KR101439049B1

KR101439049B1 - 쉴드 케이블 접속 장치

Info

Publication number: KR101439049B1
Application number: KR1020130095613A
Authority: KR
Inventors: 김정한; 김문종
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2014-09-05

Abstract

본 발명은 쉴드 케이블 접속 장치에 관한 것으로서, 커넥터의 차폐 구조, 특히 고전압 쉴드 케이블에 대한 차폐 구조 및 쉴드 클램핑 구조, 커넥터 방수 구조가 개선됨으로써 부품 수 축소, 조립 공수 축소 및 작업성 향상이 가능해지고, 커넥터의 사이즈를 축소할 수 있는 쉴드 케이블 접속 장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 쉴드 케이블의 중심선에 결합되는 터미널; 내부에 상기 터미널이 삽입되는 이너 하우징; 내부에 상기 이너 하우징이 삽입되는 아우터 하우징; 상기 쉴드 케이블의 쉴드층 외측면을 압착하도록 설치되는 쉴드 배럴; 상기 쉴드 배럴의 외측면에 밀착되도록 설치되는 쉴드 클램프; 및 상기 쉴드 클램프의 제1직경부와 아우터 하우징 사이에 개재되어 쉴드 클램프와 아우터 하우징을 전기적으로 연결하는 쉴드 콘택트;를 포함하고, 상기 쉴드 클램프는 쉴드 배럴의 외측면에 밀착되는 제1직경부와, 내측으로 쉴드 케이블의 외피와의 사이에 제1케이블 씰이 개재되는 제2직경부를 가지는 것을 특징으로 하는 쉴드 케이블 접속 장치를 제공한다.

Description

쉴드 케이블 접속 장치{Coneection device for shield cable}

본 발명은 쉴드 케이블 접속 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 커넥터의 차폐 구조, 특히 고전압 쉴드 케이블에 대한 차폐 구조 및 쉴드 클램핑 구조, 커넥터 방수 구조를 개선함으로써 부품 수 축소, 조립 공수 축소 및 작업성 향상의 이점을 가지며, 커넥터 사이즈를 축소할 수 있는 쉴드 케이블 접속 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 전자부품이나 센서 등의 많은 전자장치들이 설치되며, 이들 전자장치는 케이블 및 커넥터를 통해 다른 전자장치나 전원 등과 전기적으로 접속된다.

또한 사람이 감전될 수 있을 정도의 고전압, 고전류가 흐르는 케이블 및 커넥터의 경우 감전 및 수분 유입을 방지하기 위한 차폐 구조와 함께 노이즈 방지를 위한 차폐(shield) 기능을 추가로 적용한다.

예를 들어, 커넥터를 통해 케이블과 케이블을 연결할 때 케이블에서 발생한 전자파가 커넥터를 통해 누설되면 인근 장치에 간섭을 일으키게 되어 오작동의 위험이 있게 되고, 나아가 장치의 고장이 발생할 우려가 있다.

또한 외부의 전자파 노이즈가 케이블의 중심선(도체선)에 침투하여 전달될 경우 상기 케이블을 통해 접속된 전자장치가 이상 작동하여 위험상황이 발생할 수 있다.

따라서, 고전압 커넥터에 전자파 노이즈를 차단하기 위한 차폐 기능을 추가하고, 고전압 케이블로 쉴드(shield) 케이블을 널리 이용하고 있다.

도 1은 쉴드 케이블의 일례를 나타내는 도면으로, 쉴드 케이블(10)은 도체로 이루어진 중심선(도체선)(11), 상기 중심선(11)을 감싸는 내피(절연피복)(12), 상기 내피(12)의 외부를 편조선(shield braid)으로 감싸 형성되는 쉴드층(13), 그리고 상기 쉴드층(13) 외부에 형성되는 외피(sheath)(14)로 구성된다.

여기서, 중심선(11)은 전류가 흐르는 부위이고, 내피(12)는 상기 중심선(11)을 보호하는 부위이다.

또한 쉴드층(13)은 차폐를 위해 사용되는 부위로, 커넥터 내부의 쉴드 클램프(shield clamp) 및 쉴드 콘택트(shield contact)를 통해 커넥터 하우징에 접속되어 접지되는 부위이고, 외피(14)는 이러한 쉴드층(13)을 보호하도록 감싸는 부위이다.

이러한 구성에서 도전성 물질로 이루어진 쉴드층(13)이 외부로부터 발생하는 노이즈를 흡수함으로써 신호를 전송하는 중심선(11)까지 노이즈가 침투하는 것을 방지하게 된다.

또한 차폐 부재를 구비하지 않은 커넥터를 이용하여 케이블을 접속할 경우 전자파 유입 또는 누설로 인해 접속점 및 다른 장치에 영향을 미칠 수 있으므로 노이즈 차폐 기능을 가지는 쉴드 커넥터를 일반적으로 이용하고 있다.

도 2는 쉴드 케이블(10)과 쉴드 커넥터(20)의 연결상태를 나타내는 단면도로, 도시된 바와 같이 케이블(10)의 중심선(11)에 결합되어 있는 터미널(21)이 커넥터(20)의 이너 하우징(inner housing)(22) 및 아우터 하우징(outer housing)(23) 내부에 삽입되어 위치된다.

또한 케이블(10)의 쉴드층(13)이 쉴드 클램프(24) 및 쉴드 콘택트(25)를 통해 아우터 하우징(23)에 전기적으로 접속됨으로써 차폐 연결이 이루어지게 된다.

한편, 종래의 고전압 커넥터(20)에는 외부로부터의 수분 유입을 방지하기 위해 복수 개의 씰(seal)이 사용되는데, 아우터 하우징(23)과 이너 하우징(22) 사이에 수분 유입 방지를 위한 제1씰(26)이 삽입된다.

또한 쉴드 클램프(24)와 아우터 하우징(23), 케이블 외피(14) 사이에는 제2씰(27)이 삽입되고, 터미널(21) 측으로의 수분 유입을 방지하기 위해 케이블 내피(12)와 이너 하우징(22) 사이에는 제3씰(28)이 삽입되어 설치된다.

도 3은 케이블(10), 케이블(10)에 결합된 터미널(21), 쉴드 클램프(24) 후방에 위치되는 제2씰(27), 터미널(21) 압착부 위에 위치하는 제3씰(28)을 도시한 조립 사시도이다.

이와 같이 종래의 고전압 커넥터는 3종의 씰을 적용함에 따라 부품 수가 과다하고, 커넥터와 케이블 간의 조립시 작업 공수가 늘어나는 문제점을 가지고 있다(공수 증가 및 작업성 저하).

또한 고전압 케이블의 차폐 부분에서 사이즈가 커지는는 문제점이 있으며, 특히 제2씰의 설치로 인해 쉴드 클램프의 외경이 증가하고, 이로 인해 아우터 하우징의 사이즈 및 커넥터의 전체 사이즈가 커지는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 커넥터의 차폐 구조, 특히 고전압 쉴드 케이블에 대한 차폐 구조 및 쉴드 클램핑 구조, 커넥터 방수 구조가 개선됨으로써 부품 수 축소, 조립 공수 축소 및 작업성 향상이 가능해지고, 커넥터의 사이즈를 축소할 수 있는 쉴드 케이블 접속 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 쉴드 케이블의 중심선에 결합되는 터미널; 내부에 상기 터미널이 삽입되는 이너 하우징; 내부에 상기 이너 하우징이 삽입되는 아우터 하우징; 상기 쉴드 케이블의 쉴드층 외측면을 압착하도록 설치되는 쉴드 배럴; 상기 쉴드 배럴의 외측면에 밀착되도록 설치되는 쉴드 클램프; 및 상기 쉴드 클램프의 제1직경부와 아우터 하우징 사이에 개재되어 쉴드 클램프와 아우터 하우징을 전기적으로 연결하는 쉴드 콘택트;를 포함하고, 상기 쉴드 클램프는 쉴드 배럴의 외측면에 밀착되는 제1직경부와, 내측으로 쉴드 케이블의 외피와의 사이에 제1케이블 씰이 개재되는 제2직경부를 가지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 쉴드 클램프는 직경을 달리하는 상기 제1직경부와 제2직경부가 축 방향을 따라 배치되도록 형성된 실린더 형상의 부재인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 쉴드 클램프는 쉴드 케이블의 내피에 밀착된 상태로 상기 이너 하우징과의 사이에 제2케이블 씰이 개재되는 제3직경부를 더 가지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 쉴드 클램프는 직경을 달리하는 상기 제1직경부와 제2직경부, 제3직경부가 축 방향을 따라 배치되도록 형성된 실린더 형상의 부재인 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 쉴드 케이블 접속 장치에서는 쉴드 클램프 후방에 위치되어 케이블 외피와 아우터 하우징 사이에 개재되는 종래의 씰(도 1의 제2씰) 대신 쉴드 클램프 내측에 위치되는 제1케이블 씰이 적용됨으로써 아우터 하우징의 사이즈를 줄일 수 있어 고전압 커넥터를 더욱 콤팩트하게 구성하는 것이 가능해진다.

또한 쉴드 클램프가 케이블 내피, 제1케이블 씰, 쉴드 배럴에 걸쳐 이들을 모두 덮고 있으면서, 이러한 쉴드 클램프와 이너 하우징 사이에 제2케이블 씰이 설치되므로, 차폐 부위의 방수를 위한 씰 중 일부(도 1의 제1씰)를 삭제할 수 있고, 사용되는 씰의 개수를 줄일 수 있는 이점이 있게 된다.

또한 부품 수 축소에 따라 조립 공수 축소 및 작업성 향상의 이점이 있게 되며, 부품 수 및 사이즈 축소를 통한 원가 절감을 도모할 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 쉴드 케이블 접속 장치는 하이브리드 자동차나 전기자동차를 포함한 친환경 자동차의 고전압 커넥터로 유용하게 적용될 수 있다.

도 1은 일반적인 쉴드 케이블의 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 고전압 쉴드 커넥터와 쉴드 케이블의 연결상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 종래 기술의 도면으로, 케이블, 케이블에 결합된 터미널, 쉴드 클램프 후측으로 위치되는 제2씰, 터미널 압착부 위에 위치하는 제3씰을 조립한 상태로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 쉴드 케이블 접속 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쉴드 케이블 접속 장치에서 쉴드 케이블에 결합된 터미널과 쉴드 클램프, 제2케이블 씰의 조립상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 쉴드 케이블 접속 장치에서 쉴드 케이블에 결합된 쉴드 클램프와 쉴드 배럴, 제1케이블 씰, 제2케이블 씰의 조립상태를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시에에 다른 쉴드 케이블 접속 장치의 구성부품 중 제2케이블 씰, 쉴드 배럴, 쉴드 클램프, 제1케이블 씰, 터미널이 조립되는 순서를 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 커넥터의 차폐 구조, 특히 고전압 쉴드 케이블에 대한 차폐 구조 및 쉴드 클램핑 구조, 커넥터 방수 구조를 개선하여 씰의 개수를 줄일 수 있고(종래의 제1씰 삭제), 특히 실드 클램프의 외경과 아우터 하우징의 사이즈를 증가시키는 종래의 제2씰 대신, 쉴드 클램프의 내부에 위치되는 씰(제1케이블 씰)을 적용하여 커넥터의 사이즈를 축소할 수 있는 쉴드 케이블 접속 장치에 관한 것이다.

본 발명의 실시예를 나타내는 도면으로, 도 4는 쉴드 케이블 접속 장치의 전체 구조를 나타내는 단면도이고, 도 5는 케이블(10)에 결합된 터미널(21), 쉴드 클램프(24), 제2케이블 씰(32)의 조립상태를 나타내는 사시도이다.

또한 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 쉴드 케이블 접속 장치에서 케이블(10)에 결합된 쉴드 클램프(24)와 쉴드 배럴(33), 제1케이블 씰(31), 제2케이블 씰(32)의 조립상태를 나타내는 단면도이다.

또한 도 7은 본 발명의 실시에에 다른 쉴드 케이블 접속 장치의 구성부품 중 제1케이블 씰(31), 쉴드 배럴(33), 쉴드 클램프(24), 제2케이블 씰(32), 터미널(21)이 조립되는 순서를 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 쉴드 케이블 접속 장치는 케이블(10)이 결합되는 쉴드 커넥터(20)를 포함하며, 상기 쉴드 커넥터(20)는 케이블(10)의 중심선(도체선)(11)에 결합되는 터미널(21), 내부에 터미널(21)이 삽입되어 위치되고 내부에 위치된 터미널(21)을 보호하는 이너 하우징(22), 및 내부에 이너 하우징(22)이 삽입되어 위치되는 아우터 하우징(23)을 포함한다.

또한 외피(14) 일부가 벗겨진(스트립된(striped)) 상태에서 노출되는 쉴드 케이블(10)의 쉴드층(shield braid)(13) 외측면을 압착하도록 설치되는 쉴드 배럴(shield barrel)(33)이 추가되고, 쉴드 배럴(33)의 외측으로 쉴드 클램프(24)가 설치된다.

또한 쉴드 클램프(24)의 외측면에는 아우터 하우징(23)의 내측면과의 사이에 삽입되도록 설치되는 쉴드 콘택트(25)가 조립되고, 이 쉴드 콘택트(25)는 쉴드 클램프(24)를 아우터 하우징(23)에 전기적으로 접속시키는 역할을 한다(전류 흐름 연결).

상기 쉴드 클램프(24)는 실린더 형상의 부재로서, 도 4의 단면도에 예시된 바와 같이 직경을 달리하는 3부분(24a,24b,24c)이 축 방향(실린더 방향)으로 연이어 형성된 단차진 3단 구조의 단면 형상을 가진다.

즉, 쉴드 클램프(24)는 도 6 및 도 7의 (e)에 나타낸 바와 같이 후방으로 갈수록 직경이 점차 커지는 3부분, 즉 소(小) 직경부(24c), 중간(中間) 직경부(24a), 대(大) 직경부(24b)로 구성되는 것이다.

여기서, 소 직경부(24c)는 케이블(10)에서 편조선(shield braid)으로 이루어진 쉴드층(13)의 일부가 벗겨져 노출되는 내피(12)의 외측면에 밀착되는 부분이며, 중간 직경부(24a)는 쉴드 배럴(33)의 외측면에 밀착되는 부분이고, 대 직경부(24b)는 아우터 하우징(23)의 내측면에 밀착되는 부분이다.

이하, 본 명세서에서는 단차진 형상의 쉴드 클램프(24)에서 중간 직경부(24a)를 제1직경부라 칭하기로 하며, 중간 직경부(24a)에서 후측으로 연장된 구조의 대 직경부(24b)를 제2직경부, 그리고 중간 직경부(24a)에서 전측으로 연장된 구조의 소 직경부(24c)를 제3직경부라 칭하기로 한다.

상기 쉴드 클램프(24)에서 제2직경부(24a) 내측면과 케이블(10)의 외피(14) 사이에는 제1케이블 씰(31)이 삽입되어 설치되는데, 도 1에서 설명한 종래의 제2씰(27) 대신, 본 발명에서는 케이블(10)의 외피(14) 외측면과 쉴드 클램프(24)의 내측면 사이에 제1케이블 씰(31)이 삽입되어 위치된다.

상기 제1케이블 씰(31)은 쉴드 클램프(24)의 내부에 위치하여 케이블(10)과의 사이에서 쉴드 클램프(24) 내부로 수분이 유입되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

또한 쉴드 케이블(10)의 쉴드층(13) 외측면을 압착하도록 설치된 쉴드 배럴(33)의 외측면에 쉴드 클램프(24)의 제1직경부(24a)가 밀착됨으로써, 결국 쉴드 케이블(10)의 쉴드층(13)은 쉴드 배럴(33), 쉴드 클램프(24), 그리고 쉴드 콘택트(25)를 통해 아우터 하우징(23)과 전기적으로 연결된다.

요컨대, 쉴드 배럴(33)은 쉴드층(13)을 압착한 상태에서 쉴드층(13)과 쉴드 클램프(24)를 전기적으로 연결하는 기능을 하고(전류 흐름 연결), 쉴드 클램프(24)는 쉴드 배럴(33)과 쉴드 콘택트(25)를 전기적으로 연결하는 기능을 하며(전류 흐름 연결), 쉴드 콘택트(25)는 쉴드 클램프(24)와 아우터 하우징(23)을 전기적으로 연결하는 기능을 한다(전류 흐름 연결).

결국, 이러한 연결 구조에 의해 쉴드 케이블(10)의 쉴드층(13)이 쉴드 배럴(33), 쉴드 클램프(24), 쉴드 콘택트(25), 아우터 하우징(23)의 경로를 통해 접지될 수 있는바, 차폐 연결 및 차폐 기능이 구현될 수 있게 된다.

또한 상기 쉴드 클램프(24)의 제3직경부(24c) 외측면과 이너 하우징(22)의 내측면 사이에는 터미널(21) 측으로의 수분 유입을 방지하기 위해 삽입되는 제2케이블 씰(32)이 위치된다.

도 5를 참조하면, 쉴드 클램프(24)의 전측부인 제3직경부(24c) 외측면에 제2케이블 씰(32)이 조립된 상태를 볼 수 있으며, 중간부인 제1직경부(24a)와 후측부인 제2직경부(24b)의 내부에는 각각 쉴드 케이블(10)의 쉴드층(13)과 외피(14) 사이에 위치되는 쉴드 배럴(도 5에는 미도시)과 제1케이블 씰(도 5에는 미도시)이 위치된다.

결국, 본 발명에서는 종래의 제2씰(도 1에서 도면부호 27임) 대신 쉴드 클램프(24) 내측으로 위치되는 제1케이블 씰(31)이 설치된다는 점(제2씰의 위치가 변경되어 쉴드 클램프 내측의 제2케이블 씰로 구현됨)에서 종래와 비교할 때 구성상의 차이가 있다.

또한 본 발명에서는 쉴드 클램프(24)가 쉴드 케이블(10)의 내피(12), 쉴드층(13), 외피(14)를 둘러쌀 수 있는 형상으로 설치되되, 특히 종래의 제3씰(도 1에서 도면부호 26임)은 내피(12)의 외측면에 밀착되는 쉴드 클램프(24)의 제3직경부(24c) 외측면과 이너 하우징(22) 내측면 사이에 위치되는 제2케이블 씰(32)로 변경되고, 더불어 종래의 제1씰(도 1에서 도면부호 26임)은 삭제된다.

이에 따라, 본 발명의 접속 장치에서는 쉴드 클램프(24) 후방으로 케이블 외피(14)와 아우터 하우징(23) 사이에 개재되던 도 1의 제2씰(27) 대신 도 4에 나타낸 바와 같이 쉴드 클램프(24) 내측에 위치되는 제1케이블 씰(31)이 적용됨으로써 아우터 하우징(23)의 사이즈를 줄일 수 있어(도 4의 'A' 부분 참조) 고전압 커넥터를 더욱 콤팩트하게 구성하는 것이 가능해진다.

또한 쉴드 클램프(24)가 케이블 내피(12), 제1케이블 씰(31), 쉴드 배럴(33)에 걸쳐 이들을 모두 덮고 있으면서, 이러한 쉴드 클램프(24)와 이너 하우징(22) 사이에 제2케이블 씰(32)을 설치한 구조이므로, 차폐 부위의 방수를 위한 씰 중 도 1의 제1씰(26)을 삭제할 수 있고, 이에 사용되는 씰의 개수를 줄일 수 있는 이점이 있게 된다.

이러한 부품 수 축소에 따라 조립 공수 축소 및 작업성 향상의 이점이 있게 되며, 부품 수 및 사이즈 축소를 통한 원가 절감을 도모할 수 있게 된다.

도 7은 제1케이블 씰(31), 쉴드 배럴(33), 쉴드 클램프(24), 제2케이블 씰(32) 및 터미널(21)이 조립되는 순서를 나타내는 도면으로, 도시된 바와 같이 케이블(10)의 단부에서 외피(14), 쉴드층(13), 내피(12)의 일부를 벗겨 중심선(11)과 내피(12), 쉴드층(13)이 일정 길이만큼 노출되도록 한다(케이블 스트립).

이어 외피(14)의 외측면에 제1케이블 씰(31)을 조립하고, 이어 쉴드층(13)의 외측면에 쉴드 배럴(33)을 압착하여 조립한 다음, 상기 내피(12), 쉴드 배럴(33), 제1케이블 씰(31)을 둘러싸도록 쉴드 클램프(24)를 조립한다.

이어 쉴드 클램프(24)의 제3직경부(24c) 외측면에 제2케이블 씰(32)을 조립하고, 쉴드 케이블(10)의 중심선(11)에 터미널(main terminal)(21)을 압착하여 조립한 후, 조립된 상태의 쉴드 케이블(10) 단부 및 터미널(21)을 커넥터의 이너 하우징 내부로 삽입하여 조립하게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 쉴드 케이블 11 : 중심선
12 : 내피 13 : 쉴드층
14 : 외피 20 : 커넥터
21 : 터미널 22 : 이너 하우징
23 : 아우터 하우징 24 : 쉴드 클램프
24a : 제1직경부 24b : 제2직경부
24c : 제3직경부 25 : 쉴드 콘택트
31 : 제1케이블 씰 32 : 제2케이블 씰
33 : 쉴드 배럴

Claims

쉴드 케이블의 중심선에 결합되는 터미널;
내부에 상기 터미널이 삽입되는 이너 하우징;
내부에 상기 이너 하우징이 삽입되는 아우터 하우징;
상기 쉴드 케이블의 쉴드층 외측면을 압착하도록 설치되는 쉴드 배럴;
상기 쉴드 배럴의 외측면에 밀착되도록 설치되는 쉴드 클램프; 및
상기 쉴드 클램프의 제1직경부와 아우터 하우징 사이에 개재되어 쉴드 클램프와 아우터 하우징을 전기적으로 연결하는 쉴드 콘택트;를 포함하고,
상기 쉴드 클램프는 쉴드 배럴의 외측면에 밀착되는 제1직경부와, 내측으로 쉴드 케이블의 외피와의 사이에 제1케이블 씰이 개재되는 제2직경부를 가지는 것을 특징으로 하는 쉴드 케이블 접속 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 쉴드 클램프는 직경을 달리하는 상기 제1직경부와 제2직경부가 축 방향을 따라 배치되도록 형성된 실린더 형상의 부재인 것을 특징으로 쉴드 케이블 접속 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 쉴드 클램프는 쉴드 케이블의 내피에 밀착된 상태로 상기 이너 하우징과의 사이에 제2케이블 씰이 개재되는 제3직경부를 더 가지는 것을 특징으로 하는 쉴드 케이블 접속 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 쉴드 클램프는 직경을 달리하는 상기 제1직경부와 제2직경부, 제3직경부가 축 방향을 따라 배치되도록 형성된 실린더 형상의 부재인 것을 특징으로 쉴드 케이블 접속 장치.