KR20100126961A - 용이한 조립성을 갖는 배터리 이퀄라이저 - Google Patents

Abstract

본 발명의 배터리 이퀄라이저인 BEQ(Battery Equalizer)는 전기적 통전이 이루어지는 PCB(1)가 외부 기기 연결용 커넥터(2)와 선조립되어 납땜이 이루어진 후, 완전 밀봉 구조를 갖는 케이스(4)에 조립된 다음, 상기 커넥터(2)와 케이스(4)의 결합부위를 실리콘(7)의 도포 공정을 수행하므로, PCB(1)가 케이스(4)에 조립된 후 커넥터(2)를 연결해 납땜 공정이 수행될 때에 비해, 조립 공정단순화에 따른 생산 편의성 향상과 실장된 PCB 문제점을 사전에 검증할 수 있으면서도, 원가 절감과 수율을 향상할 수 있는 특징을 갖는다.

납땜, PCB, 커넥터

Description

용이한 조립성을 갖는 배터리 이퀄라이저{Easy assembly type Battery Equalizer}

본 발명은 배터리 이퀄라이저에 관한 것으로, 특히 커넥터를 PCB에 선 조립해 납땜한 후 PCB를 조립하는 용이한 조립성을 갖는 배터리 이퀄라이저에 관한 것이다.

일반적으로 배터리 이퀄라이저(BEQ, Battery Equalizer)는 차량 제동장치의 동작 전원 공급과, 차량내 직렬 연결된 두 개의 배터리간 전압 평형 유지와 더불어, 배터리 충전 기능을 담당한다.

상기와 같은 배터리 이퀄라이저인 BEQ는 버스나 트럭과 같은 상용차가 12V 배터리 2개를 직렬 연결한 24V 배터리를 전원으로 사용할 때, 직렬 연결된 배터리 사이에 전압 불평형 문제나 이로 인한 배터리 수명 단축과 같은 문제를 해소하기 위해 사용한다.

상기 BEQ는 커넥터가 케이스에 가조립된 상태에서 PCB가 안착된 후 케이스에 나사(Screw)로 조립한 다음, 커넥터와 PCB간 전기적 통전을 위한 납땜 작업이 이루어지는 제조 공정을 통해 만들어지며, 특히 차량 외부로 전체가 설치되므로 비를 맞거나, 물 잠김을 고려해 내부 회로를 완전 밀봉하는 기밀 구조를 갖는 것이 매우 중요하다.

이러한 기밀 구조는 일례로, 회로부를 덮고 있는 케이스와 지지대 사이에 오링(O-Ring)을 개재해 나사(Screw) 체결하고, 커넥터 조립부등으로는 실리콘으로 작업을 함으로써, 회로부에 대한 밀봉과 방수를 이루는 밀폐 방식이 있다.

하지만, 상기와 같은 BEQ는 그 결합 구조와 밀폐 구조로 인해 조립 공정이 다소 복잡하면서 작업 공정도 어려운 단점을 갖는다.

일례로, 커넥터를 케이스에 가조립하는 공정에서는 조립 지그로 커넥터의 이탈을 방지하여야 하고, 커넥터를 PCB에 안착하는 공정에서는 많은 커넥터 핀 수로 인해 조립에 필요한 높은 치수 정밀도를 가지므로 PCB 안착이 어려우며, PCB 안착 후 나사(Screw) 체결 공정에서는 PCB를 체결한 상태에서 이루어지는 납땜은 전기적 통전 불량을 방지하기 위한 주의가 필요하다.

특히, 커넥터와 PCB간 납땜 후 커넥터를 통한 전기적 검사시 납땜공정이나 기타 공정 문제로 인해 통전 실패(Fail)가 발생할 경우, 이를 해소하기 위해서는 조립 공정의 역순으로 PCB를 분리해야 하는데, PCB는 단품 분리가 안되어 커넥터 부위의 납땜을 먼저 제거한 다음 분리 작업이 이루어지므로, 작업 공정이 어렵고 불편한 단점을 갖는다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 내부 회로를 이루는 PCB에 외부 연결용 커넥터를 선조립한 후 납땜을 하는 방식을 이용해 조립 공정단순화에 따른 생산 편의성 향상과 실장된 PCB 문제점을 사전에 검증할 수 있으면서도, 원가 절감과 수율을 향상할 수 있는 배터리 이퀄라이저(BEQ, Battery Equalizer)를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배터리 이퀄라이저가 외부 기기에 연결되는 커넥터(2)의 다수 단자(2a)가 꽂혀 전기적 통전을 이루도록 납땜이 이루어져, 상기 커넥터(2)와 함께 일체를 이룬 PCB(1)와;

상기 커넥터(2)가 끼워진 밀착 플레이트(3)와;

상기 PCB(1)가 수용되는 내부 공간을 갖고, 상기 커넥터(2)가 밖으로 빠져나오는 커넥터 홀(5a)이 뚫리며, 상기 커넥터 홀(5a)의 주변부 안쪽벽면으로는 상기 밀착 플레이트(3)가 끼워지는 단차를 갖춘 후면 안착단(5c)을 형성하여, 서로간의 접촉면에 방수를 위한 밀봉 구조를 갖는 베이스(6)가 체결되는 케이스(4)와;

상기 커넥터(2)가 빠져나온 상기 커넥터 홀(5a)의 주변부로 도포되는 실리콘(7)을 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 밀착 플레이트(3)에는 커넥터(2)의 형상을 이루는 바디 둘레를 따라 확장시킨 확장 플랜지(2b)가 밀착되도록 상대적으로 낮은 면인 안착면(3a)을 형성한 다.

이러한 본 발명에 의하면, 내부 회로를 이루는 PCB와 외부 연결용 커넥터간 조립과 납땜 방식 변경으로 생산 편의성 향상을 가져오는 조립 공정 단순화와 원가 절감 및 수율이 향상되는 효과가 있으면서, 실장된 PCB에 대한 문제점을 사전에 검증할 수 있는 효과도 제공한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1(가)는 본 발명에 따른 배터리 이퀄라이저의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 배터리 이퀄라이저인 BEQ(Battery Equalizer)는 베이스(6)에 방수를 위한 밀봉 구조로 체결되면서, 그 내부로 공간을 형성하는 케이스(4)를 갖추고, 상기 케이스(4)의 내부에 수용된 PCB(1)에 전기적 통전을 이루면서, 외부 기기와 연결되도록 상기 케이스(4)에서 돌출된 커넥터(2)를 갖추며, 상기 커넥터(2)의 주변에 대한 방수를 위해 실리콘(7)으로 처리된 구조를 갖는다.

본 발명의 BEQ는 24V 전원을 위해 12V 배터리 2개가 직렬 연결된 배터리에 대한 제반 문제를 해소하는 장치이며, 차량 외부로 설치되는 특성상 내부 회로에 대한 기밀 구조를 갖는 것으로서, 설명되지 않는 부분은 실차 적용되고 있는 BEQ와 동일하다.

상기 PCB(1)에는 커넥터(2)가 납땜되어 전기적 통전을 형성하는데, 도 1(나)는 본 실시예에 따라 PCB(1)에 커넥터(2)가 선조립된 상태를 나타내며, 이러한 선조립 상태에서 PCB(1)와 커넥터(2)의 납땜 작업이 이루어진다.

상기와 같은 커넥터(2)는 앞쪽에서 외부 연결용 커넥터가 연결되면, 앞쪽에서 뒤쪽으로 이어지는 다수의 터미널 핀을 갖는 단자(2a)가 PCB(1)와 전기적 통전을 이루는 구조를 갖는다.

본 실시예에 따른 상기 커넥터(2)는 케이스(4)에 조립될 때, 커넥터(2)와 케이스(4)사이에 밀착 플레이트(3)가 끼워지는데, 이는 상기 커넥터(2)의 주변부에 대한 실리콘 도포 공정시 케이스(4)의 내부로 흘러 들어가는 것을 방지하기 위함이다.

도 3은 본 실시예에 따른 상기와 같은 밀착 플레이트(3)를 나타내며, 도시된 바와 같이 상기 밀착 플레이트(3)는 안쪽으로 커넥터(2)를 삽입한 상태에서, 커넥터(2)에 밀착하는 안착면(3a)을 한쪽 면에 형성한다.

상기 안착면(3a)은 밀착 플레이트(3)가 갖는 면을 깎아 상대적으로 낮은 면을 형성하며, 이러한 안착면(3a)으로 인해 전체적인 커넥터(2) 형상을 이루는 바디 둘레를 따라 확장시킨 확장 플랜지(2b)가 위치되면서 밀착 플레이트(3)와 커넥터(2)가 서로 결합된다.

상기와 같은 밀착 플레이트(3)로 인해 상기 케이스(4)에도 약간의 구조 변경이 요구되며, 이는 도 3에 도시된 바와 같이 커넥터(2)가 끼워지는 커넥터 홀(5a)이 뚫려진 커넥터 결합단(5)쪽에 대한 간단한 변경을 통해 이루어진다.

즉, 도 3(가와 같이 상기 커넥터 결합단(5)의 앞쪽에서는 실리콘(7)이 도포되는 부위를 이루도록 커넥터 홀(5a)의 주변부인 전면 주변단(5b)을 형성하지만, 상기 커넥터 결합단(5)의 뒤쪽(안쪽 공간)에서는 도 3(나)와 같이 커넥터 홀(5a)의 주변부위를 깎아낸 후면 안착단(5c)을 더 형성한다.

상기와 같은 후면 안착단(5c)은 커넥터(2)에 결합되어 끼워진 밀착 플레이트(3)의 움직임을 구속하고, 상기 밀착 플레이트(3)는 커넥터 결합단(5)의 앞쪽에서 도포되는 실리콘(7)이 케이스(4)의 안쪽으로 유입되는 것을 차단한다.

이와 같이 본원 발명의 배터리 이퀄라이저인 BEQ(Battery Equalizer)는 전기적 통전이 이루어지는 PCB(1)가 외부 기기 연결용 커넥터(2)와 선조립되어 납땜이 이루어진 후, 완전 밀봉 구조를 갖는 케이스(4)에 조립된 다음, 상기 커넥터(2)와 케이스(4)의 결합부위를 실리콘(7)의 도포 공정을 수행한다.

도 4는 조립이 완료된 BEQ를 나타내는데, 이와 같은 조립 상태는 먼저, 도 1(나)와 같이 PCB(1)에 커넥터(2)를 조립하여, PCB(1)와 커넥터(2)를 일체화시킨다.

즉, PCB(1)에 커넥터(2)의 단자(2a)를 꼽아 선조립상태로 만들어 준 후, 상기 단자(2a)부위를 납땜한 다음, 커넥터(2)와 PCB(1)간 전기적 통전 시험을 통해 납땜 불량을 방지한다.

이어, 납땜 불량이 없음을 확인한 후, 커넥터(2)에 밀착 플레이트(3)를 끼워 PCB(1)와 커넥터(2) 및 밀착 플레이트(3)가 조립된 상태로 만든다.

상기 밀착 플레이트(3)가 커넥터(2)에 조립되면, 상기 커넥터(2)가 밀착 플레이트(3)에 끼워져 고정됨과 더불어 커넥터(2)의 확장 플랜지(2b)가 밀착 플레이트(3)에서 깎아낸 안착면(3a)에 밀착된 상태가 된다.

도 4는 PCB(1)와 커넥터(2) 및 밀착 플레이트(3)가 조립된 상태에서 케이스(4)에 결합된 단면도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, PCB(1)를 케이스(4)의 내부로 위치시킨 후 커넥터(2)를 케이스(4)의 외부로 빼내게 되면, 상기 커넥터(2)에 결합된 밀착 플레이트(3)가 케이스(4)의 안쪽 내벽면에 자리를 잡게 된다.

즉, 상기 커넥터(2)가 케이스(4)의 커넥터 홀(5a)로 빠져나오면, 상기 커넥터 홀(5a)의 주변부위를 깎아낸 후면 안착단(5c)으로 밀착 플레이트(3)가 끼워지며, 이러한 상태에서 PCB(1)를 케이스(4)의 내부로 고정한다.

이때, 상기 커넥터(2)를 커넥터 홀(5a)로 비스듬하게 기울여서 결합하면 용이한 조립이 이루어진다.

상기와 같이 커넥터(2)가 케이스(4)의 커넥터 홀(5a)로 빠져나오고 PCB(1)가 케이스(4)의 내부로 조립되면, 베이스(6)를 케이스(4)에 나사(Screw)체결하여 케이스(4)의 내부를 밀봉하며, 이때 상기 베이스(6)와 케이스(4)의 접촉면으로는 오링(O-Ring)을 이용한 완전 밀봉 구조를 갖는다.

이어, 상기 커넥터(2)가 빠져나온 케이스(4)의 커넥터 홀(5a)에는 실리콘(7)을 도포하는데, 이러한 실리콘(7)의 도포시 케이스(4)의 커넥터 홀(5a)의 안쪽으로 밀착된 밀착 플레이트(3)가 커넥터 홀(5a)부위를 막아주므로, 커넥터 결합단(5)의 앞쪽에서 도포되는 실리콘(7)이 케이스(4)의 안쪽으로 유입되는 것이 차단된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 BEQ는 PCB(1)가 케이스(4)에 조립된 후 커넥터(2)를 연결해 납땜 공정이 수행될 때에 비해, 조립 공정단순화에 따른 생산 편의성 향상과 실장된 PCB 문제점을 사전에 검증할 수 있으면서도, 원가 절감과 수율을 향상할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 이퀄라이저의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 배터리 이퀄라이저를 이루는 커넥터와 PCB가 일체화된 조립도

도 3은 본 발명에 따른 배터리 이퀄라이저를 이루는 케이스의 부분 구성도

도 4는 본 발명에 따른 배터리 이퀄라이저의 결합 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : PCB 2 : 커넥터

2a : 단자 2b : 확장 플랜지

3 : 밀착 플레이트 3a : 안착면

4 : 케이스 5 : 커넥터 결합단

5a : 커넥터 홀 5b : 전면 주변단

5c : 후면 안착단 6 : 베이스

7 : 실리콘

Claims (3)

1. 외부 기기에 연결되는 커넥터의 다수 단자가 꽂혀 전기적 통전을 이루도록 납땜이 이루어져, 상기 커넥터와 함께 일체를 이룬 PCB와;

   상기 커넥터가 끼워진 밀착 플레이트와;

   상기 PCB가 수용되는 내부 공간을 갖고, 상기 커넥터가 밖으로 빠져나오는 커넥터 홀이 뚫리며, 상기 커넥터 홀의 주변부 안쪽벽면으로는 상기 밀착 플레이트가 끼워지는 단차를 갖춘 후면 안착단을 형성하여, 서로간의 접촉면에 방수를 위한 밀봉 구조를 갖는 베이스가 체결되는 케이스와;

   상기 커넥터가 빠져나온 상기 커넥터 홀의 주변부로 도포되는 실리콘을 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 용이한 조립성을 갖는 배터리 이퀄라이저.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 밀착 플레이트에는 커넥터의 형상을 이루는 바디 둘레를 따라 확장시킨 확장 플랜지가 밀착되도록 상대적으로 낮은 면인 안착면을 형성한 것을 특징으로 하는 용이한 조립성을 갖는 배터리 이퀄라이저.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 밀착 플레이트는 상기 커넥터 홀의 주변 부위를 가려줄 수 있는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 용이한 조립성을 갖는 배터리 이퀄 라이저.

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