KR101069162B1 - 용접성이 향상된 접속부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정의 디바이스에 장착 또는 결합된 상태에서 금속 와이어에 대해 솔더링에 의한 전기적 접속을 수행하는 부위를 포함하고 있는 접속부재로서, 솔더링 작업시 금속 와이어의 단부를 고정할 수 있는 체결부가 형성되어 있는 구조를 제공하는 바, 이러한 구조는 미숙련 작업자도 솔더링 작업을 용이하고 정확하게 할 수 있으므로 생산성이 향상되고 냉납 등 불량 가능성이 감소되는 효과가 있다. 또한, 금속 와이어와 접속부재를 용이하고 신속하게 고정할 수 있으므로, 오랜 시간 동안 솔더링 용접기의 열이 디바이스에 전달되는 것을 방지할 수 있다.

Description

용접성이 향상된 접속부재 {Connecting Member of Improved Weld-ability}

본 발명은 접속부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소정의 디바이스에 장착 또는 결합된 상태에서 금속 와이어에 대해 솔더링에 의한 전기적 접속을 수행하는 부위를 포함하고 있는 접속부재로서, 솔더링 작업시 금속 와이어의 단부를 고정할 수 있는 체결부가 형성되어 있는 구조를 포함하고 있는 접속부재에 관한 것이다.

일반적으로, 전지 팩은 사용 과정에서 외부 충격, 낙하, 침상 관통, 과충전, 과전류 등과 같은 조건에서 안전성에 문제가 있는 리튬 이차전지 등이 단위전지로서 주로 사용되므로, 이러한 안전성 문제를 해결하기 위하여 보호회로 모듈 등의 안전소자가 부가되어 있다. 상기 안전소자는 전지 팩의 해당 접속부위에서 전압 등의 정보를 획득하여 소정의 안전화 과정을 수행함으로써 전지 팩의 안전성을 담보한다.

따라서, 당해 부위의 접속상태가 가변적인 경우, 예를 들어, 진동 등에 의해 접속부위의 저항값이 변화되는 경우, 검출 정보의 부정확성으로 인해, 안전소자는 소망하는 과정을 수행하지 못하게 된다. 따라서, 일반적으로 전지 팩에서 전지셀과 보호회로 간의 전기적 접속은 솔더링 등으로 이루어진다.

그러나, 이러한 솔더링 공정은 작업자의 숙련된 기술과 노하우를 필요로 하며, 전지셀에 직접 용접 또는 솔더링을 행하는 과정에서 솔더링 부위가 전기적으로 접속불량이거나 또는 전지의 내부 단락을 일으키는 등 전지의 안전성을 위협하고 제품의 불량률을 높이는 원인이 된다.

도 1에는 원통형 전지의 전극단자와 연결된 접속부재와 금속 와이어를 결합하는 구조의 부분 모식도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 도전성 접속부재(10)는 원통형 전지(20)의 상단면과 외면이 접하는 모서리에 대응하여 절곡된 구조로 이루어져 있으며, 접속부재(10)의 일측 단부는 원통형 전지(20)의 양극 단자(24)와 스팟 용접에 의해 결합되고, 반대측 단부는 보호회로 모듈(도시하지 않음)과 연결되는 금속 와이어(30)와 솔더링에 의해 결합 및 전기적으로 연결된다.

솔더링 과정은 일반적으로 접속부재(10)의 단부 상에 금속 와이어(30)를 위치시킨 후 접속부재(10)와 금속 와이어(30)의 접합 부위에 고온의 용융된 솔더 페이스트를 부가하는 방법으로 이루어진다. 그러나, 솔더링시 접속부재(10)와 금속 와이어(30)의 접합 부위를 지그 등을 이용하여 금속 와이어(30)가 움직이지 않도록 고정한다 하더라도, 접속부재(10)와 금속 와이어(40) 사이에 갭(Gap)이 필연적으로 발생하기 때문에, 일반적으로 솔더링 작업자는 접속부재(10)와 금속 와이어(30)를 플라스틱 막대 등을 사용하여 동시에 눌러준 상태에서 솔더링을 행하고 있다. 이러한 과정에서 솔더링에 숙련된 작업자라 하더라도 한 손으로 누르면서 다른 한 손으로 솔더링 작업을 수행하여야 하므로, 작업에 어려움이 있고, 냉납 등의 불량을 유발할 가능성이 높다.

상기 솔더링 과정에서와 같은 작업의 어려움 및 냉납 등과 같은 불량이 발생하게 되는 문제점은 전지뿐만 아니라 접속부재를 사용하여 전기적 연결을 이루는 회로기판, 전자기기, 기계 등의 다양한 분야의 조립 공정에서도 다양하게 발생하고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 솔더링에 의한 전기적 접속을 수행하는 접속부재에 금속 와이어의 단부를 고정할 수 있는 체결부를 형성할 경우, 솔더링 작업을 용이하게 수행할 수 있고, 냉납 등의 불량 가능성을 감소시키며, 소망하는 정확한 위치에 솔더링을 행할 수 있게 되므로 생산성 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명에 따른 접속부재는, 소정의 디바이스에 장착 또는 결합된 상태에서 금속 와이어에 대해 솔더링에 의한 전기적 접속을 수행하는 부위를 포함하고 있는 접속부재로서, 솔더링 작업시 금속 와이어의 단부를 고정할 수 있는 체결부가 형성된 구조로 이루어져 있다.

일반적으로, 접속부재와 금속 와이어를 전기적으로 접속하기 위하여 디바이스에 접속부재를 장착하거나 결합한 상태에서 솔더링을 행하여 상호간을 결합시키는 바, 이 경우 금속 와이어의 단부를 고정하지 않고 솔더링을 하게 되면 금속 와이어가 정위치를 이탈하는 현상이 발생하므로 냉납 등과 같은 불량이 발생하게 된다. 참고로, 본 명세서에서 냉납은 납이 덩어리져 있는 부분이 잘못 납땜되어 전류가 통하지 않게 되는 것을 의미한다.

그러나, 본 발명에 따른 접속부재는 금속 와이어의 단부를 접속부재의 일측에 형성되어 있는 체결부에 고정하고 솔더링 작업을 수행하므로, 금속 와이어가 소망하는 솔더링 위치에서 이탈하는 것을 방지하고, 작업자 또한 별도의 플라스틱 부재 등을 이용하여 금속 와이어를 가압할 필요 없이 솔더링 작업에만 집중할 수 있으므로, 솔더링 작업의 정확도 및 작업 능률을 향상시키고, 냉납 등과 같은 제품의 불량을 감소시킬 수 있다.

상기 체결부를 포함하고 있는 구조의 접속부재는 특정한 상황에서 그 효과가 더욱 크게 발휘될 수 있다. 예를 들어, 솔더링 작업을 수행하기 어려운 구조, 즉, 금속 와이어가 위치하는 디바이스의 부위가 수직 단면상으로 평면이 아닌 구조인 경우, 금속 와이어를 소망하는 솔더링 작업 위치에 고정시키기 어렵다. 일 예로, 디바이스의 부위가 곡면인 경우, 금속 와이어가 솔더링 위치에서 미끄러지므로, 솔더링 작업을 정위치에 할 수 없는 문제점이 발생한다. 이 경우, 접속부재에 별도의 체결부가 형성되어 있으면, 금속 와이어를 체결부에 고정하여 금속 와이어가 디바이스 상에서 미끄러지는 것을 방지할 수 있으므로, 솔더링 작업을 보다 안정적이고 용이하게 수행할 수 있다.

상기 체결부는 금속 와이어를 솔더링 작업 부위에 용이하게 고정시킬 수 있는 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는, 금속 와이어의 단부가 위쪽으로부터 가압되면서 삽입 고정되는 결합구조로 이루어질 수 있다.

또 다른 예로서, 상기 체결부는 금속 와이어의 단부가 후면으로부터 삽입되면서 고정되는 결합구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 체결부의 중앙에는 대략 금속 와이어의 직경에 대응하는 크기의 관통구가 천공되어 있어서, 상기 관통구에 금속 와이어의 단부를 삽입하여 고정시킨 후 솔더링을 행하는 구조일 수 있다.

상기 접속부재는, 예를 들어, 이차전지의 전극단자에 용접으로 결합되는 도전성 접속부재이며, 그것의 일측 단부에는 다른 디바이스에 전기적으로 연결되어 있는 금속 와이어와 솔더링에 의해 결합되는 접속부가 형성되어 있고, 솔더링 작업시 금속 와이어의 단부를 고정할 수 있는 체결부가 상기 접속부에 형성된 구조로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 도전성 소재로 이루어진 상기 접속부재는 이차전지의 전극단자 에 용접으로 결합되어 있고, 다른 디바이스와 전기적으로 연결하기 위하여 접속부재의 일측이 연장된 구조의 접속부가 형성되어 있어서, 다른 디바이스와 전기적으로 연결되어 있는 금속 와이어와 상기 접속부재의 접속부가 상호 결합되는 구조일 수 있다. 또한, 상기 접속부에는 앞서 언급한 바와 같이 체결부가 형성되어 있어서, 솔더링 작업시 금속 와이어의 단부를 용이하게 고정시킬 수 있다.

이러한 구조에서 상기 체결부는 금속 와이어의 단부가 위쪽으로부터 가압되면서 삽입 고정될 수 있도록 금속 와이어의 단부 직경에 대응하는 만입형 삽입구가 상부 개방 구조로 돌출되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 금속 와이어의 단부를 위쪽으로부터 상기 만입형 삽입구에 하향으로 삽입 및 고정시킴으로써, 금속 와이어의 단부가 소망하는 솔더링 작업의 정위치로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

상기 접속부재는 전기 전도성을 가지는 소재라면 특별히 제한되지는 않으나, 그 중에서도 높은 전기 전도성 및 가공 용이성의 금속 플레이트로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 접속부재에서 체결부는 금속 플레이트의 두께를 기준으로 200 내지 600%의 크기로 돌출된 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 체결부의 돌출된 높이가 너무 높은 경우에는 솔더링 작업시 불편을 초래하거나 접속부재가 포함되는 디바이스의 크기 증가를 초래할 수 있으며, 반대로 체결부의 높이가 너무 낮은 경우에는 금속 와이어가 체결부에서 쉽게 분리되는 문제점이 발생하므로 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는, 체결부는 접속부재의 두께를 기준으로 300 내지 500%의 크기로 상향 돌출된 구조일 수 있다.

한편, 상기 체결부는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 일 예로, 금속 플레이트의 해당 부위를 수직 단면상 'U' 자 형상으로 절곡하여 형성할 수 있다. 즉, 체결부는 그것의 단부와 소정의 이격된 위치에 수직 단면상 'U' 자 형으로 상향 절곡하여 돌출되어 있고, 그것의 중앙 부위에는 금속 와이어에 대응하는 만입부를 형성하여, 금속 와이어의 단부를 상부로부터 가압하면서 상기 만입부에 삽입한 후 솔더링 작업을 수행할 수 있다.

또 다른 예로서, 상기 체결부는 금속 플레이트의 단부를 상향으로 수직 절곡하여 형성될 수 있다. 즉, 금속 플레이트의 단부를 상향으로 수직 절곡하고 그것의 중앙부위에 금속 와이어에 대응하는 만입부를 형성한 구조로 이루어질 수 있다.

상기 디바이스로는 솔더링에 의해 접속부재와 상호간에 전기적으로 연결하는 다양한 형태의 디바이스들이 가능하며, 예를 들어, 원통형 이차전지 또는 각형 이차전지이고, 바람직하게는 원통형 구조의 이차전지일 수 있다.

본 발명은 또한 상기 접속부재를 사용한 구조의 이차전지들이 전기적 접속을 이루는 구조의 전지 팩을 제공한다.

본 발명에 따른 전지 팩은 중대형 디바이스, 모바일 디바이스 또는 전동 공구 등에 널리 적용될 수 있으며, 바람직하게는 원통형 이차전지를 단위전지로 사용하는 노트북 컴퓨터용 전지 팩에 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명은 또한 상기 전지 팩을 전원으로 포함하는 노트북 컴퓨터를 제공한다.

상기 전지 팩과 이를 전원으로 포함하는 노트북 컴퓨터의 일반적인 구조 및 그것의 제조방법 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 이에 대한 추가적인 설명을 본 명세서에서는 생략한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 체결부가 형성되어 있는 접속부재가 원통형 전지에 결합되어 있는 구조의 부분 모식도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 접속부재에 금속 와이어를 결합시킨 구조의 부분 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 접속부재(100)는 도전성의 금속 플레이트로서, 원통형 전지(200)의 전극단자(240)와 용접될 수 있도록 그것에 대응하는 형상을 가지는 주 접속부(110), 및 주 접속부(110)로부터 연장되어 있고 금속 와이어(300)와 솔더링으로 결합하는 접속부(120)가 형성된 구조로 이루어져 있다.

주 접속부(110)는 원통형 전지(200)의 전극단자(240)와 스팟 용접에 의해 전기적으로 연결되고, 접속부(120)는 금속 와이어(300)와 솔더링에 의해 결합되어 전기적으로 연결된다.

접속부(120)의 단부와 소정의 이격 거리에 위치한 접속부재(100)의 일측부에는 체결부(122)가 상부 방향으로 수직 단면상 'U' 자 형상을 가지면서 돌출되어 있 고, 그것의 중간 부위에는 금속 와이어(300)의 단부 직경에 대응하는 크기를 가진 만입형 삽입구(124)가 형성되어 있다.

금속 와이어(300)는 도전성 금속 선형부재가 절연성 소재의 피막으로 감싸여 있는 구조로 이루어져 있고, 접속부재(100)의 접속부(120)와 솔더링으로 연결되는 부분은 상호간의 전기적 접속을 위하여 피막이 제거되어 있다.

따라서, 금속 와이어(300)와 접속부재(100)의 결합시 체결부(122)의 만입형 삽입구(124)에 금속 와이어(300)를 위쪽으로부터 가압하면서 삽입 및 고정시키고 솔더링 작업을 수행하게 된다.

도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 체결부가 형성되어 있는 접속부재가 원통형 전지에 결합되어 있는 구조의 부분 모식도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 접속부재에 금속 와이어를 결합시킨 구조의 부분 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 접속부재(101)는 원통형 전지의 전극단자와 스팟 용접되는 주 접속부(110)와, 주 접속부(110)로부터 수직으로 절곡되어 있고 금속 와이어와 전기적으로 연결되는 접속부(121)로 이루어져 있다는 점에서는 도 2의 접속부재(100)와 동일하다.

다만, 체결부(126)가 접속부(121)의 단부로부터 수직으로 상향 절곡되어 있고, 그것의 중앙 부위에는 금속 와이어(300)에 대응하는 형상의 만입형 삽입구(127)가 상부 방향으로 개방된 구조로 형성되어 있다는 점에서 차이가 있다. 따라서, 피막이 제거된 금속 와이어(300)의 단부가 만입형 삽입구(127)에 위쪽으로부터 가압되면서 삽입 및 고정된다는 원리는 도 2 및 도 3에서와 동일하다.

도 6에는 본 발명의 기타 실시예에 따라 관통구를 포함하고 있는 체결부에 금속 와이어가 삽입되어 고정된 구조의 부분 모식도가 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 도 6의 접속부재(103)는 체결부(128)가 접속부(123)의 단부에서 수직으로 상향 절곡되어 있고, 체결부(128)의 중앙 부위에는 금속 와이어(300)의 단부가 접속부(123)의 단부 후면으로부터 삽입될 수 있는 크기의 관통구(129)가 형성되어 있다는 점에서 도 2의 접속부재(100) 및 도 3의 접속부재(101)와 차이가 있다.

따라서, 접속부(123)의 관통구(129)에 금속 와이어(300)를 삽입하여 고정하고, 그것의 단부를 솔더링에 의해 접속부(123)와 상호 결합시켜 전기적으로 연결한다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 접속부재에는 금속 와이어의 단부를 고정할 수 있는 체결부가 형성되어 있으므로, 미숙련 작업자도 솔더링 작업을 용이하고 정확하게 할 수 있으므로 생산성이 향상되고 냉납 등 불량 가능성이 감소되는 효과가 있다. 또한, 금속 와이어와 접속부재를 용이하고 신속하게 고정할 수 있으므로, 오랜 시간 동안 솔더링 용접기의 열이 디바이스에 전달되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 원통형 전지의 전극단자와 연결된 접속부재와 금속 와이어를 결합하는 구조의 부분 모식도이다;

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 체결부가 형성되어 있는 접속부재가 원통형 전지에 결합되어 있는 구조의 부분 모식도이다;

도 3은 도 2의 접속부재에 금속 와이어를 결합시킨 구조의 부분 모식도이다;

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 체결부가 형성되어 있는 접속부재가 원통형 전지에 결합되어 있는 구조의 부분 모식도이다;

도 5는 도 4의 접속부재에 금속 와이어를 결합시킨 구조의 부분 모식도이다;

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관통구를 포함하고 있는 체결부에 금속 와이어가 삽입되어 고정된 구조의 부분 모식도이다.

Claims (14)

1. 원통형 이차전지에 장착 또는 결합된 상태에서 금속 와이어에 대해 솔더링에 의한 전기적 접속을 수행하는 부위를 포함하고 있는 접속부재로서,

   원통형 전지의 전극단자와 용접될 수 있도록 그것에 대응하는 형상을 가지는 주 접속부; 및

   주 접속부의 일측 단부로부터 수직 절곡 및 연장되어 있고 금속 와이어와 솔더링으로 결합되는 접속부;

   를 포함하고 있고,

   솔더링 작업시 금속 와이어의 단부를 고정할 수 있도록 접속부의 단부에서 수직으로 상향 절곡되어 있고, 중앙 부위에는 금속 와이어의 단부가 접속부의 단부 후면으로부터 삽입되면서 금속 와이어와 고정되도록 금속 와이어의 단부 직경에 상응하는 관통구가 천공되어 있는 체결부가 상기 접속부에 형성되어 있으며,

   상기 금속 와이어는 원통형 이차전지의 외면에 직접 접해있는 것을 특징으로 하는 접속부재.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서, 상기 접속부재는 전기 전도성의 금속 플레이트로 이루어져 있고, 상기 체결부는 금속 플레이트의 두께를 기준으로 200 내지 600%의 크기를 가지고 상향 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 접속부재.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 1 항에 따른 접속부재를 사용하여 이차전지들의 전기적 접속을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
13. 삭제
14. 제 12 항에 따른 전지 팩을 전원으로 포함하고 있는 노트북 컴퓨터.

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