KR20190070983A

KR20190070983A - 전기 커넥터

Info

Publication number: KR20190070983A
Application number: KR1020197015503A
Authority: KR
Inventors: 로라 하리토; 가에타노 링; 무르타자 판주
Original assignee: 롤리 리미티드
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2019-06-21
Also published as: GB201618447D0; JP2019533887A; EP3535814A1; GB2555493A; CN110383600A; US20190296505A1; WO2018083456A1

Abstract

다른 전기 커넥터와의 연결을 통해 전력 및 데이터를 전달하기 위한 전기 커넥터가 개시된다. 정합 인터페이스를 제공하는 절연 커넥터 하우징을 포함하고, 정합 인터페이스는 제1 평면 내에서 연장한다. 전기 커넥터는 상기 제1 평면에 대해 적어도 부분적으로 수직하게 연장되는 복수의 전기 접점을 포함하는 접점 배열체를 더 포함한다. 복수의 전기 접점은 전력을 전달하도록 배치된 하나 또는 복수의 제1 전기 접점 쌍을 포함한다. 복수의 전기 접점은 데이터를 전송하도록 배치되며 각각이 수신 접점 및 전송 접점을 포함하는 하나 또는 복수의 제2 전기 접점 쌍을 더 포함한다. 하나의 쌍을 이루는 전기 접점 각각은 제1 평면에 수직인 제2 평면에 대해 쌍을 이루는 다른 전기 접점에 대칭으로 배치된다.

Description

전기 커넥터

본 발명은 전기 커넥터에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 이에 한정되는 것은 아니나, 본 발명은 연결 과정을 개선 및 단순화할 수 있는 효율적 방식으로 다른 전기 커넥터와 결합으로써 전력 및 데이터를 전달하는 전기 커넥터에 관한 것이다.

전기 커넥터들은 하나 이상의 전기 장치를 다른 장치에 연결하기 위한 다양한 목적으로 널리 사용된다. 몇몇 시스템에서, 두 개의 전기 장치를 연결하기 위해 전기 케이블이 각 장치의 포트 내에 삽입 연결(plugged)되고, 이 케이블은 두 장치 사이에서 전류를 전달한다. 이는 안전하고 신뢰성 있는 장치 연결 방법을 제공하나 대신 사용자가 케이블의 각 끝을 각 포트에 개별적으로 연결해야 하는 어려움을 발생시키는데, 이는 연결 대상인 장치들의 빠른 연결 해제(release) 및 재구성을 어렵게 한다. 이러한 케이블은 엉키기 쉽거나, 사용자가 새로운 장치에 대한 연결을 하기 위해 케이블들을 분리하여(unplug) 다른 장치에 재연결(re-plug) 하는 것에 장애가 될 수 있다.

몇몇 다른 시스템들에서, 커넥터들은 기기에 바로 장착되며 그 연결은 기기들이 밀착되며 물리적으로 접촉되는 방식으로 이루어진다. 이는 케이블의 필요성을 배제할 수는 있으나 추가적인 문제를 유발할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 포트들이 서로 연결되지 않기 때문에 기기들은 더 이상 단순한 포트를 이용해 연결되기 어려우며, 대신에 두 개의 커넥터들 사이에 플러그-소켓(plug-socket) 관계를 필요로 한다. 이는 장치를 재배치하는 기능을 제한하는 데, 이는 두 장치가 성공적으로 연결하려면 플러그 커넥터가 소켓 커넥터에 적합해야 한다는 추가 요구 사항이 발생하기 때문이다.

전술한 어려움들은 모듈형 전기 장치를 설계할 때 특히 중요하다. 본질적으로 모듈형 장치들는 모듈형 시스템 내의 다양한 다른 장치들에 대해 부착 및 분리될 필요가 있다. 어떠한 장치가 연결가능한 지가 임의적으로 제한되는 것 또는 각 장치의 어느 부분이 다른 장치의 다른 부분에 연결할 수 있는지가 임의적으로 제한되는 것은, 시스템을 모듈화하는 것에 악영향을 미친다.

또한, 모듈형 시스템 내 커넥터들이 몇 개의 접점들을 가질 때, 여러 기기들을 배열하며 그 각각의 방향을 배열하는 방식들 및 여러 옵션들이 요구될 수 있으나 이는 커넥터의 접점들이 대응하는 커넥터의 접점들에 접촉해야 한다는 특정 제한 조건에 부합되지 않는다. 높은 모듈 적용성을 제공할 수록, 커넥터들이 작동하지 않거나 커넥터들 및 그 커넥터들에 부착된 전기 부품에 이러한 전기적 손상이 야기되는 방식으로 연결이 이루어져 버리는 커넥터들에 대한 보호 방법을 마련하는 것이 더 어려워진다.

따라서, 전술한 어려움들의 일부 또는 전부를 해소할 수 있는 전기 커넥터를 제공하도록 공지된 시스템들에 대한 실질적인 개선이 필요하다.

다른 전기 커넥터와의 연결을 통해 전력 및 데이터를 전달하기 위한 전기 커넥터가 제공된다. 이 전기 커넥터는 정합 인터페이스를 제공하는 절연 커넥터 하우징을 포함한다. 정합 인터페이스는 제1 평면 내에서 연장한다. 전기 커넥터는 상기 제1 평면에 대해 적어도 부분적으로 수직하게 연장되는 복수의 전기 접점을 포함하는 접점 배열체를 더 포함한다. 복수의 전기 접점은 전력을 전달하도록 배치된 하나 또는 복수의 제1 전기 접점 쌍을 포함한다. 복수의 전기 접점은 데이터를 전송하도록 배치된 하나 또는 복수의 제2 전기 접점 쌍을 더 포함한다. 하나 또는 복수의 제2 전기 접점 쌍 각각은 수신 접점 및 전송 접점을 포함한다. 하나의 쌍을 이루는 전기 접점 각각은 제1 평면에 수직인 제2 평면에 대해 쌍을 이루는 다른 전기 접점에 대칭으로 배치된다.

각각의 전기 접점 쌍은 제1 평면에 적어도 부분적으로 수직하게 돌출하는 제1 전기 접점 및 상기 제1 평면에 대해 오목하게 형성된 제2 전기 접점을 포함할 수 있다.

상기 절연 커넥터 하우징은 복수의 전기 접점을 정위치에서 유지할 수 있다. 상기 절연 커넥터 하우징은 상기 접점 배열체 내에서 상기 복수의 전기 접점들의 각각의 위치를 형성할 수 있다.

상기 제2 평면은 상기 정합 인터페이스의 제1 영역 및 제2 영역을 형성한다. 돌출 형상인 상기 제1 영역 내의 각각의 위치가 오목 형상인 상기 제2 영역 내의 위치에 대응하도록 상기 제1 영역은 상기 제2 영역에 대해 상보적일 수 있다.

상기 정합 인터페이스는 제1 정합 인터페이스일 수 있고 상기 전기 커넥터는 제1 전기 커넥터일 수 있다. 상기 제1 정합 인터페이스는 전력 및 데이터를 전송하기 위하여 제2 전기 커넥터의 제2 정합 인터페이스에 정합되도록 배치될 수 있다. 상기 제2 전기 커넥터는 앞서 기술한 바와 같은 전기 커넥터일 수 있다. 전기 커넥터는 상기 제2 전기 커넥터와 실질적으로 동일한 전기 배열체를 포함할 수 있다. 상기 제1 정합 인터페이스는, 상기 제1 전기 커넥터의 제2 평면이 상기 제2 전기 커넥터의 상응하는 제2 평면에 대해 실질적으로 동일평면 상에 있을 때, 상기 제2 정합 인터페이스에 정합되도록 배치될 수 있다.

상기 복수의 전기 접점은 하나 또는 복수의 제3 전기 접점 쌍을 더 포함할 수 있다. 상기 하나 또는 복수의 제3 전기 접점 쌍은 접지 접점일 수 있다. 상기 제2 평면의 각각의 측면 상에서, 데이터를 전달하도록 배치된 전기 접점이 접지 접점 및 전력을 전달하도록 배치된 전기 접점 사이에 배치될 수 있다.

전기 커넥터는 복수의 자석을 더 포함할 수 있다. 복수의 자석은, 제1 자석 및 제2 자석을 포함하는 하나 또는 복수의 쌍으로 배치될 수 있다. 각각의 제1 자석의 N극은 각각의 제2 자석의 S극에 제2 평면에 대해 대칭으로 배치될 수 있다.

복수의 전기 접점은 실질적으로 선형으로 배치될 수 있다. 복수의 전기 접점은 교대로 배치된 돌출형 및 오목형 전기 접점을 포함할 수 있다.

상기 접점 배열체는 실질적으로 선형으로 배치된 6 개의 전기 접점을 포함하되, 상기 전기 접점은: 접지 접전, 데이터를 전송하도록 배치된 접점, 전력을 전송하도록 배치된 접점, 전력을 전송하도록 배치된 접점, 데이터를 전송하도록 배치된 접점, 및 접지 접전의 순서로 배치될 수 있다.

또한, 복수의 전기 기기들을 포함하는 시스템이 제공된다. 복수의 전기 기기들 중 두 개 이상의 전기 기기는 앞서 설명된 바와 같은 전기 커넥터를 하나 이상 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 구성을 설명한다.
도1 은 전자식 터치패드 기기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전자식 터치패드 기기의 구성요소들을 도시한다.
도 3은 도 1의 전자식 터치패드의 전기 커넥터의 사시도이다.
도 4는 도 1의 전자식 터치패드의 전기 커넥터의 자석 배치를 도시한다.
발명의 상세한 설명 및 도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지칭한다.

본 명세서에서, 예시적인 전기 커넥터가, 전자적으로 음악을 생성하기 위한 전자식 터치패드 기기(electronic touchpad device)의 일부로서 제공된다. 전기 커넥터는, 제1 터치패드 기기가 "젠더리스(genderless)" 방식으로 동일한 종류의 전기 커넥터를 갖는 하나 이상의 다른 기기에 연결될 수 있도록 배치된다. 즉, 일 종류의 커넥터를 다른 종류의 커넥터에 연결하는 것, 즉, 제1 "젠더(유형, gender)"를 제2 "젠더"에 연결하는 암수형 커넥터 배열(male-female connector arrangement)이 아니라, 본 발명에 따른 전기 커넥터는 오직 하나의 종류만을 가지며 이에 이는 본 명세서에서 "젠더리스"라고 기술된다. 종래의 핀-소켓 관계와 대조적으로, 전기 커넥터는 실질적으로 유사한 다른 커넥터에 연결될 수 있다.

전기 커넥터의 젠더리스 특성은, 전자적으로 음악을 생성하는 장치들의 시스템에서 특히 유용하다. 전자적으로 음악을 생성하는 장치의 일 예는 터치패드이며, 터치패드를 형성하는 실리콘 층 아래에는 압력 센서들의 어레이가 제공된다. 사용자가 터치패드의 특정 위치에 힘을 가하면, 실리콘 층은 아래에 있는 센서들에 이 힘을 전달하고, 센서들은 전자 신호의 형태로 각 센서의 압력 값을 기록한다. 터치패드 기기는 컴퓨터에 연결되며 전자 신호를 컴퓨터로 전송하고 이는 전자 신호를 오디오 신호로 해석하기 위한 소프트웨어를 작동시킨다. 오디오 신호는 사용자들의 입력 및 소프트웨어의 설정 값들에 의해 생성되는 특정 전자 신호에 따라 피치, 음색, 음량, 음색 등의 다른 특성을 가진다. 이러한 방식으로, 사용자는 광범위한 소리를 생성하며 이러한 소리를 조정하여 음악적 표현을 생성한다.

음악을 생성하는 방식을 제어할 수 있는 지의 정도가, 기능성을 추가하기 위한 다른 기기들을 사용함으로써 증가된다. 예를 들어, 제2 터치패드 기기가 제1 터치패드 기기와 함께 사용될 수 있고, 또는 다른 종류의 기기가, 여러 종래의 사용자 입력 버튼을 갖는 기기와 같이 사용될 수 있다. 제2 터치패드 기기는 제1 터치패드 기기의 기능을 조정하는데 사용될 수 있고, 이 두 개의 기기들이 서로에 대해 배치되는 방식은 생성된 음악의 특성에 영향을 줄 수 있다. 따라서 사용자는 녹음 도중 또는 음악 연주 중에 기기들의 위치 및 방향을 재정렬하여 기기들의 기능을 변경하거나 새로운 효과를 만들 수 있다. 본 발명에 따른 젠더리스 커넥터는 두 개 또는 그 보다 많은 기기들을 분리하고 재 연결할 수 있는 강건한 방법을 제공함으로써 이를 가능하게 한다. 커넥터가 젠더리스라는 특징은, 제2 기기의 임의의 개별 커넥터에 제1 기기의 임의의 개별 커넥터를 연결함으로써 기기들이 서로 연결될 수 있음을 의미한다. 이는 사용자의 사용 용이성을 향상시키고 또한 기기들이 생성하는 기능의 개수를 증가시킨다.

커넥터들은 일 기기로부터 연결된 다른 기기로 신호를 전송하거나 그 반대로 전송하는 것을 할 수 있다. 따라서 기기들은 복잡한 네트워크로 구축될 수 있으며 각 기기가 생성한 신호는 그 네트워크를 통해 송수신될 수 있다. 커넥터들은 또한 기기들 사이에서 전력을 전송할 수도 있다. 데이터 및/또는 전력을 송수신하는 것에 대한 특징들은, 모든 기기들이 외부 전원에 각각 연결되거나 기기들에 의해 생성된 신호를 처리하는 컴퓨터에 연결되지 않아도 되게 하기 때문에, 장치를 더 다재다능 하게 한다. 대신, 커넥터 중 하나를 통해 어느 하나의 기기가 기기들의 네트워크에 연결되면, 신호와 전원은 나머지 네트워크로 또는 그로부터 송수신된다.

본 발명에 따른 커넥터의 또 다른 이점은 커넥터 또는 기기의 내부 구성품들에 손상을 일으키는 방식으로 두 커넥터들이 연결되는 것이 방지될 수 있다는 점이다. 이는, 커넥터들의 일부로서 구성되도록 접접들이 특정하게 배열되는 것으로 인한 것이며, 또한 접점들의 각각의 기능들 및/또는 다른 접점들의 기능에 따라 접점들을 위치 선정하는 것에 인한 것이다.

본 발명에 따른 커넥터들의 또 다른 이점은, 커넥터를 통해 2 개의 기기를 연결하는 과정을 유도하기 위해 자석들이 커넥터들의 일부로서 배치되거나 커넥터 주위에 배치될 수 있다는 것이다. 특히, 자석을 젠더리스 방식으로 배치하는 것은 기기들을 다양하게 배치할 수 있게 한다. 또한, 자석이 커넥터의 모든 측면에서 포함되도록 함으로써, 두 개의 기기들은, 접속을 위해 임의의 각도로 접근될 때에도, 연결이 잘 이루어지도록 되도록 유도될 수 있다. 이는 빠르고 효율적인 방식으로 연결 용이성을 증가시킨다.

음악을 생성하기 위한 장치의 개요

젠더리스(genderless) 전기 커넥터를 포함하는, 음악을 생성하기 위한 전자식 터치패드 기기의 특정 구조는 이하에서 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 커넥터를 포함하는 전자식 터치패드 기기(100)를 도시한다. 터치패드 기기(100)는 터치패드의 상부 표면상에 입력되는 사용자의 압력 형태 입력을 수신하고 음악을 생성하는데 사용될 수 있는 신호를 생성한다.

터치패드 기기(100)는 변형가능 층(deformable layer)(125)에 의해 구별되는 케이싱(110) 및 사용자 인터페이스 표면(120)을 포함한다. 변형가능 층(125) 아래에는 압력센서 어레이 (미도시)가 있고, 이는 사용자에 의해 사용자 인터페이스 표면(12) 상에 힘이 가해졌을 때 신호를 생성한다. 이 힘은 변형가능 층(125)을 통해 압력센서 어레이에 전달된다. 따라서, 센서에서의 측정하는 것들은 사용자 인터페이스 표면(120)상의 사용자 입력이 있는 위치뿐만 아니라 사용자 입력의 강도를 검출할 수 있다.

사용자 인터페이스 표면(125)과 케이싱(110) 사이에는 또한 사용자 인터페이스 표면(120)의 특정 영역을 사용자에게 표시하기 위해 발광하는 LED 어레이(미도시)가 제공된다. 예를 들어, LED들은 사용자 인터페이스 표면(125) 아래에서 상이한 위치들에서 상이한 색들을 생성하여 특정 음표(particular musical note)를 생성하게 될 영역들을 그 영역들이 눌려질 때 표시한다. LED에 의해 생성된 광은 변형가능 층(125)을 통과하여 사용자 인터페이스 표면(125) 밖에서 사용자에게 표시될 수 있다.

도 1에 도시 된 바와 같이, 터치패드 기기는 길이(length) 및 폭(width)이 거의 같고, 높이(height)가 길이 및 폭에 비해 작은 입방형(cuboid)이다. 유리한 실시예에서, 길이 및 폭은 정확히 동일하다. 예를 들어, 높이는 길이와 폭의 약 4 분의 1 일 수 있다. 이는 슬라브 형상(slab shape)을 형성할 수 있고 이는 흔들리거나 구르는 것 없이 작업대 또는 책상 주변에서 쉽게 미끄러질 수 있다. 이는 터치패드 기기의 상부측상에서 사용자 인터페이스 표면(125)의 방향을 유지한다. 터치패드 기기(100)의 측면에는 다른 기기, 예를 들어, 제2 터치패드 기기의 다른 유사한 커넥터와 연결되도록 배치된 하나 이상의 전기 커넥터(300)가 제공된다. 도 1에 따른 터치패드 기기는 8 개의 커넥터들를 포함하며, 이는 터치패드 기기의 각 측면에 2개씩 위치된다.

도 3에 도시된 실시예에서, 커넥터(300)는 각각 6 개의 전기 접점(310)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 커넥터들은 상이한 개수의 전기 접점을 가질 수 있다. 각각의 전기 접점이 다른 커넥터의 대응하는 전기 접점에 연결될 때, 커넥터들은 서로 데이터를 교환하고 전력을 전달한다. 커넥터(300)는 이후 도 3에서 더 상세히 설명된다.

또한 터치패드 기기(100)는 다양한 용도를 가질 수 있는 하나 이상의 기능 버튼(130, 131)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 버튼은 터치패드 기기를 켜거나 끌 수 있는 전원 버튼 일 수 있다. 다른 버튼은, 이는 사용자가 상이한 입력 모드 및/또는 음악 생성 모드들 사이에서 터치패드 기기의 동작을 전환하기 위한 모드 토글 버튼일 수 있다.

도 2는 도 1의 전자식 터치패드 기기(100)의 구성 요소를 나타낸다. 터치패드 기기(100)는 프로세서(210), 메모리(220), 전원(230), 사용자 입력 인터페이스(240) 및 통신 인터페이스(250)를 포함한다. 프로세서(210)는 프로세스 데이터에 대한 명령어들을 실행하며 터치패드 기기의 각 구성 요소를 제어한다. 프로세서가 실행하는 명령어들은 메모리(220)에 저장된다. 메모리(220)는 또한 사용자 입력에 응답하여 센서에서 감지됨으로써 사용자 인터페이스(240)로부터 유래된 데이터 또는 하나 이상의 기능 버튼(130, 131)으로부터 유래된 데이터를 저장한다. 메모리(220)에서 유래된 데이터는 프로세서(210) 또는 외부 프로세싱 장치에 의해 요청에 따라 검색될 수 있다. 전원 공급 장치(230)는 전기 에너지 형태의 전력을 터치패드 기기(100)의 구성 요소에 공급한다. 전원 공급 장치는 전기 에너지를 저장하는 배터리 일 수도 있고 외부 전원에 연결될 수도 있다.

사용자 입력 인터페이스(240)는 터치패드 기기의 센서들에 의해 감지된 신호의 형태로 사용자 인터페이스 표면(125)으로부터 사용자 입력을 수신한다. 이 신호들은 프로세서(210), 메모리(220) 또는 통신 인터페이스(250)로 전송될 수 있다. 통신 인터페이스(250)는 터치패드 기기가 아닌 다른 기기들과 통신할 수 있다. 이 통신은, 무선 프로토콜, 예를 들어 WiFi 또는 블루투스를 사용함으로써, 하나 이상의 안테나를 지나는 전자기 고주파(electromagnetic radio)를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 이 통신은 또한 USB, 전원 소켓 또는 하나 이상의 커넥터(300)를 통한 물리적 접속을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(250)는 프로세서(210), 메모리(220) 또는 사용자 입력 인터페이스(240) 중 하나 이상으로부터의 데이터를 하나 이상의 다른 기기들로, 예를 들어, 다른 터치패드 기기(100)의 통신 인터페이스(250)를 통해 통신할 수 있다. 또한, 통신 인터페이스(250)는 전력을 다른 전원 공급 장치로 전달하거나 또는 그로부터 전달받을 수 있다. 통신 인터페이스(250)는 외부 전원으로부터, 예컨대 메인 장치로부터 또는 USB 포트를 통해 다른 기기로부터 전력을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스는 또한 커넥터(300)를 통해 다른 기기, 예를 들어, 다른 터치패드 기기(100)와 관련된 다른 커넥터로 전력을 전달한다.

커넥터 배열

커넥터(300)의 구조 및 기능은 도 3을 참조하여 이하에서 설명된다. 도 3은 전자식 터치패드 기기(100)의 전기 커넥터를 도시한다.

커넥터(300)의 특정 배열방식은 커넥터가 동일하거나 실질적으로 그에 유사한 다른 커넥터와 결합될 수 있도록 구성된다. 이러한 방식으로, 각각의 측면 상에 본 발명에 따른 다수의 커넥터를 갖는 터치패드 기기(100)는 정합 커넥터(matching connector)를 갖는 다른 기기의 임의의 측면에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 이는, 기기들이 표면상에서 움직일 수 있으면서 수평으로 회전될 수 있어, 각 기기의 면이 위를 보도록 유지하며, 기기들이 다른 기기의 어느 면에도 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

커넥터(300)는 터치패드 기기(100)의 측벽에 위치한다. 커넥터는 케이스(110)의 내부의 배선 또는 회로에 각각 연결되는 6 개의 전기 접점(1A-3A, 1B-3B)을 가진다. 각각의 전기 접점들은 기능을 가지며 그 기능에 따른 터치패드 기기의 구성 요소들에 연결된다. 전기 접점들은 그림 3에서 도전핀으로 도시된다. 6 개의 핀들은: 전력을 전송하는 2 개의 전원 핀(1A, 1B); 데이터를 전송하는 2 개의 신호 핀(2A, 2B); 및 접지된 2 개의 접지 핀(3A, 3B)을 포함한다. 핀들은 케이싱 상에 쌍으로 위치되며, 각 쌍의 제1 핀은 반사 대칭 평면(P)의 일측에 위치되고 다른 핀은 반사 대칭 평면(P)의 다른 측에서 제1 핀에 대칭되도록 위치된다. 도 3에서, 이는 3 쌍의 핀들로서, 각 쌍에 대해 A 핀과 B 핀이 있는 것으로 도시될 수 있다. A 및 B 핀들은 반사 대칭 평면(P)의 어느 한 면에 대칭적으로 위치된다. 도 3에 도시된 배치예에서, 핀들은 실질적으로 선형으로 배열된다. 이는 제조 효율을 향상시키며 길이 및 폭에 비해 낮은 높이를 갖는 기기에 대해 특히 유리하다. 이 경우 선형 배열은 실질적으로 수평 일 수 있다. 즉, 측벽을 가로질러 왼쪽에서 오른쪽으로, 핀들은 3A, 2A, 1A, 1B, 2B, 3B의 순서로 배치된다. 이렇게 핀들을 배열하는 것은 기기의 필요 높이를 감소시키며 이는 기기의 무게 중심을 낮춰 기기가 뒤집어지거나 넘어지지 않고 더 쉽게 표면 주위에서 미끄러질 수 있게 한다.

다른 배치예에서, 핀들은 수평하게 또는 선형으로 배열되지 않고 다른 대칭 패턴으로 배열 될 수 있다.

각 쌍의 핀들은 그 쌍의 다른 핀과 동일한 역할을 한다. 이러한 방식으로 2 개의 전원 핀들(1A, 1B)은 대칭 평면(P)을 중심으로 대칭으로 배치되며 두 개의 신호 핀(2A, 2B) 및 두 개의 접지 핀(3A, 3B) 역시 마찬가지로 배치된다. 따라서, 전술한 바와 같은 핀 배열을 갖는 2 개의 커넥터들이 핀 대 핀으로 서로 마주할 때, 제1 커넥터의 전원 핀들, 신호 핀들 및 접지 핀들은 각각 다른 커넥터의 전원 핀들, 신호 핀들 및 접지 핀들에 각각 정렬된다. 핀들 사이에 전기 접촉이 이루어지면 신호 핀들은 커넥터를 통해 데이터를 전송할 수 있고 전원 핀들은 커넥터를 통해 전력을 전송할 수 있으며 두 커넥터는 공통 접지를 공유한다.

일반적으로 커넥터(300)에 포함되는 전기 접점은 두 유형이 있다. 전기 접점의 첫 번째 유형("유형 1" 핀)은 동일한 역할을 하는 다른 전기 접점에 접촉할 때 적절히 연결되는 것이다. 예를 들어, 전원 핀들은 다른 전원 핀들에 연결되어 전력을 전송하며 두 전원 핀 사이의 역할에는 차이가 없다. 마찬가지로 접지 핀들은 각 핀 사이에서 역할을 구별하지 않고 접촉하여 접지를 공유한다. 전기 접점의 두 번째 유형("유형 2" 핀)은 상이하나 상보적인 역할을 하는 다른 전기 접점과 접촉할 때 적절히 연결되는 것이다. 예를 들어, 신호 핀들은 송신 역할을 하는 하나의 핀과 수신 역할을 하는 다른 신호 핀에 연결될 수 있다. 송신 신호 핀이 다른 송신 신호 핀과 접촉되더라도, 이는 단순히 데이터가 커넥터를 통해 전송될 수 없게 되지는 않는다. 이는 커넥터(300)를 통해 통신하는 기기 내의 특정한 회로 구조 때문일 수 있다.

도 3에 도시 된 바와 같은 전기 접점의 배치예에서, 유형 1인 전기 접점들, 즉 전력 핀들(1A, 1B) 및 접지 핀들(3A, 3B)은 대칭 평면(P)의 각 측에 위치된 각 쌍들 중 하나에 대해 쌍으로 배열되며 이 둘은 같은 역할을 한다. 유형 2인 전기 접점, 즉 신호 핀들(2A, 2B)은 대칭 평면(P)의 각 측에 위치된 각 쌍 중 하나에 대해 쌍으로 배열되며, 하나는 제1 역할을 갖고 다른 하나는 제2의 상보적인 역할을 갖는다. 따라서, 제1 신호 핀(2A)은 수신 역할을 하고 제2 신호 핀(2B)은 송신 역할을 한다. 대안적인 구성에서, 제1 핀(2A)은 송신 핀일 수 있고 제2 신호 핀(2B)은 수신 핀일 수 있다.

커넥터가 다른 커넥터와 연결될 수 있는 전술한 조건, 즉 전기 접점들의 기능 및 그 각각의 역할과 관련하여, 추가적인 연결 조건이 있을 수 있다. 예를 들어, 추가 조건은 전기 접점을 정합(matching) 시키기 위한 물리적인 형상 일 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 전기 접점은 핀 침강부(pin recess)(33)에 위치된 오목형 핀(recessed pin)(32) 또는 돌출형 핀(protruding)(31) 이다. 두 개의 커넥터가 연결될 때, 제1 커넥터의 제1 돌출형 핀(31)이 제2 커넥터의 오목형 핀(32)에 접촉하며 반대로도 접촉하도록 커넥터의 구조가 설계된다. 이는 각 쌍의 핀 중 하나의 핀이 돌출형 핀(31)이고 각 쌍의 핀 중 다른 핀이 오목형 핀이기 때문에 이루어진다. 전술한 바와 같이, 각 쌍의 제1 및 제2 핀은 대칭 평면(P)을 중심으로 대칭으로 위치된다. 따라서, 동일한 핀 배열을 갖는 제2 커넥터가 제1 커넥터에 핀 대 핀으로 접근할 때, 돌출형 핀(31)은 오목형 핀(32)에 정렬될 것이고 2 개의 커넥터는 물리적으로 결합될 수 있다. 도 3의 커넥터 배열은 6 개의 핀이 오목형 핀(3A, 1A, 2B)과 돌출형 핀(2A, 1B, 3B)이 교번됨으로써(alternate) 제2 커넥터에 보다 확실하게 결합되도록 한다.

2 개의 커넥터가 물리적으로 결합하면, 제1 커넥터의 핀들은 제2 커넥터의 대응하는 핀들에 물리적으로 접촉한다. 도 4와 관련하여 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 2 개의 커넥터는 전기 접점들을 둘러싸는 자석 배열과 같은 고정 메커니즘에 의해 함께 유지될 수 있다. 대안적인 고정 메커니즘은 래치 메커니즘(latch mechanism), 나사 메커니즘 또는 모든 전기 접점들이 그 상응하는 전기 접점들에 접촉될 수 있도록 2 개의 커넥터들을 고정하기 위한 임의의 적절한 수단들을 포함한다. 오목형 핀(32)은, 예를 들어, 각각의 오목형 핀 뒤에 있는 금속 스프링과 같은 탄성 부재를 포함하여, 탄성을 가질 수 있다. 제2 커넥터가 제1 커넥터와 공고히 연결된 상태가 될 때, 제2 커넥터의 돌출형 핀(31)은 제1 커넥터의 오목형 핀(32)에 접촉하며 오목형 핀을 가압하여 각 오목형 핀의 뒤에서 스프링을 변형시킨다. 두 커넥터들이 제 위치에 단단히 고정되면, 스프링은 돌출형 핀과 오목형 핀 사이에서 확실한 접촉을 유지한다. 제1 커넥터의 돌출형 핀 및 제2 커넥터의 대응하는 오목형 핀에 대해 동일한 메커니즘이 이루어진다. 이는 커넥터들 사이의 연결의 질을 향상시킨다. 대안적으로 또는 부가적으로, 돌출형 핀들은 탄성을 가질 수 있다.

몇몇 배치예에서, 돌출형 핀(31), 오목형 핀(32) 및 핀 침강부(33)는 모두 케이싱(110)의 오목 부위(115) 상에 위치된다. 이것은 커넥터가 제2 커넥터에 보다 쉽게 연결될 수 있게 한다. 이는, 제2 커넥터가 제1 커넥터에 접근할 때, 돌출형 핀(31)은 바로 마주하는 것이 아닌 다른 각도로부터 접근할 수 있기 때문이다. 즉, 핀들이 케이싱의 오목 부위(115)에 위치하기 때문에, 2 개의 커넥터를 제어해야 하는 사용자는 이들을 보다 간단하고 효율적인 방식으로 연결할 수 있다. 돌출형 핀(31) 및 핀 침강부(33)가 케이싱의 평탄면 상에있는 대안예에서, 돌출형 핀(31)은 이들 사이에 약간의 오정렬이 있을 때 핀 침강부(33)로의 진입이 어려워질 수 있다.

접점 배열체는 서로에 대해 고정된 위치에 핀을 유지하는 케이싱(110)에 의해 제 위치에 유지된다. 케이싱은 핀을 분리상태로 유지하고 케이싱은 적어도 부분적으로 절연 재료로 만들어지며 핀들 사이에 전도가 일어나지 않게 한다. 본 명세서에 기술된 배치예에서, 케이싱(110)은 이러한 역할을 수행하지만, 임의의 일반적인 절연 커넥터 하우징이 사용될 수 있다. 절연 커넥터 하우징은 터치패드 기기(100)의 케이싱(110)의 일체형 부분 일 수 있고, 또한, 핀들의 위치를 정하도록 터치패드 기기에 부착되는 개별 부품 일 수 있다. 본 배치예에서와 같이, 절연 커넥터 하우징은 기기의 내부로부터 핀들이 관통하여 지나는 구멍을 갖는 단일 부품 일 수 있다. 이는, 다른 커넥터에 연결하기 위해 내부 구성 요소를 기기의 외부에 연결한다. 대안적인 배치예에서, 절연 커넥터 하우징은 대신에 하나 이상의 스탠드, 클립 또는 임의의 다른 장착 수단으로 핀을 제 위치에 유지할 수 있다. 또한, 용어 "절연 커넥터 하우징"를 사용함에 있어, 하우징은 핀들 사이에 전도성 경로가 존재하지 않는 다면 절연되어야 만 하는 것은 아니다. 따라서, 절연 커넥터 하우징은, 서로에 대해 핀을 절연하도록 제공되는 플라스틱과 같은 절연 재료로만 제조되어야 하는 것은 아니다.

본 명세서에서 기술되는 배치예에서, 케이싱(110)과 같은 절연 커넥터 하우징은 정합 인터페이스(mating interface)를 제공한다. 정합 인터페이스는, 두 커넥터가 연결될 때 제2 커넥터의 다른 정합 인터페이스와 정합하는 커넥터(300)의 영역이다. 따라서, 정합 인터페이스는, 예를 들어, 핀과 같은 접점 배열체를 포함할 수 있다. 정합 인터페이스는 또한 자석 배열, 클립 등과 같은 커넥터를 다른 커넥터에 고정하기 위한 임의의 물리적 연결 수단을 포함할 수 있다.

일반적으로 정합 인터페이스는 정합 평면 내에서 연장된다. 도 1의 배치예에서, 이 평면은 커넥터(300)가 위치되는 터치패드 기기(100)의 일측면에 대해 실질적으로 동일 평면 상에 있다. 도 3의 커넥터의 핀들(31, 32)은 정합 평면에 대해 적어도 부분적으로 수직하게 연장된다. 예를 들어, 커넥터의 각각의 핀(31, 32)은 케이싱(125)의 일면에 대해 적어도 부분적으로 수직하게 연장된다. 특히, 각 핀의 정합 단부(mating end)는 접촉될 커넥터의 핀에 접촉할 수 있을 정도로 수직하다. 다른 커넥터의 핀도 마찬가지로 그 정합 단부를 가지며, 이 정합 단부는, 핀들의 정합 단부들이 서로 맞닿아 접촉할 수 있도록 그 각각의 정합 인터페이스에 수직하다. 핀들은 정합 평면에 부분적으로 수직할 수 있으며 정합 인터페이스로부터 돌출될 수 있다. 핀들은 정합 평면으로부터 침하되어 정합 평면에 대해 부분적으로 수직하는 것도 가능하고, 이 때, 예를 들어, 핀은 정합 평면의 후방에서 또는 정합 평면을 지나지 않은 상태에서 정합 평면에 수직한 방향으로 연장된다. 핀의 단부는 정합 인터페이스에 대해 동일 평면 상에 있으면서도 정합 평면에 수직하게 연장되는 것도 가능하고, 이 때, 핀은 정합 평면에 대해 수직한 방향으로 다른 핀에 정합되도록 배열된다.

정합 인터페이스가 연장되는 정합 평면은 대칭 평면(P)에 수직이다. 이것은, 두 커넥터가 결합을 위해 서로 마주할 때, 즉, 그 정합 평면들이 실질적으로 평행하거나 또는 동일 평면 상에 있는 경우, 그 대칭 평면(P)들은 정렬될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이는 2 개의 커넥터의 접점 배열체가 접속될 수 있게 한다. 이에 정합 평면은 대칭 평면(P)에 의해 2 개의 영역으로 분할된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 정합 인터페이스는 실질적으로 평면일 수 있다. 그러나, 몇몇 배치예에서, 정합 인터페이스는 비평면(non-planar) 일 수 있고, 정합 평면에 대해 실질적으로 수직으로 돌출하는 지점들을 가지며, 침강된 지점들을 가진다. 이 배치예들에서, 대칭 평면의 일측 상에서 돌출하는 정합 인터페이스의 부분들 각각은 대칭 평면의 다른 측에서 오목한 부분들에 대응할 수 있다. 이는, 정합 인터페이스가 동일하거나 유사한 배치예의 다른 정합 인터페이스와 물리적으로 정합될 수 있게 하고, 각각의 정합 인터페이스의 오목한 부분들과 돌출된 부분들은 정합을 위해 정렬된다. 평면의 다른 측 상의 부분들을 보완하기 위해 각 부분이 돌출하거나 오목한 정도는 부분적으로 핀과 관련되며, 특히, 핀이 정합 인터페이스를 제공하는 커넥터 하우징에 대해 얼마나 많은 여유 간격을 두고 있는 지에 관련된다.

케이싱(110)과 같은 절연 커넥터 하우징은 상부면 및 하부면을 가질 수 있으며, 상부면은 직육면체 형상의 일부로서 하부면에 실질적으로 평행하다. 따라서, 정합 인터페이스는 상부면 및 하부면에 실질적으로 수직하게 상부면과 하부면 사이에서 연장되는 케이싱의 일면 상에 있을 수 있다.

부정확한 연결을 방지하기 위해 접점 배열체

전기 접점의 배열 방식은 부정확하게 접점이 연결되는 것을 방지한다. 특히, 전기 접점들이 상이한 기능을 갖는 전기 접점에 연결되는 경우 손상을 야기할 수 있는 특정 기능을 갖는 전기 접점들이 있을 때, 배열 방식에 의해 이러한 위험이 최소화될 수 있다. 예를 들어, 커넥터가 전원 핀과 접지 핀을 모두 가지며 이 핀들이 접촉하는 경우에, 단락 또는 극성 반전이 발생하여 터치패드 기기 회로 내의 전기 부품을 손상시킬 수 있다.

본 배치예는 도 3의 핀 배치와 함께 설명될 것이다. 그러나, 이는 본 발명을 이러한 특정 구성으로 제한하는 것이 아니다. 이는 오직 예시적인 것이며, 당연히 생각할 수 있는 많은 핀 배열이 있을 수 있는 것은 물론이다.

부정확한 접점 배열체가 정렬될 수 있는 첫 번째 방식은 하나의 기기를 뒤집는 것이다. 부정확 한 정렬은 핀들을 대칭되도록 배열함으로써 회피될 수 있다. 이 경우, 터치패드 기기(100)가 뒤집어져 제2 터치패드 기기에 접촉하게 되면, 문제 있는 연결이 이루어지지 않게 된다. 이는 커넥터를 위 아래로 뒤집는 것은 동일한 기능을 갖는 핀들이 정렬되도록 핀 배열을 유지할 것이기 때문이다. 즉, 반전된(inverted) 커넥터의 전원 핀은 반전되지 않은 커넥터의 전원 핀에 정렬되며 신호 핀과 접지 핀도 마찬가지로 정렬된다. 이러한 배향에서, 상보적인 역할 쌍을 구성하는 유형 2인 핀들은 정렬되지 않을 것이다. 대신에, 반전된 커넥터의 송신 신호 핀은 반전되지 않은 커넥터의 송신 신호 핀과 정렬되고 수신 신호 핀도 마찬가지로 정렬된다. 따라서, 두 커넥터 간에서 데이터 통신이 이루어지지는 않지만, 공통 접지는 유지되며 커넥터들은 여전히 커넥터들 간에 전원을 전송할 수 있다. 또한, 전원 핀이 접지 핀에 접촉하지 않으면서 전원 극성이 유지되기 때문에, 전기적 손상을 일으킬 수 있는 연결은 이루어지지 않는다.

부정확한 연결을 야기할 수 있는 또 다른 상황은, 두 개의 커넥터가 핀 정렬이 다소 오프셋된 상태에서 서로 가압될 때이다. 돌출부와 오목부로 핀이 교번하여 배치되는 6 핀 선형 배치예에서, "한 번(one-off)"의 핀 오정렬에 따라 제1 커넥터의 돌출형 핀은 다른 커넥터의 다른 기능을 갖는 돌출형 핀에 대한 접촉을 야기할 것이다. 예를 들어, 도 3의 배치예를 참조하면, 제2 커넥터가 왼쪽으로 한 칸 시프트되는 핀 오정렬된 상태로 제1 커넥터(300)에 접근하면, 제2 커넥터의 돌출형 신호 핀(2A)은 제1 커넥터(300)의 돌출형 전원 핀(1B)에 접촉할 것이다. 마찬가지로, 제2 커넥터의 돌출형 전력 핀(1B)은 돌출형 신호 핀(2A)에 접촉할 것이다. 이는, 예를 들어, 신호 핀들이 회로의 다른 부분에 연결되는 저항 성분들을 가질 수 있으므로 전력을 더 민감한 회로 구성 쪽으로 전도시키지 않고 전력을 소산시킬 수 있어 회로의 손상을 방지할 수 있다. 대안적으로, 신호 핀들은 높은 입력 전력이 존재할 때 전력의 전송을 방지하는 전기 소자에 부착될 수 있다. 따라서, 도 3의 배치예에서, 한칸 만큼 핀이 오정렬되는 것은, 전력이 접지원에 접촉되는 상황은 일어나지 않으며 내부 회로가 전력이 신호 핀들에 접촉될 때의 손상도 방지하기 때문에, 전기적 손상의 위험을 야기하지 않는다.

도 3과는 다른 배치예에서, 커넥터를 절반으로 나누었을 때 접지 핀이 전원 핀에 인접될 수 있다면, 한 번의 핀 오정렬로 인해 전원이 접지원에 단락되어 잠재적으로 내부회로를 손상시킬 수 있다. 예를 들어, 접지 핀들의 위치가 도 3의 핀(2A 및 2B)의 위치에 있고 전원 핀이 1A, 1B에 있다면, 우발적인 오정렬로 인해 전기적 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 신호 핀이 전원 핀과 접지 핀 사이에 위치되도록 핀을 배열함으로써, 커넥터는 단락 또는 극성 반전 상황의 가능성을 줄여 향상된 안전성을 갖게 된다. 또한, 커넥터를 연결하기 전에 핀들을 완벽하게 정렬할 필요가 없어 연결이 효과적으로 이루어질 수 있으므로 두 커넥터 연결의 용이성이 향상되는 유익한 효과가 있다.

대안적인 배치예에서, 핀들은 선형으로 배열되어 있지 않으며, 전력 핀과 접지 핀은 상이하면서 겹치지 않는 높이에 위치 될 수 있다. 이는 핀 오정렬로 인한 손상으로부터 보호합니다. 이는 두 커넥터가 평평한면에있을 때 가로 방향으로 어긋나지 않으면 전원 및 접지 핀이 접촉하기 때문입니다.

커넥터가 핀들이 부정확하게 접촉하는 것을 방지할 수 있는 또 다른 방식은 자석을 사용하여 자기적 인력으로 두 커넥터를 함께 고정하며 각 커넥터 상의 대응하는 핀들을 정렬하는 것이다. 자기 고정 메커니즘(magnetic securing mechanism)은 도 4와 관련하여 이하에서 상술된다.

부정확하게 접촉하는 것 및/또는 연결되는 것을 방지하기 위한 전술한 배치예들 중 어느 것이라도 단독으로 또는 부정확하게 접촉하는 것 및/또는 연결되는 것을 방지하기 위한 다른 배치예들 잘못된 접촉 정렬 및 / 또는 연결을 방지하기 위한 다른 장치와 함께 사용될 수 있다.

자기 고정 메커니즘

도 4는 본 발명에 따른 전자식 터치패드 기기의 전기 커넥터의 자석들의 배치 방식을 도시한다.

복수의 자석은, 케이싱(110) 뒤에 위치되며, 동일하게 배열되는 자석들을 갖는 제2 커넥터가 대면하도록 접근될 때, 자석들이 두 커넥터들 사이에 힘을 작용하도록 배열된다. 자기력은 두 개의 커넥터를 서로 끌어당겨서 그 각각의 핀들이 서로 접촉하여 단단히 고정되도록 한다. 자기력은 또한 두 커넥터를 정렬하여 제 1 커넥터의 핀들이 제2 커넥터의 대응하는 핀들에 바로 정렬되게 한다.

자석들을 갖는 커넥터가 젠더리스가 될 수 있도록, 자석들은 제1 커넥터에 있는 각 자석의 N극이 제2 커넥터에 있는 자석의 S극을 향하도록 배치될 수 있다. 이것은 방사 대칭 평면(P)에 걸쳐 대칭적으로 쌍을 이루어 위치되도록 커넥터(300)의 자석들을 배열함으로써 이루어진다. 각 쌍 중 일 자석은 커넥터로부터 바깥쪽을 향하는 N극과 각 쌍 중 다른 자석을 가지며, 커넥터에서. 도 4에 도시 된 바와 같이, 자석(11A)의 N 극은 자석(11B)의 S 극으로부터 평면(P)을 중심으로 대칭 적으로 위치된다. 각각의 자석은 그 쌍에 대해 대칭으로 위치되며 커넥터로부터 외측으로 향하는 극성이 서로 상보적이게 위치된다. 도 4에서, N극은 대각선이 채워진 패턴으로 S극은 채우기 패턴 없는 것으로 도시된다.

제1 커넥터와 동일한 자석 배열을 갖는 제2 커넥터가 접근하면, 자석은 각각의 반대 커넥터에 힘을 가한다. 만일 커넥터가 잘못 정렬되었다면, 각 커넥터의 자석들의 N극들은 서로 밀어 내고 S극들의 경우에도 마찬가지로 작용하여, 커넥터들은 더 가까이 접근하지 연결되는 것이 제한된다. 대안적으로, 만일 커넥터가 대략적으로만 정렬된다면, 제1 커넥터의 N극은 제2 커넥터 S극을 향할 것이고, 반대의 경우도 마찬가지일 것이며, 각 커넥터의 자석들은 서로 끌어당겨져 함께 정확한 핀 정렬 상태로 제 위치에 고정될 것이다. 동일한 대칭 평면(P)를 중심으로 전기 접점의 쌍들이 대칭적일 때, 그 대칭 평면(P)이 자석들이 대칭이게 되는 대칭 평면(P)과 동일하기 때문에, 정확하게 핀 정렬된 두 개의 커넥터들을 함께 고정하도록 배열된 자석들을 사용할 수 있다.

도 4에 도시 된 바와 같이 커넥터의 자석들을 대칭이면서 상보적인 쌍으로 배열하는 것은, 커넥터들 중 하나가 뒤집어 졌을 때 그 각각의 핀들을 갖는 두 커넥터들이 접촉되는 것이 방지될 수 있는 유리한 효과를 가진다. 이는 자석들의 배열이 대칭 평면(P)에 직교하면서 터치패드 기기의 상부 및 하부 표면들에 실질적으로 평행한 평면을 중심으로 대칭이 아니기 때문이다. 만일, 도 1에 도시된 바와 같은 대칭적으로 배치된 반대극들을 갖는 터치패드 기기에 있는 사용자 인터페이스 표면(125)에 평행한 대칭 평면이 있다면, 하나의 커넥터를 뒤집는 것은 두 커넥터 사이를 연결하기 위한 인력에 아무런 영향을 미치지 않을 것이다. 대조적으로, 도 4에 도시 된 바와 같이, 자석(11A, 12A)들은 자석 쌍(11B, 12B)과 같이 동일한 대칭 평면(미도시)을 갖는 대칭적이며 상보적인 자석 쌍을 형성한다. 자석(13A, 14A)은 또한 자석 쌍(13B, 14B)과 같이 동일한 대칭 평면(미도시)을 갖는 대칭적이며 상보적인 자석 쌍을 형성한다. 그러나, 자석 쌍들(11A, 12A 및 11B, 12B)에 대한 대칭 평면은 자석 쌍(13A, 14A 및 13B, 14B)에 대한 대칭 평면과는 상이하다. 이 불일치로 인해, 뒤집힌 제2 커넥터가 제1 커넥터를 끌어당기지 않게 된다.

도 4의 자석 배열이 뒤집어진 상태로 동일한 배치되나 안 뒤집힌 자석 배열에 가까워지도록 마주하게 되면, 뒤집힌 커넥터의 N극(13A 및 14B)은 안 뒤집힌 커넥터의 S극(14A 및 13B)에 각각 정렬되어 인력이 작용할 것이며 그 반대도 마찬가지일 것이다. 그러나, 이렇게 배향된 상태에서, 뒤집어진 커넥터의 S 극(12A)은 안 뒤집힌 커넥터의 S 극(12A)을 마주하게 될 것이고 두 개의 N 극(12B)도 마찬 가지일 것이다. 따라서 서로 다른 쌍의 자석 사이의 인력과 반발력이 충돌하게 되므로 커넥터들은 결합되지 않게 된다. 대안적으로 만일 뒤집어진 커넥터가 안 뒤집힌 커넥터에 대해 위로 올라가게 되면, 뒤집어진 커넥터의 S 극(12A 및 11B)은 각각 안 뒤집힌 커넥터의 N 극(11A 및 12B)에 정렬되어 인력을 작용하며, 그 반대도 마찬가지로 된다. 그러나, 이렇게 배향된 상태에서, 뒤집어진 커넥터의 S극(13B)은 안 뒤집힌 커넥터의 S 극(13B)과 마주하게 될 것이고 두 개의 커넥터의 각각의 N 극(13A)도 마찬가지일 것이다. 따라서, 이렇게 배향된 상태에서, 자석들의 서로 다른 쌍의 인력과 반발력이 충돌하게 되며 또한 짝을 이루어 결합될 수 없다. 수평인, 즉 장치가 놓이는 표면에 평행인 대칭 평면이 존재하지 않기 때문에, 커넥터는 뒤집힌 자석 배열을 갖는 제2 커넥터에는 결합되지 않을 것이다. 이는 시행 착오를 최소화하는 효과적인 방식으로 커넥터 기기들을 연결함으로써 사용자에 의해 사용 용이성을 증대시킨다.

뒤집힌 그리고 안 뒤집힌 자석들 사이에 결합되는 것을 방지할 수 있는 상기 배치예는 하나의 세트를 이루는 자석 쌍들(13A, 14A 및 13B, 14B)의 대칭 평면이 하나 이상의 다른 자석들을 통과한다는 것에 의해 개선된다. 도 4의 예시에서, 자석 쌍들(13A, 14A 및 13B, 14B)의 대칭 평면은 자석(12A 및 12B)을 통과한다. 이는, 커넥터가 뒤집어질 때, 자석(12A 및 12B)이 뒤집힌 커넥터와 안 뒤집힌 커넥터 사이에서 위치를 실질적으로 변경시키기 않으므로, 접근 시 서로 반발하게 될 것을 의미한다. 마찬가지로, 자석쌍들(11A, 12A 및 11B, 12B)의 대칭 평면은 자석(13A 및 13B)을 통과한다. 커넥터가 하나의 세트를 이루는 자석 쌍들에 대한 대칭 평면에 대해 뒤집어져 상보적인 극이 서로 마주하게 될 때, 적어도 하나의 다른 자석은 뒤집어진 중에도 위치를 변경하지 않으며 이에 다른 커넥터의 대응하는 자석에 반발하게 된다.

수직 평면(P)에 대한 대칭성으로 인해, 이러한 자석 배열은 터치패드 기기(100)가 실질적으로 편평한 표면상에서 회전되어 움직일 때 다른 기기의 임의의 측면과 연결될 수 있게 한다. 한편, 수평면에 대한 비대칭성은 터치패드 기기들이 동일한 방식을 가질 때만 때만 연결되게 한다.

자석들 개수와 위치는 사용자가 터치패드 기기를 서로 연결하는 것을 더 쉽게 하는 것에 유리하게 작용한다. 이는 자석들이 다른 측면에 추가로 전기 접점 배열체의 위 아래에 배열되는 것에 기인한다. 이로써, 자석 배열은 두 개의 커넥터를 더 넓은 각도 범위에서 함께 안내할 수 있게 한다. 예를 들어, 만일 사용자가 집게 손가락과 엄지 손가락으로 터치패드 기기를 잡고 제2 터치패드 기기 옆에 그 터치패드 기기를 놓으면 일반적으로 그 터치패드는 기기 각도가 기울어진 상태로 제2 터치패드 기기의 측면에 접근할 것이다. 전기 접점 배열체 위에 있는 자석(11A, 11B)과 같이, 세장형(elongated) 자석을 갖기 때문에, 두 개의 터치패드 기기의 두 커넥터 사이에서 발생하는 힘은 전기 접점 배열체의 옆쪽에 위치된 다른 자석들에 비해 연결 동작상 더 초기에 결합 작용을 할 것이다.

비록 전술한 내용은 특정 기기 및 커넥터 배치예를 제공하고 있지만, 본 명세서에서 기술된 원리는 다양한 다른 방식으로 구현될 수 있다.

젠더리스 접점 배열체를 제공하기 위해, 전기 접점들은 대칭 평면의 각측에 쌍을 이루어 대칭적으로 배치되도록 배열된다. 다만, 전기 접점들 개수에는 제한이 없다. 비록 도면들에는 6 개의 전기 접점들이 있는 것으로 기술되었으나, 전기 접점 배열체의 개수는 더 적거나 더 많을 수 있다. 또한, 전기 접점이 선형으로 배치되는 것으로 기술되었으나, 접점은 대안적으로 2 차원 배열 또는 대칭성 조건을 만족시킬 수 있는 임의의 다른 패턴으로 배열될 수도 있다. 또한, 전기 접점들이 돌출하거나 침강되는 패턴은 제한되지 않는다. 따라서, 전술한 배치예에서, 핀들은 오목형 핀과 돌출형 핀이 교번하는 것이고, 대안적인 배열에서는 상이한 패턴일 수 있다. 예를 들어, 대칭 평면의 일 측면상의 모든 핀들은 오목형 핀일 수 있고 대칭 평면의 다른 측면상의 모든 대응하는 핀은 돌출형 핀일 수 있다. 핀들 자체는 원통형이 아닐 수도 있고 전반적으로 한 쌍의 핀의 각 핀의 각 형상이 그 쌍의 다른 핀의 형상에 대칭인 임의의 형상일 수 있다.

본 명세서에서 설명된 전기 커넥터가 연결되는 기기의 크기, 형상 또는 치수는 제한되지 않는다.

대칭으로 배치된 전기 접점들의 각 쌍은 그 쌍의 다른 점접들과 동일한 기능을 한다. 전술한 예시들에서, 전기 접점들은 데이터 전송, 전력 전솔 또는 접지 공유를 위한 것으로 예시되었다. 전기 접점의 기능들은 이러한 예시에 한정되지 않으며 알람 신호, 대기 요청, 전원 차단 요청 등과 같은 기능을 포함할 수 있다. 특정 기능에 대하여, 전기 접점들의 쌍들은 전송 및 수신과 같이 상이한 역할을 하는 전기 접점으로 구성 될 수 있다.

커넥터(300)는 음악을 생성하기 위한 터치패드 기기에 장착되거나 그 일부분인 것처럼 앞서 설명되었으나, 커넥터는 마찬가지로 음악을 생성하기 위한 동일한 시스템 내의 일부인 다른 기기에 있는 것일 수 있다. 이는, 스피커 기기, 사용자 입력 표면(120)이 아닌 입력 버튼을 갖는 제어 기기, 또는 시스템의 일부일 수 있는 임의의 다른 기능을 갖는 기기를 포함할 수 있다. 또한, 커넥터(300)는 음악 제작 또는 오디오 프로세싱을 위한 장치에 제한되지 않으며, 하나 이상의 다른 기기와의 접속을 필요로 하는 임의의 형태의 전기 장치에 사용될 수 있다.

Claims

다른 전기 커넥터에 결합되어 전력 및 데이터를 전달하기 위한 전기 커넥터에 있어서,
정합 인터페이스를 제공하는 절연 커넥터 하우징으로서, 상기 정합 인터페이스가 제1 평면 내에서 연장하는, 절연 커넥터 하우징;
상기 제1 평면에 대해 적어도 부분적으로 수직하게 연장되는 복수의 전기 접점을 포함하는 접점 배열체로서,
전력을 전달하도록 배치된 하나 또는 복수의 제1 전기 접점 쌍;
데이터를 전송하도록 배치되며 각각이 수신 접점 및 전송 접점을 포함하는 하나 또는 복수의 제2 전기 접점 쌍을 포함하는 접점 배열체를
포함하되,
하나의 쌍을 이루는 전기 접점 각각은 제1 평면에 수직인 제2 평면에 대해 쌍을 이루는 다른 전기 접점에 대칭으로 배치되는
전기 커넥터.
제1 항에 있어서, 각각의 전기 접점 쌍은 제1 평면에 적어도 부분적으로 수직하게 돌출하는 제1 전기 접점 및 상기 제1 평면에 대해 오목하게 형성된 제2 전기 접점을 포함하는 전기 커넥터.
제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 절연 커넥터 하우징은 복수의 전기 접점을 정위치에서 유지하며, 상기 절연 커넥터 하우징은 상기 접점 배열체 내에서 상기 복수의 전기 접점들의 각각의 위치를 형성하는 전기 커넥터.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 평면은 상기 정합 인터페이스의 제1 영역 및 제2 영역을 형성하고, 돌출 형상인 상기 제1 영역 내의 각각의 위치는 오목 형상인 상기 제2 영역 내의 위치에 대응하도록 상기 제1 영역은 상기 제2 영역에 대해 상보적인 전기 커넥터.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정합 인터페이스는 제1 정합 인터페이스이며 상기 전기 커넥터는 제1 전기 커넥터이고, 상기 제1 정합 인터페이스는 전력 및 데이터를 전송하기 위하여 제2 전기 커넥터의 제2 정합 인터페이스에 정합되도록 배치되고, 상기 제2 전기 커넥터는 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 따른 전기 커넥터인 전기 커넥터.
제5 항에 있어서, 제1 전기 커넥터는 상기 제2 전기 커넥터와 실질적으로 동일한 전기 배열체를 포함하는 전기 커넥터.
제5항 또는 제6 항에 있어서, 상기 제1 정합 인터페이스는, 상기 제1 전기 커넥터의 제2 평면이 상기 제2 전기 커넥터의 상응하는 제2 평면에 실질적으로 동일평면 상에 있을 때, 상기 제2 정합 인터페이스에 정합되도록 배치되는 전기 커넥터.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 전기 접점은 하나 또는 복수의 제3 전기 접점 쌍을 더 포함하고, 상기 하나 또는 복수의 제3 전기 접점 쌍은 접지 접점인 전기 커넥터.
제8 항에 있어서, 상기 제2 평면의 각각의 측면 상에서, 데이터를 전달하도록 배치된 전기 접점이 접지 접점 및 전력을 전달하도록 배치된 전기 접점 사이에 배치되는 전기 커넥터.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 자석을 더 포함하되, 상기 복수의 자석은, 제1 자석 및 제2 자석을 포함하는 하나 또는 복수의 쌍으로 배치되고, 각각의 제1 자석의 N극은 제2 평면에 대해 각각의 제2 자석의 S극에 대칭으로 배치되는 전기 커넥터.
제1 항 내지 제10 항에 있어서, 복수의 전기 커넥터는 실질적으로 선형으로 배치되는 전기 커넥터.
제11 항에 있어서, 상기 복수의 전기 접점은 교대로 배치되는 돌출형 및 오목형 전기 접점을 포함하는 전기 커넥터.
제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접점 배열체는 실질적으로 선형으로 배치된 6 개의 전기 접점을 포함하되, 상기 전기 접점은: 접지 접전, 데이터를 전송하도록 배치된 접점, 전력을 전송하도록 배치된 접점, 전력을 전송하도록 배치된 접점, 데이터를 전송하도록 배치된 접점, 및 접지 접전의 순서로 배치되는 전기 커넥터.
복수의 전기 기기들을 포함하는 시스템에 있어서, 복수의 전기 기기들 중 두 개 이상의 전기 기기는 각각 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 전기 커넥터를 하나 이상 포함하는 시스템.