전기 커넥터

전기 커넥터 {ELECTRICAL CONNECTOR}

항공기는 메인 항공기 구조체에 대해 이동가능한 하나 이상의 구성요소를 갖는 것이 일반적이다. 예를 들어, 종래의 항공기의 날개 구조체가 일반적으로, 각 날개 구조체의 리딩 에지(leading edge)를 따라 위치하는, 슬랫(slat)으로 언급되는 다수의 이동가능한 구성요소들을 포함하는 것이 일반적인 실행이며, 각 슬랫은 수납되거나 수축된 위치와 연장되거나 전개된 위치 사이에서 이동가능하고, 슬랫은 일반적으로 교대로 병진하며(translated), 날개 구조체의 리딩 에지의 전방으로 선형 연장한다. 하나 이상의 기계적 액추에이터는 수납된 위치와 전개된 위치 사이에서 이동가능한 구성요소의 원하는 병진을 일으키는데 보통 사용된다.

또한 이동가능한 구성요소들이 이동가능한 구성요소 상에 또는 내부에 설치되는, 날개 제빙을 위한 발열체 또는 하나 이상의 전기 센서들과 같은 전기 장치들을 갖는 것도 일반적이다. 이러한 전기 장치들은 이동가능한 구성요소가 수납된 위치와 전개된 위치에 있을 때, 이동가능한 구성요소와 항공기 구조체의 나머지 사이에서 유지되는 전기 접속을 필요로 한다. 이것을 달성하는 하나의 방법은 전기 구성요소가 전개되거나 연장된 위치에 있을 때, 전기 구성요소에 도달하도록 충분한 길이의 전기 케이블에 의해 이동가능한 구성요소와 고정된 항공기 구조체 사이에 전기 접속을 제공하는 것이다. 그러나, 전기 구성요소가 전개된 위치에 있을 때 장 치에 도달하는 충분한 길이의 전기 케이블을 제공하는 것은 이동가능한 구성요소가 수납된 위치에 있을 때 초과 케이블이 있다는 것을 의미한다. 이동가능한 구성요소가 수납된 위치에 있을 때, 분리된 루프들(loops)에 물리적으로 제한되도록 전기 케이블을 배열하는 것이 가능하나, 수납된 위치에서 초과 케이블을 수용하는 것은 여전히 문제가 있다. 이는 이동가능한 구성요소가 수납된 위치에 있을 때, 케이블의 루프들을 수용하도록 이동가능한 구성요소 또는 대응하는 고정된 항공기 구조체 내에 충분한 공간이 제공되어야 한다는 문제가 있으며, 또한, 항공기가 다른 시스템들 또는 구조체들 및 전기 케이블들 자체에 마모 및 손상을 일으키며 다른 시스템들 또는 구조체들과 접하며 운동하고 있을 때, 전기 케이블의 수납된 루프들은 어떤 환경에서 이리저리 돌아다닐 수 있다는 문제도 있다. 이 배열의 다른 단점은 이동가능한 구성요소가 전개되거나 연장된 위치에 있을 때, 전기 케이블은 기류(airflow)와, 모래, 물, 얼음 또는 눈과 같은 기류 내 어떠한 오염 물질들에 노출되므로, 전기 케이블을 보호하기 어렵다는 것이다.

본 발명의 제1 양상에 따르면, 항공기의 고정된 구조체와 상기 고정된 구조체에 기계적으로 연결된 이동가능한 구성요소 사이에 전기 통신을 제공하는 전기 커넥터가 제공되며, 상기 전기 커넥터는 상기 커넥터의 제1 말단에서 상기 고정된 구조체에 기계적으로 연결되도록 배열되며, 상기 커넥터의 제2 말단에서 상기 이동가능한 구성요소에 기계적으로 연결되도록 배열되고, 상기 전기 커넥터는 제1 신축 부재(telescopic element)를 포함하며, 상기 제1 신축 부재는 상기 고정된 구조체와 상기 이동가능한 구성요소 사이에서 제1 전류 경로를 제공하도록 배열되고, 그의 적어도 일부분은 전기 전도성 부분이다.

제1 신축 부재는 중공(hollow)형일 수 있으며, 전기 커넥터는 상기 제1 신축 부재 내에 배치되는 제2 신축 부재를 더 포함하며, 상기 제2 신축 부재는 상기 고정된 구조체와 상기 이동가능한 구성요소 사이에서 제2 전류 경로를 제공하도록 배열되고, 그의 적어도 일부분은 전기 전도성 부분이다.

또한, 제2 신축 부재는 하나 이상의 스페이서들(spacers)에 의해 지지될 수 있으며, 각각의 스페이서는 비-전도성이고, 상기 제1 신축 부재와 고정된 공간 관계에서 상기 제2 신축 부재를 지지하도록 배열된다.

또한 대안적으로, 각각의 신축 부재는 금속 재료로부터 제조될 수 있다. 대안적으로, 각각의 신축 부재의 전기 전도성 부분은 전도성 스트립(strip)을 포함한다. 나아가, 각각의 신축 부재는 복수의 전도성 스트립들을 포함할 수 있으며, 각각의 스트립은 서로 절연될 수 있다.

또한 대안적으로, 각각의 신축 부재는 비-전도성 재료를 포함하며, 그 위에 각각의 전도성 스트립이 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여, 설명적인 예시의 방법으로 후술될 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 전기 접속 시스템을 개략적으로 도시한다.

도 2는 수납된 위치와 전개된 위치에서 항공기의 이동가능한 구성요소와 결 합한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 커넥터를 개략적으로 도시한다.

도 3은 도 2의 전기 커넥터를 더 상세히 도시한다.

도 1은 종래 기술에 따른 항공기 구조체의 상대적인 이동가능한 부품들 사이에서 전기 통신을 제공하는 전기 커넥터를 개략적으로 도시한다. 도 1에 도시된 종래 기술의 배열에서, 점선으로 지시되는 폐쇄되거나 수납된 위치로부터, 실선으로 지시되는 연장된 위치로 연장할 수 있는 신축 부재(1)가 제공된다. 도 1에 도시된 특정 예시에서, 신축 부재(1)는 3개의 개별적인 튜브들(3a, 3b 및 3c)을 포함하며, 튜브(3c)는 튜브(3b)로 미끄러져 수용되며, 이어서 외측 튜브(3a)로 미끄러져 수용된다. 전기 케이블(5)의 일단은 신축 부재(1)의 원격 말단(7)에 고정되며, 항공기 구조체의 이동가능한 구성요소 내의 하나 이상의 전기 장치들에 연결되어 사용된다. 케이블(5)의 반대편 말단은, 고정된 항공기 구조체 내의 메인(main) 전기 시스템들과 전기 통신하는 메인 전기 커넥터(9)에 고정된다. 신축 부재가 수축된 위치에 있을 때, 점섬으로 지시되는 바와 같이, 케이블(5)을 내부에 수용하는 하우징(11)이 제공된다. 그러나, 비록 케이블(5)이 하우징(11)과 신축 부재(1) 내부에 수납되어, 기류로부터 전기 케이블(5)에 일부 보호를 제공할 수 있으나, 이 종래 기술의 해결책은 케이블 하우징(11)을 수용하도록 유한한 양의 공간을 필요로 한다는 앞서 언급된 단점들을 여전히 갖고 있으며, 항공기가 이동함에 따라 하우징(11)의 내부 벽들과 반복적으로 접촉하는 것에 의해 케이블(5)이 손상되는 문제를 해결하지 못한다.

도 2는 수납된 위치와 전개된 위치에서 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 커넥터를 개략적으로 도시한다. 신축 커넥터(15)의 제1 말단이 부착되는, 메인 날개 구조체와 같은 항공기 구조체의 고정된 부분(13)이 제공된다. 도 2에 도시된 특정 실시예에서, 신축 커넥터(15)는 고정된 날개 구조체(13)에 부착되어 피벗 점(A)을 축으로 회전가능하다. 신축 커넥터(15)는 도 2에 도시된 특정 실시예에서 3개로 표시된 다수의 외측 튜브들을 포함한다. 각각의 외측 튜브(17)는 서로 슬라이딩 방식으로 내측으로 수용되며, 가장 큰 외측 튜브는 바람직하게 고정된 항공기 구조체(13)에 부착된다. 신축 커넥터(15)의 반대편 말단은, 예를 들어 날개 슬랫 또는 플랩(flap)과 같은 항공기 날개의 이동가능한 구성요소(19)에 연결된다. 도 2에서, 이동가능한 구성요소(19)는 연장된 위치에서 실선으로 도시되며, 수납된 위치(19')에서 점선으로 도시된다. 이동가능한 구성요소(19)는 미도시된 기계적 액추에이터들에 의해 수납된 위치와 전개된 위치 사이에서 병진한다. 또한, 도시된 특정 예시에서, 이동가능한 구성요소(19)에 연결된 신축 커넥터의 말단은 회전가능한 접속부(B)에 의해 연결된다. 신축 커넥터(15)는 도 3을 참조하여 더 명확히 설명되는 바와 같이, 고정된 구조체(13)와 이동가능한 구성요소(19) 사이에서 통신 신호들 또는 전기 전력 통신을 제공한다.

도 3은 도 2의 신축 커넥터(15)를 더 상세히 도시하며, 단면도이다. 도시된 특정 실시예에서, 커넥터(15)는 3개의 외측 신축 부재들(17a, 17b 및 17c)을 포함한다. 바람직한 실시예들에서, 이들은 서로 미끄러져 수용하도록, 즉, 최소 직경의 신축 부재(17c)가 신축 부재(17b) 내로 미끄러져 수용되며, 이어서 신축 부재(17a) 내로 미끄러져 수용되도록 배열되는 실린더형 튜브들을 포함한다. 물론 필요에 따라 그 이상 또는 그 이하의 신축 부재들이 제공될 수 있으며, 요구에 따라 실린더형 튜브와 다른 형상들이 채용될 수 있다. 각각의 외측 신축 부재(17)는 바람직하게, 낮은 전기 저항 금속과 같은 전기 전도성 재료를 포함한다. 신축 커넥터(15)의 제1 말단에서, 제1 외측 신축 부재(17a)는 제1 전기 경로(21)에 전기적으로 연결된다. 신축 커넥터(15)의 반대편 말단에서, 마지막 외측 신축 부재(17c)는 제빙 목적의 전기 가열 또는 전기 장치의 하나 이상의 부품들이 될 수 있는 전기 장치(22)에 연결된다. 외측 신축 부재(17)의 전기 전도성에 의해, 도시된 본 발명의 실시예는 항공기의 고정된 구조적 부분과 이동가능한 구성요소(19) 사이에서 제1 전기 경로를 제공한다. 외측 신축 부재(17)는 중공이며, 복수의 내측 신축 부재들(23a, 23b 및 23c)을 수용한다. 외측 신축 부재들(17)과 유사한 방식으로, 바람직하게 내측 신축 부재들(23)은 서로 미끄러져 수용되며, 전기 전도성을 갖는 실린더형 튜브들이다. 또한, 도 3에 도시된 특정 실시예에서, 3개의 내측 신축 부재들이 제공되나, 요구에 따라 이 개수는 변할 수 있음이 이해될 수 있다. 내측 신축 부재들(23)은 신축 커넥터(15)가 항공기(13)의 고정된 구조적 부재에 연결되는 외측 신축 부재(17a)의 말단과, 항공기의 이동가능한 구성요소(19)가 연결되는 외측 신축 부재의 말단 반대편의 마지막 외측 신축 부재(17c)의 말단 사이에서 연장한다. 즉, 내측 신축 부재들은 마지막 외측 신축 부재(17c)의 길이를 통해 연장하지 않는다. 제2 전기 접속(25)은 고정된 항공기 구조체(13) 내부에서 제1 내측 신축 부재(23a)로 제공된다. 대응하는 접속은, 이동가능한 구성요소(19) 내에 설치되는 전기 장 치(22)와, 마지막 외측 신축 부재(17c)의 내부를 통해 연장하는 고정된 길이의 전기 커넥터(27)를 통해 최내측 신축 부재(23c) 사이에 만들어진다. 하나 이상의 절연 지지체(29)가 외측 신축 부재들(17) 내에 제공될 수 있으며, 이를 통해, 내측 신축 부재들(23)과 외측 신축 부재들(17) 사이에 전기 절연을 제공하면서, 내측 신축 부재들(23)을 위한 지지를 제공하도록 내측 신축 부재들(23)이 관통한다. 예를 들어, 절연 지지체들(29)은 내측 신축 부재들(23)이 자유롭게 관통할 수 있게 그 내부에 적당한 크기로 형성된 중앙 홀들(holes)을 갖는 절연 재료로 구성된 원형 디스크들을 포함할 수 있다.

각각의 외측 신축 부재들 사이와 각각의 내측 신축 부재들 사이의 원하는 전기 접속들을 유지하도록, 전도성 칼라들(collars)이 인접한 신축 부재들의 벽들 사이에서 미끄러져 수용되도록 제공될 수 있으며, 각각의 칼라는 전기 전도성이며 기계적 탄성 재료로 제조될 수 있고, 하나의 신축 부재와 다른 신축 부재 사이에서 기계적으로 압력이 가해지도록 배열될 수 있다. 인접한 신축 부재들 사이에 배치된 그러한 탄성 칼라들을 제공하는 것에 의해, 그러한 부재들이 서로 상대적으로 미끄러져 이동함에 따라, 칼라들이 인접한 신축 부재들과 접촉하여 기계적으로 압력이 가해질 수 있으며, 인접한 신축 부재들 사이에 양호한 전기 접속이 유지된다. 수분 또는 모래와 같은 오염 물질들의 유입을 막도록 추가적인 종래의 실링(sealing) 배열들이 적어도 각각의 외측 신축 부재들(17) 사이에 제공될 수 있다.

외측 신축 부재들(17)이 그 자체로 제1 전기 경로를 제공하며, 내측 신축 부재들이 그 자체로 제2, 회귀(return), 전기 경로를 제공하므로, 분리된 전기 케이 블들을 위한 어떠한 요구들도 제거되며, 따라서 본 발명의 신축 커넥터는 전기 케이블들의 분리된 길이들을 이용하는 시스템들에 발생하는 앞서 언급된 단점들을 갖지 않는다.

바람직한 실시예에서, 외측 및 내측 신축 부재들 전체가 전기 전도성을 가지나, 즉, 신축 부재들 그 자체가 전기 전도성 재료로부터 제조되나, 본 발명에 포함되는 다른 실시예들에서, 각각의 신축 부재의 개별적인 메인 몸체는, 각각의 신축 부재 상에 형성되고 신축 부재들이 이동함에 따라 서로 슬라이드(slide) 하도록 배열된 개별적인 전도성 트랙 또는 스트립과 함께 비-전기 전도성 재료로부터 제조될 수 있다. 개별적인 전기 경로들의 설비는 비-전도성 몸체 상에 형성되는 방식으로 단일 신축 커넥터 상에 다중 접속들도 형성되게 하며, 다중 전기 장치들이 이동가능한 구성요소들 내에 수용되게 하고, 단일 신축 커넥터에 의해 고정된 구조체로 연결되게 하고, 이에 의해 무게와 공간을 감소시키고, 이동가능한 구성요소들에 설치된 마이크로프로세서 제어 장치와 고정된 항공기 구조체 사이에서 전달되는, 예를 들어 8 비트 디지털 신호들인 멀티플렉스(multiplexed) 통신을 할 수 있다. 나아가, 본 발명의 다른 실시예들에서, 신축 부재들의 단일 세트(set)만이 제공되어, 하나 이상의 전기 경로들을 제공할 수 있다.