KR101222840B1 - 파워아울렛 - Google Patents

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KR101222840B1
KR101222840B1 KR1020120086451A KR20120086451A KR101222840B1 KR 101222840 B1 KR101222840 B1 KR 101222840B1 KR 1020120086451 A KR1020120086451 A KR 1020120086451A KR 20120086451 A KR20120086451 A KR 20120086451A KR 101222840 B1 KR101222840 B1 KR 101222840B1
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이창훈
황호훈
김종완
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N3/00—Arrangements or adaptations of other passenger fittings, not otherwise provided for
    • B60N3/14—Arrangements or adaptations of other passenger fittings, not otherwise provided for of electrically-heated lighters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current

Abstract

본 발명은 반복 복구형 퓨즈인 폴리스위치가 설치된 파워아울렛에 관한 것으로, 일단이 밀폐된 튜브형 몸체와, 상기 몸체의 일단 내부에 마련된 접촉단자와, 상기 몸체와 상기 접촉단자 사이에 개재된 제1절연체와, 상기 몸체의 일단 외측면에 장착된 폴리스위치와, 상기 폴리스위치에 접촉된 음극단자와, 상기 음극단자의 일측에 마련된 양극단자와, 상기 음극단자와 상기 양극단자 사이에 개재된 제2절연체와, 상기 접촉단자와 상기 양극단자를 전기적으로 연결하는 스크루를 포함한다.
상술한 구성에 따르면, 반복 복구형 퓨즈인 폴리스위치(140)를 통해 전류의 흐름을 선택적으로 차단함으로써 파워아울렛(100)에 연결된 차량용 외부 전자기기를 과전류로부터 보호할 수 있고, 과전류로 인한 화재 등의 안전사고를 예방할 수 있다.

Description

파워아울렛{POWER OUTLET}
본 발명은 파워아울렛에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 반복 복구형 퓨즈인 폴리스위치가 설치된 파워아울렛에 관한 것이다.
개인용 휴대 단말기, GPS, 내비게이션, DMB 등의 차량용 외부 전자기기의 사용이 증대됨에 따라 최근 생산되는 차량에는 파워아울렛을 설치하여 차량용 외부 전자기기에 전원을 안정적으로 공급할 수 있도록 한다. 예를 들어, 중형 이상의 차량에는 시가라이터와 분리된 형태의 파워아울렛이 차량의 센터페시아(center fascia), 콘솔박스, 트렁크 등에 설치된다. 반면, 소형 차량의 경우 장착 공간의 효율성 및 원가 절감을 위하여 파워아울렛 기능을 가진 시가라이터의 형태로 설치된다.
상술한 파워아울렛(또는 파워아울렛 기능을 가진 시가라이터)은 규정치 이상의 과전류가 인가되었을 때 전류를 자동으로 차단하는 퓨즈를 포함하여 구성된다. 예컨대, 대한민국등록특허 제10-0977284호에는 블랭킹 바이메탈을 포함하는 시가 라이터 소켓이 공지되어 있고, 대한민국등록특허 제10-0980999호에는 바이메탈퓨즈를 포함하는 시거라이터조립체가 공지되어 있다.
상술한 블랭킹 바이메탈과 바이메탈퓨즈는 과전류 등에 의해 규정치 이상으로 온도가 상승할 경우 변형되어 소켓하우징에 접촉되고, 이에 쇼트가 발생하여 차량의 메인 퓨즈 중 파워아울렛(또는 시거라이터) 전용 퓨즈를 단선시킴으로써 전류를 차단한다.
그런데 파워아울렛 전용 퓨즈는 일회용 퓨즈이므로 한 번 단선된 후에는 재사용이 불가능하다. 따라서 과전류에 의해 단선된 후에는 반드시 교체를 해야 하는 번거로움이 있다.
대한민국등록특허 제10-0977284호(2010.08.16.) 대한민국등록특허 제10-0980999호(2010.09.01.)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 과전류가 인가될 경우 전류의 흐름을 차단하고, 과전류가 소멸되면 복원되어 전류의 흐름을 허용하는 반복 복구형 퓨즈인 폴리스위치를 포함하는 파워아울렛을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 과전류가 인가될 경우 폴리스위치의 부피 변화를 수용함으로써 폴리스위치의 성능을 향상시킬 수 있는 파워아울렛을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 파워아울렛은, 일단이 밀폐된 튜브형 몸체와, 상기 몸체의 일단 내부에 마련된 접촉단자와, 상기 몸체와 상기 접촉단자 사이에 개재된 제1절연체와, 상기 몸체의 일단 외측면에 장착된 폴리스위치와, 상기 폴리스위치에 접촉된 음극단자와, 상기 음극단자의 일측에 마련된 양극단자와, 상기 음극단자와 상기 양극단자 사이에 개재된 제2절연체와, 상기 접촉단자와 상기 양극단자를 전기적으로 연결하는 스크루를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 폴리스위치와 상기 음극단자 사이에 개재된 탄성체를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 탄성체는 상기 폴리스위치와 상기 음극단자를 전기적으로 연결함과 동시에 상기 폴리스위치를 상기 몸체에 밀착시키는 역할을 한다. 특히, 상기 탄성체는 상기 폴리스위치의 부피가 변할 경우 탄성변형이 될 수 있는 정도의 탄성력을 가진 탄성체인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 몸체와 음극단자 사이에 반복 복구형 퓨즈인 폴리스위치가 개재되어, 규정치 이상의 과전류가 인가될 경우 폴리스위치에 의해 몸체와 음극단자 사이의 전기적 연결을 차단하고, 인가되었던 과전류가 소멸될 경우 전류의 흐름을 허용한다. 따라서 파워아울렛에 연결된 차량용 외부 전자기기를 과전류로부터 보호할 수 있고, 과전류로 인한 화재 등의 안전사고를 예방할 수 있으며, 퓨즈를 자주 교체해야하는 번거로움을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 폴리스위치와 음극단자 사이에 개재된 탄성체를 더 포함하여 구성되는데, 탄성체를 통해 폴리스위치를 몸체에 밀착시켜 비정상적인 쇼트를 방지할 수 있으며, 과전류 인가시 증가하는 폴리스위치의 부피가 변화를 수용할 수 있다. 따라서 폴리스위치의 성능을 향상시킬 수 있고, 폴리스위치에 의한 전기적 연결과 차단을 확실하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워아울렛을 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 일부를 확대한 도면.
도 3과 도 4는 전류 인가에 따른 폴리스위치의 부피 변화를 도시한 도면.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워아울렛을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 일부를 확대한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파워아울렛(100)은, 튜브형 몸체(110)와, 몸체(110)의 상단 내부에 마련된 접촉단자(120)와, 몸체(110)와 접촉단자(120) 사이에 개재된 제1절연체(130)와, 몸체(110)의 상단 외측면에 장착된 폴리스위치(140)와, 폴리스위치(140)에 접촉된 음극단자(150)와, 폴리스위치(140)와 음극단자(150) 사이에 개재된 탄성체(160)와, 음극단자(150)의 상부에 마련된 양극단자(170)와, 음극단자(150)와 양극단자(170) 사이에 개재된 제2절연체(180)와, 접촉단자(120)와 양극단자(170)를 전기적으로 연결하는 스크루(190)로 구성된다.
몸체(110)는 파워아울렛(100)의 외형을 형성하는 부분이다. 몸체(110)는 상하로 연장된 원통의 튜브 형상이며, 상단은 통전을 위한 부품(120~190)을 설치할 수 있도록 밀폐되고, 하단은 차량용 외부 전자기기의 플러그(미도시)가 삽입될 수 있도록 개방된다. 몸페(110)의 개방된 하단에는 커버(112)가 개폐 가능하게 설치되는데, 이는 플러그(미도시)를 꽂지 않은 상태에서 몸체(110)의 내부로 이물질 등이 유입되는 것을 방지하기 위함이다.
접촉단자(120)는 소정 길이를 갖는 원주 형상이다. 접촉단자(120)의 상면에는 스크루(190)와의 결합을 위한 너트(122)가 형성되고, 하단에는 스크루(190)와의 결합시 회전을 방지하기 위한 다각의 플랜지(124)가 형성된다. 이러한 형상의 접촉단자(120)는 플러그를 파워아울렛(100)에 꽂았을 때 플러그의 단자와 접촉되어, 양극단자(170)와 스크루(190)를 통해 인가된 전원을 플러그에 전달한다.
제1절연체(130)는 몸체(110)와 접촉단자(120) 사이를 전기적으로 차단하는 수단이다. 제1절연체(130)는 원주 형상으로 형성되고, 몸체(110)의 상면을 관통하여 돌출되는 돌기(132)가 상면에 형성된다. 돌기(132)는 대경부(134)와 소경부(136)로 이루어지며, 대경부(134)에는 폴리스위치(140)와 탄성체(160)가 끼워지고, 소경부(136)에는 음극단자(150)가 끼워진다.
폴리스위치(140)는 파워아울렛(100)에 과전류가 인가될 경우 전류의 흐름을 차단하여 파워아울렛(10)과 연결된 차량용 외부 전자기기를 보호하는 반복 복구형 퓨즈이다. 도 3과 도 4에 도시된 것처럼, 폴리스위치(140)는 소정 거리 이격된 한 쌍의 전극판(142,144)과, 전극판(142,144) 사이에 개재된 전도성 고분자 물질(146)로 이루어진다.
상술한 구조의 폴리스위치(140)는 정상 범위의 전류가 인가될 경우 고분자 물질(146) 내의 전도성 입자(148)들이 저저항 체인을 형성하여 전류의 흐름을 허용한다(도 3 참조). 반면, 과전류가 인가하면 고분자 물질(146) 내의 격자 구조가 붕괴되어 부정형 조직으로 변하고, 그 과정에서 온도가 높아짐과 동시에 부피가 증가하며 전도성 입자(148)를 서로 분리시킴으로써 저항이 비선형적으로 급격히 증가하여 전류의 흐름을 차단한다. 한편, 과전류의 요인이 제거되면 온도가 낮아짐과 동시에 부피도 감소하며 분리된 전도성 입자(148)들이 저저항 체인을 다시 형성하여 전류의 흐름을 허용한다.
음극단자(150)는 소정 두께를 판재를 직각으로 굽힌 L자 형상이다. 음극단자의 수평부(152)는 제2절연체(180)의 내부에 위치되고 소경부(136)에 끼워지며, 수직부(154)는 제2절연체(180)의 외부로 노출된다. 이때, 소경부(136)에 끼워진 음극단자의 수평부(152)는 폴리스위치(140)와 일정 거리 이격되고, 그 사이에 탄성체(160)가 개재된다.
탄성체(160)는 폴리스위치(140)를 몸체(110) 측으로 탄성 지지하는 접시스프링이며, 폴리스위치(140)와 음극단자(150)가 전기적으로 연결될 수 있도록 전도성 물질로 제작된다. 이때, 탄성체(160)의 탄성력은 폴리스위치(140)를 몸체(110)에 밀착시킬 수 있으며, 과전류에 의한 폴리스위치(140)의 부피 증가시 탄성변형(즉, 탄성압축)이 가능한 정도이어야 한다. 즉, 정상 범위의 전류가 인가될 경우 폴리스위치(140)가 몸체(110)에 밀착될 수 있도록, 그리고 과전류가 인가될 경우 폴리스위치(140)의 부피 변화에 영향을 주지 않을 수 있는 정도의 탄성력인 것이 바람직하다.
양극단자(170)는 음극단자(150)와 동일한 형태인 L자 형상이다. 양극단자의 수평부(172)는 제2절연체(180)의 상부에 위치되고, 수직부(174)는 상향으로 돌출된다.
제2절연체(180)는 음극단자(150)와 양극단자(170) 사이를 전기적으로 차단한다. 그 형상을 살펴보면, 제2절연체(180)는 폴리스위치(140)와 음극단자(150)를 수용할 수 있는 공간(182)이 내부에 형성된 컵 형상이다. 그리고 공간(182)을 둘러싸는 외주면에는 관통공(184)이 형성된다. 이때, 공간(182)은 폴리스위치(140)의 두께와 음극단자(150)의 두께의 합보다 깊은 깊이로 형성되어, 폴리스위치(140)의 부피 변화를 수용할 수 있도록 한다. 또한, 관통공(184)은 제2절연체(180)의 외주면을 따라 방사상으로 배치된 다수로 이루어지는데, 이는 폴리스위치(140)의 부피 변화시 발생하는 열을 효과적으로 배출할 수 있도록 하기 위함이다.
스크루(190)는 상술한 부품(120~180)을 몸체(110)에 고정하는 체결수단이다. 또한, 스크루(190)는 양극단자(170)를 통해 인가된 전원을 접촉단자(120)에 전달한다. 이러한 스크루(190)는 접촉단자(120)의 너트(122)와 대응되는 볼트(192)가 중단 및 하단 둘레에 형성된다. 또한, 스크루(190)와 양극단자(170) 사이에는 와셔(194)가 개재된다.
상술한 구성의 본 실시예에 따르면, 몸체(110)와 음극단자(150) 사이에 반복 복구형 퓨즈인 폴리스위치(140)가 설치되므로, 규정치 이상의 과전류가 인가될 경우 몸체(110)와 음극단자(150) 사이의 전기적 연결을 차단한다. 반면, 과전류의 요인이 제거되면 몸체(110)와 음극단자(150) 사이의 전기적 연결을 다시 허용한다. 따라서 파워아울렛(100)에 연결된 차량용 외부 전자기기를 과전류로부터 보호할 수 있고, 과전류로 인한 화재 등의 안전사고를 예방할 수 있다. 특히, 제2절연체(180)의 내부에 공간(182)이 형성되어 폴리스위치(140)의 부피 변화를 수용할 수 있으므로, 폴리스위치의 성능을 향상시킬 수 있고, 폴리스위치에 의한 전기적 연결과 차단을 확실하게 할 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 파워아울렛 110: 몸체
120: 접촉단자 130: 제1절연체
140: 폴리스위치 142,144: 전극판
146: 전도성 고분자 물질 148: 전도성 입자
150: 음극단자 160: 탄성체
170: 양극단자 180: 제2절연체
190: 스크루

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 일단이 밀폐된 튜브형 몸체;
    상기 몸체의 일단 내부에 마련된 접촉단자;
    상기 몸체와 상기 접촉단자 사이에 개재된 제1절연체;
    상기 몸체의 일단 외측면에 장착된 폴리스위치;
    상기 폴리스위치에 접촉된 음극단자;
    상기 음극단자의 일측에 마련된 양극단자;
    상기 음극단자와 상기 양극단자 사이에 개재된 제2절연체;
    상기 접촉단자와 상기 양극단자를 전기적으로 연결하는 스크루; 및
    상기 폴리스위치와 상기 음극단자 사이에 개재된 탄성체를 포함하고,
    상기 탄성체는 상기 폴리스위치와 상기 음극단자를 전기적으로 연결함과 동시에 상기 폴리스위치를 상기 몸체에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 파워아울렛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 탄성체는, 상기 폴리스위치의 부피가 변할 경우 탄성변형이 되는 것을 특징으로 하는 파워아울렛.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 탄성체가 접시스프링인 것을 특징으로 하는 파워아울렛.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제2절연체는, 상기 폴리스위치와 상기 음극단자를 수용할 수 있는 공간이 내부에 형성된 컵 형상인 것을 특징으로 하는 파워아울렛.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 공간은, 상기 폴리스위치의 두께와 상기 음극단자의 두께의 합보다 깊은 깊이로 형성된 것을 특징으로 하는 파워아울렛.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2절연체의 외주면에 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 파워아울렛.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 관통공은 상기 제2절연체의 외주면을 따라 방사상으로 배치된 다수로 이루어진 것을 것을 특징으로 하는 파워아울렛.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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