KR101235898B1 - 차량용 전류센서 제조방법 - Google Patents

차량용 전류센서 제조방법 Download PDF

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KR101235898B1
KR101235898B1 KR1020110110722A KR20110110722A KR101235898B1 KR 101235898 B1 KR101235898 B1 KR 101235898B1 KR 1020110110722 A KR1020110110722 A KR 1020110110722A KR 20110110722 A KR20110110722 A KR 20110110722A KR 101235898 B1 KR101235898 B1 KR 101235898B1
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terminal
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김춘식
박종민
오영석
이희성
최성진
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태성전장주식회사
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Abstract

차량의 배터리로부터 각종 전기장치로 공급되는 전류의 양을 측정할 수 있는 차량용 전류센서를 제조하는 방법에 관한 것이다. 차량용 전류센서 제조방법은, 도전성을 갖는 바 형상의 연결 바를 마련하는 단계; 연결 바를 인서트 하여 센서 바디를 사출 성형하되, 센서 바디가 내부 공간을 갖고 일측이 개구된 형상으로 이루어지고 연결 바의 양단부가 센서 바디로부터 노출되도록 센서 바디를 사출 성형하는 단계; 센서 바디의 내부 공간에 인쇄회로기판을 탑재하는 단계; 센서 바디의 개구에 커버를 결합하는 단계; 도전성을 갖는 포스트 터미널을 마련하고, 포스트 터미널의 일단부를 연결 바의 일단부에 압착시켜 고정하는 단계; 및 포스트 터미널의 타단부를 연결 바의 타단부에 절연된 상태로 결합시켜 고정하거나 센서 바디에 결합시켜 고정하는 단계를 포함한다.

Description

차량용 전류센서 제조방법{Method of manufacturing current sensor for vehicle}
본 발명은 차량의 배터리로부터 각종 전기장치로 공급되는 전류의 양을 측정할 수 있는 차량용 전류센서를 제조하는 방법에 관한 것이다.
차량에 설치된 각종 전기장치를 구동하기 위해서는 전기가 필요하므로, 차량에는 전기장치에 전기를 공급하기 위하여 배터리와 발전기가 구비되어 있다. 차량이 운행되기 전에는 전기장치에 배터리로부터 전기가 공급되며, 차량이 운행되기 시작하면 발전기에 의해 생성된 전기가 전기장치에 공급된다.
최근에는 차량이 고급화됨에 따라 많은 자동화 장치가 부착되고 있으며, 자동화 장치의 대부분은 전기에 의해 구동된다. 자동화 장치의 구동을 위해 더 많은 전기가 요구되고 있으며, 이에 따라 배터리를 보조 전원으로 사용하는 경우가 더욱 많아지고 있다. 이 때문에, 배터리에 충전된 전기를 시동을 걸기 위해 필요한 최소한의 전기마저 소모할 가능성이 더욱 높아지고 있다.
최근에는 더 큰 용량의 배터리와 발전기를 사용하지 않고도 차량에 부착된 자동화 장치나 부가 전자장치에 사용되는 전기를 효율적으로 사용하기 위한 방안이 모색되고 있다. 이들 방안의 대부분은 배터리로부터 공급되는 전류의 양을 전류센서에 의해 측정하는 것으로부터 출발하고 있다. 이러한 전류센서는 센서 바디와, 차량의 배터리 마이너스 단자에 연결되는 포스트 터미널, 및 포스트 터미널과 결합되어 전류가 유도되는 션트(shunt)나 버스바(busbar)를 포함하여 구성되는 것이 일반적이다.
한편, 종래의 일 예에 따른 전류센서 제조방법에 의하면, 션트나 버스바를 센서 바디와 포스트 터미널에 볼트로 각각 체결해서 고정하는 방식이 이용되고 있다. 이 방식은 볼트만으로 션트나 버스바를 센서 바디와 포스트 터미널에 체결하고 있어 고정하는 힘이 약할 수 있고, 차량의 진동으로부터 견고하지 못한 문제가 있다.
다른 예로, 션트나 버스바를 포스트 터미널에 브레이징에 의해 접합하여 고정하는 방식이 이용되기도 하는데, 이 방식은 브레이징 과정에서 접합 온도, 거리, 시간 등 접합 조건을 맞추기 어려워 생산불량이 많이 발생하고 있다. 또 다른 예로, 센서 바디의 사출시 포스트 터미널을 인서트 사출하여 고정하는 방식이 이용되기도 하는데, 이 방식은 사출 과정에서 정확한 사출이 이루어지기 힘들고, 사출 금형 또는 포스트 터미널이 깨지는 등의 불량이 많이 생김으로써, 금형 재가공 및 단품의 불량 재고 등의 시간적, 금전적 비용이 발생하는 문제가 있다.
공개특허공보 제10-2011-0038202호(2011.04.14 공개)
본 발명의 과제는 연결 바, 센서 바디, 포스트 터미널을 견고하게 고정함으로써 차량 진동에 강건할 수 있는 차량용 전류센서 제조방법을 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 전류센서 제조방법은, 도전성을 갖는 바 형상의 연결 바를 마련하는 단계; 상기 연결 바를 인서트 하여 센서 바디를 사출 성형하되, 상기 센서 바디가 내부 공간을 갖고 일측이 개구된 형상으로 이루어지고 상기 연결 바의 양단부가 상기 센서 바디로부터 노출되도록 상기 센서 바디를 사출 성형하는 단계; 상기 센서 바디의 내부 공간에 인쇄회로기판을 탑재하는 단계; 상기 센서 바디의 개구에 커버를 결합하는 단계; 도전성을 갖는 포스트 터미널을 마련하고, 상기 포스트 터미널의 일단부를 상기 연결 바의 일단부에 압착시켜 고정하는 단계; 및 상기 포스트 터미널의 타단부를 상기 연결 바의 타단부에 절연된 상태로 결합시켜 고정하거나 상기 센서 바디에 결합시켜 고정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 연결 바를 인서트 하여 센서 바디를 사출 성형하여 연결 바와 센서 바디를 일체화시킬 수 있으므로, 볼트만으로 연결 바를 센서 바디에 체결하는 것에 비해, 고정 힘이 강화될 수 있고, 차량의 진동으로부터 견고해질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 포스트 터미널을 별도로 마련하고 포스트 터미널의 일단부를 연결 바의 일단부에 압착 고정하며 포스트 터미널의 타단부를 연결 바의 타단부 또는 센서 바디에 결합시키므로, 센서 바디의 사출시 포스트 터미널을 인서트 사출하거나 포스트 터미널을 연결 바에 브레이징에 의해 접합하는 것에 비해, 제조 공정상 불량 요인이 제거될 수 있어, 자동화를 통한 생산성 향상, 비용절감 등의 효과가 있을 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전류센서 제조방법을 설명하기 위한 사시도.
도 6은 도 5에 있어서, 연결 바와 포스트 터미널이 압착되어 고정된 단면 상태를 도시한 부분 사시도.
도 7은 도 5에 있어서, 연결 바와 포스트 터미널이 절연된 상태로 결합된 단면 상태를 도시한 부분 사시도.
도 8 및 도 9는 도 5에 있어서, 연결 바를 센서 바디에 결합시키는 변형 예를 설명하기 위한 도면.
도 10 및 도 11은 도 8에 있어서, 연결 바를 센서 바디에 결합시키는 다른 변형 예를 설명하기 위한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전류센서 제조방법을 설명하기 위한 사시도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 도전성을 갖는 바 형상의 연결 바(110)를 마련한다. 연결 바(110)는 션트(shunt) 또는 버스바(busbar)일 수 있다. 연결 바(110)가 션트인 경우, 연결 바(110)는 양단부(110a)(110b)에 마련된 2개의 도전성 부분들 중간에 저항 부분(111)이 포함된 형태로 이루어진다. 연결 바(110)의 도전성 부분들은 도전성 금속 소재로 이루어질 수 있다. 도시하고 있지 않지만, 연결 바가 버스바인 경우, 연결 바는 저항 부분 없이 전체가 도전성 부분으로 이루어진다.
연결 바(110)는 일단부(110a)가 포스터 터미널(150)에 연결되고, 타단부(110b)가 그라운드 케이블(미도시)에 연결되는 부재이다. 따라서, 연결 바(110)는 배터리의 마이너스 단자에 연결된 포스트 터미널(150)을 통해 전류가 유도되며, 차체에 연결된 그라운드 케이블을 통해 접지된다. 연결 바(110)에 배터리의 전류가 흐르게 되면, 인쇄회로기판(130)에 마련된 전류측정 모듈(미도시)에 의해 전류가 측정될 수 있다.
이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결 바(110)를 인서트 하여 센서 바디(120)를 사출 성형한다. 이때, 센서 바디(120)를 내부 공간을 갖고 일측이 개구된 형상으로 이루어지도록 사출 성형한다. 또한, 센서 바디(120)를 연결 바(110)의 양단부가 센서 바디(120)로부터 노출되도록 사출 성형한다.
센서 바디(120)는 플라스틱 소재로 사출 성형될 수 있다. 센서 바디(120)는 인서트 사출에 의해 이종 소재의 연결 바(110)와 일체화됨으로써 연결 바(110)를 안정되게 지지할 수 있다. 센서 바디(120)의 내부 공간은 인쇄회로기판(130)을 탑재할 수 있도록 형성된다. 센서 바디(120)의 사출 성형시 센서 바디(120)에는 단자 결합부(121)를 형성할 수 있다. 단자 결합부(121)는 인쇄회로기판(130)으로부터 출력되는 전류 값에 해당하는 신호를 차량의 제어부(ECU)로 송출하는 기능을 한다.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 센서 바디(120)의 내부 공간에 인쇄회로기판(130)을 탑재한다. 이때, 인쇄회로기판(130)은 전류측정 모듈과 솔더링 등에 의해 전기적으로 연결되도록 설치된다. 전류측정 모듈은 전류자기효과를 이용한 것이 이용될 수 있는데, 이 경우 홀 소자와 자기 코어를 포함하여 구성될 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 센서 바디(120)의 개구에 커버(140)를 결합한다. 커버(140)는 센서 바디(120)의 개구를 폐쇄할 수 있는 크기로 마련된다. 커버(140)는 센서 바디(120)의 개구를 폐쇄함으로써, 센서 바디(120)의 내부에 탑재된 인쇄회로기판(130)을 보호할 수 있게 한다. 커버(140)는 플라스틱 등의 절연 소재로 제조될 수 있다. 커버(140)는 센서 바디(120)에 레이저 용접 또는 초음파 융착기 등에 의해 고정될 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 도전성을 갖는 포스트 터미널(150)을 마련하고, 포스트 터미널(150)의 일단부(150a)를 연결 바(110)의 일단부(110a)에 압착시켜 고정한다. 그리고, 포스트 터미널(150)의 타단부(150b)를 연결 바(110)의 타단부(110b)에 절연된 상태로 결합시켜 고정함으로써, 차량용 전류센서가 완성될 수 있다.
포스트 터미널(150)의 타단부(150b)와 연결 바(110)의 타단부(110b)를 절연시키는 이유는 연결 바(110)의 타단부(110b)는 그라운드 케이블과 연결되므로, 포스트 터미널(150)의 타단부(150b)로부터 나오는 전류가 연결 바(110)의 타단부(110b)로 흐르지 않도록 차단하기 위함이다.
포스트 터미널(150)은 배터리의 마이너스 단자에 결합되어 연결 바(110)에 전류를 유도하는 부재이다. 포스트 터미널(150)은 전도성 금속 소재로 제조될 수 있다. 포스트 터미널(150)은 배터리의 마이너스 단자에 고정되는 클램핑부(151)를 가지며, 클램핑부(151)로부터 양단부(150a)(150b)가 양 갈래로 연장된 형상으로 제조될 수 있다.
포스트 터미널(150)의 클램핑부(151)는 한쪽이 개구되고 배터리의 마이너스 단자를 감싸는 형상으로 이루어지고, 개구된 부위가 볼트를 포함한 고정기구(152)에 의해 죄임으로써 마이너스 단자에 고정될 수 있다. 포스트 터미널(150)의 양단부(150a)(150b)는 연결 바(110)의 양단부(110a)(110b)와 면 접촉할 수 있도록 형성된다.
전술한 바에 같이, 연결 바(110)를 인서트 하여 센서 바디(120)를 사출 성형하여 연결 바(110)와 센서 바디(120)를 일체화시킬 수 있으므로, 볼트만으로 연결 바를 센서 바디에 체결하는 것에 비해, 고정 힘이 강화될 수 있고, 차량의 진동으로부터 견고해질 수 있다.
또한, 포스트 터미널(150)을 별도로 마련하고 포스트 터미널(150)의 일단부(150a)를 연결 바(110)의 일단부(110a)에 압착 고정하며 포스트 터미널(150)의 타단부(150b)를 연결 바(110)의 타단부(110b)에 결합시키므로, 센서 바디(120)의 사출시 포스트 터미널(150)을 인서트 사출하거나 포스트 터미널(150)을 연결 바(110)에 브레이징에 의해 접합하는 것에 비해, 제조 공정상 불량 요인이 제거될 수 있어, 자동화를 통한 생산성 향상, 비용절감 등의 효과가 있을 수 있다.
한편, 포스트 터미널(150)의 일단부(150a)를 연결 바(110)의 일단부(110a)에 압착시켜 고정할 때, 압착 방법은 클린칭(clinching) 방법일 수 있다. 클린칭 방법에 의해 포스트 터미널(150)의 일단부(150a)가 연결 바(110)의 일단부(110a)에 압착된 상태는 도 6에 도시된 바와 같다.
클린칭 방법에 의하면, 다이 상부에 연결 바(110)의 일단부(110a)를 포스트 터미널(150)의 일단부(150a)에 겹쳐놓은 후, 연결 바(110)의 상부로부터 펀치를 압입하여 도 6에 도시된 바와 같이 소성 변형시킴으로써, 포스트 터미널(150)의 일단부(150a)를 연결 바(110)의 일단부(110a)에 압착시켜 고정할 수 있게 된다.
압착 방법의 다른 예로는, 바리오 조인팅(vario jointing) 방법이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 바리오 조인팅 방법에 의하면, 포스트 터미널(150)의 일단부(150a)에 천공을 형성한 후, 천공된 포스트 터미널(150)을 다이 측으로 해서 연결 바(110)의 상부로부터 펀치를 압입함으로써, 포스트 터미널(150)의 일단부(150a)를 연결 바(110)의 일단부(110a)에 압착시켜 고정할 수 있다.
한편, 포스트 터미널(150)의 타단부(150b)를 연결 바(110)의 타단부(110b)에 절연된 상태로 결합시켜 고정하는 방법을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 연결 바(110)를 마련할 때, 연결 바(110)의 타단부(110b)에 제1 체결 홀(112)을 형성한다. 센서 바디(120)를 사출 성형할 때, 연결 바(110)의 타단부(110b)에서 포스트 터미널(150)의 타단부(150b)와 맞닿는 면과 제1 체결 홀(112)의 내면에 제1 절연 몰드(122)를 형성한다.
그리고, 포스트 터미널(150)을 마련할 때, 포스트 터미널(150)의 타단부(150b)에 제2 체결 홀(153)을 형성하고 제2 체결 홀(153)의 내면과 바깥 주위 면에 제2 절연 몰드(154)를 형성한다. 이 상태에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1,2 체결 홀(112)(153)에 볼트(161)를 삽입한 후 볼트(161)에 너트(162)를 체결하게 되면, 포스트 터미널(150)의 타단부(150b)는 제1,2 절연 몰드(122)(154)에 의해 절연된 상태로 볼트(161)와 너트(162)에 의해 연결 바(110)의 타단부(110b)에 체결되어 고정될 수 있다.
한편, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 포스트 터미널(250)의 일단부(250a)를 연결 바(110)의 일단부(110a)에 전술한 방식으로 압착 고정하고, 포스트 터미널(250)의 타단부(250b)를 센서 바디(220)에 결합시킬 수 있다. 이를 위해, 포스트 터미널(250)을 마련할 때, 포스트 터미널(250)의 타단부(250b)에 후크(253)를 형성한다. 이때, 포스트 터미널(250)의 타단부(250b)를 센서 바디(220)의 하면과 측면을 함께 감싸서 안정적으로 지지할 수 있는 형상으로 제조한다. 그리고, 센서 바디(220)를 사출 성형할 때 센서 바디(220)의 외면에 후크(253)가 걸려서 끼움 결합할 수 있는 걸림 홈(221)을 형성한다. 이후, 후크(253)를 걸림 홈(221)에 끼움 결합시키게 되면, 포스트 터미널(250)의 타단부(250b)가 센서 바디(220)에 고정된 상태를 유지할 수 있게 된다.
다른 예로, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 포스트 터미널(350)을 센서 바디(320)에 결합시킬 수 있다. 포스트 터미널(350)의 일단부(350a)를 연결 바(110)의 일단부(110a)에 전술한 방식으로 압착 고정하고, 포스트 터미널(350)의 타단부(350b)를 센서 바디(320)의 하면에 맞닿도록 제조하며, 포스트 터미널(350)의 타단부(350b)에 볼트(361)가 삽입되는 체결 홀(353)을 형성한다. 그리고, 볼트(361)와 체결되는 인서트 너트(362)를 센서 바디(320)에 설치한다.
볼트(361)를 인서트 너트(362)와 체결하게 되면, 포스트 터미널(350)의 타단부(350b)가 센서 바디(320)의 하면에 고정된 상태를 유지할 수 있게 된다. 한편, 볼트(361)와 인서트 너트(362) 대신, 리벳(rivet)에 의해 포스트 터미널(350)을 센서 바디(320)에 결합시키는 것도 가능하다. 이때, 리벳은 플라스틱 리벳이 이용될 수 있다. 도 10 및 도 11에 도시된 예의 경우, 센서 바디(320)는 포스트 터미널(350)이 배치되는 쪽의 반대쪽에 개구를 갖는 형상으로 이루어지고, 이 개구를 통해 인쇄회로기판(130)과 커버(140)가 설치될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110..연결 바 120,220,320..센서 바디
130..인쇄회로기판 140..커버
150,250,350..포스트 터미널

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 도전성을 갖는 바 형상의 연결 바를 마련하는 단계;
    상기 연결 바를 인서트 하여 센서 바디를 사출 성형하되, 상기 센서 바디가 내부 공간을 갖고 일측이 개구된 형상으로 이루어지고 상기 연결 바의 양단부가 상기 센서 바디로부터 노출되도록 상기 센서 바디를 사출 성형하는 단계;
    상기 센서 바디의 내부 공간에 인쇄회로기판을 탑재하는 단계;
    상기 센서 바디의 개구에 커버를 결합하는 단계;
    도전성을 갖는 포스트 터미널을 마련하고, 상기 포스트 터미널의 일단부를 상기 연결 바의 일단부에 압착시켜 고정하는 단계; 및
    상기 포스트 터미널의 타단부를 상기 연결 바의 타단부에 절연된 상태로 결합시켜 고정하는 단계;를 포함하며,
    상기 연결 바를 마련하는 단계는 상기 연결 바의 타단부에 제1 체결 홀을 형성하는 과정을 포함하고, 상기 센서 바디를 사출 성형하는 단계는 상기 연결 바의 타단부에서 상기 포스트 터미널의 타단부와 맞닿는 면과 상기 제1 체결 홀의 내면에 제1 절연 몰드를 형성하는 과정을 포함하며, 상기 포스트 터미널을 마련하는 단계는 상기 포스트 터미널의 타단부에 제2 체결 홀을 형성하고 상기 제2 체결 홀의 내면과 바깥 주위 면에 제2 절연 몰드를 형성하는 과정을 포함하며, 상기 포스트 터미널의 타단부를 상기 연결 바의 타단부에 절연된 상태로 결합시켜 고정하는 과정은 상기 제1,2 체결 홀에 볼트를 삽입한 후 상기 볼트에 너트를 체결해서 고정하는 과정인 것을 특징으로 하는 차량용 전류센서 제조방법.
  4. 도전성을 갖는 바 형상의 연결 바를 마련하는 단계;
    상기 연결 바를 인서트 하여 센서 바디를 사출 성형하되, 상기 센서 바디가 내부 공간을 갖고 일측이 개구된 형상으로 이루어지고 상기 연결 바의 양단부가 상기 센서 바디로부터 노출되도록 상기 센서 바디를 사출 성형하는 단계;
    상기 센서 바디의 내부 공간에 인쇄회로기판을 탑재하는 단계;
    상기 센서 바디의 개구에 커버를 결합하는 단계;
    도전성을 갖는 포스트 터미널을 마련하고, 상기 포스트 터미널의 일단부를 상기 연결 바의 일단부에 압착시켜 고정하는 단계; 및
    상기 포스트 터미널의 타단부를 상기 센서 바디에 결합시켜 고정하는 단계;를 포함하며,
    상기 포스트 터미널을 마련하는 단계는 상기 포스트 터미널의 타단부에 후크를 형성하는 과정을 포함하고, 상기 센서 바디를 사출 성형하는 단계는 상기 센서 바디의 외면에 상기 후크가 걸려서 끼움 결합할 수 있는 걸림 홈을 형성하는 과정을 포함하며, 상기 포스트 터미널의 타단부를 상기 센서 바디에 결합시켜 고정하는 과정은 상기 후크를 상기 걸림 홈에 끼움 결합시켜 고정하는 과정인 것을 특징으로 하는 차량용 전류센서 제조방법.
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