KR20110056074A - Tool horn for ultrasonic welder and terminal welded cable fabricated by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초음파 융착과 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 가공 대상물이 손상되거나 혼의 표면에 눌러붙는 현상을 방지할 수 있도록 가공면의 구조가 개선된 초음파 융착기용 공구 혼과 이를 통해 제작된 터미널 접합 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to ultrasonic fusion, and more particularly, to a tool horn for an ultrasonic fusion machine having an improved structure of a processing surface to prevent damage to an object to be processed or sticking to the surface of a horn and a terminal bonding cable manufactured therefrom. It is about.
초음파 융착기는 초음파의 진동을 이용하여 가공 대상물을 융착하는 장비로서, 도 1에 도시된 바와 같이 60Hz의 전원을 입력받아 파워 서플라이(Power supply)(10)에서 15~40kHz 정도의 전기에너지를 발생시키고, 발생된 전기에너지를 컨버터(Converter)(20)와 부스터(Booster)(30)를 통하여 기계적인 진동에너지로 변환한 후 진동에너지를 공구 혼(40)을 통하여 가공 대상물에 전달하도록 구성된다.Ultrasonic welding machine is a device for welding the object by using the vibration of the ultrasonic wave, as shown in FIG. After converting the generated electrical energy into mechanical vibration energy through the converter (20) and the booster (Booster) (30) is configured to transmit the vibration energy to the workpiece through the tool horn (40).
공구 혼(40)을 통하여 가공 대상물에 진동에너지가 전달되면 순간적으로 강력한 진동에 의한 마찰열이 발생하여 가공 대상물과의 접합면에서 용융 및 접착이 이루어지게 된다. 이러한 초음파 융착기는 플라스틱이나 금속의 융착, 직물이나 필름의 봉합, 케이블 터미널의 융착 등에 널리 사용되고 있다.When vibration energy is transmitted to the object to be processed through the
특히 케이블 터미널의 융착 시 초음파 융착은 이종 금속간의 고상 확산 용접으로 모재를 완전히 녹이지 않고 고체 상태에서 용접을 진행할 수 있는 이점이 있다.In particular, when fusion of a cable terminal, ultrasonic welding is advantageous in that solid-state diffusion welding between dissimilar metals allows welding to proceed in a solid state without completely dissolving the base material.
일반적으로 케이블의 도체선과 터미널을 접합하는 작업에 사용되는 초음파 융착기는 도 2와 같은 형태로 제공된다. 케이블 중에서도 구리에 비해 저렴하고 무게가 가벼운 알루미늄 도체선을 구비한 알루미늄 케이블의 경우에는 알루미늄 도체선의 표면에 산화피막이 존재하여 압착법 등의 접합공정을 적용할 수 없는 관계로 주로 도 2에 도시된 바와 같은 초음파 융착기에 의해 도체선과 터미널 간의 융착이 이루어진다.In general, the ultrasonic welding machine used for joining the conductor wire and the terminal of the cable is provided in the form as shown in FIG. Among the cables, aluminum cables having aluminum conductor wires which are inexpensive and lighter than copper have an oxide film on the surface of the aluminum conductor wires, and thus a bonding process such as a crimping method cannot be applied. The welding between the conductor wire and the terminal is performed by the same ultrasonic welding machine.
초음파 융착기의 융착효율을 높이고 가공 대상물의 강도 저하를 방지하기 위해서는 공구 혼과 가공 대상물 간의 접촉면적을 크게 하는 것이 중요하다. 이를 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 공구 혼(40)의 가공면(41)을 널링(Knurling) 처리하여 가공 대상물과의 접촉면적이 증대시키는 방안이 제시된 바 있다. 이와 관련된 특허문헌의 예로는 일본공개특허공보 제2007-305314호를 들 수 있다.It is important to increase the contact area between the tool horn and the workpiece in order to increase the welding efficiency of the ultrasonic welding machine and to prevent the strength of the workpiece from decreasing. To this end, as shown in FIG. 3, a method of increasing the contact area with the object to be processed by knurling the
그러나, 널링처리된 가공면을 구비한 공구 혼은 알루미늄 케이블에 대한 융착작업 시 공구 혼의 널링 구조에 알루미늄 도체선이 눌러붙는 현상이 발생하여 연속적인 작업에 어려움이 있으며, 융착 부분에서 알루미늄 도체선이 쉽게 끊어지는 문제가 발생하는 취약점이 있다.However, the tool horn having the knurled working surface has a problem that the aluminum conductor wire is pressed to the knurled structure of the tool horn during the welding operation of the aluminum cable, which makes it difficult to continuously work. There is a vulnerability that causes an easily broken problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 공구 혼과 가공 대상물 간의 접촉면적을 크게 하면서도 공구 혼의 표면에 가공 대상물이 눌러붙는 현상을 방지할 수 있는 요철 패턴을 가진 초음파 융착기용 공구 혼과 이를 통해 제작된 터미널 접합 케이블을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, while increasing the contact area between the tool horn and the object to be processed, the tool horn for the ultrasonic welding machine having an uneven pattern that can prevent the object from being stuck to the surface of the tool horn And to provide a terminal junction cable manufactured through this purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 혼 몸체의 가공면에 커러게이트 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 융착기용 공구 혼을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a tool horn for an ultrasonic welding machine, characterized in that a corrugated structure is formed on the processing surface of the horn body.
상기 커러게이트 구조는 한 쪽 방향으로 가면서 바 형상의 리지부가 반복적으로 돌출되어 형성되는 것이 바람직하다.The corrugated structure is preferably formed by repeatedly protruding the bar-shaped ridge portion in one direction.
상기 가공면은 가공 대상 케이블의 도체선 외주면에 대응하도록 오목하게 라운드 처리될 수 있다.The processed surface may be concave rounded to correspond to the outer circumferential surface of the conductor wire of the cable to be processed.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 도체선과 상기 도체선을 피복하는 절연체를 포함하고, 끝부분이 탈피되어 상기 도체선 일부가 노출된 케이블; 및 초음파 융착기에 의해 도체선 노출부에 융착된 터미널;을 포함하고, 상기 도체선 노출부에는 융착 과정에서 상기 초음파 융착기의 공구 혼에 의해 커러게이트 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 터미널 접합 케이블이 제공된다.According to another aspect of the invention, the cable comprising a conductor wire and an insulator covering the conductor wire, the end of the cable is exposed to expose the conductor wire portion; And a terminal fused to the conductor wire exposed portion by an ultrasonic welding machine, wherein the conductor bonding line is provided with a terminal junction cable formed by a tool horn of the ultrasonic welding machine during the welding process. .
상기 커러게이트 구조는 상기 도체선 노출부의 길이방향으로 가면서 요철 패턴이 반복된 형태를 갖는 것이 바람직하다.The corrugated structure may have a shape in which the uneven pattern is repeated while going in the longitudinal direction of the conductor wire exposed portion.
상기 터미널은 상기 도체선 노출부와 접합을 이루는 베이스면 및 상기 베이스면의 폭방향 양단에 구비된 측벽을 포함하고, 상기 베이스면은 널링처리되는 것 이 바람직하다.The terminal may include a base surface joined to the conductor wire exposed portion and sidewalls provided at both ends in the width direction of the base surface, and the base surface may be knurled.
본 발명에 의하면 커러게이트 구조에 의해 공구 혼과 가공 대상물 간의 접촉면적이 증대되어 융착효율이 향상되면서도 공구 혼의 표면에 가공 대상물이 눌러붙는 현상이 방지될 수 있다.According to the present invention, the contact area between the tool horn and the object to be processed is increased by the corrugated structure, and the phenomenon in which the object is pressed against the surface of the tool horn can be prevented while the welding efficiency is improved.
따라서, 본 발명을 케이블의 도체선 끝부분에 터미널을 접합하는 분야에 적용할 경우 도체선의 강도 저하나 끊김 현상의 발생없이 높은 융착효율로 초음파 융착을 수행할 수 있다.Therefore, when the present invention is applied to the field of joining the terminal to the end of the conductor wire of the cable, it is possible to perform ultrasonic fusion with high welding efficiency without deterioration of strength or breakage of the conductor wire.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 융착기용 공구 혼의 주요 구성이 도시되어 있다.Figure 4 shows the main configuration of the tool horn for the ultrasonic welding machine according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 융착기용 공구 혼(100)은 가공면(103)에 커러게이트(Corrugate) 구조가 형성된 혼 몸체(101)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the
공구 혼(100)의 가공면(103)은 가공 대상물과 접촉하여 초음파에 의한 진동에너지를 전달하는 작업면으로서, 바람직하게 공구 혼(100)의 선단부에 위치한다. 본 발명에 있어서 혼 몸체(101)와 가공면(103)의 형태는 도면에 도시된 예에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하다.The working
커러게이트 구조는 가공면(103)의 길이 방향으로 가면서 바(Bar) 형상의 리지부(Ridge part)(102)들이 일정 간격을 두고 반복적으로 돌출된 형태로 형성된다. 이에 따라, 초음파 융착과정에서 공구혼의 가공면(103)과 가공 대상물 간의 접촉면적을 크게 하면서도 가공 대상물이 가공면(103)에 눌러붙는 현상이 억제될 수 있다.The corrugated structure is formed in a shape in which bar-
커러게이트 구조를 포함하는 가공면(103)은 원통형의 외주면에 대응하는 형태로 오목하게 라운드(Round) 처리된다. 이러한 구조에 의하면, 가공 대상물이 케이블의 도체선(201)에 해당하는 경우 실질적으로 원통형을 이루는 도체선(201)의 외주면에 밀착되어 보다 효율적으로 진동에너지를 전달할 수 있다.The
상기와 같은 구성을 갖는 초음파 융착기용 공구 혼(100)은 초음파 융착기의 부스터(도 1의 30 참조)에 장착되어 초음파에 의한 진동에너지를 가공 대상물에 전달하는 용도로 사용된다. 초음파 융착기용 공구 혼(100)이 적용되는 가공 대상물로는 예컨대, 터미널(203)과 알루미늄 케이블의 어셈블리가 해당될 수 있다. 그밖에 도, 본 발명에 따른 초음파 융착기용 공구 혼(100)은 다양한 형태의 플라스틱이나 금속, 직물, 필름, 자동차용 알루미늄 하네스 등의 융착에 적용 가능하다.
본 발명에 의하면 융착 시 초음파 융착기용 공구 혼(100)의 가공면(103)과 가공 대상물의 계면에 커러게이트 구조가 존재하게 되어 공구 혼(100)의 가공면(103)과 가공 대상물 간의 큰 접촉면적에 의해 높은 융착효율이 얻어질 수 있으며, 가공면(103)에 가공 대상물이 눌러붙는 현상이 방지될 수 있다.According to the present invention, when the welding is carried out, a corrugated structure is present at the interface between the
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 융착기용 공구 혼(100)에 의해 제작된 터미널 접합 케이블(200)을 도시한 사시도이다.5 is a perspective view illustrating a
도 5를 참조하면, 터미널 접합 케이블(200)은 절연체(202)에 의해 피복된 도체선(201)을 구비한 케이블과, 케이블의 끝부분에 접합된 터미널(203)을 포함한다.Referring to FIG. 5, a
케이블은 도체선(201)과 상기 도체선(201)을 피복하는 절연체(202)를 포함하고, 끝부분은 탈피되어 도체선(201) 일부가 노출된 형태로 제공된다. 도체선(201)의 소재로는 구리, 알루미늄 등과 같이 전기전도도가 높은 재료가 채용되는 것이 바람직하다.The cable includes a
터미널(203)은 초음파 융착기에 의해 도체선 노출부(204)에 융착됨으로써 케이블에 접합된다. 도 6에 도시된 바와 같이 터미널(203)은 도체선 노출부(204)와 접합을 이루는 베이스면(203a)과, 베이스면(203a)의 폭방향 양단에 구비된 측벽(203b)을 포함한다. 터미널(203)은 케이블을 다른 대상에 접속하기 위한 단자로서 다양한 형상으로 구성될 수 있다.The
베이스면(203a)에 있어서 도체선 노출부(204)와 접촉을 이루는 부분은 널링 처리되어 다수의 요철이 있는 형태로 구성된다. 널링처리된 구조에 의하면 터미널(203)과 도체선 노출부(204) 간의 접촉면적을 크게 함으로써 융착효율을 높일 수 있다.A portion of the
초음파 융착기의 공구 혼(100)에 의한 융착 공정에 의해 도체선 노출부(204)에는 커러게이트 구조가 형성된다. 커러게이트 구조는 도체선 노출부(204)의 길이방향으로 가면서 요철 패턴이 반복된 형태를 갖는다.By the fusion process by the
공구 혼(100)으로부터 도체선 노출부(204)에 진동에너지가 전달되면 순간적으로 강력한 진동에 의한 마찰열이 발생하여 도체선 노출부(204)의 표면이 용융된다. 이에 따라 공구 혼(100)의 가공면(103)에 대응하는 패턴으로 도체선 노출부(204)에 커러게이트 구조가 형성되므로 도체선 노출부(204)는 초음파 융착기의 공구 혼(100)에 눌러붙지 않는다.When vibration energy is transmitted from the
상술한 바와 같이 터미널 접합 케이블(200)은 본 발명에 따라 제공되는 초음파 융착기의 공구 혼(100)에 의해 제작됨으로써 도체선 노출부(204)에 커러게이트 구조를 형성하면서 터미널(203)과 도체선 노출부(204)가 융착된 형태를 갖게 된다. 이에 따라, 터미널 접합 케이블(200)의 도체선 노출부(204)는 융착 부분이 공구 혼(100)에 눌러붙거나 끊어지는 현상이 방지될 수 있다.As described above, the
또한, 터미널 접합 케이블(200)에 접합되는 터미널(203)의 베이스면(203a)은 널링처리가 되어 도체선 노출부(204)와 큰 접촉면적을 유지하게 되므로 높은 융착효율이 얻어질 수 있다. 한편, 널링처리를 통하여 융착 공정의 초기에는 도체선 노출부(204)와 베이스면(203a) 간의 접촉면적을 작게 유지할 수 있으므로 평탄한 형 태의 터미널에 비해 융착효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings, which are attached to this specification, illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention includes matters described in such drawings. It should not be construed as limited to.
도 1은 일반적인 초음파 융착기의 주요 구성도,1 is a main configuration of a typical ultrasonic welding machine,
도 2는 일반적인 초음파 융착기의 실제 사진,2 is a real picture of a typical ultrasonic welding machine,
도 3은 종래기술에 따른 초음파 융착기용 공구 혼의 가공면 구조를 도시한 사시도,3 is a perspective view showing the structure of the processing surface of the tool horn for ultrasonic welding machine according to the prior art,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 융착기용 공구 혼의 가공면 구조를 도시한 사시도,Figure 4 is a perspective view showing the surface structure of the tool horn for ultrasonic welding machine according to a preferred embodiment of the present invention,
도 5는 도 4에 도시된 초음파 융착기용 공구 혼에 의해 제작된 터미널 접합 케이블의 외관을 도시한 사시도,5 is a perspective view showing the appearance of the terminal junction cable produced by the tool horn for the ultrasonic welding machine shown in FIG.
도 6은 도 5에서 터미널의 구성을 상세히 도시한 사시도이다.6 is a perspective view illustrating in detail the configuration of the terminal in FIG.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS OF THE DRAWINGS
100: 공구 혼 101: 혼 몸체100: tool horn 101: horn body
102: 리지부 103: 가공면102: ridge portion 103: machining surface
200: 터미널 접합 케이블 201: 도체선200: terminal junction cable 201: conductor wire
202: 절연체 203: 터미널202: insulator 203: terminal
204: 도체선 노출부204: exposed conductor wire
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CN117399776A (en) * | 2023-10-17 | 2024-01-16 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Welding head, welding part, battery monomer, battery and power utilization device |
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2009
- 2009-11-20 KR KR1020090112756A patent/KR20110056074A/en not_active Application Discontinuation
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Date | Code | Title | Description |
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A107 | Divisional application of patent | ||
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E601 | Decision to refuse application |