KR101746323B1 - 전기 기구를 위한 제어 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 전도성 재료로 이루어진 연결체(46), 및 연결체의 전력 공급을 위한 로드(59)를 포함하고, 로드(59)의 일 단부가 연결체(46)의 개구(58) 내로 삽입되는, 전기 기구를 위한 제어 모듈에 있어서, 로드(59)는 개구(58)의 주연부 상에 형성된, 전도성 연결체의 원통형 스커트 내로 강제로 삽입되는 것을 특징으로 하는, 전기 기구를 위한 제어 모듈에 관한 것이다.

Description

전기 기구를 위한 제어 모듈{CONTROL MODULE FOR AN ELECTRIC APPLIANCE}
본 발명은 전기 기구를 위한 제어 모듈, 및 그러한 제어 모듈을 포함하는, 특히 자동차를 위한 가열 모듈에 관한 것이다.
본 발명은 특히 자동차를 위한 애드온(add-on) 전기 가열 장치의 기술 분야에 적용된다. 그러한 가열 장치는 특히 자동차의 시동 초반에 사용되는데, 이러한 시동 초반에는 엔진이 차량 내부로의 고온 공기의 공급을 보장하기에 충분히 고온이 아니다. 이러한 웜업(warm-up) 시간은, 예를 들어 디젤 타입 엔진의 경우 15 내지 20분이다.
애드온 가열 장치는 일반적으로 지지 프레임을 포함하며, 이 지지 프레임 상에는 가열될 공기의 유동에 의해 통과되도록 배열되는 평행한 가열 모듈이 장착된다.
각각의 가열 모듈은 2개의 전극을 포함하며, 이들 전극 사이에는 양의 온도 계수(positive temperature coefficient, PTC) 타입의 저항 요소가 배치된다. 2개의 대향하는 히트 싱크(heat sink)가 전극 상에 고정되어, 가열될 공기의 유동과의 교환 표면적을 증가시킨다.
따라서, 각각의 가열 모듈은 + 단자를 포함한다. + 단자는 동일한 전기 전도성 연결 부재를 통해 배터리의 + 단자에 전기적으로 연결된다. 각각의 가열 모듈의 - 단자는 배터리의 - 단자에 전기적으로 연결된다.
이러한 부재가 배터리의 + 단자에 전기적으로 연결되는 것을 보장하기 위해, 부재 내에 오리피스를 형성하고, 그 오리피스 내에 전도성 금속 로드(rod)의 단부를 삽입 - 그것의 다른 단부는 배터리의 + 단자와 접촉하여 배치됨 - 하는 것이 공지된 관례이다.
보다 구체적으로, 전술된 부재 및 로드는 "드라이버(driver)"로 또한 불리는 제어 모듈에 통합된다. 제어 모듈은 지지 프레임에 고정된 케이싱 내에 장착된다.
로드와 부재 사이의 연결은 상당한 전력 수준의 사용을 허용하지 않으며, 로드의 대응 표면과 접촉하는 오리피스의 내측 표면을 통해서만 이루어지는 로드와 부재 사이의 감소된 접촉 때문에, 1000 와트 아래의 전력 수준으로 제한된다.
게다가, 로드와 부재 사이의 연결의 기계적 유지는 부적절한 것으로 판명된다.
본 발명의 목적은 특히 이들 문제에 대한 간단하고, 효과적이며 경제적인 해법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위해, 본 발명은 전기 전도성 재료로 제조된 연결 부재 및 부재에 전류를 공급하는 로드를 포함하고, 로드의 일 단부가 부재의 오리피스 내로 삽입되는, 전기 기구를 위한 제어 모듈에 있어서, 로드는 오리피스의 주변부(perimeter) 상에 형성된 부재의 스커트(skirt) 내로 강제로 삽입되는 것을 특징으로 하는, 전기 기구를 위한 제어 모듈을 제안한다.
본 발명에 따르면, 오리피스의 주변부 상에 형성된 스커트 내로의, 로드의 단부의 강제-끼워맞춤은 로드와 연결 부재 사이의 접촉 표면적을 증가시키는 것을 가능하게 만들며, 이는 더 높은 전력, 예를 들어 1200 와트의 전기 기구의 사용을 허용한다.
게다가, 접촉 표면적의 증가는 스커트 내로의 로드의 강제 삽입의 양호한 제어를 허용하는데, 이는 접촉하는 표면이 종래 기술에서와 같이, 감소되는 경우에는 가능하지 않다.
마지막으로, 부재에 대한 로드의 연결은 또한 두 부품의 더 나은 기계적 연결을 보장한다.
바람직하게는, 스커트는 로드가 연장되어 나오는 면(face)의 반대편의, 부재의 면 상에 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 로드의 자유 단부는 스커트의 자유 에지와 실질적으로 동일 평면에 있다.
우선적으로, 로드는 부재 상에 맞닿는 반경방향 쇼울더(shoulder)를 포함하고, 이에 따라 부재 내의 로드의 강제 위치설정을 제어하는 것을 가능하게 만든다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 전기 절연성 피팅부(fitting)가 로드 및 부재를 기계적으로 유지하며, 피팅부는 로드의 단부를 둘러싸고, 부재의 개구를 통해 부재의 양쪽에서 연장된다.
우선적으로, 로드는 적어도 하나의 환형 홈을 포함하며, 이 환형 홈 내에서 전기 절연성 피팅부가 연장되어, 부재에 고정된 피팅부에 대한 로드의 기계적 연결을 개선한다.
스커트는 유리하게는 부재와 단일 피스(single piece)로 형성되며, 이는 예를 들어 플런징(plunging) 작업에 의해 제조된다.
본 발명의 실용적인 일 실시예에서, 오리피스, 스커트 및 로드는 원형 단면을 갖는다. 스커트는 대략 4 mm의 직경 및 1.5 mm 내지 2.5 mm의 높이를 갖는다.
본 발명은 또한 앞서 기술된 바와 같은 제어 모듈, 및 단자가 전술된 부재에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 가열 모듈을 포함하는, 특히 자동차를 위한 가열 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기에 기술된 모듈을 조립하기 위한 방법에 있어서,
- 로드의 단부를, 상기 단부가 스커트의 자유 에지와 실질적으로 동일 평면에 있게 될 때까지, 오리피스를 통해 스커트 내로 강제로 삽입하는 단계; 및
- 스커트 내로 삽입된 로드의 단부 면의 카운터-펀칭(counter-punching)을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 모듈을 조립하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징이 비제한적인 예로서 제공되는 하기의 설명을 읽고서, 그리고 첨부 도면을 참조하여 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 가열 장치의 정면도,
도 2는 도 1의 가열 장치의 제어 모듈의, 정면으로부터 본 사시도,
도 3은 도 2의 모듈 내에 배열되는 전기 전도 부재에 대한 로드의 연결의 개략 단면 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 제어 모듈에 사용되도록 의도되는 전기 전도 부재의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 전기 전도 부재에 대한 로드의 연결의 개략 단면 사시도.
도 1은 자동차에 장비하도록 의도되는, 본 발명에 따른 애드온 전기 가열 장치(10)를 나타낸다. 그러한 가열 장치(10)는 특히 자동차의 사용 초반에 사용되는데, 이러한 사용 초반에는 엔진이 차량 내부로의 고온 공기의 공급을 보장하기에 충분히 고온이 아니다.
이러한 장치(10)는 평행육면체 형태의 지지 프레임(12)을 포함하며, 이 지지 프레임 상에는 가열될 공기의 유동(A)에 의해 통과되는 방식으로 배열되는 평행한 가열 모듈(14)이 장착된다. 가열 모듈(14)은 지지 프레임(12)에 고정된 케이싱(18) 내에 장착된 제어 모듈(16)(도 2) 또는 "드라이버"를 사용하여 제어된다.
각각의 가열 모듈(14)은 2개의 전극(20, 22)을 포함하며, 이들 중 하나는 + 단자에 대응하고, 다른 것은 - 단자에 대응하며, 이들 사이에는 양의 온도 계수 타입의 저항 요소가 배치된다. 2개의 대향하는 히트 싱크(24)가 전극 상에 고정되어, 가열될 공기의 유동과의 교환 표면적을 증가시킨다. 히트 싱크(24)는, 예를 들어, 주름진 또는 주름 잡힌 금속 스트립으로부터 형성된다.
따라서, 각각의 가열 모듈(14)은 배터리의 + 단자에 전기적으로 연결되는 + 단자, 및 다양한 전기 또는 전자 구성요소(28)가 연납땜되거나 장착된 인쇄 회로 보드(printed circuit board)(26)를 통해 배터리의 - 단자에 전기적으로 연결되는 - 단자를 포함한다.
제어 모듈(16)의 전자 구성요소(28), 가열 모듈(14) 및 배터리 사이의 전기적 연결은 전기 전도성 부재에 의해 제공된다.
보다 구체적으로, 3개의 전도성 부재(30a, 30b, 30c)가 가열 모듈(14)의 - 단자를 인쇄 회로 보드(26)에 연결한다.
다른 도체 부재(32)가 배터리의 + 단자를 상이한 가열 모듈(14)의 + 단자에 연결한다.
여러 도체 부재(30a, 30b, 30c, 32)가 피팅부(fitting)(34)에 의해 서로 기계적으로 연결되고 서로 전기적으로 절연되는데, 이 피팅부(34)는 합성 재료로 오버몰딩되고, 상기 도체 부재(30a, 30b, 30c, 32) 및 피팅부(34)가 단일형 조립체를 형성하는 방식으로 지지체로서 작용한다. 피팅부(34)는 인쇄 회로 보드 상에 고정된다.
도체 부재(32)는 금속 로드(rod)(36)를 통해 배터리의 + 단자에 연결되는데, 이 금속 로드(36)의 일 단부는 부재(32)의 오리피스 내에 삽입되어 유지된다(도 2 및 도 3). 로드는 도체 부재(32)의 양쪽에 위치된 2개의 환형 홈(40)을 포함한다. 개구(38)가 부재(32)의 두께로 형성되어, 부재를 통해 그리고 로드(36)의 홈(40) 내의 절연 피팅부(34)의 통과를 허용한다.
앞서 나타낸 바와 같이, 로드(36)는 오리피스의 내측 표면(44)과 접촉하는 그것의 표면(42)에 의해서만 부재(32)와 접촉하며, 이는, 고 전력, 특히 1000 와트 초과의 전기 기구의 작동에 필요한 전기 에너지를 전달하기에 부적절한 것으로 판명된다.
도 4는, 단독으로, 서로 실질적으로 평행한 제 1 탭(48), 제 2 탭(50) 및 제 3 탭(52)을 포함하는 본 발명에 따른 도체 부재(46)를 나타내며, 각각의 탭은 도 1을 참조하여 기술된 가열 모듈(14)의 + 단자에 연결되도록 의도된다. 제 1 탭(48), 제 2 탭(50) 및 제 3 탭(52)은 중심 부분(54)에 의해 함께 연결되며, 이 중심 부분(54)의 일 단부는 제 3 탭(52)의 반대편에서 그리고 제 3 탭(52)에 대해 실질적으로 직각으로 연장되는 제 4 탭(56)을 갖는다.
부재(46)의 제 4 탭(56)은 오리피스(58)를 포함하며, 이 오리피스(58)의 주변부(perimeter)는 제 4 탭(56)으로부터 제 1, 제 2 및 제 3 탭과 동일한 방향으로 연장되는, 실질적으로 원통형인 형태의 스커트(skirt)(60)를 포함한다.
본 발명에 따르면, 로드(59)의 일 단부가 오리피스(58)를 통해 스커트(60) 내로 강제로 삽입되고(도 4 및 도 5), 로드의 다른 단부가 배터리의 + 단자에 연결되도록 의도된다. 따라서, 로드(59)는 제 1 탭(48), 제 2 탭(50) 및 제 3 탭(52)과 반대 방향으로 제 4 탭(56)으로부터 연장된다.
로드(59)는, 이 로드(59)가 부재(46)의 제 4 탭(56) 상에 맞닿아 장착되도록 허용하는 반경방향 쇼울더(shoulder)(62)를 포함하며, 이러한 쇼울더(62)는, 장착 시에, 로드(59)의 단부 면(end face)이 원통형 스커트(60)의 자유 에지와 실질적으로 동일 평면에 있는 방식으로 위치된다.
스커트 내로의 로드(59)의 삽입 후에, 카운터-펀칭(counter-punching) 작업이 로드(59)의 단부 면에 대해 수행되어 스커트(60)의 내측 면 상에서의 로드(59)의 재료의 국소 압축을 생성하며, 이는 부재(46) 상의 로드(59)의 양호한 기계적 강도, 및 전기 에너지의 양호한 전달을 위한 스커트(60)와의 더 나은 접촉을 보장하는 것을 가능하게 만든다.
로드(59)의 단부는 또한 스커트(60) 반대편에 제 4 탭(56)의 면을 향해 위치되는 방식으로 형성된 환형 홈(64)을 포함한다. 도 3을 참조하여 기술된 것과 유사한 방식으로, 부재의 제 4 탭(56)은, 성형 시에, 제 4 탭(56)의 양쪽에 그리고 로드의 홈(64) 내에 수용되는 합성 피팅부(68)의 통과를 위한 개구(66)를 포함한다.
본 발명의 실용적인 실시예에서, 스커트(60)는 대략 4 mm의 직경 및 1.5 mm 내지 2.5 mm의 높이를 가지며, 이는 인접 부품의 구성을 변경시키지 않는다.
원통형 스커트(60)는 당업자에게 주지된 플런징(plunging) 작업에 의해 도체 부재(46)와 단일 피스(single piece)로 제조된다.
나타내지 않은 본 발명의 변형 실시예에서, 스커트는 테이퍼 형성된(tapered) 형태를 갖고, 로드의 단부가 또한 그것이 도체 부재의 스커트 내로 강제로 삽입되기에 적합한 테이퍼 형성된 형태를 갖는다.

Claims (11)

  1. 전기 기구를 위한 제어 모듈로서, 전기 전도성 재료로 제조된 연결 부재(46) 및 상기 연결 부재에 전류를 공급하는 로드(rod)(59)를 포함하고, 상기 로드(59)의 일 단부가 상기 연결 부재(46)의 오리피스(58) 내로 삽입되는, 상기 전기 기구를 위한 제어 모듈에 있어서,
    상기 로드(59)는 상기 오리피스(58)의 주변부(perimeter) 상에 형성된 전도성 부재의 스커트(skirt) 내로 강제로 삽입되는 것을 특징으로 하는
    전기 기구를 위한 제어 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스커트(60)는 상기 로드(59)가 연장되어 나오는 면(face)의 반대편의, 상기 연결 부재(46)의 면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는
    전기 기구를 위한 제어 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 로드(59)의 자유 단부는 상기 스커트(60)의 자유 에지와 동일 평면에 있는 것을 특징으로 하는
    전기 기구를 위한 제어 모듈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드(59)는 상기 연결 부재(46) 상에 맞닿는 반경방향 쇼울더(shoulder)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 기구를 위한 제어 모듈.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기 절연성 피팅부(fitting)(68)가 상기 로드 및 상기 연결 부재(46)를 기계적으로 유지하며, 상기 피팅부(68)는 상기 로드(59)의 단부를 둘러싸고, 상기 연결 부재의 개구를 통해 상기 연결 부재(46)의 양쪽에서 연장되는 것을 특징으로 하는
    전기 기구를 위한 제어 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 로드(59)는 적어도 하나의 환형 홈(64)을 포함하며, 상기 환형 홈(64) 내에서 상기 전기 절연성 피팅부가 연장되는 것을 특징으로 하는
    전기 기구를 위한 제어 모듈.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스커트(60)는 상기 연결 부재와 단일 피스(single piece)로 형성되는 것을 특징으로 하는
    전기 기구를 위한 제어 모듈.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스커트(60)는 4 mm의 직경 및 1.5 mm 내지 2.5 mm의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 기구를 위한 제어 모듈.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오리피스(58), 상기 스커트(60) 및 상기 로드(59)는 원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 기구를 위한 제어 모듈.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 제어 모듈, 및 단자가 전술된 연결 부재에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 가열 모듈을 포함하는
    자동차를 위한 가열 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 제어 모듈을 조립하기 위한 방법에 있어서,
    - 상기 로드(59)의 단부를, 상기 단부가 상기 스커트(60)의 자유 에지와 동일 평면에 있게 될 때까지, 상기 오리피스(58)를 통해 상기 스커트(60) 내로 강제로 삽입하는 단계; 및
    - 그 후에 상기 스커트(60) 내로 삽입된 상기 로드(59)의 단부 면의 카운터-펀칭(counter-punching)을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    제어 모듈을 조립하기 위한 방법.
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