KR20190127013A - 전류 검출용 저항기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전류 검출용 저항기 및 그 저항기의 제조방법에 관한 것으로, 전류 검출을 위한 저항용 금속판에 절연상태로 방열용 금속판을 밀착시켜 저항용 금속판에 전류가 흐르는 경우 발생되는 열을 신속하게 방열시켜 전류 검출시 정밀도를 높일 수 있도록, 전류 검출을 위한 저항용 금속판과, 상기 저항용 금속판이 일면에 부착되는 절연 및 접합용 시트와, 상기 절연 및 접합용 시트의 타면에 부착되어 상기 저항용 금속판에서 발생되는 열을 방출하는 방열용 금속판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전류 검출용 저항기와, 그와 같은 저항기의 제조방법을 제공한다.

Description

전류 검출용 저항기 및 그 제조방법{ A CURRENT DETECTION RESISTOR AND THE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 전류 검출용 저항기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 서로 다른 두개의 비철금속을 접합하여 전류를 검출시 발생되는 열을 신속하게 방열시켜 전류 검출시 정밀도를 높일 수 있는 전류 검출용 저항기 및 그 저항기의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 다양한 전기기기는 정격이라 불리는 기기의 사용조건과 그 성능의 범위를 가지고 있다.

이에 전기기기에 있어서 과전류에 대한 회로의 보호 기능을 부여하기 위해 금속판 저항체를 사용한 전류검출용 저항기의 이용이 이루어지고 있으며, 전류검출용 저항기는 션트 저항체(shunt resistor) 또는 간단히 션트라고도 한다.

이러한 전류검출용 저항기는 전류를 측정하기 위해 회로 중간에 저항체를 삽입하고, 그 저항체의 양단에서 발생하는 전압차를 이용하여 전류값을 측정하는 것으로, 자동차의 충방전 상태 검출하기 위한 목적 외에도 배터리 누설전류 방지, 컴퓨터 등의 전류 검출회로, DC-DC 변환 모듈, DC-AC 변환모듈 등에 폭넓게 사용하고 있다.

이러한 전류검출용 저항기의 일 예로 등록특허 제10-1135712호(참고문헌)가 제안된 바 있다. 이는 배선이 접합되는 션트 저항체와 그 접합방법에 관한 것으로, 이의 션트 저항체는 적어도 하나 이상의 접속 단자를 가지고, 상기 접속 단자에 각각 심선과 상기 심선을 둘러싸는 절연재로 구성된 배선의 심선이 접합되는 션트 저항체에 있어서, 상기 션트 저항체의 일측에 적어도 하나 이상의 관통홀이 구비되고, 상기 배선의 절연재가 상기 관통홀을 통과하며, 관통홀을 통과하는 절연재 외주면의 적어도 일부가 관통홀 내주면의 적어도 일부와 접촉되어 배선에 외력이 작용할 때 마찰력을 작용하도록 되고, 절연재 단부로부터 노출된 심선이 상기 접속단자에 접합되는 것을 특징으로 한다.

그런데 상기 참고문헌에 지시된 바와 같은 종래의 전류검출용 저항기(션트 저항체)는 배선 연결 후 전류를 감지시 발생되는 열의 신속한 방열이 이루어지지 못해 전류 검출의 오차가 발생 우려가 높다.

아울러, 이러한 전류검출용 저항기에 과전류가 흐르는 경우 과열로 인한 소손으로 인해 전류검출용 저항기의 수명 단축의 원인이 된다.

참고문헌 : 등록특허 제10-1135712호

따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 전류 검출을 위한 저항용 금속판에 절연상태로 방열용 금속판을 밀착시켜 저항용 금속판에 전류가 흐르는 경우 발생되는 열을 신속하게 방열시켜 전류 검출시 정밀도를 높일 수 있는 전류 검출용 저항기 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히 본 발명은 서로 다른 금속 재질의 저항용 금속판 및 방열용 금속판을 절연시트의 양면에 부착하여 저항용 금속판과 방열용 금속판 사이의 절연을 확보한 전류 검출용 저항기 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

전류 검출을 위한 저항용 금속판과, 상기 저항용 금속판이 일면에 부착되는 절연 및 접합용 시트와, 상기 절연 및 접합용 시트의 타면에 부착되어 상기 저항용 금속판에서 발생되는 열을 방출하는 방열용 금속판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전류 검출용 저항기를 제공한다.

이때, 상기 저항용 금속판은 0.1 ~ 5mm의 두께를 갖는 망간합금으로 이루지는 몸체에 전선을 연결할 수 있는 제1 및 제2전극부가 형성되고, 상기 절연 및 접합용 시트는 0.06 ~ 0.2mm의 두께를 갖는 PET재질의 필름으로 이루어지며, 상기 방열용 금속판은 0.1 ~ 10mm의 두께를 갖는 구리재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은;

절연 및 접합용 시트의 일면에 전류 검출을 위한 저항용 금속판을 밀착시키고, 상기 절연 및 접합용 시트의 타면에 상기 저항용 금속판에서 발생되는 열을 방출하는 방열용 금속판을 밀착시킨 상태에서 열압착하여 일체로 접합하는 제1단계; 상기 저항용 금속판 표면에 회로 역할을 하는 몸체부분과 일측에 전선을 연결할 수 있는 제1 및 제2전극부 부분을 구분하여 상기 몸체 부분에 절연층을 형성하는 제2단계; 상기 제1 및 제2전극부 부분에 니켈텅스텐 도금을 수행하여 제1 및 제2접속층을 형성하는 제3단계; 및 상기 저항용 금속판 표면가공을 통해 회로 가능을 하는 몸체와 상기 제1 및 제2접속층이 형성되는 제1 및 제2전극부을 구분 형성하는 제4단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 전류 검출용 저항기의 제조방법도 제공한다.

그리고, 상기 제1단계 이후 제2단계 이전에, 상기 절연 및 접합용 시트의 가장자리를 따라 드릴 가공 등을 통해 하나 이상의 관통홀을 형성하는 제5단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 전류 검출을 위한 저항용 금속판에 절연 및 접합용 시트를 매개로 방열용 금속판을 일체로 부착함으로서 전류 검출을 위해 저항용 금속판에 전류가 흐르는 경우 발생되는 열이 절연 및 접합용 시트를 매개로 방열용 금속판에 전달되어 공기중에 신속하게 방열시켜 전류 검출시 정밀도를 높일 수 있다.

특히 본 발명은 전기 자동차의 밧데리의 과전류 검출시 신속한 방열이 가냉해 전류 검출의 오차 발생을 줄여줌은 물론, 과열로 인한 전류 검출용 저항기의 소손 및 수명 단축을 방지하는 효과가 있다.

도 1는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 검출용 저항기의 상부 및 하부를 도시한 사시도이다.
도 2은 본 발명에 따른 전류 검출용 저항기의 접합 단면 구조를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 검출용 저항기의 제조 공정도이다.

이하 본 발명에 따른 전류 검출용 저항기를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 전류검출용 저항기(100)는, 전류 검출을 위한 저항용 금속판(110)에 절연 및 접합용 시트(120)를 매개로 방열용 금속판(130)을 밀착시켜 저항용 금속판(110)에 전류가 흐르는 경우 발생되는 열을 방열용 금속판(130)을 통해 공기중으로 신속하게 방열시켜 전류검출용 저항기(100)를 이용한 전류 검출시 정밀도를 높일 수 있다.

이와 같은 본 발명은 전류 검출을 위한 제1 및 제2접속단자부(112,113)가 형성되는 저항용 금속판(110)과, 상기 저항용 금속판(110)이 일면에 부착되는 절연 및 접합용 시트(120)와, 상기 절연 및 접합용 시트(120)의 타면에 부착되어 상기 저항용 금속판(110)에서 발생되는 열을 방출하는 방열용 금속판(130)으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.

상기 저항용 금속판(110)은 전류를 검출하기 위한 회로 기능을 하는 것으로, 그 몸체(111)는 0.1 ~ 5mm의 두께를 갖는 비철금속으로 이루어진다. 특히 저항용 금속판(110)의 몸체(111) 면적은 재질 특성에 따른 저항 및 유전율과 두께 등에 따라 달라지며, 아울러 사용 용도에 따라 몸체(111)의 사이즈는 달라질 수 있다.

이러한 저항용 금속판(110)의 몸체(111)는 비철금속인 망간합금을 사용하고, 그 몸체(111)는 회로의 기능을 하는 것으로, 이러한 몸체(111)에는 전선을 연결할 수 있는 제1 및 제2전극부(112,113)가 형성된다.

물론 상기 저항용 금속판(110)의 재질은 상기 망간합금 이외에도 니켈합금, 크롬합금, 망간니켈합금 등 저항성을 가진 비철금속으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 저항용 금속판(110)과 방열용 금속판(130) 사이에 구비되는 절연 및 접합용 시트(120)는 저항용 금속판(110)과 방열용 금속판(130)간의 전기적인 쇼트(short)를 차단하기 위한 절연체의 기능을 수행한다. 이러한 절연 및 접합용 시트(120)는 PET재질의 필름을 사용하며, 이 경우 열을 빠르게 타면으로 열전달이 가능하도록 그 두께는 예를 들어 0.06 ~ 0.2mm를 갖는 필름을 사용한다.

물론 상기 절연 및 접합용 시트(120)의 재질은 상기 PET재질 이외에도 PC, PP 등 절연성을 갖는 합성수지재로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 방열용 금속판(130)은 전류를 검출하는 과정에서 저항용 금속판(110)에서 발생되는 열을 공기중으로 신속하게 방열하는 기능을 하는 것으로, 그 몸체(131)는 0.1 ~ 10mm의 두께를 갖는 비철금속으로 이루어진다.

특히 상기 방열용 금속판(130)의 몸체(131) 면적과 두께는 재질과 상기 저항용 금속판(110)의 면적 및 방열 상태 등은 물론 사용용도를 고려하여 그 사이즈를 달리하여 제작할 수 있다.

이러한 방열용 금속판(130)의 몸체(131)는 열전도가 우수한 구리(Cu)(또는 동)를 사용하지만, 그 외에도 알루미늄 등 열전도율이 우수한 비철금속으로 이루어질 수 있다.

이러한 저항용 금속판(110)과 방열용 금속판(130)은 동일한 재질이 아닌 서로 다른 성질을 갖는 비철금속들을 사용하며, 이들 저항용 금속판(110)과 방열용 금속판(130) 사이에는 절연 및 접합용 시트(120)를 열압착 등의 방식으로 일체로 결합하여 제조된다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참고로 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 검출용 저항기의 제조 과정을 설명한다.

우선 0.1 ~ 5mm의 두께를 갖는 망간합금 재질의 저항용 금속판(110)과, 0.06 ~ 0.2mm 두께를 갖는 PET 재질의 절연 및 접합용 시트(120)와, 0.1 ~ 10mm의 두께를 갖는 구리 재질의 방열용 금속판(130)을 준비한다.(S1)

물론 이러한 저항용 금속판(110)과 절연 및 접합용 시트(120) 그리고 방열용 금속판(130)의 제작 순서는 임의로 바꿔 수행함도 가능하다.

이와 같이 재단한 절연 및 접합용 시트(120)의 일면에는 저항용 금속판(110)을 말착시키고, 상기 절연 및 접합용 시트(120)의 타면에는 방열용 금속판(130)을 말착시킨 상태에서 열압착을 수행하여 절연 및 접합용 시트(120)의 양면에 저항용 금속판(110)과 방열용 금속판(130)이 절연상태를 유지하면서 일체화시킨다.(S2)

이 경우 상기 절연 및 접합용 시트(120)의 사이즈를 상대적으로 크게 형성하여 절연 및 접합용 시트(120)의 일면 중앙에 방열용 금속판(110)이 위치하고, 절연 및 접합용 시트(120)의 타면 중앙에 저항용 금속판(130)이 위치하도록 밀착시켜 일체로 접합한다. 특히 상기 절연 및 접합용 시트(120)의 양면에는 접착제를 도포한 후 저항용 금속판(110)과 방열용 금속판(110)을 밀착시키고 열압착을 가해 일체로 결합함으로서 추후 절연 및 접합용 시트(120)에서 저항용 금속판(110)과 방열용 금속판(130)이 박리되는 것을 방지함이 바람직하다.

다음으로 상기 절연 및 접합용 시트(120)의 가장자리를 따라 드릴 가공 등을 통해 하나 이상의 관통홀(121)을 형성한다.(S3)

이러한 관통홀(121)은 추후 저항용 금속판(130) 표면에 회로 역할을 하는 몸체(111) 일측에 전선을 연결할 수 있는 제1 및 제2전극부(112,113)를 형성하기 위해 지그에 안정적으로 지지될 수 있는 지그고정홀의 기능을 수행한다.

그리고 상기 몸체(111)에 PSR잉크 또는 커버레이 등을 도포 또는 부착하여 절연층(140)을 형성하여 추후 저항기(100)를 사용시 외부 도체와의 접촉으로 인한 전기적인 쇼트를 방지하고, 후공정인 니켈텅스텐 도금시 몸체(111) 표면에 니켈텅스텐도금이 형성되는 것도 방지한다.(S4)

이 경우 상기 절연층(140)은 상기 저항용 금속판(130) 전체에 형성되는 것이 아니라 몸체(111) 부분에만 형성하고 제1 및 제2전극부(112,113) 부분은 절연층(140)을 형성하지 않고 노출시키게 된다.

이상의 공정을 수행한 후 제1 및 제2전극부(112,113) 형성부위에 전선을 납땜 등으로 용이하게 연결할 수 있도록 제1 및 제2접속층(112a,113a)을 형성한다.(S5)

이 경우 상기 제1 및 제2접속층(112a,113a)은 니켈텅스텐 도금을 수행하여 형성하며, 전기적 접속이 가능하다면 다양한 재질로서 도금을 형성할 수도 있다.

그리고 상기 저항용 금속판(130) 표면에 추가로 표면가공을 통해 회로 가능을 하는 몸체(111)의 일측에 제1 및 제2접속층(112a,113a)이 형성되는 제1 및 제2전극부(112,113)을 구분 형성하기 위한 회로가공을 수행하여 저항기(100)가 적용되는 제품(예를 들어 전기 자동차의 밧데리)의 용량 등을 고려하여 가공함으로서 몸체(111)의 저항값을 조정한다.(S6)

이후 상기 절연 및 접합용 시트(120)의 가장자리를 절단하는 등의 일련의 마무리 가공을 통해 전류 검출용 저항기(100)가 완성된다.(S7)

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 전류 검출용 저항기 110: 저항용 금속판
112: 제1전극부 112a: 제1접속층
113: 제2전극부 113a: 제2접속층
120: 절연 및 접합용 시트 121: 관통홀
130: 방열용 금속판 140: 절연층

Claims (5)

1. 전류 검출을 위한 저항용 금속판(110)과, 상기 저항용 금속판(110)이 일면에 부착되는 절연 및 접합용 시트(120)와, 상기 절연 및 접합용 시트(120)의 타면에 부착되어 상기 저항용 금속판(110)에서 발생되는 열을 방출하는 방열용 금속판(130)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전류 검출용 저항기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 저항용 금속판(110)은 0.1 ~ 5mm의 두께를 갖는 망간합금으로 이루지는 몸체(111)에 전선을 연결할 수 있는 제1 및 제2전극부(112,113)가 형성되고,
   상기 절연 및 접합용 시트(120)는 0.06 ~ 0.2mm의 두께를 갖는 PET재질의 필름으로 이루어지며,
   상기 방열용 금속판(130)은 0.1 ~ 10mm의 두께를 갖는 구리 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전류 검출용 저항기.
   
3. 절연 및 접합용 시트(120)의 일면에 전류 검출을 위한 저항용 금속판(110)을 밀착시키고, 상기 절연 및 접합용 시트(120)의 타면에 상기 저항용 금속판(110)에서 발생되는 열을 방출하는 방열용 금속판(130)을 밀착시킨 상태에서 열압착하여 일체로 접합하는 제1단계;
   상기 저항용 금속판(130) 표면에 회로 역할을 하는 몸체(111)부분과 일측에 전선을 연결할 수 있는 제1 및 제2전극부(112,113) 부분을 구분하여 상기 몸체(111) 부분에 절연층(140)을 형성하는 제2단계;
   상기 제1 및 제2전극부(112,113) 부분에 니켈텅스텐 도금을 수행하여 제1 및 제2접속층(112a,113a)을 형성하는 제3단계; 및
   상기 저항용 금속판(130) 표면가공을 통해 회로 가능을 하는 몸체(111)와 상기 제1 및 제2접속층(112a,113a)이 형성되는 제1 및 제2전극부(112,113)을 구분 형성하는 제4단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 전류 검출용 저항기의 제조방법.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 저항용 금속판(110)은 0.1 ~ 5mm의 두께를 갖는 망간합금 재질로 이루어지고, 상기 절연 및 접합용 시트(120)는 0.06 ~ 0.2mm의 두께를 갖는 PET재질의 필름으로 이루어지며, 상기 방열용 금속판(130)은 0.1 ~ 10mm의 두께를 갖는 구리(Cu)재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전류 검출용 저항기의 제조방법.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 제1단계 이후 제2단계 이전에, 상기 절연 및 접합용 시트(120)의 가장자리를 따라 드릴 가공 등을 통해 하나 이상의 관통홀(121)을 형성하는 제5단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 검출용 저항기의 제조방법.
   

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