KR101506742B1 - 차량용 롤 커넥터 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 롤 커넥터 장치에 관한 것으로, 로터와 스테이터에 각각 보조 로터 커넥터와 보조 스테이터 커넥터를 장착하고 이를 플랫 케이블이 아닌 별도의 컨택터 및 환형 접점을 이용하여 전기적으로 연결함으로써, 스티어링 휠 어셈블리에 전기 장치가 증가하여도 플랫 케이블을 증가시키지 않고 전기 장치에 대한 연결이 가능하고, 이에 따라 플랫 케이블의 개수가 감소하여 플랫 케이블에 의한 열 손상 및 변형이 방지되고 고온으로 인해 장치가 오작동되거나 기타 부품이 손상되는 것이 방지되는 내구성이 향상된 차량용 롤 커넥터 장치를 제공한다.
롤 커넥터, 로터, 스테이터, 플랫 케이블, 환형 접점

Description

차량용 롤 커넥터 장치{Roll Connector for Vehicle}
본 발명은 차량용 롤 커넥터 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 로터와 스테이터에 각각 보조 로터 커넥터와 보조 스테이터 커넥터를 장착하고 이를 플랫 케이블이 아닌 별도의 컨택터 및 환형 접점을 이용하여 전기적으로 연결함으로써, 스티어링 휠 어셈블리에 전기 장치가 증가하여도 플랫 케이블을 증가시키지 않고 전기 장치에 대한 연결이 가능하고, 이에 따라 플랫 케이블의 개수가 감소하여 플랫 케이블에 의한 열 손상 및 변형이 방지되고 고온으로 인해 장치가 오작동되거나 기타 부품이 손상되는 것이 방지되는 내구성이 향상된 차량용 롤 커넥터 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 차량용 스티어링 휠 어셈블리는 스티어링 휠과, 스티어링 컬럼과, 스티어링 롤 커넥터(Sterring Roll Connector) 어셈블리와 그리고 다기능 스위치 어셈블리 등을 구비한다.
스티어링 휠은 운전자가 조향 방향을 설정하기 위한 것으로, 운전자에 의한 스티어링 휠의 회전은 스티어링 컬럼을 통하여 차륜에 전달되어 차량의 조향각을 설정하게 된다.
다기능 스위치 어셈블리는 라이트 및 포그램프, 와이퍼, 각종 오디오 장치 및 차량 윈도우 스위치 등을 구비하는 것으로 운전자에 의한 각종 장치의 조작성을 증대시킴으로써, 각종 장치의 조작 중에도 전방 주의력을 상실하지 않도록 하는데, 이는 스티어링 휠의 상부에 버튼 스위치로 구현되거나 스티어링 휠 측면의 레버 스위치로서 구현된다. 또한, 스티어링 휠의 상단에는 운전자의 안전을 확보하기 위한 에어백이 설치된다.
이와 같이 스티어링 휠 어셈블리에 구비되는 각종 전장 장치들과 전기적 신호의 소통을 이루고 전원을 공급하기 위해서는 차량에 롤 커넥터 장치가 필수적으로 구비된다.
종래 기술에 의한 일반적인 차량용 롤 커넥터 장치는 센터에 센터구멍을 형성하는 외통부와 외통부에 일측이 고정되고 타측은 내통부에 고정되는 가요성 케이블이 구비되는데, 가요성 케이블은 외통부의 내벽에 시계방향으로 감겨져 U자 모양으로 반전하여 내통부 외벽 주위에 반시계 방향으로 감겨짐으로써 외통부에 수납된다.
이러한 가요성 케이블은 전술한 바와 같이 스티어링 휠 어셈블리에 구비되는 각종 전장 장치와 에어백 등에 전원 공급 및 전기적 신호 소통을 위해 일반적으로 2개 또는 그 이상 배치되는 형태로 구성되고 있다. 특히, 최근에는 사용자의 편의를 위한 전장 장치의 증가 추세로 인해 스티어링 휠 어셈블리에 더욱 많은 전장 장치가 장착되고 있으며, 이에 따라 전원 공급 및 전기적 신호 소통을 위해 요구되는 가요성 케이블의 개수가 더욱 증가하고 있다.
예를 들면 스티어링 휠에 열을 제공하여 온도가 낮은 날에도 운전자에게 쾌적한 조작감을 유지할 수 있도록 하는 히티드 휠 장치 등이 스티어링 휠 어셈블리에 장착되고 있는데, 이러한 히티드 휠 장치가 부가된 차량용 롤 커넥터 장치에는 히티드 휠 장치에 대한 전기적 소통을 위해 2개의 가요성 케이블이 더 필요하게 되었다.
따라서, 종래 기술에 의한 일반적인 차량용 롤 커넥터 장치에는 이와 같이 가요성 케이블이 다수개 구비되는 형태로 구성되고 있는데, 이는 고가의 가요성 케이블에 의해 제작 비용이 증가한다는 문제가 있었으며, 또한, 가요성 케이블은 그 특성상 전류에 의해 열이 발생하기 때문에 가요성 케이블이 서로 인접하게 배치되어 다수개 사용되는 경우에는 가요성 케이블로부터 발생하는 열이 증가하여 열에 의한 변형 및 손상 등이 발생하는 문제가 있었다. 또한, 이러한 열 증가에 의해 롤 커넥터 장치 내부의 온도가 상승하여 장치가 오작동하거나 기타 부품들이 열 손상을 입게 되어 내구성이 현저히 약화되는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 사용되는 플랫 케이블의 개수가 감소하여 제작 비용이 감소하고 장치 내부에 플랫 케이블에 의한 발열량이 감소하며 이에 따라 열에 의한 손상이 방지되고 고온으로 인해 장치가 오작동되거나 기타 부품이 손상되는 것이 방지되어 내구성이 향상된 차량용 롤 커넥터 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 차체에 고정되며 일측에 메인 스테이터 커넥터가 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터와 동일 중심축을 기준으로 회전 가능하게 배치합되며 일측에 메인 로터 커넥터가 배치되는 로터와, 상기 메인 스테이터 커넥터와 메인 로터 커넥터에 각각 삽입되는 스테이터 터미널 블록과 로터 터미널 블록을 전기적으로 연결하는 플랫 케이블을 포함하는 차량용 롤 커넥터 장치에 있어서, 상기 로터와 일체로 회전하도록 상기 로터에 고정 장착되며 내부에 보조 로터 터미널 단자가 삽입되는 보조 로터 커넥터; 상기 스테이터의 일측 평면에 원주 방향을 따라 형성되는 환형 접점; 상기 보조 로터 터미널 단자 및 환형 접점과 접촉하여 상호 전기적으로 연결하는 컨택터; 및 상기 환형 접점과 전기적으로 연결되는 보조 스테이터 터미널 단자가 내부에 삽입되며 상기 스테이터의 일측에 배치되는 보조 스테이터 커넥터를 포함하고, 상기 컨택터는 상기 로터의 회전에 따라 상기 환형 접점의 경 로를 따라 회전하며 상기 환형 접점과의 접촉 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 커넥터 장치를 제공한다.
이때, 상기 컨택터는 탄성력에 의해 상기 보조 로터 터미널 단자 및 환형 접점에 밀착 접촉되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 컨택터는 일측단이 상기 환형 접점에 접촉하는 연결핀; 및 일측단이 상기 보조 로터 터미널 단자에 접촉하고 타측단이 상기 연결핀에 접촉하는 탄성 스프링을 포함하고, 상기 로터와 스테이터가 결합된 상태에서 상기 연결핀이 상기 탄성 스프링의 탄성력에 의해 상기 환형 접점에 밀착되게 접촉 유지되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 보조 로터 커넥터는 상기 로터와 분리 형성되어 상기 로터에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 보조 로터 커넥터에는 가이드 돌기가 형성되고, 상기 로터에는 상기 가이드 돌기가 삽입될 수 있는 가이드 홈이 형성되어, 상기 보조 로터 커넥터는 상기 가이드 돌기 및 가이드 홈에 의해 가이드되며 상기 로터에 결합될 수 있다.
또한, 상기 보조 로터 커넥터에는 고정돌기가 형성되고, 상기 로터에는 상기 고정돌기가 삽입되어 맞물림될 수 있는 고정홀이 형성되어, 상기 보조 로터 커넥터는 상기 고정돌기 및 고정홀을 통해 상기 로터에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 보조 로터 터미널 단자는 인서트 사출 성형 공정을 통해 상기 보조 로터 커넥터에 삽입 형성될 수 있다.
또한, 상기 환형 접점 및 보조 스테이터 터미널 단자는 인서트 사출 성형 공정을 통해 상기 스테이터 및 보조 스테이터 커넥터에 삽입 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 로터와 스테이터에 각각 보조 로터 커넥터와 보조 스테이터 커넥터를 장착하고 이를 플랫 케이블이 아닌 별도의 컨택터 및 환형 접점을 이용하여 전기적으로 연결함으로써, 스티어링 휠 어셈블리에 전기 장치가 증가하여도 플랫 케이블을 증가시키지 않고 전기 장치에 대한 연결이 가능한 효과가 있다.
또한, 플랫 케이블의 개수가 증가되지 않고 감소되어 플랫 케이블에 의한 발열량이 감소되어 열에 의한 손상 및 변형이 방지되고 이에 따라 내구성이 향상되며 온도 상승으로 인한 오작동이 방지되는 효과가 있다.
또한, 보조 로터 커넥터에 결합되는 컨택터가 스테이터에 형성된 환형 접점과 접촉하며 환형 접점의 경로를 따라 접촉 유지되도록 구성되는 단순한 구조를 통해 스티어링 휠 어셈블리에 더욱 다양한 전기 장치를 장착할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치의 구조를 개략적으로 도시한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치의 결합 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치의 내부 결합 구조를 나타내기 위해 로터와 스테이터의 결합 상태를 개략적으로 도시한 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 로터 커넥터의 형상을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 로터 커넥터, 컨택터 및 환형 접점의 상호 연결 관계를 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치는 차체에 고정되는 스테이터(200)와, 스테이터(200)와 동일 중심축을 기준으로 회전 가능하게 배치되어 차량 스티어링 휠의 회전과 함께 회전하는 로터(100)와, 스테이터(200)와 로터(100) 간의 전기적 연결을 위한 플랫 케이블(300) 및 컨택터(150)와, 이들의 외측을 감싸는 하우징(400)을 포함하여 구성된다. 이때, 로터(100) 및 스테이터(200)에는 각각 커넥터가 구비되고 이러한 커넥터에 외부 전기 장치가 각각 연결되어 상호 전기적으로 접속되며 전기적 신호 및 전원이 공급된다.
스테이터(200)는 회전하지 않고 차체에 고정 장착되는데, 원형의 플레이트 형상에 중심부에는 스테이터 중심구(210)가 관통 형성되는 형태로 형성된다. 스테이터(200)의 외주 둘레에는 하우징(400)과 결합을 위한 스테이터 결합부(220)가 형 성되고, 스테이터(200)의 외주 둘레의 일측에는 외부 전기 장치와 전기적 연결을 위한 메인 스테이터 커넥터(230) 및 보조 스테이터 커넥터(250)가 형성된다. 또한, 스테이터(200)의 로터(100)를 향하는 일측 평면에는 원주 방향을 따라 환형 접점이 형성된다.
하우징(400)은 중앙부에 개구부가 형성되며 외주 둘레에 스테이터 결합부(220)와 결합될 수 있는 하우징 결합부(420)가 형성된다. 도 1에 도시된 바와 같이 스테이터 결합부(220)는 홈의 형태로 형성되고 하우징 결합부(420)는 이에 삽입 결합될 수 있는 돌기의 형태로 형성되어 상호 체결될 수 있도록 구성될 수 있으며, 이러한 결합 구조는 다양한 형태로 변경 가능할 것이다. 이와 같이 하우징(400)과 스테이터(200)가 결합됨에 따라 하우징(400)과 스테이터(200) 사이에는 로터(100) 및 플랫 케이블(300)이 수용될 수 있는 수용 공간이 형성되며, 이러한 수용 공간에 로터(100) 및 플랫 케이블(300)이 배치된다. 또한, 하우징(400)의 일측에는 스테이터(200)에 형성된 메인 스테이터 커넥터(230) 및 보조 스테이터 커넥터(250)의 외측면을 감싸며 보호할 수 있는 커넥터 수용부(410)가 형성된다.
로터(100)는 속이 빈 파이프 형태의 로터 회전축(120)과, 로터 회전축(120)의 상단 외주 둘레에 반경 방향으로 연장 형성된 링 형태의 로터 플레이트(110)를 포함하여 구성되고, 로터 플레이트(110)의 외주 둘레부분이 하우징(400)의 개구부 내측 둘레 부분에 안착되는 형태로 배치된다. 로터 회전축(120)은 차량의 스티어링 칼럼에 장착된 슬리브(600)와 결합되며, 슬리브(600)와 결합된 상태로 스테이터 중심구(210)를 관통하며 스테이터(200)에 대해 회전 가능하게 배치된다. 또한, 로터 플레이트(110)의 상면에는 스티어링 휠 측의 전기 장치와 전기적 연결을 위한 메인 로터 커넥터(130) 및 보조 로터 커넥터(140)가 구비된다.
슬리브(600)는 스테이터(200)의 외측으로부터 스테이터(200)의 중심부에 형성된 스테이터 중심구(210)를 관통하여 로터 회전축(120)과 체결된다. 슬리브(600)는 플레이트 타입으로 형성되는 슬리브 바디(610)와 슬리브 바디(610)로부터 스테이터(200)를 멀리하는 방향으로 연장되는 슬리브 컬럼(620)을 구비하는데, 슬리브 컬럼(620)은 차량의 스티어링 휠이 연결되는 스티어링 컬럼에 장착된다. 슬리브 바디(610)의 외주 둘레 부위에는 로터 회전축(120)과 체결을 위한 슬리브 체결부(611)가 형성되고 로터 회전축(120)의 내주면에는 슬리브 체결부(611)와 체결될 수 있는 로터 체결부(미도시)가 형성되며, 이러한 슬리브 체결부(611) 및 로터 체결부의 상호 결합을 통해 로터(100)와 슬리브(600)가 상호 체결된다. 이때, 슬리브 체결부(611) 및 로터 체결부의 형상 및 구조는 일반적으로 분리 결합 가능한 구조로 서로 대응되는 다양한 형태로 구성될 수 있을 것이다. 이러한 구조에 따라 로터(100)는 슬리브(600)와 상호 결합된 상태로 스테이터 중심구(210)를 관통함으로써, 스테이터(200)에 대한 회전이 안정적으로 이루어지도록 배치될 수 있다.
플랫 케이블(300)은 로터 플레이트(110)와 스테이터(200) 사이에 배치되는데, 플랫 케이블(300)은 복수개가 구비될 수 있다. 플랫 케이블(300)의 일부는 로터 회전축(120)의 외주 둘레에 권취되는데, 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 회전판(500)에 의해 가이드되는 구조를 취할 수도 있다. 회전판(500)은 하우징(400)의 내부 공간에 회전 가능하게 배치되어 플랫 케이블(300)의 안정적인 회전을 가능하 게 하는데, 회전판(500)은 반전 롤러를 구비하여 스티어링 휠의 회전에 따른 플랫 케이블(300)의 풀림과 감김이 원활하게 이루어지도록 구성된다.
이러한 플랫 케이블(300)은 회전하는 로터(100)와 고정 장착된 스테이터(200)에 각각 연결되는 전기 장치를 서로 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 일측단에는 메인 로터 커넥터(130)에 삽입되는 로터 터미널 블록(320)이 연결되고 타측단에는 메인 스테이터 커넥터(230)에 삽입되는 스테이터 터미널 블록(310)이 연결된다. 따라서, 메인 로터 커넥터(130)에 스티어링 휠 측의 전기 장치, 예를 들어 휠 스위치, 에어백 등의 전기 장치가 연결되고, 메인 스테이터 커넥터(230)에 외부 전기 장치가 연결되면, 스티어링 휠 측의 회전하는 전기 장치는 플랫 케이블(300)을 통해 외부 전기 장치와 전기적으로 연결되어 전원 공급 및 전기적 신호가 소통된다.
이때, 플랫 케이블(300)은 스티어링 휠에 장착되는 다수개의 전기 장치가 외부 전기 장치와 연결될 수 있도록 다수개가 구비될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치는 이러한 플랫 케이블(300)의 개수를 일정 개수 이상 추가하지 않고 별도의 보조 전기 연결 수단을 사용하여 스티어링 휠 측의 전기 장치와 외부 전기 장치가 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치는 종래 기술과 달리 플랫 케이블(300)의 개수가 감소하여 플랫 케이블(300)에 의한 발열량이 감소되고 이에 따라 내구성이 향상되는 구조이다.
이러한 보조 전기 연결 수단으로 기능하고 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 구성으로는 보조 로터 커넥터(140), 환형 접점(240), 컨택터(150) 및 보조 스테이터 커넥터(250) 등이 있다.
보조 로터 커넥터(140)는 전술한 바와 같이 로터(100)의 일측에 고정 장착되어 로터(100)와 일체로 회전하며 내부에는 보조 로터 터미널 단자(160)가 삽입된 형태로 구성되며, 환형 접점(240)은 스테이터(200)의 로터(100)측 방향으로 일측 평면에 원주 방향을 따라 링 형태로 형성되고, 보조 스테이터 커넥터(250)는 스테이터(200)의 일측에 배치되며 내부에는 환형 접점과 전기적으로 연결되는 보조 스테이터 터미널 단자(260)가 삽입된 형태로 구성된다. 또한, 컨택터(150)는 이와 같이 배치된 보조 로터 커넥터(140)와 보조 스테이터 커넥터(250)가 서로 전기적으로 연결될 수 있도록 양측단이 보조 로터 터미널 단자(160) 및 환형 접점(240)에 각각 접촉될 수 있도록 형성된다. 이러한 컨택터(150)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 로터(100)가 회전하면 컨택터(150)도 로터(100)와 함께 일체로 회전하도록 구성되는데, 이때 컨택터(150)는 스테이터(200)에 형성된 환형 접점(240)의 경로를 따라 회전하도록 배치되어 로터(100) 및 컨택터(150)가 회전하더라도 컨택터(150)와 환형 접점(240)과의 접촉 상태가 유지되도록 구성된다.
따라서, 보조 로터 커넥터(140)에 삽입된 보조 로터 터미널 단자(160)는 컨택터(150)에 연결되고 컨택터(150)는 다시 환형 접점(240)에 연결되며 이러한 환형 접점(240)은 보조 스테이터 커넥터(250)에 삽입되는 보조 스테이터 터미널 단자(260)와 전기적으로 연결되기 때문에, 보조 로터 터미널 단자(160)와 보조 스테이터 터미널 단자(260)가 전기적으로 연결되며, 또한 로터(100)가 회전하더라도 스 테이터(200)에 형성된 환형 접점(240)과 환형 접점(240)에 접촉 유지되는 컨택터(150)에 의해 보조 로터 터미널 단자(160)와 보조 스테이터 터미널 단자(260)의 전기적 연결 상태는 계속 유지된다.
이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치는 장착되는 플랫 케이블(300)의 개수를 증가시키지 않고 최소한의 플랫 케이블(300)을 사용한 상태에서, 보조 로터 터미널 단자(160)와 연결되도록 보조 로터 커넥터(140)에 스티어링 휠 측의 전기 장치에 대한 커넥터(미도시)를 삽입 체결하고 보조 스테이터 터미널 단자(260)와 연결되도록 보조 스테이터 커넥터(250)에 외부 전기 장치의 커넥터(미도시)를 삽입 체결하는 방식으로 양측의 전기 장치에 대한 전기적 연결을 수행할 수 있는 구조이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치는 종래 기술과 달리 요구되는 플랫 케이블(300)의 수량을 감소할 수 있으며, 이에 따라 플랫 케이블(300)에 의한 발열량이 감소되어 열 손상 및 변형이 방지되고 또한 롤 커넥터 장치 내부의 온도 상승이 방지되어 장치의 오작동 및 기타 부품의 열 손상이 방지되며 내구성이 향상되는 장점이 있다. 특히, 스티어링 휠 측에 장착되는 히티드 장치와 같은 각종 편의를 위한 전기 장치의 증가 추세에 따라, 이러한 전기 장치에 대한 전기적 연결을 위해 롤 커넥터 장치에 요구되는 플랫 케이블의 개수가 증가되는 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 커넥터 장치가 더욱 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
한편, 이상에서 설명한 컨택터(150)가 로터(100)와 함께 회전하더라도 보조 로터 터미널 단자(160) 및 환형 접점(240)에 접촉 유지되도록 하기 위해서는 본 발 명의 일 실시예에 따라 컨택터(150)에 탄성력이 작용하여 컨택터(150)의 양측단부가 환형 접점(240) 및 보조 로터 터미널 단자(160)에 탄성 압착되며 밀착 접촉되도록 구성될 수 있다. 즉, 컨택터(150)의 일측단부가 환형 접점(240)의 경로를 따라 이동하더라도 컨택터(150)에는 환형 접점(240)에 접촉하는 방향으로 탄성 압착력이 작용하여 컨택터(150)와 환형 접점(240)의 접촉 상태가 유지되도록 구성될 수 있다.
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터(150)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 일측단이 환형 접점(240)에 접촉하는 연결핀(151)과, 일측단이 보조 로터 터미널 단자(160)에 접촉하고 타측단이 연결핀(151)에 접촉하는 탄성 스프링(152)을 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 연결핀(151)이 로터(100)와 스테이터(200)가 결합된 상태에서 탄성 스프링(152)의 탄성력에 의해 환형 접점(240)에 밀착되게 접촉되며 환형 접점(240) 상의 경로를 따라 이동하더라도 접촉 유지될 수 있을 것이다.
다음으로, 이와 같은 컨택터(150)와 연결되는 보조 로터 커넥터(140)의 구조를 살펴보면, 보조 로터 커넥터(140)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 로터(100)와 분리 형성되어 로터(100)에 착탈 가능하게 결합되도록 구성되어 필요에 따라 제거될 수 있도록 구성될 수 있다. 보조 로터 커넥터(140)에는 스티어링 측 전기 장치의 커넥터 단자와 연결되도록 일측에 보조 로터 터미널 단자(160)가 일부 외부로 돌출되게 삽입된 형태로 구성되고, 타측에는 도 4에 도시된 바와 같이 컨택터(150)가 삽입되며 보조 로터 터미널 단자(160)와 접촉될 수 있도록 삽입구(143) 가 형성될 수 있다. 이러한 삽입구(143)는 컨택터(150)를 구성하는 탄성 스프링(152)이 삽입되어 횡 방향으로 진동하지 않고 일정한 방향의 탄성력이 작용될 수 있는 정도의 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 이러한 삽입구(143)를 통해 컨택터(150)와 연결되는 내부의 보조 로터 터미널 단자(160)는 고정력 강화 및 제작 공정의 용이성을 위해 보조 로터 커넥터(140)에 인서트 사출 성형 공정을 통해 삽입 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 보조 로터 커넥터(140)가 로터(100)에 안착될 수 있도록 로터(100)의 로터 플레이트(110)의 상부면 및 로터 회전축(120)의 내주면에는 안착홈(111)이 형성되고, 보조 로터 커넥터(140)는 이러한 안착홈(111)에 안착되는 방식으로 로터(100)에 결합된다. 또한, 보조 로터 커넥터(140)의 외측면에는 보조 로터 커넥터(140)의 로터(100)에 대한 결합력을 강화하기 위한 가이드 돌기(141) 및 고정 돌기(142)가 형성될 수 있는데, 이러한 가이드 돌기(141) 및 고정 돌기(142)는 안정적인 지지를 위해 3점 지지 구조가 형성될 수 있도록 각각 3개씩 형성될 수 있다.
좀 더 자세히 살펴보면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 가이드 돌기(141)는 보조 로터 커넥터(140)의 하부측 양측면에 2개 형성되고 상부측에 1개 형성되는 형태와 같이 3점 지지 구조로 형성될 수 있고, 로터(100)에는 이러한 가이드 돌기(141)가 삽입될 수 있도록 가이드 돌기(141)에 대응되는 가이드 홈(113)이 형성될 수 있다. 이러한 가이드 돌기(141) 및 가이드 홈(113)에 의해 보조 로터 커넥터(140)는 로터(100)에 삽입되는 과정에서 가이드될 수 있으며, 횡 방향에 대한 변위 발생이 방지될 수 있을 것이다. 또한, 고정 돌기(142)는 도 3에 도시된 바와 같 이 보조 로터 커넥터(140)의 밑면에 2개 형성되고 배면에 1개 형성되는 형태와 같이 3점 지지 구조로 형성될 수 있고, 로터(100)에는 이러한 고정 돌기(142)가 맞물림되며 결합 고정될 수 있도록 고정 돌기(142)에 대응되는 고정 홀(114)이 형성될 수 있다. 이러한 고정 돌기(142) 및 고정 홀(114)에 의해 보조 로터 커넥터(140)는 상하 방향에 대한 변위 발생이 방지되며 로터(100)에 착탈 가능한 방식으로 결합될 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 보조 로터 커넥터(140)는 로터(100)의 상부측에 착탈 가능하게 결합되는데, 이러한 보조 로터 커넥터(140)에는 전술한 바와 같이 컨택터(150)의 일측단이 연결 결합되고, 컨택터(150)의 타측단은 로터(100)의 하부측에 배치되는 스테이터(200)의 환형 접점(240)에도 연결 접촉되므로, 로터(100)에는 컨택터(150)가 관통할 수 있도록 관통구(112)가 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 관통구(112)를 통해 컨택터(150)의 연결핀(151)이 삽입 관통되며 로터(100)에 고정 결합되고, 연결핀(151)의 상단에 위치한 탄성 스프링(152)은 보조 로터 커넥터(140)의 삽입구(143)에 고정 결합된 상태로 배치될 수 있다. 이러한 구조에 따라 컨택터(150)는 보조 로터 커넥터(140) 및 로터(100)와 함께 일체로 회전하고, 컨택터(150)의 연결핀(151) 일측단이 스테이터(200)의 환형 접점(240)에 접촉하며 환형 접점(240)의 경로를 따라 이동되며 컨택터(150)와 환형 접점(240)의 접촉 상태가 유지될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 스테이터 커넥터(250)에 대해 살펴보면, 보조 스테이터 커넥터(250)는 전술한 보조 로터 커넥터(140)와 달리 스 테이터(200)에 일체로 형성되는 것이 바람직할 것이다. 보조 스테이터 커넥터(250)에는 보조 스테이터 터미널 단자(260)가 내부에 삽입되는데, 이는 스테이터(200)의 일면에 형성된 환형 접점(240)과 전기적으로 연결되도록 형성된다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 스테이터(200)의 일측 표면 상에 환형 접점(240)이 형성되고, 이러한 환형 접점(240)의 일측에는 환형 접점(240)과 연결된 보조 스테이터 터미널 단자(260)가 스테이터(200)의 내부에 삽입된 상태로 스테이터(200)의 외측 둘레 부위까지 길게 연장 형성된다. 이와 같이 연장 형성된 보조 스테이터 터미널 단자(260)는 스테이터(200)의 외주 둘레 부위의 일측에 형성된 보조 스테이터 커넥터(250)에 일부 돌출되도록 형성된다. 따라서, 이와 같이 형성된 환형 접점(240) 및 보조 스테이터 터미널 단자(260)는 고정력 강화 및 제작 공정의 용이성을 위해 스테이터(200) 및 보조 스테이터 커넥터(250)에 인서트 사출 성형 공정을 통해 삽입 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 구조에 따라 보조 스테이터 커넥터(250)는 전술한 보조 로터 커넥터(140)와 마찬가지로, 보조 스테이터 터미널 단자(260)가 외부 전기 장치의 커넥터 단자(미도시)와 연결될 수 있도록 돌출되게 형성됨으로써, 외부 전기 장치와 전기적으로 연결될 수 있게 구성된다. 따라서, 외부 전기 장치는 부속된 커넥터(미도시)를 통해 보조 스테이터 커넥터(250)에 체결되며 보조 스테이터 터미널 단자(260)와 전기적으로 연결되고, 보조 스테이터 터미널 단자(260)는 환형 접점(240) 및 컨택터(150)를 통해 보조 로터 터미널 단자(160)와 전기적으로 연결된다. 이때, 보조 로터 커넥터(140)에 보조 로터 터미널 단자(160)와 연결되도록 스 티어링 휠 측의 전기 장치가 커넥터(미도시)를 통해 삽입 체결되면, 보조 로터 커넥터(140)에 체결된 스티어링 휠 측의 전기 장치와 보조 스테이터 커넥터(250)에 체결된 외부 전기 장치가 서로 전기적으로 연결된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치는 플랫 케이블(300)에 의해 연결된 메인 로터 커넥터(130)와 메인 스테이터 커넥터(230)에 의해 각각에 연결된 전기 장치가 전기적으로 연결되고, 또한 이에 더하여 플랫 케이블(300)이 아닌 별도의 컨택터(150)로 연결된 보조 로터 커넥터(140)와 보조 스테이터 커넥터(250)에 의해 각각에 연결된 전기 장치 또한 전기적으로 연결될 수 있는 구조이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치의 구조를 개략적으로 도시한 분해사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치의 결합 상태를 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 롤 커넥터 장치의 내부 결합 구조를 나타내기 위해 로터와 스테이터의 결합 상태를 개략적으로 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 로터 커넥터의 형상을 개략적으로 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 로터 커넥터, 컨택터 및 환형 접점의 상호 연결 관계를 개략적으로 도시한 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 로터 140: 보조 로터 커넥터
150: 컨택터 200: 스테이터
240: 환형 접점 250: 보조 스테이터 커넥터
300: 플랫 케이블 400: 하우징

Claims (8)

  1. 차체에 고정되며 일측에 메인 스테이터 커넥터가 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터와 동일 중심축을 기준으로 회전 가능하게 배치합되며 일측에 메인 로터 커넥터가 배치되는 로터와, 상기 메인 스테이터 커넥터와 메인 로터 커넥터에 각각 삽입되는 스테이터 터미널 블록과 로터 터미널 블록을 전기적으로 연결하는 플랫 케이블을 포함하는 차량용 롤 커넥터 장치에 있어서,
    상기 로터와 일체로 회전하도록 상기 로터에 고정 장착되며 내부에 보조 로터 터미널 단자가 삽입되는 보조 로터 커넥터;
    상기 스테이터의 일측 평면에 원주 방향을 따라 형성되는 환형 접점;
    상기 보조 로터 터미널 단자 및 환형 접점과 접촉하여 상호 전기적으로 연결하는 컨택터; 및
    상기 환형 접점과 전기적으로 연결되는 보조 스테이터 터미널 단자가 내부에 삽입되며 상기 스테이터의 일측에 배치되는 보조 스테이터 커넥터
    를 포함하고, 상기 컨택터는 상기 로터의 회전에 따라 상기 환형 접점의 경로를 따라 회전하며 상기 환형 접점과의 접촉 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 커넥터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨택터는 탄성력에 의해 상기 보조 로터 터미널 단자 및 환형 접점에 밀착 접촉되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 커넥터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨택터는
    일측단이 상기 환형 접점에 접촉하는 연결핀; 및
    일측단이 상기 보조 로터 터미널 단자에 접촉하고 타측단이 상기 연결핀에 접촉하는 탄성 스프링
    을 포함하고, 상기 로터와 스테이터가 결합된 상태에서 상기 연결핀이 상기 탄성 스프링의 탄성력에 의해 상기 환형 접점에 밀착되게 접촉 유지되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 커넥터 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 로터 커넥터는 상기 로터와 분리 형성되어 상기 로터에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 커넥터 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보조 로터 커넥터에는 가이드 돌기가 형성되고, 상기 로터에는 상기 가이드 돌기가 삽입될 수 있는 가이드 홈이 형성되어, 상기 보조 로터 커넥터는 상기 가이드 돌기 및 가이드 홈에 의해 가이드되며 상기 로터에 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 커넥터 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보조 로터 커넥터에는 고정돌기가 형성되고, 상기 로터에는 상기 고정돌기가 삽입되어 맞물림될 수 있는 고정홀이 형성되어, 상기 보조 로터 커넥터는 상기 고정돌기 및 고정홀을 통해 상기 로터에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 커넥터 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 로터 터미널 단자는 인서트 사출 성형 공정을 통해 상기 보조 로터 커넥터에 삽입 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 커넥터 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환형 접점 및 보조 스테이터 터미널 단자는 인서트 사출 성형 공정을 통해 상기 스테이터 및 보조 스테이터 커넥터에 삽입 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 커넥터 장치.
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