KR101269826B1

KR101269826B1 - 소형 리셉터클 단자

Info

Publication number: KR101269826B1
Application number: KR1020117019254A
Authority: KR
Inventors: 타카유키 호리
Original assignee: 몰렉스 인코포레이티드
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2013-05-30
Also published as: US20120003881A1; CN102318144A; KR20110118677A; EP2389713A1; EP2389713B1; CN102318144B; US8323061B2; WO2010085240A1

Abstract

본 발명에 따른 접근법은 일반적으로 연결 부분(12) 및 정합 부분(14)을 구비한 소형 리셉터클 단자(10)에 관한 것이다. 정합 부분은 고정 비임, 탄성 접촉 비임(24) 및 비임 중첩 부분(26)을 갖는 접촉 스프링(20)을 포함하는 의사-2개의 비임 요소를 갖는다. 탄성 접촉 비임은 접촉 범프(40) 및 피벗 지점(38)을 구비한 강화 부분(30)을 갖는다. 접촉 스프링의 형상은 정합 동안 수형 핀상의 접촉 결합력 또는 유지력을 증가시킨다. 접촉 스프링의 과응력 보호가 제공되고 단자는 경제적으로 제조된다.

Description

소형 리셉터클 단자{MINIATURE RECEPTACLE TERMINALS}

본 발명은 일반적으로 리셉터클 단자(receptacle terminal)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 개선된 핀 접촉력을 갖춘 소형 리셉터클 단자에 관한 것이다.

자동차 시장은 리셉터클 단자의 소형화된 작은 크기의 유형(small-footprint type)으로 이동하고 있다. 접촉 스프링이 비례적으로 작아지기 때문에, 단자가 작아질수록 리셉터클 단자의 접촉 결합력 또는 유지력은 더 약해진다고 일반적으로 알려져 있다. 더 작은 접촉 스프링을 함께 적층함으로써 더 작은 접촉 스프링의 접촉 결합력 또는 유지력을 증가시키려는 시도, 예컨대 접촉력을 두 배로 하려는 시도로서 합쳐진 스프링 두께가 두 배가 되도록 2개의 접촉 스프링을 함께 채용하는 시도가 있었다. 그러나 다중 스프링으로 인한 공차의 변화는 받아들일 수 없는 접촉 결합력 또는 유지력의 큰 변화를 종종 야기하며, 제조 제어가 복잡하다. 딤플 또는 비드를 채용하여 접촉 스프링의 두께를 강화하려는 시도가 있었지만, 이러한 접근법도 제한적인 성공만을 거두었다.

본 발명의 접근법 이외의 목적을 달성하거나 해법을 교시하고자 시도함으로써 얻어질 수 있는 긍정적인 것들을 인식하지 못한 종래 기술의 접근법은 연결 부분을 접촉 부분에 연결하는 소형의 강성 전이 부분을 구비한 단일 부재 전기 리셉터클 단자에 관한 미국특허 5,873,754호를 포함한다. 전이 부분의 측벽에는 대향하는 측벽을 넘어 크림핑되는 플랩(flap)이 제공되며, 접촉 아암의 연장부는 강성을 제공하기 위해 전이부 측들 사이에 끼워진다. 미국특허 5,980,336호는 입구, 출구, 및 내부 챔버를 구비한 본체부를 갖는 자동차 용례(automotive application)를 갖춘 전기 단자에 관한 것이다. 챔버는 수형 블레이드 안으로의 가압을 위한 이동가능한 접촉-스프링 부재를 갖는다. 본체는 또한 스프링 예비로딩 탭 및 접촉-스프링에 대한 과응력(overstress) 보호를 제공하는 립(lip)을 갖는다. 미국특허 6,095,874호는 전방 벽 및 박스의 전방으로부터 연장하는 짧은 정합 측벽을 갖는 박스 형태의 접촉 부분을 포함하는 단일 부재 리셉터클 단자에 관한 것이다. 측벽들은 접촉 영역의 보호를 보조한다.

다른 종래 기술은 캔틸레버형 접촉-스프링을 구비하여 스탬핑된 블랭크로부터 형성된 박스 리셉터클 단자에 관한 다음의 미국특허 6,244,910호를 포함한다. 접촉 스프링은 블레이드 또는 핀 단자와 같은 수형 접촉부와 정합될 때 리셉터클에 대해 외측으로 편위된다. 미국특허 7,223,134호는 전도체에 연결되는 후방 영역을 구비한 단일-부재 접촉체에 관한 것이다. 접촉체의 전방에는 수형 단자와 정합하는 적어도 2개의 탄성 접촉 블레이드를 갖는 접촉 단자를 구비한 보호 케이지가 있다. 미국특허 7,241,190호는 전선 연결을 위한 부분 및 수형 단자와의 정합을 위한 부분을 포함하는 박스 형상의 튜브형 암형 단자에 관한 것이다. 접촉-스프링은 접촉 부분 내에 배치되며, 접촉-스프링은 접촉-스프링의 선단으로의 접근을 억제함으로써 손상으로부터 보호된다. 정합 부분의 삽입부는 정합 부분의 나머지 부분에 비해 더 작은 직경을 갖는다. 접촉-스프링의 선단은 보호를 위해 삽입부의 더 작은 직경의 벽 위에 위치된다. 미국특허 7,351,122호는 스프링 보호 부재를 구비한 접촉 비임을 포함하는 리셉터클 단자에 관한 것이다. 접촉 부분은 상호 직각으로 연장함으로써 L자형 단면을 형성하는, 대향하는 제1 및 제2 접촉부를 갖는 금속판으로 형성된다. 양 접촉-스프링은 모두 리셉터클 단자와 정합 단자 사이의 접촉 압력을 확보하기 위해 정합 단자에 압력을 가한다.

본 발명의 접근법에 따르면, 이러한 특허들과 같은 선행 기술의 다양한 특징이 단점 및 바람직하지 않은 기여, 결과 또는 효과를 갖는 것으로 판단되었다. 본 발명의 접근법은 이전에 없었던 개선을 제공하고자 이러한 것들과 같은 문제들을 인식하고 해결한다. 종합적으로, 본 발명의 접근법은 증가된 접촉력을 제공하는 더욱 완전히 개선된 소형 접촉 스프링을 제공한다.

더욱 구체적으로, 본 발명의 접근법에 따라 도달된 목적은 양호한 제조 제어를 유지하고 공차의 변화를 최소화하면서 접촉 스프링의 접촉 결합력 또는 유지력을 증가시키는 것을 포함한다. 다른 목적은 작동 환경에서 접촉 스프링의 손상을 방지하고, 수형 접촉 핀의 삽입 동안 접촉 스프링과 접촉 핀의 손상을 방지하며, 접촉 스프링에 대한 과응력 보호를 제공하고, 재료 효율을 개선하며, 장착을 위해 리셉터클 단자를 플러라이징(polarizing) 하는 것을 포함한다.

본 발명의 접근법의 실시예는 일반적으로 소형 리셉터클 단자의 정합 부분에 관한 것이다. 정합 부분은 고정 비임, 탄성 접촉 비임, 및 비임 중첩 부분을 포함하는 의사(pseudo)-2개의-비임 스프링 접촉 요소를 갖는다. 탄성 접촉 비임은 피봇 지점을 구비한 굽은 비임 및 직선 비임을 포함하는 보강 부분 및 접촉 범프를 갖는다. 접촉 스프링의 형상은 정합 동안 수형 핀에 대한 접촉력을 상당히 증가시킨다. 의사-2개의-비임 요소는 양호한 제조 제어를 허용하고 소형 리셉터클 단자로부터 소형 리셉터클 단자로의 접촉력 변화를 최소화한다.

소형 리셉터클 단자의 다른 실시예에서, 의사-2개의-비임 스프링 접촉부는 정합 부분의 후방으로부터 고정되어 재료 효율이 개선된다. 낮은 제조 단가로 우수한 단자 성능이 얻어진다.

소형 리셉터클 단자의 추가적인 실시예에서, 의사-2개의 비임 스프링 접촉부는 작동 환경에 의해 야기될 수 있는 손상으로부터 스프링 접촉부를 보호하는 박스 형상의 정합 부분 내에 고정된다.

소형 리셉터클 단자의 다른 실시예에서, 보강 비임은 탄성 접촉 비임을 과응력으로부터 보호하는 함몰부를 갖는다.

소형 리셉터클 단자의 추가 실시예에서, 정합 부분은 소형 단자의 장착을 보조하는 잠금 및 플러라이징 돌출부를 갖는다.

소형 리셉터클 단자의 다른 실시예는 정합을 보조하고 삽입 동안 정합 핀을 손상으로부터 보호하는 가이드 단부 램프(ramp)를 갖는다.

소형 리셉터클 단자의 추가적인 실시예에서, 탄성 접촉 비임은 정합 동안 탄성 접촉 비임을 손상으로부터 보호하는 경사형 패널을 갖는다.

도 1은 본 발명의 접근법에 따른 소형 리셉터클 단자의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 소형 리셉터클 단자의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 소형 리셉터클 단자의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 접근법에 따른 접촉 스프링의 사시도이다.
도 5는 도 1의 5-5 라인을 따라 취한 단면으로 부분 절개된, 도 1에 도시된 소형 리셉터클 단자의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 소형 리셉터클 단자의 정합 부분의 절개부의 측면도이다.
도 7은 도 4의 7-7 라인을 따라 취한 도 4에 도시된 접촉 스프링의 단면도이다.

요구에 따라, 본 발명의 상세한 실시예가 본원에 개시되었지만, 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있는 본 발명을 단지 예시하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본원에 개시된 구체적인 사항들은 제한적으로 해석되지 않으며, 단지 특허청구범위의 기초로서, 그리고 본원에 명시적으로 개시되지 않을 수 있는 조합으로 본원에 개시된 다양한 특징들을 채용하는 것을 포함하여 실제적인 임의의 적절한 방법으로 본 발명을 다양하게 채용하기 위해 통상의 기술자에게 교시하기 위한 대표적 기초로서 해석되어야 한다.

이러한 접근법의 일 실시예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전체적으로 10으로 도시된 소형 리셉터클 단자는 도선과 같은 도체(미도시)에 연결하기 위한 연결 부분(12) 및 상보적인 수형 단자(미도시)와 정합하기 위한 대향하는 박스 형상의 정합 부분(14)을 갖는 본체부를 포함한다. 연결 부분(12)은 절연된 도선의 도체와 같은 도체에 크림핑하는 것과 같은 단단히 결합하기 위한 측벽(16)을 갖는다. 예를 들어, 연결 부분은 절연된 도선의 절연부 주위를 감을 수 있는 개별 아암(18)을 가질 수 있다.

단자(10)는 예컨대 약 9mm 내지 약 12mm 사이, 적절하게는 약 9.5mm 내지 약 11.5mm 사이, 통상적으로는 약 10mm 내지 약 11mm 사이일 수 있는 소형 리셉터클 단자를 위해 적절한 길이(L1)를 갖는다. 정합 부분(14)은 전체적으로 15로 도시된 하우징을 갖는다. 하우징(15)은 예컨대 약 4mm 내지 약 6mm 사이, 적절하게는 약 4.8mm 내지 약 5.2mm 사이일 수 있는 길이(L2)를 갖는다. 하우징(15)은 예컨대 약 0.7mm 내지 약 1.3mm 사이, 통상적으로는 약 0.8mm 내지 약 1.1mm 사이일 수 있는 폭(W1)도 갖는다. 추가적으로, 하우징(15)은 예컨대 약 1.0mm 내지 약 1.6mm 사이, 통상적으로는 약 1.2mm 내지 약 1.4mm 사이일 수 있는 높이(H1)를 갖는다.

전체적으로 20으로 지시된 스프링 접촉부는 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된다. 스프링 접촉부(20)는 하우징(15) 내에 위치되며 각각 근위 길이(22a, 24a) 및 원위 길이(22b, 24b)를 각각 갖는 고정 비임부(22) 및 탄성 접촉 비임부(24)를 포함한다. 근위 길이(22a, 24a)는 전체적으로 중첩부(26)와 부합한다. 스프링 접촉부(20)는 의사-2개의-비임 요소로 간주될 수 있다. 접촉 비임부(24)는 고정 비임부(22)로부터 (도 4에 도시된 바와 같이) 하방으로 간주되는 방향으로 위치된다. 고정 비임부(22) 및 접촉 비임부(24)는 본체 또는 중첩부(26)로부터 연장함에 따라 갈라진다.

접촉 비임(24)은 강화 부분(30)을 포함하는 중심부(28)를 갖는다. 접촉 비임(24)이 중첩부(26)로부터 연장함에 따라, 접촉 비임(24)은 단일 비임으로부터 3개의 비임으로 강화 부분(30)에서 분리된다. 이러한 비임들은 2개의 외측의 직선 비임(32, 34)과 하나의 중간의 굽은 비임(36)을 포함한다. 접촉 비임(24)이 중첩부(26)로부터 더욱 연장하고 강화 부분(30)을 넘어 연장함에 따라, 접촉 비임(24)은 다시 단일 비임으로 합쳐진다. 2개의 외측의 직선 비임은 전체적으로 상호 평행한 반면, 굽은 비임(36)은 고정 비임(22)을 향해 (도 6에 도시된 바와 같이) 상방으로 여겨지는 방향으로 연장한다. 굽은 비임(36)은 고정 비임(22)과 접촉하는 오목한 피벗 지점(38)을 구비한 정점(apex)을 형성한다.

접촉 비임(24)은 정합시에 수형 핀과 결합하는 범프(40)로서 도시된 접촉 표면을 더 갖는다. 접촉 비임(24)은 삽입 동안 정합 핀(미도시)의 안내를 보조하고 핀과 접촉 비임(24)을 손상으로부터 보호하기 위한 상방으로 연장하는 단부 램프(42)를 갖는다. 오목한 피벗 지점(38)과 접촉 범프(40) 사이의 거리(D1)는 예컨대 약 0.8mm 내지 약 1.2mm 사이, 통상적으로는 약 0.9mm 내지 약 1.1mm 사이일 수 있다.

스프링 접촉부(20)는 전체적으로 반대방향으로 지향되는 러그를 갖는다. 이들은 도 4에 좌측 러그로 간주되는 러그(44) 및 우측 러그로 간주되는 러그(46)로 도시된다. 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(15)은 좌측 구멍으로 간주되는 구멍(52)을 구비한 측벽(48), 및 우측 구멍으로 간주되는 구멍(54)을 구비한 측벽(50)을 갖는다. 구멍(52)과 구멍(54)은 후방으로 간주되는 방향으로 하우징(15) 내에 위치된다. 좌측 구멍(52)은 좌측 러그(44)를 유지하고 우측 구멍(54)은 우측 러그(46)를 유지하며, 스프링 접촉부(20)는 정합 부분(14)의 후방으로부터 고정된다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(15)은 상부 벽으로 간주되는 벽(56)을 갖는다. 상부 벽(56)은 고정 비임(22)과 결합하여 고정 비임이 (도 6에 배향된 것과 같이) 상방으로 간주되는 방향으로 이동하는 것을 방지한다.

하우징(15)은 내측 지향 램프로 작용하는 상승된 또는 내측으로 연장하는 부분 또는 플랫폼(60)을 구비한, (도 6에 배향된 것과 같이) 하부 벽으로 간주되는 벽(58)을 더 포함한다. 정합하는 수형 핀이 정합 부분(14)으로 삽입됨에 따라, 정합 핀은 상승된 플랫폼 또는 내측 지향 램프(60)에 의해 범프(40)와 같은 접촉 표면을 향해 이동된다. 정합 핀이 정합 부분(14)으로 더욱 삽입됨에 따라, 정합 핀은 상방으로 간주되는 방향으로 이동하도록 압박되는 접촉 범프(40)와 결합한다. 본원에서 일반적으로 설명된 바와 같은 스프링 접촉부(20)의 특징으로 인해, 핀에 작용하는 접촉력이 이러한 크기의 접촉력을 제공하기 위해 더 큰 체적(bulk)을 요구하는 대형의 종래의 리셉터클 단자의 핀 접촉력과 유사한 수준으로 증가하도록, 접촉 비임(24)의 상방 이동은 저항을 받는다. 접촉 비임 이동 저항성은 고정 비임부(22)의 상대적 강성 및 정합 핀과 접촉 비임(24) 사이의 삽입 결합의 반응으로 돌출하는 오목한 피벗 지점(38)에 의한 그 결합에 의해 개선된다.

상부 벽(56)은 예컨대 단자 수용 공동을 구비한 패널에 리셉터클 단자(10)를 장착하기 위한 잠금 및 플러라이징 돌출부(62)를 갖는다. 상부 벽(60)은 또한 삽입됨에 따라 수형 정합 핀의 안내를 보조하고 정합 동안 정합 핀과 스프링 접촉부(20)를 보호하기 위한 안내 립(64)을 가질 수 있다. 고정 비임(22)은 접촉 비임(24)에 대한 과응력 보호를 제공하는 함몰부(66)를 또한 포함할 수 있다.

개별적으로 개시되거나 본원에 청구된 것, 이러한 특징들의 추가적인 조합 또는 대안적으로 소형 리셉터클 단자의 다른 유형을 명시적으로 포함하는, 소형 리셉터클 단자 및/또는 그 구성요소의 많은 변형례 및 개조물과 같은, 통상의 기술자에게 쉽게 분명해질 전술한 도시된 실시예의 많은 개조물이 존재하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 재료 및 구성과 관련하여 많은 잠재적인 변형이 존재한다. 이러한 개조물 및/또는 조합들은 후속 특허청구범위의 범위 내에 있도록 의도되고 이러한 접근법과 관련된 기술의 범위에 포함된다.

Claims

리셉터클 단자이며,
리셉터클 단자의 단부를 따르는 연결 부분 및 연결 부분으로부터 멀어지게 연장하고 상보적 단자와 정합하도록 구성된 정합 부분을 갖는 본체부와,
하우징의 정합 부분에서의 접촉 스프링을 포함하며,
접촉 스프링은
a. 근위 길이 및 원위 길이를 갖는 고정 비임과,
b. 근위 길이 및 원위 길이를 갖는 탄성 접촉 비임으로서, 탄성 접촉 비임은 접촉 표면 및 직선 비임 요소 및 굽은 비임 요소를 포함하는 강화 부분을 가지며, 굽은 비임 요소의 일부가 고정 비임에 가깝게 근접하는 탄성 접촉 비임과,
c. 탄성 접촉 비임 및 고정 비임의 각각의 근위부가 서로 결합하는 중첩부를 포함하는
리셉터클 단자.
제1항에 있어서,
고정 비임 및 탄성 접촉 비임은 중첩부로부터 연장함에 따라 갈라지는
리셉터클 단자.
제1항 또는 제2항에 있어서,
강화 부분은 2개의 평행한 직선 비임을 포함하는
리셉터클 단자.
제1항 또는 제2항에 있어서,
굽은 비임은 정합 단자 요소의 삽입시에 고정 비임과 결합하도록 구성되고 위치된 오목한 피벗 지점을 구비한 정점을 포함하는
리셉터클 단자.
제1항 또는 제2항에 있어서,
접촉 표면은 범프인
리셉터클 단자.
제4항에 있어서,
오목한 피벗 지점과 접촉 표면 사이의 거리는 상기 삽입 전에 약 0.8mm 내지 약 1.2mm 사이인
리셉터클 단자.
제1항 또는 제2항에 있어서,
접촉 스프링은 적어도 하나의 유지 러그를 더 포함하는
리셉터클 단자.
제7항에 있어서,
접촉 스프링은 접촉 스프링의 대향 측부에 2개의 유지 러그를 포함하는
리셉터클 단자.
리셉터클 단자이며,
하우징 및 하우징 내의 접촉 스프링을 포함하며,
접촉 스프링은
a. 근위 길이 및 원위 길이를 갖는 고정 비임과,
b. 근위 길이 및 원위 길이를 갖는 탄성 접촉 비임으로서, 탄성 접촉 비임은 접촉 표면 및 직선 비임 요소 및 굽은 비임 요소를 포함하는 강화 부분을 가지며, 굽은 비임 요소의 일부가 고정 비임에 가깝게 근접하는 탄성 접촉 비임과,
d. 탄성 접촉 비임 및 고정 비임의 각각의 근위부가 서로 연결되는 중첩부를 포함하는
리셉터클 단자.
제9항에 있어서,
크림핑 부분을 더 포함하는
리셉터클 단자.
제9항 또는 제10항에 있어서,
고정 비임 및 탄성 접촉 비임은 중첩부로부터 연장함에 따라 갈라지는
리셉터클 단자.
제9항 또는 제10항에 있어서,
강화 부분은 2개의 평행한 직선 비임을 포함하는
리셉터클 단자.
제9항 또는 제10항에 있어서,
굽은 비임은 오목한 피벗 지점을 구비한 정점을 형성하는
리셉터클 단자.
제9항 또는 제10항에 있어서,
접촉 표면은 범프인
리셉터클 단자.
제14항에 있어서,
오목한 피벗 지점과 접촉 범프 사이의 거리는 약 0.8mm 내지 약 1.2mm 사이인
리셉터클 단자.
제9항 또는 제10항에 있어서,
접촉 스프링은 적어도 하나의 유지 러그를 더 포함하는
리셉터클 단자.
제16항에 있어서,
접촉 스프링은 2개의 유지 러그를 포함하는
리셉터클 단자.
제17항에 있어서,
하우징은 각각 러그를 유지하는 구멍을 갖는 제1 벽과 제1 벽을 대향하는 제2 벽, 및 제1 벽과 제2 벽 사이의 제3 벽을 가지며, 제3 벽은 고정 비임의 이동을 제한하는
리셉터클 단자.
제18항에 있어서,
하우징은 제3 벽에 대향하는 제4 벽을 포함하며, 제4 벽은 접촉 범프에 인접한 상승된 플랫폼을 갖는
리셉터클 단자.
제18항에 있어서,
제3 벽은 잠금 및 플러라이징 돌출부를 포함하는
리셉터클 단자.
제18항에 있어서,
제3 벽은 안내 패널을 포함하는
리셉터클 단자.
제9항 또는 제10항에 있어서,
고정 비임은 탄성 접촉 비임의 과도한 이동을 방지하기 위한 함몰부를 포함하는
리셉터클 단자.