KR102387413B1 - 방수 원형 단자 - Google Patents

Abstract

본 발명의 방수 원형 단자는 핀형 숫단자가 삽입될 수 있도록 한 쪽이 개방된 중공부를 가지며, 길이 방향으로 형성된 복수의 슬릿에 의해 분리된 복수의 절편으로 이루어진 측벽을 갖는 관 형상의 수용부; 및 상기 수용부의 후단에서 동축 방향으로 연장된 기단부를 포함한다. 기단부는 방수씰결합부와 전선이 접속될 수 있는 전선고정부를 가지며, 방수씰결합부는 수용부와 전선고정부의 사이에 있고, 방수씰결합부의 내측에 원통 형상의 내부씰이 삽입되어 있고, 방수씰결합부의 외표면에 링 형상의 외부씰이 결합되어 있으며, 방수씰결합부의 측벽에는 체결홀이 형성되어 있으며, 내부씰과 외부씰 중의 하나는 체결돌기를 갖고 다른 하나는 체결홈을 가지며, 체결돌기는 방수씰결합부의 체결홀을 통과하여 체결홈에 결합한다.

Description

방수 원형 단자{waterproof round terminal}

본 발명은 방수 원형 단자에 관한 것으로서, 특히 방수씰을 구비한 방수 원형 단자에 관한 것이다.

전기 커넥터(connector)는 전기 기구와 전선(케이블), 또는 전선(케이블)과 전선(케이블)을 연결하여 전기 회로를 구성하기 위한 접속 기구이고, 일반적으로 커넥터에는 상호 착탈 가능하게 결합되는 암단자(female terminal) 또는 숫단자(male terminal)가 구비되어 있다.

암단자 중에서는 핀(pin) 형태의 숫단자가 삽입될 수 있는 관(pipe) 형상의 수용부를 갖는 원형 암단자가 있다.

그런데 원형 암단자는 숫단자와의 접속/분리가 반복되면 변형되거나 복원력이 저하되어 숫단자를 파지하는 능력이 저하되어 숫단자와의 접촉이 불량해진다. 이러한 문제점을 최소화하기 위해 암단자의 외주면에 단자의 접점 보조를 위한 슬리부(sleeve)를 끼우기도 하는데, 이러한 슬리브가 없는 단자를 1피스(piece) 단자라고 하고, 슬리브를 구비한 단자를 2피스 단자라고 한다.

미국특허 제4,168,878호는 2피스 단자의 예를 개시하고 있는데, 도 1(a)과 도 1(b)는 미국특허 제4,168,878호에 개시된 2피스 단자의 분해사시도와 사시도이다.

한편, 원형 암단자는 도전체 환봉을 절삭 가공하여 중공부를 갖는 관(pipe) 형상을 만드는 방법으로 제작하기도 하고, 도전성 금속 판재를 절개, 절단, 타격, 벤딩 등을 하여 제작하기도 한다.

금속 판재를 가공하여 원형 암단자를 제조할 때는 프레스 프로그레시브 금형을 이용할 수도 있다. 프레스 프로그레시브 금형을 이용할 때는 금속 판재를 각 가공 위치로 순차적으로 이송하면서 하나의 가공단계에서 특정 가공을 한 후에 다음 위치에서 후속 가공을 한다. 각 위치에서는 서로 대응되게 설치된 다이와 펀치의 쌍에서 각 가공이 순차적으로 수행되는데, 다이에 판재가 얹혀지고 펀치는 판재를 타격하여 판재를 구부리거나 자르거나 구멍을 내는 등의 방법으로 원형 단자를 만들어 나간다.

이렇게 제작되는 원형 단자의 단자부와 하우징 간의 수분이 유입되는 것을 방지하기 위하여는 방수용 씰(seal)을 적용하는데, 제조방법의 특성상 방수씰을 적용하여도 수분 유입을 막기가 어렵다. 일부의 공정에서는 원형 단자를 씰 성형을 위한 금형에 넣고 실리콘을 사출하여 방수 기능을 부여하기도 하지만, 원형 단자의 치수 정밀도 및 판재의 겹침부 등의 편차에 따라 씰 형상의 틀어짐과 들뜸이 발생하여 방수 성능이 저하되어 품질 관리가 어렵고, 씰 성형을 위한 인서트 사출은 가격이 높다는 문제점이 있다.

미국특허 제4,168,878호

본 발명은 향상된 방수 성능을 갖는 원형 단자를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 방수 원형 단자는 핀형 숫단자가 삽입될 수 있도록 한 쪽이 개방된 중공부를 가지며, 길이 방향으로 형성된 복수의 슬릿에 의해 분리된 복수의 절편으로 이루어진 측벽을 갖는 관 형상의 수용부; 및 상기 수용부의 후단에서 동축 방향으로 연장된 기단부를 포함한다.

기단부는 방수씰결합부와 전선이 접속될 수 있는 전선고정부를 가지며, 방수씰결합부는 수용부와 전선고정부의 사이에 있고, 방수씰결합부의 내측에 원통 형상의 내부씰이 삽입되어 있고, 방수씰결합부의 외표면에 링 형상의 외부씰이 결합되어 있으며, 방수씰결합부의 측벽에는 체결홀이 형성되어 있으며, 내부씰과 외부씰 중의 하나는 체결돌기를 갖고 다른 하나는 체결홈을 가지며, 체결돌기는 방수씰결합부의 체결홀을 통과하여 체결홈에 결합한다.

체결돌기는 내부씰의 외주면에 형성되어 있고, 체결홈은 외부씰의 내주면에 형성되어 있을 수 있다.

체결홀은 방수씰결합부의 이음새 영역에 존재할 수도 있다.

방수씰결합부에는 외부씰을 종방향 정위치에 고정하기 위한 외부씰스토퍼와 외부씰고정대가 구비될 수 있다.

본 발명의 원형 방수 단자는 접점보조단자를 가질 수 있으며, 체결돌기는 체결홀과 접접보조단자의 측벽을 관통하여 체결홈에 결합할 수 있다.

본 발명의 원형 방수 단자는 프레스 프로그레시브 금형을 이용하여 제작될 수도 있다.

본 발명에 따르면 원형 단자의 방수성이 향상되며 단자의 제작 비용이 절감될 수 있다.

도1(a)와 도1(b)는 종래의 2피스 단자의 예를 도시한 것이다.
도 2(a)와 도 2(b)는 1피스 단자 본체를 도시한 사시도이다.
도 3(a)는 본 발명의 실시예에 따른 내부씰의 정면사시도이고 도 3(b)는 내부씰의 후면사시도이다
도 4(a)는 본 발명의 실시예에 따른 외부씰의 정면사시도이고 도 4(b)는 후면사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 내부씰 및 외부씰과 결합하기 전의 1피스 단자 본체의 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 내부씰과 외부씰을 1피스 단자 본체에 결합하기 위해 배열한 상태를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 내부씰이 삽입된 1피스 단자의 종단면도이다.
도 8는 본 발명의 실시예에 따른 내부씰과 외부씰이 결합된 1피스 단자의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 내부씰과 외부씰이 결합된 1피스 단자의 종단면도이다.
도 10은 서로 결합되기 전의 접점보조단자와 2피스 단자 본체의 예를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 접점보조단자가 결합된 2피스 단자를 도시한 것이다.
도 12와 도 13은 2피스단자 본체의 예를 보여준다.
도 14는 본 발명이 실시예에 따른 내부씰과 외부씰을 2피스 단자 본체에 결합하기 위해 배열한 상태를 도시한 것이다.
도 15(a) 본 발명의 실시예에 따른 내부씰이 구비된 2피스 단자의 사시도이고 도 15(b)는 종단면도이다.
도 16(a)는 본 발명의 실시예에 따른 내부씰과 외부씰이 구비된 2피스 단자의 사시도이고 도 16(b)는 종단면도이다.

본 발명에서 암단자의 '종방향'이란 암단자의 길이 방향을 말한다.

본 발명에서 프레스 프로그레시브 금형을 이용하여 제작된 원형 암단자는 1피스 단자이거나 2피스 단자이다.

이하에서는 1피스 원형 암단자의 본체 또는 2피스 원형 암단자의 본체를 사용하는 예를 들어 본 발명에 대해 설명한다.

1피스 단자

도 2(a)와 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단자의 본체는 핀 형태의 숫단자(미도시)가 삽입될 수 있는 관 형상의 수용부(20)와 수용부(20)의 후단에서 동축 방향으로 연장된 기단부(30)를 갖는다.

수용부(20)는 중공부와 측벽을 갖는데, 중공부는 중심축 방향으로 핀형 숫단자가 삽입될 수 있도록 한 쪽이 개방되어 있으며, 측벽은 길이 방향으로 형성된 복수의 슬릿(21)에 의해 분리된 복수의 절편(22)으로 이루어진다.

기단부(30)는 방수씰 결합부(32)와 전선(케이블) 접속될 수 있는 전선 고정부(31)를 가지며, 방수씰 결합부(32)는 수용부(20)와 전선 고정부(31)의 사이에 있다.

수용부(20)에 숫단자가 삽입되면 숫단자에 의해 수용부(20)의 선단부의 직경이 확대되게 하는 힘을 받고, 수용부(20)의 절편(22)들이 탄성 복귀력에 의해 중심을 향하여 수축되려 하면서 숫단자의 외측면을 파지한다. 여기서, 수용부(20)의 '선단부'란 숫단자가 삽입되는 쪽의 말단 부위이다.

도 3(a)는 본 발명의 실시예에 따른 내부씰(40)의 정면사시도이고 도 3(b)는 내부씰(40)의 후면사시도이다. 내부씰(40)의 재질은 실리콘과 같은 탄성 물질이다. 내부씰(40)의 외주면에는 내부씰 외주리브(42)가 돌출 형성되어 있다. 내부씰(40)은 방수씰결합부(32)의 내부 공간에 삽입되어 설치되는데, 이와 같이 설치되면 내부씰 외주리브(42)가 방수씰결합부(32)의 내주면에 압접된다. 또한 내부씰(40)의 외주면에는 내부씰 체결돌기(41)가 형성되어 있다.

도 4(a)는 본 발명의 실시예에 따른 외부씰(50)의 정면사시도이고 도 4(b)는 외부씰(50)의 후면사시도이다. 외부씰(50)은 실리콘과 같은 탄성 물질이다. 외부씰(50)은 링(ring) 형상이며 내주면을 따라서 내주리브(52)가 돌출 형성되어 있다. 외부씰(50)은 방수씰결합부(32)의 외부 표면에 끼워서 설치하는데, 이와 같이 설치되면 외부씰(50)의 내주리브(52)가 방수씰결합부(32)의 외부 표면에 압접된다.

외부씰(50)의 내주면에는 축방향으로 체결홈(53)이 형성되어 있다. 이 체결홈(53)에는 내부씰 체결돌기(41)가 결합하게 된다. 그러나 내부씰(40)에 체결홈(미도시)을 형성하고 외부씰(50)에 체결돌기(미도시)를 형성하여 이들이 서로 결합하게 할 수도 있다.

또한 외부씰(50)의 외주면에도 외주리브(51)가 돌출 형성되어 있는데, 이 외부리브(51)는 외부씰(50)의 외주면에 접촉하는 단자의 다른 구성요소(미도시)에 압접될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 내부씰(40) 및 외부씰(50)과 결합하기 전의 1피스 단자 본체(10)의 종단면도이다.

방수씰결합부(32)에는 그 측벽을 관통하는 2개의 체결홀(35)이 서로 대칭적 위치에 형성되어 있다. 내부씰(40)의 체결돌기(41)는 체결홀(35)을 통과하여 외부씰(50)의 체결홈(53)과 결합한다. 방수씰결합부(32)의 내부에 삽입된 내부씰(40)의 체결돌기(41)가 체결홀(35)에 삽입되면, 체결홀(35)은 내부씰(40)을 방수씰결합부(32)의 내부의 정위치에 고정하는 역할도 한다.

또한 방수씰결합부(32)에는 외부씰고정대(37)가 돌출 형성되어 있어서, 방수씰결합부(32)에 결합된 외부씰(50)이 뒤쪽 종방향으로 밀려서 정위치로부터 이탈하는 것을 방지한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 내부씰(40)과 외부씰(50)을 1피스 단자 본체(10)에 결합하기 위해 배열한 상태를 도시한 것이다.

링 형상의 외부씰(50)이 방수씰결합부(32)의 외표면을 감싸는 형태로 결합했을 때, 방수씰결합부(32)의 외표면에 돌출 형성된 외부씰스토퍼(36)는 외부씰(50)이 앞쪽 종방향으로 밀려서 정위치로부터 이탈하는 것을 방지한다.

한편, 프레스 프로그레시브 금형 공정을 이용하여 금속 판재를 둥글게 말아서 원통 형상으로 만든 단자의 방수씰결합부(32)는 판재의 서로 다른 가장자리들이 만나는 이음새 영역(34)을 갖는데, 체결홀들(35) 중의 1개는 이음새 영역(34)에 위치하는 것이 단자의 방수성 면에서 바람직하다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 내부씰(40)이 삽입된 1피스 단자의 종단면도이며, 도 8는 본 발명의 실시예에 따른 내부씰(40)과 외부씰(50)이 결합된 1피스 단자를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 내부씰(40)과 외부씰(50)이 결합된 1피스 단자의 종단면도이다.

2피스 단자

도 10은 서로 결합되기 전의 접점보조단자(70)와 2피스 단자 본체(60)의 예를 도시한 것이고 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 접점보조단자(70)가 결합된 2피스 단자를 도시한 것이다.

도 12는 2피스단자 본체(60)의 예이고, 도 12에서 확대도는 본체(60) 일부의 종단면을 보여준다. 단자에 결합된 접점보조단자(70)가 종방향의 정위치로부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여 단자의 방수씰결합부(32)에 접점보조단자 종방향 고정홀(38)을 형성하고, 이에 상응하는 접점보조단자(70)의 부위를 커팅(cutting)하여 절편을 만들어 접점보조단자 종방향 고정홀(38)에 종방향으로 구부려 종방향 절곡부(71)를 형성함으로써 접점보조단자(70)를 고정한다.

도 13은 2피스단자 본체(60)의 예이고, 도 13에서 확대도는 본체(60) 일부의 종단면을 보여준다. 단자 본체(60)에 접점보조단자(70)가 결합되었을 때, 회전 방향 유격이나 겹침부 벌어짐이 발생하는 것을 방지하기 위해 단자의 방수씰결합부(32)에 접점보조단자 횡방향 고정홀(39)을 형성하고, 이에 상응하는 접점보조단자(70)의 부위를 절개하여 절편들을 만들고 이 절편들을 접점보조단자 횡방향 고정홀(39)의 안쪽으로 벤딩하여 횡방향 절곡부(72)를 형성함으로써 접점보조단자(70)를 고정한다.

도 14는 본 발명이 실시예에 따른 내부씰(40)과 외부씰(50)을 2피스 단자 본체(60)에 결합하기 위해 배열한 상태를 도시한 것이다.

도 15(a) 본 발명의 실시예에 따른 내부씰(40)이 구비된 2피스 단자의 사시도이고 도 15(b)는 종단면도이다.

도 16(a)는 본 발명의 실시예에 따른 내부씰(40)과 외부씰(50)이 구비된 2피스 단자의 사시도이고 도 16(b)는 종단면도이다. 접점보조단자에는 외부씰(50)이 종방향으로 밀려나는 것을 방지하는 래치(latch)돌기(73)가 형성되어 있는데, 이 래치돌기(73)는 접적보조단자(70)의 후방 끝단을 커팅(cutting) 하여 슬랫(slat)들을 만들고 이 슬랫들을 접점보조단자(70)의 몸체 바깥방향으로 굽혀서 형성한다.

100: 암단자 본체 110: 슬리브
10: 1피스단자 본체 20: 수용부
30: 기단부 21: 슬릿
22: 절편 31: 전선고정부
32: 방수씰 결합부 34: 이음새 영역
35: 체결홀 36: 외부씰 스토퍼
37: 외부씰 고정대 38: 종방향 고정홀
39: 횡방향 고정홀 40: 내부씰
41: 내부씰 체결돌기 42: 내부씰의 외주리브
50: 외부씰 51: 외부씰 외주리브
52: 외부씰 내주리브 53: 외부씰 체결홈
60: 2피스단자 본체 70: 접점보조단자
71: 종방향 절곡부 72: 횡방향 절곡부
73: 래치돌기

Claims (6)

1. 핀형 숫단자가 삽입될 수 있도록 한 쪽이 개방된 중공부를 가지며, 길이 방향으로 형성된 복수의 슬릿(21)에 의해 분리된 복수의 절편(22)으로 이루어진 측벽을 갖는 관 형상의 수용부(20); 및 상기 수용부(20)의 후단에서 동축 방향으로 연장된 기단부(30)를 포함하는 방수 원형 단자로서,
   상기 기단부(30)는 방수씰결합부(32)와 전선이 접속될 수 있는 전선고정부(31)를 가지며, 상기 방수씰결합부(32)는 상기 수용부(20)와 상기 전선고정부(31)의 사이에 있고,
   상기 방수씰결합부(32)의 내측에 원통 형상의 내부씰(40)이 삽입되어 있고,
   상기 방수씰결합부(32)의 외표면에 링 형상의 외부씰(50)이 결합되어 있으며,
   상기 방수씰결합부(32)의 측벽에는 체결홀(35)이 형성되어 있으며,
   상기 내부씰(40)과 상기 외부씰(50) 중의 하나는 체결돌기를 갖고 다른 하나는 체결홈을 가지며,
   상기 체결돌기는 상기 방수씰결합부(32)의 상기 체결홀(35)을 통과하여 상기 체결홈에 결합하는
   방수 원형 단자.
2. 제1항에 있어서, 상기 체결돌기는 상기 내부씰(40)의 외주면에 형성되어 있고, 상기 체결홈은 상기 외부씰(50)의 내주면에 형성되어 있는 방수 원형 단자.
3. 제1항에 있어서, 접점보조단자(70)를 가지며, 상기 체결돌기는 상기 체결홀(35)과 상기 접점보조단자(70)의 측벽을 관통하여 상기 체결홈에 결합하는 방수 원형 단자.
4. 제1항에 있어서, 프레스 프로그레시브 금형을 이용하여 제작된 방수 원형 단자.
5. 제1항에 있어서, 상기 방수씰결합부(32)에는 상기 외부씰(50)을 종방향 정위치에 고정하기 위한 외부씰스토퍼(36)와 외부씰고정대(37)가 구비되어 있는 방수 원형 단자.
6. 제1항에 있어서, 상기 체결홀(35)은 상기 방수씰결합부(32)의 이음새 영역(34)에 존재하는 방수 원형 단자.

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