KR100473739B1 - 탄성접점 - Google Patents

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스치레 크라에스 본
조한 우지마크
괴란 피허손
거트 닐손
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텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍)
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Abstract

본 발명은 접속 메커니즘에서의 간섭 및 스크래칭 잡음이 방지되는 동시에, 두 개의 전기 회로가 용이하게 분리될 수 있고 다시 재결합될 수 있게 하는 접속에 의해 두 개의 전기 회로를 접속시키는 장치에 관한 것이다. 제 1 캐리어(14,28)는 제 2 캐리어(7,29)에 고정되는 축(1) 주위에서 가동이다. 제 1 캐리어(14,28)는 축(1)으로부터 용이하게 분리되어 다시 고정(fit)될 수 있다. 제 1 캐리어(14,28)는 제 2 캐리어(7,29)에 배치된 전기 전도성 탄성체(4,18a-1,21,33)에 대해 프레스되는 돌출부(8,23,30)를 가진다. 돌출부(8,23,30)에는 제 1 캐리어(14,28)에 배치된 제 1 전기 회로(2,17)에 접속되는 전기 도전부(9,20a-1,24a-h)가 있다. 전기 전도 성 탄성체(4,18a-1,21,33)는 제 2 캐리어(7,29)에 배치된 제 2 전기 회로(15,16)에 접속된다. 돌출부(8,23,30)와 탄성체(4,18a-1,21,33) 사이의 연동에 의해, 제 1 회로(2,17)와 제 2 회로(15,16) 사이의 전기 접속이 달성된다.

Description

탄성 접점
본 발명은 서로에 대해 가동(movable)이고 분리 가능한 두 개의 전기 회로를 전기적으로 접속시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
가전 산업뿐만 아니라 다른 전자 산업에서, 서로에 대해 가동이고, 서로 전기적으로 접속되는 두 개의 부분을 포함하는 제품이 많다. 예를 들면, 접을 수 있는 LCD 스크린을 가진 랩탑(laptop) 컴퓨터, 접을 수 있는 마이크로폰 또는 가동 안테나를 가진 이동 전화기, 및 접을 수 있는 부분에 키보드를 가진 휴대용 계산기를 들 수 있다.
가동 또는 접을 수 있는 부분의 목적은 본질적으로, 상기 부분이 작동되지 않는 경우, 제품의 체적을 감소시키고자 하는 것이다.
두 개의 상이한 부분 사이에 전력 및 데이터를 전송하기 위해, 두 부분 사이에는 어떤 유형의 전기 접속이 있어야 한다. 현재, 이런 접속은 대부분 케이블에 의해 달성된다. 이는 두 개의 부분이 간단한 방법으로 분리될 수 없음을 의미한다. 상기 부분을 분리할 필요가 있는 경우, 이는 전기 회로를 구성하기 위해 연동되는(cooperate) 두 개의 금속 접점에 의해 해결되어 왔다. 예를 들면, 이동 전화기에 대해, 이는, 두 개의 접점이 서로에 대해 움직이는 경우, 문제가 된다는 것을 의미한다. 이 결과, 접점 사이의 전기 저항의 변동에 의한 스크래칭(scratching) 잡음 및 장애가 발생된다. 부분을 분리할 필요성은, 예를 들면, 클리닝(cleaning), 제조 또는 서비스와 관련하여 발생된다.
서로 접속되어야 할 두 개의 부분으로 구성되는 제품의 제조시, 문제가 발생될 수 있다. 제조 체인(chain)의 마지막 단계에서 함께 결합되기만 하는 두 개의 상이한 부분을 제조하는 것이 훨씬 더 간단하다. 두 개의 별개의 부분을 제조하기 위해, 금속 접점이 사용되는데, 이는 장애 및 스크래칭 잡음의 상술한 문제를 발생시킨다.
새로운 기술의 발전, 예를 들면, 이동 전화기용의 개량된 마이크로폰이 출현하면, 구식 기술의 소유자는 새로운 기술을 이용하기 위해 장비를 업그레이드하기를 원한다. 현재, 이는, 소유자가 자신의 장비를 서비스 받기 위해 인도해야 함을 의미한다. 이는, 비용이 많이 들고, 사용자가 서비스 기간 동안에 제품의 사용을 포기해야 하기 때문에 불편을 초래한다.
탄성 전기 커넥터용 리테이너(retainer)에 대한 미합중국 특허 제4 257 661호에는 하나 이상의 전기 전도성 탄성체(electrically conducting elastomer)를 사용하여 대규모 집적 회로와 인쇄 회로 기판 사이의 접촉을 달성하기 위해 사용되는 홀더(holder)가 기술되어 있다. 집적 회로는 탄성체 상에서 인쇄 회로 기판을 향해 압력을 가하는 덮개에 의해 프레스되어(press), 집적 회로와 회로 기판 사이에 전기 접촉을 형성한다. 상기 문헌은 탄성체를 위한 홀더를 기술하며, 두 개의 회로를 접속시키는 전기 전도성 탄성체의 사용에 대한 현재의 기술 수준이다. 그러나, 이 문헌은 본 발명이 해결하는 문제와 상이한 문제를 해결하기 때문에 본 발명에 관련이 없다.
탄성 전기 커넥터용 리테이너에 대한 미합중국 특허 제4 344 662호에는 전기 전도성 탄성체를 지지하는 홀더가 기술되어 있다. 이 문헌도 또한 홀더가 기술되어 있고, 본 발명이 해결하는 문제와 상이한 문제를 해결한다.
와이퍼(wiper) 모터 설치(mounting) 그로밋(grommet)에 대한 미합중국 특허제4 522 378호에는 진동 댐핑(damping)을 위한 탄성체의 사용이 기술되어 있고, 클 램프 고정(clamp fastening)에 대한 WO 84/01984에는 양호한 전기적 및 기계적 접촉을 위한 고정 장치가 기술되어 있다. 이 문헌은 전도성 탄성체에 의한 전기 접속에 관련되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예의 단면도.
도 2는 다른 위치에 있는 도 1과 동일한 본 발명의 실시예의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 4는 도 3의 상세도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예의 평면도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예의 사시도.
본 발명은, 전기 전도성 탄성체에 의해 적어도 부분적으로 회로사이의 전기접속을 달성함으로써, 회로 사이의 전기 접속을 가진 전기 회로를 포함하는 탈착 가능한 부분을 용이하게 획득하여 상기의 문제를 해결한다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 문제는, 전기 전도성 탄성체에 의해 적어도 부분적으로 회로사이의 전기 접속을 달성함으로써, 회로와 상이한 부분사이의 전기접속을 획득하기 위해 금속 접점이 사용되는 경우에 발생되는 스크래칭 잡음을 제거하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 문제는, 전도 상태의 제품이, 갑작스러운 충격, 예를 들면, 단단한 표면 위에 떨어짐으로써 비교적 쉽게 파손될 수 있는, 예를 들면, 힌지(hinge)에서의 약한 링크를 가질 수 있다는 것이다. 이런 문제는 용이하게 분리되어 재결합될 수 있도록 설계된 힌지를 갖춤으로써 해결된다.
본 발명은 제 1 캐리어(carrier) 상의 돌출부와 연동되는 제 2 캐리어에 고정되는 전기 전도성 탄성체에 의해 상술한 문제를 해결한다. 탄성체는 탄성체 내에 성형되는 금 또는 은의 얇은 선에 의해 전도성으로 된다. 이는, 탄성체가 선의 진행 방향으로만 전류를 전도시킴을 의미한다. 탄성체는, 탄성체의 선과 전기 접촉되어 제 2 전기 회로에 전기적으로 접속되는 제2 캐리어 상의 제 2 전기 전도성 표면과 접촉된다. 제 2 전기 회로는 제 1 캐리어가 고정될 수 있는 고정 수단을 또한 포함하는 제 2 캐리어 상에 고정된다. 고정 수단은 바람직하게는 축을 따라 제 1 캐리어를 움직일 수 있게 한다. 제 1 캐리어는 제 2 캐리어의 고정 수단에 제 1 캐리어를 고정시키는 수단을 포함한다. 이 수단은, 제 1 캐리어가 용이하게 분리되어, 제 2 캐리어의 고정 수단에 재고정될 수 있게 하고, 제 1 캐리어가 적어도 제 1 위치에 또한 적어도 제 2 위치에 유지될 수 있도록 한다. 제 1 캐리어는 하나 이상의 돌출부를 더 포함하는데, 이 돌출부 상에는 제 1 전기 회로와 전기적으로 접속되는 적어도 제 1 표면을 갖는 최외곽부가 위치된다. 제 1 캐리어가 제 2 위치에 있으면, 돌출부가 탄성체에 대해 프레스됨으로써, 제 1 표면, 탄성체의 선과 제 2 표면 사이에 전기 접촉이 획득된다. 이런 방법으로, 전기 전도성 탄성체를 통해 제 1 전기 회로와 제 2 전기 회로 사이에 전기 접속이 달성된다.
따라서, 본 발명의 한 목적은 서로 전기적으로 접속되는 두 개 이상의 작동부분(active part)으로 구성되는 제품을 간단하고 저가로 제조하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 예를 들면, 마이크로폰 또는 스피커가 개별 분리 가능한 부분에 배치되는, 이동 전화기의 스크래칭 잡음의 발생을 방지하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 하나의 유닛이 간단한 방식으로 새롭고 더 현대적인 유닛으로 교환될 수 있도록, 두 유닛 사이의 일반적인 인터페이스를 제조하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 부분의 서비스를 단순화시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 갑작스러운 충격, 예를 들면, 단단한 표면에 떨어지는 경우에, 약한 부분, 예를 들면, 힌지의 파손 대신에, 상기 힌지에서 단지 분리되기만 하는 더 견고한 제품을 제조하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 방법으로 부분의 업그레이드를 용이하게 하는 것이다.
본 발명의 하나의 이점은, 제품의 두 개의 작동 부분 사이에 간단하고 효과적이며 안전한 접속이 달성되는 것인데, 이는, 부분이 간단한 조작에 의해 분리되어 재결합될 수 있음을 의미한다.
다른 이점은 부분 사이의 접점에서 아무런 간섭도 발생되지 않는다는 것이다.
다른 이점은, 하나의 유닛만을 업그레이드함으로써 새로운 기술이 점차적으로 도입될 수 있다는 것이다.
본 발명은 바람직한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예의 단면도를 도시하며, 보다 상세하게는, 이동 전화기의 단면도를 도시한다. 마이크로폰(2)을 가진 제 1 캐리어(14)는 축(1)과 연동되는 개방 링(open ring)(3)에 의해 축(1)에 고정된다. 마이크로폰(2)은 제1 캐리어(14)에 고정되어, 개방 링(3)에 고정된다. 링(3)은 강성(rigid)이지만 여전히 유연성 있는 재료로 이루어지는데, 이는, 링(3)이 축(1)으로부터 분리될 수 있고, 다시 재부착될 수 있도록 링(3)의 개구(opening)를 넓힐 수 있다. 이는, 예를 들면, 제1 캐리어(14)에 강한 충격이 있는 경우에, 링(3) 및 축(1)이 파손되지 않고, 링(3)이 축(1)으로부터 단지 풀려지도록 한다. 탄성체(4)는 제 1 지지대(5)와 제 2 지지대(6) 사이에 고정된다. 상기 탄성체는 상기 탄성체 내에 주조(cast)된 얇은 금선(gold wire)에 의해 전기 전도성으로 된다. 이 선은 도면에 도시되지 않는다. 본 실시예에서, 상기 선은 수평 U자-형상의 탄성체의 윤곽을 따른다. 금선 사이의 거리는 0.1mm이다. 또한, 예를 들면, 은선(silver wire) 또는 양호한 전기 전도 특성을 갖는 다른 재료도 사용될 수 있다. 물론, 상기 선 사이의 거리도 또한 상당히 변동시킬 수 있다. 상기 선은 제 2 캐리어(7)와 평행인 방향으로 배치된다. 상기 탄성체는 상기 선이 진행되는 방향으로만 전류를 전도시킨다. 이는, 동일 탄성체가 상기 선의 진행 방향에 대해 횡방향의 열로 배열된 접점에 의해 다수의 병렬 신호를 반송(carry)할 수 있음을 의미한다. 링(3)은 최외곽부에 전기 전도성 표면(9)을 가진 돌출부(8)를 더 포함한다. 표면(9)은 마이크로폰(2)에 전기적으로 접속된다. 도 1에서, 제1 캐리어(14)는 표면(9)과 탄성체(4) 사이에 어떤 전기 접촉도 없는 비활성(passive) 위치에 있다. 탄성체(4)는 이동 전화기의 논리부의 일부인 제2 전기 회로(15)에 접속되는 전기 전도성 표면(13)과 접촉된다. 제1 캐리어(14)는, 제1 캐리어(14)의 자기(magnetic) 접점과 제 1 지지대(5) 사이의 연동에 의해 이 위치에서 유지된다. 도 1에서, 볼(ball)(10)은 축(1)의 공동(cavity)내에 프레스된다. 볼(10)은 반경 방향의 바깥쪽으로 상기 볼을 프레스하는 스프링(도면에는 미도시)과 연동된다.
도 2에서, 제1 캐리어(14)는 작동 위치에 있다. 볼(10)은 링(3)의 공동(11)과 연동되는데, 이는 마이크로폰(2)이 작동 위치에서 유지되도록 한다. 링(3)의 돌출부(8)는 탄성체(4)에 대해 프레스되는데, 이는 표면(9)과 탄성체(4)의 금선 사이에 전기 접촉이 달성될 수 있게 한다. 상기 돌출부가 상기 탄성체에 대해 프레스되기 때문에, 탄성체(4)는 제2 캐리어(7)에 대해 프레스된다. 제2 캐리어(7)는 탄성체(4)와 접촉되는 측면에서 제2 전기 회로(15)에 전기적으로 접속되는 전기 전도성 표면(13)을 가진다. 탄성체(4)가 제2 캐리어(7)에 대해 프레스됨으로써, 제2 캐리어(7)의 전기 전도성 표면과 탄성체(4)의 금선 사이에 전기 접촉이 또한 달성된다. 탄성체(4)는 5～15%로 압축된다. 이런 압축에 의해, 돌출부(8)가 어느 정도 움직이는 경우에도, 표면(9), 탄성체(4)와 표면(13) 사이의 전기 접촉이 보증된다.
도 3은 컴퓨터 유닛(16)과 스크린(17) 사이의 접속이 확실하게 이루어진 랩탑 컴퓨터를 도시한다. 본 실시예에서, 탄성체(18a-1)가 컴퓨터 유닛(16)과 스크린(17) 사이의 각 접속에 사용된다. 스크린(17)은 도 4의 확대 단면도에 도시된 고정장치(19)에 의해 컴퓨터 유닛(16)에 고정된다. 고정 장치(19)는, 스크린(17)이 불안정한 어떤 위험 없이도 용이하게 분리되게 하는 방식으로 설계된다. 이는, 다음 기회에 스크린(17)을, 예를 들면, 컬러, 고해상도 또는 더 양호한 선명도를 가진 새로운 모델로 변경할 수 있게 한다. 물론, 컴퓨터 유닛(1)이 업그레이드되고, 스크린(17)이 계속 사용되는 것을 또한 고려할 수 있다. 접점(20a-1)은 컴퓨터 유닛(16)과 스크린(17) 사이에 전기적인 접속을 달성하기 위해 탄성체(18a-1)와 연동된다.
도 4는 도 3의 컴퓨터 유닛(16)과 스크린(17) 사이의 고정 장치의 확대도 이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예의 평면도를 도시한다. 본 실시예에서, 탄성체(21)는 다수의 병렬 신호를 전송하는데 사용된다. 이 실시예에서, 회로 기판과 평행한 직선의 선을 가진 탄성체가 사용된다. 도면에서, 상기 탄성체는 금선(22)이 나타나도록 개방되어 있다. 돌출부(23)는 탄성체(21)에 대해 프레스되어, 전기 전 도성 표면(24a-h)과 탄성체(21)의 사이, 및 상기 탄성체와 탄성체(21)에 대향하는 지지대(25)의 측면에 배치된 대응하는 전기 전도성 표면(26a-m) 사이에 전기 접촉이 발생된다. 표면(26a-m)은 도체(27a-m)와 전기 접촉된다. 이 실시예에서, 접점(23)은 탄성체(21)가 처리할 수 있는 것 보다 적은 신호 도체(24a-h)를 갖는다. 이 결과, 장래의 유닛은 유닛 사이의 통신을 위한 더 넓은 신호 버스를 가질 수 있으므로, 기능성이 확장될 수 있다.
도 6은 전체 신호 버스를 나타내는 도 5의 같은 치수의 사시도이다. 돌출부(35)는 탄성체(33)와 연동된다. 탄성체(33)는, 표면(37a-m), 탄성체(33)의 선과 표면(38a-m) 사이에 전기 접촉이 발생되도록, 지지대(34)에 대해 프레스된다. 탄성체(33) 및 지지대(34)는 제2 캐리어(36) 상에 고정된다.
본 발명은, 물론, 상술하고 도면에 도시된 실시예에 제한되지 않고, 첨부된 특허 청구범위의 범위 내에서 수정될 수 있다.

Claims (11)

  1. 제 1 캐리어(14,28)에 설치된 하나 이상의 제 1 전기 회로(2,17);
    제 2 캐리어(7,29,36)에 설치된 하나 이상의 제 2 전기 회로(15,16)로서, 상기 제2 캐리어는 상기 제1 캐리어에 고정되어, 상기 제1 캐리어가 상기 제2 캐리어에 대해 제1 위치로부터 제2 위치로 이동되도록 하며, 상기 제1 캐리어는 상기 제2 캐리어와 분리될 수 있는, 제2 캐리어; 및,
    상기 제1 캐리어 및 제2 캐리어 중 한 캐리어에 설치된 전기 전도성 탄성체(4, 18a-1, 21, 33)로서, 상기 탄성체는 상기 제1 캐리어가 상기 제2 위치로 이동할 때 상기 제 1 전기 회로(2,17)와 상기 제 2 전기 회로(15,16) 사이에 전기 접속을 형성하며, 상기 제1 캐리어는 상기 전기 접속을 형성하기 위하여 전기 전도성 표면을 가지며, 상기 제1 회로는 상기 제1 캐리어가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 탄성체를 통해서 상기 제2 회로에 전기 접속되지 않는, 전기 전도성 탄성체를 포함하는 전기 접속 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 캐리어는 전기 전도성 표면을 포함하며, 상기 제1 캐리어는 상기 제1 캐리어가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 제2 캐리어의 전기 전도성 표면에 대해 상기 탄성체를 가압하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 캐리어는 상기 전기 전도성 표면을 갖는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 캐리어는 상기 제2 캐리어 대해 축 주위에서 회전가능하게 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 접속 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체는 성형된 금선을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체는 성형된 은선을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 캐리어는 탄성 그립을 지닌 하나 이상의 개방 링을 포함하며, 상기 제2 캐리어는 하나 이상의 축을 포함하며, 상기 제1 캐리어는 상기 개방 링 및 상기 축에 의해 상기 제2 캐리어에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기 접속 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 회로(2, 17)는 마이크로폰, 스피커, LCD-스크린, 키보드 또는 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 전기 회로(15, 16)는 이동 전화 또는 컴퓨터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 전기 회로는 상기 전기 전도성 탄성체로부터 이격된 전기 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 캐리어는 상기 전기 전도성 표면을 포함하는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 장치.
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