KR101169910B1 - 전류센서 조립체 - Google Patents

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이채우
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Abstract

본 발명은 케이스 내에 설치되는 코어의 결합구조를 개선하여 상기 코어의 고정 위치에 따른 불량율을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 간편한 조립공정에 의한 작업 효율성 및 생산성을 한층 향상시킬 수 있는 전류센서 조립체에 관한 것으로, 전류버스바(B)가 관통하는 관통구(101)가 형성되고 상기 관통구(101)의 바깥쪽 둘레에는 수용공간부(102)가 형성된 케이스(100); 상기 케이스(100)의 수용공간부(102)에 배치되되 양 단부가 서로 마주보도록 이격되는 소정의 갭(S)을 형성한 코어(200); 및 상기 케이스(100)의 수용공간부(102)를 마감하는 커버(300)를 포함하되, 상기 케이스(100) 내측면에는 상기 관통구(101)를 향하여 돌출되는 결합돌기(150)가 형성되고, 상기 코어(200)에는 상기 결합돌기(150)에 대하여 상보적 결합이 이루어지는 결합홈(210)이 형성된 것을 특징으로 하므로, 상기 코어를 고정시키기 위한 경화성 밀봉재의 구성을 생략할 수 있으므로 제품단가를 크게 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 상기 밀봉재가 경화되는 과정에서 발생되었던 고정 위치에 따른 불량율을 줄일 수 있으며, 간편한 조립공정에 의한 작업 효율성 및 생산성을 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전류센서 조립체{CURRENT SENSOR ASSEMBLY}
본 발명은 전류센서 조립체에 관한 것으로, 특히 케이스 내에 설치되는 코어의 결합구조를 개선하여 상기 코어의 고정 위치에 따른 불량율을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 간편한 조립공정에 의한 작업 효율성 및 생산성을 한층 향상시킬 수 있는 전류센서 조립체에 관한 것이다.
자동차에는 차량용 네비게이션 시스템과 같은 전기부품들의 장착이 증가하고 있는 추세에 있으며, 따라서 차량 배터리에서의 전력소모는 더욱 증가하고 있다.
자동차 시동시나 주행중 피크전류(peak current)는 수 백 암페어(empere)에 달하는 경우도 있다. 이에 따라, 근래에는 배터리로부터 각 부하로 분기되는 도선에 흐르는 전류를 정확히 측정하여 부품의 고장이나 불량을 확인하고 있다.
이를 위해 전류센서가 사용되고 있는데, 이는 전류가 흐르면서 생기는 자기장을 이용하여 전도체에 흐르는 전류를 측정하는 센서이다.
이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 전류센서에 대하여 개략적으로 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 전류센서(10)는 차량의 배터리(미도시)와 차량의 전장품(미도시) 사이에 설치되는 것으로, 전류버스바(bus bar, 미도시)가 관통하는 케이스(11) 및 커버(41)와, 상기 케이스(11) 내에 복수개로 적층되어 수납되는 코어(31)와, 상기 코어(31)에 형성된 갭(S)부분에 배치되는 홀센서(22)가 장착된 PCB기판(Printed Circuit Board, 23)으로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래기술의 전류센서(10)에 따르면, 상기 전류버스바로 흐르는 전류에 의해 코어(31)에 발생된 자속을 홀센서(22)가 감지하고, 이에 대응하는 홀전압(hall voltage)을 발생시킨다. 그리고, 상기 홀센서(22)에 의해 발생되는 홀전압을 이용하여 전류버스바에 흐르는 전류를 측정하게 된다.
이러한 상기 전류센서(10)를 제조하기 위해서는, 먼저 PCB기판(23)에 홀센서(22)를 부착시키는 공정을 수행한 후 상기 케이스(11) 내에 PCB기판(23)과 코어(31)를 순차적으로 배치하게 된다.
다음, 상기 케이스(11) 내에 배치된 PCB기판(23)과 코어(31)가 유동하는 것을 방지하기 위해 그 내부에 엑폭시 등 젤타입의 경화성 밀봉재를 충진한다.
이후, 상기 밀봉재가 완벽히 경화된 상태에 이르게 되면, 상기 커버(41)를 케이스(11)에 덮어 밀봉시키는 과정을 거쳐 제조를 완료한다.
그러나, 상기 종래기술에 따른 전류센서(10)는 상기 PCB기판(23)에 홀센서(22)를 미리 부착시키고 밀봉재를 충진했으므로, 상기 밀봉재의 경화시간이 길어지는 것에 따른 시간 공수율이 높아 생산성을 저하시켰을 뿐만 아니라, 제조공정이 번거롭게 진행되는 문제점이 있었다.
또한, 고가의 밀봉재는 전류센서(10)의 전체 생산단가를 높이는 원인으로 작용하였다.
특히, 상기 밀봉재는 액체상태에서 고체로 경화하는 과정에서 큰 응력을 발생시키므로 케이스(11) 내부에 미리 정위치 된 PCB기판(23)과 코어(31)의 고정 위치에 대한 변위를 야기하여 불량이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 케이스와 코어의 상호 결합구조를 개선하여 상기 코어의 고정 위치에 따른 불량율을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 간편한 조립공정에 의한 작업 효율성 및 생산성을 한층 향상시킬 수 있는 전류센서 조립체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 밀봉재 사용을 배제시킴으로써, 제품단가를 크게 낮출 수 있는 전류센서 조립체를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전류센서 조립체는, 전류버스바가 관통하는 관통구가 형성되고 상기 관통구의 바깥쪽 둘레에는 수용공간부가 형성된 케이스;
상기 케이스의 수용공간부에 배치되되 양 단부가 서로 마주보도록 이격되는 소정의 갭을 형성한 코어; 및,
상기 케이스의 수용공간부를 마감하는 커버를 포함하되,
상기 케이스 내측면에는 상기 관통구를 향하여 돌출되는 결합돌기가 형성되고, 상기 코어에는 상기 결합돌기에 대하여 상보적 결합이 이루어지는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 결합돌기는 관통구를 사이에 두고 서로 마주보는 양측면에 각각 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합돌기는 복수개로 이루어지며 상기 케이스의 내측면 둘레를 따라 상호 간격을 두고 형성된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 코어 일측의 상기 케이스에는 PCB기판을 수용하도록 PCB공간부가 돌출되게 형성된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 PCB공간부를 형성하는 케이스의 측면에는 방열통공이 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 케이스의 관통구 외측면에는 상기 코어의 내주면 둘레를 지지하기 위한 가이드 리브가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합돌기의 상단에는 상기 코어의 상면을 가압하는 가압턱부가 추가적으로 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 케이스의 상단에는 상기 커버가 밀착되게 고정되도록 'ㄴ'자 구조의 횡단면을 갖는 제1 결합계단부가 형성되며, 상기 커버에는 상기 제1 결합계단부에 상보적으로 결합되는 'ㄱ'자 구조의 횡단면을 갖는 제2 결합계단부가 형성된 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 케이스 내면에는 결합돌기가 형성되고, 상기 코어에는 상기 결합돌기에 대하여 상보적 결합이 이루어지는 결합홈이 형성됨에 따라, 상기 코어를 고정시키기 위한 경화성 밀봉재의 구성을 생략할 수 있으므로 제품단가를 크게 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 상기 밀봉재가 경화되는 과정에서 발생되었던 고정 위치에 따른 불량율을 줄일 수 있으며, 간편한 조립공정에 의한 작업 효율성 및 생산성을 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 케이스에는 PCB기판을 별도로 수용하는 PCB공간부가 돌출되게 형성됨으로써, 상기 PCB기판에서 발생되는 열이 홀센서 및 코어로 전달되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전류센서의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전류센서 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해사시도이다.
도 4는 도 3의 커버를 제외한 평면도이다.
도 5는 도 3의 케이스에 형성된 결합돌기의 다른 실시예를 나타낸 측단면도이다.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전류센서 조립체(1000)는 전류버스바(B)가 관통하는 관통구(101)가 형성되고 상기 관통구(101)의 바깥쪽 둘레에는 수용공간부(102)가 형성된 케이스(100)와, 상기 케이스(100)의 수용공간부(102)에 배치되되 양 단부가 서로 마주보도록 이격되는 소정의 갭(S)을 형성한 코어(200)와, 상기 케이스(100)의 수용공간부(102)를 마감하는 커버(300)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 케이스(100)는 절연이 우수한 합성수지 등의 절연재로 이루어지고 그 내부에는 배터리(미도시)로부터 연결된 전류버스바(B)가 비접촉 상태로 관통하도록 하는 관통구(101)가 형성된다.
또한, 상기 케이스(100)의 관통구(101) 바깥쪽 둘레에는 후술할 각 구성품을 내장시키기 위한 수용공간부(102)가 형성된다.
이러한, 상기 케이스(100)는 상기 관통구(101)와 수용공간부(102)를 각각 구획한 소정의 높이를 가지는 박스형태로 형성된다.
또한, 상기 케이스(100) 또는 후술할 커버(300)에는 차량 외부의 전기장치(미도시)와 전기적으로 연결되도록 안내하는 커넥터부(120)가 형성되며, 상기 커넥터부(120) 내에는 PCB기판(130)에 결합되는 터미널(110)이 배치된다.
아울러, 상기 케이스(100)에는 상기 PCB기판(130)을 별도로 수용할 수 있도록 구획된 PCB공간부(103)가 돌출되게 형성된다.
이는, 상기 PCB기판(130)이 외부의 전기장치와 통전되는 과정에서 많은 열이 발생됨으로, 이때 발생된 열이 후술할 홀센서(140) 및 코어(200)에 악영향을 주어 전류버스바(B)에 흐르는 전류의 측정오류가 발생하는 것을 최소화하기 위함이다.
또한, 상기 PCB공간부(103)를 형성하는 케이스(100)의 측면에는 내부에서 발생된 열을 외부로 용이하게 방출시키는 다수개의 방열통공(105)을 형성할 수 있다.
상기 홀센서(140)는 PCB기판(130)에 일단이 고정 장착되고, 후술할 코어(200)의 갭(S) 공간에 위치하여 상기 전류버스바(B)에 흐르는 전류를 통해 상기 코어(200)에 발생되는 자속을 검출하는 역할을 수행한다.
특히, 상기 케이스(100) 내측면에는 상기 관통구(101)를 향하여 돌출되는 결합돌기(150)가 형성되고, 상기 코어(200)에는 상기 결합돌기(150)에 대하여 상보적 결합이 이루어지는 결합홈(210)이 형성된다.
즉, 상기 케이스(100)와 코어(200)는 각각의 결합돌기(150)와 결합홈(210)에 의해 슬라이드 방식의 긴밀하게 결합이 이루어짐에 따라, 종래기술과 같이 케이스(100) 내에 코어(200)를 고정 배치시키기 위해 사용되는 경화성 밀봉재를 생략할 수 있으므로 제품단가를 크게 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 상기 밀봉재가 경화되는 과정에서 발생되었던 고정 위치에 따른 불량율을 크게 줄일 수 있고, 간편한 조립공정에 의한 작업 효율성 및 생산성을 한층 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
여기서, 상기 결합돌기(150)는 관통구(101)를 사이에 두고 서로 마주보는 방향의 양측면에 각각 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하지 않으며 상기 결합돌기(150)는 복수개로 이루어지며 케이스(100)의 내측면 둘레를 따라 상호 간격을 두고 연속적으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 케이스(100)의 관통구(101) 외측면에는 상기 코어(200)의 내주면 둘레를 지지하기 위한 가이드 리브(160)가 형성된다.
즉, 상기 가이드 리브(160)는 결합돌기(150)를 통해 결합된 코어(200)의 내측면 둘레를 지지하여 상기 코어(200)를 보다 안정적으로 고정시키는 역할을 수행한다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 결합돌기(150)의 상단에는 상기 코어(200)의 상면을 가압하는 가압턱부(151)가 추가적으로 형성될 수 있다.
상기 가압턱부(151)는 케이스(100)에 결합된 코어(200)가 상,하방향으로 유동을 방지하는 역할을 수행한다.
아울러, 상기 케이스(100)의 상단에는 상기 커버(300)가 밀착되게 고정되도록 'ㄴ'자 구조의 횡단면을 갖는 제1 결합계단부(170)가 형성된다.
이는, 후술할 커버(300)와 긴밀한 상태로 밀폐될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 상기 코어(200)는 자성체로써 상기 케이스(100)의 수용공간부(102)에 배치되되 양 단부가 서로 마주보도록 이격되는 소정의 갭(S)을 형성한 대략 "ㄷ"자 형태로 형성된다(도 3 및 도 4 참조).
여기서, 상기 코어(200)는 소정의 두께를 갖는 판이 복수개 이상으로 적층되는 구조로 이루어진다.
이러한 상기 코어(300)는 전류센서 기술분야에서 일반적으로 적용되는 공지된 구성요소이므로 그 구체적인 기능적 설명은 생략한다.
상기 커버(200)는 전술한 케이스(100)의 개방된 수용공간부(102)를 마감하는 역할을 수행하는 것으로, 상기 케이스(100)에 대응하는 형상 및 동일한 재질로 이루어진다.
그리고, 상기 커버(300)에는 상기 제1 결합계단부(170)에 상보적으로 결합되는 'ㄱ'자 구조의 횡단면을 갖는 제2 결합계단부(310)가 형성된다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 상기 케이스(100) 내면에는 결합돌기(150)가 형성되고, 상기 코어(200)에는 상기 결합돌기(150)에 대하여 상보적 결합이 이루어지는 결합홈(210)이 형성됨에 따라, 상기 코어(200)를 고정시키기 위한 경화성 밀봉재의 구성을 생략할 수 있으므로 제품단가를 크게 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 상기 밀봉재가 경화되는 과정에서 발생되었던 고정 위치에 따른 불량율을 줄일 수 있으며, 간편한 조립공정에 의한 작업 효율성 및 생산성을 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 케이스(100)에는 PCB기판(130)을 별도로 수용하는 PCB공간부(103)가 돌출되게 형성됨으로써, 상기 PCB기판(130)에서 발생되는 열이 홀센서(140) 및 코어(200)로 전달되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
100 : 케이스
101 : 관통구
102 : 수용공간부
103 : PCB공간부
150 : 결합돌기
151 : 가압턱부
170 : 제1 결합계단부
200 : 코어
210 : 결합홈
300 : 커버
310 : 제2 결합계단부

Claims (8)

  1. 전류버스바(B)가 관통하는 관통구(101)가 형성되고 상기 관통구(101)의 바깥쪽 둘레에는 수용공간부(102)가 형성된 케이스(100);
    상기 케이스(100)의 수용공간부(102)에 배치되되 양 단부가 서로 마주보도록 이격되는 소정의 갭(S)을 형성한 코어(200); 및,
    상기 케이스(100)의 수용공간부(102)를 마감하는 커버(300)를 포함하되,
    상기 케이스(100) 내측면에는 상기 관통구(101)를 향하여 돌출되는 결합돌기(150)가 형성되고, 상기 코어(200)에는 상기 결합돌기(150)에 대하여 상보적 결합이 이루어지는 결합홈(210)이 형성된 것을 특징으로 하는 전류센서 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합돌기(150)는 관통구(101)를 사이에 두고 서로 마주보는 양측면에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 전류센서 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 결합돌기(150)는 복수개로 이루어지며 상기 케이스(100)의 내측면 둘레를 따라 상호 간격을 두고 형성된 것을 특징으로 하는 전류센서 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코어(200) 일측의 상기 케이스(100)에는 PCB기판(130)을 수용하도록 PCB공간부(103)가 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 전류센서 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 PCB공간부(103)를 형성하는 케이스(100)의 측면에는 방열통공(105)이 형성된 것을 특징으로 하는 전류센서 조립체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스(100)의 관통구(101) 외측면에는 상기 코어(200)의 내주면 둘레를 지지하기 위한 가이드 리브(160)가 형성된 것을 특징으로 하는 전류센서 조립체.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합돌기(150)의 상단에는 상기 코어(200)의 상면을 가압하는 가압턱부(151)가 추가적으로 형성된 것을 특징으로 하는 전류센서 조립체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 케이스(100)의 상단에는 상기 커버(300)가 밀착되게 고정되도록 'ㄴ'자 구조의 횡단면을 갖는 제1 결합계단부(170)가 형성되며, 상기 커버(300)에는 상기 제1 결합계단부(170)에 상보적으로 결합되는 'ㄱ'자 구조의 횡단면을 갖는 제2 결합계단부(310)가 형성된 것을 특징으로 하는 전류센서 조립체.
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