KR20140097473A - 단자 - Google Patents

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타카시 무로
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Abstract

단자로서, 전선의 일 단에서 노출된 심선을 압착하는 심선 배럴부를 갖는 전선 접속부를 포함하며, 심선은 제 1 금속으로 만들어지고, 전선 접속부는 이온화 경향이 제 1 금속보다 낮은 제 2 금속으로 만들어지고, 전선 접속부는 제 3 금속으로 도금되며, 제 3 금속은 이온화 경향이 제 1 금속과 제 2 금속 사이이며, 제 3 금속으로 제조된 도금층이 전선 접속부에 형성되며, 심선 배럴부는 압착되어 심선이 장착되는 심선 배럴부의 접속면에 형성되는 도금층을 파괴한다.

Description

단자{TERMINAL}
본 발명은, 각각 이종 금속으로 만들어진 단자와 심선 사이에서 이종 금속의 접촉 부식이 방지된 단자에 관한 것이다.
전기 전도성을 가지는 구리 물질 또는 알루미늄 물질은 일반적으로 자동차 분야에서 신호선 또는 전력선으로 사용된다. 특히, 구리 물질은 우수한 전기 전도성과 고강도을 구비하므로, 바람직하게는 단자 또는 전선으로 사용된다. 최근 활발하게 개발되는 전기차에서, 배터리로부터 큰 에너지가 필요하므로, 연결된 전선은 직경이 일반 전선보다 큰 전력선을 필요로 한다. 반면, 경량 차량으로 인한 연료 비용에 대한 효율성 개선을 고려하면, 하나의 차량에 사용되는 전선의 전체 무게는 가볍게 다루어질 수 없다. 때문에, 심선에서 특정 중력이 2.70g/cm3 인 알루미늄을 사용하는 알루미늄 전선이, 차량에 장착되는 전선으로서 특정 중력이 8.96g/cm3 인 구리보다 더 많이 이용된다.
그러나, 구리 물질로 제조된 단자가 알루미늄으로 제조된 심선에 연결된 연결부에서, 이종 금속의 접촉 부식(갈바닉 부식)이 고려된다. 전기 화학 반응에서 구리의 표준 전극 포텐셜이 + 0.34 V이고 알루미늄의 표준 전극 포텐셜이 - 1. 676V 이기 때문에, 표준 전극 포텐셜 차이는 2.00V이다. 따라서, 응축액 또는 빗물이 두 개 도체의 접촉부분에 들어가 머무르게 될 때, 배터리는 알루미늄, 구리 및 수용성 전해질로 형성된다. 따라서, 이종 금속의 접촉 부식이 배터리의 애노드인 알루미늄 도체에 생성된다.
따라서, 특허 문헌 1에 개시된 단자 금구에서, 부식 예방제가, 전선과 단자 간 부식을 방지하기 위해 알루미늄 전선을 압박 부착하고 연결하는 구리 합금으로 만들어진 단자에서 단자와 알루미늄 심선의 접촉부에 적용된다. 즉, 도 5에 도시된 단자 금구(501)는 전선이 장착되고 연결되는 전선 접속부(505)를 포함한다. 전선(503)에서, 단자 금구(501)의 재료와 다른 물질로 만들어진 심선(507)은 절연 피복(509)으로 덮이고, 단부에서 심선(507)은 노출된다. 전선 접속부(505)에서, 압박하여 심선(507)을 부착하는 심선 배럴편(511)과 절연 피복(509)을 압박 부착하는 절연 피복 배럴편(513)이 그 사이에 제공되는 공간을 가지고 형성된다. 심선 배럴편(511)과 절연 피복 배럴편(513) 사이의 부분이 전선(503)의 심선(507)이 배치되는 심선 배치 영역(515)으로 설정된다. 전선(503)이 장착되는 단부 배치 영역(517) 및 심선 배치 영역(515)의 표면에서, 심선(507)의 부식을 방지하기 위한 부식방지제가 적용된다.
JP-A-2010-165514
그러나, 일반적인 단자 금구(501)는 단자가 제조된 이후 부식 방지제를 적용하는 프로세스를 요구하므로, 운영 프로세스가 증가하게 된다. 절연체와 같은 부식 방지제가 씌워질 필요가 있으며 부식 방지제는 심선 배럴편(511) 또는 접촉부에 도포되지 않는다. 따라서, 운영 프로세스는 더 증가하게 된다. 또한, 부식 방지제는 심선 배럴편(511)에 적용되지 않는다. 따라서, 심선(507)과 심선 배럴편(511)의 경계의 노출부로부터 물의 진입으로 인한 부식은 방지되지 않는다.
본 발명은 상술한 바와 같은 상황을 고려하여 창안되었으며 본 발명의 목적은 이종금속으로 만들어진 단자와 심선간 이종금속의 접촉 부식을 방지하고, 생산이후 절연체의 적용보다는 운영 프로세스를 단순화시키는 단자를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은, 이하의 기술된 구조를 통해 달성될 수 있다.
(1) 단자로서,
제 1 금속으로 제조되어 전선의 일단에서 노출된 심선,을 압착하는 심선 배럴부를 구비하는 전선 접속부를 포함하고,
상기 전선 접속부는, 이온화 경향이 상기 제 1 금속의 이온화 경향보다 낮은 제 2 금속으로 제조되고,
상기 전선 접속부는, 이온화 경향이 상기 제 1 금속과 상기 제 2 금속 사이인 제 3 금속으로 도금되어 상기 제 3 금속의 도금층이 상기 전선 접속부상에 형성되며,
상기 심선 배럴부는 압착되어, 심선이 장착되는 상기 심선 배럴부의 접속 표면상에 형성된 도금층을 파괴하는, 단자
상기 (1)의 구조를 구비하는 단자에서, 두 개의 도체를 서로 격리하는 도금층(제 3 금속)이 심선이 압착될 때 형성되는 전선 접속부의 접속면(제 2 금속)과 심선(제 1 금속)의 경계의 노출부에 개입되므로, 제 1 금속-제 3 금속- 제 2 금속과 같이 이온화 경향의 수준의 순서에 맞는 접속 상태가 경계의 노출부에 형성된다. 따라서, 빗물과 같은 수용성 전해질이 진입하여 머무르는 경우에도, 도금층은 이종 금속의 접촉 부식을 우선적으로 수용하여 심선이 부식하는 것을 방지한다.
또한, 심선 배럴부의 접속면에 도금층이 압착 공정동안 파괴되므로, 심선은 확실히 심선 배럴부의 접속면에 전기적으로 도전된다. 따라서, 일반적인 구조에서 전선 접속부에 절연체를 도포하지 않기 위해 저항값을 증가시키는 절연체를 씌우는 것에 대한 프로세스가 불필요하다. 따라서, 도금 프로세스가 적용되는 범위가 쉽게 조절된다.
(2) (1)의 구조를 갖는 단자에서, 단자의 길이 방향에서 심선 배럴부의 단부에 벨 마우스(bell-mouth)부가 제공된다.
(2)의 구조를 갖는 단자에서, 벨 마우스 부의 접속면의 도금층에서, 압착 공정으로 인한 변형이 타 압착부에서의 변형보다 작다. 따라서, 벨 마우스 부에서 도금층은 파괴되지 않고 압착 공정동안 남는다. 따라서, 경계의 노출부의 부식이 더욱 확실하게 방지된다.
본 발명의 단자에 따르면, 이종 금속으로 제조된 단자와 심선 사이에 이종 금속간의 접촉부식을 방지하고 생산 이후 절연체를 적용하는 것보다 공정 프로세스를 단순화하는 단자를 제공할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 간략하게 설명되었다. 그리고, 이하에 기술될 본 발명(이하, "예시적 실시예"로 언급된다)을 실행하는 모드가 부착되는 도면들을 참고로 하여 이해될 때, 본 발명의 상세한 내용이 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 전선과 함께 도시되는 본 발명의 예시적 실시예를 따르는 단자의 전개 상태의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 단자에 대해 전선이 압박 부착되는 상태를 도시하는 측면도이다.
도 3은 도 2의 주요부에 대한 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A 선을 따라 절단된 단면도이다.
도 5는 전선과 함께 도시된 부식 방지 구조를 갖는 일반 단자의 전개 상태에 대한 평면도이다.
이하, 도면을 참고로 하여 본 발명의 예시적 실시예가 기술될 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적 실시예를 따르는 단자(13)는 도면에 도시되지 않은 상대 단자에 정합 및 접속되는 단자 접속부와, 전선(15)의 일 단부에 압착 및 접속되는 전선 접속부(11)를 포함한다. 전선(15)에서, 일 단부(17)의 절연 피복(19)은 벗겨져 제 1 금속으로서 알루미늄 물질(알루미늄, 알루미늄 합금)으로 형성된 알루미늄 전선의 심선(21)이 설정된 길이로 노출되도록 벗겨진다. 전선(15)은, 단자(13)의 단자 접속부(23)의 일 측을 향해 안내되는 노출된 심선(21)과 함께 단자(13)의 전선 접속부(11)에 접속된다.
단자 접속부(23)를 포함하는 단자(13)는 제 1 금속과 상이한 제 2 금속(이온화 경향이 제 1 금속보다 낮음)으로서 구리 물질(구리, 황동, 등)로 형성된다. 단자(13)에서, 단자 접속부(23, 도 2 참조)는 구부림 선(27)을 따라 전개된 단자 정합 편(25)을 구부려 사각관의 형상으로 형성된다.
단자 접속부(23)는 길이 방향으로 연장되는 바닥벽(29), 바닥벽(29)의 양 측 에지로부터 솟아오른 측벽(31)쌍, 측벽(31)으로부터 이어지고 바닥벽(29)에 대향하는 천장 벽(33) 및 천장벽(33)의 측부에 연속하고 천장벽(33)의 내측에 포개어지는탄성 접촉편(35)을 포함한다.
즉, 단자(13)는 도면에 도시되지 않은 상대 단자와 접촉하게 되는 박스 형상으로 형성된 단자 접속부(23) 내부에 탄성 접촉편(35)을 갖는 암 단자로서 형성된다. 본 발명이 적용되는 단자(13)는 암 단자로만 제한되는 것은 아니며 수 단자 일 수도 있다. 또한, 명세서에서, 단자(13)의 상대 단자에 대한 정합측(도 2에서 좌측)이 전방부로 기술되고, 대향측은 후방부로 기술된다.
일측벽(31)에서, 천장벽(33)에 형성된 컷아웃부(37)와 결합된 전방 돌출편(39)과 후방 돌출편(41)이 상향 돌출한다. 타측벽(31)에서, 중앙 돌출부(43)는 상방 돌출한다. 단자 접속부(23)에서 바닥벽(29)의 후방부에 전선 접속부(11)가 접속된다.
전선 접속부(11)는 바닥벽(29)에 접속되고 전선(15)의 일 단(17)이 압착되는 절연 피복 배럴부(47) 및 심선 배럴부(45)를 포함한다.
심선 배럴부(45)는 바닥벽(29)에 연속하고 바닥벽(29)의 폭 방향으로 돌출한 심선용 배럴편(49)쌍을 갖는다. 단자의 길이 방향에서 심선 배럴부(34)의 일부분은 심선 배치 영역(51)으로 설정된다. 심선용 배럴편(49) 쌍은 바닥벽(29)에 연속하여 형성되어 바닥벽(29)의 폭 방향에서 대칭적으로 돌출한다. 심선용 배럴편(49)은 꼭 끼워져 심선용 배럴편(49)은 심선(21)에 접속된다. 심선(21)이 장착되는 심선용 배럴편(49)의 접속면에서, 심선(21)이 압박 부착될 때 심선(21) 주변에 형성된 산화 피막을 찍는 3 개의 리세스부(53)가 실질적으로 폭 방향에 평행하게 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 심선 배럴부(45)는 단자의 길이 방향에서 단부에 벨 마우스부(55)를 갖는다. 벨 마우스부(55)는, 심선(21)이 심선용 배럴편(49)에 의해 압착되면 심선용 배럴편(49)의 에지를 심선(21)으로부터 분리하는 역할을 한다. 따라서, 심선(21)상에서 심선용 배럴편(49)의 에지의 인접으로 인해 심선(21)의 일부가 분리되거나 부서지는 것이 방지되고 압박 부착부의 장력이 저하되는 것이 방지된다.
절연 피복 배럴부(47)는 심선 배럴부(45)의 후방부에 연속적으로 형성되고 한 쌍의 피복 배럴편(57)을 갖는다. 피복 배럴편(57) 쌍은 인접 측에서 동일한 기울기 방향의 경사측부(59)를 갖는다. 피복 배럴편(57) 쌍은 단자의 길이 방향으로 이동하도록 배치된다. 인접 경사측부(59)는 원통형상으로 압착되어 서로 대응한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 절연 피복 배럴부(47)에서 피복 배럴편(57) 쌍은 절연 피복(19)의 외측으로부터 전선(15)의 일 단(17) 위에 압착된다.
단자(13)에서, 전선 배럴부(45)가 심선(21)을 압착하기 전에, 전선 접속부(11)가 이온화 경향이 알루미늄 물질(제 1 금속)과 구리 물질(제 2 금속) 사이인 아연(제 3 물질)으로 도금되어 도금층(61)이 형성된다. 도금 프로세스에 의해 형성된 도금층(61)은 심선 배치 영역(51)의 심선 배럴부(45, 벨 마우스부(55) 포함)와 절연 피복 배럴부(47, 도 1) 전부에 적용된다. 심선 배럴부(45)의 접속면에 적용된 도금층(61)은 심선 배럴부(45)가 압착되면 벨 마우스부(55)를 제외하고 파괴된다.
도금층(61)은, 예를 들어 구리 합금으로 제조된 단자(13)가 생산될 때, 도금 프로세스를 알루미늄 전선의 심선(21)이 구리 합금과 직접 접촉하는 부분에 적용하여 획득된다. 도금층(61)의 경우, 알루미늄 물질보다 낮은 포텐셜의 전기 전도성을 갖는 아연이 베이스 금속상에 또는 종래 프로세스에서 제공되는 종래의 도금에 적용된다. 또한, 도금층(61)은 베이스 금속의 단계에서 도금(사전 도금), 프레스 펀칭 공정 이후의 도금(중간 도금) 및 제품 실행이후 도금(사후 도금) 방법들 중 어느 것에 의해서도 적용될 수 있다.
이하, 상기 구조를 갖는 단자(13)의 전선 접속부(11)에서 부식 방지 공정을 설명할 것이다.
단자(13)의 전선 접속부(11)에서, 도금층(61)이 심선 배치 영역(51)의 심선 배럴부(45) 및 절연 피복 배럴부(47) 모두에 적용된다. 아연으로 제조된 도금층(61)은 구리 또는 황동과 접촉하고 우선적으로 쉽게 산화되어 안정막을 형성한다. 즉, 두 개의 도체를 서로 분리시키는 아연으로 제조된 도금층(61)이, 심선(21)이 압착 및 접속될 때 형성되는 심선 배럴부(45)의 접속면과 심선(21)의 경계의 노출부에 개입되므로, 알루미늄 물질-아연-구리 물질과 같이 이온화 경향 수준 순서에 부합하는 접속 상태라가 경계의 노출부에 형성된다. 따라서, 빗물과 같은 수용성 전해질이 진입하며 머무를 때, 도금층(61)은 우선적으로 이종 금속의 접촉 부식을 받아들여 심선(21)이 부식되는 것을 방지한다. 또한, 압박 부착된 심선(21)과 심선 배럴부(45)의 접속면이 아연 도금층(61)으로 덮이기 때문에, 개입물질은 진입하지 못하고 부식은 진행되지 않는다.
아연 도금층(61)은 얇게 형성되도록 조정되어 도금층(61)은 심선 배럴부(45)에 제공될 수 있다. 즉, 도금층(61)은 압박 부착 공정에 의해 파괴될 수 있다. 따라서, 심선(21)은 심선 배럴부(45)의 접속면에 전기적으도 도전된다. 특히, 심선 배럴부(45)의 리세스부(53)에서, 응력 집중으로 인해 파괴가 가속화될 수 있다. 따라서, 접촉영역이 크게 확보된다. 본 파괴는 도금층(61)의 두께와 동일하거나 더 큰, 압착에 의한 변형량을 추가하여 달성될 수 있다. 또한, 파괴된 도금층(61)의 매우 작은 편(61a, 도 4)들이 심선(21)과 심선 배럴부(45)의 접속면 사이에 개입된다. 그러나, 본 예시적 실시예의 도금층(61)이 아연으로 만들어지기 때문에, 일반 표준을 초과하는 정도의 저항값 상승은 일어나지 않는다.
따라서, 단자(13)에서, 종래 구조에서 전선 접속부에 절연체를 도포하지 않기 위해 저항값을 상승시키는 절연체를 씌우는 프로세스는 필요하지 않다. 따라서도금이 적용되는 영역을 쉽게 다룰수 있다. 이 때, 제품 제조 이후 절연체를 적용하는 것과 다르게, 가공 및 운영취급이 동일 프로세스(도금 라인)에서 쉽게 수행되므로, 부식 방지 공정이 더욱 저렴하게 달성될 수 있다.
또한, 벨 마우스부(55)에서 접속면의 도금층(61)에서, 압착 공정으로 인한 변형은 타 압착부에서의 변형보다 작다. 따라서, 벨 마우스부(55)에서 도금층(61)이 부서지지 않고 압착 공정동안 남겨진다. 따라서, 경계의 노출부의 부식은 더욱 확실히 방지된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 단자(13)에서, 알루미늄 물질과 구리 물질의 이종 금속으로 만들어진 심선(21)과 단자(13) 사이에서 이종 금속간의 접촉 부식을 방지하고, 제조 이후 절연체를 적용하는 것보다 공정 프로세스를 단순화시키는 단자가 제공될 수 있다.
본 발명의 단자는 예시적 실시예에 제한되지 않고 적합하게 변경 및 개선될 수 있다. 게다가, 예시적 실시예에서 구성 요소들의 물질, 형태, 치수 및 배치 포지션은, 본 발명을 달성 가능 하기만 하다면, 임의적으로 이용될 수 있다.
본 출원은 2011년 12월 26일 제출된 일본특허출원 2011-284265에 기초하며, 그 내용은 참고로 본 명세서에 통합된다.
본 발명의 단자에 따르면, 이종 금속으로 만들어진 단자 및 심선 사이에어 이종 금속 접촉 부식을 방지하고, 제조 이후 절연체를 적용하는 것 보다 공정 프로세스를 단순화하는 단자가 제공될 수 있다.
11 : 전선 접속부
13 : 단자
15 : 전선
17 : 일 단
21 : 심선
45 : 심선 배럴부
55 : 벨-마우스부
61 : 도금층

Claims (2)

  1. 단자로서,
    전선의 일 단에서 노출된 심선을 압착하는 심선 배럴부를 갖고, 심선은 제 1 금속으로 만들어진, 전선 접속부를 포함하고,
    상기 전선 접속부는, 이온화 경향이 상기 제 1 금속 보다 낮은 제 2 금속으로 제조되고,
    상기 전선 접속부는, 이온화 경향이 상기 제 1 금속과 상기 제 2 금속 사이인 제 3 금속으로 도금되어, 상기 전선 접속부에 제 3 금속으로 제조된 도금층이 형성되며, 그리고
    상기 심선 배럴부는 압착되어 심선이 장착된 심선 배럴부의 접속면에 형성된 도금층을 파괴하는, 단자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    단자의 길이 방향에서 심선 배럴부의 단부에 벨-마우스부가 제공되는, 단자.


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