KR20220003004A - 플러그 커넥터 및 플러그 커넥터 어셈블리 - Google Patents

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하르팅 에렉트릭 게엠베하 운트 코우. 카게
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Abstract

본 발명은, 자신에 연결된 전기 케이블(4)을 정합 커넥터(2)와 전기 전도 방식으로 연결하기 위한 플러그 커넥터(1)에 관한 것으로, 상기 플러그 커넥터는, 하나 이상의 전기 전도성 접점(10), 이 접점(10)을 고정하기 위한 고정 섹션(122)을 구비한 절연성 내부 하우징(12), 및 이 내부 하우징(12)을 고정하기 위한 고정 섹션을 구비한 전도성 외부 하우징(14)을 포함하며, 플러그 커넥터(1)는 그 밖에도 전도성 외부 하우징(14)과 전기적으로 연결된 제1 차폐 요소(146)를 포함하고, 상기 제1 차폐 요소는 플러그 커넥터를 통해 연결된 케이블(4)의 절연성 외부 층을 관통할 수 있으며, 케이블(4)을 위한 추가 전자기 차폐 기능을 제공하기 위해 케이블(4)의 절연성 외부 층 내에서 전자기 차폐층과의 전기 접점을 형성한다.

Description

플러그 커넥터 및 플러그 커넥터 어셈블리
본 발명은 퀵 커넥션 기술(quick connection technology)에서, 특히 높은 전류를 전송하기 위해 정합 커넥터(mating connector)와 연결하기 위한, 우수한 EMC 특성을 갖는 플러그 커넥터에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 플러그 커넥터 및 상기 정합 커넥터를 포함하는 플러그 커넥터 어셈블리에 관한 것이다.
과학 및 기술이 발전함에 따라 정부의 녹색 에너지 추구는 더욱 강화되었다. 그렇기 때문에 전기 에너지는 많은 분야에서, 예컨대 자동차 산업, 특히 철도 교통 및 도로 교통에서 점차 더 빈번하게 사용되고 있다. 이 경우, 전력 전송(power transmission)과 관련한 특별한 성능 요건이 존재한다. 예를 들면, 상기 교통수단들의 충전은 상대적으로 더 높은 전압 및/또는 더 높은 전류를 이용한 에너지 전송을 요구한다. 그러므로 높은 전류를 전송하는 플러그 커넥터를 특히 필요로 한다.
종래 기술에서, 높은 전압 및 높은 전류의 전송을 위한 전송 케이블은 이미 개선되었다. 예컨대, 전송되는 높은 전압 또는 전류를 통해 야기되는 자계가 근처에 있는 전자 기기들의 정상적인 작동을 방해하지 않도록 하기 위해, EMC 층, 요컨대 전자기 차폐층이 전송 케이블의 외부 절연층 내에 제공된다. 그러나 기존 플러그 커넥터의 일부는 전류 또는 신호를 전송하는 플러그 커넥터의 내부에서만, 특히 접점에 대해, 전자기 간섭 차폐 기능을 제공하며, 이는 더 높은 전압 및 전류의 전송을 위해서는 불충분하다.
따라서 본 발명의 과제는, 추가적인 전자기 차폐 기능을 제공하고, 전술한 높은 전압 및/또는 높은 전류를 전송하는 문제를 해결하는 플러그 커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 자신에 연결된 케이블을 정합 커넥터와 전기적으로 연결하기 위한 플러그 커넥터가 제공되며, 상기 플러그 커넥터는 하나 이상의 전도성 접점; 이들 접점을 고정하기 위한 고정 섹션을 구비한 절연성 내부 하우징; 및 상기 내부 하우징을 고정하기 위한 고정 섹션을 구비한 전도성 외부 하우징;을 포함한다. 본원 플러그 커넥터는 그 밖에도, 전도성 외부 하우징과 전기적으로 연결된 제1 차폐 요소(shielding element)를 포함하고, 이 제1 차폐 요소는 플러그 커넥터와 연결된 케이블의 절연성 외부 층(insulating outer layer)과 접촉할 수 있으며, 그에 따라 케이블을 위한 추가 전자기 차폐 기능을 제공하기 위해 케이블의 절연성 외부 층 내에서 전자기 차폐층과의 전기 접점을 형성한다.
본 발명에 따라서, 제1 차폐 요소는 각각 전도성 외부 하우징; 및 케이블의 전자기 차폐층;과의 전기 연결부를 형성한다. 그러므로 케이블 및 플러그 커넥터의 내부에 부가적인 전자기 차폐 기능이 제공될 수 있으며, 이로써 더 높은 전압 또는 전류의 전송 시 외부 전자 기기의 전자기 간섭에 대한 요건들이 충족될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 제1 차폐 요소는 역삼각형의 형태로 형성되며, 상기 역삼각형의 윗변은 전도성 외부 하우징과 전도성으로 접촉하는 한편, 하부 정점(lower apex)은 케이블의 전자기 차폐층과 전기적으로 접촉한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 제1 차폐 요소는 금속으로 제조되며, 금속은 스테인리스 금속이다. 더 바람직하게는, 금속은 그 표면이 무전해 니켈 도금된 알루미늄 합금이다.
그 대안으로 또는 그에 보충하여, 제1 차폐 요소는 구리, 강, 알루미늄 및/또는 황동으로 형성될 수 있거나, 상기 재료를 적어도 함유할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 본원 플러그 커넥터는 전도성 외부 하우징 내에 수용된 제2 차폐 요소를 포함하며, 이 제2 차폐 요소는, 케이블을 위한 추가 전자기 차폐 기능을 제공하기 위해, 플러그 커넥터의 전도성 외부 하우징; 및 플러그 커넥터와 연결된 정합 커넥터의 전도성 외부 하우징;과 전기적으로 접촉할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 제2 차폐 요소는 플러그 커넥터의 전도성 외부 하우징; 및 정합 커넥터의 전도성 외부 하우징;과 둘레 접촉되는(in peripheral contact) 환형 스프링 링이다. 이를 통해, 플러그 커넥터와 정합 커넥터 간에 더 우수한 전자기 차폐가 제공될 수 있다.
한 바람직한 구현예에서, 제2 차폐 요소는 원형 스프링, 삼각형 스프링, 또는 겹판 스프링(laminated spring)일 수 있고, 그리고/또는 제2 차폐 요소는 브러시 접점(brush contacts)을 가질 수 있다.
또 다른 구현예에서, 제1 차폐 요소는 원형 스프링, 삼각형 스프링 또는 겹판 스프링일 수 있고, 그리고/또는 제1 차폐 요소는 브러시 접점을 가질 수 있다.
상기 구현예들은 특히 적합하게 조합되어, 관련 경계 저항(transition resistance)이 개별 용례의 요건들에 목표한 대로 매칭될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 제1 및/또는 제2 차폐 요소는 스테인리스 금속으로 제조된다. 특히 금속은 알루미늄 합금일 수 있다. 특히 금속의 표면은 무전해 니켈 도금될 수 있다.
그 대안으로 또는 그에 보충하여, 제2 차폐 요소는 구리, 강, 알루미늄 또는 황동으로 형성될 수 있거나, 상기 재료들을 적어도 함유할 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 플러그 커넥터는, 수밀 밀봉(watertight seal)을 제공하기 위해, 전도성 외부 하우징 내에 수용되어 케이블의 외부 절연층과 접촉하는 절연성 밀봉 요소를 포함한다. 또한, 플러그 커넥터는, 플러그 커넥터의 고정 요소와 전도성 외부 하우징 간의 연결을 통해 밀봉 요소로 추력(thrust force)을 동시에 전달하기 위해 L자형 압축 요소를 포함하며, 그럼으로써 밀봉 요소는 반경 방향으로 확장됨에 따라 케이블과의 견고한 밀봉 끼워맞춤을 형성한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 전도성 외부 하우징은 금속으로 제조되며, 금속은 무전해 아연 도금된 알루미늄이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 상술한 플러그 커넥터; 및 이 플러그 커넥터와 결합된 정합 커넥터;를 포함하는 플러그 커넥터 어셈블리가 제공되며, 정합 커넥터는 전도성 접점; 이 접점을 고정하기 위한 고정 섹션을 가진 절연성 내부 하우징; 및 이 내부 하우징을 고정하기 위한 고정 섹션을 가진 전도성 외부 하우징;을 포함한다. 본원 정합 커넥터는 그 밖에도, 전도성 외부 하우징과 전도 방식으로 연결된 제3 차폐 요소를 포함하고, 상기 제3 차폐 요소는 정합 커넥터와 연결된 케이블의 절연성 외부 층과 접촉할 수 있으며, 케이블을 위한 추가 전자기 차폐 기능을 제공하기 위해, 케이블의 절연성 외부 층 내에서 전자기 차폐층과의 전기 접점을 형성한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 제3 차폐 요소는 역삼각형의 형태로 형성되고, 이 역삼각형의 윗변은 정합 커넥터의 전도성 외부 하우징과 전도성으로 접촉하는 한편, 하부 정점은 케이블의 전자기 차폐층과 전기적으로 접촉한다.
한 바람직한 플러그 커넥터 어셈블리는, 제1 차폐 요소, 제2 차폐 요소 및 제3 차폐 요소가 각각, 플러그 커넥터와 정합 커넥터를 통해 연결된 케이블 및 플러그 커넥터 어셈블리에 완전한 전자기 차폐를 제공하기 위해, 플러그 커넥터의 외부 하우징 및 정합 커넥터의 외부 하우징과의 전기 접점을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서, 제2 차폐 요소는 금속, 특히 스테인리스 금속으로 제조된다.
본 발명에서는, 각각 케이블의 편조(braided) EMC 층; 및 마찬가지로 금속으로 제조된 전도성 외부 하우징;과 전기 전도 방식으로 연결된 금속 소재의 제1 차폐 요소, 제2 차폐 요소 및 제3 차폐 요소가 제공된다. 그렇게 하여, 케이블뿐만 아니라, 플러그 커넥터 및 이 플러그 커넥터와 끼워진 정합 커넥터에도, 탁월한 전자기 차폐가 제공된다. 따라서, 주변 전자 기기들에 대한 전자기 간섭을 발생시키지 않으면서, 전송이 더 신뢰성 있고 더 안정적이게 된다. 마지막으로, 종래 기술에서 신호 전송을 위해 제공되는 많은 플러그 커넥터는 차폐 기능을 갖추고 있지 않기 때문에, 상기 플러그 커넥터들의 전송된 신호는 주변 환경에 의해 전자기적 영향을 받는다. 그러나 본 발명에 따른 플러그 커넥터는 주변 환경에 대한 전자기 영향을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플러그 커넥터의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플러그 커넥터의 접점의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플러그 커넥터의 내부 하우징의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 플러그 커넥터의 외부 하우징 및 슬라이딩 요소의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른, 케이블을 포함하여 조립된 플러그 커넥터의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른, 조립 후의 플러그 커넥터 및 케이블의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 정합 커넥터의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 정합 커넥터의 접점의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 정합 커넥터의 내부 하우징의 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 정합 커넥터의 외부 하우징의 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른, 케이블을 포함한 정합 커넥터의 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른, 케이블과 플러그 커넥터의 조립 상태의 개략도이다.
도 13은 본 발명에 따른, 케이블을 포함한 플러그 커넥터 어셈블리의 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른, 케이블을 포함한 플러그 커넥터 어셈블리의 단면도이다.
본 발명은 하기에서 상세한 실시예들 및 도면들을 근거로 보다 더 상세하게 설명된다. 여기서 주지할 사항은, 기술되는 실시예들은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점이다. 본원 분야의 통상의 기술자는 본 발명의 사상 및 개시된 내용을 기반으로 본 발명의 다양한 추가 변형을 수행할 수 있으며, 상기 변형들은 본 발명의 보호 범위에 의해 보호되는 것으로 간주하여야 한다.
또한, 본 발명에서 "축방향"과 "삽입 방향"이라는 용어는 실질적으로 동일한 의미를 갖는다. 그러나 기술 용어 "삽입 방향"에는 방향성이 있는 반면, "축방향"에는 방향성이 없다는 점에 유의해야 한다. 하기에서 "전방에" 및 "후방에"라는 용어의 방향은 각각 삽입 방향을 기준으로 정의된다. 본 발명에 따른 플러그 커넥터와 정합 커넥터가 서로 삽입되거나 삽입되어 있고 그에 따라 플러그 커넥터 어셈블리를 형성하는 경우, 플러그 커넥터와 정합 커넥터의 삽입 방향이 정확히 반대라면, 플러그 커넥터와 정합 커넥터를 설명할 때 "전방에"와 "후방에"라는 용어는 절대적으로 동일하지 않다. 이는 본원 분야의 통상의 기술자에게 명백한 사실이다. 또한, "안쪽에" 및 "바깥쪽에"라는 용어는 각각 플러그 커넥터의 반경 방향을 기준으로 정의되고, "안쪽으로", "내면" 등의 용어는 반경 방향을 따라서 연장되는, 축 중심을 향하는 방향과 관련되며, "바깥쪽으로", "외면" 등의 용어는 반경 방향을 따라서 연장되는, 축 중심으로부터 먼 쪽을 향하는 방향과 관련된다.
도 1에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 플러그 커넥터(1)는 실질적으로 금속 접점(10); 내부 하우징(12); 외부 하우징(14); 및 외부 하우징(14) 상에서 활주할 수 있는 슬라이딩 요소(16);를 포함한다.
도 2에 도시된 것처럼, 접점(10)의 전체 형태는 실질적으로 원통형이며, 접점은 C1100 구리로 단일 부재형으로 제조된다. 삽입 방향에서 볼 때, 접점은 연속으로 접점 삽입 섹션(100), 접점 고정 섹션(102) 및 접점 연결 섹션(104)을 포함한다. 이 경우, 접점 삽입 섹션(100) 및 접점 고정 섹션(102) 상에서 접점(10)의 내경은 접점 연결 섹션(104) 상에서의 내경보다 더 작으며, 접점 고정 섹션(102) 상에서는 삽입 방향의 반대 방향으로 향해 있는 케이블 종단면(1022)(cable termination surface)이 정의된다. 접점 고정 섹션(102)과 접점 연결 섹션(104) 사이의 연결점에서 접점(10)은 외부 표면에 맞댐 섹션(106)(abutment section)을 가지며, 이때 맞댐 섹션(106)은 환형 플랜지이다.
접점 삽입 섹션(100)은 자신의 주연 방향으로, 축방향을 따라 뻗어 있는 복수의 슬롯(1000)을 포함하며, 이들 슬롯은 바람직하게 접점 고정 섹션(102) 쪽으로 뻗어 있다. 또한, 접점 삽입 섹션(100)의 외부 표면은, 삽입 방향으로부터 볼 때 전방 단부에, 상응하는 정합 커넥터(2)의 접점(20) 내로의 삽입을 신속하면서도 간단하게 구현하기 위해, 외측 곡률부(outer curvature)를 갖는다.
접점(10)은 삽입 방향을 따라서 접점 삽입 섹션(100)의 후방 단부에 리세스부(1004)를 더 포함하고, 접점(10)은 접점 고정 섹션(102)의 전방 단부에, 고무로 제조된 탄성 고정 요소(108)를 수용하기 위해, 접점 고정 리세스부(1020)를 구비한다.
도 3에 도시된 것처럼, 플러그 커넥터(1)의 내부 하우징(12)은, 실질적으로 원통형인 전체 형태를 가지며 절연 재료, 바람직하게는 절연 고무(EPDM 및 SR) 또는 플라스틱(PPS)으로 단일 부재형으로 제조된 절연성 하우징이다. 삽입 방향에서 볼 때, 내부 하우징은 연속으로 내부 하우징의 삽입 섹션(120), 내부 하우징의 고정 섹션(122), 및 내부 하우징의 연결 섹션(124)을 포함한다. 내부 하우징의 고정 섹션(122)의 외경은 바람직하게 내부 하우징의 삽입 섹션(120)의 외경과 동일한 반면, 내부 하우징의 고정 섹션(122)의 내경은 내부 하우징의 삽입 섹션(120)의 내경보다 더 작다. 따라서, 두 섹션 사이에는 안쪽으로 돌출하는 돌출부가 형성되며, 이 돌출부는 삽입 방향으로 향해 있는 차단면(1222)을 갖는다. 차단면(1222)에 의해, 접점은 삽입 시 힘이 너무 강하게 인가될 때 손상으로부터 보호될 수 있다.
더욱이, 내부 하우징의 고정 섹션(122)의 내경은 접점 고정 섹션(102)의 내경과 실질적으로 동일한 반면, 내부 하우징의 고정 섹션은, 내부 하우징의 고정 섹션을 접점(10)의 고정 리세스부(1020) 내에 수용된 접점의 탄성 고정 요소(108)와 연결하기 위해 단차 섹션(1226)(stepped section)을 가지며, 그럼으로써 접점(10)이 삽입 방향의 반대 방향으로 이동되는 점이 방지될 수 있다. 내부 하우징의 고정 섹션(122)과 비교해보면, 내부 하우징의 연결 섹션(124)의 내경은 내부 하우징의 고정 섹션(122)의 내경보다 더 큰 반면, 상기 연결 섹션의 외경은 내부 하우징의 고정 섹션(122)의 외경보다 더 작다. 그렇게 하여, 삽입점의 내면 및 외면에서 각각 접점 제한면(1224) 및 내부 하우징의 제한면(1220)이 정의된다.
도 4에 도시된 것처럼, 플러그 커넥터(1)의 외부 하우징(14)은 금속으로 제조되고, 마찬가지로 실질적으로 원통형인 전체 형태를 갖는다. 외부 하우징의 전방 단부의 내부 표면상에는, 탄성 유지 링(144)을 수용하고 그에 따라 외부 하우징(14)의 내부에 내부 하우징(12)을 유지하기 위해, 그루브(1401)가 제공된다. 외부 하우징(14)은, 중앙 섹션의 내부 표면상에, 외부 하우징을 내부 하우징(12)의 내부 하우징 제한면(1220)과 연결하고 그에 따라 삽입 방향의 반대 방향으로 내부 하우징(12)의 이동을 제한하기 위해, 안쪽으로 돌출하는 내부 하우징의 제한 돌출부(1402)를 구비한다. 외부 하우징(14)은 자신의 후방 단부에, 연결된 고전류 케이블(6)을 전자기 차폐하기 위해, 차폐 요소(146)의 수용을 위한 안쪽으로 돌출하는 차폐 요소 수용 섹션(1406)을 구비한다.
더욱이, 차폐 요소 수용 섹션(1406)의 뒤에는, 내측에 탄성 밀봉 요소(148)를 수용하기 위해, 밀봉 요소 수용 섹션(1408)이 외부 하우징(14) 상에 배치된다. 밀봉 요소 수용 섹션(1408)의 외부 표면에는, 마찬가지로 금속으로 제조된 고정 요소(18)와의 나사 연결부를 형성하기 위해 나사산이 외부 하우징에 제공되고, 그에 따라 탄성 밀봉 요소(148)가 밀봉 요소 수용 섹션(1408)에 고정된다.
도 5에는, 본 발명에 따른, 케이블이 연결되어 있는 플러그 커넥터가 사시도로 도시되어 있다. 조립 동안, 케이블(4)의 전방 단부상의 절연성 외부 층은, 내부에 있는 와이어 코어를 노출시키기 위해, EMC 편조선(braid)과 함께 약 30㎜의 길이가 제거된다. 그런 다음, 플러그 커넥터(1)의 고정 요소(18), L자형 압축 링(17) 및 밀봉 요소(148)가 본 발명에 따라 연속으로 삽입 방향의 반대 방향으로 케이블(4) 상으로 슬라이딩된다. 그에 뒤이어 접점(10)은 크림핑 위치(crimping position)에 도달할 때까지 케이블(6)의 와이어 코어 상으로 슬라이딩된다. 이제, 케이블(6)의 와이어 코어의 전방 단부 섹션이 접점(10)의 연결 섹션(102)의 케이블 종단면(1022)에 접한다. 크림핑 위치에서 접점(10)의 접점 연결 섹션(104)은 크림핑 공구에 의해 압착되며, 그럼으로써 접점 연결 섹션(104)의 내부 표면은 케이블(4)의 와이어 코어 상에 견고하게 접한다.
이와 동시에 또는 그 이전에 또는 그 이후에, 본 발명에 따른 플러그 커넥터(1)의 내부 하우징이 외부 하우징(14) 내로 압입된다. 요컨대, 내부 하우징(12)은 삽입 방향과 반대 방향으로, 내부 하우징(12)의 제한면(1220)과 외부 하우징(14)의 제한 돌출부(1402)가 서로 접할 때까지, 외부 하우징(14) 내로 끼워진다. 이제, 삽입 방향을 따르는 내부 하우징(12)의 전진 운동을 제한하기 위해, 외부 하우징(14)의 그루브(1401) 내에 수용된 탄성 유지 링(144)이 안쪽으로 튄다. 이로써 플러그 커넥터(1)의 내부 하우징(12)은 외부 하우징(14) 내에 단단히 고정된다.
접점(10)이, "클릭" 소리가 들릴 때까지, 외부 하우징(14)이 이미 장착되어 있는 내부 하우징(12) 내로 끼워지면, 이는 접점(10)이 내부 하우징(12) 내에서 맞물림 위치에 도달했음을 가리킨다. 맞물림 위치에서는, 접점(10)이 더 앞쪽으로 움직이는 것을 방지하기 위해, 접점(10)의 맞댐 섹션(106)과 내부 하우징(12)의 접점 제한면(1224)이 서로 접하는 한편, 접점(10)의 후진 운동을 방지하기 위해, 접점의 접점 고정 리세스부(1020) 내에 있는 탄성 고정 요소(108)가 반경 방향 바깥쪽으로 튀어오르면서 내부 하우징(12)의 단차 섹션(1226)을 에워싼다.
밀봉 요소(148)가 삽입 방향을 따라서 외부 하우징(14)의 밀봉 요소 수용 섹션(1408)의 내부로 밀어넣어지면, 고정 요소(18)는 외부 하우징(14) 상의 나사산에 의해 연결된다. 이 경우, 고정 요소(18)는 L자형 압축 링(17)을 전방으로 밀어내고, 그럼으로써 L자형 압축 링(17)의 전방 표면을 통해 추력이 균일하게 밀봉 요소(148) 상으로 가해지며(도 6 참조), 그럼으로써 밀봉 요소(148)는, 반경 방향을 따른 확장을 구현하기 위해, 축방향을 따라 압축된다. 따라서, 케이블(4)의 외부 표면과의 밀착 접촉이 형성되며, 그럼으로써 우수한 밀봉 효과가 얻어진다. 이어서 플러그 커넥터(1) 상에 케이블(4)을 견고하게 고정하기 위해 고정 나사가 조여진다.
도 6에서는, 조립 후의 플러그 커넥터(1) 및 케이블(4)의 단면도가 설명된다. 도 6으로부터, 접점(2)은, 리세스부(1020) 내에 수용된 접점의 탄성 고정 요소(108) 및 맞댐 섹션(106)을 통해 각각 내부 하우징(12)의 내면 상의 단차 섹션(1226) 및 접점 제한면(1224)과 연결되고, 그에 따라 내부 하우징(12)의 주어진 위치에 고정되며, 이 경우 접점은 내부 하우징과의 끼워맞춤으로 인해 축방향으로 전방 또는 후방 이동이 불가하다는 점을 알 수 있다. 내부 하우징의 전방 단부면 및 제한면(1220)을 통해, 내부 하우징(12)은 각각 외부 하우징(14)의 제한 돌출부(1402); 및 그루브(1401) 내에 수용된 탄성 유지 링(144)과 함께 끼워 맞춰지며, 그에 따라 외부 하우징(14)의 주어진 위치에 고정되며, 내부 하우징은 내부 하우징과 외부 하우징 사이의 끼워맞춤으로 인해 축방향으로 전방 또는 후방 이동이 불가하다.
더욱이, 외부 하우징(14)의 차폐 요소 수용 섹션(1406) 내에 수용된 차폐 요소(146)로서, 자체 내부 형태가 역삼각형으로 형성된 환형 스프링이 제공된다. 단면도에서, 차폐 요소(146)가 내면에서 정점의 형태를 가지고, 내경은 케이블(6)의 절연성 외부 층의 외경보다 약간 더 작다는 점을 알 수 있다. 케이블(4)과 접점(10)의 연결 시, 이들이 내부 하우징(12) 및 외부 하우징(14) 내로 끼워질 때, 외부 하우징(14)의 차폐 요소 수용 섹션(1406) 내에 수용된 차폐 요소(146)는 삽입 방향을 따라 케이블(4)을 삽입하는 동안 기울어지며, 차폐 요소 내면의 정점이 케이블(4)의 절연성 외부 층을 뚫고 나가 케이블의 절연성 외부 층 내 EMC 편조선의 층, 요컨대 전자기 차폐층과 접촉함에 따라, 높은 교류 전류의 전송을 통해 생성되는 전자기장이 외부로 전달될 수 없게 된다. 그렇게 하여, 케이블(4)은 상대적으로 더 양호하게 전자기 차폐된다.
도 7에서는 플러그 커넥터(1)를 위해 제공된 정합 커넥터(2)가 설명된다. 정합 커넥터(2)도 마찬가지로 주로 접점(20), 내부 하우징(22) 및 외부 하우징(24)을 포함한다.
도 8에 도시된 것처럼, 접점(20)의 전체 형태는 실질적으로 원통형이며, 접점은 C1100 구리로 단일 부재형으로 제조된다. 플러그 커넥터(1)와 달리, 접점은 삽입 방향으로부터 볼 때 연속으로 단지 접점 삽입 섹션(200) 및 접점 연결 섹션(202)만을 포함한다. 이 경우, 접점 삽입 섹션(200) 상에서 접점(20)의 내경은 접점 연결 섹션(202) 상에서의 내경과 실질적으로 동일하다. 또한, 접점 삽입 섹션(200)은 마찬가지로 접점 고정 섹션으로서 이용되며, 환형 플랜지, 요컨대 맞댐 섹션(206)을 형성하기 위해, 후방 단부의 외부 표면상에서 반경 방향을 따라서 바깥쪽으로 돌출된다. 접점 삽입 섹션(200)은, 삽입이 신속하고 간단하게 수행되도록, 상응하는 플러그 커넥터(1)의 접점(10)의 외부 곡률부와의 결합을 용이하게 하기 위해, 전방 단부 상에 내부 곡률부(2002)를 갖는다. 접점(20)은 삽입 방향을 따라서 접점 삽입 섹션(200)의 전방 단부상에, 고무로 제조된 탄성 고정 요소(204)를 수용하기 위해, 접점 고정 리세스부(2004)를 갖는다.
도 9에 도시된 것처럼, 정합 커넥터(2)의 내부 하우징(22)은, 실질적으로 원통형인 전체 형태를 가지며 절연 재료, 바람직하게는 절연성 고무(EPDM 및 SR) 또는 플라스틱(PPS)으로 단일 부재형으로 형성되는 절연성 하우징이다. 삽입 방향으로부터 볼 때, 내부 하우징은 연속으로 내부 하우징의 삽입 섹션(220) 및 내부 하우징의 고정 섹션(222)을 포함한다. 내부 하우징의 고정 섹션(222)의 외경은 바람직하게 내부 하우징의 삽입 섹션(220)의 외경보다 더 크다. 바람직하게, 내부 하우징의 삽입 섹션(220)은 마찬가지로 고정 접점으로서 이용된다. 이를 위해, 내부 하우징의 삽입 섹션(220)의 중앙 섹션은 안쪽으로 만곡된 환형 고정 링 섹션(2202)을 갖는다. 내부 하우징의 고정 섹션(222)의 후방 세그먼트는 삽입 방향의 반대 방향으로 향해 있는 단차부들을 포함하며, 이들 단차부는, 내부 하우징(22)이 삽입 방향의 반대 방향으로 이동되지 않도록 하기 위해 외부 하우징(24)의 상응하는 단차부들에 매칭된다.
도 10에 도시된 것처럼, 정합 커넥터(2)의 외부 하우징(24)은 전도성 금속으로, 바람직하게는 니켈 도금된 알루미늄으로 제조되며, 외부 하우징은 실질적으로도 원통형 전체 형태를 갖는다.
외부 하우징(24)은 자신의 후방 단부에, 연결된 고전류 케이블(6)을 전자기 차폐하기 위해, 차폐 요소(146)의 수용을 위한, 안쪽으로 돌출된 차폐 요소 수용 섹션(2406)을 갖는다. 차폐 요소(246)는 금속으로 제조되며, 역삼각형의 형태를 갖는다. 차폐 요소의 외부면은, 케이블이 상대적으로 더 양호하게 전자기 차폐되도록 전도성 연결부를 형성하기 위해 외부 하우징(24)과 접촉한다.
더욱이, 외부 하우징(24)은 자신의 삽입 섹션 상에, 플러그 커넥터(1)의 외부 하우징(14)을 위해 삽입 방향을 따라 전방에서 후방으로 연속해서 각각 잠금 장치(242), 차폐 요소(246) 및 밀봉 요소(248)를 수용하기 위해, 잠금 장치의 수용을 위한 함입부(2402), 차폐 요소 수용 섹션(2406) 및 밀봉 요소 수용 섹션(2408)을 포함한다. 본 발명에서, 잠금 장치(242)는 바람직하게 복수의 잠금 돌출부이고,함입부(2402)는 반경 방향을 따라 외부 하우징(24)을 관통하는 복수의 관통구이며, 차폐 요소 수용 섹션(2406) 내에 수용된 차폐 요소(246)는 환형 스프링 링이다.
더욱이, 밀봉 요소 수용 섹션(2408)의 외부 표면상에는, 탄성 밀봉 요소(50)가 밀봉 요소 수용 섹션(2408) 상에 고정되도록, 마찬가지로 금속으로 제조된 고정 요소(28)와의 나사 연결부를 형성하기 위해, 외부 하우징(24) 상에 나사산이 제공된다.
도 11에는, 케이블(6)이 연결되어 있는, 본 발명에 따른 조립된 정합 커넥터(2)의 사시도가 도시되어 있다. 정합 커넥터(2)와 케이블의 조립 시, 케이블(6)은 나사를 조이기 위한 최종 단계 없이 정합 커넥터(2) 상에 견고하게 고정된다. 그 근거는, 정합 커넥터(2)가 일반적으로 장치 내에 고정되어 있기 때문에, 케이블(6)이 당겨짐으로 인해 발생하는 인장력은 존재하지 않는다. 한 선택적인 해결책에서는, 플러그 커넥터(1)의 외부 하우징(14)의 경우처럼, 정합 커넥터(2)의 외부 하우징(24)의 고정 요소(28)에 볼트 고정 장치가 배치될 수도 있다.
도 12에서는 조립 이후의 정합 커넥터(2) 및 케이블(6)의 단면도가 설명된다. 도 12에서는, 접점(20)이, 접점 고정 리세스부(2004) 내에 수용된 탄성 고정 요소(204)와 맞댐 섹션(206)을 통해 각각 내부 하우징(22)의 내면 상의 단차 섹션(2204) 및 접점 제한면(2206)과 연결되고, 그에 따라 내부 하우징(22)의 적절한 위치에 고정되며, 이때 접점과 내부 하우징 사이의 끼워맞춤으로 인해 접점은 축방향으로 전방 및 후방으로 이동될 수 없음을 알 수 있다. 내부 하우징(22)은 내부 하우징의 제한면(2220)을 통해 외부 하우징(24)의 견부(2410)와 연결되고, 그에 따라 외부 하우징(24)의 주어진 위치에 고정되며, 내부 하우징과 외부 하우징 사이의 끼워맞춤으로 인해 내부 하우징은 축방향으로 후방으로 이동될 수 없다. 또한, 외부 하우징(24)의 차폐 요소 수용 섹션(2406) 내에 수용된 차폐 요소(246)로서, 그 내부 형태가 역삼각형으로서 형성된 환형 스프링이 제공된다. 단면도에서 볼 때, 차폐 요소는 내면 상에 정점의 형태로 형성되고, 차폐 요소의 내경은 케이블(6)의 절연성 외부 층의 외경보다 약간 더 작다는 점을 알 수 있다. 케이블(6)과 접점(20)을 연결할 경우, 이들이 내부 하우징(22) 및 외부 하우징(24) 내로 끼워질 때, 외부 하우징(24)의 차폐 요소 수용 섹션(2406) 내에 수용된 차폐 요소(246)는 삽입 방향을 따라서 케이블(6)을 삽입하는 동안 기울어지며, 차폐 요소의 내면 상의 정점이 케이블(6)의 절연성 외부 층을 뚫고 나가 케이블의 절연성 외부 층 내 EMC 편조선의 층, 요컨대 전자기 차폐층과 접촉한다. 그렇게 하여, 케이블(6)은 상대적으로 더 우수하게 전자기 차폐된다.
도 13 및 14에서는 플러그 커넥터 어셈블리가 설명되며, 여기서는 플러그 커넥터(1)가 정합 커넥터(2) 내로 삽입되어 있다. 정합 커넥터(2)와 플러그 커넥터(1)의 결합 시, 상기 두 커넥터는 처음에 서로를 향해 정렬되어 서로 삽입된다. 정합 커넥터(2)의 외부 하우징(24)은 플러그 커넥터의 외부 하우징(14) 상에서 슬라이딩 요소(16)를 후방으로 밀어내며, 그 안에 있는 스프링은, 정합 커넥터(2)의 외부 하우징(24) 상의 잠금 장치(242)가 플러그 커넥터(1)의 외부 하우징(14) 상에 제공된 그루브(1401) 내로 맞물릴 때까지 압축된다. 특히 도 14에 따른 단면도에서는, 외부 하우징(24)의 함입부(2402) 내에 수용되는, 정합 커넥터(2)의 잠금 장치(242)가 삽입 위치에서 플러그 커넥터(1)의 외부 하우징(14)의 그루브(1401)와 연결되는 점을 알 수 있다. 삽입은, 올바른 삽입 위치에 도달했음을 사용자에게 알리고 사용자가 추가로 힘을 가하지 않도록 하기 위해, "클릭" 소리를 발생시킨다. 그렇게 하여, 플러그 커넥터(1)의 접점(10)과 정합 커넥터(2)의 접점(20)은 어느 정도까지는 삽입 시 너무 강한 힘이 가해질 경우의 손상으로부터 보호된다. 또한, 전류 전송 품질이 저하되는 점을 방지하기 위해, 정해진 인장력 범위 내에서 플러그 커넥터(1)와 정합 커넥터(2)의 분리가 방지될 수 있다.
더욱이, 도 14에 따른 단면도에서는, 플러그 커넥터(1)의 외부 하우징(14)의 후방 단부에 수용된 차폐 요소(146)가 케이블(4)의 외부 절연층을 관통하고, 케이블(4)을 추가로 전자기 차폐하기 위해, 내부에 있는 EMC 편조선의 층, 요컨대 전자기 차폐층과 함께 전도성 연결부를 형성한다. 정합 커넥터(2)의 외부 하우징(24)의 후방 단부에 수용된 차폐 요소(246)는 케이블(6)의 외부 절연층을 관통하고, 케이블(6)을 추가로 전자기 차폐하기 위해, 내부에 있는 EMC 편조선의 층, 요컨대 전자기 차폐층과 함께 전도성 연결부를 형성한다. 또한, 정합 커넥터(2)의 외부 하우징(24) 내에 수용된 차폐 링(250)은 플러그 커넥터(1)의 외부 하우징(14)의 전방 단부와 접촉한다. 차폐 요소(146)가 플러그 커넥터(1)의 금속 외부 하우징(14)과 전도 방식으로 연결되고, 차폐 요소(246)가 정합 커넥터(2)의 금속 외부 하우징(24)과 전도 방식으로 연결되며, 차폐 링(250)이 플러그 커넥터(1)의 금속 외부 하우징(14) 및 정합 커넥터(2)의 금속 외부 하우징(24)과 전도 방식으로 연결됨으로써, 케이블(4 및 6)이 더 우수하게 전자기 차폐되고, 그럼으로써 높은 전류의 전송 시 인쇄회로기판 등과 같이 주변에 존재하는 전자 컴포넌트에 미치는 전자기 영향이 감소한다.
위에서는 본 발명에 따른 플러그 커넥터 및 정합 커넥터로 구성된 플러그 커넥터 어셈블리를는 보다 상세하게 설명하였다. 그러나 상세한 실시예들은 바람직한 실시예들일 뿐, 본 발명의 플러그 커넥터 어셈블리의 구조가 제한되지는 않는다. 본원 분야의 통상의 기술자는 본 발명의 실시예들을 기반으로 플러그 커넥터 및 정합 커넥터의 구체적인 구조를 상응하게 변형할 수 있다. 예컨대 플러그 커넥터 및 정합 커넥터의 내부 하우징, 외부 하우징, 그리고 접점들을 위한 플러그 연결 섹션 또는 고정 섹션의 세부 구조들은, 두 커넥터 간의 끼워맞춤이 상응하는 기능을 보장하는 한 서로 교체될 수 있다.
1: 플러그 커넥터
10: 접점
100: 접점 삽입 섹션
1000: 슬롯
1002: 외부 곡률부
1004: 리세스부
102: 접점 고정 섹션
1020: 고정 리세스부
1022: 케이블 종단면
104: 접점 연결 섹션
106: 맞댐 섹션
108: 접점의 탄성 고정 요소
12: 내부 하우징
120: 내부 하우징의 삽입 섹션
122: 내부 하우징의 고정 섹션
1220: 내부 하우징의 제한면
1222: 차단면
1224: 접점 제한면
1226: 단차 섹션
124: 내부 하우징의 연결 섹션
14: 외부 하우징
1401: 그루브
1402: 제한 돌출부
1404: 잠금 그루브
1406: 차폐 요소 수용 섹션
1408: 밀봉 요소 차폐 섹션
144: 탄성 유지 링
146: 차폐 요소
148: 밀봉 요소
16: 슬라이딩 요소
17: L자형 압축 링
18: 고정 요소
2: 정합 커넥터
20: 접점
200: 접점 삽입 섹션
2002: 내부 곡률부
2004: 고정 리세스부
202: 접점 연결 섹션
204: 탄성 고정 요소
206: 맞댐 섹션
22: 내부 하우징
220: 내부 하우징의 삽입 섹션
2202: 고정 섹션
2204: 단차 섹션
222: 내부 하우징의 고정 섹션
2220: 내부 하우징의 제한면
24: 외부 하우징
2402: 함입부
2406: 차폐 요소 수용 섹션
2408: 밀봉 요소 수용 섹션
242: 잠금 장치
246: 차폐 요소
248: 밀봉 요소
250: 차폐 링
28: 고정 요소
4: 케이블
6: 케이블

Claims (17)

  1. 자신에 연결된 전기 케이블(4)을 정합 커넥터(2)와 전기 전도 방식으로 연결하기 위한 플러그 커넥터(1)로서,
    - 하나 이상의 전기 전도성 접점(10);
    - 상기 접점(10)을 고정하기 위한 고정 섹션(122)을 구비한 절연성 내부 하우징(12); 및
    - 상기 내부 하우징(12)을 고정하기 위한 고정 섹션을 구비한 전도성 외부 하우징(14);을 포함하는 플러그 커넥터에 있어서,
    플러그 커넥터(1)는 그 밖에도, 전도성 외부 하우징(14)과 전기적으로 연결된 제1 차폐 요소(146)를 포함하고, 상기 제1 차폐 요소는 플러그 커넥터를 통해 연결된 케이블(4)의 절연성 외부 층을 관통할 수 있으며, 케이블(4)을 위한 추가 전자기 차폐 기능을 제공하기 위해 케이블(4)의 절연성 외부 층 내에서 전자기 차폐층과의 전기 접점을 형성하는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  2. 제1항에 있어서, 제1 차폐 요소(146)는 역삼각형의 형태로 형성되며, 상기 역삼각형의 한 변은 전도성 외부 하우징(14)과 전도성으로 접촉하는 한편, 하부 정점은 케이블(4)의 전자기 차폐층과 전기적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  3. 제1항에 있어서, 제1 차폐 요소(146)는 금속, 특히 구리, 강, 알루미늄 또는 황동으로 제조되거나, 상기 재료 중 적어도 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 금속은 그 표면이 무전해 니켈 도금된 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  5. 제1항에 있어서, 플러그 커넥터(1)는 전도성 외부 하우징(14) 내에 수용된 제2 차폐 요소(250)를 포함하며, 상기 제2 차폐 요소는, 케이블(4)을 위한 추가 전자기 차폐 기능을 제공하기 위해, 플러그 커넥터(1)의 전도성 외부 하우징(14); 및 플러그 커넥터(1)와 연결된 정합 커넥터(2)의 전도성 외부 하우징;과 전기적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 차폐 요소는 플러그 커넥터(1)의 전도성 외부 하우징(14); 및 정합 커넥터(2)의 전도성 외부 하우징(24);과 둘레 접촉되는 환형 스프링 링인 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  7. 제5항에 있어서, 제1 차폐 요소(146) 및/또는 제2 차폐 요소(250)는 원형 스프링, 삼각형 스프링, 또는 겹판 스프링이고, 그리고/또는 상기 제1 차폐 요소 및/또는 상기 제2 차폐 요소는 브러시 접점을 갖는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 제2 차폐 요소(250)는 스테인리스 금속, 특히 구리, 강, 알루미늄 또는 황동으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  9. 제1항에 있어서, 플러그 커넥터(1)는, 수밀 밀봉을 제공하기 위해, 전도성 외부 하우징(14) 내에 수용되어 케이블(4)의 외부 절연층과 맞물리는 절연성 밀봉 요소(148)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  10. 제9항에 있어서, 플러그 커넥터(1)는, 플러그 커넥터(1)의 고정 요소(18)와 전도성 외부 하우징(14) 간의 연결을 통해 추력을 동시에 밀봉 요소로 전달하기 위해 L자형 압축 요소(17)를 포함하며, 그럼으로써 밀봉 요소(148)가 반경 방향으로 확장을 발생시켜 케이블(4)과의 견고한 밀봉 끼워맞춤을 형성하는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  11. 제1항에 있어서, 전도성 외부 하우징(14)은 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  12. 제11항에 있어서, 금속은 무전해 아연 도금된 알루미늄 원소인 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터(1).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 플러그 커넥터(1) 및 이 플러그 커넥터(1)와 결합된 정합 커넥터(2)를 포함하는 플러그 커넥터 어셈블리로서, 정합 커넥터(2)는,
    - 전도성 접점(20);
    - 상기 접점(20)을 고정하기 위한 고정 섹션(222)을 가진 절연성 내부 하우징(22); 및
    - 상기 내부 하우징(22)을 고정하기 위한 고정 섹션을 가진 전도성 외부 하우징(24);을 포함하는, 플러그 커넥터 어셈블리에 있어서,
    정합 커넥터(2)는 그 밖에도, 전도성 외부 하우징(24)과 전도 방식으로 연결된 제3 차폐 요소(246)를 포함하고, 상기 제3 차폐 요소는 정합 커넥터(2)와 연결된 케이블(6)의 절연성 외부 층을 관통할 수 있으며, 케이블(6)을 위한 추가 전자기 차폐 기능을 제공하기 위해, 케이블(6)의 절연성 외부 층 내에서 전자기 차폐층과의 전기 접점을 형성하는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서, 제3 차폐 요소(246)는 역삼각형의 형태로 형성되고, 상기 역삼각형의 윗변은 정합 커넥터(2)의 전도성 외부 하우징(24)과 전도성으로 접촉하는 한편, 하부 정점은 케이블(4)의 전자기 차폐층과 전기적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서, 제1 차폐 요소(146), 제2 차폐 요소(250) 및 제3 차폐 요소(246)는 각각, 플러그 커넥터(1)에 의해 연결된 케이블(4), 정합 커넥터(2)와 연결된 케이블(6) 및 플러그 커넥터 어셈블리에 완전한 전자기 차폐를 제공하기 위해, 플러그 커넥터(1)의 외부 하우징(14) 및 정합 커넥터(2)의 외부 하우징(24)과의 전기 접점을 형성하는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터 어셈블리.
  16. 제14항에 있어서, 제3 차폐 요소(246)는 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서, 제3 차폐 요소(246)는 스테인리스 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터 어셈블리.
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