KR101506540B1 - 자성체 커넥터 - Google Patents

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KR101506540B1
KR101506540B1 KR1020130133598A KR20130133598A KR101506540B1 KR 101506540 B1 KR101506540 B1 KR 101506540B1 KR 1020130133598 A KR1020130133598 A KR 1020130133598A KR 20130133598 A KR20130133598 A KR 20130133598A KR 101506540 B1 KR101506540 B1 KR 101506540B1
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arm
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양재성
조경남
김대중
유진수
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명은 자성체 커넥터(magnetic connector)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 극성을 띠는 영구자석이 각각 형성된 한 쌍의 마그네틱 암(arm)이 구비된 암 커넥터(female connector) 및 마그네틱 암에 형성된 영구자석과 동일 극성을 띠는 영구자석과 전류 제어에 따라 극성이나 자기력이 변화하는 전자석이 형성된 수 커넥터(male connector)를 포함하는 자성체 커넥터로서, 결합시 암 커넥터의 마그네틱 암이 수 커넥터를 감싸면서 고정되어 횡방향 및 종방향 압력에 모두 강하고, 분리시 전자석의 극성 변화에 따른 척력을 이용하여 비교적 작은 힘으로도 분리가능한 자성체 커넥터에 관한 것이다.

Description

자성체 커넥터{Magnetic Connector}
본 발명은 자성체 커넥터(magnetic connector)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 극성을 띠는 영구자석이 각각 형성된 한 쌍의 마그네틱 암(arm)이 구비된 암 커넥터(female connector) 및 마그네틱 암에 형성된 영구자석과 동일 극성을 띠는 영구자석과 전류 제어에 따라 극성이나 자기력이 변화하는 전자석이 형성된 수 커넥터(male connector)를 포함하는 자성체 커넥터로서, 결합시 암 커넥터의 마그네틱 암이 수 커넥터를 감싸면서 고정되어 횡방향 및 종방향 압력에 모두 강하고, 분리시 전자석의 극성 변화에 따른 척력을 이용하여 비교적 작은 힘으로도 분리가능한 자성체 커넥터에 관한 것이다.
자성체 커넥터(magnetic connector)는 자기력을 이용하여 장치 간, 케이블 간 등의 연결을 제어하는 장치를 의미한다. 도 1에는 종래의 자성체 커넥터가 도시되어 있다. 도 1을 참고할 때, 종래의 자성체 커넥터에는 암 커넥터(20) 또는 수 커넥터(10) 일방 또는 양방에 영구자석이 구비되고, 이에 의한 자기력으로 부재 간을 결합시키거나 탈거시켜 커넥터 간의 연결을 단속하였다.
그러나 이러한 종래의 자성체 커넥터는 분리시 사용자에 의해 횡방향으로 자기력을 극복하기 위한 큰 힘이 가해져야 하였다. 이에 따라 결합 및 탈거 과정이 용이하지 않다는 사용상의 문제점이 있었다.
또한, 종래의 자성체 커넥터는 자기력에 의해 횡방향으로만 접합의 안정성이 보장되므로 종방향 즉, 커넥터의 측면으로 가해지는 외력에 의해 쉽게 분리되어 원하지 않게 커넥터가 탈거되는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 결합시 암 커넥터의 마그네틱 암이 수 커넥터를 감싸면서 고정되어 횡방향 및 종방향 압력에 모두 강하고, 분리시 전자석의 극성 변화에 따른 척력을 이용하여 비교적 작은 힘으로도 분리가능한 자성체 커넥터를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따라 자성체가 구비된 암 커넥터(female connector)(100)와 수 커넥터(male connector)(200)를 포함하며, 커넥터 간 접촉부위를 결합시키거나 탈거시켜 커넥터 간의 연결을 단속하는 자성체 커넥터(magnetic connector)를 제공한다.
이때 상기 암 커넥터(100)는, 수 커넥터(200)와 길이방향으로 접촉하는 암 커넥터 접촉부(120)가 말단에 구비된 암 커넥터 몸체(110) 및 상기 암 커넥터 몸체(110)의 양 측면에 암(arm) 형태로 결합되어지고, 상기 암 커넥터 몸체(110)로부터의 말단에 자석(131)이 구비된 한 쌍의 마그네틱 암(magnetic arm)(130)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 마그네틱 암(130)은 상기 암 커넥터 몸체(110)에 힌지(hinge)구조로 결합되어지는 것이 바람직하며, 상기 암 커넥터 몸체(110)와 마그네틱 암(130)이 이루는 끼인각에 형성되어지고, 상기 암 커넥터 몸체(110)와 마그네틱 암(130)에 각각 결합되어지는 탄성부재(300)가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또, 상기 수 커넥터(200)는, 상기 암 커넥터 접촉부(120)와 접촉하는 수 커넥터 접촉부(220)가 형성되어지고, 길이방향 양 측면에 상기 마그네틱 암(130)에 구비된 자석과 동일한 극성을 갖는 자석(211)이 구비된 수 커넥터 몸체(210)를 포함할 수 있으며, 상기 수 커넥터 몸체(210)의 수 커넥터 접촉부(220)의 반대 방향 말단에 형성되어지고, 전류의 제어를 통해 자기력 또는 극성을 변화시킬 수 있는 단극 전자석이 구비된 전자석 결합부(230)가 더 포함되는 것이 바람직하다.
상기 암 커넥터(100)와 수 커넥터(200) 연결시, 암 커넥터(100)가 수 커넥터(200)에 접근하면서 상기 마그네틱 암(130)이 상기 수 커넥터 몸체(210)에 구비된 동일한 극성을 갖는 자석(211)과의 척력에 의해 벌어지고, 더욱 접근하게 되면 마그네틱 암(130)에 구비된 자석과 반대의 극성으로 형성된 전자석 결합부(230)와의 인력에 의해 결속되어짐으로써, 암 커넥터 접촉부(120)와 수 커넥터 접촉부(220) 상호 간의 결합이 이루어지도록 형성되어지는 것이 바람직하며, 상기 암 커넥터(100)와 수 커넥터(200) 분리시, 상기 마그네틱 암(130)과 결속된 전자석 결합부(230)의 자성이 소멸되거나 반대의 극성으로 반전됨으로써 상기 마그네틱 암이 전자석 결합부(230)로부터 분리되고, 분리시 사용자에 의해 가해지는 장력에 의해 암 커넥터 접촉부(120)와 수 커넥터 접촉부(220)가 탈거되며, 상기 수 커넥터 몸체(210)에 구비된 자석(211)과 마그네틱 암(130)에 구비된 자석(131) 간의 척력으로 인해 용이하게 분리되도록 형성되어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 수 커넥터(200) 소정의 영역에 형성되며, 상기 암 커넥터(100)와 수 커넥터(200)를 연결 또는 분리하기 위하여 사용자가 상기 수 커넥터 몸체(210)를 파지할 때 가해지는 일정 이상의 압력을 인지하여 상기 전자석 결합부(230)의 인가되는 전류를 변화시킴으로써, 상기 단극 전자석의 자기력이나 극성을 제어하기 위한 가압 센서부(240)가 더 포함될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 자성체 커넥터는, 종래의 자성체 커넥터의 단점을 보완하기 위하여 마그네틱 암(magnetic arm)을 구비하는 암 커넥터(female connector)와 동일 극성의 영구자석 및 극성 변화가 가능한 단극 전자석을 도입함으로써 결합 및 분리가 용이하고, 종방향 및 횡방향을 비롯한 여러 방향에서의 압력에 잘 견디어 커넥터의 탈리가 일어나지 않도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 자성체 커넥터를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자성체 커넥터의 결합되는 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자성체 커넥터의 분리되는 상태를 도시한 도면이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명은 자성체가 구비된 암 커넥터(female connector)(100)와 수 커넥터(male connector)(200)를 포함하며, 커넥터 간 접촉부위를 결합시키거나 탈거시켜 커넥터 간의 연결을 단속하는 자성체 커넥터(magnetic connector)를 제공한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자성체 커넥터의 결합되는 상태 및 분리되는 상태에 대한 도면이 도 2 및 3에 도시되어 있다.
이하, 먼저 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 암 커넥터(100)에 관하여 설명한다.
암 커넥터(100)는 크게 암 커넥터 몸체(110)와 이에 암(arm) 형태로 결합된 한 쌍의 마그네틱 암(magnetic arm)(130)으로 구성될 수 있다. 이때 한 쌍의 마그네틱 암(130)은 암 커넥터 몸체(110)의 양측에 힌지(hinge)구조로 결합되어질 수 있으며, 이로써 마그네틱 암(130)이 벌려지거나 오므려지는 회전 운동이 가능하게 된다. 다만 커넥터의 결합 또는 탈거시 마그네틱 암(130)의 회전 유동이 가능하면 족하고 힌지구조의 형태로 결합될 것으로 한정하는 것은 아니다.
암 커넥터 몸체(110)에는 수 커넥터(200)와 길이방향으로 접촉하게 되는 암 커넥터 접촉부(120)가 말단에 구비되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 마그네틱 암(130)의 힌지 결합 부위로부터 멀어지는 방향의 말단에는 자석(131)이 구비될 수 있으며, 자석의 종류나 자석이 지니고 있는 자기력의 세기는 한정하지 않고 요구되는 결합력 등 사용자의 필요에 따라 다양한 자석이 차용될 수 있다.
또, 암 커넥터 몸체(110)와 마그네틱 암(130)이 이루는 내측 끼인각에 형성되고, 암 커넥터 몸체(110)와 마그네틱 암(130) 소정 영역에 각각 결합되는 탄성부재(300)가 더 포함되는 것이 바람직하다. 이러한 탄성부재(300)가 지니는 탄성력을 이용하여 마그네틱 암(130)이 과도하게 벌어져 작업성이 나빠지거나 힌지구조에 불필요한 역학적 부담이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수 커넥터(200)에 관하여 이하 설명한다.
수 커넥터(200)는 먼저, 커넥터 간에 결합되면서 암 커넥터 접촉부(120)와 접촉하는 수 커넥터 접촉부(220)가 형성되고, 길이방향을 기준으로 양 측면 소정의 영역에 자석(211)이 구비되되, 상기 자석(211)은 암 커넥터(100)의 마그네틱 암(130)에 구비된 자석(131)과 동일한 극성을 띠는 수 커넥터 몸체(210)로 이루어져 있다. 커넥터 간 결합시에 암 커넥터 접촉부(120)와 수 커넥터 접촉부(220)는 서로 접촉되며, 접촉이 용이하도록 상보적인 형상을 취할 수 있다.
또한, 수 커넥터 접촉부(220)의 반대 방향으로 말단 측에 형성되고 전류의 제어를 통하여 자기력 또는 극성을 변화시킬 수 있는 단극 전자석이 구비된 전자석 결합부(230)를 더 포함할 수 있다. 전자석 결합부(230)의 구비되는 단극 전자석을 조절함으로써 후술하는 바와 같은 커넥터의 연결 및 분리를 용이하게 제어할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 암 커넥터(100) 및 수 커넥터(200)에 있어서, 자석이나 전자석이 형성되어 있지 않은 나머지 영역의 재질은 특별히 제한하지 않으나, 자성에 의해 결합되기 쉽고, 전류나 신호를 전달하는 케이블의 커넥터 역할 수행에 용이한 측면에서 금속 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자성체 커넥터의 연결 및 분리과정에 관하여 설명한다.
먼저, 암 커넥터(100)와 수 커넥터(200)를 연결하는 경우, 사용자에 의해 암 커넥터(100)가 수 커넥터(200)에 접근하게 되고, 이때 암 커넥터(100)의 마그네틱 암(130)에 형성된 자석(131)과 수 커넥터 몸체(210)에 형성된 자석(211) 간의 척력이 작용하게 되어 마그네틱 암(130)이 벌어지게 된다. 이로써 수 커넥터(200)를 마그네틱 암(130)이 벌어진 암 커넥터(100) 내측으로 용이하게 결합시킬 수 있게 된다.
이 후 더욱 접근하게 되면 마그네틱 암(130)에 구비된 자석(131)과 반대의 극성으로 형성되도록 전류가 제어되고 있는 전자석 결합부(230)에 의해 작용하게 되는 인력에 의하여 마그네틱 암(130)과 전자석 결합부(230)간에 상호 결합이 이루어지게 되고, 이로써 암 커넥터 접촉부(120)와 수 커넥터 접촉부(220)가 접촉되어 본 발명의 따른 자성체 커넥터의 결합 과정이 완결된다.
한편, 암 커넥터(100)와 수 커넥터(200)를 분리시키는 경우, 마그네틱 암(130)이 결속된 전자석 결합부(230)에 형성되어 있는 단극 전자석에 흐르는 전류를 제어하여 단극 전자석의 자성이 소멸되거나 반대의 극성으로 반전되도록 한다. 이로써 마그네틱 암(130)과 전자석 결합부(230)의 결속력이 약화되거나, 오히려 척력이 작용하여 저절로 탈거된다. 이후 암 커넥터(100)와 수 커넥터(200) 간이 더욱 이탈되면서 마그네틱 암(130)에 형성된 자석(131)이 수 커넥터 몸체(210)에 형성된 자석(211) 간에 작용되는 척력으로 인해 마그네틱 암(130)이 더욱 벌어지게 되고, 이로써 분리 작업이 더욱 용이하게 된다.
본 발명에 따른 자성체 커넥터를 신호 또는 전류 케이블 커넥터에 적용하는 경우에 상술한 결합 과정이 완결되면 신호나 전류가 정상적으로 커넥터를 따라 흐르게 되고, 상술한 분리 과정이 완결되면 신호나 전류가 차단되어 커넥터를 이용한 스위칭(switching)이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 수 커넥터(200) 소정의 영역, 바람직하게는 사용자가 암 커넥터와 수 커넥터를 결합시키기 위하여 파지하는 영역에 가압 센서부(240)를 더 포함하도록 할 수 있다. 가압 센서부(240)는 일정 이상 또는 이하의 압력을 인지하게 되면 신호를 전달하는 센서 장치를 총괄하는 용어이다.
일례로, 사용자가 커넥터 간을 연결하기 위하여 수 커넥터(200)를 파지하게 되고, 이때 수 커넥터(200)에 형성된 가압 센서부(240)를 가압하게 된다. 일정 이상의 압력이 인지되면 전자석 결합부(230)의 단극 전자석에 인가되는 전류가 변화되고 이로써 단극 전자석의 자기력이나 극성이 제어되어, 단극 전자석이 마그네틱 암(130)에 구비된 자석(131)의 반대 극성을 띠도록 하게 된다. 이로써 상술한 결합 과정이 이루어지게 된다.
한편, 다른 예로, 커넥터 간을 분리하기 위하여 사용자가 수 커넥터(200)를 파지하게 되고, 상술한 바와 같이 가압 센서부(240)에 의해 단극 전자석이 제어되어 마그네틱 암(130)에 구비된 자석(131)과 동일한 극성을 띠도록 극성을 반전시키게 된다. 이로써 상술한 분리 과정이 이루어지게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
10 : 종래의 수 커넥터
20 : 종래의 암 커넥터
100 : 본 발명의 암 커넥터
110 : 암 커넥터 몸체
120 : 암 커넥터 접촉부
130 : 마그네틱 암
131 : (마그네틱 암에 구비되는) 자석
200 : 본 발명의 수 커넥터
210 : 수 커넥터 몸체
211 : (수 커넥터 몸체에 구비되는) 자석
220 : 수 커넥터 접촉부
230 : 전자석 결합부
240 : 가압 센서부
300 : 탄성부재

Claims (8)

  1. 자성체가 구비된 암 커넥터(female connector)(100)와 수 커넥터(male connector)(200)를 포함하며, 커넥터 간 접촉부위를 결합시키거나 탈거시켜 커넥터 간의 연결을 단속하는 자성체 커넥터(magnetic connector)에 있어서,
    상기 암 커넥터(100)는,
    수 커넥터(200)와 길이방향으로 접촉하는 암 커넥터 접촉부(120)가 말단에 구비된 암 커넥터 몸체(110); 및
    상기 암 커넥터 몸체(110)의 양 측면에 암(arm) 형태로 결합되어지고, 상기 암 커넥터 몸체(110)로부터의 말단에 자석(131)이 구비된 한 쌍의 마그네틱 암(magnetic arm)(130);
    을 포함하고,
    상기 수 커넥터(200)는, 상기 암 커넥터(100)와 결합시 상기 마그네틱 암(130)에 구비된 자석(131)과 접촉되는 영역에, 전류의 제어를 통해 자기력 또는 극성을 변화시킬 수 있는 단극 전자석이 구비된 전자석 결합부(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성체 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마그네틱 암(130)은 상기 암 커넥터 몸체(110)에 힌지(hinge)구조로 결합되어지는 것을 특징으로 하는 자성체 커넥터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 암 커넥터 몸체(110)와 마그네틱 암(130)이 이루는 끼인각에 형성되어지고, 상기 암 커넥터 몸체(110)와 마그네틱 암(130)에 각각 결합되어지는 탄성부재(300);
    가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자성체 커넥터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수 커넥터(200)는,
    상기 암 커넥터 접촉부(120)와 접촉하는 수 커넥터 접촉부(220)가 형성되어지고, 길이방향 양 측면에 상기 마그네틱 암(130)에 구비된 자석과 동일한 극성을 갖는 자석(211)이 구비된 수 커넥터 몸체(210);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성체 커넥터.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 암 커넥터(100)와 수 커넥터(200) 연결시,
    암 커넥터(100)가 수 커넥터(200)에 접근하면서 상기 마그네틱 암(130)이 상기 수 커넥터 몸체(210)에 구비된 동일한 극성을 갖는 자석(211)과의 척력에 의해 벌어지고, 더욱 접근하게 되면 마그네틱 암(130)에 구비된 자석(131)과 반대의 극성으로 형성된 전자석 결합부(230)에 의한 인력에 의해 결속되어짐으로써, 암 커넥터 접촉부(120)와 수 커넥터 접촉부(220) 상호 간의 결합이 이루어지도록 형성되어지는 것을 특징으로 하는 자성체 커넥터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 암 커넥터(100)와 수 커넥터(200) 분리시,
    상기 마그네틱 암(130)과 결속된 전자석 결합부(230)의 자성이 소멸되거나 반대의 극성으로 반전됨으로써 상기 마그네틱 암(130)이 전자석 결합부(230)로부터 분리되고, 분리시 사용자에 의해 가해지는 장력에 의해 암 커넥터 접촉부(120)와 수 커넥터 접촉부(220)가 탈거되며, 상기 수 커넥터 몸체(210)에 구비된 자석(211)과 마그네틱 암(130)에 구비된 자석(131) 간의 척력으로 인해 용이하게 분리되도록 형성되어지는 것을 특징으로 하는 자성체 커넥터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수 커넥터(200) 소정의 영역에 형성되며, 상기 암 커넥터(100)와 수 커넥터(200)를 연결 또는 분리하기 위하여 사용자가 상기 수 커넥터 몸체(210)를 파지할 때 가해지는 일정 이상의 압력을 인지하여 상기 전자석 결합부(230)의 인가되는 전류를 변화시킴으로써, 상기 단극 전자석의 자기력이나 극성을 제어하기 위한 가압 센서부(240);
    가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자성체 커넥터.
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