KR102047794B1 - 부스바 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 전도체와 제2 전도체가 결합된 부스바 제조방법에 관한 것으로, 제1 전도체의 중앙에 형성된 관통공에 제2 전도체를 삽입하는 삽입단계; 상기 제1 전도체와 상기 제2 전도체 사이를 가열하는 가열단계; 및 상기 가열단계에서 가열된 제1 전도체와 제2 전도체를 압착 또는 압연하여 부스바를 형성하는 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

부스바 제조방법{Manufacturing method of a bus bar}

본 발명은 부스바 제조방법에 관한 것으로, 특히 제1 전도체와 제2 전도체가 결합된 부스바 제조방법에 관한 것이다.

예전에는 전기에너지를 전달하기 위한 매개체로 케이블을 많이 사용해 왔으나, 최근 들어 같은 부피의 도체로 더욱 많은 전기에너지를 전달할 수 있는 장점을 갖는 부스바가 케이블의 대체품으로 많이 사용되고 있다.

이러한 부스바는 전기전도도가 우수하고, 높은 강도와 내구성이 확보되어야 하며, 대용량의 전기에너지 전송 시스템의 설치가 필요한 공업용에서부터 규모가 작은 가정용 등의 분전반이나 배전반에 사용된다.

한국등록특허 제10-1844270호(2018.03.27 등록)는 부스바 및 그 제조방법에 관하여 기재되어 있으며, 개시된 기술에 따르면, 리본 형태의 전기가 도통하는 복수개의 금속부재를 마련하는 단계; 상기 복수개의 금속부재를 얇은 두께 방향인 측면 방향으로만 벤딩하되, 벤딩 전후에도 상하면이 항상 평평한 상태를 유지하도록 벤딩시키는 단계; 상기 복수개의 금속부재의 벤딩된 벤딩부를 용접하는 단계; 상기 복수개의 금속부재를 적층하고, 적층된 상기 복수개의 금속부재가 서로 밀착된 상태에서 일체로 거동되도록 결속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한국등록특허 제10-1927718호(2018.12.05 등록)는 부스바용 절연 커버 및 이 절연 커버를 구비한 부스바에 관하여 기재되어 있다. 개시된 기술에 따르면, 전원 입력 단자로서 리셉터클 단자를 포함하고 서로 병렬로 배치되는 복수 개의 차단기에 공통 전원을 연결하고 도전성을 갖는 금속 소재의 편평한 바아 형태의 패널로 형성되는 부스바로서, 폭방향 일측의 제1 부분이 차단기의 리셉터클 단자에 삽입되고 길이방향 일측에서 공통 전원에 접속되어 각각의 차단기에 전원을 공급하는 부스바로서, 부스바에서 리셉터클 단자에 삽입되지 않는 폭방향 타측의 제2 부분을 감싸도록 형성되되, 부스바의 제2 부분의 일측 표면과 평행하게 배치되도록 형성되는 제1 커버부, 타측 표면과 평행하게 배치되도록 형성되는 제2 커버부 및 제1 커버부와 제2 커버부를 연결하는 연결부를 포함하여, 제1 커버부, 제2 커버부 및 연결부 사이에 부스바의 제2 부분을 수용하도록 형성되는 절연 커버를 포함하고, 절연 커버는, 제1 커버부, 제2 커버부 및 연결부는 탄성 및 절연성을 갖는 합성수지 재료로 일체로 형성되되, 제1 커버부와 제2 커버부는 부스바가 삽입되지 않은 상태에서는 연결부 반대측의 선단이 서로 근접하는 형태로 기울어지고 부스바를 수용하였을 때에 서로 벌어지면서 연결부를 중심으로 서로 밀착되는 방향으로의 탄성 복원력이 가해지도록 형성되며, 제1 커버부와 제2 커버부 중 하나 이상에는, 부스바로부터 절연 커버의 이탈을 방지하도록, 제1 커버부 및 제2 커버부의 서로 대향하는 내측에 돌출부가 절연 커버의 길이 방향으로 연장되어 형성되고, 부스바의 제2 부분에는 절연 커버의 돌출부와 맞물리는 제1 돌기가 절연 커버의 돌출부에 대하여 절연 커버의 연결부 측으로 형성되어 돌출부와 맞물림으로써 절연 커버가 부스바로부터 그 폭방향으로 이탈되는 것이 방지되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 종래에는 구리 또는 알루미늄 소재로 부스바를 제조하는 것이 일반적인데, 구리의 경우 가격이 비싸며, 특성상 무게가 무겁기 때문에 제품의 내구성에 문제를 일으킬 소지가 있다.

반면에 가격이 저렴한 소재인 알루미늄의 경우 구리소재에 비하여 낮은 전기전도도로 인하여 구리보다 2배 이상의 부피를 가져야하며 그렇지 않은 경우 전기 통전시 열이 발생하게 되어 사용환경에 따라 냉각기를 설치해 주어야 하는 문제가 발생하며, 통전시 발생 가능한 아크에 의해서 용융점이 낮은 알루미늄 소재의 용융이 발생할 여지가 높기 때문에 중전기기나 그 이상의 용량 기기에는 적합하지 않은 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-1844270호 한국등록특허 제10-1927718호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제1 전도체의 관통공에 제2 전도체가 삽입 결합된 부스바 제조방법을 제공한다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 특징에 따르면, 제1 전도체의 중앙에 형성된 관통공에 제2 전도체를 삽입하는 삽입단계; 상기 제1 전도체와 상기 제2 전도체 사이를 가열하는 가열단계; 및 상기 가열단계에서 가열된 제1 전도체와 제2 전도체를 압착 또는 압연하여 부스바를 형성하는 형성단계를 포함하는 부스바 제조방법을 제공한다.

일 실시 예에서, 상기 삽입단계 이전에, 상기 제1 전도체의 관통공을 가열하는 1차 가열단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 삽입단계 이전에, 상기 제2 전도체의 외부를 가열하는 2차 가열단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 형성단계는, 상기 가열단계에서 가열된 제1 전도체와 제2 전도체를 엠보싱이 구비된 판으로 압착하여 부스바를 형성하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 형성단계는, 상기 가열단계에서 가열된 제1 전도체와 제2 전도체를 엠보싱이 구비된 롤로 압연하여 부스바를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 제1 전도체의 관통공에 제2 전도체를 삽입하여 부스바를 제조함으로써, 그 제조작업이 간단하여 작업성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조원가를 절감하고 무게를 줄이되 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 부스바 제조방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.

도 1을 참조하면, 우선, 제1 전도체의 중앙에 형성된 관통공에 제2 전도체를 삽입한다(S100).

상술한 단계 S100에 있어서, 제1 전도체는 중앙에 관통공이 형성된 관체 형태의 구리일 수 있으며, 제2 전도체는 관통공에 대응되는 크기 및 형상의 알루미늄일 수 있다.

이때, 관통공은 단면이 원형, 사각형, 다각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 제1 전도체의 외부 형태 또한 다양하게 이루어질 수 있다.

상술한 단계 S100에 있어서, 제2 전도체가 제1 전도체의 관통공에 억지 끼움식으로 결합되어, 제1 전도체의 관통공과 제2 전도체의 외면이 완전히 접합될 수 있다.

상술한 단계 S100 이전에, 제1 전도체와 제2 전도체의 표면을 알콜 등으로 미리 세척하여 이물질 등이 제거된 상태에서 서로 결합할 수 있다.

상술한 단계 S100에서 삽입 결합된 제1 전도체와 제2 전도체 사이를 가열한다(S200).

상술한 단계 S200에 있어서, 인덕션 코일을 이용하여 제1 전도체와 제2 전도체 사이를 가열할 수 있다.

인덕션 코일은 전기 에너지를 열에너지로 변환시키는 것으로, 금속과 같은 전기적 도체에 고주파 자기장을 더하여 맴돌이 전류를 발생시키고 이로 인해 발생되는 발열로 제1 전도체와 제2 전도체 사이를 가열할 수 있다. 이때, 인덕션 코일은 제1 전도체와 제2 전도체의 형상에 따라 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

상술한 단계 S200에 있어서, 제1 전도체와 제2 전도체 사이를 기 설정된 온도(예를 들어, 약 400 ~ 500℃)로 가열할 수 있다. 온도를 400℃ 이하로 가열하는 경우 제1 전도체와 제2 전도체의 접합강도가 나쁘고, 500℃ 이상으로 가열하는 경우 구리와 알루미늄의 확산층이 성장하여 도전율과 기계적 성질을 나쁘게 할 수 있으므로, 바람직하게는 약 400 ~ 500℃의 온도로 가열할 수 있다.

상술한 단계 S200에서 가열된 제1 전도체와 제2 전도체를 압착 또는 압연하여 부스바를 형성한다(S300).

상술한 단계 S300에 있어서, 가열된 제1 전도체와 제2 전도체를 다수개의 엠보싱이 구비된 판으로 압착하여 부스바를 형성할 수 있다. 이때, 엠보싱에 의해 접촉면적이 넓어져서 제1 전도체와 제2 전도체 사이가 더욱 견고히 결합되는 효과가 있다.

상술한 단계 S300에 있어서, 가열된 제1 전도체와 제2 전도체를 다수개의 엠보싱이 구비된 롤로 압연하여 부스바를 형성할 수 있다. 이때, 엠보싱에 의해 접촉면적이 넓어져서 제1 전도체와 제2 전도체 사이가 더욱 견고히 결합되는 효과가 있다.

상술한 바와 같은 단계를 지닌 부스바 제조방법은, 구리로 이루어진 제1 전도체의 관통공에 알루미늄의 제2 전도체를 삽입하여 부스바를 제조함으로써, 그 제조작업이 간단하여 작업성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조원가를 절감하고 부스바 전체의 무게는 줄이되 성능을 향상시킬 수 있다.

즉, 본 발명에 의해 부스바의 대폭적인 경량화가 가능해짐에 따라 경량화 및 강성이 요구되는 자동차를 비롯한 각종 이동수단에 사용이 가능하며, 보관 및 운반이 용이하고 작업성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 제1 전도체와 제2 전도체 사이가 견고하게 결합됨에 따라, 제조시 불량이 발생하거나 외부 충격 등에 의해 결합부분이 갈라지는 등의 현상을 방지할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.

도 2를 참조하면, 상술한 단계 S100 이전에, 제1 전도체의 관통공을 가열한다(S400).

상술한 단계 S100 이전에, 제2 전도체의 외부를 가열한다(S500).

상술한 단계 S400 또는 상술한 단계 S500에 있어서, 제1 전도체의 관통공 또는 제2 전도체의 외부를 인덕션 코일을 이용하여 가열할 수 있다.

이로 인해 제1 전도체와 제2 전도체 사이의 접합력을 더욱 향상시킬 수 있음은 물론, 제1 전도체의 관통공에 제2 전도체의 삽입이 용이해진다.

상술한 바와 같은 단계를 가지는 부스바 제조방법은, 도면에서 1차 가열단계(S400)가 2차 가열단계(S500) 보다 먼저 진행되는 것처럼 도시되었으나 이들의 순서는 바뀔 수도 있고 아니면 동시에 진행될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.

도 3을 참조하면, 상술한 단계 S300 이후에, 스트레치 벤딩장치를 이용하여 부스바의 단면이 ‘ㄷ’자 또는 ‘V’자 형상 등을 가지도록 기 설정된 각도로 스트레치 벤딩한다(S600).

상술한 단계 S600에 있어서, 부스바의 설치위치에 따라 1단 절곡 또는 2단 절곡 등 다양한 절곡 형태가 적용될 수 있다. 배전반이나 분전반에는 다수개의 부스바가 설치되는데, 이러한 각 부스바의 설치위치에 따라 절곡각도 및 형상이 제각각일 수 있다.

도 4는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.

도 4를 참조하면, 상술한 단계 S100 이전에, 제1 전도체와 제2 전도체 사이에 접합제를 도포한다(S700).

상술한 단계 S700에 있어서, 접합제는, 전도성을 유지하기 위하여 제올라이트, 탄소분말, 유기용매, 수지 등을 혼합하여 구성된 것일 수 있다.

상술한 단계 S700에 있어서, 제1 전도체의 관통공 또는 제2 전도체의 외면에 접합제를 도포하여, 제1 전도체와 제2 전도체의 접합력을 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.

도 5를 참조하면, 상술한 단계 S300에서 형성된 부스바를 기 설정된 크기로 절단한다(S800).

상술한 단계 S800에 있어서, 절단기를 이용하여 부스바를 원하는 크기 및 형상으로 절단할 수 있으며, 부스바의 양단을 펀칭하여 단자연결을 위한 홀을 형성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 부스바 제조방법을 설명하는 순서도이다.

도 6을 참조하면, 상술한 단계 S300 이후에, 부스바의 표면에 온도 감지 테이프를 부착한다(S900).

상술한 단계 S900에 있어서, 온도 감지 테이프를 부스바의 표면 중 일부분(예를 들어, 일단부)에 부착 형성할 수 있다.

온도 감지 테이프는, 색깔 변화로 40 ~ 250℃ 까지의 온도변화를 감지하는 것으로, 일정한 온도에 도달하면 뚜렷하게 색깔이 변하게 된다. 이러한 온도 감지 테이프의 색깔 변화를 통해 관리자로 하여금 육안으로 부스바의 온도 상승을 쉽게 확인할 수 있게 함으로써, 온도 변화를 용이하게 체크하여 과부하로 인해 부스바가 지나치게 과열되는 것을 미연에 방지할 수 있어서 무효전력 손실을 막을 수 있고, 과열로 인해 부스바가 변형되거나 용융되어 전력공급이 차단되는 등의 사고를 미연에 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 운용 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

S100 : 삽입단계
S200 : 가열단계
S300 : 형성단계
S400 : 1차 가열단계
S500 : 2차 가열단계
S600 : 벤딩단계
S700 : 도포단계
S800 : 절단단계
S900 : 부착단계

Claims (5)

1. 구리인 제1 전도체의 중앙에 형성된 관통공에 알루미늄인 제2 전도체를 삽입하는 삽입단계;
   상기 제1 전도체와 상기 제2 전도체 사이를 400 ~ 500℃의 온도로 가열하는 가열단계; 및
   상기 가열단계에서 가열된 제1 전도체와 제2 전도체를 압착 또는 압연하여 부스바를 형성하는 형성단계를 포함하되,
   상기 삽입단계 이전에,
   상기 제1 전도체와 상기 제2 전도체 사이에 접합제를 도포하는 도포단계;
   상기 형성단계 이후에,
   상기 부스바의 표면에 온도 감지 테이프를 부착하는 부착단계;
   상기 부스바를 기 설정된 크기로 절단하는 절단단계를 더 포함하며,
   상기 형성단계는,
   상기 가열단계에서 가열된 제1 전도체와 제2 전도체를 엠보싱이 구비된 판으로 압착하여 부스바를 형성하거나, 엠보싱이 구비된 롤로 압연하여 부스바를 형성하며,
   상기 절단단계는,
   절단기를 이용하여 상기 부스바를 기 설정된 크기로 절단하고, 상기 부스바의 양단을 펀칭하여 단자연결을 위한 홀을 형성하며,
   상기 접합제는, 제올라이트, 탄소분말, 유기용매, 수지를 포함하여 구성된 것이며,
   상기 삽입단계 이전에,
   상기 제1 전도체의 관통공을 가열하는 1차 가열단계; 및
   상기 제2 전도체의 외부를 가열하는 2차 가열단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부스바 제조방법.
   
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