KR20210101517A

KR20210101517A - 커넥터

Info

Publication number: KR20210101517A
Application number: KR1020200015592A
Authority: KR
Inventors: 최진우; 김용호
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2020-02-10
Filing date: 2020-02-10
Publication date: 2021-08-19

Abstract

본 발명은, 시동발전기와 결합되어 외부기기와 상기 시동발전기를 전기적으로 연결하는 커넥터에 있어서, 판 형상의 플레이트부를 포함하고 상기 플레이트부의 일측면에서 소켓부가 돌출되고 타측면에서 인출부가 돌출되는 하우징; 상기 소켓부 내의 단자들과 전기적으로 연결되고 상기 인출부 내부를 지나 일측 끝단이 인출부에서 돌출되는 버스바; 및 상기 인출부의 끝단에서 상기 버스바와 인접배치되며, 상기 하우징과 일체로 결합된 절연지;를 포함하고, 상기 버스바가 외부기기의 터미널과 결합되면 절연지는 상기 외부기기의 터미널과 연결된 케이블을 감싸서 절연시키는 것을 특징으로 한다.

Description

커넥터{Connector}

본 발명은 시동발전기와 결합되어 외부기기와 상기 시동발전기를 전기적으로 연결하는 커넥터에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 종래 구조 대비 부품수를 줄일 수 있고, 조립편의성을 높일 수 있으며 절연성능을 향상시킬 수 있는 커넥터에 관한 것이다.

시동발전기(HSG: Hybrid Starter Generator)는 종래의 스타터모터와 알터네이터가 하나로 통합된 장치로써, 엔진 시동 시에는 배터리로부터 전기를 공급받아 회전력을 발생시켜 엔진을 회전시키고, 엔진의 작동할 때는 벨트 또는 체인을 통해 엔진의 회전력을 전달받아 전기에너지로 변환하여 배터리를 충전시키는 장치이다.

이에 따라 상기 시동발전기는 스타터모터 및 알터네이터가 각각 마련되는 종래의 구조 대비 생산원가를 절감할 수 있는 장점을 갖는다.

하지만, 이러한 시동발전기는 좁은 탑재공간과 높은 출력이 요구되기 때문에 이를 만족시키기 위해 고전압이 흐르도록 설계된다.

그러나, 고전압이 발생하는 경우에는 외부로 전류가 흐르지 않도록 절연 구조의 적용이 요구된다.

이에 따라 종래에는 도 1a, 1b 에 도시된 바와 같이, 상기 시동발전기(1)와 전원제어장치(미도시)를 전기적으로 연결하는 커넥터(2)가 상기 시동발전기(1)에 장착되되, 상기 커넥터(2)로 연결되는 케이블(7a)은 절연체인 실리콘튜브(8)에 끼워진 상태로 연결이 이뤄진다.

즉, 이러한 커넥터(2)는 상측으로 소켓(3a)이 돌출되고 하측으로 버스바(4)가 배치된 플레이트(3) 및 상기 플레이트(3)가 커넥터본체에 결합됐을 때 바스바(4)가 안착되는 터미널가이드(9)가 커넥터본체에 결합된 상태에서, 실리콘튜브(8)가 결합된 케이블(7a)이 연결되도록 조립된다. 상기 케이블(7a)의 끝단에는 링 모양의 터미널(7)이 연결되며, 상기 버스바(4)의 끝단에도 원형의 홀이 형성된 구조를 갖는다.

상기 터미널(7)과 버스바(4)의 홀들 끼리 개통된 상태에서 볼트(6)가 진입하여 체결이 이뤄지되 상기 볼트(6)는 터미널가이드(9)에 장착된 너트(9a)에 나사체결되어 조립이 이뤄진다.

하지만, 위와 같은 조립구조에서는 조립되는 부품수가 많고 케이블(7a)은 별도의 실리콘튜브(8)에 끼워지는 공정이 추가되며, 상기 플레이트 체결용 볼트(5) 및 터미널가이드 체결용 볼트의 결합을 위한 보스부가 최소 2개소 이상 요구되므로 공간활용에도 불리한 점이 있었다.

아울러, 조립불량에 따른 절연성능의 신뢰성이 저하될 가능성도 있었다. 즉, 실리콘튜브(8)의 조립시 작업자의 숙련도 등에 따라 위치가 달라져 케이블(7a) 및 실리콘튜브(8)의 탄화가 발생할 가능성이 있었고, 상기 실리콘튜브(8)의 위치에 따라 터미널(7)의 노출면적이 달라지는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 부품수를 줄일 수 있고 조립공정을 단순화하며 절연 성능을 향상시킬 수 있는 커넥터를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시동발전기와 결합되어 외부기기와 상기 시동발전기를 전기적으로 연결하는 커넥터에 있어서, 판 형상의 플레이트부를 포함하고 상기 플레이트부의 일측면에서 소켓부가 돌출되고 타측면에서 인출부가 돌출되는 하우징; 상기 소켓부 내의 단자들과 전기적으로 연결되고 상기 인출부 내부를 지나 일측 끝단이 인출부에서 돌출되는 버스바; 및 상기 인출부의 끝단에서 상기 버스바와 인접배치되며, 상기 하우징과 일체로 결합된 절연지;를 포함하고, 상기 버스바가 외부기기의 터미널과 결합되면 절연지는 상기 외부기기의 터미널과 연결된 케이블을 감싸서 절연시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 인출부에서 돌출된 버스바의 끝단은 적어도 한번 이상 꺾여진 형상을 갖는다.

상기 인출부에서 돌출된 버스바의 끝단은, 인출부에서 연장되어 직선으로 형성된 제1직선부; 상기 제1직선부의 끝단에서 반대방향을 향하도록 꺾여지는 제1꺾임부; 상기 제1꺾임부에서 연장되어 제1직선부와 평행을 이루는 제2직선부; 상기 제2직선부의 끝단에서 반대방향을 향하도록 꺾여지는 제2꺾임부; 및 상기 제2꺾임부에서 연장되어 제1직선부 및 제2직선부와 평행을 이루는 제3직선부;를 포함하여 구성된다.

상기 외부기기의 터미널은 센터홀이 형성된 링(ring) 모양을 가지며, 상기 외부기기의 터미널이 버스바와 볼트로 체결이 가능하도록 상기 제1직선부, 제2직선부 및 제3직선부에는 홀들이 각각 타공된다.

상기 하우징은 세 개로 분기된 인출부들을 가지며, 각각의 인출부들에서 버스바가 돌출된다.

상기 외부기기의 터미널과 버스바의 볼트체결이 이뤄질 때, 상기 볼트가 상기 제1직선부, 제2직선부 및 제3직선부에 형성된 홀들을 관통하되 상기 홀들 중 적어도 어느 하나에서 나사결합된다.

상기 볼트가 나사결합될 때, 상기 버스바는 제1직선부와 제3직선부 사이의 간격이 작아지도록 탄성변형된다.

상기 절연지는 인출부의 끝단에 고정되고 상대적으로 폭이 좁게 형성된 체결부 및 상기 체결부에서 연장되며 상기 체결부 보다 더 큰 폭을 갖는 확장부를 포함하고, 상기 외부기기의 터미널과 버스바의 체결이 이뤄지면, 상기 확장부가 외부기기의 터미널과 연결된 케이블을 감싸도록 구성된다.

상기 하우징의 사출성형 시, 상기 하우징을 사출성형하는 금형 내에 상기 버스바와 절연지가 삽입된 상태에서 사출성형이 이뤄져서, 상기 버스바와 절연지는 하우징과 일체로 제조된다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 커넥터는 케이블과 터미널을 감싸는 절연지를 포함하여 구성되므로 상기 케이블에 결합되던 실리콘튜브를 삭제할 수 있다.

아울러, 상기 버스바에 타공된 홀에 볼트가 나사결합될 수 있으므로, 너트가 탑재된 종래의 터미널가이드 또한 삭제할 수 있다.

상기 버스바의 끝단은 적어도 한번 이상 꺾여진 형상을 가지므로, 꺾여진 부분에 터미널이 삽입되거나 그 위에 안착될 수 있으며, 상기 터미널과 볼트체결이 이뤄질 때 꺾여진 부분은 탄성변형되어 탄성복원력이 작용하고 이러한 탄성복원력은 너트 없이도 볼트의 풀림을 방지할 수 있다.

상기 절연지는 인출부의 끝단에 고정되고 상대적으로 폭이 좁게 형성된 체결부 및 상기 체결부에서 연장되며 상기 체결부 보다 더 큰 폭을 갖는 확장부를 포함하므로, 상기 확장부의 면적과 위치 등을 조절하여 다양한 케이블을 적용시킬 수 있다.

상기 절연지는 하우징을 사출성형하는 금형 내에 상기 버스바와 절연지가 삽입된 상태에서 사출성형이 이뤄져서, 하우징과 일체로 제조되므로 조립과정을 단축시킬 수 있다.

도 1a 는 시동발전기에 결합된 종래의 커넥터의 모습이 도시된 사시도.
도 1b 는 도 1a 에 도시된 커넥터가 분해된 모습이 도시된 사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터의 사시도.
도 3a 는 본 발명의 버스바의 끝단이 도시된 측면도.
도 3b 는 본 발명의 버스바의 끝단이 도시된 평면도.
도 3c 는 본 발명의 버스바의 끝단이 도시된 사시도.
도 4 는 본 발명의 커넥터에 외부기기의 터미널이 결합되기 전의 상태가 나타난 사시도.
도 5 는 본 발명의 버스바가 볼트체결되기 전 후의 모습이 나타난 측면도.
도 6 은 본 발명의 커넥터에 외부기기의 터미널이 결합되는 모습들이 각각 도시된 도면.
도 7 은 외부기기의 터미널이 결합된 부분을 확대하여 도시된 도면 및 단면모습이 나타난 도면.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 시동발전기와 결합되어 외부기기(가령, 인버터)와 상기 시동발전기를 전기적으로 연결하는 커넥터에 관한 것으로써 이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터의 사시도이다. 도면을 참조하면, 본 발명은 하우징(10)에 버스바(20)와 절연지(30)가 일체로 결합된 커넥터(100)를 제공한다.

상기 하우징(10)은 시동발전기의 몸체에 볼트 체결될 수 있도록 판 형상의 플레이트부(13)를 갖되, 상기 플레이트부(13)의 일측에는 소켓부(11)가 돌출되고 타측면에서는 버스바(20)의 표면을 덮도록 일체로 사출된 인출부(12)가 돌출되는 구조를 갖는다.

상기 소켓부(11)는 시동발전기의 케이블이 체결되는 구조를 갖되, 내부에는 시동발전기의 케이블 끝단에 결합된 다른 소켓(미도시)과 전기적으로 연결하는 단자들(미도시)이 배치된다, 상기 소켓부(11)가 돌출된 면의 반대쪽면에서는 버스바(20)가 내부에 삽입된 인출부(12)가 형성된다. 상기 인출부(12)는 3상 전기의 각 해당 상들(U상, V상, W상)에 매칭이 되도록 3개가 돌출되며, 소켓부(13) 내의 단자들과 각각 연결된 버스바들(20)의 외부표면을 감싼구조를 갖는다.

즉, 상기 버스바들(20)은 소켓부(11) 내의 단자들과 각각 통전가능하게 연결되고 상기 인출부(12) 내부를 지나 일측 끝단이 인출부(12)에서 돌출되도록 구성된다.

도 3a 내지 도 3c 각각은 본 발명의 버스바의 끝단이 도시된 측면도, 평면도, 사시도가 도시된 것이다. 도면을 참조하면, 상기 인출부(12)의 끝단에는 버스바(20)의 아래에서 절연지(30)가 결합된다. 상기 절연지(30)는 인출부(12)에서 맞물린 형태로 고정된 구조를 갖되, 상기 절연지(30)와 인출부(12)의 체결력을 높이기 위해 인출부(12) 내부에 절연지(30)의 일부가 일정한 깊이로 더 삽입된 구조를 가질 수 있다.

상기 절연지(30)는 버스바(20)가 외부기기의 터미널(40)과 결합되면 상기 외부기기의 터미널(40)과 연결된 케이블(42)을 감싸서 절연시킨다. 즉, 상기 절연지(30)는 종래의 실리콘튜브를 대신하여 외부기기의 터미널(40)이 연결된 케이블(42)을 감싸므로써 누전을 방지한다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 절연지(30)는 인출부(12)의 끝단에 고정되고 상대적으로 폭이 좁게 형성된 체결부(31) 및 상기 체결부(31)에서 연장되며 상기 체결부(31) 보다 더 큰 폭을 갖는 확장부(32)를 포함하고, 상기 외부기기의 터미널(40)과 버스바(20)의 체결이 이뤄지면, 상기 확장부(32)가 외부기기의 터미널(40)과 연결된 케이블(42)을 감싸도록 구성된다.

참고로, 상기 하우징(10)의 사출성형 시, 상기 하우징(10)을 사출성형하는 금형 내에 상기 버스바(20)와 절연지(30)가 삽입된 상태에서 사출성형이 이뤄져서, 상기 버스바(20)와 절연지(30)는 하우징(10)과 일체로 제조될 수 있다. 즉, 인서트 사출 또는 다중 사출 방식으로 상기 하우징(10), 버스바(20), 절연지(30)는 일체로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 인출부(12)에서 돌출된 버스바(20)의 끝단은 적어도 한번 이상 꺾여진 형상을 갖는다. 즉, 도 3a, 3c 에 더 상세히 나타난 바와 같이, 본 발명의 버스바(20)의 끝단은 측면에서 바라봤을 때 'ㄹ' 자 모양을 갖도록 구부러진 형태를 갖는다.

더 상세하게는 상기 버스바(20)의 끝단은 인출부(12)에서 연장되어 직선으로 형성된 제1직선부(21), 상기 제1직선부(21)의 끝단에서 반대방향을 향하도록 꺾여지는 제1꺾임부(22), 상기 제1꺾임부(22)에서 연장되어 제1직선부(21)와 평행을 이루는 제2직선부(23), 상기 제2직선부(23)의 끝단에서 반대방향을 향하도록 꺾여지는 제2꺾임부(24) 및 상기 제2꺾임부(24)에서 연장되어 제1직선부(21) 및 제2직선부(23)와 평행을 이루는 제3직선부(25)를 포함하는 구조를 갖는다.

여기에서 상기 제1직선부(21)와 제2직선부(23) 사이 및 제2직선부(23)와 제3직선부(25) 사이는 탄성압축이 이뤄질 때, 소정의 탄성복원력이 작용할 수 있는 간격이 형성되도록 구성된다.

아울러, 상기 외부기기의 터미널(40)이 버스바(20)와 볼트(50)로 체결이 가능하도록 상기 제1직선부(21), 제2직선부(23) 및 제3직선부(25)에는 홀들(26a, 26b, 26c)이 각각 타공된다. 즉, 도 4 에 나타난 바와 같이, 외부기기의 케이블(42) 끝단에 연결된 터미널(40)은 센터홀(41)이 형성된 링 모양을 가지므로, 상기 센터홀(41)에 볼트(50) 체결될 수 있도록 제1직선부(21), 제2직선부(23) 및 제3직선부(25) 각각에 형성된 홀들(26a, 26b, 26c)은 수직으로 개통된 상태로 정렬되도록 배치된다.

도 5 는 본 발명의 버스바가 볼트체결되기 전 후의 모습이 나타난 측면도이고, 도 6 은 본 발명의 커넥터에 외부기기의 터미널이 결합되는 모습들이 각각 도시된 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 커넥터(100)는 소켓부(11)에 시동발전기에 결합되기 전에 또는 결합된 후에 외부기기의 터미널(40)이 연결된다(참고로, 도 6 은 시동발전기가 결합되기 전에 터미널이 연결되는 모습이 도시된 도면이다).

각 상들(U상, V상, W상)에 해당하는 외부기기의 터미널들(40)은 각각 짝을 이루는 세 개의 버스바들(20) 위로 안착된다(도 6 의 b). 이때, 터미널들(40)의 센터홀(41)과 버스바들(20)의 홀들(26a, 26b, 26c)은 볼트(50)가 삽입될 수 있게 정렬이 이뤄지며(도 6 의 c), 볼트(50)가 삽입되고 나사결합되어 외부기기의 터미널들(40)과 해당 버스바들(20)의 체결이 이뤄진다. 그리고, 터미널(40)과 버스바(20)의 체결이 완료된 후에(도 6 의 d), 상기 터미널(40)에 연결된 케이블들(41) 아래에 배치됐던 절연지(30)는 확장부(32)가 접이되어 상기 케이블을 감싸게 된다(도 6 의 e).

이때, 도 7 에 나타난 바와 같이, 상기 절연지(30)의 확장부(32)는 터미널(40)과 연결된 부분을 제외한 케이블(42)을 최대한 노출시키지 않도록 덮게 된다. 상기 볼트(50)는 상기 제1직선부(21), 제2직선부(23) 및 제3직선부(25)에 형성된 홀들(26a, 26b, 26c)을 관통하되 상기 홀들(26a, 26b, 26c) 중 적어도 어느 하나에서 나사결합되도록 상기 홀들(26a, 26b, 26c) 중 적어도 어느 하나는 내주면에 암나사산이 형성될 수 있다. 또는 나사체결이 가능하도록 제1직선부(21), 제2직선부(23) 및 제3직선부(25) 중 하나는 볼트(50)의 나사산의 피치(Pitch) 보다 얇은 두께를 가지며 타공된 홀은 볼트의 골지름(root diameter)과 바깥지름(outer diameter) 사이의 내경을 가질 수 있다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 커넥터(100)는 케이블을 감싸는 절연지(30)를 포함하여 구성되므로 상기 케이블(30)에 결합되던 종래의 실리콘튜브를 삭제할 수 있다.

아울러, 상기 버스바(20)에 타공된 홀에 볼트가 나사결합될 수 있으므로, 너트가 탑재된 종래의 터미널가이드 또한 삭제할 수 있다.

상기 버스바의 끝단은 적어도 한번 이상 꺾여진 형상을 가지므로, 꺾여진 부분에 터미널이 삽입되거나 그 위에 안착될 수 있으며, 상기 터미널과 볼트체결이 이뤄질 때 꺾여진 부분은 탄성변형되어 탄성복원력이 작용하고 이러한 탄성복원력은 볼트의 풀림을 방지할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 절연지가 추가되므로 커넥터와 터미널 사이의 절연성을 확보할 수 있고, 절연지의 포갬에 의해 조립이 이뤄지므로 조립공정이 신속히 이뤄질 수 있다. 또한 기존의 구조 대비 실리콘튜브의 탄화가능성을 억제할 수 있으므로 절연지의 치수 관리를 통해 케이블과 터미널 사이의 씹힘을 방지하고 다양한 규격의 케이블을 적용할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.

10 : 하우징
20 : 버스바
30 : 절연지
40 : 터미널
50 : 볼트
100 : 커넥터

Claims

시동발전기와 결합되어 외부기기와 상기 시동발전기를 전기적으로 연결하는 커넥터에 있어서,
판 형상의 플레이트부를 포함하고 상기 플레이트부의 일측면에서 소켓부가 돌출되고 타측면에서 인출부가 돌출되는 하우징;
상기 소켓부 내의 단자들과 전기적으로 연결되고 상기 인출부 내부를 지나 일측 끝단이 인출부에서 돌출되는 버스바; 및
상기 인출부의 끝단에서 상기 버스바와 인접배치되며, 상기 하우징과 일체로 결합된 절연지;를 포함하고,
상기 버스바가 외부기기의 터미널과 결합되면 절연지는 상기 외부기기의 터미널과 연결된 케이블을 감싸서 절연시키는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 1 항에 있어서,
상기 인출부에서 돌출된 버스바의 끝단은 적어도 한번 이상 꺾여진 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 2 항에 있어서,
상기 인출부에서 돌출된 버스바의 끝단은,
인출부에서 연장되어 직선으로 형성된 제1직선부;
상기 제1직선부의 끝단에서 반대방향을 향하도록 꺾여지는 제1꺾임부;
상기 제1꺾임부에서 연장되어 제1직선부와 평행을 이루는 제2직선부;
상기 제2직선부의 끝단에서 반대방향을 향하도록 꺾여지는 제2꺾임부; 및
상기 제2꺾임부에서 연장되어 제1직선부 및 제2직선부와 평행을 이루는 제3직선부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 3 항에 있어서,
상기 외부기기의 터미널은 센터홀이 형성된 링(ring) 모양을 가지며,
상기 외부기기의 터미널이 버스바와 볼트로 체결이 가능하도록 상기 제1직선부, 제2직선부 및 제3직선부에는 홀들이 각각 타공된 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 3 항에 있어서,
상기 하우징은 세 개로 분기된 인출부들을 가지며, 각각의 인출부들에서 버스바가 돌출된 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 4 항에 있어서,
상기 외부기기의 터미널과 버스바의 볼트체결이 이뤄질 때, 상기 볼트가 상기 제1직선부, 제2직선부 및 제3직선부에 형성된 홀들을 관통하되 상기 홀들 중 적어도 어느 하나에서 나사결합되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 6 항에 있어서,
상기 볼트가 나사결합될 때, 상기 버스바는 제1직선부와 제3직선부 사이의 간격이 작아지도록 탄성변형되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연지는 인출부의 끝단에 고정되고 상대적으로 폭이 좁게 형성된 체결부 및 상기 체결부에서 연장되며 상기 체결부 보다 더 큰 폭을 갖는 확장부를 포함하고,
상기 외부기기의 터미널과 버스바의 체결이 이뤄지면, 상기 확장부가 외부기기의 터미널과 연결된 케이블을 감싸는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 8 항에 있어서,
상기 하우징의 사출성형 시, 상기 하우징을 사출성형하는 금형 내에 상기 버스바와 절연지가 삽입된 상태에서 사출성형이 이뤄져서, 상기 버스바와 절연지는 하우징과 일체로 제조된 것을 특징으로 하는 커넥터.