KR101433549B1 - 인라인 퓨즈형 커넥터 - Google Patents

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아론 제임스 드 샤잘
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Abstract

인라인 퓨즈형 커넥터(102)는, 외측 하우징(106) 및 외측 하우징 내에 배치된 퓨즈 부조립체(210)를 포함한다. 퓨즈 부조립체(210)는, 배전 모듈의 제1 도전체와 맞물리도록 구성된 정합 단자(206), 및 전자 디바이스와 전기적으로 결합하는 퓨즈형 컨덕터에 결합된 내측 단자를 포함한다. 정합 단자(206)와 내측 단자는, 정합 단자(206)와 내측 단자를 전기적으로 결합하기 위한 퓨즈(212)를 수용하도록 성형된다. 배전 모듈에 의해 공급되는 전류는, 하우징(106)의 정면 단부(108) 내의 개구부(200)를 통해 퓨즈 부조립체가 퓨즈(212)를 수용하고 퓨즈 부조립체(210)의 정합 단자(206)가 배전 모듈의 제1 도전체와 정합되는 경우, 퓨즈 부조립체(210)를 통해 전달된다. 퓨즈(212)는 정면 단부를 통해 퓨즈 부조립체(210)로부터 탈착가능하다.

Description

인라인 퓨즈형 커넥터{IN-LINE FUSED CONNECTOR}
본 발명은 고 전압 응용 분야에서 사용하기 위한 커넥터 조립체 등의 커넥터 조립체에 관한 것이다.
연료 비용이 증가하고 환경 오염을 줄이고자 하는 노력이 증가함에 따라, 자동차 산업은 전기 자동차 및 하이브리드 전기 자동차((HEV))를 지향하게 되었다. 이러한 자동차들의 한 가지 설계 양태는 고 동작 전압에 대한 고려 사항이다. 결국, 자동차의 특정한 부품들은 고 전압을 수용하도록 설계되어야 한다. 이러한 자동차들의 전자 디바이스는, 커넥터를 비롯하여 고 전압에서 동작하며 고 전압 경로를 필요로 하는 부품들을 포함한다. 예를 들어, 알려져 있는 일부 전기 자동차 조립체들은, 최대 600볼트를 사용하여 동작하는 에어컨 컴프레서, 보조 히터 등의 전자 부하를 포함한다.
고 전압을 사용하는 커넥터 응용 분야에서는, 사용자에게 안전을 제공하고 다른 조립체 부품들 및 커넥터 자체에 대한 손상을 방지하기 위해 특별한 요건들이 존재한다. 예를 들어, 커넥터가 활성 고 전압 전력 하에서 정합 해제되면, 고 전압 커넥터의 정합 컨덕터들이 분리되는 순간에, 고 전압 전력으로 인해 커넥터가 심각하게 손상될 수 있다. 결국, 일부 응용 분야에서는, 고 전압 인터록(high-voltage interlock; HVIL) 회로를 사용하여 커넥터 및 기타 조립체 부품을 고 전압 전력으로 인한 손상으로부터 보호한다. HVIL 회로는, 고 전압 컨덕터들의 정합과 정합 해제시 고 전압 전력이 활성으로 되지 않도록 고 전압 전력을 제어한다. HVIL 회로를 갖는 커넥터 조립체에서, 고 전압 컨덕터들의 정합 및 정합 해제와 HVIL 컨택트들의 정합 및 정합 해제의 시퀀스는, 사용자들이 다치거나 부품들이 손상되는 것을 방지하도록 제어된다. 예를 들어, HVIL 회로는, HVIL 컨택트들이 정합되고 이에 따라 고 전압 전력을 활성화하기 전에 고 전압 컨덕터들이 정합되는 것을 보장하고, 고 전압 컨덕터들이 정합 해제되기 전에 (바람직하게는 지연 후에) 고 전압 전력을 비활성화하는 HVIL 컨택트들이 정합 해제되는 것을 보장할 수 있다.
다른 배치 옵션이 없기 때문에, 알려져 있는 일부 고 전압 시스템에서는 배전 모듈 내에 퓨즈를 제공한다. 배전 모듈은 전자 디바이스에 전류를 공급하는 배터리 등의 전원을 포함한다. 퓨즈를 배전 모듈 내에 배치하거나 교체하려면, 통상적으로 덮개를 열어 배전 모듈 내의 하나 이상의 부품들을 분리해야 한다. 예를 들어, 배전 모듈 내에서 퓨즈에 쉽게 액세스하지 못할 수 있다.
해결책은 본 명세서에서 설명하는 바와 같은 인라인 퓨즈형 커넥터를 제공하는 것이다. 커넥터는 정면 단부와 퓨즈 부조립체를 구비하는 외측 하우징을 포함한다. 퓨즈 부조립체는 외측 하우징에 배치된다. 퓨즈 부조립체는, 배전 모듈의 제1 도전체와 맞물리도록 구성된 정합 단자, 및 전자 디바이스에 전기적으로 결합되도록 구성된 퓨즈형 컨덕터에 결합되도록 구성된 퓨즈형 도전체에 결합된 내측 단자를 포함한다. 정합 단자와 내측 단자는, 정합 단자와 내측 단자를 전기적으로 결합하기 위한 퓨즈를 수용하도록 성형된다. 배전 모듈에 의해 공급되는 전류는, 하우징의 정면 단부 내의 개구부를 통해 퓨즈 부조립체가 퓨즈를 수용하고 퓨즈 부조립체의 정합 단자가 배전 모듈의 제1 도전체와 정합되면, 퓨즈 부조립체를 통해 전달된다. 퓨즈는 정면 단부를 통해 퓨즈 부조립체로부터 탈착가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 예를 들어 설명한다.
도 1은 정합 해제된 커넥터 조립체의 일 실시예의 사시도.
도 2는 인라인 퓨즈형 커넥터의 일 실시예의 정면 사시도.
도 3은 정합 커넥터 조립체에 의해 형성되는 전원 공급 회로 및 인터록 회로의 일 실시예의 회로도.
도 4는 도 2에 도시한 퓨즈 부조립체의 일 실시예의 사시도. 도 5는 도 4에 도시한 퓨즈 부조립체의 분해도.
도 6은 도 1에 도시한 컨덕터 및 도 2에 도시한 퓨즈 부조립체의 일 실시예의 사시도.
도 7은 일 실시예에 따른 내측 하우징 부조립체의 분해도.
도 8은 도 1에 도시한 커넥터의 일 실시예의 분해도.
도 1은 정합 해제된 커넥터 조립체(100)의 일 실시예의 사시도이다. 커넥터 조립체(100)는 일 실시예에서 고 전압 커넥터 조립체이다. 예를 들어, 커넥터 조립체(100)는 42볼트 이상의 전압, 600볼트 이상의 전압, 또는 그 이상의 전압에서 전력 또는 전류를 전달할 수 있다. 커넥터 조립체(100)는 자동차의 두 개 이상의 전자 디바이스나 모듈 간에 전류를 전달하도록 자동차 등의 차량과 관련하여 사용될 수 있다.
커넥터 조립체(100)는 인라인 퓨즈형 커넥터(102) 및 헤더 부조립체(104)를 포함한다. 인라인 퓨즈형 커넥터(102) 및 헤더 부조립체(104)는 이들 간에 비교적 고 전압의 전력을 전달하도록 정합된다. 헤더 부조립체(104)는, 예를 들어, 전류를 하나 이상의 전자 디바이스에 공급하는 전원을 포함하거나 전원으로서 기능하는 자동차 내의 디바이스의 외면에 장착됨으로써, 배전 모듈의 일부일 수 있다. 인라인 퓨즈형 커넥터(102)는, 전자 디바이스들 중 하나 이상과 전기적으로 결합되며, 헤더 부조립체(104)와 정합되어 전자 디바이스를 배전 모듈과 결합한다.
인라인 퓨즈형 커넥터(102)는, 커넥터(102)가 헤더 부조립체(104)와 정합하여 헤더 부조립체(104)로부터 커넥터(102)에 결합된 전자 디바이스로 커넥터(102)를 통해 연장되는 퓨즈형 도전성 경로 또는 퓨즈를 갖는 도전성 경로를 확립하기 때문에, "인 라인"이라 칭한다. 전자 디바이스는, 배전 모듈에 의해 공급되며 정합된 커넥터 조립체(100)에 의해 전달되는 전류를 수신하며 이러한 전류에 의해 통전된다. 예를 들어, 전자 디바이스는 에어컨 유닛, 가열 유닛, 및 자동차 내에 배치된 기타 디바이스를 포함할 수 있다.
예시한 실시예에서, 커넥터(102)는 정면 단부(108)와 반대층 배면 단부(110) 사이에서 길이 방향으로 연장되는 외측 하우징(106)을 포함한다. 정면 단부(108)는 헤더 부조립체(104)와 맞물리며 정합한다. 예시한 실시예에서는, 여러 개의 케이블(112)이 외측 하우징(106)의 배면 단부(110)를 통해 연장된다. 케이블들(112)은 절연성 자켓(116) 내에 밀봉된 컨덕터들(114, 124)을 포함한다. 컨덕터들(114, 124)은 하나 이상의 전자 디바이스에 전기적으로 결합된다. 컨덕터(114)는 퓨즈형 컨덕터(114)가 퓨즈에 전기적으로 결합되기 때문에 퓨즈형 컨덕터(114)라 칭할 수 있다. 컨덕터(124)는, 일 실시예에서 컨덕터(124)가 퓨즈에 전기적으로 결합되지 않기 때문에 피드스루(feed through) 또는 언퓨즈형(unfused) 컨덕터라 칭할 수 있다.
헤더 부조립체(104)는, 헤더 부조립체(104)가 장착되는 배전 모듈의 여러 개의 도전체를 둘러싸는 슈라우드(shroud)를 형성한다. 도전체들은 인터록 컨덕터들(118)과 제1 및 제2 전원 공급 도전체(120)를 포함한다. 후술하는 바와 같이, 인터록 컨덕터들(118)은 커넥터(102)의 단자들과 정합하여 인터록 회로를 폐쇄하고, 전원 공급 도전체(120)는 커넥터의 다른 단자와 정합하여 전원 공급 회로를 폐쇄한다. 인터록 회로는 전원 공급 회로를 통해 언제 전류를 공급할지를 제어한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 헤더 부조립체(104)가 장착되는 배전 모듈은 인터록 회로가 폐쇄될 때에만 전원 공급 회로를 통해 전류를 전달한다.
도 2는 인라인 퓨즈형 커넥터(102)의 일 실시예의 정면 사시도이다. 커넥터(102)의 외측 하우징(106)의 정면 단부(108)는 정합 개구부(200)를 프레임화한다. 헤더 부조립체(104)(도 1에 도시함)의 도전체는 외측 하우징(106)의 정합 개구부(200)를 통해 커넥터(102)의 도전성 단자와 정합한다.
예시한 실시예에서, 커넥터(102)의 도전성 단자는 인터록 단자(202) 및 두 개의 정합 단자(204, 206)를 포함한다. 대안으로, 단자들(202, 204, 206) 중 하나 이상의 서로 다른 개수를 제공해도 된다. 인터록 단자(202)는 복수의 정합 연장부(208)를 포함하는, 단일 도전체, 또는 션트이다. 정합 연장부들(208)은 헤더 부조립체(104)(도 1에 도시함)의 인터록 컨덕터들(118)(도 1에 도시함)과 정합하여 전술한 인터록 회로를 폐쇄한다.
정합 단자들(204, 206)은 피드스루 정합 단자(204) 및 퓨즈형 정합 단자(206)를 포함한다. 정합 단자들(204, 206)은 케이블들(112)의 컨덕터들(114, 124)(도 1에 도시함)에 전기적으로 결합되는 도전체들이다. 정합 단자들(204, 206)은 헤더 부조립체(104)(도 1에 도시함)의 전원 공급 도전체들(120)(도 1에 도시함)과 정합하여 전술한 전원 공급 회로를 폐쇄한다. 전류는 정합된 단자들(204, 206)을 통해 공급되어 커넥터(102)에 결합된 전자 디바이스를 통전한다.
커넥터(102)는 외측 하우징(106) 내에 적어도 부분적으로 배치된 퓨즈 부조립체(210)를 포함한다. 퓨즈 부조립체(210)는, 커넥터(102)를 통해 커넥터(102)에 결합된 하나 이상의 전자 디바이스로 연장되는 퓨즈형 도전성 경로를 제공한다. 예시한 실시예에서, 퓨즈 부조립체(210)는 퓨즈형 정합 단자(206) 및 퓨즈(212)를 포함한다. 후술하고 도시한 바와 같이, 퓨즈형 정합 단자(206)는, 헤더 부조립체(104)로부터 퓨즈형 정합 단자(206)로 전달되는 전류가 전자 디바이스를 향하여 케이블들(112) 중 적어도 하나를 통과하기 전에 퓨즈(212)를 통과하도록 퓨즈(212)에 전기적으로 결합된다.
퓨즈(212)는 전자 디바이스를 더욱 보호한다. 예를 들어, 퓨즈(212)는, 퓨즈(212)를 통해 공급되는 전류의 크기나 에너지가 전자 디바이스에 연관된 임계값을 초과하는 경우 고장나거나 파괴되도록 정격될 수 있다. 임계값은, 퓨즈(212)를 파괴하지 않고 퓨즈(212)를 통해 흐르는 전류가 전자 디바이스를 손상시키지 않을 정도로 충분히 작을 수 있다. 퓨즈(212)가 파괴되면, 퓨즈 부조립체(210)에 의해 제공되며 정합 단자(206)를 전자 디바이스와 전기적으로 결합하는 도전성 경로가 파괴되거나 개방되어, 전류가 전자 디바이스로 계속 흐르는 것을 방지한다.
예시한 실시예에서, 퓨즈 부조립체(210)는 퓨즈(212)를 탈착가능하게 수용한다. "탈착가능하게 수용"이라는 것은, 퓨즈(212)를 퓨즈 부조립체(210)로부터 제거하고 다른 퓨즈(212)로 교체할 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 제1 퓨즈(212)가 파괴된 후, 퓨즈형 정합 단자(206)를 전자 디바이스와 결합하는 도전성 경로가 개방된다. 제1 퓨즈(212)는 퓨즈 부조립체(210)로부터 수동으로 제거되고, 파괴되지 않은 제2 퓨즈(212)로 교체되어, 퓨즈형 정합 단자(206)와 전자 디바이스 간의 도전성 경로를 재확립할 수 있다.
예시한 실시예에서, 퓨즈(212)가 제거되며, 새로운 퓨즈(212)가 외측 하우징(106)의 정면 단부(108) 내의 개구부(200)를 통해 퓨즈 부조립체(212) 내에 로딩된다. 상향 연장되는 스프링 핑거 또는 돌출부를 구비하는 납작한 몸체 등의 툴을 개구부(200)를 통해 퓨즈 부조립체(210) 내의 퓨즈(212) 아래의 갭으로 수동으로 삽입하여 퓨즈(212)를 잡아 퓨즈 부조립체(210)로부터 당길 수 있다. 새로운 퓨즈(212)를 퓨즈 부조립체(210) 내에 수동으로 삽입할 수 있다.
도 3은 정합된 커넥터 조립체(100)에 의해 형성되는 전원 공급 회로(302)와 인터록 회로(300)의 일 실시예의 회로도이다. 회로도는 커넥터 조립체(100)가 커넥터(102)와 헤더 부조립체(104) 간에 전력 전달을 어떻게 제어하는지를 나타낸다.
헤더 부조립체(104)는 전원(306)과 전력 제어 모듈(308)을 포함하는 배전 모듈(304)에 장착된다. 대안으로, 전원(306)은 배전 모듈(304)에 대한 외장형일 수도 있다. 예를 들어, 전원(306)은, 전원(306)과 배전 모듈(304)이 동일한 공통 하우징이나 인클로저 내에 배치되지 않도록 배전 모듈(304)의 외부에 배치될 수 있다. 전원(306)은 충전가능 배터리 등의 독립적인 전류원일 수 있다. 전원(306)은 교류의 적어도 15볼트 또는 직류의 적어도 30볼트를 공급하는 배터리 등의 고 전압 전원일 수 있다. 다른 일 실시예에서, 전원(306)은 직류의 적어도 42볼트의 고 전압 직류 내지 최대 600볼트의 직류를 공급하는 고 전압 전원이다. 대안으로, 전원(306)은 더욱 많은 양의 고 전압 직류를 공급할 수도 있다.
전력 제어 모듈(308)은, 전원(306)이 언제 전류를 전원 공급 회로(302)를 따라 전달할지를 제어하도록 전원(306)과 통신하는 로직 기반 디바이스 내에 구체화되거나 이러한 디바이스를 포함한다. 전력 제어 모듈(308)은, 마이크로컨트롤러, 프로세서, 마이크로프로세서, 컴퓨터, 및/또는 프로세서, 마이크로프로세서, 또는 컴퓨터에서 동작하는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 전력 제어 모듈(308)은 헤더 부조립체(104)의 인터록 컨덕터들(118)에 전기적으로 결합된다. 전력 제어 모듈(308)은 인터록 회로(300)를 감시하여 인터록 회로(300)를 언제 폐쇄할지를 결정한다. 예를 들어, 전력 제어 모듈(308)은, 인터록 컨덕터들(118)을 감시하여 인터록 컨덕터들(118)이 커넥터(102)의 인터록 단자(202)에 언제 정합되는지를 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 인터록 단자(202)는, 인터록 단자(202)가 인터록 컨덕터들(118)과 정합하는 경우 인터록 컨덕터들(118)을 서로 전기적으로 결합하는 션트 등의 단일 도전체일 수 있다. 그 결과, 인터록 회로(300)가 인터록 단자(202)에 의해 폐쇄된다.
전력 제어 모듈(308)은 인터록 회로(300)가 폐쇄되는 경우 전원 공급 회로(302)를 따라 전류를 송신하도록 전원(306)을 제어한다. 역으로, 전력 제어 모듈(308)은 인터록 회로(300)가 개방되는 경우 전원 공급 회로(302)를 따른 전류 송신을 중단하도록 전원(306)을 제어한다. 일 실시예에서, 인터록 회로(300)는 고 전압 전류를 전원 공급 회로(302)를 따라 언제 전달할지를 제어하는 고 전압 인터록 회로(HVIL)이다.
일 실시예에서는, 전원 공급 회로(302)가 개방되거나 폐쇄되는 시간과는 다른 시간에 인터록 회로(300)가 개방되거나 폐쇄되도록 커넥터(102)와 헤더 부조립체(104)가 정합한다. 예를 들어, 커넥터(103)의 인터록 회로(202)는, 정합 단자들(204, 206)이 헤더 부조립체(104)의 전원 공급 도전체들(120)과 정합하여 전원 공급 회로(302)를 폐쇄한 후에 인터록 단자(202)가 인터록 컨덕터들(118)과 정합하여 인터록 회로(300)를 폐쇄하도록 커넥터(102)의 정합 단자들(204, 206)보다 정면 단부(108)로부터 더 멀리 배치될 수 있다. 마찬가지로, 인터록 단자(202)와 정합 단자들(204, 206)은, 인터록 단자(202)가 인터록 컨덕터들(118)로부터 정합 해제되거나 분리되어 인터록 회로(300)를 개방하기 전에 정합 단자들(204, 206)이 전원 공급 도전체들(120)로부터 정합 해제되거나 분리되어 전원 공급 회로(302)를 개방하도록 커넥터(102) 내에 배치될 수 있다. 이러한 순차적인 정합 및 정합 해제에 따라, 전원 공급 회로(302)가 폐쇄되기 전에 인터록 회로(300)가 폐쇄되고, 전원 공급 회로(302)가 개방된 후에 인터록 회로(300)가 개방된다. 순차적인 정합 및 정합 해제에 의해, 전원 공급 회로(302)를 따라 배치된 전자 부품들, 예를 들어, 커패시터들이 축적되어 있는 전하를 충분히 방전시켜 전원 공급 회로(302)가 개방되는 경우의 아크 현상(arcing)을 방지할 수 있다.
인터록 컨덕터(202)와 정합 단자들(204, 206)의 상대 위치의 대안으로 또는 이에 부가하여, 커넥터(102)는, 전원 공급 회로(302)가 폐쇄된 후 인터록 회로(300)를 폐쇄하도록 그리고 전원 공급 회로(302)가 개방된 후 인터록 회로(300)를 개방하도록 하나 이상의 래치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시한 커넥터(102)를 다시 설명하자면, 커넥터(102)는 커넥터 조립체(100)의 정합 해제나 결합 해제 동안 전원 공급 회로(302)의 개방과 인터록 회로(300)의 개방 간에 시간 지연을 제공하는 다단 래치(multi-stage latch; 122)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 래치(122)는, "Connector Assembly With Two Stage Latch"라는 명칭으로 미국 특허번호 제7,811,115호("115 특허")에 도시되고 개시된 부동 래치(4)와 유사할 수 있다. 115 특허의 전체 공개 내용은 본 명세서에 참고로 원용된다. 래치(122)는, 커넥터(102)의 인터록 단자(202)(도 2에 도시함)가 헤더 부조립체(104)의 인터록 컨덕터들(118)로부터 정합 해제되거나 결합 해제된 후에 소정의 시간 동안 커넥터(102)의 정합 단자들(204, 206)(도 2에 도시함)이 헤더 부조립체(104)의 전원 공급 도전체들(120)과 정합된 상태로 유지될 수 있게 한다. 그 결과, 래치(122)는, 전원 공급 회로(302)의 용량성 부품에 축적된 전하가 방전될 수 있도록 적어도 짧은 시간 동안 인터록 회로(300)(도 3에 도시함)가 개방된 후에 전원 공급 회로(302)(도 3에 도시함)가 폐쇄 상태로 유지되게 한다.
도 3에 도시한 전원 공급 회로(302)와 인터록 전원 공급 회로(300)를 다시 설명하자면, 커넥터(102)는 배전 모듈(304)에 의해 통전되는 전자 디바이스 등의 전자 디바이스(310)와 결합된다. 전원 공급 회로(302)는 전자 디바이스(310)와 헤더 부조립체(104)의 전원 공급 도전체들(120) 사이에서 커넥터(102)를 통해 연장되는 복수의 도전성 경로를 포함한다. 이러한 도전성 경로는 퓨즈형 도전성 경로 및 비퓨즈형(non-fused) 도전성 경로를 포함한다. 퓨즈형 도전성 경로는, 퓨즈 부조립체(210)를 전자 디바이스(310)와 전기적으로 결합하는 하나 이상의 도전체, 예를 들어, 케이블들(112) 중 하나를 통해 연장되는 컨덕터(114), 및 퓨즈 부조립체(210)에 의해 적어도 부분적으로 제공된다. 퓨즈형 도전성 경로는, 퓨즈형 정합 단자(206)로부터, 퓨즈(212)를 통해, 컨덕터(114)를 통해, 전자 디바이스(310)로 연장된다.
비퓨즈형 도전성 경로는, 정합 단자(204)를 전자 디바이스(310)와 전기적으로 결합하는 하나 이상의 도전체, 예를 들어, 다른 케이블(112)을 통해 연장되는 컨덕터(124), 및 정합 단자(204)에 의해 적어도 부분적으로 제공된다. 비퓨즈형 도전성 경로는 정합 단자(204)로부터 피드스루 컨덕터(124)를 통해 전자 디바이스(310)로 연장된다.
인터록 회로(300)와 전원 공급 회로(302)가 폐쇄되면, 전원(306)은 전류를 전원 공급 회로(302)와 퓨즈 부조립체(210)를 통해 전달하여 전자 디바이스(310)를 통전한다. 퓨즈 부조립체(210)의 퓨즈(212)는 전자 디바이스(310)가 전류의 스파이크나 서지로 인해 손상되지 않도록 전류의 변동으로부터 전자 디바이스(310)를 보호한다. 전술한 바와 같이, 퓨즈(210)가 파괴되면, 퓨즈(210)를 새로운 퓨즈(210)로 수동 교체하여 커넥터(102)를 재사용하여 전류를 전자 디바이스(310)에 공급할 수 있다.
도 4는 퓨즈 부조립체(210)의 일 실시예의 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시한 퓨즈 부조립체(210)의 분해도이다. 퓨즈 부조립체(210)는 퓨즈(212)를 수용하는 퓨즈 삽입부(400)를 포함한다. 도시한 실시예에서, 퓨즈(212)는 퓨즈(212)의 대향 단부들 상에 도전성 캡들(406, 504)(도 5에 도시함)을 갖는 원통형 카트리지 퓨즈이다. 대안으로, 다른 유형의 퓨즈들(212)을 사용할 수도 있다. 퓨즈 삽입부(400)는 대향하는 정면 및 배면 단부들(402, 404) 사이에서 연장된다. 정면 단부(402)에서, 퓨즈 삽입부(400)는 퓨즈 삽입부(400)를 통해 연장되는 채널들(500, 502)을 포함한다. 퓨즈(212)의 일단부 캡(406)은 채널들(500, 502)을 통해 액세스 가능하다. 배면 단부(404)에서, 퓨즈(212)의 타단부 캡(504)(도 5에 도시함)이 노출된다.
퓨즈 부조립체(210)는 퓨즈형 정합 단자(206) 및 내측 단자(408)를 포함한다. 단자들(206, 408)은 하나 이상의 금속이나 금속 합금 등의 도전성 재료들을 포함하거나 이러한 재료들로 형성된다. 도 5에 도시한 바와 같이, 단자들(206, 408)은 정합 세그먼트들(508, 510)에 결합된 대응 결합 세그먼트들(506, 512)을 포함한다. 도시한 실시예에서, 결합 세그먼트들(506, 512)의 각각은 퓨즈(212)의 단부 캡들(406, 504) 중 하나를 수용하도록 성형된 대향하는 스프링 핑거들(514, 516)(도 5에 도시함)을 포함한다.
정합 단자(206)의 스프링 핑거들(514, 516)은, 예시한 실시예에서, 퓨즈 삽입부(400)의 배면 단부(404)에서 또는 그 근처에서 퓨즈(212)의 노출된 단부 캡(504)과 맞물린다. 내측 단자(408)의 스프링 핑거들(514, 516)은, 퓨즈(212)의 반대측 단부 캡(406)과 맞물리도록 퓨즈 삽입부(400)의 정면 단부(402)에서 또는 그 근처에서 채널들(500, 502) 내로 삽입된다. 각 단자(206, 408)의 스프링 핑거들(514, 516)은, 스냅 끼워맞춤 연결부(snap-fit connection)를 통해 퓨즈(212)의 하나의 단부 캡(406, 504)을 수용하도록 성형되고 배치된다. 예를 들어, 각 단부 캡(406, 504)은 대향하는 스프링 핑거들(514, 516) 간의 공간보다 약간 클 수 있다. 단부 캡들(406, 504)은, 퓨즈(212)가 퓨즈 부조립체(210) 내에 수용되어 단자들(206, 408)이 단부 캡들(406, 504)과 전기적으로 결합되는 경우 스프링 핑거들(514, 516)을 외측으로 약간 바이어싱한다. 퓨즈(212)가 퓨즈 부조립체(210) 내에 로딩되어 단자들(206, 408)과 결합되면, 퓨즈(212)는 단자들(206, 408)을 서로 전기적으로 결합한다.
단자들(206, 408)의 정합 세그먼트들(508, 510)은, 헤더 부조립체(104)(도 1에 도시함)의 전원 공급 도전체들(120)(도 1에 도시함) 중 하나 및 컨덕터들(114)(도 1에 도시함) 중 하나와 각각 정합하도록 성형된 돌출 블레이드들을 포함한다. 예시한 실시예에서, 정합 단자(206)의 정합 세그먼트(508)는 퓨즈 삽입부(400)의 측면 채널(518)(도 5에 도시함)에 수용된다. 정합 세그먼트들(508, 510)은 반대 방향으로 돌출된다. 정합 단자(206)의 정합 세그먼트(508)는 외측 하우징(106)(도 1에 도시함)의 정면 단부(108)(도 1에 도시함)를 향하는 순방향으로 돌출되는 한편 내측 단자(408)의 정합 세그먼트(510)는 외측 하우징(106)의 배면 단부(110)(도 1에 도시함)를 향하는 역방향으로 돌출된다.
도 6은 퓨즈 부조립체(210)와 컨덕터들(114, 124)의 일 실시예의 사시도이다. 퓨즈형 컨덕터(114)는, 퓨즈형 컨덕터(114)를 퓨즈 부조립체(210)와 전기적으로 결합하도록 내측 단자(408)의 정합 세그먼트(510)를 수용하는 리셉터클 단자(600)를 포함할 수 있다. 퓨즈(212)가 퓨즈 부조립체(210) 내로 로딩되고 정합 단자(206)가 헤더 부조립체(104)의 전원 공급 도전체(120)와 정합되면, 퓨즈 부조립체(210)는, 정합 단자(206)를 통해, 퓨즈(212)를 통해, 내측 단자(408)를 통해 연장되는 퓨즈형 도전성 경로를 제공한다. 도 1에 도시한 헤더 부조립체(104)의 실시예에서, 저 전원 공급 도전체(120)는 정합 단자(206)의 정합 세그먼트(508)를 수용하도록 성형된 리셉터클이다. 이 도전성 경로를 통해 흐르는 전류는 퓨즈형 컨덕터(114)를 통해 (도 3에 도시한 전자 디바이스(310) 등의) 전자 디바이스로 전달될 수 있다.
예시한 실시예에서, 피드스루 컨덕터(124)는, 헤더 부조립체(104)(도 1에 도시함)의 상측 전원 공급 도전체(120)(도 1에 도시함)에 의해 형성되는 리셉터클 내로 수용되는 도전성 단자(602)와 결합된다. 피드스루 컨덕터(124)는, 커넥터(102)를 통해 연장되는 언퓨즈형 도전성 경로 또는 퓨즈를 포함하지 않는 도전성 경로를 제공한다. 피드스루 컨덕터(124)는, 전자 디바이스(310)(도 3에 도시함)로부터 배전 모듈(304)(도 3에 도시함)로의 전류의 복귀 흐름 경로를 제공할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 내측 하우징 부조립체(700)의 분해도이다. 도 8은 커넥터(102)의 일 실시예의 분해도이다. 일 실시예에서, 내측 하우징 부조립체(700)는 전자기 실드(shielding)를 제공하도록 커넥터(102)(도 1에 도시함) 내에 포함된다. 대안으로, 내측 하우징 부조립체(700)는 커넥터(102)에 제공되지 않거나 커넥터 내에 포함되지 않을 수도 있다. 내측 하우징 부조립체(700)는 도전성 전자기 실드(704) 내에 적어도 부분적으로 배치된 내측 하우징(702)을 포함한다. 내측 하우징(702)은, 대향 단부들(706, 708) 간에 연장되며 대향 단부들(706, 708) 간에 내측 챔버(710)를 형성하는 유전체일 수 있다.
퓨즈 부조립체(210)(도 2에 도시함)는 내측 챔버(710) 내에 배치될 수 있다. 예시한 실시예에서, 헤더 부조립체(104)(도 1에 도시함)의 전원 공급 도전체들(120)(도 1에 도시함)은, 내측 하우징(702)의 정면 단부(706)에서 프레임화되고 내측 챔버(710)로의 액세스(712)를 제공하는 정면 개구부(712)를 통해 커넥터(102)(도 1에 도시함)의 정합 단자들(204, 206)(도 2에 도시함)과 정합한다. 케이블들(112)(도 1에 도시함) 및/또는 컨덕터들(114, 124)(도 1에 도시함)은, 내측 하우징(702)의 배면 단부(708)에 배치되고 배면 단부(708)에 의해 프레임화된 배면 하우징(714)을 통해 내측 하우징(702)으로부터 벗어나 연장될 수 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 내측 하우징 부조립체(700)는 외측 하우징(106)의 정면 단부(108)를 통해 커넥터(102)의 외측 하우징(106) 내로 삽입된다.
실드(704)는, 금속이나 금속 합금 등의 하나 이상의 도전성 재료를 포함하거나 이러한 재료로 형성된다. 실드(704)는 대향 단부들(716, 718) 간에 연장되며, 이러한 단부들(716, 718) 간에 내측 챔버(720)를 형성한다. 내측 하우징(702)은, 예를 들어, 내측 하우징(702)을 정면 단부(716)를 통해 내측 챔버(720) 내에 삽입함으로써, 실드(704) 내에 적어도 부분적으로 수용된다.
실드(704)는, 커넥터(102)(도 1에 도시함) 근처에 배치된 다른 전자 부품들을 전자기 간섭(EMI)으로부터 보호하도록 전자기 실드를 제공한다. 예를 들어, 실드(704)는, 차량의 섀시나 접지 기준에 전기적으로 연결된 헤더 부조립체(104)(도 1에 도시함)의 단자(도시하지 않음) 또는 접지 컨택트에 전기적으로 결합될 수 있다. 고 전압 전류(또는 다른 전류)가 퓨즈 부조립체(210)(도 2에 도시함) 및 컨덕터들(114, 124)(도 1에 도시함)을 통해 흐르는 경유에 생성되는 전자기 간섭은, 실드(704)의 도전체에 의해 모여 헤더 부조립체(104)의 단자나 접지 컨택트를 통해 접지 기준이나 차량 섀시에 전달된다.
본 명세서에서 설명하는 주제는, 고 전압 인터록 회로(HVIL) 등의 인터록 회로 및 고 전압 전원 공급 회로 등의 전원 공급 회로를 폐쇄하도록 헤더 부조립체와 정합하는 인라인 퓨즈형 커넥터의 여러 실시예들을 제공한다. 커넥터는 외측 전자 디바이스를 그 디바이스를 통 전하도록 전류를 공급하는 배전 모듈과 전기적으로 결합한다. 일 실시예에서, 디바이스는 커넥터에 의해서만 배전 모듈에 전기적으로 결합된다. 배전 모듈은 여러 전자 디바이스들에 전력을 동시에 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 여러 커넥터들은, 서로 다른 전자 디바이스들을 위한 배전 모듈로부터 전력을 얻도록 배전 모듈의 서로 다른 헤더 부조립체들과의 정합 또는 이러한 헤더 부조립체들로부터의 결합 해제를 동시에 또는 서로 다른 시간에 행할 수 있다. 커넥터 내의 퓨즈는 커넥터의 정면 단부를 통해 인간 조작자에 의해 쉽게 교체될 수 있다. 대안으로, 퓨즈는 커넥터의 다른 개구부를 통해 교체될 수도 있다.
본 명세서에서 설명한 치수, 재료들의 유형, 다양한 부품들의 배향, 및 다양한 구성요소들의 개수와 위치는 일부 실시예들의 파라미터들을 정의하려는 것이며, 제한적인 의미가 아니며 본 발명의 여러 실시예들의 예들에 불과하다. 청구범위의 범주와 사상 내에서의 다른 많은 실시예들과 수정예들은 전술한 설명을 읽는 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는, 청구범위를 이러한 청구범위에 대한 균등론의 전체 범위와 함께 참조하여 결정되어야 한다. 청구범위에서, "포함"(including)과 "에서"(in which)라는 용어들은 각각 용어들인 "포함"(comprising)과 "여기서"(wherein)의 평이한 영어로 된 균등 용어들로서 사용된다. 또한, 이하의 청구범위에서, "제1", "제2", "제3" 등의 용어들은 라벨로서 사용된 것일 뿐이며, 해당 대상물에 수치 요건을 부가하려는 것이 아니다. 또한, 이하의 청구범위의 한정 사항은, 추가 구조 없이 기능 표현이 기재되는 "~을 위한 수단"이라는 구를 이러한 청구범위의 한정 사항에서 명백하게 사용하지 않는 한, 수단 플러스 기능의 형식으로 기재되지 않았으며 특허법(35 U.S.C. § 112, sixth paragraph)에 기초하여 해석되려는 것이 아니다.

Claims (8)

  1. 인라인 퓨즈형 커넥터(in-line fused connector; 102)로서,
    정면 단부(108)를 갖는 외측 하우징(106); 및
    상기 외측 하우징(106) 내에 배치된 퓨즈 부조립체(fuse subassembly; 210)를 포함하고,
    상기 퓨즈 부조립체(210)는, 배전 모듈(304)의 제1 도전체(120)와 맞물리도록 구성된 정합 단자(206), 및 전자 디바이스(310)와 전기적으로 결합되도록 구성된 퓨즈형 컨덕터(114)와 결합되도록 구성된 내측 단자(408)를 포함하고,
    상기 정합 단자(206)와 상기 내측 단자(408)는, 상기 정합 단자(206)와 상기 내측 단자(408)를 전기적으로 결합하기 위한 퓨즈(212)를 수용하도록 성형되고,
    상기 배전 모듈(304)에 의해 공급되는 전류는, 상기 외측 하우징(106)의 정면 단부(108) 내의 개구부(200)를 통해 상기 퓨즈 부조립체(210)가 상기 퓨즈(212)를 수용하고 상기 퓨즈 부조립체(210)의 정합 단자(206)가 상기 배전 모듈(304)의 제1 도전체(120)와 정합되는 경우, 상기 퓨즈 부조립체(210)를 통해 전달되고,
    상기 퓨즈(212)는 상기 정면 단부(108)를 통해 상기 퓨즈 부조립체(210)로부터 탈착가능한, 인라인 퓨즈형 커넥터(102).
  2. 제1항에 있어서, 상기 외측 하우징(106)의 정면 단부(108)는 상기 퓨즈 부조립체(210)와 상기 퓨즈(212)에 대한 액세스를 제공하는 개구부(200)를 형성하는, 인라인 퓨즈형 커넥터(102).
  3. 제1항에 있어서, 상기 퓨즈 부조립체(210)는, 상기 퓨즈 부조립체(210)를 상기 외측 하우징(106)으로부터 분리하지 않고 상기 퓨즈(212)가 상기 퓨즈 부조립체(210)로부터 탈착될 수 있도록 상기 정합 단자(206)와 상기 내측 단자(408) 사이에서 상기 퓨즈(212)를 탈착가능하게 수용하는, 인라인 퓨즈형 커넥터(102).
  4. 제1항에 있어서, 상기 퓨즈 부조립체(210)는, 상기 퓨즈 부조립체(210)가 상기 퓨즈(212)를 수용하고 상기 배전 모듈(304)과 상기 전자 디바이스(310)에 전기적으로 결합되는 경우, 상기 배전 모듈(304)과 상기 전자 디바이스(310)를 포함하는 전원 공급 회로(302)를 폐쇄하는, 인라인 퓨즈형 커넥터(102).
  5. 제1항에 있어서, 상기 외측 하우징(106) 내에 배치되고 상기 커넥터(102)를 통한 전류 흐름을 제어하는 인터록(interlock) 회로(300)를 폐쇄하도록 구성된 인터록 단자(202)를 더 포함하는, 인라인 퓨즈형 커넥터(102).
  6. 제5항에 있어서, 상기 인터록 단자(202)는, 상기 퓨즈 부조립체(210)가 상기 배전 모듈(304)의 제1 도전체(120)와 정합하기 전에 상기 인터록 단자(202)가 상기 배전 모듈(304)의 인터록 컨덕터(118)와 정합하도록 상기 퓨즈 부조립체(210)에 대하여 상기 외측 하우징(106) 내에 배치된, 인라인 퓨즈형 커넥터(102).
  7. 제5항에 있어서, 상기 인터록 단자(202)는, 상기 인터록 단자(202)가 상기 배전 모듈(304)의 인터록 컨덕터(118)와 정합하는 경우 고 전압 인터록(HVIL) 회로를 폐쇄하고, 상기 퓨즈 부조립체(210)는, 상기 퓨즈 부조립체(210)가 상기 퓨즈(212)를 수용하고 상기 배전 모듈(304) 및 상기 전자 디바이스(310)와 정합하는 경우 고 전압 전원 공급 회로를 폐쇄하는, 인라인 퓨즈형 커넥터(102).
  8. 제1항에 있어서, 상기 외측 하우징(106) 내에 배치된 도전성 전자기 실드(shield; 704)를 더 포함하고, 상기 퓨즈 부조립체(210)가 상기 실드(704) 내에 배치된, 인라인 퓨즈형 커넥터(102).
KR1020137011581A 2010-11-03 2011-11-01 인라인 퓨즈형 커넥터 KR101433549B1 (ko)

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