KR101512907B1 - 전기 자동차용 전기 기기 - Google Patents

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KR101512907B1 KR1020130150237A KR20130150237A KR101512907B1 KR 101512907 B1 KR101512907 B1 KR 101512907B1 KR 1020130150237 A KR1020130150237 A KR 1020130150237A KR 20130150237 A KR20130150237 A KR 20130150237A KR 101512907 B1 KR101512907 B1 KR 101512907B1
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정한욱
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차용 전기 기기는, 하부 케이스와; 상기 하부 케이스의 상부에 결합되는 상부 케이스와; 상기 하부 케이스에 고정되며 제1 커넥터를 구비하는 제1 인쇄회로기판과; 상기 상부 케이스에 고정되며 제2 커넥터를 구비하는 제2 인쇄회로기판;을 포함하며, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터는 상하로 서로 대응되는 위치에 구비되어, 상기 하부 케이스와 상기 상부 케이스가 결합됨에 의해 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터가 결합되어, 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판이 연결된다.

Description

전기 자동차용 전기 기기{ELECTRIC DEVICE FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차용 전기 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간편하고 용이하게 인쇄회로기판(PCB)을 2층으로 설치할 수 있는 전기 자동차용 전기 기기에 관한 것이다.
최근, 다양한 산업분야에서 다양한 전기 기기가 널리 활용되고 있다.
예컨대, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 플러그 인 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차 등의 다양한 친환경 자동차에 전기 기기가 널리 사용되고 있으며, 이 외에도, 다양한 가정용 및 산업용의 내부 고정형 전력 전자 제품 또는 휴대용 전력 전자 제품에 널리 사용되고 있다.
이러한 전기 기기는 부피의 최소화, 경량화, 제조 원가 절감, 조립 공정의 간소화 등에 대한 과제를 안고 있다.
따라서 전기 기기가 하나 이상의 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)를 포함하고 있는 경우, 이들 인쇄회로기판을 배치함에 있어, 공간 활용의 효율성 및 조립의 용이성 등이 고려되어야 한다.
도1은 종래 2개의 인쇄회로기판을 포함하는 전기 기기의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도1을 참조하면, 종래 전기기기의 하부 케이스(10)에는 상방을 향해 돌출되는 상부 PCB 체결부(11)가 복수개 구비된다. 그리고, 이 상부 PCB 체결부(11)에 중첩되지 않도록 상부 PCB 체결부(11)의 사이에 하부 인쇄회로기판(20)이 배치된다. 따라서, 상기 상부 PCB 체결부(11)의 상단의 높이가 상기 하부 인쇄회로기판(20) 보다 더 높다.
상부 인쇄회로기판(미도시)은 상부 PCB 체결부(11)의 상부에 배치되며, 상부 PCB 체결부(11)에 볼트 등을 통해 고정된다.
그리고, 이 상부 인쇄회로기판(미도시)과 하부 인쇄회로기판(10)은 커넥터 및 와이어에 의해 서로 연결된다.
하부 케이스(10)는 가장자리를 따라 구비된 케이스 체결공(12)에 체결되는 볼트에 의해, 상부 케이스(미도시)와 결합된다.
이러한 구조를 갖기 위해, 하부 케이스(10)에 상부 인쇄회로기판(미도시)을 결합시키기 위한 상부 PCB 체결부(11)가 다수개 구비되어야 함에 따라, 하부 인쇄회로기판이 공간적인 제약을 받게 된다. 상부 PCB 체결부(11)가 위치하는 부분에서는 하부 인쇄회로기판(20)의 면적이 감소하기 때문이다.
또한, 하부 인쇄회로기판(20)과 상부 인쇄회로기판(미도시) 사이를 연결하는 와이어로 인해, 하부 인쇄회로기판(20)의 상부의 공간이 활용상의 제약을 받게 된다.
또한, 전기 자동차와 같이 많은 진동을 수반하는 곳에 설치되는 경우, 인쇄회로기판에 연결되는 커넥터가 분리됨으로 인해, 전기 자동차의 오작동이 발생할 가능성이 높아지게 된다.
또한, 전기 기기의 조립 공수가 증가하며, 제조 원가가 상승하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차용 전기 기기는 효율적이고 간단하게 2층의 인쇄회로기판을 내장할 수 있는 전기 자동차용 전기 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차용 전기 기기는, 하부 케이스와; 상기 하부 케이스의 상부에 결합되는 상부 케이스와; 상기 하부 케이스에 고정되며 제1 커넥터를 구비하는 제1 인쇄회로기판과; 상기 상부 케이스에 고정되며 제2 커넥터를 구비하는 제2 인쇄회로기판;을 포함하며, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터는 상하로 서로 대응되는 위치에 구비되어, 상기 하부 케이스와 상기 상부 케이스가 결합됨에 의해 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터가 결합되어, 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판이 연결된다.
상기 제1 커넥터는 상기 제1 인쇄회로기판의 상부로 돌출되며, 상기 제2 커넥터는 상기 제2 인쇄회로기판의 하부로 돌출될 수 있다.
상기 제1 케이스에는 상방을 향해 연장되는 제1 인쇄회로기판 체결부가 구비되며, 상기 제1 인쇄회로기판에는 상기 제1 인쇄회로기판 체결부에 대응되는 위치에서 상하로 관통 형성되는 관통공이 구비될 수 있다.
상기 제1 커넥터는 암 커넥터 또는 수 커넥터 중 어느 하나이며, 상기 제2 커넥터는 암 커넥터 또는 수 커넥터 중 다른 하나일 수 있다.
상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판은 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다.
본 발명에 의하면 전기 자동차용 전기 기기 내부에 2층의 인쇄회로기판을 효율적으로 배치할 수 있게 된다.
또한, 간단한 제조 공정으로 전기 자동차용 전기 기기를 조립할 수 있게 된다.
도1은 종래 전기 기기의 일 예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차용 전기 기기를 도시한 사시도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차용 전기 기기의 분해 사시도이다.
도4a는 하부 케이스의 분해 사시도이다.
도4b는 상부 케이스의 분해 사시도이다.
도5는 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판을 개략적으로 도시한 측면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차용 전기 기기를 설명한다.
도2는 종래 전기 자동차용 전기 기기의 일 예를 개략적으로 도시한 평면도이다. 본 실시예에서 예로 든 전기 기기는 전기 자동차의 충전에 사용되는 전기 기기이다. 그러나, 본 발명의 적용 범위가 충전과 관련된 전기 기기로 제한 되는 것은 아니며, 전기 자동차의 동작과 관련된 전기 기기라면 따로 제한을 두지 않는다.
도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차용 전기 기기는 하부 케이스(110)와 상부 케이스(120)를 포함한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차용 전기 기기의 분해 사시도이고, 도4a는 하부 케이스의 분해 사시도이며, 도4b는 상부 케이스의 분해 사시도이다.
도3 내지 도4b를 참조하면, 하부 케이스(110)는 가장자리가 상방을 향해 구부러져 연장되는 형상을 갖는다. 따라서 가장자리 내측에는 다양한 전기 전자 부품이 내장될 수 있는 공간이 형성된다.
특히 도4b를 참조하면, 상기 하부 케이스(110)에는 제1 인쇄회로기판 장착부(111)가 구비된다. 상기 제1 인쇄회로기판 장착부(111)는 후술하는 제1 인쇄회로기판(210)이 장착되는 부분으로, 하부로부터 상방으로 돌출 연장되며, 내부에는 볼트 체결이 가능한 볼트 체결홈이 구비된다. 상기 볼트 체결홈은 상단이 개구되어 하방을 향해 오목하게 형성되며, 그 내주면에는 나사산이 형성된다.
또한, 상기 하부 케이스(110)에는 한 쌍의 위치 결정용 보스(112)가 구비된다. 상기 위치 결정용 보스(112)는 후술하는 제1 인쇄회로기판(210)의 설치 위치를 결정하는 부분으로, 제1 인쇄회로기판(210)의 일부를 관통하도록 상부로부터 하방으로 돌출 연장된다.
상부 케이스(120)는 상기 하부 케이스(110)의 상부에 결합 가능하게 구비된다. 상기 상부 케이스(120)는 가장자리가 하방을 향해 구부러져 연장되는 형상을 갖는다. 상기 상부 케이스(120)의 하단 가장자리는 상기 하부 케이스(110)의 상단 가장자리에 대응되는 형상을 갖는다. 즉, 상기 하부 케이스(110)와 상기 상부 케이스(120)가 결합될 때, 상기 하부 케이스(110)의 상단 가장자리와 상기 상부 케이스(120)의 하단 가장자리가 서로 맞닿아 접촉가능하도록, 상부 케이스(120)의 하단 가장자리와 상기 하부 케이스(110)의 상단 가장자리는 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 상기 상부 케이스(120)의 가장자리 내측에는 다양한 전기 전자 부품이 내장될 수 있는 공간이 형성된다.
도4a를 참조하면, 상기 상부 케이스(120)에는 제2 인쇄회로기판 장착부(121)가 구비된다. 상기 제2 인쇄회로기판 장착부(121)는 후술하는 제2 인쇄회로기판(220)이 장착되는 부분으로, 상부로부터 하방으로 돌출 연장되며, 내부에는 볼트 체결이 가능한 볼트 체결홈이 구비된다. 상기 볼트 체결홈은 하단이 개구되어 상방을 향해 오목하게 형성되며, 그 내주면에는 나사산이 형성된다.
또한, 상기 상부 케이스(120)에는 한 쌍의 위치 결정용 보스(122)가 구비된다. 상기 위치 결정용 보스(122)는 후술하는 제2 인쇄회로기판(220)의 설치 위치를 결정하는 부분으로, 제2 인쇄회로기판(220)의 일부를 관통하도록 상부로부터 하방으로 돌출 연장된다.
제1 인쇄회로기판(210)은 상기 하부 케이스(110)에 결합된다. 상기 제1 인쇄회로기판(210)에는 복수의 관통공(212)이 형성된다. 상기 관통공(212)은 상기 제1 인쇄회로기판(210)을 상하로 관통하도록 형성되며, 전술한 제1 인쇄회로기판 장착부(111)에 대응되는 위치에 형성된다. 따라서, 볼트(300)가 상기 관통공(212)을 통과하여 제1 인쇄회로기판 장착부(111)에 체결됨으로써, 제1 인쇄회로기판(210)이 상기 하부 케이스(110)에 고정된다.
또한, 상기 제1 인쇄회로기판(210)에는 한 쌍의 위치 결정용 홈(213)이 형성된다. 상기 위치 결정용 홈(213)은 상기 제1 인쇄회로기판(210)의 양측단을 관통하도록 형성되며, 전술한 하부 케이스(110)의 위치 결정용 보스(112)에 대응되는 위치에 형성된다. 따라서, 상기 제1 인쇄회로기판(210)의 위치 결정용 홈(213)이 상기 하부 케이스(110)의 위치 결정용 보스(112)에 끼워짐으로써, 제1 인쇄회로기판(210)이 상기 하부 케이스(110)의 정확한 체결 위치에 안착되고, 전술한 바와 같이 체결 과정이 진행된다.
상기 제1 인쇄회로기판(210)의 상부에는 제1 커넥터(211)가 구비된다. 상기 제1 커텍터(211)는 암 커넥터 이거나 수 커텍터일 수 있다. 상기 제1 커넥터(211)가 암 커넥터인 경우, 후술하는 제2 커넥터(221)가 수 커넥터가 되며, 상기 제1 커넥터(211)가 수 커넥터인 경우, 후술하는 제2 커넥터(221)가 암 커넥터가 된다.
제2 인쇄회로기판(220)은 상기 상부 케이스(120)에 결합된다. 상기 제2 인쇄회로기판(220)에는 복수의 관통공(222)이 형성된다. 상기 관통공(222)은 상기 제2 인쇄회로기판(220)을 상하로 관통하도록 형성되며, 전술한 제2 인쇄회로기판 장착부(121)에 대응되는 위치에 형성된다. 따라서, 볼트(300)가 상기 관통공(222)을 통과하여 제2 인쇄회로기판 장착부(121)에 체결됨으로써, 제2 인쇄회로기판(220)에 상기 상부 케이스(120)에 고정된다.
또한, 상기 제2 인쇄회로기판(220)에는 한 쌍의 위치 결정용 홈(223)이 형성된다. 상기 위치 결정용 홈(223)은 상기 제2 인쇄회로기판(220)의 양측단을 관통하도록 형성되며, 전술한 상부 케이스(120)의 위치 결정용 보스(122)에 대응되는 위치에 형성된다. 따라서, 상기 제2 인쇄회로기판(220)의 위치 결정용 홈(223)이 상기 상부 케이스(120)의 위치 결정용 보스(122)에 끼워짐으로써, 제2 인쇄회로기판(220)이 상기 상부 케이스(120)의 정확한 체결 위치에 안착되고, 전술한 바와 같이 체결 과정이 진행된다.
상기 제2 인쇄회로기판(220)의 상부에는 제2 커넥터(221)가 구비된다. 상기 제2 커텍터(221)는 암 커넥터 이거나 수 커텍터일 수 있다.
한편, 상기 제1 커넥터(211)와 상기 제2 커넥터(221)는, 별도의 와이어 필요 없이 직접 접속 가능한 보드 대 보드(board to board) 커넥터를 구성하게 된다. 따라서, 상기 제1 커넥터(211)와 상기 제2 커넥터(221)는 상하로 서로 대응되는 위치에 구비된다. 즉, 상부에서 볼 때, 제1 커넥터(211)와 상기 제2 커넥터(221)는 서로 중첩되는 위치에 구비된다. 따라서, 상기 하부 케이스(110)와 상기 상부 케이스(120)가 결합되면, 도5에서와 같이, 상기 제1 커넥터(211)와 상기 제2 커넥터(221)가 자연스럽게 서로 연결된다. 참고로, 도5는 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판이 보드 대 보드(board to board)로 결합되는 모습을 개략적으로 도시한 측면도이다.
이하, 상기와 같은 구성을 갖는 전기 자동차용 전기 기기의 조립 방법을 설명한다.
먼저 상기 하부 케이스(110)의 내측에 제1 인쇄회로기판(210)을 고정한다.
제1 인쇄회로기판(210)을 하부 케이스(110)에 고정하기 위해서는, 먼저 하부 케이스(110)에 구비된 제1 인쇄회로기판 장착부(111)의 상부에 제1 인쇄회로기판(210)을 배치하고, 상기 제1 인쇄회로기판(210)의 위치 결정용 홈(213)이 상기 하부 케이스(110)의 위치 결정용 보스(112)에 끼워지도록 한다. 따라서, 제1 인쇄회로기판(210)에 구비된 관통공(212)이 제1 인쇄회로기판 장착부(111)와 상하 방향으로 나란히 정렬될 수 있다.
그런 다음, 볼트(300)를 체결한다. 볼트(300)는 제1 인쇄회로기판(210)에 형성된 관통공(212)을 통과하여 하부 케이스(110)에 구비된 제1 인쇄회로기판 장착부(111)에 나사결합된다.
그런 다음 상부 케이스(120)에 제2 인쇄회로기판(220)을 고정한다.
제2 인쇄회로기판(220)을 상부 케이스에 고정하기 위해서는, 먼저 상부 케이스(120)에 구비된 제2 인쇄회로기판 장착부(121)의 하부에 제2 인쇄회로기판(220)을 배치하고, 상기 제2 인쇄회로기판(220)의 위치 결정용 홈(223)이 상기 상부 케이스(120)의 위치 결정용 보스(122)에 끼워지도록 한다. 따라서, 제2 인쇄회로기판(220)에 구비된 관통공(222)이 제2 인쇄회로기판 장착부(121)와 상하 방향으로 나란히 정렬될 수 있다.
그런 다음, 볼트(300)를 체결한다. 볼트(300)는 제2 인쇄회로기판(220)에 형성된 관통공(222)을 통과하여 상부 케이스(120)에 구비된 제2 인쇄회로기판 장착부(121)에 나사결합된다.
그럼 다음 하부 케이스(110)와 상부 케이스(120)를 결합시킨다. 하부 케이스(110)와 상부 케이스(120)가 결합되는 과정에서, 상기 제1 인쇄회로기판(210)의 상부로 돌출되는 제1 커넥터(211)와 상기 제2 인쇄회로기판(220)의 하부로 돌출되는 제2 커넥터(221)가 직접 결합된다. 즉, 제1 커넥터(211)와 제2 커넥터(221)가 보드 대 보드(board to board) 결합된다.
이때, 상기 하부 케이스(110)와 상기 상부 케이스(120)의 결합은 별도의 볼트에 의해 이루어질 수 있으며, 후크 결합에 의해 이루어질 수도 있다. 또한, 하부 케이스(110)와 상부 케이스(120)가 상호간의 결합을 위한 별도의 구조를 구비하지 않더라도, 제1 커넥터(211)와 제2 커넥터(221)가 강한 결합력을 갖게 함으로써, 제1 커넥터(211)와 제2 커넥터(221)의 결합에 의해 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)의 결합되도록 하는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 하부 케이스
111: 제1 인쇄회로기판 장착부
120: 상부 케이스
121: 제2 인쇄회로기판 장착부
210: 제1 인쇄회로기판
211: 제1 커넥터
212: 관통공
220: 제2 인쇄회로기판
221: 제2 커넥터
222: 관통공
300: 볼트

Claims (5)

  1. 위치 결정용 보스가 내부에 구비된 하부 케이스와;
    상기 하부 케이스의 상부에 결합되고, 위치 결정용 보스가 내부에 구비된 상부 케이스와;
    상기 하부 케이스의 위치 결정용 보스와 맞물리는 위치 결정용 홈을 구비하고 전기적 연결이 가능한 제1 커넥터를 구비하는 제1 인쇄회로기판과;
    상기 상부 케이스의 위치 결정용 보스와 맞물리는 위치 결정용 홈을 구비하고 상기 제1커넥터와 상하로 대응되는 위치에 전기적 연결이 가능한 제2 커넥터를 구비하는 제2 인쇄회로기판;을 포함하며,
    상기 제1 인쇄회로기판의 위치 결정용 홈이 상기 하부 케이스의 위치 결정용 보스와 맞물린 상태에서 상기 제1 인쇄회로기판이 상기 하부 케이스에 고정되고,
    상기 제2 인쇄회로기판의 위치 결정용 홈이 상기 상부 케이스의 위치 결정용 보스와 맞물린 상태에서 상기 제2 인쇄회로기판이 상기 상부 케이스에 고정되며,
    상기 하부 케이스와 상기 상부 케이스가 결합됨에 의해 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터가 결합되어, 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판이 연결되는
    전기 자동차용 전기 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커넥터는 상기 제1 인쇄회로기판의 상부로 돌출되며,
    상기 제2 커넥터는 상기 제2 인쇄회로기판의 하부로 돌출되는
    전기 자동차용 전기 기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하부 케이스에는 상방을 향해 연장되는 제1 인쇄회로기판 체결부가 구비되며,
    상기 제1 인쇄회로기판에는 상기 제1 인쇄회로기판 체결부에 대응되는 위치에서 상하로 관통 형성되는 관통공이 구비되는
    전기 자동차용 전기 기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커넥터는 암 커넥터 또는 수 커넥터 중 어느 하나이며,
    상기 제2 커넥터는 암 커넥터 또는 수 커넥터 중 다른 하나인
    전기 자동차용 전기 기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판은 서로 대응되는 형상을 가질 수 있는
    전기 자동차용 전기 기기.
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