KR20210011032A - 심 셀프 로킹 크림프 - Google Patents

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티이 커넥티버티 인디아 프라이빗 리미티드
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Abstract

와이어들을 연결하기 위한 크림프 단자(10, 100)는 적어도 하나의 크림프 배럴(16, 116)을 포함하고, 크림프 배럴(16, 116)은 적어도 하나의 베이스 및 베이스로부터 연장되는 적어도 2개의 대향 측벽들(4A, 4B)을 포함하고, 제1 측벽(4A)에는 적어도 하나의 셀프-로킹 윙(11, 101, 111)이 제공되고, 제2 측벽(4B)에는 적어도 하나의 셀프-로킹 포켓(14)이 제공되어, 셀프-로킹 윙(11, 101, 111)이 기계적, 비틀림 및 열적 응력들에 대해 높은 견고성의 크림프 연결을 생성하는 셀프-로킹 포켓(14, 104, 114)으로 잠금하도록 구성된다.

Description

심 셀프 로킹 크림프
본 개시내용은 증가된 견고성 및 보다 얇은 스톡(stock) 재료를 갖는 크림프에 관한 것이다.
전자 및 전기 공학에서, 가능한 가장 큰 범위의 전류들, 전압들 및 주파수들 및/또는 데이터 레이트들로 전류들, 전압들 및/또는 전기적 신호들을 송신하는 역할을 하는 많은 수의 전기 기계적 연결들이 알려져 있다. 그러한 연결들은, 열적으로 로딩된 더럽고(dirty), 습한(damp) 그리고/또는 화학적으로 공격적인(aggressive) 조건들 하에, 기계적 콘택, 전력, 전기 신호들 및/또는 데이터의 정확한 송신을 영구적으로 또는 일시적으로 ― 비교적으로 긴 시간 기간 이후에 적용가능한 경우 ― 보장해야 한다. 그에 따라서, 많은 수의 특별히 구성된 전기 기계적 콘택들, 특히, 크림프 콘택들이 알려져 있다.
크림프 연결은 납땜 없는(solderless) 연결이다. 크림핑 연결은 와이어의 단부 상에 단자를 정상적 핀칭(pinching)하는 것에 비해 유리하다. 크림프의 형상 및 가해지는 압력의 양은 연결의 원하는 성능 및 내구성을 획득하기 위해 정확해야 한다. 부적절한 크림프들은 열악한 전기적 연결들로 인해 열을 발생시킬 수 있으며, 제품의 재작업, 스크랩 증가, 및 극단적인 경우들에는, 치명적 고장(catastrophic failure)을 초래할 수 있다.
전기 단자들은 와이어들의 단부들을 마무리(terminate)하기 위해 종종 사용된다. 그러한 전기 단자들은 통상적으로, 전기 콘택 및 크림프 배럴(crimp barrel)을 포함한다. 일부 단자들에서, 크림프 배럴은 내부에 와이어의 단부를 수용(receive)하는 개방 영역을 포함한다. 크림프 배럴은 와이어의 전기 전도체들과 단자 사이의 전기적 연결을 설정할뿐만 아니라 와이어 단부 상의 전기 단자를 기계적으로 홀딩하기 위해 와이어의 단부 주위에 크림핑(crimp)된다. 와이어 단부 상에서 크림핑될 때, 크림프 배럴은 와이어의 전도체들과 전기 콘택 사이의 전기적 그리고 기계적 연결을 설정한다.
영구적인 전기적 연결에 부가하여, 콘택에 의해 크림프 콘택의 전도체 크림프 영역과 케이블 사이에 영구적인 기계적 연결이 또한 생성되어야 한다. 전기 기계적 연결을 위해, 크림프 콘택은 전도체 크림프 영역 및 대부분의 경우 케이블에 대한 절연 크림프 영역을 갖는다. 소형화 및 비용 절감들로 인해, 보다 작고 보다 얇은 콘택들이 제조자들에게 강제되고 있다.
당해 기술 분야에서 알려져 있는 크림프 연결들은, 전기 콘택을 설정할뿐만 아니라, 하나 이상의 개별 와이어들로 구성될 수 있는, 크림핑 베이스와 적어도 하나의 전기 전도체 사이의 기계적인 탄성적 연결을 제공하는 역할을 한다. 크림프 배럴은 통상적으로, U-형상 또는 V-형상의 단면을 가지도록 구부러지거나 또는 평탄한 베이스를 갖는 직사각형 단면들을 갖는 금속판으로 구성된다. U-형상 또는 V-형상의 밑면은 이하에서 크림프 베이스로 지칭된다. U-형상 또는 V-형상의 위쪽으로 향하는 레그들은 일반적으로 크림프 플랭크들로 알려져 있다.
도 1은 종래 기술에서 발견되는 바와 같은 통상적 와이어 배럴 크림프(200)를 도시한다. 그러한 크림프는 기계적 및 비틀림 응력들 동안 견고성이 부족한 문제를 겪는다.
크림프 연결은 앤빌(anvil) 및 크림핑 스탬프로 구성된 크림핑 다이에 의해 생성된다. 크림핑을 위해, 크림핑 베이스는 앤빌의 중앙에 포지셔닝되고, 전기 전도체는 크림핑 배럴 상의 크림핑 레그들 사이에 배치된다. 후속적으로, 크림핑 스탬프가, 앤빌 상으로 내려가, 전기 전도체 주위에 크림프 플랭크들을 구부려서, 그것을 타이트하게(tightly) 압축하고 크림핑 배럴과 함께 힘-로킹(force-locking) 방식으로 고정시킨다. 크림프 베이스로부터 크림프 측벽들로의 전환(transition) 영역에서, 소위 크림핑 루트들(crimping roots)뿐만아니라, 크림프 측벽들에서 측방향으로, 높은 굽힘 응력들의 구역들이 크림프 배럴에 형성된다.
크림프 배럴과 전기 전도체 사이의 힘 연결은, 로킹 엘리먼트들을 생성하기 위한, 전도체를 마주보는 크림프 배럴의 내측 상에 부가적 폼-피팅(form-fitting) 엘리먼트들, 예컨대, 리세스들(recesses) 또는 오목부들(depressions)을 제공함으로써 개선될 수 있으며, 여기서, 변위된 전도체 재료는 압축 동안 리세스들에 침투할 수 있다.
크림핑 연결의 가압된 구역들(pressed zones)은 보다 양호한 전기적 특성들을 갖는다. 덜 강하게(less heavily) 가압된 영역들은 보다 높은 기계적 안정성을 갖는다.
크림핑 배럴 및 전기 전도체는 크림핑 다이의 스텝들(steps) 또는 돌출부들(projections)에 의해 국부적으로 강화될 수 있다.
미국 특허 번호 제 5,901,439호는, 크림핑 다이가 폐쇄될 때 앤빌의 작업 표면의 개구를 통해 부가적 펀치를 공급함으로써 압축이 국부적으로 증가될 수 있는 방법을 개시한다.
특허 출원 DE 10 2006 045 567 A1은 롤-인 지오메트리(roll-in geometry)에서 연속적 오프셋을 갖는 크림프 툴에 의해 형성된 F-크림프 상의 엇갈린 심(staggered seam)을 설명한다. 이러한 크림프 연결에서, 보다 얇은 판금을 갖는 크림프는 아래에서 언급된 문제들을 제시한다.
크림프 연결이 기계적 응력을 받으면, 크림핑 플랭크들은 크림핑 루트들 및 높은 굽힘 응력들의 다른 구역들을 따라 갑자기 튀어오를 수 있다(spring up). 크림핑 베이스가 크림프 측벽들의 단부들에서 세로 심을 따라 개방될 위험이 존재한다. 응력의 유형에 따라, 크림프 측벽들의 단부들은 또한 서로에 대해 축방향으로 이동할 수 있다. 더욱이, 종래 기술에서의 크림핑력들(crimping forces)의 감소는 전기 전도체의 개별 와이어들이 서로에 대해 이동할 수 있다는 점에서 유리하다. 이들이 세로 방향으로 변위될 때, 크림핑된 연결의 힘은 결과적 자유 공간들에 의해 감소된다. 자유 공간들은 크림핑된 연결에 외부 재료가 침투할 가능성을 제공한다. 그런 다음, 외부 에이전트들에 의해 야기된, 전기 전도체 및 크림핑 배럴의 부식에 의해 크림핑력들이 추가로 약해진다.
크림핑력의 손실의 경우, 크림핑 연결의 원하는 기계적 안정성이 더 이상 유지될 수 없다. 종래의 크림프들을 이용하여, 연결 라인 또는 전기 전도체 상에서의 이동들의 경우, 크림프 연결의 다른 단부에서의 전기 전도체의 개별 와이어들의 이동이 관측될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이것은, 크림프 배럴 및 전기 전도체뿐만 아니라 전기 전도체의 개별 와이어들 모두가 충분히 안전한 방식으로 더 이상 고정되지 않는다는 것을 표시한다. 그에 따라서, 개별 경우에서, 크림프 배럴과 전기 전도체 사이의 증가된 전기적 전환 저항들이 발생할 수 있다.
크림프, 특히 F-크림프의 기계적 그리고 전기적 견고성을 달성하기 위해, 크림프 배럴은 충분한 스톡 두께의 판금(와이어 크기와 관련됨)을 가져야 한다. 특히 대형 와이어들의 경우, 이러한 최소 배럴 스톡 두께는 판금으로 전기 단자를 제조하기 위한 스탬핑 프로세스에서 절단 또는 구부림의 적합성이 떨어지고, 크림프 프로세스에 필요한 높은 힘, 및 높은 재료 비용과 같은 단점들을 생성한다. 위의 문제들을 해결하기 위해, 종래 기술의 크림프들은 얇은 스톡을 사용한다.
그러나, 매우 얇은 스톡을 사용할 때, 크림프는 롤-인의 심에서 기계적 그리고 전기적 성능에 있어서 실패하기 시작한다는 것이 밝혀졌다. 많은 수의 와이어들을 안전하게 전기적으로 연결하는 것을 가능하게 하는 단자 디바이스 및 견고함과 동시에 비용 효율적인 단자 디바이스를 제공할 필요가 있다.
본 개시내용의 목적은 얇은 스톡 F-크림프 배럴(F-Crimp barrel)에 대해 개선된 견고성을 갖는 크림프 연결을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 독립항들의 청구 대상에 의해 해결된다. 본 발명의 유리한 실시예들은 종속항들의 청구 대상이다.
본 발명은 더 얇은 스톡 두께로 크림프 견고성을 증가시키기 위해 크림프의 심의 상호잠금(interlock)을 제공하는 아이디어에 기초한다.
폼-로킹 엘리먼트들 또는 강화된 크림핑 연결 엘리먼트들을 제공하기 위한, 당해 기술 분야에서 알려져 있는 조치들(measures)은, 크림프 배럴이 편향되는 것뿐만 아니라, 전기 전도체의 개별 와이어들의 상대적 이동, 및 크림핑력들의 결과적 손실들을 방지할 수 없다.
비-제한적 그리고 예시적 실시예들 중 하나는 전술된 문제들을 해결할 수 있는 엇갈린 심을 포함하는 크림핑 연결을 제공한다.
일반적 양상 중 하나에서, 적어도 하나의 크림프 배럴을 포함하는 와이어들을 연결하기 위한 크림프가 제공되며, 여기서 크림프 배럴은 적어도 하나의 베이스 및 베이스로부터 연장되는 적어도 2개의 대향 측벽들을 포함하고, 여기서 제1 측벽에는 적어도 하나의 셀프-로킹 윙(wing)이 제공되고, 제2 측벽에는 적어도 하나의 셀프-로킹 포켓(pocket)이 제공되어, 제1 측벽의 셀프-로킹 윙은 제2 측벽의 셀프-로킹 포켓과 함께 잠금하도록 구성된다.
유리하게, 셀프-로킹 포켓에는 전방 엔트리 가이드(entry guide) 및 후방 엔트리 가이드가 제공된다.
유리하게, 셀프-로킹 윙에는 엔트리 챔버(entry chamber)가 제공된다.
유리하게, 제1 벽에는 제2 셀프-로킹 포켓이 제공되고, 제2 벽에는 제2 셀프-로킹 윙이 제공된다.
유리하게, 셀프-로킹 윙 및 셀프-로킹 포켓은 크림프의 베이스까지 연장된다.
유리하게, 크림프 배럴은 F-크림프 와이어 배럴이다.
추가로, 와이어들 주위에 크림프 배럴의 베이스를 구부리는 단계를 포함하는 와이어들을 연결하기 위한 크림프를 생성하기 위한 크림퍼(crimper)가 제공되며, 여기서 크림프 배럴은 적어도 하나의 베이스 및 베이스로부터 연장되는 적어도 2개의 대향 측벽들을 포함하고, 여기서 제1 측벽에는 적어도 하나의 셀프-로킹 윙이 제공되고, 제2 측벽에는 적어도 하나의 셀프-로킹 포켓이 제공되어, 제1 측벽의 셀프-로킹 윙은 제2 측벽의 셀프-로킹 포켓과 함께 잠금하도록 구성된다.
유리하게, 위의 방법의 셀프-로킹 포켓에는 전방 엔트리 가이드 및 후방 엔트리 가이드가 제공된다
유리하게, 위의 방법의 셀프-로킹 윙에는 엔트리 챔버가 제공된다.
유리하게, 위의 방법에서, 제1 벽에는 제2 셀프-로킹 포켓이 제공되고, 제2 벽에는 제2 셀프-로킹 윙이 제공된다.
유리하게, 위의 방법에서 사용되는 크림프 배럴은 F-크림프 와이어 배럴이다.
유리하게, 프로파일이 크림프 배럴의 벽들의 전방 부분 및 후방 부분 둘 다와 함께 크림핑 동안 작동가능하게 정렬되도록 크림프를 크림핑하기 위한 프로파일을 갖는 크림프 툴링(tooling) 부재를 포함하는 크림핑 디바이스가 제공된다.
유리하게, 프로파일이 크림프 배럴의 벽들의 전방 부분, 중간 부분 및 후방 부분과 함께 크림핑 동안 작동가능하게 정렬되도록 크림프를 크림핑하기 위한 프로파일을 갖는 크림프 툴링 부재를 포함하는 크림핑 디바이스가 제공된다.
개시된 실시예들의 부가적 이익들 및 이점들은 명세서 및 도면들로부터 명백해질 것이다. 이익들 및/또는 이점들은 명세서 및 도면들의 다양한 실시예들 및 특징들에 의해 개별적으로 획득될 수 있으며, 이들 모두가 그러한 이익들 및/또는 이점들 중 하나 이상을 획득하기 위해 제공될 필요는 없다.
본 발명은 실시예들 및 첨부 도면들을 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명된다. 동일한, 단일한 또는 유사한 구조 및/또는 기능을 갖는 엘리먼트들 또는 컴포넌트들은 동일한 참조 번호들로 도면들의 다양한 도면들에서 지칭된다. 도면들의 상세한 도면들에서:
도 1은 종래의 와이어 크림프 배럴의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용에 따른 심 셀프-로킹 크림프의 실시예의 개략적 사시도이다.
도 3은 본 개시내용에 따른 심 셀프-로킹 크림프의 상면도 및 저면도의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용에 따른 크림프 연결의 다른 실시예에 따른 크림프 연결의 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 방법에 따른 크림핑 도구에 사용되는 크림퍼의 개략도이다.
본 개시내용의 실시예들의 설명에 앞서, 본 개시내용의 기초를 형성하는 기본 지식이 설명된다. 위의 고려사항에 기반하여, 발명자들은 본 개시내용의 다음의 양상들을 구상하였다.
본 개시내용의 보다 구체적인 실시예들이 아래에서 설명된다. 그러나, 과도하게 상세한 설명은 생략될 수 있다는 점이 주목된다. 예컨대, 이미 잘-알려져 있는 대상의 상세한 설명 및 실질적으로 동일한 컴포넌트들의 반복적 설명이 생략될 수 있다. 이것은, 다음의 설명의 불필요한 중복들을 회피하고 당업자들의 이해를 용이하게 하도록 의도된다. 발명자들은 당업자들이 본 개시내용을 충분히 이해할 수 있도록 첨부된 도면들 및 다음의 설명을 제공한다는 점, 및 첨부된 도면들 및 다음의 설명이 청구항들에서 인용되는 청구 대상들을 제한하도록 의도되는 것은 아니라는 점이 주목되어야 한다. 다음의 설명에서, 동일한 또는 유사한 구성 엘리먼트들에는 동일한 참조 번호들이 주어진다.
본 개시내용의 일반적 아이디어에 따르면, 적어도 하나의 크림프 배럴을 포함하는 와이어들을 연결하기 위한 크림프가 제공되며, 크림프 배럴은 적어도 하나의 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 적어도 2개의 대향 측벽들을 포함한다. 제1 측벽에는 적어도 하나의 셀프-로킹 윙이 제공되고, 제2 측벽에는 적어도 하나의 셀프-로킹 포켓이 제공되어, 제1 측벽의 셀프-로킹 윙은 제2 측벽의 셀프-로킹 포켓과 함께 잠금하도록 구성된다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 심 셀프-로킹 크림프(10)의 개략적 표현도를 도시한다. 제1 측벽(4A)에는 셀프-로킹 윙(11) 및 엔트리 챔버(12)가 제공된다. 제2 측벽(4B)에는 셀프-로킹 포켓(14) 및 전방 엔트리 가이드(13), 및 후방 엔트리 가이드(15)가 제공된다. 심 셀프-로킹 크림프(10)에서, 셀프-로킹 윙(11)은 셀프-로킹 포켓(14)과 상호잠금되며, 이는 결국 기계적 및 비틀림 응력들에 대해 더 큰 기계적 견고성 및 전기적 견고성을 제공한다.
심 셀프-로킹 크림프(10)의 형성 동안 압축 및 축방향 신장(axial elongation)으로 인해, 셀프-로킹 윙(11) 및 셀프-로킹 포켓(14)의 가장자리들이 서로 압착되고, 이는 심의 추가적 클린치 연결을 생성하여, 추가적 견고성을 제공한다.
도 3a는 본 개시내용에 따른 심 셀프-로킹 크림프(10)의 평탄한 상면도이다. 셀-로킹 윙 및 셀프-로킹 포켓의 다양한 치수들은 특정 사용 사례에 적합하게 적응될 수 있다.
도 3b는 크림프가 구부러지기 이전의 개개의 저면도를 도시한다.
선택적으로, 크림프 배럴의 내부 표면들은 전기 전도체들(30) 상에 구축된 산화물 및/또는 다른 표면 재료(이를테면, 잔류 와이어 압출 가공 향상 재료들(residual wire extrusion enhancement materials) 등(그러나 이에 제한되지 않음)) 층을 관통하기 위한 하나 이상의 톱니들(44)을 포함할 수 있다. 내부 표면들은 각각 크림프 배럴의 "금속 표면"으로 본원에서 지칭될 수 있다.
도 4는 본 개시내용에 따른 크림프 연결의 다른 실시예에 따른 심 셀프-로킹 크림프(100)의 개략도이다. 이 실시예에서, 제1 측벽에는 셀프-로킹 윙(101) 및 셀프-로킹 포켓(101)이 제공되고, 대향 측벽들에는 또한, 셀프-로킹 윙(111) 및 셀프-로킹 포켓(114)이 제공된다. 추가로, 사용 사례에 따라, 셀프-로킹 윙들 및 셀프-로킹 포켓의 상이한 조합들이 본 실시예에서 실현될 수 있다. 그러한 추가적 셀프-로킹 윙들 및 셀프-로킹 포켓들은 응력에 대한 심 셀프-로킹 크림프의 탄력성을 향상시키기 위해 추가 견고성을 제공한다.
전기 전도성 와이어에 콘택하기 위해, 크림프는, 예컨대, 비-절연 와이어에 부착된다. 전기 절연 층은 전도체 단부들을 노출시키기 위해 전기 전도체들의 단부들의 적어도 일부분으로부터 제거될 수 있다. 일부 대안적인 실시예들에서, 전기 콘택은 다른 전기 와이어를 단자에 기계적으로 그리고 전기적으로 연결시키기 위해 다른 전기 와이어(도시되지 않음)의 단부 주위에 크림핑되도록 구성된 다른 크림프 배럴(16)이다.
따라서, 일부 대안적인 실시예들에서, 단자는 전기 와이어를 다른 전기 와이어에 전기적으로 연결하도록 구성된다. 다시 말해서, 일부 대안적인 실시예들에서, 단자는 전기 와이어를 다른 와이어로 스플라이스(splice)하기 위해 사용될 수 있다.
위의 실시예들의 크림프 세그먼트는 크림핑 디바이스 또는 크림퍼를 사용하여 전기적 그리고 기계적 연결들을 실현하기 위해 사용된다. 크림핑 디바이스는 크림핑 세그먼트를 와이어로 크림핑한다. 일 실시예에서, 전기 와이어는 크림프 배럴에 수용되는 전기 전도체들을 갖는다. 예컨대, 와이어의 단부 세그먼트는 크림프 배럴로 로딩되는 전도체들을 노출시킨다. 크림핑 작동 동안, 배럴은 크림프 세그먼트와 전기 와이어 사이의 기계적 그리고 전기적 연결을 형성하는 전도체들 주위에 크림핑된다.
도 5는 본 개시내용의 방법에 따른 크림핑 도구에 사용되는 크림핑 디바이스("크림퍼"로 또한 알려져 있음)의 개략도이다. 크림핑이 시작될 때, 셀프-로킹 윙은 셀프-로킹 포켓 내부로 진입하여 와이어 스트랜드들(wire strands)과 크림핑된다. 크림퍼의 홈(51)은 심 셀프-로킹을 생성하기 위한 셀프-로킹 윙의 용이한 흐름을 허용한다.
크림핑 작동은, 전도체들을 기계적으로 홀딩하고 전도체들과 크림프 세그먼트(10, 100) 사이의 맞물림을 제공하기 위해 크림프 세그먼트(10, 100)를 형성하는 것을 수반한다. 단자의 형성은, 개방 단자(예컨대, "F" 유형 크림프)에서와 같이 와이어 전도체들 주위에 아암들(arms) 또는 탭들을 구부리는 것, 또는 폐쇄 단자(예컨대, "O" 유형 크림프)에서와 같이 와이어 전도체들 주위에 폐쇄 배럴을 압축하는 것을 포함할 수 있다. 단자가 크림핑 작용 동안 와이어들 주위에 형성되므로, 단자 및/또는 단자 내의 전도체들의 금속이 압출 가공(extrude)될 수 있다. 단자와 전기적 와이어 사이의 안전한 기계적 연결 및 양호한 품질의 전기적 연결을 제공하는 것이 바람직하다. 본원에서 개시된 바와 같은 크림프 툴링의 실시예들을 사용하는 것은 금속(들)의 압출 가공으로 인해 크림핑 작동 동안 형성되는 단자 상에 형성된 피처를 생성한다. 이러한 툴링으로, 형성된 피처는 다양한 단자 형상들 및 설계들을 갖는 다양한 유형들의 단자들 상에 형성될 수 있다.
크림핑 디바이스(50)에는 크림프를 크림핑하기 위한 프로파일을 갖는 크림핑 툴링 부재(51)가 제공된다. 크림핑 동안, 프로파일은, 도 2 및 도 3a 및 도 3b의 실시예에 도시된 바와 같이, 크림프 배럴의 벽들의 전방 부분(54b, 55b) 및 후방 부분(54a, 55a)과 작동가능하게 정렬된다.
대안적 실시예에서, 크림핑 툴링 부재는, 크림핑 동안 크림핑 프로파일이, 도 4의 실시예에 도시된 바와 같이 동일한 벽 상에 셀프-로킹 윙 및 셀프-로킹 포켓을 갖는 크림프 배럴의 측벽들의 전방 부분(54'b, 55'b), 중간 부분(56'a, 56'b) 및 후방 부분(54'a, 55'a)과 작동가능하게 정렬되게 하는 그러한 부재이다.
본 발명의 바람직한 실시예들에 따라, 측벽들의 길이는, 측벽들이 엇갈린 심을 형성하도록 맞물릴 때 측벽들의 단부들이 크림프의 내부 표면에 충돌하지 않게 할 정도이다.
크림핑 디바이스(50)는 앤빌(도면에 도시되지 않음) 및 크림프 툴링 부재(51)를 포함할 수 있다. 앤빌은 그 위에 크림프 세그먼트를 수용하는 상부 표면을 갖는다. 와이어의 전기 전도체들은 앤빌 상의 크림프 배럴에 수용된다. 크림핑 툴링 부재(51)는 형성 프로파일이 크림프 세그먼트와 맞물릴 때 전도체들 주위에 배럴을 형성하거나 또는 크림핑하도록 선택적으로 형상화되는 형성 프로파일을 포함한다. 형성 프로파일은 크림핑 세그먼트 및 와이어가 크림핑 작동 동안 수용되는 크림프 구역의 일부를 정의한다. 단자가 크림프 툴링 부재와 앤빌 사이의 와이어에 크림핑될 때, 앤빌의 상부 표면은 또한 크림프 구역의 일부를 정의한다.
크림프 툴링 부재(51)는 도 5에 도시된 바와 같은 방향(53)으로 크림프 스트로크를 따라 앤빌을 향해 그리고 앤빌로부터 멀어지게 이동가능하다. 크림프 스트로크는 앤빌로부터 멀어지는 상향 컴포넌트 및 앤빌을 향하는 하향 컴포넌트를 갖는다. 크림프 툴링 부재는 크림프 축(52)을 따라 양방향으로 즉, 앤빌을 향해 그리고 앤빌로부터 멀어지게 이동한다. 크림프 툴링 부재가 앤빌을 향해 이동함에 따라, 크림프 툴링 부재는 크림프 스트로크의 하향 컴포넌트 동안 전기 전도체들 주위에 단자를 형성한다. 도시되지는 않았지만, 크림프 툴링 부재는 크림프 스트로크를 따라 크림프 툴링 부재의 이동을 추진시키는 기계적 액추에이터에 커플링될 수 있다. 예컨대, 크림프 툴링 부재는 어플리케이터 또는 리드-메이커 기계의 이동가능한 램(ram)에 커플링될 수 있다. 또한, 어플리케이터 또는 리드-메이커 기계는 또한 크림핑 디바이스의 앤빌 및 베이스 지지부를 포함하거나 또는 이들에 커플링될 수 있다.
크림핑 작동 동안, 크림프 세그먼트(10, 100)는 앤빌의 상부 표면 상에 로딩된다. 와이어는 전기 전도체들이 크림프 배럴의 2개의 측벽들 사이의 크림프 배럴(16)에 수용되도록 크림프 구역을 향해 로딩 방향으로 이동된다. 크림프 툴링 부재가 앤빌을 향해 이동함에 따라, 형성 프로파일은 크림프 배럴 위로 내려가고, 전기 전도체들 주위에 벽들을 구부리거나 또는 형성하도록 측벽들과 맞물린다. 보다 구체적으로, 크림핑 툴링 부재(51)가 하향으로 이동함에 따라, 형성 프로파일의 상부-형성 표면 및 측면 탭들은 점진적으로 전기 전도체들의 상부 위로 측벽들을 구부린다.
셀프-로킹 윙(11)은 크림프의 셀프-로킹 포켓(14)과 맞물리도록 구성된다. 크림프 스트로크 동안 크림프 툴링 부재의 최저 포지션(또는 베이스 지지부에 가장 근접한 포지션)인, 크림프 툴링 부재의 하부 데드 포지션(bottom dead position)에서, 형성 프로파일의 일부는 앤빌의 상부 표면을 넘어 연장될 수 있다. 크림프 세그먼트는 형성 프로파일과 앤빌 사이에 압축되며, 이는, 크림프 배럴의 측벽들로 하여금, 와이어의 전기 전도체들과 기계적으로 맞물리게 하고 그리고 와이어의 전기 전도체들에 전기적으로 연결하게 한다. 높은 압축력들은 측벽들과 전도체들 사이에 금속-대-금속 본드들(bonds)을 야기한다. 본원에서 설명된 하나 이상의 실시예들은, 크림프 배럴의 측벽들이 서로 맞물릴 때 본원에서 설명된 바와 같은 심 셀프-로킹 작동 동안 형성되게 하는 그러한 형성 프로파일에 관한 것이다.
추가로, 외부 힘들 하에서의 크림프 연결의 역학 및 거동이 설명될 것이다.
크림프 연결에서 영구적 콘택을 설정 및 유지하기 위한 2개의 메커니즘들, 즉, 냉간 용접 및 적절한 잔류력 분배의 발생이 존재한다. 둘 모두의 메커니즘은 영구적 연결의 생성에 기여하고 서로 독립적이다. 크림핑 동안, 2개의 금속 표면들은 슬라이딩 또는 와이핑 작동들에 가해지는 힘을 받아, 따라서, 냉간 용접으로 또한 알려져 있는 열을 가하지 않는 형태로 금속들을 용접한다. 적절한 잔류력 분배 하에서, 콘택 인터페이스는 양의 힘(positive force)을 받을 것이다. 크림핑 동안, 잔류력들은 크림프 툴링이 제거될 때 전도체와 크림프 배럴 사이에서 발생되며, 이는 상이한 탄성 복원을 나타낸다.
전기 전도체가 크림프 배럴보다 더 많이 스프링 백하는 경향이 있을 때, 배럴은 콘택 인터페이스의 무결성을 유지하는 전도체에 대해 압축력을 가한다. 크림핑된 연결의 전기적 그리고 기계적 성능은 전도체들 및 크림프 배럴의 제어된 변형으로부터 발생하며, 이는 전도체들 사이의 그리고 전도체들과 크림프 배럴 사이의 미세 냉간 용접 접합들을 발생시킨다. 이러한 접합들은 크림핑된 연결 내의 적절한 잔여 응력 분배에 의해 유지되며, 이는 잔류력들을 유도하며, 이는 결국 접합들의 안정성을 유지한다.
크림프 연결에 대한 외부 힘(예컨대, 인장력)이 가해지는 동안, 크림프 플랭크들 사이의 상호잠금은 오정렬될 수 있으며, 따라서, 열악한 크림프 연결을 초래한다. 따라서, 본 개시내용의 심 셀프-로킹 크림프 연결의 실시예들에서 셀프-로킹 윙 및 셀프-로킹 포켓과의 크림프 연결들이 제공된다.
그러한 테이퍼링된 엠보싱 영역들은 크림프 플랭크들 내부 또는 외부 둘 모두에서 제공될 수 있으며, 그에 의해 크림프 플랭크의 외부 표면의 측방향으로 법선 벡터와 동일하지 않은 각도로 인장력이 가해졌을 때에도 상호잠금이 유지되도록 보장한다.
본 개시내용은 그 예시적 실시예들을 참조하여 특별히 도시 및 설명되었지만, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 개시내용의 의도로부터 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항들에 있어서의 다양한 변경들이 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에 의해 이해될 것이다. 예시적 실시예들은 제한이 목적이 아닌 단지 설명적 의미로만 고려되어야 한다. 그에 따라서, 본 개시내용의 범위는 본 발명의 위의 설명이 아니라 첨부된 청구항들에 의해 정의되고, 그 범위 내의 모든 차이들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석될 것이다.
Figure pct00001

Claims (13)

  1. 와이어들을 연결하기 위한 크림프(10, 100)로서,
    적어도 하나의 크림프 배럴(crimp barrel)을 포함하고,
    상기 크림프 배럴은 적어도 하나의 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 적어도 2개의 대향 측벽들(4A, 4B)을 포함하고,
    상기 제1 측벽(4A)에는 적어도 하나의 셀프-로킹(self-locking)(11, 101) 윙(wing)이 제공되고, 상기 제2 측벽(4B)에는 적어도 하나의 셀프-로킹 포켓(pocket)이 제공되어, 상기 제1 측벽의 셀프-로킹 윙은 상기 제2 측벽의 셀프-로킹 포켓과 함께 잠금하도록 구성되는,
    와이어들을 연결하기 위한 크림프(10, 100).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 셀프-로킹(14, 104) 포켓에는 전방 엔트리 가이드(13) 및 후방 엔트리 가이드(15)가 제공되는,
    와이어들을 연결하기 위한 크림프(10, 100).
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 셀프-로킹(11, 101) 윙에는 엔트리 챔버가 제공되는,
    와이어들을 연결하기 위한 크림프(10, 100).
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 측벽에는 제2 셀프-로킹 포켓이 제공되고, 상기 제2 측벽에는 제2 셀프-로킹 윙이 제공되는,
    와이어들을 연결하기 위한 크림프(10, 100).
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 셀프-로킹 윙 및 상기 셀프-로킹 포켓은 상기 크림프의 베이스까지 연장되는,
    와이어들을 연결하기 위한 크림프(10, 100).
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크림프 배럴은 F-크림프 와이어 배럴인,
    와이어들을 연결하기 위한 크림프(10, 100).
  7. 와이어들을 연결하기 위한 크림프를 생성하기 위한 방법으로서,
    와이어들 주위에 크림프 배럴의 베이스를 구부리는 단계를 포함하고,
    상기 크림프 배럴은 적어도 하나의 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 적어도 2개의 대향 측벽들을 포함하고,
    상기 제1 측벽에는 적어도 하나의 셀프-로킹 윙이 제공되고, 상기 제2 측벽에는 적어도 하나의 셀프-로킹 포켓이 제공되어, 상기 제1 측벽의 셀프-로킹 윙은 상기 제2 측벽의 셀프-로킹 포켓과 함께 잠금하도록 구성되는,
    와이어들을 연결하기 위한 크림프를 생성하기 위한 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 셀프-로킹 포켓에는 전방 엔트리 가이드 및 후방 엔트리 가이드가 제공되는,
    와이어들을 연결하기 위한 크림프를 생성하기 위한 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 셀프-로킹 윙에는 엔트리 챔버가 제공되는,
    와이어들을 연결하기 위한 크림프를 생성하기 위한 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 측벽에는 제2 셀프-로킹 포켓이 제공되고,
    상기 제2 측벽에는 제2 셀프-로킹 윙이 제공되는, 와이어들을 연결하기 위한 크림프를 생성하기 위한 방법.
  11. 제7 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크림프 배럴은 F-크림프 와이어 배럴인,
    와이어들을 연결하기 위한 크림프를 생성하기 위한 방법.
  12. 크림핑 디바이스(50)로서,
    크림핑 디바이스(50)는 크림프 툴링 부재(51)를 포함하고,
    상기 크림프 툴링 부재(51)는 프로파일이 크림프 배럴의 벽들의 전방 부분(54b, 55b) 및 후방 부분(54a, 55a)과 함께 크림핑 동안 작동가능하게 정렬되도록 제1 항의 크림프를 크림핑하기 위한 프로파일을 갖는,
    크림핑 디바이스(50).
  13. 크림핑 디바이스(50)로서,
    크림핑 디바이스(50)는 크림프 툴링 부재(51)를 포함하고,
    상기 크림프 툴링 부재(51)는 프로파일이 크림프 배럴의 벽들의 전방 부분(54'b, 55'b), 중간 부분(56'a, 56'a), 및 후방 부분(54'a, 55'a)과 함께 크림핑 동안 작동가능하게 정렬되도록 제1 항의 크림프를 크림핑하기 위한 프로파일을 갖는,
    크림핑 디바이스(50).
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