KR19990076435A - 자화된 시이소를 이용한 스위치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

자화된 시이소를 이용한 스위치

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 시이소의 중앙부에 자석을 장착하여 자화시키므로써 스위칭 동작에 불필요한 마찰력의 발생원인을 제거하고, 또한 적은 힘으로 스위칭 동작으로 원활히 할 수 있는 자화된 시이소를 이용한 스위치를 제공함에 목적이 있다.

3 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 지지판; 상기 지지판의 하부에 장착되어 전자석을 형성하는 수단; 상기 전자석형성수단의 자성과 반대극성을 가지고 시이소 동작하는 자성체; 상기 자성체에 장착된 자력제공수단; 수평으로 편평한 평판에 양단부가 절곡되어 직립하는 형상을 가지고 가압력을 제공하는 가압수단; 및 상기 가압판의 가압력을 제공받아 전력분배단자에 접촉되는 수단을 포함하는 스위치를 제공한다.

4. 발명의 중요한 용도

적은 힘의 자력으로 RF스위치 전송라인 및 N-웨이 전력분배단의 스위칭동작을 원활히 하기 위한 것임.

Description

자화된 시이소를 이용한 스위치

본 발명은 초고주파 시스템에서 N-웨이 전력분배기/합성기, RF 전송라인에 사용되는 스위치에 관한 것으로, 특히 자계의 활용과 시이소(seesaw)에 장착된 가압판의 탄성을 이용하여 원활한 기계적구동으로 고주파 스위치의 접점을 신뢰성있게 단락시키는 자화된 시이소를 이용한 스위치에 관한 것이다.

종래에 시이소를 이용한 스위치의 구성을 도1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시된 바와 같이, 지지판(23)의 저면 양측에 제1 및 제2 솔레노이드(21, 22)가 장착되며, 저면 중앙부에는 영구자석(24)이 장착된다. 여기서, 상기 제1 및 제2 솔레노이드(21, 22)에는 보빈코어(21a, 22a)가 끼워져 전원을 인가시에 전자석이 된다.

상기 제1 및 제2 솔레노이드(21, 22)와 영구자석(24)의 하부에는 베이스 커버(26)가 장착되는데, 상기 베이스 커버(26)는 사각부 모서리에 직립되어 지지판(23)에 연결하기 위한 제1 지지바(26a)와, 중앙부 전후측단에 시이소를 지지하는 제2 지지바(26b)가 구비되어 있다. 그리고, 상기 베이스 커버(26)의 제2 지지바(26b) 사이에는 영구자석(24)의 영향에 의해 자화되어 S-N-S분극을 가지는 자성체(25)가 영구자석(24) 및 제1, 제2 솔레노이드(21, 22)와 소정거리만큼 떨어진 상태로 구비되며, 상기 자성체(25)는 베이스 커버(26)의 제2 지지바(26b)를 관통하는 시이소핀(35)에 끼워져 지지되므로써 상기 제1 및 제2 솔레노이드(21, 22)의 동작에 따른 자력에 의해 시이소 기능을 한다.

여기서, 상기 자성체(25)는 영구자석(24)에 의해 항상 상측으로 당겨지는 힘을 받고 있다.

또한, 상기 자성체(25)의 중앙부 하면에는 그의 길이방향에 평행한 가압판(27)이 장착되며, 상기 베이스 커버(26)의 저면 양측에는 가압판(27)으로부터 제공되는 가압력에 의해 눌려지는 압력핀(28)이 관통되게 장착된다. 상기 압력핀(28)에는 그에 원위치 복원력을 제공하는 스프링(29)이 끼워져 있다. 또한, 압력핀(29)의 하부에는 제1 내지 제3 전력 분배단자(31, 32, 33)들에 접촉되는 접촉판(30)이 장착된다.

상기와 같이 구성되는 시이소를 이용한 스위치는 도2에 도시된 바와 같이 좌측의 제1 솔레노이드(21)에 전원이 인가되면, 제1 솔레노이드(21)가 플레밍의 오른손 법칙에 따라 S극성을 띠게 하여 자성체(25)의 왼쪽 S극이 밀려나 하강하게 되고, 반대측 S극은 상승하게 되어 제2 솔레노이드(22)에 접촉된다. 또한, 상기 자성체(25)가 기울어진 기울기값만큼 가압판(27)이 압력핀(28)을 누르게 되고, 이어서 접촉판(30)이 제1 및 제2 전력분배단자(31, 32)에 접촉되어 단락된다. 이와는 반대로, 우측의 제2 솔레노이드(22)에 전원이 인가되면, 전술한 동작과 동일한 원리에 의해 자성체(25)의 우측 S극이 하강하고, 가압판(27)을 통하여 압력핀(28)을 누르게 되어 결국 접촉판(30)이 제2 및 제3 전력분배단자(22, 23)에 단락된다. 이때, 상기 좌측의 접촉판(30)은 그에 장착된 스프링(29)의 복원력에 의해 제1 및 제2 전력분배단자(31, 32)의 접촉으로부터 떨어지게 된다. 또한, 상기 지지판(23)의 중앙부에 장착된 영구자석(24)에 의해 자성체(25)가 항상 상측으로 당겨지며, 영구자석(24)에 의해 분극되어 자화된 자성체의 끝부분의 S극 성분과 마찬가지로 분극되어 자화된 보빈코어(35)의 N극 성분의 흡인력에 의해 자성체(25)가 우측으로 기울어진 상태를 유지하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되어 동작하는 종래의 스위치는 자성체가 영구자석의 힘에 의해 항상 윗쪽으로 당겨지고, 스위칭 구동시 상기 가압판의 가압력과 압력핀을 들어올리려는 스프링의 복원력 및 대향하는 솔레노이드의 미는힘에 의해 자성체가 시이소동작을 하게 되므로, 자성체의 중심축과 구멍사이에 상시마찰계수가 존재하게 된다. 이러한 상시 마찰계수로 인하여 시이소동작을 위해서는 상기 제1 및 제2 솔레노이드에 큰 자력을 필요로 하게 된다. 또한, 통상 0.1t ∼0.15t정도의 두께를 가지는 평판형상의 상기 가압판의 중앙부위가 자성체에 압착되고, 압착된 둘레면이 코오킹처리되어 결합되는 구조로 되어 있기 때문에, 계속적인 구동 또는 한쪽으로 오랜시간동안 치우쳐 있을 경우에는 자성체와 접촉하는 상기 가압판의 둘레부위(도2의 도면에서 ⓐ부위)에 피로누적이 생긴다. 또한, 스위칭 동작에 따라 상기 가압판이 한방향으로 지속적으로 눌려져 있으면, 상기 압력핀에 접촉된 상기 가압판의 휘어진 부위가 시간이 지날수록 탄성변화를 가져오게 되어 결국 휘어진 부분이 원위치로 복원되지 않고 휘어진 상태를 그대로 유지하게 된다. 이러한 상기 가압판의 피로누적이나 탄성변형은 압력핀에 제공되는 가압력이 약해지는 원인이 되고, 이에따라 접촉판이 전력분배단자에 접촉되지 않게 되는 결과를 초래하므로써, 결국 스위치의 오동작을 유발하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자성체를 자석을 부착하여 자화시키므로써 스위칭 동작에 불필요한 마찰력의 발생원인을 제거하고, 가압판의 양쪽을 절곡시켜 누름부위를 보강하여 가압에 따른 피로누적이나 탄성변화를 최소화하고, 적은 자력의 힘으로도 신뢰성있게 스위칭 동작을 원활히 할 수 있는 자화된 시이소를 이용한 스위치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 기술에 따른 시이소를 이용한 스위치의 구성을 나타낸 분해사시도.

도2는 종래 기술에 따른 시이소를 이용한 스위치의 동작상태를 나타낸 개략도.

도3은 본 발명에 의한 자화된 시이소를 이용한 스위치의 일실시예 구성을 나타낸 분해사시도.

도4는 본 발명의 요부인 자성체와 가압판의 결합상태를 나타낸 정면도.

도5는 본 발명에 의한 자화된 시이소를 이용한 스위치의 일실시예 구성을 나타낸 분해사시도 동작상태를 나타낸 개략도.

도6은 본 발명의 요부인 가압판의 다른 실시예시도.

도7은 본 발명에 따른 자화된 시이소를 이용한 스위치의 다른 실시예시도.

도8은 본 발명에 따른 자화된 시이소를 이용한 스위치의 제3 실시예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 2: 제1 및 제2 솔레노이드 3 : 지지판

4 : 영구자석 5 : 자성체

6 : 베이스 커버 7 : 가압판

8 : 압력핀 9 : 스프링

10 : 접촉판

11, 12, 13 : 제1 내지 제3 전력분배단자

14 : 포스트 15 : 시이소핀

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지지판; 상기 지지판의 하부에 장착되어 전원의 인가에 따라 전자석을 형성하는 수단; 상기 전자석 형성수단의 자성과 반대극성을 가지고 시이소 동작하는 자성체; 상기 자성체에 장착되며 지지판에 부착되려고 하는 힘으로 자성체의 현재 기울어진 위치를 유지시키는 자력제공수단; 수평으로 편평한 평판에 양단부가 절곡되어 직립하는 형상을 가지고 상기 자성체의 하부에 장착되어 시이소동작에 따라 가압력을 제공하는 가압수단; 및 상기 가압판의 가압력을 제공받아 전력분배단자에 접촉되는 수단을 포함하는 자화된 시이소를 이용한 스위치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 자화된 시이소를 이용한 스위치는 큰 자력의 필요없이 적은 힘으로 스위칭 동작이 원활히 수행되도록 구현한 것으로, 도3에 도시된 바와 같이, 지지판(3)의 저면 양측에 보빈코어(1a, 2a)가 내부에 삽입된 제1 및 제2 솔레노이드(1, 2)가 장착된다, 이때, 상기 제1 및 제2 솔레노이드(1, 2)는 전원인가시에 자력을 발생시키는 전자석으로 이루어진다. 본 실시예에서는 도5에 도시된 바와 같이 상기 제1 솔레노이드(1)가 N극을 띤 상태에서 전원을 인가하면 S극으로 변화되는 상태를 나타낸 것을 보여주고 있다.

상기 제1 및 제2 솔레노이드(1, 2)의 하부에는 베이스 커버(6)가 장착되는데, 상기 베이스 커버(6)는 사각부 모서리에 직립되어 지지판(3)에 연결하기 위한 제1 지지바(6a)와, 중앙부 전후측단에 시이소를 지지시키는 제2 지지바(6b)가 구비되어 있다. 그리고, 상기 베이스 커버(6)의 제2 지지바(6b) 사이에는 S-S분극을 가지는 자성체(5)가 상기 제1, 제2 솔레노이드(1, 2)와 소정거리만큼 이격된 상태로 구비된다. 상기 자성체(5)는 그의 하부중앙에 시이소핀홀(5a)이 형성되고, 저면 양측부에는 폭방향으로 긴 슬롯(5b)이 형성되어 있다.

또한, 상기 자성체(5)의 시이소핀홀(5a)에는 무게중심축 기능을 하는 시이소핀(15)이 끼워져 상기 베이스 커버(6)의 제2 지지바(6b)를 관통하므로써 상기 제1 및 제2 솔레노이드(1, 2)의 동작에 따른 자력에 의해 시이소 기능을 한다. 즉, 상기 제1 및 제2 솔레노이드(1, 2)중 어느 하나에 전원이 인가되어 N극에서 S극(또는 S극에서 N극)으로 변화할 때, 그에 대응하는 자성체(5)의 S극(또는 N극)이 밀쳐져 하강하게 되고, 반대편 S극(또는 N극)은 대향하는 솔레노이드에 부착하려는 자력이 발생하므로써 상승하게 되어 원활한 시이소구동을 하게 되는 것이다.

그리고, 상기 자성체(5)의 상면 중앙부에는 영구자석(4)이 장착되며, 그에 의해 상기 자성체(5)가 자화성질을 가지게 되는 것이다. 상기 영구자석(4)은 지지판(3)과 이격된 위치에서 부착하려는 힘을 이용하여 자성체(5)가 제1 또는 제2 솔레노이드(1, 2)에 의해 시이소 동작을 할 때, 한쪽으로 기울어진 상태를 유지시키는 기능을 한다. 즉, 예를들면 상기 제1 솔레노이드(2)에 전원이 인가되어 자성체(5)의 왼쪽 S극부위가 하강하여 기울어져 있을 경우에, 상기 영구자석(4)도 자성체(5)와 동일한 방향으로 기울어지게 된다. 이때, 상기 영구자석(4)의 오른쪽이 왼쪽보다 지지판(3)에 가깝게 위치되어 있어 부착되려고 하는 자력이 강해지므로써 결국 자성체(5)가 기울어진 상태를 유지하게 되는 것이다. 이에따라 상기 자성체(5)의 시이소핀홀(5a)과 시이소핀(5)은 시이소동작을 할 때 상시마찰계수가 발생하지 않게 되므로써 원활한 스위칭동작을 이루는 것이다.

본 실시예에서는 도8에 도시된 바와 같이 자성체(5)의 중앙부에 영구자석(4)을 장착하여 상기 자성체를 자화시킨 구조로 되어 있으나, 이에 국한 하는 것은 아니고, 상기 자성체(5)의 양단측 상부에 각각 영구자석을 설치할 수 있으며, 이는 좀더 강력한 힘을 필요로하는 스위치에 유용될 것이다.

한편, 상기 자성체(5)의 슬롯(5b)에는 길이방향으로 평행한 평판형상에 양단이 직립된자 형상의 가압판(7)이 끼워지며, 접착제 또는 용접에 의해 고착된다. 따라서, 상기 자성체(5)가 시이소 동작할 때 동일하게 연동하면서 후술할 압력핀에 가압력을 제공한다. 여기서, 상기 가압판(7)은 평판에 양단부가 상측으로 직립되게 절곡되어 자성체(5)에 고착되는 구조로 되어 있어 후술할 압력핀(8)을 누르는 부위가 한층 보강된 구조로 되어 있으므로, 상기 압력핀(8)을 장시간 누르고 있어도 피로누적이나 탄성변형이 발생하지 않게 된다.

또한, 상기 베이스 커버(6)의 저면 양측에는 가압판(7)으로부터 제공되는 가압력에 의해 눌려지는 압력핀(8)이 관통되게 장착되며, 상기 압력핀(8)에는 그에 원위치 복원력을 제공하는 스프링(9)이 끼워져 있다. 또한, 압력핀(8)의 하부에는 제1 내지 제3 전력 분배단자(11, 12, 13)들에 접촉되는 접촉판(10)이 장착된다.

상기와 같이 구성된 본 실시예에서의 상기 가압판(7)은자 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압판(7)은 자성체(5)의 시이소동작에 따라 연동하여 기울어지면서 가압력을 제공하기 때문에 압력핀(8)의 머리부(8a)를 수직방향으로 누르지 못하고 비스듬히 누르는 형태가 되므로 가압력을 신뢰성있게 제공하지 못하고 있으며, 이는 원활한 스위칭 동작의 방해요소로 작용할 수 있다. 이를 방지하고자, 본 발명의 응용예에서는 도6에 도시된 바와 같이, 상기 가압판(7)의 중앙부가 소정 각도만큼 하측으로 절곡되어 양단부중 한 부분이 압력핀(8)에 접촉할 때, 수평되게 접촉될 수 있는 구조가 더욱 바람직하다. 이는 상기 가압판(7)이 후술할 압력핀(8)의 머리부(8a)와 접촉할 경우에, 상기 머리부(8a)에 수평으로 접촉되므로써 수직방향을 가압력을 압력핀에 신뢰성있게 제공하는 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 동작상태를 설명하면 다음과 같다. 도5에 도시된 바와 같이, 분극되어 흡인력이 작용하는 N극 성분의 제1 솔레노이드(1)에 전원이 인가됨에 따라 S극 전자석으로 변화되면, 영구자석에 의해 자화된 상기 자성체(5)의 왼쪽 S극이 반발력에 의해 밀려나 하강하게 되고, 반대로 자성체(5)의 오른쪽 S극은 제2 솔레노이드(2) 부위를 분극시켜 흡인력에 의해 부착된다. 이때, 상기 영구자석(4)이 상기 자성체(5)와 동일한 방향으로 기울어진 상태에서 지지판(3)에 부착하려는 힘이 작용하여 상기 자성체(5)가 왼쪽으로 기울어진 현 상태를 유지시킨다.

상기 자성체(5)가 왼쪽으로 기울어짐에 따라 그의 하부에 장착된 가압판(7)이 왼쪽 압력핀(8)의 머리부(8a)을 눌러 결국 제1 및 제2 전력분배단자(11, 12)에 접촉판(10)이 접촉되어 단락되는 것이다.

반대로, 상기 제1 솔레노이드(1)에 전원공급을 중단하고, 제2 솔레노이드(2)에 전원이 인가되면, 전술한 동작과 동일한 원리에 의해 상기 자성체(5)의 오른쪽 S극이 밀려나 하강하고 왼쪽 S극이 제1 솔레노이드(1)에 부착되는 시이소동작을 한다. 이때, 상기 자성체(5)가 오른쪽으로 하강한 상태를 영구자석(4)에 의해 자화된 시이소가 솔레노이드와 부착하려는 흡입력에 의해 기울기를 유지시키게 되며, 상기 자성체(5)의 시이소동작에 따라 가압판(7)이 오른쪽 압력핀(8)의 머리부(8a)을 누르게 된다. 이에따라 상기 압력핀(8)과 연동하는 접촉판(10)이 제2 및 제3 전력분배단자(12, 13)를 누르게 되는 것이다.

본 발명의 다른 실시예가 도7에 도시되었다.

본 실시예에서는 영구자석(4)과 소정간격을 가지고 대향되는 지지판(3)의 중앙부에 자성체 포스트(14)를 장착하여 자화시킨 구조로 되어 있다. 상기 포스트(14)는 자석(4)과의 부착하려고 하는 힘을 좀더 크게 하므로써 자성체(5)의 시이소동작시, 기울어진 현 상태를 좀더 강하게 필요로 할 때 신뢰성있게 유지시킬 수 있도록 한 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 ,변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 시이소동작하는 자성체의 중앙부에 영구자석을 부착하므로써 상기 자성체가 기울어진 현 상태를 유지함에 따라, 종래의 경우와 같이 자성체의 시이소 동작에 따른 상기 마찰계수가 존재하지 않아 원활한 스위칭 동작을 이룰 수 있으며, 또한 상기 가압판이자형상을 가지는 보강구조로 되어 있기 때문에, 압력핀에 가압력 제공시 피로 누적이나 탄성변형이 일어날 가능성이 거의 없어 오랜시간이 경과된 후에도 안정된 스위칭 동작 및 접점능 유지할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (7)

1. 지지판;

   상기 지지판의 하부에 장착되어 전원의 인가에 따라 전자석을 형성하는 수단;

   상기 전자석 형성수단의 자성과 반대극성을 가지고 시이소 동작하는 자성체;

   상기 자성체를 자화시키며, 지지판에 부착되려고 하는 힘으로 자성체의 현재 기울어진 위치를 유지시키는 자력제공수단;

   수평으로 편평한 평판에 양단부가 절곡되어 직립하는 형상을 가지고 상기 자성체의 하부에 장착되어 시이소동작에 따라 가압력을 제공하는 가압수단; 및

   상기 가압수단의 가압력을 제공받아 전력분배단자에 접촉되는 수단

   을 포함하는 자화된 시이소를 이용한 스위치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자석 형성수단이

   코일이 감긴 원통형상의 솔레노이드와, 상기 솔레노이드의 내부에 삽입되는 보빈코어를 포함하는 자화된 시이소를 이용한 스위치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 가압수단은

   자 형상으로 형성된 자화된 시이소를 이용한 스위치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 가압수단은

   평판의 중앙부가 하측으로 소정 각도만큼 절곡되게 형성되어 양단부가 상측으로 경사지므로써, 상기 양단부중 한 부위가 기울어졌을 때, 상기 접촉수단에 수평으로 접촉되도록 한 자화된 시이소를 이용한 스위치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 자성체의 시이소동작에 따른 기울기가 유지되도록 상기 영구자석에 대향하는 지지판의 중앙부에 장착된 포스트를 더 포함하는 자화된 시이소를 이용한 스위치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 접촉수단이

   가압판에서 제공되는 가압력에 의해 눌려지는 압력핀;

   상기 압력핀의 하강동작에 따라 전력분배단자에 단락되는 접촉판

   을 포함하는 자화된 시이소를 이용한 스위치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 자력제공수단이

   자성체의 양단상부에 장착된 두 개의 영구자석으로 형성된 자화된 시이소를 이용한 스위치.