KR101816320B1 - 자동차 유리용 전기단자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 유리용 전기단자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 유리에 열선과 함께 장착되는 전기단자의 구조에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 열선과 접합되어지는 솔더링부를 가지는 단자 본체; 상기 솔더링부의 하단에 일체로 구비되고, 상기 솔더링부를 관통하는 헤드부를 가지는 솔더;로 이루어지며, 상기 헤드부가 솔더링부의 상부에 노출됨으로써 솔더가 직접적으로 가열될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 유리용 전기단자를 제공한다.

Description

자동차 유리용 전기단자 {Electrical terminal for glass of vehicle}

본 발명은 자동차 유리용 전기단자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 유리에 열선과 함께 장착되는 전기단자의 구조에 관한 것이다.

최근 자동차 유리에는 습기 또는 성애 등에 의한 시야 감소 문제를 해결하기 위하여 열선이 적용되고 있다. 구체적으로는, 자동차 유리에 시야 확보를 위해 발열을 위한 글라스 열선과 이 글라스 열선에 전류를 흘려주기 위한 단자가 장착되고 있으며, 특히 납(Pb)이 포함된 솔더를 이용하여 단자와 글라스 열선이 접합되고 있다.

상기 납(Pb)은 연성이 우수한 재료로서, 단자와 자동차 유리 간의 열팽창계수 차이로 인한 응력을 분산시켜 유리가 파손되는 것을 막아주는 중요한 역할을 하게 되나, EU 환경 규제에 따라 향후에는 자동차 유리용 단자 접합에 납이 포함된 솔더의 사용이 금지될 예정이다.

납(Pb)을 사용하지 않고 현재 사용화된 무연솔더를 사용하여 단자를 솔더링하게 되면 유리의 파손이 발생하게 되어 자동차 유리에 열선 적용이 불가능하게 된다.

이에 납(Pb)이 포함된 솔더를 대체하기 위하여 비교적 연성이 높은 금속소재인 인듐(In) 계열의 솔더가 대체부품으로 언급되고 있으나, 인듐은 희귀원소로서 고가의 재료이므로 종래 대비 과도한 원가상승의 단점을 가진다.

납(Pb)이 포함된 기존의 유연솔더의 경우 와이어 타입의 실납(wire solder)을 이용하여 단자를 글라스 열선에 접합해주게 된다.

무연솔더의 경우 인듐이 고가의 소재이기 때문에, 유연솔더와 같이 와이어 타입으로 솔더링 시 작업자의 컨트롤에 따라 솔더의 사용량이 정확하게 조절되지 않을 경우 단가가 상승하게 되는 문제점이 있다.

이러한 단가상승의 단점을 개선하기 위하여, 종래기술에 따라 무연의 인듐계 솔더의 사용량을 최소화하기 위해 일정량의 솔더(2)를 용융시켜 단자(1)에 부착함으로써 솔더가 일정한 양으로 사용될 수 있도록 한 단자가 개시된바 있다(도 1 참조).

이러한 종래의 자동차 유리용 무연솔더 단자는 단자(1) 아래에 일정량의 인듐계 솔더(2)를 도포하여 일체화한 형태의 프리솔더드(pre-soldered) 단자 타입으로 구성된다.

종래 와이어 타입으로 솔더링되는 유연솔더 단자의 경우 인두기에 실납을 바로 녹여서 솔더링되므로 단자 솔더링 시간이 1~2초 내외로 빠르게 진행될 수 있었으나, 종래기술에 따른 솔더 일체형 단자의 경우 도 1과 같이 단자(1) 상부를 인두기(3)로 가열하여 단자(1) 하부에 붙어있는 무연솔더(2)를 녹여야 하기 때문에 솔더링 시간이 약 5~10초로 5배 이상 증가하게 되는 문제가 있다.

즉, 상기와 같이 무연솔더를 이용한 솔더 일체형 단자의 경우, 무연의 인듐계 솔더를 용융시키기 위해 단자의 솔더링 부위를 전체적으로 가열해주어야 하기 때문에 종래 대비 생산 공정시간이 과도하게 연장되어 생산성이 현저히 저하되고, 또한 공정비용 상승으로 인해 최종 원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위해 고안한 것으로서, 솔더 일체형의 단자로 구성되며, 솔더의 사용량을 최소화하는 동시에 생산 공정시간을 단축할 수 있는 자동차 유리용 전기단자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 열선과 접합되어지는 솔더링부를 가지는 단자 본체; 상기 솔더링부의 하단에 일체로 구비되고, 상기 솔더링부를 관통하는 헤드부를 가지는 솔더;로 이루어지며, 상기 헤드부가 솔더링부의 상부에 노출됨으로써 솔더가 직접적으로 가열될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 유리용 전기단자를 제공한다.

상기 솔더로는 무연의 인듐계 솔더를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 솔더의 재료로는 인듐 66~100 중량%, 주석 0~34 중량% 를 혼합 조성한 것을 사용함이 바람직하다.

이에 본 발명에서는 솔더와 단자 본체를 일체화하여 일정량의 솔더를 사용토록 하여서 솔더의 사용량을 최소화할 수 있는 동시에 단자 본체의 상부에 솔더를 노출시킴으로써 종래 대비 솔더링 작업시 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있어 결과적으로 생산 공정시간을 단축시켜 작업 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전기단자는 무연의 인듐계 솔더를 사용하는 동시에 전기단자의 생산단가를 일정 수준으로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 단자 본체와 솔더를 일체화하는 기존 공법을 그대로 적용할 수 있어서 생산설비에 대한 추가적인 투가 없이도 생산가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 전기단자는 솔더 가열시 솔더에 충분한 열량이 전달되어 솔더의 젖음성이 향상되며, 이로 인해 솔더의 접합 신뢰성이 증대되는 장점도 있다.

도 1은 종래기술에 따른 자동차 유리용 전기단자를 열선에 접합하는 공정을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 유리용 전기단자를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 자동차 유리용 전기단자의 단자 본체에 일체로 구비되는 솔더의 구조를 나타낸 예시도
도 4는 본 발명에 따른 자동차 유리용 전기단자를 열선에 접합하는 공정을 개략적으로 나타낸 도면

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 자동차 유리에 장착되는 열선과 단자 본체 간에 접합을 위한 솔더를 일체로 가지는 전기단자에 관한 것으로, 솔더와 단자 본체가 일체화된 구조를 가짐에 따라 발생하게 되는 공정시간의 증가를 개선함에 특징이 있다.

특히, 본 발명에서는 종래에 솔더가 단자 본체의 하단에만 위치하고 있음에 따라 솔더 위에 단자 본체(구체적으로, 솔더링 부위)를 전체적으로 가열한 후에야 솔더가 용융되는 문제점을 개선하여, 단자 본체에 일체로 구성되는 접합용 솔더의 가열시간을 단축하여 생산 공정시간을 단축하고 이를 통해 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.

본 발명에서는 솔더와 단자 본체를 일체화하는 동시에 솔더를 용융시키기 위한 솔더 가열시간을 단축하기 위하여 단자 본체 상부에 솔더가 노출되게 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 유리용 전기단자(10)는 프리솔더드(pre-soldered) 단자 타입으로서, 접합용 솔더(13)를 일체로 가지는 단자 본체(11)로 이루어진다.

상기 단자 본체(11)는 자동차 유리에 장착되는 열선에 전류를 전달하기 위한 구성요소로, 일측에 상기 접합용 솔더(13)가 장착되는 판상의 솔더링부(12)를 가지며, 이 솔더링부(12)에 일체로 구비되는 솔더(13)를 통해 열선과 접합 가능하게 된다.

상기 솔더(13)는 솔더링 작업시 단자와 열선 사이에 위치하게 되도록 단자 본체(11)의 솔더링부(12)의 하단에 부착되어 구비되며, 그 중앙부에 돌출된 형태로 연장 형성되는 헤드부(14)를 가진다.

상기 솔더(13)의 헤드부(14)는 단자 본체(11)의 솔더링부(12)를 하단에서 상단까지 관통할 수 있게 마련되며, 솔더링부(12)의 상단에 노출되게 형성된다.

즉, 상기 솔더(13)는 솔더링부(12)의 하단에 부착되는 하단부와 이 하단부와 일체로 형성되고 상기 솔더링부(12)를 관통하는 상단부인 헤드부(14)로 형성되며, 상기 헤드부(14)가 솔더링부(12)의 상단에 노출되어진다.

일 예로서 상기 솔더(13)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 대략 'ㅗ'자 형의 종단면을 가지는 형태로 구성될 수 있으며, 그 외에도 헤드부(14)가 단자 본체(11)의 솔더링부(12)의 상단에 노출된 구조로서 다양하게 변형 및 개량될 수 있다.

예컨대, 도 3을 참조하면, 솔더(13)의 헤드부(14)는 사다리꼴이나 역사다리꼴, '⊥'자, 'Ⅲ'자, '＜'자, 및 '＞'자 모양의 단면을 가지는 형태 등으로 다양하게 변형되어 구성될 수 있다.

또한, 상기 솔더(13)의 헤드부(14)는 솔더링부(12)의 상부에 노출되는 횡단면(상단면)이 원형, 사각형, 삼각형, 십자형 등 여러 형태로 변형 및 개량될 수 있다.

즉, 본 발명의 전기단자(10)는 열선에 전류를 전달해주는 단자 본체(11)와 이 단자 본체(11)에 일체로 구비되어 열선과 단자 본체 간에 접합을 가능케 하는 솔더(13)로 구성되며, 상기 단자 본체(11)의 솔더링부(12) 하단에 일체로 구비된 솔더(13)의 헤드부(14)가 솔더링부(12)를 관통하여 솔더링부(12)의 상단에 노출되게 구성된다.

이러한 구성에서, 상기 솔더(13)는 헤드부(14)가 단자 본체(11)의 솔더링부(12)의 상단에서부터 하단까지 연결되어 있는 구조로서 단자 본체(11)의 솔더링부(12) 상부에 노출되어 있어서 도 4와 같이 인두기(20) 등의 가열수단을 이용하여 노출된 헤드부(14)를 통해 직접적으로 열을 받을 수 있으며, 이로써 헤드부(14)를 가열하는 즉시 열이 일시에 전달되어 솔더(13)를 전체적으로 용융시킬 수 있게 된다.

이에 본 발명에 따른 전기단자를 사용하면 열선과의 접합을 위한 솔더링 작업시 종래(단자의 솔더링 부위를 전체적으로 가열하여 단자 하단에 솔더를 용융시키던 기술) 대비 작업시간이 단축되어 기존에 와이어 타입의 실납(wire solder)을 이용한 솔더링 작업 시간과 유사한 범위 내로 작업시간이 단축 가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 전기단자를 이용하여 솔더링 작업을 하게 되면 종래의 실납을 이용한 솔더링 작업과 동등 수준으로 공정시간을 단축할 수 있게 되어 생산성이 크게 향상되는 동시에, 최소화한 일정량의 인듐계 솔더를 사용하게 되어 생산단가를 종래의 실납을 이용한 솔더링 작업과 동등 수준으로 유지할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 전기단자(10)를 이용한 솔더링 작업을 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 솔더링부(12)의 하단에 솔더(13)를 일체로 가지는 단자 본체(11)를 열선(30) 위에 갖다댄 상태에서 솔더링부(12)의 상단에 노출되어 있는 솔더(13)의 헤드부(14)를 인두기(20)로 직접 가열하며, 이에 솔더(13)가 가열 즉시 용융되면서 단자 본체(11)와 열선(30)을 접합해주게 된다.

한편, 상기 솔더(13)로는 EU 환경 규제에 대응할 수 있도록 무연의 인듐계 솔더를 사용하는 것이 바람직하며, 또한 상기 솔더(13)의 재료로는 인듐 66~100 중량%, 주석 0~34 중량% 를 이용하여 조성한 조성물(순물질 또는 혼합물)을 사용함이 바람직하고, 필요에 따라 구리 0~5 중량%, 은 0~5 중량% 를 추가하여 조성한 조성물을 사용할 수 있다.

상기의 조성으로 이루어진 솔더(13)는 단자 본체보다 낮은 융점을 가짐과 아울러 무연의 인듐계 솔더로서 단자 본체(11)와 열선(30) 간의 열팽창계수 차이로 인한 응력을 분산시켜 자동차 유리가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

아울러, 상기 단자 본체의 재료로는 순동 또는 동합금 계열이 사용된다.

이하, 후술되는 실험예를 통해 본 발명의 이해를 돕도록 한다. 하기의 실험예는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것은 아님을 이해하여만 할 것이다.

실시예 1~10

단자 본체와, 이 단자 본체의 솔더링부를 관통하게 되는 헤드부를 가지는 'ㅗ'자 형의 솔더를 준비한 후, 상기 솔더를 단자 본체의 솔더링부 하단에 부착하여 일체형의 전기단자를 제작하였다.

비교예 1~10

단자 본체와 박판형의 솔더를 준비한 후, 상기 솔더를 단자 본체의 솔더링부 하단에 부착하여 일체형의 전기단자를 제작하였다.

상기 솔더가 단자 본체의 솔더링부를 관통하는 헤드부를 가지지 않음을 제외하고는 실시예의 전기단자와 동일하게 제작하였다.

실험예

상기 실시예 및 비교예에서 제작한 전기단자를 열선에 대고 솔더를 가열하여 전기단자를 열선에 접합시켰다. 이때 솔더링 작업시간을 아래 표 1에 나타내었다.

실시예 1~10의 전기단자는 솔더가 단자 본체의 솔더링부 상부에 노출되어 있어서 솔더가 직접 가열되어 평균적으로 솔더링 작업시간이 2초 미만인 반면, 비교예 1~10의 전기단자는 솔더가 단자 본체의 솔더링부에 의해 덮여있음으로 인해 솔더링부를 전체적으로 가열함으로써 전달된 열에 의해 솔더가 가열되어 용융됨에 따라 솔더링 작업시간이 현격히 길게 소요됨을 확인할 수 있었다.

10 : 전기단자
11 : 단자 본체
12 : 솔더링부
13 : 솔더
14 : 헤드부

Claims (3)

1. 열선과 접합되어지는 솔더링부(12)를 가지는 단자 본체(11);
   상기 솔더링부(12)의 하단에 일체로 구비되고, 상기 솔더링부(12)를 관통하는 헤드부(14)를 가지는 솔더(13);로 이루어지며,
   상기 헤드부가 솔더링부의 상부에 노출됨으로써 솔더가 직접적으로 가열될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 유리용 전기단자.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 솔더(13)는 무연의 인듐계 솔더인 것을 특징으로 하는 자동차 유리용 전기단자.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 솔더(13)의 재료는 인듐 66~100 중량%, 주석 0~34 중량% 를 혼합 조성한 것임을 특징으로 하는 자동차 유리용 전기단자.
   

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