KR100917327B1 - 오일이 주입된 릴레이 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일이 주입된 릴레이 구조에 관한 것으로, 본 발명에 따른 릴레이는 베이스 플레이트 상부에 설치된 코일에 전류를 흐르게 하면 폴 코어가 자화되고, 상기 폴 코어는 아마추어를 끌어 당겨서 폴 코어와 아마추어가 흡착하게 됨에 따라 아마추어에 결합된 가동부가 당겨져 가동접점과 고정부의 고정접점이 접촉하는 작동이 이루어지며, 상기 베이스 플레이트에 각 부품을 수용하는 커버가 조립 설치되고, 상기 베이스 플레이트와 커버의 사이 공간에 냉각유체인 오일이 주입되며, 상기 냉각유체는 절연특성을 갖는 유체로 이루어진다. 이러한 본 발명의 릴레이는 내부 열을 외부로 빠르게 발산하여 내부 온도 상승을 억제함으로써 릴레이 동작 특성의 안정성 확보 및 신뢰성을 향상시키고, 열이 발생하는 특정부위의 열을 오일이 대류현상을 통해 순환하면서 특정 부위의 고온 상승을 억제하며, 상기 릴레이가 각종 모듈 및 제품 등에 삽입되는 경우 열 집중에 따른 릴레이 배열의 제약이 완화됨으로써 그 사용처를 확대할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

릴레이, 냉각유체, 오일, 밀봉

Description

오일이 주입된 릴레이 구조{STRUCTURE OF OIL FILLED RELAY}

본 발명은 전류의 흐름을 제어하는 릴레이에 관한 것으로, 특히 전류 통전시 발생하는 열을 오일을 매개체로 하여 릴레이 내부의 온도 상승을 억제함으로써 신속한 방열을 통하여 부품의 안정성을 확보 유지하고 신뢰성을 높일 수 있도록 오일이 주입된 릴레이 구조에 관한 것이다.

일반적으로 릴레이(relay)는 저 전류의 신호를 받아 코일에 전류가 인가됨으로써 코일부에 자력이 형성되고, 자력을 이용하여 접점을 상호 접촉시켜 고 전류를 흐르게 함으로써 부하를 구동시켜주는 장치를 말한다.

즉, 상기 릴레이의 동작원리를 도 1을 참조로 설명하면, 상기 릴레이(100)의 요크(yoke)(101)에 설치된 코일(Coil)(102)의 단자간에 전압을 인가하면 코일(102)에 전류가 흐르고, 이 코일(102)에 전류가 흐르므로 전자석의 원리에 따라 폴 코어(Pole Core)(103)가 자화된다.

이에 따라 자석이 된 상기 폴 코어(103)는 아마추어(Armature)(104)를 끌어 당겨서 폴 코어(103)와 아마추어(104)가 흡착하게 된다. 따라서 상기 아마추 어(104)에 결합된 가동접편(105)이 당겨져 가동접점(106)과 고정접점(107)이 접촉하게 되고, 상기 가동접점(106)과 고정접점(107)이 접촉됨으로 전기가 통전되어 부하(모터, 램프(108) 등)가 작동되게 된다.

그리고, 상기 코일(102)의 단자에 흐르는 전기를 차단시키면 폴 코어(103)에 자력이 없어지면서, 상기 아마추어(104)가 스프링(109)의 힘에 의해 원래의 위치로 돌아오게 됨으로써 부하의 작동이 멈추게 되고, 이에 따라 상기 릴레이(100)는 최초의 상태로 복귀하게 된다.

그런데, 기존의 금속 접점과 코일이 사용되는 릴레이는 플라스틱 또는 금속 커버로 감싸져 있고, 그 내부에는 공기가 충진되어 있어, 릴레이의 동작시 발산되는 열에 대한 냉각 시스템이 취약하였다.

상기 릴레이 동작시 열이 발산되는 부위는 코일의 발열과 가동 접점과 고정 접점 간의 접촉 통전시 아크에 의한 발열, 가동부와 고정부의 고전류 통전 유로상의 발열이 있다. 상기 릴레이 동작시 생기는 발열에 의한 내부온도상승이 릴레이에 끼치는 영향은 코일의 저항이 증가하고, 이에 따라 아마츄어를 당기는 폴 코어의 기자력이 감소함으로써, 릴레이의 동작특성 및 복귀 특성에 불안정성을 가져온다.

여기서, 상기 폴 코어의 기자력은 코일에 흐르는 전류와 코일이 감긴 횟수에 비례하며, 코일의 저항이 증가하면 코일에 흐르는 전류값이 감소하여 기자력이 떨어진다.

이에 본 발명은 종래의 릴레이가 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 릴레이 내부를 오일로 충진함으로써 내부 온도 상승을 억제하여 과열을 방지하고 릴레이 특성을 안정적으로 유지함과 아울러 릴레이의 동작 및 복귀 특성의 불안정성을 현저하게 줄여 그 신뢰성을 높여줄 수 있도록 된 오일이 주입된 릴레이 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스 플레이트 상부에 설치된 코일에 전류를 흐르게 하면 폴 코어가 자화되고, 상기 폴 코어는 아마추어를 끌어 당겨서 폴 코어와 아마추어가 흡착하게 됨에 따라 아마추어에 결합된 가동부가 당겨져 가동접점과 고정부의 고정접점이 접촉하는 작동이 이루어지며, 상기 베이스 플레이트에 각 부품을 수용하는 커버가 조립 설치되는 릴레이 구조에 있어서, 상기 베이스 플레이트와 커버의 사이 공간에 냉각유체인 오일이 주입된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각유체는 절연특성을 갖는 유체로 이루어진다.

또한, 상기 베이스 플레이트와 커버의 조립부 사이에 밀봉부재가 설치되고, 상기 밀봉부재의 일측에 다수의 조립돌기가 형성되어 상기 베이스 플레이트의 조립면에 형성된 다수의 조립홈에 삽입고정되며, 상기 밀봉부재의 타측에 또 다른 조립돌기가 형성되어 상기 커버의 조립면에 형성된 조립홈에 삽입고정됨으로써 상기 베 이스 플레이트와 커버의 조립부가 밀봉된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 오일이 주입된 릴레이 구조에 의하면, 내부 열을 외부로 빠르게 발산하여 내부 온도 상승을 억제함으로써 릴레이 동작 특성의 안정성 확보 및 신뢰성을 향상시키고, 열이 발생하는 특정부위의 열을 오일이 대류현상을 통해 순환하면서 특정 부위의 고온 상승을 억제하며, 상기 릴레이가 각종 모듈 및 제품 등에 삽입되는 경우 열 집중에 따른 릴레이 배열의 제약이 완화됨으로써 그 사용처가 확대될 수 있다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 릴레이를 냉각시키기 위한 릴레이 구조를 도 2와 도 3을 참조로 설명하면, 상기 릴레이(1)는 베이스 플레이트(10) 상부에 설치된 코일(20)에 전류를 흐르게 하면 폴 코어가 자화되고, 상기 폴 코어는 아마추어를 끌어당겨서 폴 코어와 아마추어가 흡착하게 됨에 따라 아마추어에 결합된 가동부(30)가 당겨져 가동접점(31)과 고정부(40)의 고정접점(41)이 접촉하는 작동이 이루어지며, 상기 베이스 플레이트(10)에 각 부품을 수용하는 커버(50)가 조립 설치되는 것으로, 상기 코일(20)은 통전시 자기력을 형성시켜 상기 가동부(30)를 끌어당기게 되고, 상기 가동접점(31)은 고정접점(41)과 접촉하여 가동부(30)와 고정부(40)를 통전시키는 작용을 한다.

여기서, 상기 릴레이(1)는 베이스 플레이트(10)와 커버(50)의 사이 공간에 냉각유체인 오일(O)이 주입된 것으로, 상기 오일(O)을 통해 릴레이(1)의 온도가 상승하는 것을 막아줄 수 있도록 된 것이다.

즉, 상기 릴레이(1)는 동작시 상기 코일(20)의 발열과, 상기 가동접점(31)와 고정접점(41) 간의 접촉 통전시 아크에 의한 발열 및, 상기 가동부(30)와 고정부(40)의 고전류 통전 유로상의 발열에 의해 릴레이(1) 내부의 온도가 상승하며, 상기 릴레이(1)의 내부 온도상승은 상기 코일(20)이 사용되는 기계식 릴레이(1)에 있어 자기력를 감쇠시키므로 릴레이(1)의 안정적인 성능을 유지하기 위한 냉각 시스템 구현이 필요하다.

그러므로, 상기 릴레이(1) 내부에 공기보다 비열이 높은 오일(O)을 주입하여 주요 열 발산 부위로부터 열 확산을 빠르게 전개시키며, 상기 릴레이(1)의 외부로 열을 발산하여 냉각이 빠르게 일어나도록 한다. 열이 발생하는 특정부위의 열을 오일(O)이 대류현상을 통해 순환하면서 특정 부위의 고온 상승을 억제하고, 내부 열을 외부로 빠르게 발산하여 내부 온도 상승을 억제하며 릴레이(1) 동작 특성의 안정성을 유지할 수 있다.

그리고, 상기 릴레이(1)에 주입되는 오일(O)은 절연성을 가진 유체로 냉각 특성을 가질 수 있는 오일(O)은 모두 해당된다. 즉 상기 냉각유체는 절연특성을 갖는 유체로 이루어진다.

따라서, 상기 오일이 주입된 기계식 릴레이(1) 구조는 일련의 동작을 통해 상승하는 릴레이(1) 내부 온도로 인하여 폴 코어의 자력 변화에 따른 동작 및 복귀 특성의 불안정성에 대하여 오일(O)을 매개체로한 신속한 방열을 통하여 부품 특성의 안정성을 확보 유지하고 신뢰성을 높일 수 있다.

한편, 상기 오일(O)이 채워진 릴레이(1) 구조에서 접점의 산화 및 유화 방지 특징을 가진 릴레이(1)의 접점은 전기적 접속이 일어나는 곳에서 도체의 접촉 및 분리에 의해서 전류를 단속시키는 부품으로 릴레이(1)에 기능을 유지시키는 가장 중요한 부품이다.

상기 접점은 Pt(백금)계, Au(금)계, Ag(은)계 등이 일반적으로 사용되며 이중 릴레이(1)는 다른 금속보다 높은 전기전도도 및 열전도도성을 가지고 있고, 저 접촉력에서도 낮은 접촉저항을 나타내는 Ag계를 사용한다.

그런데, 상기 Ag계의 단점으로는 Ag의 산화에 따른 접촉 불량으로서 Ag계 접점은 공기중에서 산소와 결합하여 산화 피막을 형성하여 접촉 장애를 발생시키기도 하기 때문에 접촉 불량이 발생한 경우 릴레이(1)는 그 기능을 상실한다. 또한 Ag계는 공기중에 녹아있는 유황성분과도 결합하여 유화물의 피막을 형성하기 때문에 접점이 유화된 경우에도 접점은 접촉 장애를 발생시키게 된다.

그러므로, 상기 오일(O)이 주입된 릴레이(1)는 상기와 같이 공기와의 접촉을 통해 발생하는 접점의 접촉 장애를 방지하여 릴레이(1)의 신뢰성을 확보하고 내구 수명을 연장시키는 특징이 있다.

그리고, 상기 오일이 주입된 릴레이(1)의 밀봉 구조를 도 4를 참조로 설명하면, 상기 릴레이(1)는 베이스 플레이트(10)와 커버(50)가 록킹되는 구조로서 베이스 플레이트(10)와 밀봉부재(PACKING SEAL)(60) 및 커버(50)의 결합부에 3개소의 돌기를 추가하여 열팽창한 오일(O)이 외부로 새어나가는 것을 방지하는 구조이다.

즉, 상기 오일이 주입된 릴레이(1)의 밀봉 구조는 상기 베이스 플레이트(10)와 커버(50)의 조립부 사이에 밀봉부재(60)가 설치되고, 상기 밀봉부재(60)의 일측에 다수의 조립돌기(61)가 형성되어 상기 베이스 플레이트(10)의 조립면에 형성된 다수의 조립홈(11)에 삽입고정되며, 상기 밀봉부재(60)의 타측에 또 다른 조립돌기(61)가 형성되어 상기 커버(50)의 조립면에 형성된 조립홈(51)에 삽입고정됨으로써 상기 베이스 플레이트(10)와 커버(50)의 조립부가 밀봉된다.

따라서, 상기 오일이 주입된 릴레이(1)는 그 내부에 오일(O)이 채워짐으로써 릴레이(1) 부품을 냉각시켜 릴레이(1)의 부품 안정성을 도모할 수 있고, 상기 릴레이(1)에 밀봉 구조가 부가됨으로써 릴레이(1)에서 오일(O)이 새는 것을 철저히 막아주게 되어 릴레이(1) 제품의 신뢰성을 확보할 수 있다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 릴레이의 구성을 나타낸 상태도,

도 2는 본 발명에 따른 오일이 주입된 릴레이의 외형을 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 오일이 주입된 릴레이 구조를 나타낸 회로도,

도 4는 본 발명에 따른 오일이 주입된 릴레이의 밀봉 구조를 나타낸 상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 릴레이 10 : 베이스 플레이트

11 : 조립홈 20 : 코일

30 : 가동부 31 : 가동접점

40 : 고정부 41 : 고정접점

50 : 커버 51 : 조립홈

60 : 밀봉부재 61 : 조립돌기

O : 오일

Claims (3)

1. 베이스 플레이트(10) 상부에 설치된 코일(20)에 전류를 흐르게 하면 폴 코어가 자화되고, 상기 폴 코어는 아마추어를 끌어당겨서 폴 코어와 아마추어가 흡착하게 됨에 따라 아마추어에 결합된 가동부(30)가 당겨져 가동접점(31)과 고정부(40)의 고정접점(41)이 접촉하는 작동이 이루어지며, 상기 베이스 플레이트(10)에 각 부품을 수용하는 커버(50)가 조립 설치되는 릴레이 구조에 있어서,

   상기 베이스 플레이트(10)와 커버(50)의 사이 공간에 냉각유체인 오일(O)이 주입되고,

   상기 냉각유체는 절연특성을 갖는 유체로 이루어지며,

   상기 베이스 플레이트(10)와 커버(50)의 조립부 사이에 밀봉부재(60)가 설치되고, 상기 밀봉부재(60)의 일측에 다수의 조립돌기(61)가 형성되어 상기 베이스 플레이트(10)의 조립면에 형성된 다수의 조립홈(11)에 삽입고정되며, 상기 밀봉부재(60)의 타측에 또 다른 조립돌기(61)가 형성되어 상기 커버(50)의 조립면에 형성된 조립홈(51)에 삽입고정됨으로써 상기 베이스 플레이트(10)와 커버(50)의 조립부가 밀봉되는 것을 특징으로 하는 오일이 주입된 릴레이 구조.
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