KR102153639B1

KR102153639B1 - 전도성 입자들을 구비한 전기 와이어를 제조하기 위한 입자 어플리케이터 장치

Info

Publication number: KR102153639B1
Application number: KR1020197035488A
Authority: KR
Inventors: 헬게 슈미트; 마조리 케이 마이어스; 데이비드 브루스 사라프; 데이비드 알란 칼리지
Original assignee: 티이 커넥티비티 코포레이션; 티이 커넥티버티 저머니 게엠베하
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2020-09-09
Also published as: KR20170120653A; CN107258001A; MX2017010781A; US9865373B2; US20160247599A1; CA2977370A1; KR20190135574A; CN113517083B; EP3262659B1; EP3262659A1; BR112017018122A2; WO2016137914A1; JP2018507519A; CN113517083A

Abstract

전기 와이어(100)는 단부 세그먼트(110)를 갖는 전기 컨덕터들(102)의 다발 - 단부 세그먼트는 다발의 단부(108)까지 연장됨 - 을 포함한다. 다발 내의 각각의 전기 컨덕터는 적어도 하나의 다른 전기 컨덕터와 결합한다. 전기 와이어는 또한 단부 세그먼트를 따라 번들 내의 전기 컨덕터들의 적어도 일부 사이에 배치되고 이들과 결합하는 전도성 입자들(106)을 포함한다. 전도성 입자들은 전도성 입자들에 의해 결합된 대응되는 전기 컨덕터들 사이에 전기적 연결을 제공하도록 구성된다.

Description

전도성 입자들을 구비한 전기 와이어를 제조하기 위한 입자 어플리케이터 장치{PARTICLE APPLICATOR DEVICE FOR PRODUCING ELECTRICAL WIRE WITH CONDUCTIVE PARTICLES}

본 명세서에 설명되고/되거나 도시된 주제는 일반적으로 복수의 전기 컨덕터들의 다발을 구비한 전기 와이어들에 관한 것이다.

전기 단자들은 종종 와이어들의 단부들을 종단시키는데 이용된다. 이러한 전기 단자들은 전형적으로 전기 컨택트 및 압착 배럴(crimp barrel)을 포함한다. 압착 배럴은 내부에 와이어의 단부를 수용하는 개구부를 포함한다. 압착 배럴은 와이어 단부의 둘레를 압착하여 와이어의 전기 컨덕터들과 단자 사이에 전기적 연결을 설립할 뿐만 아니라 전기 단자를 와이어 단부에 기계적으로 유지할 수 있다. 와이어 단부를 압착할 때, 압착 배럴은 와이어의 컨덕터들과 전기 컨택트 사이에 전기적 및 기계적 연결을 설립한다.

와이어들의 컨덕터들은 종종 구리, 구리 합금, 구리 피복 강선(copper clad steel) 등으로 제조된다. 그러나 구리의 비용이 상승함에 따라, 알루미늄이 저렴한 비용의 대안적인 컨덕터 재료를 대표한다. 알루미늄은 또한 구리보다 가볍고, 따라서 알루미늄은 또한 적은 무게의 대안적인 컨덕터 재료를 대표한다. 그러나 컨덕터 재료로 알루미늄을 사용하는 것은 단점이 없지 않다. 예를 들어, 컨덕터 재료로 알루미늄을 사용하는 것의 하나의 단점은 컨덕터가 대기에 노출될 때 컨덕터의 외부 표면상에 단단히 밀착된, 전도성이 낮은 산화물층이 형성된다는 것이다. 또한, 공정 단계들에서 표면 오염 물질들의 축적은 표면 전도성을 더욱 저해할 수 있다. 이러한 산화물 및/또는 다른 표면 오염 물질 층들은 다른 컨덕터 재료들 상에 형성될 수 있지만, 알루미늄을 위해서는 다루기가 특히 어려울 수 있다.

따라서, 이러한 외부 컨덕터 표면 산화물층들은 알루미늄 재료와 접촉하도록 침투되어 와이어와 전기 단자 사이의 신뢰성 있는 전기적 연결을 설립하고/하거나 와이어의 상이한 컨덕터들 사이의 신뢰성 있는 전기적 연결을 설립하여야 한다. 예를 들어, 압착 동안 컨덕터가 다른 컨덕터 및/또는 전기 단자에 대해 씻겨질 때, 컨덕터(들)의 산화물층의 적어도 일부가 치환되어 컨덕터(들)의 알루미늄 재료가 노출될 수 있다. 그러나 압착 공정 동안 산화물층을 충분히 치환하여 충분한 전기적 및 기계적 결합을 달성하고, 그에 따라 특히 많은 양의 전기 컨덕터들을 포함하는 더 큰 직경의 와이어들을 위해 신뢰성 있는 전기적 연결을 설립하는 것은 어려울 수 있다.

다수의 전기 컨덕터들 사이 및/또는 전기 컨덕터와 단자 사이의 전기적 연결을 향상시켜 와이어 및 와이어를 포함하는 임의의 단자 조립체의 전도적 특성을 향상시킬 필요가 있다.

본 명세서에 따른 전기 와이어는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단부 세그먼트를 갖는 복수의 전기 컨덕터들의 다발 - 단부 세그먼트는 다발의 단부까지 연장됨 - 을 포함한다. 다발 내의 각각의 전기 컨덕터는 적어도 하나의 다른 전기 컨덕터와 결합된다. 전기 와이어는 또한 단부 세그먼트를 따라 다발 내의 전기 컨덕터들의 적어도 일부 사이에 배치되고 이들과 결합하는 전도성 입자들을 포함한다. 전도성 입자들은 전도성 입자들에 의해 결합된 대응되는 전기 컨덕터들 사이에 전기적 연결을 제공하도록 구성된다.

본 발명은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전기 와이어의 부분의 사시도이다.
도 2는 압착 장치의 일 실시 예의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 단자 조립체를 형성하기 위한 와이어 처리 시스템의 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 와이어 처리 시스템의 입자 어플리케이터 장치의 단면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전기 와이어의 제조 방법의 흐름도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 단자 조립체의 제조 방법의 흐름도이다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 도 4에 도시된 입자 어플리케이터 장치의 부분의 단면도이다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 도 4에 도시된 입자 어플리케이터 장치의 단면도이다.

본 명세서에 개시된 하나 이상의 실시 예들은 와이어의 절연 외피(insulating sheath) 내부의 와이어의 전기 컨덕터들 사이에 배치된 전도성 입자들을 갖는 전기 와이어를 제공한다. 전도성 입자들은 예를 들어 와이어가 전기 단자에 종단되어 단자 조립체를 형성하는 압착 공정 동안, 컨덕터들 사이의 와이어간 결합들 및 전기적 연결들을 향상시키도록 구성된다. 또한, 전도성 입자들은 와이어가 형성된 이후, 와이어가 단자에 압착되기 직전에 와이어의 단부에 적용될 수 있다. 또한, 컨덕터들은 전도성 입자들을 컨덕터들에 고정시키기 위해 비틀리거나 서로 나선형으로 감길 필요가 없다. 따라서, 본 명세서에서 설명된 실시 예들의 와이어는 예를 들어, 와이어의 외피를 적용하기 전 및/또는 컨덕터들이 서로 감길 때 전도성 입자들이 컨덕터들에 적용되는 경우보다 구성(전도성 입자들의 적용을 포함)하기 더 간단할 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 와이어의 단부 내에 축 방향으로 전도성 입자들을 적용함으로써, 전도성 입자들의 적어도 일부는 외피와 결합되지 않는 내부 컨덕터들 사이에 수용되고 전도성 입자들의 일부는 외피와 결합하는 외부 컨덕터들 상에 및 이들 사이에 수용된다. 본 명세서에 기술된 실시 예들은 내부 컨덕터들 사이 및 외부 컨덕터들과 단자의 압착 배럴 사이 모두의 결합과 전기 전도성을 개선할 수 있는 반면, 예를 들어, 압착 공정 이전에 단자의 압착 배럴에 직접 전도성 입자들을 적용하는 것은 외부 컨덕터들과 단자 사이의 결합과 전도성만을 지지한다.

도 1은 일 실시 예에 따른 전기 와이어(100)의 부분의 사시도이다. 전기 와이어(100)는 전기 절연 외피(104) 내에 함께 그룹화된 복수의 전기 컨덕터들(102)의 다발을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 전기 컨덕터들(102)의 "다발"은 전기 컨덕터들(102)이 컨덕터들(102)의 길이의 적어도 일부를 따라 절연 외피(104) 내에 공통적으로 유지된다는 것을 의미한다. 본 명세서에서 외피(104)로 지칭되는, 전기 절연 외피 또는 절연층(104)은 전기 컨덕터들(102)의 다발을 둘러싼다. 전기 컨덕터들(102)은 전력 및/또는 신호 전달을 위해 전류를 전달하도록 구성된다. 외피(104)는 전기 컨덕터들(102)의 다발을 외부 환경으로부터 전기적으로 절연시키고, 또한 전기 컨덕터들(102)의 기계적 보호를 제공할 수 있다. 전기 와이어(100)는 또한 전기 컨덕터들(102)의 적어도 일부의 사이에 배치된 전도성 입자들(106)을 포함한다. 전도성 입자들(106)은 컨덕터들(102)의 표면들과 결합하고 전도성 입자들(106)에 의해 결합된 컨덕터들(102) 사이에 전기적 연결을 제공한다.

도 1에 도시된 전기 와이어(100)의 부분은 와이어(100)의 단부(108)를 포함한다. 와이어(100)의 단부(108)는 전기 컨덕터들(102)에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 전기 컨덕터들(102)의 다발의 노출된 부분은 외피(104)를 넘어 단부(108)까지 축 방향으로 돌출하고 외피(104)에 의해 둘러싸이지 않는다. 따라서, 컨덕터들(102)은 다발의 노출된 부분을 따라 환경에 노출된다. 전도성 입자들(106)은 단부(108)로부터 와이어(100)를 따라 다양한 거리에 위치할 수 있다. 전도성 입자들(106)의 적어도 일부는 외피(104)에 의해 둘러싸인 다발의 노출되지 않은 부분을 따라 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 본 명세서에 보다 상세히 설명된 바와 같이, 일 실시 예에서 전도성 입자들(106)은 단부(108)까지 연장되는 와이어(100)의 단부 세그먼트(100)에 적용된다. 전도성 입자들(106)은 와이어(100)의 전기 컨덕터들(102) 및 외피(104)가 구성된 이후에 단부 세그먼트(110)에 적용될 수 있다. 단부 세그먼트(110)는 선택적으로 전기 컨덕터들(102)이 외피(104)에 의해 둘러싸여 지지 않은 와이어(100)의 부분일 수 있다. 예를 들어, 단부 세그먼트(100)는 (이전에) 전체가 외피(104)로 덮인 와이어(100)의 길이로부터 외피(104)의 부분을 제거함으로써 생성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 단부 세그먼트(110)는 전기 컨덕터들(102)을 둘러싸는 외피(104)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 전도성 입자들(106)은 와이어(100)의 단부(108)를 통해 축 방향으로 와이어(100)에 도입될 수 있다. 전도성 입자들(106)은 외피(104)의 일부를 제거하기 전 또는 후에 와이어(100)에 도입되어 와이어(100)의 종단을 위해 전기 컨덕터들(102)을 노출시킬 수 있다. 전도성 입자들(106)은 인접한 컨덕터들(102) 사이의 틈새들(112)을 통해 단부(108)를 통하여 침투되고 수용될 수 있다. 예를 들어, 전도성 입자들(106)은 와이어(100)의 단부(108) 내로 축 방향으로 분사될 수 있다. 대안적으로, 전도성 입자들(106)은 전도성 입자들(106) 및 캐리어 에이전트(carrier agent)를 포함하는 혼합물 내로 단부 세그먼트(110)를 담금(dipping) 시킴으로써 도입될 수 있다. 다른 대안적인 실시 예에서, 전도성 입자들(106)은 캐리어 에이전트를 사용하거나 또는 사용하지 않고 단부 세그먼트(110)에 입자들(106)을 브러싱함으로써 적용될 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 입자들(106)은 단부 세그먼트(110) 내에 반경 방향으로 분사될 수 있다.

일부 알려진 와이어들과 달리, 일 실시 예에서 컨덕터들(102)은 외피(104) 내에서 비틀리거나 서로 나선형으로 감기지 않는다. 컨덕터들(102)이 비틀리지 않기 때문에, 컨덕터들(102) 사이의 틈새들(112) 중 일부는 단부 세그먼트(110)의 길이와 적어도 동일한 길이로 중단없이 연장될 수 있다. 결과적으로, 와이어(110)의 단부(108)에 적용된 전도성 입자들(106)은 단부(108)(또는 심지어 단부 세그먼트(110)를 넘어)로부터 단부 세그먼트(110)를 따라 다양한 거리에서 컨덕터들(102)과 결합한다.

전기 와이어(100)는 전기 단자(202)(도 2에 도시됨)에 압착되도록 구성되어 단자 조립체(204)(도 2)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 전도성 입자들(106)이 와이어(100)의 컨덕터들(102)에 적용되면, 도 2를 참조하여 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 와이어(100)의 단부 세그먼트(110)가 압착 장치(200)(도 2에 도시됨)에 제공될 수 있고 전기 단자(202)의 압착 배럴(206)(도 2) 내로 로드될 수 있다.

도 2는 압착 장치(200)의 일 실시 예의 사시도이다. 압착 장치(200)는 전기 단자(202)를 전기 와이어(100)에 압착한다. 전기 단자(202) 및 전기 와이어(100)는 단자 조립체(204)를 형성한다. 단자(202)는 와이어(100)의 단부 세그먼트(110)(도 1에 도시됨)를 수용하는 압착 배럴(206)을 포함한다. 압착 공정 동안, 압착 배럴(206)은 컨덕터들(102) 둘레에 압착되어 단자(202) 및 전기 와이어(100) 사이의 기계적 및 전기적 연결을 형성한다. 전기 단자(202)는 임의의 재료들 예를 들어, 그러나 이에 한정되지 않는, 구리, 구리 합금, 구리 피복 강선, 알루미늄, 니켈, 금, 은, 금속 합금, 및/또는 이와 유사한 것들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 전기 단자(202)는 니켈로 도금된 구리 베이스로 제조될 수 있다.

압착 장치(200)는 앤빌(anvil, 214) 및 압착 공구 부재(crimp tooling member, 216)를 포함한다. 앤빌(214)은 단자(202)를 수용하는 상부 표면(208)을 갖는다. 와이어(100)의 단부 세그먼트(110)(도 1에 도시됨)를 따르는 전기 컨덕터들(102)은 앤빌(214) 상의 단자(202)의 압착 배럴(206)에 수용된다. 압착 공구 부재(216)는 선택적으로 성형되는 성형 프로파일(210) - 성형 프로파일(210)은 성형 프로파일(210)이 단자(202)에 결합할 때 컨덕터들(102) 둘레에 배럴(206)을 형성 또는 압착함 - 을 포함한다. 단자(202)는 압착 공구 부재(216) 및 앤빌(214) 사이의 와이어(100)에 압착된다. 압착 공구 부재(216)는 압착 스트로크(crimp stroke)를 따라 앤빌(214)을 향하여 및 앤빌(214)로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하다. 압착 스트로크는 앤빌(214)로부터 멀어지는 상향 성분과 앤빌(214)을 향하는 하향 성분을 갖는다. 압착 공구 부재(216)는 압착 축(212)을 따라 앤빌(214)을 향하는 그리고 앤빌(214)로부터 멀어지는 양방향으로 이동한다. 압착 공구 부재(216)는 압착 공구 부재(216)가 앤빌(214)을 향해 이동함에 따라 압착 스트로크의 하향 성분 동안 전기 컨덕터들(102) 둘레에 단자(202)의 압착 배럴(206)을 형성한다. 도 2에 도시되진 않았지만, 압착 공구 부재(216)는 압착 스트로크를 따라 압착 공구 부재(216)의 이동을 추진시키는 기계적 액추에이터에 결합될 수 있다. 예를 들어, 압착 공구 부재(216)는 어플리케이터(applicator) 또는 리드 제조 기계(lead-maker machine)의 이동 가능한 램(movable ram)에 결합될 수 있다. 또한, 어플리케이터 또는 리드 제조 기계는 앤빌(214)을 포함하거나 앤빌(214)에 결합될 수 있다.

성형 프로파일(210)은 압착 공구 부재(216)의 하부 벽(218)으로부터 각각 연장되는 2개의 측벽들(222) 및 2개의 측벽들(222) 사이에서 연장되는 상부 성형 표면(224)을 포함할 수 있다. 도 2의 상부 성형 표면(224)은 이중 아치 또는 "m" 형태를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 압착 배럴(206)은 단자(202)의 2개의 탭들(226)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 압착 공정 동안, 압착 공구 부재(216)가 앤빌(214)을 향해 이동함에 따라, 성형 프로파일(210)은 압착 배럴(216) 위로 하강하고 탭들(226)과 결합하여 전기 컨덕터들(102) 둘레에 탭들(226)을 구부리거나 형성한다. 보다 구체적으로, 압착 공구 부재(216)가 하향 이동함에 따라 성형 프로파일(210)의 측벽들(222) 및 상부 성형 표면(224)은 전기 컨덕터들(102)의 상부 위로 탭들(226)을 점차적으로 구부린다. 압착 스트로크 동안 압착 공구 부재(216)의 가장 낮은 위치인, 압착 공구 부재(216)의 하사 위치(bottom dead position)에서, 성형 프로파일(210)의 일부는 앤빌(214)의 상부 표면(208)을 넘어 연장될 수 있다. 단자(202)는 성형 프로파일(210)과 앤빌(214) 사이에서 압축되고, 높은 압축력은 단자(202)의 탭들(226)이 와이어(100)의 전기 컨덕터들(102)에 기계적으로 결합하고 전기적으로 연결되어 단자 조립체(204)를 형성하게 한다. 높은 압축력은 압착 배럴(206)과 컨덕터들(102) 사이 및 2 이상의 인접한 컨덕터들(102) 사이에 금속 대 금속 결합(metal-to-metal bond)들을 생성한다.

압착 공정 동안, 압착 장치(200)로부터 압착 배럴(206)을 통해 컨덕터들(102)로 가해지는 힘들은 컨덕터들(102) 사이의 전도성 입자들(106)(도 1에 도시됨)이 컨덕터들(102) 내에 매립(embedded)되도록 할 수 있다. 예를 들어, 전도성 입자들(106)은 본 명세서에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 컨덕터들(102)의 외주 상에 형성되는 산화물층들을 통해 연장될 수 있다. 전도성 입자들(106)은 산화물층들을 침투하거나 파쇄(break apart)하여 컨덕터들(102) 사이의 횡 방향 전기적 연결들의 전도성을 (예를 들어, 전도성 입자들(106)의 제공없는 압착 공정 이후에 컨덕터들(102) 사이의 횡 방향 전기적 연결의 전도성에 비하여) 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 전도성 입자들(106)은 인접한 컨덕터들(102) 사이에 횡 방향 전류 경로를 제공하는 전도성 브릿지들을 효과적으로 형성할 수 있다. 또한, 전도성 입자들(106)은 산화물층들을 침투함에 의해서 및/또는 컨덕터들(102)과 전도성 입자들(106) 사이의 분자간 힘들에 의해서 압착 공정 동안 컨덕터들(102) 사이에 형성되는 결합의 강도를 개선시킬 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 전기 와이어(100)는 임의의 수의 전기 컨덕터들(102)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 컨덕터들(102)의 단면적은 적어도 10mm²이다. 예를 들어, 컨덕터들(102)의 단면적은 60mm² 이상일 수 있다. 전기 컨덕터들(102)은 임의의 재료들, 예를 들어, 그러나 이에 한정되지 않는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 구리 피복 강선, 니켈, 금, 은, 금속 합금, 및/또는 이와 유사한 것들로 제조될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전기 컨덕터들(102)은 알루미늄으로 제조된다. 알루미늄은 예를 들어, 구리의 대안으로 적은 무게 및 저렴한 비용을 제공한다. 선택적으로, 전기 컨덕터들(120)의 일부는 알루미늄 이외의 다른 금속들로 형성될 수 있다.

그러나 전기 컨덕터 재료로서 알루미늄을 사용하는 것의 하나의 단점은 전기 컨덕터들(102)의 금속(예를 들어, 알루미늄) 표면상에 형성될 수 있는 산화물층 및/또는 다른 표면 오염 물질 층(예를 들어, 그러나 이에 한정되지 않는, 잔여 와이어 압출 향상 재료들, 및/또는 이와 유사한 것)이다. 산화물 및/또는 다른 표면 물질 층들은, 예를 들어, 컨덕터들(120)이 환경에 노출될 때 및/또는 전기 컨덕터들(102)의 공정(예를 들어, 압출 공정 및/또는 이와 유사한 것) 도중에 형성될 수 있다. 이러한 산화물 및/또는 다른 표면 물질 층들은 알루미늄 이외의 컨덕터 재료들 상에 형성될 수 있지만, 알루미늄을 위해서는 다루기가 특히 어려울 수 있다. 본 명세서에서 설명되고/되거나 도시된 실시 예들은 하나 이상의 전기 컨덕터들(102)이 알루미늄 이외의 재료로 제조되는 실시 예들에 적용 가능하고 함께 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 설명되고/되거나 도시된 실시 예들은 이하에서 산화물층과 관련하여 설명될 것이나, 본 명세서에서 설명되고/되거나 도시된 방법들 및 압착 공구들은 산화물층들에 더하여 또는 산화물층들에 대안적으로 다른 표면 물질 층들에 대해 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

전기 와이어(100)의 전기 컨덕터들(102)은 전기 컨덕터들(102)의 그룹의 둘레를 형성하는 외부 전기 컨덕터들(102A)의 그룹을 포함한다. 전기 컨덕터들(102)은 외부 전기 컨덕터들(102A)로 둘러싸인 내부 전기 컨덕터(102B)의 그룹을 포함한다. 일 실시 예에서, 전도성 입자들(106)은 외부 전기 컨덕터들(102A) 및 내부 전기 컨덕터들(102B)의 표면들에 고정된다. 예를 들어, 일부 입자들(106)은 외부 컨덕터(102A) 및 내부 컨덕터(102B) 사이의 틈새(112)에서 하나의 외부 컨덕터(102A)의 내부 표면 부분과 결합할 수 있다. 다른 입자들(106)은 동일한 외부 컨덕터(102A)의 외부 표면 부분과 결합할 수 있다. 이들 입자들(106)은 외부 컨덕터(102A)와 단자(202)(도 2)의 압착 배럴(206)(도 2에 도시됨) 사이의 횡 방향 전도성 연결을 제공할 수 있다. 압착 전에 입자들(106)은 분자간 힘들, 예를 들어 공유 결합을 통해 컨덕터들(102)의 표면들에 고정될 수 있다. 입자들(106)은 대안적으로 또는 추가적으로 컨덕터들(102) 사이에 형성된 틈새들(112) 내에 간섭 끼워 맞춤(interference fit)을 통해 컨덕터들(102)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 적용 공정 동안, 입자들(106)은 와이어(100)의 단부(108)를 통해 틈새들(112)로 분사될 수 있고, 입자들(106)은 대응하는 틈새(112)의 크기가 각각의 입자(106)가 주변 컨덕터들(102)과 결합하고 마찰 또는 간섭 끼워 맞춤에 의해 제자리에 유지되는 범위로 감소할 때까지 와이어(100)를 따라 축 방향으로 이동할 수 있다. 선택적으로, 입자들(106)은 단부 세그먼트(110)를 넘는 길이만큼 와이어(100) 내로 연장될 수 있는데, 이는 일부 입자들(106)이 도 1의 외피(104)에 의해 둘러싸인 와이어(100)의 부분 내로 연장되는 것을 의미한다.

각각의 전기 컨덕터(102)는 전기 컨덕터(102)의 알루미늄 재료의 외부 표면을 형성하는 금속 표면(162)을 포함한다. 전기 컨덕터들(102)은 또한 예를 들어 전기 컨덕터들(102)이 공기에 노출될 때, 전기 컨덕터들(102)의 금속 표면들(162) 상에 형성된 산화물층들(164)을 포함할 수 있다. 산화물층들(164)은 비교적 불량한 전기 전도성을 갖는다. 따라서, 하나의 전기 컨덕터(102)와 다른 전기 컨덕터(102) 및/또는 단자(202)(도 2)의 압착 배럴(206)(도 2에 도시됨) 사이의 신뢰성 있는 전기적 연결을 설립하기 위해서는, 산화물층(164)은 예를 들어 압착 공정의 일부로서 치환 및/또는 침투되어 전기 컨덕터(102)의 금속 표면(162)을 노출시켜야 한다. 따라서, 알루미늄 컨덕터들(102)의 경우, 인접한 컨덕터들(102) 사이에서 횡 방향의 전기 전도성을 개선시키는 것이 유리할 수 있다. 도 1에서 컨덕터들(102) 중 하나에 산화물층(164)만이 오로지 도시되어 있지만, 컨덕터들(102)의 전부 또는 적어도 일부가 전도성에 해로운 산화물층들(164)을 포함할 수 있음이 인지되어야 한다. 산화물층(164)의 두께는 산화물층(164)을 보다 잘 도시하기 위해 도 1에서 과장될 수 있다.

전도성 입자들(106)은 금속 재료, 예를 들어 구리 또는 구리 합금으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예의 전도성 입자들(106)은 황동(적어도 구리 및 아연을 함유하는 합금)으로 형성된다. 선택적으로, 전도성 입자들(106)은 구리와 아연 이외에 주석, 알루미늄, 철, 니켈, 금, 티타늄, 마그네슘 또는 크롬과 같은 적어도 하나의 다른 금속을 포함할 수 있다.

전도성 입자들(106)은 미세하게 분할된 금속 분말일 수 있다. 입자들(106)은 금속의 블록 또는 시트를 분말(예를 들어 황동 분말)로 기계적 분쇄(crushing), 연마(grinding) 또는 치핑(chipping)하여 생산될 수 있다. 입자들(106)은 대안적으로 화학 반응으로부터 생성된 침전제로서 화학적으로 생성될 수 있다. 입자들(106)은 결과적으로 날카로운 또는 톱니 모양의 가장자리들을 가지며, 입자들(106)이 컨덕터들(102)의 표면 내로 매립되고 산화물층들(164)을 침투하여 횡 방향 전도성 연결들을 제공하도록 할 수 있다. 2개 이상의 컨덕터들(102) 사이에 횡 방향 연결이 설립되면, 컨덕터들(102)의 표면을 따르는 이후의 산화에 의해 전도성 연결이 중단되거나 열화되지 않을 수 있다. 컨덕터들(102) 사이의 틈새들(112)의 크기에 따라, 전도성 입자들(106)은 1㎛ 내지 100㎛ 범위의 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 입자들(106)은 10㎛ 내지 60㎛ 범위의 크기를 가질 수 있다. 입자들(106)은 입자들(106)을 와이어(100)의 단부 세그먼트(110)에 적용하는 동안 틈새들(112) 내에 끼워 맞춤 되는 크기를 가지며, 또한 입자들(106)은 컨덕터들(102)의 산화물층들(164)을 침투 및/또는 파쇄하기에 충분히 크다.

도 3은 일 실시 예에 따른 단자 조립체를 형성하기 위한 와이어 처리 시스템(300)의 사시도이다. 와이어 처리 시스템(300)은 압착 장치(302), 입자 어플리케이터 장치(304), 및 이송 암(306)을 포함한다. 압착 장치(302)는 도 2에 도시된 압착 장치(200)일 수 있다. 입자 어플리케이터 장치(304)(본 명세서에서 입자 어플리케이터(304)로 지칭됨)는 한 번에 하나의 와이어(100)에, 와이어들(100)의 단부들(108) 내로 전도성 입자들(예를 들어, 도 1에 도시된 입자들(106))을 적용하도록 구성된다. 입자 어플리케이터(304)는 도 4를 참조하여 보다 상세하게 도시되고 설명된다. 와이어 처리 시스템(300)에서, 압착 장치(302)는 입자 어플리케이터(304)에 인접하게 위치된다. 따라서, 각각의 와이어(100)는 전도성 입자들을 수용하기 위해 어플리케이션 장치(304) 내로 로드될 수 있고, 이후에 각각의 와이어(100)는 단자(202)(도 2에 도시됨)의 종단을 위해 압착 장치(302)로 즉시 전달되어 단자 조립체(204)(도 2)를 형성할 수 있다. 입자 어플리케이터(304)와 압착 장치(304) 사이의 인접 및 신속한 전이는 압착 공정 이전에 와이어들(100)의 컨덕터들(102)로부터 떨어지는 입자들의 양을 감소시킬 수 있다.

도시된 실시 예에서, 와이어들(100)의 그룹(308)은 트레이(310) 상에 로드된다. 이송 암(306)은 한 번에 하나의 와이어(100)를 파지하도록 구성된다. 이송 암(306)은 다수의 방향들로 다수의 상이한 축들을 따라 이동할 수 있다. 이송 암(306)은 압착부(312) 내의 와이어(100)를 파지한다. 이송 암(306)은 와이어(100)를 먼저 입자 어플리케이터(304)에 제공한다. 각각의 와이어(100)의 단부(108)는 입자 어플리케이터(304)의 포트(314) 내로 로드된다. 입자 어플리케이터(304) 내에서, 전도성 입자들은 예를 들어, 분사, 담금, 브러싱 또는 이와 유사한 것을 통해 와이어(100)의 단부(108)를 따라 컨덕터들(102)에 적용된다. 입자들은 컨덕터들(102) 사이에 적용될 뿐만 아니라, 컨덕터들(102)의 다발의 둘레 주위에 적용된다. 입자들이 적용되면, 이송 암(306)은 와이어(100)를 포트(314)로부터 후퇴시키고 와이어(100)를 압착 장치(302)에 측 방향으로 이동시킨다. 이송 암(306)은 와이어(100)의 단부 세그먼트(110)를 압착 장치(302)의 앤빌(214)에 위치한 단자(202)(도 2)의 압착 배럴(206)(도 2에 도시됨) 내로 로드한다. 압착 공구 부재(216)는 이후에 압착 스트로크를 따라 앤빌(214)을 향해 추진되어 와이어(100)의 컨덕터들(102) 위에 그리고 이들과 결합하도록 압착 배럴(206)을 형성하고, 단자 조립체(204)(도 2에 도시됨)를 생성한다. 단자 조립체(204)가 형성된 후에, 이송 암(306)은 단자 조립체(204)를 저장소(storage bin) 또는 다른 공정 장치로 운반할 수 있다. 이송 암(204)이 단자 조립체(204)를 해제한 후에, 이송 암(306)은 트레이(310)로 복귀하여 다른 와이어(100)를 픽업하여 상술한 공정 단계들을 반복하도록 구성될 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 작업자는 와이어들(100)을 이송 암(306) 상의 압착부(312) 내로 위치시키는 것을 도울 수 있다.

도 4는 일 실시 예에 따른 도 3에 도시된 입자 어플리케이터 장치(304)의 단면도이다. 입자 어플리케이터(304)는 전도성 입자들(예를 들어, 도 1에 도시된 전도성 입자들(106))을 전기 와이어(100)에 공급하도록 구성된다. 입자 어플리케이터(304)는 가이드 블록(402), 입자 저장 장치(404), 및 가압 공기 공급기(미도시)를 포함한다. 가이드 블록(402)은 후방부(406)와 전방부(408) 사이에서 측 방향으로 연장된다. 본 명세서에서 사용되는 상대적 또는 공간적 용어들, 예를 들어 "상부", "하부", "전방", "후방", "좌측" 및 "우측"은 단지 인용된 구성 요소들을 구별하기 위해 사용되며 입자 어플리케이터(304), 와이어 처리 시스템(300)(도 3에 도시됨) 내에서 또는 주변 환경에서 특정 위치들 또는 배향들을 반드시 요구하지는 않는다. 가이드 블록(402)은 후방부(406)에의 제1 개구부(412) 및 전방부(408)에의 제2 개구부(414) 사이에서 가이드 블록(402)을 통해 연장되는 채널(410)을 형성한다. 채널(410)은 전도성 입자들을 위한 흐름 경로를 제공한다. 채널(410)은 제2 개구부(414)를 통해 와이어(100)의 단부 세그먼트(110)를 수용하여, 전기 와이어(100)가 가이드 블록(402)의 전방부(408)로부터 연장하도록 구성된다. 예를 들어, 제2 개구부(414)는 단부 세그먼트(110)를 따르는 컨덕터들(102)을 수용하지만, 단부 세그먼트(110)를 넘어 컨덕터들(102)의 부분들을 둘러싸는 외피(104)는 수용할 수 없는 크기일 수 있다. 대안적으로, 외피(104)의 적어도 일부는 제2 개구부(414) 내에 수용될 수 있다. 일 실시 예에서, 가이드 블록(402)은 가이드 블록(402)의 전방부(408)와 후방부(406) 사이에 축 방향으로 위치되고 채널(410) 내로 전도성 입자들을 위한 진입 경로를 제공하는 오리피스(orifis, 416)를 더 형성한다. 도시된 실시 예에서, 오리피스(416)는 가이드 블록(402) 내의 리세스(417)와 동심(concentric)이다. 리세스(417)는 가이드 블록(402)의 외벽(418)을 형성한다. 오리피스(416)는 리세스(417)에 대해 개방되고, 오리피스(416)와 리세스(417)는 함께 외벽(418)과 채널(410) 사이의 경로를 형성한다. 대안적인 실시 예에서, 전도성 입자들은 제1 개구부(412) 또는 다른 개구부를 통해 채널(410) 내로 로드될 수 있다.

입자 저장 장치(404)는 가이드 블록(402)에 결합될 수 있다. 입자 저장 장치(404)는 전도성 입자들의 벌크 공급원을 수용하고 대응되는 와이어(100) 내로의 입자들의 각각의 적용을 위해 지정된 양의 전도성 입자들을 채널(410)에 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 입자 저장 장치(404)는 전도성 입자들의 벌크 공급원을 내부에 수용할 수 있는 저장소(reservoir, 421)를 형성한다. 저장소(421)는 채널(410)에 대한 보조 공기 주입구인 캐비티(420)로부터 이격된다. 예를 들어, 공기 스트림은 개구부(412) 또는 캐비티(420)를 통해 채널(410)로 진입할 수 있다. 캐비티(420)는 가이드 블록(402)의 오리피스(416)와 정렬된다.

입자 저장 장치(404)는 저장소(421)로부터 오리피스(416)를 통해 가이드 블록(402)의 채널(410)로 전도성 입자들의 지정된 양 또는 일부를 선택적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 입자 저장 장치(404)는 가이드 블록(402)에 대해 이동 가능한 계량 접시(metering plate, 426)를 포함한다. 계량 접시(426)는 저장소(421)와 캐비티(420) 사이에서 측 방향으로 연장된다. 계량 접시(426)는 로드 위치와 언로드 위치 사이에서 슬라이딩 가능하다. 로드 위치에서, 계량 접시(426) 내의 구멍(aperture, 424)은 저장소(421)와 정렬되고 전도성 입자들의 공급원으로 적어도 부분적으로 채워진다. 언로드 위치에서, 구멍(424)은 오리피스(416)와 정렬되고, 전도성 입자들은 오리피스(416)를 통해 채널(410) 내로 (중력을 통해) 언로드된다. 로드 위치의 계량 접시(426)는 오리피스(416)를 밀봉하는 고체 표면을 포함하여, 채널(410) 내의 전도성 입자들이 캐비티(420) 내로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 구멍(424)은 각각의 적용을 위해 조절 또는 측정된 양의 전도성 입자들을 채널(410)에 제공하여 각각의 와이어(100)에 적용되는 입자들의 양을 제어하기 위한 크기 및/또는 형태를 가질 수 있다.

가압 공기 공급기(802)(도 8에 도시됨)는, 안내 블록(402)의 후방부(406)의 제1 개구부(412)일 수 있는 공기 주입구를 통해 또는 캐비티(420)를 통해 채널(410)로 공기 스트림(428)을 제공하도록 구성된다. 공기 공급기(802)는 가압 또는 압축된 공기를 가압 공기 탱크로부터 노즐을 통해 안내하는 호스에 결합된 노즐일 수 있다. 공기 스트림(428)은 채널(410)을 통해 제2 개구부(414)(및 제2 개구부(414)에 로드된 임의의 와이어(100))를 향해 흐른다. 예를 들어, 공기 스트림(428)은 채널(410)에 로드된 와이어(100)의 단부(108) 내로 축 방향으로 흐른다. 채널(410) 내에 배치된 임의의 도전성 입자들은 와이어(100)의 단부(108)에 축 방향으로 전달되는 분사물(430)로서 공기 스트림(428)에 의해 강제 및/또는 픽업될 수 있다. 분사물(430) 내의 입자들은 인접한 컨덕터들(102) 사이의 틈새들(112)(도 1에 도시됨)에 수용될 수 있다. 적어도 일부의 입자들은 또한 외부 컨덕터들(102A)(도 1에 도시됨)의 외부 표면들에 고정될 수 있다. 공기 스트림(428)의 힘은 와이어(100) 내의 다양한 거리로 입자들을 추진하여, 일부 입자들이 외피(104)까지 또는 외피(104) 너머에 위치되도록 할 수 있다. 일 실시 예에서, 공기 스트림(428)은 제2 개구부(414)를 통해 채널(410)로부터 배출된다. 예를 들어, 공기는 컨덕터들(102)과 채널(410)의 벽들 사이의 갭(gap, 432)을 통해 와이어(100) 주위를 흘러(입자들을 컨덕터들(102)에 공급한 이후에) 채널(410) 내의 압력을 감소시킬 수 있다.

도 4에 도시된 입자 어플리케이터(304)는 전기 와이어의 단부 내로 축 방향으로 전도성 입자들을 적용하고 그에 따라 컨덕터들의 다발의 내부에서 인접한 컨덕터들 사이에 입자들이 수용되도록 하는 메커니즘을 도시한다. 다른 실시 예들에서, 전도성 입자들은 도 5와 관련하여 더 설명되는 다른 공정들, 예를 들어 담금, 브러싱 또는 이와 유사한 것에 의해 전기 와이어의 컨덕터들 사이에 적용될 수 있다.

도 5는 일 실시 예에 따른 전기 와이어를 제조 또는 형성하기 위한 방법(500)의 흐름도이다. 전기 와이어는 도 1에 도시된 와이어(100)일 수 있다. 방법(500)은, 단계 502에서, 복수의 전기 컨덕터들의 다발 둘레에 전기적 절연 외피를 적용하는 단계를 포함한다. 전기 컨덕터들의 다발은 비틀리거나 나선형으로 감기지 않을 수 있고, 또는 제한된 꼬임만을 가질 수 있다. 외피는 비전도성 또는 유전성 재료, 예를 들어 플라스틱 또는 고무와 같은 폴리머로 구성될 수 있다. 선택적으로, 외피는 와이어의 단부까지 연장되는 컨덕터들의 다발의 단부 세그먼트 주위에 적용되지 않을 수 있다. 대안적으로, 외피는 단부 세그먼트를 포함하여 와이어의 전체 길이를 따라 적용되지만, 이후에 외피는 단부 세그먼트로부터 적어도 부분적으로 제거된다. 다른 대안적인 실시 예에서, 외피는 와이어의 전체 길이를 연장시키고, 이하의 단계 504에서 설명되는 바와 같이, 적어도 와이어의 단부 내로 전도성 입자들을 도입한 이후까지 제거되지 않는다.

단계 504에서, 전도성 입자들은 전기 컨덕터들의 다발의 단부 세그먼트 내로 도입되고 그에 따라 전도성 입자들이 다발 내의 전기 컨덕터들의 적어도 일부 사이에 결합하고 배치되도록 한다. 전도성 입자들은 와이어가 구성된 후에 단부 세그먼트로 도입되고, 이는 와이어가 컨덕터들의 다발 및 다발 주위에 적용된 외피를 포함한다는 것을 의미한다. 전도성 입자들은 컨덕터들의 다발의 단부를 통해 단부 세그먼트 내로 도입될 수 있다. 입자들은 인접한 전기 컨덕터들 사이의 틈새들 또는 갭들을 통해 단부 세그먼트로 진입할 수 있다. 전도성 입자들은, 도 4에 도시된 바와 같이 컨덕터들의 다발의 단부 내에 축 방향으로 전도성 입자들을 분사함으로써 단부 세그먼트 내로 도입될 수 있다. 입자들의 일부는 다발의 단부를 통해 진입하는 대신 단부 세그먼트의 외주면으로부터 반경 내측 방향으로 단부 세그먼트에 진입할 수 있다. 도시되지 않은 대안적인 실시 예에서, 입자들은 단부 세그먼트 내로 축 방향으로 분사되는 대신 또는 그에 부가하여 전기 컨덕터들의 다발의 단부 세그먼트 내로 방사 방향으로부터 분사된다.

대안적인 실시 예에서, 전도성 입자들은 전도성 입자들 및 캐리어 에이전트를 포함하는 혼합물 또는 물질에 단부 세그먼트를 담금으로써 다발의 단부 세그먼트 내에 도입될 수 있다. 예를 들어, 전도성 입자들은 캐리어 에이전트와 혼합되어 컨덕터들에 입자들을 적용하기 위한 운송 수단(vehicle)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 캐리어 에이전트는 유기 용매들(예를 들어, 아세톤 및 알코올들), 오일들, 지방들 및 이와 유사한 것들이거나 이들을 포함할 수 있다. 전도성 입자들은 캐리어 에이전트와 혼합되어 용액 또는 페이스트를 형성할 수 있다. 와이어의 단부 세그먼트는 용액 또는 페이스트에 담금될 수 있다. 대안적으로, 용액 또는 페이스트는 와이어의 단부 세그먼트에 브러싱되어 전도성 입자들이 내부 컨덕터들 사이의 영역들에 침투되는 것을 허용할 수 있다.

도 6은 일 실시 예에 따른 단자 조립체의 제조 방법(600)의 흐름도이다. 단자 조립체는 도 1에 도시된 전기 와이어(100)를 포함하는, 도 2에 도시된 단자 조립체(204)일 수 있다. 단계 602에서, 전도성 입자들은 전기 와이어(예를 들어, 와이어(100))의 단부 상에 적용되고 그에 따라 전도성 입자들의 적어도 일부가 와이어 내의 적어도 일부의 전기 컨덕터들 사이에 수용될 수 있다. 와이어의 단부 상의 전도성 입자들의 적용은 와이어의 단부를 입자 어플리케이터 장치의 채널 내로 로드하는 단계 및 가압 공기 스트림을 이용하여 지정된 양의 전도성 입자들을 채널을 통해 와이어의 단부 상에 축 방향으로 불어넣는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 전도성 입자들은 다발의 단부 세그먼트 상에 반경 방향으로 분사될 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 전도성 입자들은 전도성 입자들 및 캐리어 에이전트를 포함하는 혼합물 또는 물질에 단부 세그먼트를 담금하거나 또는 이러한 혼합물을 와이어의 단부 세그먼트에 브러싱함으로써 단부 세그먼트 상에 적용될 수 있다. 선택적으로, 기계적 이송 암이 와이어를 파지하여 와이어의 단부를 입자 어플리케이터의 채널 내로 로드할 수 있다. 기계적 이송 암은 또한 전도성 입자들이 와이어 상에 적용시킨 이후에 와이어를 입자 어플리케이터로부터 연속적으로 제거하여 와이어를 압착 장치로 이동하도록 구성될 수 있다.

단계 604에서, 와이어의 단부 세그먼트는 압착 장치의 앤빌 상에 위치한 단자의 압착 배럴로 로드된다. 와이어는 입자들의 분사를 수용한 직후에 즉시 단자의 압착 배럴 내로 로드될 수 있다. 예를 들어, 와이어는 압착 배럴에 로드되기 이전에 중간 위치, 예를 들어 저장소로 이동하지 않고 입자 어플리케이터로부터 압착 장치로 직접 이동될 수 있다. 이송 암은 와이어의 단부 세그먼트를 앤빌 상의 단자의 압착 배럴 내에 로드하는데 이용될 수 있다. 단계 606에서, 단자의 압착 배럴은 와이어의 단부 세그먼트 상에 압착되어 단자를 와이어의 전기 컨덕터들에 기계적 및 전기적으로 연결한다. 압착 배럴을 와이어에 압착하는 단계는 압착 공구 부재를 압착 장치의 앤빌을 향해 하측으로 구동하는 단계를 포함할 수 있다. 압착 공구 부재는 압착 배럴, 예를 들어 압착 배럴의 탭들에 결합하는 성형 프로파일을 형성할 수 있고, 컨덕터들과 결합하도록 전기 컨덕터들의 상부 위로 압착 배럴의 탭들을 구부릴 수 있다. 압착 공구 부재와 앤빌 사이의 압착 배럴에 가해진 힘들은 단자를 와이어에 기계적 및 전기적으로 연결하여 단자 조립체를 형성한다.

일 실시 예에서, 전도성 입자들은 황동 분말이고, 와이어의 전기 컨덕터들은 알루미늄으로 구성된다. 황동 입자들은 알루미늄보다 단단하고, 알루미늄 컨덕터들의 표면들 상에서 모래처럼 연마재로 작용한다. 황동 입자들은 특히 컨덕터들이 압착 공정 동안 단자의 압착 배럴에 의해 압축될 때, 알루미늄 컨덕터들을 둘러싸는 산화물층들을 침투 및/또는 파쇄할 수 있다. 황동 입자들은 컨덕터들의 알루미늄 내부 영역들에 매립될 수 있다. 2개의 인접한 컨덕터들에 매립된 입자는 인접한 컨덕터들 사이(보다 구체적으로는 컨덕터들의 둘레를 따르는 산화물층들보다 더 전도성이 있는 컨덕터들의 알루미늄 내부 영역 사이)에 횡 방향 전도성 연결 또는 전류 경로를 제공할 수 있다. 따라서, 황동 입자들은 산화물층들을 파쇄하고 컨덕터들의 더 전도성이 있는 알루미늄 내부 영역들 사이에 횡 방향 연결들을 제공함으로써 컨덕터들의 다발 내의 컨덕터들 사이의 전도성을 개선시킨다. 또한, 일 실시 예에서 황동 입자들은 컨덕터들의 알루미늄 및 단자의 구리 모두와 양립할 수 있다. 황동 입자들은 압착 공정 동안 인접한 컨덕터들 사이 및/또는 외부 컨덕터와 단자 사이에 금속간 층을 형성할 수 있다. 금속간 층은 황동 입자들이 와이어의 단부 세그먼트를 따라서 및 와이어의 단부 세그먼트 내에 제공되지 않는 경우보다 컨덕터들 사이 및/또는 컨덕터와 단자 사이에 기계적으로 강하고 더욱 전기적으로 전도성이 있는 결합을 제공할 수 있다. 본 명세서에 설명된 본 발명의 다른 실시 예들은 황동 분말인 전도성 입자들 및 알루미늄을 포함하는 와이어의 전기 컨덕터들로 제한되지 않는다는 것이 인지되어야 한다.

도 7은 다른 실시 예에 따른 도 4에 도시된 입자 어플리케이터 장치(304)의 부분의 단면도이다. 입자 어플리케이터 장치(304)의 도시된 부분은 가이드 블록(402)의 전방부(408)를 도시한다. 가이드 블록(402)의 채널(410)은 연장 튜브(extender tube, 702)를 통해 전기 와이어(100)에 유동적으로 연결된다. 연장 튜브(702)는 채널(410)의 길이를 증가시키도록 구성된 중공부(hollow core, 703)를 갖는다. 연장 튜브(702)는 제1 단부(704) 및 제2 단부(706) 사이에서 연장된다. 제1 단부(704)는 가이드 블록(402)의 제2(또는 전방) 개구부(414)에 수용되고 연장 튜브(702)의 나머지는 가이드 블록(402)의 전방부(408)로부터 멀리 연장된다. 제1 단부(704)는 개구부(414)와 함께 기밀식 밀봉(air-tight seal)을 형성할 수 있다. 와이어(100)의 단부 세그먼트(110)는 튜브(702)의 제2 단부(706)를 통해 중공부(703)에 수용된다. 선택적으로, 단부 세그먼트(110)는 제2 단부(706)와 함께 기밀식 밀봉을 형성할 수 있다. 입자 적용 장치(304)의 동작 동안, 전도성 입자들(106)(도 1에 도시됨)은 가이드 블록(402)의 채널(410)을 통하고 이후에 연장 튜브(702)의 중공부(703)를 통하여 전기 와이어(100)에 분사되도록 구성된다. 대안적인 실시 예에서, 연장 튜브(702)는 가이드 블록(402)에 결합되는 개별 부품 대신에 가이드 블록(402)과 일체형 부품으로 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 전기 와이어(100)는 전도성 입자들을 전기 컨덕터들(102) 내로 적용 또는 도입하는 동안 와이어(100)의 단부 세그먼트(110)의 적어도 일부를 둘러싸는 절연층 또는 외피(104)의 절연 커프 세그먼트(710)를 포함할 수 있다. 커프 세그먼트(710)는 노출된 영역(712)에 의해 외피(104)의 나머지 부분으로부터 이격된다. 전기 컨덕터들(102)은 노출된 영역(712)을 따라 절연층에 의해 둘러싸이지 않는다. 커프 세그먼트(710)는 외피(104)의 둘레 주위로 외피(104)를 절단(예를 들어, 슬라이싱, 스트리핑 등)하여 형성되어 형성된 노출된 영역(712)을 따라 전기 컨덕터들(102)을 절단하거나 손상시키지 않고 커프 세그먼트(710)를 격리시킬 수 있다. 커프 세그먼트(710)는 와이어(100)의 단부(108)까지 연장될 수 있다. 커프 세그먼트(710)는 연장 튜브(702)의 중공부(703) 내로 로드(도시된 것처럼)되고/되거나 가이드 블록(402)의 개구부(414) 내로 직접 로드되도록 구성된다. 커프 세그먼트(710)는 튜브(702) 및/또는 가이드 블록(402)의 내부 표면들 또는 벽들에 대하여 밀봉하여 기밀식 밀봉을 형성할 수 있다. 입자 적용 장치(304)의 동작 동안, 전도성 입자들은 커프 세그먼트(710)의 반경 방향 내부의 전기 컨덕터들(102) 내로 도입될 수 있다. 공기의 적어도 일부는 노출된 영역(712)을 통해 채널(410)로부터 배출되고(vented) 통기될(exhausted) 수 있다. 따라서, 공기는 커프 세그먼트(710)와 외피(104) 사이의 영역(712)에서 커프 세그먼트(710) 및 와이어(100)의 외부를 통해 흐를 수 있다. 선택적으로, 하나 이상의 배출 슬롯들(미도시)이 가이드 블록(402) 및/또는 튜브(702)에 제공될 수 있다. 일 실시 예에서, 전도성 입자들을 컨덕터들(102)에 적용한 후에, 압착 공정 또는 다른 종단 공정 이전에 커프 세그먼트(710)는 와이어(100)의 단부 세그먼트(110)로부터 제거될 수 있다.

도 8은 다른 실시 예에 따른 도 4에 도시된 입자 어플리케이터 장치(304)의 단면도이다. 도시된 실시 예에서, 채널(410)은 가이드 블록(402)의 전방부(408)와 후방부(406) 사이에서 선형으로 연장되지 않는다. 오히려, 채널(410)은 제2(또는 전방) 개구부(414)로부터 가이드 블록(402)의 상부(806)를 따라 공기 주입구(804)까지 연장된다. 채널(410)은 도시된 실시 예에서 선형이 아니다. 공기 주입구(804)는 입자 저장 장치(404)의 캐비티(808)에 유동적으로 연결된다. 입자 저장 장치(404)는 가압 공기 공급기(802)에 연결되어, 채널(410)를 통해 개구부(414)를 향해 계속되는 캐비티(808)를 통하여 공기 스트림을 공급한다. 캐비티(808)는 개구부(414)까지 이어지는 채널(410)의 축에 횡 방향(즉, 수직)인 축을 따라 연장된다.

도시된 실시 예에서, 계량 접시(426)는 전방부(408)와 후방부(406) 사이에서 가이드 블록(402)의 길이에 평행한 길이를 따라 연장되도록 도시되었다. 계량 접시(426)는 계량 접시(426)의 길이에 평행한 슬라이딩 축을 따라 가이드 블록(402)의 상부(806)를 따라 가이드 블록(402)에 대해 슬라이딩하도록 구성된다. 예를 들어, 계량 접시(426)는 채널(410)의 공기 주입구(804)에서 저장소(421)로부터 채널(410)로 지정된 공급원을 이송하도록 구성된다.

선택적으로, 가이드 블록(402)은 광 센서(미도시)를 수용하도록 구성될 수 있다. 광 센서는 채널(410)을 모니터링하여 진단 정보, 예를 들어 채널(410)을 통한 공기 스트림의 유속, 공기 스트림에 의해 픽업되는 입자들의 양, 또는 이와 유사한 것을 제공한다. 진단 정보는 "샷 좋음(shot ok)", "분말(또는 입자들) 없음(no powder(or particles))", "와이어 없음(no wire)", 및/또는 "불량 전단(bad shear)"을 포함하여, 와이어에 입자들을 적용하는 것과 관련된 피드백을 제공할 수 있다. 가이드 블록(402)은 광 센서와 채널(410) 사이에 투명 본체(812)를 포함하여 센서를 위한 광 경로를 제공할 수 있다. 투명 본체(812)는 채널(410)의 일부를 형성할 수 있다. 투명 본체(821)는 투명 또는 적어도 반투명한 재료, 예를 들어 유리, 석영 또는 사파이어로 형성될 수 있다.

상기 설명은 예시하고자 하는 것이고 한정하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다. 예를 들면, 상술한 실시 예들(및/또는 그들의 양태들)은 서로 조합해서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 범주를 이탈하지 않고서 본 발명의 교시들에 특정 상황 또는 재료를 수용하도록 많은 변형 예들이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 설명된 치수들, 재료 유형들, 다양한 구성 요소들의 배향, 및 다양한 구성 요소들의 수 및 위치들 소정 실시 예들의 파라미터들을 정의하고자 하는 것이고, 한정하려고 하는 것이 아니며, 단지 예시적인 실시 예들일 뿐이다. 청구범위의 사상 및 범주 내에서 많은 다른 실시 예들 및 변형들이 상기 설명의 검토 시에 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위의 권리가 부여되어 있는 등가물들의 전체 범주와 함께, 이러한 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.

Claims

전기 와이어(100) 내의 전기 컨덕터들(102)의 적어도 일부 사이에 배치되고 이들과 결합하는 전도성 입자들(106)을 적용하기 위한 입자 어플리케이터 장치(304)로서,
후방부(406) 및 전방부(408) 사이에서 연장되며, 상기 후방부(406)의 제1 개구부(412) 및 상기 전방부(408)의 제2 개구부(414)를 통해 연장되는 채널(410)을 형성하는 가이드 블록(402);
상기 가이드 블록(402)에 결합되며 상기 전도성 입자들(106)을 상기 채널(410) 내로 제공하는 입자 저장 장치(404); 및
상기 가이드 블록(402)과 일체로 형성되며, 상기 제2 개구부(414)에 수용되는 제1 단부(704) 및 상기 전방부(408)로부터 돌출되는 제2 단부(706) 사이에 연장되는 연장 튜브(702)를 포함하며,
상기 전기 와이어(100)는 상기 전기 컨덕터들(102)을 둘러싸는 절연 외피(104), 상기 절연 외피(104)가 절단되어 형성된 노출된 영역(712) 및 상기 전기 와이어(100)의 단부(108)와 상기 노출된 영역(712) 사이에 마련되는 커프 세그먼트(710)를 더 포함하며,
상기 가이드 블록(402)은 상기 채널(410) 내로 상기 전도성 입자들(106)을 위한 진입 경로를 제공하는 오리피스(416)를 형성하고,
상기 입자 저장 장치(404)는 상기 전도성 입자들(106)을 수용할 수 있는 저장소(421) 및 상기 전도성 입자들(106)의 지정된 양을 제공하는 계량 접시(426)를 포함하고,
상기 계량 접시(426)는 로드 위치에서 상기 저장소(421)와 정렬되어 상기 전도성 입자들(106)이 적어도 부분적으로 채워지고, 상기 계량 접시(426)는 언로드 위치에서 상기 오리피스(416)와 정렬되어 상기 전도성 입자들(106)이 상기 채널(410) 내로 언로드되는 것이며,
상기 제1 단부(704)는 상기 제2 개구부(414)를 밀봉하며, 상기 커프 세그먼트(710)는 상기 제2 단부(706)에 수용되어 상기 제2 단부(706)의 내부 표면을 밀봉하는 것인, 입자 어플리케이터 장치.
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제1항에 있어서,
상기 가이드 블록(402)의 상기 후방부(406)의 상기 제1 개구부(412)를 통해 상기 채널(410)로 공기 스트림(428)을 제공하는 가압 공기 공급기(802)를 더 포함하는 입자 어플리케이터 장치.