 있으며, 상기 브러시 주부(42)는 상기 주전류방향으로 연장되는 구멍(44,44b)을 갖고 있고, 상기 양도전부(43)가 상기 구멍안에 채워져 있는 전기도체의 분말에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기.
10. 정류자전동기가, 스테이터(14)와, 상기 스테이터를 격납한 전동기케이스(1)와, 로터축(17) 및 이것에 고정된 정류자(15)를 갖고, 상기 전동기 케이스내에서 상기 스테이터의 내측에 배치되고, 상기 전동기케이스에 회전자유롭게 지지된 로터(16)와, 그리고, 상기 로터의 정류자에 접촉하는 브러시(41)를 갖고, 상기 전동기케이스에 지지된 브러시장치(18)를 구비하고 있고, 상기 브러시(41)가, 브러시의 주전류방향으로 연장되고, 가장 전기저항율이 낮은 재질로 형성된 양도전부(43)와, 그리고, 상기 주전류방향으로 연장되고, 상기 양도전부보다 전기저항율이 높은 재질로 형성되고, 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면의 종횡치수 각각이 상기 주전류방향과 직교하는 상기 양도전부의 횡단면의 직경 또는 종횡치수보다 큰 브러시 주부(42)와, 브러시의 사용초기 단계에 있어서 상기 브러시 주부의 정류자측 단면에서 상기 정류자측 단면과 상기 양도전부의 정류자측 단면과의 사이에 공극에 의해 형성되고 상기 브러시 주부의 재질의 전기저항율보다 높은 전기저항율을 갖는 저항수단(42c)을 포함하고 있고, 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면에 있어서 상기 저항수단(42c)의 횡단면적이 상기 양도전부(43)의 정류자측 단부의 횡단면적과 거의 같거나 또는 그것보다 크고, 상기 저항수단(42c)이 상기 양도전부(43)의 정류자측 단면을 덮고 있으며, 상기 브러시 주부(42)가 상기 주전류방향으로 연장되는 구멍(44,44b)을 갖고 있고, 상기 양도전부(43)가 상기 구멍안에 채워져 있는 전기도체의 분말에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기.
11. 정류자전동기가, 스테이터(14)와, 상기 스테이터를 격납한 전동기케이스(1)와, 로터축(17) 및 이것에 고정된 정류자(15)를 갖고, 상기 전동기 케이스내에서 상기 스테이터의 내측에 배치되고, 상기 전동기케이스에 회전자유롭게 지지된 로터(16)와, 그리고 상기 로터의 정류자에 접촉하는 브러시(41)를 갖고, 상기 전동기케이스에 지지된 브러시장치(18)를 구비하고 있고, 상기 브러시(41)가, 브러시의 주전류방향으로 연장되고, 가장 전기저항율이 낮은 재질로 형성된 양도전부(43)와, 그리고, 상기 주전류방향으로 연장되고, 상기 양도전부보다 전기저항율이 높은 재질로 형성되고, 상기 주전류방향과 직교하는 횡단면의 종횡치수 각각이 상기 주전류방향과 직교하는 상기 양도전부의 횡단면의 직경 또는 종횡치수보다 큰 브러시 주부(42)를 포함하고 있고, 상기 양도전부(43)를 구성하고 있는 전기도체가, 상기 양도전부가 열팽창했을 때에 변형가능한 철부(43b)를 적어도 1개 갖는 분말(43c)을 포함하고 있으며, 상기 브러시 주부(42)가 상기 주전류방향으로 연장되는 구멍(44,44b)을 갖고 있고, 상기 양도전부(43)가 상기 구멍안에 채워져 있는 전기도체의 분말에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시 및 이것을 사용하는 브러시장치를 구비한 정류전동기.