KR20020086442A - 영구자석 단자 및 그것을 이용한 2 장치간 전기적 콘택 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2장치간에 전기를 연결하는데 사용할 수 있는 영구자석 단자 및 그 단자를 이용한 2 장치간 전기적 콘택(electric contact) 구조에 관한 것으로, 본 발명에 따른 영구자석 단자는 영구자석; 상기 영구자석의 표면에 형성된 금속도체 피막; 및 상기 금속도체 피막에 접합된 도전성 인출선; 을 포함하여 구성되고,본 발명에 따른 2 장치간 전기적 콘택 구조는 장치 1의 하우징; 장치 2의 하우징; 상기 장치 1 의 하우징에 구비된 상기 영구자석 단자; 및 상기 장치 2 의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1에 구비된 영구자석 단자와 반대 극성을 갖는 상기 영구자석 단자;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

영구자석 단자 및 그것을 이용한 2 장치간 전기적 콘택 구조{PERMANENT MAGNET TERMINAL AND STRUCTURE OF ELECTRIC CONTACT BETWEEN TWO DEVICES THEREOF}

본 발명은 2장치간에 전기를 연결하는데 사용하는 단자 및 그 단자를 이용한 2 장치간 전기적 콘택(electric contact) 구조에 관한 것으로, 더 상세하게는 전기적인 접속 및 해제가 빈번한 2 장치간에 있어서, 각 장치의 하우징 형상에 상관없이 전기적 접촉을 용이하게 확보할 수 있는 콘택 단자 및 그것을 이용한 2 장치간 전기적 콘택 구조에 관한 것이다.

특히, 전기적 접속 및 해제가 빈번하고, 하우징의 형상이 다양한 장치의 일례(一例)로 이동전화 단말기용 밧데리와 충전기를 들 수 있다.

이동전화 단말기용 밧데리는 셀, 보호 회로 및 콘택 단자로 구성된다. 이들중 셀 및 보호 회로는 밧데리의 하우징의 내부에 실장되고, 콘택 단자는 외부에 돌출된다. 또한, 콘택 단자는 인출선에 의하여 보호 회로에 전기적으로 연결된다. 콘택 단자 중 밧데리 하우징 배면에 돌출된 것이 밧데리측 충전 단자이다. 밧데리측 충전 단자는 2개의 전력 입력 단자 뿐만 아니라, 밧데리 종류 식별 단자 및 접촉 상태 판단 단자 등을 포함하여 통상 3개 내지 4개로 구성된다.

반면, 충전기측 충전 단자는 충전기 하우징의 외부에 노출 및 고정 설치된 콘택 단자로 밧데리측 충전 단자와 일치하는 갯수만큼 단자 소켓에 실장 형성되고, 인출선에 의하여 충전기 하우징 내부의 충전회로에 전기적으로 연결된다. 이때, 충전기측 충전 단자의 위치, 간격 및 크기는 밧데리와 충전기가 체결 수단에 의하여 체결될 때 밧데리측 충전 단자와 정확히 접촉할 수 있는 위치, 간격 및 크기로 한다.

종래, 이동전화 단말기용 밧데리의 하우징 형상은 제조 회사나 모델에 따라 다양한 디자인이 개발됨으로 인하여 서로 다르다. 또한, 밧데리를 충전하기 위한 충전기의 하우징의 하부 형상도 밧데리의 하우징 형상에 부합되도록 형성하므로, 제조 회사나 모델 별로 서로 다르다. 밧데리의 하우징 형상과 충전기의 하우징 형상이 서로 부합되어야 밧데리측 충전 단자와 충전기측 충전 단자를 용이하게 접촉시킬 수 있기 때문이다. 뿐만 아니라, 밧데리측 충전 단자와 충전기측 충전 단자간의 접촉상태를 양호하게 하기 위하여 밧데리와 충전기간에 기구적인 체결 수단을형성하는데, 종래에는 그 체결 수단으로 밧데리 하우징과 충전기의 하우징에 서로 체결될 수 있는 요철부를 형성하는 것이 일반적이었다.

그러나, 이러한 체결 수단도 밧데리 하우징의 디자인에 따라 그 형성 위치, 형상 및 구조가 달랐다. 이 같은 밧데리 하우징 형상의 다양화와 거기에 따른 밧데리 및 충전기간의 체결 구조의 차이 및 충전 단자의 차이는 다른 제조사의 밧데리 및 충전기간 뿐만아니라, 동일한 제조사간의 밧데리 및 충전기간에도 호환하여 사용할 수 없는 문제를 야기하여 왔다.

종래, 핸즈프리와 핸드폰 또는 밧데리와 충전기를 체결하는 수단으로 자석이 사용되어 왔다. 그러나, 핸즈프리와 핸드폰 또는 밧데리와 충전기를 체결하는 자석은 핸즈프리 또는 핸드폰의 어느 하나에 1극성의 자석 1개를 부착하고, 다른 하나에는 철판등 강자성체를 1개 부착하거나 반대 극성의 자석을 부착하여, 이들이 접근하면 서로 인력이 작용하도록 하여 체결되는 구조를 가졌다. 1지점에서 인력이 작용하는 종래 구조는 밧데리와 충전기의 체결 수단으로는 사용할 수 있어도 충전 단자간의 전기적 콘택 수단으로 사용할 수는 없다. 밧데리 하우징과 충전기 하우징상에 극성이 서로 반대인 자석을 1개씩 구비하는 경우에도, 밧데리 하우징과 충전기 하우징이 1지점에서 서로 인력이 작용하여 단순히 부착될 뿐, 인력이 작용하는 지점을 중심으로 한 회동을 막을 수 없기 때문에, 밧데리 하우징상의 어느 1지점이 이에 대응하는 충전기 하우징상의 일정한 1지점 항상 접촉되는 것은 아닌 것이다.따라서, 밧데리 하우징 및 충전기 하우징의 일정한 대응 지점에 밧데리측 충전 단자 및 충전기측 충전 단자를 구비하여도 이들이 항상 규칙적으로 접촉할 수는 없는 것이다. 이러한 설명은 모든 전기적 콘택이 이루어지는 장치간에 그대로 적용될 수 있다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명은 자력을 전기적 콘택에 이용할 수 있는 영구자석단자를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 용이하고, 정확하게 2장치에 구비된 콘택 단자를 접촉 시킬 수 있는 2 장치간 전기적 콘택 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각 장치의 하우징 형상에 상관없이, 용이하게 2 장치간의 전기적 콘택 단자를 부착시킬 수 있는 2 장치간 전기적 콘택 구조를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 영구자석 단자 및 그것을 이용한 2 장치간 전기적 콘택 구조의 일 실시례를 설명하기 위한 이동전화 단말기용 밧데리 및 충전기의 사시도이다.

도 2a 는 본 발명에 따른 영구자석 단자의 일실시례에 따른 사시도이다.

도 2b는 도 2a의 측단면도이다.

도 3a와 3b는 본 발명에 따른 영구자석 단자를 이용한 2 장치간 전기적 콘택 구조의 실시례를 도시한 사시도이다.

도 4a 내지 도 4f는 밧데리 하우징이 충전기 하우징에 접근한 상태에서의 도 3a의 A-A'절단선 및 B-B'절단선에 대한 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10a, 10b : 영구자석 단자 11: 영구자석

13:금속도체 피복 15a, 15b : 인출선

17 : 접합점 19 : 걸림 부재

21 : 스프링 100 : 밧데리 하우징

200 : 충전기 하우징 101, 102, 201, 202 : 자석

104 : 절연 공간 106: 격벽

204 : 걸림턱

206 : 단자 수용 공간

본 발명에 따른 영구자석 단자는 영구자석; 상기 영구자석의 표면에 형성된 금속도체 피막; 및 상기 금속도체 피막에 접합된 도전성 인출선; 을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 2 장치간 전기적 콘택 구조는 장치 1의 하우징; 장치 2의 하우징; 상기 장치 1 의 하우징에 구비된 상기 영구자석 단자; 및 상기 장치 2 의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1에 구비된 영구자석 단자와 반대 극성을 갖는 상기 영구자석 단자;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 장치 1의 하우징에는 1 내지 2개의 자석을 더 구비하고, 상기 장치 2의 하우징상의 지점 중 상기 장치 1의 하우징에 구비된 영구자석 단자와 장치 2의 하우징에 구비된 영구자석 단자가 자력에 의하여 접촉할 때 상기 자석이 접촉하는 각 지점에, 상기 자석과 극성이 반대인 자석을 1 개씩 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 장치 1은 이동전화 단말기용 밧데리, 장치 1측 영구자석 단자는 밧데리측 충전 단자, 상기 장치 2는 충전기, 상기 장치 2측 영구자석 단자는 충전기측 충전 단자인것을 특징으로 한다.

상기 장치 1은 이동전화 단말기용 밧데리, 장치 1측 영구자석 단자는 이동전화 단말기의 스피커 출력 단자 및 마이크로폰 입력 단자를 밧데리 하우징 배면까지 연장한 단말기 스피커 출력 단자 및 단말기 마이크로폰 입력 단자, 장치 2는 핸즈프리, 장치 2측 영구자석 단자는 핸즈프리 스피커 입력 단자 및 핸즈프리 마이크로폰 출력 단자인것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례를 상세히 설명한다.

도면에 도시된 실시례는 2 장치로 이동전화 단말기용 밧데리 및 충전기를 예시하고 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 본 발명에 따른 영구자석단자는 및 그것을 이용한 2 장치간 전기적 콘택 구조는 전기적인 연결이 필요한 모든 2 장치간에 적용될 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 영구자석 단자 및 그것을 이용한 2 장치간 전기적 콘택 구조의 일 실시례를 설명하기 위한 이동전화 단말기용 밧데리 및 충전기의 사시도를, 도 2a 는 본 발명에 따른 영구자석 단자의 일실시례에 따른 사시도를, 도 2b는 도 2a의 측단면도를, 도 3a와 3b는 본 발명에 따른 영구자석 단자를 이용한 밧데리와 충전기간 전기적 콘택 구조의 실시례를 도시한 사시도를, 도 4a 내지 도 4f는 밧데리 하우징이 충전기 하우징에 접근한 상태에서의 도 3a의 A-A'절단선 및 B-B'절단선에 대한 단면도를 각각 나타낸다.

도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 영구자석 단자(10a 또는 10b)는 영구자석편(11)의 표피를 도전율(conductivity)이 매우 큰 금속인 은, 구리 또는 니켈 등으로 피복하여 금속도체 피막(13)을 형성한데 특징이 있다. 또한, 전력 또는 신호 전송을 위한 도전성 인출선(15a 또는 15b)을 상기 금속도체 피막(13)에 솔더링(soldering)등의 방법으로 접합하여, 장치 내부에 영구자석 단자를 전기적으로 연결한다. 도 2b에서 부호 17은 접합점을 나타낸다.

일반적으로 영구자석이라하면 강자성체 중에서 특히 보자력이 큰 재질에 강한 자장을 걸어 강자성체의 자기 방향을 동일 방향으로 정렬시켜 자기 방향이 원상태로 회복되기 어렵게 만든 것이다. 공업적으로 주로 사용되는 영구자석의 재질로는 알니코(AlNiCo:Aluminium, Nickel and Cobalt의 합금), 훼라이트(Ferrite), 사마륨코발트(Sm-Co), 네오디윰(Nd-Fe-B) 등을 들 수 있다. 이 가운데 특히 네오디윰 (Nd-Fe-B)은 착자할 경우 보자력이 좋고, 자기 에너지가 매우 크기 때문에 소형으로 만들어도 충분한 자력을 유지한다. 또한, 네오디윰 자석의 표피에 니켈(Ni) 등의 강자성체를 피복하는 경우 뿐만 아니라, 은(Ag), 구리(Cu) 등의 상자성체를 피복하는 경우에도 충분한 자력선이 방출된다. 이것은 영구자석이 그 자체로는 전기 저항이 커서 단자로 사용할 수 없지만, 특히 소형으로 제작하여도 자력이 매우 큰 자석은 금속도체를 피복하여 전기 콘택 단자로 사용할 수 있음을 의미하는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 영구자석 단자에 사용되는 자석으로는 네오디뮴(Nd-Fe-B) 자석이 가장 바람직한 것이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 영구자석 단자는 그 내부 자석의 극성에 따라 N극 영구자석 단자(10a)와 S극 영구자석 단자(10b)로 제작될 수 있다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영구자석 단자를 밧데리측 충전 단자와 충전기측 충전 단자의 갯수 만큼 밧데리 하우징(100) 및 충전기 하우징(200)에 착설하면, 밧데리 하우징(100) 및 충전기 하우징(100)간의 전기적 콘택 수단으로 사용할 수 있다. 이 때, 서로 전기적으로 연결되어야 하는 밧데리 하우징(100)상의 영구자석 단자와 충전기 하우징(200)상의 영구자석 단자는 서로 극성이 반대인 것을 사용한다. 이렇게 구성할 경우, 별도의 체결 수단 없이도 밧데리를 충전기 근처에 접근시킬 때마다 밧데리측 충전 단자가 충전기측 충전 단자에 자동으로 접촉되게 된다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 밧데리 하우징(100) 및 충전기 하우징(200)에는 영구자석 단자 이외에도 자석(101, 201)을 더 구비하여, 더 용이하고 더 정밀한 충전 단자간의 전기적 접촉이 일어 나게 할 수 있다. 도 3a에는 밧데리 하우징(100) 및 충전기 하우징(200)에 서로 반대 극성의 자석을 각각 1개씩(101, 201) 구비한 경우를 도시하고, 도 3b에는 2개씩(101, 102, 201, 202) 구비한 경우를 도시하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4a 내지 도 4f는 도 3a에서 충전 단자 부분을 절단한 A-A'선 및 B-B'선에대한 단면도를 아래 위에 연속적으로 배치한 것이다.

이동전화 단말기는 휴대용으로 사용되므로, 보관중에 경우에 따라서 철판등 도전성 물체에 접촉될 수 있다. 이 때, 밧데리측 충전 단자로 착설된 영구자석 단자가 이들 물체와 접촉할 경우, 충전 단자간에 전기적 단락(短絡)이 일어날 수 있다. 물론 밧데리 내부의 보호 회로에 의하여 충전 단자간 단락시 방전이 차단되기는 하지만, 밧데리 하우징에 구비되는 영구자석 단자는 도 4a 내지 도 4f에 도시된 바와 같이 그 표면이 밧데리 하우징(100) 표면과 일정한 절연 공간(104)을 가질 수 있게, 밧데리 하우징(100) 표면으로 부터 조금 함몰하여 설치하는 것이 바람직 하다.

도 4c 또는 도 4f에 도시된 바와 같이, 밧데리 하우징(100)의 영구자석 단자를 하우징 내부에 함몰하는 대신에, 밧데리 하우징(100)의 표면의 영구자석 단자 주변에 격벽(106)을 형성하여, 밧데리 하우징(100)의 영구자석 단자간 단락을 예방할 수도 있다.

도 4a 내지 4f를 참조하면, 충전기 하우징(200)에 구비되는 영구자석 단자는 그 하단 외주면에 걸림 부재(19)를 구비하고, 충전기 하우징(200)에는 영구자석 단자가 수용될 수 있고, 그 높이가 영구자석 단자 높이 보다 긴 단자 수용 공간(206)을 형성한 후, 그 상부에 상기 영구자석 단자의 걸림 부재(19)가 걸릴 수 있는 걸림턱(204)을 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 충전기 하우징(200)의 영구자석 단자가 상기 단자 수용 공간(206)의 바닥에 안착되어 있다가, 밧데리가 접근하면 자력에 의해 충전기 하우징(200)의 표면 밖으로 돌출 되어 밧데리 하우징(100)의 영구자석 단자와 전기적 접촉을 하게 된다. 밧데리를 제거하면, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 충전기 하우징(200)의 영구자석 단자는 자중에 의하여, 도 4d 내지 도 4f에 도시된 충전기 하우징(200)의 영구자석 단자는 상기 단자 수용 공간(206)에 구비되고, 그 일단이 충전기 하우징(200)의 영구자석 단자에 결합되고, 그 타단이 단자 수용 공간(206)의 바닥에 고정된 스프링(21)에 의하여 자동으로 단자 수용 공간(206) 내부로 복귀한다.

도 4b 또는 도 4e에 도시된 바와 같이, 밧데리 하우징(100)의 영구자석 단자 및 충전기 하우징(200)의 영구자석 단자의 접촉면은 그 접촉 면적을 넓게 하기 위하여 반구형으로 하거나 원뿔형으로 할 수 있다.

이상, 밧데리와 충전기의 충전단자간 전기적 콘택 구조를 예시하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명에 의하여 전기적으로 연결될 수 있는 콘택 단자는 전력 전송 단자 및 아날로그 또는 디지털 신호 전송 단자를 모두 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 콘택 단자 구조는 전기적 연결 및 분리가 잦은 모든 장치간의 콘택 단자(connectors)에 사용할 수 있다. 특히, 이동전화 단말기의 단말기 스피커 출력 단자 및 단말기 마이크로폰 입력 단자를 이동전화 단말기의 하우징 배면을 통하여 밧데리의 하우징 배면까지 연장하고, 밧데리 하우징 배면에 충전 단자와 별도의 스피커 출력 단자 및 마이크로폰 입력 단자를 형성한 후, 이에 대응하여, 핸즈프리(hands free)의 하우징 상면에 핸즈프리 스피커 입력 단자 및 핸즈프리 마이크로폰 출력 단자를 구비하면, 이동전화 단말기와 핸즈프리간의 음성 신호 전송 단자간의 전기적 콘택 구조로 본 발명을 적용할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 콘택 단자 구조를 갖는 충전기를 버스, 지하철, 식당 등에 설치하면, 그 호환성으로 인하여, 집이나 사무실 외부에서도 용이하게 밧데리를 충전할 수 있는 장점이 있다.

이상, 첨부한 도면을 참조하여 본원 발명의 일 실시례를 설명하였으나, 본원 발명의 기술적 사상 및 그 보호 범위능 여기에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 사항과 실질적으로 동일한 모든 실시례에 미친다 할 것이다.

본 발명에 의하면, 자력을 이용하여 정확하고도 용이하게 2장치에 구비된 콘택 단자를 전기적으로 접촉 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 각 장치의 하우징 형상에 상관없이, 용이하게 2 장치간의 전기적 접촉을 달성할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 영구자석;

   상기 영구자석의 표면에 형성된 금속도체 피막; 및 상기 금속도체 피막에 접합된 도전성 인출선;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 영구자석 단자.
2. 장치 1의 하우징; 장치 2의 하우징; 상기 장치 1 의 하우징에 구비된 제 1 항 기재의 영구자석 단자; 및 상기 장치 2 의 하우징에 구비되고, 상기 장치 1에 구비된 영구자석 단자와 반대 극성을 갖는 제 1 항 기재의 영구자석 단자; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 장치 1의 하우징에는 1 내지 2개의 자석을 더 구비하고, 상기 장치 2의 하우징상의 지점 중 상기 장치 1의 하우징에 구비된 영구자석 단자와 장치 2의 하우징에 구비된 영구자석 단자가 자력에 의하여 접촉할 때 상기 자석이 접촉하는 각 지점에, 상기 자석과 극성이 반대인 자석을 1 개씩 더 구비한 것을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 구조.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 장치 1은 이동전화 단말기용 밧데리, 장치 1측 영구자석 단자는 밧데리측 충전 단자, 상기 장치 2는 충전기, 상기 장치 2측 영구자석 단자는 충전기측 충전 단자인것을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 구조.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 장치 1은 이동전화 단말기용 밧데리, 장치 1측 영구자석 단자는 이동전화 단말기의 스피커 출력 단자 및 마이크로폰 입력 단자를 밧데리 하우징 배면까지 연장한 단말기 스피커 출력 단자 및 단말기 마이크로폰 입력 단자, 장치 2는 핸즈프리, 장치 2측 영구자석 단자는 핸즈프리 스피커 입력 단자 및 핸즈프리 마이크로폰 출력 단자인것을 특징으로 하는 2 장치간 전기적 콘택 구조.