KR101783861B1 - 고전압 케이블 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

전류가 흐르는 도체 코어; 상기 도체 코어를 둘러싸며, 전류가 누설되는 것을 방지하는 제1 피복부; 상기 제1 피복부를 둘러싸며, 차폐 수지로 형성되는 차폐 쉴드부; 상기 차폐 쉴드부에 상기 도체 코어의 길이 방향으로 배치되는 도체 실선부; 및 상기 차폐 쉴드부를 둘러싸는 제2 피복부를 포함하는 고전압 케이블을 제공한다.

Description

고전압 케이블 및 그 제조 방법{High voltage cable and method of Manufacturing the same}

본 발명은 고전압 케이블 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고전압 전류가 흐를 때 발생되는 노이즈를 차폐할 수 있는 고전압 케이블 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 자동차 회사들은 에너지 효율이 높은 고연비 차량 개발에 관심이 높다. 그런데, 연비는 공차 중량에 비례하기 때문에 중량 즉 무게를 감소시키는 것이 중요한 이슈가 된다. 이에 따라, 자동차의 전장 일부인 와이어링 하네스 중 케이블을 경량화하면 연비 향상에 도움을 줄 수 있다. 자동차에는 저전압 케이블 뿐만 아니라, 고전압 케이블이 병행 사용된다.

고전압 케이블은 구리와 같은 금속 재질의 와이어를 직물 또는 그물망을 짜듯이 편조시킨 편조체가 내재되어 있다. 이 때, 편조체는 케이블 내, 외부에서 발생하는 노이즈 내지 전자파를 차폐하는 동시에 접지를 위한 수단으로 사용될 수 있다.

종래, 고전압 케이블은 차폐를 위해 금속 재질의 편조체를 이용하였다. 그러나, 금속 소재를 사용하면 중량이 증가하여 경량화에 역행하는 문제점이 있었다. 또한, 고전압 케이블에 편조체를 덧씌우는 공정은 생산성을 감소시키는 문제점이 있었다. 또한, 편조체의 제조 원가가 높아 비경제적이었다.

대한민국 등록실용신안 20-0418702호 (2006.06.07. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 차폐 수지를 사용하여 경량화와 원가 절감이 가능한 고전압 케이블 및 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 차폐 수지의 특성상 별도 터미널에 압입 연결될 수 있게 하는 접지 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 고전압 케이블의 제조 방법에 있어 차폐 수지를 압출 성형하는 방법으로 생산성을 향상하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 고전압 케이블은 전류가 흐르는 도체 코어; 상기 도체 코어를 둘러싸며, 전류가 누설되는 것을 방지하는 제1 피복부; 상기 제1 피복부를 둘러싸며, 차폐 수지로 형성되는 차폐 쉴드부; 상기 차폐 쉴드부 양단에 형성되는 접지부; 및 상기 차폐 쉴드부 및 상기 접지부를 둘러싸는 제2 피복부;를 포함하는 고전압 케이블을 제공한다.

상기 차폐 수지는 플라스틱 수지에 전도성 첨가제를 혼합하여 형성될 수 있다.

상기 전도성 첨가제는 금속 분말 및 카본 분말 중 어느 하나이거나 혼용될 수 있다.

상기 접지부는 상기 차폐 쉴드부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 피복부를 둘러싸게 결합되는 편조체 및 알루미늄 랩 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 접지부는 접착제에 의해 상기 제1 피복부를 둘러싸게 고정 결합될 수 있다.

상기 접지부는 상기 차폐 쉴드부의 양단 외주면에 배치되는 도체선; 및 상기 도체선이 상기 차폐 쉴드부에 접합되게 상기 도체선을 밀봉하는 고정 부재;를 포함할 수 있다.

상기 고정 부재는 열 수축 튜브가 바람직하다.

본 발명의 실시예는 전류가 흐르는 도체 코어를 마련하는 단계; 절연성 수지를 압출 성형하여 상기 도체 코어를 둘러싸게 제1 피복부를 형성하는 단계; 차폐 수지를 압출 성형하여 상기 제1 피복부를 둘러싸게 차폐 쉴드부를 형성하는 단계; 상기 차폐 쉴드부 양단에 접지부를 형성하는 단계; 및 플라스틱 수지를 압출 성형하여 상기 차폐 쉴드부 및 상기 접지부를 둘러싸는 제2 피복부를 형성하는 단계;를 포함하는 고전압 케이블 제조 방법을 제공한다.

상기 접지부를 형성하는 단계는 편조체, 알루미늄 랩 중 선택된 어느 하나를 상기 차폐 쉴드부에 전기적으로 연결하며, 상기 제1 피복부를 둘러싸게 결합할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 전류가 흐르는 도체 코어를 마련하는 단계; 절연성 수지를 압출 성형하여 상기 도체 코어를 둘러싸게 제1 피복부를 형성하는 단계; 차폐 수지를 압출 성형하여 상기 제1 피복부를 둘러싸게 차폐 쉴드부를 형성하는 단계; 플라스틱 수지를 압출 성형하여 상기 차폐 쉴드부를 둘러싸는 제2 피복부를 형성하는 단계; 및 상기 제2 피복부의 양단을 제거한 후 노출되는 상기 차폐 쉴드부에 접지부를 형성하는 단계를 포함하는 고전압 케이블 제조 방법을 제공한다.

상기 접지부를 형성하는 단계에서, 상기 접지부는 상기 차폐 쉴드부의 외주면에 배치되는 도체선; 및 상기 도체선이 상기 차폐 쉴드부에 접합되게 상기 도체선을 밀봉하는 열 수축 튜브;를 포함할 수 있다.

전술한 과제해결 수단에 의한 본 발명은 동일 수준의 차폐 효과를 발휘하면서도 종래 고전압 케이블에 비해 제품의 경량화를 실현하는 효과가 있다. 또한, 공정 일부가 압출 성형으로 대체될 수 있기 때문에 작업 시간이 줄고 생산성은 보다 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고전압 케이블의 구조를 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고전압 케이블의 구조를 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고전압 케이블의 제조 방법을 도시한 블록도
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고전압 케이블의 제조 방법을 도시한 블록도

하기의 설명에서 본 발명의 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 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고전압 케이블(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 고전압 케이블(100)은 도체 코어(10), 제1 피복부(20), 차폐 쉴드부(30), 접지부(40) 및 제2 피복부(60)를 포함한다.

도체 코어(10)는 고전압 케이블(100)의 최내측에 배치되며, 전류가 흐르는 원형의 금속선이다. 이 때, 도체 코어(10)의 직경은 전류의 크기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 미세 전류가 흐른다면 가느다란 금속선이 사용될 수 있다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 케이블(100)은 고전류의 흐름을 목적으로 제조되기 때문에 상대적으로 큰 직경을 갖는 금속선이 사용된다.

제1 피복부(20)는 도체 코어(10)를 둘러싼다. 주로 절연성 수지를 압출 성형하는 방법 등으로 형성된다. 즉, 도체 코어(10)를 통해 흐르는 전류가 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 절연성 재질을 사용한다. 또한, 제1 피복부(20)는 도체 코어(10)를 보호하기 위한 목적으로도 사용된다.

차폐 쉴드부(30)는 제1 피복부(20)를 둘러싼다. 차폐 쉴드부(30)는 차폐 수지를 압출 성형하여 제1 피복부(20)를 둘러싸게 형성된다. 이 때, 차폐 쉴드부(30)는 박막으로 형성될 수 있다.

한편, 차폐 수지는 플라스틱 수지에 전도성 첨가제를 혼합하여 형성된다. 특히, 전도성 첨가제는 금속 분말 및 카본 분말 중 어느 하나이거나 혼용될 수 있다. 즉, 금속 분말과 카본 분말을 일정 비율 서로 혼합해서 사용할 수도 있다.

따라서, 전도성 첨가제로 인해 플라스틱 수지는 차폐 효과를 발휘할 수 있다. 그 결과, 종래 금속 재질의 편조체를 대체하는 것이 가능하다. 즉, 차폐 수지를 사용하면 고전압 케이블(100)을 경량화할 수 있다.

접지부(40)는 차폐 쉴드부(30) 양단에 형성된다. 즉, 차폐 쉴드부(30)는 양단에 형성되는 접지부(40)로 인해 도체 코어(10)의 길이보다 짧다.

한편, 접지부(40)를 추가적으로 더 배치하는 이유는 다음과 같다. 전술한 것처럼, 차폐 쉴드부(30)는 차폐 수지로 형성된다. 즉, 차폐 쉴드부(30)는 압출 성형된 후, 차폐 수지의 온도가 낮아지면서 딱딱하게 굳어진다. 그 결과, 압력이 가해지면 차폐 쉴드부(30)는 깨질 수 있다.

그런데, 차폐 쉴드부(30)는 접지가 필요하다. 왜냐하면, 차폐 쉴드부(30)의 내주면은 도체 코어(10)를 흐르는 고전압 전류에 의해 노이즈, 전자기파 등이 표면을 따라 흐르고 있기 때문이다. 또한, 차폐 쉴드부(30)의 외주면에는 주변에 배치되는 다른 전기 부품 등이 발생시킨 전자기파 등이 표면을 따라 흐를 수 있기 때문이다.

즉, 차폐 쉴드부(30)는 노이즈, 전자기파가 차폐 쉴드부(30)를 통과하는 것을 차단할 뿐이지 차폐 쉴드부(30)의 내, 외주면에 잔류하는 노이즈 등을 별도로 제거할 수는 없다.

한편, 종래 고전압 케이블(100)을 커넥터에 연결하기 위해서는 먼저 도체 코어(10)를 터미널에 연결한 후, 편조체를 별도의 압착 링(미조시) 등을 사용하여 추가로 압입 장착하였다.

그러나, 본 발명의 차폐 쉴드부(30)를 압착하면 깨지는 등의 파손이 발생할 수 있기 때문에 접지부(40)를 차폐 쉴드부(30) 양단에 배치하는 것이다. 바람직한 제1 실시예에 따르면, 접지부(40)는 차폐 쉴드부(30)와 전기적으로 연결되며, 제1 피복부(20)를 둘러싸게 결합되는 편조체 및 알루미늄 랩 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.

즉, 종래 차폐를 위해 사용하던 편조체를 사용할 수 있다. 전술한 것처럼, 편조체는 금속 재질로 형성되기 때문이다. 또한, 알루미늄 랩을 사용할 수도 있다. 알루미늄 역시 도전성이 우수하기 때문이다.

특히, 편조체 및 알루미늄 랩 중 어느 하나를 사용할 때 일단은 차폐 쉴드부(30)와 연결되게 배치해야 한다. 이를 위해 편조체 또는 알루미늄 랩은 접착제 등의 접착 수단으로 제1 피복부(20)를 둘러싸게 고정 결합될 수 있다.

한편, 타단은 종래처럼 커넥터(미도시) 내부에 압입 장착될 수 있다. 그 결과, 차폐 쉴드부(30)의 내외주면 표면으로 흐르는 노이즈 등은 그라운드를 향해 흘러갈 수 있는 경로가 형성될 수 있다.

편조체 및 알루미늄 랩 중 어느 하나를 사용하여 접지부(40)를 형성하는 경우 고전압 케이블(100)은 일정 길이를 갖는 몇 종류로 규격화될 수 있다. 즉, 고전압 케이블(100)은 분할 절단하여 사용할 수 없다. 왜냐하면, 차폐 쉴드부(30) 양단에는 반드시 접지부(40)가 형성되어 있어야 하기 때문이다.

제2 피복부(60)는 차폐 쉴드부(30)를 둘러싸며 형성된다. 특히, 제2 피복부(60)는 고전압 케이블(100)을 외부로부터 보호하기 위해 형성된다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고전압 케이블(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 고전압 케이블(100)은 도체 코어(10), 제1 피복부(20), 차폐 쉴드부(30), 접지부(50) 및 제2 피복부(60)를 포함한다. 다만, 도체 코어(10), 제1 피복부(20), 차폐 쉴드부(30) 및 제2 피복부(60)에 대해서는 전술한 바와 동일한 바, 동일한 참조 번호를 부여하고 이하 설명을 생략한다.

다만, 특징이 다른 접지부(50)에 대해서는 구체적으로 살펴본다. 즉, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 접지부(50)는 도체선(52) 및 고정 부재(54)를 포함한다.

도체선(52)은 차폐 쉴드부(30) 양단 외주면에 배치된다. 즉, 접지를 위해 차폐 쉴드부(30) 양단에 연결되는 도체선(52)을 사용한다. 이 때, 도체선(52)은 적어도 한 가닥 이상 사용될 수 있다.

또한, 도체선(52)은 차폐 쉴드부(30)에 접합될 수 있게, 도체선(52)을 밀봉하는 고정 부재(54)를 차폐 쉴드부(30)에 덧씌우는 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정 부재(54)로는 열 수축 튜브 등이 가능하다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고전압 케이블(100)의 제조 방법을 도시한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 고전압 케이블(100) 제조 방법은 도체 코어(10)를 마련하는 단계(s10), 제1 피복부(20)를 형성하는 단계(s20), 차폐 쉴드부(30)를 형성하는 단계(s30), 접지부(40)를 형성하는 단계(s40) 및 제2 피복부(60)를 형성하는 단계(s50)을 포함한다.

도체 코어(10)를 마련하는 단계는 일정 길이의 도체 코어(10)를 준비한 후 압출 성형 장치에 인서트하는 것을 포함한다.

그 다음, 절연성 수지를 압출 성형하여 도체 코어(10)를 둘러싸게 제1 피복부(20)를 형성한다. 그 다음, 차폐 수지를 압출 성형하여 제1 피복부(20)를 둘러싸게 차폐 쉴드부(30)를 형성한다.

그 다음, 차폐 쉴드부(30) 양단에 접지부(40)를 형성한다. 이 단계는 편조체 및 알루미늄 랩 중 선택된 어느 하나를 차폐 쉴드부(30)에 전기적으로 연결하며, 제1 피복부(20)를 둘러싸게 결합할 수 있다.

그 다음, 플라스틱 수지를 압출 성형하여 차폐 쉴드부(30) 및 접지부(40)를 둘러싸는 제2 피복부(60)를 형성한다. 이 때, 제2 피복부(60)는 제1 피복부(20)와 달리 고전압 케이블(100)의 내부를 보호하기 위한 목적이 크기 때문에 반드시 절연성 수지로 한정되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고전압 케이블의 제조 방법을 도시한 블록도이다. 도 4를 참조하면, 고전압 케이블(100) 제조 방법은 전류가 흐르는 도체 코어(10)를 마련하는 단계(s10)와, 절연성 수지를 압출 성형하여 도체 코어(10)를 둘러싸게 제1 피복부(20)를 형성하는 단계(s20)와, 차폐 수지를 압출 성형하여 제1 피복부(20)를 둘러싸게 차폐 쉴드부(30)를 형성하는 단계(s30)와, 플라스틱 수지를 압출 성형하여 차폐 쉴드부(30)를 둘러싸는 제2 피복부(60)를 형성하는 단계(s40) 및 제2 피복부(60)의 양단을 제거한 후 노출되는 차폐 쉴드부(30)에 접지부(40)를 형성하는 단계(s50)를 포함할 수 있다.

s10 단계 내지 s30 단계는 전술한 제1 실시예와 동일한 바, 이하 설명을 생략한다.

살펴보면, 제2 실시예에 따른 제조 방법은 제1 실시예와 비교하였을 때, 제2 피복부(60)를 형성하는 단계(s40)과 접지부(50)를 형성하는 단계(s50)의 순서에서 차이가 있다.

왜냐하면, 제2 실시예에 따른 고전압 케이블(100)은 일단 접지부(50)가 없는 상태로 제조되기 때문이다. 그 결과, 고전압 케이블(100)은 전선 규격(길이)에 상관없이 제조될 수 있다.

다만, 실제 사용되는 경우 고전압 케이블(100)을 필요한 길이에 맞게 절단한 후 양단의 제2 피복부(60)를 제거한다. 그 다음, 노출되는 차폐 쉴드부(30)에 접지부(50)를 형성할 수 있다.

구체적으로 접지부(50)를 형성하는 단계에서 접지부(50)는 차폐 쉴드부(30)의 외주면에 배치되는 도체선(52)과 도체선(52)이 차폐 쉴드부(30)에 접합되게 도체선(52)을 밀봉하는 열 수축 튜브(54)를 포함할 수 있다. 이 때, 도체선(52) 및 열 수축 튜브(54)에 대해서는 전술한 바와 같다.

살펴본 것처럼, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 케이블(100)의 제조 방법은 종래와 달리 공정 일부를 압출 성형으로 대체할 수 있기 때문에 생산성을 보다 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 도체 코어 20: 제1 피복부
30: 차폐 쉴드부 40, 50: 접지부
52: 도체선 54: 고정 부재
60: 제2 피복부 100: 고전압 케이블

Claims (11)

1. 전류가 흐르는 도체 코어;
   상기 도체 코어를 둘러싸며, 전류가 누설되는 것을 방지하는 제1 피복부;
   상기 제1 피복부를 둘러싸며, 차폐 수지로 형성되는 차폐 쉴드부;
   상기 제1 피복부를 둘러싸게 상기 차폐 쉴드부 양단에 접착제에 의해 고정 결합되어 상기 차폐 쉴드부와 전기적으로 연결되며, 편조체 및 알루미늄 랩 중 선택된 어느 하나로 형성되며 접지부; 및
   상기 차폐 쉴드부 및 상기 접지부를 둘러싸는 제2 피복부;를 포함하며,
   상기 차폐 쉴드부는 상기 접지부로 인해 상기 도체 코어의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 고전압 케이블.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 차폐 수지는 플라스틱 수지에 전도성 첨가제를 혼합하여 형성되는 고전압 케이블.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 전도성 첨가제는 금속 분말 및 카본 분말 중 어느 하나이거나 혼용되어진 고전압 케이블.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 전류가 흐르는 도체 코어를 마련하는 단계;
   절연성 수지를 압출 성형하여 상기 도체 코어를 둘러싸게 제1 피복부를 형성하는 단계;
   차폐 수지를 압출 성형하여 상기 제1 피복부를 둘러싸게 차폐 쉴드부를 형성하는 단계;
   상기 제1 피복부를 둘러싸게 상기 차폐 쉴드부 양단에 고정 결합되어 상기 차폐 쉴드부와 전기적으로 연결되며, 편조체 및 알루미늄 랩 중 선택된 어느 하나를 사용하여 접지부를 형성하는 단계; 및
   플라스틱 수지를 압출 성형하여 상기 차폐 쉴드부 및 상기 접지부를 둘러싸는 제2 피복부를 형성하는 단계를 포함하는 고전압 케이블 제조 방법.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

Images