KR101173283B1

KR101173283B1 - 전자 개폐장치

Info

Publication number: KR101173283B1
Application number: KR1020100100899A
Authority: KR
Inventors: 최연순
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2012-08-10
Also published as: KR20120039272A

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 접점을 포함하는 통전부;를 포함하며, 상기 가동접점의 양측 하단과 금속판 사이에는 상기 가동접점과 고정접점의 접촉 또는 분리시 발생하는 소음과 충격을 흡수하는 제1 완충부재가 배치된 전자 개폐장치에 관한 것이다.

Description

전자 개폐장치{Electromagnetic switching device}

본 발명은 전자 개폐 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 가동접점의 이동시 발생되는 소음을 감소시킨 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 가동접점의 이동시 발생되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있게 한 전자개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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 접점을 포함하는 통전부;를 포함하되, 상기 가동접점의 양측 하단과 금속판 사이에는 상기 가동접점과 고정접점의 분리시 금속판과 가동접점의 접촉에 의해 발생하는 소음과 충격을 감소시키는 제1 완충부재가 배치된 전자 개폐장치를 제공한다.

본 발명에 따른 전자개폐장치는 구동부에 의해 고정접점으로부터 가동접점이 분리되거나, 충돌하는 과정에서 발생되는 충격을 제1완충부재 및 제2완충부재가 감소시킴으로써 구동부의 동작시 발생되는 소음을 감소시킬 수 있다.

또한, 샤프트의 승강과정에서 가동접점과 충돌시 발생하는 충격 및 소음을 감소시킬 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 구비하여, 전자 개폐장치(10)와 연결된 외부 장치에 대한 스위칭이 이루어지도록 접점의 개폐구조를 포함한다.

또한, 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.

상기한 바와 같이 전자 개폐장치(10)의 상부에는 가동접점(210)과, 고정접점(220), 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 가동접점(210)의 양측 하단과 금속판(130) 사이에는 상기 가동접점(210)과 고정접점(220)의 분리시 발생하는 소음과 충격을 흡수하는 제1 완충부재(300)가 배치된다.

상기 제1완충부재(300)는 가동접점(210)이 고정접점(220)에서 분리될 경우, 상기 가동접점(210)이 하강하여 금속판(130)과 충돌하면서 발생하게 되는 충격 및 소음을 완화시킬 수 있다.

또한, 상기 가동접점(210)의 양측 하단과 금속판(130) 사이에 배치된다.

참고로, 상기 제1완충부재(300)는 코일스프링의 형태를 취할 수 있으며, 상기 가동접점(210)의 하단에는 상기 제1완충부재(300)와 대응하는 위치에 별도의 지지대(211)를 구비할 수 있다.

따라서, 상기 가동접점(210)이 고정접점(220)에서 분리되고 하강하여 금속판(130)과 충돌하기 전에 지지대(211)가 제1완충부재(300)와 먼저 접하여 가동접점(210)이 금속판(130)과 충돌하면서 발생하게 되는 충격 및 소음을 완화시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 가동접점(210)의 중심 하부와 샤프트(170) 상단 사이에는 상기 가동접점(210)과 고정접점(220)의 접촉 또는 분리시 발생하는 소음과 충격을 흡수하는 제2 완충부재(400)가 배치된다.

제2완충부재(400)는 상기 가동접점(210)과 고정접점(220)이 접촉할 경우, 가동접점(210)에 가해지는 충격 및 소음이 완화될 수 있도록 작용한다.

상기 가동접점(210)은 샤프트(170)가 승강하게 되면, 동시에 승강되는 구조를 갖는다.

따라서, 샤프트(170)가 가동접점(210)을 승강시키고자 상부로 밀게 되면, 진동과 충돌음이 발생할 수밖에 없다.

따라서, 상기와 같은 소음 및 진동을 감소하기 위해 샤프트(170)와 가동접점(210) 사이에 제2 완충부재(400)를 배치하게 된다.

또한, 상기 제1완충부재(300)와 제2완충부재(400)를 수용하는 수용구를 구비한 가이드 프레임(500)이 금속판(130)의 상부에 추가로 마련될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 가동접점(210)은 탄성 변형가능한 소재로 이루어져서 상기 고정접점(220)과 접촉되는 부분이 아크형상(Arc)으로 이루어진다.

상기의 경우 아크 형태의 가동접점(210)은 고정접점(220)과 접촉 시 변형가능하도록 탄성을 구비한 소재로 이루어진다. 가동접점(210)은 고정접점(220)에서 상기 고정접점(220)과 접촉되는 부분이 아크형상(Arc)으로 이루어진다. 더욱 바람직하게 가동접점(210)은 상기 고정접점(220)을 향하는 방향으로 돌출되도록 형성된다. 즉, 가동접점(210)의 곡률반경의 중심이 고정접점(220)과 마주하도록 위치한다.

고정접점(220)이 두 개인 경우, 아크 형태의 가동접점(210)은 두 개로 구비되고, 가동접점(210)은 각각 고정접점(220)과 마주하는 위치에 형성된다.

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 : 전자개폐장치 100 : 구동부
110 : 코일 120 : 요크
130 : 금속판 140 : 고정 코어
150 : 가동 코어 160 : 복귀 스프링
170 : 샤프트 180 : 코일보빈
190 : 코어용기 200 : 통전부
210 : 가동 접점 220 : 고정 접점
240 : 커버 300 : 제1완충부재
400 : 제2완충부재

Claims

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 접점을 포함하는 통전부;를 포함하는 전자 개폐장치에 있어서,
상기 가동접점과 고정접점의 분리시 금속판과 가동접점의 접촉에 의해 발생하는 소음과 충격을 감소시키도록 상기 가동접점의 양측 하단과 금속판 사이에 배치되는 제1 완충부재;
상기 가동접점과 고정접점의 접촉 시 가동접점과 샤프트사이에서 발생하는 소음과 충격을 감소시키도록 상기 가동접점의 중심 하부와 샤프트 상단 사이에 배치되는 제2 완충부재;
상기 제1완충부재와 제2완충부재를 수용하는 수용구를 구비하고, 상기 금속판의 상부에 배치되는 가이드프레임;을 더 포함하고, 상기 가동접점은 탄성 변형가능한 소재로 이루어져서 상기 고정접점과 접촉되는 부분이 상부로 볼록한 아크형상(Arc)으로 이루어지고, 상기 가동접점의 하단에는 상기 가이드프레임의 수용구에 끼워져 가동접점의 하강 시 상기 제1 완충부재와 접하여 완충작용을 하는 도록 지지대가 형성된 것을 특징으로 하는 전자 개폐장치.
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