KR20200116028A - 플러그인 연결부를 갖는 자동차용 전동 유닛, 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그 및 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그의 제조 방법 - Google Patents

플러그인 연결부를 갖는 자동차용 전동 유닛, 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그 및 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그의 제조 방법 Download PDF

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파올로 링컨 모리노
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한온 시스템즈 이에프피 도이칠란드 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 전동 워터 펌프(2) 또는 전동 라디에이터 팬과 같은 간단하면서도 확실한 전기적 접속이 달성되도록 형성된 플러그인 연결부를 갖는 자동차용 전동 유닛에 관한 것으로서, 상기 전동 유닛은 접속 텅(50)들과 플러그(1, 1') 케이블의 개별 와이어(47)들의 피복이 벗겨진 단부들 사이에 연결 영역이 밀봉되어 있고, 특히 상기 와이어들을 따라 워터 펌프의 외부로부터 플러그(1, 1')를 통해 하우징 내로 유입되는 습기와 관련하여 충분한 기밀성이 보장될 수 있는 것을 특징으로 한다. 제2 측면에서는 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그(1, 1')가 개선되며, 이 경우 상기 플러그(1' 1')는 응력 완화 기능을 가져야 하며, 그리고 이때 상기 플러그(1' 1')는 상기 접속 텅(50)들과 개별 와이어들의 와이어 단부들 사이 전기 접속 영역에서 특히 습기와 관련한 밀봉부를 갖고 특히 상기 와이어들을 따라 케이블로부터 상기 접속 텅(50)들 방향으로 상기 플러그 하우징(34, 34') 내로 유입되는 습기와 관련하여 충분한 기밀성이 보장될 수 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제3 측면에서는 전동 유닛(2, 2')의 플러그인 연결부용 플러그(1, 1')를 제조하기 위한 방법이 제시된다. 이 경우 특히 비용면에서 경제적이면서 신속하고 자동화 가능한 방법이 제공되어야 한다.

Description

플러그인 연결부를 갖는 자동차용 전동 유닛, 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그 및 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그의 제조 방법{ELECTRICAL UNIT FOR A MOTOR VEHICLE WITH A PLUG-IN CONNECTION, PLUG FOR A PLUG-IN CONNECTION ON AN ELECTRICAL UNIT, AND METHOD FOR PRODUCING A PLUG FOR A PLUG-IN CONNECTION ON AN ELECTRICAL UNIT}
본 발명은, 예를 들면, 전동 워터 펌프 또는 전동 라디에이터 팬과 같은 플러그인 연결부를 갖는 자동차용 전동 유닛, 이와 같은 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그 및 이와 같은 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차용 전동 유닛들은 예를 들면, 전동 워터 펌프 또는 전동 라디에이터 팬을 의미하는 것으로 이해된다.
전동 워터 펌프들은 일반적으로 예를 들면, US 9360015 B1호로부터 공지되어 있으며, 스테이터와 로터를 포함하는 전기 기계에 의해 구동된다. 상기 로터는 유체를 이동시키기 위해 펌프 휠(pump wheel)에 연결된다. 상기 유체는 스파이럴의 유입구를 통해 펌프 내로 유입되어 펌프 휠과 접속하여 스파이럴의 배출구를 통과한다. 전기 기계의 로터 및 스테이터는 스파이럴에 연결된 하우징 내에 포함되어 있다. 전기 기계의 전자 장치는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 포함되어 있다. 상기 인쇄 회로 기판은 전기 기계의 작동을 전기적으로 제어하는 전자 부품들을 포함한다. 전원 또는 에너지는 차량 전기 장치의 케이블 하니스에 연결된 플러그를 통해 공급된다. 이 경우 전기적인 접속은 플러그의 전기 접속 텅(contact tongue)들을 통해 수행되며, 이들 접속 텅은 케이블 하니스의 코어/개별 와이어들에 전기적으로 연결되어 있고, 상기 코어/개별 와이어들은 인쇄 회로 기판의 대응하는 전도성 접속 지지부들과 전기적으로 접속된다. 인쇄 회로 기판과 플러그 사이 이러한 콘택팅은 일반적으로 플러그인 연결부로서 설계되며, 이 경우 단부 측에 배치된 접속 텅들을 갖는 플러그는 적어도 부분적으로 워터 펌프의 하우징 내에 삽입되어 인쇄 회로 기판에 접속된다.
전동 라디에이터 팬들도 다수의 실시 형태로 공지되어 있으며 구동 가능한 샤프트 상에 축 방향으로 배치된 팬 휠 및 구동용 팬 모터를 포함하고, 이 경우 팬 휠과 팬 모터는 하우징 내에 배치되어 있다. 하우징 내부에는 전기 기계의 작동을 제어하는 전자 장치도 있다. 라디에이터 팬의 경우에도 전원 또는 에너지가 차량 전기 장치의 케이블 하니스에 연결된 플러그를 통해 공급된다.
이와 관련하여 특히 자동차에서 사용될 때 상기와 같은 플러그인 연결부들의 문제점은 플러그 또는 플러그인 연결부의 제조인데, 이러한 플러그 또는 플러그인 연결부는 한편으로는 플러그 내에 있는, 케이블의 와이어 단부들과 접속 텅들 사이 접속 영역들이 보호되도록 충분히 밀봉되어 있고, 그리고 또한, 환경 영향과 관련하여, 특히 플러그의 케이블 또는 개별 와이어들 및 와이어들을 수용하는 플러그 캐리어/플러그 하우징 사이에서 습도와 관련하여 충분한 밀봉이 제공되어 결과적으로 습기 및/또는 가스가 펌프 하우징의 주변으로부터 펌프 하우징 내로 또는 라디에이터 팬 주변으로부터 플러그를 통해 라디에이터 팬의 하우징 내로 침투되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 과제의 제1 측면은, 간단하면서도 확실한 전기 접속이 달성되도록 워터 펌프 또는 라디에이터 팬과 같은 플러그인 연결부를 갖는 자동차용 전동 유닛을 형성하는 것이며, 상기 전동 유닛은 특히, 플러그 케이블의 개별 와이어들의 피복이 벗겨진 단부들과 접속 텅들 사이 연결부들의 영역이 밀봉되고, 특히 플러그를 통해 상기 유닛의 주변으로부터 상기 유닛의 하우징 내로 와이어들을 따라 유입되는 습기와 관련하여 충분한 기밀성이 보장될 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 제2 측면은 워터 펌프 또는 라디에이터 팬과 같은 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그를 개선하는 것으로서, 이 경우 상기 플러그는 특히 응력 완화(sutrain relief) 기능을 가져야 하며, 그리고 이때 상기 플러그는 접속 텅들과 케이블의 와이어 단부들 사이 전기 접속 영역에 특히 습기와 관련한 밀봉부를 갖고, 특히 케이블로부터 접속 텅들의 방향으로 플러그 하우징 내로 와이어를 따라 유입되는 습기와 관련하여 충분한 기밀성이 보장될 수 있다.
추가 과제인 본 발명의 제3 측면은 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그를 제조하기 위한 방법이다. 이 경우 특히 비용면에서 경제적일 뿐만 아니라 신속하며 자동화가 가능한 방법을 제공해야 한다.
하기에 설명된 밀봉 조치들은 환경 영향과 관련한 밀봉부이다. 본 발명의 의미 내에서 환경 영향은 불순물, 먼지, 물, 오일 및 정전기 방전(electrostatic discharge)과 같은 대기 영향을 의미하는 것으로 이해된다.
상기 과제의 제1 측면은 청구항 1의 특징들에 의해서 해결된다.
상기 과제의 제2 측면은 청구항 4의 특징들에 의해서 해결된다. 이 경우 특히, 플러그 내 케이블의 개별 와이어들의 피복이 벗겨진 단부들과 접속 텅들 사이 전기 접속 영역에서 밀봉이 개선된다. 또한, 케이블 또는 개별 와이어들의 세로 방향으로 밀봉, 특히 케이블 피복, 와이어들의 외부 피복과 플러그 하우징 사이에서 밀봉이 달성되며, 그 결과 플러그 영역에서 플러그인 연결부로 유입되는 환경 영향의 침투, 예를 들어 워터 펌프 또는 라디에이터 팬과 같은 유닛의 하우징 내로 유입되는 환경 영향의 침투가 방지된다.
추가로 본 발명에 따른 플러그는 케이블의 개별 와이어들이 응력이 해소될 수 있도록 플러그 하우징에 결합되도록 형성되어 있다. 이는 개별 와이어들이 플러그 하우징의 대응하는 홀들을 통해 삽입되고, 그리고 상기 관통 영역에서 열 처리/열압법으로 인해 개별 와이어들과 플러그 하우징 사이 강제 결합/재료 결합 방식의 연결이 형성됨으로써 달성된다.
개별 와이어들과 접속 텅들 사이 연결부 영역에서 수지로 된 밀봉 재료(상기 연결부를 둘러쌈)는 상기 영역의 밀봉부이며, 추가로 플러그를 통해 전동 유닛의 주변으로부터 상기 전동 유닛의 하우징 내로 개별 와이어들을 따라 유입되는 습기와 같은 대기 영향에 대한 배리어를 나타내기도 한다.
본 발명의 과제의 제1 및 제2 측면을 해결하는 다른 실시 형태에서, 개별 와이어들의 피복이 벗겨진 단부들은 크림프 연결(crimp connection)을 통해 접속 텅들에 연결되어 있다. 상기 크림프 연결은 와이어 단부들과 접속 텅들 간의 확실한 연결을 의미한다. 본 실시 예에서, 개별 와이어들과 접속 텅들 사이 밀봉은 상기 연결 영역을 둘러싸고 동시에 플러그 하우징의 베이스 캐리어 내에 부분적으로 매립된 열가소성 재료를 통해서 형성된다. 이로 인해 개별 와이어들의 플라스틱 피복과 열가소성 재료의 접착을 통해 이루어지는 전술한 밀봉 기능에 추가로, 개별 와이어들의 응력 완화도 달성된다.
본 발명의 개선 예에서는, 플러그인 연결부의 플러그가 압력 보상 덕트를 구비하고, 상기 압력 보상 덕트는 워터 펌프 또는 라디에이터 팬과 같은 전동 유닛의 하우징의 내부와 워터 펌프 또는 라디에이터 팬과 같은 전동 유닛의 주변 간 압력 보상을 가능하게 한다. 이러한 바람직한 실시 예를 통해, 통기/압력 보상 기능이 플러그에 통합 제공될 수 있으며, 그 결과 하우징의 다른 위치에서 별도의 압력 보상이 생략될 수 있다.
바람직하게 압력 보상 덕트는 유입 또는 배출 개구 영역에서 멤브레인을 갖는다. 바람직하게는 고어텍스(Goretex) 멤브레인이 제공된다. 이로 인해 하우징의 내부와 전동 유닛의 주변 사이 연결을 형성하는 압력 보상 영역에서도 습기와 같은 환경 영향과 관련한 밀봉이 달성된다.
더욱 바람직하게는, 멤브레인을 갖는 유입 또는 배출 개구가 플러그의 영역에 배치되어 있으며, 이때 상기 영역은 워터 펌프 또는 라디에이터 팬과 같은 전동 유닛과 조립된 후에는 하우징 내부에 있다. 이때 멤브레인은 펌프 또는 라디에이터 팬 하우징에서 보호된 위치에 배치되어 있다.
본 발명의 제3 측면은 청구항 13 또는 14에 따른 플러그 제조 방법에 의해서 해결된다.
상기 방법은 특히, 신속할 뿐만 아니라 자동화된 방식으로 수행될 수 있다. 이는 플러그의 제1 실시 예에 따라, 접속 텅들이 제1 방법 단계에서 롤로부터 공급됨으로써 달성될 수 있다. 와이어 단부들과 접속 텅들 사이 접속 영역에서 배리어로서 밀봉부는 바람직하게는 주조 공정에서 밀봉 재료에 의해 형성된다.
본 발명에 따른 방법의 개선 예에 따르면, 압력 보상 덕트들을 밀봉하기 위한 멤브레인들은 롤로부터 공급된다. 그 결과 개별화된 멤브레인 요소들은 파지하여 적용할 필요가 없기 때문에, 유입 및 배출 개구 영역에서 멤브레인의 적용을 상당히 단순화시킨다.
멤브레인은 바람직하게는 초음파용접 공정을 통해서 고정된다.
본 발명의 플러그의 제2 실시 변형 예에 따르면, 특히 와이어 단부들과 접속 텅들 사이 크림프 연결을 형성함으로써 본 발명에 따른 방법이 상당히 단순화된다. 이 경우 와이어들과 플러그 하우징 영역에서 응력 완화 및 밀봉은 접속 텅들을 위한 수용부인 베이스 캐리어의 부분 영역 및 접속 텅과의 크림프 연결 영역의 와이어들을 압출함으로써 신속할 뿐만 아니라 확실하게 달성된다. 이 경우 재료로는 바람직하게 열가소성 재료가 사용된다.
계속해서 바람직하게 제2 실시 예의 방법에서는 개별 와이어들과 접속 텅들 사이 접속점들을 밀봉하기 위한 배리어 영역과 플러그의 제2 단부 영역이 열가소성 재료에 의해 달성된다. 이로 인해 제조 공정이 특히 시간과 관련하여 최적화될 수 있다. 주조 수지를 사용할 경우 필요한 경화 시간이 생략된다.
후속해서 본 발명은 실시 예들에 의해 설명되며, 이때는 첨부된 도면들이 참조된다. 도면부에서:
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 전동 워터 펌프를 도시하고,
도 2는 예시적인 전동 워터 펌프의 횡단면도를 도시하며,
도 3은 플러그인 연결부의 플러그가 부착된 워터 펌프의 하우징의 컷 아웃을 정면도로 도시하고,
도 4는 플러그인 연결부의 플러그가 부착된 워터 펌프의 하우징의 컷 아웃을 후면도로 도시하며,
도 5a 내지 5f는 플러그인 연결부의 플러그의 제1 실시 예를 제조하기 위한 방법 단계들을 도시하고,
도 6은 도 5a 내지 5f에 따라 제조된 본 발명에 따른 플러그를 아래로부터 바라보고 3 차원 도면으로 도시하며,
도 7은 도 5d, 5e의 방법 단계 이후 본 발명에 따른 플러그를 절단 상태에서 아래로부터 바라보고 도시한 도면이고,
도 8은 도 5d, 5e의 방법 단계 이후 본 발명에 따른 플러그를 절단하여 회전된 다른 사시도로 도시하며,
도 9a 내지 9c는 플러그인 연결부의 플러그의 제2 실시 예를 제조하기 위한 방법 단계들을 도시하고,
도 10은 제2 실시 예에 따른 플러그를 갖는 라디에이터 팬의 사시도를 도시하며, 그리고
도 11은 팬 휠 및 장착된 플러그를 갖는 라디에이터 팬의 내부에 대한 도면이다.
도 1 및 2는 종래 기술에 공지된 전동 워터 펌프를 도시한다. 이는 스테이터(24) 및 로터(26)를 포함하는 전기 기계에 의해 구동된다. 상기 로터(26)는 유체를 이동시키기 위한 펌프 휠(28)에 연결된다. 상기 유체는 스파이럴(10)의 유입구(12)를 통해 워터 펌프 내로 유입되고, 펄프 휠(28)과 접속하여 스파이럴(10)의 배출구(14)를 통과한다. 상기 전기 기계의 로터(26) 및 스테이터(24)는 스파이럴(10)에 연결된 하우징(20) 내에 포함되어 있다. 전기 기계를 제어하는 데 필요한 전자 장치는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 포함되어 있으며 접속 지지부들에 연결되어 있다. 전자 장치의 전원 또는 에너지는 플러그(1)의 접속 텅들과 접속 지지부들 또는 인쇄 회로 기판 사이 플러그인 연결부에 의해 공급된다. 상기 접속 텅들은 공급 라인(46)/케이블 하니스의 개별 와이어들과 전기적으로 접속되어 있고 절연된 상태로 플러그(1) 내에 밀봉되어 있다. 조립 동안, 플러그(1)는 단부 측에 배치된 접속 텅(30)들이 적어도 부분적으로 워터 펌프의 하우징 내로 삽입된다. 이 경우 접속 텅들은 인쇄 회로 기판의 접속 지지부들 내에 삽입되고, 플러그(1)와 인쇄 회로 기판 사이 전기 접속이 형성된다. 도면들에서 플러그(1) 또는 접속 텅들 및 인쇄 회로 기판의 접속 지지부들을 포함하는 플러그인 연결부는 도시되지 않았다.
도 1 및 2는 펌프(2)의 하우징(20) 상에서의 플러그(1, 1') 배치를 단지 개략적으로 도시한다. 도입부에서 이미 언급한 바와 같이, 상기 플러그(1, 1')는 플러그인 연결부를 형성하기 위해 자동차 내 전동 유닛의 다수의 카운터 플러그 접점/접속 지지부와 전기적으로 접속될 수 있다.
도 3 및 4에는, 플러그인 연결부가 워터 펌프(2)의 하우징 요소(20) 상에 조립된 상황에서 플러그(1)가 도시되어 있다. 카운터 플러그 접점들/접속 지지부들을 갖는 인쇄 회로 기판은 도시되지 않았다. 도면들에 나타난 바와 같이, 플러그(1)의 제1 단부 영역(30)은 조립된 상황에서 워터 펌프(2)의 하우징(20) 내부에 있고 공급 케이블(46)을 갖는 대향하는 제2 단부 영역(31)은 워터 펌프(2)의 하우징(20)으로부터 돌출되어 있다. 바람직하게 플러그(1)의 제1 단부 영역(30)은 공기 공간을 포함하고 압력 보상을 필요로 하는 워터 펌프의 영역 내에 배치되어 있다. 압력 보상을 가능하게 하기 위해, 플러그(1)는 압력 보상 덕트(40)를 구비하고, 상기 압력 보상 덕트(40)는 플러그의 제1 단부 영역(30) 내에 배치된 유입 또는 배출 개구(41)로부터 플러그(1)의 제2 단부 영역(31) 내에 배치된 유입 또는 배출 개구(42)로 이어져 있다. 이로 인해 플러그(1)가 하우징(20) 내에 조립된 후에, 하우징(20) 내 공기 공간과 자동차 내 워터 펌프(2)의 주변 공간(U) 사이 연결부가 형성된다. 플러그(1)의 제1 단부 영역(30)에 배치된 유입/배출 개구(41)는 멤브레인(44), 바람직하게는 고어텍스 멤브레인으로 덮여 있으며, 따라서 통기 개구를 형성하고, 이러한 통기 개구는 마찬가지로 습기의 침투를 방지한다. 하우징(20) 내부에 멤브레인(44) 배치로 인해, 이러한 멤브레인은 외부로부터 보호된다. 대안적으로 멤브레인(44)은 또한, 제2 단부 영역(31)의 유입/배출 개구(42)에도 설계될 수 있다.
도 5a 내지 5f는 제1 실시 형태로 워터 펌프(2)의 플러그인 연결부용 플러그(1)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법을 도시한다.
도 5a에 따른 제1 방법 단계에서는 제일 먼저, 차량 전기 장치의 케이블(46)/전원 라인의 개별 코어(47)들과의 전기적 접속을 형성하는 접속 텅(50)들이 제공된다. 상기 접속 텅(50)의 수는 접속될 전원 케이블(46)의 개별 와이어/코어(47)의 수에 상응한다. 접속 텅(50)들은 전도성 재료로 제조되어 있고, 제1 단부 영역(51), 중간 영역(52) 및 제2 단부 영역(53)을 갖는 장방형 접속 핀으로서 설계되어 있다. 상기 제2 단부 영역(53)은 90도로 각진 단부(54)들을 갖는다. 접속 핀들은 서로 평행하게 이격되어 배치되어 있으며 제1 단부 영역(51)에서 크로스 웨브(55)들을 통해 서로 연결되어 있다. 접속 텅/접속 핀(50)들은 롤 상에 조립되어 수용되고, 필요한 수의 접속 텅에 상응하게 분리되어 제공된다. 도면에 따르면, 4개의 접속 텅(50)은 서로 평행하게 배치된다.
도 5b에 따른 제2 방법 단계에서, 접속 텅(50)들은 공구 몰드 내에 배치되고 성형 공정에서 플러그 하우징(34)은 플라스틱 재료, 바람직하게는 듀로 플라스틱 재료로부터 주조 또는 트랜스퍼 성형(transfer molding)된다. 플러그 하우징(34)을 제조하기 위한 공구 몰드는 플러그 하우징(34)이 본질적으로 제1 단부 영역(30) 및 대향하는 제2 단부 영역(31)을 갖는 판형 요소로서 실현되도록 설계되어 있다. 제1 단부 영역(30)과 제2 단부 영역(31) 사이에서, 플러그 하우징(34)은 창 모양의 리세스(33)를 포함하는 중간 영역(32)을 갖는다. 제2 단부 영역(31)은 개별 와이어(47)들을 수용하기 위해 평행하게 이격되어 배치된 관통 홀(35)들을 구비하여 설계되어 있다. 성형 공정 후 제1 단부 영역(30)에서, 접속 텅(50)들의 중간 영역(52)은 제2 단부 영역(53)의 각진 단부(54)가 판형 요소로부터 바깥쪽으로 자유롭게 돌출되도록 인캡슐레이션되어 유지된다. 접속 텅(51)들의 제1 단부 영역들은 플러그 하우징(34)의 제1 단부 영역(30)으로부터 창 모양의 리세스(33) 내로 자유롭게 돌출한다.
플러그 하우징(34)은 또한, 세로 방향으로 배치된 제2 단부 영역(31)의 유입/배출 개구(42)로부터 90도 각도로 설계된 제1 단부 영역(30)의 유입/배출 개구(41) 내로 연장되는 통기 채널(40)을 구비하여 설계되어 있다.
플러그 하우징(34)의 성형 후, 이러한 플러그 하우징은 매립된 접속 텅(50)들과 함께 공구 몰드로부터 제거되고, 접속 텅(50)들 사이 크로스 연결부(55)들이 제거된다.
후속 방법 단계 5c에서는 제1 단부 영역(30)의 유입/배출 개구(41)가 멤브레인(44), 바람직하게는 고어텍스 멤브레인을 이용한 초음파 용접 방법으로 커버된다.
도 5d는 다음 방법 단계를 도시하는데, 이 경우 공급 라인(46)의 개별 와이어(47)(실시 예에 따라 4개)들의 피복이 벗겨진 단부(47a)들이 관통 홀(35)들을 통해 플러그 하우징(34)의 제2 단부 영역(31)에 삽입되어 전기적 접속을 제조하기 위한 접속 텅(50)들의 노출된 제1 단부 영역(51)에 납땜될 수 있다.
그 다음 관통 홀(35)들 내에서 개별 와이어(47)들 간의 긴밀한 연결은 이 영역에 열 및/또는 압력을 가함으로써 형성되며, 그 결과 개별 와이어(47)들의 피복(47b)이 용융되고 플러그 하우징(34)의 플라스틱 재료와 재료상의 연결이 달성된다(도 5e, 플러그 하우징을 위에서부터 바라보고 도시함).
제2 단부 영역(31)에서 개별 와이어(47)들과 플러그 하우징(34) 간의 긴밀한 연결이 형성된 후, 5f에 따른 후속 방법 단계에서는 절연 및 밀봉 재료(60), 바람직하게는 수지가 창 모양의 리세스(33)에 부어지고 상기 위치에서 완전히 분배된다. 결과적으로 개별 와이어(47)들과 접속 텅(50)들 사이 납땜된 접속점들은 재료에 의해 완전히 인캡슐레이션되어 매립되며, 그 결과 환경 영향으로부터 보호 또는 밀봉이 달성된다. 특히, 수지로 채워진 이러한 영역은 배리어(60)를 나타내며, 결과적으로 조립된 상태에서 주변(U)에 노출되는 플러그(1)의 제2 단부 영역(31)으로부터 워터 펌프(2)의 하우징(20) 내에 배치된 플러그(1)의 제1 단부 영역(30)으로 플러그 하우징(34)의 개별 와이어(47)를 따라 주변 영향, 예를 들어 습기가 도달할 수 없다.
도 6은 최종 플러그(1)에서 접속 텅(50)들의 각진 자유 단부(54) 및 접속 텅들과 플러그(1)의 중간 영역(32)에서 공급 라인의 개별 와이어/코어(47)들 사이의 밀봉 재료(60)에 매립되어 납땜된 접점들을 아래로부터 보고 사시도로 도시한다.
도 7의 예시에는, 창 모양의 리세스(33)에 밀봉 재료에 의해 형성되는 배리어(60)가 화살표(P1)로 도시되어 있다. 개별 와이어(47)들의 응력 완화부를 형성하는 영역 또한 화살표(P2)로 표시되어 있다. 도면의 우측은 공급 케이블(46)을 도시하는데, 이러한 케이블은 개별 와이어(47)들로부터 형성되고 피복(46a)을 포함한다.
도 8의 단면도는 유입/배출 개구들을 갖는 통기 홀의 프로파일을 도시한다.
도 9a 내지 9c는 제2 실시 형태로 워터 펌프의 플러그인 연결부용 플러그를 제조하기 위한 본 발명에 따른 추가 방법을 도시한다.
전술한 제조 방법과 달리, 도 9a에 도시된 플러그(1a)의 제2 실시 형태에 따르면, 접속 텅(50)들은 제1 방법 단계에서, 제1 단부 영역(51)의 크림프 연결(C)을 통해 공급 라인(46)의 개별 와이어(47)들의 피복이 벗겨진 단부(47a)에 연결되어 전기적으로 접속된다. 전술한 바와 같이, 접속 텅(50)들은 전도성 재료로 제조되고 제1 단부 영역(51), 중간 영역(52) 및 제2 단부 영역(53)을 갖는 장방형 접속 핀으로서 설계되어 있다. 제2 단부 영역(53)은 90도 각도의 단부(54)들을 갖는다. 상기 접속 핀들은 서로 평행하게 이격되어 배치되고 크로스 웨브(55)를 통해 제1 단부 영역(51)에서 서로 연결되어 크림프 연결(C)을 형성하도록 설계되어 있다. 접속 텅/접속 핀(50)들은 롤 상에 조립되는 방식으로 수용되고 필요한 수의 접속 텅에 따라 분리되어 제공된다. 예시에 따르면, 4개의 접속 텅(50)은 서로 평행하게 배치되어 있다.
도 9b에 따른 제2 방법 단계에서, 접속 텅(50)들은 크림프된 개별 와이어(47)들을 갖는 공구 몰드에 삽입되고, 성형 공정에서 플러그 하우징(34')은 플라스틱 재료로 성형되고, 바람직하게는 열경화성 플라스틱 재료로 주조 또는 사출 성형된다. 이 경우 플러그 하우징(34')을 제조하기 위한 공구 몰드는 플러그 하우징(34')이 본질적으로 제1 단부 영역(30) 및 측면에 일체로 형성되는 레그(36)들을 갖는 판형 요소로서 형성되도록 설계되어 있다. 제1 단부 영역(30)과 측면에 일체로 형성된 레그(36)들 사이에서, 플러그 하우징(34')은 U자형 리세스(37)를 갖는다. 또한, 제1 단부 영역(30)에는 장방형 리세스(39) 그리고 이러한 장방형 리세스(38)와 U자형 리세스(37)을 연결하는 복수의 홈(39)이 형성되어 있다.
제1 단부 영역(30)에서, 성형 공정 후 접속 텅(50)들의 중간 영역(52)은 제2 단부 영역(53)의 각진 단부(54)들이 판형 요소로부터 외부로 자유롭게 돌출하고 제1 단부 영역(30)의 장방형 리세스(38)에 놓이도록 인캡슐레이션되어 유지된다. 크림프된 개별 와이어(47)들을 갖는 접속 텅(50)들의 제1 단부 영역(51)들은 플러그 하우징(34')의 제1 단부 영역(30)으로부터 U자형 리세스(37) 내로 자유롭게 돌출한다.
플러그 하우징(34')은 또한, 세로 방향으로 배치된 유입/배출 개구(42)로부터 측면 레그(36)에서 90도 각도로 설계된 제1 단부 영역(30)의 유입/배출 개구(41) 내로 연장되는 통기 채널(40)을 구비하여 설계되어 있다.
도 9b의 좌측 예시에는 전술한 성형 공정에 따른 플러그(1')가 아래로부터 바라보고 도시되어 있다. 우측 예시는 플러그(1')를 방법 단계에서 위에서부터 바라보고 도시한다.
도 9c에 도시된 후속 공정 단계에서, 플러그 하우징(1')은 U자형 리세스(37)의 영역에서 상기 U자형 리세스(37)에 인접하는, 접속 텅들과 접속하는 콘택 하우징(34')의 측면 영역(36)들에 의해 그리고 개별 와이어(47)들에 대한 접속 및 플러그 하우징(34')의 제1 단부 영역(30)은 장방형 리세스(38)와 홈(39)들의 영역에서 열가소성 재료로 사출 성형되고, 플러그(1')의 제2 단부 영역(31')이 완전히 형성된다. 상기 제2 단부 영역(31)은 U자형 리세스(37)로부터 공급 케이블(46) 방향으로 연장되어 있다.
도 9c의 우측 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 장방형 리세스(38)는 접속 텅(54)들의 각진 단부가 자유롭게 유지되는 방식으로 사출 성형된다. 앞서 언급된 영역들을 오버 몰딩함으로써, 개별 와이어(47)들과 플러그 하우징(34') 상에 성형되는 열가소성 재료(61) 사이 긴밀한 연결이 접착에 의해 달성된다. 또한, 개별 와이어들 접속 텅들 사이 크림프된 접속 위치들이 재료(61)에 의해 완전히 오버 몰딩되고 매립되어 주변 영향으로부터의 보호 또는 밀봉이 달성된다. 특히, 열가소성 재료(61)에 의해 사출 성형된 상기 레그들 사이 영역은 배리어(61)를 나타내며, 결과적으로 조립된 상태에서 주변에 노출되는 플러그(1')의 이러한 사출 성형된 제2 단부 영역(31)으로부터 시작하여, 예를 들어 습기와 같은 환경 영향은 개별 와이어(47)를 따라 워터 펌프(2)의 하우징(20)에 배치된 플러그의 제1 단부 영역(30)까지 플러그 하우징(34') 내로 도달할 수 없다.
열가소성 재료로 사출 성형하기 이전 또는 이후에, 멤브레인(44)은 초음파용접에 의해 제1 단부 영역(30)의 유입/배출 개구(41) 상에 용접될 수 있다.
도 10 및 11은 제2 실시 예에 따른 내장형 커넥터(1')를 갖는 전동 유닛으로서 라디에이터 팬(2)을 도시한다. 도 10의 예시로부터는 플러그 하우징(34')의 적어도 제1 단부 영역은 하우징(20)에 의해 둘러싸이는 방식으로 라디에이터 팬의 내부에 수용되어 있는 것을 알 수 있다. 물론, 제1 실시 예의 플러그(1)는 또한 전자 장치의 인쇄 회로 기판의 카운터 플러그 접점과의 플러그인 연결부를 형성하기 위해 하우징(20') 내에 삽입될 수 있다.

Claims (18)

  1. 차량 전기 장치에 전기적으로 연결하기 위한 플러그인 연결부 및 플러그(1, 1')를 갖는 차량용 전동 유닛, 바람직하게는 전동 워터 펌프(2) 또는 전동 라디에이터 팬(2')으로서,
    상기 전동 유닛(2, 2')은 하우징(20, 20')을 포함하고, 이러한 하우징 내에는 전기 기계 및 전기 기계를 제어하기 위한 전자 장치가 수용되어 있으며, 상기 전자 장치는 인쇄 회로 기판 상에 배치되어 접속 지지부들과 접속하고, 상기 플러그는 상기 플러그(1, 1')의 접속 텅(50)들과 접속 지지부들의 전기적 접속을 통해 전자 장치용 전원 또는 에너지를 공급하며, 접속 텅(50)들과 접속 지지부들의 접속은 플러그 하우징(34, 34')의 제1 단부 영역(30)에서 이루어지며, 상기 접속 텅들은 차량 전기 장치의 공급 라인(46)의 개별 와이어(47)들과 전기적으로 접속하고, 상기 플러그 하우징(34, 34')의 중간 영역(32)에서 밀봉되어 절연된 상태로 유지되며, 상기 플러그 하우징(34, 34')은 또한 개별 와이어(47)들이 가이드되는 제2 단부 영역(31)을 포함하고, 그리고 플러그(1,1')의 적어도 제1 단부 영역(30) 및 바람직하게는 또한 중간 영역(32)도 상기 전동 유닛의 하우징(20, 20') 내에 수용된, 전동 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플러그(1, 1')가 압력 보상을 필요로 하는 하우징(20, 20')의 영역에 배치되어 있고, 그리고 상기 플러그(1, 1')는 통기를 위한 통기 덕트(40)를 가지며, 이 통기 덕트는 상기 제1 단부 영역(30)의 유입/배출 개구(41)로부터 제2 단부 영역(31)의 유입/배출 개구(42)로 이어지며, 따라서 하우징 내부와 상기 하우징(20, 20')의 외부 환경(U) 사이에서 보상이 가능한, 플러그인 연결부를 갖는 차량용 전동 유닛(2, 2'),
  3. 제2항에 있어서,
    상기 두 유입/배출 개구(41, 42) 중 적어도 하나가 멤브레인(44), 바람직하게는 고어텍스 멤브레인(44)에 의해 폐쇄된, 플러그인 연결부를 갖는 자동차용 전동 유닛(2).
  4. 전동 유닛(2, 2')의 플러그인 연결부용 플러그(1, 1')로서,
    상기 플러그는 제1 단부 영역(30), 제2 단부 영역(31) 및 중간 영역(32)을 갖는 플라스틱으로 제조된 플러그 하우징(34, 34')을 포함하고, 제1 단부 영역(51), 제2 단부 영역(53) 및 중간 영역(52)을 포함하는 다수의 접속 텅(50)이 제공되어 있으며, 상기 다수의 접속 텅은 상기 적어도 중간 영역(52)이 제1 단부 영역(30)에서 플라스틱에 의해 피복되어 유지되어 있고, 그리고 멀티 코어 케이블(46)의 다수의 개별 와이어(47)가 플러그 하우징(34, 34')의 제2 단부 영역(31)으로부터 안내되어 나오며, 상기 다수의 개별 와이어(47)는 절연 피복(47b) 및 피복이 벗겨진 단부 영역(47a)을 포함하고, 상기 피복이 벗겨진 단부 영역(47a)은 플러그 하우징(34, 34')의 중간 영역(32)에서 접속 텅(50)들의 제1 단부 영역(51)에 연결되어 전기적으로 접속되며, 그리고 적어도 상기 개별 와이어(47)들과 접속 텅(50)들 사이 접속점들이 상기 플러그 하우징의 중간 영역에서 밀봉 재료(60, 61), 바람직하게는 수지(60)에 의해 인캡슐레이션되거나 열가소성 재료(61)에 의해 압출 성형 방식으로 매립되어 유지되고, 그리고 상기 플러그(1, 1')는 상기 개별 와이어(47)들을 위한 응력 완화부를 더 포함하는, 전동 유닛(2, 2')의 플러그인 연결부용 플러그(1, 1').
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플러그 하우징(34)이 판형 요소로서 성형 플라스틱 재료로부터 설계되어 있고, 상기 플러그 하우징(34)의 중간 영역(32)은 창 모양의 리세스(33)를 가지며, 그리고 상기 접속 텅(50)들과 개별 와이어(47)들의 전기적 접속이 이루어지는 상기 창 모양의 리세스(33)는 밀봉 재료(60)로 채워진, 플러그(1, 1').
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 플러그 하우징(34)의 제2 단부 영역(31)이 개별 와이어(47)들이 관통되어 유지되는 다수의 관통 홀(35)을 가지며, 그리고 상기 관통 홀(35) 영역에서 상기 개별 와이어(47)들의 절연 피복과 플러그 하우징 간의 응력 완화를 위한 연결부가 형성된, 플러그(1, 1').
  7. 제4항에 있어서,
    상기 플러그 하우징(34')이 제1 단부 영역(30)과 중간 및 제2 단부 영역(31, 32)을 갖는 일체로 형성된 측면 레그(36)를 갖는 판형 요소로서 형성되어 있으며, 제1 단부 영역(30)과 측면 레그(36)들 사이에 U자형 리세스(37)가 형성되어 있고, 그리고 상기 제1 단부 영역(30)에 접속 텅(50)들의 제2 단부 영역(30)이 배치되는 장방형 리세스(38)가 설계된, 플러그(1, 1').
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접속 텅(50)들과 개별 와이어(47)들 간의 접속점들을 갖는 U자형 리세스 및 이러한 U자형 리세스(37)를 제한하는 플러그 하우징(34, 34')의 측면 영역들 및 상기 플러그 하우징(34, 34')의 제1 단부 영역의 장방형 리세스(38)가 열가소성 재료에 의한 밀봉을 달성하기 위해, 적어도 상기 접속 텅(50)들의 단부(54)들이 접점 지지부들과의 접속을 위해 상기 제1 단부 영역(30)에서 자유롭게 유지되도록 열가소성 재료에 의해 압출 성형되어 있고, 그리고 상기 열가소성 재료(61) 내에 개별 와이어(47)들의 매립함으로써 응력 완화부가 형성되는, 플러그(1, 1').
  9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속 텅(50)들과 개별 와이어(47)들 간의 전기적 접속이 납땜 연결을 통해 달성되는, 플러그(1, 1').
  10. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속 텅(50)들과 개별 와이어(47)들 간의 저닉적 접속이 크림프 연결(C)을 통해 달성되는, 플러그(1, 1').
  11. 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플러그 하우징(34, 34')이 통기 덕트/압력 보상 덕트(40)를 포함하고, 상기 덕트는 상기 제1 단부 영역(30)에 배치된 유입/배출 개구(41)로부터 상기 제2 단부 영역(31)에 배치된 유입/배출 개구(42)로 이어져 있는, 플러그(1, 1').
  12. 제11항에 있어서,
    상기 두 유입/배출 개구(41, 42) 중 하나 이상이, 바람직하게는 유입/배출 개구(41)가 상기 제1 단부 영역(30)에서 멤브레인(44), 바람직하게는 고어텍스 멤브레인에 의해 밀봉된, 플러그(1, 1').
  13. 워터 펌프(2) 또는 라디에이터 팬(2')과 같은 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그(1, 1')를 제조하기 위한 방법으로서,
    a) 전도성 재료로 제조된 다수의 접속 텅(50)을 제공하는 단계로서, 이때 상기 접속 텅(50)들은 제1 단부 영역(51), 중간 영역(52) 및 바람직하게는 90도 각도의 단부(54)들을 포함하는 제2 단부 영역(53)을 가지며,
    b) 플라스틱 재료로 제1 단부 영역(30), 창 모양의 리세스(33)를 갖는 중간 영역(32) 및 개별 와이어(47)들을 위한 관통 홀(35)들 갖는 제2 단부 영역(31)을 갖는 플러그 하우징(34, 34')을 제조하기 위한 공구 몰드를 제공하는 단계,
    c) 성형 공정 후 상기 공구 몰드의 중간 영역(52)이 상기 플러그 하우징(34, 34')의 제1 단부 영역(30)에서 플라스틱에 의해 피복되어 유지되고, 상기 제2 단부 영역(53, 54)들이 자유롭게 접근될 수 있으며, 그리고 상기 접속 텅(50)들의 제1 단부 영역(51)들이 창 모양의 섹션(33) 내에 배치되도록 상기 접속 텅(50)들을 상기 공구 몰드 내로 삽입하는 단계,
    d) 공구 몰드에서 플라스틱 성형 공정, 바람직하게는 주조 공정, 사출 성형 공정 또는 트랜스퍼 성형 공정에 의해 몰딩된 접속 텅(50)들을 갖는 플러그 하우징(34, 34')을 제조하는 단계,
    e) 다수의 개별 와이어(47)를 갖는 멀티 코어 공급 케이블(46)을 제공하는 단계로서, 상기 개별 와이어(47)들이 절연 피복(47b) 및 피복이 벗겨진 단부 영역(47a)을 포함하며,
    f) 상기 관통 홀(35)들을 통해 상기 플러그 하우징(34, 34')의 제2 단부 영역(31)에 상기 개별 와이어(47)를 밀어 넣는 단계,
    g) 다수의 개별 와이어(47)와 접속 텅(50)들의 제1 단부 영역(51) 간의 전도성 연결을 형성하는 단계,
    h) 열 및/또는 압력을 공급함으로써 상기 개별 와이어(47)의 피복(47b)과 관통 홀(35) 간의 재료 결합 및/또는 강제 결합 방식의 연결을 형성하는 단계,
    i) 밀봉 재료, 바람직하게는 수지를 창 모양의 리세스(33)에 부어 상기 창 모양의 리세스(33)에 밀봉부(60)를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 워터 펌프(2) 또는 라디에이터 팬(2')과 같은 전동 유닛의 플러그인 연결부용 플러그(1, 1')를 제조하기 위한 방법으로서,
    a) 전도성 재료로 제조된 다수의 접속 텅(50)을 제공하는 단계로서, 이때 상기 접속 텅(50)들은 제1 단부 영역(51), 중간 영역(52) 및 바람직하게는 90도 각도의 단부(54)들을 포함하는 제2 단부 영역(53)을 가지며,
    b) 다수의 개별 와이어(47)를 갖는 멀티 코어 공급 케이블(46)을 제공하는 단계로서, 상기 개별 와이어(47)들이 절연 피복(47b) 및 피복이 벗겨진 단부 영역(47a)을 포함하며,
    c) 상기 다수의 개별 와이어(47)와 접속 텅(50)들의 제1 단부 영역(51) 사이 전도성 연결을 형성하는 단계,
    d) 플라스틱 재료로 장방형 리세스(38)를 포함하는 제1 단부 영역(30)과 측면에 일체로 형성된 레그(36)들, 중간 영역(32) 및 제2 단부 영역(31) 및 상기 레그(36)들 사이에 형성된 U자형 리세스(37)창 모양의 리세스(33)를 갖는 플러그 하우징(34, 34')을 제조하기 위한 공구 몰드를 제공하는 단계,
    e) 성형 공정 후 상기 접속 텅(50)들의 중간 영역(52)이 상기 플러그 하우징(34')의 제1 단부 영역(30)에서 플라스틱에 의해 피복되어 유지되고, 상기 제2 단부 영역(53, 54)들이 장방형 리세스(38)내에서 자유롭게 접근되도록 배치되어 있으며, 그리고 상기 접속 텅(50)들의 제1 단부 영역(51)들이 연결된 개별 코어와 함께 U자형 리세스(37)에 배치되도록 연결된 개별 코어(47)를 갖는 접속 텅(50)들을 상기 공구 몰드 내로 삽입하는 단계,
    f) 플라스틱 성형 공정, 바람직하게는 주조 공정, 사출 성형 공정 또는 트랜스퍼 성형 공정에 의해 상기 공구 몰드에 몰딩된 접속 텅(50)들을 갖는 플러그 하우징(34, 34')의 제조하는 단계,
    g) 접속 텅(50)들과 개별 와이어(47)들 사이 접속점들을 갖는 U자형 리세스(37)를 압출 성형하여 밀봉부(61)를 제조하고, 상기 U자형 리세스(37)를 제한하는 플러그 하우징(34')의 측면 영역들 및 플러그 하우징(34')의 제1 단부 영역(30)의 장방형 리세스(38)를 열경화성 재료로 제조하여 접속 지지부들과의 접속을 위한 접속 텅(50)들의 제2 단부 영역 중 적어도 단부(54)들이 자유롭게 유지되고, 그리고 열경화성 재료 내에 개별 와이어(47)들을 매립하여 응력 완화부가 형성되며, 플러그 하우징(34')의 제2 단부 영역이 보충되는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 플러그 하우징(34, 34')이 통기 덕트(40)를 구비하여 제조되며, 이러한 통기 덕트는 상기 플러그 하우징(34, 34')의 제1 단부 영역(30)의 유입/배출 개구(41)로부터 상기 플러그 하우징(34, 34')의 제2 단부 영역(31)의 유입/배출 개구(42)로 이어져 있는, 플러그(1, 1')의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    추가 방법 단계에서, 바람직하게는 상기 유입/배출 개구(41, 42) 중 하나 이상의 개구, 바람직하게는 상기 제1 단부 영역의 유입/배출 개구(41)를 환경 영향으로부터 밀봉하기 위한 밀봉부, 바람직하게는 고어텍스 멤브레인(44)이 제공되는, 플러그(1, 1')의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기와 같은 멤브레인 제공이 초음파용접 공정에 의해 수행되는, 방법.
  18. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 접속 텅(50)들이 롤로부터 자동화 방식으로 공급되는, 플러그(1, 1')의 제조 방법.
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