KR101014987B1 - 릴레이용 압출 코팅한 자기 시스템 - Google Patents

Abstract

릴레이는 코일에 의해서 부분적으로 둘러싸인 코어를 구비한 자기 시스템을 갖는다. 요크는 코어의 제1단부에 부착된 제1 요크 레그와 코어에 평행하게 연장하는 제2 요크 레그를 갖는다. 제2 요크 레그는 코일로부터 떨어진 제2 요크 레그의 상부면에 형성된 전기자 장착부를 갖는다. 극은 코어의 제2 단부에 연결된 제1 극 레그와 코어에 평행하게 연장하는 제2 극 레그를 갖는다. 제2 극 레그는 전기자 장착부와 실질적으로 정렬된 상부면을 갖는다. 고정형 콘택트는 제2 극 레그와 실질적으로 정렬된 고정형 콘택트 캐리어에 배열된다. 자기 시스템의 배열은 플라스틱 재료로 압출 코팅하는 동안 정확한 위치적 정렬을 확보한다.

압출 코팅, 요크 레그, 극 레그, 전기자 장착부, 전기자

Description

릴레이용 압출 코팅한 자기 시스템{MAGNET SYSTEM EXTRUSION COATING FOR A RELAY}

본 발명은 전자기 릴레이에 관한 것이고, 특히 전자기 릴레이용 압출 코팅을 갖는 자기 시스템 및 이를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.

DE 197 47 166 C1에는 자기 시스템을 갖는 릴레이 및 상기 자기 시스템을 생산하기 위한 방법이 개시되어 있다. 상기 자기 시스템은 코어의 전체 길이를 따라서 코일축에 평행하게 횡방향으로 연장하는 제2 요크 레그(yoke leg)를 갖는다. 상기 제2 요크 레그는 실질적으로 극 플랜지(pole flange)와 정렬된 요크 자유단부(free yoke end)를 갖는다. 요크 자유단부는 시트형 전기자(sheet-like armature)용 베어링 에지(bearing edge)를 형성한다. 전기자는 그 위에 장착된 스프링 콘택트를 갖는다. 전기자와 스프링 콘택트는 코어의 단부면 또는 코일에 평행하게 배열된다. 스프링 콘택트는 코어본체의 코일 플랜지 상의 고정형 콘택트 캐리어에 배열된 고정형 콘택트에 대응하는 스위치 콘택트를 갖는다.

상술된 릴레이 및 다른 유사한 릴레이에 있어서, 콘택트 부식(contact erosion)이 발생할지라도 고정형 콘택트를 접촉시키기 위한 충분한 힘을 갖는 것이 중요하다. 그러므로, 릴레이가 전류를 얻음(picking up)에 따라서 극 플랜지 또는 극면(fole face)에 접촉하기 전에, 스위치 콘택트가 고정형 콘택트에 미리 접촉하도록 전기자는 형성된다. 이것은 일반적으로 과잉이동(overtravel)이라 한다. 상대적으로 큰 과잉이동은 접촉력의 저하를 야기시키는 콘택트 부식을 고려하여 요구된다.

상술된 바와 같이, 릴레이의 수명에서 중요한 파라미터인 과잉이동의 소정치를 조정하기 위한 다양한 방법들이 공지되어 있다. 하나의 방법은 스프링 콘택트를 측정하고 굽힘으로써 스프링 콘택트를 조정하는 것이다. 이 방법은 고가의 장비와 반복된 조정을 요구하지만 에러가 없는 것은 아니다. DE 197 47 166 C1은 또한 자기 시스템이 콘택트에 대해 최적으로 위치될 때까지 요크-코어 유니트(yoke-core unit)가 축방향에서 코일 본체 측으로 눌려지는 것을 제안한다. 그리고, 자기 시스템은 압출 코팅(extrusion coating)에 의해서 제 위치에 고정된다. 그러나, 이러한 방식은 사소한 공차(insignificant tolerance)를 요구하고 또한 반복된 조정을 요구한다.

그러므로, 본 발명의 목적은 과잉이동이 상대적으로 저가의 제조비용으로 간단히 조정될 수 있는 전자기 릴레이용 자기 시스템 및 이를 제조하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 목적 및 기타 목적은 코일에 의해서 부분적으로 둘러싸여 있는 코어를 구비한 자기 시스템에 의해서 달성된다. 요크는 코어의 제1단부에 부착된 제1 요크 레그와 상기 코어에 평행하게 연장하는 제2 요크 레그를 갖는다. 제2 요크 레그는 코일로부터 떨어져 있는 제2 요크 레그의 상부측에 형성된 전기자 장착부를 갖는다. 극(pole)은 코어의 제2 단부에 연결된 제1 극 레그와 코어에 평행하게 연장하는 제2 극 레그를 갖는다. 제2 극 레그는 전기자 장착부와 실질적으로 정렬된 상부면을 구비하여, 전기자가 전기자 장착부에 장착되는 경우에, 작업 공극(working air gap)은 코일측 전기자 면과 극 레그의 상부면 사이에 형성된다.

이러한 목적 및 기타 목적은 코일에 의해서 부분적으로 둘러싸여 있는 코어를 구비한 코어 본체를 갖는 자기 시스템을 포함하는 전자기 릴레이에 의해서 더욱 달성된다. 요크는 코어의 제1단부에 부착된 제1 요크 레그와 코어에 평행하게 연장하고 전기자 장착부를 갖는 제2 요크 레그를 갖는다. 극은 코어의 제2 단부에 연결된 제1 극 레그와 코어에 평행하게 연장하는 제2 극 레그를 갖는다. 고정형 콘택트는 제2 극 레그와 실질적으로 정렬된 고정형 콘택트 캐리어에 배열된다. 고정형 콘택트 캐리어는 코어의 방향에서 오프셋되고 코일 본체에 배열된다. 자기 시스템은 플라스틱 재료로 압출 코팅된다.

이러한 목적 및 기타 목적은 전자기 릴레이용 자기 시스템을 제조하기 위한 방법에 의해서 달성된다. 상기 방법은 자기 시스템을 사출 성형에 삽입하는 단계와 전기자 장착부의 면과, 극 레그와, 고정형 콘택트 캐리어를 상기 사출 성형의 상보적인 기준 평면에 배치하는 단계를 포함한다. 전기자 장착부의 면과, 극 레그와, 고정형 콘택트 캐리어는 면들 사이에서의 요구된 크기 눈금(size graduation)을 달성하도록 관련된 기준 평면(reference plane)들로 압박진다.

본 발명은 하기 도면을 참조하여 이 후에 더 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 릴레이용 압출 코팅된 자기 시스템의 사시도;

도 2는 전기자 또는 스프링 콘택트가 없는 도 1의 자기 시스템의 사시도;

도 3은 도 2의 자기 시스템의 다른 측면의 사시도;

도 4는 압출 코팅되기 전의 자기 시스템의 사시도;

도 5는 압출 코팅된 자기 시스템의 단면도;

도 6은 압출 코팅된 자기 시스템의 다른 실시예;

도 7은 압출 코팅된 자기 시스템용 사출 성형의 사시도.

도 1은 플라스틱 압출 코팅(1; plastic extrusion coating)과 전기자-스프링 콘택트 서브 어셈블리(3, 5)에 내장되거나 또는 둘러싸인 자기 시스템을 갖는 본 발명에 따른 전자기 릴레이를 나타낸다. 릴레이의 자기 시스템이 먼저 상세하게 설명될 것이다.

도 1~3 및 도 5는 플라스틱 압출 코팅(1)에 내장되거나 또는 둘러싸인 자기 시스템을 나타낸다. 도 4는 자기 시스템이 플라스틱 압출 코팅(1)에 내장되거나 또는 둘러싸이기 전의 자기 시스템을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 자기 시스템은 코일(14)과 2개의 코일단자(10, 10a)를 구비한 코일 본체(12)를 갖는다. 코어(7b)는 코일(14)을 관통한다. 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 코어(7b)의 단부는 코일(14)로부터 상대적으로 멀리 돌출하고, 코어(7b)의 대향 단부는 요크(7)에 바람직하게 일체적으로 연결된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 요크(7)는 코어(7b)에 연결된 제1 요크 레그(7c)와 코어(7b)에 평행하게 형성된 전기자 장착부(7a)를 갖는 제2 요크 레그를 갖는다. 전기자 장착부(7a)는 상기 제2 요크 레그의 상부면에서 릴레이의 전방에 형성되고 코일(14)로부터 이격된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 코어-요크 유니트(7, 7a, 7b, 7c)는 코일 공간(coil space)으로부터의 코일(14)의 단부면을 향하는 굽힘의 구역에서, 즉 제1 요크 레그(7c)에서 약간 매끈한 것(flatter)이 바람직하지만, 코일 공간의 폭과 비교하여 증가된 폭을 가져서 전체의 실질적으로 균일한 단면이 얻어진다. 종래의 자기 시스템에서와 마찬가지로 코일(14)의 전체 길이 이상으로 연장하지 않는 축상으로 연장하는 제1 요크 레그(7c)의 길이는 자기 시스템과 대응하는 콘택트 사이의 조정 문제를 해결하는 데 어렵다.

도 4에 도시된 바와 같이, 극 적층부(pole lamination)는 L자형 극(6; L-shaped pole)으로서 형성된다. 극(6)은 코일 본체(12)의 사이드 아암(13; side arm)과 제1 플랜지(11) 사이에 유지된다. 극(6)은 코어(7b)에 연결된 제1 극 레그(6b)와 코어(7b)에 평행하게 연장하는 전기자 장착부(7a)의 하부에 형성된 제2 극 레그(6a; 극 플랜지)를 갖는다. 제2 극 레그(6a)는 그의 상부측에 크라운형 극면(15; crowned pole face)를 갖는다. 극 레그(6)는 예를 들어 U자형 리세스(미도시)의 수단에 의해서 코어(7b)에 연결된다. 제2 극 레그(6a)는 요크(7)의 근처로 축상으로 연장한다. 릴레이가 완전하게 조립되는 경우에, 갭(gap)은 요크(7)의 전기자 장착부(7a)의 에지와 제2 극 레그(6a)의 대향 에지 사이에 형성되고, 후술하는바와 같이 전기자 장착부(7a)에 선회식으로 장착되는 전기자(5)에 의해서 연결된다. 전기자(5)는 릴레이가 픽업되는 경우에 제2 극 레그(6a)의 상부측에 안착하게 된다.

고정형 콘택트 캐리어(9)는 제2 극 레그(6a)의 아래에서 이로부터 임의적으로 오프셋된다. 사이드부(9b)는 고정형 콘택트 캐리어(9)를 코일 본체(12)의 사이드 아암(13)의 포켓(13a)에 유지시킨다. 고정형 콘택트 캐리어(9)는 단자부(terminal portion)을 통해서 단자 핀(9a; terminal pin)에 일체적으로 연결된다. 단자 핀(9a)은 자기 시스템의 하부 단부면으로부터 돌출한다. 고정형 콘택트 캐리어(9)는 고형형 콘택트(8)를 더 포함한다. 고정형 콘택트(8)는 전기자 장착부(7a)와 제2 극 레그(6a)의 표면들에 평행하게 배열된다. 그러나, 고정형 콘택트(8)는 하부면에서 코어에 더욱 근접하게 배열되어 설치 공간(installation space)를 최적화시킨다.

자기 시스템의 압출 코팅이 이제 상세하게 설명될 것이다. 플라스틱 재료로 자기 시스템을 싸기 위하여, 코어-요크 유니트(7, 7a, 7b, 7c), 극(6), 고정형 콘택트 캐리어(9) 및 고정형 콘택트(8)는 코어 본체(12)의 내부에 배치되어 서브 어셈블리를 형성한다. 서브 어셈블리는 예를 들어 그립퍼(gripper)에 의해서 도 7에 도시된 바와 같이 사출 성형품(16; injection mold)내로 삽입된다.

사출 성형품(16)은 크라운형 극면(15)와 코어(7b) 각각에 적합한 개구(20, 21)를 포함한다. 사출 성형품(16)은 기준 평면(17, 18, 19; reference plane)들을 갖는다. 터널링 게이트(tunneling gate)는 도면번호 23 또는 이 위치에서 사출 성형품(16)의 양측면에 형성된다. 전기자 장착부(7a), 제2 극 레그(6a) 및 고정형 콘택트 캐리어(9)의 상부면들에 의해서 형성된 면(face)들 사이의 크기 눈금(size graduation)은 제 위치에 정확하게 고정시키기 위하여 사출 성형품 결정 기준 평면(injection mold-determined reference planes)에 의해서 달성된다. 크기 눈금은 사출 성형품(16)에서 기준 평면들을 보완하기 위하여 이러한 세개의 면(7a, 6a 및 9의 상부면)들을 배치함으로써 그리고 사출 성형품(16)에서 관련된 기준 평면(17, 18, 19)들에 압출 코팅되도록 이들 세개의 면들을 압박함으로써 유익하게 달성된다. 코일 본체(12)와 고정형 콘택트 캐리어(9)를 싸기 위하여, 도 1에 잘 도시된 바와 같이 축상으로 연장하는 웨브(2, 2a; web)들이 사이드부(9b)의 구역 위에 주입되면 유익하다. 도 2와 도 3은 압출 코팅(1)에 내장된 후이지만 전기자-스프링 콘택트 어셈블리(3, 5)의 부착 전의 자기 시스템을 나타낸다.

도 6은 압출 코팅된 자기 시스템의 다른 실시예를 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이, 추가의 압력 포인트(22)는 사출 성형품(16)과 함께 형성될 수 있고, 여기에서 제2 극 레그(6a)는 사출 성형품(16)의 관련된 기준 평면(18)에 대해 압박될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자기 시스템이 압출 코팅(1)에 내장된 후에, 시트형 전기자(5; sheet-like armature)는 전자기 장착부(7a)에 장착되어 작업 공극은 코일측 전기자 면과 제2 극 레그(6a) 사이에 형성된다. 스프링 콘택트(3)는 자기 시스템의 상단부 면에서 비권취부에 고착된다. 스프링 콘택트(3)의 굽힘부는 전기자 장착부(7a)를 둘러싸서 베어링을 형성한다. 스프링 콘택트(3)는 전기자(5)에 견고하게 연결된 중심부를 갖고 전기자(5)가 스프링 콘택트(3)를 이동시킬 수 있도록 장착된다. 이에 의해서, 스프링 콘택트(3)와 전기자는 서브 어셈블리를 형성한다. 스프링 콘택트(3)의 자유단부는 웨브(2, 2a)들 사이에 이동가능하게 수용된다. 스프링 콘택트(3)의 자유단부에는 고정형 콘택트(8)에 대면하는 스위치 콘택트(4)가 제공된다.

코일(14)의 종방향 사이드에서 서로 실질적으로 정렬되어 배열된 전기자 장착부(7a)와 제2 극 레그(6a)의 형상때문에, 자기 시스템과 콘택트 시스템은 정확한 위치적 정렬 상태로 배열될 수 있다. 부가적으로, 고정형 콘택트 캐리어(9)가 코일 본체(12)에서 제2 극 레그(6a)의 상부면에 실질적으로 평행하고 코어(7b)의 방향에서 바람직하게 오프셋하며, 자기 시스템, 기본 본체(12) 및 고정형 콘택트 캐리어(9)가 실질적으로 완전하게 압출 코팅되므로, 전기자(5)는 극(6)의 단부 위치에 부착한다. 그러므로, 고정형 콘택트(8)에 대한 나머지 허용오차(remaining tolerance)는 매우 정확하게 크기 결정된 사출 성형에 대한 조립의 방법에 의해서 감소될 수 있다. 이러한 방식에서, 자기 시스템과 콘택트 캐리어 사이의 소정의 끼워맞춤과 소정의 과잉이동은 사출 성형품(16)에서 자기 시스템의 강제된 끼워맞춤때문에 추가적인 수단없이 조정된다. 소정의 끼워맞춤으로부터 허용오차-유도된 이탈(tolerance-induced deviation)은 사출 성형품(16)에서 증가하는 압력으로부터 이루어지는 상대적 위치설정에 의해서 그리고 사출 성형품(16)에서 발생하는 부가적인 압박에 의해서 극복되기 때문에, 자기 시스템의 부품들은 정확한 위치 상태로 배치되고 고정된다.

본 명세서에 기재된 본 발명은 이중 릴레이(duo relay)에 사용될 수도 있다.

Claims (20)

1. 코일(14)에 의해서 부분적으로 둘러싸인 코어(7b)와, 상기 코어(7b)의 제1 단부에 부착된 제1 요크 레그(7c) 및 상기 코어(7b)에 평행하게 연장하는 제2 요크 레그로서 전기자 장착부(7a)를 갖는 제2 요크 레그를 갖는 요크(7)를 포함하는 릴레이용 자기 장치에 있어서,

   상기 전기자 장착부(7a)는 상기 코일(14)로부터 떨어진 제2 요크 레그의 상부면에 형성되고;

   극(6)은 상기 코어(7b)의 제2 단부에 연결된 제1 극 레그(6b)와 상기 코어(7b)에 평행하게 연장하는 제2 극 레그(6a)를 갖고, 상기 제2 극 레그(6a)는 전기자(5)가 상기 전기자 장착부(7a)에 장착된 때 작업 공극이 코일측 전기자 면과 상기 극 레그(6)의 상부면 사이에 형성되도록 상기 전기자 장착부(7a)와 정렬되는 상부면을 갖고,

   고정형 콘택트 캐리어(9)는 고정형 콘택트를 갖고,

   상기 자기 장치는 플라스틱 재료(1)로 압출 코팅되고, 상기 코일(14), 상기 요크(7), 상기 극(6) 및 상기 콘택트 캐리어(9)는 상기 플라스틱 재료(1)에 내장되는 것을 특징으로 하는, 자기 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 극 레그(6a)의 상부면은 크라운형 극면(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 요크(7)는 L자형인 것을 특징으로 하는 자기 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 극(6)은 L자형인 것을 특징으로 하는 자기 시스템.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 극 레그(6b)는 U자형 리세스에 의해서 상기 코어(7b)에 연결되는 것을 특징으로 하는 자기 시스템.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전기자 장착부(7a)의 에지와 상기 제2 극 레그(6a)의 에지는 그들 사이에, 전기자(5)에 의해서 연결되는 갭이 형성되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자기 시스템.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   고정형 콘택트 캐리어(9)에 배열된 고정형 콘택트(8)는 상기 제2 극 레그(6a)와 정렬되는 것을 특징으로 하는 자기 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 고정형 콘택트 캐리어(9)는 상기 코어(7b)의 방향에서 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 시스템.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 자기 장치는 코일 본체(12) 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 자기 시스템.
10. 코일(14)에 의해서 부분적으로 둘러싸인 코어(7b)와, 상기 코어(7b)의 제1 단부에 부착된 제1 요크 레그(7c) 및 상기 코어(7b)에 평행하게 연장하고 전기자 장착부(7a)를 갖는 제2 요크 레그를 갖는 요크(7)와, 상기 코어(7b)의 제2 단부에 연결된 제1 극 레그(6b)와 상기 코어(7b)에 평행하게 연장하는 제2 극 레그(6a)를 갖는 극(6)을 구비한 코어 본체(12)를 갖는 자기 시스템을 포함하는 전자기 릴레이에 있어서,

    상기 자기 시스템은 상기 제2 극 레그(6a)와 정렬된 고정형 콘택트 캐리어(9)에 배열된 고정형 콘택트(8)를 갖고,

    상기 고정형 콘택트 캐리어(9)는 상기 코어(7b)의 방향에서 오프셋되고 상기 코일 본체(12)에 배열되며,

    상기 자기 시스템은 플라스틱 재료(1)로 압출 코팅되어, 상기 코일(14), 상기 요크(7) , 상기 극(6) 및 상기 콘택트 캐리어(9)가 상기 플라스틱 재료에 내장되는 것을 특징으로 하는 전자기 릴레이.
11. 제 10 항에 있어서,

    시트형 전기자(sheet-like armature; 5)는 상기 전기자 장착부(7b)에 선회식으로 장착되고, 상기 전기자(5)는 상기 고정형 콘택트(8)에 인접하여 위치된 스위칭 콘택트(4)를 구비한 스프링 콘택트(3)를 갖는 것을 특징으로 하는 전자기 릴레이.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    상기 고정형 콘택트 캐리어(9)는 사이드부(9b)에 의해서 상기 코일 본체(12)의 사이드 아암(13)의 포켓(13a)에 유지되는 것을 특징으로 하는 전자기 릴레이.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 극(6)은 상기 코일 본체(12)의 사이드 아암(13)과 제1 플랜지(11) 사이에 유지되는 것을 특징으로 하는 전자기 릴레이.
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택트(3)의 자유단부는 사출 성형된 웨브(2, 2a)들 사이에 이동가능하게 수용되는 것을 특징으로 하는 전자기 릴레이.
15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    상기 제2 극 레그(6a)는 상기 전기자 장착부(7a)와 정렬되는 상부면을 갖는 것을 특징으로 하는 전자기 릴레이.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 전기자 장착부(7a)의 에지와 상기 제2 극 레그(6a)의 에지는 이들 사이에, 전기자(5)에 의해서 연결되는 갭이 형성되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기 릴레이.
17. 제 11 항에 있어서,

    상기 스프링 콘택트(3)는 전기자가 상기 제2 극 레그(6a)의 상부면에 결합하기 전에 상기 고정형 콘택트(8)에 결합하도록 굽혀져 있는 것을 특징으로 하는 전자기 릴레이.
18. 제 1 항에 따른 전자기 릴레이용 자기 시스템을 제조하기 위한 방법에 있어서,

    자기 시스템을 사출 성형품(16)에 삽입하는 단계와;

    전기자 장착부(7a)의 면과, 극 레그(6a)와, 고정형 콘택트 캐리어(9)를 상기 사출 성형품(16)의 상보적인 기준 평면(17, 18, 19)에 배치하는 단계와;

    전기자 장착부(7a)의 면과, 극 레그(6a)와, 고정형 콘택트 캐리어(9)를 관련된 기준 평면(17, 18, 19)들로 압박하여 면들 간의 원하는 크기 눈금을 달성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 고정형 콘택트 캐리어(9)의 양측면에 웨브(2, 2a)를 사출 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 삭제

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