KR101193232B1

KR101193232B1 - 인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템

Info

Publication number: KR101193232B1
Application number: KR1020110016862A
Authority: KR
Inventors: 김경일
Original assignee: 김경일
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-10-18
Also published as: KR20120097578A

Abstract

본 발명은 인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박용 윈도우 와이퍼를 구성하는 요소 중 와이퍼 모터의 속도를 제어하고 히터의 On/Off를 조작하며 근접센서의 신호를 수신하는 구동모듈에 인버터를 적용시켜 전체 시스템의 구성을 단순화함으로써, 작업 시수를 줄이고 전기 배선을 간결화할 수 있을 뿐만 아니라 와이퍼의 구동속도를 가변적으로 제어할 수 있도록 한 인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 와이퍼암을 구동시키는 3상 구동모터(M)와, 와이퍼암의 정지위치를 결정하는 근접센서(S)와, 윈도우 와이퍼(W)의 결빙을 막는 히터(H)로 구성된 선박용 윈도우 와이퍼(W)의 제어를 위해 사용자의 입력에 따른 동작신호를 발생시키는 컨트롤러(10)와, 근접센서(S)의 감지신호과 컨트롤러(10)의 동작신호를 수신하여 감지신호와 동작신호에 대응되게 3상 구동모터(M)와 히터(H)를 제어하는 구동모듈(20)로 구성된 선박용 윈도우 와이퍼 제어 시스템에 있어서,
상기 구동모듈(20)은 히터(H)의 온오프를 제어하는 한 개의 릴레이(21)와, 3상 구동모터(M)의 온오프 및 속도를 제어하는 인버터(22)로 구성됨을 특징으로 한 인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템을 제공한다.

Description

인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템{Marine eletric window wiper control system using inverter}

본 발명은 인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박용 윈도우 와이퍼를 구성하는 요소 중 속도제어부를 인버터로 대체하고, 히터의 On/Off를 조작하며 근접센서의 신호를 수신하는 모듈에 인버터를 포함시켜 하나의 구동모듈로 구성하여 전체 시스템의 구성을 단순화함으로써, 작업 시수를 줄이고 전기 배선을 간결화할 수 있을 뿐만 아니라 와이퍼의 구동속도를 가변적으로 제어할 수 있도록 한 인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 유리창에는 비나 눈 따위가 내릴 때 시야를 용이하게 확보하여 선박 운항에 지장을 초래하지 않도록 하기 위한 윈도우 와이퍼가 설치된다.

이때 선박용 윈도우 와이퍼는 와이퍼암과, 와이퍼암을 선체에 고정하는 프레임과, 와이퍼암을 구동시키는 구동모터와, 와이퍼암의 정지위치를 결정하는 근접센서와, 윈도우 와이퍼의 결빙을 막는 히터로 구성된다.

따라서 구동모터의 구동을 통해 와이퍼암이 구동되면서 유리창을 닦아 시야를 확보하게 되고, 와이퍼암의 정지시 근접센서를 통해 설정된 위치로 와이퍼암이 정지하게 된다.

이러한 선박용 윈도우 와이퍼는 제어시스템에 의해 상기의 동작이 제어되는데, 이는 컨트롤러와 구동모듈로 구성된다. 즉, 컨트롤러는 사용자의 입력에 따른 동작신호를 구동모듈로 송신하는 구성이고, 구동모듈은 근접센서의 감지신호를 수신하고 컨트롤러를 통해 수신한 동작신호에 대응되는 제어신호를 구동모터와 히터로 송신하는 구성이다.

이에 따라 사용자가 컨트롤러를 통해 동작신호를 구동모듈로 송신하게 되면, 상기 구동모듈은 동작신호에 대응되게 구동모터와 히터를 작동시키게 된다.

여기서 상기한 종래의 선박용 윈도우 와이퍼의 제어시스템을 구성하는 구동모듈은 구동모터의 속도를 제어하는 두 개의 릴레이와 히터의 온오프를 제어하는 한 개의 릴레이로 구성된다.

따라서 구동모터로 기동 토크가 우수하고 내구성 및 효율이 높은 장점을 가진 3상 구동모터를 사용하기 위해서는 입력전원으로 전원을 3상 교류 전원만을 사용할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

그리고 두 개의 릴레이를 사용하여 구동모터의 속도를 제어함에 따라 와이어암의 속도를 고속모드와 저속모드로 밖에 제어할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 구동모터를 위한 3상 교류 전원, 히터 작동을 위한 단상 교류 전원, 센서 작동을 위한 직류 전원이 각각 필요하므로 다수의 복잡한 배선 작업이 이루어지게 되므로 설치 작업이 용이하지 못하고 원가도 증가되는 문제점도 있었다.

그리고 선박용 윈도우의 크기에 따라 와이핑 사이클이 달라지므로 동일한 사이클로 구동시키기 위해서는 윈도우 크기에 따라 각각 다른 기어비의 모터를 배치하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 와이퍼암을 구동시키는 3상 구동모터와, 와이퍼암의 정지위치를 결정하는 근접센서와, 윈도우 와이퍼의 결빙을 막는 히터로 구성된 선박용 윈도우 와이퍼의 제어를 위해 사용자의 입력에 따른 동작신호를 발생시키는 컨트롤러와, 근접센서의 감지신호과 컨트롤러의 동작신호를 수신하여 감지신호와 동작신호에 대응되는 제어신호를 구동모터와 히터로 송신하는 구동모듈로 구성된 선박용 윈도우 와이퍼 제어 시스템에 있어서,

상기 구동모듈은 히터의 온오프를 제어하는 한 개의 릴레이와, 3상 구동모터의 온오프 및 속도를 제어하는 인버터로 구성됨을 특징으로 한 인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템을 제공한다.

본 발명은 선박용 윈도우 와이퍼를 제어함에 있어 인버터를 사용하여 3상 구동모터의 속도를 가변적으로 제어할 수 있어 와이퍼의 조작이 효율적이고, 시스템의 배선구조를 단순화시킬 수 있어 선박용 윈도우 와이퍼의 설치 작업 시수를 줄이고, 자재를 절약하므로 원가절감 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 도시한 개략도.
도 2는 종래의 일실시예를 도시한 개략도.
도 3는 본 발명의 인버터를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 개별 조작하는 상태를 도시한 개략도.
도 5은 본 발명의 그룹 조작하는 상태를 도시한 개략도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 선박의 유리창에 설치되어 비나 눈 따위가 내릴 때 시야를 용이하게 확보하도록 한 윈도우 와이퍼(W)의 작동을 제어하는 인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템이다.

특히, 본 발명의 인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템은 종래에 비하여 배선 구조가 단순하고 3상 구동모터(M)의 속도를 가변적으로 제어할 수 있는 것이 특징이다.

이는 도 1에 도시된 바와 같이, 와이퍼암을 구동시키는 3상 구동모터(M)와, 와이퍼암의 정지위치를 결정하는 근접센서(S)와, 윈도우 와이퍼(W)의 결빙을 막는 히터(H)로 구성된 선박용 윈도우 와이퍼(W)의 제어를 위해 사용자의 입력에 따른 동작신호를 발생시키는 컨트롤러(10)와, 근접센서(S)의 감지신호와 컨트롤러(10)의 동작신호를 수신하여 감지신호와 동작신호에 대응되는 제어신호를 3상 구동모터(M)와 히터(H)로 송신하는 구동모듈(20)로 구성된 선박용 윈도우 와이퍼 제어 시스템에 있어서, 상기 구동모듈(20)은 히터(H)의 온오프를 제어하는 한 개의 릴레이(21)와, 3상 구동모터(M)의 온오프 및 속도를 제어하는 인버터(22)로 구성된 구조에 의한 것이다.

즉, 구동모듈(20)을 구성하는 인버터(22)는 도 3에 도시된 바와 같이 전력용 반도체(Diode, Thyristor, Transistor, IGBT, GTO 등)를 사용하여 교류전원을 직류전원으로 변환시킨 후, 다시 임의의 주파수 및 전압을 가진 교류로 변환시켜 구동모터(M)의 회전속도를 가변적으로 제어하는 기능을 한다.

따라서 도 2에 도시된 2개의 릴레이에 의해 구동모터를 제어함으로써 구동모터의 속도를 저속모드와 고속모드로만 구동 가능하였던 종래와 달리, 상기한 인버터(22)의 작용에 의해 3상 구동모터(M)의 속도를 가변적으로 제어할 수 있게 된다.

이에 따라 선박용 윈도우의 크기나 선박 운항 조건에 맞추어 효율적으로 와이퍼암의 속도를 조절할 수 있을 뿐만 아니라 3상 구동모터(M)를 기어비 별로 구비할 필요가 없어 관리에 있어 편리하다.

그리고 교류 3상을 전원으로 하는 릴레이를 대신하여 교류 단상을 전원으로 하여 교류 3상으로 변환하는 인버터(22)를 설치함에 따라, 히터와 같은 교류 단상을 전원으로 사용하므로 배선의 수를 줄여 전체 배선 구조를 간소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 기동 토크가 우수하고 내구성 및 효율이 높은 장점을 가진 3상 구동모터를 그대로 적용시킬 수 있다.

이때 구동모듈(20)은 사용자에 의한 컨트롤러(10)의 가변속도연속/간헐/오프 등 스위치 조작에 따라 작동신호를 수신하고, 수신된 작동신호에 대응되는 제어신호를 3상 구동모터(M)에 송신하여 와이퍼암을 구동시킨다.

또한, 구동모듈(20)은 근접센서(S)의 감지신호를 수신하여 와이퍼암의 정지위치를 일정하게 하거나, 와이퍼암이 연속작동 중일 때 근접센서(S)의 감지신호를 주기적으로 수신하여 와이퍼암의 오작동을 방지하게 된다.

그리고 컨트롤러(10)는 구동모듈(20)에 구동모터(M)의 동작신호를 송신하는 것 이외에 윈도우 와이퍼(W)에 설치된 히터(H)를 구동모듈(20)의 히터용 릴레이(21)를 통해 연속/시간설정/오프 등의 상태로 히터(H)를 제어할 수 있다.

여기서 히터(H)는 선박이 극지방 등을 운항시 비/눈/해수 등에 의해 와이퍼가 결빙되는 것을 방지한다.

그리고 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 컨트롤러(10)는 윈도우 와이퍼(W)의 수와 배치에 따라 컨트롤러(10) 하나로 윈도우 와이퍼(W) 하나를 개별 조작할 수 있으며 컨트롤러(10) 하나로 윈도와 와이퍼 여러 개를 그룹으로 묶어 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명인 인버터를 이용한 선박용 와이퍼 제어시스템은 구동모듈(20)에 적용된 인버터(22)를 사용하여 구동모터(M)의 속도를 가변적으로 조절하기 때문에 구동모터(M)의 구동을 효율적으로 실시할 수 있으며, 구동모터(M)에 공급되는 전원을 단상 이나 3상, 직류전원까지 선택적으로 사용가능하다.

그리고 시스템의 회로를 단순화시킬 수 있어 선박에 와이퍼 제어시스템을 설치할 때, 작업 시수를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 창의 크기에 따라 여러 가지 기어비를 가진 제품을 구비할 필요없이 인버터(22)를 통해 속도를 제어하므로 윈도우 와이퍼(W)의 관리와 조작을 편리하게 할 뿐만 아니라 비용 절감 효과 또한 있다.

10 : 컨트롤러 20 : 구동모듈
21 : 히터용 릴레이 22 : 인버터
S : 근접센서 H : 히터
M : 3상 구동모터 W : 윈도우 와이퍼

Claims

와이퍼암을 구동시키는 구동모터(M)와, 와이퍼암의 정지위치를 결정하는 근접센서(S)와, 윈도우 와이퍼(W)의 결빙을 막는 히터(H)로 구성된 선박용 윈도우 와이퍼(W)의 제어를 위해 사용자의 입력에 따른 동작신호를 발생시키는 컨트롤러(10)와, 근접센서(S)의 감지신호와 컨트롤러(10)의 동작신호를 수신하여 감지신호와 동작신호에 대응되게 구동모터(M)와 히터(H)를 제어하는 구동모듈(20)로 구성된 선박용 윈도우 와이퍼 제어 시스템에 있어서,
상기 구동모듈(20)은 히터(H)의 온오프를 제어하는 한 개의 릴레이(21)와, 3상 구동모터(M)의 온오프 및 속도를 제어하는 인버터(22)로 구성됨을 특징으로 한 인버터를 이용한 선박용 윈도우 와이퍼 제어시스템.