KR100271506B1 - 전도성 케이블용 플러그 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 케이블 특히 동축 케이블용의 플러그형 콘넥터에 관한 것으로서, 200℃에서 8.000 mPa,s 이상의 용융점도를 갖는 용융 접착제를 사용하는 것을 특징으로 한다. 이 접착제는 결합, 밀봉, 충전 및 절연기능을 동시에 가진다. 그 주성분은 이량체화된 지방산, 지방족 아민 및 조건제를 베이스로 한 폴리아미드 및 코폴리에밀렌과 첨가제이다. 이에 의해 엄격한 전기적, 열적 기타 조건을 중촉시키는 플러그형 콘넥터가 얻어지게 된다.

Description

전도성 케이블용 플러그 커넥터

본 발명은 일반적으로 전기 커넥터에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 전도성 케이블을 플러그 커넥터에 관한 것이고, 또한 그 제조방법에 관한 것이다.

이러한 종류의 플러그 커넥터는 공지되어 있다. 즉, 1990년 3월에 공개된 헨켈 KGaA 사의 기술정보지 "매크로멜트핫멜트"에 매크로멜트-용융 속 건성 접착제를 사용한 방수성 플러그 커넥터에 대해 기술되어 있다. 이것은 자동차 산업분야에서의 요구조건을 매우 적절히 충족시킨다. 항은 항습실에서와는 달리 자동차 특히, 엔진실에서는 전자부품에 대해 극도의 업격한 조건이 부여되고 있다. 열, 결빙, 분진, 오일 및 특히, 분사액이 전자부품 및 그 결합요소에 작용하는 요인들이다. 자동차 전자기기들의 장애없는 작동을 보장하기 위해서는 해당 부품들을 최적으로 보호하는 것이 필수적이다. 해당 플러그 커넥터와 케이블하니스(cable harnesses) 내에 습기가 침입함으로써 발생되는 문제점에 대해서만은 매크로멜트를 사용함으로써 해결되었다. 매크로멜트는 습기에 대해 100%의 밀봉을 유지할 수 있을 뿐만아니라, 재료종류에 따라 90 내지 150℃이상에서의 내열성과, -30℃ 이상에서의 우수한 저온 융화성 및 다양한 커넥터 하우징에 대한 극히 양호한 부착성을 유지할 수 있었다. 팜플렛에는 속건성 도포기와 용적 계량헤드를 사용하여 정확히 용적을 계량하여 용융 속건성 접착제를 주입함으로써 용융 속건성 접착제 매크로멜트, 접촉핀이 있는 케이블 및 핀부싱으로 이루어진 방수성 커넥터에 대한 제조방법이 기술되어 있다. 여기서, 언급한 용융 속건성 접착제는 210℃에서 2,500 내지 3,200mPa.s의 점도를 갖는다.

본 발명의 목적은, 용이하게 제조할 수 있고, 또한 분진, 습기, 진동 및 심한 온도차와 같은 사용시의 부정적인 사용조건과 가공시의 고온으로의 노출에 대해서도 확실하게 기능하는 전도성 케이늘용의 플러그 커넥터를 제공하는데 있다.

본 발명의 일실시예에서, 플러그 커넥터는 200℃에서 8,000mPa.s 이상의 점도를 갖는 용융 속건성 접착제를 포함한다. 용융 속건성 접착제의 점도는 RVT형 브룩필드 써모셀(Brookfield Thermocel) 점도계를 사용하여 스핀들 27로 측정하였을 때, 200℃에서 12,000 내지 60,000mPa.s가 바람직하다. 최상의 결과는 20,000 내지 35,000 mPa.s의 점도에서 얻어진다. 용융점도를 특히, 80,000이상으로 증대시키면 보이드는 더이상 재생가능하게 충전되지 않아 압력 기밀성이 보장되지 않는다.

본 발명의 명세서에서, 케이블은 보호 의장이 구비된 양호하게 절연된 전기 도선을 의미한다. 플러그 커넥터, 즉 커넥터 및 핀부싱 또는 커플링은 케이블을 연장하고 이것을 전기 장치에 접속시키는데 사용된다. 커넥터는 접촉핀이 구비된 플러그 결합부의 일부이며, 핀부싱 또는 커플링은 접촉 부싱이 구비된 부분이다. 이 접촉 부싱내로 접촉핀을 밀어넣음으로써 결합이 이루어지게 된다.

본 발명은 동축케이블, 보다 구체적으로는 광폭 밴드 케이블 접속박스용의 플러그 커넥터에 특히 적합하다. 동축 케이블은, 예를 들어 구리나 알루미늄으로 이루어진 내부 도체를 구비하고, 이 내부 도체는, 예를 들어 플리스티렌이나 세라믹과 같은 유전손실이 작은 원반, 판벽 혹은 절연체에 의하여 예를 들어, 구리, 알루미늄, 황동 등으로 이루어진 외부 도체내에 정확히 중심에 위치된다. 외부 도체에 대한 내부 도체의 직경비는 동축 케이블의 중요한 매개변수인 특성 임피던스 (characteristic impedance)를 결정한다. 케이블 내부의 상태, 특히 중앙배열은 케이블의 연결시조차도 그대로 유지되어야 한다. 이를 위해서는 본 발명에 따른 용융 속건성 접착제의 사용이 특히 적당하며, 용융 속건성 접착제는 내부 도체와 외부 도체간의 공간 내지는 외부 부싱과 접촉핀 혹은 접촉 부싱간의 공간을 완전히 충전시킨다. 필요하다면, 특성 임피던스는 용융 속건성 접착제를 성형하거나 보이드에 제공함으로써 요구하는 바와 같이 영향을 미칠 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 제1도를 참조로 하여 하기에 보다 구체적으로 설명되며, 제1도는 본 발명의 실시예의 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 제1도에서 예시되어 있다. 케이블(1)은 슬리빙 (2), 외부 도체(3), 절연체(4) 및 내부 도체(5)로 이루어져 있다. 커넥터와의 연결을 위하여, 본 발명에 따른 핀 부싱 또는 커플링은 접촉 부싱(6)을 구비하며, 이 부싱(6)은 용융 속건성 접착제(7)에 의해 중심에 위치되고 외부 부싱(8)으로부터 절연된다.

본 발명의 일실시예에 따른 플러그 커넥터용 용융 속건성 접착제는, 용융 속건성 접착제의 전형적인 기능 즉, 용융상태로부터 냉각된 후 두개의 부분을 상호 확고히 결합시키는 기능만을 가지는 것은 아니다. 본 경우에서, 상기 용융 속건성 접착제는 밀봉, 충전 및 절연의 기능도 동시에 가진다. 따라서, 본 경우에서 케이블(1)이 플러그 커넥터와 확고히 결합할 뿐만 아니라, 케이블(1)과 외부 부싱(8) 사이 및 접촉 부싱(6)과 절연 용융 속건성 접착제(7)사이에서 특히, 습기와 분진이 침입하는 것을 또한 방지한다. 접촉 부싱(6) 혹은 접촉핀과 외부 부싱(8)간의 공간은 치수 안정적이고 가요성있게 주입된다. 용융 속건성 접착제를 선택할 때 이것이 절연체로 될 수도 있다는 것을 고려하여야 한다. 그러므로 비유전을 상수와 유전손실에 대한 혼합물의 개별 성분의 기여를 고려하여 전체적으로 원하는 값을 얻게 된다. 광폭 밴드 케이블 접속박스로서 사용할 경우에는 감쇠가 적어도 25dB의 값을 가져야 한다.

용융 속건성 접착제로서는 DE-A-35 04 804에 기술된 접착제가 적합하다. 다음 A) 및 B)의 혼합물로 이루어진 용융 속건성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, A)는 5 내지 95중량%의 이합체화된 지방산, 지방족 아민 및 그의 개질 첨가제를 기재로 한 폴리아미드이고, B)는 95 내지 5중량%의 에틸렌 불포화 디카르복실산의 고리계 무수물, 프로필렌, 메타크릴레이트 및/또는 알콜성분내 4개 까지의 탄소원자를 구비한 비닐에스테르로 이루어진 코폴리머그룹중 적어도 하나와 에틸렌의 코폴리머이다. 이외에도, 본 용융 속건성 접착제는 용융 속건성 접착제의 전체 중량에 대해 20 내지 60중량%의 보조제를 더 함유한다. 이 중에서 본 발명에 따른 플러그 커넥터에 대해서는 다음의 접착제가 바람직하다:

A) 10 내지 60중량%의 산정지반응된 PA (acid-terminated PA).

B) 코모노머로서 비닐아세테이트, 메틸아크릴레이트 혹은 부틸아크릴레이트를 함유한 40 내지 90 중량%의 코폴리에틸렌.

이를 성분 A) 및 B)는 전체가 100중량%이다. 이외에도 이 용융 속건성 접착제는 그 전체 중량에 대해 바람직하게는 25 내지 50중량%의 보조제를 더 포함한다.

DE-A-35 04 804의 내용은 본 출원 내용의 일부로서 포함된다. 이것은 특히, 용융 속건성 접착제의 출발물질과 제조방법에 대해 적용된다.

본 발명에 따른 플러그 커넥터는 대체로 다음과 같이 하여 만들어 질 수 있다: 절연 케이블(1)의 내부 도체(5) (예를 들어, 제1도 참조)는 접촉 부싱(6) 혹은 접촉핀에 (예를 들어, 납땜이나 압착에 의하여) 연결되어 외부 부싱(8)내로 밀어 넣어진다. 부싱이 만들어져야 하는 경우에, 양자를 상대물, 즉 커넥터 몰드에 꽂는다. 형성된 보이드에는 용융 속건성 접착제로 필요에 따라서, 용융물이 완전히 혹은 부분적으로 주입된다. 이것은 예를 들어, 환상 다이나 분사노즐을 통하여 몰드내로 주입(사출주입)된다. 이때 노즐은 가능한 한 회부 부싱(8)내에 깊이 존재하도록 하여 주입물이 증가함에 따라 외부로 밀려 나오도록 하는 것이 바람직하다.

더우기 본 발명에 따른 플러그 커넥터는 광폭 밴드 케이블 산업분야에서의 업격한 조건도 충족한다. 특히, 수축튜브나 수축물을 커넥터와 케이블에 덮어 씌워 이것을 150℃ 이상으로 가열함으로써 수평으로 수축시킬 수 있다. 플러그 커넥터는 적어도 0.3at의 초과 압력을 견딜 수 있다. 핀 부싱 및 접촉핀(6)은 그 제조시 뿐만 아니라 통상의 사용시에도 추가의 고정수단없이 플러그 커넥터가 큰 경우에도 원하는 위치에 정확히 위치된다. 물론 용융 속건성 접착제(7)가 소량 사용되어 핀 부싱 혹은 접촉 핀(6)이 멀리 돌출하는 경우에는 그 초기에 추가의 고정원반이 유용할 수도 있다. 점성이 높음에도 불구하고 유해한 보이드가 존재하지 않는다.

이하에서 다음의 실시예를 참조하여 본 발명를 상세히 설명한다.

A. 커넥터의 제조

15 ㎜ 두께의 동축 케이블(1)은 폴리에틸렌으로 된 1㎜ 두께의 슬리빙, 구리로 된 외부 도체(3), 폴리에틸렌으로 된 3.5mm 두께의 절연체 및 구리로 된 2 ㎜두께의 내부 도체(5)를 포함한다. 이 케이블(1)은 제1도에 도시되어 있는 바와 같이 설치된다. 은 도금된 접촉 부싱(6)은 내부 도체(5)에 끼워진다. 케이블단부에 황동으로 된 외부 부싱이 나사결합된다. 이 외부 부싱은 길이가 83 ㎜이고 두께가 0.8mm이고 내경이 20 ㎜ 이다.

용융 속건성 접착제 매크로멜트TPX 20-239 는 주조에 사용되며, 이것은 뒤셀도르프의 헨켈 KGaA 사에 의해 판매되고 있다. 그 주성분은, 25 중량% 의 PA, 32 중량% 의 EVA 및 43 중량%의 보조제이다. 그 용융 점도는 210℃에서 21,000 mPa.s, 200℃에서 26,000 mPa.s, 190℃ 에서 38,000 mPa.s, 160℃ 에서 125,000 mPa.s 이고 열안정 온도는 70℃ 이다.

열안정 온도를 측정하기 위해 헬켄테스트방법 WPS 68(아드헤지온Adhesion) (1969) 제1호 참조)에 의거하여 가요성 판지로 된 두매의 25 ㎜ 폭의 스트립을 중첩하여 접착한다 (중첩 길이 25㎜). 그 접착물에 13.5 N(0.02 N/㎟)의 부하를 걸어 재순환식 공기 건조실에서 5℃/10 min 의 온도구배로 방치한다. 접착상태가 해제되지 않는 채로 유지되는 최대온도가 열안정 온도로 표현된다.

보이드에는 전술한 속건성 접착제가 다음과 같이 주입된다:

장치 : 멜텍스 (Meltex) - 도포기, MX 4012 형, 계량은 ES 66 형 시간제어기구를 사용, 기어펌프의 회전속도 : 60 rpm, 노즐직경 : 1.0 ㎜,

온도 : 예비용융범위 190℃,

주용융범위 210℃,

호스 220℃,

헤드 240℃.

반송밸브의 차단시 도포기 헤드의 압력 : 60 바아

주입중 압력강하 : 10 내지 15 바아

플리아미드의 주입량 : 1.5g

140 내지 150℃ 로 황동 부싱의 예열

B. 핀 부싱의 특성

핀 부싱(6)은 적어도 0.3 at 까지 고압밀봉된다. 추가 가공시 적어도 150℃ 까지 수평 상태에서도 수축이 가능하다. 감쇠는 35㏈ 이다.

놀라운 것은, 용융 점도가 높음에도 불구하고 우수한 밀봉성을 유지하고 있고, 또 열안정 온도가 85℃ 이하(본 경우에는 70℃)로 낮음에도 불구하고 수평상태에서 수축부를 150℃ 이상으로 가열할 수 있다는 것이다.

Claims (6)

1. 접촉핀 또는 접촉부싱에 연결된 절연케이블의 내부 도체, 외부 부싱, 상기 접촉핀 또는 상기 접촉부싱과 상기 외부 부싱사이의 공간에 형성된 캐비티 및 상기 캐비티에 형성된 용융 속건성 접착제로 이루어진 전도성 케이블용 플러그 커넥터에 있어서, 상기 용융 속건성 접착제는 외부 부싱, 접촉핀 또는 접촉 부싱, 절연 케이블의 내부 도체 및 상기 절연 케이블을 서로 확고히 결합시키면서 그를 사이에서 절연체로서 역할을 하고 용융 점도가 200℃ 에서 8,000 mPa.s 이상이면, 또한 상기 용융 속건성 접착제는 이합체화된 지방산, 지방족 아민 및 그의 개질 첨가제를 기재로 한 폴리아미드와, 에틸렌의 코폴리머와 에틸렌 불포화 디카르복실산의 고리계 무수물, 프로필렌, 메타크릴레이드 및/또는 비닐에스테르의 코폴리머중 하나 이상으로된 코폴리머의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물에 추가의 보조제가 전체 혼합물에 대하여 20 내지 60 중량% 로 첨가되는 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
2. 제1항에 있어서, 상기 용융 속건성 접착제는 200℃에서 12,000 내지 60,000 mPa.s 의 용융 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
3. 제1항에 있어서, 상기 전도성 케이블은 전도성 동축케이블인 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 보이드에는 용융 속건성 접작체가 주입되는 것을 특징으로 하는 플러그 커넥터.
5. 용융 속건성 접착제가 주입되는 것을 특징으로 하는 제1항의 플러그 커넥터의 제조방법.
6. 절연 케이블(1)의 내부 도체(5)를 접촉부싱(6) 혹은 접촉핀과 연결하는 단계, 케이블 단부를 외부 부싱(8) 내로 밀어넣은 단계, 상기 접촉 부싱(6) 혹은 접촉핀에 대한 안내부를 가진 분사노즐을 상기 외부 부싱(8) 내에 밀어넣은 단계, 형성된 보이드내에 상기 용융 속건성 접착제(7)의 용융물을 주입하는 단계, 상기 분사노즐을 제거하는 단계, 및 상기 플러그 커넥터를 냉각하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제4항의 플러그 커넥터의 제조방법.