KR20060091751A

KR20060091751A - Relay to reduce the arc duration

Info

Publication number: KR20060091751A
Application number: KR1020050012149A
Authority: KR
Inventors: 전지훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2006-08-22

Abstract

본 발명은 접점의 단속되는 과정에서 발생되는 아크 방전량을 줄이기 위하여 접점의 가동속도가 증대되도록 하기 위한 아크 발생 감소를 위한 릴레이의 구조에 관한 것으로,The present invention relates to a structure of a relay for reducing arc generation to increase the operation speed of the contact to reduce the amount of arc discharge generated in the process of interrupting the contact,

코일에 전류가 인가될 경우 전자석에 발생되는 자력에 의해서 전기자가 작동되도록 형성되고, 상기 전기자의 일측에는 고정접점과 대응되는 가동접점이 형성되는 릴레이에 있어서,In the relay is formed so that the armature is operated by the magnetic force generated in the electromagnet when a current is applied to the coil, the movable contact is formed on one side of the armature corresponding to the fixed contact,

상기한 전기자 및 가동접점은 전자석의 상부측에 마련된 힌지 브라켓을 기준으로 양측으로 분리형성되고, 상기한 전기자 및 가동접점을 지지하기 위해 상기 힌지 브라켓에는 힌지결합되는 윙 로드의 일단과, 상기 힌지 브라켓 사이에는 각각 토오션 스프링이 장착되고, 상기한 전자석의 상단부 양측면으로는 서로 경사진 각도방향으로 가동접점과 대응되는 고정접점이 위치된 것을 특징으로 한다.The armature and the movable contact are formed on both sides based on the hinge bracket provided on the upper side of the electromagnet, one end of the wing rod hinged to the hinge bracket to support the armature and the movable contact, and the hinge bracket Torsion springs are respectively installed therebetween, and the fixed contact points corresponding to the movable contacts in the inclined angle directions are positioned at both sides of the upper end of the electromagnet.

릴레이, 가동접점, 아크 방전, 전기자 Relay, movable contact, arc discharge, armature

Description

Relay to reduce the arc duration

도 1은 본 발명에 의해 형성된 릴레이의 구성도.1 is a block diagram of a relay formed by the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 릴레이의 작동상태를 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the operating state of the relay according to the present invention.

도 3 내지 도 4는 종래의 기술에 의한 릴레이의 구조를 설명하기 위한 도면.3 to 4 are diagrams for explaining the structure of a relay according to the prior art.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

20 : 릴레이 21 : 케이스20: relay 21: case

22 : 전자석 23 : 코일22: electromagnet 23: coil

24 : 전기자 25 : 가동접점24: armature 25: movable contact

26 : 고정접점 27 : 윙 로드26: fixed contact 27: wing rod

28 : 힌지 브라켓 29 : 토오션 스프링28: hinge bracket 29: torsion spring

본 발명은 아크 발생 감소를 위한 릴레이의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접점의 단속되는 과정에서 발생되는 아크 방전량을 줄이기 위하여 접점의 가동속도가 증대되도록 하기 위한 아크 발생 감소를 위한 릴레이의 구조에 관한 것 이다.The present invention relates to a structure of a relay for reducing arc generation, and more particularly, to a structure of a relay for reducing arc generation to increase the operation speed of the contact to reduce the amount of arc discharge generated in the process of interrupting the contact. It is about

자동차 등 기계 전기 장치에 많이 사용되고 있는 릴레이는 전기적인 힘을 이용하여 적용대상이 온(On)-오프(Off)될 수 있도록 구성된 것이다. 이를 위하여 일반적인 릴레이는 기본적으로 전자석과 전기자, 전기자에 연동하여 작동되는 스위치 접점 등으로 구성된다. 따라서 전자석의 코일에 전류를 흘리면 전기자가 흡인되어 기계적으로 운동한 스위치 접점이 온 또는 오프된 위치가 되는 것이다.Relays, which are widely used in mechanical electric devices such as automobiles, are configured to be applied on and off by using electric force. To this end, a general relay is basically composed of an electromagnet, an armature, a switch contact operated in conjunction with an armature. Therefore, when current flows through the coil of the electromagnet, the armature is attracted to the position where the mechanically moved switch contact is turned on or off.

도 3은 일반적인 종래의 릴레이(10)의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 전자석(11)의 외측으로는 코일(12)이 권선되어 있고, 상기 전자석(11)의 일측으로는 전기자(13)가 브라켓(14)에 의해서 지지된 상태이다. 그리고 상기한 전기자(13)의 일측에는 상기 전자석(11)에 발생되었던 자력이 사라지면 상기한 전기자(13)가 원래의 위치로 복귀되도록 하기 위한 리턴 스프링(15)이 장착되어 있다.3 is a view for explaining the structure of a conventional conventional relay 10, the coil 12 is wound outside the electromagnet 11, the armature 13 is one side of the electromagnet 11 It is supported by the bracket 14. One side of the armature 13 is provided with a return spring 15 for returning the armature 13 to its original position when the magnetic force generated in the electromagnet 11 disappears.

한편, 전기자(13)의 다른 일측단에는 가동접점(16)이 형성되는데, 상기 가동접점(16)과 대응되는 위치에 가동접점(16)과는 소정의 갭(gap)이 유지된 채로 고정접점(17)이 고정장착되어 있다.On the other hand, the movable contact 16 is formed at the other end of the armature 13, the fixed contact with a predetermined gap (gap) is maintained at the position corresponding to the movable contact 16 (17) is fixed.

따라서 상기한 코일(12)에 전류가 인가될 경우에 상기한 전자석(11)에 전자력이 발생되어 전기자(13)를 당기게 되므로서, 상기한 가동접점(16)이 고정접점(17)과 달라붙게 되는 것이다.Therefore, when a current is applied to the coil 12, an electromagnetic force is generated in the electromagnet 11 to pull the armature 13, so that the movable contact 16 is stuck to the fixed contact 17. Will be.

한편, 그동안 자동차에 적용되고 있는 대부분의 릴레이는 12V의 전압에 의해 작동되도록 구성되어 왔으나, 앞으로의 자동차에서는 사용전압이 42V로 적용될 것 으로 예상되고 있다. 따라서, 현재와 같이 사용전압이 12V인 부품(예를 들어, 각종 스위치, 릴레이, 커넥터, 퓨즈 등)들은 높아진 전압으로 인하여 그대로 사용될 경우에 많은 전기적인 문제가 발생될 것으로 예상된다. 특히, 위에 언급된 부품들의 경우에는 대부분 접점이 오픈(open)될 때에 발생되어지는 아크(Arc) 방전에 의해서 접점이 용접되거나 손상되어 전도성이나 응답성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다. 특히, 42V 시스템의 경우에는 아크 방전 시간이 길어지게 되므로서 상기한 부품들의 기능저하가 심각하게 우려되고 있는 실정이다.Meanwhile, most relays used in automobiles have been configured to be operated by a voltage of 12V, but it is expected that the voltage used in cars will be applied to 42V in the future. Therefore, as of today, components having a voltage of 12 V (for example, various switches, relays, connectors, fuses, etc.) are expected to generate many electrical problems when used as they are due to the increased voltage. In particular, in the case of the above-mentioned parts, there is a problem in that the contact is welded or damaged by arc discharge generated when the contact is mostly opened, resulting in inferior conductivity or responsiveness. In particular, in the case of a 42V system, the arc discharge time is prolonged, and thus the functional degradation of the above components is seriously concerned.

도 4는 사용전압이 12V인 릴레이와 42V인 릴레이의 방전 지속시간을 비교한 그래프로서, 사용전압이 42V인 릴레이의 경우가 12V인 릴레이인 경우보다 2배 이상 길어지게 되는 것을 알 수 있다.4 is a graph comparing discharge durations of a relay having a voltage of 12V and a relay of 42V, and it can be seen that a relay having a voltage of 42V is more than twice as long as a relay having a voltage of 12V.

그런데 아크 방전 지속시간이 릴레이의 작동시간보다 길게 되면 릴레이가 오픈되어도 아크 방전에 의해서 숏 서킷(Short circuit)이 구현되므로서 각종 부하를 제어할 수 없게 되는 문제점이 있게 된다. 또한, 사용전압이 42V인 릴레이가 적용된 시스템에서의 방전 에너지가 사용전압이 12V인 릴레이가 적용된 시스템에서의 방전 에너지보다 훨씬 크므로서, 이로 인한 릴레이 접점의 손상이 역시 상대적으로 클 수 밖에 없게 되는 문제점이 있었다.However, if the arc discharge duration is longer than the operation time of the relay, even if the relay is open, there is a problem that the short circuit (Short circuit) is implemented by the arc discharge, so that various loads cannot be controlled. In addition, since the discharge energy in a system with a relay of 42 V in use voltage is much higher than that in a system with a relay of 12 V in use voltage, the damage of the relay contact is also relatively large. There was this.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 접점의 단속되는 과정에서 발생되는 아크 방전량을 줄이기 위하여 접점의 가동속도가 증대되도록 하기 위한 아크 발생 감소를 위한 릴레이의 구조를 제공하는 데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and provides a structure of the relay for reducing the arc generation to increase the operation speed of the contact to reduce the amount of arc discharge generated in the process of the contact is interrupted. The purpose is to.

본 발명은 상기한 목적의 달성을 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

상기한 전기자 및 가동접점은 전자석의 상부측에 마련된 힌지 브라켓을 기준으로 양측으로 분리형성되고,The armature and the movable contact are formed on both sides based on the hinge bracket provided on the upper side of the electromagnet,

상기한 전기자 및 가동접점을 지지하기 위해 상기 힌지 브라켓에는 힌지결합되는 윙 로드의 일단과, 상기 힌지 브라켓 사이에는 각각 토오션 스프링이 장착되고,To support the armature and the movable contact, one end of a wing rod hinged to the hinge bracket, and a torsion spring is mounted between the hinge bracket, respectively,

상기한 전자석의 상단부 양측면으로는 서로 경사진 각도방향으로 가동접점과 대응되는 고정접점이 위치된 것을 특징으로 한다.Both sides of the upper end of the electromagnet are characterized in that the fixed contact point corresponding to the movable contact in the angular direction inclined to each other.

이하, 본 발명에 의해서 형성된 릴레이의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the configuration and operation of the relay formed by the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 릴레이의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 릴레이의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.1 is a configuration diagram of a relay formed by the present invention, Figure 2 is a view for explaining the operating state of the relay according to the present invention.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해서 형성된 릴레이를 지시하는 것으로서, 본 발명에 의한 릴레이는 자동차에 일반적으로 사용되는 전압(12V)보다 높은 사용전압 42V가 적용되는 시스템에 주로 이용될 수 있도록 고안된 것이다.Reference numeral 20 denoted in the drawing indicates a relay formed by the present invention, and the relay according to the present invention can be mainly used in a system to which a working voltage of 42 V is applied, which is higher than the voltage (12 V) generally used in automobiles. It is designed.

종래기술에서 언급되었던 사용전압의 상승으로 인한 아크 방전량을 줄이기 위한 방안으로는, 스위치 접점의 오픈(open) 속도를 증대시키기 위한 방전 지속시간 단축 방법과, 접점의 면적을 크게 하여 낮은 전류 밀도를 형성하는 방법이 있었다. 본 발명에서는 위의 두가지 방법 중에서 접점의 개수를 늘림으로서 전체적인 접점의 면적이 증대되도록 하는 방식을 채택하였다.In order to reduce the amount of arc discharge due to the increase in the operating voltage mentioned in the prior art, a method of shortening the discharge duration to increase the open speed of the switch contact, and a low current density by increasing the area of the contact There was a way to form. In the present invention, a method of increasing the total contact area by increasing the number of contacts among the above two methods was adopted.

상기한 릴레이(20)의 케이스(21) 일측에는 원기둥형상의 전자석(22)의 일단이 고정장착되고, 상기 전자석(22)의 외주연측으로는 코일(23)이 권선되어 상기 코일(23)에 전류가 인가될 경우에 발생되는 자기장으로 인하여 상기 전자석(22)에는 자력을 띄도록 구성된다.One end of the column-shaped electromagnet 22 is fixedly mounted on one side of the case 21 of the relay 20, and a coil 23 is wound around the outer periphery side of the electromagnet 22 to the coil 23. The electromagnet 22 has a magnetic force due to the magnetic field generated when a current is applied.

한편, 상기한 전자석(22)의 상부단(22a) 측으로는 후설할 전기자(24) 및 가동접점(25)을 지지하기 위한 윙 로드(27)의 일단을 힌지결합되는 힌지 브라켓(28)이 케이스에 일측에 고정장착된다.On the other hand, the hinge bracket 28 is hinged to one end of the wing rod 27 for supporting the armature 24 and the movable contact 25 to be reared to the upper end (22a) side of the electromagnet 22 is the case It is fixedly mounted on one side.

상기한 힌지 브라켓(28)의 양측으로는 각각 윙 로드(27)의 내측단이 고정장착되는데, 상기 윙 로드(27)의 내측단과 상기 힌지 브라켓(28) 사이에는 전자석(22)에 발생되었던 자력이 소멸될 경우에 상기한 윙 로드(27)가 원래의 위치로 복 귀되도록 하기 위한 토오션 스프링(29)이 장착된다.Inner ends of the wing rods 27 are fixedly mounted to both sides of the hinge bracket 28, respectively, and magnetic forces generated in the electromagnet 22 between the inner ends of the wing rods 27 and the hinge brackets 28. The torsion spring 29 is mounted to allow the wing rod 27 to return to its original position when it is extinguished.

윙 로드(27)의 외측단에는 상기한 코일(23)에 전류가 인가될 경우에 자력을 띄는 전자석(22)에 의해서 흡인되기 위한 전기자(24)가 부착되고, 상기 전기자(24)의 전면에는 가동접점(25)이 마련된다.An armature 24 is attached to the outer end of the wing rod 27 for being attracted by an electromagnet 22 that exhibits a magnetic force when a current is applied to the coil 23, and is mounted on the front surface of the armature 24. The movable contact 25 is provided.

한편, 상기한 가동접점(25)과 대응되어 스위칭 동작이 이루어지도록 하기 위한 고정접점(26)은 윙 로드(27)가 동작되었을 때에 가동접점(25)이 위치되는 지점에 고정장착된다. 특히, 상기한 고정접점(26)은 가동접점(25)의 작동각도에 맞추어 그 외측단(26a)이 내측단(26b)보다 낮은 위치에 위치되도록 소정의 각도로 경사지게 형성되는 가동접점(25)과 고정접점(26)이 접촉성능 측면을 고려할 때에 바람직하다.On the other hand, the fixed contact 26 to correspond to the movable contact 25 to perform a switching operation is fixedly mounted at the position where the movable contact 25 is located when the wing rod 27 is operated. In particular, the fixed contact 26 is a movable contact 25 is formed to be inclined at a predetermined angle so that the outer end 26a is located at a position lower than the inner end 26b in accordance with the operating angle of the movable contact 25. And the stationary contact 26 are preferred when considering contact performance aspects.

이상과 같이 구성되는 릴레이의 작동상태를 이하에 설명한다.The operation state of the relay configured as described above will be described below.

상기한 릴레이(20)는 위에서도 언급되었지만 사용전압이 42V 이상인 시스템에서 적용되기 위한 것으로, 릴레이(20)의 작동과정에서 아크 방전량이 줄 수 있도록 접점의 면적이 증대된 것이다.Although the relay 20 is also mentioned above, it is intended to be applied to a system having a use voltage of 42 V or more, and the area of the contact is increased to reduce the arc discharge amount during the operation of the relay 20.

특히, 본 발명에 의한 릴레이(20)의 경우에는 접점의 면적증대를 위하여 가동접점(25)의 개수를 2개로 한 것이며, 상기 가동접점(25)은 코일(23)에 전류가 인가되어 전자석(22)에 자력이 발생될 경우 양측의 가동접점(25)이 동시에 동작될 수 있도록 구성된 것이다.Particularly, in the case of the relay 20 according to the present invention, the number of the movable contacts 25 is set to two in order to increase the area of the contacts, and the movable contacts 25 are supplied with electric current to the coil 23 to provide an electromagnet ( When magnetic force is generated in 22), both sides of the movable contact 25 are configured to be operated at the same time.

즉, 상기한 코일(23)에 전류가 인가되면 상기 전자석(22)에 자력이 발생되어 상기한 힌지 브라켓(28) 양측의 전기자(24)를 흡인하게 된다. 따라서 상기 전기자(24) 및 가동접점(25)을 지지하고 있는 윙 로드(27)가 힌지 브라켓(28)을 힌지점으로 하여 회동하게 되고, 상기 가동접점(25)은 고정접점(26)과 붙게 되어 원하는 스위치 동작이 이루어지게 된다.That is, when a current is applied to the coil 23, a magnetic force is generated in the electromagnet 22 to suck the armature 24 on both sides of the hinge bracket 28. Accordingly, the wing rod 27 supporting the armature 24 and the movable contact 25 rotates with the hinge bracket 28 as the hinge point, and the movable contact 25 is brought into contact with the fixed contact 26. The desired switch operation is achieved.

그리고, 상기한 코일(23)로 인가되던 전류가 차단되면, 전자석(22)에 발생되었던 자력이 소멸되면서 상기한 윙 로드(27)는 토오션 스프링(28)의 복귀력에 의해서 원래의 위치로 되돌아가게 된다.When the current applied to the coil 23 is cut off, the magnetic force generated in the electromagnet 22 disappears and the wing rod 27 returns to its original position by the return force of the torsion spring 28. Go back.

특히, 본 발명에 의한 릴레이(20)의 경우에는 스위치 접점이 2곳에 형성되므로서, 전체적인 스위치 접점의 면적이 증대된 결과를 가져오게 되고, 접점의 면적 증대로 인한 낮은 전류 밀도가 형성되어 아크 방전 지속시간이 단축되어진다. 즉, 스위치가 닫혔다가 오픈(open)되는 속도는 빨라지고 그 시간은 단축되므로서, 아크 방전 지속시간이 단축되는 것이다.In particular, in the case of the relay 20 according to the present invention, the switch contact is formed at two locations, resulting in an increase in the area of the overall switch contact, and a low current density due to the increase in the area of the contact. The duration is shortened. That is, the speed at which the switch is closed and then opened is increased and the time is shortened, thereby shortening the arc discharge duration.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 스위치 접점이 2곳에 형성되어 전체적인 스위치 접점의 면적이 증대된 결과를 가져오게 되고, 접점의 면적 증대로 인한 낮은 전류 밀도가 형성되어 스위치가 닫혔다가 열리는 오픈(open) 시간이 빨라지고 그 시간은 단축되므로서, 아크 방전 지연시간이 단축되어 사용전압이 증대되더라도 릴레이의 응답성 및 전도성이 떨어지게 되는 것을 방지할 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.According to the present invention configured as described above, the switch contact is formed in two places resulting in an increase in the area of the overall switch contact, the low current density due to the increase in the area of the contact is formed, the switch is closed and open ( As the open time is shortened and the time is shortened, the arc discharge delay time is shortened, and thus the relay responsiveness and conductivity may be prevented from being degraded even when the operating voltage is increased.

Claims

In the relay is formed so that the armature is operated by the magnetic force generated in the electromagnet when a current is applied to the coil, the movable contact is formed on one side of the armature corresponding to the fixed contact,

The armature 24 and the movable contact 25 are separated on both sides based on the hinge bracket 28 provided on the upper side of the electromagnet 22,

Torsion springs 29 are provided between the inner end of the wing rod 27 hinged to the hinge bracket 28 and the hinge bracket 28 to support the armature 24 and the movable contact 25. Is fitted,

A structure of a relay for reducing arc generation, characterized in that the fixed contact point (26) corresponding to the movable contact (25) is located on both sides of the upper end of the electromagnet (24).

The method of claim 1,

The fixed contact 26 is formed to be inclined at a predetermined angle so that the outer end (26a) is located at a lower position than the inner end (26b) in accordance with the operating angle of the movable contact (25) for reducing arc generation Structure of the relay.