KR101116381B1 - 릴레이의 아크소호 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 자동차용 릴레이 장치에 관한것으로, 외부 부하로 공급되는 전류를 차단하기 위해 고정접점과 가동접점의 이탈시 발생하는 아크를 신장시켜 소호하기 위해 하우징 내부에 상부 케이스 및 하부 플레이트와 결합하고, 접점 위치까지 몸체 높이를 가지고, 상부 케이스의 내측 벽을 따라 상방으로 연장된 연장부와 끼움결합하는 아크 신장부를 형성함으로써, 외부 부하로 공급되는 전류를 적절히 차단하여 보다 정확한 구동 제어가 가능하고, 하우징 내부 기기의 물리적 손상을 막아 릴레이의 수명을 연장시킬 수 있다.

Description

릴레이의 아크소호 장치{The Arc Chute Device of Relay}

본 발명은 릴레이 기술에 관련한 것으로, 특히 자기 자동차용 릴레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로 릴레이는 모터와 같은 구동장치 등의 제어를 위해 전류의 개폐기능을 갖는 장치로서, 모터와 구동장치 등의 시동 및 정지와 같은 동작을 제어할 뿐만 아니라 저속 및 고속 회전 제어를 담당하는 장치이다.

릴레이는 외부 부하와 연결되는 고정접점이 전자기력에 의해 구동되는 가동접점과 접촉 또는 이탈함에 의해 전류를 공급 및 차단한다. 이 과정에서 전류 차단을 위해 고정접점으로부터 가동접점의 이탈시 접점 부근에서 아크와 열이 발생한다.

이때, 아크는 전류의 흐름이기 때문에 전류의 차단이 이루어 지기 보다는 차단을 지연시킨다. 따라서, 릴레이의 정확한 구동제어가 이루어지지 않고, 내부 기기의 마모로 인해 릴레이의 수명이 단축되며, 아크로 인해 발생한 열은 릴레이의 성능을 저하시킨다.

본 발명은 고정접점과 가동접점의 접점 이탈로 인해 발생하는 아크를 소호할 수 있는 릴레이 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 릴레이 장치는 고정접점으로부터 가동접점 이탈 시 발생하는 아크를 신장시켜 소호하기 위해, 고정접점이 삽입되어있는 상부 케이스와 샤프트가 관통 설치되고, 연장부를 가지는 하부 플레이트가 기밀부재에 의해 기밀접합된 하우징 내부에 끼워짐결합되고, 접점 위치까지 몸체 높이를 가지며, 하부 플레이트의 연장부와 체결되는 체결부를 가지는 아크 신장부를 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 릴레이 장치의 하우징 내부에서 발생하는 아크를 하우징 내부 접점부근에 형성된 아크 신장부를 통해 신장시켜 소호하기 때문에 외부 부하로 공급되는 전류를 적절히 차단할 수 있다.

따라서, 릴레이의 기능이 향상되고, 보다 정확한 구동 제어가 가능해 질 뿐만 아니라, 기기의 물리적 손상을 막아 릴레이의 수명을 연장시키는 유용한 효과를 가진다. 또한, 아크 신장부가 하우징 및 하부 플레이트의 연장부와 체결구조를 통해 결합됨으로서 교체 및 관리가 용이하고, 설치를 위한 추가적인 장치가 필요치 않아 릴레이의 경량화 및 소형화를 이룰 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 릴레이 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 장치의 아크 신장부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호부의 아크 소호 과정을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 종래기술에 따른 릴레이 장치의 단면도이다.

릴레이 장치(100)는 소호부(124)와 엑추에이터(125)로 나누어 지는데, 소호부(124)는 하우징(114) 내부에 고정접점(111), 가동접점(112) 및 접압 스프링(117)을 포함한다.

하우징(114)은 고정접점(111), 가동접점(112), 샤프트(113), 접압 스프링(117)의 구동범위 전체를 밀폐하며, 내열성 재료로 이루어지고, 하부 플레이트(114b)에서 상부 케이스(114a)의 내측 벽을 따라 상방으로 연장된 연장부(116)가 상부 케이스(114a)의 내부 측면과 접촉하며, 외부의 기밀부재(126)에 의해 상부 케이스(114a)와 하부 플레이트(114b)가 기밀접합된다.

고정접점(111)은 하우징(114) 상부 측에 설치되고 모터 및 구동장치 등의 외부 부하와 연결된다. 또한, 가동접점(112)은 상하방향으로 구동되어 고정접점(111)과 접촉 또는 이탈함에 의해 전류를 외부 부하로 공급 또는 차단하도록 스위칭(switching)하고, 접압 스프링(117)에 의해 고정접점(111)과 접촉할 때 일정 이상의 압력으로 접촉상태를 유지한다.

엑추에이터(125)는 여자용 코일(118), 코일보빈(119), 고정철심(120), 가동철심(121), 복귀스프링(122) 그리고 소호부(124)에서 축 방향으로 통과하는 샤프트(113)를 포함한다.

여자용 코일(118)은 전기적 신호에 의해 전자기력을 발생시켜 고정철심(120)과 가동철심(121)의 구동력을 발생시키며, 고정철심(120)과 가동철심(121)은 여자용 코일(118) 내부에 서로 맞대어 지도록 상하 배치된다.

복귀스프링(122)은 고정철심(120)과 가동철심(121)의 사이에 위치하며 상하방향으로 구동될 때 탄성으로 원위치에 복귀시켜준다.

샤프트(113)는 고정철심(120), 복귀스프링(122), 가동철심(121)의 중앙을 축 방향으로 통과하고 소호부(124)의 접압 스프링(117) 및 가동접점(112)과 결합된다. 따라서, 전자기력에 의한 구동력을 전달받아 고정접점(111)이 가동접점(112)으로 부터 접촉 또는 이탈할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 장치의 아크 신장부를 설명하기 위한 단면도이다.

외부 부하의 전류를 차단하기 위해서 하우징(114) 내부에서 고정접점(111)과 가동접점(112)이 이탈할 때 접점 부근에서는 아크와 열이 발생한다. 이때 아크 자체가 전류의 흐름이고 고정접점과 가동접점을 연결하고 있기 때문에 전류가 차단되지 않고 지연된다.

이로 인해, 전류의 차단이 신속하게 이루어지지 않아 정확한 구동 제어를 할 수 없게 되고, 반복적인 접점의 접촉 또는 이탈 동작으로 기기마모가 누적되어 릴레이 장치(100)의 수명을 단축시키게 된다.

이를 방지하기 위해 아크의 소호가 필요하며, 아크의 소호 방법 중 하나가 본 발명에서 제시하는 바와 같이 아크를 신장시키는 것이다. 아크 신장은 아크의 길이를 길게 늘이는 것으로서, 아크가 공간상의 방전이기 때문에 길이가 길어지면 끊어지게 되고 이것은 아크의 종료를 위미한다.

따라서, 본 발명은 아크를 신장시켜 소호하기 위해 아크 신장부(115)를 구비하고, 하우징(114) 내부를 절연성 가스로 충진한다.

아크 신장부(115)는 하우징(114) 내부 측면에 대면접촉하고, 하부 플레이트(114b)에서 상부 케이스(114a)를 내측 벽을 따라 상방으로 연장된 연장부(116)와 끼움결합하며, 동시에 하우징(114) 내부의 고정접점(111)과 가동접점(112)을 수용하는 기밀공간(123)을 형성한다. 기밀공간(123)의 내부는 수소 또는 수소와 질소 혼합가스 등의 소호 가스를 넣어 아크 발생을 최소화 한다.

또한, 아크 신장부(115)는 사각기둥 형상으로, 고정접점(111)과 가동접점(112)이 접촉하는 접점의 위치까지 몸체 높이를 가져 아크를 효과적으로 유도한다. 이처럼, 아크 신장부(115)의 결합구조 단순화로 릴레이 장치(100)의 구조를 단순화 할 수 있으며, 체결을 위한 별도의 장치가 필요하지 않아 릴레이 장치(100)의 소형화 및 경량화를 이룰 수 있다. 뿐만 아니라, 오랜 사용으로 인해 마모된 내부 기기 교체 또는 설치에 편리하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호부의 아크 소호 과정을 나타내는 도면이다. 도 2을 참조하며 아크가 유도되어 신장되는 것을 설명하기 위한 도 2의 A를 확대한 것이다.

하우징(114)의 상부와 결합되어 외부 부하와 연결되는 고정접점(111)과 엑추에이터(125)로부터 구동력을 전달받는 가동접점(112)의 접점 이탈시 고정접점(111)과 가동접점(112) 사이에서 아크가 발생하고, 아크로 인해 이탈 후에도 신속한 전류의 차단이 이루어 지지 않는다.

이때, 아크는 아크 발생 경로인 접점의 위치까지 몸체 높이를 갖는 금속도체인 아크 신장부(115)로 유도되고, 유도된 아크는 도 3에 점선으로 표시된 바와 같이 아크 신장부(115) 하부까지 신장된다. 따라서, 신속한 전류의 차단을 기대할 수 있을 정도로 소호 시간을 단축할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위 내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.

100: 릴레이 장치 118: 여자용 코일
111: 고정접점 119: 코일 보빈
112: 가동접점 120: 고정철심
113: 샤프트 121: 가동철심
114: 하우징 122: 복귀 스프링
114a: 상부 케이스 123: 기밀공간
114b: 하부 플레이트 124: 소호부
115: 아크 소호부 125: 엑추에이터
116: 연장부 126: 기밀부재
117: 접압 스프링

Claims (4)

1. 외부 부하와 연결되는 고정접점과, 상기 고정접점에 접촉 또는 이탈되어 상기 외부 부하로 전류을 공급 또는 차단시키는 가동접점과, 상기 가동접점을 전자기력에 의해 구동시키는 엑추에이터와, 상기 고정접점과 상기 가동접점의 접촉부위를 밀폐하는 하우징을 포함하는 EV용 릴레이 장치에 있어서,
   상기 하우징은, 상기 고정접점이 삽입되어 있는 상부 케이스와, 샤프트가 관통 설치되고 상기 상부 케이스의 내측 벽을 따라 상방으로 연장되어 상기 상부 케이스와 끼워짐 결합되는 연장부를 가진 하부 플레이트가 기밀부재에 의해 기밀접합되며;
   상기 상부 하우징의 내벽에 대면접촉하고 상기 고정접점과 가동접점의 접점 위치까지 몸체 높이를 가지는 아크 신장부를;
   포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이의 아크소호 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 아크 신장부는;
   상기 연장부에 끼움결합 가능한 체결부를 가짐을 특징으로 하는 릴레이의 아크소호 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 아크 신장부가;
   금속재질인 것을 특징으로 하는 릴레이의 아크소호 장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 연장부는;
   상기 아크 신장부와 끼움 결합되도록 홈 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 릴레이의 아크소호 장치.

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