KR20190116912A

KR20190116912A - 커넥터 잠금장치를 갖는 전기 커넥터

Info

Publication number: KR20190116912A
Application number: KR1020190034030A
Authority: KR
Inventors: 에리카 엠. 호세바; 바트 엔. 칼드웰; 크리스토퍼 에이. 마그레이브
Original assignee: 앱티브 테크놀러지스 리미티드
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2019-10-15
Also published as: CN110350362B; EP3550675B1; EP3550675A1; US10186803B1; KR102153346B1; CN110350362A

Abstract

커넥터 조립체(10)는 제1 커넥터(12) 및 제2 커넥터(16)를 포함한다. 제1 커넥터(12)는 잠금 러그(14)를 가진다. 제2 커넥터(16)는 잠금 러그(14)와 미끄러지기 쉽게 결합하도록 구성된 캔틸레버식 걸쇠(18)를 가진다. 캔틸레버식 걸쇠(18)는 한 쌍의 평행 걸쇠 팔(26)을 포함한다. 평행 걸쇠 팔(26) 쌍은 평행 걸쇠 팔(26) 쌍을 가로지르는 제1 크로스 빔(32)에서 종결된다. 캔틸레버식 걸쇠(18)는 제1 크로스 빔(32)과 평행한 제2 크로스 빔(34)을 더 포함한다. 제2 크로스 빔(34)은 제1 커넥터(12)가 제2 커넥터(16)와 결합할 때, 잠금 러그(14)를 해제 가능하게 잠그도록 구성되어 있다. 평행 걸쇠 팔(26) 쌍은 개개의 걸쇠 팔(26) 각각의 하부 표면(38)을 지나 연장되는 리브(36)를 포함한다. 잠금 러그(14)는 제1 커넥터(12)가 미결합 위치(20)에서 결합 위치(22)로 이동될 때, 제2 커넥터(16)의 외부 표면(24)을 향해 평행 걸쇠 팔(26) 쌍을 편향시키며, 리브(36)는 외부 표면(24)과 접촉하여 평행 걸쇠 팔(26) 쌍의 편향을 제한한다.

Description

커넥터 잠금장치를 갖는 전기 커넥터 {ELECTRICAL CONNECTOR WITH CONNECTOR LOCK}

본 출원은 2018년 4월 5일에 출원된 미국 특허출원 제15/946,343호에 대한 우선권의 이익을 주장한다.

본 개시내용은 일반적으로 전기 커넥터(electrical connector)에 관한 것이며, 보다 상세하게는 커넥터 잠금장치(connector lock)를 갖는 전기 커넥터에 관한 것이다.

이제, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 커넥터 조립체(connector assembly)의 분해도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 커넥터 조립체의 제2 커넥터의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 도 2의 제2 커넥터의 캔틸레버식 걸쇠(cantilevered latch)의 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 도 2의 제2 커넥터의 단부도의 일부이다.
도 5a는 일 실시예에 따른 도 1의 커넥터 조립체 결합 과정의 한 시점이다.
도 5b는 일 실시예에 따른 도 1의 커넥터 조립체 결합 과정의 다른 한 시점이다.
도 5c는 일 실시예에 따른 도 1의 커넥터 조립체 결합 과정의 또 다른 한 시점이다.

이제, 첨부된 도면에 그 예가 도시되어 있는 실시예를 상세히 설명한다. 이하 상세한 설명에서, 다수의 특정 세부사항은, 설명되는 다양한 실시예에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나 이러한 특정 세부사항 없이도, 설명되는 다양한 실시예가 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 다른 예로, 잘 알려진 방법, 절차, 부품, 회로 및 네트워크는 실시예의 양태를 불필요하게 모호하도록 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다.

도 1은 커넥터 조립체(10)를 도시하는 분해도이며, 이하 조립체(10)라 한다. 조립체(10)는, 잠금 러그(locking-lug)(14)를 갖는 제1 커넥터(12) 및 제1 커넥터(12)와 결합하도록 구성되는 제2 커넥터(16)를 포함한다. 제1 커넥터(12)와 제2 커넥터(16)는 중합체성 유전체 물질로 형성된다. 그 유전체 물질은 제1 커넥터(12)와 제2 커넥터(16)에 의해 유지되는 전기 단자(구체적으로 도시되지 않음)의 부분들을 전기적으로 절연시킬 수 있는 임의의 유전체 물질일 수 있으며, 바람직하게는 폴리아미드(polyamide)(나일론) 물질이다. 제1 커넥터(12) 및/또는 제2 커넥터(16)는 또한 적어도 33%의 유리 충전재를 포함하는 중합체성 물질로도 형성될 수 있다. 제1 커넥터(12)와 제2 커넥터(16)는 차량의 와이어링 하니스(wiring-harness)의 부품일 수 있는 와이어 케이블(wire cable)(도시되지 않음)에 부착되도록 구성된다. 제2 커넥터(16)는 제1 커넥터(12)가 미결합 위치(unmated-position)(20)에서 결합 위치(mated-position)(22)로 이동될 때 (도 5a 내지 도 5c 참조), 잠금 러그(14)와 미끄럼 가능하게 결합하도록 구성되는 캔틸레버식 걸쇠(18)를 포함한다.

도 2는 제2 커넥터(16)의 외부 표면(24)을 도시하는 조립체(10)로부터 탈착된 상태인 제2 커넥터(16)의 사시도이다. 캔틸레버식 걸쇠(18)는 일반적으로 H 형상을 가지며 외부 표면(24)에 부착되는 베이스(28)로부터 연장되는 한 쌍의 평행 걸쇠 팔(parallel latch-arm)(26)을 포함한다. 평행 걸쇠 팔(26) 쌍은 외부 표면(24)을 덮으며, 제2 커넥터(16)의 종축(30)을 따라 연장되어 평행 걸쇠 팔(26) 쌍을 가로지르는 제1 크로스 빔(cross-beam)(32)에서 종결된다. 또한, 캔틸레버식 걸쇠(18)는, 제1 크로스 빔(32)과 평행하면서 베이스(28)와 제1 크로스 빔(32) 사이에 위치하는 제2 크로스 빔(34)을 포함하며, 제2 크로스 빔(34)은 제1 커넥터(12)가 결합 위치(22)에 있을 때 잠금 러그(14)를 해제 가능하게 잠그도록 구성된다.

도 3은 제1 크로스 빔(32)과 제2 크로스 빔(34) 모두를 통하는 종축(30)을 기준으로 한, 캔틸레버식 걸쇠(18)의 단면도이다. 평행 걸쇠 팔(26) 쌍은 개개의 걸쇠 팔(26) 각각의 하부 표면(38)을 지나 베이스(28)로부터 제1 크로스 빔(32)까지 연장되는 리브(rib)(36)를 각각 포함한다. 리브(36)는 제1 아치형 돌출부(40)(즉, 더 큰 봉우리)와 제2 아치형 돌출부(42)(즉, 더 작은 봉우리)를 형성하며, 제1 아치형 돌출부(40)는 제1 크로스 빔(32)에 근접하여 위치하고, 제2 아치형 돌출부(42)는 제2 크로스 빔(34)에 근접하여 위치한다. 본원에서 사용될 때, "근접"은 부품 간의 거리가 10.0mm 미만인 것을 포함한다. 제1 아치형 돌출부(40)는 하부 표면(38)으로부터 제1 거리(44)를 형성하고, 제2 아치형 돌출부(42)는 하부 표면(38)으로부터 제2 거리(46)를 형성하며, 제1 거리(44)는 제2 거리(46)보다 더 크다. 제1 아치형 돌출부(40)는 2.0mm와 5.0mm 사이의 범위에서 제1 반경(48)을 형성하고, 제2 아치형 돌출부(42)는 3.0mm와 6.0mm 사이의 범위에서 제2 반경(50)을 형성한다.

도 4는 전방에 제1 크로스 빔(32)을 갖는 제2 커넥터(16)의 부분 단부도이며, 캔틸레버식 걸쇠(18)의 형상을 도시한다. 캔틸레버식 걸쇠(18)의 베이스(28)에 있는 리브(36)는 1.0mm와 1.2mm 사이의 범위에서 제1 두께(58)를 형성하며, 0.7mm와 0.8mm 사이의 범위에서 제1 아치형 돌출부(40)에 있는 제2 두께(60)를 형성한다.

도 3을 다시 참조하면, 평행 걸쇠 팔(26) 쌍은 평행 걸쇠 팔(26)의 내측부에 형성되는 대향 경사로(opposed ramps)(52)를 형성하며, 제1 커넥터(12)와 제2 커넥터(16)의 결합 과정 동안 잠금 러그(14)와 결합하도록 구성된다. 대향 경사로(52)는 베이스(28)로부터 연장되어 제2 크로스 빔(34)에서 종결되며, 15도와 20도 사이의 범위에 있는 경사각(54)을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명자의 실험에 따르면, 제1 커넥터(12)가 미결합 위치(20)에서 결합 위치(22)로 이동될 때, 위 범위의 경사각(54)에서 캔틸레버식 걸쇠(18)에 의해 잠금 러그(14)에 가해지는 결합력(56)(도 5a 내지 도 5b 참조)의 크기가 6N(Newton) 미만이 될 수 있다는 것이 발견되었다.

도 5a 내지 도 5c는 제1 커넥터(12)가 미결합 위치(20)에서 결합 위치(22)로 이동될 때 결합 과정의 3가지 단계를 도시한다. 명확성을 위해 오직 제1 커넥터(12)의 잠금 러그(14)만이 캔틸레버식 걸쇠(18)와 접촉하여 도시된다. 잠금 러그(14)는 제1 커넥터(12)가 미결합 위치(20)에서 결합 위치(22)로 이동될 때 제2 커넥터(16)의 외부 표면(24)을 향해 평행 걸쇠 팔(26) 쌍을 편향시킨다.

도 5a는 제2 아치형 돌출부(42)가 제2 커넥터(16)의 외부 표면(24)과 접촉하기 전에, 잠금 러그(14)가 평행 걸쇠 팔(26) 쌍을 편향시키면서 제1 아치형 돌출부(40)가 그 외부 표면(24)과 접촉하는 결합 과정의 초기 시작점을 도시한다.

도 5b는 잠금 러그(14)가 평행 걸쇠 팔(26) 쌍을 편향시키는 제2 크로스 빔(34)을 덮는(즉, 바로 위에) 결합 과정의 중간 단계를 도시하며, 제1 아치형 돌출부(40)와 제2 아치형 돌출부(42)는 모두 외부 표면(24)과 접촉함으로써 평행 걸쇠 팔(26) 쌍의 편향을 제한한다. 이것은 주 응력(principal stress)이 적어도 33%의 유리 충전 중합체성 유전체 물질의 항복 강도(yield strength)를 초과하지 않도록 베이스(28)와 제1 아치형 돌출부(40) 사이의 평행 걸쇠 팔(26) 쌍 내부의 주 응력을 분산시키는 기술적 이점을 가진다. 본 발명자의 실험에 따르면, 커넥터 조립체(10)는 캔틸레버식 걸쇠(18)의 파손 없이 10회를 초과하는 결합/미결합 순환(cycle)을 수행할 수 있다는 것이 발견되었으며, 이것은 적어도 33%의 유리 충전 중합체성 유전체 물질의 순환 내구성이 5배까지 증가한다는 것을 나타낸다.

도 5c는 잠금 러그(14)가 캔틸레버식 걸쇠(18)에 잠긴 상태로서 제1 커넥터(12)가 결합 위치(22)에 있음을 나타내는 결합 과정의 완료 상태를 도시하며, 제1 아치형 돌출부(40) 및 제2 아치형 돌출부(42)가 모두 외부 표면(24)과 접촉하지 않음에 따라 캔틸레버식 걸쇠(18)는 응력이 없거나 이완된 상태에 놓이게 된다.

따라서, 커넥터 조립체(10)(조립체(10))가 제공된다. 조립체(10)는 적어도 33%의 유리 충전 중합체성 유전체 물질로 형성될 수 있고 향상된 순환 내구성 시험 결과를 나타내기 때문에, 조립체(10)는 선행 기술인 커넥터 조립체들보다 더 개선된 것이다.

본 발명이 그것의 바람직한 실시예의 관점에서 설명되었지만, 이것에 한정되는 것을 의도하는 것은 아니며, 오히려 후술하는 청구항에 기재된 범위 내에서만 한정되는 것이다. "하나 이상"은 하나의 기능이 하나의 요소에 의해 수행되는 것, 또는 예를 들면 분산된 방식과 같이 하나의 기능이 하나보다 많은 요소에 의해 수행되는 것, 또는 여러 기능이 하나의 요소에 의해 수행되는 것, 또는 여러 기능이 여러 요소에 의해 수행되는 것, 또는 위에서 언급된 것들 간의 임의의 조합을 포함한다. 어떤 경우, 다양한 요소를 설명하기 위해 본원에서 제1, 제2 등의 용어가 사용되었지만, 이들 요소는 이러한 용어에 의해 제한되지 않아야 한다고 이해될 것이다. 이러한 용어는 하나의 요소를 다른 것과 구별하기 위해서만 사용되었을 뿐이다. 예를 들어, 여러 가지로 설명된 실시예의 범위를 벗어남 없이, 제1 접점은 제2 접점이라고 지칭될 수 있고, 그와 유사하게 제2 접점은 제1 접점이라고 지칭될 수 있다. 제1 접점과 제2 접점은 모두 접점에 해당하지만, 동일한 접점은 아니다. 본원의 여러 가지로 설명된 실시예의 설명에서 사용된 전문 용어는 특정 실시예를 설명하는 것을 목적으로 할 뿐이며, 한정하려는 것이 아니다. 여러 가지로 설명된 실시예 및 첨부된 청구항의 설명에서 사용될 때, 문맥상 달리 명시하지 않는 한 부정관사 및 정관사는 복수형을 포함한다는 것을 의미한다. 또한, 본원에서 사용되는 "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 열거된 관련 항목의 임의의 및 모든 가능한 조합을 나타내며 포함한다고 이해될 것이다. 또한 "포함한다," "포함하는" 등의 용어는 그 용어가 본 명세서에서 사용될 때 언급된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 부품의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 부품, 및/또는 이들의 집합의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다고 이해될 것이다. 본원에서 사용될 때, "경우(if)"라는 용어는 문맥에 따라 "~할 때" 또는 "~시에" 또는 "결정에 응답하여" 또는 "감지에 반응하여"라는 의미를 갖는다고 선택적으로 해석된다. 유사하게, "결정되는 경우" 또는 "[명시된 조건이나 사건]이 감지되는 경우"라는 문구는 문맥에 따라 "결정 시에" 또는 "결정에 응답하여" 또는 "[명시된 조건이나 사건]을 감지할 때" 또는 "[명시된 조건이나 사건]의 감지에 반응하여"라는 의미를 갖는다고 선택적으로 해석된다.

Claims

잠금 러그(14)를 가지는 제1 커넥터(12); 및
상기 제1 커넥터(12)와 결합하도록 구성되는 제2 커넥터(16)
를 포함하며,
상기 제2 커넥터(16)는 상기 제1 커넥터(12)가 미결합 위치(20)에서 결합 위치(22)로 이동될 때, 상기 잠금 러그(14)와 미끄럼 가능하게 결합하도록 구성되는 캔틸레버식 걸쇠(18)를 포함하고,
상기 캔틸레버식 걸쇠(18)는 일반적으로 H 형상을 가지며, 베이스(28)로부터 연장되는 한 쌍의 평행 걸쇠 팔(26)을 포함하고,
상기 베이스(28)는 상기 제2 커넥터(16)의 외부 표면(24)에 부착되며,
상기 평행 걸쇠 팔(26) 쌍은 상기 외부 표면(24)을 덮고, 상기 제2 커넥터(16)의 종축(30)을 따라 연장되어 상기 평행 걸쇠 팔(26) 쌍을 가로지르는 제1 크로스 빔(32)에서 종결되며,
상기 캔틸레버식 걸쇠(18)는, 상기 제1 크로스 빔(32)과 평행하면서 상기 베이스(28)와 상기 제1 크로스 빔(32) 사이에 위치하는 제2 크로스 빔(34)을 더 포함하고,
상기 제2 크로스 빔(34)은 상기 제1 커넥터(12)가 상기 결합 위치(22)에 있을 때, 상기 잠금 러그(14)를 해제 가능하게 잠그도록 구성되며,
상기 평행 걸쇠 팔(26) 쌍은 개개의 상기 걸쇠 팔(26) 각각의 하부 표면(38)을 지나, 상기 베이스(28)로부터 상기 제1 크로스 빔(32)까지 연장되는 리브(36)를 포함하고,
상기 리브(36)는 제1 아치형 돌출부(40) 및 제2 아치형 돌출부(42)를 형성하며,
상기 제1 아치형 돌출부(40)는 상기 제1 크로스 빔(32)에 근접하여 위치하고, 상기 제2 아치형 돌출부(42)는 상기 제2 크로스 빔(34)에 근접하여 위치하며,
상기 잠금 러그(14)는 상기 제1 커넥터(12)가 상기 미결합 위치(20)에서 상기 결합 위치(22)로 이동될 때, 상기 제2 커넥터(16)의 상기 외부 표면(24)을 향해 상기 평행 걸쇠 팔(26) 쌍을 편향시키고,
상기 제1 아치형 돌출부(40) 및 상기 제2 아치형 돌출부(42)는, 상기 외부 표면(24)과 접촉하고 상기 평행 걸쇠 팔(26) 쌍의 편향을 제한하는,
커넥터 조립체(10).
제1항에 있어서,
상기 제1 커넥터(12)가 상기 미결합 위치(20)에서 상기 결합 위치(22)로 이동될 때, 상기 제2 아치형 돌출부(42)가 상기 외부 표면(24)과 접촉하기 전에, 상기 제1 아치형 돌출부(40)가 상기 외부 표면(24)과 접촉하는,
커넥터 조립체(10).
제1항에 있어서,
상기 잠금 러그(14)가 상기 제2 크로스 빔(34)을 덮을 때, 상기 제1 아치형 돌출부(40) 및 상기 제2 아치형 돌출부(42)는 모두 상기 외부 표면(24)과 접촉하고 있는,
커넥터 조립체(10).
제1항에 있어서,
상기 제1 커넥터(12)가 상기 결합 위치(22)에 있을 때, 상기 제1 아치형 돌출부(40) 및 상기 제2 아치형 돌출부(42)는 모두 상기 외부 표면(24)과 접촉하지 않는,
커넥터 조립체(10).
제1항에 있어서,
상기 제1 아치형 돌출부(40)는 상기 하부 표면(38)으로부터 제1 거리(44)를 형성하고, 상기 제2 아치형 돌출부(42)는 상기 하부 표면(38)으로부터 제2 거리(46)를 형성하며, 상기 제1 거리(44)는 상기 제2 거리(46)보다 더 큰,
커넥터 조립체(10).
제1항에 있어서,
상기 제1 아치형 돌출부(40)는 제1 반경(48)을 형성하고, 상기 제2 아치형 돌출부(42)는 제2 반경(50)을 형성하는,
커넥터 조립체(10).
제6항에 있어서,
상기 제1 반경(48)은 2.0mm와 5.0mm 사이의 범위에 있는,
커넥터 조립체(10).
제6항에 있어서,
상기 제2 반경(50)은 3.0mm와 6.0mm 사이의 범위에 있는,
커넥터 조립체(10).
제1항에 있어서,
상기 제2 커넥터(16)는 적어도 33%의 유리 충전재를 포함하는 중합체성 물질로 형성된,
커넥터 조립체(10).
제1항에 있어서,
상기 평행 걸쇠 팔(26) 쌍은, 상기 평행 걸쇠 팔(26) 쌍의 내측부에 형성되는 대향 경사로(52)를 형성하며,
상기 대향 경사로(52)는 상기 잠금 러그(14)와 결합하도록 구성되고,
상기 대향 경사로(52)는 상기 베이스(28)로부터 연장되어 상기 제2 크로스 빔(34)에서 종결되는,
커넥터 조립체(10).
제10항에 있어서,
상기 대향 경사로(52)는 15도와 20도 사이의 범위에 있는 경사각(54)을 갖는 것을 특징으로 하는,
커넥터 조립체(10).
제1항에 있어서,
상기 베이스(28)에 있는 상기 리브(36)의, 제1 두께(58)는 1.0mm와 1.2mm 사이의 범위에 있는,
커넥터 조립체(10).
제1항에 있어서,
상기 제1 아치형 돌출부(40)에 있는 상기 리브(36)의, 제2 두께(60)는 0.7mm와 0.8mm 사이의 범위에 있는,
커넥터 조립체(10).
제1항에 있어서,
상기 제1 커넥터(12)가 상기 미결합 위치(20)에서 상기 결합 위치(22)로 이동될 때, 상기 캔틸레버식 걸쇠(18)가 상기 잠금 러그(14)에 가하는 결합력(56)이 6N 미만인,
커넥터 조립체(10).