KR102134837B1

KR102134837B1 - 고전압 정션박스

Info

Publication number: KR102134837B1
Application number: KR1020200017756A
Authority: KR
Inventors: 김계록
Original assignee: 주식회사 경신
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2020-07-16
Also published as: KR20200071697A

Abstract

고전압 정션박스에 대한 발명이 개시된다. 개시된 고전압 정션박스는, 차량 중량을 줄이기 위해 합성수지재로 형성되는 박스본체와, 박스본체에 형성된 설치부에 고전압을 공급하도록 구비되는 금속재질의 고전압 커넥터와, 박스본체의 내외측으로 연결되도록 박스본체에 몰딩 형성되고, 설치부에 안착된 고전압 커넥터를 체결부재로 체결시키는 인서트너트와, 박스본체의 내측에서 인서트너트에 결합 연결되고, 박스본체의 내부에서 외부로 전기적으로 연결되어 차체에 결합되므로 전자파노이즈를 차폐하도록 접지를 수행하는 접지차폐부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고전압 정션박스{HIGH-VOLTAGE JUNCTION BOX}

본 발명은 고전압 정션박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 고전압 정션박스를 합성수지재로 제작하여 차량 중량을 저감하도록 하고, 알루미늄다이캐스팅으로 제작된 고전압 커넥터를 박스본체에 몰딩된 인서트너트에 볼팅 결합하여 내부에서 전선을 거쳐 박스본체의 내,외부를 연결하는 금속접지부재를 통해 차체에 결합하여 접지함으로써, 정션박스를 합성수지재로 적용하여 차량 중량을 낮출 뿐만아니라, 접지차폐성능을 유지할 수 있도록 하는 고전압 정션박스에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차, 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차의 전기장치는 신경계통에 비유할 수 있으며, 전기장치가 정상적으로 작동하여야만 비로소 자동차는 그 성능을 제대로 발휘할 수 있게 된다.

이러한 자동차의 전기장치들은 모두 와이어로 자동차의 엔진룸 내부에서 전자제어장치용 컴퓨터(Electronic Control Unit: ECU)와 연결되어 있는데, 이때 이들 와이어와 ECU를 서로 연결하는 중간 매개체로써 정션박스(Junction Box, 정션 블록이라고도 함)가 사용된다.

한편, 최근에는 하이브리드 자동차와 전기 자동차 등이 많이 팔려 대중화되는 추세 있는 데, 이러한 전기를 이용하는 자동차는 고전압 대용량 배터리에서 고압전선에 연결된 고전압 커넥터를 통해 입력하여 고전압 정션박스로 전달하고, 고전압 정션박스에서 다시 커넥터, 전선, 인버터를 거쳐 차량의 고전압 시스템에 전달되도록 전원을 제어한다.

이때, 스위칭동작을 수행하는 과정에서 발생되는 전자파노이즈는 전선 및 커넥터를 지나 정션박스를 거쳐 흐르게 된다. 기존의 고전압 정션박스는 알루미늄다이캐스팅으로 제작되어 높은 전기전도도를 가지고 있어 자체적으로 차폐기능을 갖는다. 또한, 노이즈는 고정점을 따라 접지로 전달되어 소멸된다.

그런데, 기존의 고전압 정션박스는 알루미늄 다이캐스팅으로 제작됨에 따라 차량 무게를 대폭 증가시키는 문제점이 있으며, 커넥터체결부, 고정점, 방수부, 내부 부품 체결부 등 제품 특성을 위해 후가공이 필요함으로써, 제조비용이 증가하는 문제점이 있으며, 장시간 사용시 알루미늄 표면이 산화되는 백록현상이 발생됨으로써, 차량 품질 저하를 야기하는 등 다양한 문제점을 갖는다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명에 대한 배경기술은, 한국 등록특허공보 제10-0700053호(2007.03.20,발명의 명칭: 차량용 모듈형 정션박스의 구조)가 제시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 알루미늄다이캐스팅으로 제작된 고전압 커넥터를 박스본체에 몰딩된 인서트너트에 볼팅 결합하여 내부에서 전선을 거쳐 박스본체의 내,외부를 연결하는 금속접지부재를 통해 차체에 결합하여 접지함으로써, 정션박스를 합성수지재로 적용하여 차량 중량을 낮출 뿐만아니라, 접지차폐성능을 유지할 수 있도록 하는 고전압 정션박스를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고전압 정션박스는, 차량 중량을 줄이기 위해 합성수지재로 형성되는 박스본체; 상기 박스본체에 형성된 설치부에 고전압을 공급하도록 구비되는 금속재질의 고전압 커넥터; 상기 박스본체의 내외측으로 연결되도록 박스본체에 몰딩 형성되고, 상기 설치부에 안착된 상기 고전압 커넥터를 체결부재로 체결시키는 인서트너트; 및 상기 박스본체의 내측에서 인서트너트에 결합 연결되고, 상기 박스본체의 내부에서 외부로 전기적으로 연결되어 차체에 결합되므로 전자파노이즈를 차폐하도록 접지를 수행하는 접지차폐부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 설치부는 상기 고전압 커넥터의 플랜지부가 삽입 안착되도록 요홈부 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 인서트너트는 상기 고전압 커넥터의 플랜지부 네 모서리부위에 각각 대응하도록 상기 박스본체의 설치부에 4개 구비되고, 상기 인서트너트 중 적어도 어느 하나는 양단부에서 나사공이 형성되어 상기 박스본체의 내부에서도 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기 접지차폐부는, 상기 박스본체의 내측에서 인서트너트에 결합되어 연결되는 접지용전선; 상기 박스본체의 내외부로 관통 형성되는 관통슬롯부; 및 접지용전선에 연결되어 관통슬롯부를 통해 박스본체의 내부에서 외부로 전기적으로 연결되고, 고정돌부에 의해 차체에 결합되는 금속접지부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 관통슬롯부는 상기 금속접지부재를 상기 박스본체의 내부에서 삽입하여 일부를 외부로 노출하도록 상기 박스본체에 관통 형성되고, 상기 고정돌부는 박스본체의 저면 또는 측면으로 돌출 형성되며, 상기 고정돌부에는 결합공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 금속접지부재는, 상기 접지용전선에 형성된 링부재와 연통되는 장착공이 형성되는 장착부; 상기 장착공, 상기 링부재를 상호 체결하여 상가 접지용전선을 장착부에 결합하는 제1결합부재; 상기 고정돌부의 결합공에 대응하도록 접지공이 형성되는 접지부; 상기 접지공, 상기 결합공과 상기 차체를 상호 체결하여 상기 접지부를 상기 차체에 접지 가능하도록 결합하는 제2결합부재; 및 상기 장착부와 상기 접지부를 상호 연결하도록 형성되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 금속접지부재는 판체 형상으로 형성되고, 상기 장착부와 상기 연결부는 직각으로 굴곡 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고전압 정션박스는, 알루미늄다이캐스팅으로 제작된 고전압 커넥터를 박스본체에 몰딩된 인서트너트에 볼팅 결합하여 내부에서 전선을 거쳐 박스본체의 내,외부를 연결하는 금속접지부재을 통해 차체에 결합하여 고정함으로써, 정션박스를 합성수지재로 적용하여 중량을 낮출 뿐만아니라, 접지차폐성능을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스의 평면에서 본 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스의 요부 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스에서, 고전압 커넥터와 인서트너트의 상세도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스에서, 고전압 커넥터의 조립 상태 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스의 박스본체의 배면에서 적어도 어느 하나의 인서트너트가 노출되어 체결되는 상태를 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스에서, 금속접지부재의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스에서, 접지차폐부의 분해 사시도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스에서, 고정돌부, 금속접지부재, 차체의 순서대로 상하로 배치되는 상태를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스를 설명하도록 한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스의 평면에서 본 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스의 요부 확대 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스에서, 고전압 커넥터와 인서트너트의 상세도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스에서, 고전압 커넥터의 조립 상태 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스의 박스본체의 배면에서 적어도 어느 하나의 인서트너트가 노출되어 체결되는 상태를 보인 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스에서, 금속접지부재의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스에서, 접지차폐부의 분해 사시도이며, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스에서, 고정돌부, 금속접지부재, 차체의 순서대로 상하로 배치되는 상태를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스는, 박스본체(100), 고전압 커넥터(200), 인서트너트(300), 접지차폐부(400)를 포함한다,

본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스는 대용령 고압 배터리에서 공급되는 전원을 고전압 인버터를 통해 고전압 시스템에 전달할 수 있도록 전원을 제어하는 구성으로서, 스위칭 동작에 의해 발생되는 전자파노이즈는 고전압 전선, 커넥터 및 정션박스를 거쳐 흐르게 되고, 고전압 시스템에 작동 오류를 유발하므로 제거할 필요성이 있다.

박스본체(100)는 차량 중량을 줄이기 위해 합성수지재로 형성되는 구성이다. 기존에는 박스본체(100)를 알루미늄재질로 제작함에 따라 무게는 증가하지만 자체적으로 전자파노이즈를 차폐하는 성능을 발휘하였다. 하지만, 기존의 알루미늄재질의 박스본체는 차량 중량을 증가시키므로, 차량 중량을 줄이기 위한 노력이 활발하게 이루어지는 요즘 추세에는 적합하지 않는 단점이 있다.

이로써, 박스본체(100)를 합성수지소재로 제작하고, 알루미늄재질인 고전압 커넥터를 이용하여 후술하는 접지차폐부(400)를 일측에 연결하고, 타측에는 자체에 연결함으로써, 전자파노이즈를 차폐하도록 한다.

고전압 커넥터(200)는 금속재질로 이루어져 박스본체(100)에 형성된 설치부(110)에 고전압을 공급하도록 구비된다. 고전압 커넥터(200)는 대용량 고전압 배터리와 유입측에 연결되는 구성과, 인버터와 배출측에 연결되는 구성을 포함한다, 이하의 고전압 커넥터(200)는 대용량 고전압 배터리와 유입측에 연결되는 구성을 기준으로 설명하도록 한다.

설치부(110)는 고전압 커넥터(200)의 플랜지부(210)가 삽입 안착되도록 요홈부 형상으로 형성된다.

인서트너트(300)는 박스본체(100)의 내외측으로 연결되도록 박스본체(100)에 일체로 몰딩 형성되고, 설치부(110)에 안착된 고전압 커넥터(200)를 체결부재(310)로 체결시키는 구성이다.

인서트너트(300)는 고전압 커넥터(200)의 플랜지부(210) 네 모서리부위에 각각 대응하도록 박스본체(100)의 설치부(110)에 4개 구비된다.

인서트너트(300) 중 적어도 어느 하나는 양단부에서 나사공이 형성되어 박스본체의 내부에서도 체결되도록 구성된다.

도 6을 참조하면, 4개의 인서트너트(300) 중 1개만 박스본체(100)의 배면(후방)으로 노출되도록 형성되고, 나머지 3개의 인서트너트(300)는 배면으로 노출되지 않고 전면으로만 노출되도록 박스본체(100)의 설치부(100)에 몰딩 형성된다. 인서트너트(300)에는 체결을 위한 적어도 하나의 나사공이 형성된다. 특히, 박스본체(100)의 배면(후방)으로 노출되는 인서트너트(300)는 양단부에 나사공이 형성된다.

접지차폐부(400)는 박스본체(100)의 내측에서 인서트너트(300)에 결합 연결되고, 박스본체(100)의 내부에서 외부로 전기적으로 연결되어 차체(10)에 결합되므로 전자파노이즈를 차폐하도록 접지를 수행하는 구성이다.

접지차폐부(400)는, 박스본체(100)의 내측에서 인서트너트(300)에 결합되어 연결되는 접지용전선(410)과, 박스본체(100)의 내외부로 관통 형성되는 관통슬롯부(420)와, 접지용전선(410)에 연결되어 관통슬롯부(420)를 통해 박스본체(100)의 내부에서 외부로 전기적으로 연결되고, 고정돌부(120)에 의해 차체(10)에 결합되는 금속접지부재(430)를 포함한다.

접지용전선(410)의 양단부에는 볼팅 결합으로 전기적 연결을 용이하게 하는 링부재(412)(414)가 각각 구비된다. 링부재(412)(414)는 링 터미널일 수 있다.

링부재(412)는 볼트부재(411)가 삽입되어 인서트너트(300)의 내측 나사공에 체결됨으로써, 접지용전선(410)을 인서트너트(300)를 거쳐 고전압 커넥터(200)와 전기적으로 연결한다.

관통슬롯부(420)는 금속접지부재(430)를 박스본체(100)의 내부에서 삽입하여 일부를 외부로 노출하도록 박스본체(100)에 관통 형성된다.

관통슬롯부(420)는 금속접지부재(430)의 설치가 완료된 후, 방수를 위해 실리콘 등을 이용하여 금속접지부재(430)간의 틈새를 밀봉하도록 한다.

고정돌부(120)는 박스본체(100)의 저면 또는 측면으로 돌출 형성될 수 있다. 본 도면에서는 고정돌부(120)가 박스본체(100)의 측면 하측가장자리에 형성되는 것으로 도시하고 설명하도록 한다.

고정돌부(120)에는 결합공(122)이 형성된다.

금속접지부재(430)는, 접지용전선(410)에 형성된 링부재(414)와 연통되는 장착공(431a)이 형성되는 장착부(431)와, 장착공(431a), 링부재(414), 인서트너트(부호 미기재)를 상호 체결하여 접지용전선(410)을 장착부(431)에 결합하는 제1결합부재(432)와, 고정돌부(120)의 결합공(122)에 대응하도록 접지공(433a)이 형성되는 접지부(433)와, 접지공(433a), 결합공(122)과 차체(10)를 상호 체결하여 접지부(422)를 차체(10)에 결합하는 제2결합부재(434)와, 장착부(431)와 접지부(433)를 상호 연결하도록 형성되는 연결부(435)를 포함한다.

제1결합부재(432)가 체결되는 인서트너트는 도 3의 단면도에 도시된 바와 같이, 박스본체(100)의 내측면에 일체로 몰딩 형성된다.

금속접지부재(430)는 판체 형상으로 형성된다.

장착부(431)와 연결부(435)는 직각으로 굴곡 형성되는 것아 바람직하다.

접지부(433)는 연결부(435)에 비해 더 넓은 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 이로써, 접지부(433)는 금속재인 차체(10)에 접촉되는 면적을 넓혀줌으로써, 접지 및 차폐성능을 증진시킬 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 차체측 접지구성은 금속접지부재(430), 고정돌부(120), 차체(10)의 순서대로 상측에서 하측으로 배치되는 상태로 도시하였으며, 이럴 경우 금속접지부재(430)와 차체(10)는 직접 접촉 되지는 않지만, 제2결합부재(434)를 통해 연결되어 접지 및 차폐를 수행한다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 차체측 접지구성은 고정돌부(120), 금속접지부재(430), 차체(10)의 순서대로 상측에서 하측으로 배치되도록 구성될 수도 있다. 이렬 경우 금속접지부재(430)와 차체(10)는 넓은 면적에 걸쳐 직접 접촉됨에 따라 접지 및 차폐성능이 더욱더 향상될 수도 있다.

이와같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스는 알루미늄재인 고전압 커넥터(200), 인서트너트(300), 접지용전선(410), 금속접지부재(430) 및 차체(100)를 상호 연결하여 고전압 정션박스를 합성수지재로 만들더라도 전자파노이즈를 용이하게 차폐할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 정션박스는, 알루미늄다이캐스팅으로 제작된 고전압 커넥터를 박스본체에 몰딩된 인서트너트에 볼팅 결합하여 내부에서 전선을 거쳐 박스본체의 내,외부를 연결하는 금속접지부재를 통해 차체에 결합하여 접지함으로써, 정션박스를 합성수지재로 적용하여 차량 중량을 낮춤은 물론, 접지차폐성능을 유지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 차체 100 : 박스본체
110 : 설치부 120 : 고정돌부
200 : 고전압 커넥터 210 : 플랜지부
300 : 인서트너트 400 : 접지차폐부
410 : 접지용전선 412, 414 : 링부재
420 : 관통슬롯부 430 : 금속접지부재
431 : 장착부 432 : 제1결합부재
433 : 접지부 434 : 제2결합부재
435 : 연결부

Claims

차량 중량을 줄이기 위해 합성수지재로 형성되는 박스본체;
상기 박스본체에 형성된 설치부에 고전압을 공급하도록 구비되는 금속재질의 고전압 커넥터;
상기 박스본체의 내외측으로 연결되도록 박스본체에 몰딩 형성되고, 상기 설치부에 안착된 상기 고전압 커넥터를 체결부재로 체결시키는 인서트너트; 및
상기 박스본체의 내측에서 인서트너트에 결합 연결되고, 상기 박스본체의 내부에서 외부로 전기적으로 연결되어 차체에 결합되므로 전자파노이즈를 차폐하도록 접지를 수행하는 접지차폐부;를 포함하고,
상기 접지차폐부는,
상기 박스본체의 내측에서 인서트너트에 결합되어 연결되는 접지용전선;
상기 박스본체의 내외부로 관통 형성되는 관통슬롯부; 및
상기 접지용전선에 연결되어 상기 관통슬롯부를 통해 상기 박스본체의 내부에서 외부로 전기적으로 연결되고, 고정돌부에 의해 차체에 결합되는 금속접지부재;를 포함하며,
상기 고정돌부는 박스본체의 저면 또는 측면으로 돌출 형성되며,
차체측 접지구성은 상기 고정돌부, 상기 금속접지부재, 상기 차체의 순서대로 상측에서 하측으로 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고전압 정션박스.
제 1항에 있어서,
상기 설치부는 상기 고전압 커넥터의 플랜지부가 삽입 안착되도록 요홈부 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고전압 정션박스.
제 2항에 있어서,
상기 인서트너트는 상기 고전압 커넥터의 플랜지부 네 모서리부위에 각각 대응하도록 상기 박스본체의 설치부에 4개 구비되고,
상기 인서트너트 중 적어도 어느 하나는 양단부에서 나사공이 형성되어 상기 박스본체의 내부에서도 체결되는 것을 특징으로 하는 고전압 정션박스.
제 1항에 있어서,
상기 관통슬롯부는 상기 금속접지부재를 상기 박스본체의 내부에서 삽입하여 일부를 외부로 노출하도록 상기 박스본체에 관통 형성되고,
상기 고정돌부에는 결합공이 형성되는 것을 특징으로 하는 고전압 정션박스.
제 1항에 있어서,
상기 금속접지부재는,
상기 접지용전선에 형성된 링부재와 연통되는 장착공이 형성되는 장착부;
상기 장착공, 상기 링부재를 상호 체결하여 상가 접지용전선을 장착부에 결합하는 제1결합부재;
상기 고정돌부의 결합공에 대응하도록 접지공이 형성되는 접지부;
상기 접지공, 상기 결합공과 상기 차체를 상호 체결하여 상기 접지부를 상기 차체에 접지 가능하도록 결합하는 제2결합부재; 및
상기 장착부와 상기 접지부를 상호 연결하도록 형성되는 연결부;를
포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 정션박스.
제 5항에 있어서,
상기 금속접지부재는 판체 형상으로 형성되고,
상기 장착부와 상기 연결부는 직각으로 굴곡 형성되는 것을 특징으로 하는 고전압 정션박스.