KR102098404B1 - 자동차용 고전압 커넥터 - Google Patents

자동차용 고전압 커넥터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 자동차에 적용되는 모터의 구동을 위한 전력계통에 사용되는 고전압 커넥터에 관한 것이다.
본 발명은 고전압 커넥터의 라운드 단자 접점부 구조 개선을 통해 접점부의 변형 방지 및 오버스트레스(Overstress) 방지 기능을 적용시킨 신개념 라운드 단자 기술을 구현함으로써, 단자 접촉 신뢰성 향상은 물론 비정상적인 상대물(피메일측 단자) 결합을 방지할 수 있는 자동차용 고전압 커넥터를 제공한다.

Description

자동차용 고전압 커넥터{High voltage connector for vehicle}
본 발명은 자동차용 고전압 커넥터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 친환경 자동차에 적용되는 모터의 구동을 위한 전력계통에 사용되는 고전압 커넥터에 관한 것이다.
일반 자동차는 12V급 배터리가 사용되는 데 반해 하이브리드 자동차와 전기자동차, 연료전지 자동차는 300V 이상의 높은 전압과 수십∼수백A(암페어)의 대(大)전류가 필요하며, 전원장치와 인버터, 모터 등을 연결하기 위해서는 높은 열을 견딜 수 있는 고전압의 커넥터와 케이블 등이 필요하다.
이와 더불어, 친환경 자동차용 고전압 배터리는 모터 출력 증대 추세로 인하여 전기적인 회로 구성 시 고전류 및 고전압 회로의 안정적인 전기부품을 필요로 하게 된다.
현재 사용되고 있는 고전압 커넥터에서 라운드 단자의 경우 외팔보 가공형 라운드 단자(도 7), 코일 스프링형 라운드 단자(미국특허 US 8579666호), 라멜라형 라운드 단자(미국특허 US 6783406호) 등과 같은 구조가 적용된다.
도 7에서 미설명 부호 100은 메일 라운드 단자이고, 110은 피메일 라운드 단자를 나타낸다.
그러나, 상기 외팔보 가공형 라운드 단자는 라운드 단자 바디부에 가공을 통해서 일체형(외팔보) 접점부 형상을 반영하여 전기적 통전을 구현한 것으로서, 별도의 단자 접점부 보호기능이 없고 다접점 구현 및 제조상의 어려움이 있다.
또한, 상기 코일 스프링형 라운드 단자는 라운드 단자 내부에 코일형 스프링 구조를 삽입하여 전기적 접촉구조를 형성하는 방식으로 전기적 통전을 구현한 것으로서, 코일형 스프링 변형 및 파손에 의한 이탈문제와 접점부 보호기능이 없어 전기적 안정성이 미흡하다.
또한, 상기 라멜라형 라운드 단자는 라운드 단자 바디부에 라멜라(탄성편)를 삽입하여 전기적 다접점을 통해 전기적 통전을 구현한 것으로서, 별도의 단자 보호기능이 없고 제조상의 어려움이 있다.
따라서, 향후 기술 동향으로 볼 때 고전압 커넥터의 경우 전기적 접촉 신뢰성 향상을 위해서 접점부 보호 기능 및 변형 방지 기능이 요구된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 고전압 커넥터의 라운드 단자 접점부 구조 개선을 통해 접점부의 변형 방지 및 오버스트레스(Overstress) 방지 기능을 적용시킨 신개념 라운드 단자 기술을 구현함으로써, 단자 접촉 신뢰성 향상은 물론 비정상적인 상대물(피메일측 단자) 결합을 방지할 수 있는 자동차용 고전압 커넥터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 자동차용 고전압 커넥터는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 자동차용 고전압 커넥터는 기본적으로 메일 라운드 단자와 피메일 라운드 단자를 포함하는 구조로서, 상기 피메일 라운드 단자의 피메일 라운드 바디에 있는 단자홀의 내부에 피메일 라운드 바디와 메일 라운드 바디 사이에서 접점을 이루면서 메일 라운드 바디의 흔들림을 잡아주는 원통형의 이너 컨텍터가 삽입 장착된 구조로 이루어진다.
여기서, 상기 이너 컨텍터는 원통 길이방향을 따라 나란하게 길게 연장됨과 더불어 원통 둘레방향을 따라 교대로 배치되는 복수 개의 직선형 지지바 및 절곡형 접점바를 포함할 수 있다.
이때의 이너 컨텍터에 있는 절곡형 접점바는 원통 내측을 향해 구부러져 메일 라운드 바디와 접촉하면서 접점을 이루는 적어도 1곳 이상의 굽힘부를 갖도록 하고, 또 이너 컨텍터의 절곡형 접점바는 적어도 1곳이 끊어져 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 메일 라운드 바디의 선단부에는 보호캡이 씌워질 수 있으며, 이러한 보호캡은 착탈 가능한 구조로 장착될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 자동차용 고전압 커넥터는 메일 라운드 단자와 피메일 라운드 단자의 접촉을 통한 전류 통전 시 메일 라운드 단자의 흔들림을 억제하는 구조를 가짐으로써, 이너 컨텍터 접점부의 소성 변형 방지 및 안정적인 전류 통전 성능을 유지할 수 있는 등 단자 접촉 신뢰성을 확보할 수 있고, 비정상적인 상대물(메일측 단자)이 결합되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 라운드 단자를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 피메일 라운드 단자를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 메일 라운드 단자를 나타내는 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 라운드 단자의 결합상태를 나타내는 정면도 및 단면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 인너 컨텍터 제작방법을 나타내는 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 라운드 단자의 결합상태를 나타내는 확대도
도 7은 종래 고전압 커넥터의 라운드 단자를 나타내는 사시도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 라운드 단자를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 피메일 라운드 단자를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 메일 라운드 단자를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 라운드 단자의 결합상태를 나타내는 정면도 및 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 고전압 커넥터는 메일 라운드 단자와 피메일 라운드 단자 간의 접촉을 통한 전류 통전 시 메일 라운드 단자의 흔들림을 억제하는 구조를 가짐으로써, 이너 컨텍터 접점부의 소성변형 방지 및 안정적인 전류 통전 성능을 유지할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 상기 이너 컨텍터는 이중 구조로서, 메일 라운드 단자와의 접점 유지 및 흔들림 방지 구조를 갖는다.
이를 위하여, 상기 고전압 커넥터는 통상의 메일 라운드 단자(10)와 피메일 라운드 단자(11)를 포함하며, 상기 메일 라운드 단자(10)와 피메일 라운드 단자(11)는 서로 삽입 체결되어 전기적으로 통전된다.
즉, 상기 피메일 라운드 단자(10)의 피메일 라운드 바디(12)에 있는 단자홀(13)의 내부에 메일 라운드 단자(10)의 메일 라운드 바디(14)가 삽입 체결되므로서, 메일 라운드 단자(10)와 피메일 라운드 단자(11)가 전기적으로 연결될 수 있게 된다.
또한, 상기 메일 라운드 바디(14)의 선단부, 즉 단자홀(13)의 내부로 끼워지는 부분의 끝 부분에는 보호캡(19)이 장착되며, 이때의 보호캡(19)은 착탈 가능한 구조로 장착된다.
예를 들면, 상기 메일 라운드 바디(14)의 선단부에는 캡 내측으로 위치되는 소직경 부분이 돌출 형성되고, 이렇게 형성되는 소직경 부분의 단부 둘레에는 걸림턱(20a)이 형성됨과 더불어 상기 보호캡(19)의 내주면 둘레에는 걸림턱(20a)에 맞걸려 체결되는 걸림턱(20b)이 형성된다.
이에 따라, 상기 보호캡(19)은 걸림턱(20a,20b) 간의 체결구조에 의해 메일 라운드 바디측에 착탈 가능하게 장착될 수 있게 되고, 이렇게 장착되는 보호캡(19)의 외주 둘레와 메인 라운드 바디(14)의 외주 둘레는 동일한 직경을 이룰 수 있게 된다.
특히, 상기 메일 라운드 단자(10), 즉 메일 라운드 바디(14)와의 접점 유지 및 흔들림 방지 역할을 하는 수단으로 이너 컨텍터(15)가 마련된다.
상기 이너 컨텍터(15)는 피메일 라운드 바디(12)에 있는 단자홀(13)의 내부에 삽입 장착되며, 피메일 라운드 바디(12)와 메일 라운드 바디(14) 사이에서 접점을 이룸과 더불어 메일 라운드 바디(12)의 흔들림을 잡아주는 역할을 하게 된다.
이러한 이너 컨텍터(15)는 원통형의 구조로서, 원통 길이방향을 따라 나란하게 길게 연장됨과 더불어 원통 둘레방향을 따라 교대로 배치되는 복수 개의 직선형 지지바(16) 및 절곡형 접점바(17)를 포함한다.
예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 이너 컨텍터(15)는 직사각판 형태의 기본 몸체에 길이방향을 따라가면서 절개부를 사이에 둔 띠 모양의 바를 일정간격으로 형성하고, 이때의 각 바를 하나 걸러 하나씩 절곡 성형하여 직선형 지지바(16)와 절곡형 접점바(17)가 교대로 배치되도록 한 다음, 이것을 스탬핑하여, 즉 길이방향을 둥글게 말아 이어붙힌 형태로 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 상기 이너 컨텍터(15)에 있는 절곡형 접점바(17)의 경우, 원통 내측을 향해 구부러진 형태의 굽힘부(18)를 가지고 있으며, 이때의 굽힘부(18)가 메일 라운드 바디(12)와 접촉하면서 접점을 이룰 수 있게 된다.
이렇게 절곡형 접점바(17)에 형성되는 굽힘부(18)는 적어도 1곳 이상이 구비될 수 있으며, 본 발명의 일 예에서는 하나의 절곡형 접점바(17)가 2곳의 접점을 갖는 예를 보여주고 있으나, 3곳의 접점 또는 4곳의 접점 등 가질 수 있게 된다.
또한, 상기 이너 컨텍터(15)의 절곡형 접점바(17)는 적어도 1곳이 끊어져 있는 형태로 이루어질 수 있게 된다.
이에 따라, 접점을 이루는 굽힘부(18)를 가지는 절곡형 접점바(17)는 한쪽 끝이 자유단부로 되어 있는 특성을 통해 자체적으로 탄력을 확보할 수 있게 되고, 결국 메일 라운드 바디측과의 긴밀한 결착구조를 통해 진동 발생 시에도 유연하게 대처할 수 있음은 물론 안정적인 접점상태를 유지할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 커넥터의 라운드 단자의 결합상태를 나타내는 확대도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 여기서는 메일 라운드 단자(10)와 피메일 라운드 단자(11)의 체결 상태에서, 메일 라운드 바디(14)와 이너 컨텍터(15) 간의 결착관계를 보여준다.
즉, 상기 이너 컨텍터(15)가 삽입 장착되어 있는 피메일 라운드 바디(12)의 단자홀(13) 내에 메일 라운드 바디(14)를 체결하게 되면, 메일 라운드 바디(14)는 이너 컨텍터(15)의 내측에 위치되고, 이와 더불어 메일 라운드 바디(14)의 둘레면에 탄력형의 절곡형 접점바(17)가 가지는 굽힘부(18)가 결착되면서 접점을 이루게 된다.
이때, 이너 컨텍터(15)에 있는 직선형 지지바(16)와 메일 라운드 바디(14)의 둘레면 사이에는 유격이 형성된다.
따라서, 상기 이너 컨텍터(15)가 메일 라운드 바디(14)와 피메일 라운드 바디(12) 사이에 개재되면서 굽힘부(18)를 통해 접점을 형성하게 되고, 상기 이너 컨텍터(15)에 있는 다수의 절곡형 접점바(17)가 메일 라운드 바디(14)의 둘레면을 따라가면서, 또 메일 라운드 바디(14)의 길이방향에 걸쳐 배치되어 있는 다수 곳의 굽힘부(18)가 발휘하는 탄력적인 특성을 이용하여 메일 라운드 바디(14)를 탄력적으로 지지하게 되므로서, 메일 라운드 바디(14)의 흔들림을 방지할 수 있는 동시에 절곡형 접점바(17)의 변형을 방지할 수 있는 등 안정적인 전류 통전 성능을 유지할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 메일 라운드 단자와 피메일 라운드 단자 간의 접속 시 직선형 지지바 및 절곡형 접점바의 교대 배치구조, 끊김부와 굽힘부를 가지는 절곡형 접점바 등을 가지는 이너 컨텍터를 사용함으로써, 메일 라운드 단자와의 접점 유지 및 흔들림 방지 구조를 구현할 수 있고, 따라서 접점부의 소성 변형 방지 및 안정적인 전류 통전 성능을 확보할 수 있다.
10 : 메일 라운드 단자
11 : 피메일 라운드 단자
12 : 피메일 라운드 바디
13 : 단자홀
14 : 메일 라운드 바디
15 : 이너 컨텍터
16 : 직선형 지지바
17 : 절곡형 접점바
18 : 굽힘부
19 : 보호캡
20a,20b : 걸림턱
21 : 끊김부

Claims (6)

  1. 메일 라운드 단자(10)와 피메일 라운드 단자(11)를 포함하며,
    상기 피메일 라운드 단자(11)의 피메일 라운드 바디(12)에 있는 단자홀(13)의 내부에 피메일 라운드 바디(12)와 메일 라운드 바디(14) 사이에서 접점을 이루면서 메일 라운드 바디(12)의 흔들림을 잡아주는 원통형의 이너 컨텍터(15)가 삽입 장착된 구조로 이루어지되,
    상기 이너 컨텍터(15)는 원통 길이방향을 따라 나란하게 길게 연장됨과 더불어 원통 둘레방향을 따라 교대로 배치되는 복수 개의 직선형 지지바(16) 및 절곡형 접점바(17)를 포함하고,
    상기 절곡형 접점바(17)는 적어도 1곳이 끊어져 서로 마주보는 한 쌍 구조로 배열된 것임을 특징으로 하는 자동차용 고전압 커넥터.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너 컨텍터(15)에 있는 절곡형 접점바(17)는 원통 내측을 향해 구부러져 메일 라운드 바디(12)와 접촉하면서 접점을 이루는 적어도 1곳 이상의 굽힘부(18)를 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 고전압 커넥터.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 메일 라운드 바디(12)의 선단부에는 보호캡(19)이 씌워져 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 고전압 커넥터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 메일 라운드 바디(12)의 선단부에 씌워지는 보호캡(19)은 착탈 가능한 구조로 장착되는 것을 특징으로 하는 자동차용 고전압 커넥터.
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