KR101414001B1 - 변류기 일체형 단자대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전선과 전선을 연결하는 단자대에 관한 것으로, 더 상세하게는 대기전력 차단모듈과 같이 전력량에 따라서 전력을 차단작용을 하는 모듈장치에 있어서 전력량 검출에 필요한 변류기를 일체형으로 구성하여 모듈을 더욱 소형화시킬 수 있도록 하는 변류기 일체형 단자대에 관한 것이다.
대기전력차단장치와 같이 모듈형태로 설치되는 장치들은 단자대, 전류량을 검출하기 위한 변류기(CT), 전력 차단을 위한 릴레이 소자가 PCB기판 상에 집적되어 구성된다. 일반적으로 단자대, 변류기, 릴레이와 같은 소자는 그 크기 또한 일반 소자와 달리 커서 별도로 구성하는 경우 기판 상에 집적하기에 어려움이 있어서, PCB설계에 어려움을 겪게 된다.
본 발명에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 단자대의 단자핀 상에 변류기가 구성될 수 있도록 단자대에 일체로 변류기를 구성하여 대기전력차단 모듈을 보다 소형화시키는데 있어서, 인쇄회로기판(PCB) 설계가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 변류기 일체형 단자대를 제공하고자 한다.

Description

변류기 일체형 단자대{TERMINAL BLOCK WITH A CURRENT TRANSFORMER}

본 발명은 전선과 전선을 연결하는 단자대에 관한 것으로, 더 상세하게는 대기전력 차단모듈과 같이 전력량에 따라서 전력을 차단작용을 하는 모듈장치에 있어서 전력량 검출에 필요한 변류기를 일체형으로 구성하여 모듈을 더욱 소형화시킬 수 있도록 하는 변류기 일체형 단자대에 관한 것이다.

현대 가정 내에는 조명기구, 냉난방기구에서 부터, 텔레비전, 청소기 등 전기를 이용하는 다양한 생활가전기기들이 사용되고 있으며, 특히 다양한 형태의 디지털 멀티미디어 기술이 발전함에 따라서 가정 내에서도 다양한 디지털 멀티미디어 기술이 결합된 생활가전기기는 물론 영상음향기기, 정보통신기기 등 다양한 형태의 전기를 이용하여 동작하는 기기들이 사용되고 있다.

이러한 전자, 정보 가전기기는 리모콘과 같은 원격제어수단, 예약동작 등 스탠바이 상태가 필요한 경우가 대부분이어서, 사용자들이 기기를 사용하지 않는 시간에도 대부분의 기기들은 대기전력(standby power)을 소비하는 것으로 알려져 있다.

이와 같이 가정 내에서 전자제품의 증가와 함께 대기전력 소비도 늘어가는 추세여서, 대기전력으로 인한 불필요한 전력소비량이 더욱 증가하고 있어서, 근래에는 주택건설기준에 대기전력 자동차단장치 적용을 의무화하고 있다. 이에 따르면 거실, 침실, 주방에는 대기전력자동콘센트 또는 대기전력차단스위치를 각 개소에 1개 이상 설치하여야 한다.

대기전력자동콘센트는 매립형 배선용 꽂는 접속기를 의미하며, 대기전력차단스위치는 대기전력 차단을 위해 2개 이상의 콘센트가 연결되어 있고, 연결된 전체 콘센트를 한꺼번에 전원을 켜고 끌 수 있는 일괄제어기능과 개별 콘센트를 분리하여 전원을 켜고 끌 수 있는 개별 제어기능 등 2가지 기능을 모두 갖춘 수동 또는 자동 스위치를 말한다.

이와 같은 대기전력차단장치는 모듈형태로 설치되며, 이러한 대기전력차단모듈은 전선과 전선을 연결하기 위한 단자대, 전류량을 검출하기 위한 변류기(CT), 전력 차단을 위한 릴레이 소자가 PCB기판 상에 집적되어 구성된다.

도 1은 대기전력차단장치 모듈의 일 예를 나타낸다.

일반적으로 단자대, 변류기, 릴레이와 같은 소자는 그 크기 또한 일반 소자와 달리 커서 별도로 구성하는 경우 기판 상에 집적하기에 어려움이 있어서, PCB설계에 어려움을 겪게 된다.

본 발명에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 단자대의 단자핀 상에 변류기가 구성될 수 있도록 단자대에 일체로 변류기를 구성하여 대기전력차단 모듈을 보다 소형화시키는데 있어서, 인쇄회로기판(PCB) 설계가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 변류기 일체형 단자대를 제공하고자 한 것이다.

본 발명 변류기 일체형 단자대는,

소정의 제공되는 탄성력에 의해 삽입되는 전선을 전원단자에 접속하도록 하며 전원단자의 단자핀을 외부로 노출하여 외부 수단에 접속할 수 있도록 하는 단자대에 있어서,

상기 노출되는 단자핀의 관통홈의 위치에 변류기가 수납되며 수납되는 변류기의 코일선이 외부로 노출될 수 있도록 코일관통홈이 형성되며 상기 단자핀이 관통홈이 변류기 내를 통과하여 외부로 노출될 수 있도록 변류기수납부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 변류기를 구성하는 모듈에서 단자대만을 구성하여 모듈을 설계할 수 있어, 모듈을 소형화시킬 수 있음은 물론 인쇄회로기판의 설계가 용이해진다.

도 1은 공지된 대기전력 차단모듈의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명 변류기 일체형 단자대의 일실시예 구성을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명 변류기 일체형 단자대의 일실시예 구성을 나타낸 분리사시도.
도 4는 본 발명 변류기 일체형 단자대의 다른 실시예 구성을 나타낸 분리사시도.
도 5는 본 발명 변류기 일체형 단자대의 다른 실시예 구성을 나타낸 사시도.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명 다른 실시예에 있어서, 전선 삽입 고정접속 과정을 나타낸 도면으로, 도 6a는 단자대의 단면도, 도 6b는 전선을 삽입한 상태, 도 6c는 전선을 분리하는 상태를 나타낸 도면.

본 발명 변류기 일체형 단자대를 첨부된 도면 도 2와 도 3에 도시된 실시 예를 참조하여 그 구조 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3은 일 측면이 개방된 본체를 갖으며 전선을 연결할 개수에 따라서 본체를 연결하며 본체간 연결을 통하여 개방부를 폐쇄시키고 최외곽 본체는 커버로 폐쇄되는 조립형 단자대의 실시 예를 나타낸다.

본 발명 변류기 일체형 단자대는,

일 측면이 개방되며 상면에는 버튼(2)의 결합공과 전선(3)의 삽입구(1a)가 형성되게 합성수지로 제작되는 본체(1)로 구성되며, 개방된 일 측면에는 결속핀(1c)들을 돌출 형성하며 이에 대응하여 다른 측면에는 상기 결속핀(1c)들을 삽입 결속되는 결합홈(1d)들을 구성하며, 본체(1)의 하부로는 단자핀(5a)의 통공부 주위로 변류기(8)를 수납하고 변류기(8)가 기판에 연결될 수 있도록 변류기(8)의 코일선(8a,8b)을 외부로 노출시키기 위한 코일관통홈(1e-1)(1e-2)이 구성되는 변류기수납부(1e)가 구성되며,

본체(1)의 상기 전선(3)의 삽입공(1a)과 통공되는 내부 상측에는 평판형태인 압착단자(4)를 하향경사지게 축 결합설치하고 이에 대응하여 우측 내면에는 하부의 단자핀(5a)이 하방으로 노출되게 고정단자(5)를 장착하며 하측 중간부에 상향 경사지게 형성된 수용부(1b)에는 탄성이 상기 압착단자(4)를 상방으로 밀어 올리는 힘으로 작용하게 코일스프링(6)을 장착한 구성으로 이루어지며, 최외곽 본체(1)의 개방부를 폐쇄시키기 위한 커버(7)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 단자대는, 삽입구(1a) 단에 대향하여 압착단자(4)가 구성되어 버튼(2)을 눌러 전선(3)을 삽입구(1a)단으로 삽입하고, 삽입구(1a)단으로 삽입되는 전선(3)을 코일스프링(6)에서 제공하는 탄성력에 의해 가압되면서 전선(3)을 고정단자(5)에 접촉되도록 한다.

이때, 고정단자(5)의 단자핀(5a)은 본체(1)의 하단부로 변류기수납부(1e)에 구성된 변류기(8)를 통과하여 외부로 도출됨으로써, 변류기(8)에서는 단자핀(5a)으로 부터 전류를 검출할 수 있는 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 변류기수납부(1e)를 구성하는 대신에 본체(1)를 사출 성형 시 변류기(50)를 일체로 구성할 수 있다.

상기 변류기(8)는 본체(1)의 하부에 구성된 변류기수납부(1e)에 장착되며 변류기(8)의 코일선(8a,8b)은 그 하부로 노출되어 단자핀(5a)과 함께 인쇄회로기판(PCB)에 연결된다.

한편 도 4, 도 5 및 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시 예로, 복수의 수용실로 구획되어 다수개의 전선을 연결할 수 있도록 한 단자대의 구성을 나타낸다.

본 발명의 다른 실시 예 단자대는, 내부가 격벽(10a)들에 의해 하면이 개방되는 복수의 수용실(11)로 구획되며 상기 각 수용실(11)의 상면에는 버튼(2)의 결합구(12)와 전선(3)의 삽입구(13)가 각각 형성된 본체(10)와,

상기 본체(10)의 각 수용실(11)에 개방된 하면을 통해 본체(10)에 장착되며 상면과 정면은 개방되고 하부로는 변류기(50)를 장착하고 그 코일선(51,52)를 외부로 노출시킬 수 있도록 변류기수납부(24)를 구성하고, 변류기수납부(24)를 중심으로 관통홈(21)이 형성된 장착부재(20)와,

하부의 단자핀(31)이 상기 관통홈(21)을 통해 하방으로 노출되게 장착부재(20)의 내측에 결합 설치되는 고정단자(30) 및 강편을 좌측에서 우측으로는 하향경사지고 우측에서 좌측으로는 상향경사지며 제일 상단에서는 우측으로 하향경사지게 지그재그로 여러 단을 구부려서 형성되며 상기 고정단자(30)와 대응하게 장착부재(20)의 내측에 결합설치 되어 전선(3)을 가압하여 고정단자(30)에 밀착되게 고정하는 압착단자(40)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(10)는 합성수지로 사출성형 되며, 수용실(11)은 단자대를 사용할 제품에 필요한 단자핀(31)의 개수에 비례하게 설치하는 것이므로 상기 본체(10)의 길이는 수용실(11)의 개수에 따라 구성될 수 있다.

그리고 각 수용실(11)의 좌우 내벽에는 각각 걸이턱(14)을 형성하고, 이에 대응하여 장착부재(20)의 좌,우벽(20a)(20b)의 외면에는 걸림돌기(22)를 형성하여 상기 장착부재(20)를 수용실에 완전히 삽입하면 걸림돌기(22)가 걸이턱(14)에 걸어져서 임의로 분리되지 않게 장착되도록 한다.

상기 장착부재(20)는 합성수지로 사출 성형 되며, 관통홈(21)의 직 상부 좌측에는 하면은 바닥면과 좌면은 좌벽(20a)과 소정간격으로 격리되게 후벽(20c)으로부터 전방으로 수평 연장되는 결속편(23)을 더 구비할 수 있다.

이러한 결속편(23)이 연장되는 폭은 좌,우벽(20a)(20b)의 전·후 폭과 동일하거나 약간 작게 하는 것으로서, 그 하면과 바닥면 사이에는 후술하는 바와 같이 고정단자(30)의 수평부(32)의 좌단과 압착단자(40)의 하단 수평결속부(41)가 결속되고 좌면과 좌벽(20a)의 사이에는 상기 압착단자의 수직결속부(42)가 결속되어 상기 고정단자(30)와 압착단자(40)가 장착부재(20)에 고정 설치 되도록 한다.

상기 고정단자(30)는 직각을 이루게 연장되는 수평부(32)와 수직부(33)로 되며, 단자핀(31)은 상기 수평부(32)의 좌측 중간을 수직으로 하향 연장되게 구부려서 된다.

이러한 고정단자(30)를 개방된 전면을 통해 수평으로 장착부재(20)에 결합하면, 단자핀(31)은 변류기수납부(24)에 구성된 관통홈(21)을 통과하면서 변류기(50)를 통하여 하방으로 노출되고 수평부(32)의 좌측부분은 바닥면과 결속편(23)의 하면 사이에 결속되며 수직부(33)는 후벽(20b)에 밀착되게 고정설치 된다.

상기 장착부재(20)는 변류기수납부(24)를 구성함에 있어서, 사출성형 시 변류기(50)를 내부에 구성하여 일체로 구성할 수 있다.

압착단자(40)는, 결속편(23)의 하면과 바닥면 사이에 결속되는 하단의 수평결속부(41)와, 상기 수평결속부의 전단에서 수직으로 굽혀져서 좌벽과 결속편의 전면 사이에 결속되게 연장되는 수직결속부(42)와, 상기 수직결속부(42)의 상단에서 굽혀져서 우측으로 하향경사지게 연장되는 제1 경사부(43)와, 상기 제1 경사부(43)의 하단에서 반원형의 제1 곡면부(40a)에 의해 좌측으로 상향경사지게 연장되는 제2 경사부(44) 및 상기 제2 경사부(44)의 좌단에서 반원형의 제2 곡면부(40b)에 의해 우측으로 하향경사지게 연장되는 제3 경사부(45)를 구비하는 "

"형태로 형성된다.

이러한 압착단자(40)는, 소정길이의 강편을 수직결속부(42)의 상단으로부터 3단으로 구부려서 되는 제1~3 경사부(43)~(45)가 단 일체로 되게 형성되어 있기 때문에 상기 경사부들이 눌려지면 자체 탄성에 의한 반발력이 작용하게 된다.

따라서 압착단자(40)는 후술하는 바와 같이 삽입구(13)로 전선(3)을 삽입하였을 때 하방으로 눌려지게 되는 정도에 비례하여 발생하는 반발력에 의해 제3 경사부(45)의 우단과 그 직 하방에 위치하는 제1 곡면부(40a)가 함께 상기 전선(3)의 2부분을 가압하여 고정단자(30)에 밀착되게 접속시켜 준다.

이러한 상태에서 버튼(2)을 누르면 후술하는 바와 같이 제3 경사부(45)가 하방으로 눌려지게 되어 그 우단이 전선(3)과 격리되기 때문에 이러한 상태에서 상기 전선(3)을 상방으로 당기면 용이하게 분리되는 것이며, 분리 후 상기 버튼(2)을 놓으면 눌려졌던 압착단자(40)가 자체 복원력에 의해 원상태로 복원되면서 버튼(2)을 밀어 올려 주게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시 예 단자대는, 본체(10)가 하면이 개방된 복수의 수용실(11)을 구비하는 단 일체로 형성됨과 동시에 고정단자(30)와 압착단자(40)를 개방된 전면을 통해 간단히 수평으로 결합한 장착부재(20)를 개방된 하면을 통해 상기 각 수용실(11)에 삽입장착하면 복수의 고정단자(30)와 압착단자(40)를 갖는 단자대를 얻게 되기 때문에 그 구조는 물론 부품 및 조립공수가 대폭 감소하게 됨은 물론 작업성과 생산성이 크게 향상된다.

또한 상기 장착부재(20)에 변류기(50)를 일체로 구성할 수 있어서, 전선(3)과 접촉하는 고정단자(30)의 단자핀(31)으로 부터 전류를 검출할 수 있도록 함으로써, 별도로 변류기(50)를 구성할 필요 없다.

이러한 단자대의 본체(10)에 전선(3)을 결합할 때에는, 도 6a에서와 같은 상태에서 삽입구(13)를 통해 상기 전선(3)을 수직으로 삽입하면 그 하단이 삽입구(13)의 하방을 우측으로 하향경사지게 가로지르고 있는 압착단자(40)의 제3 경사부(45)를 누르면서 하강하여 그 우단을 통과하게 된다.

상기 전선(3)의 하단이 상기 제3 경사부(45)의 우단을 통과한 다음에는 그 하방에 위치하는 제1 곡면부(40a)를 상기 제3 경사부(45)와 같은 상태로 누르면서 통과한 후 도 6b에서와 같이 고정단자(30)의 수평부(32)의 우측 상면에 접속되면서 더 이상 삽입되지 않게 되어 삽입이 완료된다.

이렇게 삽입이 완료되면, 삽입과정에서 하방으로 눌리면서 시계방향으로 회동한 제3 경사부(45)에 의해 굽혀진 제2 곡면부(40b)의 복원력에 의해 상기 제3 경사부는 반 시계방향으로 회동하려고 하지만, 이때는 그 우단이 전선(3)의 해당부위 좌측면에 밀착되어 있는 상태이어서 회동하지 않게 되는 반면에 상기 복원력에 의해 전선(3)의 해당부위를 가압하게 되므로 고정단자(30)의 수평부(33)에 단단히 밀착되게 접속시켜 줌과 동시에 상방으로 이탈하지 않도록 고정시켜 준다.

또한, 제1 곡면부(40a)도 제3 경사부(45)에서와 같은 복원력의 작용에 의해 전선(3)의 하단부를 고정단자(30)의 수직부(33)와 수평부(32)의 직교하는 부분에 단단히 밀착되게 접속시켜 준다.

이에 따라, 본체(10)에 삽입된 전선(3)은 제3 경사부(45)의 우단과 제1 곡면부(40a)에 의해 중간부와 하단부의 2부분이 가압되면서 고정단자(30)에 밀착되기 때문에 항상 접속 상태가 양호하게 유지되어 접속불량이 발생하지 않게 된다.

특히, 이러한 접속 상태에서 하향경사진 제3 경사부(45)의 우단은 전선(3)의 접촉부분을 하방으로 찍어 누르듯이 가압하고 있기 때문에 상기 전선(3)에 상방으로 당기는 힘이 작용하게 되는 경우에는 제3 경사부의 우단이 전선(3)의 접촉부분을 더욱 강하게 찍어 누르게 되므로 가압상태를 해제시켜 주지 않는 한 당겨지는 힘이 전선에 작용하여도 임의로 분리되는 현상은 발생하지 않게 된다.

이러한 상태에서 전선(3)을 분리할 때에는, 도 6b와 같은 상태에서 버튼(2)을 눌러서 도 6c에서와 같이 제3 경사부(45)를 눌러주면 그 우단이 하향하여 가압하고 있던 상기 전선(3)의 해당부분으로부터 격리되므로 전선(3)을 상방으로 당겨주면 분리된다.

이때, 제1 곡면부(40a)가 전선(3)의 하단부를 가압하고 있으나 곡면에 의한 면 접촉상태이므로 상기 제1 곡면부의 압력보다 큰 힘으로 전선(3)을 당기면 용이하게 분리된다.

이후, 버튼(2)을 놓아주면 압착단자(40)는 자체 탄성에 의해 원상태로 복원되는데, 이때 기 때문에 제3 경사부(45)가 상기 버튼을 상승시켜 주므로 도 6a에서와 같은 초기의 상태로 된다.

이와 같이 본 발명은 단자대에서 단자핀의 노출부에 변류기를 일체로 구성할 수 있다. 본 발명 실시 예에서는 2가지 형태의 단자대에 적용 구성하였지만, 이러한 본 실시예외에도 다양한 형태의 단자대에 적용이 가능하다.

Claims (5)

1. 소정의 제공되는 탄성력에 의해 삽입되는 전선을 전원단자에 접속하도록 하며 전원단자의 단자핀을 외부로 노출하여 외부 수단에 접속할 수 있도록 하는 단자대에 있어서,
   상기 노출되는 단자핀의 관통홈의 위치에 변류기가 수납되며 수납되는 변류기의 코일선이 외부로 노출될 수 있도록 코일관통홈이 형성되며 상기 단자핀이 관통홈이 변류기 내를 통과하여 외부로 노출될 수 있도록 변류기수납부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변류기 일체형 단자대.
2. 일 측면이 개방되며 상면에는 버튼(2)의 결합공과 전선(3)의 삽입구(1a)가 형성되게 수지로 성형 제작되는 본체(1)로 구성되며, 전선(3)을 연결할 개수에 따라서 본체(1)를 연결하며 본체(1)간 연결을 통하여 개방부를 폐쇄시키고 최외곽 본체는 커버(7)로 폐쇄되는 단자대에 있어서,
   상기 본체(1)의 하부로는 단자핀(5a)의 통공부 주위로 변류기(8)를 수납하고 변류기(8)가 기판에 연결될 수 있도록 변류기(8)의 코일선(8a,8b)을 외부로 노출시키기 위한 코일관통홈(1e-1)(1e-2)이 구성되는 변류기수납부(1e)가 구성된 것을 특징으로 하는 변류기 일체형 단자대.
3. 내부가 격벽(10a)들에 의해 하면이 개방되는 복수의 수용실(11)로 구획되며 상기 각 수용실(11)의 상면에는 버튼(2)의 결합구(12)와 전선(3)의 삽입구(13)가 각각 형성된 본체(10)로 구성되어 다수개의 전선(3)을 연결할 수 있도록 한 단자대에 있어서,
   상기 본체(10)의 각 수용실(11)에 개방된 하면을 통해 본체(10)에 장착되며 상면과 정면은 개방되고 하부로는 변류기(50)를 장착할 수 있도록 변류기수납부(24)를 구성하고, 변류기수납부(24)를 중심으로 관통홈(21)이 형성된 장착부재(20)로 구성되며, 상기 변류기수납부(24)는 관통홈(21)을 통해 결합되는 단자핀(31)이 중앙으로 통과될 있도록 변류기(50)가 수납되며 변류기(50)의 코일선(51,52)을 외부로 노출시켜 인쇄회로기판(PCB)에 연결될 수 있도록 관통홈(24a)(24b)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 변류기 일체형 단자대.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 변류기수납부(1e)는 본체(10) 사출성형 시 변류기를 내부로 구성하여 일체로 제작 구성되는 것을 특징으로 하는 변류기 일체형 단자대.
5. 제 3항에 있어서, 상기 장착부재(20)는 변류기수납부(24)를 구성함에 있어서, 사출성형 시 변류기(50)를 내부에 구성하여 일체로 구성한 것을 특징으로 하는 변류기 일체형 단자대.
   
   

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