JP7381398B2 - フィルムコネクタ装置、及びそのフィルムコネクタ装置を含む化学物質漏れ感知センサシステム - Google Patents

Description

本発明は、フィルムコネクタ装置、及びそのフィルムコネクタ装置を含む化学物質漏れ感知センサシステムに係り、さらに具体的には、伝導性フィルムを電線と電気的に連結し、機械的に固定するフィルムコネクタ装置と、その装置を含む化学物質漏れ感知センサシステムとに関する。

フィルムコネクタ装置は、フィルム型電線を電気的に連結するために必要な装置である。フィルム型電線は、薄くて軽い構造であり、設計可能であるために、自動車または電子部品などに多用されている。また、フィルム型電線は、化学薬品漏れ感知システムにも適用される。化学薬品漏れ感知システムは、化学薬品の水漏れや液漏れを検出するシステムである。化学薬品漏れ感知システムは、建物及び各種産業施設の事故発生を感知し、事故発生危険をリアルタイムで確認し、事故危険予防及び事故拡散防止の機能を遂行する。特に、最近、大型化学薬品漏れ事故が発生し、経済的、社会的に大きい損失をもたらした事例が頻発している。それにより、関連法規も強化されている。最近、微量化学物質を検出するために、フィルム型電線が適用されたフィルム型センサが多用されている実情を示している。

従来、化学薬品の液漏れや水漏れの感知を目的に使用するフィルム型液漏れセンサは、伝導性物質が塗布されたフィルム型センサに、液漏れや水漏れが発生する場合、抵抗変化が発生し、該抵抗変化を感知し、液漏れや水漏れを検出する構造によってなる。そのような構造のフィルム型液漏れセンサのコネクタ装置の一例が特許文献１に開示されている。

ところで、従来のフィルム型液漏れセンサのコネクタ装置は、フィルム内部の金属導線を、制御モジュールに電気的に連結するために、図１に図示されているように、先が尖ったターミナル端子１が、伝導性フィルム１００表面を突き抜け、ターミナル端子１と伝導性フィルム１００とが電気的に連結される構造からなっている。そのように、伝導性フィルム１００の表面に接触される尖ったターミナル端子１は、伝導性フィルム１００を損傷させ、接触抵抗を増大させ、フィルム型センサの機能を低下させてしまう問題点がある。

大韓民国特許出願公開第２０１０－００９６９６７号明細書

本発明の目的は、前述のような問題点を解消するために案出されたものであり、伝導性フィルムを制御モジュールに電気的に連結するフィルムコネクタ装置の構造を改善させることにより、伝導性フィルムが損傷されないようにし、機能低下が発生しない優秀な品質のフィルムコネクタ装置、及びそのフィルムコネクタ装置を含むセンサシステムを提供するところにある。

前記目的を達成するため、本発明の一実施形態によるフィルムコネクタ装置は、下方が開放されて外部と連結された電気ケーブルが設置される上部ハウジングと、
前記上部ハウジングの内部に設けられ、前記電気ケーブルと電気的に連結されるターミナル端子と、
前記上部ハウジングの開放された部位を覆うように、前記上部ハウジングに結合され、側方から伝導性フィルムがスライディング結合されるフィルム結合部を具備した下部ハウジングと、
を含むフィルムコネクタ装置において、
前記ターミナル端子は、前記伝導性フィルムに加圧される方向に弾性変形自在に、弾性変形構造物を含む点に特徴がある。

前記ターミナル端子の弾性変形構造物は、面ファスナーのフック（hook）構造によっても構成される。

前記ターミナル端子の弾性変形構造物は、面ファスナーのループ（loop）構造によっても構成される。

前記ターミナル端子の弾性変形構造物は、不織布生地構造によっても構成される。

前記ターミナル端子の弾性変形構造物は、フェルト（felt）生地構造によっても構成される。

前記ターミナル端子の弾性変形構造物は、コイルスプリング構造によっても構成される。

前記ターミナル端子の弾性変形構造物は、蹄鉄（horse shoe）状の構造によっても構成される。

前記ターミナル端子の弾性変形構造物は、前記伝導性フィルムと面接触されるスプリング構造物によっても構成される。

前記上部カバーの下面に、凹状に形成された第１溝部に、リング形態に装着された第１ガスケットと、
前記下部カバーの上面に、凹状に形成された第２溝部に、リング形態に装着された第２ガスケットと、を含み、
前記第１ガスケットと前記第２ガスケットは、互いに加圧接触されるように組み立てられたことが望ましい。

前記電気ケーブルと、前記上部ハウジングとの間には、硬質素材からなる防水カバーが設けられ、前記防水カバーには、Ｏリングが設けられたことが望ましい。

前記防水カバーに設けられるものの、Ｏリングを加圧するように、前記防水カバーに螺合されるナット状の加圧部材を含むことが望ましい。

前記ターミナル端子は、互いに平行に１対が具備され、前記伝導性フィルムは、Ｕ字形に構成され、前記１対のターミナル端子に、各端部が電気的にも連結される。

前記ターミナル端子は、互いに対向するように１対が具備され、前記伝導性フィルムは、直線状に構成され、前記１対のターミナル端子に、各端部が電気的にも連結される。

前記電気ケーブルは、前記上部ハウジングの側面にも結合される。

前記電気ケーブルは、前記上部ハウジングの上面にも結合される。

いずれか１つの前記フィルムコネクタ装置を含む化学物質漏れ感知センサシステムを構成することができる。

本発明によるフィルムコネクタ装置は、上部ハウジングに設けられたターミナル端子が伝導性フィルムと電気的に接触される過程において、前記ターミナル端子が伝導性フィルムに加圧される方向に、弾性変形自在に、弾性変形構造物を含んでおり、伝導性フィルムに物理的な損傷を与えず、接触抵抗を最小化させ、伝導性フィルムの機能低下を防止する効果を提供する。

また、本発明の望ましい実施形態のように、上部ハウジングに設けられた第１ガスケットと、下部ハウジングに設けられた第２ガスケットとが互いに加圧接触されるように組み立てられる場合には、上部ハウジングと下部ハウジングとの結合部位において、水漏れの可能性が顕著に低下する効果を提供する。

また、本発明の望ましい実施形態のように、上部ハウジングに結合される電気ケーブルと、前記上部ハウジングとの間に、硬質素材の防水カバーがＯリングと共に設置された場合には、電線と上部ハウジングとの結合部位において、水漏れが発生することを防止する効果を提供する。

従来のフィルムターミナル端子の問題点について説明するための図面である。 本発明の第１実施形態によるフィルムターミナル端子の斜視図である。 図２に図示されたフィルムターミナル端子の分離斜視図である。 図２に図示されたＩＶ－ＩＶ線断面図である。 本発明の第２実施形態によるターミナル端子の構造を示す図面である。 本発明の第３実施形態によるターミナル端子の構造を示す図面である。 本発明の第４実施形態によるターミナル端子の構造を示す図面である。 本発明の第５実施形態によるターミナル端子の構造を示す図面である。 伝導性フィルムの断面構造を示す図面である。 図９に図示された伝導性フィルムの立体構造を示す図面である。 本発明の第６実施形態によるターミナル端子と伝導性フィルムとの配置構造を示す図面である。 本発明の第７実施形態によるターミナル端子の伝導性フィルムの配置構造を示す図面である。 本発明の他の実施形態であり、上部ハウジングの上面に電気ケーブルが連結された構造を示す図面である。 本発明によるフィルムコネクタ装置を含む化学物質漏れ感知システムの構成図である。

以下、本発明による望ましい実施形態について、添付図面を参照し、さらに詳細に説明する。

図２は、本発明の第１実施形態によるフィルムターミナル端子の斜視図である。図３は、図２に図示されたフィルムターミナル端子の分離斜視図である。図４は、図２に図示されたＩＶ－ＩＶ線断面図である。図５は、本発明の第２実施形態によるターミナル端子の構造を示す図面である。図６は、本発明の第３実施形態によるターミナル端子の構造を示す図面である。図７は、本発明の第４実施形態によるターミナル端子の構造を示す図面である。図８は、本発明の第５実施形態によるターミナル端子の構造を示す図面である。図９は、伝導性フィルムの断面構造を示す図面である。図１０は、図９に図示された伝導性フィルムの立体構造を示す図面である。図１１は、本発明の第６実施形態によるターミナル端子と伝導性フィルムとの配置構造を示す図面である。図１２は、本発明の第７実施形態によるターミナル端子の伝導性フィルムの配置構造を示す図面である。図１３は、本発明の他の実施形態であり、上部ハウジングの上面に電気ケーブルが連結された構造を示す図面である。図１４は、本発明によるフィルムコネクタ装置を含む化学物質漏れ感知システムの構成図である。

図２ないし図１４を参照すれば、本発明の第１実施形態によるフィルムコネクタ装置１０は、上部ハウジング２０と、ターミナル端子３０と、下部ハウジング４０と、第１ガスケット６０と、第２ガスケット７０と、防水カバー８０と、加圧部材９０とを含む。

前記上部ハウジング２０は、合成樹脂からも製造される。前記上部ハウジング２０は、透明な素材によっても製造される。前記上部ハウジング２０は、下方が開放された構造物である。前記上部ハウジング２０には、外部に連結された電気ケーブル５０が設置される。前記上部ハウジング２０の下面フランジには、第１溝部２４が具備される。前記第１溝部２４は、前記上部ハウジング２０のフランジに沿って、リング状に形成された凹状溝部である。前記第１溝部２４には、第１ガスケット６０が装着される。前記第１ガスケット６０の縦断面は、円形、四角形などにも構成される。前記第１ガスケット６０は、ゴムやシリコン樹脂によっても製造される。前記第１ガスケット６０は、金型により、前記第１溝部２４の形状に合うようにも製造される。前記電気ケーブル５０は、前記上部ハウジング２０の側面にも結合される。一方、前記電気ケーブル５０は、前記上部ハウジング２０の上面にも結合される。

前記伝導性フィルム１００は、図９及び図１０に図示されているように、柔軟性があるフィルム状のベース基板１０２の一面に、伝導性物質が含まれた反応物質１０４が塗布され、その反応物質１０４に、前記ベース基板１０２に粘着させる粘着剤１０５と、保護基板１０７が順次に塗布された構造物である。前記粘着剤１０５と保護基板１０７は、ラインに沿って、一定間隔で通孔を形成し、前記反応物質１０４が外部に露出された状態になるようにする。前記反応物質１０４に、水漏れまたは液漏れが接触すれば、化学反応が起こり、前記反応物質１０４の抵抗が変化する。

前記ターミナル端子３０は、前記上部ハウジング２０の内部に設けられる。前記ターミナル端子３０は、前記電気ケーブル５０と電気的に連結される電気端子である。前記ターミナル端子３０は、前記上部ハウジング２０に固定される。例えば、前記ターミナル端子３０は、前記上部ハウジング２０に接着剤によっても固定される。

前記下部ハウジング４０は、前記上部ハウジング２０の開放された部位を覆うように、前記上部ハウジング２０に結合される。前記下部ハウジング４０は、フィルム結合部４４を具備する。前記フィルム結合部４４は、伝導性フィルム１００が、前記下部ハウジング４０の側方から結合されるように設けられる。前記フィルム結合部４４の境界は、テーパ状にも構成される。前記フィルム結合部４４は、伝導性フィルム１００の端部が、後述するターミナル端子３０と電気的に連結されるように、一定位置に配置されるようにガイドする役割を行う。

前記下部ハウジング４０は、ボルトやスクリューのような手段により、前記上部ハウジング２０に固定される。前記下部ハウジング４０の上面フランジには、第２溝部４２が具備される。前記第２溝部４２は、前記下部ハウジング４０の上面フランジに沿って、リング状に形成される。前記第２溝部４２には、第２ガスケット７０が装着される。前記第２ガスケット７０は、前述の第１ガスケット６０と同一素材によっても製造される。

前記第１ガスケット６０と前記第２ガスケット７０は、互いに加圧接触されるように組み立てられる。すなわち、前記上部ハウジング２０と前記下部ハウジング４０とが結合された状態で、前記第１ガスケット６０と前記第２ガスケット７０は、互いに加圧接触されるように組み立てられることにより、気密性を向上させることができる。

前記ターミナル端子３０は、前記伝導性フィルム１００に加圧される方向に、弾性変形自在に、弾性変形構造物３２を含む。前記弾性変形構造物３２は、電気伝導性にすぐれる銀（Ａｇ）からも構成される。前記弾性変形構造物３２は、例えば、図４に図示されているように、面ファスナーのフック（hook）構造によっても構成される。前記フック構造物は、接着のための面ファスナーフックの中間部位が切断された構造物と異なり、切断されていないフック構造物によって構成されることが望ましい。前記弾性変形構造物３２は、前記伝導性フィルム１００と電気的に連結される過程において、加圧されて弾性変形が起こるので、前記伝導性フィルム１００の表面損傷を最小化させることができる効果を提供する。それにより、前記伝導性フィルム１００の接触抵抗が増大しないので、前記伝導性フィルム１００の機能が低下しないという長所がある。

図５ないし図８には、第２実施形態ないし第５実施形態による弾性変形構造物３２の構造が例示的に図示される。前記弾性変形構造物３２は、図５に図示されているように、面ファスナーループ（loop）構造によっても形成される。面ファスナーループ構造物は、面ファスナーフック構造物に比べ、伝導性フィルム１００の表面損傷をさらに低減させることができる。前記弾性変形構造物３２は、面ファスナーループ構造以外にも、不織布、フェルトの（felt）生地構造によっても構成される。そのように、前記弾性変形構造物３２が無秩序な微細なフィラメント纎維によっても構成される。一方、前記弾性変形構造物３２は、図６に図示されているように、コイルスプリング構造によっても構成される。一方、前記弾性変形構造物３２は、図７に図示されているように、蹄鉄（horse shoe）状の構造によっても構成される。前記弾性変形構造物３２は、前記伝導性フィルム１００と面接触されるスプリング構造物によっても構成されるし、図８には、曲げ弾性変形が容易になされるように形成された棒状のスプリング構造物が例示されている。

前記防水カバー８０は、前記電気ケーブル５０と、前記上部ハウジング２０との間に設置される。前記防水カバー８０は、伸縮性がある電気ケーブル５０を一定形態に固定する構造物である。それにより、前記防水カバー８０は、硬質素材からなる。前記防水カバー８０には、Ｏリング８５が設けられることにより、前記防水カバー８０と前記上部ハウジング２０との間に密封性が維持される。前記防水カバー８０には、電気ケーブル５０が圧縮された形態で挿入されるので、防水カバー８０と前記電気ケーブル５０との間にも、密封性が良好に維持される。

一方、前記防水カバー８０に設けられるものの、Ｏリング８５を加圧するように、前記防水カバー８０に螺合されるナット状の加圧部材９０を含んでもよい。前記加圧部材９０は、Ｏリング８５を、前記上部ハウジング２０に加圧されるように、前記防水カバー８０に螺合される。Ｏリング８５は、前記防水カバー８０に複数結合されもする。

一方、図１１に図示された第６実施形態のように、点状の液漏れを感知することができるポイント型の、伝導性フィルムが結合されたフィルムコネクタ装置１０には、ターミナル端子３０が互いに平行に１対具備される。図１１において、伝導性フィルム１００は、Ｕ字形に構成される。前記伝導性フィルム１００の両端部は、前記１対のターミナル端子３０にそれぞれ電気的に連結される。その場合、前記フィルムコネクタ装置１０を構成する上部ハウジング２０と下部ハウジング４０は、内部に貫通孔を具備し、その貫通孔を介して、前記伝導性フィルム１００が外部に露出された状態に維持される。

一方、図１２に図示された第７実施形態において、フィルムコネクタ装置１０は、ターミナル端子３０が互いに対向するように、１対が具備される。図１２において、伝導性フィルム１００は、直線状に構成される。前記伝導性フィルム１００は、前記１対のターミナル端子３０に、各端部が電気的に連結される。その場合、前記フィルムコネクタ装置１０を構成する上部ハウジング２０と下部ハウジング４０は、内部に貫通孔を具備し、その貫通孔を介して、前記伝導性フィルム１００が外部に露出された状態に維持される。

一方、前記電気ケーブル５０は、前記上部ハウジング２０の側面にも結合される。前記電気ケーブル５０が、前記上部ハウジング２０の側面に結合された場合には、前記伝導性フィルム１００が長く配置され、両端部に、前記フィルムコネクタ装置１０が設けられる。

一方、図１３に図示されているように、前記電気ケーブル５０は、前記上部ハウジング２０の上面にも結合される。前記電気ケーブル５０が、前記上部ハウジング２０の上面に結合されたフィルムコネクタ装置１０は、特定部位に限定して液漏れの有無を検出するポイント型の、伝導性フィルムが結合されたフィルムコネクタ装置１０にも適用される。

以下では、前述のような構成要素を含むフィルムコネクタ装置１０と伝導性フィルム１００とを結合する過程について説明する。

まず、上部ハウジング２０と下部ハウジング４０とが分離された状態から敍述を始める。前記上部ハウジング２０に電気ケーブル５０を設ける。前記電気ケーブル５０は、防水カバー８０とＯリング８５とを介して、気密性が維持されるように、前記上部ハウジング２０にも結合される。さらに具体的には、前記電気ケーブル５０と前記防水カバー８０とを組み立てる。前記防水カバー８０にＯリング８５を結合する。前記電気ケーブル５０が組み立てられた防水カバー８０を、前記上部ハウジング２０に嵌め込む。前記防水カバー８０に加圧部材９０を螺合する。前記防水カバー８０は、螺合されながら、前記Ｏリング８５を加圧し、前記上部ハウジング２０と前記防水カバー８０との密封を維持する。

ここで、前記ターミナル端子３０と前記電気ケーブル５０とを電気的に連結する。前記ターミナル端子３０と前記電気ケーブル５０は、例えば、半田付けによって電気的にも連結される。一方、ターミナル端子３０と電気ケーブル５０は、ソケット状にも電気的連結が可能である。上部ハウジング２０に第１ガスケット６０を装着する。

前記フィルム結合部４４に伝導性フィルム１００をスライディングさせ、仮組み立てを行う。下部ハウジング４０に上部ハウジング２０を結合する。この過程において、前記下部ハウジング４０には、第２ガスケット７０をまず装着する。前記下部ハウジング４０が伝導性フィルム１００を加圧することにより、伝導性フィルム１００とターミナル端子３０は、互いに加圧接触される。この過程において、ターミナル端子３０に具備された弾性変形構造物３２が加圧される方向に弾性変形が起こることにより、伝導性フィルム１００の表面が損傷されずに、電気的に連結される。下部ハウジング４０と上部ハウジング２０とを、ボルトやスクリューを介して堅固に固定する。この過程において、第１ガスケット６０と第２ガスケット７０は、互いに接触された状態で加圧され、下部ハウジング４０と上部ハウジング２０との密封性が維持される。また、前記第１ガスケット６０と前記第２ガスケット７０は、フィルム結合部４４に設けられた伝導性フィルム１００の上面と下面とをサンドイッチ状に加圧支持するので、伝導性フィルム１００と、上部ハウジング２０及び下部ハウジング４０との密封性が良好に維持される。

前述のように、本発明によるフィルムコネクタ装置は、上部ハウジングに設けられたターミナル端子が、伝導性フィルムと電気的に接触される過程において、前記ターミナル端子が、伝導性フィルムに加圧される方向に、弾性変形自在に、弾性変形構造物を含んでおり、伝導性フィルムに物理的な損傷を与えず、接触抵抗を最小化させ、伝導性フィルムの機能低下を防止する効果を提供する。

また、本発明の望ましい実施形態のように、上部ハウジングに設けられた第１ガスケットと、下部ハウジングに設けられた第２ガスケットとが互いに加圧接触されるように組み立てられる場合には、上部ハウジングと下部ハウジングとの結合部位において、水漏れの可能性が顕著に低下する効果を提供する。

また、本発明の望ましい実施形態のように、上部ハウジングに結合される電気ケーブルと、前記上部ハウジングとの間に、硬質素材の防水カバーがＯリングと共に設けられた場合には、電線と上部ハウジングとの結合部位において、水漏れ発生を防止する効果を提供する。

図１４は、前述のようなフィルムコネクタ装置を採用した化学物質漏れ感知センサシステムの構成図である。フィルムコネクタ装置１０に、伝導性フィルム１００が電気的に連結され、前記フィルムコネクタ装置１０は、制御モジュール２００に電気ケーブル５０で連結されることにより、１つのセンサシステムが構成される。前記制御モジュール２００は、伝導性フィルム１００に液漏れが接触する場合に発生する抵抗の変化を感知し、化学物質が漏れたという信号を発する。前記制御モジュール２００は、伝導性フィルム１００が複数配置される場合、複数具備されもする。前記制御モジュール２００は、遠隔地サーバ（図示せず）に無線または有線でデータを伝送するようにも構成される。

以上、望ましい実施形態を挙げ、本発明について説明したが、本発明は、そのような例によって限定されるものではなく、本発明の技術的思想を外れない範疇内において、多様な実施形態が具体化されるのである。

１０ フィルムコネクタ装置
２０ 上部ハウジング
２４ 第１溝部
３０ ターミナル端子
３２ 弾性変形構造物
４０ 下部ハウジング
４２ 第２溝部
４４ フィルム結合部
５０ 電気ケーブル
６０ 第１ガスケット
７０ 第２ガスケット
８０ 防水カバー
８５ Ｏリング
９０ 加圧部材
１００ 伝導性フィルム
１０２ ベース基板
１０４ 反応物質
１０５ 粘着剤
１０７ 保護基板

Claims (9)

1. 下方が開放されて外部と連結された電気ケーブルが設置される上部ハウジングと、
   前記上部ハウジングの内部に設けられ、前記電気ケーブルと電気的に連結されるターミナル端子と、
   前記上部ハウジングの開放された部位を覆うように、前記上部ハウジングに結合され、側方から伝導性フィルムがスライディング結合されるフィルム結合部を具備した下部ハウジングと、
   を含むフィルムコネクタ装置において、
   前記ターミナル端子は、前記伝導性フィルムに加圧される方向に、弾性変形自在に、弾性変形構造物を含み、
   前記ターミナル端子の弾性変形構造物は、面ファスナーのフック構造、面ファスナーのループ構造、不織布生地構造、フェルト生地構造及び蹄鉄状の構造のいずれかに構成されたことを特徴とするフィルムコネクタ装置。
2. 前記上部ハウジングの下面に、凹状に形成された第１溝部に、リング状に装着された第１ガスケットと、
   前記下部ハウジングの上面に、凹状に形成された第２溝部に、リング状に装着された第２ガスケットと、を含み、
   前記第１ガスケットと前記第２ガスケットは、互いに加圧接触されるように組み立てられたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムコネクタ装置。
3. 前記電気ケーブルと、前記上部ハウジングとの間には、硬質素材からなる防水カバーが設けられ、前記防水カバーには、Ｏリングが設けられたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムコネクタ装置。
4. 前記防水カバーに設けられるものの、Ｏリングを加圧するように、前記防水カバーに螺合されるナット状の加圧部材を含むことを特徴とする請求項３に記載のフィルムコネクタ装置。
5. 前記ターミナル端子は、互いに平行に１対が具備され、前記伝導性フィルムは、Ｕ字形に構成され、前記１対のターミナル端子に、各端部が電気的に連結されたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムコネクタ装置。
6. 前記ターミナル端子は、互いに対向するように１対が具備され、前記伝導性フィルムは、直線状に構成され、前記１対のターミナル端子に、各端部が電気的に連結されたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムコネクタ装置。
7. 前記電気ケーブルは、前記上部ハウジングの側面に結合されたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムコネクタ装置。
8. 前記電気ケーブルは、前記上部ハウジングの上面に結合されたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムコネクタ装置。
9. 請求項１ないし８のうちいずれか１項に記載のフィルムコネクタ装置を含む化学物質漏れ感知センサシステム。

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