KR20160053550A - 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바 및 그 제조방법에 관한 것으로,
제1금속층의 상부면과 하부면에 각각 제2금속층이 마련된 단면 구조를 가지는 클래드 메탈으로 제조되고, 적어도 한 개 이상의 굴곡부가 마련되는 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바에 있어서, 굴곡부의 굴곡 예정부위의 상단과 하단에 굴곡홈을 형성하고, 상기 굴곡 예정부위를 굴곡하여 굴곡부를 성형하는 기술 구성을 통하여
굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 상품성 및 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Description

굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바 및 그 제조방법 { CLAD METAL BUS BAR HAVING BENDING PART AND THE MANUFACTURING METHOD THEROF }

본 발명은 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 굴곡부의 굴곡 성형과정에서 균열이나 손상이 없도록 한 것에 관한 것이다.

자동차의 알터네이터를 대체하는 컨버터(Converter)는 배터리의 고전압을 전장품의 전원인 14V로 감압하는 장치이다.

상기 컨버터를 구성하는 주요 핵심부품의 하나인 변압기 모듈은 유도기전력을 통해 배터리 고전압을 저전압으로 감압하며, 다이오드로부터 변환된 DC 전압을 평활시키는 역할을 한다.

도 1은 본 발명이 관계하는 부스바가 사용되는 변압기 모듈의 평면도이고, 도 2는 동 변압기 모듈의 구성 부품의 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 변압기 모듈(10)은 부스바(11), 보빈(12), 그리고 페라이트 코어(13)로 구성된다.

상기 변압기 모듈(10)의 구성 부품 중에서 부스바(11)는 구리(Cu) 등의 전도성 금속재이고, 보빈(12)은 플라스틱재질이며, 페아이트 코어(12)는 연자성 소재이다.

한편, 상기 변압기 모듈(10) 등에서 사용되는 부스바(11)는 최근 경량화 등을 이유로 클래드 메탈(Clad Metal)의 것이 많이 사용되고 있다.

일반적으로 클래드 메탈(Clad Metal)은 한쪽 면 또는 양쪽 면에 이종 금속을 접합시킨 소재를 말한다.

상기 클래드 메탈은 단일 금속에서는 얻어지지 않는 새로운 기능을 가질 수 있는 금속 복합소재의 일종이다.

예를 들어 구리/알루미늄/구리 3층 클래드 메탈의 경우 기존 구리 단일소재 대비 경량화 및 원가절감이 가능하며, 알루미늄 단일소재 대비 우수한 기계적/전기적 특성을 얻을 수 있는 장점이 있다.

하기의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에는 클래드 메탈 부스바가 개시되어 있다.

특허문헌 1에는 티타늄 클래드/중간 접합재/동심재/중간 접합재/티타늄 클래드의 단면 구조를 가지는 클래드 메탈 부스바가 개시되어 있고, 특허문헌 2에는 동/은/알루미늄, 또는 동/은/알루미늄/은/동 등의 단면 구조를 가지는 클래드 메탈 부스바가 개시되어 있다.

특허문헌 3에는 제1구리층/알루미늄층/제2구리층의 단면 구조를 가지는 클래드 메탈 부스바가 개시되어 있다.

한편, 클래드 메탈 부스바는 클래드 메탈 플레이트를 부스바 형상으로 절단한 후 굴곡부를 형성하여 제작하게 되는 것이 보통이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0054838호(2006년 03월 20일 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-2006-0035057호(2006년 04월 26일 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-2014-0001290호(2014년 01월 07일 공개)

그러나 종래 기술에 따른 클래드 메탈 부스바는 굴곡부를 굴곡 성형할 때에 특정부분에 하중이 집중되어 금속층이 분리되거나 균열이 발생하게 되는 일이 빈번하게 되는 등 제작이 용이하지 않게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 굴곡부를 굴곡 성형할 때에 금속층의 분리나 균열이 발생되지 않도록 하는 것에 의해 제작을 용이하게 할 수 있도록 하는 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바 및 그 제조방법을 제공하는 데에 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바는 제1금속층의 상부면과 하부면에 각각 제2금속층이 마련된 단면 구조를 가지는 클래드 메탈으로 제조되고, 적어도 한 개 이상의 굴곡부가 마련되는 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바에 있어서, 굴곡부의 굴곡 예정부위의 상단과 하단에 굴곡홈을 형성하고, 상기 굴곡 예정부위를 굴곡하여 굴곡부를 성형한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바는 상기 클래드 메탈의 제1금속층이 알루미늄이고, 제2금속층이 구리인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 제조방법은 클래드 메탈 플레이트를 프레스 금형으로 펀칭하여 부스바 형상으로 성형하는 동시에 굴곡 예정부위의 상단과 하단에 굴곡홈을 형성하는 단계; 상기 클래드 메탈 부스바의 굴곡 예정부위를 프레스 금형으로 굴곡하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 제조방법은 상기 클레드 메탈 플레이트가 구리/알루미늄/구리의 단면 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바 및 그 제조방법에 의하면, 저단가 및 경량화를 실현할 수 있는 클래드 메탈을 이용하여 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바를 용이하게 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바 및 그 제조방법에 의하면, 굴곡부를 성형하는 과정에서 금속층이 분리되거나 균열이 발생되는 등의 불량이 없게 되어 클래드 메탈 부스바의 상품성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명이 관계하는 부스바가 사용되는 변압기 모듈의 평면도,
도 2는 동 변압기 모듈의 구성 부품의 평면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 사시도,
도 4는 동 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 굴곡부 성형과정도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 제조공정도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바 및 그 제조방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바(100)는 제1금속층(101)의 상부면과 하부면에 각각 제2금속층(102)이 마련된 단면 구조를 가진다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바(100)에서 제1금속층(101)은 알루미늄(Al)이고, 제2금속층(102)은 구리(Cu)이다.

하기의 표 1은 구리/알루미늄/구리(CAC)의 단면 구조를 가지는 클래드 메탈의 밀도 및 비저항을 나타낸 것이다.

구분	밀도(g/cm3)	비저항(10-8Ωm)	비고
구리(Cu)	8.89	1.732
알루미늄(Al)	2.71	2.820
구리/알루미늄/구리(CAC10%)	3.95	2.505	편측 두께 10%
구리/알루미늄/구리(CAC10%)	4.56	2.373	편측 두께 15%
구리/알루미늄/구리(CAC10%)	5.18	2.254	편측 두께 20%

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바(100)와 같이 구리를 대체하는 구리/알루미늄/구리의 클래드 메탈을 사용하는 경우 구리 단일 소재와 비교할 때에 저단가 및 경량화를 실현할 수 있게 되고, 알루미늄 단일 소재와 비교할 때 우수한 기계적/전기적 특성을 얻을 수 있게 된다.

즉, 표 1과 같이 구리/알루미늄/구리의 클래드 메탈의 밀도는 구리 대비 40~50%로써 30% 이상의 중량 절감이 가능하게 되고, 구리 대비 20% 이상의 원가절감이 가능하게 된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바(100)는 적어도 한 개 이상의 굴곡부(110)를 포함한다.

도 4는 동 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 굴곡부 성형과정도이다.

도 4의 (a)는 굴곡부의 성형 전의 정면도이고, 도 4의 (b)는 굴곡 예정부위에 굴곡홈을 성형한 상태의 정면도, 도 4의 (c)는 굴곡부를 굴곡 성형한 상태의 정면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바(100)의 굴곡부(110)는 상단과 하단에 굴곡홈(111)이 형성된 굴곡 예정부위(A)를 굴곡 성형하는 것에 의해 성형된다.

즉, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바(100)에 있어서 굴곡부(110)의 굴곡홈(111)은 굴곡부(110)를 굴곡 성형하기 전에 형성된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바(100)는 굴곡홈(111)을 사전에 형성된 굴곡 예정부위(A)를 굴곡하기 때문에 굴곡부(110)의 성형과정에서 특정부위로 하중이 집중되지 않게 되며, 그에 따라 굴곡 성형과정에서 금속층이 분리되거나 균열이 발생하는 등의 불량이 없게 된다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 제조공정도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 제조방법은 클래드 메탈 플레이트를 프레스 금형으로 펀칭하여 부스바 형상으로 성형하는 동시에 굴곡 예정부위의 상단과 하단에 굴곡홈을 형성하는 단계; 상기 클래드 메탈 부스바의 굴곡 예정부위를 프레스 금형으로 굴곡하는 단계;를 포함한다.

즉, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클래드 메탈 부스바의 제조방법은 클래드 메탈 플레이트를 프레스 금형으로 펀칭하여 부스바 형상으로 성형할 때에 굴곡 예정부위의 상단과 하단에 각각 굴곡홈을 형성한다.

다음에 다른 프레스 금형으로 판상 클래드 메탈 부스바의 굴곡 예정부위를 굴곡 성형하여 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바를 완성한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클래드 메탈 부스바의 제조방법과 같이 굴곡 예정부위에 미리 굴곡홈을 형성하게 되면 굴곡부 성형 단계에서 굴곡되는 부위 중의 어느 한 부분에 하중이 집중되지 않게 되므로 굴곡되는 과정에서 금속층이 분리되거나 균열이 발생하지 않게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

100 ; 클래드 메탈 부스바
101 ; 제1금속층
102 : 제2금속층
A : 굴곡 예정부위
110 : 굴곡부
111 : 굴곡홈

Claims (4)

1. 제1금속층(101)의 상부면과 하부면에 각각 제2금속층(102)이 마련된 단면 구조를 가지는 클래드 메탈으로 제조되고, 적어도 한 개 이상의 굴곡부(110)가 마련되는 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바에 있어서,
   굴곡부(110)의 굴곡 예정부위(A)의 상단과 하단에 굴곡홈(111)을 형성하고, 상기 굴곡 예정부위(A)를 굴곡하여 굴곡부(110)를 성형한 것을 특징으로 하는 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 클래드 메탈의 제1금속층(101)은 알루미늄(Al)이고, 제2금속층(102)은 구리(Cu)인 것을 특징으로 하는 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바.
   
3. 클래드 메탈 플레이트를 프레스 금형으로 펀칭하여 부스바 형상으로 성형하는 동시에 굴곡 예정부위의 상단과 하단에 굴곡홈을 형성하는 단계;
   상기 클래드 메탈 부스바의 굴곡 예정부위를 프레스 금형으로 굴곡하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 제조방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   클레드 메탈 플레이트는 구리/알루미늄/구리의 단면 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 굴곡부를 가지는 클래드 메탈 부스바의 제조방법.
   

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