KR100299429B1 - 신규한브러시홀더를가지는브러시홀더조립체 - Google Patents

Abstract

브러시홀더는 다수의 브러시카드 조립체에서의 쓰임에 적절하게 되는 특징을 구체화시킨다. 브러시홀더는 결합된 브러시의 안내를 제공하는 측벽부와 정류자를 향하여 브러시를 가압시키는 결합된 스프링 스트립을 위치시키는 일체형 로케이터를 가진다. 브러시홀더는 단독으로 형성되거나, 또는 다중 브러시홀더는 일체로 형성되며 일체형 버스 바에 의하여 결합된다.

Description

신규한 브러시홀더를 가지는 브러시홀더 조립체{BRUSH HOLDER ASSEMBLIES HAVING NOVEL BRUSH HOLDERS}

미국특허 제 4,559,465호(Gagneux), 제 4,354,128호(Chew et al), 제 4,782,261호(Crevling, Jr. et al), 4,994,701호(Bulick), 제 4,366,404호(Ziegler), 및 제 4,409,508호(Ooki)에는 다양한 형상의 브러시홀더 조립체가 개시된다.

출원인의 본 특허출원은 신규한 형상의 브러시홀더 및 브러시홀더 조립체를 포함한다. 브러시홀더의 이들 신규한 형상의 하나의 중요한 특성은 다양한 브러시홀더 조립체에 있어서의 용도에 대하여 제공되는 특유의 특징이다. 파워윈도우 리프트, 냉각 모듈용과 같이 차량에 통상 사용되는 타입의 D.C. 전기모터에서의 용도에 대하여, 이들 신규한 형상은 다중극, 또한 단일 및 다중 스피드 모터를 포함하는 다양한 적용에 이용될 수 있다. 이들 신규한 형상의 하나의 장점은 브러시홀더 조립체의 부품의 개수와 제조 작업을 감소시킬 수 있어, 보다 비용 효율적인 제조를 제공한다는 것이다. 또 다른 장점은 개선된 공간활용을 가지는 브러시홀더 조립체를 제공한다는 것이다.

하나의 실시예는 외주 주위에서 90도 간격으로 긴 슬롯을 갖춘 중앙개구를 포함하는 브러시카드 또는 베이스 부재를 포함하는 다중극, 단일속도 모터용 브러시홀더 조립체로 이루어진다. 내부 버스 바 부재는 한쌍의 직경상으로 마주하는 슬롯에 브러시홀더를 위치시키기 위해서 브러시카드상에 배치된다. 외부 버스 바 부재는 또 다른 한쌍의 직경상으로 마주하는 슬롯에 브러시홀더를 위치시키기 위해서 브러시카드상에 배치된다. 외부 버스 바 부재의 브러시홀더는 브러시카드의 하나의 면상에 있다. 외부 버스 바 부재의 일체의 버스 바 단편은 내부 버스 바 부재의 버스 바 단편에 대하여 이격된 동심 관계로 브러시홀더의 또 다른 면상에 배치된다. 각각의 브러시는 방사상 이동을 위하여 각각의 브러시홀더에 의하여 안내된다. 일정한 힘의 스프링은 각각의 브러시홀더와 결합되고 중앙개구의 중심을 향하여 방사상 내측으로 각각의 브러시를 가압시키기 위해서 배치되며, 브러시홀더 조립체가 모터내에 조립될 때 브러시카드의 중앙개구를 통과하는 전기기계의 정류자와 전기접촉된다.

브러시홀더 조립체의 또 다른 실시예는 다중극, 2 스피드 모터에 대한 것이다. 이 실시예는 연속적인 관계로 조립되고 중간개재 절연체 디스크에 의하여 분리되는 2개의 브러시홀더 조립체, 즉 신규한 단일 속도 브러시홀더 조립체의 특유의 특징을 각각 구체화시킨 것을 포함한다.

본 출원은 다중극, 2 스피드 브러시홀더 조립체에 관한 또 다른 개선을 개시한다. 이들 또 다른 개선을 개시하기 위해서 표시되는 예가 출원인의 출원의 개시와 같게 일정한 특성을 가질 수 있는 한편, 이들 또 다른 개선은 상기된 다양한 출원에서 이용되는 바와 같은 다중극, 2 스피드 D.C. 전기모터에 대하여 특유한 자신만의 신규하고 유일한 특징을 가진다.

본 발명은 예를 들어 직류(D.C.)모터와 같은 전기기계를 회전시키는 것에 관한 것이며, 보다 상세하게는 그러한 기계용 브러시홀더 조립체(즉, 브러시카드 조립체)에 관한 것이다.

도 1은 4극, 단일 스피드 브러시홀더 조립체의 일면의 평면도,

도 2는 도 1의 선 2-2의 확대된 부분단면도,

도 3은 도 1의 선 3-3의 확대된 단편적인 단면도,

도 4는 도 1의 브러시홀더 조립체의 브러시카드의 일면의 축소된 평면도,

도 5는 브러시카드와 결합되기 전에 도 1의 브러시홀더 조립체의 내부 버스 바 부재의 평면도,

도 6은 도 5의 선 6-6의 확대된 부분단면도,

도 7은 도 5의 화살표 7의 방향에서 취해진 확대된 단부 도면,

도 8은 도 5의 원 8에서의 확대된 도면,

도 9는 도 5의 선 9-9의 단면도,

도 10은 도 5의 선 10-10의 단편적인 단면도,

도 11은 브러시카드와 결합되기 전에 도 1의 브러시홀더 조립체의 외부 버스 바 부재의 평면도,

도 12는 도 11의 선 12-12의 부분단면도,

도 13은 도 12의 원 13에서의 확대된 평면도,

도 14는 브러시홀더 조립체의 또 다른 실시예의 일면의 평면도,

도 15는 약간 확대된 크기의 도 14의 선 15-15의 횡단면도,

도 16은 도 14의 선 16-16의 횡단면도,

도 17은 브러시카드에 조립되기 전의 상태에서 확대된 크기로 도시된, 도 14의 브러시홀더중 하나의 상단 평면도,

도 18은 도 17의 우측면도,

도 19는 도 17의 브러시홀더에 대한 수정된 형상의 단편적인 도면,

도 20은 수정된 형상을 도시하는 도 15와 유사한 도면,

도 21은 2극, 단일 스피드 모터용 브러시홀더 조립체의 일면의 평면도,

도 22는 중간개재된 절연체와 함께 연속적으로 배치되는 2개의 개별적인 브러시홀더 조립체로 이루어지는 4극, 2 스피드 모터용의 복합식 브러시홀더 조립체의 측면도,

도 23은 중간개재 절연체와 함께 연속적으로 배치되는 2개의 개별적인 브러시홀더 조립체로 이루어지는 4극, 2 스피드 모터용의 다른 복합식 브러시홀더 조립체의 측면도,

도 24는 고속 브러시홀더 조립체의 전면에서 본 또 다른 복합식 브러시홀더 조립체의 평면도,

도 25는 도 24의 선 25-25를 따라서 취해진, 도 24의 복합식 브러시홀더 조립체를 통한 부분적인 횡단면도,

도 26은 도 25의 선 26-26을 따라서 취해진, 도 24 및 도 25의 복합식 브러시홀더 조립체의 저속 브러시홀더 조립체의 전면의 평면도,

도 27은 브러시카드와 결합되기 전에 도 26의 저속 브러시홀더 조립체의 내부 버스 바 부재의 평면도,

도 28은 도 27의 선 28-28의 부분적인 단면도,

도 29는 브러시카드와 결합되기 전에 도 26의 저속 브러시홀더 조립체의 외부 버스 바 부재의 평면도,

도 30은 도 29의 선 30-30의 부분적인 단면도,

도 31은 도 24와 동일한 방향에서 본, 그러나 감소된 크기의, 도 25의 복합식 브러시홀더 조립체에서 사용되는 스페이서의 평면도,

브러시 카드와, 상기 카드상에 장착되는 적어도 하나의 브러시홀더와, 각각의 상기 브러시홀더에서의 방향을 따라서 각각의 브러시의 위치결정을 안내하는 벽 수단을 포함하는 각각의 브러시홀더용 브러시와, 각각의 브러시 및 브러시홀더와 결합되는 스프링 스트립으로서 각각이 세로로 긴 중간단편 및 세로로 긴 대향 단부 단편으로 이루어지는 상기 단부 단편중 적어도 하나는 상기 세로로 긴 중간 단편에 감소 및 증가하는 길이를 제공하기 위해서 감김 및 풀림되는 코일을 포함하는 상기 스프링 스트립과, 각각의 스프링 스트립의 중간 단편이 각각의 단부 단편중 하나로부터 각각의 브러시의 측부를 따라 뻗음으로써 각각의 브러시를 측방향으로 가로지르고, 중간 단편이 각각의 브러시홀더의 벽 수단에 의하여 각각의 브러시의 안내 방향을 따라서 일방향으로 각각의 브러시상에 힘을 발휘시키도록 상기 스트립의 또 다른 단부 단편에 각각의 브러시의 다른 하나의 측부를 따라서 연장되도록 각각의 브러시홀더에 대하여 각각의 스프링 스트립의 단부 단편을 위치시키는 로케이터 수단으로 이루어지며, 상기 로케이터 수단은 상기 중간 단편이 상기 코일로부터 브러시의 각각의 측부로 통과됨에 따라 상기 코일을 위치시키며 상기 스프링 스트립의 상기 중간 단편을 안내하는 상기 벽 수단의 일체형 형상에 의하여 제공되는 브러시홀더 조립체에 있어서, 제2 브러시홀더 조립체는 제2 브러시카드와, 상기 제2 카드상에 장착되는 적어도 하나의 브러시홀더와, 상기 제2 카드상의 각각의 브러시홀더용 브러시와, 각각의 브러시홀더의 벽 수단에 의하여 각각의 브러시의 안내 방향을 따라서 일방향으로 각각의 브러시상에 힘을 발휘시키는 상기 제2 카드상의 각각의 브러시홀더 및 브러시와 결합되는 스프링 수단과, 하나의 카드로부터 다른 하나의 카드를 전기적으로 절연시키기 위해 카드의 후면 사이에 배치되는 전기 절연체를 포함하며, 상기 제2 카드상의 각각의 상기 브러시홀더는, 각각의 상기 브러시홀더상에서의 방향을 따라서 각각의 브러시의 위치결정을 안내하는 벽 수단을 포함하고, 각각의 브러시 카드는 전면 및 후면을 포함하고, 각각의 브러시 카드의 전면은 상기 브러시홀더를 포함하며, 각각의 브러시 카드의 후면은 상기 전면상에 상기 브러시홀더를 일체로 결합시키는 버스 바 단편을 포함하며, 상기 브러시 카드는 조립체에서 후면 대 후면으로 배치되는 것을 특징으로 하는 브러시홀더 조립체가 제공된다.

본 발명의 하나의 특징에 따라서, 상기 수단은 하나로부터 다른 하나를 전기적으로 절연시키기 위해 카드의 후면 사이에 배치되는 전기절연체인 브러시홀더 조립체가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 각각의 브러시 카드의 전면은 두 쌍의 브러시홀더를 포함하며, 각각의 브러시카드의 후면은 전면상에서 한쌍의 브러시홀더를 일체로 결합시키는 내부 버스 바 단편 및 전면상에서 다른 한쌍의 브러시홀더를 일체로 결합시키는 외부 버스 바 단편과, 하나의 카드의 내부 버스 바 단편 및 또 다른 카드의 외부 버스 바 단편을 함께 전기적으로 연결시키는 수단을 포함하고, 상기 브러시카드는 후면 대 후면으로 배치되며, 하나의 브러시 카드의 외부 버스 바 단편과 또 다른 브러시 카드의 내부 버스 바 단편은 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 브러시홀더 조립체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 하나의 브러시 카드로부터 다른 하나의 브러시 카드의 선택된 부위를 분리시키기 위하여 브러시 카드의 후면 사이에 배치된 스페이서를 포함하고 있는 브러시홀더 조립체가 제공된다.

본 발명의 이들 및 또다른 장점과 특징이 첨부된 도면 및 상세한 설명으로 명백해진다.

도 1은 비 전기전도 재료로 제조된 브러시카드(22)(도 4 참조)를 가지는 브러시홀더 조립체(20)를 도시한다. 브러시카드(22)는 개구(24)와 같은 복수의 개구를 가진다. 외주 주위에서 균등하게 이격된 4개의 긴 슬롯(28)을 가지는 보다 큰 중앙 개구(26)는 브러시홀더(30)의 장착을 위하여 구비된다. 또한 도 5 및 도 11에 각각 도시된 외부 버스 바 부재(40)의 단부 및 내부 버스 바 부재(38)의 단부에형성되는 와이어링 탭(36)에 전기 연결과 전기 커넥터 플러그(도시생략)의 장착을 위하여 제공되는 한쌍의 개구(32,34)가 있다. 도 10은 전기 커넥터 플러그로부터 각각의 버스 바 부재로 부착되기 위해서 제공되는 와이어링 탭(36)의 측부에서 하향되는 부위(42)를 도시한다.

도 5 및 도 6에 도시된 내부 버스 바 부재(38)는 향상된 다이 스탬핑과 같은 공지된 제조기술을 활용하여, 브러시홀더(30)가 도시된 위치에 형성되는 상태로 황동과 같은 휨가능하고, 탄성적이며 전기전도성의 재료의 스트립 스톡으로 제조된다. 이것은 버스 바 단편(44)을 통하여 함께 일체로 연결되는 대각선으로 마주하는 브러시홀더(30)를 야기시킨다.

브러시홀더(30)는 모두 동일하다. 각각의 브러시홀더는 브러시(50)를 수용시키기 위해서 이격되는 한쌍의 평행한 측벽부(48)를 가진다. 각각의 브러시홀더(30)는 또한 모터에 브러시홀더 조립체를 조립하기 전에 방사상으로 완전히 수축된 위치에서 브러시를 유지시키기 위해서 적어도 하나의 잠금 탭(46)(도 8 참조)을, 방사상 이동을 위하여 각각의 브러시를 지지하기 위해서, 슬롯(52)으로 형성되는 상단 벽부(58)를 가지며; 브러시에 부착되는 와이어(54)를 수용하기 위해서 노치가 새겨진 단부 벽부(56)를 가진다.

도 11은 버스 바 단편(60)이 버스 바 단편(44)보다 큰 반경을 따라서 연장되는 것을 제외하고 도 5와 유사하다. 이러한 이유는 브러시홀더(20)를 만들기 위한 각각의 부분을 조립하는 공정의 완료시, 버스 바 단편(44,60)이 전기적으로 및 물리적으로 이격된다는 것이다.

도 5, 도 6, 도 11 및 도 12는 각각의 브러시홀더 측벽부(48)의 방사상 내부 단부와 일체인 외향 탭(62)을 도시한다. 탭(62)은 브러시홀더 조립체의 중심을 향하여 방사상으로 브러시를 가압시키는 스프링 수단(64)을 위치시키기 위해서 또한 브러시카드상에 브러시홀더의 방사상 내부 부위를 고정시키기 위해서 작용된다. 스프링 수단은 브러시홀더의 탭(62) 및 측벽부(48)에 의하여 함유되는 코일 단부를 가지는 평편한 스프링 스트립으로서 도 1에 도시된다. 스프링 수단은 브러시의 방사상 외부 단부를 가로질러, 브러시의 하나의 측부와 하나의 측벽부(48)의 내부 사이의 공간을 통하여, 하나의 코일 단부로부터 연장되며 그리고 다시 브러시의 대향 측부와 대향 측벽부(48)의 내부 사이의 공간을 통하여 또 다른 코일 단부로 연장된다.

브러시홀더 조립체는 브러시카드(22)의 일면과 내부 버스 바 부재(38)를 위치시킴으로써 제조되며 브러시홀더(30)가 각각의 긴 슬롯(28)내로 삽입되도록 서로를 향하여 그 2개를 진행시킨다. 브러시홀더 조립체 재료의 가요성 및 탄성은 브러시카드의 일정 영역이 버스 바 단편(44)과 그 2개의 브러시홀더(30) 사이에 있는 샌드위치 구조를 형성시킨다. 도 1은 브러시카드(22)와 함께 버스 바 부재(38,40)의 결합이후에, 탭(62)이 측벽부(48)에 대하여 직각으로 구부러지며, 각각의 측벽부의 외부 단부를 향하여 추가 탭(63)이 브러시카드(22)에 부재(38,40)의 부착을 고정시키기 위해서 측벽부(48)에 각지게 선회된다. 와이어링 탭(36)은 이에 따라 인접 개구(32,34)를 위치시킨다.

다음 외부 버스 바 부재(40)는 부재(38)의 그것으로부터 브러시홀더가 90도에 위치되는 것을 제외하고 동일한 방식으로 브러시카드에 조립된다. 따라서, 브러시(50) 및 스프링 수단(64)을 배제하면, 단지 3개의 분리 부품이 사용되어, 브러시카드(22)에 대한 부재(38)의 조립을 위해 상기된 바와 같이 탭(62,63)의 선회와는 다른 추가적인 스테이킹 또는 리벳팅 가공이 필요하지 않게 된다.

각각의 브러시홀더 조립체(20)에서, 브러시카드의 외주면은 모터에서 브러시홀더를 적절하게 위치시키도록 키가공된다.

상기된 바와 같이 4극, 단일 스피드 DC 모터용의 다중극 브러시홀더 또는 브러시카드 조립체의 조립을 위한 방법은:

4개의 긴 슬롯이 횡단 패턴을 형성시킴으로써 중앙개구로부터 외측으로 균등하게 각이 지게 연장되는 상태에서 중앙 개구를 가지도록 전기적으로 비전도성 재료로 브러시카드를 제조하는 단계;

브러시 바 단편에 의하여 일체로 연결되는 한쌍의 브러시홀더를 가지는 전기전도성의 탄성재료로 내부 버스 바 부재를 제조하는 단계;

브러시 바 단편에 의하여 일체로 연결되는 한쌍의 브러시홀더를 가지는 전기 전도성의 탄성재료로 외부 버스 바 부재를 제조하는 단계;

브러시카드의 하나의 측부에 대항하여 평편하게 배치되는 브러시 바 단편 및 브러시카드의 또 다른 측부상에 배치되는 브러시홀더를 가지고 브러시카드의 긴 슬롯중 직경상으로 마주하는 것으로 내부 버스 바 부재의 브러시홀더를 삽입시키는 단계;

브러시카드의 하나의 측부에 대항하여 평편하게 배치되는 브러시 바 단편 및브러시카드의 또 다른 측부상에 배치되는 브러시홀더를 가지고 브러시카드의 남아있는 긴 슬롯으로 외부 버스 바 부재의 브러시홀더를 삽입시켜, 내부 버스 바 부재의 각각의 브러시홀더가 외부 버스 바 부재의 브러시홀더로부터 90도에 위치되는 단계;로 이루어진다.

브러시홀더 조립체(76)의 또 다른 실시예가 도 14 내지 도 18에 도시된다. 그것은: 전기모터의 정지부위내에 적절하게 위치되기 위하여 키가공된 마진을 가지는 원형의 비 전기전도성 카드(78); 카드(78)의 중앙개구(82) 주위에서 90도 간격으로 카드(78)상에 배치되는, 본 실시예에서는 모두 동일한, 4개의 브러시홀더(80a,80b,80c,80d); 2개의 절연된 전기 와이어(84a,84c); 개구(82)의 중심에 대하여 방사상 이동을 위하여 각각 홀더(80a,80b,80c,80d)에 의하여 안내되는, 본 실시예에서는 모두 동일한, 4개의 브러시(86a,86b,86c,86d); 및 방사상 내측으로 각각 브러시를 가압시키기 위한, 본 실시예에서는 모두 동일한 4개의 스프링(88a,88b,88c,88d);으로 이루어진다. 와이어(84a)의 단부는 브러시홀더(80a,80b)에 부착되는 꼬여진 와이어를 노출시키기 위해서 절연체가 제거되는 한편, 와이어(84c)의 단부는 브러시홀더(80c,80d)에 부착되는 꼬여진 와이어를 노출시키기 위해서 절연체가 제거된다.

각각의 브러시홀더는 각각의 평행한 측벽부(92,94)를 제공하기 위해서 도 17에 평면으로 도시된 바와 같은 U자형상이며 카드(78)에 평행하게 배치되기에 적합한 평편한 메인본체(90)와, 2개의 측벽부(92,94) 사이에서 연장되는 외부 단부 벽부(96)를 포함한다. 측벽부(92,94)의 대립되는 에지는 방사상 내부에서 개방되지만 단부벽부(96)에 의하여 방사상 외부 단부에서 폐쇄되는 슬롯(98)을 형성시킨다. 본체(90)는 또한 슬롯(98)의 방사상 외부 단부 근처에서 브러시 잠금 탭(100,102)을 구비한다.

도 17 및 도 18은 복수의 크림핑 다리부(104)가 슬롯(98)의 에지에 마주하여 측벽부(92,94)의 에지를 따라서 메인본체(90)에 대하여 직각으로 제공되는 브러시홀더의 상태를 도시한다. 본 실시예에서는, 슬롯의 길이와 동일한 방향으로 이격된, 측면마다 2개의 크림핑 다리부가 있다. 도 14가 2개의 그러한 탭을 도시하는 한편 단지 하나의 그러한 탭이 도 17에 도시되었지만, 각각의 와이어링 탭(106)은 각각의 크림핑 다리부 사이의 메인본체(90)로부터 측방향으로 돌출된다. 각각의 브러시홀더의 방사상 내부 단부에는 메인 본체(90)에 직각인 스프링 로케이터(108)가 있지만, 크림핑 다리부(104)로부터 마주하는 방향으로 돌출된다. 각각의 스프링 로케이터는 메인본체(90)로부터 메인본체(90)에서 이격되는 스프링 로케이터(108)의 코너에서 작은 탱(112)으로 연장되는 노치(110)를 함유하는 방사상 내부 에지를 갖춘 직사각형 탭의 형상이다. 스프링 로케이터의 방사상 내부 에지가 방사상 내부 방향으로 개방되는 U자형상을 가지도록 스프링 로케이터는 각각의 측벽부(92,94)의 측방향 외부 에지의 방사상 내부 단부의 방사상 외측에 있는 위치에서 메인본체(90)와 결합된다. (설명을 위하여, 각각의 브러시 및 그 홀더의 중심선(114)만이 방사상에 놓여지며 -도 14 참조- 대략 방사상인 방사상 수단으로서 측벽부의 측부 에지로 참조된다.)

카드(78)상의 각각의 브러시 및 홀더의 위치에서 카드는 개구(82)로부터 방사상 외측으로 연장되는 직사각형 슬롯(116)을 구비한다. 브러시는 직사각형이며 각각의 슬롯(116)의 폭은 브러시보다 약간 크다. 슬롯은 또한 브러시에 대하여 적합한 방사상 길이를 가진다. 도 15는 측벽부(92,94)의 내부 에지가 수용되는 슬롯(118)을 가지는 브러시의 측부를 도시한다. 슬롯(118)은 슬롯(98)의 세로로, 즉 개구(82)의 중심에 방사상으로 브러시 이동을 위하여 제공되도록 방사상으로 연장된다. 도 15에서 슬롯(118) 아래에 도시된 브러시 부위는 슬롯(116)의 측부에 간극을 가지는 한편, 브러시의 대향부위는 슬롯(118)상으로 연장된다.

카드(78)는 크림핑 다리부(104)의 패턴에 상응하는 패턴으로 각각의 슬롯(116)의 마진에 배치되는 4개의 개구(122)의 패턴을 포함한다. 도 18에 도시되는 각각의 홀더의 상태는 메인본체(90)가 카드와 평행하게 또한 대항되어 평편하게 배치되기 전까지 개구(122)를 통하여 크림핑 다리부를 통과하도록 함께 홀더 및 카드를 모두 가압시킴에 의하여 또한 개구(122)를 가지는 크림핑 다리부의 돌출된 단부를 기록시킴에 의하여 카드에 조립되는 홀더에 대하여 제공된다. 그후에 다리부의 먼 단부는 카드상의 적절한 위치에 홀더를 고정시키도록 개구(122)의 마진과 함께 저촉되는 각도(도 15 참조)로 선회된다.

각각의 스프링(88a,88b,88c,88d)은 노치(110)의 긴 치수보다 약간 작은 균등폭으로 이루어지는 스프링 재료의 평편한 스트립이다. 각각의 스프링은 대향단부에서 코일(130,132)을 포함하며 연결 단편(134)은 이들 코일로부터 연장된다. 연결 단편(134)이 홀더의 개방된 내부 단부에 걸쳐지도록 스프링은 상응하는 측벽부(92)의 방사상 내부 단부의 외측의 하나의 코일(13) 및 대향 측벽부(94)의외측의 또 다른 코일(132)을 위치시킴으로써 홀더에 조립되어, 각각의 노치(110)를 통과된다. 브러시는 홀더의 방사상 내부 단부에서 측벽부(92,94)의 내부 에지상에 슬롯(118)을 삽입시킴으로써 또한 개방된 홀더 슬롯에 걸쳐지는 단편(134) 부위에 대항하여 브러시의 방사상 외부 단부를 부착시킴으로써 조립된다. 그후에 브러시는 부분적으로 풀어지도록 코일(130,132)을 가압시키는 홀더상에 방사상 외측으로 미끄러져 도 14에 도시된 것과 같은 위치가 이루어지기 전까지 스프링 단편(134)의 길이를 증가시킨다. 브러시 잠금 탭(100,102)은 도 14에 도시된 바와 같이 이러한 수축된 위치에서 브러시를 유지시키도록 브러시의 외부 단부를 연결시키기 위해서 사용된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 홀더(80c)의 와이어링 탭(106)은 브러시(86c)에 와이어(84)를 전기적으로 연결시키기 위해서 와이어(84c)의 벗겨진 일단 및 브러시(86c)의 브러시 와이어(138)의 자유단 양쪽 모두상에서 도 17 및 도 18에 도시된 상태로 크림핑된다. 각각의 홀더는 또한 도 14 및 도 16에 도시된 바와 같이(도 17 및 도 18에는 도시되지 않음) 방사상 외부 단부에서 유지탭(140)을 구비한다. 홀더(80d)의 경우에, 그 유지탭(140)은 홀더(80c)로부터 홀더(80d)로 연장되는 와이어(84c)의 절연된 부위를 유지시키기 위해서 작용된다. 홀더(80d)에서 와이어링 탭(106)중 하나는 브러시(86d)의 브러시 와이어(138)의 자유단에 와이어(84c)의 벗겨진 대향 단부를 전기적으로 연결시키기 위해서 크림핑된다. 유사한 방식으로 홀더(80d)의 유지탭(140)은 벗겨진 단부가 각각의 연결상에서 홀더(80a,80b)의 각각의 와이어링 탭(106)을 크림핑시킴으로써 브러시(86a,86b)의각각의 브러시 와이어(138)에 각각 연결되는 와이어(84a)의 절연된 부위를 유지시킨다. 따라서 직경상으로 마주하는 브러시는 전기적으로 함께 연결된다.

제1 실시예에서 이미 설명되었지만 상세하게 설명되지 않은 커넥터 플러그가 조립체(76)의 부품이지만, 그러한 커넥터 플러그는 각각 직경상으로 마주하는 한쌍의 브러시와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1 와이어(도시생략)는 제1 와이어의 벗겨진 단부상에서 어느 하나의 홀더(80a, 80b)의 또 다른 와이어링 탭(106) 중 하나를 크림핑시킴으로써 한쌍의 브러시(86a,86b)와 함께 하나의 플러그 터미널을 연결시키는 한편, 제2 와이어(도시생략)는 제2 와이어의 벗겨진 단부상에서 어느 하나의 홀더(80c, 80d)의 또 다른 와이어링 탭(106) 중 하나를 크림핑시킴으로써 한쌍의 브러시(86c,86d)와 함께 다른 하나의 플러그 터미널을 연결시킨다.

완벽한 브러시홀더 조립체(76)는 모터의 고정 부위에 조립되어서 정류자(즉, 모터 아마추어)를 포함하는 모터의 회전 부위가 개구(82)를 통과할 수 있도록 한다. 브러시는 잠금 탭(100,102)으로부터 해제되며, 각각의 스프링은 정류자와 전기적으로 접촉되는 각각의 스프링을 가압시키기 위해서 각각의 브러시의 방사상 외부 단부에 대항하여 작용된다.

도 19는 브러시홀더의 수정된 형상을 도시하며 여기에서 스프링 로케이터(108)는 측부(92,94)에 직각으로 선회되지만, 측부의 방사상 내부 단부에 있다. 각각은 각각의 코일(130,132)을 떠나는 스프링 단편(134)을 유지시키기 위하여 측방향으로 외부 단부를 따르는 노치(110)와 같은 노치를 가진다. 도 20은 브러시카드(78)내에서 슬롯(116)을 필요로 하지 않는 홀더에 대한 수정된 형상을도시한다. 브러시가 브러시카드의 하나의 측부에 전적으로 배치되도록 메인본체(90')는 직각 플랜지(142,143)가 측방향 외부 에지를 따라서 뻗어 있는 것을 제외하고 메인본체(90)와 같이, 평편한 부위를 포함한다. 홀더가 카드상에서 브러시를 이격시키도록 정확한 범위로 삽입되는 한편 크림핑 다리부(104)가 카드상에서 홀더를 유지시키기 위해서 돌출된 단부를 내측으로 선회시키도록 개구(122)내로 충분하게 삽입될 때 탭(144)은 카드를 인접시키기 위해서 플랜지의 하부 에지로부터 외측으로 선회된다. 노치(110)(도 18 참조)는 각각의 스프링 코일을 떠나 브러시의 각각의 측부와 플랜지(142,143)의 내부 사이의 공간을 따라서, 카드와 메인본체(90')의 평편한 부위 사이에서 통과되는 스프링 단편(134)을 수용하기 위한 각각의 플랜지의 방사상 내부 에지내에 제공되며, 스프링 스트립이 브러시와 결합되어 통과되는 측부(90')의 겹치는 부위와 브러시카드 사이에서 한정되기 때문에 노치(110)를 구비하기에 적합한 한편 그것을 제거시키는 것이 가능하다.

도 21은 2극, 단일 스피드 모터용의 브러시홀더 조립체의 예를 도시한다. 브러시홀더 조립체는 도 14에서 브러시가 각각 홀더 및 스프링과 결합되는 것과 동일한 방식으로 각각의 브러시홀더(80e,80f) 및 각각의 스프링(88e,88f)과 기능적으로 결합되는, 반경상 대향되는 브러시(86e,86f)에 대하여 간극을 제공하기 위해서 반경상 대향되는 슬롯을 갖춘 중앙 개구(154)를 가지는 브러시카드(152)를 포함한다. 브러시홀더(80f)는 와이어링 탭(106)이 대향 측부에 있는 것을 제외하고, 도 17 및 도 18의 브러시홀더(80a)와 같으며, 브러시홀더(80e)도 마찬가지이다. 브러시홀더(80e,80f)는 브러시홀더(80a,80b,80c,80d)에 대하여 상기된 것과 동일한 방식으로 브러시카드(152)에 스테이킹가공된다. 브러시홀더(80e)의 와이어링 탭(106)은 각각의 브러시로부터의 짧은 와이어(156) 및 절연된 와이어(160)의 벗겨진 단부 양쪽을 크림핑시킨다. 브러시홀더(80f)의 와이어링 탭(106)은 각각의 브러시로부터의 짧은 와이어(158) 및 절연된 와이어(162)의 벗겨진 단부 양쪽을 크림핑시킨다. 덧테쇠(164)는 커넥터 플러그(도시생략)로 유도되는 2개의 와이어(160,162)를 포함한다.

도 22는 예를 들어 도 14에 도시된 바와 같이 2개의 동일한 브러시홀더 조립체(172,174)를 포함하는 4극, 2 스피드 브러시홀더 조립체(170)의 일실시예이다. 제1 브러시홀더 조립체(172)는 고속용이며 제2 브러시홀더 조립체(174)는 저속용이다. 브러시홀더 조립체(172,174)는 브러시가 도 20에 도시된 방식으로 브러시카드, 브러시홀더 및 스프링과 기능적으로 결합되는 도 14의 브러시홀더 조립체와는 다르다. 또한, 고속 브러시홀더 조립체는 고속 브러시홀더 조립체보다 약간 작은 직경의 정류자를 위하여 설계된다. 하나의 조립체의 컨덕터중 어느 하나와 다른 하나의 조립체의 컨덕터중 어느 하나 사이에서 전기적인 전류 연속성이 없도록 전기 절연체(176)는 2개의 브러시홀더 조립체 사이에 배치된다. 사이에 샌드위치되는 절연체(176)와 함께 2개의 조립체(172,174)를 고정시키는 데에 적절한 수단이 사용된다.

도 23에 도시된 바와 같은 4극, 2 스피드 브러시홀더 조립체의 또 다른 실시예를 제조하기 위해서, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 2개의 대략 동일한 브러시홀더 조립체를 제조할 필요가 있다. 제1 브러시홀더 조립체(66)는 고속용이며 도 1의 브러시홀더(20)와 유사하다. 그렇지만 도 2에 도시된 바와 같은 브러시홀더에 마주하는 방향으로 와이어링 탭의 하향 부재(42)를 형성시키는 대신에, 부재는 브러시홀더(30)의 방향으로 형성된다. 중앙 개구는 모터의 고속 정류자를 연장시키기 위한 크기가 된다. 추가 개구는 와이어링 탭을 브러시카드의 상단 표면상에서 연장시키도록 하는 브러시홀더 조립체의 브러시카드내에 형성된다.

제2 브러시홀더 조립체(68)는 조립체(66)의 제1 브러시카드와는 다른, 보다 작은 크기의 중앙 개구를 가지고 제2 브러시카드상에 형성된다. 이것은 모터의 제2 정류자를 수용시키기 위한 것이다. 제1 및 제2 브러시홀더 조립체(66,68)는 상대적으로 평편한 면이 서로 마주하며 절연체(70)가 사이에 위치되는 상태로 위치된다. 절연체는 2개의 브러시홀더 조립체 사이에서 전기 누전을 방지한다.

도 24 및 도 25는 연속적으로 배치되며 사이에 샌드위치된 스페이서(206)와 함께 조립되는 다중극, 단일 스피드 브러시홀더 조립체(202,204)를 포함하는 4극, 2 스피드 브러시홀더 조립체(200)의 또 다른 실시예를 개시한다. 브러시홀더 조립체(202)는 고속 브러시홀더 조립체이며 브러시홀더 조립체(20)와 본질적으로 동일하다. 동일한 부재번호가 브러시홀더 조립체(20)의 유사한 부분에 상응하는 브러시홀더 조립체(202)의 부분을 가리키도록 도 24 및 도 25에서 사용된다. 그러므로, 브러시홀더 조립체(202)는 브러시카드(22), 브러시홀더 조립체(20)에서와 동일한 방식으로 브러시카드(22)상에 장착되는 단일편 내부 버스 바 부재(38), 및 브러시홀더 조립체(20)에서와 동일한 방식으로 브러시카드(22)상에 장착되는 단일편 외부 버스 바 부재(40)로 이루어진다. 내부 버스 바 부재(38)는 일체형 버스 바 단편(44)에 의하여 일체로 결합되는 직경상으로 마주하는 브러시홀더(30)로 이루어진다. 외부 버스 바 부재(40)는 일체형 버스 바 단편(60)에 의하여 일체로 결합되는 직경상으로 마주하는 브러시홀더(30)로 이루어진다. 브러시홀더 조립체(202)는 브러시(50) 및 브러시홀더 조립체(20)와 동일한 방식으로 각각의 브러시홀더(30)와 함께 결합되는 스프링 수단(64)을 더 포함한다.

브러시홀더 조립체(204)(도 26 참조)는 저속 브러시홀더 조립체이다. 브러시홀더 조립체(204)는 브러시카드(22)와 유사한 브러시카드(208), 단일편 내부 버스 바 부재(210), 및 단일편 외부 버스 바 부재(212)로 이루어지며, 양 부재는 버스 바 부재(38,40)가 브러시홀더 조립체(20)내의 브러시카드(22)상에 장착되는 것과 동일한 방식으로 브러시카드(208)상에 장착된다. 내부 버스 바 부재(210)는 일체형 버스 바 단편(214)에 의하여 일체로 결합되는 직경상으로 마주하는 브러시홀더(30)를 포함한다. 외부 버스 바 부재(212)는 일체형 버스 바 단편(216)에 의하여 일체로 결합되는 직경상으로 마주하는 브러시홀더(30)를 포함한다. 브러시홀더 조립체(204)는 브러시(50) 및 브러시홀더 조립체(20)와 동일한 방식으로 각각의 브러시홀더(30)와 함께 결합되는 스프링 수단(64)을 더 포함한다.

내부 버스 바 부재(210)의 버스 바 단편(214)(도 27 및 도 28 참조)은 평편하며 브러시카드의 중앙개구(218)와 동심적으로 일정한 반경인 외주 범위를 가진다. 단편(214)의 방사상 크기는 외주범위 전체에 걸쳐서 일정하며, 그 축방향 크기(즉, 두께)도 또한 전체에 걸쳐서 일정하다. 브러시카드(208)에 조립될 때, 단편(214)은 버스 바 단편(44,60)이 배치되는 브러시카드(22)의 면에 직면하는 브러시카드 면의 영역에 대항하여 평편하게 배치된다. 편의를 위하여, 버스 바 부재(210)는 단편(214)이 브러시홀더와 일체로 결합되는 측부에 대항되는 각각의 브러시홀더(30)의 측방향 면으로부터 각각의 탭(220,222)이 연장되는 상태에서, 단편(214)과 동일한 브러시카드의 면에 대항되어 평편하게 배치된다.

외부 버스 바 부재(212)의 버스 바 단편(214)(도 29 및 도 30 참조)은 평편하며 브러시카드의 중앙개구(218)와 동심적으로 일정한 반경인 외주 범위를 가진다. 단편(216)의 방사상 크기는 외주범위 전체에 걸쳐서 일정하며, 그 축방향 크기(즉, 두께)도 또한 전체에 걸쳐서 일정하다. 브러시카드(208)에 조립될 때, 단편(216)은 버스 바 단편(44,60)이 배치되는 브러시카드(22)의 면에 직면하는 브러시카드 면의 영역에 대항하여 평편하게 배치된다. 편의를 위하여, 버스 바 부재(212)는 단편(214)이 브러시홀더와 일체로 결합되는 측부에 대항되는 각각의 브러시홀더(30)의 측방향 면으로부터 각각의 탭(224,226)이 연장되는 상태에서, 단편(212)과 동일한 브러시카드의 면에 대항되어 평편하게 배치된다. 버스 바 부재(210,212)는 버스 바 부재가 브러시카드에 조립될 때 방사상으로 이격되도록 단편(216)은 단편(214)보다 큰 반경에 있는 것이 다르며, 내부 버스 바 부재(210)는 버스 바 단편(214)으로부터 방사상 외측으로 연장되는 일체형 와이어링 탭(36)을 포함하는 것이 또한 다르지만, 외부 버스 바 부재(212)는 그렇지 않다.

브러시홀더 조립체(200)에 의하여 도시되는 특정예에서 조립체(202)의 브러시홀더(30)는 브러시홀더 조립체(204)의 브러시홀더와 정렬되지만, 조립체(204)의 브러시카드상에서와 비교하여 브러시카드(22)상에서 방사상 외측으로 배치된다.저속 조립체(204)의 버스 바 단편(214,216)의 방사상 위치는 외주 범위의 적어도 일부를 따라서 적어도 부분적인 방사상 중첩을 제공하기 위해서 고속 조립체(202)의 버스 바 단편944,60)의 방사상 위치에 대하여 선택되어, 조립체(200)에서 단편(216)의 적어도 일부가 단편(44)의 적어도 일부와 인접되어서, 버스 바 부재(38,212)와 함께 일체로 형성되는 브러시홀더내에 배치되는 브러시 사이에서 전기 연속성을 이루기 위해서 전기 접촉내에 위치시킨다. 바람직하게, 중첩되고 인접된 단편은 균등한 방사상 크기이고 공통의 반경상에 위치되어 외부 범위의 적어도 일부를 따라서 서로 방사상 중첩된다. 도 24의 예에서, 본질적으로 버스 바 단편(216)의 전체 외주 범위는 버스 바 단편(44)과 일치되어 인접된다.

버스 바 부재(38,40)의 와이어링 탭(36)은 브러시카드(22)의 개구(32,34)의 대향 단부로 등록되도록 배치된다. 카드(208)는 조립체(200)내에 개구(32,34)로 등록되는 개구(232,234)를 가지며, 내부 버스 바 부재(210)의 와이어링 탭(36)은 카드의 개구(232,234)의 중간 부위로 등록되도록 배치되어 조립체(200)에는 등록된 개구에서 단계적으로 배치되는 3개의 와이어링 탭(36)이 있다.

도 31 및 도 32는 버스 바 단편(44,216)을 플러그(도시생략)에 야기되는 와이어의 부착을 위하여 와이어링 탭(36)을 수용시키도록 또한 상기된 바와 같이 상호 인접되도록 개구되는 균일한 두께의 환형 형상을 포함하기 위한 스페이서(206)를 도시한다. 스페이서(206)의 축방향 크기(즉, 두께)는 단편(44,216)의 두께의 합보다 작거나 같아, 2개의 조립체(202,204)가 도 26에 도시된 바와 같이 조립체(202,204) 사이에 스페이서(206)를 샌드위치시키기 위해서 함께 결합될 때상호 전기 접촉을 이루도록 방해되지 않는다. 결합은 적절한 부착에 의하여 이루어진다. 2개의 조립체(202,204)를 부착시키는 하나의 예는 단편(44,216)을 상호 인접되도록 야기시키기 위해서 함께 2개의 브러시카드를 고정시킨다. 부착은 심지어 2개의 단편(44,216)에서 상이한 방식으로 이루어질 수 있다. 하나의 방법은 단편(44,216)이 상호 인접되는 하나 이상의 위치에서 브러시카드를 포함하는 조립체를 통하여 기계적으로 고정시키는 것이다. 또 다른 방법은 단편(44,216)이 상호 인접되는 하나 이상의 위치에서 브러시카드내의 정렬된 간극 개구를 제공하는 것이며, 그후에 단편을 함께 융합시키기 위하여 단편을 인접시키도록 억세스시킴으로서 이들 간극 구멍을 이용한다.

카드(208)의 배면상에 존재하는 내부 버스 바 부재(210)의 부분이 대향하는 카드(22)의 배면상에 전도 부분을 맞대지 않기 때문에 스페이서(206)의 재료는 버스 바 부재(210)의 그러한 부분에 존재될 필요가 없다. 유사하게, 카드(22)의 배면상에 존재하는 외부 버스 바 부재(40)의 부분이 카드(208)의 배면상에 전도 부분을 맞대지 않기 때문에 스페이서(206)의 재료는 버스 바 부재(40)의 그러한 부분에 존재될 필요가 없다. 또 다른 형상에서, 도면에 도시된 것과는 다른, 바람직하지 않은 접촉이 발생될 가능성이 있는 곳에 스페이서(206)가 존재되어야 한다.

브러시카드(22,208) 및 스페이서(206)의 방사상 외부 마진은 조립시 모터에서 적절한 위치에 브러시홀더 조립체(200)를 고정위치시키기 위해서 등록키로 형성된다.

브러시홀더는 적절한 스트립 스톡 재료로 형성되며 스탭핑 및 트리밍 방법을 포함하는 종래의 제조기술에 의하여 제조되어 각각의 홀더가 단일편으로 구성된다.

2개의 카드상에서 버스 바 부재(38,212) 사이에서 전기 연속성을 이루는 신규한 수단을 제공하기 위해서, 단지 3개의 와이어링 탭(36)만이 필요된다. 조립체(200)를 함유하는 모터가 고속으로 작동될 때, 적절한 전압이 각각 버스 바 부재(38,40)의 일부인 2개의 와이어링 탭(36)을 가로질러 작용되는 한편, 버스 바 부재(210)의 와이어링 탭이 플로팅되어서, 전압은 모터의 고속 정류자 및 아마추어와 결합되는 고속 브러시카드 조립체(202)에 작용된다. 그러한 모터가 저속으로 작동될 때, 적절한 전압이 각각 버스 바 부재(38,210)의 일부인 2개의 와이어링 탭(36)을 가로질러 작용되는 한편, 버스 바 부재(40)의 와이어링 탭이 플로팅되어서 전압은 저속 정류자 및 아마추어와 결합되는 저속 브러시카드 조립체(204)에 작용된다.

본 발명의 바람직한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 원리는 다음 청구항의 범위내에서 모든 실시예에 대하여 적용된다.

Claims (3)

1. 브러시 카드(22;78;152;22)와, 상기 카드상에 장착되는 적어도 하나의 브러시홀더(30;80a-d;86e-f;30)와, 각각의 상기 브러시홀더에서의 방향을 따라서 각각의 브러시의 위치결정을 안내하는 벽 수단(48;92,94;92,94;48)을 포함하는 각각의브러시홀더용 브러시와, 각각의 브러시 및 브러시홀더와 결합되는 스프링 스트립(64;88a-d;88e-f;64)으로서 각각이 세로로 긴 중간단편 및 세로로 긴 대향 단부 단편으로 이루어지는 상기 단부 단편중 적어도 하나는 상기 세로로 긴 중간 단편에 감소 및 증가하는 길이를 제공하기 위해서 감김 및 풀림되는 코일(64;130,132;130,132;64)을 포함하는 상기 스프링 스트립과, 각각의 스프링 스트립의 중간 단편이 각각의 단부 단편중 하나로부터 각각의 브러시의 측부를 따라 뻗음으로써 각각의 브러시를 측방향으로 가로지르고, 중간 단편이 각각의 브러시홀더의 벽 수단에 의하여 각각의 브러시의 안내 방향을 따라서 일방향으로 각각의 브러시상에 힘을 발휘시키도록 상기 스트립의 또 다른 단부 단편에 각각의 브러시의 다른 하나의 측부를 따라서 연장되도록 각각의 브러시홀더에 대하여 각각의 스프링 스트립의 단부 단편을 위치시키는 로케이터 수단으로 이루어지며, 상기 로케이터 수단은 상기 중간 단편이 상기 코일로부터 브러시의 각각의 측부로 통과됨에 따라 상기 코일을 위치시키며 상기 스프링 스트립의 상기 중간 단편을 안내하는 상기 벽 수단의 일체형 형상(62;108;108;62)에 의하여 제공되는 브러시홀더 조립체(20;76;150)에 있어서,

   제2 브러시홀더 조립체(204)는 제2 브러시카드(208)와, 상기 제2 카드상에 장착되는 적어도 하나의 브러시홀더(30)와, 상기 제2 카드(208)상의 각각의 브러시홀더용 브러시(50)와, 각각의 브러시홀더(30)의 벽 수단(48,92,94)에 의하여 각각의 브러시(50)의 안내 방향을 따라서 일방향으로 각각의 브러시상에 힘을 발휘시키는 상기 제2 카드(208)상의 각각의 브러시홀더 및 브러시와 결합되는 스프링 수단(64)과, 하나의 카드로부터 다른 하나의 카드를 전기적으로 절연시키기 위해 카드의 후면 사이에 배치되는 전기 절연체(176)를 포함하며,

   상기 제2 카드상의 각각의 상기 브러시홀더는, 각각의 상기 브러시홀더상에서의 방향을 따라서 각각의 브러시(50)의 위치결정을 안내하는 벽 수단(48,92,94)을 포함하고, 각각의 브러시 카드는 전면 및 후면을 포함하고, 각각의 브러시 카드의 전면은 상기 브러시홀더(30)를 포함하며, 각각의 브러시 카드의 후면은 상기 전면상에 상기 브러시홀더(30)를 일체로 결합시키는 버스 바 단편(44,60;214,216)을 포함하며, 상기 브러시 카드는 조립체에서 후면 대 후면으로 배치되는 것을 특징으로 하는 브러시홀더 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 각각의 브러시 카드의 전면은 두 쌍의 브러시홀더(30)를 포함하며, 각각의 브러시카드의 후면은 전면상에서 한쌍의 브러시홀더(30)를 일체로 결합시키는 내부 버스 바 단편(44,214) 및 전면상에서 다른 한쌍의 브러시홀더를 일체로 결합시키는 외부 버스 바 단편(60,216)과, 하나의 카드의 내부 버스 바 단편 및 또 다른 카드의 외부 버스 바 단편(216)을 함께 전기적으로 연결시키는 수단을 포함하고,

   상기 브러시카드는 후면 대 후면으로 배치되며, 하나의 브러시 카드의 외부 버스 바 단편(60)과 또 다른 브러시 카드의 내부 버스 바 단편(214)은 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 브러시홀더 조립체.
3. 제 2 항에 있어서, 하나의 브러시 카드로부터 다른 하나의 브러시 카드의 선택된 부위를 분리시키기 위하여 브러시 카드의 후면 사이에 배치된 스페이서(206,도 31 및 도 32)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 브러시홀더 조립체.