KR102132953B1 - 버스바의 제조방법 및 이를 통해 제조된 버스바 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱부 및 상기 센싱부와 연결되는 바디부를 포함하는 프레임이 마련되고, 프레임을 사출성형금형 내에 삽입 및 고정하고, 프레임에, 사출성형금형 내로 주입되는 강화주입물에 의해 기계피로(fatigue)가 집중되는 위치에, 강도가 증진되는 강화부가 형성되는 버스바의 제조방법이 제공된다.
Description
본 발명은 버스바의 제조방법 및 이를 통해 제조된 버스바에 관한 것이다.
일반적으로, 버스바의 제조방법에는 바디부와 센싱부 측을 별도로 제조하여 이를 서로 접합시켜 제조하는 방법과 일체형으로 제조하는 방법이 있다. 이 중 센싱부 측과 바디부를 별도로 제조하여 용접 등에 방법으로, 서로 접합하는 제조방식은 접합시키는 제조공정이 추가로 요구되며, 접합부의 내구성저하에 의해 제조공정 및 비용의 증가 및 접합부의 내구성 저하를 유발한다. 반면에, 이러한 문제점을 해결하기 위해 일체형으로 버스바를 제조하는 방법에서는 접합공정을 생략할 수 있고 접합부위에서의 내구성저하에 대한 파단이 발생하지 않을 수 있다. 그러나, 버스바에 가해지는 충격에 의해 이완 및 수축이 발생하게 되는데 이러한 이완 및 수축이 센싱부 및 바디부 간의 단락을 초래할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 종래 전기자동차용 버스바가 바디부와 센싱 연결부의 일체형의 버스바를 사용하여, 바디부와 센싱연결부의 이완, 수축에 의한 연결부의 단락으로 인한 문제를 해결하기 위하여, 바디부와 센싱 연결부 일체형의 버스바를 제조한 후 이를 1차 또는 1차 및 2차 인서트 사출성형으로 사출성형물 두께 속에 버스바의 바디부와 센싱 연결부가 위치하게 제조하는 것과, 센싱 연결부만 사출 성형하여 버스바의 내구성을 확보하는 버스바의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 종래 전기자동차용 버스바가 바디부와 센싱 연결부의 일체형의 버스바를 사용하여, 바디부와 센싱연결부의 이완, 수축에 의한 연결부의 단락으로 인한 문제를 해결하기 위하여 바디부와 센싱 연결부 일체형의 버스바를 제조한 후 이를 1차 또는 1차 및 2차 인서트 사출성형으로 사출성형물 두께 속에 버스바의 바디부와 센싱 연결부가 위치하게 제조하는 것과, 센싱 연결부만 사출 성형하여 버스바의 내구성을 확보하는 버스바를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는, 이종금속으로 바디부와 센싱 연결부를 각각 제조하여 이를 초음파 또는 레이저 등을 통해 접합하는 과정에서 많은 제조공정으로 인한 가격 경쟁력저하와 접합의 이상유무를 확인하기 어려워 품질문제를 유발할 수 있는 문제를 해결하기 위하여 바디부와 센싱 연결부 일체형의 버스바를 제조한 후 이를 1차 또는 1차 및 2차 인서트 사출성형으로 사출성형물 두께 속에 버스바의 바디부와 센싱 연결부가 위치하게 제조하는 것과, 센싱 연결부만 사출 성형하여 버스바의 내구성을 확보하는 버스바의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는, 이종금속으로 바디부와 센싱 연결부를 각각 제조하여 이를 초음파 또는 레이저 등을 통해 접합하는 과정에서 많은 제조공정으로 인한 가격 경쟁력저하와 접합의 이상유무를 확인하기 어려워 품질문제를 유발할 수 있는 문제를 해결하기 위하여 바디부와 센싱 연결부 일체형의 버스바를 제조한 후 이를 1차 또는 1차 및 2차 인서트 사출성형으로 사출성형물 두께 속에 버스바의 바디부와 센싱 연결부가 위치하게 제조하는 것과, 센싱 연결부만 사출 성형하여 버스바의 내구성을 확보하는 버스바를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱부 및 상기 센싱부와 연결되는 바디부를 포함하는 프레임이 마련되고, 상기 프레임을 사출성형금형 내에 삽입 및 고정하고, 상기 프레임에, 상기 사출성형금형 내로 주입되는 강화주입물에 의해 기계피로(fatigue)가 집중되는 위치 및 전기전도 될 수 있는 위치 중 하나 이상의 위치에 강도 및 절연도 중 하나 이상의 정도가 개선되도록 강화부(enhanced)가 형성되며, 상기 강화부는, 순차적으로 주입되는 1차강화주입물 및 2차강화주입물을 포함하고, 상기 프레임의 일면을 상기 1차강화주입물을 주입하여 1차사출성형을 통해 강화하고, 상기 프레임의 타면을 상기 2차강화주입물을 주입하여 2차사출성형을 통해 강화하며, 상기 1차강화주입물 및 상기 2차강화주입물은, 전류가 흐르는 과정에서 발생하는 열이 방열되는 면이 되도록 상기 프레임의 일면 또는 타면의 일부를 노출시키도록 형성되고, 상기 프레임에는 홀이 형성되고, 상기 홀을 통해 상기 1차강화주입물 및 상기 2차강화주입물의 상기 프레임에 대한 밀착력을 증진시키며, 상기 프레임에는 일체로 형성된 가이드가 구비되고, 상기 가이드부에 의하여 상기 프레임은 상기 1차사출성형 및 2차사출성형에 의한 상기 1차강화주입물 및 2차강화주입물이 공급될 때 상기 사출성형금형 내에서 이동되지 않도록 고정되고, 상기 강화부는, 수지재를 포함하여 절연성을 부가, 유지 또는 증진시키는, 버스바의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예는, 바디의 두께와 인장강도를 확보하고 센싱연결부의 탄성력을 확보하여 이완 및 수축으로 인한 연결부의 단락을 방지할 수 있는 버스바를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 제조공정이 분리되어 있지 않음으로써, 가격경쟁력 저하를 방지할 수 있는 버스바의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바가 제조되는 과정을 나타낸 순서도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임의 사시도
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 버스바의 사시도
도 4(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임의 사시도, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형에 형성되는 돌출부
도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 버스바의 형상을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층형 버스바의 형상을 나타낸 도면
도 7(a) 내지 도 7(c)는 본 발명의 실시예들에 따른 강화주입물의 주입을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임의 사시도
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 버스바의 사시도
도 4(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임의 사시도, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형에 형성되는 돌출부
도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 버스바의 형상을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층형 버스바의 형상을 나타낸 도면
도 7(a) 내지 도 7(c)는 본 발명의 실시예들에 따른 강화주입물의 주입을 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
그리고, 이하에서는 프레임(도2 의 10)을 강화하기 위한 방법 및 상기 방법으로 제조된 버스바(도 3의 20)에 대해서 후술하기로 한다. 여기서 강화란, 프레임(도 2의 10)에 가해질 외부충격에 대하여 강도를 증진시키는 목적과 외부로부터 절연성을 부가, 유지, 증진하기 위한 목적일 수 있다. 예를 들면, 제조된 버스바(도 3의 20)가 차량의 배터리와 연결되는 경우에는 차량이 주행 중에 발생하는 진동에 대한 영향을 받을 수 있다. 이때 주변 구조물로부터 전달되는 진동 및 가압에 의해 밴딩 등의 영향을 받을 수 있는데, 여기서 밴딩에 대하여 저항력을 증진시키는 일종의 강화과정이라고 할 수 있다. 따라서, 기계피로(fatigue)의 원인이 되는 상기 밴딩으로부터 강도를 증진시키기 위해 밴딩으로 인해 가장 취약한 지점을 제조과정에서 강화부로 형성할 수 있다. 이러한 강화부 위치는 바디부(도 5의 420. 520. 620) 및 센싱부(도 5의 410, 510, 610) 중 하나 이상의 위치가 될 수 있고, 프레임(도 2의 10)이 연결부(도 2의 112)를 포함할 경우, 연결부(도 2의 112)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 폭이 좁게 형성되어 밴딩으로부터 취약한 연결부에 강화부가 형성될 수도있다. 물론, 연결부(도 2의 112)에는 만곡부(도 2의 113)가 형성되어 상기 밴딩이 가해지는 지점에 대하여 탄성을 지니도록 구조적으로 형성될 수도 있다.
또한, 외부로부터 절연성을 부가, 유지, 증진하기 위한 목적으로서, 피복의 기능을 할 수 있다. 즉, 외부로부터 노출되는 면적을 은폐시킴으로서 주변 구조물과의 불가피한 접촉에 의해 발생할 수 있는 쇼트 등의 전기적 사고를 방지할 수 있다. 상기 주변구조물뿐만 아니라 수분에 의한 접촉으로 인한 전기적 사고를 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 경화 후에 전도체로 기능할 수 있는 강화주입물을 사출 시에 주입하지 않고 전기전도성을 억제할 수 있는 소재를 사출시에 주입할 수 있다. 예를 들어 수지재를 포함한 강화주입물이 사출시에 주입되어 절연성을 부가, 유지, 증진 시킬 수 있다.
이하에서는, 상기 강화부를 형성하기 위해 복수 회 강화 사출 과정이 이루어지는 실시예와 한 차례를 통해 강화사출 과정이 이루어지는 실시예에 대하여 후술하도록 한다. 1차 및 2차 사출성형이 이루어지는 실시예를 도 1 내지 도 6을 통해 설명하도록 하고, 도 7을 통해 한 차례 성형사출 과정을 통해 강화부가 형성되는 과정을 설명하도록 한다. 그리고, 도 7을 참조하여 설명할 때는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 내용과 비교하여, 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바(도 2의 20)가 제조되는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 버스바(도 2의 20)는 프레임 제조(S1), 1차강화주입물 주입(S2), 2차강화주입물 주입(S3) 및 탈거(S4)의 순서로 제조될 수 있다. 구체적으로, 프레임 제조(S1)는 센싱부(도 2의 110) 및 바디부(도 2의 120)를 포함하는 프레임(도 2의 10)을 제조할 수 있다. 프레스 등의 방법을 통해 제조된 프레임(도 2의 10)은 강화물과 사출을 통해 결합되면서 버스바(도 3의 20)로 제조가 될 수 있다. 상기 프레임(도 2의 10)은 센싱부(도 2의 110)에 만곡부(1113) 및 센싱공(111a) 등의 형상 및 바디부(120)의 만곡부(123) 및 중공홀(121a) 등의 형상을 포함하여 제조될 수 있다. 즉, 버스바(도 3의 20)의 베이스가 되는 형상이 마련될 수 있다. 여기서 센싱부(110) 및 바디부(120)는 일체형으로 형성될 수 있으며, 별도의 접합과정을 포함하지 않는다. 따라서, 결합구조에 의한 내구력 저하의 발생을 방지할 수 있다.
즉, 일체형으로 제조됨으로써 기계적 성능이 증가될 수 있다. 여기서 기계적 성능은, 결합력 및 진동 등에 의해 결합력을 유지하는 성능 및 외력으로부터 발생할 수 있는 파손에 저항할 수 있는 성능 등을 의미할 수 있다. 이러한 성능은 예를 들어, 차량의 부품 등에 본 발명의 일 실시예인 버스바(도 3의 20)가 포함될 경우에 차량의 진동 등에 대하여 두 부재의 결합에 의해 제조된 버스바에 비해 보다 높은 저항성을 가지므로 유리할 수 있다. 물론, 상술한 바와 같이 절연성의 증진을 기대할 수도 있다. 이러한 강화부로부터 기대할 수 있는 효과는 선택적이므로, 당업자에 의해 절연성보다 강성을 우선시 하면 강화주입물이 금속재로 결정될 수 있고, 강성보다 절연성을 우선시 하면 수지재와 같은 소재로 결정될 수 있다. 따라서, 강화주입물의 소재는 선택적이며, 복수의 소재를 융합하여 절연성과 강성의 비중을 조절할 수 있다. 나아가, 강화부에 탄성을 부여할 수도 있다.
그리고, 상기 프레임 제조(S1) 과정에서 제조된 프레임은 예를 들어 5 mm 일 수 있다. 상기 5 mm 는 사출을 통해 강화되는 과정을 거치지 않고 제조되는 버스바의 두께의 50% 에 해당하는 두께의 일 예로서, 0.5 mm 에 한정되는 것은 아니다. 이하에서는 5 mm 두께로 제조되는 프레임을 예시로 하여, 버스바를 제조하는 과정을 설명하기로 한다.
상기 프레임 제조(S1)를 통해 제조된 프레임(도 2의 10)은 내구력이 약한 부분, 즉 외력에 의해 응력집중이 발생할 수 있는 부분이 강화될 수 있다. 예를 들어, 프레임(도 2의 10)을 강화하기 위한 목적으로 강화주입물이 주입될 수 있다. 따라서, 상기 강화주입물을 주입하여 사출하기 위해 프레임(도 2의 10)을 1차사출성형금형에 배치시키고 1차강화주입물의 주입(S2)이 행해질 수 있다. 1차강화주입물은 예를 들어, 프레임(도 2의 10)의 일면을 대상으로 주입될 수 있다. 여기서, 프레임(도 2의 10)의 일면은 프레임(도 2의 10)의 저면이 될 수 있고, 저면의 일부 또는 전면이 될 수 있다.
그리고 이후에 2차강화주입물의 주입(S3)이 행해지기 위하여, 금형을 재배치 시킬 수 있다. 1차강화주입물 주입(S2)에서 저면을 대상으로 강화주입물이 주입되었다면, 상부금형만 재배치되어 2차강화주입물이 주입될 수 있다. 이러한 경우에는, 프레임(도 2의 10)의 타면을 대상으로 2차강화주입물이 주입(S3)될 수 있다. 여기서 타면은 프레임(도 2의 10)의 상면이 될 수 있고, 상기 상면의 일부 또는 전체가 될 수 있다.
다만, 1차강화주입물 주입(S2) 및 2차강화주입물(S3) 과정에서 센싱부(도 2의 110)는 전기전도가 가능한 단자로써, 강화주입물의 주입으로부터 차단될 수 있다. 따라서, 센싱부(도 2의 110)는 버스바(도 3의 20)로 제조 후에도 노출될 수 있다. 여기서 프레임(도 2의 10)은 비철금속으로 제조될 수 있으며, 예를 들면, 알루미늄 또는 동이 될 수 있다. 그리고 1차 및 2차 시에 주입되는 강화주입물은 적어도 수지를 포함할 수 있다. 그러므로 센싱부(도 2의 110)에 강화주입물이 차단되지 않을 경우, 센싱부(도 2의 110)를 통한 전기전도가 불가능할 수 있으므로 강화주입물이 차단될 수 있다. 나아가, 센싱부(도 2의 110)는 금, 은, 니켈, 주석 및 아연 중 하나의 소재로 도금될 수 있다.
한편, 1차강화물주입 및 2차강화주입물을 주입하기 위해 배치된 금형은 프레임(도 2의 10)이 상기 금형 내에 고정된 후에 상기 강화주입물이 주입(S2, S3)될 수 있는데, 주입되는 강화주입물에 의해 상기 금형 내에서 프레임(도 2의 10)이 이동되는 것을 방지하기 위해 고정수단이 형성될 수 있다.
상기 프레임에는 홀, 스파이크 및 드로윙 중 하나 이상이 형성될 수 있으며, 1차강화주입물 및 2차강화주입물과 프레임(도 2의 10)이 서로 접촉되는 접촉면에 형성될 수 있고, 접촉면 중 하나 이상의 접촉면에 형성되어 프레임(도 2의 10)과 1차강화주입물 및 2차강화주입물 중 하나 이상 간의 밀착력을 증가시킬 수 있다.
한편, 주입된 강화주입물은 프레임(도 2의 10)에 고착되어 프레임(도 2의 10)에 내구성이 낮은 부분을 강화시킬 수 있다. 또한 이러한 강화주입물은 내구력의 증가 목적으로 행해질 수 있지만, 방열면을 형성하기 위해 행해질 수도 있다. 예를 들어, 바디부(120)의 일면에 강화주입물이 주입될 때 일부면적에 한하여 주입되도록 금형에 배치했을 때 강화주입물이 공급되지 않은 면적은 외부로 노출이 될 수 있다. 이러한 노출된 면은 버스바(도 3의 20)의 제조 후에도 노출이 되므로 전류가 흐르는 과정에서 발생하는 열이 방열되는 면이 될 수 있다. 예를 들어, 방열할 수 있는 면은 바디부(120)의 일면으로서 노출면적이 넓을수록 방열에 유리할 수 있다.
이어서, 금형의 탈거(S4)에서는, 강화주입물 주입(S2, S3)에서 프레임(도 2의 10)에 가이드(도 4의 330)를 더 포함하여 제조한 경우에, 가이드(도 4의 330)와의 분리가 될 수 있다. 이와 관련하여 도 4를 참조하여 구체적으로 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임(10)의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 프레임(10)은 센싱부(110) 및 바디부(120)를 포함할 수 있다. 여기서 센싱부(110)는 단자와의 연결을 위해 센싱공(111a)이 형성될 수 있고, 상기 단자와의 이격거리에 따라 연결부(112)를 통해 바디부(120)와 연결될 수 있다. 즉, 센싱부(110)는 연결부(112)의 일측과 연결되고, 연결부(112)의 타측이 바디부(120)와 연결됨으로써, 센싱부(110) 및 바디부(120)는 전기적으로 연결이 될 수 있다. 본 실시예는 연결부(112) 상에 만곡부(113)가 형성되어 구조적으로 프레임(10)에 탄성을 부여할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 차량의 부품에 포함될 경우 주행 중인 차량에 의해 진동이 발생할 수 있고 이에 대해 저항력 증가가 될 수 있는 구조일 수 있다. 상기 만곡부(113)는 바디부(120)에도 형성될 수 있다. 바디부(120)의 만곡부(123) 역시 상기와 같은 이유일 수 있다.
상기 프레임(10)은 앞서 설명한 바와 같이 두께가 0.5 mm 일 수 있다. 이러한 두께는 강화부(도 3의 213a, 220a)가 형성됨으로써, 더 두꺼워 질 수 있으므로, 프레임(10)을 제조할 때, 강화부의 두께를 고려하여 결정될 수 있다. 즉, 강화부(도 3의 213a, 220a)가 형성되지 않거나 일측면에만 형성되는 경우에는 제조 시에, 프레임(10)의 두께가 1 mm 내지 1.5 mm 로 결정될 수 있다.
한편, 상기 만곡부(123)에 의해 바디부(120)는 골부(121)와 요부(122)가 형성될 수 있다. 골부(121), 요부(122) 및 만곡부(123) 중 일부에는 중공홀(121a)이 형성될 수 있다. 도시된 예시는 골부(121)에 중공홀(121a)이 형성된 예시이나, 요부에도 형성가능하며, 상기 중공홀(121a)을 통해 방열 및 전기 저저항성 등의 효과를 기대할 수 있다.
특히, 방열과 관련해서는 만곡부(123)에 의해 바디부(120)의 공기중 노출면적이 증대되어 방열효과를 더욱 증진시킬 수 있다. 물론 이러한 효과는 연결부(112) 상에 형성된 만곡부(113)에도 해당될 수 있다. 또한, 프레임(10)에 1차강화물(도 3의 222a) 및 2차강화물(도 3의 223a)이 위치된 후에도 외측으로 노출되는 표면이 형성될 경우 상기 노출되는 표면을 통해 방열될 수 있다.
도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 도 2의 프레임(10)에 강화주입물(222a, 223a)이 공급되어 제조된 버스바(20)로서, 버스바(20)는 프레임(10)에 강화부(213a, 220a)를 더 포함할 수 있다. 강화부(213a, 220a)의 형성에 의해 버스바(20)는 전체 또는 국부적으로 두께가 증가될 수 있다. 본 예시는 만곡부(213) 및 바디부(220)의 일부에 강화주입물(222a, 223a)이 주입된 예시이며, 바디부(220) 및 만곡부(213)가 강화주입물(222a, 223a)에 의해 전류통과 단면적이 증가되었으므로, 전기저항이 감소하여 전기전도율의 증가 및 진동에 의한 내구력이 증진될 수 있다.
상기와 같이 강화부(213a, 221a) 형성은 1차사출성형 및 2차사출성형에 의해 선택적으로 형성될 수 있으므로, 예를 들면, 만곡부(213)에 강화주입물(222a, 223a)이 공급되어 강화부(213a)가 형성될 수 있고, 별도의 부재와 연결될 수 있는, 바디부(120)의 일단에 강화부(220a)가 형성될 수 있다. 이처럼 강화부(213a, 220a)의 형성은 1차사출성형 및 2차사출성형에 의해 선택적으로 행해질 수 있으므로 본 예시에서 설명하지 않은 부분에도 얼마든지 강화부는 형성될 수 있다.
한편, 강화부(213a, 220a)는 프레임(10)의 저면 및 상면에 두 차례에 걸쳐 강화될 수 있다. 프레임(10)의 바디부(120)의 저면에는 1차강화물(222a)이 주입되어 프레임(10)과 결합된다면, 2차강화물(223a)이 바디부(120)의 상면에 주입되어 프레임(10)과 결합될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 이때의 버스바의 두께는 1 mm 내지 1.5mm 가 될 수 있다. 또한 1차강화물(222a)과 2차강화물(223a)은 서로 다른 재질이 될 수 있으며, 적어도 하나의 재질은 수지가 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임(30) 및 금형(1)의 일부구조에 대한 도면으로서, 도 4(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임(30)의 사시도, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형에 형성되는 돌출부(2)이다.
도 4(a)를 참조하면, 프레임(30)은 앞서 설명한 프레임(10)에 가이드(330)를 더 포함할 수 있다. 가이드(330)는 1차사출성형 및 2차사출성형 시에 금형(1) 내에서 강화주입물이 공급될 때 프레임(30)이 이동되지 않도록 고정시키는 구조로서, 1차사출성형 및 2차사출성형 시에는 금형(1) 내에 위치될 수 있다. 예를 들면, 가이드(330)는 금형(1) 내측에 위치된 프레임(30)의 일부가 이동되지 않고 고정될 수 있도록 할 수 있다.
가이드(330)와 일체형으로 형성된 구조인 프레임(30)은 금형 내에서 노치부(330a)에 의해 연결될 수 있다. 상기 노치부(330a)는 2차사출성형 후에 절단 등의 방법으로 프레임(30)으로부터 가이드(330)가 분리될 수 있다. 즉, 노치부(330a)는 프레임(30)이 금형(1) 내에서 이동되지 않고 고정될 수 있도록 하되, 2차사출성형이 끝나면 가이드(330)의 분리가 용이하도록 연결면적이 작게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고정을 위해 가이드(330)에는 핀홀(331)이 형성될 수 있다. 프레임(30)이 고정되기 위해 가이드(331)가 고정될 수 있는데 핀홀(331)은 금형에 형성된 핀과 결합되어 고정될 수 있다. 따라서, 핀홀(331)은 두 개 형성될 수 있다. 물론, 고정을 위한 구조이므로 이는 원형인 경우에 한하며, 사각형 등의 각형의 홀인 경우에는 하나 이상의 홀이 형성될 수도 있다.
도 4(b)를 참조하면, 금형(1) 내에 프레임(10)의 다른 고정방법으로서, 금형(1) 내에 돌출부(2)가 형성되고, 돌출부(2)와 대응되는 홈이 프레임(10)에 형성될 수 있다. 상기 돌출부(2)는 프레임(10)을 가압하기 위한 구조로서, 상기 홈과 대응되도록 형성되지 않더라도, 상기 프레임(10)의 면과 접촉되어 프레임(10)을 지지할 수 있다. 하나의 실시예로서, 상기 돌출부(2)는 금형(1)으로부터 돌출되되, 금형(1)과는 탄성체(3)를 사이에 두고 배치될 수 있다. 즉, 프레임(10)를 고정하기 위해 금형(1)으로부터 돌출된 방향으로 탄성체(3)에 돌출부(2)는 프레임(10)를 가압할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 버스바(40, 50, 60)를 나타낸 도면으로서, 도 5(a)는 “ㄷ”자 형태의 버스바(40), 도 5(b)는 “ㄱ”자 형태의 버스바(50), 도 5(c)는 “2”자 형태의 버스바(60)를 나타낸 도면이다. 본 예시는 버스바(40, 50, 60)의 형태에 있어서, 다양한 예를 개시하기 위한 것이다.
도 6을 참조하면, 상기 버스바(40, 50, 60)는 양단에 센싱부(410, 510, 610)가 각각 위치되고 각 센싱부(410, 510, 610) 사이에 바디부(420, 520, 620)가 위치되는 예로서, 바디부(420, 520, 620)의 절곡은 다양하게 형성될 수 있다.
나아가, 여기서 인서트 사출을 통해 제조되는 버스바(20, 40, 50, 60)는 비철금속으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 비철금속은 알루미늄 또는 동 등이 될 수 있다. 그리고, 제조된 버스바(20, 40, 50, 60)는 강화주입물(222a, 223a)에 의한 강화를 통해 바디부(200) 및 연결부(100)의 두께가 강화부(도 3의 213a, 221a)에 의해 차이나도록 형성될 수 있다. 이러한 차이에 의해 탄성을 결정할 수 있다.
또한, 강화주입물(222a, 223a)에 의해 프레임(10)에 1차강화주입물 주입(S2) 및 2차강화주입물 주입(S3)이 행해진 버스바(20, 40, 50, 60)는 센싱부(210, 410, 510, 610)가 니켈 또는 주석 등에 의해 표면처리가 될 수 있다. 상기 표면 처리뿐 아니라, 센싱부(210, 410, 510, 610)는 니켈, 금, 구리 및 주석 중 적어도 어느 하나를 포함한 도금층을 형성하며 이루어질 수 있다.
그리고, 프레임(10, 30)는 1차사출성형 및 2차사출성형 시에 주입되는 강화주입물(222a, 223a)에 의해 밀착력을 증진시키기 위해 프레임(10, 30)은 프레임(1)과 접촉되는 외표면에 비정형부가 형성될 수 있다. 상기 비정형부란, 균일하지 않고 거칠거나, 돌기 또는 요철형상을 포함하며, 홀, 스파이크 및 드로윙 중 하나 이상을 포함한다. 상기 비정형부 측으로 강화주입물(222a, 223a)이 주입되어 경화된 후에는 프레임(10, 30)과 강화주입물(222a, 223a)의 결합력은 더욱 증가될 수 있다.
또한, 전류의 흐름에 의해 발열될 수 있는 바디부(120, 320)는 2차사출성형 시에 강화주입물(222a, 223a)의 주입이 일면과 타면에 비대칭적으로 행해짐으로써, 강화를 위한 강화부는 바디부(120, 320)의 일면측에만 형성될 수 있다. 따라서, 상기 강화부가 형성되지 않은 바디부(120, 320)의 타면측에는 외측으로 노출될 수 있으므로 상기 발열에 의한 열이 방열되기에 유리할 수 있다.
또한, 상기 강화주입물에 의해 형성된 강화부는 센싱부(110, 210, 310, 410, 510, 610)를 제외한 위치에 위치될 수도 있다. 상기 강화물에 의해 두꺼워진 부분은 버스바(20, 40, 50, 60)에서 전류의 흐름방향의 단면적 및 외표면적이 증대되어 전기전도율 및 방열성이 향상될 수 있다. 그리고, 상기 센싱부(110, 210, 310, 410, 510, 610)는 도금이 될 수 있는데, 도금은 금, 은, 니켈, 아연 및 주석 등을 적어도 하나 이상 포함할 수 있고, 도금에 의해 전기전도성은 더욱 증가될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층형 버스바(70)의 형상을 나타낸 도면이다. 도 6에서는 프레임을 2 개 적층된 경우를 예시적으로 설명하나, 3 개 이상이 적층되는 경우에도 이하의 설명에 적용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 프레임을 복수 개 적층시킨 상태에서 인서트 사출을 행하는 실시예가 될 수 있다. 예를 들어, 프레임을 복수 개 적층시킨 형태로서 각 프레임의 바디부(42; 421a, 421b) 및 각 연결부(412a, 412b)가 적층되고 적층된 프레임은 금형에 인서트되어 사출성형될 수 있다.
여기서, 사출성형 시에 주입되는 1차강화물(222a) 및 2차강화물(223a)은 적층된 프레임의 하면 및 상면에 각각 주입될 수 있다. 두 개의 프레임이 적층된 본 예시의 경우에 하측에 위치된 바디부(42; 421b)에 1차강화물(222a)이 공급될 수 있고, 2차강화물은 상측에 위치된 바디부(42; 421a)에 공급될 수 있다. 여기서 강화물(222a, 223a)은 적층된 프레임의 노출면적 중 일부 또는 전체에 주입될 수 있다.
상기 일부에 강화물(222a, 223a)이 주입되는 경우에는 예를 들어, 평면부에 공급될 수 있다. 상기 평면부는 상기 만곡부(423a, 413a, 413b)를 제외한 골부(421a, 421b) 및 요부(422a) 등을 포함할 수 있다. 강화물(222a, 223a)이 주입되는 부분은 앞선 실시예와 같이 내구력을 향상시키기 위한 목적 등으로 행해질 수 있다.
나아가, 강화물(222a, 223a)이 주입되는 면적은 적층된 프레임의 측면을 더 포함할 수 있다. 복수 개의 프레임을 적층 후 측면을 포함한 면을 강화물(222a, 223a)을 주입하여 사출함으로써 각 프레임 간 결합이 이루어질 수 있다. 상기 강화물(222a, 223a)에 의한 결합 외에도 각 프레임 간의 레이저 용접을 포함한 용접 및 접착제에 의해 서로 접촉된 결합상태를 유지할 수 있다.
또한, 각 프레임이 서로 강화물(222a, 223a)에 의해 결합이 행해질 경우에는 각 프레임 간에는 상기 강화물(222a, 223a)의 유입이 차단될 수 있다. 따라서, 적층된 프레임이 금형에 삽입될 때 강화물(222a, 223a)이 각 프레임 사이로 주입되지 않도록 서로 밴딩 등과 같은 가압수단에 의해 서로 가압되어 행해질 수가 있다.
상술한 실시예는 1차 및 2차에 걸쳐서 강화주입물이 두 차례 주입되어 프레임(10, 30)이 강화되는 예시를 설명하였으나, 이하에서 설명할 실시예는 한 번의 강화주입물이 주입되어 프레임(10, 30)에 형성된 강화부위를 강화하는 예시이다.
이하에서는 상술한 복수회(1차 및 2차)에 걸쳐서 강화주입물이 주입되는 실시예와 동일하게 적용가능한 점은 생략하고 다른 점을 위주로 후술하기로 한다.
도 7(a) 내지 도 7(c)는 본 발명의 실시예들에 따른 강화주입물의 주입을 나타낸 도면으로서, 도 7(a) 내지 도 7(c)를 참조하면, 강화주입물은 금형(1) 내에 프레임(10, 30)이 거치된 후에 주입될 수 있다. 여기서, 상기 금형(1) 내에 프레임(10, 30)의 거치는, 강화주입물이 주입될 때 발생하는 압력에 대하여 프레임(10, 30)이 금형(1) 내에서 위치를 유지할 수 있는 정도의 고정력을 지닌 거치를 의미한다.
예를 들면, 상기 거치는 금형(1) 내에 형성된 하나 이상의 돌출부(2)에 의해 행해질 수 있다. 구체적으로, 상기 돌출부(2)는 금형(1)과 탄성체(3)에 의해 결합될 수 있다. 따라서, 돌출부(2)는 프레임(10, 30)을 지지하는 방향으로 탄성체(3)로부터 탄성을 전달받아 기 결정된 힘으로 프레임(10, 30)을 가압하여 거치 및 고정할 수 있다.
상기 돌출부(2)에 의해 지지 및 고정되는 프레임(10, 30)은 도 7(a)를 참조하면, 강화주입물이 금형(1) 내의 캐비티(4)로 유입되고, 유입된 강화주입물은 돌출부(2)에 인접하는 위치까지 제공될 수 있다. 상기 돌출부(2)는 핀 또는 원기둥 형태일 수 있으므로, 강화주입물은 돌출부(2)의 주변부까지 제공될 수 있다. 도 7(b)와 같이 강화주입물의 가압에 의해 돌출부(2)가 가압되면 돌출부(2)는 금형(1)에 인입될 수 있다. 상기 인입을 위해 돌출부(2)는 가압방향 단부에 경사면이 형성될 수 있다. 상기 경사면은 강화주입물 주입방향(D)과 평행하거나 수직방향을 제외한 각도로 형성되되, 돌출부(2)가 가압방향으로 연장되면서 단면적이 감소하는 방향으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 경사면을 강화주입물이 가압하여 돌출부(2)는 금형(1)에 인입되고, 강화주입물에 의해 프레임(10, 30)은 위치가 유지될 수 있다.
상술한 과정에 의해 강화주입물이 주입되어 강화주입물이 경화되면 프레임은 강화주입물이 주입된 위치에 강화부(213a, 221a)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 프레임(10, 30)을 기준으로 상하면에 강화주입물이 모두 주입되었지만, 금형(1)의 형상에 따라 일측면에만 캐비티(4)가 형성되어 강화주입물이 캐비티(4) 측으로 주입될 수 있다. 따라서, 프레임(10, 20)에서의 강화부(213a, 221a)의 형성 위치는 선택적일 수 있으며, 프레임(10, 30)의 상면 및 하면에 강화부(213a, 221a)가 형성되는 경우에는 1차 및 2차강화주입물 주입을 통해 제조될 수도 있고, 한 번의 강화주입물의 주입을 통해 제조될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1 : 금형
2 : 돌출부
3 : 탄성체
10, 30 : 프레임
20, 40, 50, 60, 70 : 버스바
42 : 바디부
110, 210, 310, 410,, 410a, 410b, 510, 610 : 센싱부
111, 211, 311, 411, 511, 611 : 제1센싱부
111a, 211a, 311a, 411a, 511a, 611a : 센싱공
112, 212, 312, 412a, 412b : 연결부
113, 123, 213, 423a, 413a, 413b : 만곡부
120, 220, 320, 420, 520, 620 : 바디부
121, 221, 321, 421a, 421b : 골부
121a, 221a, 321a : 중공홀
122, 222, 322, 422a : 요부
213a, 221a : 강화부
222a : 1차강화물
223a : 2차강화물
330 : 가이드
330a : 노치부
331 : 핀홀
412, 512, 612 : 제2센싱부
S1 : 버스바 프레임 제조
S2 : 1차강화주입물 주입
S3 : 2차강화주입물 주입
S4 : 탈거
D : 강화주입물 주입방향
2 : 돌출부
3 : 탄성체
10, 30 : 프레임
20, 40, 50, 60, 70 : 버스바
42 : 바디부
110, 210, 310, 410,, 410a, 410b, 510, 610 : 센싱부
111, 211, 311, 411, 511, 611 : 제1센싱부
111a, 211a, 311a, 411a, 511a, 611a : 센싱공
112, 212, 312, 412a, 412b : 연결부
113, 123, 213, 423a, 413a, 413b : 만곡부
120, 220, 320, 420, 520, 620 : 바디부
121, 221, 321, 421a, 421b : 골부
121a, 221a, 321a : 중공홀
122, 222, 322, 422a : 요부
213a, 221a : 강화부
222a : 1차강화물
223a : 2차강화물
330 : 가이드
330a : 노치부
331 : 핀홀
412, 512, 612 : 제2센싱부
S1 : 버스바 프레임 제조
S2 : 1차강화주입물 주입
S3 : 2차강화주입물 주입
S4 : 탈거
D : 강화주입물 주입방향
Claims (1)
- 센싱부 및 상기 센싱부와 연결되는 바디부를 포함하는 프레임이 마련되고,
상기 프레임을 사출성형금형 내에 삽입 및 고정하고,
상기 프레임에, 상기 사출성형금형 내로 주입되는 강화주입물에 의해 기계피로(fatigue)가 집중되는 위치 및 전기전도 될 수 있는 위치 중 하나 이상의 위치에 강도 및 절연도 중 하나 이상의 정도가 개선되도록 강화부(enhanced)가 형성되며,
상기 강화부는, 순차적으로 주입되는 1차강화주입물 및 2차강화주입물을 포함하고,
상기 프레임의 일면을 상기 1차강화주입물을 주입하여 1차사출성형을 통해 강화하고, 상기 프레임의 타면을 상기 2차강화주입물을 주입하여 2차사출성형을 통해 강화하며,
상기 1차강화주입물 및 상기 2차강화주입물은, 전류가 흐르는 과정에서 발생하는 열이 방열되는 면이 되도록 상기 프레임의 일면 또는 타면의 일부를 노출시키도록 형성되고,
상기 프레임에는 홀이 형성되고, 상기 홀을 통해 상기 1차강화주입물 및 상기 2차강화주입물의 상기 프레임에 대한 밀착력을 증진시키며,
상기 프레임에는 일체로 형성된 가이드가 구비되고, 상기 가이드부에 의하여 상기 프레임은 상기 1차사출성형 및 2차사출성형에 의한 상기 1차강화주입물 및 2차강화주입물이 공급될 때 상기 사출성형금형 내에서 이동되지 않도록 고정되고,
상기 강화부는, 수지재를 포함하여 절연성을 부가, 유지 또는 증진시키는, 버스바의 제조방법.
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| JP2012182047A (ja) | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | バスバーセット及びその製造方法 |
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-
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