KR102161914B1 - 전기 케이블 상에 장착되고 오버 몰딩된 전기 커넥터를 구비한 전기 연결 조립체, 및 관련 제조 방법 - Google Patents

전기 케이블 상에 장착되고 오버 몰딩된 전기 커넥터를 구비한 전기 연결 조립체, 및 관련 제조 방법 Download PDF

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아드리앙 브루네트
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Abstract

본 발명은 기본적으로 종래 기술의, 특히 동축 연결을 위한, 전기 연결 솔루션에 기계적으로 조립되는 기계적 보호(주름형 튜브, 커버) 및 밀봉(고리형 시일) 부분 모두를 부분적으로 커넥터 하우징 내측 및 하우징 근처에 있는 케이블의 외장 부분 둘레의 전도성 재킷(페룰, 셀 또는 두 개의 하프-셀) 상에 직접 오버 몰딩되는 조인트로 대체하는 것을 포함한다.

Description

전기 케이블 상에 장착되고 오버몰딩된 전기 커넥터를 구비한 전기 연결 조립체, 및 관련 제조 방법 {ELECTRICAL CONNECTION ASSEMBLY WITH ELECTRICAL CONNECTOR MOUNTED AND OVERMOLDED ON AN ELECTRIC CABLE, ASSOCIATED PRODUCTION METHOD}
본 발명은 전기 케이블에 장착되고 오버몰딩된 전기 커넥터(electrical connector)를 포함하는 전기 연결 조립체(electrical connection assembly) 및 관련 제조 방법에 관한 것이다.
특히, 이러한 타입의 연결 조립체의 비용을 줄이고 크기를 줄이는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 커넥터에 관한 USCAR 및 ISO 표준과 관련되는 기계적 규제 및 환경 요건을 해결하며 이에 따라 더 상세하게는 FAKRA, USCAR 동축 커넥터와 같은 자동차 분야에 의도된 동축 커넥터에 적용가능하다. 또한, 고속 데이터(High Speed Data: HSD) 또는 고속 모듈형 트위스티드 페어 데이터(High speed Modular Twisted pair Data; HMTD) 커넥터와 같은 트위스티드 페어 커넥터에 적용 가능하다.
본 발명은 또한 자동차 분야의 적용을 위한 칼라 코딩 및 키잉 시스템(color coding and keying system)을 따르는 전기 커넥터가 제공되는 것을 허용하여, 이로써 색들의 조합은 단일 연결이 동일한 연결 타입 (GPS, 무선, 예를 들면, 블루투스®, "디지털 오디오 브로드캐스팅" (DAB), Wi-Fi, ADAS, 프로토콜, 등)을 위한 수형 커넥터와 암형 커넥터 사이에 이루어지는 것을 허용한다.
전기 커넥터는 전기 케이블 상에 장착되고 단부를 포함하고 상기 단부로부터 상기 전기 케이블이 돌출한다.
본 출원인의 이름으로 특허된 특허 EP 1653574 B1호는 한편으로 동심 전기 케이블의 중앙 전도체와 동축 커넥터의 중앙 접촉부 사이 및 다른 한편으로 케이블의 외장 및 금속 브레이드(metal braid) 및 외측 접촉부 사이의 크림핑(crimping)을 각각 이용한 유용한 조립체를 개시한다.
자동차 분야와 관련된 기계적 및 환경적 규제를 해결하면서, 동축 커넥터와 상기 커넥터가 장착되는 동축 케이블 사이에 기계적 보호 및 시일(seal)을 달성하기 위한 몇가지 공지된 해결책이 있다.
특허 US 7510433 B2호는 직선형 커넥터를 위한 제 1 기계적 보호 및 밀봉 해결책을 개시한다. 도 1은 본 특허에서 개시된 동축 커넥터(3)를 보여준다. 이러한 커넥터(3)의 전기 절연 하우징(30)은 튜브의 형태의 외측 접촉부(31)를 수용 및 유지하고, 외측 접촉부 상에 크림핑 슬리브(32)가 동축 케이블(도시안됨)의 금속 브레이드와 크림핑된다. 하우징(30) 내부에, 제 1 밀봉 슬리브(4)가 외측 접촉부(31)를 완전히 둘러싼다. 외측 접촉부(31)의 단부 및 둘레 및 제 1 밀봉 슬리브(4) 둘레에 각각 배열된 두 개의 밀봉 O-링(5)은 상기 하우징(30) 내측의 상기 슬리브에 의해 얻어지는 시일을 완성한다. 크림핑 슬리브(32)를 통해 부착된 고리형 시일(6)은 동축 케이블의 단부 둘레의 시일을 완성한다. 마지막으로, 상기 하우징(30)의 후방 단부는 관형 부분(33)에 의해 연장되고, 상기 관형 부분에서, 반경 방향 내측으로 회전되는 탭(34)이 탄성-스냅-피팅(resilient snap-fitting)을 통해 주름형 보호 튜브(7)를 잠금하고, 상기 튜브는 상기 동축 케이블을 둘러싸고 이에 따라 동축 케이블의 기계적 보호 부재로서 작용한다.
제 2 해결책은 예를 들면 90°엘보우 커넥터와 관련하여 특허 출원 US 2018/0034172호에 개시된다. 도 2는 본 출원에 개시된 동축 연결 조립체(1)를 도시한다. 동축 케이블(2)은 커넥터의 하우징(30)의 다른 곡선형 부분과 관련하여, 90°에서 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하는 커넥터(3)의 하우징(30)의 부분 내측에 수용된다.
상기 연결을 상세히 설명하지 않고, 차폐부를 형성하는 동축 케이블(2)의 외측 커넥터(21)는 커넥터(2)의 외측 접촉부(31)와 주변이 접촉하는 반면, 케이블(2)의 중앙 전도체(22)는 X 축선을 따른 중앙 전도체의 부분에서 커넥터의 중앙 접촉부(35)와 주변이 접촉한다.
이러한 경우에서의 케이블(2)의 기계적 보호 및 커넥터(3)의 하우징(30)의 단부에서의 시일이 케이블(2)의 외측 절연 외장(20) 둘레의 하우징 내측에 배열되는 고리형 시일(6)에 의해 제공된다. 스냅-피팅에 의해 상기 하우징(30)에 부착되는 보호 커버(8)는 시일(6) 후방 공간을 좁혀 닫는다.
유사한 해결책이 도 3 및 3A의 직선형 커넥터에 도시된다. 도 3A는 동축 케이블(2) 상에, 길이 방향 축선(X)을 구비한 커넥터(3)의 조립체의 상세를 우선적으로 보여준다.
외측 접촉부(31)는 동축 케이블(2)의 외측 외장(20) 둘레에 크림핑되는 부분(310)을 구비한 하우징(30)에 장착된다. 더욱이, 외측 접촉부(31)의 부분(311)은 이의 유전체(23)를 둘러싸는 케이블(2)의 금속 차폐 브레이드(21) 둘레에 크림핑된다.
상기 중앙 접촉부(32)는 전기 절연 몸체(9)의 삽입 및 상기 동축 케이블(2)의 중앙 전도체(22)의 벗겨진 자유 단부(bare free end) 둘레에 크림핑되는 부분(320)을 구비한 외측 접촉부(31) 내측에 장착된다.
금속 페룰(metal ferrule; 10)은, 실질적으로 폐쇄된 공동(C)을 형성함으로써, 하우징(30) 내측에, 외측 접촉부(31)의 관형 부분과 금속 브레이드(21) 둘레에 크림핑되는 외측 접촉부의 부분(311) 사이에서 X 축선을 따른 중앙 접촉부(32)와 상기 외측 접촉부(31)를 둘러싼다.
상기 하우징(30)의 후방 부분(300) 상의 기계적 보호 및 밀봉을 제공하도록, 보호 커버(8)는 케이블(2) 둘레의 하우징(30)의 후방 부분(300)을 폐쇄한다.
더 상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 보호 커버(8)는 상기 하우징(30)의 후방 부분(300)의 외측 주변 상의 이러한 단부에 제공된 돌출부(36) 둘레에 스냅-피팅되는 탄성 러그(80)에 의해 상기 하우징(30)의 후방 부분(300)에 스냅-피팅된다.
고리형 시일(6)은 상기 케이블(2)의 외장(20) 둘레에 수축-피팅되고 상기 케이블(2)의 외장과 커버 사이에 시일을 제공한다.
상기 하우징(30)과 상기 커버(8) 사이에 시일을 완성하기 위하여, 두 개의 부가 고리형 시일(5)이 제공되고, 두 개의 부가 고리형 시일 중 하나는 상기 하우징의 내부 숄더와 맞닿는 커버의 단부에 배열되고 두 개의 부가 고리형 시일 중 다른 하나는 상기 커버(8)의 관형 부분 둘레에 배열된다.
현존하는 해결책이 동축 케이블과 상기 동축 케이블에 장착된 동축 커넥터 사이의 기계적 보호 및/또는 시일을 제공하도록 수많은 부가 부분을 실행하는 것을 포함한다는 것이 상술된 부분을 읽음으로써 용이하게 이해될 수 있다.
더욱이, 이러한 해결책은 커넥터 자체에 대해 요구되는 것에 부가하여 상당한 비용 및 공간적 요건을 수반하며 이는 상당할 수 있다.
따라서, 밀봉 및/또는 기계적 보호를 위해 요구된 부분의 개수를 줄이고 관련된 비용 및 공간적 요건을 줄이기 위해 전기 케이블 상에 장착된 전기 커넥터를 구비한, 특히 동축 케이블 상에 장착된 동축 커넥터를 구비한 연결 조립체를 개선하기 위한 요건이 존재한다.
본 발명의 목적은 이러한 요건을 적어도 부분적으로 해결하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 목적은 전기 연결 조립체를 제공하는 것으로, 상기 전기 연결 조립체는 전기 케이블, 전기 커넥터, 및 밀봉 및 기계적 유지 조인트를 포함하며,
상기 전기 케이블은 적어도 하나의 중앙 전도체; 상기 중앙 전도체(들)를 둘러싸는 전기 절연 외측 외장을 포함하고,
상기 전기 커넥터는 하우징; 적어도 하나의 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하고 상기 하우징에 장착되는 외측 접촉부; 적어도 상기 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하는 적어도 하나의 중앙 접촉부로서, 상기 중앙 접촉부(들)은 전기 절연 몸체의 삽입으로 상기 외측 접촉부 내부에 장착되고, 상기 중앙 접촉부(들)에는 상기 케이블의 중앙 전도체(들)의 벗겨진 자유 단부 둘레에 크림핑되는 적어도 하나의 부분이 제공되는, 중앙 접촉부(들); 실제로 또는 완전히 폐쇄되는 공동을 형성함으로써, 적어도 상기 중앙 전도체(들)의 자유 크림핑 단부 둘레에 크림핑되는 부분의 X 축선을 따른 길이에 걸쳐 상기 하우징의 내측, 상기 중앙 접촉부(들), 및 외측 접촉부를 둘러싸는 전기 전도성 재킷을 포함하고,
상기 밀봉 및 기계적 유지 조인트는 상기 재킷과 상기 하우징의 일 부분 사이, 상기 하우징 부분과 상기 케이블의 외장의 부분 사이 모두 및 상기 부분 둘레에 오버몰딩된다.
상기 케이블은 각각의 중앙 전도체를 둘러싸는 유전체, 선택적으로 상기 유전체를 둘러싸는 부가 전자기 차폐를 구비한 외측 그라운드 전도체를 포함할 수 있고, 이어서 상기 외장은 적용 가능한 경우 차폐를 구비한 외측 전도체를 둘러싼다.
상기 하우징은 전기적으로 절연되거나 전기적으로 전도성일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 케이블 및 상기 커넥터는 동축이다.
다른 실시예에 따라, 상기 케이블은 트위스티드 중앙 전도체(twisted central conductor)의 하나 또는 둘 이상의 쌍에 의해 형성된다.
바람직하게는, 상기 공동은 오버몰딩된 조인트의 물질이 없다. 따라서, 본 발명에 따라, 상기 공동은 밀봉 및 기계적 유지 조인트의 오버몰딩된 물질이 없다.
상기 하우징 부분은 오버몰딩된 조인트에 의해 완전히 채워진 하나 또는 둘 이상의 관통-개구(들)을 포함할 수 있다.
하나의 유리한 실시예에 따라, 상기 조립체는 하나 이상의 중앙 전도체 둘레에 유전체 및 상기 유전체를 둘러싸고 상기 외측 외장에 의해 둘러싸여진 금속 차폐 브레이드를 포함하는, 전기 케이블;
상기 케이블의 외측 외장 둘레에 크림핑되는 부분 및/또는 상기 케이블의 금속 브레이드 둘레에 크림핑되는 부분을 포함하는 외측 접촉부; 및
상기 금속 브레이드 둘레에 크림핑되는 부분의 길이에 걸쳐 중앙 접촉부와 외측 접촉부를 또한 둘러 싸는 재킷을 포함한다.
상기 외측 접촉부는 금속 스트립을 절단 및 롤링함으로써 얻어지는 하나의 동일한 부분에 의해 형성될 수 있다.
유사하게, 상기 재킷은 금속 스트립을 절단 및 롤링함으로써 얻어지는 하나 및 동일한 부분(페룰)에 의해 형성될 수 있다.
유용한 제 1 실시예에 따라,
상기 커넥터 하우징은 상기 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하는 단일 직선형 부분에 의해 형성되고,
상기 조인트는 상기 케이블 및 상기 하우징의 후방 부분 둘레에 분포됨으로써 상기 재킷과 상기 하우징의 후방 부분 사이 및 상기 하우징의 후방 부분과 동축 케이블의 외장 사이에 오버몰딩된다.
유용한 제 2 실시예에 따라,
상기 커넥터는 상기 길이 방향 축선(X)과 다른 길이 방향 축선(Y) 사이에, 바람직하게는 서로에 대해 90°의 엘보우로 형성된 엘보우이고,
상기 커넥터 하우징은 상기 다른 길이 방향 축선(Y)을 따라 연장하는 코딩 하우징, 상기 커넥터의 형상과 동일한 엘보우 형상을 갖는 곡선형 슬리브로서, 상기 슬리브는 상기 하우징 몸체와 조립되고, 상기 슬리브는 재킷을 수용하는, 곡선형 슬리브를 포함하고,
상기 조인트는 상기 전기 케이블의 외장의 부분 둘레를 상기 슬리브로 폐쇄함으로써 상기 재킷과 상기 슬리브의 내부 공간 사이에 오버몰딩된다.
이러한 제 2 실시예에 따라, 상기 슬리브는 상기 다른 축선(Y) 둘레에 피벗 링크를 따라 상기 코딩 하우징과 조립될 수 있다.
본 발명의 추가 목적은 전기 연결 조립체를 제조하기 위한 방법이며, 이 방법은 아래의 단계를 포함한다:
a/ 전기 연결 조립체를 공급하는 단계로서, 상기 전기 연결 조립체는 전기 케이블 및 전기 커넥터를 포함하고, 상기 전기 케이블은 적어도 하나의 중앙 전도체; 상기 중앙 전도체(들)을 둘러싸는 전기 절연 외장을 포함하고, 상기 전기 커넥터는 하우징; 적어도 하나의 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하고, 상기 하우징에 장착되는 외측 접촉부; 적어도 상기 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하는 적어도 하나의 중앙 접촉부로서, 상기 중앙 접촉부(들)은 전기 절연 몸체의 삽입으로 상기 외측 접촉부 내부에 장착되고, 상기 중앙 접촉부(들)에는 상기 케이블의 중앙 전도체(들)의 벗겨진 자유 단부 둘레에 크림핑되는 적어도 하나의 부분이 제공되는, 중앙 접촉부; 실제로 또는 완전히 폐쇄되는 공동을 형성함으로써, 적어도 상기 중앙 전도체(들)의 자유 크림핑 단부 둘레로 크림핑되는 부분의 X 축선을 따른 길이에 대한 상기 하우징의 내부, 상기 중앙 접촉부(들), 및 외측 접촉부를 둘러싸는 전기 전도성 재킷을 포함하는, 단계; 및
b/ 상기 재킷과 상기 하우징의 부분 사이, 상기 하우징 부분과 상기 케이블 외장의 부분 사이, 및 상기 부분 둘레에 저압 오버몰딩이라 지칭되는 기술을 이용하여, 적어도 하나의 폴리머 물질로 제조되는 오버몰드를 제조하는 단계.
바람직하게는, 상기 단계 b/는 상기 공동에는 상기 오버몰드의 폴리머 물질이 없도록 실행된다.
더 바람직하게는, 상기 단계 b는 아래와 같이 실행된다:
b1/ 상기 오버몰딩된 조인트를 규정하는 상기 최종 용적의 부분 채움을 이용하는 폴리머 물질의 초기 주입;
b2/ b1/의 주입을 중단;
b3/ 상기 오버몰딩된 조인트를 규정하는 상기 최종 용적을 완료하도록, 상기 폴리머 물질의 최종 주입.
전형적으로 금속인 전도성 재킷은 도 4A, 도 5B, 및 도 7C(동축 케이블에 연결된 커넥터와의 조립의 예)에 도시된 바와 같이, 롤링되고 절단된 페룰의 형태일 수 있다. 이러한 재킷은 또한 도 6A(트위스티드 페어 케이블에 연결된 커넥터를 구비한 조립체의 예)에서와 같이 또는 출원인에 의해 2017년 12월 6일에 출원된 특허 출원 FR 1761704호에서와 같이 셀 또는 두개의 하프-셀에 의해 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 기본적으로 종래 기술의, 특히 동축 연결을 위한, 전기 연결 솔루션에 기계적으로 조립되는 기계적 보호(주름형 튜브, 커버) 및 밀봉(고리형 시일) 부분 모두를 부분적으로 커넥터 하우징 내측 및 하우징 근처에 있는 케이블의 외측 외장 부분 둘레의 전도성 재킷(페룰, 셀 또는 두 개의 하프-셀) 상에 직접 오버몰딩되는 조인트로 대체하는 것을 포함한다.
상기 하우징의 내측이고 외측 및 중앙 접촉부 둘레에 배열되는 재킷은 상당하게 그리고 심지어 완전히 제한되도록 상기 동축 커넥터 내측의 동축 케이블에 의해 전달될 가능성이 있는 HF 신호의 누출을 허용한다.
이러한 누출은 커넥터의 중앙 접촉부 둘레를 크림핑하는 것을 허용하도록 상기 동축 케이블의 중앙 커넥터의 단부가 벗겨짐을 내재한다.
기계적 보호 및 밀봉을 위한 종래 기술의 다양한 해결책을 분석한 후, 발명자는 오버몰딩에 의한 조인트를 제조하는 것을 고려하였다.
더욱이, 도입되는 자연 갭을 통하여 커넥터 내부에 오버몰딩 물질의 진입의 인지된 위험성에 직면하여, 더 상세하게는, 상기 재킷(페룰)을 얻기 위한 방법이 절단/롤링을 통한 것일 때, 주입된 물질에 대한 기계적 배리어로서 재킷을 이용하고 상기 오버몰딩된 상태 및 이에 따라 궁극적으로 물질로 채워지고 물질로 채워지지 않은 공간의 완전한 제어를 허용하는 저압 오버몰딩 압법을 선택하여 주의 깊게 고려된다.
본 발명에 의해, 다양한 밀봉 및 케이블 유지 부분 및 이들을 설치하는 비용이 제거되기 때문에, 동축 케이블 및 상기 케이블에 장착된 커넥터를 포함하는 동축 조립체의 비용이 이에 따라 감소된다.
더욱이, 오버몰딩 방법은 복수의 케이블 직경 또는 복수의 커넥터 모델이 특정 부분을 부가하지 않고 및/또는 기능성 부품을 변형하지 않고 수용되는 것을 허용한다. 일 예로서, 상기 케이블은 3.2 mm 직경 RKT 타입일 수 있거나 심지어 2.6 mm 직경 GR174 타입일 수 있다.
더욱이, 단일 밀봉 및 케이블 유지 요소로서 오버몰딩된 조인트를 설치하는 것은 동축 조립체의 공간적 요건이 상당히 감소되는 것을 가능하게 하며 이는 전체 길이, 즉 상기 하우징의 전방 단부와 상기 오버몰딩된 조인트의 후방 단부 사이의 거리가 상기 종래 기술에 따른 커넥터 후방의 부가 시일(들) 또는 보호 튜브와의 거리보다 상당히 작을 수 있고; 오버몰딩된 조인트의 직경이 상기 커넥터의 하우징 상에 부가되고 기계적으로 고정된 커버 또는 보호 튜브에 비해 상당히 감소될 수 있기 때문이다.
마지막으로, 상기 커넥터 하우징 및 상기 커넥터 하우징으로 돌출하는 동축 케이블의 형상과 완전히 일치할 수 있는 오버몰딩된 조인트는 매우 높은 밀봉 및 기계적 응력 저항 성능 수준이 얻어지는 것을 허용한다.
이러한 매우 높은 성능 수준은 본 발명에 따른 전기 조립체가 자동차 분야의 USCAR 및 ISO 표준에 완전히 적합하다.
본 발명은 본 발명의 제한하지 않는 실시예의 후술되는 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조할 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 특허 US 7510433 B2호에 따른 직선형 동축 커넥터의 길이 방향 단면도이고,
도 2는 특허 출원 US 2018/0034172호에 따른 엘보우 동축 연결 조립체의 길이 방향 단면도이고,
도 3은 종래 기술에 따른 직선형 동축 연결 조립체의 사시도이고,
도 3A는 도 3의 길이 방향 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 수형 및 직선형 동축 연결 조립체의 일 예의 사시도이고,
도 4A는 도 4의 길이 방향 단면도이고,
도 5A 내지 도 5D는 도 4 및 도 4A에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동축 연결 조립체를 제조하는 단계의 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 직선형 트위스티드 페어 연결 조립체의 일 예의 사시도이고,
도 6A는 도 6의 길이 방향 단면도이고,
도 7A 내지 도 7G는 본 발명에 따른 엘보우 동축 연결 조립체의 일 예를 제조하는 단계의 사시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 암형 및 직선형 동축 연결 조립체의 다른 예의 사시도이다.
종래 기술에 따른 동축 연결 조립체에 관련된 도 1 내지 도 3A는 이미 앞에서 논의되었다. 따라서, 이들은 이후 설명되지 않을 것이다.
명료성을 위해, 종래 기술 및 본 발명에 따른 동일한 연결 조립체 요소는 하나 및 동일한 참조 부호를 이용하여 표시된다.
도 4 및 도 4A는 본 발명에 따른 직선형 동축 연결 조립체(1)를 도시하고, 이 조립체는 동축 케이블(2) 및 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하고 상기 동축 케이블(2) 상에 장착되는 동축 커넥터(3)를 포함한다. 이러한 예에서, 상기 커넥터는 수형 커넥터이다.
상기 동축 케이블(2)은 정상적으로 상기 중앙 커넥터(22)를 둘러싸는, 유전체(23)를 둘러싸는 금속 차폐 브레이드(21)를 동축으로 둘러싸는 외측 절연 외장(20)을 포함한다.
상기 직선형 동축 커넥터(2)는 단일 부분으로서 형성되고 X 축선을 따라 세장 형상인 절연 하우징(30), 상기 하우징(30)에 장착되고 고정되는 접지 접촉부를 형성하는 외측 접촉부(31), 및 외측 접촉부(31)에 유지되는 절연 몸체(9)에 의해 유지되는 중앙 접촉부(32)를 포함한다.
더욱 상세하게는, 상기 외측 접촉부(31)는 상기 동축 케이블(2)의 외측 외장(20)을 둘러싸서 크림핑되는 부분(310)을 구비한 하우징(30)에 장착된다. 더욱이, 상기 외측 접촉부(31)의 부분(311)은 이의 유전체(23)를 둘러싸는 케이블(2)의 금속 차폐 브레이드(21) 둘레에 크림핑된다.
상기 중앙 접촉부(32)는 상기 동축 케이블(2)의 중앙 전도체(22)의 벗겨진 자유 단부 둘레에 크림핑되는 부분(320)을 구비한 외측 접촉부(31) 내부에 장착된다.
상기 하우징(30) 내측에서, 실질적으로 폐쇄된 공동(C)을 형성함으로써 금속 재킷(10)은 상기 외측 접촉부(31)의 관형 부분과 상기 금속 브레이드(21) 둘레에 크림핑되는 상기 외측 접촉부의 부분(311) 사이의, 상기 축선(X)을 따른 상기 중앙 접촉부(32)와 상기 외측 접촉부(31)를 둘러싼다.
상기 커넥터(3)의 전방에서, 이들의 상호 연결이 완료되면 부가 커넥터와의 시일을 완료하도록, 시일(5)이 하우징(30)에 장착된다.
본 발명에 따라, 상기 하우징(30)의 후방 부분(300) 상의 기계적 보호 및 시일을 제공하도록, 조인트(11)는 상기 외장과 상기 하우징의 후방 부분 둘레에 분포됨으로써 상기 재킷(10)과 상기 하우징의 후방 부분(300) 사이 및 상기 하우징의 후방 부분(300)과 상기 동축 케이블의 외장(20)의 부분 사이에 오버몰딩된다.
조인트(11)의 오버몰딩은 전형적으로 10 bar 미만인 저압 방법을 이용하여 케이블(2)의 외장(20) 및 하우징(30) 둘다의 구성 물질과 적합성인 우수한 화학적 본딩 및 우수한 기계적 체결을 허용하는 폴리머 물질로 수행된다. 더욱이, 오버몰딩 물질은 자동차 분야의 USCAR 및 ISO 표준과 밀봉 및 기계적 내성의 면에서, 적합성인 특징을 갖는다. 예를 들면, 오버몰딩된 물질은 폴리아미드 6/6 타입의 폴리아미드일 수 있다.
저압 오버 몰딩 공정 동안, 재킷(10)은 공동(C) 내측의 오버몰딩 물질의 침입을 방지하기 위한 물리적 배리어로서 작용한다.
대상 용적을 오버몰딩 물질로 완전히 채우는 동안 물질의 어떠한 원하지 않는 침입도 방지하도록, 발명자는 유리하게는 몇가지 대책을 실행하였다.
먼저, 도 4A 및 도 5C에 도시된 바와 같이, 발명자는 하우징(30)에 관통-개구(36)를 제조하였으며, 이러한 개구(36)는 오버몰딩된 물질이 주입될 때 공기를 퍼징하기 위한 벤트를 소정의 정도로 형성하여서 상기 물질이 상기 하우징(30)의 후방 부분(300) 내측 및 둘레에 채워져 본딩될 수 있다. 더욱이, 고리형 홈(301)의 존재는 체결이 하우징(30)의 후방 부분(300)의 주변 상에 개선되도록 허용한다.
더욱이, 상기 오버몰딩된 물질로 원하는 용적을 채우는 것을 적절히 관리하도록, 발명자는 아래와 같이, 3개의 연속적 단계들을 이용하는 저압 방법을 실행하였다.
먼저, 폴리머 물질의 초기 주입은 오버몰딩된 조인트를 규정하는 최종 용적의 부분적인 채움을 이용하여 수행되었다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 커넥터의 치수에 대해, 부분 채움 시간은 최종 용적의 60%에 상당하는 부분 채움 용적으로 10초 미만일 수 있다.
전형적으로 대략 10 내지 15초의 정지 또는 대기 기간 후, 폴리머 물질의 최종 주입은 전형적으로 10 내지 15초 동안 수행되어, 최종 용적의 대략 40%의 주입인 오버몰딩된 조인트를 규정하는 최종 용적을 완료한다.
도 3 및 도 3A에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 직선형 연결 조립체(1)에 비해, 본 발명에 따른 조립체는 길이(L0)보다 훨씬 작은 하우징(30)의 전방 단부와 조인트(11)의 후방 단부 사이의 전체 길이(L)를 갖는다. 이러한 길이 절감은 20%를 초과할 수 있다. 유사하게, 조인트(11)의 최대 직경(D)은 도 3 및 도 3A의 보호 커버(8)의 최대 직경보다 작을 수 있다.
직선형 동축 연결 조립체(1)를 제조하기 위한 방법은 아래와 같이 요약될 수 있다:
한편으로 크림핑 부분(310)을 이용하여 케이블의 외측 외장(20) 상에 그리고 다른 한편으로, 크림핑 부분(311)을 이용하여 금속 차폐 브레이드(21) 상에 상기 외측 접촉부(31)의 크림핑 및 케이블(2)의 중앙 전도체 상의 커넥터(3)의 중앙 접촉부(31)의 크림핑(도 5A);
- HF 신호 누출을 최대한 제한하도록 중앙 접촉부(32) 둘레에 실질적으로 폐쇄된 공동(C)을 규정함으로써 중앙 접촉부(32)와 외측 접촉부(31) 모두의 둘레의 재킷(10)의 크림핑(도 5B);
- 하우징(30) 내측의 케이블(2) 둘레에 크림핑되는 부조립체의 조립 및 기계적 유지(도 5C);
- 저압 오버몰딩을 이용하여 기계적 보호 및 밀봉 조인트(11)의 제조(도 5d).
예를 들면, 출원인에 의한 US 8,182,285호에서 개시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오버몰딩된 조인트(11)의 제조는 또한 엘보우 커넥터, 특히 두 부분의 하우징(3), 즉 또한 "코딩 하우징"이라 불리는 하우징 몸체(37) 및 몸체(37) 내에 기계적으로 조립된 곡선형 슬리브(38)를 구비한 엘보우 커넥터에 적용 가능할 수 있다.
도 6 및 도 6A는 본 발명에 따른 연결 조립체의 다른 예를 도시한다. 이 경우, 전기 케이블은 유전체에 의해 각각 절연되는, 한 쌍의 트위스티드 중앙 전도체(22.1, 22.2)에 의해 형성된다. 금속 차폐 브레이드(21)는 한 쌍의 트위스티드 전도체(22.1, 22.2)를 둘러싼다. 외측 절연 외장(20)은 차폐 브레이드(21)를 둘러싼다.
이러한 다른 예에서, 여전히 하우징(30)의 후방 부분(300) 상에 기계적 보호 및 시일을 제공하는 의도로, 상기 케이블 및 상기 하우징의 후방 부분 둘레에 분포됨으로써 조인트(11)는 재킷(10)과 하우징의 후방 부분(300) 사이 및 상기 하우징의 후방 부분(300)과 트위스티드 페어 케이블의 외장(20)의 부분 사이에 오버몰딩된다.
이에 따라, 도 7A 내지 도 7G를 참조하여, 본 발명에 따른 엘보우형 조립체(1)의 일 예의 제조가 설명된다.
동축 케이블(2)의 중앙 전도체(22)의 단부는 또한 충분한 길이에 걸쳐 금속 브레이드(21)를 노출시킴으로써 벗겨진다(도 7A).
그리고 나서, 곡선형 외측 접촉부(31)는 한편으로 크림핑 부분(310)을 이용하여 케이블의 외측 외장(20) 상에 그리고 다른 한편으로, 상기 크림핑 부분(311)을 이용하여 금속 차폐 브레이드(21) 상에 크림핑되고, 커넥터(3)의 중앙 접촉부(32)는 케이블(2)의 중앙 전도체 상에 크림핑된다(도 7B).
재킷(10)은 이어서 HF 신호 누출을 가능한 많이 제한하도록 중앙 접촉부(32) 둘레의 실질적으로 폐쇄된 공동(C)을 다시 규정함으로써 중앙 접촉부(32)와 곡선형 외측 접촉부(31) 모두의 둘레가 크림핑된다(도 7C).
동시에, 커넥터를 위한 하우징(30)(또한 부조립체라 함)은 직선형 코딩 하우징(38) 내측의 곡선형 슬리브(38)를 스냅-피팅에 의해 제조된다(도 7D). 상기 코딩 하우징(37)은 축선(X)과 함께 곡선의 각도를 규정하는 길이 방향 축선(Y)을 따라 연장한다. 상기 슬리브(38)는 Y 축선을 따른 관형 부분(380) 및 이의 길이 방향 축선(X)을 따른 중공부(381)를 포함하며, 상기 중공부는 위로부터 볼 때 U의 일반적인 형상이다.
이어서, 슬리브(38)의 U-형상의 중공부(381) 내부의 X-축선을 따라 연장하는 미리 크림핑된 부조립체의 직선형 부분과 관형 부분(380)(도 7E, 7F)에서 Y 축선을 따라 연장하는 부조립체의 다른 직선형 부분이 수용되고 기계적으로 유지된다.
곡선형 조립체(1)는 이어서 저압 오버몰딩을 이용하여 본 발명에 따른 기계적 보호 및 밀봉 조인트(11)를 제조함으로써 마무리된다(도 7G).
도 7G에 도시된 바와 같이, 조인트(11)는 상기 동축 케이블의 외장(20)의 부분 둘레의 상기 슬리브 및 상기 슬리브(38) 내의 그루브(382) 근처의 슬리브의 주변을 폐쇄함으로써 슬리브의 중공부(381)의 내부 공간과 재킷(10) 사이에 오버몰딩된다. 직선형 연결 조립체에 대한 경우와 같이, 오버몰딩 물질이 주입될 때 공기가 적절히 퍼지되는 것을 보장하고 이에 의해 우수한 기계적 체결을 제공하도록 슬리브(38)에 제공될 벤트를 형성하는 관통 개구(36) 및 그루브(382)가 유리하게 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 오버몰딩된 보호 및 밀봉 조인트(11)는 모든 타입의 직선형 또는 엘보우 커넥터, 특히 이미 시판되는 커넥터 타입, 특히 상표 "R3C"로 출원인에 의해 시판된 암형(도 4, 도 4A, 도 5D, 도 7G) 또는 수형(도 8) 커넥터, 및 트위스티드 페어 타입 커넥터(도 6, 도 6A)에 적용될 수 있다.
물론, 본 발명은 이전에 설명된 실시예로 제한되지 않는다.
반드시 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 변형 및 개량이 고려될 수 있다.
예를 들면, 예시된 것과 다른 임의의 오버몰딩된 조인트 프로파일은 저압 오버몰딩 방법을 기초로 하여 고려될 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 본 발명은 또한 단일 부분으로서 제조된 유니버설 하우징이 직선형 커넥터에 사용되거나 두 개의 부분(슬리브 및 코딩 하우징)으로 제조된 유니버설 하우징이 엘보우 커넥터에 사용되는 것을 허용한다. 이러한 유니버설 하우징은 자동차 분야의 적용을 위한 컬러 코딩 및 키잉 시스템을 완벽하게 준수할 수 있으며, 이를 통해 색상 조합에 의해 동일한 유형의 연결용(GPS, 무선, 예를 들면, 블루투스®, "디지털 오디오 방송"(DAB), Wi-Fi, ADAS, 프로토콜 등) 수 커넥터와 암 커넥터 사이의 단일 연결이 가능하다.

Claims (14)

  1. 전기 연결 조립체로서,
    전기 케이블, 전기 커넥터, 밀봉 및 기계적 유지 조인트를 포함하고,
    상기 전기 케이블은 적어도 하나의 중앙 전도체, 상기 중앙 전도체(들)를 둘러싸는 전기 절연 외측 외장을 포함하고,
    상기 전기 커넥터는 하우징; 적어도 하나의 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하고 상기 하우징에 장착되는 외측 접촉부; 적어도 상기 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하는 적어도 하나의 중앙 접촉부로서, 전기 절연 몸체의 삽입으로 상기 외측 접촉부 내부에 장착되고, 상기 중앙 접촉부(들)에는 상기 케이블의 중앙 전도체(들)의 벗겨진 자유 단부 둘레에 크림핑되는 적어도 하나의 부분이 제공되는, 중앙 접촉부(들); 실제로 또는 완전히 폐쇄되는 공동을 형성함으로써 적어도 상기 중앙 전도체(들)의 자유 크림핑 단부 둘레로 크림핑되는 부분의 X 축선을 따른 길이에 걸쳐 상기 하우징의 내측, 상기 중앙 접촉부(들) 및 외측 접촉부를 둘러싸는 전기 전도성 재킷을 포함하고,
    상기 밀봉 및 기계적 유지 조인트는 재킷과 상기 하우징의 일 부분 사이 및 상기 하우징 부분 및 상기 케이블의 전기 절연 외장의 부분 사이 모두, 및 상기 부분들의 둘레에 오버몰딩되는, 전기 연결 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블 및 상기 커넥터가 동축인, 전기 연결 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블이 트위스티드 중앙 전도체의 하나 또는 둘 이상의 쌍에 의해 형성되는, 전기 연결 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공동은 오버몰딩된 조인트의 물질이 없는, 전기 연결 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 부분은 상기 오버몰딩된 조인트에 의해 완전히 채워진 하나 또는 둘 이상의 관통-개구(들)를 포함하는, 전기 연결 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 케이블은 적어도 하나의 중앙 전도체 둘레에, 유전체 및 상기 유전체를 둘러싸고 상기 외측 외장에 의해 둘러싸이는 금속 차폐 브레이드를 포함하고,
    상기 외측 접촉부는 상기 케이블의 외측 외장 둘레에 크림핑되는 부분 또는 상기 케이블의 상기 금속 차폐 브레이드 둘레에 크림핑되는 부분을 포함하고,
    상기 재킷은 또한 상기 금속 차폐 브레이드 둘레에 크림핑되는 부분의 길이에 걸쳐 상기 중앙 접촉부와 상기 외측 접촉부를 둘러싸는, 전기 연결 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 접촉부는 금속 스트립을 절단하고 롤링함으로써 얻어지는 하나 및 동일한 부분에 의해 형성되는, 전기 연결 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 재킷은 금속 스트립을 절단 및 롤링함으로써 얻어지는 하나 및 동일한 부분에 의해 형성되는, 전기 연결 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터 하우징은 상기 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하는 단일 직선형 부분에 의해 형성되고,
    상기 조인트는 상기 케이블 및 상기 하우징의 후방 부분 둘레에 분포됨으로써 상기 재킷과 상기 하우징의 후방 부분 사이 및 상기 하우징의 후방 부분과 상기 전기 케이블의 외장의 부분 사이에 오버몰딩되는, 전기 연결 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 길이 방향 축선(X)과 다른 길이 방향 축선(Y) 사이가 엘보우로 형성된 엘보우이고,
    상기 커넥터 하우징은 상기 다른 길이 방향 축선(Y)을 따라 연장하는 코딩 하우징, 상기 커넥터의 형상과 동일한 엘보우 형상을 갖는 곡선형 슬리브로서, 상기 하우징 몸체와 조립되고 상기 재킷을 수용하는, 곡선형 슬리브를 포함하고,
    상기 조인트는 상기 전기 케이블의 외장의 부분 둘레를 상기 슬리브로 폐쇄함으로써 상기 재킷과 상기 슬리브의 내부 공간 사이에 오버몰딩되는, 전기 연결 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 슬리브는 상기 다른 축선(Y) 둘레의 피벗 링크를 따라 상기 코딩 하우징과 조립되는, 전기 연결 조립체.
  12. 전기 연결 조립체를 제조하는 방법으로서,
    a/ 전기 케이블 및 전기 커넥터를 포함하는 전기 연결 조립체를 공급하는 단계로서, 상기 전기 케이블은 적어도 하나의 중앙 전도체, 상기 중앙 전도체(들)를 둘러싸는 전기 절연 외측 외장을 포함하고, 상기 전기 커넥터는 하우징; 적어도 하나의 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하고 상기 하우징에 장착되는 외측 접촉부; 적어도 상기 길이 방향 축선(X)을 따라 연장하는 적어도 하나의 중앙 접촉부로서, 전기 절연 몸체의 삽입으로 상기 외측 접촉부 내부에 장착되고, 상기 중앙 접촉부(들)에는 상기 케이블의 중앙 전도체(들)의 벗겨진 자유 단부 둘레에 크림핑되는 적어도 하나의 부분이 제공되는, 중앙 접촉부(들); 실제로 또는 완전히 폐쇄되는 공동을 형성함으로써 적어도 상기 중앙 전도체(들)의 자유 크림핑 단부 둘레에 크림핑되는 부분의 X 축선을 따른 길이에 걸쳐 상기 하우징의 내측, 상기 중앙 접촉부(들) 및 외측 접촉부를 둘러싸는 전기 전도성 재킷을 포함하는, 단계,
    b/ 상기 재킷과 상기 하우징의 부분 사이와 상기 하우징 부분과 상기 케이블 외장의 부분 사이 모두, 및 상기 부분들의 둘레에 저압 오버몰딩이라 불리는 기술을 이용하여, 적어도 하나의 폴리머 물질로 제조된 오버 몰드를 제조하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 단계 b/는 상기 공동에는 상기 오버몰드의 폴리머 재료가 없도록 실행되는, 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 단계 b/는:
    b1/ 상기 오버몰딩된 조인트를 규정하는 최종 용적의 부분 채움을 기초로 하는 상기 폴리머 물질의 초기 주입 단계,
    b2/ b1의 주입을 중단하는 단계,
    b3/ 상기 오버몰딩된 조인트를 규정하는 최종 용적을 완료하도록 상기 폴리머 물질의 최종 주입 단계에 의해 실행되는, 방법.
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