KR20170030712A - 공조장치용 인카센서 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 공조장치용 인카센서 조립체는 몸체와, 상기 몸체에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터의 외면에 일정 갭을 두고 배치되는 로터와, 상기 로터에 고정되고 상기 몸체에 회전축에 의해 회전 가능하게 지지되는 임펠러와, 상기 몸체의 개방된 측면에 수직으로 세워지게 장착되고 상기 스테이터를 제어하는 메인 회로기판 로 구성되어, 부품수를 줄일 수 있고 조립공정을 단순화할 수 있다.

Description

공조장치용 인카센서 조립체{IN-CAR SENSOR ASSEMBLY AND CONTROLLING METHOD FOR AIR CONDITIONER}
본 발명은 자동차 실내의 온도 및 습도를 측정하는 공조장치용 인카센서 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 실내의 난방 또는 냉방을 위한 공조장치가 내장되어 있다.
자동차의 공조장치는 운전자의 편리성을 향상시키기 위하여 자동화 장치로 전환되고 있고, 이를 위해 자동차 실내 온도 및 습도를 측정하기 위한 인카 센서(In-Car sensor)가 필수적으로 공조장치에 내장된다.
인카센서(In-Car Sensor)는 자동차의 그릴 또는 인스트루먼트 패널 등의 배면에 설치되며, 어스피레이터(aspirator) 방식 또는 송풍 방식에 의해 자동차 실내 공기를 흡입하여 자동차 외부 또는 실내로 공기를 배출시키고, 공기의 흐름 내에 설치된 인카 센서로 자동차 실내 공기의 온도를 감지한다.
종래의 인카센서는 등록특허공보 10-1491051(2015년 02월 02일)에 개시된 바와 같이, 임펠러와 회전축이 마그넷과 일체로 형성되어, 상기 임펠러의 회전에 따라 공기를 유입/배출시키는 로터와, 상기 회전축이 회전 가능하게 결합되고, 회전자계를 발생시켜 상기 마그넷을 회전시키는 스테이터 코일이 권선되어 있는 몸체와, 그 몸체에 연결된 스테이터 지지판을 포함하는 스테이터와, 상면에서 하면으로 관통된 삽입홀이 형성되어 있고, 상기 삽입홀에 상기 스테이터의 몸체가 삽입되고, 상기 하면이 상기 스테이터 지지판에 접촉되고, 상기 스테이터 코일에 구동 신호를 공급하기 위한 소자들이 실장되어 있는 제어용 회로기판 를 포함한다.
이와 같은 종래의 인카 센서는 제어용 회로기판 가 하부에 위치되면 공기가 흡입되는 흡입구에 위치되는 온도센서와 제어용 회로기판 를 서로 연결하기 불편하고, 온도센서를 설치하기 위한 회로기판 가 별도로 설치해야되므로 구성이 복잡해지고 조립공정이 복잡해지는 문제가 있다.
특허문헌 1: 등록특허공보 10-1491051(2015년 02월 02일)
본 발명의 목적은 온도센서를 설치하기 위한 별도의 회로기판을 필요로 하지 않아 부품수를 줄일 수 있으며, 조립공정을 단순화할 수 있는 공조장치용 인카센서 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외부의 커넥터가 인카센서에 수평방향 또는 수직방향으로 삽입되도록 하여 외부의 커넥터 연결 편이성을 향상시킬 수 있도록 구조를 개선한 공조장치용 인카센서 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 공조장치용 인카센서 조립체는 측부에 적어도 하나 이상의 개구부를 가지는 몸체와, 상기 몸체에 고정 설치되는 스테이터와, 상기 몸체에 회전 가능하게 고정 설치되는 회전축을 포함하여, 상기 스테이터에 대하여 전자기적 상호작용에 의해 회전하는 로터와, 상기 로터의 일단에 고정되고, 상기 로터와 함께 회전하는 임펠러와, 상기 개구부에 상기 회전축과 평행한 방향으로 장착되어, 상기 스테이터를 제어하는 메인 회로기판을 포함할 수 있다.
상기 몸체는 그 일면에 상기 메인 회로기판이 장착되는 회로기판 장착부가 형성되는 격벽부와, 상기 격벽부 내부에서 상측방향으로 돌출되게 형성되어 상기 스테이터가 고정되는 스테이터 고정부와, 상기 격벽부의 하측에 형성되어 외부 커넥터가 삽입되는 커넥터 삽입부를 포함할 수 있다.
상기 커넥터 삽입부는 상기 메인 회로기판에 연결되는 복수의 터미널 핀이 수평방향으로 고정되고, 그 측면에 입구부가 형성되어 외부의 커넥터가 수평방향으로 삽입될 수 있다.
상기 커넥터 삽입부는 외부 커넥터가 삽입되는 입구부가 하측방향으로 형성되어, 외부 커넥터가 수직방향으로 삽입될 수 있다.
상기 회로기판 장착부에는 상기 메인 회로기판에 형성되는 끼움홈이 끼움 결합되는 끼움 돌기가 형성될 수 있다.
상기 스테이터의 하면에 장착되어 상기 스테이터와 메인 회로기판 사이를 전기적으로 연결하는 연결 터미널을 더 포함할 수 있다.
상기 연결 터미널은 스테이터에 고정되고 중앙이 개구된 원판 형태로 형성되는 지지부와, 상기 지지부에 장착되어 스테이터 코일과 전기적으로 연결되는 단자부와, 상기 지지부의 측면에 수평방향으로 장착되어 상기 메인 회로기판 에 연결되는 터미널 핀을 포함할 수 있다.
상기 공기가 흡입되는 흡입 통로 상에는 온도센서가 배치되고, 상기 온도센서는 상기 메인 회로기판 에 직접 연결될 수 있다.
상기 몸체의 외면에는 하우징이 장착되고, 상기 하우징의 상면에는 공기가 흡입되는 흡입구가 형성될 수 있다.
상기 스테이터는 상기 몸체에 형성되는 스테이터 고정부의 외면에 고정되는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어에 권선되는 코일을 포함할 수 있다.
상기 스테이터는 상기 몸체에 형성되는 코일 권선부에 코일이 직접 권선되는 코어 레스 타입이 사용될 수 있다.
상기 로터는 상기 스테이터의 외면에 일정 갭을 두고 배치되는 마그넷과, 상기 마그넷이 고정되고 상기 임펠러와 일체로 형성되는 로터 지지체를 포함할 수 있다.
상기 마그넷의 후방에는 장착되는 백요크를 더 포함하고, 상기 백요크는 상기 메인 회로기판 에 장착되는 홀 센서와 마그넷이 마주보게 배치되도록 상기 백요크의 높이를 상기 마그넷에 비해 낮게 형성할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 인카센서 조립체는 온도센서를 설치하기 위한 별도의 회로기판을 필요로 하지 않아 부품수를 줄일 수 있으며, 조립공정을 단순화할 수 있다.
또한, 본 발명의 인카센서 조립체는 외부의 커넥터가 인카센서에 수평방향 또는 수직방향으로 삽입되도록 하여 외부의 커넥터 연결 편이성을 향상시킬 수 있도록 구조를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인카센서 조립체의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인카센서 조립체의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인카센서 조립체의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 인카센서 조립체는 몸체(10)와, 몸체(10)의 외면에 장착되고 공기가 흡입되는 흡입구(22)가 구비되는 하우징(20)과, 몸체(10)에 고정되는 스테이터(30)와, 몸체(10)에 회전 가능하게 장착되는 회전축(40)과, 회전축(40)에 연결되는 로터(50)와, 로터(50)에 일체로 형성되는 임펠러(60)와, 몸체(10)에 고정되고 스테이터(30)에 전원 공급 및 스테이터(30)를 제어하는 메인 회로기판(70)을 포함한다.
몸체(10)는 그 일면에 메인 회로기판 (70)가 장착되는 회로기판 장착부 (14)가 형성되고 내부에 임펠러(60)가 배치되는 공간부를 갖는 격벽부(12)와, 격벽부(12)의 바닥면에서 돌출되게 형성되어 스테이터(30)가 고정되는 스테이터 고정부(18)와, 스테이터 고정부(18)에 형성되어 회전축(40)이 회전 가능하게 지지되는 회전축 지지부(82)와, 격벽부(12)의 하측에 형성되어 외부 커넥터가 삽입되는 커넥터 삽입부(84)를 포함한다.
여기에서, 격벽부(12)는 그 일면이 개방된 형태이고, 이 개방된 면에 메인 회로기판(70)이 장착되는 회로기판 장착부(14)가 형성된다.
회로기판 장착부(14)에는 메인 회로기판(70)에 형성되는 제1끼움홈(72)이 끼움 결합되도록 제1끼움 돌기부(16)가 형성되고, 커넥터 삽입부(84)의 후방에는 메인 회로기판(70)에 형성되는 제2끼움홈(74)이 끼움 결합되는 제2끼움 돌기부(86)가 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 메인 회로기판(70)은 몸체(10)의 측면에 끼움 결합하면 조립이 완료되므로 조립이 쉽고 간편하고 메인 회로기판(70)이 몸체의 측면에 회전축(40)과 평행한 방향인 몸체(10)의 수직방향으로 수직으로 세워진 상태로 배치될 수 있으며, 메인 회로기판(70)이 몸체(10)의 일부분 역할을 하여 메인 회로기판(70)을 설치하기 위한 별도의 공간이 불필요하다.
스테이터(30)는 몸체(10)에 형성되는 스테이터 고정부(18)의 외면에 고정되는 스테이터 코어(32)와, 스테이터 코어(32)에 권선되는 코일(34)을 포함한다. 그리고, 회전축 지지부(82)에는 회전축(40)을 회전 가능하게 지지하는 슬리브 베어링(42)이 장착된다.
스테이터(30)는 위에서 설명한 코어타입 이외에, 코어 레스 타입도 적용이 가능하다. 즉, 코어 레스 타입 스테이터는 몸체(10)에 코일을 권선할 수 있는 코일 권선부가 형성되고 이 코일 권선부에 직접 코일이 권선되어 스테이터 코어가 없는 타입이다.
로터(50)는 스테이터(30)의 외면에 일정 갭을 두고 마주보게 배치되는 마그넷(52)과, 마그넷(52)의 후방에 배치되는 백요크(54)와, 마그넷(52)과 백요크(54)가 고정되는 로터 지지체(56)를 포함한다.
로터 지지체(56)는 그 내면에 둘레방향으로 마그넷(52) 및 백요크(54)가 환형으로 배열된다.
여기에서, 백요크(54)는 메인 회로기판(70)에 홀 센서가 장착되어 로터(50)의 위치를 센싱할 경우 마그넷(52)이 홀 센서와 마주보게 배치될 수 있게 마그넷(52)의 일부가 노출되도록 백요크(54)의 높이를 마그넷(52)에 비해 낮게 형성한다.
그리고, 홀 센서의 센싱을 위해서 백요크가 없는 타입도 적용이 가능하다.
로터 지지체(56)는 임펠러(60)가 일체로 형성된다. 즉, 금형에 백요크(54), 마그넷(52)을 환형으로 배열하고, 중앙에 회전축(60)을 수직으로 배치한 후 인서트 사출 성형을 실시하면 로터 지지체(56)가 성형되면서 백요크(54), 마그넷(52) 및 회전축(60)이 로터 지지체(56)와 일체로 형성되고, 로터 지지체(56)의 상면에 둘레방향으로 임펠러(60)가 형성된다.
여기에서, 로터(50)가 백요크가 없는 타입일 경우 금형에 마그넷(52)만 환형으로 배열된다.
커넥터 삽입부(84)는 몸체(10)의 하측에 형성되고 외부 커넥터가 수평방향으로 삽입될 수 있도록 그 일측면에 입구부(62)가 형성되며, 메인 회로기판 (70)와 연결되는 복수의 터미널 핀(64)이 수평방향으로 고정된다.
커넥터 삽입부(84)는 외부 커넥터가 수직방향으로 삽입될 수 있도록 입구가 하측방향으로 향하여 형성되는 것도 가능하다.
이와 같이, 커넥터 삽입부(84)가 수평방향 또는 수직방향으로 형성되어 외부 커넥터를 삽입하기 편리하고, 외부 커넥터가 커넥터 삽입부(84)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
스테이터(30)의 하측에는 코일(34)과 메인 회로기판(70) 사이를 전기적으로 하는 연결 터미널(90)이 장착된다.
연결 터미널(90)은 중앙이 개구된 원판 형태로 형성되는 지지부(92)와, 지지부(92)의 상면에 둘레방향으로 장착되어 코일(34)과 전기적으로 연결되는 단자(94)와, 지지부(92)의 측면에 수평방향으로 돌출되게 설치되어 메인 회로기판(70)에 연결되는 터미널 핀(96)을 포함한다.
이와 같이, 메인 회로기판(70)은 몸체(10)의 측면에 수직으로 세워지게 배치되고, 스테이터(30)와 메인 회로기판(70) 사이는 스테이터(30)의 하측에 장착되는 연결 터미널(90)에 의해 상호 전기적으로 연결된다.
메인 회로기판(70)에는 로터(30)의 회전수를 감지하는 홀 센서와, 공기의 습도를 감지하는 습도 센서가 설치될 수 있다.
공기가 흡입되는 통로 상에는 공기의 온도를 감지하는 온도센서(44)가 설치된다. 즉, 온도센서(44)는 흡입구(22)의 하측에 설치되어 흡입구로 흡입되는 공기의 온도를 측정한다. 그리고, 온도센서(44)는 메인 회로기판 (70)에 직접 연결된다. 즉, 메인 회로기판 (70)가 몸체(10)의 측면에 수직으로 세워진 상태로 설치되기 때문에 메인 회로기판 (70)의 상면에 온도센서(44)가 직접 설치될 수 있다.
이와 같이, 온도센서(44)가 메인 회로기판 (70)에 직접 설치되므로 온도센서(44)를 설치하기 위한 별도의 회로기판 가 불필요하다.
본 발명의 메인 회로기판(70)은 몸체(10)의 측면에 수직으로 세워지게 설치되어 그 상측에는 온도센서(44)가 직접 연결되고, 중간에는 스테이터(30)와 전기적으로 연결된 연결 터미널(90)의 터미널 핀(96)이 연결되고, 하측에는 외부 커넥터가 삽입되는 커넥터 삽입부(84)에 고정되는 커넥터 핀(64)이 연결되므로 구조를 단순화하면서 조립공정을 단순화할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10: 몸체 12: 격벽부
14: 회로기판 장착부 18: 스테이터 고정부
20: 하우징 22: 흡입구
30: 스테이터 32: 스테이터 코어
34: 코일 40: 회전축
50: 로터 52: 마그넷
54: 백요크 56: 로터 지지체
60: 임펠러 70: 메인 회로기판
84: 커넥터 삽입부 90: 연결 터미널

Claims (13)

  1. 측부에 적어도 하나 이상의 개구부를 가지는 몸체;
    상기 몸체에 고정 설치되는 스테이터;
    상기 몸체에 회전 가능하게 고정 설치되는 회전축을 포함하여, 상기 스테이터에 대하여 전자기적 상호작용에 의해 회전하는 로터;
    상기 로터의 일단에 고정되고, 상기 로터와 함께 회전하는 임펠러; 및
    상기 개구부에 상기 회전축과 평행한 방향으로 장착되어, 상기 스테이터를 제어하는 메인 회로기판;을 포함하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 몸체는,
    그 일면에 상기 메인 회로기판이 장착되는 회로기판 장착부가 형성되는 격벽부;
    상기 격벽부 내부에서 상측방향으로 돌출되게 형성되어 상기 스테이터가 고정되는 스테이터 고정부; 및
    상기 격벽부의 하측에 형성되어 외부 커넥터가 삽입되는 커넥터 삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커넥터 삽입부는 상기 메인 회로기판에 연결되는 복수의 터미널 핀이 수평방향으로 고정되고, 그 측면에 입구부가 형성되어 외부의 커넥터가 수평방향으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 커넥터 삽입부는 외부 커넥터가 삽입되는 입구부가 하측방향으로 형성되어, 외부 커넥터가 수직방향으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 회로기판 장착부에는 상기 메인 회로기판에 형성되는 끼움홈이 끼움 결합되는 끼움 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터의 하면에 장착되어 상기 스테이터와 메인 회로기판 사이를 전기적으로 연결하는 연결 터미널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결 터미널은 스테이터에 고정되고 중앙이 개구된 원판 형태로 형성되는 지지부와,
    상기 지지부에 장착되어 스테이터 코일과 전기적으로 연결되는 단자부와,
    상기 지지부의 측면에 수평방향으로 장착되어 상기 메인 회로기판 에 연결되는 터미널 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공기가 흡입되는 흡입 통로 상에는 온도센서가 배치되고, 상기 온도센서는 상기 메인 회로기판 에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 외면에는 하우징이 장착되고, 상기 하우징의 상면에는 공기가 흡입되는 흡입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터는 상기 몸체에 형성되는 스테이터 고정부의 외면에 고정되는 스테이터 코어와,
    상기 스테이터 코어에 권선되는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터는 상기 몸체에 형성되는 코일 권선부에 코일이 직접 권선되는 코어 레스 타입인 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 로터는 상기 스테이터의 외면에 일정 갭을 두고 배치되는 마그넷과, 상기 마그넷이 고정되고 상기 임펠러와 일체로 형성되는 로터 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 마그넷의 후방에는 장착되는 백요크를 더 포함하고,
    상기 백요크는 상기 메인 회로기판 에 장착되는 홀 센서와 마그넷이 마주보게 배치되도록 상기 백요크의 높이를 상기 마그넷에 비해 낮게 형성하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 인카센서 조립체.
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