KR100296893B1 - 전기 단자 및 단자 모듈 제조 방법 - Google Patents

전기 단자 및 단자 모듈 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전기 단자 및/또는 단자 모듈(36)의 제조 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 방법은 금속 재료로 된 시트로부터 한 단부에 접촉부(30)를 갖고 다른 단부에 단자부(28a, 28b)를 가지며 단부들 중간에서 타이 바아(16)에 의해 단자를 연결시키는 다수의 긴 단자를 위한 블랭크(10)를 스탬핑하는 단계를 포함한다. 각 단자의 접촉부(30)는 스탬핑 단계에 의해 서로 분리된다. 단자부(28a, 28b)는 스탬핑 단계 후에 금속의 시트에 연결된 채로 남는다. 그후 블랭크는 단자부(28a, 28b)를 분리시키기 위해 전단된다. 그후 타이 바아(16)가 단자를 분리시키기 위해 절단된다. 단자 모듈(36)을 형성하기 위해 유전성 하우징(34)이 단부들 중간의 단자 둘레에 오버몰드되는 데, 타이 바아(16)는 하우징의 외부에 위치되어 오버몰드 공정 후에 제거된다.

Description

전기 단자 및 단자 모듈 제조 방법 {METHOD OF MANUFACTURING ELECTRICAL TERMINALS AND TERMINAL MODULES}
본 발명은 대체로 전기 커넥터 분야, 특히 이러한 커넥터를 위한 단자에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 단자 모듈에 사용되는 단자를 포함하는 전기 단자의 제조 또는 조립 방법에 관한 것이다.
통상의 전기 커넥터는 다수의 단자를 장착한 절연 하우징 또는 유전성 하우징을 포함한다. 커넥터는 단자가 대응 커넥터의 단자와 맞물리거나 결합하는 대응 결합 커넥터 또는 기타 다른 접속 장치와 결합 가능하다.
종래 기술에서, 금속 재료로 된 연속 시트 또는 스트립으로부터 단자를 스탬핑 및 성형 가공해서 전기 커넥터용 단자를 제조하는 것이 공지되어 있다. 스탬핑 또는 펀칭 작업 중에 시트 금속 재료 부분들은 단자의 프로파일을 남기고 제거되며, 이들 프로파일은 소정 형상으로 성형 가공된다. 단자들은 통상 처리 위치의순서를 따라서 재료를 용이하게 이동시키고 연속적인 제조 작업을 용이하게 하기 위해 시트 금속 재료의 캐리어 스트립 및/또는 타이 바아(tie bar)에 의해 연결된다. 예컨대, 스탬핑 및 성형 가공된 단자는 처리 위치로 운반될 수 있는 데, 이 위치에서 단자는 유전성 하우징에 의해 오버몰드되어 단자 모듈을 형성한다. 그후 오버몰드된 단자를 포함하는 전체 모듈은 전기 커넥터 하우징에 단일체로 삽입될 수 있다.
전기 커넥터의 소형화 추세가 점증하고 고밀도 단자 배열에 대한 요구가 계속되기 때문에, 스탬핑 및 성형 가공 공정으로는 이런 목적의 달성에 계속 장애가 되고 있다. 한가지 문제는 스탬핑 또는 펀칭 작업 자체와 관련되어 있다. 상술한 바와 같이, 시트 금속 재료가 소정 형상의 블랭크로 스탬핑 가공되고 이어서 단자를 성형 가공하는 경우, 시트 금속 재료는 본질적으로 단자 사이에서 소정 프로파일을 남기고 제거된다. 따라서, 각 단자 사이의 밀도 또는 피치는 펀칭 공구부의 폭 및 단자부 또는 땜납 패드의 폭에 의해 제한되어 성형된 땜납 연결부의 최종 강도가 저감된다. 즉, 단자는 서로에 바로 인접한 위치에서 스탬핑 가공될 수 없다. 본 발명은 금속 재료가 상기 부위 사이에서 제거되지 않기 때문에 보다 높은 밀도의 단자 배열 및/또는 보다 넓은 폭의 단자부가 되도록 하는 스탬핑 및 전단 공정을 포함하는 순차적인 제작 단계를 포함하는 제조 방법으로서 이들 문제를 해결하고자 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 단자 모듈을 포함하는 전기 단자의 신규하고 개선된 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 대체로 본 발명의 방법은 한 단부에 접촉부를 갖고 다른 단부에 단자부를 가지며 단부들 중간에서 타이 바아에 의해 단자를 연결시키는 다수의 긴 단자를 위한 블랭크를 금속 재료로 된 시트로부터 스탬핑하는 단계를 포함한다. 각 단자의 접촉부는 스탬핑 단계에 의해 서로 분리된다. 단자부는 시트 금속 재료에 연결된 채로 남는다. 그후 블랭크는 단자부를 분리시키기 위해 전단된다. 그후 타이 바아가 단자를 분리시키기 위해 제거된다.
본 발명은 또한 상술한 단계를 사용해서 단자 모듈을 제조하는 방법에 대한 것이다. 특히, 타이 바아가 하우징의 외측에 위치된 상태에서 유전성 하우징이 단부들 중간의 단자 둘레에서 오버몰드된다. 계속해서 타이 바아는 유전성 하우징에 의해 단자를 절연 차단시키도록 단자를 분리하기 위해 절단될 수 있다.
본문에서 개시되고 있는 바와 같이, 본 방법은 전단 단계 후 시트 금속 재료의 평면으로 부터 벗어나게 적어도 몇몇 단자들을 성형하는 단계를 포함한다. 특히, 단자의 단자부는 교호 단자부가 한 평면에 배열되고 나머지 교호 단자부가 제2 평면에 배치되도록 성형된다. 적어도 몇몇 단자부는 시트 금속 재료의 한 측면에 성형된다. 단자부가 두 평면에 있음으로써, 단자부는 모서리에서 인쇄 회로 기판의 양 측면(또는 대향하는 측면들) 상의 회로 트레이스를 연결하기 위한 땜납 패드로서 사용될 수 있다.
또한, 본문에서 설명된 양호한 실시예는 스탬핑 단계후 단자의 한 단부를 연결시키는 캐리어 스트립을 포함하고, 이 캐리어 스트립으로부터 핑거부가 내향 돌출하고 있다. 성형 단계 중에, 핑거부는 몇몇 단자부에서와 같이 동일한 측면 상의 시트 금속 재료의 평면으로부터 벗어나게 성형된다. 이에 의해, 핑거부는 운반된 시트를 지지하고 성형된 단자부를 보호한다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 하기의 상세한 설명으로부터 명확해진다.
신규한 것으로 여겨지는 본 발명의 특징은 첨부된 청구범위에서 상세하게 설명된다. 본 발명은 그 목적 및 효과와 함께 첨부 도면을 참조한 다음의 설명으로부터 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에서 동일한 인용 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도1은 본 발명의 방법에서 제1 단계에 따라 시트 금속 재료로부터 스탬핑 가공된 블랭크의 평면도.
도2는 전단 단계후의 블랭크의 평면도.
도3 및 도4는 각각 성형 단계후의 블랭크의 평면도.
도5는 도3의 선 5-5를 따라 취한 단면도.
도6은 단자 모듈을 형성하기 위해 주위에 오버몰드된 유전성 하우징을 갖는 스탬핑 가공 및 성형 가공된 블랭크의 사시도.
도7은 캐리어 스트립이 제거된 상태의 도6의 조립체의 평면도.
도8은 도7과 유사한 도면.
도9a 및 도9b는 단자 모듈이 사용될 수 있는 한 유형의 커넥터의 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 블랭크
12 : 레그
14 : 웨브
16 : 타이 바아
18 : 캐리어 스트립
20 : 핑거
22 : 인덱스 구멍
24, 26 : 전단 라인
28 : 교호 단자부
30 : 접촉부
도1에서는, 본 발명에 따르는 제조 방법의 초기 단계에서 금속 재료로 된 연속 시트 또는 스트립으로부터 스탬핑 또는 펀칭된 블랭크(10)를 도시하고 있다. 스탬핑 공정에서는 결과적으로 긴 단자의 접촉부로 성형되어지는 다수의 긴 레그(12)를 포함하는 프로파일을 남기도록 금속 재료를 제거한다. 단자는 그 양 단부에 시트 금속 재료로 된 연속 웨브(14)로부터 성형된 에 단자부를 포함한다. 연속 타이 바아(16)는 레그(12)를 연결한다. 연속 캐리어 스트립(18)은 핑거(20)에 의해 연속 웨브(14)에 연결된다. 기본적으로, 핑거(20)는 레그(12)와 정렬되어 있다. 한 줄로 된 인덱스 구멍(22)들은 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이 연속 펀칭 프레스의 순차적인 위치를 따라 블랭크를 이동시키기 용이하게 하도록 캐리어 스트립(18) 내에 펀칭된다.
그후 블랭크(10)가 전단 위치로 이송되고 이 위치에서 연속 웨브(14)(도1)는 도2의 라인(24)에서 전단되고, 교호 핑거(20)는 라인(26)에서 전단된다. 전단 라인(24) 사이의 시트 금속 재료는 결과적으로 긴 단자의 단자부로 성형된다. 도2에 도시된 바와 같이 전단 공정에서 재료는 스탬핑 또는 펀칭 공정에서와 같이 시트 금속으로부터 제거되지 않는다. 즉, 전단 라인(24, 26)은 '가위'형 동작으로 블레이드를 전단함으로써 제조되어 서로에 바로 인접한 단자부(24)를 남긴다. 이것은 단자부가 가능한 한 넓게 되도록 한다. 와이어 단자부는 스탬핑해서 전단 작업을 하지 않은 것으로부터 성형되는 좁은 단자부에서 이용할 수 있는 것보다 강한 땜납 연결 또는 보다 단단한 활주 접촉 연결이 될 수 있도록 한다.
그후 도2에서 스탬핑되어 전단된 블랭크는 도3 내지 도5에서 도시된 것과 같이 성형된다. 특히, 레그(12)의 말단부는 라운드형 접촉부 또는 표면(30)을 한정하도록 그 평면으로부터 벗어나게 성형된다. 교호 단자부(28a)가 시트 금속 재료의 평면으로부터 벗어나게 성형되어 한 평면에 배치되는 반면, 나머지 교호 단자부(28b)는 원래의 평면에 있게 된다. 따라서, 교호 단자부(28a)는 본질적으로 제1 평면에 위치하고, 교호 단자부(28b)는 제2 평면에 위치한다. 교호 단자부(28b)는 여전히 교호 핑거(20b)에 의해 캐리어 스트립(18)에 연결되지만, (단자부(28a)로부터 전단된) 나머지 교호 핑거(20a)는 사실상 단자부(28a)의 평면에 놓이도록 시트 금속 재료의 평면으로부터 벗어나게 성형된다. 마지막으로, 단자부(28a)의 선단부 또는 말단부는 도면부호 (32)에서와 같이 상방으로 또는 외향으로 벌려지도록 성형된다.
그후 도3 내지 도5에서 도시된 스탬핑 및 성형 가공된 블랭크는 전기 커넥터로의 또 다른 제조 및/또는 조립을 위한 다음 위치로 운반될 수 있다. 이런 운반 중에, 연속 스탬핑 및 성형 가공된 금속 스트립은 릴 상에 감겨져서 종이와 같은 재료 또는 운반 시트에 의해 분리될 수 있다. 성형 가공된 핑거(20a) 및 단자부(28a)는 운반 시트의 제1 표면이 놓일 수 있는 평면의 지점(point)들을 형성해서 성형 가공된 핑거(20b) 및 교호 단자부(28b)가 운반 시트의 제2 표면이 놓일 수 있는 평면의 지점들을 형성하는 것을 결정한다.
본 발명에 의하면, 상술한 단계에 의해 제조된 단자는 계속해서 전기 커넥터 내의 단일 조립체용 단자 모듈로 제작될 수 있다. 특히, 도6 내지 도8은 접촉부(30)와 타이 바아(16) 사이의 레그(12) 부분들 둘레에서 오버몰드된 유전성 하우징(34)을 도시하고 있다. 오버몰드된 하우징은 단자를 전기적으로 차단시키고 전기 커넥터로의 후속 조립을 위해 단자를 모듈에 단단하게 연결하는 데 효과적이다.
오버몰드 공정 전이나 후에, 지지 핑거(20a)(도3 내지 도5)는 도6에서 도시된 바와 같이 적절한 절단 작업에 의해 제거된다. 캐리어 스트립(18)도 도7 및 도8에서 도시된 바와 같이 제거된다. 타이 바아(16)도 단자들 사이에서 절단 작업에 의해 제거되어, 단자를 전기적으로 분리시켜서 완성된 단자 모듈(36)이 남게 된다.
마지막으로, 도9a 및 도9b는 단자 모듈(36)(도8)이 전기 커넥터에 사용될 수 있는 방법에 대해 도시하고 있다. 특히, 단자 모듈은 단자부(30)가 하우징의 전방돌출 플러그부(42) 내에 배치되고 단자부(28a, 28b)가 하우징의 날개부(44) 사이에서 후방으로 돌출하도록 유전성 또는 절연 하우징(40)의 후방으로 삽입된다. 상술한 바와 같이, 단자부(28a, 28b)는 다른 평면들 내에 배치되어, 그 사이에 입구(mouth)를 한정하고 이곳으로 좁은 회로 기판(48)이 화살표 'A' 방향으로 삽입된다. 따라서, 단자부(28a(28b))는 회로 기판(48)의 양면 상의 다수의 평행한 컨덕터 또는 회로 트레이스(48a)에 납땜되도록 땜납 패드를 형성한다.
그후 도9a의 부조립체는 도9b에 도시된 바와 같이 전기 커넥터 내에 조립될 수 있다. 특히, 부트(50)가 다중 도체 케이블(52) 상으로 미끄러진다. 케이블은 다수의 개별 전기 와이어(54)를 포함한다. 와이어의 절연 피복(cladding)이 와이어의 도전성 코어의 일정 길이를 노출시키도록 제거된다. 그후 노출된 코어는 회로 기판(48)의 도체(48a)에 납땜되어 케이블(52)의 전기 와이어의 도전성 코어를 커넥터 조립체 내의 단자 모듈(36)의 단자부(28a, 28b)에 전기 접속시킨다. 그후 부트(50)는 완성된 전기 커넥터 조립체를 형성하기 위해 래치(56)와의 래치식 결합 상태로 화살표 'B' 방향으로 전방 이동된다.
본 발명은 발명의 정신 또는 중심 특성으로 부터 벗어남이 없이 다른 특별한 형태로 실현될 수 있다. 따라서 본 명세서의 예 및 실시예는 모든 면에서 제한적이 아닌 예시적인 것으로 고려되어야 하며, 명세서의 상세한 설명에만 제한되어서는 않된다.
본 발명에 따르는 방법에 의해, 높은 밀도의 단자 배열 및/또는 보다 넓은단자부가 되도록 스탬핑 및 전단 가공함으로써 보다 개선되고 신규한 전기 단자를 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 한 단부에 접촉부를 갖고 다른 단부에 단자부를 가지며 단부들 중간에서 타이 바아에 의해 단자를 연결하는 다수의 긴 단자를 위한 블랭크를 금속 재료로 된 시트로부터 스탬핑하는 단계-각 단자의 접촉부는 상기 스탬핑 단계에 의해 서로로부터 분리되고 상기 단자부는 상기 금속 재료 시트에 연결된 채로 남아 있음-와,
    상기 단자부를 분리시키기 위해 상기 블랭크를 전단시키는 단계와,
    타이 바아가 하우징의 외면에 위치된 상태에서 그 단부 중간의 단자의 둘레에 유전성 하우징을 오버몰드하는 단계와,
    단자를 분리시키기 위해 상기 타이 바아를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단자 모듈 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전단 단계 후 시트 금속의 평면으로부터 벗어나게 적어도 몇몇 단자를 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단자 모듈 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 성형 단계는 교호 단자부가 제2 평면에 배치되도록 단자부를 성형하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 단자 모듈 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 성형 단계는 상기 단자부중 적어도 몇몇을 시트 금속재료의 한 측면에 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단자 모듈 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 단자의 한 단부는 상기 스탬핑 단계후 핑거부가 캐리어 스트립으로부터 돌출한 상태에서 캐리어 스트립에 의해 연결되며, 상기 성형 단계는 상기 적어도 몇몇 단자부에서와 같이 동일 측면 상의 시트 금속 재료의 평면으로부터 벗어나게 적어도 몇몇 핑거부를 성형해서 상기 적어도 몇몇 핑거부가 운반 시트를 지지하고 성형 가공된 단자부를 보호하게 하는 것을 특징으로 하는 단자 모듈 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 오버몰드 단계후 상기 캐리어 스트립 및 핑거부를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단자 모듈 제조 방법.
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