KR102206118B1

KR102206118B1 - Led 표시를 기반으로 하는 안전형 콘센트

Info

Publication number: KR102206118B1
Application number: KR1020190037527A
Authority: KR
Inventors: 공하성
Original assignee: 우석대학교 산학협력단
Priority date: 2019-03-30
Filing date: 2019-03-30
Publication date: 2021-01-20
Also published as: KR20200115974A

Abstract

본 발명은 LED 표시를 기반으로 하는 안전형 콘센트에 있어서: 직선부(16)와 반원부(17)로 단자판(15)을 형성하는 본체(10); 상기 단자판(15)의 저면에서 반원부(17)를 감싸도록 결합되고, 제1도선(25)과 제2도선(35)에 연통된 통전회로를 구성하는 가동대(20); 상기 가동대(20)의 내부에 상하운동 가능하게 수용되고, 플러그 출입에 대응하여 통전회로를 단속하는 가동블록(30); 및 상기 통전회로의 단속에 대응하여 정상LED(46), 이상LED(47)를 설정된 패턴으로 제어하는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 콘센트에 장착된 LED로 사용 상태를 시각적으로 표시하면서 과부하로 인한 화재 발생 가능성에 대응하여 전원을 차단하므로 사용상의 편리성과 안전성을 향상하는 효과가 있다.

Description

LED 표시를 기반으로 하는 안전형 콘센트 {Safety type plug recptacle based on LED display function}

본 발명은 안전형 콘센트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 콘센트의 사용 상태를 시각적으로 표시하면서 과부하로 인한 화재 발생 가능성에 대응하기 위한 LED 표시를 기반으로 하는 안전형 콘센트에 관한 것이다.

관련기관의 통계에 의하면 전기화재가 전체 화재의 약 30% 정도 점하는 것으로 나타나므로 전기 소모량이 많은 전열기기 등에 의한 과부하 및 과열을 방지하는 것이 중요하다. 콘센트에 문어발식으로 많은 부하가 연결되거나 먼지ㆍ습기로 인하여 누전, 과열, 스파크가 발생하기 쉽다. 그럼에도 시판되는 일반적인 콘센트는 화재 위험성을 알리는 기능이 미흡하여 대책이 필요하다.

이와 관련되는 선행기술문헌으로서 하기의 한국 등록실용신안공보 제0452132호를 참조하면, 플러그가 플러그 소켓에 긴밀하게 접속된 위치에서 스위치 단자를 밀어 스위치 단자를 온(ON)시킬 수 있도록 플러그의 외부로 돌출되어 형성된 잭에 의해 상기 LED 램프가 발광한다.

이에 따라, 사용자가 그 긴밀 접속 여부를 명확히 알 수 있고, 플러그와 플러그 소켓의 접촉 불량으로 인한 안전사고를 방지하는 효과를 기대한다.

또 다른 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2013-0067288호는 인입되는 전선 중 어느 하나를 코일이 감긴 철심에 회전통과시키고, 코일에 유도되는 2차 전류를 이용하여 인입 전선에 과전류가 흐를 경우 과전류 경고 수단인 LED나 버저를 작동하는 경고회로를 구성한다.

이에 따라, 2차 전류를 이용하여 전기적으로 안전하면서 사용자에게 편리하고 전기 과열로 발생할 수 있는 화재를 예방하는 효과를 기대한다.

다만, 상기한 선행문헌에 의하면 콘센트의 LED로 상태를 확인하기 쉬우나 확인하지 않는 동안에 발생하는 화재 가능성에 대비하기 미흡하다.

한국 등록실용신안공보 제0452132호 "긴밀 접속 여부를 지시하는 LED 램프를 포함하는 콘센트및 플러그" (공개일자 : 2009.11.19.) 한국 공개특허공보 제2013-0067288호 "유도전류를 이용한 과전류 경고 콘센트" (공개일자 : 2013.06.21.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 콘센트에 장착된 LED로 사용 상태를 시각적으로 표시하면서 과부하로 인한 화재 발생 가능성에 대응하여 전원을 차단하기 위한 LED 표시를 기반으로 하는 안전형 콘센트를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 LED 표시를 기반으로 하는 안전형 콘센트에 있어서: 직선부(16)와 반원부(17)로 단자판(15)을 형성하는 본체(10); 상기 단자판(15)의 저면에서 반원부(17)를 감싸도록 결합되고, 제1도선(25)과 제2도선(35)에 연통된 통전회로를 구성하는 가동대(20); 상기 가동대(20)의 내부에 상하운동 가능하게 수용되고, 플러그 출입에 대응하여 통전회로를 단속하는 가동블록(30); 및 상기 통전회로의 단속에 대응하여 정상LED(46), 이상LED(47)를 설정된 패턴으로 제어하는 제어수단(40)을 포함하며,
상기 가동대(20)는 내면에 상부단턱(21)과 하부단턱(22)을 이격된 상태로 지지하고, 상부단턱(21)의 하면과 하부단턱(22)의 상면에 각각 C형단자(23)를 구비하며,
상기 가동블록(30)은 상승행정단에서 상면에 마련된 O형접점(31)으로 제1도선(25)에 연통된 통전회로에 전원을 인가하고, 하강행정단에서 하면에 마련된 C형접점(33)으로 제2도선(35)에 연통된 통전회로에 전원을 인가하며,
상기 제어수단(40)은 가동블록(30) 상에서 플러그의 온도와 누전을 검출하기 위한 온도센서(44)와 누전센서(45)를 구비하고, 단자판(15) 상에 온도에 대응하여 전원을 차단하는 바이메탈합금 또는 형상기억합금의 보조수단(50)을 더 구비한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 가동대는 내면에 상부단턱과 하부단턱을 이격된 상태로 지지하고, 상부단턱의 하면과 하부단턱의 상면에 각각 C형단자를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 가동블록은 상승행정단에서 상면에 마련된 O형접점으로 제1도선에 연통된 통전회로에 전원을 인가하고, 하강행정단에서 하면에 마련된 C형접점으로 제2도선에 연통된 통전회로에 전원을 인가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 가동블록 상에서 플러그의 온도와 누전을 검출하기 위한 온도센서와 누전센서를 구비하고, 단자판 상에 온도에 대응하여 전원을 차단하는 바이메탈합금 또는 형상기억합금의 보조수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 콘센트에 장착된 LED로 사용 상태를 시각적으로 표시하면서 과부하로 인한 화재 발생 가능성에 대응하여 전원을 차단하므로 사용상의 편리성과 안전성을 향상하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 콘센트를 분해하여 나타내는 사시도
도 2는 본 발명에 따른 콘센트의 주요부를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 콘센트의 단자 연결을 나타내는 모식도
도 4는 본 발명에 따른 콘센트의 작동예를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 LED 표시를 기반으로 하면서 안전 기능을 갖춘 콘센트에 관하여 제안한다. LED 표시는 플러그가 콘센트에 정확하게 삽입된 상태는 물론 화재 위험성이 높아진 상태도 사용자게에 인지시킨다.

본 발명에 따른 본체(10)는 직선부(16)와 반원부(17)로 단자판(15)을 형성하는 구조이다. 도 2에서 2개의 삽입요홈(11)을 구비하는 2구 형식을 예시하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 본체(10)의 내부에 수용되는 단자판(15)은 플러그의 단자가 탄성적으로 맞물리도록 직선부(16) 상에 반원부(17)를 구비한다. 반원부(17)는 삽입요홈(11)의 삽입구(12)와 대향하는 위치에 배치된다.

한편, 도 1 및 도 2에서 부호 P의 플러그는 협의적으로 삽입요홈(11)의 삽입구(12)를 통하여 단자판(15)에 착탈되는 단자를 의미한다.

또한, 본 발명에 따르면 가동대(20)가 상기 단자판(15)의 저면에서 반원부(17)를 감싸도록 결합되고, 제1도선(25)과 제2도선(35)에 연통된 통전회로를 구성하는 구조를 이룬다. 도 1에서 2구형 본체(10)의 단자판(15)에 마련된 4개의 반원부(17)에 각각의 가동대(20)가 결합된 상태를 예시한다. 가동대(20)는 전기적 절연성 외에 내열성, 난연성을 지닌 수지재로 형성하는 것이 좋다. 가동대(20)는 양측면에 형성된 절개홈(27)을 개재하여 단자판(15)의 직선부(16)에 맞물린다. 가동대(20)의 외면에는 제1도선(25)과 제2도선(35)이 노출된다. 후술하는 도 4처럼 제1도선(25)은 일측 LED의 작동과 관련된 통전회로, 제2도선(35)은 타측 LED의 작동과 관련된 통전회로를 구성할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 가동대(20)는 내면에 상부단턱(21)과 하부단턱(22)을 이격된 상태로 지지하고, 상부단턱(21)의 하면과 하부단턱(22)의 상면에 각각 C형단자(23)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 2를 참조하면, 가동대(20)의 상부단턱(21)과 하부단턱(22)은 후술하는 가동블록(30)의 상하운동 행정단을 규정하도록 설치된다. 상부단턱(21)은 대략 절개홈(27)의 하단과 유사한 높이에 형성된다. 상부단턱(21)의 하면에 형성된 C형단자(23)는 도 3(a)처럼 제1도선(25)을 전기적으로 분리한다. 도시에는 생략하나 하부단턱(22)의 상면에 형성된 C형단자(23)는 같은 방식으로 제2도선(35)을 전기적으로 분리한다.

한편, 상부단턱(21)과 하부단턱(22)도 가동대(20)와 동일한 전기 절연성 수지재로 형성한다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 가동대(20)의 내부에 상하운동 가능하게 수용되는 가동블록(30)이 플러그 출입에 대응하여 통전회로를 단속하는 구조를 이루고 있다. 가동블록(30)도 가동대(20), 상부단턱(21), 하부단턱(22) 등과 동일한 전기 절연성 수지재로 형성한다. 가동블록(30)은 하단에서 스프링(37)에 의한 탄성력을 받도록 설치된다. 도 3(a)처럼 플러그(P)가 삽입되지 않거나 불안정하게 삽입되면 가동블록(30)은 상승행정단에 위치하고, 도 3(b)처럼 플러그(P)가 정위치로 삽입되면 가동블록(30)은 하강행정단에 위치한다. 도 3(a)(b)의 상태에 따라 제1도선(25) 및 제2도선(35)에 연결된 통전회로의 전원이 단속된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 가동블록(30)은 상승행정단에서 상면에 마련된 O형접점(31)으로 제1도선(25)에 연통된 통전회로에 전원을 인가하고, 하강행정단에서 하면에 마련된 C형접점(33)으로 제2도선(35)에 연통된 통전회로에 전원을 인가하는 것을 특징으로 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 가동블록(30)은 상면에 상부단턱(21)의 C형단자(23)와 접촉하기 위한 O형접점(31)를 구비하는 동시에 하면에 하부단턱(22)의 C형단자(23)와 접촉하기 위한 C형접점(33)을 구비한다. O형접점(31)은 가동블록(30)의 상면 테두리에 원형으로 형성되므로 가동블록(30)의 상승행정단에서 일측과 타측의 C형단자(23)에 대한 동시 접촉에 의하여 일측 제1도선(25)과 타측 제1도선(25)의 직접적인 통전이 이루어진다. 반면, 도 3(b)처럼 C형접점(33)은 가동블록(30)의 하강행정단에서 후술하는 센서(44)(45)를 개재하여 일측 제2도선(35)과 타측 제2도선(35)의 통전을 이루게 된다. 즉, 일측 C형접점(33)은 센서(44)(45)의 입력단에 연결되고 타측 C형접점(33)은 센서(44)(45)의 출력단에 연결된다.

또한, 본 발명에 따르면 제어수단(40)이 상기 통전회로의 단속에 대응하여 정상LED(46), 이상LED(47)를 설정된 패턴으로 제어하는 구조이다. 제어수단(40)은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로의 제어기(42)를 기반으로 구성한다. 정상LED(46)는 본체(10)의 전면에서 각각의 삽입요홈(11)에 대응하도록 설치되고, 이상LED(47)는 본체(10)의 전면에서 상단이나 하단에 통합적으로 설치된다. 발광색을 달리하는 정상LED(46)와 이상LED(47)는 제어기(42)의 출력인터페이스에 연결된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(40)은 가동블록(30) 상에서 플러그의 온도와 누전을 검출하기 위한 온도센서(44)와 누전센서(45)를 구비하고, 단자판(15) 상에 온도에 대응하여 전원을 차단하는 바이메탈합금 또는 형상기억합금의 보조수단(50)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 4는 제어수단(40)을 중심으로 하는 개략적인 회로 연결 및 작동 전후 상태를 나타낸다. 도 4(a)는 3(a)의 평상시 상태를 예시하고, 도 4(b)는 도 3(b)의 상황에서 발생 가능한 상태를 예시한다. 상부단턱(21)의 C형단자(23)는 가동블록(30)의 O형접점(31)과 더불어 "a접점"의 기능을 하고, 하부단턱(22)의 C형단자(23)는 가동블록(30)의 C형접점(33)과 더불어 "b접점"의 기능을 한다. 온도센서(44)는 가동블록(30)에서 플러그와 접촉하는 상면에 설치되고 과열에 의한 화재 가능성을 판단하기 위한 신호를 생성한다. 누전센서(45)는 가동블록(30)에서 플러그와 인접한 영역에 설치되고 누전에 의한 화재 가능성을 판단하기 위한 신호를 생성한다. 가동블록(30)은 센서의 감도를 높이기 위해 플러그의 단부를 수용하는 요홈을 구비할 수 있다.

본 발명의 보조수단(50)은 정상LED(46) 및 이상LED(47)를 통하여 콘센트의 사용 상태와 과부하로 인한 화재 발생 가능성을 표시하는 외에 과열에 의한 전원 차단 기능을 수행한다. 도 1에서 본체(10)에 수용된 단자판(15)의 일부 영역에 바이메탈합금 또는 형상기억합금의 보조수단(50)을 개재한 상태를 예시한다. 보조수단(50)은 제1도선(25) 및 제2도선(35)을 비롯한 여타의 영역에 설치될 수도 있다. 어느 경우에나 누전 등의 원인으로 단자판(15) 등이 과열되는 경우 바이메탈합금이나 형상기억합금이 통전회로를 차단한다.

작동의 일예로서, 사용자가 플러그를 콘센트에 꽂기 전에 도 4(a)처럼 정상LED(46)이 온되어 스탠바이 상태를 나타내고, 설사 사용자가 플러그를 느슨하게 꽂더라도 정상LED(46)는 온 상태를 유지하며, 도 4(b)처럼 플러그가 콘센트에 정상적으로 꽂히면 정상LED(46)는 오프되는 동시에 누전센서(45), 정상LED(46), 제어기(42)가 회로적으로 통전되어 구성을 개시한다. 이후 도 4(b)처럼 과열이나 누전 상태로 판단되면 제어기(42)가 이상LED(47)를 온시키고 부저(48)를 가동한다. 이에, 콘센트와 플러그의 결합 상태가 정상이고 과부하에 의한 화재 위험성이 없는 경우 정상LED(46)와 이상LED(47)는 오프 상태로 유지된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 본체 11: 삽입요홈
12: 삽입구 15: 단자판
16: 직선부 17: 반원부
20: 가동대 21: 상부단턱
22: 하부단턱 23: C형단자
25: 도선 27: 절개홈
30: 가동블록 31: O형접점
33: C형접점 35: 도선
37: 스프링 40: 제어수단
42: 제어기 44: 온도센서
45: 누전센서 46: 정상LED
47: 이상LED 48: 부저
50: 보조수단

Claims

LED 표시를 기반으로 하는 안전형 콘센트에 있어서:
직선부(16)와 반원부(17)로 단자판(15)을 형성하는 본체(10);
상기 단자판(15)의 저면에서 반원부(17)를 감싸도록 결합되고, 제1도선(25)과 제2도선(35)에 연통된 통전회로를 구성하는 가동대(20);
상기 가동대(20)의 내부에 상하운동 가능하게 수용되고, 플러그 출입에 대응하여 통전회로를 단속하는 가동블록(30); 및
상기 통전회로의 단속에 대응하여 정상LED(46), 이상LED(47)를 설정된 패턴으로 제어하는 제어수단(40)을 포함하며,
상기 가동대(20)는 내면에 상부단턱(21)과 하부단턱(22)을 이격된 상태로 지지하고, 상부단턱(21)의 하면과 하부단턱(22)의 상면에 각각 C형단자(23)를 구비하며,
상기 가동블록(30)은 상승행정단에서 상면에 마련된 O형접점(31)으로 제1도선(25)에 연통된 통전회로에 전원을 인가하고, 하강행정단에서 하면에 마련된 C형접점(33)으로 제2도선(35)에 연통된 통전회로에 전원을 인가하며,
상기 제어수단(40)은 가동블록(30) 상에서 플러그의 온도와 누전을 검출하기 위한 온도센서(44)와 누전센서(45)를 구비하고, 단자판(15) 상에 온도에 대응하여 전원을 차단하는 바이메탈합금 또는 형상기억합금의 보조수단(50)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 표시를 기반으로 하는 안전형 콘센트.
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