KR101578796B1 - 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터미널 단자에 케이블의 도체를 초음파 융착 방식으로 연결함과 아울러 터미널 단자의 인슐레이션 배럴을 케이블에 압착하여 견고하게 연결되도록 한 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 관한 것으로서,
배럴(51)이 구비된 단자(50)가 안착되는 지지대(10)와; 상기 배럴(51) 사이에 위치하는 도체(65)를 가압함과 동시에 초음파 진동을 인가하여 상기 도체(65)를 단자(50)의 상면에 융착시키는 초음파 진동 융착부(20)와; 상기 단자(50)의 후단에 형성된 인슐레이션 배럴(52)를 가압하여 케이블(60)에 압착시키는 압착부(30);로 이루어진 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 있어서, 상기 압착부(30)는 상기 케이블(60)의 직경에 대응하여 수평면상에서 회전하도록 구성되어 인슐레이션 배럴(52)의 하부를 지지하는 엔빌(31)과, 상기 인슐레이션 배럴(52)을 가압할 수 있도록 승강 가능하게 형성됨과 아울러 상기 케이블(60)의 직경에 대응하여 수평면상에서 회전하도록 구성되어 상기 인슐레이션 배럴(52)을 상부에서 압착하는 크림퍼(32)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치{Jointing Apparatus for Connection Terminal and Cable}

본 발명은 자동차의 배터리로부터 인출된 전원을 전기장치로 전달하기 위한 접속용 터미널 단자에 케이블을 연결하는 장치에 관한 것으로서, 특히 터미널 단자에 케이블의 도체를 초음파 융착 방식으로 연결함과 아울러 터미널 단자의 인슐레이션 배럴을 케이블에 압착하여 터미널 단자와 케이블이 견고하게 연결되도록 한 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 다수의 전기장치를 구비하고 있으며, 배터리를 전원으로 하여 엔진의 스타터를 작동시키고 있으며, 엔진이 동작 중일 때에는 알터네이터에서 생산한 전기를 이용하여 각종 전기장치를 작동시키고, 엔진이 정지된 상태에서는 배터리를 전원으로 하여 각종 전기장치를 작동시키고 있다.

이에 따라 배터리 및 알터네이터는 자동차의 각종 전기장치와 케이블로 연결되어 있으며, 케이블은 접속용 터미널 단자를 통해 각 전기장치나 배터리 및 알터네이터에 연결되어 있다.

여기서, 상기 터미널 단자와 케이블의 도체가 견고하게 연결되지 않을 경우 케이블이 터미널 단자로부터 분리되어 전기장치가 작동되지 않거나 케이블의 도체를 통해 공급되는 전기로 인해 쇼트 및 감전 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 케이블의 도체를 터미널 단자에 견고하게 결합시키는 것은 매우 중요하며, 대부분 열 압착 등의 방법을 통해 케이블의 도체를 터미널 단자에 결합시켜 케이블이 분리되지 않도록 하고 있다. 그러나, 이러한 통상의 케이블 연결 방법은 작업 시간이 길고 생산성이 낮은 문제점이 있다.

한편, 최근에는 터미널 단자에 케이블의 도체를 연결하기 위하여 초음파 융착 기술을 이용하기도 한다. 초음파 융착 기술은 음파의 진동을 이용하여 가공물을 융착시키는 기술로서, 주로 합성수지의 접합에 이용되고 있다. 초음파 융착은 발진기를 통하여 20~40㎑의 전기적인 에너지를 발생시킨 후 컨버터와 부스터를 통해 기계적인 진동에너지로 변환시켜 공구 혼을 통해 가공물에 전달함으로써, 순간적인 강력 진동을 통해 마찰열을 발생시켜 가공물의 접합면이 용해되면서 접착되도록 하는 기술이다.

이러한 초음파 융착 기술을 이용하여 터미널 단자에 케이블을 연결하게 되면, 작업시간이 단축되고 생산성이 향상되는 장점이 있다. 하지만, 알터네이터와 같이 진동이 심한 경우에 적용되는 경우, 터미널 단자에 케이블의 도체를 융착하는 것만으로는 탈락 위험이 있으므로, 터미널 단자에 인슐레이션 배럴을 형성하고 이 인슐레이션 배럴을 케이블에 압착함으로써 터미널 단자에 케이블이 견고하게 연결되도록 하고 있다.

이와 관련한 선행기술로는 특허문헌 1이 개시되어 있으며, 특허문헌 1은 인슐레이션 바렐을 제작하기 위한 시간을 단축시킴과 아울러 서로 다른 구경을 갖는 인슐레이션 바렐을 제작하기 위한 비용의 상승을 억제시킬 수 있도록, 초음파 진동 융착부와 회전용 압착부를 포함하는 인슐레이션 바렐 제작 장치를 기재하고 있다.

그러나, 상기한 종래의 인슐레이션 바렐 제작 장치는 크림퍼와 엔빌의 압착대가 회전축에 의해 지지되도록 구성되어 인슐레이션 바렐을 압착할 때 회전축에 큰 하중이 집중될 수밖에 없고 그로 인해 장기간 사용할 경우 회전축에 피로가 누적되어 장치의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

KR 10-2011-0068526 A

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인슐레이션 배럴을 케이블에 압착하는 과정에서 장치의 일부에 하중이 집중되지 않도록 함으로써 기존 장치의 장점은 활용하면서도 내구성이 약한 단점을 보완할 수 있도록 한 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배럴이 구비된 단자가 안착되는 지지대와; 상기 배럴 사이에 위치하는 도체를 가압함과 동시에 초음파 진동을 인가하여 상기 도체를 단자의 상면에 융착시키는 초음파 진동 융착부와; 상기 단자의 후단에 형성된 인슐레이션 배럴를 가압하여 케이블에 압착시키는 압착부로 이루어진 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 있어서,

상기 압착부는 상기 케이블의 직경에 대응하여 수평면상에서 회전하도록 구성되어 인슐레이션 배럴의 하부를 지지하는 엔빌과, 상기 인슐레이션 배럴을 가압할 수 있도록 승강 가능하게 형성됨과 아울러 상기 케이블의 직경에 대응하여 수평면상에서 회전하도록 구성되어 상기 인슐레이션 배럴을 상부에서 압착하는 크림퍼로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 따르면, 상기 엔빌은 수평면상에서 회전하는 턴테이블과, 상기 턴테이블의 상측에 부착되며 상면이 오목한 곡면으로 형성된 돌기가 구비된 복수의 압착대로 이루어지고; 상기 크림퍼는 수평면상에서 회전하는 턴테이블과, 상기 턴테이블의 하측에 부착되며 저면에 상기 돌기와 인슐레이션 배럴이 수용됨과 아울러 상기 인슐레이션 배럴의 상단을 모은 후 가압하는 압착홈이 형성된 복수의 압착대를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 따르면, 상기 압착홈은 상기 인슐레이션 배럴의 상면을 가압하는 반원부와, 상기 돌기와 인슐레이션 배럴이 수용되고 상기 인슐레이션 배럴의 상단부를 모아주도록 상기 반원부의 끝단에서 외측으로 경사지게 형성되는 연장부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 따르면, 상기 초음파 진동 융착부는 융착 공구의 선단에 결합된 회전부재의 사면에 각각 다른 크기의 초음파 혼이 결합되어 상기 도체의 크기에 대응하는 초음파 혼에 의해 도체의 융착이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 따르면, 상기 초음파 혼은 가압면에 물결 형상의 요철부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 따르면, 상기 초음파 혼은 상기 배럴에 접촉되는 양측 끝단 부분이 다른 부분에 비해 돌출됨과 아울러 만곡 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치는 초음파 진동 융착부를 이용하여 케이블의 도체를 단자에 융착시킨 후 융착부를 통해 단자의 인슐레이션 배럴을 케이블에 빠르게 압착하게 되므로, 단자에 케이블을 연결하는 작업 시간이 단축되고 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 따르면, 케이블의 직경에 대응하여 엔빌 및 크림퍼가 수평 이동하면서 인슐레이션 배럴을 압착하게 되므로 케이블의 직경에 관계없이 압착 작업이 가능하게 되고 그로 인해 터미널 단자의 제작 단가가 감소하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 따르면, 인슐레이션 배럴을 압착할 때 작용하는 하중이 엔빌 및 크림퍼의 전체로 분산되어 장치의 수명이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치가 도시된 구성도.
도 2는 본 발명의 요부인 압착부를 나타낸 도면으로서, (a)는 크림퍼의 저면도이고, (b)는 엔빌의 평면도.
도 3은 본 발명의 요부인 초음파 진동 융착부의 회전부재를 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명의 요부인 초음파 혼의 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치는 도 1과 2에 도시된 바와 같이, 배럴(51)이 구비된 단자(50)가 안착되는 지지대(10)와; 상기 배럴(51) 사이에 위치하는 도체(65)를 가압함과 동시에 초음파 진동을 인가하여 상기 도체(65)를 단자(50)의 상면에 융착시키는 초음파 진동 융착부(20)와; 상기 케이블(60)의 직경에 대응하여 수평면상에서 회전하도록 구성되어 상기 단자(50)의 후단에 형성된 인슐레이션 배럴(52)의 하부를 지지하는 엔빌(31)과, 상기 인슐레이션 배럴(52)을 가압할 수 있도록 승강 가능하게 형성됨과 아울러 상기 케이블(60)의 직경에 대응하여 수평면상에서 회전하도록 구성되어 상기 인슐레이션 배럴(52)을 상부에서 압착하는 크림퍼(32)로 이루어지며, 상기 인슐레이션 배럴(52)를 가압하여 케이블(60)에 압착시키는 압착부(30);로 이루어진다.

구체적으로, 상기 엔빌(31)은 수평면상에서 회전하는 턴테이블(31a)과, 상기 턴테이블(31a)의 상측에 부착되며 상면이 오목한 곡면으로 형성된 돌기(31')가 구비된 복수의 압착대(31b)로 이루어지고; 상기 크림퍼(32)는 수평면상에서 회전하는 턴테이블(32a)과, 상기 턴테이블(32a)의 하측에 부착되며 저면에 상기 돌기(31')와 인슐레이션 배럴(52)이 수용됨과 아울러 상기 인슐레이션 배럴(52)의 상단을 모은 후 가압하는 압착홈(32')이 형성된 복수의 압착대(32b)를 구비한다.

이때, 상기 압착홈(32')은 상기 인슐레이션 배럴(52)의 상면을 가압하는 반원부(32c)와, 상기 돌기(31')와 인슐레이션 배럴(52)이 수용되고 상기 인슐레이션 배럴(52)의 상단을 모아주도록 상기 반원부(32c)의 끝단에서 외측으로 경사지게 형성되는 연장부(32d)에 의해 형성된다.

한편, 상기 초음파 진동 융착부(20)는 도 3과 4에 도시된 바와 같이, 융착 공구(21)의 선단에 결합된 회전부재(22)의 사면에 각각 다른 크기의 초음파 혼(23)이 결합된 구조로 형성되어 상기 도체(65)의 크기에 대응하는 초음파 혼(23)에 의해 도체(65)의 융착이 이루어지도록 한다. 이때, 상기 초음파 혼(23)은 가압면에 물결 형상의 요철부(23')가 형성되는 것이 바람직하며, 상기 배럴(51)에 접촉되는 양측 끝단 부분이 다른 부분에 비해 돌출됨과 아울러 만곡 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치는 초음파 진동 융착부에 의해 케이블의 도체가 단자에 융착된 후, 압착부를 통해 단자의 인슐레이션 배럴을 케이블에 압착하여 단자와 케이블이 견고하게 결합되도록 한다.

즉, 초음파 진동 융착부(20)를 통해 초음파 진동에 의한 가열로 단자(50)에 케이블(60)의 도체(65)를 융착시키고, 압착부(30)를 통해 단자(50)의 인슐레이션 배럴(52)을 케이블(60)에 빠르게 압착시킬 수 있으므로, 단자(50)에 케이블(60)을 연결하기 위한 작업 시간을 단축시켜 생산성이 향상된다.

그리고, 상기 압착부(30)에서 수평면상에서 회전되는 엔빌(31)과 크림퍼(32)를 이용하여 케이블(60)의 직경에 대응하는 돌기(31') 및 압착홈(32')으로 인슐레이션 배럴(52)을 압착하게 되므로, 케이블(60)의 직경에 관계없이 단자(50)에 대한 케이블(60)의 연결 작업이 가능하다. 따라서, 케이블(60)의 직경에 대응하도록 서로 다른 규격의 엔빌 및 크림퍼를 제작할 필요가 없어지게 되고, 그로 인해 터미널 단자의 제작 단가를 줄일 수 있게 된다.

더욱이, 압착대가 회전축에 결합된 종래 기술과는 달리 상기 돌기(31')가 형성된 엔빌(31)의 압착대(31b)와 상기 압착홈(32')이 형성된 크림퍼(32)의 압착ㄷ대(32b)가 각각 수평면상에서 회전하는 턴테이블(31a)(32a)에 부착되어 있어, 인슐레이션 배럴(52)을 압착하는 과정에서 엔빌(31)과 크림퍼(32)의 일부에 하중이 집중되지 않게 되어, 장치의 내구성이 향상된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...지지대
20...초음파 진동 융착부
21...융착공구
22...회전부재
23...초음파 혼
23'...요철부
30...압착부
31...엔빌
31a...턴테이블
31b...압착대
31'...돌기
32...크림퍼
32a...턴테이블
32b...압착대
32'...압착홈
32a...반원부
32b...연장부
50...단자
51...배럴
52...인슐레이션 배럴
60...케이블
65...도체

Claims (6)

1. 배럴(51)이 구비된 단자(50)가 안착되는 지지대(10)와; 상기 배럴(51) 사이에 위치하는 도체(65)를 가압함과 동시에 초음파 진동을 인가하여 상기 도체(65)를 단자(50)의 상면에 융착시키는 초음파 진동 융착부(20)와; 상기 단자(50)의 후단에 형성된 인슐레이션 배럴(52)를 가압하여 케이블(60)에 압착시키는 압착부(30);로 이루어진 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치에 있어서,
   상기 압착부(30)는 상기 케이블(60)의 직경에 대응하여 수평면상에서 회전하도록 구성되어 인슐레이션 배럴(52)의 하부를 지지하는 엔빌(31)과, 상기 인슐레이션 배럴(52)을 가압할 수 있도록 승강 가능하게 형성됨과 아울러 상기 케이블(60)의 직경에 대응하여 수평면상에서 회전하도록 구성되어 상기 인슐레이션 배럴(52)을 상부에서 압착하는 크림퍼(32)로 이루어지고,
   상기 초음파 진동 융착부(20)는 융착 공구(21)의 선단에 결합된 회전부재(22)의 사면에 각각 다른 크기의 초음파 혼(23)이 결합되어 상기 도체(65)의 크기에 대응하는 초음파 혼(23)에 의해 도체(65)의 융착이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 엔빌(31)은 수평면상에서 회전하는 턴테이블(31a)과, 상기 턴테이블(31a)의 상측에 부착되며 상면이 오목한 곡면으로 형성된 돌기(31')가 구비된 복수의 압착대(31b)로 이루어지고;
   상기 크림퍼(32)는 수평면상에서 회전하는 턴테이블(32a)과, 상기 턴테이블(32a)의 하측에 부착되며 저면에 상기 돌기(31')와 인슐레이션 배럴(52)이 수용됨과 아울러 상기 인슐레이션 배럴(52)의 상단을 모은 후 가압하는 압착홈(32')이 형성된 복수의 압착대(32b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 압착홈(32')은 상기 인슐레이션 배럴(52)의 상면을 가압하는 반원부(32c)와, 상기 돌기(31')와 인슐레이션 배럴(52)이 수용되고 상기 인슐레이션 배럴(52)의 상단을 모아주도록 상기 반원부(32c)의 끝단에서 외측으로 경사지게 형성되는 연장부(32d)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 초음파 혼(23)은 가압면에 물결 형상의 요철부(23')가 형성된 것을 특징으로 하는 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 초음파 혼(23)은 상기 배럴(51)에 접촉되는 양측 끝단 부분이 다른 부분에 비해 돌출됨과 아울러 만곡 형성되는 것을 특징으로 하는 접속용 터미널 단자의 케이블 연결장치.
   
6. 삭제

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