KR970006109B1 - 전기모우터의 정류자(Commutator) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기모우터의 정류자(Commutator)

제1도는 본 발명에 따른 예비조립된 정류자의 일예의 사시도.

제2도는 정류자편과 터미널의 전개평면도.

제3도는 제2도에 도시한 터미널의 한 부분의 확대도.

제4도는 조립된 정류자와 협동하여 전기자의 부분을 형성하는 터미널 지지대의 평면도로서, 터미널 하우징들중 하나의 구성을 설명하기 위해 부분적으로 절단된 지지대를 나타낸 평면도.

제5도는 제4도의 지지대에 연결된 제1도의 조립된 정류자의 수직 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 예비조립된 정류자의 다른 예의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 베이스 12 : 정류자편

14 : 터미널 16 : 이어(Ear)

18 : 오목부 20 : 돌출편

22 : 링 24 : 걸림쇠

26 : 절단부분 28 : 슬로트

30 : 걸림턱 32 : 아암

34 : 중앙부분 36 : 자유단

42 : 커터 44 : 절단날

46 : 등근끝부분 48 : 몸체

50 : 하우징 52 : 슬리이브 부분

54 : 측벽 56 : 끝벽

58 : 커버 60 : 열림부

62 : 보스 64 : 슬로트

본 발명은 전기모우터의 전기자용 정류자에 관한 것이다.

영국 특허번호 2,128,818B에는, 열적용이 연결부에 영향을 끼치는 것을 피하고, 절연커버를 가지는 와이어를 와이어 지름보다 좁은 슬로트내로 삽입함으로써 와이어와 정류자편과 일체로 된 터미널간에 확실한 금속대 금속 접촉이 이루어지도록 하는 절연재 변위 원리를 이용하는 전기자 코일과 정류자편을 연결시키는 것에 대해 기술하고 있다.

앞에서 설명한 특허에서, 정류자편은 상기 터미널을 받기 위한 다수의 하우징을 일체로 가지는 베이스위에 부착된다. 그 정류자편은 베이스가 전기자 축위에 있는채로 베이스에 부착되어야 한다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전기모우터의 나머지로부터 분리하여 제작될 수 있으며, 연결부에 영향을 끼치는 열적용없이 전기자 코일에 연결될 수 있는 전기모우터의 정류자를 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면 전기모우터의 전기자를 위해 예비조립된 정류자가 제공되며, 그 정류자는 정류자 베이스, 복수개의 정류자편과, 상기 베이스위에 정류자편을 부착하는 수단으로 이루어지고 각각의 정류자편에는 전기자 코일의 연결부분을 받기 위해 한끝이 열려지고 전기자 코일에 정류자편을 전기적으로 연결하기 위해 사용시 상기 연결부분을 양측에서 물이 잡도록 배열된 슬로트가 마련되어 있는 터미널이 일체로 제공되어 있다.

예비조립된이란 용어는 정류자편과 정류자 베이스가 모우터의 전기자에 정류자를 설치하기전 하나의 유니트로 형성된 정류자를 의미한다.

또한, 배럴타입(Barrel-Type) 정류자의 경우를 예로들면, 정류자편은 필요한 경우 사용중 브러쉬 기어에의 접촉용 정원통형 표면을 제공하도록 정류자 베이스에 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 대하여 첨부도면에 따라서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선 제1도를 언급하면, 정류자는 바람직스럽게는 페놀수지같은 열경화성의 플라스틱 물질로 만들어지거나 또는 금속산화물(예를들어 양극산화된 알루미늄)의 절연층으로 덮여진 금속으로 만들어진 정류자 베이스(10)와 그리고 각각 터미널(14)을 일체로 가지는 복수개(도면에는 3개로 도시됨)의 구리 정류자편(12)으로 이루어진다.

정류자 베이스(10)는 필요적으로 정원통형이고, 일끝에는 반경방향 외측으로 뻗어난 3개의 아아치형 이어(Ear)(16)가 마련된다. 상기 이어(16)는 정류자 베이스(10)의 둘레에서 균등하게 떨어져 있어 그들 사이에 오목부들이 형성되고, 그 오목부내에 정류자편(12)의 터미널(14)이 위치된다.

정류자 베이스(10)의 다른 끝은 정류자 베이스(10)의 원통형 외부 표면과 마주치도륵 그들의 바깥쪽 끝을 베어낸 세개의 세로 오목부(18)을 가지고 있다. 이 오목부(18)는 정류자 베이스에 정류자편을 부착하는 것을 거들도륵 터미널(14)로부터 먼쪽 정류자편(12)의 끝에 마련된 돌출편(20)을 수용한다. 돌출편(20)과 오목부(18)의 대안으로, 정류자편(12)이 상기 정류자 베이스의 다른 끝과 일체로된 각각의 기둥에 꼭맞는 부분을 일체로 구비할 수도 있다.

링(22)은 정류자편(12)위에 꼭 맞게 결합되고, 이어(16)를 향하여 밀어붙여진다. 이 링(22)은 정류자 베이스(10)에 정류자편(12)을 고정시키는 것을 더 보조한다. 이 링(22)은 정류자가 모우터의 전기자에 연결된 후 잘라내어지거나 또는 저항성 또는 전기절연성 물질로 만들어지는 경우에는 정류자위에 남겨놓을 수도 있다.

정류자편(12)은 또한 정류자 베이스(10)에 접합될 수 있다.

이것은 정류자편을 더욱 기계 가공가능하계 하는 효과가 있다. 그러나 이 경우에 정류자편의 하측은 표면적을 증가시키고 접착제 수용부를 제공하도록 하는 구조를 가지는 것이 바람직하다.

연결된 정류자편(12)과 터미널(14)의 전개형태를 제2도에 도시하고 있다. 줄어든 폭의 돌출편(20)은 정류자편(12)의 전방끝에 마련되며, 돌출편(20)은 오목부(18)내에 돌출편(20)을 확보하게 보유시키도록 하기 위하여, 정류자 베이스(10)의 물질내로 강제로 삽입되는 걸림쇠(24)를 중앙에 가진다. 정류자편(12)은 그의 뒷면끝에서 터미널(14)에 연결된다. 터미널(14)은 직사각형이고 그의 짧은 축이 정류자편(12)의 세로축에 일치한다.

터미널(14)은 터미널(14)의 긴축과 짧은축 양쪽에 대하여 대칭인 중앙 절단부분(26)을 가진다. 절단부분(26)의 폭은 터미널 중앙부분에서 가장 크고 절단부분(26)의 양쪽 끝에 있는 2개의 키호울(Key Hole)모양의 절단부분(28)까지 줄어든다. 3각형의 걸림턱(30)은 정류자편(12)으로부터 가장 멀리 있는 가장자리를 따라 터미널(14)의 짧은축의 양측에 마련된다.

제1도에 도시한 바와 같이, 정류자편(12)은 원통형 정류자 베이스(10)의 외부 반경에 일치하는 아아치형으로 된 걸림쇠(24)가 돌출편(20)아래로 돌출된채로 돌출편(20)이 정류자편(12)의 길이를 따라 아래와 뒤로 연장된다. 터미널(14)은 정류자편(12)에서 수직으로 굽어지며, 각각 키호을 모양의 부분(28)이 있는 터미널(14)의 아암(32)은 터미널의 중앙부분(34)에 대해 90° 각도로 굽어진다. 따라서 아암(32)은 서로에 대하여 그리고 정류자편(12)의 세로축에 대해 평행하게 그의 길이를 따라 전방으로 연장한다. 터미널(14)의 자유단(36)은 아암(32)이 서로에 대하여 평행하게 굽어졌을때 서로를 향하여 경사지도록 굽혀진다.

제3도는 제2도의 터미널(14)의 반쪽을 나타낸 확대도이다. 부분(38)은 중앙부분(34)과 아암(32) 사이에서 굽힘이 일어나는 곳을 나타낸다.

또한 부분(40)은 아암(32)과 자유단(36)에서 굽힘이 일어나는 곳을 지적한다.

그러나, 제3도의 주목적은 키호울 모양의 절단부분(28)의 상세한 구조를 설명하는 것에 있다.

이것은 전기자 코일의 접속을 보장하는 것에 특징이 있다. 절단부분(26)의 중앙부분으로부터 키호울 모양 절단부분(28)의 처음까지 폭이 감소되어 있어 코일 감긴 부분으로 아암(32)을 안내하기 위한 깔때기 모양의 통로가 제공된다. 키호울 모양 절단부분(28)내의 짧은 거리에는 절단부분(28)으로 돌출하는 날카로운 날(44)을 가지는 2개의 커터(42)가 위치된다. 바람직스럽게는, 커터는 정교한 압형 가공에 의해 형성된다. 택일적으로 커터(42)는 아암(32)에 형성되고 그로부터 부분적으로 절단되어 예리한 날(44)이 절단부분(28)안으로 탄력적으로 돌출되게 할 수 있다. 커터(42)뒤에서 절단부분(28)을 따라서 폭이 더 줄어들게 된다. 절단부분(28)의 둥근 끝부분(46)은 절단부분(28)의 가장자리가 코일 감긴 부분에 의한 분리에 대해 탄성을 가지게 한다.

제4도와 제5도는 모우터 전기자의 부분을 형성하며 조립된 정류자에 협력하는 터미널 지지대를 나타낸다. 이 지지대는 열가소성 물질 예를들면 나이론으로 성형된 몸체(48)로 형성된다.

몸체(48)는 전기모우터 전기자의 축(도시안됨)에 꼭 맞게 부착되며 3개의 하우징(50)과 슬리이브 부분(52)으로 이루어지고 그 슬리이브 부분은 전기자 적층(도시안됨)의 베이스로부터 하우징(50)을 격리시키도록 작용한다.

세개의 하우징(50)은 몸체(48)의 둘레에 균등한 간격을 두고 떨어져 있다. 각 하우징(50)은 전기자 코일의 각 부분과 정류자편(12)들중 하나사이의 연결을 이루는데 사용된다.

하나의 하우징(50)을 제4도에서 단면도로 나타내고 있다. 하우징은 측벽(54), 끝벽(56), 커버(58)를 가진다. 측벽(56)은 슬리이브 부분(52)에 연결하고 열림부(60)는 슬리이브 부분(52)에서 먼쪽으로 면한다. 측벽은 몸체(48)의 세로축에 평행하다.

보스(62)는 끝벽(56)의 내부 표면으로부터 가운데로 돌출되며, 측벽(54)길이의 절반정도만큼 하우징(50)내로 연장된다.

보스(62)는 몸체(48)의 세로축에 평행하게 뻗어나 끝벽(56)에 의해 몸체(48)에만 연결된다. 하우징(50)의 각 측벽(54)은 슬로트(60)를 가지고 있고 그 슬로트는 보스의 자유단의 수준에서 끝나는 길이만큼 하우징(50)의 열린 끝부분으로부터 몸체(48)의 세로축에 평행하게 연장된다. 전기자 코일중에서 코일 감긴 부분(66)은 하우징(50)의 슬로트(64)를 통과하며, 이 코일 감긴 부분(66)은 보스(62)의 끝에 놓인다.

측벽(54)의 외부 표면은 슬로트(64)내로 코일 감긴 부분(66)이 용이하게 들어갈 수 있게 하도록 비스듬하게 전기자는 다음과 같이 조립된다.

먼저, 몸체(48)는 슬리이브 부분(52)이 박막적층의 베이스에 대하여 위치되게 전기자축에 놓인다. 전기자 코일의 인출선은 하우징의 측벽(54)에 마련된 슬로트(64)내에 와이어(66)의 끝이 놓이는 것으로 하우징(50)내로 삽입된다.

와이어(66)는 보스(62)에 놓일때까지 하우징내로 밀어넣어진다. 이것을 시작으로 처음 전기자 코일이 감겨진다. 처음 감긴 코일의 끝에서, 전기자는 색인되고 와이어(66)는 와이어(66)가 끊어지지 않은 상태로 다음 하우징(50)에 동일한 방법으로 배치된다.

이 과정은 모든 코일이 감겨질 때까지 반복되며, 코일의 끝은 처음 하우징(50)의 슬로트(64)에 배치되고, 코일 감음동작의 시작점에서 보스(62)에 대하여 놓여진 인출선에 인접하게 될때까지 밀어 넣는다. 다음, 와이어(66)는 절단되고 전기자는 코일감는 기계로부터 제거된다.

몸체(48)는 각 하우징(50)에 배치되는 절연된 와이어(에나멜 피복된 와이어)로 이루어지는 코일 감긴 부분(66)을 가진다. 각 코일 감긴 부분(66)은 장력하에 있으며, 각각의 보스(62)에 대하여 단단하게 당겨진다.

예비조립된 정류자는 터미널(14)이 하우징(50)과 정렬된 채로 전기자 축을 따라 미끄러 넣어진다. 터미널(14)이 하우징(50)속에서 지지되는 코일 감긴 부분(32)에 접근할때, 절단부분(28)에 의해 마련되는 슬로트는 와이어(66)위로 이동한다. 커터(42)의 예리한 날(44)이 와이어(66)의 절연재를 절단한다. 그 절연재는 절단부분(28)에 의해 형성되고 와이어 직경보다 좁은 슬로트가 와이어(66)위로 이동할때 변형된다. 그리하여 긴밀한 금속대 금속의 접촉이 와이어(66)와 터미널(14)사이에 마련된다.

이어(16)는 하우징(50)들 사이에서 몸체(48)속으로 들어간다. 걸림턱(30)은 하우징(50)의 커버(58)를 잡아물게 되며 따라서 하우징(50)내에 터미널(50)이 보유된다.

제6도는 예비조립된 정류자를 나타낸 것으로 이 정류자는 정류자 베이스(10')와 몸체(48')가 단일의 플라스틱 성형물로 형성되고, 터미널(14')의 아암(32')이 각각의 아암(32')의 자유단에서 열려진 키호울 모양의 슬로트(28')을 가지며, 하우징(50')이 보스(62)를 가지지 않는다는 것에서 앞에서 설명되는 것과는 다르다.

그러므로 하우징(50')은 정류자 베이스(10')의 일체의 부분이며, 터미널(14')은 모우터 전기자위에 정류자를 부착하기에 앞서 하우징(50')내에 위치된다. 그러나 이 경우에 정류자는 전기자에 코일을 감기전에 전기자축위에 설치되어야 한다. 감긴 코일의 연결부분은 코일을 감는 동안 키호울 모양의 슬로트(28)와 하우징의 슬로트(64')안으로 끌어들여지고, 연결부분이 슬로트(64')의 내부 끝부분에 의해 슬로트(28')의 둥근 끝부분으로 들어가는 것이 방지된다. 또한 제6도의 정류자는 적정한 수의 하우징(50')을 가지는 5편 정류자이다.

상기 실시예는 하나의 에미터, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 청구범위내에서 여러가지로 변형할 수 있을 것이다.

예를들어, 정류자편은 정류자편을 포함하는 금형내에 정류자 베이스를 붙이거나 성형하는 것으로 정류자 베이스에 부착될 수 있다. 정류자 베이스에 접합되는 경우 정류자편의 하측은 상기에서 설명한대로 접착을 지지하도록 하는 조직으로 되는 것이 바람직하다. 터미널(14)은 단지 하나의 아암(32)을 가지도록 설계될 수도 있거나 두개 이상의 아암(32)을 가질 수도 있다. 도시한 배럴형 정류자 대신, 정류자는 전기자의 축에 대해 수직인 단일면에 배열된 정류자편을 가지는 면정류자일 수도 있다.

더욱, 코일의 연결부분은 절연재가 미리 벗겨질 수 있는, 이때는 커터(42)가 필요하지 않게된다.

본 발명은, 특히 분수마력 전기모우터의 정류자에만 전적으로 적용되는 것은 아니다.

Claims (11)

1. 연결부분을 포함한 권선을 구비한 모터전기자에 연결하기 위한 예비조립된 정류자에 있어서, 상기 정류자는 정류자 베이스와 상기 베이스에 의해 이송된 복수개의 정류자편과 상기 베이스에 상기 정류자편을 설치하기 위한 수단을 포함하고, 일체로 된 터미널을 구비한 각각의 정류자편은 정류자편에 전기자 권선을 전기적으로 연결하도록 상기 연결부분을 파지하며, 사용시 걸쳐지도록 정렬되고, 전기자 권선의 각기 연결부분을 수용하기 위하여 터미널 측면에 개구부를 갖는 슬롯을 구비하고 터미널의 측면으로부터 안쪽으로 연장되므로 상기 정류자 조립체가 각기 권선 연결부분위로 동시에 전체 터미널 슬롯과 결합하기 위하여 상기 정류자 조립체와 전기자 사이의 상대적인 축방향 움직임에 의해 상기 전기자 권선에 연결하도록 된 정류자.
2. 제1항에 있어서, 정류자 베이스는 복수개의 반경방향 바깥쪽으로 돌출된 이어를 가지며, 상기 이어는 정류자 베이스의 둘레에서 떨어져 놓여지며, 터미널은 각각 인접한 이어의 쌍 사이에 놓여지도록 된 정류자.
3. 제1항에 있어서, 정류자 베이스에 정류자편을 부착하는 상기 수단이 터미널에서 떨어진 각각의 정류자편의 끝에서 그리고 정류자 베이스 위에 있는 상보적인 맞물림 수단을 포함하도록 된 정류자.
4. 제1항에 있어서, 정류자는 배럴타입이고, 정류자 베이스에 정류자편을 부착하는 상기 수단이 정류자편을 단단하게 둘러쌓는 링으로 이루어지도록 된 정류자.
5. 제1항에 있어서, 정류자편이 베이스에 결합되고 상기 정류자편의 하측은 정류자편의 표면 면적을 증가시키도록 이루어진 정류자.
6. 제1항에 있어서, 각각의 터미널은 연결부와 터미널 사이의 전기 접속을 이루기 위해 슬롯내로 연결부분을 끌어들이므로 그 연결부분의 절연물을 절단하기 위한 2개의 절단날을 가지도록 된 정류자.
7. 제1항에 있어서, 각각의 터미널이 각각 상기 슬롯을 가지며 적어도 2개의 평행아암을 가지도록 된 정류자.
8. 제1항에 있어서, 각각의 터미널이 전기자상에 제공된 각각의 하우징내에 상기 터미널을 보유시키기 위한 걸림턱을 구비하도륵 된 정류자.
9. 제1항에 있어서, 정류자 베이스가 열경화성 플라스틱 물질로 된 정류자.
10. 제1항에 있어서, 정류자 베이스가 금속산화물 절연층을 가진 금속으로 된 정류자.
11. 터미널 지지대와 협력하는 제1항의 예비조립된 정류자에서 터미널 지지대는 전기자축위에 부착되고 정류자편의 터미널을 수용하기 위한 복수개의 하우징을 가지도록 된 예비조립된 정류자.

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