KR100909453B1 - 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄회로기판을 이용하여 분전반에 장착되는 각 차단기로부터 메인 컨트롤러로 연결되는 연결선을 줄이면서 단순화시켜 분전반의 설치를 용이하게 하고 그 크기를 줄일 수 있는 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조에 관한 것이다. 본 발명은 메인차단기와 다수의 분기차단기가 장착되는 분전반의 회로차단기 장착구조에 있어서, 전원연결망으로부터 전달된 정보를 메인 컨트롤러로 전송하기 위한 커넥터가 배면에 돌출형성되는 메인차단기 및 다수의 분기차단기; 상기 메인차단기와 다수의 분기차단기가 장착되고, 상기 메인차단기 및 다수의 분기차단기의 배면에 돌출형성된 커넥터가 삽입될 수 있도록 관통공이 일정간격으로 다수 개 형성된 평면부와, 고정을 위해 상기 평면부의 양측에 돌출형성되는 나사장착부로 구성되는 장착패널; 및 상기 장착패널 평면부의 저면에 장착되고, 상기 메인차단기와 다수의 분기차단기의 배면에 돌출형성된 커넥터와 직접 접속되는 연결커넥터가 소정위치에 돌출형성된 인쇄회로기판;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조를 제공한다. 본 발명은 차단기로부터 나오는 연결선을 커넥터와 인쇄회로기판으로 단순화시켜 선처리를 단순화함과 아울러 분전반의 설치를 용이하게 하는 효과를 가진다. 또한, 본 발명은 인쇄회로기판을 사용함으로써 라인들의 복잡한 구성을 제거할 수가 있으며, 또한 분전반의 크기를 줄일 수 있다는 효과를 가진다

차단기, 인쇄회로기판, 커넥터, 연결커넥터, 접속단자, 컨트롤러, 장착패널

Description

인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조{The mounting structure for circuit breaker of power distribution board using a printed circuit board}

본 발명은 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄회로기판을 이용하여 분전반에 장착되는 각 차단기로부터 메인 컨트롤러로 연결되는 연결선을 줄이면서 단순화시켜 분전반의 설치를 용이하게 하고 그 크기를 줄일 수 있는 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조에 관한 것이다.

일반적으로 화재나 감전 사고 예방을 위해서 가정에서 사용되는 분전반은 배선용차단기(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)와 다수의 누전차단기(ELB:Earth Leakage Circuit Breaker)를 사용한다. 배선용차단기(MCCB)는 전선을 보호하기 위한 목적에 사용되는 것이고, 분기차단기(ELB)는 사용자가 전기기기를 사용하는 중에 감전되었을 때 이를 회로적으로 감지하여 전원을 차단함으로써 사용자를 보호하 기 위한 목적에 사용되는 것이다.

또한, 배선용차단기(MCCB)와 분기차단기(ELB)가 설치되어 있음에도 불구하고, 전 세계적으로 매년 전기로 인한 많은 화재가 발생하고 있는데, 이는 아크형 결함(Arcing type fault)이 발생하기 때문이다. 아크형 결함이 발생하는 원인은 예컨대, 노화, 절연 및 배선 파괴, 과사용 또는 과전류에 의한 기계적 및 전기적 스트레스, 연결 결함 및 절연과 배선에 대한 과도한 기계적 손상 등 매우 다양하다. 따라서, 이러한 아크형 결함에 의한 위험을 줄이기 위해 각종 센서를 차단기에 삽입 적용하여 각종 전기량을 읽어 들이고 이것을 기초로 하여 주변에서 발생되는 많은 전기로 인한 재해나 사고를 감시·제어할 수 있고, 점검시에 필요한 정보 및 데이터를 전송할 필요가 있으며, 전송된 데이터는 유·무선 통신을 통해 감시·제어 범위를 더욱 확장할 수 있는데, 이러한 각종 전기량에 대한 감시·제어에 대한 결과로서 전기량의 표시 또는 동작에 관계되는 제어부가 필요하게 되며, 제어부는 분전반 내부에 두거나 외부에 둘 수 있다.

이러한 차단기와 제어부를 연결하기 위해서는 전송라인이 필요하게 되고, 전송라인이 부가됨으로 인해서 분전반의 형태는 다소 복잡해지고, 서로 연결되는 라인들이 많아져서 부피가 커질 뿐만 아니라, 설치하기에도 용이하지 않다는 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 차단기로부터 나오는 연결선을 커넥터와 인쇄회로기판으로 단순화시켜 선처리를 단순화함과 아울러 분전반의 차단기 커넥터부와 인쇄회로기판의 커넥터부를 원터치로 접속하여 전송라인의 연결 설치를 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적은, 메인차단기와 다수의 분기차단기가 장착되는 분전반의 회로차단기 장착구조에 있어서,전원연결망으로부터 전달된 정보를 메인 컨트롤러로 전송하기 위한 커넥터가 배면에 돌출형성되는 메인차단기 및 다수의 분기차단기; 상기 메인차단기와 다수의 분기차단기가 장착되고, 상기 메인차단기 및 다수의 분기차단기의 배면에 돌출형성된 커넥터가 삽입될 수 있도록 관통공이 일정간격으로 다수 개 형성된 평면부와, 고정을 위해 상기 평면부의 양측에 돌출형성되는 나사장착부로 구성되는 장착패널; 및 상기 평면부의 저면에 장착되고, 상기 메인차단기와 다수의 분기차단기의 배면에 돌출형성된 커넥터와 직접 접속되는 연결커넥터가 돌출형성된 인쇄회로기판;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조를 제공함으로써 달성된다.

메인 및 분기차단기의 배면에는 전원연결망으로부터 전달된 정보를 메인 컨트롤러로 전송하기 위한 커넥터가 형성되고, 메인 및 분기차단기와 인쇄회로기판 사이의 평면부에는 차단기와 인쇄회로기판의 연결을 위한 관통공이 형성된다. 관통공은 메인 및 분기차단기의 차단기 배면에는 전원연결망으로부터 전달된 정보를 메인 컨트롤러로 전송하기 위한 커넥터가 형성되기 때문에 커넥터의 연결을 위한 것이다. 관통공은 차단기의 배면에 형성되는 커넥터의 크기에 맞추어 적절한 면적을 가지고 형성된다. 관통공의 형태는 사각형태로 이루어짐이 바람직하다. 또한 차단기의 배면에 형성된 커넥터가 관통공 내에서 일정하게 움직일 수 있도록 관통공의 면적을 형성한다. 관통공은 차단기에 형성된 커넥터의 수에 대응하여 형성되거나, 일체형으로 하여 하나의 관통공으로 형성될 수도 있다. 차단기의 커넥터와 인쇄회로기판의 연결커넥터가 서로 접속되어 고정된다.

평면부 저면에 장착되는 인쇄회로기판에는 관통공을 통해 커넥터와 대응되어 접속되고 커넥터에서 전송된 정보를 전달받기 위한 연결 커넥터가 형성된다. 즉, 연결커넥터는 커넥터와 서로 접속되도록 구성된다. 커넥터와 연결커넥터를 접속하기 위해서는 평면부에 관통공이 형성되어야 하며, 상기 관통공에서 커넥터와 연결커넥터는 서로 접속된다. 또한, 인쇄회로기판의 측면에는 다수의 연결커넥터에서 전송된 정보를 메인 컨트롤러로 전송하기 위한 접속단자가 형성된다. 인쇄회로기판은 라인들을 단순화하기 위한 것이므로 인쇄회로기판의 연결커넥터는 하나 또는 두 개의 접속단자로 집합되어 메인 컨트롤러와 연결되도록 한다. 따라서, 접속단자와 연결되는 리드선은 하나 또는 둘만 있으면 충분하다.

또한 상기의 목적은, 메인차단기와 다수의 분기차단기가 장착되는 분전반의 회로차단기 장착구조에 있어서, 전원연결망으로부터 전달된 정보를 메인 컨트롤러로 전송하기 위한 커넥터가 배면에 돌출형성되는 다수의 분기차단기; 일측에 상기 분기차단기로부터 전송된 정보를 메인 컨트롤러로 전달하기 위한 리드선이 형성되고, 상기 리드선의 말단에는 커넥터가 형성되는 메인차단기; 상단과 하단으로 단이져 평면부가 형성되고, 상기 하단 평면부에는 상기 메인차단기가 장착되고, 상기 상단 평면부에는 분기차단기가 장착되며, 상기 상단 평면부에는 다수의 분기차단기 배면에 돌출형성된 커넥터가 삽입될 수 있도록 관통공이 일정간격으로 다수 개 형성되고, 상기 평면부의 양측에 나사장착부가 고정을 위해 돌출형성되는 장착패널; 및 상기 상단 평면부의 저면에 장착되어 상기 다수의 분기차단기의 배면에 돌출형성된 커넥터와 직접 접속되도록 일정위치에 돌출형성되는 연결커넥터와, 상기 메인차단기 커넥터가 직접 접속되도록 메인차단기 연결커넥터가 일측 상단에 돌출형성된 인쇄회로기판;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조를 제공함으로써 달성된다.

분기차단기의 배면에는 전원연결망으로부터 전달된 정보를 전송하기 위한 분기차단기 커넥터가 돌출형성되고, 인쇄회로기판에는 분기차단기 커넥터와 대응되어 접속되도록 분기차단기 연결커넥터가 형성된다. 관통공은 분기차단기 커넥터와 인쇄회로기판의 분기차단기 연결커넥터가 서로 접속할 수 있도록 하기 위한 공간이다. 따라서 분기차단기 커넥터와 연결커넥터는 관통공을 통해서 단자가 서로 결합고정된다.

메인차단기의 일측에는 분기차단기로부터 전송된 정보를 메인 컨트롤러로 전달하기위한 리드선이 형성되고 리드선의 말단에는 메인차단기 커넥터가 형성되어, 인쇄회로기판의 일측 상단에 형성된 메인차단기 연결커넥터에 결합고정된다. 메인차단기가 장착되는 하단 평면부에는 관통공이 형성되지 않으므로 별도로 메인차단기의 일측에 관통공을 형성하고 메인차단기의 측면에서 정보전달을 위한 리드선을 형성하여 인쇄회로기판의 일측 상단에 형성된 메인차단기 연결커넥터에 연결한다.

인쇄회로기판의 타측에는 메인 및 분기차단기 연결커넥터와 연결되고 메인 및 분기차단기 연결커넥터를 통해 전송된 정보를 메인컨트롤러로 전달하기 위한 접속단자가 형성된다. 접속단자는 하나 또는 두 개로 형성되며, 따라서 접속단자와 메인 컨트롤러로 연결되는 리드선은 단지 하나 또는 두 개만 있으면 충분하게 된다.

본 발명은 차단기로부터 나오는 연결선을 커넥터와 인쇄회로기판으로 단순화시켜 선처리를 단순화함과 아울러 분전반의 설치를 용이하게 하는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 인쇄회로기판을 사용함으로써 라인들의 복잡한 구성을 제거 할 수가 있으며, 또한 분전반의 크기를 줄일 수 있다는 효과를 가진다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.

우선, 본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에서 대칭구조를 이루고 있는 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용함을 미리 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실시예의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 실시예의 차단기에 대한 배면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 실시예의 차단기와 인쇄회로기판의 결합에 대한 측면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 실시예의 저면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 사시도이다. 도 1에서는 장착패널(10)의 평면부(11)가 두 부분으로 구분된 형태로 구성되어 있으나, 평면부가 하나의 형태로 구성될 수도 있다. 즉, 평면부(11)를 하나로 구성하고, 메인차단기(20)에 대해서도 장착패널(10)에 커넥터 관통공을 형성할 수 있다. 다만, 메인차단기(20)에 대해서도 커넥터 관통공을 형성하는 경우 분전반 케이스의 형태를 변화시키면 된다. 이하 에서는 장착패널의 평면부가 두 부분으로 구분된 형태에 대하여 설명을 하기로 한다.

도 1에서 본 발명에 따른 실시예의 구성은, 장착패널(10)과 장착패널(10)에 장착되는 메인차단기(20)와 메인차단기(20)의 일측에 장착되는 분기차단기(30)으로 구성된다. 장착패널은 다시 평면부(11)와 나사장착부(13) 및 평면부(11)와 나사장착부를 이어주는 연결부(12)로 구성된다. 장착패널의 평면부(11)는 하단평면부(11b)와 상단평면부(11a)로 구분된다. 하단평면부(11b)에는 메인차단기(20)가 장착되고, 상단평면부(11a)에는 다수의 분기차단기(30)가 장착된다. 도 1에 도시되지는 않았지만 다수의 분기차단기(30)의 타측에는 일괄소등스위치가 장착될 수 있으며, 일괄소등스위치의 리드선을 위해서 마련된 것이 일괄소등스위치 리드선 관통공(16)이다. 도 1에서는 분기스위치 중 하나가 아래로 내려가 있는데, 이는 후술할 연결커넥터에 연결되기 전의 모습을 나타낸다. 분기차단기를 끼워 올림으로써 커넥터와 연결커넥터가 서로 결합되어 고정된다.

도 2는 본 발명에 따른 실시예의 분해사시도를 나타낸다. 분해사시도를 살펴보면, 먼저 메인차단기(20)와 분기차단기(30)가 분리되어 나타나 있으며, 분기차단기(30) 중 하나는 결합되지 않은 상태를 나타내고 있기 때문에 더 아래로 내려가 있다. 차단기(20,30)의 후면에는 장착패널(10)이 도시되어져 있다. 장착패널(10)은 하단평면부(11b)와 상단평면부(11a)로 구성된 평면부(11)와 나사장착부(13) 및 평면부(11)와 나사장착부(13)를 잇는 연결부(12)로 구성된다. 메인차단기(20)와 분기차단기(30)를 장착패널에 고정하기 위한 나사장착공(15a,15b)이 장착패널(10)에 형성되어 있으며, 인쇄회로기판(40)을 고정하기 위한 나사장착공(19a,19b,19c,19d)이 장착패널(10)에 형성되어 있다. 또한 장착패널(10)의 상단평면부(11a)에는 차단기의 커넥터와 연결커넥터를 결합시키기 위한 관통공(18)이 다수 개 형성되어 있다. 다만, 커넥터 연결을 위한 관통공(18)은 상기와 같이 다수 개로 형성될 수도 있으나, 길이방향으로 관통공을 길게 형성하여 다수 개의 관통공을 하나로 형성할 수도 있다. 이러한 변경은 당업자가 용이하게 이룰 수 있는 단순한 설계변경에 불과하다. 나사장착부(13)에 형성된 것은 나사를 이용하여 패널을 고정시키는 패널고정공(14)이다. 패널고정공(14)을 통해서 장착패널(10)을 분전반에 고정시킨다. 또한 장착패널(10)에는 일괄소등스위치(미도시)의 리드선을 위한 일괄소등스위치 리드선 관통공(16)과, 메인차단기(20)의 리드선을 위한 메인차단기 리드선 관통공(17)이 형성되어 있다. 장착패널(10)의 후면에는 인쇄회로기판(40)이 도시되어 있다. 인쇄회로기판(40)은 라인들이 복잡하게 얽히는 것을 해결해 주는 것으로서, 인쇄회로기판(40)에 의해 장착패널과 그 전장부품의 설치를 간단하게 하고, 또 부피를 감소시킬 수 있다는 장점을 가진다. 인쇄회로기판(40)은 분기차단기 커넥터와 연결되는 다수의 분기차단기 연결커넥터(41)와 메인차단기의 측면을 통해 리드선이 연장되고 리드선의 단부에 형성되는 메인차단기 커넥터(미도시)와 연결되는 다수의 메인차단기 연결커넥터(42)가 인쇄회로기판(40)의 일측 상단에 형성되어 있다. 또한, 타측에는 메인차단기 연결커넥터(42)와 분기차단기 연결커넥터(41)가 하나 또는 두개의 단자로 합쳐져 형성되는 접속단자(43)가 도시되어 있다. 그리고, 인쇄회로기판(40)의 각 모서리에는 장착을 위한 나사장착공(44)이 형성되어 있다. 접속단자(43)는 리드선이 연결되어 메인 컨트롤러로 접속되어 각 차단기로부터 온 데이터를 컨트롤러에 전송하게 된다(미도시).

도 3은 분기차단기의 배면도이다. 분기차단기의 배면에는 데이터 전송을 위한 커넥터가 형성되어 있다. 분기차단기 커넥터(31)에는 분기차단기(30)로부터 데이터 전송을 위한 라인(32)이 연결된다. 또한 분기차단기 커넥터(31)는 인쇄회로기판(40)에 형성된 분기차단기 연결커넥터(41)와 결합할 수 있도록 소켓의 형태로 형성된다.

도 4는 분기차단기와 인쇄회로기판의 결합을 도시한 측면도이다. 분기차단기 커넥터(31)는 인쇄회로기판(40)에 형성된 분기차단기 연결커넥터(41)와 결합되어 고정된다. 결합방법은 장착패널(10)에 형성된 관통공(18)을 통해 분기차단기의 배면에 형성된 분기차단기 커넥터(31)를 밀어 올려 인쇄회로기판(40)에 형성된 연결커넥터(41)에 결합하게 된다.

도 5는 분기차단기의 커넥터(31)와 인쇄회로기판(40)의 연결커넥터(41)에 결합된 것을 도시한 저면도이다. 분기차단기(30)와 인쇄회로기판(40)이 장착패널(10)을 사이에 두고 서로 결합 고정되어 있으므로, 공간을 최대한으로 활용할 수 있다는 장점을 가진다. 또한, 장착패널(10)에 차단기와 인쇄회로기판이 고정되고, 고정된 상태에서 차단기의 커넥터와 인쇄회로기판의 연결커넥터가 서로 접속되므로, 리드선을 별도로 구성할 필요가 없게 되어, 콤팩트한 분전반의 장착구조를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 실시예의 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 실시예의 차단기에 대한 배면도.

도 4는 본 발명에 따른 실시예의 차단기가 인쇄회로기판에 결합한 것을 나타내는 측면도.

도 5는 본 발명에 따른 실시예의 저면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 장착패널 11 : 평면부

12 : 연결부 13 : 나사장착부

14 : 패널 고정공 15 : 나사장착공

16 : 일괄소등스위치 리드선 관통공 17 : 메인차단기 리드선 관통공

18 : 차단기 커넥터 관통공 19 : 나사장착공

20 : 메인차단기

30 : 분기차단기 31 : 분기차단기 커넥터

32 : 연결선

40 : 인쇄회로기판 41 : 분기차단기 연결커넥터

42 : 메인차단기 연결커넥터 43 : 접속단자

44 : 나사장착공

Claims (8)

1. 메인차단기와 다수의 분기차단기가 장착되는 분전반의 회로차단기 장착구조에 있어서,

   전원연결망으로부터 전달된 정보를 메인 컨트롤러로 전송하기 위한 커넥터가 배면에 돌출형성되는 메인차단기 및 다수의 분기차단기;

   상기 메인차단기와 다수의 분기차단기가 장착되고, 상기 메인차단기 및 다수의 분기차단기의 배면에 돌출형성된 커넥터가 삽입될 수 있도록 관통공이 일정간격으로 다수 개 형성된 평면부와, 고정을 위해 상기 평면부의 양측에 돌출형성되는 나사장착부로 구성되는 장착패널; 및

   상기 장착패널 평면부의 저면에 장착되고, 상기 메인차단기와 다수의 분기차단기의 배면에 돌출형성된 커넥터와 직접 접속되는 연결커넥터가 소정위치에 돌출형성된 인쇄회로기판;

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 인쇄회로기판의 측면에는 상기 다수의 연결커넥터와 연결되고, 상기 연결커네턱를 통해 전송된 정보를 메인 컨트롤러로 전송하기 위한 접속단자가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조.
3. 메인차단기와 다수의 분기차단기가 장착되는 분전반의 회로차단기 장착구조에 있어서,

   전원연결망으로부터 전달된 정보를 메인 컨트롤러로 전송하기 위한 커넥터가 배면에 돌출형성되는 다수의 분기차단기;

   일측에 상기 분기차단기로부터 전송된 정보를 메인 컨트롤러로 전달하기 위한 리드선이 형성되고, 상기 리드선의 말단에는 커넥터가 형성되는 메인차단기;

   상단과 하단으로 단이져 평면부가 형성되고, 상기 하단 평면부에는 상기 메인차단기가 장착되고, 상기 상단 평면부에는 분기차단기가 장착되며, 상기 상단 평면부에는 다수의 분기차단기 배면에 돌출형성된 커넥터가 삽입될 수 있도록 관통공이 일정간격으로 다수 개 형성되고, 상기 평면부의 양측에 나사장착부가 고정을 위해 돌출형성되는 장착패널; 및

   상기 상단 평면부의 저면에 장착되어 상기 다수의 분기차단기의 배면에 돌출형성된 커넥터와 직접 접속되도록 일정위치에 돌출형성되는 연결커넥터와, 상기 메인차단기 커넥터가 직접 접속되도록 메인차단기 연결커넥터가 일측 상단에 돌출형성된 인쇄회로기판;

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착구조.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 인쇄회로기판의 타측에는, 상기 메인 및 분기차단기 연결커넥터와 연결되고 상기 메인 및 분기차단기 연결커넥터를 통해 전송된 정보를 메인컨트롤러로 전달하기 위한 접속단자가 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 분전반의 회로차단기 장착패널.
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