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1. (WO2017138676) SOCKET MODULE FOR ELECTRICAL CONNECTOR AND DIGITAL DEVICE COMPRISING SOCKET MODULE
Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

6  

과제 해결 수단

7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24  

발명의 효과

25   26   27  

도면의 간단한 설명

28   29   30   31   32  

발명의 실시를 위한 형태

33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17  

도면

1   2   3   4   5  

명세서

발명의 명칭 : 전기적 커넥터를 위한 소켓모듈 및 그 소켓모듈을 구비한 디지털 기기

기술분야

[1]
본 발명은 USB 등과 같은 전기적 커넥터를 위한 소켓모듈에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 플러그를 손쉽게 접속할 수 있도록 한 소켓모듈 및 그 소켓모듈을 구비한 디지털 기기에 관한 것이다.

배경기술

[2]
최근 키오스크 등과 같은 공공 건축물 등에 디지털 기기의 충전을 위한 충전용 커넥터 단자를 마련하거나 건물의 벽 등에 커넥터 단자를 노출하여 설치하는 경우가 늘고 있다.
[3]
이러한 경우, 가장 문제가 되는 것은 공용의 사용에 제공되는 것이라 관리가 매우 어렵다는 점이다. 오물 등이 단자로 삽입되어 사용 불능이 될 가능성이 높아지고, 실외에 설치될 경우에는 눈, 비 등에 의해 전기적으로 내부 회로가 파손되는 등의 위험한 상황이 발생할 수 있다.
[4]
이러한 방법을 해결하기 위한 방법 중에 하나는 단자의 전면에 커버를 부착하는 방법이다. 그러나 커버의 경우에도 사용자 등의 불순한 의도에 의한 오물 등이 삽입되는 것을 방지하기는 어렵고, 관리자가 청소하기도 어렵다.
[5]
해결 가능한 여러가지 방법 중에 하나는 눈, 비 등이 근본적으로 삽입되지 못하도록 단자가 지면을 향하도록 설치하는 방법이며, 단자를 사용자가 직접 접속하지 못하도록 배치하는 방법이 될 것이다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[6]
본 발명의 목적은 USB 등과 같은 전기적 커넥터를 위한 소켓모듈로서, 플러그를 손쉽게 접속할 수 있도록 한 소켓모듈 및 그 소켓모듈을 구비한 디지털 기기를 제공함에 있다.

과제 해결 수단

[7]
이상의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소켓모듈은, 앞쪽에 형성된 공간부를 통해 진입하는 플러그가 삽입되고 상기 플러그와 전기적으로 연결되는 소켓 단자와; 상기 소켓 단자의 일 측에 배치된 제1 자석부와; 상기 공간부의 외부 일 측에 배치된 제2 자석부와; 상기 플러그가 상기 소켓 단자에 접속하는 접속 이벤트에서 상기 제1 자석부와 제2 자석부가 상기 공간부를 향해 서로 다른 자극을 배치하도록 제어하는 제어부를 포함하여 상기 플러그를 자력으로 상기 소켓 단자에 접속시킬 수 있다.
[8]
접속 이벤트의 경우에, 상기 제어부는 상기 제1 자석부 및 제2 자석부 중 선택된 적어도 하나를 제어하여 상기 제1 자석부의 자력이 상기 제2 자석부의 자력보다 크도록 제어하는 것이 바람직하다.
[9]
한편, 상기 소켓 단자에 접속된 상기 플러그를 상기 소켓 단자로부터 이탈시키는 해제 이벤트의 경우에, 상기 제어부는 제1 자석부와 제2 자석부가 상기 공간부를 향해 동일한 자극을 배치하도록 제어함으로써 상기 플러그를 상기 소켓 단자로부터 이탈시킬 수 있다. 해제 이벤트의 경우에는 상기 제1 자석부 및 제2 자석부 중 선택된 적어도 하나를 제어하여 상기 제2 자석부의 자력이 상기 제1 자석부의 자력보다 크도록 제어하는 것이 바람직하다.
[10]
실시 예에 따라, 상기 제어부는, 상기 제1 자석부 및 제2 자석부 중 선택된 자석부의 자극 배치를 고정한 상태에서 나머지 자석부의 자극을 변경함으로써 상기 접속 및 해제 이벤트에 대응할 수 있다.
[11]
이 경우, 상기 나머지 자석부의 자극 변경은 (1) 하나의 전자석을 구비한 상태에서 그 전자석에 흐르는 전류의 방향을 제어하는 방법을 사용할 수도 있고, (2) 각각 서로 다른 자극을 상기 공간부를 향해 배치하는 2개의 전자석을 구비하여 제어부가 상기 2개 전자석 중 하나를 동작시키는 방법을 사용할 수도 있다.
[12]
상기 제어부의 이벤트의 생성 또는 수행은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
[13]
제1 실시 예로, 소켓모듈은 상기 공간부 중에서 상기 제2 자석부와 상기 소켓 단자 사이의 공간으로 진입한 상기 플러그를 인식하는 센서를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 센서의 감지가 있는 경우에 상기 접속 이벤트를 생성할 수 있다.
[14]
제2 실시 예로, 상기 제어부는, 기설정된 이벤트 조건이 완성되는 경우 또는 네트워크를 통해 외부 단말기로부터 상기 이벤트의 생성을 요청하는 제어명령을 입력받는 경우에 상기 접속 또는 해제 이벤트를 생성할 수도 있다.
[15]
제3 실시 예로, 소켓모듈은 사용자가 조작하는 버튼을 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어부는 상기 버튼이 조작되는 경우에 상기 이벤트를 생성할 수 있다.
[16]
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 소켓모듈은, 상기 공간부에 설치되어 상기 공간부 내에서의 상기 플러그를 슬라이딩 가능하게 지지하는 슬라이더를 더 구비할 수 있다.
[17]
본 발명은 상기 플러그와 소켓 단자는 유에스비 인터페이스인 경우에, 플러그와 소켓 단자의 전기 접속을 강화하기 위한 실시 예를 제공한다. 이 실시 예에 의한 소켓 모듈의 제1 자석부는, 상기 소켓 단자의 측면 중에서 상기 소켓 단자의 내부 전기단자와 마주하는 형태로 배치된 전자석인 제1-1 자석와; 상기 소켓 단자의 측면 중에서 상기 소켓 단자의 내부 전기단자의 후면과 마주하는 형태로 배치된 제1-2 자석을 구비할 수 있다. 이 경우 상기 제1-1 자석은 상기 플러그가 상기 소켓 단자에 삽입되는 과정에서만 자석으로 동작하고 삽입된 이후에 자석으로 동작을 오프하고 상기 제1-2 자석은 자력을 유지한다. 이로써 상기 제1-2 자석은 상기 플러그의 내부 전기단자를 상기 소켓 단자의 내부 전기단자 쪽으로 당겨 전기 전속을 강화할 수 있다.
[18]
상기 플러그가 상기 공간부를 통해 진입할 때 한쪽으로 편향되는 힘을 받으면 소켓 단자로의 삽입이 원할하지 않을 수 있으므로, 본 발명의 상기 제2 자석부는 상기 공간부를 사이에 두고 서로 대향하게 배치된 제2-1 자석과 제2-2 자석을 구비하여 공간부에 제공되는 자력이 편향되지 않도록 할 수 있다.
[19]
[20]
한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소켓모듈은 해제 이벤트에 전용하는 형태로 제작될 수도 있다. 이를 위한 소켓모듈도 상기 제1 자석부와; 제2 자석부와; 제어부를 포함한다. 이 경우, 제어부는 상기 소켓 단자에 접속된 상기 플러그를 상기 소켓 단자로부터 이탈시키는 해제 이벤트의 경우에, 상기 제1 자석부와 제2 자석부가 상기 공간부를 향해 동일한 자극을 배치하도록 제어한다.
[21]
제어부는 상기 제1 자석부 및 제2 자석부 중 선택된 적어도 하나를 제어하여 상기 제2 자석부의 자력이 상기 제1 자석부의 자력보다 크도록 제어하는 것이 바람직하다.
[22]
해제 이벤트는 기설정된 이벤트 조건이 완성되는 경우 또는 네트워크를 통해 외부 단말기로부터 상기 이벤트의 생성을 요청하는 제어명령을 입력받는 경우에 생성할 수도 있고, 사용자의 버튼 조작이 있는 경우에 생성할 수 있다.
[23]
나아가, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 소켓모듈은 상기 제1 실시 예와 제2 실시 예가 결합된 형태로, 상기 제어부가 접속 이벤트와 해제 이벤트를 모두 수행하도록 구현될 수도 있다.
[24]
본 발명은 이상의 소켓모듈과; 상기 공간부를 형성하면서 상기 소켓모듈을 수용하는 하우징을 구비하는 디지털 장치에도 그 권리가 미친다.

발명의 효과

[25]
본 발명에 따른 소켓모듈은 사용자의 힘이 작용하지 않더라도 소켓모듈 전방의 일정한 위치까지 진입한 플러그를 자동으로 삽입시킬 수 있다. 또한, 필요한 경우에 사용자의 힘이 작용하지 않더라도, 소켓모듈은 삽입된 플러그를 이탈시킬 수 있다.
[26]
커넥터 접속과 해제가 사용자 힘에 의하지 않고 이루어지기 때문에, 소켓모듈의 소켓을 사용자가 손으로 접촉할 수 없는 구조에 배치할 수 있어서, 사용자의 불순한 의도에 의한 오염이나 오물 삽입 등을 방지할 수 있다.
[27]
이러한 기능을 이용할 경우에, 특별한 서비스 조건으로 커넥터 접속에 의한 서비스를 제공하는 경우에, 그 서비스 제공이 완료된 경우에 자동으로 커넥터 접속을 해제시킬 수 있다. 이러한 서비스 제공이 원격의 서버에 의해 진행될 경우에는 커넥터 접속 자체를 원격으로 제어할 수 있다.

도면의 간단한 설명

[28]
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소켓모듈을 구비한 디지털 기기의 사시도,
[29]
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소켓모듈을 x-x'으로 본 단면도,
[30]
도 3은 도 2의 소켓모듈의 동작 설명에 제공되는 도면,
[31]
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소켓모듈을 x-x'으로 본 단면도, 그리고
[32]
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 소켓모듈을 x-x'방향 및 y-y'방향으로 본 단면도이다.

발명의 실시를 위한 형태

[33]
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
[34]
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 소켓모듈(100)은 외부의 플러그(10)가 삽입되는 소켓 단자(110)와, 제1 자석부(131)와, 제2 자석부(133)와, 제어부(150)를 구비한다. 본 발명에서 플러그(10)와 소켓 단자(110)는 하나의 커넥터가 되며, 그 커넥터 표준은 어떠한 것이어도 무방하다. 플러그(10)와 소켓 단자(110)는 전기적 접속을 전제로 하는 것이며, 특별히 플러그(10)의 전단은 자력에 의해 자화될 수 있는 자성체이어야 한다. 예를 들어 유에스(USB)는 그 커넥터의 일 예로서 도 1 및 도 2는 USB 커넥터를 기준으로 한 소켓모듈의 예이다.
[35]
본 발명의 소켓모듈(100)은 개별적인 하우징(101)을 구비한 모듈 형태로 구현될 수 있으며, 도 1은 그 일 예를 보인다. 이와 같은 소켓모듈(100)은 디지털 기기(미도시) 내에 의해 수용될 수 있다. 여기서, 디지털 기기(미도시)는 휴대용 디지털 기기, 일반 개인용 컴퓨터와 같이 통상 디지털 기기로 호칭되는 기기들 뿐만 아니라, 실내 또는 실외에 설치되는 키오스크, 기타 건축물의 형태가 될 수도 있다. 예를 들어, 소켓모듈(100)이 건축물의 일부가 되는 벽면 또는 기둥에 매립되는 경우에 그 건축물 또는 그 건축물 내에 매립된 장치가 디지털 기기(미도시)에 해당한다. 소켓 단자(110)에 플러그(10)가 접속하면, 디지털 기기(미도시)는 플러그(10)에 연결된 외부 단말기(미도시)에게 전원을 공급할 수도 있고, 통신 서비스를 제공할 수도 있다. 플러그(10)는 통상 외부 단말기(미도시)에 연결된 상태이다.
[36]
하우징(101)은 소켓 단자(110)의 앞쪽에 플러그(10)가 진입할 수 있는 공간부(a)를 형성한다. 공간부(a)의 형태는 제한이 없으나, 실외에 설치되는 경우 등에 있어서는 소켓 단자(110)의 최전방 입구(b)는 개방되고 나머지 부분은 밀폐된 형태가 바람직하며, 도 1에 도시된 것처럼 소켓 단자(110)의 최전방 입구(b)가 지면을 향하도록 배치되어 외부의 이물질의 진입을 차단할 수 있는 것이 바람직하다.
[37]
제1 자석부(131)와 제2 자석부(133)의 자력 배치에 의하여 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133) 사이에 위치한 플러그(10)가 자력으로 소켓 단자(110)에 자동으로 접속하거나 소켓 단자(110)로부터 이탈된다. 플러그(10)를 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133) 사이에 위치시키는 동작은 사용자에 의해 이루어진다.
[38]
자동 접속 및 해제를 위해, 제1 자석부(131)는 소켓 단자(110)의 측부나 뒷부분에 배치되어 공간부(a) 또는 소켓 단자(110)의 내부를 향해 자력을 제공하고, 제2 자석부(133)는 공간부(a)의 측부에 배치되어 공간부(a)를 향해 자력을 제공한다.
[39]
제2 자석부(133)는 소켓 단자(110)의 앞부분으로부터 일정한 거리 이격되어 배치됨으로써 제2 자석부(133)와 소켓 단자(110)의 전단 사이에 공간부(a)에 포함되는 일정한 공간이 배치되는 것이 바람직하다. 도 2의 예에서, 제1 자석부(131)는 소켓 단자(110)의 뒷부분에 배치되었고, 제2 자석부(133)는 도면 상 공간부(a)의 왼쪽에 배치되었다.
[40]
제어부(150)는 아래에서 설명하는 본 발명의 접속 이벤트와 해제 이벤트를 생성하며, 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133)를 제어함으로써 접속 및 해제 이벤트에 따른 동작을 수행한다. 접속 이벤트는 플러그(10)가 소켓 단자(110)에 접속하는 이벤트이고, 해제 이벤트는 소켓 단자(110)에 접속된 플러그(10)를 이탈시키는 이벤트이다.
[41]
접속 이벤트와 해제 이벤트에서의 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133)의 자극 배치가 서로 달라지므로, 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133)는 (1) 모두 전자석으로 구현되거나, (2) 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133) 중 하나는 영구자석으로 구현하고 나머지 하나는 전자석으로 구현할 수 있다.
[42]
모든 자석이 N극과 S극을 가지는 것처럼, 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133)도 N극과 S극을 가진다. 다만, 본 발명에서는 공간부(a)에 작용하는 자력의 극성이 중요하므로, 제1 자석부(131)의 배치는 두 개의 자극 중 하나가 공간부(a) 또는 소켓 단자(110)의 내부를 향하는 방식으로 이루어져야 하고, 제2 자석부(133)의 배치는 두 개의 자극 중 하나가 공간부(a)를 향하는 방식으로 이루어져야 한다.
[43]
이하에서는 설명의 편리를 위해, 다른 부연 설명이 없이 '제1 자석부(131)의 자극'이라 하면, 제1 자석부(131)의 두 개 자극 중 공간부(a) 또는 소켓 단자(110)의 내부를 향해 배치된 자극(이하, 제1 자극)(①)을 의미하며, 제1 자석부(131)의 극성은 제1 자석부(131)의 두 개 자극 중 공간부(a) 또는 소켓 단자(110)의 내부를 향해 배치된 곳의 극성을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 마찬가지로, 아래의 설명에서 '제2 자석부(133)의 자극'이란 제2 자석부(133)의 두 개 자극 중 공간부(a)를 향해 배치된 자극(이하, 제2 자극)(②)을 의미하며, 제2 자석부(133)의 극성은 제2 자석부(133)의 두 개 자극 중 공간부(a)를 향해 배치된 곳의 극성을 의미한다.
[44]
또한, 플러그(10)의 전단(삽입 부분)은 자성체인 금속으로 되어 있으므로, 플러그(10)의 전단이 소켓 단자(110)에 접속하기 위하여 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133) 사이의 '이벤트 공간부(a1)'에 위치하게 되면, 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133)에 의해 자화되며, 이 과정에서 플러그(10)에도 두 개의 자극이 형성된다. 이때, 플러그(10)의 자극은 자화 현상에 따라 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133)를 연결하는 경로 상에 배치된다. 이하에서는 설명의 편리를 위해, 제1 자석부(131)에 가까운 자극을 "제3 자극(③)"이라 하고, 제2 자석부(133)에 가까운 자극을 "제4 자극(④)"이라 한다. 도 3에 제3 자극(③)과 제4 자극(④)을 도시하였다.
[45]
[46]
< 접속 이벤트의 수행>
[47]
접속 이벤트는 플러그(10)가 소켓 단자(110)에 자력으로 자동 접속하는 이벤트로서, 사용자가 플러그(10)를 공간부(a)로 진입시켜, 공간부(a) 중에서도 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133) 사이의 '이벤트 공간부(a1)'에 플러그(10)가 위치한 때에 수행된다. 앞서 설명한 것처럼, 플러그(10)를 이벤트 공간부(a1)로 진입시키는 것은 사용자의 외력에 의해 진행되므로, 공간부(a)의 길이가 과도하게 길어서는 안된다.
[48]
접속 이벤트가 진행되면, 제어부(150)는 제1 자석부(131)의 극성과 제2 자석부(133)의 극성이 서로 다르도록 제어한다. 이때 제어부(150)는 제1 자석부(131)의 자기력(또는 자력)이 제2 자석부(133)의 자력보다 크도록 제어한다. 접속 이벤트에 따른 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133)의 극성 배치는 다음의 표 1과 같이 제어될 수 있다.
[49]
[표1]
실시 예구분 제1 자석부이제1 자극 플러그의제3 자극 플러그의제4 자극 제2 자석부의제2 자극
A S N S N
B N S N S

[50]
표 1의 A 예는, 제1 자석부(131)의 제1 자극(①)을 S극으로 하고 제2 자석부(133)의 제2 자극(②)을 N극으로 배치한 예이다. 도 3의 (a)처럼, 플러그(10) 전단의 금속 부분이 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133) 사이에서 위치하는 경우, 플러그(10)의 제3 자극(③)은 N으로 자화되고, 플러그(10)의 제4 자극(④)은 S으로 자화된다. 이 경우, 제1 자극(①)과 제3 자극(③) 사이와 제2 자극(②)과 제4 자극(④) 사이에 상호 인력이 형성된다. 이때 제1 자석부(131)의 자력이 제2 자석부(133)의 자력보다 크면, 제1 자극(①)과 제3 자극(③) 사이의 인력이 제2 자극(②)과 제4 자극(④) 사이의 인력을 극복하여 전체적으로 제2 자극(②)에서 제1 자극(①)을 향하는 힘이 작동한다. 이 힘에 의하여, 플러그(10)는 도 3의 (b)처럼 소켓 단자(110)로 밀려 삽입된다.
[51]
표 1의 B 예는, 제1 자석부(131)의 제1 자극(①)을 N극으로 하고 제2 자석부(133)의 제2 자극(②)을 S극으로 배치한 예이다. 플러그(10)의 전단의 금속 부분이 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133) 사이에서 위치하는 경우, 제1 자석부(131)의 제3 자극(③)은 S으로 자화되고, 제1 자석부(131)의 제4 자극(④)은 N으로 자화된다. 마찬가지로, 제1 자석부(131)의 자력이 제2 자석부(133)의 자력보다 크면 두 개의 인력이 합해지면서 플러그(10)를 소켓 단자(110)로 민다.
[52]
< 해제 이벤트의 수행>
[53]
해제 이벤트는 소켓 단자(110)에 접속된 상태의 플러그(10)를 소켓 단자(110)로부터 이탈시키는 이벤트로서, 제어부(150)는 제1 자석부(131)의 극성과 제2 자석부(133)의 극성이 동일하도록 제어한다. 접속 이벤트와 달리, 제어부(150)는 해제 이벤트의 경우에는 제2 자석부(133)의 자력이 제1 자석부(131)의 자력보다 크도록 제어한다.
[54]
접속 이벤트에 따른 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133)의 극성 배치는 다음의 표 2와 같이 구현할 수 있다.
[55]
[표2]
실시 예구분 제1 자석부이제1 자극 플러그의제3 자극 플러그의제4 자극 제2 자석부의제2 자극
C S S N S
D N N S N

[56]
표 2의 C 예는, 제1 자석부(131)의 제1 자극(①)과 제2 자석부(133)의 제2 자극(②)을 모두 S극으로 배치한 예이다. 제2 자석부(133)의 자력이 제1 자석부(131)의 자력보다 크면 플러그(10)의 전단 금속부분을 형성하는 자성체 분자들이 제2 자극(②)에 의해 재배열되면서, S극인 제2 자극(②)에 가까운 플러그(10)의 제4 자극(④)이 N극으로 자화되고 플러그(10)의 제3 자극(③)은 따라서 S극이 된다. 결국, 제1 자극(①)과 제3 자극(③) 사이에는 척력이 작용하고 제2 자극(②)과 제4 자극(④) 사이에는 인력이 작용하게 되면서, 플러그(10)를 제2 자석부(133) 방향으로 밀어내는 힘이 작용한다. 그 힘에 의해 소켓 단자(110)에 접속된 상태의 플러그(10)는 소켓 단자(110)로부터 이탈된다.
[57]
표 2의 D 예는, 제1 자석부(131)의 제1 자극(①)과 제2 자석부(133)의 제2 자극(②)을 모두 N극으로 배치한 예이다. 제2 자석부(133)의 자력이 제1 자석부(131)의 자력보다 크면 N극인 제2 자극(②)에 가까운 플러그(10)의 제4 자극(④)이 S극으로 자화되고 플러그(10)의 제3 자극(③)은 따라서 N극이 된다. 결국, 제1 자극(①)과 제3 자극(③) 사이에는 척력이 작용하고 제2 자극(②)과 제4 자극(④) 사이에는 인력이 작용하게 되면서, 플러그(10)를 제2 자석부(133)로 밀어내는 힘이 작용하고, 그 힘에 의해 소켓 단자(110)에 접속된 상태의 플러그(10)는 소켓 단자(110)로부터 이탈된다.
[58]
[59]
<접속 및 해제 이벤트를 모두 실시하는 경우>
[60]
본 발명의 소켓모듈(100)은 이상에서 설명한 접속 이벤트와 해제 이벤트 중에서 하나만 수행하는 형태로 구현될 수 있지만, 접속 이벤트와 해제 이벤트를 모두 수행하는 형태로도 구현될 수 있다. 이 경우, 제어부(150)의 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133) 제어는 표 1 및 표 2로부터 조합 가능한 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 예컨대, A-C의 실시 예 조합, A-D의 실시 예 조합, B-C의 실시 예 조합, 그리고 B-D의 실시 예 조합이다.
[61]
이 중에서 A-C 조합과 B-D 조합은 제1 자석부(131)의 제1 자극(①)을 N 또는 S극 중에서 선택된 하나로 고정할 수 있는 경우이고, A-D의 조합과 B-C의 조합은 제2 자석부(133)의 제2 자극(②)을 N 또는 S극 중에서 선택된 하나로 고정할 수 있는 경우이다.
[62]
앞서 설명한 것처럼, 제1 자석부(131)와 제2 자석부(133)의 실제 구현은 전자석과 영구자석을 적절하게 적용하여 사용할 수 있지만, 이러한 조합을 고려하면, 제어부(150)가 A-C의 조합 또는 B-D의 조합으로 제어를 수행하는 경우에는, 제1 자석부(131)을 영구자석으로 구현하여 극성을 고정하고 제2 자석부(133)를 전자석으로 구현하여 극성을 바꾸도록 구현하는 것이 바람직하다.
[63]
예컨대, A-C 조합의 제어를 하는 경우에, 영구자석으로 제1 자석부(131)의 제1 자극(①)을 S극으로 고정한 다음, 접속 이벤트에는 전자석인 제2 자석부(133)의 제2 자극(②)을 N극으로 제어하고, 해제 이벤트에는 제2 자석부(133)의 제2 자극(②)을 다시 S극으로 제어한다. 전자석의 극성 변화는 간단하게 그 전류의 흐름을 바꾸는 것으로 가능함은 주지하는 바이다. 이때에 A 제어와 C 제어에서 제2 자석부(133)의 자력이 제1 자석부(131)의 자력을 기준으로 변경되어야 한다. 이러한 자력의 변경은 전자석의 자력이 철심에 감은 코일의 회전 수에 비례하다는 점에 기초하여 종래에 알려진 방법을 사용할 수 있다.
[64]
또한, 제어부(150)가 A-D의 조합 또는 B-C의 조합으로 제어를 수행하는 경우에는, 제2 자석부(133)를 영구자석으로 구현하고 제1 자석부(131)를 전자석으로 구현하는 것이 바람직하다.
[65]
예컨대, B-C 조합의 제어를 하는 경우에, 영구자석으로 제2 자석부(133)의 제2 자극(②)을 S극으로 고정한 다음, 접속 이벤트에는 전자석인 제1 자석부(131)의 제1 자극(①)을 N극으로 제어하고, 해제 이벤트에는 제1 자석부(131)의 제1 자극(①)을 다시 S극으로 제어한다.
[66]
한편, 도 2의 소켓모듈(100)은 접속 이벤트 또는 해제 이벤트를 수행할 때에 플러그(10)의 이송을 순조롭게 하기 위하여, 공간부(a) 내에 설치되어 플러그(10)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 슬라이더(173)를 더 구비한 예이다.
[67]
또한 플러그(10)가 소켓단자(110)로 삽입될 때 그 삽입 포지션이 정확하게 맞아야 부드럽게 삽입될 수 있다. 공간부(a)의 폭 또는 단면적이 플러그(10)의 그것보다 크게 구현된 경우에, 슬라이더(173)는 플러그(10)가 소켓단자(110)로의 정확한 삽입 포지션을 갖도록 삽입 위치로 안내하는 역할을 한다.
[68]
한편, 제1 자석부(131) 또는 제2 자석부(133)를 극성 변경을 위해 전자석을 사용하는 경우에, 그 극성 변경은 (1) 전류의 흐름을 변경하는 방법 이외에도, (2) 두 개의 전자석을 이용하는 방법을 사용할 수도 있다. 도 4의 소켓모듈(400)은 제2 자석부(133)를 두 개의 전자석으로 구현한 예로서, 두 개의 전자석에 의해서 각각 N극으로 고정된 제2-1 자극(2-1)과 S극으로 고정된 제2-2 자극(2-2)이 공간부(a)를 향하도록 배치되어 있다. 제어부(150)는 필요에 따라 제2 자석부(133)의 두 개 전자석 중 하나를 선택하는 방법으로 제2 자석부(133)의 극성을 바꿀 수 있다.
[69]
<본 발명의 제1 자석부와 제2 자석부의 다른 실시 예: 도 5>
[70]
공간부(a)를 통해 진입한 플러그(10)가 소켓 단자(110)에 삽입하기 위해서는 플러그(10)와 소켓 단자(110)의 상대적인 위치가 정확하게 맞아야 한다. 앞서 설명한 슬라이더(173)가 이러한 문제를 위한 하나의 방법이 될 것이며, 아래에서는 제1 자석부와 제2 자석부의 배치를 통한 새로운 솔루션을 제시한다.
[71]
도 2의 제2 자석부(133)는 공간부(a)의 일 측에 마련됨으로써 플러그(10)가 공간부(a) 내에서 한쪽으로 편향된 자력을 받게 된다. 또한, 플러그(10)가 소켓 단자(110)에 접속된 이후에, 플러그(10) 내의 전기단자와 소켓 단자(110) 내의 탄성체 전기단자가 접촉해야 실제적인 전기적 연결이 되는 것인데, 소켓 단자(110)의 뒷편에 마련된 제1 자석부(131)는 플러그(10)를 한쪽으로 편향시키지는 않지만 플러그(10) 내의 전기단자를 소켓 단자(110) 내의 탄성체 전기단자에 밀착시키는 역할을 수행하지는 못한다.
[72]
이를 해결하기 위해, 본 발명의 실시 예를 도 5에 도시하였다. 도 5의 실시 예는 도 1에 기초하고 있으며, 도 5의 (a)는 x-x' 방향으로 본 단면도이고, 도 5의 (b)는 y-y'방향으로 본 단면도이다. 도 5의 제1 자석부(510)는 소켓 단자(110)를 사이에 두고 서로 대향하도록 마련된 제1-1 및 1-2 자석(510a, 510b)을 구비하고, 제2 자석부(530)도 공간부(a)를 사이에 두고 서로 대향하도록 마련된 제2-1 및 2-2 자석(530a, 530b)을 구비한다. 당연히, 제1-1 및 1-2 자석(510a, 510b)은 소켓 단자(110) 내부를 향하는 극성이 동일하도록 배치하고, 제2 자석부(530)의 제2-1 및 2-2 자석(530a, 530b)도 공간부(a)를 향하는 극성이 동일하도록 배치한다.
[73]
제1-1 자석(510a)은 소켓 단자(110)의 내부 전기단자(110a)와 마주하도록 배치된다. 따라서 플러그(10)가 소켓 단자(110)에 삽입한 상태에서 제1-1 자석(510a)은 플러그(10)의 내부 전기단자(11)의 후면과 마주한다. 제1-1 자석(510a)은 플러그(10)의 삽입과정에만 자석으로 동작하고 소켓 단자(110)에 삽입된 이후에는 자석으로 동작하지 않아야 하므로 전자석으로 구현한다.
[74]
제1-2 자석(510b)은 소켓 단자(110)의 내부 전기단자(110a)의 후면과 마주하도록 배치된다. 따라서 플러그(10)가 소켓 단자(110)에 삽입한 상태에서, 제1-2 자석(510b)은 플러그(10)의 내부 전기단자(11)를 마주하는 상태가 되어, 자력으로 플러그(10)의 내부 전기단자(11)를 소켓 단자(110)의 내부 전기단자(110a) 쪽으로 당기는 역할을 한다. 제1-2 자석(510b)은 영구자석 또는 전자석 어느 것이어도 무방하다. 다만, 그 결정은 앞서 A-C의 실시 예 조합, A-D의 실시 예 조합, B-C의 실시 예 조합, 그리고 B-D의 실시 예 조합을 통해 설명한 바에 따라 제2 자석부(530)와의 관계에서 결정할 수 있다.
[75]
제2 자석부(530)의 제2-1 자석(530a)과 제2-2 자석(530b)은 전자석일 수도 있고, 영구 자석일 수도 있다. 이러한 것은 앞서 A-C의 실시 예 조합, A-D의 실시 예 조합, B-C의 실시 예 조합, 그리고 B-D의 실시 예 조합을 통해 설명한 바에 따라 제1-2 자석부(510b)와의 관계에서 결정할 수 있다.
[76]
플러그(10)가 진입하면서, 접속 이벤트가 발생하면, 제1-1 자석(510a), 제1-2 자석(510b), 제2-1 자석(530a) 및 제2-2 자석(530b)이 모두 동작하여 플러그(10)를 소켓 단자(110)에 삽입시킨다.
[77]
플러그(10)가 공간부(a)를 통과할 때 또는 소켓 단자(110)에 삽입할 때, 공간부(a)를 사이에 두고 상호 대향하도록 배치된 제2-1 자석(530a)과 제2-2 자석(530b)은 공간부(a)의 플러그(10)에게 한쪽으로 편향되지 않는 자력을 제공하여, 플러그(10)가 소켓 단자(110)에 삽입하는 과정에서 한쪽으로 편향되지 않도록 한다. 이로써, 플러그(10)가 소켓 단자(110)에 원할히 삽입되도록 한다.
[78]
플러그(10)가 소켓 단자(110)에 삽입한 이후에는, 제1-1 자석(510a)은 오프되고 제1-2 자석(510b)만 동작한다. 소켓 단자(110)의 내부 전기단자(110a)는 하우징(101)에 고정된 상태이므로 제1-2 자석(510b)의 자력에 의해 움직이지 않고 플러그(10)의 내부 전기단자(11)가 자력에 의해 소켓 단자(110)의 내부 전기단자(110a) 쪽으로 당겨지면서 플러그(10)와 소켓 단자(110)의 전기적 접속이 강화된다.
[79]
[80]
<접속 이벤트 또는 해제 이벤트의 개시>
[81]
접속 이벤트 또는 해제 이벤트는 어떤 특정 시점에 수행될 필요가 있다. 따라서, 접속 이벤트와 해제 이벤트는 어떤 조건하에서 생성되어야 할 필요가 있다.
[82]
- 제1 실시 예-
[83]
도 2를 참조하면, 소켓모듈(100)은 공간부(a) 중에서 제2 자석부(133)와 소켓 단자(110) 사이의 공간(a1)으로 진입한 플러그(10)를 인식하는 센서(171)를 구비할 수 있다. 센서(171)는 다양한 형태의 근접센서가 적용될 수도 있고, 조도 센서를 사용하여 플러그(10)의 진입에 따라 내부 조도가 기준값 이하로 떨어지는 경우를 인식하는 방법으로 감지할 수도 있다.
[84]
이 경우, 센서(171)를 사용하는 방법은 플러그(10)의 진입을 감지하는 것이므로, 제어부(150)는 센서(171)의 감지가 있는 경우에 접속 이벤트를 생성할 수 있다.
[85]
- 제2 실시 예-
[86]
제어부(150)는, 기설정된 이벤트 조건이 완성되는 경우에 접속 이벤트 또는 해제 이벤트를 생성할 수도 있다. 여기서, 기설정된 이벤트 조건은 다른 방법으로 설정된 시간의 경과, 이상상황의 발생, 사용자 인증이 완료된 경우 또는 기타 제어명령이 제공되는 경우 등이 해당할 수 있다.
[87]
-제3 실시 예-
[88]
제어부(150)는 네트워크(미도시)를 통해 외부 단말기(미도시)로부터 접속 이벤트 또는 해제 이벤트의 생성을 요청하는 제어명령을 입력받는 경우에 접속 이벤트 또는 해제 이벤트를 생성할 수도 있다.
[89]
여기서, 네트워크는 RFID 또는 NFC와 같은 초근접 무선망일 수도 있고, 무선랜 또는 이동통신망과 같은 무선 네트워크일 수도 있고, 기타 유선 네트워크도 포함된다. 한편, 외부 단말기(미도시)는 사용자가 휴대하는 스마트 폰과 같은 휴대 단말기일 수도 있고, 외부에서 본 발명의 소켓모듈(100)을 통해 서비스를 제공하는 컴퓨터 장치 또는 서버일 수도 있다.
[90]
따라서 예를 들어, 사용자 스마트 폰과 제어부(150)가 NFC로 연결된 상태에서, 제어부(150)가 기등록된 인증코드를 제공받으면 접속 이벤트 또는 해제 이벤트를 생성하고 수행할 수도 있다.
[91]
- 제4 실시 예-
[92]
다른 실시 예로, 소켓모듈(100)은 사용자가 조작할 수 있는 버튼(미도시)을 더 포함할 수 있다. 제어부(150)는 버튼이 조작되는 경우에 접속 이벤트 또는 해제 이벤트를 생성할 수 있다.
[93]
- 제5 실시 예-
[94]
본 발명의 소켓모듈(100)은 위 제1 실시 예 내지 제4 실시 예를 적절히 혼합하여 사용할 수 있다. 예컨대 도 2의 소켓모듈(100)처럼 센서(171)를 구비하고, 제어부(150)는 센서(171)의 감지가 있는 경우에 접속 이벤트를 생성하여 플러그(10)를 소켓 단자(110)에 접속시키며, 제2 실시 예에 따라 다른 조건에 따라 기설정된 시간이 경과하면 해제 이벤트를 생성하여 플러그(10)를 소켓 단자(110)로부터 이탈시킬 수 있다.
[95]
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

청구범위

[청구항 1]
전단이 자성체로 구현된 플러그가 삽입되어 상기 플러그와 전기적으로 결합하는 소켓 모듈에 있어서, 앞쪽에 형성된 공간부를 통해 진입하는 상기 플러그가 삽입되어 전기적으로 연결되는 소켓 단자; 상기 소켓 단자의 측부나 뒷부분에 배치된 제1 자석부; 상기 공간부의 외부 일 측에 배치된 제2 자석부; 및 상기 플러그가 상기 소켓 단자에 접속하는 접속 이벤트에서 상기 제1 자석부와 제2 자석부가 상기 공간부를 향해 서로 다른 자극을 배치하도록 제어하는 제어부를 포함하여 상기 플러그를 자력으로 상기 소켓 단자에 접속시키는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 이벤트에서 상기 제1 자석부 및 제2 자석부 중 선택된 적어도 하나를 제어하여 상기 제1 자석부의 자력이 상기 제2 자석부의 자력보다 크도록 제어하는 것을 특징으로 소켓모듈.
[청구항 3]
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 소켓 단자에 접속된 상기 플러그를 상기 소켓 단자로부터 이탈시키는 해제 이벤트의 경우에, 상기 제1 자석부와 제2 자석부가 상기 공간부를 향해 동일한 자극을 배치하도록 제어함으로써 상기 플러그를 상기 소켓 단자로부터 이탈시키는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 4]
제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 해제 이벤트의 경우에, 상기 제1 자석부 및 제2 자석부 중 선택된 적어도 하나를 제어하여 상기 제2 자석부의 자력이 상기 제1 자석부의 자력보다 크도록 제어하는 것을 특징으로 소켓모듈.
[청구항 5]
제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 자석부 및 제2 자석부 중 선택된 자석부의 자극 배치를 고정한 상태에서 나머지 자석부의 자극을 변경함으로써 상기 접속 또는 해제 이벤트에 대응하는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 6]
제5항에 있어서, 상기 나머지 자석부는 각각 서로 다른 자극을 상기 공간부를 향해 배치하는 2개의 전자석을 구비하고, 상기 제어부는 상기 2개 전자석 중 하나를 동작시킴으로써 상기 자극 변경을 수행하는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 7]
제1항 또는 제3항에 있어서, 사용자가 조작하는 버튼을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 버튼이 조작되는 경우에 상기 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 8]
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 기설정된 이벤트 조건이 완성되는 경우 또는 네트워크를 통해 외부 단말기로부터 상기 이벤트의 생성을 요청하는 제어명령을 입력받는 경우에 상기 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 9]
제1항에 있어서, 상기 공간부 중에서 상기 제2 자석부와 상기 소켓 단자 사이의 공간으로 진입한 상기 플러그를 인식하는 센서를 구비하고, 상기 제어부는 상기 센서의 감지가 있는 경우에 상기 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 10]
제1항에 있어서, 상기 공간부에 설치되어 상기 공간부 내에서의 상기 플러그를 슬라이딩 가능하게 지지하면서 상기 소켓 단자로 안내하는 슬라이더를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 11]
제1항에 있어서, 상기 플러그와 소켓 단자는 유에스비 인터페이스이고, 상기 제1 자석부는, 상기 소켓 단자의 측면 중에서 상기 소켓 단자의 내부 전기단자와 마주하는 형태로 배치된 전자석인 제1-1 자석; 및 상기 소켓 단자의 측면 중에서 상기 소켓 단자의 내부 전기단자의 후면과 마주하는 형태로 배치된 제1-2 자석을 구비하고, 상기 제1-1 자석은 상기 플러그가 상기 소켓 단자에 삽입된 이후에 자석으로 동작을 오프하고 상기 제1-2 자석이 자력을 유지함으로써 상기 플러그의 내부 전기단자를 상기 소켓 단자의 내부 전기단자 쪽으로 당겨 전기 전속을 강화하는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 12]
제1항 또는 제11항에 있어서, 상기 제2 자석부는 상기 공간부를 사이에 두고 서로 대향하게 배치된 제2-1 자석과 제2-2 자석을 구비하여, 상기 플러그가 상기 공간부를 통해 진입할 때 한쪽으로 편향되는 힘을 받지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 13]
전단이 자성체로 구현된 플러그가 삽입되어 상기 플러그와 전기적으로 결합하는 소켓 모듈에 있어서 앞쪽에 형성된 공간부를 통해 진입하는 상기 플러그가 삽입되어 전기적으로 연결되는 소켓 단자; 상기 소켓 단자의 측부나 뒷부분에 배치된 제1 자석부; 상기 공간부의 일 측에 배치된 제2 자석부; 및 상기 소켓 단자에 접속된 상기 플러그를 상기 소켓 단자로부터 이탈시키는 해제 이벤트의 경우에, 상기 제1 자석부와 제2 자석부가 상기 공간부를 향해 동일한 자극을 배치하도록 제어하는 제어부를 포함하여 상기 플러그를 상기 소켓 단자로부터 이탈시키는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 14]
제13항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 해제 이벤트의 경우에서, 상기 제1 자석부 및 제2 자석부 중 선택된 적어도 하나를 제어하여 상기 제2 자석부의 자력이 상기 제1 자석부의 자력보다 크도록 제어하는 것을 특징으로 소켓모듈.
[청구항 15]
제13항에 있어서, 사용자가 조작하는 버튼을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 버튼이 조작되는 경우에 상기 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 16]
제13항에 있어서, 상기 제어부는, 기설정된 이벤트 조건이 완성되는 경우 또는 네트워크를 통해 외부 단말기로부터 상기 이벤트의 생성을 요청하는 제어명령을 입력받는 경우에 상기 이벤트를 생성하는 것을 특징으로 하는 소켓모듈.
[청구항 17]
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항의 소켓모듈; 및 상기 소켓 단자의 전방이 개방된 형태로 상기 공간부를 형성하면서 상기 소켓모듈을 수용하는 하우징을 구비한 것을 특징으로 하는 디지털 장치.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]