KR101122551B1 - 솔라커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔라커넥터에 관한 것으로서, 돌출된 접속돌기부와, 상기 접속돌기부의 외주면에 둘레방향을 따라 형성된 걸림홈을 갖는 플러그; 상기 접속돌기부가 삽입되는 접속홈부와, 상기 걸림홈에 대응하는 위치의 상기 접속홈부 내주면에 둘레방향을 따라 형성되며 상기 접속돌기부의 삽입방향으로 90도 이하의 내향 경사각(θ)을 갖는 다각형 단면 형상의 스프링수용홈을 갖는 소켓; 스프링선이 나선형 코일 형태로 원주방향을 따라 링 형상으로 형성되며, 상기 스프링수용홈에 수용된 상태에서 상기 접속돌기부가 상기 접속홈부에 삽입되면 탄성적으로 팽창하여 상기 걸림홈에 걸림 유지되는 링형 코일스프링(Ring type coil spring)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 플러그와 소켓의 연결 작업이 매우 간편하고 견고한 결합력을 유지할 수 있는 솔라커넥터가 제공된다.
또한, 플러그와 소켓의 연결 작업 불량을 방지할 수 있고, 플러그와 소켓의 분리가 임의로 이루어질 수 없는 솔라커넥터가 제공된다.

Description

솔라커넥터{Solar connector}

본 발명은 솔라커넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플러그와 소켓의 연결 작업이 매우 간편하고 견고한 결합력을 유지할 수 있으며, 플러그와 소켓의 연결 작업 불량을 방지할 수 있고, 플러그와 소켓의 분리가 임의로 이루어지지 않는 솔라커넥터에 관한 것이다.

태양광발전은 태양전지모듈에서 생산되는 전기에너지를 보호회로와 퓨즈 등이 내장된 정션박스(Junction Box)를 거쳐 전력수전부로 송전한다. 이때, 태양 전지판 모듈로부터 생성된 전기에너지를 전력수전부로 송전하기 위한 전기적 연결구조에서 사용되는 것이 솔라커넥터이다.

이러한 솔라커넥터는 외부 환경에 노출되어 있다는 점에서 자외선에 의한 열화가 없어야 하며, 빗물 등에 대해서 수밀성이 유지되어야 하고, 온도변화에 영향을 받지 않아야 한다.

그리고, 태양전지모듈의 출력단과 전력수전부의 입력단으로부터 연장된 양측 전선에 마련되어 솔라커넥터의 플러그와 소켓 내부에서 상호 전기적으로 접속하는 금속으로 된 컨텍핀(metal contact pin)에 의해 면과 면끼리 완벽하게 전기적으로 연결되어야 한다는 점에서 접촉저항(contact resistance)이 작아야 한다.

또한, 작업자가 현장에서 솔라커넥터의 플러그와 소켓을 연결할 때 작은 힘으로 간단히 연결되어야 하되, 연결된 상태에서는 쉽게 분리되지 않으면서 특정 하중 이상에서는 분해 작업이 용이하여야 한다.

그 밖에 솔락 커넥터는 기타 전기적 성능요건과 기계적 성능요건을 만족하여야만 하는 부품으로 태양광발전 시스템의 신뢰성과 성능에 절대적인 영향을 갖는 부품이다.

솔라커넥터(101)의 일반적인 종래 일 예가 도 10에 도시되어 있다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 종래 솔라커넥터(101)는 태양전지모듈의 출력단으로부터 연장된 전선(121)에 마련되는 플러그(103)와, 전력수전부의 입력단으로부터 연장된 전선(141)에 마련되는 소켓(105)으로 구성된다.

플러그(103)와 소켓(105)은 형상 맞춤에 의한 암수 결합구조로서, 결합상태를 유지하기 위하여 플러그(103)와 소켓(105)의 둘레 영역에 각각 결합돌기(110) 및 결합공(120)의 결합구조를 가지고 있다.

이러한 종래 솔라커넥터(101)는 도 11에 도시된 바와 같이, 작업자가 플러그(103)와 소켓(105)을 파지한 상태에서 결합돌기(110)와 결합공(120)의 위치를 일치시킨 상태에서 결합돌기(110)와 결합공(120)이 상호 결합되도록 플러그(103)와 소켓(105)을 연결시키는 구조이다.

그런데, 이러한 종래 솔라커넥터(101)에 있어서는 플러그(103)와 소켓(105)의 연결 구조가 간단하여 작업 효율성이 높고 제품의 체결에 대한 신뢰도가 높은 편이긴 하지만, 플러그(103)와 소켓(105)의 연결 시 결합돌기(110)와 결합공(120)의 위치를 일일이 확인하여야 하므로 연결 작업이 불편한 문제점이 있었다.

또한, 플러그(103)와 소켓(105)의 연결 과정에서 결합돌기(110)와 결합공(120)의 완벽한 결합을 작업자의 육안에 의존해야 하기 때문에, 작업자의 부주의에 의한 연결 작업 불량이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 결합돌기(110)와 결합공(120)의 결합부위가 그대로 노출되므로 누구나 플러그(103)와 소켓(105)의 분리방법을 파악할 수 있어 임의 분리에 우려가 크다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 플러그와 소켓의 연결 작업이 매우 간편하고 견고한 결합력을 유지할 수 있는 솔라커넥터를 제공하는 것이다.

또한, 플러그와 소켓의 연결 작업 불량을 방지할 수 있고, 플러그와 소켓의 분리가 임의로 이루어질 수 없는 솔라커넥터를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 솔라커넥터에 있어서, 돌출된 접속돌기부와, 상기 접속돌기부의 외주면에 둘레방향을 따라 형성된 걸림홈을 갖는 플러그; 상기 접속돌기부가 삽입되는 접속홈부와, 상기 걸림홈에 대응하는 위치의 상기 접속홈부 내주면에 둘레방향을 따라 형성되며 상기 접속돌기부의 삽입방향으로 90도 이하의 내향 경사각(θ)을 갖는 다각형 단면 형상의 스프링수용홈을 갖는 소켓; 스프링선이 나선형 코일 형태로 원주방향을 따라 링 형상으로 형성되며, 상기 스프링수용홈에 수용된 상태에서 상기 접속돌기부가 상기 접속홈부에 삽입되면 탄성적으로 팽창하여 상기 걸림홈에 걸림 유지되는 링형 코일스프링(Ring type coil spring)을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라커넥터에 의해 달성된다.

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또한, 링형 코일스프링은 정면 투영시 스프링선이 반경방향에 대한 경사각(β)을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 플러그와 소켓의 연결 작업이 매우 간편하고 견고한 결합력을 유지할 수 있는 솔라커넥터가 제공된다.

또한, 플러그와 소켓의 연결 작업 불량을 방지할 수 있고, 플러그와 소켓의 분리가 임의로 이루어질 수 없는 솔라커넥터가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 솔라커넥터의 사시도,
도 2 및 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 솔라커넥터의 분리 및 결합 상태 단면도,
도 4는 도 2 및 도 3의 링형 코일스프링 영역 확대 단면도,
도 5 내지 도 8은 도 4의 다른 예를 나타낸 단면도,
도 9는 도 2 내지 도 8의 링형 코일스프링 정면도,
도 10은 종래 솔라커넥터의 이미지,
도 11은 도 10의 솔라커넥터 사용상태 이미지.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 솔라커넥터(1)는 태양전지모듈의 출력단(또는 전력수전부의 입력단)으로부터 연장된 전선(21)에 마련되는 플러그(3)와, 전력수전부의 입력단(또는 태양전지모듈의 출력단)으로부터 연장된 전선(41)에 마련되는 소켓(5)으로 구성된다.

플러그(3)는 그 내측에 전술한 출력단(또는 입력단)으로부터 연장된 전선(21) 말단부에 결합되어 있는 메탈컨텍핀(23)이 삽입 고정되는 원통형 플러그본체(10)와, 전선(21)과 플러그본체(10)의 결합상태를 유지하면서 플러그본체(10)의 후미를 마감하는 플러그백쉘(20)을 가지고 있다.

플러그본체(10)는 그 선단부 영역에 후술할 소켓(5)의 접속홈부(31)에 삽입되는 접속돌기부(11)가 형성되어 있고, 접속돌기부(11)의 후미 영역에 작업자가 플러그(3)를 파지할 수 있도록 플러그파지부(12)가 형성되어 있다.

이 중 접속돌기부(11)의 선단 측 둘레 모서리 부분은 만곡된 라운드(15) 형상으로 형성되는데, 이는 접속돌기부(11)가 후술할 소켓(5)의 접속홈부(31)에 마련되어 있는 링형 코일스프링(Ring type coil spring)(50)을 탄성적으로 압축하면서 원활하게 접속홈부(31)로 삽입될 수 있도록 하기 위한 구조이다.

또한, 접속돌기부(11)의 내측 중앙 영역에는 메탈컨텍핀(23)이 삽입 고정되는 메탈핀수용구(16)가 축선 방향으로 관통되어 있는데, 이 메탈핀수용구(16) 내에 삽입 고정되는 메탈컨텍핀(23)은 핀삽입구(25)를 갖는 암 형상의 메탈컨텍핀(23)일 수 있다.

여기서, 플러그본체(10)의 접속돌기부(11) 외주면 일영역에는 둘레방향을 따라 실링부재(17)가 결합되어 있다. 이 실링부재(17)는 플러그(3)와 소켓(5)의 결합상태에서 기밀 및 수밀 구조를 형성하여 외부로부터 수분이 솔라커넥터(1) 내부로 유입되는 것을 방지한다. 이 실링부재(17)는 플러그파지부(12)에 인접한 영역에 오링으로 마련될 수 있으며, 후술할 소켓본체(30)의 접속홈부(31) 내주면에 마련될 수도 있다.

그리고, 플러그본체(10)의 접속돌기부(11) 외주면에는 후술할 링형 코일스프링(50)이 걸림유지되는 걸림유지홈(18)이 원주방향을 따라 형성되어 있다. 이 걸림유지홈(18)은 다양한 단면구조를 가질 수 있는데, 이는 후술할 소켓(5)의 스프링수용홈(38)과 함께 다시 설명한다.

또한, 플러그본체(10)의 플러그파지부(12) 외주면에는 작업자가 파지할 때 미끄럼을 방지하기 위해서 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 부분 원호 단면 형상의 미끄럼 방지홈(13)이 형성될 수도 있으며, 요철구조나 다수의 돌기 등과 같은 미끄럼 방지패턴이 형성될 수도 있다.

한편, 소켓(5)은 그 내측에 전술한 입력단(또는 출력단)으로부터 연장된 전선(41) 말단부에 결합되어 있는 메탈컨텍핀(43)이 삽입 고정되는 원통형 소켓본체(30)와, 전선(41)과 소켓본체(30)의 결합상태를 유지하면서 소켓본체(30)의 후미를 마감하는 소켓백쉘(40)과, 소켓본체(30) 내에 마련되어 플러그(3)와 소켓(5)의 결합상태를 견고하게 유지시키는 링형 코일스프링(50)을 가지고 있다.

소켓본체(30)는 그 선단부 영역에 전술한 플러그(3)의 접속돌기부(11)가 삽입되는 접속홈부(31)가 형성되어 있고, 그 외주면에 작업자가 소켓(5)을 파지할 수 있도록 소켓파지부(32)가 형성되어 있다.

이 중 접속홈부(31)의 내측에는 내주면 둘레방향을 따라 링형 코일스프링(50)이 수용되는 스프링수용홈(38)이 원주방향을 따라 형성되어 있다. 이 스프링수용홈(38)은 다양한 단면구조를 가지고 전술한 플러그본체(10)의 걸림유지홈(18)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 스프링수용홈(38)의 단면구조는 플러그본체(10)의 걸림유지홈(18)의 단면구조와 함께 후술한다.

또한, 소켓본체(30)의 접속홈부(31) 내측 중앙 영역에는 메탈컨텍핀(43)이 삽입 고정되는 메탈핀수용구(36)가 축선 방향으로 관통되어 있는데, 이 메탈핀수용구(36) 내에 삽입 고정되는 메탈컨텍핀(43)은 접속홈부(31) 내측으로 돌출되어 전술한 플러그(3)의 메탈컨텍핀(23)의 핀삽입구(25)에 삽입되는 수 형상의 메탈컨텍핀(43)일 수 있다.

그리고, 소켓파지부(32)는 작업자가 파지한 상태에서 미끄럼을 방지하기 위한 구조로서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 소켓본체(30)의 둘레면에 부분 원호 단면 형상의 미끄럼 방지홈이나, 요철구조 또는 다수의 돌기 등과 같은 미끄럼 방지패턴으로 형성될 수도 있다.

한편, 링형 코일스프링(50)은 도 9에 도시된 바와 같이, 소켓본체(30)의 접속홈부(31) 내측에 형성된 스프링수용홈(38)의 내경에 대응하는 링 형상의 스프링으로서, 이 링형 코일스프링(50)은 스프링선이 나선형으로 스프링수용홈(38)에 대해 원주방향을 따라 링 형상을 가지면서 내주 측 일부분이 접속홈부(31) 측으로 돌출되도록 스프링수용홈(38)에 수용되는데, 이는 접속홈부(31) 측으로 돌출된 링형 코일스프링(50)의 돌출부분이 플러그본체(10)의 접속돌기부(11)에 형성되어 있는 걸림유지홈(18)에 탄성적으로 걸림 유지되도록 하기 위함이다.

이 링형 코일스프링(50)은 도 9와 같이, 정면에서 보았을 때, 스프링선(50a)이 반경방향에 대한 경사각(β)을 갖는 것이 바람직하다. 이는 링형 코일스프링(50)의 원 중심에서 원주 바깥방향에 수직인 방향의 하중 외에 원주를 따라 보다 넓은 각도방향으로 하중이 분산되어 플러그(3)과 소켓(5)의 결합력이 극대화될 수 있다.

이때, 링형 코일스프링(50)이 수용되는 스프링수용홈(38)의 단면 형상은 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 다각 단면 형상의 홈일 수 있으며, 경우에 따라서는 부분 원호 단면 형상 또는 반원형 단면 형상을 가질 수 있다.

그리고, 링형 코일스프링(50)이 걸림 유지되는 플러그본체(10)의 걸림유지홈(18)의 단면 형상 역시, 다각 단면 형상의 홈일 수 있으며, 경우에 따라서는 부분 원호 단면 형상 또는 반원형 단면 형상을 가질 수 있다.

이때, 스프링수용홈(38)과 걸림유지홈(18)의 단면형상은 양측 모두 다각형 단면 형상이거나, 부분 원호, 또는 반원 단면 형상이거나, 어느 일측이 다각형 단면이고, 타측이 부분 원호, 또는 반원 단면 형상일 수 있다.

이러한 스프링수용홈(38)과 걸림유지홈(18)의 단면 형상은 플러그(3)와 소켓(5)의 결합력을 좌우할 수 있는데, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 걸림유지홈(18)의 깊이가 얕거나 깊을 경우 링형 코일스프링(50)의 탄성력에 의한 걸림유지력이 상이하게 형성되어 플러그(3)와 소켓(5)의 결합력 강도가 조절될 수 있다.

특히, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 스프링수용홈(38)이 플러그(3)의 삽입방향으로 내향 경사 각도를 갖는 사각 단면 형상을 가질 경우에는, 플러그(3)와 소켓(5)의 상호 결합은 쉽게 이루어지는 반면에, 플러그(3)가 소켓(5)으로부터 분리되는 방향으로 저항력이 발생하여 플러그(3)와 소켓(5)의 결합상태가 매우 견고해질 수 있다. 즉, 스프링수용홈(38)의 단면 내향 경사각(θ)이 이 90도 보다 작으면(θ<90도), 플러그(3)를 소켓(5)에 삽입하는 힘보다 플러그(3)를 소켓(5)으로부터 분리시키는 힘이 크게 요구되므로, θ 각도를 적절히 설정하여 플러그(3)와 소켓(5)이 임의로 분리될 수 없도록 할 수 있다.

또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 걸림유지홈(18)이 링형 코일스프링(50)의 형상에 대응하는 원호 단면이나 반원 단면으로 형성되거나, 도시하지 않았지만, 스프링수용홈(38)과 걸림유지홈(18)이 모두 링형 코일스프링(50)의 단면 형상에 대응하는 원호 단면 또는 반원 단면으로 형성될 경우, 링형 코일스프링(50)의 팽창력에 의해 플러그(3)와 소켓(5)의 상호 결합력은 매우 견고해진다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 솔라커넥터(1)는 플러그(3)와 소켓(5)의 결합 과정에서 플러그(3)와 소켓(5)의 원통형 구조에 의해 방향성에 구애받지 않고, 플러그본체(10)의 접속돌기부(11)를 소켓(5)의 접속홈부(31)에 삽입하는 것만으로 플러그(3)와 소켓(5)이 간단하게 결합된다. 이에 의해, 작업자가 플러그(3)와 소켓(5)의 결합 위치를 일일이 확인할 필요가 없으므로 결합 작업이 매우 간단하게 이루어진다.

그리고, 플러그(3)와 소켓(5)의 결합과정에서 플러그본체(10)의 접속돌기부(11)가 소켓본체(30)의 접속홈부(31)에 삽입될 때, 접속돌기부(11)의 선단 모서리 둘레 영역이 라운드(15) 형상으로 되어 있기 때문에, 접속돌기부(11)의 라운드(15)된 선단부가 링형 코일스프링(50)을 압축하면서. 접속홈부(31)에 원활하게 삽입된다.

또한, 접속돌기부(11)가 접속홈부(31)에 삽입되는 과정에서 링형 코일스프링(50)이 압축되는데, 이렇게 압축된 링형 코일스프링(50)은 접속돌기부(11)의 걸림유지홈(18) 부분에서 팽창하면서 '딸깍' 등의 체결음을 발생시킨다. 이에 의해, 숙달된 작업자가 아니더라도 플러그(3)와 소켓(5)의 완벽한 결합 상태를 손쉽게 확인할 수 있으므로, 작업불량을 방지할 수 있고, 작업 신뢰도가 향상된다.

또한, 플러그(3)와 소켓(5)의 결합구조인 링형 코일스프링(50)과 걸림유지홈(18)이 소켓본체(30)의 내측에 마련됨으로써, 외부로 결합부위가 노출되지 않는다. 이에 의해, 관계자가 아닌 불특정인이 플러그(3)와 소켓(5)의 분리방법을 파악하기 어려워 임의 분리를 방지할 수 있다.

또한, 플러그(3)와 소켓(5)의 결합력이 링형 코일스프링(50)의 팽창력에 의해 매우 견고하게 유지될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 플러그와 소켓의 연결 작업이 매우 간편하고 견고한 결합력을 유지할 수 있으며, 플러그와 소켓의 연결 작업 불량을 방지할 수 있고 플러그와 소켓의 임의 분리를 방지할 수 있는 솔라커넥터가 제공된다.

3 : 플러그 5 : 소켓
10 : 플러그본체 11 : 접속돌기부
17 : 실링부재 18 : 걸림홈
30 : 소켓본체 31 : 접속홈부
38 : 스프링수용홈 50 : 링형 코일스프링

Claims (11)

1. 솔라커넥터에 있어서,
   돌출된 접속돌기부와, 상기 접속돌기부의 외주면에 둘레방향을 따라 형성된 걸림홈을 갖는 플러그;
   상기 접속돌기부가 삽입되는 접속홈부와, 상기 걸림홈에 대응하는 위치의 상기 접속홈부 내주면에 둘레방향을 따라 형성되며 상기 접속돌기부의 삽입방향으로 90도 이하의 내향 경사각(θ)을 갖는 다각형 단면 형상의 스프링수용홈을 갖는 소켓;
   스프링선이 나선형 코일 형태로 원주방향을 따라 링 형상으로 형성되며, 상기 스프링수용홈에 수용된 상태에서 상기 접속돌기부가 상기 접속홈부에 삽입되면 탄성적으로 팽창하여 상기 걸림홈에 걸림 유지되는 링형 코일스프링(Ring type coil spring)을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라커넥터.
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11. 제1항에 있어서,
    링형 코일스프링은 정면 투영시 스프링선이 반경방향에 대한 경사각(β)을 갖는 것을 특징으로 하는 솔라커넥터.
    

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