KR102534298B1 - 차량용 모터 제어기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제어기에 사용되는 캐패시터를 공간 효율성과 방열 특성이 우수하도록 배치한 차량용 모터 제어기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 실시예에 따른 차량용 모터 제어기는, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 관통부를 포함하는 기판; 상기 기판에 배치되는 캐패시터; 및 상기 하우징과 결합하되 상기 기판 상단에 배치되는 커버를 포함하고, 상기 캐패시터는 상기 관통부에 삽입되는 몸체와 상기 기판과 연결되는 연결부를 포함하고, 상기 하우징은 상기 관통부를 통과한 몸체의 일면과 접촉하는 지지부를 포함하고, 상기 커버는 상기 몸체의 타면과 접촉하는 수용부를 포함한다.

Description

차량용 모터 제어기{Control device of motor for vehicle}

본 실시예는 차량용 모터 제어기에 관한 것이다.

차량의 전기장치로는 엔진전기장치(시동장치, 점화장치, 충전장치)와 등화장치가 일반적이나, 최근에는 차량이 보다 전자제어화 됨으로써 샤시 전기장치를 포함한 대부분의 시스템들이 전기전자화 되고 있는 추세이다.

차량에 설치되는 램프, 오디오, 히터, 에어컨 등의 각종 전장품들은 차량 정지시에는 배터리로부터 전원을 공급받고, 주행시에는 발전기로부터 전원을 공급받도록 되어 있는데, 이때 통상의 전원 전압으로 14V계 전원 시스템의 발전용량이 사용되고 있다.

최근 들어 정보기술 산업의 발달과 더불어 자동차의 편의성 증대를 목적으로 하는 다양한 신기술(모터식 파워 스티어링, DCT, 인터넷 등)들이 차량에 접목되고 있으며, 앞으로도 현 차량 시스템을 최대한 이용할 수 있는 신기술의 개발이 계속될 전망이다.

상기와 같은 추세에 따라 최근의 차량은 개별 구성 모듈에서 액추에어터 용으로 다양한 모터가 사용되고 있으며, 또한 상기 모터의 제어 역시 차량에 상태에 따라 효율적으로 동작하도록 점점 복잡해지고 있다.

한편, 차량용 오일펌프의 경우 종래에는 엔진 동력과 연동된 캠축에 의하여 동작되도록 구성되었으나, 최근에는 오일펌프를 구동하는 모터와 상기 모터를 제어하는 제어기를 포함하는 오일펌프 시스템이 차량에 적용되고 있다.

상기와 같은 구성은 종래 방식에 비하여 보다 다양한 환경에서 효율적으로 엔진 오일을 공급할 수 있는 효과가 있어 향후 확대 적용이 예상된다.

한편 상기와 같은 오일펌프 시스템에서 제어기는 모터 제어를 위한 다양한 전자 부품들을 포함하고 있으며, 특히 전압 변환 등에 필수적으로 사용되는 캐패시터를 포함하고 있다.

상기 캐패시터는 원통형상으로 구성되며, 다른 부품에 비하여 상대적으로 큰 크기를 가지고 있으며, 또한 지속적인 동작 시 온도가 상승하는 특징이 있다.

종래 제어기에서 상기 캐패시터는 기판에 수직 또는 수평으로 배치되어 공간 활용적인 측면과 방열적인 측면에서 매우 취약한 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 제어기에 사용되는 캐패시터를 공간 효율성과 방열 특성이 우수하도록 배치한 차량용 모터 제어기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 실시예에 따른 차량용 모터 제어기는, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 관통부를 포함하는 기판; 상기 기판에 배치되는 캐패시터; 및 상기 하우징과 결합하되 상기 기판 상단에 배치되는 커버를 포함하고, 상기 캐패시터는 상기 관통부에 삽입되는 몸체와 상기 기판과 연결되는 연결부를 포함하고, 상기 하우징은 상기 관통부를 통과한 몸체의 일면과 접촉하는 지지부를 포함하고, 상기 커버는 상기 몸체의 타면과 접촉하는 수용부를 포함한다.

바람직하게는 상기 하우징의 재질은 방열 플라스틱이고, 상기 커버의 재질은 금속이다.

더욱 바람직하게는, 상기 커버의 재질은 알루미늄이다.

바람직하게는, 상기 기판은 전자 부품들이 실장된 상면이 하방향을 향하도록 상기 하우징에 배치되고, 상기 캐패시터는 상기 기판의 하면에 배치된다.

바람직하게는, 상기 캐패시터 몸체는 원통형상이고, 상기 수용부는 상기 원통형상의 일부를 수용하는 형상이다.

더욱 바람직하게는, 상기 커버는 하우징과 결합 시 상기 캐패시터 몸체를 가압하여 캐패시터와 커버, 캐패시터와 지지부와의 접촉력을 증가킨다.

본 실시예에 따른 차량용 모터 제어기는 관통부가 형성된 기판에 캐패시터의 일부가 상기 관통부를 통과하도록 배치되고, 상기 관통부를 통과한 캐패시터의 일면은 방열 플라스틱 재질의 하우징과 접촉하고, 상기 기판 상단에 배치된 캐패시터의 타면은 알루미늄 재질의 커버에 접촉하도록 하여 캐패시터에서 발생되는 열이 신속하게 배출되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사시도이며,
도 2는 도 1에 도시된 기판의 구성도이며,
도 3은 도 2에 캐패시터가 결합한 구성도이며,
도 4는 도 3의 기판이 하우징에 결합한 구성도이며,
도 5는 도 1의 단면도이며,
도 6은 캐패시터의 방열 특성을 나타내는 설명도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 모터 제어기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 하우징(10), 상기 하우징(10)에 안착되는 기판(30) 및 상기 기판(30) 상단을 덮으면서 상기 하우징(10)의 일면에 결합 고정되는 커버(80)를 포함하여 구성된다.

여기서 하우징(10)은 전체 제어기(100)의 하부 케이싱 역할을 하며 내부에 다수의 부품이 안착되는 공간을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 하우징(10)은 내부에 각종 부품이나 기판(30)의 안착을 위한 공간이 형성되며, 방열 특성이 우수한 방열 플라스틱 재질로 이루어지고,다른 부품들과의 결합을 위한 다양한 돌출 또는 음각 형태의 구조물들을 포함한다.

또한, 외부 장치들과 전기적 연결을 위한 케이블 연결구 등이 장착되는 부분들도 포함되어 구성될 수 있다.

또한, 상단에는 커버(80)와 결합을 위한 나사 체결부와 커버(80)와의 결합면의 밀봉을 위한 복수의 단턱 등이 포함될 수 있다.

한편, 상기 기판(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 일면에 사각형 형상의 관통부(31)가 형성되어 있으며, 상면에는 제어 동작을 위한 다양한 전자 부품이 실장되어 있다.

상기 기판(30)의 하면에는 도 3에 도시된 바와 같이, 원통형의 캐패시터(40)가 배치된다.

즉, 각종 전자 부품이 실장된 반대편에 상기 캐패시터(40)가 배치된다.

이때 상기 캐패시터(40)는 원통형 형상의 몸체(41)를 포함하고, 필요한 경우 상기 몸체(41)에는 복수의 홈이 형성될 수 있으나, 생략될 수도 있다.

또한 상기 캐패시터(40)는 전기적 연결을 위하여 2개의 연결선(42)을 포함하며, 상기 연결선(42)은 상기 몸체(42)의 각 측면에 하나씩 배치되나, 필요한 경우 하나의 측면에 2개가 동시에 형성될 수도 있다.

상기 연결선(41)은 기판(30) 하면에서 삽입되고, 기판(30) 상면에서 솔더링되어 전기적 연결되고 또한 물리적으로 고정된다.

또한, 상기 몸체(41)는 상기 관통부(31)에 수평으로 배치된 상태에서 삽입된다. 물론 상기 관통부(31)의 폭은 상기 캐패시터(40) 몸체(41)의 직경보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.

이때 상기 관통부(31)의 폭이 상기 몸체(41)의 직경보다 크게 형성되는 경우, 상기 캐패시터(40)는 기판(30)에 몸체(41)가 접촉되지 않아 연결선(41)만으로 기판(30)과 연결되어 지지력에 문제가 발생할 우려가 있다.

한편, 상기 기판(30)은 도 4에 도시된 바와 같이 하면이 하우징(10)의 상방향을 향하도록 배치되어, 상기 하우징(10)에 고정된다.

물론 상기 기판(30)과 상기 하우징(10)은 통상의 방식인 나사 등에 의하여 결합될 수 있으며, 상기 하우징(10)은 나사가 결합하는 나사홀 등이 형성되고, 상기 기판(30)는 나사가 관통하는 홀 등이 형성된다.

상기와 같은 방식으로 기판(30)이 결합하는 경우, 관통부(31)를 통과한 캐패시터(40) 몸체(41) 부분이 기판(30) 하방향으로 돌출되고 나머지 몸체(41)는 기판(30)의 상방향으로 하우징(10) 측벽 이상으로 돌출된다.

한편, 상기 하우징(10)은 관통부(31)를 통과한 상기 캐패시터(40)의 몸체(41) 일면과 접촉하기 위하여 내면에서 연장 형성되는 지지부(12)를 포함한다.

물론 상기 지지부(12) 역시 상기 하우징(10)과 동일한 재질이며, 상기 캐패시터(40) 몸체(41)의 일면과 접촉하여 캐페시터(40)에서 발생하는 열을 하우징(10) 측으로 신속하게 전달하는 열할을 한다.

한편, 상기 하우징(10)의 상면에는 도 5에 도시된 바와 같이, 커버(80)가 결합하여 제어기(100) 전체의 케이싱을 완성한다.

상기 커버(80)는 알루미늄과 같이 열전달율이 우수한 재질의 금속이며, 표면에 방열 특성 향상을 위한 다양한 형태의 핀들을 포함한다.

또한, 상기 기판(30)에 장착된 캐패시터(40)의 몸체(41)를 수용하기 위한 반원 단면의 공간으로 이루어진 수용부(82)를 포함한다.

상기 커버(80)가 상기 하우징(10)과 결합하는 경우 상기 수용부(82)는 상기 캐패시터(40) 몸체(41)의 상단부와 접촉하여 캐패시터(40)에서 발생된 열을 커버(80) 전 영역으로 전달하는 역할을 하여 방열 특성을 향상시키는 효과가 있다.

즉, 상기 캐패시터(40)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상단에는 수용부(82)를 통하여 커버(80)가 직접 접촉하고, 기판(30)을 통과한 하단은 지지부(12)를 통하여 하우징(10)과 직접 접촉하므로, 양방향 열방출이 가능하여, 캐피시터(40)의 성능을 지속적으로 우수하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 필요한 경우 상기 커버(80)가 상기 하우징(10)에 결합하는 경우 상기 커버가 상기 캐패시터(40) 몸체(41)를 가압하는 형태로 수용부(82) 크기 및 배치를 조절하는 경우, 몸체(41)와 수용부(82)의 접촉 열저항 그리고 몸체(41)와 지지부(12)의 접촉 열저항을 줄여 방열 특성을 향상시키는 장점이 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 하우징 12: 지지부
30: 기판 31: 관통부
40: 캐패시터 41: 몸체
42: 연결선 80: 커버
82: 수용부 100: 제어기

Claims (6)

1. 하우징;
   상기 하우징 내에 배치되는 관통부를 포함하는 기판;
   상기 기판에 배치되는 캐패시터; 및
   상기 하우징과 결합하되 상기 기판 상단에 배치되는 커버를 포함하고,
   상기 캐패시터는 상기 관통부에 삽입되는 몸체와 상기 기판과 연결되는 연결부를 포함하고,
   상기 하우징은 상기 관통부를 통과한 몸체의 일면과 접촉하는 지지부를 포함하고,
   상기 커버는 상기 몸체의 타면과 접촉하는 수용부를 포함하는 차량용 모터 제어기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징의 재질은 방열 플라스틱이고, 상기 커버의 재질은 금속인 차량용 모터 제어기.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 커버의 재질은 알루미늄인 차량용 모터 제어기.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 기판은 전자 부품들이 실장된 상면이 하방향을 향하도록 상기 하우징에 배치되고,
   상기 캐패시터는 상기 기판의 하면에 배치되는 차량용 모터 제어기.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 캐패시터의 몸체는 원통형상이고, 상기 수용부는 상기 원통형상의 일부를 수용하는 형상인 차량용 모터 제어기.
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 커버는 하우징과 결합 시 상기 캐패시터의 몸체를 가압하여 캐패시터와 커버, 캐패시터와 지지부와의 접촉력을 증가키시는 차량용 모터 제어기.
   

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