KR20150062111A

KR20150062111A - 폴리머고정부재를 구비한 전기커넥터리셉터클, 단자장착방법 및 전기커넥터어셈블리

Info

Publication number: KR20150062111A
Application number: KR1020140112905A
Authority: KR
Inventors: 김영호; 이승훈; 우경녕; 김동희
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2015-06-05
Also published as: KR101965009B1

Abstract

본 발명은, 폴리머를 이용하여 단자장착 조립성을 향상시킨 전기커넥터리셉터클 및 단자장착방법 그리고, 이를 포함하는 전기커넥터어셈블리에 관한 것으로, 절연체로 되고, 리셉터클단자(120)가 고정되는 단자수납부(111)가 한 개 이상 형성되어 있는 리셉터클하우징(110)과 소정의 형상으로 가공되어 플러그단자와의 전기접속접점을 형성하고, 외부기판과 전기연결하는 기능을 하는 한 개 이상의 리셉터클단자(120)를 포함하여 구성되는 전기커넥터리셉터클에 있어서, 단자수납부(111)에 리셉터클단자(120)가 마운트된 상태에서 리셉터클단자(120)의 소정의 부위를 포함하여 이루어지는 내부공간에 폴리머필링부(118)가 형성되고, 폴리머필링부(118)에 성형되는 폴리머고정부재(119)에 의해 리셉터클단자(120)가 단자수납부(111)에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클을 제공한다.

Description

폴리머고정부재를 구비한 전기커넥터리셉터클, 단자장착방법 및 전기커넥터어셈블리{A connector receptacle comprising polymer settling element and a connector assembly thereof and an assembling method of receptacle lead to housing}

본 발명은 리셉터클과 플러그로 구성되는 전기커넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리머를 이용하여 단자장착 조립성을 향상시킨 전기커넥터리셉터클 및 단자장착방법 그리고, 이를 포함하는 전기커넥터어셈블리에 관한 것이다.

전기커넥터는 회로기판과 회로기판 또는 회로기판과 전자부품을 케이블을 이용하여 전기적으로 접속하는 용도로 사용된다.

근래에 들어 커넥터 장치는 휴대용 단말 등의 회로기판에 널리 적용되고 있으며, 전자기기의 소형화 추세에 부응하도록 저배화(低背化)가 요구되고 있다. 이와 더불어 회로기판에 실장되는 전자소자의 밀도가 높아짐에 따라 커넥터 장치에 구비되는 컨택트의 수도 많아지고 컨택트의 피치간격의 조밀화가 매우 중요시되고 있는 추세에 있다.

통상적으로 커넥터 장치는 도1에 도시된 바와 같이 다수의 리셉터클 단자(12)가 리셉터클하우징(11)에 배열된 리셉터클(10)과 리셉터클(10)에 끼워지고 리셉터클단자(12)와 일대일 접촉되는 플러그단자(22)가 플러그하우징에 배열된 플러그(20)로 구성된다. 리셉터클단자(12)와 플러그단자(22)는 각각 리셉터클측 케이블과 플러그측 케이블과 연결되거나 회로기판에 실장된다. 리셉터클(10)에 플러그(20)가 끼워져서 리셉터클단자(12)와 플러그단자가 상호 접촉하여 도통되었을 때 리셉터클측 케이블과 플러그측 케이블 또는 회로기판의 회로가 전기적으로 연결된다.

상기와 같은 구조의 리셉터클에 있어서, 리셉터클하우징(11)에 삽입 설치된 상기 리셉터클단자(12)가 리셉터클하우징(11)로부터 이탈하는 문제가 발생될 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위하여 리셉터클 컨택트(12)의 측면부에 쐐기를 형성하여 상기 쐐기가 본체(11) 내부에 박혀 리셉터클 컨택트(12)를 본체(11)에 고정하는 방법을 고려할 수 있었다.

대한민국 등록특허 10-1338219(발명의 명칭 : “리셉터클커넥터 및 이를 구비한 커넥터어셈블리”, 이하 ‘종래기술1’이라 한다.)는 플러그를 수용하기 위한 내부공간이 형성된 리셉터클하우징 및 상기 리셉터클하우징 내에 설치되는 체결부와, 상기 체결부로부터 연장되고 플러그의 삽입에 의해 탄성적으로 변형되는 탄성변형부를 구비한 리셉터클단자를 포함하고, 플러그의 삽입시 상기 탄성변형부의 종단부가 플러그단자의 측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 리셉터클 커넥터를 개시한 바 있다. 도 2 및 도 3에서는 종래기술의 리셉터클단자의 측면부에 형성시킨 쐐기가 도시되어 있으며, 상기 쐐기는 상술한 바와 같이 리셉터클단자를 리셉터클하우징에 고정시키는 역할을 수행하였다.

KR

10-1338219

B1

종래기술1과 같이, 리셉터클단자(12)의 측면부에 쐐기를 형성하여 상기 쐐기가 리셉터클하우징(11) 내부에 박혀 리셉터클단자(12)를 고정시키는 방법은 삽입과정에서 리셉터클하우징(11)의 내벽을 손상시키고, 삽입시 리셉터클 단자(12)의 변형의 우려가 있게 되는데, 이렇게 되면, 리셉터클단자의 형상이 손상되어 플러그단자와의 전기접속접접의 신뢰성 있는 형성이 어렵게 되는 문제 및 리셉터클단자와 리셉터클하우징과의 간섭의 발생으로 리셉터클단자의 내구성이 저하된다는 문제가 있다.

리셉터클단자(120)가 고정되는 단자수납부(111)가 한 개 이상 형성되어 있는 리셉터클하우징(110)과 소정의 형상으로 가공되어 플러그단자와의 전기접속접점을 형성하고, 외부기판과 전기연결하는 기능을 하는 한 개 이상의 리셉터클단자(120)를 포함하여 구성되는 전기커넥터리셉터클에 있어서, 단자수납부(111)에 리셉터클단자(120)가 마운트된 상태에서 리셉터클단자(120)의 소정의 부위를 포함하여 이루어지는 내부공간에 폴리머필링부(118)가 형성되고, 폴리머필링부(118)에 성형되는 폴리머고정부재(119)에 의해 리셉터클단자(120)가 단자수납부(111)에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클을 제공한다.

아울러, 이러한 전기커넥터리셉터클에 있어 리셉터클단자(120)를 단자수납부(111)에 장착하는 방법을 제공한다.

본 발명은, 리셉터클단자(120)의 리셉터클하우징(110)의 단자수납부(111)와에의 장착에 있어, 단자의 변형이나 하우징의 손상없이 수행할 수 있다는 제1효과, 리셉터클하우징(110)에 리셉터클단자(120)와 양측 단자수납부내벽면(112)과의 유격(130)을 최소화하는 구성을 두어 폴리머고정부재(119)의 형성 및 단자 장착공정에서의 공정품질을 높일 수 있다는 제2효과, 측면부에 쐐기부를 형성하지 않으므로, 쐐기부 형성부분에 해당하는 만큼 단자의 높이를 낮출 수 있고, 이로 인해 전기커넥터리셉터클의 높이 또한 낮출 수 있어, 이는 부품의 저배화에 기여한다는 제3효과를 제공한다.

특히, 제1효과와 관련하여서는, 리셉터클단자(120)가 폴리머필링부(118)를 형성할 수 있는 소정의 형상을 구비하도록 하고 이러한 폴리머필링부(118)에 폴리머고정부재(119)를 형성하여, 쐐기부 등의 구성을 사용하여 장착하는 종래기술에 비해, 예측하지 못한 단자변형을 줄여 플러그단자와의 전기접속접점을 신뢰성 있게 확보할 수 있다.

제2효과와 관련하여서는, 리셉터클단자(120)와 리셉터클하우징(110)과의 간섭을 줄이기 위해 불가피한 유격(130)에 대해, 리셉터클단자(120)의 폴리머필링부(118) 형성부, 즉 굴곡부(121) 주위의 유격(130)에 대해서만, 그 크기를 줄이거나 없애는 구성을 제안하여, 폴리머고정부재(119) 형성시 상기 유격(130)을 통해 폴리머가 누출되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 리셉터클단자(120)의 폴리머에 의한 오염을 방지하여 전체적인 품질을 제고할 수 있다.

도 1은 종래의 전기커넥터어셈블리의 사시도.
도 2는 쐐기가 형성된 종래의 리셉터클단자(120)의 사시도.
도 3은 종래의 전기커넥터리셉터클의 저면도.
도 4는 종래의 전기커넥터리셉터클의 a-a 선에 따른 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 굴곡부(121)를 구비한 리셉터클 단자를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명의 리셉터클하우징(110)의 일실시예의 구성을 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에서 있어, 리셉터클하우징(110)에 리셉터클단자(120)가 마운팅된 모습을 나타내는 설명도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어, 폴리머필링부(118)에 폴리머고정부재(119)가 형성되어 있는 것을 나타내는 저면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어, 폴리머필링부(118)에 폴리머고정부재(119)가 형성되어 있는 것을 나타내는 a-a단면도
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어, 굴곡부(121)의 유격(130)을 최소화하기 위해 단자수납부내벽면(112)에 형성된 돌출부(113)를 나타내는 사시도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 있어, 돌출부(113)에 의해 유격(130)이 최소화되는 것을 도시하는 설명도.
도 12는 본 발명의 일실시예로서, 폴리머고정부재(119)가 2개이상의 리셉터클단자(120)를 고정하는 것을 나타내는 저면도.
도 13은 본 발명의 일실시예로서, 폴리머고정부재(119)가 리셉터클단자배열전체를 고정하는 것을 나타내는 저면도.

본 발명의 전기커넥터리셉터클은, 리셉터클단자(120)가 고정되는 단자수납부(111)가 한 개 이상 형성되어 있는 리셉터클하우징(110)과 소정의 형상으로 가공되어 플러그단자와의 전기접속접점을 형성하고, 외부기판과 전기연결하는 기능을 하는 한 개 이상의 리셉터클단자(120), 단자수납부(111)에 리셉터클단자(120)가 마운트된 상태에서 상기 리셉터클단자(120)의 소정의 부위를 포함하여 이루어지는 폴리머필링부(118)에 성형되는 폴리머고정부재(119)를 주요구성요소로 갖는다.

리셉터클단자(120)의 총 개수는, 해당 전기커넥터가 처리하는 전기신호의 채널수에 따라 결정되는데, 이러한 리셉터클단자(120)는 크게, 외부기판에 전기접속되는 부위와 전술한 리셉터클하우징(110)에 결합기능을 제공하는 부위, 그리고, 전기커넥터플러그의 플러그단자와의 전기접속을 위한 접점을 제공하는 부위를 갖는다. 리셉터클단자(120)는 전기전도성 뿐만 아니라 가공성, 강성의 측면에서도 소정의 성능을 갖추어야 하므로, 전기전도성, 가공성이 우수한 구리 등을 포함하도록 하고, 강성을 담보하기 위해 철, 니켈 등과의 합금으로 제조하는 것을 고려할 수 있다. 특히 강성 및 내구성에 있어서 플러그단자와 함께 신뢰성 있는 전기접속접점을 형성하기 위해서는 탄성복원력을 가져야 하고, 실시환경 하에서 리셉터클단자(120)에 가해지는 모멘트력 내지 반복하중에 의해 탄성한계를 넘어 성형된 형상이 영구변형되지 않도록 그 소재를 결정하여야 한다.

또한, 리셉터클단자(120)의 단면의 형상 및 면적과 관련되는 단자의 두께와 폭을 결정함에 있어 단면적이 너무 작아지면, 단자에 가해지는 힘에 의해 단자 형상이 영구변형되어 플러그와의 전기접점 형성이 실패할 수 있고, 반면 너무 커지면, 경제성이 저하된다는 점을 감안하여야 한다.

리셉터클단자(120)의 형상에 있어, 외부기판에 접속되는 부위는 소위 리드(lead)부가 되는데, 특히 외부기판에 표면실장(SMT)기술에 의해 접속되는 경우, 이러한 리드의 기판과의 접촉면은 리셉터클하우징(110)의 바닥면과 동일한 평면에 형성되는 것이 바람직하다. 플러그단자와 전기접속을 위한 접점을 형성하기 위해, 리셉터클단자(120)는 소정의 형상을 갖도록 성형되어야 하는데, 이러한 접점은 전기접속의 신뢰성을 증대하기 위해 2점 이상 형성하도록 할 수 있다. 도 5에 도시된 본 발명의 리셉터클단자(120)의 일실시예에는 2점 접점을 형성할 수 있도록 굽혀진 형상으로 성형되어 있다. 나아가, 리셉터클단자(120)는 리셉터클하우징(110)에 대해, 전술한 플러그와의 전기접속접점 을 이루는 부위는 자유변위가 가능하여야 하지만, 이를 제외한 나머지 부위는 리셉터클하우징(110)에 대해 상대적 운동을 하여서는 안 된다. 이처럼 리셉터클단자(120)에는 리셉터클하우징(110)과의 고정기능을 제공하는 부위가 포함되어야 한다. 이러한 부위는 종래기술에서처럼 리셉터클하우징(110)에 억지끼워맞춤을 위해 단자의 특정위치에 쐐기형상을 갖는 돌출부(113)가 될 수도 있으나, 본 발명에서는 굴곡부(121)의 형상을 갖도록 한다. 굴곡부(121)는 후술할 폴리머고정부재(119)가 그 내부에 형성되는 부위인데, 폴리머고정부재(119)에 의해 리셉터클단자(120)가 강하게 지지받기 위해서는 폴리머고정부재(119)와의 접촉면적을 크게 하고, 나아가 여러 방향에서 접촉할 수 있도록 그 형상을 결정하여야 한다. 도 5에 도시된 실시예에서는 굴곡부(121)의 형상이 전체적으로 ‘ㄷ’자 모양을 가지면서, 그 크기도 전체 리셉터클단자(120)의 크기에 대비하였을 때, 상당한 비중을 차지하도록 되어 있다.

이러한 리셉터클단자(120)의 성형은, 직육면체 모양의 모재(母材)를 프레스 굽힘가공공정을 통해 구부려 가공하거나, 애초에 그러한 형상을 갖도록 전기주조(전주도금, 하이드로포밍) 등의 방법으로 할 수 형성할 수 있는데, 아울러 전기커넥터가 소형화 및 저배화화하게 되면서, 단자의 크기도 작아지는 경향이 있는데, 작아진 단면에도 불구하고, 소정의 강성을 확보할 수 있도록 열처리 공정 등을 추가로 둘 수 있다.

리셉터클하우징(110)은 복수개의 리셉터클단자(120)를 수납하기 위해, 전기절연성을 갖는 열가소성 또는 열경화성 플라스틱 기타 합성수지를 그 재질로 하고, 리셉터클단자(120)와의 유격(130) 등을 구현하는 등 각 부 형상이 정밀하게 성형되어야 하므로, 사출성형의 공정으로 제조하는 것이 바람직하다.

리셉터클하우징(110)에는 채택된 리셉터클단자(120)의 개수만큼의 단자수납부(111)가 형성되는데, 리셉터클단자(120)는 형상 변형의 방지를 위해 대부분이 단자수납부(111) 내부에 위치하게 된다. 단자수납부(111)를 이루는 리셉터클하우징(110)의 내벽면 중 대면적내벽면은 소위 단자수납부내벽면(112)으로서 후술할 폴리머필링부(118)를 이루므로 중요성을 갖으며, 이에 대해서는 후술하기로 한다. 또한, 단자수납부(111)와 인접한 부위에 전술한 리드부를 리셉터클하우징(110)외부로 인출하기 위한 구조가 형성되어야 하는데, 도 6에 도시된 실시예에서는 단자안착부(116)가 그 기능을 제공하고 있다. 이러한 단자안착부(116)는 리셉터클단자(120)가 단자수납부(111)에 평행하게 위치할 수 있는 가이드 역할도 담당하며, 이를 통해 플러그단자와 리셉터클단자(120)의 접속접점의 신뢰성 있는 형성을 보증하게 된다.

폴리머필링부(118)는, 리셉터클단자(120)의 굴곡부(121)와 전술한 단자수납부내벽면(112) 양측으로 이루어지는 내부공간에 형성되며, 그 내부에 폴리머가 충진되어 폴리머고정부재(119)를 성형하게 된다. 도 7에 도시된 실시예에서는 굴곡부(121)를 이루는 ‘ㄷ’자 모양 부위 중 내측 3개면과 단자수납부내벽면(112) 양측 2개면 등 총 5개의 면으로 폴리머필링부(118)가 형성된다. 특히 상기 단자수납부내벽면(112) 중 폴리머고정부재(119)가 형성되는 부분은, 리셉터클단자(120)와 리셉터클하우징(110)과의 강한 결합을 형성하는데 있어, 굴곡부(121)의 내측 3개면보다 더 큰 역할을 하므로, 그 면적은 가능하면 크게 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 폴리머필링부(118)를 이루는 상기 5개의 면을 제외한 나머지 한면은 폴리머주입을 위한 개구부의 역할을 하게 된다.

폴리머고정부재(119)는 전술한 폴리머필링부(118)에 주입된 폴리머가 경화하면서 형성된 결과물이다. 폴리머고정부재(119)는 리셉터클하우징(110)과 접착된 상태로, 이를 통해 리셉터클단자(120)의 리셉터클하우징(110)에 대한 상대운동을 방지하는 역할을 한다. 이러한 폴리머고정부재(119)의 실시예가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다.

폴리머고정부재(119)의 형성을 위한 폴리머는, 리셉터클하우징(110)의 재질과의 접착성, 리셉터클단자(120)를 구성하는 금속합금과의 접착성, 및 점도(viscousity)가 주요 성능요소가 된다. 리셉터클하우징(110)의 재질과의 접착성은 폴리머고정부재(119)의 기능을 온전히 수행하기 위해 중요한데, 접착강도가 약해 폴리머고정부재(119)가 단자수납부내벽면(112)에서 이탈한다면, 그것은 결국 리셉터클단자(120)와 리셉터클하우징(110)이 상대적 상하운동을 하게 된다는 것, 즉 서로 분리됨을 의미하기 때문이다. 금속합금과의 접착성은, 리셉터클단자(120)가 리셉터클하우징(110)에 대해 상대적 좌우운동을 방지하게 하는 역할을 하나, 상기 리셉터클하우징(110) 재질과의 접착성에 대비하였을 때는 부차적인 역할에 그친다. 다음으로 점도는, 후술할 리셉터클단자(120)와 단자수납부내벽면(112)과의 이격거리, 즉 유격(130)과 관련되는데, 점도가 너무 낮으면, 이러한 유격(130)을 통해 폴리머가 유출되어 전기접속접점 등 단자표면을 오염시킬 수 있기 때문이다. 다만, 점도가 너무 높아지면, 토출기 노즐에서의 토출이 용이하지 않을 수 있어 작업성 저하요인이 되므로, 이를 감안하여 결정하여야 한다. 본 발명에서는 폴리머고정부재(119)를 이루는 폴리머의 점도로서 20 Pa·s 이상인 것을 제안한다.

나아가, 폴리머고정부재(119)는 전기신호가 도통되는 단자에 접촉하여 사용되는 것이므로, 기본적으로 내열성을 가져야 한다. 따라서, 단자에 발생하는 열에 의해 가열되더라도, 접착면의 접착성이 저하되지 않아야 한다.

상기 언급한 특성 및 물성을 갖는 폴리머로서, 내열고분자수지(heat-resisting polymer resin), 폴리올레핀수지(poly-olefin resin), 실리콘수지(silicone resine), 아크릴 공중합물(acryl copolymer) 중 선택되는 하나 이상의 물질을 이용할 수 있다.

내열고분자수지(heat-resisting polymer resin)는, 열경화성수지로서 비스페놀-F형 에폭시(bisphenol-F type epoxy), 페녹시 레진(Phenoxy resin), 나프탈렌형 에폭시 레진(naphthalene type epoxy resin), 크레졸 노볼락 에폭시(cresol novolac epoxy), 페놀 노폴락 에폭시(phenol novolac epoxy), 비스페놀-A형 에폭시(bisphenol-A type epoxy), 요소수지, 페놀수지, 멜라민수지 중 하나 이상을 선택한 것일 수 있다.

폴리올레핀수지는, 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight polyethylene; UHMWPE), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리메틸펜텐(polymethylpentene) 중 선택되는 하나 이상으로 구성될 수 있다.

폴리올레핀수지는 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight polyethylene; UHMWPE)을 총 중량대비 40-60%, 고밀도폴리에틸렌(HDPE)을 총 중량대비 10-20%, 폴리프로필렌(polypropylene)을 총 중량대비 10-20% 포함하는 것을 제안한다.

아크릴 공중합물은 n-부틸메타아크릴레이트(n-butyl metha acrylate), n-헥실 메타 아크릴레이트(n-Hexyl metha acrylate), 아크릴산(acrylic acid), 메타아크릴산(metha acrylic acid), 2-에틸 헥실 아크릴레이트(2-ethyl hexyl acrylate), 부틸 아크릴레이트 모노머(butyl acrylate monomer), 메틸 아크릴레이트(methyl acrylate), 에틸 아크릴레이트 모노머(ethyl acrylate monomer), 메틸 메타 아크릴레이트(methyl metha acrylate), 말레인산(Maleic acid), 이타코닉산(itaconic acid), 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-HEMA)중에서 선택된 2개 이상의 모노머를 공중합한 공중합물일 수 있다.

리셉터클단자(120)가 단자수납부(111)에 고정됨에 있어서, 리셉터클단자(120)의 양측면과 상기 양측 단자수납부내벽면(112)간에는 각각 소정의 크기를 갖는 유격(130)이 형성되도록 할 수 있다. 플러그단자와 리셉터클단자(120)와의 결합시, 리셉터클단자(120)는 소정의 가동범위 안에서 형상이 변형되는데, 리셉터클단자(120)와 단자수납부내벽면(112)간 여유단차, 즉 유격(130)이 존재하지 않는다면, 리셉터클단자(120)의 변형시 단자수납부내벽면(112)과 간섭이 발생하게 되고, 이는 단자수납부내벽면(112)의 손상 및 리셉터클단자(120)의 형태손상을 야기하여 플러그단자와의 전기접속접점 형성에 문제가 될 수 있다. 이러한 유격(130)의 크기가 너무 커지면, 전술한 폴리머고정부재(119) 형성을 위한 폴리머필링부(118)에 있어, 폴리머가 누출될 틈이 커지는 것이 되어 문제가 되고, 너무 작아지면, 리셉터클단자(120)의 형태손상의 가능성이 커지는 것이 되니, 이러한 사항을 감안하여 결정하여야 한다. 또한, 도 8의 실시예에서 도시된 바와 같이, 양쪽 유격(130)은 동일하게 설정하는 것이 원칙이고, 실제로 리셉터클단자(120)가 양측 단자수납부내벽면(112)과 동일한 유격(130)을 갖도록 구현하는 것은 전술한 단자안착부(116)의 역할이다. 즉, 단자안착부(116) 폭의 중심선은 단자수납부(111)의 폭의 중심선상에 존재하며, 단자안착부(116) 폭은 단자수납부(111) 폭보다 작게 함으로써, 결과적으로 단자수납부(111)의 폭과 단자안착부(116)의 폭과의 차이의 절반이 상기 유격(130)의 크기가 되도록 할 수 있는 것이다.

나아가, 전술한 바와 같이 유격(130)을 두어 리셉터클단자(120)와 단자수납부(111)와의 간섭가능성을 줄여 단자형태손상을 예방하면서, 폴리머필링시, 폴리머가 해당 유격(130)을 통해 누출되는 것을 방지하기 위해, 양측 단자수납부내벽면(112)의 소정의 부위에 돌출부(113)를 형성하여, 굴곡부(121)의 양측면의 유격(130)에 대해 그 크기를 감소 또는 제거할 수 있다. 이렇게 되면, 플러그단자와의 전기접속접점을 형성하는 단자부위에 대해서는 유격(130)의 크기를 그대로 유지하면서, 폴리머필링부(118)를 구성하는 굴곡부(121) 관련 유격(130)은 그 영향을 최소화하여 품질을 높일 수 있게 된다. 이는 굴곡부(121)에서는 리셉터클단자(120)가 고정되므로, 유격(130)을 둘 의미가 없기 때문이다. 도 10에는 본 발명의 굴곡부(121) 관련 유격(130)을 최소화하기 위한 돌출부(113)의 실시예가 나타나 있다. 여기서는 돌출부(113)를 상기 단자수납부내벽면(112)에 대해 유격(130)의 크기만큼 단차를 높인 돌출평면으로 구성하고 있으나, 이러한 형상에 한정되지는 않는다. 도 11에서는 이러한 돌출부(113)를 두어 굴곡부(121)에서의 유격(130)의 영향이 최소화됨을 설명한다.

앞서 언급한 폴리머고정부재(119)는 1개의 단자수납부(111)에 적용되어 1개의 리셉터클단자(120)를 고정하는 역할을 하도록 된 것이었으나, 이를 확장 적용하여 하나의 폴리머고정부재(119)로 하여금, 2개 이상의 리셉터클 단자를 고정하게 하는 것을 고려할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에서는 리셉터클단자(120)는 소정의 형상을 갖는 굴곡부(121)를 포함하도록 성형되고, 리셉터클하우징(110)에는 2개 이상의 단자수납부(111)들을 수직방향으로 가로질러 형성되는 장방형개구부(117)를 구비하게 하며, 폴리머필링부(118)는, 상기 장방형개구부(117) 및 2개 이상의 상기 굴곡부(121)들로 이루어지는 내부공간에 형성시키는 것을 제안한다. 도 12에 도시된 실시예에서는, 총 5개의 리셉터클단자(120)를 고정하기 위한 구성을 도시하고 있는데, 특히, 5개의 단자수납부(111)의 소정부위의 내벽면을 허물어 장방형개구부(117)를 형성해두고, 리셉터클단자(120)들을 각각 단자수납부(111)에 삽입한 후, 형성된 폴리머필링부(118)에 폴리머고정부재(119)를 형성하고 있다. 다만, 이 경우, 리셉터클하우징(110)의 성형에 있어, 속이 꽉찬 형상으로 하지 않는 경우, 리셉터클단자(120)를 고정하는 폴리머고정부재(119)는 5개의 단자수납부(111) 중 양쪽 끝 단자 수납부의 최외각 단자수납부내벽면(112)과의 접촉력에 의해서만 5개의 리셉터클단자(120)를 고정하게 되므로, 고정력이 부족할 수 있으므로, 고정력의 증대를 위해서는 리셉터클하우징(110)의 사출성형에 있어, 각 부위의 단면을 꽉 채우도록 금형을 설계하는 것이 바람직하다. 아울러 도 13에서는 하나의 폴리머고정부재(119)로 리셉터클단자(120)열의 전체를 고정하는 실시예가 나타나 있다. 이러한 실시예에서도 전술한 바와 같이 단자의 고정력이 부족할 수 있으므로, 리셉터클하우징(110)의 성형 시 꽉찬 단면으로 하는 것이 바람직하다.

다음으로는, 앞서 언급한 구성을 갖는 전기커넥터리셉터클의 단자장착방법을 각 단게별로 설명하고자 한다. 첫째, 단자수납부(111)에 리셉터클단자(120)를 마운트한다. 도 6 내지 도 8의 실시예에서는 단자안착부(116)에 리셉터클단자(120)의 리드부를 올려놓음으로서 마운트되는 것인데, 리셉터클단자(120)가 리셉터클하우징(110)에 밀착되도록 힘을 가하는 과정이 추가될 수 있다. 또한 단자안착부(116)의 설계는 단자안착부(116)에 리셉터클단자(120)를 장착하는 것만을 통해서도 단자수납부(111)와 리셉터클단자(120)의 양측면 사이의 유격(130)이 동일하게 되도록 되어 있다. 둘째, 폴리머토출기의 노즐부를 상기 폴리머필링부(118)에 접근시켜 토출준비한다. 셋째, 폴리머를 소정량만큼 토출한다. 폴리머토출은 폴리머의 점도에 따라 노즐에서의 분사속도 등 그 실시패턴이 달라져야 한다. 폴리머의 점도가 큰 경우, 토출된 폴리머가 폴리머필링부(118)를 바닥면부터 채울 수 있도록 토출속도를 낮춰야 하며, 선택적으로는 토출기를 폴리머필링부(118)의 길이방향으로 왕복운동하면서 폴리머필링부(118)의 바닥면에 폴리머가 골고루 충진될 수 있도록 할 수 있다. 폴리머의 총 충진량은 폴리머필링부(118)를 모두 채우도록 결정되는 것이 바람직한데, 이를 통해 폴리머고정부재(119)과 양측 단자수납부내벽면(112)과의 접촉면적을 최대화하여 고정력을 증대시킬 수 있음은 전술한 바와 같다. 넷째, 폴리머토출기를 상기 폴리머필링부(118)로부터 이격하면서 토출을 종료한다. 다섯째, 토출된 폴리머의 표면을 레벨링한다. 토출된 폴리머의 점도가 큰 경우, 경화된 폴리머의 표면이 매끄럽지 않을 수 있고, 이 경우, 미감 등 상품성이 저하될 수 있기 때문이다. 레벨링을 통해 폴리머고정부재(119) 표면의 조도(roughness)를 조정하면서, 추가로 광택을 내는 과정을 둘 수도 있다. 여섯째, 토출되어 폴리머필링부(118)를 채우고 있는 폴리머를 경화시켜 폴리머고정부재(119)를 성형한다. 이러한 경화는, 자연경화, UV경화, 광(光)경화 또는 가열 경화 중 어느 하나의 방법을 선택할 수 있다. 소형화된 전기커넥터의 경우에는 폴리머필링부(118)의 크기도 작을 것이므로, 자연경화로도 경화시간이 너무 길지 않을 것이지만, 그렇지 않은 경우에는 경화에 있어 상당한 시간이 소요되는 것은 곧 총 공정시간이 늘어나는 것을 의미하므로, 이를 촉진하기 위해 특수한 공정을 둘 수 있다는 것이다. 다만, 광경화나 UV 경화 공정을 위해서는 사용되는 폴리머에 광개시제(initiator) 등이 포함되어 있어야 한다. 또한 자연경화의 경우에도 소정의 온도를 갖는 온풍을 작업부위 주변에 통풍시키는 것도 고려할 수 있다. 가열 경화에 있어서는 급속 경화로 인해 폴리머 내부에 균열이 형성되지 않도록 그 작동온도를 결정하여야 한다.

상기 언급한 폴리머고정부재(119)를 갖는 전기커넥터리셉터클에 리셉터클단자(120)와 전기접속접점을 형성할 수 있도록 소정의 형상으로 된 플러그단자를 포함하여 이루어지는 전기커넥터플러그를 접속하게 되면, 이를 소위 전기커넥터어셈블리라 할 수 있다. 이러한 전기커넥터플러그의 실시예는 종래기술1과 관련하고, 도 1에 도시된 것과 동일하거나 유사한 형상을 가지도록 할 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.

10 : 종래의 전기커넥터리셉터클
11: 리셉터클하우징
12: 리셉터클단자
13 : 쐐기부
14 : 유격
20 : 플러그
21 : 플러그하우징
22 : 플러그단자
100 : 리셉터클
110 : 리셉터클하우징
111 : 단자수납부
112 : 단자수납부내벽면
113 : 돌출부
116 : 단자안착부
117 : 장방형개구부
118 : 폴리머필링부
119 : 폴리머고정부재
120 : 리셉터클단자
121 : 굴곡부
130 : 유격

Claims

절연체로 되고, 리셉터클단자(120)가 고정되는 단자수납부(111)가 한 개 이상 형성되어 있는 리셉터클하우징(110)과 소정의 형상으로 가공되어 플러그단자와의 전기접속접점을 형성하고, 외부기판과 전기연결하는 기능을 하는 한 개 이상의 리셉터클단자(120)를 포함하여 구성되는 전기커넥터리셉터클에 있어서,
상기 단자수납부(111)에 상기 리셉터클단자(120)가 마운트된 상태에서 상기 리셉터클단자(120)의 소정의 부위를 포함하여 이루어지는 내부공간에 폴리머필링부(118)가 형성되고,
상기 폴리머필링부(118)에 성형되는 폴리머고정부재(119)에 의해 상기 리셉터클단자(120)가 상기 단자수납부(111)에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 1에 있어서,
상기 리셉터클단자(120)는 소정의 형상을 갖는 굴곡부(121)를 포함하도록 성형되고, 상기 폴리머필링부(118)는, 상기 굴곡부(121)와 상기 단자수납부(111)의 양측의 단자수납부내벽면(112)으로 이루어지는 내부공간에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리머고정부재(119)는, 점성을 갖는 폴리머로 된 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리머고정부재(119)는, 내열고분자수지(heat-resisting polymer resin), 폴리올레핀수지(poly-olefin resin), 실리콘수지(silicone resine), 아크릴 공중합물(acryl copolymer) 중 선택되는 하나 이상의 물질로 성형되는 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 4에 있어서,
상기 내열고분자수지(heat-resisting polymer resin)는, 열경화성수지로서 비스페놀-F형 에폭시(bisphenol-F type epoxy), 페녹시 레진(Phenoxy resin), 나프탈렌형 에폭시 레진(naphthalene type epoxy resin), 크레졸 노볼락 에폭시(cresol novolac epoxy), 페놀 노폴락 에폭시(phenol novolac epoxy), 비스페놀-A형 에폭시(bisphenol-A type epoxy), 요소수지, 페놀수지, 멜라민수지 중 하나 이상을 선택한 것임을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 4에 있어서,
상기 폴리올레핀수지는, 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight polyethylene; UHMWPE), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리메틸펜텐(polymethylpentene) 중 선택되는 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 6에 있어서,
상기 폴리올레핀수지는 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight polyethylene; UHMWPE)을 총 중량대비 40-60%, 고밀도폴리에틸렌(HDPE)을 총 중량대비 10-20%, 폴리프로필렌(polypropylene)을 총 중량대비 10-20% 포함하는 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 4에 있어서,
상기 아크릴 공중합물은 n-부틸메타아크릴레이트(n-butyl metha acrylate), n-헥실 메타 아크릴레이트(n-Hexyl metha acrylate), 아크릴산(acrylic acid), 메타아크릴산(metha acrylic acid), 2-에틸 헥실 아크릴레이트(2-ethyl hexyl acrylate), 부틸 아크릴레이트 모노머(butyl acrylate monomer), 메틸 아크릴레이트(methyl acrylate), 에틸 아크릴레이트 모노머(ethyl acrylate monomer), 메틸 메타 아크릴레이트(methyl metha acrylate), 말레인산(Maleic acid), 이타코닉산(itaconic acid), 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-HEMA)중에서 선택된 2개 이상의 모노머를 공중합한 공중합물임을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 2에 있어서,
상기 리셉터클단자(120)의 양측면과 상기 양측 단자수납부내벽면(112)간에는 각각 소정의 크기를 갖는 유격(130)이 형성되도록 상기 리셉터클단자(120)가 상기 단자수납부(111)에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 9에 있어서,
상기 양측 단자수납부내벽면(112)의 소정의 부위에는 돌출부(113)가 형성되어, 상기 굴곡부(121)의 양측면의 유격(130)을 감소 또는 제거하는 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 1에 있어서,
상기 리셉터클단자(120)는 소정의 형상을 갖는 굴곡부(121)를 포함하도록 성형되고, 상기 리셉터클하우징(110)은 상기 2개 이상의 단자수납부(111)들을 수직방향으로 가로질러 형성되는 장방형개구부(117)를 구비하며,
상기 폴리머필링부(118)는, 상기 장방형개구부(117) 및 2개 이상의 상기 굴곡부(121)들로 이루어지는 내부공간에 형성되어, 상기 폴리머고정부재(119)가 2개 이상의 리셉터클단자(120)를 고정할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기커넥터리셉터클.
청구항 1 내지 청구항 11 중 선택되는 어느 하나의 항의 전기커넥터리셉터클; 및
상기 리셉터클단자(120)와 전기접속접점을 형성할 수 있도록 소정의 형상으로 된 플러그단자를 포함하여 이루어지는 전기커넥터플러그;
를 포함하여 구성되는 전기커넥터어셈블리.