KR102260144B1 - 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치에 관한 것으로, 제1 반원주로 형성된 제1극 자석 및 상기 제1 반원주에 이격되어 대향하는 제2 반원주로 형성된 제2극 자석으로 구성된 영구자석, 상기 제1 및 제2 반원주들을 상부에서 연결한 베이스, 상기 제1 및 제2 반원주들 사이에 형성된 자기장 형성홀, 상기 자기장 형성홀 내부 중앙에 축 회전 가능하게 연결된 알루미늄심, 제1 및 제2 전류단자들과 연결된 코일선을 상기 알루미늄심에 적어도 N (상기 N은 자연수)회 감은 코일 및 상기 알루미늄심과 상기 코일 사이에 사파이어로 제작된 절연체를 포함하는 가동 코일, 상기 자기장 형성홀 외부 하부에 배치된 상기 제1 및 제2 전류단자들에 의한 과전류를 차단하는 보호회로, 상기 자기장 형성홀 외부 중앙 상부에 배치된 영위 조정편, 및 상기 영위 조정편의 중앙에 연결된 지침을 포함한다.

Description

가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치{MOVING COIL TYPE INSULATION RESISTANCE AND VOLTAGE METER DEVICE}
본 발명은 가동 코일형 계기 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 알루미늄심에 코일을 감아 영구자석 내에 설치하고 전원 인입시 코일과 영구자석 간의 자계(magnetic field)에 의해 반발하는 힘에 의해 절연저항 및 전압을 계측할 수 있는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치에 관한 것이다.
전류의 세기를 직접 측정하는 방법으로 전류계를 이용할 수 있다. 전류계 내부에는 회전하기 쉽게 만든 자석이 코일 안에 들어 있고, 코일은 전류계의 눈금을 가리키는 바늘과 연결되어 있다. 전류가 코일을 통과하면 자석이 회전하는데 전류의 세기가 셀수록 자석이 회전하는 각도가 증가하고 코일에 연결된 바늘이 더 높은 숫자를 가리킨다. 전류계는 회로에 직렬로 연결해 사용한다. 매우 작은 전류도 감지할 수 있지만 전류계 자체에 내부 저항이 존재하기 때문에 정확한 전류의 세기를 측정하는 것이 어렵다.
가동 코일형 계기는 가동 코일에 흐르는 전류와 고정된 영구자석에 의한 자기장의 자기선속밀도 사이에 작용하는 전자기력을 이용한 지시전기계기이다. 이는 전기차에 장착되어 배터리 전압계로 사용되고 있다.
하지만, 유럽 제조사에서 제조되어 상세 매뉴얼이나 기술자료, 관련도면 등이 전혀 제공되고 있지 않아 고장시 수리가 어렵고 교체도 어려움이 있어 국산 제품의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
또한, 배터리를 차량에 설치하는 경우, 외부 장치와의 절연이 잘 유지되어야 하는 바, 배터리의 절연저항에 대하여 그 값을 측정할 필요가 있다.
한국공개특허 제10-2002-0081341(2002.10.26)호는 가동자석식 계기에 관한 것으로, 회동축을 갖는 마그네트 로터, 상기 마그네트 로터를 수납하는 공동부를 구비하면서 상기 회동축을 지지하는 틀체, 상기 틀체의 외부둘레에 배치되고 상기 마그네트 로터를 구동시키는 코일 및 상기 공동부에 넣어진 댐퍼 오일을 구비하고, 상기 마그네트 로터의 외벽면 또는 상기 공동부의 내벽면 중 적어도 한쪽에 상기 댐퍼 오일의 이행을 억제하는 조면부를 설치하여 자동차나 오토바이를 비롯한 각종 차량에 탑재되는 차량용 계기의 지침을 구동하는 가동자석식 계기를 제공하고 있다.
한국공개특허 제10-2002-0067924(2002.08.24)호는 가동 자석식 계기와 이 가동 자석식 계기를 이용한 계기장치에 관한 것으로, 인접하는 자극이 서로 이극이 되도록 착자된 로터자석, 상기 로터자석의 주위에 설치되어 그 권회 중심축이 직교하지 않고 교차하는 한쌍의 코일, 피측정량에 기초한 입력신호를 처리하고 상기 각 코일의 각각에 서로 전기각이 다른 구동신호를 공급하여 상기 로터자석을 회전 구동하는 제어수단, 및 상기 로터자석을 구동원으로서 회전하는 지침을 구비하고, 상기 로터자석의 자극수를 “n”으로 하고, 상기 권회 중심축이 교차하여 형성되는 예각을 “r”로 할 때 예각(r)을 360/2n(n은 4 이상이며 2의 배수)으로 구하는 각도로 한 것을 특징으로 하는 가동 자석식 계기를 제공하고 있다.
한국공개특허 제10-2002-0081341(2002.10.26)호 한국공개특허 제10-2002-0067924(2002.08.24)호
본 발명의 일 실시예는 알루미늄심에 코일을 감아 영구자석 내에 설치하고 전원 인입시 코일과 영구자석 간의 자계에 의해 반발하는 힘에 의해 절연저항 및 전압을 계측할 수 있는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 가동 코일의 알루미늄심과 코일 사이에 사파이어(sapphire)로 제작된 절연체를 포함하여 통전된 코일로부터 알루미늄심으로 전류 흐름을 방지하여 알루미늄심과 코일 사이를 전기 절연할 수 있는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 전류단자에 의한 과전류를 차단하고 과전류 진입에 의해 절연체 훼손을 검출하여 사용자에게 알람을 제공할 수 있는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치는 제1 반원주로 형성된 제1극 자석 및 상기 제1 반원주에 이격되어 대향하는 제2 반원주로 형성된 제2극 자석으로 구성된 영구자석, 상기 제1 및 제2 반원주들을 상부에서 연결한 베이스, 상기 제1 및 제2 반원주들 사이에 형성된 자기장 형성홀, 상기 자기장 형성홀 내부 중앙에 축 회전 가능하게 연결된 알루미늄심, 제1 및 제2 전류단자들과 연결된 코일선을 상기 알루미늄심에 적어도 N (상기 N은 자연수)회 감은 코일 및 상기 알루미늄심과 상기 코일 사이에 사파이어로 제작된 절연체를 포함하는 가동 코일, 상기 자기장 형성홀 외부 하부에 배치된 상기 제1 및 제2 전류단자들에 의한 과전류를 차단하는 보호회로, 상기 자기장 형성홀 외부 중앙 상부에 배치된 영위 조정편; 및 상기 영위 조정편의 중앙에 연결된 지침을 포함한다.
실시예들 중에서, 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치는 상기 가동 코일 및 상기 영위 조정편 사이에 배치되고 상기 제1 및 제2 전류단자들에 의한 전류에 따라 가변탄성을 가지는 탄성체를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성체는 내부에 공간을 가지는 엘라스토머를 통해 형성되어 상기 가동 코일에 의해 발생하는 자기장의 세기에 따라 상기 가변탄성을 가질 수 있다.
상기 탄성체는 상기 자기장을 유인할 수 있도록 상기 공간을 서로 분리된 별개의 복수 개의 부공간으로 형성할 수 있다.
상기 가동 코일은 상기 사파이어를 두께 5 mm ~ 8 mm로 상기 알루미늄심에 코팅하여 제작될 수 있다.
상기 가동 코일은 상기 사파이어의 두께에 비례하여 상기 N을 증가시킬 수 있다.
상기 보호회로는 상기 과전류의 진입 구간에서 상기 사파이어의 코팅의 훼손을 검출하여 사용자에게 알람을 제공할 수 있다.
상기 자기장 형성홀의 직경은 상기 제1 및 제2 반원주들을 통해 형성된 직경보다 작고 상기 가동 코일이 동작할 수 있는 상기 자기장의 최소 세기를 기초로 결정될 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치는 알루미늄심에 코일을 감아 영구자석 내에 설치하고 전원 인입시 코일과 영구자석 간의 자계에 의해 반발하는 힘에 의해 절연저항 및 전압을 계측할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치는 가동 코일의 알루미늄심과 코일 사이에 사파이어(sapphire)로 제작된 절연체를 포함하여 통전된 코일로부터 알루미늄심으로 전류 흐름을 방지하여 알루미늄심과 코일 사이를 전기 절연할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치는 전류단자에 의한 과전류를 차단하고 과전류 진입에 의해 절연체 훼손을 검출하여 사용자에게 알람을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 있는 영구자석 및 가동 코일 간의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 있는 가동 코일 및 영위 조정편 간의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치의 외관을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치(100)는 본체(110)와 계기판(130)을 포함할 수 있다.
본체(110)는 전면에 계기판(130)이 배치되고, 내부에 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치(100)의 구성품들이 수납되는 케이스로 구현될 수 있다.
계기판(130)은 중앙의 지침 축을 중심으로 외부에 계측 가능 범위 내에서 계측값들이 눈금으로 표시되며 지침이 가르키는 눈금을 통해 계측된 전압 또는 저항값을 인식해낼 수 있도록 한다. 일 실시예에서, 계기판(130)의 눈금은 전압을 표시하며, 최대 DC 150V까지 표시할 수 있다. 계기판(130)의 눈금은 또한, 저항값을 표시하며, 최대 0.1MΩ까지 표시할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본체(110)는 내부에 영구자석(210), 가동 코일(230), 영위 조정편(250), 지침(270) 및 보호회로(290)를 포함하여 구성된다.
영구자석(210)은 제1 반원주로 형성된 제1극 자석(211) 및 제1 반원주에 이격되어 대향하는 제2 반원주로 형성된 제2극 자석(213)으로 구성될 수 있다. 영구자석(210)은 전원을 제거해도 자연감자(경시변화, 열감자, 충격감자, 강자장감자)를 제외하고 끊임없이 자력선을 배출하는 것이고, 자석의 성질을 가진 철 등의 자성체를 끌어들이는 능력이 있다. 일 실시예에서, 제1극 자석(211)이 N극인 경우 제2극 자석(213)은 S극으로 두 자극 간에는 자장이 형성되고 자력이 작용한다. 자력선은 N극에서 S극으로 들어가는 연속적인 선으로, 교차되거나 분기되지 않고 자력선이 밀집되어 있는 곳이 자장이 강하게 나타난다.
제1극 자석(211)과 제2극 자석(213)을 형성하는 제1 및 제2 반원주로들은 베이스(215)를 통해 연결될 수 있다.
베이스(215)는 제1 및 제2 반원주들을 상부에서 연결할 수 있다. 일 실시예에서, 베이스(215)는 영구자석(210)을 구성하는 제1극 자석(211) 및 제2극 자석(213)을 고정 지지하고 금속 재질로 형성되어 자성을 띨 수 있다.
제1 및 제2 반원주들 사이에는 자기장 형성홀(220)이 형성될 수 있다. 자기장 형성홀(220)은 자기력이 작용하는 공간으로, 영구자석(210)의 제1극 자석(211) 및 제2극 자석(213) 사이에 형성된다.
자기장 형성홀(220)에는 가동 코일(230)이 배치되어 전원전압 인입시 임의의 전류가 가동 코일(230)에 흐를 때 자기장(magnetic field)이 형성될 수 있다. 여기에서, 가동 코일(230)에 의해 형성된 자기장은 영구자석(210)에 의한 자기장과의 사이에 반발력이 발생된다. 이때, 가동 코일(230)에 흐르는 전류가 증가하면 가동 코일(230)의 자기장 세기가 증가하게 된다. 가동 코일(230)은 영구자석(210)에 의해 형성되는 자기장 내에서 가동 가능하게 구현될 수 있다.
가동 코일(230)은 자기장 형성홀(220) 내부 중앙에 축 회전 가능하게 연결된다. 일 실시예에서, 가동 코일(230)은 알루미늄심에 코일선을 감아 형성될 수 있다. 가동 코일(230)은 코일선의 양단에 각각 제1 및 제2 전류단자들(240)이 연결되어 전류가 흐르도록 한다. 여기에서, 가동 코일(230)은 알루미늄심과 감겨진 코일 사이에 사파이어로 제작된 절연체를 포함하여 정밀하게 조립될 수 있다.
영위 조정편(250)은 자기장 형성홀(220) 외부 중앙 상부에 배치된다. 영위 조정편(250)은 나선형의 용수철을 포함할 수 있다. 영위 조정편(250)의 중앙에는 지침(270)이 연결된다. 여기에서, 지침(270)은 가동 코일(230)에 흐르는 전류의 세기에 비례하여 움직이며 전류가 끊어지면 영위 조정편(250)에 의해 제자리로 돌아오게 된다.
보호회로(290)는 자기장 형성홀(220) 외부 하부에 배치된 제1 및 제2 전류단자들(240)들에 의한 과전류를 차단할 수 있다. 일 실시예에서, 보호회로(290)는 본체(110)의 후면 케이스에 배치되고 제1 및 제2 전류단자들(240)에 의한 과전류를 차단할 수 있다. 보호회로(290)는 제1 및 제2 전류단자들(240)의 전류를 계속해서 센싱하고 설정 전류 이상으로 커지면 전기를 차단시켜 가동 코일형 계기 장치(100)를 보호할 수 있다. 예를 들면, 인입 전압의 변동이 심하여 전류의 흐름이 정상 동작으로부터 벗어날 경우 가동 코일(230)의 회전각도가 최대 눈금 끝을 지난 회전하는 현상이 발생하여 지침(270)을 굽게 하거나 부러뜨리게 된다. 보호회로(290)는 가동 코일(230)의 회전각도가 최대 눈금 끝을 지난 회전하지 않도록 과전류를 차단함으로써, 지침(270)의 파손을 방지할 수 있다.
보호회로(290)는 과전류의 진입 구간에서 사파이어의 코팅의 훼손을 검출하여 사용자에게 알람을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 보호회로(290)는 가동 코일(230)의 절연체에 고전압을 인가해서 흐르는 미소전류를 검출해 절연 코팅의 균열 등 사파이어의 코팅의 훼손을 검출할 수 있다. 보호회로(290)는 사파이어의 코팅 훼손에 의한 과전류 발생시 경고음을 발생시켜 사용자에게 알릴 수 있다.
도 3은 도 2에 있는 영구자석 및 가동 코일 간의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 영구자석(210)은 제1극 자석(211) 및 제2극 자석(213)으로 구성된다. 제1극 자석(211) 및 제2극 자석(213)은 각각 반원주로 형성되며 베이스(215)의 상부에 서로 대향하여 배치된다. 제1 및 제2 반원주로들 사이에는 자기장 형성홀(220)이 형성된다.
자기장 형성홀(220)의 직경은 제1 및 제2 반원주로들을 통해 형성된 직경보다 작고 가동 코일(230)이 동작할 수 있는 자기장의 최소 세기를 기초로 결정될 수 있다. 이에 따라, 자기장 형성홀(220) 내부 중앙에 배치되는 가동 코일(230)과 영구 자석(210) 사이의 최대간격은 정확한 계기의 지시값을 보장할 수 있다.
가동 코일(230)은 자기장 형성홀(220) 내부 중앙에 축 회전 가능하게 연결된 알루미늄심(231), 제1 및 제2 전류단자들(240)과 연결된 코일선을 알루미늄심(231)에 적어도 N (여기에서, N은 자연수)회 감은 코일(233) 및 알루미늄심(231)과 코일(233) 사이에 사파이어로 제작된 절연체(235)을 포함할 수 있다.
가동 코일(230)은 알루미늄심(231)에 사파이어를 두께 5㎜ ~ 8㎜로 코팅하여 절연체(235)를 제작할 수 있다.
사파이어(Sapphire)는 알루미늄(Al)과 산소(O)가 결합된 형태인 알루미나(Al2O3)를 2,050℃ 이상의 고온 용융 후 단결정으로 성장시킨 물질이다. 사파이어 단결정은 다이아몬드 다음으로 지구상에서 가장 강한 경도를 지닌 소재로, 내마모성, 내식성이 석영과 비교해 약 10배 높고, 절연 특성 및 광학적 투과성이 우수하다. 단결정 사파이어는 안정된 유전상수, 매우 낮은 유전손실, 우수한 전기절연 특징을 갖는다.
가동 코일(230)은 사파이어의 두께에 비례하여 알루미늄심(231)에 대한 코일(233)의 감는 수 N를 증가시킬 수 있다. 코일(233)의 감은 권수가 N이고 전류가 흐를 때 발생하는 전체자속의 양은 자속 φ에 권수 N을 곱한 값이 된다. 이때, 전류에 일정값을 곱해야 전체자속의 양과 완전히 같아지는데, 이때, 전류에 곱해주는 비례상수를 인덕턴스(L)이라 한다. 인덕턴스(L)은 권선수, 길이, 단면적, 내부 재료의 투자율에 의해 결정된다. 여기에서, 가동 코일(230)은 알루미늄심(231)에 코팅된 사파이어의 두께에 비례하여 권선수를 증가시켜 정확한 계기가 가능하도록 한다.
도 4는 도 2에 있는 가동 코일 및 영위 조정편 간의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 가동 코일(230)은 자기장 형성홀(220) 내부 중앙에 배치되고, 영위 조정편(250)은 자기장 형성홀(220) 외부 중앙에 가동 코일(230)의 상부에 배치된다. 영위 조정편(250)은 가동 코일(230)의 회전각도에 비례하여 지침(270)을 움직인 후 고정시키거나 제자리로 돌아오도록 한다. 가동 코일(230)과 영위 조정편(250) 사이에는 탄성체(410)가 배치될 수 있다.
탄성체(410)는 제1 및 제2 전류단자들(240)에 의한 전류에 따라 가변탄성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 탄성체(410)는 내부에 공간을 가지는 엘라스토머를 통해 형성되어 가동 코일(230)에 의해 발생하는 자기장의 세기에 따라 가변탄성을 가질 수 있다. 여기에서, 탄성체(410)는 자기장을 유인할 수 있도록 공간을 서로 분리된 별개의 복수개의 부공간으로 형성할 수 있지만, 이에 한정되지 않고 단일 공간으로 형성해도 무방하다.
탄성체(410)는 가동 코일(230)에 전류를 흘려 자기장을 발생시키면 영구자석(210)에서 생성되는 자기장에 반발하는 힘에 의한 가동 코일(230)의 회전각도에 따라 엘라스토머(Elastomer)의 강성이 달라지게 된다. 즉, 가동 코일(230)에 흐르는 전류에 따라 탄성체(410)의 강성이 가변됨으로써 가동 코일(230)과 영점 조정편(250) 사이의 진동 절연 성능을 조절할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 일 실시예에 따른 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치(100)는 사용자가 절연저항 측정을 선택한 경우에는 입력 측의 저항과 가동 코일(230) 내부 저항에 흐르는 전류를 통해 생성된 전압을 측정하여 계기판(130)에 저항값으로 표시하고, 전압 측정을 선택한 경우에는 제1 및 제2 전류단자들(240)을 통해 인입되는 전류를 통해 생성된 전압을 측정하여 계기판(130)에 전압으로 표시할 수 있다.
일 실시예에 따른 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치는 영구자석 및 가동 코일에서 생성되는 자기장 사이의 반발하는 힘에 의해 절연저항 및 전압 측정할 수 있고, 가동 코일에 사파이어로 절연체를 제조하여 정밀하게 조립되며, 영구자석과 가동 코일 사이의 최대간격은 정확한 계기의 지시값을 보장하고, 과전류에 의한 보호회로를 추가하여 지침의 파손을 방지할 수 있다.
아울러, 일 실시예에 따른 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치는 배터리가 장착된 차량에 전압계와 절연저항계를 각각 설치하지 않아도 절연저항 및 전압을 측정할 수 있고 계기의 국산화를 통해 고장 점검 및 수리, 교체 등이 용이해질 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치
110: 본체 130: 계기판
210: 영구자석
211: 제1극 자석 213: 제2극 자석
215: 베이스
220: 자기장 형성홀
230: 가동 코일
231: 알루미늄심 233: 코일
235: 절연체
240: 제1 및 제2 전류단자들
250: 영위 조정편
270: 지침
290: 보호회로
410: 탄성체

Claims (8)

  1. 제1 반원주로 형성된 제1극 자석 및 상기 제1 반원주에 이격되어 대향하는 제2 반원주로 형성된 제2극 자석으로 구성된 영구자석;
    상기 제1 및 제2 반원주들을 상부에서 연결한 베이스;
    상기 제1 및 제2 반원주들 사이에 형성된 자기장 형성홀;
    상기 자기장 형성홀 내부 중앙에 축 회전 가능하게 연결된 알루미늄심, 제1 및 제2 전류단자들과 연결된 코일선을 상기 알루미늄심에 적어도 N (상기 N은 자연수)회 감은 코일 및 상기 알루미늄심과 상기 코일 사이에 사파이어로 제작된 절연체를 포함하는 가동 코일;
    상기 자기장 형성홀 외부 하부에 배치된 상기 제1 및 제2 전류단자들에 의한 과전류를 차단하는 보호회로;
    상기 자기장 형성홀 외부 중앙 상부에 배치된 영위 조정편; 및
    상기 영위 조정편의 중앙에 연결된 지침을 포함하는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가동 코일 및 상기 영위 조정편 사이에 배치되고 상기 제1 및 제2 전류단자들에 의한 전류에 따라 가변탄성을 가지는 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탄성체는
    내부에 공간을 가지는 엘라스토머를 통해 형성되어 상기 가동 코일에 의해 발생하는 자기장의 세기에 따라 상기 가변탄성을 가지는 것을 특징으로 하는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 탄성체는
    상기 자기장을 유인할 수 있도록 상기 공간을 서로 분리된 별개의 복수 개의 부공간으로 형성하는 것을 특징으로 하는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가동 코일은
    상기 사파이어를 두께 5 mm ~ 8 mm로 상기 알루미늄심에 코팅하여 제작되는 것을 특징으로 하는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가동 코일은
    상기 사파이어의 두께에 비례하여 상기 N을 증가시키는 것을 특징으로 하는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 보호회로는
    상기 과전류의 진입 구간에서 상기 사파이어의 코팅의 훼손을 검출하여 사용자에게 알람을 제공하는 것을 특징으로 하는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 자기장 형성홀의 직경은
    상기 제1 및 제2 반원주들을 통해 형성된 직경보다 작고 상기 가동 코일이 동작할 수 있는 상기 자기장의 최소 세기를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치.
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