KR200196291Y1 - 블로워모터 전류제어용 저항소자 - Google Patents

Abstract

본 고안은 블로워모터 전류제어장치의 전류제어용 저항소자에 관한 것으로서, 종래 블로워모터 전류제어장치가 퓨즈를 전원과 모터사이에 개재시켜 과전류시 회로를 단락시켰던 것에 따른 문제점을 해결하기 위하여 종래의 피막타입 전류제어용 저항소자에서 제3의 저항을 PTC소자로 구성하고, 종래 4단계로 제어할 수 있었던 모터의 회전속도를 좀더 세분화기 위하여 PTC소자로 된 3개의 저항과 함께 폴리머스위치로 구성된 제4의 저항을 직렬연결함으로써, 모터의 4단 작동시에 과전류로부터 모터를 보호하고 모터속도를 종래의 4단계에서 5단계로 세분화할 수 있게 한 블로워모터 전류제어장치의 전류제어용 저항소자를 고안한 것이다.

Description

블로워모터 전류제어용 저항소자{resistance element for current control of a blower motor}

본 고안은 블로워모터 전류제어장치의 전류제어용 저항기에 관한 것으로서, 특히 상기 저항기를 구성하는 일부의 저항을 PTC소자나 폴리머스위치로 구성함으로써, 보다 단순한 구조로 전류제어장치를 구성함과 동시에 블로워모터의 동작구간을 세분화할 수 있도록 한 블로워모터 전류제어용 저항소자에 관한 것이다.

종래의 일반적인 블로워모터(blower motor)는 세라믹 기판에 저항 페이스트 및 도체 페이스트를 인쇄 및 소결하여 복수의 저항을 직렬로 구성하고 상기 저항을 블로워모터 구동용 전원과 블로워모터의 사이에 연결한 후, 선택스위치를 상기 저항사이의 단자에 선택적으로 접속하여 회로의 저항을 가변시킴으로써, 구동전원에서 모터로 흘려지는 전류를 조절하는 것에 의해 모터의 회전속도를 제어할 수 있도록 되어 있다. 이 때 물리적 또는 시스템적으로 모터가 구속시 모터 및 전류공급경로에 과전류로 발생된 열에 의해 납 등으로 된 퓨즈가 끊어지게 함으로써 회로를 단락시켜 모터가 손상 또는 과열에 의해 소손(발화)되는 것을 방지하도록 되어 있다.

그러나 과전류로 인한 열 발생시 단자와 직렬회로의 연결부에 납땜이 되어 있는 부분에서 납이 녹아서 회로를 단락시키는 방식은 한번 단락된 제품은 다시 사용할 수 없게 될 뿐만 아니라, 이것이 교체되더라도 블로워유닛 내부에 납 찌꺼기가 잔존하여 블로워모터의 작동시 인체내에 유해한 납공기가 발생된다는 문제점이 있다.

한편, 기존의 블로워모터 전류제어장치는 일반적으로 3개의 저항이 직렬연결된 회로로 구성되어 있고, 이에 따라 전원에서 전류가 제1 저항∼제3 저항을 모두 거친 후 모터로 공급되는 제1 모터속도와, 전류가 제2∼제3 저항을 거친 후 모터에 공급되는 제2 모터속도와, 전류가 제3 저항을 거친 후 공급되는 제3 모터속도, 전류가 저항을 거치지 않고 모터로 공급되는 제4 모터속도 등의 4가지 모터속도의 4단계 구분이 가능하다. 여기서 모터의 회전속도를 좀더 세분화하여 5단계 구분이 가능해지기 위해선 저저항 소자로 이루어진 제4 저항이 필요하게 되지만 상기한 일반적인 저항소자로는 그러한 회로를 구성하는 것이 불가능하다. 또한 상기회로에서 제4 모터속도로 회로가 동작하고 있는 때에는 과전류로 인한 과열시 회로단락을 위한 퓨즈 등을 사용하지 않는 한 모터를 보호하는 것이 불가능해진다는 문제점이 발생된다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 블로워모터 전류제어장치의 전류제어용 저항기를 구성하는 일부의 저항을 PTC소자나 폴리머스위치로 대체함으로써, 블로워모터 보호회로를 보다 간단한 구조로 구성할 수 있게 하고, 종래 모터속도의 4단계 구분이 가능했던 것을 좀 더 세분화하여 5단계 구분까지 가능하도록 하며, 모터의 4단 작동시에 과전류로부터 모터를 보호할 수 있도록 한 블로워모터 전류제어용 저항기를 제공하는 것에 있다.

도 1은 종래의 블로워모터 전류제어장치의 구성을 나타낸 회로도,

도 2는 본 고안의 전류제어용 저항소자가 적용된 블로워모터 전류제어장치의 구성을 나타낸 회로도,

도 3은 본 고안의 전류제어용 저항소자를 적용한 저항기의 조립예를 나타낸 개략도,

도 4는 본 고안의 또 다른 전류제어용 저항소자가 적용된 블로워모터 전류제어장치의 구성을 나타낸 회로도,

도 5는 본 고안의 전류제어용 저항소자를 적용하여 조립한 저항기의 사시도이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 블로워모터 구동용 전원과; 상기 전원과 한쪽 끝이 연결되어 있고, 다른쪽 끝은 복수 저항의 단자에 선택적으로 접속됨으로써 블로워모터로 공급되는 전류를 조절하기 위한 선택스위치와; 블로워모터와; 상기 전원과 블로워모터의 사이에 연결되는 복수의 블로워모터 전류제어용 저항소자; 로 이루어진 블로워모터 전류제어장치에 있어서, 상기 블로워모터 전류제어용 저항소자는,

제1 저항과; 그 한쪽 끝이 상기 제1 저항과 직렬 연결된 제2 저항과; 그 한쪽 끝이 상기 제2 저항과 직렬 연결되고, 다른쪽 끝은 상기 블로워모터와 직렬 연결된 PTC소자로 구성된 제3 저항; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 블로워모터 구동용 전원과; 상기 전원과 한쪽 끝이 연결되어 있고, 다른쪽 끝은 복수 저항의 단자에 선택적으로 접속됨으로써 블로워모터로 공급되는 전류를 조절하기 위한 선택스위치와; 블로워모터와; 상기 전원과 블로워모터의 사이에 연결되는 복수의 블로워모터 전류제어용 저항소자; 로 이루어진 블로워모터 전류제어장치에 있어서, 상기 블로워모터 전류제어용 저항소자는,

PTC소자로 구성된 제1 저항과; 그 한쪽 끝이 상기 제1 저항과 직렬 연결된 PTC소자로 구성된 제2 저항과; 그 한쪽 끝이 상기 제2 저항과 직렬 연결된 PTC소자로 구성된 제3 저항과; 그 한쪽 끝이 상기 제3 저항과 직렬 연결되고, 다른쪽 끝은 상기 블로워모터와 직렬 연결된 폴리머스위치로 구성된 제4 저항; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 설명으로 더욱 명백해진다.

도 1은 탄소 피막이나 금속피막으로 이루어진 3개의 저항(R1∼R3)을 직렬로 연결하고 납 등으로 된 퓨즈를 저항과 블로워모터 사이에 개재시킨 종래의 블로워모터 전류제어장치를 나타낸 것이다. 이러한 구성에서는 선택스위치가 단자(a1)에 연결되면 전원으로부터 전류는 저항 R1, R2, R3를 모두 거쳐 모터(M)에 공급되고, 선택스위치가 단자(b1)에 연결되면 전류는 R2와 R3의 저항을 거쳐 모터에 공급되며, 선택스위치가 단자(c1)에 연결되면 전류는 R3의 저항을 거쳐 모터에 공급되고, 선택스위치가 단자(d1)에 연결되면 전류는 저항을 거치지 않고 모터에 공급되게 된다. 따라서 전원으로부터 공급되는 전류는 상기한 바와 같이 4단계로 조절할 수 있으며, 거치는 저항의 수가 작아질 수록 회로에 흐르는 전류의 세기가 강해져 모터는 더 빠른 속도로 회전하게 되고 상기 선택스위치가 단자(d1)에 연결된 경우가 지속되는 경우에는 모터에 과전류가 흘러 손상될 우려가 있으므로 이를 방지하기 위해 종래는 퓨즈를 저항(R3)과 모터사이에 두고 있다.

그러나 퓨즈로 회로를 단락시키는 경우는 상기한 바와 같은 문제점이 생기게 되므로, 이를 해결하기 위한 본 고안의 저항소자가 도 2에 나타내져 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이 본 고안의 저항소자는 저항(R1, R2)과, PTC 소자로 구성된 저항(R3)이 직렬로 연결되어 있고, 종래와 같은 퓨즈를 사용하지 않고 있다.

PTC(positive temperature coefficient)소자는 그 특성상 온도가 증가함에 따라 고유저항이 증가하며 특정값 이하의 온도 즉 임계온도 이하에서는 상대적으로 낮고 일정한 고유저항을 나타내지만, 임계온도 이상이 되면 고유저항이 급격하게 증가하게 되어, 회로의 과전류로 인한 열이 발생하여 PTC소자의 저항이 매우 높아지는 경우에는 회로에 흐르는 전류를 상대적으로 낮은 값으로 조절할 수 있게 되어 모터에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 따라서 PTC소자는 퓨즈의 형태로 작용하여 PTC 소자가 임계온도 이상으로 가열될 때 모터를 통과하는 전류를 안전하며 상대적으로 낮은 값으로 감소시킬 수 있다. 이러한 PTC소자의 특성 활용은 회로에 대전류가 흐르게 되는 경우에 특히 중요하게 되며, 본 고안은 이러한 점을 감안하여 저항 (R3)을 PTC소자로 구성한 것에 그 특징이 있다. 또한 PTC소자는 임계온도 이하로 냉각되면 낮은 저항상태로 되어 다시 정상작동할 수 있으므로, 리셋가능한 회로의 보호장치가 될 수 있어 퓨즈와 달리 재사용이 가능하다.

본 고안의 저항소자는 도 3에 나타난 바와 같은 조립과정을 거쳐 차량에 장착되는 저항기로 완성된다. 즉 모터의 작동시 장치를 일정한 온도로 유지시키기 위한 상부방열판(10)에 운모판(20)을 부착하고, 본 고안의 저항소자가 인쇄된 저항 플레이트(30)를 그 다음 층으로, 그리고 PTC소자(40)를 하부방열판(50)과 함께 상기 플레이트에 고정한다. 그 다음 상기 조립된 부품을 베이스 플레이트(60)에 끼워 넣고 여기에 PCB판(80) 및 4개의 단자(70)를 설치한 후 커버(90)로 하우징한다.

또한 도 4에 나타낸 바와 같이 본 고안의 전류제어용 저항소자는 3개의 저항(R1∼R3)을 상기한 PTC소자로 구성하고, 저항(R4)을 폴리머소자로 구성된 폴리머 스위치로 하여 직렬연결한 것을 특징으로 한다.

폴리머소자는 PTC소자와 마찬가지로 전류가 상승하면 즉시 온도가 상승하고 이에 따라 저항이 급격히 무한대에 가깝게 증가하여 전류의 흐름을 차단할 수 있는 소자이다. 폴리올레핀, 불소수지 등의 절연성 폴리머에 카본 등을 혼합하면 폴리머내에 무수한 도전성 패스(Path)가 생기면서 도전성을 나타내는데, 폴리머스위치는 이러한 폴리머 재료를 방사선으로 가교 결합하고 이를 충진재료와 혼합해 원형으로 성형한 다음 리드선을 붙이고 에폭시 소자를 덮어 만들어 진다.

따라서 회로의 저항(R3)과 모터 사이에 개재시키면, 선택스위치가 단자(d3)에 접속되어 모터가 4단으로 작동하는 경우 과전류로부터 모터를 보호하는 역할을 할 수 있다. 즉, 회로에 과전류가 흘러 폴리머스위치내의 온도가 상승하면 열에 의해 폴리머가 팽창하고 카본패스가 서서히 끊어지면서 저항이 커지게 된다. 온도가 폴리머의 용해온도까지 계속해서 상승하면 저항치는 급격하게 증가하여 모터로의 전류를 차단하게 되고, 이에 따라 과전류시 전원과 모터의 연결을 차단함으로써 과전류에 의해 모터가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편 상기한 바와 같이 폴리머스위치에는 방사선 가교로 무수한 카본패스가 존재하여 낮은 저항치를 갖는다는 특징이 있다. 이러한 폴리머스위치의 저저항 특성은 모터의 구동단계를 5단계로 나누고자 할 때에도 적용될 수 있다. 즉, 모터의 구동을 5단계로 세분하고자 할 때 저항(R4)은 일반적으로 0.1Ω이하의 저저항으로 될 필요가 있으나, 현실적으로 PTC소자로 된 저항등의 경우에도 0.2 Ω이하의 저항은 제조상 불가능하여 대전류를 취급하는 것은 어렵다. 그러나 상기 폴리머스위치는 정상상태에서의 저항치가 대단히 낮아 대전류를 취급할 수 있으므로 제4의 저항으로 이를 채용하고, 선택스위치를 단자(e3)에 접속하는 경우에는 모터의 5단 구동이 가능해진다.

본 고안의 전류제어용 저항소자들을 상기 도 3과 같은 조립과정을 거쳐 하나의 저항기로 구성하면 도 5에 나타낸 바와 같은 형상이 된다.

상기한 본 고안의 구성에 의하면, 종래의 피막타입 전류제어용 저항소자에서 제3의 저항을 PTC소자로 구성함으로써 퓨즈를 사용하지 않고서도 과전류로 인한 손상으로부터 모터를 효과적으로 보호할 수 있게 되며, PTC소자로 된 3개의 저항과 함께 제4의 저항을 폴리머스위치로 구성함으로써 모터속도를 종래의 4단계에서 5단계로 세분화할 수 있게 됨과 동시에 모터의 4단 작동시에는 과전류로부터 모터를 보호할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 블로워모터 구동용 전원과;

   상기 전원과 한쪽 끝이 연결되어 있고, 다른쪽 끝은 복수 저항의 단자에 선택적으로 접속됨으로써 블로워모터로 공급되는 전류를 조절하기 위한 선택스위치와;

   블로워모터와;

   상기 전원과 블로워모터의 사이에 연결되는 복수의 블로워모터 전류제어용 저항소자로 이루어진 블로워모터 전류제어장치에 있어서,

   상기 블로워모터 전류제어용 저항소자는,

   제1 저항과;

   그 한쪽 끝이 상기 제1 저항과 직렬 연결된 제2 저항과;

   그 한쪽 끝이 상기 제2 저항과 직렬 연결되고, 다른쪽 끝은 상기 블로워모터와 직렬 연결된 PTC소자로 구성된 제3 저항;

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 블로워모터 전류제어용 저항소자.
2. 블로워모터 구동용 전원과;

   상기 전원과 한쪽 끝이 연결되어 있고, 다른쪽 끝은 복수 저항의 단자에 선택적으로 접속됨으로써 블로워모터로 공급되는 전류를 조절하기 위한 선택스위치와;

   블로워모터와;

   상기 전원과 블로워모터의 사이에 연결되는 복수의 블로워모터 전류제어용 저항소자로 이루어진 블로워모터 전류제어장치에 있어서,

   상기 블로워모터 전류제어용 저항소자는,

   PTC소자로 구성된 제1 저항과;

   그 한쪽 끝이 상기 제1 저항과 직렬 연결된 PTC소자로 구성된 제2 저항과;

   그 한쪽 끝이 상기 제2 저항과 직렬 연결된 PTC소자로 구성된 제3 저항과;

   그 한쪽 끝이 상기 제3 저항과 직렬 연결되고, 다른쪽 끝은 상기 블로워모터와 직렬 연결된 폴리머스위치로 구성된 제4 저항;

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 블로워모터 전류제어용 저항소자.