KR20130013940A - 클램프를 이용하여 수직결합이 가능한 배터리 포스트 터미널 장치 및 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

차량은 엔진이나 차량내부에 전기를 공급하기 위해 배터리에는 플러스와 마이너스의 포스트가 있고 이를 연결하는 포스트 터미널이 있다. 배터리는 시간이 지날수록 자체 충전량이 감소하게 되어 교체가 불가피하다. 따라서 포스트 터미널의 장착과 탈착을 용이하게 하고, 포스트 터미널의 결합강도를 높임으로서 차량 운행중에 발생하는 진동으로 인하 너트의 조임이 풀려 전기적 성능저하를 방지 하는 포스트 터미널 결합구조를 제시하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 포스트 터미널은 케이블과 연결되는 일측면과 배터리의 포스트에 결합되는 포스트 결합홈이 구비된 바디와 바디의 양측 구멍을 통해 삽입되는 로드와 로드의 일측면에 구비된 구멍을 관통하는 볼트와 볼트에 삽입되는 상하부 클램프와 상부 클램부 윗면에 장착되는 너트로 구성되었다.
따라서, 차량의 배터리 교체를 위한 포스트 터미널를 장착/탈착하는데 있어 수직방향으로 너트를 체결함으로서 작업의 용이성을 제공할 수 있고 너트가 풀리는 방향과 벌어지는 힘의 방향이 일치하지 않아 너트가 풀리려는 힘이 분산되어 운전 중 진동으로 인한 너트의 풀림에 의한 전압의 상승과 전기적 성능저하를 저감시키는 효과가 있다.

Description

클램프를 이용하여 수직결합이 가능한 배터리 포스트 터미널 장치 및 그 조립방법 {Battery system electrical apparatus using clamping and method}

본 발명은 차량의 배터리 포스트에 장착되고 케이블 연결단자를 고정하는 포스트 터미널 장치에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는 배터리 포스트와 포스트 터미널 사이에 높은 강도의 결합상태가 유지될 수 있는 단자 결합구를 제공하고 또한 조립이 간단하고 편리하게 하여 생산성을 높일 수 있도록 구조가 개선된 포스트 터미널에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 엔진이나 차량내부의 전기장치들이 필요로 하는 전기를 공급하기 위해서 차량내에 배터리를 구비하고 있다. 이러한 배터리의 전기에너지는 엔진을 통해 생성되는 에너지를 알터네이터(Alternator)를 이용하여 생산된 전기에너지를 통해 충전이 이루어지는데, 이러한 차량용 배터리는 영구 사용이 가능하지 않아 시간이 지날수록 자체 충전되는 양이 감소하게 되고, 결과적으로 배터리에 충전되는 전기에너지의 양이 차량에서 필요한 적정수준 이하로 떨어지게 되어 배터리의 교체가 불가피하게 된다.

이때 차량의 배터리는 차체 내부의 복잡한 장치들로 인하여 공간이 협소하여 배터리의 교체를 위해 볼트의 제거 또는 조임을 하기가 어려움 점이 있었다.

그러나, 대부분의 포스트 터미널이 도1의 도시와 같이 수평으로 관통하는 볼트와 너트의 결합으로 구성되어 있다. 즉, 배터리의 포스트에 결합되는 포스트 터미널은 플러스와 마이너스 극성에 따라 케이블 단자를 서로 접지한 다음에 배터리의 포스트에 장착되는데, 양자를 관통하도록 볼트를 장착하고 이 볼트에 너트를 결합하는 것으로 고정되어 있다. 이와 같이 볼트와 너트로 구성된 단자결합부를 가진 포스트 터미널은 차량의 주행 중에 발생하는 진동에 의해 너트의 조임이 풀릴 수 있고 너트의 조임이 풀림에 따라 단자간에 생긴 미세한 틈이 전압을 상승시켜 전기적 성능이 떨어지는 문제가 발생한다.

또한 볼트와 너트의 조임방향이 수평으로 이루어지는데 차량의 보닛 내부의 협소한 공간으로 인해 작업자가 쉽게 장착하지 못하여 작업의 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 출원인은 한국특허공개 10-2009-0122532(출원일자 2008년 5월 26일)에서 경사부조임부를 갖는 배터리 포스트 터미널 및 이를 포함하는 배터리 매니지먼트 장치를 출원한 바 있다. 이는 도2에 도시된 것과 같이 종래의 수평방향으로 볼트와 너트가 결합되는 경사각을 가진 결합형태를 제공하는 구조를 제시하고 있다. 이를 통해 작업자는 배터리를 교체하기 위해 볼트와 너트의 체결과 해체 하는데 있어서, 옆으로 몸을 심하게 비틀지 않아도 되게 하여 작업을 용이하게 하기 위함이다. 하지만 이러한 구조의 포스트 터미널의 체결을 위해 볼트를 삽입하는데 있어 어려움이 있었고 경사면의 상부에 너트를 체결하는 과정에서 단자결합부분에 격층이 생기는 문제점이 있었다.

본 발명의 선행기술문헌은 한국공개특허 10-2009-0122532호(발명의 명칭 : 경사조임부를 갖는 배터리 포스트 터미널 및 이를 포함하는 배터리 매니지먼트 장치; 출원인 : 태성전장주식회사)이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 발명한 것으로서 배터리 포스트에 포스트 터미널을 결합시키는 결합부의 장착과 탈착이 용이하도록 수직방향으로 볼트와 너트를 결합하는 단자결합부를 제공하는데 있다.

또한 배터리의 포스트와 포스트 터미널의 결합강도를 높임으로서 차량의 운행중에 발생하는 진동으로 인해 너트의 조임이 풀려 발생한 미세한 틈에 의한 전기적 성능 저하를 방지하는 단자결합부를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적에 따라 본 발명의 포스트 터미널은 케이블과 연결되는 일측면과 배터리의 포스트에 결합되는 포스트 결합홈(300)이 구비된 바디(310)와 바디의 양측 구멍을 통해 관통되는 로드(320)와 로드의 일측면에 구비된 구멍에 삽입되는 볼트(330)와 볼트에 삽입되는 상하부 클램프(Clamp)와 상부 클램프 윗면에 장착되는 너트(360)로 구성된다.

이때 포스트 터미널을 구성하는 바디나 로드를 제조하는데 있어서도 판금재나 단조로 제조할 수 있으며, 특히 로드는 바디에 형성된 구멍의 갯수가 1개 또는 2개에 따라 L자형이나 U자형으로 형성할 수 있다.

여기서 상기 볼트가 너트와 체결될 때 너트의 체결에 따라 볼트가 돌아가는 것을 방지하기 위해 볼트가 로드의 한쪽면에 밀착하여 결합될 수 있도록 볼트의 머리부분을 L자형으로 형성할 수 있다.

여기서 상기 너트 조임시, 오버토르크(Over Torque)를 방지하기 위해 스토퍼(stopper) 기능을 하는 너트를 구비할 수 있다.

여기서 배터리의 포스트와 포스트 터미널의 결합을 견고하게 유지하기 위해 포스트 결합홈에 요철을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배터리 포스트 터미널을 결합하기 위해서는 배터리 포스트에 포스트 결합홈을 삽입하는 단계;와 포스트 터미널의 바디부분에 로드(Rod)를 삽입하는 단계;와 로드의 구멍을 통해 아래로부터 볼트를 체결하는 단계와 볼트에 하부 클램프(340)와 상부 클램프(350)을 각각 삽입하는 단계와 볼트(330)에 너트(360)를 체결하는 단계에 따라 배터리를 포스트 터미널을 체결할 결합할 수 있다.

본 발명에 따라 차량의 배터리를 교체하기 위해 배터리의 포스트에 장착되는 포스트 터미널의 단자결합구를 제거하거나 장착하고, 수직방향으로 너트를 체결함으로서 장착과 탈착을 용이하게 하여 작업의 생산성이 향상된다.

또 다른 효과는 너트가 풀리는 힘의 방향은 수직방향으로 작용하고 바디가 벌어지려는 성질의 힘의 방향은 두 개의 클램프에 의해 다른 각도로 작용함으로서 연결단자가 서로 견고하게 고정되어 장기간 사용하더라도 너트의 조임이 풀려 미세한 틈으로 인한 전압의 상승과 이로 인한 전기적 성능저하를 방지할 수 있다.

도1은 종래의 포스트 터미널의 일 예를 보인 평면도이다.
도2는 경사부조임부를 갖는 포스트 터미널의 일 예를 보인 사시도이다.
도3은 본 발명의 경사진 두 개의 로드를 이용하여 수직방향에서 너트의 체결이 가능한 포스트터미널의 단자결합부의 일 예를 보인 사시도이다.
도4a 에서 4d는 본 발명에 따른 단자결합구의 주요 구성요소의 일 예이다.
도5a 에서 5c는 본 발명에 따른 포스트 터미널의 체결 전, 체결 중, 체결 후를 사시도로 나타낸 일 예이다.
도6은 본 발명의 바디 부분을 판금재로 제작한 일 예이다.
도7은 본 발명의 바디 부분을 단조로 제작한 일 예이다.
도8a 에서 8e는 본 발명에 따른 포스트 터미널을 배터리 포스트에 체결하는 단계를 나타낸 작업 순서도 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 수직방향으로 너트의 체결이 가능한 배터리 포스트 터미널의 구성은 배터리 포스트를 감싸는 바디(310) 부분과 바디의 일측면에 로드(320)가 삽입되고, 삽입된 로드에 수직방향으로 아래에서 위방향으로 볼트(330)가 끼워진 후에 볼트에 단면이 삼각형 형태를 가진 하부 클램프(340)과 상부 클램프(350)가 각각 경사면이 접하도록 볼트에 삽입된다. 이후 상부 클램프(350) 위측에 너트(360)가 볼트에 체결되어 조여짐에 따라 상부 클램프(350)는 하부 클램프(340)과의 경사면에 따라 내려오게 된다. 이때 바디의 날개부분은 서로 접합되어 배터리 포스트에 바디가 견고하게 결합된다.

여기서 배터리 포스트를 감싸는 바디의 접합부분은 도3에서 도시한 바와 같이 일정한 간격으로 홈을 형성하여 배터리 포스트와 바디의 결합을 더욱 견고하게 할 수 있다. 또한 바디를 제조하는데 도5에 도시된 바와 같이 판금재를 사용하여 제조하거나 도6에 도시된 바와 같이 단조를 사용하여 제조할 수도 있다.

바디의 날개부분에 형성된 홈으로 삽입되는 로드(320)는 판금재로 제조될 수 있는데 U자형상과 L자형상을 가질 수 있다. 물론 이를 제조하는데 단조방식으로 제조할 수도 있다. 또한 로드의 형태는 T자형 등 다양한 변형이 가능하다.

또한 배터리 포스트 터미널을 체결하는데 있어 일반적인 볼트(330)를 사용할 경우 너트(360)가 체결될 때 겉돌게 되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 도3에 도시된 바와 같이 볼트(330)의 머리 부분을 볼트의 나사 방향으로 L자형을 형성하여 끝부분이 로드의 측면에 접하게 형성된다. 이렇게 함으로써 너트(360)의 체결시 볼트가 고정되는 효과가 있다. 한편, 너트(360)를 조여 포스트 터미널 바디의 양 날개를 움직일 때, 지나친 조임(오버토르크:Over Torque)을 방지키 위해 스토퍼(stopper) 기능을 하는 너트를 사용할 수도 있다. 그 밖에 너트를 체결할 때 볼트를 고정하기 위해 로드의 일측면에 볼트가 고정되도록 홈을 형성하는 등 다양한 변형이 가능하다. 따라서 너트를 체결할 때 볼트의 머리부분을 고정하기 위한 별도의 공구를 사용할 필요가 없다. 또한 볼트가 삽입되는 로드(330)의 구멍은 타원형을 형성하여 볼트가 체결됨에 따라 이동이 가능하도록 형성되어야 한다.

볼트(330)에 삽입되는 클램프는 두 개가 같은 형상을 가질 수 있다. 또한, 도4에 도시된 바와 같이 하부 클램프(340)는 일측면이 개방되어 두 개의 클램프가 너트(360)가 체결됨에 따라 이동할 수 있도록 공간을 가질 수 있다. 물론 일측면이 개방되는 것이 필수사항은 아니고 로드가 L자형일 경우에는 볼트(330)에 삽입되는 하부 클램프(340)의 구멍부분은 타원형을 형성할 수도 있다.

상부 클램프(350)가 볼트(330)에 삽입되고 너트(360)가 체결됨에 따라 두 개의 클램프는 경사면을 따라 이동하게 된다. 이때 하부 클램프(340)는 바디 날개의 일측면을 밀게 되고, 바디의 두 날개는 로드(320)를 따라 이동하면서 접하게 되어 포스트 결합홈(300)의 내경이 작아지면서 배터리의 포스트에 밀착하게 된다.

이때 바디의 날게 부분이 벌어지려는 힘의 방향은 수평으로 작용하고 차량의 진동에 따라 너트가 볼트에서 풀리는 힘의 방향을 수직으로 작용하고 두 개의 클램프가 이동하는 힘의 방향은 경사면을 따라 작용하게 된다. 이처럼 각각의 힘의 방향이 다른 방향으로 작용하기 때문에 볼트와 너트가 더욱 견고하게 체결되어 차량의 진동에 의한 풀림을 방지할 수 있다.

또한 포스트 터미널의 결합구조인 볼트(330)와 너트(360)가 수직방향으로 체결됨에 따라 배터리 교체시 작업자가 용이하게 착탈이 가능하게 하여 작업의 효율성을 높일 수 있다.

도8에 도시된 바와 같이 포스트 터미널의 체결과정을 보면, 먼저 배터리 포스트 터미널을 배터리 포스트에 삽입한 후에 바디의 결합홈에 따라 수평방향으로 로드를 끼우고, 밑부분으로부터 로드에 형성된 구멍을 통해 볼트를 삽입하고, 볼트위로 각각 하부 클램프와 상부 클램프를 끼운 후에 상부 클램프 위측에 너트를 끼우고 공구를 이용하여 체결함으로써 포스트 터미널 결합홈의 내경이 축소되어 배터리의 포스트와 밀착하게 된다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 변경 및 수정이 가능한 것으로 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명할 수 있는 것이면 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위에 속한다는 것은 자명하다.

본 발명은 자동차용 배터리 포스트 터미널 장치에 관한 것으로 자동차의 엔진 및 기타 전기장치에 전력을 공급하기 위한 것이며 종래의 터미널 장치의 착탈시에 특수공구의 사용 등 문제점을 극복하기 위해 발명된 것이다.

100 : 포스트 터미널 110 : 볼트
120 : 너트 200 : 포스트 결합홈
210 : 볼트 220 : 너트
200 : 포스트 결합홈 310 : 바디
320 : 로드(Rod) 330 : 볼트
340 : 하부 클램프(Lower clamp) 350 : 상부 클램프(Upper clamp)
360 : 너트 810 : 터미널 포스트 본체
820 : 로드 830 : 볼트
840 : 하부 클램프 850 : 상부 클램프
860 : 너트

Claims (8)

1. 차량용 배터리 포스트에 결합되어 고정되는 포스트 터미널에 있어서,
   배터리 포스트에 장착되는 포스트 결합홈(300)을 포함하고 일측이 개방되어 두 개의 도출부분을 가지고 도출된 부분이 밀착되면서 포스트 결합홈의 내경이 축소되는 바디(310)와;
   상기 바디의 돌출부에 구멍을 통해 수평방향으로 삽입되는 로드(320)와;
   상기 로드에 수직방향으로 아래로부터 삽입되는 볼트(330)와;
   단면이 삼각형 모양을 가지고 경사면을 접하는 형상으로 볼트에 삽입되는 두 개의 하부 및 상부 클램프(340,350)와;
   상기 볼트(330)에 체결됨에 따라 상부의 클램프가 하수의 클램프 경사면을 따라 수직으로 하강하면서 포스트 결합홈(300)의 내경을 축소하는 너트(360)로 구성된 차량용 배터리 포스트 터미널.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 바디는 판금재 또는 단조로 제조되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 포스트 터미널.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 로드는 U자형, L자형, T자형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 포스트 터미널.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 로드의 일측면에 볼트를 삽입하기 위해 타공된 구멍은 너트의 결합에 따라 로드가 삽입된 수평방향으로 볼트가 이동이 가능하도록 타원형으로 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 포스트 터미널.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 볼트는 볼트의 머리가 L자형으로 머리의 일부분이 로드의 측면에 밀착되어 너트 체결시 겉도는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 포스트 터미널.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 너트 조임시, 오버토르크(Over Torque)를 방지하기 위해 스토퍼(stopper) 기능을 하는 너트를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 포스트 터미널.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 하부 클램프(340)는 너트에 삽입되는 부분이 일측이 개방되어 있거나 타원형의 형상을 하여 너트 체결시 로드를 따라 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 포스트 터미널.
8. 차량용 배터리 포스트에 포스트 터미널을 조립함에 있어서,
   배터리 포스트에 포스트 터미널의 결합홈을 삽입하는 단계;;
   포스트 터미널의 돌출부위에 형성된 삽입홈을 따라 로드를 삽입하는 단계;
   로드에 형성된 구멍을 통하여 아래로부터 볼트를 끼우는 단계;
   볼트에 하부클램프와 상부클램프를 끼우는 단계;
   너트를 볼트에 체결하여 상부클램프가 아래로 방향으로 내려오면서 하부클램프를 이동시켜 포스트 터미널 결합홈의 내경을 축소하는 단계로 구성된 차량용 배터리 포스트 터미널 조립방법.
   

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