KR20190045366A - 회전 가능한 롤링 접촉체들을 갖는 플러그 커넥터용 전기 접촉부, 및 그러한 접촉부의 전기 플러그-인 연결 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플러그-인 방향(6)으로 플러깅될 수 있는 플러그 커넥터(5)를 위한 전기 접촉부(1)에 관한 것이다. 접촉부(1)에는 상보적인 접촉부(8)와 접촉하기 위한 접촉면(12)이 제공된다. 본 발명은 또한, 결합될 수 있는 2개의 접촉부들(1, 8)을 갖는 플러그-인 연결(2)에 관한 것이다. 접촉부들(1, 8) 사이의 안정된 접촉 저항을 갖는 접촉을 생성하는 동시에, 큰 접촉력 없이 접촉부들(1, 8)을 결합하기 위해, 접촉부(1)의 접촉면(12)은 전기 전도성 재료로 제조된 회전 가능한 롤링 접촉체들(20)을 갖는 것이 본 발명에 따라 고려된다. 롤링 접촉체들(20)은 플러그-인 연결(2)의 결합된 접촉부들(1, 8) 사이에 위치되고 2개의 결합된 접촉부들 사이에서 전기 접촉을 생성한다. 롤링 접촉체들(20)의 회전성에 의해, 롤링 움직임은 삽입 시에 그리고 결합된 상태에서 가능하여서, 보상 움직임들이 플러그-인 연결의 진동-하중 환경에서 발생할 수 있으며, 이 보상 움직임들은 접촉부들(1, 8)에 연결된 케이블들(34)의 케이블 단선을 방지한다.

Description

회전 가능한 롤링 접촉체들을 갖는 플러그 커넥터용 전기 접촉부, 및 그러한 접촉부의 전기 플러그-인 연결
본 발명은, 상보적인 접촉부에 접촉하기 위한 접촉면을 갖는, 플러그-인 방향으로 플러깅될 수 있는 플러그 커넥터를 위한 전기 접촉부에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 플러그-인 방향으로 결합될 수 있는 2개의 접촉부들을 갖는 전기 플러그-인 연결에 관한 것이다.
이러한 접촉부들은 예를 들어, 서로 상보적인 부싱(bushing) 접촉부들 및 핀 접촉부들의 형태로 알려져 있으며, 여기서 핀들은 페그(peg)-형상 또는 탭-형상일 수 있다. 이러한 접촉부들에 대해, 서로 상보적인 접촉부들의 안정된 접촉이 발생하는 것이 중요한데, 특히 접촉 저항이 안정적으로 유지되는 것이 중요하다. 이는 높은 접촉력들, 즉 서로 상보적인 접촉부들의 접촉면들에서 이들을 함께 가압하는 높은 힘들에 의해 달성된다. 고저항성 부식 층들 및 불순물 층들을 돌파하기 위해, 한편으로는, 접촉력이 높은 표면압을 달성하도록 접촉면이 가능한 한 작아져야 한다. 다른 한편으로, 접촉면은 너무 작아서는 안 되는데, 그 이유는 그렇지 않으면, 부식 층들 및 불순물 층들이 돌파되더라도, 높은 전류들이 흐를 때 접촉 저항이 너무 커지게 되기 때문이다.
높은 접촉력들의 추가의 단점은, 특히, 큰 플러그들의 경우에, 2개의 접촉부들이 높은 플러그-인력(plug-in force)들을 가함으로써만 결합될 수 있다는 것이다. 그 후, 접촉부들이 진동-하중(vibration-loaded) 환경에 삽입되는 경우, 일반적으로 케이블들과 결합된 접촉부들 사이의 상대적인 움직임으로 인해 케이블 단선의 위험이 존재한다.
이들 극(pole)들 사이에서, 본 발명의 과제는, 안정된 접촉 저항의 경우에, 낮은 플러그-인력들을 사용하여 높은 내구성으로 진동-하중 환경들에서 또한 사용될 수 있는 플러그-인 연결 및 전기 플러그-인 연결을 위한 전기 접촉부를 생성하는 것이다.
이 과제는, 접촉면이 전기 전도성 재료로 제조된 회전 가능한 롤링 접촉체들(rolling contact bodies)을 상술된 전기 접촉부가 갖는다는 점에서 해결된다. 본 발명에 따라, 이 과제는, 접촉부들 중 하나의 접촉부의 접촉면이 2개의 결합된 접촉부들 사이에서 전기 접촉을 생성하는 회전 가능한 롤링 접촉체들을 상술된 전기 플러그-인 연결이 갖는다는 점에서 해결된다.
따라서, 본 발명에 따라, 회전 가능한 롤링 접촉체들을 통해 전기 접촉이 생성된다. 롤링 움직임을 수행할 수 있도록 하기 위해서, 롤링 접촉체들은 단지 작은 접촉면만을 가지며, 이는 결과적으로 낮은 접촉력들의 경우에도 부식 층들 및 불순물 층들을 돌파할 수 있다. 롤링 접촉체들의 회전성 덕분에, 롤링 움직임으로 인해 서로 상보적인 접촉부들 사이의 마찰이 낮기 때문에, 상보적인 접촉부들이 단지 낮은 플러그-인력들만으로 결합되는 것이 가능하다. 또한, 롤링 접촉체들의 회전성은 진동들 동안 보상 움직임들을 허용하며, 이는 케이블 단선의 위험을 감소시킨다. 롤링 접촉체들은 높은 접촉 압력에서 접촉부들 사이의 매끄러운 움직임을 가능하게 하는 롤링 베어링을 형성한다.
본 발명은 추가로, 개별적으로 유리하고 필요에 따라 서로 결합될 수 있는 다양한 추가의 구성들에 의해 개선될 수 있다.
따라서, 플러그-인력들을 최소화하기 위해, 접촉면은 바람직하게는, 오로지 롤링 접촉체들 또는 그의 주변 표면만으로 구성된다. 추가의 구성에 따라, 롤링 접촉체들이 적어도 30S/m의 전도율을 갖는 전기 전도성 재료로 구성되는 경우, 접촉 저항이 감소될 수 있다. 특히, 롤링 접촉체들은 다음의 금속들 즉, 금, 은, 알루미늄 또는 구리 중 적어도 하나를 포함한다. 롤링 접촉체들은 특히, 구체들, 원뿔들, 절두된 원뿔들, 배럴(barrel)들, 바늘들 및/또는 실린더들이다.
추가의 유리한 구성에서, 전기 접촉부는 특히 별개의 컴포넌트로서, 롤링 접촉체들이 삽입되는 개구들을 갖는 롤링 바디 케이지(rolling body cage)를 갖는 것이 고려된다. 특히, 롤링 바디 케이지가 별개의 컴포넌트로서 구성되는 경우, 롤링 바디 케이지 및 롤링 접촉체들의 사전 조립은 접촉부들의 최종 조립과 별개로 비용 효율적으로 수행될 수 있다.
롤링 바디 케이지는 플라스틱들과 같은 전기 비-전도성 또는 전기 절연성 재료로 제조될 수 있다. 플라스틱들의 도움으로, 롤링 접촉체들의 낮은 마찰 장착이 비용 효율적인 방식으로 달성될 수 있다. 전기 비-전도성 재료로 제조된 롤링 바디 케이지가 사용되는 경우, 예를 들어, 롤링 바디 케이지의 측(side) 상에서 롤링 접촉체들에 닿는, 전도성 재료(위를 참조)로 제조된 슬리브 또는 핀에 의해, 접촉면에 대향하는 롤링 바디 케이지의 상기 측의 접촉면으로부터의 전류가 롤링 접촉체들로부터 태핑(tapped)될 수 있다.
다른 구성에서, 롤링 바디 케이지는 전도성 물질, 예를 들어, 롤링 접촉체들에 대해 위에서 특정된 것과 같은 물질로 제조될 수 있다. 이 경우에, 롤링 바디 케이지에 의해 전류가 송신될 수 있다.
롤링 접촉체들은 바람직하게는, 적어도 하나의 측, 즉 접촉면 상에서 롤링 바디 케이지를 넘어 돌출한다. 추가의 구성에 따라, 이들은 또한 롤링 바디 케이지를 넘어 양 측들 상에서 돌출할 수 있다. 후자의 구성은, 롤링 바디 케이지가 비-전도성 재료로 제조되고 그리고/또는 롤링 바디 케이지가 롤링 베어링의 경우에서와 같이 접촉부에서 이동 가능하게 유지되는 경우에 특히 유용하다. 따라서, 롤링 바디 케이지는 전기 전도성 재료로 제조된 캐리어에 유지될 수 있으며, 여기서 롤링 접촉체들은 캐리어와 접촉한다. 캐리어는 접촉면으로부터 롤링 접촉체들에 의해 수신되는 전류를 송신하는 역할을 한다. 캐리어 그 자체는, 롤링 접촉체들에 대한 전기 접촉부가 수형 접촉인지 또는 암형 접촉인지에 의존하여 슬리브-형상 또는 핀-형상일 수 있다. 캐리어 및/또는 롤링 바디 케이지의 직경 및/또는 기하학적 형상은 플러그-인 연결의 각각의 표준에 기초한다. 다수의 애플리케이션들에서, 캐리어 및/또는 롤링 바디 케이지의 직경은 바람직하게는, 표준을 충족시키기 위해 플러그-인 방향의 종방향 연장부보다 작다.
캐리어 및/또는 롤링 바디 케이지의 내부 또는 외부 단면은 둥근형, 원형 및/또는 다각형일 수 있다.
결합된 플러그 커넥터들 사이의 상대적 움직임들을 가능하게 하기 위해, 롤링 접촉체들은 롤링 바디 케이지에 의해 캐리어에서, 특히 플러그-인 방향을 중심으로 롤링 가능하게 유지될 수 있다. 추가의 구성에서, 롤링 바디 케이지는 캐리어에 대해 이동 가능하다. 이 경우에, 롤링 바디 케이지는 특히 플러그-인 방향을 따라, 캐리어에 대해 병진운동 방식으로 슬라이딩 가능하고 그리고/또는 캐리어에 대한 공통 종축을 중심으로, 특히 플러그-인 방향을 중심으로 회전 가능할 수 있다. 한편으로, 롤링 바디 케이지와 그 내부에 유지되는 롤링 접촉체들의 이동성은, 전기 접촉부에 부착되는 케이블들이 움직이는 경우 보상 움직임들을 가능하게 한다. 다른 한편으로, 특히 플러그-인 방향을 따른 롤링 바디 케이지의 이동성은 전기 접촉부들의 결합 및 해제를 감소시킨다. 롤링 베어링 케이지의 모든 이동성을 위해, 롤링 접촉체는 바람직하게는, 예를 들어, 잠금 연결과 같은 포지티브 연결을 통해 포획 방식으로 캐리어에 피팅된다.
추가의 구성에 따라, 롤링 베어링 케이지 및/또는 캐리어는 도체를 응집성으로, 특히 모놀리식(monolithic) 방식으로 크림핑(crimping)하기 위한 크림핑 섹션에 연결될 수 있다. 이 경우에, 전기 접촉부는 크림프 접촉부로서 구성된다. 롤링 접촉체들의 도움으로, 안전한 접촉부를 유지하는 전기 연결은 플러깅하기 쉽고 이에 따라 케이블 움직임들에 대한 보상들이 도체가 직접 피팅되는 이러한 유형들의 접촉부들에 대해 가능한 반면에, 전체 크기는 5mm 미만의 접촉부 직경으로 작다.
추가의 구성에 따라, 롤링 바디 케이지는 2개의 부분들로 구성될 수 있으며, 내부 부분 및 외부 부분을 가질 수 있고, 그 사이에 롤링 접촉체들이 유지된다. 2개의 부분들 중 하나는 비-전도성 물질로 제조될 수 있는 반면, 다른 부분은 전도성 물질로 구성되며, 이에 따라 롤링 접촉체들에 의해 수신된 전류를 송신한다. 전류가 롤링 접촉체들을 통해 송신되는 경우, 양자의 부분들은 본질적으로 플라스틱들과 같은 비-전도성 물질로 제조될 수 있다.
한편으로, 접촉력을 생성할 때 변형 가능하고, 다른 한편으로, 형상 공차들을 보상할 수 있도록 롤링 바디 케이지의 이동성을 증가시키기 위해, 롤링 바디 케이지에는 개별 롤링 바디들 및/또는 롤링 바디들의 그룹들 간에 약화된 영역들(이 약화된 영역들에서, 롤링 바디 케이지의 컴플라이언스(compliance)가 약화된 영역들의 환경과 관련하여 증가됨)이 제공되는 것이 고려된다. 롤링 접촉체들의 영역에서, 이에 따라, 롤링 접촉체들이 견고하게 유지되도록 더 높은 강성도가 존재하고, 또한, 롤링 바디 케이지의 변형의 경우에 여전히 쉽게 회전 가능한데, 그 이유는 변형은 증가된 컴플라이언스로 인해 약화된 영역들에 집중되기 때문이다. 약화된 영역들은 또한, 플러그-인 방향으로, 특히 재료 내의 개구, 특히 재료 내의 복수의 연속적인 개구들을 가질 수 있다.
반경 방향으로 또는 플러그-인 방향에 횡방향으로 신장 또는 압축되고 이에 따라 접촉력을 가하거나 전달할 수 있기 위해, 롤링 바디 케이지는 플러그-인 방향으로 연장되는 갭을 가질 수 있다. 갭은 전체 롤링 바디 케이지를 통해 연속적으로 연장될 수 있거나 재료 브리지들에 의해 분할될 수 있다.
특히, 전기 접촉부가 슬리브-형상인 경우, 롤링 바디 케이지는 슬리브에 의해 외향으로 둘러싸일 수 있다. 슬리브는 롤링 접촉체들 및 롤링 바디 케이지를 보호하는 외부 하우징으로서 또는 캐리어로서 역할을 할 수 있다. 슬리브가 전기 전도성 재료로 제조되는 경우, 슬리브는 롤링 접촉체들에 의해 수신되는 전류를 송신하는 역할을 할 수 있다. 이러한 경우에, 슬리브에는 응집성으로, 특히 모놀리식 방식으로 부착 섹션이, 예를 들어, 전기 도체가 부착될 수 있는 납땜 또는 크림핑 섹션이 제공될 수 있다. 롤링 바디 케이지는 2개의 단부 포지션들 사이에서 슬라이딩 가능하게 또는 고정되게 슬리브에 축방향으로 고정될 수 있다. 또한, 롤링 바디 케이지는 슬리브에 회전 가능하게 유지될 수 있는데, 특히 플러그-인 방향을 중심으로 자유롭게 회전 가능하게 유지될 수 있다. 이는, 특히 접촉 슬리브가 원형 내부 단면을 가지며 핀 접촉부가 서로 동축으로 정렬된 원형 외부 단면을 갖는 구성으로 인해 가능하다. 그러나 이러한 이들 구성들 각각, 특히 그의 조합은 플러깅된 플러그-인 연결의 이동성을 증가시키고 케이블 단선을 방지한다.
롤링 접촉체들은 캐리어 상에서 롤링할 수 있으며, 이 경우, 캐리어는 접촉면으로부터 멀어지는 방향을 향하는 롤링 접촉체들의 측 상에 위치되는, 롤링 접촉체들에 대한 진행 표면(running surface)을 형성한다.
추가의 실시예에서, 슬리브는 미리 로딩된 스프링 슬리브일 수 있으며, 그의 스프링력은 바람직하게는, 플러그-인 방향에 횡방향으로 롤링 바디 케이지 상에 작용한다. 따라서, 부싱-형 접촉부의 경우에, 접촉력은, 대응하는 상보적인, 이 경우에, 가장 흔하게는 핀-형상 접촉부의 삽입시에 신장되는 스프링 슬리브에 의해 생성될 수 있다. 반대로, 슬리브는 핀-형상 접촉부의 경우에 압축될 수 있고 탄성 압축에 의해 접촉력을 생성할 수 있다.
롤링 바디 케이지의 캐리어와 롤링 바디 케이지 간의 상대적 움직임이 요구되지 않는 경우, 슬리브와 롤링 바디 케이지 사이에 스페이서들이 위치될 수 있고 롤링 접촉체들은 캐리어로부터 이격될 수 있다. 스페이서들은 캐리어, 예를 들어, 슬리브 및/또는 롤링 바디 케이지 상에 성형되거나 별개의 컴포넌트들을 나타낼 수 있다.
추가의 구성에서, 롤링 바디 케이지 그 자체는 핀 접촉부가 수용되는 접촉 슬리브를 형성할 수 있다. 롤링 바디 케이지는 이 경우에, 플러그-인 방향에 횡방향으로 특히 플러그-인 방향에 반경 방향으로 탄성적으로 신장 가능하고 그리고/또는 압축 가능한 스프링 슬리브로서 구성될 수 있다. 이러한 구성의 경우에, 롤링 바디 케이지에는 예를 들어, 납땜 또는 크림핑 영역 또는 플러그의 접촉부에 피팅하기 위한 섹션과 같은 부착 섹션이 응집성으로 직접 제공될 수 있다.
이하, 본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 예시적인 실시예들을 사용하여 도시된다. 단순함을 위해, 구조 및/또는 기능 면에서 서로 대응하는 엘리먼트들의 경우에 개별 예시적인 실시예들에서 동일한 참조 번호들이 사용된다. 예시적인 실시예에서 달리 표시되지 않는 한, 선행 예시적인 실시예들과의 차이들만이 다뤄질 것이다. 또한, 선행 언급에 따라, 각각의 개별 예시적인 실시예에서의 상이한 특징들은 필요에 따라 서로 결합될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예의 특징은 그의 기술적 효과가 특정 애플리케이션의 경우에 중요하지 않으면 생략될 수 있다. 반대로, 특정 애플리케이션이 위에서 설명된 또는 다른 예시적인 실시예에서와 같은 부가적인 특징에 연결되는 기술적 효과를 요구하는 경우, 그 특징들이 예시적인 실시예에 부가될 수 있다.
도 1은 플러그-인 연결을 생성하기 위한 상보적인 접촉부를 갖는 본 발명에 따른 접촉부의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 접촉부들과의 플러그-인 연결의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 접촉부의 추가의 예시적인 실시예의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 4는 롤링 바디 케이지 내의 롤링 접촉체의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 5는 상보적인 접촉부를 갖는 본 발명에 따른 추가의 접촉부의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 접촉부의 추가의 예시적인 실시예의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따른 단면을 개략적인 사시도로 도시한다.
도 8은 롤링 바디 케이지의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 접촉부의 추가의 예시적인 실시예의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 10은 도 9의 X-X 선을 따른 단면을 개략적인 사시도로 도시한다.
우선, 도 1 및 도 2에 관련된 전기 접촉부(1) 및 전기 플러그-인 연결(2)에 기초하여 구조 및 기능이 설명된다. 전기 접촉부(1)는 플러그 커넥터(3)의 부분일 수 있다.
단지 예로서, 도시된 전기 접촉부(1)에는, 상보적인 접촉부(8), 여기에서 페그-형상 핀 접촉부(peg-shaped pin contact)(10)가 플러그-인 방향(6)으로 삽입될 수 있는 슬리브-형상 접촉 영역(4)이 제공된다. 다른 구성에서, 핀 접촉부(10)는 또한, 대응하는 상보적으로 구성된 슬리브-형상 접촉 영역(5)을 필요로 하는 탭-형상(tab-shaped)으로 구성될 수 있다.
전기 접촉부(1)와 상보적인 접촉부(8)가 플러그-인 방향(6)으로 결합되는 경우, 그의 접촉면들(12)이 접촉하게 된다. 핀 접촉부(10)의 경우에, 접촉면(12)은 외향 외면(14)이고, 슬리브-형상 접촉부(1)의 경우에 내향 내면(16)이다. 본 발명에 따라, 접촉면들(12, 14, 16) 중 적어도 하나는 전기 전도성 재료, 특히, 적어도 30S/m의 전도율을 갖는 전기 전도성 재료로 제조된 회전 가능한 롤링 접촉체들(20)을 갖는다. 롤링 접촉체들은 바람직하게는, 다음의 금속들, 즉 금, 은, 알루미늄 및/또는 구리 중 적어도 하나를 포함한다.
플러그-인 상태에서, 접촉부들(1 및 8)은 플러그-인 방향(6)과 동축으로 정렬된다.
도 1 및 도 2에서, 롤링 접촉체들은 단지 예로서 구형이다. 대안적으로 또는 부가적으로, 원추형, 절두된 원뿔-형상, 배럴-형상, 바늘-형상 및/또는 원통형 롤링 접촉체들이 사용될 수 있다. 롤링 접촉체들은 0.5mm 내지 2mm의 직경을 갖는다.
또한, 단지 예로서, 롤링 접촉체들(20)과의 접촉면(12)은 슬리브-형상 접촉부에 형성된다. 이 접촉면은 또한 핀 접촉부(10)에 형성될 수 있다.
롤링 접촉체들(20)을 갖는 접촉부(1, 8)의 접촉면(12)은 바람직하게는, 오로지 롤링 접촉체들의 표면들(22)만으로 구성된다. 이 목적을 위해, 롤링 접촉체들(22)은 슬리브-형상 접촉부(1)의 경우 내향으로 각각의 접촉부로부터 다소 돌출하고, 핀-형상 접촉부(8)의 경우(도시되지 않음)에, 롤링 접촉체들(20)은 외향으로 돌출한다.
롤링 접촉체들(20)은 롤링 바디 케이지(24)에 의해 회전 가능하게 유지된다. 이 목적을 위해, 롤링 바디 케이지는, 롤링 접촉체들(20)이 삽입되는 개구들(26)을 갖는다. 이는 도 4에 개략적으로 도시된다. 롤링 접촉체(20)의 섹션은 롤링 바디 케이지(24)에 단단히 유지되고, 도시된 구형 롤링 접촉체(20)의 경우, 화살표(28)에 의해 표시된 바와 같이 모든 방향으로 회전 가능하다. 그러나, 원뿔형, 절두된 원뿔-형상, 배럴-형상, 바늘-형상 및/또는 원통형 롤링 접촉체는 하나의 개별 회전축을 중심으로만 회전 가능할 것이다. 도 4에서 추가로 알 수 있는 바와 같이, 롤링 접촉체(20)는 롤링 바디 케이지(24) 위로 적어도 일 측 상에서, 바람직하게는, 양 측들 상에서 돌출한다.
도 1 및 도 2의 예시적인 실시예의 경우에, 롤링 바디 케이지(24)는 예를 들어, 케이블(34)의 도체(32)가 부착될 수 있는 부착 섹션(30)을 일체로 형성한다. 부착 섹션(30)은 크림핑(crimping) 섹션일 수 있고 그리고/또는 예를 들어, 납땜에 의해서와 같이 응집성 연결을 위한 섹션을 가질 수 있다. 부착 섹션(30)은 또한, 플러그 하우징의 전기 접촉부를 추가의 전기 접촉부에 부착하는 역할을 할 수 있다.
도 1 및 도 2의 예시적인 실시예의 경우에, 롤링 바디 케이지(24)는 플러그-인 방향(6)에 횡?항으로 탄성적으로 신장 가능하거나 또는 압축 가능한 스프링 슬리브(36)로서 구성된다. 이 목적을 위해, 롤링 바디 케이지(24)에는, 플러그-인 방향(6)에서 롤링 바디 케이지(24) 전체를 통과할 수 있거나 재료 브리지들(도시되지 않음)에 의해 분할될 수 있는 갭(38)이 제공될 수 있다.
롤링 바디 케이지(24)는 하나 이상의 약화된 영역들(40)을 가질 수 있으며, 여기서 컴플라이언스(compliance)는 약화된 영역의 환경에 대해 증가된다. 약화된 영역들(40)은 개별 롤링 접촉체들(20) 사이에 또는 롤링 접촉체들(20)의 그룹들 사이에 배열될 수 있다. 특히, 약화된 영역(40)은 리세스(42)를 가질 수 있다. 슬리브-형상 롤링 바디 케이지(24)는 약화된 영역들(40)에 의해 형상 공차들에 적응될 수 있으며, 여기서 변형은 롤링 접촉체들(20) 주위의 영역이 견고하게 구성될 수 있도록 약화된 영역들(40) 상에 집중된다. 롤링 접촉체들(20) 주위의 증가된 강성도는 롤링 바디 케이지(24)의 변형의 경우에 롤링 접촉체들(20)이 개구(26)에 껴서 움직이지 않게 될 수 있는 상황을 방지한다. 또한, 롤링 바디 케이지(24)의 유연한 구성은 롤링 접촉체들(20) 상의 접촉력의 균일한 분포를 허용한다.
2개의 접촉부들(1, 8)이 결합될 때, 하나의 접촉부(1)의 롤링 접촉체들(20)은 다른 접촉부(10)의 접촉면(12) 상에서 롤링한다. 스프링 슬리브(36) 및 그에 따른 롤링 바디 케이지(24)는 결합된 상태에서 탄성적으로 변형(여기서 신장)되어서, 접촉력이 롤링 접촉체들(20) 상에 가해진다. 개별 롤링 접촉체(20)에 의해 공급되는 작은 접촉면에 의해, 높은 표면압이 발생하며, 이는 부식 층들 또는 불순물 층들을 돌파하고 접촉부들(1, 8) 사이에서 확실한 전기 접촉을 생성한다. 높은 접촉 압력에도 불구하고, 플러그-인 연결(2)은 단지 작은 힘의 행사만으로도 플러깅될 수 있는데, 그 이유는 롤링 접촉체들이 다른 접촉면 상에서 미끄러지는 것이 아니라 대신 롤링하기 때문이다.
플러그-인 연결을 고정하는 것은 접촉부들(1, 10) 사이의 잠금 연결(44)에 의해 수행될 수 있으며, 이 잠금 연결(44)은 예를 들어, 접촉부들(1, 8) 사이의 이동성을 유지한다. 회전 가능하지만 축방향으로 고정된 잠금 연결은 예를 들어, 상보적인 접촉부(8)에서 플러그-인 방향에 대한 원주방향의 홈(46)에 의해 제공될 수 있으며, 이 홈에서, 2개의 접촉부들(1, 8)이 완전한 플러깅을 달성하면 하나 이상의 롤링 접촉체들이 결합된다.
구형 롤링 접촉체들을 사용할 때, 결합된 플러그-인 연결(2)은 플러그-인 방향(6)을 중심으로 한 결합된 접촉부들(1, 10)의 상대적 회전(48)을 허용한다. 이는, 예를 들어, 진동-하중 환경들에서 케이블(34) 단선들을 방지한다.
도 3에서, 전기 접촉부(1)의 실시예가 도시되며, 이 경우에, 롤링 바디 케이지(24)는 도체(32)(도시되지 않음)를 크림핑하기 위한 부착 섹션(30)과 일체로 구성된다. 따라서, 전기 접촉부(1)는 크림프 접촉부(47)일 수 있다. 도 1 및 도 2의 실시예와 대조적으로, 롤링 바디 케이지(24)는 약화된 영역들(40)을 갖지 않지만 그럼에도 불구하고 스프링 슬리브(36)로서 작용한다.
도 1 내지 도 3의 예시적인 실시예의 전기 접촉부들(1) 또는 그의 롤링 바디 케이지(24)는 타출식 굽힘부(stamped bent part)로 제조되며 바람직하게는, 하나의 조각이다. 다중-부 전기 접촉부가 도 5에 도시된다(이 경우에, 롤링 바디 케이지(24)는 하우징(50)으로서 구성된 캐리어(51)에 의해 수용됨). 롤링 접촉체들(20)을 갖는 전기 접촉부(1)는 여기서 또한, 예로서 단지 접촉 슬리브로서만 도시된다. 롤링 바디 케이지(24)는 또한 캐리어로서 도 5에 또한 도시된 핀 접촉부(10)에 부착될 수 있다.
외향 슬리브-형상의 하우징(50)은 롤링 바디 케이지(24)를 둘러싸고, 위에서 설명된 구성들 중 하나의 부착 섹션(30)을 일체로 형성할 수 있다. 도 5에서, 롤링 바디 케이지(24)는 예를 들어, 플라스틱들과 같은 비-전도성 재료로 생성된다. 롤링 바디 케이지(24)는 특히, 사출 성형될 수 있다. 그의 구성은 특히, 도 1 내지 도 3의 설계들 중 하나에 따른 롤링 바디 케이지(24)의 구성에 대응할 수 있다.
스페이서들(52)이 캐리어(51)와 롤링 바디 케이지(24) 사이에 배열될 수 있다. 스페이서들(52)은 캐리어(51) 상에 그리고/또는 롤링 바디 케이지(24) 상에 또는 별개의 부분들로서 형성될 수 있다. 도 5에서, 이들은 롤링 바디 케이지(24)의 모놀리식 컴포넌트들이다. 롤링 접촉체들(20)은 스페이서들(52)에 의해 캐리어(51)로부터 이격된 채로 유지된다. 그리하여, 롤링 접촉체들(20)은 하우징(50) 상에서, 특히, 그의 내면(54) 상에서 롤링하지 않고 자유롭게 회전할 수 있다. 따라서, 롤링 바디 케이지(24)는 접촉부(1) 내로의 상보적인 접촉부(8)의 삽입 시에 하우징(50)에 정적인 채로 유지될 수 있다.
스페이서들(52)은 플러그-인 방향(6)에 횡방향으로 압축 가능할 수 있어서, 상보적인 접촉부(8)의 삽입 시에, 롤링 바디 케이지(24)는 탄성적으로 신장되고 롤링 접촉체들(20) 상에 접촉력을 가할 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 롤링 바디 케이지(24)는 플러그-인 방향(6)을 중심으로 원주 방향(56)으로 서로 이격되는, 캐리어(51) 상의 지지 지점들(56)에 맞닿아 지지될 수 있고, 중간 영역들(58)에서 하우징으로부터 이격될 수 있으며, 여기서 스페이서들(52)이 영역들(58)에 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 상보적인 플러그(8)의 삽입 시에, 스페이서들(52)이 캐리어(51)에 접촉할 때까지 롤링 바디 케이지(24)가 신장될 수 있다.
롤링 바디 케이지(24)는 다수의 부분들로 구성될 수 있다. 이는 내부 부분(60)과 외부 부분(62)을 갖는 2-부분 롤링 베어링 케이지(24)를 토대로 도 6 및 도 7을 참조하여 설명된다. 롤링 접촉체들(20)은 내부 부분(60)과 외부 부분(62) 사이에서 회전 가능하게 유지된다. 이 경우에, 롤링 접촉체들(20)은 단지 접촉면(12)의 측 상에서 롤링 바디 케이지(24) 위로 돌출한다.
개구들(26)은 내부 부분(60)은 물론, 외부 부분(62)에 존재할 수 있으며, 여기서 개구들(26)은 롤링 접촉체(20)에 대해 정렬되는데, 바람직하게는, 각각 서로 동일 평면으로 정렬된다. 최대 직경을 갖는 롤링 접촉체들(20)의 섹션(64)은 내부 부분(60)과 외부 부분(62) 사이에 위치되며, 이 직경은 각각의 경우에, 내부 부분(60) 및 외부 부분(62)의 개구들(26)의 내부 폭보다 크다. 따라서, 롤링 접촉체들(20)은 내부 부분(60)과 외부 부분(62) 사이에서 단단히 유지된다.
선행 예시적인 실시예들과 유사하게, 상보적인 접촉부의 삽입 시에, 롤링 바디 케이지(24)는 탄성적으로 변형되는데, 여기서는 신장된다. 이는 플러그-인 방향(6)에 횡방향으로 충돌하고 각각의 롤링 접촉체(20)에 충돌하는 접촉력(68)을 발생시킨다.
내부 부분(60) 및/또는 외부 부분(62)은 전도성 재료로 제조된다. 따라서, 전류 경로(66)가 하나의 접촉부(8)로부터, 롤링 접촉체들(20)을 통해, 전도성 내부 부분(60) 및/또는 외부 부분(62)을 통해, 도 6 및 도 7에 도시되지 않은 전기 도체까지 이어진다. 내부 부분(60)은 바람직하게는, 플라스틱으로 제조된다. 양 부분들(60, 62)에는 위에서 설명된 바와 같이 갭(38)이 장착될 수 있고 그리고/또는 위에서 설명된 구성에서의 약화된 영역들(40)을 또한 가질 수 있다. 2개의 부분들(60, 62)의 갭들(38)은 중첩될 수 있다. 도 6 및 도 7의 롤링 바디 케이지(24)는 선행 예시적인 실시예들의 롤링 바디 케이지 대신에 사용될 수 있다.
선행 예시적인 실시예들에서, 롤링 접촉체들의 그룹(70), 여기서는 직사각형 베이스 상에 배열된 2x2 롤링 접촉체들의 그룹(70)(도 6 참조)이 플러그-인 방향(6) 및 플러그-인 방향(6)을 중심으로 한 방향 둘 모두에서 인접 그룹들(70)로부터 각각 분리된다.
도 8은 롤링 접촉체들(20)의 그룹(70)이 플러그-인 방향(6)으로 정렬된 행들(72)을 형성하는, 롤링 바디 케이지(24)의 구성을 도시한다. 개별 행들(72)은, 플러그-인 방향(6)으로 연장되는 리세스들(42)의 행(74)을 갖는, 플러그-인 방향(6)으로 연장되는 약화된 영역(40)에 의해 각각 분리된다.
이 구성에서, 행들(72)은 약화된 영역들(40)을 통해 플러그-인 방향(6)을 중심으로 한 방향으로 서로 이동 가능하게 연결된 강성 세그먼트들을 형성한다. 이는, 모든 롤링 접촉체들이 상보적인 플러그(8)(도 8에 도시되지 않음)와 접촉할 수 있음을 보장한다.
도 9 및 도 10에서, 롤링 바디 케이지(24)가 접촉부(1)에 이동 가능하게 수용되는 예시적인 실시예가 도시된다. 캐리어(51)와 접촉하고 캐리어(51) 상에서 롤링할 수 있는 롤링 접촉체들(20)에 의해 이동성이 달성된다. 롤링 바디 케이지(24)의 움직임은 회전축으로서 플러그-인 방향(6)을 중심으로 그리고/또는 플러그-인 방향(6)을 따라 병진 운동 방식으로 가능하다.
플러그-인 방향(6)을 중심으로 한 상보적인 플러그(8)의 회전 움직임(48)의 경우에, 롤링 접촉체들(20)은 상보적인 플러그(8)의 외면(14) 상에서 롤링한다. 부가적으로, 롤링 접촉체들(20)은 캐리어(51)의 내면(16) 상에서 롤링한다. 상보적인 접촉부(8)의 회전(48) 시에 롤링 접촉체들(20)의 롤링 움직임은 화살표(76)에 의해 도 10에 표시된다. 외면(14) 및 내면(16) 상의 롤링 접촉체들(20)의 롤링은, 화살표(78)에 의해 도 10에서 도시된 롤링 바디 케이지(24)의 회전으로 이어지며, 두 회전 방향들(78, 48)은 동일하다. 매끄러운 롤링 움직임(76)을 보장하는 충분한 접촉력들(68)을 생성하기 위해, 스프링 슬리브(36)가 제공된다. 도 9 및 도 10의 구성에서, 스프링 슬리브(36)는 캐리어(51) 위에 조립되는 별개의 부분이다.
롤링 바디 케이지(24)가 플러그-인 방향(6)을 따라 병진 운동 방식으로 2개의 단부 포지션들 사이에서 이동 가능하게 캐리어(51)에 의해 유지되는 경우, 롤링 베어링 케이지(24)는 이에 따라 상보적인 플러그(8)와 함께, 상보적인 접촉부(8)의 철회(withdrawal) 시에 롤링 접촉체들(20)의 롤링 움직임에 의해 동일한 방향으로 이동된다. 상보적인 접촉부(8)의 도입 시에, 롤링 바디 케이지(24)는 상보적인 접촉부(8)와 동일한 방향으로 이동한다. 그 결과, 진동 움직임들이 또한, 2개의 접촉부들(1, 8) 사이의 상대적 움직임에 의해 플러그-인 방향의 2개의 단부 포지션들 사이에서 보상될 수 있다.
롤링 접촉체들(20)은 롤링 바디 케이지(24)와 함께, 롤링 베어링(80)을 형성한다. 하우징(50) 또는 캐리어(51)는 상보적인 접촉부(8)의 접촉면(12) 상에서 롤링 접촉체들(20)에 대한 내부 또는 외부 연장 표면을 형성할 수 있다.
1 전기 접촉부
2 전기 플러그-인 연결
3 플러그 커넥터
4 접촉 영역
6 플러그-인 방향
8 상보적인 접촉부
10 핀 접촉부
12 접촉면
14 외면
16 내면
18 슬리브
20 롤링 접촉체
22 롤링 접촉체들의 표면
24 롤링 바디 케이지
26 개구
28 화살표
30 부착 섹션
32 도체
34 케이블
36 스프링 슬리브
38 갭
40 약화된 영역
42 리세스
44 잠금 연결
46 홈
47 크림프 접촉부
48 종축을 중심으로 한 회전
50 하우징
51 캐리어
52 스페이서
54 하우징의 내면
56 지지 지점
58 지지 지점들 간의 영역
60 내부 부분
62 외부 부분
64 최대 직경을 갖는 섹션
66 전류 경로
68 접촉력
70 롤링 바디들의 그룹
72 롤링 바디들의 행
74 리세스들의 행
76 롤링 접촉체들의 롤링 움직임
78 롤링 바디 케이지의 회전
80 롤링 베어링

Claims (15)

  1. 상보적인 접촉부(8)와 접촉하기 위한 접촉면(12)을 갖는, 플러그-인 방향(6)으로 플러깅(plug)될 수 있는 플러그 커넥터(3)를 위한 전기 접촉부(1)로서,
    상기 접촉면(12)은 전기 전도성 재료로 제조된 회전 가능한 롤링 접촉체들(rolling contact bodies)(20)을 갖는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기 접촉부(1)는 상기 롤링 접촉체들(20)이 삽입되는 개구들(26)을 갖는 롤링 바디 케이지(24)를 갖는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 롤링 바디 케이지(24)는 전기 전도성 재료로 제조되는 캐리어(51)에 유지되고 상기 캐리어(51)는 상기 롤링 접촉체들(20)과 접촉하는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 롤링 접촉체들(20)은 상기 롤링 바디 케이지(24)에 의해 상기 캐리어(51)에서 롤링 가능하게(rollingly) 유지되는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 롤링 바디 케이지(24)는 상기 캐리어(51)에 대해 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤링 바디 케이지(24)에는 상기 롤링 접촉체들(20)의 그룹들(70) 및/또는 개별 롤링 접촉체들(20) 사이의 약화된 영역들(40)이 제공되며, 상기 약화된 영역들(40)에서, 상기 롤링 바디 케이지(24)는 상기 약화된 영역들(40) 주위보다 더 컴플라이언트(compliant)한 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤링 바디 케이지(24)는 상기 플러그-인 방향(6)으로 연장되는 갭(38)을 갖는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤링 바디 케이지(24)는 슬리브-형상 하우징(50)에 의해 외향으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 슬리브-형상 하우징(50)은 상기 롤링 접촉체들(20)에 작용하는 접촉력(68)을 생성하기 위해 상기 롤링 바디 케이지(24)에 충돌하는 미리 로딩된 스프링 슬리브(preloaded spring sleeve)(36)인 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  10. 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    스페이서들(52)이 상기 캐리어(51)와 상기 롤링 바디 케이지(24) 사이에 위치되고, 상기 롤링 접촉체들(20)은 상기 슬리브-형상 하우징(50)으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  11. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤링 바디 케이지(24)는 핀 접촉부(10)를 수용하기 위한 스프링 슬리브(36)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 전기 접촉부(1).
  12. 플러그-인 방향(6)으로 결합될 수 있는 2개의 접촉부들(1, 8)을 갖는 전기 플러그-인 연결(2)로서,
    상기 접촉부들(1, 8) 중 하나의 접촉부의 접촉면(12)은 2개의 결합된 접촉부들(1, 8) 사이에 전기 접촉을 생성하는 회전 가능한 롤링 접촉체들(20)을 갖는 것을 특징으로 하는, 전기 플러그-인 연결(2).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 2개의 접촉부들(1, 8) 중 하나는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는, 전기 플러그-인 연결(2).
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 접촉부(1)는 상보적인 접촉부(8) 상에서 롤링하는 롤링 접촉체들(20)을 통해 상기 상보적인 접촉부(8)에 대해, 결합된 상태로 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 전기 플러그-인 연결(2).
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나의 접촉부(8)는 상기 플러그-인 방향(6)을 중심으로 다른 접촉부(1)에 회전 가능하게 유지되는 것을 특징으로 하는, 전기 플러그-인 연결(2).
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