KR20120047040A - 전기자동차용 커넥터 터미널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메일 터미널의 접촉튜브의 안팎에 압접용 밴드를 복열로 배치함으로써, 기존의 피메일 터미널과 메일 터미널 사이의 전기적 접촉점수 및 접촉면적을 증가시켜 200A 이상의 대전류가 원활하게 흐를 수 있는 전기자동차용 커넥터 터미널에 관한 것이다.
본 발명은 하부에 제1와이어가 수직방향으로 삽입고정되고, 상측 내부에 중공부가 수평방향으로 형성되는 피메일 터미널; 일단부에 제2와이어가 삽입고정되고, 타단부에 접촉튜브가 형성되어 상기 중공부에 삽입되면서 피메일 터미널과 전기적 접촉이 이루어지는 메일 터미널; 상기 피메일 터미널의 내측 중심부에 장착되어 상기 접촉튜브에 삽입되는 중심축; 상기 피메일 터미널의 내부와 중심축의 외부에 각각 삽입 장착되어 접촉튜브의 외주면과 내주면을 압접시키는 제1 및 제2압접용 밴드;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 커넥터 터미널을 제공한다.

Description

전기자동차용 커넥터 터미널{Connector terminal for electric vehicle}

본 발명은 전기자동차용 커넥터 터미널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차 등에서와 같이 대전류가 원활하게 흐를 수 있는 전기자동차용 고전압 커넥터 터미널에 관한 것이다.

최근 환경문제가 이슈화되면서 에너지절약과 환경오염 최소화의 대상으로 친환경 자동차가 크게 부각되고 있다. 특히, 기존의 내연기관으로 구성된 자동차를 대체하기 위한 것으로서 전기를 동력으로 사용하는 전기 자동차가 주목받고 있다. 이에 따라 전기 자동차의 관련 부품들에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다.

자동차에는 다양한 전기 장치 및 부품들이 포함되어 있으므로 이를 위한 케이블과 커넥터가 필요하다. 특히, 전기 자동차의 경우 일반 자동차와는 달리 300V 이상의 높은 전압과 수십~수백A(암페어)의 대전류가 필요하며 이에 따라 전원장치, 인버터, 모터 등을 연결하기 위해서는 높은 열을 견딜 수 있는 고전압의 커넥터와 케이블 등이 필요하다. 또한, 전기 자동차에 사용되는 상기 커넥터는 외부에서 유입되는 먼지나 수분 등의 침투를 차폐할 수 있어야 한다.

상기 고전압의 커넥터 내부에는 와이어를 연결하기 위한 메일 터미널(male terminal)과 피메일 터미널(femail terminal)이 존재한다.

종래기술에 따른 커넥터 터미널은 도 1에 도시한 바와 같이 제1와이어(11)의 단부에 삽입고정된 피메일 터미널(10)과; 제2와이어(21)의 단부에 삽입고정된 메일 터미널(20)과; 상기 피메일 터미널(10)과 메일 터미널(20) 사이의 삽입되어 견고한 접촉이 이루어지도록 하는 압접용 밴드(일명, crown band);로 구성되어 있다.

상기 피메일 및 메일 터미널(10,20)과 압접용 밴드는 모두 전도성 재질로 이루어진다.

상기 피메일 터미널(10)은 제1와이어(11)의 단부가 내부에 삽입고정되는 튜브형 고정부(12)와; 상기 고정부(12)의 상단에 일체로 형성되고, 내부에 수용홀이 형성된 직사각체 형상의 결합부(13)로 구성된다.

이때, 제1와이어(11)는 피메일 터미널(10)의 고정부(12)의 하부에 상방향으로 삽입되고, 고정부(12) 내부에 삽입되는 제1와이어(11)의 단부는 피복을 벗긴 상태로 삽입되어 터미널과 전기적으로 접촉된다.

상기 메일 터미널(20)은 제2와이어(21)의 단부가 내부에 삽입고정되는 튜브형 고정부(22)와; 상기 튜브형 고정부(22)의 왼쪽 단부에서 직경이 작게 형성된 원통형의 접촉돌기(23)로 구성된다.

이때, 제2와이어(21)는 메일 터미널(20)의 고정부(22)의 측면에서 안쪽으로 삽입되고, 상기 고정부(22) 내부에 삽입되는 제2와이어(21)의 단부는 피복을 벗긴 상태로 삽입되어 전기적으로 접촉된다.

상기 압접용 밴드는 튜브구조로서 튜브에 다수의 절개부를 가지며, 양단에서 중간부로 갈수록 직경이 작아지게 형성되며, 피메일 터미널(10)의 결합부(13) 내부에 삽입된다.

이때, 압접용 밴드의 중간부의 내경은 메일 터미널(20)의 접촉돌기(23)의 외경보다 약간 작게 형성되어, 접촉돌기(23)가 압접용 밴드의 중간부에 삽입되면서 압접(壓接)된다.

도 2는 종래의 메일 터미널(20)의 접촉돌기(23)가 피메일 터미널(10)의 결합부(13)에 삽입 고정된 상태를 보여주는 외관 사시도이다.

상기 피메일 터미널(10)과 메일 터미널(20)의 연결구조를 도 3을 참조하여 상세하게 살펴보면, 피메일 터미널(10)의 결합부(13) 내부에는 고정홈이 형성되어 이 고정홈에 압접용 밴드를 삽입하여 고정할 수 있다.

상기 압접용 밴드를 고정홈에 삽입고정한 후, 메일 터미널(20)의 접촉돌기(23)를 삽입하면, 접촉돌기(23)가 압접용 밴드의 내부로 자연스럽게 삽입된다.

이때, 상기 접촉돌기(23)는 압접용 밴드의 입구에서 걸림없이 용이하게 삽입되지만, 압접용 밴드의 중간부에서부터 압접되면서 삽입된다.

이에 따라, 상기 메일 터미널(20)의 접촉돌기(23)와 피메일 터미널(10)의 결합부(13) 사이에 압접용 밴드에 의해 압접이 이루어지면서 전기적인 접촉이 견고하게 이루어진다.

그러나, 상기 압접용 밴드와 접촉돌기(23)는 도 3의 단면도에서 확대도처럼 점 접촉(point contact)이 이루어지며, 이로 인해 메일 터미널(20)과 피메일 터미널(10)의 전기적 접촉면적이 매우 작아서 전기자동차 등과 같이 200A 이상의 대전류가 흐를 경우에 전류가 원활하게 흐르지 못하는 문제점이 있다.

예를 들면, 메일 터미널(20)을 통해 200A의 전류가 입력된 경우에 피메일 터미널(10)을 통해 120~130A의 전류가 흐르게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 메일 터미널의 접촉튜브의 안팎에 압접용 밴드를 복열로 배치함으로써, 기존의 피메일 터미널과 메일 터미널 사이의 전기적 접촉점수 및 접촉면적을 증가시켜 200A 이상의 대전류가 원활하게 흐를 수 있는 전기자동차용 커넥터 터미널을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하부에 제1와이어가 수직방향으로 삽입고정되고, 상측 내부에 중공부가 수평방향으로 형성되는 피메일 터미널;

일단부에 제2와이어가 삽입고정되고, 타단부에 접촉튜브가 형성되어 상기 중공부에 삽입되면서 피메일 터미널과 전기적 접촉이 이루어지는 메일 터미널;

상기 피메일 터미널의 내측 중심부에 장착되어 상기 접촉튜브에 삽입되는 중심축;

상기 피메일 터미널의 내부와 중심축의 외부에 각각 삽입 장착되어 접촉튜브의 외주면과 내주면을 압접시키는 제1 및 제2압접용 밴드;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 커넥터 터미널을 제공한다.

특히, 상기 제1 및 제2압접용 밴드는 동심원상으로 배열되어, 접촉튜브의 외주면과 내주면을 동시에 압접시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 및 제2압접용 밴드는 축방향으로 일정한 간격을 두고 복수개로 배열되어, 접촉력을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2압접용 밴드는 튜브 구조로서 외주면에 복수의 슬릿홀을 가지며 탄성변형이 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 제1압접용 밴드는 중간부로 갈수록 직경이 작아지게 형성되고, 상기 제2압접용 밴드는 중간부로 갈수록 직경이 크게 형성되어, 제1 및 제2압접용 밴드 사이에 삽입된 접촉튜브에 접촉력을 극대화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전기자동차용 커넥터 터미널의 장점을 설명하면 다음과 같다.

1. 피메일 터미널의 결합부의 내부 중심에 중심축을 장착하고, 피메일 터미널의 결합부의 내부와 중심축의 외부에 각각 제1 및 제2압접용 밴드를 복열로 장착하여 메일 터니널의 접촉튜브를 결합부에 삽입하면 접촉튜브가 상기 제1 및 제2압접용 밴드에 의해 압접됨으로서 전기적 접촉이 견고하게 이루어지고, 접촉점 수 및 접촉면적이 증가하여 200A 이상의 대전류가 흐르는 고전압 커넥터에 적용해도 전류의 흐름을 원활하게 할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 커넥터 터미널 구조를 보여주는 분해도
도 2는 도 1의 조립도
도 3은 도 2의 단면도
도 4는 본 발명에 따른 커넥터 터미널 구조를 보여주는 분해도
도 5는 도 4의 조립도
도 6은 도 5에서 A-A 단면도
도 7은 도 6에서 B-B 단면도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 커넥터 터미널 구조를 보여주는 분해도이고, 도 5는 도 4의 조립도이고, 도 6은 도 5에서 A-A 단면도이다.

본 발명은 피메일 터미널(50)과 메일 터미널(60) 사이의 접촉점수 및 접촉면적을 증가시켜 전기자동차 등과 같이 200A 이상의 대전류가 흐르는 고전압 커넥터에 적용가능한 전기자동차용 커넥터 터미널에 관한 것이다.

본 발명은 제1와이어(11)의 단부에 장착되는 피메일 터미널(50)과; 제2와이어(21)의 단부에 장착되는 메일 터미널(60)과; 피메일 터미널(50)의 내부에 장착되어 피메일 터미널(50)과 메일 터미널(60)의 전기적 접촉점 및 접촉면적을 증가시키는 중심축(53) 및 압접용 밴드로 구성된다.

상기 제1와이어(11) 및 제2와이어(21)는 피메일 터미널(50)과 메일 터미널을 매개로 서로 전기접 접속이 이루어진다.

상기 피메일 터미널(50)과 메일 터미널(60)은 미도시된 커넥터의 내부에 삽입되어 누전을 방지할 수 있다.

도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 피메일 터미널(50)은 전체적으로 ㄱ자 형상을 가지며, 하방향으로 배치되어 내부에 제1와이어(11)가 삽입고정되는 고정부(51)와, 내부에 중심축(53)과 압접용 밴드가 장착되는 결합부(52)로 구성된다.

상기 고정부(51)는 외관상 원통형으로 내부에 상하방향으로 삽입홈을 가지며, 제1와이어(11)의 단부는 상기 삽입홈에 피복이 벗겨진 채로 삽입되어, 고정부(51)와 전기적 접촉이 이루어진다.

상기 결합부(52)는 외관상 직육면체 형상을 가지며, 내부에 좌우방향으로 중공부를 가진다.

또한, 상기 결합부(52)는 외관상 직육면체 형상으로 고정부(51)의 상단에 일체로 형성된 제1몸체와, 원통형상으로 제1몸체의 일측면에서 우측으로 연장형성된 제2몸체로 구성된다.

상기 제1몸체와 제2몸체의 내부에는 중공부가 형성되어 연통되고, 상기 제1몸체와 제2몸체의 내부에는 제1장착홈(52a)과 제2장착홈(52b)이 원주방향을 따라 오목하게 형성되어, 이 제1 및 제2장착홈(52a,52b)에 각각 직경이 상대적으로 큰 제1압접용 밴드(55)가 삽입고정된다.

이때, 상기 제1몸체의 하부에 격벽이 형성되어, 제1몸체의 중공부가 격벽에 의해 고정부(51)의 삽입홈과 분리되어 있다.

상기 제1몸체의 왼쪽 측면은 관통홀이 형성되고, 중심축(53)의 일단부는 상기 관통홀에 삽입지지되어 결합부(52)의 중공부에 축방향으로 길게 배치된다.

상기 중심축(53)의 일단부 주변에는 플랜지부(54)가 반경방향으로 돌출되게 형성되어, 중심축(53)을 제2몸체의 개구부를 통해 삽입하여 관통홀을 통해 중심축(53)의 일단부가 돌출되며, 플랜지부(54)가 제1몸체의 안쪽 단부에 걸려지면서 중심축(53) 전체가 중공부의 중심축선 상에 배치된다.

또한, 상기 중심축(53)에는 제3장착홈(53a)과 제4장착홈(53b)이 원주방향으로 연속해서 오목하게 형성되고, 이 제3 및 제4장착홈(53a,53b)에 제2압접용 밴드(57)가 길이방향으로 나란하게 고정된다.

상기 제1압접용 밴드(55)는 원통형의 튜브 구조로서, 결합부(52)의 제1 및 제2장착홈(52a,52b)에 각각 압입고정되고, 다수의 슬릿홀(56)이 상기 튜브의 외주면에 길이방향으로 길게 형성되면서 원주방향을 따라 일정간격을 두고 배치되고, 튜브의 중간부로 갈수록 직경이 작아지게 형성되며, 튜브의 중간부의 직경이 메일 터미널(60)의 접촉튜브(62)의 외경보다 약간 작아서 제1압접용 밴드(55)의 내부에 접촉튜브(62)를 삽입하면 제1압접용 밴드(55)의 중간부가 접촉튜브(62)의 외경면과 접촉하여 탄성변형되면서 접촉튜브(62)에 압접된다.

다시말해서, 상기 제1압접용 밴드(55)의 양단부의 직경은 결합부(52)의 제1 및 제2장착홈(52b)의 직경과 동일하고, 제1압접용 밴드(55)의 중간부는 그 직경이 접촉튜브(62)의 외경보다 작아 제1 및 제2장착홈(52a,52b)에서 내경방향으로 돌출되어 접촉튜브(62)의 삽입시 접촉튜브(62)의 외경면에 압력을 가하면서 접촉된다.

상기 제2압접용 밴드(57)는 원통형의 튜브 구조로서, 제1압접용 밴드(55)의 직경보다 상대적으로 작은 직경을 가지며, 중심축(53)의 제3 및 제4장착홈(53a,53b)에 각각 압입고정되고, 다수의 슬릿홀(56)이 상기 튜브의 외주면에 길이방향으로 길게 형성되면서 원주방향을 따라 일정간격을 두고 배치되고, 튜브의 중간부로 갈수록 직경이 크게 형성되며, 튜브의 중간부의 직경이 접촉튜브(62)의 내경보다 약간 커서 제2압접용 밴드(57)의 외부에 접촉튜브(62)를 삽입하면 제2압접용 밴드(57)의 중간부가 접촉튜브(62)의 내경면과 접촉하여 탄성변형되면서 접촉튜브(62)에 압접된다.

다시말해서, 상기 제1압접용 밴드(55)의 양단부의 직경은 중심축(53)의 제3 및 제4장착홈(53b)의 직경과 동일하고, 제2압접용 밴드(57)의 중간부는 그 직경이 접촉쥬브의 내경보다 작아 제3 및 제4장착홈(53a,53b)에서 외경방향으로 돌출되어 접촉튜브(62)의 삽입시 접촉튜브(62)의 내경면에 압력을 가하면서 접촉된다.

여기서, 상기 제1압접용 밴드(55)와 제2압접용 밴드(57)는 동심원상으로 결합부(52)와 중심축(53)의 각 장착홈에 복열로 고정된다.

또한, 상기 메일 터미널(60)은 일(一)자 형상을 가지며, 우측에 배치되고 내부에 삽입홈이 형성되어 제2와이어(21)가 삽입고정되는 고정부(61)와, 내부에 수용부가 형성되는 접촉튜브(62)로 구성된다.

이때, 상기 제2와이어(21)의 단부는 피복이 벗겨진 채로 메일 터미널(60)의 삽입홈에 삽입되어 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 피메일 터미널(50), 중심축(53), 제1 및 제2압접용 밴드(55,57), 메일 터미널(60)은 모두 구리와 같은 전도성 재질로 이루어져 물리적인 접촉에 의해 전류가 흐를 수 있다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 전기자동차용 커넥터 터미널의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 7은 도 6에서 B-B 단면도이다.

예를 들면, 전류가 제1와이어(11)에 인가되면 제1와이어(11)의 단부에 연결된 피메일 터미널(50)에 전류가 흐르고, 피메일 터미널(50)의 결합부(52)의 내부에 장착된 중심축(53)에 전류가 흐른다.

계속해서, 결합부(52)의 제1 및 제2장착홈(52a,52b)에 각각 압입된 제1압접용 밴드(55)에 전류가 흐르고, 또한 중심축(53)의 제3 및 제4장착홈(53a,53b)에 각각 압입된 제2압접용 밴드(57)에 전류가 흐른다.

여기서, 상기 제1압접용 밴드(55)와 제2압접용 밴드(57) 사이로 메일 터미널(60)의 접촉튜브(62)가 삽입되면, 상기 접촉튜브(62)에 가해진 미는 힘에 의해 접촉튜브(62)가 제1압접용 밴드(55)의 중간부와 제2압접용 밴드(57)의 중간부 사이로 통과하면서 제1 및 제2압접용 밴드(57)의 중간부를 눌러 탄성변형시킨다.

이때, 도 6에 도시한 바와 같이 제1 및 제2압접용 밴드(55,57)의 중간부와 접촉튜브(62) 사이에 4곳에서 접점이 형성되고, 제1 및 제2압접용 밴드(55,57)의 반발력에 의해 접촉튜브(62)가 압접되면서 된다.

실질적으로는, 도 7에 도시한 바와 같이 상기 제1압접용 밴드(55)의 반발력이 접촉튜브(62)의 외주면에 내경방향으로 작용하고, 제2압접용 밴드(57)의 반발력이 접촉튜브(62)의 내주면에 외경방향으로 작용함으로써, 피메일 터미널(50)과 메일 터미널(60) 사이에 접촉점 및 접촉면적이 증가한다.

또한, 메일 터미널(60)의 접촉튜브(62)가 그 내주면과 외주면에서 4개의 압접용 밴드에 의해 압접됨으로써 접촉력을 증가시켜, 200A 이상의 대전류가 상기 압접용 밴드를 통해 원활하게 흐를 수 있게 된다.

11 : 제1와이어 21 : 제2와이어
50 : 피메일 터미널 51 : 고정부
52 : 결합부 52a : 제1장착홈
52b : 제2장착홈 53 : 중심축
53a : 제3장착홈 53b : 제4장착홈
54 : 플랜지부 55 : 제1압접용 밴드
56 : 슬릿홀 57 : 제2압접용 밴드
60 : 메일 터미널 61 : 고정부
62 : 접촉튜브

Claims (6)

1. 하부에 제1와이어(11)가 삽입고정되고, 상측 내부에 중공부가 형성되는 피메일 터미널(50);
   일단부에 제2와이어(21)가 삽입고정되고, 타단부에 접촉튜브(62)가 형성되어 상기 중공부에 삽입되면서 피메일 터미널(50)과 전기적 접촉이 이루어지는 메일 터미널(60);
   상기 피메일 터미널(50)의 내측 중심부에 장착되어, 접촉튜브(62)의 내부에 삽입되는 중심축(53);
   상기 피메일 터미널(50)의 내부와 중심축(53)의 외부에 각각 삽입 장착되어 접촉튜브(62)의 외주면과 내주면을 압접시키는 제1 및 제2압접용 밴드(55,57);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 커넥터 터미널.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 및 제2압접용 밴드(55,57)는 동심원상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 커넥터 터미널.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 및 제2압접용 밴드(55,57)는 축방향으로 일정한 간격을 두고 복수개로 배열되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 커넥터 터미널.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 및 제2압접용 밴드(55,57)에 복수의 슬릿홀(56)이 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 커넥터 터미널.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1압접용 밴드(55)는 중간부로 갈수록 직경이 작아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 커넥터 터미널.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2압접용 밴드(57)는 중간부로 갈수록 직경이 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 커넥터 터미널.
   
   
   
   
   

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