KR100782389B1

KR100782389B1 - 래치 타입의 소형 릴레이

Info

Publication number: KR100782389B1
Application number: KR1020060039464A
Authority: KR
Inventors: 김태민; 해 정
Original assignee: 김태민
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2007-12-07
Also published as: KR20070107243A

Abstract

본 발명은 영구자석을 이용한 래치 타입의 소형 릴레이에 관한 것으로서, 전도체로 도금된 영구자석을 가이드 부재에 형성된 관통홀을 따라 상하 이동가능하도록 구비시킴과 동시에, 그 영구자석의 상하 이동에 의해 릴레이 접점을 온/오프시키고, 나아가 상하측면에 각각 철판을 구비하여 정전 등 전원 공급이 중단될지라도 영구자석 그 자체의 자성에 의해 온/오프 상태 그대로 유지되는 래치 타입의 소형 릴레이에 관한 것이다.

본 발명은 영구자석을 이용한 래치 타입의 소형 릴레이에 있어서, PCB 기판과, 그 PCB 기판 상면에 구비되고 흐르는 전류의 방향에 따라 극성이 결정되는 코일; 내부에 영구자석이 상하 이동 가능하도록 가이드하는 관통홀이 형성된 가이드 부재; 상기 가이드 부재의 관통홀에 삽입되어 코일의 극성에 따라 상하 이동하는 영구자석; 상기 가이드 부재의 상면에 구비되고 상기 상하 이동하는 영구 자석에 의해 온/오프 접점되는 릴레이 접점을 포함하고, 상기 영구자석은 상기 코일의 극성에 따라 가이드 부재의 관통홀을 따라 상하 이동하여 릴레이 접점을 온/오프 시키는 것을 특징으로 하는 래치 타입의 소형 릴레이를 개시한다.

본 발명에 의하면, 종래의 릴레이에 비하여 간단한 구조의 릴레이를 제안함으로써 부피를 소형화함과 동시에 공정을 간단화하여 제조 원가를 대폭 절감시킬 수 있고, 또한 전도체로 도금된 영구자석 자체가 상하 이동되어 접점을 온오프시킬 수 있도록 구성함으로써, 특히 주배선반 등에 적용함에 있어서 전원 공급이 차단된 경우에도 영구자석이 그대로 유지되어 스위치 값의 변동을 초래하지 않는 래치 타입의 릴레이를 제공한다.

래치, 소형, 릴레이

Description

래치 타입의 소형 릴레이{LATCH-TYPE RELAY}

도1은 본 발명의 실시예에 따른 릴레이를 도시하는 사시도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 릴레이를 도시하는 분해사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: PCB 기판 20: 코일

30: 가이드 부재 32: 관통홀

40: 영구자석 50: 릴레이 접점

60: 판재 70a, 70b: 상측 및 하측 철판

일반적으로, 릴레이는 코일에 전류를 흘리면 자석이 되는 성질을 이용하여 스위치부의 접점을 온/오프시키는 장치로서, 코일에의 전원 인가 여부와 코일에 흐르는 전류의 방향에 의해 형성되는 자장에 의해 도전체로 하여금 스위치부의 접점부를 온/오프 시키는 구조이다. 릴레이의 동작을 살펴보면, 코일의 양단에 전원이 인가되면 감긴 코일에는 코일의 중심부를 기준으로 외곽에 자장이 형성되고, 전류의 인가 방향에 따라 N극과 S극의 극성을 띄게 되고, 그러한 극성에 따라 도전체를 이동시켜 스위치부의 접점을 온/오프시키게 된다.

종래의 릴레이는 대한민국 특허 제4963호 및 실용신안 제292167호에 개시된 바와 같이 보빙에 코일을 권취한 다음 그 보빙의 전자기적 힘을 이용하여 접점을 온시키고, 특히 접점을 오프시킬 경우에는 스프링 및/또는 레바를 이용하는 구조가 대부분이었다. 이와 같은 종래의 구조는 단순한 접점의 온/오프 동작을 위하여 복잡한 구조의 장치를 필요로 하고, 그 결과 부피가 크고 공정 또한 복잡하게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 종래의 릴레이는 제조 원가가 높았고, 시스템에 활용함에 있어서 많은 공간적인 제약이 있었다. 특히, 주배선반에서는 전화선을 스위치할 수 있는 특수용도의 소형 릴레이가 필요한데, 주배선반에 사용되는 릴레이의 개수를 줄일 수 있고, 정전시에도 스위치 값이 변동하지 않은 래치 타입의 릴레이 개발이 필수적이다. 그러나, 종래의 릴레이는 정전 등으로 인하여 전원 공급이 차단될 경우, 코일이 전자기력을 상실하여 스위치 값이 변동하게 되어 래치 기능을 제대로 수행할 수 없게 되어, 주배선반 등에 적용하기에는 한계가 있었다.

이에, 본 발명자는 전도체로 도금한 영구자석을 이용하여 전원 차단시에도 상하 지점에서 그대로 유지되어 스위치 값의 변동을 초래하지 않고, 종래의 공정에 비해 공정를 간소화시켜 제조 원가를 대폭 감소시켰고, 나아가 부피를 소형화시켜 MDF, 교환기, 각종 통신단말기에 적용할 수 있는 래치 타입의 릴레이를 개발하기에 이르른 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 종래의 릴레이에 비하여 간단한 구조의 릴레이를 제안함으로써 부피를 소형화함과 동시에 공정을 간단화하여 제조 원가를 대폭 절감시킬 수 있는 릴레이를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 전도체로 도금된 영구자석 자체가 상하 이동되어 접점을 온오프시킬 수 있도록 구성함으로써, 특히 주배선반 등에 적용함에 있어서 전원 공급이 차단된 경우에도 영구자석이 그대로 유지되어 스위치 값의 변동을 초래하지 않는 래치 타입의 릴레이를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 영구자석을 이용한 래치 타입의 소형 릴레이에 있어서, PCB 기판과, 그 PCB 기판 상면에 구비되고 흐르는 전류의 방향에 따라 극성이 결정되는 코일; 내부에 영구자석이 상하 이동 가능하도록 가이드하는 관통홀이 형성된 가이드 부재; 상기 가이드 부재의 관통홀에 삽입되 어 코일의 극성에 따라 상하 이동하는 영구자석; 상기 가이드 부재의 상면에 구비되고 상기 상하 이동하는 영구 자석에 의해 온/오프 접점되는 릴레이 접점을 포함하고, 상기 영구자석은 상기 코일의 극성에 따라 가이드 부재의 관통홀을 따라 상하 이동하여 릴레이 접점을 온/오프 시키는 것을 특징으로 하는 래치 타입의 소형 릴레이를 개시한다.

바람직하게는, 상기 영구자석은 도전체로 도금되어 있다.

보다 바람직하게는, 상기 도전체는 니켈, 은, 금으로 이루어진다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 코일의 상측면에는 상측 철판이 구비되고, 상기 가이드 부재의 하측면에는 하측 철판이 각각 구비된다.

바람직하게는, 상기 가이드 부재와 상기 하측 철판 사이에는 소정 두께의 판재가 구비된다.

보다 바람직하게는, 상기 판재는 비자성체이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 릴레이를 도시하는 사시도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 릴레이를 도시하는 분해사시도이다.

도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 영구자석을 이용한 래치 타입의 소형 릴레이(100)는 PCB 기판(10)과, 그 PCB 기판(10) 상면에 구비되고 흐르는 전류의 방향에 따라 극성이 결정되는 코일(20), 내부에 영구자석이 상하 이동 가능하도록 가이드하는 관통홀(32)이 형성된 가이드 부재(30), 상기 가이드 부 재(30)의 관통홀(32)에 삽입되어 코일(20)의 극성에 따라 상하 이동하는 영구자석(40), 상기 가이드 부재(30)의 상면에 구비되고 상기 상하 이동하는 영구 자석(40)에 의해 온/오프 접점되는 릴레이 접점(50)으로 이루어진다.

도2를 참조하면, 코일(20)은 수회 권취되어 인가되는 전류의 방향에 의해 형성되는 자기장에 의해 N극과 S극 극성을 띄게 된다. 가이드 부재(30)는 관통홀(32)이 형성되어 영구자석(40)이 관통홀(32)을 경유하여 상하 이동 가능하도록 구성된다. 바람직하게는 상기 관통홀(32)은 도2에 도시한 바와 같이 원모양의 홀이다. 가이드 부재(30)의 관통홀(32)에는 영구자석(40)이 삽입되어 코일(20)의 극성에 따라 상하 이동 가능하다. 예컨대, 코일(20)에 흐르는 전류가 순방향일 경우, 코일(20)의 극성이 S극으로 바뀌고 그 S 극성을 띄는 코일(20)은 영구자석(40)의 N극을 끌어당기고, 그 결과 상측으로 이동되는 영구자석은 릴레이 접점(50)을 온시켜 폐로를 형성하게 된다. 반대로, 코일(20)에 흐르는 전류가 역방향일 경우, 코일(20)의 극성이 N극으로 바뀌고 그 N 극성을 띄는 코일(20)은 영구자석(40)의 N극과의 반발력(또는 척력)에 의해 영구자석(40)을 하측으로 밀어내어 릴레이 접점(50)을 오프시켜 개로를 형성하게 된다. 코일(20)의 권취 방향에 따라 상기 순방향 또는 역방향일 때의 코일 극성은 상호 바뀔 수 있으며, 그 경우 상술한 것과 반대로 작동하게 된다.

도2에 도시한 바와 같이, 영구자석(40)은 외부로부터 전기에너지를 공급받지 않고서도 안정된 자기장을 발생 및 유지하는 자석으로서, 고정 극성을 가지는 자성체이다. 영구자석(40)은 가이드 부재(30)의 관통홀(32)에 삽입되고 코일(20)에 의 해 형성되는 자기장에 의해 상하 이동 가능한 정도의 크기로 제조된다. 바람직하게는, 영구자석(40)의 직경은 상기 관통홀(32)의 직경 보다 2 내지 10% 작게 구성되어, 코일(20)에 인가되는 전류에 의해 발생되는 자기장에 의해 상하 이동 가능하다. 바람직하게는, 영구자석(20)은 전도체로 도금된다. 이는 영구자석(20)이 릴레이 접점(50)에 접할 경우, 영구자석(20)에 도금된 전도체에 의해 폐로를 형성시키도록 하기 위함이다. 보다 바람직하게는, 전도체는 전기전도성이 우수한 니켈, 은, 금이다. 도2를 참조하면, 가이드 부재(30)와 PCB 기판(10) 사이에는 상기 영구 자석(40)에 의해 온/오프 접점되는 릴레이 접점(50)이 구비된다. 따라서, 코일(20)의 극성에 따라 전도체로 도금된 영구자석(40)이 가이드 부재(30)의 관통홀(32)을 따라 상하 이동되어 릴레이 접점(50)을 온/오프시키게 된다.

도2를 참조하면, 코일(20)의 상측면에는 상측 철판(70a)이 구비되고, 가이드 부재(30)의 하측면에는 하측 철판(70b)이 각각 구비된다. 정전 등에 의해 전력 공급이 차단될 경우에도, 자성을 가지는 영구 자석(40)과 상측 철판(70a)(또는 하측 철판(70b))사이에 형성된 자기장에 의해 영구자석(40)이 그 위치 그대로 유지되어 스위치 값의 변동을 초래하지 않게 된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 릴레이는 동작시간이 짧기 때문에 코일 발열이 없어 내장이 가능하고, 정전, 전압 강화시에도 영구자석(40)과 철판(70a, 70b) 사이에 형성되는 자기장에 의하여 래치 기능의 수행이 가능하므로 작동시 소음이 없다.

이하, 도2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 릴레이의 작동 상태를 설명하기로 한다.

도2를 참조하면, 코일(20)에 순방향으로 전원이 인가될 경우, 코일(20)에 자장이 형성되어 코일(20)은 권선 방향에 따라 소정의 극성을 띄게 된다. 이 경우, 코일(20)에 형성된 극성이 영구자석(40)의 상단의 극성과 동일하면 코일에 의해 형성된 자기장(즉, 척력)에 의해 영구자석(40)이 하측으로 밀리면서 가이드 부재(30)의 관통홀(32)을 경유하여 하측 철판(70b)측에 간접적으로 붙게 되고, 그 결과 릴레이 접점(50)은 개로된다. 특히, 영구자석(40)이 접점을 개로시킨 상태에서 정전 등에 의해 전력 공급이 차단될 경우, 영구자석(40)과 하측 철판(70b)간에 형성된 인력에 의해 영구자석(40)은 개로 상태 그대로 유지되게 된다. 그 다음, 코일(20)에 역방향으로 전원이 인가될 경우, 코일(20)은 반대 극성을 띄게 되고, 그 반대 극성을 띄는 코일(20)은 극성이 상이한 영구자석(40)의 상단을 인력(상이한 극성을 가진 자성체가 서로 끌어당기는 힘)에 의해 관통홀(32)을 따라 상측으로 당겨 릴레이 접점(50)에 접촉시키고 그 결과 릴레이 접점(50)을 폐로된다. 특히, 영구자석(40)이 릴레이 접점(50)에 붙어 폐로된 상태에서 정전 등에 의해 전력 공급이 차단될 경우, 영구자석(40)과 상측 철판(70a)간에 형성된 인력에 의해 영구자석(40)은 접한 상태 그대로 유지되고, 그 결과 정전시에도 스위치 값의 변동을 초래하지 않게 된다.

도2를 참조하면, 가이드 부재(30)와 상기 하측 철판(70b) 사이에는 소정 두께의 판재(60)가 구비된다. 바람직하게는, 상기 판재(60)는 비자성체이다. 개로 상태(접점 오프)에서 코일(20)에 인가되는 전류의 방향이 역방향으로 바뀌게 되면 폐로 상태(접점 온)로 전환되게 되는데, 이 경우 영구자석(40)이 하측 철판(70b)에 직접 접촉하게 되면 코일(20)에 의하여 영구자석(40)을 상측으로 당기는 인력보다 영구자석(40)과 하측 철판(70b)간의 인력이 더 강하게 되어 릴레이의 오작동을 초래하게 된다. 따라서, 가이드 부재(30)와 하측 철판(70b) 사이에 소정 두께의 판재(60)를 구비함으로써 영구자석(40)과 하측 철판(70b)이 직접 접하는 것을 방지하고, 그 영구자석(40)과 하측 철판(70b)사이에 의해 형성되는 자기력의 일부를 판재(60)로 차단시킴으로써 코일의 극성 전환에 따라 영구자석(40)과 하측 철판(70b)간의 인력을 극복하고 영구자석(40)을 상측으로 이동시킬 수 있게 한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예들을 참조하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다. 따라서 예컨대, 당업자라면 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 도면에 도시한 릴레이의 구성 등을 변형 내지 수정할 수 있는 것은 명백하고, 본 발명은 후술하는 청구의 범위에 의해서만 단지 제한된다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 종래의 릴레이에 비하여 간단한 구조의 릴레이를 제안함으로써 부피를 소형화함과 동시에 공정을 간단화하여 제조 원가를 대폭 절감시킬 수 있는 릴레이를 제공한다.

둘째, 전도체로 도금된 영구자석 자체가 상하 이동되어 접점을 온오프시킬 수 있도록 구성함으로써, 특히 주배선반 등에 적용함에 있어서 전원 공급이 차단된 경우에도 영구자석이 그대로 유지되어 스위치 값의 변동을 초래하지 않는 래치 타입의 릴레이를 제공한다.

Claims

영구자석을 이용한 래치 타입의 소형 릴레이에 있어서,

PCB 기판과, 그 PCB 기판 상면에 구비되고 흐르는 전류의 방향에 따라 극성이 결정되는 코일;

내부에 영구자석이 상하 이동 가능하도록 가이드하는 관통홀이 형성된 가이드 부재;

상기 가이드 부재의 관통홀에 삽입되어 코일의 극성에 따라 상하 이동하는 영구자석;

상기 가이드 부재의 상면에 구비되고 상기 상하 이동하는 영구 자석에 의해 온/오프 접점되는 릴레이 접점을 포함하고,

상기 영구자석은 상기 코일의 극성에 따라 가이드 부재의 관통홀을 따라 상하 이동하여 릴레이 접점을 온/오프 시키는 것을 특징으로 하는 래치 타입의 소형 릴레이.
제 1 항에 있어서, 상기 영구자석은 도전체로 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 래치 타입의 소형 릴레이.
제 2 항에 있어서, 상기 도전체는 니켈, 은, 금인 것을 특징으로 하는 래치 타입의 소형 릴레이.
제 1 항에 있어서, 상기 코일의 상측면에는 상측 철판이 구비되고, 상기 가이드 부재의 하측면에는 하측 철판이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 래치 타입의 소형 릴레이.
제 4 항에 있어서, 상기 가이드 부재와 상기 하측 철판 사이에는 소정 두께의 판재가 구비되는 것을 특징으로 하는 래치 타입의 소형 릴레이.
제 5 항에 있어서, 상기 판재는 비자성체인 것을 특징으로 하는 래치 타입의 소형 릴레이.