KR20150058246A

KR20150058246A - 접촉 요소

Info

Publication number: KR20150058246A
Application number: KR1020157007469A
Authority: KR
Inventors: 마틴 젭하우서; 빌렘 블라크본; 헬무트 뮬필너
Original assignee: 로젠버거 호흐프리쿠벤츠테흐닉 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2015-05-28
Also published as: WO2014040670A1; CN104641513A; CN104641513B; US9281598B2; KR101904088B1; CA2884269A1; US20150229058A1; TWM480787U; DE202012008961U1; EP2896092A1; EP2896092B1; JP6118903B2; JP2015529962A

Abstract

대응 접촉 요소(mating contact element)의 접촉 에이리어(area)와 전기적 접촉을 형성하는 접촉 요소(contact element)로서, 적어도 2 개의 접촉 포인트(contact point)를 형성하는 접촉 영역을 포함하고, 접촉 포인트는 대응 접촉 요소의 접촉 에이리어로부터의 거리에 관해 신규 상태에서(in the new state) 서로 구별되고, 신규 상태에서 제1 접촉 포인트는 접촉 에이리어와 접촉을 형성하고, 제1 접촉 포인트의 정해진 양 만큼의 마모(defined amount of wear) 후, 제2 접촉 포인트는 접촉 에이리어와 접촉을 형성하는 접촉 요소가 제공된다.

Description

접촉 요소{CONTACT ELEMENT}

본 발명은 대응 접촉 요소(mating contact element)의 접촉 표면과 접촉하는 하나 이상의 접촉 포인트(contact point)를 갖는 접촉 요소(contact element)접촉 요소에 관한 것이다.

이러한 접촉 요소는, 예를 들어, 전기적 공급 에너지 또는 신호의 전송을 위해 도전체가 함께 접속된 것에 의해 플러그 커넥터(plug connector)에 사용된다. 전기적 에너지 또는 신호의 저 손실(low-loss) 전송을 달성하기 위해서는, 접촉 요소가 대응 접촉 요소의 접촉 표면과 영속적인 접촉을 형성하는 것이 필요하다.

이러한 접촉 요소들은, 예를 들어, 전기적 공급 에너지 또는 신호의 전송을 위해 도전체가 함께 접속된 플러그 커넥터에 사용된다. 전기적 에너지 또는 신호의 저 손실 전송을 달성하기 위해서는, 접촉 요소가 대응 접촉 요소의 접촉 표면과 영속적인 접촉을 하는 것이 필요하다. 특히, 플러그 커넥션에 대한 기계적 하중(mechanical load), 진동 스트레스(vibratory stress) 또는 열적 영향(thermal influence)과 같은 외부 영향은 전송 품질에 상당히 영향을 미치지 않을 수 있다.

접촉 요소의 접촉 포인트와 대응 접촉 요소의 접촉 표면 사이에서 영속적인 접촉을 달성하기 위해, 접촉 포인트가 접촉 표면에 대해 스프링 적재 방식(spring-loaded manner)으로 눌려져서, 결과적으로 접촉 포인트의 상대적인 움직임을 가능하게 하고 접촉 표면이 보상되어지는 것이 알려져 있다. 이러한 목적으로, 접촉 요소는, 예를 들어, 대응 접촉 요소와 접촉을 형성함에 있어 탄성적으로 편향되는(deflected elastically) 스프링 탭(spring tab)의 형태로 설계될 수 있다.

접촉 요소는 빈번하게 금속으로 이루어진 본체를 포함하고, 상기 금속에는 코팅(coating)이 제공되고, 본체의 물질과 비교하여, 상기 코팅은 대응 접촉 요소와 결합하여 향상된 접촉 저항에 의해 다른 것들로부터 구별된다. 일부 경우에 그것은, 진동 스트레스가 있는 경우 비교적 빨리 코팅이 마모, 즉, 부식되는 이러한 접촉 요소에 있어 문제가 있는 것으로 판명되었다. 이것은 접촉 저항을 증가시킬 수 있고, 이것이 사용되는 접촉 요소 또는 전 플러그 커넥션이 사용 불가능하게 되도록 할 수 있다.

이러한 선행 기술로부터 시작하여, 본 발명은 일반 타입(generic type)의 접촉 요소의 수명(service life)에 관해 향상시키는 문제에 기초한다.

이러한 문제점은 청구항 1에 따른 접촉 요소를 통해 해결된다. 본 발명에 따른 복수의 접촉 요소를 구비하는 접촉부(contact part) 및, 본 발명에 따른 접촉 요소 또는 본 발명에 따른 접촉부를 상보적인 대응 접촉 요소와 함께 포함하는 시스템이 추가적인 독립항들의 청구 대상이다. 본 발명에 따른 접촉 요소 및 본 발명에 따른 접촉부의 유리한 실시예들은 종속항들의 청구 대상이고, 이어지는 본 발명의 상세한 설명에서 설명된다.

본 발명에 따르면, 대응 접촉 요소의 접촉 표면과 전기적 접촉을 형성하는 일반 타입의 접촉 요소에서, 적어도 2 개의 접촉 포인트가 형성되고, 2 개의 접촉 포인트는 대응 접촉 요소의 접촉 표면으로부터의 거리에 관해 신규 상태에서(in the new state) 서로 구별되고, 신규 상태에서, 제1 접촉 포인트는 접촉 표면과 접촉을 형성하고, 제1 접촉 포인트의 정해진 양 만큼의 마모(defined amount of wear) 후, 제2 접촉 포인트는 (어쩌면 제1 접촉 포인트와 함께) 접촉 표면과 접촉을 형성한다.

따라서 접촉 요소는, 그 수명이 일반 타입의 접촉 요소의 몇 배까지 연장될 수 있도록 만들어진다. 그 이유는, 낮은 접촉 저항으로 전기적 공급 에너지 또는 신호의 전송을 가능토록 하는 몇몇의 접촉 포인트가 연속해서 형성되기 때문이다.

바람직하게는, 접촉 요소는 본체 및 (적어도 하나의 섹션에서) 본체에 대해 적용된 코팅을 포함할 수 있고, 코팅이 제1 접촉 포인트의 영역에서 그 두께가 감소되거나 제거되는, 마모(wear)의 결과로서, 제2 접촉 포인트는 접촉 표면과 접촉을 형성한다. 이에 따라 본체는 바람직하게는 금속, 특히 구리를 기초로 하는 금속으로 제조될 수 있고, 코팅도 또한 금속, 특히 니켈에 기초할 수 있다. 그러나, 이와 다르게, 본체는 또한 바람직하게는 금속 코팅이 제공되는 (아마도 전기적으로 도전성인) 플라스틱으로 형성될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 적어도 하나의, 바람직하게는 모든 접촉 포인트는 (바람직하게는 3차원으로) 만곡되도록 형성되고, 특히 접촉 요소의 표면의 부분적으로 구형인 단면(partially spherical section)으로 형성된다. 이것은 접촉 포인트가, 접촉 표면에 관해 접촉 요소의 위치적 허용 오차(positional tolerance)에 대해 크게 영향 받지 않는 것을 허용한다.

접촉 요소의 신규 상태에서의 2 개의 접촉 포인트 사이의 거리상 차이는 바람직하게는 약 0.02 mm 내지 0.03 mm에 불과할 수 있다. 접촉 요소가 코팅이 된 본체를 포함하는 경우, 이것은 또한 코팅의 바람직한 두께에 대응할 수 있고, 특히 바람직하게는, 거리상 차이는 코팅의 두께보다 조금 작은 값일 수 있다. 이것은 제2 접촉 포인트가, 제1 접촉 포인트 상의 코팅이 완전히 부식된 경우, 접촉 표면과 이미 접촉을 형성하는 것을 보장하는 것을 가능하도록 한다.

본 발명에 따른 접촉 요소는 유리하게는 스프링 탭(spring tab)으로서 형성될 수 있다. 이것은 대응 접촉 요소의 접촉 표면에 대해 누르는 스프링 적재 접촉 요소(spring-loaded contact element)의 단순하고 경제적인 제조를 허용한다.

본 발명은 또한 스프링 케이지(spring cage)의 형태로 배치되는 스프링 탭의 형태인 복수의 접촉 요소를 구비하는 접촉부에 관한 것이다.

"스프링 케이지"는 접촉부를 의미하는 것으로 이해되며, 그 접촉 요소는 공간적 구조에서, 특히, 대응 접촉 요소의 3 차원의 접촉 표면(따라서 완전히 평평하지는 않은)으로 접촉을 형성하도록 배치된다. 특히, 이러한 스프링 케이지에서 접촉 요소는 링(ring)으로 배치될 수 있다.

또한 바람직하게는, 스프링 케이지는 (바람직하게는) 구부러진 시트 금속 요소(bent sheet metal component), 특히 스탬핑되고 구부러진 요소(stamped and bent component)로서 단일 조각으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 접촉 요소 또는 본 발명에 따른 접촉부 및 접촉 요소(들)과 접촉을 형성하는 접촉 표면과 대응 접촉 요소를 포함하는 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 접촉 요소 또는 본 발명에 따른 접촉부 또는 본 발명에 따른 시스템은, 특히 바람직하게는, 라디오 주파수 신호(RF 신호)의 전송에 적합하다.

본 발명은 도면에 도시된 예시적인 실시예들을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 스프링 케이지 형태의 본 발명에 따른 접촉부의 측면도이다.
도 2는 도 1에 따른 접촉부의 사시도이다.
도 3은, 도 1 및 도 2에 따른 접촉부 및 대응 접촉 요소를 포함하는 본 발명에 따른 시스템의 일부분을 통한 길이방향 단면을 도시한다.
도 4는 도 3에서 확대된 부분(IV)을 도시한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 시스템의 일 실시예를 나타내고, 상기 시스템은 본 발명에 따른 접촉부(contact part)(1) 및 대응 접촉 요소(mating contact element)(3)와 접촉을 형성하는 복수의 접촉 요소(element)(2)를 포함한다. 시스템은 RF 신호의 전송을 위해 사용된다.

본 발명에 따른 접촉부(1)는 스프링 케이지(spring cage)의 형태로 설계된다. 이것은 접촉 요소(2)가 스프링 탭(spring tab)의 형태로 통합되는 벽에서 원형의 단면을 갖는 스탬핑되고 구부러진 요소(stamped and bent component)에 의해 형성된다.

스프링 케이지(또는 그 본체)는 금속 물질, 예컨대 인청동(phosphorus bronze)을 포함한다. 예를 들어, 니켈계(nickel-based)일 수 있는 본체에 대한 코팅이 또한 제공되어, 인청동에 비해, 접촉부(1)와 대응 접촉 요소(3) 사이의 접촉 저항을 향상시킬 수 있다.

접촉 요소(2)는 각각 접촉 요소(2)의 자유 단부(free ends)에서 접촉 영역을 형성한다. 접촉 요소(2)의 부분적으로 구형인 단면(partially spherical section)의 외부 측에 의해 형성된 이들 접촉 영역 각각에 접촉 포인트(4, 5)가 제공된다. 이들 부분적으로 구형인 단면은 단순히 형성 공정(forming process)에 의해 접촉 요소(2)에 도입될 수 있다.

플러그 형태의 대응 접촉 요소(3)가 스프링 케이지에 플러깅되는 경우, 접촉 요소(2)는 반경 방향의 바깥쪽으로(radially outwards) 탄성적으로 변형된다. 이에 따라, 접촉 요소(2)는, 대응 접촉 요소의 외부 측에 의해 형성된 접촉 표면(6)을 스프링 적재 방식(spring-loaded manner)으로 누른다.

본 발명에 따르면, 접촉부(1)의 신규 상태에서(in the new state), 연관된 스프링 탭의 자유 단부에 보다 가깝게 배치되는 제1 접촉 포인트(4)만이 접촉 표면(6)과 접촉을 형성한다. 이와 대조적으로, 약 0.02 mm 내지 0.03 mm의 정해진 거리가 각각의 제2 접촉 포인트(5)와 접촉 표면(6) 사이에 제공된다(도 4 참조). 따라서, 신규 상태에서는 접촉 요소(2)의 제1 접촉 포인트(4)만이 접촉부(1)로부터 대응 접촉 요소(3)로 RF 신호를 전송을 담당한다.

만일 시스템이 연속적인 진동, 즉, 진동 스트레스 또는, 대응 접촉 요소(3)의 접촉 표면(6) 위로 접촉부(1)가 슬라이딩하는 반복되는 플러깅 및 접속을 단절하는 움직임에 노출되면, 이것은 제1 접촉 포인트(4)의 마모(wear), 특히 제1 접촉 포인트(4)의 코팅의 (부분적인) 부식을 야기할 수 있다. 이러한 마모가 증가하면 접촉 요소(2)의 제2 접촉 포인트(5)가 대응 접촉 요소(3)의 접촉 표면(6)에 접근하게 되고 결국에는 이것과 접촉을 형성한다. 이것은 바람직하게는 코팅이 제1 접촉 포인트(4)로부터 완전히 부식되기 조금 이전에 발생된다. 그러면 제2 접촉 포인트(5)에 대해 완전한 두께로 존재하는 코팅이 비교적 낮은 접촉 저항으로 양질의 RF 신호 전송을 계속하는 것을 보장할 수 있다.

자명하게도, 일부 또는 모든 접촉 요소(2)에 대해 2 개가 넘는, 예컨대, 3 개의 접촉 포인트를 제공하는 것 또한 가능하고, 예를 들어 제3 접촉 포인트는, 접촉부의 신규 상태에서, 바람직하게는 제2 접촉 포인트(5)가 제1 접촉 포인트(4)로부터 떨어진 것과 같은, 제2 접촉 포인트로부터 동일한 거리에 배치된다.

접촉 요소(2)마다 수 개의 제1 접촉 포인트(4) 및 수 개의 제2 접촉 포인트(5)(및 필요한 만큼 더) 또한 제공될 수 있다.

1: 접촉부
2: 접촉 요소
3: 대응 접촉 요소
4: 제1 접촉 포인트
5: 제2 접촉 포인트
6: 접촉 표면

Claims

대응 접촉 요소(mating contact element)(3)의 접촉 표면(6)과 전기적 접촉을 형성하는 접촉 요소(contact element)(2)로서,
적어도 2 개의 접촉 포인트(contact point)(4, 5)를 형성하는 접촉 영역을 포함하고,
상기 접촉 포인트(4, 5)는 상기 대응 접촉 요소(3)의 상기 접촉 표면(6)으로부터의 거리에 관해 신규 상태에서(in the new state) 서로 구별되고,
상기 신규 상태에서 상기 제1 접촉 포인트(4)는 상기 접촉 표면(6)과 접촉을 형성하고,
상기 제1 접촉 포인트(4)의 정해진 양 만큼의 마모(defined amount of wear) 후, 상기 제2 접촉 포인트(5)는 상기 접촉 표면(6)과 접촉을 형성하는 접촉 요소(2).
제1항에 있어서,
코팅(coating)을 포함하는 본체를 더 포함하고,
상기 제2 접촉 포인트(5)는, 상기 제1 접촉 포인트(4)의 영역에서의 상기 코팅이 마모되어 제거된 경우, 상기 접촉 표면(6)과 접촉을 형성하는 접촉 요소(2).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 접촉 포인트(4, 5)의 적어도 하나는 상기 접촉 요소(2)의 표면의 만곡된 단면(curved section)에 의해 형성되는 접촉 요소(2).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 거리의 차이는 약 0.02 mm 내지 0.03 mm인 접촉 요소(2).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접촉 요소(2)는 스프링 탭(spring tab)으로서 설계되는 접촉 요소(2).
제5항에 따른 복수의 접촉 요소(2)를 구비하는 접촉부(contact part)(1)로서,
스프링 케이지(spring cage)의 형태로 배치된 접촉부(1).
제6항에 따른 접촉부(1)로서,
상기 접촉부(1)는 구부러진 시트 금속 요소(bent sheet metal component)로서 설계되는 접촉부(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 접촉 요소(2) 또는 제6항 또는 제7항에 따른 접촉부(1) 및
상기 접촉 요소(2)와 접촉을 형성하는 접촉 표면(6)을 구비한 대응 접촉 요소(3)를 포함하는 시스템.