KR102608576B1

KR102608576B1 - 전기 자동차용 부스바의 절연테이프 및 보호테이프 동시 테이핑장치

Info

Publication number: KR102608576B1
Application number: KR1020230061248A
Authority: KR
Inventors: 안중진; 홍석원
Original assignee: (주) 제이엠비
Priority date: 2023-05-11
Filing date: 2023-05-11
Publication date: 2023-12-01

Abstract

본 발명은 전기 자동차에 사용되는 부스바(bus-bar)의 표면에 절연테이프 및 보호테이프를 테이핑하는 장치에 관한 것으로, 작업대에 안착된 부스바에 절연테이프 및 보호테이프를 테이핑하기 위하여 다축로봇에 의해 자유롭게 이동하는 테이핑유닛을 구비하되, 테이핑유닛에는 앞뒤 두 개의 판체 사이에 상기 개방부와 같은 크기로 일부분이 개방된 형태로 된 두 개의 링기어를 중첩되는 형태로 설치하며, 상기 두 개의 링기어는 각각의 서보모터에 의해 회전을 하도록 구성하며, 일측 링기어에는 절연테이프 공급장치를 설치하고, 다른 일측의 링기어에는 보호테이프 공급장치를 설치하여 절연테이프와 보호테이프를 동시에 테이핑하면서 피치와 밀도가 다르게 테이핑 가능하고 테이핑 후에는 테이핑 상태에 따른 누전을 효과적으로 검사할 수 있도록 한 것이다.

Description

전기 자동차용 부스바의 절연테이프 및 보호테이프 동시 테이핑장치{Insulation tape and protection tape simultaneous taping device for electric vehicle busbar}

본 발명은 전기 자동차에 사용되는 부스바(bus-bar)의 표면에 절연테이프 및 보호테이프를 테이핑하는 장치에 관한 것으로, 특히 절연테이프와 보호테이프를 동시에 테이핑하면서 피치와 밀도가 다르게 테이핑 가능하고 테이핑 후에는 테이핑 상태에 따른 누전을 효과적으로 검사할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 부스바는 전기 자동차나 각종 전기장치 등의 전기회로에서 전기적 에너지를 전달하기 위해 전도체(Conductor)와 같은 역할을 하는 Conduct(도관 : 전기 배선관)의 일종으로서, 통상 구리재질로 만들어진다.

이러한 부스바는 제일 간단한 형태인 일직선 형으로 구성되기도 하지만, 회로의 복잡성과 배치 상의 문제로 여러 번 절곡되는 형태로 만들어지기도 하는데, 이와 같이 절곡된 부위가 여러 부분으로 구성되는 복잡한 형태의 부스바인 경우에 이를 한 번에 일체형으로 만들면 제조원가가 크게 상승하므로 여러 조각으로 분리하여 만든 다음 이를 용접하여 일체화하는 방식을 취하고 있다.

상기와 같이 부스바를 제조한 후 종래에는 누전을 방지하기 위하여 부스바의 외면에 에폭시코팅을 하고 있는데, 이러한 방법은 시간이 경과하면 에폭시 층이 노화함에 따라 경화와 균열이 발생하므로 누전이 발생하는 경우가 있으며, 이에 대한 대비책으로 절연테이프를 감는 방식으로 대처하고 있으나, 절연 테이핑에도 시간이 많이 소요되고 절연테이프에는 접착성이 부족하여 다시 외면에 보호테이프를 테이핑을 하여야 하므로 절연 테이핑 공정에 많은 시간과 인력 및 비용이 소요되는 문제가 있었다.

또한, 절연 테이핑을 실시한 다음에는 테이핑이 제대로 되었는지를 검사하는 공정이 필요한데, 종래에는 테이핑된 부스바의 양면에 평판형의 전극을 밀착시켜 누전을 검사하였으나, 자동 테이핑의 경우 표면이 균일하지 않고 중간 중간에 불균일한 테이핑이 있을 수 있으므로 완전한 검사가 이루어지기 어려운 단점이 있었다.

대한민국 특허등록 제10-2041687호(등록일자 2019년10월31일)

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 부스바에 절연 테이핑을 실시하되, 절연테이프와 그 외부에 보호테이프를 동시에 테이핑할 수 있도록 함으로써 하나의 테이핑장치로 동시 테이핑을 가능하게 하고, 절연테이프는 피치가 좁도록 조밀하게 테이핑하고 그 외부의 마감테이프는 그보다 피치가 넓게 테이핑할 수 있도록 구성하여 테이핑작업의 효율성과 신뢰성을 향상시키며, 아울러 테이핑 후에 절연상태의 검사효율을 향상시킬 수 있도록 함으로써 전체적으로는 부스바에 대한 절연기능 및 생산성의 향상과 절연 검사에 대한 신뢰성도 향상시킬 수 있도록 함을 목적으로 한다.

상기 문제점을 감안하여 안출된 본 발명은 작업대에 안착된 부스바에 절연테이프 및 보호테이프를 테이핑하기 위하여 다축로봇에 의해 자유롭게 이동하는 테이핑유닛을 구비하였다.

테이핑유닛은 내부로 부스바를 위치시키기 위하여 개방부와 작업공간을 갖는 본체를 구비하되, 본체는 앞뒤 두 개의 판체 사이에 상기 개방부와 같은 크기로 일부분이 개방된 형태로 된 두 개의 링기어를 중첩되는 형태로 설치하며, 상기 두 개의 링기어는 각각의 서보모터에 의해 회전을 하도록 구성하며, 일측 링기어에는 절연테이프 공급장치를 설치하고, 다른 일측의 링기어에는 보호테이프 공급장치를 설치하여 보호테이프를 부스바에 테이핑하도록 구성함으로써 절연테이프와 보호테이프를 한번에 동시 테이핑할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

상기와 같이 안출된 본 발명은 한 번의 테이핑 작동으로 절연테이프와 보호테이프를 동시에 테이핑할 수 있게 되므로 생산효율을 극대화할 수 있으며, 절연테이프와 보호테이프의 테이핑 밀도를 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성 예시도
도 2는 본 발명의 테이핑 유닛에 대한 정면도
도 3은 본 발명의 테이핑 유닛에 대한 측면도
도 4는 본 발명의 동력전달 과정을 설명한 사시도
도 5a, 도 5b는 본 발명의 링기어 작동상태도
도 6a, 도 6b는 본 발명의 테이핑 작동상태도
도 7은 본 발명의 절연테이프 공급장치 정면도
도 8은 본 발명의 보호테이프 공급장치 정면도

이하, 본 발명의 '전기 자동차용 부스바의 절연테이프 및 보호테이프 동시 테이핑장치'에 대한 구성을 첨부된 도면을 기준으로 상세히 설명하고자 하는바, 이어지는 설명은 본 발명을 구현하기 위한 실시 예를 기준으로 한 것으로, 본 발명의 권리범위는 본 문서에 기재된 실시 예에 기재된 실시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents) 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 작용 및 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

본 발명의 테이핑장치는 작업대에 안착된 부스바(1)에 절연테이프 및 보호테이프를 테이핑하기 위하여 다축로봇(2)에 의해 자유롭게 이동하는 테이핑유닛(10)이 구비된다.

상기 테이핑유닛(10)은 내부로 부스바(1)를 위치시키기 위하여 개방부(11)를 갖는 본체(12)가 구비되는데, 본체(12)는 앞뒤 두 개의 판체(12-1) 사이에 두 개의 링기어(13)(13')를 중첩되는 형태로 설치한 것이며, 판체(12-1)의 중앙부는 링기어(13)(13')의 내면부가 일부 노출되는 형태의 작업공간(12-2)을 갖는다.

상기 두 개의 링기어(13)(13')는 각각 상기 개방부(11)와 같은 크기로 일부분이 개방된 형태이며, 각 링기어(13)(13')의 외면에는 가이드롤러(14)를 설치하여 링기어(13)(13')의 중심을 유지하면서 회전을 가이드하도록 하였다.

상기 두 개의 링기어(13)(13')는 각각의 서보모터(15)에 의해 회전을 하도록 구성되는데, 각각의 서보모터(15)에 직접 연결되는 구동기어(16)(16')와 아이들기어(17)를 통하여 연결되는 보조기어(18)(18')가 각각의 링기어(13)(13')에 물리도록 구성하여 구동기어(16)(16')와 보조기어(18)(18')가 각각의 링기어(13)(13')를 동시에 구동하도록 연결하여 링기어(13)(13')의 개방된 부위가 구동기어(16)(16') 또는 보조기어(18)(18')를 통과하더라도 회전력이 계속 전달되도록 구성하였다.

일측 링기어(13)의 개방부(11) 쪽 노출된 내면 측에는 하나 또는 두 개의 절연테이프 공급장치(30)가 설치되어 내부에 위치하는 부스바(1) 외부를 회전하면서 절연테이프를 테이핑하도록 구성하였고 다른 일측의 링기어(13')에는 보호테이프 공급장치(40)를 설치하여 보호테이프를 부스바(1)에 테이핑하도록 구성한 것이다.

상기 절연테이프 공급장치(30)에는 절연테이프가 풀려나오는 방향에 스프링(31)에 의해 절연테이프를 압박하는 가압편(32)을 설치하여 절연테이프가 계속 적절한 장력으로 풀리도록 하였으며, 보호테이프 공급장치(40)에는 테이프 롤을 향해 스프링(41)의 힘으로 압박을 가하는 가압롤(42)을 설치하여 장력을 유지하도록 구성하였다.

본체(12)에는 개방부(11)의 중앙방향으로 실린더(50)에 의하여 작동하는 누름롤러(51)를 설치하여 테이핑유닛(10)이 이동하면서 절연테이프와 보호테이프가 테이핑되는 즉시 누름롤러(51)가 부스바(1)의 상하부를 눌러 압박을 가함으로써 테이프가 강하게 밀착 및 접착되도록 하였다.

본체의 일측면에는 누전검사장치(60)가 구성되는데, 실린더(61)에 의해 중앙방향으로 밀착/이격하는 두 개의 구리재질 브러시(62)를 설치하고 브러시(62)와 부스바에 각각 전원을 연결하여 브러시(62)가 보호테이프의 위를 누르면서 이동할 수 있도록 함으로써 절연테이프나 보호테이프가 부스바(1)를 완전히 감싸지 못한 부분에 다다르면 브러시(62)가 누전을 감지하여 불량 테이핑을 검출하도록 한 것이다.

도면 중 미설명된 부호 T1은 절연테이프, T2는 보호테이프이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 작동순서에 따라 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 테이핑장치를 이용하여 절연테이프 및 보호테이프를 테이핑하는 과정의 작용을 작동순서에 따라 상세하게 펴보면 다음과 같다.

먼저, 테이핑할 부스바(1)를 작업대에 안착시킨 후, 다축로봇(2)을 작동시킨다.

다축로봇(2)이 테이핑유닛(10)을 이동시켜 개방부(11)를 통하여 작업공간(12-2) 중심에 부스바(1)가 위치하도록 한다. 이때 링기어(13)(13')의 개방된 부위가 본체(12)의 개방부(11)와 일치된 위치에 대기하므로 테이핑유닛(10)이 상기와 같이 중심에 부스바(1)가 위치하도록 이동할 수 있다.

작업자가 최초 절연테이프 공급장치(30)의 테이프 롤에 테이핑된 절연테이프의 끝과 보호테이프 공급장치(40)의 테이프 롤에 테이핑된 보호테이프의 끝을 부스바(1)의 일단에 약간 감아준 다음 테이핑를 시작하는데, 테이핑이 이루어지는 과정은 두 개의 서보모터(15)가 작동을 하여 서보모터(15)에 직접 연결된 구동기어(16)(16') 및 보조기어(18)(18')가 각각 맞물린 링기어(13)(13')를 회전시키는데, 이때 절연테이프 공급장치(30)가 설치된 링기어(13)를 회전시키는 서보모터(15)보다 보호테이프 공급장치(40)가 설치된 링기어(13')를 회전시키는 서보모터(15)보다 빠른 속도로 회전시켜 절연테이프는 조밀하게 테이핑되게 하고, 보호테이프는 절연테이프보다 덜 조밀하게 테이핑이 가능하게 되는 등 각각의 테이프가 테이핑되는 속도를 조절하여 테이핑되는 밀도를 조절할 수 있게 되는 것이다.

또한, 절연테이프는 부스바(1)의 절연을 위하여 매우 조밀하게 테이핑되어야 하고, 보호테이프는 절연테이프를 고정하는 역할을 하므로 절연테이프보다 덜 조밀하게 테이핑되어도 무방하므로 테이핑속도를 조절하여 절연테이프와 보호테이프의 밀도와 테이핑량을 조절하면서 절연이 가능한 것이다.

상기와 같이 절연테이프와 보호테이프를 테이핑하는 과정에서 링기어(13)(13')를 회전시키는 동력을 구동기어(16)(16') 및 보조기어(18)(18')를 통하여 동시에 각각의 링기어(13)(13')를 회전시키게 되므로 링기어(13)(13')의 개방된 부위가 구동기어(16)(16') 또는 보조기어(18)(18')를 통과하더라도 동력을 계속 공급하면서 링기어(13)(13')의 회전이 가능하게 되는 것이며, 링기어(13)(13')는 가이드롤러(14)들에 의하여 중심이 유지되면서 원활한 회전이 가능하게 된다.

절연테이프 공급장치(30)의 절연테이프는 테이핑을 위하여 풀려나가는 과정에서 스프링(31)에 의해 탄성을 받는 가압편(32)이 절연테이프에 장력을 가면서 균일한 속도로 풀려나가게 되는 것이고, 보호테이프 공급장치(40)에서 풀려나가는 보호테이프 역시 스프링(41)에 의한 장력을 받는 가압롤(42)이 테이프 롤의 회전을 제어하여 균일한 장력과 속도로 풀려나가게 된다.

상기와 같은 작동으로 절연테이프와 보호테이프가 부스바(1)의 외면에 테이핑되는 작용이 일어나면서 다축로봇(2)이 부스바(1)의 길이방향으로 이동하면서 부스바와 외면 전체에 테이핑이 완성되는 것이며, 테이핑되는 과정에서 실린더(50)에 의해 테이핑된 부스바(1)외 외면을 압박하는 누름롤러(51)에 의하여 절연테이프와 보호테이프가 강하에 부스바에 압착되면서 견고한 테이핑이 가능하게 된다.

상기와 같이 부스바(1)의 외면에 절연테이프와 보호테이프의 테이핑이 완료되고 나면 다축로봇(2)의 작용으로 본체(12)의 개방부(11)를 이용하여 작업공간(12-2)으로부터 부스바(1)가 이탈되게 한 다음 테이핑유닛(10)을 반대방향으로 회전시키고, 누전검사장치(60)의 상하 브러시(62) 사이에 부스바(1)가 위치하도록 하고 실린더(61)의 작용으로 브러시(62)가 테이핑 된 부스바(1)에 밀착시킨 다음 부스바(1)의 길이 방향으로 이동하면서 누전을 검사하는 것이다.

1: 부스바
2: 다축로봇
10: 테이핑유닛
11: 개방부
12: 본체
13:, 13': 링기어
15: 서보모터
16, 16': 구동기어
18, 18': 보조기어
30: 절연테이프 공급장치
40: 보호테이프 공급장치
60: 누전검사장치

Claims

작업대에 안착된 부스바(1)에 절연테이프 및 보호테이프를 테이핑하기 위하여 다축로봇(2)에 의해 자유롭게 이동하는 테이핑유닛(10)이 구비되고,
테이핑유닛(10)은 내부로 부스바(1)를 위치시키기 위하여 개방부(11)와 작업공간(12-2)을 갖는 본체(12)가 구비되는데, 본체(12)는 앞뒤 두 개의 판체(12-1) 사이에 상기 개방부(11)와 같은 크기로 일부분이 개방된 형태로 된 두 개의 링기어(13)(13')를 중첩되는 형태로 설치하며,
상기 두 개의 링기어(13)(13')는 각각의 서보모터(15)에 의해 회전을 하도록 구성하되, 일측 링기어(13)의 개방부(11) 쪽 노출된 내면 측에는 하나 또는 두 개의 절연테이프 공급장치(30)가 설치되어 내부에 위치하는 부스바(1) 외부를 회전하면서 절연테이프를 테이핑하도록 구성하였고 다른 일측의 링기어(13')에는 보호테이프 공급장치(40)를 설치하여 보호테이프를 부스바(1)에 테이핑하도록 구성함을 특징으로 하는 전기 자동차용 부스바의 절연테이프 및 보호테이프 동시 테이핑장치.
제1항에 있어서, 본체의 일측면에는 실린더(61)에 의해 중앙방향으로 밀착/이격하는 두 개의 구리재질 브러시(62)를 설치하고 브러시(62)와 부스바에 각각 전원을 연결하여 브러시(62)가 보호테이프의 위를 누르면서 이동할 수 있도록 함으로써 절연테이프나 보호테이프가 부스바(1)를 완전히 감싸지 못한 부분에 다다르면 브러시(62)가 누전을 감지하여 불량 테이핑을 검출하도록 한 누전검사장치(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 부스바의 절연테이프 및 보호테이프 동시 테이핑장치.