KR101671819B1 - 스톱퍼를 구비한 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나 이상의 가동 접점들을 가지는 가동접점 스프링과; 상기 가동 접점들과 대향하는 위치에 배치되는 적어도 하나 이상의 고정 접점들을 가지는 고정접점 어셈블리와; 상기 가동접점들과 상기 고정 접점들의 통전을 위해 상기 고정 접점들과 가동 접점들을 접촉 시키기 위한 구동력을 인가하는 엑츄에이터 및 상기 가동접점 스프링, 상기 고정접점 어셈블리 및 상기 엑츄에이터를 지지,고정하는 베이스 플레이트를 포함하는 외팔보 타입 릴레이 장치에 있어서, 상기 가동접점 스프링은 그 일단에 상기 적어도 하나 이상의 가동 접점들이 배치되고, 그 타단은 상기 베이스 플레이트에 고정되어서 상기 엑츄에이터의 구동력이 턴-온, 턴-오프됨에 따라 상기 고정된 타단을 중심으로 발생하는 스윙 모션에 응하여 상기 고정접점과 상기 가동접점이 동시에 접촉하고 개리되며, 상기 엑츄에이터의 구동력이 턴-오프됨에 따라 복원력에 의해 상기 가동접점이 상기 고정접점으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링의 과도한 오버 스윙을 차단하기 위한 스톱퍼;를 더 포함하고, 상기 스톱퍼는 상기 타단에서 상기 일단으로 연장되는 판상체로서 상기 가동접점 스프링과 일정한 갭을 형성한 상태로 상기 가동접점 스프링을 커버하고 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 개시한다.

Description

스톱퍼를 구비한 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치{CANTILEVER TYPE RELAY DEVICE WITH MOVABLE CORE HAVING STOPPER}

본 발명은 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외팔보 방식으로 배치된 고정접점 및 가동접점이 가동코어의 구동에 의해 개폐되는 구조를 가진 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 관한 것이다.

릴레이 장치는 입력신호가 어떤 값에 도달하였을 때 작동하여 다른 전기회로를 개폐하는 스위칭 기구로서, 작동 방식에 따라 접점식 릴레이, 서멀(Thermal) 릴레이, 압력식 릴레이, 광 릴레이 등으로 구분된다.

또한, 자동차, 산업자동화 제어기기 등 각종 산업분야에 널리 사용되고 있는 접점식 릴레이는 크게 래터(Ladder) 타입 릴레이와 외팔보 타입 릴레이로 세분될 수 있다.

래더 타입 릴레이는 고정접점에 대하여 적어도 한 쌍의 가동접점이 동시에 직선운동하여 접점의 개폐가 이루어지는 릴레이로서, 큰 자기력에 의해 접점이 구동되므로 대전류의 부하 제어용으로 널리 사용된다. 래더 타입 릴레이와 관련된 기술은 예컨대, 한국 공개특허공보 제2010-0125806호에 게재되어 있다.

한국 공개특허공보 제2010-0125806호는 고정접점과, 이 고정접점과 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동접점과, 이 가동접점을 구동시키는 전기 액츄에이터를 포함하여 구성되고, 이 전기 액츄에이터는 자기력을 발생시키는 코일과, 이 코일의 내부에 배치되는 고정코어와, 이 고정코어에 대해 접근 및 이격되게 배치되는 가동코어와, 이 가동코어보다 낮은 경도를 가지고 주변에 배치되어 이 가동코어의 이동시 충격을 완화시키는 완충부를 구비한 것을 특징으로 하는 래더 타입의 릴레이를 개시하고 있다.

그러나, 래더 타입 릴레이는 가동접점이 동시에 모두 고정접점과 접촉하여 통전이 이루어져야 하므로 접촉 불량률이 높고, 적어도 세 개의 접촉편이 릴레이 내에 배치되는 구조로 인해 장치가 복잡하고 소형화가 곤란한 취약점이 있다.

외팔보 타입 릴레이는 고정접점에 대하여 하나의 가동접점이 호형으로 회동운동하여 접점의 개폐가 이루어지는 릴레이로서, 래더 타입 릴레이에 비해 간소한 형태로 제작될 수 있는 장점이 있다. 외팔보 타입 릴레이와 관련된 기술은 예컨대, 일본 공개실용신안공보 평5-27942호에 게재되어 있다.

일본 공개실용신안공보 평5-27942호는 가동접점 스프링과 아마추어 사이에 탄성체를 구비하여 아마추어의 진동에 기인하는 동작음을 작게 하는 것을 특징으로 하는 외팔보 타입의 전자계전기를 개시하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 외팔보 타입 릴레이는 코일이 권선된 보빈 내에 코어가 고정되고, 이 코어에 대하여 아마추어를 이동시켜서 접점을 개폐하도록 구성되므로 큰 자기력이 요구되는 대전류의 부하 제어용으로는 부적합한 것으로 알려져 있다.

한편, 외팔보 타입 릴레이는 고정접점과 가동접점 간의 분리 시 가동접점을 지지하는 부분의 과도한 스윙을 방지할 수 있는 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 관련된 기술은 예컨대, 한국 공개특허공보 제2006-0077509호, 제2006-0089061호에 게재되어 있다.

한국 공개특허공보 제2006-0077509호는 스톱퍼의 연결부가 그 결합단부로부터 접촉점에 이르는 최단경로가 길어지도록 2회 이상 굽어지도록 형상이 개선되어 접촉 소음을 감소시키는 것을 특징으로 하는 저소음형 릴레이를 제안하고 있습니다.

한국 공개특허공보 제2006-0089061호는 가동철편과 고정철편의 접촉시 발생하는 소음과, 가동철편의 복귀 시 스토퍼와 접촉되어 발생하는 소음을 저감시키기 위해 스톱퍼와 접촉되는 가동철편의 끝단에 절곡부가 형성된 구조를 가진 차량의 릴레이를 제안하고 있다.

그러나, 상기와 같은 공개특허들과는 달리, 가동코어를 가진 외팔보 타입 릴레이를 구현하고자 할 경우에는 큰 자기력으로 스윙되었다가 복귀하는 가동접점 스프링이 과도한 오버스윙을 하는 것을 차단할 수 있는 새로운 기술적 수단이 마련되어야 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 소형화가 가능하면서도 가동접점에 대한 구동 효율을 높일 수 있고 접점 분리 시 기계적 충격에 따른 소음을 흡수함과 더불어 오버 스윙을 방지할 수 있는 구조를 가진 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 고정접점과 가동접점 간에 신속한 개리가 이루어질 수 있는 구조를 가진 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 적어도 하나 이상의 가동 접점들을 가지는 가동접점 스프링과; 상기 가동 접점들과 대향하는 위치에 배치되는 적어도 하나 이상의 고정 접점들을 가지는 고정접점 어셈블리와; 상기 가동접점들과 상기 고정 접점들의 통전을 위해 상기 고정 접점들과 가동 접점들을 접촉 시키기 위한 구동력을 인가하는 엑츄에이터 및 상기 가동접점 스프링, 상기 고정접점 어셈블리 및 상기 엑츄에이터를 지지,고정하는 베이스 플레이트를 포함하는 외팔보 타입 릴레이 장치에 있어서, 상기 가동접점 스프링은 그 일단에 상기 적어도 하나 이상의 가동 접점들이 배치되고, 그 타단은 상기 베이스 플레이트에 고정되어서 상기 엑츄에이터의 구동력이 턴-온, 턴-오프됨에 따라 상기 고정된 타단을 중심으로 발생하는 스윙 모션에 응하여 상기 고정접점과 상기 가동접점이 동시에 접촉하고 개리되며, 상기 엑츄에이터의 구동력이 턴-오프됨에 따라 복원력에 의해 상기 가동접점이 상기 고정접점으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링의 과도한 오버 스윙을 차단하기 위한 스톱퍼;를 더 포함하고, 상기 스톱퍼는 상기 타단에서 상기 일단으로 연장되는 판상체로서 상기 가동접점 스프링과 일정한 갭을 형성한 상태로 상기 가동접점 스프링을 커버하고 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 제공한다.

상기 스톱퍼는, 상기 타단에서 상기 가동접점 스프링과 연결되어 상기 베이스 플레이트에 함께 고정되는 고정 연결부와, 상기 고정 연결부로부터 연장되어 상기 가동접점 스프링과 일정한 갭을 형성하면서 가동접점 스프링을 커버하는 꺽쇠부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 꺽쇠부는, 상기 일단을 향하여 상기 가동접점 스프링에 대해 위로 제1 각도로 꺽여서 연장되는 제1 경사부와, 상기 제1 경사부로부터 아래로 제2 각도로 꺽여서 연장되는 제2 경사부와, 상기 제1 경사부와 제2 경사부가 만나서 형성되는 첨단부를 갖는 것이 바람직하다.

상기 제2 경사부의 끝단은 상기 가동접점 스프링에 맞닿아 있는 것이 바람직하다.

상기 고정 연결부는 상기 가동접점 스프링과 대략 동일한 폭을 갖고, 상기 꺽쇠부는 상기 가동접점 스프링에 비해 좁은 폭을 갖는 것이 바람직하다.

상기 제2 경사부의 끝단과 상기 가동접점 스프링은 댐퍼를 통해 맞닿아 있는 것이 바람직하다.

상기 스톱퍼와 상기 가동접점 스프링은 상기 첨단부에서 최대 갭을 형성할 수 있다.

상기 스톱퍼의 두께는 적어도 상기 가동접점 스프링 보다 더 두꺼운 것이 바람직하다.

상기 스톱퍼는 아래의 수학식을 만족하는 것이 바람직하다.

(여기서, gap은 개리상태에서의 고정접점과 가동접점간의 이격 거리이고, l은 제1 경사부의 길이이며, θ는 제1 각도이다.)

본 발명에 따르면 고정 터미널 단자와 가동 터미널 단자가 미리 결정된 접점 갭을 형성할 수 있도록 위치하고 그 사이에 엑츄에이터가 위치하는 배치 구조에 의해 코어 및 가동접점 스프링에 대한 효율적인 구동이 이루어질 수 있다.

또한, 접점의 분리 시 가동접점 스프링의 스윙이 스톱퍼에 제한됨으로써 소음이 흡수됨과 더불어 과도한 오버 스윙이 방지될 수 있다.

또한, 코어의 하부에, 상기 코어와 분리되는 동시에 판 스프링에 의해 지지될 수 있는 코어 핀을 구비함으로써 자기력에 의한 방해없이 코어를 신속히 상승시키는 탄성 복원력을 제공할 수 있고, 접점의 분리 시 가동접점 스프링의 끝부분에 구비된 진동 흡수판이 상부 자석부재에 붙음으로써 노이즈 발생이 방지되고, 신속한 접점 개폐가 이루어질 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치의 주요 구성을 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 부분 단면도,
도 4는 도 3에서 엑츄에이터의 구동에 의해 고정 접점과 가동 접점이 서로 접촉한 상태를 도시한 부분 단면도,
도 5는 도 4에서 고정 접점과 가동 접점이 서로 분리된 상태를 도시한 부분 단면도,
도 6은 도 5에서 코어 가이드부가 부가된 구성을 도시한 부분 단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 구비되는 코어 복원수단의 구성을 도시한 부분 절개 사시도,
도 8은 본 발명에 구비되는 진동 흡수판과 상부 자석부재 간의 결합관계를 도시한 측면도,
도 9는 도 8의 일부 저면도,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 구비되는 스톱퍼의 구성을 도시한 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치의 주요 구성을 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치는 가동접점(103)을 갖는 가동접점 스프링(100)과, 가동접점 스프링(100)에 구동력을 제공하는 엑츄에이터(110)와, 가동접점(103)과 대향하는 고정접점(121)을 비롯하여 고정 터미널 단자(120) 및 가동 터미널 단자(130)를 갖는 상기 고정단자 어셈블리를 포함한다. 본 발명에 있어서, 고정 터미널 단자(120)는 가동 터미널 단자(130)에 비해 상대적으로 낮은 위치에 배치되고, 엑츄에이터(110)는 상기 고정 터미널 단자(120)와 상기 가동 터미널 단자(130) 사이에 배치된다.

상기 가동접점 스프링(100), 상기 고정단자 어셈블리 및 엑츄에이터(110)는 소정의 베이스 플레이트(140)에 의해 지지, 고정되고, 이들은 모두 상기 베이스 플레이트(140)와 결합되는 소정 형상의 하우징 내부에 수용된다. 이해의 편의상 도 1에서 상기 하우징의 도시는 생략되었다. 본 발명에 구비되는 가동접점 스프링(100), 상기 고정단자 어셈블리, 엑츄에이터(110) 등의 배치구조를 고려할 때, 상기 하우징은 전체적으로 'T'자 형상을 이루는 것이 제품의 소형화 측면에서 바람직하다.

가동접점 스프링(100)은 적어도 하나 이상의 가동접점(103)을 구비한다. 구체적으로, 가동접점 스프링(100)은 그 일단에 적어도 하나 이상의 가동접점(103)이 배치되고 타단은 실질적으로 상기 베이스 플레이트(140)에 의해 지지되는 것으로서, 엑츄에이터(110)의 구동력에 따라 상기 고정된 타단을 중심으로 발생하는 스윙 모션에 응하여 상기 고정접점(121)과 상기 가동접점(103)을 서로 접촉하고, 개리시키는 탄성 도체판으로 이루어진다.

도 3에 나타난 바와 같이, 가동접점 스프링(100)은 상기 일단에서 상기 타단으로 연장되는 도체판으로서, 고정부(101a,102a)와 이 고정부(101a,102a)로부터 갈라져서 분리되어 연장되는 적어도 2개 이상의 가동 스프링부(101b,102b)로 이루어진다. 상기 2개 이상의 가동 스프링부(101b,102b)의 상기 일단 끝 부분에는 각각 가동접점(103)이 배치된다. 이 가동접점(103)은 예컨대, 리벳(104)과 같은 고정수단에 의해 가동 스프링부(101b,102b)에 고정된다.

가동접점 스프링(100)은 제1 도체판(101)과 제2 도체판(102)이 서로 겹쳐져서 구성된다. 또한, 제1 도체판(101)과 제2 도체판(102)에는 각각 서로 대향되는 방향으로 만곡된 제1 신축부(101c) 및 제2 신축부(102c)가 형성되어 있다. 제1 신축부(101c)와 상기 제2 신축부(102c)는 상기 일단과 타단 사이에서 서로 소정 간격을 두고 이격되어 배치된다. 여기서, 코어(113)는 제1 신축부(101c)와 상기 제2 신축부(102c) 사이의 중심에 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 코어(113)를 중심으로 양편으로 이격 배치된 제1 신축부(101c) 및 제2 신축부(102c)에 의해, 가동접점 스프링(100)에 작용하는 굽힘력과 개리력이 현저히 저감될 수 있다. 구체적으로, 이러한 구조는 상기 제1 신축부(101c) 및 제2 신축부(102c)가 존재하지 않는 외팔보에 비해 굽힘력과 개리력이 4배만큼 작아지는 효과를 얻을 수 있다.

제1 도체판(101) 및 제2 도체판(102)은 각각 상기 일단에서 타단으로 연장되는 얇은 판으로서, 후술하는 고정 연결부(191)에 고정되는 고정부(101a,102a)와 이 고정부(101a,102a)로부터 갈라져서 분리되어 연장되는 적어도 2개 이상의 가동 스프링부(101b,102b)로 이루어진다. 상기 제1 신축부(101c) 및 제2 신축부(102c)는 상기 적어도 2개 이상의 가동 스프링부(101b,102b)에 각각 별개로 형성된다.

상기 제1 신축부(101c) 및 제2 신축부(102c)는 각각 원호 아치(Circular arch) 모양을 갖는 것이 바람직하다.

가동접점 스프링(100)은 엑츄에이터(110)의 구동력이나, 가동 스프링부(101b,102b) 및 코어 복원수단의 복원력에 의하여 고정부(101a,102a)를 중심으로 스윙하는 작동을 하게 된다. 즉, 가동접점 스프링(100)은 엑츄에이터(110)의 구동에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 스윙하여 고정접점(121)과 가동접점(103)을 서로 접촉시키고, 엑츄에이터(110)의 구동력이 해제되면 가동 스프링부(101b,102b) 및 코어 복원수단의 복원력에 의해 원위치로 스윙하여 고정접점(121)과 가동접점(103)을 개리시킨다.

엑츄에이터(110)는 가동접점(103)과 고정접점(121) 간에 통전이 가능하도록, 가동접점 스프링(100)에 고정접점(121)과 가동접점(103)을 서로 접촉시킬 수 있는 구동력을 제공한다. 도 5에 도시된 바와 같이 엑츄에이터(110)는 내부에 중공을 갖는 보빈(111)과, 보빈(111)에 감겨 있는 코일(112)과, 상기 코일(112)에 흐르는 전류에 의해 요동하는 코어(113)와, 상기 보빈(111)을 수용하는 코일 케이스(114)를 포함하는 전자석 블록으로 구성된다.

코어(113)는 코일(112)과의 전자기적 상호작용에 의해 보빈(111) 내에서 상하 운동하는 작동로드로서, 헤드부(113c)와, 상기 헤드부(113c)를 지지하는 몸체부(113a)와, 상기 헤드부(113c)와 몸체부(113a) 사이에 위치한 목부(113b)를 구비한다.

도 6에 도시된 바와 같이 보빈(111)의 중공의 내면에는 비자성체 재질의 코어 가이드부(116)가 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 자화된 코일 케이스(114)와 코일 캡(115)에 의해 코어(113)의 이동이 방해받는 현상을 저감시킬 수 있다.

엑츄에이터(110)의 코일(112)에 흐르는 전류가 턴-오프되었을 때, 코어(113)는 가동접점 스프링(100)과 더불어 코어 복원수단에 의해 원래의 위치로 복원되는 복원력을 제공받는다. 코어 복원수단은 상기 코어 가이드부(116)와 마찬가지로 자화된 코일 케이스(114)와 코일 캡(115)에 의해 코어(113)의 이동이 방해받는 현상을 저감시키는 효과를 제공한다.

코어 복원수단은 코어(113)의 헤드부(113c)에 인접하게 감겨 있는 코일 스프링(150)과, 상기 코어(113)의 꼬리부의 하단에 배치되는 판 스프링(151)을 포함함으로써 접점 개리 시 개리 속도를 높여서 아크에 의한 접점 손상을 더욱 효과적으로 방지한다.

코일 스프링(150)은 코어(113)의 헤드부(113c)와 몸체부(113a) 사이에 감겨서 탄성 복원력을 제공한다.

도 7에 도시된 바와 같이 판 스프링(151)은 얇은 플레이트 형상의 몸체부(151a~151b)와, 이 몸체부(151a~151b)의 중심부에서 상기 몸체부(151a~151b)로부터 분리되어 연장되는 접편 스프링부(151c~151e)를 포함한다.

판 스프링(151)의 몸체부(151a~151b)는 양 끝단에 배치되어 상대적으로 넓은 폭을 갖는 날개부(151a)와 이 날개부(151a) 사이에 개재되어 상대적으로 작은 폭을 갖는 연결부(151b)로 이루어진다.

접편 스프링부(151c~151e)는 상기 연결부(151b)의 대략 중심에서 밑으로 소정 각도 꺽여져 연장되는 제1 접편 경사부(151c)와, 상기 제 1 접편 경사부(151c)로부터 상기 연결부(151b)와 대략 평행하게 연장되는 평면부(151d)와, 상기 평면부(151d)로부터 밑으로 소정 각도 꺽여져 연장되는 제 2 접편 경사부(151e)를 포함한다. 접편 스프링부(151c~151e)는 엑츄에이터(110)의 하부에서 베이스 플레이트(140)에 조립되고, 그 하부에는 엑츄에이터(110)에 연결되는 단자핀(142)이 인출된 접속부(141)가 배치된다.

상기 코어 복원수단은 판 스프링(151)의 스프링 복원력을 상기 코어(113)의 몸체부(113a)에 매개하여 전달하기 위한 코어 핀(152)을 포함한다. 상기 코어 핀(152)은 둥근 기둥 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

코일 케이스(114)의 하단면에는 코어 핀(152)을 수용하기 위한 수용 홀이 형성되어 있고, 상기 수용 홀의 직경은 상기 코어 핀(152)의 직경 보다 크며, 코어 핀(152)에는 상기 코어 핀(152)이 상기 코일 케이스(114)의 내부로 이탈하지 않도록 억제하기 위하여 상기 수용 홀 보다 큰 직경을 갖는 스톱퍼 링(152b)이 결합되어 있다.

코어 핀(152)이 코어(113)의 몸체부(113a)와 접촉하는 머리부(152a)는 효율적인 접촉을 위하여 그 표면의 가장자리 부분이 라운드진 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 코어 핀(152)이 판 스프링(151)과 접촉하는 꼬리부(152c)는 안정적인 접촉을 유지하도록 그 표면이 평평한 구조를 갖는 것이 바람직하다.

상기 고정단자 어셈블리는 가동접점 스프링(100)에 구비된 가동접점(103)과 대향하는 위치에 배치되는 적어도 하나 이상의 고정접점(121)을 가진다. 상기 고정단자 어셈블리는 고정 터미널 단자(120)와 가동 터미널 단자(130)를 포함한다.

고정 터미널 단자(120)는 적어도 하나 이상의 고정접점(121)이 배치되는 제1 면과 이 제1 면에 대해 수직으로 꺽여서 상기 베이스 플레이트(140)에 고정되는 제2 면을 갖는 단면이 "ㄱ"자 형상인 몸체로 이루어진다.

가동 터미널 단자(130)는 가동접점 스프링(100)의 타단과 겹쳐져서 결합되는 제1 면과 이 제1 면에 대해 수직으로 꺽여서 상기 베이스 플레이트(140)에 고정되는 제2 면을 갖는 단면이 "ㄱ"자 형상인 몸체로 이루어진다. 비록, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 제1면의 하부에는 가동접점 스프링(100)의 타단을 고정하기 위한 조임용 엠보가 마련된다.

도 3에 나타난 바와 같이 미리 결정된 접점 갭을 형성할 수 있도록 고정 터미널 단자(120)의 상부는 가동 터미널 단자(130)의 상부에 비해 상대적으로 낮은 위치에 배치된다. 이때, 엑츄에이터(110)는 고정 터미널 단자(120)와 상기 가동 터미널 단자(130) 사이의 중심에 위치하는 것이 바람직하다.

엑츄에이터(110)의 구동력이 턴-오프됨에 따라 스프링 복원력에 의해 상기 가동접점(103)이 고정접점(121)으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링(100)이 관성 모멘트로 인해 과도하게 진동하는 것을 방지하기 위해 상기 가동접점 스프링(100)의 진동을 억제하는 진동 억제수단을 더 포함한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 진동 억제수단은, 상기 가동 스프링부(101b,102b)의 상기 일단으로부터 상기 고정접점(121)과 상기 가동접점(103)의 컨택트 포인트보다 더 길게 연장되는 진동 흡수판(160)과, 상기 진동 흡수판(160)의 상부 소정 영역에 배치되어 상기 진동 흡수판(160)을 자력으로 붙잡는 상부 자석부재(162)를 포함한다.

진동 흡수판(160)은 상기 가동 스프링부(101b,102b)의 일단 끝 부분에 각각 연결되는 별개의 금속판인 것이 바람직하다. 상기 진동 흡수판(160)은 상기 가동접점(103)에 의해 접점 조임 방식으로 상기 가동 스프링부(101b,102b)에 연결된다.

상기 상부 자석부재(162)의 자력은 상기 가동접점(103)과 고정접점(121)의 접촉을 방해하지 않을 정도로 상기 엑츄에이터(110)의 구동력 보다 작은 것이 바람직하다.

상기 컨택트 포인트의 양 측면에는 각각 상기 가동접점(103)과 고정접점(121)의 개리 시에 발생하는 아크를 소호시키기 위한 측면 자석부재(170,171)가 구비된다. 도 11에 도시된 바와 같이 양 측면의 측면 자석부재(170,171)는 서로 다른 극성이 마주보도록 배치되고, 측면 자석부재(170,171) 사이에는 고정접점(121)과 가동접점(103)이 바람직하게, 각각 2개 이상씩 배치된다. 이러한 구성에 따르면, 가동접점(103)과 고정접점(121) 사이에서 발생된 아크는 측면 자석부재(170,171) 사이에 형성된 자기장의 자기력에 의해 플레밍의 왼손법칙에 따른 힘의 방향으로 편향됨으로써 소호된다. 또한, 이와 같이 측면 자석부재(170,171) 사이에 2 개 이상의 접점이 위치할 경우에는 접점들에서 발생하는 아크의 방향이 서로 동일하여 제품의 극성이 없는 장점이 있다.

상기 상부 자석부재(162)와 상기 측면 자석부재(170,171)는 서로 결합되어 하나의 자석 어셈블리를 형성하고, 이 자석 어셈블리는 상기 고정 터미널 단자(120)의 상기 제1 면에 고정, 결합된다.

상기 상부 자석부재(162)는 상기 가동접점(103)과 상기 고정접점(121) 간의 미리 결정된 접점 갭을 유지할 수 있도록 상기 진동 흡수판(160)으로부터 이격되어 있는 것이 바람직하다.

상기 상부 자석부재(162)는 상기 컨택트 포인트를 커버하지 않는 영역에 배치되고, 상기 상부 자석부재(162)와 상기 측면 자석부재(170,171)는 모두 영구 자석으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 배치 구조를 안정적으로 유지하기 위해, 상부 자석부재(162)와 측면 자석부재(170,171)는 하나의 마그네트 프레임(161) 내에 함께 설치되는 것이 바람직하다.

코어(113)와 상기 가동접점 스프링(100)을 연결하여 코일(112) 전류의 턴-온, 턴-오프에 따른 코어(113)의 요동을 상기 가동접점 스프링(100)에 전달하는 구동력 전달수단인 플런저(Plunger)(180)가 구비된다.

플런저(180)는 상기 코어(113)의 헤드부(113c)를 수용하기 위한 공간이 내부에 형성되어 있는 박스 형상의 도구로서, 박스의 제1 면(181)은 상기 가동접점 스프링(100)과 연결되고, 상기 제1 면(181)에 대향하는 제2 면(182)에는 상기 코어(113)의 목부(113b)를 수용하여 가이드 하기 위한 가이드 슬릿이 형성되어 있는 구조를 가진다.

플런저(180)의 제1 면(181) 및 제2 면(182)은 코어(113)의 헤드부(113c)에 대하여 각각 G1, G2의 간극을 유지함으로써 간섭이 방지될 수 있다.

상기 박스는 적어도 1면 이상이 개방되어 있는 개방형 박스로 이루어진다. 상기 개방형 박스는 상기 제1 면(181)과 제2 면(182)을 연결하는 2개의 측면이 개방되어 있는 제1 개방측면(185)과 제2 개방측면(185')을 포함한다. 상기 개방형 박스는 상기 제1 면(181)의 제1 개방측면(185)과 접하는 모서리로부터 상기 제2 개방측면(185')과 접하는 모서리에 이르도록 분리 갭이 형성되어 있다.

상기 제1 면(181)과 제2 면(182)을 연결하는 나머지 폐쇄 측면 중 어느 한 면에 상기 코어(113)의 헤드부(113c)를 수용하기 위한 개방부(189)가 형성되어 있다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 구비되는 스톱퍼(190)의 구성을 도시한 측면도이다. 스톱퍼(190)는 엑츄에이터(110)의 구동력이 턴-오프됨에 따라 복원력에 의해 가동접점(103)이 상기 고정접점(121)으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링(100)의 과도한 오버 스윙을 차단하는 작용을 한다.

도 10을 참조하면, 스톱퍼(190)는 상기 타단에서 상기 일단으로 연장되는 판상체로서 상기 가동접점 스프링(100)과 일정한 갭을 형성한 상태로 상기 가동접점 스프링(100)을 커버하도록 배치된다. 스톱퍼(190)는 상기 가동접점 스프링(100)과 연결되어 상기 베이스 플레이트(140)에 고정되는 고정 연결부(191)와, 상기 고정 연결부(191)로부터 연장되어 상기 가동접점 스프링(100)과 일정한 갭을 형성하면서 가동접점 스프링(100)을 커버하는 꺽쇠부(192)로 이루어진다.

꺽쇠부(192)는 상기 일단을 향하여 상기 가동접점 스프링(100)에 대해 위로 제1 각도로 꺽여서 연장되는 제1 경사부(192a)와, 상기 제1 경사부(192a)로부터 아래로 제2 각도로 꺽여서 연장되는 제2 경사부(192b)와, 상기 제1 경사부(192a)와 제2 경사부(192b)가 만나서 형성되는 첨단부(192c)를 구비한다. 여기서, 제2 경사부(192b)의 끝단은 상기 가동접점 스프링(100)에 맞닿아 있는 것이 바람직하다.

고정 연결부(191)는 상기 가동접점 스프링(100)과 대략 동일한 폭을 갖고, 꺽쇠부(192)는 상기 가동접점 스프링(100)에 비해 좁은 폭을 갖는다. 제2 경사부(192b)의 끝단과 상기 가동접점 스프링(100)은 댐퍼(200)를 통해 맞닿아 있는 것이 바람직하다.

도 10에 나타난 바와 같이 고정 연결부(191)는 가동 터미널 단자(130)의 제1 면과 일체로 형성되어 가동접점 스프링(100)의 타단과 결합된다. 대안으로, 고정 연결부(191)는 별개의 플레이트로 구성되어 가동 터미널 단자(130)의 제1 면에 부착되는 것도 가능하다.

스톱퍼(190)와 가동접점 스프링(100)은 첨단부(192c)에서 최대 갭을 형성한다. 이때, 스톱퍼(190)의 두께는 적어도 가동접점 스프링(100) 보다 더 두꺼운 것이 바람직하다.

고정접점(121)과 가동접점(103) 간의 정해진 갭을 안정적으로 유지하면서 효율적으로 가동접점 스프링(100)의 오버 스윙을 차단하기 위해 상기 스톱퍼(190)는 아래의 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.

(여기서, gap은 개리상태에서의 고정접점(121)과 가동접점(103) 간의 이격 거리이고, l은 제1 경사부(192a)의 길이이며, θ는 제1 각도이다.)

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치는 엑츄에이터(110)의 코일(112)에 흐르는 전류가 턴-온되었을 때, 코어(113)가 하강하여 가동접점 스프링(100)이 하방으로 스윙됨에 따라 고정접점(121)과 가동접점(103)이 서로 접촉하여 통전이 이루어진다.

여기서, 고정 터미널 단자(120)는 미리 결정된 접점 갭을 형성할 수 있도록 가동 터미널 단자(130)에 비해 상대적으로 낮은 위치에 배치되고, 엑츄에이터(110)는 고정 터미널 단자(120)와 가동 터미널 단자(130) 사이에 배치되어 있으므로 코어(113) 및 가동접점 스프링(100)에 대한 효율적인 구동이 이루어질 수 있다. 또한, 코어(113)는, 그 슬라이딩을 가이드하는 코어 가이드부(116)와 코어(113)의 하부에 배치되어 코어(113)에 탄성 복원력을 전달하는 코어 핀(152)에 의해 자기력에 의한 방해없이 원활하게 상하운동을 수행할 수 있다.

코어(113)의 하강에 의해 가동접점 스프링(100)은 상기 베이스 플레이트(140)에 고정된 단부를 중심으로 스윙 운동을 하고, 서로 이격 배치된 제1 신축부(101c)와 제2 신축부(102c)의 신축 작용에 의해 굽힘력이 저감될 수 있다.

코어(113)의 하강 운동은 플런저(180)를 경유하여 가동접점 스프링(100)에 전달된다. 플런저(180)는 가동접점 스프링(100)이 코어(113)와 함께 하강할 수 있도록 하는 구동력 전달수단으로서, 가동접점 스프링(100)이 오버 트래블(Over travel) 하도록 하여 가동접점(103)과 고정접점(121) 간에 겹침을 발생시킴으로써 접점의 마모 시 접촉불량이 발생하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

하강이 완료된 상태에서 코어(113)는 코일 스프링(150)과 판 스프링(151)을 포함하는 코어 복원수단에 의해 탄성적으로 지지된다.

한편, 엑츄에이터(110)의 코일(112)에 흐르는 전류가 턴-오프되었을 때에는, 코어(113)가 코어 복원수단의 탄성 복원력에 의해 상승하여 가동접점 스프링(100)이 상방으로 스윙됨에 따라 고정접점(121)과 가동접점(103)이 서로 개리되어 통전 상태가 해제된다.

고정접점(121)과 가동접점(103)이 서로 분리되는 순간에는 자연스럽게 아크가 발생하게 되는데, 아크는 접점들을 사이에 두고 양쪽에 배치된 측면 자석부재(170,171)에 의해 플레밍의 왼손법칙에 따른 힘을 받음으로써 소호되므로 접점 손상이 방지될 수 있다.

가동접점 스프링(100)은 상방으로 스윙되어 원위치로 복원되며 그 상면에 마련된 댐퍼(200)가 스톱퍼(190)에 접촉함으로써 소음이 흡수됨과 더불어 과도한 오버 스윙이 제한된다. 이때, 스톱퍼(190)는 가동접점 스프링(100)을 커버하는 꺽쇠부(192)의 작용에 의해, 고정접점(121)과 가동접점(103) 간의 정해진 갭을 안정적으로 유지하면서 효율적으로 가동접점 스프링(100)의 오버 스윙을 차단하는 기능을 수행한다.

또한, 가동접점 스프링(100)의 끝부분에 구비된 진동 흡수판(160)이 상부 자석부재(162)에 부착됨으로써 가동접점 스프링(100)이 관성 모멘트로 인해 과도하게 진동하여 노이즈가 발생하는 현상이 억제되며, 신속한 접점 개폐가 이루어질 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 가동접점 스프링 101: 제1 도체판
102: 제2 도체판 101a,102a: 고정부
101b,102b: 가동 스프링부 101c: 제1 신축부
102c: 제2 신축부 103: 가동접점
110: 엑츄에이터 111: 보빈
112: 코일 113: 코어
114: 코일 케이스 115: 코일 캡
120: 고정 터미널 단자 130: 가동 터미널 단자
121: 고정접점 140: 베이스 플레이트
150: 코일 스프링 151: 판 스프링
160: 진동 흡수판 162: 상부 자석부재
170: 측면 자석부재 180: 플런저
184: 돌기 190: 스톱퍼
200: 댐퍼

Claims (9)

1. 적어도 하나 이상의 가동 접점들을 가지는 가동접점 스프링과; 상기 가동 접점들과 대향하는 위치에 배치되는 적어도 하나 이상의 고정 접점들을 가지는 고정접점 어셈블리와; 상기 가동접점들과 상기 고정 접점들의 통전을 위해 상기 고정 접점들과 가동 접점들을 접촉 시키기 위한 구동력을 인가하는 엑츄에이터 및 상기 가동접점 스프링, 상기 고정접점 어셈블리 및 상기 엑츄에이터를 지지,고정하는 베이스 플레이트를 포함하는 외팔보 타입 릴레이 장치에 있어서,
   상기 가동접점 스프링은 그 일단에 상기 적어도 하나 이상의 가동 접점들이 배치되고, 그 타단은 상기 베이스 플레이트에 고정되어서 상기 엑츄에이터의 구동력이 턴-온, 턴-오프됨에 따라 상기 고정된 타단을 중심으로 발생하는 스윙 모션에 응하여 상기 고정접점과 상기 가동접점이 동시에 접촉하고 개리되며,
   상기 엑츄에이터의 구동력이 턴-오프됨에 따라 복원력에 의해 상기 가동접점이 상기 고정접점으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링의 과도한 오버 스윙을 차단하기 위한 스톱퍼;를 포함하고,
   상기 스톱퍼는 상기 타단에서 상기 일단으로 연장되는 판상체로서 상기 가동접점 스프링과 일정한 갭을 형성한 상태로 상기 가동접점 스프링을 커버하고 있으며,
   상기 스톱퍼는,
   상기 타단에서 상기 가동접점 스프링과 연결되어 상기 베이스 플레이트에 함께 고정되는 고정 연결부와,
   상기 고정 연결부로부터 연장되어 상기 가동접점 스프링과 일정한 갭을 형성하면서 가동접점 스프링을 커버하는 꺽쇠부로 이루어지고,
   상기 꺽쇠부는,
   상기 일단을 향하여 상기 가동접점 스프링에 대해 위로 제1 각도로 꺽여서 연장되는 제1 경사부와, 상기 제1 경사부로부터 아래로 제2 각도로 꺽여서 연장되는 제2 경사부와, 상기 제1 경사부와 제2 경사부가 만나서 형성되는 첨단부를 구비하고,
   상기 제2 경사부의 끝단과 상기 가동접점 스프링은 댐퍼를 통해 맞닿아 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 고정 연결부는 상기 가동접점 스프링과 동일한 폭을 갖고, 상기 꺽쇠부는 상기 가동접점 스프링에 비해 좁은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 스톱퍼와 상기 가동접점 스프링은 상기 첨단부에서 최대 갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 스톱퍼의 두께는 적어도 상기 가동접점 스프링 보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 스톱퍼는 아래의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
   

   

   
   (여기서, gap은 개리상태에서의 고정접점과 가동접점간의 이격 거리이고, l은 제1 경사부의 길이이며, θ는 제1 각도이다.)

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