KR200483209Y1

KR200483209Y1 - 고속철도 차량용 제어계전기

Info

Publication number: KR200483209Y1
Application number: KR2020140006854U
Authority: KR
Inventors: 우상권
Original assignee: 주식회사 우진기전
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2017-04-14
Also published as: KR20160001017U

Abstract

본 고안은 고속철도(KTX) 차량에 사용되는 제어계전기의 동작상태를 육안으로 확인할 수 있도록 하고, 계전기의 고정접촉자 어셈블리의 고정방법을 볼트체결 방식을 적용하여 고정접촉자의 손상 시 개별적인 교체가 가능하도록 하며, 고정접촉자 모듈의 각 접촉자를 고정접점 팁이 리벳팅된 접점힌지와 접점힌지의 탄성력과 복귀범위 제한 스토퍼단자 기능을 가진 계전기 단자의 2개의 부품으로 리벳팅하여 부품수를 단순화하며, 고정접촉자 모듈 어셈블리의 계전기 단자부분의 고무판에 계전기 단자번호를 음각하며 베이스 뒷면에 취부되는 명판은 접착식 명판을 부착하여 계전기 단자번호의 확인과 점검이 용이하도록 한 고속철도 차량용 제어계전기에 관한 것이다.

Description

고속철도 차량용 제어계전기{Woojin c type control relay for high-speed railroad vehicle}

본 고안은 고속철도 차량용 제어계전기에 관한 것으로, 더 상세하게는 고속철도(KTX) 차량에 사용되는 제어계전기의 동작상태를 육안으로 확인할 수 있도록 하고, 계전기의 고정접촉자 어셈블리의 고정방법을 볼트체결 방식을 적용하여 고정접촉자의 손상 시 개별적인 교체가 가능하도록 하며, 고정접촉자 모듈의 각 접촉자를 고정접점 팁이 리벳팅된 접점힌지와 접점힌지의 탄성력과 복귀범위 제한 스토퍼단자 기능을 가진 계전기 단자의 2개의 부품으로 리벳팅하여 부품수를 단순화하며, 고정접촉자 모듈 어셈블리의 계전기 단자부분의 고무판에 계전기 단자번호를 음각하며, 베이스 뒷면에 취부되는 명판은 접착식 명판을 부착하여 계전기 단자번호의 확인과 점검이 용이하도록 한 고속철도 차량용 제어계전기에 관한 것이다.

일반적으로, 제어계전기(control relay)란 제어계에서 다음 동작을 진행시키는 것을 주된 기능으로 한 보조 계전기인데, 이러한 제어계전기의 종래기술을 살펴보도록 한다.

대한민국 등록특허 제10-0966618호(제어계전기)에 따르면, "구동모터를 제어하는 구동신호와 상태신호의 상호간섭을 최소화하며, 진동 등의 외부충격에 의해 접점이 분리되는 것을 방지하여 쇄정상태를 유지할 수 있는 제어계전기이다. 이를 위해 본 고안의 제어계전기는 고정접점부(1), 이동접점부(2), 연결링크(3) 및 구동부(4)로 구성되며, 상기 고정접점부(1)의 양측단부에 회동이 가능하도록 결합핀(14)에 의해 이동접점부(2)가 결합되고, 상기 양측단부에 결합된 두 개의 이동접점부(2) 또한 연결링크(3)와 핀(31)에 의해 결합되어 두 개의 이동접점부(2)가 연동되어 동작하게 되며, 상기와 같이 이동접점부(2)가 결합된 고정접점부(1)의 하단부에 이동접점부(2)의 동작을 제어할 수 있도록 구동부(4)가 결합되어 완성되는 제어계전기이다."라고 개시된 바가 있다.

대한민국 등록특허 제10-0966618호(제어계전기)

한편, 고속철도(KTX) 차량용 제어계전기는 NORMAL OPEN( N/O) 및 NORMAL CLOSE(N/C)의 조합으로 9개의 DOUBLE BREAK 접점이 구비된 순시형 비상안전 계전기이다. 또한 유지보수가 최대한 용이하도록 계전기의 검사나 교체를 위해 어떠한 배선의 분리나 하드웨어의 제거가 필요 없는 플러그인 설계로서 견고한 록킹 기능을 제공한다. 철도차량용 기기의 규격에 적합한 내충격성 및 내진동성을 구비하고 있으며, 소켓에 딱 들어맞는 기계적인 키(KEY)가 계전기에 부착되어 있고, 접점단자의 구성이 표시된 명판이 부착되어 있다.

고속철도(KTX) 차량용 제어계전기는 고속철도 차량의 각종 기능 및 신호를 제어하는 유접점 계전기로서, 도 1(a)(b)를 참조하면 일반 제어계전기의 C접점 구성은 절체접점(Transfer contact)으로서 a접점과 b접점을 형성하는데 공통단자가 있는 것과는 달리, 도 1(c)와 도 1(d)를 참조하면 제어계전기는 DOUBLE BREAK 접점구조로서 하나의 회로를 형성하기 위해 2개의 접촉자를 필요로 하는 것을 특징으로 하며 도 1(c)는 NORMAL OPEN접점, 도 1(d)는 NORMAL CLOSE 접점을 나타내며, 계전기의 제어전원 및 필요 접점구성 등에 따라 그 종류가 구분된다.

고속철도(KTX) 차량의 배전반에 설치되는 제어계전기는 그 수량이 많아 점검시간이 많이 걸리며, 계전기의 동작여부를 육안으로 확인할 수 없어 점검 시 어려움이 있다. 또한 종래의 제어계전기에는 9개의 DOUBLE BREAK 접점이 구비되어 있어 최대 9개의 전기회로에 접점이 사용될 수 있으며, 차량 일부회로의 전기적 과부하로 인한 고정접촉자의 손상 시 고정접촉자 어셈블리가 리벳팅으로 체결된 경우 고정접촉자가 하나만 손상되더라도 제어계전기 전체를 교환하여야한다.

아울러 고정접촉자 모듈의 각 접촉자의 구조가 계전기단자, 고정접점 팁이 리벳팅된 접점힌지, 접점힌지에 탄성력을 부여하며 접점힌지의 복귀범위를 제한해 주는 별도의 스토퍼단자로 이루어진 경우 리벳팅(부품수 3개)에 의한 접촉개소가 많아 사용연수 증가에 따른 접촉불량의 발생우려가 있다. 또한 제어계전기의 단자번호 확인방법으로 고정접촉자 모듈 어셈블리의 계전기 단자부분에 끼워진 고무판에 단자표시가 없어 전적으로 베이스 뒷면에 표시된 명판에 의지할 수밖에 없으며, 실크 스크린된 명판의 경우 장기 사용하면 기름 뭍은 장갑 등에 의해 명판이 지워지는 단점이 있다.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고속철도(KTX) 차량에 사용되는 제어계전기의 동작상태를 육안으로 확인할 수 있는 LED점등회로를 구비하고, 계전기의 고정접촉자 어셈블리의 고정방법을 볼트체결 방식을 적용하여 고정접촉자의 손상 시 개별적인 교체가 가능하도록 하고, 고정접촉자 모듈의 각 접촉자를 고정접점 팁이 리벳팅된 접점힌지와 접점힌지의 탄성력과 복귀범위 제한 스토퍼단자 기능을 가진 계전기 단자의 2개의 부품으로 리벳팅하여 부품수를 단순화하고, 고정접촉자 모듈 어셈블리의 계전기 단자부분의 고무판에 계전기 단자번호를 각인(음각)하고 베이스 뒷면에 취부되는 명판은 접착식 명판을 부착하여 계전기 단자번호의 확인과 점검이 용이하도록 한 고속철도 차량용 제어계전기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 고정접점과 가동접점을 가진 고속철도(KTX) 차량용 제어계전기에 있어서; 상기 제어계전기의 제어전원 투입 및 차단 시 발생하는 서지를 보호하도록 하는 서지보호용 트랜스소자가 내장되고; LED점등회로를 구비하여 계전기 동작상태를 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 구성하며; 계전기의 고정접촉자 어셈블리의 고정시 볼트체결 방식을 적용하여 전기적 과부하로 인한 고정접촉자의 손상 시 개별적인 교체가 가능하도록 하며; 고정접촉자 모듈의 각 접촉자를 고정접점 팁이 리벳팅된 접점힌지와 접점힌지의 탄성력과 복귀범위 제한 스토퍼단자 기능을 구비한 계전기 단자의 2개의 부품으로 리벳팅하여 부품수를 단순화하고 접점힌지의 절곡부분에 충분한 탄성력 강화로 접촉불량에 의한 장애를 미연에 방지하도록 하며; 고정접촉자 모듈 어셈블리의 계전기 단자부분에 계전기 단자번호가 음각된 고무판을 취부하여 계전기 단자부분의 이물질 침입방지 및 차량진동 흡수뿐만 아니라 유지보수 시 점검이 용이하도록 하며; 베이스 뒷면에 취부되는 접착식 명판은 사용연수 증가에 따른 훼손 시 재 부착이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

실시예에서, 상기 제어계전기는 두개의 고정접점과 두개의 가동접점으로 이루어지고, 상기 가동 접점은 2개가 모두 상기 고정접점에 동시에 접촉해야만 동작하도록 구성된 것이다.

실시예에서, 상기 제어계전기는 a접점방식과 b접점방식의 조합방식에 의한 것이다.

본 고안의 바람직한 효과에 따르면, 고속철도(KTX) 차량에 사용되는 제어계전기에 서지보호소자 및 LED점등회로를 구비하여 계전기 동작상태를 육안으로 확인할 수 있으며, 계전기의 고정접촉자 어셈블리의 고정방법을 볼트체결 방식을 적용하여 전기적 과부하로 인한 고정접촉자의 손상 시 개별적인 교체가 가능하도록 하고, 고정접촉자 모듈의 각 접촉자를 고정접점 팁이 리벳팅된 접점힌지와 접점힌지의 탄성력과 복귀범위 제한 스토퍼단자 기능을 구비한 계전기 단자의 2개의 부품으로 리벳팅하여 부품수를 단순화하고 접점힌지의 절곡부분에 충분한 탄성력 강화로 접촉불량에 의한 장애를 미연에 방지할 수 있으며, 고정접촉자 모듈 어셈블리의 계전기 단자부분에 계전기 단자번호가 각인(음각)된 고무판을 취부하여 계전기 단자부분의 이물질 침입방지 및 차량진동 흡수뿐 만아니라 유지보수 시 점검이 용이하고, 베이스 뒷면에 취부되는 접착식 명판은 사용연수 증가에 따른 훼손 시 재 부착이 가능하다.

도 1은 제어계전기 접점구성을 종래와 비교하여 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 고안에 따른 고속철도(KTX) 차량용 제어계전기의 조립된 외관을 나타낸 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 고속철도(KTX) 차량용 제어계전기의 분해된 상태를 나타낸 분해사시도.
도 4는 본 고안에 따른 고속철도(KTX) 차량용 제어계전기의 평면을 나타낸 평면도.
도 5는 본 고안에 따른 고속철도(KTX) 차량용 제어계전기의 정면을 나타낸 정면도.
도 6은 본 고안에 따른 고속철도(KTX) 차량용 제어계전기의 저면을 나타낸 저면도.
도 7은 본 고안에 따른 고속철도(KTX) 차량용 제어계전기의 측면을 나타낸 측면도.
도 7a는 본 고안에 따른 고속철도(KTX) 차량용 제어계전기의 가동접점부 어셈블리를 나타낸 도면.
도 8은 본 고안의 고정코어를 세부적으로 나타낸 도면.
도 9는 본 고안의 코일 어셈블리의 구성을 나타낸 도면.
도 10은 본 고안의 스토퍼의 세부구성을 나타낸 도면.
도 11은 본 고안의 가동접점부측 고정시트의 세부구성을 나타낸 도면.
도 12는 본 고안의 가동코어 서포트의 세부구성을 나타낸 도면.
도 13은 본 고안의 PCB기판측 고정시트의 세부구성을 나타낸 도면.
도 14는 본 고안의 가동코어 어셈블리의 구성을 나타낸 도면.
도 15는 본 고안의 가동접점 어셈블리의 구성을 나타낸 도면.
도 16은 본 고안의 리턴스프링의 구성을 나타낸 도면.
도 17은 본 고안의 스프링플레이트 와셔와 스프링플레이트 시트의 구성을 나타낸 도면.
도 18은 본 고안의 PCB기판의 구성을 나타낸 도면.
도 19는 본 고안의 고정접촉자 고정볼트와 키 플레이트의 구성을 나타낸 도면.
도 20은 본 고안의 고정접촉자 모듈 어셈블리의 구성을 나타낸 도면.
도 21은 본 고안의 고정접촉자 플레이트의 구성을 나타낸 도면.
도 22는 본 고안의 커버의 구성을 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 제어계전기는 고정접점과 가동접점을 구비하는데, 종래에는 a방식이나 b방식으로 구성된 반면에, 본 고안에서는 c방식 또는 d방식중에서 선택된 조합방식으로 실시할 수 있다.

c방식과 d방식 모두가 2개의 단자로 이루어진 가동접점이 2개의 단자로 이루어진 고정접점에 접촉해야만 동작할 수 있도록 구성하여, 계전기의 접점안정성을 도모하였다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 제어계전기는 크게 베이스 어셈블리(100), 가동접점부 어셈블리(200), 가동코어 어셈블리(300), PCB기판(400), 고정접촉자 어셈블리(500), 커버(600), 고무판(700; 도 7 참조), 배선(800) 등으로 구성된다.

베이스 어셈블리(100)는 베이스(101), 배선홀더(102) 및 배선홀더 고정리벳(103)으로 구성되어 가동접점부 어셈블리(200) 및 고정접촉자 어셈블리(500)를 고정 및 지지해 주는 역할을 하며, 배선홀더(102)는 고정접촉자 모듈 어셈블리(530)의 전원공급단자(535)와 PCB기판 사이의 배선(800)을 잡아주는 역할을 한다.

가동접점부 어셈블리(200)의 주요 요소는 크게 계전기에 전원인가시 전자력을 발생하는 고정코어(210; 도 8 참조)와 코일 어셈블리(220), 이들을 고정하면서 가동코어 어셈블리(300)의 이동 스트로크를 제한해 주는 스토퍼(230; 도 10 참조), 전자력에 흡인되어 접촉자의 접점을 형성하는 가동코어 어셈블리(300)와 이들을 고정하기 위한 서포트 및 시트 등으로 구성된다.

두 개의 코일 어셈블리(220)의 스풀(221) 사이에 고정코어(210)가 삽입되며, 가동접점부측의 스토퍼(230)에는 가동접촉부측 고정시트(240; 도 11 참조)가, PCB측에는 가동코어 서포트(250; 도 12 참조)가 PCB기판측 고정시트(260; 도 13 참조)로 각각 고정된다.

도 9를 참조하면, 상기 코일 어셈블리(220)는 코일이 감기는 스풀(221), 코일(222), 권선 후 내부 코일의 보호 및 절연을 확보하기 위해 테이프(223)로 마감처리되어 있고, PCB기판과의 납땜처리가 이루어지는 전원단자(224)로 구성된다.

도 14를 참조하면, 가동코어 어셈블리(300)는 먼저 가동코어 플레이트(310)와 스프링 플레이트(340)가 리벳팅되어 결합되며, 가동코어 플레이트(310)에는 가동코어 플레이트(310)와 가동코어(320) 사이에 가동코어 시트(330)를 끼운 다음 리벳팅으로 고정되며, 단부에는 고정접촉자 어셈블리(500)와 접점을 이루는 가동접점 어셈블리(360)가 볼트로 고정된다. 상기 가동코어(320)는 전자력이 발생하는 고정코어(210)와 마주보게 설치되며, 계전기의 석방전압 조정을 위한 에어갭 플레이트(321)가 와셔(322)와 함께 리벳팅된다.

도 15를 참조하면, 가동접점 어셈블리(360)는 가동몰드(361)에 고정접촉자 어셈블리(500)와 접점을 이루는 가동접촉자(362) 9개가 가동접촉자용 리벳(363)으로 리벳팅되어 있다.

계전기의 제어전원 차단시 가동접점부 어셈블리(200)를 원위치로 복귀시키기 위해 가동코어 어셈블리(300)의 가동코어 플레이트(310)와 스프링 플레이트(340) 사이의 홈에 리턴스프링(370; 도 16 참조)을 끼운 다음 가동코어 서포트(250) 위에 스프링 플레이트 와셔(380; 도 17 참조) 및 스프링 플레이트 시트(390; 도 17 참조)을 이용하여 고정한다.

도 18을 참조하면, PCB기판(400)에는 서지보호용 트랜스소자(410) 및 계전기의 동작상태를 표시하는 LED점등회로를 구성하는 LED(420), 저항(430), 다이오드(440)가 실장되어 있다.

상기 PCB기판(400)은 코일 어셈블리(220)의 전원단자(224)에 납땜되며, 고정접촉자 모듈 어셈블리(530)의 전원공급단자(535)에는 배선으로 연결된다. 상기 PCB기판(400)은 계전기의 제어전원 투입 및 차단 시 발생하는 서지를 보호하도록 하는 서지보호용 트랜스소자가 내장되어 있고, 계전기 동작상태를 육안으로 확인할 수 있는 LED점등회로가 구비된다.

고정접촉자 어셈블리(500)는 베이스 어셈블리(100) 위에 고정접촉자 고정볼트(510; 도 19 참조)를 세우고, 맨 하부에 키플레이트(520; 도 19 참조)를 끼우고 그 위에 고정접촉자 모듈 어셈블리(530)를 접점구성에 따라 4개를 스택형식으로 끼운 후 최상부에 고정접촉자 플레이트(540; 도 21 참조)가 볼트 체결된다. 상기 고정접촉자 어셈블리(500)의 고정방법을 리벳팅대신 볼트체결 방식을 적용함으로써, 전기적 과부하로 인한 고정접촉자의 손상시 부적합한 개소의 개별적인 교체로 유지보수비의 절감이 가능하다.

도 20을 참조하면, 고정접촉자 모듈 어셈블리(530)는 계전기 단자(531), 접점힌지(532), 고정접점 팁(533) 및 몰드(534)로 구성되며, 접점힌지(532)에 고정접점 팁(533)이 리벳팅된 결합체가 계전기 단자(531) 반대편의 구멍에서 다시 리벳팅되어 하나의 접촉자를 형성하고 접점구성에 따라 5개씩 조합을 이루어 몰딩된다. 상기 고정접촉자 모듈 어셈블리의 각 접촉자는 고정접점 팁이 리벳팅된 접점힌지와 계전기 단자의 리벳팅만으로 구성된 것을 특징으로 하며 부품을 단순화하고 접점힌지의 절곡부분에 충분한 탄성력 강화로 접촉불량에 의한 장애를 미연에 방지할 수 있다.

본 고안의 제어계전기의 최종 조립단계로서 베이스 어셈블리(100) 위에 가동접점부 어셈블리(200), 가동코어 어셈블리(300) 및 고정접촉자 어셈블리(500)의 조립, PCB기판(400)의 납땜 및 배선 후 커버(600; 도 22 참조)를 취부한다. 또한 고정접촉자 모듈 어셈블리(530)의 계전기 단자(531) 부분의 단자표시 및 이물질 침입방지를 위한 고무판(700)을 끼우고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 베이스 뒷면에 명판(900)을 붙임으로써 조립이 완성된다. 상기 고무판(700)의 표면에는 계전기 단자(531) 부분의 단자번호를 각인(음각)하여 유지보수시 점검이 용이하도록 하고, 명판(900)은 실크스크린 명판대신 훼손시 재부착이 가능하도록 접착식 명판을 부착한다.

100 : 베이스 어셈블리 101 : 베이스
102 : 배선홀더 103 : 배선홀더 고정리벳
200 : 가동접점부 어셈블리 210 : 고정 코어
220 : 코일 어셈블리 221 : 스풀
222 : 코일 223 : 테이프
224 : 전원단자 230 : 스토퍼
240 : 가동접점부측 고정시트 250 : 가동코어 서포트
260 : PCB기판측 고정시트 300 : 가동코어 어셈블리
310 : 가동코어 플레이트 320 : 가동코어
321 : 에어갭 플레이트 322 : 와셔
330 : 가동코어 시트 340 : 스프링 플레이트
350 : 리벳 360 : 가동접점 어셈블리
361 : 가동 몰드 362 : 가동접촉자
363 : 가동접촉자용 리벳 370 : 리턴스프링
380 : 스프링 플레이트 와셔 390 : 스프링 플레이트 시트
400 : PCB기판 410 : 트랜스소자
420 : LED 430 : 저항
440 : 다이오드 500 : 고정접촉자 어셈블리
510 : 고정접촉자 고정볼트 520 : 키 플레이트
530 : 고정접촉자 모듈 어셈블리 531 : 계전기 단자
532 : 접점힌지 533 : 고정접점 팁
534 : 몰드 535 : 전원공급 단자
540 : 고정접촉자 플레이트 600 : 커버
700 : 고무판 800 : 배선
900 : 명판

Claims

고정접점과 가동접점을 가진 고속철도(KTX) 차량용 제어계전기에 있어서,
제어계전기의 제어전원 투입 및 차단 시 발생하는 서지를 보호하도록 하는 서지보호용 트랜스소자가 내장되고;
LED점등회로를 구비하여 계전기 동작상태를 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 구성하며;
계전기의 고정접촉자 어셈블리의 고정시 볼트체결 방식을 적용하여 전기적 과부하로 인한 고정접촉자의 손상 시 개별적인 교체가 가능하도록 하고;
고정접촉자 모듈 어셈블리의 각 접촉자를 고정접점 팁이 리벳팅된 접점힌지와 접점힌지의 탄성력과 복귀범위 제한 스토퍼단자 기능을 구비한 계전기 단자의 2개의 부품으로 리벳팅하여 부품수를 단순화하고 접점힌지의 절곡부분에 충분한 탄성력 강화로 접촉불량에 의한 장애를 미연에 방지하도록 하며;
고정접촉자 모듈 어셈블리의 계전기 단자부분에 계전기 단자번호가 음각된 고무판을 취부하여 계전기 단자부분의 이물질 침입방지 및 차량진동 흡수뿐만 아니라 유지보수 시 점검이 용이하도록 하고;
베이스 뒷면에 취부되는 접착식 명판은 사용연수 증가에 따른 훼손 시 재 부착이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 고속철도 차량용 제어계전기.
청구항 1에 있어서,
상기 제어계전기는 두개의 고정접점과 두개의 가동접점으로 이루어지고, 상기 가동 접점은 2개가 모두 상기 고정접점에 동시에 접촉해야만 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고속철도 차량용 제어계전기.
청구항 1에 있어서,
상기 제어계전기는 a접점방식과 b접점방식의 조합에 의해 제작가능한 것을 특징으로 하는 고속철도 차량용 제어계전기.