KR101503945B1 - 밀봉된 케이블 코어와 단자의 개선된 전기 접속을 이루게 하는 방법 - Google Patents

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Abstract

절연 외부 커버 및 단자를 갖는 케이블의 전기 전도성 코어 주위에 시일을 형성하는 방법은, 절연 외부 커버의 축방향 에지를 지나서 연장되는 코어의 리드를 제공하는 단계와, 리드 상으로 등각 코팅을 분무하는 단계와, 단자의 인접한 접촉 표면과 리드 사이로부터 등각 코팅을 변위시키기 위해, 그리고 등각 코팅으로 단자와 직접 접촉하지 않는 리드의 잔여부를 덮고 밀봉하기 위해, 등각 코팅이 여전히 젖어있는 동안에 단자를 케이블 상으로 크림핑하는 단계와, 리드의 잔여부 위의 등각 코팅을 경화시키는 단계를 포함한다.

Description

밀봉된 케이블 코어와 단자의 개선된 전기 접속을 이루게 하는 방법 {A METHOD OF MAKING AN IMPROVED ELECTRICAL CONNECTION WITH SEALED CABLE CORE AND A TERMINAL}
본 출원은 2009년 9월 18일자로 출원된 동시 계속 중인 미국 가출원 번호 제61/243,650호의 우선권을 주장한다.
본 발명의 분야는 알루미늄계 케이블과 구리계 전기 단자 사이의 연결에 관한 것이다.
절연된 구리계 케이블은 자동차 배선에 일반적으로 사용된다. 구리는 고전도성, 우수한 내부식성 및 적당한 기계 강도를 갖는다. 그러나, 구리와 구리계 금속은 비교적 고가의 금속이고, 또한 무겁다.
중량 절감이 필요하였고, 자동차 전기 배선 적용물에서의 비용 절감을 위해 구리계 와이어에 대한 매력적인 대안으로서 알루미늄계 케이블을 채택하였다. 그러나, 일부 배선 및 전기 커넥터는 구리계로 남아 있을 수 있다. 따라서, 전기 회로의 어딘가에서 회로의 알루미늄계 부분과 회로의 구리계 부분 사이의 전이가 있을 수도 있다. 형상의 복잡성 및 크기가 알루미늄계 재료보다 구리계 재료를 이용하여 더 용이하게 달성될 수 있어서 단자가 구리계로 남아있을 수도 있기 때문에, 이러한 전이는 종종 단자에서 발생할 수도 있다. 알루미늄계 케이블을 구리계 단자에 연결하는 것은 예컨대 염수인 전해질이 존재하는 경우에 알루미늄의 갈바닉 부식을 생성할 수 있다. 갈바닉 반응은 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 단자의 구리 또는 구리 합금과 상이한 갈바닉 전위를 갖기 때문에 알루미늄을 부식시킨다. 본원에 사용된 "구리계"는 순수 구리, 또는 구리가 합금에서의 주 금속인 구리 합금을 의미한다. 유사하게, 본원에 사용된 "알루미늄계"는 순수 알루미늄, 또는 알루미늄이 합금에서 주 금속인 알루미늄 합금을 의미한다.
이제 도 1을 참조하면, 염수와 같은 전해질이 존재하는 경우에 이종 재료들 사이에서 상당한 부식이 발생한다는 것을 알려져 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 구리계 단자(35)는 한 쌍의 절연체 날개부(36)와 한 쌍의 코어 날개부(38)를 갖고, 이들 사이에 노치(40)를 갖는다. 스트랜드식 알루미늄계 케이블(12)은 리드(16)의 그의 연결된 노출 스트랜드 단부(15)가 순수 구리, 놋쇠, 또는 다른 구리 합금과 같은 더 산화성이 낮은 금속(more noble metal)으로 제조되는 단자(35)에 부착되는 경우에 실질적으로 부식될 수 있다. 4일간의 염무(salt fog) 시험은 거의 전체 알루미늄 리드(16)를 실질적으로 부식시키는 것을 보여주었다. 노치(40)는 염 및 다른 전해질이 보다 큰 접근성으로 노출 스트랜드(15)와 접촉하게 한다. 완전히 부식될 때의 리드(16)는 케이블(12)과 단자(35) 사이의 전기 접속의 파손을 야기한다.
케이블과 그의 연결된 단자 사이의 개선된 내부식성 연결이 필요하다. 또한, 단자와의 전기 접촉을 유지하면서, 전해질로부터 알루미늄 케이블을 밀봉하기 위해 개선된 시일을 통해 개선된 내부식성을 갖는 알루미늄계 케이블과 구리계 단자 사이의 연결이 필요하다.
본 발명의 일 태양에 따라, 절연 외부 커버를 갖는 케이블의 알루미늄계 코어와 구리계 단자의 주위에 시일을 형성하는 방법은, 절연 외부 커버의 축방향 에지를 지나서 연장되는 코어의 리드를 제공하는 단계와, 리드 상으로 등각 코팅을 분무하는 단계와, 리드와 단자 사이의 인터페이스를 통해 전기 접촉을 제공하도록 그리고 단자와 직접 접촉하지 않는 리드의 잔여부를 덮고 밀봉하도록 구리계 단자의 인접한 접촉 표면과 리드 사이로부터 등각 코팅을 변위시키기 위해 등각 코팅이 여전히 젖어있는 동안에 구리계 단자를 리드 상으로 크림핑하는 단계와, 리드의 잔여부 위의 등각 코팅을 경화시키는 단계를 포함한다.
바람직하게, 등각 코팅의 분무는 케이블로부터 리드의 말단부를 향해 축방향으로 행해져 등각 코팅이 리드의 말단부를 빠져나간다.
일 실시예에서, 케이블의 알루미늄계 코어는 복수의 스트랜드로부터 만들어지고, 복수의 스트랜드는 크림핑될 때, 경화 전의 젖어있는 등각 코팅으로 충전되는 공극을 그 사이에 갖는다. 단자는, 절연 외부 커버 위에 크림핑되고 절연 외부 커버의 에지 위로 전개되고 등각 코팅이 여전히 젖어있을 때 코어의 리드 상으로 크림핑되는 조합 절연 및 코어 날개부를 갖는다.
본 발명의 또 다른 태양에 따라, 절연 외부 커버를 갖는 케이블의 전기 전도성 코어와 단자의 주위에 시일을 형성하는 방법은, 절연 외부 커버의 축방향 에지를 지나서 연장되는 코어의 리드를 제공하는 단계와, 리드 상으로 등각 코팅을 분무하는 단계와, 리드와 단자 사이의 인터페이스를 통해 전기 접촉을 제공하도록 그리고 등각 코팅으로 단자와 직접 접촉하지 않는 리드의 잔여부를 덮고 밀봉하도록 단자의 인접한 접촉 표면과 리드 사이로부터 등각 코팅을 변위시키기 위해 등각 코팅이 여전히 젖어있는 동안에 단자를 케이블 상으로 크림핑하는 단계와, 리드의 잔여부 위의 등각 코팅을 경화시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 등각 코팅의 분무는 케이블로부터 리드의 말단부를 향해 축방향으로 행해져 상기 등각 코팅이 리드를 덮고 리드의 말단부를 빠져나간다.
일 실시예에서, 케이블은 복수의 스트랜드로부터 만들어지고, 이 스트랜드들은 크림핑될 때, 경화 전의 젖어있는 등각 코팅으로 충전되는 공극을 그 사이에 갖는다. 단자는, 절연 외부 커버 위에 크림핑되고 절연 외부 커버의 에지 위로 전개되고 코어의 리드 상으로 크림핑되는 조합 절연 및 코어 날개부를 갖는다. 코어는 전해질에 노출될 때 단자보다 더 전기 음전성인 재료로 바람직하게 제조된다.
이하의 첨부도면이 이제 참조된다.
도 1은 실질적으로 부식된 가상의 알루미늄계 와이어의 노출된 스트랜드 단부를 도시하는 종래 기술의 알루미늄계 케이블 및 구리계 단자의 평면도이다.
도 2는 절연 외부 커버가 제거된 리드를 갖고 조립 전의 본 발명의 일 실시예에 따라 전도성 케이블 코어의 노출된 리드를 향해 축방향으로 등각 코팅의 분무를 겪는 도 2의 처리된 케이블인 알루미늄계 케이블 및 구리계 단자의 사시도 및 분해도이다.
도 3은 단자 및 단자에 조립된 알루미늄계 케이블의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 라인 4-4을 따른 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 라인 5-5을 따른 단면도이다.
도 2를 참조하면, 케이블(10)은 절연 외부 커버(12) 및 알루미늄계 코어(14)를 갖는다. 코어(14)는 함께 다발을 이루고 꼬여진 복수의 개별 스트랜드(15)로 이루어진다. 절연 외부 커버(12)의 단부는 코어(14)의 리드(16)를 노출시키도록 제거된다. 스프레이 기계(18)는 코어의 리드(16) 상으로 등각 코팅(20)을 분무한다. 스프레이 헤드(23)의 위치는 커버(12)로부터 이격되어 리드(16)의 축방향 말단부(21)를 향해 지향되도록 향한다. 스프레이의 방향은 절연 외부 커버(12)로부터 이격되어 축방향 말단부(21)를 향해 축방향으로 지향된다. 스프레이 헤드(23)는 케이블이 등각 코팅(20)의 분무 내로 이동되기 전에 등각 코팅(20)을 분무하는 것을 착수할 수도 있다. 이후, 케이블은 축방향 단부(21)가 분무에 부딪혀서 등각 코팅(20)으로 코팅되도록 분무 내로 축방향 이동된다. 리드(16)가 360°둘레로 코팅되는 것을 보장하도록, 케이블이 회전할 수도 있거나, 스프레이 헤드(18)가 케이블(12)을 중심으로 선회할 수도 있다. 케이블이 단자(22)를 향해 전방으로 이동될 때, 스프레이 헤드(23)는 절연 외부 커버(12)와 축방향으로 정렬될 수 있고, 절연 외부 커버(12)의 에지(43) 위에 등각 코팅(20)을 제공할 수 있다. 전체 리드(16)는 코팅된다.
등각 코팅이 여전히 젖어있는 동안, 케이블(10)은 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이 단자(22)에 대해 위치 설정된다. 단자(22)는 정합 단부(31)를 갖는다. 이후, 단자(22)는 단자의 대향 단부에서, 도4, 도5 및 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이 코어(14)의 리드(16)와의 전기 접촉을 하게 하도록 케이블(10) 상으로 크림핑된다.
단자가 케이블(10) 상으로 크림핑될 때, 리드(16) 상의 등각 코팅(20)은 단자(22)와 리드(16) 사이의 직접적인 접촉을 허용하도록 변위된다. 등각 코팅은 도 6에서 강조된 바와 같이 스트랜드(15)들 사이의 공극(24)과, 예컨대 날개부들(26) 사이의 영역(42)에서 그리고 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같은 단부(21)에서 단자(22)와 직접적인 접촉을 하지 않는 리드(16)의 다른 노출된 표면을 채우도록 변위된다. 케이블(10) 상으로의 단자(22)의 크림핑 후에, 등각 코팅은 전기 접속(30)의 조립을 완료하도록 경화되는 것이 허용된다.
단자(22)는 도 1에 도시된 종래의 노치(40)를 제거한 날개부(26)를 갖는다. 날개부(26)는 절연 외부 커버(12) 위에 크림핑되고, 절연 외부 커버(12)의 에지(43) 위에 전개되고, 리드(16) 상으로 크림핑된다. 날개부(26)는 조합 절연 및 코어 날개부로서 칭해질 수 있다.
각 날개부(26)는 등각 코팅(20)이 여전히 젖어있는 동안에 리드(16) 상으로 크림핑된다. 등각 코팅(20)은 단자(22)와 리드(16) 사이에 전기 인터페이스 및 접속을 제공하도록 단자(22)의 인접 표면 및 리드(16)로부터 변위된다. 등각 코팅(20)은 예컨대 크림핑된 날개부들(26) 사이에 형성된 갭(42) 내에서, 그리고 공극(24) 내에서 그리고 리드(16)의 축방향 외부 단부(21)에서 단자와 직접 접촉하지 않는 리드(16)의 영역으로 변위된다.
이후, 등각 코팅(20)은 전기 조립체(30)를 완성하도록 제 위치에서 경화된다.
염수와 같은 전해질로부터 전기 접속부를 밀봉함으로써, 알루미늄계 케이블과 구리계 전기 단자 사이에서 갈바닉 부식의 상당한 감소가 발생한다. 여전히 젖어있는 동안 등각 코팅(20)의 변위는 단자와 리드 사이에 밀봉된 전기 인터페이스 및 접촉을 제공하면서, 전체 리드 및 알루미늄계 코어의 구조적 밀봉을 개선시킨다. 또한, 조합 절연부 및 코어 날개부는 전해 부식의 위험을 증가시킬 수 있는 요소에 대한 리드의 노출을 감소시킨다.
본 발명의 주된 적용예는 2개의 이종 금속 사이의 인터페이스를 위한 것이지만, 이러한 밀봉의 적용은 또한 유사하거나 동일한 금속으로부터 제조된 리드와 단자 사이의 인터페이스에 장점을 제공할 수 있다는 것이 예견된다.
다른 변경예 및 변형예는 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 기술사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 가능하다.
독점적인 특성 또는 권리가 청구된 실시예는 이하와 같이 한정된다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 절연 외부 커버 및 단자를 갖는 케이블과 전기 전도성인 코어 주위의 단자 사이에 시일을 형성하는 방법이며,
    상기 절연 외부 커버의 축방향 에지를 지나서 연장되는 상기 코어의 리드를 제공하는 단계와,
    상기 리드 상으로 등각 코팅을 분무하는 단계와,
    적어도 와이어 도체의 리드를 단자의 단일 절연/코어 날개부 내로 수용하는 단계로서, 리드의 일 단부가 절연/코어 날개부의 후방 에지를 지나 이동하고 외부 커버의 에지가 절연/코어 날개부의 후방 에지를 지나 이동하도록 적어도 와이어 도체의 리드를 단자의 단일 절연/코어 날개부 내로 수용하는 단계와,
    상기 리드 및 상기 단자 사이에 전기 접촉을 제공하고 상기 단자와 직접 접촉하지 않는 상기 리드의 잔여부를 덮고 밀봉하기 위해, 상기 단자의 상기 인접한 접촉 표면과 상기 리드 사이로부터 등각 코팅을 변위시키도록 상기 등각 코팅이 여전히 젖어있는 동안에 상기 단자를 상기 리드 상으로 크림핑하는 단계로서, 상기 절연/코어 날개부는 상기 절연 외부 커버 위에 크림핑되고 상기 절연 외부 커버의 상기 에지에 걸쳐 전개되고 상기 리드 상으로 크림핑되는, 단자를 리드 상으로 크림핑하는 단계와,
    상기 리드의 상기 잔여부 위의 상기 등각 코팅을 경화시키는 단계를 포함하는,
    시일 형성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    등각 코팅을 분무하는 단계는 상기 케이블로부터 상기 리드의 말단부를 향해 축방향으로 행해져 상기 등각 코팅이 상기 리드를 덮고 상기 리드의 말단부를 빠져나가는
    시일 형성 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 케이블은 복수의 스트랜드들로부터 만들어지고,
    상기 스트랜드들은 크림핑될 때, 경화 전의 상기 젖어있는 등각 코팅으로 충전되는 공극을 이들 사이에 갖는
    시일 형성 방법.
  8. 삭제
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    코어는 전해질에 노출될 때 상기 단자보다 더 전기 음전성인 재료로 제조되는
    시일 형성 방법.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    코어는 알루미늄계인 재료로 제작되고 단자는 구리계인 재료로 제작되는
    시일 형성 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    코어는 전해질에 노출될 때 상기 단자보다 더 전기 음전성인 재료로 제조되는
    시일 형성 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    코어는 알루미늄계인 재료로 제작되고 단자는 구리계인 재료로 제작되는
    시일 형성 방법.
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