KR101307871B1

KR101307871B1 - 모터용 제어기

Info

Publication number: KR101307871B1
Application number: KR1020110113377A
Authority: KR
Inventors: 이충혁
Original assignee: 동아전장주식회사
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-09-12
Also published as: KR20130048503A

Abstract

본 발명은 모터용 제어기에 관한 것으로서, 특히, 소자에서 발생되는 열이 인쇄회로기판에 전달되지 않고 방열부에 전달되도록 하는 모터용 제어기에 관한 것이다.
본 발명은, 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판에 설치되는 소자와, 인쇄회로기판에 설치되는 방열부와, 방열부와 소자를 연결하는 연결부와, 소자와 연결부 사이에 설치되는 전도부재를 포함하는 모터용 제어기를 제공한다.

Description

모터용 제어기{CONTROLLER FOR MOTOR}

본 발명은 모터용 제어기에 관한 것으로서, 특히, 소자에서 발생되는 열이 인쇄회로기판에 전달되지 않고 방열부에 전달되도록 하는 모터용 제어기에 관한 것이다.

자동차의 라디에이터, 콘덴서 등의 열교환기 내부를 순환하는 열교환매체의 냉각을 위하여 냉각장치가 설치되며, 냉각장치는 쉬라우드와, 모터와, 축류팬을 포함한다.

모터의 구동에 의해 축류팬이 회전하면서 축류팬의 날개에 의해 공기가 축방향으로 송풍되고, 이렇게 송풍되는 공기에 의해 열교환기가 냉각된다.

모터는 고속과 저속의 2단 또는 그 이상 다단의 구동모드가 선택적으로 진행되는데, 모터의 속도를 조절하기 위하여 차량 전원 측과 모터 사이에 PWM(Pulse Width Modulation) 제어기가 설치된다.

PWM 제어기에는 모터와 연결되는 제1커넥터와, 차량의 전원에 연결되는 제2커넥터가 구비된다.

PWM 제어기와 모터가 서로 접속됨으로써, 저속작동회로가 구성되며, PWM 제어기에 의한 저속작동회로에 의하여, 모터에 공급되는 전압이 선택적으로 낮게 조절된다.

이러한 전압조절에 의하여 모터가 고속에서 저속으로 선택적으로 구동될 수 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록실용신안공보 호(2005년 9월 20일 공고, 발명의 명칭 : 차량 팬모터 회전속도 제어기의 결합구조)에 개시되어 있다.

일반적인 모터용 제어기는 인쇄회로기판의 일면에 소자가 설치되고, 소자로부터 발생되는 열을 배출하기 위해 인쇄회로기판의 타면에 방열부가 설치되기 때문에 소자로부터 발생되는 열이 인쇄회로기판을 통해 방열부에 전달되어 방열효율을 향상시키기 어려운 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 소자에서 발생되는 열이 인쇄회로기판에 전달되지 않고 방열부에 전달되도록 하는 모터용 제어기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 설치되는 소자; 상기 인쇄회로기판에 설치되는 방열부; 상기 방열부와 상기 소자를 연결하는 연결부; 및 상기 소자와 상기 연결부 사이에 설치되는 전도부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터용 제어기를 제공한다.

또한, 상기 인쇄회로기판에는 상기 전도부재가 삽입되는 관통홀부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소자는 상기 관통홀부에 삽입되고 상기 전도부재에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부는 상기 방열부로부터 돌출되고 상기 관통홀부에 삽입되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방열부와 상기 인쇄회로기판 사이에 간격이 형성되도록 상기 돌출부의 길이는 상기 인쇄회로기판의 두께와 비교하여 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출부와 상기 인쇄회로기판 사이에 간격이 형성되도록 상기 돌출부의 단면적은 상기 관통홀부의 크기와 비교하여 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, (a) 인쇄회로기판에 관통홀부를 가공하는 단계; (b) 상기 관통홀부에 대향되게 상기 인쇄회로기판에 소자를 설치하는 단계; (c) 전도부재를 상기 관통홀부에 삽입하는 단계; 및 (d) 방열부와 일체로 형성되는 연결부가 상기 전도부재에 밀착되도록 상기 인쇄회로기판과 상기 방열부를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터용 제어기 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 (d) 단계는 상기 방열부와 상기 인쇄회로기판 사이에 간격이 형성되고 상기 관통홀부와 상기 연결부 사이에 간격이 형성되도록 상기 방열부를 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전도부재에 의해 소자와 방열부가 직접 연결되어 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있으므로 제어기의 구동 중에 소자의 과열에 의한 오작동 및 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 전도부재에 의해 방열효율이 향상되므로 소형의 방열부를 사용할 수 있어 제품의 소형화를 이룰 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상기한 바와 같이 방열효율이 향상되므로 방열을 위한 고가의 방열부재가 생략되므로 제어기 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기가 도시된 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기가 도시된 분해 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기의 배면이 도시된 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기의 전도부재 장착구조가 도시된 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기 제조방법이 도시된 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 모터용 제어기의 방열부 장착구조가 도시된 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 모터용 제어기의 방열부 장착구조가 도시된 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 모터용 제어기의 일 실시예를 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기가 도시된 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기가 도시된 분해 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기의 배면이 도시된 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기의 전도부재 장착구조가 도시된 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기는 인쇄회로기판(30)과, 인쇄회로기판(30)에 설치되는 소자(80)와, 인쇄회로기판(30)에 설치되는 방열부(50)와, 방열부(50)와 소자(80)를 연결하는 연결부(52)와, 소자(80)와 연결부(52) 사이에 설치되는 전도부재(70)를 포함한다.

케이스(10)에 형성되는 제1커넥터(19a)와 제2커넥터(19b)를 통해 인쇄회로기판(30)에 전기가 흐르고 소자(80)를 통과하면서 전압이 가변되므로 모터의 구동 속도를 가변시키며, 소자(80)에서 발생되는 열은 방열부(50)를 통해 방출되므로 소자(80)의 과열을 방지하게 된다.

이때, 소자(80)에서 발생되는 열은 전도부재(70) 및 연결부(52)를 따라 인쇄회로기판(30)을 거치지 않고 방열부(50)에 직접 전달되므로 구동 중에 발생되는 열에 의해 소자(80)가 과열되는 것을 억제할 수 있게 된다.

케이스(10) 내부에는 다수 개의 부품들이 안착될 수 있는 지지부(14)가 형성되고, 지지부(14)에 안착된 부품들은 지지부(14) 배면에 위치되는 인쇄회로기판(30)에 연결된다.

지지부(14)에는 인쇄회로기판(30)이 지지되는 다수 개의 고정부(16)가 형성되고, 고정부(16)에 삽입되는 체결부재가 인쇄회로기판(30)에 결합된다.

인쇄회로기판(30)에는 전도부재(70) 및 연결부(52)가 삽입되는 관통홀부(32)가 형성되므로 인쇄회로기판(30)의 일측에 설치되는 소자(80)와 인쇄회로기판(30)의 타측에 설치되는 방열부(50)가 전도부재(70) 및 연결부(52)에 의해 연결된다.

따라서 소자(80)에서 발생되는 열은 전도부재(70) 및 연결부(52)를 따라 방열부(50)에 전달된 후에 방열부(50)에 접촉되는 외부 공기에 의해 외부로 방출된다.

소자(80)는 관통홀부(32)에 삽입되고 전도부재(70)에 밀착되므로 관통홀부(32) 내부에서 소자(80)와 전도부재(70)가 밀착된 상태를 유지하게 된다.

방열부(50)는 열전도율이 높은 금속재질로 이루어지기 때문에 전류가 흐르는 인쇄회로기판(30)의 회로패턴에 접촉되면 쇼트현상에 의한 오작동 및 파손이 발생될 수 있으므로 인쇄회로기판(30)과 방열부(50) 사이에 간격이 형성되는 것이 바람직하다.

방열부(50)는 고정부(16)에 설치되는 체결부재가 인쇄회로기판(30)을 관통하여 방열부(50)에 결합되므로 인쇄회로기판(30)으로부터 일정 간격을 유지토록 설치된다.

방열부(50)에 결합되는 체결부는, 인쇄회로기판(30) 중에서 회로패턴이 프린트되지 않은 부분에 결합되는 체결부재이므로 체결부재에 의해 방열부(50)와 인쇄회로기판(30)의 회로패턴이 전기적으로 연결되지 않게 된다.

또한, 체결부재의 결합력에 의해 방열부가 소자 측으로 가압되므로 연결부(52)와 전도부재(70) 사이에 간격이 형성되지 않도록 한다.

연결부(52)는 방열부(50)로부터 돌출되고 관통홀부(32)에 삽입되는 돌출부(52a)를 포함하므로 관통홀부(32)에 삽입되는 돌출부(52a)와 소자(80) 사이에는 전도부재(70)가 개재된다.

돌출부(52a)는 방열부(50)와 일체로 형성되므로 별도의 제작공정이 요구되지 않고, 방열부(50)와 인쇄회로기판(30)이 간격을 유지할 수 있도록 하는 구조물 역할을 행한다.

따라서 전도부재(70)의 두께가 인쇄회로기판(30)의 두께와 비교하여 얇아도 관통홀부(32)에 삽입되는 돌출부(52a)에 의해 인쇄회로기판(30)과 방열부(50) 사이의 간격을 유지할 수 있게 된다.

또한, 방열부(50)와 인쇄회로기판(30) 사이에 간격이 형성되도록 돌출부(52a)의 길이는 인쇄회로기판(30)의 두께와 비교하여 길게 형성된다.

인쇄회로기판(30)은 고정부(16)에 안착되고, 방열부(50)는 고정부(16) 및 인쇄회로기판(30)을 관통하는 체결부재에 결합되므로 인쇄회로기판(30)과 방열부(50)는 간격을 유지하도록 배치되고, 방열부(50)로부터 돌출되는 돌출부(52a)가 관통홀부(32)를 통과하여 전도부재(70)에 밀착된다.

여기서, 돌출부(52a)가 인쇄회로기판(30)의 두께와 비교하여 길게 형성되므로 전도부재(70)가 얇게 형성되어도 연결부(52)와 소자(80)가 전도부재(70)에 의해 연결될 수 있어 전도부재(70)의 재료비를 절감할 수 있게 된다.

돌출부(52a)와 인쇄회로기판(30) 사이에 간격이 형성되도록 돌출부(52a)의 단면적은 관통홀부(32)의 크기와 비교하여 작게 형성된다.

따라서 관통홀부(32)를 통과하는 돌출부(52a)와 인쇄회로기판(30)이 접촉되는 것을 방지할 수 있고, 돌출부(52a)와 관통홀부(32) 사이의 간격을 통해 공기가 통과될 수 있으므로 소자(80), 연결부(52) 및 방열부(50)의 방열효율이 향상될 수 있게 된다.

전도부재(70)는 전도성이 좋은 산화알루미늄 재질을 포함하여 이루어지므로 소자(80)에서 발생되는 열은 전도부재(70)를 따라 연결부(52) 및 방열부(50)로 용이하게 전도된다.

상기한 바와 같이 소자(80)와 전도부재(70)가 관통홀부(32)를 통해 밀착되게 형성되고, 전도부재(80)가 산화알루미늄 재질로 이루어진 모터용 제어기를 구동시키고 온도를 측정하였으며 결과는 다음과 같다.

본 실시예의 모터용 제어기의 방열부(50) 온도는 약141.6도, 소자(80)의 온도는 약77.9도로 측정되었으며, 관통홀부(32)가 없는 일반적인 모터용 제어기의 방열부 온도는 약141.6도, 소자의 온도는 약168.6도로 측정되었다.

상기한 바와 같은 실험 데이터에 의해 본 실시예에 따른 모터용 제어기의 과열이 방지됨을 알 수 있다.

설명하지 않은 도면부호 12는 케이스(10)에 일체로 형성되고, 냉각팬에 결합되어 제어기를 고정시키는 결합부(12)이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기 제조방법이 도시된 순서도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 모터용 제어기 제조방법은 인쇄회로기판(30)에 관통홀부(32)를 가공하는 단계(S10)와, 관통홀부(32)에 대향되도록 인쇄회로기판(30)에 소자(80)를 설치하는 단계(S20)와, 전도부재(70)를 관통홀부(32)에 삽입하는 단계(S30)와, 방열부(50)와 일체로 형성되는 연결부(52)가 전도부재(70)에 밀착되도록 인쇄회로기판(30)과 방열부(50)를 결합하는 단계(S40)를 포함한다.

모터용 제어기에 방열부(50)를 설치할 때에는 인쇄회로기판(30)에 관통홀부(32)를 성형하고 관통홀부(32)에 대향되게 소자(80)를 인쇄회로기판(30)의 일측면에 설치한다.

이후에, 인쇄회로기판(30)의 타측면으로부터 관통홀부(32)에 전도부재(70)를 삽입하여 전도부재(70)와 소자(80)가 밀착되게 하고, 방열부(50)에 일체로 형성되는 연결부(52)를 인쇄회로기판(30)에 결합한다.

이때, 연결부(52)와 전도부재(70)가 밀착되도록 방열부(50)에 삽입한 체결부재를 인쇄회로기판(30)에 체결하여 연결부(52)가 전도부재(70) 및 소자(80) 측으로 가압되도록 한다.

또한, 케이스(10)의 고정부(16)에 삽입되고 인쇄회로기판(30)을 관통하는 체결부재를 방열부(50)에 결합하여 연결부(52), 전도부재(70) 및 소자(80) 사이에 간격이 발생되지 않도록 한다.

연결부(52)의 길이는 인쇄회로기판(30)의 두께와 비교하여 길게 형성되기 때문에 연결부(52)와 전도부재(70)에 밀착되도록 방열부(50)가 설치되면 인쇄회로기판(30)과 방열부(50) 사이에는 간격이 형성된다.

금속재질의 방열부(50)와 회로패턴이 프린트된 인쇄회로기판(30) 사이에 간격이 유지되므로 방열부(50)와 인쇄회로기판(30)의 접촉에 의한 쇼트현상을 방지할 수 있으므로 제어기의 오작동 및 파손을 억제할 수 있게 된다.

방열부(50)의 결합은 인쇄회로기판(30)과 방열부(50) 사이에 결합되는 체결부재와, 고정부(16)와 방열부(50) 사이에 결합되는 체결부재에 의해 이루어지므로 연결부(52)는 전도부재(70)를 소자(80) 측으로 가압하게 된다.

따라서 전도부재(70)는 소자(80) 및 연결부(52)와 밀착된 상태를 유지하게 되므로 제어기의 작동 중에 소자(80)에서 발생되는 열이 전도부재(70) 및 연결부(52)를 따라 방열부(50)로 용이하게 전도되어 소자(80)가 과열되는 것을 억제하게 된다.

또한, 연결부(52)의 단면적은 관통홀부(32)와 비교하여 작게 형성되므로 인쇄회로기판(30)의 회로패턴과 연결부(52)가 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 관통홀부(32)와 연결부(52) 사이에 간격이 형성되므로 관통홀부(32)와 연결부(52) 사이의 간격을 통과하는 공기에 의해 방열효율이 향상되는 효과가 나타나게 된다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 모터용 제어기의 방열부 장착구조가 도시된 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예는 전도부재(170)와 돌출부(152a) 사이에 접착부재(155)가 도포되므로 보다 효과적으로 전도부재(170)와 돌출부(152a) 사이에 간격이 발생되지 않게 하여 방열효율이 감소되는 것을 억제토록 한다.

여기서, 접착부재(155)는 소자(180)로부터 전달되는 열에 의해 변형되지 않도록 내열성이 좋은 접착제를 사용하는 것이 바람직하며 접착력이 우수한 접착부재(155)에 의해 전도부재(170)와 돌출부(152a)의 연결이 이루어지면 방열부(150)와 인쇄회로기판(130) 사이에 결합되는 체결부재가 생략될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 모터용 제어기의 방열부 장착구조가 도시된 단면도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예는 전도부재(270)와 돌출부(252a)에 고정부(255, 275)가 형성되므로 별도의 체결부재나 접착부재 없이 전도부재(270)와 돌출부(252a)를 끼움결합하는 것이 특징이다.

돌출부(252a)에 형성되는 돌기(255)를 전도부재(270)에 형성되는 홈부(275)에 삽입하여 돌출부(252a)와 전도부재(270) 사이의 연결을 행하고, 돌기(255)와 홈부(275)의 형상이 역사다리꼴 모양으로 형성된다.

따라서 돌기(255)와 홈부(275)를 측 방향으로부터 슬라이딩시켜 돌기(255)와 홈부(275)를 결합하면 돌출부(252a)와 전도부재(270) 사이에 간격이 형성되지 않게 결합을 행할 수 있게 된다.

이로써, 소자에서 발생되는 열이 인쇄회로기판에 전달되지 않고 방열부에 전달되도록 하는 모터용 제어기 및 그 제조방법을 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 모터용 제어기 및 그 제조방법을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 모터가 아닌 다른 제품에도 본 발명의 제어기 및 그 제조방법이 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 케이스 12 : 결합부
14 : 지지부 16 : 고정부
19a : 제1커넥터 19b : 제2커넥터
30, 130, 230 : 인쇄회로기판 32 : 관통홀부
50, 150, 250 : 방열부 52 : 연결부
52a, 152a, 252a : 돌출부 70, 170, 270 : 전도부재
80, 180, 280 : 소자 155 : 접착부재
255 : 돌기 275 : 홈부

Claims

인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판에 설치되는 소자;
상기 인쇄회로기판에 설치되는 방열부;
상기 방열부와 상기 소자를 연결하는 연결부; 및
상기 소자와 상기 연결부 사이에 설치되는 전도부재를 포함하고,
상기 인쇄회로기판에는 상기 전도부재가 삽입되는 관통홀부가 형성되며,
상기 연결부는 상기 방열부로부터 돌출되고 상기 관통홀부에 삽입되는 돌출부를 포함하고,
상기 방열부와 상기 인쇄회로기판 사이에 간격이 형성되도록 상기 돌출부의 길이는 상기 인쇄회로기판의 두께와 비교하여 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 모터용 제어기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 소자는 상기 관통홀부에 삽입되고 상기 전도부재에 밀착되는 것을 특징으로 하는 모터용 제어기.
삭제
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제1항에 있어서,
상기 돌출부와 상기 인쇄회로기판 사이에 간격이 형성되도록 상기 돌출부의 단면적은 상기 관통홀부의 크기와 비교하여 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 모터용 제어기.
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