KR20230098446A - 양방향 터미널을 포함하는 모터 - Google Patents

양방향 터미널을 포함하는 모터 Download PDF

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KR20230098446A
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이호건
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계양전기 주식회사
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Abstract

본 발명은 브러시카드조립체의 상부면 좌,우측 모두에 브러시터미널이 설치됨에 브러시터미널의 오조립에 따른 모터의 조립불량을 방지할 수 있는 양방향 터미널을 포함하는 모터에 관한 것이다.

Description

양방향 터미널을 포함하는 모터{Motors With Bidirectional Terminals}
본 발명은 양방향 터미널을 포함하는 모터에 관한 것으로서, 브러시카드조립체의 상부면 좌,우측 모두에 브러시터미널이 설치됨에 브러시터미널의 오조립에 따른 모터의 조립불량을 방지할 수 있는 양방향 터미널을 포함하는 모터에 관한 것이다.
일반적으로, 모터는 전기에너지를 기계에너지로 변환시켜주는 것으로, 구성부품은 크게 로터(회전자)와 스테이터(고정자)로 나눌 수 있다. 스테이터는 고정되고, 로터는 스테이터에 대해 상대회전하는 것인데, 여기서 로터는 스테이터와
전자기적으로 상호 작용하도록 구성된다. 결과적으로 모터는 스테이터와 로터에 의해 발생하는 자기장 및 코일에 흐르는 전류 사이에서 작용하는 힘에 의해 회전한다.
일반적으로, 모터는 브러시(Brush) 모터와 브러시리스 모터(BLDC motor)로 나눌 수 있다. 이 중 브러시 모터가 범용적으로 많이 사용되며, 브러시리스 모터에 비해 상대적으로 저렴하기 때문에 다양한 산업 환경에서 사용되고 있다.
브러시 타입의 영구자석 모터에서는 브러시카드조립체가 외부의 전원을 내부의 로터를 감싸고 있는 코일에 전달한다. 이를 위해서 브러시카드조립체에는 외부의 전원을 인가받기 위한 터미널과, 초크코일, 브러시홀더 및 브러시 등이 설치된다. 여기서 브러시는 모터의 구동축에 설치된 정류자와 접하는 것으로, 정류자 쪽으로 밀착될수 있게 스프링에 의해 탄성지지된다.
상기와 같은 종래의 모터는 브러시카드조립체에 설치되는 터미널이 일방향측으로 배치되며, (+)극과 (-)극으로 이루어지는 한 쌍의 터미널 단자가 브러시카드조립체의 좌측 또는 우측에 배치되도록 설계된다.
종래의 터미널을 포함하는 모터는 대한민국등록특허공보 10-2101713호에 개시되어 있다.
종래의 터미널은 브러시카드조립체의 좌측 또는 우측 방향 중 한쪽에만 설치됨에 따라 모터를 생산하는 과정에서 작업자가 여러 종류의 모터를 조립하는 경우 터미널을 오조립하는 경우가 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.
즉, 작업자가 브러시카드조립체를 조립하는 과정에서 터미널이 브러시카드에 좌측(LH)에 배치되어 있으나, 이를 모터의 조립 방향을 혼동하여 우측(RH)방향으로 조립함에 따라 터미널이 메인전원과 연결되지 못하는 조립불량이 자주 발생하게 되는 문제점이 있다.
대한민국등록특허공보 10-2101713호
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 브러시카드조립체의 상부면 좌,우측 모두에 브러시터미널이 설치됨에 브러시터미널의 오조립에 따른 모터의 조립불량을 방지할 수 있는 양방향 터미널을 포함하는 모터를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 양방향 터미널을 포함하는 모터는, 자계를 형성하는 요크어셈블리와, 코어에 형성된 코어슬롯에 코일이 권선되어 구성되고, 상기 요크어셈블리 내부에 배치되어 회전축을 중심으로 회전하는 아마츄어어셈블리와, 상기 요크어셈블리의 일측에 고정 설치되며, 내부에 브러시가 설치되어 상기 아마츄어어셈블리에 설치되는 정류자에 전원을 공급하는 브러시카드조립체와, 상기 브러시카드조립체의 상부면에 돌출되도록 설치되며, 전원공급터미널과 연결되어 브러시카드조립체에 전원을 공급하는 브러시터미널을 포함하며, 상기 브러시터미널은, 상기 브러시카드조립체의 상부면에 복수개가 설치된다.
상기 브러시터미널은, 상기 브러시카드조립체의 상부면 좌측과 우측에 각각 설치된다.
상기 브러시터미널은, (+)극과 (-)극을 가지는 한 쌍의 터미널단자로 이루어된다.
상기 브러시카드조립체는, 내부에 설치공간이 있는 브러시카드하우징과, 상기 브러시카드하우징에 설치되고, 내부에 브러시가 장착되는 브러시홀더와, 상기 브러시홀더의 일측에 설치되며, 상기 브러시에 전원을 공급하는 쵸크코일과, 강선으로 이루어지며, 상기 브러시터미널과 쵸크코일을 전기적으로 연결시키는 리드와이어를 포함한다.
상기 리드와이어는, 좌측에 배치되는 (+)극의 터미널단자와 우측에 배치되는 (+)극의 터미널단자와 각각 연결되고, 상기 쵸크코일에 연결되는 (+)극 리드와이어와, 좌측에 배치되는 (-)극의 터미널단자와 우측에 배치되는 (-)극의 터미널단자와 각각 연결되고, 상기 쵸크코일에 연결되는 (-)극 리드와이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 연습용 포탄은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은, 브러시카드조립체의 상부면 좌,우측 모두에 브러시터미널이 설치됨에 따라 작업자가 모터를 조립하는 과정에서 브러시터미널의 오조립에 따른 모터의 조립불량을 방지할 수 있으며, 모터의 조립 생산성을 높일 수 있다.
또한, 복수의 브러시터미널이 설치됨에 따라 브러시터미널의 설치방향에 따른 금형 제작을 최소화 할 수 있으며, 모터 부품의 공용화가 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 양방향 터미널을 포함하는 모터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 양방향 터미널을 포함하는 모터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 양방향 터미널을 포함하는 모터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해도.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 브러시카드조립체의 구성을 보인 사시도.
도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 브러시카드조립체의 구성을 보인 평면도.
도 6은 본 발명 실시예를 구성하는 브러시카드조립체의 구성을 보인 저면도.
도 7은 본 발명 실시예를 구성하는 브러시터미널이 전원공급터미널과 접속된 상태를 나타내는 확대도.
이하 본 발명에 의한 양방향 터미널을 포함하는 모터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 양방향 터미널을 포함하는 모터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 양방향 터미널을 포함하는 모터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 양방향 터미널을 포함하는 모터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 브러시카드조립체의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 브러시카드조립체의 구성을 보인 평면도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명 실시예를 구성하는 브러시카드조립체의 구성을 보인 저면도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명 실시예를 구성하는 브러시터미널이 전원공급터미널과 접속된 상태를 나타내는 확대도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 양방향 터미널을 포함하는 모터는, 자계를 형성하는 요크어셈블리(10)와, 코어(24)에 형성된 코어슬롯에 코일이 권선되어 구성되고, 상기 요크어셈블리(10) 내부에 배치되어 회전축(22)을 중심으로 회전하는 아마츄어어셈블리(20)와, 상기 요크어셈블리(10)의 일측에 고정 설치되며, 내부에 브러시(40)가 설치되어 상기 아마츄어어셈블리(20)에 설치되는 정류자(26)에 전원을 공급하는 브러시카드조립체(30)와, 상기 브러시카드조립체(30)의 상부면에 돌출되도록 설치되며, 전원공급터미널(T)과 연결되어 브러시카드조립체(30)에 전원을 공급하는 브러시터미널(44)을 포함하며, 상기 브러시터미널(44)은, 상기 브러시카드조립체(30)의 상부면에 복수개가 설치됨을 특징으로 제시한다.
먼저, 본 발명의 구성 중 요크어셈블리 및 아마츄어어셈블리에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
요크어셈블리(10)와 아마츄어어셈블리(20)는 서로 상대회전하게 되는데, 보다 정확하게는 고정된 요크어셈블리(10)의 내부에 수납된 아마츄어어셈블리(20)가 요크어셈블리(10)에 대해 회전한다. 이를 위해서 상기 아마츄어어셈블리(20)는 이를 전기에너지에서 회전에너지로 변환한다.
상기 요크어셈블리(10)의 구조를 보면, 원통 형상 또는 직육면체 형상의 요크(12)가 요크어셈블리(10)의 외부 골격을 형성한다. 상기 요크(12)는 다시 별도의 모터하우징(미도시)에 삽입되고, 모터하우징의 한쪽에는 기어조립체 등이 결합될 수도 있다.
상기 요크(12)의 내부에는 회전공간(14)이 있고, 상기 회전공간(14)의 내주면에는 고정자석(16)이 설치된다. 상기 고정자석(16)은 후술할 아마츄어어셈블리(20)를 회전시키기 위한 자력을 제공한다.
즉, 상기 요크어셈블리(10)는 자계를 형성한다. 상기 고정자석(16)은 회전공간(14)의 내부면을 따라 다수개가 있고, 그 사이사이는 이격되게 설치된다.
상기 요크어셈블리(10)의 내부에는 아마츄어어셈블리(20)가 설치된다. 상기 아마츄어어셈블리(20)는 외부로부터 전원을 공급받아 전기에너지를 회전에너지로 변환하는데, 이를 통해서 상기 아마츄어어셈블리(20)는 상기 요크(12)에 대해 상대회전할 수 있다. 상기 아마츄어어셈블리(20)가 회전되면 중심에 회전축(22)이 함께 회전하면서 회전력을 기어조립체(미도시) 등으로 전달한다. 상기 아마츄어어셈블리(20)의 중심을 따라 회전축(22)이 결합되어, 회전축(22)은 회전중심으로 볼 수 있다. 상기 아마츄어어셈블리(20)의 골격에는 코어(24)가 형성되는데, 상기 코어(24)는 상기 회전축(22)을 중심에 두고 그 주변을 두르는 대략 원기둥 형상으로 볼 수 있다.
상기 코어(24)는 다수개의 코어플레이트가 적층되어 구성된다. 상기 코어플레이트는 얇은 금속강판으로 구성되고, 동일한 형태의 코어플레이트가 적층되면 도 3과 같은 입체형상이 된다. 상기 코어(24)에는 코일(에나멜동선, 미도시)이 권선된다.
상기 코일은 상기 코어(24)에서 방사상으로 뻗어있는 코어슬롯(미도시)에 코일이 반복하여 감으면서 아마츄어어셈블리(20)를 구성하게 된다.
상기 요크(12)의 상부에는 브러시카드조립체(30)가 설치된다. 상기 브러시카드조립체(30)는 외부로부터 전원과 신호를 받아서 상기 아마츄어어셈블리(20)에 전달하는 역할을 하는데, 외부의 전원과 신호는 후술할 전원공급터미널(T)을 통해 전달된다. 상기 브러시카드조립체(30)는 모터의 정류자(26)연결되어, 정류자에 전원을 공급하고, 정류자(26)는 이를 코일에 전달해서 아마츄어어셈블리(20)를 회전시킨다.
상기 브러시카드조립체(30)는 크게 브러시카드하우징(32), 브러시홀더(38), 브러시(40), 쵸크코일(42), 브러시터미널(44), 리드와이어(50) 등으로 이루어진다.
상기 브러시카드하우징(32)은 상기 브러시카드조립체(30)의 골격을 형성한다. 상기 브러시카드하우징(32)은 대략 원형으로, 상기 요크어셈블리(10)의 위쪽에 결합된다. 상기 브러시카드조립체(30)와 상기 요크어셈블리(10)가 조립되면 상기 아마츄어어셈블리(20)의 정류자(26)가 후술할 브러시(40)와 서로 마주보게 된다.
상기 브러시카드하우징(32)의 내부에는 빈 공간인 설치공간(36)이 있고, 상기 설치공간(36)의 중심에는 상기 회전축(22)이 끼워지는 중심홀(34)이 있다. 상기 설치공간(36)에는 다수개의 부품이 설치되는데, 본 실시예에서 상기 설치공간(36)에는 2개 이상의 브러시홀더(38)와 브러시(40)가 설치된다.
상기 브러시카드하우징(32)의 하부면에 상기 브러시홀더(38)와 브러시(40)가 설치된다. 상기 브러시홀더(38)의 내부에 브러시(40)가 설치되어, 상기 정류자(26) 측으로 배치된다.
상기 브러시카드하우징(32)의 하부면에는 쵸크코일(42)이 설치된다. 상기 쵸크코일(42)은 일반적인 쵸크코일로 자세한 설명은 생략한다. 상기 쵸크코일(42)은 각 브러시홀더(38)의 일측에 설치되어 상기 브러시(40)에 전원을 공급하는 역할을 한다.
상기 브러시카드하우징(32)의 상부면에는 브러시터미널(44)이 설치된다. 상기 브러시터미널(44)은 금속재질로 이루어져, 직사각 형상의 판재로 형성된다. 상기 브러시터미널(44)의 하단부 중앙에는 와이어연결홈(48)이 형성된다. 상기 와이어연결홈(48)의 내부에는 후술할 리드와이어(50)가 삽입되는 부분이다.
상기 브러시터미널(44)은 (+)극과 (-)극을 가지는 한 쌍의 터미널단자(46)로 이루어진다. 상기 브러시터미널(44)은 상기 브러시카드하우징(32)의 좌측과 우측에 각각 상단부가 상부방향으로 돌출 되도록 설치된다. 상기 브러시터미널(44)에는 도 7과 같이 전원공급터미널(T)이 접속되어, 상기 브러시카드조립체(30)에 전원을 공급하는 역할을 한다.
상기 브러시터미널(44)은 상기 브러시카드하우징(32)의 중심축을 기준으로 좌측과 우측에 각각 설치될 수 있다. 상기 브러시터미널(44)이 상기 브러시카드하우징(32)의 좌측과 우측에 동일하게 배치됨에 따라 모터의 조립과정에서 두 개의 상기 브러시터미널(44) 중 어느 하나는 전원공급터미널(T)과 연결될 수 있다.
즉, 작업자가 모터를 조립하는 과정에서 상기 브러시터미널(44)의 조립방향을 혼동하더라도, 상기 브러시터미널(44)이 좌측과 우측에 동시에 배치됨에 따라 상기 브러시터미널(44)의 오조립에 따른 모터의 조립불량 방지할 수 있으며, 모터의 조립 생산성을 높일 수 있다.
상기 브러시카드하우징(32)의 하부면에는 리어와이어(50)가 설치된다. 상기 리드와이어(50)는 (+)극 리드와이어(52)와, (-)극 리드와이어(54)로 이루어진다. 상기 리드와이어(50)는 일반적인 리드와이어로 자세한 설명은 생략한다. 상기 (+)극 리드와이어(52)는 각각 상기 브러시카드하우징(32)의 좌,우측에 배치되는 서로 다른 (+)극 터미널단자(46)의 상기 와이어연결홈(48)에 각각 연결되고, 끝단이 상기 쵸크코일(42)에 연결된다. 상기 (+)극 리드와이어(52)는 (+)극의 터미널단자(46)와 연결되어 상기 쵸크코일(42)에 +전극을 전달하는 역할을 한다.
상기 (-)극 리드와이어(54)는 각각 상기 브러시카드하우징(32)의 좌,우측에 배치되는 서로 다른 (-)극 터미널단자(46)의 상기 와이어연결홈(48)에 각각 연결되고, 끝단이 상기 쵸크코일(42)에 연결된다. 상기 (-)극 리드와이어(54)는 (-)극의 터미널단자(46)와 연결되어 상기 쵸크코일(42)에 -전극을 전달하는 역할을 한다.
즉, 상기 (+)극 리드와이어(52)와 (-)극 리드와이어(54)는 상기 브러시카드하우징(32)의 좌우측에 배치되는 (+)극 터미널단자(46)와 (-)극 터미널단자(46)에 동시에 연결된다.
따라서, 상기 브러시카드하우징(32)의 좌,우측에 배치되는 브러시터미널(44) 중 어느 하나에 전원공급터미널(T)이 연결되면, 상기 쵸크코일(42)에 전원이 공급될 수 있다.
다음으로 본 발명에 의한 양방향 터미널을 포함하는 모터의 조립되는 과정을 살펴본면, 작업자는 요크어셈블리(10)의 내부에 아마츄어어셈블리(20)를 결합한다. 상기 요크어셈블리(10)에 아마츄어어셈블리(20)를 결합한 상태에서 상기 아마츄어어셈블리(20)의 회전축(22)의 중심에 위치시키고, 상기 요크어셈블리(10)의 상측에 브러시카드조립체(30)를 결합 고정한다.
상기 브러시카드조립체(30)의 중심홀(34)을 통해 상기 아마츄어어셈블리(20)의 회전축(22)이 관통 설치되고, 상기 아마츄어어셈블리(20)의 정류자(26)와 인접한 위치에 브러시(40)가 설치된다.
상기 브러시카드조립체(30)와 상기 요크어셈블리(10)의 조립이 완료되면, 작업자는 전원공급터미널(T)이 배치되는 모터 연결부위에 양방향 터미널을 포함하는 모터를 결합한다.
상기 전원공급터미널(T)은 모터의 사양에 따라 모터를 기준으로 좌측 또는 우측에 배치될 수 있으며, 상기 브러시카드조립체(30)의 상부면 좌,우측 모두에 브러시터미널(44)이 설치되어 있으므로, 작업자는 전원공급터미널(T)의 배치위치를 확인할 필요없이 전원공급터미널(T)과 브러시터미널(44)의 전기적 연결이 이루어질 수 있다.
상기와 같이 브러시카드조립체(30)의 상부면 좌,우측 모두에 브러시터미널(44)이 설치됨에 따라 작업자가 모터를 조립하는 과정에서 상기 브러시터미널(44)의 조립방향을 혼동하더라도, 상기 브러시터미널(44)의 오조립에 따른 모터의 조립불량을 방지할 수 있으며, 모터의 조립 생산성을 높일 수 있다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
10. 요크어셈블리 12. 요크
14. 회전공간 16. 고정자석
20. 아마츄어어셈블리 22. 회전축
26. 정류자 30. 브러시카드조립체
32. 브러시카드하우징 34. 중심홀
36. 설치공간 38. 브러시홀더
40. 브러시 42. 쵸크코일
44. 브러시터미널 46. 터미널단자
50. 리드와이어

Claims (5)

  1. 자계를 형성하는 요크어셈블리와;
    코어에 형성된 코어슬롯에 코일이 권선되어 구성되고, 상기 요크어셈블리 내부에 배치되어 회전축을 중심으로 회전하는 아마츄어어셈블리와;
    상기 요크어셈블리의 일측에 고정 설치되며, 내부에 브러시가 설치되어 상기 아마츄어어셈블리에 설치되는 정류자에 전원을 공급하는 브러시카드조립체와;
    상기 브러시카드조립체의 상부면에 돌출되도록 설치되며, 전원공급터미널과 연결되어 브러시카드조립체에 전원을 공급하는 브러시터미널을 포함하며;
    상기 브러시터미널은,
    상기 브러시카드조립체의 상부면에 복수개가 설치됨;을 특징으로 하는 양방향 터미널을 포함하는 모터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 브러시터미널은,
    상기 브러시카드조립체의 상부면 좌측과 우측에 각각 설치됨;을 특징으로 하는 양방향 터미널을 포함하는 모터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 브러시터미널은,
    (+)극과 (-)극을 가지는 한 쌍의 터미널단자로 이루어짐;을 특징으로 하는 양방향 터미널을 포함하는 모터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 브러시카드조립체는,
    내부에 설치공간이 있는 브러시카드하우징과;
    상기 브러시카드하우징에 설치되고, 내부에 브러시가 장착되는 브러시홀더와;
    상기 브러시홀더의 일측에 설치되며, 상기 브러시에 전원을 공급하는 쵸크코일과;
    강선으로 이루어지며, 상기 브러시터미널과 쵸크코일을 전기적으로 연결시키는 리드와이어;를 포함하는 양방향 터미널을 포함하는 모터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 리드와이어는,
    좌측에 배치되는 (+)극의 터미널단자와 우측에 배치되는 (+)극의 터미널단자와 각각 연결되고, 상기 쵸크코일에 연결되는 (+)극 리드와이어와;
    좌측에 배치되는 (-)극의 터미널단자와 우측에 배치되는 (-)극의 터미널단자와 각각 연결되고, 상기 쵸크코일에 연결되는 (-)극 리드와이어;를 포함하는 양방향 터미널을 포함하는 모터.
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