KR101663826B1 - 탄성 시그널 핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커넥터에 사용되거나 인접한 인쇄회로기판들에 사용되어 물리적 결합으로써 전기적으로 연결하는데 사용되는 시그널 핀에 관련되며, 실시예로, 금속 시트인 소재를 절단하며 접어 가공한 것으로, 베이스부, 상기 베이스부와 이어지며 완만하게 굴곡되어 상하 방향으로 탄성을 가지는 복수의 브릿지를 구비하는 연결부 및 상기 연결부의 상부와 이어지는 삽입부를 포함하는 탄성 시그널 핀을 제시한다.

Description

탄성 시그널 핀{Elastic signal pin}

본 발명은 커넥터에 사용되거나 인접한 인쇄회로기판들에 사용되어 물리적 결합으로써 전기적으로 연결하는데 사용되는 시그널 핀에 관련된다.

인쇄회로기판은 전자, 전기 부품을 제작함에 있어서 각종 전기, 전자 소자를 실장하고, 이들을 유의미하게 회로 연결하기 위하여 사용된다. 몇몇의 장치에 있어서 인쇄회로기판은 각 모듈별로 별도로 제작하고, 하나의 장치에 모듈들이 설치됨에 따라 복수의 인쇄회로기판을 서로 전기적으로 연결할 필요가 있다.

일반적으로 인쇄회로기판의 연결은 전용 커넥터나 케이블을 사용할 수 있다. 통상 전용커넥터는 물리적 연결을 포함하여 크고 견고하게 제작되는 것이고, 케이블을 각 인쇄회로기판에 실장된 커넥터를 통해 연결되어 인쇄회로기판의 이격 거리에 크게 구애됨 없이 양자의 전기적 연결이 가능하다. 한편 인쇄회로기판을 적층하듯 가까이 위치시키는 경우에 기존의 커넥터나 케이블을 이용하지 아니하고, 소형으로 제작되는 시그널 핀을 사용하게 된다.

이러한 시그널 핀은 중간부를 적절히 휘어 결합되는 단부에 탄성력을 부여하는 것이 일반적이다. 시그널 핀에 탄성력을 부여함으로써, 접속 과정 중 핀에 가해지는 외력에 따라 핀의 휘어짐과 복원을 보장하고, 결합후 진동 등에 따라 전기 접속이 불안정해지지 않게 하여 전기 접속에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 5는 인쇄회로기판(300)에 실장된 종래의 기술에 따른 시그널 핀(200)의 개략적인 형태를 도시하고 있다.

이러한 종래의 기술에서 시그널 핀(200)은 중간부(210)를 얇게 형성하고, 이를 적정히 굴곡시킨 형태를 취한다. 굴곡된 중간부(210)의 만곡된 형태에 따라 단부(220)가 시그널 핀의 길이 방향으로 탄성을 발휘하게 된다.

판형 모재를 말아 단부(220)를 형성함에 비하여, 중간부(210)는 탄성을 발휘하도록 얇은 폭을 가지도록 형성함에 따라, 중간부(210)의 강성은 단부에 비하여 상대적으로 취약하다. 또 중간부(210)는 단부(220)에 외팔보 형태로 연결된 상태이므로 단부(220)를 측면으로 밀어내는 외력이 작용하는 경우, 도시한 바와 같이, 중간부(210)가 복원력을 상실하여 단부가 기울어지도록 소성 변형시키게 된다.

중간부가 벌어지며 단부의 위치가 제 위치에서 이탈하는, 종래의 기술에 따른 시그널 핀은 연결하고자 하는 다른 인쇄회로기판과의 조립성을 매우 나쁘게 하는 원인이 된다.

대한민국 공개특허 제10-1996-0706207호 (1996.11.08) 대한민국 공개특허 제10-2013-0013341호 (2013.02.06) 대한민국 공개특허 제10-2010-0002931호 (2010.01.07) 대한민국 공개특허 제10-2010-0002932호 (2010.01.07)

본 발명은 시그널 핀의 탄성 변화가 안정되게 이루어져 건전성이 향상시킨 탄성 시그널 핀을 제시하고자 한다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 금속 시트인 소재를 절단하며 접어 가공한 것으로, 베이스부, 상기 베이스부와 이어지며 완만하게 굴곡되어 상하 방향으로 탄성을 가지는 복수의 브릿지를 구비하는 연결부 및 상기 연결부의 상부와 이어지는 삽입부를 포함하는 탄성 시그널 핀을 제시한다.

여기서, 어느 한 브릿지의 오목한 굴절면과 다른 브릿지의 오목한 굴절면은 서로 대향되게 바라보는 형태가 될 수 있다.

한편 상기 연결부는 상기 베이스부의 상단면 일측으로부터 상기 베이스부의 단면 중심을 향하여 비스듬히 연장되는 연장부와, 상기 연장부의 끝단에서 갈라져 상기 복수의 브릿지가 형성될 수 있다.

또한 상기 복수의 브릿지에 의한 상기 연결부의 가장 긴 외곽 폭이, 상기 베이스부의 단면적의 가장 긴 폭의 길이와 대등할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 스프링으로 기능하는 연결부가 복수의 브릿지로 구성됨으로써 삽입부의 위치가 소성 변형되는 종래의 기술의 문제점을 해소할 수 있다. 그에 따라 시그널 핀의 건전성이 향상되어 작동 신뢰성이 향상된다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 시그널 핀의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 측면도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 평면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 시그널 핀의 측면도.
도 5는 종래의 기술에 따른 시그널 핀의 사용 상태를 나타낸 측면도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 탄성 시그널 핀의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 도면들과 실시예들에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용하기로 한다.

첨부된 도면은 본 발명의 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 발명의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 발명을 한정하지 아니한다.

본 발명의 실시예에 따른 탄성 시그널 핀(100)은 전도성 금속 시트를 프레스 가공으로 절단하며 접어 제조하는 것이다. 시그널 핀(100)은 어느 한 전도성 부재(주로 인쇄회로기판)에 솔더링하여 고정하는 베이스부(10), 베이스부(10)에서 연장되는 연결부(20) 및 연결부(20)의 상부에서 이어지며 연결 대상인 다른 전도성 부재와 접촉하는 삽입부(30)를 포함한다.

베이스부(10), 연결부(20) 및 삽입부(30)는 한 장의 금속 시트를 절개한 후 적절히 접어 제조되므로, 이들은 일체를 이루고 있다.

베이스부(10)는 솔더링의 용이성 확보를 위하여, 삽입부(30)는 다른 전도성 부재와의 안정된 전기 접속을 위하여, 금속 시트를 적절히 말아 단면적을 크게 형성하게 된다.

연결부(20)는 베이스부(10)와 삽입부를 이어주면서, 시그널 핀(100)에 길이 방향으로 탄성을 부여한다.

본 발명에서 연결부(20)는 일단은 베이스부(10)와 이어지며 타단은 삽입부(30)와 이어지는 복수의 브릿지(21)를 구비한다. 도시한 실시예에서 브릿지(21)의 수는 2개로 제시하고 있지만, 다른 실시예에서 브릿지(21)는 셋 이상이 될 수 있다. 이들 브릿지는 적절히 휘어지게 프레스 됨으로써 상하 방향으로 탄성이 부여된다. 브릿지(21)는 원래 한 줄기로 제조되는 소재를 시그널 핀의 길이 방향에 따라 절개하여 나눈 것이다.

복수의 브릿지(21)가 구비됨으로써 각 브릿지별로 굴절 패턴을 달리할 수 있다. 굴절 패턴마다 브릿지의 탄성계수가 달라진다. 이를 이용하여, 즉 서로 다른 탄성 계수를 가지는 브릿지의 조합을 통해, 복수의 브릿지를 구비한 시그널 핀의 길이 방향 탄성 계수를 다양하게 설계할 수 있게 한다.

예를 들어, 시그널 핀의 사용처가 진동이 수반되는 기계 장치의 내부인 경우에, 해당 기계 장치의 운용에 따른 주된 진동, 외력이 파악되면, 그에 따라 시그널 핀의 탄성을 적절히 설계할 수 있다. 이로써 시그널 핀의 작동 신뢰성이 더욱 향상된다.

복수의 브릿지(21)에 부여할 수 있는 굴절 패턴 중 하나로써, 어느 한 브릿지(21)의 오목한 굴절면(211)과 다른 브릿지(21)의 오목한 굴절면(211)은 서로 대향되게 바라보는 형태로 할 수 있다.

도 1 내지 도 3에는 중간 높이에서 굴절이 1회 이루어지는 굴절 형태를 가지는 브릿지(21)의 굴절 패턴 중에서, 돌출된 브릿지(21)의 중간부가 서로 멀어지는 방향으로 배치된 형태를 제시하고 있다. 이로써 각 브릿지(21)의 오목한 굴절면(211)이 서로 바라보는 형태가 된다. 이때 중심선을 참고하면, 베이스부와 삽입부는 일직선 상에 놓여 있음이 확인된다.

외력이 작용하여 삽입부(30)가 시그널 핀(100)의 길이 방향이 아닌 측방으로 변위되는 경우(도 2의 블록화살표 참고), 대향되게 배치된 브릿지(21)에 의해 삽입부(30)의 위치가 측방으로 소성 변형되는 것을 저감시킬 수 있다. 삽입부(30)가 변위한 방향에 대하여 해당 방향에 놓인 브릿지(21)에 압축력이 가해질 때에 타측의 브릿지(21)에는 인장력이 발생하게 된다. 이렇듯 왼쪽의 브릿지(21)와 오른쪽의 브릿지(21)는 삽입부(30)가 측방으로 변위할 때에의 거동이 서로 다르므로, 단일의 브릿지를 구비하는 경우에 비하여 삽입부의 탄성 변형에 대한 안정적인 복원이 보장된다.

한편 연결부(20)는 베이스부(10)의 상단면 일측으로부터 베이스부의 단면 중심을 향하여 비스듬히 연장되는 연장부(22)를 더 포함하고, 연장부(22)의 끝단에서 복수의 브릿지(21)가 연결된 형태를 취할 수 있다.

연장부(22)는 단면적이 크도록 소재가 말려 형성되는 베이스부(10)의 상단부와 이어지는 부분으로, 베이스부의 상단 둘레를 따라 브릿지(21)의 폭 보다 넓은 폭으로 형성된다. 연장부(22)의 하단은 베이스부(10)의 상단부를 따라 말려진 형상이며, 상부로 갈수록 폭이 좁아져 최종적으로는 평탄한 브릿지들의 하단부와 대등하게 된다.

연장부(22)는 베이스부(10)와 큰 면적으로 이어진데다가 베이스부(10)와 같이 하단부가 말린 형태이므로 연결부(20) 구성 중에서 강성이 매우 큰 부분이 된다. 삽입부(30)의 변위로 인하여 브릿지들(21)이 탄성 변형될 때에도 연장부(22)는 탄성 변형이 거의 일어나지 않는다.

또한 연장부ㅍ는 베이스부(10)의 단면 중심을 향하여 비스듬히 연장됨에 따라, 복수의 브릿지(21)와 연결되는 단부의 위치가 시그널 핀(100)의 평단면 중심과 가깝게 이동된다. 이로써 서로 대향되게 배치되는 브릿지(21)의 길이를 동일하게 유지하기가 수월해진다. 즉 원래 하나의 소재에 절개선을 넣어 한 쌍 또는 둘 이상의 브릿지를 형성한다면 각 브릿지의 길이가 동일하게 되는데, 이때 브릿지들의 하단부가 시그널 핀의 평단면 중심에 가까이에 위치함으로써 각기 갈라진 브릿지의 길이 변형 없이 서로 대향된 브릿지의 굴곡 형태를 얻을 수 있게 한다.

또한 연장부(22)는 브릿지(21)의 굴곡 정도를 유사하게 맞출 수 있게 함으로써, 서로 마주보는 브릿지의 탄성 계수의 차이를 작게 할 수 있게 한다. 예상되는 외력이 일정한 범위 내인 때에, 그 외력에 맞추어 탄성 시그널 핀의 탄성 거동이 효과적으로 이루어지도록 최적 설계가 가능하다.

한편 다른 실시예를 나타낸 도 4를 참고하면, 연장부가 생략되어 있다. 도면을 참고하여 살펴보면, 연결부(20)는 베이스부(10)의 상단면 오른쪽과 삽입부(30)의 하단면 오른쪽에 연결되어 있다. 이때 왼쪽의 브릿지(21)와 오른쪽의 브릿지(21)의 길이가 같은 조건을 유지하기 위하여, 오른쪽이 브릿지(21)에는 이중 굴곡을 형성하고 있다. 이와 같이 연장부가 구비되지 아니되는 경우, 복수의 브릿지는 각기 적절한 굴곡 패턴으로 형성될 수 있다.

도 3은 시그널 핀의 평면도이다.

통상 시그널 핀은 밀집되게 배치되어 사용되는데, 평면도 상에서 지나치게 돌출된 브릿지들은 이웃하는 다른 시그널 핀의 브릿지와 간섭될 우려가 있게 된다. 이러한 간섭을 방지하기 위하여 복수의 브릿지에 의한 연결부의 가장 긴 외곽 폭(d)이, 베이스부(10)의 단면적의 가장 긴 폭(D)과 대등하도록 구성할 수 있다.

베이스부(10)로부터(연장부가 구비된 경우에는 연장부로부터) 갈라져서 서로 대향되는 브릿지들(21)은 연장부(22)의 외곽 폭(d)을 크게 하는 요인이다. 평면도에서 연결부(20)의 가장 긴 외곽 폭(d)은 브릿지들()의 굴곡 지점에 의해 형성된다.

베이스부(10)는 통상 솔더링에 의한 결합이 견고하게 이루어지도록 차지하는 면적이 크게 형성된다. 도시된 실시예에서 베이스부(10)의 단면적의 최대 폭(D)과 브릿지들에 의한 연결부(20)의 최장 폭(d)의 길이를 거의 동일하거나 다소 작게 하고 있다. 이로써 시그널 핀을 밀집되게 배치하더라도 이웃하는 시그널 핀과 탄성 변형에 따른 간섭 우려를 덜 수 있다.

100 : 시그널 핀
10 : 베이스부
20 : 연결부
21 : 브릿지 211 : 굴절면 22 : 연장부
30 : 삽입부

Claims (4)

1. 금속 시트인 소재를 절단하며 접어 가공한 것으로,
   베이스부,
   상기 베이스부와 이어지며 완만하게 굴곡되어 상하 방향으로 탄성을 가지는 복수의 브릿지를 구비하는 연결부 및
   상기 연결부의 상부와 이어지는 삽입부를 포함하고,
   
   상기 연결부는
   상기 베이스부의 상단면 일측으로부터 상기 베이스부의 단면 중심을 향하여 비스듬히 연장되는 연장부와,
   상기 연장부의 끝단에서 갈라져 상기 복수의 브릿지가 형성되어 있으며,
   
   상기 복수의 브릿지에 의한 상기 연결부의 가장 긴 외곽 폭이, 상기 베이스부의 단면적의 가장 긴 폭의 길이와 대등한
   탄성 시그널 핀.
   
2. 제1항에서,
   어느 한 브릿지의 오목한 굴절면과 다른 브릿지의 오목한 굴절면은 서로 대향되게 바라보는 형태인
   탄성 시그널 핀.
3. 삭제
4. 삭제

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