KR101533803B1 - 피씨비 방열부를 구비한 정션박스 - Google Patents

피씨비 방열부를 구비한 정션박스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피씨비 방열부를 구비한 정션박스에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 하측에 배치되는 하부커버와, 상기 하부커버의 상측에 결합되는 상부커버로 이루어지는 커버부와, 상기 하부커버와 상기 상부커버의 결합에 의하여 형성되는 내부공간에 배치되는 피씨비부를 포함하며, 상기 피씨비부는 높이 방향을 따라 중앙에 배치되는 코어부와, 상기 코어부의 상측과 하측에 배치되는 패턴부로 구성되고, 상기 코어부의 가장자리에는 상기 코어부와 일체로 형성되며 상기 패턴부와 접촉되게 구비되어 상기 패턴부에서 발생되는 열을 외부로 방열하는 방열부가 구비된 것을 특징으로 하는 피씨비 방열부를 구비한 정션박스를 제공한다.

Description

피씨비 방열부를 구비한 정션박스{JUNCTION BOX HAVING HEAT RADIATING PART}
본 발명은 정션박스에 관한 것으로, 구체적으로는, 피씨비 방열부를 구비한 정션박스에 관한 것이다.
전기 및 전자관련 분야의 급속한 발전에 힘입어 자동차 산업에서도 자동차의 성능, 안전성, 편리성 등을 향상시키기 위하여 센서, 작동기, 자동화를 망라한 전장기술이 응용되고 있다.
상기와 같이 전기, 전자 시스템의 증가는 필연적으로 자동차의 소비 전력을 증가시키게 되므로 엔진실 공간에 위치한 정션박스의 전력량은 물론 크기가 증가되고 동시에 정션박스에서 발생하는 발열 문제가 최대의 문제점으로 지적되고 있다.
도 1은 종래의 정션박스의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 'Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 선단면도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 정션박스는, 하측에 배치되는 하부커버(11)와, 하부커버(11)의 상측에 결합되는 상부커버(12)로 이루어지는 커버부(10)와, 하부커버(11)와 상부커버(12)의 결합에 의하여 형성되는 내부공간(13)에 일정 간격 이격되어 상호 중첩되게 각각 배치되는 피씨비상판(21)과, 피씨비하판(22)으로 이루어지는 피씨비부(20)로 구성되어 있다.
그리고, 피씨비부(20)를 구성하는 피씨비상판(21)과 피씨비하판(22)은 각각 그 높이 방향을 따라 중앙에 배치되는 코어부(20a)와, 코어부(20a)의 상측과 하측에 배치되는 패턴부(20b)로 구성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 정션박스는 차량 내부공간의 제약 때문에 정션박스 사이즈 축소를 위하여 전선길이 축소 및 부품집약화가 가능한 피씨비 타입의 정션박스를 제공하는데, 부품집약화로 인한 발열 문제를 해결하기 위하여 상기 피씨비 타입의 정션박스는 내부절연체를 마련하여 정션박스의 발열부에서 발생하는 열기를 흡수하도록 구성된다.
이때, 피씨비 타입의 정션박스는 크게 일반 피씨비 타입의 정션박스와, 다량의 구리를 함유한 기판을 구비하는 헤비(heavy) 타입의 피씨비 정션박스와, 피씨비 내부에 동이 마련된 메탈코어 방식의 피씨비 타입의 정션박스로 나뉘어진다.
상기 일반 피씨비 타입의 정션박스는 정션박스에서 방출되는 열에 매우 취약할 뿐 아니라 이러한 열에 의하여 부품이 오작동하게 될 확률이 높고 부품의 수명이 단축된다는 문제점이 있다.
또한, 상기 헤비 타입의 피씨비 정션박스의 경우 피씨비 패턴을 위한 구리 기판의 두께가 두껍기 때문에 정션박스에서 발생하는 열을 외부로 배출하는데 어려움이 있었으며, 구리 기판의 두께로 인하여 정션박스의 공간이 축소되어 별도의 장치를 추가적으로 장착하는데 불편함이 있다.
이를 해결하기 위한 절연체 내에 열흡수부가 마련된 메탈코어 방식의 피씨비 타입의 정션박스는 열흡수부로 마련되는 동의 가격이 높기 때문에 정션박스의 단가가 증가하며, 내부의 동으로 인한 정션박스의 무게가 증가한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 정션박스 내부에 설치된 피씨비에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 방열하여 제품의 오작동을 방지하고 수명을 연장함과 동시에 코어부, 패턴부 및 방열부에 알루미늄 재질을 적용함으로써 제품의 중량을 절감시킬 수 있는 피씨비 방열부를 구비한 정션박스를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 피씨비 방열부를 구비한 정션박스는, 하측에 배치되는 하부커버와, 상기 하부커버의 상측에 결합되는 상부커버로 이루어지는 커버부와, 상기 하부커버와 상기 상부커버의 결합에 의하여 형성되는 내부공간에 배치되는 피씨비부를 포함하며, 상기 피씨비부는 높이 방향을 따라 중앙에 배치되는 코어부와, 상기 코어부의 상측과 하측에 배치되는 패턴부로 구성되고, 상기 코어부의 가장자리에는 상기 코어와 일체로 형성되며 상기 패턴부의 측면과 접촉되게 구비되어 상기 패턴부에서 발생되는 열을 외부로 방열하는 방열부를 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 방열부의 종단면은 상기 패턴부의 측면과 상면 일부를 감싸도록 'ㄷ'자 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 코어부와 상기 방열부는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 방열부의 외면은 동도금 처리될 수 있다.
또한, 상기 동도금 처리는 알칼리 에칭 후에 표면을 세척하고 1차 징케이트를 실시하고 상기 징케이트를 박리 후에 2차 징케이트를 실시함으로써 동도금 처리가 완료될 수 있다.
아울러, 상기 패턴부의 패턴을 형성시에는 동도금 액에 의하여 상기 알루미늄이 녹는 형상을 방지하기 위하여 징케이트 공법이 사용될 수 있다.
그리고, 상기 징케이트 공법을 사용하여 상기 패턴을 형성시에 염유산 에칭액을 사용할 수 있다.
또한, 상기 상부커버와 상기 하부커버의 내측 벽면에는 상기 방열부와 접촉되어 상기 방열부에서 방열되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 하는 별도의 알루미늄 플레이트가 구비될 수 있다.
아울러, 상기 피씨비부는 일정 간격 이격되어 상호 중첩되게 각각 배치되는 피씨비상판과, 피씨비하판으로 이루어질 수 있다.
전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은, 정션박스 내부에 설치된 피씨비에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 방열하여 제품의 오작동을 방지하고 수명을 연장함과 동시에 코어부, 패턴부 및 방열부에 알루미늄 재질을 적용함으로써 제품의 중량을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 정션박스의 구조를 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 'Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 선단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피씨비 방열부를 구비한 정션박스의 구조를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 'Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 선단면도이며,
도 5는 도 4의 일측 가장자리를 확대하여 도시한 확대단면도이다.
하기의 설명에서 본 발명의 피씨비 방열부를 구비한 정션박스의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피씨비 방열부를 구비한 정션박스의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 'Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 선단면도이며, 도 5는 도 4의 일측 가장자리를 확대하여 도시한 확대단면도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 피씨비 방열부를 구비한 정션박스는, 하측에 배치되는 하부커버(110)와, 하부커버(110)의 상측에 결합되는 상부커버(120)로 이루어지는 커버부(100)와, 하부커버(110)와 상부커버(120)의 결합에 의하여 형성되는 내부공간(130)에 일정 간격 이격되어 상호 중첩되게 각각 배치되는 피씨비상판(210)과, 피씨비하판(220)으로 이루어지는 피씨비부(200)를 포함하며, 피씨비부(200)는 높이 방향을 따라 중앙에 배치되는 코어부(201)와, 코어부(201)의 상측과 하측에 배치되는 패턴부(202)로 구성되고, 코어부(201)의 가장자리에는 코어부(201)와 일체로 형성되며 패턴부(202)의 측면과 접촉되게 구비되어 패턴부(202)에서 발생되는 열을 외부로 방열하는 방열부(300)를 포함하여 구성되어 있다.
커버부(100)를 구성하는 하부커버(110)와 상부커버(120)는 상호 결합에 의하여 피씨비부(200)를 외부로부터 차폐시켜 보호할 수 있는 내부공간(130)을 형성하게 된다.
피씨비부(200)는 상대적으로 상측에 배치되는 피씨비상판(210)과, 피씨비상판(210)의 하측에 일정 거리 이격되게 설치되는 피씨비하판(220)으로 구성되며, 피씨비상판(210)과 피씨비하판(220)은 상호 중첩되도록 배치되어 있다.
피씨비상판(210)과 피씨비하판(220)은 일정 거리 이격 배치된 상태에서 상호 통전을 위하여 일정 길이를 갖는 바형상의 복수의 점퍼핀(230)에 의하여 전기적으로 연결되어 있다.
피씨비부(200)가 피씨비상판(210)과 피씨비하판(220)으로 분리되어 있는 이유는 차량 엔진룸의 제한된 공간으로 인한 사이즈 축소를 위함이며, 피씨비상판(210)에는 퓨즈나 릴레이 종류가 구비되며 피씨비하판(220)에는 각종 커넥터 종류가 구비될 수 있다.
이러한 피씨비상판(210)과 피씨비하판(220)은 각각 그 높이 방향을 따라 중앙에 배치되는 코어부(201)와, 코어부(201)의 상측과 하측에 배치되는 패턴부(202)로 구성되어 있다.
코어부(201)는 피씨비상판(210)과 피씨비하판(220)에서 각각 발생되는 열을 흡수하여 외부로 신속하게 방출할 수 있도록 열전도도가 높은 알루미늄 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
코어부(201)가 알루미늄 재질로 형성되면 열전도도를 높여서 발생되는 열을 신속하게 방출할 수 있는 뿐만 아니라 정션박스 전체의 중량을 절감할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 패턴부(202)의 패턴을 형성시에는 동도금 액에 의하여 알루미늄이 녹는 형상을 방지하기 위하여 징케이트 공법이 사용되며, 이러한 징케이트 공법을 사용하여 패턴부(202)의 패턴을 형성시에 염유산 에칭액을 사용할 수 있다.
징케이트 공법은 패턴부(202)를 형성시에 에칭액에 의하여 패턴부(202)는 에칭이 이루어지지 않도록 형성하고자 하는 패턴부(202)의 상면에 일정한 패턴을 갖는 징케이트(203)를 도포한 후에 염유산 에칭액에 침지시에 징케이트(203)가 도포된 부분은 에칭이 이루어지지 않고 나머지 부분만 에칭되어 일정한 패턴을 갖는 패턴부(202)를 형성하게 되는 공법이다.
방열부(300)는 코어부(201)와 패턴부(202)에서 발생되는 열을 피씨비 기판의 외부로 신속하게 방열하기 위하여 피씨비상판(210) 및 피씨비하판(220)의 둘레에 외부로 노출되도록 구비되는 부재이다.
이를 위하여 방열부(300)의 중앙 영역은 코어부(201)와 일체로 형성되어 상하 방향을 따라 일정 길이 연장 형성되며, 그 상부와 하부의 단부는 절곡 형성되어 패턴부(202)의 상면과 하면 일부를 감싸도록 'ㄷ' 자 형상으로 형성되어 각각 패턴부(202)의 측면 및 상면과 접촉되게 구비되는 것이 바람직하다.
이러한, 방열부(300)도 코어부(201)와 마찬가지로 열전도도가 높은 알루미늄 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한, 방열부(300)는 열전도도가 높은 동도금으로 형성되는 것이 바람직하며, 외부로 노출되는 방열부(300)의 외면은 동도금 처리되는 것이 바람직한데, 이는 패턴부(202)에 큰 전류의 수용이 가능하도록 하여 큰 전류가 흐르더라도 방열부(300)가 손상됨을 방지하기 위함이다.
이러한 동도금 처리를 하는 과정은 다음과 같다.
우선, 알칼리 에칭 후에 1차적으로 표면을 세척하고 표면의 산화 방지를 위하여 2차적인 세척 과정인 디스머트 공정을 거치게 된다.
그리고, 방열부(300)를 형성하는 재질인 알루미늄과 아연의 치환을 위하여 방열부(300)의 표면에 1차적으로 징케이트(203) 재질을 도포한 후에 일정 시간이 경과하면 징케이트(203)를 박리하는 과정을 거치게 된다.
징케이트(203)가 박리된 후에는 다시 2차적으로 징케이트(203) 재질을 도포한 후에 표면에 도금될 동이 접착될 수 있도록 표면에 접착제를 도포하게 되는 도금 스트라이크 과정을 거치게 되며, 마지막으로 동을 표면에 부착함으로써 방열부(300)에 대한 동도금 과정이 완료된다.
이러한 과정에 의하여 방열부(300)의 외면에 동도금 처리가 완료되면 방열부(300) 전체의 두께 체적의 증가로 인하여 동도금 처리가 되기 전보다 상대적으로 더 큰 전류의 수용이 가능하게 되는 것이다.
상부커버(120)와 하부커버(110)의 내측 벽면에는 방열부(300)와 접촉되어 방열부(300)에서 방열되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 하는 별도의 알루미늄 플레이트(310)가 구비될 수 있다.
이러한 알루미늄 플레이트(310)는 상부커버(120)와 하부커버(110)의 결합으로 이루어지는 내부공간(130)의 둘레에 복수로 직립되게 배치되는 것이 바람직하며 그 상면에 방열부(300)의 하면과 접촉되어 방열부(300)로 흡수된 열이 알루미늄 플레이트(310)로 전달되어 신속하게 방열이 이루어지도록 하는 역할을 한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열부를 구비한 정션박스는, 코어부(201) 및 피씨비부(202)에 알루미늄 재질을 적용함으로써 40 % 이상의 중량을 절감할 수 있으며 방열부(300)를 통하여 신속하게 열을 외부로 방출할 수 있도록 함으로써 부품 동작을 안정화시킬 수 있고 수명을 연장함으로써 품질을 안정화시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 커버부 110 : 하부커버
120 : 상부커버 130 : 내부공간
200 : 피씨비부 201 : 코어부
202 : 패턴부 203 : 징케이트
210 : 피씨비상판 220 : 피씨비하판
230 : 점퍼핀 300 : 방열부
310 : 알루미늄 플레이트

Claims (9)

  1. 하측에 배치되는 하부커버와, 상기 하부커버의 상측에 결합되는 상부커버로 이루어지는 커버부와, 상기 하부커버와 상기 상부커버의 결합에 의하여 형성되는 내부공간에 배치되는 피씨비부를 포함하며,
    상기 피씨비부는 높이 방향을 따라 중앙에 배치되는 코어부와, 상기 코어부의 상측과 하측에 배치되는 패턴부로 구성되고, 상기 코어부의 가장자리에는 상기 코어부와 일체로 형성되며 상기 패턴부와 접촉되게 구비되어 상기 패턴부에서 발생되는 열을 외부로 방열하는 방열부가 구비되며,
    상기 방열부의 종단면은 상기 패턴부의 측면과 노출면 일부를 감싸도록 'ㄷ'자 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 피씨비 방열부를 구비한 정션박스.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코어부와 상기 방열부 및 상기 패턴부는 알루미늄 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 피씨비 방열부를 구비한 정션박스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 방열부의 외면은 동도금 처리된 것을 특징으로 하는 피씨비 방열부를 구비한 정션박스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 동도금 처리는 알칼리 에칭 후에 표면을 세척하고 1차 징케이트를 실시하고 상기 징케이트를 박리 후에 2차 징케이트를 실시하고 표면에 접착액을 도포한 후에 동을 도금하는 것을 특징으로 하는 피씨비 방열부를 구비한 정션박스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 패턴부의 패턴을 형성시에는 동도금 액에 의하여 상기 알루미늄이 녹는 현상을 방지하기 위하여 징케이트 공법이 사용되는 것을 특징으로 하는 피씨비 방열부를 구비한 정션박스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 징케이트 공법을 사용하여 상기 패턴을 형성시에 염유산 에칭액을 사용하는 것을 특징으로 하는 피씨비 방열부를 구비한 정션박스.
  8. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부커버와 상기 하부커버의 내측 벽면에는 상기 방열부와 접촉되어 상기 방열부에서 방열되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 하는 별도의 알루미늄 플레이트가 구비된 것을 특징으로 하는 피씨비 방열부를 구비한 정션박스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 피씨비부는 일정 간격 이격되어 상호 중첩되게 각각 배치되는 피씨비상판과, 피씨비하판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피씨비 방열부를 구비한 정션박스.
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