KR101295303B1 - 모터의 일체형 과열방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과열방지장치를 일체화한 모터의 과열방지장치에 관한 것으로서, 본 발명은 온도가 기준온도에 도달하면 모터의 코일에 인가되는 전류를 차단하고 온도가 내려가면 다시 전류를 인가시키는 제1 전류제어부; 상기 기준온도를 초과하여 온도가 계속 상승하면 상기 모터의 코일에 인가되는 전류를 차단하는 제2 전류제어부; 그리고, 상기 제1, 제2 전류제어부를 수용하는 케이스;를 포함하여 구성되는 모터의 일체형 과열방지장치를 제공한다.

전류제어부, 기준온도, 차단, 일체형, 과열방지장치, 모터

Description

모터의 일체형 과열방지장치{An united apparatus for preventing overheating of motor}

도 1은 종래 모터 과열방지장치의 구조를 나타낸 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 모터의 일체형 과열방지장치의 구성을 나타낸 분해사시도.

도 3은 본 발명에 따른 모터의 일체형 과열방지장치의 동작 상태를 나타낸 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 모터의 일체형 과열방지장치의 결선된 상태의 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 플레이트 12: 접속부

13: 도전체 14: 절연체

15: 바이메탈 디스크 16: 고정부

17: 디스크 접촉부 18: 케이스

본 발명은 모터에 관한 것으로, 특히 모터의 과열에 의한 파손을 막기 위한 과열 보호 장치를 서로 다른 동작 온도 범위에서 이중으로 동작하도록 구성하여 발화를 방지하도록 한 모터의 과열 방지 장치에 관한 것이다.

통상적으로 모터에 전원이 인가되면 스테이터에 권취되어 있는 코일에서는 열이 발생하게 되는데, 이 스테이터 코일의 온도가 일정온도 이상으로 상승하게 되면, 상기 코일의 절연층이 파괴될 수 있으며, 절연 파괴로 인해 코일간의 단락이 발생하여 모터 전체가 소손(燒損)되는 문제가 발생하게 된다.

일반적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기와 같은 문제는 스테이터의 코일(2)에 코일의 온도를 측정하고, 과열시 모터의 작동을 중지시키는 과열 방지 장치(10)를 설치함으로써 예방할 수 있다.

모터의 스테이터에는 자기장을 형성하기 위해 코일이 복수회 감겨져 있고, 상기 과열 방지 장치(10)는 엔드 코일(2)의 상면에 부착된다.

이때, 상기 과열 방지 장치(10)를 부착할 때에는, 먼저, 상기 과열 방지 장치(10)를 상기 엔드 코일(2)의 일 끝단에 납땜하여 고정시킨다.

그리고, 상기 과열 방지 장치(10)와 상기 엔드 코일(2) 사이에 절연 테이프(3)가 개재되어 상기 과열 방지 장치(10)와 엔드 코일(2) 사이를 절연시킴과 더불어, 상기 과열 방지 장치(10)를 고정시키게 된다.

또한, 상기 과열 방지 장치(10)가 상기 엔드 코일(2)에 부착된 후에는 상기 과열 방지 장치(10)와 엔드 코일(2)을 절연용 실(lacing 사)(4)로 함께 묶어 고정하게 된다.

과열 방지 장치로는 바이메탈을 채택하여 과부하로 운전되거나 모터의 구속이 발생한 경우의 이상 온도 감지시에는 모터 구동을 차단하고 다시 정상 온도가 감지되면 자동으로 복귀하는 자동 복귀형 타입인 TP(Thermal Protector)와, 기준 온도 이상으로 온도가 상승하면 전원을 차단하고 복귀되지 않는 컷 오프 타입인 TC(Thermal Cut off)가 사용된다.

종래에는 이와 같은 자동 복귀형 타입(TP)과 컷 오프 타입(TC)을 모터의 전원 공급 라인에 직렬 연결하여 과열 방지 효과를 높이는 구조가 제시되고 있다.

그러나 이와 같은 종래 기술의 모터의 과열 방지 장치에서는 다음과 같은 문제가 있다.

자동 복귀형 타입(TP)의 과열 보호 장치와 컷 오프 타입(TC)을 직렬 연결하여 이중으로 과열 방지 장치를 구성하는 경우에는 상기 두 소자를 연결하는 전선이 필요하고 상기 전선의 연결부위에 절연을 목적으로 절연튜브를 압착시키는 등 결선의 복잡도 증가 등의 문제가 있다. 또한, 자동 복귀형 타입(TP)과 컷 오프 타입(TC)을 연결하였을 경우에는 각각을 모터에 고정시키기 위한 구조를 갖추어야 하고, 접점의 개수가 많으므로 관리에 어려움이 따른다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 자동 복귀형 타입과 컷 오프 타입 소자를 간단한 구조로 결합한 모터의 일체형 과열방지장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 온도가 기준온도에 도달하면 모터의 코일에 인가되는 전류를 차단하고 온도가 내려가면 다시 전류를 인가시키는 제1 전류제어부; 상기 기준온도를 초과하여 온도가 계속 상승하면 상기 모터의 코일에 인가되는 전류를 차단하는 제2 전류제어부; 그리고, 상기 제1, 제2 전류제어부를 수용하는 케이스;를 포함하여 구성되는 모터의 일체형 과열방지장치를 제공한다.

그리고, 상기 제1 전류제어부와 제2 전류제어부는 서로 전기적으로 연결되는 것이 특징이다.

또한, 상기 제1 전류제어부와 제2 전류제어부는 직렬로 연결된 것이 바람직하다.

이때, 상기 케이스는 모터 코일의 전원 공급 라인에 연결되는 접속부를 구비하여 내부의 상기 제1, 제2 전류제어부에 전류를 인가하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제2 전류제어부는 써멀 컷 오프(Thermal cut off) 형태이다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 모터의 일체형 과열방지장치의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 모터의 일체형 과열방지장치의 구성을 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 모터의 일체형 과열방지장치의 동작 상태를 나타낸 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 모터의 일체형 과열방지장치의 결선된 상태의 구성도이다.

도 2에서와 같이, 본 발명에 따른 모터의 일체형 과열방지장치는 금속 재질로 된 플레이트(11), 전선을 연결할 수 있도록 상기 플레이트에 구비된 접속부(12), 상기 플레이트의 특정 위치에만 선택적으로 전기를 통하도록 이용되는 절연체(14), 상기 플레이트에 전기를 통하게 하는 도전체(13), 상기 도전체와 접촉하는 디스크 접촉부(17), 일면에 상기 디스크 접촉부(17)가 부착되는 제1 전류제어부(15), 상기 제1 전류제어부(15)를 지지하는 케이스(18), 상기 케이스(18)에 상기 제1 전류제어부(15)를 고정시키는 고정부(16) 및 상기 도전체 사이에 접속하여 퓨즈의 기능을 수행하는 제 2 전류제어부(19)로 이루어진다.

상기 제1 전류제어부(15)는 바이메탈 디스크인 것이 바람직하다.

바이메탈은 온도의 변화에 따라 팽창하는 정도가 다른 두 개의 금속을 포개어 붙인 것으로서, 온도가 높아지면 팽창이 잘 되지 않는 금속판 쪽으로 바이메탈이 휘게 되고 온도가 낮아지면 팽창이 잘 되는 금속판 쪽으로 바이메탈이 휘게 된다. 따라서, 바이메탈을 이용하면 모터의 온도를 일정범위 안에서 유지할 수 있다. 이러한 바이메탈에는 두 가지 다른 종류의 금속판이 필요하다. 팽창이 잘 되지 않는 금속으로 니켈(Ni)과 철(Fe)의 합금이 사용되며, 팽창이 잘 되는 금속은 니켈(Ni)·망간(Mn)·철(Fe)의 합금, 니켈(Ni)·몰리브덴(Mo)·철(Fe)의 합금, 니켈(Ni)·망간(Mn)·구리(Cu)의 합금 등 여러 가지가 있다.

상기 제2 전류제어부(19)는 써멀 컷 오프(Thermal cut off) 타입인 온도 퓨즈인 것이 바람직하다.

상기 온도 퓨즈는 모터를 비롯한 기기의 발열을 방지하도록 회로에 흐르는 전류를 차단하는 과열방지부품이다. 온도퓨즈는 최종안전부품으로서 화재 등의 사고를 확실히 막는 목적으로 사용되며 동작 후에 복귀하지 않는다. 통상 온도 퓨즈의 몸체에는 세라믹 파이프나 수지 케이스가 사용되며 리드선(20)에는 도금 동선이 이용된다.

상기 제 2 전류제어부(19)는 양측의 도전체(13)에 리드선(20)을 통해 연결되며, 도전체(13)와 접합이 용이하도록 리드선(20) 대신에 일정한 형태를 가진 도체(미도시)를 제 2 전류제어부(19)와 일체로 제작할 수도 있다. 상기 도전체(13)와 리드선(20)을 연결하는 방법으로는 기본적으로 납땜 같은 방법을 이용하게 된다. 이때, 본 발명에 따른 일체형 과열방지장치는 내부에 움직이는 부품이 제1 전류제어부(15) 뿐이므로 제1 전류제어부(15)와 리드선(20)간에 일정한 거리를 유지할 수 있게 되면, 도전체(13)와 리드선(20)간의 접점에 절연튜브 등을 씌울 필요가 없으므로 제작 공정이 간단해진다.

상기 제 2 전류제어부(19)는 일체형 과열방지장치의 내부에 고정되는 것이 바람직하다. 상기 제 2 전류제어부(19)는 접착제 등을 이용하여 절연체에 부착시킬 수도 있다. 상기 제 2 전류제어부(19)를 자유롭게 움직일 수 있게 방치하면, 상기 일체형 과열방지장치를 취급하는 중에 케이스 내벽이나 다른 부품에 부딪혀서 충격을 받기 쉽기 때문이다. 이때, 충격으로 인해 제 2 전류제어부(19)에 구조적인 결함이 발생하면 더 낮은 온도에서 전류를 차단하는 등 본래의 기능을 제대로 발휘하지 못할 수도 있다.

상기 도전체(13)는 절연체(14)의 홈에 고정되기도 하고, 필요에 따라 절연 체(14) 상에 접착제 등을 이용하여 부착시켜서 항시 전기를 통할 수 있는 위치에 고정시키는 것이 바람직하다.

상기 케이스(18)는 내부에 제2 전류제어부(19)를 수용하게 되면서 종전에 제1 전류제어부(15)만 따로 사용되었을 때보다 크기가 더 큰 것이 바람직하다. 상기 제2 전류제어부(19)에서 인출되는 리드선(20)과 제1 전류제어부(15)는 전기를 통하는 성질이 있으므로 절연 거리를 유지하는 것이 안전상으로 좋기 때문이다.

도 3a 내지 3c를 참조하여 상술한 것과 같은 구조의 모터의 일체형 과열방지장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

모터의 일체형 과열방지장치가 일반적으로 작동 가능한 온도 범위내에 있을 경우, 도 3a와 같이 제1 전류제어부(15)는 도전체(13) 쪽으로 구부러져 있어서, 제1 전류제어부(15) 상의 디스크 접촉부(17)와 도전체(13)가 접촉하므로 제2 전류제어부(19)를 거쳐서 부하쪽으로 전기를 인가하는 상태가 된다.

모터의 일체형 과열방지장치에 과부하 전류가 흐르므로 인해 온도가 상승하여 기준온도에 도달하게 되면, 상기 제1 전류제어부(15)는 도 3b에서처럼 도전체(13)의 반대방향으로 휘므로 디스크 접촉부(17)와 도전체(13)가 서로 떨어지게 되어서 전기를 인가할 수 없게 된다.

온도가 다시 정상 범위로 돌아오게 되면, 도 3c와 같이 일체형 과열방지장치의 제1 전류제어부(15)는 본래대로 도전체(13) 쪽으로 구부러져서 디스크 접촉부(7)와 도전체(13)가 접촉하게 된다.

그러나, 온도가 정상 온도 범위로 돌아오지 않고 기준온도를 초과하여 계속 상승하게 되면, 제1 전류제어부(15)가 도전체(13)의 반대방향으로 휘어서 전기를 통할수 없게 됨은 물론이며, 제2 전류제어부(19)는 통상적으로 내부 회로를 끊는 방법으로 전류를 차단하여 부하쪽으로 전기가 흐르지 못하도록 한다. 그리고, 제1 전류제어부(15)에 순간적으로 과도한 전류가 흘러서 제1 전류제어부(15)가 도전체(13)에 융착될 수도 있으나, 제1 전류제어부(15)를 통과한 전류는 제2 전류제어부(19)에 의해서 차단된다. 이때, 온도가 다시 정상 온도 범위로 돌아오더라도 한번 끊어진 제2 전류제어부(19)의 내부 회로는 다시 원래의 상태로 돌아올 수 없으므로 전류를 차단하는 상태를 유지하게 된다. 따라서, 제2 전류제어부(19) 혹은 일체형 과열방지장치 자체를 교체해 주지 않으면 부하에 전류를 인가할 수 없다.

제2 전류제어부(19)를 고정시키는 이유는 부피를 최소화하여 일체형 과열방지장치를 취급하는 중에 부주의로 찍힘이나 충격을 받지 않도록 하기 위함이다.

상기 모터의 일체형 과열방지장치는 수분 등의 유입에 의한 부품의 부식 또는 사용자의 접촉 등으로 인한 감전 등의 위험을 방지하기 위하여 PVC 혹은 동등 재질의 튜브(미도시)로 밀폐하고 전선만 인출된 형태로 사용되는 것이 바람직하다. 튜브를 밀폐하는 것은 진공 압착 등의 공정을 이용하는 것이 일반적이다.

따라서, 튜브의 사용 여부와는 무관하게 본 발명에 따른 모터의 일체형 과열방지장치는 제1 전류제어부와 제2 전류제어부를 일체화함으로써 과열방지장치의 케이스 하나만을 모터에 고정시키면 되므로 작업이 간단해지고, 외부에 노출되는 관리 개소가 줄기 때문에 불량의 발생이 줄어든다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있 는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

본 발명에 따른 모터의 일체형 과열방지장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 자동 복귀형 타입과 컷 오프 타입 소자를 일체화하여 구조가 단순해지므로 취급이 용이하고 불량을 줄일 수 있다.

둘째, 컷 오프 타입 소자가 내장되어 절연튜브 등을 사용하지 않으므로 필요한 부품의 수를 줄일 수 있다.

셋째, 컷 오프 타입 소자를 별도로 고정할 필요가 없으므로 제조 공정이 간편하게 된다.

Claims (5)

1. 온도가 기준온도에 도달하면 모터의 코일에 인가되는 전류를 차단하고 온도가 내려가면 다시 전류를 인가시키는 바이메탈 디스크 형태의 제1 전류제어부;

   상기 기준온도를 초과하여 온도가 계속 상승하면 상기 모터의 코일에 인가되는 전류를 차단하는 써멀 컷 오프(Thermal cut off) 형태의 제2 전류제어부; 그리고,

   내부에 밀폐 공간을 형성하고, 상기 제1 전류제어부와 제2 전류제어부를 내부에 수용하는 케이스;를 포함하여 구성되고,

   상기 제1 전류제어부와 제2 전류제어부는 서로 전기적으로 직렬로 연결되고,

   상기 제2 전류제어부의 일단부는 상기 케이스의 내측 상면에 전기적으로 연결되고 타단부는 케이스의 상면에 절연되도록 배치되는 리드선을 구비하며,

   상기 제1 전류제어부는 케이스의 하면에 전기적으로 연결되는 고정부와 평상시 위로 구부러져 상기 리드선과 접촉되어 있다가 온도 상승시에 아래로 이동하여 리드선과 분리되는 디스크접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터의 일체형 과열방지장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이스는 모터 코일의 전원 공급 라인에 연결되는 접속부를 구비하여 내부의 상기 제1, 제2 전류제어부에 전류가 인가됨을 특징으로 하는 모터의 일체형 과열방지장치.
5. 삭제

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