KR100951456B1 - 전기 접속 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수 개의 단자와 전극을 포함하는 전자 모듈 간의 연결 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전자 모듈에 포함되는 단자와 전극이 용이하게 전기적으로 연결되는 전기 모듈 간의 전기 접속 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 고정모듈과 이동모듈 간의 전기 접속 시스템에 관한 것으로, 상기 고정모듈은 거치면을 구비하되, 상기 거치면 상에 반복적으로 배열되는 복수의 철면(凸面)과 요면(凹面)으로 이루어진 요철면이 제공되며, 상기 복수의 철면 상에는 공통 접속된 제1극 단자가 형성되고, 상기 복수의 요면 상에는 공통 접속된 제2극 단자가 형성되며, 상기 이동모듈은 상기 고정모듈의 거치면에 대응되는 접촉면을 구비하되, 상기 접촉면은 평탄부와 상기 평탄부로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부를 지니며, 상기 평탄부 표면의 적어도 일부에는 이동모듈에 구비된 이동모듈부하의 제1극에 연결되는 도전성부재인 제1 부하전극이 형성되고, 상기 돌출부의 단부는 상기 이동모듈부하의 제2극에 연결되는 도전성 부재로서 제2 부하전극을 형성하고, 제1 부하전극과 제2 부하전극은 서로 절연되고, 상기 돌출부의 단부는 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 수용되어 제2 부하전극이 상기 고정모듈의 제2극 단자에 접속되고, 제1 부하전극이 상기 고정모듈의 제1극 단자에 접속되는 특징이 있다.
전원, 연결 시스템, 요철, 충전, 굴곡

Description

전기 접속 시스템{system for electric connection}
본 발명은 복수 개의 단자와 전극을 포함하는 전자 모듈 간의 연결 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전자 모듈에 포함되는 단자와 전극이 용이하게 전기적으로 연결되는 전기 모듈 간의 전기 접속 시스템에 관한 것이다.
다수의 단자와 전극을 갖는 모듈들을 결합하는 경우, 각 단자와 전극 간의 극성에 맞게 모듈을 위치시켜야 하는 문제가 있다. 즉, 특정한 모듈이 다른 모듈에 상기 거치 되는 위치에 따라 모듈들 간에 전기적 연결이 유지되거나 전기적 연결이 해제되므로, 사용자는 각 모듈의 전기적 연결을 위해 모듈들에 포함되는 단자와 전극들의 특성을 고려해야하는 문제가 있었다.
종래에 각 모듈 간의 전기적 연결을 용이하게 하는 전기 접속 시스템은 주로 휴대 장치의 충전 분야에서 많이 제안되었는바, 이하 종래의 충전 장치에 관하여 설명한다.
도 1은 종래의 용량결합 형태의 비접촉식 충전시스템의 일례이다.
도시된 바와 같은 용량결합 형태의 비접촉식 충전시스템을 보면, 전원공급부(100)는 전압변환기(110), 주파수 변환기(120), 제어부(130), 전원패치(M)를 포함하고, 휴대기기(200)는 충전접점(N), 정류기(210), 전압변환기(220), 충전지(230)를 포함한다.
도 1의 시스템의 동작은 다음과 같다. 도 1의 용량결합 형태의 비접촉식 충전시스템은, 충전용 전원을 인가하는 전원공급부(100)의 다수의 전원패치(M)들과, 휴대기기(200)의 충전접점(N)이 비접촉 상태에서 용량결합방식에 따라, 전원공급부(100)의 충전용 교류전원이 휴대기기(200) 측으로 인가되도록 하고, 이렇게 인가된 교류전원을 정류기(210)에서 정류하고, 전압변환기(220)에서 변환한 후, 충전지(230)에서 충전하여 이용하는 방식의 충전 시스템이다.
도 2는 종래의 용량 결합식 충전 시스템의 전원 공급측의 구조를 나타내는 블록도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 장치는 제어기(131)에 의해 제어되는 제1 먹스(MUX)(132a)와 제2 먹스(132b)를 이용하여 전원을 공급하였다.
도 1 및 도 2의 시스템 외에도, 전원공급부(100)의 전원패치(M)와 휴대기기(200)의 충전접점(N)을 직접 접촉하도록 하여 충전하는 접촉식 충전시스템도 제안되었다.
종래의 접촉식 충전 시스템의 경우, 전원공급부의 다수의 전원패치에서 '+' 극성의 전원이 공급됨과 동시에 또 다른 다수의 전원패치에서는 '-' 극성의 전원을 공급되기 때문에, 어떠한 전원패치를 충전지의 '+'극에 접속시키고 어떠한 전원패 치를 충전지의 '-'극에 접속시킬지가 문제될 수 있다.
이러한 전원패치의 극성 문제를 해결하기 위해 도 3의 장치가 제안되었다.
도 3은 전원패치의 극성 문제를 해결하는 정류 소자를 포함하는 충전 장치를 나타내는 회로도이다. 도 3의 충전 장치는 다수의 전원패치(302)와 연결되는 다수의 충전접점(303), 전기 에너지를 저장하는 충전지(314)를 포함한다.
도시된 바와 같이, 상기 충전접점(303)은 다수의 다이오드(315a, 315b)를 통해 충전지(314)에 연결된다. 예를 들어, Y05 접점에 인가되는 전원이 '+' 극성을 갖는 경우, Y05 접점는 제1 다이오드(315a)를 통해 충전지(314)의 '+'극에 연결될 수 있으며, Y05 접점에 인가되는 전원이 '-' 극성을 갖는 경우, 제2 다이오드(315b)를 통해 충전지(314)의 '-' 극에 연결될 수 있다.
도 1 및 도 2의 충전 시스템의 경우, 제어과정이 매우 복잡하고, 적절한 제어 동작의 수행을 위해 설계에 많은 제약이 존재하는 문제가 있다.
또한, 도 3의 정류기(rectifier)의 경우, 다이오드 소자에 기반하므로 발열 및 전력 효율에서 문제가 발생할 수 있다. 또한, 다이오드 소자에 기반하므로 집적화에 문제가 발생한다. 또한, 다이오드와 같은 정류소자를 사용하는 경우, 정류소자에 의한 전압강하가 발생하여 부하 또는 충전지가 정상적으로 동작하지 못하는 문제가 있다.
상술한 바와 같이 종래에 제안된 모듈들(예를 들어, 충전 모듈 및 휴대 장치 모듈) 간의 연결 구조는 전자 소자에 기초하였기 때문에, 전자 소자 제어를 위한 추가적인 구성이 필요하였고, 발열 및 전력 효율의 문제가 필연적으로 발생하였다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 모듈에 구비되는 기계적인 구조의 특징을 이용하여 전기적 연결을 수행하는 전기 접속 시스템을 제안한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 각 모듈의 위치에 제한 없이 전기적 연결이 가능한 전기 접속 시스템을 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 저렴하고 제작이 간단한 전기 접속 시스템을 제안하는 것이다.
본 발명에 따른 전기 접속 시스템은 고정모듈과 이동모듈 간의 전기 접속 시스템에 관한 것으로, 상기 고정모듈은 거치면을 구비하되, 상기 거치면 상에 반복적으로 배열되는 복수의 철면(凸面)과 요면(凹面)으로 이루어진 요철면이 제공되며, 상기 복수의 철면 상에는 공통 접속된 제1극 단자가 형성되고, 상기 복수의 요면 상에는 공통 접속된 제2극 단자가 형성되며, 상기 이동모듈은 상기 고정모듈의 거치면에 대응되는 접촉면을 구비하되, 상기 접촉면은 평탄부와 상기 평탄부로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부를 지니며, 상기 평탄부 표면의 적어도 일부에는 이동모듈에 구비된 이동모듈부하의 제1극에 연결되는 도전성부재인 제1 부하전극이 형성되고, 상기 돌출부의 단부는 상기 이동모듈부하의 제2극에 연결되는 도전성 부재로서 제2 부하전극을 형성하고, 제1 부하전극과 제2 부하전극은 서로 절연되고, 상기 돌출부의 단부는 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 수용되어 제2 부하전극이 상기 고정모듈의 제2극 단자에 접속되고, 제1 부하전극이 상기 고정모듈의 제1극 단자에 접속되는 특징이 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 전기 접속 시스템은고정모듈과 이동모듈 간의 전기 접속 시스템에 관한 것으로, 상기 고정모듈은 거치면을 구비하되, 상기 거치면 상에 반복적으로 배열되는 복수의 철면(凸面)과 요면(凹面)으로 이루어진 요철면이 제공되며, 상기 복수의 철면 상에는 공통 접속된 제1극 단자가 형성되고, 상기 복수의 요면 상에는 공통 접속된 제2극 단자가 형성되며, 상기 이동모듈은 상기 고정모듈의 거치면에 대응되는 접촉면을 구비하되, 상기 접촉면은 평탄부와 복 수의 홀을 지니며, 상기 복수의 홀에는 누름식 온-오프 스위치로 구성된 전극핀이 설치되며, 상기 평탄부 표면의 적어도 일부에는 이동모듈에 구비된 이동모듈부하의 제1극에 연결되는 도전성부재인 제1 부하전극이 형성되고, 상기 전극핀은 퇴출시에 오프되고, 돌출시에 상기 이동모듈부하의 제2극에 연결된 도전성 부재인 제2 부하전극에 접속되며, 상기 제1 부하전극과 제2 부하전극은 서로 절연되고, 상기 전극핀은 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 수용되면 상기 제2 부하전극과 상기 고정모듈의 제2극 단자를 단락시키고, 상기 고정모듈의 어느 한 철면 상에 대응되면 상기 제2 부하전극과 상기 고정모듈의 제2극 단자를 전기적으로 개방시키며, 상기 제1 부하전극은 상기 고정모듈의 제1극 단자에 접속되는 것을 특징이 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 전기 접속 시스템은 고정모듈과 이동모듈 간의 전기 접속 시스템에 관한 것으로, 상기 고정모듈은 거치면을 구비하되, 상기 거치면 상에 반복적으로 배열되는 복수의 철면(凸面)과 요면(凹面)으로 이루어진 요철면이 제공되며, 상기 복수의 철면 상에는 공통 접속된 제1극 단자가 형성되고, 상기 복수의 요면 상에는 공통 접속된 제2극 단자가 형성되며, 상기 이동모듈은 상기 고정모듈의 거치면에 대응되는 접촉면을 구비하되, 상기 접촉면은 평탄부와 복수의 홀을 지니며, 상기 복수의 홀에는 누름식 선택 스위치로 구성된 전극핀이 설치되며, 상기 전극핀은 퇴출시에 상기 이동모듈에 구비된 이동모듈부하의 제1극에 연결되는 도전성부재인 제1 부하전극에 접속되고, 돌출시에 상기 이동모듈부하의 제2극에 연결된 도전성 부재인 제2 부하전극에 접속되며, 상기 제1 부하전극과 제2 부하전극은 서로 절연되고, 상기 전극핀은 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 수 용되면 상기 제2 부하전극과 상기 고정모듈의 제2극 단자를 단락시키고, 상기 고정모듈의 어느 한 철면 상에 대응되면 상기 제1 부하전극과 상기 고정모듈의 제1극 단자를 단락시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 전기 접속 시스템은 고정모듈과 이동모듈 간의 전기 접속 시스템에 관한 것으로, 상기 고정모듈은 거치면을 구비하되, 상기 거치면 상에 반복적으로 배열되는 복수의 철면(凸面)과 요면(凹面)으로 이루어진 요철면이 제공되며, 상기 복수의 철면 상에는 공통 접속된 제1극 단자가 형성되고, 상기 복수의 요면 상에는 공통 접속된 제2극 단자가 형성되고, 상기 제 2 단자의 배면에 자석이 더 배치되고, 상기 이동모듈은 상기 고정모듈의 거치면에 대응되는 접촉면을 구비하되, 상기 접촉면은 평탄부와 복수의 홀을 지니며, 상기 복수의 홀에는 함몰 전극 유닛으로 구성된 전극핀이 설치되고, 상기 함몰 전극 유닛의 전극핀은 자력이 미치지 않을 시에 퇴출 위치에 있고, 자력이 미칠시에는 돌출 위치로 전환되도록 강자성을 띠며, 상기 전극핀의 퇴출 위치는 상기 평탄부 표면의 배후로 결정되고, 상기 평탄부 표면의 적어도 일부에는 이동모듈에 구비된 이동모듈부하의 제1극에 연결되는 도전성부재인 제1 부하전극이 형성되고, 상기 전극핀은 상기 이동모듈부하의 제2극에 연결된 도전성 부재인 제2 부하전극에 연결되고, 상기 제1 부하전극과 제2 부하전극은 서로 절연되고, 상기 전극핀은 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 수용되면 상기 제2 부하전극과 상기 고정모듈의 제2극 단자를 단락시키고, 상기 제1 부하전극은 상기 고정모듈의 제1극 단자에 접속되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접속 시스템은 휴대용 기기의 충전 장치 및 휴대용 기기의 데이터 통신 장치 등의 다양한 시스템에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 접속 시스템을 사용하는 경우, 각 모듈의 위치에 무관하게 전기적 연결이 가능하다는 장점이 있다. 예를 들어, 본 발명을 휴대용 기기의 충전 장치에 사용하는 경우 휴대용 기기의 위치에 무관하게 충전이 가능해지므로, 충전이 편리하게 수행되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기 접속 시스템을 사용하면, 복잡한 전자 소자 등을 이용하지 않고 전기적 연결을 수행하므로, 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있고, 충전을 위해 대용량의 전류가 흐르더라도 반도체 소자(다이오드, BJT, MOSFET) 등으로 인한 저항이 발생하지 않으므로 전력 낭비와 발열의 문제가 해결된다.
본 발명의 구체적인 동작 및 특징은 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예에 의해 더욱 구체화될 것이다.
본 실시예는 이동모듈과 상기 이동모듈이 거치되는 고정모듈 간의 전기 접속 시스템에 관한 것이다. 상기 이동모듈 또는 고정모듈은, 전극 및 데이터 단자를 포함하는 모든 종류의 모듈일 수 있다. 예를 들어, 상기 이동모듈 또는 고정모듈은 휴대 전화, 휴대용 mp3 플레이어, 전원 공급을 위한 아답타, 데이터 신호 공급을 위한 데이터 신호 공급원 등이 될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에서 제안하는 전기 접속 시스템을 설명한다.
제1 실시예
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 접속 시스템을 설명하는 단면도이다.
도시된 바와 같이, 고정모듈(400)은 거치면(401)을 구비하고, 상기 거치면(401) 상에 반복적으로 배열되는 요철면(430)을 구비한다. 상기 요철면(430)에구비되는 요면(410) 및 철면(420)의 형상에는 제한이 없으며, 도시된 바와 같이 그 단면이 사다리꼴 형성이거나, 상기 거치면(401) 상에서 가로 또는 세로 방향으로 장벽 형상을 갖거나 돌출된 단부 형상을 가질 수 있다.
상기 요면(410)은 적어도 하나의 제2극 단자(411)를 구비하고, 상기 철면(420)은 적어도 하나의 제1극 단자(421)를 구비한다. 상기 제1극 및 제2극 단자(411, 421)는 상기 요철면(430)의 전부에 걸쳐 형성되거나, 그 일부에만 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 제1극 단자(421) 및 제2극 단자(411)가 각각 공통 접속된다.
상기 고정모듈(400)에 거치되는 이동모듈(450)은, 도시된 바와 같이, 상기 거치면(401)에 대향하는 접촉면(451)을 구비한다. 상기 접촉면(451)은평탄부(480)가 존재하는 영역과 돌출부(470)가 존재하는 영역으로 구분될 수 있다.
상기 접촉면(451) 상에는 상기 제2극 단자(411)에 상응하는 돌출부(470)가적 어도 하나 형성되며, 상기 돌출부(470)의 단부에는 제2 부하전극(471)이 구비된다. 상기 제2 부하전극(471)은 도전성 부재로서 상기 이동모듈(450)에 구비되는 이동모듈부하(미도시)의 제2극(481)에 연결된다.
한편, 상기 평탄부(480)가 존재하는 영역에는 제1극 단자(421)에 상응하는 제1 부하전극(461)이 구비된다. 상기 제1 부하전극(461)은 상기 이동모듈부하의 제1극(482)에 연결된다. 한편, 전극 간의 합선을 방지하기 위해 바람직하게, 상기 제1 부하전극(461)과 상기 제2 부하전극(471)은 절연된다. 상기 전극 간의 절연은 다양한 방법에 의해 가능하다. 예를 들어, 상기 돌출부(470)와 상기 제1 부하전극(471) 간의 간격을 통해 전극 간을 절연시킬 수 있다. 또한, 상술한 간격이 없이도 상기 돌출부(470)의 단부에 상기 제1 부하전극(471)을 형성하여 상기 제1 부하전극(471)과 상기 제2 부하전극(471)을 서로 절연시킬 수 있다.
상기 이동모듈부하(미도시)는 다양한 종류의 전기 부하이며, 예를 들어, 배터리, 전자회로기판, USB 모듈 및 모터 등일 수 있다.
상기 돌출부(470)는 상기 거치면(401)을 향하여 돌출되는 형상을 갖는 것이 바람직하며, 전극의 형상은 자유롭게 결정될 수 있다. 예를 들어, 반구 형상, 원기둥 형상, 다각 기둥 형상 등으로 제작될 수 있다.
도시된 바와 같이, 고정모듈(400)에는 철면(420)과 요면(410)이 존재하고, 상기 이동모듈(450)은 이에 상응하는 평탄부(480)와돌출부(470)를 구비하므로, 상기 이동모듈(450)을 상기 고정모듈(400)에 거치시키면 상기 이동모듈(450)이 요철면의 형상에 따라 자연스럽게 미끄러진다. 즉, 요철면의 구조에 의해 상기 이동모 듈(450)의 돌출된 전극, 즉 제2 부하전극(471)이 상기 요면(410)에 수용되며, 상기 제1 부하전극(461)이 상기 철면(420)에 수용된다. 상기 제2 부하전극(471)이 상기 요면(410)에 수용되면, 상기 제2극 단자(411)와 상기 제2 부하전극(471) 간의 접촉이 발생하고, 상기 제1극 단자(421)와 상기 제1 부하전극(461) 간의 접촉이 발생하게 된다.
상술한 바와 같이, 상기 제2극 단자(411)는 상기 제2 부하전극(471)에 상응하고, 상기 제1극 단자(421)는 상기 제1 부하전극(461)에 상응하므로, 상기 고정모듈(400)의 제1극 단자(421) 및 제2극 단자(411) 각각은 상기 이동모듈부하의 제1극(482) 및 제2극(481)에 전기적으로 연결된다.
도 4와 같은 전기 접속 시스템의 경우, 두 모듈(400, 450) 간의 결합으로 인하여 상기 제1 부하전극(461)과 제2 부하전극(471) 간의 단락이 발생할 수도 있으나, 이동모듈부하에는 PCM(Power Control Module) 등이 구비된 것이 대부분이므로, 부하전극 간의 단락에 의해서 발생되는 문제는 최소화할 수 있다.
또한, 두 모듈(400, 450) 간의 결합으로 인하여 상기 제1극 단자(421)와 제2극 단자(411) 간의 단락이 발생할 수도 있으나, 이러한 문제는 각 단자(411,412) 간의 배열을 적절하게 설계하거나, 상기 고정모듈(400)에 종래에 제안된 OCP(Over Current Protection) 또는 OVP(Over Voltage Protection) 모듈 등을 추가하여 해결할 수 있다.
예를 들어, 상기 고정모듈(400)이 전원 공급원(미도시)을 포함하는 충전 장치이고, 상기 이동모듈(450)이 배터리(미도시)를 포함하는 휴대용 장치인 경우, 상 기 제2극 단자(411)와 상기 제2 부하전극(471)은 소정의전위(예를 들어, '5' 볼트)를 갖는 충전 전원 및 배터리의 VCC 단자이고, 상기 제1극 단자(421)와 상기 제1 부하전극(461)은 그라운드 전위를 갖는 충전 전원 및 베터리의 GND 단자일 수 있다. 이 경우, 충전 장치에 구비되는 거치면(401)에 상기 휴대용 장치를 자유롭게 위치시키기만 하면 휴대용 장치가 요철면으로 미끄러져서, 상기 충전 장치의 VCC 단자와 상기 휴대용 장치의 VCC 단자가 전기적으로 연결되고, 상기 충전 장치의 GND 단자와 상기 휴대용 장치의 GND 단자가 전기적으로 연결되어 정상적인 충전이 이루어진다.
도 4와 같은 연결 구조를 갖는 모듈(400, 450)은 종래 기술에 사용되는 다양한 전자 소자(예를 들어, 다이오드, BJT, MOSFET) 등을 사용하지 않고도, 요철면의 형상에 따라 각 단자와 전극을 정확하게 매칭(matching) 시킬 수 있다. 종래 기술과 같이, 모듈 간에 전기적 연결을 위해 전자 소자 등을 사용하는 경우, 각 소자를 제어하기 위한 복잡한 구성이 추가되어야 하고, 각 소자들에 존재하는 저항들로 인해 전력 낭비 및 발열이 발생한다. 특히, 충전을 위한 전기적 연결의 경우 소자를 통해 흐르는 전류량이 상당하므로 전력 낭비 및 발열의 문제가 더욱 심각해질 수 있다. 그러나 제1 실시예와 같이 모듈(400, 450)에 구비되는 요철 또는 그르부(groove) 형상을 이용하면 이러한 종래 기술의 문제점을 해결함과 동시에 종래 기술에 비해 획기적으로 저렴한 비용으로 각 모듈들을 제작할 수 있는 장점이 있다.
도 4의 일례에서 돌출된 제2 부하전극(471)이 철면(420)에 위치하는 제1극 단자(421)에 접촉하는 경우, 상기 제2 부하전극(471)이 철면(420)에서요면(410) 방향으로 용이하게 미끄러지도록, 상기 제2 부하전극(471)의 형상을 조절하거나, 상기 철면(420)의 크기를 적절히 조절하거나 상기 철면(420) 양측에 경사면을 형성하는 것은 당업자에게 자명한 것이다. 또한, 상기 제1 부하전극(461)과 제2 부하전극(471)을 적절한 간격으로 다수 개 형성하여, 양 모듈(400, 450) 간에 전기적 연결이 용이하게 유지되도록 하는 것이 가능하다.
제2 실시예
제2 실시예는 상기 제1 실시예에 제2 부하전극(471)을 구비한 돌출부(470)가횡 방향 및/또는 종 방향으로 이동하는 특징을 추가한 것이다.
제1 실시예에 개시된 상기 모듈들(400, 450)이 작은 크기로 제작되는 경우, 상기 제2 부하전극(471)이 상기 철면(420) 상에 위치하더라도 상기 제2 부하전극(471)이 철면(420)에서 요면(410)으로 미끄러지지 않을 수 있다. 즉, 이동모듈(450)의 무게가 작아서, 상기 이동모듈(450)에 가해지는 중력이 크지 않아 상기 제2 부하전극(471)이 상기 철면(420) 상에서 위치하는 경우가 발생할 수도 있다. 또한, 상기 거치면(401) 상에 공차가 발생하는 경우, 상기 부하전극(461, 471)과 상기 요철면 상에 유격이 발생할 수 도 있다.
제2 실시예는 이러한 제1 실시예를 개선하기 위해 제2 부하전극(471)이 횡방향 및/또는 종 방향으로 이동하는 특징을 추가한다.
도 5a 및 도 5b는 제2 실시예에 따라 제2 부하전극(471)이 횡 방향으로 이동하는 동작을 설명하는 단면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 이동모듈(450)이 고정모듈(400)에 거치 될 때, 상기 제2 부하전극(471)은 철면(420)과 맞닿을 수 있다. 이 경우, 상기 제2 부하전극(471)을 구비하는 돌출부(470)는 도 5b에 도시된 바와 같이 횡 방향으로 이동하여 요면(410) 상에 위치하는 제1극 단자(411)에 안착하게 된다. 상기 제2 부하전극(471)의 횡 방향 이동은 상기 이동모듈(450)에 구비되는 횡 방향 이동유닛(500)에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
도 5c는 상기 횡 방향 이동유닛(500)의 일례를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 횡 방향 이동유닛(500)은, 상기 제2 부하전극(471)에 연결되는 도전성 가동 부재(506), 상기 도전성 가동 부재(560)의 배면에 형성되는 복수 개의 홈(501), 상기 홈(501)에 삽입되는 복수 개의 회전 부재(505), 상기 회전 부재(505)를 지지하는 도전성 지지체(502) 및 상술한 부재(471, 400, 401, 402)는 수용하는 하우징(503)을 포함한다. 상기 회전 부재(505)는 도전성 부재로 제작되므로, 상기 회전 부재(505)를 통해 상기 제2 부하전극(471)과 상기 지지체(502) 간의 전기적 연결이 성립한다. 이 경우, 상기 회전 부재(505)의 원활한 회전을 위해 윤활제가 도포되는 것이 바람직하며, 특히 전기적 연결의 성립을 위해 도전성 윤활제가 도포되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 회전 부재(505)에는 도전성 윤활제가 도포 되어 제2 부하전극(471)과 회전 부재(505) 및 지지체(502) 간의 전기적 연결을 가능하게 한다. 상기 지지체(502)의 일단(504)은 상기 이동모듈부하의 제2극(481)에 연결되어, 상기 제2 부하전극(471)으로부터 입력된 전기 신호를 전달하며, 상기 이동모듈부하의 제2 극(481)으로부터 입력되는 전기 신호를 상기 제2 부하전극(471)을 통해 배출한다.
상기 횡 방향 이동유닛(500)은 상기 이동모듈(450) 내에 적어도 하나 구비되는 것이 바람직하며, 하나의 횡 방향 이동유닛(500) 내에는 적어도 하나의 제2 부하전극(471)이 위치하게 된다. 즉, 하나의 도전성 가동 부재(560)에 형성되는 제2 부하전극(471)이 복수 개일 수 있다.
제2 실시예의 또 다른 양상에 따라 상기 제2 부하전극(471)을 종 방향으로 이동시키는 종 방향 이동유닛(510)이 구비될 수도 있다.
도 5d는 상기 종 방향 이동유닛(510)의 일례를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 종 방향 이동유닛(500)은, 상기 제2 부하전극을 구비하는 돌출부(470)에 연결되는 탄성 부재(511)와 상기 탄성 부재를 지지하는 지지체(512)를포함한다. 상기 탄성 부재(511)와 지지체(512)는 모두 도전체로 제작되어 상기 돌출부(470)와상기 이동모듈부하의 제2극(481) 간의 전기적 연결을 가능하게 하는 것이 바람직하다.
도 5d는 제2 부하전극(471)을 구비한 돌출부(470)를 종 방향으로 이동시키는 이동유닛의 일례에 불과하며, 기타 다양한 부재를 사용하여 상기 돌출부(470)를이동시킬 수 있다.
도 5d와 같이 제2 부하전극(471)이 이동하는 경우, 상기 요면(410)들 간의 높이에 공차가 있는 경우에도, 상기 제2 부하전극(471)과 상기 요면(410) 간에 유격의 발생이 방지된다.
상기 종 방향 이동 유닛과 횡 방향 이동유닛은 하나의 유닛으로 제작될 수 있다. 도 5e는 종 방향 및 횡 방향으로 돌출부를 이동시키는 이동유닛(530)의 일례 를 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같은 전기 접속 시스템을 이용하여 돌출부(470)를 다양한 방향으로 이동시키는 경우, 이동모듈에 구비된 부하전극이 상기 요철면으로 용이하게 미끄러지도록 할 수 있다. 또한, 부하모듈의 거치면에 공차가 있는 경우에도 상기 이동모듈과 부하모듈 간의 유격이 방지되도록 할 수 있다.
제3 실시예
제3 실시예는 상기 이동모듈(450)을 더욱 개선한 일례이다. 제3 실시예는 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 이동하는 전극핀을 제어하는 누름식 온-오프 스위치를 더 포함하는 특징이 있다. 상기 누름식 온-오프 스위치는 본 발명의 다양한 양상에 따라 다양한 동작을 수행하는데, 제3 실시예에 의해 제안되는 누름식 온-오프 스위치(600A)에 포함되는 전극핀은 접촉면에 수직하는 방향으로 퇴출 또는 돌출된다. 또한, 상기 제3 실시예에 따르는 누름식 온-오프 스위치(600A)는 상기 전극핀이 돌출 또는 퇴출 됨에 따라 상기 전극핀과 제2 부하전극 간의 전기적 연결을 온(on)/오프(off) 시킨다.
도 6a는 누름식 온-오프 스위치(600A)가 추가되는 제3 실시예를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 사용되는 고정모듈(400)은 상술한 제1 및 제2 실시예에서 사용된 것과 동일하다.
도 6a의 이동모듈(450)은 접촉면(451)을 구비하며, 상기 접촉면(451) 상에는 상기 제1극 단자(421)에 상응하는 제1 부하전극(670)이 구비되며, 복수의 홀(680)이 구비된다. 또한, 상기 복수의 홀(680)에는 누름식 온-오프 스위치(600A)가 구비 된다.
상기 제1 부하전극(670)은 상기 이동모듈부하의 제1극(482)에 연결되며, 상기 전극핀(660)은 제2 부하전극(650)을 통해 상기 이동모듈부하의 제2극(481)에 연결된다. 구체적으로, 상기 전극핀(660)은 돌출 시에 제2 부하전극(650)에 접속되며 퇴출 시에 제2 부하전극(650)으로부터해제된다. 한편, 상기 제1 및 제2 부하전극은 합선 등의 문제를 방지하기 위해 서로 절연되는 것이 바람직하다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 전극핀(660)이 고정모듈(400) 측의 철면(420) 또는 요면(410)에 접촉함에 따라, 상기 누름식 온-오프 스위치(600A)는 탄성부재를 이용하여 상기 전극핀(660)을 종 방향으로 퇴출 또는 돌출시킨다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 전극핀(660)이 거치면(401)을향해 돌출되는 경우는, 상기 전극핀(660)이 요면(410) 상에 위치한다는 것을 의미하므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제2 부하전극(650)은 단락(즉, '온(on)' 상태)된다. 반면에, 전극핀(660)이 접촉면(451) 방향으로 퇴출되는 경우는, 상기 전극핀(660)이 철면(420) 상에 위치한다는 것을 의미하므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제2 부하전극(650)은 전기적으로 개방(즉, '오프(off)' 상태)된다.
도 6c는 제3 실시예에서 사용되는 누름식 온-오프 스위치(600A)의 일례를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 누름식 온-오프 스위치(600A)는, 상기 전극핀(660)의 일측에 연결되고 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제1 탄성부재(610), 상기 제1 탄성부재(610)에 연결되어 상기 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 이동하고 상기 전극핀(660)과 전기적으로 연결되는 도전성 부재(620), 상기 도전성 부재(620)의 일측에연결되고 상기 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제2 탄성부재(630) 및 상기 제2 탄성부재를 지지하는 지지체(640)를 포함한다.
상기 도전성 부재(620)는 그 위치에 따라 제2 부하전극(650)에 접속될수 있으므로, 상기 전극핀(660)으로부터 전달되는 전기 신호를 상기 제2 부하전극(650)에 전달할 수 있고, 상기 제2 부하전극(650)으로부터전달되는 전기 신호를 상기 전극핀(660)에 전달할 수 있다.
상기 전극핀(660)에 제1 임계치 미만의 압력이 가해지는 경우(즉, 상기 전극핀(660)이상기 제2극 단자(411) 상에 위치하는 상태)에는, 상기 도전성 부재(620)가 상기 제2 부하전극(650)에 접촉하고 있으므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제2 부하전극(650) 간의 전기적 연결이 유지된다. 즉, 상기 제2극 단자(411)와 상기 제2 부하전극(650)은 상기 전극핀(660)을 통해 전기적으로 연결된다.
그러나 상기 전극핀(660)에 상기 제1 임계치 이상의 압력이 가해지는 경우(즉, 상기 전극핀(660)이상기 제1극 단자(421) 상에 위치하는 상태)에는, 상기 도전성 부재(620)가 상기 제2 부하전극(650)으로부터 접속이 해제되므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제2 부하전극(650) 간의 전기적 연결이 해제된다. 즉, 상기 제2극 단자(411)와 상기 제2 부하전극(650)이 전기적으로 개방된다.
상기 제3 실시예가 충전 시스템에 적용되는 경우에는 다음 예와 같이 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 고정모듈(400)이 전원 공급원(미도시)을 포함하는 충전 장치이고, 상기 이동모듈(450)이 배터리(미도시)를 포함하는 휴대용 장치이고, 상 기 제2극 단자(411)와 상기 제2 부하전극(650) 각각은 소정의 전위(예를 들어, '5' 볼트)를 갖는 충전 전원 및 배터리의 VCC 단자이고, 상기 제1극 단자(421)와 상기 제1 부하전극(670) 각각은 그라운드 전위를 갖는 충전 전원 및 배터리의 GND 단자일 수 있다.
이 경우, 전극핀(660)이 돌출되는 경우에만, 상기 제2극 단자(411)와 상기 제2 부하전극(650)을 전기적 연결시켜 VCC 단자에 대한 전기적 연결이 유지되며, 상기 전극핀(660)이 퇴출되는 경우에는, 상기 제2극 단자(411)와 상기 제2 부하전극(650)을 전기적으로 차단시켜 VCC 단자에 대한 전기적 연결을 해제시킨다.
상술한 전극핀(660)의 개수와 배치를 적절하게 조절하면, 상기 이동모듈(450)을 자유롭게 위치시켜도, 하나 이상의 전극핀(660)이 상기 제2극 단자(411) 연결될 수 있으며, 상기 전극핀(660)의 개수와 배치를 적절하게 조절하는 것이 바람직하다.
제4 실시예
제4 실시예는 상기 이동모듈(450)을 더욱 개선한 일례이다. 제4 실시예는 누름식 선택 스위치(600B)를 추가하고, 상기 제1 전극핀(660)을 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 이동시킨다. 상기 제4 실시예의 경우 접촉면(451) 상에 제1 부하전극(670)이 구비되지 않으며, 상기 전극핀(660)이퇴출 또는 돌출됨에 따라 상기 전극핀(660)이 상기 이동모듈(450) 내에 구비된 제1 부하전극(670) 또는 제2 부하전극(650)에 연결되는 동작이 수행된다.
도 7a는 누름식 선택 스위치(600B)가 추가되는 제4 실시예를 나타내는 단면 도이다. 도시된 바와 같이, 도 7a의 고정모듈(400)은 상술한 제1 내지 제3 실시예의 고정모듈과 같다.
도 7a의 이동모듈(450)은 접촉면(451)을 구비하며, 상기 접촉면(451) 상에는 복수의 홀(680)이 구비된다. 또한, 상기 복수의 홀(680)에는 누름식 선택 스위치(600B)가 구비되며, 상기 누름식 선택 스위치(600B)는 제1극 단자(421) 및 제2극 단자(411)에 접촉하는 전극핀(660)을 더 포함한다.
제4 실시예에 따른 전극핀(660)은, 돌출되는 경우에는 상기 제2극 단자(411)에 상응하고, 퇴출되는 경우에는 상기 제1극 단자(421)에 상응한 특징이 있다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 전극핀(660)이 고정모듈(400) 측의 철면(420)과 요면(410)에 접촉함에 따라, 상기 누름식 선택 스위치(600B)는 상기 전극핀(660)을종 방향으로 퇴출 또는 돌출시킨다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 전극핀(660)이 거치면(401)을 향해 돌출되는 경우는, 상기 전극핀(660)은상기 이동모듈(450) 내에 구비되는 제2 부하전극(650)에 접속된다. 또한, 전극핀(660)이 접촉면(451)을 향해 퇴출되는 경우는, 상기 전극핀(660)은상기 이동모듈(450) 내에 구비되는 제1 부하전극(670)에 연결된다.
상기 제2 부하전극(650)은 상기 이동모듈부하의 제2극(481)에 연결되는 전극으로서, 상기 제2극 단자(411)에 상응한다. 또한, 상기 제1 부하전극(670)은 상기 이동모듈부하의 제1극(482)에 연결되는 전극으로서, 상기 제1극 단자(421)에 상응한다.
도시된 바와 같이, 상기 전극핀(660)이 돌출되는 상태에서는 상기 전극핀(660)을 통해 상기 제2극 단자(411)가 상기 이동모듈부하의 제2극(481)에 접속되며, 상기 전극핀(660)이 퇴출되는 상태에서는 상기 전극핀(660)을 통해 상기 제1극 단자(421)가 상기 이동모듈부하의 제1극(482)에 접속된다.
도 7c는 제4 실시예에서 사용되는 누름식 선택 스위치(600B)의 일례를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 누름식 선택 스위치(600B)는, 상기 전극핀(660)의 일측에 연결되고 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제1 탄성부재(610), 상기 제1 탄성부재(610)에 연결되어 상기 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 이동하고 상기 전극핀(660)과 전기적으로 연결되는 도전성 부재(620), 상기 도전성 부재(620)의 일측에연결되고 상기 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제2 탄성부재(630) 및 상기 제2 탄성부재를 지지하는 지지체(640)를 포함한다.
상기 도전성 부재(620)는 그 위치에 따라 제2 부하전극(650) 또는 제1 부하전극(670)에 접속하므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제1 및 제2 부하전극(650, 670) 각각이 선택적으로 단락될 수 있다.
상기 전극핀(660)에 제1 임계치 미만의 압력이 가해진 상태(즉, 상기 전극핀(660)이 상기 제2극 단자(411) 상에 위치하는 상태)에서는, 상기 도전성 부재(620)가 상기 제2 부하전극(650)에 접속하고, 이에 따라 상기 전극핀(660)과 상기 제2 부하전극(650)이 단락된다.
한편, 상기 전극핀(660)에 제2 임계치 이상의 압력이 가해진 상태(즉, 상기 전극핀(660)이 상기 제1극 단자(421) 상에 위치하는 상태)에서는, 상기 도전성 부 재(620)가 상기 제1 부하전극(670)에 접속하고, 상기 전극핀(660)과상기 제1 부하전극(670)이 단락된다.
상기 전극핀(660)은 복수 개 형성되며, 그 간격은 자유롭게 결정될 수 있다.
제5 실시예
제5 실시예는 상기 이동모듈(450) 및 고정모듈(400)을 더욱 개선한 일례이다. 제5 실시예는 상술한 제3 실시예 및 제4 실시예와 달리 평상시에는 제1 전극핀(660)이 접촉면(451) 내로 퇴출되는 특징이 있다. 상술한 제3 및 제4 실시예는 제1 전극핀(660)이 평상시에 접촉면(451) 바깥으로 돌출되어 있기 때문에, 이동 모듈(450)을 사용하는 사용자에게 불편을 끼칠 수 있고, 제품 디자인적인 측면에서 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라 제5 실시예는 평상시에는 전극핀(660)이 상기 접촉면(451) 내에 퇴출되어 있다가 필요에 따라 돌출되는 전기 접속 시스템을 제안한다.
도 8a는 제5 실시예에 따른 함몰 전극 유닛(600C)이 포함되는 전기 접속 시스템의 일례를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 고정모듈(400)은 상술한 바와 같이 철면(420)과 요면(410)을 구비하고, 제2극 단자(411)와 제1극 단자(421)를 구비한다.
상기 고정모듈(400)은 상기 요면(410)의 배면에 자석(810)을 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 상기 자석(810)은 강자성체 성분으로 제작되는 제5 실시예의 전극핀(660)을 상기 접촉면(451) 바깥으로 돌출시키기 위해 구비된다.
상기 이동모듈(450)은 강자성체 성분으로 제작되는 적어도 하나의 전극핀(660)을구비한다. 상기 전극핀(660)에 상기 자석(810)의 자력이 미치는 경우에는 상기 전극핀(660)이상기 접촉면(451) 외측의 돌출 위치로 전환되며, 상기 전극핀(660)에 상기 자석(810)의 자력이 미치지 않는 경우에는 상기 전극핀(660)이상기 접촉면(451) 내측의 퇴출 위치로 전환된다.
상기 퇴출 위치는 상기 접촉면(451)의 평탄부 표면보다 더 내측에 위치하여, 상기 전극핀(660)이 외부에위치하는 제1극 단자와 접촉할 가능성을 차단하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 전극핀(660)은 상기 제2극 단자(411)에 상응하는 제2 부하전극(650)에 연결된다. 따라서, 상기 전극핀(660)이요면(410) 주변에 배치되는 상기 자석(810)으로 인해 돌출되어 상기 제2극 단자(411)에 접촉하는 하는 경우, 상기 제2극 단자(411)와 상기 제2 외부전극(650) 간의 전기적 연결이 유지된다. 이 경우, 상기 제2 부하전극(650)은 상기 이동모듈부하의 제2극(481)에 연결되어 있으므로, 결과적으로 상기 제2극 단자(411)와 상기 이동모듈부하의 제2극(481) 간에 단락이 이루어진다.
한편, 상기 자석(810)은 철면(420) 주변에는 구비되지 않으므로 강자성체 성분의 상기 전극핀(660)이 상기 제1극 단자(421) 상에 위치하더라도, 상기 전극핀(660)이 외부로 돌출되지 않으므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제1극 단자(421) 간의 접촉은 발생하지 않는다.
도 8a의 이동모듈(450)의 접촉면(451) 상에는 제1극 단자(421)에 상응하는 적어도 하나의 제1 부하전극(650)이 상기 접촉면(451) 상에 구비된다. 상기 제1 부 하전극은 상기 이동모듈부하의 제1극(482)에 연결된다. 따라서, 상기 제1극 단자(421)와 상기 제1 부하전극이 접촉하는 경우 상기 제1극 단자(421)와 상기 이동모듈부하의 제1극(482)가 단락하게 된다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 전극핀(660)이 상기 자석(810)에 위치하는 경우, 즉 제2극 단자(411) 상에 위치하는 경우, 상기 전극핀(660)이 돌출되어 상기 제2극 단자(411)에 접촉한다. 한편, 상기 전극핀(660)이 상기 제1극 단자(421) 상에 위치하는 경우, 상기 전극핀(660)은 퇴출위치에 있으므로 상기 제1극 단자(411)에 접촉되지 않는다.
도 8c는 제5 실시예에서 사용되는 함몰 전극 유닛(600C)의 일례를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 함몰 전극 유닛(600C)은, 상기 전극핀(660)의 일측에 연결되고 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제1 탄성부재(820), 상기 제1 탄성부재(820)를 지지하는 지지체(830), 상기 제1 탄성부재(820)를 통해 상기 전극핀(660)에 전기적으로 연결되는 제2 부하전극(650)을 포함한다.
상기 제1 탄성부재(820)는 전극핀(660)에 자력이 미치지 않는 평상시에는 상기 전극핀(660)을 상기 접촉면(451) 안쪽의 퇴출위치에 위치시킨다.
상기 전극핀(660)은 상기 제2 부하전극(650)과 전기적으로 연결되어 있고, 상기 전극핀(660)이 제2극 단자(411)에 인접하는 경우에만 외부로 돌출된다 따라서 상기 전극핀(660)은제1극 단자(421)에는 접속하지 않고 상기 제2극 단자(411)에만 접속한다.
상기 전극핀(660)의 개수는 다양하게 결정될 수 있으며, 개수가 많을수록 전 기적 연결을 유지하는데 유리하다.
제6 실시예
제6 실시예는 상기 이동모듈(450) 및 고정모듈(400)을 더욱 개선한 일례이다. 제6 실시예는 제5 실시예와 같이 평상시에는 전극핀을 퇴출위치에 위치시키고, 자석이 인접하는 경우 상기 전극핀을 돌출시키는 특징을 갖는다. 다만, 제5 실시예는 전극핀과 제2 부하전극이 항상 전기적으로 연결되어 구조에 관한 것이나, 제6 실시예는 전극핀과 제2 부하전극이 경우에 따라 전기적으로 온/오프되는 특징이 있다.
도 9a는 제6 실시예에 따른 누름식 온-오프 스위치(600D)가 포함되는 일례의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 고정모듈(400)은 상술한 제1 내지 제5 실시예와 같이 철면(420)과 요면(410)을 구비하고, 제2극 단자(411)와 제1극 단자(421)를 구비한다. 또한, 상기 고정모듈(400)은 상기 제1극 단자(421) 및 제2극 단자(411)의 배면에 구비되는 자석(910)을 더 포함한다. 상기 자석(910)은 강자성체 성분으로 제작되는 제6 실시예의 전극핀(660)을상기 접촉면(451) 바깥으로 돌출시키기 위해 구비된다.
도 9a의 이동모듈(450)은 강자성체 성분으로 제작되는 적어도 하나의 전극핀(660)을 구비한다. 상기 전극핀(660)에상기 자석(910)의 자력이 미치는 경우에는 상기 전극핀(660)이 상기 접촉면(451) 외측의 돌출 위치로 전환되며, 상기 전극핀(660)에 상기 자석(910)의 자력이 미치지 않는 경우에는 상기 전극핀(660)이 상기 접촉면(451) 내측의 퇴출 위치로 전환된다.
상기 이동모듈(450)은 접촉면(451)을 구비하며, 상기 접촉면(451) 상에는 상기 제1극 단자(421)에 상응하는 제1 부하전극(670)이 구비되며, 복수의 개구부 즉, 홀(680)이 구비된다. 또한, 상기 복수의 홀(680)에는 누름식 온-오프 스위치(600D)가 구비된다. 상기 누름식 온-오프 스위치(600D)는 제1극 단자(421) 및 제2극 단자(411)에 접촉하는 전극핀(660)을 더 포함한다.
상기 제1 부하전극(670)은 상기 이동모듈부하의 제1극(482)에 연결되며, 상기 전극핀(660)은 제2 부하전극(650)을 통해 상기 이동모듈부하의 제2극(481)에 연결된다. 구체적으로, 상기 전극핀(660)은 자석(910)에 의해 돌출 시에 제2 부하전극(650)에 접속되며 퇴출 시에 제2 부하전극(650)으로부터 해제된다. 한편, 상기 제1 및 제2 부하전극은 합선 등의 문제를 방지하기 위해 서로 절연되는 것이 바람직하다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 누름식 온-오프 스위치(600D)는, 상기 전극핀(660)이 상기 자석(910)에 인접함에 따라 상기 전극핀(660)을종 방향으로 돌출시키며, 상기 전극핀(660)이 상기 자석(910)으로부터 멀어짐에 따라 상기 전극핀(660)을 퇴출위치로 복원시킨다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 전극핀(660)이 거치면을 향해 돌출되는 경우는, 상기 전극핀(660)이 요면(410) 상에 위치한다는 것이므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제2 부하전극(650)은 단락(즉, '온(on)' 상태)된다. 반면에, 전극핀(660)이 접촉면(451) 방향으로 퇴출되는 경우는, 상기 전극핀(660)이 철면(420) 상에 위치한다는 것을 의미하므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제2 부하전극(650)은 전기적으로 개방(즉, '오프(off)' 상태)된다.
도 9c는 제6 실시예에서 사용되는 누름식 온-오프 스위치(600D)의 일례를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 누름식 온-오프 스위치(600D)는, 상기 전극핀(660)의 일측에 연결되고 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제1 탄성부재(910), 상기 제1 탄성부재(910)에 연결되어 상기 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 이동하고 상기 전극핀(660)과 전기적으로 연결되는 도전성 부재(920), 상기 도전성 부재(920)의 일측에연결되고 상기 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제2 탄성부재(930) 및 상기 제2 탄성부재를 지지하는 지지체(640)를 포함한다.
상기 제1 탄성부재(910) 및 상기 제2 탄성부재(930)는, 자력이 미치지 않는 경우에는 상기 전극핀(660)을외부에 돌출시키지 않기 위해, 평소에는 수축되어 있는 압축 스프링인 것이 바람직하다.
상기 도전성 부재(920)는 상기 전극핀(660)이 자력에 의해 돌출되는 경우 제2 부하전극(650)에 연결되므로, 상기 전극핀(660)으로부터 전달되는 전기 신호를 상기 제2 부하전극(650)에 전달할 수 있고, 상기 제2 부하전극(650)으로부터 전달되는 전기 신호를 상기 전극핀(660)에전달할 수 있다.
상기 전극핀(660)에 제1 임계치 미만의 압력이 가해지는 경우(즉, 상기 전극핀(660)이 상기 제2극 단자(411) 상에 위치하는 상태)에는, 상기 도전성 부재(920)가 상기 제2 부하전극(650)에 접속하고 있으므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제2 부하전극(650)은 단락된다. 즉, 상기 제2극 단자(411)와 상기 제2 부하전극(650)은 상기 전극핀(660)을 통해 전기적으로 연결된다.
한편, 상기 전극핀(660)에 상기 제1 임계치 이상의 압력이 가해지는 경우 (즉, 상기 전극핀(660)이 상기 제1극 단자(421) 상에 위치하는 상태)에는, 상기 도전성 부재(920)가 상기 제2 부하전극(650)으로부터 분리되므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제2 부하전극(650)은 전기적으로 개방된다.
상술한 전극핀(660)의 개수와 배치를 적절하게 조절하면, 상기 이동모듈(450)을 자유롭게 위치시켜도, 하나 이상의 전극핀(660)이 상기 제2극 단자(411) 연결될 수 있으며, 상기 전극핀(660)의 개수와 배치를 적절하게 조절하는 것이 바람직하다.
제7 실시예
제7 실시예는 상기 이동모듈(450)을 더욱 개선한 일례이다. 제7 실시예는 평소에는 전극핀을 퇴출시키는 누름식 선택 스위치를 추가한다. 다만, 제7 실시예는 접촉면(451) 상에 제1 부하전극(670)이 구비되지 않으며, 상기 전극핀(660)이 퇴출 또는 돌출됨에 따라 상기 전극핀(660)이상기 이동모듈(450) 내에 구비된 제1 부하전극(670) 또는 제2 부하전극(650)에 연결되는 동작이 수행된다.
도 10a는 누름식 선택 스위치(600E)가 추가되는 제7 실시예를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 도 10a의 고정모듈(400)은 상술한 제6 실시예의 고정모듈과 같다.
도 10a의 이동모듈(450)은 접촉면(451)을 구비하며, 상기 접촉면(451) 상에는 복수의 개구부 즉, 홀(680)이 구비된다. 또한, 상기 복수의 홀(680)에는 누름식 선택 스위치(600E)가 구비되며, 상기 누름식 선택 스위치(600E)는 제1극 단자(421) 및 제2극 단자(411)에 접촉하는 전극핀(660)을 더 포함한다.
제7 실시예에 따른 전극핀(660)은, 돌출되는 경우에는 상기 제2극 단자(411)에 상응하고, 퇴출되는 경우에는 상기 제1극 단자(421)에 상응한다.
도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 전극핀(660)이 고정모듈(400) 측의 철면(420)과 요면(410)에 접촉함에 따라, 상기 전극핀(660)은 종 방향으로 퇴출 또는 돌출된다.
도 10b에 도시된 바와 같이, 전극핀(660)이 거치면을 향해 돌출되는 경우는, 상기 전극핀(660)은 상기 이동모듈(450) 내에 구비되는 제2 부하전극(650)에 접속된다. 또한, 전극핀(660)이 접촉면(451)을향해 퇴출되는 경우는, 상기 전극핀(660)은 상기 이동모듈(450) 내에 구비되는 제1 부하전극(670)에 연결된다.
상기 제2 부하전극(650)은 상기 이동모듈부하의 제2극(481)에 연결되는 전극으로서, 상기 제2극 단자(411)에 상응한다. 또한, 상기 제1 부하전극(670)은 상기 이동모듈부하의 제1극(482)에 연결되는 전극으로서, 상기 제1극 단자(421)에 상응한다.
도시된 바와 같이, 상기 전극핀(660)이 돌출되는 상태에서는 상기 전극핀(660)을 통해 상기 제2극 단자(411)와 상기 이동모듈부하의 제2극(481)이 접속되며, 상기 전극핀(660)이 퇴출되는 상태에서는 상기 전극핀(660)을 통해 상기 제1극 단자(421)와 상기 이동모듈부하의 제1극(482)이 접속된다.
도 10c는 제7 실시예에서 사용되는 누름식 선택 스위치(600E)의 일례를 나타 내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 누름식 선택 스위치(600E)는, 상기 전극핀(660)의 일측에 연결되고 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제1 탄성부재(910), 상기 제1 탄성부재(910)에 연결되어 상기 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 이동하고 상기 전극핀(660)과 전기적으로 연결되는 도전성 부재(980), 상기 도전성 부재(980)의 일측에연결되고 상기 접촉면(451)에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제2 탄성부재(930) 및 상기 제2 탄성부재를 지지하는 지지체(640)를 포함한다.
상기 제1 탄성부재(910) 및 상기 제2 탄성부재(930)는, 자력이 미치지 않는 경우에는 상기 전극핀(660)을외부에 돌출시키지 않기 위해, 평소에는 수축되어 있는 압축 스프링인 것이 바람직하다. 또한, 자력이 미치는 경우에 상기 도전성 부재(980)가 강자성체로 이루어지면, 상기 전극핀(660)과 도전성부재(980)에 함께 이동하므로, 도전성 부재(980)와 제1 부하전극(670) 간의 전기적 연결이 의도하지 않은 상태에서 개방될 수 있다. 따라서, 상기 도전성 부재(980)는 강자성체 이외의 물질 즉, 상자성체, 반자성체, 비자성체 등의 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 도전성 부재(980)는 그 위치에 따라 제2 부하전극(650) 또는 제1 부하전극(670)에 접속하므로, 상기 전극핀(660)과 상기 제1 및 제2 부하전극(650, 670) 각각이 선택적으로 단락될 수 있다.
상기 전극핀(660)에 제1 임계치 미만의 압력이 가해지는 상태(즉, 상기 전극핀(660)이 상기 제2극 단자(411) 상에 위치하는 상태)에서는, 상기 도전성 부재(980)가 상기 제2 부하전극(650)에 접속하고, 이에 따라 상기 전극핀(660)과 상기 제2 부하전극(650)이 단락된다.
한편, 상기 전극핀(660)에 제2 임계치 이상의 압력이 가해지는 상태(즉, 상기 전극핀(660)이 상기 제1극 단자(421) 상에 위치하는 상태)에서는, 상기 도전성 부재(980)가 상기 제1 부하전극(670)에 접속하고, 이에 따라 상기 전극핀(660)과 상기 제1 부하전극(670)이 단락된다.
상기 전극핀(660)은 복수 개 형성되며, 그 간격은 자유롭게 결정될 수 있다.
상술한 제1 내지 제7 실시예를 사용하는 경우, 각 모듈의 위치에 무관하게 전기적 연결이 가능하다는 장점이 있다. 예를 들어, 본 발명을 휴대용 기기의 충전 장치에 사용하는 경우 휴대용 기기의 위치에 무관하게 충전이 가능해지므로, 충전이 편리하게 수행되는 장점이 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명은 다양한 종류의 전자 모듈에 적용 가능하므로, 산업상 이용 가능성이 인정됨이 타당하다.
도 1은 종래의 용량결합 형태의 비접촉식 충전시스템의 일례이다.
도 2는 종래의 용량 결합식 충전 시스템의 전원 공급측의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 3은 전원패치의 극성 문제를 해결하는 정류 소자를 포함하는 충전 장치를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 접속 시스템을 설명하는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 제2 실시예에 따른 전기 접속 시스템의 일례를 설명하는 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 제3 실시예에 따른 전기 접속 시스템의 일례를 설명하는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 제4 실시예에 따른 전기 접속 시스템의 일례를 설명하는 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 제5 실시예에 따른 전기 접속 시스템의 일례를 설명하는 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 제6 실시예에 따른 전기 접속 시스템의 일례를 설명하는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 제7 실시예에 따른 전기 접속 시스템의 일례를 설명하는 단면도이다.

Claims (25)

  1. 고정모듈과 이동모듈간의 전기 접속 시스템에 있어서,
    상기 고정모듈은 거치면을 구비하되, 상기 거치면 상에 반복적으로 배열되는 복수의 철면(凸面)과 요면(凹面)으로 이루어진 요철면이 제공되며, 상기 복수의 철면 상에는 공통 접속된 제1극 단자가 형성되고, 상기 복수의 요면 상에는 공통 접속된 제2극 단자가 형성되며,
    상기 이동모듈은 상기 고정모듈의 거치면에 대응되는 접촉면을 구비하되, 상기 접촉면은 평탄부와 상기 평탄부로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부를 지니며,
    상기 평탄부 표면의 적어도 일부에는 이동모듈에 구비된 이동모듈부하의 제1극에 연결되는 도전성부재인 제1 부하전극이 형성되고, 상기 돌출부의 단부는 상기 이동모듈부하의 제2극에 연결되는 도전성 부재로서 제2 부하전극을 형성하고, 제1 부하전극과 제2 부하전극은 서로 절연되고,
    상기 돌출부의 단부는 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 수용되어 상기 제2 부하전극이 상기 고정모듈의 제2극 단자에 접속되고,
    상기 제1 부하전극이 상기 고정모듈의 제1극 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부를 상기 접촉면에 평행한 방향으로 이동시키는 횡 방향 이동유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 횡 방향 이동유닛은, 상기 돌출부에 연결되는 도전성 가동 부재, 상기 도전성 가동 부재의 일면에 형성된 복수 개의 홈에 삽입되어 상기 도전성 가동 부재를 이동시키는 회전 부재 및 상기 회전 부재를 지지하는 도전성 지지체를 포함하고,
    상기 도전성 지지체는 상기 이동모듈부하의 제2극에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부를 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 이동시키는 종 방향 이동유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 종 방향 이동유닛은, 상기 돌출부에 연결되고 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 탄성 변환하는 탄성 부재 및 상기 탄성 부재를 지지하는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  6. 고정모듈과 이동모듈간의 전기 접속 시스템에 있어서,
    상기 고정모듈은 거치면을 구비하되, 상기 거치면 상에 반복적으로 배열되는 복수의 철면(凸面)과 요면(凹面)으로 이루어진 요철면이 제공되며, 상기 복수의 철면 상에는 공통 접속된 제1극 단자가 형성되고, 상기 복수의 요면 상에는 공통 접속된 제2극 단자가 형성되며,
    상기 이동모듈은 상기 고정모듈의 거치면에 대응되는 접촉면을 구비하되, 상기 접촉면은 평탄부와 복수의 홀을 지니며, 상기 복수의 홀에는 누름식 온-오프 스위치로 구성된 전극핀이 설치되며,
    상기 평탄부 표면의 적어도 일부에는 이동모듈에 구비된 이동모듈부하의 제1극에 연결되는 도전성부재인 제1 부하전극이 형성되고, 상기 전극핀은 퇴출시에 오프되고, 돌출시에 상기 이동모듈부하의 제2극에 연결된 도전성 부재인 제2 부하전극에 접속되며, 상기 제1 부하전극과 제2 부하전극은 서로 절연되고,
    상기 전극핀은 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 수용되면 상기 제2 부하전극과 상기 고정모듈의 제2극 단자를 단락시키고, 상기 고정모듈의 어느 한 철면 상에 대응되면 상기 제2 부하전극과 상기 고정모듈의 제2극 단자를 전기적으로 개방시키며,
    상기 제1 부하전극은 상기 고정모듈의 제1극 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 온-오프 스위치는
    상기 전극핀의 일측에 연결되고 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제1 탄성부재, 상기 제1 탄성부재에 연결되어 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 이동하는 도전성 부재, 상기 도전성 부재의 일측에 연결되고 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제2 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재를 지지하는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전극핀에 가해진 압력이 제1 임계치 미만인 경우, 상기 도전성 부재의 저면부가 상기 제 2 부하전극에 접촉하고,
    상기 전극핀에 가해진 압력이 상기 제1 임계치 이상인 경우, 상기 도전성 부재의 저면부가 상기 제2 부하전극으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 상기 제2극 단자의 배면에는 자석이 더 배치되며,
    상기 누름식 온-오프 스위치의 전극핀은 자력이 미치지 않을 시에 퇴출 위치에 있고, 자력이 미칠시에는 돌출 위치로 전환되도록 강자성을 띠며,
    상기 전극핀은 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 대응될 때 자석에 의하여 돌출 위치로 전환되어 제2 부하전극과 상기 고정모듈의 제2극 단자를 단락시키는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 온-오프 스위치는
    상기 전극핀의 일측에 연결되고 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제1 탄성부재, 상기 제1 탄성부재에 연결되어 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 이동하는 도전성 부재, 상기 도전성 부재의 일측에 연결되고 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제2 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재를 지지하는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 전극핀에 가해진 압력이 제1 임계치 미만인 경우, 상기 도전성 부재의 저면부가 상기 제 2 부하전극에 접촉하고,
    상기 전극핀에 가해진 압력이 상기 제1 임계치 이상인 경우, 상기 도전성 부재의 저면부가 상기 제2 부하전극으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 고정모듈의 제1극 및 제2극 단자는 서로 다른 전위를 갖는 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  15. 고정모듈과 이동모듈간의 전기 접속 시스템에 있어서,
    상기 고정모듈은 거치면을 구비하되, 상기 거치면 상에 반복적으로 배열되는 복수의 철면(凸面)과 요면(凹面)으로 이루어진 요철면이 제공되며, 상기 복수의 철면 상에는 공통 접속된 제1극 단자가 형성되고, 상기 복수의 요면 상에는 공통 접속된 제2극 단자가 형성되며,
    상기 이동모듈은 상기 고정모듈의 거치면에 대응되는 접촉면을 구비하되, 상기 접촉면은 평탄부와 복수의 홀을 지니며, 상기 복수의 홀에는 누름식 선택 스위치로 구성된 전극핀이 설치되며,
    상기 전극핀은 퇴출시에 상기 이동모듈에 구비된 이동모듈부하의 제1극에 연결되는 도전성 부재인 제1 부하전극에 접속되고, 돌출시에 상기 이동모듈부하의 제2극에 연결된 도전성 부재인 제2 부하전극에 접속되며, 상기 제1 부하전극과 제2 부하전극은 서로 절연되고,
    상기 전극핀은 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 수용되면 상기 제2 부하전극과 상기 고정모듈의 제2극 단자를 단락시키고, 상기 고정모듈의 어느 한 철면 상에 접촉되면 상기 제1 부하전극과 상기 고정모듈의 제1극 단자를 단락시키는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 선택 스위치는,
    상기 전극핀의 일측에 연결되고 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제1 탄성부재, 상기 제1 탄성부재에 연결되어 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 이동하는 도전성 부재, 상기 도전성 부재의 일측에 연결되고 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제2 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재를 지지하는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 전극핀에 가해진 압력이 제1 임계치 미만인 경우, 상기 도전성 부재의 저면부가 상기 제2 부하전극에 접촉하고,
    상기 전극핀에 가해진 압력이 제2 임계치 이상인 경우, 상기 도전성 부재의 상면부가 상기 제1 부하전극에 접촉하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  19. 제15항에 있어서, 상기 제1 극 단자 및 제2극 단자의 배면에는 자석이 더 배치되며,
    상기 누름식 선택 스위치의 전극핀은 자력이 미치지 않을 시에 퇴출 위치에 있고, 자력이 미칠시에는 돌출 위치로 전환되도록 강자성을 띠며,
    상기 전극핀은 상기 고정모듈의 어느 한 철면 상에 접촉될 때 상기 제1 부하전극과 상기 고정모듈의 제1극 단자를 단락시키고,
    상기 전극핀은 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 대응될 때 자석에 의하여 돌출 위치로 전환되어 상기 제2 부하전극과 상기 고정모듈의 제2극 단자를 단락시키는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 누름식 선택 스위치는,
    상기 전극핀의 일측에 연결되고 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제1 탄성부재, 상기 제1 탄성부재에 연결되어 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 이동하며 상자성체, 반자성체, 또는 비자성체 소재로 제조되는 도전성 부재, 상기 도전성 부재의 일측에 연결되고 상기 접촉면에 수직하는 방향으로 탄성변형되는 제2 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재를 지지하는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  21. 삭제
  22. 제20항에 있어서,
    상기 전극핀에 가해진 압력이 제1 임계치 미만인 경우, 상기 도전성 부재의 저면부가 상기 제2 부하전극에 접촉하고,
    상기 전극핀에 가해진 압력이 제2 임계치 이상인 경우, 상기 도전성 부재의 상면부와 상기 제1 부하전극에 접촉하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 고정모듈의 제1극 및 제2극 단자는 서로 다른 전위를 갖는 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  24. 고정모듈과 이동모듈간의 전기 접속 시스템에 있어서,
    상기 고정모듈은 거치면을 구비하되, 상기 거치면 상에 반복적으로 배열되는 복수의 철면(凸面)과 요면(凹面)으로 이루어진 요철면이 제공되며, 상기 복수의 철면 상에는 공통 접속된 제1극 단자가 형성되고, 상기 복수의 요면 상에는 공통 접속된 제2극 단자가 형성되고, 상기 제 2극 단자의 배면에 자석이 더 배치되고,
    상기 이동모듈은 상기 고정모듈의 거치면에 대응되는 접촉면을 구비하되, 상기 접촉면은 평탄부와 복수의 홀을 지니며, 상기 복수의 홀에는 함몰 전극 유닛으로 구성된 전극핀이 설치되고, 상기 함몰 전극 유닛의 전극핀은 자력이 미치지 않을 시에 퇴출 위치에 있고, 자력이 미칠시에는 돌출 위치로 전환되도록 강자성을 띠며, 상기 전극핀의 퇴출 위치는 상기 평탄부 표면의 배후로 결정되고,
    상기 평탄부 표면의 적어도 일부에는 이동모듈에 구비된 이동모듈부하의 제1극에 연결되는 도전성부재인 제1 부하전극이 형성되고, 상기 전극핀은 상기 이동모듈부하의 제2극에 연결된 도전성 부재인 제2 부하전극에 연결되고, 상기 제1 부하전극과 제2 부하전극은 서로 절연되고,
    상기 전극핀은 상기 고정모듈의 어느 한 요면 상에 수용되면 상기 제2 부하전극과 상기 고정모듈의 제2극 단자를 단락시키고,
    상기 제1 부하전극은 상기 고정모듈의 제1극 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 함몰 전극 유닛은,
    상기 전극핀에 연결되어 상기 전극핀이 상기 거치면 측으로 돌출되는 경우 상기 전극핀을 퇴출시키는 제1 탄성부재 및 상기 제1 탄성부재를 지지하는 지지체 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접속 시스템.
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