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KR20100017480A - 차량용 회로차단기 - Google Patents

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KR20100017480A
KR20100017480A KR1020097024910A KR20097024910A KR20100017480A KR 20100017480 A KR20100017480 A KR 20100017480A KR 1020097024910 A KR1020097024910 A KR 1020097024910A KR 20097024910 A KR20097024910 A KR 20097024910A KR 20100017480 A KR20100017480 A KR 20100017480A
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콘스탄티노스 티토키스
폴커 투라우
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코스탈 콘탁트 치스테메 게엠베하
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Abstract

본 발명은 전기적으로 연결되는 플러그 인(plug-in) 접촉요소들을 포함한 커넥터 하우징 및 소켓 접촉부들을 포함한 소켓 하우징으로 구성되고, 상기 플러그-인 접촉요소들이 작동레버에 의해 상기 소켓 접촉부들과 연결되거나 분리되는 차량용 회로차단기에 관한 것이다. 상기 소켓 접촉부 하우징에 대해 금속재질이거나 금속으로 입힌 외측하우징이 연결되고, 상기 외측하우징의 적어도 한 개의 내부표면은 일체로 몰딩된 제어변부를 가지며, 상기 커넥터 하우징이 부착될 때 상기 커넥터 하우징위에 위치한 작동레버의 기계적 차단을 해제한다.
회로 차단기

Description

차량용 회로차단기{CIRCUIT-BREAKER FOR A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 전기적으로 연결되는 플러그 인(plug-in) 접촉요소들을 포함한 커넥터 하우징 및 소켓 접촉부들을 포함한 소켓 하우징으로 구성되고, 상기 플러그-인 접촉요소들이 작동레버에 의해 상기 소켓 접촉부들과 연결되거나 분리되는 차량용 회로차단기에 관한 것이다.
상기 형태의 회로차단기가 문헌 제 DE 10 2004 054 360 호에 공개되어 있다.
아래에 설명되는 회로차단기는 우선, 연소엔진이외에 전기구동장치가 구성되는 소위 하이브리드 차량 및 전기자동차내에 장착된다. 특히, 정비를 위하여, 전기공급을 중단하는 것이 요구된다. 상기 차량은 고전류뿐만 아니라 상대적으로 높은 전압을 발생시키기 때문에, 이용되는 회로차단기에 대해서 안전한 접촉상태를 제공하는 것이 필요하다. 상기 회로차단기로부터 가능한 적은 전자기 간섭이 발생되는 것이 바람직하다.
따라서, 안전한 접촉상태를 제공하는 전기구조체와 전자기 간섭에 대한 높은 내성을 통해 상기 목적을 달성하는 회로차단기가 제공되어야 한다. 따라서 차단기 부품들의 부정확한 조립은 최대한 배제되어야 한다.
상기 목적을 위해 본 발명에 의하면, 상기 소켓 접촉부 하우징에 대해 금속재질이거나 금속으로 입힌 외측 하우징이 연결되고, 상기 외측하우징의 적어도 한 개의 내부표면은 일체로 몰딩된 제어변부를 가지며, 상기 커넥터 하우징이 부착될 때 상기 커넥터 하우징위에 위치한 작동레버의 기계적 차단을 해제한다.
하기 설명에서 본 발명의 실시예들이 도면을 참고하여 명확하게 설명된다.
도 1은 부분적으로 연결된 하우징 부분들을 가진 회로차단기를 도시한 도면.
도 2는 회로차단기의 분해도.
도 3은 연결된 하우징 부분들을 가진 회로차단기를 도시한 도면.
도 4는 레버기구의 확대사시도.
도 5는 기어휠과 차단레버의 제 1 도면.
도 6은 기어휠과 차단레버의 제 2 도면.
도 7은 구속 핀을 도시한 도면.
도 8은 구속 개구부를 도시한 도면.
부호설명
1: 커넥터 하우징, 2: 외측하우징, 3: 플러그 소켓 하우징,
4: 작동레버, 5: 기어휠, 6, 7: 기어틈새, 8: 연결부재
9, 11: 경사면, 10: 차단레버, 12: 제어변부, 13: 래크,
14, 15: 기저판, 16: 부하연결부, 17: 신호연결장치
18: 제 1 덮개부분, 19: 제 2 덮개부분, 20: 절단부
22: 퓨즈, 23: 결합부, 24: 접촉몸체, 25: 구속핀
26: 구속개구부, 27: 안전챔버
상기 회로차단기는 차량에 대한 정비작업과 관련하여 안전기능을 수행하고 배터리 전위를 차단할 수 있다. 상기 형태의 회로차단기는, 고전류 및 종종 고전압이 확실하게 접촉하여 공급되어야 하는 전기자동차 및 하이브리드 자동차에 유리하게 장착된다.
부분적으로 단면 도시된 도 1을 참고할 때, 스위치부품들이 연결되기 전에 회로차단기의 상태가 도시된다. 도 2에서 상기 회로차단기가 분해도로서 도시된다.
상기 회로차단기는 커넥터 하우징(1), 외측하우징(2) 및 플러그 소켓 하우징(3)으로 구성된다. 플러그 소켓 하우징(3)은, 본 명세서에서 상세하게 설명되지 않지만, 부하연결부(16)들을 포함하고, 상기 부하연결부를 통해 전기도체들이 상기 회로차단기와 연결될 수 있다. 상기 부하연결부(16)는, 상기 플러그소켓 하우징(3)의 내부에 배열되는 것이 유리한 플러그, 나사 또는 크림프(crimp) 연결부를 포함할 수 있다.
상기 플러그 소켓 하우징(3)위에 상기 커넥터 하우징(1)을 결합하여 상기 부 하연결부(16)들이 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 이를 위해 상기 커넥터 하우징(1)은 내부에서 두 개의 전기적 플러그접촉요소들을 포함하고, 상기 플러그접촉요소들은 고전류를 위해 배열된 평평한 플러그로서 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 하우징몸체(24)가 상기 플러그접촉요소들을 둘러싼다. 상기 하우징몸체(24)는 기저판(15)을 가지고, 상기 기저판의 마주보게 배열된 상부면에서 상기 하우징몸체는 전기 퓨즈(22)를 위한 수용챔버(27)를 가진다. 상기 수용챔버(27)내에 삽입된 퓨즈(22)는, 커텍터 하우징(1)의 상기 플러그 접촉요소들사이에서 전기전도성을 가진 연결부를 구성한다.
상기 플러그 소켓 하우징(3)의 기저판(14)내에, 도면에 도시되지 않은 부싱 형태의 플러그소켓 접촉부가 결합되고, 커넥터 하우징(1)의 플러그 접촉요소들이 기저판내에 삽입될 수 있다. 상기 플러그 소켓 접촉부들이 상기 부하연결부(16)와 전기전도성 연결을 형성한다.
커넥터 하우징(1)을 플러그 소켓 하우징(3)과 조립하면 상기 부하연결부(16)들이 상기 조립된 플러그연결부와 상기 퓨즈(22)를 통해 전기적으로 서로 연결된다. 따라서 상기 전기적 연결상태는 양쪽 하우징(1,3)들의 분리에 의해 차단된다.
양호한 접촉보호상태를 보장하기 위하여, 접합되거나 성형될 수 있고 둘러싸는 구조를 가진 외측하우징(2)이 상기 플러그소켓 하우징(3)과 연결된다. 상기 외측하우징(2)은 금속재질이거나 금속을 입힌 하우징부분으로서 구성되고, 상기 외측하우징은 사실상 회로차단기의 덮개면을 형성하고 상기 회로차단기로부터 방출되는 전자기 차단기능이 효과적으로 보호된다.
고부하 플러그결합시 발생되는 상대적으로 높은 플러그 결합하중이 발생되도록 상기 커넥터 하우징(1)을 상기 플러그소켓 하우징(3)과 결합하기 위하여 레버기구가 제공된다. 상기 레버기구는 안장의 등자의 형상을 가진 작동레버(4)로 형성되고, 상기 작동레버는 커넥터 하우징(1)위에서 두 개의 위치들에서 회전가능하게 지지된다. 상기 작동레버(4)는, 지지위치들의 영역에서 일체구조를 가진 기어휠(5)을 가진다. 상기 커넥터 하우징(1)이 상기 플러그소켓 하우징(3)과 결합되어 상기 기어휠(5)은 상기 플러그소켓 하우징(3)위에 형성된 래크(13)와 결합되고, 상기 래크(13)는 커넥터 하우징을 향해 연장된다. 상기 작동레버(4)가 넘어지며 운동하면, 상기 기어휠(5)은 대략 시계방향으로 1/4회전만큼 회전하고 전체 커넥터 하우징과 함께 플러그소켓 하우징을 향해 병진운동한다. 도 3에 도시된 것과 같이 상기 작동레버(4)가 충분히 넘어지며 운동하여 상기 커넥터 하우징(1)은 플러그소켓 하우징(3)에 대해 단부위치에 도달하고, 상기 단부위치에서 상기 커넥터 하우징(1)의 플러그 접촉요소들은 상기 플러그 소켓 접촉부와 충분히 결합되고 전기전도성 연결이 형성된다.
도 4 내지 도 6에서 기어휠(5)의 배열이 확대되어 도시된다. 상기 도면들에 의해 레버기구의 기능이 더욱 명확해 진다.
도 4에 출구위치에 배열된 작동레버(4)의 단면이 도시된다. 상기 기어휠(5)이 상기 래크(13)의 전방에 위치하고, 상기 기어휠(5)은 작동레버(4)의 운동을 통해 상기 래크와 치접된다. 도 4는 추가로 외팔구조를 가지고 상기 커넥터 하우징(1)위에 형성된 차단레버(10)를 도시하고, 차단레버(10)의 자유단부부분이 기어 휠(5)의 기어틈새(6)와 결합된다. 일체구조를 가지고 기어휠(5)과 연결된 작동레버(4)의 운동이 차단레버에 의해 차단된다.
이외에 도 4에 제어변부(12)가 도시되고, 상기 제어변부는 외측하우징(2)의 내측부에 형성된다.
상기 커넥터 하우징(1)은 단지 외측하우징(2)을 향해서 가압되어, 하부를 향해 확대되는 제어변부(12)를 상기 차단레버(10)의 종방향측부에 대해 가압하고, 기어휠(5)을 차단하는 차단레버(10)의 단부부분을 기어휠(5)의 회전면으로부터 밀어낸다. 따라서, 기어휠(5)의 차단기능 및 동시에 작동레버(4)의 차단기능이 해제된다.
작동레버(4)가 단지 넘어지며 운동할 수 있고, 상기 기어휠(5)이 상기 플러그소켓 하우징(3)의 래크(13)와 연결되며, 상기 플러그 접촉요소들이 플러그 소켓 접촉부와 연결될 때까지 상기 커넥터 하우징(1)이 플러그 소켓 하우징(3)을 향해 가압된다.
상기 외측하우징(2)이 정확하게 조립되지 못할 때 상기 커넥터 하우징(1)과 플러그 소켓 하우징(3)이 조립될 수 있도록 기어휠(5)의 초기구속작용은 차단레버(10)에 의해 방해된다. 부정확하거나 오차를 가지고 위치결정된 외측하우징(2)때문에 완전한 접촉상태의 보호기능 및 전자기 영역의 효과적인 차폐가 제공되지 못하면, 회로차단기를 통해 조정되는 전기 연결부의 조립이 방해된다.
도 5는, 기어휠(5)위에 형성된 작동레버(4)의 이탈방향으로 출구위치에 배열된 차단레버(10)를 도시한 또 다른 도면이며, 출구위치에서 기어틈새(6)내에 결합 된 차단레버(10)를 통해 상기 작동레버(4)가 차단된다.
도 6을 참고할 때, 상기 작동레버(4)가 넘어지며 이동한 후에 상기 작동레버(4)와 기어휠(5)이 단부위치에 배열된다. 작동레버(4)의 이탈방향은 출구위치에 대해 약 90도만큼 시계방향으로 회전된다. 상기 차단레버(10)의 단부가 다시 기어틈새(7)내에 삽입되어 연결된다. 상기 커넥터 하우징(1)의 상기 단부위치(도 4를 참고)에서 차단레버(10)는 이미 외측하우징(2)의 제어변부(12)를 통해 떨어져 이동하고 다시 차단레버의 최초위치로 탄성가압된다.
따라서, 기어틈새들의 중간위치에 삽입되어 배열되지 못한 상기 차단레버(10)가 기어휠(5)의 후방측부에서 평평한 연결부재(8)를 가지며, 상기 연결부재는 기어휠(5)의 측부로부터 차단레버(10)를 위한 기어틈새(6,7)들을 들어갈 수 있게 형성한다. 단지 작동레버(4)의 단부 및 출구위치에 따라 정확한 두 개의 기어틈새(6,7)들을 위해 상기 연결부재(8)가 제거된다. 또한 상기 연결부재(8)에 의해 축방향 및 반경방향의 저항모멘트가 증가되고 따라서 기어휠(5)의 비틀림 강성이 증가된다. 도 4를 참고할 때, 상기 제어변부(12)가 기어휠(5)의 연결부재(8)뒤에서 차단레버(10)를 가압하기 때문에, 상기 차단레버(10)가 작동레버(4)의 단부위치를 위해 빈 상태의 기어틈새(7)에 도달하기 전에 상기 차단레버(10)는 출구위치로 탄성가압될 수 없다. 차체의 진동과 같은 기계적 작용을 통해 회로차단기가 실수로 또는 자동으로 개방되는 것이 완벽하게 방지되기 때문에, 상기 작동레버가 작동레버의 단부위치에서 차단되는 것이 유리하다.
상기 작동레버(4)의 차단상태를 구속하기 위하여, 도 7에서 개략적으로 도시 된 구속핀(25)이 제공된다. 상기 구속핀(25)은 상기 외측하우징(2)의 벽내에서 구속개구부(26)를 통해 돌출하고, 외측하우징(2)에서 지지되거나 차단레버(10)위에 구성된다.
도 8에 도시된 바에 따라 구속핀을 생략하고 단지 한 개의 구속 개구부(26)를 상기 외측하우징(2)내에 제공하는 것이 제조기술적으로 간단하다. 기어휠(5) 및 따라서 작동레버(4)를 구속해제하기 위하여, 상기 구속개구부(26)내에 대략 가느다란 나사드라이버의 핀 형상체를 삽입하여, 차단레버(10)가 가압될 수 있다. 도 6에서 확인할 수 있듯이, 차단레버(10)의 단부부분 및 상기 기어휠(5)의 후방측부상에 구성된 경사면(9,11)들은 기어틈새(6)로부터 차단레버(10)의 미끄럼운동을 용이하게 한다.
이외에 상기 회로차단기는, 상기 커넥터 하우징(1)과 상기 플러그 소켓 하우징(3)우이ㅔ서 서로 연결될 수 있는 플러그 접촉요소들을 포함하고, 상기 플러그 접촉요소들은 작은 전기부하를 위해 배열되고 하기에서 신호연결장치(17)로서 설명된다. 상기 신호연결장치(17)의 하우징 윤곽이 도 1 과 도 2에 도시된다.
서로 연결된 상기 컨넥터 하우징(1)과 상기 플러그 소켓 하우징(3)에 있어서 상기 신호연결장치(17)는 전기신호회로를 닫고 회로차단기의 연결상태에 관한 신호를 발생시킨다. 회로차단기의 부하회로내에서 조정되고 도면에 도시되지 않는 전자식 또는 전기기계식 릴레이를 제어하기 위해 상기 신호가 제공되어 회로차단기가 부하접촉부를 전류 및 전압없이 연결하거나 분리할 수 있다.
이를 위하여, 부하회로에 대해 뒤이어 신호회로가 폐쇄되고 앞서서 신호회로 가 개방되는 것이 필요하다. 따라서, 회로차단기가 분해될 때, 우선 신호회로는 작동레버(4)의 회전운동을 통해 중단된다. 상기 회전운동과 다음에 이어지는 하우징(1,3)들의 상호 병진운동을 통해 부하회로가 개방된다. 상기 하우징(1,3)들이 연결될 때 상기 과정이 반대 순서로 발생된다.
상기 안전챔버(27)가 덮개를 통해 밀폐되는 것이 특히 유리하다. 도 2의 구성을 따르면, 상기 덮개는 두 개의 덮개 부분(18,19)들로 구성되고, 상기 덮개부분들은 상기 안전챔버(27)의 입구 개구부를 따라 가압될 수 있다. 상기 덮개부분들 중 한 개의 제 1 덮개부분(18)은 절단부(20)를 포함하고, 상기 절단부의 형상은 결합부(23)에서 상기 작동레버(4)의 등자부분에 맞춰진다. 상기 결합부(23)는 절단부(20)내부로 잠겨지고, 상기 덮개부분(18)은 틀림없이 제위치에 배열되어, 덮개부분은 상기 안전챔버(27)를 더욱더 밀폐시킨다. 또한, 상기 커넥터 하우징(1)이 플러깅운동을 할 때, 제 2 덮개부분이 외측하우징(2)의 가장자리에 부딪히기 때문에, 상기 제 2 덮개부분은 밀폐위치로 이동해야 한다. 그러므로, 상기 덮개부분(18,19)들을 통해 상기 안전챔버(27)가 밀폐될 때, 상기 작동레버(4)가 완전히 아래로 회전운동하여 상기 부하회로와 신호전류회로가 결합될 수 있다.
상기 작동레버(4)는 완전히 아래로 회전운동하고, 따라서 상기 부하연결부(16)들이 서로 전기적으로 연결되며, 상기 작동레버(4)의 결합부가 상기 덮개부분(18)의 절단부내로 이동한다. 이러한 구성이 도 3에 도시된다. 따라서, 상기 작동레버(4)가 아래로 회전운동하는 동안 상기 덮개부분(18)은 제 위치에 고정되어 덮개부분(18)은 움직일 수 없다. 그러므로, 전류 또는 전압이 공급되는 회로차단기 에 대하여 작업자가 상기 안전챔버(27)의 내측부를 붙잡는 것은 불가능하다.
상기 회로차단기의 기능이 하기 설명에서 간단하게 요약된다. 회로차단기의 조립은 두 개의 조립단계들로 형성된다. 회로차단기의 운동 부품이 플러깅 방향으로 병진운동한다. 따라서 상기 부하회로가 폐쇄된다. 상기 과정은, 고정된 포착된 작동레버(4)가 상기 회로차단기의 고정부분의 래크(13)와 접촉한 후에, 제한된다. 제 1 조립단계가 종료될 때, 상기 외측하우징(2)내에서 상기 제어변부(12)를 통해 사기 작동레버(4)가 자유롭게 회전한다. 또한, 연속되는 상기 회전운동을 통해 상기 신호전류회로가 폐쇄된다.
상기 회로차단기위에서 자유롭게 지지되는 작동레버(4)가 작동레버의 이동상태에서 차단레버(10)에 의해 구속된다. 상기 차단레버(10)의 구성상 배열은 차단레버의 운동을 설명해준다(도 1). 상기 작동레버가 초기 위치로 구속해제되어, 외측하우징(2)내부의 제어변부(12)는 조립과정동안 플러그 소켓 하우징(3)을 이동시켜서 상기 작동레버(4)를 자유롭게 만든다. 기어휠평면들사이에 형성된 연결부재(8)가 제공되면, 연속적으로 회전하는 동안 상기 차단레버(10)가 출구위치로 회전되는 것이 방지된다.
작동레버(4)의 구속 및 상기 제어변부(12)를 통한 필수적인 구속해제기능을 통해 상기 외측하우징(2)이 존재하는가에 관한 질문이 발생된다.
계속되는 회전운동을 통해 회로차단기의 최종 조립작업이 완성된다. 또한, 작동레버(4)상의 기어휠(5)은 플러그 소켓 하우징(3)의 래크(3)와 서로 치접된다. 상기 회전작용이 종료된 후에 상기 차단레버(10)가 차단레버의 출구위치로 회전되어 귀환한다. 따라서, 조립과정동안만 상기 차단레버(10)가 하중을 받는다.

Claims (8)

  1. 전기적으로 연결되는 플러그 인(plug-in) 접촉요소들을 포함한 커넥터 하우징 및 소켓 접촉부들을 포함한 소켓 하우징으로 구성되고, 상기 플러그-인 접촉요소들이 작동레버에 의해 상기 소켓 접촉부들과 연결되거나 분리되는 차량용 회로차단기에 있어서,
    상기 소켓 접촉부 하우징에 대해 금속재질이거나 금속으로 입힌 외측하우징이 연결되고, 상기 외측하우징의 적어도 한 개의 내부표면은 일체로 몰딩된 제어변부를 가지며, 상기 커넥터 하우징이 부착될 때 상기 커넥터 하우징상에 위치한 작동레버의 기계적 차단을 해제하는 것을 특징으로 하는 차량용 회로차단기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 작동레버(4)가 기어휠(5)을 포함하거나 작동시키고 상기 기어휠이 상기 플러그 소켓 하우징위에서 래크(13)와 함께 작동하는 것을 특징으로 하는 차량용 회로차단기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 외측하우징(2)과 연결되지 않은 커넥터 하우징(1)이 적어도 상기 작동레버의 한 위치에 배열될 때, 기어휠(5)의 기어틈새(6,7)내에 연결되는 차단레버(10)가 작동레버(4)의 작동을 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 회로차단기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 외측하우징(2)의 제어변부(12)가 상기 차단레버(10)위의 측부에서 작동하고, 기어휠(5)을 차단하는 차단레버(10)의 일부분을 기어휠(5)의 회전평면으로부터 가압하는 것을 특징으로 하는 차량용 회로차단기.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제어변부(12)가 상기 플러그소켓 하우징(3)상의 커넥터 하우징(1)의 단부위치에서 상기 차단레버(10)를 구속해제하고 상기 기어휠(5)의 기어틈새(7)내에 차단레버(10)의 단부부분에 구속되어 연결되도록 상기 제어변부(12)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 회로차단기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 차단레버(10)의 단부부분과 기어휠(5)의 기어플랭크들이 각각 형성된 경사면(9,11)들을 포함하고, 경사면에 의해 상기 차단레버(10)가 차단위치로부터 벗어나 이동가능한 것을 특징으로 하는 차량용 회로차단기.
  7. 제 5 항에 있어서, 차단위치로부터 차단레버(10)를 이동시키기 위하여, 차단레버(10)상의 측부에 작용하는 구속핀(23)이 제공되는 것을 특징으로 하는 차량용 회로차단기.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥터 하우징(1)과 플러그 소켓 하우징(3)이 완전히 합체되어 추가로 전기적 접촉요소들이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 용 회로차단기.
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