KR100776851B1 - Electrical device comprising carbon fiber electrical contacts formed of composite carbon fiber material - Google Patents

Electrical device comprising carbon fiber electrical contacts formed of composite carbon fiber material Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 신호가 통과하여 전송될 수 있는 탄소 섬유 복합 재료로 구성된 비금속 전기적 콘택 또는 와이퍼에 관한 것이다. 탄소 섬유들은 함께 융합(fusing)되거나 도전성 있게 접착(bonding)될 수 있고, 주 신호 도전체를 형성하는데 사용될 수 있다. 부직포 탄소 섬유들로 형성된 매트가 상기 접착된 탄소 섬유의 각각의 평평한 표면상에 배치된 다음, 열가소성 수지층이 각각의 부직포 매트 위에 가해진다. 부직포 탄소 섬유 매트는 또한 전기 신호를 전도시키고 탄소 섬유 복합 재료로 형성된 전기적 콘택 또는 와이퍼의 기계적 안정성을 증가시킨다. The present invention relates to a non-metallic electrical contact or wiper composed of carbon fiber composite material through which electrical signals can be transmitted. Carbon fibers may be fusing together or electrically conductively bonded together and used to form the main signal conductor. A mat formed of nonwoven carbon fibers is placed on each flat surface of the bonded carbon fibers, and then a layer of thermoplastic resin is applied over each nonwoven mat. Nonwoven carbon fiber mats also conduct electrical signals and increase the mechanical stability of electrical contacts or wipers formed from carbon fiber composite materials.

Description

탄소 섬유 복합 재료로 형성된 탄소 섬유 전기적 콘택을 포함하는 전기 장치{ELECTRICAL DEVICE COMPRISING CARBON FIBER ELECTRICAL CONTACTS FORMED OF COMPOSITE CARBON FIBER MATERIAL}ELECTRICAL DEVICE COMPRISING CARBON FIBER ELECTRICAL CONTACTS FORMED OF COMPOSITE CARBON FIBER MATERIAL}

도 1a - 1d는 본 발명에 따른 전기적 콘택의 각각의 실시예를 보여주는 측면도이다. 1A-1D are side views illustrating each embodiment of an electrical contact in accordance with the present invention.

도 2a - 2c는 각각 도 1a-1c에 대응하는 전기적 콘택의 실시예를 나타내는 정면도 및 각각의 확대도이다. 2A-2C are front and respective enlarged views, respectively, illustrating an embodiment of an electrical contact corresponding to FIGS. 1A-1C.

도 3은 탄소 섬유층의 매트릭스로서 형성된 탄소 섬유 콘택을 나타내는 2개의 도면이다. 3 is two views showing carbon fiber contacts formed as a matrix of carbon fiber layers.

도 4는 탄소 섬유층의 매트릭스로서 형성된 탄소 섬유 콘택을 나타내는 2개의 도면이다.4 is two views showing carbon fiber contacts formed as a matrix of carbon fiber layers.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 탄소 섬유 단독으로 형성된 전기적 콘택을 나타내는 2개의 도면이다.5 is two views showing electrical contacts formed solely of carbon fiber in accordance with an embodiment of the invention.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 탄소 섬유 단독으로 형성된 전기적 콘택을 나타내는 2개의 도면이다. 6 is two views showing electrical contacts formed solely of carbon fiber according to another embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 전기적으로 도전성인 빔(beam)에 부착된 탄소 섬유 전기적 콘택을 나타내는 2개의 도면이다.FIG. 7 is two diagrams illustrating carbon fiber electrical contacts attached to an electrically conductive beam in accordance with an embodiment of the invention.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 탄소 섬유가 기계적으로 포획되고 화학적으 로 융합된 전기적 콘택을 나타내는 2개의 도면이다.8 is two diagrams illustrating electrical contacts in which carbon fibers are mechanically captured and chemically fused in accordance with an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예에 따라 탄소 섬유가 기계적으로 포획되고 화학적으로 융합된 전기적 콘택을 나타내는 2개의 도면이다.9 is two views showing electrical contacts in which carbon fibers are mechanically captured and chemically fused in accordance with an embodiment of the invention.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라 탄소 섬유가 기계적으로 포획되고 화학적으로 융합된 전기적 콘택을 나타내는 2개의 도면이다.10 is two diagrams illustrating electrical contacts in which carbon fibers are mechanically captured and chemically fused in accordance with an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 캐리어 상에 다수의 층을 채택하는 전기적 콘택을 나타내는 2개의 도면이다.11 is two diagrams illustrating electrical contacts employing multiple layers on a carrier in accordance with an embodiment of the invention.

도 12는 하나의 탄소 섬유 요소로서 형성된 전기적 콘택을 나타내는 2개의 도면이다. 12 is two views showing electrical contacts formed as one carbon fiber element.

도 13은 2개의 탄소 섬유 부직포 매트와 병렬로 배치된 탄소 섬유를 나타내는 분해도이다.13 is an exploded view showing carbon fibers disposed in parallel with two carbon fiber nonwoven mats.

도 14는 본 발명에 따른 탄소 섬유 복합 재료의 실시예를 구성하는 여러 층을 보여주는 단면도이다. 14 is a cross-sectional view showing the various layers that make up an embodiment of a carbon fiber composite material according to the present invention.

본 발명은 일반적으로 전자기계 장치에 전형적으로 사용되는 전기적 콘택(electrical contact) 또는 전기적 콘택 어셈블리에 관한 것이고, 보다 상세하게는 전자기계 장치의 다른 요소들과 전기적인 콘택을 형성하는 요소로서, 탄소 섬유 및 부직포 탄소 섬유 매트를 사용하는 복합 재료로 형성된 콘택 또는 콘택 어셈 블리에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to electrical contacts or electrical contact assemblies typically used in electromechanical devices, and more particularly to carbon fibers as elements forming electrical contact with other elements of the electromechanical device. And a contact or contact assembly formed from a composite material using a nonwoven carbon fiber mat.

가변 저항 장치는 저항성 또는 도전성 요소 상의 콘택 또는 와이퍼의 물리적 위치와의 관계를 지시하는 전기 신호를 제공하기 위하여 전압 또는 전류를 변화시키는 요소들을 이용한다. 이러한 가변 저항성 장치들이 동적인 상태로 사용되기 때문에, 고정되거나 이동에 제한받을 수 없고 각각의 저항성 또는 도전성 경로의 임의의 길이 방향을 따라 자유롭게 배치되어야 한다. 따라서 콘택 또는 와이퍼는 전기적으로 활성이고 물리적으로 동적인 시스템이 존재할 때 저항성 및/또는 도전성 트랙과 전기적으로, 물리적으로, 환경적으로 양립할 수 있는 물질로 구성되어야 한다. 콘택 또는 와이퍼는 또한 저항성 또는 도전성 요소와의 균일한 포지티브 인게이지먼트(positive engagement)를 유지하면서 긴 유효수명을 제공하고, 절연체로서 작용하며 출력 신호를 변형시키는 폴리머 또는 잔해(debris)를 생성하지 않아야 한다. Variable resistance devices use elements that change voltage or current to provide an electrical signal that indicates a relationship with the physical location of a contact or wiper on a resistive or conductive element. Because these variable resistive devices are used in a dynamic state, they cannot be fixed or restricted in movement and must be freely disposed along any length direction of each resistive or conductive path. Thus, the contact or wiper must be made of a material that is electrically, physically and environmentally compatible with the resistive and / or conductive tracks when an electrically active and physically dynamic system is present. The contacts or wipers also provide long useful life while maintaining uniform positive engagement with resistive or conductive elements, and should not produce polymers or debris that act as insulators and modify the output signal. do.

현재 이러한 가변 저항성 장치에 사용되는 콘택 또는 와이퍼 재료들은 여러 가지 피복(clad) 또는 코팅된 금속 또는 귀금속 합금으로 구성된다. 동적 상태에서 그리고 전기적 활동이 존재하는 경우, 이러한 콘택을 포함하는 귀금속은 저항성 트랙 출력 신호를 저하시키는 폴리머 및 잔해를 생성하는 촉매 역할을 한다. 이것은 정확한 성능 및 유효 수명의 조기 종결을 일으킨다. Contact or wiper materials currently used in such variable resistive devices consist of various clads or coated metal or precious metal alloys. In the dynamic state and when electrical activity is present, precious metals containing such contacts serve as catalysts to create debris and polymers that degrade the resistive track output signal. This leads to early termination of accurate performance and useful life.

권선 요소(wirewound element)들이 가장 정확한 장치이기 때문에, 처음에 금속 콘택 또는 와이퍼는 권선 저항성 또는 금속 도전성 요소들에 사용되었다. 시간이 지남에 따라, 비권선 제품 영역에서 큰 개선이 이루어졌고, 개선된 비권선 제품들이 권선 저항성 요소를 대체했으나, 전류 및 동적 수행이 존재하는 경우에 금속 콘택의 귀금속 컴포넌트가 출력 신호의 정확도를 손상시키는 폴리머 및 잔해를 생성하는 촉매를 제공하기 때문에 콘택 또는 와이퍼가 항상 저항성 요소와 관련된 문제를 일으켜 왔다.Since wire elements are the most accurate device, metal contacts or wipers were initially used for winding resistive or metal conductive elements. Over time, significant improvements have been made in the area of non-wound products, and improved non-wound products have replaced the winding resistive elements, but in the presence of current and dynamic performance, the precious metal components of the metal contacts improve the accuracy of the output signal. Contacts or wipers have always caused problems with resistive elements because they provide a damaging polymer and a catalyst that creates debris.

이제 크기의 감소, 정확도 개선, 및 전기적 콘택 저항의 감소가 최신 서보 피드백 포지셔닝 시스템에 요구되고, 비금속 접촉 재료가 이러한 성능 특성 및 폴리머와 잔해의 제거 면에서 필수적이고 몹시 필요한 개선을 달성하기 위하여 고려되어야 한다. Reduced size, improved accuracy, and reduced electrical contact resistance are now required in modern servo feedback positioning systems, and non-metallic contact materials must be considered to achieve the necessary and most necessary improvements in terms of these performance characteristics and removal of polymers and debris. do.

따라서, 전기적 콘택 및 콘택 어셈블리의 개선이 필요하고, 그러므로 특히 재료 및 사용되는 어셈블리의 개선이 필요하다.Therefore, improvements in electrical contacts and contact assemblies are needed, and therefore in particular improvements in materials and assemblies used.

따라서, 본 발명의 목적은 이전에 제안된 시스템에 내재하는 앞서 언급된 결점들을 효과적으로 제거할 수 있는 전자기계 어플리케이션에 사용하기 위한 콘택 또는 콘택 어셈블리를 제공하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to provide a contact or contact assembly for use in an electromechanical application that can effectively eliminate the aforementioned drawbacks inherent in a previously proposed system.

본 발명의 또다른 목적은 이미 공지된 시스템의 앞서 언급된 부정적인 제약조건 및 특성을 제거하는 것이고, 탄소 섬유 및 부직포 탄소 섬유 매트를 포함하는 탄소 섬유 복합 재료로 형성된 것과 같은 비금속 재료로 형성된 콘택 또는 와이퍼를 제공함으로써 시스템의 유효 수명을 상당히 개선하는 것이다. 이러한 탄소 섬유 복합 재료는 특별한 프로세싱을 통하여 금속 혼합물 콘택 또는 와이퍼에 의해 야기되는 부정적 제약조건을 극복할 뿐만 아니라, 다른 모든 면에서 전체 성능을 상당히 개선한다. Another object of the present invention is to eliminate the above mentioned negative constraints and properties of known systems and to form contacts or wipers formed of non-metallic materials such as those formed from carbon fiber composite materials comprising carbon fibers and nonwoven carbon fiber mats. By providing a significantly improved service life of the system. These carbon fiber composite materials not only overcome the negative constraints caused by metal mixture contacts or wipers through special processing, but also significantly improve overall performance in all other respects.

본 발명의 부가적인 목적은 당업계 제조 기술의 현재 상태 및, 저항성 및 도전성 트랙 기판에 사용되는 재료와 더 잘 양립할 수 있고 현재 사용되거나 이전에 제안된 설계 또는 재료에 내재하는 부정적인 면을 현저히 감소시키거나 제거하는 전자기계 컴포넌트 또는 어플리케이션에 사용하기 위한 와이퍼 콘택 또는 콘택 어셈블리를 제공하는 것이다.It is an additional object of the present invention to significantly reduce the negative aspects inherent in the current state of the art manufacturing techniques and materials used in resistive and conductive track substrates and inherent in designs or materials currently used or previously proposed. To provide a wiper contact or contact assembly for use in an electromechanical component or application to be removed or removed.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 기존의 콘택 캐리어가 채택되고, 이전에 사용된 금속 콘택을 대신하여 콘택들은 특히 캐리어에 부착되는 탄소 섬유 복합 재료로 형성된다. According to one feature of the invention, existing contact carriers are adopted, and instead of the metal contacts previously used, the contacts are formed of a carbon fiber composite material which is in particular attached to the carrier.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 탄소 섬유 복합 재료로 만들어진 것과 같은 비금속 전기적 콘택은 세로인 길이 방향을 따라 언임피디드(unimpeded) 전기적 신호를 전송하기 위하여 전기적으로 도전성 있게 적절히 배치될 때 복합 재료의 중심층에 탄소 섬유의 다수개의 소선(strand)을 허용하는 방식으로 프로세싱되고 형성된다. 이러한 탄소 섬유 소선들은 본질적으로 균일한 전도성 및 전기 신호의 잉여 전송을 제공하는 임의의 다양한 기술에 의하여 융합(fused)되거나 또는 도전성 있게 접착(bonded)될 수 있다. 부가적인 비축(off-axis) 전기적 도전성은 탄소 섬유의 다수의 소선들의 측면들 상에 배치되는 부직포 탄소 섬유 매트들에 의하여 제공된다. 탄소 섬유 복합 재료는 캐리어에 부착될 수 있거나 또는 캐리어 없이 사용될 수도 있다. 이러한 캐리어는, 사용된다면, 금속 또는 비금속일 수도 있고 여러 가지 접착(bonding), 융합(fusing) 및 고정(fastening) 기술 중 임의의 것을 사용하여 탄소 재료 복합 재료에 부착될 수도 있다. 캐리어는 또한 어플리케이션에 따라 전기적으로 비도전성일 수 있다. 대안적으로, 캐리어는 실제 콘택에 대해 사용되는 것과 동일한 균질의 탄소 섬유 복합 재료로 형성될 수 있다. 복합 재료로 이루어진 탄소 섬유 콘택층을 형성하는 것은 부가적인 구조적 안정성을 제공하고 형성 이후의(post-forming) 동작을 돕기 위하여 상기 재료를 평행이 아닌 방향으로 교차적으로 층 형성하는 것(cross-layering)과 관련될 수 있다. According to one feature of the invention, a non-metallic electrical contact, such as made of a carbon fiber composite material, is suitable for the electrical material when properly disposed electrically conductively to transmit an unimpeded electrical signal along a longitudinal longitudinal direction. The core layer is processed and formed in a manner that allows multiple strands of carbon fiber. Such carbon fiber wires can be fused or conductively bonded by any of a variety of techniques that provide essentially uniform conductivity and redundant transmission of electrical signals. Additional off-axis electrical conductivity is provided by nonwoven carbon fiber mats disposed on the sides of the plurality of element wires of the carbon fiber. The carbon fiber composite material may be attached to the carrier or may be used without the carrier. Such carriers, if used, may be metal or nonmetal and may be attached to the carbon material composite using any of a variety of bonding, fusing, and fastening techniques. The carrier may also be electrically nonconductive depending on the application. Alternatively, the carrier may be formed of the same homogeneous carbon fiber composite material as used for the actual contact. Forming a carbon fiber contact layer made of a composite material is cross-layering the material in a non-parallel direction to provide additional structural stability and to support post-forming operations. ) May be associated with

본 발명에 따른 와이퍼 콘택은 기판 요소의 저항성 또는 전도성 트랙에 평행한 정렬과 관련하여 일관된 위치를 지지하고 유지하기에 충분히 단단하면서도 트랙에 수직인 위치에서 충분히 유연하여 이동에 있어서의 소정의 변화가 균일한 콘택 위치, 탄성률(spring rate) 및 압력을 유지할 수 있다. 그리하여, 전기적 출력 신호가 그것의 완전성을 유지한다. The wiper contacts according to the invention are rigid enough to support and maintain a consistent position in relation to the resistive or conductive tracks of the substrate elements but sufficiently flexible at positions perpendicular to the track so that any change in movement is uniform. One contact position, spring rate and pressure can be maintained. Thus, the electrical output signal maintains its integrity.

본 발명의 부가적인 특징에 의하면, 저항성 또는 도전성 트랙에 인접한 와이퍼 콘택의 콘택 표면은 소수의 금속 섬유들 또는 단단한 빔 콘택의 단 하나의 넓은 밴드가 아닌 다수의 콘택 포인트로 구성된다. 이것은 저항성 또는 도전성 트랙과 관련하여 보다 잉여의 포지티브 풋프린트(positive footprint)를 보장하고, 콘택 저항 및 가변 전기 노이즈를 감소시킨다. According to an additional feature of the invention, the contact surface of the wiper contact adjacent to the resistive or conductive track consists of a plurality of contact points rather than a few metal bands or just one wide band of rigid beam contact. This ensures a more positive footprint in relation to resistive or conductive tracks, and reduces contact resistance and variable electrical noise.

본 발명의 전술한 목적, 특징과 이점 및 다른 목적, 특징과 이점들이 이하의 실시예에 대한 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 자명할 것이다. The foregoing objects, features and advantages of the present invention and other objects, features and advantages will become apparent from the following detailed description of the embodiments and the accompanying drawings.

본 발명은 저전압 모드(15볼트 이하) 또는 저 전류 모드(500 ma 이하)로 저항성 및/또는 도전성 트랙과 소정의 외부 회로 종단 사이에 전기 신호를 전송하기 위한 콘택 또는 와이퍼 요소를 제공한다. 일 실시예에서, 콘택 또는 와이퍼 요소는 탄소 섬유 요소들로 구성된 하나 이상의 얇은 단일 층을 포함하고, 모두 하나의 방향으로 정렬해 있으며 함께 접착되고(bonded) 구조적 안정성 및 전기적 연속성을 위한 매우 낮은 저항의 합성 수지 화합물로 단단히 고정되고 이하에서 설명되는 탄소 섬유 복합 재료의 일부를 형성한다. 이러한 고정은 탄소 섬유 요소들로 이루어진 상기 층을 함께 고정하고 고정한 위치에서 상대적인 이동을 방지하기 위하여 상기 전기적 콘택의 한쪽 단부에 배치되어, 상기 한쪽 단부에 대향하는 상기 전기적 콘택의 자유단들이 서로와 관련하여 이동될 수 있게 하는 고정 수단에 의할 수 있다.
비록 본 발명에 따른 전기적 콘택의 다양한 실시예에 대한 이하의 설명에서 탄소 섬유 번들 또는 소선(strand)의 다양한 형태가 설명되나, 전기적 콘택은 도 13 및 도 14와 관련하여 이하에서 설명되는 탄소 섬유 복합 재료로 형성됨을 알 수 있다.
The present invention provides a contact or wiper element for transmitting electrical signals between resistive and / or conductive tracks and certain external circuit terminations in low voltage mode (up to 15 volts) or low current mode (up to 500 ma). In one embodiment, the contact or wiper element comprises one or more thin single layers of carbon fiber elements, all aligned in one direction, bonded together and of very low resistance for structural stability and electrical continuity. It is firmly fixed with a synthetic resin compound and forms part of the carbon fiber composite material described below. This fixation is arranged at one end of the electrical contact to secure the layer of carbon fiber elements together and to prevent relative movement in a fixed position such that the free ends of the electrical contact opposite the one end are associated with each other. By means of fastening means that can be moved.
Although various forms of carbon fiber bundles or strands are described in the following description of various embodiments of electrical contacts in accordance with the present invention, electrical contacts are described in the following with reference to FIGS. 13 and 14. It can be seen that it is formed of a material.

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도 1a-1c에서 도시된 것처럼, 콘택 또는 와이퍼의 단부는 특히 콘택 또는 와이퍼의 맞물림부에 부가된 힘을 제공하도록 특수하게 형성될 수 있고 탄소 섬유 요소가 상기 장치의 트랙에 더 잘 결합(mating)할 수 있게 한다. 도 1a에서, 콘택(10)은 레이크 단부(rake end)(12)를 구비한다. 도 1b에서, 콘택(14)은 너클 단부(knuckle end)(16)를 구비한다. 도 1c에서, 콘택(18)은 뾰족한 단부(pointed end)(20)를 구비한다.As shown in FIGS. 1A-1C, the end of the contact or wiper can be specially formed to provide a force added, in particular to the engagement of the contact or wiper and the carbon fiber element better mates to the track of the device. To do it. In FIG. 1A, the contact 10 has a rake end 12. In FIG. 1B, the contact 14 has a knuckle end 16. In FIG. 1C, the contact 18 has a pointed end 20.

도 1d에 도시된 것처럼, 콘택 또는 와이퍼(22)는 또한 지지 또는 부착을 위한 목적으로 기계적 스트립(24)을 채택할 수 있다. 기계적 스트립(24)은 목적하는 어플리케이션에 따라 전기적으로 도전성이 있거나 없을 수 있다.As shown in FIG. 1D, the contact or wiper 22 may also employ a mechanical strip 24 for support or attachment purposes. The mechanical strip 24 may or may not be electrically conductive, depending on the desired application.

도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 각각 도 1a, 도 1b 및 도 1c에 대응하고 각각 특별한 단부 구성(12, 16, 및 20)을 형성하는 복합 재료의 일부인 탄소 섬유 번들의 배치를 보여준다. 즉, 도 2a의 확대도는 레이크 단부(12)를 형성하는 하나의 층에 배열된 탄소 섬유 번들(26)을 보여준다. 유사하게, 번들(28 및 30)은 각각 도 2b 및 도 2c에서 너클 단부(16)와 뾰족한 단부(20)를 각각 형성한다. 복합 재료의 나머지 층들은 탄소 섬유 번들의 구성이 가려질 것이기 때문에 도시되지 않았다.2A, 2B, and 2C show the placement of carbon fiber bundles that are part of the composite material corresponding to FIGS. 1A, 1B, and 1C, respectively, and forming special end configurations 12, 16, and 20, respectively. That is, the enlarged view of FIG. 2A shows the carbon fiber bundles 26 arranged in one layer forming the rake end 12. Similarly, bundles 28 and 30 form knuckle ends 16 and pointed ends 20 respectively in FIGS. 2B and 2C, respectively. The remaining layers of the composite material are not shown because the construction of the carbon fiber bundle will be obscured.

도 3의 실시예에서, 콘택 또는 와이퍼 요소(40)는 탄소 섬유 매트릭스로 형성되고, 상기 탄소 섬유 매트릭스의 인접한 3개의 탄소 섬유 층(42, 44, 46)은 본질적으로 서로에 대해 직각이다. 층(42, 44, 46)을 형성하는 탄소 섬유는 묶이지 않고 사교 평행선의 음영 매트릭스 내에 이산적으로 배치되며, 하나씩 거른 층의 섬유는 서로에 대해 평행이나, 인접한 층들은 본질적으로 비평행이고 서로에 대해 수직일 수 있다. In the embodiment of FIG. 3, the contact or wiper element 40 is formed of a carbon fiber matrix, wherein three adjacent carbon fiber layers 42, 44, 46 of the carbon fiber matrix are essentially perpendicular to each other. The carbon fibers forming the layers 42, 44, 46 are not tied but discretely placed within the shading matrix of the social parallel lines, and the fibers of the filtered layers are parallel to each other, but adjacent layers are essentially non-parallel and to each other. It can be perpendicular to.

도 4는 유사하게 구성된 콘택(50)을 도시하고, 상기 콘택(50)에서 단지 하나의 층(52)의 탄소 섬유들이 실제 콘택을 수행하며 내부 층(54) 및 제 2 외부 층은 구조적인 지지를 제공한다. 복합 재료의 부가적인 층들이 도 14에 도시되어 있다.4 shows a similarly configured contact 50 in which only one layer of carbon fibers in the contact 50 performs the actual contact and the inner layer 54 and the second outer layer are structurally supported. To provide. Additional layers of the composite material are shown in FIG. 14.

도 3 및 도 4의 실시예에 도시된 매트릭스 구성물은 안정한 콘택 위치를 유지하기 위한 지지를 제공하도록 미세한 탄소 섬유 소선을 보강하고 강화한다. 탄소 섬유 소선은 연속적이거나 불연속적일 수 있고 매트릭스는 반드시 균질일 필요는 없다. The matrix constructs shown in the embodiments of FIGS. 3 and 4 reinforce and reinforce fine carbon fiber strands to provide support for maintaining a stable contact position. Carbon fiber strands can be continuous or discontinuous and the matrix need not necessarily be homogeneous.

도 1d에 도시된 구조에 대응하여, 도 3 및 도 4의 매트릭스 구성물은 부가적인 기계적 지지 스트립을 사용할 수 있고, 목적하는 어플리케이션에 따라 전기적으로 도전성일 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 매트릭스 구성물의 탄소 섬유는 이 동을 제한하고, 구조적인 안정성을 부가하고 다방향의 전기적 연속성을 제공하기 위하여 매우 낮은 저항의 합성 수지 화합물로 단단히 고정된다. Corresponding to the structure shown in FIG. 1D, the matrix constructions of FIGS. 3 and 4 may use additional mechanical support strips and may be electrically conductive, depending on the desired application. The carbon fibers of the matrix constituents shown in FIGS. 3 and 4 are tightly fixed with very low resistance synthetic resin compounds to limit migration, add structural stability and provide multidirectional electrical continuity.

도 5에 도시된 것처럼, 탄소 섬유 콘택 요소(60)의 평면 형태는 탄소 섬유 소선의 매트릭스가 아니라 단일 층으로 구성될 수 있고, 비록 탄소 섬유 소선이 90도 이상으로 방향이 변화할 수 있음에도 불구하고 하나가 64로 도시된 탄소 섬유 요소 소선의 하나의 암부(62)로부터 나머지 암부(66)까지 연속적이고 끊어지지 않은 경로를 제공하도록 말굽형 또는 뒤집힌 U자형으로 배치된다. 이러한 실시예에서, 각각의 탄소 섬유 소선(64)은 도시되지는 않았으나 저항성 또는 도전성 트랙에 수직이고 평행일 것이며, 연속적인 탄소 섬유 소선(64)의 각각의 대향하는 암부(62, 66)는 도시되지는 않았으나 본질적으로 서로 다른 평행한 저항성 또는 도전성 트랙에 접촉할 것이다. 말굽형 콘택(60)은 도시되지는 않았으나 캐리어(carrier)를 채택할 수 있고, 상기 캐리어는 목적하는 어플리케이션에 따라 전기적으로 도전성이거나 또는 도전성이 아닐 수 있다. As shown in FIG. 5, the planar shape of the carbon fiber contact element 60 can be composed of a single layer rather than a matrix of carbon fiber wires, although the carbon fiber wires can be oriented more than 90 degrees. One is arranged in a horseshoe or inverted U-shape to provide a continuous and unbroken path from one arm 62 of the carbon fiber element element wire, shown at 64 to the other arm 66. In this embodiment, each carbon fiber wire 64 will be perpendicular and parallel to the resistive or conductive track, although not shown, and each opposing arm 62, 66 of continuous carbon fiber wire 64 is shown. However, it will contact essentially parallel parallel resistive or conductive tracks. Although not shown, the horseshoe type contact 60 may employ a carrier, which may or may not be electrically conductive, depending on the desired application.

유사한 구성이 도 6에 도시되어 있고, 여기서 콘택(70)은 하나의 암부(74)로부터 나머지 암부(76)로의 경로에 직각 전이부(72)를 구비한다.A similar configuration is shown in FIG. 6 where the contact 70 has a right angle transition 72 in the path from one arm 74 to the other arm 76.

도 7에 도시된 실시예에서, 콘택 어셈블리(80)는 전기적으로 도전성인 재료로 구성된 얇은 빔(86)의 평행부(84)에 도전성 접착제에 의해 84에 단단히 도전성 있게 부착된 매우 짧은 스트립(82)으로서 형성된 탄소 섬유 요소를 구비한다. 이러한 빔 구조는 전류 또는 전압 신호가 저항성 또는 도전성 트랙으로부터 단부 말단으로 방해받지 않고(unimpeded) 흘러가도록 하는 수단을 제공하고, 그에 의하여 탄소 섬유 콘택 재료의 양립가능하고 바람직한 특성을 탄소 섬유가 아닌 재료로 형성된 빔 부재에 결합시킨다. 이러한 실시예를 사용할 때, 탄소 섬유 요소(82)는 본질적으로 항상 저항성 또는 도전성 트랙의 평면에 수직일 것이다. In the embodiment shown in FIG. 7, the contact assembly 80 is a very short strip 82 tightly conductively attached to 84 by a conductive adhesive to the parallel portion 84 of a thin beam 86 made of an electrically conductive material. A carbon fiber element formed as Such a beam structure provides a means for the current or voltage signal to flow unimpeded from the resistive or conductive track to the end end, whereby the compatible and desirable properties of the carbon fiber contact material are made of a non-carbon fiber material. It is coupled to the formed beam member. When using this embodiment, the carbon fiber element 82 will always be essentially perpendicular to the plane of the resistive or conductive tracks.

도 2a, 도 2b, 및 도 2c에 도시된 실시예에서, 탄소 섬유 요소의 평면 형태는 탄소 섬유 요소(10, 14, 18)의 자유단(12, 16, 20)이 각각 저항성 요소 또는 도전성 요소의 트랙에 접촉할 단부로서 지정되도록 배치된 탄소 섬유 스트립의 하나 이상의 평행층으로 구성된다. 본 발명의 특징은 단지 실제 탄소 섬유 재료가 각각의 트랙에 접촉할 수 있도록 이러한 단부(12, 16, 20)가 3/16" 이하의 길이에 대하여 임의의 다른 재료, 예를 들어, 저 저항 합성 수지 화합물 또는 이와 유사한 것 없이 제조될 수 있고, 그에 의하여 콘택(10, 14, 18)의 단부(12, 16, 20)와 각각의 도전성 요소의 도시되지 않은 트랙 사이의 결합(mating)을 개선한다. 콘택의 자유단은 동일한 평면에 평행하게 유지될 수 있거나, 도 2a, 도 2b, 및 도 2c에 도시된 것처럼, 자유단은 어플리케이션에 따라 스트립의 주요 길이 방향에 수직인 각도로 휘거나 형성될 수 있고 또는 너클형으로 형성될 수 있다. In the embodiment shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, the planar shape of the carbon fiber element is such that the free ends 12, 16, 20 of the carbon fiber elements 10, 14, 18 are resistive or conductive elements, respectively. And one or more parallel layers of carbon fiber strips arranged to be designated as ends to contact the tracks of. A feature of the present invention is that any other material, e.g., low resistance synthesis, for such lengths of 3/16 "or less, such that the ends 12, 16, 20 can only contact the actual track of the carbon fiber material Without resin compounds or the like, thereby improving mating between the ends 12, 16, 20 of the contacts 10, 14, 18 and the unshown tracks of the respective conductive elements. The free ends of the contacts may remain parallel to the same plane, or as shown in FIGS. 2A, 2B and 2C, the free ends may be bent or formed at an angle perpendicular to the main longitudinal direction of the strip, depending on the application. Can be formed or knuckle shaped.

도 8, 도 9 및 도 10에 도시된 실시예에서, 각각의 콘택 또는 와이퍼 요소(90, 92, 94)는 탄소 섬유 요소의 좁은 스트립들로 제조되고, 상기 스트립 중 하나는 각각 96, 98, 100으로 도시되었으며, 각각의 스트립은 폭이 0.015 인치보다 작고 하나 이상의 평행한 탄소 섬유의 소선으로 구성된다. 많은 이러한 스트립은 단일 평면에 배치되고, 각각의 스트립은 서로에 대해 본질적으로 평행하나 융합되거나 화학적으로 접착되지는 않는다. 다수의 독립적인 평행 스트립은 단일 평면에 각각의 칼라(102, 104, 106)에 의하여 기계적으로 포획되고 그리고/또는 어셈블링된 스트립의 한쪽 단부에서 저저항이고 전기적으로 도전성인 합성 수지 화합물과 화학적으로 결합되어, 독립적인 다수의 스트립 섹션이 출력 신호에 전기적으로 균일하고 또한 부가적인 어셈블리 동작을 잘 수용할 것이다. In the embodiment shown in FIGS. 8, 9 and 10, each contact or wiper element 90, 92, 94 is made of narrow strips of carbon fiber elements, one of which is 96, 98, Shown at 100, each strip is less than 0.015 inches wide and consists of elemental wires of one or more parallel carbon fibers. Many such strips are arranged in a single plane and each strip is essentially parallel to each other but is not fused or chemically bonded. Multiple independent parallel strips are chemically associated with low resistance and electrically conductive synthetic resin compounds at one end of the strip that are mechanically captured and / or assembled by respective collars 102, 104, 106 in a single plane. In combination, a number of independent strip sections will be electrically uniform to the output signal and well accommodate additional assembly operation.

도 8, 도 9 및 도 10에 도시된 것처럼, 저항성 또는 도전성 요소의 트랙과의 인접 콘택 포인트로서 기능해야 하는 각각의 다수의 스트립 섹션(90, 92, 94)의 자유단(108, 110, 112)은 스트립과 동일 평면상에 유지될 수 있고, 도 8에 도시된 것처럼 레이크로서, 도 9에 도시된 것처럼 너클로서, 또는 도 10에 도시된 것처럼 핀과 같은, 다른 양립가능한 콘택 기하학적 구조로서 형성될 수 있다. 이러한 특징은 상기 어셈블리가 96, 98, 100과 같은 다수의 콘택 스트립을 포함할 수 있게 하고, 각각은 기판 요소의 저항성 또는 도전성 트랙에 수직인 방향으로 상대적으로 독립적인 기계적 이동을 한다. As shown in FIGS. 8, 9 and 10, the free ends 108, 110, 112 of each of the plurality of strip sections 90, 92, 94, which should function as adjacent contact points with the track of the resistive or conductive element. ) May remain coplanar with the strip and form as a rake as shown in FIG. 8, as a knuckle as shown in FIG. 9, or as another compatible contact geometry, such as a pin as shown in FIG. 10. Can be. This feature allows the assembly to include a plurality of contact strips, such as 96, 98, 100, each of which has relatively independent mechanical movement in a direction perpendicular to the resistive or conductive tracks of the substrate elements.

도 11은 도 7의 실시예와 유사한 실시예이고, 탄소 섬유 요소로 이루어진 다수의 층(120, 122, 124)이 L형 캐리어(128)의 더 짧은 다리(126)에 부착된다. 각각의 층(120, 122, 124)의 탄소 섬유는 실질적으로 평행하게 정렬되고, 상기 층들은 130에 대략적으로 도시된 전기적 도전성 합성 수지 화합물에 의하여 캐리어에 부착될 수 있다. FIG. 11 is an embodiment similar to the embodiment of FIG. 7, with multiple layers 120, 122, 124 made of carbon fiber elements attached to the shorter legs 126 of the L-shaped carrier 128. The carbon fibers in each layer 120, 122, 124 are aligned substantially parallel, and the layers may be attached to the carrier by an electrically conductive synthetic resin compound shown approximately at 130.

도 3, 도 4 및 도 11의 실시예에 도시된 것처럼, 전기적 콘택 장치는 여러 가지 정렬로 다수의 탄소 섬유 층으로 형성된다. 유사하게, 여기에 도시되고 설명된 다른 모든 실시예들은 다수의 층으로 형성될 수 있다. 본 발명의 여러 가지 실시예들은 목적하는 어플리케이션에 따라 전기적으로 도전성이거나 또는 도전성이 아닐 수 있는 캐리어에 사용될 수 있다. As shown in the embodiment of Figures 3, 4 and 11, the electrical contact device is formed of multiple carbon fiber layers in various alignments. Similarly, all other embodiments shown and described herein may be formed of multiple layers. Various embodiments of the present invention may be used in a carrier that may or may not be electrically conductive, depending on the desired application.

역으로, 도 12에 도시된 것처럼, 전기적 콘택 또는 와이퍼(140)는 두께가 약 0.010 내지 0.015 인치일 수 있는 단지 하나의 탄소 섬유 요소(142)로 형성될 수 있다. 비록 레이크 단부(144)가 이러한 실시예에 제공되지만, 앞서 설명된 나머지 단부 처리들 중 어느 것이라도 적당하다.Conversely, as shown in FIG. 12, the electrical contact or wiper 140 may be formed of only one carbon fiber element 142, which may be about 0.010 to 0.015 inches in thickness. Although the rake end 144 is provided in this embodiment, any of the remaining end treatments described above are suitable.

전술한 것처럼, 이제까지 설명된 모든 실시예들은 도 2a-2c에 도시된 것처럼 하나의 층으로, 또는 도 3에 도시된 것처럼 다수의 층으로 배치된 탄소 섬유 번들을 갖는 탄소 섬유 구조를 코어로서 구비한 탄소 섬유 복합 재료로부터 형성될 수 있다. As mentioned above, all the embodiments described so far have a carbon fiber structure as core having a carbon fiber bundle disposed in one layer as shown in FIGS. 2A-2C or in multiple layers as shown in FIG. 3. It may be formed from a carbon fiber composite material.

도 13에 도시된 것처럼, 탄소 섬유 번들(150)의 층은 각각의 평평한 측면 상에 배치된 부직포 탄소 섬유로 형성된 매트(152, 154)를 구비한다. 비록 도 13에는 도시되지 않았으나, 탄소 섬유 번들 구조(150) 상에 매트들(152, 154)을 배치한 다음에는 열가소성 수지를 매트들(152, 154)의 외부 표면에 가한다. 이러한 열가소성 수지, 또는 폴리머는 구조를 완성시키고 매트들(152, 154)을 탄소 섬유 번들 구조(150)에 접착시켜, 안정한 복합 재료를 형성한다. 부직포 탄소 섬유 매트(152 또는 154)는 실질적으로 등방성이고, 상기 섬유들은 무작위로 배치되어 매트의 평면에 방향성을 거의 또는 전혀 제공하지 않는다.As shown in FIG. 13, the layer of carbon fiber bundle 150 has mats 152, 154 formed of nonwoven carbon fibers disposed on each flat side. Although not shown in FIG. 13, after placing the mats 152, 154 on the carbon fiber bundle structure 150, thermoplastic resin is applied to the outer surface of the mats 152, 154. This thermoplastic resin, or polymer, completes the structure and adheres the mats 152, 154 to the carbon fiber bundle structure 150 to form a stable composite material. Nonwoven carbon fiber mat 152 or 154 is substantially isotropic, and the fibers are randomly placed to provide little or no directivity to the mat's plane.

부직포 탄소 섬유 매트는 용량을 전달하는 1차 전류를 제공하고 또한 전체 구조에 개선된 기계적 강도를 제공한다. 보다 상세하게는, 부직포 탄소 섬유는 비축(off-axis) 기계적 강도 및 용량을 전달하는 비축 전류를 제공하고, 여기서 "비축"이라는 용어는 최종적으로 제조된 전기적 콘택의 길이 방향에 관련된다.Nonwoven carbon fiber mats provide a primary current that delivers capacity and also provide improved mechanical strength to the overall structure. More specifically, nonwoven carbon fibers provide a axial current that delivers off-axis mechanical strength and capacity, wherein the term "stock" refers to the longitudinal direction of the finally produced electrical contact.

부직포 탄소 섬유 매트는 매사추세츠의 이스트 월폴에 있는 Hollingsworth & Vose Company로부터 상업적으로 구입할 수 있고, 두께는 0.08 mm로부터 0. 79 mm에 이른다. Nonwoven carbon fiber mats are commercially available from the Hollingsworth & Vose Company in East Walpole, Massachusetts, with thicknesses ranging from 0.08 mm to 0.97 mm.

도 14는 전술한 어셈블링된 복합 재료(160)의 단면도이고, 여기서 부직포 탄소 섬유 매트(152, 154)는 탄소 섬유 구조물(150) 상에 배치되고 열가소성 수지층(162)이 부직포 탄소 섬유층(152) 위에 가해지며 열가소성 수지층(164)이 부직포 탄소 섬유 매트(154) 위에 가해진다. 이러한 결과, 본 명세서에 나타나는 몇 가지 실시예와 관련하여 설명되고 도시된 것처럼, 임의의 목적하는 형태로 형성될 수 있는 안정한 복합 재료가 생성된다. 14 is a cross-sectional view of the assembled composite material 160 described above, wherein the nonwoven carbon fiber mats 152, 154 are disposed on the carbon fiber structure 150 and the thermoplastic resin layer 162 is the nonwoven carbon fiber layer 152. ) And a thermoplastic layer 164 is applied over the nonwoven carbon fiber mat 154. This results in a stable composite material that can be formed in any desired form, as described and illustrated in connection with some embodiments presented herein.

물론, 전술한 설명의 단지 예시의 방법으로 제공되는 것이고 본 발명의 사상 또는 범위를 한정하려는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 청구범위에 의해 정해진다. Of course, the foregoing description is provided by way of example only and is not intended to limit the spirit or scope of the invention, the scope of the invention is defined by the following claims.

본 발명에 따른 전기적 콘택은 탄소 섬유 및 부직포 탄소 섬유 매트를 포함하는 탄소 섬유 복합 재료로 형성된 것과 같은 비금속 재료로 형성된 콘택 또는 와이퍼를 제공함으로써 시스템의 유효 수명을 상당히 개선한다. 이러한 탄소 섬유 복합 재료는 특별한 프로세싱을 통하여 금속 혼합물 콘택 또는 와이퍼에 의해 야기되는 부정적 제약조건을 극복할 뿐만 아니라, 다른 모든 면에서 전체 성능을 상당 히 개선한다. Electrical contacts according to the present invention significantly improve the useful life of the system by providing a contact or wiper formed from a non-metallic material such as formed from a carbon fiber composite material comprising a carbon fiber and a nonwoven carbon fiber mat. These carbon fiber composite materials not only overcome the negative constraints caused by metal mixture contacts or wipers through special processing, but also significantly improve overall performance in all other respects.

본 발명에 따른 전기적 콘택은 당업계 제조 기술의 현재 상태 및 저항성 및 도전성 트랙 기판에 사용되는 재료와 더 잘 양립할 수 있고 현재 사용되거나 이전에 제안된 설계 또는 재료에 내재하는 부정적인 면을 현저히 감소시키거나 제거하는 전자기계 컴포넌트 또는 어플리케이션에 사용하기 위한 와이퍼 콘택 또는 콘택 어셈블리를 제공한다.Electrical contacts according to the present invention are better compatible with the current state of the art manufacturing techniques and materials used in resistive and conductive track substrates and significantly reduce the negative aspects inherent in designs or materials currently used or previously proposed. It provides a wiper contact or contact assembly for use in an electromechanical component or application that removes or removes.

Claims (20)

전기 신호를 전송하고 전기적으로 도전성인 트랙과 이동 가능한 접촉을 하기 위한 전기 장치로서,An electrical device for transmitting electrical signals and for making movable contact with electrically conductive tracks, 실질적으로 동일한 방향으로 정렬된 탄소 섬유 요소들의 적어도 한 층(150);At least one layer 150 of carbon fiber elements aligned in substantially the same direction; 부직포 탄소 섬유들로 형성되고 상기 탄소 섬유 요소들의 층들을 사이에 끼우는 제1 매트 및 제2 매트(152, 154); 및First and second mats (152, 154) formed of nonwoven carbon fibers and sandwiching the layers of carbon fiber elements; And 상기 매트들의 외부 표면상에 부가된 열가소성 수지 코팅(162, 164)Thermoplastic coatings 162 and 164 added on the outer surface of the mats 을 구비하는 탄소 섬유 복합 재료(composite carbon fiber material)로 형성된 전기적 콘택을 포함하며,An electrical contact formed of a composite carbon fiber material comprising: 각 층의 상기 탄소 섬유 요소들이 함께 접착되어, 탄소 섬유 요소들의 상기 층의 자유단(12, 16, 20; 108, 110, 112)들이 전기적으로 도전성인 트랙에 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.Wherein the carbon fiber elements of each layer are glued together so that the free ends 12, 16, 20; 108, 110, 112 of the layer of carbon fiber elements are arranged in contact with an electrically conductive track. Device. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전기적 콘택이 합성 수지 화합물에 의하여 이에 접착되는 지지 스트립(24, 88, 128)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.And wherein the electrical contact further comprises a support strip (24, 88, 128) adhered thereto by a synthetic resin compound. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 지지 스트립이 전기적으로 도전성인 것을 특징으로 하는 전기 장치.And the support strip is electrically conductive. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 지지 스트립(128)이 L형이 되도록 휘어지고 상기 전기적 콘택이 상기 L형 스트립의 더 짧은 쪽 다리(126)에 부착되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.And the electrical contact is attached to the shorter leg (126) of the L-shaped strip. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 탄소 섬유 요소들로 이루어진 상기 층의 상기 자유단들이 너클(knuckle) 형(16, 110)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.And said free ends of said layer of carbon fiber elements are formed in a knuckle shape (16, 110). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 탄소 섬유 요소들로 이루어진 상기 층의 상기 자유단들이 모나게 뾰족한 형태(20, 112)로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.And said free ends of said layer of carbon fiber elements are formed in an indented shape (20, 112). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자유단들에 대향하고 상기 자유단들로부터 후퇴된 단부에서 상기 제 1 매트 및 제 2 매트 상에 있는 상기 열가소성 수지 코팅의 어느 한 측면에 배치된 칼라들(102, 104, 106)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.Further comprising collars 102, 104, 106 disposed on either side of the thermoplastic coating opposite the free ends and on the first mat and the second mat at ends retracted from the free ends. An electric device, characterized in that. 전기 신호를 전송하고 전기적으로 도전성인 트랙과 이동 가능한 접촉을 하기 위한 전기 장치로서,An electrical device for transmitting electrical signals and for making movable contact with electrically conductive tracks, 실질적으로 동일한 방향으로 정렬된 탄소 섬유 요소들의 적어도 한 층(150), 부직포 탄소 섬유들로 형성되고 상기 탄소 섬유 요소들의 층들을 사이에 끼우는 제1 매트 및 제2 매트(152, 154), 및 상기 매트들의 외부 표면상에 부가된 열가소성 수지 코팅(162, 164)을 구비하는 탄소 섬유 복합 재료로 형성된 전기적 콘택; 및At least one layer 150 of carbon fiber elements aligned in substantially the same direction, first mats and second mats 152, 154 formed of nonwoven carbon fibers and sandwiching the layers of carbon fiber elements, and the An electrical contact formed of a carbon fiber composite material having thermoplastic coatings 162 and 164 added on the outer surface of the mats; And 탄소 섬유 요소들로 이루어진 상기 층을 함께 고정하고 고정한 위치에서 상대적인 이동을 방지하기 위하여 상기 전기적 콘택의 한쪽 단부에 배치되어, 상기 한쪽 단부에 대향하는 상기 전기적 콘택의 자유단들이 서로와 관련하여 이동될 수 있게 하는 칼라들(102, 104, 106)을 포함하는 전기 장치.The layers of carbon fiber elements are held together at one end of the electrical contact to secure the layer together and to prevent relative movement in the fixed position so that the free ends of the electrical contact opposite the one end are moved relative to each other. Electrical devices comprising collars (102, 104, 106). 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 탄소 섬유 요소들로 이루어진 상기 층의 상기 자유단들이 너클형(16, 110)으로 형성된 것을 특징으로 하는 전기 장치.And said free ends of said layer of carbon fiber elements are formed in a knuckle shape (16, 110). 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 탄소 섬유 요소들로 이루어진 상기 층의 상기 자유단들이 모나게 뾰족한 형태(20, 112)로 형성된 것을 특징으로 하는 전기 장치.And said free ends of said layer of carbon fiber elements are formed in an indented shape (20, 112). 전기 신호를 전송하고 전기적으로 도전성인 트랙과 이동 가능한 접촉을 하기 위한 전기 장치로서,An electrical device for transmitting electrical signals and for making movable contact with electrically conductive tracks, 실질적으로 동일한 방향으로 정렬된 탄소 섬유 요소들의 적어도 한 층(150), 부직포 탄소 섬유들로 형성되고 상기 탄소 섬유 요소들의 층들을 사이에 끼우는 제1 매트 및 제2 매트(152, 154), 및 상기 매트들의 외부 표면상에 부가된 열가소성 수지 코팅(162, 164)을 구비하는 탄소 섬유 복합 재료로 형성된 전기적 콘택을 포함하고,At least one layer 150 of carbon fiber elements aligned in substantially the same direction, first mats and second mats 152, 154 formed of nonwoven carbon fibers and sandwiching the layers of carbon fiber elements, and the An electrical contact formed of a carbon fiber composite material having thermoplastic coatings 162 and 164 added on the outer surface of the mats, 상기 전기적 콘택은 제 1 암부(arm portion; 74)를 구비하고, 상기 탄소 섬유 요소들은 실질적으로 제 1 방향으로 정렬되며, 제 2 암부(76)는 상기 제 1 암부와 동일한 평면에서 떨어져 배치되고, 상기 제 2 암부의 상기 탄소 섬유 요소들은 실질적으로 상기 제 1 방향으로 정렬되며, 전이부(transition portion; 72)는 상기 제 1 암부 및 상기 제 2 암부 각각의 제 1 단부들을 연결하고, 상기 전이부의 상기 탄소 섬유 요소들은 실질적으로 상기 제 1 암부 및 제 2 암부의 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 서로 정렬되며, 상기 제 1 단부들에 대향하는 상기 제 1 암부 및 제 2 암부의 제 2 단부들은 상기 전기적으로 도전성인 트랙들과 접촉하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.The electrical contact has a first arm portion 74, the carbon fiber elements are substantially aligned in a first direction, and the second arm portion 76 is disposed away from the same plane as the first arm portion, The carbon fiber elements of the second arm portion are substantially aligned in the first direction, and a transition portion 72 connects first ends of each of the first arm portion and the second arm portion, and the transition portion The carbon fiber elements are substantially aligned with each other in a second direction different from the first direction of the first arm portion and the second arm portion, and a second of the first arm portion and the second arm portion opposite the first ends. And end portions in contact with the electrically conductive tracks. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 전이부는 상기 제 1 암부 및 제 2 암부에 직각으로 배치되어, 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향에 실질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 전기 장치.The transition portion is disposed at right angles to the first arm portion and the second arm portion, the second direction being substantially perpendicular to the first direction. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 전이부는 형태가 반원이고 상기 제 1 암부 및 제 2 암부와 동일한 평면 상에 있는 것을 특징으로 하는 전기 장치.The transition portion is semicircular in shape and on the same plane as the first and second arm portions. 전기 신호를 전송하고 전기적으로 도전성인 트랙과 이동 가능한 접촉을 하기 위한 전기 장치로서,An electrical device for transmitting electrical signals and for making movable contact with electrically conductive tracks, 매트릭스로서 형성된 탄소 섬유들의 복수 개의 위에 놓인 층들(150; 42, 44, 46), 부직포 탄소 섬유들로 형성되고 상기 탄소 섬유들의 층들을 사이에 끼우는 제1 매트 및 제2 매트(152, 154), 및 상기 매트들의 외부 표면상에 부가된 열가소성 수지 코팅(162, 164)을 구비하는 탄소 섬유 복합 재료로 형성된 전기적 콘택을 포함하고, 상기 복수 개의 층들 중 각각의 층에 존재하는 탄소 섬유들은 실질적으로 평행이 되게 정렬되고 인접층들은 상기 인접층에 있는 상기 탄소 섬유들이 실질적으로 평행하지 않도록 정렬되며,A plurality of overlying layers 150 of carbon fibers formed as a matrix 150, 42, 44, 46, a first mat and a second mat 152, 154 formed of nonwoven carbon fibers and sandwiching the layers of carbon fibers therebetween, And an electrical contact formed of a carbon fiber composite material having a thermoplastic coating 162, 164 added on the outer surface of the mats, wherein the carbon fibers present in each of the plurality of layers are substantially parallel. Aligned so that adjacent layers are aligned such that the carbon fibers in the adjacent layer are not substantially parallel, 전기적으로 도전성인 합성 수지 화합물은 각 층에 있는 상기 탄소 섬유들을 함께 결합하여 상기 복수 개의 위에 놓인 층들이 상기 전기적 콘택을 응고시키는 것을 특징으로 하는 전기 장치. And wherein the electrically conductive synthetic resin compound binds the carbon fibers in each layer together such that the plurality of overlying layers solidify the electrical contact. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 전기적 콘택은 전이부 및 상기 전이부(72)로부터 연장하는 제 1 암부(74) 및 제 2 암부(76)를 구비하도록 형성되고, 상기 제 1 암부 및 제 2 암부의 자유 단부들은 전기적으로 도전성 있는 트랙에 접촉하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.The electrical contact is formed to have a transition portion and a first arm portion 74 and a second arm portion 76 extending from the transition portion 72, wherein the free ends of the first and second arm portions are electrically conductive. An electrical device in contact with the track. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 자유 단부들은 레이크형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.And the free ends are formed in a rake shape. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 복수 개의 위에 놓인 층들이 동일한 공간에 걸쳐있는 것을 특징으로 하는 전기 장치.And said plurality of overlying layers span the same space. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제 1 암부 및 제 2 암부가 탄소 섬유들의 단일 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 장치. And the first and second arm portions are formed from a single layer of carbon fibers. 전기 신호를 전송하고 전기적으로 도전성인 트랙과 이동 가능한 접촉을 하기 위한 전기 장치로서,An electrical device for transmitting electrical signals and for making movable contact with electrically conductive tracks, 전기적으로 도전성인 캐리어(88, 128); 및Electrically conductive carriers 88 and 128; And 위에 놓이는 관계로 배치되어 상기 캐리어 상에 부착된 탄소 섬유 요소들의 복수 개의 층(150), 부직포 탄소 섬유들로 형성되고 상기 탄소 섬유 요소들의 층들을 사이에 끼우는 제1 매트 및 제2 매트(152, 154), 및 상기 매트들의 외부 표면상에 부가된 열가소성 수지 코팅(162, 164)을 구비하는 탄소 섬유 복합 재료로 형성된 전기적 콘택 - 각 층에 있는 상기 탄소 섬유 요소들은 실질적으로 동일한 방향으로 정렬되며 상기 탄소 섬유 요소들의 자유단들은 상기 전기적으로 도전성인 트랙에 접촉함 - 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.A plurality of layers 150 of carbon fiber elements 150 disposed on and attached to the carrier, first mats and second mats 152 formed of nonwoven carbon fibers and sandwiching the layers of carbon fiber elements therebetween; 154, and an electrical contact formed of a carbon fiber composite material having thermoplastic coatings 162 and 164 added on the outer surface of the mats, wherein the carbon fiber elements in each layer are aligned in substantially the same direction and the And the free ends of the carbon fiber elements contact the electrically conductive track. 제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 캐리어가 실질적으로 L형이고, 탄소 섬유 요소들로 이루어진 상기 복수 개의 층들이 상기 L형 캐리어의 더 짧은 쪽 다리(126)에 부착되는 것을 특징으로 하는 전기 장치. Wherein the carrier is substantially L-shaped and the plurality of layers of carbon fiber elements are attached to the shorter leg (126) of the L-shaped carrier.
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