KR20190036333A

KR20190036333A - 냉각플레이트 제조방법

Info

Publication number: KR20190036333A
Application number: KR1020170125444A
Authority: KR
Inventors: 유진호; 김정식
Original assignee: 엠에이치기술개발 주식회사
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-04-04

Abstract

본 발명은 냉각플레이트 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기자동차 및 하이브리드형 자동차의 모터 구동을 위한 동력원 혹은 보조동력원으로 사용되는 배터리모듈을 일정온도로 냉각시키는 냉각플레이트를 제조할 때 일반 다이캐스팅 방식이 아닌 단순 프레스방식과 열박음 방식을 병행함으로써 냉각파이프의 변형을 방지하여 불량이 생기지 않도록 하면서 구조를 간단하게 단순화시켜 신속한 제조가 가능하므로 생산성이 높고, 다양한 형태로의 변형이 용이하여 설계자유도를 증대시킬 수 있는 냉각플레이트 제조방법에 관한 것이다.

Description

냉각플레이트 제조방법{Cooling plate manufacturing method}

일반적으로, 전기자동차 및 하이브리드형 자동차는 자동차의 소음 및 배출가스 등의 공해문제를 해결할 뿐만 아니라 에너지 절약과 관련된 잉여전력을 유효하게 이용하고 장래의 새로운 교통수단으로 적용하는 데에 목표를 두고 적극적으로 개발되고 있다.

이러한 전기자동차와 하이브리드형 자동차는 동력원 및 보조동력원으로 모터를 사용하고 있으며, 모터는 배터리모듈로부터 공급되는 전원을 동력원으로 사용하고 있다.

한편, 전기자동차와 하이브리드형 자동차의 동력원인 배터리모듈은 장시간 사용할 경우, 배터리의 온도가 올라가고 내려가는 열사이클 현상으로 인한 기계적 수명이 단축되기 때문에 이러한 배터리모듈의 온도를 일정하게 유지하면서 효율적으로 사용할 수 있도록 다양한 배터리용 냉각장치가 개발되고 있다.

이때, 배터리모듈은 통상 25-40℃의 온도범위에서 운용되는 것이 효율적인 운전범위이다.

그런데, 종래에는 대량생산이 가능하면서 비교적 복잡한 형상도 쉽게 구현할 수 있는 다이캐스팅 방식으로 배터리용 냉각장치를 제조하고 있기 때문에 다음과 같은 문제점이 발생되었다.

예컨대, 냉각유로를 구현하기 위해 중공식 일반 다이캐스팅(다이 주조)을 해야 하는데 그 과정에서 냉각유로의 변형이 자주 발생되어 불량율이 높고, 정확한 치수로 성형되지 못해 규정된 냉각용량에 미달하는 문제가 야기되었다.

이 경우, 냉각유로의 변형이 발생되면 원하는 냉각작용을 달성할 수 없으므로 배터리모듈의 효율 문제와 직결되며, 치수 불균형도 규정된 냉각용량에 미달할 경우 적정온도로 냉각하지 못하는 문제를 발생시켜 결국 배터리모듈의 효율을 떨어뜨리게 된다.

이를 해결하기 위해서는 정밀다이캐스팅 방식을 도입할 수 있지만, 이는 제조비용이 급상승하기 때문에 대안이 될 수 없는 실정이다.

때문에, 주조 후 검사시에도 반드시 전수검사해야 하므로 신속한 제조가 어렵고, 제조하는데 시간이 많이 걸리는 단점을 파생시킨다.

또한, 불량으로 판정된 경우에는 사용할 수 없기 때문에 폐기해야 하므로 비용과 자원 낭비가 심하다는 문제도 안고 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1262974호(2013.05.02.) '배터리팩용 냉각케이스' 대한민국 특허 등록번호 제10-1761678호(2007.07.20.) '배터리용 냉각장치의 제조방법'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 전기자동차 및 하이브리드형 자동차의 모터 구동을 위한 동력원 혹은 보조동력원으로 사용되는 배터리모듈을 일정온도로 냉각시키는 냉각플레이트를 제조할 때 일반 다이캐스팅 방식이 아닌 단순 프레스방식과 열박음 방식을 병행함으로써 냉각파이프의 변형을 방지하여 불량이 생기지 않도록 하면서 구조를 간단하게 단순화시켜 신속한 제조가 가능하므로 생산성이 높고, 다양한 형태로의 변형이 용이하여 설계자유도를 증대시킬 수 있는 냉각플레이트 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 냉각대상물의 형상에 맞춰 냉각대상물을 냉각시키는 플레이트하우징(100)과, 상기 플레이트하우징(100)에 형성되는 파이프삽입홈(110)과, 상기 파이프삽입홈(110)에 매립 고정되며 냉각수가 유동되는 냉각유로를 구성하는 냉각파이프(120)를 포함하는 냉각플레이트를 제조하는 방법에 있어서; 안착될 냉각대상물의 형상에 맞게 일반 다이 주조방식으로 플레이트하우징(100)을 성형하는 단계; 상기 플레이트하우징(100)을 프레싱하여 일정형상의 파이프삽입홈(110)을 형성하는 단계; 상기 파이프삽입홈(110)에 대응되는 형상의 냉각파이프(120)를 매립 고정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 냉각파이프(120)는 열전도성이 우수한 금속재를 압출하여 파이프형상을 만드는 파이프 압출과정과, 압출된 파이프의 내경에 무기바인더를 채우는 무기바인더 충진과정과, 무기바인더가 충진된 상태에서 상기 파이프삽입홈(110)의 형상에 맞게 밴딩하는 밴딩과정을 거쳐 제조되는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 파이프삽입홈(110)은 상기 플레이트하우징(100)의 배면에서 바닥면 방향으로 프레스하여 홈은 배면에 위치되게 하고 돌출부위는 바닥면에 위치되게 형성하거나 혹은 바닥면에서 배면 방향으로 프레스하여 홈이 바닥면에 위치되게 하고 돌출부위는 배면에 위치되게 형성한 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 파이프삽입홈(110)에 삽입되는 냉각파이프(120)의 단면 형상은 원형 또는 사각형인 것에도 그 특징이 있다. 파이프 삽입홈은 이에 대응되어 반원형 또는 사각형인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각파이프(120)가 삽입된 파이프삽입홈(110)의 홈이 형성된 부분에는 냉각파이프(120)의 분리 이탈을 방지하는 열전도성 테이프 혹은 이탈방지부재로 더 고정한 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 플레이트하우징(100)의 바닥면에는 수평유지를 위해 열전도성 수평판이 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 플레이트하우징(100)의 바닥면과 상기 열전도성 수평판 사이에는 열전도성물질이 채워진 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 열전도성물질은 습도의존성을 줄이면서 정전방지기능도 발현시키도록 IDP(Inherently Dissipative Polymer)와 산화알루미늄과 질화붕소 및 질화알루미늄을 포함하는 폴리올레핀계 페이스트인 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 플레이트하우징(100)의 바닥면에는 수평유지를 위해 잠열성 수평판을 더 설치하되, 상기 잠열성 수평판은 물 70중량%에 빙초산(Glacial Acetic Acide) 15중량%와 리튬브로마이드(LiBr) 15중량%를 녹인 수용액 30중량%와, 상변화 물질인 파라핀 5중량%와, 축냉성을 갖는 2mm 길이의 틴슐레이트 극세사 5중량% 및 나머지 수용성 폴리우레탄수지로 이루어진 조성액을 판상으로 성형한 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 냉각파이프(120)가 상기 파이프삽입홈(110)에 고정되는 방식은 (1) 파이프삽입홈(110)이 형성된 플레이트하우징(100)을 가열하면서 냉각파이프(120)를 프레싱하는 형태로 삽입 고정하는 열박음 방식, (2) 파이프삽입홈(110) 또는 냉각파이프(120)의 외표면에 전도성 페이스트를 도포한 상태에서 냉각파이프(120)를 파이프삽입홈(110)에 삽입한 후 가열챔버로 가열하여 전도성 페이스트를 용융시켜 고정하는 방식, (3) 파이프삽입홈(110)에 필름형태의 열전도성 패드를 깔고 그 위에 냉각파이프(120)를 삽입한 상태에서 이탈방지용 브라켓으로 고정하는 방식, (4) 파이프삽입홈(110)에 가열된 냉각파이프(120)를 삽입한 상태에서 냉각파이프(120) 내부로 고압의 압축공기를 순간적으로 불어 넣어 냉각파이프(120)가 확관되게 하여 고정하는 방식중 어느 하나인 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 냉각파이프(120)의 내경에는 접촉면적을 넓히도록 인위적으로 스크래치가 형성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 스크래치는 요철형태 혹은 돌출형태 혹은 에칭이나 샌딩에 의한 미세흡집 중 어느 하나인 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 프레싱하여 형상을 만든 후 냉각유로 구현용 냉각파이프를 열박음 형태로 박아 고정하는 방식이므로 제조가 용이한 장점이 있다.

둘째, 작업이 쉽고 간편하여 신속한 제작이 가능하다.

세째, 냉각유로의 변형이 없이 불량이 발생하지 않아 제품 품질이 향상된다.

네째, 저렴한 비용으로 제조할 수 있고, 프레싱하는 형태만 바꾸면 냉각유로의 형상변경이 용이하여 설계자유도가 증대되는 장점이 있다.

다섯째, 이미 정해진 치수의 냉각파이프를 박아 고정하는 방식이므로 냉각유로의 치수불량이 생기지 않아 배터리모듈을 규정된 온도범위로 적정 냉각할 수 있다. 즉, 냉각능력이 저하되지 않는다.

도 1은 본 발명 제1실시예에 따른 제조방법에 따라 제조된 냉각플레이트의 예시도이다.
도 2는 도 1의 배면 형상을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명 제2실시예에 따른 제조방법에 따라 제조된 냉각플레이트의 예시도이다.
도 4는 도 3의 배면 형상을 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명 제3실시예에 따른 제조방법에 따라 제조된 냉각플레이트의 예시도이다.
도 6은 도 5의 배면 형상을 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명 제4실시예에 따른 제조방법에 따라 제조된 냉각플레이트의 예시도이다.
도 8은 도 7의 배면 형상을 보인 예시도이다.
도 9는 본 발명 실시예들에 따른 냉각파이프의 내구 구조를 보인 예시적인 단면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

[제1실시예]

본 발명에 따른 냉각플레이트 제조방법에 앞서, 제조될 냉각플레이트의 형상과 구조에 대해 먼저 설명하기로 한다.

예컨대, 도 1 및 도 2의 예시와 같이, 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조되는 냉각플레이트는 자동차용 부품소재이므로 내구성과 안전성 및 안정성을 확보할 수 있도록 금속재로 성형되며, 특히 냉각대상물, 이를 테면 배터리모듈을 안착시킬 수 있도록 상부가 개방된 박스 형상의 플레이트하우징(100)을 포함한다.

즉, 냉각플레이트의 외형을 구성하는 플레이트하우징(100)이 단순화된다.

이러한 플레이트하우징(100)은 다양한 방식으로 구현될 수 있지만, 일반 다이 주조방식으로 제조됨이 가장 바람직하다.

이것은 종래 중공형 다이캐스팅과 달리 냉각유로까지 다이캐스팅할 필요가 없어 단순히 상부가 개방된 박스형상만 만드는 것이므로 매우 쉽고 빠른 제조가 가능하기 때문이다.

여기에서, 상기 플레이트하우징(100)은 바람직한 예로 상부가 개방된 박스 형상으로 도시 설명하였으나, 냉각대상물의 형상에 따라 달라질 수 있으므로 반드시 도시된 형상에 국한되지는 않는다.

이를 테면, 박스형 뿐만 아니라, 원통형, 평판형, 원판형 등 냉각대상물의 형상에 맞춰 다양한 형태로 변형될 수 있는 것이다.

그리고, 상기 플레이트하우징(100)의 바닥면에는 반원형 단면을 갖는 파이프삽입홈(110)이 돌출되게 형성된다.

즉, 플레이트하우징(100)의 배면에는 도 2와 같이 개방된 형태이고, 플레이트하우징(100)의 바닥면에는 도 1과 같이 밀폐된 형태를 갖도록 반원형 단면을 갖는 파이프삽입홈(110)이 형성된다.

이러한 파이프삽입홈(110)은 후술되는 바와 같이 프레스 성형에 의해 형성된다.

아울러, 상기 파이프삽입홈(110)에는 그와 대응되는 형상으로 냉각파이프(120)가 매립된다.

이때, 상기 냉각파이프(120)는 열박음 방식으로 고정됨이 바람직하며, 따라서 상기 파이프삽입홈(110)의 깊이는 상기 냉각파이프(120)의 직경보다 커야 한다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명 제1실시예에 따른 냉각플레이트 제조방법은 다음과 같다.

먼저, 안착될 냉각대상물의 형상에 맞게 플레이트하우징(100)을 제조하는 단계가 수행된다.

상기 플레이트하우징(100)을 제조하는 단계는 일반 다이주조 방식을 통해 성형되어 제조됨이 바람직하다.

이 경우, 본 발명에서는 결코 중공형 다이캐스팅 방식으로 성형되지 않는다는 점에 주목해야 한다.

즉, 종래 방식인 중공형 다이캐스팅은 다이주조시 냉각유로까지 함께 성형하는 방식이므로 앞서 설명한 바와 같이 냉각유로의 치수변형, 막힘 등 불량율이 매우 높기 때문에 본 발명에서는 단지 냉각대상물, 이를테면 배터리모듈의 형상에 맞는 플레이트하우징(100)만 일반 다이주조 방식으로 성형하기 때문에 신속한 제조가 가능하며, 플레이트하우징(100) 자체는 정밀한 치수를 요하지 않기 때문에 불량이 생길 이유도, 필요도 없는 것이다.

이렇게 하여, 플레이트하우징(100)이 제조되면 이어 상기 플레이트하우징(100)에 파이프삽입홈(110)을 형성하는 단계가 수행된다.

상기 파이프삽입홈(110)은 프레스 가압방식으로 한 번에 성형된다. 즉, 프레스의 압력에 의해 포밍되는 것이다.

이때, 상기 파이프삽입홈(110)은 반원형상으로 형성됨이 바람직하며, 도 1,2의 예시와 같이 플레이트하우징(100)의 배면에서 프레싱하여 바닥면 쪽으로 돌출되게 구성함이 바람직하다.

즉, 도 2와 같이 플레이트하우징(100)의 배면에 요홈 형태로 파이프삽입홈(110)이 형성되는 것이며, 플레이트하우징(100)의 바닥면에서 볼 때는 도 1의 예시와 같이 반원형 단면을 갖는 파이프삽입홈(110) 부분이 돌출된 형상을 갖게 된다.

그리고, 배터리모듈과 같은 냉각대상물은 상기 플레이트하우징(100)의 바닥면에 안착된다.

이와 같이, 본 발명은 일정형상으로 다이 주조된 플레이트하우징(100)을 단순하게 가압하는 것만으로 간단하게 성형할 수 있어 신속하게 작업할 수 있으며, 무엇보다도 파이프삽입홈(110)을 오차나 불량없이 정확하게 형성할 수 있는 장점을 제공한다.

물론, 상기 파이프삽입홈(110)이 도 1,2와 반대되는 방향으로 요입 혹은 돌출되게 변형할 수도 있는데, 이에 대해서는 다른 실시예로 후술하기로 한다.

뿐만 아니라, 상기 파이프삽입홈(110)의 배열 형상도 다양하게 형성할 수 있는데, 본 발명에 따른 제1실시예에서는 도 1 및 도 2의 예시와 같이, 플레이트하우징(100)의 길이방향으로 배열되는 한 개와, 플레이트하우징(100)의 폭방향으로 배열되는 다른 한 개가 한 쌍을 이루도록 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 파이프삽입홈(110)의 배열 형상은 플레이트하우징(100)의 길이방향으로 두 개가 서로 떨어져 평행하게 쌍을 이루도록 구성할 수도 있다.

나아가, 상기 파이프삽입홈(110)의 배열 형상은 플레이트하우징(100)의 폭방향으로 두 개가 서로 떨어져 평행하게 쌍을 이루도록 구성할 수도 있다.

아울러, 상기 파이프삽입홈(110)의 배열 형상은 서로 같은 방향 혹은 서로 다른 방향으로 배열된 다수 쌍을 갖도록 구현할 수도 있는데, 이것은 특정부위만 집중적으로 더 냉각할 필요가 있을 때 파이프삽입홈(110)에 매립되는 냉각파이프(120)를 통해 순환시키는 냉각수의 냉각온도를 달리하여 구배를 줄 수 있어 냉각온도 제어상의 편리성과 용이성을 확보하는 장점을 제공한다.

이후, 냉각파이프(120) 설치단계가 수행된다.

상기 냉각파이프(120) 설치단계는 상기 파이프삽입홈(110)에 냉각유로를 구성할 냉각파이프(120)를 매립 고정하는 단계로서, 열박음 방식으로 이루어진다.

이때, 열박음을 위해 상기 파이프삽입홈(110)과 냉각파이프(120)의 직경은 같게 형성되어야 하며, 다만 파이프삽입홈(110)의 깊이가 냉각파이프(120)의 직경보다 더 크게 형성되게 하여 냉각파이프(120)가 완전히 매립되는 형태로 열박음되어야 한다.

그리고, 열박음은 파이프삽입홈(110)이 형성된 플레이트하우징(100)을 가열하면서 냉각파이프(120)를 프레싱하는 형태로 열박음할 수 있는데, 열박음 효율을 높이기 위해 냉각파이프(120)를 냉각한 상태에서 프레싱하여 열박음할 수도 있다.

이렇게 하여, 냉각파이프(120)가 설치됨으로써 본 발명에 따른 냉각플레이트가 완성된다.

이때, 상기 냉각파이프(120)는 상기 파이프삽입홈(110)의 형상에 맞게 가공되어야 하므로 다음과 같은 과정을 거쳐 제조된다.

즉, 상기 냉각파이프(120)는 열전도성이 우수한 금속재를 압출하여 파이프형상을 만드는 파이프 압출과정과, 압출된 파이프의 내경에 무기바인더를 채우는 무기바인더 충진과정과, 무기바인더가 충진된 상태에서 상기 파이프삽입홈(110)의 형상에 맞게 밴딩하는 밴딩과정을 거쳐 제조된다.

여기에서, 상기 무기바인더 충진과정에서 무기바인더를 채우는 이유는 파이프를 밴딩할 때 변형을 억제하되, 특히 곡관부의 변형에 따른 치수불량을 막기 위한 것이다.

이 경우, 바람직한 무기바인더로는 모래를 들 수 있으며, 밴딩이 완료된 후에는 무기바인더, 이를 테면 모래를 빼내면 된다.

덧붙여, 무기바인더를 충진하는 방법은 파이프의 양단을 규정길이보다 더 길게 하여 여유있게 한 상태에서 일단을 마게로 막고 무기바인더를 충진한 다음 타단을 막는다. 그런 다음, 밴딩 성형하고, 성형 완료 후 규정길이에 맞춰 각 단부를 잘라낸 후 모래를 빼내면 된다.

또한, 열박음시에도 변형이 발생하지 않도록 하기 위해 무기바인더를 충진한 상태에서 열박음시키는 것이 좋다.

그리고, 밴딩 성형시 뿐만 아니라, 열박음시에는 마게가 막고 있기 때문에 무기바인더가 흘러나오지 않으므로 성형시 장애요인이 되지 않는다.

아울러, 열박음 방식으로 매립 고정된 경우, 충분한 고정력을 갖지만, 더 완벽한 고정력을 구현하여 냉각파이프(120)의 분리 이탈을 원천봉쇄할 수 있도록 파이프삽입홈(110)의 개방된 부분을 열전도성 테이프 혹은 이탈방지부재 등으로 더 고정할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 냉각플레이트 제조방법은 기존 중공형 다이캐스팅에 비해 냉각유로의 변형이 발생하지 않아 불량을 방지하면서 신속하고 편리하며 용이하게 제조할 수 있는 특장점을 제공한다.

뿐만 아니라, 제조공정이 간단하여 제조비용도 절감하는 효과도 얻을 수 있다.

다른 변형예로, 상기 플레이트하우징(100)의 바닥면은 냉각대상물을 수평상으로 배치할 수 있도록 평탄화되게 열전도성 수평판이 안착될 수 있다.

이것은 파이프삽입홈(110)이 돌출되면서 울퉁불퉁한 형상을 갖게 되므로 이를 평평하게 하기 위함이며, 나아가 열전도율을 전체면에 걸쳐 고르고 균일하게 하기 위해 열전도성 수평판을 사용하는 것이다.

이때, 상기 파이프삽입홈(110)들 사이의 공간에는 열전도성물질이 채워질 수 있다. 즉, 열전도성물질이 채워진 상태에서 그 위에 열전도성 수평판이 안착 고정되는 구조가 될 수 있다.

이 경우, 열전도성물질은 습도의존성을 줄이면서 정전방지기능도 발현시키도록 IDP(Inherently Dissipative Polymer)와 산화알루미늄과 질화붕소 및 질화알루미늄을 포함하는 폴리올레핀계 페이스트가 될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 열전도성 수평판 대신 잠열성 수평판을 사용할 수도 있다.

상기 잠열성 수평판은 냉각시 쿨링성을 장시간 동안 유지하도록 하는 플레이트로서, 물 70중량%에 빙초산(Glacial Acetic Acide) 15중량%와 리튬브로마이드(LiBr) 15중량%를 녹인 수용액 30중량%와, 상변화 물질인 파라핀 5중량%와, 축냉성을 갖는 2mm 길이의 틴슐레이트 극세사 5중량% 및 나머지 수용성 폴리우레탄수지로 이루어진 조성액을 판상으로 성형한 것을 사용한다.

이때, 빙초산은 어느점이 14.5℃ 이상으로서 상온에서도 어는 특성이 있어 쿨링성을 강화시키며, 리튬브로마이드는 흡습성이 매우 커 주변의 수분을 끌어 당기면서 쿨링성을 증대시키므로 첨가 사용된다.

그리고, 상기 파라핀은 대표적인 상변화물질로서 잠열 특성이 있고, 상기 틴슐레이트 극세사는 열 보지력(保持力)이 크기 때문에 냉각시에도 축냉성을 강화시키는 특성이 있어 잠열성 수평판 기능에 기여한다.

[제2실시예]

본 발명에 따른 제2실시예는 도 3 및 도 4의 예시와 같이, 파이프삽입홈(110)을 형성하는 방향만 다를 뿐 나머지 구성 및 변형예들은 앞서 설명한 제1실시예와 같다.

즉, 본 발명에 따른 제2실시예는 파이프삽입홈(110)을 형성할 때 플레이트하우징(100)의 바닥면에서 배면을 향해 프레싱함으로써 요홈은 바닥면에 형성되게 하고 반원형상의 단면을 갖는 돌출된 부분은 배면에 형성되게 제조하는 것만 다를 뿐이다.

[제3실시예]

본 발명에 따른 제3실시예는 도 5 및 도 6의 예시와 같이, 파이프삽입홈(110) 및 이에 매립 고정되는 냉각파이프(120)의 형상이 사각이라는 점만 다를 뿐 나머지 구성 및 변형예들은 앞서 설명한 제1실시예와 같다.

즉, 본 발명에 따른 제3실시예는 파이프삽입홈(110)을 형성할 때 반원형 단면이 아닌 사각형 단면을 갖도록 프레싱하고, 이에 대응되는 형상의 냉각파이프(120)를 열박음하여 구현한 것이다.

[제4실시예]

본 발명 제4실시예는 도 7 및 도 8의 예시와 같이, 파이프삽입홈(110) 및 이에 매립 고정되는 냉각파이프(120)의 형상이 사각이라는 점만 다를 뿐 나머지 구성 및 변형예들은 앞서 설명한 제2실시예와 같다.

즉, 본 발명에 따른 제4실시예는 파이프삽입홈(110)을 형성할 때 반원형 단면이 아닌 사각형 단면을 갖도록 프레싱하고, 이에 대응되는 형상의 냉각파이프(120)를 열박음하여 구현한 것이며, 파이프삽입홈(110)을 형성할 때 플레이트하우징(100)의 바닥면에서 배면을 향해 프레싱함으로써 요홈은 바닥면에 형성되게 하고 사각형 단면을 갖는 돌출된 부분이 배면에 형성되게 제조된다.

[제5실시예]

본 발명에 따른 제5실시예는 냉각파이프(120)를 파이프삽입홈(110)에 고정하는 방식이 앞서 설명한 실시예들과 다르게 구현되는 예를 보여 준다.

즉, 앞서 설명한 제1,2,3,4실시예에서는 냉각파이프(120)를 파이프삽입홈(110)에 열박음하여 매립 고정하는 예를 설명하고 있으나, 본 발명 제5실시예에서는 상기 파이프삽입홈(110) 또는 냉각파이프(120)의 외표면에 전도성 페이스트를 도포한 상태에서 냉각파이프(120)를 파이프삽입홈(110)에 삽입하고, 그 상태에서 가열챔버를 이용하여 가열함으로써 전도성 페이스트를 용융시켜 일종의 접착 방식으로 고정시키는 형태로의 변형예이다.

이렇게 하면, 열박음에 필요한 부대설비를 더 갖출 필요가 없어 공정 및 설비 간소화를 더 구현할 수 있다.

[제6실시예]

본 발명에 따른 제6실시예는 냉각파이프(120)를 파이프삽입홈(110)에 고정하는 방식이 앞서 설명한 실시예들과 다르게 구현되는 예를 보여 준다.

즉, 앞서 설명한 제1,2,3,4실시예에서는 냉각파이프(120)를 파이프삽입홈(110)에 열박음하여 매립 고정하는 예를 설명하고 있으나, 본 발명 제6실시예에서는 상기 파이프삽입홈(110)에 필름형태의 열전도성 패드를 깔고 그 위에 냉각파이프(120)를 삽입한 상태에서 이탈방지용 브라켓으로 고정하는 형태로의 변형예이다.

이 경우, 상기 열전도성 패드는 일부 구간에만 깔릴 수도 있고, 또는 전체 구간에 깔릴 수도 있는 바, 냉각대상물에 따라 여러 형태로 변형될 수 있다. 또한, 이러한 전도성 패드 삽입은, 열박음 방식이나, 페이스트 도포방식, 압축공기에 의한 확관방식에도 모두 적용될 수 있다. 이러한 변형예는 집중적인 냉각이 필요한 경우 적용할 수 있다.

특히, 열전도성 패드는 장기간 사용시 접촉력이 떨어지는 변형 발생시 열전도율이 저하되는 것을 방지하기 위함이며, 이때 열전도성 패드는 플렉시블한 재질로 구현하여 완충성 및 소음을 흡수하는 흡음성 강화 기능도 수행할 수 있다.

또한, 이탈방지용 브라켓을 사용하지 않고, 파이프삽입홈(110)의 개방된 상단 좌우를 중앙으로 뭉게서 고정시킬 수도 있을 것이다. 이것이 가능한 이유는 앞서 설명하였듯이, 무기파인더를 파이프 속에 충진하고 있는 경우 가압해도 파이프가 쉽게 변형되지 않기 때문이다.

[제7실시예]

본 발명에 따른 제7실시예는 냉각파이프(120)를 파이프삽입홈(110)에 고정하는 방식이 앞서 설명한 실시예들과 또다르게 구현되는 예를 보여 준다.

즉, 앞서 설명한 제1,2,3,4실시예에서는 냉각파이프(120)를 파이프삽입홈(110)에 열박음하여 매립 고정하는 예를 설명하고 있으나, 본 발명 제7실시예에서는 상기 파이프삽입홈(110)에 가열된 냉각파이프(120)를 삽입한 상태에서 냉각파이프(120) 내부로 고압의 압축공기를 순간적으로 불어 넣어 냉각파이프(120)가 확관되게 함으로써 걸림 고정되게 하는 형태로의 변형예이다.

이 경우에는 무기바인더가 충진되지 않아야 한다. 그러므로, 무기바인더가 충진된 상태로 냉각파이프를 삽입하고, 무기바인더를 제거하여 압축공기를 불어넣어 확관시킨다.

이와 같이, 본 발명은 다양한 형태로 변형될 수 있다.

덧붙여, 본 발명에 따른 실시예들에 사용되는 냉각파이프(120)의 내부를 도 9와 같은 단면 형태를 갖도록 변형할 수도 있다.

예컨대, 도 9의 (a)와 같이, 냉각파이프(120)의 내경에 요철부(122)가 형성되게 할 수 있다.

이때, 상기 요철부(122)는 냉각파이프(120)를 압출할 때 특정 형상을 갖도록 압출과 동시에 리니어하게 형성할 수 있는데, 일종의 임의적 스크래치라고 보면 된다.

이것은 다양한 형상이 될 수 있는데, 이를 테면 삼각, 사각 등의 각형이 될 수 있으며, 내주면 전체 혹은 부분적으로 띄엄띄엄 형성될 수 있다.

또한, 도 9의 (b)와 같이, 돌기(124)를 형성할 수도 있으며, 도 9의 (c)와 같이 에칭이나 샌딩을 통해 미세흠집(126)을 일부러 형성할 수도 있다.

이를 통해, 냉각파이프(120)의 내부 단면적을 증대시킬 수 있고, 이는 냉각수 유동시 내부 접촉면적을 증가시켜 열전도율을 향상시키게 되므로 결국 냉각효과를 높이게 된다.

뿐만 아니라, 이와 같은 내경 스크래치는 냉각파이프(120)를 만들기 위해 성형하거나 밴딩할 때 직경 축소 등으로 인한 변형을 방지하는 효과도 얻을 수 있다.

100: 플레이트하우징
110: 파이프삽입홈
120: 냉각파이프

Claims

냉각대상물을 안착시키는 플레이트 하우징(100)에 설치된 냉각파이프(120)를 통해 냉각매체를 유동시켜 냉각대상물을 냉각시키기 위한 냉각플레이트를 제조하는 방법에 있어서,
안착될 냉각대상물의 형상에 맞게 플레이트하우징(100)을 성형하는 단계;
상기 플레이트하우징(100)을 프레싱하여 일정형상의 파이프삽입홈(110)을 형성하는 단계;
상기 파이프삽입홈(110)에 대응되는 형상의 냉각파이프(120)를 삽입 고정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 냉각파이프(120)는,
파이프의 내경에 무기바인더를 채우는 무기바인더 충진과정과,
무기바인더가 충진된 상태에서 상기 파이프삽입홈(110)의 형상에 맞게 밴딩하는 밴딩과정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 2에 있어서,
상기 냉각파이프(120)는 열전도성이 우수한 금속재를 압출하여 파이프형상을 만들고, 그 파이프에 무기바인더를 충진시켜 밴딩하는 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각파이프(120)는, 파이프 속에 무기바인더를 충진시키고, 무기바인더가 충진된 상태에서 상기 파이프 삽입홈(110)에 강제 끼움 방식으로 삽입하는 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 파이프 삽입홈(110)의 깊이는, 상기 냉각파이프(120)의 직경보다 더 크게 형성되어, 냉각파이프(120)가 파이프삽입홈(110)의 외측으로 돌출되지 않도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 파이프삽입홈(110)은, 상기 플레이트하우징(100)의 배면에서 바닥면 방향으로 프레스하여,
상기 파이프 삽입홈(110)이 배면에 위치되게 하고 돌출부위는 바닥면에 위치되게 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 파이프삽입홈(110)은, 상기 플레이트하우징(100)의 바닥면에서 배면 방향으로 프레스하여,
상기 파이프 삽입홈(110)이 바닥면에 위치되게 하고 돌출부위는 배면에 위치되게 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 파이프삽입홈(110)의 단면 형상은 반원형이고, 상기 파이프삽입홈(110)에 삽입되는 냉각파이프(120)의 단면 형상은 원형인 것을 특징으로 하는 냉각 플레이트 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 파이프삽입홈(110)과, 상기 파이프삽입홈(110)에 삽입되는 냉각파이프(120)의 단면 형상은 사각형인 것을 특징으로 하는 냉각 플레이트 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각파이프(120)가 삽입된 파이프삽입홈(110)의 홈이 형성된 부분에는 냉각파이프(120)의 분리 이탈을 방지하는 열전도성 테이프 혹은 이탈방지부재로 더 고정한 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각파이프(120)가 삽입된 파이프삽입홈(110)의 개방된 상단 좌우를 중앙으로 뭉게서 냉각파이프(120)를 고정시키는 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 파이프삽입홈(110)에 필름형태의 열전도성 패드를 깔거나 또는 냉각파이프(120)의 하면부에 열전도성 패드를 감싸고서 강제 끼움 방식으로 파이프 삽입홈(110)에 삽입하는 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 12에 있어서,
상기 열전도성 패드는, 상기 파이프삽입홈(110)의 일부 구간에만 삽입 되는 것을 특징으로 하는 냉각 플레이트 제조방법.
청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각파이프(120)의 내경에는 접촉면적을 넓히도록 인위적으로 스크래치가 형성된 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.
청구항 14에 있어서,
상기 스크래치는 요철형태 혹은 돌출형태 혹은 에칭이나 샌딩에 의한 미세흡집 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 냉각플레이트 제조방법.