KR101671996B1

KR101671996B1 - 차량용 dc블로워모터에서 발생하는 전자파차폐장치 및 방법

Info

Publication number: KR101671996B1
Application number: KR1020150002250A
Authority: KR
Inventors: 정진근
Original assignee: 효성전기주식회사
Priority date: 2015-01-07
Filing date: 2015-01-07
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2035-01-07
Also published as: KR20160085176A

Abstract

본 발명에 따른 차량용 DC블로워모터 전자파차폐장치는, 모터수납관체(100), 조립결합판부(300), 12슬롯코아, 12슬롯정류자, 마그넷(200), 브러시(400)로 구성된 차량용 DC블로워모터 전자파차폐장치(10)에 있어서, 상기 모터수납관체(100)와 상기 마그넷(200)의 결합 각도를 일정각도로 이동시켜 전자파를 차폐하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 DC블로워모터에서 발생하는 전자파를 차폐하는 장치는, 전자파를 차폐하는 추가 필터를 사용하지 않고 기존의 필터를 이용하여 전자파를 차단하여, 기 양산 모터에서 약간의 구조 변경만을 통해 장치의 생산이 가능해 추가 부품이나 추가 공정이 없어 재료비 상승이 거의 없고, 또한 추가 부품이 없음에 따라 중량증가가 없어 중량증대가 없어 연비에 도움이 되는 효과가 있다. 또한, 기존 양산설비를 이용하여 추가적인 설비가 필요 없으며, 다양한 차종에 적용이 가능하다는 효과가 있다.

Description

차량용 DC블로워모터에서 발생하는 전자파차폐장치 및 방법{Electromagnetic shielding apparatus and method for generating the vehicle DC blower motor}

본 발명은 차량에 구조된 자동차용 DC블로워모터에서 발생하는 유해 전자파로부터 사용자를 보호하기 위해 차량에서 발생하는 전자파차폐장치 및 그 방법에 관한 것이다.

과거에는 기계식 가속방식으로 운전자가 직접 페달로 엔진의 연료밸브를 열고 닫았지만, 자동차 시스템은 더욱 전자화 되고 있고, 최근의 자동차들은 페달에 장착된 센서가 페달의 움직임을 감지한 뒤 케이블을 통해 전자제어부에 정보를 전달하는 방식을 사용하고 있다. 이러한 센서 또한 자동차에 내장된 수많은 전자부품가운데 하나로 전자파의 간섭을 받을 수 있다. 최근에는 하이브리드 자동차와 전기차가 개발, 상용화 되고 있어 이러한 자동차에는 고출력, 고전압 전기구동장치가 필수적으로 포함되고 있어 기존차량들에 비해 전자파가 많이 발생할 수밖에 없고, 또한 자동차 내부에 각종 무선전자시스템들이 장착되어, 무선통신기기 사용량 증대 및 사용 주파수 범위가 확대되어 자동차는 전자파의 온상이 되고 있다. 따라서 이에 대한 연구, 개발에 대한 필요성이 있다.

특히, 일반적으로 모터는 대상기기의 구동원으로 사용되고 있으며, 주로 전동식 모터가 많이 사용된다. 모터의 속도를 제어하는 방법으로 저항을 이용하는 방식이 있는데, 저항을 사용하는 경우 전압 강하가 발생하여 원하는 속도로의 제어가 힘든 단점이 있다. 최근에는 모터에 PWM제어신호를 인가하여 속도를 다단으로 선형 제어할 수 있는 방법이 사용되고 있다. 하지만 PWM제어방식의 경우 EMI를 많이 유발하여 인체에 나쁜 영향을 줄 뿐만 아니라 주변기기의 장애, 오작동을 발생시키는 요인이 된다.

최근에는 전자파 간섭에 대한 규제가 더욱 강화되는 추세에 있으며, 전자파 간섭을 최소화하기 위한 방안들이 강구되고 있다. 일반적으로 전자파 발생에 대한 대책은 전자파 감쇄 필터를 장착하거나 전자파 차폐장치를 장착하는 방법 및 감쇄 필터와 차폐장치를 혼합해서 사용하는 방법이 사용된다. 국내특허 10-2011-0048663에서는 원통형 용기 형상을 이루도록 일측이 개구된 실린더 형태로 형성되고, 개구된 면을 맞대어 결합되는 제1 및 제2케이스 프레임을 구비하는 케이스프레임; 상기 케이스프레임의 내부에 수납되고, 상기 제1케이스프레임에 회전가능하게 고정되는 회전자샤프트를 가지는 회전자와 전기자권선이 권취된 조립체로 구성되며 상기 회전자를 둘러싸도록 배치되는 고정전기자를 구비하는 모터조립체; 판상으로 형성되고, 상기 모터조립체와 전기적으로 연결되어 상기 모터조립체의 구동을 위한 제어신호를 생성하는 소자 및 회로를 구비하고, 상기 소자 및 회로는 상기 판의 면 중 상기 모터조립체를 대하는 면과 반대의 면에 구성되는 기판; 상기 기판과 모터조립체 사이에 배치되고, 판상의 금속체로 형성되며, 프레임바디와 상기 프레임바디의 가장 자리에서 상기 프레임바디 면과 수평한 방향으로 신장되어 형성되는 복수의 프레임플랜지를 구비하며, 상기 프레임플랜지의 종단은 절곡되어 경사지게 형성되는 차폐프레임;을 포함하여 구성되는 전자파 차폐 개방형 팬모터를 게시한 바 있다. 상기와 같은 발명은 기판 면과 모터 구동부 사이에 차폐프레임을 삽입하도록 하여 팬모터의 구조 및 크기의 변화없이 전자파의 차폐가 가능하다는 장점이 있으나, 전자파를 차폐하기 위한 차폐프레임을 삽입해야 하며, 그로 인한 제조비용이 증가하고, 부품이 증대되고 공정이 증대됨으로 인해 작업성에 어려움이 발생한다. 또한, 차종별로 다른 부품을 사용해야 함으로 활용성이 불합리 하여 생산량이 감소하는 문제점이 있었다.

또한, 급발진 등의 원인이 규명되지 않는 사고 등이 발생함에 따라 자동차 회사에서는 표 1 및 표 2와 같이 기존의 전자파 규제수준(E-VERSION)보다 강화된 전자파 규제(K-VERSION)를 요구하고 있고, 이에 따른 전자파 발생에 대한 억제방안에 대한 개발이 필요한 실정이다.

< 표1. 전도잡음(Conducted emission)>

구분	E-VERSION			K-VERSION
Frequency	Peak	Q/Peak	Ave	Peak	Q/Peak	Ave
0.1~0.15	NA	NA	NA	70	-	50
0.15~0.3	93	80	NA	90	77	70
0.3~0.53	NA	NA	NA	NA	-	NA
0.53~1.8			NA	54	41	34
1.8~2.0	59	45	NA	NA	-	NA
2.0~5.9	NA	NA	NA	NA		NA
5.9~6.2	65	52	NA	65	52	445
6.2~26	NA	NA	NA	NA	-	NA
26~28	NA	NA	NA	56	43	-
28~30	NA	NA	NA	NA	-	NA
30~41	65	52	NA	56	43	36
41~54	65	52	NA	46		36
54~70	NA	NA	NA	46		36
70~76	49	36	NA	46		36
76~108	49	36	NA	38	25	18

<표2. 방사잡음(Radiated emission)>

구분	E-VERSION			K-VERSION
Frequency	Peak	Q/Peak	Ave	Peak	Q/Peak	Ave
0.1~0.15	NA	NA	NA	46	-	26
0.15~0.3	76	63	NA	66	53	46
0.3~0.53	NA	NA	NA	NA	-	NA
0.53~1.8	67	54	NA	40	27	20
1.8~2.0	67	54		NA		NA
2.0~5.9	NA	NA	NA	NA		NA
5.9~6.2	48	35	NA	52	39	32
6.2~26	NA	NA	NA	NA	-	NA
26~28	NA	NA	NA	52	39	32
28~30	NA	NA	NA	NA	-	NA
30~41	48	35	NA	52	39	32
41~54	48	35	NA	40	-	30
54~70	NA	NA	NA	40		30
70~76	NA	NA	NA	40		30
76~108	37	24	NA	38	25	18
108~142	NA	NA	NA	NA		NA
142~144	NA	NA	NA	47	34	27
144~171	37	24	NA	47	34	27
171~172	37	24	NA	NA	-	NA
172~245	NA	NA	NA	38		28
245~300	NA	NA	NA	NA		NA
300~314	NA	NA	NA	32	NA	18
314~316	28	15	NA	32		18
316~330	NA	NA	NA	32		18
330~380	NA	NA	NA	NA		NA
380~420	NA	NA	NA	57	37	30
420~450	37	24	NA	32		18
450~512	37	24	NA	50	37	30
512~820	NA	NA	NA	53	43	NA
820~944	37	24	NA	53		43
944~960	NA	NA	NA	NA	NA	NA
960~1447	NA	NA	NA	40		30
1447~1494	NA	NA	NA	NA		NA
1494~1567	NA	NA	NA	NA		NA
1567~1583	NA	NA	NA	NA		NA
1583~1803	NA	NA	NA	56		36
1803~1882	NA	NA	NA	56		36
1850~1990	NA	NA	NA	56		36
1990~1992	NA	NA	NA	NA		NA
1992~2010	NA	NA	NA	56		36
2010~2025	NA	NA	NA	56		36
2025~2108	NA	NA	NA	NA		NA
2108~2172	NA	NA	NA	56		36
2172~2320	NA	NA	NA	NA		NA
2320`2345	NA	NA	NA	46		36
2345~2400	NA	NA	NA	NA		NA
2400~2500	NA	NA	NA	56		36

표 3은 기존 제품 평과 결과가 도시된 표로, 기존의 제품으로 평가한 결과 전자파 전도잡음(Conducted emission) & 방사잡음(Radiated emission) 모두 국제기준 및 국내 자동차 제조사의 규제 영역확대 및 강화에 따라 규격 불만족이라는 결과가 도출되었고, HMS등 자동차 회사의 전자파 규제 강화에 대한 대책마련이 필요하다.

<표3. 기존제품 평가 결과>

KR 10-2012-0039822 JP 2008283755 A KR 10-2011-0048663

본 발명은 기존에 제안된 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 구체적으로 차량에 구조된 자동차용 DC블로워모터에서 발생하는 유해 전자파로부터 사용자를 보호하기 위한 전자파차폐장치 및 그 방법을 구현하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 차폐 또는 추가필터를 사용하지 않고 기존의 모터에서 약간의 구조 변경을 통하여 기존의 필터를 이용하여 자동차용 DC블로워 모터의 전자파차단방법을 구현하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자파차폐장치는, 모터수납관체, 조립결합판부, 12슬롯코아, 12슬롯정류자, 마그넷, 브러시로 구성된 차량용 DC블로워모터에서 발생하는 전자파를 차폐하는 장치에 있어서, 상기 모터수납관체와 상기 마그넷의 결합 각도를 일정각도로 이동시켜 전자파를 차폐하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조립결합판부에 삽입된 브러시의 접점형상을 변경하여 차량용 DC블로워모터에서 발생하는 전자파를 차폐하는 기능을 포함한다.

또한, 상기 조립결합판부에 삽입된 브러시의 구성입자인 흑연분말의 입자를 기존브러시의 구성입자보다 크게 하여, 단락전류 및 전위차에 의해 발생되는 아크를 감소시키는 기능을 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 DC블로워모터에서 발생하는 전자파를 차폐하는 장치는, 전자파를 차폐하는 추가 필터를 사용하지 않고 기존의 필터를 이용하여 전자파를 차단하여, 기 양산 모터에서 약간의 구조 변경만을 통해 장치의 생산이 가능해 추가 부품이나 추가 공정이 없어 재료비 상승이 거의 없고, 또한 추가 부품이 없음에 따라 중량증가가 없어 중량증대가 없어 연비에 도움이 되는 효과가 있다. 또한, 기존 양산설비를 이용하여 추가적인 설비가 필요 없으며, 다양한 차종에 적용이 가능하다는 효과가 있다.

도 1은 기존의 발명에 따른 모터수납관체와 마그넷의 결합을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터수납관체와 마그넷의 결합을 나타낸 예시도이다.
도 3은 기존 발명에 따른 조립결합판부에 삽입된 브러시의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조립결합판부에 삽입된 브러시의 사시도이다.
도 5는 기존 발명의 브러시 흑연분말입자를 나타낸 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 브러시 흑연분말입자를 나타낸 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 장치를 실제모터와 연결한 모습을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 방사잡음(RE)의 측정결과를 나타낸다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 전도잡음(CE)의 측정결과를 나타낸다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

일반적으로 모터는 전자파를 발생시키고, 이러한 전자파를 차폐하기 위해서는 필터 등을 통해 방출되는 전자파를 차단하거나, 들어오는 전자파를 차단하는 방법을 사용해왔다. 본 발명에서는 전자파를 야기시키는 서지발생의 억제를 통하여 차폐 또는 추가필터를 사용하지 않고 기존의 필터를 이용하여 전자파를 차폐하는 방법을 제시한다.

도 1은 기존의 발명에 따른 모터수납관체와 마그넷의 결합을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터수납관체와 마그넷의 결합을 나타낸 예시도이다. 모터수납관체(100), 조립결합판부(300), 12슬롯코아, 12슬롯정류자, 마그넷(200), 브러시(400)로 구성된 차량용 DC블로워모터에서 발생하는 전자파를 차폐하는 장치(10)에 있어서, 상기 모터수납관체(100)와 상기 마그넷(200)의 결합 각도를 일정각도로 이동시켜 전자파를 차폐하는 것을 특징으로 한다. 모터가 회전을 하게 되면 코일에 전류가 흘러 기계각과 전기각으로 구분되며, 이때 브러시(400)의 위치가 기계각에 위치하게 되면 단락 전류 등이 흘러 불꽃 등의 아크가 발생하고, 이러한 아크 발생이 전자파 증가의 원인이 된다. 따라서 본 발명에서는 이러한 아크 발생을 감소시키기 위해 마그넷(200)의 위치를 이동시켜 전자파를 차폐한다. 상기 모터수납관체(100)와 상기 마그넷(200)의 결합각도는, 도 2와 같이, 상기 마그넷(200) 위치를 전기각에 맞춰 이동하며, 상기 결합각도는 40°~ 45°의 범위에 있는 것을 특징으로 한다.

도 3은 기존 발명에 따른 조립결합판부에 삽입된 브러시의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조립결합판부에 삽입된 브러시의 사시도이다. 상기 조립결합판부(300)에 삽입된 브러시(400)의 접점형상을 변경하여 정류자와의 접촉저항을 감소시켜 차량용 DC블로워모터에서 발생하는 전자파를 차폐하는 것을 특징으로 한다. 상기 조립결합판부(300)에 삽입된 브러시(400) 접점형상은, 브러시(400) 접점 전면에 다수개의 돌기(410)가 형성된 것을 특징으로 한다. 브러시(400) 접촉면의 돌기(410)는 세레이션으로 형상하여 접촉면적을 증대시킨다.

도 5는 기존 발명의 브러시 흑연분말입자를 나타낸 확대도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 브러시 흑연분말입자를 나타낸 확대도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 조립결합판부(300)에 삽입된 브러시(400)의 구성입자인 흑연분말의 입자를 기존 브러시의 구성입자보다 크게 하여, 단락전류 및 전위차에 의해 발생되는 아크를 감소시키는 것을 특징으로 한다. 상기 조립결합판부(300)에 삽입된 브러시(400)의 구성입자인 흑연분말의 크기는 최대 400μm 이하 인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 방법으로 전자파를 차폐하는 방법은 기 양산된 모터의 구조 변경만으로 양산할 수 있어, 추가부품이나 추가 공정이 없어 재료비 상승이 거의 없고, 추가 부품이 없어 중량증대가 없고, 중량증대가 없어 자동차 연비에 도움이 된다는 특징이 있다. 또한 기존양산 설비를 이용하여 추가적인 생산설비가 필요 없다는 장점을 가진다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 장치를 실제모터와 연결한 모습이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 방사잡음(RE) 및 전도잡음(CE)의 측정결과를 나타낸다.

본 발명의 실시예를 적용한 경우, 전도잡음(CE) 및 방사잡음(RE) 측정모두의 경우에 있어서 피크선과 평균선이 K버전 규제에서 정한 기준보다 낮게 나온 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예는 최소한의 전자파 간섭을 허용하며 K버전 규제를 만족할 수 있는 모터제어 장치를 제공할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

10 DC블로워모터 전자파차폐장치
100 모터수납관체
200 마그넷
300 조립결합판부
400 브러시
410 돌기

Claims

원통형으로 일면이 개방된 모터수납관체(100), 상기 모터수납관체(100)의 개방면에 결합되는 조립결합판부(300), 상기 모터수납관체(100)의 내부에 삽입되는 12슬롯코아 및 12슬롯정류자, 상기 모터수납관체(100)의 내면에 결합되는 마그넷(200), 상기 조립결합판부(300)에 장착되고, 상기 12슬롯정류자와 접하는 브러시(400)로 구성된 차량용 DC블로워모터 전자파차폐장치(10)에 있어서,
상기 모터수납관체(100)와 상기 마그넷(200)의 결합 각도를 일정각도로 이동시켜 전자파를 차폐하며,
상기 모터수납관체(100)와 상기 마그넷(200)의 결합 각도는, 상기 마그넷(200)의 위치를 전기각에 맞춰 이동하며, 상기 결합각도는 40~45도의 범위에 있고,
상기 조립결합판부(300)에 삽입된 브러시(400)의 접점 전면 또는 일부분에 다수개의 돌기(410)가 형성되며,
상기 브러시(400)의 흑연분말입자의 크기가 최대 400μm 이하이고,
상기 모터수납관체(100)는, 개방된 면과 반대되는 폐쇄면에 중심을 기점으로 동심원 형상으로 9개의 통공을 형성하며,
상기 마그넷(200)은 2개가 상호 마주보고 상기 모터수납관체(100)의 내면에 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 DC블로워모터 전자파차폐장치.
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