KR100498793B1

KR100498793B1 - 보강식전이영역을갖는암형전기콘택단자

Info

Publication number: KR100498793B1
Application number: KR1019970023299A
Authority: KR
Inventors: 조르쥬 셸로; 빠뜨리스 까뻬
Original assignee: 프라마또므 꼬넥또 엥떼르나시오날
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 2005-09-14
Also published as: JPH1055841A; ES2170298T3; BR9703431A; CA2204293C; US5989078A; FR2749443B1; DE69710123T2; JP4040717B2; EP0812034A1; BR9703431B1; FR2749443A1; EP0812034B1; CA2204293A1; DE69710123D1; KR980006631A; ATE212753T1

Abstract

암형 전기 콘택 단자는 전기 배선(20)에의 크림핑에 의해 접속될 수 있도록하는 후방부(14), 전이 영역(15), 및 케이지(10) 형태의 전방부를 갖는 단일의 전기 전도성 금속 시트로부터 얻어지며, 상기 케이지는 하나의 바닥벽(22)과, 상기 전이 영역(15)의 근방의 부분에서 2 개의 직각 브랜치들(71, 72)에 의해 연장되는 2 개의 측벽(26)으로 구성된다.

Description

보강식 전이 영역을 갖는 암형 전기 콘택 단자{Female electrical contact terminal with a reinforced transition region}

본 발명은 절단 및 성형된 시트 금속(sheet metal)으로 제조되며 수형 콘택(male contact)을 수용하도록 의도된 일체형(one-piece) 암형 전기 콘택 단자에 관한 것이다. 본 발명은 특히 바닥벽, 상부벽 및 2 개의 측벽들을 갖는 케이지의 형태의 전방 본체를 포함하는 형태의 단자에 관한 것으로, 각각의 측벽은 180°절곡부에 의해 서로 연결되며 전방에서 콘택 블레이드를 구성하는 외팔보 부분을 갖는 내부 탭(tab)을 각각 구비한다.

위에서 정의된 형태의 콘택 단자들은 공지되어 있으며, 그 콘택 단자들은 금속 스트립의 시트의 절단(切斷, cutting), 절곡(折曲, folding), 성형(成形, forming), 압연(壓延, rolling)에 의해, 선반 절단 단자들보다 훨씬 더 경제적으로 제조될 수 있다. 한편, 절단 및 성형된 시트 금속으로 제조된 기존하는 콘택들은 다수의 결점들을 갖는다. 콘택 블레이드들은 초기에 서로 지지되어, 양호한 품질의 전기적 접속을 보장하는 높은 접촉 압력의 형성에 도움이 되는 상기 블레이드들을 분리하는데 큰 힘을 필요로 하면, 삽입력이 높아지며 도입이 어렵게 되는 위험이 존재한다. 이 첫번째 결점은 다수의 콘택 단자들이 동일한 커넥터에 제공되는 경우에 심각해질 수 있다. 한편, 콘택 블레이드들이 초기에 분리된 경우에는, 일부 경우에서 각각의 콘택 블레이드에 의해 인가된 압력이 양호한 전기적 접속을 보장하기에는 불충분할 수 있다.

이러한 기술적 문제점을 해결하기 위한 한가지 해결책이 프랑스 특허 출원 2,621,180호에 제공되어 있으며, 이 특허에는 만족스러운 전기적 접속을 보장함과 동시에 수형 콘택이 도입되는 동안 상기 수형 콘택 단자의 안내부를 제공하는 암형 콘택 단자가 개시되어 있다. 따라서, 각 측벽은, 만곡에 의해 예비 응력을 받은 콘택 블레이드를 다른 콘택 블레이드와 접촉하지 않은 위치에 유지하는 내향 절곡된 플랩(flap)을 전방부에 갖는다.

현재, 절곡된 시트 금속으로 제조된 다수의 콘택 단자들은 생산시에 또는 하네스(harness) 제조업자가 취급하는 동안 압착될 위험성이 있다. 이는, 예를 들면 프랑스 특허 출원 2,627,020호에 개시된 바와 같은 케이지의 강성에 기여하지 않으며 예비 응력을 받지 않는 콘택 블레이드를 갖는 미국 특허-A-4,453,799호 또는 유럽특허-A-0.697,752호 등에 개시된 바와 같이, 케이지 형태이지만 단일벽을 갖는 암형 전기 콘택 단자의 경우에 특히 해당된다.

더욱이, 단일 또는 2중벽 전기 단자는, 상기 단자를 제조하는 금속 스트립의 인장 작용 또는 전단 작용을 견뎌야 한다. 따라서, 이러한 시트 금속에 수행된 절단, 성형, 절곡 등의 가공에 의해, 벽에 인가된 또는 벽에 평행하게 인가된 측방향 역학적 추력(力學的推力, mechanical thrust)에 의해 절단선들의 교점이 전단되거나 찢어질 수 있다.

이러한 위험성은, 전기 도선에 접속되는 후방부와, 케이지에 의해 형성되는 전방부 사이, 또는 단자를 수용하는 커넥터의 플라스틱 하우징에 단자를 고정하기 위해 제공되는 케이지의 윈도우 내의 전이 영역(transition region)과 같은 얇은 영역에서 특히 높아진다.

마지막으로, 케이지의 내부 치수 보다 큰 치수를 갖는 수형 콘택의 강제 도입의 위험성에 대해 언급하는데, 상기 콘택은 콘택 블레이드를 제조하는 금속의 탄성 변형 한계의 압력 보다 큰 압력을 콘택 블레이드에 인가하며, 이는 그 후 소성 변형 한계에 도달하게 되는 블레이드의 최종적인 열화를 야기하게 된다.

상기 문제점은 경제적인 조건에 있어서 제조업자가 품질을 저하시키지 않고 비용을 절감하기 위한 해결책을 모색할 때 단일의 전기 전도성 시트 금속을 제조하는 금속 스트립의 두께를 감소시키려 하는 경우 특히 중요하게 된다.

따라서, 본 발명은 전기 배선(20)에의 크림핑(crimp)에 의해 접속될 수 있게 하는 후방부(14), 전이 영역(15), 및 케이지(cage; 10) 형태의 전방부를 갖는 단일 전기 전도성 금속 시트로부터 얻어진 암형 전기 콘택 단자(female electrical contact terminal)로서, 상기 케이지는, 하나의 바닥벽(22)과, 삽입 동안에 수형 콘택(male contact)(12)을 안내하기 위한 수단 및 상기 케이지를 접속 하우징에 고정하기 위한 수단이 제공된 2 개의 측벽들(26)과, 2 개의 상부 반벽들(upper half-walls)로 구성되며, 상기 케이지의 벽들(26)은 상기 전이 영역(15) 근방의 부분에서 2 개의 직각 브랜치들(right-angled branches; 71, 72)에 의해 연장되는 암형 전기 콘택 단자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 암형 전기 콘택 단자의 부가적인 실현 모드에서, 상기 측벽들(26)과 함께 상기 직각부의 브랜치들(71, 72)은 보조 잠금 장치의 통로를 허용하는 개구(70)를 정의한다.

바람직한 실시예에서, 상기 직각부들은 크림핑될 상기 배선의 단부가 위치되는 통로(73)를 상기 직각부들 사이에 정의한다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 비한정적인 예로서 제공된 본 발명의 특정 실시예의 설명으로부터 보다 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

도 2에 도시된 종류의 시트로부터 제조된, 최종 구조가 도 1, 도 3A 내지 도 6B에 도시된 단자가 커넥터 하우징 내로 삽입되도록 의도되어 있고, 하우징의 일반적인 구조는 종래 구조일 수 있다. 상기 단자(10)는 단일 부품(single piece)으로 제조되며, 수형 콘택(12)을 수용하도록 의도된 전방 본체(11)와, 크림핑(crimp)되도록 의도된 후방부 또는 스템(14; stem)을 갖는 것으로 간주될 수 있다. 이들 두 부분들은 전이 영역(15)에 의해 분리되어 있다. 상기 스템(14)은, 코어 상에 및 전기 배선(20)의 외장(sheath) 상에 각각 크림핑되도록 의도된 2 세트들의 탭들(16, 18)을 갖는다.

상기 단자(10)의 본체는 바닥벽(22)과 2 개의 측벽들(24)을 갖는 케이지의 형태이다. 각 측벽(24)은 2중으로 형성된다. 상기 측벽은 외벽(26)과 내부 탭(28)을 포함한다. 각 외벽(26)은 도 2에 일점쇄선으로 나타낸 선들(30) 중 하나를 따라 원래 시트를 90°절곡시킴으로써 형성된다. 내부 탭(28)은 도 2에 도면 부호32로 나타낸 에지를 따라 180°절곡부에 의해 외벽(26)에 연결된다. 외벽(26)과 탭(28)은 도 2에 도면 부호 34로 도시된 선을 따라 직각으로 절곡된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 내부 탭(28)은 후방부에서만 대응 외벽(26)에 연결된다. 따라서, 각각의 내부 탭(28)의 전방부는, 수형 콘택이 삽입될 때 수형 콘택(12)의 표면 상에 압력을 발생하는 탄성 지지 콘택 블레이드(29)를 형성한다.

도시하지 않은 다른 실시예에서, 각 콘택 블레이드(29)는 자유 단부로부터 그 길이의 부분에 걸쳐 슬릿(slit)에 의해 분할될 수 있으며, 이는 더욱 균일한 지지를 허용하나, 이 분할이 절대적으로 필요한 것은 아니다. 콘택들 중 하나(또는 모두)는 슬릿을 갖지 않을 수도 있다. 반대로, 각 콘택 블레이드에 하나 이상의 슬릿을 제공할 수도 있다.

외벽(26)과 탭(28) 사이의 180°절곡부에 근접한 벽 부분은 케이지의 절반 천장부(half-ceiling)를 형성한다. 도시된 실시예에서, 원래의 시트를 절단함으로써, 서로 지지되며 콘택 블레이드(29)의 외팔보 영역에서 연속적인 천장부를 형성하는 탭(40)이 형성된다. 이러한 해결책은 단자들이 번들로 함께 그룹화될 때 또는 해제될 때 서로 엉키는 문제점을 감소시키고, 콘택 블레이드의 완전한 보호를 보장한다.

유리하게는, 각 콘택 블레이드(29)는 도 3A, 도 3B 및 도 4에 도시된 형태의 형상을 갖는다. 전기 콘택을 형성하는 외팔보 부분은 내부 탭(28)의 전체 길이의 절반 이상에 상당하며, 내향으로 만곡되어 있다. 또한, 상기 콘택 블레이드는 그 자유 단부에 바로 인접하여 다른 콘택 블레이드와 마주하는 두꺼운 만곡부(27)를 구비한다. 2 개의 블레이드를 서로에 대해 근접하게 이동시키는, 콘택 블레이드(29)의 만곡에 의한 탄성력은, 후방을 향해 절곡되어 있는 대응 외벽(26)의 플랩(46)에 의해 흡수된다. 따라서, 삽입 중에 수형 콘택을 또한 안내하는 기능을 하는 상기 플랩(46)은, 콘택 블레이드가 연결되는 외벽(26)에 근접한 위치, 즉 상기 콘택 블레이드와 대향된 다른 콘택 블레이드(29)와 접촉하지 않는 위치에, 만곡에 의해 예비 응력을 받은 콘택 블레이드(29)를 유지한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 플랩의 절곡부는 케이지의 측벽의 단자 에지의 전방에 위치되며, 단자를 커넥터 하우징(도시 않음)의 절연체(51) 내로 도입하는 것을 용이하게 하며 상기 절연체가 손상될 위험을 감소시킬 수 있게 하는 둥근 형상을 갖는다. 도입 중의 위험을 더욱 감소시키기 위해, 단부의 에지와 천장부의 에지가 유연하게 형성될 수 있다.

상기 외벽(26)에는, 현재 사용되는 구조 중 하나를 가질 수 있는 잠금 핑거(52)에 의해 절연체(51)에 단자를 고정하기 위한 윈도우(50)가 형성된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 상기 핑거는 절연체의 공동의 내부를 향하는 돌출부(53)를 구비하며 윈도우(50) 내에 결합될 수 있는, 절연체의 성형 중에 형성되는 세장형 빔으로 구성된다. 상기 빔(52)은 돌출부(53)의 전방으로 연장되기 때문에, 절연체의 전방 통로(54){빔(52)을 장착할 수 있게 하는 갭을 갖는 환형 립(lip)에 의해 경계 형성된}를 통해 튜브 내로 압박함으로써 단자를 해제시킬 수 있으며, 상기 튜브는 단자의 측면과 빔 사이에서 미끄럼 운동 한다. 2 개의 윈도우(50)가 대칭적으로 위치되기 때문에, 단자는 절연체의 공동 내의 2 개의 대칭 위치 중 하나 또는 다른 하나를 점유할 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우(50)는, 절곡부(55)를 형성하기 위해 제조 중에 금속 스트립의 변형의 발생을 허용하는 벽 부분을 상기 윈도우의 측면 중 하나에 구비한다. 상기 절곡부(55)는, 숄더의 표면(56)이 돌출부(53)의 상부 지지면(57)에 지지되어 절연체의 공동에 단자를 고정시킬 수 있게 하는 숄더를 형성한다.

상기 변형된 절곡부(55)의 단부는 내부를 향하고 있으며, 상기 블레이드의 탄성 한계를 초과하는 위험을 방지하기 위해 콘택 블레이드(29)의 외부면에 작용하는 정지부를 형성한다는 것을 주목해야 한다.

플랩(46)이 만곡에 의해 예비 응력을 받고 있는 콘택 블레이드(29)를 유지하는 상술한 구성에 부가하여, 상기 구성은 수형 콘택 상의 블레이드의 접촉 압력이 연속적으로 제어될 수 있게 한다, 즉 암형 콘택의 매 삽입시마다 단자의 전체 수명에 걸쳐 연속적으로 제어될 수 있게 한다.

이러한 구성의 장점은, 2 개의 변형부 즉, 플랩(46)과 절곡부(55)에 의해서, 상기 콘택 블레이드가 플랩(46)에 의해 유지되며 수형 콘택이 삽입되지 않을 때의 소위 수용 위치(passive position)와, 수형 콘택의 도입에 의해 발생되는 힘에 의해 블레이드의 최대 외향 운동이 제한될 때의 소위 사용 위치(active Position) 사이에서의 콘택 블레이드(29)의 이동을 제한하는 간극 공간이 형성된다는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 2 개의 외벽(26)의 절곡부(55)는, 한편으로는 수형 콘택(12)과 콘택 블레이드(29) 사이의 접촉 지점과, 다른 한편으로는 콘택 블레이드(29)와 절곡부(55) 사이의 접촉 지점이 암형 단자의 치수에 합치되지 않는 수형 콘택의 도입 가능성을 배제하는 공간을 형성하도록, 동일한 수평 평면에 수렴된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 절곡부(55)는 2 개의 방향을 갖는다. 제 1 절곡 작업은 단자의 중심을 향하도록 미리 절단된 스트립의 부분을 절곡시키는 것이며, 다음 제 2 절곡 작업은 단자의 외부를 향하도록 스트립의 동일 부분을 180°절곡하여, 절곡부(55)에 의해 형성된 숄더의 기계적 완전성을 보강하는 것이다. 더욱이, 절곡부(55)의 하부 표면(56)은 돌출부(53)의 상부 표면(57) 상에 지지되기 위해 큰 면적을 가지며, 이는 스트립의 두께의 감소에도 불구하고 시트의 전단의 위험성을 방지한다. 상기 표면(56)은, 상기 표면들에 인가된 힘이 가능한한 균일하며 외팔보를 형성하지 않도록 지지면(57) 보다 실질적으로 큰 면적을 갖는다.

서로 보완적인 지지면(56, 57)의 각각의 평면은, 상기 각각의 평면의 대향 기울기가 단자와 절연체 사이에서 자체 결합 작용을 형성하도록 상기 단자의 종방향 축에 수직인 평면과 각도(α)를 형성한다. 예를 들면, 돌출부의 표면(57)의 각도(α)는 1°내지 45°이며, 바람직하게는 15°의 값을 갖는다.

도 7을 참조하면, 종래의 전기 단자의 벽에 형성된 윈도우(50a)는 상기 벽이 단일벽임에도 불구하고 절곡부(55)를 포함할 수 있다는 것을 주목해야 한다.

도 5A 및 도 5B는 단자(10)을 강화하는 장치를 도시한다. 시트의 두께의 감소를 보상하기 위해, 플랩(46)은 절곡된 단자의 벽에 의해 형성된 내부 폭과 대략 동일한 폭(L)을 가지므로, 플랩(46)의 측면 에지가 단자의 상부벽과 바닥벽의 내부 표면에 지지된다. 게다가, 상기 벽에는 플랩(46)의 측면 에지의 단부 상에 형성되는 장부(tenon)(61)가 결합되는 개구(60)가 제공된다.

플랩(46)이 상기와 같이 단단히 고정된다는 사실은 별개로 하더라도, 이러한 단자(10)를 형성하는 케이지의 강화는 상기 케이지의 벽이 지탱될 수 있게 하며, 압착을 방지할 수 있게 한다.

플랩(46)은 상기 플랩(46)의 측면 에지 중 하나 또는 다른 하나에 제공된 단일의 장부(61)에 의해 케이지 내에 고정될 수 있다는 것을 주목해야 한다.

도 6A 및 도 6B에는 단자의 기계적 강성을 증가시키는데 적합한 다른 구조가 도시되어 있다.

단자(10)의 전방 본체(11)와 크림핑되는 스템(14) 사이에는, 단자를 절연체에 설치하는 것을 방해하는 변형 또는 오정렬을 초래할 수 있는 소위 전이 영역(15)이 존재한다.

상기 도면들에서, 전이 영역은 보다 작은 크기를 갖는 것을 알 수 있다. 이는 전방 본체(11)의 벽(26)이, 바닥벽(22)과 상기 벽(26)과 함께 개구(70)를 형성하는 2 개의 직각 브랜치들(71, 72)에 의해 연장됨으로써, 상기 부분 절단 영역을 함께 보강하는 4개의 측면들이 구성되기 때문이다. 개구(70)는 커넥터 하우징의 단자의 2차 측방향 잠금용의 장치의 도입을 허용한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 마찬가지로, 벽(26)에 각각 배치된 2 개의 직각 부분 사이에는 요구되는 치수를 약간 초과하여 크림핑된 도선의 단부의 위치 결정을 허용하는 공간(73)이 제공됨으로써, 상기 도선이 절연체 내의 단자의 정확한 위치 결정을 위해 요구되는 표준을 너머 단자를 압박하는 방지된다.

도선 상에 자동적으로 크림핑하는 기계를 제공하는 테이프 형태의 단자를 얻는 것을 가능하게 하는, 본 발명에 따른 단자를 제조하는 프로세스에 대해 간략히 설명한다.

자동차 산업에 적용되는 본 발명에 따른 단자의 경우, 0.29㎜의 두께를 갖는 구리 합금의 스트립을 절단 및 성형(절곡)함으로써 제조된다. 제 1 작업 스테이션에서, 스트립은 도 2에 도시된 형태의 연속적인 시트를 형성하기 위해 절단되며, 상기 시트는 연결 스트립(66)에 의해 함께 연결된다. 도 2에 일점쇄선으로 도시한 절곡선은 프레스에 의해 표시될 수 있다. 콘택 블레이드(29)는 굽힘과 타격에 의해 성형되며, 플랩(46)도 또한 형성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 플랩과 콘택 블레이드(29)의 자유 단자 부분에, 수형 콘택을 보다 용이하게 도입하기 위해 예를 들면 약 15°의 경사를 제공하는 것이 유리하다.

내부 및 외부 탭과 벽 사이의 180°절곡부 및, 측면에 속하는 내부 탭의 부분과 천장에 속하는 내부 탭의 부분을 분리하는 내향의 90°절곡부가 형성됨과 동시에, 장부(61)는 윈도우(60)를 통과하며 형성된 벽은 플랩(46)의 에지와 접촉하게 된다.

본 발명은 예시적으로 도시하고 설명한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 다수의 변형이 가능하다. 예를 들면 표면이 정확하게 평행하지 않고 경사를 나타내는 단자를 형성하는 것도 가능하며, 밀봉 탭을 수용하도록 의도되는 소정의 밀봉 실시예에 요구되는, 각형성된 암형 블레이드의 통과를 허용하는 노치가 콘택의 천장의 전방부에 형성될 수도 있다. 본 발명의 범주는 이러한 변형예 뿐만 아니라, 일반적으로는 동등한 내용의 다른 변형예로 확장된다는 것을 이해해야 한다.

본 발명에 따라서, 종래 기술 부분에 언급된 문제점들을 해결할 수 있는 보강식 전이 영역을 구비한 암형 전기 콘택 단자가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 암형 전기 콘택 단자를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 단자를 제조하기 위해 절곡 성형되는 시트를 도시한 평면도.

도 3A 및 도 3B는 케이지 형태의 전방 부분을 도시한 단면도.

도 4는 절연체 내에 위치된 단자를 도시한 부분 단면도.

도 5A는 도 1에 도시된 단자를 도시한 부분 절개 사시도.

도 5B는 도 5A의 일부의 확대도.

도 6A는 도 1에 도시된 단자의 다른 상세를 도시한 부분 절개 사시도.

도 6B는 도 6A의 일부의 확대도.

도 7은 종래의 단자를 제조하기 위해 절곡 성형되는 시트를 도시한 평면도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

10 : 암형 콘택 단자 12 : 수형 콘택 단자

26 : 콘택 블레이드 16, 40 : 탭

46 : 플랩 50 : 윈도우

51 : 절연체 57 : 지지면

66 : 스트립

Claims

전기 배선(20)에의 크림핑(crimp)에 의해 접속될 수 있게 하는 후방부(14), 전이 영역(15), 및 케이지(cage; 10) 형태의 전방부를 갖는 단일 전기 전도성 금속 시트로부터 얻어진 암형 전기 콘택 단자(female electrical contact terminal)로서,

상기 케이지는,

하나의 바닥벽(22)과,

삽입 동안에 수형 콘택(male contact)(12)을 안내하기 위한 수단 및 상기 케이지를 접속 하우징에 고정하기 위한 수단이 제공된 2 개의 측벽들(26)과,

2 개의 상부 반벽들(upper half-walls)로 구성된, 상기 암형 전기 콘택 단자에 있어서,

상기 케이지의 벽들(26)은 상기 전이 영역(15) 근방의 부분에서 2 개의 직각 브랜치들(right-angled branches; 71, 72)에 의해 연장되는 것을 특징으로 하는 암형 전기 콘택 단자.
제 1 항에 있어서,

상기 측벽들(26)과 함께 상기 직각부의 브랜치들(71, 72)은 보조 잠금 장치의 통로를 허용하는 개구(70)를 정의하는 것을 특징으로 하는 암형 전기 콘택 단자.
제 1 항에 있어서,

상기 직각부들은 크림핑될 상기 배선의 단부가 위치되는 통로(73)를 상기 직각부들 사이에 정의하는 것을 특징으로 하는 암형 전기 콘택 단자.