KR20140008778A - 전기 커넥터용 단자 - Google Patents

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KR20140008778A
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박준서
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Abstract

본 발명은 전기 커넥터용 단자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고 전류를 요구하는 자동차의 전원 회로 등에 중계용으로 적용할 수 있도록 한 전기 커넥터용 단자에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 전후로 관통된 중공홀을 갖는 단자몸체와; 상기 단자몸체의 입구 상단 및 하단에 각각 일체로 형성되는 동시에 탄성력을 가지면서 중공홀내로 절곡되어, 서로 이격 배치되는 전기적 접촉을 위한 상부 메인스프링 및 하부 메인스프링과; 상기 단자몸체의 상면 및 저면에 각각 일체로 형성되는 동시에 탄성력을 가지면서 하향 절곡되어, 상부 메인스프링의 상면 및 하부 메인스프링의 저면을 각각 탄성 가압하며 접촉하는 상부 보조스프링 및 하부 보조스프링; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기 커넥터용 단자를 제공한다.

Description

전기 커넥터용 단자{Teminal for electric connector}
본 발명은 전기 커넥터용 단자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고 전류를 요구하는 자동차의 전원 회로 등에 중계용으로 적용할 수 있도록 한 전기 커넥터용 단자에 관한 것이다.
일반적으로 전기 커넥터는 각종 전기장치에서 전선이나 회로, 기기 등을 전기적으로 접속하기 위한 접속기구를 의미하는 것으로서, 자동차 분야에서도 각종 전기 및 전장품의 전원 단자와 시그널 단자를 전기적으로 연결하기 위하여 숫단자와 암단자를 포함하는 전기 커넥터가 많이 사용되고 있다.
종래에는 여러 종류의 사이즈(size)로 이루어진 커넥터용 단자가 사용되어 왔으나, 최근에는 소형화 및 기능 통합화의 추세에 따라 단일 사이즈의 커넥터용 단자가 개발되고 있다.
종래의 고 전류용 회로에 적용되는 커넥터용 단자는 허용전류에 따라 크게 3종류의 것이 사용되어 왔으며, 허용전류를 높이기 위해서 단자의 접촉부를 구성하는 부분에는 전도성이 높은 동합금 재료를 사용하고, 단자를 수용하는 하우징의 단자 고정부에는 이종 금속으로서 전도성과 관련이 없는 재료인 탄성력을 갖는 스테인레스 스틸 등이 사용되고 있다.
이렇게 여러 종류의 커넥터용 단자를 일일이 제작해야 하고, 또한 이종 금속을 사용함에 따라, 전기 커넥터용 단자 생산을 위한 금형이 복잡해질 수 밖에 없고, 그에 따라 생산성이 저하되는 요인이 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 여러 종류의 사이즈로 이루어진 커넥터용 단자를 소형화 및 통합(표준)화함과 동시에 성능면에서는 기존의 단자 종류 중 가장 큰 사이즈를 갖는 단자와 동일한 허용전류 등의 성능을 가질 수 있도록 한 새로운 구조의 전기 커넥터용 단자를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 전후로 관통된 중공홀을 갖는 단자몸체와; 상기 단자몸체의 입구 상단 및 하단에 각각 일체로 형성되는 동시에 탄성력을 가지면서 중공홀내로 절곡되어, 서로 이격 배치되는 전기적 접촉을 위한 상부 메인스프링 및 하부 메인스프링과; 상기 단자몸체의 상면 및 저면에 각각 일체로 형성되는 동시에 탄성력을 가지면서 단자몸체내로 절곡되어, 상부 메인스프링의 상면 및 하부 메인스프링의 저면을 각각 탄성 가압하며 접촉하는 상부 보조스프링 및 하부 보조스프링; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기 커넥터용 단자를 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 상부 보조스프링의 상면 및 하부 보조스프링의 저면에는 각각 상부 및 하부 메인스프링과의 접촉압력을 조정할 수 있도록 한 비드가 길이방향을 따라 일체로 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 상부 보조스프링의 선단부 저면 및 하부 보조스프링의 선단부 상면에는 라운드 형상의 마찰저항 감소용 돌기가 형성되고, 상부 메인스프링의 상면 및 하부 메인스프링의 저면에는 마찰저항 감소용 돌기가 안착되는 접촉홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단자몸체의 입구에서 양측부에는 커넥터의 숫단자의 삽입방향 안내를 위하여 안쪽으로 경사진 안내단이 일체로 더 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단자몸체의 양측면에는 상부 및 하부 메인스프링에 대한 상부 및 하부 보조스프링의 접촉 상태를 검사하기 위한 검사홀이 관통 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단자몸체의 상면 및 저면에서 그 후부쪽 위치에는 하우징의 결합돌기가 삽입 체결되는 결합홀이 관통 형성된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 단자몸체를 비롯한 상부 및 하부 메인스프링과, 상부 및 하부 보조스프링은 단일재료로서 동 재질로 성형된 것임을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 종래의 여러 종류의 사이즈로 이루어진 커넥터용 단자를 소형화 및 통합(표준)화함과 동시에 허용전류 등의 성능을 극대화시킴으로써, 소형화 및 표준화에 따른 원가절감 및 작업능률(설계 자유도) 향상을 도모할 수 있다.
또한, 종래의 2종 금속 재료를 이용하던 것과 달리, 본 발명의 단자를 도전성이 우수한 한가지의 동재료를 이용하여 제작함으로서, 원가감소의 효과를 얻을 수 있다.
즉, 종래에는 2종 금속으로 인하여 2 피스(Piece) 금형 구조로 제작함에 따라 프레스 생산성 저하 및 유지보수의 문제점이 있었지만, 본 발명의 단자는 1피스(Piece) 금형 구조를 사용함에 따라 생산성 향상 및 유지보수 문제를 해결할 수 있다.
또한, 기존과 달리, 암수단자간의 삽입력을 최소화시켜 암수커넥터간의 삽입력을 최적화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 커넥터용 단자를 나타내는 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 전기 커넥터용 단자를 나타내는 단면 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 전기 커넥터용 암단자의 조립 상태 및 상대 부품인 숫단자와의 결합 관계를 나타낸 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 전기 커넥터용 암단자를 제공하고자 한 것으로서, 종래의 이종금속으로 제작되던 여러 종류의 커넥터 단자를 소형화 및 통합(표준)화시키는 동시에 종래의 가장 큰 사이즈를 갖는 단자와 동일한 허용전류 등의 성능을 보유하도록 새로운 구조로 제작된다.
이를 위해, 본 발명의 커넥터용 암단자는 허용전류를 높이기 위해 단자의 접촉부를 전기 전도성이 높은 고성능 동합금 재료를 이용하여 제작된다.
본 발명의 커넥터용 암단자는 전기 전도성이 높은 고성능 동합금 재료를 이용하여 제작된 것으로서, 첨부한 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 전후로 관통된 중공홀(12)을 갖는 단자몸체(10)와, 이 단자몸체(10)에 일체로 형성되어 숫단자와 실질적인 전기적 접촉을 하는 상부 및 하부 메인스프링(20,22)과, 상부 및 하부 메인스프링(20,22)을 탄성으로 가압하여 지지해주는 상부 및 하부 보조스프링(30,32)을 포함하여 구성된다.
상기 상부 메인스프링(20) 및 하부 메인스프링(22)은 숫단자가 끼워지는 암단자 역할을 하는 것으로서, 상부 메인스프링(20)은 단자몸체(10)의 입구 상단에 일체로 형성되는 동시에 탄성력을 가지면서 중공홀(12)내로 절곡되어 하향 경사진 형태로 배열되고, 하부 메인스프링(22)은 단자몸체(10)의 입구 하단에 일체로 형성되는 동시에 탄성력을 가지면서 중공홀(12)내로 절곡되어 상향 경사진 형태로 배열된다.
이때, 상기 상부 메인스프링(20)은 단자몸체(10)의 입구 상단에서 양쪽에 하나씩 두 개가 형성되고, 마찬가지로 하부 메인스프링(22)도 단자몸체(10)의 입구 하단에서 양쪽에 하나씩 두 개가 형성된다.
따라서, 동일한 구조로 된 두 개의 상부 메인스프링(20)과 두 개의 하부 메인스프링(22)이 서로 닿지 않게 상하로 마주보며 이격 배치되어, 후술하는 숫커넥터의 숫단자(52)가 전기적 접촉을 위해 끼워지는 끼움공간을 형성하게 된다.
이렇게 숫단자의 전기적 접촉을 위한 상부 및 하부 메인스프링(20,22)이 단자몸체(10)의 총 4곳에 일체로 형성됨으로써, 숫단자가 상부 및 하부 메인스프링(20,22) 사이에 전기적 접촉되며 삽입 체결되었을 때, 접촉저항을 최소화시킬 수 있고, 특히 단자몸체(10)의 일측 또는 타측방향에서 편측 충격이 가해지더라도 두 개의 상부 메인스프링(20) 중 어느 하나 또는 하부 메인스프링(22) 중 어느 하나에 숫단자가 계속 접촉되는 것을 유지시킬 수 있으므로, 안정적인 통전 흐름을 제공할 수 있다.
한편, 상기와 같이 단자몸체(10)를 비롯한 상부 및 하부 메인스프링(20,22)을 전도성이 높은 동합금 재료로만 제작함에 따라, 커넥터의 암단자에서 중요시 요구하는 숫단자에 대한 탄성 접촉압력이 만족할 만한 수준에 이르지 못할 수 있다.
이를 위해, 숫단자에 대한 주 접촉부인 상부 및 하부 메인스프링(20,22)의 탄성력을 보강하기 위하여, 단자몸체(10)의 상면 및 저면에 상부 및 하부 메인스프링(20,22)을 탄성력으로 가압하며 접촉하는 상부 및 하부 보조스프링(30,33)이 일체로 형성된다.
상기 상부 보조스프링(30)은 단자몸체(10)의 상면에 일체로 형성되는 동시에 하향 절곡되어 상부 메인스프링(20)의 상면을 탄성 가압하며 눌러주는 역할을 하고, 상기 하부 보조스프링(32)은 단자몸체(10)의 저면에 일체로 형성되는 동시에 상향 절곡되어 하부 메인스프링(22)의 저면을 탄성 가압하며 눌러주는 역할을 한다.
이렇게 상부 보조스프링(30)이 상부 메인스프링(20)의 상면을 탄성 가압하며 눌러주는 상태가 되므로, 숫단자에 대한 상부 보조스프링(30)의 탄성 접촉압력이 만족할 만한 수준으로 조정될 수 있고, 마찬가지로 하부 보조스프링(32)이 하부 메인스프링(22)의 저면을 탄성 가압하며 눌러주는 상태가 되므로, 숫단자에 대한 하부 보조스프링(32)의 탄성 접촉압력이 만족할 만한 수준으로 조정될 수 있다.
결국, 숫단자에 대한 상부 및 하부 메인스프링(20,22)의 접촉압력이 상부 및 하부 보조스프링(30,32)의 탄성력에 의하여 안정적인 접촉압력으로 유지될 수 있다.
한편, 상기 상부 보조스프링(30)의 상면 및 하부 보조스프링(32)의 저면에는 각각 상부 및 하부 메인스프링(20,22)과의 접촉압력을 조정할 수 있도록 한 비드(36)가 길이방향을 따라 일체로 돌출 형성된다.
즉, 상기 상부 및 하부 보조스프링(30,32)에 그 길이방향을 따라 비드(bead)가 일체로 더 형성됨에 따라, 상부 및 하부 보조스프링(30,32)의 강성을 보강할 수 있을 뿐만 아니라, 상부 및 하부 메인스프링(20,22)을 눌러주는 상부 및 하부 보조스프링(30,32)의 탄성력 즉, 접촉압력을 더 크게 조정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 상부 보조스프링(30)의 선단부 저면 및 하부 보조스프링(32)의 선단부 상면에는 라운드 형상의 마찰저항 감소용 돌기(34)가 형성되고, 이 마찰저항 감소용 돌기(34)가 안착되며 접촉되도록 상부 메인스프링(20)의 상면 및 하부 메인스프링(22)의 저면에는 접촉홈(24)이 형성된다.
따라서, 상부 및 하부 메인스프링(30,32)에 대한 상부 및 하부 보조스프링(30,32)의 접촉면적이 마찰저항 감소용 돌기(34) 및 접촉홈(24) 간의 접촉면적으로 최소화됨에 따라, 숫단자가 상부 및 하부 메인스프링(20,22) 사이로 삽입될 때의 삽입력 및 마찰저항을 최소화시킬 수 있다.
만일, 상부 및 하부 메인스프링(30,32)에 대한 상부 및 하부 보조스프링(30,32)의 접촉면적이 크다면, 숫단자가 상부 및 하부 메인스프링(20,22) 사이로 삽입될 때의 삽입력이 증가될 수 있지만, 위와 같이 상부 및 하부 메인스프링(30,32)에 대한 상부 및 하부 보조스프링(30,32)의 접촉면적이 마찰저항 감소용 돌기(34) 및 접촉홈(24) 간의 접촉면적으로 최소화됨에 따라, 숫단자의 삽입력을 감소시킬 수 있고, 이에 숫단자(52)를 상부 및 하부 메인스프링(20,22) 사이로 부드럽고 용이하게 삽입 체결시킬 수 있다.
이와 같이, 기존과 달리 단자간 삽입력 즉, 숫단자(52)를 상부 및 하부 메인스프링(20,22) 사이로 삽입시키는 삽입력을 최소화시켜, 암수커넥터간의 삽입 체결력을 최적화시킬 수 있다.
한편, 상기 단자몸체(10)내의 상부 및 하부 메인스프링(20,22)에 대한 상부 및 하부 보조스프링(30,32)의 접촉 상태를 통상의 비젼시스템을 이용하여 검사하기 위하여, 단자몸체(10)의 양측면에는 검사홀(16)이 관통 형성된다.
여기서, 본 발명에 따른 커넥터의 암단자에 숫단자를 결합하는 상태를 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 암단자는 절연 재질로 만들어진 암커넥터의 하우징(40)내에 조립되는 바, 이를 위해 단자몸체(10)의 상면 및 저면에서 그 후부쪽 위치에는 하우징(40)의 결합돌기(미도시됨)가 삽입 체결되는 결합홀(18)이 관통 형성된다.
이렇게, 하우징(40)의 결합돌기가 단자몸체(10)의 결합홀(18)내에 압입됨으로써, 하우징과 단자몸체(10) 간의 이탈을 방지하여 단자몸체(10)를 비롯한 상부 및 하부 메인스프링(20,22)의 안정적으로 고정되어 원할한 통전 작용을 하게 된다.
이때, 상기 단자몸체(10)의 후단부에는 와이어 등과 같은 배선 결합되며, 이때 배선들은 하우징(40)의 후부에 장착되는 리테이너(42)에 의하여 안내되며, 또한 리테이너(42)는 단자몸체(10)를 보호하는 기능을 수행하게 된다.
상기 숫단자(52)는 숫커넥터의 하우징(50)내에 조립된 것으로서, 그 후부에도 리테이너(42)가 체결된다.
따라서, 상기 숫커넥터의 하우징(50)을 암커넥터의 하우징(40)에 삽입 체결시키는 동시에 숫커넥터의 하우징(50)내의 숫단자(52)가 상부 및 하부 메인스프링(20,22)의 사이로 삽입 체결되고, 상부 및 하부 보조스프링(30,32)이 상부 및 하부 메인스프링(20,22)을 탄성으로 가압하는 접촉압력에 의하여 숫단자(52)의 삽입 체결력이 견고하게 유지될 수 있고, 결국 숫커넥터의 숫단자(52)와 암커넥터의 상부 및 하부 메인스프링(20,22)을 비롯한 단자몸체(10)간의 안정적인 통전 상태가 이루어지게 된다.
한편, 상기 단자몸체(10)의 입구에서 양측부에는 숫커넥터의 숫단자(52)의 삽입방향 안내를 위하여 안쪽으로 경사진 안내단(14)이 일체로 형성됨으로써, 숫단자(52)를 보다 정확하게 상부 및 하부 메인스프링(20,22)의 사이로 삽입 체결시킬 수 있다.
10 : 단자몸체
12 : 중공홀
14 : 안내단
16 : 검사홀
18 : 결합홀
20 : 상부 메인스프링
22 : 하부 메인스프링
24 : 접촉홈
30 : 상부 보조스프링
32 : 하부 보조스프링
34 : 마찰저항 감소용 돌기
36 : 비드
40 : 암커넥터의 하우징
42 : 리테이너
50 : 숫커넥터의 하우징
52 : 숫단자

Claims (7)

  1. 전후로 관통된 중공홀(12)을 갖는 단자몸체(10)와;
    상기 단자몸체(10)의 입구 상단 및 하단에 각각 일체로 형성되는 동시에 탄성력을 가지면서 중공홀(12)내로 절곡되어, 서로 이격 배치되는 전기적 접촉을 위한 상부 메인스프링(20) 및 하부 메인스프링(22)과;
    상기 단자몸체(10)의 상면 및 저면에 각각 일체로 형성되는 동시에 탄성력을 가지면서 단자몸체(10)내로 절곡되어, 상부 메인스프링(20)의 상면 및 하부 메인스프링(20)의 저면을 각각 탄성 가압하며 접촉되는 상부 보조스프링(30) 및 하부 보조스프링(32);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기 커넥터용 단자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 보조스프링(30)의 상면 및 하부 보조스프링(32)의 저면에는 각각 상부 및 하부 메인스프링(20,22)과의 접촉압력을 조정할 수 있도록 한 비드(36)가 길이방향을 따라 일체로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 전기 커넥터용 단자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 보조스프링(30)의 선단부 저면 및 하부 보조스프링(32)의 선단부 상면에는 라운드 형상의 마찰저항 감소용 돌기(34)가 일체로 돌출 형성되고, 상부 메인스프링(20)의 상면 및 하부 메인스프링(22)의 저면에는 마찰저항 감소용 돌기(34)가 안착되는 접촉홈(24)이 형성된 것을 특징으로 하는 전기 커넥터용 단자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단자몸체(10)의 입구에서 양측부에는 커넥터용 숫단자의 삽입방향 안내를 위하여 안쪽으로 경사진 안내단(14)이 일체로 더 형성된 것을 특징으로 하는 전기 커넥터용 단자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단자몸체(10)의 양측면에는 상부 및 하부 메인스프링(20,22)에 대한 상부 및 하부 보조스프링(30,32)의 접촉 상태를 검사하기 위한 검사홀(16)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 전기 커넥터용 단자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 단자몸체(10)의 상면 및 저면에서 그 후부쪽 위치에는 하우징의 결합돌기가 삽입 체결되는 결합홀(18)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 전기 커넥터용 단자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단자몸체(10)를 비롯한 상부 및 하부 메인스프링(20,22)과, 상부 및 하부 보조스프링(30,32)은 단일재료로서 동 재질로 성형된 것임을 특징으로 하는 전기 커넥터용 단자.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101626366B1 (ko) * 2014-12-31 2016-06-01 주식회사 연호전자 커넥터 하우징 및 이를 구비하는 커넥터
KR20190071474A (ko) * 2017-12-14 2019-06-24 현대자동차주식회사 정션블록 단자 구조

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