KR101072629B1 - 소음 저감형 전자식 개폐기 - Google Patents

소음 저감형 전자식 개폐기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주름관 형태의 탄성부재를 고정코어와 가동코어의 사이 측벽에 위치 시키고 가동코어가 고정코어에 접촉할 때, 탄성부재가 압착 변형됨으로써 충격 및 소음을 저감시키며, 최종 동작 완료시 고정코어와 가동코어 사이에 공극이 발생하지 않고, 밀착될 수 있도록 하는 것으로, 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일과, 상기 코일 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 코일 주변에 설치되는 요크와, 상기 요크와 함께 상기 코일 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판과, 상기 금속 판에 고정 설치되는 고정 코어와, 상기 코일이 여자되었을 때 상기 고정 코어에 접촉하는 가동 코어와, 상기 가동 코어와 상기 고정 코어 사이에 설치되어, 상기 가동 코어를 상기 고정 코어로부터 분리되도록 탄성력을 인가하는 복귀 스프링과, 가동 코어에 연결되어 가동 코어와 함께 이동 가능한 샤프트와, 상기 샤프트의 타 단 부 측에 설치되어 상기 샤프트의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점과, 상기 가동 접점과 대향하게 고정 설치되고, 상기 가동 접점과의 접촉 또는 분리함에 따라 전기적 회로가 폐로 또는 개방되게 하는 고정 접점과, 상기 가동 접점의 하부의 상기 샤프트 주위에 설치되어, 상기 고정 접점에 접촉하도록 상기 가동 접점에 탄성접 압력을 제공하는 접압 스프링을 포함하되, 상기 고정코어와 가동코어의 측벽에는 주름관 형태의 완충부재가 고정 설치된 구조를 갖는다.

Description

소음 저감형 전자식 개폐기{noise decreasing type electronic switch}
본 발명은 동작소음 저감형 전자식 개폐기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는주름관 형태의 탄성부재를 고정코어와 가동코어의 사이 측벽에 위치 시켜 가동코어가 고정코어에 접촉할 때, 탄성부재가 압착 변형됨으로써 충격 및 소음을 저감시키도록 하는 소음 저감형 전자식 개폐기에 관한 것이다.
일반적으로 전자식 개폐기는 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차, 전동 골프카트, 전동 지게차와 같은 전기 자동차의 축전지와 직류 전력 변환장치 사이에 위치하고 축전지의 전력을 전력변환 장치에 공급하는 기능과 발전기의 발전 전력을 축전지에 공급하는 기능을 수행한다.
일반적인 전자식 개폐기는 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일과, 상기 코일 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 하부 프레임 내에 상기 코일 주변에 설치되는 요크와, 상기 요크를 대향하게 설치되고, 상기 요크와 함께 상기 코일 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판과, 상기 금속 판에 고정 설치되는 고정 코어와, 상기 고정 코어를 대향하게 설치되고, 상기 코일이 여자되었을 때 상기 고정 코어에 접촉하고 상기 코일이 소자되었을 때 상기 고정 코어로부터 분리되도록 이동 가능한 가동 코어와, 가동 코어에 결합되는 일 단부를 가지고 가동 코어와 함께 이동 가능한 샤프트와, 상기 가동 코어와 상기 고정 코어 사이에 설치되어, 상기 가동 코어를 상기 고정 코어로부터 분리되도록 탄성력을 인가하고, 이 탄성력이 상기 접압 스프링의 접압력보다 큰 복귀 스프링을 포함하는 구조를 가진다.
상기와 같은 종래 전자식 개폐기의 경우, 코일부에 전원이 인가되어 자계가 형성되면 가동코어는 고정코어쪽으로 흡입되고, 가동코어에 연결된 샤프트에 의해 상부 통전부가 동작하게 되는데 이때에, 가동코어가 고정코어에 접촉하므로써 충돌소음이 발생하며, 발생된 소음으로 인해 제품의 감성품질이 저하되게 된다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하고자 종래에 사용되던 방법으로 가동코어와 고정코어간에 평판형의 탄성부재를 장착함으로써 양 코어의 접촉시 발생하는 소음을 저감시키는 방식이 채택되고 있는데 상기의 경우 소음감소라는 목적은 달성하나 최종 동작완료 상태에서 고정코어와 가동코어간에 공극을 형성함으로써 액추에이터 자체의 성능을 감소시키고, 소비전력을 증가시키는 문제점을 가지고 있었다.
상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 주름관 형태의 탄성부재를 고정코어와 가동코어의 사이 측벽에 위치 시키고 가동코어가 고정코어에 접촉할 때, 탄성부재가 압착 변형됨으로써 충격 및 소음을 저감시키며, 최종 동작 완료시 고정코어와 가동코어 사이에 공극이 발생하지 않고, 밀착될 수 있도록 하는 소음 저감형 전자식 개폐기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일과, 상기 코일 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 코일 주변에 설치되는 요크와, 상기 요크와 함께 상기 코일 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판과, 상기 금속 판에 고정 설치되는 고정 코어와, 상기 코일이 여자되었을 때 상기 고정 코어에 접촉하는 가동 코어와, 상기 가동 코어와 상기 고정 코어 사이에 설치되어, 상기 가동 코어를 상기 고정 코어로부터 분리되도록 탄성력을 인가하는 복귀 스프링과, 가동 코어에 연결되어 가동 코어와 함께 이동 가능한 샤프트와, 상기 샤프트의 타 단 부 측에 설치되어 상기 샤프트의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점과, 상기 가동 접점과 대향하게 고정 설치되고, 상기 가동 접점과의 접촉 또는 분리함에 따라 전기적 회로가 폐로 또는 개방되게 하는 고정 접점과, 상기 가동 접점의 하부의 상기 샤프트 주위에 설치되어, 상기 고정 접점에 접촉하도록 상기 가동 접점에 탄성접 압력을 제공하는 접압 스프링을 포함하되, 상기 고정코어와 가동코어의 측벽에는 주름관 형태의 완충부재가 고정 설치된 소음 저감형 전자식 개폐기를 제공한다.
본 발명에 따른 소음 저감형 전자식 개폐기에 따르면, 주름관 형태의 탄성부재를 고정코어와 가동코어의 사이 측벽에 위치 시키고 가동코어가 고정코어에 접촉할 때, 탄성부재가 압착 변형됨으로써 충격 및 소음을 저감시키며, 최종 동작 완료시 고정코어와 가동코어 사이에 공극이 발생하지 않고, 밀착될 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소음 저감형 전자식 개폐기의 열림상태를 보인 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 소음 저감형 전자식 개폐기의 닫힘상태를 보인 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 고정코어 및 가동코어를 보인 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 완충부재의 사시도.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명 소음 저감형 전자식 개폐기의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 소음 저감형 전자식 개폐기의 열림상태를 보인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소음 저감형 전자식 개폐기의 닫힘상태를 보인 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 고정코어 및 가동코어를 보인 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 완충부재의 사시도이다.
본 발명 소음 저감형 전자식 개폐기(10)는 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일(110)과, 상기 코일(110) 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 코일(110) 주변에 설치되는 요크(120)와, 상기 요크(120)와 함께 상기 코일(110) 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판(130)과, 상기 금속 판(130)에 고정 설치되는 고정 코어(140)와, 상기 코일(110)이 여자되었을 때 상기 고정 코어(140)에 접촉하는 가동 코어(150)와, 상기 가동 코어(150)와 상기 고정 코어(140) 사이에 설치되어, 상기 가동 코어(150)를 상기 고정 코어(140)로부터 분리되도록 탄성력을 인가하는 복귀 스프링(160)과, 가동 코어(150)에 연결되어 가동 코어(150)와 함께 이동 가능한 샤프트(170)와, 상기 샤프트(170)의 타 단 부 측에 설치되어 상기 샤프트(170)의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점(210)과, 상기 가동 접점(210)과 대향하게 고정 설치되고, 상기 가동 접점(210)과의 접촉 또는 분리함에 따라 전기적 회로가 폐로 또는 개방되게 하는 고정 접점(220)과, 상기 가동 접점(210)의 하부의 상기 샤프트(170) 주위에 설치되어, 상기 고정 접점(220)에 접촉하도록 상기 가동 접점(210)에 탄성력을 제공하는 접압 스프링(230)을 포함하는 것으로, 상기 고정코어(140)와 가동코어(150)의 측벽에는 주름관 형태의 완충부재(300)가 고정 설치된 구조를 갖는다.
먼저, 전자식 개폐기(10)의 기본 구조를 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 전자식 개폐기(10)는 통전부(200)와 구동부(100)를 포함하여 구성된다.
상기 통전부(200)는 고정접점(220) 및 가동접점(210)을 구비하여, 전자식 개폐기(10)와 연결된 외부 장치에 대한 스위칭이 이루어지도록 접점의 개폐구조를 포함한다.
구동부(100)는 전기적 신호를 이용하여 접점의 개폐를 제어가 가능하도록 하는 작용을 한다. 전자식 개폐기(10)는 통상적으로 구동부(100)의 상하운동으로 전자식 개폐기(10)와 연결된 외부 장치를 스위칭한다.
구동부(100)는 전기적 신호에 의한 자기력을 발생시켜 접점의 구동력을 생성하는 코일(110), 코일(110)의 내부에 고정되어 배치된 고정코어(140), 고정코어(140)에 맞대어지도록 배치된 가동코어(150)를 갖는다.
코일(110)과 고정코어(140) 및 가동코어(150) 사이에는 코일(110)이 권장되는 코일보빈(180)이 구비되며, 코일보빈(180)의 축방향을 따라 상하방향으로 고정코어(140) 및 가동코어(150)가 배치된다. 고정코어(140)와 가동코어(150)는 코일(110)에 의하여 발생하는 자속(磁束, magnetic flux density)을 통과시키는 자로(磁路, magnetic path)를 형성한다. 코일(110)에 의하여 발생하는 자속에 의해 가동코어(150)가 상하방향으로 운동하는 구동력을 갖는다.
코일보빈(180)과 고정코어(140) 및 가동코어(150) 사이에는 비자성재료로 이루어지며, 통전부(200) 측의 면이 개구되고 타측면의 바닥이 막혀있는 원통형으로 형성되는 코어용기(190)를 구비한다.
코어용기(190)는 고정코어(140) 및 가동코어(150)가 수납되는 용기와 같은 형태를 가지며, 고정코어(140) 및 가동코어(150) 각각의 외경은 코어용기(190) 내의 내경과 동일한 정도의 지름을 갖는 원통형으로 형성된다. 가동코어(150)는 코어용기(190)의 축방향으로 이동 가능하다.
가동코어(150)의 이동범위는 고정코어(140)에 접합하는 접합 위치와 코어용기(190)의 타측면의 바닥면과 떨어지는 초기 위치와의 사이로 결정된다. 가동코어(150)가 고정코어(140)와 접합하는 접합력은 코일(110)에 의한 코일 스프링에 의해 제공되며, 가동코어(150)가 초기위치로 복귀하여는 힘은 복귀스프링(160)에 의해 제공된다.
또한, 고정코어(140) 및 가동코어(150)의 중앙부에는 축방향으로 통전부(200) 및 구동부(100)를 관통하여 연결되는 샤프트(170)가 설치되는 관통구를 갖는다. 관통구를 통하여 샤프트(170)가 축방향으로 관통하여 형성되어 있으며, 샤프트(170)는 상단에 가동접점(210)이, 하단에는 가동코어(150)가 결합되어 가동코어(150)의 상하운동을 가동접점(210)에 전달한다.
하부가 개구되어 있는 상자 모양으로 형성되는 커버(240)가 구동부(100)의 상방에 얹어진 형태로 설치되고, 커버(240)의 상부에는 단자 구멍이 구비되고 단자 구멍을 통하여 고정접점(220) 및 고정단자가 삽입된다.
커버(240) 내부에는 고정접점(220) 하단에 샤프트(170)와 결합되고 스위칭을 위한 고정접점(220)과의 접촉 및 분리를 수행하는 공간을 갖는 가동접점(210)이 배치된다.
가동접점(210)의 하부에는 가동접점(210)이 고정접점(220)과 접촉될 때 탄성력을 갖도록 하는 접압스프링(230)이 구비된다. 접압스프링(230)을 통해, 가동접점(210)은 고정접점(220)과 일정 이상의 압력으로 접촉상태를 유지할 수 있게 된다. 또한, 접압스프링(230)은 가동접점(210)이 고정접점(220)과 분리될 때 가동코어(150) 및 샤프트(170)의 이동 속도를 저감시켜 가동코어(150)가 코어용기(190)와 접촉시 충격력을 완화하여 소음, 진동 발생을 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 전자식 개폐기(10)의 상부에는 가동접접(210)과, 고정접점(220), 접압스프링(230), 커버(240)로 구성된 통전부(200)가 위치하며 하부에는 고정코어(140), 가동코어(150), 요크(120) 및 코일(110), 복귀스프링(160)을 포함하는 구동부(100)가 위치한다. 여기서, 상기 코일(110)에 전원이 인가되어 자계가 형성되면 가동코어(150)는 고정코어(140)쪽으로 흡입되고, 가동코어(150)에 연결된 샤프트(170)에 의해 상부 통전부(200)가 동작하게 된다. 이때에, 가동코어(150)가 고정코어(140)에 접촉하므로써 충돌소음이 발생하게 되는데, 상기 충돌소음을 감쇠하도록 상기 고정코어(140)와 가동코어(150)의 측벽에는 주름관 형태의 완충부재(300)를 고정시킨다.
이는 기존에 평판형의 탄성부재를 가동코어(150)와 고정코어(140)간에 장착함으로써 발생했던 고정코어(140)와 가동코어(150)간에 공극의 형성 및 그에 따른 액추에이터 자체의 성능 감소문제와, 소비전력을 증가시키는 문제점을 해결할 수 있으면서, 가동코어(150)가 고정코어(140)에 접촉할 때, 완충부재(300)가 압착 변형됨으로써 충격 및 소음을 저감시키며, 최종 동작 완료시 고정코어(140)와 가동코어(150)가 밀착 될 수 있어, 액추에이터 자체의 성능을 유지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 완충부재(300)는 내측과 외측으로 절곡된 절곡부가 연속해서 형성된 주름관 형태를 취하므로, 외압에 의해 접혔다가도 외력이 제거되면 자동적으로 원상태로 펼쳐지는 복원력을 구비한다. 따라서, 상기 가동코어(150)가 고정코어(140)에 접촉할 때는 주름관이 접히는 방식으로 압착했다가 가동코어(150)가 고정코어(140)에서 이격되면 이격되는 거리만큼 접혔던 주름관이 펴지면서 길이가 연장된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 고정코어(140)와 가동코어(150)는 각각 상호 밀착되는 하부와 상부의 외측벽에 단턱(142, 152)을 형성하도록 내측으로 요입된 요입부(141, 151)를 마련하여 상기 완충부재(300)가 상기 단턱(142, 152) 사이에 끼워져 고정될 수 있도록 한다.
상기와 같이 고정코어(140)의 하부와 가동코어(150)의 상부의 외측벽에 각각 중심방향으로 요입하여 둘레를 따라 형성된 요입부(141, 151)를 형성할 경우, 요입부(141, 151)와 외측벽에는 단턱(142, 152)이 형성된다.
상기 요입부(141, 151)에 완충부재(300)가 끼워져 고정되고, 상기 완충부재(300)의 양측단부는 상기 단턱(142, 152)에 의해 지지된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10 : 전자식 개폐기 100 : 구동부
110 : 코일 120 : 요크
130 : 금속판 140 : 고정 코어
141, 151 : 요입부 142, 152 : 단턱
150 : 가동 코어 160 : 복귀 스프링
170 : 샤프트 180 : 코일보빈
190 : 코어용기 200 : 통전부
210 : 가동 접점 220 : 고정 접점
230 : 접압 스프링 240 : 커버
300 : 완충부재

Claims (2)

  1. 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일과, 상기 코일 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 코일 주변에 설치되는 요크와, 상기 요크와 함께 상기 코일 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판과, 상기 금속 판에 고정 설치되는 고정 코어와, 상기 코일이 여자되었을 때 상기 고정 코어에 접촉하는 가동 코어와, 상기 가동 코어와 상기 고정 코어 사이에 설치되어, 상기 가동 코어를 상기 고정 코어로부터 분리되도록 탄성력을 인가하는 복귀 스프링과, 가동 코어에 연결되어 가동 코어와 함께 이동 가능한 샤프트와, 상기 샤프트의 타 단 부 측에 설치되어 상기 샤프트의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점과, 상기 가동 접점과 대향하게 고정 설치되고, 상기 가동 접점과의 접촉 또는 분리함에 따라 전기적 회로가 폐로 또는 개방되게 하는 고정 접점과, 상기 가동 접점의 하부의 상기 샤프트 주위에 설치되어, 상기 고정 접점에 접촉하도록 상기 가동 접점에 탄성접 압력을 제공하는 접압 스프링을 포함하는 전자식 개폐기에 있어서,
    상기 고정코어와 가동코어의 측벽에는 주름관 형태의 완충부재가 고정 설치된 것을 특징으로 하는 소음 저감형 전자식 개폐기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정코어와 가동코어는 각각 상호 밀착되는 하부와 상부의 외측벽에 단턱을 형성하도록 내측으로 요입된 요입부를 마련하여 상기 완충부재가 상기 단턱 사이에 끼워져 고정될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 소음 저감형 전자식 개폐기.
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