KR100776744B1 - 안전 콘센트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안전 콘센트에 관한 것이다. 본 발명은, 안전한 전기사용을 위하여 전기의 사용시간 설정 및 과전류 감지기능과 같이 각종 전기안전사고를 미연에 방지할 수 있는 기능을 콘센트에 부가하였으며, 상기의 기능 수행에 따라 자동으로 전원을 차단하는 방식에 있어서도 단순히 콘센트 내부에 흐르는 전원을 차단하는 방식이 아닌 콘센트에 꼽힌 플러그 자체를 물리적인 동작으로 분리시킴으로써 사용자로 하여금 전기안전사고에 의한 심리적 불안감마저 해소할 수 있도록 제안된 안전 콘센트에 관한 것이다.

콘센트, 플러그, 누전, 과전류, 타이머, 래크 피니언(Rack and Pinion)기어, 리미트스위치, 서보모터

Description

안전 콘센트 {Safety concent}

도 1은 본 발명의 제 일실시예에 따른 안전 콘센트를 개략적으로 도시한 측단면도이며,

도 2는 본 발명의 제 일실시예에 의한 안전 콘센트에 있어서 플러그 분리수단의 동작 전 상태를 도시한 사용상태 단면도이며,

도 3은 본 발명의 제 일실시예에 의한 안전 콘센트에 있어서 플러그 분리수단의 동작 후 상태를 도시한 사용상태 단면도이며,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안전 콘센트에 있어서 타이머와 리셋스위치를 구비한 콘센트 외부를 개략적으로 도시한 정면도이며,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안전 콘센트의 동작 회로 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 동작전원공급부 20 : 제어부

30 : 구동부 40 : 타이머

50 : 과전류감지부

110 : 하우징 120 : 전원공급선

130 : 접속단자 131 : 플러그접속공

140 : 구동모터 150 : 기어부

151 : 피니언기어 152 : 래크기어

152-a : 막대부 152-b : 스위치제어돌기

160 : 스위치부 161 : 제1스위치

162 : 제2스위치

본 발명은 안전 콘센트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안전한 전기사용을 위하여 전기의 사용시간 설정 및 과전류 감지기능과 같이 각종 전기안전사고를 미연에 방지할 수 있는 기능을 콘센트에 부가하였으며, 상기의 기능 수행에 따라 자동으로 전원을 차단하는 방식에 있어서도 단순히 콘센트 내부에 흐르는 전원을 차단하는 방식이 아닌 콘센트에 꼽힌 플러그 자체를 물리적인 동작으로 분리시킴으로써 사용자로 하여금 전기안전사고에 의한 심리적 불안감마저 해소할 수 있도록 제안된 안전 콘센트에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 사무실 또는 공장의 산업시설에서 사용되는 전기제품은 냉장고와 같이 항상 전원이 연결되어 전력을 공급받아야 하는 것과 TV, 오디오, 컴 퓨터와 같이 사람이 활동하는 특정 시간동안에만 전기에너지를 공급할 필요가 있는 것으로 분류된다. 그러나, 상기와 같이 필요에 따라 일시적으로 사용하는 전기제품에 있어서 전기를 사용하지 않는 시간에도 사용자의 무관심으로 항상 전원이 연결되어 있는 경우가 빈번하였다.

상기와 같은 전기의 사용은 누설전력으로 인해 많은 전력이 불필요하게 소모되고 있으며, 누전에 의한 화재의 위험성도 항상 내포하고 있다는 문제점이 있었다.

또한, 일반 콘센트는 전기의 사용에 있어서 발생할 수 있는 누전이나 합선과 같은 각종 전기안전사고에 무방비 상태로 노출되어 있어 전기안전사고에 대한 근본적인 대책이 필요하다는 문제점도 있었다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 선행기술로는 국내 실용신안으로 출원된 ‘타이머가 형성된 전기 콘센트(출원번호 : 20-2000-0003468호)’와 ‘과전류 차단식 안전 콘센트(출원번호 : 20-1988-0001367호)’가 제안된 바 있다. 상기와 같은 선행기술에 의하면 콘센트에 타이머를 장착하고 설정시간이 경과하면 내부에서 전원을 차단하는 방법과, 콘센트 내에 과전류가 흐르면 콘센트 내부에 설치된 바이메탈이 동작하여 전원을 차단하는 방법을 제안하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래기술에 의하면 전기안전사고를 방지한다는 효과는 있으나, 전원 차단시 콘센트 내부에 흐르는 전체 전원이 차단되므로 다수개의 플러그를 삽입할 수 있는 콘센트에 있어서 내부 전원을 모두 차단한다는 것은 그리 효율적이지 못하였다. 또한, 콘센트 내부에서 전원이 차단되었다 하더라도 외부에서 는 차단 여부를 확인할 수 없으므로 사용자의 심리적 불안감은 여전히 남아있는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전기의 안전한 사용을 위하여 콘센트에 사용시간 설정기능 및 과전류 감지 기능을 부가한 안전 콘센트를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 상기에서 사용시간 경과 및 과전류 감지에 따른 전원 차단방식에 있어서도 콘센트에 접속된 플러그 자체를 물리적인 방법으로 완전히 분리시키는 안전 콘센트를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 전기 콘센트에 있어서, 상기의 전기 콘센트에 접속된 플러그를 자동으로 분리하기 위한 수단으로, 상기 전기 콘센트의 내측에 설치되어 동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축에 장착되어 구동모터로부터 회전력을 인가받아 회전운동을 하는 피니언기어와, 상기 피니언기어의 회전운동을 직선운동으로 바꿔주기 위해 직선 막대 모양으로 형성되어 피니언기어의 나사산과 서로 맞물려있는 래크기어와, 상기 래크기어의 일측 단부로부터 콘센트 내의 접속단자를 향한 방향으로 소정의 길이만큼 연장된 막대부를 포함하여 구성되며, 상기 구동모터의 동작에 의한 피니언기어의 회전운동이 래크기어 의 직선운동으로 변환되며, 래크기어의 단부에 형성된 막대부가 콘센트 내의 접속단자로부터 형성된 플러그접속공 내측으로 관통하도록 직선운동을 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 래크기어의 이동거리를 제한하기 위하여, 래크기어의 상부 소정의 위치로부터 상향으로 돌출된 스위치제어돌기를 형성하고, 래크기어의 직선운동에 따른 후진동작 및 전진동작을 정지시키기 위하여 소정의 위치에 각각의 정지 스위치를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기에서 형성된 래크기어의 정지 스위치는 리미트스위치를 적용하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기의 막대부를 형성하는 소재는 전류가 흐르지 않는 절연 소재로 플라스틱 합성수지가 적용되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기의 구동모터는 회전수를 제어할 수 있는 서보모터(servomotor)를 사용함으로써 래크기어의 이동거리를 제한하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기의 플러그 분리수단은 콘센트에 접속된 각각의 플러그에 대해 독립적인 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기의 플러그 분리수단이 구동하기 위한 동작 회로는, 교류전원을 공급받아 직류전원으로 변경하여 제품 내부에 구성된 각 구성부에 전원을 공급하는 동작전원공급부와, 구동부의 동작여부를 판단하고 구동부에 동작신호를 인가하는 제어부와, 상기 제어부로부터 인가된 동작신호로 구동모터의 구동 또는 정 지동작을 수행케하는 구동부와, 사용자에 의해 전기 사용시간을 설정하고 설정된 시간이 만료되면 구동부가 동작토록 하는 타이머와, 콘센트 내에 흐르는 전류에 비례하는 검출 신호값을 감지하여 과전류 여부를 판단하는 과전류감지부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면은 참조하면서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 일실시예에 따른 안전 콘센트를 개략적으로 도시한 측단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 안전 콘센트는 내부 구성요소를 보호하기 위한 것으로 절연체로 형성된 하우징(110)과, 전원공급선(120)으로부터 공급되는 전원을 플러그(200)로 연결된 다른 전기제품에 인가할 수 있도록 전원공급선(120)과 연결된 접속단자(130)가 내부에 설치된다. 보다 상세하게는, 상기의 접속단자(130)는 전기가 흐르도록 금속 도체로 형성되며 플러그(200)와 접속단자(130)간의 전기적 연결상태를 형성할 수 있도록 접속단자(130)는 소정의 위치에 플러그(200)와 결합할 수 있도록 굴곡된 형태의 플러그접속공(131)을 형성한다. 본 발명에 의한 접속단자(130)의 형상은 일반 콘센트에 설치되는 접속단자(130)와 구별된 차이가 없으므로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기의 안전 콘센트에 있어서 사용자로부터 설정된 동작시간이 만료되거나, 과전류와 같은 이상 동작 감지시 안전 콘센트에 접속된 플러그(200)를 분리하기 위하여 내부에는 플러그 분리수단이 구비된다.

안전 콘센트 내부에 구비된 플러그 분리수단은 제어신호를 인가받아 동력을 발생시키는 구동모터(140)와, 상기 구동모터(140)의 동작으로 인가된 회전운동을 직선운동으로 바꿔주는 기어부(150)와 상기 구동모터(140)의 회전동작을 정지시키기 위한 스위치부(160)를 포함하여 구성된다.

보다 상세하게는, 상기의 기어부(150)는 회전운동을 직선운동으로 바꿔주는 래크 피니언(Rack and Pinion) 기어의 원리로 형성되며, 구동모터(140)에 피니언기어(151)가 장착되고 상기 피니언기어(151)와 맞물리는 소정의 위치에 래크기어(152)가 위치한다. 상기에서 래크기어(152)는 플러그(200)가 삽입되는 플러그접속공(131)을 향하여 직선운동을 하되, 접속된 플러그(200)를 콘센트 밖으로 분리할 수 있도록 플러그접속공(131) 내측으로 관통하는 막대부(152-a)가 래크기어(152)의 일측 단부로부터 소정의 길이만큼 연장되어 있다.

바람직하게, 상기의 래크기어(152)로부터 돌출된 막대부(152-a)는 전기가 흐르고있는 접속단자(130)로부터 형성된 플러그접속공(131) 내측을 관통하므로 막대부(152-a)는 전기가 흐르지 않는 절연체로 형성되어야 하며, 대표적인 소재로는 플라스틱 합성수지를 적용하는 것을 특징으로 한다.

스위치부(160)는 래크기어(152)의 이동거리를 제한하기 위한 것으로써, 스위치부(160)의 on/off동작에 따라 피니언기어(151)를 회전시키는 구동모터(140)의 동력을 정지시키는 기능을 수행한다. 상기의 스위치부(160)는 래크기어(152)의 후진 동작을 정지시키는 제1스위치(161)와, 래크기어(152)의 전진 동작을 정지시키는 제2스위치(162)로 구성된다. 또한, 상기의 제1스위치(161) 및 제2스위치(162)를 터치 하기 위한 수단으로는 래크기어(152)의 상부 소정의 위치로부터 상향으로 돌출된 스위치제어돌기(152-b)가 형성됨을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기의 스위치부(160)는 리미트스위치가 적용되는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명의 제 일실시예에 의한 안전 콘센트에 있어서 플러그 분리수단의 동작 전 상태를 도시한 사용상태 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제 일실시예에 의한 안전 콘센트에 있어서 플러그 분리수단의 동작 후 상태를 도시한 사용상태 단면도이다.

이상에서 설명한 본 발명의 제 일실시예에 의하면, 래크기어(152)의 이동거리를 제한하는 방법으로 피니언기어(151)에 회전력을 전달하는 구동모터(140)를 정지시키는 수단이 필요하며 이러한 구동모터(140)의 정지시키는 수단으로 래크기어(152)의 이동방향에 따른 소정의 위치에 제1스위치(161) 및 제2스위치(162) 구비하여 스위치를 터치함으로써 구동모터(140)를 정지시키는 방법을 적용하였다.

그러나, 본 발명의 또 다른 제 이실시예에 의하면 상기의 스위치수단을 적용하지 않고도 구동모터(140)의 회전을 제어하기 위하여 구동모터(140) 자체가 설정된 회전수에 의해 동작하는 서보모터(servomotor)를 적용함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 안전 콘센트는 설정된 사용시간 만료 및 과전류 감지 등에 의해 플러그 분리수단이 동작하며, 사용시간 설정 및 동작된 플러그 분리수단을 다시 복귀시키기 위해서는 콘센트 외부에 타이머(40)와 리셋(reset) 스위치를 구비한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안전 콘센트에 있어서 타이머와 리셋스위치를 구비한 콘센트 외부를 개략적으로 도시한 정면도이다.

이상에서 도면과 함께 설명한 콘센트는 벽면에 매설하는 형태의 콘센트를 다양한 실시예와 함께 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 상기와 같은 콘센트의 구성은 전선으로 연결되어 다수의 플러그 삽입공을 갖는 분기형 콘센트에도 적용이 가능하다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 안전 콘센트에 있어서 플러그 분리동작을 수행하기 위한 동작 회로에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안전 콘센트의 동작 회로 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 안전 콘센트의 동작회로는 동작전원공급부(10)와, 제어부(20)와, 구동부(30)로 이루어지며, 상기 구동부(30)의 동작 조건에 영향을 주는 타이머(40)와, 과전류감지부(50)를 더 포함하여 구성된다.

상기에서 동작전원공급부(10)는 상용 전원(110V/220V)을 공급받아 이를 직류전원으로 변경하여 제품 내부에 구성된 각 구성부에 필요한 전원을 공급하는 것이다.

상기에서 제어부(20)는 구동부(30)의 동작여부를 판단하는 것으로, 보다 상세하게는 타이머(40) 또는 과전류감지부(50)를 통해 인가되는 제어신호를 감지하고 동작여부를 판단하는 것이다. 바람직하게, 상기의 제어부(20)는 과전류감지부(50) 에 의한 감지된 전류값을 설정된 기준값과 비교하여 동작여부를 판단하기 위해 중앙처리장치를 포함하여 구성한다.

상기에서 구동부(30)는 플러그 분리수단을 의미하며, 보다 상세하게는 콘센트에 접속된 플러그(200)를 분리하기 위해 동작하는 기어부(150)와, 상기 기어부(150)의 동작 제어수단으로 동력을 발생시켜 기어부(150)에 인가하는 구동모터(140)와, 상기 구동모터(140)의 동작을 정지하는 수단으로 구비된 스위치부(160)를 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 스위치부(160)의 구성 없이 구동모터(140) 자체가 설정된 회전수에 의해 동작하는 서보모터를 적용하여 구동부(30)를 구성할 수도 있다.

상기에서 타이머(40)는 사용자에 의해 전기 사용시간을 설정하는 것으로, 설정된 시간이 만료되면 구동부(30)가 동작하여 플러그(200)를 분리토록 하는 사용시간 설정 수단이다.

상기에서 과전류감지부(50)는 콘센트 내에 흐르는 전류에 비례하는 검출 신호값을 감지하기 위한 것으로 전류 검출 수단으로 CT(Current Transformer)를 포함하여 구성된다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 모방이 가능함은 명 백한 사실이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 안전 콘센트에 의하면 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명에 따른 안전 콘센트에 의하면 전기의 안전한 사용을 위하여 사용시간 설정기능 및 과전류 감지 기능을 부가함으로써 전기안전사고를 방지하는 효과가 있다.

둘째, 사용시간 경과 및 과전류 감지에 따른 전원 차단방식에 있어서 콘센트에 접속된 플러그 자체를 물리적인 방법으로 완전히 분리시킴으로써, 전원 차단여부를 외부에서도 확인할 수 있으므로 사용자로 하여금 심리적인 불안감마저 해소한 효과도 있다.

셋째, 콘센트 내의 플러그 분리수단은 콘센트에 접속된 각각의 플러그에 대해 독립적인 동작을 수행하므로 콘센트로 인가되는 전체 전원을 차단하던 종래기술에 비해 효율적인 전기 사용을 가능케 하는 효과도 있다.

Claims (7)

1. 전기 콘센트에 있어서, 상기의 전기 콘센트에 접속된 플러그를 자동으로 분리하기 위한 수단으로,

   상기 전기 콘센트의 내측에 설치되어 동력을 발생시키는 구동모터와,

   상기 구동모터의 회전축에 장착되어 구동모터로부터 회전력을 인가받아 회전운동을 하는 피니언기어와,

   상기 피니언기어의 회전운동을 직선운동으로 바꿔주기 위해 직선 막대 모양으로 형성되어 피니언기어의 나사산과 서로 맞물려있는 래크기어와,

   상기 래크기어의 일측 단부로부터 콘센트 내의 접속단자를 향한 방향으로 소정의 길이만큼 연장된 막대부를 포함하여 구성되며,

   상기 구동모터의 동작에 의한 피니언기어의 회전운동이 래크기어의 직선운동으로 변환되며, 래크기어의 단부에 형성된 막대부가 콘센트 내의 접속단자로부터 형성된 플러그접속공 내측으로 관통하도록 직선운동을 하는 것을 특징으로 하는 안전 콘센트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 래크기어의 이동거리를 제한하기 위하여, 래크기어의 상부 소정의 위치로부터 상향으로 돌출된 스위치제어돌기를 형성하고, 래크기어의 직선운동에 따른 후진동작 및 전진동작을 정지시키기 위하여 소정의 위치에 각각의 정지 스위치를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 안전 콘센트.
3. 제 2항에 있어서,

   상기에서 형성된 래크기어의 정지 스위치는 리미트스위치를 적용하는 것을 특징으로 하는 안전 콘센트.
4. 제 1항에 있어서,

   상기의 막대부를 형성하는 소재는 전류가 흐르지 않는 절연 소재로 플라스틱 합성수지가 적용되는 것을 특징으로 하는 안전 콘센트.
5. 제 1항에 있어서,

   상기의 구동모터는 회전수를 제어할 수 있는 서보모터(servomotor)를 사용함으로써 래크기어의 이동거리를 제한하는 것을 특징으로 하는 안전 콘센트.
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