KR20000070698A - High current contact device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중전류 컨택 장치에 관한 것으로, 특히 중전류 수송 케이블(4)이 케이블 가이드 레일(6)에 기계적으로 연결될 수 있는 케이블 홀딩부(2); 및 절연 기판 위에 배열되는 컨택 포인트(15)를 부착시키기 위한 컨택 부착부(10)를 포함하며, 케이블 홀딩부(2) 및 컨택 부착부(10)는 컨택 연결부(12)에 의해 서로 전기적으로 그리고 기계적으로 연결되는 전동 차량용 중전류 컨택 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a medium current contact device, in particular a cable holding portion (2) in which the medium current transport cable (4) can be mechanically connected to the cable guide rail (6); And a contact attachment portion 10 for attaching a contact point 15 arranged over the insulating substrate, wherein the cable holding portion 2 and the contact attachment portion 10 are electrically and mutually contacted by the contact connection portion 12. The present invention relates to a medium current contact device for an electric vehicle that is mechanically connected.
진동을 흡수함에도 불구하고 신뢰할만한 전기 컨택을 보장하는 중전류 컨택 장치는 그의 컨택 연결부(12) 내에 적어도 하나의 개구부(13)를 갖는다.A medium current contact device that ensures reliable electrical contact despite absorbing vibrations has at least one opening 13 in its contact connection 12.
Description
본 발명은 중전류 컨택 장치(heavy-current contact device)에 관한 것으로, 특히 중전류 수송 케이블이 케이블 가이드 레일에 기계적으로 연결될 수 있는 케이블 홀딩부; 및 절연 기판 위에 배열되는 컨택 포인트를 부착시키기 위한 컨택 부착부를 포함하며, 케이블 홀딩부 및 컨택 부착부는 컨택 연결부에 의해 서로 전기적으로 그리고 기계적으로 연결되는 전동 차량용 중전류 컨택 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heavy-current contact device, and more particularly to a cable holding part in which a heavy current transport cable is mechanically connected to a cable guide rail; And a contact attaching portion for attaching contact points arranged on the insulating substrate, wherein the cable holding portion and the contact attaching portion are related to the electric current medium current contact device electrically and mechanically connected to each other by the contact connecting portion.
중전류 컨택 장치는 다양한 용도를 갖는 것으로 알려져 있으며, 이 다양한 용도에서 이 장치는 중전류 수송 케이블을 프린트 회로 기판(PCB)에 연결시킨다.Medium current contact devices are known to have a variety of uses, in which they connect medium current transport cables to a printed circuit board (PCB).
이러한 경우 중전류 컨택 장치는 강성의 부품이며, 한 쪽 단부에는 케이블 홀딩부는 케이블의 위치를 고정시키는 케이블 가이드 레일에 리벳 조인트에 의해 연결된다. 중전류 컨택 장치의 다른 쪽 단부는 프린트 회로 기판 위의 컨덕터 트랙에 소울더링된다. 이러한 경우, 강성의 금속부품은 전류를 수송하는 케이블에 기계적인 안정성을 제공하는 데에 이용된다.In this case the medium current contact device is a rigid component and at one end the cable holding part is connected by a rivet joint to a cable guide rail which fixes the position of the cable. The other end of the medium current contact device is sould to the conductor track on the printed circuit board. In this case, rigid metal parts are used to provide mechanical stability to cables carrying current.
특히 전동 차량에 이용될 때, 구동이 되면 차량 진동이 컨택에 전달된다. 케이블은 그 횡단면으로 인하여 심한 장력을 받기 때문에, 컨택과 컨덕터 트랙 사이의 결합 포인트는 기계적으로 큰 하중을 받게 되며, 이는 결합 포인트를 떨어뜨릴 수 있다. 이러한 영향은 부하 전류의 전송에 의하여 금속이 가열됨으로써, 악화된다. 이러한 경우, 금속과 프린트 회로 기판의 열 전도도의 차이에 의해 컨택이 분리되도록 조장된다.Particularly when used in electric vehicles, when driven, vehicle vibrations are transmitted to the contacts. Since the cable is subjected to heavy tension due to its cross section, the joining point between the contact and the conductor track is subjected to a large mechanical load, which can drop the joining point. This effect is exacerbated by heating the metal by the transfer of load current. In this case, the contact is encouraged to be separated by the difference in thermal conductivity of the metal and the printed circuit board.
따라서, 본 발명의 주목적은 진동을 흡수함에도 불구하고 신뢰할만한 전기 컨택을 보장하는 중전류 컨택 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide a medium current contact device that ensures reliable electrical contact despite absorbing vibration.
상기 목적은 컨택 연결부가 적어도 하나의 개구부를 갖는다는 점에서 본 발명에 따라 이루어진다.This object is achieved according to the invention in that the contact connection has at least one opening.
본 발명의 장점은 컨택이 진동에 민감하지 않다는 것이다. 기계적 그리고 열적 응력은 흡수되며 보상된다. 이는 특히 장치의 횡단 탄성을 증가시킨다. 게다가, 슬롯 구성(slotted configuration)은 컨택 연결부의 표면적을 증가시키며, 이에따라 주위로의 방열을 더욱 보장한다.An advantage of the present invention is that the contact is not sensitive to vibration. Mechanical and thermal stresses are absorbed and compensated for. This in particular increases the transverse elasticity of the device. In addition, the slotted configuration increases the surface area of the contact connection, thus further ensuring heat dissipation to the surroundings.
하나의 개량예에서, 개구부는 컨택 부착부 및 케이블 홀딩부로부터 연결 방향을 따라 연장된다.In one refinement, the opening extends along the connection direction from the contact attachment portion and the cable holding portion.
특히, 컨택 연결부의 길이가 케이블 홀딩부와 컨택 부착부 사이에 교락되어 있는 거리보다 크다면, 현재의 물리적인 거리에 대한 정합이 가능하며, 발생하는 진동을 아무런 문제없이 흡수할 수 있게 된다.In particular, if the length of the contact connecting portion is larger than the distance entangled between the cable holding portion and the contact attaching portion, it is possible to match the current physical distance and to absorb the vibration generated without any problem.
하나의 바람직한 구성에서, 케이블 연결부는 용수철로 설계된다.In one preferred configuration, the cable connection is designed with a spring.
컨택 연결부를 따라 작용하는 세로방향의 힘은 버클링 스프링 형태의 구성에 의해 보상된다. 이는 케이블의 장력에 뿐 아니라 조립되는 동안 케이블을 케이블 가이드 레일에 부착시키는 결합력에도 적용된다. 결과적으로, 어떠한 기계적인 힘도 컨덕터 트랙 위의 컨택 포인트에 전달되지 못하게 하여, 컨택이 분리되는 것을 확실하게 방지한다.The longitudinal force acting along the contact connection is compensated by the configuration in the form of a buckling spring. This applies not only to the tension of the cable but also to the coupling force that attaches the cable to the cable guide rail during assembly. As a result, no mechanical force is transmitted to the contact point on the conductor track, thereby reliably preventing the contact from disconnecting.
하나의 개량예에서, 컨택 연결부는 보상 커브 형태의 루프와 같은 적어도 하나의 형태를 갖는 부분을 갖는다.In one refinement, the contact connection has a portion having at least one shape, such as a loop in the form of a compensation curve.
이러한 형태를 갖는 부분은, 케이블 홀딩부와 컨택 부착부 사이의 연결 방향에 대해 거의 직각으로 형성된다. 이러한 형태를 갖는 부분은 유익하게는 케이블 홀딩부와 컨택 부착부의 사이에 배열된다.The part having this shape is formed at a right angle with respect to the connection direction between the cable holding portion and the contact attachment portion. The part having this form is advantageously arranged between the cable holding part and the contact attachment part.
하나의 개량예에서, 형태를 갖는 부분은 케이블 홀딩부에 평행하게 형성되는 적어도 하나의 림(limb)을 갖는다.In one refinement, the shaped portion has at least one limb formed parallel to the cable holding portion.
기계 조인트에 대해서는 상기와 같은 컨택이 특히 적절하다.Such contacts are particularly suitable for mechanical joints.
하나의 단순 실시예에서, 케이블 홀딩부, 컨택 부착부 및 컨택 연결부는 스탬프되고 구부러진 부분으로 설계된다.In one simple embodiment, the cable holding portion, contact attachment portion and contact connection portion are designed with stamped and bent portions.
케이블 홀딩부와 케이블 가이드 레일은 유익하게는 리벳 조인트에 의해 서로 연결된다. 컨택이 케이블 가이드 레일에 견고하게 부착될 수 있기 때문에, 컨택 포인트를 로드시키며 전달되는 토크를 염려할 필요가 없게 된다.The cable holding part and the cable guide rail are advantageously connected to each other by rivet joints. Since the contacts can be securely attached to the cable guide rails, there is no need to worry about the torque transmitted by loading the contact points.
또한, 전달되는 높은 전류 레벨에 의하여 야기될 수 있는 스크류 연결부의 가열은 컨택 포인트상에 어떠한 나쁜 영향을 일으키지 않는다.In addition, the heating of the screw connection, which may be caused by the high current level delivered, does not cause any adverse effect on the contact point.
본 발명은 많은 실시예를 갖는다. 이들 중 하나가 도시된 도면을 참조로 하여 좀 더 상세하게 설명된다.The present invention has many embodiments. One of these is described in more detail with reference to the drawings shown.
도 1은 종래에 기술에 의한 중전류 컨택 장치를 도시한다.Figure 1 shows a medium current contact device according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 일체형 중전류 컨택 장치의 설계 원리를 보여준다.2 shows a design principle of an integrated medium current contact device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 중전류 컨택 장치의 측면도를 도시한다.Figure 3 shows a side view of a medium current contact device according to the present invention.
도 4는 설치된 상태의 중전류 컨택 장치의 측면도를 보여준다.4 shows a side view of the medium current contact device in an installed state.
도 5는 본 발명에 따른 중전류 컨택 장치의 평면도를 도시한다.5 shows a top view of a medium current contact device according to the invention.
도면에서, 동일한 부분에는 같은 참조 번호가 부여된다.In the drawings, like reference numerals refer to like parts.
도 1은 종래 기술의 중전류 컨택 장치를 개략적으로 나타낸다. 각 단부에 하나의 굽힘부를 갖는 금속부(1)은 개구부(3)이 있는 케이블 홀딩부(2)를 구비한다. 중전류를 수송하며, 공지된 바와 같이 커다란 컨덕터 횡단면을 갖는 케이블(4)는 스크류(5)에 의해 케이블 가이드 레일(6)에 부착된다. 케이블 가이드 레일(6)은 케이블(4)를 제 위치에 고정시키는 데에 이용된다.1 schematically illustrates a prior art medium current contact device. The metal part 1 with one bend at each end has a cable holding part 2 with an opening 3. A cable 4 carrying a heavy current and having a large conductor cross section, as is known, is attached to the cable guide rail 6 by means of a screw 5. The cable guide rail 6 is used to hold the cable 4 in place.
스크류(5)를 지지하기 위하여, 케이블 홀딩부(2)는 내부 나삿니를 갖는 부시(9)를 가지며, 이러한 부시(9)는 개구부(3) 내에서 케이블 홀딩부(2)로 리벳팅된다. 이 경우 부시(9)는 부시(9) 위에 일체화된 회전 방지 장치(7)을 구비한다.In order to support the screw 5, the cable holding part 2 has a bush 9 with an internal thread, which bush 9 is riveted to the cable holding part 2 in the opening 3. In this case, the bush 9 has an anti-rotation device 7 integrated on the bush 9.
가이드 레일(6)은 부시(9)를 둘러쌀 수 있도록 구성되지만, 언제나 이 부품들에서의 공차에 의해 최소한의 간격이 제공되며, 그 결과 이 부품들은 케이블 가이드 레일(6) 내에 느슨하게 놓여지게 된다.The guide rail 6 is configured to encircle the bush 9 but is always provided with a minimum clearance by tolerances in these parts, so that these parts are loosely laid in the cable guide rail 6. .
반대쪽 단부에서, 컨택은 컨택 부착부(10)을 가지며, 결합 포인트(15)에 의해 프린트 회로 기판(11) 위의 컨덕터 트랙(14)에 결합된다.At the opposite end, the contact has a contact attachment 10, which is coupled to the conductor track 14 on the printed circuit board 11 by a bonding point 15.
전동 차량에 존재하는 조건들에서, 케이블 홀딩부(2)에 적용되며 케이블(4)로부터 생기는 지렛대의 힘은 약 10 내지 40N이다. 이에 부가하여, 전단력 및 인장력이 프린트 회로 기판(11)을 갖는 컨택 포인트 위에 작용한다.In the conditions present in the electric vehicle, the force of the lever applied to the cable holding part 2 and resulting from the cable 4 is about 10 to 40N. In addition, shear and tensile forces act on the contact points with the printed circuit board 11.
만일 컨택 저항이, 예를 들어 스크류를 가볍게 죄거나 또는 결합 포인트의 붕괴에 의하여, 단지 5mΩ 정도 증가한다면, 이는 약 75A의 전류로 25W의 전력 손실을 야기시킨다. 약 10mm2의 면적에 대하여, 이는 심한 가열을 일으킨다.If the contact resistance increases by only 5 mΩ, for example by lightly tightening the screw or by the collapse of the bond point, this causes a power loss of 25 W with a current of about 75 A. For an area of about 10 mm 2 , this causes severe heating.
이와같은 조건들은 아래에서 설명되는 중전류 컨택 장치에 의해 고려된다.Such conditions are considered by the medium current contact device described below.
도 2는 본 발명에 의한 중전류 컨택 장치의 스탬프되고 및 굽은 부분을 도시한다. 금속부는, 개구부(3)을 가지며 굽힘 에쥐(A)에 대하여 바람직하게는 90°로 굽혀질 수 있는 케이블 홀딩부(2), 및 마찬가지로 굽힘 에쥐(B)에 대하여 반대 방향으로 90°로 굽혀지는 컨택 부착부(10)을 포함한다. 케이블 홀딩부(2) 및 컨택 부착부(10)은 금속부의 각 단부에 형성된다.2 shows a stamped and bent portion of a medium current contact device according to the present invention. The metal part has an opening 3 and can be bent at a preferred angle of 90 ° with respect to the bending edge A, and likewise bent at 90 ° in the opposite direction with respect to the bending edge B. And a contact attachment portion 10. The cable holding portion 2 and the contact attachment portion 10 are formed at each end of the metal portion.
케이블 연결부(12)는 케이블 홀딩부(2)와 컨택 부착부(10)을 서로 연결시킨다.The cable connection part 12 connects the cable holding part 2 and the contact attachment part 10 to each other.
웹(18, 19)에서 끝나는 슬롯들이 세로 방향(3)으로 케이블 연결부(12) 내에 형성된다. 이는 케이블 연결부(12)가 용수철 특성을 가지고 있음을 보장한다.Slots ending in the webs 18, 19 are formed in the cable connection 12 in the longitudinal direction 3. This ensures that the cable connection 12 has spring characteristics.
케이블 연결부(12)는, 슬롯들(13)에 의하여, 수평 방향으로 작용하는 힘을 흡수하며, 이를 보상한다. 프린트 회로 기판(11)과 케이블 홀딩부(2) 및/또는 케이블 가이드 레일(6)의 상대적인 움직임으로 인하여 야기되는 회전 효과 또한 이러한 방법으로 보상될 수 있다.The cable connection 12 absorbs the force acting in the horizontal direction by the slots 13 and compensates for this. The rotational effect caused by the relative movement of the printed circuit board 11 and the cable holding part 2 and / or the cable guide rail 6 can also be compensated in this way.
이러한 구성에서, 컨택 부착부(2)의 폭은 연결부(12)의 폭과 일치한다. 그러나, 연결부(12)는 또한 케이블 홀딩부(2)의 폭보다 좁게 설계될 수 있다.In this configuration, the width of the contact attachment portion 2 matches the width of the connection portion 12. However, the connection part 12 can also be designed narrower than the width of the cable holding part 2.
도 3은 설치된 상태에 있는 스탬프되고 및 굽혀진 부분의 개략적인 측면도를 보여준다. 이미 공지된 바와 같이, 다시 한번 설명하면, 중전류 케이블(4)는 (케이블 홀딩부(2) 내의 개구부(3)을 통과하는) 스크류(5)에 의해 부시(9)와 함께 케이블 가이드 레일(6)에 부착된다. 케이블 홀딩부(2) 및 부시(9)의 케이블 가이드 레일(6)에의 연결은 바람직하게는 플라스틱으로 구성된 전기 절연체를 가지고 케이블 홀딩부(2)와 부시(9)를 압출코팅을 하여 케이블 가이드 레일(6)을 제조하는 동안에 이루어진다.3 shows a schematic side view of a stamped and bent portion in an installed state. As already known, once again, the medium current cable 4 is connected with the bush 9 by the screw 5 (through the opening 3 in the cable holding part 2) together with the bush 9 with the cable guide rail ( 6) is attached. The connection of the cable holding part 2 and the bush 9 to the cable guide rail 6 preferably has an electrical insulator made of plastic, and the cable holding part 2 and the bush 9 are subjected to extrusion coating of the cable guide rail. (6) takes place during manufacture.
이 특정한 실시예에서, 연결부(12)의 용수철 효과는 또한, 연결부(12) 내에서의 굽힘에 의하여 이루어지며, 이는 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 반시계 방향으로 90°회전된 U로 표현된다. 이 경우, 2개의 림프(16, 17)은 서로 평행하게 뻗어 있고, 유사하게 케이블 홀딩부(2)에 대하여 평행하게 배열된다. 연결부(12)는 수직 방향(화살표 방향)으로 작용하는 세로방향의 힘을 흡수하며, 이를 보상한다.In this particular embodiment, the spring effect of the connection part 12 is also made by bending in the connection part 12, which is represented by U rotated 90 ° counterclockwise as can be seen from FIG. 3. . In this case, the two limps 16, 17 extend parallel to one another and are similarly arranged parallel to the cable holding part 2. The connection part 12 absorbs the longitudinal force acting in the vertical direction (arrow direction) and compensates for this.
U-형태 루프의 연결부가 케이블 가이드 레일(6)의 아래에 적절하게 위치될 수 있게 되어, 컨택의 물리적인 크기를 감소시키며 이를 더 소형으로 설계할 수 있게 되므로, 이러한 구성은 특히 공간-절약형 변형이다.This configuration is particularly space-saving, since the connection of the U-shaped loop can be properly positioned under the cable guide rail 6, which reduces the physical size of the contact and allows it to be designed smaller. to be.
그러나, 이러한 루프를 C-형태로 대충 설계하거나 또는 개방된 O로 설계하는 것 또한 가능하다.However, it is also possible to design such loops roughly in the C-shape or with open O.
도 4는 설치된 상태에 있는 본 발명에 의한 중전류 컨택 장치를 도시한다. 케이블(4)는 말단 손잡이(4a) 및 스크류(5)에 의하여 케이블 홀딩부(2)에 연결된다. 케이블 홀딩부(2)는 하우징(9)에 부착되며, 프린트 회로 기판(11)(그 위에서 중전류 컨택 장치가 케이블 부착부(10)에 부착됨) 또한 마찬가지로 하우징(9) 내에 배열된다. 이러한 경우 프린트 회로 기판(11)은, 더 이상 상세하게 도시되지는 않으며 함께 하이브리드 회로를 형성하는, 부품들과 함께 구성된다. 컨택 부착부(10)은 유익하게는 프린트 회로 기판 위에서 한 번의 작동으로 이 부품들과 함께 결합된다.4 shows a medium current contact device according to the invention in an installed state. The cable 4 is connected to the cable holding part 2 by the end handle 4a and the screw 5. The cable holding part 2 is attached to the housing 9, and the printed circuit board 11 (on which the heavy current contact device is attached to the cable attaching part 10) is likewise arranged in the housing 9. In this case the printed circuit board 11 is configured with components, which are no longer shown in detail but together form a hybrid circuit. The contact attachment 10 is advantageously joined with these parts in one operation on the printed circuit board.
상기와 같은 중전류 컨택 장치는 전동 차량에서 보조 파워 스티어링을 위한 전기 펌프 구동 장치에 이용된다.Such a medium current contact device is used in an electric pump driving device for auxiliary power steering in an electric vehicle.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합 포인트는 모든 축 상에서 케이블 스크류-연결 포인트로부터 탄력적으로 분리되지 않는다. 슬롯들은 횡단면을 좁은 웹들로 분할하며, 이에 따라 횡단으로 탄력있게 된다.As can be seen from FIG. 4, the joining points are not elastically separated from the cable screw-connecting points on all axes. The slots divide the cross section into narrow webs and thus become elastic in the cross section.
도 5a는 컨택의 평면도이다. 케이블 홀딩부(2) 내의 개구부(3)을 통해 슬롯 (13)을 볼 수 있다.5A is a top view of a contact. The slot 13 can be seen through the opening 3 in the cable holding part 2.
도 5b는 도 5a의 구성에 대하여 90°회전시킨 것이다. 이 경우, 부착부(10)으로부터 비롯되는, U-형태 밴드의 부분적으로 슬롯된 림을 볼 수 있다.5B is rotated 90 degrees with respect to the structure of FIG. 5A. In this case, a partially slotted rim of the U-shaped band can be seen, coming from the attachment 10.
연결부(12)는 고전류를 수송할 수 있도록 구리로 형성된다.The connection part 12 is made of copper so as to carry a high current.
결합력을 개선시키기 위하여, 적어도 부착부(10) 영역에 주석을 입힌다.In order to improve the bonding force, at least the area of the attachment portion 10 is tinned.
종래 기술에서와 같이 아이(eye)를 리벳으로 고정할 필요가 없으며, 기계적인 접합이 보장된다.There is no need to rivet the eye as in the prior art, and mechanical joining is ensured.
따라서, 컨택은 가이드 레일(6)에 바로 부착된다.Thus, the contact is attached directly to the guide rail 6.
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