WO2021085821A1

WO2021085821A1 - 스위치 모듈

Info

Publication number: WO2021085821A1
Application number: PCT/KR2020/011104
Authority: WO
Inventors: 조재민
Original assignee: (주)에네스산전
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2021-05-06
Also published as: KR102128071B1

Abstract

본 발명은 스위치 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기제어회로 조작에 사용되는 푸시버튼스위치 및 셀렉터스위치와 외부 전기회로 또는 부품을 포함한 장치를 원터치 작업으로 연결시킬 수 있으면서도 스위치 종류 및 개수의 확장은 물론 다양하게 배열 가능하도록 된 스위치 모듈에 관한 것이다.

Description

스위치 모듈

본 발명은 스위치 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기제어회로 조작에 사용되는 푸시 버튼스위치 및 셀렉터스위치와 외부 전기회로 또는 부품을 포함한 장치를 원터치 작업으로 연결할 수 있으면서도 스위치 종류 및 개수의 확장은 물론 다양하게 배열 가능하도록 된 스위치 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 릴레이 또는 전자접촉기를 사용하는 전기 제어반(제어회로)는 회로를 전기적으로 연결하는 전자식 접촉기(Magnetic Contactor), 또는 릴레이(Relay)를 시퀀스로 구동하는 것과 사람이 수동으로 조작하는 방식을 사용하고 있다.

이때, 사람과 연결고리 역할(Human Machine Interface ; HMI)을 하는 것이 제어반 도어(Door)에 설치된 스위치와 표시등이다. 이때, 상기 스위치로는 푸시버튼스위치(Push-Button Switch(누름스위치))와 셀렉터스위치(Selector Switch(선택스위치))가 있다.

전기 조작에서 릴레이 전자접촉기는 전기로 구동하는 장치와 전동기의 On-Off를 담당하며, 이때, 푸시버튼스위치는 운전/정지를 명령하고 셀렉터스위치는 자동-수동 운전을 선택하며, 운전ㆍ정지ㆍ이상 상태를 램프로 나타내 주는 조작 및 표시 장치로 구성된다.

상기와 같이, 종래의 전기 제어반(제어회로)는 선택스위치와 운전과 정지 및 복귀를 위한 푸시버튼스위치로 구성되어 전기 제어반 도어 전면에 부착되는데, 이때, 셀렉터스위치와 푸시버튼스위치를 제어선으로 연결하여 회로 구성을 한다.

즉, 푸시버튼스위치는 외부의 인위적인 누름을 스위치로 연결하여 전기적인 회로 결선이 이루어지도록 하고, 셀렉터 스위치는 회전의 위치에 따라 스위칭 동작하도록 하는데, 상기 각 스위치 연결 부분은 전기적으로 연결하는 단자로 되어 있으며, 압착단자를 사용하여 전선의 피복을 벗겨낸 부분에 압착단자를 넣고, 단자가 전선으로부터 탈리되지 않게 압착기로 압착한 후, 스위치 단자에 스크류로 연결하는 것이 보통이다.

그러나, 상기와 같이 압착단자와 전선을 통해 연결할 경우, 전선의 절연 탈피 작업과 넘버링 튜브작업을 하고, 이 둘을 결합하는 압착작업을 한 후에 압착단자를 스위치의 단자대에 연결하는 작업을 거쳐야 하므로, 그 작업이 매우 번거롭고 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

즉, 셀렉터스위치와 푸시버튼스위치를 전기 제어반의 도어(DOOR)에 부착하고 이것들과 전기적인 회로 구성을 위해 배선 작업을 하여야 하는데, 이러한 방식으로 작업을 할 경우 각 스위치 단자에 배선 및 결선을 위한 작업인 제어선 절단작업, 피복 벗기기, 제어선 단말처리, 넘버링 튜브, 압착단자 물림, 단자대 접속 작업을 수행하여야 하며, 이는 비교적 단순작업이지만 적지 않은 시간이 소요되고 가끔 오배선되는 경우도 발생하게 되는 문제점이 있다.

참고로, 도 1은 종래 푸시버튼스위치의 단면 구조를 도시한 것이다.

상기와 같은 전기 제어반의 스위치 모듈과 관련된 선행 문헌은 다음과 같다.

문헌 1 : 대한민국등록특허공보 제10-0317788호(출원일 : 1997.08.23.)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로, 전기제어회로 조작에 사용되는 푸시버튼스위치 및 셀렉터스위치와 외부 전기회로 또는 부품을 포함한 장치를 원터치 작업으로 연결할 수 있으면서도 스위치 종류 및 개수의 확장은 물론 다양하게 배열 가능하도록 된 스위치 모듈을 제공하는 것에 목적을 두고 있다.

상기와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은 스위칭수단(112)이 수용된 스위치블록(111)의 후방에 형성되는 슬릿(113) 및 상기 스위칭수단(112)과 전기적으로 연결된 상태로 슬릿(113)을 횡단하면서 탄발가압력과 전기적 접속점을 제공하는 다수의 탄발접속수단(114)을 포함하는 스위치(110); 외부 전기회로 또는 부품을 포함한 장치와 전선 연결되는 외부접속수단(121)과 상기 탄발접속수단(114)의 탄발 고정 접속부위를 제공하는 접속수단(122) 및 상기 외부접속수단(121)과 각 접속수단(122)을 연결하는 패턴이 배치 설계된 인쇄회로기판(120); 을 포함하고, 상기 스위치(110)의 슬릿(113)에 인쇄회로기판(120)이 끼워지는 것에 의해, 상기 탄발접속수단(114)이 접속수단(122)과 전기적 도통 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 스위치(110)는 전기 제어반에 적용되는 푸시버튼 스위치와 셀렉터 스위치를 포함한 스위치이거나, 램프 또는 알람용 부저인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 스위치(110)를 구성하는 슬릿(113)은 스위치블록(111)의 후방에 수평 또는 수직으로 형성되는 인쇄회로기판(120)의 슬라이드 홈으로 이루어지거나, 스위치블록(111)을 관통하는 슬라이드 홀로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 스위치(110)를 구성하는 탄발접속수단(114)은 상기 스위칭수단(112)의 단자와 각각 연결된 스프링의 선단부에 마련된 접속볼로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 인쇄회로기판(120)은 단일의 스위치(110)에 접속되거나, 상기 스위치(110) 복수개가 1열로 배치 접속되거나, 상기 스위치(110) 복수개가 2열로 배치 접속되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 인쇄회로기판(120)을 구성하는 접속수단(122)은 기판 양측 면을 관통하여 전기적 도통 경로를 형성하는 스루홀(Through-hole)인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제해결수단에 의한 본 발명은 전기제어회로 조작에 사용되는 푸시버튼스위치 및 셀렉터스위치와 외부 전기회로 또는 부품을 포함한 장치를 원터치 작업으로 연결시킬 수 있도록 하여 작업성을 향상시키고, 스위치 종류 및 개수를 다수로 다양하게 배열할 수 있도록 하여 확장성 및 배치 설계의 다각화를 향상시키는 효과를 얻는다.

또한, 본 발명은 압착 터미널이 없는 스위치를 개발하여 배선 작업 공수를 줄임으로써 인건비 절감을 통한 원가절감과 품질 향상, 단납기 대응을 쉽게 할 수 있도록 하며, 노동집약형 산업이 쇠퇴하는 4차 산업혁명 시대인 고임금 저인력 시장환경에서 작업 시간의 단축을 통한 전기제어반 기술의 혁신을 이끌어내는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 종래 푸시버튼스위치의 구조를 도시한 조립 단면도.

도 2는 본 발명에 의해 이루어지는 전기 제어반의 운전, 정지 회로도.

도 3은 본 발명의 스위치 모듈 구성(단일 스위치 모듈)을 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 스위치 모듈 구성(단일 스위치 모듈)을 좀 더 구체적으로 도시한 분리 사시도.

도 5는 본 발명의 슬라이드 접속 상태를 도시한 부분 확대를 포함한 단면도.

도 6은 본 발명의 탄발 접속 상태를 도시한 부분 확대 단면도.

도 7은 본 발명의 다른 스위치 모듈 구성(1열 다수의 스위치 모듈)을 도시한 사시도.

도 8은 본 발명의 다른 스위치 모듈 구성(1열 다수의 스위치 모듈)을 좀 더 구체적으로 도시한 분리 사시도.

도 9는 본 발명의 또 다른 스위치 모듈 구성(1열 다수의 스위치 모듈)을 도시한 사시도.

도 10은 본 발명의 또 다른 스위치 모듈 구성(2열 다수의 스위치 모듈)을 도시한 사시도.

도 11은 본 발명의 다른 스위치 모듈 구성(2열 다수의 스위치 모듈)을 좀 더 구체적으로 도시한 분리 사시도.

이와 같이 제시하는 첨부 도면을 참고로 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명인 스위치모듈(100)은 첨부 도면 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 스위칭수단(112)이 수용된 스위치블록(111)의 후방에 형성되는 슬릿(113) 및 상기 스위칭수단(112)과 전기적으로 연결된 상태로 슬릿(113)을 횡단하면서 탄발가압력과 전기적 접속점을 제공하는 다수의 탄발접속수단(114)을 포함하는 스위치(110); 외부 전기회로 또는 부품을 포함한 장치와 전선 연결되는 외부접속수단(121)과 상기 탄발접속수단(114)의 탄발 고정 접속부위를 제공하는 접속수단(122) 및 상기 외부접속수단(121)과 각 접속수단(122)을 연결하는 패턴이 배치 설계된 인쇄회로기판(120); 을 포함하고, 상기 스위치(110)의 슬릿(113)에 인쇄회로기판(120)이 끼워지는 것에 의해, 상기 탄발접속수단(114)이 접속수단(122)과 전기적 도통 상태를 유지하는 것일 수 있다.

참고로, 도 2의 회로도는 모터 기동반에 적용되는 전기 제어반의 운전, 정지 회로도이다.

여기서, 본 발명 중 상기 스위치(110)는 전기 제어반에 적용되는 푸시버튼 스위치와 셀렉터 스위치를 포함한 스위치일 수 있으며, 그 외에 램프 또는 알람용 부저일 수도 있다.

상기 스위치(110)를 구성하는 스위치블록(111)은 버튼 조작에 의해 접점 동작하는 스위칭수단(112)을 수용하는 케이스일 수 있다.

또한, 상기 스위치(110)를 구성하는 스위칭수단(112)은 버튼의 누름 동작에 의해 접점 동작하면서 전기적으로 도통과 차단 상태가 전환되는 단자로 이루어진 것일 수 있다.

또한, 상기 스위치(110)를 구성하는 슬릿(113)은 스위치블록(111)의 후방에 수평 또는 수직으로 형성되어, 인쇄회로기판(120)에 대한 슬라이드 홈으로 이루어진 것일 수도 있고, 스위치블록(111)을 수평 또는 수직으로 관통 형성되어, 인쇄회로기판(120)에 대한 슬라이드 홀로 이루어진 것일 수도 있다.

이때, 상기 슬릿(113)의 마주하는 면 중 탄발접속수단(114)이 돌출되는 타측 면에는 첨부 도면 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(120)을 탄발접속수단(114) 방향으로 가압하여 고정시키는 탄발체(115)가 더 마련될 수도 있다.

또한, 상기 스위치(110)를 구성하는 탄발접속수단(114)은 첨부 도면 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 스위칭수단(112)의 단자와 각각 연결된 스프링의 선단부에 마련된 접속볼로 이루어진 것일 수 있다.

상기와 같은 스위치(110)의 스위치블록(111)에 형성된 슬릿(113)에 인쇄회로기판(120)이 인서트 접속된 후, 나사 관통 체결에 의해 인쇄회로기판(120)이 슬릿(113)에 고정될 수도 있다.

한편, 본 발명 중 상기 인쇄회로기판(120)은 단일의 스위치(110)에 접속되는 것일 수도 있고, 첨부 도면 도 7과 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 스위치(110) 복수개가 1열로 배치되도록 장축과 단축을 가지는 것일 수도 있으며, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 스위치(110) 복수개가 2열로 배치되도록 장축과 단축의 확장형으로 이루어진 것일 수도 있다.

상기 인쇄회로기판(120)을 구성하는 외부접속수단(121)은 하니스(harness) 커넥터(포트)일 수 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판(120)을 구성하는 접속수단(122)은 기판 양측 면을 관통하여 전기적 도통 경로를 형성하는 스루홀(Through-hole)일 수 있다.

상기와 같은 인쇄회로기판(120)은 스위치(110)가 슬라이드 접속되는 위치의 양단에 스위치(110)의 정 위치 결합을 유도하도록 평행하게 돌출 형성되는 가이더(123)가 더 마련될 수 있다.

이와 같이 되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 첨부 도면 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 스위칭수단(112)이 수용된 스위치블록(111)의 후방에 형성되는 슬릿(113) 및 상기 스위칭수단(112)과 전기적으로 연결된 상태로 슬릿(113)을 횡단하면서 탄발가압력과 전기적 접속점을 제공하는 다수의 탄발접속수단(114)을 포함하는 스위치(110); 외부 전기회로 또는 부품을 포함한 장치와 전선 연결되는 외부접속수단(121)과 상기 탄발접속수단(114)의 탄발 고정 접속부위를 제공하는 접속수단(122) 및 상기 외부접속수단(121)과 각 접속수단(122)을 연결하는 패턴이 배치 설계된 인쇄회로기판(120); 을 포함하고, 상기 스위치(110)의 슬릿(113)에 인쇄회로기판(120)이 끼워지는 것에 의해, 상기 탄발접속수단(114)이 접속수단(122)과 전기적 도통 상태를 유지하는 스위치 모듈(100)이다.

여기서, 본 발명 중 상기 스위치(110)는 전기 제어반에 적용되는 푸시버튼 스위치와 셀렉터 스위치를 포함한 스위치인 것이 바람직하다. 그러나 반드시 이에 한정되지 않고 전기 제어반을 구성하는 램프 또는 알람용 부저도 적용될 수 있다.

이와 같이 되는 본 발명은 전기제어회로 조작에 사용되는 푸시버튼스위치 및 셀렉터스위치와 외부 전기회로 또는 부품을 포함한 장치를 원터치 작업으로 연결시킬 수 있도록 하여 작업성을 향상시키고, 스위치 종류 및 개수를 다수로 다양하게 배열할 수 있도록 하여 확장성 및 배치 설계의 다각화를 향상시키는 것이 가능하다.

상기 스위치(110)를 구성하는 슬릿(113)은 스위치블록(111)의 후방에 수평 또는 수직으로 형성되어, 인쇄회로기판(120)에 대한 슬라이드 홈을 이루는 것이 바람직하다.

이와 같이 되면, 상기 인쇄회로기판(120)에 대해 스위치(110)를 원터치에 의해 착탈이 용이하게 이루어지도록 한다.

또한, 첨부 도면 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 장축과 단축을 가지는 인쇄회로기판(120)에 다수의 스위치(110)를 필요에 따라 나란히 끼움 접속시키거나, 선택적으로 필요에 따라 스위치(110)를 탈리시키는 등 사용자의 요구에 따라 다채롭게 스위치(110)의 배열이 가능하도록 한다.

또한, 본 발명의 상기 스위치(110)를 구성하는 슬릿(113)은 스위치블록(111)의 후방에 수평 또는 수직으로 관통 형성되어, 인쇄회로기판(120)에 대한 슬라이드 홀을 이루는 것도 바람직하다.

이때, 상기 슬릿(113)의 마주하는 면 중 탄발접속수단(114)이 돌출되는 타측 면에는 첨부 도면 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(120)을 탄발접속수단(114) 방향으로 가압하여 고정시키는 탄발체(115)가 더 마련되는 것이 바람직하다.

이와 같이 되면, 상기 슬릿(113)에 인쇄회로기판(120)이 인서트 된 상태에서 탄발체(115)가 인쇄회로기판(120)을 상기 탄발접속수단(114) 방향으로 밀어서 상호 견고한 전기적 접속 및 고정력을 유지시키는 것이 가능하다.

이때, 상기 탄발체(115)는 만곡 돌출되는 판스프링으로서 절연체 부도체인 것이 바람직하다.

또한, 상기 스위치(110)를 구성하는 탄발접속수단(114)은 첨부 도면 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 스위칭수단(112)의 단자와 각각 연결된 스프링의 선단부에 마련된 접속볼로 이루어지는 것이 바람직하나, 탄성을 갖는 핀 타입의 터미널로 대체되는 것도 바람직하다.

이때, 상기 스프링은 스위치블록(111) 내에 위치하고, 상기 접속볼의 일부는 스위치블록(111) 내 2/3 부분에 위치한 상태에서 일부분 즉 1/3 부분만 상기 슬릿(113)의 공간으로 돌출되어야만 접속볼이 스위치블록(111)으로부터 이탈하지 않게 된다.

상기와 같은 스위치(110)의 스위치블록(111)에 형성된 슬릿(113)에 인쇄회로기판(120)이 인서트 접속된 후, 나사 관통 체결에 의해 인쇄회로기판(120)이 슬릿(113)에 견고히 고정되도록 하는 것도 바람직하다.

한편, 본 발명 중 상기 인쇄회로기판(120)은 단일의 스위치(110)에 접속되는 것일 수도 있고, 첨부 도면 도 7과 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 스위치(110) 복수개가 1열로 배치되도록 장축과 단축을 가지는 것일 수도 있으며, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 스위치(110) 복수개가 2열로 배치되도록 장축과 단축의 확장형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 되면, 앞서 언급한 바와 같이, 전기제어회로 조작에 사용되는 푸시버튼스위치 및 셀렉터스위치와 외부 전기회로 또는 부품을 포함한 장치의 종류 및 개수를 다수로 다양하게 배열할 수 있도록 하여 확장성 및 배치 설계의 다각화를 향상시키는 것이 가능하다.

상기 인쇄회로기판(120)을 구성하는 외부접속수단(121)은 하니스(harness) 커넥터(포트)로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 전기적 연결을 용도별, 전기적 특성별로 분류하여 배선들을 커넥터화함으로써, 한 번에 연결하여 작업성, 안정성, 시인성을 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 인쇄회로기판(120)을 구성하는 접속수단(122)은 기판 양측 면을 관통하여 전기적 도통 경로를 형성하는 스루홀(Through-hole)로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 상기 탄발접속수단(114)을 구성하는 접속볼의 일부가 접속수단(122)인 스루홀에 탄발적으로 끼워져, 접속력과 함께 고정력을 발생시켜 별도의 고정수단 없이도 고정이 이루어지도록 한다.

상기와 같은 인쇄회로기판(120)은 스위치(110)가 슬라이드 접속되는 위치의 양단에 스위치(110)의 정 위치 결합을 유도하도록 평행하게 돌출 형성되는 가이더(123)가 더 마련되는 것이 바람직하다.

이와 같이 되면, 상기 인쇄회로기판(120)에 스위치블록(111)을 끼워 접속시킬 때, 상기 돌출된 가이더(123)가 스위치블록(111)의 양 측면을 지지하면서 슬라이드를 유도하여 정확한 위치에 슬라이드 접속이 이루어지도록 한다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.

그 밖에도, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

스위칭수단(112)이 수용된 스위치블록(111)의 후방에 형성되는 슬릿(113) 및 상기 스위칭수단(112)과 전기적으로 연결된 상태로 슬릿(113)을 횡단하면서 탄발가압력과 전기적 접속점을 제공하는 다수의 탄발접속수단(114)을 포함하는 스위치(110);

외부 전기회로 또는 부품을 포함한 장치와 전선 연결되는 외부접속수단(121)과 상기 탄발접속수단(114)의 탄발 고정 접속부위를 제공하는 접속수단(122) 및 상기 외부접속수단(121)과 각 접속수단(122)을 연결하는 패턴이 배치 설계된 인쇄회로기판(120); 을 포함하고,

상기 스위치(110)의 슬릿(113)에 인쇄회로기판(120)이 끼워지는 것에 의해, 상기 탄발접속수단(114)이 접속수단(122)과 전기적 도통 상태를 유지하는 것,

을 특징으로 하는 스위치 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 스위치(110)는,

전기 제어반에 적용되는 푸시버튼스위치와 셀렉터스위치를 포함한 스위치이거나, 전기 제어반의 구성 요소인 램프 또는 알람용 부저인 것,

을 특징으로 하는 스위치 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 스위치(110)를 구성하는 슬릿(113)은,

상기 스위치블록(111)의 후방에 수평 또는 수직으로 형성되어, 인쇄회로기판(120)에 대한 슬라이드 홈으로 이루어진 것,

을 특징으로 하는 스위치 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 스위치(110)를 구성하는 슬릿(113)은,

상기 스위치블록(111)을 수평 또는 수직으로 관통 형성되어, 인쇄회로기판(120)에 대한 슬라이드 홀로 이루어진 것,

을 특징으로 하는 스위치 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 슬릿(113)의 마주하는 면 중 탄발접속수단(114)이 돌출되는 타측 면에는 상기 인쇄회로기판(120)을 탄발접속수단(114) 방향으로 가압하여 고정시키는 탄발체(115)가 더 마련된 것,

을 특징으로 하는 스위치 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 스위치(110)를 구성하는 탄발접속수단(114)은,

상기 스위칭수단(112)의 단자와 각각 연결된 스프링의 선단부에 마련된 접속볼로 이루어진 것,

을 특징으로 하는 스위치 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 인쇄회로기판(120)은,

단일의 스위치(110)에 접속 결합되는 것,

을 특징으로 하는 스위치 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 인쇄회로기판(120)은,

상기 스위치(110) 복수개가 1열로 배치되도록 장축과 단축을 가지는 것,

을 특징으로 하는 스위치 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 인쇄회로기판(120)은,

상기 스위치(110) 복수개가 2열로 배치되도록 장축과 단축의 확장형으로 이루어진 것,

을 특징으로 하는 스위치 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 인쇄회로기판(120)을 구성하는 접속수단(122)은,

기판 양측 면을 관통하여 전기적 도통 경로를 형성하는 스루홀인 것,

을 특징으로 하는 스위치 모듈.