KR20130005265A - 알루미늄 전기 전도체의 접속 구조 및 커넥터 - Google Patents

알루미늄 전기 전도체의 접속 구조 및 커넥터 Download PDF

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Abstract

알루미늄 전기 전도체의 냉간유동의 중지로 전기 전도체와 알루미늄으로 형성된 연결부간의 전기 저항 증가를 방지하기 위해, 알루미늄 전기 전도체의 끝 부분이 연결부의 압착부에서 압착되고, 복수의 돌출부가 상기 압착부에 형성되며, 각각의 상기 돌출부는 사각의 피라미드가 잘린 형태를 가지고, 또한 4개의 경사면을 가지며, 상기 돌출부는 상기 알루미늄 전기 전도체의 표면에 상기 돌출부의 기부를 남긴 채 압입되고, 일그러진 영역이 상기 알루미늄 전기 전도체의 표면에 상기 경사면을 따라 형성되며, 따라서 각각 일그러진 영역들에 의해 둘러싸인 복수의 독립 영역을 상기 알루미늄 전선의 표면에 형성한다.

Description

알루미늄 전기 전도체의 접속 구조 및 커넥터{CONNECTING STRUCTURE FOR AN ALUMINUM ELECTRIC CONDUCTOR AND A CONNECTOR}
본 발명은 알루미늄 전기 전도체를 연결부에 접속하기 위한 접속 구조에 관한 것이며, 또한 상기 접속 구조에 사용되는 커넥터에 관한 것이다.
종래의 알루미늄 전선의 접속 구조에 의하면, 알루미늄 전선의 끝 부분은 특허 문헌 1에서 표시한 바와 같이 커넥터의 압착부에서 압착된다.
특허 문헌 1 : JP2009-283458A
상기 알루미늄 전선의 상기 접속 구조에 있어서, 시간의 경과에 따라 상기 알루미늄 전선 압착부에서 알루미늄 소재의 고유의 특징인 냉간유동에 의해 응력이 감소한다. 결과적으로, 시간의 경과에 따라 상기 알루미늄 전선과 상기 압착부 사이의 상기 압착력이 작아지고, 따라서 상기 알루미늄 전선과 상기 압착부 사이의 전기 저항이 커진다.
본 발명은 전기 전도체와 알루미늄으로 형성된 연결부 사이의 전기 저항의 증가를 방지하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적의 달성을 위한 본 발명에 따르면, 각각 경사면을 가지는 복수의 돌출부가 연결부에 형성된다. 복수의 돌출부는 알루미늄 전기 전도체의 표면에 압입되고, 복수의 일그러진 영역이 상기 알루미늄 전기 전도체의 표면에 각각의 경사면을 따라 형성된다.
본 발명의 알루미늄 전기 전도체의 접속 구조에 의하면, 복수의 일그러진 영역이 각각의 돌출 영역의 경사면을 따라 형성되고, 각각의 상기 일그러진 영역으로부터 해당 경사면과 수직 방향으로 냉간유동이 주로 발생하며, 한 일그러진 영역의 일부에서 발생하는 상기 냉간유동은 다른 일그러진 영역 또는 같은 일그러진 영역의 다른 영역에 의해 중지될 수 있다. 결과적으로, 냉간유동에 의한 각각의 상기 일그러진 영역의 응력 저하를 제어할 수 있고, 따라서 각각의 돌출 영역의 상기 경사면과 해당 일그러진 영역간의 밀착력의 감소를 방지한다. 이는 상기 알루미늄 전기 전도체와 상기 연결부 사이의 전기 저항이 증가하는 것을 방지하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 전선의 접속 구조를 나타낸 것으로, 도 1A는 알루미늄 전선의 접속 구조를 나타내고, 도 1B는 도 1A의 A-A선의 확대단면도이며, 도 1C는 도 1A 및 도 1B에서 표시된 알루미늄 전선의 접속 구조에 사용되는 변형 전 커넥터의 압착부 일부를 나타내고, 도 1D는 도 1C의 B-B선의 확대단면도이다.
도 2는 도 1에 표시된 상기 알루미늄 전선 접속 구조의 일부의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커넥터를 나타낸 것으로, 도 3A, 3B 및 3C는 각각 정면도, 평면도, 좌측면도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 표시된 커넥터의 부품을 나타낸 것으로, 도 4A 내지 도 4C는 본체를 나타내고, 도 4D 내지 도 4F는 돌기부재를 나타내며, 도 4A 및 도 4D는 평면도이고, 도 4B 및 도 4E는 정면도이며, 도 4C는 좌측면도이고, 도 4F는 상기 돌기부재가 원통의 형태로 구부러진 모습을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥터를 구성하는 부품을 나타낸 것으로, 도 5A 내지 도 5D는 포스트를 나타내고, 도 5E 내지 도 5H는 앵커를 나타내며, 도 5A 및 도 5E는 평면도이고, 도 5B 및 도 5F는 좌측면도이며, 도 5C 및 도 5G는 정면도이고, 도 5D 및 도 5H는 우측면도이다.
도 6은 도 5에 표시된 커넥터와 알루미늄 전선의 접속 방법을 나타내며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥터를 나타낸 것으로, 도 7A 내지 도 7E는 각각 평면도, 정면도, 저면도, 우측면도, 도 7D의 D-D선의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 전선의 접속 구조에 의하면, 도 1 및 도 2에 표시된 바와 같이, 고체 전선과 커넥터(4)의 압착부(6)인 알루미늄 전선(2)의 끝 부분은 함께 압착되어 있다. 압착부(6)에는 복수의 돌출부(8)(돌출 영역)가 형성된다. 각각의 상기 돌출부(8)는 사각의 피라미드가 잘린 형태를 가지며, 또한 4개의 경사면(10)을 가진다. 게다가 도 1D에 표시된 바와 같이, 상기 압착부(6)의 표면에 대한 상기 돌출부(8)의 능선의 각도는 60도이고, 각각의 상기 경사면(10)의 기울기의 각도(θ)는 60도이다. 상기 돌출부(8)는 상기 알루미늄 전선(2)의 표면에 기부(基部)를 남기고 압입되고, 상기 알루미늄 전선(2)의 표면에 각각의 상기 경사면(10)을 따라 일그러진 영역(12)이 형성된다. 상기 알루미늄 전선(2)의 표면에 각각 대응하는 일그러진 영역에 둘러싸인 복수의 독립 영역이 형성된다. 즉, 상기 알루미늄 전선(2) 표면의 4개의 돌출부(8)로 둘러싸인 영역 내에 도 2의 수평방향으로 지속적으로 연장하는 일그러진 영역(12)이 형성되고, 각각 지속적으로 연장하는 일그러진 영역(12)으로 둘러싸인 복수의 독립 영역이 형성된다. 또한, 상기 알루미늄 전선(2) 표면의 4개의 돌출부(8)로 둘러싸인 영역에 있어서, 상기 일그러진 영역(12)의 체적은 타 영역의 체적보다 크다.
이러한 상기 알루미늄 전선의 접속 구조에 의하면, 상기 알루미늄 전선(2)의 표면에 각각 대응하는 일그러진 영역(12)에 의해 둘러싸인 복수의 독립 영역이 형성되고, 각 상기 일그러진 영역(12)의 모든 부분이 대응하는 다른 상기 일그러진 영역(12)의 부분과 대향하고 있다. 따라서, 각각의 일그러진 영역(12)의 부분에서 오는 냉간유동은 다른 부분에서 억제할 수 있기 때문에 냉간유동은 확실하게 방지할 수 있다. 결과적으로, 냉간유동에 의한 상기 일그러진 영역(12)의 응력은 억제될 수 있고, 따라서 각각의 상기 돌출부(8)의 경사면(10)과 상기 알루미늄 전선(2)의 대응하는 일그러진 영역(12)간의 압착력(밀착력)의 저하를 방지할 수 있다. 이는 상기 알루미늄 전선(2)과 상기 커넥터(2)의 상기 압착부(6) 사이에 전기 저항이 증가하는 것을 방지하게 한다.
본 발명에 실시예에 따른 커넥터에 의하면, 도 3 및 도 4에 표시된 바와 같이, 압착부(24)가 구리로 만들어진 본체(22)에 형성된다. 구리로 형성된 돌기부재(26)가 상기 압착부(24)에 경납땜으로 고정된다. 복수의 돌출부(28)(돌출 영역)가 상기 돌기부재(26)의 표면에 형성된다. 각각의 상기 돌출부(28)는 사각의 피라미드가 잘린 형태를 가지며, 또한 네 개의 경사면을 가진다. 도 4E의 상기 돌기부재(26)의 표면에 대한 상기 돌출부(28)의 능선의 각도는 60도이다. 도 4D에 표시된 바와 같이, 상기 돌출부(28)가 형성되는 부분의 수치는 도면의 수직방향으로 6.79mm이고, 수평방향으로 5.09mm이다. 각 상기 돌출부(28)의 하단의 수치는 0.4mm이고, 각 상기 돌출부(28)의 높이는 0.2mm이다.
이 커넥터에 있어서, 상기 알루미늄 전선(2)의 끝 부분은 거의 원통 모양의 압착부(24)로 삽입되고, 상기 알루미늄 전선(2)의 끝 부분과, 상기 압착부(24)가 함께 압착됨에 따라 상기 알루미늄 전선(2)을 상기 커넥터에 접속한다. 상기 알루미늄 전선(2)과 상기 커넥터가 접속되는 상태에서는 상기 알루미늄 전선(2) 끝 부분의 외주면 전면이 상기 돌기부재(26)에 의해 덮인다.
이러한 커넥터에 있어서, 상기 알루미늄 전선(2)과 상기 커넥터가 접속되는 상태에서는 상기 돌출부(28)는 상기 알루미늄 전선(2) 끝 부분의 외주면 전면에 압입된다. 상기 알루미늄 전선(2)의 표면에 각각 대응하는 일그러진 영역으로 둘러싸인 복수의 독립 영역이 형성되기 때문에, 냉간유동이 확실하게 중지되고, 따라서 상기 알루미늄 전선(2)과 상기 커넥터의 상기 압착부(24) 사이의 전기 저항이 증가하는 것을 안전하게 방지한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥터에 있어서, 도 5에 표시된 바와 같이, 구리로 형성된 포스트(42)는 핸들(44) 및 사각형 형태로 구부러진 압착부(46)를 가진다. 상기 압착부(46)에는 돌출부(48)(돌출 영역)가 형성된다. 각각의 상기 돌출부(48)는 사각의 피라미드가 잘린 형태를 가지며, 또한 4개의 경사면을 가진다. 상기 압착부(46)의 표면에 대한 상기 돌출부(48)의 능선의 각도는 60도이다. 구리로 형성된 앵커(50)는 판을 대략 U자 형태로 접어 형성되고, 상기 앵커(50)의 내면에 돌출부(52)(돌출 영역)가 형성된다. 각각의 상기 돌출부(52)는 사각의 피라미드가 잘린 형태를 가지며, 또한 4개의 경사면을 가진다. 상기 앵커(50)의 표면에 대한 상기 돌출부(52)의 능선의 각도는 60도이다. 상기 앵커(50)에는 홈(54)이 형성된다.
도 5에 표시된 상기 커넥터와 상기 알루미늄 전선의 접속 방법이 도 6을 참고하여 아래에 설명된다. 먼저, 도 6A에 표시된 바와 같이, 상기 앵커(50)가 홀(58)을 가지는 오목한 베이스(56)에 배치되고, 상기 알루미늄 전선(2)의 끝 부분이 상기 홈(54)과 상기 홀(58)을 통과한다. 다음에, 도 6B에 표시된 바와 같이, 상기 포스트(42)가 하강하는 것에 의해 상기 압착부(46)가 상기 앵커(50)에 위치된다. 이후, 도 6C에 표시된 바와 같이, 상기 압착부(46)를 화살표 C의 방향으로 누르는 것에 의해 상기 압착부(46)가 변형된다. 다음에, 도 6D에 표시된 바와 같이, 상기 알루미늄 전선(2)의 끝 부분이 상기 압착부(46)와 상기 앵커(50) 사이에서 압착되는 것에 의해 상기 알루미늄 전선(2)과 상기 커넥터가 접속된다. 상기 알루미늄 전선(2)과 상기 커넥터가 접속되는 상태에서 상기 알루미늄 전선(2)의 끝 부분은 상기 압착부(46)와 상기 앵커(50) 사이에 끼인다.
이러한 커넥터에 있어서, 상기 알루미늄 전선(2)과 상기 커넥터가 접속한 상태에서는 상기 돌출부(48, 52)는 상기 알루미늄 전선(2) 끝 부분의 표면에 압입된다. 상기 알루미늄 전선(2)의 표면에 각각 대응하는 일그러진 영역으로 둘러싸인 복수의 독립 영역이 형성되기 때문에, 냉간유동이 확실하게 중지되고, 따라서 상기 알루미늄 전선(2), 상기 커넥터의 상기 압착부(24) 및 상기 앵커(50) 사이의 전기 저항이 증가하는 것을 방지한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥터는 도 7에 표시된 바와 같이, 구리로 된 본체(62)에 형성되는 구리로 된 압접부(64)를 가진다. 상기 압접부(64)는 4개의 판상부(66)를 가지는데, 상기 판상부는 하나의 판을 접어 형성되며, 각각 홈(68)을 갖는다. 상기 홈(68)의 중심은 각각의 상기 판상부(66)와 수직인 평면에 포함되고, 각각의 상기 홈(68)의 폭(도 7C의 수평방향 치수)은 동일하다. 각 판상부(66)의 상기 홈(68)은 경사면(70)을 가지며, 도 7E의 수직축을 따른 상기 경사면(70)의 각도 또는 그것의 기울기의 각도는 60도이다.
이 커넥터에 있어서, 상기 알루미늄 전선(2)의 끝 부분을 도 7B의 하부로부터 상기 홈(68)(돌출부)에 삽입하고, 각각의 상기 판상부(66)의 상기 홈(68)과 상기 알루미늄 전선(2)의 끝 부분을 압접하는 것에 의해 상기 알루미늄 전선(2)과 상기 커넥터가 접속된다.
이러한 커넥터에 있어서, 상기 알루미늄 전선(2)과 상기 커넥터가 접속된 상태에서는 각각의 상기 판상부(66)의 상기 홈(68)은 상기 알루미늄 전선(2)의 표면에 압입된다. 일그러진 영역이 각각의 판상부(66)의 상기 홈(68)의 경사면(70)을 따라 상기 알루미늄 전선(2)의 표면에 형성되고, 상기 알루미늄 전선(2)의 표면에 각각의 일그러진 영역이 서로 대향하는 복수의 대향 영역이 형성된다. 따라서, 2개의 대향하는 일그러진 영역으로부터의 냉간유동이 다른 일그러진 영역에 의해 중지될 수 있기 때문에, 각각의 판상부(66)의 상기 홈(68)의 상기 경사면(70)과 대응하는 일그러진 영역간의 냉간유동에 의한 압접력(밀착력)의 감소를 방지할 수 있다. 이는 결국 상기 알루미늄 전선(2)과 상기 커넥터의 상기 압접부(64) 사이의 전기 저항의 증가를 방지한다.
참고로 본 발명은 상기 실시예들로 제한되지 않으며, 자연스럽게 상기 알루미늄 전기 전도체의 표면에 독립 영역과 대향 영역이 형성되지 않는 경우를 포함하는 것은 당연하다.
그리고, 상기 실시예들에 의하면 상기 알루미늄 전기 전도체는 상기 알루미늄 전선인 경우를 설명했지만, 상기 본 발명은 상기 알루미늄 전기 전도체가 플레이트와 같은 형태(판자 형태) 등인 경우도 적용할 수 있다.
또한, 각각의 돌출 영역(돌출부(8, 28, 48, 52), 각각의 판상부(66)의 상기 홈(68))의 상기 경사면의 기울기의 각도는 상기 실시예들에 따라 60도로 설정하고, 각각의 돌출 영역의 각각의 상기 경사면의 기울기의 각도는 45 내지 75도로 설정하는 것이 바람직하며, 55 내지 65도로 설정하는 것이 더 바람직하다. 이 경우, 각각의 돌출 영역의 각각의 경사면의 기울기의 각도가 45도 이상, 더 바람직하게는 55도 이상으로 설정된 때에는 상기 일그러진 영역에 의해 냉간유동이 더 효율적으로 중지된다. 게다가, 각각의 돌출 영역의 각각의 경사면의 기울기의 각도가 75도 이하, 더 바람직하게는 65도 이하로 설정된 때에는 각각의 경사면에 따르는 상기 일그러진 영역이 더 두껍게 형성될 수 있어 상기 알루미늄 전선(2) 등의 상기 알루미늄 전기 전도체와 커넥터와 같은 상기 연결부 사이에 전기 저항이 증가하는 것을 방지한다.
또, 각각의 일그러진 영역의 일그러짐은 16% 와 32% 사이로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 일그러짐이 16 내지 32%일 때, 알루미늄 소재의 응력이 일그러짐에 관계없이 거의 일정하기 때문에, 각각의 돌출 영역의 각각의 경사면과 대응하는 일그러진 영역간의 밀착력의 감소를 충분히 방지할 수 있다. 따라서, 상기 알루미늄 전선(2) 등의 상기 알루미늄 전기 전도체와 커넥터와 같은 상기 연결부 사이에 전기 저항이 증가하는 것을 충분히 방지할 수 있다.
또한, 상기 알루미늄 전기 전도체가 알루미늄 전선인 경우, 상기 각각의 인접한 돌출 영역 중심간의 거리를 상기 알루미늄 전선 직경의 0.25 내지 1.25배로 하는 것이 바람직하다. 상기 각각의 인접한 돌출 영역 중심간의 거리가 상기 알루미늄 전선 직경의 0.25배 이상인 경우에 커넥터와 같은 연결부의 제조가 용이하다. 상기 각각의 인접한 돌출 영역 중심간의 거리가 상기 알루미늄 전선 직경의 1.25배 이하인 경우에는 상기 알루미늄 전선의 축방향으로 커넥터와 같은 연결부 길이가 증가하는 것을 방지할 수 있다
도 7에 표시된 상기 실시예에 따라 이 경우 상기 압접부(32)는 4개의 판상부(33)를 가지는 것을 설명했으나, 상기 압접부에는 3개 이상 또는 5개 이상의 판상부가 형성될 수 있다.
본 발명은 알루미늄 전선과 같은 알루미늄 전기 전도체를 구리로 형성된 커넥터 등과 같은 연결부에 접속하는 경우에 적용될 수 있다.
2 : 알루미늄 전선
4 : 커넥터
6, 24, 46, 50 : 압착부
8, 28, 48, 52 : 돌출부
10 : 경사면
12 : 일그러진 영역
64 : 압접부
68 : 홈

Claims (17)

  1. 알루미늄 전기 전도체를 연결부에 접속하기 위한 접속 구조에 있어서,
    상기 연결부에 각각 경사면을 가지는 복수의 돌출부가 형성되고,
    상기 복수의 돌출부는 상기 알루미늄 전기 전도체의 표면에 압입되며,
    상기 알루미늄 전기 전도체의 표면에 상기 경사면을 따라 복수의 일그러진 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전기 전도체의 접속 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    각각 상기 복수의 일그러진 영역으로 둘러싸인 복수의 독립 영역이 상기 알루미늄 전기 전도체의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전기 전도체의 접속 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상호 대향하는 일그러진 영역으로 이루어진 대향 영역이 상기 알루미늄 전기 전도체의 표면에 다수 개로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전기 전도체의 접속 구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 경사면의 기울기의 각도가 45 내지 75도인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전기 전도체의 접속 구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    각각의 상기 일그러진 영역의 일그러짐은 16 내지 32%인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전기 전도체의 접속 구조.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 알루미늄 전기 전도체는 알루미늄 전선이고, 각각의 인접한 돌출 영역의 중심간의 거리는 상기 알루미늄 전선 직경의 0.25 내지 1.25배인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전기 전도체의 접속 구조.
  7. 알루미늄 전기 전도체의 접속 구조에 사용되는 커넥터에 있어서,
    상기 커넥터는 본체에 형성된 압착부(壓着部)를 가지고, 상기 압착부에 돌기부재가 고정되며, 경사면을 가지는 상기 돌기부재에 복수의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 돌기부재는 상기 압착부에 경납땜으로 고정되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 돌기부재는 구리로 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  10. 알루미늄 전기 전도체에 접속하기 위한 접속 구조에 사용되는 커넥터에 있어서,
    포스트(post)의 압착부에 각각 경사면을 가지는 복수의 돌출부가 형성되고, 앵커(anchor)의 내면에 각각 경사면을 가지는 복수의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 포스트는 핸들 및 사각형 형태로 구부러진 압착부로 구성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 앵커는 판(板)을 구부려 U자 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 포스트는 구리로 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 앵커는 구리로 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  15. 알루미늄 전기 전도체에 접속하기 위한 접속 구조에 사용되는 커넥터에 있어서,
    셋 이상의 판상부(板狀部)를 가지는 압접부(壓接部)가 본체에 형성되고, 각각의 상기 판상부에 홈이 형성되며, 각각의 상기 판상부의 상기 홈에 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 압접부는 판(板)을 구부려 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 압접부는 구리로 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
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