KR100908109B1 - 가동 스위치를 구비한 파워 소켓 장치 - Google Patents

Abstract

내부 챔버를 갖추고 있는 하우징과, 전원의 전기 출력에 연결될 수 있고, 전원으로부터 하우징 벽의 개구부를 통해 삽입될 수 있는 전기 커넥터에 전력을 공급하기 위해 하우징 벽의 개구부를 통해 접속할 수 있으며, 상기 하우징의 내부 챔버에 위치하는 적어도 하나의 전기 전도성 터미널과, 상기 적어도 하나의 터미널에 전력을 공급하도록 작동할 수 있고, 전원의 전기 출력으로부터 전기적으로 격리되어 있으며, 소켓 가동 스위치를 가동하고 커넥터가 소켓으로부터 분리될 때 소켓에 전력을 공급하지 않는 위치로 복귀하도록 편향되어 있으며 개구부를 통해 삽입되는 전기 커넥터의 일부분에 의해 이동될 수 있도록 배치되어 있는 플런저를 포함하는 소켓 가동 스위치를 포함하는 소켓.

파워 소켓, 하우징, 전기 전도성 터미널, 플런저, 소켓 가동 스위치

Description

가동 스위치를 구비한 파워 소켓 장치{POWER SOCKET DEVICE WITH ENABLING SWITCH}

본 발명은 일반적으로 소켓으로의 전력 공급을 가능하게 하는 스위치를 구비한 파워 소켓에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는, 본 발명은 소켓 전력과 격리되어 있고, 사용자의 개입 형태에 따라 작동되는 스위치를 이용하여 가동될 수 있는 파워 소켓에 관한 것이다.

소켓에 공급되는 전력의 활성화/비활성화(activation/de-activation) 변환(switching)을 제공하는 파워 소켓들은 이미 업계에 공지되어 있다. 예를 들면, 안전 기준에 근거하여 파워 소켓을 활성화/비활성화하는 스위치 개폐식 소켓은 이미 공지되어 있다. 흐시앙 외(Hsiang et al.) 명의의 미국 특허 제5,865,635호는 정합 커넥터 플러그(mating connector plug)가 삽입되는 경우에만 소켓에 전력이 공급되는 형태의 소켓을 개시하고 있다. 정합 커넥터 플러그의 프롱(prong)은, 파워 소켓 내에 삽입되어 있는 복수의 플러그 프롱의 다리부들에게 전력을 공급하는 소켓 내의 접점을 활성화한다. 삽입되어 있는 정합 플러그의 각 프롱은 정합 커넥터 소켓의 다른 프롱에 전력을 공급할 수 있는 접점을 활성화한다. 이러한 장치는 소켓 리셉터클들 중 어느 하나의 리셉터클 내에 물체가 삽입되어도 리셉터클에 전력이 공급되지 않도록 하여 전기 쇼크의 가능성을 감소시킴으로써 안정성을 제공한다.

기타 공지되어 있는 소켓 장치는 정(Chung) 명의의 미국 특허 제5,374,199호에 개시되어 있는 것으로, 정합 커넥터 플러그의 삽입된 프롱에 전력을 공급하는 소켓 내의 접점을 접속하는 플런저 형태 기구가 활성화되는 경우에만 파워 소켓이 작동된다. 적절한 형상의 정합 커넥터 플러그가 소켓 내에 삽입될 때까지는 소켓에 전력이 공급되지 않은 상태로 있기 때문에, 이러한 특징은 안정성과 신뢰성을 제공한다.

유사하게, 장(Chang) 명의의 미국 특허 제5,984,700호는 정합 커넥티드 플러그가 완전히 삽입되어 90도 회전할 때가지는 소켓에 전력이 공급되지 않은 상태로 있는 소켓을 개시하고 있다. 상기 정합 커넥터 플러그는, 정합 커넥터 플러그가 소켓 내로 삽입되어 90도 회전한 경우에만 복수의 소켓 터미널에 전력을 공급하기 위해 소켓 내에서 접점들이 접속되어 전력을 공급 받는다. 또한, 일단 정합 커넥터 플러그가 소켓 내로 삽입되어 소켓 내에서 90도 회전되면, 정합 커넥터 플러그는 소켓 내에서 견고하게 고정되어서 전원이 공급되고 있는 상태에서는 소켓과 플러그가 부지불식 중에 분리되거나 단전되는 것을 예방하는 특성을 제공한다.

스프링어드(Splingaerd) 명의의 미국 특허 제3,781,495호는 접속 허용 커버가 소켓 리셉터클로부터 피벗되어 떨어지면 소켓에 전력을 전달하지 않게 되는 접속 허용 커버(access cover)를 갖춘 소켓을 개시하고 있다. 피벗된 소켓 커버는 커넥터 소켓의 적어도 하나의 다리부에의 전력 공급을 차단하고, 이는 정합 커넥터 플러그에의 전력 공급을 차단한다. 또한, 소켓 커버가 피벗 개방되지 않는 한은 소켓 커버는 소켓에의 접근을 차단하기 때문에, 상기 커버는 안전 차단기로 작동하고, 소켓으로부터 전력을 인출하는 장치용으로 유용하고, 또한 소켓에의 개별적 접근을 방지하여 잠재적인 위험을 예방한다.

상기의 모든 개시된 사항에서, 소켓 리셉터클에 전력을 공급하는 작동 스위치는 또한 소켓 전력을 전달한다. 다시 말하면, 스위치 부재는 작동된 소켓의 특정 터미널에 전력을 전달하는 전형적인 접점이다. 선행 기술의 장치들은 일반적으로 소켓으로의 전력 공급을 완전하게 차단하지 못할 뿐만 아니라, 소켓에 전력을 공급하는 전원의 스위치 개폐를 제어할 수도 없다. 또한, 종래의 장치들은 간단한 시각적 관찰에 기초하여 소켓에 전력이 공급되는지 여부를 결정할 수 있는 방법을 제공하지도 않는다.

본 발명은 스위치 신호가 소켓 전력으로부터 격리될 수 있는 스위치 개폐형 파워 소켓을 제공함으로써 선행 기술의 단점을 극복한다. 본 발명은 소켓에 전력이 공급되었는지를 알려주는 표시기(indicator)를 추가로 제공한다. 또한, 본 발명은 소켓의 안정적인 동작과 적정한 동작을 할 수 있는 여러 안정 특성을 제공한다.

가동 소켓 스위치가 소켓에 대한 전력의 출력으로부터 전기적으로 격리되어 있는 파워 소켓의 일례가 본 출원의 수탁자에게 양도된 미국 특허 제6,495,775호에 개시되어 있다. 본 발명은 상기 특허 제품의 개량품이다.

간략하게 기술하면, 본 발명에 따른 전기 소켓은, 소켓 내에 구비되어 있는 스위치에 의해 가동될 때 정합 커넥터 플러그에 전력을 공급한다. 커넥터 플러그를 삽입하는 것과 같은 사용자의 동작에 의해 스위치가 가동된다. 상기 스위치는 소켓에 공급되는 전력과 격리되어 있고, 소켓에 전력 공급을 가능하게 하는 전력 공급 신호로서 작용한다. 상기 소켓은, 커넥터 플러그가 삽입될 때와 같이 필요한 때에만 전력이 공급된다. 소켓이 실제로 사용되지 않는 때에는 소켓에 전력을 공급하지 않으므로써, 이러한 스위치 가동 방법은 안전성을 제공한다. 소켓 커버와 안전 슬라이더 또한 커넥터를 수용하는 위치에 있지 않은 경우에는 소켓으로의 접속을 방지한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부 챔버를 갖추고 있는 하우징과, 전원의 전기 출력부에 연결될 수 있고, 전원으로부터 하우징 벽의 개구부를 통해 삽입될 수 있는 전기 커넥터에 전력을 공급하기 위해 하우징 벽의 개구부를 통해 접속할 수 있으며, 상기 내부 챔버에 위치하는 적어도 하나의 전기 전도성 터미널과, 상기 적어도 하나의 터미널에 전력을 공급하도록 작동할 수 있고, 전원의 전기 출력부로부터 전기적으로 격리되어 있으며, 상기 개구부 내에 삽입되는 전기 커넥터의 삽입 방향을 따르는 동작에 의해 소켓 가동 스위치를 가동하고 커넥터가 소켓으로부터 분리될 때 소켓에 전력을 공급하지 않는 위치로 복귀하도록 편향되어 있으며 상기 개구부를 통해 삽입되는 전기 커넥터의 일부분에 의해 이동될 수 있도록 배치되어 있는 플런저를 포함하는 소켓 가동 스위치를 포함하여 구성되는 전력을 제공하는 소켓을 제공한다. 플런저는 삽입되는 전기 커넥터의 프롱에 의해 이동되는 것이 바람직하다. 또한, 2개의 전도성 터미널과, 각 터미널과 연관된 플런저와 스위치가 구비되어 있는 것이 바람직하다.

발명의 상세한 설명에서 도면들을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명 한다.

도 1은 케이스가 제거되어 있는 상태에서의 본 발명의 파워 소켓의 터미널과 가동 스위치들의 사시도이다.

도 2는 도 1의 파워 소켓의 저부 사시도이다.

도 3은 케이스가 덮여 있는 파워 소켓의 상부 사시도이다.

도 4는 케이스가 덮여 있는 파워 소켓의 측부 사시도이다.

도 5는 케이스가 열려 있는 커버를 나타내는 파워 소켓의 사시도이다.

도 6은 파워 소켓의 가동 스위치를 작동하는 플런저 중의 하나를 나타낸다.

도 7은 도 6의 플런저의 절개도이다.

도 8은 플런저가 조립되어 있는 파워 소켓의 터미널 중의 하나를 나타낸다.

도 9는 터미널과 플런저의 절개도이다.

도면을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 파워 소켓의 내부를 보여주고 있다. 커버가 개방된 상태에서의 파워 소켓의 외형은 도 5에 도시되어 있다. 파워 소켓(10)은 베이스(8)를 포함하는데, 베이스(8) 위에는 2개의 스위치들(16, 18)이 장착되어 있는 인쇄회로기판(14)이 장착되어 있다. 2개의 스위치들(16, 18)은 인쇄회로기판 위에 장착되어 있는 터미널들(20)에 연결되어 있다. 이들은 도 2의 저면도에서 볼 수 있다. 이들 터미널들은 일단 스위치들이 작동되어 예를 들면, DC-AC 컨버터로부터 나온 파워 리드, 예를 들어 AC 핫 파워 리드 및 AC 뉴트럴 파워 리드(AC hot and neutral power lead)에 연결된 터미널(22)에 고 전압/전류의 전력을 공급하면, 제어 회로를 제어하는 전형적인 저 전압 터미널이다. 이에 따라, 2개의 스위치들(16, 18)이 가동된 때에만 AC 전력이 터미널(22)에 연결되어 터미널(22)에 연결된 장치에 전력을 통하게 한다. 또한, 인쇄회로기판 위에는, 전력이 터미널(22)에 공급될 때에 소켓의 디스플레이부를 조명하기 위해 LED(24)와 같은 조명원이 제공될 수 있다. 도 2의 저면도에서 도시하고 있는 터미널(22)의 타 단부들은 적당한 AC 커넥터에 연결되어 있다. 커넥터는 소켓에 접지뿐만 아니라 핫 및 뉴트럴 모두를 제공한다.

2개의 가동 스위치들(16, 18)만을 도시하고 있지만, 소켓 내에 꽂혀진 장치의 핫 커넥터에 의해 기구적으로 가동되는 것이 바람직한, 단지 하나의 스위치만이 제공될 수도 있다.

도 3은 케이싱을 갖추고 있는 파워 소켓으로, 힌지 결합되어 있는 상부 커버가 분리되어 있는 파워 소켓의 평면도이다.

바람직하게는, 케이싱(11) 위에 안전 슬라이더(27)가 제공되어 있는 하우징을 포함한다. 케이싱(11)은 베이스(8) 위에 스냅-피트(snap-fit)될 수 있다. 안전 슬라이더는 안전 슬라이더가 한쪽으로 슬라이드 될 때에 터미널들(22)이 노출되도록 케이싱 내의 개구부들과 정렬되는 개구부들을 갖추고 있다. 이와는 달리, 슬라이더가 안전 위치에 있는 때에는, 터미널들(22)이 노출되지 않는다. 반드시 필요하지는 않더라도, 안전 위치에서 슬라이더를 유지하거나 안전 위치에서 고정하기 위한 멈춤쇠(detent) 또는 잠금장치를 구비할 수도 있고, 슬라이더가 다시 안전 위치로 복귀하도록 하기 위해 상기 슬라이더에는 스프링이 장착될 수 있다.

도면을 통해 알 수 있는 바와 같이, 전기 플러그의 접지를 위한 접지 개구부(25)가 제공되어 있다. 전원이 들어올 때에 LED(24)가 조명하기 위한 광도파관(light pipe)(26)이 형성되어 있다. 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 커버(30)가 스프링 백 되어 닫힐 수 있도록 비틀림 스프링(torsion spring)(28)이 제공될 수도 있다.

도 4는 커버가 닫혀 있는 상태의 파워 소켓의 저면 사시도이다. 터미널(20, 22) 각각을 위한 소켓(32, 34)들이 도시되어 있다. 소켓(32)은 스위치(16, 18)에 연결되어 있는 저 전압 커넥터이고, 소켓(34)은 AC 커넥터이다.

도 6과 도 7은 스위치(16, 18)를 가동하는 플런저(35)를 보여주고 있다. 플런저(35)는 도 1에 도시되어 있는 터미널(22)의 중앙에 위치하고 있다. 각 플런저는, 압축 스프링과 조립되어 압축 스프링을 유지하고 있는 상부 홀더(38)를 포함하고 있는 가동부재(actuating member)(36)를 포함하고 있다. 압축 스프링은, 가동부재(36)의 견부(46) 위에 안착되어 있는 견부(44)를 갖추고 있는 하부 캔(42) 내에 위치하고 있다. 플런저(35)는 플라스틱 같은 절연 재료로 제작하는 것이 바람직하다. 플런저(35)는 일체형으로 구성되거나, 스프링(40)이 삽입될 수 있는 최소의 부품으로 구성되는 것이 바람직하다. 스프링(40)은 금속으로 도시되어 있지만, 편향력(biasing force)을 제공하는 기타의 재료로도 제작될 수 있고, 반드시 도시하고 있는 바와 같은 코일 스프링일 필요는 없고 기타의 다른 형태의 스프링일 수도 있다. 가동부재(36)가 소켓의 개구부 내에 삽입되는 전기 플러그의 스페이드 프롱(spade prong)과 결합될 때, 가동부재(36)가 하향 이동하여 스프링(40)에 압축력을 가해 하부 캔(42)이 하향 이동하게 함으로써 스위치(16, 18) 각각이 가동되도록 한다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 각 터미널(22)은 전기 커넥터의 프롱이 전기 결합 및 마찰 결합하기 위한 2개의 대향 표면을 포함하고 있으며, 프롱이 삽입될 때에 커넥터 프롱에 의해 가동되도록 하기 위해 터미널과 연관된 플런저는 터미널 대향 표면들에 대해서 중앙 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 도 8과 도 9를 참조하기 바란다. 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 스위치(16, 18) 각각을 가동하도록 2개의 플런저가 제공되는 것이 바람직하지만, 하나만이 사용될 수도 있다.

미국 특허 제6,495,775호의 도 10a 및 도 10b에 도시하고 있는 바와 같이 파워 소켓이 연결될 수도 있는데, 상기 문헌의 전체 기재는 본 명세서에서 참고 문헌으로 통합되어 있다. 격리부를 형성하기 위해, 미국 특허 제6,495,775호의 도 10a에 도시되어 있는 바와 같이 연결되는 것이 바람직하다. 실시예에서 개시하고 있는 바와 같이 2개의 스위치가 제공되어 있기 때문에, 양 스위치 모두가 가동되는 경우에만 전력이 공급될 수 있도록 2개의 스위치들이 직렬로 연결될 수도 있다. 그러나 상기 스위치들은 다른 방식으로 연결될 수도 있다. 예를 들면, 스위치들 중에서 단지 하나만이 사용될 수도 있다. 도 1과 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 터미널들 중 하나가 다른 2개의 스위치들에 공유되도록 3개의 터미널(20)이 제공되어 스위치에 연결될 수 있다. 대안적으로는, 4개의 터미널이 제공될 수도 있는데, 각 스위치마다 2개의 터미널이 사용된다. 미국 특허 제6,495,775호의 도 10a에 도시되어 있는 바와 같이, 스위치(또는 스위치들)가 닫혀질 때, 릴레이 코일에 전력이 공급되고 릴레이의 접점이 DC-AC 전력 인버터에 전력을 공급하기 위한 회로를 완성하여 파워 소켓(10)에 AC 전력을 공급한다. 물론 릴레이가 반드시 사용되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 반도체 스위치 등과 같은 기타의 적당한 스위치 기구가 사용될 수도 있다. 전류가 낮은 경우에, 릴레이 또는 기타 제어 스위치 기구가 바람직하기는 하지만, 스위치(16, 18)가 인버터에 직접 전력이 입력되도록 스위치할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 사상 또는 기본 구성으로부터 벗어나지 않으면서 기타 다른 형태로 실시될 수도 있다. 따라서 본 발명의 청구 범위로서 전술한 명세서 상의 기재보다는 첨부된 청구항에 기재된 사항이 참조되어야 한다.

Claims (11)

1. 내부 챔버를 갖추고 있는 하우징과,

   전원의 전기 출력부에 연결될 수 있고, 전원으로부터 하우징 벽의 개구부를 통해 삽입될 수 있는 전기 커넥터에 전력을 공급하기 위해 하우징 벽의 개구부를 통해 접속할 수 있으며, 상기 하우징의 내부 챔버에 위치하는 적어도 하나의 전기 전도성 터미널과,

   상기 적어도 하나의 터미널에 전력을 공급하도록 작동할 수 있고, 전원의 전기 출력부로부터 전기적으로 격리되어 있으며, 상기 개구부 내에 삽입되는 전기 커넥터의 삽입 방향을 따르는 동작에 의해 소켓 가동 스위치를 가동하고, 커넥터가 소켓으로부터 분리될 때 소켓에 전력을 공급하지 않는 위치로 복귀하도록 편향되어 있으며, 개구부를 통해 삽입되는 전기 커넥터의 일부분에 의해 이동될 수 있도록 배치되어 있는 플런저를 포함하는 소켓 가동 스위치를 포함하여 구성된 소켓.
2. 제1항에 있어서, 삽입되는 전기 커넥터의 프롱(prong)에 의해 플런저가 이동되는 것을 특징으로 하는 소켓.
3. 제1항에 있어서, 2개의 전기 전도성 터미널과, 각 터미널과 연관된 플런저와 스위치가 있는 것을 특징으로 하는 소켓.
4. 제1항에 있어서, 전기 전도성 터미널은 전기 커넥터의 프롱과 결합하는 2개의 대향 표면을 갖추고 있으며, 상기 플런저는 상기 대향 표면들에 대해 중앙 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 소켓.
5. 제1항에 있어서, 소켓에 전력이 공급될 때에 전력 공급을 나타내기 위한 표시기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 소켓.
6. 제1항에 있어서, 소켓이 사용되지 않는 때에 개구부를 덮기 위한 커버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 소켓.
7. 제6항에 있어서, 커버가 하우징에 대해 선회가능하도록 장착되고, 닫힘 위치로 편향되는 것을 특징으로 하는 소켓.
8. 제1항에 있어서, 사용자가 안전 슬라이더를 이동하여 개구부를 정렬시켜서 전기 커넥터를 삽입하고자 할 때, 하우징 벽 내의 개구부와 정렬되는 개구부를 갖추고 있는 안전 슬라이더를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 소켓.
9. 제8항에 있어서, 안전 슬라이더가 안전 슬라이더 내의 개구부와 하우징 벽 내의 개구부가 정렬되어 있지 않은 위치로 편향되는 것을 특징으로 하는 소켓.
10. 제1항에 있어서, 플런저가 스프링 편향되는 것을 특징으로 하는 소켓.
11. 제5항에 있어서, 표시기가 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 소켓.

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