KR102007113B1 - 보조 자기형 근접스위치 - Google Patents

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포산 이프 테크놀로지스 컴퍼니., 리미티드.
추안동 멕네틱 일렉트로닉 컴퍼니., 리미티드.
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Abstract

보조 자기형 근접스위치는, 하우징(1)을 포함하며, 하우징(1)의 내부 캐비티에 자석(4), 제1 단자(11) 및 제2 단자(12)가 설치되고, 제2 단자(12)의 상단에 탄성 접촉편(2)이 가로로 설치되고; 하우징 내에 보조 로드(3)가 설치되고, 탄성 접촉편 상에는 탄성 설편(21)이 설치되며, 보조 로드(3)의 외측 단부에 그것과 "L"자형 일체 구조를 형성하는 이동제한 삽입판(31)이 설치되고, 하우징의 내에 이동제한 삽입판과 정합되는 위치제한 기구(15)가 설치되며; 상기 보조 로드(3)의 가동단의 상측면에 트레이(33)가 설치되고, 자석과 트레이는 고정되어 연결된다. 본 발명은 구조가 합리적이며, 위치제한 삽입편과 위치제한판의 스트로크 간격의 정합을 통해, 보조 로드와 자석의 스트로크 협각의 제어를 구현함으로써, 탄성 설편의 접점 차단 시에 제공하는 복귀력을 향상시킬 수 있고; 자석은 트레이를 통해 보조 로드와 일체형으로 자유롭게 회전하여, 접점의 전기 연결의 신뢰성을 높일 수 있으며; 접점의 차단 스트로크는 아크 가이드홈을 보호하는 구조를 구비하게 되어, 근접스위치의 작동 안정성과 사용수명이 효과적으로 향상된다.

Description

보조 자기형 근접스위치
본 발명은 자기형 스위치 기술분야에 관한 것으로서, 구체적으로는 보조 자기형 근접스위치에 관한 것이다.
자기형 근접스위치는 근접스위치의 일종으로서, 근접스위치는 다양한 센서 중 하나이며, 자성 소자를 통해 위치 관계의 변화를 감지하여, 비전력 또는 전자기를 필요한 전력신호로 전환하여 제어 또는 측량의 목적을 달성한다. 로봇 응용 기술의 경우, 자동 항법 및 위치결정 검출이 지능화 제어의 핵심 기술이며, 근접스위치가 제공할 수 있는 위치 검출과 실행 제어 방안은 기타 컨트롤러에 없는 장점을 구비한다. 또한, 자기형 근접스위치는 자기 신관 탄두(magnetic fuze warhead), 자기 탐측 수중지뢰, 우주선 플럭스게이트 등 군수공업 분야, 고속열차, 에스컬레이터, 자기열 발전 등 고급 장비 제조업 산업, 자동화 가공설비, 자동차 속도 제어 및 선루프 개방 등 선진 제조업 및 가정용 전자기기의 도어 스위치, 개폐 덮개, 압력검출 등 분야에서 모두 비교적 우수한 검출 및 안정적인 안전제어 능력을 구현할 수 있다.
중국특허 CN201410299835.1이 공개한 신형 자기형 근접스위치는, 하우징, 하우징 상부의 이동 영역 내에서 상하 이동이 가능한 자석, 하우징 저부에 병렬 설치되는 2개의 접선 단자를 포함하며, 그 중 하나의 접선 단자 상단에 탄성편이 설치되고, 하우징 중간 부위에 요동 가능한 보조 로드 및 그와 결합되는 위치제한기구가 설치되며, 탄성편에 탄성 설편이 보조 로드의 보조부와 맞닿게 설치된다. 이러한 구조는 동작기구 중의 보조 로드와 자석의 운동 거리가 지나치게 큼으로 인해 탄성 설편에 금속 피로가 쉽게 발생하는 문제를 해결하였다. 그러나 보조 로드의 요동 지지점, 보조부와 탄성 설편의 모멘트 지지점이 동일한 수평선에 있고, 또한 모멘트 지지점과 요동 지지점 사이의 모멘트 암이 비교적 길며, 위치제한기구 내의 보조 로드의 일단의 제어 스트로크와 보조부의 요동 스트로크 사이의 비율이 비교적 크기 때문에, 보조 로드의 모멘트 전환과 스트로크 보조 효과가 뚜렷하지 않고; 자석이 상하로 이동하여 보조 로드와 접촉됨으로써 그 요동이 탄성편의 동작을 트리거하는 방식으로서, 자석과 하우징, 보조 로드 사이에 소정의 상대적인 마찰이 존재하므로, 자분 또는 부품의 전기 도금층의 탈락이 발생하기 쉬워, 탄성편과 접선 단자 상의 접촉점 사이의 전기 연결의 신뢰성에 영향을 줄 수 있으며; 보조 로드의 모멘트 전환이 비록 대전류 온오프 제어의 트리거 안정성을 보장하나, 단 전류 부하 시 접점 사이에 발생하는 아크 현상이 잘 해결되지 않았고, 접점과 금속부재 표면의 산화 문제가 시종 존재하여, 제품의 작동 안정성과 사용 수명에 영향을 준다.
따라서, 종래 기술은 개선 및 발전이 더 필요하다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 결함과 부족에 대해, 구조가 컴팩트하고, 안정적이며 신뢰할 수 있는 보조 자기형 근접스위치를 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 구현하기 위하여, 본 발명은 이하 기술방안을 채택한다.
본 발명의 보조 자기형 근접스위치는, 하우징을 포함하며, 상기 하우징의 내부 캐비티에 자석, 제1 단자 및 제2 단자가 설치되고, 제1 단자와 제2 단자가 병렬로 간격을 두고 각각 하우징의 하단 플레이트에 수직으로 관통 설치되며; 상기 제2 단자의 상단에 탄성 접촉편이 가로로 설치되고, 탄성 접촉편의 가동단이 제1 단자의 상방에 설치되는 것으로; 상기 하우징 내에 보조 로드가 설치되어, 보조 로드 외측 단부가 하우징과 힌지 결합되며; 상기 탄성 접촉편에 탄성 설편이 설치되고, 탄성 설편의 자유단부는 보조 로드 내측 단부에 맞닿게 설치되며; 상기 보조 로드의 외측 단부에 그것과 "L"자형 일체 구조를 형성하는 이동제한 삽입판이 설치되고, 하우징의 내에 이동제한 삽입판과 정합되는 위치제한 기구가 설치되며; 상기 보조 로드의 가동단의 상측면에 트레이가 설치되고, 자석은 트레이와 하우징의 상단 플레이트 사이에 설치되며, 자석과 트레이는 고정되어 연결된다.
상술한 기술방안에 따르면, 상기 트레이의 상단면에는 장착구가 설치되고, 자석 하단은 장착구 내에 관통 설치되어 장착구과 억지 끼워맞춤 결합된다.
상술한 기술방안에 따르면, 상기 장착구 바닥면과 트레이 상단면 사이의 높이차는 A이고, 자석의 높이는 H이며, 즉 A:H의 비율 범위는 0.1-1 사이이다.
상술한 기술방안에 따르면, 상기 제1 단자 상방의 하우징 내측벽에 지지점이 설치되고, 보조 로드의 외측 단부에 슬리브 링이 설치되며, 슬리브 링은 지지점에 씌워져 그것과 회전 결합되며; 상기 이동제한 삽입판이 슬리브 링에 설치되고, 또한 이동제한 삽입판, 슬리브 링, 보조 로드는 "L"형의 일체형 구조를 나타낸다.
상술한 기술방안에 따르면, 상기 위치제한 기구는 서로 이격되어 설치되는 두 개의 위치제한판을 포함하고, 두 개의 위치제한판은 모두 지지점의 상부에 설치되며, 두 개의 위치제한판 사이의 오목홈의 개구는 지지점을 향하여 설치되며; 상기 이동제한 삽입판은 두 개의 위치제한판 사이의 오목홈 내에 이동 가능하게 관통되어 설치된다.
상술한 기술방안에 따르면, 상기 두 개의 위치제한판의 내측면 사이의 간격은 D이고, 이동제한 삽입판의 두께는 S인 것으로, D:S의 비율범위는 1.1-1.9 사이이고; 상기 자석의 보조 로드에 따라 회전되는 스트로크 협각은 P인 것으로, P와 D:S의 비율은 정비례된다.
상술한 기술방안에 따르면, 상기 제1 단자 상단에 가로 방향의 경첩이 설치되고, 경첩에 고정접점이 설치되며, 탄성 접촉편의 가동단이 경첩 상방에 설치되고 또한 탄성 접촉편에 고정접점과 정합되는 가동접점이 설치된다.
상술한 기술방안에 따르면, 상기 경첩과 보조 로드 사이의 하우징 내측벽에 "J"형 아크 가이드바가 설치되고, 아크 가이드바는 가로로 설치되며 또한 아크 가이드바의 "J"형 후크부가 가동접점과 대응 설치된다.
본 발명의 유익한 효과는 다음과 같다. 본 발명은 구조가 합리적이며, 위치제한 삽입편과 위치제한판의 스트로크 간격의 정합을 통해, 보조 로드와 자석의 스트로크 협각의 제어를 구현함으로써, 자석이 하행 스트로크 극한 시, 탄성 설편의 보조 로드에 대한 상향으로의 복귀 토크를 유지하도록 함으로써, 탄성 설편의 접점 차단 시에 제공하는 복귀력을 향상시킬 수 있고; 자석은 트레이를 통해 보조 로드와 일체형으로 자유롭게 회전하여, 마찰로 인한 자분 및 부품의 도금층의 탈락을 방지함으로써, 부품의 마찰 손상을 저하시키고 접점의 전기 연결의 신뢰성을 높일 수 있으며; 접점의 차단 스트로크는 아크 가이드홈 구조를 구비하여, 아크 현상이 절연 하우징과 부품에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있어, 근접스위치의 작동 안정성과 사용수명이 효과적으로 향상된다.
도 1은 본 발명의 전체적인 분해 구조도이다.
도 2는 본 발명의 내부 조립 구조도이다.
도 3은 도 2 중, B 부분의 확대 구조도이다.
도 4는 본 발명이 도통 상태 시의 내부 평면 구조도이다.
이하 첨부도면과 실시예를 결합하여 본 발명의 기술방안에 대해 설명한다.
도 1-3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 상기 보조 자기형 근접스위치는, 하우징(1)을 포함하며, 상기 하우징(1)의 내부 캐비티에 자석(4), 제1 단자(11) 및 제2 단자(12)가 설치되고, 제1 단자(11)와 제2 단자(12)는 병렬로 간격을 두고 설치되어 각각 하우징(1)의 하단 플레이트에 수직으로 관통 설치된다. 상기 제2 단자(12)의 상단에 탄성 접촉편(2)이 가로로 설치되며, 탄성 접촉편(2)의 가동단이 제1 단자(11)의 상방에 설치된다. 상기 하우징(1) 내에 보조 로드(3)가 설치되고, 보조 로드(3)의 외측 단부는 하우징(1)과 힌지 결합된다. 상기 탄성 접촉편(2)에 탄성 설편(舌片)(21)이 설치되며, 탄성 설편(21)의 자유단부는 보조 로드(3) 내측 단부에 맞닿게 설치된다. 상기 자석(4)은 보조 로드(3)를 구동시켜, 탄성 접촉편(2)을 제1 단자(11) 및 제2 단자(12) 회로에 접속시키며, 탄성 설편(21)과 보조 로드(3)의 힘 모멘트가 탄성 접촉편(2)에 복귀력을 제공함으로써, 근접 스위치의 도통과 차단을 구현하며, 제어 원리는 종래 기술과 본질적인 차이가 없으므로, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
상기 보조 로드(3)의 외측 단부에 그것과 "L"자형으로 일체형 구조를 형성하는 이동제한 삽입판(31)이 설치되고, 하우징(1)의 내에 이동제한 삽입판(31)과 정합되는 위치제한 기구가 설치되며; 상기 보조 로드(3)는 그 외측 단부를 통해 하우징(1)에 힌지 결합되어 보조 로드(3) 내측 단부의 상하 요동 동작을 구현하며, "L"형으로 설치되는 이동 제한 삽입판(31)은 위치제한 기구와 정합함으로써 보조 로드(3)의 내측 단부의 상하 요동 극한 스트로크를 제어한다. 보조 로드(3)의 힘 모멘트 변화 상황을 쉽게 설명하기 위해, 보조 로드(3) 외측 단부와 하우징(1)의 힌지 결합점을 M으로, 보조 로드(3) 내측 단부와 탄성 설편(21)의 연결점을 N으로, 탄성 접촉편(2)과 제2 단자(12)의 연결점을 K로 설정하고, 또한 M, N, K 사이를 연결하여 삼각 힘 모멘트 관계를 구성하며, 그 중의 N점의 내각은 둔각이고 N점에 대응하는 삼각형 높이는 H라 설정한다. 상기 보조 로드(3)가 상행 극한 위치, 다시 말해 초기 차단 상태인 경우, H는 최대치이고, 또한 K-N 연결선 상의 탄성 설편(21)에 발생하는 힘 모멘트는 보조 로드(3) 상의 N점에 대해 상향 지지력을 유지한다. 자석(4)이 보조 로드(3)의 N점을 극한 위치까지 하향 회전 구동 시, H는 최소치이고 H는 0보다 크다. 따라서 탄성 접촉편(2)이 도통 상태에서 탄성 설편(21)은 여전히 보조 로드(3)에 상향 복귀 모멘트를 인가하므로, 자석(4)이 석방된 후 탄성 설편(21)이 하나의 비교적 큰 복귀 토크를 제공할 수 있어, 근접스위치의 차단 감도를 보장할 수 있다.
상기 보조 로드(3)의 가동단의 상측면에 트레이(33)가 설치되고, 자석(4)은 트레이(33)와 하우징(1)의 상단 플레이트 사이에 설치되며, 자석(4)과 트레이(33)는 고정되어 연결되며; 상기 자석(4)은 보조 로드(3)와 일체형으로 회전함으로써, 자석(4)이 마찰 손상으로 인해 낙하하는 자분이 접촉점의 전기적 연결의 신뢰성에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 트레이(33)의 상단면에는 장착구(34)가 설치되어, 자석(4) 하단이 장착구(34) 내에 관통 설치되어 장착구(34)과 억지 끼워맞춤 결합된다. 자석(4)은 장착구(34)에 의해 트레이(33)와 고정되어 연결되고, 상기 트레이(33)와 보조 로드(3)는 절연재료로 일체형으로 가공 성형됨으로써, 부품의 조립 효율과 상대 위치의 정확도를 향상시킬 수 있다.
상기 장착구(34) 바닥면과 트레이(33) 상단면 사이의 높이차는 A이고, 자석(4)의 높이는 H이며, 즉 A:H의 비율 범위는 0.2-1 사이이고, 상기 자석(4)은 트레이(33)에 국부적으로 조립되거나 완전히 조립될 수 있으며, 자석(4)과 트레이(33) 사이의 연결 강도는 A;H값에 따라 변화된다. 또한 자석(4)과 트레이(33)의 접촉면에 자기 차폐 재료를 설치하거나, 또는 트레이(33)를 자기차폐 재료로 제작하여, 상이한 사용 제어 환경에 따라 단일 방향의 자력 감지 구동 제어를 구현할 수 있다.
상기 제1 단자(11) 상방의 하우징(1) 내측벽에 지지점(13)이 설치되고, 보조 로드(3)의 외측 단부에 슬리브 링(32)이 설치되며, 또한 슬리브 링(32)은 지지점(13)에 씌워져 그것과 회전 결합된다. 상기 이동제한 삽입판(31)은 슬리브 링(32) 상에 설치되고, 또한 이동제한 삽입판(31), 슬리브 링(32), 보조 로드(3)는 "L"형의 일체형 구조를 나타낸다.
상기 위치제한 기구는 서로 이격되어 설치되는 두 개의 위치제한판(15)을 포함하고, 두 개의 위치제한판(15)은 모두 지지점(13)의 상측에 설치되며, 두 개의 위치제한판(15) 사이의 오목홈의 개구는 지지점(13)을 향하며; 상기 이동제한 삽입판(31)은 두 개의 위치제한판(15) 사이의 오목홈 내에 이동 가능하게 관통되어 설치되고, 이동제한 삽입판(31)은 두 개의 위치제한판(15) 사이에서 좌우로 스윙되며, 이동제한 삽입판(31)과 보조 로드(3)는 일체형 구조로 구성됨으로써 보조 로드(3) 내측 단부의 상하 요동 극한 스트로크를 제어하는 것으로, "L"형 구조의 보조 로드(3)는 하우징(1)의 내부 공간 이용률을 향상시킬 수 있고, 전체 부피를 줄이고, 공간 배치에 있어서의 합리성을 향상시키며; 자석(4)은 트레이(33) 내에서 보조 로드(3)를 따라 상하로 회전하는 것으로, 따라서 두 개의 위치제한판(15) 사이의 간격을 계산 및 제어함으로써, 자석(4)의 자력선 회전각도의 정확한 제어를 실현할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 두 개의 위치제한판(15)의 내측면 사이의 간격은 D이고, 이동제한 삽입판(31)의 두께는 S인 것으로, D:S의 비율범위는 1.1-1.9 사이이고; 상기 자석(4)의 보조 로드(3)에 따라 회전되는 스트로크 협각은 P인 것으로, P와 D:S의 비율은 정비례 되며; 상기 자석(4)의 도통과 차단 스트로크에서, 하우징(1)의 상단 플레이트에 대응되어 회전되는 스트로크 협각인 P는 D:S의 비율의 제어를 받으며, 상기 D:S의 비율은 자석(4)의 스트로크 협각인 P의 범위를 1-20도 사이에 위치하게 하며; 본 발명에서 D:S의 비율범위는 1.3-1.7 사이가 바람직한 것으로, 자석(4)의 스트로크 협각 P는 5-15도 사이가 가장 바람직하다.
상기 제1 단자(11) 상단에 가로방향의 경첩(16)이 설치되고, 경첩(16)에 고정접점(14)이 설치되며, 탄성 접촉편(2)의 가동단부가 경첩(16)의 상방에 설치되고, 또한 탄성 접촉편(2)에 고정접점(14)과 정합되는 가동접점(22)이 설치된다. 상기 경첩(16)과 보조 로드(3) 사이의 하우징(1) 내측벽에 "J"형 아크 가이드바(17)가 설치되며, 아크 가이드바(17)는 가로로 설치되고, 또한 아크 가이드바(17)의 "J"형 후크부는 가동접점(22)과 대응 설치되며, 아크 가이드바(17)의 제어 범위가 가동접점(22)의 동작 스트로크와 정합됨으로써, 가동접점(22)과 고정접점(14)의 도통 및 차단 과정에 발생하는 아크 현상이 하우징(1) 및 기타 내부 부품에 영향을 미치는 것을 방지하여, 전체적인 작동 안정성과 사용 수명을 높일 수 있다.
이상은 단지 본 발명의 바람직한 실시방식일 뿐이며, 따라서 본 발명의 특허 출원 범위의 상기 구조, 특징 및 원리에 따라 실시되는 등가의 변화 또는 수식은 모두 본 발명의 특허 출원 범위 내에 포함된다.
1: 하우징 2: 탄성 접촉편
3: 보조 로드 4: 자석
11: 제1 단자 12: 제2 단자
13: 지지점 14: 고정접점
15: 위치제한판
16: 경첩 17: 아크 가이드바
21: 탄성 설편 22: 가동접점
31: 이동제한 삽입판 32: 슬리브 링
33: 트레이 34: 장착구

Claims (8)

  1. 보조 자기형 근접스위치에 있어서,
    하우징(1)을 포함하며, 상기 하우징(1)의 내부 캐비티에 자석(4), 제1 단자(11) 및 제2 단자(12)가 설치되고, 제1 단자(11)와 제2 단자(12)가 병렬로 간격을 두고 각각 하우징(1)의 하단 플레이트에 수직으로 관통 설치되며; 상기 제2 단자(12)의 상단에 탄성 접촉편(2)이 가로로 설치되고, 탄성 접촉편(2)의 가동단이 제1 단자(11)의 상방에 설치되는 것으로;
    상기 하우징(1) 내에 보조 로드(3)가 설치되어, 보조 로드(3) 외측 단부가 하우징(1)과 힌지 결합되며; 상기 탄성 접촉편(2)에 탄성 설편(21)이 설치되고, 탄성 설편(21)의 자유단부는 보조 로드(3) 내측 단부에 맞닿게 설치되며; 상기 보조 로드(3)의 외측 단부에 그것과 "L"자형 일체 구조를 형성하는 이동제한 삽입판(31)이 설치되고, 하우징(1)의 내에 이동제한 삽입판(31)과 정합되는 위치제한 기구가 설치되며; 상기 보조 로드(3)의 가동단의 상측면에 트레이(33)가 설치되고, 자석(4)은 트레이(33)와 하우징(1)의 상단 플레이트 사이에 설치되며, 자석(4)과 트레이(33)는 고정되어 연결되고,
    상기 제1 단자(11) 상방의 하우징(1) 내측벽에 지지점(13)이 설치되고, 보조 로드(3)의 외측 단부에 슬리브 링(32)이 설치되며, 슬리브 링(32)은 지지점(13)에 씌워져 그것과 회전 결합되며; 상기 이동제한 삽입판(31)이 슬리브 링(32)에 설치되고, 또한 이동제한 삽입판(31), 슬리브 링(32), 보조 로드(3)는 "L"형의 일체형 구조를 나타내고,
    상기 위치제한 기구는 서로 이격되어 설치되는 두 개의 위치제한판(15)을 포함하고, 두 개의 위치제한판(15)은 모두 지지점(13)의 상부에 설치되며, 두 개의 위치제한판(15) 사이의 오목홈의 개구는 지지점(13)을 향하여 설치되며; 상기 이동제한 삽입판(31)은 두 개의 위치제한판(15) 사이의 오목홈 내에 이동 가능하게 관통되어 설치되는 것을 특징으로 하는 보조 자기형 근접스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트레이(33)의 상단면에는 장착구(34)가 설치되고, 자석(4) 하단은 장착구(34) 내에 관통 설치되어 장착구(34)와 억지 끼워맞춤 결합되는 것을 특징으로 하는 보조 자기형 근접스위치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 장착구(34) 바닥면과 트레이(33) 상단면 사이의 높이차는 A이고, 자석(4)의 높이는 H이며, 즉 A:H의 비율 범위는 0.1-1 사이인 것을 특징으로 하는 보조 자기형 근접스위치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 두 개의 위치제한판(15)의 내측면 사이의 간격은 D이고, 이동제한 삽입판(31)의 두께는 S인 것으로, D:S의 비율범위는 1.1-1.9 사이이고; 상기 자석(4)의 보조 로드(3)에 따라 회전되는 스트로크 협각은 P인 것으로, P와 D:S의 비율은 정비례 되는 것을 특징으로 하는 보조 자기형 근접스위치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단자(11) 상단에 가로 방향의 경첩(16)이 설치되고, 경첩(16)에 고정접점(14)이 설치되며, 탄성 접촉편(2)의 가동단이 경첩(16) 상방에 설치되고 또한 탄성 접촉편(2)에 고정접점(14)과 정합되는 가동접점(22)이 설치되는 것을 특징으로 하는 보조 자기형 근접스위치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 경첩(16)과 보조 로드(3) 사이의 하우징(1) 내측벽에 "J"형 아크 가이드바(17)가 설치되고, 아크 가이드바(17)는 가로로 설치되며 또한 아크 가이드바(17)의 "J"형 후크부가 가동접점(22)과 대응 설치되는 것을 특징으로 하는 보조 자기형 근접스위치.


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