KR200421321Y1 - 접지 확인 스위치 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기장판, 전기요, 전기매트 등의 전열 침구류에 사용되는 접지 확인 스위치에 있어서, 사용자의 신체 일부분을 접촉시켜 전열선의 접지 여부를 확인하는 접지 확인 스위치가 과전압, 스파크에 안전하도록 하기 위한 개선된 구조의 접지 확인 스위치 구조에 관한 것이다. 본 고안의 구성은, 전열 기구에 사용되는 온도조절기의 접지 확인 스위치에 있어서, 사용자의 신체 일부분이 접촉되는 도전성 접촉 버튼, 상기 접촉 버튼의 하방에 위치되며, 상기 접촉 버튼을 누르면 하방으로 이동된 상기 접촉 버튼과 접촉되는 통전 단자, 및 상기 통전 단자가 형성된 회로기판;을 포함하여, 사용자가 가압하는 경우에만 상기 접촉 버튼이 상기 통전 단자와 접촉되는 것을 특징으로 한다.

본 고안은 접촉 버튼이 회로기판의 접촉단자와 이격되어 위치되는 접지 확인 스위치 구조를 제공하므로, 사용시 이외에는 전압이 걸리지 않아, 감전 위험이 감소하고, 내압에 안전하도록 하는 효과를 갖는다.

Description

접지 확인 스위치 구조 {Switch Structure for Checking Ground}

도 1은 종래의 일반적인 접지 확인 플러그를 나타내는 개념도이다.

도 2는 종래의 다른 접지 확인 회로를 나타내는 회로도이다.

도 3은 도 2의 회로가 적용된 전원 코드의 사시도이다.

도 4는 본 고안의 접지 확인 스위치 구조를 나타내는 회로도이다.

도 5는 도 4의 회로가 적용된 스위치 구조를 나타내는 분해 사시도이다.

도 6은 본 고안의 스위치 구조의 동작 상태를 나타내는 단면도이다.

< 도면의 주요 부분의 부호의 설명 >

10 : 케이스 14a : 리미트 저항

14b : 네온관램프 20 : 접촉 버튼

22a : 접촉부 22b : 연장 단자부

24 : 스프링 26 : 스프링 지지구

30 : 회로기판 32 : 통전 단자

본 고안은 전기장판, 전기요, 전기매트 등의 전열 침구류에 사용되는 접지 확인 스위치에 있어서, 사용자의 신체 일부분을 접촉시켜 전열선의 접지 여부를 확인하는 접지 확인 스위치가 과전압, 스파크에 안전하도록 하기 위한 개선된 구조의 접지 확인 스위치 구조에 관한 것이다.

전기를 사용하는 전기기기 중 특히, 인체와 밀접하게 접근되어 사용되는 전기장판, 전기요, 전기매트, 전기찜질기의 경우, 인체에 악영향을 미치는 전자파를 제거하는 것이 중요하며, 이는 주로 전원선 중 일측의 접지 단자에 전기기기의 접지 라인이 연결되도록 하는 방식에 의한다.

일반적으로 플러그는 2개 또는 3개의 단자를 구비하고 있으며, 이 중 하나의 단자는 접지 단자로서 전자파 전기장을 제거하는데 사용하게 된다. 2개의 단자가 있는 플러그의 경우에는, 하나의 단자가 접지되고 나머지 단자로 교류 전류가 흐르며, 3개의 단자를 구비한 플러그의 경우에는 하나의 단자는 접지 단자로서, 나머지 두 개의 단자로는 교류 전류가 흐르게 된다. 그러나 일반적으로는 콘센트 단자에 접지 단자의 표시가 없어, 접지 단자를 제대로 찾아서 접속시키기 위해서는 별도의 수단이 필요하였다.

이러한 종래의 일반 기술을 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 도 1은 종래의 일반적인 접지 확인 플러그를 나타내는 개념도이고, 도 2는 종래의 다른 접지 확인 회로를 나타내는 회로도이며, 도 3은 도 2의 회로가 적용된 전원 코드의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 전원 콘센트(100)에 플러그(110)의 단자(112a, 112b)가 접속되고, 단자(112a, 112b)에 연결된 도선은 전기기기(120)로 연장된다. 이 때, 제1단자(112b)는 교류 전기가 흐르고, 제1단자(112a)는 중성선과 연결된다. 제1단자(112b)는 교류전기를 입력받아 도선을 통하여 전기를 사용하는 기기에 전기 에너지를 공급하고, 제2단자(112a)는 단락전류 차단회로(10)에 연결된다.

접지 확인 회로(114)는 콘센트의 접지 단자와 제2단자(112a)가 올바르게 연결되었는지를 확인하기 위한 것으로 보호용 리미트 저항(114a), 네온관램프(114b) 및 접촉단자(114c)를 포함한다. 리미트 저항(114a)의 한쪽 단은 제2단자(112a)와 연결되며 네온관램프(114b)의 한쪽 단은 리미트 저항(114a)의 다른 한쪽 단과 연결되고, 네온관램프(114b)의 다른 한쪽 단은 접촉단자(114c)와 연결된다.

이와 같이 구성되는 접지 확인 회로(114)는 콘센트의 접지 단자가 제2단자(112a)와 연결되어 있고, 접촉단자(114c)가 손이나 사람의 신체 일부와 접촉되어 있을 경우에는 전류가 흐르지 않으므로 네온관램프(114b)에는 불이 들어오지 않아 콘센트와 플러그가 제대로 연결되어 있다는 것을 의미한다.

그러나, 콘센트의 교류 전기가 흐르는 단자와 플러그의 제2단자(112a)가 연결되어 있고, 접촉단자(114c)가 사람의 신체와 접촉되어 있을 경우에는 교류 전기가 네온관램프(114b)를 통해 흐름으로써 불이 들어오게 되어 콘센트와 플러그가 제대로 연결되어 있지 않다는 표시를 하게 된다.

즉, 사용자가 손으로 접촉단자(114c)를 터치한 상태에서, 콘센트의 접지 단자와 플러그의 제2단자(112a)가 연결될 경우에는 콘센트의 접지단자, 네온관램프 (114b), 접촉단자(114c) 및 사용자의 신체와 대지가 연결되고 따라서 접지 상태의 등전위가 됨으로써 네온관램프(114b에는 불이 켜지지 않는다. 그러나 플러그의 제2단자(112a)를 콘센트의 교류 전기가 흐르는 단자와 연결하면, 콘센트의 단자, 플러그의 제2단자(112a), 네온관램프(114b), 접촉단자(114c), 사용자의 손 및 대지가 연결되어 교류 전기가 네온관램프(114b)로 흘러 불이 켜지게 되어 사용자는 연결이 잘못되었음을 알 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 전력 인입부(212), 전력 출력부(220) 및 전자파 방출 경로 선택부(210)를 구비하고, 전력 인입부(212)는 교류입력단자(212a)(212b)와 접지단자(G)가 노출되게 형성되어 있다. 전력 출력부(220)는 교류입력단자(212a)(212b) 각각과 접속된 교류출력단자(a1)(b2)와 프레임 그라운드 단자(FG)가 형성되어 있다.

전자파 방출 경로 선택부(210)는 프레임 그라운드 단자(FG)를 접지단자(G), 교류입력단자(212a)(212b) 중 어느 하나의 단자와 선택적으로 접속할 수 있도록 되어 있다.

전자파 방출 경로 선택부(210)는 교류단자 선택 스위치(216), 전자파 방출 경로 선택스위치(218) 및 전류 도통 확인부(214)를 구비한다. 교류 단자 선택 스위치(216)는 일단을 교류입력단자(212a)(212b)와 접속된 단자(P)(Q) 중 어느 하나와의 접속을 선택할 수 있도록 되어 있다. 도시된 예에서는 교류 단자 선택 스위치(216)가 정/역 회전에 의해 일단을 교류입력단자(212a)(212b) 중 어느 하나로 접속 할 수 있는 구조의 로터리식 스위치가 적용되었다. R1과 R2는 전류제한 및 전압강하용 저항소자이다.

교류 단자 선택 스위치(21)의 타단(S)은 도전체(23)로 이어지는 제1전류패스경로와 전자파 방출 경로 선택스위치(218)로 이어지는 제2전류패스 경로로 분기되어 있다.

전류 도통 확인부(214)는 제1전류 패스 경로상에 마련된 리미트 저항(214a), 네온관램프(214b) 및 접촉단자 도전체(214c)를 구비한다. 도전체(214c)는 하우징 외측에 로터리식 교류 단자 선택 스위치(216) 하부에 설치되어 있다. 도전체(214c)는 도전성 금속소재로 형성된다.

교류 단자 선택 스위치(216)의 타단(S)으로부터 분기된 제1전류패스경로상에는 도전체(214c)와 직렬상으로 리미트 저항(214a) 및 네온관램프(214b)가 연결되어 있다. 리미트 저항(214a)은 전류제한용이고, 네온관램프(214b)는 도전체(214c)와 접촉된 외부 접지체 또는 인체를 통해 전류 패스경로가 형성되는 지의 유무를 사용자가 확인할 수 있도록 하우징 외측에 노출되게 설치된다.

도전체(214c)로 이어지는 제1전류경로패스는 교류입력단자(212a)(212b) 중 어느 단자가 단상 2선식 전력공급방식의 경우 콜드라인(cold line)인지 또는 단상 3선식의 전력공급방식의 경우 중성 라인(neutral line)라인 인지를 판별할 수 있게 해준다. 사용자는 단상 2선식 전원 콘센트(미도시)에 전력인입부(212)를 접속할 경우 도전체(214c)를 사용자의 손에 접촉시킨 상태에서 네온관램프(214b)가 점등되지 않는 쪽으로 교류 단자 선택 스위치(216)를 조작하면 외부 콜드라인을 전자파 방출 경로 선택스위치(216)를 통해 프레임 그라운드(FG)에 접속시킬 수 있다.

전자파 방출 경로 선택스위치(218)는 프레임 그라운드 단자(FG)를 교류 단자 선택스위치(216)의 타단(S)과 그라운드단자(G)중 어느 하나와의 접속을 선택할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 접지 확인 회로, 구조, 스위치는 외부로 노출된 접촉단자, 도전체 등에 항시 전압이 걸려 있을 수 있게 된다. 즉, 전원을 연결시킨 초기 상태에서 접촉단자, 도전체가 전류 라인(핫라인)과 연결되어 있는 경우에는 접촉단자, 도전체에 항시 전압이 걸려 대전되어 있는 상태가 되며, 사용자가 원하지 않는 경우에도 접촉단자, 도전체에 스치기만 하더라도 신체에 전류가 흐르게 되는 문제점이 있다. 따라서 접지 확인을 위한 경우 이외에는 외부로 노출된 접촉단자, 도전체가 대전되지 않도록 하기 위한 스위치 구조에 대한 필요성이 대두되고 있다.

본 고안은 접지 확인을 위한 스위치의 도전 접촉 부분이 사용자의 확인 동작시 외에는 대전되거나 전압이 걸리지 않도록 하기 위한 스위치 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은, 전열 기구에 사용되는 온도조절기의 접지 확인 스위치에 있어서, 사용자의 신체 일부분이 접촉되는 도전성 접촉 버튼, 상기 접촉 버튼의 하방에 위치되며, 상기 접촉 버튼을 누르면 하방으로 이동된 상기 접촉 버튼과 접촉되는 통전 단자, 및 상기 통전 단자가 형성된 회로기판;을 포함하여, 상기 접촉 버튼이 외부 압력에 의해 하방으로 가압되는 경우에만 상기 통전 단자와 접촉되는 것을 특징으로 한다.

상기 접촉 버튼은 접촉부 및 연장 단자부를 구비하고, 상기 접촉부와 상기 연장 단자부는 상호 통전되도록 연결되며, 상기 연장 단자부는 상기 통전 단자에 근접 위치되어 상기 접촉 버튼의 가압시 상호 접촉되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 접촉 버튼과 상기 회로 기판 사이에는 스프링이 개재되고, 상기 스프링은 상기 접촉 버튼이 상기 회로 기판으로부터 멀어지는 방향으로 지지하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 스프링은 상기 회로기판에 구비되는 스프링 지지구에 의해 지지되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 접촉 연장부는 상기 접촉부의 하방으로 소정 길이만큼 연장 형성되고, 상기 접촉 버튼이 가압되면 상기 회로기판의 상기 통전 단자에 접촉될 수 있도록 이격 위치되는 것을 일 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 도시된 본 고안 구성의 실시례를 참조하여 본 고안의 구성을 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 고안의 접지 확인 스위치 구조를 나타내는 회로도이다. 도 4를 참 조하면, 본 고안의 경우 리미트 저항(14a), 네온관램프(14b)와 사용자의 손이 접촉되는 접촉단자, 도전체 등의 접촉부(22a)와 분리되도록 하는 구조의 스위치형 접촉 버튼(20)을 구비하여, 평상시에는 전원이 공급되더라도 접촉단자, 도전체 등의 접촉부(22a)는 대전되거나, 전압이 걸리지 않게 된다. 이를 구조적으로 보다 상세히 살펴보도록 한다.

도 5는 도 4의 회로가 적용된 스위치 구조를 나타내는 분해 사시도이다. 도 5를 참조하면, 케이스(10)의 일측으로 노출되는 접촉 버튼(22)과 그 하방을 지지하는 스프링(24)이 구비된다. 스프링(24)의 하측의 스프링 지지구(26)에 의해 지지되며, 그 하방에는 회로기판(30)에 형성된 통전 단자(32)가 형성된다.

접촉 버튼(22)은 접촉부(22a)와 연장 단자부(22b)를 구비한다. 접촉부(22a)는 케이스(20)의 외부로 노출되어 손이 접촉되는 부분이고, 연장 단자부(22b)는 접촉부(22a)와 연결되어 하방으로 길게 연장되는 부분이다. 접촉 버튼(22)은 전체가 도금되어, 접촉부(22a)와 연장 단자부(22b)는 상호 통전이 가능하다.

스프링 지지구(26)에 의해 안착되는 스프링(24)은 접촉 버튼(22)을 상방으로 들어 올리게 되고, 상방으로 들어 올려진 접촉 버튼(22)은 케이스(10)와 접촉되면서, 이탈이 방지된다. 스프링(24)은 접촉 버튼(22)의 하방을 상측으로 밀어 들어 올리게 되고, 이 때 접촉 버튼(22)의 연장 단자부(22b)는 회로기판(30)의 통전 단자(32)로부터 일정 간격 이격되어 상방에 위치된다. 스프링 지지구(26)는 내부에 통공이 형성되고,

따라서 평상시에는 접촉 버튼(22)은 어떠한 외부 도전체와 접촉되어 있지 아니하므로, 도전되거나 전압이 걸려 있지 않게 된다. 사용자가 접촉 버튼(22)에 손을 대고 누르면, 접촉 버튼(22)이 스프링(24)을 누르며 하방 이동되고, 연장 단자부(22b)는 하방 이동하면서 회로기판(30)의 통전 단자(32)에 접촉된다. 이 때 통전 단자(32), 연장 단자부(22b), 접촉부(22a), 사용자의 손이 상호 연결되며, 접지 여부를 확인할 수 있게 된다.

도 6은 본 고안의 스위치 구조의 동작 상태를 나타내는 단면도이다. 도 6을 참조하면, (a)는 사용자가 손으로 눌러 접촉 버튼(22)이 하방으로 내려가 통전 단자(32)와 접촉되는 상태를 나타내는 도면이고, (b)는 평상시의 상태를 나타내는 도면이다.

평상시에는 (b)와 같이 접촉 버튼(22)의 연장 단자부(22b)와 통전 단자(32)의 사이가 이격되어 있어, 접촉 버튼(22)에는 아무런 전류가 흐르지 않는 상태로 케이스(10) 쪽에 밀착된다.

사용자가 접지 여부를 확인하고자 하는 경우에는, 케이스(10)의 상방으로 노출되어 있는 접촉 버튼(22)의 접촉부(22a)를 하방으로 누르게 되고, 이 때 연장 단자부(22b)는 하방 이동되면서 회로기판(30)의 통전 단자(32)와 접촉되면서, 네온관램프(14b)의 점멸에 따라 접지 여부를 확인할 수 있게 된다.

이러한 접지 확인 스위치 구조는 전기장판, 전기요, 전열기 등의 온도조절기 에 일체로 형성되는데, 이러한 기구는 콘센트에 플러그를 한 번 꽂으면 장기간 동안 다시 빼거나 하지 않는 것이 일반적이다. 결국, 접지가 제대로 되었는지 여부는, 처음 플러그를 꽂을 때 한 번만 확인하면 될 뿐, 겨울 내내 플러그를 뽑지 않는 한 자주 확인할 필요는 없게 된다.

따라서 접지 확인 스위치는 자주 사용되는 부속이 아니므로, 이러한 부속에 항상 전기가 통전될 수 있도록 구성하는 것은 문제가 있으며, 추후 강화될 전기, 전자 부품 형식 승인의 안전성 측면에도 부적합하게 된다. 안전성을 측정하기 위해 3500V 정도의 고압을 인가하는 경우에, 신체와 접촉할 가능성이 있는 노출된 접지 확인 스위치에 통전이 되면, 감전 등의 위험에 노출될 수 있다. 특히 본 고안에 있어서 연장 단자부와 통전 단자 사이의 간격을 3mm 이상으로만 설정하면, 3500V의 시험 고압 통전시에도 스파크가 발생하지 않게 되므로 충분한 안전성을 확보하게 되며, 접점용량에 대한 고려도 필요 없게 되어 내압시험에 유리한 효과를 갖는다.

경우에 따라서는 내부의 리미트 저항이 파손되어 단락되는 경우에도, 외부 케이스에 노출되는 스위치의 접촉부에는 아무런 전류가 흐르지 않게 되므로, 사용자가 일부러 접촉 버튼을 누르지 않는 한, 감전 사고의 위험이 없게 되는 효과가 있다.

본 고안은 접촉 버튼이 회로기판의 접촉단자와 이격되어 위치되는 접지 확인 스위치 구조를 제공하므로, 사용시 이외에는 전압이 걸리지 않아, 감전 위험이 감 소하고, 내압에 안전하도록 하는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 전열 기구에 사용되는 온도조절기의 접지 확인 스위치에 있어서,

   사용자의 신체 일부분이 접촉되는 도전성 접촉 버튼;

   상기 접촉 버튼의 하방에 위치되며, 상기 접촉 버튼이 하방 이동되면 이동된 상기 접촉 버튼과 접촉되는 통전 단자; 및

   상기 통전 단자가 형성된 회로기판;을 포함하여,

   상기 접촉 버튼이 외부 압력에 의해 하방으로 가압되는 경우에만 상기 통전 단자와 접촉되는 것을 특징으로 하는 접지 확인 스위치 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉 버튼은:

   접촉부 및 연장 단자부를 구비하고,

   상기 접촉부와 상기 연장 단자부는 상호 통전되도록 연결되며,

   상기 연장 단자부는 상기 통전 단자에 근접 위치되어 상기 접촉 버튼의 가압시 상호 접촉되는 것을 특징으로 하는 접지 확인 스위치 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 접촉 버튼과 상기 회로 기판 사이에는 스프링이 개재되고,

   상기 스프링은 상기 접촉 버튼이 상기 회로 기판으로부터 멀어지는 방향으로 지지하는 것을 특징으로 하는 접지 확인 스위치 구조.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 스프링은 상기 회로기판에 구비되는 스프링 지지구에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 접지 확인 스위치 구조.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 접촉 연장부는:

   상기 접촉부의 하방으로 소정 길이만큼 연장 형성되고,

   상기 접촉 버튼이 가압되면 상기 회로기판의 상기 통전 단자에 접촉될 수 있도록 이격 위치되는 것을 특징으로 하는 접지 확인 스위치 구조.

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