WO2022231186A1 - 커넥터 - Google Patents

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WO2022231186A1
WO2022231186A1 PCT/KR2022/005495 KR2022005495W WO2022231186A1 WO 2022231186 A1 WO2022231186 A1 WO 2022231186A1 KR 2022005495 W KR2022005495 W KR 2022005495W WO 2022231186 A1 WO2022231186 A1 WO 2022231186A1
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magnet
connector
present
mating connector
magnetic
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PCT/KR2022/005495
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선상옥
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/30—End pieces held in contact by a magnet

Definitions

  • the coupling portion of the housing may be formed in a concave groove shape so that at least a portion of the mating connector can be inserted.
  • the coupling force with the counterpart connector may be appropriately adjusted according to circumstances.
  • the connector according to the present invention is a female connector
  • coupling and separation with a male connector, which is a mating connector is easy, and the fastening force can be stably maintained in the coupled state.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating the configuration of a connector 100 according to an embodiment of the present invention together with a counterpart connector 200 .
  • the connector 100 is illustrated in a partially transparent form.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross-sectional configuration of a state in which the counterpart connector 200 is coupled to the connector 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 can be said to be a view showing a cross-section taken along line A1-A1' in a state in which the mating connector 200 is coupled to the connector 100 according to the present invention in the configuration of FIG. 1 .
  • the housing 110 may be made of an electrically non-conductive material.
  • the housing 110 is made of a material such as plastic to expose the conductor unit 120 to the outside when the conductor unit 120 electrically conducts with the conductor contact portion 220 of the mating connector 200 . You can make it electrically insulated from the outside without doing it.
  • the housing 110 may be configured to be mechanically fastened to the mating connector 200 .
  • the housing 110 may be provided with a coupling portion 110G as shown in FIG. 1 , and at least a portion of the mating connector 200 , such as the body 210 and the conductor, may be formed on the coupling portion 110G. It may be configured to be mechanically coupled to the contact portion 220 .
  • the mating connector 200 is inserted into the upper opening of the housing 110 and moved in the downward direction (the arrow A2 direction in FIG. 1 ) of the groove (the coupling part 110G), thereby the connector 100 according to the present invention. can be contracted to And, when the mating connector 200 is inserted in this way, as shown in FIG. 2 , the mating connector 200 and the connector 100 according to the present invention may be electrically connected to each other.
  • the mating connector 200 may include a conductor contact portion 220 on a side surface thereof, as shown in FIG. 1 .
  • the first magnet 131 and the second magnet 132 face the same poles, so that the upper portion of the first magnet 131 indicated by the B1 portion is mainly A magnetic field by the first magnet 131 may be strong. Accordingly, when the magnetic body 230 of the mating connector 200 is positioned in the B1 portion, the magnetic body 230 may be attracted toward the first magnet 131 .
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing at least a partial configuration of the magnetic unit 130 according to another embodiment of the present invention.
  • the present embodiment will also be mainly described with respect to parts that are different from the previous embodiments.
  • first magnet 132: second magnet
  • 133 edge member
  • 134 separation member

Abstract

본 발명은 체결과 분리가 효과적으로 수행될 수 있는 커넥터를 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 커넥터는, 자성체를 구비하는 상대 커넥터와 전기적으로 접속되는 커넥터로서, 전기적 비전도성 재질로 구성되며, 상기 상대 커넥터와 체결 가능하도록 결합부가 형성된 하우징; 전기 전도성 재질로 구성되어 전기적 경로를 제공하며, 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출되어 상기 상대 커넥터와 전기적으로 접촉 가능하도록 구성된 도체 유닛; 및 상기 상대 커넥터의 자성체에 대하여 자기장의 변화가 가능하도록 구성된 마그네틱 유닛을 포함한다.

Description

커넥터
본 출원은 2021년 4월 28일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2021-0055302호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 커넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력이나 전기적 신호를 전달하기 위한 커넥터 및 이를 포함하는 응용 장치에 관한 것이다.
전력 공급을 위한 파워 케이블이나 전기적 신호를 전달하기 위한 신호 케이블 등은, 2개의 커넥터, 이를테면 수 커넥터(male connector)와 암 커넥터(female connector) 사이의 전기적 연결을 통해 상호 통전될 수 있다. 이때, 2개의 커넥터에는 각각 전기적 연결을 위한 도체, 이를테면 핀이 구비될 수 있다. 또한, 2개의 커넥터에는 이러한 전기적 연결이 안정적으로 유지될 수 있도록, 기계적 연결을 위한 체결 구성이 구비될 수 있다.
이러한 2개의 커넥터 사이의 기계적 연결은, 대표적으로 수 커넥터의 적어도 일부를 암 커넥터에 삽입시키는 형태로 이루어질 수 있다. 이때, 2개의 커넥터 사이를 체결시킬 때에는 삽입력이 약할수록 좋을 수 있다. 예를 들어, 수 커넥터를 암 커넥터에 삽입할 때, 쉽게 삽입이 이루어질 수 있다면 2개의 커넥터 사이를 결합시키는 작업이 보다 쉽게 수행될 수 있다. 그리고, 일단 결합이 이루어진 2개의 커넥터 사이는 서로 강한 체결력으로 결합되는 것이 좋다. 즉, 2개의 커넥터 사이의 전기적 연결이 안정적으로 유지되기 위해서는, 상호 간의 결합이 쉽게 해제되지 않도록 할 필요가 있다.
그러나, 일반적으로 2개의 커넥터 사이의 체결을 쉽게 하기 위해 삽입력을 약하게 할 경우, 상호 간의 결합력 또한 약해져, 결합 상태의 안정적인 유지가 어려울 수 있다. 반면, 결합 상태의 안정적인 유지를 위해 2개의 커넥터 사이의 결합력을 지나치게 높게 할 경우에는, 2개의 커넥터 사이의 결합 시 많은 힘을 필요로 할 수 있다. 뿐만 아니라, 이 경우, 2개의 커넥터 사이의 전기적 연결을 끊기 위해, 이들을 서로 분리시킬 필요가 있을 때에는 분리 작업이 어려워지는 문제가 발생할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 체결과 분리가 효과적으로 수행될 수 있는 커넥터 및 이를 포함하는 응용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 커넥터는, 자성체를 구비하는 상대 커넥터와 전기적으로 접속되는 커넥터로서, 전기적 비전도성 재질로 구성되며, 상기 상대 커넥터와 체결 가능하도록 결합부가 형성된 하우징; 전기 전도성 재질로 구성되어 전기적 경로를 제공하며, 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출되어 상기 상대 커넥터와 전기적으로 접촉 가능하도록 구성된 도체 유닛; 및 상기 상대 커넥터의 자성체에 대하여 자기장의 변화가 가능하도록 구성된 마그네틱 유닛을 포함한다.
여기서, 상기 하우징의 결합부는, 상기 상대 커넥터의 적어도 일부분이 삽입 가능하도록 오목한 홈 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 결합부는, 상기 홈의 내면에 나사산이 형성되어, 상기 상대 커넥터가 회전 삽입 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 마그네틱 유닛은, 각각 다극 착자 형태로 구성되어 상호 대면되게 배치된 제1 자석 및 제2 자석을 구비할 수 있다.
또한, 상기 제2 자석은, 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 자석은, 회전 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 자석은 플레이트 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 마그네틱 유닛은, 강자성체 재질로 형성되며 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석 중 적어도 하나의 테두리에 위치하여 극 별로 상호 분리되게 구비된 에지 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 커넥터를 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 커넥터를 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 디바이스는, 본 발명에 따른 커넥터를 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 커넥팅 장치는, 본 발명에 따른 커넥터 및 이와 결합되는 상대 커넥터를 포함한다. 특히, 이 경우, 상대 커넥터는, 자성체를 구비하며, 본 발명에 따른 커넥터와 결합하여 전기적으로 접속 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 체결과 분리가 효과적으로 수행될 수 있는 커넥터가 제공될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상황에 따라 상대 커넥터(외부 커넥터)와의 결합력이 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 커넥터가 암 커넥터인 경우, 상대 커넥터인 수 커넥터와의 결합 및 분리는 쉬우면서도, 결합된 상태에서 체결력은 안정적으로 유지될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 따른 커넥터에 의할 경우, 상대 커넥터와 체결 시에는 작은 힘으로 쉽게 체결 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 커넥터에 의할 경우, 상대 커넥터와의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 측면에 따른 커넥터에 의할 경우, 상대 커넥터와의 분리 작업이 쉽게 이루어질 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터의 구성을 상대 커넥터와 함께 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터에 상대 커넥터가 결합된 상태의 단면 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 유닛의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네틱 유닛의 적어도 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 도 4에 포함된 제2 자석의 상면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 유닛의 적어도 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은, 도 6에 포함된 제2 자석의 상면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 유닛의 적어도 일부 구성에 대하여 정면에서 바라본 형태의 개략적인 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 유닛의 적어도 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 도 9의 A9-A9'선에 대한 단면도이다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 유닛의 적어도 일부 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커넥터의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
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 안 되며, 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 사상에 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 커넥터(100)의 구성을 상대 커넥터(200)와 함께 개략적으로 나타낸 사시도이다. 다만, 도 1에서는 설명의 편의를 위해, 커넥터(100)가 부분적으로 투명한 형태로 도시되어 있다. 또한, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터(100)에 상대 커넥터(200)가 결합된 상태의 단면 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 예를 들어, 도 2는, 도 1의 구성에서 상대 커넥터(200)가 본 발명에 따른 커넥터(100)에 결합된 상태에서, A1-A1'선에 대한 단면을 나타내는 도면이라 할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 커넥터(100)는, 상대 커넥터(200)와 기계적으로 결합하여 전기적으로 접속되도록 구성될 수 있다. 이때, 상대 커넥터(200)는, 본체(210) 및 도체 접촉부(220)를 구비하여, 본 발명에 따른 커넥터(100)와 기계적으로 체결되고 전기적으로 접속되도록 구성될 수 있다. 여기서, 본체(210)는 전기적 절연성 재질, 이를 테면 플라스틱 재질로 구성되고, 도체 접촉부(220)는 전기 전도성 재질, 이를테면 구리나 니켈과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다. 그리고, 상대 커넥터(200)는 와이어(W2, 제2 와이어)를 통해 외부와 전기적으로 연결될 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 커넥터(100)와 접속되는 상대 커넥터(200)는, 자성체(230)를 구비할 수 있다. 여기서, 자성체(230)는, 자성을 갖는 물질, 즉 자기장 안에서 자화하는 물질을 의미할 수 있다. 특히, 상대 커넥터(200)의 자성체(230)는, 자석에 의해 끌어당겨지는 물질로서 강자성체일 수 있다. 예를 들어, 상대 커넥터(200)는, 철이나 코발트, 니켈과 같은 금속 재질을 자성체로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 커넥터(100)는, 이러한 상대 커넥터(200)와 기계적으로 결합하여 전기적으로 접속되기 위한 구성으로서, 하우징(110), 도체 유닛(120) 및 마그네틱 유닛(130)을 포함한다.
상기 하우징(110)은, 전기적 비전도성 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 플라스틱과 같은 재질로 구성되어, 도체 유닛(120)이 상대 커넥터(200)의 도체 접촉부(220)와 전기적으로 도통할 때, 도체 유닛(120)을 외부로 노출시키지 않고 외부와 전기적으로 절연되도록 할 수 있다. 또한, 상기 하우징(110)은, 상대 커넥터(200)와 기계적으로 체결 가능하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 하우징(110)은, 도 1에 도시된 바와 같이 결합부(110G)가 형성될 수 있으며, 이러한 결합부(110G)에 상대 커넥터(200)의 적어도 일부, 이를테면 본체(210) 및 도체 접촉부(220)와 기계적으로 결합되도록 구성될 수 있다.
상기 도체 유닛(120)은, 전기 전도성 재질로 구성되어 전기적 경로를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 도체 유닛(120)은, 구리나 니켈 등의 재질로 구성되어, 전원이나 전기적 신호가 흐르도록 할 수 있다. 또한, 상기 도체 유닛(120)은, 적어도 일부가 하우징(110)의 외부로 노출되어 상대 커넥터(200)와 전기적으로 접촉 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 도체 유닛(120)은, 전기적 절연 재질로 구성된 하우징(110)의 내부에 대체로 매립된 형태로 구성되되, 일부분이 하우징(110)의 외부로 노출될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바를 참조하면, 상기 도체 유닛(120)은, 상대 커넥터(200)가 결합되는 결합부(110G)의 표면에 노출되도록 구성될 수 있다. 따라서, 상대 커넥터(200)가 결합되는 경우, 상대 커넥터(200)의 도체 접촉부(220)가 이러한 도체 유닛(120)의 노출부에 직접적으로 접촉될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 상대 커넥터(200)의 도체 접촉부(220)와 본 발명에 따른 커넥터(100)의 도체 유닛(120) 사이에 전기적 연결이 이루어질 수 있다. 즉, 도체 유닛(120)이 하우징(110)의 외부로 노출된 부분은, 상대 커넥터(200)와 전기적으로 연결되는 전기적 접점으로서 역할을 할 수 있다.
한편, 상기 도체 유닛(120)은, 타단이 와이어(W1, 제1 와이어)에 연결되어, 이러한 제1 와이어(W1)를 통해, 커넥터(100)가 장착된 장치(이를테면 배터리 팩)와 전원 또는 전기적 신호 등을 주고 받을 수 있다.
상기 마그네틱 유닛(130)은, 본 발명에 따른 커넥터(100)와 접속되는 상대 커넥터(200)에 대하여 자기장의 변화가 가능하도록 구성될 수 있다. 특히, 상대 커넥터(200)는 철과 같은 자성체(230)를 구비할 수 있는데, 상기 마그네틱 유닛(130)은 이러한 상대 커넥터(200)의 자성체(230)에 대하여 자기장이 변화되도록 할 수 있다. 즉, 상기 마그네틱 유닛(130)은 자기장을 발생시킬 수 있도록 구성되며, 그러한 자기장의 크기 및/또는 형태가 상대 커넥터(200), 특히 상대 커넥터(200)의 자성체(230)에 대하여 변화되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 마그네틱 유닛(130)은 이러한 자기장의 변화를 통해, 상대 커넥터(200)에 대한 인력, 즉 상대 커넥터(200)를 끌어당기는 힘의 크기가 변화되도록 할 수 있다.
더욱이, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 자기장을 발생시키고 변화시키기 위해 자석을 구비할 수 있다. 특히, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 영구 자석, 이를테면 네오디뮴 자석을 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 자력을 생성하거나 변화시키기 위해 별도의 전력을 공급받지 않을 수 있다.
상기 마그네틱 유닛(130)은, 적어도 일부분이 하우징(110)에 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 적어도 일부 또는 전체가 하우징(110)의 내부에 매립되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 상기 구성에 의하면, 마그네틱 유닛(130)에 의해, 상대 커넥터(200)의 자성체(230)가 받는 자기장이 달라질 수 있다. 그리고, 이러한 자기장의 변화로 인해, 상대 커넥터(200)에 대하여 끌어당기는 힘을 제어할 수 있다. 즉, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 상대 커넥터(200)의 자성체(230)에 대하여 자기장을 변화시킴으로써, 상대 커넥터(200)를 강하게 끌어당기거나, 또는 그러한 인력의 힘을 약화 내지 제거하도록 구성될 수 있다.
특히, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 상대 커넥터(200)가 결합되고 있는 상황에서, 상대 커넥터(200) 측으로 자기장이 발생되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 구성에서, 상대 커넥터(200)가 화살표 A2와 같이 하부 방향으로 이동하여 본 발명에 따른 커넥터(100)의 하우징(110)에 결합될 때, 마그네틱 유닛(130)은 상대 커넥터(200)의 자성체(230)로 자기장을 발생시킬 수 있다. 이 경우, 상대 커넥터(200)의 자성체(230)는, 자력에 의해 마그네틱 유닛(130)으로 끌어당겨지는 힘을 받을 수 있다. 따라서, 상대 커넥터(200)는 본 발명에 따른 커넥터(100)의 하우징(110)에 보다 쉽게 결합될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 본 발명에 따른 커넥터(100)와 상대 커넥터(200) 사이의 체결이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 상대 커넥터(200)가 이미 결합된 상황에서, 상대 커넥터(200) 측으로 자기장이 발생되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상대 커넥터(200)가 본 발명에 따른 커넥터(100)에 결합된 경우, 상대 커넥터(200)의 자성체(230)는, 마그네틱 유닛(130)으로부터 지속적으로 끌어당겨지는 힘을 받게 될 수 있다. 따라서, 이 경우, 자성체(230)가 구비된 상대 커넥터(200)는, 본 발명에 따른 커넥터(100)와 기계적 결합 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 본 발명에 따른 커넥터(100)와 상대 커넥터(200) 사이에 비의도적인 분리(탈거)가 이루어지는 상황이 보다 효과적으로 방지될 수 있다.
한편, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 상대 커넥터(200)의 자성체(230)에 대하여, 자기장이 약해지거나 제거되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 상황에 따라 상대 커넥터(200)를 끌어당기는 힘을 약화시키거나 제거하도록 구성될 수 있다. 특히, 이러한 실시 구성은, 본 발명에 따른 커넥터(100)와 상대 커넥터(200) 사이를 의도적으로 분리시킬 때 구현될 수 있다. 커넥터(100)와 상대 커넥터(200) 사이의 전기적인 연결이 해제될 필요가 있는 경우, 상대 커넥터(200)는 본 발명에 따른 커넥터(100)로부터 탈거될 필요가 있다. 예를 들어, 도 2에서, 화살표 A4로 표시된 바와 같이, 상대 커넥터(200)는, 본 발명에 따른 커넥터(100)의 하우징(110)으로부터 분리되어야 하는 상황이 발생할 수 있다. 이때, 상대 커넥터(200)의 자성체(230)에 대한 마그네틱 유닛(130)의 자기장이 감소되거나 제거되는 경우, 상대 커넥터(200)의 분리 작업이 보다 쉽게 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 구성에 의하면, 본 발명에 따른 커넥터(100)와 상대 커넥터(200) 사이의 결합이 안정적으로 유지될 수 있으면서도, 상대 커넥터(200)의 삽입 및 분리 작업 또한 쉽게 이루어질 수 있다.
한편, 상기 마그네틱 유닛(130)이 자기장을 변화시키도록 하는 구성은, 다양한 실시 형태에 의해 구현될 수 있으며, 이에 대한 보다 구체적인 실시 형태는 후술하도록 한다.
상기 하우징(110)의 결합부(110G)는, 상대 커넥터(200)가 삽입 가능하도록 오목한 홈 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)은, 상단 중앙 부분에 개구부가 형성되며, 이러한 개구부가 상부에서 하부 방향(도면의 -z축 방향)으로 길게 연장된 형태로 구성된 결합부(110G)를 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 형태의 결합부(110G) 표면, 즉 홈의 내측 표면에는 도체 유닛(120)의 일부분이 노출된 형태로 구성될 수 있다.
이때, 상대 커넥터(200)는, 하우징(110)의 상단 개구부로 삽입되어 홈(결합부(110G))의 하부 방향(도 1의 화살표 A2 방향)으로 이동함으로써, 본 발명에 따른 커넥터(100)에 체결될 수 있다. 그리고, 이와 같이 상대 커넥터(200)가 삽입되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상대 커넥터(200)와 본 발명에 따른 커넥터(100)가 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 상대 커넥터(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 측부 표면에 도체 접촉부(220)를 구비할 수 있다. 이 경우, 상대 커넥터(200)가 하우징(110)의 홈, 즉 결합부(110G)에 삽입되면, 상대 커넥터(200)의 도체 접촉부(220)와 본 발명에 따른 커넥터(100)의 도체 유닛(120)의 노출 부분(접촉 포인트)이 서로 직접 접촉될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상대 커넥터(200)가 본 발명에 따른 커넥터(100)의 하우징(110)에 쉽게 결합될 수 있다. 그리고, 이러한 결합에 의해, 상대 커넥터(200)와 본 발명에 따른 커넥터(100)의 전기적 접속도 쉽게 이루어질 수 있다.
특히, 상기 하우징(110)의 결합부(110G)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 원기둥, 즉 원통 형태로 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 하우징(110)에 대하여 x-y 평면과 평행한 방향으로 절단된 형태의 단면을 살펴보면, 상기 하우징(110)의 내측 표면, 즉 결합부(110G)의 표면은 원 형태로 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 하우징(110)은, 도 1 및 도 2에서 S1으로 표시된 부분과 같이, 홈(결합부(110G))의 내면에 나사산이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 하우징(110)은, 이러한 나사산(S1)을 통해 상대 커넥터(200)가 회전 삽입 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상대 커넥터(200)는 이러한 하우징(110)의 결합부(110G) 형태에 대응하는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상대 커넥터(200)는 본체(210)가 원기둥(원통) 형태로 구성되어, 하우징(110)의 결합부(110G)에 삽입될 수 있다. 그리고, 이러한 상대 커넥터(200)의 본체(210) 측부에는 도체 접촉부(220)가 구비될 수 있다. 여기서, 상대 커넥터(200)의 도체 접촉부(220) 및/또는 본체(210) 접촉부의 표면에는, 결합부(110G)의 표면에 형성된 나사산(S1)에 대응되는 형태로 나사산(S2)이 형성될 수 있다.
여기서, 상대 커넥터(200)는, 도 1에서 화살표 A3로 표시된 바와 같이 회전함으로써, 하우징(110)의 홈, 즉 결합부(110G)에 삽입될 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 커넥터(100)와 상대 커넥터(200)는, 스크류 방식으로 결합된다고 할 수 있다. 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 마그네틱 유닛(130)의 자력에 의한 결합력과 스크류 방식 체결에 의한 결합력이 함께 작용하여, 상대 커넥터(200)와 본 발명에 따른 커넥터(100) 사이의 결합력이 보다 안정적으로 확보될 수 있다. 더욱이, 이러한 실시 구성에 의하면, 상대 커넥터(200)를 하우징(110)에 삽입시키거나 분리시키는 작업도 쉽게 수행될 수 있다.
상기 마그네틱 유닛(130)은, 제1 자석(131) 및 제2 자석(132)을 구비할 수 있다. 즉, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 적어도 2개의 자석을 구비할 수 있다. 여기서, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 각각, 다극 착자 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 도 1 및 도 2 등에 도시된 바와 같이, 하나의 표면에 2개의 S극과 2개의 N극이 모두 포함된 4극 착자 자석 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 각각 4극 착자된 네오디뮴 자석일 수 있다.
또한, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 상호 대면되게 배치될 수 있다. 특히, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 상호 마주보는 표면에 서로 다른 극이 모두 배치되도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 각각 상부와 하부에 위치하여, 제1 자석(131)의 하면과 제2 자석(132)의 상면은 서로 대면되게 배치될 수 있다. 그리고, 제1 자석(131)의 하면과 제2 자석(132)의 상면에는 모두, N극과 S극이 함께 배치될 수 있다.
상기 제1 자석(131)과 상기 제2 자석(132)은, 상호 간 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 자석(131)과 상기 제2 자석(132)은, 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 더욱이, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)의 자기력이 다른 경우, 이를테면 제1 자석(131)의 자기력이 제2 자석(132)의 자기력에 비해 큰 경우, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 상호 분리된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 상하 방향으로 배치되되 서로 접촉된 형태로 배치될 수도 있다. 더욱이, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)의 자기력이 동일한 경우에는, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 서로 접촉된 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 다극 착자 형태로 구성된 2개의 자석에 의해, 상대 커넥터(200)에 대하여 자기장을 변화시키는 구성이 보다 용이하게 구현될 수 있다.
상기 마그네틱 유닛(130), 특히 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 하우징(110)에서 결합부(110G)의 주변에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 결합부(110G)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 결합부(110G)에는 상대 커넥터(200)가 하강하여 결합될 수 있다. 따라서, 상대 커넥터(200), 특히 상대 커넥터(200)의 자성체(230)는, 그 하부에 위치한 제1 자석(131) 및 제2 자석(132)에 의한 자기장의 영향을 받을 수 있다.
더욱이, 도면에 도시된 바와 같이, 상대 커넥터(200)가 하우징(110)의 결합부(110G)에 삽입되는 경우, 자성체의 하부에는 제1 자석(131)이 위치하고, 제1 자석(131)의 하부에는 제2 자석(132)이 위치할 수 있다. 이때, 상대 커넥터(200)는, 제1 자석(131)에 의한 자기장의 영향을 주로 받을 수 있다. 이 경우, 제1 자석(131)은 메인 자석으로서 기능하고, 제2 자석(132)은 제어 자석으로서 기능할 수 있다. 즉, 제1 자석(131)은 상대 커넥터(200)로 자기장을 공급하는 역할을 주로 수행하고, 제2 자석(132)은 제1 자석(131)으로부터 상대 커넥터(200)로 공급되는 자기장의 양을 제어하는 역할을 주로 수행하도록 구성될 수 있다.
상기 마그네틱 유닛(130)에 구비된 복수의 자석 중 적어도 하나 이상은, 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 제2 자석(132)은, 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 그리고, 제2 자석(132)은, 이러한 이동에 의해 상대 커넥터(200)의 자성체(230)로 향하는 제1 자석(131)의 자기장을 변화시키는 역할을 수행하도록 구성될 수 있다. 이때, 제1 자석(131)은, 메인 자석으로서 하우징(110)의 내부에 고정되고, 제2 자석(132)은 이동을 통해 제1 자석(131)의 자기장을 변화시키는 제어 자석으로서 기능할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 마그네틱 유닛(130)은, 제2 자석(132)의 이동에 의해 상대 커넥터(200)의 자성체(230)에 대한 자기장을 변화시켜, 상대 커넥터(200)에 대한 인력을 조절할 수 있다.
특히, 상기 제2 자석(132)은, 회전 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 유닛(130)의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 마그네틱 유닛(130)에 구비되는 제1 자석(131) 및 제2 자석(132)은, 각각 수평 방향으로 넓은 표면을 갖는 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 또는, 제1 자석(131) 및 제2 자석(132)은 상면과 하면이 평평한 기둥 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 상호 마주보는 표면이 평평한 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 상호 마주보는 표면에 2개의 극이 모두 배치되도록 구성될 수 있다. 이때, 제2 자석(132)은, 도 3의 (a)에서 화살표 A5로 표시된 바와 같이, 회전 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 제2 자석(132)은, 그 중심점(O2)이 제1 자석(131)의 중심점(O1)과 x-y 좌표 상에서는 동일한 위치에 배치되고 z축 상으로만 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 자석(132)은, 이러한 중심점(O2)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 제2 자석(132)은, 이와 같은 회전 이동을 통해, 제1 자석(131)에 대한 극의 위치가 변화하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)이 모두 4극 착자 형태로 구성된 상태에서, 제1 자석(131)은 고정되고 제2 자석(132)은 화살표 A5 방향으로 회전하게 되면, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 상호 대면되는 부분의 극이 변화할 수 있다.
보다 구체적인 예로서, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 서로 동일한 극이 마주보도록 배치된 상태에서, 제2 자석(132)이 화살표 A5 방향으로 90° 회전하게 되는 경우, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같은 상태가 될 수 있다. 즉, 도 3의 (b) 구성에서는 4극 착자 자석 형태로 구성된 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 서로 다른 극끼리 마주보도록 배치될 수 있다. 그리고, 도 3의 (b)와 같이 마그네틱 유닛(130)이 배치된 상태에서, 제2 자석(132)이 화살표 A6 방향으로 90° 회전하게 되면, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 상태가 될 수 있다. 이 경우, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 다시 동일한 극끼리 서로 마주보도록 배치된다고 할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 적어도 하나가 회전 이동함으로써, 상호 대면되는 극이 변화하도록 구성되어 있다. 특히, 이러한 상대적 회전 이동을 통해, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 동일한 극끼리 대면하거나 서로 다른 극끼리 대면할 수 있다. 그리고, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)의 대면되는 극성 변화에 따라, 마그네틱 유닛(130)의 자기장은 변화할 수 있다.
예를 들어, 도 3의 (a) 구성에서는, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)이 서로 같은 극끼리 마주보게 되므로, B1 부분으로 표시된 제1 자석(131)의 상부에는, 주로 제1 자석(131)에 의한 자기장이 강하게 존재할 수 있다. 따라서, B1 부분에 상대 커넥터(200)의 자성체(230)가 위치하게 되면, 이러한 자성체(230)는 제1 자석(131)을 향해 끌어당겨질 수 있다.
반면, 도 3의 (b) 구성에서는, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)이 서로 다른 극끼리 마주보게 되므로, 제1 자석(131)에 의한 자기장은 주로, 제2 자석(132)을 향하는 방향으로 형성될 수 있다. 즉, 이 경우, 제1 자석(131)에 의한 자기장은 주로, 상하 방향(z축 방향) 기준으로, B2' 부분으로 표시된 제1 자석(131)과 제2 자석(132) 사이 공간에 위치할 수 있다. 그리고, B1' 부분으로 표시된 제1 자석(131)의 상부 에는, 제1 자석(131)에 의한 자기장이 존재하지 않거나 상당히 약화된 형태로 존재할 수 있다. 즉, 도 3의 (b) 구성에서 B1' 부분의 자기장은, 도 3의 (a) 구성에서 B1 부분의 자기장에 비해 줄어든다고 볼 수 있다. 따라서, B1' 부분에 상대 커넥터(200)의 자성체(230)가 위치하더라도, 자성체(230)는 제1 자석(131)을 향해 인력을 받지 않거나 인력이 현저하게 감소될 수 있으므로, 자성체(230)가 구비된 상대 커넥터(200)를, 상부 방향(+z축 방향)으로 쉽게 이동시킬 수 있다.
본 발명의 이와 같은 실시 구성에 의하면, 커넥터(100)의 결합력 및 작업성을 모두 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 작업자는, 제2 자석(132)을 도 3의 (a)와 같은 형태로 구성함으로써, 상대 커넥터(200)가 쉽게 결합되도록 할 수 있다. 즉, 도 3의 (a) 구성에서, B1 부분에 상대 커넥터(200)를 이동시키면, 제1 자석(131)에 의한 인력으로 인해 상대 커넥터(200)는 B1 부분으로 쉽게 이동될 수 있다. 여기서, B1 부분은 도 1 및 도 2의 구성에서, 하우징(110)의 결합부(110G) 부분에 대응된다고 할 수 있다. 따라서, 도 3의 (a)와 같은 형태로 제2 자석(132)이 위치하는 경우, 상대 커넥터(200)는 하우징(110)의 삽입부에 쉽게 삽입될 수 있다.
또한, 작업자는, 제2 자석(132)을 도 3의 (a)와 같은 형태로 유지함으로써, 상대 커넥터(200)와 본 발명에 따른 커넥터(100)의 결합 상태가 계속해서 안정적으로 유지되도록 할 수 있다. 즉, 도 3의 (a) 구성에서, B1 부분에 위치한 상대 커넥터(200), 특히 상대 커넥터(200)의 자성체(230)는 마그네틱 유닛(130)에 의한 인력이 계속해서 작용하므로, B1 부분으로부터 상부 방향으로 쉽게 분리되지 않을 수 있다. 따라서, 도 3의 (a)와 같은 형태로 제2 자석(132)이 위치하는 경우, 상대 커넥터(200)가 하우징(110)의 삽입부에 삽입된 상태는 안정적으로 유지될 수 있다.
또한, 작업자는, 제2 자석(132)을 도 3의 (b)와 같은 형태로 구성함으로써, 상대 커넥터(200)가 쉽게 분리되도록 할 수 있다. 예를 들어, 상대 커넥터(200)를 하우징(110)의 결합부(110G)에서 분리시키고자 할 때에는, 도 3의 (a) 구성에서, 제2 자석(132)을 화살표 A5로 표시된 바와 같이 90° 회전시킬 수 있다. 그러면, 도 3의 (b) 구성과 같이 제2 자석(132)이 위치하게 되므로, B1' 부분에는 제1 자석(131) 및 제2 자석(132)에 의한 인력이 제거되거나 감소될 수 있다. 따라서, 도 3의 (b)와 같은 형태로 제2 자석(132)을 위치시킴으로써, 상대 커넥터(200)는 하우징(110)의 삽입부로부터 상부 방향으로 쉽게 탈거될 수 있다.
한편, 상기 실시 구성에서, 제2 자석(132)은 다양한 형태로 회전 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 자석(132)은 하부에 돌출부와 같은 형태의 손잡이를 두어, 작업자가 수동으로 제2 자석(132)을 화살표 A5 방향(반시계 방향) 또는 A6 방향(시계 방향)으로 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 또는, 제2 자석(132)은, 모터 등의 회전에 의해 자동으로 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 자석(131) 및 제2 자석(132) 중 적어도 하나, 특히 제2 자석(132)은 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 이때, 제2 자석(132)의 넓은 표면 중 하나는 제1 자석(131)의 표면에 대면되도록 구성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)이 상하 방향으로 배치될 때, 제2 자석(132)은 제1 자석(131)의 하부에서, 상면이 제1 자석(131)의 하면에 대면되는 형태로 구성될 수 있다.
더욱이, 제2 자석(132)은, 회전 이동 가능하게 구성될 때, 플레이트의 테두리 방향으로 회전 이동 가능하게 구성될 수 있다. 특히, 제2 자석(132)은, 원판 형태로 구성될 수 있다. 이때, 제2 자석(132)은, 원판의 중심(O2)을 기준으로 원주 방향으로 회전 가능하게 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 비교적 간단한 구성으로, 마그네틱 유닛(130)의 자기장 조절 구성이 구현될 수 있다. 특히, 상기 실시 구성에 의하면, 제2 자석(132)을 회전시키기 위한 별도의 공간이 불필요하거나, 많이 차지하지 않게 될 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 제2 자석(132)의 회전 동작이 용이하게 수행될 수 있다.
상기 마그네틱 유닛(130)은, 에지 부재(133)를 더 포함할 수 있다. 이에 대해서는, 도 4 및 도 5 등 이하의 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네틱 유닛(130)의 적어도 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 5는, 도 4에 포함된 제2 자석(132)의 상면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시예에 대해서는, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하며, 앞선 실시예들과 동일 또는 유사한 설명이 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 마그네틱 유닛(130)은, 제1 자석(131) 및 제2 자석(132) 중 적어도 하나의 테두리에 에지 부재(133)를 포함할 수 있다. 상기 에지 부재(133)는, 강자성체 재질, 이를테면 철이나 코발트, 니켈과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 에지 부재(133)는, 극 별로 상호 분리되게 구비될 수 있다. 더욱이, 상기 에지 부재(133)는 극 별로 분리되어 상호 이격된 형태로 구성될 수 있다.
예를 들어, 제2 자석(132)이 원판 형태로서 2개의 N극 및 2개의 S극을 갖는 4극 착자 형태로 구성된 경우, 4개의 에지 부재(133)가 상호 분리된 형태로 각 N극과 S극의 테두리에 위치할 수 있다. 이 경우, 4개의 에지 부재(133)는, 원형으로 형성된 제2 자석(132)의 테두리를 감싸는 형태로 대략 원형 링 형태로 구성되되, 원주 방향으로 서로 소정 거리 이격된 형태로 배치되어 있다고 할 수 있다. 그리고, 4개의 에지 부재(133)는, 제2 자석(132)의 원형 테두리에 대하여, 1/4씩 분할하여 커버한다고 할 수 있다. 또한, 제1 자석(131)에 대해서도, 제2 자석(132)과 마찬가지로 대략 원형 링 형태로 형성된 4개의 에지 부재(133)가 구비될 수 있다. 제1 자석(131)에 대하여 구비된 에지 부재(133)는 제2 자석(132)에 대하여 구비된 에지 부재(133)와 동일 또는 유사한 형태로 구성될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)의 주변에 배치된 에지 부재(133)에 의해, 자기장의 제어가 보다 원활해질 수 있다. 특히, 각 극별로 배치된 에지 부재(133)는, 제1 자석(131)이나 제2 자석(132)에 의해 생성된 자기장이 이동하는 경로를 제공할 수 있다. 즉, 상기 실시 구성에 의하면, 다른 부분에 비해 철 등으로 형성된 에지 부재(133)로 자기장이 쉽게 이동할 수 있다. 더욱이, 도 3의 (b) 구성에 도시된 바와 같이 제1 자석(131)과 제2 자석(132)이 서로 다른 극이 마주보도록 배치된 경우, 제1 자석(131)과 제2 자석(132) 사이의 공간에 자기장이 많이 존재할 수 있다. 이때, 제1 자석(131)의 테두리와 제2 자석(132)의 테두리에 배치된 에지 부재(133)는, 자기장의 경로를 제공함으로써, 제1 자석(131)의 상부 측이나 제2 자석(132)의 하부 측으로 자기장이 존재하는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있다. 그러므로, 이 경우, 제1 자석(131)의 상부 공간이나 제2 자석(132)의 하부 공간에 존재하는 상대 커넥터(200)의 자성체(230)에 대한 인력이 현저하게 줄어들거나 없어지도록 할 수 있다. 따라서, 제2 자석(132)의 회전에 의한 자력 제어가 보다 효과적으로 수행될 수 있다.
한편, 상기 실시 구성에서, 제1 자석(131) 및/또는 제2 자석(132)에 구비된 에지 부재(133)는, 각 자석의 테두리에 부착되어 고정된 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 자석(131) 및/또는 제2 자석(132)에 구비된 에지 부재(133)는, 각 자석과 접촉되어, 각 자석으로부터 생성된 자기장에 대하여 보다 확실한 경로를 제공할 수 있다. 그리고, 제2 자석(132)의 테두리에 구비된 에지 부재(133)는, 제2 자석(132)과 함께 회전하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바를 참조하면, 제2 자석(132)의 테두리에 구비된 에지 부재(133)는, 제2 자석(132)에 고정되어 제2 자석(132)과 함께 화살표 A7 방향으로 회전하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 마그네틱 유닛(130)은, 분리 부재(134)를 더 구비할 수 있다. 상기 분리 부재(134)는, 비자성체 재질로서, 이를테면 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 상기 분리 부재(134)는, 각 극별로 구비된 에지 부재(133) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 4 및 도 5의 실시예를 참조하면, 4극 착자 형태로 구성된 제2 자석(132)의 테두리에는, 4개의 에지 부재(133) 및 4개의 분리 부재(134)가 상호 교대로 배치된 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 분리 부재(134)에 의해, 각 에지 부재(133)의 자기장 극성이 보다 확실하게 구별될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 제2 자석(132)의 원주 방향 회전에 의한 마그네틱 유닛(130)의 자기장 변화가 보다 확실하게 이루어질 수 있다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 유닛(130)의 적어도 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 7은, 도 6에 포함된 제2 자석(132)의 상면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)의 테두리에 4개의 에지 부재(133)가 원형 링 형태로 배치되되, 제2 자석(132)의 테두리에 배치된 에지 부재(133)는, 제2 자석(132)과 소정 거리 이격된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 도 7에서 C1로 표시된 부분과 같이, 에지 부재(133)는, 제2 자석(132)의 테두리에서 소정 거리 이격된 형태로 구성될 수 있다.
이러한 실시 구성에서는, 제2 자석(132)만 회전하고, 제2 자석(132)의 테두리에 구비된 에지 부재(133)는, 회전하지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 제2 자석(132)은, 도 7에서 화살표 A8로 표시된 바와 같이 원주 방향으로 회전할 수 있으며, 이때 에지 부재(133)는 고정된 상태로 유지될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 에지 부재(133)의 내부 공간에서 제2 자석(132)만 회전하고 에지 부재(133)는 회전하지 않게 되므로, 에지 부재(133)를 회전시키기 위한 공간을 마그네틱 유닛(130)이나 하우징(110)에서 확보할 필요가 없다.
또한, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)에 모두 에지 부재(133)가 구비된 경우, 서로 다른 자석에 구비된 에지 부재(133) 사이는 서로 접촉되게 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 유닛(130)의 적어도 일부 구성에 대하여 정면에서 바라본 형태의 개략적인 단면도이다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 8을 참조하면, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)의 테두리에 위치한 에지 부재(133)는, D1 및 D1'으로 표시된 부분과 같이, 상호 접촉되게 구성될 수 있다. 특히, 제1 자석(131)의 테두리에 위치한 에지 부재(133) 및/또는 제2 자석(132)의 테두리에 위치한 에지 부재(133)는 서로를 향하는 방향으로 돌출되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 상부에 위치한 제1 자석(131)의 테두리에 위치한 에지 부재(133)는 제1 자석(131)보다 하부 방향으로 돌출되게 구성될 수 있다. 그리고, 상대적으로 하부에 위치한 제2 자석(132)의 테두리에 위치한 에지 부재(133)는 제2 자석(132)보다 상부 방향으로 돌출되게 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같이 돌출된 에지 부재(133)의 상단과 하단은 서로 접촉된 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 자석(131)의 테두리에 위치한 에지 부재(133)와 제2 자석(132)의 테두리에 위치한 에지 부재(133)로 자기장 경로가 보다 확실하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)이 서로 다른 극성이 마주보도록 배치된 경우, 제1 자석(131)과 제2 자석(132) 사이의 자기장은 주로, 도 8에서 점선으로 표시된 바와 같은 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제1 자석(131)의 테두리에 위치한 에지 부재(133)와 제2 자석(132)의 테두리에 위치한 에지 부재(133)는 상하 방향으로 서로 접촉되어 있으므로, 에지 부재(133)에 의한 자기장 경로 제공 기능이 보다 확실하게 구현될 수 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 유닛(130)의 적어도 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 9에서는, 설명의 편의를 위해, 마그네틱 유닛(130)의 일부분은 투명하게 도시되어 있다. 그리고, 도 10은, 도 9의 A9-A9'선에 대한 단면도이다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 자석(131)의 테두리에 배치된 에지 부재(133)와 제2 자석(132)의 테두리에 배치된 에지 부재(133)는, 서로 일체화된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 마그네틱 유닛(130)은, 4개의 에지 부재(133)를 구비하며, 각 에지 부재(133)가 제1 자석(131)과 제2 자석(132)의 테두리를 모두 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 특히, 각 에지 부재(133)는, 일단이 제1 자석(131)의 테두리 일부를 감싸고, 타단이 제2 자석(132)의 테두리 일부를 감싸는 형태로 구성될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 마그네틱 유닛(130)을 상부에서 하부 방향으로 바라볼 때, 4개의 에지 부재(133)는, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)의 각 사분면을 함께 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 하나의 에지 부재(133)는, 상단이 제1 자석(131)의 1사분면을 감싸고 하단이 제2 자석(132)의 1사분면을 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 다른 하나의 에지 부재(133)는, 상단이 제1 자석(131)의 2사분면을 감싸고 하단이 제2 자석(132)의 2사분면을 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 이와 같은 형태로 4개의 에지 부재(133)는, 상단이 제1 자석(131)의 1~4분면을 각각 감싸고, 하단이 제2 자석(132)의 1~4분면을 각각 감싸는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 자석(131)의 테두리에 배치된 에지 부재(133)와 제2 자석(132)의 테두리에 배치된 에지 부재(133)가 별도로 분리되어 있지 않으므로, 마그네틱 유닛(130)의 구조적 안정성이 향상될 수 있다. 또한, 이러한 실시 구성에 의하면, 제1 자석(131)의 테두리로부터 제2 자석(132)의 테두리까지 에지 부재(133)에 의해 자기장 경로가 끊기지 않고 연속적으로 형성될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 제2 자석(132)의 이동에 의한 자기장 경로의 변화를 보다 확실하게 제어할 수 있다.
이와 같은 실시 구성에서는, 제1 자석(131)의 테두리에 배치된 분리 부재(134)와 제2 자석(132)의 테두리에 배치된 분리 부재(134) 또한, 일체화된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 각 분리 부재(134)는, 상하 방향으로 세워진 사각 플레이트 형태로 구성된다고 할 수 있다.
한편, 앞선 여러 실시예들에서는 제2 자석(132)의 회전 이동에 의해 마그네틱 유닛(130)의 자기장을 변화시키는 구성을 중심으로 설명되었으나, 본 발명이 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 유닛(130)의 적어도 일부 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 11을 참조하면, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은, 각각 4극 착자 형태로 구성되어 상하 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 서로 다른 극이 대면되는 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 상호 간의 이격 거리가 조절 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 11의 구성에서, 제1 자석(131)은 고정된 상태에서, 제2 자석(132)은 화살표 A10으로 표시된 바와 같이 상하 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제2 자석(132)의 이동에 의해, 제1 자석(131)의 상부 공간에 미치는 자기장이 변화되도록 할 수 있다. 즉, 제2 자석(132)을 상부 방향으로 이동시키는 경우, 제1 자석(131)의 상부 공간에 대한 자기장의 영향은 작아질 수 있다. 서로 다른 극성이 대면된 채로 제2 자석(132)이 제1 자석(131)과 가까워지게 되면, 제1 자석(131)에 의한 자기장은, 제1 자석(131)의 상부보다는 제2 자석(132)을 향하는 방향으로 향할 수 있다. 그러므로, 이 경우, 마그네틱 유닛(130)의 상부에 상대 커넥터(200)의 자성체(230)가 위치하는 경우, 마그네틱 유닛(130)이 자성체(230)를 끌어당기는 힘은 약해지거나 사라질 수 있다. 따라서, 이러한 구성은, 상대 커넥터(200)를 하우징(110)으로부터 분리시킬 때 보다 유용하게 적용될 수 있다.
반면, 서로 다른 극성이 대면된 채로 제2 자석(132)이 제1 자석(131)과 멀어지게 되면, 제1 자석(131)에 의한 자기장은, 제1 자석(131)의 상부로 보다 많이 향할 수 있게 된다. 따라서, 마그네틱 유닛(130)의 상부에 상대 커넥터(200)의 자성체(230)가 위치하는 경우, 마그네틱 유닛(130)이 자성체(230)를 끌어당기는 힘은 보다 강해질 수 있다. 그러므로, 이러한 구성은, 상대 커넥터(200)를 하우징(110)에 삽입하거나 결합 상태를 유지할 때 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 상기 하우징(110)은, 내부 하우징(111) 및 외부 하우징(112)을 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 12를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커넥터(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 12에서는 설명의 편의를 위해, 적어도 일부 구성요소가 투명하게 도시되어 있다. 본 실시예에 대해서도 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 커넥터(100)에서 하우징(110)은, 내부 하우징(111) 및 외부 하우징(112)을 구비할 수 있다.
여기서, 내부 하우징(111)은 상단이 개방되고 중앙 부분이 오목하게 파여 있는 형태로 구성될 수 있다. 이때, 내부 하우징(111)의 중앙 부분은 앞서 설명한 결합부(110G)로서 기능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 내부 하우징(111)의 중앙 부분으로는 상대 커넥터(200)가 삽입될 수 있다. 이때, 내부 하우징(111)의 내면에는, 도 12에 도시된 바와 같이, 나사산이 형성되어 상대 커넥터(200)가 나사산을 통해 내부 하우징(111)의 결합부(110G)에 회전 결합되도록 구성될 수 있다. 또한, 내부 하우징(111)의 내면에는 도체 유닛(120)이 노출될 수 있다.
그리고, 외부 하우징(112)은, 내부 하우징(111)의 외부를 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 외부 하우징(112)은, 내부 하우징(111)을 전, 후, 좌, 우 방향으로 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 외부 하우징(112)은, 내부에 빈 공간이 형성되어 내부 공간에 내부 하우징(111)이 수납되도록 할 수 있다.
특히, 상기 내부 하우징(111)은, 원통 형태로 구성되며, 외부 하우징(112)의 내부 공간에서 중앙축을 기준으로 수평 방향으로 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 이때, 하우징(110)은 베어링과 같은 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 외부 하우징(112)이 고정된 상태에서, 내부 하우징(111)은, 도 12에서 화살표 A11로 표시된 바와 같이 반시계 방향 및/또는 그 반대 방향으로 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 상대 커넥터(200)가 내부 하우징(111)의 결합부(110G)로 삽입될 때, 상대 커넥터(200)는 회전할 필요가 없이 하부 방향(-z축 방향)으로 이동하기만 하면 된다. 즉, 상대 커넥터(200)가 하부 방향으로 이동하기만 하면, 상대 커넥터(200)의 외면에 형성된 나사산(S2)과 내부 하우징(111)의 내면에 형성된 나사산(S1) 사이의 결합으로 인해, 내부 하우징(111)은 자동으로 회전할 수 있게 된다. 반면, 상대 커넥터(200)가 내부 하우징(111)의 결합부(110G)에서 분리(탈거)될 때에는, 상대 커넥터(200)는 회전할 필요 없이 상부 방향(+z축 방향)으로 이동하기만 하면 된다.
그러므로, 이 경우, 상대 커넥터(200)의 결합 및 분리 작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 커넥터(100)는, 다양한 응용 장치에 채용될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 커넥터(100)를 포함한다. 즉, 상술한 커넥터(100)는, 배터리 팩에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 배터리 팩에 대한 전원이나 각종 데이터 등을 송수신하기 위하여, 배터리 팩의 외부에 본 발명에 따른 커넥터(100)를 구비될 수 있다. 이때, 상대 커넥터(200)는, 배터리 팩이 탑재된 장치, 이를테면 자동차 등에 구비될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 커넥터(100) 이외에 배터리 팩에 포함되는 다른 다양한 구성요소, 이를테면 배터리 셀, 팩 케이스 및 배터리 관리 시스템 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차는, 상술한 본 발명에 따른 커넥터(100)를 포함한다. 즉, 상술한 커넥터(100)는, 자동차에 적용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 자동차는, 배터리 팩으로 구동되는 전기 자동차나 하이브리드 자동차일 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 자동차는, 배터리 팩 충전 장치와 연결하기 위하여 본 발명에 따른 커넥터(100)를 차체 외부에 구비할 수 있다. 이때, 상대 커넥터(200)는, 배터리 팩 충전 장치에 구비될 수 있다. 또는, 본 발명에 따른 자동차는, 탑재된 배터리 팩과 전기적으로 연결하기 위하여 본 발명에 따른 커넥터(100)를 내부에 구비할 수 있다. 이때, 상대 커넥터(200)는, 배터리 팩에 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스는, 상술한 본 발명에 따른 커넥터(100)를 포함한다. 여기서, 디바이스는, 자동차 충전 장치나 서버 등 다양한 형태의 장치일 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 디바이스가 전기 자동차를 충전시키기 위한 충전 장치인 경우, 전기 자동차와 접속되기 위하여 본 발명에 따른 커넥터(100)를 포함할 수 있다. 이때, 상대 커넥터(200)는, 전기 자동차나 배터리 팩에 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 커넥팅 장치는, 상술한 본 발명에 따른 커넥터(100) 및 상대 커넥터(200)를 함께 포함할 수 있다. 여기서, 상대 커넥터(200)는, 앞서 설명한 바와 같이, 철과 같은 자성체(230)를 구비하며, 자기장의 조절이 가능한 커넥터(100)와 결합하여 전기적으로 접속 가능하도록 구성된 상대 커넥터(200)일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 커넥팅 장치는, 상호 기계적 체결 및 전기적 접속되는 제1 커넥터 및 제2 커넥터를 포함한다고 할 수 있다. 이때, 제1 커넥터는 앞서 설명한 자기장 조절이 가능한 커넥터(100)이고, 제2 커넥터는 앞서 설명한 상대 커넥터(200)라 할 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 제2 커넥터인 상대 커넥터(200)는 수 커넥터이고, 제1 커넥터(100)는 암 커넥터로 구현된다고 볼 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 커넥팅 장치는, 수 커넥터와 암 커넥터를 모두 구비한다고 할 수 있다.
본 명세서에서는 상, 하, 전, 후, 좌, 우와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 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.
[부호의 설명]
100: 커넥터
110: 하우징, 110G: 결합부
111: 내부 하우징, 112: 외부 하우징
120: 도체 유닛
130: 마그네틱 유닛
131: 제1 자석, 132: 제2 자석, 133: 에지 부재, 134: 분리 부재
200: 상대 커넥터
210: 본체, 220: 도체 접촉부, 230: 자성체
W1: 제1 와이어, W2: 제2 와이어
S1, S2: 나사산

Claims (12)

  1. 자성체를 구비하는 상대 커넥터와 전기적으로 접속되는 커넥터에 있어서,
    전기적 비전도성 재질로 구성되며, 상기 상대 커넥터와 체결 가능하도록 결합부가 형성된 하우징;
    전기 전도성 재질로 구성되어 전기적 경로를 제공하며, 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출되어 상기 상대 커넥터와 전기적으로 접촉 가능하도록 구성된 도체 유닛; 및
    상기 상대 커넥터의 자성체에 대하여 자기장의 변화가 가능하도록 구성된 마그네틱 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 결합부는, 상기 상대 커넥터의 적어도 일부분이 삽입 가능하도록 오목한 홈 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 결합부는, 상기 홈의 내면에 나사산이 형성되어, 상기 상대 커넥터가 회전 삽입 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마그네틱 유닛은, 각각 다극 착자 형태로 구성되어 상호 대면되게 배치된 제1 자석 및 제2 자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 자석은, 이동 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 자석은, 회전 이동 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 자석은 플레이트 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 마그네틱 유닛은, 강자성체 재질로 형성되며 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석 중 적어도 하나의 테두리에 위치하여 극 별로 상호 분리되게 구비된 에지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 커넥터를 포함하는 배터리 팩.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 커넥터를 포함하는 자동차.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 커넥터를 포함하는 디바이스.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 커넥터; 및
    자성체를 구비하며, 상기 커넥터와 결합하여 전기적으로 접속 가능하도록 구성된 상대 커넥터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥팅 장치.
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