KR101614025B1

KR101614025B1 - 래치 릴레이

Info

Publication number: KR101614025B1
Application number: KR1020140129420A
Authority: KR
Inventors: 최연순
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-04-20
Also published as: KR20160036980A

Abstract

본 발명은 래치 릴레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가동접촉자의 동작거리를 일정하게 유지하여 성능의 일관성을 갖도록 한 래치 릴레이에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 래치 릴레이는 프레임; 상기 프레임에 내장되며 코일이 권선되어 있는 보빈; 다리부가 상기 보빈의 양측에 각각 결합되며 자성체로 형성되는 제1,제2요크; 자성체로 이루어져 상기 제1,제2요크의 머리부 사이에서 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 회전가동자; 일단이 상기 회전가동자의 일측에 결합되어 상하운동을 하는 절달레버; 및 상기 전달레버의 타단에 의해 움직이면서 가동접촉자를 제1고정접촉자에 접촉 또는 분리시키는 탄성부재;를 포함하며, 상기 전달레버에는 수평장공이 형성되고, 상기 회전가동자의 일측에는 상기 수평장공에 슬라이딩 가능하게 결합되는 축부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

래치 릴레이{Bi-Stable Relay}

본 발명은 래치 릴레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가동접촉자의 동작거리를 일정하게 유지하여 성능의 일관성을 갖도록 한 래치 릴레이에 관한 것이다.

일반적으로 릴레이(Relay) 또는 전자접촉기(Electro-magnetic Contactor)는 전자석의 원리를 이용하여 기계적인 구동과 전류신호를 전달해주는 전기적인 회로 개폐 장치의 일종으로, 각종 산업용 설비, 기계 및 차량 등에 설치된다

릴레이 중에서 특히 래치 릴레이는 동작후 별다른 에너지가 공급되지 않아도 전환된 상태를 계속 유지하는 특징을 가지고 있는 것으로, 통상적으로 영구자석과 솔레노이드 액츄에이터에 의해 동작하는 구조로 이루어져 있다.

도 1 및 도 2에 대한민국등록특허 제10-1362910호에 개시된 래치 릴레이가 도시되어 있다. 이 발명은 접점부가 견고하게 접촉되어 접점 접촉의 안정성을 높인 래치 릴레이에 관한 것으로서, 가이드지지벽(10w)을 구비한 베이스(10); 상기 베이스(10)의 상부에 설치되고, 권취된 코일(21c)에 연결된 다수의 코일터미널(20t)이 설치된 보빈(21)과, 상기 보빈(21)을 관통하여 설치되는 두 개의 요크(22, 23)로 이루어진 전자구동부(20); 상기 전자구동부(20)의 일측에 설치되고, 외부기기에 연결되며, 하기 고정접점(40)에 접촉되는 가동접점(30); 상기 가동접점(30)의 일측에 설치되고, 외부기기에 연결되며, 상기 가동접점(30)에 접촉되는 고정접점(40); 상기 전자구동부(20)의 요크(22,23)에 의해 당겨지도록 영구자석(50m)의 자력을 전달하는 아마추어(50a)를 구비하며, 회전축(50s)을 중심으로 회동하는 액추에이터(50); 상기 액추에이터(50)의 회동에 의해 수평으로 이동하여 상기 가동접점(30)을 이동시키는 핸들(70) 및 상기 베이스(10)의 상부에 덮는 하우징(80)을 포함한다.

이 발명에서는 전자구동부(20)에 발생하는 자기장의 방향에 따라 액츄에이터(50)가 회전축(50s)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전함에 따라 핸들(70)을 수직이동시켜 가동접점(30)을 고정접점(40)에 접촉시키거나 분리시킴으로써 회로를 통전 또는 차단하게 된다.

그런데, 이 발명에서 액츄에이터(50)의 회전력이 작동돌기(50d)에 의해 핸들(70)에 전달되고 있으며, 작동돌기(50d)는 핸들(70)의 관통홀(70h)에 끼움방식에 의해 단순하게 결합되어 있다. 따라서, 회전축(50s)을 중심으로 원주면을 따라서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 원운동을 하는 작동돌기(50d)가 직선운동을 하게 되는 핸들(70)에 매끄럽게 접촉되지 않는다는 문제점이 있다. 또한, 전류의 세기나 제품의 노후화에 따라 핸들(70)의 이동거리가 달라질 수 있어서 가동접점(30)과 고정접점(40)의 접촉 분리에 있어서 성능의 일관성이 떨어질 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 회전가동자의 운동 특성에 관계없이 고정접점과 가동접점 간의 일정한 접촉성능을 나타내는 래치 릴레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 래치 릴레이는 프레임; 상기 프레임에 내장되며 코일이 권선되어 있는 보빈; 다리부가 상기 보빈의 양측에 각각 결합되며 자성체로 형성되는 제1,제2요크; 자성체로 이루어져 상기 제1,제2요크의 머리부 사이에서 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 회전가동자; 일단이 상기 회전가동자의 일측에 결합되어 상하운동을 하는 절달레버; 및 상기 전달레버의 타단에 의해 움직이면서 가동접촉자를 제1고정접촉자에 접촉 또는 분리시키는 탄성부재;를 포함하며, 상기 전달레버에는 수평장공이 형성되고, 상기 회전가동자의 일측에는 상기 수평장공에 슬라이딩 가능하게 결합되는 축부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가동접촉자는 상기 제1고정접촉자로부터 이격하여 설치되는 제2고정접촉자에 일단이 결합되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2고정접촉자의 중앙부에는 상기 전달레버가 관통하여 동작할 수 있는 레버홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는 판 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전가동자의 일측에는 상기 축부재가 설치될 수 있는 장착부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축부재는 핀 또는 리벳으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임에는 상기 레버가 좌우로 흔들리지 않도록 지지하는 제1,제2,제3지지부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레버의 타단부에는 판 스프링이 삽입될 수 있는 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2고정접촉자는 상기 가동접촉자가 결합하는 부분이 상방으로 절곡 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 래치 릴레이에 의하면 회전가동자의 운동 특성에 관계없이 고정접점과 가동접점 간에 일정한 접촉성능을 나타내게 되는 효과가 있다.

또한, 회전가동자와 전달레버간의 결합력이 안정적으로 작용하는 효과가 있다. 이에 따라, 안정적인 성능을 유지하여 제품의 내용연수를 증대시키게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 래치 릴레이의 분해사시도이다.
도 2는 도 1에서 주요 부분이 결합된 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 래치 릴레이의 내부구조도이다.
도 4는 도 3의 분해사시도이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 일 실시에에 따른 래치 릴레이의 작용도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 래치 릴레이의 내부구조도이고, 도 4는 도 3의 분해사시도이다. 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 래치 릴레이에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 래치 릴레이는 프레임(110); 상기 프레임(110)에 내장되며 코일(121)이 권선되어 있는 보빈(120); 다리부(131,136)가 상기 보빈(120)의 양측에 각각 결합되며 자성체로 형성되는 제1,제2요크(130,135); 자성체로 이루어져 상기 제1,제2요크(130,135)의 머리부(132,137) 사이에서 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 회전가동자(140); 일단이 상기 회전가동자(140)의 일측에 결합되어 상하운동을 하는 전달레버(150); 및 상기 전달레버(150)의 타단에 의해 움직이면서 가동접촉자(170)를 제1고정접촉자(160)에 접촉 또는 분리시키는 탄성부재(175);를 포함하며, 상기 전달레버(150)에는 수평장공(151)이 형성되고, 상기 회전가동자(140)의 일측에는 상기 수평장공(151)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 축부재(shaft member, 149)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

프레임(110)은 래치메커니즘을 내장하고 지지할 수 있는 형상으로 형성된다. 프레임(110)은 절연성이 있는 합성수지 등으로 형성될 수 있다. 프레임(110)에는 커버(미도시)가 결합되어 내부의 부품들을 보호하도록 할 수 있다.

프레임(110)의 상부에는 제2고정접촉자(165) 및 가동접촉자(170) 등을 설치하기 위한 공간을 제공하는 제1고정부(111)가 돌출 형성될 수 있다. 또한, 프레임(110)의 상부에는 제1고정접촉자(160)와 제2고정접촉자(165)가 이격하여 설치될 수 있는 제1,제2안착부(111a,112)가 형성된다. 제1안착부(111a)는 제1고정부(111) 내측에 형성되어 제2고정접촉자(165)와 가동접촉자(170) 등을 설치할 수 있다. 프레임(110)의 상면에는 내측으로 제1고정접촉자(160)를 설치할 수 있는 제2안착부(112)가 돌출 형성될 수 있다. 제1안착부(111a)의 하부면(111b) 및 제1고정부(111)의 하부면은 경사부를 이룰 수 있다. 이것은 가동접촉자(170)와 탄성부재(175)가 작동할 수 있는 공간을 제공하기 위한 것이다.

프레임(110)에는 내측으로 제1,제2,제3지지부(113,114,115)가 돌출 형성될 수 있다. 제1지지부(113)는 제2고정접촉자(165)를 지지하는 동시에 후술하는 전달레버(150)를 지지한다. 제2,제3지지부(114,115)는 제1지지부(113)의 반대측에서 전달레버(150)를 지지한다.

프레임(110)의 하부에는 터미널 블록(180)을 설치하기 위한 공간을 제공하는 제2고정부(116)가 돌출 형성될 수 있다. 제2고정부(116)에는 터미널 블록(180)을 끼울 수 있는 삽입홈(117)이 형성된다.

프레임(110)의 중앙부에는 후술하는 회전가동자(140)가 회전 가능하게 설치될 수 있는 축홈(118)이 형성된다.

보빈(120)에는 코일(121)이 권선되어 프레임(110)의 하부에 설치된다. 보빈(120)의 양측면에는 각각 후술하는 제1,제2요크(130,135)를 끼울 수 있는 요크홈(122)이 형성된다. 보빈(120)의 일측면에는 코일(121)에 전류를 공급할 수 있는 터미널 핀(123)이 구비된다.

제1,제2요크(130,135)는 자성체로서 대략적으로 비대칭의 'ㄷ'자 형태로 형성될 수 있다. 즉, 제1,제2요크(130,135)의 머리부(132,137)는 다리부(131,136)보다 각각 짧게 형성될 수 있다. 제1,제2요크(130,135)는 각각 보빈(120)의 각 측면에 대칭적으로 설치된다. 제1,제2요크(130,135)의 다리부(131,136)는 보빈(120)의 중심축을 관통하여 형성되는 관통홀(124)에 삽입되며, 요크홈(122)에 몸체가 끼워져 고정적으로 설치된다. 제1,제2요크(130,135)는 코일(121)에 흐르는 전류의 방향에 따라 서로 반대 방향의 자극을 띄게 된다.

회전가동자(140)는 전체적으로 'H'자 형상을 이루게 된다. 회전가동자(140)는 상자형의 몸체부(141)에 영구자석(142)이 내장된다. 영구자석(142)의 상하면에는 제1,제2마그넷 판(magnetic plate;143,144)이 각각 결합된다. 제1,제2마그넷 판(143,144)은 몸체부(141)의 좌,우측으로 각각 일부가 노출된다. 제1,제2마그넷 판(143,144)의 노출된 부분은 영구자석(142)에 의해 각각 S극, N극을 띄게 된다. 회전가동자(140)의 중심에는 전,후방으로 회전축(145)이 돌출 형성된다. 회전축(145)이 프레임(110)의 축홈(118)에 끼워져 설치되며, 회전가동자(140)는 회전축(145)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있게 된다.

회전가동자(140)의 일측 상부에는 축부재(149)를 설치할 수 있는 장착부(146)가 돌출 형성된다. 장착부(146)에는 축부재(149)를 끼우기 위한 장착홈(147)이 형성된다. 여기서 축부재(149)는 핀 또는 리벳 등으로 구성될 수 있다.

전달레버(150)는 전체적으로 직사각형의 조각편으로 형성된다. 전달레버(150)의 하부에는 수평장공(151)이 형성된다. 이 수평장공(151)에 상기 회전가동자(140)의 축부재(149)가 슬라이딩 가능하게 관통 설치된다. 축부재(149)가 수평장공(151)에 끼워짐으로써 회전가동자(140)로부터 전달레버(150)에 전달되는 힘 중에서 수평 방향의 힘은 미끄러짐이 발생하고, 수직 방향의 힘은 그대로 전달되어 전달레버(150)를 수직방향으로 움직이게 한다.

전달레버(150)의 중앙부에는 길이방향을 따라 가이드홀(152)이 형성된다. 가이드홀(152)에는 별도로 도시하지는 않았지만 프레임(110)의 일부에 형성되는 지지가이드에 끼워져서 상하방향의 운동을 안내하도록 할 수 있다.

전달레버(150)의 상부에는 가동접촉자(170)와 탄성부재(175)가 끼워질 수 있는 고정홈(153)이 형성된다. 전달레버(150)의 상단에는 하방압력을 받을 수 있는 가압돌기(154)가 형성된다.

제1고정접촉자(160)가 제2안착부(112)에 설치되어 일단이 프레임(110)의 우측에 노출되며 일단부에는 주회로에 연결되는 제1단자부(161)가 마련된다. 제1고정접촉자(160)에는 타단부에 고정접점(162)이 결합된다. 고정접점(162)은 복수 개로 구성될 수 있다.

제2고정접촉자(165)가 제1안착부(111a)에 설치되어 일단이 프레임(110)의 우측에 노출되며 일단부에는 주회로에 연결되는 제2단자부(166)가 마련된다. 제2고정접촉자(165)의 타단부(167)는 상방으로 절곡 형성된다. 이는 가동접촉자(170)와 탄성부재(175)가 작용할 수 있는 공간을 제공하기 위한 것이다. 제2고정접촉자(165)의 타단부에는 가동접촉자(170)와 탄성부재(175)를 고정하기 위한 결합돌기(168)가 다수 개 형성된다. 제2고정접촉자(165)의 중앙부에는 전달레버(150)가 관통하여 동작할 수 있는 레버홀(169)이 형성된다.

가동접촉자(170)는 평판으로 형성될 수 있다. 가동접촉자(170)는 복수 개의 판으로 겹쳐서 구성될 수 있다. 가동접촉자(170)에는 고정접점(162)에 접촉 또는 분리될 수 있는 가동접점(172)이 결합될 수 있다. 가동접점(172)은 복수 개로 구성될 수 있다.

탄성부재(175)는 단차면을 갖는 평판으로 이루어질 수 있다. 탄성부재(175)는 판 스프링으로 이루어질 수 있다.

가동접촉자(170)와 탄성부재(175)는 각각 제2고정접촉자(165)의 결합돌기(168)에 끼워질 수 있는 결합홈(171,176)이 형성될 수 있다.

도 5A와 5B를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 래치 릴레이의 작용을 살펴보기로 한다.

터미널 블록(180)에 연결된 외부 전원에 의해 코일(121)에 일 방향의 전류가 흐르면(또는 스위치 On) 도 5A에 도시된 바와 같이 제1요크(130)는 S극으로 자화되고, 제2요크(135)는 N극으로 자화된다.(물론, 이와 같은 극성은 전류의 방향이나 코일의 특성에 따라 반대로 형성될 수 있음은 주지의 사실이다.) 이에 따라, 제1마그넷 판(143)이 N극이고, 제2마그넷 판(144)이 S극으로 되어 있는 회전가동자(140)는 회전축(145)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하게 된다. 따라서, 축부재(149)도 회전축(145)을 중심으로 반시계 방향으로 회전운동을 하게 된다. 축부재(149)의 회전운동 중에서 수평운동력은 전달레버(150)의 수평장공(151) 내에서 미끄러짐 운동으로 전환되고, 수직운동력은 전달레버(150)를 상방으로 이동시키게 된다. 전달레버(150)가 상승함에 따라 탄성부재(175)를 밀어올리게 되고, 탄성부재(175)는 가동접촉자(170)와 가동접점(172)를 밀어올려 고정접점(162)에 접촉하게 된다. 이에 따라, 주회로는 제1단자부(161)와 제2단자부(162)가 연결되어 통전이 일어나게 된다.

이와 반대로, 터미널 블록(180)에 연결된 외부 전원에 의해 코일(121)에 위와 반대 방향의 전류가 흐르면(또는 스위치 Off) 도 5B에 도시된 바와 같이 제1요크(130)는 N극으로 자화되고, 제2요크(135)는 S극으로 자화된다. 이에 따라, 회전가동자(140)는 회전축(145)을 중심으로 시계 방향으로 회전하게 된다. 따라서, 축부재(149)도 회전축(145)을 중심으로 시계 방향으로 회전운동을 하게 된다. 축부재(149)의 회전운동 중에서 수평운동력은 전달레버(150)의 수평장공(151) 내에서 미끄러짐 운동으로 전환되고, 수직운동력은 전달레버(150)를 하방으로 이동시키게 된다. 전달레버(150)가 하강함에 따라 가동접촉자(170)와 탄성부재(175)를 밀어내리게 되고, 가동접점(172)은 고정접점(162)으로부터 분리되게 된다. 이에 따라, 주회로는 제1단자부(161)와 제2단자부(162)간 연결이 끊어져서 차단된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 래치 릴레이에 의하면 회전가동자의 운동력 중에서 수평운동력은 미끄러짐 운동으로 소모되고, 수직운동력만이 전달레버를 통해 가동접촉자에 전해짐으로써 가동접촉자가 항상 일정한 수직운동 범위를 유지하게 됨에 따라 차단 성능이 일정하게 유지되는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변형은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

110 프레임 111 제1고정부
111a 제1안착부 112 제2안착부
113,114,115 제1,제2,제3지지부 116 제2고정부
117 삽입홈 118 축홈
120 보빈 121 코일
122 요크홈 123 터미널 핀
124 관통홀 130,135 제1,제2요크
131,136 다리부 132,137 머리부
140 회전가동자 141 몸체부
142 영구자석 143,144 제1,제2마그넷 판
145 회전축 146 장착부
147 장착홈 149 축부재
150 전달레버 151 수평장공
152 가이드홀 153 고정홈
154 가압돌기 160 제1고정접촉자
161 제1단자부 162 고정접점
165 제2고정접촉자 166 제2단자부
167 타단부 168 결합돌기
169 레버홀 170 가동접촉자
175 탄성부재 180 터미널 블록

Claims

프레임;
상기 프레임에 내장되며 코일이 권선되어 있는 보빈;
다리부가 상기 보빈의 양측에 각각 결합되며 자성체로 형성되는 제1,제2요크;
자성체로 이루어져 상기 제1,제2요크의 머리부 사이에서 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 회전가동자;
일단이 상기 회전가동자의 일측에 결합되어 상하운동을 하는 전달레버; 및
상기 전달레버의 타단에 의해 움직이면서 가동접촉자를 제1고정접촉자에 접촉 또는 분리시키는 탄성부재;를 포함하며,
상기 전달레버에는 수평장공이 형성되고, 상기 회전가동자의 일측에는 상기 수평장공에 슬라이딩 가능하게 결합되는 축부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 래치 릴레이.
제1항에 있어서, 상기 가동접촉자는 상기 제1고정접촉자로부터 이격하여 설치되는 제2고정접촉자에 일단이 결합되어 설치되는 것을 특징으로 하는 래치 릴레이.
제2항에 있어서, 상기 제2고정접촉자의 중앙부에는 상기 전달레버가 관통하여 동작할 수 있는 레버홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 래치 릴레이.
제1항에 있어서, 상기 탄성부재는 판 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 래치 릴레이.
제1항에 있어서, 상기 회전가동자의 일측에는 상기 축부재가 설치될 수 있는 장착부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 래치 릴레이.
제1항에 있어서, 상기 축부재는 핀 또는 리벳으로 구성되는 것을 특징으로 하는 래치 릴레이.
제1항에 있어서, 상기 프레임에는 상기 전달레버가 좌우로 흔들리지 않도록 지지하는 제1,제2,제3지지부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 래치 릴레이.
제1항에 있어서, 상기 전달레버의 상부에는 상기 탄성부재가 삽입될 수 있는 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 래치 릴레이.
제2항에 있어서, 상기 제2고정접촉자는 상기 가동접촉자가 결합하는 부분이 상방으로 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 래치 릴레이.