KR101100494B1 - 계전기 및 계전기 제조공정 - Google Patents

Abstract

계전기 및 계전기를 제조하는 공정이 개시되고, 세 개의 접점핀들은 계전기에 적합하게 제공된다. 세 개의 접점핀들은 바람직하게 펀칭으로부터 제작되고 베이스로 관통삽입하는 자기코일의 요크에 대해서는 접점펀칭으로서 서로 고정된다. 세 개의 접점핀들이 서로 견고하게 연결된 상태에서 접점펀칭의 사용의 결과로서, 계전기의 제작동안 세 개의 접점핀들의 조정 및 취급은 상대적으로 단순화된다.

접점핀, 자기코일, 요크, 전기자

Description

계전기 및 계전기 제조공정{Relay and process for producing a relay}

도 1은 융기된 보호캡을 갖는 계전기를 나타낸 도면;

도 2는 U자형 요크를 나타내는 도면;

도 3은 자기코일을 갖는 U자형 요크를 나타낸 도면;

도 4는 자기코일 및 L자형 전기자를 갖는 U자형 요크를 나타낸 도면;

도 5는 세 개의 접점핀을 가지는 펀칭(punching)을 나타낸 도면;

도 6은 부분 조립된 계전기를 나타낸 도면;

도 7은 부분 조립된 계전기를 위에서 관찰한 도면;

도 8은 부하 전류경로의 개략도를 나타낸 도면;

도 9는 계전기를 아래에서 관찰한 도면;

도 10은 접점핀 회로에 적합한 전기적 등가회로도를 나타낸 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 요크

2 : 자기코일

3 : 전기자

4, 12, 13 : 접점핀

5 : 스프링 접점

9 : 베이스

11 : 보호캡

14, 15 : 요크 다리부

21 : 연결편

22 : 코일본체

30 : 지지편

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 계전기 및 청구항 9의 전제부에 따른 계전기 제조공정에 관한 것이다.

계전기는 가능한 다수의 구조가 공지되어 있고 전기전류를 스위치하기 위하여 예를 들어 자동차 공학에 사용된다. 특히, 자동차 공학에서, 생산하기에 경제적인 소형 구조를 갖는 계전기를 제공하는 것이 필요하다.

종래기술에서 공지된 계전기는, 계전기의 개별적인 부품을 배열하기에 적합한 공차가 정확하게 지켜져야만 하므로, 비교적 복잡한 구조로 이루어지며 정밀하게 제조하는 경우에는 상당한 고가이다.

본 발명의 목적은 생산하기에 간단하고 경제적이면서 단순한 구조를 갖는 계전기를 개발하는 것이다. 본 발명의 목적은 또한 계전기를 생산하기 위하여 간단하고 경제적인 공정을 개발하는 것이다.

본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 계전기 및 청구항 9에 따른 계전기 생산공정에 의해서 해결된다.

본발명의 계전기의 장점은 자기회로(magnetic circuit)를 제공하고 스위치되는 부하 전류경로(load current path)를 제공하기 위하여, 단지 세 개의 접점핀만이 제공된다는 것이다. 이에 의해서, 계전기의 단순한 구조가 달성된다.

본 발명의 더 바람직한 실시예에 있어서, 세 개의 접점핀들은 하나의 평면에 배열된다. 따라서, 계전기의 특히 협소한 구조가 달성된다. 이것은 특히 이용가능한 공간이 제한되는 자동차에서 유익하다.

더 바람직한 실시예에 있어서, 계전기의 요크(yoke)는 U자형이고, 그의 다리부(legs)는 일 평면에 배열된다. 상기 다리부는 접점핀들의 평면에 평행하게 배열된다. 따라서, 계전기의 제작동안, 계전기의 요구된 기능을 달성하기 위하여 단지 2개 평면의 간격만이 정확하게 조정되어야 한다.

더욱 바람직한 실시예에 있어서, 부하 전류경로의 2개의 접점핀들 사이에는 제 3 접점핀이 제공되고, 이것은 단지 계전기의 자기코일을 공급하도록 제공된다. 상기 자기코일의 제2접점은 상기 부하 전류경로의 2개 중 하나의 접점핀에 의해서 제공된다. 이러한 배열의 결과로서, 부하 전류경로의 접점핀들 사이의 상대적으로 큰 간격이 가능하고, 그 결과 특히 고전압의 경우에 전압 아킹(arcing)이 회피된다.

더욱 바람직한 실시예에 있어서, 세 개의 접점핀들은 동일 재료로 동일 두께를 갖도록 제조된다. 따라서, 상기 세 개의 접점핀들은 예를 들어 금속시트로부터 펀칭작업으로 제조될 수 있고, 상기 세 개의 접점핀들은 계전기에 조립되기 전에 지지 스트립(retention strip)에 의해서 서로 연결되고, 그 결과 세 개 접점핀들의 일 평면 상에서의 단순한 조정이 가능하다.

더 바람직한 실시예에 있어서, 제 1 접점핀과 제 2 접점핀은 제 3 접점핀보다 더 큰 폭을 갖는다. 따라서, 상기 세 개의 접점핀들은 각각에 의해서 인가될 수 있는 전류강도에 따라 최적으로 치수화되고, 그 결과 동일한 두께에도 불구하고 상기 제 3 접점핀에 대해서는 재료를 절감할 수 있다. 따라서, 한번의 작업단계에서 하나의 시트로부터 상기 세 개의 접점핀들을 펀칭하는 것이 가능하다.

또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 접점핀 및 제 2 접점핀과 2개의 요크 다리부들은 절연재료로 제작된 베이스에 의해서 서로에 대해 소정 위치에 고정된다. 따라서, 상기 2개 평면의 간단하고 정확한 조정이 확보된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 베이스는 사출성형된 부품으로 제작된다. 상기 사출성형된 부품을 사용함으로써 상기 접점핀들과 요크 다리부들의 서로에 대해 간단하고 정확하게 조정할 수 있다.

더 바람직한 실시예에 있어서, 가동접점은 상기 베이스 위에 직접 배열되고 상기 접점핀들 중 하나에 일단부가 유지된다. 상기 가동접점의 자유로이 이동가능한 제2단부는 상기 제 1 접점핀 또는 제 2 접점핀과 관련된다. 가동접점을 상기 베이스의 직상부에서 배열한 결과로서, 스위치하고자 하는 전류에 적합한 짧은 부하 전류경로는 계전기 내에서 달성된다. 이에 의해서, 계전기에서 발생하는 열손실은 최소화된다.

본 발명에 따른 공정은 세 개의 접점핀들이 하나의 시트로부터 펀칭된 단품으로서 제조될 수 있고 이에 의해서 계전기의 조립동안 일 평면 상에서 서로에 대해 자동적으로 조정된다. 따라서, 계전기의 조립동안 일 평면 상에서 접점핀들의 정확한 조정과 접점핀들의 용이한 조작이 가능하다.

더 바람직한 실시예에 있어서, 접점핀들은 사출성형된 부품을 통해서 자기코일의 요크에 고정된다. 따라서, 접점핀들에 대해 요크 다리부들이 간단하고 정확하게 고정될 수 있다. 그러므로, 이것은 특히, 가동접점에 대해 특정된 위치를 가져야 하는 가동 전기자(movable armature)가 요크 상에 배열되므로 유익하며, 상기 가동접점은 접점핀 상에 지지되고 또한 상기 전기자에 부착된다. 정확한 기능을 위하여, 상기 다리부에 대한 전기자 및 상기 접점핀들에 대한 가동접점은 정확한 위치를 가져야 한다.

더 바람직한 실시예에 있어서, 자기코일의 코일본체는 상기 가동접점용 정지부를 갖는다. 가동접점의 개방위치는 정지부에 의해 한정된다.

본 발명은 첨부도면을 참조하여 이 후에 설명될 것이다.

도 1은 융기된 보호캡(11)을 갖는 계전기의 사시도를 나타낸다. 상기 계전기는 절연재료로 이루어지고 세 개의 접점핀(4, 12,13)이 삽입되어 고정된 베이스(9)를 갖는다. U자형 요크(1; U-shaped yoke) 및 자기코일(2)을 갖는 자기회로 또한 베이스(9)에 고정된다. 요크(1)는 상호 평행배열되고 베이스(9)에 고정되는 제1요크 다리부(14) 및 제2요크 다리부(15)를 포함한다. L자형 전기자(3; L-shaped armature)는 제1요크 다리부(14)에 대하여 놓여진다. 베이스(9) 위에서 스프링 접점(5; spring contact)의 형태인 가동접점은 베이스 플레이트(10)에 평행하게 배열된다. 스프링 접점(5)은 제 2 접점핀(12)의 우측단부에 예를 들어 리벳에 의해서 부착된다. 스프링 접점(5)은 계속해서 전기자(3)의 중심부에 부착된다. 상기 스프링 접점의 자유로이 이동가능한 제2단부는 제 1 접점핀(4)과 관련된다. 자기코일(2)은 지지돌기(8)가 배열되어 있는 코일 하우징(16)을 갖는다. 지지돌기(8)는 스프링 접점(5)과 중첩하고, 따라서 스프링 접점(5)은 지지돌기(8)와 제2요크 다리부(15) 사이에 배열된다. 지지돌기(8)는 자기코일(2)의 에너지 단절 상태(de-energized state)에서 스프링 접점(5)용 지지체로서 작용한다. 따라서, 스프링 접점(5)의 개방위치는 한정된다.

스프링 접점(5)은 그의 자유로이 이동가능한 제2단부에서 제 1 접점핀(4)의 접점 리벳과 관련된 접점 리벳을 갖는다. 자기코일(2)의 에너지화 시에, 전기자(3)는 그의 가동측이 제2요크 다리부(15)의 방향으로 견인된다. 이에 의해서, 스프링 접점(5)은 그의 가동 단부가 제 1 접점핀(4) 방향으로 견인되고, 그 결과, 스프링 접점(5)과 제 1 접점핀(4)의 두개 접점 리벳은 휴지 상태에 놓이게 된다. 따라서, 제 1 접점핀(4) 및 제 2 접점핀(12) 간의 전기 전도적 접속은 을 통하여 이루어진다.

도시된 실시예에서, 제 1 접점핀(4)은 자기코일(12)의 제1접점(18)에 연결된다. 제 3 접점핀(13)은 자기코일(2)의 제2접점(19)에 연결되고, 제2접점은 도 1에 도시되지는 않았지만 접점 리벳(6)에 수직으로 연장한다. 제 3 접점핀(13)은 제 1 접점핀(4) 및 제 2 접점핀(12) 간에 배열되고 베이스(9)에 고정된다. 제 3 접점핀(13)은 자기코일(2) 제2접점(19)의 전기적 접속용으로만 제공된다.

베이스 플레이트(10)는 협소한 측면에지에, 보호캡(11)이 베이스 플레이트(10)으로 눌려질 때 보호캡(11)의 리세스(20)에 결합하는 래칭 돌기(9; latching projection)를 갖는다.

도 2는 제1요크 다리부(14) 및 제2요크 다리부(15)을 가지는 U자형 요크(1; U-shaped yoke)를 나타낸다. 제1요크 다리부(14) 및 제2요크 다리부(15)은 상호 평행하게 일 평면에 배열된다. 제1요크 다리부(14) 및 제2요크 다리부(15)는 연결편(21; connection piece)을 통하여 상호 접속된다. 연결편(21)은 제1요크 다리부(14)와 제2요크 다리부(15)에 수직으로 배열된다.

도 3은 제1접점(18)과 제2접점(19)을 구비한 코일(23) 및 측면 개방 코일 본체(22)를 갖는 자기코일(2)이 구비된 요크(1)를 나타낸다. 코일 본체(22)는 조립동안 코일 본체(22)가 연결편(21)에 삽입되는 삽입개구(24)를 갖는다. 이 후에, 코일(23)만이 요크(1)에 기배치된 코일 본체(22)에 권취된다. 코일 본체(22)는 제 2요크 다리부(15)의 전방영역에 배열된 지지돌기(8)를 갖는다.

도 4는 자기코일(2) 및 L자형 전기자(3)가 구비된 U자형의 요크(1)를 나타낸다. 본 예시에서, 코일본체(22)의 삽입개구(24)는 명확하게 관찰될 수 있다. 전기자(3)는 실질적으로 사각형이고 2개의 요크 다리부(14, 15) 위에서 단부구역이 배열되어 있는 전기자 플레이트(25)를 갖는다. 제1요크 다리부(14)를 통해서, 전기자 플레이트(25)는 제1요크 다리부(14)에 실질적으로 평행하게 배열되고 연결편(21)의 중심 위에서 상방으로 연장하는 전기자 다리부(26)에 연결된다. 전기자 다리부(26)와 전기자 플레이트(25)는 지지 에지(27)를 형성하고, 이와 함께 전기자(3)는 제1요크 다리부(14)에 대해 놓인다. 지지 에지(27)에 마주하는 전기자 플레이트(25)의 단부는 전기자(3)의 가동단부이고, 이와 함께 제2요크 다리부(15)에 대한 자기회로는 생성될 수 있다. 전기자 플레이트(25)는 리벳(28)을 갖고, 이에 의해서 스프링 접점(5)은 전기자(3)에 부착된다.

도 5는 지지편(30)을 통해서 서로 연결되어 있는 제 1 접점핀, 제 2 접점핀 및 제 3 접점핀(4, 12, 13)을 나타내는 펀칭(29)을 나타낸다. 펀칭(29)은 펀칭작업으로 금속시트로부터 펀치아웃(punch out)된다. 따라서, 세 개의 접점핀(4, 12, 13)들은 서로 견고하게 연결되고 일 평면에 배열된다. 이에 의해서, 조립 및 조정 동안 상기 세 개의 접점핀의 용이한 취급은 확보된다. 또한, 리벳(7)은 제2접촉핀(12)에 제공되고, 이에 의해서 스프링 접점(5)에 전기자(3)의 조립 후에 스프링 접점(5)은 제 2 접점핀(12)에 부착된다.

도 6은 자기코일(2)을 구비한 요크(1)와 펀칭(29)이 베이스(10)에서 서로 지지되어 있는 조립상태를 나타낸다. 이러한 조립상태에서, 접점편(29)은 여전히 지지편(30)을 갖고, 이것은 후에 펀치아웃된다. 제1접점(18)과 제2접점(19)은 제 1 접점핀(4)과 제 3 접점핀(13) 각각에 전기적으로 전도성있게 접촉된다. 펀칭(29)의 사용은 요크(1)와 세 개의 접점핀(4, 12, 13)의 조정에 대해서 단지 두개의 부분만이 서로 고정되어야 하는 장점을 제공한다. 베이스(9)는 바람직하게 사출성형된 부품의 형상으로 형성된다. 특히, 사출성형된 부품으로서의 구성에 대해서, 조정위치에서 요크(1)와 세 개의 접점핀(4, 12, 13)의 신뢰성있는 조정과 확실한 지지가 가능하다.

도 7은 도 6의 배열을 위에서 관찰한 도면을 나타내고, 요크(1)와 세 개의 접점핀(4, 12, 13)의 2개 평면이 명확하게 관찰가능하고, 이들은 서로 평행하게 정확하게 배열된다. 따라서, 요크(1)와 세 개 접점핀(4, 12, 13) 사이의 소정 간격(D)을 설정할 수 있다. 전기자(3)와 스프링 접점(5) 사이의 정확한 조정때문에 정확한 간격이 필요하다. 도 7은 또한 코일본체(22)의 삽입개구(24)를 나타내고, 이를 통해서 연결편(21)은 코일본체(22)에 측방으로 삽입되고 이 후에만 코일(23)이 코일본체(22)에 부착된다.

도 8은 스위치되는 전류경로의 개략적인 예시를 나타내고, 여기에서 전류는 자기코일(2)의 에너지화 상태에서 제 1 접점핀(4)을 통해서 계전기 측의 상방으로 흐르고 접점리벳(6, 7)을 경유해서 스프링 접점(5)으로 전도된다. 스프링 접점(5)으로부터 전류는 제 2 접점핀(12)으로 전도된다. 부하 전류경로는 도 8에 화살표의 형태로 개략적으로 예시된다. 스프링 접점(5)은 다른 리벳(7)을 경유해서 제 2 접점핀(12)에 지지된다.

도 9는 계전기를 하부에서 관찰하여 베이스 플레이트(10)와 제 1 접점핀, 제 2 접점핀 및 제 3 접점핀(4, 12, 13)을 나타낸다. 본 실시예에서, 세 개의 접점핀(4, 12, 13)들은 동일 두께를 갖고 일 평면에 배열되는 것을 명확하게 관찰할 수 있다. 더 작은 폭의 제 3 접점핀(13)은 도 9에 도시된 바와 같이 바람직하게 구성된다.

도 10은 제 1 접점핀, 제 2 접점핀 및 제 3 접점핀(4, 12, 13)의 회로에 적합한 전기적 등가회로도를 나타낸다. 제 1 접점핀(4)은 제1접점(18)을 경유해서 자기코일(2)의 코일(23)에 전기적으로 도전성있도록 연결된다. 제 3 접점핀(13)은 제2접점(19)을 경유해서 자기코일(2)의 코일(23)에 전기적으로 도전성있도록 연결된다. 전기저항(31)은 코일(23)을 구비한 자기코일(2)에 평행하게 배열된다. 제 2 접점핀(12)은 즉 자기코일(2)의 자기장으로부터 에너지화의 기능으로서, 도 10에 도시된 바와 같이 개방위치 또는 폐쇄위치로 배열되는 스프링 접점(5)에 전기적으로 도전성있도록 연결된다. 개방위치에 있어서, 제 1 접점핀과 제 2 접점핀(4, 12) 사이에는 전기적으로 도전성있는 접속이 없다. 자기코일(2)이 에너지화되면, 전기자(3)와 스프링 접점(5)은 파생하는 자기장의 결과로서 폐쇄위치로 유인되어, 제 1 접점핀과 제 2 접점핀(4, 12) 사이에 전기적으로 도전성있는 접속을 형성한다.

본 발명에 따르면, 계전기는 생산하기에 간단하고 경제적이면서 단순한 구조를 갖고, 간단하고 경제적으로 제작된다.

Claims (10)

1. 자기코일, 요크 및 전기자를 구비하는 계전기로서,

   상기 계전기는:

   상기 전기자 상에서 지지되는 가동접점;

   상기 가동접점에 의해 스위치되는 부하 전류를 통과시키기 위한 제 1 및 제 2 접점핀들;

   상기 자기코일 상에 제공되는 두 개의 접점들 ― 상기 코일 접점들 중 제 1 접점은 상기 제 1 또는 제 2 접점핀에 연결됨 ― ; 및

   상기 자기 코일 접점들 중 제 2 접점에 연결되는, 제 3 접점핀을 포함하고,

   상기 세 개의 접점핀들은 공통 평면에서 배열되고;

   상기 요크는 U자형이고, 상기 접점핀들의 상기 공통 평면과 평행한 평면에 배열되는 두 개의 다리부들을 구비하며; 그리고

   상기 제 3 접점핀은 상기 제 1 및 제 2 접점핀들 사이에 배열되는,

   계전기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 세 개의 접점핀들은 동일 재료로부터 동일 두께로 제조되고,

   상기 제 1 및 제 2 접점핀들은 상기 제 3 접점핀보다 더 큰 폭을 갖는,

   계전기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1, 제 2 및 제 3 접점핀들과 상기 두 개의 요크 다리부들을 지지하는 베이스를 더 포함하는,

   계전기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 베이스는 사출 성형된 부품으로서 형성되는,

   계전기.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 베이스는 바닥에서 상기 계전기를 밀폐시키는 베이스 플레이트를 구비하는,

   계전기.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 가동접점은 상기 베이스 플레이트의 상부에서, 상기 베이스 플레이트에 실질적으로 평행하게 배열되며, 상기 접점핀들 중 하나의 접점핀 상의 단부들 중 하나의 단부에서 유지되는,

   계전기.
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