KR101211462B1 - 전원 커넥터 - Google Patents

Abstract

대전류 충전과 저전류 충전의 양방에 대응가능한 전원 커넥터에서, 2종류의 커넥터부를 최적으로 배치함으로써, 저전류 충전시의 감시 정밀도 및 기판의 체적 효율을 유지하면서, 체적 효율 및 방열성을 양립시켜서 컴팩트화 및 신뢰성의 향상에 기여할 수 있고, 또한 사용시의 안전성을 확보하고, 비용 저감을 실현가능한 전원 커넥터를 제공한다. 대전류 충전용 커넥터부를 구성하는 핀 삽입 구멍(4) 및 커넥터 핀(2)이 전원 커넥터(1)의 양단부 근방에 배치되고, 저전류 충전용 커넥터부를 구성하는 플러그 삽입 구멍(9) 및 커넥터 핀(11)이 핀 삽입 구멍(4) 및 커넥터 핀(2) 사이에 끼이도록 배치되어 있다.

Description

전원 커넥터{POWER CONNECTOR}

본 발명은 보충 충전가능한 전지 팩에 배치되는 전원 커넥터에 관계되고, 특히 대(大)전류 충전과 저(低)전류 충전의 양방에 대응가능한 전원 커넥터에 관한 것이다.

최근, 하이브리드 자동차나 전동 어시스트 자전거, 또는 공장 내에서의 반송에 사용되는 산업용의 반송차 등, 다양한 이동체가 개발되어 있다. 이들 이동체는 동력원으로서 모터를 갖고 있고, 상기 모터에 전력을 공급하기 위한 전지 팩이 중요한 구성 요소로 되어 있다. 따라서, 전지 팩에 관해서는 다양한 개량이 되어 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1은 전지 팩에 온도 센서와 히터를 장착하고, 히터의 가온(加溫)에 의해 저온시의 기능 저하를 방지하도록 한 기술이다.

전지 팩의 구조로서는, 복수의 전지 셀을 직렬로 접속해서 조전지(組電池)로 하고, 이 조전지를 팩 케이스 내에 배치한 것이 일반적이며, 전지 셀로서는 소모에 따라 보충 충전이 가능한 리듐 이온 전지가 최적이다. 이러한 전지 팩에는, 충전용 플러그가 삽입되는 삽입부를 갖는 전원 커넥터가 설치되어 있고, 이 전원 커넥터에 의해 외부 전원으로부터 전지에의 충전을 행하고 있다.

통상의 전원 커넥터에서는, 전지 팩의 팩 케이스 외면부에 노출한 커넥터 정면부에 삽입부가 설치되어 있고, 여기에, 외부 전원에 접속된 충전용 플러그가 삽입되도록 되어 있다. 또한, 전원 커넥터의 배면부 측에는 상기 삽입부로부터 후방으로 연장하는 2개의 커넥터 핀이 배치되어 있다.

이 커넥터 핀에는, 보호 회로 등이 설치된 회로 기판이나 버스 바(bus bar) 등의 금속판이 접속되어 있고, 외부 전원으로부터의 전류를 팩 케이스 내의 조전지에 흘리고, 충전을 행하도록 구성되어 있다.

이러한 전지 팩에서는, 가정용 전원 등에 의한 저전류 충전(30A 미만)은 물론, 가정 외(外)나 공장 등에서의 사용에 적당한 대전류 충전(30A 이상)도 실시하는 것이 요구되어 있다. 따라서, 전지 팩에 설치되는 전원 커넥터에는, 2종류의 충전용 플러그, 즉, 대전류 충전용의 플러그와 저전류 충전용의 플러그의 양방을 삽입하고, 대전류 충전과 저전류 충전을 실시가능한 구성이 바람직하다.

이에 대하여, 대전류 충전과 저전류 충전의 양방에 대응가능하게 하기 위해, 2종류의 플러그를 삽입하는 정면부 측의 2종류의 삽입부와 그것으로부터 후방으로 연장하는 배면부 측의 2종류의 커넥터 핀을 설치한 전원 커넥터가 개발되어 있다. 이때, 대전류 충전용의 플러그는 저전류 충전용의 그것에 비해서 대형의 것이 채용되어 있다. 그 때문에, 플러그의 크기에 대응해서 전원 커넥터 측의 삽입부 및 커넥터 핀에 관해서도, 저전류 충전용에 비해서 대전류 충전용 쪽이 큰 직경의 것이 사용되어 있다.

이렇게, 종래의 대전류 충전에 대응가능한 전원 커넥터에서는, 대전류 충전용의 커넥터 핀이 큰 직경이므로, 이하에 기술하는 것과 같은 문제점이 생기고 있었다. 여기에서, 도 7의 측면도를 이용하여 종래의 전원 커넥터의 구성을 구체적으로 도시하고, 큰 직경의 대전류 충전용 커넥터 핀이 갖는 문제점에 관하여 설명한다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 전원 커넥터(1)는 보충 충전가능한 전지 팩의 팩 케이스에 배치되는 것이며, 배면 측(도 7 중 오른쪽 가장자리 측)에는 큰 직경의 대전류 충전용 커넥터 핀(2)이 배치되어 있다. 대전류 충전용 커넥터 핀(2)은 전원 커넥터(1)의 배면부로부터 후방(도 7 중 오른쪽 방향)으로 연장하여 설치되어 있고, 그 하방에는, 전지 팩의 내부에 조립된 회로 기판 또는 금속판(3)이 설치되어 있다.

대전류 충전용 커넥터 핀(2)은 회로 기판 또는 금속판(3)에 접속되지만, 이때, 대전류 충전용 커넥터 핀(2)이 큰 직경으므로, 높이 방향으로 스페이스를 차지하게 되어, 전원 커넥터(1)의 체적 효율이 저하하고 있었다. 또한, 대전류 충전용 커넥터 핀(2)이 큰 직경인 만큼, 이 대전류 충전용 커넥터 핀(2)과, 회로 기판 또는 금속판(3) 측을 접속하기 위한 접속 배선의 단면적이 커진다. 따라서, 이 접속 배선 장소에서의 발열량이 컸다.

또한, 대전류 충전용 커넥터 핀(2)과 회로 기판 또는 금속판(3)과의 접속 배선의 단면적이 크므로, 접속 작업 자체가 어렵고, 작업성이 낮았다. 특히, 전동 어시스트 자전거용의 전지 팩은 진동이나 옆으로 넘어짐 등의 충격에 강하게 할 필요가 있으므로, 뛰어난 접속 강도를 확보하는 것이 긴요해서, 확실한 접속 작업이 요구되고 있다. 따라서, 대전류 충전용 커넥터 핀(2)과 회로 기판 또는 금속판(3) 측과의 접속 작업에 관해서는, 작업 효율의 향상이 급무(急務)가 되어 있었다.

한편, 대전류 충전과 저전류 충전의 양방에 대응가능한 전원 커넥터로 하기 위한 하나의 수법으로서, 대전류 충전용과 저전류 충전용에 동일한 커넥터 핀을 사용함으로써, 전원 커넥터의 스페이스 이용률을 높여서 전원 커넥터의 체적 효율을 양호하게 하는 것이 생각된다. 단, 이렇게 대전류 충전용과 저전류 충전용에 동일한 커넥터 핀을 사용하는 경우에는, 커넥터 핀의 사이즈는 필연적으로 대전류 충전용의 사이즈에 맞추게 된다.

그 때문에, 커넥터 핀에 접속되는 회로 기판에서, 충전 감시용의 보호 회로로서는, 대전류 충전 감시 용도에 적합한 회로를 채용하지 않을 수 없다. 이 결과, 저전류 충전시의 감시 정밀도가 저하할 뿐만 아니라, 회로 기판의 체적 효율이 저하하고, 오히려 비용의 증대를 초래하게 된다.

따라서, 저전류 충전시의 감시 정밀도와 회로 기판의 체적 효율을 유지하기 위해, 큰 직경의 대전류 충전용 커넥터 핀과 작은 직경의 저전류 충전용 커넥터 핀을 각각 설치하고, 저전류 충전 감시 용도에 적합한 전용의 보호 회로와, 대전류 충전 감시 용도에 적합한 전용의 보호 회로를 각각 설치하는 것이 생각된다. 이 경우에는, 대전류 충전용 커넥터 핀이 큰 직경이고, 저전류 충전용 커넥터 핀이 그것보다도 작은 직경이며, 또한 충전용 플러그의 삽입부에 관해서도, 대전류 충전용 삽입부보다도 저전류 충전용 삽입부 쪽이 작은 치수이므로, 삽입부와 커넥터 핀을 포함하는 커넥터부의 크기는 대전류 충전용 쪽이 크고, 저전류 충전용 쪽이 작아진다.

여기서, 이러한 대전류 충전용과 저전류 충전용의 2종류의 커넥터부를 구비한 전원 커넥터의 종래 예에 대해서, 도 8 및 도 9를 사용하여 설명한다. 도 8에 도시한 전원 커넥터(1)에서는, 도면 중의 좌측으로부터 우측을 향해서, 대전류 충전용 커넥터부에 포함되는 2개의 대전류 충전용 전류 핀 삽입부(14)와, 저전류 충전용 커넥터부에 포함되는 2개의 저전류 충전용 전류 핀 삽입부(15)가, 이 순서로 일렬로 나열되어 배치되어 있다. 또한, 도 9에 도시한 전원 커넥터(1)에서는, 2개의 대전류 충전용 전류 핀 삽입부(14)가 하측에 나열되어 배치되고, 2개의 저전류 충전용 전류 핀 삽입부(15)가 그 상측에 나열되어 배치되어 있어, 상하 2단 구성으로 되어 있다.

일본국특개2004-362949호공보

그러나, 도 8 및 도 9에 도시한 종래의 전원 커넥터(1)에서는, 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 저전류 충전시의 감시 정밀도 및 기판의 체적 효율은 향상하는 반면, 전원 커넥터(1) 자체의 체적 효율이 저하하고, 전원 커넥터(1)가 대형화한다는 불편이 생기고 있었다.

구체적으로는, 도 8의 예에서는, 대전류 충전용 커넥터부인 대전류 충전용 전류 핀 삽입부(14)와, 저전류 충전용 커넥터부인 저전류 충전용 전류 핀 삽입부(15)가 좌우 일렬로 나열되기 때문에, 폭 치수가 커져 있었다. 또한, 도 9의 예에서는, 대전류 충전용 전류 핀 삽입부(14)와 저전류 충전용 전류 핀 삽입부(15)를 상하 2단으로 배치하기 때문에, 높이 치수가 커져 있었다.

게다가, 대전류 충전용 전류 핀 삽입부(14)는 저전류 충전용 전류 핀 삽입부(15)에 비해 발열량이 크므로, 양호한 방열성을 확보해야만 한다. 그 때문에, 대전류 충전용 전류 핀 삽입부(14)는 소정의 거리 이상 떨어뜨려서 배치해야만 해서, 컴팩트화가 곤란하게 되어 있었다.

이렇게, 저전류 충전과 대전류 충전의 양방에 대응가능한 전원 커넥터에서는 커넥터 자체가 커지고, 그 소형화가 강하게 요구되어 있었다. 특히, 발열량이 큰 전류 충전용 커넥터부에 관해서는, 방열성이 낮으면 성능이 저하하기 때문에, 신뢰성을 확보하는 관점에서 체적 효율이 희생이 되는 경향이 있어서, 컴팩트화가 큰 과제가 되어 있었다.

또한, 저전류 충전 및 대전류 충전에 대응가능한 전원 커넥터에 관해서는, 그 수요가 커져 있고, 기술적인 요구는 해마다 엄격해지는 경향에 있다. 따라서, 단순히 전원 커넥터의 소형화를 진행시킬뿐만 아니라, 사용시의 안전성 확보나, 비용이 더욱더 저감되어야 한다는 점도 요청되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위해 제안된 것이며, 그 제 1 목적은 대전류 충전과 저전류 충전의 양방에 대응가능한 전원 커넥터에서, 대전류 충전용과 저전류 충전용의 2종류의 커넥터부를 최적으로 배치함으로써, 저전류 충전시의 감시 정밀도 및 기판의 체적 효율을 유지하면서, 체적 효율 및 방열성을 양립시켜서 컴팩트화 및 신뢰성의 향상에 기여할 수 있고, 또한 사용시의 안전성을 확보하고, 비용 저감을 실현가능한 전원 커넥터를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 제 2 목적은 적어도 대전류 충전에 대응가능한 전원 커넥터에서, 커넥터 핀과 회로 기판 측 또는 금속판 측과의 접속에 있어서 양자의 접촉 면적을 크게 함으로써, 체적 효율, 접속 강도 및 접속 작업 효율을 높이는 동시에, 커넥터 핀과 회로 기판 또는 금속판과의 접속 부분의 발열을 저감해서 신뢰성 및 성능의 향상을 도모한 전원 커넥터를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 정면부에, 대전류 충전용 플러그가 삽입되는 한 쌍의 대전류 충전용 삽입부를 포함하는 복수의 삽입부가 설치되고, 배면부에, 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀을 포함하는 복수의 커넥터 핀이 설치되고, 이들 커넥터 핀이 회로 기판 또는 금속판에 접속됨으로써, 상기 한 쌍의 대전류 충전용 삽입부와 상기 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀으로 이루어지는 대전류 충전용 커넥터부가 형성된 전원 커넥터에 있어서, 커넥터부 또는 그것을 구성하는 커넥터 핀의 구성을 개량한 것이다.

우선, 본 발명에 있어서, 상기 제 1 목적을 달성하기 위한 제 1 태양에 관한 전원 커넥터는 삽입부와 커넥터 핀으로 이루어지는 커넥터부의 배치 구성에 다음과 같은 특징을 갖는 것이다. 즉, 상기 제 1 목적을 달성하기 위한 전원 커넥터에 있어서, 상기 대전류 충전용 커넥터부는 위치적으로 분할된 2개의 분할 부분으로 구성되고, 이 2개의 분할 부분은 그 일단이 상기 정면부의 양단부 근방에 각각 위치하도록 이간(離間) 배치되고, 이 2 분할 부분 사이에 끼이는 위치에 저전류 충전용 커넥터부가 배치된다.

이상의 구성을 갖는 제 1 태양의 전원 커넥터에 의하면, 대전류 충전용 커넥터부를 위치적으로 2분할해서 각 분할 부분이 전원 커넥터의 양단부에 각각 위치하도록 이간 배치하고, 그 사이에 저전류 충전용 커넥터부를 배치함으로써, 대전류 충전용 커넥터부의 스페이스를 넓게 취해서 뛰어난 방열성을 확보함과 동시에, 대전류 충전용 커넥터부 사이에 저전류 충전용 커넥터부를 배치함으로써 스페이스의 유효 이용을 도모하고, 전원 커넥터의 체적 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제 2 목적을 달성하기 위한 제 2 태양에 관한 전원 커넥터는, 상기 복수의 커넥터 핀에 상기 회로 기판 또는 상기 금속판에 면접촉하는 평면부가 설치된 것을 특징으로 하고 있다.

이상의 구성을 갖는 제 2 태양의 전원 커넥터에 의하면, 커넥터 핀에 평면부를 설치하고, 이 평면부를 회로 기판 또는 금속판에 면접촉시켜서 양자를 접속하므로, 큰 접촉 면적을 획득하는 것이 가능하다. 그 때문에, 큰 직경의 커넥터 핀을 회로 기판 또는 금속판에 간단 또한 안정하게 장착할 수 있다. 또한, 커넥터 핀과 회로 기판 또는 금속판과의 접촉 면적을 크게 한 만큼, 양자의 접속 부분은 뛰어난 방열성을 발휘할 수 있어, 대전류 충전에 대응가능한 전원 커넥터에 적합하다.

본 발명에 관한 상기 제 1 태양의 전원 커넥터에 의하면, 대전류 충전용 커넥터부의 사이에 저전류 충전용 커넥터부를 배치한 지극히 간단한 구성에 의해, 체적 효율 및 방열성을 양립시킬 수 있고, 컴팩트화 및 신뢰성을 향상할 수 있다.

본 발명에 관한 상기 제 2 태양의 전원 커넥터에 의하면, 커넥터 핀에 평면부를 설치하고, 이 평면부를 회로 기판 또는 금속판에 면접촉시킨 지극히 간단한 구성에 의해, 큰 접촉 면적을 획득할 수 있기 때문에, 체적 효율, 접속 강도 및 접속 작업 효율이 대폭 향상하는 동시에, 커넥터 핀과 회로 기판 또는 금속판과의 접속 부분의 발열을 대폭 저감시키고, 신뢰성 및 성능을 높이는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 대표적인 실시 형태의 배면도.
도 2는 본 실시 형태의 정면도.
도 3은 본 실시 형태의 측면도.
도 4는 본 실시 형태에서 대전류 충전을 실시하려고 하는 경우의 사시도.
도 5는 본 실시 형태에서 소전류 충전을 실시하려고 하는 경우의 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태의 배면도.
도 7은 종래의 전원 커넥터의 일예를 도시하는 배면도.
도 8은 종래의 전원 커넥터의 일예를 도시하는 정면도.
도 9는 종래의 전원 커넥터의 일예를 도시하는 정면도.

(1) 대표적인 실시 형태

이하, 본 발명의 전원 커넥터에 관한 대표적인 실시 형태에 대해서, 도 1 ~ 도 5를 참조해서 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 실시 형태의 배면도, 도 2는 동일하게 정면도, 도 3은 동일하게 측면도, 도 4 및 도 5는 동일하게 사시도이며, 도 4는 대전류 충전을 실시하려고 하는 경우, 도 5는 저전류 충전을 실시하려고 하는 경우를 도시하고 있다.

[구성의 개요]

도 1 ~ 도 5에 도시하는 바와 같이, 전원 커넥터(1)는 보충 충전가능한 전지 팩의 팩 케이스에 배치되는 것이며, 이 전원 커넥터(1)를 통하여, 대전류 충전을 실시하는 가정 외나 공장 등에서의 대전류 전원 및 저전류 충전을 실시하는 가정용 전원이라는 2종류의 전원에 대응가능한 타입이다.

본 실시 형태의 하나의 특징은 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 한 쌍의 핀 삽입 구멍(4) 및 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀(2)으로 구성되는 대전류 충전용 커넥터부가 전원 커넥터(1)의 정면으로부터 보아서 좌우 단부 근방에 각각 위치하는 2개의 분할 부분으로 되도록 이간 배치된 점, 및 이들 2개의 분할 부분 사이에 끼이는 위치에 저전류 충전용 커넥터부를 구성하는 플러그 삽입 구멍(9) 및 저전류 충전용 커넥터 핀(11)이 배치된 점에 있다.

여기에서, 대전류 충전용 커넥터부의 좌우 개개의 분할 부분은 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 정면부 측의 삽입부가 되는 핀 삽입 구멍(4)과 2개의 신호 핀용 삽입 구멍(7a, 7b), 및 배면부 측의 커넥터 핀이 되는 대전류 충전용 커넥터 핀(2)과 2개의 신호 핀(12a, 12b)으로 구성되어 있다. 또한, 저전류 충전용 커넥터부는 정면부 측의 삽입부가 되는 플러그 삽입 구멍(9), 및 이 플러그 삽입 구멍(9) 내로부터 배면부 측까지 연장하는 한 쌍의 저전류 충전용 커넥터 핀(11)으로 구성되어 있다.

본 실시 형태의 하나의 특징은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 대전류 충전용 커넥터 핀(2) 및 저전류 충전용 커넥터 핀(11)에 평면부(2a, 11a)를 설치하고, 이 평면부(2a, 11a)를 회로 기판 또는 금속판(3)에 면접촉시킨 점에 있다.

또한, 전원 커넥터(1)의 좌우 가장자리부에는, 전지 팩 측과의 끼워맞춤부(1a)가 좌우 방향으로 돌출해서 설치되어 있고, 전지 팩의 팩 케이스 내벽의 끼워맞춤부와 끼워맞춤으로써, 전지 팩 내부에 장착되어 있다.

[정면측의 구성]

우선, 전원 커넥터(1)의 정면 측의 구성에 관하여 설명한다. 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 전원 커넥터(1)의 정면부의 좌우 단부에는, 큰 직경의 핀 삽입 구멍(4)이 1개씩 형성되어서 좌우 한 쌍의 핀 삽입 구멍(4)을 구성하고 있고, 이 한 쌍의 핀 삽입 구멍(4)에는 공장용 등의 대전류 전원에 접속된 대전류 충전용 플러그(5)의 한 쌍의 전류 핀(6)이 삽입된다(도 4 참조). 또한, 한 쌍의 핀 삽입 구멍(4)의 내측에는, 상하 2단으로 각각 좌우 한 쌍을 이루는 계(計) 4개의 신호 핀용 삽입 구멍(7a, 7b)이 정면으로부터 보아서 ハ자 형상이 되도록 배치되어 있다.

즉, 상측의 2개의 신호 핀용 삽입 구멍(7a)끼리는 서로의 간격이 좁고, 하측의 2개의 신호 핀용 삽입 구멍(7b)끼리는 서로의 간격이 넓게 설정되어 있다. 이에 의해, 4개의 신호 핀용 삽입 구멍(7a, 7b)은 전체로서, 상하 방향에 대하여 비대칭으로 배치되게 된다. 이러한 ハ자 형상 배치의 2쌍의 신호 핀용 삽입 구멍(7a, 7b)에는, 대전류 충전용 플러그(5)에 설치된 동일한 ハ자 형상 배치의 2쌍의 신호 핀(8a, 8b)이 삽입된다(도 4 참조).

또한, 도 2 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 전원 커넥터(1)의 정면부에서, 상하 2쌍의 신호 핀용 삽입 구멍(7a, 7b)의 내측에는, 플러그 삽입 구멍(9)이 형성되어 있다. 플러그 삽입 구멍(9)은 단면이 가로로 긴 안장 형상이며, 상변부의 좌우 단부가 커브지고, 아래의 좌우 단부가 직각으로 되어있음으로써, 상하 방향에 대하여 비대칭으로 되어 있다.

플러그 삽입 구멍(9) 내부에는 좌우 한 쌍의 작은 직경의 저전류 충전용 커넥터 핀(11)이 배치되어 있다. 한 쌍의 저전류 충전용 커넥터 핀(11)은 플러그 삽입 구멍(9)으로부터 후방으로 연장하도록 배치되어 있고, 전원 커넥터(1) 내를 관통해서 배면 측에 돌출해 있다. 플러그 삽입 구멍(9)에는 가정용 전원에 접속된 저전류 충전용 플러그(10)가 삽입된다(도 5 참조). 저전류 충전용 플러그(10)는 플러그 삽입 구멍(9)의 형상에 맞춰서 단면 형상이 가로로 긴 안장 형상이다.

플러그 삽입 구멍(9)에 저전류 충전용 플러그(10)가 삽입될 때, 저전류 충전용 플러그(10) 측의 핀 삽입 구멍(도시하지 않음)에 대하여, 플러그 삽입 구멍(9) 내의 저전류 충전용 커넥터 핀(11)이 삽입된다. 이에 의해, 저전류 충전용 커넥터 핀(11)은 플러그 삽입 구멍(9)에 삽입된 저전류 충전용 플러그(10)와 전기적으로 접속된다.

[배면 측의 구성]

계속해서, 전원 커넥터(1)의 배면 측에 관하여 설명한다. 도 1 및 도 3 ~ 도 5에 도시하는 바와 같이, 전원 커넥터(1) 배면부의 좌우 단부에는, 큰 직경의 대전류 충전용 커넥터 핀(2)이 1개씩 배치되어서 좌우 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀(2)을 구성하고 있다. 대전류 충전용 커넥터 핀(2)의 각각은 정면부 측의 각 핀 삽입 구멍(4)으로부터 후방으로 연장하도록 배치되어 있고, 핀 삽입 구멍(4)에 삽입된 대전류 충전용 플러그(5)의 전류 핀(6)과 전기적으로 접속된다. 또한, 전원 커넥터(1) 배면부의 중앙 부근에는, 전술한 바와 같이, 정면부 측의 플러그 삽입 구멍(9) 내부로부터 후방으로 연장하는 한 쌍의 저전류 충전용 커넥터 핀(11)이 전원 커넥터(1) 내를 관통해서 배면 측에 돌출해 있다.

배면 측에 돌출한 커넥터 핀(2, 11)의 선단부에는, 단면을 반원형으로 함으로써 하방을 향하는 평면부(2a, 11a)가 설치되어 있다. 이들 평면부(2a, 11a)에 근접해서 회로 기판 또는 금속판(3)(도 1에서는 일점 쇄선으로 도시)이 설치되어 있다. 커넥터 핀(2, 11)의 평면부(2a, 11a)는 모두, 회로 기판 또는 금속판(3)에 대하여 면접촉하도록 되어 있고, 동일한 평면 위에 위치하도록 설치되어 있다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 커넥터 핀(2)은 회로 기판 또는 금속판(3)에 대하여, 나사(13)에 의해 나사 고정되어 있다.

또한, 본 실시 형태의 전원 커넥터(1)에서, 커넥터 핀과 전기적으로 접속되는 회로 기판에는, 대전류 충전 감시용의 보호 회로와 저전류 충전 감시용의 보호 회로라는 2종류의 보호 회로가 각각 설치되어 있다. 즉, 도 1에 도시하는 회로 기판 또는 금속판(3)이 회로 기판일 경우에는 그 회로 기판에 2종류의 보호 회로가 설치된다. 또한, 도 1에 도시하는 회로 기판 또는 금속판(3)이 회로 기판에 접속된 버스 바 등의 금속판일 경우에는 그 접속처의 회로 기판에 2종류의 보호 회로가 설치된다.

또한, 전원 커넥터(1) 배면부에서, 좌우 단부 측의 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀(2)과 중앙부 측의 한 쌍의 저전류 충전용 커넥터 핀(11)의 사이에는, 2쌍의 신호 핀(12a, 12b)이 내외에 배치되어 있다. 즉, 한 쌍의 신호 핀(12a)이 한 쌍의 저전류 충전용 커넥터 핀(11)의 바로 외측에 설치되고, 그 외측에, 다른 한 쌍의 신호 핀(12b)이 배치되어 있다. 이들 합계 4개의 신호 핀(12a, 12b)은 각각의 기단부의 전원 커넥터(1) 배면 측으로부터의 돌출 위치가 배면으로부터 보아서 ハ자 형상이 되도록 배치되어 있다.

즉, 도 4에 도시하는 바와 같이, 내측의 한 쌍의 신호 핀(12a)은 정면부의 상측 한 쌍의 신호 핀용 삽입 구멍(7a) 및 대전류 충전용 플러그(5) 측의 상측의 한 쌍의 신호 핀(8a)과 접속하고, 외측의 한 쌍의 신호 핀(12b)은 정면부의 하측의 한 쌍의 신호 핀용 삽입 구멍(7b) 및 대전류 충전용 플러그(5) 측의 하측의 한 쌍의 신호 핀(8b)과 접속하도록 되어 있다. 단, 내측의 한 쌍의 신호 핀(12a)은 외측의 한 쌍의 신호 핀(12b)과의 기단부의 고저차(高低差) 분(分)만큼 선단부를 하방 수정하기 위해, 그 고저차에 따른 치수로 크랭크(crank) 형상으로 접어 구부러지게 형성되어 있고, 이 크랭크를 이용하여, 내외의 2쌍의 신호 핀(12a, 12b)의 각 선단부의 높이는 상하 방향으로 어긋나지 않게 동일한 수평면 위에 위치하도록 배치되어 있다. 보다 상세하게는, 내외 2쌍의 신호 핀(12a, 12b)의 선단부는 그 최하점 높이가 커넥터 핀(2, 11)의 평면부(2a, 11a)가 위치하는 수평면과 동일한 높이가 되도록 배치되어 있다.

[작용 효과]

이상의 구성을 갖는 본 실시 형태는 다음과 같은 작용 효과가 있다. 즉, 본 실시 형태의 하나의 특징은 전술한 바와 같이, 한 쌍의 핀 삽입 구멍(4) 및 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀(2)으로 구성되는 대전류 충전용 커넥터부를, 좌우 단부에 위치하는 2개의 분할 부분으로서 이간 배치한 점, 및 이들 2개의 분할 부분 사이에 끼이는 위치에 저전류 충전용 커넥터부를 구성하는 플러그 삽입 구멍(9) 및 저전류 충전용 커넥터 핀(11)을 배치한 점에 있다.

이러한 커넥터부의 배치 구성의 특징에 의해, 대전류 충전용 커넥터부의 한 쌍의 핀 삽입 구멍(4) 및 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀(2)의 간격을 넓게 취해서 뛰어난 방열성을 얻을 수 있다. 게다가, 좌우 양단에 이간 배치한 대전류 충전용 커넥터부의 2개의 분할 부분 사이에 끼이는 위치에 저전류 충전용 커넥터부를 배치했으므로, 전원 커넥터(1)에서의 스페이스의 유효 이용을 도모할 수 있고, 방열성의 확보와 동시에, 전원 커넥터(1)의 체적 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 하나의 특징은 전술한 바와 같이, 대전류 충전용 커넥터 핀(2) 및 저전류 충전용 커넥터 핀(11)에 평면부(2a, 11a)를 설치하고, 이 평면부(2a, 11a)를 회로 기판 또는 금속판(3)에 면접촉시킨 점에 있다. 수평 배치되는 커넥터 핀(2, 11)에, 이렇게 평면부를 설치함으로써, 단순한 원형 단면으로 했을 경우에 비해, 커넥터 핀의 높이 치수를 축소할 수 있다. 특히, 큰 직경의 대전류 충전용 커넥터 핀(2)의 높이 치수는 전원 커넥터의 높이 치수에 크게 영향을 주기 때문에, 이 대전류 충전용 커넥터 핀(2)의 높이 치수의 축소에 의해, 전원 커넥터의 높이 치수의 축소화를 도모할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 대전류 충전용 커넥터 핀(2)의 단면을 반원형으로 하여 평면부(2a)를 설치하고 있기 때문에, 직경 치수가 동일하다면, 반원형 단면의 대전류 충전용 커넥터 핀(2)의 높이 치수는 원형 단면으로 했을 경우의 반분(半分)으로 되어, 높이 치수의 축소 효과는 크다. 이러한 반원형 단면으로 한 대전류 충전용 커넥터 핀(2)의 평면부(2a)에 대하여 회로 기판(3)을 접촉시킴으로써, 도 1에 도시하는 바와 같이, 큰 직경의 커넥터 핀(2)의 높이 치수에 의해 회로 기판(3)의 높이 치수를 흡수시킬 수 있다. 따라서, 전원 커넥터(1)의 체적 효율을 높일 수 있고, 전원 커넥터(1)의 높이 치수를 대폭 축소화하는 것이 가능하다.

또한, 커넥터 핀(2, 11)과 회로 기판(3)은 평면부(2a, 11a)를 통하여 면에서 접촉하고 있으므로, 큰 접촉 면적을 용이하게 얻을 수 있다. 이 때문에, 접속 작업의 간략화와 안정화를 추진하는 것이 용이하고, 생산 비용의 대폭적인 저감이 가능하다.

게다가, 커넥터 핀(2, 11)과 회로 기판(3)의 접속 부분이 커짐으로써, 이 부분의 방열성은 매우 양호해진다. 또한, 본 실시 형태에서는, 전원 커넥터(1)의 좌우 양단부에 큰 직경의 커넥터 핀(2)을 배치했으므로, 양자의 거리를 크게 취할 수 있고, 방열성이 더 향상하고 있다.

또한, 커넥터 핀(2)과 회로 기판(3)의 접속에 관해서, 본 실시 형태에서는, 나사(13)를 사용하고 있기 때문에, 매우 뛰어난 접속 강도를 확보하는 것이 가능하다. 따라서, 진동이나 옆으로 넘어짐 등의 충격에 강한 것이 요구되는 전동 어시스트 자전거용의 전지 팩에는 적합하다.

또한, 본 실시 형태의 전원 커넥터(1)에서는, 신호 핀용 삽입 구멍(7a, 7b) 및 플러그 삽입 구멍(9)을 상하 방향에 대하여 비대칭으로 구성했으므로, 대전류 충전용 플러그(5) 및 저전류 충전용 플러그(10)는 모두 상하 방향으로 역으로 삽입될 걱정이 전혀 없다. 이 때문에, 사용시의 안전성을 높이는 것이 가능하다. 또한, 본 실시 형태에서는 회로 기판에, 저전류 충전 감시용의 보호 회로와 대전류 충전 감시용의 보호 회로를 각각 설치하고 있으므로, 대전류 충전시 및 저전류 충전시의 양쪽에서, 뛰어난 감시 정밀도를 얻을 수 있고, 회로 기판의 체적 효율도 향상한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 전원 커넥터(1)에 의하면, 대전류 충전용 커넥터부를 구성하는 핀 삽입 구멍(4) 및 커넥터 핀(2)의 사이에, 저전류 충전용 커넥터부를 구성하는 플러그 삽입 구멍(9) 및 커넥터 핀(11)을 배치한 지극히 간단한 구성에 의해, 체적 효율 및 방열성을 양립시켜서, 컴팩트화 및 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 전원 커넥터(1)에 의하면, 큰 직경의 커넥터 핀(2)에 평면부(2a)를 설치한 지극히 간단한 구성에 의해, 회로 기판 또는 금속판(3)과의 접촉 면적을 증대시킬 수 있고, 체적 효율, 접속 강도 및 접속 작업 효율의 향상을 도모하는 동시에, 커넥터 핀(2, 11)과 회로 기판 또는 금속판(3)과의 접속 부분의 발열 저감을 실현하고, 신뢰성 및 성능을 높일 수 있다. 또한, 접속 작업 효율을 높임으로써, 생산 비용의 대폭적인 저감에 공헌하는 것이 가능하다.

게다가, 대전류 충전용 플러그(5) 및 저전류 충전용 플러그(10)의 역으로 삽입하는 것을 확실하게 막을 수 있고, 사용시의 안전성을 확보할 수 있다. 더구나, 회로 기판(3)에 저전류 충전 감시용의 보호 회로와 대전류 충전용의 보호 회로를 독립해서 설치하고 있기 때문에, 저전류 충전시의 감시 정밀도가 저하할 우려가 없고, 회로 기판의 체적 효율도 높다.

(2) 다른 실시 형태

또한, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 커넥터 핀이나 신호 핀 등, 각 부재의 구성이나 배치 수, 배치 장소는 적절히 변경가능하다. 구체적으로, 높이 치수의 축소화가 요구되는 한편으로, 폭 치수의 축소화가 그다지 요구되지 않고, 그것보다도 대전류 충전용 플러그와 저전류 충전용 플러그를 동시에 삽입하는 것이 요구되는 바와 같은 경우에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 평면부(2a)를 설치한 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀(2)과 한 쌍의 저전류 충전용 커넥터 핀(11)을 이 순서로 단순하게 나열하여 배치하는 실시 형태도 가능하다. 이 실시 형태에 의하면, 커넥터 핀에 평면부를 설치한 것에 의한 높이 치수의 축소화의 효과를 얻을 수 있는 동시에, 대전류 충전용 플러그와 저전류 충전용 플러그를 동시에 삽입하는 것이 가능해지기 때문에, 양호한 사용 편리성이 얻어진다.

커넥터 핀의 형상으로서는 단부가 판 형상이어도 되고, 이러한 실시 형태에 의하면 회로 기판 또는 금속판과의 접속 작업을 보다 용이하게 실시하는 것이 가능하다. 또한, 신호 핀의 형상으로서는, 크랭크 형상 이외에도, 단순한 L자 형상으로 해도 된다. 또한, 평면부를 설치한 커넥터 핀을 회로 기판 또는 금속판에 고정하는 수법도, 나사 고정뿐만 아니라, 용접이나 납땜에 의해 양자를 고정 접속해도 된다. 어느 쪽의 경우도 커넥터 핀의 평면부를 고정처의 회로 기판이나 금속판의 평면에 면접촉시킨 상태에서 양자를 고정할 수 있기 때문에, 작업성도 양호하다.

또한, 본 발명은 전동 어시스트 자전거용의 전지 팩에의 적용에 한정되는 것은 아니고, 충전용 플러그를 삽입하는 타입의 전원 커넥터이면 널리 적용가능하고, 하이브리드 자동차나 산업용의 반송차 등에 이용하는 것이 가능하다. 또한, 삽입되는 충전용 플러그에 관해서도, 그 수나 형상, 사양 등은 적절히 선택가능하다. 예를 들면, 본 발명의 커넥터 핀의 평면부에 관한 특징은 대전류 충전용 플러그에만 대응하는 대전류 충전 전용의 전원 커넥터에도 적용가능하고, 그 경우에도, 커넥터 핀에 평면부를 설치함으로써, 높이 치수의 축소나 접촉 면적의 증대가 가능해서, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

1 : 전원 커넥터
1a : 끼워맞춤부
2 : 대전류 충전용 커넥터 핀
2a, 11a : 평면부
3 : 회로 기판 또는 금속판
4 : 핀 삽입 구멍
5 : 대전류 충전용 플러그
6 : 전류 핀
7a, 7b : 신호 핀용 삽입 구멍
8a, 8b, 12a, 12b : 신호 핀
9 : 플러그 삽입 구멍
10 : 저전류 충전용 플러그
11 : 저전류 충전용 커넥터 핀
13 : 나사
14 : 대전류 충전용 전류 핀 삽입부
15 : 저전류 충전용 전류 핀 삽입부

Claims (7)

1. 정면부에, 대(大)전류 충전용 플러그가 삽입되는 한 쌍의 대전류 충전용 삽입부를 포함하는 복수의 삽입부가 설치되고, 배면부에, 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀을 포함하는 복수의 커넥터 핀이 설치되고, 이들 커넥터 핀이 회로 기판 또는 금속판에 접속됨으로써, 상기 한 쌍의 대전류 충전용 삽입부와 상기 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀으로 이루어지는 대전류 충전용 커넥터부가 설치된 전원 커넥터에 있어서,
   상기 대전류 충전용 커넥터부는 위치적으로 분할된 2개의 분할 부분으로 구성되고, 이 2개의 분할 부분은 그 일단이 상기 정면부의 양단부 근방에 각각 위치하도록 이간 배치되고, 이 2 분할 부분 사이에 끼이는 위치에 저(低)전류 충전용 커넥터부가 배치된 것을 특징으로 하는 전원 커넥터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 커넥터 핀에 접속되는 상기 회로 기판에는, 대전류 충전 감시용의 보호 회로와 저전류 충전 감시용의 보호 회로가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 전원 커넥터.
3. 정면부에, 대전류 충전용 플러그가 삽입되는 한 쌍의 대전류 충전용 삽입부를 포함하는 복수의 삽입부가 설치되고, 배면부에, 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀을 포함하는 복수의 커넥터 핀이 설치되고, 이들 커넥터 핀이 회로 기판 또는 금속판에 접속됨으로써, 상기 한 쌍의 대전류 충전용 삽입부와 상기 한 쌍의 대전류 충전용 커넥터 핀으로 이루어지는 대전류 충전용 커넥터부가 설치된 전원 커넥터에 있어서,
   상기 복수의 커넥터 핀은, 단면을 반원형으로 함으로써, 상기 회로 기판 또는 상기 금속판에 면접촉하는 평면부가 설치된 것을 특징으로 하는 전원 커넥터.
4. 삭제
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 복수의 커넥터부는 상하 방향에 대하여 각각 비대칭으로 구성된 것을 특징으로 하는 전원 커넥터.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 복수의 커넥터 핀은 각 커넥터 핀의 평면부가 동일한 평면 위에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 전원 커넥터.
7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 복수의 커넥터 핀의 각각은 상기 회로 기판 또는 상기 금속판에 대하여, 용접, 납땜, 혹은 나사 고정에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 전원 커넥터.
   

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