KR100507654B1 - 회전형 릴레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전형 릴레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잦은 진동에서도 오작동이 발생하지 않도록 움직이는 가동부의 회전중심과 무게중심이 일치하도록 구성함과 동시에 가동부와 전자석이 직접 접촉되지 않고 항상 일정한 유격을 유지하도록 전자력의 인가방향과 가동부의 운동방향이 서로 수직이 되게 배치한 회전형 릴레이에 관한 것이다.

본 발명은, 소정의 내부공간을 갖는 릴레이본체; 상기 릴레이본체 내에서 회전축을 매개로 회전 가능하게 탄성 설치되고, 일단의 일측 및 그 일측과 대각선 방향에 있는 타단의 타측에 가동접점이 각각 설치된 가동부; 상기 가동부에 설치된 가동접점과 접촉 가능하도록 상기 릴레이본체의 일측과 타측에 각각 설치된 고정접점부; 상기 가동부의 가동접점이 상기 고정접점부에 접촉되도록 하는 것으로, 상기 가동부와 일정한 유격을 유지하도록 설치되는 철심과, 상기 철심에 감긴 코일로 이루어진 전자석;을 포함하는 릴레이이다.

Description

회전형 릴레이{Rotary type relay}

본 발명은 회전형 릴레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잦은 진동에서도 오작동이 발생하지 않도록 움직이는 가동부의 회전중심과 무게중심이 일치하도록 구성함과 동시에 가동부와 전자석이 직접 접촉되지 않고 항상 일정한 유격을 유지하도록 전자력의 인가방향과 가동부의 운동방향이 서로 수직이 되게 배치한 회전형 릴레이에 관한 것이다.

릴레이(relay)는 전기적인 중계작용을 하는 전동식 스위치 장치로서 통상적으로 작은 입력전류 변화에 의하여 주회로를 접속하거나 차단하는 접속변환을 하는데, 릴레이의 종류에는 접점이 있는 접점식 릴레이, 무접점 릴레이, 압력 릴레이, 서멀(thermal) 릴레이, 광 릴레이 등이 있다.

이중에서 가장 널리 사용되고 있는 것이 접점식 릴레이인데, 접점식 릴레이의 구조는 도1a 및 도1b에 나타낸 바와 같다.

도1a 및 도1b는 종래의 접점식 릴레이의 구조를 보인 개략 단면도로서, 이를 참조하여 종래 릴레이의 구성 및 문제점을 설명하면 다음과 같다.

종래의 릴레이는 크게 릴레이의 주요 외관을 이루는 릴레이본체(1)와, 상기 릴레이본체(1)에 내장되어 회동되는 가동접점을 갖는 가동부(3)와, 상기 가동부(3)를 흡인하는 전자석(4)과, 상기 가동부(3)의 가동접점과 접촉되는 고정접점을 갖는 고정터미널(7)로 구성된다.

먼저, 상기 릴레이본체(1) 내부에는 가동부(3)가 힌지핀(h)을 매개로 회동 가능하게 설치된다. 상기 가동부(3)는 통상적으로 자석에 달라붙는 철편으로서 일측 끝단이 소정의 회동 경로를 갖도록 설치되어야 한다.

또한, 상기 가동부(3)에는 일측끝단에 가동접점(2a)이 마련된 가동편(2)이 상기 가동부(3)와 평행하게 설치되는데, 상기 가동접점(2a)은 상기 가동부(3)의 일측끝단에 직접 마련되어도 무방하다.

한편, 상기 전자석(4)은 상기 가동부(3)를 흡인하기 위하여 릴레이본체(1) 내부에 마련되는 것으로, 상기 전자석(4)은 상기 가동부(3)와 소정의 간극을 유지하도록 설치되는 철심(4a)과, 상기 철심(4a)의 둘레에 감기는 코일(4b)로 이루어진다.

따라서, 상기 코일(4b)에 전류가 흐르게 되면 상기 철심(4a)이 자화되어 상기 가동부(3)를 흡인하게 되는 것이다.

또한, 상기 가동부(3)에 가해지던 상기 전자석(4)의 흡인력이 해제되면 상기 가동부(3)가 원위치로 복원되도록 상기 가동부(3)와 릴레이본체(1) 사이에는 리턴스프링(6)이 설치된다.

상기 리턴스프링(6)은 상기 가동부(3)가 전자석 철심(4a)으로부터 소정간극을 유지하면서 떨어져 있도록 가동부(3)에 외력을 가하다가 상기 전자석(4)에 전류가 흐르면 가동부(3)가 자기력에 의해 철심(4a)에 흡인될 수 있을 정도의 스프링계수를 가져야 한다. 즉, 상기 리턴스프링(6)의 스프링계수는 전자석(4)의 자기력보다 작아서 상기 전자석(4)에 전류가 제공되면 상기 가동부(3)가 충분히 전자석(4)에 흡인될 수 있을 정도로 가동부(3)에 스프링력을 제공하여야만 한다.

또한, 상기 릴레이본체(1)에는 상기 가동부(3)가 전자석(4)에 흡인될 경우 상기 가동접점(2a)과 접촉이 이루어지는 고정접점(7a)을 갖는 고정터미널(7)이 설치된다.

상기 가동접점(2a)이 상기 고정접점(7a)과 접촉하게 되면 주회로에서 차단되었던 전원이 다시 접속되어 전원의 연결이 가능해진다.

그리고, 상기 가동부(3)에 가해지던 자기력이 해제되면 상기 가동부(3)는 리턴스프링(6)에 의하여 원래 위치로 복원되어 상기 전자석 철심(4a)과의 사이에 일정한 간극을 유지하게 되며, 이에 의하여 주회로에 흐르던 전원은 다시 차단되는 것이다. 여기서, 미설명부호 8은 릴레이본체(1)와 가동편(2) 사이에 설치되는 스톱퍼이다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 릴레이는 도1a 및 도1b에 나타낸 바와 같이 가동부의 무게중심이 힌지핀을 중심으로 한쪽으로 편향되어 있어서 차량 운행시 발생하는 진동에 의하여 가동부가 상하로 진동하게 되는바, 이에 따라 릴레이의 오작동이 발생되는 단점이 있다.

한편, 위와 같은 단점을 보완하기 위해서는 가동부가 진동하지 않도록 리턴스프링의 스프링계수가 증대되어야 하며, 상기 리턴스프링의 스프링계수가 증대되면 이에 비례하여 가동부를 흡인하기 위한 전자석의 자기력도 증대되어야 하는바, 결국, 릴레이가 대형화되는 문제점을 초래하게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 잦은 진동에도 가동부가 진동하지 않도록 하여 릴레이의 오작동을 방지하는 한편, 릴레이를 소형화함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정의 내부공간을 갖는 릴레이본체; 상기 릴레이본체 내에서 회전축을 매개로 회전 가능하게 탄성 설치되고, 일단의 일측 및 그 일측과 대각선 방향에 있는 타단의 타측에 가동접점이 각각 설치된 가동부; 상기 가동부에 설치된 가동접점과 접촉 가능하도록 상기 릴레이본체의 일측과 타측에 각각 설치된 고정접점부; 상기 가동부의 가동접점이 상기 고정접점부에 접촉되도록 하는 것으로, 상기 가동부와 일정한 유격을 유지하도록 설치되는 철심과, 상기 철심에 감긴 코일로 이루어진 전자석;을 포함하는 릴레이이다.

이하, 본 발명의 기술구성을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 릴레이의 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 릴레이의 측면도이며, 도4a 및 도4b는 본 발명의 작용 상태도이다.

도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 릴레이(10)는 크게 릴레이본체(11)와, 가동부(12)와, 고정접점부(16)와, 전자석(17)으로 이루어진다.

상기 릴레이본체(11)는 릴레이의 외관을 형성하는 것으로서, 내부에는 소정의 수용공간이 형성된다.

한편, 상기 릴레이본체(11)의 내부에는 상기 가동부(12)와 고정접점부(16)와 전자석(17)이 내장되는데, 상기 릴레이본체(11)의 내부 일측 벽면에는 상기 가동부(12)가 회전축(14)을 매개로 회전 가능하게 설치된다.

상기 가동부(12)는 가동부(12)의 무게중심이 되는 곳이 회전중심을 이루도록 그 무게중심에 상기 회전축(14)이 설치되어 정적인 안정상태를 이루며, 그 가동부(12)는 자석에 달라붙을 수 있도록 철편으로 이루어진다.

또한, 상기 가동부(12) 일단의 일측에는 하나의 가동접점(13)이 설치되고, 그 가동접점(13)과 대각선 방향에 있는 가동부(12) 타단의 타측에는 또 다른 가동접점(13)이 설치되며, 상기 가동부(12) 일단의 타측에는 상기 가동부(12)가 자유롭게 유동되지 못하도록 잡아주는 코일스프링(15)이 설치된다.

한편, 상기 가동부(12)가 회전축(14)을 중심으로 어느 한쪽 방향으로 회전될 때 상기 가동부(12)의 가동접점(13)과 접촉 가능한 위치인 상기 릴레이본체(11)의 일측 및 타측에는 고정접점부(16)가 설치된다.

상기 릴레이본체(11)의 일측 및 타측에 설치된 고정접점부(16)는 상기 가동부(12)에 의하여 전류의 단속이 이루어지는데, 상기 가동부(12)가 소정각도로 회전되어 상기 가동접점(13)이 상기 고정접점부(16)에 닿으면 어느 하나의 고정접점부(16)까지 인가된 전류가 가동접점(13)을 통해 가동부(12)를 거쳐 다른 하나의 고정접점부(16)로 흐르므로 통전이 되는 것이다.

한편, 철편으로 이루어진 상기 가동부(12)가 움직여 그 가동부(12)의 가동접점(13)이 상기 고정접점부(16)에 접촉되도록, 상기 가동부(12)에 자기력을 제공하는 전자석(17)은 가동부(12)의 운동방향에 직각이 되는 위치에 가동부(12)와 소정의 간극을 유지하도록 설치된다.

즉, 상기 전자석(17)은 자기력의 인력작용 방향과 가동부(12)의 운동방향이 서로 수직하도록 설치되는데, 그 전자석(17)은 상기 가동부(12)와 일정한 유격을 유지하도록 설치되는 철심(17a)과, 상기 철심(17a)에 감기는 코일(17b)로 이루어진다.

상기 철심(17a)은 그 끝단이 상기 가동부(12)를 향하여 절곡된 "ㄷ"자의 형상을 가지며, 그 중간에 전류가 흐르는 코일(17b)이 감겨 상기 코일(17b)에 전류가 흐르면 상기 철심(17a)이 자화되어 전류의 세기 및 코일의 권선수에 비례하는 자기력이 발생하게 된다.

상기 전자석(17)에 자기력이 발생하게 되면, 그 자기력은 상기 가동부(12)를 끌어당기는 인력으로 작용하여 상기 가동부(12)가 코일스프링(15)의 탄성력을 극복하고 회전축(14)을 중심으로 가동접점(13)이 고정접점부(16)에 닿을 때까지 회전하게 된다.

이상의 구성을 갖는 본 발명의 작용은 첨부된 도4a 및 도4b를 참조하여 설명한다.

도4a는 전자석(17)에 전류가 흐르지 않는 상태를 나타낸 것으로서, 이 상태에서는 상기 가동부(12)가 코일스프링(15)의 압축력에 의하여 가동접점(13)이 고정접점부(16)에 닿지 않는 쪽으로 당겨져 통전이 이루어지지 않는다.

반면에, 릴레이(10)를 통해 대전류를 통전시키고자 할 때는 전자석(17)의 코일(17b)에 전류를 흐르게 하면 철심(17a)이 자화되어 상기 가동부(12)에 인력이 작용하게 되므로 도4b와 같이 가동부(12)가 코일스프링(15)의 압축력을 극복하고 회전축(14)을 중심으로 소정각도만큼 회전되어 상기 가동접점(13)이 고정접점부(16)에 접촉하게 되어 대전류가 가동부(12)를 통해 흐르게 된다.

이때, 상기 가동부(12)는 그 무게중심에 상기 회전축(14)이 정확하게 설치되어 있어서, 어느 쪽으로도 무게가 편향되지 않는 정적 안정상태이므로 외부로부터 진동이 전달되더라도 회전모멘트가 작게 발생된다.

따라서, 상기 가동부(12)를 잡아주기 위한 코일스프링(15)의 탄성계수가 그다지 크지 않아도 되며, 이에 따라 전자석의 자기력이 상대적으로 크지 않아도 되므로 릴레이(10) 전체를 소형화할 수 있는 장점이 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 회전형 릴레이에 의하면, 움직이는 가동부가 어느 한쪽으로 편향되지 않도록 무게중심과 회전중심이 일치하므로 외부로부터 진동이 전달되더라도 가동부가 함께 진동하지 않아 오작동의 발생률이 현저히 작고, 그에 따른 가동부의 저진동 특성에 의해 릴레이 내부의 코일스프링 및 전자석을 소형화할 수 있어 릴레이의 소형화 설계가 가능한 특유의 장점이 있다.

도1a 및 도1b는 종래의 접점식 릴레이의 구조를 보인 개략 단면도,

도2는 본 발명에 따른 릴레이의 사시도,

도3은 본 발명에 따른 릴레이의 측면도,

도4a 및 도4b는 본 발명의 작용 상태도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 본 발명의 릴레이 11 : 릴레이본체

12 : 가동부 13 : 가동접점

14 : 회전축 15 : 코일스프링

16 : 고정접점부 17 : 전자석

17a : 철심 17b : 코일

Claims (2)

1. 소정의 내부공간을 갖는 릴레이본체(11);

   상기 릴레이본체(11) 내에서 회전축(14)을 매개로 회전 가능하게 탄성 설치되고, 일단의 일측 및 그 일측과 대각선 방향에 있는 타단의 타측에 가동접점(13)이 각각 설치된 가동부(12);

   상기 가동부(12)에 설치된 가동접점(13)과 접촉 가능하도록 상기 릴레이본체(11)의 일측과 타측에 각각 설치된 고정접점부(16);

   상기 가동부(12)의 가동접점(13)이 상기 고정접점부(16)에 접촉되도록 하는 것으로, 상기 가동부(12)와 일정한 유격을 유지하도록 설치되는 철심(17a)과, 상기 철심(17a)에 감긴 코일(17b)로 이루어진 전자석(17);을 포함하는 회전형 릴레이.
2. 제1항에 있어서, 상기 가동부(12)는 상기 전자석(17)의 자기력이 해제되면 가동접점(13)이 고정접점부(16)에서 떨어져 원래의 위치로 복원되도록 상기 릴레이본체(11)와의 사이에 코일스프링(15)이 설치된 것을 특징으로 하는 회전형 릴레이.