KR20170143146A - 편조선 적용 대전류 단자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 배터리로부터 전기를 인출하는 대전류 단자에서, 편조선이 적용된 케이블이 연결되는 기존 대전류 단자의 압착 형상 및 세레이션은 변경하고 기존 설비와 공법은 그대로 사용할 수 있도록 함으로써 추가적인 비용 발생 없이 제품의 경량화, 원가절감 및 품질 향상을 달성할 수 있도록 한, 편조선 적용 대전류 단자에 관한 것으로서,
대전류가 통전되고 중앙에 구멍이 형성된 단자 몸체(11)와; 케이블(20)의 피복이 벗겨진 편조선 형태의 심선(25)을 가압하여 고정되도록 상기 단자 몸체의 후방에 연결되는 코어 배럴(12);을 포함하고, 상기 코어 배럴(12)은 U 형상으로 형성되어 압착시 상기 케이블(20)의 심선(25)을 감싼 후 양단이 심선(25)의 위쪽에서 서로 접촉되어 폐곡선을 형성하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

편조선 적용 대전류 단자{High Current Terminal for Braided Wire}

본 발명은 자동차의 배터리로부터 전기를 인출하는 대전류 단자에 관한 것으로서, 특히 편조선이 적용된 케이블이 연결되는 기존 대전류 단자의 압착 형상 및 세레이션은 변경하고 기존 설비와 공법은 그대로 사용할 수 있도록 함으로써 추가적인 비용 발생 없이 제품의 경량화, 원가절감 및 품질 향상을 달성할 수 있도록 한, 편조선 적용 대전류 단자에 관한 것이다.

일반적으로 단자(Terminal)는 전극을 접속하는 동제(銅製) 접속용 이음쇠로서, 각종 스위치(Switch), 콘센트, 배전반(Switchboard) 등의 전선 접속시 사용되고 있다.

일반적인 전선연결용 단자는, 볼트 등의 고정부재가 체결되는 고정홀이 일측에 형성되고, 상기 고정홀의 타단측에 전선 결속용 배럴이 일체로 형성된 구조로 이루어져 있다. 이러한 전선연결용 단자는 프레스 금형을 이용하여 기본 틀을 제작하고, 이 기본 틀의 배럴에 전선의 심선부를 위치시킨 후 배럴을 원통 형상으로 압착하여 고정하도록 하고 있다.

하지만, 전선연결용 단자의 배럴을 이용하여 심선부를 고정하는 경우 외력에 의해 전선의 심선부가 배럴로부터 빠져나갈 수 있다. 이에 따라, 상기 배럴의 외측에 전선의 피복부를 감싸는 인슐레이션 배럴을 추가 형성하여 전선이 전선연결용 단자로부터 이탈되지 않도록 하기도 한다.

한편, 자동차의 배터리는, 승용차의 경우 12V, 60A를 기준으로 하고 있고, 대형 화물차와 같이 24V인 경우도 있다. 이와 같이 자동차의 배터리는 60A 이상의 높은 전류를 사용하고 있고, 특히 시동시에는 100A 이상의 대전류를 사용하고 있으므로, 자동차 배터리에 연결되는 단자로는 대전류 단자를 사용하고 있다.

이러한 대전류 단자는 전류 흐름을 원활하게 하기 위하여 심선의 직경을 크게 하거나 소선을 꼬아 만든 연선을 사용하고 있으며, 소선을 모으거나 꼰 것을 대편으로 한 편조선을 사용하기도 한다(도 7 및 도 8 참조). 그리고, 이러한 편조선을 사용하는 자동차의 대전류 단자는 전류량에 따라 표준 사양이 정해져 있다.

구체적으로 종래의 대전류 단자는 도 9와 10에 도시된 바와 같이,대전류가 통전되고 중앙에 구멍이 형성된 단자 몸체(51)와; 케이블(60)의 피복이 벗겨진 편조선 형태의 심선(65)을 가압하여 고정되도록 상기 단자 몸체(51)의 후방에 연결괸과 아울러 상기 단자 몸체(51)에 대하여 90도 각도로 절곡되는 코어 배럴(52)과; 상기 케이블(60)의 피복을 감싸 고정하도록 코어 배럴(52)의 후방에 연장 형성되는 인슐레이션 배럴(53)을 포함하고 있다. 물론, 도 10의 (a)와 같이 인슐레이션 배럴(53)이 없이 단자 몸체(51)와 코어 배럴(52)로만 이루어진 대전류 단자(50)도 있다.

상기 코어 배럴(52)은 U 형상으로 형성되어 압착시 상기 케이블(60)의 심선(65)을 감싸도록 하는 것으로, 양단이 심선(65)의 위쪽에서 서로 접촉된 후에 추가로 가압하여 심선(65)의 단면 형상이 K와 유사하도록 양단이 심선쪽까지 들어가도록 구성되어, 일명 'K' 타입의 압착 구조를 형상하도록 구성되어 있다.

또, 상기 케이블(60)의 심선(65)이 놓여지는 상기 코어 배럴(52)의 하부 상면에 상기 심선(65)에 직교하는 방향을 따라 1자형 세레이션(52')이 형성되어 있으며, 상기 1자형 세레이션(52')은 상기 심선(65)과의 접촉면에 작용하는 마찰력이 커지게 하여 케이블(60)이 대전류 단자(50)로부터 분리되는 것을 방지하는 역할을 하고 있다.

그러나, 상기한 종래의 대전류 단자는 'K' 타입 압착구조와 1자형 세레이션으로 인해 과압이 작용할 경우 심선이 단선될 위험이 높은 문제점이 있다.

구체적으로, 코어 배럴의 상측에서 과압이 작용할 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 코어 배럴(52)의 단부가 심선(65)을 구성하고 있는 편조선의 짜임 형상을 파괴하게 되어 심선(65)의 단선 가능성이 높아진다. 또, 코어 배럴(52)의 하부 상면에 1자형 세레이션(52')이 형성되어 있어 각진 모서리에 의해 심선(65)이 단선될 위험이 높아진다. 특히, 심선(65)이 교차 구조로 짜여 있는 편조선은 과압 작용시 일반 전선에 비해 더욱 취약하다.

또한, 종래의 대전류 단자는 'K' 타입 압착 구조를 형성하기 위하여 U 형상의 높이가 높을 수밖에 없고, 이를 위해서는 코어 배럴을 펼쳤을 때의 폭이 커지게 됨은 물론 코어 배럴이 단자 몸체에 대하여 90도로 절곡된 구조로 이루어져 전개시 길이가 길어질 수밖에 없다. 이에 따라 대전류 단자를 형성하기 위한 소재의 양이 많아지고 제품 중량이 증가하는 문제점이 있다.

구체적으로, 종래의 대전류 단자는 도 13에 도시된 바와 같이, 코어 배럴의 전개 폭으로 인해 피치 간격이 넓어지고 전개 길이가 증가하여 가공을 위한 소재의 폭이 증가할 수밖에 없다. 이에 따라 제품을 형성하기 위한 소재의 면적이 증가하여 제조 원가가 상승함은 물론 소재의 성형 과정에서 버려지는 스크랩의 양이 증가하여 자원이 낭비되는 단점을 감수해야 한다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과, 다음의 특허문헌을 찾을 수 있었다.

특허문헌 1은, 고전류의 통전을 위한 단자부재와; 상기 단자부재의 후방으로 형성되어 전선의 심선을 가압하여 고정되는 와이어바랠과; 상기 와이어바랠의 후방에서 일측방향으로 연장 형성되어 전선의 피복을 가압하여 고정되는 인슐레이션바랠과; 상기 와이어바랠의 후방에서 타측방향으로 연장 형성되어 상기 인슐레이션바랠과 마주되는 방향에서 전선의 피복을 가압하며, 상기 인슐레이션바랠이 삽입되는 삽입홈이 형성된 스와이징;을 포함하며, 상기 인슐레이션바랠과 스와이징은 와이어바랠의 길이보다 길게 형성됨으로써, 전선피복을 감싸면서 끝부분이 오므려지는 것을 방지할 수 있고, 전선의 선종에 관계없이 동일한 지지력이 유지될 수 있는, 대전류용 단자 체결구조에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 2는, 일 단에 상대 측 단자가 결합되는 단자 결합부; 타 단에 상기 전선이 결합되는 전선 결합부; 상기 단자 결합부와 상기 전선 결합부를 연결하는 연결부; 및 상기 연결부에 형성되며, 상기 전선 결합부에 도포되는 코팅액이 상기 단자 결합부로 유입되는 것을 방지하는 차폐부;를 포함함으로써, 전선의 산화부식을 방지하기 위하여 전선에 도포되는 코팅수단의 유동을 방지하여 전선의 코팅이 적절하게 이루어질 수 있으며, 기존의 단자 하우징을 사용하여 단자 및 전선 간의 호환성이 향상될 수 있도록 한, 단자조립체에 대하여 기재하고 있다.

KR 20-2011-0006353 U KR 10-1446535 B1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존 대전류 단자의 구조를 개선하여 압착 형상 및 세레이션은 변경하고 기존 설비와 공법은 그대로 사용할 수 있도록 함으로써 추가적인 비용 발생 없이 제품의 경량화, 원가절감 및 품질 향상을 달성할 수 있도록 한, 편조선 적용 대전류 단자를 제공하데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대전류가 통전되고 중앙에 구멍이 형성된 단자 몸체와; 케이블의 피복이 벗겨진 편조선 형태의 심선을 가압하여 고정되도록 상기 단자 몸체의 후방에 연결되는 코어 배럴;을 포함하고, 상기 코어 배럴은 U 형상으로 형성되어 압착시 상기 케이블의 심선을 감싼 후 양단이 심선의 위쪽에서 서로 접촉되어 폐곡선을 형성하도록 한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자에 따르면, 상기 케이블의 심선이 놓여지는 상기 코어 배럴의 하부 상면에 다수의 음각 엠보싱 홈으로 이루어진 음각 엠보형 세레이션이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자에 따르면, 상기 코어 배럴의 후방에서 연장되어 상기 케이블의 피복을 감싸 고정하는 인슐레이션 배럴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자에 따르면, 상기 인슐레이션 배럴은 인터록킹 구조로 압착되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자에 따르면, 상기 단자 몸체는 케이블의 심선이 안착되는 상기 코어 배럴의 하부와 동일한 평면상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 편조선 적용 대전류 단자는, 'O' 타입 압착 구조와 음각 엠보형 세레이션이 적용되어 과압이 작용하더라도 케이블의 심선 손상을 최소화할 수 있어 품질이 향상되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자에 따르면, 코어 배럴의 폭이 감소하고 제품 길이가 줄어들게 되므로, 기존 대전류 단자에 대비할 때 원재료의 단가를 20% 이상 절감할 수 있음은 물론 버려지는 스크랩의 양이 감소하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자에 따르면, 코어 배럴의 폭이 감소하고 제품 길이가 줄어들게 되므로, 기존 대전류 단자에 대비할 때 중량이 20% 이상 감소하게 되고 그로 인해 연비 향상을 기대할 수 있게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자에 따르면, 압착 공정에서 압착 치구를 교체하고 기존 압착 설비를 그대로 사용할 수 있어 설비 투자가 불필요해지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 편조선 적용 대전류 단자가 도시된 사시도.
도 2는 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자의 여러 예가 도시된 참고도.
도 3은 본 발명의 요부인 'O' 타입 압착 구조가 도시된 단면도.
도 4는 본 발명의 요부인 'O' 타입 압착 구조에 과압이 작용할 때의 모식도.
도 5는 본 발명에 따른 음각 엠보형 세레이션에 과압이 작용할 때의 모식도.
도 6은 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자의 가공 형태도.
도 7은 통상적인 편조선이 도시된 참고도.
도 8은 편조선의 표면 형상을 나타낸 참고도.
도 9는 종래의 대전류 단자가 도시된 사시도.
도 10은 종래의 대전류 단자의 여러 예가 도시된 참고도.
도 11은 종래의 대전류 단자의 'K' 타입 압착 구조가 도시된 단면도.
도 12는 'K' 타입 압착 구조에 과압이 작용할 때의 모식도.
도 13은 종래의 1자형 세레이션에 과압이 작용할 때의 모식도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 편조선 적용 대전류 단자는 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 대전류가 통전되고 중앙에 구멍이 형성된 단자 몸체(11)와; 케이블(20)의 피복이 벗겨진 편조선 형태의 심선(25)을 가압하여 고정되도록 상기 단자 몸체의 후방에 연결되는 코어 배럴(12);을 포함하여 이루어지며, 상기 코어 배럴(12)은 U 형상으로 형성되어 압착시 상기 케이블(20)의 심선(25)을 감싼 후 양단이 심선(25)의 위쪽에서 서로 접촉되어 폐곡선을 형성함으로써, 일명 'O' 타입의 압착 구조를 형성하도록 구성된다.

이와 같이, 'O' 타입의 압착 구조를 형성함으로써, 도 4와 같이, 상측에서 과압이 작용하더라도 전체적으로 심선(25)을 감싸고 있는 코어 배럴(12)의 형상으로 인해 압력이 분산되어 심선(25)의 단선 가능성이 대폭 감소하게 된다. 또한, 상기 코어 배럴(12)을 압착할 때 겹쳐지거나 심선(25)의 안쪽으로 들어가는 부분이 존재하지 않게 되어, 상기 코어 배럴(12)을 펼쳤을 때의 폭이 감소하게 된다. 이에 따라, 편조선 적용 대전류 단자(10)를 형성하기 위한 피치 간격이 기존 대비 25% 정도 감소하게 되고, 그로 인해 편조선 대전류 단자(10)를 제조하기 위한 소재의 사용량이 줄어들게 된다.

이러한 'O' 타입의 압착 구조를 형성하기 위하여 별도의 압착 장비를 구성할 필요는 없으며, 단지 압착 치구만 교체하여 사용하면 된다. 이에 따라 별도의 압착 장비 개발에 따른 비용을 절감할 수 있게 된다.

여기서, 상기 케이블(20)의 심선(25)이 놓여지는 상기 코어 배럴(12)의 하부 상면에는 다수의 음각 엠보싱 홈으로 이루어진 음각 엠보형 세레이션(12')이 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 심선(25)의 상측에 과압이 발생하더라도 음각 엠보형 세레이션(12')을 구성하는 엠보싱 홈의 라운드 형상으로 인해 심선(25)의 파단 가능성이 대폭 줄어들게 된다.

그리고, 본 발명의 편조선 적용 대전류 단자(10)는 도 2의 (a)와 같이, 상기 단자 몸체(11)와 코어 배럴로(12)만 이루어질 수도 있으나, 도 2의 (b)와 같이 상기 코어 배럴(12)의 후방에서 연장되어 상기 케이블(20)의 피복을 감싸 고정하는 인슐레이션 배럴(13)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 인슐레이션 배럴(13)은 인터록킹 구조로 압착되도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 인슐레이션 배럴(13)의 일측 단부는 중앙부가 돌출된 구조로 형성하고 타측 단부는 양측단이 돌출되고 중앙부는 오목하게 들어간 구조로 형성하여, 상기 인슐레이션 배럴(13)의 양단이 요철 방식으로 결합되는 인터록킹 구조로 압착되도록 구성하는 것이다.

또, 상기 단자 몸체(11)는 케이블(20)의 심선(25)이 안착되는 상기 코어 배럴(12)의 하부와 동일한 평면상에 위치하는 것이 바람직하다. 이는 기존 표준형 대전류 단자의 단자 몸체가 코어 배럴에 대하여 직각 방향으로 절곡되게 형성됨에 따라 코어 배럴을 전개하였을 때의 전체 길이가 커지는 것을 개선한 것이다. 이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 코어 배럴(12)을 U자 형태로 절곡하기 전인 전개 상태의 길이가 표준형 대전류 단자에 비해 대략 20% 정도 감소하게 된다.

예를 들어, 20 SQ 단자를 기준으로 할 경우, 제품의 성형에 필요한 소재의 폭(제품의 길이에 대응)은 기존의 54~55㎜에서 41~42㎜로 감소하고, 피치 간격(코어 배럴의 폭에 대응)은 기존의 36㎜에서 26.6㎜로 감소하게 된다.

이와 같이 상기 코어 배럴(12)을 전개하였을 때의 폭과 길이가 감소함에 따라, 편조선 적용 대전류 단자(10)를 성형하기 위한 소재 면적이 대폭 감소하게 되어 제조 원가가 대략 30% 정도 절감되고, 가공시의 스크랩 발생량이 감소함은 물론 제품 중량 역시 감소하게 된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...대전류 단자
11...단자 몸체
12...코어 배럴
12'...음각 엠보형 세레이션
13...인슐레이션 배럴(인터록 타입)
20...케이블
25...심선부

Claims (5)

1. 대전류가 통전되고 중앙에 구멍이 형성된 단자 몸체(11)와; 케이블(20)의 피복이 벗겨진 편조선 형태의 심선(25)을 가압하여 고정되도록 상기 단자 몸체의 후방에 연결되는 코어 배럴(12);을 포함하고,
   상기 코어 배럴(12)은 U 형상으로 형성되어 압착시 상기 케이블(20)의 심선(25)을 감싼 후 양단이 심선(25)의 위쪽에서 서로 접촉되어 폐곡선을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 편조선 적용 대전류 단자.
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이블(20)의 심선(25)이 놓여지는 상기 코어 배럴(12)의 하부 상면에 다수의 음각 엠보싱 홈으로 이루어진 음각 엠보형 세레이션(12')이 형성된 것을 특징으로 하는 편조선 적용 대전류 단자.
3. 제1항에 있어서,
   상기 코어 배럴(12)의 후방에서 연장되어 상기 케이블(20)의 피복을 감싸 고정하는 인슐레이션 배럴(13)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편조선 적용 대전류 단자.
4. 제3항에 있어서,
   상기 인슐레이션 배럴(13)은 인터록킹 구조로 압착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 편조선 적용 대전류 단자.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단자 몸체(11)는 케이블(20)의 심선(25)이 안착되는 상기 코어 배럴(12)의 하부와 동일한 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 편조선 적용 대전류 단자.

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