KR100495548B1 - 스냅 삽입 커넥터 시스템 - Google Patents

스냅 삽입 커넥터 시스템 Download PDF

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Abstract

스냅 삽입(snap-in) 커넥터 시스템(80)은 제 1 개구(122)를 갖는 상부 원통형 부분(120)과 외부로 연장되는 중간 플랜지(130)와 다수의 가요성 잠금 부재(140a 내지 140d)내로 분할되는 하부 부분이 암커넥터 부품(84)을 갖는다. 가요성 잠금 부재는 수커넥터 부품의 삽입 정도의 기능에 따라 수커넥터 부품의 부분내로 물리고 잠금된다. 수커넥터 부품(84)은 연결용의 제 1 단부(92)와 이격된 수용용의 제 2 단부(90)를 갖는다. 원추형 부분은 수커넥터 부품이 삽입될 때 가요성 부재를 분리하도록 작용한다. 제 1 고정 형상부(100)와 제 1 스냅 끼워맞춤 잠금 형상부(106)는 제 2 원추형 부분과 제 3 원추형 부분(112) 사이에 위치한다.

Description

스냅 삽입 커넥터 시스템{SNAP-IN AIRBAG MODULE}
본 발명은 일반적으로 에어백 모듈에 관한 것이며 특히 자동차의 객실 내부의 핸들(steering wheel) 또는 다른 부품과 같은 수용 부재에 스냅 끼워맞춤(snap-fit)될 수 있는 에어백 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 에어백 모듈을 핸들 또는 다른 자동차 구조체상으로 스냅 끼워맞춤 가능하게 하는 수단을 제공하는 것이다. 이러한 목적은 첨부된 청구범위 제 1 항에 개시한 스냅 삽입(snap-in) 커넥터 시스템에 의해 달성된다.
본 발명의 다수의 다른 목적 및 의도는 본 발명의 하기의 상세한 설명으로부터 이해될 것이다.
도 1은 핸들로부터 분리된 에어백 모듈을 도시하는 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명의 주요 구성요소를 도시하는 등각 사시도,
도 4는 스냅 끼워맞춤 커넥터의 암수 부분을 도시하는 등각 사시도,
도 5는 예시적인 수커넥터(82)의 단면도,
도 6은 스냅 끼워맞춤 커넥터의 암커넥터 부품의 측면 등각 사시도,
도 7은 암커넥터 부품의 단부 등각 사시도,
도 8은 암커넥터 부품의 단면도,
도 9는 지지 부재내에 수용된 스냅 끼워맞춤 커넥터의 등각 사시도,
도 10은 본 발명의 조립 단계를 도시하는 도면,
도 11은 핸들의 부분내의 커넥터를 도시하는 본 발명의 최종 조립 단계를 도시하는 도면,
도 12는 도 11에 도시된 커넥터의 단면도.
도 1 내지 도 3은 에어백 모듈(22)과, 핸들, 계기 패널 또는 좌석 구조체(40)와 같은 지지 부재를 포함하는 에어백 안전 구속 시스템(airbag safety restraint system)을 도시한 것이다. 에어백 모듈은 중앙 개구(26)를 갖는 하우징(24)을 포함한다. 공지된 구조의 팽창기(28)가 하우징상의 개구(26) 근처에 위치된다. 커버(32)는 하우징에 또는 그 근처에 선택적으로 고정된다. 커버는 인열 시임(tear seam)(34)을 구비한다. 팽창기의 작동시에, 팽창하는 에어백에 팽창 가스가 공급된다. 에어백이 팽창함에 따라, 에어백은 인열 시임(34)을 따라 커버를 강제로 개방시킨다. 에어백 모듈(22)은 지지 부재(40)에 스냅 끼워맞춤(snap-fit) 된다. 이러한 스냅 끼워맞춤 결합을 용이하게 하는 형상을 하기에 설명한다. 본 발명은 핸들에 부착된 것 이외의 에어백 모듈에 대해 사용될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
핸들(40)은 자동차 산업에 사용되는 다수의 핸들 중의 하나이다. 전형적으로 핸들은 중앙 부분 또는 아마추어(42)와, 이 아마추어로부터 원형 림(rim)(46)까지 연장되는 다수의 스포크(44a 내지 44d)를 구비한다. 이러한 내부 지지 구조체는 플라스틱, 베니어 판, 가죽, 또는 다양한 다른 재료의 외장 부품으로 덮혀 있다. 조립 도중, 에어백 모듈(22)은 화살표(48) 방향을 따라 하방으로 이동하여 핸들(40)내에 형성된 개구 또는 공동(50)내에 끼워진다.
도 2 및 도 3은 에어백 모듈(22)의 일부분과 핸들(40)의 절단된 부분의 등각 사시도이다. 명료성을 위해, 에어백 모듈(22)의 대부분은 도 2 및 도 3에 도시하지 않았으며, 특히 하우징의 바닥(52)만을 도 2 및 도 3에 도시하였다. 또한, 도 2 및 도 3은 핸들의 아마추어를 도시하지만, 여러 스포크(44a 내지 44d)와 림(46)의 일부분도 제거한 상태로 도시하였다. 아마추어는 대체로 핸들의 중앙에 위치되어 핸들을 조향 칼럼(도시되지 않음)에 연결하는 수용 개구(54)를 구비한다. 개구(54)의 주위에는 다수의 이격 핀(spacing pin)(56a 내지 56d)이 배치된다. 이들 핀은 바닥(54)의 하측면상에 위치한 동수의 보스(58a 내지 58d)와 함께 작용한다. 핀과 보스는 정렬 형상부로서 기능하여, 에어백 모듈을 핸들의 외장부에 대해 바람직한 배향으로 장착하는 것을 가능하게 한다. 당해 분야에 공지된 바와 같이, 핸들은 강 스탬핑(steel stamping)으로부터 또는 다양한 금속 합금의 주조에 의해 제조될 수 있다. 핸들의 내부 구조체는 주조 처리를 거쳐 제조되는 것이 바람직하고 또 비용 면에서 보다 효과적이다. 또한, 핸들은 아마추어(42)의 일부로서 일체로 형성될 수 있거나 별도의 형상부로서 그에 부착될 수 있는 다수의 설치 형상부(60)를 추가로 구비한다. 각각의 설치 형상부(60)는 사전 설정된 두께의 계단 형상의 보어(stepped bore)(62)를 구비한다. 각 계단 형상의 보어는, 도 10에 보다 완전하게 도시된 바와 같은 내부로 향하는 플랜지 또는 돌기(64)를 구비하며, 플랜지(64)는 스냅 끼워맞춤 커넥터를 수용하기 위한 사전 설정된 크기의 개구(64a)를 규정하도록 계단 형상의 보어의 직경을 감소시킨다. 설치 형상부는 핸들상에 지지된 개구(64a)를 갖는 얇은 금속 판으로 대체될 수 있다. 또한, 하기에 설명하는 바와 같이, 플랜지(64)(또는 플레이트)는 사전 설정된 두께를 갖는다.
도 3은 하우징(24)과 핸들(40)의 하부(52)의 등각 사시도이다. 인식할 수 있는 바와 같이, 이 도면의 시선은 하우징과 핸들의 바닥에 있다. 이 도면은 본 발명의 추가의 구성요소를 도시한 것이다. 특히, 바닥(52)은 스냅 끼워맞춤 커넥터 부품의 각각의 단부를 수용하기 위해 이용되는 다수의 수용 지지부 또는 수용 형상부를 구비한다. 도시된 실시예에서는, 두 개의 나사형성 파스너(threaded fastner)(70)가 바닥(52)에 고정되어 있다. 이러한 파스너는 나사형성 보어(72)를 구비한다. 바닥(52)(또는 하우징)의 두께가 충분하다면, 나사형성 보어는 바닥 자체내에 제조될 수 있으며, 그에 의해 나사형성 파스너에 대한 필요성이 제거된다. 도 3은 나사형성 파스너(70)와 같은 각각의 장착 형상부에 고정된 두 개의 스냅 끼워맞춤 커넥터(80)를 도시한다. 각각의 스냅 끼워맞춤 커넥터는 수커넥터 부품(82)과 그 위에 활주식으로 수용되는 암커넥터 부품(84)을 구비한다.
도 4는 각각의 커넥터(80)의 암수의 스냅 끼워맞춤 커넥터 부품(82, 84)의 등각 사시도이다. 바람직한 실시예에 있어서, 수커넥터 부품은 강으로 구성된다. 변형예로서, 폴리머(polymer) 또는 금속 합금 재료로 대체될 수 있다. 수커넥터 부품(82)은 제 1 단부 또는 고정 단부(90)를 구비한다. 고정 단부(90)는 각각의 파스너(70)에 부착하기 위한 나사를 구비할 수도 있거나, 변형예로서 이러한 고정 단부는 압입 끼워맞춤(press-fit) 또는 리벳 샤프트로서 형성될 수 있으며, 이 경우에 수커넥터 부품(82)의 단부(90)는 바닥(52)의 개구내에 삽입되어 그 안에 압입되거나 리벳으로 고정되어 하우징(24)에 영구적으로 부착될 것이다. 또한, 수커넥터 부품은 이격된 반대쪽의 제 2 단부(92)를 구비한다. 제 2 단부(92)에는 공구 수용 팁(94)이 형성되어 있다. 도시된 바와 같이, 이러한 공구 수용 팁은 평 스크루드라이버를 수용하도록 긴 홈이 형성되어 있지만, 톡스(torx), 십자 머리(phillips-head) 스크루드라이버, 육각형 팁(94)(또는 다른 형상의 팁)으로 대체될 수 있다. 제 2 단부(92)의 직경(d1)은 또한 도 4에서 확인된다. 각 수커넥터 부품(80)은 제 2 단부의 후방에 위치한 제 1 원추형 부분(96)을 더 구비한다. 또한 제 1 원추형 부분(96)의 단부내에 공구 수용 팁이 형성될 수 있다. 제 1 원추형 부분(96)은 내부 연장 에지(98)까지 연장된다. 에지(98)와 함께 고정 형상부로서 기능하는 직경(d2)을 갖는 협소한 직경 부분(100)이 에지(98)의 후방에 위치한다. 제 2 내향 표면(104)까지 연장되는 제 2 원추형(절두형) 부분(102)이 협소한 직경 부분(100)의 후방에 위치한다. 직경(d3)을 갖는 제 2의 협소한 직경 부분(106)이 표면(104)의 후방에 위치한다. 이 부분(106)과 원추형 부분(102)의 표면(104)이 스냅 끼워맞춤 형상부로서 기능한다. 직경(d3)은 직경(d2)보다 크다. 수커넥터 부품은 부분(106)으로부터 후방으로 연장되는 제 3 원추형 부분(108)을 구비한다. 이러한 제 3 원추형 부분은 원통형 또는 바람직하게는 원추형의 제 4 부분(110)으로 천이된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 이 부분(110)은 부분(108, 112) 사이의 천이부(112)에서 가장 큰 직경을 갖는 원추 형상으로 된다. 도시한 바와 같이, 협소한 직경 부분(100)은 원통형 부분(96, 100) 사이에 제 1 홈(100)을 형성한다. 또한, 큰 직경의 부분(106)은 원추형 부분(102, 108) 사이에 제 2 홈을 형성한다.
수커넥터 부품(82)의 다양한 부분의 길이 및 직경은 파스너를 적소에 밀어넣는데 필요한 힘의 양을 최소화하는 한편 빼내는데 필요한 부하를 최대화하도록 선택된다. 수커넥터 부품의 적절한 치수의 예는, d1=4.0㎜, d1a=4.8㎜, d2=2.7㎜, d2a=8.4㎜, d3=6.0㎜, d3a=9.30㎜, d4=8.6mm, L1=3.0㎜, L2=12.5㎜, L3=4.25㎜, L4=12.0㎜ 이다.
다시 도 4 및 도 6을 참조한다. 암커넥터 부품(82)은 제 1 개구(122)를 갖는 상부 환상 부분(120)을 구비한다. 암커넥터 부품은 폴리머 또는 금속 또는 금속 합금으로 제조되는 것이 바람직하다. 이러한 환상 부분(120)은 칼라(collar)로서 작용하며, 핸들(40)과 같은 지지부내에 삽입되기 전에 수커넥터 부품(82)의 하측 부분(110a, 112) 주위에 일시적으로 수용된다. 이러한 환상 부분을 사용하는 것이 바람직하지만, 본 발명에서는 선택사항이다. 제 1 환상 부분은 개구(122)와 동심인 원통형 형상의 외벽(124)을 갖는다. 암커넥터 부품(84)의 중앙 부근에 외향 플랜지(130)가 위치한다. 플랜지는 상부 표면(132), 하측 또는 바닥 표면(134) 및 외부 표면(136)을 구비한다. 다수의 가요성 부재(140a 내지 140d)가 플랜지(130)로부터 하방으로 연장되어 있다. 지지부[예컨대, 핸들(40)]의 플랜지(64)에 수용되는 각 수용 부재(140a 내지 140d)의 기부에 수용 홈(139)이 형성된다. 도 4 내지 도 8에서 도시된 바와 같이, 다양한 가요성 부재(140a 내지 140d)는 서로 분리되어 있어 절곡이 가능하다. 각각의 이러한 가요성 부재(140a 내지 140d)의 플랜지(130)의 위치에 가까운 내부 표면(예컨대, 도 8의 150)이 개구, 또는 개구(122)와 동일한 직경의 통로를 형성한다. 암커넥터 부품의 벽중 협소한 부분(151)이 그 내에 응력을 집중시켜 가요성 부재(140a 내지 140d)가 바람직한 영역에서 절곡된다. 가요성 부재(140a 내지 140d)의 각 단부에는, 원형 섹터(sector)(162)에서 종단하는 내부로 연장된 플랜지(160)가 형성되어 있다. 도 7을 참조하면, 암커넥터 부품(84)의 단부의 등각 사시도가 도시되어 있고, 각각의 플랜지(160)와 원형 섹터 또는 표면(162)의 상호관계가 보다 상세하게 도시되어 있다. 원형 섹터 또는 표면(162)은 수커넥터 부품(82)의 직경(d2)보다 약간 큰 직경을 갖는 다른 개구(164)를 형성한다.
에어백 모듈을 핸들 또는 다른 지지 부재(20)에 설치하기 전에, 먼저 스냅 커넥터(80)가 하우징(24)에 고정된다. 이러한 연결은 도 3에 도시되었다. 또한, 각각의 스냅 끼워맞춤 커넥터(80)를 에어백 모듈(22)내에 설치하기 전에, 도 9에 도시된 바와 같이 대응하는 암커넥터 부품(84)이 수커넥터 부품(82)위에 위치된다. 특히, 단부(92)를 개구(122)내로 삽입한 다음, 플랜지(160)에 의해 형성된 개구(164)를 통해 부분적으로 가압한다. 또한 수커넥터 부품(82)을 암커넥터(84)내로 삽입하여 표면(162)이 제 1 원추형 부분(96)위로 올라타게 한다(또한 외부로 절곡되게 한다). 수커넥터 부품을 내부로 더 삽입하면 가요성 부재(140a 내지 140d)는 내부로 물리고 홈 또는 협소한 직경 부분(100)에서 고정되게 된다. 앞서 언급한 바와 같이, 암커넥터의 원통형 또는 환상 부분(120)은 표면(112)위에 놓이고, 그에 의해 암커넥터 부품을 수커넥터 부품과 대체로 동축으로 유지한다. 환상 부분(120)이 사용되지 않는다면, 암커넥터 부품(84)은 수커넥터 부품(82)에 대해 오정렬될 수 있다. 이것에 의해, 파스너를 설치 형상부(60)내에 설치하는데 필요한 힘의 양이 증가한다. 수커넥터 부품을 하우징(24)상에 배치하기 전에 암 수커넥터 부품을 함께 결합시키는 것이 고려된다. 이것에 의해, 스냅 끼워맞춤 커넥터의 제작자가 에어백 모듈 제작자에게 단일의 부품을 출하하는 것이 가능하다. 그러나, 두 개의 커넥터 부품을 분리된 상태로 출하하여 하우징에 삽입하기 바로 전에 조립할 수도 있다. 이것에 의해, 에어백 모듈 제작자가 수커넥터 부품(82)을 하우징(24)내로 설치한 다음, 암커넥터 부품(84)을 수커넥터 부품(82)에 접속하는 것이 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스냅 끼워맞춤 커넥터를 하우징(24)에 고정시킨 상태로, 에어백 모듈(22)은 핸들(40)을 향해 이동된다. 특히, 각각의 스냅 끼워맞춤 커넥터(80)는 각각의 수용 개구(62, 64a)내로 향하게 된다[도 10의 화살표(81) 참조]. 에어백 모듈이 핸들(40)에 대해 상대적으로 이동함에 따라, 각각의 플랜지(130)는 설치 형상부(60) 또는 개구(64a)의 각각의 림(rim)(64)과 결합할 것이다. 이러한 관계가 도 10에 도시되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 일단 플랜지(130)가 림(64)상에 위치되면, 암커넥터 부품은 핸들의 보어 또는 개구(62)내로 더 이상 이동할 수 없다. 에어백 모듈(22)을 더 삽입함으로써 각 수커넥터 부품(82)은 그의 대응하는 암커넥터 부품내로 더 이동 가능하게 된다. 수커넥터 부품이 도 10에 도시된 위치로부터 암커넥터 부품내로 더 삽입됨에 따라, 각각의 플랜지(160)의 표면(162)이 제 2 원추형 부분(102)의 외부 표면 위에 올라타서 가요성 부재(140a 내지 140d)가 외부로 팽창하게 된다. 수커넥터 부품을 계속하여 삽입함으로써 (두개의 커넥터 부품의)상대 운동이 유발되어 다수의 가요성 부재(140a 내지 140d)가 제 2의 큰 직경의 홈(106)내에 물려진다. 이러한 상황에서, 가요성 부재는 외부로 팽창하며 각 수커넥터 부품을 암커넥터 부품에 고정시키는 내측으로의 유지력이 발생하게 되고 그에 의해 에어백 모듈(22)을 핸들(40)에 고정시킨다.
본 발명의 도시된 실시예의 특징중의 하나는, 에어백 모듈(22)을 수리할 필요가 있는 경우에, 보어(62)의 하측 단부에서 팁(94) 내부로 또는 팁상으로 공구를 삽입하고 수커넥터 부품(82)을 회전시켜, 단부(90)에 있는 나사가 하우징(24)내의 개구(72)의 나사로부터 분리되도록 함으로써, 에어백 모듈(22)을 핸들(40)로부터 용이하게 제거할 수 있다는 것이다.
스냅 끼워맞춤 커넥터를 하우징(24)으로부터 분리하면, 에어백 모듈(22)은 핸들(40)로부터 들어 올려진다. 그에 따라 핸들(40)로부터 암수커넥터 부품을 분리하는 것이 가능해진다. 수커넥터 부품(82)의 단부(90)를 암커넥터 부품(84)과 보어(62)를 통해 완전히 밀어냄으로써 수커넥터 부품(82)이 핸들[또한 암커넥터 부품(84)]로부터 분리된다. 이것은 원추형 부분(110)의 역방향의 테이퍼(taper)에 의해 용이하게 된다. 수커넥터 부품(82)을 핸들(또한 암커넥터 부품)로부터 분리하면, 암커넥터 부품을 보어(62)로부터 상측으로 들어올리거나 밀어냄으로써, 암커넥터 부품이 쉽게 제거될 수 있다. 본 발명의 일 장점은 커넥터 부품의 해제시, 각 부분이 손상을 입지 않으며 필요한 경우에 재사용이 가능하다는 것이다.

Claims (7)

  1. 스냅 삽입(snap-in) 커넥터 시스템(80)에 있어서,
    제 1 개구(122)를 갖는 상측 원통형 부분(120)과, 외부로 연장된 중간 플랜지(130)와, 다수의 가요성 잠금 부재(140a 내지 140d)로 분할된 하측 부분을 구비하는 암커넥터 부품(84)을 포함하며, 상기 가요성 잠금 부재의 각각은, 그것의 멀리 떨어진 단부에서, 수커넥터 부품(82)의 삽입 정도에 따라 수커넥터 부품의 부분내로 물리고 고정되는 내부 플랜지(160)를 구비하며, 각각의 상기 내부 플랜지의 내부 표면(162)은 상기 제 1 개구와 정렬된 제 1 통로(164)를 형성하도록 서로 이격되어 있고,
    상기 수커넥터 부품(82)은,
    지지 부재(24)에 파스너를 연결하는 수단으로서 작용하는 제 1 단부와,
    상기 암커넥터 부품(84) 내로 또한 암커넥터 부품을 통해 삽입되는 멀리 떨어진 제 2 단부(92)로서, 상기 수커넥터 부품을 상기 지지 부재(24)에 설치하고 또 그로부터 제거하기 위한 공구에 의해 상기 수커넥터 부품을 회전 가능하게 하는 공구 수용 형상부(94)를 포함하는, 제 2 단부를 구비하며,
    상기 수커넥터 부품은,
    상기 수커넥터 부품이 가요성 부재내에 삽입될 때 가요성 부재를 분리시키는 기능을 하는 다수의 원추형 부분과, 제 1 원추형 부분(96)과 제 2 원추형 부분(102) 사이에 위치하며, 상기 스냅 끼워맞춤 커넥터를 수용 부재(40)의 개구(64a)내로 삽입하기 전에 상기 수커넥터 부품이 그 내부에 부분적으로 삽입된 후 상기 암커넥터 부품을 상기 수커넥터 부품에 고정시키는 기능을 하는 제 1 고정부(100)와, 상기 제 2 원추형 부분과 제 3 원추형 부분(112) 사이에 위치한 제 1 끼워맞춤 고정 형상부(106)를 더 포함하며, 상기 제 1 끼워맞춤 고정 형상부의 직경은 상기 스냅 끼워맞춤 커넥터와 지지 부재의 후퇴를 방지하도록 상기 수커넥터 부품의 추가의 삽입에 따라 가요성 부재(140a 내지 140d)를 수용 부재(40)내의 개구(64a)의 에지에 대해 외측으로 분리시키기에 충분한
    스냅 삽입 커넥터 시스템
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수커넥터 부품은 상기 제 3 원추형 부분(112)의 테이퍼와 반대방향으로 테이퍼진 제 4 원추형 부분을 더 포함하며, 상기 지지 부재(24)로부터 수커넥터 부품을 제거할 때, 상기 제 4 원추형 부분의 반대쪽 테이퍼가 상기 암커넥터 부품내로 또한 암커넥터 부품을 통한 완전한 삽입을 용이하게 하는
    스냅 삽입 커넥터 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수커넥터 부품의 부분적인 삽입 후에 상기 상부 원통형 부분(120)이 상기 제 3 원추형 부분의 최대 직경의 부분상에 지지되는
    스냅 삽입 커넥터 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용 부재(40)내의 개구(64a)에 인접한 수용 부재의 에지를 수용하기에 적합한 크기의 수용 홈(139)이 상기 플랜지 부분에 인접한 각각의 가요성 부재의 기부에 형성되어 있는
    스냅 삽입 커넥터 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 부재(24)가 에어백 모듈(22)의 하우징인
    스냅 삽입 커넥터 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수용 부재가 핸들(40)의 아마추어(42)와 결합되어 있는
    스냅 삽입 커넥터 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 아마추어(42)와 하우징(24)은 접촉할 때 상기 에어백 모듈을 핸들에 사전 설정된 방향으로 정렬시키는 결합 정렬 형상부를 각각 구비하는
    스냅 삽입 커넥터 시스템.
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