KR102311636B1

KR102311636B1 - 고전압 직체결 커넥터 및 그 연결구조

Info

Publication number: KR102311636B1
Application number: KR1020140155432A
Authority: KR
Inventors: 황준하
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2021-10-12
Also published as: KR20160055521A; US20160134060A1; US9666994B2

Abstract

본 발명은 고전압 직체결 커넥터 및 그 연결구조에 관한 것으로서, 특히 차폐 및/또는 방수 기능을 가지면서 커넥터와 연결대상체(인버터 등)를 버스바를 통해 직체결할 수 있는 고전압 직체결 커넥터 및 그 연결구조에 관한 것이다.
본 발명의 고전압 직체결 커넥터는, 고전압케이블이 일단을 통해 내부로 삽입되는 하우징과; 일단은 상기 하우징의 타단을 통해 상기 하우징의 내부에 삽입되어 상기 고전압케이블에 연결되고, 타단은 상기 하우징의 외부로 돌출된 버스바와; 상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 고전압케이블을 감싸는 차폐부를 포함하여 이루어진다.

Description

고전압 직체결 커넥터 및 그 연결구조 { DIRECT-CONNECT CONNECTOR AND CONNECTING STRUCTURE THEREOF }

본 발명은 고전압 직체결 커넥터 및 그 연결구조에 관한 것으로서, 특히 차폐 및/또는 방수 기능을 가지면서 커넥터와 연결대상체(인버터 등)를 버스바를 통해 직체결할 수 있는 고전압 직체결 커넥터 및 그 연결구조에 관한 것이다.

하이브리드/전기자동차의 인버터는 고전압배터리의 직류 전원을 모터 구동을 위한 교류 전원으로 변환시키는 장치이다.

직류 전원을 교류로 변환시키는 기능은 인버터 내부의 IGBT스위치를 제어보드의 명령에 따라 게이트보드가 제어하여 수행한다.

그리고, 인버터와 배터리의 체결부위를 고전압입력부라고 하고, 인버터와 모터의 체결부를 고전압출력부라고 한다.

고전압 입/출력부는, 암커넥터와 숫커넥터가 체결되는 암수커넥터 체결방식 또는 버스바와 버스바가 볼팅 체결되는 버스바직체결방식으로 체결된다.

암수커넥터 체결방식은 양측이 고전압용 커넥터로 구성된 케이블로 연결된다.

이러한 상기 암수커넥터 체결방식은, 암커넥터와 숫커넥터가 체결되면 두 커넥터의 암수단자 접속에 의해 연결되며, 단자간 접촉 면적이 일정량 이상 유지될 경우 전기가 안정적으로 흐르게 된다.

그리고, 암수커넥터의 체결방식은, 고전압커넥터가 케이블을 흐르는 전류의 양에 따라 용량이 정해지며, 전류가 커질수록 사이즈와 중량이 커지게 된다.

버스바직체결방식은 양측이 버스바로 구성되며, 버스바와 버스바는 볼트로 체결된다.

흐르는 전류량에 따라 버스바의 사이즈가 정해지며 배터리, 인버터, 모터가 일체형이거나 짧은 거리에 있을 때 유리하게 사용된다.

버스바와 버스바가 직접적으로 체결되는 방식이기 때문에, 버스바간 접촉면적은 크며 진동 등 차량상태 환경/내부 성능에도 유리하다.

그러나, 상술한 상기 암수커넥터 체결방식은, 대전류가 흐르기 위해서 암수단자가 커야 하므로 커넥터의 사이즈가 커지고, 암수단자 접촉시 진동 등이 발생되는 실제 자동차 환경에서는 일정한 양의 단자간 접촉면적이 만족되어야 하는 어려움이 있다.

이러한 어려움에 때문에 대전류 체결용으로는 버스바직체결방식이 주로 사용되고 있다.

그리고, 상술한 버스바직체결방식은, 차량 조립시 볼트체결을 하여야 하기 때문에 조립이 어렵고, 고전압 입/출력부의 전기적 차폐기능, 방수기능을 위한 별도의 대책이 필요로 하는 등의 단점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 크기가 작고 조립이 용이하며, 자체 차폐기능 및/또는 방수기능을 갖는 고전압 직체결 커넥터 및 그 연결구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 고전압 직체결 커넥터는, 고전압케이블이 일단을 통해 내부로 삽입되는 하우징과; 일단은 상기 하우징의 타단을 통해 상기 하우징의 내부에 삽입되어 상기 고전압케이블에 연결되고, 타단은 상기 하우징의 외부로 돌출된 버스바와; 상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 고전압케이블을 감싸는 차폐부를 포함하여 이루어진다.

상기 하우징은 합성수지 재질로 이루어지고, 상기 차폐부는, 상기 고전압케이블에 결합되는 차폐단자와; 일단이 상기 차폐단자에 연결되고, 타단이 상기 하우징의 타단으로 노출되는 차폐판으로 이루어진다.

상기 차폐판은 중공형상으로 이루어지되, 상기 고전압케이블과 버스바는 상기 차폐판의 내부에서 상호 연결되고, 상기 차폐판의 타단에는 상기 하우징의 타단에 접하면서 외부로 노출되어 금속으로 이루어진 연결대상체에 접촉되는 접지부가 절곡 형성된다.

상기 접지부는 상기 차폐판의 외측 방향으로 절곡 형성된다.

상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 고전압케이블과 하우징 사이를 기밀하는 제1패킹부재를 더 포함하여 이루어진다.

상기 제1패킹부재는 중공형상으로 이루어지되, 상기 제1패킹부재의 내주면은 상기 고전압케이블의 외부를 감싸면서 밀착되고, 상기 제1패킹부재의 측면은 상기 하우징에 밀착된다.

상기 하우징의 타단에 결합되는 중공 형상의 제2패킹부재를 더 포함하여 이루어지되, 상기 차폐부 및 버스바는 상기 제2패킹부재의 안쪽에 배치된다.

상기 버스바는 연결대상체의 연결버스바에 볼트 체결된다.

상기 하우징의 양단에는 체결편이 돌출 형성되되, 상기 체결편은 연결대상체에 볼트 체결된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 고전압 직체결 커넥터의 연결구조는, 고전압케이블이 결합된 커넥터와; 상기 커넥터가 연결되는 연결대상체로 이루어지되, 상기 커넥터는, 상기 고전압케이블이 일단을 통해 내부로 삽입되는 하우징과; 일단은 상기 하우징의 타단을 통해 상기 하우징의 내부에 삽입되어 상기 고전압케이블에 연결되고, 타단은 상기 하우징의 외부로 돌출된 버스바와; 상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 고전압케이블을 감싸는 차폐부를 포함하여 이루어지고, 상기 하우징은 상기 연결대상체에 밀착되고, 상기 버스바는 상기 연결대상체의 내부에서 상기 연결대상체에 형성된 연결버스바에 볼트 체결되어 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 합성수지 재질로 이루어지고, 상기 차폐부는, 일단이 상기 고전압케이블에 연결되고 타단이 금속으로 이루진 상기 연결대상체에 연결된다.

상기 하우징의 양단에는 체결편이 돌출 형성되되, 상기 체결편은 상기 연결대상체에 볼트 체결되고, 상기 체결편과 상기 연결대상체의 볼트 체결시 상기 체폐부의 타단은 금속으로 이루어진 상기 연결대상체에 연결된다.

상기 커넥터는, 상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 고전압케이블과 하우징 사이를 기밀하는 제1패킹부재와; 상기 하우징의 타단에 결합되어 상기 하우징의 타단과 상기 연결대상체 사이를 기밀하는 중공 형상의 제2패킹부재;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 버스바 및 차폐부는 상기 제2패킹부재의 안쪽에 배치된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 고전압 직체결 커넥터 및 그 연결구조에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

기존의 암수커넥터 체결구조보다 그 크기가 작아 중량이 감소되어 차량 연비를 향상시킬 수 있고, 실제 차량에서 진동 등의 환경 성능이 더 우수하도록 할 수 있다.

또한, 기존의 버스바직체결방식에 비하여, 커넥터 자체에 차폐기능 및 방수기능을 갖도록 하여, 연결대상체 즉 인버터 내부 부품 및 구조를 단순화시켜 인버터의 자체의 조립공정을 단순화시킬 수 있다.

또한, 별도의 차폐부를 사용하기 때문에, 커넥터의 하우징을 합성수지로 할 수 있어 그 중량을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 직체결 커넥터의 연결구조를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고전압 직체결 커넥터의 연결구조의 분해사시도,
도 3은 도 1의 A-A'선을 취하여 본 단면도.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 직체결 커넥터의 연결구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고전압 직체결 커넥터의 연결구조의 분해사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A'선을 취하여 본 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 고전압 직체결 커넥터(10)의 연결구조는, 크게 커넥터(10)와 연결대상체(20)로 이루어진다.

상기 커넥터(10)에는 고전압케이블(30)이 결합되어 있다.

상기 연결대상체(20)는 상기 커넥터(10)가 연결되는 것으로써, 인버터 등으로 이루어진다.

상기 커넥터(10)는, 하우징(11)과, 버스바(12)와, 차폐부(13)와, 제1패킹부재(14)와, 제2패킹부재(15) 등을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(11)은 대략 육면체 형상으로 형성되고, 내부에는 빈공간이 형성되어있다.

이러한 상기 하우징(11)은 다수개로 분할 형성되어, 결합을 통해 일체로 이루어지도록 한다.

상기 하우징(11)은 합성수지와 과와 같은 비도전체 재질로 이루어진다.

상기 고전압케이블(30)을 상기 하우징(11)의 일단을 통해 상기 하우징(11)의 내부에 삽입된다.

상기 버스바(12)는 일단이 상기 하우징(11)의 타단을 통해 상기 하우징(11)의 내부에 삽입되어 타단이 상기 하우징(11)의 외부로 돌출되어 있다.

이러한 상기 버스바(12)의 일단은 상기 하우징(11)의 내부에서 상기 고전압케이블(30)과 연결된다.

상기 차폐부(13)는 상기 하우징(11) 내부의 빈공간에 배치되어 상기 고전압케이블(30)을 감싸도록 되어 있다.

이러한 상기 차폐부(13)는, 차폐단자(13a)와 차폐판(13b)으로 이루어진다.

상기 차폐단자(13a)는 링 형상으로 이루어져 상기 고전압케이블(30)의 심재에 결합된다.

상기 차폐판(13b)은 일단이 상기 차폐단자(13a)에 연결되고, 타단이 상기 하우징(11)의 타단으로 노출되어 있다.

상기 차폐판(13b)은 중공형상으로 이루어지고, 상기 고전압케이블(30) 및 버스바(12)와 이격되어 있다.

상기 고전압케이블(30)과 버스바(12)는 상기 차폐판(13b)의 내부에서 상호 연결된다.

그리고, 상기 차폐판(13b)의 타단에는 상기 하우징(11)의 타단에 접하면서 외부로 노출되어, 금속으로 이루어진 상기 연결대상체(20)에 접촉하는 접지부(13c)가 절곡 형성되어 있다.

보다 자세하게는, 상기 하우징(11)이 상기 연결대상체(20)에 밀착될 때, 상기 접지부(13c)는 금속으로 이루어진 상기 연결대상체(20)의 케이스에 접하게 된다.

상기 접지부(13c)는 상기 차폐판(13b)의 외측방향으로 절곡 형성된다.

상기 하우징(11)이 상기 연결대상체(20)에 밀착된 상태에서, 상기 버스바(12)는 상기 연결대상체(20)의 내부에서 상기 연결대상체(20)에 형성된 연결버스바(22)에 볼트 체결되어 연결된다.

상기 제1패킹부재(14)는 상기 하우징(11)의 내부에 배치되어 상기 고전압케이블(30)과 상기 하우징(11) 사이를 기밀한다.

상기 제1패킹부재(14)는 오링과 같이 중공형상으로 이루어져, 내주면이 상기 고전압케이블(30)의 외부를 감싸면서 밀착된다.

그리고, 상기 제1패킹부재(14)의 측면은 상기 하우징(11)에 밀착된다.

따라서, 상기 제1패킹부재(14)는 상기 고전압케이블(30)과 하우징(11)에 밀착되어 그 사이로 액체 등이 유입되지 않도록 기밀기능을 하게 된다.

상기 제2패킹부재(15)는 중공 형상으로 이루어져 상기 하우징(11)의 타단에 결합된다.

상기 제2패킹부재(15)는 상기 차폐부(13) 및 버스바(12)의 바깥쪽에 배치되어, 상기 차폐부(13) 및 버스바(12)가 상기 제2패킹부재(15)의 안쪽에 배치되도록 한다.

이러한 상기 제2패킹부재(15)는 상기 하우징(11)의 타단과 상기 연결대상체(20) 사이를 기밀시키는 역할을 한다.

또한, 상기 하우징(11)의 양단에는 체결편(11a)이 돌출 형성되고, 상기 체결편(11a)은 상기 연결대상체(20)에 볼트 체결된다.

상기 체결편(11a)과 상기 연결대상체(20)의 볼트 체결시 상기 체폐부의 타단은 금속으로 이루어진 상기 연결대상체(20)에 밀착되어 연결된다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명에서, 커넥터(10)와 연결대상체(20)의 연결방법에 대하여 살펴본다.

먼저, 상기 버스바(12)가 돌출된 상기 커넥터(10)를 상기 연결대상체(20)의 외면에 접촉시켜, 상기 버스바(12)가 상기 연결대상체(20)의 내부로 삽입되도록 한다.

이러한 상태에서 상기 체결편(11a)을 이용하여 상기 연결대상체(20)와 커넥터(10)를 상호 볼트 결합시킨다.

상기 체결편(11a)을 통해 상기 커넥터(10)가 상기 연결대상체(20)에 볼트 결합됨에 따라 상기 접지부(13c)는 금속으로 이루어진 상기 연결대상체(20)에 밀착되어 연결된다.

그리고, 상기 제2패킹부재(15)는 상기 연결대상체(20)에 밀착되어, 상기 하우징(11)의 타단과 상기 연결대상체(20) 사이를 기밀시키게 된다.

위와 같이 상기 체결편(11a)을 통해 상기 커넥터(10)가 상기 연결대상체(20)에 결합되면, 상기 연결대상체(20)에 형성된 미도시된 커버를 개방한 후 상기 버스바(12)와 연결버스바(22)를 볼트 체결하여 연결한다.

본 발명은 고전압 입력측 뿐만 아니라 고전압 출력측에도 적용될 수 있다.

위와 같은 연결구조를 통해, 커넥터(10)의 크기를 줄일 수 있고, 조립이 용이하며, 자체적으로 차폐기능 및 방수기능을 갖도록 할 수 있다.

본 발명인 고전압 직체결 커넥터 및 그 연결구조는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 커넥터,
11 : 하우징, 11a : 체결편, 12 : 버스바, 13 : 차폐부, 13a : 차폐단자, 13b : 차폐판, 13c : 접지부, 14 : 제1패킹부재, 15 : 제2패킹부재,
20 : 연결대상체, 22 : 연결버스바,
30 : 고전압케이블,

Claims

고전압케이블이 일단을 통해 내부로 삽입되는 하우징과;
일단은 상기 하우징의 타단을 통해 상기 하우징의 내부에 삽입되어 상기 고전압케이블에 연결되고, 타단은 상기 하우징의 외부로 돌출된 버스바와;
상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 고전압케이블을 감싸는 차폐부를 포함하여 이루어지고,
상기 차폐부는,
상기 고전압케이블에 결합되는 차폐단자와;
일단이 상기 차폐단자에 연결되고, 타단이 상기 하우징의 타단으로 노출되는 차폐판으로 이루어며,
상기 차폐판의 타단에는 상기 하우징의 타단에 접하면서 외부로 노출되어 금속으로 이루어진 연결대상체에 접촉되는 접지부가 절곡 형성되고,
상기 접지부는 상기 차폐판의 외측 방향으로 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터.
청구항1에 있어서,
상기 하우징은 합성수지 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터.
청구항2에 있어서,
상기 차폐판은 중공형상으로 이루어지되,
상기 고전압케이블과 버스바는 상기 차폐판의 내부에서 상호 연결된 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터.
삭제
청구항1에 있어서,
상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 고전압케이블과 하우징 사이를 기밀하는 제1패킹부재를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터.
청구항5에 있어서,
상기 제1패킹부재는 중공형상으로 이루어지되,
상기 제1패킹부재의 내주면은 상기 고전압케이블의 외부를 감싸면서 밀착되고,
상기 제1패킹부재의 측면은 상기 하우징에 밀착되는 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터.
청구항1에 있어서,
상기 하우징의 타단에 결합되는 중공 형상의 제2패킹부재를 더 포함하여 이루어지되,
상기 차폐부 및 버스바는 상기 제2패킹부재의 안쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터.
청구항1에 있어서,
상기 버스바는 연결대상체의 연결버스바에 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터.
청구항1에 있어서,
상기 하우징의 양단에는 체결편이 돌출 형성되되,
상기 체결편은 연결대상체에 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터.
고전압케이블이 결합된 커넥터와;
상기 커넥터가 연결되는 연결대상체로 이루어지되,
상기 커넥터는,
상기 고전압케이블이 일단을 통해 내부로 삽입되는 하우징과;
일단은 상기 하우징의 타단을 통해 상기 하우징의 내부에 삽입되어 상기 고전압케이블에 연결되고, 타단은 상기 하우징의 외부로 돌출된 버스바와;
상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 고전압케이블을 감싸는 차폐부를 포함하여 이루어지고,
상기 하우징은 상기 연결대상체에 밀착되고,
상기 버스바는 상기 연결대상체의 내부에서 상기 연결대상체에 형성된 연결버스바에 볼트 체결되어 연결되는 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터의 연결구조.
청구항10에 있어서,
상기 하우징은 합성수지 재질로 이루어지고,
상기 차폐부는,
일단이 상기 고전압케이블에 연결되고 타단이 금속으로 이루진 상기 연결대상체에 연결되는 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터의 연결구조.
청구항11에 있어서,
상기 하우징의 양단에는 체결편이 돌출 형성되되,
상기 체결편은 상기 연결대상체에 볼트 체결되고,
상기 체결편과 상기 연결대상체의 볼트 체결시 상기 차폐부의 타단은 금속으로 이루어진 상기 연결대상체에 연결되는 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터의 연결구조.
청구항10에 있어서,
상기 커넥터는,
상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 고전압케이블과 하우징 사이를 기밀하는 제1패킹부재와;
상기 하우징의 타단에 결합되어 상기 하우징의 타단과 상기 연결대상체 사이를 기밀하는 중공 형상의 제2패킹부재;를 더 포함하여 이루어지되,
상기 버스바 및 차폐부는 상기 제2패킹부재의 안쪽에 배치된 것을 특징으로 하는 고전압 직체결 커넥터의 연결구조.