KR20060098554A - 정음형 릴레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 및 기타 산업용 기기에 광범위하게 적용되는 릴레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 릴레이의 가동철편이 회동함에 따라 발생되는 접촉 소음을 감소시킨 릴레이를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 구성은, 릴레이에 있어서, 코일이 감기는 보빈부; 상기 보빈부의 일부 면을 감싸는 요크; 상기 보빈부의 타측면과 대면하여 위치하는 가동철편; 상기 요크와 상기 가동철편에 부착되어, 상기 가동철편이 상기 보빈부에 대하여 가까워지거나 멀어지며 회동할 수 있도록 지지해주는 판스프링; 상기 판스프링의 상기 가동철편측 일단에 형성되며 가동접점을 구비하는 가동접점부; 상기 판스프링의 상기 가동접점부의 측방에 형성되는 걸림부; 상기 가동접점부의 상기 가동접점과 마주보며 위치하는 고정접점; 및 상기 코일에 전류가 흐르거나 멈춤에 따라 상기 가동접점부가 외측으로 이동되는 범위를 제한하도록 지지하는 스토퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 릴레이의 구동에 따라 반복적인 접촉을 하는 가동철편, 판스프링, 스토퍼 등의 형상을 개선하여 릴레이의 동작에 따른 접촉 소음을 감소시키는 효과를 갖는다.

Description

정음형 릴레이 {Anti-noise Relay Structure}

도 1은 일반적인 릴레이 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 일반적인 릴레이 구조를 분해하여 나타내는 도면이다.

도 3은 일반적인 릴레이 구조를 평면으로 나타내는 도면이다.

도 4는 종래의 가동철편, 판스프링과 본 발명의 가동철편, 판스프링을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 판스프링이 가동철편에 부착되어 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 걸림부와 가동접점부를 확대하여 나타내는 도면이다.

도 7은 커버를 씌운 본 발명의 릴레이를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 보빈부 12 : 스토퍼

14 : 고정접점 16 : 코일

20 : 요크 22 : 돌부

24 : 끼움돌기 30 : 가동철편

30a : 회동부 30b : 기준부

32 : 걸림돌부 34 : 부착구

36 : 절개부 38 : 홈부

40 : 판스프링 42 : 가동접점부

43 : 가동접점 44 : 부착구

46 : 결합부 48 : 걸림부

50 : 도선 60 : 핀

70 : 커버

본 발명은 자동차 및 기타 산업용 기기에 광범위하게 적용되는 릴레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 릴레이의 가동철편이 회동함에 따라 발생되는 접촉 소음을 감소시킨 릴레이를 제공하기 위한 것이다.

릴레이(Relay)는 입력이 어떤 값에 도달했을 때 작동하여 다른 회로를 개폐하는 장치로서, 접점이 있는 릴레이 또는 접점이 없는 무접점 릴레이 및 압력, 온도, 광 릴레이 등이 있다. 이 중 접점이 있는 일반적인 릴레이의 구조가 도 1에 개시되어 있다. 이러한 일반적인 릴레이는 일정 수준의 소음이 규칙적으로 발생하는데 이러한 일반 릴레이의 구성과, 릴레이에서 소음이 발생되는 원인을 상세하게 살펴보도록 한다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 접점이 있는 릴레이는 보빈(미도시) 및 다수의 접점단자들을 고정하는 보빈부(10)와 보빈부(10)의 하측에 결합되는 베이스부(11) 로 구성되어 있으며, 보빈부(10) 외측에 장착되어 보빈부(10)와 베이스부(11)를 결합하는 요크(20)와, 코일(16)이 감겨져 있는 원기둥 상태로 요크(20)에 고정되는 보빈과, 보빈을 관통하는 형태로 보빈부(10)와 요크(16)에 장착되어 보빈에 감겨진 코일(16)에 인가되는 전원 통전에 따라 자화되는 철심(미도시)과, 요크(20)의 일측에 결합되어 있으면서 철심의 자기력에 의해 움직이는 가동철편(30)과, 가동철편(30)을 요크(20)에 연결시키면서 가동철편(30)에 작용되는 자기력에 따라 가동철편(30)의 가동을 탄력적으로 제어하는 판스프링(40)으로 이루어진다. 판스프링(40)은 요크(20) 쪽에 길게 연장 형성된 결합부(46)가 요크(20)에 형성된 돌부(22)에 끼워져 결합된다.

그리고 판스프링(40)의 끝단에는 고정접점(14)과 접촉되는 가동접점(43)이 구비되는 가동접점부(42)가 형성되며, 가동접점(43)은 도선(50)과 연결된다. 상기 릴레이는 보빈에 감긴 코일(16)에 전류를 인가시키면 기전력이 발생되므로 철심이 자화되어 전자석이 된다. 이에 따라 철심이 일측에 위치된 가동철편(30)을 흡인하게 되므로 가동철편(30)은 판스프링(40)을 안쪽 방향으로 변형시키면서 회전하여 판스프링(40)에 붙어 있는 가동접점부(42)를 고정접점(14)에 접촉시킨다. 즉, 보빈에 감겨진 코일(16)에 전원을 통전시키면 철심에 자력이 발생하면서 가동철편(30)과 흡착하게 됨으로서 가동철편(30)에 부착된 통전용 판스프링(40)이 접점과 연결 되면서 끊겨진 한쪽선을 접속, 전원을 통전 시킨다.

반대로 코일(16)에 흐르는 전원을 끊어주면 철심의 자력이 없어지면서 판스프링(40)의 복원력에 의해 가동철편(30)이 철심과 떨어지게 된다. 이 때 판스프링 (40)의 복원력에 의해 연결이 끊어지면서 이동할 때, 판스프링(40)을 바깥쪽에서 지지하기 위해 스토퍼(12)를 구비한다. 스토퍼(12)는 베이스부(11) 측에 부착 또는 형성할 수도 있고, 도 1과 같이 보빈부(10)의 일부 형상을 변경하여 형성하는 것도 가능하다.

이러한 종래의 릴레이 구조를 설명하기 위해 일부 구성을 분해하여 살펴보도록 한다. 도 2를 참조하면, 보빈부(10)에 구비된 코일(16)의 중심을 따라 코어(18)가 일 면에 노출되어 있다. 일 면측에는 고정접점(14)과 스토퍼(12)가 구비되어 있다.

가동철편(30)은 판스프링(40)에 의해 요크(20)에 결합, 지지되어 일 면측을 마주보고 위치한다. 요크(20)의 단부에 형성된 끼움돌기(24)에는 기준부홈(36)이 삽입되는데, 기준부홈(36)에 끼움돌기(24)가 끼워진 상태에서 회동의 중심점 역할을 하게 된다. 이 때 걸림돌부(32)가 형성된 반대 단부측은 회동하게 되며, 기준부홈(36)이 형성된 측은 회동의 기준 중심점이 된다. 따라서 중간 부분을 기준으로 기준부홈(36)이 형성된 측 부분을 기준부(30b), 걸림돌부(32)가 형성된 측 부분을 회동부(30a)라 칭하도록 한다.

회동부(30a)측은 고정접점(14)이 형성된 보빈부(10) 측과 가까워지거나 멀어지며 운동하게 되는데, 회동부(30a)측이 완전히 이탈되는 것을 방지하기 위해 스토퍼(12)가 형성된다. 스토퍼(12)에는 가동철편(30)의 걸림돌부(32)가 걸리게 된다.

가동철편(30)에는 판스프링(40)이 결합되는데, 판스프링(40)에는 가동접점부 (42)가 형성되어 있으며, 가동접점부(42)에는 가동접점(43)이 형성되어 고정접점(14)가 접촉하게 된다. 가동철편(30)에 형성된 부착구(34)와 판스프링(40)에 형성된 부착구(44)에는 별도의 핀(60; 도 5 참조)이 삽입되며 결합이 가능하게 된다. 90도로 꺾여 길게 연장된 결합부(46)는 요크(20)에 형성된 돌부(22)에 걸리게 된다. 이로써 판스프링(40)은 가동철편(30)과 가동접점부(42)를 코어(18)와 고정접점(14)으로 부터 멀어지는 방향으로 지지하는 역할을 하게 된다.

이러한 종래의 릴레이 구조 상에서는 충격 및 접촉으로 인한 소음이 다소 발생하게 된다. 특히 가동철편(30)과 코어(18) 사이, 고정접점(14)과 가동접점(43) 사이, 가동철편(30)과 판스프링(40) 사이 및 가동철편(30)의 걸림돌부(32)와 스토퍼(12) 사이에서 소음이 주로 발생하게 된다. 이를 도 3을 참조하여 설명하면, (a)는 통전시에 가동철편(30)이 동작하여 접점이 접촉하게 될 때의 평면 구성 도면이고, (b)는 단전시에 가동철편(30)이 복귀하게 될 때의 평면 구성 도면이다.

이러한 구성의 릴레이에서는 작동시에도 소음이 발생하고, 복귀시에도 소음이 발생하게 된다. (a)와 같이 작동시에는, 가동철편(30)이 코어(18)에 접촉되며 소음이 발생되고, 또한 가동접점(42)이 고정접점(14)에 접촉되며 소음이 발생된다. (b)와 같이 복귀시에는, 판스프링(40)의 탄성에 의해 가동철편(30)이 밀려나면서 걸림돌부(32)가 스토퍼(12)에 접촉되면서, 걸림돌부(32)와 스토퍼(12) 사이에서 소음이 발생되는 동시에, 가동철편(30)과 판스프링(40) 사이에서도 소음이 발생하게 된다. 이러한 소음은 90cm 거리에서 52dB 정도로 측정된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 릴레이의 가동철편과 판스프링의 형상을 개선하여 접촉 마찰음을 감소시킬 수 있도록 하는 정음형 릴레이 구조를 제시하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 릴레이에 있어서, 코일이 감기는 보빈부; 상기 보빈부의 일부 면을 감싸는 요크; 상기 보빈부의 타측면과 대면하여 위치하는 가동철편; 상기 요크와 상기 가동철편에 부착되어, 상기 가동철편이 상기 보빈부에 대하여 가까워지거나 멀어지며 회동할 수 있도록 지지해주는 판스프링; 상기 판스프링의 상기 가동철편측 일단에 형성되며 가동접점을 구비하는 가동접점부; 상기 판스프링의 상기 가동접점부의 측방에 형성되는 걸림부; 상기 가동접점부의 상기 가동접점과 마주보며 위치하는 고정접점; 및 상기 코일에 전류가 흐르거나 멈춤에 따라 상기 가동접점부가 외측으로 이동되는 범위를 제한하도록 지지하는 스토퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가동철편은 회동 중심이 되는 기준부와, 회동되는 단부측의 회동부를 구비하고, 상기 가동철편의 외측면 상에는 상기 판스프링이 부착되며, 상기 회동부 측으로는 상기 판스프링의 상기 가동접점부 및 상기 걸림부가 상기 회동부의 단부 경계보다 돌출되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 가동철편은 돌출된 상기 가동접점부와 맞닿는 회동부를 절개하여, 상기 가동접점부와 맞닿는 상기 가동철편의 면적을 감소시킨 것을 일 특징으로 한다.

상기 가동철편은 돌출된 상기 걸림부와 맞닿는 회동부를 절개하여, 상기 걸림부와 맞닿는 상기 가동철편의 면적을 감소시킨 것을 일 특징으로 한다.

상기 가동접점부는 마주보는 상기 고정접점 방향으로 근접하도록 절곡되어 있는 것을 일 특징으로 한다.

상기 스토퍼는 상기 걸림부와 마주보고 위치하여 상기 걸림부가 상기 스토퍼에 의해 외측 방향으로의 회동이 제한되도록 하며, 상기 걸림부는 상기 스토퍼 방향으로 근접하도록 절곡되어 있는 것을 일 특징으로 한다.

상기 스토퍼는 상기 보빈부에 일체로 형성되며, 상기 가동철편에 근접한 위치에 형성되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 가동철편의 두께를 감소시켜, 박형으로 형성하는 것을 일 특징으로 한다.

상기 요크, 상기 보빈부 및 상기 가동철편을 포함한 본체의 구성을 정음 특성의 커버를 사용하여 씌우는 것을 일 특징으로 한다.

상기 가동철편은 돌출된 상기 가동접점부와 맞닿는 회동부에 홈부를 형성하여, 상기 가동접점부와 맞닿는 상기 가동철편의 면적을 감소시킨 것을 일 특징으로 한다.

상기 가동철편은 돌출된 상기 걸림부와 맞닿는 회동부에 홈부를 형성하여, 상기 걸림부와 맞닿는 상기 가동철편의 면적을 감소시킨 것을 일 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 기재된 본 발명의 일 실시례를 참조하여, 본 발명의 구성을 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 종래의 가동철편, 판스프링과 본 발명의 가동철편, 판스프링을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, (a)는 종래의 가동철편이며, (b) 및 (c)는 본 발명의 가동철편이다.

본 발명의 가동철편에서는 종래와 같은 걸림돌부(32)가 없으며, 부착구(34)의 바깥쪽에 위치한 회동부(30a)의 일부를 절개하여 절개부(36)를 형성하거나, 회동부(30a)에 홈부(38)를 형성한다. 절개부(36)는 양 측방에 구비할 수 있으며, 절개하는 것은 부착구(34)를 기준으로 판스프링(40)과 밀착되는 가동철편(30)의 회동부(30a) 면적을 최소화하기 위함이다.

즉, 양측에 절개부(36)를 형성하므로써 판스프링(40)을 가동철편(30)에 고정시키면서도, 판스프링(40)의 가동접점부(42)측 및 걸림부(48)측 부분과의 접촉면적은 상대적으로 감소하게 된다. 절개부(36) 대신에 판스프링(40)의 가동접점부(42)측 및 걸림부(48)측과 가동철편(30)의 회동부(30a)가 이격되도록, 홈부(38)를 형성하여 상호 접촉이 되는 것을 방지할 수도 있다.

한편, (d)는 종래의 판스프링이고, (e)는 본 발명의 판스프링이다. 종래에는 가동철편(30)에 걸림돌부(32)를 형성하여 가동철편(30)이 스토퍼(12)에 걸리도록 하였으나, 본 발명은 판스프링(40)에 걸림부(48)를 형성하도록 한다. 가동철편(30)의 두꺼운 걸림돌부(32)가 아니라 얇고 탄력있는 판스프링(40)의 걸림부(48)가 스 토퍼(12)에 접촉되므로, 소음이 감소하게 된다.

도 5는 본 발명의 판스프링이 가동철편에 부착되어 있는 상태를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 가동철편(30)과 판스프링(40)의 형태를 개선하여 소음을 감소시키는 방법을 도시한다. (a) 및 (b)는 종래의 가동철편(30)과 판스프링(40)이 결합된 상태를 나타내고, (c) 및 (d)는 본 발명의 가동철편(30)과 판스프링(40)이 결합된 상태를 나타낸다.

(a) 및 (b)에 있어서, 가동철편(30)에 걸림돌부(32)가 형성되어 있으므로, 스토퍼(12)와의 접촉시에 소음이 발생할 뿐만 아니라, 회동부(30a)와 판스프링(40) 사이의 접촉 부분, 특히 부착구(44) 보다 우측(도면상)에 위치하는 접촉 부분에서 2차적인 소음이 발생하였다.

(c)와 같이 가동철편(30)에서 걸림돌부(32)를 제거하고, 양측 모서리 부분을 절개하여 절개부(36)를 형성하면, 회동부(30a) 자체의 면적이 감소하면서 판스프링(40)과의 접촉 부분이 감소하므로, 2차적인 소음이 줄어들게 된다. 또한 두껍고 딱딱한 가동철편(30)이 직접 스토퍼(12)와 접촉하는 대신에, 탄성재질의 박형 판스프링(40)의 걸림부(48)를 통해 스토퍼(12)에 접촉하므로 소음이 줄어들게 된다.

(d)와 같이 핀(60)에 의해 가동철편(30)과 판스프링(40)이 밀착된 부분의 우측 부분(도면상)에, 판스프링(40)과 가동철편(30) 사이에 이격 공간이 존재하도록 홈부(38)를 형성한다. 이 경우 가동접점(43)이 고정접점(14)에 접촉되거나 떨어질때 양 방향으로 흔들리더라도 가동철편(30)과 접촉이 발생되지 않게 된다.

도 6은 본 발명의 걸림부와 가동접점부를 확대하여 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 걸림부(48) 또는 가동접점부(42)를 개선하여 고정접점(14)과 가동접점(43) 사이의 간격을 최소화하여 접촉 세기를 감소시키고, 판스프링(40)의 흔들림도 줄여 2차적인 소음 발생도 감소시키도록 하는 구성을 제공한다.

(a)는 걸림부(48)와 스토퍼(12) 구성을 확대하여 나타낸 것으로, 판스프링(40)의 걸림부(48)쪽 소정 부분을 절곡(E부분)하여 스토퍼(12)쪽으로 접근, 돌출되도록 한다. 이로써 가동철편(30)은 약간만 회동하더라도 걸림부(48)가 스토퍼(12)와 접촉하게 되어 가동철편(30)의 이동 범위를 감소시키는 효과를 갖게 된다. 이에 따라 가동철편(30)의 동작, 복귀시에 소음이 발생할 여지가 감소하게 된다.

(b)는 가동접점부(42)와 고정접점(14) 구성을 확대하여 나타낸 것으로, 가동접점부(42)의 소정 부분을 절곡(F부분)하여 고정접점(14) 쪽으로 접근, 돌출되도록 하여, 가동접점(43)과 고정접점(14) 간의 간격(G)이 감소하게 된다. 이로써 가동철편(30)은 코어(18)쪽으로 약간만 접근하더라도 고정접점(14)과 가동접점(43)이 상호 접촉하도록 한다. 따라서 마찬가지로 가동철편(30)의 이동 범위는 감소하게 되며, 소음이 발생할 여지도 감소하게 된다.

또한 이와 같은 방법 이외에도 스토퍼(12)를 보빈부(10) 쪽으로 보다 밀착시켜 걸림부(48)의 이동 범위를 감소시키는 방법이 있다. 또한 가동철편(30)의 두께를 감소시켜 원가를 절감하는 동시에, 무게를 줄여 충격량을 감소시키는 방법이 있다.

도 7은 커버를 씌운 본 발명의 릴레이를 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 소음이 발생되는 요크, 보빈부 및 가동철편을 포함한 본체의 구성을 정음 특성의 커버(70)를 씌워 소음이 발생되는 것을 차단한다. 정음 특성의 커버(70)로 인해 가동철편(30), 판스프링(40) 등에서 발생되는 소음이 커버(70)로 인해 차단될 뿐만 아니라, 흡수되기도 한다. 이를 위해 커버(70)의 재질로 흡음 기능을 하는 것을 사용하는데, 미세한 다공성 재질의 합성수지를 사용하여 커버(70)를 제조하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 방법을 통해, 릴레이에서 발생되는 소음을 다소 감소시키는 것을 목적으로 한다. 자동차의 헤드라이트에 사용되는 릴레이의 경우 90cm 떨어진 거리에서 52dB의 소음이 발생되는데 이를 45dB 이하로 줄일 수 있게 된다. 상기한 각 방법에 따른 소음 감소 효과를 표로 정리하면 다음과 같다(자동차 헤드라이트용 릴레이 기준).

본 발명에 따라 개선된 형상, 구조, 조합의 릴레이는 6~10dB 정도의 소음이 감소하는 것으로 나타났으며, 불필요한 릴레이의 동작, 복귀 소음을 감소됨을 알 수 있다.

본 발명은 릴레이의 구동에 따라 반복적인 접촉을 하는 가동철편, 판스프링, 스토퍼 등의 형상을 개선하여 릴레이의 동작에 따른 접촉 소음을 감소시키는 효과를 갖는다.

Claims (11)

1. 릴레이에 있어서,

   코일이 감기는 보빈부;

   상기 보빈부의 일부 면을 감싸는 요크;

   상기 보빈부의 타측면과 대면하여 위치하는 가동철편;

   상기 요크와 상기 가동철편에 부착되어, 상기 가동철편이 상기 보빈부에 대하여 가까워지거나 멀어지며 회동할 수 있도록 지지해주는 판스프링;

   상기 판스프링의 상기 가동철편측 일단에 형성되며 가동접점을 구비하는 가동접점부;

   상기 판스프링의 상기 가동접점부의 측방에 형성되는 걸림부;

   상기 가동접점부의 상기 가동접점과 마주보며 위치하는 고정접점; 및

   상기 코일에 전류가 흐르거나 멈춤에 따라 상기 가동접점부가 외측으로 이동되는 범위를 제한하도록 지지하는 스토퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정음형 릴레이.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가동철편은 회동 중심이 되는 기준부와, 회동되는 단부측의 회동부를 구비하고, 상기 가동철편의 외측면 상에는 상기 판스프링이 부착되며,

   상기 회동부 측으로는 상기 판스프링의 상기 가동접점부 및 상기 걸림부가 상기 회동부의 단부 경계보다 돌출되는 것을 특징으로 하는 정음형 릴레이.
3. 제 2 항에 있어서,

   돌출된 상기 가동접점부와 맞닿는 상기 가동철편의 회동부를 절개하여,

   상기 가동접점부와 맞닿는 상기 가동철편의 면적을 감소시킨 것을 특징으로 하는 정음형 릴레이.
4. 제 2 항에 있어서,

   돌출된 상기 걸림부와 맞닿는 상기 가동철편의 회동부를 절개하여,

   상기 걸림부와 맞닿는 상기 가동철편의 면적을 감소시킨 것을 특징으로 하는 정음형 릴레이.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 가동접점부는 마주보는 상기 고정접점 방향으로 근접하도록 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 정음형 릴레이.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 스토퍼는 상기 걸림부와 마주보고 위치하여 상기 걸림부가 상기 스토퍼에 의해 외측 방향으로의 회동이 제한되도록 하며,

   상기 걸림부는 상기 스토퍼 방향으로 근접하도록 절곡되어 있는 것을 특징으 로 하는 정음형 릴레이.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 스토퍼는 상기 보빈부에 일체로 형성되며, 상기 가동철편에 근접한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정음형 릴레이.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 가동철편의 두께를 감소시켜, 박형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 정음형 릴레이.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 요크, 상기 보빈부 및 상기 가동철편을 포함한 본체의 구성을 정음 특성의 커버를 사용하여 씌우는 것을 특징으로 하는 정음형 릴레이.
10. 제 2 항에 있어서,

    돌출된 상기 가동접점부와 맞닿는 상기 가동철편의 회동부에 홈부를 형성하여, 상기 가동접점부와 맞닿는 상기 가동철편의 면적을 감소시킨 것을 특징으로 하는 정음형 릴레이.
11. 제 2 항에 있어서,

    돌출된 상기 걸림부와 맞닿는 상기 가동철편의 회동부에 홈부를 형성하여, 상기 걸림부와 맞닿는 상기 가동철편의 면적을 감소시킨 것을 특징으로 하는 정음형 릴레이.

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