KR20090083629A - 차량용 배터리 센서의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 배터리 센서의 제조 방법에 관한 것으로, 션트 저항(10)의 일단과, 터미널부재(30)의 일단을 접속시켜 접합하는 접합공정과, 접합 공정을 거친 션트 저항(10), 터미널 부재(30)와, 인쇄회로기판(20)의 출력 단자인 기판 연결단자(21)를 인서트 사출 성형하여 하우징부재(40)를 형성하는 하우징 사출 성형 공정과, 하우징 사출 성형으로 제조된 하우징부재(40)에 인쇄회로기판(20)을 조립하되, 기판 연결단자(21)에 접속시켜 조립하는 기판 조립공정과, 인쇄회로기판(20)을 션트 저항(10)에 접속시키는 저항 접속공정을 포함한 것이다.
본 발명으로 제조된 차량용 배터리 센서는 외부 충격에 대한 내구성이 증대되고, 외부 환경 변화에 관계없이 배터리의 전압, 전류, 온도 측정값을 안정적으로 측정할 수 있는 것이다.
또 본 발명으로 제조된 차량용 배터리 센서는 별도의 절연체를 삽입하지 않고 션트 저항(10)과 터미널부재(30) 사이를 절연시켜 제조원가를 절감하고, 션트 저항(10)이 공기와 접촉되어 산화되는 것을 방지하는 것이다.
따라서, 본 발명으로 제조된 차량용 배터리는 차량의 엔진룸을 포함하여 자유롭게 설치가 가능하여 차량 설계 시 자유도를 증대시킴은 물론 제조 시 생산성을 증대시키는 효과가 있는 것이다.
Description
본 발명은 차량용 배터리 센서의 제조 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 차량용 배터리의 과충전을 방지하는 배터리 센서의 제조 원가를 절감하고, 내구성을 증대시킬 수 있도록 발명된 것이다.
일반적으로 자동차에는 엔진의 점화장치뿐만 아니라, 실내등, 오디오 장치, 공조장치 등과 같이 전기 전원을 공급받아 작동하는 다양한 전기 장치들이 있으며, 이러한 전기 장치들은 차량용 배터리 및 발전기에 의해 전기 전원을 공급받아 작동하는 것이다.
상기 차량용 배터리는 자동차에서 사용되는 전기 장치들에 전원을 공급하여 방전되며, 일정량 이상으로 방전될 경우 발전기로부터 충전되어 사용되는 것이다.
상기 발전기는 엔진의 크랭크축과 연결된 크랭크 풀리에 의해 벨트로 연결되어 구동됨으로써 차량용 배터리를 충전함은 물론 주행 중 자동차에서 사용되는 전기 장치들에 전원을 공급하는 것이다.
상기 차량용 배터리와 발전기 사이에는 차량용 배터리의 전류, 전압, 온도를 측정하여 발전기의 작동을 제어하는 배터리 센서가 구비된다.
상기 배터리 센서는 차량용 배터리의 과충전 및 방전을 방지하는 것으로, 차량용 배터리의 내부 전원이 부족하면 발전기를 작동시켜 충전 작동이 이루어지도록 하며, 차량용 배터리로 일정량 이상의 전원이 충전되면 발전기의 작동을 정지시켜 과충전을 방지하는 것이다.
상기 배터리 센서는 저항 양단에 발생하는 전압으로 전류 값을 측정하는 션트 저항과, 상기 션트 저항이 접속되며 배터리의 전류, 전압, 온도를 측정할 수 있도록 표면 실장(SMT;Surfce Mount Technology)된 인쇄회로기판(PCB;Printed Circuit Board)과; 상기 션트 저항 및 인쇄회로기판이 접속되며, 배터리에 연결되는 터미널부재와; 상기 션트 저항, 인쇄회로기판, 터미널부재의 외측을 감싸 보호하는 하우징부재를 포함한다.
상기 배터리 센서의 하우징부재는 션트 저항, 인쇄회로기판, 터미널부재가 접속된 상태에서 핫 멜트(Hot Melt)로 포장하여 외곽 형상화되는 것이 일반적이다.
즉, 상기 배터리 센서는 션트 저항, 인쇄회로기판, 터미널부재를 각각 접속시키고, 션트 저항 및 터미널부재 사이에 절연체를 삽입한 후 핫멜트로 하우징을 형성함으로써 제조가 완료되며, 통상 차량의 트렁크 내부에 장착되어 사용되고 있는 실정이다.
그러나 종래의 차량용 배터리 센서는 하우징이 핫 멜트로 형성되어 핫 멜트의 접착력 및 온도 특성에 따라 차량용 배터리의 전류, 전압, 온도 측정치에서 변화가 발생되어 오작동이 유발되고, 측정치에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었던 것이다.
상기한 이유로 차량용 배터리 센서는 환경적 영향이 적은 차량의 트렁크 측에 주로 장착되며, 엔진 룸과 같이 환경적 영항이 큰 곳에는 장착이 불가능하므로 자동차 설계 시 장착위치가 한정되어 설계 자유도를 저하시키는 원인이 되었던 것이다.
또한 차량용 배터리 센서는 핫 멜트로 하우징을 형성함에 있어 인쇄회로기판의 표면 실장된 표면을 보호하도록 형성되고 션트 저항이 외부로 노출되므로 션트 저항이 공기와의 접촉으로 쉽게 산화되어 손상되는 문제점이 있었던 것이다.
본 발명의 목적은 내구성이 큰 합성수지재를 션트 저항과 터미널부재과 일체로 사출성형하여 하우징을 형성함으로써, 제조 원가를 절감하고, 설치 위치의 자유도를 높이는 차량용 배터리 센서의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는 저항 양단에 발생하는 전압으로 전류 값을 측정하는 션트 저항과; 상기 션트 저항이 접속되며 배터리의 전류, 전압, 온도를 측정할 수 있도록 표면 실장된 인쇄회로기판과; 상기 션트 저항 및 인쇄회로기판이 접속되 며, 배터리에 연결되는 터미널부재와; 상기 션트 저항, 인쇄회로기판, 터미널부재의 외측을 감싸 보호하는 하우징부재를 포함한 차량용 배터리 센서의 제조 방법에 있어서,
상기 션트 저항의 일단과, 터미널부재의 일단을 접속시켜 접합하는 접합공정과;
접합 공정을 거친 션트 저항, 터미널 부재와, 인쇄회로기판의 출력 단자인 기판 연결단자를 인서트 사출 성형하여 하우징부재를 형성하는 하우징 사출 성형 공정과;
상기 하우징 사출 성형으로 제조된 하우징부재에 인쇄회로기판을 조립하되, 기판 연결단자에 접속시켜 조립하는 기판 조립공정과;
상기 인쇄회로기판을 션트 저항에 접속시키는 저항 접속공정을 포함한 차량용 배터리 센서의 제조 방법을 제공함으로써 해결되는 것이다.
본 발명으로 제조된 차량용 배터리 센서는 하우징부재를 션트 저항, 인쇄회로기판, 터미널부재를 삽입하여 일체로 사출성형함으로써 외부 충격에 대한 내구성이 증대되고, 내부로 션트 저항 및 인쇄회로기판, 터미널부재가 일체로 삽입되어 외부 환경 변화에 관계없이 배터리의 전압, 전류, 온도 측정값을 안정적으로 측정할 수 있는 것이다.
또 본 발명으로 제조된 차량용 배터리 센서는 별도의 절연체를 삽입하지 않고 션트 저항과 터미널부재 사이를 절연시켜 제조원가를 절감함은 물론 션트 저항 공기와의 접촉으로 산화되는 것을 방지하는 것이다.
따라서, 본 발명으로 제조된 차량용 배터리는 차량의 엔진룸을 포함하여 자유롭게 설치가 가능하여 차량 설계 시 자유도를 증대시킴은 물론 제조 시 생산성을 증대시키는 효과가 있는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명으로 제조된 차량용 배터리 센서를 도시한 사시도로서, 션트 저항, 인쇄회로기판, 터미널부재를 인서트하여 일체로 하우징부재를 사출 성형한 차량용 배터리 센서를 나타내고 있다.
도 2는 본 발명의 션트 저항과 터미널부재의 접합 상태를 도시한 사시도로서, 본 발명에서 저항 접속공정을 거친 션트 저항과 터미널부재의 예를 나타내고 있다.
도 3은 본 발명인 차량용 베터리 센서의 분해 사시도로서, 션트 저항, 터미널부재 및 기판연결단자가 일체로 사출 성형된 하우징부재에 인쇄회로기판이 조립되는 예를 나타내고 있다.
도 4는 도 1의 차량용 배터리 센서의 단면도로서, 사출 성형된 하우징부재에 션트 저항과 터미널부재의 사이에 채워져 션트 저항과 터미널부재 사이를 절연시키는 절연부가 형성된 예를 나타내고 있다.
이하, 본 발명으로 제조되는 차량용 배터리 센서의 하우징부재(40)는 도 1에 서 도시한 바와 같이 내부에 션트 저항(10), 터미널부재(30)가 삽입되고, 인쇄회로기판(20)이 조립되는 것으로 일 측에 외부 콘넥터(미도시)가 결합하는 콘넥터 결합부(41)가 형성된다.
상기 션트 저항(10)은 내부에 저항을 포함하여 저항 양단 측에 발생하는 전압을 측정하여 전류를 알아내는 것으로 터미널부재(30)의 일 측에 접합되는 것이다.
또한 상기 터미널부재(30)의 일단에는 도 2에서 도시한 바와 같이 접합된 부분 이외의 부분에서 션트 저항(10)과 간격을 형성하도록 단차지게 절곡되어 션트 저항(10)에 접합되는 단차 접합부(31)가 구비된다.
그리고 상기 션트 저항(10)과 터미널부재(30)의 일 측에는 차량용 배터리로 연결되는 클램프 터미널부재(60)에 체결되는 볼트(61)가 관통되어 결합하는 볼팅구멍(50)이 구비되는 것이다.
상기 션트 저항(10)과 터미널부재(30)는 접합 공정을 통해 단차 접합부(31)가 션트 저항(10)의 단부에 접합되어 고정되는 것으로 본 발명에서는 브레이징(brazing)을 통해 접합하는 것을 기본으로 한다.
상기 브레이징(brazing)은 접합하려는 모재 즉, 터미널부재(30)와, 션트 저항(10)보다 녹는점이 낮은 용가재를 사용하여 터미널부재(30)와 션트 저항(10)을 접합시키는 것이다.
접합공정은 터미널부재(30)의 단차 접합부(31)를 션트 저항(10)의 단부에 브레이징으로 접합시키는 것이다.
한편, 접합 공정을 거친 션트 저항(10), 터미널부재(30)는 하우징 사출 성형 공정에서 하우징부재(40)의 내부에 삽입되도록 하우징부재(40)와 일체로 사출 성형되는 것이다.
그리고 상기 하우징부재(40)에는 일 측에 외부 콘넥터(미도시)가 결합하는 콘넥터 결합부(41)가 형성되며, 상기 콘넥터 결합부(41)의 내부에 인쇄회로기판(20)의 출력 단자인 기판 연결 단자(21)가 인서트되어 일체로 사출 성형되는 것이다.
상기 하우징부재(40)는 일정한 금형의 내부로 합성수지재질의 용융액을 사출하여 성형하되, 내부에 상기 션트 저항(10), 터미널부재(30), 기판 연결 단자(21)를 인서트하여 사출 성형하는 하우징 사출 성형 공정을 통해 제조되는 것이다.
이때 상기 하우징부재(40)에는 일 측에 외부 콘넥터가 인쇄회로기판(20)의 기판 연결 단자(21)를 내장하는 콘넥터 결합부(41) 및 상기 인쇄회로기판(20)을 내장하는 기판 삽입부(43)가 구비되도록 사출 성형되는 것이다.
상기 기판 삽입부(43)는 기판 연결 단자(21)로 결합하여 접속되는 인쇄회로기판(20)이 삽입되어 조립되도록 상기 콘넥터 결합부(41)의 상부로 개방되게 형성되되, 션트 저항(10)의 일면이 노출되게 형성되는 것이다.
상기 하우징부재(40)를 제조하기 위한 금형은 콘넥터 결합부(41) 및 기판 삽입부(43)를 구비하고, 션트 저항(10), 터미널부재(30), 기판 연결 단자(21)를 내부에 일체로 삽입할 수 있도록 하는 어떠한 형상도 가능하며, 이는 제조 설계 시 다양하게 변형하여 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
그리고 상기 하우징부재(40)는 사출 성형으로 성형되어 도 4에서 도시한 바와 같이 내부에 션트 저항(10)과, 터미널부재(30) 사이로 채워지는 절연부(42)가 형성되며, 상기 절연부(42)는 접합되는 부분, 즉, 단차 접합부(31) 이외의 부분을 절연시켜 션트 저항(10)에서 터미널부재(30)로 흐르는 전류 흐름을 유지하는 것이다.
즉, 상기 하우징부재(40)는 사출 성형되어 내부에 션트 저항(10)과, 터미널부재(30) 사이로 채워지는 절연부(42)가 형성되므로 션트 저항(10)과 터미널부재(30) 사이에 별도의 절연체를 삽입할 필요가 없는 것이다.
한편, 하우징 사출 성형 후에는 도 3에서 도시한 바와 같이 하우징부재(40)의 기판 삽입부(43)로 인쇄회로기판(20)을 삽입하여 조립하되, 인쇄회로기판(20)을 상기 기판 연결 단자(21)로 결합하여 접속시키는 기판 조립공정을 거치며, 인쇄회로기판(20)에 결합된 기판 연결 단자(21)는 솔더링(soldering)으로 접속 고정되는 것이다.
상기 인쇄회로기판(20)은 차량용 배터리의 전류 및 전압, 온도를 측정하는 집적회로(IC:Integrated Circuit)가 표면 실장(SMT:Surface Mount Technology)된 것으로 일 측에 상기 집적회로에서 측정된 신호를 출력하는 기판 연결 단자(21)로 접속하는 접속구멍이 다수 형성되는 것이다.
또한 상기 기판 연결 단자(21)는 하우징부재(40)의 콘넥터 결합부(41)의 내부에 위치하여 콘넥터 결합부(41)로 결합하는 외부 콘넥터(미도시)에 접속되는 것이다.
외부 콘넥터는 도시하지는 않았지만, 상기 콘넥터 결합부(41)로 결합하여 기판 연결 단자(21)에 접속되는 것으로 인쇄회로기판(20)에서 측정되어 출력되는 신호, 즉, 차량용 배터리의 전류, 전압, 온도 측정치에 대한 신호로 발전기(미도시)의 작동을 제어하는 제어부(미도시)로 연결되는 것이다.
제어부는 본 발명의 차량용 배터리 센서에서 측정된 차량용 배터리의 전류, 전압, 온도에 따라 차량용 배터리의 용량이 부족한 경우 발전기를 작동시켜 차량용 배터리 전원을 충전하며, 충전 용량이 채워졌을 경우 발전기를 정지시켜 차량용 배터리의 방전 및 과충전을 방지하는 것이다.
기판 조립공정 후에는 인쇄회로기판(20)을 션트 저항(10)에 접속시키는 저항 접속공정을 거치는 것이다.
상기 인쇄회로기판(20)은 션트 저항(10)에 대응되는 접속면에 땜용합금(solder)를 도포되어 기판 조립공정으로 조립되는 것이다.
상기 인쇄회로기판(20)은 기판 조립공정으로 기판 삽입부(43) 내에서 기판 연결 단자(21)로 결합하여 조립되되, 땜용합금이 도포된 접속면이 기판 삽입부(43)에서 노출된 션트 저항(10)의 일면에 접속되도록 결합하는 것이다.
저항 접속공정은 상기한 바와 같이 인쇄회로기판(20)이 조립된 하우징부재(10)를 리플로우 솔더링 기계(Reflow Soldering Machine)로 가열하여 상기 땜용합금을 녹여 접합시키는 리플로우 작업으로 이루어지는 것이다.
상기 하우징부재(40)는 상기한 바와 같이 리플로우 작업을 위해 임의의 온도 이상으로 가열되므로 내열성이 우수한 재질로 제조되는 것이 바람직하며, 이러한 일 예로 유동성이 양호하고, 열에 강한 폴리페닐렌설파이드(PPS;POLYPHENYLENE SULFIDE) 수지를 사용할 수도 있으며, 이외에도 사출 성형이 가능하되 리플로우 작업이 가능한 어떠한 합성수지재를 사용할 수도 있음을 밝혀둔다.
저항 접속공정 후에는 인쇄회로기판(20)의 상부에 커버층(40a)을 형성하는 커버층 형성공정을 거쳐 인쇄회로기판(20)의 표면을 보호하도록 한다.
상기 커버층(40a)은 우레탄, 에폭시 등을 기판 삽입부(43)의 내부로 충전하여 인쇄회로기판(20)의 상부를 커버하도록 형성되는 것이다.
즉, 상기 하우징부재(40)는 내부에 삽입된 션트 저항(10)과, 인쇄회로기판(20), 터미널부재(30)를 보호하여 외부의 환경 요인에 관계없이 차량용 배터리의 전류, 전압, 온도를 안정적으로 측정할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명으로 제조된 차량용 배터리 센서를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 션트 저항과 터미널부재의 접합 상태를 도시한 사시도
도 3은 본 발명인 차량용 베터리 센서의 분해 사시도
도 4는 도 1의 차량용 배터리 센서의 단면도
*도면 중 주요 부호에 대한 설명*
10 : 션트 저항 20 : 인쇄회로기판
21 : 기판 연결 단자 30 : 터미널부재
31 : 단차 접속부 40 : 하우징부재
Claims (5)
- 저항 양단에 발생하는 전압으로 전류 값을 측정하는 션트 저항과; 상기 션트 저항이 접속되며 배터리의 전류, 전압, 온도를 측정할 수 있도록 표면 실장된 인쇄회로기판과; 상기 션트 저항 및 인쇄회로기판이 접속되며, 배터리에 연결되는 터미널부재와; 상기 션트 저항, 인쇄회로기판, 터미널부재의 외측을 감싸 보호하는 하우징부재를 포함한 차량용 배터리 센서의 제조 방법에 있어서,상기 션트 저항의 일단과, 터미널부재의 일단을 접속시켜 접합하는 접합공정과;접합 공정을 거친 션트 저항, 터미널 부재와, 인쇄회로기판의 출력 단자인 기판 연결단자를 인서트 사출 성형하여 하우징부재를 형성하는 하우징 사출 성형 공정과;상기 하우징 사출 성형으로 제조된 하우징부재에 인쇄회로기판을 조립하되, 기판 연결단자에 접속시켜 조립하는 기판 조립공정과;상기 인쇄회로기판을 션트 저항에 접속시키는 저항 접속공정을 포함한 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 센서의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 접합공정은 션트 저항과 터미널부재의 단부를 브레이징으로 접합시키는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 센서의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 하우징 사출 성형공정은 하우징부재를 사출 성형하되, 하우징부재의 상부에 션트 저항의 일면이 노출되게 개방되며, 인쇄회로기판이 삽입되는 기판 삽입부가 형성되도록 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 센서의 제조 방법.
- 청구항 3에 있어서,상기 기판 조립공정은 션트 저항의 노출면에 접속되는 일면에 땜용합금을 도포한 인쇄회로기판을 기판 삽입부 내에서 기판 연결 단자로 결합하여 조립하되, 땜용합금이 도포된 접속면이 기판 삽입부에서 노출된 션트 저항의 일면에 접속되도록 결합하여 조립하고, 상기 저항 접속공정은 상기 하우징부재를 가열하여 인쇄회로기판에 도포된 상기 땜용합금을 녹여 션트 저항을 접합시키는 리플로우 작업으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 센서의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 저항 접속공정 후에는 인쇄회로기판의 상부에 커버층을 형성하는 커버층 형성공정을 거치는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 센서의 제조 방법.
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