KR19990077109A - 전자(電磁)접속 및 정전방전(靜電放電)에 대한 보호장치 - Google Patents

Abstract

양호한 EMC 특성 즉 전자기적 양립성(電磁氣的 兩立性)을 가지고 있는, 예를 들어 어느 관련 장비라도 그 특성을 악화시킴이 없이, 정전방전에 대하여 보호되는 두 개의 전자장비(19, 20)를 전기적으로 연결하는 장치. 본 장치는 EMC 특성이 악화된 한 장비에 전기적으로 연결된 다른 장비의 특성을 악화시킴이 없이, 다른 장비가 작동이 될 수 있도록 한다. 본 장치는 첫 번째 케이지(16)를 두 번째 케이지(17)에 연결하는 튜브형 소자(4b, 5b, 12, 13)를 포함하고 있다. 튜브형 소자는 두 개의 케이지 간에, 또한 케이지들 사이로 인출된 케이블의 차폐물과 전기적으로 연결되어 있고, 케이블 주위로 덮혀져 봉합된다. 케이블이 통과하도록 케이지의 측면들에 낸 구멍들의 개구면적은, 위치를 바꿀 수 있는 금속판을 사용하여 케이블의 직경에 맞추어 조절된다.

Description

전자(電磁)접속 및 정전방전(靜電放電)에 대한 보호장치

본 장치, 즉 정전방전(ESD : electrostatic discharge)에 대한 보호장치에 관하여, 양호한 EMC 특성을 갖도록 하기 위하여, 민감한 전자장비를 전기적 도전망(導電網), 즉 패러데이 케이지로 둘러싼다는 것은 알려진 것이다. 이하 전기적 도전망을 케이지라고 부르기로 한다.

이중(二重) 시스템이 사용되는 경우에, 두 개의 장비는 서로 옆에 놓아서 한 장비가 기능불완전이거나 또는 검사를 필요로 할 경우 다른 장비가 그 장비의 기능을 인계받도록 하고 있다. 물론 두 개의 장비를, 하나 또는 같은 케이지로 둘러쌓아, 각 장비를 보호할 수 있다. 그러나 첫 번째 장비를 수리하거나 서비스를 필요로 할 경우에는 문제가 발생한다. 이 장비에 접근하기 위해서는, 케이지를 열어야 하고, 그로 인하여 두 번째 장비의 EMC 특성도 악화되어 결국 두 번째 장비의 동작불능의 위험이 있고 또한 전체 장비의 동작불능이 된다. 그러므로 각 장비를 각각의 케이지로 별개로 둘러싸는 것이 필요하다. 예를 들어 일반적으로 양호한 EMC 특성을 갖는 장비로써 다른 장비와 케이블로 교신하고자 할 경우 장비를 둘러쌓아서 이른바 양호한 EMC 특성의 기반이 된 케이지에 구멍을 내어야 한다. 이러한 구멍으로 인하여 전파가 복사되어 들어오거나 나가거나 함으로 인하여 결과적으로 EMC 특성을 더 나쁘게 한다.

두 개의 케이지를 옆에 나란히 놓으면 첫 번째 케이지 안의 장비로부터의 전기적 방전, 정전방전이 구멍을 통과해 나아가서 공기를 통하거나 전기적 도체를 통하여 두 번째 케이지의 구멍을 통하여 방산됨으로써 이 두 번째 케이지 속의 장비를 작동불능하게 한다. 이것은 물론 매우 불운한 경우이고 이중시스템의 적용에 대한 고유한 문제이다.

정전방전, 즉 ESD에는 많은 다른 원인이 있다. 예를 들면 장비는 장비를 만지러 오는 사람에 의한 방전, 또는 그 부근에 존재하고 있던 방전에 의하여 영향을 받을 수 있다.

이러한 사건을 방지하기 위하여 사람이 도전성의 팔목 밴드를 연결해서 장비와 똑 같은 접지를 할 수 있도록 특수한 접지방법 또는 접지점을 때때로 마련하여 정전방전을 방지한다. 불운하게도 정전방전은 때때로 관련되는 사람이 자기 몸을 접지점에 연결하기 전에 발생하여, 그것이 민감한 장비에 치명적인 결과를 줄 수 있다. 또한 첫 번째 사람이 접지되어 있을지라도 두 번째 사람이 방전을 일으킬 수 있다. 만일 첫 번째 사람이 케이지를 열었다면 그 안의 장비의 EMC 특성은 매우 나빠진다. 그리고 실제의 방전이 문제를 이르키지 않는다고 하더라도, 방전에 의한 전자복사는 전기 케이블이 통과하는 구멍을 통하여, 근처의 장비를 크게 파괴시키거나 문제들을 일으킨다.

전화교환목적에 사용되는 컴퓨터는 이중시스템으로 되어 있는 경우가 있어서, 만일 첫 번째 컴퓨터가 동작불능이면, 두 번째 컴퓨터가 기능을 인계받는다. 첫 번째 컴퓨터를 수리하고 있는 중에는 부주의한 기술자가 정전방전을 일으켜서 다른 컴퓨터가 작동불능이 되어 전체적인 동작불능이 되지 않도록 하는 것이 극도로 중요하다. 정전방전에 대하여 극도로 민감한 새로운 타입의 집적회로에 대해서는 이러한 문제는 특별하게 심각하다.

본 발명은 상호 전기적으로 결합되는 두 개의 전자장치의 배치에 관한 것으로써, 기존의 양호한 EMC(electromagnetic compatibility) 특성을 그대로 유지하도록 한 것이다.

본 발명의 자세한 실시구성예와 관련도면을 다음과 같이 보인다.

도 1은 두 개의 케이지의 투시도이다.

도 2는 하나의 실시예의 투시도이다.

도 3은 실시예의 한 부분의 투시도이다.

도 4-6은 대체실시예의 개략적인 단면도들이다.

도 7-8은 다른 실시예의 개략적인 구성이다.

본 발명은 구멍의 개구(開口)면적을 최소화하고, 접속케이블의 차폐면을 접지된 전기 도체로 봉합적으로 둘러싸고 또한 그 도체를 도전망에 전기적으로 접속시킴으로써 다른 장비의 EMC 특성을 악화시킴이 없이, 즉 정전방전에 대한 보호의 악화시킴이 없이, 이중시스템의 부분을, 수리할 수 있도록 함으로써 전술한 문제를 해결할 수 있다.

특히 두 개의 케이지를 접속하는 튜브형 소자를 사용하여 이러한 문제를 해결할 수 있다. 튜브형 소자의 내부 직경은, 연결부위가 봉합될 수 있도록, 구멍으로 들어오는 케이블의 직경에 적합되도록 되어 있다. 케이지의 각 면의 구멍들은 상당한 크기의 전기 접촉소자들을 수용할 수 있도록 충분히 커서, 그 구멍들은 그 안으로 들어오는 케이블의 두께보다 본질적으로 더 크다. 이 구멍들은 전기도전성 구조재, 예를 들면 구멍의 개구를 케이블의 직경에 적합시키도록 강철판으로 피복되어 있다.

본 발명의 목적은 하나의 케이지내 또는 그 안에 둘러싸인 장비에서 발생하는 정전방전이 공중을 통하여, 또는 전기 도체를 통하여 다른 케이지나 그 안의 장비로 방산되는 것을 방지함으로써, 이중시스템의 일부의 EMC 특성이 다른 부분의 보호장치가 부분적으로 없을지라도 유지되도록 하여, EMC 특성 즉 정전방전보호를 그대로 유지하면서 장비의 한 부분으로부터 다른 부분으로 케이블을 효과적으로 통과시킬 수 있도록 하고, 이중시스템의 한 쪽편의 EMC 특성을 악화시킴이 없이 다른 쪽을 수리 또는 서비스를 할 수 있도록 하는 것이다.

이렇게 해서 주어지는 이점은 이중시스템의 두 부분간의 양호한 EMC 특성의 제공과, 정전방전의 결과로 나타나는, 이중시스템의 양쪽 모두를 동작불능케 하는 위험을 최소화하는 것이다. 다른 이점으로서는 해결방법이 간단하고 염가이며, 케이블이 장비의 한 쪽편으로부터 장비의 다른 쪽으로 통과하는 케이블의 두께에 관련하여 큰 전기접촉 장치를 가질 수 있게 한다는 것, 정전방전 스파이크가 장비의 한쪽에서 다른 쪽으로 방산되지 않는다는 것과 한 케이지가 열려서 정전방전보호가 되지 않더라도 다른 도전망은 그대로 양호한 EMC 특성을 유지하며 정전방전으로 일어나는 복사에 대하여 보호된다는 것이다.

도 1은 첫 번째 케이지(16)에 둘러싸인 첫 번째 전자장비(19), 두 번째 케이지(17)에 둘러 싸인 전자장비(20)와, 두 개의 장비(19, 20)를 전기적으로 접속시키는 기능을 하는 케이블(20)을 나타낸다. 도전망의 옆면들은 전기도전재료로 구성되어 있으며, 예를 들어 통풍목적으로 작은 구멍들을 낼 수도 있다. 구멍들의 직경이 도전망으로부터 새어 나오는 전자복사의 양을 결정하며, 결과적으로 전문가들에 의하여 정해진 요구조건 또는 복사에 대한 주변장비의 민감도에 의하여 결정된 요구조건에 의하여 구멍의 크기를 결정한다.

도 2는 본 발명장치의 한 실시예의 투시도이다. 참고번호 1은 첫 번째 케이지의 한 면이고 참고번호 2는 두 번째 케이지의 한 면이다. 참고번호 5a는 첫 번째 금속판이고, 그 아래편에 첫 번째 U자형 막대(5b)가 있다. 참고 4a는 두 번째 금속판이고, 그 윗편에 두 번째 U자형 막대(4b)가 있다. 참고 3은 세 번째 금속판이다. 참고 6은 나사, 참고 7은 첫 번째 케이지의 첫 번째 구멍, 참고 8은 두 번째 케이지의 두 번째 구멍이다. 도 3은 케이블(10)과 케이블 차폐물(11)을 보인다. 도 5에서는 도전성 스타킹을 보인다.

도 6은 전기도전성 튜브(13), 두 개의 너트(14, 15)를 보인다. 도 8은 셔터장치(18)를 보인다. 여러 도면에서 상호 대응되는 요소들은 같은 참고 표시로 되어 있다.

두 번째 금속판(4a)은, 도 2에 보인 바와 같이, 짧은 쪽에 꽉 차도록 두 번째 U자형 막대(4b)의 아래 모서리에 부착되어 있다. 두 번째 U자형 막대(4b)는 첫 번째 구멍(7)에 삽입되어, 금속판(4a)이 구멍(7) 밑의 케이지의 면과 접하도록 되어 있다. U자형 막대(4b)의 길이는 케이지들간의 거리에 알맞게 맞도록 되어 있어서, U자형 막대의 반대편 짧은 면이 두 번째 케이지의 면(2)에 접하게 된다. 구멍(7, 8)의 크기는 케이블 접속 장치에 맞추어 조절할 수 있으며, 케이블과 접속장치가 두 개의 케이지(16, 17) 사이로 쉽게 인출될 수 있도록 케이블(10) 그 자체보다도 충분히 더 크게 할 수 있다.

첫 번째 U자형 막대(5b)는, 금속판(4a)과 막대(4b)가 서로 부착되어 있는 것과 같은 방법으로, 금속판(5a)에 부착되어 있다. 첫 번째 U자형 막대(5b)는 구멍(8)으로 삽입되어, 금속판(5a)이 구멍(8) 건너편의 두 번째 케이지의 면(2)에 접하게 되고, U자형 막대의 반대편 짧은 쪽이 첫 번째 케이지의 면(1)과 접하게 된다. 그래서 첫 번째 막대(5b)는 아랫쪽으로 향하게 된다. 막대(5b)는 막대(4b)에 맞출 수 있도록 막대(4b)보다 약간 더 작다. 금속판(5a)은 홈이 파여져 있어서, 막대(5b)가 구멍(8)의 윗 부분을 덮고 있는 금속판과 케이블을 함께 동시에 누르도록, 금속판이 케이지 면에 부착될 수 있다. 첫 번째 금속판(5a)이 윗쪽으로 위치가 벗어나면 접속장치들과 맞추어진 케이블들은 첫 번째 케이지(16)로부터 두 번째 케이지(17)로 이끌어진다. 케이블(10)은 케이지(16)과 (17) 사이의 케이블 차폐물을 노출시키도록 피복이 벗겨져 있다.

케이지 사이로 케이블들을 끌어낸 다음 케이블 차폐물(11), U자형 막대(4b)와 (5b) 상호간에 양호한 접촉이 되도록 금속판(5a)을 아랫쪽으로 누른다. 이러한 결과로 케이지(16)과 (17) 사이에는 단단한 튜브가 형성되고, 또한 형성된 튜브, 케이블 차폐물, 첫 번째와 두 번째 케이지간에 전기적인 접촉이 이루어진다.

금속판(3)은 면(1)에 고정되어 있어서, 구멍(7)을 막도록 아래로 움직인다. 금속판(5a)은 같은 방법으로 두 번째 케이지의 면(2)의 구멍(8)을 막는 역할을 한다.

도 3은 구멍을 통하여 케이블이 끌어내어진 상태의, 두 번째 금속판(4a)과 세 번째 금속판(3)을 보인 것이다. 이 경우에는 금속판(3)을 고정시키는 데에 다른 방법이 사용되었다. 본 실시예에서, 금속판(3)은, 첫 번째 케이지 면(1)에 떼어낼 수 있게 부착시킨 두 개의 더 작은 금속판(9) 뒤로 움직인다. 금속판(3)을 유용한 위치로 아래로 이동시킨 다음 금속판(9)은 예를 들면 스프링 소자 또는 예시된 경우와 같이 나사로 단단하게 고정된다.

도 4는 금속판(3)을 고정시키기 전의, 금속판(5a)을 아래로 이동시킨 본 실시예의 단면도이다.

도 5는 차폐케이블에 전형적으로 사용되는 종류의 전기 도전성 스타킹이 사용되는 대체 실시예이다. 스타킹은 첫 번째 케이지의 면(1)에 환상 고리로 부착되어 있고, 그 고리는 나사로 고정되어 있다. 스타킹은 그 후에 늦추어지고, 케이블과 접속장치들이 스타킹을 통하여 끌어내어진다. 스타킹을 통하여 모든 케이블을 끌어낸 후에, 스타킹의 직경이 감소되도록 스타킹을 조이고, 거기에 케이블을 감싸 봉하여 두 번째 케이지의 면(2)에 고정한다.

도 6은 너트(14, 15)를 사용하여 고정된 튜브(13)를 사용하는 방안이다. 이 경우 튜브 자체의 내경은 케이블(10)의 실제 직경과 적합될 필요는 없다. 반면에 실제 직경은 케이블 차폐물과 예를 들면 강철섬유 또는 조임쇠가 달린 알루미늄 박(箔)등의 전기도전재료로 된 튜브의 내벽면과의 사이의 공동(空洞)을 메꿈으로써 적합하게 할 수 있다.

도 7은 두 번째 케이지의 면(2)에 부착된 금속판(5a)를 보인 것이다.

도 8은 케이블로 인하여 필요되는 구멍의 개구(開口)에 적합시키기 위한 금속판을 대체하여 사용될 수 있는 셔터장치(18)이다.

본 발명은 하나의 케이지내 또는 그 안에 둘러싸인 장비에서 발생하는 정전방전이 공중을 통하여, 또는 전기도체를 통하여 다른 케이지나 그 안의 장비로 방산되는 것을 방지함으로써, 이중시스템의 일부의 EMC 특성이 다른 부분의 보호장치가 부분적으로 없을지라도 유지되도록 하여, EMC 특성 즉 정전방전보호를 그대로 유지하면서 장비의 한 부분으로부터 다른 부분으로 케이블을 효과적으로 통과시킬 수 있도록 하고, 이중시스템의 한 쪽편의 EMC 특성을 악화시킴이 없이 다른 쪽을 수리 또는 서비스를 할 수 있도록 하는 것이다.

Claims (9)

1. 전기적으로 접지된 첫 번째 케이지(16)로 둘러싸임으로 인하여, 양호한 EMC 특성을 갖는, 즉 정전방전에 대하여 차폐된 첫 번째 장비(19)를, 전기적으로 접지된 두 번째 케이지(17)로 둘러싸임으로 인하여, 양호한 EMC 특성을 갖는, 즉 정전방전에 대하여 차폐된 두 번째 장비(20)에 두 개의 케이지(16, 17)의 구멍(7, 8)을 통하여 케이블을 끌어냄으로써 전기적으로 접속시키되, 두 장비의 EMC 특성을 악화시키지 않는 전기접속장치에 있어서, 첫 번째 케이지(16)가 튜브형 소자(4b, 5b, 12, 13)의 매체를 통하여 두 번째 케이지(17)에 연결되고, 튜브형 소자(4b, 5b, 12, 13)가 구멍(7, 8) 부근에 배열되고, 튜브형 소자(4b, 5b, 12, 13,)의 실제적인 내부 직경이 케이블(10)의 결합된 직경에 적합되고, 튜브형 소자(4b, 5b, 12, 13)가 각 케이블(10)의 차폐물(11)과 전기적 접촉이 되어 있고, 전술한 케이지의 구멍(7, 8)의 활성 면적이, 그 구멍을 통과하는 케이블(10)에 의해서 정해진 직경에 적합되고, 튜브형 소자(4b, 5b, 12, 13)가 두 개의 케이지(16, 17)와 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 접속장치.
2. 제1항에 있어서, 튜브형 소자가 두 개의 연장된 U자형 막대(4b, 5b)를 포함하고, 첫 번째 U자형 막대(5b)가, 짧은 쪽에 부착되어, 막대(5b)의 곡면 부분으로부터 전술한 U자형 막대의 축과 평행하게 연장되어 나가는 첫 번째 금속판(5a)을 가지고 있고, 첫 번째 금속판(5a)이 두 번째 케이지의 면(2)에 고정되어 있고, 두 번째 U자형 막대(4b)가 첫 번째 케이지의 면(1)에 고정되어 있고, 첫 번째 U자형 막대(5b)를 두 번째 U자형 막대(4b)속으로 밀어 넣어, 첫 번째 금속판(5a)이 U자형 막대의 축에 수직적으로 변위될 수 있어서 내부 직경을 조절할 수 있는 튜브를 형성할 수 있고, 첫 번째 케이지의 구멍의 개구면적이 전술한 금속판의 밑이 반원형으로 우묵하게 들어가 있고 방사상으로 위치를 바꿀 수 있는 금속판으로 차폐될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 튜브형 소자의 내부 직경이 잡아당겨서 축소될 수 있는 전기 전도성 스타킹(12)인 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항에 있어서, 튜브형 소자가 전형적인 전기 전도성 튜브(13)를 포함하고 있고, 케이블 차폐물(11)과 튜브의 내부 표면 사이의 공동을 전기전도성 재료로 메꿈으로써 튜브의 실제 직경을 적합하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 전기전도성 재료가 강철 섬유인 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제4항에 있어서, 전기전도성 재료가 조임쇠형 알루미늄 박(箔)인 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제3항 내지 제6항중의 어느 한 항에 있어서, 구멍(7, 8)의 직경이 셔터장치(18)를 사용하여 적합하게 조절될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항 내지 제8항중의 어느 한 항에 있어서, 케이지(16, 17)가, 그 안에 장비(19, 20)가 배치될 수 있도록 캐비네트로 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
9. 양호한 EMC 특성을 가지고 있는 전자장비(19, 20)를 둘러싸고 있는 적어도 두 개의 케이지(16, 17)를 포함하는 교환전화 통신을 제어하는 장치에 있어서, 상기한 캐비네트 안의 장비가 제1항 내지 제8항중의 어느 한 항에 의한 장치라도 그 것을 매체로 하여 케이블(10)로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 장치.