KR20200012958A - 감소된 직경의 다중 도전체 케이블 및 이를 위한 접촉 장치 - Google Patents

감소된 직경의 다중 도전체 케이블 및 이를 위한 접촉 장치 Download PDF

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KR20200012958A
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이구스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 플러그인 커넥터(26), 특히 전기 자동차용 충전 플러그를 구비한 라인을 포함하는 다중 도전체 전기 케이블(10)을 제안한다. 이 케이블(10)은 중심 케이블 코어, 케이블 코어의 둘레에 링 형상으로 서로에 대한 관계로 둥심으로 배치되고 개별적인 와이어들을 포함하는 복수의 도전체들(11, 12, 13), 도전체들 사이의 각각의 절연체(4)를 구비한다. 본 발명에 따르면, 접촉 장치는 그 내부 측면 상에 서로로부터 반경방향으로 단차진 복수의 리셉터클들(22-1, 22-2, 22-3)을 구비한 2개의 클램핑 쉘 부분들(21A, 21B)을 구비한다. 각각의 경우에 하나의 접촉체(23-1, 23-2, 23-3)가 클램핑 쉘 부분의 리셉터클들에 수용되고 동심 도전체들(11, 12, 13) 중 하나와 접촉하게 된다. 각각의 접촉체(23-1, 23-2, 23-3)는 길이방향 범위와 연계된 도전체 둘레에서 구부러진 단면 프로파일을 가진 채널 형상(24)을 구비한다. 폐쇄구(27, 28)는 클램핑 쉘 부분들을 연결하며 상기 클램핑 쉘 부분들을 폐쇄 위치에서 고정하는데, 여기서 클램핑 쉘 부분들은 접촉체들(23-1, 23-2, 23-3)을 동축으로 지지하고, 접촉 목적을 위해 각각의 접촉체(23-1, 23-2, 23-3)를 개별적으로 연계된 동심 도전체(11, 12, 13)에 대해 압박한다.

Description

감소된 직경의 다중 도전체 케이블 및 이를 위한 접촉 장치
본 발명은 일반적으로 중심 코어와, 상호 동심 관계로 코어 둘레에 환형으로 배치되며 개별적인 와이어들을 포함하는 복수의 도전체들을 포함하는 유연성 다중 도전체 전기 케이블에 관한 것이다. 본 발명은 특정적으로 접촉 장치를 구비한 다중 도전체 케이블, 특히 플러그인 커넥터와 관련되어 있다.
코어의 둘레에 동심으로 배치된 도전체들을 구비한 앞서의 일반적인 종류의 도전체 장치가 높은 동적 하중을 견딜 목적을 위해 예를 들어 출원공개 DE 40 04 802 A1로부터 알려져 있다.
미국 특허 제3 261 907호 역시 높은 주파수에 대한 다중 도전체 전원 공급 케이블에서 개별적인 와이어들의 도전체들을 코어의 둘레에 환형으로 상호 동심 관계로 배치하는 것을 제안하고 있다. 임피던스를 감소시키는 주요 장점에 이외에도, 이런 도전체 장치는 더욱 컴팩트한 구조를 가능하게 한다는 장점이 언급되어 있기도 하다.
또한, FR 2 693 014 A1는 도전체들의 동심 또는 동축 배치를 가진 데이터 및 전원 공급 케이블에 대해 약 30%의 직경 감소에 착수하고 있다.
실제로 동심 구조는, 상응하는 도전체 단면을 가진 상호 병치된 통상적인 와이어의 다발을 포함하는 보통의 구조와 비교하여, 케이블의 전체 직경에서 인지할 수 있는 감소를 가능하게 한다.
전체 직경에서의 감소는 특히 취급을 용이하게 한다. 이것은 예컨대 전기 자동차를 위한 충전 스테이션의 충전 라인들과 관련한 것과 같은 특히 수동 사용자 적용예들에서 알맞게 유리하다.
컴팩트한 케이블 단면은 짧은 충전 시간, 바꾸어 말해 몇 백 암페어로 충전 전류를 증대시키는 것에 대한 필요와 관련하여 특히 중요해지는데, 그 중에서도 특히 직류를 사용할 때 열적인 이유로 인해 개별적인 도전체들의 큰 도전체 단면들 필요로 한다. 예컨대 IEC 62196 Type 2에 따른 현재의 통상적인 충전 케이블은 일반적으로 32A까지의 전류를 충전하는 데에 적합하다.
위에서 언급된 특허 명세서들은 또한 다중 도전체 케이블들의 제조와 관련하여, 특히 예컨대 플러그인 커넥터들과 같은 전기 연결 수단과 접촉하기 위한 어떤 해결책도 제안하지 않는다.
FR 2 693 024 A1는 정확히 전기적인 연결 및 절연과 관련한 어려움들로 인해 앞서의 일반적인 종류의 다중 도전체 케이블들이 전형적으로 전원 공급 케이블들로서 사용될 수 없다는 것을 확인해주고 있다(전게문 5쪽 23~28행).
다른 분야로부터의 US 2012/094553 A1은 동축의 강성 도전체들을 가진 강성 설치 시스템들을 위한 특수한 접촉 장치를 제안했지만, 이것 역시 설비의 관점에서 상대적으로 복잡하며 번거롭다.
또한 일반적으로 지금까지의 최신의 기술은 다중 도전체 케이블들의 동심 도전체들을 접촉시키는 것과 관련하여 효율적이고 값싼 해결책이 부족하다.
본 발명의 제1 목적은 동심 도전체들을 구비한 감소된 직경의 다중 도전체 케이블들을 위한 향상되고 단순화된 접촉 장치를 제안하는 것이다. 이와 관련하여 이 목적은 특히 케이블을 커넥터들과 연결하고 조립하는 데 있어서의 문제와 노력을 눈에 띄게 감소시키는 것이다.
이 목적은 청구범위 제1항에 따른 접촉 장치를 구비한 전기 케이블에 의해 이루어지며, 이와 독립적으로 또한 청구범위 제20항에 따른 접촉 장치에 의해 이루어진다.
중심 케이블 코어, 서로 동심 또는 동축 관계로 배치되고 케이블 코어 둘레로 연장되며 서로에 대해 절연되어 있고 개별적인 와이어들을 포함하는 복수의 도전체들을 구비한 전기적인, 바람직하게는 유연한 다중 도전체 케이블과 관련하여, 본 발명에 따르면 접촉 장치가 서로에 대해 반경방향으로 단차지게 되어 있고 케이블 축의 방향으로 계단 형상으로 서로 이어지며 예컨대 구유(trough) 형상 또는 중공 형상 구성의 것일 수 있는 적어도 2개 또는 정확하게 2개의 클램핑 쉘 부분들을 포함하는 것이 제공된다. 또한 적어도 하나의 클램핑 쉘 부분의 적어도 몇몇 수용 수단에, 바람직하게는 각각의 수용 수단에 접촉의 목적을 위해 동심 도전체들 중 하나와 연계된 각각의 별도의 채널 형상 접촉체가 배치되어 있는 것이 제공된다. 각각의 접촉체는 길이방향 범위를 가지며 연계된 도전체의 둘레 부분을 둘러싸서 그것에 대해 지지되도록 의도된 구부러진 단면 구성을 가진다. 접촉체들은 그들의 길이방향 범위로 상호 동축 관계로, 또한 계단 형상 구성으로 클램핑 쉘 부분 또는 클램핑 쉘 부분들의 수용 수단 내에 지지될 수 있다.
다른 양상으로서, 본 발명은 클램핑 쉘 부분들을 함께 연결하기 위한, 바꾸어 말해 폐쇄 위치에서 기계적으로 고정적으로 클램핑 쉘 부분들을 연결하는 폐쇄구를 제공한다. 이런 식으로 클램핑 쉘 부분들은 폐쇄 위치에서 접촉의 목적을 위해 제공된 접촉체들 각각을 개별적으로 연계된 동심 도전체에 대해 압박할 수 있다.
제안된 접촉 장치를 가지고, 특히 낮은 수준의 조립 복잡성 및 노력으로 동심으로 구현된 다중 도전체 케이블들을 조립하는 것이 가능하다. 이 목적을 위해, 케이블은 접촉체들의 배치에서 계단 구성에 대응하는 방식으로 놓여야만 한다. 바꾸어 말해 그것들은 연속적인 길이방향 부분들에서 서로 다른 도전체가 노출되도록 단차진 관계로 절연체가 벗겨진다. 적절한 도구들 및 기계들이 이 목적을 위해 활용 가능하다. 가장 단순한 예에서, 계단 방식으로 놓인 케이블 단부를 클램핑 쉘 부분들의 개방 위치로 적절히 삽입하거나 도입하고 클램핑 쉘을 닫는 것만으로 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 적절한 크기 결정 및 폐쇄구의 덕분으로 이것은 접촉체들과 둥근 도전체들의 연계된 둘레면 사이에 적절한 압박력을 성취한다. 이런 관계에서, 특히 통상적인 스크루 또는 납땜 접촉도 필요하지 않다.
간명하게 표현하면, 본 발명의 핵심적인 양태는 폐쇄구 상의 접촉 수단의 단차진 배치를 가진 2개의 클램핑 쉘들이 동시에 계단형으로 놓인 케이블 단부의 접촉을 또한 성취하는 것을 제공한다. 대응하는 추가적인 작업 단계들이 필요하지 않다. 그 중에서도, 이것은 미리 정해진 연계 덕분으로 오류 없는 신속한 접촉을 보장한다. 동심의 '둥근 도전체들'을 가진 도전체 배치의 특정한 구성은 동일한 전류 전달을 위한 또는 연관된 도전체 단면을 가진 통상적인 도전체 배치에 대해 약 20% 이상의 외경 감소를 가능하게 한다. 이런 특수 케이블들의 조립에서의 알려져 있는 어려움들이 본 발명에 의해 극복된다.
본 예에서, 채널 형상이라는 용어는 또한 추상적인 채널의 짧은 길이방향 부분을 가리키는 데에 사용된다. 바꾸어 말해, 예컨대 클램핑 슬리브 또는 클램핑 쉘과 유사하게 길이방향으로의 크기가 둘레방향으로보다 더 작을 수 있다. 본 예에서 '개별적인 와이어'라는 용어는 그 중에서도 스트랜드(strand) 또는 도전체 케이블 내의 개별적인 와이어를 지칭하도록 매우 일반적이며 각 도전체 와이어의 단면(특히 IEV ref. 151-12-28와 관련하여)과 무관한 것으로 의도된 것이다.
강제 잠금 접촉을 위해 필요한 힘이 또한 미리 정해지거나 클램핑 쉘 부분들, 접촉체들 및/또는 폐쇄구의 크기 결정에 의해 조정될 수 있다. 개별적인 단계들의 상호 적절한 연계에 의해 접촉체들의 위치가 미리 결정되는 한에 있어서는 오류 없는 접촉을 본질적으로 보장하는 것이 또한 가능하다. 이것은 전위(transposition)에 대한 적절한 보호에 의해 보장될 수 있다.
이와 관련한 발전형에서, 폐쇄구는 도구의 사용이 필요 없이 폐쇄될 수 있는 예컨대 퀵 릴리즈 장치, 레버 클램핑 장치, 예컨대 토글 레버 클램핑 장치, 래칭/클립 커넥터 등과 같이 급동 폐쇄구(quick-action closure)의 형태일 수 있다.
바람직한 실시예에서, 전기적인 안정성의 이유로 인해, 폐쇄구가 해체 불가능한 급동 폐쇄구, 바꾸어 말해 비파괴적으로 해체될 수 없는 연결의 형태로 되어 있다. 클램핑 레버들이 정확하게 끼워맞춤 관계로 또는 같은 높이로 수용 수단에 맞물리고 이어서 사용자가 더 이상 접근할 수 없다면 이것은 예컨대 토글 레버 클램핑 장치로 이루어질 수도 있다.
예컨대, 리벳 연결 또는 접착제 연결과 같은 다른 종류의 해체 불가능한 연결들도 인지할 수 있지만, 부분적으로 어느 정도 더 높은 수준의 조립 노력 및 복잡성이 개입된다.
높은 압박력을 가능하게 하는 값싼 해결책은 폐쇄구가 해체 가능한 스크루 연결의 형태로 된 것을 제공한다. 이것은 이후에도 예컨대 유지관리 작업을 가능하게 한다.
각각의 연계된 도전체를 가진 접촉체들에 대한 채널 형상의 평탄한 전기 접촉은 각각의 연계된 도전체들의 둘레면 상의 폐쇄구에 의해 만들어진 클램핑력에 의해 지배적으로, 그리고 특히 또는 바람직하게는 배타적으로 얻어질 수 있는데, 여기서 폐쇄구의 클램핑력이 클램핑 쉘 부분에 의해 접촉체로 전달될 수 있다. 바람직하게는 모든 연계된 접촉체들이 미리 결정된 크기 결정의 덕분으로 실질적으로 동일한 바이어싱 힘(biasing force)을 가지고 계단 구성으로 노출되어 있는 도전체 부분의 각각의 둘레면에 대해 압박된다. 따라서 전기적인 접촉이 추가적인 작업 단계들 없이 평탄면 관계로, 그리고 강제 잠금 방식으로 이루어질 수 있다.
특히 접촉체들이 2개의 클램핑 쉘 부분들 각각에 수용되어 있을 때, 충분한 접촉을 위해 접촉체들의 채널 형상이, 둘레의 적어도 20%에서 최대 80%의 둘레의 비율에 걸쳐, 특히 연계된 동심 도전체의 적어도 120°에서 최대 270°의 둘레각으로 연장된다면 유리하다.
채널 형상을 클램핑 슬리브의 방식으로 제공하는 것, 바꾸어 말해 접촉체들의 채널 형상이 연계된 동심 도전체의 둘레의 60%에서 95% 이상까지 둘레 부분에 걸쳐 연장되는 것을 제공하는 것도 대안적으로 가능하다. 이와 관련하여, 클램핑 쉘 부분들의 2개의 마주보게 배치된 수용 수단이 각각 그런 접촉체를, 예컨대 적어도 클램핑 슬리브 및 잠정적으로 연계된 도전체와 관련하여 더 작은 크기로 된 수용 수단의 자유 단면에 의해 수용하고 압력을 가할 수 있다.
따라서, 각각의 클램핑 쉘에 별개로 배치된 접촉체들이 있을 수 있거나, 각각의 반경방향 계단에 대해 공통되는 접촉체들이 있을 수 있는데, 이들은 클램핑 쉘들의 협력에 의해 클램핑 슬리브들과 유사하게 각각의 '둥근 도전체들'에 대해 압박된다. 후자의 구성은 예컨대 이하에서 설명하는 바와 같이 접촉체들이 접촉 핀들 또는 소켓들을 포함하고 있다면 조립을 실질적으로 단순화시킨다.
제조하기에 간단한 한 구조에서, 접촉체들은 적어도 부분적으로 활모양으로 구부러진 단면, 특히 원형 아크의 형상으로 구부러진 단면의 채널 형상의 것이다.
연계된 도전체 둘레에서 예컨대 기복이 있거나 톱니 구성의 곡면을 포함하는 불규칙적으로 구부러진 단면을 제공하는 것도 가능하다. 더욱 복잡해진 이 구성은 활용 가능한 전체 접촉면 면적을 증가시키고, 예컨대 길이방향 구속 작용을 위해 예컨대 도전체들의 개별적인 와이어들과 '후크 맞물림'을 이룰 수 있다.
바람직한 접촉체들은 한 조각으로 만들어지고 예컨대 성형된 금속 부품, 예컨대 구리 박판의 형태로 만들어진 것들인데, 이와 관련하여 구성될 기본 형상은 스탬핑에 의해 만들어질 수 있다. 대안적으로, 기계 가공에 의해 제조된 접촉체들은 예컨대 밀링 가공된 구리 부품들일 수 있다.
특히 효율적이고 시간 절약되는 발전형은, 접촉체들이 제1 영역에서 채널 형상의 것이고, 반대편에 배치된 제2 영역에서 플러그인 커넥터를 위한 접촉 소켓들 또는 접촉 핀들을 포함하는 것이다. 이런 종류의 접촉체가 적어도 하나의 접촉 쉘 부분에 존재한다면, 그 자체를 접촉시키는 것이 본질적으로 이미 플러그인 커넥터를 제공하거나 만들어내기 때문에 플러그인 커넥터와 특수 케이블의 조립이 상당히 용이해진다.
한 발전형은, 잠정적으로 추가적인 하우징 부분들을 구비한 접촉 장치 그 자체의 클램핑 쉘 부분들이 다중-부품 플러그 커넥터 하우징의 구성 부분들을 형성한다. 바람직하게는 이 용도를 위해 필요한 플러그 커넥터 하우징은 또한 플러그 커넥터 조립을 위해 추가적인 작업 단계들을 필요로 하지 않도록 클램핑 쉘 부분들을 실질적으로 포함할 수도 있다. 플러그 커넥터는 예컨대 IEC 62196 Type 2 등에 따른 것과 같은 예컨대 고전류 플러그 또는 고전류 슬리브일 수 있다.
특히 위에서 설명한 2개의 발전형들의 조합의 경우에, 클램핑 쉘 부분들이 제1 영역에서 수용 수단을 구비하고 반대편의 제2 영역에서 플러그 또는 커플링의 하우징 부분들을 구비하며, 특히 제2 영역에서 접촉 핀 또는 접촉 소켓을 위해 단부에서 적어도 하나의 각각의 접촉 캐리어를 포함하면 유리하다. 이런 식으로, 동심 도전체의 접촉이 하나의 작업 단계에서 동시에 플러그 조립을 포함할 수 있다.
특정한 클래스의 보호를 위해, 클램핑 쉘 부분들이 예컨대 플러그 커넥터 하우징을 첨벙거리는 물에 대해 수밀되도록 하기 위해 그 경계면에서 적어도 하나의 실(seal)을 구비한다면 바람직하다. 이런 식으로, 높은 IP 보호 클래스, 예컨대 IP67을 얻는 것이 가능하다. 이에 더하여, 클램핑 쉘 부분들은 또한 스트레인 릴리프 수단(strain relief means)과 잠정적으로 또한 외측 둘레에서 감지 수단이 폐쇄구와 함께 동시에 얻어질 수도 있도록, 스트레인 릴리프 수단을 제1 영역의 케이블 단부에 구비할 수도 있다.
접촉 장치가 반분 쉘들(half-shell)의 형태로 만들어진 정확히 2개의 클램핑 쉘 부분들, 특히 성형된 플라스틱 부분들, 예컨대 사출 성형된 부분들을 구비한다면 추가적인 단순화가 얻어진다. 이것들은 동일한 부분들의 형태로 만들어질 수도 있다. 이런 식으로, 가장 폭넓게 변동되는 특수 케이블들이 접촉될 수 있으며, 옵션으로서 몇몇 타입의 클램핑 쉘 부분들과 조립될 수 있는데, 이와 관련하여 접촉체가 반드시 각각의 수용 계단에서 제공되어야 하는 것은 아니다. 따라서, 적어도 각각의 클램핑 쉘 부분에서 동심 도전체들의 수에 대응하는 수의 수용 수단이 있을 수 있거나, 각각의 클램핑 쉘 부분의 적어도 몇몇 수용 수단이 접촉체의 채널 형상 및 그에 의해 둘러싸인 연계된 도전체의 둘레 부분을 각각 구비할 수 있다.
케이블 코어는 순수하게 기계적인 지지부의 형태로 되어 있을 수 있지만, 바람직하게는 그 자체가 공간적인 최적화의 목적을 위해 개별적인 와이어들의 추가적인 도전체를 포함할 수 있다. 옵션으로서, 한 쌍의 인접한 동심 도전체들 사이에 각각의 절연체와, 개별적인 와이어들이 절연체로 압박되는 것을 방지하는 지지 레이어를 제공하는 것이 가능하다. 이것은 특히 큰 압박력이 개입되어 있을 때 적당하다.
직경 최적화를 위해, 개별적인 와이어들의 단면이 동심 도전체로부터 다음 번 동심 도전체로 바깥쪽으로 감소한다면 더욱 유리하다. 따라서 예컨대 와이어 단면은 개별적인 와이어들의 분포 둘레가 증가함에 따라 하나의 도전체로부터 다음 번 것으로 반경의 비율에 따라 감소될 수 있다. 따라서, 전체 직경을 감소시키기 위해, 각각의 공칭 전류 강도에 따라 도전체 단면이 개별적인 와이어들의 적절한 선택에 의해 선택적으로 적합화될 수 있다. 유리하게는 예컨대 보호 도전체가 반경방향 바깥으로 배치되는데, 이것은 표준에 따라 전류가 흐르는 도체들보다 더 작은 단면의 것일 수 있다.
본 발명에 따른 라인 및 접촉 구조는 3개 또는 그 이상의 동심 도전체들이 케이블 코어 둘레에 배치되어 있고 2개 또는 그 이상의 매우 큰 단면의, 예컨대 각각 적어도 20㎟, 특히 60㎟보다 큰 전체 환형 단면의 도전체들이 전류 공급 도전체로서 기능할 때 특히 유리한 것으로 밝혀졌다. 500A까지의 직류에 대해 예컨대 >90㎟의 도체 단면이 필요하다. 본 발명은 또한 전류 공급 라인들 이외에 데이터 전달을 위한 현저히 더 작은 전체 단면의 적어도 하나의 신호 도전체가 존재한다면, 다목적 라인들과 관련하여 상당한 장점들을 갖고 있기도 하다.
특수 케이블의 제조는 그 자체로 알려져 있는 방식으로 이루어질 수 있다. 각각의 도전체가 땋인 개별적인 와이어들을 포함하고 이들이 바람직하게는 한 도전체로부터 다음 번의 것으로 교번하여 반대로 감는 방향으로 땋인다면 기계적으로 유리하다. DE 40 04 802 A1에 설명된 바와 같이, 도전체들은 예컨대 각각의 중간에 놓인 절연체 상에 땋일 수 있다.
본 발명은 또한 앞서의 실시예들 중 하나의 특징들을 구비한 특히 플러그인 커넥터를 위한 이와 같은 접촉 장치와도 관련되어 있다.
본 발명의 가능성 있는 적용예는 전기 자동차를 위한 충전 스테이션의 분야인데, 여기서 보다 높은 충전 전류의 필요 및 최종 소비자에 의해 요구되는 취급 용이성으로 인해 특정한 장점들이 얻어진다. 본 발명은 높은 전류 강도를 포함하는 다른 적용예들에서도 장점을 가진다.
그러나 직경에서의 감소 및 동시에 조립 복잡성 및 노력에서의 감소가 많은 영역들에서 필요함에 따라, 본 발명은 기본적으로 순수한 데이터 라인들을 포함하여 모든 종류의 전기적인 다중 도전체 케이블들에 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 특징들 및 효과들이 첨부된 도면들을 참조로 예시적으로 실시예들에 의해 이하에서 더 완전히 설명된다.
도 1a 및 도 1b는 통상적인 다중 도전체 케이블(도 1b) 및 본 발명에 따른 다중 도전체 케이블(도 1a)을 관통하는 단면을 순수하게 하나의 예로서 나타내고 있다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1a에 나타낸 다중 도전체 케이블을 위한 접촉 장치의 일실시예의 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 접촉 장치를 위한 복수의 접촉체들의 개략도를 측면도(도 3a) 및 정면도(도 3b)로 나타내고 있다.
도 4는 다른 접촉체의 개략 정면도를 나타내고 있다.
도 1b는 3개의 와이어들(2, 3), 바꾸어 말해 각각의 절연체(4)를 구비한 개별적인 와이어들로 이루어진 도전체들을 구비한 통상적인 다중 도전체 케이블(1)을 나타내고 있다. 이것들은 외측 케이싱(5) 내에서 상호 평행하게 병치된 관계로 가이드된다. 와이어들(2, 3)의 개별적으로 필요한 도전체 단면에 따라 주어진 전체 직경(D2)이 존재한다.
대조적으로, 도 1a에 나타낸 본 발명에 따른 동심 케이블 구조는 도전체 단면은 동일하게 유지되는 채로 전체 직경(D1)에서 인지할 만한 감소를 가진다. 도 1a는 코어(core)로서 개별적인 와이어들을 포함하는 제1 내측 도전체(11), 내측 도전체(11)의 절연체(14) 상에 동심으로 배치되고 상기 도전체(11)와 실질적으로 동일한 도전체 단면의 것인 제2 도전체(12)를 구비한 다중 도전체 케이블(10)을 나타내고 있다. 이에 더하여, 제3 동심 도전체(13)가 또한 제2 도전체(13)의 절연체(14) 상에 보호 도전체로서 중심축(도 1b에 수직하게) 둘레로 링 형상으로 배치되어 있는데, 여기서 제3 도전체(13)의 도전체 단면은 더 작을 수 있다. 도 1b에 나타낸 통상적인 케이블 구조의 전체 직경(D2)과 비교하여, 이 케이블은 외측 케이싱(15)에서 측정하였을 때 약 20% 에서 25%만큼 감소된 직경(D1)의 것이다. 이것은 다른 것들 중에서도 케이블(10)의 유연성 및 따라서 취급 용이성을 증대시킨다. 자연적으로, 3개보다 많은 도전체들을 가진 케이블들이 유사하게 이해될 수도 있다(도시하지는 않음).
도 2a 내지 도 2c는 순수하게 예시로서 도 1a에 나타낸 특수 케이블(10)의 단순화된 조립을 위한 본 발명에 따른 접촉 장치(20)를 나타내고 있다.
여기서 접촉 장치(20)는 실질적으로 동일한 구조의 반분 쉘(half-shell)들의 형태로 된, 예컨대 사출 성형에 의해 제조된 동일한 플라스틱 부분들의 형태로 된 2개의 클램핑 쉘 부분들(21A, 21B)을 구비하고 있다. 내부에서 클램핑 쉘 부분들(21A, 21B)은 서로에 대해 반경방향으로 단차진, 여기서는 실린더형 구유 형상 구성의 것인 복수의 수용 수단(22-1, 22-2, 22-3)을 구비한다. 수용 수단(22-1, 22-2, 22-3)의 반경은 특수 케이블(10)의 개별적인 도전체들(11, 12, 13) 둘레로의 단차진 케이싱 배치에 대응하여 케이블 단부로부터 안쪽으로 단차진 구성으로 감소한다. 도 2a 내지 도 2c에서, 플러그인 커넥터(이하의 내용 참조)와의 접촉의 목적을 위해 동심 도전체들(11, 12, 13)의 각각의 하나와 연계된 대응하는 접촉체(23-1, 23-2, 23-3)가 각각의 수용 수단(22-1, 22-2, 22-3)에 수용되어 있다.
일례로서 접촉체들(23-1, 23-2, 23-3)이 도 3 내지 도 4에 나타나 있다. 제1 영역에서 각 접촉체(23-1, 23-2, 23-3)는 실질적으로 길이방향 범위(도 3a의 평면 내에서)를 가진 채널 형상(24) 및 연계된 도전체(11, 12, 13)의 접촉될 둘레 부분을 따라 구부러진 단면 구성(도 3b/도 4)의 것이다. 도 3b에서 채널 형상(24)은 약 180°의 원주 각도에 걸쳐 연장되어서 하나 또는 두 개의 접촉체들(23-1, 23-2, 23-3)이 클램핑 쉘 부분들(21A, 21B) 모두에 선택적으로 제공될 수 있다. 반대편의 제2 영역에 제공된 것은 채널 형상(24)으로 바(bar)에 의해 접촉체(23-1, 23-2, 23-3)에 일체로 연결된 접촉 핀들(25)(또는 접촉 소켓들)이다. 접촉 핀들(25)은 플러그인 커넥터(26)(도 2a 및 도 2b)를 위해 제공된다. 도 3b에 나타낸 구조에서, 각각의 도전체(11, 12, 13)와 접촉 핀(25)의 위치에 따라, 적절한 접촉체(23-1, 23-2, 23-3)가 완성된 플러그인 커넥터(26)에서 선택되거나 만들어진다. 도 4에 도시된 변형예는 접촉체(23')를 보여주는데, 그 채널 형상(24)이 약 320~340°의 원주 각도에 걸쳐 제1 영역에서 연장되어서 각각의 수용 수단(22-1, 22-2, 22-3)에서 단 하나의 각각의 접촉체(23')를 제공하는 것이 가능하다. 여기서 접촉 핀(25)의 위치는 케이블(10) 또는 수용 수단(22-1, 22-2, 22-3) 내에서 플러그인 커넥터(26)의 메인 축 둘레로의 회전에 의해 조정될 수 있어서, 별도의 접촉체가 각각의 도전체(11, 12, 13)에 대해 필요하지 않다. 각각의 도전체(11, 12, 13)의 외측 둘레면과 강제 잠금 관계로 넓은 면적에 걸친 접촉이 보장된다면, 채널 형상(24)은 원형 아크의 형태로 구부러진 단면을 포함할 수 있거나(도 3b/도 4), 불규칙적으로 구부러진 구성, 예컨대 톱니 구성을 가진 것일 수도 있다.
도 2a 내지 도 2c로부터 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 2개의 클램핑 쉘 부분들(21A, 21B)은 동시에 접촉 핀들(25)을 위해 적절한 구성의 접촉 캐리어들을 가진 플러그 커넥터 하우징을 형성한다. 이것들은 수용 수단(22-1, 22-2, 22-3)의 반대편인 플러그(26)의 영역 또는 특수 케이블(10)을 위한 관통 개구에 배치된다. 플러그(26)의 형태로 된 구성에 대한 대안으로서, 잭(jack) 또는 소켓이 또한 완전히 유사한 방식으로 가능한데, 이 경우 클램핑 쉘 부분들(21A, 21B)은 임의의 원하는 플러그 커넥터들을 제공할 수 있다. 클램핑 쉘 부분들(21A, 21B)은 따라서 플러그인 커넥터(26)의 하우징 부분들일 수 있다.
예컨대 폐쇄된 하우징을 제공하기 위해, 그리고 동시에 접촉체들(23-1, 23-2, 23-3 또는 23')에 관하여 연계된 도체(11, 12, 13)의 각각의 노출된 외측면 상으로 각각 전기적으로 충분한 접촉 압박력을 만들어내기 위해 클램핑 쉘 부분들(21A, 21B)을 고정적으로 연결하기 위한 가능성 있는 폐쇄구로서, 도 2c는 순수하게 일례로서 코너에 배치된 4개의 클램핑 스크루들(27)과 너트들(28)을 구비한 스크루 폐쇄구를 보여주고 있다. 대안적으로, 예를 들어 클램핑 쉘과 유사하게, 클램핑 쉘 부분들(21A, 21B)의 길이방향 측면에 힌지를 제공하는 한편, 클램핑 쉘 부분들(21A, 21B)을 보다 신속하고 고정적으로 폐쇄하기 위하여 반대 측면에 클램핑 레버 장치를 배치하는 것이 가능하다. 예컨대 특수 케이블(10)의 단부에 대해 단부에 있는 통합된 스트레인 릴리프 장치, 특정한 IP 보호 클래스를 위한 실(seal), 접촉 핀들(25)을 위한 통로 수단 및 구속 수단 등과 같은 다른 특징들은 더욱 상세히 나타내지 않는다.
클램핑 쉘 부분들(21A, 21B)이 폐쇄 위치(도 2c에서는 완전히 폐쇄되지 않음)에서 연결되면, 각각의 접촉체(23-1, 23-2, 23-3 또는 23')는 각각, 각각의 연계된 동심 도전체(11, 12, 13)에 대한 접촉의 목적을 위해 폐쇄구(27, 28)에 의해 압박된다. 통합적인 구조 덕분으로, 플러그 커넥터(26)가 동시에 접촉 핀들(25)을 가지고 만들어져서 조립 공수의 관점에서 상당한 감소가 얻어지며 특수 케이블(10)이 신뢰성 있게 접촉된다.
도 1a 및 도 1b
1 통상적인 다중 도전체 케이블
2, 3 와이어들
4 절연체
5 외측 케이싱
10 동심 특수 케이블
11, 12, 13 환형 도전체들
14 절연체
15 외측 케이싱
D1, D2 전체 직경
도 2a 내지 도 2c 및 도 3, 도 4
20 접촉 장치
21A, 21B 클램핑 쉘 부분들
22-1, 22-2, 22-3 수용 수단
23-1, 23-2, 23-3 접촉체
24 채널 형상
25 접촉 핀
26 플러그인 커넥터
27, 28 폐쇄구(클램핑 스크루)

Claims (22)

  1. 플러그인 커넥터, 특히 전기 자동차를 위한 충전 스테이션에서 충전 플러그를 가진 라인을 위한 접촉 장치를 구비한 다중 도전체 전기 케이블로서:
    케이블 코어, 케이블 코어 둘레에서 서로에 대해 환형 형상으로 동심으로 배치되고 개별적인 와이어들을 포함하는 복수의 도전체들, 및 상기 도전체들 사이의 각각의 절연체를 포함하며,
    - 상기 접촉 장치는 그 내부에서 서로로부터 반경방향으로 단차진 복수의 수용 수단을 구비하는 2개의 접촉 쉘 부분들을 포함하고,
    - 접촉 목적을 위해 동심 도전체들 중 하나와 연계된 각각의 접촉체가 적어도 하나의 클램핑 쉘 부분의 수용 수단에 배치되며, 각각의 접촉체는 길이방향 범위를 가지고 연계된 도전체의 둘레 부분 둘레에서 구부러진 단면 구성의 것이고,
    - 클램핑 쉘 부분들을 연결하기 위해 폐쇄구가 제공되되, 이것은 클램핑 쉘 부분들을 폐쇄 위치에서 서로 고정하며,
    - 클램핑 쉘 부분들은 폐쇄 위치에서 접촉체들을 서로 동축 관계로 지지하고, 접촉 목적을 위해 각각의 접촉체를 각각의 연계된 동심 도전체에 대해 압박하는
    것을 특징으로 하는 케이블.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폐쇄구는:
    - 특히 해체 불가능한 급동 폐쇄구의 형태로 된 예컨대 퀵 릴리즈 장치, 클립 연결 등과 같이 도구 없이 폐쇄될 수 있는 급동 폐쇄구,
    - 해체 불가능한 리벳 연결, 또는
    - 해체 가능한 스크루 연결
    의 형태로 된 것을 특징으로 하는 케이블.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접촉체들의 채널 형상의 각각의 연계된 도전체와의 전기적인 표면 접촉은, 상기 폐쇄구에 의해 만들어지고 클램핑 쉘 부분에 의해 접촉체로 전달되는 클램핑력에 의해 지배적으로, 그리고 특히 배타적으로 각각 연계된 도전체의 둘레 표면 상에서 얻어지는 것을 특징으로 하는 케이블.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 제3항에 있어서, 접촉체들의 채널 형상은 그 둘레의 적어도 20%에서 최대 80%의 둘레 부분에 걸쳐, 특히 연계된 동심 도전체의 적어도 120°에서 270°의 둘레각으로 연장되는 것을 특징으로 하는 케이블.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 제3항에 있어서, 접촉체들의 채널 형상은 연계된 동심 도전체의 둘레의 약 60%에서 95%의 둘레 부분에 걸쳐 연장되고, 클램핑 쉘 부분들의 2개의 마주보게 배치된 수용 수단은 각각 그런 접촉체를 수용하고 압박하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 접촉체들의 채널 형상은 활 모양으로 구부러진 단면, 특히 원형 아크의 형상으로 구부러진 단면이거나 불규칙적으로 구부러진 단면의 것인 것을 특징으로 하는 케이블.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 제6항에 있어서, 접촉체들은 각각 한 조각으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 케이블.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 영역에서 접촉체들은 채널 형상을 구비하고 반대편의 제2 영역에서 그것들은 플러그인 커넥터를 위한 접촉 핀들 또는 접촉 소켓들을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 제8항에 있어서, 접촉 장치의 클램핑 쉘 부분들은 다중-부품 플러그 커넥터 하우징의 구성 부품들을 형성하고, 플러그 커넥터 하우징은 바람직하게는 클램핑 쉘 부분들을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 제8항 및 제9항에 있어서, 제1 영역에서 클램핑 쉘 부분들은 수용 수단을 구비하고, 반대편의 제2 영역에서 플러그 또는 커플링의 하우징 부분들을 형성하며, 특히 제2 영역에서 각각 접촉 핀 또는 접촉 소켓을 위한 적어도 하나의 단부 접촉 캐리어를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  11. 제10항에 있어서, 클램핑 쉘 부분들은 그들의 경계면에서 적어도 하나의 실 및/또는 제1 영역의 케이블 단부에서 스트레인 릴리프 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 장치는 정확히 2개의 클램핑 쉘 부분들, 특히 성형된 플라스틱 부분들을 구비하되, 이들은 반분 쉘들, 특히 동일한 부분들의 형태로 만들어지는 것을 특징으로 하는 케이블.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 각각의 클램핑 쉘 내의 동심 도전체들의 수에 대응하는 수의 수용 수단이 제공되고, 각 클램핑 쉘 부분의 적어도 몇몇 수용 수단은 접촉체의 채널 형상 및 연계된 도전체의 그에 의해 둘러싸인 둘레 부분을 수용하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 케이블 코어는 개별적인 와이어들을 포함하는 추가 도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 한 쌍의 인접하는 동심 도전체들 사이의 각 절연체에 대해, 개별적인 와이어들이 절연체로 압박되는 것을 방지하는 지지 레이어가 제공되는 것을 특징으로 하는 케이블.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 개별적인 와이어들의 단면은 하나의 동심 도전체로부터 다음 번의 동심 도전체로 바깥 방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 도전체는 바람직하게는 하나의 도전체로부터 다음 번 것으로 교번하여 반대로 감는 방향을 가지고 땋인, 특히 중간에 놓인 절연체 상에서 땋인 개별적인 와이어들을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 3개의 동심 도전체들이 케이블 코어 둘레에 배치되되, 적어도 20㎟인, 특히 60㎟를 넘는 각각의 전체 환형 단면의 2개의 도전체들이 전원 공급 도전체로서 기능하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 제18항에 있어서, 현저히 작은 전체 단면의, 데이터 전달을 위한 적어도 하나의 신호 도전체가 제공되는 것을 특징으로 하는 케이블.
  20. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 특징들에 의해 특징지워지는, 특히 전기 자동차용 충전 스테이션에서 플러그 커넥터의 일부를 위한 또는 일부로서의 플러그인 커넥터를 위한 접촉 장치.
  21. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 케이블 또는 접촉 장치를 포함하는 전기 자동차용 충전 스테이션.
  22. 전기 자동차를 위한 충전 케이블로서의 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 케이블의 사용.
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