KR101612984B1 - 크림핑 프레스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크림프 커넥터(crimp connector)를 제작하기 위한 크림핑 프레스에 관한 것으로, 프레임; 다이; 프레임에 대해 상대운동하는 플런저; 플런저를 작동시키기 위해 프레임에 부착된 드라이브; 드라이브와 플런저 사이나 프레임과 다이 사이에 배치된 빔; 및 빔의 표면이나 내부에 설치되어 빔의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서;를 포함하고, a) 플런저(15)/다이(14)에 작용하는 힘(Fp)이 빔(5)의 2 부분 사이로 전달되고, 이 부분으로 드라이브(4)/프레임(2)의 타격력(Fp)/홀딩력이 전달되고; 또는 b) 드라이브(4)/프레임(2)의 타격력(Fp)/홀딩력이 빔(5)의 2 부분 사이로 전달되고, 이 부분으로 플런저(15)/다이(14)에 작용하는 힘(Fp)이 전달되는 것을 크림핑 프레스에 의해 달성된다.

Description

크림핑 프레스{CRIMPING PRESS}

본 발명은 크림프 커넥터(crimp connector)를 제작하기 위한 크림핑 프레스에 관한 것으로, 프레임, 다이, 프레임에 대해 상대운동하는 플런저(또는 램), 및 프레임에 부착되어 플런저를 작동시키는 드라이브를 포함한다.

크림핑은 특수한 종류의 구슬장식 작업으로서, 연결부, 특히 영구변형에 의해 커넥터가 달린 와이어(플러그 형상을 가짐)를 제작하는 방법을 말한다. 이렇게 생긴 영구적 연결은 전기적, 기계적 안정성을 개선하므로, 용접이나 납땜과 같은 다른 연결법의 대안으로 떠오르고 있다. 크림핑이 적용되는 분야는 이동통신, 차량용 전기장치 등의 전기분야가 많다. 이런 크림프의 형상은 와이어에 영구변형을 주기 위해 와이어와 정확히 맞아야 한다. 크림핑 작업은 대부분 크림핑 그리퍼나 크림핑 프레스에 의해 이루어진다.

종래에는, 크림핑 작업중에 작용하는 힘을 측정하여 크림프 커넥터의 품질을 일정하게 유지할 수 있었다. 예를 들어, 압력센서를 이용해 프레임과 다이 사이 또는 드라이브와 플런저 사이의 힘을 측정한다. 또는 프레임의 변형을 측정할 수도 있다.

이런 측정법은 크림핑 프레스에는 적절한 것으로 밝혀졌지만, 외부 기술분야의 다른 압력측정 기술이 알려졌다.

예를 들어, JP 09153676에 소개된 장치는 전자소자들을 인쇄회로기판에 납땜하는 것으로서, 히팅요소를 전자소자에 대서 납땜을 한다. 이런 장치를 열패드(thermode)라 한다. 히팅요소에 작용하는 힘을 빔에 부착된 스트레인 게이지로 측정하고, 이런 빔은 비대칭적으로 부하를 받는다.

또, DE10 2004 035,246B3에 소개된 프레스용 센서는 광학센서로 플런저에 작용하는 힘을 측정하고, 이 센서는 판스프링의 굽힘을 감시한다.

EP0 044 191 A1에 소개된 것은 판스프링의 변형을 통해 부하, 특히 자동차에 작용하는 부하를 측정하는 방법을 소개한다. 이 방버에서는 txmfp인 게이지를 사용해 측정을 한다.

끝으로 DE 43 30 808 A1에 소개한 센서는 빔의 벤딩을 통해 공구에 작용하는 부하를 감시하고, 빔은 공구와 프레임 사이에 배치된다. 이 센서는 굽은 빔과 무부하 빔 사이의 거리를 측정한다.

그러나, 이런 종래의 크림핑 프레스들은 프레임의 변형을 통한 힘의 측정이 플런저와 다이 이외의 곳에서 일어나기 때문에 비교적 부정확하다는 문제가 있다. 따라서, 측정결과의 신뢰성이 떨어진다. 압력센서에 의한 측정은 이 문제를 피하기는 해도, 기술적으로 복잡하고 고가이기 때문에 다른 문제를 일으킨다. 압력센서는 구조가 복잡하기 때문에 고장나기도 쉽다.

또, 외부기술분야에서 도입한 해결책은 크림핑 프레스에 사용할 수 없다. 예를 들어, JP 09153676에 소개된 방법은 비대칭 부하를 받는 빔 때문에 많은 클리어런스를 일으키는 복잡한 가이드를 필요로 한다. 이정도로 클리어런스를 갖는 측정요소들은 다이와 플런저를 아주 정확히 정렬해야 하는 크림핑 프레스에는 부적절하다. 또, 열패드에 의해 가해진 힘의 크기는 크림핑 프레스에 의한 힘보다 훨씬 작은데, 이는 기계적 변형이 아닌 납땜기의 액하에 의해 생기기 때문이다. 결론적으로, 이 방식은 원론적으로 크림핑 프레스에 부적절하다.

DE 10 2004 035 246의 방식은 판스프링의 굽힘의 간접적인 광학적 측정을 이용하기 때문에 크림핑 프레스에는 사용할 수 없다. 즉, 플런저의 주행거리와 힘을 동시에 측정할 수 없다. 크림핑 프레스에는 이런 동시측정이 필요한데, 이는 특별한 힘이나 특별히 점증적인 힘을 가해야만 고품질 프림프가 만족되고, 이를 위해서는 플런저가 특별한 주행거리를 만족해야하기 때문이다. 플런저가 너무 멀리 주행하면, 크림프가 파손되고, 불충분하게 주행하면 크림프가 느슨해진다. 따라서, 이 특허의 판스프링은 크림핑 프레스에는 부적절하다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점 없이 크림핑 작업중에 생기는 힘들의 측정을 개선한 크림핑 프레스를 제공하는데 있다.

본 발명의 이와 같은 목적은, 크림프 커넥터를 제작하기 위한 크림핑 프레스에 있어서: 프레임; 다이; 프레임에 대해 상대운동하는 플런저; 플런저를 작동시키기 위해 프레임에 부착된 드라이브; 드라이브와 플런저 사이나 프레임과 다이 사이에 배치된 빔; 및 빔의 표면이나 내부에 설치되어 빔의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서;를 포함하고, a) 플런저(15)/다이(14)에 작용하는 힘(Fp)이 빔(5)의 2 부분 사이로 전달되고, 이 부분으로 드라이브(4)/프레임(2)의 타격력(Fp)/홀딩력이 전달되고; 또는 b) 드라이브(4)/프레임(2)의 타격력(Fp)/홀딩력이 빔(5)의 2 부분 사이로 전달되고, 이 부분으로 플런저(15)/다이(14)에 작용하는 힘(Fp)이 전달되는 것을 크림핑 프레스에 의해 달성된다.

이런 빔은 크로스바 가운데에 중심부가 연결되어있는 T형 형상이면서 일체형인 것이 바람직하다. 위의 a)의 경우, 플런저/다이에 작용하는 힘(Fp)이 중심부에 전달되고 타격력(Fd)/홀딩력이 크로스바에 전달되고; b)의 경우 타격력(Fd)/홀딩력이 중심부에 전달되고 플런저/다이에 작용하는 힘(Fp)은 크로스바에 전달되는 것이 바람직하다.

또, 센서로는 스트레인 게이지로서, a)의 경우에는 플런저/다이에 작용하는 힘(Fp)이 전달되는 부분 맞은편에 배치되고, b)의 경우에는 타격력(Fp)/홀딩력이 전달되는 부분 맞은편에 배치되는 것이 좋다. 센서가 압전센서인 경우에는 위치가 반대로 될 것이다.

또, 빔에 연결된 다른 부품들과 빔 사이의 접촉면적이 빔의 표면적보다 작은 것이 바람직하다. 을 특징으로 하는 크림핑 프레스.

한편, 이와 같은 본 발명의 크림핑 프레스가 프레임;

상기 프레임에 지지되는 다이(14); 상기 프레임에 대해 상대운동하는 플런저(15); 상기 프레임에 연결되고 플런저(15)를 작동시키는 드라이브; 상기 드라이브와 플런저(15) 사이에 배치된 빔(5); 및 상기 빔(5)의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서(8);를 포함하고, 상기 빔은 플런저(15)에 작용하는 힘을 받는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 갖고, 상기 제1 부분은 제2 부분과 제3 부분 사이에 있으며, 상기 제2 부분과 제3 부분은 드라이브에 작용하는 힘을 받을 수도 있다.

또는, 크림핑 프레스가, 프레임; 프레임에 지지되는 다이(14); 상기 프레임에 대해 상대운동하는 플런저(15); 상기 프레임에 연결되고 플런저(15)를 작동시키는 드라이브; 상기 프레임과 다이(14) 사이에 배치된 빔(5); 및 상기 빔(5)의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서(8);를 포함하고, 상기 빔은 다이(14)에 작용하는 힘을 받는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 갖고, 상기 제1 부분은 제2 부분과 제3 부분 사이에 있으며, 상기 제2 부분과 제3 부분은 프레임의 힘을 받을 수도 있다.

한편, 본 발명의 크림핑 프레스가, 프레임; 상기 프레임에 지지되는 다이(14); 상기 프레임에 대해 상대운동하는 플런저(15); 상기 프레임에 연결되고 플런저(15)를 작동시키는 드라이브; 상기 드라이브와 플런저(15) 사이에 배치된 빔(5); 및 상기 빔(5)의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서(8);를 포함하고, 상기 빔은 드라이브의 타격력을 받는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 갖고, 상기 제1 부분은 제2 부분과 제3 부분 사이에 있으며, 상기 제2 부분과 제3 부분은 플런저(15)에 작용할 수도 있다.

또, 본 발명의 크림핑 프레스가, 프레임; 상기 프레임에 지지되는 다이(14); 상기 프레임에 대해 상대운동하는 플런저(15); 상기 프레임에 연결되고 플런저(15)를 작동시키는 드라이브; 상기 프레임과 다이(14) 사이에 배치된 빔(5); 및 상기 빔(5)의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서(8);를 포함하고, 상기 빔은 프레임의 힘을 받는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 갖고, 상기 제1 부분은 제2 부분과 제3 부분 사이에 있으며, 상기 제2 부분과 제3 부분은 다이(14)에 작용하는 힘을 받을 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 크림핑 프레스의 사시도;
도 2는 도 1의 크림핑 프레스의 빔과 드라이브의 상세도;
도 3은 크림핑 프레스의 전체 사시도.

도 1은 본 발명에 따른 크림핑 프레스(1)의 사시도이다. 크림핑 프레스(1)는 프레임(2), 다이홀더(3), 드라이브(4), 빔(5), 다이-플런저(분리되어 도시 안됨)를 포함한다. 또, 전기모터(6)와 벨트풀리(7)는 드라이브(4)를 움직이는데 사용된다. 크림핑 프레스(1)는 그 기능상 필요한 다른 부품도 있지만, 본 발명에 중요치 않으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

다이홀더(3)는 (빔을 통하지 않고) 프레임(2)에 나사로 직접 고정된다. 드라이브(4)는 전기모터(6)에 의해 화살표(A) 방향으로 상하로 선형으로 움직인다. 와이어를 다이에 넣고 크림핑프레스(1)가 작동되면, 드라이브(4)가 아래로 움직이면서 플런저가 크림핑을 하는 것은 당 분야에 공지된 것이다.

본 발명의 크림핑 프레스(1)에서는 플런저와 다이가 둘다 움직인다. 이 경우, 플런저와 다이의 구분이 애매해져, 플런저가 2개라고 볼 수도 있다. 당업자라면 본 발명의 기술을 이런 크림핑 프레스에 쉽게 적용할 수 있을 것이다.

도 2는 도 1의 크림핑 프레스(1)의 빔과 드라이브의 상세도로서, 드라이브(4)에 빔(5)이 연결되고 센서(8)가 빔(5)에 설치되어 있다. 또, 플런저는 분리되어 보이지 않는다. 선형 가이드는 각각 고정 로드(9a)와 가동 슬라이더(9b)를 갖는데, 슬라이더에 빔(5)이 부착된다. 빔(5), 센서(8) 및 플런저을 제외하고 선형가이드의 고정 로드(9a)에 대해 상대운동하는 전체 유니트를 드라이브(4)라 한다. 따라서, 당업자라면 "드라이브"가 선형모터라기보다는 회전모터에 가깝다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 필요하다면 회전운동을 선형운동으로 바꿀 수도 있다.

본 실시예에서, 벨트풀리(7)는 편심볼트를 갖는데, 이 볼트는 커넥팅로드(10) 안으로 들어가지만, 도 2에는 이 위치에 커버(11)만 보인다. 커넥팅로드(10)의 상부에 있는 볼트(12)는 커넥팅로드(10)와 드라이브(4)를 연결한다. 따라서, 전기모터(6)의 동력이 벨트풀리(7)와 커넥팅로드(10)를 통해 드라이브(4)에 전달된다. 그러나, 필요하다면 공압모터나 유압모터와 같은 다른 종류의 모터를 사용할 수도 있다.

빔(5)은 크로스바 가운데 중심부가 연결된 T형 형상이고 일체형으로서 크로스바의 외측부에서 나사(13a~b)로 드라이브(4)에 고정된다. 빔의 중심부는 플런저를 수용한다. 다른 크림프의 플런저라도 중심부를 옮겨서 쉽게 바꿀 수 있다.

도 2는 빔(5)에 작용하는 힘, 즉 플런저 힘 Fp와 타격력 Fd를 보여주는데 타격력은 빔의 양쪽에서 각각 Fd/2이다.

따라서, 플런저에 작용하는 힘 Fp는 중심부로 전달되고, 타격력 Fd는 크로스바로 전달된다. 당업자라면 알 수 있겠지만, Fp는 빔(5)의 일부분, 즉 빔의 2부분 사이로 전달되고, 드라이브(4)의 타격력 Fd도 이 부분으로 전달된다.

센서(8)는 압전센서로서 플런저힘 Fp가 전달되는 부분의 맞은편, 즉 T형 빔(5)의 중심 바의 맞은편에 배치된다. 이들 센서는 압전 결정이 변형될 경우 신호를 공급한다. 이런 센서는 다르게 배치할 수도 있다. 예컨대, Fp가 빔(5)에 전달되는 측면에 센서(8)를 설치할 수도 있다. 또, 빔의 츠면에 전용 "벤딩" 센서를 설치할 수도 있는데, 이 경우 빔(5)이 휘어지면 빔의 윗면과 아랫면에 변형이 일어난다. 센서를 브리지에 설치하면 특히 유리하다. 그러나, 압전센서 대신에 스트레인게이지를 브리지에 설치할 수도 있다. 끝으로, 반드시 센서를 빔(5) 표면에 설치해야 하는 것은 아니고, 오히려 빔(5)에 구멍을 뚫고 빔의 내부에 설치할 수도 있다. 이 경우, 센서를 외부환경으로부터 보호할 수 있다.

빔(5)의 형상을 직선형과 같은 다른 형상으로 할 수도 있다. 도 2의 T형 빔(5)을 다르게 설치할 수도 있는바, 중심부를 드라이브(4)에 연결하고 크로스바를 플런저에 연결할 수도 있다.

이런 구성을 다이에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 이 경우, 빔은 다이와 프레임(2) 사이에 배치된다. 당업자라면 쉽게 알 수 있듯이, 크림핑에서 생기는 힘을 다이를 통해 측정할 수 있다.

또, "빔을 드라이브와 플런저 사이에나 프레임과 다이 사이에 배치"하는 것이 이들 부분들이 서로 직접 연결된다는 것을 의미하는 것은 아니다. 오히려, 중간에 다른 부품들이 개재될 수 있다.

Claims (27)

1. 크림프 커넥터를 제작하기 위한 크림핑 프레스에 있어서:
   - 프레임(2);
   - 다이(14);
   - 프레임(2)에 대해 상대운동하는 플런저(15);
   - 플런저(15)를 작동시키기 위해 프레임(2)에 부착된 드라이브(4);
   - 상기 드라이브(4)와 플런저(15) 사이나 상기 프레임(2)과 다이(14) 사이에 배치된 빔(5); 및
   - 상기 빔(5)의 표면이나 내부에 설치되어 빔(5)의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서(8);를 포함하고,
   a) 상기 플런저(15)나 다이(14)에 작용하는 힘(Fp)이 빔(5)의 일부에 부가되고, 상기 일부는 드라이브(4)의 타격력(Fd)이나 프레임(2)의 지지력이 전달되는 빔(5)의 부분과 부분 사이에 위치하거나;
   b) 드라이브(4)의 타격력(Fd)이나 프레임(2)의 지지력이 빔(5)의 일부에 부가되고, 상기 일부는 플런저(15)나 다이(14)에 작용하는 힘(Fp)이 전달되는 빔(5)의 부분과 부분 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
2. 제1항에 있어서, 상기 빔(5)이 크로스바 가운데에 중심부가 연결되어있는 T형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 빔(5)이 접합부분이 없는 일체형인 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
4. 제2항에 있어서, a)의 경우, 플런저(15)나 다이(14)에 작용하는 힘(Fp)이 상기 중심부에 전달되고, 상기 타격력(Fd)이나 지지력은 상기 크로스바에 전달되며; b)의 경우 타격력(Fd)이나 지지력이 중심부에 전달되고 플런저(15)나 다이(14)에 작용하는 힘(Fp)은 크로스바에 전달되는 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
5. 제1항에 있어서, 상기 센서(8)가 스트레인 게이지이고; a)의 경우에는 이 센서(8)가 플런저(15)나 다이(14)에 작용하는 힘(Fp)이 전달되는 상기 일부 맞은편에 배치되며; b)의 경우에는 센서(8)가 타격력(Fd)이나 지지력이 전달되는 상기 일부 맞은편에 배치되는 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
6. 제1항에 있어서, 상기 센서(8)가 압전센서이고; a)의 경우에는 이 센서(8)가 플런저(15)나 다이(14)에 작용하는 힘(Fp)이 전달되는 상기 일부 맞은편에 배치되며; b)의 경우에는 센서(8)가 타격력(Fd)이나 지지력이 전달되는 상기 일부 맞은편에 배치되는 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
7. 제1항에 있어서, 상기 빔(5)에 연결된 드라이브(4)와 빔(5)의 접촉면적이 빔(5)의 표면적보다 작은 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
8. 프레임;
   상기 프레임에 지지되는 다이(14);
   상기 프레임에 대해 상대운동하는 플런저(15);
   상기 프레임에 연결되고 플런저(15)를 작동시키는 드라이브;
   상기 드라이브와 플런저(15) 사이에 배치된 빔(5); 및
   상기 빔(5)의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서(8);를 포함하고,
   상기 빔은 플런저(15)에 작용하는 힘을 받는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 갖고, 상기 제1 부분은 제2 부분과 제3 부분 사이에 있으며, 상기 제2 부분과 제3 부분은 드라이브에 작용하는 힘을 받는 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
9. 제8항에 있어서, 상기 빔이 크로스바 가운데 중심부가 형성되어 T형 형상인 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
10. 제8항에 있어서, 상기 센서가 스트레인 게이지인 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
11. 제10항에 있어서, 상기 스트레인 게이지가 상기 제1 부분 맞은편에 배치된 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
12. 제8항에 있어서, 상기 센서가 압전센서로서, 상기 제1 부분 맞은편에 배치된 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
13. 프레임;
    상기 프레임에 지지되는 다이(14);
    상기 프레임에 대해 상대운동하는 플런저(15);
    상기 프레임에 연결되고 플런저(15)를 작동시키는 드라이브;
    상기 프레임과 다이(14) 사이에 배치된 빔(5); 및
    상기 빔(5)의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서(8);를 포함하고,
    상기 빔은 다이(14)에 작용하는 힘을 받는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 갖고, 상기 제1 부분은 제2 부분과 제3 부분 사이에 있으며, 상기 제2 부분과 제3 부분은 프레임의 힘을 받는 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
14. 제13항에 있어서, 상기 빔이 크로스바 가운데 중심부가 형성되어 T형 형상인 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
15. 제13항에 있어서, 상기 센서가 스트레인 게이지인 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
16. 제15항에 있어서, 상기 스트레인 게이지가 상기 제1 부분 맞은편에 배치된 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
17. 제13항에 있어서, 상기 센서가 압전센서로서, 상기 제1 부분 맞은편에 배치된 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
18. 프레임;
    상기 프레임에 지지되는 다이(14);
    상기 프레임에 대해 상대운동하는 플런저(15);
    상기 프레임에 연결되고 플런저(15)를 작동시키는 드라이브;
    상기 드라이브와 플런저(15) 사이에 배치된 빔(5); 및
    상기 빔(5)의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서(8);를 포함하고,
    상기 빔은 드라이브의 타격력을 받는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 갖고, 상기 제1 부분은 제2 부분과 제3 부분 사이에 있으며, 상기 제2 부분과 제3 부분은 플런저(15)에 작용하는 힘을 받는 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
19. 제18항에 있어서, 상기 빔이 크로스바 가운데 중심부가 형성되어 T형 형상인 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
20. 제18항에 있어서, 상기 센서가 스트레인 게이지인 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
21. 제20항에 있어서, 상기 스트레인 게이지가 상기 제1 부분 맞은편에 배치된 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
22. 제18항에 있어서, 상기 센서가 압전센서로서, 상기 제1 부분 맞은편에 배치된 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
23. 프레임;
    상기 프레임에 지지되는 다이(14);
    상기 프레임에 대해 상대운동하는 플런저(15);
    상기 프레임에 연결되고 플런저(15)를 작동시키는 드라이브;
    상기 프레임과 다이(14) 사이에 배치된 빔(5); 및
    상기 빔(5)의 굽힘(벤딩)을 측정하는 센서(8);를 포함하고,
    상기 빔은 프레임의 힘을 받는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 갖고, 상기 제1 부분은 제2 부분과 제3 부분 사이에 있으며, 상기 제2 부분과 제3 부분은 다이(14)에 작용하는 힘을 받는 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
24. 제23항에 있어서, 상기 빔이 크로스바 가운데 중심부가 형성되어 T형 형상인 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
25. 제23항에 있어서, 상기 센서가 스트레인 게이지인 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
26. 제25항에 있어서, 상기 스트레인 게이지가 상기 제1 부분 맞은편에 배치된 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
27. 제23항에 있어서, 상기 센서가 압전센서로서, 상기 제1 부분 맞은편에 배치된 것을 특징으로 하는 크림핑 프레스.
    

Images