KR102061523B1 - 락킹 스프링을 포함하는 ｕｓｂ 커넥터, 및 그 조립 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 USB 커넥터는, 스마트 기기와 선택적으로 착탈되는 USB 커넥터에 있어서, 상기 스마트 기기와 접속되는 USB 플러그, 상기 USB 플러그의 상부 및 하부를 각각 개폐하는 상/하부 커버, 및 상기 상/하부 커버의 양측에 설치되고, 외측으로 탄성 지지되어 상기 USB 커넥터가 상기 스마트 기기에서 임의로 분리되는 것을 방지하고, 내측으로 가압되어 구속을 해제하는 한 쌍의 락킹 스프링를 포함한다. 이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, USB 커넥터와 USB 포트가 임의로 분리되지 않는다.

Description

락킹 스프링을 포함하는 ＵＳＢ 커넥터, 및 그 조립 방법 {A device for USB connecter including locking spring and its assembling method}

본 발명은, 락킹 스프링을 포함하는 USB 커넥터, 및 그 조립 방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 컴퓨터 기타 주변 기기의 USB 포트에는 다수의 탄성편이 구비되고, 이와 접속되는 USB 커넥터를 잡아주지만, 외부 충격에 의하여 USB 커넥터가 임의로 분리되는 것까지 막지 못하는 한계가 있기 때문에, 본래 탄성편 주변의 절개부에 걸려 고정되도록 판 스프링의 걸림편을 상,하부 커버 측벽에 노출되도록 설치하고, 이를 락킹 버튼으로 탄성 조작하는 USB 커넥터, 및 그 조립 방법에 관한 것이다.

일반적으로 USB(Universal Serial Bus)는 개인용 컴퓨터(Personal Computer, PC)와 주변 기기를 접속하는 버스 규격을 말하는 것으로 컴퓨터와 외부 장치와의 연결을 위한 인터페이스 수단을 의미한다.

이와 같은 USB는 컴퓨터를 개방하지 않고도 외부 장치를 컴퓨터에 쉽게 연결할 수 있다.

예컨대, USB는 표준 포트와 플러그 조합을 사용하여 프린터, 모뎀, 스캐너, 디지털 카메라 및 메모리와 같은 외부 장치를 손쉽게 연결/해제 하는 장점이 있다.

그 중에서도 USB를 컴퓨터에 연결하여 사용되는 외장 메모리의 대표적 수단을 꼽으면 USB 메모리 스틱을 들 수 있으며, 이는 간단하게 USB 또는 USB 메모리라 불리고 있다.

그러나, 이러한 USB를 컴퓨터에 연결하여 사용하는데는 다음과 같은 문제점이 있다.

USB 커넥터와 대응되는 USB 포트의 내부에는 다수의 탄성편이 형성되고, USB 커넥터가 흔들리거나 임의로 분리되는 것을 방지한다. 하지만 탄성편에도 불구하고 USB 커넥터가 USB 포트에서 탈거되어 통신이 갑자기 중단되는 경우가 흔히 발생한다.

KR 공개특허 20-2009-0000420

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 USB 커넥터와 USB 포트가 임의로 분리되어 통신이 중단되는 것을 방지하는 락킹 스프링을 포함하는 USB 커넥터 및 그 조립 방법에 관한 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 락킹 스프링을 포함하는 USB 커넥터는, 스마트 기기와 선택적으로 착탈되는 USB 커넥터에 있어서, 상기 스마트 기기와 접속되는 USB 플러그, 상기 USB 플러그의 상부 및 하부를 각각 개폐하는 상/하부 커버, 및 상기 상/하부 커버의 양측에 설치되고, 외측으로 탄성 지지되어 상기 USB 커넥터가 상기 스마트 기기에서 임의로 분리되는 것을 방지하고, 내측으로 가압되어 구속을 해제하는 한 쌍의 락킹 스프링를 포함한다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 접속 시 걸림편의 경사면에 의하여 별다른 동작 없이 구속 체결되고, 해제 시 락킹 버튼에 의하여 간단하게 분리되기 때문에, 사용자의 편의성이 증대된다.

둘째, 기존의 USB 커넥터 구조를 크게 변경하지 않고도, 상,하부 커버와 USB 플러그 사이에 락킹 스프링을 설치할 수 있기 때문에, 조립성이 개선된다.

도 1은 본 발명에 의한 USB 커넥터의 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 USB 커넥터의 구성을 나타내는 분해사시도.
도 3은 본 발명에 의한 USB 커넥터의 구성을 나타내는 정면도.
도 4는 본 발명에 의한 USB 커넥터의 구성을 나타내는 개방도.
도 5는 본 발명에 의한 USB 커넥터의 조립 공정도들.
도 6은 본 발명에 의한 USB 커넥터의 동작 상태도들.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 USB 커넥터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 USB 커넥터는 주로 USB A-타입에 사용되는 것으로 설명하고 있지만, B-타입 혹은 C-타입 등에 적용되는 것을 배제하지 않는다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, USB 커넥터(100)는, 스마트 기기와 선택적으로 착탈되고, 연결 후에는 임의로 분리되지 않는다.

이를 위하여 USB 커넥터(100)는, 스마트 기기(도시되지 않음)의 USB 포트(12)와 접속되는 USB 플러그(200), USB 플러그(200)의 상부 및 하부를 각각 개폐하는 상/하 커버(300, 400), 및 상/하부 커버(300, 400)의 양측으로 설치되고, 초기 상태에서 외측으로 탄성 지지되어 USB 커넥터(100)가 스마트 기기에서 임의로 분리되는 것을 방지하는 한 쌍의 락킹 스프링(500)을 포함한다.

USB 플러그(200)는, 스마트 기기와 USB 커넥터(100)를 전기적으로 연결하는 콘택 바디(210), 및 콘택 바디(210)의 외부에 조립되어 콘택 바디(210)를 보호하는 콘택 프레임(220)을 포함한다.

콘택 바디(210)는, 다수의 콘택 핀(212)과, 콘택 핀(212)을 전기적으로 절연하는 절연 바디(214)를 포함한다.

콘택 핀(212)은, 고강도 구리(Cu) 합금으로 제공될 수 있다. 도전성을 개선하기 위하여 금(Au)/니켈(Ni) 도금 처리될 수 있다. 콘택 핀(212)은 USB 포트(12)의 단자와 접속되는 것으로서, 상기 단자가 4개로 구성되는 경우 콘택 핀(212) 역시 4개로 구성된다. 4개의 콘택 핀(212)은 한 쌍의 데이터 통신(Data), 한 개의 전원(Power), 및 한 개의 접지(Ground)로 구성될 수 있다.

절연 바디(214)는, 열가소성 수지로 성형되고, 유전체 절연 전압이 최소 500 VAC 이고, 절연 저항은 최소 100 MEGOHMS 될 수 있다. 절연 바디(214)는 다수의 몰딩부로 조립될 수 있다.

콘택 프레임(220)은 콘택 바디(210)의 인서트 조립을 용이하게 하기 위하여, 전단부(230a)는 폐쇄되고 후단부(230b)는 개방되는 제1프레임(230)과, 전술한 후단부(230b)를 개폐하는 제2프레임(240)으로 분리 구성될 수 있다.

제1프레임(230)은, 스마트 기기의 USB 포트(12)와 직접 결합되는 전단부(230a)를 포함한다. USB 포트(12)와의 반복적인 접속에도 불구하고 내구성을 유지할 수 있도록 금속으로 구성될 수 있다. 가령, 제1프레임(230)은 탄소 기타 특수 금속을 함유하는 스틸(steel)(예, SPCC:steel plate cold commercial)로 구성되고, 그 표면에는 구리(Cu) 베이스에 니켈(Ni) 혹은 금(Au) 합금으로 도금 처리될 수 있다.

전단부(230a)는 상,하,좌,우편으로 구성되나, 후단부(230b)는 콘택 바디(210)가 삽입될 수 있도록 상면이 개방된 상태로 제공된다.

제2프레임(240)은, 상기한 개방 영역을 커버하고, 제1프레임(230)과 체결될 수 있도록 결속부가 더 구비될 수 있다. 제1 및 제2프레임(230, 240)의 후단에는 USB 케이블이 통과하도록 원통형으로 제공된다.

한편, 제1프레임(230)의 좌,우편의 일부가 제거되어 락킹 스프링(500)이 탄성 동작할 수 있는 안착홈(234)이 더 제공된다. 그리고 제1프레임(230)의 상,하편에는 후술하는 탄성편(14)이 지지되는 탄지홈(236)이 제공된다.

다른 한편, 제1프레임(230)과 대응되는 USB 포트(12)에는 상,하,좌,우측에 다수의 탄성편(14)이 제공되어 USB 커넥터(100)와 USB 포트(12)가 흔들림 없이 밀착 결합되도록 한다. 가령, 상,하측에 각각 2개 좌,우측에 각각 1개 최대 6개의 탄성편(14)이 형성될 수 있다. 탄성편(14)의 주변에는 프레임의 일부가 제거된 절개부(16)가 형성된다. 특히, 좌,우측에는 안착홈(234)과 대응되지 않는 영역에 절개부(16)가 구비되고, 절개부(16)는 걸림편(510d)이 후크 결합되는 기능을 수행한다.

상/하부 커버(300, 400)는, 중심에 USB 플러그(200)가 설치되고, USB 플러그(200)의 양측으로 락킹 스프링(500)이 탑재되도록, 측벽(310, 410)에 의하여 소정 공간이 제공된다.

상/하부 커버(300, 400)의 측벽(310, 410) 내부에는 락킹 스프링(500)이 인서트 되도록 지지하는 보조벽(320, 420)이 형성된다. 락킹 스프링(500)의 일부는 측벽(310, 410)과 보조벽(320, 420) 사이에 설치되어 안정적인 락킹 동작을 수행한다.

상/하부 커버(300, 400)는, 측벽(310, 410)에 상/하부 커버(300, 400)를 결합시키는 체결부(330, 430)를 더 포함한다. 체결부(330, 430)는 후크(hook)로 구성될 수 있다.

락킹 스프링(500)은, 판 스프링(510)과 판 스프링(510)을 스위칭하는 락킹 버튼(520)을 포함한다.

판 스프링(510)은, 측벽(310, 410)과 보조벽(320, 420) 사이에 지지되는 제1폭(w1)의 지지편(510a), 제1폭(w1)보다 작은 제2폭(w2)을 가지고 락킹 버튼(520)이 설치되는 가압편(510b), 제2폭(w2)보다 작은 제3폭(w3)을 가지고 안착홈(234)에 위치하는 동작편(510c), 및 절곡되어 동작편(510c)에서 수직으로 연장되는 걸림편(510d)을 포함한다.

지지편(510a)과 가압편(510b) 사이에는 단차부(510e)가 형성되고 판 스프링(510)이 커버(300, 400) 내측에 걸려 고정된다.

가압편(510b)과 동작편(510c) 사이에는 내측 및 외측으로 절곡되어 판 스프링(510)의 폭을 조절하는 벤딩부(510f)가 형성된다.

락킹 버튼(520)은, 외측에 요철이 형성되는 그립부(520a)와 내측의 슬라이드부(520b)를 포함한다. 여기서 슬라이드부(520b)는 폭이 좁은 동작편(510c)에서 삽입되어 이동되고, 폭이 넓은 가압편(510b)에서 고정 설치된다.

한편, 걸림편(510d)은 경사면을 가지고 있기 때문에, USB 포트(12)가 경사면과 접촉하면서 이동하게 되면 동작편(510c)은 내측으로 변형되며, 이동이 완료된 후에는 다시 외측으로 복원된다. 마찬가지로 락킹 버튼(520)을 가압하면 동작편(510c)은 내측으로 변형되며, 가압이 해제되면 외측으로 복원된다. 이를 위하여 커버(300, 400)의 측벽(310, 410)은 일부가 제거되어 동작편(510c)이 외부로 노출될 수 있다.

이와 대응되는 스마트 기기는 컴퓨터 기타 그 주변 기기를 포함하며, USB 포트(12)를 구비하고 있으면 특별히 제한되지 않고 모두 본 발명이 적용되는 것으로 한다. 즉, 스마트 기기에는 USB 플러그(200)가 삽입되어 체결되는 USB 포트(12)가 구비된다. USB 포트(12)에는 내측으로 벤딩되어 USB 플러그(200)를 밀착 고정하는 탄성편(14)가 마련되고, 상기 탄성편(14)에 의하여 주변에 제공되는 절개부(16)에 상술한 걸림편(510d)이 걸려 고정된다.

이하, 본 발명에 의한 USB 커넥터의 조립 과정을 도면을 참조하여 설명한다.

도 5를 참조하면, 락킹 버튼(520)과 판 스프링(510)을 조립하여, 락킹 스프링(500)을 완성한다(⒜ 참조). 락킹 버튼(520)의 슬라이드부(520b)는 그 단부 폭이 가압부의 폭보다 좁지만, 동작편(510c)의 폭보다는 크기 때문에 동작편(510c)으로 투입하여 당기면 가압편(510b)에 슬라이드부(520b)가 체결된다.

콘택 핀(212)과 절연 바디(214)를 조립하여 콘택 바디(210)를 완성한다(⒝ 참조). 절연 바디(214)가 두 개 이상의 몰딩부로 구성될 수 있고, 콘택 핀(212) 상호간의 쇼트를 방지하도록 체결된다.

콘택 프레임(220)과 콘택 바디(210)를 조립하여 USB 플러그(200)를 완성한다(⒞ 참조). 제1프레임(230)의 후단부(230b)가 개방된 상태에서 전술한 콘택 바디(210)를 인서트하고, 제2프레임(240)으로 이를 커버하여 폐쇄한다.

상/하부 커버(300, 400)와 USB 플러그(200)를 조립하여 USB 커넥터(100)를 완성한다. 하부 커버(300)에 전술한 락킹 스프링(500)을 설치하고(⒟ 참조), 계속해서 전술한 USB 플러그(200)를 설치한다(⒠ 참조). 이때, 판 스프링(510)의 동작편(510c)이 안착홈(234)에 위치한다. 상부 커버(400)를 후크 체결한다(⒡ 참조).

이하, 본 발명에 의한 USB 커넥터의 접속 및 해제 시 그 동작 과정을 도면을 참조하여 설명한다.

도 6을 참조하면, 스마트 기기에 USB 커넥터(100)를 접속하여 통신하고자 한다. 가령, USB 커넥터(100)의 USB 플러그(200)가 스마트 기기의 USB 포트(12)와 체결되도록 한다(⒜ 참조). USB 플러그(200)가 USB 포트(12)에 삽입되는 경우 걸림편(510d)은 USB 포트(12)와 접촉하고, 걸림편(510d)의 경사면이 USB 포트(12)에 의하여 밀리면서 판 스프링(510)은 내측으로 변형된다(⒝ 참조).

계속해서, USB 포트(12)에는 탄성편(14) 주변에 제공되는 절개부(16)가 마련되어 있기 때문에 걸림편(510d)이 절개부(16)에 체결되면서 내측으로 변현된 판 스프링(510)은 복원된다(⒞ 참조). 이로써 USB 커넥터(100)는 스마트 기기에서 임의로 분리되지 않는다. 따라서 데이터 전송 혹은 충전 중에 USB 커넥터(100)가 분리되어 데이터 통신이 중단되는 일은 방지된다.

데이터 전송 등이 완료된 후, 스마트 기기에서 USB 커넥터(100)를 분리한다. 락킹 버튼(520)을 양측에서 가압하면 판 스프링(510)의 가압편(510b)이 내측으로 이동하면서 걸림편(510d)은 절개부(16)에서 이탈한다(⒟ 참조). USB 플러그(200)는 USB 포트(12)에서 별다른 구속 없이 분리된다(⒠ 참조).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 컴퓨터 혹은 그 주변기기 기타 스마트 기기의 USB 포트에 삽입되는 USB 플러그가 임의로 분리되어 데이터 통신 혹은 충전이 일시 중단되는 것을 방지하기 위하여, USB 플러그를 개폐하는 상/하부 커버에 락킹 스프링을 더 설치하고, 판 스프링의 동작을 이용하여 걸림편이 USB 포트에 제공되는 절개부에 선택적으로 걸리도록 하는 USB 커넥터, 및 그 조립 방법의 구성을 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100: USB 커넥터 200: USB 플러그
210: 콘택 바디 220: 콘택 프레임
300, 400: 상,하부 커버 500: 락킹 스프링
510: 판 스프링 520: 락킹 버튼

Claims (10)

1. 스마트 기기와 선택적으로 착탈되는 USB 커넥터에 있어서,
   상기 스마트 기기와 접속되는 USB 플러그;
   상기 USB 플러그의 상부 및 하부를 각각 개폐하는 상/하부 커버; 및
   상기 상/하부 커버의 양측에 설치되고, 외측으로 탄성 지지되어 상기 USB 커넥터가 상기 스마트 기기에서 임의로 분리되는 것을 방지하고, 내측으로 가압되어 구속을 해제하는 한 쌍의 락킹 스프링를 포함하고,
   상기 상/하부 커버는, 중심에 상기 USB 플러그가 설치되고, 상기 USB 플러그의 양측으로 상기 락킹 스프링이 탑재되도록, 측벽이 마련되고,
   상기 측벽 내부에는 상기 락킹 스프링이 인서트 되도록 지지하는 보조벽이 형성됨으로써, 상기 락킹 스프링은 상기 측벽과 보조벽 사이에 탑재되며,
   상기 락킹 스프링은,
   상기 측벽과 상기 보조벽 사이에 지지되는 제1폭(w1)의 지지편;
   상기 제1폭(w1)보다 작은 제2폭(w2)의 가압편;
   상기 가압편과 밴딩부를 통해 연결되는 상기 제2폭(w2)보다 작은 제3폭(w3)의 동작편; 및
   상기 동작편에서 수직으로 연장되고, 경사면을 구비하는 걸림편을 포함하며,
   상기 지지편과 상기 가압편 사이에는 상기 제1폭(w1)과 상기 제2폭(w2) 차이만큼 단차부가 형성됨으로써, 상기 지지편은 상기 보조벽과 상기 커버 내측에 고정되며, 상기 동작편만이 상기 가압편의 가압에 따라 내측으로 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 USB 커넥터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 USB 플러그는,
   상기 스마트 기기와 상기 USB 커넥터를 전기적으로 연결하는 콘택 바디, 및 상기 콘택 바디를 보호하는 콘택 프레임을 포함하고,
   상기 한 쌍의 락킹 스프링은 상기 콘택 프레임의 양측에 마련되는 안착홈에서 동작하는 것을 특징으로 하는 USB 커넥터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 콘택 바디는, 다수의 콘택 핀과, 콘택 핀을 전기적으로 절연하는 절연 바디를 포함하고,
   상기 콘택 프레임은 전단부는 폐쇄되고 후단부는 개방되는 제1프레임과, 상기 후단부를 개폐하는 제2프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 USB 커넥터.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 안착홈은 상기 제1프레임의 좌, 우편의 일부가 제거되어 제공되는 것을 특징으로 하는 USB 커넥터.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 락킹 스프링은, 판 스프링과 상기 판 스프링을 스위칭하는 락킹 버튼을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 USB 커넥터.
7. 삭제
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 락킹 버튼은, 외측에는 요철이 형성되는 그립부와 내측에는 상기 가압편에 체결되는 슬라이드부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 USB 커넥터.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 스마트 기기에는 외부와 통신을 위하여 상기 USB 플러그가 삽입되어 체결되는 접속 포트가 구비되는데, 상기 접속 포트에는 내측으로 벤딩되어 USB 플러그를 밀착 고정하는 탄성편이 마련되고, 상기 탄성편에 의하여 주변에 제공되는 절개부에 상기 걸림편이 걸려 고정되는 것을 특징으로 하는 USB 커넥터.
10. 제 6 항의 USB 커넥터의 조립 방법에 있어서,
    상기 락킹 버튼과 상기 판 스프링을 조립하여, 상기 락킹 스프링을 완성하는 단계;
    상기 콘택 핀과 상기 절연 바디를 조립하여 상기 콘택 바디를 완성하는 단계;
    상기 콘택 프레임과 상기 콘택 바디를 조립하여 상기 USB 플러그를 완성하는 단계; 및
    상기 상/하부 커버에 상기 락킹 스프링과 USB 플러그를 순서대로 조립하여 USB 커넥터를 완성하는 단계를 포함하여 구성되는 USB 커넥터의 조립 방법.
    

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