KR20100130333A

KR20100130333A - 버스바 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20100130333A
Application number: KR1020090048953A
Authority: KR
Inventors: 박태곤; 박상욱; 박두봉; 김민수
Original assignee: 주식회사 아이제이피에스
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-12-13
Also published as: KR101040571B1

Abstract

본 발명의 실시예는 버스바 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 이는 용접효율 때문에 융접이 어려운 전기동을 사용하여 TIG용접 또는 MIG용접 등과 같은 융접에 의해 버스바를 제조하도록 되어 있어서, 버스바의 접합면의 기밀성이 우수하게 되고 부식이 방지되어 전기 전도도가 높아지고 내구성이 향상되는 효과가 있게 된다.

Description

버스바 및 이의 제조방법 {Busbar and method for manufacturing the same}

본 발명의 실시예는 전체적으로 금속의 제련설비 중 전해정련의 공정에 이용되는 전해조의 측면에 설치되는 버스바(Busbar) 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접효율 때문에 융접이 어려운 전기동을 사용해서 TIG용접(불활성가스 텅스텐 아크용접) 또는 MIG용접(불활성가스 금속 아크용접)에 의해 제조함으로써, 전기 전도도가 높아지고 내구성이 향상되게 되는 버스바 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

통상 동이나, 아연, 니켈 등과 같은 금속의 제조에는, 전류를 사용하여 금속이온이 음극(Cathode) 위에 증착되게 하는 전기분해를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동의 전해정련공정에서는 정제로에서 생산된 조동을 양극(Anode)으로 사용하여 전기분해함으로써, 산업용 전반에 유용하게 활용할 수 있는 전기 전도도가 우수한 고순도(99.9%)의 전기동을 생산하게 된다.

이러한 동의 전해정련용 전기분해장치를 상세히 설명하자면, 전해조 내에 상기 조동으로 된 양극판과 스테인리스강 또는 특수강으로 된 음극판이 설치되고, 이들 양극판과 음극판은 양(+)극 버스바 및 음(-)극 버스바에 각각 전기적으로 연결 되어 있다.

상기 양극판과 상기 음극판을 전해액에 담근 채로 각각 직류 전류를 통하게 하면, 전해액에 전류가 흘러 양극판에서 전자를 잃고 녹아 나온 구리이온이 음극판으로 이동해 구리원자로 음극판의 표면에 전착되면서 고순도의 전기동으로 완성되게 된다.

상기와 같은 전기분해나 전기도금 등의 전원으로 직류 전류를 공급할 때에는 일반적으로 정류기를 사용하여 교류 전류를 직류 전류로 정류한다. 정류기에서 전해조까지의 급전(給電)은 충분한 용량의 버스바를 사용해야 하며, 더구나 열이 발생하지 않도록 버스바는 적절히 큰 크기로 형성되어야 한다.

이러한 버스바는 동으로 만들어지거나 적어도 동으로 코팅된다. 특히 주로 전기를 통과시키는 용도이기 때문에 순도가 높은 전기동을 사용해서 만들게 된다.

이와 같이 전기 전도도를 향상시키기 위해 고순도의 전기동으로 버스바를 제조하는 경우에, 버스바를 대형으로 형성하기 위해서는 소정의 크기로 분할된 부분들을 별도로 제조하고 이들 분할부를 접합하여 일체로 만들어야 하는데, 전기동은 그 용접, 특히 융접(融接)이 어려워 납땜이나 폭발압접 등을 이용하고 있는 실정이다.

여기서, 용가재를 매개로 하여 모재들을 접합하는 방법으로는 웰딩(Welding)과 브레이징(Brazing) 및 솔더링(Soldering)으로 나눌 수 있으며, 흔히 웰딩을 용접, 브레이징을 경납땜, 솔더링을 연납땜으로 부르기도 한다. 이들 3가지 접합방법의 차이는 솔더링은 450℃ 이하의 액상선 온도를 갖는 용가재를 이용해 접합하는 방법이며, 웰딩과 브레이징은 450℃ 이상의 온도에서 행해지되, 브레이징은 용융점 이하에서 모재는 상하지 않게 하고서 용가재를 사용하여 두 모재를 접합하는 방법이고, 웰딩은 접합하고자 하는 모재의 용융점 이상에서 접합하는 방법이다.

하지만, 전기동은 열전도율이 높아서 웰딩으로 접합하기가 곤란하기 때문에, 브레이징이나 솔더링과 같은 납땜 또는 폭발약이 폭발할 때에 생기는 압력으로 접합하는 폭발압접 등이 이용되고 있는 것이다.

상기와 같이 전기동을 납땜이나 폭발압접 등으로 이어붙여 만든 버스바는 그 접합면이 전해조 내부에서 발생하는 황산가스 또는 전해액인 황산용액에 의해 쉽게 부식되어 내구성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다. 더욱이, 상기한 부식 등에 의해 버스바의 전기 전도도가 약화되어서 전압 강하(降下)를 크게 하는 문제점이 있었다.

또한, 납땜이나 폭발압접 등으로 이어붙여 만든 버스바는 접합면 사이에 틈새가 발생하여 전기 전도도가 저하되어서, 궁극적으로 음극판에서 동의 채집효율이 떨어져 생산성이 낮아지게 되는 치명적인 문제점이 있었다.

특히, 폭발압접은 그 공정이 매우 번거롭고 위험하다고 하는 공정상의 문제점도 갖고 있었다.

이에 본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 용접효율 때문에 융접이 어려운 전기동을 사용해서 TIG용접 또는 MIG용접에 의해 제조함으로써, 전기 전도도가 높아지고 내구성이 향상되게 되는 버스바 및 이의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 연성이 좋은 전기동의 성질을 감안하여, 제조공정 중 변형이 생기는 것을 최대한 방지하도록 된 용접용 지그와 이송용 지그 및 인양장치를 사용함으로써, 공정이 단순하고 안전하게 되어 생산속도가 현저하게 향상되고 품질이 높아지게 되는 버스바 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 버스바는, 수평방향으로 뻗고서 소정의 길이를 갖는 다수의 분할부가 접합된 수평부와, 이 수평부의 일단 또는 양단에서 수직하게 뻗도록 접합된 수직부 및, 상기 수평부의 상단에 절곡된 형상을 하고서 부착되는 절곡부를 포함하는 적어도 하나의 버스바본체로 이루어지되, 상기 수평부와 상기 수직부 및 상기 절곡부는 전기동으로 만들어지며, 융접에 의해 상기 분할부들이 서로 접합되고 상기 수평부 및 상기 수직부가 접합되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 버스바는, 수평방향으로 뻗고서 소정의 길이를 갖는 다수의 분할부가 접합된 수평부와, 이 수평부의 상단에 절곡된 형상을 하고서 부착되는 절곡부를 포함하는 적어도 하나의 버스바본체로 이루어지되, 상기 수평부와 상기 절곡부는 전기동으로 만들어지 며, 융접에 의해 상기 분할부들이 서로 접합되고 상기 수평부 및 상기 절곡부가 접합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 버스바의 제조방법은, 전기동으로 된 평판 형상의 소재로 수평부가 될 분할부들과 수직부 및 절곡된 절곡부를 형성하는 단계와; 각 소재의 용접부를 미리 가공하여 개선하는 단계 및; 가공된 상기 용접부를 융접하되, 상기 분할부들을 접합하여 수평부를 형성하고, 이 수평부와 상기 수직부 또는 상기 절곡부를 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 용접효율 때문에 융접이 어려운 전기동을 사용하여 TIG용접 또는 MIG용접 등과 같은 융접에 의해 버스바를 제조함으로써, 버스바의 접합면의 기밀성이 우수하게 되고 부식이 방지되어서, 전기 전도도가 높아지고 내구성이 향상되는 효과가 있게 된다.

또한, 제조공정 중 변형이 생기는 것을 최대한 방지하도록 된 용접용 지그와 이송용 지그 및 인양장치를 사용함으로써, 공정이 단순하고 안전하게 되어 생산속도가 현저하게 향상되고 품질이 높아지게 되는 효과가 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기 능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 버스바를 도시한 도면들이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 버스바(10)는, 수평방향으로 뻗고서 소정의 길이를 갖는 다수의 분할부(1a)로 접합된 수평부(1)와, 이 수평부(1)의 일단 또는 양단에서 수직하게 뻗고서 두께방향으로 다소 구부려져 있는 수직부(2) 및, 상기 수평부(1)의 상단에 절곡된 형상을 하고서 부착되는 절곡부(3)를 포함하는 적어도 하나의 버스바본체(11)로 이루어지되, 융접에 의해 상기 분할부(1a)들이 서로 접합되고 상기 수평부(1) 및 상기 수직부(2)가 접합되는 것을 특징으로 한다. 다수의 버스바본체(11)가 볼트체결에 의해 조립되어서 일체의 버스바(10)를 구성할 수 있다.

절곡부(3)는 버스바(10)가 전해조(미도시)의 측면에 설치될 때 전해조의 상단에 걸칠 수 있도록 된 연장부로서, 이 절곡부(3)는 수평부(1)에 대해 일부가 겹쳐지게 위치되고서 볼트체결로 결합되며, 이 결합부 반대쪽의 자유단에는, 상부면에 다수의 돌출부(4a)를 갖춘 접속부(4)가 후술하는 바와 같이 절곡부(3)의 길이를 따라 접합되게 된다. 이 접속부(4)는 전해조 내에 설치되는 상기 양극판 또는 상기 음극판이 직접 연결되는 부재로서, 예를 들어 전해조 내에 번갈아 배열되는 양극판과 음극판들은, 돌출부(4a) 상에 양극판의 걸림단이 놓이게 되면 돌출부(4a)들 사이의 공간에는 절연체(미도시)를 매개로 음극판의 걸림단이 놓이도록 배치된다.

또한, 절곡부(3)의 결합 위치는 다수의 버스바본체(11)가 일체의 버스바(10) 를 구성할 때 각 버스바본체(11)마다 상이하게 되는바, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 맨 앞쪽 첫 번째 버스바본체의 절곡부가 버스바본체의 일단 근처에 위치되면, 바로 뒤쪽 두 번째 버스바본체의 절곡부는 상기 첫 번째 버스바본체의 절곡부와 어긋나게 서로 중첩되지 않도록 위치된다. 이와 같이 해서, 맨 뒤쪽 마지막 버스바본체의 절곡부는 버스바의 중간지점에 가까이 위치되게 된다. 이들 절곡부(3) 사이의 간격은 약 1mm 정도로 유지되는 것이 좋다.

상기 수평부(1)를 구성하는 분할부(1a)들과 상기 수직부(2) 및 상기 절곡부(3)는 전기동으로 만들어지며, 상기 분할부(1a)들 그리고 상기 수평부(1) 및 상기 수직부(2)는 TIG용접 또는 MIG용접에 의해 접합된다. 그 상세한 제조공정은 아래에서 설명된다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 버스바를 도시한 도면들이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 버스바(20)는, 수평방향으로 뻗고서 소정의 길이를 갖는 다수의 분할부(1a)로 된 수평부(1)와, 이 수평부(1)의 상단에 절곡된 형상을 하고서 부착되는 절곡부(3)를 포함하는 적어도 하나의 버스바본체(21)로 이루어지되, 융접에 의해 상기 분할부(1a)들이 서로 접합되고 상기 수평부(1) 및 상기 절곡부(3)가 접합되는 것을 특징으로 한다. 다수의 버스바본체(21)가 볼트체결에 의해 조립되어서 일체의 버스바(20)를 구성할 수 있다.

상기 절곡부(3)의 작용과 각 버스바본체(21)에 절곡부(3)가 배치되는 관계 및 접속부(4)를 구비하는 구성 등은 전술된 제1실시예와 동일하다.

마찬가지로, 상기 수평부(1)를 구성하는 분할부(1a)들과 상기 절곡부(3)는 전기동으로 만들어지며, 상기 분할부(1a)들 그리고 상기 수평부(1) 및 상기 절곡부(3)는 TIG용접 또는 MIG용접에 의해 접합된다. 그 상세한 제조공정은 아래에서 설명된다.

상기한 도 1 및 도 2에서는 5개의 버스바본체(11;21)가 함께 볼트체결되어 하나의 조립체 즉 버스바(10;20)로 되어 있는 예를 나타내고 있지만, 이에 한정되지 않고 버스바본체(11;21)의 개수는 가감될 수 있으며, 개수가 많아질수록 생산성은 높아지게 된다.

또, 이러한 버스바(10;20)는 순도가 높을수록 전기 전도도가 증대되기 때문에, 본 발명의 실시예들에 따른 버스바(10;20)는 전술한 바와 같이 고순도의 전기동을 사용하여 만들어진다. 더구나, 전기동으로 만들어짐에도 불구하고, 상기 버스바(10;20)가 융접에 의해 제조되기 때문에, 버스바(10;20)의 융접된 접합면의 기밀성이 종래보다 향상되어 부식 등에 의한 내구성 저하가 억제되는 장점이 있음과 더불어, 전기 전도도의 약화가 방지되어서 제품의 신뢰성이 높아지는 장점이 있게 되는 것이다. 이와 같이 버스바의 전기 전도도가 향상됨으로써, 전해조 내 음극판에서는 종래보다 고순도(99.9% ~ 99.999%)의 전기동을 생산할 수 있게 된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 버스바를 제조하기 위해서는, 먼저 전기동으로 된 소재를 열처리 및 이물질을 제거하는 산세처리한 후 압연(냉간)을 실시한다. 원하는 두께를 얻기 위해 열처리 및 산세처리를 다시 행한 후 2차 압연을 실시할 수 있으며, 이때 평탄도 및 표면상태를 수정할 수 있다. 또, 소정의 길이를 가진 분할부(1a)들로 소재를 절단한다. 여기서, 전술한 바와 같이 수평부(1)는 다 수의 분할부(1a)로 구성되어 있으며, 수직부(2)도 2 ~ 3개의 분할부로 구성될 수 있다.

이어서, 소재의 가공시 파괴 또는 변형이 일어나지 않도록 풀림(Annealing) 등의 열처리를 한 다음에, 절곡부(3)에 해당하는 소재들을 구부린다. 벤딩기로 가공할 때에는 벤딩기와 접촉하는 소재의 표면이 손상되지 않도록 예컨대 천으로 된 보호수단으로 보호한 상태에서 구부리는 것이 좋다.

다음으로, 융접될 용접부를 미리 가공하여 개선하기 위해서 예컨대 밀링기나 머시닝센터 등에 올려놓고서 황삭 및 모따기를 한다.

그리고 버스바본체를 형성하기 위해 각 분할부(1a)를 용접하여 수평부(1)를 형성하고, 이 수평부(1)에다 수직부(2:상기 제1실시예 참조) 또는 절곡부(3:상기 제2실시예 참조)를 용접한다. 이러한 용접을 위해서는 해당 소재들을 용접용 지그 상으로 운반하여 올려놓는다.

도 3a는 용접용 지그 상에 소재들이 놓여 있는 상태를 도시한 평면도이고, 도 3b는 확대한 일측면도이다. 도시된 바와 같이 용접용 지그(30)는 대표적으로 상기 버스바본체(11)의 형상과 상응한 형상을 갖고서 평탄한 상부면을 구비한 지그본체(34)와, 이 지그본체(34)의 폭방향 선단에 마주보는 쌍으로 장착되어 분할부(1a) 또는 수직부(2)에 해당하는 소재들을 보유지지하는 다수의 제1지지부(31)와, 상기 지그본체(34)에 놓인 분할부(1a) 또는 수직부(2)에 해당하는 소재를 위에서 가압하여 고정지지하는 제2지지부(32) 및, 상기 분할부(1a)들로 형성된 수평부(1)에다 수직부(2)에 해당하는 소재를 용접할 때 이 수직부(2)에 해당하는 소재를 상기 지그 본체(34)보다 높은 위치에서 지지하는 제3지지부(33)를 포함하고 있다.

지그본체(34)는 대략 H형상의 단면을 갖도록 형성되되, 상부면은 평탄해야 한다. 또한, 버스바본체(11)의 수평부(1)에 해당하는 소재들을 받치는 상부면과 수직부(2)에 해당하는 소재들을 받치는 상부면은 동일한 높이에 위치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 서로 다른 높이에서, 예를 들어 수직부(2)에 해당하는 소재들을 받치는 상부면이 더 낮으면서 평탄하게 되어도 된다.

제1지지부(31)는 상기 지그본체(34)의 폭방향 선단에서 마주보게 고정되는 한 쌍의 브라켓(311)과, 이 브라켓(311)에 형성된 나사구멍을 관통하여 이동할 수 있는 조절나사(312) 및, 이 조절나사(312)의 끝에 수직하게 부착된 지지판(313)으로 구성된다. 이에 따라, 해당위치에 소재가 위치되면, 한쪽 또는 양쪽의 조절나사(312)를 회전시켜 지지판(313)을 선형이동시킴으로써 이들 지지판(313)이 상기 소재의 양측 선단을 가압지지하게 된다. 이러한 제1지지부(31)는 소재의 예열이나 용접시 소재가 용접용 지그(30)의 폭방향으로 변형되는 것을 억제하게 된다.

제2지지부(32)는 상기 지그본체(34)의 폭방향 선단에서 마주보게 고정되는 한 쌍의 브라켓(321)과, 이 브라켓(321)에 형성된 홈 안에서 선회할 수 있는 조절나사(322)와, 길이방향 양측에 관통홈(323a)이 형성되어 있어 이들 관통홈(323a)에 상기 선회하는 조절나사(322)가 끼워지도록 된 대략 직사각형의 고정판(323) 및, 상기 조절나사(322)에 체결되어 고정판(323)을 가압하도록 된 너트(324)로 구성된다. 이에 따라, 해당위치에 소재가 위치되면, 양쪽의 조절나사(322)를 선회시켜 지그본체(34) 상에 직립하게 놓은 상태에서 양 관통홈(323a)을 매개로 고정판(323)에 대해 관통되게 끼우고 양 조절나사(322)에 너트(324)를 체결함으로써 고정판(323)이 면접촉한 소재의 상부면을 가압지지하게 된다. 이러한 제2지지부(32)는 소재의 예열이나 용접시 소재가 용접용 지그(30)의 길이방향 또는 높이방향으로 변형되는 것을 억제하게 된다.

제3지지부(33)는 상기 제2지지부(32)와 유사한 구조로서, 상기 지그본체(34)의 폭방향 선단에서 마주보게 고정되는 한 쌍의 브라켓(331)과, 이 브라켓(331)에 수직으로 설치된 조절나사(332)와, 이 조절나사(332)에 체결되는 제1너트(333)와, 이 제1너트(333) 상에 위치되어 소재의 하부면을 지지하며 길이방향 양측에 관통구멍(334a)이 형성되어 있어 이들 관통구멍(334a)에 상기 조절나사(332)가 끼워지는 대략 직사각형의 제1고정판(334)과, 소재의 상부면을 지지하며 길이방향 양측에 관통홈(335a)이 형성되어 있어 이들 관통홈(335a)에 상기 조절나사(332)가 끼워지도록 된 대략 직사각형의 제2고정판(335) 및, 상기 조절나사(332)에 체결되어 제2고정판(335)을 가압하도록 된 제2너트(336)로 구성된다. 이러한 제3지지부(33)는 소재의 예열이나 용접시 소재가 용접용 지그(30)의 높이방향으로 변형되는 것을 억제하고, 수평부에 대해 다소 구부려진 수직부를 용접할 때 이 수직부(2)에 해당하는 소재를 상기 지그본체(34)보다 높은 위치에서 보유지지하고 있게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 용접용 지그(30) 상에 해당 소재들을 고정시켜 둔 상태에서 각 용접부 중 중심부위(도 4의 ① 참조)를 TIG용접을 실시한다. 이때에는, 먼저 용접부 및 용접봉을 깨끗이 청소하고, 별도의 토치로 용접부가 350 ~ 400℃ 정도가 되도록 예열을 한다. 예열 후 헬륨(He), 아르곤(Ar), 또는 헬륨 및 아르곤의 혼합가스를 사용하면서 용접봉으로 용접부를 용접한다. 전류는 역극성의 직류를 사용하며 200 ~ 450Amp의 고전류를 사용한다. 또, 용접속도는 250 ~ 300mm/분이 좋다. TIG용접 후에는 사상 작업을 한다.

이어서, 각 용접부의 나머지 부위(도 4의 ② ~ ⑦ 참조)를 TIG용접 또는 MIG용접한다. TIG용접이 채택되는 경우에는 전술한 조건이 적용되는 한편, MIG용접이 채택될 때에도, 별도의 토치로 용접부가 350 ~ 400℃ 정도 되도록 예열을 한 후 헬륨(He), 아르곤(Ar), 또는 헬륨 및 아르곤의 혼합가스를 사용하면서 용접봉으로 용접부를 용접한다. 전류는 역극성의 직류를 사용하며 280 ~ 400Amp의 고전류를 사용한다. 또, 용접속도는 300 ~ 400mm/분이 좋다.

맞대기 용접을 행하는 용접부의 형상은, 상기 제1실시예에 따른 버스바(10)의 버스바본체(11)인 경우에 대부분의 수평부(1) 및 수직부(2)의 두께가 일정하고 동일하기 때문에 대칭인 X개선(도 4의 (a) 참조)이 채용되고, 상기 제2실시예에 따른 버스바(20)의 버스바본체(21)인 경우에는 수평부(1)와 절곡부(3) 사이의 두께 차로 인하여 비대칭의 X개선(도 4의 (b) 참조)이 바람직하다. 대칭개선을 사용할 때에는 전도도의 향상을 도모하기 위해 용접비드를 크게 형성하는 것이 좋다.

한쪽 면의 용접이 완료된 후에는 반대쪽 면을 용접한다.

이와 같은 융접으로 접합형성된 예비형성체를 교정하는 단계가 추가될 수 있는데, 표면을 깨끗이 세척함과 더불어, 변형된 부분에 대해서는 일정부분 압력을 가하여 형상을 교정한다. 또, 치수의 편차를 비교하고 정삭 및 추가 가공하여 정밀도를 높이는 것이 좋다.

그 후에, 상기 수평부 및 상기 수직부 또는 상기 수평부 및 상기 절곡부가 접합된 다수의 예비형성체를 일체로 된 버스바로 조립하기 위해, 각 예비형성체의 소정 위치에다 드릴공구를 이용해서 볼트구멍을 천공한다.

본 발명의 상기 제1실시예에 따른 버스바(10)의 경우에는, 먼저 절곡부(3)와 이 절곡부(3)가 결합되는 수평부(1)에 볼트구멍을 뚫고, 이들을 볼트체결하여 하나의 버스바본체(11)를 완성한다. 이렇게 완성된 버스바본체(11)들을 소정의 개수만큼 중첩시켜 놓고서 다시 수직부(2) 및 수평부(1)에 볼트구멍을 뚫어 이들을 볼트체결한다. 하나의 볼트가 다층으로 정렬된 볼트구멍들을 관통하여 체결되는 것이 바람직하며, 버스바본체(11)들 사이에 접촉되는 부위 중 일부에는 통전용 그리스를 도포한 후에 볼트를 체결하는 것이 좋다.

본 발명의 상기 제2실시예에 따른 버스바(20)의 경우에는 이미 절곡부(3)가 수평부(1)에 접합되어 하나의 버스바본체(21)가 완성되어 있으므로, 완성된 버스바본체(21)들을 소정의 개수만큼 중첩시켜 놓고서 수평부(1)에 볼트구멍을 뚫어 이들을 볼트체결한다. 마찬가지로, 하나의 볼트가 다층으로 정렬된 볼트구멍들을 관통하여 체결되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 해서 완성된 버스바를 이송용 지그에 놓고 고정한다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 버스바가 장착된 상태에서 이송용 지그를 도시한 정면도 및 일측면도이다. 이에 도시된 바와 같이 이송용 지그(40)는 버스바(10)의 수평부(1)를 올려놓아 지지하기 위한 다수의 가로대(41)와, 이들 가로대(41)를 연결하고서 길이방향으로 뻗은 수평지지대(42) 및, 상기 가로대(41)를 높 이방향으로 지지하는 수직지지대(43)로 이루어진 프레임 형태로 되어 있다. 상기 이송용 지그(40)는 이들 가로대(41)와 수평지지대(42) 및 수직지지대(43)에 의해서, 상기 버스바(10)의 형상과 상응하게 적어도 하나의 수직부(2)를 수용하기 위한 공간부(44)와, 절곡부(3)를 올려놓기 위한 안착부(45)를 형성하게 된다. 또, 앞뒤로 배치된 상기 수평지지대(42)의 상부면에는 버스바(10)를 고정하기 위해 볼트구멍이 형성된 고정브라켓(46:도 8 참조)이 설치되어 있다. 이에 따라 별도로 버스바(10)의 수평부(1)에 형성된 볼트구멍과 상기 고정브라켓(46)의 볼트구멍에 각각 볼트를 체결하여서, 이송용 지그(40)와 버스바(10)가 고정되게 된다.

본 발명의 버스바는 전술한 바와 같이 동, 특히 전기동으로 만들어지는데, 동은 연성이 좋아 운반시 흔들리게 되면 형상에 변형이 생기게 된다. 하지만, 상기와 같은 이송용 지그를 이용해 고정된 상태로 이송하게 됨으로써 운송시 흔들림에 의해 버스바의 형상이 변형되는 것을 최대한 방지하게 되는 것이다.

또한, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 버스바가 장착된 상태에서 상기 이송용 지그의 변형예를 도시한 정면도 및 일측면도이다. 이 이송용 지그(50)는 버스바(20)의 수평부(1)를 올려놓아 지지하기 위한 다수의 가로대(41)와, 이들 가로대(41)를 연결하고서 길이방향으로 뻗은 수평지지대(42)로 이루어진 프레임 형태로 되어 있어서, 절곡부를 올려 놓기 위한 안착부(45)를 형성하게 된다. 마찬가지로, 앞뒤에 배치된 상기 수평지지대(42)의 상부면에는 버스바(20)를 고정하기 위해 볼트구멍이 형성된 고정브라켓(46)이 설치되어 있고, 별도로 버스바(20)의 수평부(1)에 형성된 볼트구멍과 상기 고정브라켓(46)의 볼트구멍에 각각 볼트를 체결하여서, 이송용 지그(50)와 버스바(20)가 고정되게 된다.

버스바를 이송용 지그에 고정한 상태에서, 수평부 및 절곡부의 결합부 반대쪽에 있는 절곡부(3)의 자유단에다, 다수의 돌출부(4a)를 상부면에 갖춘 접속부(4)를 연납땜에 의해 접합한다. 준비된 접속부용 소재에 플럭스를 골고루 바르고 대략 150℃의 열을 가하면서 납땜을 실시한다. 이후에 견고한 고정을 위해 소정의 클램프(미도시)로 고정시켜 두게 된다.

상기와 같이 완성된 버스바는 운송이나 보관시 손상되지 않도록 이송용 지그에 적절히 고정시키게 되며, 특히 이송용 지그와 접촉되게 되는 버스바 부위에는 절연물이나 라이너 등을 위치시켜 둔다.

이렇게 이송용 지그 상에 고정된 버스바를 포장할 수 있다. 이때에, 비닐이나 천을 이용해서 버스바(10)의 수직부(2)를 둘러싸게 되며, 수평부(1)는 천으로 덮어씌워 감싸게 된다. 수직부가 없는 제2실시예에 따른 버스바(20)인 경우에는 수평부(1)만 천으로 덮어씌우기를 하여도 된다.

포장이 완료된 버스바 및 이송용 지그는 차량을 이용하여 운송하거나 별도의 장소에 임시로 보관하게 되는데, 도 7에는 이들을 인양해서 차량이나 보관장소로 운반하는 데에 사용되는 인양장치가 나타나 있으며, 도 8에는 본 발명의 제1실시예에 따른 버스바 및 이송용 지그를 인양장치로 운반하고 있는 상태가 나타나 있다.

이에 도시된 바와 같이, 인양장치(60)는 수평방향으로 길게 뻗고서 상부면에 다수의 고리부(61)가 장착되어 있으며 상부면 및 하부면에서 앞뒤로 각각 쌍으로 된 다수의 관통슬릿이 형성된 장치본체(62)와, 이 장치본체(62)의 상부면 관통슬릿 으로부터 하부면 관통슬릿으로 관통하여 장치본체(62)의 밑으로 수직하게 뻗도록 삽입되는 다수의 삽입판(63) 및, 이들 삽입판(63)의 상측 및 하측에 형성된 핀구멍(64)에 끼워지는 연결핀(65)을 구비하고 있다.

이와 같이 구성된 인양장치(60)는 예컨대 크레인 또는 호이스트 등의 걸쇠를 고리부(61)에 걸어서 승강 및 하강되게 되며, 삽입판(63)을 장치본체(62)의 상부면 및 하부면 각각에서 앞뒤에 쌍으로 배열된 관통슬릿에서부터 버스바의 수평부(1)들 사이의 틈새로 통과시켜 수평부(1)들의 밑으로 뻗게 한 상태에서, 삽입판(63)의 상측 및 하측 핀구멍(64)에 각각 연결핀(65)을 끼우면 버스바 및 이송용 지그를 한번에 같이 들어올릴 수 있다. 여기서, 삽입판들의 간격, 즉 인양장치의 길이방향으로의 간격은 조절될 수 있으며, 단순히 핀에 의한 연결로 삽입판이 고정되므로 연결 및 인양작업이 간단하게 되는 장점이 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 용접효율 때문에 융접이 어려운 전기동을 사용하여 TIG용접 또는 MIG용접 등과 같은 융접에 의해 버스바를 제조함으로써, 접합면의 기밀성이 우수하게 되고 부식이 방지되어서, 전기 전도도가 높아지고 내구성이 향상되게 된다. 이에 따라 전해조 내 음극판에서는 종래보다 고순도(99.9% ~ 99.999%)의 전기동을 생산할 수 있게 된다.

또, 폭발압접을 이용한 종래의 제조방법에 비해, 공정이 단순하고 안전하게 되어서 생산속도가 현저하게 향상되고 품질이 높아지게 되는 장점이 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질 적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 버스바를 도시한 도면들이다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 버스바를 도시한 도면들이다.

도 3a는 용접용 지그 상에 소재들이 놓여 있는 상태를 도시한 평면도이다.

도 3b는 용접용 지그 상에 소재들이 놓여 있는 상태를 확대하여 도시한 일측면도이다.

도 4는 용접부의 형상을 개략적으로 도시한 도면들이다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 버스바가 장착된 상태에서 이송용 지그를 도시한 정면도 및 일측면도이다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 버스바가 장착된 상태에서 이송용 지그를 도시한 정면도 및 일측면도이다.

도 7은 인양장치를 도시한 정면도 및 일측면도이다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 버스바 및 이송용 지그를 인양장치로 운반하고 있는 상태를 도시한 단면도이다.

Claims

수평방향으로 뻗고서 소정의 길이를 갖는 다수의 분할부가 접합된 수평부와, 이 수평부의 일단 또는 양단에서 수직하게 뻗도록 접합된 수직부 및, 상기 수평부의 상단에 절곡된 형상을 하고서 부착되는 절곡부를 포함하는 적어도 하나의 버스바본체로 이루어지되, 상기 수평부와 상기 수직부 및 상기 절곡부는 전기동으로 만들어지며, 융접에 의해 상기 분할부들이 서로 접합되고 상기 수평부 및 상기 수직부가 접합되는 것을 특징으로 하는 버스바.
제1항에 있어서, 상기 분할부들 그리고 상기 수평부 및 상기 수직부는 TIG용접 또는 MIG용접에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 버스바.
제1항에 있어서, 상기 절곡부는 수평부에 대해 일부가 겹쳐지게 위치되고서 볼트체결로 결합되는 것을 특징으로 하는 버스바.
수평방향으로 뻗고서 소정의 길이를 갖는 다수의 분할부가 접합된 수평부와, 이 수평부의 상단에 절곡된 형상을 하고서 부착되는 절곡부를 포함하는 적어도 하나의 버스바본체로 이루어지되, 상기 수평부와 상기 절곡부는 전기동으로 만들어지며, 융접에 의해 상기 분할부들이 서로 접합되고 상기 수평부 및 상기 절곡부가 접합되는 것을 특징으로 하는 버스바.
제4항에 있어서, 상기 분할부들 그리고 상기 수평부 및 상기 절곡부는 TIG용접 또는 MIG용접에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 버스바.
제1항 또는 제4항에 있어서, 다수의 버스바본체가 볼트체결에 의해 조립되어서 일체의 버스바를 구성하는 것을 특징으로 하는 버스바.
제6항에 있어서, 다수의 버스바본체가 일체의 버스바를 구성할 때 각 버스바본체의 절곡부는 다른 버스바본체의 절곡부와 어긋나게 서로 중첩되지 않도록 위치되는 것을 특징으로 하는 버스바.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 절곡부의 일측 자유단에는 상부면에 다수의 돌출부를 갖춘 접속부가 절곡부의 길이를 따라 접합되는 것을 특징으로 하는 버스바.
제8항에 있어서, 상기 접속부는 연납땜에 의해 절곡부에 접합되는 것을 특징으로 하는 버스바.
전기동으로 된 평판 형상의 소재로 수평부가 될 분할부들과 수직부 및 절곡된 절곡부를 형성하는 단계와;

각 소재의 용접부를 미리 가공하여 개선하는 단계 및;

가공된 상기 용접부를 융접하되, 상기 분할부들을 접합하여 수평부를 형성하고, 이 수평부에다 상기 수직부 또는 상기 절곡부를 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 수평부가 될 분할부들과 수직부 및 절곡된 절곡부를 형성하는 단계는,

전기동으로 된 소재를 열처리하는 단계와,

이물질을 제거하는 산세처리하는 단계와,

압연하는 단계와,

소재를 절단하는 단계 및,

절곡부에 해당하는 소재를 구부리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 용접부를 융접하는 단계는,

평탄한 상부면을 구비한 지그본체와, 이 지그본체의 폭방향 선단에 마주보는 쌍으로 장착되어 분할부 또는 수직부에 해당하는 소재들을 보유지지하는 다수의 제1지지부와, 상기 지그본체에 놓인 분할부 또는 수직부에 해당하는 소재를 위에서 가압하여 고정지지하는 제2지지부 및, 상기 분할부들로 형성된 수평부에다 수직부에 해당하는 소재를 용접할 때 이 수직부에 해당하는 소재를 상기 지그본체보다 높 은 위치에서 지지하는 제3지지부를 포함하는 용접용 지그를 이용하는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 용접용 지그의 제1지지부는 한 쌍의 브라켓과, 이 브라켓에 형성된 나사구멍을 관통하여 이동할 수 있는 조절나사 및, 이 조절나사의 끝에 수직하게 부착된 지지판을 구비하고,

상기 용접용 지그의 제2지지부는 한쌍의 브라켓과, 이 브라켓에 형성된 홈 안에서 선회할 수 있는 조절나사와, 길이방향 양측에 관통홈이 형성되어 있어 상기 선회하는 조절나사가 끼워지도록 된 고정판 및, 상기 조절나사에 체결되어 고정판을 가압하도록 된 너트를 구비하며,

상기 용접용 지그의 제3지지부는 한쌍의 브라켓과, 이 브라켓에 수직으로 설치된 조절나사와, 이 조절나사에 체결되는 제1너트와, 이 제1너트 상에 위치되어 소재의 하부면을 지지하며 길이방향 양측에 관통구멍이 형성되어 있어 상기 조절나사가 끼워지도록 된 제1고정판과, 소재의 상부면을 지지하며 길이방향 양측에 관통홈이 형성되어 있어 상기 조절나사가 끼워지도록 된 제2고정판 및, 상기 조절나사에 체결되어 제2고정판을 가압하도록 된 제2너트를 구비하는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 용접부를 융접하는 단계는,

각 용접부 중 중심부위를 TIG용접을 실시하되, 용접부가 350 ~ 400℃로 되도 록 예열을 한 후 용접하는 단계와,

각 용접부의 나머지 부위를 TIG용접 또는 MIG용접하되, 용접부가 350 ~ 400℃로 되도록 예열을 한 후 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 수평부에 수직부가 융접으로 접합될 때, 절곡부와 이 절곡부가 결합되는 수평부에 볼트구멍을 뚫고, 이들을 볼트체결하여 하나의 버스바본체를 형성하며, 이렇게 형성된 버스바본체들을 중첩시켜 놓고서 수직부 및 수평부에 볼트구멍을 뚫어 이들 버스바본체를 볼트체결하여 버스바를 완성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 완성된 버스바를 이송용 지그에 놓고 고정하는 단계를 더 포함하되,

상기 이송용 지그는, 버스바의 수평부를 올려놓아 지지하기 위한 다수의 가로대와, 이들 가로대를 연결하고서 길이방향으로 뻗은 수평지지대 및, 상기 가로대를 높이방향으로 지지하는 수직지지대로 구성되며,

상기 수평지지대의 상부면에는 버스바를 고정하기 위해 볼트구멍이 형성된 고정브라켓이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 수평부에 절곡부가 융접으로 접합될 때, 이 접합으로 형성된 버스바본체들을 중첩시켜 놓고서 수평부에 볼트구멍을 뚫어 이들 버스바본체를 볼트체결하여 버스바를 완성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.
제17항에 있어서, 상기 완성된 버스바를 이송용 지그에 놓고 고정하는 단계를 더 포함하되,

상기 이송용 지그는 버스바의 수평부를 올려놓아 지지하기 위한 다수의 가로대와, 이들 가로대를 연결하고서 길이방향으로 뻗은 수평지지대로 구성되며,

상기 수평지지대의 상부면에는 버스바를 고정하기 위해 볼트구멍이 형성된 고정브라켓이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.
제16항 또는 제18항에 있어서, 상기 버스바를 이송용 지그에 고정한 상태에서, 수평부 및 절곡부의 결합부 반대쪽에 있는 절곡부의 자유단에다, 다수의 돌출부를 상부면에 갖춘 접속부를 연납땜에 의해 접합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.
제16항 또는 제18항에 있어서, 상기 버스바를 이송용 지그에 고정한 상태에서, 인양장치를 이용하여 운반하는 단계를 더 포함하되,

상기 인양장치는 수평방향으로 길게 뻗고서 상부면에 다수의 고리부가 장착되어 있으며 상부면 및 하부면에서 앞뒤로 각각 쌍으로 된 다수의 관통슬릿이 형성 된 장치본체와, 이 장치본체의 상부면 관통슬릿으로부터 하부면 관통슬릿으로 관통하여 장치본체의 밑으로 수직하게 뻗도록 삽입되는 다수의 삽입판 및, 이들 삽입판의 상측 및 하측에 형성된 핀구멍에 끼워지는 연결핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 버스바의 제조방법.