KR100632301B1 - 자동차용 배터리 단자 구조 - Google Patents

자동차용 배터리 단자 구조 Download PDF

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battery terminal
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차옥근
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Abstract

본 발명은, 배터리 단자와 배터리 케이블의 선단부 중 어느 하나에 마련되는 커넥터와, 배터리 단자와 배터리 케이블의 선단부 중 다른 하나에 마련되고 상기 커넥터와 탈착 가능하게 결합되는 리셉터클을 포함하여 구성되고, 이때 상기 커넥터와 리셉터클 중 어느 하나에는 칼라(collar)가 형성되고, 다른 하나에는 일측이 개방된 슬릿을 포함하는 레버가 구비되며, 상기 레버 회동 시 칼라는 상기 슬릿을 따라 이동되어 커넥터와 리셉터클을 결합시키게 되는 바, 배터리 단자와 배터리 케이블 결합 시 발생되는 배터리 단자의 손상을 방지할 수 있는 자동차용 배터리 단자 구조를 제공한다.
배터리, 커넥터, 리셉터클, 레버, 배터리 단자, 배터리 케이블

Description

자동차용 배터리 단자 구조{Battery terminal structure for vehicle}
도 1은 종래기술에 의한 자동차용 배터리 단자 구조를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 자동차용 배터리 단자 구조를 도시하는 사시도.
도 3a는 커넥터가 마련된 자동차용 배터리를 도시하는 사시도.
도 3b는 도 3a의 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 3c는 상기 도 3b 중 다른 실시예의 일측에 형성된 커넥터를 도시하는 사시도.
도 4a는 본 발명에 의한 자동차용 배터리 케이블에 장착되는 리셉터클을 도시하는 사시도.
도 4b는 상기 도 4a의 분해사시도.
도 4c와 도 4d는 상기 리셉터클 내부에 구비되는 접속단자를 도시하는 사시도.
도 5a 내지 도 5c는 상기 커넥터와 리셉터클의 결합과정을 도시하는 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 배터리 터미널 110 : 커넥터
120 : 리셉터클 130 : 레버
140 : 패킹 150 : 접속단자
B : 배터리 C : 배터리 케이블
T1, T2 : 배터리 단자
본 발명은 자동차용 배터리 단자 구조에 관한 것으로, 구체적으로는 배터리 단자와의 결속력이 우수하고 과다한 토크에 의해 배터리 단자 및 터미널이 손상되는 것을 방지할 수 있는 자동차용 배터리 단자 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 엔진룸 내부에는 전장 부품의 동작을 위한 전원공급원인 배터리가 설치되어 있다. 배터리는 엔진룸 내부에서 브래킷 등에 의해 고정 설치되고, 전장 부품들과 각종 케이블에 의해 연결된다.
도 1은 종래기술에 의한 자동차용 배터리 터미널의 사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이 종래기술에 의한 자동차용 배터리 터미널(10)은 배터리 단자(미도시)와 결착되는 접속부(20)과, 상기 접속부(20)의 일측에 설치되어 배터리의 전원을 차량 내의 전기장치로 연결하는 케이블 결착부(40)를 포함하여 구성된다.
상기 접속부(20)는 배터리 단자를 내부에 수용할 수 있도록 그 내측 중앙에 원형의 공간(24)이 형성되고 상기 공간(24)의 일측에는 개구(26)가 형성되며 상부와 하부로 일정 간격 이격된 이중 구조의 본체(22)와, 상기 개구(26)의 방향으로 일정길이 연장되고 그 측방향으로 고정볼트(60)가 결합될 수 있도록 결착홈(28)이 형성된 조임구(32)를 포함한다.
여기서 상기 조임구(32)는 상기 원형 공간(24)의 수직축을 중심으로 일정간격 이격된 제 1 조임구(34)와 제 2 조임구(36)로 구성되고, 상기 각 조임구(34, 36)의 상단 및 하단에는 내측으로 일정 길이 절곡된 플랜지(38a)가 형성된다. 또한, 상기 본체(22)의 상단 및 하단에는 외측으로 일정 길이 절곡된 플랜지(38b)가 형성되며, 이때 본체(22)의 플랜지(38b)는 상기 조임구(32)의 플랜지(38a)와 일체로 형성된다.
한편, 상기 케이블 결착부(40)는 케이블 단자(42)와, 상기 본체(22)의 상단 및 하단에 형성된 각 플랜지(38b)로부터 각각 연장되는 제 1 연결부재(44)와, 상기 제 1 연결부재(44)로부터 연장되고 내측이 상기 케이블 단자(42)를 감싸는 형태로 형성된 제 2 연결부재(46)로 구성된다. 이때, 상기 제 2 연결부재(46)의 상면에는 볼트(48)가 상향 돌출되고, 케이블(70)의 일단부에는 소정의 관통공(72)이 형성된 결속단자(74)가 구비되며, 상기 관통공(72)을 통해 상기 볼트(48)가 관통되어 너트(76)로 고정됨으로써 배터리 단자, 배터리 터미널(10) 및 케이블(70)이 연결된다.
그러나 상기와 같은 구성의 종래기술에 의한 자동차용 배터리 터미널(10)은 고정볼트(60)가 결합되는 결착홈(28)이 측방향으로 형성되어 있으므로 터미널의 측방향으로 고정볼트(60)가 체결된다. 따라서 배터리 단자에 터미널 장착 시 공구의 간섭이 발생되고, 특히 배터리의 (+)단자에 터미널 장착 시 차체에 공구가 접촉하는 경우 단락이 발생하는 위험이 있다. 또한, 접속부가 한 쌍으로 구비되므로 구조가 복잡하고 이에 따라 배터리 단자와의 탈착이 용이하지 못하며, 터미널 장착 시 발생되는 과다한 토크에 의해 배터리 단자 및 터미널이 손상될 수 있다.
따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 배터리 단자와 배터리 케이블에 커넥터와 리셉터클을 각각 구비하여 배터리 단자와 배터리 케이블 결합 시 발생되는 배터리 단자의 손상을 방지할 수 있는 자동차용 배터리 단자 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 배터리 단자와 배터리 케이블에 커넥터와 리셉터클을 각각 구비함으로써 배터리 단자와 배터리 케이블의 탈착이 용이하고, 그 결합 시 발생되는 단락을 방지할 수 있는 자동차용 배터리 단자 구조를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동차용 배터리 단자 구조의 구성요소는 배터리 단자와 배터리 케이블의 선단부 중 어느 하나에 마련되는 커넥터와, 배터리 단자와 배터리 케이블의 선단부 중 다른 하나에 마련되고 상기 커넥터와 탈착 가능하게 결합되는 리셉터클을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 커넥터와 리셉터클 중 어느 하나에는 칼라(collar)가 형성되고, 다른 하나에는 일측이 개방된 슬릿을 포함하는 레버가 구비되며, 상기 레버 회동 시 칼라는 상기 슬릿을 따라 이동되어 커넥터와 리셉터클을 결합시키게 된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 자동차용 배터리 단자 구조를 도시하는 사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 배터리 단자 구조의 배터리 터미널(100)은, 배터리 단자에 마련되는 커넥터(110)와, 배터리 케이블의 선단부에 마련되고 상기 커넥터(110)와 탈착 가능하게 결합되는 리셉터클(120)로 이루어진다. 또한, 상기 리셉터클(120)에는 상기 커넥터(110)와 리셉터클(120)을 결합 및 분리시키기 위한 레버(130)가 구비된다.
상기 커넥터(110)와 리셉터클(120) 중에서 배터리 단자에 마련되는 커넥터(110)에 대해 먼저 설명하도록 한다.
도 3a는 커넥터가 마련된 자동차용 배터리를 도시하는 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 다른 실시예를 도시하는 사시도이며, 도 3c는 상기 도 3b 중 다른 실시예의 일측에 형성된 커넥터를 도시하는 사시도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 배터리 단자 구조의 구성요소 중 커넥터(110)가 마련된 자동차용 배터리(B)는 그 양측에 한 쌍의 배터리 단자(T1, T2), 즉 +/-단자가 마련된다. 그리고 상기 배터리 단자(T1, T2)의 둘레에는 배터리 단자(T1, T2)를 감싸도록 형성되는 커넥터(110)가 위치된다.
여기서 상기 배터리 단자(T1, T2)는 종래의 배터리 단자와 달리 판재형상으로 형성된다. 즉, 상기 배터리 단자(T1, T2)는 소정의 두께를 가지며 일방향으로 길게 형성된 판재형상으로 형성된다. 이때, 상기 판재형상의 배터리 단자(T1, T2)는 그 하단부가 자동차용 배터리(B)의 내부에 마련된 스트랩(미도시)과 연결되는데, 상기 스트랩은 자동차용 배터리(B) 내부에 마련된 복수의 극판(미도시)과 연결되므로 극판에서 발생된 전기는 스트랩을 통해 상기 배터리 단자(T1, T2)로 전달된 다.
상기 한 쌍의 배터리 단자(T1, T2)는 도 3a에 도시된 것처럼 자동차용 배터리(B)의 상면에 형성되어 상방향으로 돌출 형성될 수 있으며, 도 3b와 같이 한 쌍의 배터리 단자(T1, T2) 중 어느 하나(T1)는 자동차용 배터리(B)의 상면에 형성되어 상방향으로 돌출 형성되고 다른 하나(T2)는 자동차용 배터리(B)의 측면에 형성되어 측방향으로 돌출 형성될 수 있다. 이 중, 후자와 같이 한 쌍의 배터리 단자(T1, T2)가 서로 다른 방향으로 돌출 형성된 경우, 상기 한 쌍의 배터리 단자(T1, T2)에 각각 연결되는 한 쌍의 배터리 케이블을 서로 다른 방향에서 연결시킬 수 있으므로 배터리 케이블의 와이어링 위치를 자유롭게 변경시킬 수 있다.
한편, 도 3c에 도시된 커넥터(110)는 자동차용 배터리(도 3b의 B)의 측면에 형성되어 측방향으로 돌출 형성된 배터리 단자(도 3b의 T2)를 보호하기 위한 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 자동차용 배터리(B)의 양측방향으로 길게 형성된 배터리 단자(T2)의 둘레를 감싸도록 형성된다.
상기 커넥터(110)의 형상을 좀 더 자세히 살펴보면, 그 평면 형상은 배터리 단자(T2)의 길이방향으로 길게 연장된 장공형상이고, 상기 배터리 단자(T2)의 돌출 높이보다 더 높게 형성된다. 또한, 상기 커넥터(110)의 좌우측면, 즉 만곡된 형상의 측면에는 그 외부로 돌출되게 형성되는 한 쌍의 칼라(collar, 112)가 구비되는데, 상기 칼라(112)는 후술할 리셉터클(도 4a의 120)의 제 1 슬릿(도 4a의 100)과 레버(도 4a의 130)의 제 2 슬릿(도 4a의 100)에 삽입되어 레버(130) 회동 시 제 1 슬릿(100)을 따라 이동하며 커넥터(110)와 리셉터클(120)을 결합시킨다. 또한, 상 기 커넥터(110)의 상하면에는 좌우로 소정 간격 이격된 한 쌍의 가이드(114)가 각각 형성되고, 상기 한 쌍의 가이드(114) 사이에는 걸림턱(116)이 형성된다. 이때, 상기 가이드(114)는 상기 커넥터(110)에 결합되는 리셉터클(120)의 결합방향을 안내하기 위한 것이고, 상기 걸림턱(116)은 후술할 리셉터클(120)의 걸림홈(도 4a의 100)과 결합하여 리셉터클(120)이 커넥터(110)로부터 임의로 분리되는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기와 같은 형상으로 이루어진 커넥터(110)는 사출성형의 방식으로 제작되고, 그 재질은 합성수지이다. 또한, 상기 커넥터(110)는 자동차용 배터리(B)의 하우징에 초음파 융착 방식으로 결합되어 자동차용 배터리(B)의 하우징과 커넥터(110) 사이로 수분 및 이물질 등이 인입되는 것을 방지한다.
도 4a는 본 발명에 의한 자동차용 배터리 케이블에 장착되는 리셉터클을 도시하는 사시도이고, 도 4b는 상기 도 4a의 분해사시도이며, 도 4c와 도 4d는 상기 리셉터클 내부에 구비되는 접속단자를 도시하는 사시도이다.
도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 배터리 케이블의 선단부에 마련되고 커넥터(도 3c의 110)와 탈착 가능하게 결합되는 리셉터클(120)은 그 외부에 커넥터(110)와 리셉터클(120)을 결합시키기 위한 레버(130)가 구비된다. 또한, 상기 리셉터클(120)의 내부에는 결합된 상태의 상기 커넥터(110)와 리셉터클(120) 사이로 수분 및 이물질 등이 인입되는 것을 방지하기 위한 패킹(140)이 구비된다.
상기 리셉터클(120)은 일측이 개방되고 그 내부에 상기 커넥터(110)의 일부가 삽입될 수 있도록 소정의 공간(122)이 마련된다. 또한, 상기 리셉터클(120)의 내벽면 중 커넥터(110)의 가이드(도 3c의 114) 및 걸림턱(도 3c의 116)과 대응되는 내벽면에는 가이드 홈(124)과 걸림홈(126)가 각각 마련된다. 따라서, 상기 커넥터(110)와 리셉터클(120) 결합 시 상기 가이드(114)가 가이드 홈(124)에 삽입되어 결합방향을 안내하고, 상기 걸림턱(116)과 걸림홈(126)의 결합에 의해 결합된 상태의 커넥터(110)와 리셉터클(120)이 임의로 분리되는 것을 방지한다.
또한, 상기 리셉터클(120)의 내부 공간(122)에는 상술한 바와 같이 커넥터(110)와 리셉터클(120) 사이로 수분 및 이물질 등이 인입되는 것을 방지하기 위한 패킹(140)이 구비되는데, 상기 리셉터클(120)과 그 내부 공간(122) 및 패킹(140)의 단면형상은 상기 커넥터(110)의 단면 형상과 동일한 장공형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 장공형상으로 형성된 리셉터클(120)의 길이방향 양측면에는 커넥터(110)의 결합방향으로 길게 형성된 제 1 슬롯(128)이 마련되는데, 상기 제 1 슬롯(128)은 상기 리셉터클(120)의 개구부 측으로 개방되게 형성된다. 상기 리셉터클의 양측면에는 상기 제 1 슬롯(128)의 후방에 외부로 돌출되는 힌지(129)가 각각 형성된다. 이때, 상기 제 1 슬롯(128)은 커넥터(110)와 리셉터클(120) 결합 시 커넥터(110)의 칼라(도 3c의 112)를 안내하기 위한 것이다.
상기 리셉터클(120)에 결합되는 레버(130)는 'ㄷ'자 형상으로 양측에는 일방향으로 연장된 연장부재(132)가 형성된다. 상기 연장부재(132)의 단부에는 관통공(134)이 형성되는 바, 상기 리셉터클(120)에 결합 시 상기 관통공(134)이 힌지(129)에 삽입되도록 결합된다. 즉, 상기 레버(130)는 상기 리셉터클(120)에 회동 가능하게 결합된다.
여기서 상기 레버(130)의 연장부재(132)에는 연장부재(132)의 길이방향으로 제 2 슬롯(136)이 형성되는데, 상기 제 2 슬롯(136)은 연장부재(132)의 선단부 측, 즉, 상기 제 1 슬롯(128)과 동일한 방향으로 개방되게 형성된다. 따라서, 상기 제 1 슬롯(128)의 개구부에 삽입된 커넥터(110)의 칼라(112)는 상기 제 2 슬롯(136)의 개구부에도 삽입되고, 상기와 같은 상태에서 상기 레버(130)를 회동시키면 상기 칼라(112)는 제 2 슬롯(136)에 의해 제 1 슬롯(128)을 따라 제 1 슬롯(128)의 내측으로 이동하게 되며 커넥터(110)와 리셉터클(120)을 결합시키게 된다. 이때, 상기 걸림턱(116)과 걸림홈(126) 또한 결합되어 커넥터(110)와 리셉터클(120)을 더욱 확실하게 결합시킨다.
한편, 상기 커넥터(110)와 리셉터클(120)이 결합된 상태에서 상기 레버(130)를 반대방향으로 회동시키면 상기 칼라(112)는 제 2 슬롯(136)에 의해 제 1 슬롯(128)을 따라 제 1 슬롯(128)의 개구부로 이동하게 되어 커넥터(110)와 리셉터클(120)을 분리시키게 된다. 이때, 상기 걸림턱(116)과 걸림홈(126)는 상기 레버(130)의 회전력에 의해 먼저 분리되고, 그 후 상기 커넥터(110)와 리셉터클(120)이 분리된다.
상기 리셉터클(120)의 내부에는 커넥터(110)의 배터리 단자(도 3c의 T2)와 결합되는 접속단자(150)가 구비되는데, 상기 접속단자(150)는 배터리 케이블(C)의 선단부에 마련되어 자동차용 배터리(B)의 전기를 차량으로 공급하는 제 1 접속단자(152)와, 상기 제 1 접속단자(152)의 내부에 구비되고 그 내부에 배터리 단자(T2) 가 삽입되는 제 2 접속단자(154)로 구성된다. 이때, 상기 제 2 접속단자(154)는 제 1 접속단자(152)와 전기적으로 연통되고, 배터리 단자(T2)가 삽입되는 내벽면에는 배터리 단자(T2)와 좀 더 밀착되도록 복수의 엠보싱(156)이 돌출 형성된다. 또한, 상기 배터리 케이블(C)과 제 1 접속단자(152)의 접촉부위에는 수분 및 이물질 등의 인입을 방지하기 위한 커버(158)가 접촉부위를 감싸도록 마련된다.
도 5a 내지 도 5c는 상기 커넥터와 리셉터클의 결합과정을 도시하는 도면이다.
도 5a는 커넥터(110)의 일부가 리셉터클(120)에 삽입된 상태로 커넥터(110)와 리셉터클(120)이 완전히 결합되기 전 상태이다. 이와 같이 상기 커넥터(110)의 일부가 리셉터클(120)에 삽입된 상태에서는 커넥터(110)의 칼라(112)가 상기 리셉터클(120)의 제 1 슬롯(128)과 레버(130)의 제 2 슬롯(136) 개구부에 동시에 삽입된다.
상기 상태에서 도 5b와 같이 상기 레버(130)를 시계방향으로 회동시키면 상기 칼라(112)는 제 2 슬롯(136)에 의해 제 1 슬롯(128)을 따라 이동하게 된다. 즉, 상기 제 1 슬롯(128)의 내측으로 이동하게 된다.
도 5c 도시된 바와 같이 상기 레버(130)를 시계방향으로 더 회동시키면 상기 칼라(112)는 상기 제 1 슬롯(128)의 내측으로 완전히 이동되어 커넥터(110)와 리셉터클(120)을 결합시키게 된다. 이때, 도면에 도시되지 않은 걸림턱과 걸림홈 또한 결합되어 커넥터(110)와 리셉터클(120)을 더욱 확실하게 결합시킨다.
반면, 상기 커넥터(110)와 리셉터클(120)이 결합된 상태에서 상기 레버(130) 를 반대방향으로 회동시키면 상기 칼라(112)는 제 2 슬롯(136)에 의해 제 1 슬롯(128)을 따라 제 1 슬롯(128)의 개구부로 이동하게 되어 커넥터(110)와 리셉터클(120)을 분리시키게 된다. 이때, 도면에 도시되지 않은 걸림턱과 걸림홈는 상기 레버(130)의 회전력에 의해 먼저 분리되고, 그 후 상기 커넥터(110)와 리셉터클(120)이 분리된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 배터리 단자 구조의 구성 및 결합과정을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의한 자동차용 배터리 단자 구조는, 배터리 단자와 배터리 케이블에 커넥터와 리셉터클을 각각 구비하여 배터리 단자와 배터리 케이블 결합 시 발생되는 배터리 단자의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 커넥터와 리셉터클은 레버에 의해 탈착 가능하게 결합되므로 별도의 공구를 사용하지 않고도 결합 및 분리가 용이하다.
뿐만 아니라, 커넥터와 리셉터클은 합성수지재로 제작되어 그 결합 시 발생되는 단락을 방지할 수 있으며, 각각의 색상을 달리하여 제작할 경우 배터리 케이블 결속 시 (+)단자와 (-)단자를 혼동할 우려가 적다.

Claims (6)

  1. 자동차용 배터리 단자 구조에 있어서,
    배터리 단자와 배터리 케이블의 선단부 중 어느 하나에 마련되는 커넥터와;
    배터리 단자와 배터리 케이블의 선단부 중 다른 하나에 마련되고 상기 커넥터와 탈착 가능하게 결합되는 리셉터클;
    을 포함하여 구성되어지되, 상기 커넥터와 리셉터클 중 어느 하나에는 칼라(collar)가 형성되고, 다른 하나에는 일측이 개방된 슬릿을 포함하는 레버가 구비되며, 상기 레버 회동 시 칼라는 상기 슬릿을 따라 이동되어 커넥터와 리셉터클을 결합시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 단자 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 커넥터에는 레버가 구비되고, 상기 리셉터클에는 칼라가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 단자 구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 커넥터의 외벽면과 상기 리셉터클의 내벽면에는 걸림턱과 걸림홈가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 단자 구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 리셉터클의 내부에는 패킹이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 단자 구조.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 리셉터클은, 배터리 케이블의 선단부에 마련되는 제 1 접속단자와, 상기 제 1 접속단자의 내부에 구비되는 제 2 접속단자로 구성되며, 상기 커넥터와 리셉터클 결합 시 상기 제 2 접속단자 내부에 상기 배터리 단자가 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 단자 구조.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 2 접속단자의 내벽면에는 복수의 엠보싱이 돌출되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 단자 구조.
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