KR102249177B1 - 클램핑력이 향상된 전기 단자 - Google Patents

클램핑력이 향상된 전기 단자 Download PDF

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Abstract

전기 커넥터가, 정합하는 커넥터를 수용하도록 구성되고 본체 부분(16)으로부터 연장되는 대향하는 접촉 아암들(20)의 하나 이상의 쌍을 갖는다. 스프링 클램프 부재(24)가 대향하는 접촉 아암들(20) 위에 배치되어, 정합 커넥터 상에서 접촉 아암(20)의 압축력(22)을 증가시킨다. 접촉 아암(20)에 대한 스프링 클램프 부재(24)의 측방향, 길이방향, 및/또는 회전 이동을 제한하기 위해서, 접촉 아암(20)이 안정화 특징부를 포함한다. 접촉 아암(20)이 높은 전기 전도도를 가지는 재료로 형성될 수 있을 것이고, 스프링 클램프 부재(24)가 접촉 아암(20) 재료 보다 높은 이완 온도를 가지는 상이한 재료로 형성될 수 있을 것이다. 정합 커넥터가 수형 블레이드 유형 단자(12)를 포함할 수 있을 것이다.

Description

클램핑력이 향상된 전기 단자{ELECTRICAL TERMINAL WITH ENHANCED CLAMPING FORCE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 14.02.13자로 출원되고, 그 개시 내용의 전체가 본원에서 참조로 포함되는 미국 특허출원 제14/179,947호에 대한 특허협력조약 8조 하의 우선권 이익을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 전기 단자에 관한 것이고, 보다 특히 정합하는 수형(male) 전기 단자를 수용하도록 그리고 수형 단자에 대해서 큰 압축 클램핑력을 제공하도록 구성된 암형(female) 전기 단자에 관한 것이다.
단자가 구리로 구축될 수 있는데, 이는 구리의 유리한 전기 전도도 성질에 기인한다. 구리는, 온도가 증가함에 따라, 이완(relaxation)(즉, 스프링력의 상실)에 민감할 수 있다. 전류가 단자를 통해서 흐름에 따라 단자의 온도가 증가할 수 있기 때문에, 구리 단자는 그러한 조건 하에서 강력한 클램핑력을 유지할 수 있는 능력이 작을 수 있을 것이다. 구리 단자가 압축력을 제공하도록 구축된 암형 단자인 경우에, 이러한 암형 단자의 이완은 정합하는 수형 블레이드 단자와의 전체적인 접촉 면적을 감소시킬 수 있고, 이는 전기 저항의 증가 및 추가적인 온도 증가를 초래할 수 있을 것이다. 필요한 전류 이송 능력을 여전히 제공하면서, 전기 분배 박스 또는 다른 커넥터의 전체적인 크기를 가능한 한 작게 유지하는 것이 전형적으로 바람직할 수 있다. 그에 따라, 단순히 암형 단자를 더 두껍게 또는 더 넓게 제조하는 것에 의해서 압축력을 증가시키는 것은 바람직하지 못할 수 있을 것이다. 구리가 이용될 때, 크기 제한은 희망하는 스프링력을 얻지 못하게 할 수 있을 것이다. 높은 온도에 도달할 때까지 이완이 발생되지 않는 구리 합금이 이용되고 있으나, 전형적으로 이러한 합금은 낮은 전기 전도도를 전형적으로 제공한다.
스테인리스 스틸과 같이, 온도 관련 이완에 대해서 민감하지 않은 재료로 제조된 스프링 클램프 부재가 암형 단자에 부가될 수 있을 것이다. 그러나, 단자의 접촉 아암과 스프링 클램프 부재 사이의 정렬을 구축하고 유지하는 것이 난제를 제시한다는 것이 발견되었다. 그러한 암형 단자의 하나의 예가 2013년 7월 2일자로 Glick 등에게 허여된 미국 특허 제8,475,220호에서 제시되어 있다. '220 특허에서 제시된 단자는 랜스(lance)로서 설명된 탭을 포함하고, 그러한 탭은 스프링 클램프 부재의 단부 상에 형성되고 접촉 아암들 사이에 삽입되어 스프링 클램프 부재를 접촉 아암에 대해서 정렬시키고 스프링 클램프 부재의 측방향 이동을 방지한다. 이러한 탭은 스프링 클램프 부재의 제조 프로세스 중에 별개의 형성(forming) 동작을 필요로 한다.
배경기술 항목에서 설명되는 청구 대상은, 단지 배경 기술 항목에서의 그 언급의 결과로서 종래 기술로 간주되지 않아야 한다. 유사하게, 배경 기술 항목에서 언급된 또는 배경 기술 항목의 청구 대상과 연관된 문제가 종래 기술에서 이전에 인지되었던 것으로 간주되지 않아야 한다. 배경 기술 항목 내의 청구 대상은, 그들 자체 내에서 그리고 그들 자체가 또한 발명이 될 수 있는, 단지 상이한 접근 방식들을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 정합하는 수형 단자와 연결되도록 구성된 전기 커넥터를 위한 암형 단자 조립체가 제공된다. 암형 단자 조립체는 수형 단자를 사이에서 수용하도록 구성된 대향하는 접촉 아암들의 적어도 2개의 쌍으로서, 대향하는 접촉 아암들의 각각의 인접하는 쌍이 함몰부(recess)를 그 사이에 형성하는, 대향하는 접촉 아암들(20)의 적어도 2개의 쌍, 및 대향하는 접촉 아암의 적어도 2개의 쌍과 접촉하고 적어도 부분적으로 함몰부와 함께 배치된 스프링 부분에 의해서 연결되는 2개의 대향하는 클램핑 부분을 가지는 스프링 클램프 부재를 포함한다. 접촉 아암의 각각은, 암형 단자 조립체의 측방향 축을 따른 스프링 클램프 부재의 측방향 이동을 제한하도록 구성된 안정화 특징부(feature)를 형성한다. 안정화 특징부는 각각의 접촉 아암의 자유 단부와 고정 단부 사이에 복합 굽힘부를 구비한다. 복합 굽힘부는 암형 단자의 길이방향 축을 향하는 방향의 제1 굽힘부 및 길이방향 축으로부터 멀어지는 방향의 제2 굽힘부를 구비하고, 제1 굽힘부와 제2 굽힘부 사이의 접촉 아암의 부분이 곡상부를 형성하고, 그러한 곡상부 내로 스프링 클램프 부재의 클램핑 부분이 수용된다. 제1 굽힘부의 각도는 제2 굽힘부의 각도보다 크다. 접촉 아암의 중간 연부 및 스프링 부분의 원위(distal) 연부가 협력하여, 암형 단자 조립체의 길이방향 축을 따른 각각의 클램핑 부분의 이동을 제한할 수 있을 것이다. 스프링 클램프 부재의 스프링 부분이 U-형상을 실질적으로 형성할 수 있을 것이다. 2개의 대향하는 클램핑 부분이 스프링 부분으로부터 측방향으로 돌출한다. 2개의 대향하는 클램핑 부분은, 접촉 아암들 사이의 함몰부 내에 배치되는 스프링 부분과 별개인 탭을 형성하지 않는다.
접촉 아암의 각각이 제1 재료로 형성될 수 있을 것이고, 스프링 클램프 부재가 제2 재료로 형성될 수 있을 것이며, 제1 재료가 제2 재료 보다 낮은 전기 저항을 갖는다. 제1 재료가 제2 재료 보다 낮은 이완 온도를 가질 수 있을 것이다. 제1 재료가 구리계 재료를 포함하고, 제2 재료가 철계 재료를 포함한다.
접촉 아암의 각각이 본체 부분으로부터 동일한 방향으로 연장될 수 있으며, 본체 부분은 대향하는 측방향 측부들(sides)에 대해서 이격된 대향하는 상단 측부 및 하단 측부 사이의 공동을 형성할 수 있으며, 접촉 아암은 상단 측부 및 하단 측부에 전적으로 연결된다. 암형 단자 조립체가 상응하는 수형 단자에 대한 연결을 위해서 본체 부분으로부터 연장되는 상단 단자 및 하단 단자를 가지는 단자 지역을 포함할 수 있으며, 접촉 아암, 본체 부분, 상단 단자 및 하단 단자가 접혀진 금속의 단일 시트로 형성된다. 상단 단자가 클린치(clinch) 및 용접 중 적어도 하나로 하단 단자에 기계적으로 그리고 전기적으로 결합될 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 전기 단자 조립체가 제공된다. 전기 단자 조립체는 복수의 블레이드 형상의 수형 단자; 및 수형 단자를 수용하도록 구성된 복수의 암형 단자를 포함한다. 각각의 암형 단자는 수형 단자를 사이에서 수용하도록 구성된 대향하는 접촉 아암들의 적어도 2개의 쌍으로서, 대향하는 접촉 아암들의 각각의 인접하는 쌍이 함몰부를 그 사이에 형성하는, 대향하는 접촉 아암들(20)의 적어도 2개의 쌍, 및 대향하는 접촉 아암의 적어도 2개의 쌍과 접촉하고 적어도 부분적으로 함몰부와 함께 배치된 스프링 부분에 의해서 연결되는 2개의 대향하는 클램핑 부분을 가지는 스프링 클램프 부재를 포함한다. 접촉 아암의 각각은, 암형 단자의 길이방향 축을 따른 클램핑 부분의 각각의 이동을 제한하도록 구성된 안정화 특징부를 형성한다.
본 발명의 추가적인 특징 및 장점은, 단지 비제한적인 예로서 그리고 첨부 도면을 참조하여 주어진, 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 이하의 구체적인 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
이제, 예로서 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 암형 단자 조립체의 사시도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 정합하는 수형 단자를 수용하는 도 1의 암형 단자 조립체의 측면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 암형 단자 조립체에 의해서 수형 단자로 인가되는 수직 클램핑력(normal clamping force) 및 연관된 전류 이송 능력의 도표이다.
도 4a는 제2 실시예에 따른 암형 단자 조립체의 사시도이다.
도 4b는 제2 실시예에 따른 정합하는 수형 단자를 수용하는 도 4a의 암형 단자 조립체의 측면도이다.
도 4c는 제2 실시예에 따른 도 4a의 암형 단자의 사시도이다.
도 5a는 제3 실시예에 따른 암형 단자의 사시도이다.
도 5b는 제4 실시예에 따른 암형 단자의 사시도이다.
도 5c는 제5 실시예에 따른 암형 단자의 사시도이다.
도 5d는 제6 실시예에 따른 암형 단자의 사시도이다.
도 6은 종래 기술에 따른 랜스를 형성하는 스프링 클램프 부재를 포함하는 암형 단자 조립체의 사시도이다.
수형 블레이드 단자를 수용하도록 구성된 암형 단자 조립체가 여기에서 제시된다. 조립체는, 수형 단자 블레이드를 수용하는 접촉 아암의 쌍, 및 수형 단자에 대한 접촉 아암의 클램핑력을 증가시키기 위해서 접촉 아암을 압축하는 스프링 클램프 부재를 포함한다.
도 1은, 수형 블레이드 유형 단자(12)(도 2 참조)와 정합되도록 구성된 전기 커넥터(미도시)를 위한 암형 단자 조립체(10)의 비제한적인 예를 도시한다. 암형 단자(14)는, 와이어 케이블(미도시)의 단부, 인쇄 회로 기판(미도시), 또는 다른 전기 전도체(미도시)로 연결되도록 디자인된 일 단부에서 종료 부분(18)으로 형성된 본체 부분(16)을 갖는다. 암형 단자(14)의 본체 부분(16)의 타 단부는, 편평한 수형 블레이드 유형 단부(12)를 수용하고 그에 정합되도록 형성된 복수의 대향하는 접촉 아암(20)을 형성한다. 암형 단자(14)는 대향하는 접촉 아암(20)의 제1 및 제2 쌍을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 접촉 아암(20)은, 수형 단자(12)가 사이에 삽입되어 접촉 아암들이 멀리 펼쳐질 때, 수형 단자(12)에 대해서 압축적 접촉, 또는 클램핑력(22)을 제공한다. 접촉 아암(20)에 의해서 생성되는 클램핑력(22)의 양이, 암형 단자 조립체(10)에 대한 스프링 클램프 부재(24)의 부가에 의해서 증가될 수 있을 것이다. 접촉 아암(20)의 자유 단부(26)가 암형 단자(14)의 길이방향 축(X)으로부터 멀리 굽혀져서, 다시 말해서 외향으로 굽혀져서, 대향하는 접촉 아암들(20)의 쌍 사이의 수형 단자(12)의 삽입을 돕기 위한 수용 부분(28)을 형성할 수 있을 것이다. 비제한적인 예에 따라서, U 형상 스프링 클램프 부재(24)가 암형 단자(14) 내에 피팅되어 부가적인 압축력을 접촉 아암(20)으로 제공하는 안정화 특징부를 제공할 수 있을 것이고, 그에 따라 수형 단자(12) 상에서의 접촉 아암(20)의 클램핑력(22)을 증가시킬 수 있을 것이다.
하나의 비제한적인 예에 따라서, 스프링 클램프 부재(24)가 U-형상 스프링 부분(30), 및 스프링 부분(30)으로부터 측방향 외향으로 연장되는 2개의 대향하는 클램핑 부분(32)을 포함할 수 있을 것이다. 클램핑 부분(32)이 접촉 아암(20)의 원위 연부로, 또는 그 부근으로 연장될 수 있을 것이다. 스프링 클램프 부재(24)의 스프링 부분(30)이 대향되는 접촉 아암들(20)의 제1 및 제2 쌍 사이에 형성된 함몰부(36) 내에 배치될 수 있을 것이다. 스프링 클램프 부재(24)의 클램핑 부분(32)이 접촉 아암(20)의 위에, 다시 말해서 접촉 아암(20)의 외부 표면(38) 상에 배치된다.
제1 재료가 제2 재료 보다 높은 이완 온도를 가지도록, 스프링 클램프 부재(24)가 암형 단자(14)의 접촉 아암(20)을 형성하는 제2 재료와 상이한 제1 재료로 형성될 수 있을 것이다. 이는 필수적인 것이 아니며, 그에 따라 스프링 클램프 부재(24)가 접촉 아암(20)과 동일한 재료로 제조될 수 있을 것이다. 대안적으로, 스프링 클램프 부재(24)가 비전도성 재료로 제조될 수 있을 것이다. 제1 재료가, 약 7% 니켈, 10% 탄소, 17% 크롬, 및 나머지 철을 포함하는 SS301과 같은 스테인리스 스틸로 이루어질 수 있을 것이다. 제2 재료가 높은 전기 전도도를 가지는 임의 물질로 이루어질 수 있을 것이고, 거의 순수한 구리(예를 들어, 구리 C102) 또는 구리 합금(예를 들어, 약 0.1% 지르코늄을 포함하는 구리 C151)으로 이루어질 수 있을 것이다.
접촉 아암(20) 및 스프링 클램프 부재(24)를 설계할 때 고려하여야 할 몇 가지 인자가 있다. 첫 번째 인자는, 스프링 클램프 부재(24)에 의해서 인가되는 힘에 부가된 접촉 아암(20)에 의해서 인가되는 클램핑력(22)으로 인한, 암형 단자(14)의 접촉 아암들(20) 사이에 수형 단자(12)를 삽입하기 위해서 필요한 삽입력이다. 암형 단자 조립체(10)를 포함하는 커넥터에 대해서 부과될 수 있는 삽입력에 대한 인체공학적인 요건을 충족시키기 위해서, 접촉 아암(20) 및 스프링 클램프 부재(24)의 희망 재료 성질을 선택하는 것에 의해서 또는 접촉 아암(20) 및 스프링 클램프 부재(24)의 치수(길이, 폭, 각도 등)를 선택적으로 조정하는 것에 의해서 삽입력을 제어하는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 고려하여야 하는 제2 인자는, 큰 전류(예를 들어, 80 암페어 초과 DC) 및/또는 큰 전압(예를 들어, 100 볼트 초과 DC)를 지원하기 위해서 암형 단자 조립체(10)와 수형 단자(12) 사이의 연결부의 전류 이송 능력을 최대화하기 위해서 클램핑력(22)이 증가되어야 함에 따른, 수형 단자(12)에 대한 접촉 아암(20)의 클램핑력(22)이다.
접촉 아암(20)이, 예를 들어, 스프링 클램프 부재(24)의 부재 시에 약 4 뉴턴(N)의 수직 힘을 제공하도록 구성될 수 있을 것이다. 스프링 클램프 부재(24)의 부가가 약 12 내지 15 N까지 접촉 지역에서의 수직 (클램핑) 힘(22)을 증가시킬 수 있을 것이다. 주어진 양의 전류에 대한 수형 단자와 암형 단자 사이의 연결부의 상온 초과의 상승(rise over ambient temperature)(ROA)과 수직 힘의 양 사이의 균형을 달성하도록, 이러한 매개변수가 선택적으로 조정될 수 있을 것이다. 상온 초과의 상승은, 55 ℃ ROA 가 달성되기 전에 특별한 수직 힘에서 비임(beam) 쌍과 수형 블레이드 사이의 접촉 지역을 통과할 수 있는 전류의 양과 관련될 수 있을 것이다.
그러한 관계의 하나의 비제한적인 예가 도 3에 도시된 도표에서 확인될 수 있을 것이다. 도표에 도시된 바와 같이, 수직 힘의 증가는 55 ℃ ROA 달성 이전의 상응하는 전류의 증가를 허용한다. 그러나, 일부 지점에서, 증가 레이트(rate)가 느려지기 시작하고, 이는 약 15N에서 발생하는 것으로 표시되어 있다(이러한 전이 지점은 재료 및 접촉 지점의 구성, 형상 등에 따라서 상당히 변화될 수 있을 것이다). 스프링 클램프 부재(24)에 의해서 인가되는 부가적인 힘이 전류 이송 능력에 대해서 최적화될 수 있을 것이다. 수직 힘 대 전류 능력의 균형이 중요할 수 있는데, 이는, 삽입력의 양을 동시에 최소화하면서, 전류 및 ROA 요건을 충족시키기 위해서 최소량의 수직 힘을 이용하는 것이 바람직할 수 있기 때문이다. 부가적으로, 예를 들어 표면 조도를 제한하는 것에 의해서, 삽입력을 감소시키도록, 수형 단자(12)의 블레이드 및 접촉 아암(20)의 표면 조도가 유사하게 제어될 수 있을 것이다. 이중 코이닝(double coining) 또는 다른 코이닝 프로세스를 이용하여 수형 단자(12)의 블레이드 및 접촉 아암(20)의 표면 조도를 추가적으로 개선할 수 있을 것이다.
도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 대향하는 접촉 아암들(20)이 암형 단자(14)의 본체 부분(16)에 부착되는 고정 단부(40)를 갖는다. 안정화 특징부가 접촉 아암(20) 내에 형성되어 암형 단자(14)에 대한 스프링 클램프 부재(24)의 이동을 제한한다. 이러한 비제한적인 예에서, 접촉 아암(20)은, 암형 단자(14)의 길이방향 축(X)을 향하는 방향의 제1 굽힘부(42) 및 길이방향 축(X)으로부터 멀어지는 방향의 제2 굽힘부(44)를 가지는 각각의 접촉 아암(20) 내의 복합 굽힘부를 갖는다. 이러한 예에서, 제1 굽힘부(42) 및 제2 굽힘부(44)가 조합되어 안정화 특징부를 형성한다. 각각의 접촉 아암(20)이 또한, 접촉 아암(20)의 수용 부분(28)을 형성하는, 길이방향 축(X)으로부터 멀어지는 방향을 따른 접촉 아암(20)의 자유 단부 근처의 제3 굽힘부(46)를 포함한다. 제1 굽힘부(42)와 제2 굽힘부(44) 사이의 접촉 아암(20)의 부분이 곡상부(valley)(48)를 형성하고, 그러한 곡상부 내로 스프링 클램프 부재(24)의 클램핑 부분(32)이 수용된다. 제1 굽힘부(42)의 각도가 제2 굽힘부(44)의 각도 보다 크고, 그에 따라 대향되는 접촉 아암들(20)이 서로 접촉하거나 적어도 서로 접근할 것이다.
도 1 및 도 4a에 가장 잘 도시된 바와 같이, 안정화 특징부가 제1 영역(50) 내에서 스프링 부분(30)의 원위 연부(34)에 가깝게 근접하고, 접촉 아암(20)의 중간 연부가 제2 영역(52) 내에서 스프링 부분(30)의 원위 연부(34)에 가까이 근접한다. 안정화 특징부, 접촉 아암(20)의 중간 연부 및 스프링 부분(30)의 원위 연부(34)가 협력하여 스프링 부분(30)의 측방향 이동을 제한하고 그에 의해서 암형 단자(14)에 대한 측방향 축(Y)을 따른 스프링 클램프 부재(24)의 측방향 이동을 제한한다. 안정화 특징부 및 접촉 아암(20)의 자유 단부 내의 굽힘부(42, 44, 46)에 의해서 형성된 곡상부(48)가 또한 협력하여 스프링 클램프 부재(24)의 클램핑 부분(32)을 포획하고(capture) 암형 단자(14)의 길이방향 축(X)을 따른 클램핑 부분(32)의 이동을 제한하며 그에 따라 암형 단자(14)의 길이방향 축(X)을 따른 암형 단자(14)에 대한 스프링 클램프 부재(24)의 이동을 제한한다. 접촉 아암(20)의 중간 연부(함몰부(36)에 인접한 연부)가 스프링 클램프 부재(24)의 스프링 부분(30)의 원위 연부(34)와 추가적으로 협력하여 암형 단자(14)에 대한 측방향 축(Y)을 따른 스프링 클램프 부재(24)의 측방향 이동을 제한한다. 안정화 특징부, 접촉 아암(20), 및 스프링 부분(30)이 또한 협력하여, 암형 단자(14)의 길이방향 축 주위의 접촉 아암(20)에 대한 스프링 클램프 부재(24)의 회전 이동을 제한할 수 있을 것이다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 비제한적인 예에 따라서, 안정화 특징부가, 대안적으로, 접촉 아암(20)의 안정화 특징부와 수용 부분 사이에 곡상부(48)를 형성하는 접촉 아암(20) 내에 형성된 탭 또는 돌출부(54)일 수 있을 것이다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 돌출부(54)가 엠보싱(embossing) 또는 펀칭 프로세스에 의해서 형성될 수 있을 것이다. 도 5a 내지 도 5d는 돌출부(54)에 의해서 형성된 안정화 특징부의 몇몇 추가적인 비제한적인 예를 도시한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 돌출부(54)가 전단(shearing) 및 굽힘 프로세스에 의해서 형성될 수 있을 것이다. 도 5c 및 도 5d에 도시된 돌출부(54)가 접힘(folding) 프로세스에 의해서 형성될 수 있을 것이다. 돌출부(54)가 접촉 아암(20)의 원위 연부 및/또는 중간 연부 내에 형성될 수 있을 것이다. 돌출부(54)가 접촉 아암(20)의 중앙 부분 내에 대안적으로 형성될 수 있을 것이다.
접촉 아암(20), 본체 부분(16), 및 종료 부분(18)이 동일한 재료의 단편(piece)으로 제조될 수 있을 것이다. 재료가, 전체적으로 동일한 또는 변화되는 두께를 가질 수 있을 것이다(예를 들어, 안정성을 개선하기 위해서, 힘을 제어하기 위해서, 기타 등등을 위해서, 부분들이 더 두껍거나 얇을 수 있을 것이다). 편평한 재료의 단편을 도시된 구성으로 변환하기 위해서 필요한 접힘, 굽힘, 또는 다른 조작을 돕기 위해서 필요한 함몰부, 부조(relief), 개구, 및 다른 형상체를 포함하도록 성형된 고체(solid) 재료로부터, 재료가 절단, 스탬핑, 엠보싱, 전단, 또는 달리 조작될 수 있을 것이다. 도시된 구성으로 일단 배치될 때 분할선 또는 접힘선이 2개의 측부에 근접하여 형성되도록, 재료의 대향하는 측부들이 서로를 향해서 접혀질 수 있을 것이다. 암형 단자(14)가 도시된 형상으로 일단 배열되면, 클램핑 부분(32)이 접촉 아암(20)의 단부와 접촉 아암(20)에 의해서 형성된 안정화 특징부 사이에 형성된 복수의 곡상부(48) 내에 놓이도록, 스프링 클램프 부재(24)의 클램핑 부분(32)이 접촉 아암(20)의 자유 단부(26) 위를 통과할 수 있게 하기에 충분한 거리로, 스프링 부분(30)의 후방의 폐쇄 단부가 함몰부(36) 내에서 활주할 수 있게 하는 거리로 접촉 아암(20)을 개방하기 위해서, 아버(arbor) 또는 다른 장치를 이용하여, 스프링 클램프 부재(24)의 스프링 부분(30)이 함몰부(36) 내에 배치될 수 있을 것이다.
도 1, 도 2, 도 4a 및 도 4b에 도시된 암형 단자(14)의 종료 부분(18)이 초음파 용접(sonic welding)과 같은 용접 프로세스에 의한 와이어 케이블의 부착에 가장 적합하다. 그러나, 암형 단자(14)의 대안적인 실시예는, 와이어 케이블이 내부로 삽입되는 찌그러질 수 있는(crushable) 관형 섹션 또는 와이어 케이블(미도시) 상으로 랩핑되고 찌그러지는 날개부(wing)를 가지는 와이어 케이블에 대해서 주름가공(crimping)하기에 적합한 종료 부분을 포함할 수 있을 것이다. 대안적으로, 종료 부분이, 나사산형(threaded) 체결부 또는 리벳(미도시)을 통해서 전기 전도체로 부착될 수 있는 링 형상의 특징부를 포함할 수 있을 것이다. 또한 대안적으로, 종료 부분은, 예를 들어, 납땜 프로세스(미도시)를 통해서 레그(leg)가 인쇄회로기판에 부착될 수 있게 하는 직선형 레그 스탬핑형 단자 본체를 이용하는 것에 의해서, 암형 단자(14)를 인쇄회로기판에 직접적으로 장착/부착하는 것을 돕기 위한 특징부를 포함할 수 있을 것이다.
스프링 클램프 부재(24)는, 도 6에서 도시되고 본 발명의 배경기술에서 설명된, '220 특허에서 개시된 바와 같은, 스프링 클램프 부재(24)의 클램핑 부분(32)의 단부로부터 연장되고 접촉 아암(20)의 대향하는 쌍들 사이의 함몰부(36) 내로 연장되는 탭 또는 랜스 특징부(56)를 포함하지 않는다. '220의 스프링 클램프 부재와 대조적으로, 암형 단자 조립체(10)의 스프링 클램프 부재(24)가 접촉 아암(20) 내에 형성된 안정화 특징부에 의해서 암형 단자(14) 내에서 정렬되어, 스프링 클램프 부재(24) 내에 탭 또는 랜스 특징부를 형성할 필요성을 배제한다. 이는, 특히 스프링 클램프 부재(24)가 스테인리스 스틸로 제조되고 접촉 아암(20)이 구리계 재료로 형성되는 경우에, 접촉 아암(20) 내에서 안정화 특징부를 형성하는 것 보다 형성하기가 더 어려울 수 있는 스프링 클램프 부재(24)의 재료 내에 탭 또는 랜스 특징부를 형성하는 프로세스를 배제하는 이점을 제공한다.
따라서, 암형 단자 조립체(10)가 제공된다. 암형 단자 조립체(10)가, 함께 조립된 암형 단자(14) 및 스프링 클램프 부재(24)를 포함할 수 있을 것이다. 암형 단자(14)의 일 단부가, 큰 전도성의 합금(예를 들어, C151, C102, 또는 유사물)으로 제조된 복수의 접촉 아암(20)을 포함할 수 있을 것이다. 암형 단자(14)의 타 단부가, 와이어 케이블로 연결되도록 설계된 종료 부분(18)을 포함할 수 있을 것이다. 대안적으로, 종료 부분이 단자를 인쇄 기판에 직접적으로 장착하는 것을 돕기 위한 특징부를 포함할 수 있을 것이다. 스프링 클램프 부재(24)가 큰 탄력성(springiness)을 가지는 합금(예를 들어, 스테인리스 스틸 301)으로 제조될 수 있다. 스프링 클램프 부재(24)가, 대향하는 접촉 아암들(20)의 쌍의 대향 측부들과 접촉하는 클램핑 부분(32)을 포함할 수 있을 것이다. 스프링 클램프 부재(24)가, 고온 분위기에서 최대 전류 표면 및 최대 전류 이송 능력을 제공하기 위해서 단자에 기계적 및/또는 전기적으로 연결된 와이어 케이블로, 특히 높은 온도의 상황에 대해서, 큰 수직 힘을 제공하도록 구성될 수 있을 것이다. 와이어 케이블이 용접, 주름 가공 또는 다른 동작에 의해서 단자에 부착될 수 있다. 와이어가 복수의 방향으로 단자에 용접될 수 있고, 분할되고 단자의 각각의 측부에 용접되는 스트랜드를 가질 수 있다. 또한, 버스 바아가 와이어 스트랜드 대신에 이용될 수 있고 납땜, 리벳, 또는 나사산형 체결부에 의해서 단자에 부착될 수 있다. 스프링 클램프 부재(24)가, 높은 온도에서 낮은 이완 성질을 가지는 스테인리스 스틸로 제조될 수 있을 것이다. 결과적으로, 스프링 클램프 부재(24)는, 각각의 접촉 아암(20)이 고온에서 이완되는 것을 방지할 수 있을 것이고, 그렇지 않은 경우에 그러한 이완은 연관된 수형 블레이드 단자와의 접촉 지역을 감소시킬 수 있을 것이다. 결과적으로, 낮은 전도적 성질을 가지는 구리 합금 또는 유사한 재료의 대체물을 이용하는 것에 대한 요구가 필수적이지 않게 되는데, 이완이 최소화되었기 때문이다.
본 발명이 그 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그러한 것으로 제한하고자 하는 의도는 없으며, 오히려 이하의 청구범위에서 기술된 범위로만 제한될 것이다. 또한, 제1, 제2, 등의 용어의 이용은 어떠한 중요성의 순서도 나타내지 않고, 오히려 제1, 제2, 등의 용어는 하나의 요소를 다른 요소로부터 구분하기 위해서 사용된 것이다. 또한, 부정관사(a, an)의 용어의 이용은 수량의 제한을 나타내지 않고, 오히려 언급된 물품의 적어도 하나의 존재를 나타낸다.

Claims (14)

  1. 정합하는 수형 단자(12)와 연결되도록 구성된 전기 커넥터를 위한 암형 단자 조립체(10)이며:
    상기 수형 단자(12)를 사이에서 수용하도록 구성된 대향하는 접촉 아암들(20)의 적어도 2개의 쌍으로서, 대향하는 접촉 아암(20)들의 각각의 인접하는 쌍이 함몰부(36)를 그 사이에 형성하는, 대향하는 접촉 아암들(20)의 적어도 2개의 쌍; 및
    대향하는 접촉 아암들(20)의 적어도 2개의 쌍과 접촉하고 적어도 부분적으로 함몰부(36)와 함께 배치된 스프링 부분(30)에 의해서 연결되는 2개의 대향하는 클램핑 부분들(32)을 가지는 스프링 클램프 부재(24)로서, 상기 접촉 아암(20)의 각각이, 상기 암형 단자 조립체(10)의 측방향 축을 따른 상기 스프링 클램프 부재(24)의 측방향 이동을 제한하도록 구성된 안정화 특징부를 형성하는, 스프링 클램프 부재(24)를 포함하고,
    안정화 특징부는 각각의 접촉 아암(20)의 자유 단부(26)와 고정 단부(40) 사이에 복합 굽힘부를 구비하고, 복합 굽힘부는 암형 단자(14)의 길이방향 축(X)을 향하는 방향의 제1 굽힘부(42) 및 길이방향 축(X)으로부터 멀어지는 방향의 제2 굽힘부(44)를 구비하고, 제1 굽힘부(42)와 제2 굽힘부(44) 사이의 접촉 아암(20)의 부분이 곡상부(valley)(48)를 형성하고, 그러한 곡상부 내로 스프링 클램프 부재(24)의 클램핑 부분(32)이 수용되고, 제1 굽힘부(42)의 각도가 제2 굽힘부(44)의 각도보다 큰, 암형 단자 조립체(10).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 아암(20)의 중간 연부 및 상기 스프링 부분(30)의 원위 연부(34)가 협력하여, 상기 암형 단자 조립체(10)의 측방향 축을 따른 상기 스프링 클램프 부재(24)의 측방향 이동을 제한하는, 암형 단자 조립체(10).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스프링 부분(30)이 U-형상을 실질적으로 형성하는, 암형 단자 조립체(10).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 대향하는 클램핑 부분(32)이 상기 스프링 부분(30)으로부터 측방향으로 돌출하는, 암형 단자 조립체(10).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 대향하는 클램핑 부분들(32)은, 상기 함몰부(36) 내에 배치되는 상기 스프링 부분(30)과 별개인 탭을 형성하지 않는, 암형 단자 조립체(10).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 아암(20)의 각각이 제1 재료로 형성되고, 상기 스프링 클램프 부재(24)가 제2 재료로 형성되며, 상기 제1 재료가 상기 제2 재료 보다 낮은 전기 저항을 갖는, 암형 단자 조립체(10).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 재료가 상기 제2 재료 보다 낮은 이완 온도를 갖는, 암형 단자 조립체(10).
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 재료가 구리계 재료를 포함하고, 상기 제2 재료가 철계 재료를 포함하는, 암형 단자 조립체(10).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 아암(20)의 각각이 본체 부분(16)으로부터 동일한 방향으로 연장되고, 상기 본체 부분(16)은 대향하는 측방향 측부들에 대해서 이격된 대향하는 상단 측부와 하단 측부 사이의 공동을 형성하며, 상기 접촉 아암(20)은 상기 상단 측부 및 상기 하단 측부에 전적으로 연결되는, 암형 단자 조립체(10).
  10. 제9항에 있어서,
    상응하는 수형 단자(12)에 대한 연결을 위해서 상기 본체 부분(16)으로부터 연장되는 상단 단자 및 하단 단자를 가지는 단자 지역을 더 포함하고, 상기 접촉 아암(20), 본체 부분(16), 상단 단자 및 하단 단자가 접혀진 금속의 단일 시트로 형성되는, 암형 단자 조립체(10).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상단 단자가 클린치 및 용접 중 적어도 하나로 상기 하단 단자에 기계적으로 그리고 전기적으로 결합되는, 암형 단자 조립체(10).
  12. 전기 단자 조립체이며:
    복수의 블레이드 형상의 수형 단자; 및
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 복수의 암형 단자 조립체를 포함하고, 전기 단자 조립체.
  13. 삭제
  14. 삭제
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