РЕЗИСТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВЕНТИЛЯТОРА Российский патент 1994 года по МПК H01C7/02 

Изобретение относится к резистивному устройству для управления скоростью вращения двигателя вентилятора, используемого в системе кондиционирования воздуха, установленной, например, в автомобиле.

Резистивное устройство располагается около выходного отверстия вентилятора автомобильной системы кондиционирования воздуха, так что оно охлаждается ветром из вентилятора.

Известны резистивные устройства этого типа, в которых в качестве резисторного элемента используется полупроводниковый элемент с положительным температурным коэффициентом (ПТК элемент). ПТК элемент имеет такую характеристику, что, когда окружающая температура превышает предопределенное значение (температуру Кюри), его сопротивление резко и сильно возрастает. В результате, если ПТК элемент не охлаждается соответствующим образом, когда к нему приложен ток или чрезмерный ток свыше допустимого отрезка времени, температура ПТК элемента сначала плавно повышается, а когда она достигнет температуры Кюри, сопротивление элемента внезапно очень сильно возрастает, так чтобы управлять током и поддерживать температуру ниже температуры Кюри. ПТК элемент очень полезен для правильной работы двигателя и избежания пожара в автомобиле.

Однако резистивное устройство выполнено, что множество кольцевых пластин ПТК элементов и множество клеммных пластин, имеющих центральные отверстия, чередуются, объединены вместе болтом, вставленным через центральные отверстия пластин, и скреплены гайкой, навинченной на болт. При такой конструкции необходимо располагать между болтом и клеммными пластинами изолирующую прокладку, чтобы избежать контакты и короткого замыкания между болтом и клеммными пластинами. В результате конструкция становится сложной и необходима точная регулировка вращающего момента для затягивания гайки, что делает сборочные работы трудоемкими, а стоимость устройства становится высокой.

Целью изобретения является создание резистивного устройства для двигателя вентилятора, в котором число деталей уменьшено, а сопротивление ветру от вентилятора снижено, что позволяет упростить конструкцию, уменьшить толщину устройства, повысить его надежность и производительность, а также обеспечить удобство в обслуживании. Кроме того, требуется, чтобы конструкция резистивного устройства была весьма компактной, чтобы при данной производительности по возможности снизить потери воздушного потока вентилятора.

Предложенное резистивное устройство для двигателя вентилятора содержит множество пластин ПТК элементов, имеющих две боковые поверхности и расположенных одна рядом с другой, по существу в одной и той же плоскости, причем каждая пластина элемента имеет электрод, образованный на ее обеих боковых поверхностях, и множество клеммных пластин, охватывающих пластины ПТК элементов с их обеих боковых поверхностей.

Множество клеммных пластин включает пластину, содержащую электрод, перекрывающий множество пластин ПТК элементов.

Множество пластин ПТК элементов через клеммные пластины, расположенные на обеих боковых поверхностях пластин ПТК элементов, соединены последовательно.

Клеммная пластина имеет один или более выступающих из нее участков электродных клемм.

Пластины ПТК элементов, зажатые клеммными пластинами, крепятся к основанию держателя так, что выступающие клеммные участки клеммных пластин вставляются в сквозные отверстия, выполненные в основании держателя, соответствующие клеммным участкам.

Пластины ПТК элементов и клеммные пластины удерживаются и прижимаются с помощью упругой скрепки.

Пластины ПТК элементов и клеммные пластины удерживаются и прижимаются заклепкой в их углу.

Пластины удерживаются и прижимаются устройством прямоугольной рамки.

Множество ПТК элементов может удерживаться без болтов или изолирующих прокладок, так, что ПТК элементы располагаются рядом друг с другом в одной плоскости и покрываются парой клеммных пластин, что позволяет получить резистивное устройство, одной толщины независимо от числа ПТК элементов.

Кроме того, пара клеммных пластин и ПТК элемент объединяются вместе так, что концевой электрод одной из клеммных пластин соединяются последовательно с другим концевым электродом другой клеммной пластины через другие электроды клеммных пластин и ПТК элементы, зажатые между клеммными пластинами. Число значений сопротивления, получаемых от резисторного устройства, равняется общему числу комбинаций любых двух электродных клемм. Поэтому достоинством резистивного устройства является то, что от него легко получить различные значения сопротивления.

Достоинством изобретения является также и то, что вся конструкция становится компактной, что уменьшает потери воздушного потока вентилятора и повышает производительность двигателя вентилятора вследствие повышения охлаждающего эффекта.

Кроме того, может быть упрощена конструкция основания держателя, уменьшено число деталей, устройство может легко и надежно собираться, в результате чего его промышленное применение может быть расширено.

На фиг.1-9 изображено предложенное устройство.

Группа ПТК элементов С содержит ПТК элементы 1-3, причем каждый элемент имеет необходимое значение сопротивления и токовую способность, зависящую от требований использования. ПТК элементы имеют одинаковую толщину. Кроме того, на каждой боковой поверхности ПТК элементов 1-3 образованы гальванические электроды 4-6, выполненные, например, из серебряной пасты.

ПТК элемент выполнен из керамики, состоящей из ВаТ О₃, или компаунда, содержащего ВаТ О₃ или компонентные элементы компаунда, либо компаунд той же группы или серии ВаТ О₃, или других керамических или пластмассовых элементов.

Выражение "ПТК элемент" относится далее к ПТК пластине, имеющей образованные на ее обеих сторонах электроды.

ПТК элементы 1-3 расположены рядом друг с другом в одной плоскости. На одной стороне ПТК элементов 1, 2 и 3 расположена группа клеммных пластин А, содержащая две клеммные пластины 7 и 8, а на другой стороне - другая группа клеммных пластин В, содержащая две клеммные пластины 9 и 10. Каждая клеммная пластина 7-10 имеет клемму 11-14, образованную на нижнем конце и выступающую оттуда вниз, ПТК элемент 1 заключен между клеммными пластинами 7 и 9. ПТК элемент 2 заключен между клеммными пластинами 8 и 9, а ПТК элемент 3 - между клеммными пластинами 7 и 10.

С наружной стороны группы клеммных пластин А расположена на электродоизоляционная пластина 15. Аналогично с наружной стороны группы клеммных пластин В расположена изоляционная пленка 16. Вертикальная многослойная конструкция из ПТК элементов, клеммных пластин и изоляционных пленок заключена между крышками 17 и 18, которые являются теплоизлучающими. Крышки 17 и 18 объединяются и крепятся вместе посредством лапок 19 и 20, которые фиксируют крышки с их наружной стороны (см. фиг.2) так, что ПТК элементы удерживаются прижатыми c обеих сторон клеммными пластинами.

Чтобы зафиксировать крышки вместе, вместо лапок 19 и 20 может быть использовано упругое устройство скрепки.

Объединенная конструкция, составленная из ПТК элементов, клеммных пластин и изоляционных пластин пленок, заключенных между крышками 17 и 18, вставляется в основание держателя 21 так, чтобы каждая выступающая клемма 11-14 клеммных пластин 7-10 вошла в сквозное отверстие 22, которое выполнено в направляющей канавке 23 основания держателя 21 на месте, соответствующем каждой клемме.

Основание держателя 21 выполнено из синтетической смолы, которая является термостойкой и электроизоляционной. Основание держателя 21 имеет направляющую канавку 23, образованную вдоль его средней линии. В канавке 23 выполнены сквозные отверстия 22, соответствующие клеммам 11-14 клеммных пластин 7-10. В нижней части основания держателя образован корпус разъема, окружающий все сквозные отверстия 22.

Каждая клемма 11-14 имеет небольшой выступ 24, на каждой боковой стороне, чтобы зацепляться с внутренней поверхностью стенки сквозного отверстия и предотвращать выскальзывание каждой клеммы из сквозного отверстия.

ПТК элементы 1, 2 и 3, расположены рядом друг с другом в одной и той же плоскости и находятся между парой групп клеммных пластин А и В, которые покрыты крышками 17 и 18 через изоляционные пленки 15 и 16, расположенные с наружной стороны каждой клеммной группы. Крышки соединяются и скрепляются лапками 19 и 20, которые для фиксации крышек загибаются (см. фиг.2). Многослойная конструкция из ПТК элементов, покрытых крышками 17 и 18, крепится к основанию держателя так, что клеммы клеммных пластин вставляются в сквозные отверстия 22 основания держателя 21. При этом небольшие выступы 24 каждой клеммы входят в зацепление с внутренней стенкой сквозного отверстия, так что клемма предохраняется от выпадания из сквозного отверстия. Таким образом, многослойная конструкция надежно собирается с основанием держателя.

Комбинацией любых двух из четырех клемм 11-14 можно получить шесть различных значений сопротивления.

Число ПТК элементов не ограничено. Между клеммными пластинами может быть расположено любое число ПТК элементов.

На фиг. 3 показано устройство, в котором пять ПТК элементов 1-3 заключены между шестью клеммными пластинами, причем три пластины 7, 9 и 9' расположены на одной стороне ПТК элементов, а другие три пластины 8 8' и 10 расположены на другой стороне ПТК элементов. В этом устройстве клеммная пластина 7, расположенная на конце одной стороне ПТК элементов, соединена с клеммной пластиной 10, расположенной на другом конце другой стороны ПТК элементов, последовательно через ПТК элементы и клеммные пластины. Из комбинаций любых двух из шести клемм можно получить пятнадцать различных значений сопротивления.

Выступающие клеммы не обязательно формируются для каждой клеммной пластины, а могут быть образованы только для необходимых пластин. Кроме того, форма клемм не ограничена.

На фиг.4 показан другой пример реализации предложенного устройства.

Электроизоляционная пластина 25 выполнена из окиси алюминия и имеет выступающие клеммные участки 26 и 27, образованные на ее нижнем краю и выступающие оттуда вниз. На одной боковой поверхности изоляционной пластины путем печати проводящей краской нанесены электродные элементы 28 и 29, которые электрически отделены друг от друга. Изоляционная пластина 25 и электроды 28 и 29 составляют клеммную пластину. В этом частном примере реализации электродный элемент 28 занимает около одной трети пластины 25 в ее левой стороне, другой электродный элемент 29 занимает около двух третей пластины 25 в ее правой стороне.

Изоляционная пластина 30, выполнена из того же материала, что и пластина 25, и имеет также выступающие участки 31 и 32 для клемм, распространяющихся от их нижнего края. Кроме того, на поверхности пластины 30, обращенной к электродам пластины 25, аналогично образованы электродные элементы 33 и 34. Электроды 33 и 34 электрически независимы друг от друга и распространяются в выступы 31 и 32 соответственно. Изоляционная пластина 30 и электродные пластины 33 и 34 составляют клеммную пластину Е.

Электродный элемент 33 в данном примере занимает две трети пластины 30 в ее левой стороне, а электродный элемент 34 - около одной трети пластины 30 в ее правой стороне.

Клеммные пластины D и Е расположены так, что их электродные элементы обращены друг к другу, а между пластинами в одной и той же плоскости расположены ПТК элементы 1-3. ПТК элемент 1 расположен между электродами 28 и 33, ПТК элемент 2 - между электродами 29 и 33, ПТК элемент 3 - между электродами 29 и 34. В таком положении клеммные пластины D и Е объединены и скреплены вместе упругой скрепкой 35 (см. фиг.5).

Две клеммные пластины могут быть объединены и скреплены вместе заклепкой в каждом углу (см. фиг.6) вместе скрепки 35. Для объединения и скрепления двух клеммных пластин может использоваться прямоугольная рамка, в которую они вставляются (см. фиг.7).

В указанном состоянии, когда три элемента ПТК 1, 2 и 3 заключены между четырьмя электродными элементами 28, 29, 33, 34 и сжимаются ими, объединенная конструкция вставляется в основание держателя 21 так, что клеммные выступы 26, 27, 31, 32, выступающие из нижних краев пластин D и Е, вставляются в сквозные отверстия 22, образованные в основании держателя 21, соответствующие выступам 26-29.

Небольшой выступ 36 для зацепления образован на каждой боковой стороне клеммного выступа для того, чтобы упираться во внутреннюю стенку сквозного отверстия 22 и предотвращать выскальзывание выступа из него.

На фиг.8 приведен еще один пример выполнения предложенного устройства.

Клеммные пластины 37-39 составляют группу клеммных пластин G, которая обращена к передней стороне ПТК элементов 1-3. Каждая клеммная пластина имеет клеммный участок 40-42, выступающий из ее нижнего края. Клеммные пластины 43-45 аналогично составляют группу Н клеммных пластин, обращенных к задней стороне ПТК элементов 1-3. Клеммные пластины 43-45 также имеют выступающие клеммные участки 46-48 образованные на их нижних краях.

ПТК элемент заключен между парой клеммных пластин, предназначенных индивидуально для каждого элемента. С внешней стороны клеммных пластин расположены электроизоляционные пластины 49 и 50 соответственно. Пластины 49 и 50 объединяются и крепятся вместе, охватывая находящиеся между ними ПТК элементы и клеммные пластины посредством соответствующего устройства крепления - скрепки 35 заклепки или прямоугольной рамки. В таком состоянии, когда группа ПТК элементов заключена между парой групп клеммных пластин G и Н и сжимается ими, клеммные выступы 40-42, образованные на нижних краях клеммных пластин, вставляются в сквозные отверстия 22, образованные в основании держателя 21, соответствующие выступам. Многослойная конструкция удерживается прикрепленным к основанию держателя соответствующим устройством, образуя узел резисторного устройства.

Группа ПТК элементов (см. фиг.9) может быть составлена из пяти элементов 1, 2, 3, 43 и 44, расположенных в одной плоскости рядом друг с другом, каждый из которых имеет размеры, соответствующие требуемому сопротивлению и токовой способности. В примере по фиг.9 устройство клеммных пластин таково, что они охватывают и сжимают ПТК элементы с обеих сторон так, что ПТК элемент 1 удерживается клеммными пластинами 45 и 46, которые независимы от других клеммных пластин. ПТК элемент 2 удерживается независимой клеммной пластиной 47, расположенной на одной его стороне, и клеммной пластиной 48, расположенной на его противоположной стороне, покрывающей также смежный ПТК элемент 3, элемент 3 удерживается пластиной 48 и клеммной пластиной 49, расположенной на противоположной стороне от пластины 48, которая перекинута между элементами 3 и 43, ПТК элемент 43 удерживается клеммной пластиной 49 и независимой клеммной пластиной 50, ПТК элемент 44 удерживается независимыми пластинами 51, 52 с его обеих сторон.

Комбинацией пяти ПТК элементов и восьми клеммных пластин можно получить различные значения сопротивления иным способом, нежели от предыдущих примеров реализации.

В указанных примерах реализации ПТК элементы имеют одинаковую толщину. Однако толщина и размеры ПТК элементов в одной и той же группе элементов не обязательно одинаковые. Если в группу ПТК элементов включены элементы различной толщины, то регулируется толщина изоляционной пластины, расположенной с наружной стороны клеммных пластин, чтобы скомпенсировать неоднородность толщины и получить плоскую поверхность резисторного устройства.

Форма ПТК элементов не ограничена круглой или прямоугольной. Может быть сконструировано множество различных вариантов.

Использование: для двигателя вентилятора. Сущность изобретения: устройство содержит множество ПТК элементов, имеющих две боковые поверхности и расположенных рядом, по существу в одной плоскости. Каждый ПТК элемент имеет электрод, на каждой боковой поверхности, множество клеммных пластин, охватывающих ПТК элементв с их обеих боковых поверхностей. 9 ил.

1. РЕЗИСТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВЕНТИЛЯТОРА, содержащее множество резистивных элементов с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ПТК элемент), отличающееся тем, что ПТК элементы имеют две боковые поверхности и расположены рядом друг с другом по существу в одной плоскости, причем каждый ПТК элемент имеет электрод, образованный на каждой из двух боковых поверхностей и множество клеммных пластин, охватывающих ПТК элементы с их обеих боковых поверхностей. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что множество клеммных пластин включает пластину, содержащую электрод, перекрывающий множество ПТК элементов. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что множество ПТК элементов соединено последовательно через клеммные пластины, расположенные по обеим боковым поверхностям ПТК элементов. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что клеммная пластина имеет один или более выступающих из нее участков электродных клемм. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что ПТК элементы, охватываемые клеммными пластинами, крепятся к основанию держателя так, что выступающие участки электродных клеммных пластин вставляются в сквозные отверстия, образованные в основании держателя, соответствующие участкам клеммных пластин. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что ПТК элементы и клеммные пластины скреплены и удерживаются вместе посредством упругой скрепки. 7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что ПТК элементы и клеммные пластины скреплены и удерживаются вместе посредством заклепки. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ПТК элементы и клеммные пластины скреплены и удерживаются вместе посредством прямоугольной рамки.