KR20050074513A - 도체를 접촉부에 전기적으로 연결하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도체를 접촉부에 전기적으로 접속하기 위한 방법에 관한 것이며, 본 발명에 따라 절연부로 피복된 전도체가 접촉부의 두 다리 사이에 우선 삽입되고, 그 후에 용접 장치가 양 다리에 대향하게 위치되고 용접 프로세스가 용접 전류를 킴으로써 수행된다. 전도체의 절연부는 용접 프로세스 동안 전달된 열로 인해 소실되며, 그 결과 도체와 접촉부 사이의 영구적인 기계적·전기적 연결을 얻는다.

Description

도체를 접촉부에 전기적으로 연결하는 방법 {METHOD FOR ELECTRICALLY CONNECTING A CONDUCTOR TO A CONTACT}

본 발명은 전도체를 접촉 요소에 전기적으로 연결시키기 위한 방법 및 도체와 접촉 요소 사이의 연결이 상기 방법에 따라 형성되는 도체 및 접촉 요소를 구비한 플러그 커넥터에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 저항 용접에 의해 편평한 가요성 도체(flat flex conductor)를 접촉 요소에 연결하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 예를 들어, 도체의 보다 넓은 단면에 걸쳐 더 많은 전류 선속을 양호하게 전도할 수 있도록, 부가적인 전기 부품의 결합으로 인하여 편평한 가요성 도체가 널리 사용되고 있는 자동차 산업에서, 적용된다. 본 발명은 모든 유형의 도체에, 특히, 예를 들어 적층, 인쇄, 에칭 또는 압출 방식으로 제조된 편평한 가요성 도체에 사용될 수 있다.

플러그 커넥터 또는 접촉 요소를 도체에 연결하기 위해, 크림프(crimp) 접촉, 재료-끼움(material-fitting) 접촉 또는 클램프 접촉 등의 여러 접촉 기술들이 공지되어 있다. 재료-끼움 접촉의 경우, 예를 들어 납땜, 접착 또는 용접에 의해 연결이 형성될 수 있으며, 용접 방법은 접촉 위치에 대해 납땜이나 접착보다 양호한 기계적·전기적 특성을 제공한다. 도전성 트랙을 플러그 커넥터의 접촉 요소에 용접할 때, 용접이 저항 용접, 레이저 용접 또는 초음파 용접에 의해 형성될 수 있다. 현재 플러그 접촉 분야에서, 저항 용접은 비용대비 효과적인 방식일 뿐만 아니라 간단하고 신속하게 수행될 수 있기 때문에 광범위하게 사용된다.

그러나, 이전에는, 용접 프로세스 전에 접촉 요소에 연결되는 전도체의 단부로부터 절연부를 벗겨내는 것이 필수적이었다. 이러한 절연부를 벗겨내는 단계는 생산 공정을 복잡하게 그리고 고비용이 되게 하며, 이러한 점은 비용에 민감한 자동차 업계에 있어서 특히 불리하다.

도1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 개략적인 구조를 도시하는 도면이다.

도2는 다른 유형의 용접을 위한 배선 직경과 저항 사이의 관계를 도시하는 도면이다.

도3은 수 개의 접촉 요소에 연결하기 위한 평탄 도체 스트립의 예를 도시하는 도면이다.

도4a 내지 도4c는 전도체와 접촉 요소의 연결의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.

도5는 접촉 요소의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.

도6은 본 발명의 방법에 따라 도체와 접촉 요소 사이의 연결이 형성된 플러그 커넥터를 도시하는 도면이다.

도7은 하우징을 구비한 도5에 도시된 접촉 요소를 도시하는 도면이다.

따라서, 본 발명의 목적은 기계적으로 그리고 전기적으로 유지될 수 있으며 전도하기 간단하며, 비용대비 효과적인 신속한 연결을 제공하는 데 있다.

이 목적은 특허청구범위 제1항에 따르는 방법에 의해 본 발명에 따라 해결된다.

본 발명에 따르면, 전도체를 접촉 요소에 연결할 때 다음 단계들이 수행된다.

우선, 절연부로 피복된 전도체가 접촉 요소의 두 다리 사이에 도입된다. 그 다음, 용접 장치가 두 다리에 적용되고, 용접 전류가 켜지고, 용접 프로세스가 수행된다. 용접 프로세스 동안 유입된 용접 전류 및 열에 의해 전도체의 절연부가 파손되어, 도체와 접촉 요소가 견고하게 기계적·전기적으로 접속하게 된다.

용접 프로세스 전에 전도체의 절연부를 벗기는 것이 본 발명의 방법으로 인하여 더이상 필요하지 않다. 절연부가 벗겨지지 않은 상태의 전도체가 접촉 요소의 다리들 사이로 간단하게 삽입될 수 있다. 이러한 방식으로, 용접 공정이 상당히 단축될 수 있어서, 플러그 커넥터 부품의 제조비가 꽤 절감된다.

바람직한 실시예에서, 유입되는 열이 도체의 옴 저항(ohmic resistance) 및 용접 프로세스 시 흐르는 전류에 의해 발생하는 저항 용접에 의해 용접 프로세스가 수행된다. 그러나, 본 발명에 따르는 방법은 저항 용접에만 한정되지 않는다. 전기 아크 용접이나 가스 용접과 같은 다른 용해 용접 방법 또는 다른 압접 방법이 적용될 수 있다.

본 발명에 따르는 방법에서 처음에는, 예를 들어 저항 용접에서, 전류가 접촉 요소의 두 다리를 거쳐 예를 들어 양극으로부터 한쪽 다리를 거쳐 그 다음 다른 다리 쪽으로 음극을 거쳐 흘러 나간다. 전류가 아직 절연부가 구비된 도체를 거쳐 음극으로 흐르지 않는다. 유입된 열이 상당히 높고 전류는 항상 최단 경로로 흐르려 하기 때문에, 전류를 안내하는 접촉 요소의 다리들 사이에 놓인 절연부가 녹기 시작하여, 전류가 양극으로부터 제1 다리로 그 다음 전도체, 제2 다리, 음극으로 직접 흐른다. 그러나, 이렇게 하여, 용접 전류가 대체로 증가하며, 이 전류가 우선, 두 다리 및 "바이패스"에 의해 두 다리가 서로 연결되는 지점을 거쳐 흘러야 한다.

양호하게는, 용접 프로세스에서, 용접 장치가 도체와 대향하게 위치한 두 다리의 외측면에 적용된다.

양호하게는, 용접 장치의 하나의 용접 스탬프가 접촉 요소의 한 외측면에 적용되어, 두 용접 스탬프(stamp)가 접촉 요소의 두 다리와 그 안으로 도입된 전도체를 샌드위치식으로 클램핑한다.

바람직한 실시예에서, 짝(complementary) 플러그 커넥터에 연결될 수 있는 접촉 요소가 전도체의 전류 경로를 더 안내하기 위해 플러그 커넥터에 추가 연결된다.

양호하게는, 전도체는 예를 들어 적층, 인쇄, 에칭 또는 압출에 의해 제조된 편평한 가요성 도체이다. 그러나, 본 발명에 따르는 방법은 편평한 가요성 도체와 접촉 요소의 연결에 한정되지는 않는다. 전도체는 임의의 형상일 수 있다.

양호하게는, 접촉 요소는 S자형으로 굴곡되며, 도체가 S자의 두 개구 중 하나 안으로 삽입된다. 마찬가지로, 접촉 요소는 C자형으로 되어, 도체가 C형 개구 안으로 삽입될 수 있다. 그러나, 접촉 요소는 도체 상에 측방향으로 클립될 수도 있다. 본 발명의 실시예는 전도체가 함께 결합된 양 측 상에 접촉 요소에 의해 둘러싸여질 경우에만 유익하다. 접촉 요소의 U자형 구성도 가능하다.

또한, 본 발명은, 접촉 요소와 접촉 요소에 연결된 전도체를 포함하며 접촉 요소와 전도체 사이의 연결이 전술한 방법에 따라 형성되는 플러그 커넥터에 관한 것이다.

본 발명을 더 잘 이해하도록, 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 더 상세히 후술한다.

도1에서, 본 발명에 따르는 방법을 수행하기 위해 개략적인 구조가 도시되어 있다. 두 다리(2, 3)를 갖는 전기적 접촉 요소(1)가 도시되어 있고, 전도체(4)가 이 다리들 사이에 놓인다. 여기서, 전도체(4)는 구리와 예를 들어 절연부로 구성된 도전 코어(5)와 함께 두 다리(2, 3) 사이의 슬롯 안으로 도입된다. 용접 프로세스를 수행하기 위해, 용접 장치의 양극과 음극의 형태를 갖는 상세히 도시되지 않은 용접 스탬프(7, 8)가 두 다리(2, 3)의 외측면에 적용된다. 처음에는, 회로가 개방되어 있으므로, 용접 전류가 용접 스탬프(7)로부터 다리(2)와 도체(5)를 지나 용접 스탬프(8)로 흐를 수 없다. 처음에는, 용접 프로세스의 전류가 화살표 A로 도시된 바와 같이 용접 스탬프(7)로부터 다리(2)를 지나 두 다리의 연결점(9)으로 그리고 다른 다리(3)를 지나 용접 스탬프(8)로 흐른다. 용접 프로세스에서 흐르는 전류는 다리 사이에 제공된 절연부가 심하게 파손될 정도로 접촉 요소를 가열하므로, 이제 다리들은 도체(5)와 직접 접촉하며, 이로써 전류가 용접 스탬프(7)로부터 도체(5)를 거쳐 용접 스탬프(8)로 연결점(9)을 거쳐 우회하지 않고 (화살표 B로) 직접 흐를 수 있다. 이렇게 하여, 접촉 요소의 다리(2, 3) 부위에서 절연부(6)를 먼저 제거할 필요 없이 접촉 요소(1)와 전도체(4) 사이의 견고한 기계적 용접 접합부가 생성된다.

도2는 도체의 단면에 대한 용접 접합부의 기계적 강도를 도시한다. 이론상 도체에서는, 용접 접합부를 다시 분리하는데 필요한 힘이 배선 직경에 비례한다. 출원인에 의해 제작된 측정 곡선으로부터의 추가 결과에 따르면, 저항 용접의 파단 저항이 예를 들어 레이저 용접의 경우보다 조금 양호하므로, 레이저 용접보다 저항 용접에 의해 더 견고한 기계적 연결이 달성될 수 있다고 요약 정리될 수 있다.

절연부(6)가 구비된 도전성 트랙(22)을 갖는 회로 기판(10)의 일부가 도3에 도시되어 있다. 또한, 예를 들어 도전성 트랙을 (도시되지 않은) 플러그 커넥터와 접속하기 위해, 수 개의 접촉 요소(1)가 배치된다. 도시된 실시예에서, 접촉 요소(1)는 전도체를 에워싸는 단부에 세 개의 다리, 상부 다리(2)와 두 하부 다리(3)를 구비한다. 도시된 실시예에서, 예를 들어 회로 기판(10)이 각 접촉 요소(1)에서 본 발명에 따르는 용접 방법을 수행하는 용접 장치로 도입될 수 있다.

용접 프로세스가 완료된 후 도3에 도시된 C자형인 접촉 요소(1) 상에 끼워지는 수 개의 플러그 커넥터(11)가 도4a에 도시되어 있다. 전도체(4)가 접촉 요소(1)의 두 개의 다리(2, 3) 사이에 삽입되는 방법이 도4b에 도시되어 있다. 이 경우, 접촉 요소는 C자형으로 굴곡된다. 게다가, 함몰부(12)가 본 발명에 따른 용접 프로세스가 수행된 용접 위치의 형태로 인식될 수 있다. 접촉 요소는 도4c에서 S자형으로 굴곡되며, 전도체(4)가 S자형의 상부 개구 안으로 삽입되고 그 후 용접되었다.

도시된 실시예에서 일단이 도전성 트랙에 납땜된 접촉 요소(1)의 타단에 부싱과 같은 형상인 플러그 커넥터(11)가 제공된다.

플러그 커넥터(11)는 후방 단부 상에 내향으로 굴곡된 클립(25)을 가지며, 이 클립 상에 다른 요소들 중 결합 플러그 커넥터의 도체 요소가 부착될 수 있다. 플러그 커넥터는 절연 하우징(26)을 가지며, 이 절연 하우징은 인코딩하기 위한 상승 측벽(27)과, 플러그 커넥터(11)가 (도시되지 않은) 업테이크(uptake) 내에 부착될 수 있게 하는 브리지(29)에 의해 도입 방향에 반대로 스프링-장착된 경사지게 위로 연장된 잠금 다리(28)를 포함한다.

도4d는 접촉 요소(1)가 전도체(4)에 대해 측 방향으로 접힌 가로편(13)을 통해 연결된 2개의 판(14, 15)으로 구성된 본 발명에 따르는 또 다른 실시예를 도시한다.

도5는 두 다리가 하우징(30)의 상부 측과 하부 측 상에 각각 형성된 접촉 요소(1)의 또 다른 실시예를 도시한다. 두 다리(2, 3)와 하우징(30)의 전면부는 접촉 요소(1)의 U자형 구성을 제공한다. 하우징(30)은 모든 네 개의 측면에서 폐쇄된다. 하우징(30)의 측면(31, 32)은 다리(2, 3)의 방향으로 더 연장되어, 다리(2, 3)는 그 단부가 하우징(30) 쪽으로 선회되어 네 개의 측면에서 둘러싸여지며, 이로써 다리(2, 3)의 강성이 증가될 수 있을 것이다. 도5에 도시된 접촉 요소는 도4a와 도4b에 도시된 하우징(26)에 의해 마찬가지로 둘러싸인다.

도6은 도4c에 도시된 접촉 요소(1)를 구비하는 플러그 커넥터(16)를 도시한다. 플러그 커넥터(16)는 전방 단부 상에 잠금 요소(18)를 가지며 절연 재료로 된 하우징(17)을 구비한다. 개별 도전성 트랙(22)이 후방으로부터 플러그 커넥터 안으로 도입되며, 이로써 스트레인 완화 슬라이드(19)가 넓은 도전 스트립에 제공된다. 도전성 트랙들은 여기서 S자형으로 형성되며 (도시되지 않은) 접촉 핀의 업테이크를 위한 통상적인 접촉 부싱을 그 전방 단부에 포함하는 접촉 요소(1)의 두 다리(2, 3) 사이의 개구 내에서 끝부분을 이룬다.

도7은 다리(2, 3)에 대향하게 위치된 단부가 하우징(26)에 제공된 도5에 도시된 U자형 접촉 요소를 도시한다. 하우징은 잠금 다리(28)의 후방에 가로편(33)을 갖는다. 이 가로편 후방에는, 하우징(26)을 접촉 요소에 부착하기 위해 전방으로 연장된 하우징(30)의 측벽(31, 32) 둘레로 굽혀지며 안쪽으로 둥글게 굽혀지는 클립(25)이 연결된다.

요약하면, 용접 방법과 함께 간단하고 신속한 방식으로 본 발명에 따르는 방법에 의해 전도체와 접촉 요소 사이의 우수한 전기적 연결이 달성될 수 있음이 확인될 수 있다.

Claims (10)

1. 전도체(4)를 접촉 요소(1)에 전기적으로 연결하는 방법이며,

   접촉 요소(1)의 두 개의 다리(2, 3) 사이에 절연부(6)로 피복된 전도체(4)를 도입하는 단계와,

   양 다리(2, 3)에 용접 장치(7, 8)를 적용하는 단계와,

   용접 전류를 "온(on)" 상태로 절환함으로써 용접 프로세스를 수행하는 단계를 포함하며,

   용접 프로세스 중 도입된 열이 전도체(4)의 절연부(6)를 파손함으로써 전도체(4)를 접촉 요소(1)에 견고하게 기계적으로 그리고 전기적으로 연결하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 용접 프로세스는 저항 용접인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 용접 프로세스 초기에 용접 전류는 접촉 요소의 두 개의 다리(2, 3)와 그들의 연결점(9)을 거쳐 흐르는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용접 장치(7, 8)는 전도체와 대향하여 위치한 두 개의 다리(2, 3)의 외측면에 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 용접 장치의 용접 스탬프(7, 8)가 접촉 요소(1)의 하나의 외측면에 각 경우에 대해 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 요소(1)가 플러그 커넥터(11)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 절연부(6)에 의해 피복된 전도체(4)는 편평한 가요성 도체인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 요소(1)는 S자형으로 굴곡된 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 요소(1)는 C자형으로 굴곡된 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 방법에 따라 접촉 요소(1)와 전도체(4) 사이의 연결이 형성되며, 접촉 요소(1)와 접촉 요소에 연결되는 전도체(4)를 포함하는 플러그 커넥터.