KR20080100208A - 분리 가능한 플러그 접속 장치 - Google Patents

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KR20080100208A
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다비드 로버트 고에츠
윌리엄 탄
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다비드 로버트 고에츠
윌리엄 탄
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Abstract

본 발명은 음향 재생기의 오디오 잭에 결합되는 오디오 플러그를 구비하는 접속 장치에 관한 것으로서, 상기 오디오 플러그는 상기 오디오 잭과 도전 경로를 형성하는 적어도 하나의 도체부를 구비하고,
상기 오디오 잭에 삽입되는 제1 부재; 및
상기 제1 부재가 상기 오디오 잭에 삽입된 후 상기 음향 재생기의 상기 오디오 잭 외측에 유지되고, 상기 적어도 하나의 도체부와 결합되는 적어도 하나의 접촉단을 포함하는 제2 부재를 포함한다.
상기 오디오 잭은 또한 상기 접촉단을 둘러싸는 돌출 단부를 구비한다. 또한, 상기 접속 장치는 상기 오디오 플러그에 결합되는 결합기를 더 구비하는데, 상기 결합기는 상기 오디오 플러그의 접촉단에 접촉되는 적어도 하나의 결합 접촉단이 제공된 제1 단부, 상기 결합 접촉단을 감싸면서 상기 플러그의 돌출 단부에 분리 가능하게 맞물리는 덮개; 및 제2 단부에 제공되어 표준형 플러그를 수용하는 소켓부를 포함한다.
접속 장치, 플러그, 결합기, 덮개, 돌출 단부

Description

분리 가능한 플러그 접속 장치 {RELEASABLE PLUG CONNECTOR SYSTEM}
본 발명은 오디오, 비디오, 데이타, 전원 등 전자기기의 인터페이스 커넥터(interface connectors for electronic device)에 관한 것으로서, 특히, 전자기기와 그의 다양한 인터페이스 커넥터 사이를 접속시키는 분리 가능한 또는 분리형(releasable, or break-away) 커넥터에 관한 것이다.
최근에 MP3와 다른 형태의 휴대용 미디어 재생기(portable media player)와 전자 기기들의 사용이 보편화되고 있다. 예를 들면, 많은 사람들이 주머니나 배낭에 애플 컴퓨터사(Apple Computer, Inc.)의 IPOD®를 주머니나 배낭에 가지고 다니는데, 사용자가 이동할 때 주머니나 배낭 내에서 IPOD는 심각한 외적 충격(significant abuse)에 노출될 수 있다. IPOD나 다른 미디어 재생기에서 가장 파손되기 쉬운 부분(most fragile aspects) 중의 하나가 오디오 잭이며, 오디오 잭이 접속되는 재생기의 내부 접속회로(internal connection circuitry)이다. 오디오 잭과 내부 접속회로는 재생기의 내부에서 깊숙하게 맞물린다(form a deep engagement). 일반적으로 플라스틱이나 고무 슬리브에 의해 덮여진 오디오 플러그의 돌출 부분(protruding stem)과 결합되면, 오디오 플러그나 잭에 횡방향으로 작용하는 힘이나 굽힘력(lateral, or bending force)이 작용할 때, 또는 헤드 셋 케 이블의 케이블이 당겨질 때, 의도하지 않은 외팔보 효과(cantilever effect)가 발생된다. 그러나 외력에 의해 지나치게 충격을 받거나 굽힘력을 받게 되면, 내부 접속회로가 손상되거나 심지어는 오디오 잭을 다시 사용할 수 없게 된다.
이러한 외적인 충격(such abuse)은 음악이나 미디어 재생기에만 한정되지 않고, 이동 전화기의 핸즈 프리 플러그(hands-free plug)나 잭, 랩탑 또는 데스크탑 컴퓨터에도 유사하게(equally) 발생될 수 있다. 잭을 사용할 수 없게 됨으로써 이동 전화기 사용자는 핸즈 프리 셋을 사용하지 못하는 것 뿐만 아니라, IPOD나 다른 미디어 재생기의 경우에는 잭을 수리하거나 교체해야만 한다. 이러한 잭이 없다면, IPOD와 같은 미디어 재생기는 음향 청취 기기(listening device)로 사용할 수 없기 때문이다.
일부 이동 전화기 제조 업자들은 헤드 셋에 연결되는 오디오의 일반적인(typical) 오디오 플러그와 잭을 사용하지 않는 주문자 방식(customized)의 분리형(break-away) 인터페이스 커넥터를 제안한 바 있다. 또한, 일반적인 전원 커넥터에 가해지는 충격이나 굽힘력에 의해 랩탑이 손상되는 문제에 대응하여, 애플 컴퓨터와 같은 랩탑 제조업자들은 "MagSafe"라 불리워지는 분리형 전원 커넥터를 도입한 바 있다. 그러나 이러한 주문형 커넥터는 그와 대응되는 기기에 특화되어 있고, 대응되는 소켓부(receptacle)를 가지지 않은 다른 기기에는 사용할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서 현존하는(existing) 전자기기에 분리형 구조(break-away feature)를 제공하는 분리 가능한 결합 커넥터(releasable coupling connector)가 요구되고 있 다. 또한, 현존하는 외형적 구조나 회로부(configuration or circuitry)를 변경하지 않으면서 제공될 수 있는 분리형 구조가 요구되고 있다.
본 발명은 외력, 특히, 횡방향과 굽힘 방향으로 작용하는 힘(lateral and bending)에 의해 충격을 받았을 때, 미디어 재생기와 같은 전자기기의 잭으로부터 쉽게 분리(easily break-off)될 수 있는 플러그를 포함하는 접속 장치(connector system)를 제공한다. 상기 접속 장치는 재생기 헤드 셋의 현존하는 플러그 뿐만 아니라, 미디어 재생기의 현존하는 잭과 호환되는 분리형 커넥터를 포함하는 중간 인터페이스(intermediary interface)를 제공한다. 상기 접속 장치는 또한, 헤드 셋의 케이블과 일체형으로 구성될 수 있다.
바람직한 하나의 실시 예에 따르면, 본 발명은 음향 재생기의 오디오 잭에 결합되는 접속 장치를 제공한다. 상기 접속 장치는 오디오 플러그를 구비하는데, 상기 오디오 플러그는 ⅰ) 상기 오디오 플러그는 상기 오디오 잭과 도전 경로(conducting path)를 형성하는 적어도 하나의 도체부(conductor)를 포함하며, 상기 음향 재생기의 오디오 잭에 삽입되는(fit into) 제1 부재와; ⅱ) 상기 제1 부재가 상기 오디오 잭에 삽입된 후 상기 음향 재생기의 상기 오디오 잭 외측에 유지되고(remain on the outside) 상기 적어도 하나의 도체부와 결합되는 적어도 하나의 접촉단(contact)을 포함하는 제2 부재와; ⅲ) 상기 접촉단을 둘러싸는 돌출 단부(protruding edge)를 포함한다. 상기 접속 장치는 또한, 상기 오디오 플러그에 결합되는 결합기(coupler)를 구비하는데, 상기 결합기는 ⅰ) 상기 오디오 플러그의 접촉단에 접촉되는 적어도 하나의 결합 접촉단(coupling contact)이 제공된 제1 단부(first end), 상기 결합 접촉단을 감싸면서 상기 플러그의 돌출 단부에 분리 가능하게 맞물리는(releasably engage) 덮개(cap); ⅱ) 제2 단부(second end)에 제공되어 표준형 플러그(standard plug)를 수용하는 소켓부(receptacle)를 포함한다.
바람직한 다른 실시 예에 따르면, 본 발명은 멀티미디어 신호를 출력하는 현존하는 잭을 포함하는 미디어 재생기의 분리 가능한(releasable) 접속 장치를 제공한다. 상기 분리 가능한 접속 장치는 상기 미디어 재생기와의 도전 경로를 제공하면서 상기 현존하는 잭에 삽입되는(fit into) 플러그를 구비한다. 상기 분리 가능한 접속 장치는 또한 상기 분리 가능한 결합기(releasable coupler)에 결합되는 소켓부를 포함한다. 상기 소켓부는 상기 표준형 플리그를 수용하게 설치되며 상기 표준형 플러그로부터의 제2 도전 경로(second conduction path)를 제공한다. 상기 분리 가능한 접속 장치는 또한 분리 가능한 결합기를 더 구비하며, 상기 분리 가능한 결합기는 상기 플러그에 맞물리는 제1 부재(first portion)와, 상기 소켓부에 결합되는 제2 부재(second portion)를 구비한다. 상기 플러그와 소켓부 중 하나에 기 설정된 외력(predetermined external force)이 작용하면, 상기 분리 가능한 결합기는 상기 제1 부재와 제2 부재로 분리되는 구성이다.
또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명은 오디오 잭을 구비하는 음향 재생기의 헤드 셋을 제공한다. 상기 헤드 셋은 오디오 플러그를 구비하는데, 상기 오디오 플러그는, ⅰ) 상기 오디오 플러그의 상기 오디오 잭에 삽입되고(fit into) 상기 오디오 잭에 연결되는 도전 경로를 제공하는 내부 부재(inside portion)와; ⅱ) 상기 내부 부재가 상기 오디오 잭에 삽입된 후 상기 재생기의 외측에 유지되고, 상기 도전 경로에 결합되는 평판형 접촉단(planar contact)을 구비하는 외부 부재(outside portion)를 포함한다. 상기 헤드 셋은 또한 분리형 결합기(break-away coupler)를 구비하는데, 상기 분리형 결합기는, ⅰ) 제1 단부(first end of said break-away coupler)에 제공되어 상기 평판형 접촉단에 접촉됨으로써 상기 도전 경로를 연장하는 적어도 하나의 접촉단과; ⅱ) 상기 적어도 하나의 접촉단을 둘러싸고 상기 오디오 플러그와 분리 가능하게 맞물리는(releasably engage) 덮개(cap)와; ⅲ) 제2 단부(second end of said break-away coupler)에 제공되는 헤드 셋을 포함하며, 상기 분리형 결합기의 제1 단부에 제공된 상기 적어도 하나의 접촉단은 상기 도전 경로를 상기 헤드 셋까지 연장하게 된다.
본 발명의 다른 목적들이나 구성, 이점 등은 하기의 상세한 설명을 통해 당업자에게 명확해질 것이다. 그러나 이는 대표적인 실시 예(exemplary embodiments)이기는 하나, 본 발명의 실시를 위해 도면 등을 통해 제시되는 상세하고 구체적인 예시들(detailed descirption and specific examples)일뿐, 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하며, 이하의 상세한 설명은 이러한 가능한 변형 예들을 포함하여 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 접속 장치를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 접속 장치의 플러그 부재(plug portion)를 나타내는 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 플러그 부재를 절개하여 나타내는 단면도,
도 4는 도 1에 도시된 접속 장치의 톱니형 탄성 결합 부재(notched resilient coupler portion)를 나타내는 사시도,
도 5는 도 1에 도시된 접속 장치의 비-톱니형 탄성 결합 부재(non-notched resilient coupler portion)를 나타내는 사시도,
도 6은 도 1에 도시된 접속 장치의 자성체형 플러그 부재(magnetic plug portion)를 나타내는 사시도,
도 7은 도 1에 도시된 접속 장치의 자성체형 결합 부재(magnetic coupler portion)를 나타내는 사시도,
도 8은 도 4에 도시된 탄성 결합 부재를 구비하는 접속 장치를 나타내는 단면도,
도 9는 도 7에 도시된 자성체형 결합 부재를 구비하는 접속 장치를 나타내는 단면도,
도 10은 도 1에 도시된 접속 장치의 플러그와 결합기가 IPOD 재생기에 사용되는 모습을 나타내는 사시도,
도 11은 도 1에 도시된 접속 장치의 플러그와 결합기가 헤드 셋에 통합된(integrated with a headset) 모습을 나타내는 사시도,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 플러그 부재를 USB 접속 장치에 적용한 예를 나타내는 사시도,
도 13은 도 12에 도시된 라인 ⅩⅡ-ⅩⅡ를 따라 USB 접속 장치의 플러그 부재를 절개하여 나타내는 단면도,
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플러그 부재를 USB 접속 장치에 적용한 예를 나타내는 사시도,
도 15는 도 14에 도시된 라인 ⅩⅣ-ⅩⅣ를 따라 USB 접속 장치의 플러그 부재를 절개하여 나타내는 단면도,
도 16은 도 12에 도시된 USB 접속 장치의 플러그 부재를 나타내는 평면도(front plan view),
도 17은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전원 접속 장치의 플러그 부재를 나타내는 사시도.
본 발명은 첨부된 도면을 참조한 설명을 통해 더 용이하게 이해될 것이며, 도면들을 참조함에 있어서 동일하거나 유사한 구성요소들에 대해서는 그 참조번호 또한 동일하거나 유사하게 부여하였음에 유의한다.
본 발명에 따른 분리 가능한(releasable) 또는 분리형(break-away) 접속 장치는 MP3 재생기, 랩탑 또는 데스크탑 컴퓨터, 게임 콘솔(gaming console), 미디어 재생기 등 헤드 셋 플러그에 연결하기 위해 오디오 잭이 이용되는 전자 기기에 관한 것이다. 분리 가능한 접속 장치는 통상의 오디오 잭과 통상의 헤드 셋 사이에 제공되는 부가 결합 커넥터(add-on coupling connector)이거나 헤드 셋의 오디오 플러그에 제공되는 통합 세그먼트(integrated segment)일 수 있다. 본 발명의 주된 장점들 중 하나는, 결합 커넥터에 횡방향 힘이나 충격이 가해졌을 때 오디오 잭으로부터 결합 커넥터가 분리될 수 있게 함으로써, 미디어 재생기의 내부 접속회로를 보호할 수 있다는 것이다.
하기의 상세한 설명에서는, "오디오", "비디오", "데이타", 또는 "전원"과 같이 특정된 용어들을 사용하는 대신에, "오디오"라는 용어로 단순화하여 설명될 것이다. 그러나 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 오디오, 비디오, 데이타 또는 전원 커넥터와 같이 외부의 충격이나 힘(accidental impact or other damaging forces)에 노출될 수 있는 모든 형태의 인터페이스 커넥터에 본 발명에 따른 접속 장치를 적용할 수 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 접속 장치(100)를 도시하고 있다. 상기 접속 장치(100)는 오디오 플러그(10), 결합기(coupler)(16), 소켓부(receptacle)(40)의 세 부분을 구비한다. 상기 결합기(16)과 소켓부(40) 사이에는 근소한(nominal) 길이를 가지는 유연한(flexible) 연장부(extention)(43)가 제공되어 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 상기 소켓부(40)는 통상의 헤드 셋에 제공되는 플러그를 결합하기 위한(configured to accept a plug) 개구(opening)(52)를 포함한다.
도 2는 상기 오디오 플러그(10)을 도시하고 있다. 상기 오디오 플러그(10)는 두 부분, 즉, 제1 섹션(12)와 제2 섹션(14)을 구비한다. 상기 제1 섹션(12)은 상기 오디오 플러그(10)의 일부분으로서, 미디어 재생기의 현존하는(existing) 오디오 잭에 삽입되는 것이다. 상기 제2 섹션(14)은 상기 오디오 플러그의 나머지 일부분으로서, 상기 제1 섹션(12)이 오디오 잭에 삽입된 후에는 상기 미디어 재생기의 오디오 잭의 외측에 유지된다. 도 4에 도시된 상기 결합기(16)에 설치되는 스프링에 지지된 다수의 접촉단(spring-loaded contact; 이하 '스프링 접촉단'이라 칭함)(22)들에 연결시키기 위하여, 바람직하게는 상기 제2 섹션(14)은 다수의 전기 접촉단(electric contact)(15)들을 구비한다. 상기 결합기(16)의 상기 스프링 접촉단(22)들과 접속하기 위하여, 상기 다수의 전기 접촉단(15)들은 상기 제1 섹션(12)으로부터 상기 제2 섹션(14)로 신호를 전달하는 다수의 개별적인 접촉단들(individual contacts)로 구성된다. 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 상기 다수의 전기 접촉단(15)들은 평탄면에 동심원 상으로 배열되어 있다(planar and arranged in concentric circles). 상기 제1 섹션(12)은 오디오 또는 비디오 재생 기기에 제공된 통상적인 잭에 상응하는 치수로 제작되며, 상기 제2 섹션(14)은 상기 제1 섹션(12)보다 더 큰 직경을 가지는 것이 바람직하다. 상기 오디오 플러그(10)의 상단에 제공된 상기 다수의 전기 접촉단(15)은 상기 결합기(16)의 덮개(26)에 분리 가능하게 맞물리는(releasable engagement) 돌출 단부(protruding edge)(13)에 의해 둘러싸이게 된다.
도 3은 상기 접속 장치(100)의 오디오 플러그(10)를 도 2에 도시된 라인 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절개하여 나타내는 도면이다. 상기 오디오 플러그(10)의 단면을 통해 상기 다수의 전기 접촉단(15)을 구성하는 원통(barrel)(4)들을 볼 수 있다. 상기 원통(4)들을 서로 결속시키기 위하여, 각각의 원통들을 변형시켜야 하며, 그렇지 않 으면 상기 원통(4)들은 서로 분리되거나 흩어지게 될 것이다(separate and/or fall apart). 상기 오디오 플러그(10)의 전기 접촉단(15)들의 평탄면을 얻기 위하여(achieve a planar surface), 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 상기 다수의 원통(4)들 각각은 단차부(uneven portion)(6)를 구비함으로써 서로 부착된다. 절연(insulation) 기능을 제공하는 합성수지(resin) 재료를 각 원통들 사이에 개재시키면, 상기 단차부(6)들은 상기 다수의 원통(4)들을 서로 결착시키게 된다(trap each other). 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 중간에 배치되는 원통에는(원통들이 4개 또는 5개 이상이라면 다수의 중간 원통들에) 또 다른 개구(8)가 형성되어 상기 절연 수지(insulation resin)가 각 원통들 사이를 소통할 수 있게 함과 아울러 상기 오디오 플러그(10)의 조립체 내에서 원통들의 결착을 강화한다. 이러한 본 발명의 구성은 각 원통의 단부 면 자체(end of each barrel itself)가 상기 스프링 접촉단들과의 접촉면이 됨으로써, 다수의 상기 전기 접촉단(15)들을 조립함에 있어서 또 다른 부품들이 요구되지 않기 때문에, 오디오 플러그를 제작함에 있어서 부품의 수를 줄여 제조 비용을 절감할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 중간 핀(구체적으로, 강체 원통(solid barrel))의 접촉면 직경은 상기 중간 핀을 감싸는 제1의 원통(next barrel)의 내경(inner diameter)보다 더 작다. 상기 제1 원통의 외경은 상기 제1 원통을 감싸는 제2의 원통의 내경보다 더 작고, 또한 제3, 제4의 원통의 외경은 그를 감싸는 다른 원통의 내경보다 더 작다(and so on and so forth).
도 4와 도 5를 참조하면, 상기 결합기(16)로서 두 가지 형태(B1, B2)가 예시 되고 있다. 'B1'으로 지시되는 실시 예에서, 상기 결합기(16)의 일단은 상기 오디오 플러그(10)의 제2 섹션(14)에 제공된 다수의 전기 접촉단(15)과 도전 경로(conducting path)를 형성하는 상기 다수의 스프링 접촉단(22)들을 포함한다. 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 상기 다수의 스프링 접촉단(22)들은 탭(tab)들을 구비하고 있으며, 상기 전기 접촉단(15)들과 결합될 수 있는 핀(pin)들, 와이어(wire)들, 또는 다른 적절한 접촉단 구조로 구성될 수 있다. 상기 도전 경로를 형성하기 위하여 상기 제2 섹션(14)의 돌출 단부(13)와 분리 가능하면서도 견고하게 맞물리는 규격으로 제작된(dimensioned) 개방단 덮개(open-ended cap)(26)가 상기 스프링 접촉단(22)들을 둘러싸고 있다. B1 실시 예의 상기 덮개(26)는, 상기 제2 섹션(14)이 상기 제1 섹션(12)에 쉽게 삽입되어 맞물릴 수 있게(snapped into) 하면서, 허용치(predetermined tolerance) 이상의 외력이 가해졌을 때는 쉽게 분리될 수 있도록 폴리에틸렌(polyethylene)과 같은 탄성 재질로 제작됨이 바람직하다. 상기 다수의 스프링 접촉단(22)들은 상기 제2 섹션(15)의 전기 접촉단(15)들과 안정적으로 접촉된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 덮개(26)에는 그의 가장자리를 따라 다수의 노치(92)들이 형성되어, 상기 오디오 플러그(10)의 제2 섹션(14)이 삽입/결합되거나(snapped into) 외력이 가해졌을 때 상기 덮개(26)으로부터 분리되는 것을 용이하게 할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예, 즉, 도 5의 B2 실시 예에서 상기 덮개(24)의 가장자리는 상기 노치(92)들이 형성되지 않은 연속적인(continuous) 형상을 가지고 있다. 이러한 두 가지의 결합기 형태는 모두 동일한 결합/분리 기능을 제공하며, 상기 덮개들의 탄성 복원력은 상기 노치들의 수와 형상 뿐만 아니라, 상기 덮개의 재질 등에 의해 결정/조절되어야 함은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 더욱이 본 발명의 또 다른 바람직한 실시 예에서는, 상기 제1, 제2 섹션(12, 14) 사이에 마찰 결합 구조를 적용할 수 있을 것이다.
도 10과 함께 다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 기기, 예를 들면, 헤드 셋, 가상현실 안경(virtual-reality goggle) 등의 플러그를 수용하는 상기 소켓부(40)는 상기 결합기(16)의 타단에 위치된다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예의 소켓부는 제품에 따라 데이타, 전원, 비디오 용 소켓으로 적용될 수 있다. 이미 설명되는 바와 같이, 상기 소켓부(40)와 결합기(16) 사이에는 상기 연장부(43)가 위치되어 있다. 상기 연장부(43)의 길이는 근소한 것이(nominal) 바람직하며, 일부 제품에서는 상기 소켓부(40)가 상기 결합기(16)의 타단에 일체형으로 형성되어 하나의 몸체로 제작됨으로써 도 11에 도시된 바와 같이 상기 연장부(43)가 사용되지 않을 수도 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시 예에서는, 상기 오디오 플러그(10)의 제2 섹션(14)에 배치된 상기 다수의 전기 접촉단(15)들을 상기 결합기(16)에 배치하고, 상기 결합기(16)에 배치된 상기 다수의 스프링 접촉단(22)들을 상기 오디오 플러그(10)에 배치할 수 있음에 유의한다. 또한, 상기 오디오 플러그(10)의 제2 섹션(14)에 형성된 돌출 단부(13)가 상기 결합기(16)에 형성되고, 상기 탄성 재질의 덮개가 상기 오디오 플러그(10)에 제공될 수 있을 것이다. 즉, 상기 전기 접촉단, 스프링 접촉단, 돌출 단부, 덮개 등의 배치는 설계 사항의 변경에 따라 다양하게 설정될 수 있는 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 상기 오디오 플러그(10)가 잭에 삽입된 상태에서 돌출되는 길이는 가능한한 짧게 함으로써 상기 오디오 플러그(10) 및/또는 상기 결합기(16)에 횡방향으로 힘이 작용했을 때 발생되는 지렛대 효과(leverage effect)를 감소시키는 것이 바람직하다.
더욱이, 다수의 전기 접촉단(15)들과 그에 상응하는 다수의 스프링 접촉단(22)들을 사용하는 대신에, 다른 형태의 접촉 구조(contacting method)들이 이용될 수 있다. 예를 들면, 평탄한 동심원 구조 대신에 다수의 전기 접촉단(15)들은 반구형(hemi-spherical), 구형(spherical) 또는 곡면 형상(curved-shape)으로 변형될 수 있으며, 스프링 접촉단(22)들은 변형된 전기 접촉단(15)들의 형상에 상응하게 변형될 수 있다. 이러한 본 발명의 실시 예들을 통해, 부품들 간에 분리 가능한 결합(releasable fit)에 의해 맞물렸을 때 도전 경로를 형성하는 적절한 구조는 당업자라면 용이하게 구성할 수 있을 것이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 접속 장치(100)가 배치된 기기의 대표적인(exemplary) 예를 도시하고 있다. 상기 오디오 플러그(10)는 예시된 IPOD 재생기(41)의 오디오 잭에 삽입되어 있다. 도면에서는 실제 크기에 비례한 것이 아니며, IPOD 재생기(41)에 대한 상기 접속 장치(100)의 크기가 다르게 도시되었음에 유의한다. 상기 탄성체 덮개(26)가 상기 오디오 플러그(10)의 돌출 단부(13)에 결속됨으로써, 상기 결합기(16)는 견고하면서도 분리 가능하게 상기 오디오 플러그(10)에 맞물려 있다. 도시되지 않은 통상의 헤드 셋의 헤드폰(headphone) 오디오 플러그는 상기 결합기(16) 타단의 소켓부(40)에 형성된 개구(52)로 삽입될 수 있다. 허용치를 초과하는 힘이 상기 오디오 플러그(10)나 상기 결합기(16)에 작용할 때마다, 상기 덮개(26)는 상기 오디오 플러그(10)로부터 손쉽게 분리됨으로써 상기 음향 재생기(41)의 내부 접속회로가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 사용자가 계속 음향 청취를 하고자 한다면, 분리된 상기 결합기(16)의 덮개(26)를 다시 상기 오디오 플러그(10)에 부착하기만 하면 된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 헤드 셋(42)의 코드(cord)(45)를 상기 결합기(16)에 통합시킴으로써, 상기 소켓부(40)는 완전히 제거될 수 있다(entirely eliminated). 본 실시 예에서, 상기 헤드 셋(42)의 코드(45)는 본 발명의 오디오 플러그(10)와 분리형 결합기(16)의 다수의 스프링 접촉단(22)으로 종단처리될 수 있다. 따라서 상기 소켓부(40) 뿐만 아니라 상기 헤드 셋(42)에 통상적으로 사용되어 왔던 잭은 완전히 제거될 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 오디오 플러그(10a)를 도시하고 있으며, 도 7은 상기 오디오 플러그(10a)에 부착될 수 있게 구성된 결합기(16a)를 도시하고 있다. 이하에서는, 도 6과 도 7을 참조하여 상기 결합기를 오디오 플러그에 부착하는 다른 실시 예를 살펴보기로 한다. 본 실시 예에서, 오디오 플러그에 맞물리게 하기 위해 덮개를 탄성 재질을 사용하는 대신에, 상기 결합기(16a)에 다른 형태의 덮개(30)을 사용함으로써 견고한 결속 구조(firm engagement)를 구성할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 오디오 플러그(10a)는 상단의 제2 섹션(14a)에 다수의 전기 접촉단(15)을 구비하는 점에서 선행 실시 예의 오디오 플러그(10)과 유사하나, 상기 결합기(16a)에 결합하기 위한 돌출 단부가 그 주변부(perimeter)에 형성되어 있지는 않다. 대신에, 본 실시 예에서, 상기 오디오 플러그(10a)는 그의 측면을 감싸게 형성되면서 상기 결합기(16a)에 부착되는 밴드(band)(32)를 구비하고, 상기 결합기(16a)는 다수의 스프링 접촉단(28)을 둘러싸는(enclosing) 덮개(30)를 구비한다.
본 실시 예에서, 상기 덮개(30)는 자성체(magnet)를 포함함으로써, 자기력에 의해 상기 오디오 플러그(10a)의 제2 섹션(14a)의 상기 밴드(32)에 분리 가능하게 부착될 수 있다. 본 실시 예를 변형하여, 상기 밴드(32)가 자성체를 포함하고, 상기 덮개(30)을 금속 부재로 구성될 수 있음에 유의한다. 또한, 상기 덮개(30)와 밴드(32)가 모두 자성체를 포함하되 그 극성을 달리하게 구성할 수도 있을 것이다. 상기 오디오 플러그(10a)의 다른 부분이 크롬이나 금 도금된 황동으로 제작되어 자성을 가지지 않은 경우, 상기 밴드(32)는 접속 장치의 자성체 구조를 부가하는 것이다. 대체로, 자성체 결합 구조를 형성하기 위하여, 상기 덮개(30)와 밴드(32) 모두 자기력을 가질 수 있는(magnetically compatible in nature) 재질을 포함할 필요가 있다.
도 8은 탄성체 구조를 가지는 실시 예에 따른 상기 접속 장치(100)의 단면을 도시하고 있는데, 상기 결합기(16) 내에서 다수의 상기 스프링 접촉단(22)이 상기 오디오 플러그(10)에 결속되는 상기 덮개(26)에 감싸진 상태로 스프링(38)에 의해 가압된다. 상기 오디오 플러그(10)는 상기 덮개(26)와 결속하기 위하여 평탄한 접촉부분(planar contact)(14)을 감싸는 상기 돌출 단부(13)를 구비한다. 상기 스프링(38)은 도시된 바와 같이, 상기 다수의 스프링 접촉단(22)들 바로 뒤에 배치된 다(displaced directly behind). 스프링을 사용하는 대신에, 다른 구조(other mechanism)를 이용하여 상기 스프링 접촉단(22)들을 가압하거나, 접촉단들의 재질 특성(material properties of the contaces)을 이용하여 간단하게 가압할 수 있을 것이다.
도 9는 스프링(39)에 의해 가압되는 다수의 스프링 접촉단(28)을 둘러싸는 덮개(30)을 도시하고 있는데, 상기 덮개(30)는 자성체 재질로 제작되어 상기 오디오 플러그(10a)의 밴드(32)에 부착될 수 있다. 자기력의 강도(strength of the magnetic force)는 설계 상의 요구사항이나 사용될 자성체 요소에 따라 결정되어야 할 것이다.
상술한 구체적인 실시 예들은 오디오 플러그 커넥터를 예로 들어 설명하고 있으나, 범용 직렬 버스(universal serial bus; USB), "Firewire"라 알려진 Institute of Electrical and Electronic Engineers(IEEE) 1395, 예를 들면, RCA 등의 다양한 비디오, 예를 들면, 6.3mm, 3.5mm, 2.5mm 등의 규격을 가지는 오디오 및/또는 전원 커넥터와 같이 다른 형태의 인터페이스 커넥터에도 본 발명을 적용할 수 있음을 당업자에게 자명하다 할 것이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예에 따른 데이타 플러그(data plug)(110)를 도시하고 있다. 상기 데이타 플러그(110)는 USB 포트에 접속하기 위한 것으로서, 제1, 제2 섹션(112, 114)을 포함한다. 상기 데이타 플러그(110) 중에서 상기 제1 섹션(112)은 USB 포트에 삽입되는 부분을 지시하며, 상기 제2 섹션(114)은 상기 데이타 플러그(110)가 삽입된 후에도 USB 포트의 외측에 유지되는 부분을 지시한다. 상술한 바 있는 오디오 플러그와 유사하게, 상기 제2 섹션(114)은 USB 코드에 적합하게 구성된 결합기(미도시)에 제공되는 다수의 접촉단들과 접속하기 위하여, 다수의 전기 접촉단(115)들을 구비한다. 상기 데이타 플러그(110)는 상술한 바 있는 오디오 플러그(10)의 돌출 단부(13)와 유사한 기능을 가지는 돌출 단부(113)를 구비한다.
도 14는 USB 포트에 접속되는 제2 실시 예에 따른 데이타 플러그(110a)를 도시하고 있다. 상기 데이타 플러그(110a)는 제1, 제2 섹션(112a, 114a)을 포함하며, 상기 제1 섹션(112a)은 USB 포트에 삽입되는 부분을 지시하며, 상기 제2 섹션(114a)은 상기 데이타 플러그(110a)가 삽입된 후에도 USB 포트의 외측에 유지되는 부분을 지시한다. 상술한 바 있는 오디오 플러그(10a), 결합기의 구성과 유사하게, 상기 제2 섹션(114a)은 USB 코드에 적합하게 구성된 결합기(미도시)와 자기력에 의해 결합하게(magnetically couple) 구성된다. 본 실시 예에서, 상기 데이타 플러그(110a)의 제2 섹션(114a)은 상기 데이타 플러그(110a)의 하우징(194a)을 둘러싸는 밴드(132)를 구비하며, 상기 밴드(132)는 상기 하우징(194a)의 일부분으로 형성될 수 있다. 상술한 오디오 플러그(10a)의 밴드(32)와 유사하게, 상기 밴드(132)는 강철(steel), 자성체(magnet) 또는 자기력을 가질 수 있는(magnetic in nature) 재질로 제작되어야 할 것이다. 대체로, 상기 밴드(132)와 USB 케이블의 결합기에 제공되는 덮개 사이에 자기력에 의한 결합 구조(magnetic coupling)를 형성하기 위해서는, 상기 밴드(132)와 덮개 모두 자기력을 가질수 있는(magnetically compatible in nature) 재질을 포함할 필요가 있다. 더욱이, 상기 제2 섹션(114a) 은 USB 코드의 결합기에 제공되는 다수의 접촉단들과 연결되는 다수의 전기 접촉단(115a)들을 구비한다.
도 13과 도 15는 도 12와 도 14에 도시된 데이타 플러그를 각각 나타내는 단면 사시도(perspective cross-sectional view)로서, 도 13에 도시된 데이타 플러그(110)는 맞물림 방식의 어댑터(snap adapter)에 결합되고, 도 15에 도시된 데이타 플러그(110a)는 자성체 방식의 어댑터(magnetic adapter) 결합된다. 도 13과 도 15에 도시된 바와 같이, 데이타 플러그의 각 실시 예는 다수의 USB 접촉단(104 또는 104a)들 내부로 연장되는(extending into) 다수의 전기 접촉단(115 또는 115a)들을 구비한다. 상기 USB 접촉단(104 또는 104a)들은 커넥터 몸체(108 또는 108a)를 감싸게 제공된 차폐재(194 또는 194a)와 함께 상기 커넥터 몸체(108 또는 108a)에 통합된다(integrated into). 이때, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 데이타 플러그(110)는 사다리꼴 형상(trapezoidal shape)과 같이 키 형상(keying feature)을 가짐으로써 사용자가 잘못된 방향으로 상기 데이타 플러그(110)를 결합기에 결합시키는 것을 방지할 수 있다. 상기 접촉단들은 선형적으로 배열되기 때문에, 잘못된 방향으로 상기 데이타 플러그(110)를 결합기에 삽입하는 것은 문제를 야기할 수 있다. 잘못된 방향으로 상기 데이타 플러그(110)을 결합기에 삽입하여 발생되는 문제들을 최소화하기 위하여, 키 형상을 변형하거나 접촉단들의 배열을 달리 할 수 있음은 자명하다.
도 13과 도 15의 단면도에서, 상기 USB 접촉단(104 또는 104a)들의 단부들은 다수의 전기 접촉단(115 또는 115a)으로 이용되는 평탄 영역(flat area)을 형성하 며, 상기 전기 접촉단(115 또는 115a)들은 결합기의 접촉단들(미도시)과 맞물리게 된다. 상술한 바와 같이, 상기 결합기의 접촉단들은 스프링에 지지될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 다수의 상기 USB 접촉단(104 또는 104a)들은 그 주위에 성형된(molded around) 플라스틱을 가지기 보다는 상기 커넥터 몸체(108 또는 108a)에 삽입되는 핀 형상이라 할 수 있다. 다수의 상기 USB 접촉단(104 또는 104a)들이 분리(falling out)되는 것을 방지하기 위한 구조(features)가 부가될 수 있다. 본 실시 예에서, 상기 플라스틱 하우징(구체적으로, 상기 커넥터 몸체(108 또는 108a))을 감싸는 금속 차폐재(구체적으로 상기 하우징(194 또는 194a))의 둘레에 플랜지(구체적으로, 상기 돌출 단부(113) 또는 밴드(132))가 배치된다. USB 표준에서는 또한 배선되는 차폐구조(shield to be wired)가 요구되므로, 첫번째 접촉단과 마지막 접촉단에 이웃하는 상기 플랜지 영역은 스프링 접촉단의 도전 경로로 작용할(act as a conduction path for spring contacts) 수 있는 정도로 충분히 넓어야 한다. 더욱이, 다수의 상기 USB 접촉단(115 또는 115a)들 자체로서 결합기의 접촉단들과 연결되는 접촉단인 다수의 상기 전기 접촉단(115 또는 115a)들을 구성하기 때문에, 접촉단들을 구성하기 위한 별도의 부품들을 조립할 필요가 없으며, 이로써 커넥터의 크기를 줄이면서 제조 비용을 절감할 수 있다.
본 발명을 실시함에 있어서, 일반적인 데이타 커넥터 제조 방법을 이용하여 약간의 변형이 가능하다. 예를 들면, 독일 표준화 기구인 Deutsches Institut fur Normung eV(DIN)에 따른 커넥터들은 실린더 형상의 핀들을 이용하고 있는데, 본 실시 예에 따른 USB 플러그의 절곡된 핀들(bending the pins)을 사용하는 대신, 실린 더 형상의 핀들을 평탄하게 가공하여 접촉면(contact surface)을 형성할 수 있다.
도 17은 전원 포트(power port)에 접속되는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전원 플러그(210)을 도시하고 있다. 상기 플러그(210)는 제1, 제2 섹션(212, 214)을 구비하는데, 상기 제1 섹션(212)는 상기 전원 포트에 삽입되는 부분을 지시하고, 상기 제2 섹션(214)은 상기 전원 플러그(210)이 상기 전원 포트에 삽입된 후에도 상기 전원 포트의 외측에 유지되는 부분을 지시한다. 상술한 바 있는 오디오 플러그와 유사하게, 상기 제2 섹션(214)은 전원 플러그에 대응되는 결합기(미도시)에 제공된 다수의 스프링 접촉단들과 연결되는 다수의 전기 접촉단(215)들을 구비한다.
오디오 플러그나 일부 전원 플러그와 같은 커넥터들은 실린더 형상의 플러그이기 때문에, 전기 접촉단들은 동심원 상으로 배열됨에 유의한다. 그러나 USB 또는 Firewire와 같은 데이타 커넥터들은 사각형 형상이기 때문에, 대체로 전기 접촉단들은 선형적으로 배열된다. 본 발명에 있어서, 이러한 커넥터들 간의 유사한 점은 별도의 부품들(secondary parts)을 부가하지 않더라도 핀들 또는 원통들(pins/barrels) 자체가 상대측 어댑터에 연결되는 접촉 표면(contact surface)이 된다는 것이다. 더욱이, USB나 Firewire와 같은 데이타 커넥터에서, 커넥터들 자체로서 이미 강철(steel) 재질의 차폐재(shield)를 가지기 때문에, 자기력에 이끌리는 강철 등의 금속 요소를 부가할 필요가 없다.
상술한 실시 예들은 대표적인(exemplary) 실시 예들로서, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 상술한 실시 예들을 다양하게 사용할 수 있을 것이며, 또한, 상술한 실시 예들을 다양하게 변경하거는 것은 이미 당업자에게 자명할 것이며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 상술한 바 있는 포괄적인 원리들(generic principles)을 다른 실시 예들에 적용될 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 상술한 바 있는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라, 상술한 원리들와 신규한 구성들에 따라야 할 것이다. 또한, "대표적인(exemplary)"라는 용어는 "예시적으로 개시되는(serving as an example, instance, or illustration)"의 의미로 사용된 것이며, "대표적인"으로 지시되는 어떤 실시 예가 가장 바람직하다거나 이점이 있다는 의미로 해석될 필요는 없다. 따라서 본 발명은 하기의 청구항들의 범위에 의해서 정의되어야 할 것이다.

Claims (22)

  1. 음향 재생기의 오디오 잭에 결합되는 접속 장치(connector system)에 있어서,
    오디오 플러그와 상기 오디오 플러그에 결합되는 결합기를 포함하고,
    a) 상기 오디오 플러그는,
    ⅰ) 상기 음향 재생기의 오디오 잭에 삽입되는(fit into) 제1 부재(first portion)와 오디오 잭과 도전 경로(conducting path)를 형성하는 적어도 하나의 도체부를 포함하며;
    ⅱ) 상기 제1 부재가 상기 오디오 잭에 삽입된 후 상기 음향 재생기의 오디오 잭의 외측에 유지되고, 상기 적어도 하나의 도전체에 결합되는 적어도 하나의 접촉단(contact)을 포함하는 제2 부재(second portion);
    ⅲ) 상기 적어도 하나의 접촉단을 둘러싸는 돌출 단부를 구비하고,
    b) 상기 결합기는,
    ⅰ) 상기 오디오 플러그의 적어도 하나의 접촉단들에 접촉되는 적어도 하나의 결합 접촉단(coupling contact)이 제공되고(disposed thereon), 상기 결합 접촉단을 둘러싸게 형성되면서 상기 오디오 플러그의 돌출 단부에 분리 가능하게 맞물리는 덮개가 구비된 제1 단부;
    ⅱ) 상기 결합기의 제2 단부에 제공되어 표준형 오디오 플러그를 수용하는 소켓부(receptacle)를 포함함을 특징으로 하는 접속 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 결합 접촉단과 소켓부에 결합된 케이블을 더 포함함을 특징으로 하는 접속 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 접촉단은 평탄하게 배열된 다수의 접촉단들(planar contacts)을 포함함을 특징으로 하는 접속 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 접촉단은 동심원 상으로 배열된 다수의 접촉단들을 포함함을 특징으로 하는 접속 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 결합 접촉단은 스프링에 의해 상기 적어도 하나의 접촉단을 향해 가압됨(biased against)을 특징으로 하는 접속 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제2 부재는 상기 제1 부재보다 더 큰 직경을 가짐을 특징으로 하는 접속 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 덮개는 다수의 노치(notch)들을 구비함을 특징으로 하는 접속 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 돌출 단부와 덮개는 자기력에 의해 결합됨(magnetically coupled)을 특징으로 하는 접속 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 돌출 단부는 자성체 재질(magnetic material)을 포함함을 특징으로 하는 접속 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 덮개는 자성체 재질을 포함함을 특징으로 하는 접속 장치.
  11. 제8 항에 있어서, 상기 덮개와 돌출 단부 중 적어도 하나에 허용치의 외력(force of predetermined amount)이 작용할 때까지, 자기력에 의해 상기 덮개는 상기 돌출 단부에 분리 가능하게 맞물림(be releasably engaged)을 특징으로 하는 접속 장치.
  12. 멀티미디어 신호를 출력하기 위하여 현존하는 잭(existing jack)을 구비하는 미디어 재생기의 분리 가능한 접속 장치에 있어서,
    a) 상기 현존하는 잭에 삽입되며(fit into), 상기 미디어 재생기로부터의 적어도 하나의 도전 경로를 제공하는 플러그;
    b) 상기 분리 가능한 결합기에 결합되고, 표준형 플러그를 수용하여 상기 표준형 플러그로부터의 제2의 도전 경로를 제공하는 소켓부(receptacle); 및
    c) 상기 플러그에 맞물리는 제1 부재(first portion)와, 상기 소켓부에 맞물리는 제2 부재(second portion)를 포함하는 분리 가능한 결합기(releasable coupler)를 구비하고,
    상기 분리 가능한 결합기는 상기 플러그와 소켓부 중 어느 하나에 허용치 이상의 외력(predetermined external force)이 가해졌을 때, 상기 제1 부재와 제2 부재로 분리됨을 특징으로 하는 접속 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 분리 가능한 결합기의 상기 제1 부재와 제2 부재는 평탄하게 배열된 다수의 접촉단들(planar contacts)과 가압된 다수의 접촉단 들(biased contacts)을 구비하고, 상기 평탄하게 배열된 접촉단들과 가압된 접촉단들은 상기 적어도 하나의 도전 경로와 제2 도전 경로를 전기적으로 결합시킴을 특징으로 하는 접속 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 평탄하게 배열된 접촉단들은 동심원 상으로 배열된 복수의 접촉단들로 이루어짐을 특징으로 하는 접속 장치.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 분리 가능한 결합기의 상기 제1 부재와 제2 부재는 결속력(clamping force)과 자기력(magnetic force) 중 어느 하나에 의해 서로 맞물림을 특징으로 하는 접속 장치.
  16. 제12 항에 있어서, 상기 분리 가능한 결합기의 제2 부재와 상기 소켓부를 연결하는 케이블을 더 구비함을 특징으로 하는 접속 장치.
  17. 제13 항에 있어서, 상기 가압된 접촉단들 중 적어도 하나는 스프링에 의해 상기 평탄하게 배열된 접촉단들 중 적어도 하나를 향해 가압됨(biased against)을 특징으로 하는 접속 장치.
  18. 제13 항에 있어서, 상기 제2 부재는 상기 제1 부재보다 더 큰 직경을 가짐을 특징으로 하는 접속 장치.
  19. 제12 항에 있어서, 상기 분리 가능한 결합기는 다수의 노치(notch)들을 구비함을 특징으로 하는 접속 장치.
  20. 제12 항에 있어서, 상기 제1 부재는 자성체 재질을 포함함을 특징으로 하는 접속 장치.
  21. 제12 항에 있어서, 상기 제2 부재는 자성체 재질을 포함함을 특징으로 하는 접속 장치.
  22. 오디오 잭을 포함하는 음향 재생기의 헤드 셋(headset)에 있어서,
    오디오 플러그와 분리형(break-away) 결합기를 구비하고,
    a) 상기 오디오 플러그는,
    ⅰ) 상기 오디오 잭에 삽입되고(fit into) 상기 오디오 잭에 연결되는 도전 경로를 제공하는 내부 부재(inside portion); 및
    ⅱ) 상기 내부 부재가 상기 오디오 잭에 삽입된 때 상기 재생기의 외측에 유지되며, 상기 도전 경로에 결합되는 평판형 접촉단(planar contact)을 포함하는 외부 부재(outside portion)를 포함하고,
    b) 상기 분리형 결합기는,
    ⅰ) 제1 단부(first end of said break-away coupler)에 제공되고, 상기 평판형 접촉단에 접촉되어 상기 도전 경로를 연장하는 적어도 하나의 접촉단;
    ⅱ) 상기 적어도 하나의 접촉단을 둘러싸고, 상기 오디오 플러그와 분리 가능하게 맞물리는(releasably engage) 덮개(cap); 및
    ⅲ) 제2 단부(second end of said break-away coupler)에 제공되는 헤드 셋을 포함하며,
    상기 분리형 결합기의 상기 제1 단부에 제공된 상기 적어도 하나의 접촉단은 상기 도전 경로를 상기 헤드 셋까지 연장함을 특징으로 하는 접속 장치.
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