KR101604829B1 - 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 전극체와 합성수지의 열팽창계수 차이에 의해 발생하는 간극이 존재하더라도 밀봉성을 유지되는 모터용 컨넥터 조립체 제조를 위한 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제어용 모터에 사용되는 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법에 있어서, 선사출 금형에 연결부에 의하여 연결된 전극선과 신호선을 투입한 후 용융 수지를 주입하여 선사출부가 형성된 전극체를 제조하는 전극체 선사출 단계; 상기 전극체에 형성된 연결부를 제거하는 전극체 트리밍 단계; 상하 금형으로 구성되며, 관통부 형성을 위한 돌출부를 갖는 주 금형 사이에 상기 전극체를 투입하는 전극체 금형 투입 단계; 상기 주 금형을 결합한 후, 금형 내부에 용융 수지를 사출하여 관통부가 형성된 베이스와 전극체로 구성되는 컨넥트 조립체를 제조하는 주 사출 단계; 및 상기 관통부에 밀봉재를 투입하여 밀봉하는 밀봉재 밀봉 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터용 컨넥터 조립체 제조 방법{Manufacturing method for motor connector assembly}

본 발명은 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 밀봉 특성이 우수한 모터 컨넥터 조립체 제조를 위한 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법에 관한 것이다.

일반적인 산업용 기기, 자동차, 로봇 시스템 등에서는 동력의 발생 또는 제어 동작을 위해서 반드시 모터를 사용한다.

상기 모터는 그 용도에 따라 다양한 종류가 적용되나, 제어용 모터로는 스텝 모터를 이용하며, 자동차 자동변속기의 한 종류이 DCT의 경우에는 BLDC모터가 주로 사용된다.

상기 BLDC 모터는 예를 들면, 공개특허 제2008-0081412호에 개시된 바와 같이, 로터에 계자, 스테이터에 전기자 권선을 설치하고, 홀센서(hall sensor), 보통 포토 다이오드(photo diode)를 이용하여 권선의 전류방향을 결정함으로써 브러쉬형의 모터와 같은 특성을 갖도록 한 모터로서, 일반적인 유도전동기나 AC 모터가 전류의 방향 전환을 위해 3상 또는 4상 인터버를 이용하고 있는 것과는 달리 내부드라이브에서 손쉽게 방향전환이 가능하고, 저속 및 고속에서 토오크가 비교적 높으며, 고속회전이 가능하고, 무접점의 반도체 소자로 코일의 전류를 드라이브할 수 있어 그 수명이 매우 길뿐만 아니라 소음과 전자적인 잡음을 거의 발생시키지 않으며, 모터 드라이브 회로 자체에서 직접 속도 조절을 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히, BLDC 모터는 최근에 홀센서의 신뢰도가 향상되면서 매우 여러 가지의 형태로 개발되고 있다.

특히 DCT용 모터의 경우에는 자동차 자체의 환경적 특성에 의하여 밀봉 특히 수밀 특성이 우수할 것을 요구한다. 통상 제어용 모터의 경우에는 모터 케이싱, 상기 모터 케이싱 내부에 위치하는 고정자, 상기 고정자 중심에 위치하여 회전하는 회전자 그리고 상기 회전자의 고정과 전원 및 신호 라인이 접속하는 커버체를 포함하여 구성된다.

여기서 통상 모터 케이싱의 경우에는 금속으로 제작되는 경우가 일반적이며, 커넥터의 경우에는 합성수지로 제조된다.

이때, 상기 커넥터는 모터 케이싱 내부에 전원을 공급하기 위한 전원 라인과 센서들의 신호를 송수신하기 위한 신호 라인으로 이루어지는 전극체가 상기 커넥터에 결합되어 내부로 연결된다.

따라서, 상기 컨넥터는 선 제작된 전극체를 금형에 투입하여 상기 전극체를 감싸도록 합성수지를 사출하여 제조하는 인서터 사출 방식으로 제작된다.

특히 상기 사출은 일정 온도 이상 고온으로 용융 수지를 분사하여 사출하므로, 사출이 완료된 후에는 커버체의 재질인 합성수지와 전극체의 재질인 금속과의 열팽창계수의 차이에 의하여 실온에서는 일부 간극이 발생한다. 또한 상기 전극체의 각 라인은 피복으로 감싸져 있으며, 상기 전극체의 피복과 합성수지 사출물 사이의 밀폐성은 우수하나, 상기와 같이, 금속 부분의 전극체와 합성수지 사출물 사이에는 미세한 간극이 존재하므로, 상기 간극의 표면 장력과 전극체의 양단의 온도차에 의하여 상기 피복 내부를 통하여 습기 등 수분 성분이 흡수되는 현상이 발생하여 모터 자체의 오작동과 수분 침투에 의한 모터 내부의 망실 등이 발생하여 모터 수명에 영향을 주는 경우가 종종 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 금속 전극체와 합성수지의 열팽창계수 차이에 의해 발생하는 간극이 존재하더라도 밀봉성을 유지되는 모터용 컨넥터 조립체 제조를 위한 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제어용 모터에 사용되는 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법에 있어서, 선사출 금형에 연결부에 의하여 연결된 전극선과 신호선을 투입한 후 용융 수지를 주입하여 선사출부가 형성된 전극체를 제조하는 전극체 선사출 단계; 상기 전극체에 형성된 연결부를 제거하는 전극체 트리밍 단계; 상하 금형으로 구성되며, 관통부 형성을 위한 돌출부를 갖는 주 금형 사이에 상기 전극체를 투입하는 전극체 금형 투입 단계; 상기 주 금형을 결합한 후, 금형 내부에 용융 수지를 사출하여 관통부가 형성된 베이스와 전극체로 구성되는 컨넥트 조립체를 제조하는 주 사출 단계; 및 상기 관통부에 밀봉재를 투입하여 밀봉하는 밀봉재 밀봉 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전극체 선사출 단계에서 상기 전극선과 상기 신호선은 상기 선사출부의 단면 방향에서 서로 다른 높이에 위치하며, 각각의 단위 전극선과 단위 신호선은 서로 겹치지 않도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 주 사출 단계에서 상기 베이스는 상기 선사출부를 완전히 감싸도록 사출 형성되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 주 사출 단계에서 주 금형은 상 금형의 돌출부, 전극체의 노출부, 하 금형의 돌출부의 결합에 의하여 밀폐되어 베이스의 관통부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 밀봉재 밀봉 단계에서의 상기 밀봉재는 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지인 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 전극체 선사출 단계에서 선사출부 형성을 위한 용융 수지는 폴리아미드, 폴리부타디엔 및 폴리프로필렌 아미드 계열의 수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 주 사출 단계에서 사출용 수지는 POM, PC, 변성PPO, ABS, PBT, PA-6, PA-66, FR-PET, PAR, PSF 및 PPS 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제조 방법에 의하여 제조된 모터용 컨넥트 조립체는 전극체 중 신호 라인과 전극 라인을 커버체 단면에 별도의 층으로 배치하고, 또한 각 전극 라인과 신호 라인을 겹치지 않도록 배치한 후, 상기 전극체의 일부를 탄성이 높은 재질의 수지로 감싸 전극체를 완전히 밀봉하여 모터 내부의 온도 차 등에 의하여 유입되는 수분을 원천적으로 차단할 수 있는 효과 있으며, 더 나아가 모터의 수명을 연장하며, 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 제조 방법은 금형과 사출에 의하여 모든 절차가 진행되므로, 비교적 손쉽게 양산에 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법에 따라 제조된 모터용 컨넥트 조립체의 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 전극체의 구성도이며,
도 3은 도 1에 도시된 전극체의 배치도이며,
도 4는 도 1에 도시된 관통부 형성을 위한 주 금형 돌출부의 구성도이며,
도 5는 본 발명에 따른 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법의 절차도이며,
도 6은 전극체 제조를 위한 초기 전극선과 신호선의 구성도이며,
도 7은 연결부가 포함된 전극체의 구성도이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법에 따라 제조된 모터용 컨넥터 조립체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(10), 상기 베이스(10)에 형성된 관통부(30), 상기 베이스(10)에 결합하는 전극체(50), 상기 관통부(30)에 채워지는 밀봉재(90)를 포함하여 구성된다.

상기 도 1은 전극체(50)가 베이스(10) 하면에 위치하도록 도시하였다.

먼저, 상기 베이스(10)는 모터 케이스의 단면과 동일한 형상으로 구성되면, 일 측면에는 전극체(50)가 결합하는 결합부(20)가 상기 베이스(10)의 끝단에 연장 형성되며, 상기 결합부(20)는 사각형을 기본으로 상기 베이스(10)와 결합한다.

또한 상기 베이스(10)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 필요한 경우, 제조 및 조립 등의 이유로 별도의 개방부가 형성될 수 있으나, 상기 개방부들은 모터에 조립 시에는 별도의 부재에 의하여 밀봉된다.

상기 결합부(20)의 단면내에 상기 전극체(50)가 위치되며, 상기 전극체(50)에 의하여 모터 내부에 필요한 전원을 공급하며, 또한 내부 위치하는 센서 등과 연결하여 신호를 입출력한다.

한편, 상기 전극체(50)는 상기 모터 내부에 전원을 공급하는 전극선(60)과 상기 모터 내부의 센서 등과 연결하여 신호를 입축력하는 신호선(70)으로 각각 분리되어 구성되며, 상기 전극선(60)은 도 1의 경우에는, 3개의 단위 전극선(61)으로 이루어지며, 상기 단위 전극선(61)은 각각 노출부(62)와 피복부(63)로 구분된다.

그리고 신호선(70)은 도 1의 경우에는 5개의 단위 신호선(71)으로 이루어지며, 역시 노출부(72)와 피복부(73)로 구분된다.

상기 전극선(60)과 상기 신호선(70)은 필요에 따라 그 수가 변경 가능하며, 본 발명에서는 상기와 같은 일실시예를 설명하는 것이지, 상기 수로 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 베이스(10)는 합성수지로 구성되며, 상기 전극체(50)를 금형에 삽입한 후, 사출하는 인서터 사출 방식으로 제조된다.

상기 전극체(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 노출부(62, 72)에 선 사출에 의한 선사출부(51)가 형성되며, 상기 선 사출 역시 별도의 금형에 의한 인서터 사출로 상기 전극체(50)가 금형에 삽입되는 경우 각 단위 전극 사이의 위치와 전극체(50) 전체의 고정을 위해서 필요하다.

상기 선사출부(51)는 이후 주사출 시 관통부(30)가 위치하는 부분을 제외하고 상하에 각각 형성된다.

한편, 상기 결합부(20)의 중앙에는 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(10) 사출 시 공간이 형성되지 않는 관통부(30)가 형성되며, 상기 관통부(30)는 전극체(10)의 전체 전극선(60)과 신호선(70)의 노출부(62, 72)의 일부가 노출되도록 상기 결합부(20)를 관통하여 형성된다.

이때 상기 전극체(50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 전극선(60)과 신호선(70)이 상단(31)과 하단(32)으로 구분되게 배치되나, 상기 상단(31)과 하단(32)은 각각 수직 높이가 다른 면이다.

그리고 상기 전극선(60)과 상기 신호선(70)의 각 단위 전극선(61)들과 각 단위 신호선(71)들은 서로 이격되고 겹치지 않도록 배치된다.

이는 베이스(10)의 사출 시 상기 베이스(10) 수지가 상기 관통부(30)에 형성되지 않게 하기 위해서 상하 금형의 돌출부를 배치하기 위한 구성이다.

상기 관통부(30)는 도 4에 도시된 상하 금형의 돌출부를 교차하여 형성하고, 상기 전극체(50)를 금형에 안착시키는 경우, 상기 관통부(30)는 상기 금형의 돌출부가 위치하므로, 사출 완료 시 상기 관통부(30)가 형성된다.

한편, 상기 선 사출 시 전극체(50)를 상기와 같이 배치하여 선사출부(51)가 전극체(50)를 도 4와 같이 배치하도록 한다.

그리고, 상기 관통부(30)에는 실리콘계 재질의 밀봉재(90)가 채워진다. 특히 상기 실리콘 재질의 밀봉재는 고온의 사출에 의하여 주입되는 것이 아니므로, 온도차에 의한 전극체(50)와 틈세가 발생하지 않는다.

적어도, 상기 관통부(30)에서는 상기 밀봉재의 특성에 의하여 온도 변화에 따른 상기 전극체(50)와 밀봉재 사이의 간극은 존재하지 않으며, 또한 상기 실리콘 자체의 유연성에 의하여 높은 밀봉성을 제공한다.

특히 상기 관통부(30)에는 전극체(50)의 노출부(62, 72)만 위치하므로, 피복부(63, 73) 내부 전선과 피복 사이의 틈세를 통하여 유입되는 수분도 충분히 차단할 수 있는 장점이 있다.

필요한 경우 상기 실리콘계 밀봉재는 고온에서 사출하지 않으면서 유연성을 갖는 에폭시계 수지를 사용할 수 있다.

상기 베이스(10) 및 선사출부(51)는 엔지니어링 플라스틱 계열의 모든 ㅅ수지들이 사용될 수 있으며, 예를 들면 POM, PC, 변성PPO, ABS, PBT, PA-6, PA-66, FR-PET, PAR, PSF 및 PPS 계열의 수지 중 어느 하나를 선택하여 사용하며, 필요한 경우 상기 수지들에 유리 섬유를 첨가하여 강성을 보강할 수도 있다.

상기 수지 중 바람직하게는 PA-6이며, 더욱 바람직하게는 PA-66이다.

이하에서는 상기와 같은 모터용 컨넥터 조립체(100)를 제조하기 위한 제조 방법에 관하여 설명한다.

본 발명에 따른 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 전극체 선사출 단계(S1), 전극체 트리밍 단계(S2), 전극체 금형 투입 단계(S3), 주 사출 단계(S4), 밀봉재 밀봉 단계(S5)를 포함하여 구성된다.

이하 각 단계에 대하여 구체적으로 설명한다.

전극체 선사출 단계(S1)

전극체 선사출 단계(S1)는 도 2에 도시된 전극체(50)에 사출부(51)를 형성하는 단계이다.

상기 전극체(50)는 도 6에 도시된 바와 같이, 복수개의 전극선(60)과 복수개의 신호선(70)으로 구성되어 있으나, 제조 시에는 각 단위 전극선(61)이 서로 연결되고, 또한 각 단위 신호선(710이 서로 연결되도록 제조된다.

따라서, 전극선(60)과 신호선(70)을 선사출 금형에 투입하여 인서터 사출하여 사출부(51)를 형성하며, 상기 전극선(60)과 상기 신호선(70)은 선사출 금형 내에 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 다른높이로 형성되며, 각 단위 전극선(61)과 각 단위 신호선(71)이 서로 겹치지 않도록 배치된 후, 사출하여 선사출부(51)를 형성한다.

이때 상기 선사출 금형은 금형 외부에 상기 전극선(60)과 상기 신호선(70)이 도 3과 같이 배치되도록 안착부를 형성하고, 금형 내부 공간에 수지를 사출하면, 상기 도 2 및 도 3에 도시된 선사출부(51)를 형성할 수 있다.

전극체 트리밍 단계(S2)

상기 전극체 선사출 단계(S1)가 완료되면, 도 7과 같은 전극체(50)가 제조되며, 상기 전극체(50)는 단위 전극선(61) 및 단위 신호선(71)이 연결되어 있으므로, 연결부를 분리하는 전극체 트리밍 단계(S2)가 수행된다.

상기 전극체 트리밍 단계(S2)가 완료되면, 도 2에 도시된 완전한 전극체(50)가 제조된다.

전극체 금형 투입 단계(S3)

상기 전극체 트리밍 단계(S2) 완료후에 제조된 전극체(50)를 베이스(10)에 결합하기 위하여 주 금형에 투입하는 전극체 금형 투입 단계(S3)가 수행된다. 이때 상기 주 금형은 상하 금형으로 이루어지면, 특히 사출 완료 후, 베이스(10)의 관통부(30) 형성을 위해서, 상하 금형이 교차하는 돌출부가 포함되도록 수성되고, 나머지 부분은 베이스(10) 형상의 내부 공간이 구성된다.

이때 상기 돌출부에는 전극선(60)의 노출부(62)와 신호선(70)의 노출부(73)는 각각 다른 높이로 위치하고, 또한 각 단위 전극선(60)과 각 단위 신호선(71)은 서로 겹치지 않도록 이격되어 위치하도록 한다.

상기 전극체(50)를 하 금형에 투입한 후, 상 금형을 결합하며, 상기 돌출부, 및 각 단위 전극선(61) 및 각 단위 신호선(71)에 의하여 관통부(30)가 밀폐되게 된다.

주 사출 단계(S4)

상기 전극체 금형 투입 단계(S3) 후에는 상기 주 금형 내부로 용융 수지를 사출하는 주 사출 단계(S4)가 수행된다.

상기 용융 수지는 주 금형 내부에 형성된 공간에 투입되며, 상기 돌출부에 의하여 밀폐된 관통부 영역에는 별도의 수지가 주입되지 않아, 사출 완료 후에는 상기 베이스(10)에는 관통부(30)가 형성되며, 상기 관통부(30) 내면에는 전극체(50)의 노출부(62, 72)가 위치한다.

한편, 상기 선사출부(51)는 상기 결합부(20) 내부에 위치하며, 즉, 상기 결합부(20)가 상기 선사출부(51)를 감싸도록 사출 형성되며, 상기 관통부(30)에는 선사출부(51)가 위치하지 않는다.

밀봉재 밀봉 단계(S5)

상기 주 사출 단계(S4)를 수행한 후에는 모터용 컨넥트 조립체(100)가 제조된다. 이때 제조된 조립체(100)는 관통부(30)가 관통형성되어 있으므로, 상기 관ㅌ오부(30)에 밀봉재(90)를 투입하여 밀봉하면, 전체 모터용 컨넥트 조립체(100)의 제조가 완료된다.

상기 밀봉재(90) 별도의 금형에 투입하여 별도의 사출로 밀봉을 할 수 있도록 구성할 수 있다.

상기와 같은 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법은 전극체(50)를 별도의 공정에 의하여 제조하고, 주 금형에 돌출부를 형성하여 관통부(30)를 베이스(10)에 형성한 후, 상기 관통부(30)에 낮은 온도에서도 성형되고, 또한 적절한 유연성을 가져 밀봉성이 우수한 밀봉재를 투입하여 모터용 컨넥터 조립체(100)를 제조하므로, 비교적 손쉽게 양산화할 수 있는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

10: 베이스 20: 결합부
30: 관통부 31: 상단
32: 하단 50: 전극체
51: 선사출부 60:전극선
61: 단위 전극선 62: 노출부
63: 피복부 70: 신호선
71: 단위 신호선 72: 노출부
73: 피복부 90: 밀봉재
100: 모터용 컨넥터 조립체
S1: 전극체 선사출 단계 S2: 전극체 트리밍 단계
S3: 전극체 금형 투입 단계 S4: 주 사출 단계
S5: 밀봉재 밀봉 단계

Claims (7)

1. 제어용 모터에 사용되는 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법에 있어서,
   선사출 금형에 연결부에 의하여 연결된 전극선과 신호선을 투입한 후 용융 수지를 주입하여 선사출부가 형성된 전극체를 제조하는 전극체 선사출 단계;
   상기 전극체에 형성된 연결부를 제거하는 전극체 트리밍 단계;
   상하 금형으로 구성되며, 관통부 형성을 위한 돌출부를 갖는 주 금형 사이에 상기 전극체를 투입하는 전극체 금형 투입 단계;
   상기 주 금형을 결합한 후, 금형 내부에 용융 수지를 사출하여 관통부가 형성된 베이스와 전극체로 구성되는 컨넥트 조립체를 제조하는 주 사출 단계; 및
   상기 관통부에 밀봉재를 투입하여 밀봉하는 밀봉재 밀봉 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 전극체 선사출 단계에서 상기 전극선과 상기 신호선은 상기 선사출부의 단면 방향에서 서로 다른 높이에 위치하며, 각각의 단위 전극선과 단위 신호선은 서로 겹치지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 주 사출 단계에서 상기 베이스는 상기 선사출부를 완전히 감싸도록 사출 형성되는 것을 특징으로 하는 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 주 사출 단계에서 주 금형은 상 금형의 돌출부, 전극체의 노출부, 하 금형의 돌출부의 결합에 의하여 밀폐되어 베이스의 관통부를 형성하는 것을 특징으로 하는 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 밀봉재 밀봉 단계에서의 상기 밀봉재는 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지인 것을 특징으로 하는 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법.
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 전극체 선사출 단계에서 선사출부 형성을 위한 용융 수지는 폴리아미드, 폴리부타디엔 및 폴리프로필렌 아미드 계열의 수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법.
   
7. 청구항 5에 있어서, 상기 주 사출 단계에서 사출용 수지는 POM, PC, 변성PPO, ABS, PBT, PA-6, PA-66, FR-PET, PAR, PSF 및 PPS 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모터용 컨넥터 조립체 제조 방법.
   

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