KR20200045407A - 일체형 스프링 접촉 아암을 갖는 전기 단자를 위한 전자기 차폐부 - Google Patents

일체형 스프링 접촉 아암을 갖는 전기 단자를 위한 전자기 차폐부 Download PDF

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Abstract

전자기 단자 차폐부(10)는 대응하는 정합 단자 차폐부(10)를 수용하도록 구성되는 커넥터 개구(14) 및 와이어 케이블을 수용하도록 구성되는 케이블 개구(16)를 갖는 시트 금속으로 형성되는 차폐부 본체(12)를 포함한다. 단자 차폐부(10)는 또한 커넥터 개구(14)에 부착되는 고정 단부(20) 및 차폐부 본체(12)에 의해 형성되는 차폐부 공동(24) 내에 배치되는 자유 단부(22)를 갖는 차폐부 본체(12)와 일체로 형성되는 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)을 포함한다. 전자기 단자 차폐부(10)를 제조하기 위한 공정(100)이 또한 제시된다.

Description

일체형 스프링 접촉 아암을 갖는 전기 단자를 위한 전자기 차폐부{ELECTROMAGNETIC SHIELD FOR AN ELECTRICAL TERMINAL WITH INTEGRAL SPRING CONTACT ARMS}
관련 출원의 상호-참조
본 출원은 2018년 10월 19일에 출원된 미국 가특허 출원 제62/747,824호의 이익을 주장하며, 그 전문이 본원에 참조로서 통합된다.
본 발명은 일반적으로 전기 단자를 위한 전자기 차폐부에 관한 것으로, 특히 전자기 차폐부와 일체로 형성되는 스프링 접촉 아암을 갖는 전자기 차폐부에 관한 것이다.
이제 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 스프링 접촉 아암을 갖는 전자기 단자 차폐부의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 전자기 단자 차폐부의 단부도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 전자기 단자 차폐부의 단면 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 전자기 단자 차폐부를 제조하기 위한 공정의 흐름도이다.
이제 첨부 도면에 그 예가 예시되어 있는 실시예를 상세히 참조한다. 다음의 상세한 설명에서, 다수의 특정 세부사항이 설명된 다양한 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 기재되어 있다. 그러나, 설명된 다양한 실시예가 이러한 특정 세부사항 없이도 실시될 수 있음은 통상의 숙련자에게 명백할 것이다. 다른 예에서, 공지된 방법, 절차, 구성요소, 회로 및 네트워크는 실시예의 양태를 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 상세하게 설명되지 않는다.
도 1 내지 도 3은 예를 들어 차폐된 케이블(도시되지 않음)의 차폐 전도체에 연결되고 차폐된 케이블의 내부 전도체에 연결되는 전기 단자(도시되지 않음)에 전자기 차폐를 제공하도록 구성되는, 이하에서 차폐부(10)로 지칭되는 전자기 단자 차폐부의 실시예를 도시하고 있다. 차폐부(10)는 내부에 대응하는 정합 전자기 단자 차폐부(도시되지 않음)를 수용하도록 구성된다. 차폐부(10)는 주석 펠팅된(pelted) 구리계 재료와 같은 금속 평면 시트로 형성되는 차폐부 본체(12)를 포함한다. 차폐부 본체(12)는 대응하는 정합 단자 차폐부를 수용하도록 구성된 커넥터 개구(14) 및 차폐된 와이어 케이블을 수용하도록 구성된 케이블 개구(16)를 갖는다. 차폐된 와이어 케이블은 바람직하게는 케이블 개구(16) 내에 수용되는 페룰(도시되지 않음)에 의해 종결된다. 차폐부(10)는, 차폐부 본체(12)와 일체로 형성되고, 커넥터 개구(14)에 부착되는 고정 단부(20) 및 차폐부 본체(12)에 의해 형성되는 차폐부 공동(24) 내에 배치되는 자유 단부(22)를 갖는, 차폐부 본체(12)의 종방향 축선(X)을 따라 연장되는 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)을 또한 포함한다.
도 3에 가장 잘 도시되는 바와 같이, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)은 차폐부 공동(24) 내에서 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)을 향해 휘어진다. 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)의 자유 단부(22)는 차폐부 공동(24) 내에서 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)과 접촉한다.
도 1에 가장 잘 도시되는 바와 같이, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)은 제1 스프링 아암(18A), 제1 스프링 아암(18A)에 대체로 평행한 제2 스프링 아암(18B), 및 제2 스프링 아암(18B)에 대체로 평행한 제3 스프링 아암(18C)을 포함한다. 제1, 제2 및 제3 스프링 아암(18A 내지 18C)의 자유 단부(22)는 차폐부 공동(24) 내에서 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)과 접촉하는 크로스 바(28)에 의해 상호연결된다.
도 3에 가장 잘 도시되는 바와 같이, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)은 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 다른 스프링 아암(18)과 대향한다.
도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 차폐부(10)는, 차폐부 본체(12)에 엠보싱되고 내부 표면(26)으로부터 차폐부 공동(24) 내로 돌출하는 종방향 접촉 리브(30)를 더 포함한다.
도 4는 전술한 차폐부(10)를 제조하기 위한 공정(100)의 단계를 도시한다. 공정(100)은 다음 단계를 포함한다:
단자 차폐부 예비성형체의 형성 단계인 단계 102는 단자 차폐부 예비성형체의 일 단부로부터 종방향으로 연장되는 복수의 세장형 돌출부를 갖는 금속 평면 시트로부터 단자 차폐부 예비성형체를 형성하는 단계를 포함한다. 예비성형체는 통상의 기술자에게 공지된 스탬핑, 블랭킹, 레이저 커팅, 워터젯 커팅, 또는 임의의 다른 시트 금속 커팅 공정을 사용하여 시트 금속으로부터 커팅될 수 있다;
단자 차폐부 예비성형체를 향해 세장형 돌출부를 절첩하는 단계인 단계 104는 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)을 형성하기 위해 단자 차폐부 예비성형체를 향해 복수의 세장형 돌출부를 절첩하는 단계를 포함한다. 도시되는 실시예에서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)은 제1 스프링 아암(18A), 제1 스프링 아암(18A)에 대체로 평행한 제2 스프링 아암(18B), 및 제2 스프링 아암(18B)에 대체로 평행한 제3 스프링 아암(18C)을 포함한다. 제1, 제2 및 제3 스프링 아암(18A 내지 18C)의 자유 단부(22)는 크로스 바(28)에 의해 상호연결된다. 다른 실시예는 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 상이한 구성을 포함할 수 있다;
내부 표면을 향해 각각의 스프링 아암을 휘게하는 단계인 단계 106은 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)을 형성하기 위해 단자 차폐부 예비성형체를 향해 복수의 세장형 돌출부를 절첩하는 단계를 포함하는 선택적인 단계이다. 단계 106은 바람직하게는 단계 108 이전에 수행된다; 그리고
차폐부 본체를 형성하기 위해 단자 예비성형체의 원위 에지를 결합하는 단계인 단계 108은 대응하는 정합 단자 차폐부를 수용하도록 구성되는 커넥터 개구(14) 및 와이어 케이블을 수용하도록 구성되는 케이블 개구(16)를 갖는 관형 차폐부 본체(12)를 형성하기 위해 단자 예비성형체를 롤링함으로써 단자 예비성형체의 원위 에지를 결합하는 단계를 포함한다. 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)은 차폐부 본체(12)와 일체로 형성되며, 커넥터 개구(14)에 부착되는 고정 단부(20) 및 차폐부 본체(12)에 의해 형성되는 차폐부 공동(24) 내에 배치되는 자유 단부(22)를 갖는다. 다른 실시예는 직사각형, 정사각형 또는 임의의 다른 원하는 형상인 차폐부 본체를 가질 수 있다.
종방향 심 조인트를 스폿 용접하는 단계인 단계 110은 차폐부 본체(12)의 케이블 개구(16) 부근에 차폐부 본체(12)의 길이방향 심 조인트(34)를 스폿 용접하는 단계를 포함한다.
따라서, 전자기 단자 차폐부(10) 및 차폐부(10)를 제조하는 공정(100)이 제공된다. 차폐부(10)의 각각의 측부 상의 제1, 제2 및 제3 스프링 아암(18A 내지 18C)의 상이한 스프링률은 차폐부(10)와 대응하는 정합 단자 차폐부 사이의 6개의 독립적이고 순응적인 접촉 지점을 초래한다. 차폐부(10)는 용이한 결합 및 높은 연결 성능을 제공하기 위해 낮은 결합력 및 높은 수직 접촉력을 제공한다. 스프링 아암(18)은 차폐부 본체(12)의 전방에서 그리고 후방 부근에서 차폐부 본체(12)와 접촉하여, 차폐부(10) 내의 에너지의 향상된 유동 및 최적의 전자기 컴플라이언스(EMC) 성능을 제공한다.
차폐부(10)는 정합 전자기 단자 차폐부가 차폐부(10)와 결합될 때 3개의 상이한 스프링률을 제공한다. 3개의 스프링률은 1) 외팔보형 스프링 아암(18), 2) 스프링 아암(18)의 자유 단부(22)가 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)과 결합될 때 단순 지지 빔을 형성하는 스프링 아암(18), 및 3) 차폐부 본체(12) 자체의 반경방향 스프링에 의해 제공된다. 정합 전자기 단자 차폐부가 차폐부 본체(12) 내로 삽입됨에 따라, 정합 전자기 단자 차폐부가 스프링 아암(18)과 결합할 때, 즉 자유 단부(22)가 차폐부(10)의 내부 표면으로부터 멀어질 때 제1 스프링률이 제공된다. 이는 더 낮은 초기 결합력을 제공한다. 스프링 아암(18)의 자유 단부(22)가 내부 표면(26)과 맞물릴 때 제2 스프링률이 제공되며, 이는 단순 지지 빔이 된다. 이는 초기 정렬이 대부분 완료될 때 더 높은 수직력을 제공하며, 결합력은 주로 마찰에 기인한다. 제3 스프링률은 차폐부(10) 자체의 반경방향 후프 형상 및 케이블 개구(16) 부근의 차폐부 본체(12)의 심 조인트(34) 상의 스폿 용접(32)의 축방향 위치에 의해 제공된다. 이는 커넥터 개구(14)에서 더 큰 공차를 허용한다. 커넥터 개구(14)가 작을수록 정합 전자기 단자 차폐부와의 더 많은 간섭을 제공하여 더 높은 결합력을 초래한다. 결합력이 너무 높아지기 전에, 차폐부 본체(12)는 굴곡될 것이고 심 조인트(34)는 대신에 개방될 것이다.
접촉 리브(30)는 차폐부(10)의 안정화 및 향상된 수직력을 제공한다. 차폐부 본체(12)의 차폐부 공동(24) 내로 돌출부를 역으로 절첩시킴으로써 스프링 아암(18)을 형성하는 것은 EMC 성능을 개선시키며 접촉 보호를 증가시키는 차폐부 본체(12)의 개구를 제거한다.
본 발명을 그 바람직한 실시예와 관련하여 설명하였지만, 이와 같이 제한되는 것이 의도되지 않으며, 오히려 다음 청구범위에 기재된 범위로만 한정되는 것이다. 예를 들어, 상술한 실시예(및/또는 그 양태)는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 범위 내에서 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시로 구성하기 위해 많은 변형이 이루어질 수 있다. 본원에 설명된 치수, 재료의 유형, 다양한 구성요소의 배향, 및 다양한 구성요소의 수 및 위치는 특정 실시예의 파라미터를 정의하기 위한 것이며, 결코 제한적이지 않으며 단지 원형의(prototypical) 실시예에 불과하다.
청구범위의 사상 및 범위 내의 많은 다른 실시예 및 변형예는 위의 설명을 검토할 때에 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 이런 청구범위가 부여되는 등가의 전체 범위와 함께 다음의 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.
본원에서 사용될 때, '하나 이상'은 하나의 요소에 의해 수행되는 기능, 예를 들어 분산된 방식으로 하나 초과의 요소에 의해 수행되는 기능, 하나의 요소에 의해 수행되는 여러 기능, 여러 요소에 의해 수행되는 여러 기능, 또는 상기의 임의의 조합을 포함한다.
제1, 제2 등의 용어가 일부 예에서 다양한 요소를 설명하기 위해 본원에서 사용되지만, 이들 요소는 이들 용어에 의해 제한되어서는 안 된다는 것을 또한 이해할 것이다. 이들 용어는 단지 하나의 요소를 다른 것으로부터 구별하기 위해서 사용된다. 예를 들어, 다양한 설명된 실시예의 범위 내에서 제1 접점은 제2 접점으로 지칭될 수 있고, 마찬가지로 제2 접점은 제1 접점으로 지칭될 수 있다. 제1 접점과 제2 접점은 모두 접점이지만 이들은 동일한 접점은 아니다.
본원에 기재된 다양한 실시예의 설명에 사용된 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며 제한을 의도하는 것은 아니다. 다양한 설명된 실시예 및 첨부된 청구범위의 설명에서 사용될 때, 단수 형태는 문맥상 명백하게 달리 나타내지 않는 한, 복수 형태를 또한 포함하는 것을 의도한다. 본원에서 사용된 "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 연관된 열거된 항목의 임의의 그리고 모든 가능한 조합을 지칭 및 포함한다는 것을 또한 이해할 것이다. 더 나아가, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용될 때, 기술된 특징부, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징부, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성요소, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 다는 것을 이해할 것이다.
본원에서 사용될 때, "~경우"라는 용어는 문맥에 따라 선택적으로 "~할 때" 또는 "~할 시" 또는 "결정에 응답하여" 또는 "검출에 응답하여"를 의미하는 것으로 해석된다. 유사하게, "결정된 경우" 또는 "[기술된 조건 또는 이벤트]가 검출된 경우"라는 문구는 문맥에 따라 선택적으로 "결정 시" 또는 "결정에 응답하여" 또는 "[기술된 조건 또는 이벤트]의 검출 시" 또는 "[기술된 조건 또는 이벤트]의 검출에 응답하여"를 의미하는 것으로 해석된다.
추가로, 본원에서 정렬 또는 배향에 대한 용어가 사용될 수 있지만, 이들 요소는 이들 용어에 의해 제한되어서는 안 된다. 별도로 기술하지 않는 한, 정렬 또는 배향에 대한 모든 용어는 한 요소를 다른 요소와 구별하기 위한 목적으로 사용되며, 달리 기술되지 않는 한 임의의 특정 순서, 동작 순서, 방향 또는 배향을 나타내지 않는다.

Claims (18)

  1. 전자기 단자 차폐부(10)이며,
    대응하는 정합 단자 차폐부(10)를 수용하도록 구성되는 커넥터 개구(14) 및 와이어 케이블을 수용하도록 구성되는 케이블 개구(16)를 갖는 시트 금속으로 형성된 차폐부 본체(12); 및
    차폐부 본체(12)와 일체로 형성되고, 커넥터 개구(14)에 부착되는 고정 단부(20) 및 차폐부 본체(12)에 의해 형성되는 차폐부 공동(24) 내에 배치되는 자유 단부(22)를 갖는 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)을 포함하는 전자기 단자 차폐부(10).
  2. 제1항에 있어서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)은 차폐부 공동(24) 내에서 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)을 향해 휘어지는 전자기 단자 차폐부(10).
  3. 제1항에 있어서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)은 차폐부 공동(24) 내의 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)과 접촉하는 자유 단부(22)를 갖는 전자기 단자 차폐부(10).
  4. 제1항에 있어서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)은 제1 스프링 아암(18A), 제1 스프링 아암(18A)과 대체로 평행한 제2 스프링 아암(18B), 및 제2 스프링 아암(18B)과 대체로 평행한 제3 스프링 아암(18C)을 포함하며, 제1, 제2 및 제3 스프링 아암(18A, 18B, 18C)의 자유 단부(22)는 차폐부 공동(24) 내의 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)과 접촉하는 크로스 바(28)에 의해 상호연결되는 전자기 단자 차폐부(10).
  5. 제1항에 있어서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)은 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 다른 스프링 아암(18)과 대향하는 전자기 단자 차폐부(10).
  6. 제1항에 있어서, 차폐부 본체(12)는 종방향 심 조인트(34)를 형성하며, 상기 심 조인트(34)는 케이블 개구(16) 부근에 스폿 용접되는 전자기 단자 차폐부(10).
  7. 전자기 단자 차폐부(10)를 제조하기 위한 공정(100)이며,
    단자 차폐부(10) 예비성형체의 일 단부로부터 연장되는 복수의 세장형 돌출부를 갖는 금속 평면 시트로부터 단자 차폐부(10) 예비성형체를 형성하는 단계(102)와;
    복수의 외팔보형 스프링 아암(18)을 형성하기 위해 복수의 세장형 돌출부를 단자 차폐부(10) 예비성형체를 향해 절첩하는 단계(104)와;
    대응하는 정합 단자 차폐부(10)를 수용하도록 구성되는 커넥터 개구(14) 및 와이어 케이블을 수용하도록 구성되는 케이블 개구(16)를 갖는 차폐부 본체(12)를 형성하기 위해 상기 단자 예비성형체의 원위 에지를 결합하는 단계(108)로서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)은 차폐부 본체(12)와 일체로 형성되고, 커넥터 개구(14)에 부착된 고정 단부(20) 및 차폐부 본체(12)에 의해 형성되는 차폐부 공동(24) 내에 배치되는 자유 단부(22)를 갖는, 결합 단계(108)를 포함하는 공정(100).
  8. 제7항에 있어서, 공정(100)은,
    차폐부 공동(24) 내에서 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)을 향해 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)을 휘게하는 단계(106)를 더 포함하는 공정(100).
  9. 제7항에 있어서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)은 차폐부 공동(24) 내의 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)과 접촉하는 자유 단부(22)를 갖는 공정(100).
  10. 제7항에 있어서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)은 제1 스프링 아암(18A), 제1 스프링 아암(18A)에 대체로 평행한 제2 스프링 아암(18B), 및 제2 스프링 아암(18B)에 대체로 평행한 제3 스프링 아암(18C)을 포함하며, 제1, 제2 및 제3 스프링 아암(18A, 18B, 18C)의 자유 단부(22)는 차폐부 공동(24) 내의 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)과 접촉하는 크로스 바(28)에 의해 상호연결되는 공정(100).
  11. 제7항에 있어서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)은 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 다른 스프링 아암(18)과 대향하는 공정(100).
  12. 제7항에 있어서, 공정(100)은,
    차폐부 본체(12)의 케이블 개구(16) 부근에 차폐부 본체(12)의 종방향 심 조인트(34)를 스폿 용접하는 단계(110)를 더 포함하는 공정(100).
  13. 공정(100)에 의해 제조된 전자기 단자 차폐부(10)이며, 상기 공정은,
    단자 차폐부(10) 예비성형체의 일 단부로부터 연장되는 복수의 세장형 돌출부를 갖는 금속 평면 시트로부터 단자 차폐부(10) 예비성형체를 형성하는 단계(102)와;
    복수의 외팔보형 스프링 아암(18)을 형성하기 위해 복수의 세장형 돌출부를 단자 차폐부(10) 예비성형체를 향해 절첩하는 단계(104)와;
    대응하는 정합 단자 차폐부(10)를 수용하도록 구성되는 커넥터 개구(14) 및 와이어 케이블을 수용하도록 구성되는 케이블 개구(16)를 갖는 차폐부 본체(12)를 형성하기 위해 상기 단자 예비성형체의 원위 에지를 결합하는 단계(108)로서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)은 차폐부 본체(12)와 일체로 형성되고, 커넥터 개구(14)에 부착된 고정 단부(20) 및 차폐부 본체(12)에 의해 형성되는 차폐부 공동(24) 내에 배치되는 자유 단부(22)를 갖는, 결합 단계(108)를 포함하는 전자기 단자 차폐부(10).
  14. 제13항에 있어서, 공정(100)은,
    차폐부 공동(24) 내에서 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)을 향해 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)을 휘게하는 단계(106)를 더 포함하는 전자기 단자 차폐부(10).
  15. 제13항에 있어서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)은 차폐부 공동(24) 내의 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)과 접촉하는 자유 단부(22)를 갖는 전자기 단자 차폐부(10).
  16. 제13항에 있어서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)은 제1 스프링 아암(18A), 제1 스프링 아암(18A)과 대체로 평행한 제2 스프링 아암(18B), 및 제2 스프링 아암(18B)과 대체로 평행한 제3 스프링 아암(18C)을 포함하며, 제1, 제2 및 제3 스프링 아암(18A, 18B, 18C)의 자유 단부(22)는 차폐부 공동(24) 내의 차폐부 본체(12)의 내부 표면(26)과 접촉하는 크로스 바(28)에 의해 상호연결되는 전자기 단자 차폐부(10).
  17. 제13항에 있어서, 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 각각의 스프링 아암(18)은 복수의 외팔보형 스프링 아암(18)의 다른 스프링 아암(18)과 대향하는 전자기 단자 차폐부(10).
  18. 제13항에 있어서, 공정(100)은,
    차폐부 본체(12)의 케이블 개구(16) 부근에 차폐부 본체(12)의 종방향 심 조인트(34)를 스폿 용접하는 단계(110)를 더 포함하는 전자기 단자 차폐부(10).
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