KR101357976B1 - 마름모꼴 널 패턴을 갖는 전기 접점 - Google Patents

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Abstract

전기 접점(22)은 전기 접점(22)의 내표면(36)의 적어도 일부를 따라서 배치되는 널 패턴(44)을 구비한다. 상기 일부는 종축을 따라서 와이어 케이블(10)의 리드(18)를 수용하며 그것에 부착되어 크림프 연결부(46)를 형성한다. 널 패턴(44)은 복수의 오목한 요소(54)를 구비하며, 각각의 오목한 요소(54)는 내부 코너를 구비하는 마름모꼴 형상을 갖는다. 제1 쌍의 대향하는 대체로 축방향의 내부 코너(56)의 배향은 그 사이에 축방향 마이너 거리가 형성되고, 제2 쌍의 대향하는 내부 코너의 배향은 그 사이에 메이저 거리가 형성된다. 상기 축방향 마이너 거리는 상기 메이저 거리보다 작다. 널 패턴(44)의 오목한 요소(54)는 크림프 연결부(46)를 형성하기 위해 알루미늄 와이어 케이블(10)과 결합하기에 특히 적합하다.

Description

마름모꼴 널 패턴을 갖는 전기 접점{ELECTRICAL CONTACT HAVING RHOMBIC KNURL PATTERN}
(관련 출원에 대한 상호 참조)
본 출원은, 2011년 11월 3일자로 미국에서 출원되고 그 전체가 본 명세서에 원용되는 특허 출원 제13/288,561호의 PCT 제8조 하의 이익을 청구한다.
(기술분야)
본 발명은 널 패턴(knurl pattern)을 구비하는 전기 접점에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 상기 전기 접점은, 제1 쌍의 대향하는 대체로 축방향의 내부 코너 사이에 형성되고 상기 제1 쌍의 내부 코너와는 다른 제2 쌍의 대향 내부 코너 사이에 형성되는 메이저 거리보다 작은 축방향 마이너 거리를 포함하는 복수의 오목한 요소를 갖는 널 패턴을 구비한다.
전기 접속을 형성하기 위해 단자를 크림프(crimp)에 의해 와이어 전도체에 결착하는 것은 공지되어 있다.
와이어 전도체/단자 크림프는 자동차, 트럭, 및 항공기 산업과 같은 여러 산업에 사용되는 배선 하네스(wiring harness)에서 보편적이다. 배선 하네스는 이들 산업에서 전기 시스템 내의 전기 장치의 작동을 지원하는 전기 신호 전송용 도관을 제공한다. 자동차 산업에서는, 소정의 차량 연비 증가를 제공하는데 도움이 될 수 있는 경량의 와이어 전도체를 사용하는 것이 점점 더 바람직해지고 있다. 이들 경량의 알루미늄 와이어 전도체는 흔히 상용 비알루미늄 단자에 전기적으로 연결된다. 와이어 전도체는 단자에 전기적으로 및 기계적으로 연결되어 전기 접속을 형성한다. 알루미늄 와이어 전도체가 전기적 용도에 사용될 때, 널 패턴은 알루미늄 와이어 전도체에 형성되는 바람직하지 않은 알루미늄 산화물을 파괴하는데 도움이 될 수 있으며 이는 단자에 대한 와이어 전도체의 만족스러운 전기 접속의 형성을 가능하게 한다. 전기 접속이 형성될 때 파쇄되지 않는 알루미늄 산화물은 전기 접속의 성능을 저하시킬 수 있으며, 따라서 와이어 전도체/단자 전기 접속을 통한 전기 신호의 전달이 바람직하지 않게 저하되거나 억제된다.
와이어 전도체/단자 크림프의 전기 성능을 저하시킬 수 있는 다른 바람직하지 않은 특징은 크림프의 형성 중에 널 패턴에 형성되는 보이드(void)일 수 있다. 종래 기술에 관한 도 1 및 도 1a를 참조하면, 기존의 널 패턴은 복수의 널 요소(1)를 포함하고, 각각의 널 요소는 크림프(3) 내에 보이드(2)를 포함할 수 있는 오목한 정사각형 피라미드-타입 형상을 가지며, 알루미늄 리드(4)의 일부는 리드(4)가 단자(5)에 크림핑될 때 정사각형 피라미드-타입 오목부에 결합되지 않는다. 널 패턴이 제조될 때, 정사각형 피라미드-타입 널 요소의 오목한 선단은 단자의 내표면으로부터 멀어지는 방향으로 뾰족하다. 이들 바람직하지 않은 보이드(2)는 리드(4)의 일부를 수용하지 않으며, 따라서 크림프(3)에서 알루미늄 리드(4)를 단자(5)와 전기적으로 연결할 수 없다. 다수의 보이드는, 대조적으로 이들 보이드가 알루미늄 리드의 부분으로 충전되는 경우에 달성될 수 있는 알루미늄 리드(4)와 단자(5) 사이의 소정의 최대 전기적 및 기계적 연결의 달성을 막는다. 추가로, 보이드의 국소적 근처에서의 리드(4)의 표면적은 또한 와이어 전도체/단자 전기 접속이 형성될 때 파쇄되지 않는 알루미늄 산화물을 포함할 수 있다. 알루미늄 와이어 전도체가 차량 제작자에게서 계속 인기를 얻어가고 알루미늄 산화물은 만족스러운 와이어 전도체/단자 전기 접속을 방지할 수 있는 큰 문제를 계속 갖고 있기 때문에, 알루미늄 산화물의 파쇄를 극대화하는 동시에, 차량의 수명에 걸쳐서 와이어 전도체/단자 또는 와이어 케이블/단자 전기 접속의 전기적 및 기계적 특성을 더 향상시키는 것은 여전히 매우 바람직한 목표이다.
따라서, 상기 단점을 해결하고 널 패턴을 구비하는 전기 접점으로서, 상기 널 패턴 내의 각각의 요소가 와이어 케이블의 리드 상의 상당한 부분(substantial portion)에 존재하는 알루미늄 산화물의 보다 완전한 파쇄를 가능하게 하는 형상 및 전기 접점에 수용되는 와이어 케이블에 대한 형상 배향(shape orientation)을 가질 뿐만 아니라, 알루미늄 와이어 케이블과 전기 접점 사이에 개선된 전기적 및 기계적 연결을 제공하는 전기 접점이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기 접점은 전기 접점의 길이를 따라서 전기 접점의 내표면의 적어도 일부를 따라서 배치되는 널 패턴을 구비한다. 상기 일부는 축을 따라서 와이어 케이블의 리드를 수용한다. 상기 널 패턴은 오목한 마름모꼴 요소인 복수의 요소를 구비한다. 각각의 오목한 요소는 내부 코너를 구비하는 형상을 갖는다. 제1 쌍의 대향하는 대체로 축방향의 내부 코너 사이에는 축방향 마이너 거리가 형성되고, 제2 쌍의 대향하는 내부 코너 사이에는 메이저 거리가 형성되며, 상기 축방향 마이너 거리는 상기 메이저 거리보다 작다.
상기 전기 접점의 널 패턴의 오목한 마름모꼴 요소는 크림프 연결부를 형성하기 위해 알루미늄 와이어 케이블과 결합하기에 특히 적합하다.
크림프 연결부를 구비하는 와이어 조립체는 전동차에 배치된 케이블 하네스와 연관된다. 리드가 크림프 연결부 내의 널 패턴에 결합될 때, 차량의 수명에 걸쳐서 보다 견고한 와이어 케이블과 전기 접점의 전기적 및 기계적 연결이 달성된다.
본 발명의 추가적인 특징, 사용 및 장점은 첨부도면을 참조하여 비제한적 예로서 제시되는 본 발명의 하기 상세한 설명을 읽어보면 보다 명료하게 드러날 것이다.
본 발명을 첨부도면을 참조하여 추가로 설명할 것이다.
도 1 및 도 1a는 각각, 리드의 부분을 포함하지 않는 단자의 널 패턴에 보이드가 구비되는, 단자에 와이어 전도체의 리드를 부착하는 종래 기술의 크림프의 도시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 케이블을 수용하는 전기 접점의 길이의 일부를 따라서 널 패턴을 구비하는 전기 접점의 사시도이다.
도 3은 도 2의 널 패턴의 확대 상세도이다.
도 4는 도 2의 와이어 케이블을 도 2의 전기 접점에 부착하는 크림프 연결부의 도시도이다.
도 5는 도 4의 크림프 연결부의 5-5라인을 통해서 취한 단면도이다.
도 6은 도 3의 널 패턴의 확대 상세도이다.
도 7은 도 6의 널 패턴의 오목한 마름모꼴 요소의 확대도이다.
도 8은 경사진 램프 측벽을 구비하는 도 7의 오목한 마름모꼴 요소의 8-8라인을 통해서 취한 단면도이다.
도 9는 도 7의 복수의 오목한 마름모꼴 요소 중의 단일의 오목한 마름모꼴 요소의 확대도이다.
도 10은 전기 접점의 내표면에 도 7의 오목한 마름모꼴 요소를 만드는데 사용되는 프레스 공구의 다이와 연관된 대응 융기 돌출 요소의 3차원 등각도이다.
도 11은 도 10의 프레스 공구의 다이의 대응 요소의 11-11선을 따라서 취한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 대체 실시예에 따른, 전기 접점의 내표면에 오목한 마름모꼴 피라미드 요소를 제조하는데 사용되는 프레스 공구의 다이와 연관된 대응 요소의 3차원 등각도이다.
본 발명에 따르면, 도 2를 참조할 때, 와이어 전도체 또는 와이어 케이블(10)이 종축(A)을 따라서 배치된다. 와이어 케이블(10)은 절연성 외부 커버(12) 및 알루미늄-기반의 내부 코어(14)를 갖는다. 본 명세서에 사용되는 "알루미늄-기반"이라는 용어는 순수한 알루미늄, 또는 합금 내에서 알루미늄이 주요 금속인 알루미늄 합금을 의미하는 것으로 정의된다. 외부 커버(12)가 내부 코어(14)를 둘러싼다. 내부 코어(14)는, 내부 코어(14)가 전기 접점(22)에 수용될 때 내부 코어(14) 내에 축방향으로 배치될 수 있는 와이어 스트랜드로 구성된다. 대안적으로, 내부 코어는 함께 꼬이고 번들화되는 다수의 개별 와이어 스트랜드로 구성될 수도 있다. 다수의 와이어 스트랜드가 함께 꼬이고 번들화될 때는, 리드가 전기 접점 내에 축방향으로 수용될 수 있지만, 꼬인 와이어 스트랜드가 그 안에 축방향으로 배치되지 않을 수도 있다. 와이어 스트랜드(16)는 와이어 케이블(10)이 차량의 제조 도중과 같은 경우에 배선 용도(도시되지 않음)로 설치될 때 와이어 케이블(10)의 가요성을 제공하는데 유용하다. 대안적으로, 와이어 케이블의 내부 코어는 단선 스트랜드일 수도 있다. 내부 코어(14)의 일부를 노출시키기 위해 와이어 케이블(10)의 외부 커버(12)의 단부 부분(도시되지 않음)이 제거된다. 내부 코어(14)의 노출된 부분이 와이어 케이블(10)의 리드(18)이다. 리드(18)는 외부 커버(12)의 축방향 에지(20)로부터 연장된다.
구리-기반 단자 또는 전기 접점(22)은 교합 단부(24) 및 개방형 날개 단부(28)를 구비한다. 날개 단부(28)는 축(A)을 따라서 리드(18)를 수용한다. 날개 단부(28)는 한 쌍의 코어 날개(31), 및 코어 날개(31)로부터 축방향으로 이격되는 한 쌍의 절연 날개(29)를 구비한다. 절연 날개(29)는 와이어 케이블(10)을 수용하는 전기 접점(22)의 베이스(21)를 따라서 코어 날개(31)의 꼬리 쪽에 배치된다. 본 명세서에 사용되는 "구리-기반"이라는 용어는 순수한 구리, 또는 합금 내에서 구리가 주요 금속인 구리 합금을 의미하는 것으로 정의된다. 전기 접점(22)은 차량(도시되지 않음)에 사용되는 배선 하네스(도시되지 않음)의 부분인 다수의 전기 접점(도시되지 않음)을 구비할 수 있는 커넥터(도시되지 않음)에 수용될 수 있으며, 커넥터(도시되지 않음)는 전동차에 사용되는 대응 교합 커넥터(도시되지 않음)와 교합할 수 있다. 즉, 전기 접속 시스템은 하나 이상의 전기 접점을 구비하는 적어도 하나의 커넥터를 포함할 수 있고, 하나 이상의 전기 접점은 하나 이상의 와이어 케이블과 전기 접속될 수 있다. 교합 단부(24)는 전기 접점 및 배선 분야에 공지되어 있고 사용되는 암형 박스 전기 접점(30)을 포함한다. 암형 박스 접점(30)은 차량(도시되지 않음)에 배치되는 대응 교합 커넥터(도시되지 않음)에서 찾아볼 수 있는 것과 같은 대응 수형 전기 접점(도시되지 않음)에 수용될 수 있다. 암형 박스 접점(30)은 내부 코어(14) 상에서 전송되는 전기 신호를 대응 수형 수용 전기 접점과 부착되는 다른 전기 회로와 전기적으로 연결한다. 대안적으로, 암형 교합 단부는 수형 교합 단부일 수 있으며, 전기 접점은 날개와 교합 단부 사이에 배치되는 다른 추가 섹션을 포함할 수 있다. 절연 날개(29)와 코어 날개(31)는 각각 전기 접점(22)의 베이스(21)로부터 외측으로 경사 연장된다. 베이스(21)는 중립 상태에서 아치형 형상을 갖는 것이 바람직하다. 전기 접점(22)의 중립 상태는 도 2 및 도 3에 가장 잘 도시되어 있듯이 초기 제작 이후 크림프 연결부(46)가 형성되기 전의 전기 접점(22)의 형태이다. 와이어 케이블(10)이 전기 접점(22)에 수용될 때 아치형 베이스(21)는 리드(18)의 형상에 대체로 합치된다. 절연 날개(29)는 외부 커버(12)에 크림핑되도록 구성되고 코어 날개(31)는 리드(18)에 크림핑되도록 구성된다.
전기 접점(22)은, 전기 접점(22)과 와이어 케이블(10) 사이의 효과적인 크림핑이 가능하도록 날개 단부(28)가 리드(18) 및 리드(18)에 인접한 외부 커버(12)의 일부를 수용하기에 충분히 큰 크기이도록 선택된다. 코어 날개(31)는 와이어 케이블(10)이 전기 접점(22)에 크림핑될 때 리드(18)의 적어도 일부를 충분히 둘러싸고, 커버하며, 이에 대해 결합되도록 치수결정된다. 코어 날개(31)는 와이어 케이블(10)과 전기 접점(22) 사이의 전기 접속을 제공하기 위해 와이어 케이블(10)이 전기 접점(22)에 크림핑될 때 리드(18)의 내부 코어(14)의 적어도 일부와 결합하는 내표면 또는 접촉(abutting)면(36)을 구비한다. 바람직하게, 코어 날개(31)는, 크림프 연결부(46)가 형성될 때 널 패턴(44)이 리드(18)의 전체 길이와 결합하고 전기 접점(22)의 후방 에지(50)가 외부 커버(12)의 에지(20)에 인접하여 배치되도록 리드(18)에 대해 치수결정된다.
적어도 리드(18)의 외표면과 리드(18)의 단부(38)를 따라서 유체 등방성 코팅(40)이 배치된다. 추가로, 코팅(40)은 또한 에지(20) 위에 도포되며 리드(18)에 인접한 외부 커버(12)의 부분 상으로 연장된다. 따라서, 코팅(40)의 밀봉 커버링(seal covering)(42)은 와이어 케이블(10)이 전기 접점(22)의 날개 단부(28)에 수용될 때 와이어 케이블(10)의 리드(18)에 내식성 보호층을 제공하기 위해 리드(18)를 매립시킨다. "유체"는 "유동 가능한 것"으로 정의된다. 밀봉 커버링(42)은 크림프 연결부(46)에서의 전기 부식 발생을 방지하는데 있어서 유리하게 도움이 될 수 있다. 코팅(40)의 점성은 리드(18)의 적어도 외표면을 완전히 커버하기에 충분한 두께의 코팅(40)을 얻기 위해 코팅(40)이 와이어 케이블(10) 상으로 적절히 유동할 수 있도록 변경될 수 있다. 코팅(40)의 밀봉 커버링(42)은 드리핑(dripping), 분사, 전해 트랜스퍼(electrolytic transfer), 및 브러시와 스펀지 적용 등에 의해 와이어 케이블(10)에 적용될 수 있다. 이러한 밀봉 커버링의 한 가지가, 2010년 9월 16일자로 출원되고 발명의 명칭이 "밀봉 크림프 연결 방법(SEALED CRIMP CONNECTION METHODS)"인 미국 출원 제12/883,838호에 기재되어 있다. 대안적으로, 리드에 유체 코팅이 전혀 적용되지 않을 수도 있다.
도 3을 참조하면, 전기 접점(22)은 널 패턴(44)을 구비한다. 널 패턴(44)은 전기 접점(22)의 길이(L)의 일부를 따라서 전기 접점(22)의 코어 날개(31)의 접촉면(36) 내에 형성된다. 길이(L)는 축(A)을 따라서 축방향으로 배치된다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 전기 접점(22)이 와이어 케이블(10)에 부착되어 크림프 연결부(46)를 형성할 때, 널 패턴(44)은 리드(18)의 적어도 외표면에 대해 결합식으로 접촉된다. 널 패턴(44)은 전기 접점 및 배선 분야에 공지되어 있는 다이 프레스를 사용하여 내표면(36)에 형성 및 스탬핑될 수 있다. 크림프 연결부(46)는 코어 날개(31)의 후방 에지(50)와 전방 에지(52) 사이에 형성되는 시임(seam)(48)을 구비한다. 크림프 연결부(46)는 와이어 케이블(10) 및 전기 접점(22)을 구비하는 와이어 조립체(49)의 부분이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 널 패턴(44)은 접촉면(36) 아래에 놓이는 플로어(55)를 따라서 연장되는 복수의 요소(54)를 구비한다. 각 요소(54)의 오목면(60)은 플로어(55)에 인접하여 배치된다. 플로어(55)는 접촉면(36)으로부터 이격되어 있고 오목하게 되어 있다. 융기부(65)는 복수의 요소(54) 사이에 배치되며, 주위 접촉면(36)과 대체로 동일 평면에 놓이는 편평한 상면(66)을 갖는다. 복수의 요소(54)의 각각은 다수의 측벽(61)을 구비한다. 각 요소(54)의 에지(63)는 융기부(65)의 편평한 상면(66)과 측벽(61) 사이의 경계면에 형성된다. 각각의 요소(54)는 각 요소(54)를 둘러싸는 다수의 에지(63)로 형성되는 주변 에지를 갖는다. 복수의 요소(54) 각각에서의 다수의 측벽(61)의 각각은 에지(63)가 형성되도록 오목면(60)으로부터 편평한 상면(66) 및 편평한 상면(66)으로의 이행부를 향해서 경사 각도진 방향으로 연장된다. 따라서, 측벽(61)은 단면도로 볼 때 도 8에 가장 잘 도시되어 있듯이 경사진 램프(ramp)이다. 유리하게, 다수의 경사진 측벽(61)은 널 패턴이 스탬핑될 때 전기 접점(22)으로부터 다이가 제거되는 것을 보조한다. 바람직하게, 측벽의 경사진 램프는 플로어(55)에 직각으로 규정되는 평면에 대해 예각인 구배각(draft angle)을 갖는다. 대안적으로, 복수의 요소 각각에서의 다수의 측벽은 플로어에 직각인 방향으로 배치될 수 있다. 각각의 요소(54)에서의 오목면(60)은 접촉면(36) 및 축(A)과 대체로 평행하다. 도 7 및 도 8에 가장 잘 도시되어 있듯이 융기부(65)는 널 패턴(44) 내의 각 요소(54)를 인접하여 둘러싼다. 도 6에 가장 잘 도시되어 있듯이 융기부(65)의 편평한 상면(66)은 주위 접촉면(36)과 이행적으로 연통한다. 대안적으로, 융기부의 편평한 상면은 플로어와 주위 접촉면 사이에 배치되도록 오목할 수 있다. 에지(63)는 크림프 연결부(46)가 형성될 때 리드(18) 상에 배치되는 알루미늄 산화물을 파괴시키는데 효과적이다. 측벽(61), 에지(63) 및 융기부(65)의 구조적 상관관계는 도 8에 가장 잘 도시되어 있다. 플로어(55)는 접촉면(36)과 대체로 평행하게 이격된 관계를 갖는다. 각각의 오목면(60)은 제1 쌍의 대향하는 대체로 축방향의 내부 코너(56)를 구비하는 형상을 갖는다. 제1 쌍의 축방향 내부 코너(56) 사이에는 제1 또는 축방향 마이너 거리(x1)가 형성된다. 제1 쌍의 축방향 내부 코너(56)와 상이한 제2 쌍의 대향 내부 코너(58) 사이에는 제2 또는 메이저 거리(x2)가 형성된다. 도 9에 가장 잘 도시되어 있듯이, 메이저 거리(x2)를 따르는 메이저 축과 마이너 거리(x1)를 따르는 마이너 축은 직교하는 관계를 갖는다. 축방향 마이너 거리(x1)는 메이저 거리(x2)보다 작다. 각각의 요소(54)에서의 오목면(60)은 마름모꼴 형상을 형성하는 표면적을 갖는다. 대안적으로, 축방향 마이너 거리는 축(A)과 실질적으로 축방향일 수 있으며, 메이저 거리는 실질적인 축방향 마이너 거리에 직각이다. 각각의 요소(54)에 있어서, 제1 쌍의 축방향 내부 코너(56) 각각은 제2 쌍의 대향 내부 코너(58) 각각의 각도값보다 큰 각도값을 갖는다. 도 9에 가장 잘 도시되어 있듯이, 제1 쌍의 축방향 내부 코너(56)의 내부 코너는 둔각 값을 가지며 제2 쌍의 대향 내부 코너(58)의 내부 코너는 예각 값을 갖는 것이 바람직하다. 추가적인 대체 실시예에서, 제1 쌍의 축방향 대향 내부 코너(56)의 내부 코너는 100도보다 클 수 있는 둔각 값을 갖는다.
도 2 및 도 3에 가장 잘 도시되어 있듯이, 전기 접점(22)의 널 패턴(44)은 케이블(10)이 부착되지 않을 때는 사용되지 않는다.
도 4 및 도 5에 가장 잘 도시되어 있듯이, 전기 접점(22)의 널 패턴(44)은 리드(18)와 결합하여 크림프 연결부(46)를 형성할 때 사용된다. 크림프 연결부(46)는 전기 접점 및 배선 분야에 공지되어 있는 프레스에 의해 형성될 수 있다. 크림프 연결부(46)가 형성 중에 있을 때, 복수의 요소(54)는 프레스에 의해 인가되는 힘에 의해 압박되어 알루미늄 리드(18)에 대해 결합됨으로써 알루미늄 리드(18)의 부분이 복수의 요소(54) 내로 돌출되게 한다. 축방향 마이너 거리(x1) 및 메이저 거리(x2)의 마름모꼴 배향과 조합되는 복수의 요소(54)의 에지(61)는, 크림프 연결부(46)의 전기적 및 기계적 견고성을 증가시키기 위해 와이어 케이블(10)의 리드(18)의 전체 외표면을 따라서 알루미늄 산화물을 파쇄시키는데 추가로 도움이 된다.
어떤 특정한 이론에 제한되지는 않지만, 축방향 마이너 거리(x1) 및 메이저 거리(x2)의 배향을 갖는 복수의 요소(54)의 사용은 리드(18)에 대한 전기 접점(22)의 크림핑 중에 요소(54)를 장기간 개방 상태로 유지하는데 도움이 되는 것이 관찰되었다. 알루미늄 리드(18)의 부분은 오목면(60)에 대해 요소(54) 내로 돌출됨으로써 요소(54)가 돌출된 알루미늄 리드(18) 부분에 대해 결합식으로 접촉되게 하여 도 1a의 종래 기술에 도시된 보이드(2)가 생기지 않게 한다. 메이저 축 거리(x2)가 리드(18)에 직각이기 때문에, 임의의 특정 와이어 스트랜드(16)의 보다 큰 접촉 면적은 개별 와이어 스트랜드(16) 상에 배치되는 알루미늄 산화물이 보다 쉽게 파쇄 및 분쇄되게 하고 또한 오목한 요소(54) 내로 돌출되게 한다. 코어 날개(31) 상의 널 패턴(44)의 표면적 재료(36, 60, 61, 63, 66)와 기계적 및 전기적 접촉을 이루는 리드(18)의 적어도 외표면 상의 순수 알루미늄의 보다 큰 접촉 표면적은 보다 신뢰성있고 견고한 전기 접속을 보장한다. 보다 큰 표면적 접촉은 또한 리드(18)와 코어 날개(31) 사이의 기계적 인터로크를 향상시키며, 이는 크림프 연결부(46)에서 리드(18)와 전기 접점(22) 사이의 견고한 전기 접촉을 유지하는데 도움이 된다. 표면(36, 60, 61, 63, 66)과 리드(18) 사이의 이러한 큰 표면적 접촉은 도 5 및 도 8에 가장 잘 도시되어 있다. 따라서, 널 패턴(44)은 크림프 연결부(46)가 형성될 때 리드(18)와 전기 접점(22) 사이의 전기적 및 기계적 연결을 유리하게 극대화시킬 수 있다. 또한, 크림프 연결부(46)가 중립 상태로부터 최종 상태로 형성될 때 크림프 연결부(46)의 형성 중에 코어 날개(31)가 대체로 아치형 형태를 유지하도록 코어 날개(31)를 크림핑시키는 것도 중요하다. 코어 날개(31)의 최종 상태는 도 4에 가장 잘 도시되어 있듯이 크림프 연결부(46)에 코어 날개(31)가 형성될 때이다. 크림핑 공정 중에 코어 날개(31)의 아치형 형태를 유지하는 것은, 도 5에 가장 잘 도시되어 있듯이 요소(54)가 알루미늄 리드(18)의 돌출된 부분을 폐쇄된 요소(54) 내에 포획시키도록 결합 폐쇄되기 전에 알루미늄 리드(18)의 부분이 요소(54) 내로 돌출되도록 요소(54)가 충분히 긴 시간 동안 개방 유지되게 할 수 있다.
또한, 코어 날개(31)의 내표면(36)에 널 패턴(44)이 형성될 때 오목한 요소(54)가 대각선 열(row)(67)로 형성되므로, 와이어 케이블(10)과 전기 전도체(22)의 견고한 전기 접속을 보장하기 위해 리드(18)의 적어도 전체 표면적이 코어 날개(31) 상의 널 패턴(44)의 길이와 폭에 걸쳐서 복수의 요소(54)에 의해 충돌되도록 메이저 거리(x2)는 집합적으로 코어 날개(31)의 폭을 커버한다. 널 패턴(44) 내의 요소(54)의 주변 에지는 크림프 연결부(46)가 형성될 때 널 패턴(44)이 리드(18) 상의 알루미늄 산화물을 파쇄하는 능력을 증가시키는데 효과적이다.
크림프 연결부(46)가 분석되고 코어 날개(31)가 리드(18)로부터 언래핑(unwrap)될 때 널 패턴(44)의 상당한 부분이 와이어 케이블(10)의 리드(18)의 외표면에 압인(impress)된 상태로 남아있는 것이 관찰되었다. 많은 분석된 크림프 연결부에서, 널 패턴의 백퍼센트(100%)가 각각의 와이어 케이블의 리드에 압인된 상태로 남아있다.
대안적으로, 도 10 및 도 11을 참조하면, 대응 널 패턴(70)은 전기 접점 및 배선 분야에 공지되어 있고 사용되는 다이 프레스(도시되지 않음)의 다이와 연관된다. 전기 접점(22)의 널 패턴(44)에 복수의 오목한 요소(54)를 만들기 위해, 상기 널 패턴(70)의 융기된 마름모꼴 돌기(71)가 다이 프레스에 사용된 다이 상에 활용된다. 홈(72)은 다이 상에 배치되는 널 패턴(70) 내의 각각의 마름모꼴 돌기(71)를 둘러싼다. 널 패턴(70)을 갖는 다이는 전기 접점 또는 단자보다 단단한 경질 금속으로 제조되는 바, 초경 스틸을 사용하는 등에 의해 제조된다. 홈(72)은 플로어(55)로부터 측정되는 널 패턴(44)의 융기부(65)의 깊이보다 깊은 깊이를 갖는 것이 바람직하다.
대안적으로, 도 12를 참조하면, 피라미드형 마름모꼴 돌기(101) 및 관련 인접 홈(102)을 채용하는 다이가 사용될 수 있다. 피라미드형 마름모꼴 돌기(101) 각각은 평탄한 절두 상부를 갖는다. 전기 접점의 베이스와 코어 날개 상에 오목한 널 패턴을 스탬핑하기 위해 피라미드형 마름모꼴 돌기(101) 및 관련 홈(102)을 채용하는 다이가 사용될 때, 전기 접점의 내표면에는 복수의 오목한 피라미드형 마름모꼴 요소가 형성된다. 각각의 오목한 피라미드형 마름모꼴 요소에서의 각각의 평탄한 절두 상부는 전기 접점의 내표면의 플로어에 인접하여 배치된다. 도 12의 실시예의 다이는 전술한 도 10 및 도 11에 도시된 실시예의 다이와 유사한 재료로 제조된다.
대안적으로, 와이어 케이블은 비알루미늄, 도전성 재료로 제조될 수 있으며, 전기 접점은 임의의 적합한 도전성 재료로 제조될 수 있다.
추가 대안적으로, 널 패턴은 와이어 케이블의 리드의 적어도 일부와 접촉하는 전기 접점의 내표면의 길이와 폭의 임의의 부분을 따라서 채용될 수 있다.
다른 대체 실시예에서, 와이어 조립체는 견고한 전기 접속을 요구하는 임의의 형태의 전기 응용예에 사용되는 전기 접속 시스템과 연관될 수 있다.
또 다른 대체 실시예에서, 와이어 케이블의 내부 코어는 함께 콤팩트화되거나 용접되는 다수의 와이어 스트랜드를 갖는 리드를 구비할 수 있다. 이러한 용접된 리드의 한 가지가, 201년 6월 24일자로 출원되고 발명의 명칭이 "알루미늄 케이블에 대한 크림프 연결(CRIMP CONNECTION TO ALUMINUM CABLE)"이며 그 내용이 본 명세서에 원용되는 미국 출원 제13/168,309호에 기재되어 있다.
따라서, 다수의 오목한 마름모꼴 요소를 갖는 널 패턴을 구비하는 전기 접점이 제시되었다. 각각의 오목한 마름모꼴 요소는, 전기 접점과 알루미늄 와이어 케이블 사이의 전기적 및 기계적 연결을 개선시킬 수 있는, 전기 접점에 수용되는 와이어 케이블에 대한 배향을 갖는다. 각각의 오목한 마름모꼴 요소는 축방향 내부 코너 사이에 형성되는 축방향 마이너 거리를 갖는다. 각각의 마름모꼴 요소는 또한 비축방향 내부 코너 사이에 형성되는 메이저 거리를 갖는다. 축방향 마이너 거리는 메이저 거리보다 짧다. 오목한 마름모꼴 요소는 와이어 케이블의 리드를 축방향으로 수용하는 전기 접점의 내표면의 임의의 양을 따라서 배치될 수 있다. 널 패턴은 전기 접점의 내표면에 형성된 전기 접점의 아치형 베이스를 따라서 및 코어 날개의 폭을 따라서 연장된다. 크림핑 공정은 베이스의 아치형 형태를 유지하는 한편으로, 크림프 연결부가 만들어질 때 코어 날개를 중립 상태에서 최종 상태까지 항상 아치 형태로 크림핑시킨다. 이 크림핑 공정은, 도 1a의 종래 기술에 도시되어 있는 보이드가 발생하지 않도록 보장하기 위해 오목한 마름모꼴 요소가 부분적으로 폐쇄되기 전에, 오목한 마름모꼴 요소의 적어도 상당한 부분이 리드의 돌출된 알루미늄으로 채워지게 할 수 있다. 오목한 마름모꼴 요소의 상당한 부분이 순수 알루미늄으로 채워질 때 순수 알루미늄이 마름모꼴 요소의 오목면의 표면적의 상당한 부분과 완전히 접촉하면 알루미늄 리드와 전기 접점 사이의 더 큰 표면 접촉 영역이 실현되며 이는 와이어 조립체의 수명에 걸쳐서 개선된 기계적 및 전기적 크림프 연결부가 달성되도록 보장한다. 널 패턴의 복수의 요소에서의 에지의 총합의 증가된 주변 거리와 각각의 마름모꼴 요소의 축방향 마이너 거리 배향의 조합은, 와이어 케이블의 리드 상에 배치된 알루미늄 산화물이 크림프 연결부가 형성될 때 널 패턴에 의해 포위되는 리드의 길이를 따라서 리드의 적어도 외표면을 따라서 보다 효과적으로 파쇄 및 분쇄되도록 보장한다.
본 발명을 그 바람직한 실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되도록 의도되지 않으며, 후술하는 청구범위에 개시된 범위로만 한정되도록 의도된다.
당업자라면 본 발명이 광범위하게 사용 및 응용될 수 있음을 쉽게 알 것이다. 전술한 것 이외의 본 발명의 여러 가지 실시예 및 적응예뿐 아니라, 여러가지 변형예, 수정예 및 등가의 구성이 본 발명의 요지 또는 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명 및 상기 설명으로부터 자명해지거나 합리적으로 제시될 것이다. 따라서, 본 발명을 그 실시예와 관련하여 상세하게 전술했지만, 본 명세서는 본 발명을 예시할 뿐이며 단지 본 발명의 가능한 전체 내용을 제공하기 위한 것임을 알아야 한다. 이상의 내용은 본 발명을 제한하거나 임의의 이러한 다른 실시예, 적응예, 변경예, 수정예 및 등가의 구성을 배제하도록 의도되지 않으며, 본 발명은 하기 청구범위와 그 균등물에 의해서만 한정된다.

Claims (20)

  1. 전기 접점이며,
    전기 접점의 길이 중 일부 길이를 따라서 전기 접점의 내표면에 형성되는 널 패턴을 포함하고,
    상기 전기 접점의 길이는 종축을 따라서 배치되며, 상기 일부 길이는 와이어 케이블의 리드를 축방향으로 수용하고 그것에 부착되어 리드를 널 패턴에 대해 결합식으로 접촉시킬 수 있도록 구성되며,
    널 패턴은 복수의 요소를 구비하고, 상기 복수의 요소의 각각의 요소는 복수의 내부 코너를 구비하는 형상을 가지며,
    제1 쌍의 대향하는 내부 코너 사이에는 마이너 축 및 마이너 거리가 형성되고, 상기 제1 쌍의 대향하는 내부 코너와 상이한 제2 쌍의 대향하는 내부 코너 사이에는 메이저 축 및 메이저 거리가 형성되며,
    상기 마이너 축은 상기 종축에 대해 축방향이며, 상기 메이저 축은 상기 종축에 대해 직각이고, 상기 마이너 거리는 상기 메이저 거리보다 작으며, 복수의 요소의 각각의 요소는 상기 내표면에 대해 이격된 오목한 관계를 갖는 표면을 구비하는, 전기 접점.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 요소의 각각의 요소는 마름모꼴 형상을 형성하는 영역을 갖는 표면을 구비하는, 전기 접점.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 요소의 각각의 요소의 마름모꼴 표면은 상기 내표면에 대해 이격된 오목한 관계를 갖는, 전기 접점.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 요소의 각각의 요소의 마름모꼴 표면의 상당한 부분에 대해 적어도 리드의 외표면이 결합되는, 전기 접점.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 요소의 각각의 요소의 표면은 상기 일부 길이의 플로어에 인접하여 배치되고, 상기 플로어는 내표면에 대해 평행한 이격 관계를 갖는, 전기 접점.
  6. 제1항에 있어서, 상기 메이저 축은 상기 마이너 축에 직각인, 전기 접점.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 대향 내부 코너는 각각 둔각 값을 가지며, 상기 제2 쌍의 대향 내부 코너는 각각 예각 값을 갖는, 전기 접점.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 요소는 측벽을 포함하며, 상기 측벽은 경사진 램프를 구비하는, 전기 접점.
  9. 제1항에 있어서, 전기 접점은 와이어 케이블의 리드를 수용하도록 구성된 베이스를 포함하고, 베이스는 아치형 형상을 가지며, 널 패턴은 베이스의 적어도 일부를 따라서 배치되는, 전기 접점.
  10. 제9항에 있어서, 리드가 전기 접점의 일부에 부착될 때, 리드와 와이어 케이블 사이에 크림프 연결부가 형성되는, 전기 접점.
  11. 제10항에 있어서, 상기 와이어 케이블의 내부 코어는 상기 리드를 구비하고, 상기 내부 코어는 알루미늄계이며, 크림프 연결부가 형성될 때, 리드는 복수의 요소의 표면의 상당한 부분에 대해 압박되는, 전기 접점.
  12. 제10항에 있어서, 크림프 연결부는 전동차 내에 배치되는 케이블 하네스의 일부인, 전기 접점.
  13. 하나 이상의 전기 접점을 구비하는 적어도 하나의 커넥터를 포함하는 전기 접속 시스템이며,
    하나 이상의 전기 접점은 하나 이상의 와이어 케이블과 전기 접속 상태에 있으며,
    하나 이상의 전기 접점 중 적어도 하나는 전기 접점의 길이 중 일부 길이를 따라서 전기 접점의 내표면에 형성되는 널 패턴을 포함하고,
    상기 전기 접점의 길이는 종축을 따라서 배치되며, 상기 일부 길이는 와이어 케이블의 리드를 축방향으로 수용하고 그것에 부착되어 리드를 널 패턴에 대해 결합식으로 접촉시킬 수 있도록 구성되며,
    널 패턴은 복수의 요소를 포함하고, 복수의 요소의 각각의 요소는 복수의 내부 코너를 구비하는 형상을 가지며,
    제1 쌍의 대향하는 내부 코너 사이에는 마이너 축 및 마이너 거리가 형성되고, 상기 제1 쌍의 대향하는 내부 코너와 상이한 제2 쌍의 대향하는 내부 코너 사이에는 메이저 축 및 메이저 거리가 형성되며,
    상기 마이너 축은 상기 종축에 대해 축방향이며, 상기 메이저 축은 상기 종축에 대해 직각이고, 상기 마이너 거리는 상기 메이저 거리보다 작으며, 복수의 요소의 각각의 요소는 상기 내표면에 대해 이격된 오목한 관계를 갖는 표면을 구비하는, 전기 접속 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수의 요소의 각각의 요소는 마름모꼴 형상을 갖는 표면을 구비하는, 전기 접속 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 복수의 요소의 각각의 요소의 마름모꼴 표면은 상기 내표면에 대해 이격된 오목한 관계를 갖는 전기 접속 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 와이어 케이블은 알루미늄으로 형성되는, 전기 접속 시스템.
  17. 제13항에 있어서, 하나 이상의 와이어 케이블과 전기 접속 상태에 있는 상기 하나 이상의 전기 접점은 전동차에 배치된 배선 하네스의 일부인, 전기 접속 시스템.
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