KR20060052408A - 직류 전기장치용 계전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정의 공급 전압(Ua)에서 직류로 작동하는 장치(10)의 전환을 위한 전기 제어 소자로서, 상기 소자는 장치(10)의 전환 스위치(3, 4, 6, 7) 및 전환 스위치 접점을 형성하는 적어도 두 개의 브러시 홀더(13)를 포함한다.

계전기, 전기 제어 소자, 브러시 홀더

Description

직류 전기장치용 계전기{Relay for a direct current electrical apparatus}

도 1은 종래의 직류 전기 모터에 대한 도면이다.

도 2는 도 1의 모터의 전기 회로도이다.

도 3은 도 1의 모터의 인쇄회로기판에 대한 도면이다.

도 4는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대한 도면이다.

도 5는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대한 도면이다.

도 6은 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대한 도면이다.

도 7은 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대한 도면이다.

도 8은 본 발명의 다섯 번째 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대한 도면이다.

본 발명은 12V 이상에서 직류 DC로 작동하도록 설계된 장치와 연결된 전기 계전기에 관한 것이다.

오늘날, 자동차 배터리는 12V의 직류를 송출하고 따라서 자동차에 배치된 전기장치는 통상적으로 12V DC에서 작동한다. 예를 들어, 창문조절모터와 같은 장치는 일반적으로 장치의 스위치를 전환하도록 설계된 계전기에 의해 제어된다.

계전기는 전기 회로를 온 또는 오프로 전환하도록 작동되는 전자기 제어 장치이다. 통상적으로, 계전기는 스위치에 연결된 자석과 결합된 코일을 포함한다. 제어 전압이 코일에 가해지면, 발생한 자기장이 스위치의 전환을 일으킨다. 또한, 계전기는 전력 공급이 중단되었을 때 과전압에 의해 장치의 단자에서 발생한 전기 아크를 흡수한다. 전기 아크는 전류가 스위치의 단자를 흐르는 동안 이들이 서로 분리될 때 스위치의 단자 사이의 방전에 해당한다. 장치의 용량성 부하 또는 유도성 부하 때문에 스위치가 열렸을 때 장치로의 공급 전류는 즉시 제로가 되지 않는다. 이 방전은 계전기의 접점 사이로 흘러갈 수 있다.

보다 구체적으로, 계전기는 일반적으로 전기 모터 정류자와 접촉하도록 설계된 브러시에 대한 전력 공급을 제어한다.

도 1은, 예를 들어, 창문조절모터와 같은 직류 모터를 도시한다.

전기 모터(10)는 일반적으로 고정자 케이스 및 고정자에 회전가능하게 장착된 회전자(20)를 포함한다. 또한 상기 모터는 통상적으로 회전자 축에 견고하게 장착되고 그 주변에 일련의 도전체 세그먼트(conductive segment)를 가진 고리로 제조된 정류자(15)를 포함한다.

상기 정류자(15)의 세그먼트는 회전자의 권선과 접속되어있다. 적어도 두 개의 직경방향으로 대향하는 부분들은 적어도 한 쌍의 브러시(11, 12)에 의해 전류를 연속적으로 공급받는다. 상기 브러시는 일반적으로 정류자 하우징에 배치되거나 모터 제어 장치를 집적한 인쇄회로기판(100)에 직접 배치되는 브러시 홀더(13)에 배치된다. 상기 브러시들은 정류자와 직경방향으로 대향하는 방식으로 배치되고 회전 자의 권선에 연속적으로 전력을 공급하기 위해서 회전자 축이 회전하는 동안 회전자 축에 접속된 정류자의 세그먼트와 접촉하도록 설계된다.

이를 위해, 계전기(1)는 브러시 홀더(13)를 통해 브러시(11, 12)에 대한 전력 공급을 제어한다.

도 2는 도 1의 모터의 전기 회로를 도식적으로 나타낸다.

창문조절모터와 같은 차량 환기 작동 모터와 같은 장치(10)는 12V와 같은 차량 배터리에 의해 공급되는 전압과 일반적으로 상응하는 소정의 공급 전압(Ua)에서 직류가 공급되어야 한다.

도 2에서, 도 1의 정류자의 공급 브러시에 상응하여 모터의 단자(11 및 12)는 동일한 전위점과 연결되어 있기 때문에 모터(10)는 정지된다. 따라서 모터는 단락된다. 모터(10)의 단자(11, 12)는 계전기(1)에 의해 제어되는 스위치(3 및 4)와 연결된다. 계전기(1)의 전환 제어는 마이크로컨트롤러와 같은 전용 전기 회로(5)에 의해 수행될 수 있다.

모터(10)를 시동시키기 위해서, 즉, 모터의 한 단자(11)를 공급 전위(Ua)에 연결하고 다른 단자(12)를 접지하기 위해서, 스위치의 하나(4)는 전환되어야 한다. 모터(10)의 회전 방향은 상응하는 스위치의 하나(3 또는 4)를 전환하여 모터의 어떤 단자(11 또는 12)가 공급 전위에 연결되고, 모터의 다른 단자(12 또는 11)가 접지되는 가에 따라 결정될 것이다.

계전기(1) 및 마이크로컨트롤러(5)뿐만 아니라 브러시(11, 12)의 공급 단자는 도 1과 3에 도시한 대로 모터(10)와 연결된 인쇄회로기판(100)에 집적될 수 있 다.

도 3은 계전기(1)를 포함하는 인쇄회로기판(100)을 도시한다. 공지된 방식으로, 계전기(1)는 두 개의 코일(6, 7)을 포함할 수 있고, 각각은 스위치(3, 4)의 하나와 연결된 자석과 결합한다. 자석들의 하나에 의해 스위치(3, 4)의 하나를 작동하도록 설계된 자기장을 생성하기 위해서 마이크로컨트롤러(5)의 제어를 통해 한 코일(6) 또는 다른 코일(7)에 전류가 인가되도록 한다.

또한 도 3은 한쪽은 모터로의 전원 공급용 브러시(11, 12)와 연결되고 다른 한쪽은 인쇄회로기판(100)에 배치된 전기 연결핀(14)과 접속된 브러시 홀더(13)를 도시한다. 브러시 홀더의 각 연결핀(14)은 보드(100)의 트랙(16)과 계전기(1) 내의 연결핀(17)을 통해 계전기(1)의 제어 스위치(3, 4)와 전기적으로 접속된다.

동일한 인쇄회로기판(100)에 집적될 수 있음에도 불구하고, 계전기(1)와 브러시 홀더(13)는 이들 사이에 전기적 연결을 필요로 하는 개별 부품으로 되어있다.

특정한 용도의 경우, 직류 전기 모터는 점점 더 작아진다. 따라서, 점유되는 부피를 최소화하고 가능하면 쉽게 다른 부품들을 조립하기 위해서 최대로 집적하는 것이 바람직하다.

따라서 직류 전기 모터와 연결된 인쇄회로기판에 전기 부품들을 최대로 집적하기 위한 것이 요구되고 있다. 특히, 다른 부품들 사이의 전기적 연결을 제거하고 연결핀의 수를 최소화하기 위한 것이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 소정의 공급 전압에서 직류로 작동하는 장치를 전환하기 위한 전기 제어 소자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제어 소자는 장치의 전환 스위치; 전환 스위치 접점을 형성하는 적어도 두 개의 브러시 홀더를 구비하는 전기기계 계전기를 포함한다.

본 발명의 한 가지 특징에 따르면, 상기 전환 스위치는 브러시 홀더에 의해 형성된 접점을 각각 가진 두 개의 스위치를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 스위치는 유도성 스위치이다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 전환 스위치는 장치의 각 전원 공급핀과 접촉하기 위한 두 개의 핀을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전환 스위치는 장치의 적어도 하나의 전원 공급핀과 접촉하기 위한 단일핀을 포함한다.

본 발명의 한 가지 특징에 따르면, 본 발명의 장치는 계전기의 전환 스위치의 상태를 제어하도록 설계된 마이크로컨트롤러를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 마이크로컨트롤러는 스위치를 작동하도록 설계된 적어도 하나의 코일을 제어한다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 두 개의 코일은 공통의 접촉핀을 가진다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 코일은 장치의 전원 공급핀인 공통의 접촉핀을 가진다.

본 발명은 또한 정류자;

본 발명에 따른 제어 소자를 집적하며, 브러시 홀더가 상기 정류자와 접촉하 도록 설계된 브러시를 구비하는 인쇄회로기판을 포함하는 차량 환기 작동 모터를 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징과 장점은 단지 예로 주어진 다음의 본 발명의 실시예의 설명과 도면을 참조하면 명백해질 것이다.

본 발명은 소정의 공급 전압에서 직류로 작동하는 장치를 전환하기 위한 전기 제어 소자는 전기기계 계전기를 포함한다. 본 발명에 따르면, 계전기는 장치의 전환 스위치 및 전환 스위치 접점을 형성하는 적어도 두 개의 브러시 홀더를 포함한다.

따라서 브러시 홀더 자체가 전환 스위치 접점을 형성하기 때문에 계전기와 브러시 홀더 사이의 전기 트랙뿐만 아니라 계전기를 전기 트랙에 연결하기 위한 핀이 제거된다.

본 발명은 본 발명의 다섯 개의 실시예를 도시하는 도 4 내지 8을 참조하여 기술될 것이다.

본 발명에 따르면, 계전기 스위치의 개방 상태와 폐쇄 상태는 장치를 통한 공급 전력의 통과 및 상기 장치를 통한 상기 전류의 통과의 중단에 각각 상응하는 상태로 정의된다. 장치에서 공급 전류의 통과의 중단은 장치를 단락시키거나 회로를 개방함으로써 발생할 수 있다.

도 4는 계전기(1)를 포함하는 인쇄회로기판(100)을 도시한다. 상기 계전기(1)는 스위치(3, 4)와 연결된 자석과 각각 결합한 두 개의 코일(6, 7)을 포함할 수 있다.

도 4는 또한 모터에 전력을 공급하기 위한 브러시(11, 12)와 연결된 브러시 홀더(13)를 도시한다. 본 발명에 따라 브러시 홀더(13)는 또한 계전기(1)의 스위치(3, 4)의 접점을 형성한다.

따라서 인쇄회로기판(100)뿐만 아니라 계전기(1)의 연결핀(17)에 배치된 전기 연결핀(14)과 보드(100)의 연결 트랙(16)은 제거될 수 있다.

도 4에서, 브러시(11 및 12)는 동일한 전위점과 연결되기 때문에 모터는 정지된다. 따라서 상기 모터는 단락되고 스위치(3 및 4)는 상기한 정의에 따라 소위 개방 상태가 된다.

모터를 시동하기 위하여, 한 브러시(11)는 공급 전위(Ua)와 연결되어야 하고 다른 브러시(12)는 접지되어야 한다; 따라서 하나의 스위치(4)는 공급 단자에서 폐쇄 상태로 전환되어야 한다.

스위치(3, 4)의 전환은 마이크로컨트롤러(5)에 의해 수행될 수 있다.

스위치(3, 4)의 하나 또는 다른 하나의 전환을 일으키기 위해서 마이크로컨트롤러(5)는 계전기(1)의 코일(6, 7)의 하나 또는 다른 하나에 공급할 제어 전압을 인가한다.

또한 마이크로컨트롤러(5)는, 예를 들어, 모터의 회전자에 대한 소정의 임계값보다 큰 토-크를 탐지했을 때 소프트웨어 회로 차단기를 작동하기 위해서 공급 전압(Ua) 값을 측정할 수 있다. 또한, 마이크로컨트롤러(5)는 모터(10)의 작동 상태를 관찰한다. 특히, 계전기(1)에 의해 제어되는 스위치(3, 4)의 폐쇄 또는 개방 상태는 마이크로컨트롤러를 통해 알게 된다.

도 5 내지 8은 도 4의 제어 소자의 실시예의 변형을 나타낸다. 동일한 부품들은 같은 참조번호를 가진다.

도 5에서, 브러시 홀더(13)는 여전히 계전기(1)의 스위치(3, 4)와 접촉되어 있다. 또한, 두 개의 스위치(3, 4)를 위한 지면 접점으로서 단일핀을 사용함으로써 추가 핀을 제거할 수 있다.

도 6에서, 브러시 홀더(13)는 여전히 계전기(1)의 스위치(3, 4)와 접촉되어 있다. 또한, 두 개의 스위치(3, 4)를 위한 전원 접점으로서 단일핀을 사용함으로써 추가 핀을 제거할 수 있다.

도 7에서, 브러시 홀더(13)는 여전히 계전기(1)의 스위치(3, 4)와 접촉되어 있다. 또한, 두 개의 코일의 하나의 핀을 제어하기 위한 전원 접점으로서 단일핀을 사용함으로써 추가 핀을 제거할 수 있다.

도 8에서, 브러시 홀더(13)는 여전히 계전기(1)의 스위치(3, 4)와 접촉되어 있다. 또한, 도 7과 같이 두 개의 코일의 하나의 핀을 제어하기 위한 전원 접점으로서 단일핀을 사용함으로써 추가 핀을 제거할 수 있고, 이 단일핀은 부가적으로 스위치(3, 4)의 접지핀을 형성한다.

상기한 모든 실시예들에서, 두 개의 코일의 하나의 핀을 제어하기 위한 단일 전원 접촉핀이 스위치(3, 4)의 전원 접촉핀이 될 수 있는 특히 도 8의 경우 지면 및 전원 접촉핀은 자유롭게 뒤바뀔 수 있다.

또한, 핀을 제거함으로써 설명한 다양한 단일화가 자유롭게 이루어질 수 있다.

본 발명에 따라, 전기 부품은 브러시 홀더가 장착된 계전기에 의해 형성된다. 이런 부품은 전기 모터에서 더 적은 공간을 차지하기 위해 전기 부품들의 집적도를 향상시킨다. 또한, 집적을 통해 모터의 조립은 쉬어진다.

물론, 본 발명은 예를 들어 기술한 실시예에 한정되지 않는다; 따라서, 본 발명에 따른 전환 장치의 계전기는 단지 하나의 스위치를 포함할 수 있고, 스위치의 두 접점은 두 개의 브러시 홀더에 의해 형성된다. 유사하게, 공급 전압(Ua)은 12V와 다를 수 있다.

본 발명은 소정의 공급 전압에서 직류로 작동하는 장치를 전환하기 위한 전기 제어 소자를 제공한다.

Claims (10)

1. 소정의 공급 전압(Ua)에서 직류로 작동하는 장치(10)의 전환용 전기 제어 소자에 있어서,

   상기 소자는 장치(10)의 전환 스위치(3, 4, 6, 7);

   전환 스위치 접점을 형성하는 적어도 두 개의 브러시 홀더(13)를 구비하는 전기기계 계전기를 포함하는 전기 제어 소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전환 스위치는 브러시 홀더(13)에 의해 형성된 접점을 각각 포함하는 두 개의 스위치(3, 4)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 제어 소자.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스위치(3, 4)는 유도성 스위치인 것을 특징으로 하는 전기 제어 소자.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전환 스위치는 장치의 각 전원 공급핀(접지, Ua)과 접촉하기 위한 두 개의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 제어 소자.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전환 스위치는 장치의 각 전원핀(지면, Ua)의 적어도 하나와 접촉하기 위한 단일핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 제어 소자.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   계전기(1)의 전환 스위치의 상태를 제어하도록 설계된 마이크로컨트롤러(5)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 제어 소자.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 마이크로컨트롤러는 스위치(3, 4)를 작동하도록 설계된 적어도 하나의 코일(6, 7)을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 제어 소자.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 두 개의 코일(6, 7)은 공통의 접촉핀을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 제어 소자.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 코일은 장치의 전원 공급핀(접지, Ua)인 공통의 접촉핀을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 제어 소자.
10. 정류자(15);

    제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 제어 소자를 집적하며, 브러시 홀더가 상기 정류자와 접촉하도록 설계된 브러시(11, 12)를 포함하는 인쇄회로기판(100)을 포함하는 차량 환기 작동 모터.

Images