KR20120070723A - 전자식릴레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식릴레이에 관한 것이다. 본 발명의 외관과 골격을 하우징(10)이 형성한다. 상기 하우징(10)은 하부와 외측면중 상대적으로 면적이 넓은 외측면이 개방되어 형성된다. 상기 하우징(10)의 내부에는 내부공간(12)이 형성된다. 상기 개방된 외측면에 인쇄회로기판(20)이 내부공간(12)을 외부와 차폐한다. 상기 하우징(10)의 하부는 하부커버(24)에 의해 차폐된다. 상기 하우징(10)에는 상기 인쇄회로기판(20)의 설치를 위해 고정격벽(14)이 나란히 내부공간(12)의 내면을 따라 형성되어 기판설치부(16)을 형성한다. 상기 기판설치부(16)에는 상기 인쇄회로기판(20)의 가장자리가 삽입되어 고정된다. 상기 인쇄회로기판(20)의 하단은 상기 하부커버(24)에 형성된 기판안착채널(28)에 삽입된다. 상기 하부커버(24)에는 터미널(30)이 인서트몰딩되어 일체로 설치되는데, 상기 터미널(30)은 일단부가 상기 인쇄회로기판(20)에 솔더링되고 타단부가 상기 하부커버(24)를 관통하여 외부로 돌출된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 하우징(10)의 하면이 차지하는 면적이 최소화되어 전자식릴레이의 설치면적이 줄어들고 방열성능이 높아지는 이점이 있다.

Description

전자식릴레이{Solid state relay}

본 발명은 전자식릴레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판에 전류의 흐름을 단속할 수 있는 기능을 부여하여 전자식으로 동작되는 전자식릴레이에 관한 것이다.

릴레이는 일종의 스위치와 같은 것으로, 낮은 직류전압으로 보다 높은 전압 및 전류를 제어하는 것이다. 종래에는 상기 릴레이를 전자석의 원리를 사용하여 만들었다. 즉, 철심에 코일을 감고, 이에 전류를 흘리면 전자석이 되어 자기장을 발생시키고, 상기 코일이 감겨진 철심 근처에 이동가능하게 구비된 철편을 상기 자기장으로 이동시켜 스위칭작용이 발생하도록 하는 것이다. 이와 같이 철심에 코일을 감아 일종의 전자석을 만들어 동작되는 릴레이를 기계식 릴레이라고 한다.

이와 같은 기계식 릴레이는 철심에 코일을 감아야 하고, 철편의 이동을 위한 공간과 철편의 복귀를 위한 스프링의 설치 등에 많은 공간이 필요하므로, 그 크기가 크게 되는 문제점이 있다.

그리고 상기 철편이 이동하는 동작에서 동작소음이 발생하여 릴레이가 사용되는 제품에서 소음이 커지게 되는 문제점도 있었다.

또한, 릴레이는 그 크기가 퓨즈와 같은 다른 부품에 비해 커서 릴레이가 사용되는 제품의 크기가 커지는 문제점이 있다. 특히 릴레이가 안착되는 면적을 최소화하여야 릴레이가 사용되는 제품의 크기를 줄일 수 있다.

이와 같은 문제점들을 해결하기 위해 최근에 인쇄회로기판에 위에서 설명된 스위칭기능을 부여한 전자식릴레이를 제공하기 위해 많은 연구가 이뤄지고 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 최근의 요구를 만족시키기 위한 것으로, 스위칭기능이 부여된 인쇄회로기판을 사용하여 전자식 릴레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스위칭기능이 부여된 인쇄회로기판을 사용한 전자식 릴레이에서 발생하는 열을 외부로 보다 원활하게 배출할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 설치에 필요한 면적이 최소화된 전자식릴레이를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 내부공간이 형성된 육면체이고 외측면중 상대적으로 면적이 넓은 외측면과 하부가 개방되며 상기 개방된 외측면의 가장자리를 따라 내면에 기판설치부가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 기판설치부에 가장자리가 삽입되어 설치되어 상기 하우징의 개방된 외측면을 차폐하고 스위칭기능을 수행하는 인쇄회로기판과, 상기 하우징의 하부를 차폐하고 상기 인쇄회로기판의 일측변이 고정되는 하부커버와, 일단부가 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되고 타단부가 상기 하부커버를 관통하여 외부로 돌출되는 터미널을 포함하여 구성된다.

상기 인쇄회로기판에서 하우징의 외부로 노출되는 표면에는 금속플레이트가 더 구비된다.

상기 하우징에 형성되는 기판설치부는 상기 내부공간의 내면을 따라 3면에 걸쳐 소정의 간격을 두고 나란히 구비되는 고정격벽에 의해 형성된다.

상기 터미널은 상기 하부커버에 인서트몰딩에 의해 일체로 설치된다.

상기 하부커버에는 상기 인쇄회로기판의 일측 변이 안착되는 기판안착채널이 형성되는데, 상기 기판안착채널을 외부와 구획하는 외부격벽이 구비되어 상기 고정격벽과 협력하여 하우징의 일측 외면을 형성한다.

상기 하부커버에는 상기 하우징의 내부공간과 외부를 연통하게 적어도 두개의 관통공이 형성되어 내부공간으로 몰딩액을 주입할 수 있도록 한다.

상기 하우징의 하부 내면과 상기 하부커버의 하면 양측에는 서로 대응되게 걸이돌기와 안착홈이 형성되어 하우징에 하부커버가 결합된다.

본 발명에 의한 전자식릴레이에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명의 전자식릴레이에서는 인쇄회로기판 내에 스위칭기능이 내장되어 있으므로 동작소음이 전혀 발생하지 않게 되어 전자식릴레이가 사용되는 제품의 소음성능을 크게 높일 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명에서는 하우징의 일측면이 개방되고, 이에 인쇄회로기판의 일측 표면이 하우징의 외부로 노출되게 설치되므로 하우징의 내부에서 외부로 열의 배출이 보다 원활하게 이루어지게 된다. 따라서, 하우징 내부의 인쇄회로기판의 동작신뢰성이 일정하게 유지되는 효과도 있다.

그리고, 본 발명에서는 인쇄회로기판을 하우징의 횡단방향으로 설치하지 않고 하우징의 일측 외면을 형성하도록 세워서 설치하므로 전자식릴레이의 하면의 면적이 인쇄회로기판에 종속되지 않고 설계할 수 있게 된다. 따라서, 하우징의 하면의 면적이 최소화되므로 전자식릴레이의 설치에 필요한 면적을 최소화할 수 있게 되는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 전자식릴레이의 바람직한 실시예의 외관 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명 실시예의 구성을 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 하우징의 저면 사시도.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 하부커버와 터미널의 구성을 보인 사시도.

이하 본 발명에 의한 전자식릴레이의 바람직한 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도면들에 도시된 바에 따르면, 전자식릴레이의 외관을 하우징(10)이 형성한다. 상기 하우징(10)은 절연성 합성수지 재질로 육면체 형상으로 만들어진다. 상기 하우징(10)은 육면체 형상의 하부와 일측 외면이 개방되어 있다. 특히 하우징(10)의 측면중 가장 면적이 넓은 외면이 개방되어 있는데, 이에는 아래에서 설명될 인쇄회로기판(20)이 설치된다.

상기 하우징(10)의 내부에는 내부공간(12)이 형성된다. 상기 내부공간(12)은 아래에서 설명될 터미널(30)과 몰딩액이 위치되는 부분이다. 상기 내부공간(12)의 일측에는 고정격벽(14)이 형성된다. 상기 고정격벽(14)은 한쌍이 서로 나란히 상기 하우징(10)의 개방된 일측면의 가장자리를 따라 내부공간(12)에 형성된다. 상기 서로 나란히 형성된 고정격벽(14) 사이의 거리는 아래에서 설명될 인쇄회로기판(20)의 두께 정도로 된다. 상기 고정격벽(14)은 상기 하우징(10)의 개방된 일측면의 상단과 양측단을 따라 내부공간(12)의 내면에 형성된다. 상기 고정격벽(14)에 의해 형성되는 사이 공간은 기판설치부(16)가 된다. 상기 기판설치부(16)에는 아래에서 설명될 인쇄회로기판(20)의 가장자리가 삽입되어 설치된다.

상기 하우징(10)의 내부공간(12)의 내면 하단에는 걸이돌기(18)가 돌출되어 형성된다. 상기 걸이돌기(18)가 형성되는 부분은 상대적으로 면적이 작은 양쪽 외측면의 내부이다. 상기 걸이돌기(18)는 아래에서 설명될 하부커버(24)의 걸이홈(26)에 걸어진다.

인쇄회로기판(20)은 상기 하우징(10)의 기판설치부(16)에 설치된다. 상기 기판설치부(16)에는 상기 인쇄회로기판(20)의 3변이 각각 삽입되어 설치된다. 상기 인쇄회로기판(20)의 일측 표면에는 부품(22)들이 실장되어 있다. 상기 인쇄회로기판(20)의 타측 표면은 상기 하우징(10)의 외부로 노출된다. 물론, 상기 하우징(10)의 외부로 노출되는 인쇄회로기판(20)의 타측 표면에는 금속플레이트(도시되지 않음)가 구비될 수도 있다. 상기 금속플레이트는 인쇄회로기판(20)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 역할을 한다.

상기 인쇄회로기판(20)은 사각형의 판상으로 형성되는 것으로, 스위칭기능을 내장하고 있다. 상기 인쇄회로기판(20)는 아래에서 설명될 터미널(30)의 일단부가 솔더링되어 실장된다.

상기 하우징(10)의 하부에는 하부커버(24)가 장착된다. 상기 하우커버(24)는 상기 하우징(10)의 하부에 장착되어 내부공간(12)을 차폐하는 역할을 한다. 물론, 상기 하부커버(24)는 상기 인쇄회로기판(20)의 일측변과 아래에서 설명될 터미널(30)을 고정하는 역할도 한다.

상기 하부커버(24)는 절연성 합성수지재질로 만들어지는 것인데, 하면 양단부에 걸이홈(26)이 형성되어 있다. 상기 걸이홈(26)에는 상기 하우징(10)의 걸이돌기(18)가 안착되어 걸어진다.

상기 하부커버(24)의 상면 일측 변을 따라서는 기판안착채널(28)이 길게 형성된다. 상기 기판안착채널(28)에는 상기 인쇄회로기판(20)의 일측 변이 삽입되어 안착된다. 상기 기판안착채널(28)을 외부와 구획하기 위해 외부격벽(28')이 길게 형성된다. 상기 외부격벽(28')은 상기 하우징(10)의 고정격벽(14)과 협력하여 하우징(10)의 일측 외면을 형성한다. 이와 같이 외부격벽(28')과 고정격벽(14)이 있음으로 해서 상기 인쇄회로기판(20)은 하우징(10)의 외면에서 일정 깊이 들어간 위치에 있게 되어 외력이 직접 작용하는 것을 어느 정도 방지할 숭 lT다

상기 하부커버(24)를 상하로 관통하여서는 관통공(29)이 형성된다. 상기 관통공(29)은 몰딩액을 상기 하우징(10)의 내부공간(12)으로 주입할 수 있도록 하는 역할을 한다. 상기 관통공(29)은 두개가 형성되는데, 하나는 몰딩액이 주입되는 부분이고, 다른 하나는 몰딩액이 주입될 때, 내부공간(12)에 있는 공기가 외부로 배출되는 부분이다.

터미널(30)은 상기 인쇄회로기판(20)과 외부와의 전기적 연결을 위한 것이다. 상기 터미널(30)은 상기 하부커버(24)의 제작시에 인서트 몰딩되어 일체로 된다. 상기 터미널(30)은 본 실시예에서 4개가 사용된다. 상기 터미널(30)은 일단부가 상기 인쇄회로기판(20)에 연결되고, 타단부가 상기 하부커버(24)를 관통해서외부로 돌출된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 전자식릴레이가 조립되는 것과 사용되는 것을 상세하게 설명한다.

본 발명에서 상기 인쇄회로기판(20), 하부커버(24) 및 터미널(30)은 하나의 조립체로 되어 조립라인에 제공되고 상기 하우징(10)에 결합된다. 이를 위해 먼저 상기 하부커버(24)를 제조할 때, 인서트몰딩을 통해 상기 하부커버(24)에 상기 터미널(30)들이 일체가 되도록 한다.

다음으로, 상기 하부커버(24)의 기판안착채널(28)에 인쇄회로기판(20)의 일측변을 삽입하여 고정한다. 이 상태에서 상기 터미널(30)과 인쇄회로기판(20) 사이의 솔더링 작업을 수행한다. 상기 하부커버(24)는 솔더링작업시에 작용하는 열을 견딜 수 있는 재질로 만들어지는 것이 좋다.

이와 같은 과정을 통해 상기 하부커버(24)에 터미널(30)과 인쇄회로기판(20)이 일체로 조립되어 고정되면 하나의 조립체로 된다. 이 조립체를 상기 하우징(10)에 결합시키는 것이다.

즉, 상기 인쇄회로기판(20)을 상기 하우징(10)의 고정격벽(14) 사이에 형성된 기판삽입부(16)에 삽입되도록 하우징(10)의 하부에서부터 삽입한다. 상기 인쇄회로기판(20)이 상기 하우징(10)에 완전히 삽입되면 상기 하부커버(24)도 상기 하우징(10)의 하부에 설치된다. 특히, 상기 하부커버(24)의 걸이홈(26)에 상기 하우징(10)의 걸이돌기(18)가 안착되면 상기 하부커버(24)와 하우징(10)이 일체로 결합된다.

다음으로, 상기 하부커버(24)에 형성된 일측 관통공(29)을 통해 몰딩액을 상기 내부공간(12)으로 주입한다. 상기 관통공(29)을 통해 주입기를 삽입하여 몰딩액을 주입하면 상기 내부공간(12)의 내부에 몰딩액이 채워지는데, 상기 내부공간(12)에 있던 공기는 상기 타측 관통공(29)을 통해 빠져나가고 내부공간(12)의 내부에는 몰딩액이 채워진다. 상기 몰딩액이 상기 내부공간(12)의 내부에 채워지면, 상기 인쇄회로기판(20)의 일면과 하부커버(24)를 관통하는 터미널(30) 등은 몰딩액에 의해 둘러싸이게 되고, 상기 내부공간(12)으로 외부에서 수분 등이 들어갈 수 없다.

상기와 같이 조립된 전자식릴레이는 상기 다수개의 터미널(30)이 외부와 전기적으로 연결된 상태에서 동작된다. 즉, 전류가 흐르는 조건이 스위칭동작이 발생하도록 되면, 상기 인쇄회로기판(20)에서 스위칭동작이 일어나면서 전류의 흐름을 끊어주고 이어주는 동작을 하게 된다.

이와 같이 전자식릴레이가 동작되면, 상기 하우징(10) 내부에서 움직임이 발생하는 부품이 없으므로, 소음이 전혀 발생하기 않게 되어, 전자식릴레이가 사용되는 제품의 동작소음을 없애거나 줄일 수 있다.

특히, 본 발명의 전자식릴레이는 하우징(10)의 일측 외면, 즉 상대적으로 면적이 넓은 면이 개방되어 있고 이에 인쇄회로기판(20)이 설치된다. 상기 인쇄회로기판(20)의 일측 표면이 하우징(10)의 외부로 완전히 노출되어 있음으로 해서 보다 확실하게 열을 외부로 방출할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에서는 상기 하우징(10)의 형상에서 인쇄회로기판(20)이 설치되는 쪽이 가장 넓은 면적을 차지하고 하우징(10)의 하면과 상면 및 다른 외측면은 상대적으로 면적을 작게 할 수 있다. 특히, 하우징(10)의 하면이 인쇄회로기판(20)의 면적에 영향을 받지 않게 되므로, 전자식릴레이가 설치되는 면적을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들면, 상기 터미널(30)이 반드시 상기 하부커버(24)에 인서트몰딩되어야 하는 것은 아니다. 물론, 인서트몰딩에 의해 터미널(30)이 하부커버(24)에 일체로 되어 있으면 조립작업성이 향상되는 좋은 점이 있으나, 반드시 그러해야 하는 것은 아니다.

그리고, 상기 내부공간(12)에 반드시 몰딩액을 채워넣어야 하는 것은 아니다. 이는 전자식릴레이가 사용되는 환경이 전혀 수분을 고려할 필요가 없는 경우도 있을 수 있기 때문이다.

도시된 실시예에서는 하우징(10)에 걸이돌기(18)가 형성되고 하부커버(24)에 안착홈(26)이 형성되었으나, 걸이돌기(18)와 안착홈(26)은 서로 반대의 위치에 형성될 수도 있다.

10: 하우징 12: 내부공
14: 고정격벽 16: 기판설치부
18: 걸이돌기 20: 인쇄회로기판
22: 부품 24: 하부커버
26: 안착홈 28: 기판안착채널
28': 외부격벽 29: 관통공
30: 터미널

Claims (7)

1. 내부에 내부공간이 형성된 육면체이고 외측면중 상대적으로 면적이 넓은 외측면과 하부가 개방되며 상기 개방된 외측면의 가장자리를 따라 내면에 기판설치부가 형성된 하우징과,
   상기 하우징의 기판설치부에 가장자리가 삽입되어 설치되어 상기 하우징의 개방된 외측면을 차폐하고 스위칭기능을 수행하는 인쇄회로기판과,
   상기 하우징의 하부를 차폐하고 상기 인쇄회로기판의 일측변이 고정되는 하부커버와,
   일단부가 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되고 타단부가 상기 하부커버를 관통하여 외부로 돌출되는 터미널을 포함하여 구성되는 전자식릴레이.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄회로기판에서 하우징의 외부로 노출되는 표면에는 금속플레이트가 더 구비됨을 특징으로 하는 전자식릴레이.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 하우징에 형성되는 기판설치부는 상기 내부공간의 내면을 따라 3면에 걸쳐 소정의 간격을 두고 나란히 구비되는 고정격벽에 의해 형성됨을 특징으로 하는 전자식릴레이.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 터미널은 상기 하부커버에 인서트몰딩에 의해 일체로 설치됨을 특징으로 하는 전자식릴레이.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 하부커버에는 상기 인쇄회로기판의 일측 변이 안착되는 기판안착채널이 형성되는데, 상기 기판안착채널을 외부와 구획하는 외부격벽이 구비되어 상기 고정격벽과 협력하여 하우징의 일측 외면을 형성함을 특징으로 하는 전자식릴레이.
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부커버에는 상기 하우징의 내부공간과 외부를 연통하게 적어도 두개의 관통공이 형성되어 내부공간으로 몰딩액을 주입할 수 있도록 함을 특징으로 하는 전자식릴레이.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 하우징의 하부 내면과 상기 하부커버의 하면 양측에는 서로 대응되게 걸이돌기와 안착홈이 형성되어 하우징에 하부커버가 결합됨을 특징으로 하는 전자식릴레이.

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