KR100332318B1

KR100332318B1 - 정류자 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100332318B1
Application number: KR1019990002711A
Authority: KR
Inventors: 기요세겐조; 에비하라요시오; 야마시타게이치; 요시노무쓰미; 사카모토요시쓰구; 이토모토야
Original assignee: 오카메 히로무; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2002-04-12
Also published as: DE19903921A1; KR19990072305A; US6242838B1; DE19903921B4

Abstract

정류자(50)는 접촉체(510), 절연 물질로 된 베이스 부재(520), 및 단자체(530)를 포함한다. 상기 접촉체(510)는 평면 브러시-접촉 표면(510a)과 평면 브러시-접촉 표면(510a)의 반대편에 연결 표면을 갖는다. 또한, 접촉체(510)는 다수의 정류자 세그멘트(511)를 갖고 있다. 상기 단자체(530)는 다수의 전도성 단자 부재(531)를 갖는다. 베이스 부재(520)는 상기 정류자 세그멘트들(511)을 지지한다. 또한 상기 정류자(50)는 전기 연결 구조를 갖는데, 이 전기 연결 구조는 한 세트의 볼록 부재(510b) 및 오목 부재(531b, 530b)와, 이들 볼록 부재(510b) 및 오목 부재(531b, 530b) 사이에 배치되어 상기 다수의 정류자 세그멘트(511)와 단자 부재(531)를 각각 연결시키는 다수의 연결 부재(512)를 포함한다.

Description

정류자 및 그 제조 방법{COMMUTATOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 탄소 세그멘트들(carbon segments)로 구성된 정류자(commutator)에 관한 것으로, 더 상세하게는 연료 분사 펌프 모터용 정류자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

다수의 탄소 세그멘트로 구성된 정류자는 미합중국 특허 제5,175,463호에 게재되어 있다. 성형된 정류자의 탄소 세그멘트들은 홈들에 의해 절연된다. 정류자는 탄소 세그멘트들의 후면과 평행하게 배치된 다수의 단자 부재(terminal member)를 가지며, 이들은 충전 금속 또는 땜납을 납땜(brazing)함으로써 탄소 세그멘트들과 연결된다. 단자 부재들에 연결된 탄소 세그멘트의 표면들은 연결이 확실해지도록 금속으로 도금되어 있다.

그러나, 상기 단자 부재들이 용융 등에 의해 전기자(armature) 권선들로부터 뻗어 있는 리드들(leads)에 연결될 때, 용융 열이 터미널 단자의 비교적 짧은 열전달 경로를 통해 상기 땜납의 충전재로 전도된다. 이 열은 땜납의 충전재를 녹여 탄소 세그멘트들을 단락시킬 수 있다.

본 발명의 주목적은 모터 완성품을 조립함에 있어 단락의 염려가 없는 개량된 정류자 세그멘트를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 단자 부재의 리드 연결 부분들로부터 상기 정류자 세그멘트들에 납땜되는 부분까지의 열전달 경로가 비교적 긴 정류자를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 연료 안에서 사용되는 등의 부식 환경에서 사용될 수 있는 개량된 전기 모터를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전술한 정류자 세그멘트들을 저가로 용이하게 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 정류자의 평면 단면도,

도 2는 상기 도 1의 1-1선 단면도,

도 3은 제1실시예에 따른 정류자가 장착된 연료 펌프를 나타내는 측면 단면도,

도 4는 제1실시예에 따른 정류자의 변형예를 나타내는 측면 단면도,

도 5는 제1실시예에 따른 정류자의 변형예를 나타내는 평면 단면도,

도 6은 상기 도 5의 6-6선 단면도,

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 정류자의 평면 단면도,

도 8은 상기 도 7의 8-8선 단면도,

도 9는 제2실시예에 따른 정류자를 나타내는 측면 단면도,

도 10은 제2실시예에 따른 정류자의 변형예의 주요부 부분 측면 단면도,

도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 정류자의 주요부 부분 측면 단면도,

도 12는 시간에 따른 단자 부재의 각 부분별 온도 변화를 나타낸 그래프,

도 13은 회전축으로부터의 거리와 단자 부재의 각 부분별 온도 변화의 상관 관계를 나타낸 그래프,

도 14는 제3실시예에 따른 정류자의 변형예의 주요부 측단면의 부분도,

도 15는 제3실시예에 따른 정류자의 변형예를 나타내는 측면 단면도,

도 16a는 제3실시예에 따른 정류자의 변형예를 나타내는 측면 단면도,

도 16b는 상기 도 16a의 16B-16B선 단면도,

도 17a는 제3실시예에 따른 정류자의 변형예를 나타내는 측면 단면도,

도 17b는 상기 도 17a의 17B-17B선 단면도,

도 18은 제3실시예의 정류자의 변형예의 일부를 개략적으로 도시한 단면도,

도 19는 본 발명의 제4실시예에 따른 정류자의 평면 단면도,

도 20은 제4실시예에 따른 정류자의 변형예의 평면 단면도,

도 21은 본 발명의 제5실시예에 따른 정류자의 평면 단면도,

도 22는 제5실시예에 따른 정류자의 변형예를 나타내는 측면 단면도,

도 23은 제5실시예에 따른 정류자의 변형예를 확대한 부분 단면도,

도 24는 제5실시예에 따른 정류자의 변형예를 확대한 부분 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 정류자 510 : 접촉체

511 : 정류자 세그멘트 512 : 연결 부재

520 : 베이스 부재 530 : 단자체

본 발명은 정류자가 편평한 브러시-접촉 표면(brush-contact surface) 및 연결 표면을 갖는 접촉체(contact unit), 절연 물질로 된 베이스 부재(base member), 및 단자체(terminal unit)를 포함하는데 그 주요 특징이 있다. 접촉체는 다수의 정류자 세그멘트를 가지며, 단자체는 다수의 전도성 단자 부재를 갖는다. 베이스 부재는 정류자 세그멘트들을 지지하며 이들을 서로 절연한다. 또한, 정류자는 전기 연결 구조를 가지는데, 이 연결 구조는 한 세트의 볼록ㆍ오목 부재와 이들 사이에 배치된 다수의 연결 부재를 갖는다.

바람직하게는, 볼록 부재는 접촉체로부터 축방향으로 뻗어 있는 다수의 돌출부를 가지며, 오목 부재는 이들 돌출부와 결합된 상기 단자체에 의한 부분을 포함한다. 접촉체와 단자체는 연결 구조를 제외하고는 서로 떨어져 있다.

접촉체와 단자체 사이에 절연 스페이서(spacer)가 배치될 수 있다. 이러한 구조는 베이스 부재의 성형(molding) 공정을 단순화시킬 수 있다. 전기 연결 구조는 돌출 부재(rise member)를 포함할 수도 있는데, 이 돌출 부재는 연결 부재가 용해될 때 연결 부재를 잡아 주도록 접촉체와 단자체 사이에 배치된다.

본 발명은 편평한 브러시-접촉 표면 및 연결 표면을 갖는 접촉체, 절연 물질로 된 베이스 부재, 및 단자 부재를 포함하는 정류자의 제조 방법에 그 주요 특징이 있다.

이 방법은 축방향으로 뻗어 있는 다수의 아크 형상(arc-shaped) 돌출부를 갖는 고체 탄소 디스크를 성형하는 단계, 상기 아크 형상의 돌출부 외주면에 전도성 물질을 도금하는 단계, 다수의 관통 구멍을 갖는 황동 링 부재(ring member)를 성형하는 단계, 아크 형상의 돌출부들이 각각 상기 관통 구멍 안에 배치되어 고체 탄소 디스크와 황동 링 사이에 적절한 성형 공간이 생기도록 고체 탄소 디스크와 황동 링을 조립하는 단계, 관통 구멍들과 아크 형상의 돌출부의 안쪽 표면에 의해 정의되는 연결 공간 안에 고체 땜납을 삽입하는 단계, 연결 공간 안에서 용해되도록 땜납을 가열하는 단계, 성형 공간 안에 수지성 절연 물질을 채우는 단계, 및 다수의 정류자 세그멘트와 단자 부재가 형성되도록 고체 탄소 디스크와 링 부재를 절단하는 단계를 포함한다.

본 발명에 있어 각 관련 부품의 기능뿐 아니라 기타 목적 및 특징들에 관해서는 이하의 상세한 설명, 첨부된 특허청구범위 및 도면을 통하여 명백히 밝혀질 것이다.

(제1실시예)

본 발명의 제1실시예에 따르는 정류자가 도 1 내지 도 3을 참조로 설명된다. 참조 번호 '50'으로 표시된 정류자는 도 3에 도시한 연료 펌프(10)에 사용된다. 연료 펌프(10)는 펌프부(20) 및 DC 모터부(30)로 구성된다. 모터부(30)는 원통형 하우징(11) 안쪽 원주 상에 환형 영구 자석과 영구 자석 안에 전기자 로터(32)를 갖는다. 펌프부(20)는 알루미늄 케이싱(21), 알루미늄 케이싱 커버(22) 및 임펠러(23)를 갖고 있다. 케이싱 커버(22)는 상기 케이싱(21) 한쪽 끝에 조여져 있다. 전기자 로터(32)는 축(35)을 갖는데, 그 한쪽 끝은 래디얼 베어링(25) 및 스러스트 베어링(26)으로 다른 끝은 래디얼 베어링(27)에 의해 지지된다. 케이싱 커버(22)는 연료 입구(40)를 가지며, 연료가 이 연료 입구로부터 임펠러(23) 주위에 형성된 C 모양의 펌프 통로(41) 안으로 주입된다. 펌프 통로(41) 안에 있는 연료는 모터부(30)의 임펠러(23)에 의해 연료실(31)로 공급된다. 전기자 로터(32)는 전기자 권선이 감겨진 전기자 코어(32a)를 갖는다. 디스크 모양의 정류자(50)는 전기자 로터(32)의 상부에 고정되어 전기자 권선에 전력을 공급한다. 베터리에 의해 전기자 권선으로 단자(46)를 통해 전압이 가해지면, 전기자 로터(32)가 회전하여 임펠러(23)를 회전시킴에 따라, 연료실(31)로 공급될 연료가 연료 입구(40)로부터 연료 통로(41) 안으로 끌어 올려진다. 그 다음, 연료는 회전자 로터(32) 주위를 지나 연료 출구(43)로 나간다. 연료 출구(43)에는 연료의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브(check valve)(44)가 장착되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 정류자(50)는 접촉체(510), 열가소성 수지로 된 베이스 부재(520) 및 단자체(530)로 구성되어 있다. 접촉체(510)는 한쪽 끝에 편평한 브러시-접촉 표면(510a)과 다른쪽 끝에 축방향으로 뻗어 있는 아크 형상의 돌출부 또는 볼록부(510b) 8개를 갖고 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 접촉체(510)는 수지재 베이스 부재(520)에 의해 지지된 8개의 아크 형상 탄소 세그멘트(511)를 포함하는데, 이들 세그멘트들은 절연 홈들에 의해 원주방향으로 서로 떨어져 있다.

단자체(530)는 상기 베이스 부재(520)에 의해 지지되는 8개의 황동재 단자 부재(531)를 포함하며, 반경방향으로 뻗어 있는 절연 홈(510c)에 의해 원주상으로 서로 떨어져 있다. 모든 단자 부재(531)는 후크(531a)와 직사각형 관통 구멍 또는 오목부(531b)를 가지는데, 이 관통 구멍 또는 오목부는 아크 형상의 돌출부(510b)들 중 하나와 접촉한다. 전기자 권선으로부터 뻗어 있는 리드는 용융 등으로 후크(531a)에 각각 연결된다. 또한, 직사각형 관통 구멍들(531b)은 아크 형상 돌출부들(510b) 안에 연결 공간을 형성한다. 땜납으로 된 연결 부재들 또는 블레이징(blazing) 충전 부재들(512)은 연결 공간 안에 충전되어 각 세그멘트들(511)을 그에 대응하는 단자 부재(531)와 전기적으로 연결시킨다.

정류자(50)는 다음과 같이 제조한다.

(1) 축방향으로 뻗어 있는 8개의 아크 형상 돌출부를 갖는 고체 탄소 디스크를 성형하고, 아크 형상 돌출부의 외주면에 전도성 물질을 도금한다.

(2) 8개의 직사각형 관통 구멍(531b)을 갖도록 황동 링 부재를 성형한다.

(3) 아크 형상 돌출부들이 직사각형 관통 구멍 안으로 각각 삽입되도록 고체 탄소 디스크와 황동 링을 조립하고, 고체 탄소 디스크와 황동 링 사이에 적절한 성형 공간이 형성되도록 도구를 사용하여 유지한다.

(4) 고체 땜납을 직사각형 관통 구멍과 아크 형상 돌출부에 의해 정의되는 연결 공간 안으로 삽입하고 가열하여 그 내부에서 용해시킴으로써 연결 부재(512)를 성형한다.

(5) 유지 도구를 제거한 다음, 수지재 절연 물질을 성형 공간 안으로 충전시켜 베이스 부재(520)를 성형함으로써 다듬지 않은 상태인 정류자(uncut commutator)를 만든다.

(6) 8개의 길이방향 홈(510c)을 형성함으로써 탄소 디스크 및 링을 8개의 세그멘트(511) 및 8개의 단자 부재(531)로 나눈다. 즉, 정류자(50)가 형성된다.

용융 장치의 주전극을 후크의 반경방향 바깥 부분에 갖다대고 또 다른 전극은 주전극으로부터 멀리 떨어진 단자 부재(531) 부분에 갖다댄 상태에서, 전기자 권선의 리드들을 후크들(531a)과 연결한다. 리드가 후크(531a)에 접합되기 전에 리드의 절연막은 줄열(Joule heat)로 인해 용해된다.

비록 줄열이 후크(531a)로부터 연결 부재(512)로 전도된다 하더라도, 그 열은 비교적 긴 전도 경로로 인해 분산됨으로써 연결 부재(512)는 고체 상태로 유지될 수 있다. 심지어 연결 부재(512)의 일부가 뜻하지 않게 용해되더라도, 용해된 땜납은 베이스 부재(520)에 의해 홈들(510c) 중 하나에 도달되는 것이 방지된다. 즉, 세그멘트들(511)간 단락이 방지된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 정류자(50)의 변형예로서, 베이스 부재를 성형하기 전에 관통 구멍(531b)에 대응하는 8개의 직사각형 관통 구멍을 갖는 절연 스페이서(521)가 도 4에 도시한 것처럼 삽입될 수 있다. 이 구조는 도구 없이 적절한 성형 공간을 형성할 수 있도록 하며, 이 성형 공간 안으로 절연 물질을 충전하기 위한 압력을 감소시킬 수 있다.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1실시예에 따른 정류자(50)의 다른 변형예에서 단자체(530)가 직사각형 관통 구멍들(5301b) 대신 중앙 구멍(530a)을 갖는다. 상기 중앙 구멍(530a)의 직경은 그 사이에 연결 부재들(512)을 수용할 수 있도록 8개 아크 형상 돌출부들의 외경보다 크다. 연결 부재(512)가 후크(531a)로부터 멀리 떨어져 배치되기 때문에 접촉체(510)를 단자체(530)로부터 떼어놓을 필요가 없다.

(제2실시예)

본 발명의 제2실시예에 따른 정류자(50)에 관하여 도 7 내지 도 9를 참조로 설명한다.

정류자(50)는 접촉체(510), 베이스 부재(520) 및 단자체(530)를 포함하여 구성된다. 접촉체(510)는 한쪽 끝에 편평한 브러시-접촉 표면(510a)과 다른쪽 끝에 축방향으로 뻗어 있는 8개의 원통형 돌출부(510b)를 갖고 있다. 접촉체(510)는 수지재 베이스 부재(520)에 의해 지지되는 8개의 탄소 세그멘트들(511)을 포함한다. 탄소 세그멘트들(511)은 절연 홈들(510c)에 의해 서로 떨어져 있다. 단자체(530)는 베이스 부재(520)에 의해 지지되는 8개의 황동재 단자 부재(531)를 포함한다. 단자 부재(531)도 역시 절연 홈들(510c)에 의해 서로 떨어져 있다. 따라서, 각 세그멘트(511)는 두 홈들(510c) 사이에 있는 단자 부재들(531) 중 하나와 정렬되어 있다. 모든 단자 부재(531)는 후크(531a)와 연결 부재(512)에 접촉하는 접촉면(531b)을 갖는다. 전기자 권선으로부터 뻗어 있는 리드는 후크들(531a) 중 하나에 의해 고정되고, 용융 등에 의해 후크들에 연결된다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 단자체(530)는 원통형 돌출부의 외주부(510d)에 접하는 거의 8각형인 중앙 구멍(530a)을 갖고 있다. 8각형 구멍(530a)의 모서리 또는 정점부에는 각각 8개의 반원통형 오목부(530b)들이 형성됨으로써, 외주부(510d)와 중앙 구멍(530a)의 내주부 사이에 연결 공간들이 형성된다. 땜납으로 된 연결 부재들(512)이 상기 연결공간에 각각 충전되어 각 세그멘트들을 그에 대응하는 하나의 단자 부재와 전기적으로 연결시킨다.

정류자(50)는 다음과 같이 제조한다.

(1) 원통형 돌출부(510b)에 대응하는 축방향으로 뻗어 있는 고체 원통형 돌출부를 갖는 고체 탄소 디스크를 성형한다.

(2) 중앙 구멍(530a)에 해당하는 정8각형 중앙 구멍을 갖는 황동 링을 성형한다. 중앙 구멍이 원통형 돌출부의 외주에 접하도록 형성됨으로써, 원통형 돌출부가 바른 위치에 수용될 수 있다. 즉, 연결 공간이 원통형 돌출부 주위에 고르게 형성된다.

(3) 고체 땜납을 연결 공간 안으로 삽입하고 가열하여 그 내부에서 용해시켜, 용해된 땜납이 연결 공간에서 원통형 돌출부와 링 부재 사이의 좁은 틈새로 흘러 들어가고, 원통형 돌출부와 링 부재를 연결시키는 연결 부재(512)를 형성하게 된다.

(4) 수지재 절연 물질이 탄소 디스크 및 링 부재와 함께 성형되어 정류자를 만든다. 그런 다음, 8개의 길이방향 홈(510c)을 형성함으로써 탄소 디스크와 링을 8개의 세그멘트(511) 및 8개의 단자 부재(531)로 나눈다. 즉, 정류자(50)가 생긴다.

전기자 권선의 리드들이 용융에 의해 후크들(531a)과 연결될 때, 후크들(531a)로부터 연결 부재(512)로 용융 열(fusing heat)이 전도된다. 그러나, 그 열은 비교적 긴 전도 경로로 인해 분산되어, 상기 연결 부재(512)는 고체로 유지될 수 있음으로써 확실한 전기적 연결이 보장된다.

제2실시예의 변형예를 상하를 뒤집어 도 10에 도시했다. 원통형 돌출부(510b)는 경사면 또는 모따기면과 환형 돌기(510e)를 갖고 있다. 경사면은 용해된 땜납을 위한 개활(開豁)형 게이트(gate)를 제공하며, 환형 돌기(510e)는 용해된 땜납을 가로막는다.

(제3실시예)

본 발명의 제3실시예에 따르는 정류자(50)에 관하여 도 11을 참조하여 설명한다.

접촉체(510)는 단자체(530)와 대면하는 표면에 환형 홈(510f)을 포함하여 연결 부재(512)를 수용한다. 상기 환형 홈(510f)의 표면에는 전도성 물질이 도금되며, 이 홈에 접하여 연결되는 단자체의 표면에는 용제(flux)를 도포하여 땜납의 습윤성을 높인다. 연결되지 않는 다른 표면들에는 폴리테트라플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene) 등을 코팅할 수 있다.

도 12는, 용융 개시, 종료 및 시편이 실온으로 냉각되는 때에 대한 단자 부재(531)의 3개 점들 P1, P2, P3의 온도 및 시간 사이의 상관관계를 보여주는 시험결과이다. 점 P1은 후크(531a)에 인접하는 단자 부재(531)의 부분에 위치하며, 점 P2는 그 중간 부분에 위치하고, 점 P3은 연결 부재(512)에 인접하는 부분에 위치한다. 비록 용융이 완료된 후에 점 P3의 온도가 상승하지만, 심지어 용융 전류가 최대값으로 불규칙하게 변하는 경우에도 그 온도는 200℃ 및 철판(tin)의 용융점인 232℃ 이하이다.

도 14에 나타낸 것처럼 접촉체(510)에 형성되는 환형 홈(510f)이 단자체(530)에 형성된 환형 홈(530c)으로 대체될 수 있다.

도 15에 나타낸 것처럼, 환형 돌기(510e)가 단자체(530)와 대면하는 접촉체(510)의 표면에 형성함으로써 연결 부재들(512)이 환형 돌기(510e) 안쪽에 있는 접촉체(510)와 단자체(530) 사이의 공간 안에 수용될 수 있다. 연결 부재(512)가 용해된 땜납 물질로부터 성형될 때, 환형 돌기(510e)는 이 공간 안에 용해된 땜납을 수용하는데 효과적이다.

도 16a 및 도 16b에 나타낸 바와 같이, 위에서 설명한 환형 돌기(531c) 대신 C 형상의 돌기(531c)가 각 단자 부재(531)에 형성될 수 있다. 따라서, C 형상 돌기(531c)는 연결 부재(512)가 형성될 때 용해된 땜납을 수용하는데 효과적이다. 이들 C 형상 돌기(531c)에 상응하는 돌기들이 접촉체(510)의 각 세그멘트(511)에 형성될 수 있다.

도 17a 및 도 17b에 나타낸 바와 같이, 모든 단자 부재(531)의 마주보는 옆면들에 한쌍의 반경방향 돌기(531d)가 형성될 수 있다. 각 돌기쌍은 용해된 땜납의 유출을 방지하는데 효과적이다. 즉, 심지어 연결 부재(512)의 일부가 용해되더라도, 연결 부재(512)가 세그멘트(511)를 단락시키는 것을 방지할 수 있다. 반경방향 돌기쌍은 단자 부재(531) 대신 세그멘트(511)에 형성될 수 있다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 돌기(520e)가 베이스 부재(520)에 형성될 수 있는데, 이 돌기쌍은 각 단자 부재(531)의 마주보는 옆면들을 따라 형성된 한쌍의 오목부들에 끼워진다. 한쌍의 돌기(520e)도 용해된 땜납의 유출을 방지하는데 효과적이다.

(제4실시예)

본 발명의 제4실시예에 따르는 정류자가 도 19에 도시되어 있다.

접촉체(510)는 8개의 돌출 모서리를 가진 별 모양의 돌출부(510b)를 갖는다. 단자체(530)는 상기 8개의 돌출 모서리에 접하는 8각형 중앙 구멍(530a)을 갖는다. 연결 부재들(512)은 중앙 구멍(530a)의 내주부와 별 모양의 돌출부(510b)의 외주부 사이의 공간 안에 배치된다.

도 20에 나타낸 바와 같이, 오목부들(530b)을 돌출 모서리들 사이에 있는 중앙 구멍(530a)의 내주 부분에 형성함으로써, 연결 부재(512)의 부피를 증대시킬 수 있다.

(제5실시예)

본 발명의 제5실시예에 따르는 정류자가 도 21에 도시되어 있다.

이 정류자는, 8개의 오목부들(530b) 사이의 다듬지 않은 상태(uncut)인 원통형 돌출부의 외주부와 접촉하고 있는 8개의 돌출부를 갖는 다듬지 않은 상태인 중앙 구멍으로 구성되어 있다.

따라서, 심지어 부품들의 크기가 변하는 경우에도 연결 부재들(512)의 부피가 늘어나 안정적인 연결이 보장된다.

도 22와 도 23에 도시한 바와 같이, 원통형 돌출부(510b)는 경사면 또는 모따기면을 가질 수 있다. 정류자가 조립되어 가열될 때, 원통형 돌출부와 접촉하고 있는 땜납 부분이 링 부재와 접촉하고 있는 땜납 부분보다 먼저 용해되는데, 그 이유는 탄소 원통형 돌출부(510b)의 경사면이 연결 부재(512)에 접촉하고 있는 단자 부재(531)의 표면보다 더 넓기 때문이다. 용해된 땜납은 단자 부재들(531)에 상응하는 링 부재쪽으로 흘러서 이들의 납땜을 둔화시킨다. 즉, 원통형 탄소 돌출부(510b)와 황동 링 부재가 확실하게 납땜될 수 있다.

도 24에 나타낸 바와 같이, 원통형 돌출부(510b)의 경사면 대신 단자 부재(531)가 경사면을 가질 수 있다. 그러므로, 심지어 부품들의 크기가 변하는 경우에도 연결 부재들(512)의 부피가 커질 수 있어서 안정적인 연결이 보장된다.

이상, 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명했다. 그러나, 첨부된 특허청구범위에 명기된 본 발명의 기본취지를 벗어나지 않고서도 다양한 수정 또는 변형이 가능함은 물론이다. 즉, 본 명세서에 기재된 바는 어떤 제한보다는 설명만을 목적으로 해석되어야 마땅하다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 정류자 및 그 제조 방법에 따르면, 모터를 조립하는 동안 단락의 발생 가능성을 근본적으로 배제할 수 있게 되므로, 품질 향상은 물론 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 기대된다.

Claims

다수의 정류자 세그멘트(511)를 가지며, 편평한 브러시-접촉 표면(510a)과 상기 브러시-접촉 표면(510a) 반대쪽에 연결 표면을 가지는 접촉체(510); 상기 정류자 세그멘트들(511)을 지지하며, 절연 물질로 된 베이스 부재(520); 다수의 전도성 단자 부재(531)를 가지는 단자체(530); 및 한 세트의 볼록 부재(510b) 및 오목 부재(531b, 530a)와, 상기 다수의 정류자 세그멘트(511)와 상기 단자 부재들(531)을 각각 연결하기 위하여 상기 볼록 부재(510b)와 오목 부재(531b, 530b) 사이에 배치된 다수의 연결 부재(512)를 가지는 전기 연결 구조를 포함하는 정류자(50)에 있어서:

상기 볼록 부재(510b)는 상기 접촉체(510)로부터 축방향으로 뻗어 있는 다수의 돌출부를 포함하며, 상기 오목 부재(531b, 530b)는 상기 돌출부들과 결합되는 상기 단자체(530)의 한 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 정류자(50).
삭제
제1항에 있어서, 상기 접촉체(510)와 상기 단자체(530)는 상기 연결 구조를 제외하고는 상기 베이스 부재(520)에 의해 서로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 정류자(50).
제3항에 있어서, 상기 접촉체(510)와 상기 단자체(530) 사이에 배치된 절연 스페이서(521)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정류자(50).
제1항에 있어서, 상기 전기 연결 구조는 상기 연결 부재가 용해될 때 상기 연결 부재를 수용하기 위해 상기 접촉체(510)와 상기 단자체(530) 사이에 배치된 돌기 부재(510e, 531c, 531d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류자(50).
제5항에 있어서, 상기 돌기 부재(520e)는 각각의 상기 단자 부재(531)의 마주보는 원주방향 옆면들을 에워싸도록 상기 베이스 부재(520)로부터 뻗어 있는 다수의 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류자(50).
제1항에 있어서, 상기 다수의 돌출부는 실질적으로 원통형인 외주부를 가지고, 상기 단자체(530)는 상기 원통형 외주부와 접하게 되는 실질적으로 정다각형인 표면(530a)과 정점부들을 가지며, 상기 연결 부재는 각각 상기 정점부들 중 하나, 상기 다각형 표면, 및 상기 세그멘트들(511) 중 하나와 이에 대응하는 단자 부재(531) 중 하나 사이에 있는 원통형 외주부에 의해 정의되는 연결 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 정류자(50).
제7항에 있어서, 각각의 상기 정점부들은 상기 다각형 표면에 동화되는 개방 끝부분을 가진 오목부(530b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류자(50).
제7항에 있어서, 상기 원통형 외주부는 모따기 부분을 가짐으로써, 상기 연결 공간을 축방향으로 확장되는 모양으로 형성하는 것을 특징으로 하는 정류자(50).
다수의 정류자 세그멘트(511)를 가지며, 편평한 브러시-접촉 표면(510a)과 상기 브러시-접촉 표면(510a) 반대쪽에 연결 표면을 가지는 접촉체(510); 상기 정류자 세그멘트들(511)을 지지하며, 절연 물질로 된 베이스 부재(520); 및 다수의 전도성 단자 부재(531)를 가지는 단자체(530)를 포함하는 정류자(50)를 제조하는 방법에 있어서:

축방향으로 뻗어 있는 다수의 아크 형상 돌출부를 갖는 고체 탄소 디스크를 성형하는 단계;

상기 아크 형상 돌출부들의 외주면을 전도성 물질로 도금하는 단계;

다수의 관통 구멍을 갖는 황동 링 부재를 성형하는 단계;

상기 고체 탄소 디스크와 상기 황동 링을 조립하여, 상기 아크 형상 돌출부들이 상기 관통 구멍들 안에 각각 배치됨으로써 상기 고체 탄소 디스크와 상기 황동 링 사이에 적절한 성형 공간이 형성되도록 하는 단계;

상기 관통 구멍들과 상기 아크 형상 돌출부들의 안쪽 면에 의해 정의되는 연결 공간 안으로 고체 땜납을 삽입하는 단계;

상기 땜납을 가열하여 상기 연결 공간 안에서 용해시킴으로써 연결 부재를 성형하는 단계;

상기 성형 공간 안을 수지재 절연 물질로 충전하여 상기 베이스 부재(520)를 성형하는 단계; 및

상기 다수의 정류자 세그멘트(511)와 상기 다수의 단자 부재(531)가 형성되도록 상기 고체 탄소 디스크와 상기 링 부재를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류자 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 고체 탄소 디스크를 성형하는 단계는 상기 고체 땜납을 수용하기 위한 오목부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류자 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 황동 링 부재를 성형하는 단계는, 상기 고체 땜납을 수용하기 위한 오목부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류자 제조 방법.
다수의 정류자 세그멘트(511)를 가지며, 편평한 브러시-접촉 표면(510a)과 상기 브러시-접촉 표면(510a) 반대쪽에 연결 표면을 가지는 접촉체(510); 상기 정류자 세그멘트들(511)을 지지하며, 절연 물질로 된 베이스 부재(520); 및 다수의 전도성 단자 부재(531)를 가지는 단자체(530)를 포함하는 정류자(50)를 제조하는 방법에 있어서:

축방향으로 뻗어 있는 견고한 원통형 돌출부를 갖는 고체 탄소 디스크를 성형하는 단계;

상기 원통형 돌출부의 외주부와 접하게 될 정다각형인 중앙 구멍을 갖도록 황동 링 부재를 성형하는 단계;

상기 중앙 구멍과 상기 원통형 돌출부의 외주부 사이의 공간에 고체 땜납을 삽입하는 단계;

용해된 납땜들을 상기 원통형 돌출부와 상기 링 부재 사이의 작은 틈새로 유입시키기 위해, 상기 공간 안에 있는 땜납이 용해되게 가열하는 단계;

상기 베이스 부재(520)가 형성되도록 상기 탄소 디스크와 상기 링 부재를 수지재 재료로 성형하는 단계;

상기 탄소 디스크와 상기 링 부재가 상기 다수의 세그멘트(511)와 상기 다수의 단자 부재(531)로 분할되도록, 길이방향 홈들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류자 제조 방법.