KR101791079B1 - 차량용 통전체 - Google Patents

Abstract

차량용 통전체가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 통전체는 배터리와, 발전기와, 복수의 전장부하 사이가 폐회로를 이루는 차량용 전기계통회로의 적어도 일부 구간을 형성하는 통전부; 상기 통전부로 원적외선을 방사하는 원적외선 방사부; 및 상기 통전부 주변으로 자기장을 형성하는 자석;을 포함한다.

Description

차량용 통전체{ELECTRIC CONDUCTOR FOR VIHICLE}

본 발명은 차량의 전기계통회로 상의 전류 개선에 기여할 수 있는 차량용 통전체에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 배터리, 발전기, 각종 전장부하들이 폐회로를 이루는 전기계통회로가 마련된다.

차량은 먼저 배터리에서 공급되는 전원에 의해 스타트모터가 시동되면서 엔진이 구동하게 되고, 이후에는 엔진에 의해 구동하는 발전기에서 전기를 생산하여 차량의 각종 전장부하로 전류를 공급하게 된다. 이때 발전기에서 생산된 전기의 일부는 배터리의 충전에도 이용된다.

그런데 차량의 운행시에는 각종 전장부하들이 온/오프 되거나, 그 사용상태가 달라지면서 전장부하들의 부하변동이 일어나기 때문에, 차량 전기계통회로 상에서의 전류는 수시로 불안정한 상태에 놓이게 된다.

이와 같이 불안정한 전류는 전장부하들의 작동성능을 저하시켜 연비를 포함한 차량의 전반적인 효율감소의 원인이 되므로, 이를 해결하기 위해 최근에는 전류 및 전압의 안정화를 위한 별도의 안정기를 채용한 차량들이 늘어나고 있다.

등록특허공보 제10-1529173호

본 발명의 실시 예들은 차량의 전기계통회로 상의 전류 개선에 기여할 수 있는 차량용 통전체를 제공하고자 한다.

또한 차량에 새로운 구성이 추가되지 않도록 하면서도 차량의 구동효율을 개선시킬 수 있는 차량용 통전체를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리와, 발전기와, 복수의 전장부하 사이가 폐회로를 이루는 차량용 전기계통회로의 적어도 일부 구간을 형성하는 통전부; 상기 통전부로 원적외선을 방사하는 원적외선 방사부; 및 상기 통전부 주변으로 자기장을 형성하는 자석;을 포함하는 차량용 통전체가 제공될 수 있다.

상기 원적외선 방사부는 상기 통전부와 대면한 상태로 접하도록 상기 통전부 외측에 고정되고, 상기 자석은 상기 통전부를 통과하는 전류의 흐름 방향을 따라 자기력선이 형성되도록 상기 원적외선 방사부 외측에 고정될 수 있다.

상기 원적외선 방사부는 상기 통전부와 대면한 상태로 접하도록 상기 통전부 외측에 고정되고, 상기 자석은 상기 원적외선 방사부로부터 상기 통전부로 방사되는 원적외선의 흐름 방향을 따라 자기력선이 형성되도록 상기 원적외선 방사부 외측에 고정될 수 있다.

상기 차량용 전기계통회로는 상기 발전기의 전기를 상기 전장부하들로 분배하는 배전판을 더 포함하고, 상기 차량용 통전체는 상기 발전기와 상기 배전판 사이에 마련될 수 있다.

상기 차량용 통전체는 상기 발전기의 출력 측에 연결될 수 있다.

상기 차량용 통전체는 상기 통전부를 형성하는 금속재질의 심선이 절연재질의 피복선에 감싸여진 전선을 포함하고, 상기 원적외선 방사부는 상기 피복선 안쪽에 상기 심선을 감싸도록 마련되며, 상기 자석은 피복선 둘레 일측에 배치될 수 있다.

상기 차량용 통전체는 상기 통전부를 형성하는 금속재질의 심선을 포함하는 전선을 포함하고, 상기 원적외선 방사부는 상기 심선을 감싸도록 마련되며, 상기 자석은 상기 원적외선 방사부 둘레 일측에 배치될 수 있다.

상기 전선은 상기 배터리와 차체 사이를 연결하는 배터리용 접지선을 포함할 수 있다.

상기 차량용 통전체는 통전부가 단자에 접속되는 단자접속부와, 증설단자와, 상기 단자접속부와 증설단자 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 터미널을 포함하고, 상기 원적외선 방사부는 상기 연결부와 대면한 상태로 접하도록 상기 연결부 외측에 고정되며, 상기 자석은 상기 원적외선 방사부 외측에 고정될 수 있다.

상기 터미널은 상기 단자접속부를 통해 배터리 단자에 연결되는 배터리 터미널을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 통전체는 원적외선 방사부에서 통전부로 방사되는 원적외선과, 자석을 통해 형성되는 자기장과 통전부를 따라 흐르는 전류 간의 전자기적 상호작용에 의해 통전부 상의 전자의 운동이 활성화되고, 이에 따라 통전부를 통과하는 전류의 리플이 제거되고 노이즈가 저감되도록 함으로써 차량 전기계통회로 상의 전류의 흐름을 안정적으로 개선시킬 수 있다.

또한 차량용 통전체는 기존 차량의 전기계통회로 상의 통전체를 대체하도록 마련된 것으로, 차량에 새로운 구성이 추가되지 않도록 하면서도 전기계통회로 상의 전류 개선에 기여함으로써 연비를 포함한 차량의 효율을 개선시킬 수 있다.

도 1은 차량의 전기계통회로이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 차량용 통전체의 사시도이다.
도 3은 도 2의 요부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 차량용 통전체의 변형 예를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 통전체의 사시도이다.
도 6은 도 5를 절취선 A-A따라 절취한 후 화살표 방향에서 바라본 단면도이다.
도 7은 도 5의 차량용 통전체가 배터리의 접지선으로 채용된 차량의 요부 구조를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 통전체의 변형 예를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시 예에 따른 차량용 통전체의 사시도이다.
도 10은 도 9의 차량용 통전체가 배터리 터미널로 채용된 차량의 요부 구조를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 9에 도시된 차량용 통전체의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 통전체의 장착 전과 장착 후 상태의 차량에 있어서 전기계통회로 상의 전압 파형을 비교한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 통전체의 장착 전과 장착 후 상태의 차량에 있어서 전기계통회로 상의 전압값을 비교한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 통전체의 장착 전과 장착 후 상태의 차량에 있어서 엔진의 출력과 토크값을 비교한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 통전체의 장착 전과 장착 후 상태의 차량에 있어서 배출가스 성분을 비교 분석한 분석표이다.
도 16은 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 통전체의 장착 전과 장착 후 상태의 차량에 있어서 연비를 비교 분석한 분석표이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

또 본 발명에 따른 차량용 통전체는 일반 자동차, 전기자동차, 하이브리드 자동차 등 모든 차동차에 적용이 가능한 것이나, 이하 본 발명의 실시 예에서는 설명상의 편의를 위해 차량용 통전체가 연료의 연소 작용을 통해 구동하는 일반 자동차에 적용되는 경우에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 통전체(11)는 차량용 전기계통회로(1)를 형성하는 구성들 상호 간의 통전을 위한 것으로, 도 1과 같이 차량용 전기계통회로(1)는 배터리(2)와, 발전기(3)와, 각종 전장부하(4)들이 구성하는 폐회로를 가리킨다.

차량은 배터리(2)에서 공급되는 전원에 의해 스타트모터가 시동되면서 엔진이 구동하게 되고, 이후에는 엔진에 의해 구동하는 발전기(3)에서 전기를 생산하여 차량의 각종 전장부하(4)로 전류를 공급하게 된다.

발전기(3)로는 교류발전기가 사용될 수 있다. 교류발전기를 통해서는 교류전기가 생산되므로, 발전기(3)는 생산된 교류전기를 전파 정류하여 직류로 변환하기 위한 정류수단을 구비할 수 있다. 정류수단은 다이오드를 포함하도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 발전기(3)를 통해 생성된 교류전기는 정류수단을 통해 직류로 정류된 상태에서 배터리(2)나 전장부하(4) 쪽으로 공급될 수 있다.

전장부하(4)들은 ECU를 비롯하여 오디오, 공기조화기, 히터, 광원, 연료분사기, 점화기 등 차량의 각종 전기부품들을 포함할 수 있으며, 이때 발전기(3)에서 생산된 전기의 일부는 배터리(2)의 충전에도 이용된다.

차량의 전기계통회로(1) 상의 배선은 발전기(3), 배터리(2), 전장부하(4)들 사이를 연결하는 연결전선(5)과, 각 구성들의 접지를 위해 자체에 연결되는 접지선(6)을 포함할 수 있다.

한편, 차량의 운행시에는 각종 전장부하(4)들이 온/오프 되거나, 그 사용상태가 달라지면서 전장부하(4)들의 부하변동이 일어나기 때문에, 차량의 전기계통회로(1) 상에서의 전류는 수시로 불안정한 상태에 놓이게 된다.

이와 같은 불안정한 전류는 전장부하(4)들의 작동성능을 저하시켜 연비를 포함한 차량의 전반적인 효율을 감소시키는 원인이 되는데, 본 실시 예에 따른 차량용 통전체(11)는 차량의 전기계통회로(1) 상의 전류를 개선하여 차량의 효율향상에 기여하도록 마련된다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1실시 예에 따른 차량용 통전체(11)는 전기계통회로(1)의 적어도 일부 구간을 형성하는 통전부(20)와, 통전부로 원적외선을 방사하는 원적외선 방사부(30)와, 통전부 주변으로 자기장을 형성하는 자석(41)을 구비한다.

원적외선은 2.5 ~ 1000 마이크로미터까지의 파장을 가지는 전자파의 일종으로써, 산업분야에서는 2.5 ~ 30 마이크로미터 파장 영역의 원적외선이 주로 사용된다.

이러한 원적외선은 공명흡수작용과 방사 및 심달력의 물성을 가지고 있어 물질 내의 분자와 공명흡수작용을 일으킴으로써, 물질에 대한 높은 침투력을 가지게 된다.

일반적으로 물질을 구성하는 분사는 특유한 변각진동, 회전진동 및 신축 진동 운동을 하게 되며, 이때 분자구조의 특정 값으로 결정되는 분자의 진동수는 통상 2.5 ~30 마이크로미터의 영역에 존재하게 된다.

따라서 원적외선의 방사에너지의 진동수와 물질 자체의 분자의 고유진동수가 일치하게 되면, 물질 내의 분자는 원적외선의 방사에너지를 흡수하여 보다 활발하게 진동하게 되는 공명흡수작용을 일으키고, 이에 따라 운동에너지의 일부가 활성화에너지로 변화되어 분자 운동이 활성화되는 것이다.

전류는 전자가 도체를 통해서 흐르는 율(rate)이므로, 원적외선 방사부(30)로부터 방사되는 원적외선은 통전부(20) 내 자유전자의 운동을 활성화시킨다.

또한 자석(41)은 통전부(20) 주위로 자기장을 형성시키고, 전류가 흐르는 통전부(20) 자체적으로도 자기장이 형성되므로, 통전부(20) 자체적으로 전류에 의해 형성되는 자기장과 자석(41)을 통해 형성되는 자기장 사이의 전자기적 상호작용에 의해서도 통전부(20) 내 자유전자의 운동은 활성화 된다.

즉 통전부(20) 내 저항의 크기는 자유전자의 유동속도의 함수로 표현되며, 유동속도가 작을수록 저항 손실이 증대되는데, 자석(41)에 의해 형성되는 자기장에 의해 자유전자는 로렌츠(Lorentz)의 힘을 받게 되고, 이 로렌츠 힘에 의해 자유전자의 유동속도가 상승되어 저항이 감소하면서 통전부(20)를 통한 전하의 운반 실효성이 증대되는 것이다.

따라서 이와 같은 차량용 통전체(11)의 구조에서는 원적외선 방사부(30)에 의한 원적외선 방사작용과, 자석(41)을 통해 형성되는 자기장이 함께 통전부(20)의 자유전자 활성화에 기여하게 되므로, 통전부(20)를 통과하는 자유전자의 유동속도가 증가되면서 통전부(20)를 흐르는 전류의 전도도가 향상되고, 이에 따라 차량용 통전체(11)는 전기계통회로(1) 상의 전하의 운반 실효성을 높이고 전력 손실을 줄여 부하변동이 보상되도록 함으로써, 전기계통회로(1) 상의 전류의 흐름을 안정된 상태로 유도할 수 있게 된다.

이러한 차량용 통전체(11)는 통전부(20)를 통해 전기계통회로(1)를 구성하는 구성들 상호 간을 통전 가능하게 연결하는 범위 내에서 전기계통회로(1) 상의 배선에 관여하는 플레이트 형태의 도체와, 터미널, 전선을 포함할 수 있다.

통전부(20)는 도체 플레이트(21)로 마련될 수 있고, 그 재질은 구리, 알루미늄, 주석, 은, 금 등 도전율이 높은 금속이 될 수 있다. 미설명 부호 21a는 차량용 통전체(11)의 접속을 위해 홀 형태로 마련된 접속부를 가리킨다. 통전부(20) 양단의 전기적 접속이 가능하도록 하는 범위 내에서 접속부(21a)의 형태는 다양한 변형이 가능하다.

원적외선 방사부(30)는 일라이트, 견운모, 토르말린, 모나자이트, 모데나이트, 귀양석, 맥반석, 황토, 숯, 고령토, 백토, 의왕석 등의 원적외선을 방사하는 물질을 통해 구성될 수 있다.

본 실시 예의 경우 원적외선 방사부(30)는 통전부(20)의 일측으로 배치되어 있으나, 이와 달리 원적외선 방사부(30)는 통전부(20) 양측, 또는 통전부(20)의 일부구간 둘레나 전구간을 덮는 형태로도 마련될 수 있다.

자석(41)은 페라이트(Ferrite)계, 알니코(Alnico)계, 희토류계 등의 다양한 영구자석 및 전자석을 포함할 수 있다.

이러한 자석(41)은 통전부(20)를 통과하는 전류의 흐름 방향을 따라 자기력선이 형성되도록 원적외선 방사부(30) 둘레 일측으로 배치될 수 있다. 자석(41)의 N극에서 S극으로 형성되는 자기력선의 방향이 통전부(20)를 통한 전류의 흐름방향이 되도록 자석(41)은 N극과 S극을 형성하는 양단이 통전부(20)의 길이방향을 따라 위치하도록 마련될 수 있다.

도 3에서 점선 형태의 직선화살표는 통전부(20)를 통한 전류의 흐름 방향을 나타내고, 실선 형태의 직선화살표는 원적외선 방사부(30)로부터 통전부(20)로 방사되는 원적외선을 나타내며, 곡선화살표는 자석(41)의 자기력선을 나타내고 있다.

또한 제1실시 예의 병형 예를 도시한 도 4와 같이, 차량용 통전체(11´)에서 원적외선 방사부(30) 외측에 배치되는 자석(41´)은 자기력선이 원적외선 방사부(30)로부터 통전부(20)로 방사되는 원적외선의 방사방향을 따라 형성되도록 마련된 상태에서도 통전부(20) 상의 전자 활성화에 기여할 수 있다.

도 4에서 점선 형태의 직선화살표는 통전부(20)를 통한 전류의 흐름 방향을 나타내고, 실선 형태의 직선화살표는 원적외선 방사부(30)로부터 통전부(20)로 방사되는 원적외선을 나타내며, 곡선화살표는 자석(41´)의 자기력선을 나타내고 있다.

원적외선 방사부(30)와 자석(41)이 통전부(20)에 한 몸을 이루도록 고정된 차량용 통전체(11)는 원적외선 방사부(30)로부터 통전부(20)로 방사되는 원적외선 방사작용 및 자석(41)에 의해 통전부(20)로 가해지는 자기장의 영향력을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

원적외선 방사부(30)의 원적외선이 통전부(20)로 바로 방사될 수 있도록 원적외선 방사부(30)는 통전부(20)에 직접 대면하도록 마련되는 것이 바람직하다.

또 자석(41)은 원적외선 방사부(30) 외측에 위치되도록 함에 따라 자석(41)의 자기장에 의한 전자 활성화 작용은 원적외선 방사에 의한 전자 활성화 작용에 더해질 수 있게 되고, 이에 따라 통전부(20) 상의 전자의 활성화 정도는 더욱 증대될 수 있게 된다.

원적외선 방사부(30)는 원적외선 방사물질을 통전부(20) 표면에 코팅시킨 원적외선 방사층(31)을 통해 통전부와 한 몸을 이룰 수 있다.

이러한 원적외선 방사층(31)은 입자화시킨 원적외선 방사물질 미분체를 경화제를 섞어 통전부(20) 표면으로 분사 또는 도포하여 경화시키는 방식을 통해 통전부(20) 표면에 일체로 마련될 수 있다.

그리고 자석(41)은 체결부재(50)를 통해 통전부(20) 둘레 일측에 고정될 수 있다. 이를 위해 자석(41)에는 체결부재(50)의 체결을 위한 제1체결홀(41a)이 마련되고, 원적외선 방사부(30) 쪽 통전부(20)에는 제1체결홀(41a)과 통하도록 제2체결홀(21b)이 마련될 수 있다. 제2체결홀(21b)은 원적외선 방사부(30)를 관통할 수 있다.

따라서 제1 및 제2체결홀(41a,21b) 사이가 일치되도록 자석(41)을 원적외선 방사부(30) 외측에 위치시킨 상태에서 일치된 제1 및 제2체결홀(41a,21b)에 체결부재(50)를 체결시킴에 따라 자석(41)은 원적외선 방사부(30) 외측의 통전부(20)에 일체로 고정될 수 있게 된다.

이외에도 자석(41)은 테이프나, 합성수지 재질의 커버, 수지피복 등에 의해 덮여지는 다양한 방식을 통해 통전부(20)에 고정될 수 있다.

또한 차량의 전기계통회로(1)에 있어서, 발전기(3)와 전장부하(4)들 사이에 차량용 통전체(11)가 마련될 경우, 각 전장부하(4)로 공급되기 전 상태의 전류의 흐름이 개선되면서 차량의 구동시점부터 전기통전회로(1) 상의 전류의 안정화에 유리할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 차량의 전기계통회로(1)는 발전기(3)의 전기를 각각의 전장부하들(4)로 분배하는 배전판(7)을 더 포함할 수 있고, 이때는 차량용 통전체(11)를 발전기(3)의 출력 측이나, 발전기(3)와 배전판(7) 사이에 위치하도록 함으로써, 각 전장부하(4)들로 공급되기 전 상태의 전류의 흐름부터 개선시킬 수 있게 된다.

이때 차량용 통전체(11)는 발전기(3)의 출력단자에 연결되는 터미널을 형성하거나, 발전기(3)와 배전판(7) 사이를 연결하는 연결전선(5a)의 전체 또는 일부를 형성할 수 있다.

전술한 바와 같이 차량용 통전체는 전선으로 마련될 수 있다. 터미널에 비해 형태에 대한 제한이 적으며 유연성을 갖는 전선 형태의 차량용 통전체는 터미널 형태에 비해 설치에 따른 제약성이 적어 장착에 유리한 이점을 갖는다.

제2실시 예가 도시된 도 5 내지 도 7와 같이, 전선으로 마련되는 차량용 통전체(12)는 통전부(20)를 형성하는 금속재질의 심선(22)이 절연재질의 피복선(60)에 감싸여지고, 원적외선 방사부(30)가 피복선(60) 안쪽의 심선(22)을 감싸도록 마련되며, 자석(42)이 피복선(60)의 둘레 일측에 배치되도록 마련될 수 있다.

원적외선 방사부(30)는 베이스층(33) 일면에 원적외선 방사층(34)이 마련된 원적외선 방사부재(32)를 통해 구성될 수 있다.

베이스층(33)은 슬리브 형태로 마련될 수 있으며, 원적외선 방사층(34)은 베이스층(33) 내경에 원적외선 방사물질을 도포 또는 분사하여 고착시키거나, 원적외선 방사물질을 외경이 베이스층(33) 내경 사이즈를 갖는 슬리브 형태가 되도록 직접 성형하여 베이스층(33) 내경에 부착시키는 방식으로 베이스층(33)에 일체화 될 수 있다.

원적외선 방사부재(32)는 원적외선 방사층(34)이 통전부(20)를 감싸도록 통전부(20) 둘레에 끼워진 상태에서 베이스층(33) 외측으로 수지를 피복하여 피복선(60)이 형성되도록 함에 따라 피복선(60)을 통해 통전부(20) 둘레에 고정될 수 있다. 이때 접착제 등을 통하지 않고 단순히 통전부(20) 표면에 밀착된 상태를 유지하는 원적외선 방사층(34)은 이물에 의한 간섭이 없는 상태에서 원적외선을 통전부(20)로 원활하게 방사할 수 있게 된다.

심선이 복수의 가닥으로 구성될 경우 원적외선 방사부재(32)는 각 심선 가닥을 개별적으로 감싸거나, 전체 심선 묶음을 한번에 감싸는 형태로 마련될 수 있다.

또한 자석(42)이 피복선(60) 둘레 일측에 고정될 수 있도록 피복선(60) 둘레 타측으로는 고정부재(70)가 마련될 수 있다. 고정부재(70)는 도체가 아닌 물질로 구성될 수 있으며, 일례로 플라스틱 사출물이 될 수 있다.

자석(42)과 고정부재(70) 사이는 체결부재(50)를 통해 고정될 수 있다. 이를 위해 자석(42)과 고정부재(70)는 각각 피복선(60)의 일측 둘레와 타측 둘레를 감싸는 곡률진 판 형태로 마련될 수 있으며, 상호 대응하는 자석(42)과 고정부재(70)의 양측에는 각각 체결부재(50)의 체결을 위한 체결홀(42a,71)이 마련될 수 있다.

따라서 상호 대응하는 체결홀(42a,71) 쪽이 서로 맞대어지도록 자석(42)과 고정부재(70)를 피복선(60) 둘레에 위치시킨 상태에서 상호 대응하는 체결홀(42a,71)에 체결부재(50)를 체결시킴에 따라 자석(42)은 고정부재(70)를 통해 피복선(60) 둘레 일측에 고정된 상태를 유지할 수 있게 된다.

자석(42)을 피복선(60) 둘레 일측에 고정시킬 수 있는 범위 내에서 고정부재(70)와 자석(42) 간의 체결구조는 후크를 이용한 걸림방식이나, 접착제를 이용한 접착방식을 포함하는 다른 방식으로 변형이 가능하다. 또 고정부재(70)는 자석(42)을 덮어 피복선(60)에 고정시키는 몰딩 형태로도 마련될 수 있다.

심선(22) 양단에는 통전부(20)의 전기적 접속을 위한 접속부(22a,22b)가 연결될 수 있으며, 전선 형태의 차량용 통전체(12)는 전기계통회로(10) 상의 상기 연결전선(5)들과 접지선(5)들 전체나, 이중 일부를 대체하는 형태로 차량에 채용될 수 있다.

이와 같이 차량의 전기계통회로(1) 상의 기존의 배선과 관련된 구성을 대체할 수 있게 마련된 차량용 통전체(12)는 별도의 안정기와 같은 구성이 차량에 추가되지 않도록 하면서도 전기계통회로(1) 상의 전류 개선에 기여할 수 있게 된다.

특히 배터리(2)에 연결되는 접지선(6b)은 엔진실(a)에 위치하는 배터리(2)의 설치 특성에 의해 본닛 개방시 차량 외부로 바로 노출되기 때문에, 도 7에 도시한 바와 같이 차량용 통전체(12)를 이러한 접지선(6b) 용도로 마련할 경우, 이용자는 차량의 본닛을 열고 기존의 접지선을 차량용 통전체(12)로 교체하는 간단한 작업을 통해 차량 전기계통회로(1) 상의 전류의 흐름을 개선시킬 수 있게 된다.

차량용 통전체(12)는 기존의 접지선과 동일한 구조로 차량에 장착될 수 있으며, 이를 위해 한 쌍의 상기 접속부(22a,22b) 중 하나의 접속부(22a)는 배터리(2) 단자 둘레에 끼워진 상태로 조여지는 클램프 형태로 마련되고, 다른 하나의 접속부(22b)는 볼트 등의 체결부재를 통해 차체에 고정될 수 있게 체결홀을 구비하는 형태로 마련될 수 있다. 접속부(22a,22b)의 형태는 차량용 통전체(12)가 적용될 위치의 배선 환경에 따라 변경될 수 있다.

상기 차량용 통전체(12)가 배터리 접지선(6b)을 형성하도록 한 상태에서 차량을 구동하게 되면, 원적외선 방사부(30)로부터 통전부(20)로 방사되는 원적외선을 통해 통전부(20) 상의 전자운동이 활성화 되고, 동시에 자석(42)을 통해 형성되는 자기장과 통전부(20)를 통해 통전부(20) 둘레에 형성되는 자기장 간의 전자기적 상호작용에 의해 통전부(20) 내의 전자의 활성화 정도는 더욱 증대되게 된다.

따라서 이때는 원적외선 방사작용과 자석(42)의 자기장에 의한 영향력이 상호 보완적으로 통전부(20) 상의 전자운동 활성화에 기여하게 되면서 통전부(20)를 따라 흐르는 전자의 유동속도가 큰 폭으로 증대되므로, 통전부(20)를 통한 전류의 흐름이 원활하게 되면서 전기계통회로(1) 상의 전류가 안정화 된다.

도 12는 오실로스코프를 이용하여 차량의 구동시 차량용 전기계통회로(1) 상에서 배터리(2)의 플러스 전원 측의 전압 파형을 측정하여 나타낸 것으로, 배터리 접지선(6b)을 기존의 일반적인 전선으로 사용하였을 때와 차량용 통전체(12)로 대체했을 때를 비교한 것이다. 도면에서 100은 일반 접지선을 사용했을 때의 파형이고, 200은 차량용 통전체(12)를 채용했을 때의 파형을 가리킨다.

도 12에 도시된 바와 같이, 기존에 비해 차량용 통전체(12)를 접지선(6b)으로 사용했을 때가 전류 안정화를 통해 상대적으로 노이즈가 저감되었음을 확인할 수 있다.

또 도 13은 오실로스코프를 이용하여 차량의 구동시 차량용 전기계통회로(1) 상에서 배터리(2)의 플러스 전원 측의 전압을 측정하여 나타낸 것으로, 배터리 접지선(6b)을 기존의 일반적인 전선으로 사용하였을 때와 차량용 통전체(12)로 대체했을 때의 전압을 정격전압과 비교하여 나타낸 것이다.

도면에서 100은 정격전압을 가리키고, 200은 일반 접지선을 사용했을 때의 전압을 가리키며, 300은 차량용 통전체(12)를 사용했을 때의 전압을 나타낸다.

도 13에 도시된 바와 같이, 기존에 비해 차량용 통전체(12)를 접지선(6b)으로 사용했을 때가 전류 안정화를 통해 변동폭이 적어지면서 기준전압에 더 근접한 전압 값을 나타내고 있는 것을 확인할 수 있다.

그리고 전기계통회로(1) 상의 전류 흐름이 개선되면, 개별 전장부하(4)에서 불필요한 전력손실이 저감됨은 물론 연료 분사기 및 점화기와 같이 엔진구동과 관련된 전장부하(4)들이 안정적으로 동작하게 되면서 엔진 효율 및 차량 연비가 개선될 수 있다.

도 14는 다이나모미터(dynamometer)를 이용하여 차량 엔진의 출력(마력)과 토크를 측정하여 나타낸 것으로, 배터리 접지선(6b)을 기존의 일반적인 전선으로 사용하였을 때와 차량용 통전체(12)로 대체했을 때를 비교한 것이다.

도 14에서 마름모가 그려진 선과 네모가 그려진 선은 각각 차량용 통전체(12)를 사용했을 때의 출력과 토크 측정치를 나타내고, 동그라미가 그려진 선과 세모가 그려진 선은 각각 일반 접지선을 사용했을 때의 출력과 토크 측정치를 나타낸 것이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 통상적인 차량의 주행속도 범위(대략 50~150km/hr)에서 보았을 때, 차량용 통전체(12)를 접지선(6b)으로 사용하였을 때의 엔진의 마력과 토크 값이 일반 전선을 접지선으로 사용하였을 때보다 현저히 높은 수치를 보이고 있음을 확인할 수 있다.

도 15는 차량의 배출가스에 포함된 오염물질의 검출량을 나타낸 것으로, 배터리 접지선(6b)을 기존의 일반적인 전선으로 사용하였을 때와 상기 차량용 통전체(12)로 대체했을 때를 비교한 것이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 배출가스에 포함된 일산화탄소, 질소산화물, 탄화수소, 이산화탄소의 량은 전반적으로 차량용 통전체(12)를 사용했을 때가 그 전에 비해 현저하게 저감되는 경향을 보이고 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 차량용 통전체(12)가 설치되었을 때, 이전 상태보다 연료의 연소효율이 향상되었음을 의미한다.

또한 차량의 연비 시험결과를 나타낸 도 16과 같이, 차량 연비의 경우에도 배터리 접지선(6b)을 기존의 일반적인 전선으로 사용하였을 때보다 차량용 통전체(12)로 대체했을 때가 현저하게 개선되었음을 확인할 수 있다.

참고로 도 14 내지 도 16와 관련된 실험에서 차량은 2008년식 그랜저 2565cc 차량이 이용되었으며, 도 15과 도 16의 경우 각각 온도 조건을 달리해 가면서 3회에 걸쳐 실시한 결과를 나타내고 있다. 그리고 연비시험과 관련된 도 16의 경우 차량용 통전체(12)가 적용된 차량의 연비는 차량용 통전체(12) 장착 이후 1일이 경과한 시점에서 테스트한 결과를 나타낸 것이다.

또한 제2실시 예의 변형 예를 도시한 도 8과 같이, 차량용 통전체(12´)는 피복선(60)의 일부구간을 벗겨내고, 피복선(60)이 벗겨진 구간의 심선(22) 둘레를 직접 원적외선 방사부(30)가 감싸도록 한 상태에서 자석(42´)을 원적외선 방사부(30)의 둘레 일측에 고정시키는 형태로도 마련될 수 있다. 이때도 자석(42)과 고정부재(70´)를 이용한 자석(42´)의 고정구조는 전술한 방식과 동일하게 마련될 수 있다.

또한 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시 예에 있어서 차량용 통전체(13)는 배터리 터미널로 마련될 수 있다.

이때도 차량용 통전체(13)는 엔진실(a)에 위치하는 배터리(2)의 설치 특성에 의해 본닛 개방시 차량 외부로 바로 노출되므로, 이용자는 차량의 본닛을 열고 기존의 배터리 터미널을 차량용 통전체(13)로 교체하는 간단한 작업을 통해 차량 전기계통회로(1) 상의 전류의 흐름을 개선시킬 수 있게 된다.

배터리 터미널을 형성하는 차량용 통전체(13)는 통전부(20)가 단자에 접속되는 단자접속부(24)와, 증설단자(25)와, 상기 단자접속부(24)와 증설단자(25) 사이를 연결하는 연결부(26)를 포함하도록 구성될 수 있다.

연결부(26)는 도체 플레이트로 구성되고, 증설단자(25)는 연결부(26) 일단 측에 상부로 돌출되게 마련될 수 있다.

원적외선 방사부(30)는 베이스층(36)과 원적외선 방사층(37)이 일체로 마련된 원적외선 방사부재(35)로 구성되어 원적외선 방사층(37)이 연결부(26)와 대면한 상태로 접하도록 연결부(26) 중도 상면에 배치될 수 있다.

이와 달리 원적외선 방사부(30)는 연결부(26)의 한 쪽 면이나 양쪽면, 또는 연결부(26)의 일부구간이나 전구간 둘레를 덮는 형태로 마련될 수 있으며, 또 원적외선 방사부(30)는 연결부(26) 표면에 직접 코팅되는 원적외선 방사층만으로도 구성될 수 있다.

그리고 자석(43)은 원적외선 방사부(30) 외측으로 배치될 수 있다. 자석(43)은 수지재질의 피복(80)에 의해 덮여지는 형태로 원적외선 방사부(30)와 함께 연결부(26)에 고정될 수 있다.

이와 달리 자석(43)과 원적외선 방사부(30)는 테이프나, 합성수지 재질의 커버에 의해 덮여지는 다양한 방식을 통해 통전부(20)에 한 몸을 이루도록 고정될 수 있다.

단자접속부(24)는 배터리(2)의 양 단자(2a,2b) 중 어느 하나에 결합되도록 마련된 것으로, 일측이 개구(24a)를 통해 개방된 고리모양의 클램프 형태로 마련될 수 있다. 상기 개구(24a)는 조임나사(24b)에 의해 벌어짐 정도를 조절할 수 있게 된다. 따라서 단자(2a,2b) 둘레에 끼워진 단자접속부(24)는 조임나사(24b)에 의해 조여진 상태로 단자(2a,2b)에 고정되고, 반대로 조임나사(24b)를 풀어 개구(24a)가 벌어지도록 함에 따라 단자접속부(24)는 단자(2a,2b)로부터 분리될 수 있게 된다. 이러한 단자접속부(24)는 회전결합부(90)를 통해 연결부(26)에 회전 가능하게 연결될 수 있으며, 회전결합부(90)는 단자접속부(24)와 연결부(26) 사이의 회전을 허용하도록 체결된 회전핀(91)을 포함할 수 있다.

증설단자(25)는 배터리(2)의 단자(2a,2b) 형태로 마련될 수 있으며, 이러한 증설단자(25)에는 배터리(2)에 연결되는 접지선(6b)이나, 발전기(3) 쪽과 연결되는 배선의 연결단자가 연결될 수 있다.

단자접속부(24)와 증설단자(25)는 이들이 접속되는 배터리의 단자(2a,2b)나 연결단자의 형태에 대응하여 다양한 형태로 변형이 가능하다.

따라서 엔진실(a)에서 기존의 배터리 터미널을 차량용 통전체(13)로 교체할 때는 도 10에 도시된 바와 같이, 단자접속부(24)를 배터리 단자(2b)에 고정시킨 상태에서 도 11과 같이 회전결합부(90)를 통해 연결부(26)를 회전시켜 증설단자(25)의 위치를 자유롭게 변경할 수 있게 되므로, 엔진실(a) 내에서 이루어지는 차량용 통전체(13)의 교체작업을 더욱 편리하게 수행할 수 있게 된다.

1: 전기계통회로 2: 배터리
3: 발전기 4: 전장부하
5: 연결전선 6: 접지선
7: 배전판 11: 차량용 통전체
20: 통전부 30: 원적외선 방사부
41: 자석

Claims (10)

1. 배터리와, 발전기와, 복수의 전장부하 사이가 폐회로를 이루는 차량용 전기계통회로의 적어도 일부 구간을 형성하는 통전부;
   상기 통전부로 원적외선을 방사하는 원적외선 방사부; 및
   상기 통전부 주변으로 자기장을 형성하는 자석을 포함하며,
   상기 원적외선 방사부는 상기 통전부와 대면한 상태로 접하도록 상기 통전부 외측에 고정되고,
   상기 자석은 상기 통전부를 통과하는 전류의 흐름 방향을 따라 자기력선이 형성되도록 상기 원적외선 방사부 외측에 고정된 차량용 통전체.
   
2. 삭제
3. 배터리와, 발전기와, 복수의 전장부하 사이가 폐회로를 이루는 차량용 전기계통회로의 적어도 일부 구간을 형성하는 통전부;
   상기 통전부로 원적외선을 방사하는 원적외선 방사부; 및
   상기 통전부 주변으로 자기장을 형성하는 자석을 포함하며,
   상기 원적외선 방사부는 상기 통전부와 대면한 상태로 접하도록 상기 통전부 외측에 고정되고,
   상기 자석은 상기 원적외선 방사부로부터 상기 통전부로 방사되는 원적외선의 흐름 방향을 따라 자기력선이 형성되도록 상기 원적외선 방사부 외측에 고정된 차량용 통전체.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 차량용 전기계통회로는 상기 발전기의 전기를 상기 전장부하들로 분배하는 배전판을 더 포함하고,
   상기 차량용 통전체는 상기 발전기와 상기 배전판 사이에 마련된 차량용 통전체.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 차량용 통전체는 상기 발전기의 출력 측에 연결된 차량용 통전체.
6. 배터리와, 발전기와, 복수의 전장부하 사이가 폐회로를 이루는 차량용 전기계통회로의 적어도 일부 구간을 형성하는 통전부; 상기 통전부로 원적외선을 방사하는 원적외선 방사부; 및 상기 통전부 주변으로 자기장을 형성하는 자석을 포함하는 차량용 통전체에 있어서,
   상기 차량용 통전체는 상기 통전부를 형성하는 금속재질의 심선이 절연재질의 피복선에 감싸여진 전선을 포함하고,
   상기 원적외선 방사부는 상기 피복선 안쪽에 상기 심선을 감싸도록 마련되며,
   상기 자석은 피복선 둘레 일측에 배치된 차량용 통전체.
7. 배터리와, 발전기와, 복수의 전장부하 사이가 폐회로를 이루는 차량용 전기계통회로의 적어도 일부 구간을 형성하는 통전부; 상기 통전부로 원적외선을 방사하는 원적외선 방사부; 및 상기 통전부 주변으로 자기장을 형성하는 자석을 포함하는 차량용 통전체에 있어서,
   상기 차량용 통전체는 상기 통전부를 형성하는 금속재질의 심선을 포함하는 전선을 포함하고,
   상기 원적외선 방사부는 상기 심선을 감싸도록 마련되며,
   상기 자석은 상기 원적외선 방사부 둘레 일측에 배치된 차량용 통전체.
8. 제 6항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전선은 상기 배터리와 차체 사이를 연결하는 배터리용 접지선을 포함하는 차량용 통전체.
9. 배터리와, 발전기와, 복수의 전장부하 사이가 폐회로를 이루는 차량용 전기계통회로의 적어도 일부 구간을 형성하는 통전부; 상기 통전부로 원적외선을 방사하는 원적외선 방사부; 및 상기 통전부 주변으로 자기장을 형성하는 자석을 포함하는 차량용 통전체에 있어서,
   상기 차량용 통전체는 상기 통전부가 단자에 접속되는 단자접속부와, 증설단자와, 상기 단자접속부와 증설단자 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 터미널을 포함하고,
   상기 원적외선 방사부는 상기 연결부와 대면한 상태로 접하도록 상기 연결부 외측에 고정되며,
   상기 자석은 상기 원적외선 방사부 외측에 고정된 차량용 통전체.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 터미널은 상기 단자접속부를 통해 배터리 단자에 연결되는 배터리 터미널을 포함하는 차량용 통전체.

Images