KR102054331B1

KR102054331B1 - 전자개폐장치

Info

Publication number: KR102054331B1
Application number: KR1020180007930A
Authority: KR
Inventors: 현지혜
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2018-01-22
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2019-12-10
Also published as: KR20190089438A

Abstract

본 발명은 가동접점과 샤프트 고정부 사이에 사출성형을 통해 별도로 절연부재를 구비시킴으로써, 가동접점을 통해 1000V 이상의 고전압이 인가되더라도, 절연부재를 통해 전압이 고정부측으로 유입되는 것을 차단하여, 전자개폐장치의 절연성능과 내전압이 크게 향상되게 하는 효과가 있다.

Description

전자개폐장치 {ELECTROMAGNETIC SWITCHING DEVICE}

본 발명은 전자개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압의 인가시에도 내전압과 절연성능이 유지되는 전자개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자개폐장치는 전기적인 중계작용을 하는 전동식 스위치 장치로서, 작은 입력전류의 변화에 의하여 주회로를 통전하거나 혹은 차단하는 접속변환장치를 말한다. 이 같은 계전기의 종류에는 접점식 개폐장치, 무접점식 개폐장치, 압력 개폐장치, 광 개폐장치 등이 있으며, 이 중에서 접점식 개폐장치는 다른 개폐장치들에 비해 그 구조가 비교적 단순하여 자동차 지시등이나 와이퍼 모터 등에 많이 사용된다.

또한, 직류전력을 개폐하는 전자개폐장치는 하이브리드(HYBRID) 자동차, 연료전지 자동차, 골프 카드(GOLF CART) 및 전동 지게차와 같은 전기 자동차에 있어서, 축전지와 직류 전력 변환장치 사이에 설치되어 축전지로부터 공급되는 직류전력을 직류변환장치와 같은 외부 장치로 공급하거나 차단하는 기능을 수행한다.

한편, 도 1은 종래의 전자개폐장치가 오프(OFF)된 상태를 나타내는 구성도이고, 도 2는 종래의 전자개폐장치를 구성하는 샤프트에 접압 스프링이 구비된 상태를 나타내는 정면도이며, 도 3은 종래의 전자개폐장치가 온(ON)된 상태를 나타내는 구성도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 전자개폐장치(10)는 접점부(20)와 구동부(40)로 구비되고, 상기 접점부(20)에는 고정접점(21)과, 상기 고정접점(21)에 접촉 또는 분리되는 가동접점(22)이 구비된다.

또한 상기 구동부(40)는, 보빈(41)과, 요크(42) 및 상기 보빈(41)의 내부에 배치되는 고정코어(43)와, 상기 고정코어(43) 측으로 이동하는 가동코어(44)와, 상기 가동코어(44)에 연결되어 상기 가동코어(44)와 함께 이동하는 샤프트(45)와, 상기 샤프트(45) 상단에 위치하는 와셔(23) 및 상기 가동코어(44)를 초기위치로 복귀시키는 복귀 스프링(46) 등으로 구성된다.

또한, 상기 샤프트(45)의 상부에는 상기 가동접점(22)이 상기 고정접점(21)과 탄성적으로 접촉되게 가압하는 접압 스프링(24)이 구비된다.

상기와 같이 구성된 종래의 전자개폐장치(10)는, 전류가 보빈(41) 측으로 인가되어 고정코어(43)에 자력이 발생하면, 가동코어(44)가 고정코어(43) 측으로 이동하면서 샤프트(45)를 고정코어(43) 측으로 이동시키고, 이와 동시에 가동접점(22)은 고정접점(21)에 접촉되어 전자개폐장치(10)는 통전상태가 된다. 또한, 통전상태일때, 보빈(41)과 요크(42)의 절연거리가 전자개폐장치(10)의 절연성능에 큰 영향을 미친다.

하지만, 고전압, 예를 들어 1000V 이상의 전압이 전자개폐장치(10)에 인가되게 되면, 전자개폐장치(10)의 절연성능이 저하되어 사용자에게 안전사고가 발생 될 위험성이 큰 문제점이 있었다.

또한, 1000V를 사용하는 전자개폐장치(10)는, IMPULSE 내전압기준이 4KV를 만족해야 하지만, 종래에 사용되는 전자개폐장치(10)는 1.9KV 정도에 그치는 문제점이 있었다.

또한, 전자개폐장치(10)가 오프(OFF) 상태일때에도 1000V의 고전압이 인가되면, 주 접점에서 발생하는 서지전압(SURGE)의 절연이 되지 않아, 전자개폐장치(10)에 연결된 PCB 회로기판 및 제어 전압측 설비들에 고장이 발생될 위험성이 큰 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고전압의 인가시에도 내전압과 절연성능이 유지되는 전자개폐장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 본 발명의 목적은 고정접점; 샤프트에 연결되어 상기 샤프트의 이동에 따라 상기 고정접점에 접촉 또는 분리되는 가동접점을 포함하는 전자개폐장치에 있어서, 상기 샤프트의 상부가 고정되는 샤프트 고정부; 및 상기 가동접점이 관통되게 위치하고, 양단이 상기 샤프트 고정부에 밀착되게 위치하여, 상기 가동접점을 통해 유입되는 전원이 상기 샤프트 고정부 측으로 인가되는 것을 차단하는 절연부재;를 포함하는 전자개폐장치를 제공함으로써 달성된다.

또한 상기 가동접점과 상기 샤프트 고정부 사이에 위치하여 상기 가동접점이 상기 샤프트 고정부의 내부에 위치하도록 탄성력을 제공하는 접압 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 가동접점의 하면에는 상기 접압 스프링의 상부가 끼워지도록 제1 끼움돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 샤프트 고정부의 상면에는 상기 접압 스프링의 하부가 끼워지도록 제2 끼움돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 절연부재는, 폴리 우레탄(POLY URETHANE), 폴리 프로필렌(POLY PROPYLENE), 폴리 에틸렌(POLY ETHYLENE) 및 폴리 아세탈(POLY ACETAL) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절연부재의 양측에는 체결홀이 형성되고, 상기 샤프트 고정부에는 상기 체결홀에 대응되는 위치에 상기 체결홀에 끼워지도록 체결돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명인 전자개폐장치는, 가동접점과 샤프트 고정부 사이에 사출성형을 통해 별도로 절연부재를 구비시킴으로써, 가동접점을 통해 1000V 이상의 고전압이 인가되더라도, 절연부재를 통해 전압이 고정부측으로 유입되는 것을 차단하여, 전자개폐장치의 절연성능과 내전압이 크게 향상되게 하는 효과가 있다.

또한, 가동접점과 샤프트 고정부 사이에 접압 스프링을 위치시키고, 접압 스프링의 탄성력을 통해 가동접점이 절연부재의 내부에 고정되게 함으로써, 절연부재와 가동접점의 조립이 손쉽게 이루어지게 하는 효과가 있다.

또한, 가동접점의 하면에 제1 끼움돌기를 형성시키고, 샤프트 고정부의 상면에 제2 끼움돌기를 형성시켜, 접압 스프링이 제1 끼움돌기와 제2 끼움돌기에 끼워지도록 하여, 접압 스프링이 절연부재의 내부에 견고하게 위치하게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 전자개폐장치가 오프(OFF)된 상태를 나타내는 구성도.
도 2는 종래의 전자개폐장치를 구성하는 샤프트에 가동접점이 구비된 상태를 나타내는 정면도.
도 3은 종래의 전자개폐장치가 온(ON)된 상태를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 전자개폐장치가 온(ON)된 상태를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 전자개폐장치를 구성하는 샤프트에 가동접점이 연결된 상태를 나타내는 사시도.
도 6은 도 5의 AA선을 따르는 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 전자개폐장치를 구성하는 샤프트에 가동접점이 연결된 상태를 나타내는 확대도.
도 8은 본 발명에 따른 전자개폐장치를 구성하는 가동접점을 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 전자개폐장치를 구성하는 샤프트에 샤프트 고정부와 절연부재가 연결된 상태를 나타내는 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전자개폐장치를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 전자개폐장치가 온(ON)된 상태를 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전자개폐장치를 구성하는 샤프트에 가동접점이 연결된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 6은 도 5의 AA선을 따르는 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 전자개폐장치를 구성하는 샤프트에 가동접점이 연결된 상태를 나타내는 확대도이며, 도 8은 본 발명에 따른 전자개폐장치를 구성하는 가동접점을 나타내는 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 전자개폐장치를 구성하는 샤프트에 샤프트 고정부와 절연부재가 연결된 상태를 나타내는 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자개폐장치(100)는, 접점부(110)와, 상기 접점부(110)를 개폐하는 구동부(150)를 포함하여 이루어진다.

상기 접점부(110)는, 하우징(101), 상기 하우징(101)에 고정배치되는 고정접점(111), 상기 고정접점(111)에 대해 접촉 및 분리되는 가동접점(113) 및 상기 가동접점(113)에 탄성력을 제공하는 접압 스프링(119) 등으로 구성된다.

상기 구동부(150)는, 보빈(153)과, 상기 보빈(153)의 주변에 배치되어 자로(磁路)를 형성하는 요크(151)와, 상기 보빈(153)의 내부에 배치되는 고정코어(155)와, 상기 고정코어(155)에 대해 접근 및 이격되는 가동코어(157)와, 일 단은 가동코어(157)에 연결된 상태에서 상기 고정코어(155)를 관통하도록 위치하는 샤프트(121)와, 자력이 제거되면 상기 가동코어(157)에 탄성력을 제공하여 상기 가동코어(157)를 초기위치로 복귀시키는 복귀 스프링(159) 등으로 구성된다.

또한 상기 고정코어(155)는 상기 요크(151)와 연결되어 자로를 형성하고, 상기 고정코어(155)에는 상기 샤프트(121)가 상대 이동 가능하게 삽입된다.

이때 상기 샤프트(121)는 상기 가동코어(157)와 상기 고정코어(155)를 관통되게 위치하고, 상기 샤프트(121)의 하부는 상기 가동코어(157)에 용접 등을 통해 상호 연결된다.

한편, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(121)의 상부는 샤프트 고정부(115)에 끼워져 고정되는데, 상기 샤프트 고정부(115)의 내측에는 사출성형 등을 통해 일체로 형성된 절연부재(117)가 구비된다.

상기 절연부재(117)는 양측이 개방되게 형성되어, 상기 가동접점(113)이 상기 절연부재(117)를 관통되게 위치한다.

또한, 상기 절연부재(117)의 양단은 상기 샤프트 고정부(115)의 내측에 위치하도록 사출성형되며, 상기 가동접점(113)을 통해 인가된 전압이 상기 샤프트 고정부(115) 측으로 인가되는 것을 차단하고, 최종적으로 상기 고정부(115) 측으로 전압이 인가되는 것을 차단하여 상기 전자개폐장치(100)의 절연성능과 내전압이 향상되게 한다.

이때, 상기 절연부재(117)의 양측에는 체결홀(117a)이 형성되고, 상기 샤프트 고정부(115)에는 상기 체결홀(117a)에 대응되는 위치에 상기 체결홀(117a)에 끼워지도록 체결돌기(115a)가 형성되어, 상기 체결돌기(115a)가 상기 체결홀(117a)에 끼워짐으로써 상기 절연부재(117)가 상기 샤프트 고정부(115)에 결합되게 된다.

보다 상세히 설명하면, 종래의 전자개폐장치(100)의 경우 1000V 이상의 고전압이 인가되게 되면, 전자개폐장치(100)의 절연성능이 현저히 떨어져 사용자에게 감전사고 등이 발생하고, 주 접점에서 발생되는 서지전압(SURGE)에 대한 절연이 되지 않아 제어전압측 설비에 고장이 발생하는 문제점 등이 있었다.

하지만, 본 발명의 경우, 샤프트 고정부(115)를 성형할 때 별도의 절연부재(117)가 상기 샤프트 고정부(115)의 내측에 위치하도록 사출성형함으로써 전자개폐장치(100)가 통전상태가 되어 상기 가동접점(113)을 통해 1000V 이상의 고전압이 인가될 때, 상기 가동접점(113)을 통해 유입되는 고전압이 상기 절연부재(117)를 통해 상기 샤프트 고정부(115) 측으로 인가되는 것을 차단하여, 상기 전자개폐장치(100)의 절연성능과 내전압이 향상되게 한다.

이때 상기 절연부재(117)는, 폴리 우레탄(POLY URETHANE), 폴리 프로필렌(POLY PROPYLENE), 폴리 에틸렌(POLY ETHYLENE) 및 폴리 아세탈(POLY ACETAL) 중 어느 하나로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 절연성능을 향상시킬 수 있는 다양한 재질이 사용될 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가동접점(113)과 상기 샤프트 고정부(115) 사이에는 접압 스프링(119)이 구비된다.

상기 접압 스프링(119)은 상기 가동접점(113)과 상기 샤프트 고정부(115) 사이에 위치하여, 상기 가동접점(113)이 상기 샤프트 고정부(115)의 내부에 위치하도록 탄성력을 제공한다.

즉, 상기 가동접점(113)은 조립과정을 통해 상기 절연부재(117)의 내부에 위치하게 되는데, 사용자는 상기 샤프트 고정부(115)의 내부에 위치한 접압 스프링(119)을 아래로 가압한 다음 상기 절연부재(117)와 상기 접압 스프링(119) 사이의 빈 공간 사이에 상기 가동접점(113)을 끼워넣은 후 상기 접압 스프링(119)의 압축을 해제하게 되면 상기 접압 스프링(119)의 탄성력을 통해 상기 가동접점(113)이 상기 절연부재(117)의 내부에 고정되어 위치하게 된다.

한편, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 가동접점(113)의 하면에는 상기 접압 스프링(119)의 상부가 끼워지도록 제1 끼움돌기(113a)가 형성된다.

또한, 상기 샤프트 고정부(115)의 상면에는 상기 접압 스프링(119)의 하부가 끼워지도록 제2 끼움돌기(115a)가 형성된다.

따라서, 상기 접압 스프링(119)이 상기 샤프트 고정부(115)와 상기 가동접점(113) 사이에 위치할 때, 상부는 상기 제1 끼움돌기(113a)에 끼워지고, 하부는 상기 제2 끼움돌기(115a)에 끼워짐으로써 상기 샤프트 고정부(115)와 상기 가동접점(113) 사이에 견고하게 위치하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 경우, 가동접점(113)과 샤프트 고정부(115) 사이에 사출성형을 통해 별도로 플라스틱으로 구성된 절연부재(117)를 구비시킴으로써, 가동접점(113)을 통해 1000V 이상의 고전압이 인가되더라도, 절연부재(117)를 통해 전압이 고정부(115) 측으로 인가되는 것을 차단하여, 전자개폐장치(100)의 절연성능과 내전압이 크게 향상되게 한다.

또한, 가동접점(113)과 샤프트 고정부(115) 사이에 접압 스프링(119)을 위치시키고, 접압 스프링(119)의 탄성력을 통해 가동접점(113)이 절연부재(117)의 내부에 끼워진 상태에서 고정되게 함으로써, 절연부재(117)와 가동접점(113)의 조립이 간단한 과정을 통해 손쉽게 이루어지게 한다.

또한, 가동접점(113)의 하면에 제1 끼움돌기(113a)를 형성시키고, 샤프트 고정부(115)의 상면에 제2 끼움돌기(115a)를 형성시켜, 접압 스프링(119)이 제1 끼움돌기(113a)와 제2 끼움돌기(115a)에 끼워지도록 하여, 접압 스프링(119)이 절연부재(117)의 내부에 외부의 충격으로도 쉽게 분리되지 않도록 견고하게 위치되게 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10, 100: 전자개폐장치 20, 110: 접점부
21: 고정접점 22: 가동접점
23: 와셔 24, 119: 접압 스프링
40, 150: 구동부 41, 153: 보빈
42, 151: 요크 43, 155: 고정코어
44, 157: 가동코어 45, 121: 샤프트
46, 159: 복귀 스프링 111: 고정접점
113: 가동접점 113a: 제1 끼움돌기
115: 샤프트 고정부 115a: 제2 끼움돌기
117: 절연부재

Claims

고정접점; 샤프트에 연결되어 상기 샤프트의 이동에 따라 상기 고정접점에 접촉 또는 분리되는 가동접점을 포함하는 전자개폐장치에 있어서,
상기 샤프트의 상부가 고정되는 샤프트 고정부; 및
상기 가동접점이 관통되게 위치하고, 양단의 외측 면이 상기 샤프트 고정부의 내측 면에 밀착되게 위치하여, 상기 가동접점을 통해 유입되는 전원이 상기 샤프트 고정부 측으로 인가되는 것을 차단하는 절연부재를 포함하며,
상기 절연부재의 상측 내면은 상기 가동접점의 상면을 덮고, 상기 절연부재의 양단의 내측 면은 상기 가동접점의 측면을 덮도록 형성되어,
상기 절연부재가 상기 가동접점을 감싸도록 구성되고,
상기 절연부재의 양측에는 원형의 단면을 갖는 체결홀이 관통 형성되며,
상기 샤프트 고정부에는 상기 체결홀에 대응되는 위치에 상기 체결홀에 끼워지도록, 원통형의 체결돌기가 형성되며,
상기 체결돌기는 상기 체결홀에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.
제1항에 있어서,
상기 가동접점과 상기 샤프트 고정부 사이에 위치하여 상기 가동접점이 상기 샤프트 고정부의 내부에 위치하도록 탄성력을 제공하는 접압 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.
제2항에 있어서,
상기 가동접점의 하면에는 상기 접압 스프링의 상부가 끼워지도록 제1 끼움돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.
제3항에 있어서,
상기 샤프트 고정부의 상면에는 상기 접압 스프링의 하부가 끼워지도록 제2 끼움돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.
제1항에 있어서,
상기 절연부재는, 폴리 우레탄(POLY URETHANE), 폴리 프로필렌(POLY PROPYLENE), 폴리 에틸렌(POLY ETHYLENE) 및 폴리 아세탈(POLY ACETAL) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.
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