KR100360793B1 - 리셉터클 플러그 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원을 공급하는 리셉터클 플러그 어셈블리에 관한 것으로, 특히, 폭발 및 화재 위험이 상존하는 0 종,1종 및 2 종 방폭 지역에 효율적으로 사용되며 전원의 공급 및 차단이 확실히 이루어져 폭발 및 화재에 대한 안전성이 향상된 방폭 구조를 갖도록 피전원 수용기의 플러그와 결합되어 전원을 상기 피전원 수용기로 공급하는 리셉터클을 포함하는 리셉터클 플러그 어셈블리에 있어서, 리셉터클에 설치되어 플러그와 결합되는 제 1 접점부와, 리셉터클에 설치되어 플러그로 공급될 전원을 공급받는 제 2 접점부와, 제 1 및 제 2 접점부를 내부에 결합시켜 제 1 접점부와 제 2 접점부의 접점 공간을 밀폐 및 밀봉시키는 리셉터클 하우징으로 이루어져서, 플러그와 결합된 제 1 접점부가 회전하면 제 1 접점부의 접점단자와 제 2 접점부의 접점단자가 단락되도록 한다.

Description

리셉터클 플러그 어셈블리{A explosion and flame proof receptacle and plug protective assembly}

본 발명은 전원을 공급하는 리셉터클 플러그 어셈블리에 관한 것으로, 특히, 폭발 및 화재 위험이 상존하는 0 종,1종 및 2 종 방폭 지역에 효율적으로 사용되며 전원의 공급 및 차단이 확실히 이루어져 폭발 및 화재에 대한 안전성이 향상된 방폭 구조를 갖는 리셉터클 플러그 어셈블리이다.

통상적으로 정유 공장이나 가스 정제 공장 및 인화성 물질을 취급하는 공장에는 항시 폭발 및 화재의 위험성이 상존한다.

따라서, 이러한 위험지역은 국제적인 협약, 가령 NEC(National Electric Code) 또는 IEC(International Electrotechnical Committee),에서 위험 상태에 따라 세가지 장소로 구분하여 분류하고 있다.

이러한 분류의 대표적인 것은 위험 분위기가 보통상태에서 계속해서 발생하거나 또는 발생할 염려가 있는 장소를 0종 장소, 보통장소에서 위험분위기가 발생할 우려가 있는 장소를 1종 장소, 이상상태에서 위험 분위기가 단시간 존재 할 수 있는 장소를 3 종 장소로 각각 구분된다.

이 위험 지역 가운데 0종 장소 및 1종 장소에는 항시 폭발 및 화재의 위험성이 상존하므로 이 지역에서 사용되는 전기적 장치( 전원 케이블, 스위치, 콘넥터 등)는 스파크가 발생되거나 불안전한 전원 연결이 발생되면 이는 곧 폭발 및 화재 발생의 원인이 되므로, 전기적 장치는 각별히 폭발 및 화재의 위험에 노출되지 않도록 하는 수단이 요구된다.

이러한 수단으로는 대개 전원 케이블, 전원 스위치, 플러그(Plug)및리셉터클(Receptacle)을 폭발 및 화재로부터 안전하게 격리시키도록 밀봉 및 밀폐되는 방폭 구조를 사용하게 된다.

특히, 플러그 및 리셉터클을 이용한 전원의 온/오프는 스파크 발생 확률이 높아지는데, 이는 플러그를 리셉터클에 삽입시키면 삽입 순간 외부의 전원이 피전원 공급기기로 전달되는 구조를 가지므로 플러그의 플러그 핀과 리셉터클의 접점핀 사이에 순간적으로 스파크가 발생되는 경우가 빈번하며, 플러그 핀과 리셉터클의 접점핀이 서로 단락되는 부분이 위험 지역내에서 발생되는 폭발성 외기에 그대로 노출된다.

따라서, 스파크 발생 및 접점부의 폭발성 외기 노출은 위험 지역에서 항시 폭발 및 화재의 가능성이 높이는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 위험 지역에서의 전원 온/오프시 스파크 발생 및 접점부의 폭발성 외기 노출을 방지하여 폭발 및 화재의 위험으로부터 안전을 확보하는 밀봉 및 밀폐 구조를 갖는 방폭리셉터클 플러그 어셈블리를 제공함에 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 리셉터클 플러그 어셈블리는 피전원 수용기의 플러그와 결합되어 전원을 상기 피전원 수용기로 공급하는 리셉터클을 포함하는 리셉터클 플러그 어셈블리에 있어서, 리셉터클에 설치되어 플러그와 결합되는 제 1 접점부와, 리셉터클에 설치되어 플러그로 공급될 전원을 공급받는 제 2 접점부와, 제 1 및 제 2 접점부를 내부에 결합시켜 제 1 접점부와 제 2 접점부의 접점 공간을 밀폐 및 밀봉시키는 리셉터클 하우징으로 이루어져서, 플러그와 결합된 제 1 접점부가 회전하면 제 1 접점부의 접점단자와 제 2 접점부의 접점단자가 단락되도록 한다.

제 1 도는 본 발명에 따른 리셉터클 플러그 어셈블리의 종단면도.

제 2 도는 제 1 도의 Ⅱ-Ⅱ 방향의 평면도.

제 3 도는 제 2 도의 Ⅲ-Ⅲ 방향의 일부단면도.

제 4 도는 제 1 도의 Ⅳ-Ⅳ 방향의 평면도.

제 5 도는 제 1 도의 Ⅴ-Ⅴ 방향의 평면도.

제 6 도는 제 5 도의 Ⅵ-Ⅵ 방향의 단면도.

■ 도면의 주요부분에 대한 간략한 부호 설명 ■

10 : 케이스 12 : 케이블 연결공

20 : 플러그 22 : 케이블 클립

30 : 리셉터클 31 : 리셉터클 하우징

40 : 제 1 접점부 42 : 절연판

44 : 탄성 접점단자 50 : 제 2 접점부

53 : 접점단자 46, 54 : 걸림턱

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 방폭구조를 갖는 리셉터클 플러그 어셈블리에 대한 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

제 1 도는 본 발명에 따른 리셉터클 플러그 어셈블리의 종단면도이다.

이를 참조하면, 리셉터클 플러그 어셈블리는 피전원 수용기(미도시)의 전원케이블(16)에 연결된 플러그 핀을 갖는 플러그(20)와, 외부의 전원이 공급되어 플러그와 결합되면 전원을 피전원 수용기로 전달하는 리셉터클(30)과, 리셉터클이 고정되어 설치되는 케이스(10)로 이루어진다.

이에 대해 좀더 자세히 설명하면, 먼저, 케이스(10)는 내식성과 내마모성이 좋은 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastic) 재질로 형성된 덮개부(10-1)와 몸체부(10-2)로 이루어지며, 덮개부와 몸체부는 나사 체결 등의 방법으로 상호 결합된다.

이러한 덮개부(10-1)와 몸체부(10-2)의 결합부위에 케이스 내부의 밀폐 및 밀봉 유지를 위해 오링(o-ring)(11)으로 씰링 처리된다.

케이스 몸체부(10-2)의 측면에는 외부의 전원 케이블(13)이 인입되는 케이블 연결공(12)이 형성되어 있다.

케이블 연결공(12)의 내측에는 외부의 전원 케이블 연결부(미도시)와 상호 결합되는 나사홈을 갖는 황동 재질의 부싱(bushing)(14)이 설치되어 외부의 전원 케이블 연결부(미도시)와 연결시 케이스 내부를 밀폐 및 밀봉 유지시킨다.

또한, 케이스 덮개부(10-1)는 일측으로 케이블 인입공(12)을 통해 케이스 내부로인입된 외부의 전원 케이블(13)이 연결되며, 타측으로 플러그(20)와 결합되는 리셉터클(30)이 수직하게 설치되는 경사면(15)이 있다.

리셉터클(30)은 케이스의 덮개부 경사면 내측면에 고정나사 등으로 고정 설치되어서 일단은 케이스(10) 외부에 위치되어 플러그(20)와 결합되며, 타단은 케이스(10)내부에 위치되어 외부의 전원 케이블(13)과 결합된다.

그리고, 제 1 및 제 3 도를 참조하면, 리셉터클(30)은 식성과 내마모성이 뛰어난 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic) 재질로 된 원통형의 리셉터클 하우징(31)으로 이루어진다.

이러한 리셉터클 하우징(31)의 외부에는 하우징 커버(33)가 고정핀(34)으로 회전 가능케 고정 설치된 돌기부(32)가 있으며, 고정핀(34)에는 리턴 스프링(미도시)이 하우징 커버(33)와 돌기부(32)에 각각 탄지되도록 설치된다.

또한, 리셉터클 하우징(31)의 내부에는 플러그(20)와 리셉터클(30)의 결합에 따라 외부 전원의 공급하기 위한 제 1 접점부(40)와 제 2 접점부(50)가 설치된다.

여기서, 제 1 접점부(40)는 플러그 핀이 결합되는 피접점부이며, 제 2 접점부(50)는 외부 전원 케이블(13)이 연결되는 주접점부이다.

제 1 접점부(40)의 상단부 직경을 리셉터클 하우징(31)의 내경보다 작게 하여 상단부와 리셉터클 하우징 내측벽 사이에 공간을 형성한다.

따라서, 형성된 공간으로 플러그(20)가 삽입되도록 하며, 하단부는 리셉터클 하우징(31)의 내부에 형성된 나사홈(35)과 상호 결합되게 나사홈을 형성시켜 외기의 유입을 차단한다.

그리고, 제 2 도 및 제 3 도에 도시된 바와 같이, 제 1 접점부(40) 상단부에는 플러그(20)가 리셉터클 하우징(31)으로 삽입되면 플러그 핀이 꽂혀지는 삽입공(41)이 있으며, 하부에 스프링(43)이 내재된 탄성 접점단자(44)가 설치된 절연판(42)이 고정나사 등으로 고정 설치된다.

그리고, 제 1 접점부(40)의 내부에는 삽입공(41)에 삽입되는 플러그 핀과 탄성 접점단자(44)에 양단이 각각 접촉되는 접점핀(45)이 있으며, 방폭을 위해 내마모성 및 내식성이 좋은 엔지니어링 플라스틱으로 접점핀(45)이 밀봉되게 한다.

또한, 제 4 도에 도시된 바와 같이, 제 1 접점부(40)하부 외주연에는 소정위치에 걸림턱들(46-1,46-2)(제 3 도에는 미도시)을 동일선상(A)에 위치시키며, 절연판(42)에는 동일선상(A)에 위치된 걸림턱들이 설치된 선의 수직선상(B)으로 스프링(48)이 내재된 볼베어링(49)을 갖는 돌출부(47)가 각각 형성된다.

그리고, 제 2 접점부(50)는 제 5 도 및 제 6 도에 도시된 바와 같이, 절연판(42)의 탄성 접점단자(44) 및 돌출부(47)를 수용하는 내부 공간을 가지며, 내부 공간에 탄성 접점단자(44)와 상호 연접되는 접촉면(52-1 내지 52-3)을 가져 플러그(20)가 삽입된 상태에서 플러그가 회전함에 따라 제 1 접점부(40)가 나사홈(35)을 따라 소정거리 회전 이동하면 탄성 접점단자(44)의 단자면(44')이 접촉면(52-1 내지 52-3)을 따라 이동되는 가이드(51)가 형성된다.

가이드(51)의 접촉면은 양끝단면(52-1,52-2)이 중단면(52-3)보다 낮은 위치가 되도록 단차져 있으며, 일끝단면(52-1) 내측에 외부의 전원 케이블에 상호 전기적으로 연결된 접점단자(53)가 위치된다.

여기서, 가이드(51)에 형성된 접점단자(53)의 위치는 시계방향으로 가이드(51)의 끝단에 위치되며, 동일선상(C)에 위치된다.

그리고, 제 2 접점부(50) 상면 외주연에는 걸림턱(54-1,54-2)이 동일선상(C)에 각각 형성되며, 제 2 접점부(50) 내측 벽면에는 제 1 접점부(40)의 볼베어링(49)이 삽입되는 다수개의 삽입홈(55)이 형성된다.

이때, 걸림턱(54-1,54-2)의 형성위치는 제 1 접점부(40)와 제 2 접점부(50)가 리셉터클 하우징 내부의 나사홈(35)에 고정되는 경우, 제 1 접점부의 걸림턱들(46-1,46-2) 사이에 위치되도록 한다.

그리고, 플러그(20)는 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어진 원통형의 플러그 하우징(21)내에 피전원 수용기의 전원케이블이 연결되는 케이블 클립(22)이 있다.

그리고, 플러그 하우징(21)의 일단은 전원 케이블을 고정하는 케이블 홀더(23)와 케이블 패킹(24)이 있고, 플러그 하우징(21)의 타단에는 케이블 클립(22)과 전기적으로 연결되며 플러그 삽입시 제 1 접점부의 접점핀(45)과 결합되는 플러그 핀(미도시)이 내부에 설치된 플러그 연결부(25)가 있다.

또한, 플러그 연결부(25)의 외주연 끝단에는 돌기(27)를 형성하고, 제 2 도에 도시된 바와 같이, 돌기(27)가 삽입되는 돌기홈(28)을 리셉터클 하우징(31)의 내측벽면에 형성한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 방폭 구조를 갖는 리셉터클 플러그 어셈블리에 서 플러그가 리셉터클에 결합되어 피전원 수용기로 전원을 공급하거나 차단하는 동작을 설명한다.

먼저, 외부의 전원 케이블(13)은 제 2 접점부(50)의 접점단자(53)에 연결되어 전원이 인가된 상태이다.

이 상태에서 제 2 접점부의 접점단자(53)로 공급된 전원을 피전원 수용기로 공급하기 위해 피전원 수용기의 플러그(20)를 리셉터클(30)에 삽입하여 결합시킨다.

결합시에는 플러그 연결부의 돌기(27)를 리셉터클 하우징의 돌기홈(28)에 삽입시키면 플러그 연결부(25)는 제 1 접점부(40)와 리셉터클 하우징(31) 내측벽 사이의 공간으로 삽입되면서 미도시된 플러그 핀이 삽입공(41)을 거쳐 제 1 접점부의 접점핀(45)에 결합된다.

이때는 제 2 접점부(50)로 공급된 전원이 제 1 접점부(40)로 전달되지 않은 상태이다.

이를 좀더 자세히 설명하면, 제 3 내지 5 도를 참조하면 제 1 접점부의 탄성 접점단자(44)와 제 2 접점부의 접점단자 (53)위치가 서로 수직으로 교차되는 위치이므로 각각의 접점단자들(44,53)이 단락되지 않아 전원이 연결되지 않은 상태이다.

즉, 탄성 접점단자(44)는 가이드 접촉면(52-2)에 위치된 상태이다.

이 상태에서 리셉터클 하우징(31) 내부에 삽입된 플러그(20)를 시계방향으로 회전시키면 제 1 접점부(40)에 플러그핀이 결합된 상태이므로, 제 1 접점부(40)는 연동하여 나사홈(35)을 따라 회전하게 된다.

회전하는 제 1 접점부의 탄성 접점단자(44)는 가이드의 접촉면(52-3)을 따라 이동하고, 계속적으로 탄성 접점단자(44)가 이동하여 가이드의 접촉면(52-1)으로 이동되어 제 1 접점부의 탄성 접점단자(44)와 제 2 접점부의 접점단자(53)는 동시에 단락된다.

이는 제 1 접점부의 탄성 접점단자(44)가 가이드부의 접촉면(52-3)을 따라 이동하는 동안 탄성 접점단자 내부의 스프링(43)이 압축된 상태이고, 계속적으로 이동하여 가이드의 끝단접촉면(52-1), 즉, 제 2 접점부의 접점단자(53)설치위치, 까지 이동하면 가이드부의 접촉면(52-1)이 단차져 있으므로 스프링(43)의 복원력에 의해 동시에 탄성 접점단자(44)와 접점단자(53)가 서로 순간적으로 면접촉하여 전원이 단락된다.

따라서, 접점단자들(44,53)이 상호 면접촉하므로 제 2 접점부(50)에 인가된 외부 전원이 제 1 접점부(40)를 통해 공급되며, 스파크 발생이 억제되어 스파크 발생에 따른 폭발의 위험성이 방지된다.

게다가, 제 1 접점부(40)및 제 2 접점부(50)는 리셉터클 하우징(31)의 내부에 나사홈(35)에 결합된 상태로 설치되므로 폭발성 외기의 유입이 차단되므로 폭발의 위험성은 현저하게 억제된다.

그리고, 플러그(20)의 회전에 따른 제 1 접점부(40)의 시계방향 회전은 일정 범위 이내에서 이루어지는데, 이는 제 1 접점부(40)가 일정거리 회전하더라도 제 1 접점부의 하향 걸림턱(46-1,46-2)이 제 2 접점부의 상향 걸림턱(54-1,54-2)에 걸려져 제한되기 때문이다.

또한, 제 1 접점부(40)의 회전시 절연판의 돌출부(47)에 내재된 볼베어링(49)은 제 2 접점부(50) 내측 벽면을 타고 이동하는 과정에서 압축된 상태를 유지하나, 일정거리 회전하면 삽입홈(55)에 삽입된다.

따라서, 삽입 순간 볼베어링(49)은 탄성스프링(48)에 의해 복원되면서 삽입홈(55)에 삽입되어 제 1 접점부(40)가 일정범위 이상 회전하는 것을 방지한다.

상기와 같이 과정으로 전원이 피전원 수용기에 공급되고, 피전원 수용기에 공급되는 전원을 차단하기 위해서는 상기의 과정을 역순으로 하면된다.

즉, 플러그(20)를 반시계방향으로 회전시키면 제 1 접점부(40)가 역방향으로 나사홈(35)을 따라서 이동하여 제 1 접점부의 탄성접점단자(44)와 제 2 접점부의 접점단자(53)가 서로 어긋나게 되어 전원이 차단된다.

상기에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 리셉터클 플러그 어셈블리는 밀봉성과 밀폐성을 갖는 방폭 구조를 가지며, 플러그가 리셉터클로 삽입과 동시에 전원이 공급되는 것이 아니라 플러그를 리셉터클에 삽입시킨 상태에서 플러그를 회전시켜야 전원의 공급이 진행되므로 전원 공급의 안정성이 확보된다.

또한, 제 1 접점부와 제 2 접점부의 접점단자들이 상호간에 순간적인 면 접촉되어 전원이 공급되므로 스파크의 발생확률이 현저하게 감소되며, 접점부위가 리셉터클 하우징 내에 위치하므로 밀폐 및 밀봉성이 향상되어 스파크가 발생되더라도 폭발성 외기에 의한 폭발 및 화재의 위험성이 현저하게 감소시킨다.

Claims (7)

1. 피전원 수용기의 플러그와 결합되어 전원을 상기 피전원 수용기로 공급하는 리셉터클을 포함하는 리셉터클 플러그 어셈블리에 있어서,

   상기 리셉터클에 설치되어 상기 플러그와 결합되는 제 1 접점부와;

   상기 리셉터클에 설치되어 상기 플러그로 공급될 상기 전원을 공급받는 제 2 접점부와;

   상기 제 1 및 제 2 접점부를 내부에 결합시켜 상기 제 1 접점부와 제 2 접점부의 접점 공간을 밀폐 및 밀봉시키는 리셉터클 하우징으로 이루어져서,

   상기 플러그와 결합된 상기 제 1 접점부가 회전하면 상기 제 1 접점부의 접점단자와 상기 제 2 접점부의 접점단자가 단락되는 리셉터클 플러그 어셈블리.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 제 1 접점부는,

   상단으로 상기 플러그가 결합되는 삽입공이 형성되며,

   하단으로 절연판이 설치되고 상기 절연판에는 상기 제 2 접점부의 접점단자와 단락되는 탄성접점단자가 설치되며,

   상기 삽입공 내부로 상기 플러그가 일측이 결합되며 상기 탄성 접점단자가 타측으로 결합되는 접점핀이 설치된 것이 특징인 리셉터클 플러그 어셈블리.
3. 청구항 1 또는 2 에 있어서,

   상기 제 1 접점부는 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어진 것이 특징인 리셉터클 플러그 어셈블리.
4. 청구항 1 에 있어서,

   상기 제 2 접점부는,

   상기 제 1 접점부의 탄성 접점단자와 상호 접촉되는 접촉면을 가지되 상기 접촉면이 단차지게 형성된 가이드와;

   상기 가이드 일측 끝단에 설치되어 상기 제 1 접점부의 탄성 접점단자와 단락되는 접점단자로 이루어져,

   상기 제 1 접점부가 회전하면 상기 제 1 접점부의 접점단자가 상기 접촉면을 따라 이동하면서 단차진 상기 접촉면으로 이동하는 순간 상기 탄성 접점단자는 복원력에 의해 상기 접점단자와 단락되는 것이 특징인 리셉터클 플러그 어셈블리.
5. 청구항 1 또는 4 에 있어서,

   상기 제 2 접점부는 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어진 것이 특징인 리셉터클 플러그 어셈블리.
6. 청구항 1 에 있어서,

   상기 리셉터클 하우징은,

   나사 고정되는 덮개부와 몸체부로 이루어지며, 상기 덮개부와 몸체부의 결합부가 오링으로 씰링 처리된 케이스의 상기 덮개부 경사면에 설치되는 것이 특징인 리셉터클 플러그 어셈블리.
7. 청구항 1 또는 6 에 있어서,

   상기 리셉터클 하우징은 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어진 것이 특징인 리셉터클 플러그 어셈블리.