KR20050082072A - 회로고장이나 정전 시 리셋할 수 없는 구조의 누전차단콘센트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누전차단 콘센트에 관한 것으로, 특히 누전차단 회로 또는 개폐기구가 고장이 나거나 정전 발생 시 리셋이 불가능한 구조를 갖는 누전차단 콘센트에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명은 하나 이상의 고정접점; 상면의 누름력에 의해 하강하고 탄성체의 복원력에 의해 상승하는 버튼부; 상기 고정 접점과 접촉하여 로드터미널에 전원이 공급되도록 하는 가동접점이 고정되며 상기 버튼부의 승강에 연동되는 래취부; 트립코일을 구비하며, 상기 트립코일에 전류가 흐르면 누름력에 의해 하강되는 상기 버튼부가 록킹되고 상기 트립코일에 전류가 흐르지 않으면 상기 버튼부가 록킹되지 않도록 상기 래취부를 동작시키는 트립코일부;를 포함하여 구성된다.

따라서, 본 발명에 따른 누전차단 콘센트는 사용자의 감전 보호를 위하여 누전차단 콘센트의 고장 시에도 전로를 차단할 수 있고 리셋할 수 없으며, 정전 시에는 전로가 개로됨으로써 정전과 통전이 반복될 때에 발생할 수 있는 전기용품의 고장을 최소하하는데 매우 유용하다.

Description

회로고장이나 정전 시 리셋할 수 없는 구조의 누전차단 콘센트{GFCI receptacles with auto trip function if damaged circuit and/or no power}

본 발명은 누전차단 콘센트에 관한 것으로, 특히 누전차단 회로 또는 개폐기구가 고장이 나거나 정전 발생 시 리셋이 불가능한 구조를 갖는 누전차단 콘센트에 관한 것이다.

콘센트라 함은 플러그에 연결된 전기 부하를 전원에 손쉽게 연결 할 수 있게 하는 기능을 갖는 배선기구이다. 콘센트형 누전 차단기(GFCI : Ground Fault Circuit Interrupter)는 보통 가정용으로 사용되는 콘센트로서, 누설전류, 감전, 단락 사고 발생 시 이를 감지하여 전로를 차단함으로써 안전사고를 미연에 방지하는 기기이다. 현재 일반적으로 적용하고 있는 누전차단기(정격전압 110/220V, 정격부하전류 30A, 정격감도전류 30mA인 것)는 부하측으로 흘러들어가는 전류와 부하에서 흘러나오는 전류의 차를 검출하여 전기회로를 개로하는 구조이다.

이러한 누전차단기는 가정용 분전반이나, 산업용분전반, 배전반에 사용되어 가정용은 AC110-220V의 전기선로에 사용되며, 산업용은 AC220-460V에 사용된다. 그리고, 일반 가정의 경우 정격감도 전류가 30[mA]인 누전차단기가 주로 설치되나 습기가 있는 장소인 목욕탕, 부엌, 세탁실 등에서 전기용품을 취급할 경우는 안전도 증강을 위해 감도전류가 누전차단기 보다 작은 정격감도전류를 갖는 누전차단 장치가 장착된 콘센트(이하 '누전차단 콘센트'라 칭함)가 있다.

공개실용신안공보 실1998-060630등에 개시되어 있는 종래의 누전차단 콘센트는 누전차단 회로가 고장이 나거나 정전 시에도 리셋할 수 있는 구조를 가지고 있다. 상기 공개실용신안공보 실1998-060630에 개시된 누전차단 콘센트의 경우, 트립(TRIP)시에는 솔레노이드에 전원이 인가되고 솔레노이드 조립체가 래취를 당켜준다. 그러나 이러한 구조는 트립시점이 지나면 래취가 원위치 되어 리셋버튼을 누르면 리셋바가 래취를 끌고 올라가서 접점이 닫히게 된다.

이와 같이, 종래의 누전차단 콘센트는 누전차단 회로에 고장이 생긴 경우에 누전차단 콘센트에 연결된 전기용품 등에서 누전이 발생할 수 있다. 누전 발생에 의해 사용자는 감전의 위험이 있으며, 누전차단 기능이 있다는 의식 하에 사용하므로 누전차단 기능이 없는 콘센트 보다 더 큰 피해가 발생할 수 있다. 또한 정전과 통전이 반복될 때에도 전로가 폐로(close) 상태이므로 누전차단 콘센트에 전기적으로 연결되어 있는 전기용품 등의 고장을 초래할 수 있다.

상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 종래의 누전차단 콘센트가 누전차단 기능을 갖는 회로가 고장 시에 누설전류를 차단하지 못하는 단점 및 정전 시에도 전로를 연결하고 있다는 단점을 해결하는 것이다.

따라서 본 발명은 누전차단 회로의 고장 시에도 전로를 차단할 수 있고 리셋되지 않으며, 정전 시에는 전로를 개로함으로써 정전과 통전이 반복될 때에 발생할 수 있는 전기용품의 고장을 방지하는 누전차단 콘센트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일측면은 하나 이상의 고정접점; 상면의 누름력에 의해 하강하고 탄성체의 복원력에 의해 상승하는 버튼부; 상기 고정 접점과 접촉하여 로드터미널에 전원이 공급되도록 하는 가동접점이 고정되며 상기 버튼부의 승강에 연동되는 래취부; 트립코일을 구비하며, 상기 트립코일에 전류가 흐르면 누름력에 의해 하강되는 상기 버튼부가 록킹되고 상기 트립코일에 전류가 흐르지 않으면 상기 버튼부가 록킹되지 않도록 상기 래취부를 동작시키는 트립코일부;를 포함하여 구성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 누전차단 콘센트의 정면도, 배면도 및 측면투시도를 보여주는 도면이다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 누전차단 콘센트는 리셋버튼(20)을 콘센트 전면의 중앙에 위치시켜 공간활용성을 높이고, 후술하는 바와 같이 트립코일(32)에 전원이 인가되어야만 걸림쇠(30)가 걸림위치로 이동하고 리셋가능한 구조이다. 하기의 설명에 있어서, 리셋구조부라 함은 콘센트를 리셋 시키기 위한 주요 구성요소들의 구조를 의미한다. 상기 도 1에서 미 설명한 참조부호 50은 영상변류기(ZCT )이고, 60은 라인터미널(Line terminal)이다.

도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예에 따른 누전차단 콘센트의 요부 분리 측면도 및 평면도를 보여주는 도면이다. 상기 도 2를 참조하면, 리셋구조부는 상면의 누름력에 의해 하강하고 탄성체의 복원력에 의해 상승하는 버튼부와, 상기 가동접점이 고정되며 상기 버튼부의 승강에 연동되는 래취부와, 트립코일을 구비하며, 상기 트립코일에 전류가 흐르고 있는 경우에는, 누름력(또는 리셋동작)에 의해 하강되는 상기 버튼부가 록킹되고 상기 트립코일에 전류가 흐르지 않고 있는 경우에는, 상기 버튼부가 록킹되지 않도록 상기 래취부를 동작시키는 트립코일부를 포함하여 구성된다.

상기 버튼부는 리셋버튼(20)과 리셋 가이드(Reset Guide)(40), 리셋스프링(Reset spring)(21), 리셋 바(Reset bar)(22)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 래취부는 상기 트립코일부에 고정되며 홈이 구비된 래취(Latch)(30)와, 상기 래취(30)가 고정되어 래취의 승강에 연동되는 가동브라켓(Moving contact bracket)(29)과, 상기 가동브라켓(29)에 고정되며 고정 접점과 대응하는 가동형 접점(Moving contact)(28)을 포함하여 구성된다. 여기서 상기 가동브라켓(29)의 돌출부(29a)에 삽입되어 고정접점과 가동접점사이에 텐션을 부여하는 접속스프링(27)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 트립코일부는 트립코일(Solenoid)(32)과, 상기 트립코일에 전류가 흐르는 경우, 코일에 생성되는 자력에 의해 이동하며 상기 래취부와 연동하는 플런저(Plunger)(31)와, 상기 플런저(31)에 삽입되어 트립코일(32)과 플런저(31) 사이에 텐션을 부여하는 플런저 스프링(33)을 포함하여 구성된다. 또한, 두쌍의 로드터미널(Load terminal)인 로드터미널(R)(23), 로드터미널(T)(24), 상기 로드터미널에 연결되는 라인 접점(Line Contact)(25,26)을 구비하여 부하에 전원을 공급하는 구조이다.

도 3은 누전차단 콘센트의 요부 결합도이며, 상기 도 3을참조하면, 소정 전원공급회로(도시하지 않음)로부터 전원이 공급되고, 트립코일(32)에 전류가 흐르면, 코일이 자화되고 자화된 코일의 자계중심으로 플런저(31)가 이동하면서 래취(30)를 당겨주게(여기서, 상기 트립코일(32)이 플런저 및 래취를 밀어주고 있는 구조도 가능함은 물론이다.)된다. 또한 상기 트립코일(32)에 전류가 흐르지 않게 되면, 상기 플런저 스프링(33)의 복원력에 의해 래취(30)가 밀리므로 트립상태가 된다.

먼저, 통전시의 리셋 구조의 동작을 보다 상세히 설명하면, 2쌍의 로드터미널 사이에 위치하는 리셋버튼(20)이 눌려지면, 리셋 가이드(40)의 지지에 의해 리셋 바(22)에 삽입된 리셋스프링(21)이 눌려지면서 리셋 바(22)의 걸림턱(22a)이 아래로 내려가 도 4에 도시한 바와 같이 래취(30)에 걸린 상태가 된다. 이와같이 된 상태에서 리셋버튼(20)의 상면에 가해지는 누름력이 해제되면, 상기 리셋스프링(21)의 복원력에 의해 리셋 바(22)가 상승하게되고, 이에 따라 걸림턱(22a)에 걸려 있는 래취(30) 및 가동 브라켓(29)이 함께 상승하게 된다. 따라서, 상기 가동 브라켓(29)의 양단부에 의해 떠받쳐 있는 4개의 가동형 접점(28)은 고정접점(A,B) 및 라인 접점(25,26)에 각각 맞붙게 된다.

상기 리셋스프링(21)의 복원력을 조절함으로써, 래취(30) 및 가동 브라켓(29)의 상승 거리를 조절할 수 있으며, 바람직하게는 로드터미널의 라인 접점(25,26)과 접촉하면 약간 더 올라가 텐션을 유지할 수 있도록 조절한다. 리셋 스프링의 복원력을 상기와 같이 조절함으로써, 접촉 단자의 접촉압력을 강하게 만들고 이에 따라 접촉저항에 의한 발열을 방지할 수 있다. 또한, 빈번한 사용 및 장기 사용으로 인한 접촉 압력의 감소를 막을 수 있는 이점이 있다.

본원 발명의 실시예에 따른 리셋 구조는 가동 브라켓의 돌출부(29a)에 삽입되는 접속 스프링(27)의 텐션으로 가동형 접점(28) 및 고정접점(A,B) 라인접점(25,26)의 접촉단자가 균일하게 접촉될 수 있다.

다음으로, 회로 고장이나 정전 시의 리셋 구조의 동작을 살펴보면, 소정 누전감지 회로(도시하지 않음)로부터 트립신호가 발생하거나, 소정 트립 버튼에 의해 트립신호가 가해지거나, 회로고장 또는 정전에 의해, 트립코일(32)에 전류가 흐르지 않게 되면, 플런저(31)에 삽입되어 있는 플런저 스프링(33)의 복원력에 의해 플런저(31)가 복원된다. 따라서, 래취의 홈(30a)에 걸려있던 리셋 바의 걸림턱(22a) 이 빠지면서, 리셋스프링(21)의 복원력에 의해 리셋 바(22) 및 리셋버튼(20)이 복원하고, 접속 스프링(27)의 복원력에 의해 가동접점(28) 및 브라켓(29)이 복귀한다. 여기서, 본원 발명의 실시예에 따른 리셋 구조는 상기 접속 스프링(27)의 부가에 의해 접점의 open도 보다 빨라지게 된다. 상기 리셋버튼의 복귀에 의해 가동브라켓(29)은 하강하게 되고 따라서, 가동형 접점(28)또한 하강하므로 전원의 공급은 차단되게 된다.

이와같이 동작하므로, 상기 트립코일(32)에 전류가 흐르지 않으면 플런저 스프링(33)이 상기 래취(30)를 밀고 있으므로, 트립상태가 되고, 이 상태에서는 리셋버튼을 눌러도 도 5에 도시한 바와 같이, 래취에 있는 홈에 통해서 리셋 바의 걸림턱(22a)이 걸리지 않게 된다.

도 6a 내지 6e는 로드 터미널, 고정 접점 및 가동 접점의 구성예를 보여주는 도면이다. 상기 도 6a는 로드터미널(24)과 로드터미널(23)의 내측에 위치하는 고정 접점의 2열 접속 구조도 및 측면도이고, 상기 도 6b는 외측2열 접속 구조도 및 측면도를 보여주는 도면이다. 상기 도 6a, 도 6b에 도시된 바와 같이, 로드터미널에 접점을 내,외로 배치하여 최소공간 배치와 라인터미널에 최근거리 배치가 되도록 구성할 수 있다. 또한, 도 6c에 도시된 바와 같이, 일자형의 접점을 배치하는 것이 가능하다. 그 밖에, 도 6d, 도 6e에 도시된 바와 같이, 접점이 로드터미널의 내측 및 외측에 위치하도록 구성할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 또한, 위에서는 가로형 콘센트를 중심으로 설명하였으나, 상술한 리셋 구조는 도 7a 내지 도 7d에 도시한 수직형 220V 콘센트 및 도 8a 내지 도 8d에 도시된 1구에 4개의 칼받이를 갖는 콘센트에 적용 가능함은 물론이다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 누전차단 콘센트는 활선 시 및 누전차단 회로가 정상으로 동작하고 있는 상태에서만 접점을 리셋 할 수 있는 이점이 있다.

즉 트립코일에 전류가 흐르지 않으면 플런저 스프링이 상기 래취를 밀고 있으므로, 트립상태가 되고, 이 상태에서는 리셋버튼을 눌러도 래취에 있는 홈을 통해서 리셋 바의 걸림턱이 걸리지 않게 된다.

따라서, 본 발명은 콘센트를 사용하는 사용자의 감전 보호를 위하여 누전차단 콘센트의 고장 시에도 전로를 차단할 수 있고 리셋할 수 없으며, 정전 시에는 전로가 개로됨으로써 정전과 통전이 반복될 때에 발생할 수 있는 전기용품의 고장을 최소하하는데 유용하다.

또한, 누전차단 콘센트의 구조에 있어서도 리셋버튼을 2쌍의 전극 중앙에 위치시킴으로써, 공간활용을 극대화 시킨 이점이 있다.

마지막으로, 접속 스프링의 부가로 인해, 리셋버튼의 복원이 보다 더 신속하게 이뤄지는 장점이 있다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 누전차단 콘센트의 정면도,

도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 누전차단 콘센트의 배면도,

도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 누전차단 콘센트의 측면 투시도,

도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 누전차단 콘센트의 우측면 투시도,

도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예에 따른 누전차단 콘센트의 요부 분리 측면도 및 평면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 누전차단 콘센트의 요부 결합도,

도 4는 도 3에 도시된 리셋 바의 걸림턱이 래취에 걸린 상태를 보여주는 도면,

도 5는 도 3에 도시된 리셋 바의 걸림턱이 래취의 홈을 통과하는 상태를 보여주는 도면,

도 6a는 로드 터미널의 내측 2열 접속 구조도 및 접속 측면 구조도,

도 6b는 로드 터미널의 외측 2열 접속구조도 및 접속 측면 구조도,

도 6c는 로드 터미널의 일자형 접속 구조도 및 접속 측면 구조도,

도 6d는 로드 터미널의 내,외측 2열 접속 구조도 및 접속 측면 구조도,

도 6e는 로드 터미널의 내,외측 2열 접속 구조도 및 접속 측면 구조도,

도 7a 내지 도 7d는 수직형 220V 콘센트의 정면도, 배면도, 측면 투시도, 우측면 투시도,

도 8a 내지 도 8d는 1구에 4개의 칼받이를 갖는 콘센트의 정면도, 배면도, 측면투시도, 우측면 투시도이다.

Claims (5)

1. 누전차단 기능과 리셋 기능을 가지는 콘센트에 있어서,

   하나 이상의 고정접점;

   상면의 누름력에 의해 하강하고 탄성체의 복원력에 의해 상승하는 버튼부;

   상기 고정 접점과 접촉하여 로드터미널에 전원이 공급되도록 하는 가동접점이 고정되며 상기 버튼부의 승강에 연동되는 래취부;

   트립코일을 구비하며, 상기 트립코일에 전류가 흐르면 누름력에 의해 하강되는 상기 버튼부가 록킹되고 상기 트립코일에 전류가 흐르지 않으면 상기 버튼부가 록킹되지 않도록 상기 래취부를 동작시키는 트립코일부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 누전차단 콘센트.
2. 제1항에 있어서, 상기 버튼부는

   리셋버튼과,

   상기 리셋버튼의 누름력에 의해 하강하며 걸림턱이 구비된 리셋 바와,

   상기 리셋 바에 삽입되어 상기 리셋버튼을 상향탄지하는 리셋 스프링을 포함함을 특징으로 하는 누전차단 콘센트.
3. 제1항에 있어서, 상기 래취부는

   상기 트립코일부에 고정되며 홈이 구비된 래취와,

   상기 래취가 고정되어 래취의 승강에 연동되는 가동브라켓과,

   상기 가동브라켓에 고정되며 고정 접점과 대응하는 가동 접점을 포함함을 특징으로 하는 누전차단 콘센트.
4. 제3항에 있어서, 상기 가동브라켓의 돌출부에 삽입되어 고정접점과 가동접점사이에 텐션을 부여하는 접속스프링을 더 포함함을 특징으로 하는 누전차단 콘센트.
5. 제1항에 있어서, 상기 트립코일부는

   트립코일과,

   상기 트립코일에 전류의 흐름여부에 따라 이동하며 상기 래취부와 연동하는 플런저와,

   상기 플런저에 삽입되어 트립코일과 플런저 사이에 텐션을 부여하는 플런저 스프링을 포함함을 특징으로 하는 누전차단 콘센트.