KR100231070B1 - 플랫케이블과 단자의 접속구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도체두께가 얇은 플랫케이블을 사용하였다고 하여도 도체를 단자에 확실하게 초음파용접할 수 있게 하는 것이다.

리드블록(4)에 설치된 복수의 단자(6)의 각각에 돌기부(6a)를 형성하고, 초음파용접장치의 앤빌(9)상에 각 단자(6)와 플랫케이블(1)의 복수의 도체(3)를 중합 (重合)시켜두고 혼(10)으로 이들 단자(6)와 도체(3)의 겹침부분을 가압하면서 초음파진동을 가함으로써 각 단자(6)의 돌기부(6a)와 각 도체(3)에 고상(固相)접합을 일으키게 하여 복수조의 단자(6)와 도체(3)를 동시에 초음파용접한다.

Description

플랫케이블과 단자의 접속구조{CONNECTING STRUCTURE FOR FLAT CABLE AND TERMINAL}

본 발명은 플랫케이블의 도체를 상대측의 단자에 초음파용접하는 접속구조에 관한 것이다.

플랫케이블은 PET등으로 이루어지는 베이스필름에 동박등으로 이루어지는 도체를 담지(擔持)한 띠상체이고, 예를 들어 에어백회로의 도통수단으로서 사용되고 있는 회전커넥터에서는 회전자유롭게 연결된 한 쌍의 하우징내에 플랫케이블이 소용돌이모양등으로 감겨진 상태로 수납되어 있다. 이 플랫케이블의 양단은 하우징의 외부에 직접 또는 간접적으로 도출되나, 후자의 간접적으로 도출하는 수단으로서 플랫케이블의 도체를 리드블록의 단자를 중계하여 외부의 리드선에 접속하는 접속구조가 알려져 있다.

종래부터 플랫케이블의 도체를 초음파용접을 사용하여 리드블록의 단자에 접속하는 방법이 제안되어 있다. 이와 같은 초음파용접을 사용한 접속방법은 초음파용접장치의 앤빌상에 리드블록의 단자와 플랫케이블의 도체를 얹어놓고, 이들 단자와 도체의 겹침부분을 혼으로 가압한 상태에서 상기 혼으로 초음파진동을 가함으로써 단자와 도체의 접합부에 고상접합을 일으키게 하며, 복수조의 단자와 도체를 한 번에 접속할 수 있기 때문에 납땜이나 스폿용접 등의 다른 접속방법에 비하면, 접속작업이 간단하여 작업시간을 단축할 수 있는 등의 이점을 가진다.

그런데 최근, 플랫케이블 도체의 두께는 얇아지는 경향이 있어, 예를 들어 35㎛정도의 극히 얇은 도체를 가지는 플랫케이블이 출현하고 있다. 이와 같이 두께가 얇은 도체를 단자에 초음파용접하는 경우, 초음파용접장치의 앤빌과 혼의 평행도가 엄밀하게 관리되어 있지 않으면 혼의 가압력이 단자와 도체의 접합부에 균일하게 작용하지 않게 되어, 목적으로 하는 개소에 고상접합이 생기지 않게 된다. 특히, 플랫케이블의 복수 도체를 리드블록이 대응하는 각 단자에 동시에 초음파용접하는 경우, 각 조마다의 접합상태가 균일하지 못하여 모든 조의 도체와 단자를 확실하게 접속할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 플랫케이블의 도체가 초음파용접되는 단자의 접합개소에 돌기부를 형성하도록 한다. 이와 같이 단자에 돌기부를 형성함으로써 접속불량의 원인이 되는 가압력의 흐트러짐을 해소하고, 도체와 단자를 확실하게 초음파용접할 수 있다.

도 1은 플랫케이블과 리드블록 및 리드선의 접속부분을 나타내는 분해사시도,

도 2는 단자의 돌기부를 나타내는 설명도,

도 3은 플랫케이블과 리드블록 및 리드선의 접속상태를 나타내는 설명도,

도 4는 초음파용접장치의 구성도,

도 5는 단자와 도체를 초음파용접하는 상태를 나타내는 설명도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 플랫케이블 2 : 베이스필름

3 : 도체 4 : 리드블록

5 : 수지성형체 6 : 단자

6a : 돌기부 7 : 접속부

8 : 리드선 9 : 앤빌

10 : 혼

본 발명의 플랫케이블과 단자의 접속구조에서는 리드블록에 지지된 평판상의 단자에 돌기부를 형성하고, 이 단자와 플랫케이블의 도체를 상기 돌기부를 거쳐 초음파용접한다.

상기 돌기부의 형상은 어떠한 것이라도 좋으나, 예를 들어 하프펀치를 행하여 반구상으로 형성하거나 편육가공(偏肉加工:thickness deviation process)을 행하여 단면사다리꼴로 할 수 있다.

또 상기 도체가 초음파용접되는 단자의 수는 특별히 한정되지 않으나, 리드블록에 복수의 단자가 소정 피치로 설치되고, 이들 단자에 플랫케이블이 대응하는 각 도체를 동시에 초음파용접하는 것에서 특히 효과적이다.

또 상기 단자에 초음파용접되는 부분의 도체는 적어도 단자와 대향하는 면을 노출시킬 필요가 있고, 예를 들어 플랫케이블의 베이스필름을 제거하여 도체를 완전히 노출시키거나 라미네이트된 베이스필름의 한쪽을 벗겨내어 다른쪽의 베이스필름상에 도체를 노출시켜도 좋다.

(실시예)

실시예에 관하여 도면을 참조하여 설명하면, 도 1에 나타내는 바와 같이 플랫케이블(1)은 PET등으로 이루어지는 한 쌍의 베이스필름(2)과, 양 베이스필름(2)에 매설된 35㎛두께의 동박 등으로 이루어지는 복수개의 도체(3)로 구성되어 있고, 본 실시예의 경우는 5개의 도체(3)가 사용되고 있다. 플랫케이블(1)의 일단부에 있어서 양 베이스필름(2)은 제거되어 있고, 해당 개소에서 각 도체(3)는 노출되어 있다. 리드블록(4)은 복수의 금속판을 수지성형체(5)에 인서트성형한 것으로 이루어지고, 각 금속판의 일단은 수지성형체(5)의 측면에서 돌출하여 단자(6)를 형성하고, 타단은 수지성형체(5)의 상면에서 노출되어 접속부(7)를 형성하고 있다. 본 실시예의 경우는 플랫케이블(1)의 각 도체(3)에 맞추어 5개의 단자(6)가 사용되고 있고, 인서트성형시 각 단자(6)의 배열피치가 각 도체(3)와 일치하도록 설정되어 있다. 각 단자(6)에는 돌기부(6a)가 형성되어 있고, 이 돌기부(6a)의 형상이나 크기는 예를 들어 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같은 하프펀치에 의한 반구형상이나 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같은 편육가공에 의한 가늘고 긴 사다리꼴 등으로 적절히 설정된다.

도 3에 나타내는 바와 같이 리드블록(4)의 각 단자(6)에 후술하는 초음파용접장치를 사용하여 플랫케이블(1)의 각 도체(3)가 접속됨과 동시에 리드블록(4)의 각 접속부(7)에 리드선(8)이 스폿용접이나 초음파용접 등에 의하여 접속됨으로써 플랫케이블(1)과 각 리드선(8)은 리드블록(4)을 거쳐 일체화된다. 또한 도시생략하였으나, 이와 같이 일체화된 플랫케이블(1)과 리드블록(4) 및 각 리드선(8)은 회전커넥터의 전기적 접속수단으로서 사용되고, 리드블록(4)이 가동측 또는 고정측 하우징에 고정되게 되어, 양 하우징의 내부에 수납된 플랫케이블(1)은 리드블록(4)을 거쳐 각 리드선(8)에 중계되어 하우징의 외부로 노출된다.

도 4에 나타내는 바와 같이 초음파용접장치는 워크가 얹어놓여지는 앤빌(9), 워크에 화살표 A방향의 초음파진동을 부여하는 혼(10), 혼(10)을 회전구동하여 워크에 화살표 B방향의 가압력을 부여하는 에어실린더(11) 등을 구비하고 있고, 본 실시예의 경우, 워크는 도체(3)와 단자(6)이다. 도체(3)와 단자(6)를 초음파용접하는 경우는 앤빌(9)상에 리드블록(4)의 각 단자(6)와 플랫케이블(1)의 각 도체(3)를 중합시킨 후, 도 5에 나타내는 바와 같이 혼(10)으로 이들 단자(6)와 도체(3)의 겹침부분을 가압하면서 초음파진동을 가하면, 각 단자(6)의 돌기부(6a)와 각 도체 (3)에 고상접합이 일어나고, 복수조의 단자(6)와 도체(3)가 동시에 접속된다. 그때, 앤빌(9)과 혼(10)의 평행도에 다소의 오차가 있었다고 하여도 각 단자(6)와 각도체(3)는 돌기부(6a)를 거쳐 접합되어 있기 때문에 혼(10)의 가압력이 각 단자(6)와 각 도체(3)의 접합부에 균일하게 작용하고, 모든 조의 단자(6)와 도체(3)를 확실하게 초음파용접할 수 있다.

또한 상기한 효과는 각 도체(3)의 두께가 10 내지 50㎛인 경우에 특히 현저하다. 그 이유는 각 도체(3)의 두께가 50㎛를 초과하면, 돌기부(6a)가 없어도 큰 문제없이 초음파용접할 수 있고, 10㎛두께보다 얇은 도체(3)를 작성하는 것은 곤란하기 때문이다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같은 형태로 실시되고, 이하에 기재되는 바와 같은 효과를 가진다.

플랫케이블의 도체가 초음파용접되는 단자의 접합개소에 돌기부를 형성함으로써 접속불량의 원인이 되는 가압력의 흐트러짐이 해소되고, 도체와 단자를 확실하게 초음파용접할 수 있다. 그 결과, 도체두께가 얇은 플랫케이블을 사용하였다고 하여도 초음파용접장치의 앤빌과 혼의 평행도를 엄밀하게 관리할 필요가 없어져 초음파용접에 필요한 작업시간의 단축화 및 작업의 간략화를 도모할 수 있다.

또한 리드블록에 복수개의 단자가 소정의 피치로 설치되어 이들 단자에 플랫케이블에 대응하는 각 도체를 초음파용접하는 경우, 각 조의 단자와 도체를 동시에 그리고 확실히 초음파용접하는 데 특히 효과가 있다.

Claims (7)

1. 리드블록에 지지된 평판상의 도체단자에 플랫케이블의 도체 방향을 향하는 돌기부를 형성하고, 상기 도체단자와 플랫케이블의 도체를 상기 돌기부를 거쳐 초음파용접하여 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 플랫케이블과 도체단자의 접속구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 도체단자는 상기 리드블록에 소정간격을 두고 복수개 설치되고, 이들 도체단자와 상기 플랫케이블의 각 도체를 동시에 초음파용접하여 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 플랫케이블과 도체단자의 접속구조.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 플랫케이블의 각 도체와 상기 도체단자의 용접부에서는 상기 플랫케이블의 각 도체는 상기 도체단자와 대향하지 않는 측이 베이스필름에 의하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 플랫케이블과 도체단자의 접속구조.
4. 상대적으로 회전자유롭게 연결된 한 쌍의 하우징과, 상기 하우징내에 소용돌이모양으로 감겨진 상태로 수납되는 플랫케이블과, 상기 한 쌍의 하우징중 어느 한쪽에 설치되어 상기 플랫케이블의 일단이 하우징의 외부에 전기적으로 도출되는 도출부를 구비하고, 상기 도출부에 리드블록을 설치함과 동시에 상기 리드블록에 지지된 평판상의 도체단자에 플랫케이블의 도체 방향을 향하는 돌기부를 형성하고, 상기 도체단자와 플랫케이블의 도체를 상기 돌기부를 거쳐 초음파용접하여 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 회전커넥터.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 도체단자는 상기 리드블록에 소정간격을 가지고 복수개 설치되고, 이들 도체단자와 상기 플랫케이블의 각 도체를 동시에 초음파용접하여 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 회전커넥터.
6. 제 4항 또는 5항에 있어서,

   상기 플랫케이블의 각 도체와 상기 도체단자의 용접부에서는 상기 플랫케이블의 각 도체는 상기 도체단자와 대향하지 않는 측이 베이스필름에 의하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 회전커넥터.
7. 제 4항 또는 5항에 있어서,

   상기 리드블록의 상기 도체단자의 일단에는 플랫케이블의 도체가 용접접속되고, 타단에는 리드와이어가 접속되어 상기 하우징의 외부로 도출되어 있는 것을 특징으로 하는 회전커넥터.

Images