KR102555889B1 - 필터 내장 커넥터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 어댑터가 아닌 커넥터가 핀과 절연체를 구비하여 커넥터가 필터 기능을 수행한다. 본 발명의 커넥터를 이용한 모듈은 소형으로 경제적이며 광범위하게 적용될 수 있다. 적절한 필터 기능을 제공하도록 핀은 다단 구조로 형성된다.

Description

필터 내장 커넥터{Filter embedded Connector}
본 발명은 필터 내장 커넥터에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 커넥터가 필터 기능을 구비함으로써 모듈을 소형화하고 구조를 단순화할 수 있는 경제적인 커넥터에 관한 것이다.
현재 많은 오디오 기기, 통신 장비 및 신호 처리 등에 있어 전자기파 필터가 사용되고 있다. 오디오의 경우 음성 증폭 및 이퀄라이제이션에, 통신 장비의 경우 특정 주파수 튜닝과 다른 주파수 음역의 제거에, 신호 처리의 경우 안티-앨리어싱(평활화 기능; anti-aliasing)에 이용된다.
전자기파 필터 중, 예를 들어 저역 통과 필터를 인덕터와 캐피시터로 제작하는 경우, 전원과 인덕터를 직렬로, 캐피시터를 병렬로 연결한다. 이와 같이 제작된 저역 통과 필터를 어댑터로 구현하여 하우징으로 감싼 다음, 일단을 벽체의 단자에 접속하고 타단을 안테나와 연결할 수 있다.
관련 특허로 특허 제10-1898945호는 “저역통과여파기가 내장된 어댑터”에 대하여 도 5에 도시한 것과 같이, 제1바디(110), 제2바디(120), 중간절연체(210), 마감절연체(220, 230) 및 단자부(330, 332)를 구비한 어댑터를 개시하고 있다. 대직경의 인덕터용 동축심선(310)이 중간절연체(210)에 둘러 싸여 3개 직렬로 배열되고, 소직경의 캐피시터용 동축심선(320)이 역시 증간절연체(210)에 둘러 싸여 4개 병렬로 연결되어 있다.
미국 특허공개 제2003/0001697호는 PCB 기판 상에 장착되는 럼프형(lumped) 구조가 아닌, 인덕터 요소와 캐피시터 요소가 교대적으로 배열된 위 한국 특허와 동일한 구조의 저역 통과 필터를 개시하고 있다.
이러한 저역 통과 필터 외 중간 밴드나 고대역 밴드 필터 등 여러 필터가 다양한 무선 주파수 통신 모듈에 이용되고 있다.
그런데 선행 기술과 이들 특허는 필터 구조가 대부분 어댑터에 구현되어 어댑터의 구조가 복잡하고 커넥터 등 다른 전자 부품과의 연결 구조도 고려해야 하므로 설계의 폭이 제한되고 비용이 증가하는 단점이 있다.
발명자는 이상의 문제를 해결하기 위하여 어댑터가 아닌 커넥터가, 필터 기능을 가지는 신규하고 진보된 구조의 커넥터를 개발하게 되었다.
그러므로 본 발명은 필터를 내장하여 원하는 주파수 대역을 통과할 수 있는 기능을 발휘하는 커넥터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내측에 공간이 형성된 바디; 상기 바디의 내측에 구비되는 절연체; 및 상기 절연체의 내부에 구비되며, 적어도 2단 이상의 다단 구조를 가지는 핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 내장 커넥터를 제공한다.
상기 절연체는 상기 핀의 다단 구조에 상보하도록 상기 핀과 대향하는 내면이 요철 구조일 수 있다.
상기 바디는 내측에 형성된 공간에 상기 핀 및 상기 절연체가 기설정된 길이만큼 수용되어 삽입되고, 상기 핀과 상기 절연체의 나머지 부분은 외부로 노출될 수 있다.
상기 바디는 적어도 상기 절연체의 모든 길이를 감싸도록 연장될 수 있다.
상기 다단 구조의 핀은 복수로 분할되어 각각의 분할된 핀이 기설정된 간격만큼 이격될 수 있다.
상기 절연체는 전방이 상기 바디 및 상기 핀의 대응하는 부분보다 전방으로 더 연장되어 노출부를 형성하고, 상기 노출부의 외측을 감싸도록 캡부가 형성되며, 상기 핀의 단면으로부터 상기 노출부의 선단까지 플러그 또는 잭이 설치될 수 있다.
또한, 내측에 공간이 형성된 바디; 상기 바디의 내측에 구비되는 절연체; 및 상기 절연체의 내부에 구비되며, 길이방향으로 두께가 가변되는 다단 구조를 가지는 핀;을 포함하고, 상기 절연체는 상기 핀의 다단 구조에 상보하도록 상기 핀과 대향하는 내면이 요철 구조를 가지고, 상기 다단 구조의 핀은 복수로 분할되어 각각의 분할된 핀이 기설정된 간격만큼 이격되는 것;을 특징으로 한다.
본 발명의 커넥터는 자체적으로 필터 기능을 구비하므로, 모듈을 소형화하고 구조를 단순화할 수 있으며 비용을 줄일 수 있다.
본 발명의 커넥터는 핀의 구조와 형상을 변경하여 필터 기능을 조절함으로써 원하는 영역의 주파수를 통과시킬 수 있다.
본 발명의 커넥터는 구조적으로 어댑터의 일부를 채용하여 커넥터와 커넥터 간의 직접 연결이 가능하게 하는 등 다양한 용도에 활용될 수 있다.
본 발명의 다른 특징과 이점들은 이하 기술하는 설명에 의하여 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 필터 내장 커넥터의 단면도;
도 2는 도 1은 필터 내장 커넥터의 다른 실시예의 단면도;
도 3은 본 발명의 필터 내장 커넥터의 또 다른 실시예의 단면도;
도 4는 본 발명의 필터 내장 커넥터의 또 다른 실시예의 단면도; 그리고
도 5는 선행특허의 어댑터를 보인 도면이다.
커넥터와 커넥터 또는 커넥터와 어댑터가 연결되어 성립하는 통신 모듈 또는 어셈블리에 있어, 어느 부품이 필터 기능을 가지는 지는 중요한 문제이다.
선행 기술에서는 어댑터가 필터 구조를 구비하지만, 본 발명에서는 커넥터가 필터 구조를 내부에 구비하는 점에 가장 큰 특징이 있다.
본 발명의 기술 분야를 포함한 광의의 관점에서, 커넥터는 전자 디바이스 끼리를 연결하는 부재이며, 어댑터는 커넥터와 이격되어 연결되거나 커넥터를 내장하거나, 커넥터의 일부 구성을 수용하는 것 등 다양한 종류가 있지만, 커넥터가 물리적으로 또는 기능적으로 어댑터와 구별되는 한, 본 발명에서 기술하는 커넥터는 특정한 구조나 용도에 한정되지 않으며 이하의 실시예는 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 설명한다.
도 1은 본 발명의 필터 내장 커넥터(1)의 단면도이다. 커넥터(1)는 무선 및 마이크로파 전송에 많이 사용되는 BMA(blind mate) 타잎을 예시하였으나, 보드-보드 연결에 사용되는 MBX, MMBX 그리고 RF분야의 DIN, SMB등 다른 커넥터에도 적용되며, 그 종류는 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
필터 내장 커넥터(1)는 외측에서 부터 바디(2)와, 바디(2) 내부의 유전체 또는 절연체(4)와, 절연체(4) 내부의 핀(6)을 포함한다.
바디(2)는 일측(전방)에서 타측(후방)을 향하여 연장된 가느다란 원통형의 슬리브(20)와, 슬리브(20)의 타측 단부에서 이와 일체로 돌출된 슬리브(20) 보다 더욱 큰 직경의 플랜지(22)로 이루어진다. 슬리브(20) 길이의 중간 부분과 플렌지(22) 높이의 중간에는 O링을 거치하기 위한 홈이 형성되어 있다. 바디(2)는 핀(6)의 기 설정된 길이와 절연체(4)의 일부를 수용하며, 나머지는 외부로 노출되는 노출형이다. 바디(2)의 내부는 일정한 직경의 공간을 제공하며 이 공간으로 절연체(4)와 핀(6)이 삽입되어 수용된다.
본 발명의 핀(6)의 내면은 일정한 직경의 공간을 제공하지만, 외면(60)은, 바디(2)를 향하여 외측으로 가장 돌출된 제1면(62), 그 다음 돌출된 제2면(68) 및 가장 안쪽의 제3면(64)으로 이루어지는 3단 구조로 되어 있다. 핀(6)의 중간 부분은 제3면(64)과 제1면(62)이 번갈아 반복되는 요철 구조이며, 그 전방에서 제2면(68)은 절연체(4)를 지지하는 단턱의 상면을 이루고, 전방 슬리브(680)가 전방으로 더 연장되고, 후방에는 후방 슬리브(600)가 길게 뒤로 연장된다. 전방슬리브(680)는 제3면(64)과 높이 차가 있거나 동일한 높이를 가질 수 있다.
종래에는 커넥터에 장착되는 핀(6)의 내외면이 모두 균일한 직경을 가진 원통형이었지만, 본 발명에서는 핀(6)의 외면을 다단 구조로 형성하고 바디(2)와의 사이에 절연체(4)를 개재하여 필터 기능을 구현한다.
구체적으로, 절연체(4)는 핀(6)의 구조에 따라 이에 결합하여 상보하는 형상으로 형성된다. 따라서, 도시한 것과 같이 절연체(4)의 하면(42)은 핀(6)의 제3면(64) 및 제1면(62)과 차례로 맞닿도록 요철이 반복되는 형상을 가진다. 절연체(4)의 상면(40)은 바디(2)의 내면과 맞닿도록 길이 방향을 따라 일정한 직경을 가진다. 절연체(4)의 일측 단부는 핀(6)의 단턱에 의하여 지지되고, 타측은 후방 슬리브(600)와 맞닿아 뒤로 연장되어 후방 슬리브(600)의 기 설정된 길이 만큼 형성될 수 있다.
본 발명의 필터 내장 커넥터(1)는 절연체(4)와 핀(6)의 상호 작용에 의하여 필터 기능을 수행한다. 핀(6)의 제1면(62)과 바디(2) 내면 사이에 장착되는 절연체(4) 부분은 얇고, 제3면(64)과 바디(2) 내면 사이에 장착되는 절연체(4) 부분은 두터우므로, 캐피시터 요소와 인덕터 요소를 교대적으로 제공할 수 있다. 캐피시턴스와 인덕턴스 등 제어 변수는, 핀(6)의 각 부분의 두께, 높이 또는 길이를 변경하여, 또 이에 맞추어 절연체(4)의 구조를 변경하여 조절함으로써 원하는 주파수 대역 만을 통과시킬 수 있다.
핀(6)은 3단을 설명하였으나, 2단 또는 4단 이상으로 구성할 수 있으며 각각의 단의 두께 및 개수를 변경할 수 있음은 물론이다. 절연체(4)는 항상 바디(2) 및 핀(6)과의 사이에서 두 부재와 맞닿도록 장착되는 것은 아니며 필터의 기능에 따라 일부 부분은 이격되거나 또는 일부를 삭제하는 것도 가능하다.
이상의 본 발명의 필터 내장 커넥터(1)는 필터 역할을 수행하므로 송수신 모듈 제작 시 별도의 필터를 구비하지 않아도 되며, 이에 따라 모듈의 소형화, 구조의 단순화 및 경제적 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.
도 2는 도 1은 필터 내장 커넥터(1)의 다른 실시예의 단면도이다. 도 1과 다른 점은 바디(2)의 플랜지(22)의 뒤에 후방으로 길게 연장된 후방 슬리브(24)를 형성하고, 후방 슬리브(24)의 타측 단부가 적어도 절연체(4)를 덮도록 연장된 점이다. 핀(6)의 후방 슬리브(600)도 필요한 노출부를 제외하고 바디(2) 내부에 수용된다.
도 2의 커넥터(1)는 도 1과 비교하여 “쉴드형”이라 할 수 있다. 사용자는 절연체(4)의 일부를 노출시키는 구조와 모두 감싸는 구조 중 어느 하나를 선택할 수 있어 사용 범위가 확장되며 사용처가 달라질 수 있다. 본 발명의 커넥터(1)를 케이블과 결합하여 케이블 조립체를 제작하는 경우, 조립 시 절연체(4)가 손상 또는 변형되는 것을 방지하기 위해 도 2의 커넥터(1)를 선택할 수 있다. 그러면, 절연체(4) 보호 및 핀(6)의 안정성을 확보할 수 있다. 한편, 본 발명의 커넥터(1)를 하우징과 같은 기구물에 결합되어 PCB와 연결하는 경우는 조립 시 절연체(4)가 기구물에 의해 충분히 보호를 받을 수 있기 때문에 도 1의 커넥터(1)를 선택할 수 있다.
도 3은 본 발명의 필터 내장 커넥터(1)의 또 다른 실시예의 단면도이다.
앞서의 실시예와 다른 점은 핀(6)을 일체형으로 제작하지 않고 예를 들어 5개의 부분(6a, 6b, 6c, 6d, 6e)으로 나누어 분할 설치한 점이다. 각각의 부분(6a, 6b, 6c, 6d, 6e)사이에는 기 설정된 간격(d)이 존재한다. 절연체(4)는 도시한 것과 같이 각각의 부분(6a, 6b, 6c, 6d, 6e)에 맞추어 분할 설치될 수 있으나, 일체로 제작하는 것도 가능하다. 또, 간격(d) 형성 부위에는 절연체(4)를 개재하지 않을 수 있다.
도 3의 실시예는 커넥터(1) 내부의 필터 기능을 조절하여 원하는 주파수 대역을 통과시키기 위한 여러 예 중의 하나를 보인 것이므로 분할된 개수와 간격의 크기 등은 당업자 수준에서 다양한 변경이 가능하며 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
도 4는 본 발명의 필터 내장 커넥터(1)의 또 다른 실시예의 단면도이다.
앞서의 실시예와 다른 점은, 커넥터(1) 전방의 원호 부분을 어댑터의 구조로 변경한 점이다. 도 1과 비교하여 바디(2)의 슬리브(20)는 전방으로 더 짧게 연장되며, 핀(6) 역시 단턱과 전방 슬리브(680)가 삭제되고 단면(620)에 의해 전면이 종결된다. 반면, 절연체(4)에는 바디(2) 및 핀(6)을 벗어나 전방으로 더 연장된 노출부(400)가 형성된다. 절연체(4)의 노출부(400)를 외부에서 감싸도록 캡부(302)가 형성되고, 핀(6)의 단면(620)으로부터는 노출부(400)의 선단까지 플러그(300)가 연장되어 있다. 플러그(300)는 매일 타잎의 어댑터에 적용되는 것이며, 피매일 타잎으로 변경하기 위해서는 플러그(300) 대신 잭(jack)을 형성할 수 있다.
이상의 도 4는 어댑터 구조의 대표적인 일례를 설명한 것이며, MBX, MMBX, SMP, SMPS, SMPM타입 등 다양한 어댑터의 종류에 따라 구조를 적절히 변경할 수 있다.
도 4의 본 발명의 필터 내장 커넥터(1)는 커넥터(1)가 필터 기능을 수행하는 본래의 고유 기능을 수행하면서 어댑터의 연결 구조 일부를 채택한 소위 “하이브리드형”인 점에 특징이 있다. 도 4의 커넥터(1)를 이용하면 별도의 어댑터 없이 예를 들어 플러그형과 잭형의 커넥터(1)들을 바로 연결할 수 있으므로 경제적이고 설치가 간편하며 모듈을 더욱 컴팩트하게 소형화할 수 있다. 또 어댑터 구조는 필터 내장 커넥터(1)의 전방뿐만 아니라 후방에도 형성할 수 있으며 이에 따라 핀(6)과 절연체(4)의 형상도 적절히 변경된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 해당 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
(1): 필터 내장 커넥터 (2): 바디 (4): 절연체 (6): 핀 (20): 슬리브 (22): 플랜지
(62): 제1면 (68): 제2면 (64): 제3면 (620): 단면
(40): 상면 (42): 하면 (400): 노출부
(d): 간격 (300): 플러그

Claims (6)

  1. 내측에 공간이 형성된 바디;
    상기 바디의 내측에 구비되는 절연체; 및
    상기 절연체의 내부에 구비되며, 길이방향으로 두께가 가변되는 다단 구조를 가지는 핀;을 포함하고,
    상기 절연체는 상기 핀의 다단 구조에 상보하도록 상기 핀과 대향하는 내면이 요철 구조를 가지고,
    상기 다단 구조의 핀은 복수로 분할되어 각각의 분할된 핀이 기설정된 간격만큼 이격되는 것;을 특징으로 하는, 필터 내장 커넥터.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 바디는 내측에 형성된 공간에 상기 핀 및 상기 절연체가 기설정된 길이만큼 수용되어 삽입되고, 상기 핀과 상기 절연체의 나머지 부분은 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 필터 내장 커넥터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 바디는 적어도 상기 절연체의 모든 길이를 감싸도록 연장되는 것을 특징으로 하는 필터 내장 커넥터.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 절연체는 전방이 상기 바디 및 상기 핀의 대응하는 부분보다 전방으로 더 연장되어 노출부를 형성하고, 상기 노출부의 외측을 감싸도록 캡부가 형성되며, 상기 핀의 단면으로부터 상기 노출부의 선단까지 플러그 또는 잭이 설치되는 것을 특징으로 하는 필터 내장 커넥터.
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