KR19990065899A - 전자접촉기의 리드 스위치를 구비한 보조접점장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보조접점장치에 완전 밀봉구조인 리드 스위치를 채용하므로써 수 천만회의 접점 개폐시에도 접점의 소손이 없도록하여 반영구적으로 접점의 기능이 유지되도록 하므로써, 완벽한 제어기로서의 기능을 갖도록 하기 위한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 커버(1a)와 케이스(1b)로 이루어진 외함(1)과, 상기 커버와 케이스를 조립함에 따라 외함 내부에 고정되는 상·하부의 외부출력단자(5a)(5b)와, 상기 상·하부의 외부출력단자(5a)(5b)에 사이에 설치되는 회로기판(2)과, 상기 상·하부의 외부출력단자와 회로기판을 전기적으로 연결하는 접속단자(19)와, 상기 회로기판 상에 일정간격 이격되어 설치되는 리드 스위치A(3) 및 리드 스위치B(4)와, 전자접촉기의 구동편(6)에 연결되는 돌출부(18)를 갖도록 케이스에 내장되는 크로스바(7)와, 상기 크로스바(7)에 장착되어 크로스바(7)와 함께 이동하면서 리드 스위치A(3)와 대향하여 일정범위 내에 위치함에 따라 리드 스위치A(3)를 온(ON)시키고 크로스바(7)의 이동에 의해 리드 스위치B(4)와 대향하여 일정범위 내에 위치함에 따라 리드 스위치A(3)를 오프(OFF)시키는 대신 리드 스위치B(4)를 온시키도록 각 리드 스위치 주위에 자력선을 형성시키는 영구자석(8)을 포함하여서 됨을 특징으로 하는 전자접촉기의 리드 스위치를 구비한 보조접점장치가 제공된다.

Description

전자접촉기의 리드 스위치를 구비한 보조접점장치

본 발명은 전자접촉기의 리드 스위치를 구비한 보조접점장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미소(微少) 전압, 전류 신호의 전자회로 제어에 적당하도록 고안한 리드 스위치와 영구자석을 채용한 보조접점장치에 관한 것이다.

일반적으로, 보조접점장치는 통상의 제어장치·자동판매기·사무기기·엘리베이터 등과 같이 다량의 전자접촉기를 사용하는 경우, 즉, 전자접촉기의 개폐에 따른 전자회로 제어를 필요로 하는 경우에 사용되는 장치로서, 전자접촉기의 주접점 이외의 추가 접점을 이용하여 전자회로를 제어하기 위한 목적으로 사용된다.

도 1은 종래의 보조접점장치를 나타낸 것으로서, 이를 참조하여 보조접점장치를 설명하면 다음과 같다.

종래에는 접점의 재질로는 동 또는 베릴륨 동을 사용하며, 접촉부위에 Ag도금 처리를하여 접점의 저항을 줄이고 및 융착등으로부터 접점을 보호하는 방식을 채용하여 왔으며, 접점간의 완전한 밀착 및 신뢰성 보완의 수단으로서는 접점간에 접촉압력이 부여되도록 스프링을 추가 부착하는 방식을 채택하여 왔다.

또한, 접점의 온/오프 신호를 외부의 제어회로에 전달해 주기 위해 동판 등의 재질을 사용한 써포터(15)에 접점을 용접 부착하는 방식을 사용하였다.

도 1은 종래의 보조접점장치를 나타낸 것으로서, 크로스바(7)에 상부접점(11)과 하부접점(12)이 설치되고, 크로스바(7) 하부에는 크로스바(7)를 복귀시키는 압축스프링(13)이 설치되며, 크로스바(7) 상에는 접점의 온/오프시 승강하는 써포터(15)의 흔들림을 방지하기 위한 스프링(14)이 설치된다.

이에 따라, 전자접촉기의 구동편(도시는 생략함)과 함께 이동하게 되는 크로스바(7)의 이동에 따라 상부접점(11) 및 하부접점(12)이 움직이면서 접점a 또는 접점b를 선택적으로 온/오프시키게 된다.

즉, 크로스바(7)가 도면상 아랫방향으로 이동하면 상부접점(11)이 상부의 외부출력단자(5a)로부터 떨어지게 되고, 반대로 하부접점(12)은 하부의 외부출력단자(5b)에 붙게 된다.

따라서, 크로스바(7)가 도면상 아래로 이동하면 상부접점(11)을 오프시키는 대신, 하부접점(12)을 온시키게 되며, 크로스바(7)가 도면상 위로 이동하면 하부접점(12)을 오프시키는 대신 상부접점(11)을 온시키게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에서 사용하는 기계식 접점구조의 경우에, 초기에는 수 mΩ의 저항만을 나타내지만, 사용기간, 개폐동작 횟수, 이물질의 유입 및 퇴적으로 인해 수백Ω 이상의 저항을 나타내는 등 저항값을 낮은 값으로 유지하기가 힘들다.

즉, 사용기간 및 개폐동작 횟수가 늘어남에 따라 접점간의 저항이 커져 접점간의 접촉불량이 일어나게 될 우려가 많았으며, 이물질 부착등으로 인해 기계적으로는 접점이 붙어 온상태로 보이나 전기적으로는 오프 상태가 되는 문제점이 있었다.

특히, 미소 전류, 전압을 제어하는 접점으로서는 사용이 불가능하게 되어 제어 장치로서의 구실을 할 수 없게 된다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보조접점장치에 완전 밀봉구조인 리드 스위치를 채용하므로써 수 천만회의 접점 개폐시에도 접점의 소손이 없도록하여 반영구적으로 접점의 기능이 유지되도록 하므로써, 완벽한 제어기로서의 기능을 갖는 전자접촉기의 보조접점장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 보조접점장치를 나타낸 요부 정면도

도 2a는 본 발명의 보조접점장치를 나타낸 것으로서, 접점a가 온되고 접점b가 오프된 상태를 나타낸 정면도

도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ선을 나타낸 단면도

도 3a는 본 발명의 보조접점장치를 나타낸 것으로서, 접점a가 오프되고 접점b가 온된 상태를 나타낸 정면도

도 3b는 도 3a의 Ⅱ-Ⅱ선을 나타낸 단면도

도 4는 도 3a의 Ⅲ-Ⅲ선을 나타낸 평면도로서, 자력선의 영향을 설명하기 위한 도면

도 5는 영구자석의 이동에 따른 접점의 온/오프 변화를 설명하기 위한 개략도

도 6은 두접점간의 거리 L과 절연판과의 관계를 설명하기 위한 개략도

도 7은 본 발명의 다른 실시예로서, 접점을 연장한 상태를 나타낸 정면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a:커버 1b:케이스

2:회로기판 3:리드 스위치A

4:리드 스위치B 5a,5b:외부출력단자

6:전자접촉기의 구동편 7:크로스바

8:영구자석 9:기판상의 절연판

10:자석의 절연판 11:상부접점

12:하부접점 13:압축스프링

14:스프링 15:써포터

16:리드편 17:요입홈

18:돌출부 19:접속단자

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 커버와 케이스로 이루어진 외함과, 상기 커버와 케이스를 조립함에 따라 외함 내부에 고정되는 상·하부의 외부출력단자와, 상기 상·하부의 외부출력단자에 사이에 설치되는 회로기판과, 상기 상·하부의 외부출력단자와 회로기판을 전기적으로 연결하는 접속단자와, 상기 회로기판 상에 일정간격 이격되어 설치되는 리드 스위치A 및 리드 스위치B와, 전자접촉기의 구동편에 연결되는 돌출부를 갖도록 케이스에 내장되는 크로스바와, 상기 크로스바에 장착되어 크로스바와 함께 이동하면서 리드 스위치A와 대향하여 일정범위 내에 위치함에 따라 리드 스위치A를 온(ON)시키고 크로스바의 이동에 의해 리드 스위치B와 대향하여 일정범위 내에 위치함에 따라 리드 스위치A를 오프(OFF)시키는 대신 리드 스위치B를 온시키도록 각 리드 스위치 주위에 자력선을 형성시키는 영구자석을 포함하여서 됨을 특징으로 하는 전자접촉기의 보조접점장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 2a 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음가 같다.

먼저, 도 2a는 본 발명의 보조접점장치를 나타낸 것으로서, 접점a가 온되고 접점b가 오프된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ선을 나타낸 단면도이다.

또한, 도 3a는 접점a가 오프되고 접점b가 온된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 3b는 도 3a의 Ⅱ-Ⅱ선을 나타낸 단면도이다.

본 발명은 커버(1a)와 케이스(1b)로 이루어진 외함(1)과, 상기 커버와 케이스를 조립함에 따라 외함(1) 내부에 고정되는 상·하부의 외부출력단자(5a)(5b)와, 상기 상·하부의 외부출력단자(5a)(5b)에 사이에 설치되는 회로기판(2)과, 상기 상·하부의 외부출력단자와 회로기판을 전기적으로 연결하는 접속단자(19)와, 상기 회로기판 상에 일정간격 이격되어 설치되는 리드 스위치A(3) 및 리드 스위치B(4)와, 전자접촉기의 구동편(6)에 연결되는 돌출부(18)를 갖도록 케이스에 내장되는 크로스바(7)와, 상기 크로스바(7)에 장착되어 크로스바(7)와 함께 이동하면서 리드 스위치A(3)와 대향하여 일정범위 내에 위치함에 따라 리드 스위치A(3)를 온(ON)시키고 크로스바(7)의 이동에 의해 리드 스위치B(4)와 대향하여 일정범위 내에 위치함에 따라 리드 스위치A(3)를 오프(OFF)시키는 대신 리드 스위치B(4)를 온시키도록 각 리드 스위치 주위에 자력선을 형성시키는 영구자석(8)을 포함하여서 구성된다.

이 때, 상기 회로기판(2)의 리드 스위치A(3) 및 리드 스위치B(4) 사이에는 한쪽 스위치의 접점이 온된 상태에서 다른 쪽 접점이 동시에 온되지 못하도록 자력의 영향을 차단하는 절연판(9)이 설치된다.

한편, 상기 크로스바(7)에 장착된 영구자석(8)의 후방에도 자력선의 영향을 차단하는 절연판(10)이 설치된다.

상기에서 리드 스위치A(3) 및 리드 스위치B(4)는 두 개의 리드 스위치를 혼동없이 보다 쉽게 구분하기 위한 것이다.

한편, 일반적으로, 리드 스위치는 자로(磁路)와 접점(接點)을 겸하는 리드편을 비활성 가스등과 함께 유리관 등의 용기에 밀봉한 스위치를 말한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.

먼저, 도 4에서는 영구자석(8)과 리드 스위치간의 자력선 형성에 따른 리드 스위치의 작동을 보여주는 것으로서, 영구자석(8) 주위에는 N극을 나와 S극으로 들어가는 자력선이 형성되고, 이 자력선의 영역은 영구자석(8)의 잔류자속밀도(G)의 크기에 비례하여 형성된다.

또한, 이 자력선의 영역이 리드 스위치로 접근하게 되면, 리드 스위치의 접점이 각각 S극과 N극으로 된다.

즉, 영구자석(8)의 N극쪽의 리드편(16)에는 S극이 형성되고, 영구자석(8)의 N극쪽의 리드편(16)에는 S극이 형성된다.

이렇게 형성된 리드 스위치의 N극과 S극을 이루는 리드편(16)은 서로 당기는 힘의 작용에 의해 서로 달라 붙게 되며, 이에 따라 리드 스위치가 온된다.

또한, 리드 스위치가 온된 상태에서 영구자석(8)이 이동하여 리드 스위치가 영구자석(8)의 자력선 영역 밖으로 멀어지게 되면 리드편(16)에 형성되었던 N 및 S극성이 소멸되고, 이에 따라 자성체인 리드편(16) 자체의 탄성 복원력에 의해 이격되어 리드 스위치가 오프된다.

이러한 영구자석(8)과 리드 스위치간의 거리를 가까이하고 멀리하는 작동을 반복하면 리드 스위치의 접점은 온/오프 동작을 반복하게 된다.

도 5에 L로 나타낸 거리는 가능한 한 최대한 이격시켜주는 것이 바람직하며, 영구자석(8)의 자력이 리드 스위치에 미치는 힘의 크기는 도 5에 D로 나타낸 거리의 제곱에 반비례함을 유의하여 설정하여야 한다.

한편, 영구자석(8)의 이동영역을 도 6에 나타낸 바와 같이, 편의상 5단계로 구분하여 리드 스위치의 접점 온/오프상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 영역(가)에서 영역(마)로 이어지는 영구자석(8)의 이동중 (가),(다),(마)영역에서는 리드 스위치A(3)의 접점과 리드 스위치B(4)의 접점이 모두 오프상태로 된다.

그리고, 도 6의 (나)영역에서는 리드 스위치A(3)의 접점이 온되는 반면 리드 스위치B(4)의 접점이 오프되며, (라)영역에서는 이와는 반대로 리드 스위치A(3)의 접점이 오프되고 리드 스위치B(4)의 접점이 온된다.

사실상, (가)영역과 (마)영역은 설정하지 않는 것이 좋은데, 이는 영역(가)에서 영역(마)까지 1회 왕복운동을 하였을 경우, 리드 스위치A(3)의 접점과 리드 스위치B(4)의 접점이 각각 2회 온/오프 작동을 하게 되어, 불필요한 신호를 출력하게 되는 등 오동작을 나타낼 수가 있기 때문이다.

이 때, 영역(가)와 영역(나)간의 경계와 영역(라)와 영역(마)간의 경계 영역에서는 채터링(chattering) 현상이 자연적으로 유발되기 때문에 영역(나)에서 영역(라)까지의 영역의 크기를 엄밀하게 선정하여 그 영역을 벗어나지 않도록 사용하는 것이 중요하다.

한편, 리드 스위치A(3)와 리드 스위치B(4) 사이에 둔 절연판(9)은 영구자석(8)이 이동하는 동안에 리드 스위치A(3)와 리드 스위치B(4)가 동시에 접점이 온되는 것을 방지하기 위해 이동간의 영구자석(8)의 자력선을 완전 흡수 차단하게 된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예로서, 크로스바(7) 후방에 형성된 요입홈(17)에 또 다른 보조접점 유니트의 크로스바(7)를 연결하므로써, 보조접점의 갯수를 늘릴 수 있도록한 것이다.

즉, 전자접촉기의 구동편(6)에 결합되어 연동하는 보조접점 유니트 후방에 다른 보조접점유니트의 돌출부(18)가 삽입되도록하여 상기 보조접점 유니트들을 차례로 연결하므로써 보조접점의 개수를 필요한 수만큼 늘릴 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 보조접점장치에 완전 밀봉구조인 리드 스위치를 채용한 것이다.

따라서, 본 발명의 보조접점장치는 수 천만회의 접점 개폐시에도 접점의 소손이 없도록하여 반영구적으로 접점의 기능이 유지되므로써, 완벽한 제어기로서의 기능을 갖게 된다.

Claims (4)

1. 커버와 케이스로 이루어진 외함과,

   상기 커버와 케이스를 조립함에 따라 외함 내부에 고정되는 상·하부의 외부출력단자와,

   상기 상·하부의 외부출력단자에 사이에 설치되는 회로기판과,

   상기 상·하부의 외부출력단자와 회로기판을 전기적으로 연결하는 접속단자와,

   상기 회로기판 상에 일정간격 이격되어 설치되는 리드 스위치A 및 리드 스위치B와,

   전자접촉기의 구동편에 연결되는 돌출부를 갖도록 케이스에 내장되는 크로스바와,

   상기 크로스바에 장착되어 크로스바와 함께 이동하면서 리드 스위치A와 대향하여 일정범위 내에 위치함에 따라 리드 스위치A를 온(ON)시키고 크로스바의 이동에 의해 리드 스위치B와 대향하여 일정범위 내에 위치함에 따라 리드 스위치A를 오프(OFF)시키는 대신 리드 스위치B를 온시키도록 각 리드 스위치 주위에 자력선을 형성시키는 영구자석을 포함하여서 됨을 특징으로 하는 전자접촉기의 리드 스위치를 구비한 보조접점장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회로기판의 리드 스위치A 및 리드 스위치B 사이에는 한쪽 스위치의 접점이 온된 상태에서 다른 쪽 접점이 동시에 온되지 못하도록 자력의 영향을 차단하는 절연판이 설치됨을 특징으로 하는 전자접촉기의 리드 스위치를 구비한 보조접점장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 크로스바에 장착된 영구자석의 후방에도 자력선의 영향을 차단하는 절연판이 설치됨을 특징으로 하는 전자접촉기의 리드 스위치를 구비한 보조접점장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 크로스바 후방에 형성된 요입홈에 또 다른 보조접점 유니트의 크로스바의 돌출부가 삽입되어 서로 연결되도록 하므로써, 보조접점의 갯수를 늘릴 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 리드 스위치를 구비한 보조접점장치.