KR20110099536A - 동축케이블용 커넥터 - Google Patents

동축케이블용 커넥터 Download PDF

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KR20110099536A
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    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables

Abstract

본 발명은 동축케이블과 결합시 케이블과 접촉하는 부분의 부식을 방지할 수 있는 동축케이블용 커넥터에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 내부도체와, 상기 내부도체를 감싸는 절연체와, 상기 절연체를 감싸는 외부도체와, 상기 외부도체를 감싸는 외피로 이루어진 동축케이블의 커넥터로서, 상기 동축케이블과 접촉되는 부분이 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 중 둘 이상을 포함하는 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터가 개시된다.

Description

동축케이블용 커넥터{Connector for coaxial cable}
본 발명은 동축케이블용 커넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동축케이블과 결합시 케이블과 접촉하는 부분의 부식을 방지할 수 있는 동축케이블용 커넥터에 관한 것이다.
동축케이블은 신호전달의 매개체인 내부도체, 상기 내부도체를 감싸는 유전체, 상기 유전체를 감싸는 외부도체, 상기 외부도체를 감싸는 외피로 이루어진 케이블로서, 타 케이블에 비해 외부 전자기파에 의한 간섭에 매우 강하기 때문에 현재 여러 산업 분야에서 유용하게 사용되고 있다.
상기 동축케이블의 내부도체는 속이 꽉 찬 원기둥 형태 또는 중공이 형성된 원기둥 형태로 이루어질 수 있다. 중공이 형성되지 않은 형태의 내부도체는 동축케이블의 직경이 비교적 작은 경우에 사용되고 중공이 형성된 형태의 내부도체는 동축케이블의 직경이 비교적 큰 경우에 사용된다. 또한, 상기 동축케이블의 외부도체는 주름이 형성되지 않은 민자형과 주름이 형성된 주름형으로 분류된다. 상기 민자형 외부도체를 구비하는 동축케이블은 제조가 용이하고 작은 직경으로 제조될 수 있는 반면, 상기 주름형 외부도체를 구비하는 동축케이블은 신호의 감쇄량 특성 및 케이블의 굴곡 특성이 상대적으로 양호하다.
또한, 상기 외부도체는 그 재질로 구리 또는 알루미늄이 많이 이용된다. 외부도체의 재질 중 구리는 알루미늄에 비해 가격이 높기 때문에 동축케이블의 제조 원가가 상대적으로 높고, 알루미늄에 비해 무겁기 때문에 동축케이블의 포설작업 및 취급이 상대적으로 용이하지 않다. 여기에, 알루미늄은 구리 보다 도전률이 낮은 단점은 있으나, 비용이 상대적으로 싸고 무게도 가벼운 특성을 갖고 있어 최근 동축케이블의 외부도체 재질로 많이 이용되고 있다.
이와 같은 동축케이블은 특정 목적을 위해 타 동축케이블과 연결된 타 커넥터, 계측기기, 구동기기, 제어기기 등과 같은 장비에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 동축케이블은 길이의 연장을 위해 상기 타 커넥터와 연결될 수 있고, 품질 검사를 위해 상기 계측기기와 연결될 수 있으며, 상기 구동기기와 제어기기 간의 신호 전송을 위해 이들 기기와 연결될 수 있다.
상기 동축케이블을 상기 장비와 전기적으로 연결시킬 경우, 동축케이블용 커넥터가 사용된다. 상기 동축케이블용 커넥터는 중심도체의 유형에 따라 그 구성이 상이하기는 하나, 일반적으로 상기 중심도체와 상기 장비의 신호 송/수신부(상기 장비가 타 동축케이블과 연결된 타 커넥터일 경우에는 타 동축케이블의 중심도체)를 전기적으로 연결하는 핀과, 상기 외부도체와 상기 장비의 접지부(상기 장비가 타 동축케이블과 연결된 타 커넥터일 경우에는 타 동축케이블의 외부도체)를 전기적으로 연결하는 하우징과, 상기 핀과 상기 하우징 간을 절연시키는 절연체를 포함한다.
그러나, 기존의 동축케이블용 커넥터는 커넥터를 동축케이블에 결합시 결합된 부분이 시간이 지남에 따라 부식되는 문제가 있다. 즉, 동축케이블과 커넥터가 접촉되는 부분이 부식되어 둘 사이의 결합력이 저하되거나, 전기적 접속에 의한 특성도 저하되는 문제가 발생한다. 특히, 최근 많이 이용되는 알루미늄 외부도체를 이용한 동축케이블에서, 알루미늄 외부도체와 접촉하는 커넥터의 부위가 부식되는 문제가 있다.
기존의 동축케이블용 커넥터는 알루미늄 외부도체와 접촉되는 부분을 니켈(Ni)이나 은(Ag) 등의 재질로 이용하는데, 알루미늄과 위 재질들은 서로 전기화학적 전위차이로 인해 이종금속간 부식(갈바닉 부식)이 발생하기 쉬운 문제점이 야기되고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 동축케이블과 결합되는 커넥터의 재질 및 구조를 개선하여 케이블과 커넥터 간의 접촉 부분에서 발생하는 부식 현상을 방지할 수 있는 동축케이블용 커넥터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 동축케이블용 커넥터는, 내부도체와, 상기 내부도체를 감싸는 절연체와, 상기 절연체를 감싸는 외부도체와, 상기 외부도체를 감싸는 외피로 이루어진 동축케이블의 커넥터로서, 상기 동축케이블과 접촉되는 부분이 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 중 둘 이상을 포함하는 합금으로 이루어진다.
또는, 상기 동축케이블과 접촉되는 부분이 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 모두 포함하는 합금으로 이루어진 것이 바람직하다.
특히, 상기 동축케이블은, 외부도체가 알루미늄(Al) 재질로 이루어진 알루미늄 외부도체 동축케이블인 것이 바람직하다.
나아가, 상기 동축케이블과 접촉되는 부분은, 상기 동축케이블의 외부도체와 접촉되는 부분인 것이 바람직하다.
바람직하게, 상기 동축케이블과 접촉되는 부분은, 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 중 둘 이상이 조합된 합금이 도금되어 이루어진다.
또한, 상기 합금은, 구리(Cu)가 20% 내지 50%, 아연(Zn)이 5% 내지 30%, 주석(Sn)이 5% 내지 30%의 비율로 혼합된 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 동축케이블의 내부도체 내부로 삽입되는 일단과 소정 장비에 전기적으로 연결되는 타단을 구비한 도전성 핀; 상기 동축케이블의 알루미늄(Al) 외부도체와 상기 장비의 접지부를 전기적으로 연결하고, 상기 핀을 내부에 수용하는 도전성 하우징; 및 상기 핀의 외면과 상기 하우징의 내면 사이에 위치하여 상기 핀과 상기 하우징을 절연시키는 절연체;를 포함하되, 상기 하우징은 상기 알루미늄 외부도체와 접촉되는 부분이 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 중 둘 이상을 포함하는 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터가 제공된다.
바람직하게, 상기 하우징에서 상기 알루미늄 외부도체와 접촉되는 부분은, 구리(Cu)가 20% 내지 50%, 아연(Zn)이 5% 내지 30%, 주석(Sn)이 5% 내지 30%의 비율로 혼합된 합금이 도금된다.
나아가, 상기 동축케이블을 내부에 고정적으로 수용하고, 상기 외부도체와 상기 하우징을 전기적으로 연결하는 연결부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 동축케이블의 외부도체와 접촉하는 커넥터의 하우징을 전기화학적 전위차이가 적은 구리, 아연, 주석으로 조합된 합금으로 도금한 동축케이블용 커넥터를 제공함으로써, 케이블과 접촉되는 부분에서 발생하는 이종금속간 갈바닉 부식 현상을 방지하여, 오랜 시간 외부환경에 노출되어도 기계적 특성 및 전기적 특성을 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술할 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축케이블용 커넥터의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동축케이블용 커넥터에 결합되는 중공형 동축케이블의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 동축케이블용 커넥터와 종래의 동축케이블용 커넥터의 부식 속도를 실험하여 비교한 표이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축케이블용 커넥터의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동축케이블용 커넥터에 결합되는 중공형 동축케이블의 단면을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 동축케이블용 커넥터(100)는 핀(110)과 하우징(130)과 절연체(120)를 포함한다.
상기 핀(110)은 동축케이블(10)의 중공형 내부도체(11)와 소정 장비의 신호 송/수신부를 전기적으로 연결하는 역할을 수행한다. 여기서, 소정 장비는 타 동축케이블과 연결된 타 커넥터, 계측기기, 구동기기, 제어기기 등과 같이 상기 동축케이블(10)과 전기적으로 연결될 수 있는 장비를 의미한다.
상기 커넥터(100)와 동축케이블(10)의 결합시, 상기 핀(110)의 일단은 상기 내부도체(11) 내부로 삽입된다. 또한, 상기 커넥터(100)와 상기 장비의 결합시, 상기 핀(110)의 타단은 상기 송/수신부와 전기적으로 연결된 중공형 도체의 내부로 삽입되어 상기 도체의 내면과 접촉한다.
상기 절연체(120)는 상기 핀(110)의 외면과 상기 하우징(130)의 내면 사이에 위치하여 상기 핀(110)과 상기 하우징(130)을 절연시키는 역할을 수행한다. 상기 핀(110)은 상기 절연체(120)에 꽉 끼이도록 삽입됨으로써 고정되고 상기 절연체(120)는 상기 하우징(130)에 꽉 끼이도록 삽입됨으로써 고정된다.
상기 하우징(130)은 상기 동축케이블(10)의 외부도체(13)와 상기 장비의 접지부를 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 내부에 상기 핀(110)과 절연체(120)를 수용하고 도전성 물질로 형성된다. 이와 함께, 상기 하우징(130)은 상기 동축케이블(10)의 외부도체(13)와 접촉하는 부분이 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn)을 혼합한 합금 재질로 이루어진다. 이때, 상기 접촉하는 부분은 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 중 둘 이상을 포함하는 합금이거나, 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 모두를 포함하는 합금 재질로 이루어질 수 있다. 또는, 도전성 물질로 형성된 상기 하우징(130)의 표면에 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn)을 혼합한 합금 재질을 도금하여 형성할 수 있다.
여기서, 기존의 상기 하우징의 재질로는 니켈(Ni)이나 은(Ag) 등이 이용되나, 상기 동축케이블(10)의 외부도체(11) 재질인 알루미늄과의 전기화학적 전위차이로 인해서 이종금속간 부식(갈바닉 부식)이 발생하기 쉽다. 따라서, 커넥터 결합시 상기 동축케이블(10)의 외부도체(11)와 접촉되는 부분(131,132) 또는 상기 하우징(130)의 표면을 전기화학적 전위차이가 적은 구리, 아연, 주석 등의 재질을 혼합한 합금으로 형성하거나, 도금하여 이종금속간 부식을 줄이거나 방지하도록 구성한다.
도면에서의 동축케이블(10)은 주름 구조의 알루미늄 외부도체(11)인 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 주름 구조 또는 민자 구조의 외부도체를 채용한 동축케이블이나, 구리나 알루미늄 또는 그 외의 외부도체로 이용되는 재질을 채용한 동축케이블과도 결합 가능하며, 본 발명의 하우징(130)이 합금 재질로 이루어진 접촉 부분으로 인해 부식을 방지하는 작용 및 효과를 동일하게 창출한다.
또한, 도면에서의 동축케이블(10)은 내부도체(11)가 중공형인 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 속이 꽉 찬 원기둥 형태의 내부도체를 채용한 동축케이블과도 결합 가능함은 물론이다. 이때에는 상기 핀(110)과 상기 절연체(120)가 생략된 형태의 커넥터 구조를 가질 수 있으며, 동축케이블 자체의 속이 꽉찬 원기둥 형태의 내부도체를 핀 역할을 대신하도록 구성하고, 동축케이블 자체의 내부도체를 감싸는 절연체(12)가 상기 절연체(120)를 대신하도록 구성할 수 있다. 이때에도, 상기 하우징(130)은 동축케이블의 외부도체(13)와 접촉하여 결합하는 구조를 취하기 때문에, 상기 하우징(130)에 형성된 합금 재질에 의해 내부식성이 향상된다.
나아가, 상기 하우징(130)에 형성된 합금은 구리, 아연, 주석 중 둘 이상을 조합한 합금으로 이루어지는 데, 그 비율은 구리(Cu) 20% ~ 50%, 아연(Zn) 5% ~ 30%, 주석(Sn) 5% ~ 30%의 범위 내에서 혼합되어 이루어진다.
이와 같은 구성을 갖는 동축케이블용 커넥터(100)는 추가로 상기 하우징(130)의 일단에 전기적으로 연결된 도전성 너트(150)를 구비할 수 있다. 상기 도전성 너트(150)는 상기 장비의 접지부와 전기적으로 연결된 도전성 볼트의 결합에 의해 상기 하우징(130)과 상기 장비의 접지부와의 전기적 연결이 이루어진다. 상기 너트(150)는 상기 하우징(130)의 길이방향으로 직선왕복운동을 수행할 수 있도록, 그리고 상기 하우징(130)의 중심축을 회전축으로 하여 회전할 수 있도록 상기 하우징(130)의 일단에 결합된다. 앞서서는 상기 하우징(130)의 일단에 너트(150)를 결합시켰으나, 이와 달리 상기 하우징(130)의 일단에 볼트를 결합시킬 수도 있다. 이 경우, 상기 장비의 접지부와 연결된 상기 볼트는 너트로 대체된다.
아울러, 상기 하우징(130)과 상기 외부도체(13)와의 전기적 연결 및 동축케이블과의 결합을 위해 연결부재(140)의 구성이 추가될 수 있다. 이와 같은 연결부재(140)는 동축케이블의 외부시스(14)를 벗겨낸 뒤 외부도체(13)를 상기 하우징(130) 내부로 수용한 후, 외부도체(13)와 상기 하우징(130)이 꽉 끼어서 접속 결합되며, 동시에 동축케이블이 커넥터와 결합 지지될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
도 3은 본 발명에 따른 동축케이블용 커넥터와 종래의 동축케이블용 커넥터의 부식 속도를 실험하여 비교한 표이다.
먼저, 동축케이블의 외부도체 소재인 알루미늄(Al)과 종래의 동축케이블용 커넥터의 도금 재질인 은(Ag) 접촉 시 부식 속도를 비교예1로 설정하고, 외부도체인 알루미늄과 종래 커넥터의 도금 재질인 니켈(Ni) 접속시 부식 속도를 비교예2로 설정하였다.
다음, 동축케이블의 외부도체 소재인 알루미늄과 본 발명에 따른 동축케이블용 커넥터의 도금 재질인 구리(Cu)-아연(Zn)-주석(Sn) 합금의 접촉 시 부식 속도를 실시예1,2로 설정하였다.
이와 같이 설정한 후, 3.5% NaCl 용액에서 이종금속간 부식시험(갈바닉 부식시험)을 수행하여 도 3과 같은 결과를 얻었다.
여기서, 실시예1은 커넥터 도금 재질을 Cu; 55%, Zn; 27%, Sn; 18% 비율의 합금으로 하였고, 실시예2는 재질을 Cu; 45%, Zn; 30%, Sn; 25% 비율의 합금으로 하였다.
도면에 나타난 바와 같이, 위 시험 결과 본 발명에 따라 구리, 아연, 주석 합금으로 도금한 커넥터의 경우 기존 은(Ag) 도금한 커넥터 보다 이종금속간 부식 속도가 약 1/20배 낮게 나타나고 있음을 알 수 있고, 기존 니켈(Ni) 도금한 커넥터 보다는 이종금속간 부식 속도가 약 1/21배 낮게 나타나고 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 커넥터는 기존의 은 및 니켈 도금한 커넥터에 비해 이종금속간 부식에 대한 저항성이 약 20배 정도 우수한 특성을 갖고 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 동축케이블용 커넥터 110 : 핀
120 : 절연체 130 : 하우징
140 : 연결부재 150 : 너트

Claims (9)

  1. 내부도체와, 상기 내부도체를 감싸는 절연체와, 상기 절연체를 감싸는 외부도체와, 상기 외부도체를 감싸는 외피로 이루어진 동축케이블의 커넥터로서,
    상기 동축케이블과 접촉되는 부분이 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 중 둘 이상을 포함하는 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동축케이블과 접촉되는 부분이 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 모두 포함하는 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 동축케이블은, 외부도체가 알루미늄(Al) 재질로 이루어진 알루미늄 외부도체 동축케이블인 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 동축케이블과 접촉되는 부분은, 상기 동축케이블의 외부도체와 접촉되는 부분인 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 동축케이블과 접촉되는 부분은, 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 중 둘 이상이 조합된 합금이 도금되어 이루어진 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 합금은,
    구리(Cu)가 20% 내지 50%, 아연(Zn)이 5% 내지 30%, 주석(Sn)이 5% 내지 30%의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터.
  7. 동축케이블의 내부도체 내부로 삽입되는 일단과 소정 장비에 전기적으로 연결되는 타단을 구비한 도전성 핀;
    상기 동축케이블의 알루미늄(Al) 외부도체와 상기 장비의 접지부를 전기적으로 연결하고, 상기 핀을 내부에 수용하는 도전성 하우징; 및
    상기 핀의 외면과 상기 하우징의 내면 사이에 위치하여 상기 핀과 상기 하우징을 절연시키는 절연체;를 포함하되,
    상기 하우징은 상기 알루미늄 외부도체와 접촉되는 부분이 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 중 둘 이상을 포함하는 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하우징에서 상기 알루미늄 외부도체와 접촉되는 부분은,
    구리(Cu)가 20% 내지 50%, 아연(Zn)이 5% 내지 30%, 주석(Sn)이 5% 내지 30%의 비율로 혼합된 합금이 도금된 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 동축케이블을 내부에 고정적으로 수용하고, 상기 외부도체와 상기 하우징을 전기적으로 연결하는 연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동축케이블용 커넥터.
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