KR101116387B1 - 전자 개폐장치 - Google Patents

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Abstract

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 샤프트를 포함하는 구동부와; 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 통전부;를 포함하며, 상기 고정코어와 금속판 사이에는 충격흡수를 위한 완충부재가 끼워진 전자 개폐장치에 관한 것이다.

Description

전자 개폐장치{Electromagnetic switching device}
본 발명은 전자 개폐 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 샤프트와 가동코어 및 금속판에서 발생하는 소음을 저감하도록 하는 전기 자동차 등에서의 전자 개폐장치에 관한 것이다.
전자 개폐장치는 전기적인 중계작용을 하는 전동식 스위치 장치로서, 일반적으로 작은 입력전류의 변화에 의하여 주회로를 통전하거나 차단하는 접속변환장치를 말한다. 이러한 계전기의 종류에는 접점식 개폐장치, 무접점 개폐장치, 압력 개폐장치, 광 개폐장치 등이 있으며, 이 중에서 접점식 개폐장치는 그 구조가 비교적 단순하여 자동차 지시등 또는 와이퍼 모터 등에서 많이 사용된다.
또한, 직류전력을 개폐하는 전자 개폐장치는 하이브리드(HYBRID) 자동차, 연료전지 자동차, 골프 카드(GOLF CART) 및 전동 지게차와 같은 전기 자동차에 있어서, 축전지와 직류 전력 변환장치 사이에 설치되어 축전지로부터 직류전력을 직류변환장치에 공급 또는 차단하는 기능을 수행한다.
또한, 직류전력을 개폐하는 전자개폐기는, 태양 광 발전 시스템과 풍력 발전 시스템 등 친환경 발전 시스템에 있어서, 직류 발전기와 직류 발전 전력을 상용 주파수와 전압의 교류전력으로 변환하는 인버터의 사이에 설치되어, 직류 발전 전력을 인버터에 공급 또는 차단하는 기능을 수행하기도 한다.
전기 자동차에 사용되는 직류전력을 개폐하는 전자 개폐장치는, 실내 정숙성을 유지하기 위해서 소음발생이 최소화되어야 한다.
본 발명은 금속판과 고정코어 사이에 완충부재를 배치하고, 샤프트와 고정코어의 형상을 변형시켜 샤프트의 승강과정에서 발생하는 충격 및 소음을 저감시키는 전자 개폐장치를 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 샤프트를 포함하는 구동부와; 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 통전부;를 포함하며, 상기 고정코어와 금속판 사이에는 충격흡수를 위한 완충부재가 끼워진 전자 개폐장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 금속판과 고정코어 사이에 완충부재를 배치하고, 샤프트와 고정코어의 형상을 변형시켜 개폐장치의 구동과정에서 발생하는 충격 및 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 변형된 샤프트와 고정코어의 접촉부분에 완충패드를 부착시켜 샤프트의 승강과정에서 발생되는 소음 및 진동을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 개폐장치의 열림상태를 보인 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 전자 개폐장치의 닫힘상태를 보인 단면도.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 개폐장치의 열림상태를 보인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전자 개폐장치의 닫힘상태를 보인 단면도이다.
먼저, 전자 개폐장치(10)의 기본 구조를 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 전자 개폐장치(10)는 통전부(200)와 구동부(100)를 포함하여 구성된다.
구동부(100)는 전기적 신호를 이용하여 접점의 개폐를 제어가 가능하도록 하는 작용을 한다. 전자 개폐장치(10)는 통상적으로 구동부(100)의 상하운동으로 전자 개폐장치(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.
통전부(200)는 고정접점(220) 및 상기 가동접점(210)을 포함하며, 전자 개폐장치(10)와 연결된 외부 장치에 대한 스위칭이 이루어지도록 접점의 개폐구조를 포함한다.
또한, 하부가 개구되어 있는 상자 모양의 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 전자 개폐장치(10)의 상부에는 가동접점(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.
본 발명에서는 상기 고정코어(140)와 금속판(130) 사이에는 충격흡수를 위한 완충부재(300)가 추가로 끼워진다.
상기 완충부재(300)의 작용으로 샤프트(170)가 승강하는 과정에서 발생하여 고정코어(140) 및 금속판(130)에 전달되는 소음 저감되고, 진동이 완화될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 샤프트(170)는 상부에 플랜지(171)를 형성하되, 상기 플랜지(171)의 하단에는 하향 경진 경사면(172)을 형성하고, 상기 고정코어(140)의 상부에는 상기 플랜지(171)가 끼워지는 홈부(141)를 형성하되, 상기 플랜지(171)의 경사면(172)과 대응되는 경사면(142)을 형성한다.
따라서, 상기 샤프트(170)와 고정코어(140)의 접촉면적을 넓히고 샤프트(170)의 하강 시 고정코어(140)에 안정적으로 안착이 이루어질 수 있어, 샤프트(170)의 승강 시 발생하는 고정코어(140)와의 충돌음 및 진동을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 플랜지(171)의 경사면(172) 또는 홈부(141)의 경사면(142)에는 충격흡수를 위한 완충패드(400)가 부착된다.
상기 완충패드(400)의 작용으로 샤프트(170)의 승강 시 발생하는 고정코어(140)와의 충돌음 및 진동을 감소시킬 수 있다.
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 : 전자 개폐장치 100 : 구동부
110 : 코일 120 : 요크
130 : 금속판 140 : 고정 코어
141 : 홈부 142 : 경사면
150 : 가동 코어 160 : 복귀 스프링
170 : 샤프트 171 : 플랜지
172 : 경사면 180 : 코일보빈
190 : 코어용기 200 : 통전부
210 : 가동 접점 220 : 고정 접점
230 : 접압 스프링 240 : 커버
300 : 완충부재 400 : 완충패드

Claims (3)

  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 샤프트를 포함하는 구동부와; 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 통전부;를 포함하는 전자 개폐장치에 있어서,
    상기 고정코어와 금속판 사이에는 충격흡수를 위한 완충부재가 끼워지고, 상기 샤프트는 상부에 플랜지를 형성하되, 상기 플랜지의 하단에는 하향 경진 경사면을 형성하고, 상기 고정코어의 상부에는 상기 플랜지가 기워지는 홈부를 형성하되, 상기 플랜지의 경사면과 대응되는 경사면을 형성한 것을 특징으로 하는 전자 개폐장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 플랜지의 경사면 또는 홈부의 경사면에는 충격흡수를 위한 완충패드가 부착된 것을 특징으로 하는 전자 개폐장치.
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