KR100846886B1 - 스프링식 플러그 단자 - Google Patents

스프링식 플러그 단자 Download PDF

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KR100846886B1
KR100846886B1 KR1020060092395A KR20060092395A KR100846886B1 KR 100846886 B1 KR100846886 B1 KR 100846886B1 KR 1020060092395 A KR1020060092395 A KR 1020060092395A KR 20060092395 A KR20060092395 A KR 20060092395A KR 100846886 B1 KR100846886 B1 KR 100846886B1
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게오르크 에덴하르터
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지멘스 악티엔게젤샤프트
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    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
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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
    • H01R11/12—End pieces terminating in an eye, hook, or fork

Abstract

본 발명은 2개의 분리된 스프링 아암(2, 3) 및 그에 따른 2개의 스프링 단부를 포함하는 U자형 또는 Ω자형 스프링 및 직사각형 클램핑 프레임(4)을 포함하는 스프링식 플러그 단자에 관한 것으로, 상기 클램핑 프레임(4)은 상기 클램핑 프레임(4)의 평면으로부터 꺾여진 클램핑 피스(9) 및 사각형 절삭부(5)를 포함하고, 상기 스프링의 한쪽 고정 단부(7, 8)는 상기 절삭부(5) 내에 고정된 상태로 배치되며, 상기 스프링 아암(2, 3)의 양 스프링 단부가 상기 클램핑 프레임(4)의 클램핑 피스(9)와 함께, 연결될 2개의 도체 코어(11) 및/또는 평면 플러그(12)를 위한 클램핑 존(10)을 형성하고, 상기 각각의 스프링 단부는 도체 코어(11)의 연동식 접속을 위해 클램핑 에지(15)로서 형성된 중앙의 곧은 제 1 섹션(2.2, 3.2) 및 클램핑 면(16)을 형성하는 가장자리측의 구부러진 제 2 섹션(2.1, 3.1)을 포함하며, 상기 제 2 섹션의 클램핑 면(16)이 클램핑 방향으로 상기 클램핑(15) 에지를 넘어 돌출함에 따라 평면 플러그(12)가 간단히 압력 인가에 의해 접촉될 수 있다.

Description

스프링식 플러그 단자{SPRING-OPERATED PLUG TERMINAL}
도 1 및 도 2는 청구항에 따른 스프링식 플러그 단자에 원형 도체 및 평면 도체가 클램핑된 모습의 상이한 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른, 하우징부에 배치된 스프링식 플러그 단자에 도체가 클램핑되지 않은 모습의 측면도이다.
도 4는 도 2에 따른 스프링식 플러그 단자에 원형 도체가 클램핑된 모습의 측면도이다.
도 5는 도 2에 따른 스프링식 플러그 단자에 평면 도체가 클램핑된 모습의 측면도이다.
*도면의 주요 부호 설명*
1: 스프링식 플러그 단자 2, 3: 스프링 아암
2.1, 2.2, 2.3, 3.1, 3.2, 3.3: 스프링 아암의 자유 단부들
4: 클램핑 프레임 5: 절삭부
6: 하우징부 7, 8: 스프링 아암의 고정 단부
9: 클램핑 피스 10: 클램핑 존
11: 도체 코어 12: 평면 도체(평면 플러그)
15: 클램핑 에지 16: 클램핑 면
본 발명은 일반적인 스프링식 플러그 단자에 관한 것이다.
DE 202 10 105 U1, DE 202 06 763 U1, DE 203 13 041 U1, EP 0 908 965 A1, DE 81 36 054 U1, DE 203 12 861 U1, 및 DE 12 61 923 B에는 스프링식 플러그 단자가 공지되어 있다.
스프링식 플러그 단자는 예컨대 스위칭 장치, 차단기(circuit breaker) 또는 단자 블럭에도 사용된다. 그러한 스프링식 플러그 단자들에는 예컨대 케이블 수(cable shoe) 또는 케이블 엔드 슬리브(cable-end sleeve)와 같은 부착물을 포함하거나 혹은 포함하지 않는 상이한 횡단면 및 윤곽을 가진 개별 도체들이 삽입되어 고정될 수 있다.
DE 202 10 105 U1에 공지되어 있는 스프링식 플러그 단자는 2개의 분리된 스프링 아암(spring arms) 및 그에 따른 2개의 스프링 단부를 포함하는 U자형 스프링 및 클램핑 프레임(clamping frame)을 가지며, 상기 클램핑 프레임은 4각형 절삭부들(cutout) 및 상기 클램핑 프레임의 평면으로부터 구부러져 나온 클램핑 피스(clamping piece)를 포함한다. 스프링의 한쪽 고정 단부(fixed end)는 절삭부 내에 고정된 위치에 배치되고, 스프링 아암의 양 스프링 단부는 클램핑 프레임의 클램핑 피스들과 함께 연결될 2개의 도체 코어들의 연동형 접촉을 위한 클램핑 존을 형성한다. 이때, 고정 단부들은 연속 클램핑 에지로 형성된다.
DE 202 06 763 U1에도 유사한 스프링식 플러그 단자가 공지되어 있다.
DE 12 61 923 B에 공지된 스프링식 플러그 단자는 V자형 플러그 단자 스프링 부재를 포함한다. 이 스프링식 플러그 단자는 또한 기본판으로 형성된 제 1 아암 및 상기 제 1 아암의 길이 방향으로 가운데에서 분리된 제 2 아암을 표준형으로 포함한다. 제 2 아암의 두 부분 모두 단부측에 한 편으로는 도체의 클램핑을 위한 절삭된 에지가 제공되고, 다른 한편으로는 공구 또는 작동 수단을 통해 압력을 가하고 클램핑된 도체를 분리하는데 사용되는 구부러진 돌출부를 갖는다.
그러나 한편으로는 검사 및 테스트의 목적으로 사용될 수 있으면서 다른 한 편으로는 다극 접점들을 안정적으로 접촉시키고 분리하는데 적합한 전기 도체들의 신뢰성 있는 클램핑을 위해서는 종래의 클램핑 특성을 갖는 스프링식 플러그 단자가 바람직하다.
본 발명은 다양한 클램핑 응용에 사용될 수 있는 다기능 스프링식 플러그 단자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 전제부에 따른 스프링식 플러그 단자를 기초로 하여, 청구항 1의 특징부를 통해 해결된다. 바람직한 실시예들은 각각 종속 청구항들의 대상이다.
스프링식 플러그 단자 내에 도체를 고정식으로 접촉시키고, 상기 도체가 임의의 조작 수단에 의해서만 제거될 수 있도록 하기 위해, 스프링식 플러그 단자의 일부분으로 구현되어 클램핑 에지를 갖도록 형성된, 스프링 단부의 제 1 부분 외에도 클램핑 면을 포함하는 스프링 단부의 제 2 부분이 형성됨으로써, 연결될 도체를 내압형으로, 그러나 고정되거나, 로킹되거나 클램핑되지 않도록 접촉시킬 수 있고, 그 결과 분리 수단이나 조작 수단을 이용하지 않고도, 즉 도체에 가해지는 인장력만으로도 스프링식 플러그 단자로부터 상기 도체를 마음대로 제거할 수 있다. 그로 인해, 안전하면서 간단하게 분리될 수 있는 도체(들)와의 클램핑 연결을 가능하게 하는 스프링식 플러그 단자가 제공된다.
따라서 인용 참증들에 이미 공지된 스프링식 플러그 단자들과 달리, 예컨대 도체가 임시로 연결된 경우 클램핑된 도체를 분리하는데 있어서 공구나 조작 수단이 필요 없게 된다. 스프링식 플러그 단자의 이러한 특성은 특히 다른 장치와 협력하여 다극 스위칭 장치 또는 차단기를 간편하게 연결하고 분리할 수 있도록 하는데 사용될 뿐만 아니라, 전압 측정 등의 검사를 위해 도체 클램핑 및 도체 분리를 간단하게 수행할 수 있게 한다. 또한, 장치들의 연결을 위해 당김 방지 클램핑 지점에 보완하여 제공되어야 하는 추가의 클램핑 지점이 생략될 수 있는데, 그 이유는 본 발명에 따른 스프링식 플러그 단자를 사용하면 공간을 절약하는 방식으로 상기 두 가지 기능이 모두 충족되기 때문이다. 스프링 단부에는 바람직하게 도체의 압접(pressure contact)을 위한 클램핑 면을 갖는 제 3 부분이 구비된다. 상기 제 3 스프링 단부 부분도 역시 제 1 스프링 단부 부분과 마찬가지로 스프링 단부의 외측 길이방향 에지의 영역에 배치되기 때문에, 제 1 스프링 단부 부분과 제 3 스프링 단부 부분 사이에 제 2 스프링 단부 부분이 배치된다. 이 경우, 예컨대 검사의 목적으로 연결될 도체는 특히 평평한 형태, 즉 직사각형 횡단면 및 대략 제 1 스프링 단부 부분과 제 3 스프링 단부 부분 사이의 거리에 상응하는 도체 폭을 가지며, 그럼으로써 상기 스프링 단부로의 도전 연결을 제공할 수 있다. 제 2 스프링 단부 부분 또는 중심 부분은 서로 마주보는 양 스프링 단부 부분에 비해 뒤로 들어가 있어서, 특히 밖으로 돌출되어 있는 양 스프링 단부 부분 사이에 삽입될 원형 도체를 영구적으로 고정시켜 연결하는데 매우 적합하다.
바람직하게는 스프링 단부가 예컨대 스크루드라이버, 편심 레버(eccentric lever) 또는 푸쉬 버튼과 같은 조작 수단을 위한 조작 연장부로서의 제 4 부분을 가짐으로써, 마찰 방지 규정의 준수 하에 간편한 도체 분리가 이루어질 수 있다.
한 바람직한 실시예에서는 스프링 단부의 제 1 부분 및 상기 스프링 단부의 다른 부분들 중 적어도 하나가 공통의 베이스 바디를 가짐으로써, 별도의 스프링 연결 부품이 생략될 수 있거나 컴팩트한 구조가 달성될 수 있다.
기본 베이스가 바람직하게 클램핑 프레임 형태로 형성됨으로써, 단 1개의 부품을 사용하여 스프링 연동부와 그 반대편의 압착부 또는 접촉부가 구현된다.
바람직하게는 스프링이 클램핑 프레임의 한 쪽 측면에 고정되고, 상기 한 쪽 측면의 반대편에 위치한 다른 쪽 측면에는 상기 스프링의 단부 부분들이 접촉부의 영역에 움직일 수 있게 배치되며, 이때 상기 접촉부는 클램핑 프레임의 일부분이므로 클램핑 프레임은 매우 컴팩트한 구조에서 도체의 클램핑에 필요한 모든 부품을 제공한다.
한 바람직한 개선예에서는, 도체 지지면의 형성을 위해 접촉부가 클램핑 프 레임의 길이 방향에 횡으로 구부러짐으로써, 경우에 따라 도체가 휘어지는 경향이 발생하는 것을 억제하는 도체 가이드가 제공된다.
바람직하게는 클램핑 프레임이 이중 스프링을 가지고, 상기 이중 스프링은 각각 분리된 스프링 단부를 갖는 제 1 스프링 및 제 2 스프링을 제공하며, 이때 제 1 클램핑 스프링을 사용해서는 연동식으로 클램핑되는 원형 도체를 연결할 수 있고, 제 2 클램핑 스프링을 사용해서는 압접된 평면 검사 플러그나 평면 소자 플러그를 연결할 수 있다.
하기에서는 도면에 도시된 실시예들을 참고로 청구항들의 발명 및 특징들에 따른 바람직한 실시예를 더 상세히 설명하지만, 이러한 실시예들로 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2에는 제 1 스프링 부재 및 상기 제 1 스프링 부재와 분리된 제 2 스프링 부재(2;3)를 구비한 스프링식 플러그 단자(1)가 도시되어 있다. 상기 두 스프링 부재(2;3)는 각각 거의 U자 내지는 Ω자의 형태를 가지며, 이들의 고정 단부측은 클램핑 프레임(4)으로 형성된, 사각형 절삭부(5)를 갖는 직사각형 베이스 바디 내에 배치되어, 도 3에 따른 하우징부(6)에 의해 제자리에 고정된다. 반면 스프링 부재의 고정 단부들(7, 8)은 클램핑 프레임(4)의 슬롯형 절삭부 내에 삽입될 수 있으며, 이때 고정은 납땜, 용접 또는 접합(bonding)을 이용하여 이루어진다. 스프링 부재들(2, 3)의 고정 지점 반대편에는 클램핑 프레임(4)이 구부러져서 형성된 클램핑 피스(9)가 제공되고, 상기 클램핑 피스는 도체 지지대로서 사용되는 동시에 도체 접촉을 위한 대응 압착 피스의 역할을 한다. 클램핑 프레임(4)은 일 반적으로 강판으로 형성되는 반면, 스프링 부재(2, 3)는 스프링 강으로 형성된다.
클램핑 피스(9)의 영역이면서 스프링식 플러그 단자(1)의 클램핑 존(10)이 있는 자유 단부측에서는 2개의 스프링 부재(2, 3)가 모두 다수의 부분들(2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3)로 분할된다. 두 스프링 부재(2, 3)의 각각의 스프링 단부는 길이방향 양 에지로의 연장부에 각각 구부러진 돌출부(2.1, 2.3; 3.1, 3.3)를 가지며, 상기 돌출부들은 슬라이딩 면을 포함한다. 상기 2개의 돌출부(2.1, 2.3; 3.1, 3.3)의 볼록한 면 또는 외측 반경이 접촉 피스(9) 쪽으로 정렬된다. 각각의 스프링 단부는 상기 두 돌출부(2.1, 2.3; 3.1, 3.3) 사이에 중간부(2.2; 3.2)를 가지며, 이 중간부는 자유 스프링 아암의 세로축에 놓인 상기 외측 돌출부들(2.1, 2.3; 3.1, 3.3)보다 뒤로 들어가 있다. 이 중간부(2.2; 3.2)는 상기 돌출부들(2.1, 2.3; 3.1, 3.3)과 대조적으로 현저히 절삭된 에지를 가지며, 절삭 공정 또는 천공 공정에 의해 변형될 수 있다. 한 바람직한 개선예에서는 스프링 단부가 예컨대 스크루드라이버와 같은 조작 수단을 위한 조작 돌출부로서 다른 부분으로부터 분기된 제 4 부분을 가질 수 있다. 조작 수단에 의해 제 4 부분이 당겨지거나 눌리면 적어도 하나의 연결된 도체가 더 간단하게 분리되도록 접촉 구역들, 특히 중간부(2.2; 3.2)의 접촉 구역들이 확장될 수 있다. 따라서 상이한 도체, 특히 상이한 도체 형태 및 도체 횡단면을 갖는 도체들을 접촉시키기 위해, 스프링 단부의 상이한 부분들(2.1 내지 2.3; 3.1 내지 3.3)이 서로에 대해 하강되거나, 상승하거나 변위될 수 있다.
제 1 스프링 부재(2)의 경우, 도시된 원형 도체의 도체 코어(11)가 중간부(2.2)의 클램핑 에지와의 접촉을 위해 클램핑 피스(9)와 스프링 단부 사이에 삽입되어 맞물리는데, 이 경우 도체 코어(11)는 이격된 두 스프링 단부 부분(2.1, 2.3) 사이의 간극보다 작은 직경을 갖는다. 인접한 스프링 부재(3)의 경우에는, 클램핑 피스(9)와 스프링 단부 사이에, 대략 2개의 돌출부(3.1, 3.3) 사이의 간격에 상응하는 폭을 갖는 평면 플러그(12)가 삽입되어, 스프링 단부의 라운딩된 두 접촉면을 통해 클램핑 프레임(4)과의 전도성 압착을 제공한다. 클램핑 프레임(4)은 상기 두 경우 모두 전도성 케이블과 같은 연결 수단을 통해 장치 부품들과 연결될 수 있다.
도 3에는 스프링식 플러그 단자(1)의 한 단면도가 도시되어 있는데, 여기서는 스프링 부재들(2, 3)이 하우징부(6) 내에 배치되어, 상기 하우징부에 의해 제자리에 고정된다. 이 경우, 스프링 아암(2, 3)의 힘과 운동각은 도체가 삽입되지 않은 각각의 이동성 스프링 단부가 접촉 피스(9)에 접할 정도의 크기를 갖는다. 하우징부(6) 내에서 위쪽으로, 즉 스프링(2, 3)의 휨부(13) 방향으로 상기 두 스프링 아암 중 더 긴 아암에 거의 평행하게 도체 삽입 개구(14)가 형성되며, 상기 개구는 클램핑 존(10)으로 통한다.
도 4에는 도 3에 따른 부품들의 배열에 원형 도체가 삽입된 모습이 도시되어 있으며, 상기 원형 도체의 도체 코어(11)가 도체 삽입 개구(14)의 방향의 장력에 대항하여 스프링 부재(2, 3)의 클램핑 에지(15)에 의해 확실하게 고정되어 있다. 클램핑된 도체 코어(11)에 대한 스프링(2, 3)의 기다란 아암의 약 30°내지 60°의 설치각(setting angle)은 이때 발생하는 로킹 효과에 유리하게 작용한다. 이 경우, 로킹 접촉 에지(15)가 도체 코어(11)에 닿을 때까지, 돌출부들(2.1, 2.3; 3.1, 3.3)이 스프링 단부와 함께 도체 코어(11)를 지나쳐서 선회한다.
도 5에는 평면 도체 또는 평면 플러그(12)를 포함하는, 도 3에 따른 부품 배열이 도시되어 있다. 여기서 평면 플러그(12)는 운동 반경을 갖는 돌출부들(2.1, 2.3; 3.1, 3.3) 아래로 접촉면(16)의 원하는 접촉 지점에 도달할 때까지 밀어 넣어진다. 스프링(2; 3)의 접촉 단부의 기하학적 구조로 인해 평면 플러그(12)에 대한 바람직하지 않은 로킹 효과가 발생할 수 없기 때문에, 상기 평면 플러그를 그의 삽입 방향과 반대로 다시 손쉽게 빼낼 수 있다. 접촉압은 물론 스프링 재료 및 스프링 직경의 선택을 통해 결정될 수 있다.
다극 장치, 특히 접촉기, 차단기 또는 과부하 계전기와 같이 단자측마다 3개의 블레이드 콘택(blade contact)이 제공되고, 상기 콘택 각각은 연결될 확장 장치의 콘택 홀더에 결합되는 스위칭 장치에서는, 콘택들이 콘택 홀더 내로 간단하게 삽입되는 방식으로 간편하게 상기 장치들 사이의 전기 접속이 수행될 수 있다. 이어서 상기 장치들은 경우에 따라 재차 기계적으로, 예컨대 모자형 레일(top-hat rail) 위에 적절하게 부착되는 방식으로, 고정될 수 있다. 따라서 서로 연결된 장치를 전기적으로 분리하려면, 접촉 스프링을 제어하는 조작 수단들 또는 분리 수단들을 사용할 필요 없이 상기 장치를 서로 잡아당기기만 하면 된다. 상기 조작 수단들 또는 분리 수단들은 분리 작업시 동시에 작동되어야 하며, 조작하기도 어렵다. 물론, 일반적으로 개별 장치들 또는 장치 그룹들에서 출력측에 사용되어야 하는 단일 도체도 접속될 수 있다. 이 경우, 원형 도체는 공구를 이용하여 분리해야 하는 반면, 평면 도체 내지 평면 플러그는 공구 없이도 빼낼 수 있다.
지금까지 설명한 본 발명을 요약하면 다음과 같다.
여러 방면에서 다양한 클램핑을 위해 사용될 수 있는 스프링식 플러그 단자(2, 3)를 제공하기 위해서, 고정된 도체(11) 또는 부속물을 포함하는 도체(11)의 연동식 접속을 위한 클램핑 에지(15)를 갖는, 클램핑 스프링(2, 3)의 분할된 스프링 단부의 부분(2.2; 3.2) 외에 또 다른 도체(12)의 슬라이딩식 접속을 위한 클램핑 면(16)을 갖는, 스프링 단부(2, 3)의 추가 부분(2.1; 2.3)을 형성한다.
본 발명을 통해 다양한 클램핑 응용에 사용될 수 있는 다기능 스프링식 플러그 단자를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 2개의 분리된 스프링 아암들(2, 3) 및 그에 따른 2개의 스프링 단부들을 포함하는 U자형 또는 Ω자형 스프링 및 직사각형 클램핑 프레임(4)을 포함하는 스프링식 플러그 단자(1)로서,
    상기 클램핑 프레임(4)은 상기 클램핑 프레임(4)의 평면으로부터 꺾여진 클램핑 피스(9) 및 사각형 절삭부(5)를 포함하고,
    상기 스프링의 한쪽 고정 단부(7, 8)는 상기 절삭부(5) 내에 고정된 상태로 배치되며,
    상기 스프링 아암들(2, 3)의 양 스프링 단부가 상기 클램핑 프레임(4)의 클램핑 피스(9)와 함께, 연결될 2개의 도체 코어들(11), 또는 평면 플러그(12), 또는 2 개의 도체 코어들(11) 및 평면 플러그(12)를 위한 클램핑 존(10)을 형성하고,
    상기 각각의 스프링 단부는 도체 코어(11)의 연동식 접속을 위해 클램핑 에지(15)로서 형성된 중앙의 곧은 제 1 섹션(2.2, 3.2) 및 클램핑 면(16)을 형성하는 가장자리측의 구부러진 제 2 섹션(2.1, 3.1)을 포함하며,
    상기 제 2 섹션의 클램핑 면(16)이 클램핑 방향으로 상기 클램핑(15) 에지를 넘어 돌출함에 따라 평면 플러그(12)가 압력 인가에 의해 접촉될 수 있는,
    스프링식 플러그 단자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스프링(2, 3)이 상기 클램핑 프레임(4)의 한 측면에 고정되고, 상기 측면의 맞은편에 놓인, 상기 클램핑 프레임(4)의 다른 쪽 측면에 상기 스프링의 단부 부분들(2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3)이 접촉 피스(9)의 영역(10)에서 움직일 수 있게 배치되는,
    스프링식 플러그 단자.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 접촉 피스(9)는 상기 클램핑 프레임(4)의 일부분인,
    스프링식 플러그 단자.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 접촉 피스(9)는 도체 지지면의 형성을 위해 상기 클램핑 프레임(4)의 길이 방향에 횡으로 구부러져 있는,
    스프링식 플러그 단자.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 프레임(4)에는 분리된 스프링 단부들(2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3)을 갖는 2개의 스프링(2, 3)을 포함하는 이중 스프링이 장착되는,
    스프링식 플러그 단자.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 스프링식 플러그 단자(1)를 구비한,
    하우징.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 하우징은 장치 하우징인,
    하우징.
KR1020060092395A 2005-09-23 2006-09-22 스프링식 플러그 단자 KR100846886B1 (ko)

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