KR20130009803A - 벽 관통용 밀봉형 전기 접속구 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

벽 관통용 밀봉형 전기 접속구 제조장치 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 엔진 블록에 포함된 센서 또는 액츄에이터를 중앙 유닛과 접속시키기 위해, 엔진 블록 벽(13)을 관통하는 밀봉형 전기 접속구를 제조하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 벽(13)의 개구(12)에 배치되도록 구성되는, 하나 이상의 보어(14)가 형성된 커넥터(2)와, 와이어링 하네스(6)와 연결되는 하나 이상의 전기접점(4)을 포함하며, 상기 전기접점(4)은 하나 이상의 Ｏ링 씰(36)에 의해 둘러싸여 커넥터(2)의 보어(14)에 배치되며, 상기 접속구는 또한, 와이어링 하네스(6)와, 이 와이어링 하네스(6)와 연결되는 전기접점(4)의 단부와, 커넥터(2)의 단부 상의 오버몰딩부(10)를 포함함으로써, 이 접속구가 개구(12)에 장착된 후에, 상기 오버몰딩부(10)와 커넥터(2) 사이의 접합부가 벽(13)의 일측에 위치된다.

Description

벽 관통용 밀봉형 전기 접속구 제조장치 및 제조방법{DEVICE FOR PRODUCING A SEALED ELECTRICAL CONNECTION THROUGH A WALL AND CORRESPONDING METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은, 예를 들면 외부에 컨트롤 유닛을 갖는 엔진 블록에 배치되는, 예를 들면 센서 또는 능동소자(active device)를 엔진 블록에 연결하기 위한, 벽 관통용 밀봉형 전기 접속구(sealed electrical connection) 제조장치에 관한 것이다.
자동차 분야에서, 매우 많은 센서와 매우 많은 구동 유닛(actuating unit)이 사용되는데, 이들은 자동차에 배치된 중앙 유닛(central unit)에 연결된다. 센서는 예를 들면 액체, 온도 또는 압력 레벨 센서이며, 구동 유닛은 전자밸브 또는 액츄에이터이다.
센서 및/또는 구동 유닛은 예를 들면 엔진에, 더 구체적으로는 엔진 블록에 배치되어 있음에 반해, 중앙 유닛은 차량의 임의 장소에 배치된다. 그래서 센서와 구동 유닛을 중앙 유닛에 연결하기 위해 전기 하네스(electrical harness) 형태의 유선 접속구가 제공된다. 엔진 블록에 배치되는 센서와 구동 유닛의 경우, 전기 하네스는 크랭크케이스(crankcase)를 통과하며, 이 크로싱(crossing)은 누설방지성(leak-tight)이 있어야 한다.
일반적으로, 센서 또는 구동 유닛은, 중앙 유닛에 연결되는 와이어링 하네스(wiring harness)의 전기접점(electrical contact)에 연결될 전기접점의 단부에 제공되는 와이어링 하네스의 일부분을 포함한다. 센서 또는 구동 유닛의 와이어링 하네스는 엔진 블록의 크랭크케이스의 벽을 관통하며, 전기접점은 그 와이어링 하네스가 중앙 유닛의 와이어링 하네스의 접점과 연결되는 엔진 블록의 외측으로 돌출된다.
엔진 블록의 크랭크케이스 벽의 밀봉형 크로싱을 보장하는 장치는, 크랭크케이스 관통 커넥터(crankcase passage connector)로 알려진 커넥터를 포함하는데, 이 커넥터는 크랭크케이스 벽의 외주(outer periphery)와 크랭크케이스 벽 통로의 단부(edge) 사이에 배치되는 개스킷에 의해 벽을 관통하여 안내하는 통로에 밀봉 방식으로 장착된 플라스틱 재료로 형성되어 있다. 이 실시형태는 만족스러운 밀봉성을 제공한다.
한편, 밀봉 문제는 크랭크케이스 관통 커넥터, 센서 또는 구동 유닛의 전기접점과 와이어링 하네스 사이에서 발생한다.
이러한 밀봉을 달성하기 위해 몇 가지 해결책이 있다.
이 중 하나는 잘라 구부린 금속 시트로 전기접점을 형성하고 나서 크랭크케이스 관통 커넥터를 형성하기 위해 전기접점 위에 직접 오버몰딩(over-moulding)함으로써 이루어진다. 그러나 와이어링 하네스의 케이블의 스트랜드(strand)와 오버몰딩부 사이의 밀봉은 달성하기가 어렵다. 밀봉 문제는 스트랜드를 따라 또는 하네스의 케이블의 스트랜드 사이에서, 모세관현상(capillarity)에 의해, 엔진 블록에 존재하는 오일의 상승 때문에 발생된다.
다른 해결책은 Ｏ링 씰(seal)을 기계가공 및 끼워 맞춤에 의해 전기접점을 형성함으로써 이루어진다. 그리고 나서 크랭크케이스 관통 커넥터가 접점과 Ｏ링 씰 상에 직접 오버몰딩된다. 상기 해결책은 아래와 같이 몇 가지 단점이 있다.
- 개스킷이 보어(bore)에 장착되는 종래의 조립체와 달리, 보어가 오버몰딩에 의해 개스킷 주변에 형성되기 때문에, 개스킷의 작용을 기대하기가 어렵다. 밀봉은 오버몰딩에 의해 형성되므로, 따라서 밀봉은 고정밀도로 제어될 필요가 있는 사출성형 파라미터(injection parameter)에 직접적으로 의존한다.
- 개스킷은 플라스틱 재료의 온도, 플라스틱 재료의 사출 속도(injection rate) 및/또는 압력에 의해 오버몰딩 중에 열화(劣化) 될 수 있다. 개스킷의 손상이 있는 경우, 이는 시각적으로 검출할 수 없다.
- 크랭크케이스 관통 커넥터의 전기접점의 축방향 위치(axial position)는 사출성형 중에, 접점이 사출금형 내에서 움직일 수 있으므로 제어되지 않는다. 이 단점을 해소하기 위해, 접점을 금형 핀(pin)으로 유지하는 것이 제시될 수 있지만, 접점이 핀 통로에서 커넥터를 통해 볼 수 있게 된다. 게다가 단락(short-circuit)의 위험이 전도성 액체(conductive liquid)의 존재시에 발생될 수 있다.
- 마지막으로, 접점을 금형 내에 위치결정하는 데에 요구되는 정밀도는 오버몰딩 시간을 늘리고, 그 결과 크랭크케이스 관통 커넥터의 제조비용을 증가시킨다.
GB 2 420 919 문헌에는 케이블을 수중펌프(submersible pump)에 연결하는 장치가 기술되어 있다. 이 접속구는 많은 부품을 포함하고 있는데, 그것은 조립 결함의 위험과 잠재적인 누설 경로(potential leakage route)의 수가 증가하도록 하기 때문에 신뢰성의 문제를 수반하며 제조비용이 높다. 따라서 장치를 간소화하여 그 비용을 절감하려고 하는 자동차 분야에 적용하는데 적합하지 않다.
따라서 본 발명의 목적은 밀봉성이 종래 기술의 것과 비교하여 개선되도록 벽의 크로싱, 특히 엔진 블록 크랭크케이스 벽의 기밀한 크로싱을 가능하게 하고, 또 간소한 구성과 부품 수 감소를 제공하는 전기 접속구를 제공함에 있다.
상기 목적은, 벽에 형성된 개구(opening)의 표면과 협력하도록 구성된 외주면(outer surface)과 둘 이상의 횡단 보어(traversing bore)를 갖도록 사전에 형성된 크랭크케이스 관통 커넥터, 각각이 와이어링 하네스의 단부에서 센서 또는 구동 유닛에 연결되도록 구성되며 각각이 보어에 장착되는 둘 이상의 전기접점, 접점과 보어의 내주면(inner surface) 사이에 끼워지는 밀봉수단, 및 전기 하네스를 크랭크케이스 관통 커넥터에 대해 기계적으로 지지하는 수단을 포함하는 벽 관통용 전기 접속구에 의해 달성된다. 상기 기계적 지지수단(mechanical maintaning means)은, 보어로부터 돌출하는 접점의 일부분과 전기 하네스의 일부분을 둘러싸는 오버몰딩부 형태로 제조되며 또한 커넥터와 일체가 된다. 따라서 오버몰딩은 벽을 통한 밀봉성에는 관계가 없으며, 오버몰딩부가 벽에 있는 개구의 외측에 위치된다. 전기접점과 크랭크케이스 관통 보어 사이의 밀봉수단은, 예를 들면 통상의 기능을 수행하는 하나 이상의 개스킷에 의해 형성되며, 밀봉성은 충분히 제어된다.
오버몰딩부는 또한, 두 텔레미터 접점(two telemetric contact) 사이의 전기절연을 보장한다. 또, 오버몰딩부는 전기접점을 기계적으로 지지하여, 전기접점의 후퇴를 회피한다. 게다가, 오버몰딩부는 와이어를 전기접점의 말단(terminal)에 대해 고정시켜, 예를 들면 진동이나 부정확한 취급(incorrect handling)에 기인하는, 예컨대 피로로 인한 와이어의 파손에 기인한, 전기 접속의 파괴를 회피한다.
따라서 본 발명은, 부품 수가 줄어드는 매우 간단한 방식으로, 수명이 길며, 제조가 비교적 간단하고 또한 원가가 절감되는, 튼튼한 접속구(robust connection device)를 제안한다. 게다가 상기 접속구는 자동차 분야에 특히 적합하다.
또한, 크랭크케이스 관통 커넥터의 보어에서의 접점의 끼워맞춤(fitting)은, 보어 내 개스킷(36)의 압착(compression)에 의해, 압력(forcing)에 의해, 클립 고정(clipping) 및/또는 접착(bonding)에 의해 달성될 수 있다. 이와 같이 접점의 위치는 통제되며, 오버몰딩부의 경우에, 그 형성(formation)이 전기접점의 위치 변화를 감행하지 않는다. 게다가 끼워맞춤은 간단히 행해지며 또 신속하다.
엔진 블록에 대한 적용시, 오버몰딩부는 엔진 블록의 내부에 완전히 배치되며, 따라서 상기 오버몰딩부와 크랭크케이스 관통 커넥터 사이의 접합부(junction)는 잠재적인 누설의 관점에서 엔진 블록과 크랭크케이스 관통 커넥터 사이의 밀봉지점의 상류 쪽으로 엔진 블록에 배치된다. 그 결과, 오버몰딩부는 더 이상 밀봉 기능은 갖지 않지만, 접점과 하네스를 기계적으로 지지하는 기능과 전기접점 사이의 전기절연 기능만은 갖는다. 게다가 오버몰딩을 행하기 위한 사출성형 파라미터의 사소한 변화는 상기 기능들에 큰 영향을 주지 않는다. 오버몰딩부와 크랭크케이스 관통 커넥터 사이의 접합부가 누설 방지성이 없다고 해도, 크랭크케이스 관통 커넥터와 엔진 블록의 크랭크케이스 벽에 있는 개구 사이 및 전기 도체와 크랭크케이스 관통 커넥터 사이에 배치되는 개스킷에 의해 누설이 중단되므로, 이것은 성가시지 않다.
또한, 본 발명의 덕택으로, 효율이 입증된 종래의 개스킷은 모든 밀봉 지점에 이용될 수 있다.
다음으로, 본 발명 주제는 주로, 벽을 관통하는 밀봉형 전기 접속구(sealed electrical connection device)에 있어서, 상기 벽의 개구(opening)에 배치되도록 구성되며 둘 이상의 보어가 형성된 커넥터와, 와이어링 하네스(wiring harness)에 각각 연결된 둘 이상의 전기접점(electrical contact)을 포함하며, 상기 전기접점은 밀봉수단(sealing means)으로 둘러싸여 커넥터의 보어(bore)에 각각 배치되며, 상기 밀봉수단은 전기접점과 보어 사이의 밀봉을 보장하며, 상기 전기 접속구는 또한, 커넥터의 보어의 단부(end)에 배치되는 커넥터 상의 전기 하네스를 기계적으로 지지하는 수단을 포함함으로써, 전기 접속구가 벽의 개구에 설치되면, 기계적 지지수단(mechanical maintaning means)이 전기 하네스와, 하네스에 연결된 전기접점의 단부 및 커넥터의 단부 상에 오버몰딩부로 형성되며, 그 결과, 전기 접속구가 벽의 개구에 설치되면, 오버몰딩부와 커넥터 사이의 접합부가 벽의 일측에 위치된다.
유리한 방식으로서, 전기접점은, 그 외주면에, 하나 이상의 개스킷, 예를 들면 밀봉수단을 형성하는 Ｏ링 씰(O-ring seal)의 위치결정을 위한 하나 이상의 홈(groove)을 포함한다. 전기접점은, 다른 전기접점과 접촉을 이루도록 구성된 단부(end portion)와, 와이어링 하네스 측의 대경부(portion of larger diameter)를 포함할 수 있고, 개스킷을 수용하는 상기 하나 이상의 홈은 상기 대경부에 형성되며, 보어는 단부 지지용 소경의 중간부(median portion of smaller diameter)를 포함한다.
전기접점은, 상기 하나 이상의 개스킷의 압착(compression)에 의해 및/또는 보어에서의 상기 접점의 압력 끼워맞춤(force fitting)에 의해 및/또는 접착에 의해 및/또는 클립 고정(clipping)에 의해 보어에 지지될 수 있다.
커넥터는, 바람직하게는, 기계적 지지부(mechanical maintaining part) 고정수단을 포함한다. 기계적 지지부가 오버몰딩부인 실시예에서, 상기 고정수단(means of fastening)은 오버몰딩부가 형성되는 단부에 위치해 있는 장착수단(means of attachment)에 의해 형성된다. 커넥터는, 예를 들면, 그 외주면 상에, 상기 벽의 개구 표면과의 밀봉을 보장하도록 구성된 스팬부(span)와, 개구에서의 전기 접속구의 축방향 위치에서의 차단(blocking)에 관여하는 수단을 포함한다. 커넥터는 또한, 보어의 개구단(open end)에, 상기 접속구의 전기접점과 접촉을 이루도록 구성된 전기접점 연결수단(means of joining)을 포함한다.
일 예로서, 와이어링 하네스는, 예를 들면 센서 또는 구동 유닛과 연결되며, 전기접점은 중앙 유닛과 연결되도록 구성된다. 한편, 벽은 자동차 엔진의 엔진 블록의 크랭크케이스 벽일 수 있으며, 센서는 액체, 압력 또는 온도 레벨 센서이고, 구동 유닛은 전자밸브 또는 액츄에이터이다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 밀봉형 전기 접속구를 제조하는 방법에 관한 것으로서,
- 플라스틱 재료의 사출(injection)에 의해 커넥터를 성형하는 단계,
- 전기접점과 와이어링 하네스를 성형하는 단계,
- 전기접점 둘레에 밀봉수단을 배치하는 단계,
- 커넥터의 보어에 접점을 배치하는 단계,
- 예를 들면, 클립 고정에 의해, 접착에 의해 또는 플라스틱 재료의 사출에 의한 오버몰딩부의 오버몰딩에 의해, 하네스의 기계적 지지를 확실히 하는 단계
를 포함한다.
본 발명은 뒤따르는 설명과 첨부된 도면에 의해 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 접속구의 종단면 사시도이다.
도 2는 도 1의 접속구에 실시된 크랭크케이스 관통 커넥터의 종단면 사시도이다.
도 3은 크랭크케이스 관통 커넥터에 끼워 맞추기 전의 전기접점과 전기 하네스의 상세도이다.
도 4는 오버몰딩을 행하기 전의 본 발명에 따른 접속구의 종단면 사시도이다.
도 5a 및 5b는 벽의 개구의 위치에서의 본 발명에 따른 접속구의 종단면도와 중앙 유닛에 각각 연결되어 있는 전기접점에 접속된 상기 접속구의 종단면도이다.
도 1에, 벽 관통용 전기 접속구의 일 실시예가 도시되어 있다. 이 벽은, 엔진 블록에 위치된 컴포넌트(component)를, 예를 들면 엔진실(engine compartment) 내에서 엔진으로부터 떨어진 위치에 배치되어 있는 중앙 유닛에 연결하도록 구성된, 예를 들면 자동차의 엔진 블록의 크랭크케이스 벽이다.
뒤따르는 설명에서는, 예로서, 이 벽은 엔진 블록 크랭크케이스 벽인 것으로 상정되지만, 본 발명의 적용과 관련하여 어떠한 경우에도 이로 한정되지 않는다.
접속 대상 컴포넌트는, 예를 들면 액체, 압력, 온도 레벨 센서 등과 같은 계측 컴포넌트, 또는 전자석과 같은 액츄에이터나 전자밸브와 같은 구동 유닛이다. 설명의 나머지 부분에서, 센서 또는 구동 유닛은 간략화를 위해 접속 대상 컴포넌트라는 일반적인 용어로 지칭될 것이다.
도 1에 나타낸 본 발명에 따른 접속구는 제1 부품(2) 또는 이하에서 크랭크케이스 관통 커넥터로 지칭되는 커넥터, 하나 이상의 전기접점(4)(제시된 예에서는 2개), 각 전기접점(4)의 일단부에 전기적으로 연결되고 타단부가 접속 대상 컴포넌트(8)에 연결되도록 구성된 와이어링 하네스(6)(도 5b에 개략적으로 도시됨) 및 와이어링 하네스를 크랭크케이스 관통 커넥터(2) 상에 기계적으로 지지하는 수단을 포함한다. 도시된 예 및 유리한 방식에서, 상기 지지수단은 오버몰딩부(10)에 의해 형성된다.
도 2에 단독으로 도시된 크랭크케이스 관통 커넥터(2)는 종축(X)을 갖는다. 크랭크케이스 관통 커넥터(2)는 벽(13)에 형성된 개구(12)(도 5a)의 표면과 접촉하도록 구성된 외면(11)과, 각각 전기접점을 수용하도록 구성된 축(X) 방향의 2개의 횡단 보어(traversing bore)(14)를 포함한다.
본 발명에 따른 접속구가 벽의 개구(12)에 관통되도록 장착되면, 종방향 단부(2.1, 2.2)는 벽(13)의 내측면과 외측면의 양측으로 돌출된다. 크랭크케이스 관통 커넥터(2)의 제1 단부(2.1)는 엔진 블록 안으로 돌출되고 또한 크랭크케이스 관통 커넥터(2)의 제2 단부(2.2)는 엔진 블록의 외측으로 돌출된다.
이하에서, 제1 종방향 단부(2.1)로부터 제2 종방향 단부(2.2)까지의 크랭크케이스 관통 커넥터(2)의 외면(10)에 대해 설명한다.
도시된 예에서, 제1 단부(2.1)는 유리하게는, 크랭크케이스 관통 커넥터(2) 상에서의 오버몰딩부(10)의 장착을 향상시킬 수 있는 수단(16)을 포함한다. 이 수단(16)은, 도시된 예에서, 보어(12)의 제1 단부(12.1)를 정렬시키는 슬리브(16.2)의 단부에 배치된 크라운부(crown)(16.1)에 의해 형성된다. 크라운부(16.1)는 오버몰딩부가 둘러싸는 반경방향의 돌출부(radial protuberance)를 형성함으로써, 크랭크케이스 관통 커넥터에 대한 장착을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 외면(11)은 벽(13)의 내면에 지지되도록 구성된 환형 돌출부(annular protuberance)(18)를 포함한다. 환형 돌출부(18)는 오버몰딩에 의해 형성될 수 있다. 또한, 외면은 벽의 개구와 커넥터(2) 사이에 밀봉 스팬부(sealing span)(19)를 포함한다. 스팬부(19)는 예를 들면 개구에 끼워 맞춰진 개스킷과 협력하거나 또는 개스킷 끼워맞춤용 홈을 포함할 수 있다.
외면(11)은 또한, 엔진 블록의 외측에 위치되도록 구성되고 또 축방향 위치(도 5a)에서 개구 내의 접속구를 차단하는 수단(23), 예를 들면 벽(13)의 외면에 지지되도록 구성된, 클립 또는 스테이플 타입 차단 링(staple type blockage ring)을 수용하도록 구성된 후술하는 환형 홈(annular groove)(20)을 포함한다. 따라서 환형 돌출부(18)와 환형 홈(20) 사이의 스팬부(19)의 길이는 벽(13)의 두께와 실질적으로 동일하다. 다른 차단 수단이 제공될 수 있으며, 그것은 핀(pin)일 수 있고, 이 경우에 커넥터는 핀용 하우징, 또는 개구(12)나 엔진 블록의 외측에 배치된 너트와 직접 상호작용하여 벽(13)에 지지되게 되는 나사를 포함한다.
마지막으로, 크랭크케이스 관통 커넥터(2)의 제2 단부(2.2)는 중앙 유닛과 연결되어 있는 전기접점을 연결하는 수단(21)을 포함한다. 도시된 예에서, 제2 단부는, 암부분(female part)과의 클립 고정에 의한 결합을 확실히 위해 외측을 향해 반경방향으로 뻗은 콘형 돌출부(conical protuberance)를 갖는 수부분(male part) 형태이다.
이하, 보어(14)에 대해 설명한다. 보어는 주로, 엔진 블록의 내측에 있는 제1 단부(4.1)로부터 엔진 블록의 외측에 있는 제2 단부(4.2)까지 축방향으로 배치된 3 영역(22, 24, 26)을 포함한다.
지름 D22의 제1 영역(first portion)(22)과 제3 영역(26)은 단면이 감소된 영역(24)에 의해 분리되어 있다.
도시된 예에서, 2개의 보어의 제3 영역(26)은 공유이며, 2개의 전기접점의 2개의 단부(28)는 이 공통 영역(26) 내에 평행하게 배치된다.
도 3에, 본 발명에서 실시될 수 있는 전기접점(4)의 일 실시예가 도시된다.
도시된 예에서, 접속구는 2개의 실질적으로 동일한 전기접점을 실시하지만, 그 중 하나만 상세히 설명될 것이다.
전기접점(4)은 중앙 유닛에 연결된 전기접점과 접촉을 이루도록 구성된 제1 단부(28)와, 밀봉수단을 지지하는 중간부(median portion)(30) 및 와이어링 하네스(6)에 연결되는 부분(32)을 포함한다. 와이어링 하네스(6)의 케이블 와이어는 전기접점 상에 압착되거나(crimped) 또는 납땜된다(soldered).
도시된 예에서, 이 단부(28)는 유리하게는, 조립시, 접점의 위치결정을 용이하게 하는 실질적으로 직사각형 형상에 상응하는 단면을 갖는 부분(24)과 협동하는 직사각형 단면으로 이루어진다.
중간부(30)는, 그 외주면 상에, 하나 이상, 유리하게는 복수의 홈(34)을 포함하는데, 이 홈에 개스킷(36), 예를 들면 Ｏ링 씰이 장착된다.
중간부(30)의 지름 D30과 보어의 제1 영역의 지름 D22은 개스킷(36)의 압착 및 전기접점과 보어 사이의 밀봉을 확실히 하도록 선택된다.
상술한 바와 같이, 보어의 제2 영역(24)의 형상은 접점의 단부(28)의 관통을 가능하게 하는 그러한 형상이다.
도시된 예에서, 보어의 제1 영역(22)은, 전기접점의 위치결정을 용이하게 하는 끝을 자른 콘 형상부(truncated cone shape)에 의해 제2 영역에 연결된다. 전기 도체의 중간부는 상응하는 형상을 갖는다. 이 영역(24)의 콘 형상부는 또한, 보어 내의 개스킷의 삽입을 용이하게 한다.
전기접점은, 개스킷의 압착에 의해, 및/또는 보어의 제2 영역(24) 내의 접점의 단부의 압력 끼워맞춤(force fitting)에 의해 및/또는 접착(bonding)에 의해 및/또는 클립 고정(clipping)에 의해, 크랭크케이스 관통 커넥터(2)에 지지된다.
보어의 제3 영역(26)은, 개스킷을 통해, 본 발명에 따른 접속구와 중앙 유닛에 연결된 전기접점 사이의 밀봉을 확실히 하며, 상기 개스킷은 엔진 블록의 외부 환경에 대한 밀봉을 확실히 한다. 임의의 다른 수단이 상정될 수 있으며, 개스킷은 중앙 유닛에 연결된 전기접점의 암부분에 끼워 맞춰질 수 있다.
오버몰딩부(10)는, 크랭크케이스 관통 커넥터의 장착부 상에 그리고 전기접점과 와이어링 하네스(6)가 연결되는 부분(32)의 둘레에 형성된다. 오버몰딩부(10)는 전기접점의 전도부분(conductive part)(32)을 완전히 덮어 단락의 위험을 피한다. 게다가 오버몰딩부는 정해진 위치에서의 전기 하네스의 지지를 확실히 하며 또 벽의 개구에서의 위치를 결정하는 접속구의 취급을 용이하게 한다. 오버몰딩부(10)는 경질 재료(rigid material)로 만들어지거나 또는 전기 하네스를 순응시킬 필요성과 용도에 따라 어느 정도의 유연성을 갖는 재료로 만들어질 수 있다.
변형예로서, 와이어링 하네스의 기계적 지지는 클립 고정에 의해 또는 접착에 의해 달성될 수 있으며, 이때 부가적인 부품이 하네스와 커넥터 사이에 설치될 수 있다.
크랭크케이스 관통 커넥터와 오버몰딩부는 열가소성(thermoplastic) 재료 또는 탄성(elastomeric) 재료로 만들어질 수 있다.
단 하나의 전기접점을 포함하는 본 발명에 따른 전기 접속구를 제조하는 방법의 일 예가 이하에서 설명될 것이다.
우선, 크랭크케이스 관통 커넥터는 플라스틱 재료의 사출에 의해 형성되며, 또 전기접점은 와이어링 하네스와 연결되어 있다. 전기접점은, 예를 들면 기계가공에 의해 형성된다. 하나 이상의 홈이 전기접점의 중간부의 외주면 상에 기계가공된다.
다음 단계 동안에, Ｏ링 씰이 전기접점의 각각의 홈에 배치된다. 그 후에 전기접점은, 커넥터(2)의 제2 영역(24) 또는 임의의 지지물에 접촉하여 지지될 때까지, 크랭크케이스 관통 커넥터의 보어 안으로 도입된다. 도시된 예에서, 직사각형 단면에 의해, 이 영역(24)은 커넥터 내에 전기접점을 올바른 위치에 두는 역할을 하며, 전기접점의 단부(28)도 직사각형 단면을 갖는다.
개스킷은 압착되어, 선택적으로 접점의 지지와 밀봉을 확실히 한다. 전기접점의 단부(32)는 정해진 치수에 따라 보어의 제3 영역 안으로 돌출된다. 그에 따라 형성된 조립체가 도 4에 도시되어 있다.
또한, 접착 단계가 부여될 수 있다. 지지가 클립 고정에 의해 달성되는 경우에, 클립 고정은 보어 내 전기접점의 끼워맞춤과 동시에 행해진다.
그에 따라 형성된 크랭크케이스 관통 커넥터/전기접점 및 와이어링 하네스 조립체는 몰드 내에 배치되며, 와이어링 하네스는 원하는 방향을 따라 배치된다. 오버몰딩부(10)는 그 후에 몰드 안으로의 플라스틱 재료의 사출에 의해 형성된다. 게다가 전기접점은 크랭크케이스 관통 커넥터(2) 내에 견고하게 지지되므로, 상기 사출이 전기접점의 이동을 야기하지 않는다.
그 후, 벽 개구에 미리 장착되고 또한 엔진 블록에 배치된 컴포넌트 및 중앙 유닛에 연결되는 본 발명에 따른 접속구가 얻어진다.
벽에서의 이러한 접속구의 끼워 맞춤은 도 5a 및 5b에 도시되어 있으며, 후술하는 방식으로 행해진다.
크랭크케이스 관통 커넥터(2)는 환형 돌출부(18)가 벽의 내측면에 접촉하여 지지되도록 벽(13)의 개구(12) 안으로 도입되며, 차단 수단(23)이 홈(20)에 장착되어, 벽에서의 접속구의 축방향 지지를 확실히 한다. 상기 차단 수단(23)은, 도시된 예에서, 클립 또는 스테이플(staple)일 수 있다. 변형예로서, 차단 수단은 핀 또는 나사(threading)일 수 있다. 개스킷은 옵션 선택에 따라, 크랭크케이스 관통 커넥터의 스팬부 상에 또는 개구 내에 장착될 수 있다.
엔진 블록에 위치되는 와이어링 하네스(6)는 접속 대상 컴포넌트(8)와 연결된다. 와이어링 하네스(41)를 통해 중앙 유닛과 연결되어 있는 전기접점(40)은 그 후에 본 발명에 따른 접속구와 연결되며, 조립이 도시된 예에서는 클립 고정에 의해 행해진다.
본 발명의 덕택으로, 접속구와 벽 사이 및 전기접점과 크랭크케이스 관통 커넥터 사이의 밀봉이 하나 이상의 개스킷에 의해 확실해진다. 개스킷은 통상적인 역할로 사용되는 Ｏ링 씰일 수 있으며, 따라서 매우 만족스러운 밀봉을 보장한다.
게다가 Ｏ링 씰은 열 충격(thermal shock)에 대해 매우 우수한 구조안정성(robustness)을 제공하는 이점을 갖는데, 특히 냉각 개시(cold start-up) 중에, 그것은 모든 작동 구조(operating configuration)에서의 밀봉을 확실히 하는 것을 가능하게 하며, 심지어 와이어링 하네스의 와이어 덮개(wire sheath)가 예를 들면 오버몰딩부의 형성 중에 또는 엔진 블록의 사용 중에 뚫린 경우에도 그렇게 한다.
또한, Ｏ링 씰이 잠재적인 누설의 관점에서 와이어링 하네스 뒤에 위치되므로, 예를 들면 와이어링 하네스의 와이어를 따라 일어나는 오일의 모세관현상은 더 이상 문제되지 않는다.
밀봉을 보장하는 것이 바로 오버몰딩부는 아니므로, 사출 압력은 줄일 수 있다. 게다가 전기 하네스의 와이어의 오버몰딩은 일반적으로 문제가 있으므로, 본 발명의 덕택으로, 이 지점에서 매우 우수한 품질의 오버몰딩을 달성할 필요성은 회피된다.
본 발명에 따른 접속구는 또한, 실시하기에 간단하다는 이점을 갖는다. 실제로, 밀봉을 보장하는 것이 더 이상 오버몰딩부는 아니므로 오버몰딩 단계의 관리가 더 이상 중요하지는 않기 때문에, 이 단계는 더 낮은 정확도로 수행될 수 있다.
또한, 전기접점의 위치 변경의 위험이 없다. 따라서 접점을 몰드 내에 지지하기 위해 핀을 사용할 필요가 없고, 따라서 오버몰딩이 종료되면 눈에 보이지 않는다. 또, 몰드에서의 크랭크케이스 관통 커넥터/전기접점 및 와이어링 하네스 조립체의 위치결정이 단순화된다.
보어에서의 전기접점의 정확한 위치결정은, 전기접점의 단부로부터 결정된 초과 치수(overshoot dimension)를 용이하게 배려하는 것을 가능하게 하는데, 그것의 허용치(tolerance)가, 어떤 용도에서는, 1/10 정도일 수 있다.
오버몰딩부를 포함하는 실시예에서, 오버몰딩 단계는 더 간단하면서도 더 빠르며, 오버몰딩부의 형상이 매우 단순하므로, 몰드도 단순화된다. 따라서, 특히 크랭크케이스 관통 커넥터의 형성이 자동 방식(automatic manner)으로 수행될 수 있으므로, 제조 비용이 절감될 수 있다.
이 접속구가 둘 이상의 전기접점을 동시에 연결되도록 할 수 있다는 것이 분명히 이해될 것이다. 바람직하게는, 크랭크케이스 관통 커넥터가 적어도 밀봉 스팬부에서 회전 도형(revolution geometry)을 실질적으로 유지하는데, 그것은 크랭크케이스 관통 커넥터의 제조 및 벽과의 밀봉 실현을 단순화하며, 게다가 전기접점이 예를 들면 회전축 둘레로 동일한 형태로 전개된다.
동일한 크랭크케이스 관통 커넥터에 장착된 전기접점은 어떤 경우에는 센서에 또 다른 경우에는 구동 유닛에 연결될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 상기 접속구 중 몇몇은 동일한 엔진 블록의 크랭크케이스 벽을 관통하여 장착되도록 설치될 수 있다.
본 발명은 특히, 센서 및/또는 구동 유닛과 중앙 유닛 사이에서 자동차 엔진의 엔진 블록의 벽을 관통하는 접속에 적합하다.
이 전기 접속구는 벽 관통용 밀봉형 전기 접속구가 필요할 때마다 실시될 수 있다는 것이 분명하게 이해될 것이다.

Claims (11)

  1. 벽(13) 관통용 밀봉형 전기 접속구(sealed electrical connection device)에 있어서,
    상기 벽(13)의 개구(opening)(12)에 배치되도록 구성되는, 둘 이상의 보어(14)가 형성된 커넥터(2)와,
    와이어링 하네스(wiring harness)(6)와 각각 연결되는 둘 이상의 전기접점(electrical contact)(4),
    을 포함하며,
    상기 전기접점(4)은, 밀봉수단(sealing means)(36)에 의해 둘러싸여 커넥터(2)의 보어(bore)(14)에 각각 배치되며,
    밀봉수단(36)은, 전기접점(4)과 보어(14) 사이의 밀봉을 보장하고,
    상기 접속구는 또한, 커넥터의 보어의 단부에 배치되는 커넥터 상의 와이어링 하네스를 기계적으로 지지하는 수단을 포함함으로써, 이 접속구가 벽(13)의 개구(12)에 설치되면, 기계적 지지수단(mechanical maintaning means)과 커넥터(2) 사이의 접합부(junction)가 벽(13)의 일측에 위치되며,
    기계적 지지수단은 전기 하네스(6)와, 하네스(6)와 연결되는 전기접점(4)의 단부와, 커넥터(2)의 단부 상의 오버몰딩부(over-moulded part)(10)에 의해 형성되는 밀봉형 전기 접속구.
  2. 제1항에 있어서,
    전기접점(4)은, 하나 이상의 개스킷(gasket)(36), 예를 들면 밀봉수단을 형성하는 오링 씰(O-ring seal)을 설치하기 위한 하나 이상의 홈(groove)(34)을 외주면에 포함하는 밀봉형 전기 접속구.
  3. 제2항에 있어서,
    전기접점(4)은, 다른 전기접점과 접촉되도록 구성된 단부(end portion)(28)와, 와이어링 하네스(6) 측의 대경부(portion of larger diameter)(30)를 포함하며, 개스킷(36)을 수용하는 상기 하나 이상의 홈(34)이 상기 대경부(30)에 형성되며, 보어는 단부(28)를 지지하기 위한 소경의 중간부(median portion of smaller diameter)(24)를 포함하는 밀봉형 전기 접속구.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    커넥터(2)는, 와이어링 하네스를 기계적으로 지지하는 수단의 고정수단을 포함하는 밀봉형 전기 접속구.
  5. 제4항에 있어서,
    고정수단(fastening means)은, 상기 오버몰딩부(10)를 장착함에 의해 형성되는 밀봉형 전기 접속구.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2항과 조합하여,
    전기접점(4)은, 상기 하나 이상의 개스킷(36)의 압착(compression)에 의해 및/또는 보어에서의 상기 접점의 압력 끼워맞춤(force fitting)에 의해 및/또는 접착(bonding)에 의해 및/또는 클립 고정(clipping)에 의해 보어(14)에 지지되는 밀봉형 전기 접속구.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    커넥터(2)는, 외면상에, 상기 벽(13)의 개구(12)의 표면과의 밀봉을 보장하도록 구성된 스팬부(span)(19)와, 개구(12)에서 접속구의 축방향 위치에서의 차단에 관여하는 수단(23)을 포함하는 밀봉형 전기 접속구.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    커넥터(2)는, 보어의 개구단(open end)에서, 상기 접속구의 전기접점(4)과 접촉되도록 구성된 전기접점(40) 연결수단(means of joining)(21)을 포함하는 밀봉형 전기 접속구.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    와이어링 하네스(6)는 센서 또는 구동 유닛(actuating unit)과 연결되며, 전기접점(4)은 다른 전기접점을 통해 중앙유닛(central unit)과 연결되도록 구성된 밀봉형 전기 접속구.
  10. 제9항에 있어서,
    벽(13)은 자동차 엔진의 엔진블록의 크랭크케이스 벽이며, 센서는 액체, 압력 또는 온도 레벨 센서(liquid, pressure or temperature level sensor)이고, 구동 유닛은 전자밸브(electromagnetic valve) 또는 액츄에이터(actuator)인 밀봉형 전기 접속구.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 밀봉형 전기 접속구를 제조하는 방법으로서,
    - 플라스틱 재료의 사출(injection)에 의해 커넥터(2)를 성형하는 단계,
    - 전기접점(4)과 와이어링 하네스(6)를 성형하는 단계,
    - 전기접점(4) 둘레에 밀봉수단(36)을 배치하는 단계,
    - 커넥터(2)의 보어(14)에 전기접점(4)을 배치하는 단계,
    - 전기 하네스(6)와, 이 하네스(6)에 연결되는 전기접점(4)의 단부와, 커넥터(2)의 단부 상의 오버몰딩부(10)에 의해 하네스의 기계적 지지를 확실히 하는 단계,
    를 포함하며,
    상기 오버몰딩부(10)는 플라스틱 재료의 사출에 의해 성형되는 밀봉형 전기 접속구의 제조방법.
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