KR102227471B1 - 전력 단자 커넥터 - Google Patents

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웨이핑 자오
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Abstract

전력 단자 커넥터(102)는 리셉터클(202)을 정의하는 단자 본체(200)를 갖는 단자(152)를 포함한다. 단자 본체는 전력 단자를 수용하는 리셉터클에 개방되는 전방 단부(212)를 갖는다. 단자 본체는 전방 단부에서 포스트들(218)에 의해 분리된 일련의 노치들(216)을 갖는다. 컨택트 스프링(204)은 리셉터클 내에 수용되고, 제1 밴드(224) 및 제 밴드(226)를 가지며, 스프링 빔들(228)이 제1 및 제2 밴드 사이에서 연장된다. 스프링 빔들은 전력 단자와 탄력적으로 맞물린다. 밴드들은 단자 본체와 맞물려서 단자 본체와 전력 단자 사이에 전력 경로를 생성한다. 제1 밴드는 그로부터 연장되어 갭들(232)에 의해 분리되는 일련의 탭들(230)을 갖는다. 탭들은 대응하는 노치들 내에 수용되고, 갭들은 대응하는 포스트들을 수용해서 컨택트 스프링을 단자 박스 내에 고정한다.

Description

전력 단자 커넥터{POWER TERMINAL CONNECTOR}
본 명세서에서의 주제는 일반적으로 커넥터 시스템용 전력 단자 커넥터에 관한 것이다.
전력 단자 커넥터는 상이한 유형의 커넥터 시스템에서 사용된다. 하나의 응용예는, 예를 들어 차량의 배터리의 커넥터를 위한 자동차 응용예이다. 일부의 공지된 전력 단자 커넥터는 스프링 컨택트(spring contact)를 수용하는 단자 본체를 갖는다. 스프링 컨택트는 단자 본체와 그에 연결된 전력 단자 사이에 전력 경로를 생성한다.
그러나, 일부 응용예에서는, 예를 들어 자동차 응용예에서는, 시스템의 진동이 스프링 컨택트와 단자 본체 사이에 진동을 유발할 수 있다. 이러한 진동은 그들 사이의 인터페이스에서 마모(fretting) 및 부식(corrosion)을 일으킬 수 있다. 또한, 컨택트 스프링과 단자 본체 사이의 전기 연결의 표면적이 제한되어, 인터페이스 양단에 걸쳐서 높은 저항을 유발할 수 있다.
상기 문제점은 높은 진동에 견딜수 있고 전력 단자 커넥터와 임의의 전력 단자 사이의 전력 경로 내에 낮은 전기 저항을 갖는 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 전력 단자 커넥터에 의해 해결된다. 상기 전력 단자 커넥터는 리셉터클(receptacle)을 정의하는 단자 본체를 갖는 단자를 포함한다. 단자 본체는 전력 단자를 수용하는 리셉터클에 개방되는 전방 단부를 갖는다. 단자 본체는 전방 단부에서 포스트들(posts)에 의해 분리된 일련의 노치들(notches)을 갖는다. 컨택트 스프링이 리셉터클 내에 수용되고, 제1 밴드(band) 및 제2 밴드를 가지며, 스프링 빔들이 제1 및 제2 밴드 사이에서 연장된다. 스프링 빔들은 전력 단자와 탄력적으로 맞물린다. 밴드들은 단자 본체와 맞물려서 단자 본체와 전력 단자 사이에 전력 경로를 생성한다. 제1 밴드는 그로부터 연장되어 갭들에 의해 분리되는 일련의 탭들(tabs)을 갖는다. 탭들은 대응하는 노치들 내에 수용되고, 갭들은 대응하는 포스트들을 수용해서 컨택트 스프링을 단자 박스 내에 고정한다.
이제 본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따라 형성된 전력 단자 커넥터를 도시하고 있다.
도 2는 가요성 도전체(flexible conductor)가 제1 및 제2 전력 단자 커넥터 사이에 전기적으로 연결되어 있는 2개의 전력 단자 커넥터를 사용하는 커넥터 시스템을 도시하고 있다.
도 3은 전력 단자들을 나타내는 배터리들의 일부분을 도시하고 있다.
도 4는 전력 단자 커넥터의 분해도이다.
도 5는 전력 단자 커넥터의 정면 사시도이다.
도 6은 전력 단자 커넥터의 일부분의 확대도이다.
도 7은 전력 단자 커넥터 내에 장전된 전력 단자를 나타내는 전력 단자 커넥터의 일부분의 단면도이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따라 형성된 전력 단자 커넥터(102)를 도시하고 있다. 전력 단자 커넥터(102)는 전력 단자(104)에 전기적으로 연결되도록 구성된다. 전력 단자 커넥터(102)는 다른 구성요소(105), 예를 들어 도전체, 버스 바, 와이어, 케이블 또는 다른 유형의 구성요소에 전기적으로 연결될 수 있다. 전력 단자 커넥터(102)는 구성요소에 전력을 공급할 수 있거나 구성요소로부터 전력을 수신할 수 있다. 전력 단자 커넥터(102)는 전력 단자(104)를 다른 구성요소와 전기적으로 연결하는 데에 사용된다.
전력 단자 커넥터(102)는 다른 응용예들에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 전력 단자 커넥터(102)는 전원 시스템의 일부로서 사용될 수 있다. 전력 단자 커넥터(102)는 자동차 응용예, 예를 들어 배터리 시스템의 일부에서 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전력 단자 커넥터(102)는 배터리간 커넥터(battery-to-battery connector)로서 사용될 수 있다. 그러나, 전력 단자 커넥터(102)는 또한 다른 응용예들에서 사용될 수 있다. 도면에 도시된 전력 단자 커넥터(102)는 예시적인 실시예를 도시하고 있지만, 대안적인 실시예들에서는 다른 형상, 구성요소 또는 특징부를 가질 수 있다.
도 2는 가요성 도전체(150)가 제1 및 제2 전력 단자 커넥터(102) 사이에 전기적으로 연결되어 있는 2개의 전력 단자 커넥터(102)를 사용하는 커넥터 시스템(100)을 도시하고 있다. 제1 및 제2 전력 단자 커넥터(102)는 각각 구성요소, 예를 들어 배터리(106, 108)의 대응하는 제1 및 제2 전력 단자(104, 105)(도 2에도 나타냄)에 전기적으로 연결된다.
전력 단자 커넥터들(102)은 배터리들(106, 108)을 전기적으로 연결한다. 전력 단자 커넥터들(102) 및 가요성 도전체(150)는 배터리들(106, 108)을 상호 연결하는 버스 또는 점퍼를 나타낸다. 배터리들(106, 108)은 차량에서 사용되는 임의의 전압 배터리일 수 있다. 선택적으로, 차량은 전기차, 하이브리드-전기차, 또는 임의의 에너지 저장 시스템일 수 있고, 배터리(106, 108)는 전기차 또는 하이브리드-전기차용 전력 시스템 또는 임의의 에너지 저장 시스템의 일부로서 사용될 수 있다.
전력 단자 커넥터들(102)은 전력 단자들(104, 105)(도 2에 나타냄)에 용이하게 그리고 신속하게 종단될 수 있는 신속 연결/신속 연결 해제 유형(quick connect/quick disconnect types)의 커넥터이다. 전력 단자 커넥터들(102)은 배터리들(106, 108) 주위의 공간을 절약하기 위해서 매우 낮은 프로파일을 갖는다. 전력 단자 커넥터들(102)은 대안적인 실시예에서 가요성 도전체(150)와는 다른 유형의 구성요소들에 의해 연결될 수 있다.
각각의 배터리(106, 108)는 최상부(110), 이 최상부(110)에 수직인 전방부(112), 및 최상부(110)와 전방부(112)에 수직인 측면(114)을 포함한다. 배터리들(106, 108)의 측면들(114)은 서로 대향하고 있다. 최상부(110), 전방부(112) 및 측면(114)은 일반적으로 배터리(106, 108)의 모서리에서 만난다. 예시적인 실시예에서, 배터리(106, 108)는 모서리에서 절취 영역(notched-out area)(116)을 포함한다. 절취 영역(116)은 최상부(110) 아래로, 전방부(112) 뒤로, 그리고 측면(114)으로부터 안쪽으로 함몰된다. 절취 영역(116)은 최상부(110), 전방부(112) 및 측면(114)을 따라 연장되는 평면들에 의해 정의된 창 또는 엔벨로프(envelope)를 정의한다.
가요성 도전체(150)는 배터리들(106, 108)의 측면들(114) 사이의 인터페이스를 가로질러서 걸치며, 전력 단자 커넥터들(102)은 양쪽 절취 영역(116) 내에 위치한다. 전력 단자들(104, 105)이 대응하는 절취 영역들(116)에 제공된다. 전력 단자 커넥터들(102)은 절취 영역들(116) 내에 수용되어 전력 단자 커넥터들(102)이 배터리들(106, 108)의 최상부(110) 너머로(예를 들어, 위로) 연장되지 않는다. 전력 단자 커넥터들(102)은 절취 영역들(116) 내에 수용되어 전력 단자 커넥터들(102)이 배터리들(106, 108)의 전방부(112) 너머로(예를 들어, 그로부터 바깥쪽으로) 연장되지 않는다. 이와 같이, 다른 구성요소들, 예를 들어 다른 배터리가 전력 단자 커넥터들(102)로부터의 간섭 없이 배터리들(106, 108)의 바로 전방에 위치할 수 있다. 다른 구성요소, 예를 들어 커버 또는 리드(lid)가 전력 단자 커넥터들(102)로부터의 간섭 없이 배터리들(106, 108)의 최상부(110)를 따라 연장될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 전력 단자 커넥터(102)의 함몰은, 예를 들어 공간 제약이 요구되지 않는 경우에 필요하지 않을 수 있다.
예시적인 실시예에서, 가요성 도전체(150)는 배터리들(106, 108) 사이의 상대적인 이동을 허용하는 가요성 커넥터이다. 가요성 도전체(150)는 전력 단자 커넥터들(102)에 용접될 수 있다. 예를 들면, 가요성 도전체(150)는 레이저 용접되거나, 초음파 용접되거나, 또는 다른 공정에 의해 용접될 수 있다. 다른 실시예들에서, 가요성 도전체(150)는 다른 수단 및 공정에 의해 전력 단자 커넥터들(102)에 기계적으로 그리고 전기적으로 종단될 수 있다. 가요성 도전체(150)는 구리 시트의 적층체일 수 있다. 가요성 도전체(150)는 와이어 또는 도전체를 형성하는 하나 이상의 스트랜드 또는 와이어를 갖는 케이블일 수 있다. 가요성 도전체(150)는 측면들(114) 사이의 인터페이스를 가로질러서 걸치고, 예를 들어 진동 등으로부터 유발된 배터리들(106, 108) 사이의 상이한 스페이싱, 배터리들(106, 108)의 움직임을 수용한다. 대안적인 실시예들에서, 가요성 도전체보다는, 다른 유형의 구성요소, 예를 들어 버스 바, 전력 플레이트, 또는 다른 유형의 구성요소가 전력 단자 커넥터들(102)을 연결하는 데에 사용될 수 있다.
도 3은 전력 단자들(104, 105)이 대응하는 절취 영역들(116)에서 배터리들(106, 108)로부터 연장되는 절취 영역들(116)을 나타내는 배터리들(106, 108)의 일부분을 도시하고 있다. 예시적인 실시예에서, 전력 단자들(104, 105)은 전력 단자 커넥터(102)(도 1에 나타냄)용 인터페이스를 제공하는 배터리들(106, 108)의 고정식 커넥터이다.
전력 단자들(104, 105)은 배터리들(106, 108)로부터 연장되고, 그들에 전기적으로 결합된다. 예시적인 실시예에서, 전력 단자들(104, 105)은 일반적으로 평평하며 블레이드 축(예를 들어, 전력 단자들(104, 105)의 중앙, 길이방향 축)을 따라 연장되는 블레이드 단자이다. 다른 유형의 전력 단자들, 예를 들어 포스트들이 대안적인 실시예에서 사용될 수 있다. 전력 단자들은 대안적인 실시예들에서 다른 형상, 예를 들어 원통 형상을 가질 수 있다. 각각의 전력 단자(104, 105)는 최상부(120), 최하부(122) 및 선단(tip)(124)을 포함한다. 전력 단자들(104, 105)이 수평으로 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 전력 단자들(104, 105)은 다른 방향으로, 예를 들어 수직으로 존재할 수 있다.
도 2를 추가로 참조하면, 조립 동안, 전력 단자 커넥터들(102)은 그들의 개방 전방부를 통해 절취 영역(116) 내에 장전된다. 전력 단자 커넥터들(102)이 전력 단자들(104, 105)에 연결된 때, 전력 단자 커넥터들(102)은 가요성 도전체(150)를 통해 전력 단자들(104, 105)을 전기적으로 연결한다. 전력 단자 커넥터(102)는 전력 단자들(104, 105)에 신속하고 용이하게 결합될 수 있는 신속 연결식 커넥터이다. 전력 단자 커넥터(102)는 임의의 공구의 사용 없이 전력 단자들(104, 105)에 결합될 수 있다. 전력 단자 커넥터(102)는 요구되는 임의의 다른 작동, 잠금 또는 래칭 없이 단순히 장전 방향으로 전력 단자 커넥터(102)를 전력 단자들(104, 105) 상으로 가압함으로써 결합될 수 있다.
도 4는 전력 단자 커넥터(102) 중 하나의 분해도이다. 전력 단자 커넥터(102)는 단자(152) 및 이 단자(152) 내에 수용되도록 구성된 컨택트 스프링(204)을 포함한다. 단자(152)는 가요성 도전체(150) 및 전력 단자(104)(도 3에 나타냄)에 전기적으로 연결되도록 구성되는 단자 본체(200)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 단자 본체(200)는 가요성 도전체(150)(도 2에 나타냄)로부터 분리해서 제공되고, 예를 들어 용접에 의해 가요성 도전체(150)에 결합된다. 예시적인 실시예에서, 단자 본체(200)는 리셉터클(202)을 정의하는 박스 형상이다. 리셉터클(202)은 전력 단자(104)를 수용하도록 하는 크기와 형상을 갖는다.
컨택트 스프링(204)은 단자 본체(200)의 리셉터클(202) 내에 수용된다. 컨택트 스프링(204)은 단자 본체(200)를 전력 단자(104)에 전기적으로 연결하는 데에 사용된다. 컨택트 스프링(204)은 단자 본체(200)와 전력 단자(104) 사이의 전력 경로를 정의한다. 컨택트 스프링(204)은 단자 본체(200)와의 다수의 접점을 제공한다. 컨택트 스프링(204)은 전력 단자(104)와의 다수의 접점을 제공한다. 컨택트 스프링(204)은 전력 단자(104)와의 분리형 합치 인터페이스를 정의하여 신속 연결 및 신속 연결 해제를 허용한다. 컨택트 스프링(204)은, 예를 들어 컨택트 스프링(204) 및 단자 본체(200)의 진동 동안에 마모를 방지하도록, 단자 본체(200) 내에 컨택트 스프링(204)을 고정하기 위한 특징부들을 포함한다.
도시된 실시예에서, 단자 본체(200)는 직사각형 단면을 갖는 박스 형상이지만, 대안적인 실시예들에서는 다른 형상들이 가능하다. 단자 본체(200)는 리셉터클(202)을 정의하는 최상부 벽(206), 최하부 벽(208) 및 대향하는 측벽(210)을 포함한다. 선택적으로, 가요성 도전체(150)는 최하부 벽(208)의 외부에 직접 용접될 수 있다. 단자 본체(200)는 리셉터클(202)에 개방되는 개방 전방 단부(212)를 갖는다. 전력 단자(104)는 개방 전방 단부(212)를 통해 리셉터클(202) 내에 장전되도록 구성된다. 선택적으로, 단자 본체(200)는 전방 단부(212)에 대향하는 개방 후방 단부(214)를 포함할 수 있다. 개방 후방 단부(214)는 전력 단자(104)가 단자 본체(200)의 임의의 부분과 부딪히지 않으면서 단자 본체(200)를 전체적으로 통과할 수 있게 한다. 예시적인 실시예에서, 단자 본체(200)는 박스 형상으로 절첩된 스탬프형 워크피스를 갖는 스탬프형 및 폼형 본체(stamped and formed body)이며, 그의 자유 단부가 선택적으로 함께 고정된다. 대안적인 실시예들에서는 다른 형상들이 가능하다.
단자 본체(200)는 리셉터클(202) 내부에 컨택트 스프링(204)을 고정하기 위한 고정 특징부들을 포함한다. 도시된 실시예에서, 고정 특징부들은 포스트들(218)에 의해 분리된 일련의 노치들(216)을 포함한다. 선택적으로, 노치들(216)은 전방 단부(212) 및 후방 단부(214) 양쪽 모두를 따라 제공될 수 있다. 대안적으로, 노치들(216)은 전방 단부(212) 또는 후방 단부(214)를 따라 제공될 수 있다. 선택적으로, 노치들(216)은 최상부 벽(206), 최하부 벽(208) 및 측벽들(210)을 따라 제공된다. 대안적으로, 노치들(216)은 적은 벽들, 예를 들어 최상부 벽(206), 최하부 벽(208) 또는 측벽들(210) 상에 제공될 수 있다. 노치들(216)은 컨택트 스프링(204)의 부분들을 수용한다. 컨택트 스프링(204)은 억지 끼워맞춤(interference fit)에 의해 노치들(216) 내에 고정될 수 있다. 선택적으로, 포스트들(218)은 컨택트 스프링(204) 주위에서 잠겨질 수 있다. 예를 들면, 포스트들(218)은 바깥쪽으로 노치들(216) 내로 플레어(flare)되어 노치들(216) 내에서 컨택트 스프링(204)을 포획할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 래치들 또는 다른 특징부들이 노치들(216) 내에 컨택트 스프링(204)을 고정하도록 제공될 수 있다.
컨택트 스프링(204)은 전방 단부(220)와 후방 단부(222) 사이에서 연장된다. 컨택트 스프링(204)은 전방 및 후방 단부(220, 222)에서 각각 제1 밴드(224) 및 제2 밴드(226)로서 식별되는 한 쌍의 원주방향 밴드를 갖는다. 제1 및 제2 밴드(224, 226)는 컨택트 스프링(204)이 리셉터클(202) 내에 장전되어 컨택트 스프링(204)을 단자 본체(200)에 전기적으로 연결할 때에 단자 본체(200)와 맞물리도록 구성된다. 선택적으로, 밴드들(224, 226)은 최상부 벽(206), 최하부 벽(208) 및/또는 측벽들(210)과 억지 끼워맞춤에 의해 리셉터클(202) 내에 보유될 수 있다. 선택적으로, 컨택트 스프링(204)은 스탬프형 및 폼형 부분(stamped and formed piece)일 수 있다.
복수의 스프링 빔(228)이 컨택트 스프링(204)의 최상부 및 최하부를 따라 원주방향 밴드들(224, 226) 사이에서 연장되고, 이에 따라 상부 스프링 빔(228) 및 하부 스프링 빔(228)을 각각 정의한다. 도시된 실시예에서, 스프링 빔들(228)은 일반적으로 컨택트 스프링(204)의 중간부를 향해서 안쪽으로 테이퍼링된다. 상부 및 하부 스프링 빔(228)은 리셉터클(202)의 중앙에서 서로를 향해서 연장된다. 스프링 빔들(228)의 형상은 스프링 빔들(228)이 리셉터클 안에 장전된 때에 전력 단자(104)와 맞물리는 것을 보장한다. 예시적인 실시예에서, 스프링 빔들(228)은 편향 가능하며, 전력 단자(104)가 컨택트 스프링(204) 내에 장전된 때에 바깥쪽으로 편향될 수 있다. 컨택트 스프링(204)은 전력 단자(104)와 단자 본체(200) 사이에 전기 경로를 정의한다.
컨택트 스프링(204)은 리셉터클(202) 내부에 컨택트 스프링(204)를 고정하기 위한 고정 특징부들을 포함한다. 도시된 실시예에서, 고정 특징부들은 갭들(232)에 의해 분리된 일련의 탭들(230)을 포함한다. 탭들(230)은 컨택트 스프링(204)과 스탬핑되고 폼(form)으로 휘어질 수 있다. 선택적으로, 탭들(230)은 제1 밴드(224) 및 제2 밴드(226) 양쪽 모두로부터 연장될 수 있다. 대안적으로, 탭들(230)은 제1 밴드(224) 또는 제2 밴드(226)를 따라 제공될 수 있다. 선택적으로, 탭들(230)은 밴드들(224, 226)로부터 일반적으로 수직으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 탭들(230)은 대략 90°로 휘어질 수 있다. 선택적으로, 탭들(230)은 적어도 2개의 다른 방향으로 제1 밴드(224)로부터 연장될 수 있다. 예를 들면, 탭들(230)은 최상부로부터 위쪽으로 연장되고, 최하부로부터 아래쪽으로 연장되며, 대응하는 밴드들(224, 226)의 양 측면으로부터 바깥쪽으로 연장될 수 있다. 대안적으로, 탭들(230)은 밴드들(224, 226)의 더 적은 부분, 예를 들어 최상부에만 또는 최하부에만 제공될 수 있다.
탭들(230)은 대응하는 노치들(216) 내에 수용된다. 갭들(232)은 대응하는 포스트들(218)을 수용한다. 탭들(230)은 인접하는 포스트들(218)과 억지 끼워맞춤에 의해 노치들(216) 내에 고정될 수 있다. 포스트들(218)은 인접하는 탭들(230)과 억지 끼워맞춤에 의해 갭들(232) 내에 고정될 수 있다. 선택적으로, 포스트들(218)은 탭들(230) 주위에서 잠겨질 수 있다. 예를 들면, 포스트들(218)은 바깥쪽으로 탭들(230)의 전방으로 플레어되어 노치들(216) 내에서 탭들(230)을 포획할 수 있다.
탭들(230)은 대응하는 탭 폭(234)을 갖는다. 선택적으로, 다른 탭들(230)은 다른 탭 폭(234)을 가질 수 있다. 노치들(216)은 대응하는 노치 폭(236)을 갖는다. 선택적으로, 다른 노치들(216)은 다른 노치 폭(236)을 가질 수 있다. 예를 들어 소정의 폭을 갖는 것에 의해 노치들(216) 및 탭들(230)은 단자 본체(200) 내에서 컨택트 스프링(204)의 단일 배향을 보장하기에 알맞도록 된다. 선택적으로, 탭들(230)은 다른 수단에 의해, 예를 들어 포스트들(218)을 플레어시켜서 노치들(216) 내에 탭(230)을 잠금으로써 노치들(216) 내에 고정될 수 있다. 대안적으로, 노치 폭(236)은 탭들(230)이 노치들(216) 내에 강제로 끼워맞춤되도록 대응하는 탭 폭(234)보다 약간 좁을 수 있다. 그러면, 탭들(230)이 억지 끼워맞춤에 의해 노치들(216) 내에 보유된다.
도 5는 단자 본체(200) 내에 장전된 컨택트 스프링(204)을 나타내는 전력 단자 커넥터(102)의 정면 사시도이다. 탭들(230)은 대응하는 노치들(216) 내에 수용되어 리셉터클(202) 내에 컨택트 스프링(204)을 고정한다. 탭들(230)은 억지 끼워맞춤에 의해 노치들(216) 내에 보유될 수 있다. 이러한 억지 끼워맞춤은 전력 단자 커넥터(102)의 진동 동안에 유도된 마모를 감소시킨다. 선택적으로, 전력 단자 커넥터(102)는 포스트들(218)의 플레어링(flaring) 없이(재차 도 1 및/또는 도 6을 참조하여 나타낸 바와 같은 플레어링의 예) 도시된 바와 같이 사용될 수 있다.
도 6은 전력 단자 커넥터(102)의 일부분의 확대도이다. 도 6은 탭들(230)을 대응하는 노치들(216) 내에 고정하도록 플레어된 포스트들(218)을 도시하고 있다. 포스트들(218)은 공구 또는 다이에 의해 플레어될 수 있다.
포스트들(218)은 바깥쪽으로 노치들(216) 내로 플레어되어 플레어된 에지들(240)을 형성한다. 플레어된 에지들(240)은 탭들(230)과 겹쳐져서 탭들(230)을 노치들(216) 내에 잠근다. 플레어된 에지들(240)은 탭들(230)과 맞물려서 대응하는 탭들(230)과의 접점들을 생성한다. 예시적인 실시예에서, 단자 본체(200)의 전방 단부(212)에서(그러나 유사한 구성이 후방 단부(214)에서 생길 수 있음), 각 탭(230)은 전방 단부(212)와 맞물려서 그들과 하나 이상의 접점을 생성하며, 각 탭(230)은 대응하는 탭(230)의 각 측면 상의 하나 또는 양쪽 포스트(218)와 맞물려서 그들과 하나 이상의 접점을 생성하고, 각 탭(230)은 하나 이상의 플레어된 에지(240)와 맞물려서 그들과 하나 이상의 접점을 생성한다. 예를 들면, 탭들(230) 각각은 제1 및 제2 에지(242, 244)와, 이 제1 및 제2 에지(242, 244) 사이에서 연장되는 제1 및 제2 측면(246, 248)을 포함한다. 제1 및 제2 에지(242, 244)와 제1 및 제2 측면(246, 248) 각각은 단자 본체(200)와 적어도 하나의 접점을 가져서 단자 본체(200)와 컨택트 스프링(204) 사이에 전력 경로를 생성한다. 예를 들면, 제1 및 제2 에지(242, 244)는 포스트들(218)과 맞물린다. 제1 측면(246)은 전방 단부(212)와 맞물린다. 제2 측면(248)은 플레어된 에지들(240)과 맞물린다. 또한, 제1 밴드(224)는 단자 본체(200)와 맞물려서 그들과 하나 이상의 접점을 생성할 수 있다. 각 접점은 컨택트 스프링(204)과 단자 본체(200) 사이의 전력 경로를 정의한다. 컨택트 스프링(204)과 단자 본체(200) 사이에 많은 접점을 가지면, 이러한 인터페이스 양단에 걸치는 저항을 더 낮추며, 더 높은 전류가 인터페이스 양단에 걸쳐서 흐를 수 있게 한다.
도 7은 단자(152) 내에 장전되는 전력 단자(104)를 나타내는 전력 단자 커넥터(102)의 일부분의 단면도이다. 전력 단자(104)의 선단(124)은 리셉터클(202) 내에 그리고 컨택트 스프링(204) 내에 장전된다. 상부 및 하부 스프링 빔(228)은 전력 단자(104)의 최상부(120) 및 최하부(122)와 맞물려서 단자(152)를 전력 단자(104)에 전기적으로 연결한다.
컨택트 스프링(204)이 리셉터클(202) 내에 장전되어, 제1 및 제2 밴드(224, 226)가 각각 전방 및 후방 단부(212, 214)에 근접한 최상부 및 최하부 벽(206, 208)(및 도 2에 나타낸 측벽들(210))의 내부 표면(250)에 대하여 접경하고 그와 맞물린다. 밴드(224, 226) 각각은 컨택트 스프링(204)과 단자 본체(200) 사이에 전력 경로를 생성하도록 단자 본체(200)와 적어도 하나의 접점을 정의한다. 탭들(230)은 전방 및 후방 단부(212, 214)를 따라 제1 및 제2 밴드(224, 226)로부터 연장된다. 각 탭(230)의 제1 측면(246)은 전방 단부(212)와 맞물려서 단자 본체(200)와 하나 이상의 접점을 생성한다. 각 탭의 제2 측면(248)은 플레어된 에지(240)가 제2 측면(248)에 대하여 가압되었을 때에 플레어된 에지(240)와 맞물려서 단자 본체(200)와 하나 이상의 접점을 생성한다.
예시적인 실시예에서, 각각의 스프링 빔(228)은 컨택트 스프링과 단자 본체(200) 사이에 다른 전력 경로를 생성하도록 단자 본체(200)와 추가 접점을 정의할 수 있다. 예를 들면, 예시적인 실시예에서, 각 스프링 빔(228)은 단자 본체(200)를 향해서 바깥쪽으로 대향하는 과응력 범프(overstress bump)(300)를 포함한다. 전력 단자(104)가 단자(152) 내에 장전되었을 때, 스프링 빔들(228)이 바깥쪽으로 편향된다. 과응력 범프들(300)은 이 과응력 범프들(300)이 단자 본체(200)와 맞물릴 때까지 바깥쪽으로 강제된다. 스프링 빔들(228)은 과응력 범프들(300)과 단자 본체(200) 사이의 직접 맞물림을 통해, 예를 들어 최상부 벽(206) 또는 최하부 벽(208)을 따라 단자 본체(200)에 전기적으로 연결된다. 과응력 범프들(300)은 스프링 빔들(228)의 편향량을 제한해서 스프링 빔들(228)의 과응력 및/또는 플라스틱 변형을 방지한다. 과응력 범프들(300)이 단자 본체(200)와 맞물릴 때에 스프링 빔들(228)의 유효 빔 길이가 감소되기 때문에, 과응력 범프들(300)이 단자 본체(200)와 맞물릴 때에 스프링 빔들(228)의 추가 편향이 전력 단자(104) 상에 인가된 스프링 힘을 증가시킨다.
예시적인 실시예에서, 각각의 스프링 빔(228)은 적어도 2개의 컨택트 범프(302, 304)를 포함한다. 컨택트 범프들(302, 304)은 전력 단자(104)와 맞물리도록 구성되는 스프링 빔들(228)의 인터페이스를 정의한다. 이와 같이, 각 스프링 빔(228)은 전력 단자(104)와의 다수의 접점을 포함해서 그들 사이에 더욱 양호한 전기 연결을 생성한다. 컨택트 범프들(302, 304)은 단자 본체(200)로부터 가장 먼 내부인 스프링 빔들(228)의 최내부이다. 컨택트 범프들(302, 304)은 전력 단자(104)가 단자들(152) 내에 장전되었을 때에 전력 단자(104)와 직접 맞물리는 스프링 빔들(228)의 부분들이다. 선택적으로, 컨택트 범프들(302, 304)은 과응력 범프(300)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들면, 컨택트 범프들(302, 304)은 스프링 빔들(228)이 이행하기 시작하거나 바깥쪽으로 형성되어 과응력 범프들(300)을 정의하는 곳에 위치할 수 있다. 과응력 범프들(300)은 컨택트 범프들(302, 304) 사이에 위치된다.
선택적으로, 과응력 범프들(300) 및 대응하는 컨택트 범프들(302, 304)은 제1 및 제2 밴드(224, 226) 사이의 스프링 빔들(228)을 따라 대략적으로 중심이 맞춰질 수 있다. 선택적으로, 스프링 빔들(228)은 오프셋 과응력 범프들(300) 및 오프셋 컨택트 범프들(302, 304)과 함께 형성될 수 있다. 예를 들면, 인접하는 스프링 빔들(228)은 전방 위치 또는 후방 위치에 오프셋된(예를 들어, 각각 전방 단부(220)에 더 가깝거나 후방 단부(222)에 더 가까운) 범프들(300, 302, 304)을 가질 수 있다. 이러한 스태거링(staggering)은 전력 단자 커넥터(102)를 전력 단자(104)에 합치하기 위한 총 삽입력을 감소시킨다. 선택적으로, 스태거된 각 스프링 빔(228)을 교대로 배치하기보다는, 예를 들어 상부 스프링 빔들(228) 전부가 전방으로 스태거되고 하부 스프링 빔들(228) 전부가 후방으로 스태거되는, 범프들(300, 302, 304)의 다른 오프셋 패턴이 사용될 수 있다. 선택적으로, 범프들(300, 302, 304)은 2개보다도 많은 다른 위치에서 스태거될 수 있다.
상기 설명은 예시하고자 하는 것이고 한정하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다. 예를 들면, 상술한 실시예들(및/또는 그들의 양태들)은 서로 조합해서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 범주를 이탈하지 않고서 본 발명의 교시들에 특정 상황 또는 재료를 맞추도록 많은 변형예들이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 설명된 치수, 재료들의 유형, 다양한 구성요소의 배향, 및 다양한 구성요소의 수 및 위치는 소정 실시예들의 파라미터들을 정의하고자 하는 것이고, 한정하려고 하는 것이 아니며, 단지 예시적인 실시예들일 뿐이다. 청구범위의 사상 및 범주 내에서 많은 다른 실시예 및 변형예가 상기 설명의 검토 시에 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위의 권리가 부여되어 있는 등가물들의 전체 범주와 함께, 이러한 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.

Claims (10)

  1. 전력 단자 커넥터(102)로서,
    리셉터클(receptacle)(202)을 정의하는 단자 본체(200)를 갖는 단자(152) - 상기 단자 본체는 상기 리셉터클에 개방된 전방 단부(212)를 가지며, 상기 리셉터클은 상기 개방 전방 단부를 통해 전력 단자(104)를 수용하도록 구성되고, 상기 단자 본체는 상기 전방 단부에서 포스트들(posts)(218)에 의해 분리된 일련의 노치들(notches)(216)을 가짐 -; 및
    상기 리셉터클 내에 수용되는 컨택트 스프링(204) - 상기 컨택트 스프링은 제1 밴드(224) 및 제2 밴드(226)를 가지며, 상기 컨택트 스프링은 상기 제1 및 제2 밴드 사이에서 연장되는 스프링 빔들(228)을 가지며, 상기 스프링 빔들은 상기 전력 단자와 탄력적으로 맞물리고, 상기 밴드들은 상기 단자 본체와 맞물려서 상기 단자 본체와 상기 전력 단자 사이에 전력 경로를 생성하며, 상기 제1 밴드는 그로부터 연장되어 갭들(gaps)(232)에 의해 분리되는 일련의 탭들(tabs)(230)을 가지며, 상기 탭들은 대응하는 노치들 내에 수용되고, 상기 갭들은 대응하는 포스트들을 수용해서 상기 컨택트 스프링을 단자 박스 내에 고정함 -
    을 포함하는, 전력 단자 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탭들(230)은 상기 노치들(216) 내에 보유되고, 상기 노치들 내의 상기 단자 본체(200)에 전기적으로 연결되는, 전력 단자 커넥터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포스트들(218)은 상기 갭들(232) 내에 보유되고, 상기 컨택트 스프링(204)에 전기적으로 연결되는, 전력 단자 커넥터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탭들(230)은 적어도 2개의 다른 방향으로 상기 제1 밴드(224)로부터 연장되는, 전력 단자 커넥터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포스트들(218)은 플레어(flare)되어 플레어된 에지들(240)을 생성하고, 상기 플레어된 에지들은 상기 탭들(230)과 겹쳐지고 맞물리는, 전력 단자 커넥터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단자 본체(200)는 상기 리셉터클(202)을 정의하는 내부 표면(250)을 가지며, 상기 제1 밴드(224)는 상기 전방 단부(212)에 근접하는 상기 내부 표면과 맞물리고, 상기 탭(230)은 상기 제1 밴드로부터 연장되어 상기 단자 본체의 상기 전방 단부와 맞물리는, 전력 단자 커넥터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 노치들(216)은 각각 대응하는 노치 폭(236)을 가지며, 상기 탭들(230)은 각각 대응하는 탭 폭(234)을 가지며, 상기 노치 폭은 상기 대응하는 탭 폭보다도 약간 좁아서 상기 탭들이 억지 끼워맞춤(interference fit)으로 상기 포스트들과 맞물리는 것을 보장하는, 전력 단자 커넥터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단자 본체(200)는 최상부 벽(206) 및 최하부 벽(208)을 포함하고, 상기 최상부 벽 및 최하부 벽은 각각 대응하는 탭들(230)을 수용하는 노치들(216)을 갖는, 전력 단자 커넥터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단자 본체(200)는 상기 최상부 벽(206)과 최하부 벽(208) 사이에서 연장되는 측벽들(210)을 포함하고, 상기 측벽들은 대응하는 탭들(230)을 수용하는 노치들(216)을 갖는, 전력 단자 커넥터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단자 본체(200)는 상기 전방 단부(212)에 대향하는 후방 단부(214)를 포함하고, 상기 후방 단부는 포스트들(218)에 의해 분리된 노치들(216)를 가지며, 상기 제2 밴드(226)는 그로부터 연장되어 상기 후방 단부 내의 대응하는 노치들 내에 수용되는 탭들(230)을 갖는, 전력 단자 커넥터.
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