KR101693028B1 - 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동이 많이 발생하는 조건에서도 안적적인 접촉상태를 유지하며 센서 등의 전기적인 신호를 납땜없이 연결할 수 있으며 스프링과 내부 구조물 조립시 스프링 고정을 위한 추가 부품없이 조립이 가능한 고정용 구조를 갖는 3단 구조의 스프링 구조이다. 3단 구조를 갖는 스프링은 외부로 신호전달을 위한 외부 접촉 기능의 1단, 내부 신호처리 기판(PCB)와 접촉을 위한 3단 그리고 내부 구조물과의 고정을 위한 2단 구조에 고정 구조형태를 갖게 된다. 이와 같이 별도의 고정부품 없이 내부 구조물에 고정할 수 있어 부품 수를 줄일 수 있고 조립공정을 단순화할 수 있어 제조단가 절감에도 효과가 기대된다.

Description

진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자{ A spring connector }

본 발명은 진동이 많은 환경에 사용되는 전자부품이 안정적으로 접촉상태를 유지하고 전기적 신호를 안정적으로 전달하기 위한 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 상기 3단 스프링은 외부로 신호전달을 위한 제1종축선을 중심으로 수직으로 배치되는 외부 접촉용 제1스프링부와, 내부 신호처리 전달을 위하여 인쇄회로기판(PCB)과 접촉을 위한 제2종축선을 중심으로 수직으로 배치되는 제2스프링부와, 상기 제1스프링부의 하단과 제2스프링부의 상단을 연결하며 내부 조립체 구조물과의 고정을 위한 고정부가 형성된 수평연결부로 이루어져, 별도의 고정부품 없이 내부 조립체 구조물에 고정할 수 있어 부품 수를 줄일 수 있고 조립공정을 단순화할 수 있어 제조단가 절감되고 스프링의 접촉부가 일직선으로 이루어진 수직선상이 아닌 평행한 2개 이상의 수직선으로 이루어진 3단 혹은 3단 이상의 구조를 가지므로 내부 신호처리 회로 설계시 회로기판의 외곽까지 이웃한 스프링의 접점간격을 이격시킬 수가 있게 되어 회로기판의 면적 및 설계안을 효율적으로 변형하여 사용할 수 있게 하는 것이 가능한 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자에 관한 것이다.

일반적으로, 압력계측센서는 자동차, 환경설비, 의료기기 등에 광범위하게 이용되는 센서 부분의 기술분야로 진동이 많이 발생되거나, 급격한 압력변화가 있거나, 넓은 범위의 사용온도를 측정하거나, 고압의 조건에서 사용되며, 이러한 종래의 박막형 압력센서는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 금속다이아프램(10')의 상부의 압력감지막(112')의 상부에 제1인쇄회로기판(20')이 배치되고, 초음파 본딩 및 솔더링 공정으로 리드와이어(15')를 통해 제1인쇄회로기판(20')과 압력감지막(112')이 연결되고, 상기 제1인쇄회로기판(20')의 상부에는 제2인쇄회로기판(40')이 형성되며 상기 제1인쇄회로기판(20')과 제2인쇄회로기판(40')의 간격을 유지하기 위해 플라스틱 사출로 제작된 서포터(30')가 구비되며 상기 서포터(30')의 상단이 상기 제2인쇄회로기판(40')의 상부에 형성되는 스프링전극 고정홀더(50')에 조립되고, 상기 고정홀더(50')에는 상기 제2인쇄회로기판(40')은 외부로 출력을 주기 위한 최종 기판으로 상부에 외부 출력과 입력전압을 넣기 위한 스프링전극(60')이 연결되어 있다.

이와 같이 종래의 스프링전극(60')은 모두 수직선상으로 일직선으로 형성되어 있으므로 스프링전극(60')의 하단과 접촉되는 제2인쇄회로기판(40')의 전자회로의 설계공간의 확보가 어렵게 되는 문제점이 있었다.

또한, 도 1b에 도시된 다른 형태의 센서에 사용되는 스프링(60a)도, 센서 출력용 하부 인쇄회로기판(20a)과 상부 인쇄회로기판(40a)사이에 설치되어 스프링(60a)이 일직선상에 배치되어 있기 때문에 스프링(60a)의 상단부의 간격(b)과 하단부의 간격(a)이 같을 수 밖에 없으며, 만일, 스프링(60a)의 상단부의 간격(b)과 하단부의 간격(a)이 서로 다른 간격으로 배치되는 것이 요구되는 제품에는 사용하는 것이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

등록특허 10-1200837

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스프링의 상하 접촉부의 위치가 1개의 수직선상이 아닌 2개 이상의 수직선상에 배치되게 스프링의 상하 접촉부의 위치를 외곽까지 이동하므로 내부 전자회로 기판의 설계 공간을 편리하게 확보할 수 있으며 진동이 많은 조건에서도 안정적으로 전기적 신호 전달이 가능한 구조와 구조물 조립시 스프링 이탈을 방지하는 것이 가능한 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 외부로 신호전달을 위한 제1종축선을 중심으로 수직으로 배치되는 외부 접촉용 제1스프링부와, 내부 신호처리 전달을 위하여 인쇄회로기판(PCB)과 접촉을 위한 제2종축선을 중심으로 수직으로 배치되는 제2스프링부와, 상기 제1스프링부의 하단과 제2스프링부의 상단을 연결하며 내부 조립체 구조물과의 고정을 위한 고정부가 형성된 수평연결부로 이루어진 본 발명에 따른 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자는, 외부로 신호전달을 위한 제1종축선을 중심으로 수직으로 배치되는 외부 접촉용 제1스프링부와, 내부 신호처리 전달을 위하여 인쇄회로기판(PCB)과 접촉을 위한 제2종축선을 중심으로 수직으로 배치되는 제2스프링부와, 상기 제1스프링부의 하단과 제2스프링부의 상단을 연결하며 내부 조립체 구조물과의 고정을 위한 고정부가 형성된 수평연결부로 구성되어, 스프링의 상하 접촉부의 위치가 1개의 수직선상이 아닌 2개 이상의 수직선상에 배치되게 스프링의 상하 접촉부의 위치를 이동하므로 외곽까지 활용이 가능하게 되어 내부 전자회로 기판의 설계 공간을 확보할 수 있으며 진동이 많은 조건에서도 안정적으로 전기적 신호 전달이 가능한 구조와 구조물 조립시 스프링 이탈을 방지하는 것이 가능하고, 별도의 고정부품 없이 내부 구조물에 고정할 수 있어 부품 수를 줄일 수 있고 조립공정을 단순화할 수 있어 제조단가 절감되는 우수한 효과가 있다.

도 1a,1b는 수직형 스프링을 이용한 종래의 압력센서의 개략적인 종단면도 및 스프링 연결구조의 개략적인 종단면도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자의 사시도
도 3은 도 2의 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자의 평면도
도 4a,4b는 도 2의 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자의 상하부에 제1 및 제2 인쇄회로기판이 설치된 상태가 도시된 사시도 및 평면도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자가 조립된 내부 조립체 구조물의 조립 사시도
도 6a, 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링 연결 단자의 수평연결부의 고정부의 변형예가 도시된 정면도

본 발명에 따른 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자는, 진동이 많은 조건에서도 안정적으로 전기적 신호 전달이 가능한 구조와 조립체 구조물과의 조립시 스프링 이탈을 방지하는 고정 기술 및 스프링의 상하 접촉부의 위치를 이동하므로 내부 전자회로 기판의 설계 공간을 확보할 수 있는 기술을 그 특징적인 기술내용으로 한다

본 발명에 따른 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자는, 진동이 많이 발생하는 조건에서도 안적적인 접촉상태를 유지하며 센서 등의 전기적인 신호를 납땜없이 연결할 수 있으며 스프링과 내부 조립체 구조물 조립시 스프링 고정을 위한 추가 부품없이 조립이 가능한 고정용 구조를 갖는다. 또한, 스프링이 접촉되는 상하 부위를 1개의 수직선상이 아닌 2개 이상의 수직선상에 배치되게 하는 변형이 가능한 구조이므로 외곽까지도 활용이 가능하게 되어 내부 전자회로 기판(PCB)의 설계시 공간확보 및 변형에 유용한 기능을 갖게하는 스프링 구조를 갖는 것이 특징이다.

본 발명에 따른 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자는, 반복적인 왕복운동에도 내부의 구조적인 변형을 일으키지 않으며 접촉 및 연결이 가능하여 안정적인 전기신호 전달을 가능케 하기 위해서 스프링을 외부와의 전기적 접촉 면적을 넓일 수 있도록 일정 굵기로 제작하며 스프링 빠짐을 방지하기 위해 접촉캡을 사용하거나 이탈 방지턱을 이용하여 해결할 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자(A)는, 도 2 및 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 수직으로 배치되는 제1스프링부(1)와 제2스프링부(2)와 상기 제1스프링부와 제2스프링부(2)를 수평으로 연결하는 수평연결부(3)로 구성되어 3단으로 절곡되어 있다.

스프링 연결 단자(A)는, 도 2 및 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 외부로 신호전달을 위하여 상부 인쇄회로기판(6)과 접촉을 위한 제1종축선(a)을 중심으로 수직으로 배치되는 외부 접촉용 제1스프링부(1)와, 내부 신호처리 전달을 위하여 하부 인쇄회로기판(PCB)(5)과 접촉을 위한 제2종축선(b)을 중심으로 수직으로 배치되는 제2스프링부(2)와, 상기 제1스프링부(1)의 하단과 제2스프링부(2)의 상단을 연결하며 내부 조립체 구조물(4)과의 고정을 위한 고정부가 형성된 수평연결부(3)를 포함한다.

상기 스프링 연결단자(A)의 상기 제1스프링부(1)는 제1종축선(a)을 중심으로 외부로 신호전달을 위한 상부는 피치가 밀착된 신호접속 스프링부(11)가 형성되고 하부는 피치가 벌어진 탄성스프링부(12)가 형성되고, 상기 탄성스프링부(12)의 하단의 말단부는 상기 수평연결부(3)에 연결되어 있다.

상기 신호접속 스프링부(11)는 상하의 인접한 스프링이 서로 접하게 밀착되게 권취되어 확실한 신호의 전달이 가능하게 되고, 상기 탄성스프링부(12)는 상하의 스프링이 서로 일정간격으로 이격되게 배치되어 상기 신호접속 스프링부(11)에서 가해지는 상하의 충격을 수축되면서 흡수할 수가 있는 구조로 이격되게 형성되어 있다.

상기 스프링 연결단자(A)의 상기 제2스프링부(2)는 제2종축선(b)을 중심으로 내부의 신호처리 전달을 위해 하부 인쇄회로기판(5)과 접촉하는 하부는 피치가 밀착된 신호접속 스프링부(21)가 형성되고 상부는 피치가 벌어진 탄성스프링부(22)가 형성되고, 상기 탄성스프링부(22)의 상단의 말단부는 상기 수평연결부(3)에 연결되어 있다.

마찬가지로, 상기 신호접속 스프링부(21)는 상하의 인접한 스프링이 서로 접하게 밀착되게 권취되어 확실한 신호의 전달이 가능하게 되고, 상기 탄성스프링부(22)는 상하의 스프링이 서로 일정간격으로 이격되게 배치되어 상기 신호접속 스프링부(21)에서 가해지는 상하의 충격을 수축되면서 흡수할 수가 있는 구조로 이격되게 형성되어 있다.

상기 스프링 연결단자(A)의 상기 수평연결부(3)는 상기 제1스프링부(1)의 하단의 탄성스프링부(12)의 연장부와 제2스프링부(2)의 상단의 탄성스프링부(22)의 연장부와 연장된 부분에 위치되며, 본 실시예에서는 내부 조립체 구조물(4)의 돌출고정부(41)에 고정을 위한 원환형으로 1회전으로 말리게 형성된 고정부(31)가 형성되어 있다.

본 실시예에서는 상기 고정부(31)가 원환형으로 1회전으로 말리게 형성된 것으로 기술되었으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 상기 고정부(31)는, 도 6a,6b에 도시된 바와 같이, 수직으로 말리게 절곡되거나 원환형으로 복수회전으로 말리게 형성될 수도 있을 것이며, 이러한 변형예도 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 수 있을 것이다.

도 4a,4b에 도시된 바와 같이, 상기 스프링 연결단자(A)의 상기 제1스프링부(1)의 신호접속 스프링부(11)와 접촉된 상부 인쇄회로기판(6)의 서로 이웃한 접점간격(D)과 상기 제2스프링부(2)의 신호접속 스프링부(21)와 접촉된 하부 인쇄회로기판(5)의 서로 이웃한 접점간격(C)과는 서로 다른 간격으로 배치되어 효과적으로 상부 인쇄회로기판(6)의 효과적인 공간의 활용을 수행할 수가 있게 되는 구조이다.

상기 조립체 구조물(4)은, 도 1a에 도시된 압력계측센서의 하우징(70')내에 설치되어 제2인쇄회로기판(40')은 외부로 출력을 주기 위한 최종 기판으로 상부에 외부 출력과 입력전압을 넣기 위한 스프링전극(60')이 고정되는 고정홀더(50')와 유사한 기능을 수행하는 것으로 자세한 설명은 생략하며, 본 실시예에서 상기 조립체 구조물(4)은 하부에 하방으로 돌출된 돌출고정부(41)가 형성되어 상기 3단 스프링 연결단자(A)의 수평연결부(3)의 고정부(31)가 삽입고정되어, 상기 돌출고정부(41)는 3단 스프링 연결단자(A)를 일정위치에 고정시키는 기능을 수행하며, 이와 같이 조립체 구조물(4)의 스프링 연결단자(A)를 고정하는 구조는 돌출고정부(41)의 형태에 제한되지 않고 다양한 변형이 수행될 수가 있을 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자(A)의 작동을 설명하면, 수평연결부(3)의 고정부(31)를 내부 조립체 구조물(4)의 하부에 형성된 돌출고정부(41)에 고정시키고, 제1스프링부(1)의 상부와 제2스프링부(2)의 하부에 인쇄회로기판(6,5)을 각각 접촉시켜 압력계측센서(70')의 하우징 내부에 설치되므로, 스프링 연결 단자(A)의 상하 접촉부의 위치가 1개의 수직선상이 아닌 2개 이상의 수직선상에 배치되게 제1스프링부(1)와 제2스프링부(2)의 상하 접촉부의 위치를 이동하므로 외곽까지도 활용이 가능하게 되므로 내부 전자회로 기판의 설계 공간을 확보할 수 있으며 진동이 많은 조건에서도 안정적으로 전기적 신호 전달이 가능한 구조와 구조물 조립시 스프링 이탈을 방지하는 것이 가능하고, 별도의 고정부품 없이 내부 구조물에 고정할 수 있어 부품 수를 줄일 수 있고 조립공정을 단순화할 수 있어 제조단가 절감된다.

본 발명에 따른 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자는 일반적인 스프링 연결 단자의 제조산업에서는 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

1. 제1스프링부 2. 제2스프링부 3. 수평연결부

Claims (3)

1. 외부로 신호전달을 위하여 상부 인쇄회로기판(6)과, 내부 신호처리 전달을 위하여 하부 인쇄회로기판(PCB)(5)과, 상기 상부 인쇄회로기판(6)과 하부 인쇄회로기판(5) 사이에 배치되어 전기적 신호를 전달하는 스프링 연결 단자(A)에 있어서,
   상기 스프링 연결 단자(A)는, 상기 상부 인쇄회로기판(6)과 접촉되며 외부로 신호전달을 위한 제1종축선(a)을 중심으로 수직으로 배치되는 외부 접촉용 제1스프링부(1)와,
   상기 하부 인쇄회로기판(5)과 접촉되며 내부 신호처리 전달을 위하여 제2종축선(b)을 중심으로 수직으로 배치되는 제2스프링부(2)와,
   상기 제1스프링부(1)의 하단과 제2스프링부(2)의 상단을 연결하며 내부 조립체 구조물(4)과의 고정을 위한 고정부(31)가 형성된 수평연결부(3)를 포함하고,
   상기 제1스프링부(1)는, 제1종축선(a)을 중심으로 외부로 신호전달을 위한 상부는 피치가 밀착된 신호접속 스프링부(11)가 형성되고 하부는 피치가 벌어진 탄성스프링부(12)가 형성되고, 상기 탄성스프링부(12)의 하단의 말단부는 상기 수평연결부(3)에 연결되고,
   상기 제2스프링부(2)는, 제2종축선(b)을 중심으로 내부의 신호처리 전달을 위해 인쇄회로기판(5)과 접촉하는 하부는 피치가 밀착된 신호접속 스프링부(21)가 형성되고 상부는 피치가 벌어진 탄성스프링부(22)가 형성되고, 상기 탄성스프링부(22)의 상단의 말단부는 상기 수평연결부(3)에 연결되고,
   상기 수평연결부(3)는, 상기 제1스프링부(1)의 하단의 탄성스프링부(12)의 연장부와 제2스프링부(2)의 상단의 탄성스프링부(22)의 연장부와 연장된 부분에 위치되며, 내부 조립체 구조물(4)에 고정을 위한 고정부(31)가 형성되고,
   상기 고정부(31)는. 원환형으로 1회전으로 말리게 형성되거나,
   상기 고정부(31)는, 수직으로 볼록하게 절곡되거나 수직으로 원환형으로 말리거나 원환형으로 복수회전으로 말리게 형성된 것을 특징으로 하는 진동환경용 신호전달을 위한 스프링 연결 단자.
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