KR20160058856A - 단자 압착기용 압착 공구 - Google Patents

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우베 블루밀
마이클 모리스
데이비드 알란 칼리지
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타이코 일렉트로닉스 코포레이션
티이 커넥티버티 저머니 게엠베하
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Abstract

전기 단자(10)의 압착 배럴(20)을 와이어에 압착하기 위한 압착 공구(102)는 압착 배럴의 절연 배럴 세그먼트(42)를 와이어의 절연부에 압착하기 위한 절연부 압착 프로파일(150)을 갖는 절연부 압착기(120), 압착 배럴의 와이어 배럴 세그먼트(38)를 와이어의 도전체에 압착하기 위한 와이어 압착 프로파일(170)을 갖는 와이어 압착기(122), 및 와이어 압착기와 절연부 압착기 사이의 이행부 압착기(124)를 포함한다. 이행부 압착기는 와이어 압착 프로파일로부터 절연부 압착 프로파일로 이어지는 혼합형 프로파일(200)을 갖는다. 혼합형 프로파일은 절연 배럴 세그먼트와 와이어 배럴 세그먼트 사이의 압착 배럴의 이행 세그먼트(40)를 압착하기 위해 사용된다.

Description

단자 압착기용 압착 공구{CRIMP TOOLING FOR A TERMINAL CRIMPING MACHINE}
본 명세서에서 설명 및/또는 도시되는 주제는 일반적으로 단자 압착기용 압착 공구에 관한 것이다.
전기 단자는 흔히 와이어의 단부에 종단하는 데에 사용된다. 이러한 전기 단자는 통상적으로 전기 컨택트 및 압착 배럴(crimp barrel)을 포함한다. 압착 배럴은 와이어의 단부를 수용하는 개구부를 포함한다. 압착 배럴은 와이어의 단부 주위에 압착되어 와이어의 하나 이상의 도전체와 단자 사이에 전기 연결을 확립할 뿐만 아니라, 전기 단자를 와이어 단부 상에 기계적으로 보유한다. 와이어 단부 위에 압착되면, 압착 배럴은 와이어의 도전체(들)와 전기 컨택트 사이에 전기 연결을 확립한다.
와이어의 도전체는 흔히 구리로부터 제조된다. 그러나, 구리의 비용이 상승함에 따라, 알루미늄이 대안적인 도전체 물질로서 고려되고 있다. 그러나, 알루미늄은 단점이 없지 않다. 예를 들면, 도전체 물질로서 알루미늄을 사용하는 하나의 단점은 도전체의 외부 표면 상에 형성될 수 있는 산화층이다. 이러한 산화층은 상대적으로 빈약한 전기 도전성을 갖는다. 따라서, 도전체와 전기 단자 사이에 확실한 전기 연결을 확립하기 위해서는 산화층이 기본 물질에 침투되어야 한다.
알루미늄의 다른 단점은 전기화학적 부식이다. 단자 및 이에 압착되는 와이어를 수분에 노출시킬 수 있는 환경 내부에서 많은 전기 단자가 사용된다. 예를 들면, 전기 단자는 흔히 자동차 및 염 수용성 환경(salt-aqueous environment)에서 작동하는 다른 차량 내부에서 사용된다. 수분에 대한 도전체의 노출은 도전체를 부식하게 할 수 있다. 예를 들면, 도전체와 압착 배럴 사이의 압착 인터페이스에 침투하는 수분은 도전체를 전기화학적 부식을 겪게 할 수 있고, 이에 따라 용해시키기 시작할 수 있다. 또한, 많은 도전체의 단부는, 예를 들면 압착 배럴의 단부 내부의 개구부를 통해 그리고/또는 도전체의 단부가 압착 배럴의 단부를 지나서 연장되기 때문에, 전기 단자의 압착 배럴의 단부에서 노출된다. 이러한 도전체의 노출 단부는 전기 단자의 동작 환경 내에서 수분에 대한 노출로부터 부식을 겪게 될 수 있다. 따라서, 부식은 도전체 물질로서 알루미늄을 사용할 때에 문제가 된다. 또한, 전기 단자는 선택적으로 구리계 합금 물질로부터 제조된다. 전기화학 서열에서, 구리 및 알루미늄은 부식 반응에 대하여 높은 구동력을 표시하는, 큰 전기화학적 전위차를 갖는다. 적대적 환경 하에서, 부식 속도는 고속일 수 있다. 따라서, 부식은 알루미늄 도전체를 구리계 전기 단자에 종단시킬 때에 특히 문제가 될 수 있다. 전기화학적 부식을 금지하고자 하는 공지된 시도는 수분에 대한 도전체의 노출을 방지하거나 감소시키는 것을 포함한다. 예를 들면, 노출된 도전체의 전체 길이를 연장시키고 와이어의 단부에서 밀봉부를 형성하는 압착 배럴을 사용하여 와이어를 밀봉하는 시도가 이루어져 왔다.
그러나, 이러한 와이어 배럴을 압착하는 것은 어렵고 특별한 공구가 필요할 수 있다.
상기 문제점의 해결책은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 전기 단자의 압착 배럴을 와이어에 압착하기 위한 압착 공구에 의해 제공된다. 상기 압착 공구는 압착 배럴의 절연 배럴 세그먼트(insulation barrel segment)를 와이어의 절연부에 압착하기 위한 절연부 압착 프로파일을 갖는 절연부 압착기(insulation crimper), 압착 배럴의 와이어 배럴 세그먼트를 와이어의 도전체에 압착하기 위한 와이어 압착 프로파일을 갖는 와이어 압착기(wire crimper), 및 와이어 압착기와 절연부 압착기 사이의 이행부 압착기(transition crimper)를 포함한다. 이행부 압착기는 와이어 압착 프로파일로부터 절연부 압착 프로파일로 이어지는 혼합형 프로파일을 갖는다. 혼합형 프로파일은 절연 배럴 세그먼트와 와이어 배럴 세그먼트 사이의 압착 배럴의 이행 세그먼트를 압착하기 위해 사용된다.
이제 본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
도 1은 전기 단자의 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 단자를 와이어에 압착하는 데에 사용될 수 있는 예시적인 실시예에 따라 형성된 단자 압착기의 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따라 형성된 단자 압착기용 압착 공구의 부분 단면도이다.
도 4는 압착 공구의 절연부 압착기 부분의 배면도이다.
도 5는 압착 공구용 와이어 압착기 및 이행부 압착기를 나타내고 예시적인 실시예에 따라 형성된 압착 공구의 일부분의 배면 사시도이다.
도 6은 와이어 압착기 및 이행부 압착기를 나타내는 압착 공구의 일부분의 배면도이다.
도 7은 전기 단자의 압착 배럴이 와이어 주위에 압착된 후의 전기 단자를 도시하는 전기 단자의 사시도이다.
도 1은 전기 단자(10)의 예시적인 실시예의 사시도이다. 단자(10)는 전기 컨택트 세그먼트(12) 및 이 전기 컨택트 세그먼트(12)의 단부(16)로부터 연장되는 압착 세그먼트(14)를 포함한다. 전기 컨택트 세그먼트(12)는 전기 컨택트(18)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 전기 컨택트(18)는 내부에 합치 컨택트(도시하지 않음)를 수용하도록 구성되는 리셉터클(receptacle)이지만, 대안적인 실시예에서는 임의의 유형의 전기 컨택트, 예를 들어, 한정되지는 않지만, 배럴, 소켓, 스프링 컨택트, 빔 컨택트, 탭, 나사식 또는 다른 유형의 기계적 파스너를 수용하기 위한 개구부를 갖는 구조체 등이 사용될 수 있다.
압착 세그먼트(14)는 압착 배럴(20)을 포함한다. 압착 배럴(20)은 베이스(22) 및 이 베이스(22)로부터 연장되는 대향하는 측벽들(24)을 포함한다. 베이스(22) 및 측벽들(24)은 와이어(28)의 단부(26)를 수용하도록 구성되는 압착 배럴(20)의 개구부(25)를 정의한다. 압착 배럴(20)은 와이어(28)의 단부(26) 주위에 압착되어 와이어(28)를 전기 단자(10)에 기계적으로 그리고 전기적으로 연결하도록 구성된다. 와이어(28)는 임의의 유형의 도전체일 수 있는 도전체(30)를 포함한다. 선택적으로, 도전체(30)는 알루미늄으로부터 제조된다(예를 들면, 그를 포함할 수 있다). 추가적으로 또는 대안적으로, 도전체(30)는 임의의 다른 전기 도전성 물질, 예를 들어, 한정되지는 않지만 구리 등으로부터 제조될 수 있다. 선택적으로, 와이어(28)는 도전체(30)의 길이의 적어도 일부분을 따라 도전체(30) 주위로 연장되는 전기 절연부(31)를 포함한다. 전기 절연부(31)는 와이어(28)의 재킷일 수 있다.
압착 배럴(20)은 컨택트 단부(32)로부터 와이어 단부(34)까지 길이가 연장된다. 컨택트 단부(32)는 전기 컨택트(18)로부터 연장된다. 보다 구체적으로, 컨택트 단부(32)는 전기 컨택트 세그먼트(12)의 단부(16)로부터 연장된다. 와이어 단부(34)는 와이어(28)의 단부에서 노출된 도전체(30)뿐만 아니라 절연부(31)에도 압착되도록 구성된다. 압착 배럴(20)은 전방 밀봉 세그먼트(36), 와이어 배럴 세그먼트(38), 이행 세그먼트(40), 및 절연 배럴 세그먼트(42)를 포함한다. 전방 밀봉 세그먼트(36)는 압착 배럴(20)의 컨택트 단부(32)에 밀봉부를 제공한다. 와이어 배럴 세그먼트(38)는 도전체(30)와 맞물려서 압착 배럴(20)을 도전체(30)에 전기적으로 연결한다. 절연 배럴 세그먼트(42)는 절연부(31)에 후방 밀봉부를 제공하고, 와이어(28)로의 압착 배럴(20)의 연결에 대한 강도를 제공한다. 밀봉재, 예를 들어, 한정되지는 않지만, 그리스, 락커, 겔, 패트(fat) 등이, 압착 배럴(20)이 와이어(28) 주위에 압착되어 도전체(30)를 위한 추가 밀봉부를 제공하기 전에 압착 배럴(20)의 개구부(25) 내부에 선택적으로 제공될 수 있다. 도전체(30)가 알루미늄일 때, 압착 배럴(20)에 의해, 예를 들어 전방 밀봉 세그먼트(36)에 의해 제공된 밀봉부, 절연 배럴 세그먼트(42)에 의한 후방 밀봉부 및 와이어 배럴 세그먼트(38) 및 이행 세그먼트(40)에 의해 도전체(30)를 따라 제공된 밀봉부가 도전체(30)의 산화 및/또는 부식을 감소시킬 수 있다.
도 2는 단자(10)를 와이어(28)(모두 도 1에 나타냄)에 압착하는 데에 사용될 수 있는 단자 압착기(100)의 예시적인 실시예의 사시도이다. 단자 압착기(100)는 압착 공구(102)를 포함하는 임의의 유형의 단자 압착기, 예를 들어, 애플리케이터(applicator), 종단기(terminator), 프레스(press), 리드 메이커(lead maker), 벤치 머신(bench machine), 손 공구(hand tool) 또는 다른 유형의 압착기일 수 있다. 도시된 실시예에서, 단자 압착기(100)는 단자(10)를 와이어(28)에 압착하기 위한 압착 구역으로 공급하기 위한 피더(feeder)(104)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 피더(104)는 전기 작동형 피더(104)이지만, 다른 유형의 피더(104), 예를 들어 유압 피더, 캠 및 링키지 피더 등이 단자 압착기의 유형에 따라 사용될 수 있다.
단자 압착기(100)는 단자(10) 및 와이어(28)를 수용하는 종단 구역 또는 압착 구역(106)을 갖는다. 피더(104)는 단자(10)를 압착 공구(102)에 의해 압착하기 위한 압착 구역(106)으로 공급하도록 위치한다. 동작 동안, 압착 공구(102)는 정지식 앤빌(stationary anvil)(108)을 향해서 단자 압착기(100)의 구동 기구에 의한 압착 스트로크를 통해 구동된다. 구동 기구는 압착 스트로크를 통해 주기적으로 구동되는 램(ram) 또는 다른 기계 구성요소일 수 있다. 압착 스트로크는 전진 또는 하향 구성요소 및 복귀 또는 상향 구성요소 양쪽 모두를 갖는다. 압착 공구(102)는 앤빌(108)을 향해서 안착된 위치(seated position)로 하향 전진되고, 이형된 위치(released position)로 상향 복귀된다.
도 3은 단자(10)가 압착 구역(106) 내에 위치해 있는 앤빌(108)에 대하여 위치한 압착 공구(102)의 부분 단면도이다. 압착 공구(102)는 압착 배럴(20)을 향해서 압착 동작 동안에 구동되어 압착 배럴(20)을 와이어(28)(도 1에 나타냄)에 종단하도록 구성된다. 압착 공구(102)는 절연부 압착기(120), 와이어 압착기(122), 및 절연부 압착기(120)와 와이어 압착기(122) 사이의 이행부 압착기(124)를 포함한다.
절연부 압착기(120)는 압착 배럴(20)의 절연 배럴 세그먼트(42)를 와이어(28)의 절연부(31)(도 1에 나타냄)에 압착하는 데에 사용된다. 와이어 압착기(122)는 압착 배럴(20)의 와이어 배럴 세그먼트(38)를 와이어(28)의 도전체(30)(도 1에 나타냄)에 압착하는 데에 사용된다. 이행부 압착기(124)는 압착 배럴(20)의 이행 세그먼트(40)를 압착하는 데에 사용된다. 예시적인 실시예에서, 도전체(30)가 전기 절연부(31)보다도 작은 직경을 갖기 때문에, 와이어 배럴 세그먼트(38)는 절연 배럴 세그먼트(42)와는 다르게 치수화되어 도전체(30) 및 절연부(31)를 각각 수용한다. 이행 세그먼트(40)는 와이어 배럴 세그먼트(38)와 절연 배럴 세그먼트(42) 사이를 이행한다.
절연부 압착기(120), 와이어 압착기(122) 및 이행부 압착기(124)는 절연 배럴 세그먼트(42), 와이어 배럴 세그먼트(38) 및 이행 세그먼트(40)를 각각 수용하도록 성형된다. 예시적인 실시예에서, 이행부 압착기(124)는 와이어 압착기(122)로부터 절연부 압착기(120)로 이어진다. 이행부 압착기(124)는 와이어 압착기(122)와 절연부 압착기(120) 사이의 원활한 이행을 정의할 수 있다. 절연부 압착기(120), 와이어 압착기(122) 및 이행부 압착기(124)는 압착부의 전체 길이를 따라(예를 들어, 절연 배럴 세그먼트(42), 와이어 배럴 세그먼트(38) 및 이행 세그먼트(40)를 따라) 연속적이거나 밀폐된다.
예시적인 실시예에서, 압착 공구(102)는 함께 결합되거나 고정되는 다수의 부분(piece)을 포함한다. 예를 들면, 도시된 실시예에서, 와이어 압착기(122) 및 이행부 압착기(124)는 공통의 부분으로서 함께 일체로 형성된다. 절연부 압착기(120)는 와이어 압착기(122) 및 이행부 압착기(124)에 결합된 별개의 부분이다. 대안적으로, 이행부 압착기(124)는 와이어 압착기(122)와 반대로 절연부 압착기(120)와 일체로 형성될 수 있다. 다른 대안적인 실시예들에서, 이행부 압착기(124)는 절연부 압착기(120) 및 와이어 압착기(122)와는 별도의 부분일 수 있다.
절연부 압착기(120)는 전방부(130)와 후방부(132) 사이에서 연장된다. 와이어 압착기(122)는 전방부(134)와 후방부(136) 사이에서 연장된다. 이행부 압착기(124)는 전방부(138)와 후방부(140) 사이에서 연장된다. 와이어 압착기(122)는 이행부 압착기(124) 및 절연부 압착기(120)의 전방에 위치한다. 이행부 압착기(124)의 전방부(138)는 와이어 압착기(122)의 후방부(136)에 제공된다. 이행부 압착기(124)의 후방부(140)는 절연부 압착기(120)의 전방부(130)에 제공된다. 절연부 압착기(120)는 이행부 압착기(124)에 대하여 단단하게 밀접하고 있어 전방부(130)가 이행부 압착기(124)의 후방부(140)에 대하여 접경할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 와이어 압착기(122)는 전방부(134)에서 벨 마우스(bell mouth)(142)를 포함한다. 벨 마우스(142)는 와이어 압착기(122) 내로의 리드로서 바깥쪽으로 이행한다.
도 4는 절연부 압착기(120)의 정면도이다. 절연부 압착기(120)는 압착 배럴(20)의 절연 배럴 세그먼트(42)(모두 도 1에 나타냄)를 와이어(28)의 절연부(31)(모두 도 1에 나타냄)에 압착하기 위한 절연부 압착 프로파일(150)을 갖는다. 절연부 압착 프로파일(150)은 절연부 압착기(120) 내에 형성된 내부 표면에 의해 정의된다. 내부 표면은 방전 가공(electric discharge machining: EDM) 또는 와이어 EDM 공정에 의해 형성된다. 내부 표면은 다른 제거 공정, 예를 들어 밀링 또는 그라인딩에 의해, 또는 절연부 압착기(120)의 3D 인쇄 또는 단조(forging)에 의해 형성될 수 있다.
상기 표면은 압착 배럴(20)의 절연 배럴 세그먼트(42)를 수용하는, 절연부 압착 프로파일(150)에 의해 구획되는 수용 공간(152)을 정의한다. 절연 배럴 세그먼트(42)의 측벽들(24)(도 1에 나타냄)이 압착 공정 동안에 절연부 압착 프로파일(150)에 대하여 형성된다. 측벽들(24)은 압착 공정 동안에 위로 절첩(fold over)될 수 있다. 절연부 압착 프로파일(150)은 절연 배럴 세그먼트(42)를 따라 개방 배럴 압착부, 예를 들어 F-압착부(F-crimp)를 형성하도록 성형될 수 있다. 선택적으로, 수용 공간(152)의 용적은 일반적으로 절연부 압착기(120)의 전방부(130)로부터 후방부(132)(도 3에 나타냄)까지 일반적으로 일정한 단면을 가질 수 있다.
절연부 압착기(120)는 절연 배럴 세그먼트(42)의 측벽들(24)을 형성하기 위한 대향하는 도입부(lead-in section)(154, 156)를 포함한다. 도입부(154)는 절연부 압착 프로파일(150)을 따라 가변할 수 있는 폭(158)에 의해 분리된다. 예를 들면, 폭(158)은 도입부(154, 156)의 최상부 근처에서 더 좁을 수 있고, 도입부(154, 156)의 최하부 근처에서 더 넓을 수 있다. 선택적으로, 폭(158)은 전방부(130)로부터 후방부(132)까지 가변할 수 있다.
절연부 압착기(120)는 절연 배럴 세그먼트(42)의 최상부를 형성하기 위해 사용되는 압착 반경부(crimp radius section)(160, 162)를 포함한다. 압착 반경부(160, 162)는 일반적으로 만곡되는 한편, 도입부(154, 156)는 일반적으로 평평하다(곡률을 가질 수 있지만, 압착 반경부(160, 162)보다도 곡률이 작다). 압착 반경부(160)는 도입부(154)로 이행한다. 압착 반경부(162)는 도입부(156)로 이행한다. 도시된 실시예에서, 압착 반경부(160, 162)는 선단(tip)(164)에서 만난다. 압착 반경부(160, 162)는 압착 공정 동안 측벽들(24)을 안쪽으로 절연부(31) 내로 절첩하도록 성형된다. 압착 반경부(160, 162) 각각은 만곡부(166, 168)의 대응하는 반경을 갖는다.
압착 반경부(160)의 만곡부(166)의 반경은 도입부(154)로부터 선단(164)까지 일정할 수 있거나, 또는 대안적으로 도입부(154)로부터 선단(164)까지 가변할 수 있다. 예를 들면, 만곡부(166)의 반경은 최상부 근처에서 더 작고 도입부(154) 및/또는 선단(164) 근처에서 더 클 수 있다. 선택적으로, 압착 반경부(160)의 만곡부(166)의 반경은 절연부 압착기(120)의 전방부(130)로부터 후방부(132)까지 가변할 수 있다.
압착 반경부(162)의 만곡부(168)의 반경은 도입부(156)로부터 선단(164)까지 일정할 수 있거나, 또는 대안적으로 도입부(156)로부터 선단(164)까지 가변할 수 있다. 예를 들면, 만곡부(168)의 반경은 최상부 근처에서 더 작고 도입부(156) 및/또는 선단(164) 근처에서 더 클 수 있다. 선택적으로, 압착 반경부(162)의 만곡부(168)의 반경은 절연부 압착기(120)의 전방부(130)로부터 후방부(132)까지 가변할 수 있다.
도 5는 와이어 압착기(122) 및 이행부 압착기(124)를 나타내는 압착 공구(102)의 일부분의 배면 사시도이다. 도 6은 와이어 압착기(122) 및 이행부 압착기(124)를 나타내는 압착 공구(102)의 일부분의 배면도이다. 도시된 실시예에서, 와이어 압착기(122) 및 이행부 압착기(124)는 한 부분의 본체로서 일체로 형성된다. 이행부 압착기(124)는 와이어 압착기(122)로 이행한다.
와이어 압착기(122)는 압착 배럴(20)의 와이어 배럴 세그먼트(38)(모두 도 1에 나타냄)를 와이어(28)의 도전체(30)(모두 도 1에 나타냄)에 압착하기 위한 와이어 압착 프로파일(170)을 갖는다. 와이어 압착 프로파일(170)은 와이어 압착기(122) 내에 형성된 내부 표면에 의해 정의된다. 내부 표면은 EDM 또는 와이어 EDM 공정에 의해 형성될 수 있다. 내부 표면은 다른 제거 공정, 예를 들어 밀링 또는 그라인딩에 의해, 또는 와이어 압착기(122)의 3D 인쇄 또는 단조에 의해 형성될 수 있다.
상기 표면은 압착 배럴(20)의 와이어 배럴 세그먼트(38)를 수용하는 와이어 압착 프로파일(170)에 의해 구획된 수용 공간(172)을 정의한다. 와이어 배럴 세그먼트(38)의 측벽들(24)(도 1에 나타냄)은 압착 공정 동안에 와이어 압착 프로파일(170)에 대하여 형성된다. 측벽(24)은 압착 공정 동안에 위로 절첩될 수 있다. 와이어 압착 프로파일(170)은 와이어 배럴 세그먼트(38)를 따라 F-압착부를 형성하도록 성형될 수 있다. 선택적으로, 수용 공간(172)의 용적은 와이어 압착기(122)의 전방부(134)로부터 후방부(136)까지 일반적으로 일정한 단면을 가질 수 있다.
와이어 압착기(122)는 와이어 배럴 세그먼트(38)의 측벽들(24)을 형성하기 위한 대향하는 도입부(174, 176)를 포함한다. 도입부(174)는 와이어 압착 프로파일(170)을 따라 가변할 수 있는 폭(178)에 의해 분리된다. 예를 들면, 폭(178)은 도입부(174, 176)의 최상부 근처에서 더 좁을 수 있고 도입부(174, 176)의 최하부 근처에서 더 넓을 수 있다. 선택적으로, 폭(178)은 전방부(134)로부터 후방부(136)까지 가변할 수 있다. 제2 폭(178)은 절연부 압착기(120)(도 4에 나타냄)의 제1 폭(158)(도 4에 나타냄)보다도 좁을 수 있다.
와이어 압착기(122)는 와이어 배럴 세그먼트(38)의 최상부를 형성하기 위해 사용되는 압착 반경부(180, 182)를 포함한다. 압착 반경부(180)는 도입부(174)로 이행한다. 압착 반경부(182)는 도입부(176)로 이행한다. 도시된 실시예에서, 압착 반경부(180, 182)가 선단(184)에서 만난다. 압착 반경부(180, 182)는 압착 공정 동안에 측벽(24)을 안쪽으로 도전체(30) 내로 절첩하도록 성형된다. 압착 반경부(180, 182) 각각은 만곡부(186, 188)의 대응하는 반경을 갖는다.
압착 반경부(180)의 만곡부(186)의 반경은 도입부(174)로부터 선단(184)까지 일정할 수 있거나, 또는 대안적으로 도입부(174)로부터 선단(184)까지 가변할 수 있다. 예를 들면, 만곡부(186)의 반경은 최상부 근처에서 더 작고 도입부(174) 및/또는 선단(184) 근처에서 더 클 수 있다. 선택적으로, 압착 반경부(180)의 만곡부(186)의 반경은 와이어 압착기(122)의 전방부(134)로부터 후방부(136)까지 가변할 수 있다.
압착 반경부(182)의 만곡부(188)의 반경은 도입부(176)로부터 선단(184)까지 일정할 수 있거나, 또는 대안적으로 도입부(176)로부터 선단(184)까지 가변할 수 있다. 예를 들면, 만곡부(188)의 반경은 최상부 근처에서 더 작고 도입부(176) 및/또는 선단(184) 근처에서 더 클 수 있다. 선택적으로, 압착 반경부(182)의 만곡부(188)의 반경은 와이어 압착기(122)의 전방부(134)로부터 후방부(136)까지 가변할 수 있다.
이행부 압착기(124)는 길이방향 축(190)을 따라 와이어 압착기(122)의 후방으로 축방향으로 오프셋된다. 절연부 압착기(120)는 이행부 압착기(124)에 결합되어 절연부 압착기(120)가 길이방향 축(190)을 따라 이행부 압착기(124)의 후방으로 축방향으로 오프셋되도록 구성된다.
이행부 압착기(124)는 압착 배럴(20)의 이행 세그먼트(40)(모두 도 1에 나타냄)를 와이어(28)(도 1에 나타냄)에 압착하기 위한 혼합형 프로파일(200)을 갖는다. 혼합형 프로파일(200)은 와이어 압착 프로파일(170)로 이어지고 절연부 압착 프로파일(150)(도 4에 나타냄)로 이행한다. 혼합형 프로파일(200)은 이행부 압착기(124) 내에 형성된 내부 표면에 의해 정의된다. 내부 표면은 EDM 또는 와이어 EDM 공정에 의해 형성될 수 있다. 내부 표면은 다른 제거 공정, 예를 들어 밀링 또는 그라인딩에 의해, 또는 이행부 압착기(124)의 3D 인쇄 또는 단조에 의해 형성될 수 있다. 내부 표면은 와이어 압착기(122)의 내부 표면으로 이어져서 혼합형 프로파일(200)과 와이어 압착 프로파일(170) 사이의 원활한 이행을 정의한다.
상기 표면은 압착 배럴(20)의 이행 세그먼트(40)를 수용하는 혼합형 프로파일(200)에 의해 구획된 수용 공간(202)을 정의한다. 수용 공간(202)은 와이어 압착기(122)의 수용 공간(172)에 개방된다. 이행 세그먼트(40)의 측벽들(24)은 압착 공정 동안에 혼합형 프로파일에 대하여 형성된다. 측벽들(24)은 압착 공정 동안에 위로 절첩될 수 있다. 혼합형 프로파일(200)은 이행 세그먼트(40)를 따라 F-압착부를 형성하도록 성형될 수 있다. 선택적으로, 수용 공간(202)의 용적은 일반적으로 이행부 압착기(124)의 전방부(138)로부터 후방부(140)로 증가할 수 있다.
이행부 압착기(124)는 이행 세그먼트(40)의 측벽들(24)을 형성하기 위한 대향하는 도입부(204, 206)를 포함한다. 도입부(204)는 혼합형 프로파일(200)을 따라 가변하는 폭(208)에 의해 분리된다. 예를 들면, 폭(208)은 도입부(204, 206)의 최상부 근처에서 더 좁고 도입부(204, 206)의 최하부 근처에서 더 넓다. 폭(208)은 또한 전방부(138)로부터 후방부(140)까지 가변해서 와이어 압착기(122)의 도입부(174, 176)로부터 절연부 압착기(120)의 도입부(154, 156)(모두 도 4에 나타냄)로 이행한다. 절연부 압착기(120)의 폭(158)(도 4에 나타냄)이 와이어 압착기(122)의 폭(178)보다도 넓어서 작은 직경의 도전체(30)에 비해서 더 큰 직경의 절연부(31)를 수용하기 때문에, 이행부 압착기(124)의 폭(208)은 전방부(138)로부터 후방부(140)까지 가변한다. 이행부 압착기(124)는 도입부(174)로부터 도입부(154)로 그리고 도입부(176)로부터 도입부(156)로 원활한 연속 이행을 정의한다.
이행부 압착기(124)는 이행 세그먼트(40)의 최상부를 형성하기 위해 사용되는 압착 반경부(210, 212)를 포함한다. 압착 반경부(210)는 도입부(204)로 이행한다. 압착 반경부(212)는 도입부(206)로 이행한다. 도시된 실시예에서, 압착 반경부(210, 212)는 선단(214)에서 만난다. 압착 반경부(210, 212)는 압착 공정 동안에 측벽(24)을 안쪽으로 와이어(28) 내로 절첩하도록 성형된다. 압착 반경부(210, 212) 각각은 만곡부(216, 218)의 대응하는 반경을 갖는다.
압착 반경부(210)의 만곡부(216)의 반경은 길이방향 축(190)을 따라 취해진 임의의 주어진 단면에서 도입부(204)로부터 선단(214)까지 일정할 수 있다. 대안적으로, 압착 반경부(210)의 만곡부(216)의 반경은 길이방향 축(190)을 따라 취해진 임의의 주어진 단면에서 도입부(204)로부터 선단(214)까지 가변할 수 있다. 예를 들면, 만곡부(216)의 반경은 최상부 근처에서 더 작고 도입부(204) 및/또는 선단(214) 근처에서 더 클 수 있다.
예시적인 실시예에서, 압착 반경부(210)의 만곡부(216)의 반경은 이행부 압착기(124)의 전방부(138)로부터 후방부(140)까지 가변해서 와이어 압착기(122)의 압착 반경부(180)로부터 절연부 압착기(120)의 압착 반경부(160)(도 4에 나타냄)로 이행한다. 절연부 압착기(120)의 만곡부(166)(도 4에 나타냄)의 반경이 와이어 압착기(122)의 만곡부(186)의 반경보다도 커서 작은 직경의 도전체(30)에 비해서 더 큰 직경의 절연부(31)를 수용하기 때문에, 이행부 압착기(124)의 만곡부(216)는 전방부(138)로부터 후방부(140)까지 가변한다. 이행부 압착기(124)는 압착 반경부(160)로부터 압착 반경부(180)로 원활한 연속 이행을 정의한다.
압착 반경부(212)의 만곡부(218)의 반경은 길이방향 축(190)을 따라 취해진 임의의 주어진 단면에서 도입부(206)로부터 선단(214)까지 일정할 수 있다. 대안적으로, 압착 반경부(212)의 만곡부(218)의 반경은 길이방향 축(190)을 따라 취해진 임의의 주어진 단면에서 도입부(206)로부터 선단(214)까지 가변할 수 있다. 예를 들면, 만곡부(218)의 반경은 최상부 근처에서 더 작고 도입부(206) 및/또는 선단(214) 근처에서 더 클 수 있다.
예시적인 실시예에서, 압착 반경부(212)의 만곡부(218)의 반경은 이행부 압착기(124)의 전방부(138)로부터 후방부(140)까지 가변해서 와이어 압착기(122)의 압착 반경부(182)로부터 절연부 압착기(120)의 압착 반경부(162)(도 4에 나타냄)로 이행한다. 절연부 압착기(120)의 만곡부(168)(도 4에 나타냄)의 반경이 와이어 압착기(122)의 만곡부(188)의 반경보다도 더 커서 작은 직경의 도전체(30)에 비해 더 큰 직경의 절연부(31)를 수용하기 때문에, 이행부 압착기(124)의 만곡부(218)의 반경은 전방부(138)로부터 후방부(140)까지 가변한다. 이행부 압착기(124)는 압착 반경부(162)로부터 압착 반경부(182)로 원활한 연속 이행을 정의한다.
도 3으로 돌아가면, 절연부 압착기(120), 와이어 압착기(122) 및 이행부 압착기(124)의 구성이 도시되어 있다. 도 3은 절연부 압착 프로파일(150), 혼합형 프로파일(200) 및 와이어 압착 프로파일(170)이 압착 배럴(20)을 위한 연속적인 압착 프로파일을 정의하는 방법을 나타내고 있다. 혼합형 프로파일(200)은 길이방향 축(190)을 따라 축방향으로 절연부 압착 프로파일(150)로의 원활한 이행부를 갖고, 길이방향 축(190)을 따라 축방향으로 와이어 압착 프로파일(170)로의 원활한 이행부를 갖는다. 선택적으로, 이행부 압착기(124)의 혼합형 프로파일(200)은 절연부 압착기(120) 및 와이어 압착기(122)의 도입부들(156, 176) 사이를 이행하며, 절연부 압착기(120) 및 와이어 압착기(122)의 압착 반경부들(162, 182) 사이를 이행한다. 예를 들면, 이행부 압착기(124)의 도입부(204)는 절연부 압착기(120) 및 와이어 압착기(122)의 도입부들(156, 176) 사이를 이행하고, 이행부 압착기(124)의 압착 반경부(212)는 절연부 압착기(120) 및 와이어 압착기(122)의 압착 반경부(162, 182) 사이를 이행한다.
도 7은 압착 배럴(20)이 와이어(28) 주위에 압착된 후의 전기 단자(10)를 도시하는 전기 단자(10)의 사시도이다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 측벽(24)이 와이어(28) 위로 압착되어 측벽들(24)이 위로 절첩된다. 압착 배럴(20)은 세그먼트들(36, 38, 40, 및 42)을 따라 압착되어, 압착시, 압착 배럴(20)의 길이를 따라 밀봉부가 형성된다. 압착 배럴(20)은 컨택트 단부(32)로부터 와이어 단부(34)까지 연속한다. 이행 세그먼트(40)는, 절연 배럴 세그먼트(42)와 와이어 배럴 세그먼트(38)가 다른 직경을 갖는 경우이더라도, 이러한 세그먼트들(42, 38) 사이를 이행한다. 이행 세그먼트(40)는 와이어(28)의 단부를 완전히 에워싸는 원활한, 연속 압착 배럴(20)을 형성한다.
선택적으로, 압착 배럴(20)이 와이어(28) 주위에 압착된 후에 도전체(들)(30)(도 1에 나타냄)의 어느 부분도 압착 배럴(20)의 컨택트 단부(32)를 지나서 연장되지 않는다. 전방 밀봉 세그먼트(36) 및/또는 밀봉재에서 밀봉 날개(56)에 의해 제공된 밀봉부는, 도전체 단부가 압착 배럴의 컨택트 단부를 지나서 돌출하는 단자들 및/또는 도전체가 압착 배럴의 컨택트 단부 내부의 개구부를 통해 노출되는 단자들에 비해서, 도전체(들)(30)과 수분이 접촉하는 것을 방지하는 것을 용이하게 한다. 이러한 배열은, 전체 압착 배럴(20) 및 와이어 단부 주위로 연장되는 추가 밀봉부 또는 페룰(ferrul)의 필요 없이, 압착 배럴(20)의 밀봉부 배열에 의해 부식 및 산화가 감소되거나 제거되므로, 알루미늄 도전체(30)와 함께 양호하게 작업을 행하게 한다. 압착 배럴(20)이 와이어(28) 주위에 압착된 때, 압착 배럴(20)의 측벽들(24) 및 베이스(22)는 도전체(30)의 단부를 지나서 전기 절연부(31)로부터 와이어(28)의 둘레 주위로 전체적으로 연장되는 연속 인클로저(continuous enclosure)를 정의한다. 즉, 압착 배럴(20)의 측벽들(24) 및 베이스(22)는 압착 배럴(20)의 컨택트 단부(32)로부터 와이어 단부(34)까지 와이어(28)의 둘레 주위로 전체적으로 연장되는 연속 인클로저를 정의한다.
본 명세서에 설명 및/또는 도시된 실시예들은 전기 단자에 의해 종단된 와이어의 하나 이상의 도전체 상에, 전기 단자의 내부 표면 상에, 와이어의 도전체(들)과 전기 단자의 내부 표면 사이의 인터페이스 등에서 전기화학적 부식을 겪게 될 가능성이 적을 수 있는 전기 단자를 제공한다. 본 명세서에 설명된 실시예들은 이러한 전기 단자의 압착 배럴을 와이어 상에 형성하기 위한 압착 공구를 제공한다.
상기 설명은 예시하고자 하는 것이고 한정하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다. 예를 들면, 상술한 실시예들(및/또는 그들의 양태들)은 서로 조합해서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 범주를 이탈하지 않고서 본 발명의 교시들에 특정 상황 또는 재료를 맞추도록 많은 변형예들이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 설명된 치수, 재료들의 유형, 다양한 구성요소의 배향, 및 다양한 구성요소의 수 및 위치는 소정 실시예들의 파라미터들을 정의하고자 하는 것이고, 한정하려고 하는 것이 아니며, 단지 예시적인 실시예들일 뿐이다. 청구범위의 사상 및 범주 내에서 많은 다른 실시예 및 변형예가 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 (10)

  1. 전기 단자(10)의 압착 배럴(20)을 와이어(28)에 압착하기 위한 압착 공구(crimp tooling)(102)로서,
    상기 압착 배럴의 절연 배럴 세그먼트(42)를 상기 와이어의 절연부(31)에 압착하기 위한 절연부 압착 프로파일(150)을 갖는 절연부 압착기(insulation crimper)(120);
    상기 압착 배럴의 와이어 배럴 세그먼트(38)를 상기 와이어의 도전체(30)에 압착하기 위한 와이어 압착 프로파일(170)을 갖는 와이어 압착기(wire crimper)(122); 및
    상기 와이어 압착기와 상기 절연부 압착기 사이의 이행부 압착기(transition crimper)(124)
    를 포함하며,
    상기 이행부 압착기는 상기 와이어 압착 프로파일로부터 상기 절연부 압착 프로파일로 이어지는 혼합형 프로파일(200)을 가지며, 상기 혼합형 프로파일은 상기 절연 배럴 세그먼트와 와이어 배럴 세그먼트 사이에서 상기 압착 배럴의 이행 세그먼트(40)를 압착하기 위한 것인, 압착 공구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연부 압착 프로파일(150), 혼합형 프로파일(200) 및 와이어 압착 프로파일(170)은 상기 압착 배럴(20)을 위한 연속 압착 프로파일을 정의하는, 압착 공구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼합형 프로파일(200)은 상기 절연부 압착 프로파일(150)로의 원활한 이행부를 갖고 상기 와이어 압착 프로파일(170)로의 원활한 이행부를 갖는, 압착 공구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이행부 압착기(124)는 상기 절연부 압착기(120) 및 상기 와이어 압착기(122) 중 적어도 하나와 일체로 형성되는, 압착 공구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연부 압착기는 상기 절연 배럴 세그먼트(42)의 측벽들(24)을 형성하기 위한 대향하는 도입부(lead-in sections)(154-156)를 포함하고 상기 절연 배럴 세그먼트의 최상부를 형성하기 위한 압착 반경부(crimp radius sections)(160, 162)를 포함하며, 상기 도입부는 제1 폭(158)에 의해 분리되고, 상기 압착 반경부는 만곡부(166, 168)의 제1 반경을 가지며, 상기 와이어 압착기(122)는 상기 와이어 배럴 세그먼트(38)의 측벽들을 형성하기 위한 대향하는 도입부(174, 176)를 포함하고 상기 와이어 배럴 세그먼트의 최상부를 형성하기 위한 압착 반경부(180, 182)를 포함하며, 상기 와이어 압착기의 상기 도입부는 상기 제1 폭보다도 좁은 제2 폭(178)에 의해 분리되고, 상기 와이어 압착기의 상기 압착 반경부는 만곡부(186, 188)의 제1 반경보다도 작은 만곡부의 제2 반경을 가지며, 상기 이행부 압착기의 혼합형 프로파일(200)은 상기 절연부 압착기 및 와이어 압착기의 상기 도입부들 사이를 이행하고 상기 절연부 압착기 및 와이어 압착기의 상기 압착 반경부들 사이를 이행하는, 압착 공구.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이행부 압착기(124)는 상기 압착 배럴의 상기 이행 세그먼트의 측벽들(24)을 형성하기 위한 대향하는 도입부(204, 206)를 포함하고 상기 압착 배럴(20)의 상기 이행 세그먼트(40)의 최상부를 형성하기 위한 압착 반경부를 포함하며, 상기 이행부 압착기의 상기 도입부는 상기 절연부 압착기(120)의 도입부(154, 156)와 상기 와이어 압착기의 상기 대응하는 도입부(174, 176) 사이를 이행하고, 상기 이행부 압착기의 상기 압착 반경부(210, 212)는 상기 절연부 압착기의 상기 압착 반경부(160, 162)와 상기 와이어 압착기의 상기 대응하는 압착 반경부(180, 182) 사이를 이행하는, 압착 공구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이행부 압착기(124)의 상기 도입부들 사이의 폭(208)은 상기 도입부(204, 206)를 따라 일정하게 변화하며, 상기 이행부 압착기(124)의 상기 압착 반경부(210, 212)의 만곡부(216, 218)의 반경은 상기 압착 반경부를 따라 일정하게 변화하는, 압착 공구.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 이행부 압착기(124)는 전방부 및 후방부를 가지며, 상기 전방부는 상기 와이어 압착기에 제공되고, 상기 후방부는 상기 절연부 압착기(120)에 제공되며, 상기 이행부 압착기의 상기 도입부는 상기 전방부로부터 상기 후방부로 넓어지고, 상기 이행부 압착기의 상기 압착 반경부(210, 212)의 반경은 상기 전방부로부터 상기 후방부로 증가하는, 압착 공구.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절연부 압착기(120)는 상기 절연 배럴 세그먼트(42) 상에 F-압착부(F-crimp)를 형성하고, 상기 와이어 압착기(122)는 상기 와이어 배럴 세그먼트(38) 상에 F-압착부를 형성하며, 상기 이행부 압착기는 상기 압착 배럴(20)의 상기 이행 세그먼트(40) 상에 F-압착부를 형성하는, 압착 공구.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 절연부 압착기(120)는 상기 압착 배럴의 상기 절연 배럴 세그먼트(42)를 수용하는 절연부 압착 프로파일에 의해 구획된 수용 공간(142)을 포함하고, 상기 와이어 압착기(122)는 상기 압착 배럴의 상기 와이어 배럴 세그먼트(38)를 수용하는 상기 와이어 압착 프로파일(170)에 의해 구획된 수용 공간(172)을 포함하며, 상기 이행부 압착기(124)는 상기 압착 배럴(20)의 상기 이행 세그먼트(40)를 수용하는 혼합형 프로파일(200)에 의해 구획된 수용 공간(202)을 포함하는, 압착 공구.
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