KR100507652B1

KR100507652B1 - 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이

Info

Publication number: KR100507652B1
Application number: KR10-2003-0050991A
Authority: KR
Inventors: 이종찬
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-08-10
Also published as: KR20050011921A

Abstract

본 발명은 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 전원이 인가된 상태에서 릴레이의 내부접점들 사이에서 발생되는 아크방전으로 접점표면이 손상되는 것을 방지하여 접점의 전도성이 저하되는 것을 감소시킬 수 있는 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이에 관한 것이다.

본 발명의 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이는, 가동부에 의하여 상하 이동하며 전원단자가 구비된 가동부접점과, 상기 가동부접점과 접촉되어 통전되며 고정된 고정부접점을 포함하는 릴레이에 있어서, 상기 가동부접점을 아크가 발생되는 제1아크접점부 및 전류가 통전되는 제1통전접점부로 분리하여 형성하고, 상기 고정부접점을 아크가 발생되는 제2아크접점부 및 전류가 통전되는 제2통전접점부로 분리하여 형성하고, 상기 가동부접점과 고정부접점에 각각 형성된 제1 및 제2아크접점부가 가동부접점과 고정부접점에 각각 형성된 제1 및 제2통전접점부보다 아크방전이 먼저 발생하도록 아크접점부간의 길이를 조정하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이{Relay having a surface structure of contact to prevent the damage by arc discharge}

릴레이(Relay)는 계전기라고도 하며, 일반적으로 전기회로를 개폐하기 위하여 사용되는 장치이다. 도 1은 종래 사용되는 릴레이(10)의 구조를 나타내는 개략도로서, 상부에는 가동부(12)가 고정축(14)에 의하여 일정범위내에서 회동가능하게 고정되며, 전류가 통과하는 도전체인 가동부접점(18)이 연결로드(16)에 의하여 상기 가동부(12)에 결합되어 있으며, 가동부(12)의 타단부에는 스프링(26)이 연결되어 있다.

한편 가동부(12)의 하부에는 전자석(24)와, 상기 전자석(24)를 감싸는 코일(28)이 설치되어 있다. 상기 전자석(24)은 철심으로서 코일(28)에 전원이 공급되면 자화된다. 전자석(24)이 자화됨에 따라서 가동부(12)는 스프링(26)의 탄성력을 극복하여 하방을 향하여 회동하여 가동부접점(18)과 고정부접점(20)이 접촉하게 되고, 코일(28)에의 전원공급이 차단되면 가동부(12)는 스프링(26)의 복원력에 의하여 상방으로 이동하게 된다. 상세히 도시되지 않았지만 가동부접점(18)과 고정부접점(20)에는 각각 전극이 연결되어 있다. 또한 고정부접점(20)의 이동이 허용되지 않은 고정부로드(22)에 설치되어 있다.

상기와 같은 구성을 가진 릴레이(10)는 코일(28)에의 전원 인가상태를 제어하여 전기회로를 개폐하게 되는데, 가동부접점(18)과 고정부접점(20)이 접촉될 때 아크방전이 도 2에서와 같이 접촉면(S1,S2) 사이에서 발생하고 이에 따라서 접촉면(S1,S2)이 손상을 입게 되며 결과적으로 접촉면의 접촉 저항 증가로 인하여 전도성이 떨어지는 문제점이 발생되었다. 상기와 같은 방전에 의한 표면손상은 릴레이에 인가되는 전압의 크기가 증가할 수록 심해지지만 종래에는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 수단이 없었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전원이 인가된 상태에서 릴레이의 내부접점들 사이에서 발생되는 아크방전으로 접점표면이 손상되는 것을 방지하여 접점의 전도성이 저하되는 것을 감소시킬 수 있는 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이는, 가동부에 의하여 상하 이동하며 전원단자가 구비된 가동부접점과, 상기 가동부접점과 접촉되어 통전되며 고정된 고정부접점을 포함하는 릴레이에 있어서, 상기 가동부접점을 아크가 발생되는 제1아크접점부 및 전류가 통전되는 제1통전접점부로 분리하여 형성하고, 상기 고정부접점을 아크가 발생되는 제2아크접점부 및 전류가 통전되는 제2통전접점부로 분리하여 형성하고, 상기 가동부접점과 고정부접점에 각각 형성된 제1 및 제2아크접점부가 가동부접점과 고정부접점에 각각 형성된 제1 및 제2통전접점부보다 아크방전이 먼저 발생하도록 아크접점부간의 길이를 조정하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 릴레이는 가동부 및 고정부의 한 쌍의 접점 구조를 변경하여 아크방전시 접점의 접촉면의 손상을 최소화시키기 위한 것이다. 먼저 본 발명의 일실시예인 도 3을 살펴 보면, 본 발명에 의한 가동접점부(18)는 면적이 적은 제1아크접점부(40)와 이에 비하여 상대적으로 면적이 넓은 제1통전접점부(42)로 분리됨을 알 수 있다.

상기 제1아크접점부(40)와 제1통전접점부(42)는 내측부분은 서로 일체로 연결되어서 통전된다. 그러나 본 발명의 다른 실시예에서는 별도의 도전체를 이용하여 구성하는 것이 예시된다.

가동접점부(18)의 하부에는 역시 제2아크접점부(44)와 제2통전접점부(46)를 갖는 고정접점부(20)가 위치한다. 아크방전을 용이하게 발생시키기 위하여 제1아크접점부(40)의 단부는 돌출된 형태를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

릴레이의 작동시에는 상기 제1아크접점부(40)와 제2아크접점부(44)가 서로 접촉되고 제1통전접점부(42)와 제2통전접점부(46)가 서로 접촉된다. 이 때 제1아크접점부(40)와 제1통전접점부(42)의 두께(D1)는 동일하다. 또한 제2아크접점부(44)와 제2통전접점부(46)의 두께(D2)도 동일하다. 그러나 두께(D1)과 두께(D2)는 동일하지 않아도 지장없다.

이것은 두 도체, 즉 제1아크접점부(40)와 제2아크접점부(44) 사이에서 아크방전이 발생되는 조건이 공기중의 경로가 가장 짧은 지점, 즉 도체간의 거리가 가장 짧은 지점 사이에서 발생하기 때문이다. 따라서 전원이 공급되는 상태에서 가동접점부(18)가 하방을 향하여 이동하게 되면 제1아크접점부(40)와 제2아크접점부(44)의 사이에서 아크방전이 발생되고, 제1통전접점부(42)와 제2통전접점부(46)가 접촉되면 아크발생없이 전원이 공급된다. 이 실시예의 이점은 제1아크접점부(40)의 길이를 증가시키지 않고 아크방전을 발생시킬 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 릴레이(10)의 다른 실시예로서, 도면에서 (a)는 가동부 및 가동부접점의 측면도, (b)는 저면도, (c)는 가동부와 고정부의 정면도를 각각 표시하는 것이다.

도 4에 도시된 실시예에서, 부호로 표시되지 않았으나 가동부접점은 제1아크접점부(50)와 제1통전접점부(52)로 구성되고, 고정부접점은 제2아크접점부(56)와 제2통전접점부(58)로 구성된다. 상기 제1아크접점부(50)와 제1통전접점부(52)는 도 3의 제1아크접점부(40)와 제1통전접점부(42)와 유사하며, 도 4의 (b)를 참고하면 도전체(54)에 의하여 전기적으로 연결되고 제1아크접점부(50)의 길이가 더 긴 것에 차이점이 있다.

특히 도 4의 실시예에서는 제1아크접점부(50)가 가동부(12)로부터 일정거리 이격되어 있으며, 도전체(54)에 의하여 연결된다. 또한 상기 제2아크접점부(56)와 제2통전접점부(58)는 도 3의 제2아크접점부(44)와 제2통전접점부(46)와 유사하다.

상기한 구조를 가짐으로서 제1아크접점부(50)와 제2아크접점부(56) 사이의 거리가 짧아져서 아크방전이 발생된다. 아크방전이 발생된 후에 가동부(12)가 하방을 향하여 이동하게 되면 제1아크접점부(50)와 제2아크접점부(56)가 접촉되는데, 이 때 도전체(54)는 탄력성있는 금속(특히 도면에서 점선으로 표시된 부분)이므로 제1아크접점부(50)가 상방을 향하여 약간 이동하게 되고 제1통전접점부(52)와 제2통전접점부(56)가 접촉되어서 통전된다.

도 5는 도 4와 같은 구조를 가진 릴레이 접점의 작동상태를 도시한 것이다.

도 5의 (a)는 가동부접점과 고정부접점이 상호 이격된 것으로서 작동전 대기상태를 나타낸다. 상기와 같은 대기상태에서 코일(28)에 전원이 인가되면 상부에 위치한 가동부(12)가 하방을 향하여 이동하면서 먼저 제1아크접점부(50)와 제2아크접점부(56)에서 아크방전이 발생되고 (b)와 같이 접촉된다.

이렇게 접촉된 상태에서 제1통전접점부(52)와 제2통전접점부(58)가 (c)와 같이 접촉되면서 제1아크접점부(50)를 고정하는 도전체(54)는 탄력성있는 금속이므로 상방을 향하여 약간 들어올려져서 제1통전접점부(52)와 제2통전접점부(58)가 접촉을 유지하게 된다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예로서, 도 4의 구조와 유사하며, 도전체(54)가 탄력성이 적은 금속, 예를 들어 일반 구리판을 이용한 경우에 해당된다. 즉, 가동부(12)의 상부에 지지판(62)을 설치하고, 상기 지지판(62)과 도전체(54) 사이에 스프링(60)을 설치한다. 상기와 같이 스프링(60)을 설치한 상태에서 스프링(60)은 도전체(54)에 복원력을 제공하기 위한 것이다.

이와 같이 본 발명에 의하면 전원이 인가된 상태에서 릴레이의 내부접점들 사이에서 발생되는 아크방전으로 접점표면이 손상되는 것을 방지하여 접점의 전도성이 저하되는 것을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 사용되는 릴레이의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 가동부 및 고정부 접점확대 단면도,

도 3은 본 발명의 릴레이의 일실시예,

도 4는 본 발명의 릴레이의 다른 실시예의 단면도,

도 5는 도 4의 릴레이의 작동상태도,

도 6은 본 발명의 릴레이의 또다른 실시예의 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10: 릴레이 12: 가동부

14: 고정축 16: 연결로드

18: 가동부접점 20: 고정부접점

22: 고정부로드 24: 전자석

26: 스프링 28: 코일

40: 제1아크접점부 42: 제1통전접점부

44: 제2아크접점부 46: 제2통전접점부

50: 제1아크접점부 52: 제1통전접점부

54: 도전체 56: 제2아크접점부

58: 제2통전접점부 60: 스프링

62: 지지판

Claims

가동부에 의하여 상하 이동하며 전원단자가 구비된 가동부접점과, 상기 가동부접점과 접촉되어 통전되며 고정된 고정부접점을 포함하는 릴레이에 있어서,

상기 가동부접점을 아크가 발생되는 제1아크접점부 및 전류가 통전되는 제1통전접점부로 분리하여 형성하고, 상기 고정부접점을 아크가 발생되는 제2아크접점부 및 전류가 통전되는 제2통전접점부로 분리하여 형성하고, 상기 가동부접점과 고정부접점에 각각 형성된 제1 및 제2아크접점부가 가동부접점과 고정부접점에 각각 형성된 제1 및 제2통전접점부보다 아크방전이 먼저 발생하도록 아크접점부간의 길이를 조정하여 구성됨을 특징으로 하는 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이.
제1항에 있어서,

상기 가동부접점의 상기 제1아크접점부와 제1통전점접부가 하부가 일체로 형성되고 동일한 두께를 가지며, 또한 상기 고정부접점의 상기 제2아크접점부와 제2통전접점부가 하부가 일체로 형성되고 동일한 두께를 가지며, 상기 가동부접점이 연결되는 가동부가 상방을 향하여 경사지도록 구성됨을 특징으로 하는 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이.
제1항에 있어서,

상기 가동부접점의 상기 제1아크접점부가 단부가 아크방전의 발생이 용이하도록 돌출된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이.
제1항에 있어서,

상기 가동부접점의 상기 제1아크접점부가 상기 제1통전접점부보다 더 길이가 길며 도전체에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이.
제4항에 있어서,

제1아크접점부가 상기 제1통전접점부의 측면으로 일정거리 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이.
제4항에 있어서,

상기 제1아크접점부와 제1통전접점부를 연결하는 상기 도전체의 연결부분이 고탄성을 가지는 금속도체인 것을 특징으로 하는 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이.
제4항에 있어서,

상기 제1아크접점부와 제1통전접점부를 연결하는 상기 도전체의 연결부분이 저탄성을 가지는 금속도체이고, 도전체의 상부측에 스프링과 지지판을 설치하여 탄성을 제공하는 것을 특징으로 하는 아크손상방지용 접점구조를 가진 릴레이.