KR102234243B1

KR102234243B1 - 커넥터 및 이를 포함하는 커넥터 조립체

Info

Publication number: KR102234243B1
Application number: KR1020190101067A
Authority: KR
Inventors: 백현철; 정재엽; 서주원; 김도형; 박주현
Original assignee: 앱티브 테크놀러지스 리미티드
Priority date: 2019-08-19
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2021-04-02
Also published as: US20210057848A1; KR20210022207A; US11258199B2; EP3783750A1

Abstract

일 실시예에 따른 커넥터가 제공된다. 커넥터는 단자부가 형성된 커넥터 바디, 커넥터 바디에 슬라이딩 가능하게 결합되는 락킹 바디, 및 커넥터 바디 내에서 위치가 고정되는 제1 레그부 및 락킹 바디와 접촉하는 제2 레그부를 포함하는 스프링을 포함할 수 있다. 스프링은 제2 레그부가 제1 레그부로부터 멀어지는 방향으로 락킹 바디에 복원력을 제공하도록 구성될 수 있다.

Description

커넥터 및 이를 포함하는 커넥터 조립체{CONNECTOR AND CONNECTOR ASSEMBLY COMPRISING THE SAME}

본 개시는 커넥터 및 이를 포함하는 커넥터 조립체에 관한 것이다.

커넥터(connector)는 하나의 회로와 다른 회로를 전기적으로 결합시키기 위해서 사용되는 접속부품을 말한다. 차량에서는 케이블이나 와이어를 연결하거나 접속하기 위해 커넥터를 사용하고 있으며, 이렇게 연결된 커넥터는 차량의 다른 구성품들과의 간섭을 받지 않도록 차체에 클립으로 고정시켜 사용하고 있다.

이처럼, 커넥터는 자동차에서 사용하는 배선 등을 서로 연결하기 위한 매개체 역할을 하는 연결부재로, 각종 전자제품의 신호를 연결된 커넥터로 신호를 교환하면서 작동을 원활하게 하도록 한다. 최근에는, 자동차의 효율적인 운행과 사용되는 유량의 조절을 위한 각종 장치가 개발되어 장치에서 발신되는 신호를 연결하는 커넥터의 수요와 중요성이 증대되고 있다.

커넥터는 매일(male) 커넥터와 피매일(female) 커넥터로 구분될 수 있다. 매일 커넥터와 피매일 커넥터는 커넥터 조립체를 구성할 수 있다. 매일 커넥터의 일부는 피매일 커넥터에 삽입되어 각각의 커넥터에 삽입된 단자들이 전기적으로 연결될 수 있다. 매일 커넥터와 피매일 커넥터 사이에는 락킹 구조가 제공되어, 매일 커넥터의 피매일 커넥터에 대한 이탈이 방지될 수 있다.

본 개시의 일 실시예는 락킹 바디에 복원력을 제공하는 스프링을 커넥터 바디에 견고하게 안착시킬 수 있는 구조를 가진 커넥터를 제공한다.

본 개시의 일 실시예에 따른 커넥터에 있어서, 커넥터는 단자부가 형성된 커넥터 바디; 커넥터 바디에 슬라이딩 가능하게 결합되는 락킹 바디; 및 커넥터 바디 내에서 위치가 고정되는 제1 레그부 및 락킹 바디와 접촉하는 제2 레그부를 포함하는 스프링을 포함하고, 스프링은 제2 레그부가 제1 레그부로부터 멀어지는 방향으로 락킹 바디에 복원력을 제공하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 스프링은 토션 스프링으로 구성되고, 토션 스프링은 제1 레그부와 제2 레그부 사이에 형성되고 커넥터 바디의 높이 방향을 축으로 감도록 구성된 탄성부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 커넥터 바디는, 스프링을 수용하는 상부 하우징부; 및 상부 하우징부의 하측에 형성되고 단자부가 배치되는 하부 하우징부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상부 하우징부는 제1 레그부가 고정되는 가이드 슬롯이 형성되는 중간벽을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1 레그부는 하측으로 연장되어 가이드 슬롯에 삽입되도록 구성된 제1 연장부를 포함하고, 제2 레그부는 상측으로 연장되어 락킹 바디에 접촉하도록 구성된 제2 연장부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 가이드 슬롯에는 제1 연장부와 접촉하여 제1 레그부의 이탈을 방지하도록 구성된 걸림턱이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 중간벽에는 탄성부의 측부와 접촉하여 탄성부를 지지하도록 구성된 지지 돌기가 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 락킹 바디는, 판재 형상을 갖는 바닥부; 바닥부의 상측에 형성되고 바닥부보다 더 내측으로 돌출된 중간부; 및 바닥부의 하측에 형성된 락킹 돌기를 포함하고, 중간부의 선단에는 제2 레그부와 접촉하여 제2 레그부의 이탈을 방지하도록 구성된 이탈 방지 돌기가 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 커넥터 바디에는 중간부의 이동을 가이드하도록 구성된 레일 홈이 형성될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 커넥터 어셈블리에 있어서, 커넥터 어셈블리는, 단자부가 형성된 커넥터 바디, 커넥터 바디에 슬라이딩 가능하게 결합되고 락킹 돌기가 형성된 락킹 바디, 및 커넥터 바디 내에서 위치가 고정되는 제1 레그부 및 락킹 바디와 접촉하는 제2 레그부를 포함하는 스프링을 포함하는 제1 커넥터; 및 락킹 돌기와 접촉하여 락킹 바디를 이동시키도록 구성된 접촉 돌기가 형성된 단자 바디를 포함하는 제2 커넥터를 포함하고, 스프링은 제2 레그부가 제1 레그부로부터 멀어지는 방향으로 락킹 바디에 복원력을 제공하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 락킹 돌기는 접촉 돌기를 향하도록 형성된 경사면을 포함하고, 경사면과 커넥터 바디의 길이 방향이 이루는 각도는 45° 이상이고 75° 이하일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 접촉 돌기는, 락킹 돌기와 접촉하도록 락킹 돌기를 향하여 볼록한 형상을 갖는 곡면; 및 곡면의 선단으로부터 곡면의 반대 측으로 경사지도록 형성된 접촉 경사면을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 커넥터 바디의 양 측부에는 제1 커넥터의 길이 방향을 따라 연장된 가이드 레일이 형성되고, 단자 바디의 양 측부에는 가이드 레일에 삽입되도록 구성된 가이드 돌기가 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 단자 바디에는 접촉 돌기로부터 제2 커넥터로부터 대각선 방향으로 이격된 위치에 형성된 체결 돌기가 형성되고, 커넥터 바디에는 체결 돌기가 삽입되도록 구성된 돌기 홈이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1 커넥터는 체결 돌기가 돌기 홈에 삽입될 때 제2 커넥터와 결합되도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2 레그부는 접촉 돌기가 락킹 돌기에 접촉하여 미는 힘을 작용할 때 제1 레그부와 가까워지도록 구성될 수 있다.

본 개시의 실시예에 따르면, 토션 스프링 형태의 스프링을 제공하므로 스프링을 커넥터 바디에 견고하게 안착시킬 수 있다. 또한, 락킹 돌기의 경사각을 45° 이상으로 설정함으로써, 제2 커넥터에 대한 제1 커넥터의 결합이 불완전한 경우에는 스프링의 반발력에 의하여 제2 커넥터가 제1 커넥터로부터 분리될 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 커넥터 조립체의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 커넥터 조립체의 분해된 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 커넥터 조립체의 제1 커넥터를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 커넥터의 분해된 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 락킹 바디를 하측에서 바라본 구성을 도시한 사시도이다.
도 6 및 7은 커넥터 바디에 스프링이 결합되는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제1 커넥터를 I-I 선으로 절단한 단면도이다.
도 9 내지 13은 제2 커넥터에 제1 커넥터가 결합되는 과정을 설명하기 위한 상면도이다.
도 14 내지 16은 제2 커넥터에 제1 커넥터가 불완전하게 결합될 때 스프링의 반발력이 작용하는 과정을 설명하기 위한 상면도이다.
도 17 및 18은 제2 커넥터로부터 제1 커넥터가 분리되는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.

본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.

본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.

본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.

본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.

본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.

본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

본 개시에서 기재되는 치수와 수치는 기재된 치수와 수치 만으로 한정되는 것은 아니다. 달리 특정되지 않는 한, 이러한 치수와 수치는 기재된 값 및 이것을 포함하는 동등한 범위를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 기재된 '45˚'라는 치수는 '약 45˚'를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

본 개시에서 사용되는 "상방", "상" 등의 방향지시어는 첨부된 도면에서 상부 하우징부가 하부 하우징부에 대해 위치하는 방향을 기준으로 하고, "하방", "하" 등의 방향지시어는 그 반대 방향을 의미한다. 첨부된 도면에 도시하는 커넥터는 달리 배향될 수도 있으며, 상기 방향지시어들은 그에 맞추어 해석될 수 있다.

본 개시의 도면에 도시된 좌표계는, X축, Y축 및 Z축을 도시한다. X축 방향은 커넥터의 길이 방향과 평행한 방향을 의미하고, Y축 방향은 커넥터의 폭 방향과 평행한 방향을 의미하며, Z축 방향은 커넥터의 높이 방향과 평행한 방향을 의미한다. 또한, X축의 (+) 방향은 길이 방향 외측을 나타내는 방향을 의미하고, (-) 방향은 길이 방향 내측을 나타내는 방향을 의미한다. 또한, Y축의 (+) 방향은 폭 방향의 내측을 의미하고, (-) 방향은 폭 방향의 외측을 의미한다. 또한, Z축의 (+) 방향은 높이 방향 상측을 의미하고, (-) 방향은 높이 방향 하측을 의미한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 커넥터 조립체(1)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 커넥터 조립체(1)의 분해된 구성을 도시한 분해 사시도이다.

커넥터 조립체(1)는 자동차의 전기 시스템을 구성하는 단자들을 서로 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 커넥터 조립체(1)는 자동차의 ECU(electronic control unit)와 충격 흡수 장치(예: 에어백 유닛)의 회로 사이를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 커넥터 조립체(1)를 구성하는 각 파츠들은 락킹 구조를 통해 서로 결합될 수 있다.

커넥터 조립체(1)는 제1 커넥터(10) 및 제2 커넥터(20)를 포함할 수 있다. 제1 커넥터(10)는 피매일(female) 커넥터로 참조될 수 있다. 제1 커넥터(10)에는 단자부(121)가 형성될 수 있고, 단자부(121)의 내부에는 도전성 재료로 구성된 피매일 단자들(female terminals)이 배치될 수 있다. 제2 커넥터(20)는 매일(male) 커넥터로 참조될 수 있다. 제2 커넥터(20)에는 도전성 재료로 구성된 매일 단자들(205, male terminals)이 배치될 수 있다. 제2 커넥터(20)는 예를 들어, 에어백 유닛(미도시)과 같은 장치에 고정될 수 있다. 이와 달리, 제1 커넥터(10)는 자동차의 ECU(미도시)와 연결될 수 있고, 위치가 고정되는 구성이 아니므로 제2 커넥터(20)를 향하여 이동될 수 있다.

제2 커넥터(20)의 일부는 제1 커넥터(10)의 내부로 삽입될 수 있다. 이 경우, 제2 커넥터(20)의 매일 단자들(205)이 제1 커넥터(10)의 피매일 단자들과 접속될 수 있다. 또한, 제1 커넥터(10)와 제2 커넥터(20) 사이에는 락킹 구조가 제공되어, 제1 커넥터(10)가 제2 커넥터(20)에 완전히 결합된 후에는 제1 커넥터(10)는 제2 커넥터(20)로부터 잘 분리되지 않는다. 한편, 제1 및 제2 커넥터(10, 20)는 예를 들어, 유리섬유 강화 플라스틱으로 제조될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 커넥터 조립체의 제1 커넥터(10)를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 제1 커넥터(10)의 분해된 구성을 도시한 분해 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 락킹 바디(140)를 하측에서 바라본 구성을 도시한 사시도이다. 제1 커넥터(10)는 커넥터 바디(100), 락킹 바디(140) 및 스프링(130)을 포함할 수 있다.

커넥터 바디(100)는 높이 방향(Z방향)을 기준으로 각각 상측 및 하측에 배치되는 상부 하우징부(110) 및 하부 하우징부(120)를 포함할 수 있다. 상부 하우징부(110)는 스프링(130)을 수용할 수 있다. 하부 하우징부(120)에는 단자부(121)가 형성될 수 있다. 단자부(121)는 길이 방향(X방향)을 향하도록 형성될 수 있다.

상부 하우징부(110)는 락킹 바디(140)의 일부 및 스프링(130)을 덮는 상부벽(111)을 포함할 수 있다. 또한, 상부 하우징부(110)는 하부 하우징부(120)에 대한 경계를 형성하는 중간벽(115)을 포함할 수 있다. 중간벽(115)에는 길이 방향(X방향)을 따라 연장된 가이드 슬롯(116)이 형성될 수 있다.

스프링(130)은 커넥터 바디(100) 내에서 위치가 고정되는 제1 레그부(131) 및 락킹 바디(140)와 접촉하는 제2 레그부(132)를 포함할 수 있다. 또한, 스프링(130)은 제2 레그부(132)가 제1 레그부(131)로부터 멀어지는 방향(Y방향)으로 락킹 바디(140)에 복원력을 제공할 수 있다. 즉, 제2 레그부(132)가 락킹 바디(140)와 접촉하는 상태에서는, 락킹 바디(140)는 스프링(130)으로부터 폭 방향(Y방향)의 외측을 향하는 방향(Y방향)으로 지속적으로 힘을 받게 된다. 스프링(130)은 상부 하우징부(110)의 레일 개구(113A)로 삽입될 수 있으며, 이와 관련된 자세한 사항은 후술한다.

도 4를 참조하면, 스프링(130)은 예를 들어, 토션 스프링으로 구성될 수 있다. 이러한 토션 스프링은 제1 레그부(131)와 제2 레그부(132) 사이에 형성되고 높이 방향(Z방향)을 축으로 감도록 구성된 탄성부(133)를 포함할 수 있다. 또한, 탄성부(133)는 코일 형상을 가질 수 있으며, 제1 레그부(131)는 코일 형상의 하단부로부터 연장될 수 있고, 제2 레그부(132)는 코일 형상의 상단부로부터 연장될 수 있다.

제1 레그부(131)는 높이 방향(Z방향) 하측으로 연장되어 가이드 슬롯(116)에 삽입되도록 구성된 제1 연장부(134)를 포함할 수 있다. 제2 레그부(132)는 높이 방향(Z방향) 상측으로 연장되어 락킹 바디(140)에 접촉하도록 구성된 제2 연장부(135)를 포함할 수 있다. 제2 레그부(132)는 높이 방향(Z방향) 하측으로 하강하도록 경사진 형상을 가질 수 있다. 따라서, 제2 연장부(135)와 상부벽(111) 사이의 간섭이 최소화 될 수 있다.

락킹 바디(140)는 상부 하우징부(110)에 형성된 락킹 바디 수용부(112)에 배치될 수 있다. 또한, 락킹 바디(140)는 상부 하우징부(110)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 락킹 바디(140)는 커넥터 바디(100)에 대하여 폭 방향(Y방향)으로 슬라이딩 될 수 있다.

도 5를 참조하면, 락킹 바디(140)는 작업자가 손으로 그립하기 위한 핸들부(141), 판재 형상을 갖는 바닥부(143), 바닥부(143)의 상측에 형성되고 바닥부(143)보다 더 내측으로 돌출된 중간부(144), 및 바닥부(143)의 하측에 형성된 락킹 돌기(145)를 포함할 수 있다. 또한, 핸들부(141)의 양 측에는 상부 하우징부(110)와의 결합을 위한 결합 윙(142)이 형성될 수 있다.

상부 하우징부(110)에는 중간부(144)의 이동을 가이드하도록 구성된 레일 홈(119)이 형성될 수 있다. 또한, 상부 하우징부(110)에는 결합 윙(142)을 가이드하도록 구성된 윙 슬롯(118)이 형성될 수 있다. 레일 홈(119) 및 윙 슬롯(118)은 폭 방향(Y방향)을 따라 연장될 수 있다. 한편, 결합 윙(142)의 선단은 윙 슬롯(118)을 통과한 후에는 윙 개구(118A)에 삽입될 수 있다. 따라서, 스프링(130)의 복원력이 락킹 바디(140)에 작용하더라도, 락킹 바디(140)가 상부 하우징부(110)로부터 이탈되지 않게 된다.

도 6 및 7은 커넥터 바디(100)에 스프링(130)이 결합되는 과정을 설명하기 위한 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시된 제1 커넥터(10)를 I-I 선으로 절단한 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 도 6 및 7에는 상부벽(111)이 제거된 모습이 도시되어 있다.

도 6은 스프링(130)이 상부 하우징부(110)의 레일 개구(113A)로 삽입 된 후, 길이 방향(X방향)으로 이동하는 모습을 도시한다. 이때, 제1 연장부(134)는 가이드 슬롯(116)에 위치한 상태가 될 수 있다. 작업자가 레일 개구(113A)가 높이 방향(Z방향) 상측을 향하도록 제1 커넥터(10)의 위치를 변화시키면, 중력에 의하여 스프링(130)이 하측으로 높이 방향(Z방향) 하측으로 떨어지게 된다.

도 7 및 8은 스프링(130)이 상부 하우징부(110)에 완전히 결합된 상태를 도시한다. 이 상태에서는 제2 연장부(135)가 락킹 바디(140)의 중간부(144)의 선단과 접촉하게 될 수 있다. 또한, 중간부(144)의 선단에는 제2 연장부(135)와 접촉하여 제2 레그부(132)의 이탈을 방지하도록 구성된 이탈 방지 돌기(146)가 형성될 수 있다. 따라서, 제2 레그부(132)가 락킹 바디(140)를 최대로 밀어낸 상태에서도 이탈 방지 돌기(146)에 의하여 제2 연장부(135)와 중간부(144)의 접촉이 유지될 수 있다.

가이드 슬롯(116)에는 제1 연장부(134)와 접촉하여 제1 레그부(131)의 이탈을 방지하도록 구성된 걸림턱(117)이 형성될 수 있다. 작업자는 핀(미도시)과 같은 도구를 이용하여 제1 연장부(134)가 걸림턱(117)을 지나가도록 스프링(130)을 밀어넣을 수 있다. 제1 연장부(134)의 외측에 걸림턱(117)이 위치하게 되므로, 스프링(130)이 상부 하우징부(110)의 외부로 이탈되지 않을 수 있다.

중간벽(115)에는 탄성부(133)의 측부와 접촉하여 탄성부(133)를 지지하도록 구성된 지지 돌기(113)가 형성될 수 있다. 따라서, 스프링(130)은 지지 돌기(113)에 의하여 폭 방향(Y방향)으로 흔들리지 않게 지지될 수 있다.

도 9 내지 13는 제2 커넥터(20)에 제1 커넥터(10)가 결합되는 과정을 설명하기 위한 상면도이다. 제1 커넥터(10)와 제2 커넥터(20)의 결합은 도 9 내지 13의 순서로 진행될 수 있다. 설명의 편의를 위하여 도 9 내지 13에는 상부벽(111)이 제거된 모습이 도시되어 있다.

제2 커넥터(20)는 락킹 돌기(145)와 접촉하여 락킹 바디(140)를 이동시키도록 구성된 접촉 돌기(220)가 형성된 단자 바디(210)를 포함할 수 있다. 또한, 단자 바디(210)에는 상기 접촉 돌기로부터 상기 제2 커넥터로부터 대각선 방향(X 및 Y방향)으로 이격된 위치에 형성된 체결 돌기(230)가 형성될 수 있다.

상부 하우징부(110)의 중간벽(115)에는 이러한 체결 돌기(230)가 삽입되도록 구성된 제1 돌기 홈(115A)이 형성될 수 있다. 또한, 상부 하우징부(110)의 중간벽(115)에는 이러한 접촉 돌기(220)가 삽입되도록 구성된 제2 돌기 홈(115B)이 형성될 수 있다.

락킹 돌기(145)는 상기 접촉 돌기를 향하도록 형성된 경사면(150)을 포함할 수 있다. 또한, 경사면(150)과 길이 방향(X방향)이 이루는 각도(θ)는 45°이상이 될 수 있다. 각도(θ)가 커질수록 요구되는 커넥터 삽입력이 증가하게 되며, 이와 관련된 자세한 설명은 후술한다.

접촉 돌기(220)는 제1 수직면(221), 락킹 돌기(145)와 접촉하도록 락킹 돌기(145)를 향하여 볼록한 형상을 갖는 곡면(222), 곡면(222)의 선단으로부터 곡면(222)의 반대 측으로 경사지도록 형성된 접촉 경사면(223), 및 제2 수직면(224)을 포함할 수 있다. 곡면(222)은 대체로 원통면의 일부에 해당하는 원호면 형상을 가질 수 있다. 제1 수직면(221) 및 제2 수직면(224)은 폭 방향(Y방향)과 나란하게 형성될 수 있다.

도 9는 결속 과정에 대한 단계 1을 도시한다. 이 단계에서는, 제1 커넥터(10) 및 제2 커넥터(20)를 길이 방향(X축)을 따라 정렬될 수 있다. 또한, 접촉 돌기(220)와 락킹 돌기(145)가 동일한 높이에 위치하도록 제2 커넥터(20)에 대한 제1 커넥터(10)의 상대적인 위치가 조절될 수 있다. 제1 커넥터(10)가 제2 커넥터(20)를 향하여 화살표(Q) 방향으로 이동하게 되면, 먼저 단자 바디(210)가 하부 하우징부(120)로 삽입 되고, 이어서 제2 돌기 홈(115B)으로 접촉 돌기(220)가 삽입될 수 있다.

도 10은 결속 과정에 대한 단계 2를 도시한다. 이 단계에서는, 단계 1에 이어서 제1 커넥터(10)가 제2 커넥터(20)를 향하는 방향으로 계속 이동한 후에 락킹 바디(140)의 락킹 돌기(145)와 단자 바디(210)의 접촉 돌기(220)가 접촉하게 될 수 있다. 구체적으로, 락킹 돌기(145)의 경사면(150)과 접촉 돌기(220)의 곡면(222)이 접촉하게 될 수 있다. 이때까지도, 체결 돌기(230)는 제1 돌기 홈(115A)에 삽입되지 않은 상태로 있게 된다. 또한, 스프링(130)에도 변형이 발생하지 않는다.

한편, 경사면(150)과 곡면(222)은 실질적으로 선접촉하게 될 수 있다. 따라서, 락킹 돌기(145)와 접촉 돌기(220) 사이의 과도한 마찰 발생이 방지될 수 있고, 이들의 손상이 방지될 수 있다.

도 11은 결속 과정에 대한 단계 3을 도시한다. 이 단계에서는, 단계 2에 이어서, 제1 커넥터(10)가 제2 커넥터(20)를 향하는 방향으로 이동하면서 락킹 돌기(145)가 접촉 돌기(220)에 미는 힘을 작용하게 된다. 하지만, 제2 커넥터(20)의 위치는 고정되어 있으므로 접촉 돌기(220)는 이동하지 않게 되며, 접촉 돌기(220)가 락킹 돌기(145)에 작용하는 반작용 힘에 대응하여 락킹 돌기(145)가 화살표(D) 방향으로 이동하게 된다. 화살표(D) 방향은 대각선 방향(X 및 Y 방향)이 될 수 있고, 제1 커넥터(10)가 화살표(Q) 방향으로 이동하기 때문에 락킹 돌기(145)는 실질적으로 대각선 방향으로 이동할 수 있다.

스프링(30)은 락킹 바디(140)와 접촉하여 압축될 수 있다. 제2 레그부(132)는 접촉 돌기(220)가 락킹 돌기(145)에 접촉하여 미는 힘을 작용할 때 제1 레그부(131)와 가까워지도록 구성될 수 있다. 이때, 제2 레그부(132)의 제2 연장부(135)와 락킹 돌기(145)의 중간부(144)의 선단과 접촉할 수 있고, 제2 연장부(135)는 이탈 방지 돌기(146)와도 접촉할 수 있다.

도 12는 결속 과정에 대한 단계 4를 도시한다. 이 단계에서는, 단계 3에 이어서 락킹 돌기(145)가 곡면(222)과 접촉 경사면(223) 사이의 피크점(peak point)을 넘어가기 직전의 모습이 도시되어 있다. 이때, 스프링(130)은 실질적으로 최대로 압축된 상태가 될 수 있다. 또한, 락킹 돌기(145)가 피크점을 넘어가게 되면, 락킹 돌기(145)의 하측 선단부(151)가 접촉 돌기(220)의 접촉 경사면(223)과 접촉하게 될 수 있다. 이때, 스프링(130)의 복원력으로 인하여, 락킹 돌기(145)는 접촉 경사면(223)을 타고 빠르게 하강하도록 이동 될 수 있다.

도 13은 결속 과정에 대한 단계 5를 도시한다. 이 단계에서는, 제2 커넥터(20)에 대한 제1 커넥터(10)의 결합이 완성된 상태를 나타낸다. 락킹 돌기(145)의 후단면(152)은 접촉 돌기(220)의 제2 수직면(224)과 접촉하게 될 수 있다. 또한, 특별한 경우가 발생하지 않는다면, 제1 커넥터(10)는 제2 커넥터(20)로부터 분리되지 않게 된다. 특별한 경우는, 예를 들어 락킹 돌기(145) 또는 접촉 돌기(220)가 파손된 경우를 의미한다. 한편, 체결 돌기(230)는 제1 돌기 홈(115A)에 삽입된다. 작업자는 이를 확인하여, 제2 커넥터(20)와 제1 커넥터(10)의 결합이 완성되었다고 판단할 수 있다.

도 14 내지 16은 제2 커넥터에 제1 커넥터가 불완전하게 결합될 때 스프링의 반발력이 작용하는 과정을 설명하기 위한 상면도이다. 설명의 편의를 위하여 도 14 내지 16에는 상부벽(111)이 제거된 모습이 도시되어 있다.

도 14는, 작업자가 제1 커넥터(10)에 외력을 적용하여 제1 커넥터(10)가 제2 커넥터(20)로 화살표(Q) 방향으로 이동하고 있는 상황을 도시한다. 이 경우에는, 락킹 바디(140)가 접촉 돌기(220)를 타고 대각선 방향(화살표(D) 방향)으로 이동될 수 있다.

도 15는 락킹 돌기(145)가 접촉 돌기(220)를 완전히 넘어가지 못한 상황에서 작업자가 외력을 적용하는 것을 멈추게 되는 상황을 의미한다. 이 경우에는, 스프링(130)의 복원력에 의하여 제1 커넥터(10)가 제2 커넥터(20)로부터 W 방향으로 밀려나게 될 수 있다. 즉, 제1 커넥터(10)가 제2 커넥터(20)에 삽입 될 때, 삽입력이 충분하지 않거나 중간에 움직임을 멈추게 되면, 제1 커넥터(10)가 삽입 방향의 반대 방향(화살표(W)방향)으로 이동될 수 있다. 이와 같은 경우에는, 올바른 커넥터 삽입 과정이 될 수 없다.

도 15에 도시된 경우와 같이, 제1 및 제2 커넥터(10, 20)간의 체결 작업 중, 작업자의 부주의로 인하여 완전 체결을 하지 못한 경우, 제1 커넥터(10)의 단자와 제2 커넥터(20)의 단자가 전기적으로 연결이 될 수는 있으나, 커넥터가 고정되지 못한 상태이므로 차량의 운행 중 커넥터가 이탈되어 부품의 기능 상실을 초래할 수 있다.

특정 시스템(예를 들어, 제2 커넥터(20)가 에어백 유닛(미도시)의 커넥터에 사용되는 경우)에서는 이러한 문제를 방지하기 위해 커넥터 간의 완전 체결이 되지 않으면 커넥터가 전기적 연결이 안되고 작업자가 미 체결 상태를 인지할 수 있는 기능이 요구될 수 있으며, 이러한 기능을 가진 커넥터는 'GO-NO-GO 커넥터'로 참조될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 커넥터 어셈블리와 같이 이러한 'GO-NO-GO 기능'이 적용되는 경우에는, 락킹 돌기(145)가 접촉 돌기(220)를 완전히 넘어가지 못한 상태로 제1 및 제2 커넥터(10, 20)의 체결 과정이 완료된 경우에는, 제1 커넥터(10)를 체결 방향의 반대 방향으로 밀어주게 될 수 있다.

도 16은 스프링(130)의 힘 및 경사면(150)의 각도(θ)를 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 16에 도시된 힘(F)은 스프링(130)이 락킹 바디(140)에 작용하는 힘을 의미한다. 이러한 힘(F)은 락킹 돌기(145)가 접촉 돌기(220)에 작용하는 힘과 실질적으로 동일할 수 있다. 이하의 계산 과정을 통해 스프링(130) 힘(A)과 경사면(150)의 각도(θ)를 설정할 수 있다.

(1) A, B, θ의 상관관계

■ A : 스프링(130) 힘

■ B : 불완전 체결 시 접촉 돌기(220)의 반력(= 커넥터 삽입시 락킹 돌기(145)가 접촉 돌기(220)에 작용하는 길이 방향(X방향) 힘)

■ θ : 경사면(150)의 각도

■ B cosθ-A sinθ= 0

■ B = A sinθ/cosθ= A tanθ (마찰력 생략)

(2) B의 범위 설정 - 상한치(upper limit)

■ 커넥터 삽입력 규격: 커넥터 삽입력 7.6kgf 이하

■ 커넥터 내측 다른 부품들의 삽입력(단자 및 씰) + B < 7.6kgf

■ 여유률 약 10% 고려: 커넥터 내측 다른 부품들의 삽입력(단자 및 씰) + B < 7kgf

■ 단자 삽입력(0.35kgf*6pcs) + 씰 삽입력(1kgf) = 3.1kgf (과거 데이 터 등 경험에 의한 설정)

■ 커넥터 내측 다른 부품들의 삽입력 제외시: B < 3.9kgf

(3) B의 범위 설정 - 하한치(lower limit)

■ 불완전 체결 시 반력은 커넥터 내측 다른 부품의 삽입력 보다 커야 함

■ 단자 삽입력(0.35kgf*6pcs) + 씰 삽입력(1kgf) < B < 3.9kgf

■ 3.1kgf < B < 3.9kgf

■ 각 부품의 마찰력을 고려하여 B의 값은 범위의 상한치로 설정 필요

(4) A의 설정

■ 스프링 힘은 커넥터 체결 시 경사면 구조를 갖는 부품에 영향을 주 며 부품의 강성을 고려해야 함(스프링 접촉부 및 경사면 구조를 갖는 부 품의 고정부)

■ 스프링 힘은 작업자가 커넥터 해제 시 락킹 바디를 누르는 힘과 동 일하며 편의성을 고려해야 할 필요가 있음: 목표를 3kgf 미만으로 설정

■ 커넥터 내부 공간을 고려하여 설계한 스프링 힘 : 2.7kgf

(5) 경사면(150) 각도(θ)의 설정

■ B = A tanθ ← B : 3.8kgf (목표값) / A : 2.7kfg (설계값)

■ Tanθ= 1.41, θ= 54.65°

상술한 과정을 통해 스프링(130) 힘(A)은 예를 들어 2.7kgf가 될 수 있다. 또한, 스프링(130) 힘에 따라 탄성부(133)의 턴 수가 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 스프링(130)과 같이 탄성부(133)의 턴 수는 2회가 될 수 있다. 또한, 상술한 과정을 통해 경사면(150)의 각도(θ)는 예를 들어 54.65°가 될 수 있다. 즉, 경사면(150)의 각도(θ)는 45° 이상이 될 수 있다. 또한, 커넥터 삽입력이 과도하게 증가하지 않도록 경사면(150)의 각도(θ)는 75° 이하가 될 수 있다.

도 17 및 18은 제2 커넥터(20)로부터 제1 커넥터(10)가 분리되는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.

커넥터 조립체(1)의 정비 또는 보수를 위하여 작업자는 제2 커넥터(20)로부터 제1 커넥터(10)를 분리할 수 있다. 도 17을 참조하면, 먼저, 작업자는 손으로 락킹 바디(140)를 커넥터 바디(100)의 내측(R1 방향)으로 밀어 넣을 수 있다. 락킹 바디(140)의 이동이 불충분한 경우, 락킹 돌기(145)가 접촉 돌기(220)에 걸리게 되어서, 제2 커넥터(20)로부터 제1 커넥터(10)가 분리되지 않을 수 있다. 따라서, 작업자는 락킹 바디(140)를 커넥터 바디(100)의 내측 끝까지 밀어 넣을 필요가 있다. 도 18을 참조하면, 락킹 바디(140)를 커넥터 바디(100)의 내측 끝까지 밀어 넣은 상태에서 제1 커넥터(10)를 분리 방향(R2)으로 이동시키면, 제2 커넥터(20)로부터 제1 커넥터(10)가 분리될 수 있다.

이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

1: 커넥터 조립체
10: 제1 커넥터
20: 제2 커넥터
100: 커넥터 바디
130: 스프링
140: 락킹 바디
145: 락킹 돌기
150: 경사면
220: 접촉 돌기
222: 곡면

Claims

길이 방향으로 단자부가 형성된 커넥터 바디;
상기 커넥터 바디에 상기 길이 방향에 수직한 폭 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 락킹 바디; 및
상기 커넥터 바디 내에서 위치가 고정되는 제1 레그부, 상기 락킹 바디와 접촉하는 제2 레그부, 및 상기 제1 레그부와 상기 제2 레그부 사이에 형성되고 높이 방향을 축으로 감도록 구성된 탄성부를 포함하는 스프링을 포함하고,
상기 커넥터 바디는, 상기 스프링을 수용하는 상부 하우징부; 및 상기 상부 하우징부의 하측에 형성되고 상기 단자부가 배치되는 하부 하우징부를 포함하고,
상기 상부 하우징부는, 상기 락킹 바디의 일부와 상기 스프링을 덮는 상부벽; 상기 하부 하우징부에 대한 경계를 형성하는 중간벽; 상기 상부벽과 상기 중간벽의 사이에 형성되고 상기 스프링이 상기 길이 방향으로 삽입되는 레일 개구; 및 상기 중간벽에 형성되고 상기 길이 방향을 따라 연장되며 상기 제1 레그부가 고정되는 가이드 슬롯을 포함하고,
상기 스프링은 상기 제1 레그부가 상기 가이드 슬롯에 위치한 상태에서 상기 제2 레그부가 상기 폭 방향에서 상기 락킹 바디의 선단과 접촉하도록 상기 상부벽과 상기 중간벽의 사이에서 상기 레일 개구 내에 배치되고,
상기 스프링은 상기 제2 레그부가 상기 제1 레그부로부터 멀어지는 상기 폭 방향으로 상기 락킹 바디에 복원력을 제공하도록 구성된,
커넥터.
제1항에 있어서,
상기 스프링은 토션 스프링으로 구성되고,
상기 탄성부는 코일 형상을 갖고, 상기 제1 레그부는 상기 코일 형상의 하단부로부터 연장되며, 상기 제2 레그부는 상기 코일 형상의 상단부로부터 연장되고 상기 높이 방향으로 하강하도록 경사진 형상을 갖는,
커넥터.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 레그부는 하측으로 연장되어 상기 가이드 슬롯에 삽입되도록 구성된 제1 연장부를 포함하고,
상기 제2 레그부는 상측으로 연장되어 상기 락킹 바디에 접촉하도록 구성된 제2 연장부를 포함하는,
커넥터.
제5항에 있어서,
상기 가이드 슬롯에는 상기 제1 연장부와 접촉하여 상기 제1 레그부의 이탈을 방지하도록 구성된 걸림턱이 형성된,
커넥터.
제1항에 있어서,
상기 중간벽에는 상기 탄성부의 측부와 접촉하여 상기 탄성부를 지지하도록 구성된 지지 돌기가 형성된,
커넥터.
제1항에 있어서,
상기 락킹 바디는,
판재 형상을 갖는 바닥부;
상기 바닥부의 상측에 형성되고 상기 바닥부보다 더 내측으로 돌출된 중간부; 및
상기 바닥부의 하측에 형성된 락킹 돌기를 포함하고,
상기 중간부의 선단에는 상기 제2 레그부와 접촉하여 상기 제2 레그부의 이탈을 방지하도록 구성된 이탈 방지 돌기가 형성된,
커넥터.
제8항에 있어서,
상기 상부 하우징부에는 상기 중간부의 이동을 가이드하도록 구성된 레일 홈이 형성된,
커넥터.
길이 방향으로 단자부가 형성된 커넥터 바디, 상기 커넥터 바디에 상기 길이 방향에 수직한 폭 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고 락킹 돌기가 형성된 락킹 바디, 및 상기 커넥터 바디 내에서 위치가 고정되는 제1 레그부, 상기 락킹 바디와 접촉하는 제2 레그부, 및 상기 제1 레그부와 상기 제2 레그부 사이에 형성되고 높이 방향을 축으로 감도록 구성된 탄성부를 포함하는 스프링을 포함하는 제1 커넥터; 및
상기 락킹 돌기와 접촉하여 상기 락킹 바디를 이동시키도록 구성된 접촉 돌기가 형성된 단자 바디를 포함하는 제2 커넥터를 포함하고,
상기 커넥터 바디는, 상기 스프링을 수용하는 상부 하우징부; 및 상기 상부 하우징부의 하측에 형성되고 상기 단자부가 배치되는 하부 하우징부를 포함하고,
상기 상부 하우징부는, 상기 락킹 바디의 일부와 상기 스프링을 덮는 상부벽; 상기 하부 하우징부에 대한 경계를 형성하는 중간벽; 상기 상부벽과 상기 중간벽의 사이에 형성되고 상기 스프링이 상기 길이 방향으로 삽입되는 레일 개구; 및 상기 중간벽에 형성되고 상기 길이 방향을 따라 연장되며 상기 제1 레그부가 고정되는 가이드 슬롯을 포함하고,
상기 스프링은 상기 제1 레그부가 상기 가이드 슬롯에 위치한 상태에서 상기 제2 레그부가 상기 폭 방향에서 상기 락킹 바디의 선단과 접촉하도록 상기 상부벽과 상기 중간벽의 사이에서 상기 레일 개구 내에 배치되고,
상기 스프링은 상기 제2 레그부가 상기 제1 레그부로부터 멀어지는 상기 폭 방향으로 상기 락킹 바디에 복원력을 제공하도록 구성된,
커넥터 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 락킹 돌기는 상기 접촉 돌기를 향하도록 형성된 경사면을 포함하고,
상기 경사면과 상기 커넥터 바디의 길이 방향이 이루는 각도는 45° 이상이고 75° 이하인,
커넥터 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 접촉 돌기는,
상기 락킹 돌기와 접촉하도록 상기 락킹 돌기를 향하여 볼록한 형상을 갖는 곡면; 및
상기 곡면의 선단으로부터 상기 곡면의 반대 측으로 경사지도록 형성된 접촉 경사면을 포함하는,
커넥터 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 커넥터 바디의 양 측부에는 상기 제1 커넥터의 길이 방향을 따라 연장된 가이드 레일이 형성되고,
상기 단자 바디의 양 측부에는 상기 가이드 레일에 삽입되도록 구성된 가이드 돌기가 형성된,
커넥터 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 단자 바디에는 상기 접촉 돌기로부터 상기 제2 커넥터의 대각선 방향으로 이격된 위치에 형성된 체결 돌기가 형성되고,
상기 상부 하우징부의 상기 중간벽에는 상기 체결 돌기가 삽입되도록 구성된 돌기 홈이 형성된,
커넥터 어셈블리.
제14항에 있어서,
상기 제1 커넥터는 상기 체결 돌기가 상기 돌기 홈에 삽입될 때 상기 제2 커넥터와 결합되도록 구성된,
커넥터 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 제2 레그부는 상기 접촉 돌기가 상기 락킹 돌기에 접촉하여 미는 힘을 작용할 때 상기 제1 레그부와 가까워지도록 구성된,
커넥터 어셈블리.