KR101798525B1 - 고전압 케이블 커넥터와 어셈블리 및 그를 포함한 고전압 안전 플러그 - Google Patents

고전압 케이블 커넥터와 어셈블리 및 그를 포함한 고전압 안전 플러그 Download PDF

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최성훈
신정민
박만재
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 실시예는 압착형 타입(방식)으로 체결되는 구조이고, 가압 수단과 제1 레버부에 의해 가압되는 커넥터 단자부 및 가압된 커넥터 단자부에 체결되는 버스바를 통해 커넥터 단자부와 버스바간 전기적 도통이 이루어지는 메카니즘을 제공한다.
이에, 본 실시예는 마모에 의한 도금박리(부식을)를 방지하고, 체결 시 압착을 통해 접촉 면적을 최대화시켜 접촉 저항을 최소화시키며, 이로 인해 궁극적으로 배터리 출력 성능을 향상시킨다.

Description

고전압 케이블 커넥터와 어셈블리 및 그를 포함한 고전압 안전 플러그{CONNECTOR AND ASSEMBLY FOR HIGH VOLTAGE, AND HIGH VOLTAGE SAFETY PLUG INCLUDING THE SAME}
본 실시예는 고전압 안전 플러그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량용 고전압 안전 플러그에 관한 것이다.
일반적으로, 친환경 자동차에 사용되는 고전압 배터리는 수백 볼트의 직류 고전압으로 큰 전류를 흘려 차량의 주행 모터를 구동시키고, 자동차용 전장품에 전원을 공급하는 에너지 공급원 역할을 담당한다.
이 처럼, 배터리에서 에너지가 공급되고 고압전류가 흐르기 때문에 사고가 나면 감전사고 등 2차 피해로 이어질 수 있어, 사고 발생시 가장 중요한 것은 전력차단이다.
이를 위해, 고전압 배터리에서는 안전 플러그(Safety Plug)를 통해 전원을 분리시켜 전원 차단 및 과전류를 방지할 수 있도록 하고 있다. 현재, 친환경 자동차에 적용된 안전 플러그는 커넥터 삽입형으로 결합 시 접촉부 마모에 취약한 구조를 가지고 있다.
접촉부의 마모는 도금 박리가 발생하여 접촉면에서의 저항이 증가되는 원인을 제공하고, 접촉부의 온도를 상승시켜 안전 플러그의 소손으로 이어지는 문제점을 안고 있다.
예를 들면, 도금박리 부위는 산화 반응을 통해 부식이 되면, 접촉 저항을 더욱 증가시키고, 접촉 저항 증가는 궁극적으로 배터리 성능을 저하시킨다.
한국공개특허 : 제2011-0061057호(2011.06.09:공개일)
본 실시예는 전술한 문제점을 해결 하기 위하여, 삽입형 방식(타입)이 아닌 압착형 방식(타입)으로 설계되는 고전압 안전 플러그를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 실시예의 목적을 달성하고, 후술하는 본 실시예의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 실시예의 특징은 다음과 같다.
일 실시예에 따르면, 압착형 고전압 안전 플러그로서, 고전압 케이블에 각각 연결된 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자를 구비하는 커넥터 단자부; 상기 커넥터 단자부에 끼워지는 버스바; 및 상기 버스바에 접속되되, 상기 커넥터 단자부의 사이에 끼워지는 제1 레버부를 포함하는 고전압 안전 플러그를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자의 내부 양측은 상기 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자의 외부 양측을 가압시키는 가압 수단과 상기 제1 레버부에 의해, 상기 버스바에 각각 접촉되는 구조를 갖는다.
일 실시예에서, 상기 가압 수단은 상기 제1 커넥터 단자의 상측과 상기 제2 커넥터 단자의 하측에 형성된 제1 탄성부; 및 상기 제1 탄성부를 가압시키는 제2 레버부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 커넥터 단자의 상측과 상기 제2 커넥터 단자의 하측은 상기 가압된 제1 탄성부에 의해 내측을 향하여 응축될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 탄성부는 제1 스프링; 및 상기 제1 스프링을 지지하는 가압대를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 레버부는 상기 가압대를 밀어 상기 제1 스프링을 가압시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가압 수단은 상기 제1 커넥터 단자의 하측과 상기 제2 커넥터 단자의 상측에 형성된 제2 탄성부; 및 상기 제2 탄성부를 지지하되, 상기 제1 레버부를 삽입시키는 삽입부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 탄성부는 상기 제1 레버부의 접촉에 의해 가압되어, 상기 제1 커넥터 단자의 하측과 상기 제2 커넥터 단자의 상측을 가압시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고전압 안전 플러그는 상기 커넥터 단자부 및 상기 가압 수단의 일부를 내부에 장착하는 제1 하우징을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고전압 안전 플러그는 상기 버스바 및 상기 제1 레버부의 일부를 장착하는 제2 하우징을 더 포함하고, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징에 끼워질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압착형 고전압 케이블 커넥터로서, 고전압 케이블에 각각 연결된 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자를 구비하는 커넥터 단자부; 및 상기 커넥터 단자부의 사이에 끼워진 제1 레버부 및 제2 레버부를 통해 상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자의 외부 양측을 가압시켜 상기 커넥터 단자부에 삽입된 버스바에 접촉되도록 하는 가압 수단을 포함하는 고전압 케이블 커넥터를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 가압 수단은 상기 제1 커넥터 단자의 상측과 상기 제2 커넥터 단자의 하측에 형성된 제1 탄성부; 및 상기 제1 탄성부를 가압시키는 상기 제2 레버부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 커넥터 단자의 상측과 상기 제2 커넥터 단자의 하측은 상기 가압된 제1 탄성부에 의해 내측을 향하여 응축될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 탄성부는 제1 스프링; 및 상기 제1 스프링을 지지하는 가압대를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 레버부는 상기 가압대를 밀어 상기 제1 스프링을 가압시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가압 수단은 상기 제1 커넥터 단자의 하측과 상기 제2 커넥터 단자의 상측에 형성된 제2 탄성부; 및 상기 제2 탄성부를 지지하되, 상기 제1 레버부를 삽입시키는 삽입부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 탄성부는 상기 제1 레버부의 접촉에 의해 가압되어, 상기 제1 커넥터 단자의 하측과 상기 제2 커넥터 단자의 상측을 가압시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고전압 케이블 커넥터는 상기 커넥터 단자부 및 상기 가압 수단의 일부를 내부에 장착하는 제1 하우징을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 하우징은 상기 버스바 및 상기 제1 레버부의 일부를 장착한 제2 하우징을 일부 끼우는 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압착형 고전압 커넥터용 어셈블리로서, 고전압 케이블에 각각 연결된 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자를 구비한 커넥터 단자부에 일부 끼워지는 버스바; 및 상기 버스바에 접속되되, 상기 커넥터 단자부의 사이에 끼워지는 제1 레버부를 포함하는 고전압 커넥터용 어셈블리를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 버스바는, 상기 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자의 양측을 가압시키는 가압 수단과 합작하는 상기 제1 레버부에 의해, 상기 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자의 내부 양측에 각각 접촉하는 구조를 갖는다.
일 실시예에서, 상기 고전압 커넥터용 어셈블리는 상기 버스바 및 상기 제1 레버부의 일부를 장착한 제2 하우징을 더 포함하고, 상기 제2 하우징은 상기 커넥터 단자부 및 상기 가압 수단의 일부를 장착한 제1 하우징에 끼워지는 구조를 가질 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예는 고전압 안전 플러그의 장착 및/또는 탈거 시 접촉면(Male 버스바와 Female 커넥터 단자)에서의 마모에 의한 도금박리(부식을)를 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 실시예는 고전압 안전 플러그의 체결 시 압착을 통해 접촉 면적을 최대화시켜 접촉 저항을 최소화시키며, 이로 인해 궁극적으로 배터리 출력 성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 실시예는 고전압 안전 플러그의 안정성을 확보하고 내구성 강화로 상품성을 향상시키는 효과가 있다.
이상의 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 고전압 안전 플러그의 탈거 상태의 일례를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 고전압 안전 플러그의 체결 상태의 일례를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 고전압 케이블 커넥터의 일례를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 고전압 커넥터용 어셈블리의 일례를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 고전압 안전 플러그의 체결 동작의 일례를 예시적으로 나타낸 동작 구성도이다.
이하의 실시예에서 개시되는 방법과 차량 제어기들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에서 개시되는 용어들은 단지 특정한 일례를 설명하기 위하여 사용된 것이지 이들로부터 제한되는 것은 아니다.
또한, 이하의 실시예에서 개시되는 '포함하다', '구비하다' 또는 '이루어지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것으로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 이하의 실시예에서 개시되는 실시예의 설명 및 특허청구범위에 사용되는 단수 표현인 '상기'는 아래위 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현도 포함하는 것으로 이해될 수 있으며, '또는/및'은 열거되는 관련 항목들 중 하나 이상의 항목에 대한 임의의 및 모든 가능한 조합들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이를 토대로, 이하의 실시예에서 개시되는 고전압 안전 플러그는 사용자의 안전을 위하여 고전압 케이블에 필수적으로 장착되는 안전 도구로서, 예컨대 고전압 배터리를 장착하는 전기 자동차 등에 적용된다. 그러나, 전기 자동차에 적용되는 것으로서 한정되지 않으며, 고전압을 다루는 다른 전기 장치에도 적용될 수 있음은 물론이다.
이하에서, 전기 자동차에 적용되는 고전압 안전 플러그에 대하여 일례로서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
<고전압 안전 플러그의 실시예>
도 1은 일 실시예에 따른 고전압 안전 플러그의 탈거 상태의 일례를 예시적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 고전압 안전 플러그의 체결 상태의 일례를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 고전압 안전 플러그(100)는 피메일 커넥터(100A, Female connector)와 압착형 타입(방식)을 통해 상기 피메일 커넥터(100A)에 체결되거나 탈거되는 메일 어셈블리(100B, Male Assembly)로 이루어진다.
이를 위해, 고전압 안전 플러그(100)는 커넥터 단자부(110), 버스바(120), 제1 레버부(130), 가압 수단(140), 제1 하우징(150), 및 제2 하우징(160)을 포함할 수 있다.
먼저, 일 실시예에서, 커넥터 단자부(110)는 피메일 커넥터(100A)의 한 구성으로서, 고전압 케이블(101)에 연결되는 적어도 하나의 커넥터 단자, 예컨대 제1 커넥터 단자(111)와 제2 커넥터 단자(112)를 구비할 수 있다.
제1 커넥터 단자(111)와 제2 커넥터 단자(112)는 이후에 설명할 버스바(120)의 체결을 위하여 빈공간의 각각 삽입부를 구비할 수 있다.
더욱이, 제1 커넥터 단자(111)와 제2 커넥터 단자(112)는 외부 압력에 의해 응축되거나 펴지는 탄성 성질을 가지면서도, 버스바(120)와 접촉시 전기적 전도가 일어나도록 전도성 성질을 갖는 물질로 제작(제조)될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
일 실시예에서, 버스바(120)는 메일 어셈블리(100B)의 한 구성으로서, 메일 어셈블리(100B)가 피메일 커넥터(100A)에 체결될 시, 커넥터 단자부(110)의 삽입부에 끼워지는 구조를 갖는다.
여기서, 버스바(120)는 커넥터 단자부(110)의 삽입부에 끼워지더라도 커넥터 단자부(110)의 내부면과 전기적 접촉이 이루어지지 않도록 커넥터 단자부(110)의 삽입부 폭보다 작게 설계될 수 있다.
이러한 설계 이유는 메일 어셈블리(100B)가 피메일 커넥터(100A)에 체결될 시, 삽발에 의한 마모를 방지하기 위함이다. 즉, 버스바(120) 및 커넥터 단자부(110)의 양측 내부면간 전기적 접촉이 일어나지 않도록 커넥터 단자부(110)의 삽입부에 비해 작은 폭을 갖는 메일 어셈블리(100B)의 버스바(120)로 설계되는 것이다.
일 실시예에서, 제1 레버부(130)는 메일 어셈블리(100B)의 한 구성으로서, 버스바(120)에 전기적으로 접속(연결)되는 구조를 가지면서도, 메일 어셈블리(100B) 및 피메일 커넥터(100A)간 체결 또는/및 탈거시 좌우 이동시에도 버스바(120)에 전기적으로 접속(연결)될 수 있도록 버스바(120)간 연결 구조가 유동적으로 설계될 수 있다.
더욱이, 제1 레버부(130)는 메일 어셈블리(100B)가 피메일 커넥터(100A)에 체결될 시, 버스바(120)에 전기적으로 접속된 상태에서 예컨대, 두 커넥터 단자부(111, 112))의 사이에 끼워지는 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 가압 수단(140)은 메일 어셈블리(100B)의 여러 구성으로서, 제1 커넥터 단자(111)와 제2 커넥터 단자(112)의 주위에 형성되고, 제1 레버부(130)에 접촉시에 반응하여 압력을 발생시켜 두 커넥터 단자부(111, 112)) 및 제1 레버부(130)에 압력을 가하는 요소로 작용하는 복합 구성으로 이루어질 수 있다.
예를 들면, 상기 가압 수단(140)은 제1 탄성부(141), 제2 레버부(142), 제2 탄성부(143) 및 삽입부(144)를 포함하는 복합 구성으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 탄성부(141)는 제1 커넥터 단자(111)의 상측과 제2 커넥터 단자(112)의 하측에 형성되는 제1 스프링(141a) 및 상기 제1 스프링(141a)을 끼워 지지하는 가압대(141b)를 포함할 수 있다.
반면, 일 실시예에서, 제2 레버부(142)는 이후에 설명할 제1 하우징(150)의 상부 일측과 하부 일측에 대칭적으로 형성되고, 사용자에 의해 조작시 제1 탄성부(141)를 향하여 잠금되면, 제1 탄성부(141)를 가압시키는 역할을 할 수 있다.
제1 하우징(150)의 상부 일측과 하부 일측에 형성된 제2 레버부(142)가 제1 하우징(150)의 상하면에 접촉하여 완전히 잠금되면 제1 하우징(150)의 외부로 나온 제1 탄성부(141)를 가압하게 된다.
가압된 제1 탄성부(141)는 비로서 제1 커넥터 단자(111)의 상측과 제2 커넥터 단자(112)의 하측을 압박시킴으로써, 제1 커넥터 단자(111)의 내부 상측(상측 내면)과 제2 커넥터 단자(112)의 내부 하측(하측 내면)의 부위가 응축될 수 있다.
바꾸어 말하면, 제1 커넥터 단자(111)의 상측과 제2 커넥터 단자(112)의 하측은 가압된 제1 탄성부(141)에 의해 내측을 향하여 응축된다고 할 수 있다.
제1 커넥터 단자(111)의 상측과 제2 커넥터 단자(112)의 하측 부위가 응축되면, 이 힘에 의해, 제1 커넥터 단자(111)의 상측 내면과 제2 커넥터 단자(112)의 하측 내면이 버스바(120)에 접촉됨으로써, 두 커넥터 단자(111, 112) 및 버스바(120)간 전기적 접속이 일어날 수 있게 되는 것이다.
일 실시예에서, 제2 탄성부(143)는 제1 커넥터 단자(111)의 하측과 제2 커넥터 단자(112)의 상측에 형성되어, 제1 레버부(130)가 두 커넥터 단자부(111, 112))의 사이에 삽입될 경우 삽입된 제1 레버부(130)의 영향을 받아 탄성적으로 압력을 발생시켜 제1 커넥터 단자(111)의 하측과 제2 커넥터 단자(112)의 상측에 압력을 가할 수 있다.
이러한 제2 탄성부(143)는 스프링인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 삽입부(144)는 제2 탄성부(143)를 지지함과 동시에, 제1 레버부(130)를 실질적으로 삽입시키는 구조를 가질 수 있다.
따라서, 삽입부(144)에 삽입된 제1 레버부(130)에 의해 제2 탄성부(143)가 제1 커넥터 단자(111)의 하측과 제2 커넥터 단자(112)의 상측으로 압력을 가할 수 있어, 제1 커넥터 단자(111)의 내부 하측(하측 내면)과 제2 커넥터 단자(112)의 내부 상측(상측 내면)이 응축될 수 있다.
즉, 제1 커넥터 단자(111)의 하측과 제2 커넥터 단자(112)의 상측 부위가 응축되면, 이 힘에 의해, 제1 커넥터 단자(111)의 하측 내면과 제2 커넥터 단자(112)의 상측 내면이 버스바(120)에 접촉됨으로써, 두 커넥터 단자(111, 112) 및 버스바(120)간 나머지의 전기적 접속이 일어나게 되는 것이다.
이와 같이, 본 실시예는 제1 레버부(130)가 두 커넥터 단자부(111, 112))의 사이에 끼워져 가압 수단(140)의 제2 탄성부(143)에 압력을 가하고, 제2 레버부(142)의 잠금에 의해 제1 탄성부(141)에 압력을 가하게 되면, 궁극적으로, 제1 커넥터 단자(111)와 제2 커넥터 단자(112)의 외부 양측을 가압시켜 제1 커넥터 단자(111)와 제2 커넥터 단자(112)를 응축시킴으로써, 응축된 제1 커넥터 단자(111)와 제2 커넥터 단자(112)의 내부 양측(상측, 하측, 양측 또는 외부 양측이라는 용어들과 구별됨)은 버스바(120)에 각각 접촉된다.
가령, 가압 수단(140)이 존재하지 않으면, 메일 어셈블리(100B)의 제1 레버부(130)는 두 커넥터 단자부(111, 112))의 사이 폭보다 작은 관계로, 메일 어셈블리(100B) 및 피메일 커넥터(100A)간 체결시 버스바(120)는 제1 커넥터 단자(111)와 제2 커넥터 단자(112)에 직접적으로 접촉되지 않을 것이다.
그러나, 전술한 바와 같이, 제1 레버부(130)는 두 커넥터 단자부(111, 112))의 사이 폭보다 작아도 제1 커넥터 단자(111)와 제2 커넥터 단자(112)의 주위에 형성된 가압 수단(140) 및 제1 레버부(130)의 체결에 의해, 궁극적으로 응축된 제1 커넥터 단자(111)와 제2 커넥터 단자(112)의 내부 양측과 버스바(120)간 접촉이 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 실시예는 체결 초기시 두 커넥터 단자부(111, 112)) 및 제1 레버부(130)간 전기적 접속이 일어나지 않아 삽발에 의한 마모 및 고전압에 의한 감전 사고를 방지할 뿐만 아니라, 사용자에 의한 제1 레버부(130)의 동작 및 가압 수단(140)의 동작에 의해, 최종적으로 두 커넥터 단자부(111, 112)) 및 버스바(120)간 전기적 도통이 이루어져 배터리의 고전압을 안전하게 이용할 수 있는 장점을 준다.
일 실시예에서, 제1 하우징(150)은 실질적으로 피메일 커넥터(100A)의 몸체를 이루는 구성으로서, 전술한 커넥터 단자부(110) 및 가압 수단(140)의 일부, 예컨대 제2 탄성부(143) 및 삽입부(144) 전부를 내부에 장착하고, 제1 탄성부(141)의 일부를 내부에 장착하는 구조를 가질 수 있다.
마지막으로, 일 실시예에서, 제2 하우징(160)은 실질적으로 메일 어셈블리(100B)의 몸체를 이루는 구성으로서, 전술한 버스바(120)의 일부 및 제1 레버부(130)의 일부를 내부에 장착하는 구조를 가질 수 있다.
이런 상태에서, 제2 하우징(160)은 일부가 제1 하우징(150)에 끼워지도록 제1 하우징(150)의 세로폭보다 작게 설계될 수 있다.
제2 하우징(160)의 외부에 형성된 나머지의 버스바(120)는 피메일 커넥터(100A)의 두 커넥터 단자(111, 112)에 끼워지거나 탈거되는 부위이고, 제2 하우징(160)의 외부에 형성된 나머지의 제1 레버부(130)는 제2 탄성부(143)를 지지하는 삽입부(144)에 실질적으로 끼워지거나 탈거되는데 필요한 이동 부위이며 동시에 사용자의 손잡이 역할을 할 수 있다.
이로써, 본 실시예는 전술한 압착형 결합 구조로 인하여, 고전압 안전 플러그의 장착 및/또는 탈거 시 접촉면(Male 버스바와 Female 커넥터 단자)에서의 마모에 의한 도금박리(부식을)를 방지하고, 고전압 안전 플러그의 체결 시 압착을 통해 접촉 면적을 최대화시켜 접촉 저항을 최소화시키며, 이로 인해 궁극적으로 배터리 출력 성능을 향상시킬 수 있는 장점을 준다.
<고전압 케이블 커넥터의 실시예>
도 3은 일 실시예에 따른 고전압 케이블 커넥터의 일례를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 고전압 케이블 커넥터(200)는 압착형 타입(방식)으로 결합되는데 피메일 커넥터(200A, Female connector)로서, 커넥터 단자부(210), 가압 수단(220) 및 제1 하우징(230)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 커넥터 단자부(210)는 고전압 케이블(201)에 연결된 적어도 하나의 커넥터 단자, 예컨대 제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)를 구비할 수 있다.
제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)는 이후에 설명할 버스바(320)의 체결을 위하여 빈공간의 각각 삽입부를 포함할 수 있다. 상기 버스바(320)는 메일 어셈블리(300A, Male Assembly)를 이루는 한 구성 요소이다.
일 실시예에서, 가압 수단(220)은 커넥터 단자부(210)의 사이에 끼워진 제1 레버부(310) 및 자체적으로 형성된 제2 레버부(222, 이후에 설명할 예정임)의 잠금 동작에 따라 제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)의 외부 양측을 가압시켜 제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)의 내부 양측이 응축되도록 할 수 있다.
제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)의 내부 양측이 응축되면, 제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)의 내부 양측이 커넥터 단자부(210)에 삽입된 버스바(320)에 접촉될 수 있다.
이를 보다 구체적으로 실현하기 위해, 가압 수단(220)은 제1 탄성부(221), 제2 레버부(222), 제2 탄성부(223) 및 삽입부(224)를 포함하는 복합 구성으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 탄성부(221)는 제1 커넥터 단자(211)의 상측과 제2 커넥터 단자(212)의 하측(외부 하측임)에 형성되는 제1 스프링(221a) 및 상기 제1 스프링(221a)을 끼워 지지하는 가압대(221b)를 포함할 수 있다.
반면, 일 실시예에서, 제2 레버부(222)는 이후에 설명할 제1 하우징(230)의 상부 일측과 하부 일측에 대칭적으로 형성되고, 사용자에 의해 조작시 제1 하우징(230)의 상하부를 향하여 잠금되면, 제1 탄성부(221)를 가압시키는 역할을 할 수 있다.
예를 들면, 제1 하우징(230)의 상부 일측과 하부 일측에 형성된 제2 레버부(222)가 제1 하우징(230)의 상하면에 접촉하여 완전히 잠금되면, 제1 하우징(230)의 외부로 나온 제1 탄성부(221)를 가압하게 된다.
가압된 제1 탄성부(221)는 비로서 제1 커넥터 단자(211)의 상측과 제2 커넥터 단자(212)의 하측을 압박시킴으로써, 제1 커넥터 단자(211)의 내부 상측(상측 내면)과 제2 커넥터 단자(212)의 내부 하측(하측 내면)의 부위가 응축될 수 있다.
바꾸어 말하면, 제1 커넥터 단자(211)의 상측과 제2 커넥터 단자(212)의 하측은 가압된 제1 탄성부(221)에 의해 내측을 향하여 응축된다고 할 수 있다.
제1 커넥터 단자(211)의 상측과 제2 커넥터 단자(212)의 하측 부위가 응축되면, 이 힘에 의해, 제1 커넥터 단자(211)의 상측 내면과 제2 커넥터 단자(212)의 하측 내면이 버스바(320)에 접촉됨으로써, 두 커넥터 단자(211, 212) 및 버스바(320)간 전기적 접속이 일어나게 되는 것이다.
일 실시예에서, 제2 탄성부(223)는 제1 커넥터 단자(211)의 하측과 제2 커넥터 단자(212)의 상측에 형성되는 구조로서, 제1 레버부(310)가 두 커넥터 단자부(211, 212))의 사이에 삽입될 경우 삽입된 제1 레버부(310)의 영향을 받아 탄성적으로 압력을 발생시킬 수 있다.
발생된 압력은 제1 커넥터 단자(211)의 하측과 제2 커넥터 단자(212)의 상측에 압력을 가할 수 있고, 제1 커넥터 단자(211)의 내부 하측(하측 내면)과 제2 커넥터 단자(212)의 내부 상측(상측 내면)의 부위가 응축됨으로써, 두 커넥터 단자(211, 212) 및 버스바(320)간 나머지의 전기적 접속이 일어나게 되는 것이다.
일 실시예에서, 삽입부(224)는 제2 탄성부(223)를 지지함과 동시에, 제1 레버부(310)를 실질적으로 삽입시키는 구조를 가질 수 있다.
따라서, 삽입부(224)에 삽입된 제1 레버부(310)에 의해 전술한 바와 같이 제2 탄성부(223)가 제1 커넥터 단자(211)의 하측과 제2 커넥터 단자(212)의 상측으로 압력을 가할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 실시예는 제1 레버부(310)가 두 커넥터 단자부(211, 212))의 사이에 끼워져 가압 수단(220)의 제2 탄성부(223)에 압력을 가하고, 제2 레버부(222)의 잠금에 의해 제1 탄성부(221)에 압력을 가하게 되면, 궁극적으로, 제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)의 외부 양측을 가압시켜 제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)를 응축시킴으로써, 응축된 제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)의 내부 양측(상측, 하측, 양측 또는 외부 양측이라는 용어들과 구별됨)은 버스바(320)에 각각 접촉된다.
가령, 가압 수단(220)이 존재하지 않으면, 메일 어셈블리(300A)의 제1 레버부(310)는 두 커넥터 단자부(211, 212))의 사이 폭보다 작은 관계로, 메일 어셈블리(300A) 및 피메일 커넥터(200A)간 체결시 버스바(320)는 제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)에 직접적으로 접촉되지 않을 것이다.
그러나, 전술한 바와 같이, 제1 레버부(310)는 두 커넥터 단자부(211, 212))의 사이 폭보다 작아도 제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)의 주위에 형성된 가압 수단(220) 및 제1 레버부(310)의 체결에 의해, 궁극적으로 응축된 제1 커넥터 단자(211)와 제2 커넥터 단자(212)의 내부 양측과 버스바(320)간 접촉이 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 실시예는 체결 초기시 두 커넥터 단자부(211, 212)) 및 제1 레버부(310)간 전기적 접속이 일어나지 않아 삽발에 의한 마모 및 고전압 감전 사고를 방지할 뿐만 아니라, 사용자에 의한 제1 레버부(310) 및 가압 수단(220)의 동작에 의해, 두 커넥터 단자부(211, 212)) 및 버스바(320)간 전기적 도통이 이루어져 배터리의 고전압을 안전하게 이용할 수 있는 장점을 준다.
마지막으로, 일 실시예에서, 제1 하우징(230)은 실질적으로 피메일 커넥터(300A)의 몸체를 이루는 구성으로서, 전술한 커넥터 단자부(210) 및 가압 수단(230)의 일부, 예컨대 제2 탄성부(233) 및 삽입부(234) 전부를 내부에 장착하고, 제1 탄성부(221)의 일부를 내부에 장착하는 구조를 가질 수 있다.
이러한 제1 하우징(230)은 실질적으로 메일 어셈블리(300B)의 몸체를 제2 하우징(330)의 일부를 끼울 수 있도록 제2 하우징(330)의 세로폭보다 크게 세로폭을 설계하는 것이 좋다.
따라서, 제2 하우징(330)이 제1 하우징(230)에 체결(장착시) 메일 어셈블리(100B)에 형성된 바스바(320)가 복수의 커넥터 단자부(210)에 삽입될 수 있으며, 제1 레버부(310)가 복수의 커넥터 단자부(210)의 사이에 삽입됨으로써, 메일 어셈블리(300B) 및 피메일 커넥터(200A)간 체결 또는/및 탈거가 행해질 수 있게 된다.
이로써, 본 실시예는 전술한 메일 어셈블리(300B) 및 피메일 커넥터(200A)간 체결 또는/및 탈거 구조로 인하여, 고전압 안전 플러그의 장착 및/또는 탈거 시 접촉면(Male 버스바와 Female 커넥터 단자)에서의 마모에 의한 도금박리(부식을)를 방지하고, 고전압 안전 플러그의 체결 시 압착을 통해 접촉 면적을 최대화시켜 접촉 저항을 최소화시키며, 이로 인해 궁극적으로 배터리 출력 성능을 향상시킬 수 있는 장점을 준다.
<고전압 커넥터용 어셈블리의 실시예>
도 4는 일 실시예에 따른 고전압 커넥터용 어셈블리의 일례를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 고전압 커넥터용 어셈블리(400)는 피메일 커넥터(500A)에 압착형 타입(방식)으로 체결되거나 탈거되는 메일 어셈블리(400A)로서, 버스바(410), 제1 레버부(420) 및 제2 하우징(430)을 포함할 수 있다.
먼저, 일 실시예에서, 버스바(410)는 제2 하우징(430)에 형성되되, 고전압 케이블(501)에 각각 연결된 제1 커넥터 단자(511)와 제2 커넥터 단자(512)를 구비한 커넥터 단자부(510)에 일부 끼워질 수 있도록 제2 하우징(430)의 외부에 돌출되어 제2 하우징(430)에 형성되는 구조를 갖는다.
이러한 버스바(410)는 커넥터 단자부(510)에 끼워지더라도 커넥터 단자부(510)의 내부면과 전기적 접촉이 이루어지지 않도록 커넥터 단자부(510)의 삽입부 폭보다 작게 설계되어 커넥터 단자부(510)에 삽입될 수 있다.
이런 설계 이유는 메일 어셈블리(400A)가 피메일 커넥터(500A)에 초기 체결될 시, 삽발에 의한 마모를 방지하기 위함이다.
일 실시예에서, 제1 레버부(420)는 메일 어셈블리(400A)의 한 구성으로서, 버스바(410)에 전기적으로 접속(연결)되는 구조를 가지면서도, 메일 어셈블리(400A) 및 피메일 커넥터(500A)간 체결 또는/및 탈거시 좌우 이동시에도 버스바(410)에 전기적으로 접속(연결)될 수 있도록 버스바(410)간 연결 구조가 유동적으로 설계될 수 있다.
더욱이, 제1 레버부(420)는 메일 어셈블리(400A)가 피메일 커넥터(500A)에 체결될 시, 버스바(410)에 전기적으로 접속된 상태에서 예컨대, 두 커넥터 단자부(511, 512))의 사이에 끼워지는 구조를 가질 수 있다.
이런 경우, 전술한 버스바(410)는 제1 커넥터 단자(511)와 제2 커넥터 단자(512)의 양측을 가압시키는 가압 수단(520)과 그의 일부와 연관되어 동작하는 제1 레버부(420)에 의해, 제1 커넥터 단자(511)와 제2 커넥터 단자(512)의 내부 양측에 각각 접촉된다.
이에 대한 구체적인 예는 앞서 설명한 도 1 내지 3에서 충분히 설명하였기 때문에 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
마지막으로, 일 실시예에서, 제2 하우징(430)은 전술한 버스바(410) 및 제1 레버부(420)의 일부를 장착하는 구조를 가지며, 커넥터 단자부(510) 및 가압 수단(520)의 일부를 장착한 제1 하우징(530)에 끼워지는 구조를 가질 수 있다.
이를 위해, 제2 하우징(430)의 세로폭은 체결 또는/및 탈거가 용이하도록 제1 하우징(530)의 세로폭보다 작게 설계될 수 있다.
<고전압 안전 플러그의 체결 동작의 실시예>
도 5a 및 도 5b는 고전압 안전 플러그의 체결 동작의 일례를 예시적으로 나타낸 동작 구성도이다.
상기 고전압 안전 플러그는 고전압 케이블 커넥터 및 고전압 커넥터용 어셈블리를 포함하며, 상기 고전압 케이블 커넥터 및 고전압 커넥터용 어셈블리는 도 1 내지 도 4에서 설명되었다. 이를 통해 수행되는 고전압 안전 플러그의 체결 동작은 다음과 같다.
먼저, 600 단계에서, 제2 하우징은 제1 하우징에 일부가 끼워지면, 버스바가 커넥터 단자부의 삽입부에 삽입된다. 이때, 버스바가 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자의 삽입부보다 작기 때문에 커넥터 단자부의 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자에 삽입되더라도 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자의 내부면과 접촉이 되지 않는다.
이후, 620 단계에서, 제1 하우징의 상부 일측과 하부 일측에 대칭적으로 형성된 가압 수단의 제2 레버부가 나머지의 제1 하우징의 상부와 하부를 향하여 접혀지면, 가압 수단의 제1 탄성부가 압력을 받아 제1 커넥터 단자의 외부 상측과 제2 커넥터 단자의 외부 하측을 압박시켜 제1 커넥터 단자의 내부 상측면과 제2 커넥터 단자의 내부 하측면을 응축시킨다.
이에 따라, 응축된 제1 커넥터 단자의 내부 상측면과 제2 커넥터 단자의 내부 하측면은 버스바에 전기적으로 접속될 수 있다.
이후, 640 단계에서, 고전압 커넥터용 어셈블리에 형성된 제1 레버부가 커넥터 단자부의 사이, 예컨대 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자 사이에 끼워질 수 있다.
제1 레버부가 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자 사이에 끼워지면, 가압 수단의 제2 탄성부가 제1 레버부로부터 압력을 받아 제1 커넥터 단자의 외부 하측과 제2 커넥터 단자의 외부 상측을 압박시켜 제1 커넥터 단자의 내부 하측면과 제2 커넥터 단자의 내부 상측면을 응축시킨다.
이에 따라, 응축된 제1 커넥터 단자의 내부 하측면과 제2 커넥터 단자의 내부 상측면은 버스바에 전기적으로 접속될 수 있다.
이와 같이, 가압 수단과 제1 레버부에 의한 제1 탄성부 및 제2 탄성부의 압력이 작용하면, 궁극적으로 제1 커넥터 단자의 내부 양측면과 제2 커넥터 단자의 내부 양측면이 버스바에 전기적으로 접속됨으로써, 버스바 및 커넥터 단자에서의 마모에 의한 도금박리(부식을)를 방지하고, 접촉 면적을 최대화시켜 접촉 저항을 최소화시킬 수 있다.
한편, 전술한 도 5a 및 도 5b는 고전압 안전 플러그의 체결 동작의 일례를 나타내었지만, 고전압 안전 플러그의 탈거 동작은 역순 예컨대 640 단계, 620 단계 및 600 단계의 순서로 진행된다. 이에 대해서는 설명을 생략하기로 하지만 본 실시예에 적용됨은 물론이다.
이상에서 개시된 실시예들은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 전술한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 실시예의 범위에 포함된다.
100 : 고전압 안전 플러그 110 : 커넥터 단자부
111 ; 제1 커넥터 단자 112 : 제2 커넥터 단자
120 : 버스바 130 : 제1 레버부
140 : 가압 수단 141 : 제1 탄성부
142 : 제2 레버부 143 : 제2 탄성부
144 : 삽입부 150 : 제1 하우징
160 : 제2 하우징 100A: 피메일 커넥터
100B: 메일 어셈블리

Claims (20)

  1. 압착형 고전압 안전 플러그로서,
    고전압 케이블에 각각 연결된 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자를 구비하는 커넥터 단자부;
    상기 커넥터 단자부에 삽입되되, 상기 커넥터 단자부가 가압되기 전까지 상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자 각각의 내부 상면 및 하면으로부터 이격되는 버스바;
    상기 버스바에 접속되되, 상기 커넥터 단자부 사이에 체결되는 제1 레버부; 및
    상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자 각각의 내부 상면 및 하면이 상기 버스바에 접촉되도록 상기 커넥터 단자부를 가압시키는 가압 수단을 포함하고,
    상기 가압 수단은,
    상기 제1 커넥터 단자의 상측과 상기 제2 커넥터 단자의 하측에 형성된 제1 탄성부;
    상기 제1 탄성부를 가압시키는 제2 레버부; 및
    상기 제1 커넥터 단자의 하측과 상기 제2 커넥터 단자의 상측에 형성되고, 상기 제1 레버부에 의해 가압되는 제2 탄성부를 포함하되,
    상기 제2 레버부와 상기 제1 레버부에 의해 상기 제1 탄성부와 상기 제2 탄성부가 가압될 때 상기 커넥터 단자부와 상기 버스바가 접촉되는,
    고전압 안전 플러그.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커넥터 단자의 상측과 상기 제2 커넥터 단자의 하측은,
    상기 가압된 제1 탄성부에 의해 내측을 향하여 응축되는, 고전압 안전 플러그.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탄성부는,
    제1 스프링; 및 상기 제1 스프링을 지지하는 가압대를 포함하는, 고전압 안전 플러그.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 레버부는,
    상기 가압대를 밀어 상기 제1 스프링을 가압시키는, 고전압 안전 플러그.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가압 수단은,
    상기 제2 탄성부를 지지하되, 상기 제1 레버부를 삽입시키는 삽입부를 더 포함하는, 고전압 안전 플러그.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 탄성부는,
    상기 제1 레버부의 체결에 의해 가압되어, 상기 제1 커넥터 단자의 하측과 상기 제2 커넥터 단자의 상측을 가압시키는, 고전압 안전 플러그.
  8. 제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터 단자부 및 상기 가압 수단의 일부를 내부에 장착하는 제1 하우징을 더 포함하는, 고전압 안전 플러그.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 버스바 및 상기 제1 레버부의 일부를 장착하는 제2 하우징을 더 포함하고,
    상기 제2 하우징은, 상기 제1 하우징에 끼워지는 고전압 안전 플러그.
  10. 버스바가 삽입되는 압착형 고전압 케이블 커넥터로서,
    고전압 케이블에 각각 연결된 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자를 구비하는 커넥터 단자부;
    상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자 각각의 외부 양측을 가압시켜 상기 커넥터 단자부에 삽입된 버스바에 접촉되도록 하는 가압 수단; 및
    상기 커넥터 단자부 사이에 제1 레버부를 체결시키는 삽입부
    를 포함하고,
    상기 가압 수단은,
    상기 제1 커넥터 단자의 상측과 상기 제2 커넥터 단자의 하측에 형성된 제1 탄성부;
    상기 제1 탄성부를 가압시키는 제2 레버부; 및
    상기 제1 커넥터 단자의 하측과 상기 제2 커넥터 단자의 상측에 형성된 제2 탄성부를 포함하되,
    상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자 각각의 내부 상면 및 하면은, 상기 커넥터 단자부가 가압되기 전까지 상기 버스바로부터 이격되고, 제2 레버부와 상기 제1 레버부에 의해 상기 제1 탄성부와 상기 제2 탄성부가 가압될 때 상기 버스바와 접촉되는, 고전압 케이블 커넥터.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 커넥터 단자의 상측과 상기 제2 커넥터 단자의 하측은,
    상기 가압된 제1 탄성부에 의해 내측을 향하여 응축되는, 고전압 케이블 커넥터.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 탄성부는,
    제1 스프링; 및 상기 제1 스프링을 지지하는 가압대를 포함하는, 고전압 케이블 커넥터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 레버부는,
    상기 가압대를 밀어 상기 제1 스프링을 가압시키는, 고전압 케이블 커넥터.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 삽입부는,
    상기 제2 탄성부를 지지하는, 고전압 케이블 커넥터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 탄성부는,
    상기 제1 레버부의 체결에 의해 가압되어, 상기 제1 커넥터 단자의 하측과 상기 제2 커넥터 단자의 상측을 가압시키는, 고전압 케이블 커넥터.
  17. 제10항 및 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터 단자부 및 상기 가압 수단의 일부를 내부에 장착하는 제1 하우징
    을 더 포함하는, 고전압 케이블 커넥터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 하우징은,
    상기 버스바 및 상기 제1 레버부의 일부를 장착한 제2 하우징을 일부 끼우는 구조를 갖는, 고전압 케이블 커넥터.
  19. 압착형 고전압 커넥터용 어셈블리로서,
    고전압 케이블에 각각 연결된 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자를 구비한 커넥터 단자부에 삽입되되, 상기 커넥터 단자부가 가압되기 전까지 상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자 각각의 내부 상면 및 하면으로부터 이격되는 버스바; 및
    상기 버스바에 접속되되, 상기 커넥터 단자부 사이에 체결되는 제1 레버부를 포함하고,
    상기 버스바는,
    상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자 각각의 양측을 가압시키는 가압 수단과 합작하는 상기 제1 레버부에 의해 상기 커넥터 단자부가 가압될 때, 상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자 각각의 내부 상면 및 하면에 접촉하는, 고전압 커넥터용 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 버스바 및 상기 제1 레버부의 일부를 장착한 제2 하우징을 더 포함하고,
    상기 제2 하우징은,
    상기 커넥터 단자부 및 상기 가압 수단의 일부를 장착한 제1 하우징에 끼워지는 구조를 갖는, 고전압 커넥터용 어셈블리.
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