KR101692671B1 - 가스 배출홀을 구비한 압착단자 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

1. 기술분야
본 발명은 차량 내에 설치된 각종 전기장치의 전기적인 접속을 위해 피복이 탈피된 케이블의 도선이 압착 고정되는 압착단자에 관한 것으로, 상세하게는 고온 압착공정시 또는 압착공정 후 압착단자의 내부에 잔존하는 가스를 효과적으로 배출하여 가스에 의해 케이블 및 단자가 부식되는 현상을 원천적으로 방지하여 제품 품질 및 안정성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 압착단자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
2. 구성 및 효과
본 발명은 터미널로부터 연장되고, 케이블 도선이 내측으로 삽입되어 압착공정을 통해 압착 고정되는 접속홀이 형성되고, 상기 케이블 도선의 압착공정시 발생되는 가스를 외부로 배출하기 위해 일측부에 상기 접속홀과 연통하여 형성된 가스 배출홀이 형성된 케이블 접속부를 포함하는 압착단자를 제공함으로써 상기 케이블 도선의 고온 압착공정시 또는 압착공정 후 압착단자의 내부에 잔존하는 가스를 상기 가스 배출홀을 통해 효과적으로 배출하여 가스에 의해 케이블 및 단자가 부식되는 현상을 원천적으로 방지하여 제품 품질 및 안정성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

가스 배출홀을 구비한 압착단자 및 그의 제조방법{CRIMP TERMINAL HAVING GAS OUTLET HOLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 차량 내에 설치된 각종 전기장치의 전기적인 접속을 위해 피복이 탈피된 케이블의 도선이 압착 고정되는 압착단자에 관한 것으로, 상세하게는 고온 압착공정시 또는 압착공정 후 압착단자의 내부에 잔존하는 가스를 효과적으로 배출하여 가스에 의해 케이블 및 단자가 부식되는 현상을 원천적으로 방지하여 제품 품질 및 안정성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 압착단자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 내에 설치된 각종 전기장치는 엔진의 작동과 관련된 엔진 의 전기장치와 차체의 각 부분에 장치된 차체 전장품으로 나눌 수 있다. 엔진의 전기장치에는 엔진을 시동하는 기동장치, 점화장치 및 충전장치가 있고, 차체 전장품에는 기관을 시동할 때 전력을 공급하는 축전지 및 등화장치나 각종 계기류 등이 있다.

차량의 각종 전기장치에 전기를 공급하는 전원으로는 배터리(battery)와 충전장치가 있다. 엔진이 정지한 상태이거나, 혹은 시동을 위해서는 배터리를 이용하여 전기를 공급받고, 엔진이 운전하고 있을 때는 충전장치인 발전기가 각종 전장품에 전기를 공급하는 한편, 엔진의 운전중에도 발전기의 출력이 부족하거나 전압변동이 심한 경우에는 배터리가 이를 보상하여 전력을 안정적으로 공급하는 역할을 한다.

이와 같이, 차량 내에 설치된 각종 전기장치의 전기적인 접속을 위해 케이블의 동선이 사용된다. 그리고 이러한 케이블 동선을 간편하고 안전하게 상호 접속하기 위해 케이블 압착단자가 사용된다. 차량 내에 설치된 부품과 부품, 부품과 전원장치, 그리고 전원장치와 전선(배선) 등을 효과적으로 접속하기 위해 케이블을 케이블 압착단자에 결합시키는 방법은, 먼저 케이블의 선단을 적당한 길이로 탈피한 후 탈피된 도선을 케이블 압착단자에 삽입시킨 후 압착 가공하는 방법으로 이루어진다.

종래기술에 따른 케이블 압착단자의 일례가 대한민국 등록특허 10-0604206호(등록일: 2006.07.18)와, 대한민국 등록특허 10-0872187호(등록일: 2008.11.28)에 개시된 바 있었다. 이러한 케이블 압착단자는 일단부에 피복이 벗겨진 케이블이 삽입 결합되는 케이블 접속부와, 상기 케이블 접속부의 타단부로부터 연장되고 압착되어 납작한 평판으로 형성되며 상하로 관통된 체결홀이 형성된 터미널을 포함한다.

그러나, 종래기술에 따른 케이블 압착단자는 전기 자동차에 적용하는데 한계가 있었다. 전기 자동차는 고전류 및 고전압용 케이블을 사용함에 따라 일부 사양은 압착공정(케이블을 압착단자에 압착 고정하는 공정)을 고온에서 실시한다. 이와 같이 비교적 높은 온도의 환경에서 압착공정을 실시하는 경우 압착공정 과정에서 가스가 발생하고, 이때 발생되는 가스는 외부로 배출되지 못하고 압착단자의 내부에 압축된 상대로 충진된다. 이로 인해 케이블 및 압착단자의 부식을 초래하여 제품 품질과 안전성을 저하시켜 실질적으로 전기 자동차에는 적용하는데 한계가 있었다.

KR 10-0604206 B1, 2006. 07. 18. KR 10-0872187 B1, 2008. 11. 28.

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 고온 압착공정시 또는 압착공정 후 압착단자의 내부에 잔존하는 가스를 효과적으로 배출하여 가스에 의해 케이블 및 단자가 부식되는 현상을 원천적으로 방지하여 제품 품질 및 안정성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 압착단자를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기한 압착단자의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 터미널; 및 상기 터미널로부터 연장되고, 케이블 도선이 내측으로 삽입되어 압착공정을 통해 압착 고정되는 접속홀과, 상기 케이블 도선의 압착공정시 발생되는 가스를 외부로 배출하기 위해 일측부에 상기 접속홀과 연통하여 형성된 가스 배출홀을 포함하는 케이블 접속부를 포함하는 가스 배출홀을 구비한 압착단자를 제공한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 (a) 금속재질로 이루어진 원형관을 준비하는 단계; (b) 상기 원형관을 천공하여 가스 배출홀을 형성하는 단계; (c) 상기 원형관을 열처리하는 단계; (d) 상기 원형관의 일측부를 압착하여 터미널을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 터미널을 천공하여 체결홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배출홀을 구비한 압착단자의 제조방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에, (f) 상기 원형관의 일측부와 타측부를 CNC 가공을 통해 서로 다른 구경을 갖도록 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 측면에 따른 본 발명은 (a) 금속재질의 원형봉을 준비하는 단계; (b) 상기 원형봉의 일측부를 CNC 가공을 통해 가공하여 케이블이 접속되는 접속홀을 형성하는 단계; (c) 상기 접속홀에 대응하는 부위를 천공하여 가스 배출홀을 형성하는 단계; (d) 상기 원형봉을 열처리하는 단계; (e) 상기 원형봉의 타측부를 압착하여 터미널을 형성하는 단계; 및 (f) 상기 터미널을 천공하여 체결홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배출홀을 구비한 압착단자의 제조방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 열처리는 300℃ 내지 400℃의 온도에서 100분 내지 180분 동안 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.

첫째, 본 발명에 따르면, 터미널로부터 연장되고, 케이블 도선이 내측으로 삽입되어 압착공정을 통해 압착 고정되는 접속홀이 형성되고, 상기 케이블 도선의 압착공정시 발생되는 가스를 외부로 배출하기 위해 일측부에 상기 접속홀과 연통하여 형성된 가스 배출홀이 형성된 케이블 접속부를 포함하는 압착단자를 제공함으로써 상기 케이블 도선의 고온 압착공정시 또는 압착공정 후 압착단자의 내부에 잔존하는 가스를 상기 가스 배출홀을 통해 효과적으로 배출하여 가스에 의해 케이블 및 단자가 부식되는 현상을 원천적으로 방지하여 제품 품질 및 안정성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따르면, 상기한 압착단자를 제조하는 제조방법에 있어서, CNC 가공을 통해 원형관의 일측부(터미널)와 타측부(케이블 접속부)를 절삭 가공하여 구경과 직경을 조정하는 방법으로 압착단자를 제조함으로써 차량의 특성에 따라 서로 다른 다양한 크기의 접속 구조를 필요로 하는 수요자의 욕구를 충족시킬 수 있다.

셋째, 본 발명에 따르면, 상기한 압착단자를 제조하는 제조방법에 있어서, 원형관 대신에 원형봉을 압착단자의 모재로 사용하고, CNC 가공을 통해 상기 원형봉을 가공하여 케이블 접속부가 형성될 부위에 접속홀을 형성하는 방법으로 압착단자를 제조함으로써 파이프 구조를 갖는 원형관에 비해 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압착단자를 설명하기 위해 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 압착단자의 평면도.
도 3은 도 1에 도시된 압착단자의 측면도.
도 4는 도 1에 도시된 압착단자를 길이방향으로 절단하여 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압착단자의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압착단자의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압착단자의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압착단자를 설명하기 위해 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 압착단자의 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 압착단자의 측면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 압착단자를 길이방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스 배출홀을 구비한 압착단자(10)는 차량 배선용 케이블을 접속하기 위한 접속단자로서, 원형관 또는 원형봉을 가공 및 압착하여 서로 일체로 형성된 터미널(11)과 케이블 접속부(12)를 포함한다.

터미널(11)은 케이블 접속부(12)와 일체로 이루어지고, 도 1 및 도 3과 같이, 압착공정을 통해 압착시켜 납작한 판상 구조로 형성되고, 중앙부에는 체결용 볼트, 예를 들면 자동차 배터리 단자 체결용 볼트가 관통결합되는 체결홀(11a)이 형성된다.

이때, 터미널(11)의 체결홀(11a)은 대략 원형으로 1개가 형성되어 있으나, 이는 일례로서, 그 개수나 형상은 제한을 두지 않는다. 예를 들어, 체결홀(11a)에 결합되는 체결용 볼트가 삽입되어 너트에 의해 체결 고정될 수 있도록 2개 이상 형성될 수 있다. 그리고, 그 형상 또한 원형이 아닌 타원형 또는 다각형 구조로 형성될 수 있다.

케이블 접속부(12)는 도 1, 도 2 및 도 4와 같이, 일측부가 터미널(11)로부터 일체로 연장되고, 타측부에는 케이블 도선(도시되지 않음)이 내측으로 삽입되어 압착공정을 통해 압착 고정되는 접속홀(12a)이 마련되어 있고, 상부에는 상기 케이블 도선의 압착공정시 발생되는 가스가 외부로 배출되기 위한 가스 배출홀(12b)이 형성된다.

이러한 케이블 접속부(12)는 터미널(11)과 일체 구조로 구리 파이프, 또는 표면에 니켈 또는 주석이 도금된 구리 파이프, 또는 알루미늄 파이프로 이루어져 있다. 예를 들어, 상기 케이블 도선이 알루미늄 재질로 이루어진 경우 상기 케이블 도선과 케이블 접속부(12) 간의 접촉저항을 줄이기 위하여 케이블 접속부(12)와 터미널(11)은 상기 케이블 도선과 동일한 알루미늄 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

케이블 접속부(12)는 도 1과 같이, 터미널(11)로부터 경사구조 또는 계단 구조로 절곡되어 서로 동일한 방향으로 연장된다. 즉, 터미널(11)은 케이블이 삽입되는 반대측 케이블 접속부(12)에 일체로 형성되되, 전술한 바와 같이 압착하여 대략 편평한 판상 구조로 형성한다. 이처럼, 터미널(11)을 판상 구조로 형성하는 이유는 터미널(11)의 체결홀(11a)으로 전원 공급 단자 체결용 볼트가 용이하게 체결되도록 하기 위함이다.

한편, 케이블 접속부(12)의 접속홀(12a)에는 접속홀(12a)에 삽입되는 케이블 도선의 압착력을 향상시켜 접속력을 증대시키기 위해 압착홈(도시되지 않음)이 적어도 하나 이상, 예를 들면, 케이블 접속부(12)의 길이에 따라 3개 또는 4개 정도로 형성될 수 있다. 이러한 압착홈은 접속홀(12a)의 내주연을 따라 서로 이격되어 대략 원형으로 형성될 수 있으며, 이들의 폭과 깊이는 서로 동일하거나 다를 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압착단자의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정도이다.

도 5의 (a)와 같이, 금속재질의 원형관(1)을 준비한다. 이때, 원형관(1)은 구리 파이프, 표면에 니켈 또는 주석이 도금된 구리 파이프, 또는 알루미늄 파이프를 절삭기 또는 컷팅기 등과 같은 절단장치를 이용하여 적절한 크기로 절단한다. 즉, 원형관(1)은 제작하고자 하는 압착단자의 크기에 대응하여 파이프를 절단하여 형성한다.

이후, 도 5의 (b)와 같이, 펀칭기(2)를 이용하여 원형관(1) 중 케이블 접속부(12)가 형성될 부위 중 일부를 천공하여 가스 배출홀(12b)을 형성한다. 이때, 펀칭기(2)의 종단부는 형성하고자 하는 가스 배출홀(12b)의 형상과 대응되는 구조로 이루어진다.

한편, 원형관(1) 중 가스 배출홀(12b)을 형성하기 위해 펀칭기(2)에 의해 절단되는 부위는 도 5의 (b)와 같이, 원형관(1)으로부터 완전히 절단되어 분리되는 것이 아니라, 적어도 일부는 원형관(1)으로부터 절단되지 않고 원형관(1)과 연결된다. 즉, 펀칭기(2)에 의해 절단된 부위가 내측으로 절곡된 구조로 이루어진다. 물론, 펀칭기(2)에 의해 완전히 절단되어 원형관(1)으로부터 분리되어 제거될 수도 있다.

이후, 도 5의 (c)와 같이, 압착단자의 전기적 및 기계적 특성을 개선하여 압착단자가 터지는 현상을 원천적으로 방지하기 위해 원형관(1)에 대해 열처리(3)를 실시할 수 있다. 이때, 열처리는 300℃ 내지 400℃의 온도에서 100분 내지 180분 동안 실시한다. 바람직하게는 350℃ 내지 380℃의 온도에서 100분 내지 120분 동안 실시한다.

이후, 도 5의 (d)와 같이, 압착기(4)를 이용하여 원형관(1)의 일측부, 즉 케이블 접속부(12)의 반대측을 벤딩 및 압착하여 납작한 구조의 터미널(11)을 형성한다.

이후, 도 5의 (e)와 같이, 천공기(5)를 이용하여 터미널(11)에 체결홀(11a)을 형성한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압착단자의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정도이다.

도 6의 (a)를 참조하면, 구경과 직경이 동일한 금속재질의 원형관(6)을 준비한다.

이후, 도 6의 (b)를 참조하면, CNC 가공을 통해 원형관(6)을 가공하여 서로 다른 크기의 구경과 직경을 갖도록 가공한다. 즉, 원형관(6)의 일측부는 내주면을 절삭 가공하여 구경을 확장시키고, 타측부는 외주면을 절삭 가공하여 직경을 감소시켜 일측부와 타측부의 구경과 직경의 크기를 다르게 형성한다. 예를 들어, 원형관(6)을 가공하여 일측부는 구경(φ1)이 13mm, 타측부의 구경(φ2)은 7mm로 형성할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압착단자 제조방법은 CNC 선반 가공을 통해 원형관(6)의 일측부(터미널)와 타측부(케이블 접속부)를 적절히 절삭 가공하여 구경과 직경을 적절히 조정하는 것이 가능함에 따라 차량의 특성에 따라 서로 다른 다양한 크기의 접속 구조를 필요로 하는 수요자의 욕구를 충족시킬 수 있다.

이후, 도 5의 (b) 내지 (e)와 마찬가지로, 도 6의 (c)와 같이, 펀칭기(2)를 이용하여 원형관(6) 중 케이블 접속부(22)의 일부를 천공하여 케이블 접속홀(22a)과 연통하는 가스 배출홀(22b)을 형성하고, 도 6의 (d)와 같이, 열처리(3)를 실시하고, 도 6의 (e)와 같이, 압착기(4)를 이용하여 벤딩 및 압착하여 터미널(21)을 형성하고, 도 6의 (f)와 같이, 천공기(5)를 이용하여 터미널(21)에 체결홀(21a)을 형성한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압착단자의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정도이다.

도 7의 (a)를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 앞서 설명한 실시예들과 달리 파이프 구조의 원형관이 아닌 내부가 꽉 찬 금속재질의 원형봉(7)을 준비한다.

이후, 도 7의 (b)와 같이, CNC 가공을 통해 케이블 접속부(32)가 형성될 타측부를 내측으로 일정 깊이 절삭 가공하여 일정 깊이를 갖는 케이블 접속홀(32a)을 형성한다.

이후, 도 5의 (b) 내지 (e)와 마찬가지로, 도 7의 (c)와 같이, 펀칭기(2)를 이용하여 원형봉(7) 중 케이블 접속부(32)의 일부를 천공하여 케이블 접속홀(32a)과 연통하는 가스 배출홀(32b)을 형성하고, 도 7의 (d)와 같이, 열처리(3)를 실시하고, 도 7의 (e)와 같이, 압착기(4)를 이용하여 벤딩 및 압착하여 터미널(31)을 형성하고, 도 7의 (f)와 같이, 천공기(5)를 이용하여 터미널(31)에 체결홀(31a)을 형성한다.

이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

1, 6 : 원형관 2 : 펀칭기
3 : 열처리 4 : 압착기
5 : 천공기 7 : 원형봉
10 : 압착단자 11, 21, 31 : 터미널
11a, 21a, 31a : 체결홀 12, 22, 32 : 케이블 접속부
12a, 22a, 32a : 접속홀(케이블) 12b, 22b, 32b : 가스 배출홀

Claims (5)

1. 삭제
2. (a) 금속재질로 이루어진 원형관을 준비하는 단계;
   (b) 상기 원형관을 천공하여 가스 배출홀을 형성하는 단계;
   (c) 상기 원형관을 열처리하는 단계;
   (d) 상기 원형관의 일측부를 압착하여 터미널을 형성하는 단계; 및
   (e) 상기 터미널을 천공하여 체결홀을 형성하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배출홀을 구비한 압착단자의 제조방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에,
   (f) 상기 원형관의 일측부와 타측부를 CNC 가공을 통해 서로 다른 구경을 갖도록 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배출홀을 구비한 압착단자의 제조방법.
   
4. (a) 금속재질의 원형봉을 준비하는 단계;
   (b) 상기 원형봉의 일측부를 CNC 가공을 통해 가공하여 케이블이 접속되는 접속홀을 형성하는 단계;
   (c) 상기 접속홀에 대응하는 부위를 천공하여 가스 배출홀을 형성하는 단계;
   (d) 상기 원형봉을 열처리하는 단계;
   (e) 상기 원형봉의 타측부를 압착하여 터미널을 형성하는 단계; 및
   (f) 상기 터미널을 천공하여 체결홀을 형성하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배출홀을 구비한 압착단자의 제조방법.
   
5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 열처리는 300℃ 내지 400℃의 온도에서 100분 내지 180분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 가스 배출홀을 구비한 압착단자의 제조방법.

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