KR20090074687A - 전기 스위치 - Google Patents

Abstract

구조(11)를 포함하는 전기 스위치가 개시되며, 전기 스위치에서, 교류의 정류 DC 전류에 의해 작동되고 영구 자석(2)들과 함께 결합되는 코일(1)들을 사용하며, 상기 코일(1)들과 상기 자석(2)들은, 강제 또는 페라이트 플레이트로 만들어지진 고정 코어(3)에서 평행하게 제공되며, 고정 코어는 상기 코일(1)들이 조립되는 크라운(4)과 다리(5)들을 포함하며, 다리를 통하여, 코일(1)들에 의해 유도된 자류 뿐만 아니라 영구 자석(2)으로부터의 자류가 순환하며, 코일(1)은 공급 라인(12)을 통하여 공급된다.

전기 스위치, 영구 자석, 고정 코어, 코일,

Description

전기 스위치{ELECTRIC SWITCH}

본 발명은 대체로 전기 설비에서 사용되는 형태의 전기 스위치에 관한 것이다. 본 발명의 전기 스위치는 강판 고정 코어와 동시에 영구 자석의 사용과 전기 코일을 결합한다는 사실에 의해 종래의 스위치와 구별된다.

대체로 공지된 바와 같이, 고정 접점들에 개재된 전기 접점을 견인하는 가동 부품의 변위력을 증가시켜, 회로를 폐쇄하고 스위치의 활성화를 결정하는 기계적인 실행을 가능하게 하도록 스위치 자체에 통합된 코일에 의해 만들어지는 자기장의 발생을 사용하는 전기 스위치의 형태가 있다. 이러한 스위치 형태은 소위 "E" 형 코어 및 "U"형 코어로 지칭되는 2개의 구조적 구성을 기본적으로 가질 수 있다.

수동으로, 전기적으로, 또는 전자기적으로 작동되는 이러한 스위치 형태는 전기 접점을 결합된 상태로 유지하는 효과를 얻도록 코일의 흡인력(force of attraction)에 의존하고, 상기 결합력은 스위치의 물리적 크기의 함수로 특정 치수로 만들어지며, 또한 부하에 의해 영향을 받으며, 즉 스위치는 부하에 의해 동작하게 된다.

그러므로, 상기되고 종래의 기술에 속하는 형태의 새로운 스위치 모델의 개발은, 특정 방식에 있어서 다양하고 상이한 파라미터에 한정되고 제한되며, 그 중에서 가장 중요한 것이 스위치를 통과하게 되는 부하와, 현재의 기술에 따라서, 사실 장치의 물리적 치수의 감축을 방지한다는 사실이다.

이러한 전후 관계 내에서, 본 발명의 목적은 전기 접점을 폐쇄하는 가동성 부품의 흡인을 촉진하도록 사용되는 자기장을 발생시키도록 전기 코일을 사용하는 형태의 전기 스위치를 촉진하는데 있으며, 상기 스위치는 상기 가동 부품의 흡인력의 자연적인 증가를 촉진하는 보조 수단을 통합하는 것에 의해 개선된다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기된 바와 같은 전기 코일을 사용하는 형태의 전기 스위치를 제공하는데 있으며, 전기 회로를 폐쇄하는 가동 부품의 자연적인 흡인력에서의 증가를 촉진하는 보조 수단을 통합한다는 사실은 제조 및 판매 비용 감축이라는 점에서 명백한 이득과 함께 스위치의 물리적 치수에서의 감축을 허용한다.

본 발명의 개선된 전기 스위치는 다음의 도면으로부터 그 모든 상세함이 더욱 이해될 수 있다.

도 1은 "E"형 양식에서 "작동(enabled)" 모드에 있는 개선된 스위치의 개략도.

도 2는 도 1에 도시된 스위치의 개략 평면도.

도 3은 "비작동(disabled)" 상태로 도시된 제안된 스위치를 도시한 도면.

도 4는 "U"형 양식에서 "작동" 상태로 있는 개선된 스위치의 개략도.

도 5는 도 4에 도시된 스위치의 개략 평면도.

도 6은 "비작동" 상태로 도시된 도 4 및 도 5에서 제안된 스위치를 도시한 도면.

도 7 및 도 8은 당해 스위치의 변형예를 도시한 도면으로서, 도 7은 "비작동" 상태, 도 8은 "작동" 상태에 있는 스위치를 도시한 도면.

상기된 도면에 따라서, 본 발명의 목적으로 하는 개선된 스위치에서, 교류 및 정류 DC 전류와 영구 자석(2)들과 함께 작동되는 코일(1)이 사용되고, 코일(1)들과 자석(2)들은 강 또는 페라이트 플레이트로 만들어진 고정 코어(3)에서 평행하게 제공되며, 고정 코어는 크라운(4, crown, 코일(1)들이 고정됨)과 다리(5, leg)들로 만들어지고, 코일(1)들에 의해 유도된 자류(magnet flow)뿐만 아니라 영구 자석(2)들로부터의 자류는 다리들을 통해 순환하고, 대체로 F로서 지시된 이러한 자류의 세트는 "아마추어 갭(6)" 사이의 공간을 교차한다.

마찬가지로, 자석(2)들은 본 발명을 도시하는 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 코일(1)들과 평행하게 코어(3)의 다리(5)들 사이에 제공된다.

상기된 코어(3)에서, 자석(2)들의 자류 방향 및 자석의 극성들은 코일(1)들의 자류 방향 및 극성과 동일하며, 코일(1)들이 활성화될 때(도 1 및 도 4 참조), 2개의 자류(F, 코일들과 자석들로부터의)들은 동일한 극성을 가져서, 코일들과 자석들을 서로 밀어내고, 그러므로, 상기 자류(F)들은 "작동" 상태에 있는 스위치(그 2개의 형태로 있는)를 나타내는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 아마추어 갭(6) 공간을 통해 가동성 아마추어(7)의 방향으로 이동한다.

코어의 극성 영역에서의 두 자류(코일들과 자석들로부터)를 결합하는 것으로, 아마추어 갭(6)들 사이의 공간이 폐쇄될 때까지 가동성 아마추어(7)를 이동시키는 흡인력은 단지 코일(1)들 만으로 얻어지는 흡인력보다 상당히 크고, 힘의 두배보다 큰 값에 도달한다. 즉, 극성 영역에서의 코일들 자체의 자기 자류(F)를 만들도록 코일(1)들에 의해 통상 채택되는 동일한 에너지로, 자석(2)들로부터의 자기 자류(F)가 또한 얻어지며, 그러므로 스위치의 동작에 필요한 흡인력을 통상 얻어지는 것의 2배까지 증가시킨다.

스위치가 그 "작동" 상태에 있을 때, 아마추어 갭(6)은 폐쇄하고, 고정 전기 접점(9) 및 가동 전기 접점(10)은 접합되고, 그러므로 부하 전류가 통과하는 것을 허용한다.

한편, 스위치의 코일(1)이 비작동인 동안, 코일(1)들 자체에 의해 만들어진 힘 뿐만 아니라, 자석(2)들에 의해 생성된 자기력과 결합된 힘은 소멸하고, 이 상태에서, 가동성 아마추어(7)는 가동성 아마추어(7)에 연결된 복귀 스프링(8)으로부터의 힘을 사용하여 본래의 위치로 복귀하고, 이러한 사실에 의해, 전기 접점(9, 10)들의 당연한 비작동으로 아마추어 갭(6) 공간이 다시 한번 생성하여, 부하 전류의 순환을 차단한다.

코일(1)들이 비작동일 때, 자석(2)들로부터의 자류는 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 환상체(toroid) 또는 폐쇄된 회로 구성으로 들어가고, F1으로서 지시된 자류 형태가 스위치를 전체적으로 "비작동" 상태로 진입시킨다.

본 명세서에 개시된 스위치는, 코일(1)들에 의해 발생된 자류와 결합된 영구 자석(2)들로부터의 자류를 사용하는 것에 의하여, 상기된 코일들을 작동시키도록 통상 사용되는 동일한 전력의 전류값으로 상당히 큰 작동력을 얻는 것이 가능하다는 사실로로 인하여 종래의 스위치 이상의 이점을 가진다.

본 명세서에 개시된 스위치는 도 1, 도 2, 및 도 3에 개시된 "E"형 구성 및 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 "U"형 구성의 2개의 기본 구성 형태를 가질 수 있다.

코일(1)들과 영구 자석(2)들에 의해 발생된 자류를 결합하는 특징은 종래의 스위치(또한 "선형 액추에이터"로서 공지됨)와 비교될 때 상기 장치들이 감소된 크기 및 흡인력에 있어서 큰 유효성으로 물리적으로 치수화되는 것을 허용한다.

본 발명을 도시한 도면은 또한, 도면 부호 11로 지시된 스위치, 도면 부호 12로 지시된 코일(1)들의 공급부, 및 도면 부호 13으로 지시된 가동 접점의 공급부를 도시한다.

도 7 및 도 8은 당해 스위치의 변형예를 도시하며, 스위치는 전파 정류 전류 또는 반파 정류 전류, 또는 여전히 직류(DC) 전류로 작동하며, 상기 스위치는 그 크라운 부분에 코일(1)을 가지는 "d" 및 "U" 형상으로 가동성 아마추어(7)와 고정 코어(3)에 의해 형성되고, 코일(1)은 상기 고정 코어(3)의 다리들 사이에 위치된 영구 자석(2)과 평행하며, 영구 자석(2)은 단면 영역을 가진다. 가동성 접점(7)은, 링의 형상을 가지며 상기 가동성 아마추어(7) 뒤에 위치되는 코일(14)의 코어로서 작동하는 강제(steel) 로드(7A)를 가진다.

가동성 아마추어(7)는 부하 전류가 필요할 때 고정 코어(3)로부터 일정 거리 에서 가동성 아마추어를 자연적으로 유지하는 한 세트의 복귀 스프링(8)을 통합한다.

그러므로, 스위치가 "개방" 상태에 있을 때, 영구 자석(2)의 자류는 십자(cross) 구성으로부터 직접 폐쇄된 자기 경로에 있으며, 그러므로, 자류는 환형체 조건 또는 상태(도 7에 도시된 바와 같은)에 있으며, 극들과 아마추어 갭(6)에는 자류가 존재하지 않는다.

고정 코어(3)의 코일(1)에 아마추어 갭(6)에서 자류를 만들기에 충분한 전류가 인가될 때, 상기 영구 자석(2)의 자류는 또한 환상체의 외측으로 강제로 밀려서 아마추어 갭(6)을 향하여, 자석과 코일로부터의 자류의 밀도에 비례하는 흡인력을 만들며, 그러므로, 가동성 아마추어(7)와 스프링(8, 탄성)을 강제로 밀어낼 수 있는 자류들의 두 밀도에 비례하는 자기 흡인력을 생성하며, 가동성 접점(10)이 고정 접점(9)을 접촉하는 것을 결정하며, 전류가 특정 저항으로 통과하는 것을 허용한다. 그러므로, 바로 이 순간에, 상기 전기 접점(9, 10)이 폐쇄될 때, 고정 코어(3)로부터의 전류는 해제되고(demobilized), 이 때, 고정 코어와 접촉하는 방향으로 있는 가동성 아마추어(7)로 인하여, 상기 영구 자석으로부터(코어가 있는 상기 십자 구성으로부터)의 자류는 부분적으로 상기 자류에 거의 동등하게 만들어지고, 그러므로, 도 8에 도시된 바와 같이 폐쇄된 자기 회로를 "8"자 형상으로 형성한다.

상기 영구 자석으로부터의 이러한 자류가 가동성 아마추어(7)에 직접 관련된 회로에서 폐쇄한다는 사실로 인하여, 영구 자석은 고정 코어(3)의 극들에 연결된 상태로 상기 가동성 아마추어를 유지하는데 충분한 자기력을 가지며, 그러므로, 일 정하지 않은 시간 동안 전류가 통과하는 것을 허용하도록 전기 접점을 폐쇄된 상태로 유지하며, 따라서, 이 상태에서, 스위치는 접점들을 폐쇄된 상태로 유지하는데 전력을 소비하지 않는다.

실제로, 상기 저항 전류가 충분하지 않을 때, 저항 전류는 로드(7A)를 흡인하는 자기 밀도를 만드는데 충분한 전류에 의해 로드(7A) 뒤에 위치된 링의 형상으로 하는 코일(14)에 의해 차단될 수 있으며, 그러므로, 동시에, 고정 코어(3)의 극들로부터 그 본래의 개방 상태로 분리하도록 상기 가동성 아마추어(7)를 강제로 밀어낸다.

이러한 스위치의 특징은, 상기 코일의 자류가 홀로 작용할 때, 스위치가 아마추어 갭에서의 보다 큰 흡인력을 만들도록 코일의 자류와 함께 자석의 자류을 사용한다는 사실로 이루어진다.

이러한 스위치의 또 다른 특징은 스위치가 "폐쇄" 상태에 있을 때, 상기 자류가 폐쇄되고 가동성 아마추어에 직접 관련된 회로를 가져서, 스위치 작업을 폐쇄된 상태로 유지하기 때문에, 전기 접점들이 전력을 소비하지 않고 저항 전류가 통과하는 것을 허용할 수 있다는 것이다.

이러한 스위치의 또 다른 특징은, 아마추어 갭(6)을 폐쇄하기 위해 가동성 아마추어(7)를 강제로 밀어내도록 전원이 고정 코어(3)의 코일(14)에 인가될 때와, 고정 코어(3)로부터 개방 상태의 그 본래의 위치로 훨씬 멀리 이동하도록 상기 가동성 아마추어(7)를 강제로 밀어내도록 코일(14)에 전원이 인가될 때, 단지 짧은 시간 동안에만 전력을 소비한다는 것이다. 이러한 스위치에서, 고정 코어(3)의 코 일(14)은 스위치가 긴 시간 동안 "폐쇄" 상태로 있을 때 전력을 소비하지 않고, 상기 코일은 또한 상기 가동성 아마추어(7)에 고정된 자석으로부터의 자류가 전기 코일에서 관찰되는 어떠한 변동없이 균일하게 상기 고정 코어(3)의 극에 강하게 링크된다는 사실로 인하여 길어야만 한다. 이러한 스위치에서, 상기 전기 접점들은 이러한 이유 때문에 영구 및 균일한 접점을 가지며, 이는 스위치의 수명을 증가시킬 수 있다.

이러한 경우에, 영구 자석인 상기 스위치에 추가의 힘을 준다는 사실로 인하여, 가동성 아마추어는 상기 아마추어 갭(6)을 보다 신속하게 폐쇄하게 되고, 그러므로 접점들에서의 스파크를 방지하고, 따라서 스위치에 보다 긴 수명을 준다.

Claims (12)

1. 고정 코어(3)가 강제 또는 페라이트 플레이트로 만들어지고 가동성 아마추어(7)의 조립체를 수용하며, 고정 접점(9)들과의 회로를 폐쇄할 것 같은 가동성 접점(10)들이 배열되고, 스위치 오프로 아마추어 갭(6) 공간을 유지하는 적어도 하나의 복귀 스프링(8)이 상기 코어(3)와 상기 가동성 아마추어(7) 사이에 있으며, 상기 가동성 접점(10)들은 지지부(13)에 배열되고, 상기 코어(3)는 크라운(4)과 다리(5)를 포함하고, 상기 다리를 통해 자류가 순환하는, 통상적인 구조(11)를 포함하는 전기 스위치에 있어서,

   교류의 정류 DC 전류에 의해 작동되고 영구 자석(2)들과 함께 결합되는 코일(1)들을 사용하며, 상기 코일(1)들과 상기 자석(2)들은, 강제 또는 페라이트 플레이트로 만들어진 고정 코어(3)에서 평행하게 제공되며, 상기 고정 코어는 상기 코일(1)들이 조립되는 크라운(4)과 다리(5)들을 포함하며, 상기 다리를 통하여, 상기 코일(1)들에 의해 유도된 자류 뿐만 아니라 상기 영구 자석(2)으로부터의 자류가 순환하며, 상기 코일(1)은 공급 라인(12)을 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 코일(1)들뿐만 아니라 상기 영구 자석(2)에 의해 발생되는 자류(F)의 세트는 스위치가 작동될 때 상기 "아마추어 갭(6)의 공간을 교차하는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 자석(2)들은 상기 코일(1)들과 평행하게 상기 코어(3)의 상기 다리(5)들 사이에 조립되는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 코어(3)에서, 상기 자석(2)들의 자류 방향 및 극성은 상기 코일(1)들의 자류 방향 및 극성과 동일하며, 상기 코일(1)이 작동될 때, 상기 코일(1)들 및 상기 자석(2)들로부터의 두 자류(F)들은 동일한 극성을 가져서 상기 코일과 상기 자석을 밀어내고, 상기 아마추어 갭(6) 공간을 통해 상기 가동성 아마추어(7)로 상기 자류(F)를 향하게 하므로 "작동" 스위치의 상태를 결정하며, 상기 코어의 극성 영역들에서 두 자류(F)를 결합시에, 상기 아마추어 갭(6)들 사이의 상기 공간이 폐쇄될 때까지 상기 가동성 아마추어(7)를 이동시키는 흡인력이 유지되는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 스위치가 "작동" 상태에 있을 때, 상기 아마추어 갭은 폐쇄되고, 이 때, 고정 전기 접점(9)과 가동성 전기 접점(10)이 접합되어, 부하 전류를 통과시키는 전기 스위치.
6. 제 4 항에 있어서, 역으로, 상기 스위치의 코일(1)들이 비작동일 때, 상기 코일 자체에 의해 만들어진 힘뿐만 아니라 상기 자석(2)들에 의해 발생된 자기력과의 결합된 힘은 소멸하고, 이 상태에서, 상기 가동성 아마추어(7)는 상기 가동성 아마추어에 링크된 복귀 스프링(8)의 힘을 사용하여 그 본래의 위치로 복귀하고, 그러므로, 상기 아마추어 갭(6) 공간을 생성하여 상기 전기 접점(9, 10)들이 비작동으로 되어, 부하 전류의 순환을 차단하는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 코일(1)들이 비작동일 때, 상기 자석들로부터의 자류는 환형체 또는 폐쇄된 회로 구성으로 진입하고, F1으로 지시된 이러한 자류는 대체적으로 스위치를 "비작동" 상태로 진입시키는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치는 "E"형 구성을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치는 "U"형 구성을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치는 전파 정류 전류 또는 반파 정류 전류, 또는 여전히 직류(DC) 전류로 작동하는 스위치를 포함하며, 상기 스위치는 크라운 부분에 상기 코일(1)을 가지는 "d" 및 "U" 형상으로 가동성 아마추어(7)와 고정 코어(3)에 의해 형성되고, 상기 코일(1)은 상기 고정 코어(3)의 다리들 사이에 위치된 영구 자석(2)과 평행하며, 상기 영구 자석(2)은 단면 영역을 가지며, 가동성 아 마추어(7)는, 링의 형상을 가지며 상기 가동성 아마추어(7) 뒤에 위치되는 코일(14)의 코어로서 작동하는 강제 로드(7A)를 가지며, 상기 가동성 아마추어(7)는 부하 전류가 필요할 때 상기 고정 코어(3)로부터 일정 거리에서 가동성 아마추어를 자연적으로 유지하는 한 세트의 복귀 스프링(8)을 통합하는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 스위치가 "개방" 상태에 있을 때, 상기 영구 자석(2)으로부터의 자류는 십자 구성으로부터 직접 폐쇄된 자기 경로에 있으며, 그러므로, 상기 자류는 환형체 조건 또는 상태에 있으며, 극들과 상기 아마추어 갭(6)에는 자류가 존재하지 않으며, 상기 고정 코어(3)의 코일(1)에 아마추어 갭(6)에서 자류를 만들기에 충분한 전류가 인가될 때, 상기 영구 자석(2)으로부터의 자류는 또한 환상체의 외측으로 강제로 밀려서 상기 아마추어 갭(6)을 향하고, 상기 자석과 상기 코일로부터의 자류의 밀도에 비례하는 흡인력을 만들며, 그러므로, 상기 가동성 아마추어(7)와 상기 스프링(8, 탄성)을 강제로 밀어낼 수 있는 자류들의 밀도에 비례하는 자기 흡인력을 생성하며, 상기 가동성 접점(10)이 상기 고정 접점(9)을 접촉하는 것을 결정하며, 전류가 특정 저항으로 통과하는 것을 허용하며, 그러므로, 바로 이 순간에, 상기 전기 접점(9, 10)들이 폐쇄될 때, 상기 고정 코어(3)로부터의 전류는 해제되고, 이 때, 상기 고정 코어와 접촉하는 방향으로 있는 상기 가동성 아마추어(7)로 인하여, 상기 영구 자석으로부터(코어가 있는 상기 십자 구성으로부터)의 자류는 부분적으로 상기 자류에 거의 동등하게 만들어지고, 폐 쇄된 자기 회로를 "8"자 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 영구 자석이 상기 가동성 아마추어(7)에 직접 관련된 회로에서 폐쇄할 때 상기 고정 코어(3)의 극들에 연결된 상기 가동성 아마추어를 유지하는데 충분한 자기력을 가지므로, 일정하지 않은 시간 동안 전류가 통과하는 것을 허용하도록 상기 전기 접점들을 폐쇄된 상태로 유지하며, 그러므로, 이 상태에서, 상기 스위치는 상기 접점들을 폐쇄된 상태로 유지하는데 전력을 소비하지 않으며, 상기 저항 전류는 필요하지 않고, 상기 저항 전류는 로드(7A)를 흡인하는 자기 밀도를 만드는데 충분한 전류에 의해 상기 로드(7A) 뒤에 위치된 링의 형상으로 하는 코일(14)에 의해 차단될 수 있으며, 그러므로, 동시에, 상기 고정 코어(3)의 극들로부터 그 본래의 개방 상태로 분리하도록 상기 가동성 아마추어(7)를 강제로 밀어내는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.

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