KR20160050425A

KR20160050425A - 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치

Info

Publication number: KR20160050425A
Application number: KR1020140148521A
Authority: KR
Inventors: 이재옥; 김태홍; 이경호
Original assignee: 대성전기공업 주식회사
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-05-11
Also published as: KR101681966B1

Abstract

본 발명은 적어도 하나 이상의 가동접점을 가지는 가동접점 스프링; 상기 가동접점과 대향하는 위치에 배치되는 적어도 하나 이상의 고정접점을 가지는 고정단자 어셈블리; 상기 가동접점과 상기 고정접점 간의 통전을 위해 상기 고정접점과 가동접점을 서로 접촉시키기 위하여 상기 가동접점 스프링에 구동력을 제공하는 엑츄에이터; 상기 가동접점 스프링, 상기 고정단자 어셈블리 및 상기 엑츄에이터를 지지,고정하는 베이스 플레이트; 및 이들을 내부에 수용하는 하우징;을 포함하고, 상기 가동접점 스프링은, 그 일단에 적어도 하나 이상의 가동접점이 배치되고, 타단은 상기 베이스 플레이트에 고정되어 상기 엑츄에이터의 구동력에 따라 상기 고정된 타단을 중심으로 발생하는 스윙 모션에 응하여 상기 고정접점과 상기 가동접점을 서로 접촉하고, 개리시키는 탄성 도체판으로 이루어지고, 상기 엑츄에이터는, 내부에 중공을 갖는 보빈과, 이 보빈에 감겨 있는 코일과 상기 코일에 흐르는 전류에 의해 요동하는 코어와, 상기 보빈을 수용하는 코일 케이스를 포함하는 전자석 블록으로 구성되고, 상기 고정단자 어셈블리는, 상기 적어도 하나 이상의 고정접점이 배치되는 제1 면과 이 제1 면에 대해 수직으로 꺽여서 상기 베이스 플레이트에 고정되는 제2 면을 갖는 단면이 "ㄱ"자 형상인 고정 터미널 단자와, 상기 가동접점 스프링의 타단과 겹쳐져서 결합되는 제1 면과 이 제1 면에 대해 수직으로 꺽여서 상기 베이스 플레이트에 고정되는 제2 면을 갖는 단면이 "ㄱ"자 형상인 가동 터미널 단자를 구비하고, 미리 결정된 접점 갭을 형성할 수 있도록 상기 고정 터미널 단자는 상기 가동 터미널 단자에 비해 상대적으로 낮은 위치에 배치되고, 상기 엑츄에이터는 상기 고정 터미널 단자와 상기 가동 터미널 단자 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 개시한다.

Description

코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치{CANTILEVER TYPE RELAY DEVICE WITH MOVABLE CORE}

본 발명은 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외팔보 타입으로 배치된 고정접점 및 가동접점이 가동코어의 구동에 의해 개폐되는 구조를 가진 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 관한 것이다.

릴레이 장치는 입력신호가 어떤 값에 도달하였을 때 작동하여 다른 전기회로를 개폐하는 스위칭 기구로서, 작동 방식에 따라 접점식 릴레이, 서멀(Thermal) 릴레이, 압력식 릴레이, 광 릴레이 등으로 구분된다.

또한, 자동차, 산업자동화 제어기기 등 각종 산업분야에 널리 사용되고 있는 접점식 릴레이는 크게 래터(Ladder) 타입 릴레이와 외팔보(Cantilever) 타입 릴레이로 세분될 수 있다.

래더 타입 릴레이는 고정접점에 대하여 적어도 한 쌍의 가동접점이 동시에 직선운동하여 접점의 개폐가 이루어지는 릴레이로서, 큰 자기력에 의해 접점이 구동되므로 대전류의 부하 제어용으로 널리 사용된다. 래더 타입 릴레이와 관련된 기술은 예컨대, 한국공개특허공보 제2010-0125806호에 게재되어 있다.

한국공개특허공보 제2010-0125806호는 고정접점과, 이 고정접점과 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동접점과, 이 가동접점을 구동시키는 전기 액츄에이터를 포함하여 구성되고, 이 전기 액츄에이터는 자기력을 발생시키는 코일과, 이 코일의 내부에 배치되는 고정코어와, 이 고정코어에 대해 접근 및 이격되게 배치되는 가동코어와, 이 가동코어보다 낮은 경도를 가지고 주변에 배치되어 이 가동코어의 이동시 충격을 완화시키는 완충부를 구비한 것을 특징으로 하는 래더 타입의 릴레이를 개시하고 있다.

그러나, 래더 타입 릴레이는 가동접점이 동시에 모두 고정접점과 접촉하여 통전이 이루어져야 하므로 접촉 불량률이 높고, 적어도 세 개의 접촉편이 릴레이 내에 배치되는 구조로 인해 장치가 복잡하고 소형화가 곤란한 단점이 있다.

한편, 외팔보 타입 릴레이는 고정접점에 대하여 하나의 가동접점이 호형으로 회동운동하여 접점의 개폐가 이루어지는 릴레이로서, 래더 타입 릴레이에 비해 간소한 형태로 제작될 수 있는 장점이 있다. 외팔보 타입 릴레이와 관련된 기술은 예컨대, 일본 공개실용신안공보 평5-27942호에 게재되어 있다.

일본 공개실용신안공보 평5-27942호는 가동접점 스프링과 아마추어 사이에 탄성체를 구비하여 아마추어의 진동에 기인하는 동작음을 작게 하는 것을 특징으로 하는 외팔보 타입의 전자계전기를 개시하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 외팔보 타입 릴레이는 코일이 권선된 보빈 내에 코어가 고정되고, 이 코어에 대하여 아마추어를 이동시켜서 접점을 개폐하도록 구성되므로 큰 자기력이 요구되는 대전류의 부하 제어용으로는 부적합한 것으로 알려져 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 소형화가 가능하면서도 가동접점에 대한 구동 효율을 향상시킬 수 있는 구조를 가진 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 코어의 이동성을 향상시킬 수 있는 구조를 가진 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고정접점과 가동접점 간의 개폐 시 발생하는 기계적 충격에 따른 진동 및 소음을 억제할 수 있는 구조를 가진 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고정접점과 가동접점 간의 개폐 시 발생하는 아크(Arc)를 소호할 수 있는 구조를 가진 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고정접점과 가동접점 간에 신속한 개리가 이루어질 수 있는 구조를 가진 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고정접점과 가동접점 간의 접촉 불량을 방지할 수 있는 구조를 가진 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 적어도 하나 이상의 가동접점을 가지는 가동접점 스프링; 상기 가동접점과 대향하는 위치에 배치되는 적어도 하나 이상의 고정접점을 가지는 고정단자 어셈블리; 상기 가동접점과 상기 고정접점 간의 통전을 위해 상기 고정접점과 가동접점을 서로 접촉시키기 위하여 상기 가동접점 스프링에 구동력을 제공하는 엑츄에이터; 상기 가동접점 스프링, 상기 고정단자 어셈블리 및 상기 엑츄에이터를 지지,고정하는 베이스 플레이트; 및 이들을 내부에 수용하는 하우징;을 포함하고, 상기 가동접점 스프링은, 그 일단에 적어도 하나 이상의 가동접점이 배치되고, 타단은 상기 베이스 플레이트에 고정되어 상기 엑츄에이터의 구동력에 따라 상기 고정된 타단을 중심으로 발생하는 스윙 모션에 응하여 상기 고정접점과 상기 가동접점을 서로 접촉하고, 개리시키는 탄성 도체판으로 이루어지고, 상기 엑츄에이터는, 내부에 중공을 갖는 보빈과, 이 보빈에 감겨 있는 코일과 상기 코일에 흐르는 전류에 의해 요동하는 코어와, 상기 보빈을 수용하는 코일 케이스를 포함하는 전자석 블록으로 구성되고, 상기 고정단자 어셈블리는, 상기 적어도 하나 이상의 고정접점이 배치되는 제1 면과 이 제1 면에 대해 수직으로 꺽여서 상기 베이스 플레이트에 고정되는 제2 면을 갖는 단면이 "ㄱ"자 형상인 고정 터미널 단자와, 상기 가동접점 스프링의 타단과 겹쳐져서 결합되는 제1 면과 이 제1 면에 대해 수직으로 꺽여서 상기 베이스 플레이트에 고정되는 제2 면을 갖는 단면이 "ㄱ"자 형상인 가동 터미널 단자를 구비하고, 미리 결정된 접점 갭을 형성할 수 있도록 상기 고정 터미널 단자는 상기 가동 터미널 단자에 비해 상대적으로 낮은 위치에 배치되고, 상기 엑츄에이터는 상기 고정 터미널 단자와 상기 가동 터미널 단자 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치를 제공한다.

상기 엑츄에이터는 상기 고정 터미널 단자와 상기 가동 터미널 단자 사이의 중심에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치는 상기 엑츄에이터의 코일에 흐르는 전류가 턴-오프되었을 때, 상기 코어를 원래의 위치로 복원시키기 위한 복원력을 발생시키는 코어 복원수단을 더 포함할 수 있다.

상기 코어 복원수단은, 상기 코어의 헤드부에 인접하게 감겨 있는 코일 스프링과, 상기 코어의 꼬리부의 하단에 배치되는 판 스프링을 포함할 수 있다.

상기 코어는 헤드부와, 상기 헤드부를 지지하는 몸체부와, 상기 헤드부와 몸체부 사이에 위치한 목부를 포함하고, 상기 코어의 헤드부와 상기 몸체부 사이에는 코일 스프링이 감겨 있는 것이 바람직하다.

상기 판 스프링은 얇은 플레이트 형상의 몸체부와, 이 몸체부의 중심부에서 상기 몸체부로부터 분리되어 연장되는 접편 스프링부를 포함할 수 있다.

상기 판 스프링의 몸체부는 양 끝단에 배치되어 상대적으로 넓은 폭을 갖는 날개부와 이 날개부 사이에 개재되어 상대적으로 작은 폭을 갖는 연결부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 접편 스프링부는 상기 연결부의 대략 중심에서 밑으로 소정 각도 꺽여져 연장되는 제1 경사부와, 상기 제 1 경사부로부터 상기 연결부와 대략 평행하게 연장되는 평면부와, 상기 평면부로부터 밑으로 소정 각도 꺽여져 연장되는 제 2 경사부를 포함할 수 있다.

상기 판 스프링의 스프링 복원력을 상기 코어의 몸체부에 매개하여 전달하기 위한 코어 핀;을 더 포함할 수 있다.

상기 코어 핀은 둥근 기둥 형상인 것이 바람직하다.

상기 코일 케이스의 하단면에는 상기 코어 핀을 수용하기 위한 수용 홀이 형성되어 있고, 상기 수용 홀의 직경은 상기 코어 핀의 직경 보다 크며, 상기 코어 핀에는 상기 코어 핀이 상기 코일 케이스의 내부로 이탈하지 않도록 억제하기 위하여 상기 수용 홀 보다 큰 직경을 갖는 스톱퍼 링이 결합되어 있는 것이 바람직하다.

상기 코어 핀이 상기 코어의 몸체부와 접촉하는 머리부는 그 표면이 라운드져 있는 것이 바람직하다.

상기 코어 핀이 상기 판 스프링과 접촉하는 꼬리부는 그 표면이 평평한 것이 바람직하다.

상기 보빈의 중공의 내면에는 비자성체 재질의 코어 가이드부가 코팅되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치는 상기 엑츄에이터의 구동력이 턴-오프됨에 따라 스프링 복원력에 의해 상기 가동접점이 고정접점으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링이 관성 모멘트로 인해 과도하게 진동하는 것을 방지하기 위해 상기 가동접점 스프링의 진동을 억제하는 진동 억제수단;을 더 포함할 수 있다.

상기 진동 억제수단은, 상기 탄성 도체판의 상기 일단으로부터 상기 고정접점과 상기 가동접점의 컨택트 포인트보다 더 길게 연장되는 진동 흡수판과; 상기 진동 흡수판의 상부 소정 영역에 배치되어 상기 진동 흡수판을 자력으로 붙잡는 상부 자석부재를 포함할 수 있다.

상기 가동접점 스프링은 상기 일단에서 상기 타단으로 연장되는 도체판으로서, 상기 베이스 플레이트에 고정되는 고정부와 이 고정부로부터 갈라져서 분리되어 연장되는 적어도 2개 이상의 가동 스프링부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 가동 스프링부의 상기 일단 끝 부분에 각각 가동접점이 배치되고, 상기 진동 흡수판은 상기 가동 스프링부의 일단 끝 부분에 각각 연결되는 별개의 금속판인 것이 바람직하다.

상기 진동 흡수판은 상기 가동접점에 의해 접점 조임 방식으로 상기 가동 스프링부에 연결될 수 있다.

상기 상부 자석부재의 자력은 상기 가동접점과 고정접점의 접촉을 방해하지 않을 정도로 상기 엑츄에이터의 구동력 보다 작은 것이 바람직하다.

상기 컨택트 포인트의 양 측면에는 각각 상기 가동접점과 고정접점의 개리 시에 발생하는 아크를 소호시키기 위한 측면 자석부재를 포함할 수 있다.

상기 상부 자석부재와 상기 측면 자석부재는 서로 결합되어 하나의 자석 어셈블리를 형성하고, 이 자석 어셈블리는 상기 고정 터미널 단자의 제1 면에 고정, 결합되는 것이 바람직하다.

상기 상부 자석부재는 상기 가동접점과 상기 고정접점 간의 미리 결정된 접점 갭을 유지할 수 있도록 상기 진동 흡수판으로부터 이격되어 있는 것이 바람직하다.

상기 상부 자석부재는 상기 컨택트 포인트를 커버하지 않는 영역에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 상부 자석부재와 상기 측면 자석부재는 모두 영구 자석으로 이루어질 수 있다.

상기 가동접점 스프링은, 제1 도체판과 제2 도체판이 서로 겹쳐져서 구성되고, 이 제1 도체판과 제2 도체판에는 각각 서로 대향되는 방향으로 만곡된 제1 및 제2 신축부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제1 신축부와 상기 제2 신축부는 상기 일단과 타단 사이에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.

상기 코어는 상기 제1 신축부와 상기 제2 신축부 사이에 위치할 수 있다.

구체적으로, 상기 코어는 상기 제1 신축부와 상기 제2 신축부의 중심에 위치할 수 있다.

상기 제1 도체판 및 제2 도체판은 각각 상기 일단에서 타단으로 연장되는 얇은 판으로서, 상기 베이스 플레이트에 고정되는 고정부와 이 고정부로부터 갈라져서 분리되어 연장되는 적어도 2개 이상의 가동 스프링부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제1 신축부 및 제2 신축부는 상기 적어도 2개 이상의 가동 스프링부에 각각 별개로 형성될 수 있다.

상기 가동접점 스프링은 상기 엑츄에이터의 구동력과 상기 가동 스프링부 및 상기 코어 복원수단의 복원력에 의하여 상기 고정부를 중심으로 스윙하는 것이 바람직하다.

상기 제1 신축부 및 제2 신축부는 원호 아치(Circular arch) 모양을 갖는 것이 바람직하다.

상기 코어와 상기 가동접점 스프링을 연결하여 코일 전류의 턴-온, 턴-오프에 따른 코어의 요동을 상기 가동접점 스프링에 전달하는 구동력 전달수단을 더 포함할 수 있다.

상기 구동력 전달수단은, 상기 코어의 헤드부를 수용하기 위한 공간이 내부에 형성되어 있는 박스 형상의 도구로서, 박스의 제1 면은 상기 가동접점 스프링과 연결되고, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면에는 상기 코어의 목부를 수용하여 가이드 하기 위한 가이드 슬릿이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 가이드 슬릿은 코어의 목부를 수용한 상태에서 코어의 좌,우 요동을 탄력적으로 완충하기 위하여 상기 목부에 대해 소정의 갭을 부여하기 위한 마진 폭을 갖는 제1 슬릿과 이 제1 슬릿과 연통되어 상기 목부의 직경과 대략 동일한 폭으로 좁고 길게 연장되는 제2 슬릿을 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 면의 내부에는 제1 면과 코어의 헤드부 간에 일정한 갭을 형성하기 위한 돌기가 배치될 수 있다.

상기 돌기는 반구형인 것이 바람직하다.

상기 돌기가 코어의 헤드부의 중심에 위치할 수 있도록 상기 돌기는 상기 제1 면의 중심에 배치될 수 있다.

상기 박스는 적어도 1면 이상이 개방되어 있는 개방형 박스인 것이 바람직하다.

상기 박스는 상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 2개의 측면이 개방되어 있는 제1 개방측면과 제2 개방측면을 포함할 수 있다.

상기 박스는 상기 제1 면의 제1 개방측면과 접하는 모서리로부터 상기 제2 개방측면과 접하는 모서리에 이르도록 분리 갭이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제1 면과 상기 가동접점 스프링은 리벳팅을 통해 연결될 수 있다.

상기 제2 면에는 상기 리벳팅을 위한 공구를 삽입하기 위한 공구 삽입홀이 형성될 수 있다.

상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 나머지 폐쇄 측면 중 어느 한 면에 상기 코어의 헤드부를 수용하기 위한 개방부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치는 상기 엑츄에이터의 구동력이 턴-오프됨에 따라 복원력에 의해 상기 가동접점이 상기 고정접점으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링의 과도한 오버 스윙을 차단하기 위한 스톱퍼;를 더 포함할 수 있다.

상기 스톱퍼는 판상체로서 상기 가동접점 스프링과 일정한 갭을 형성한 상태로 상기 가동접점 스프링을 커버하고 있는 것이 바람직하다.

상기 스톱퍼는, 상기 가동접점 스프링과 연결되어 상기 베이스 플레이트에 고정되는 고정 연결부와, 상기 고정 연결부로부터 연장되어 상기 가동접점 스프링과 일정한 갭을 형성하면서 가동접점 스프링을 커버하는 꺽쇠부로 이루어질 수 있다.

상기 꺽쇠부는, 상기 일단을 향하여 상기 가동접점 스프링에 대해 위로 제1 각도로 꺽여서 연장되는 제1 경사부와, 상기 제1 경사부로부터 아래로 제2 각도로 꺽여서 연장되는 제2 경사부와, 상기 제1 경사부와 제2 경사부가 만나서 형성되는 첨단부를 갖는 것이 바람직하다.

상기 제2 경사부의 끝단은 상기 가동접점 스프링에 맞닿아 있는 것이 바람직하다.

상기 고정 연결부는 상기 가동접점 스프링과 대략 동일한 폭을 갖고, 상기 꺽쇠부는 상기 가동접점 스프링에 비해 좁은 폭을 갖는 것이 바람직하다.

상기 제2 경사부의 끝단과 상기 가동접점 스프링은 댐퍼를 통해 맞닿아 있는 것이 바람직하다.

상기 스톱퍼와 상기 가동접점 스프링은 상기 첨단부에서 최대 갭을 형성할 수 있다.

상기 스톱퍼의 두께는 적어도 상기 가동접점 스프링 보다 더 두꺼운 것이 바람직하다.

상기 스톱퍼는 아래의 수학식을 만족하는 것이 바람직하다.

(여기서, gap은 개리상태에서의 고정접점과 가동접점간의 이격 거리이고, l은 제1 경사부의 길이이며, θ는 제1 각도이다.)

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 고정 터미널 단자와 가동 터미널 단자가 미리 결정된 접점 갭을 형성할 수 있도록 위치하고 그 사이에 엑츄에이터가 위치하는 배치 구조에 의해 코어 및 가동접점 스프링에 대한 효율적인 구동이 이루어질 수 있다.

둘째, 코어의 슬라이딩을 가이드하는 코어 가이드부와 그 하부에 이격 배치된 코어 핀이 구비되어, 코일 케이스 및 코일 캡이 자화되더라도 자기력에 의한 방해없이 코어가 원활하게 상하운동을 수행할 수 있다.

셋째, 가동접점 스프링 상에서 서로 이격되게 배치된 제1 신축부와 제2 신축부의 신축작용에 의해, 가동접점 스프링의 스윙 동작 시 굽힘력 및 개리력이 저감될 수 있다.

넷째, 코어의 하강 시 이와 함께 하강하는 가동접점 스프링이 플런저에 의해 오버 트래블(Over travel) 하도록 하여 가동접점과 고정접점 간에 겹침을 발생시킴으로써 접점의 마모 시 접촉불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

다섯째, 코어의 하부에, 상기 코어와 분리되는 동시에 판 스프링에 의해 지지될 수 있는 코어 핀을 구비함으로써 자기력에 의한 방해없이 코어를 신속히 상승시키는 탄성 복원력을 제공할 수 있다.

여섯째, 2개 이상의 접점들을 사이에 두고 양쪽에 배치된 양측 자석부재에 의해 접점들에서 발생하는 아크가 동일한 방향으로 소호될 수 있으므로 제품 극성 없이 효과적으로 아크에 의한 접점 손상이 방지될 수 있다.

일곱째, 접점의 분리 시 가동접점 스프링의 스윙이 스톱퍼에 제한됨으로써 소음이 흡수됨과 더불어 과도한 오버 스윙이 방지될 수 있다.

여덟째, 접점의 분리 시 가동접점 스프링의 끝부분에 구비된 진동 흡수판이 상부 자석부재에 붙음으로써 노이즈 발생이 방지되고, 신속한 접점 개폐가 이루어질 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치의 주요 구성을 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 부분 단면도,
도 4는 도 3에서 엑츄에이터의 구동에 의해 고정 접점과 가동 접점이 서로 접촉한 상태를 도시한 부분 단면도,
도 5는 도 4에서 고정 접점과 가동 접점이 서로 분리된 상태를 도시한 부분 단면도,
도 6은 도 5에서 코어 가이드부가 부가된 구성을 도시한 부분 단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 구비되는 코어 복원수단의 구성을 도시한 부분 절개 사시도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 구비되는 진동 억제수단 및 아크 소호수단을 도시한 사시도,
도 9는 도 8에서 진동 흡수판과 상부 자석부재 간의 결합관계를 도시한 측면도,
도 10은 도 9의 일부 저면도,
도 11은 아크 소호를 위한 측면 자석부재의 작용을 도시한 평면도,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 구비되는 플런저의 구성을 도시한 저면도,
도 13은 도 12의 측면도,
도 14는 플런저와 코어의 결합관계를 도시한 측면도,
도 15는 도 14에서 코어의 하강 전후 상태를 도시한 측면도,
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 구비되는 스톱퍼의 구성을 도시한 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치의 주요 구성을 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치는 가동접점(103)을 갖는 가동접점 스프링(100)과, 가동접점 스프링(100)에 구동력을 제공하는 엑츄에이터(110)와, 가동접점(103)과 대향하는 고정접점(121)을 비롯하여 고정 터미널 단자(120) 및 가동 터미널 단자(130)를 갖는 상기 고정단자 어셈블리를 포함한다. 본 발명에 있어서, 고정 터미널 단자(120)는 가동 터미널 단자(130)에 비해 상대적으로 낮은 위치에 배치되고, 엑츄에이터(110)는 상기 고정 터미널 단자(120)와 상기 가동 터미널 단자(130) 사이에 배치된다.

상기 가동접점 스프링(100), 상기 고정단자 어셈블리 및 엑츄에이터(110)는 소정의 베이스 플레이트(140)에 의해 지지, 고정되고, 이들은 모두 상기 베이스 플레이트(140)와 결합되는 소정 형상의 하우징 내부에 수용된다. 이해의 편의상 도 1에서 상기 하우징의 도시는 생략되었다. 본 발명에 구비되는 가동접점 스프링(100), 상기 고정단자 어셈블리, 엑츄에이터(110) 등의 배치구조를 고려할 때, 상기 하우징은 전체적으로 'T'자 형상을 이루는 것이 제품의 소형화 측면에서 바람직하다.

가동접점 스프링(100)은 적어도 하나 이상의 가동접점(103)을 구비한다. 구체적으로, 가동접점 스프링(100)은 그 일단에 적어도 하나 이상의 가동접점(103)이 배치되고 타단은 실질적으로 상기 베이스 플레이트(140)에 의해 지지되는 것으로서, 엑츄에이터(110)의 구동력에 따라 상기 고정된 타단을 중심으로 발생하는 스윙 모션에 응하여 상기 고정접점(121)과 상기 가동접점(103)을 서로 접촉하고, 개리시키는 탄성 도체판으로 이루어진다.

도 3에 나타난 바와 같이, 가동접점 스프링(100)은 상기 일단에서 상기 타단으로 연장되는 도체판으로서, 고정부(101a,102a)와 이 고정부(101a,102a)로부터 갈라져서 분리되어 연장되는 적어도 2개 이상의 가동 스프링부(101b,102b)로 이루어진다. 상기 2개 이상의 가동 스프링부(101b,102b)의 상기 일단 끝 부분에는 각각 가동접점(103)이 배치된다. 이 가동접점(103)은 예컨대, 리벳(104)과 같은 고정수단에 의해 가동 스프링부(101b,102b)에 고정된다.

가동접점 스프링(100)은 제1 도체판(101)과 제2 도체판(102)이 서로 겹쳐져서 구성된다. 또한, 제1 도체판(101)과 제2 도체판(102)에는 각각 서로 대향되는 방향으로 만곡된 제1 신축부(101c) 및 제2 신축부(102c)가 형성되어 있다. 제1 신축부(101c)와 상기 제2 신축부(102c)는 상기 일단과 타단 사이에서 서로 소정 간격을 두고 이격되어 배치된다. 여기서, 코어(113)는 제1 신축부(101c)와 상기 제2 신축부(102c) 사이의 중심에 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 코어(113)를 중심으로 양편으로 이격 배치된 제1 신축부(101c) 및 제2 신축부(102c)에 의해, 가동접점 스프링(100)에 작용하는 굽힘력과 개리력이 현저히 저감될 수 있다. 구체적으로, 이러한 구조는 상기 제1 신축부(101c) 및 제2 신축부(102c)가 존재하지 않는 외팔보에 비해 굽힘력과 개리력이 4배만큼 작아지는 효과를 얻을 수 있다.

제1 도체판(101) 및 제2 도체판(102)은 각각 상기 일단에서 타단으로 연장되는 얇은 판으로서, 후술하는 고정 연결부(191)에 고정되는 고정부(101a,102a)와 이 고정부(101a,102a)로부터 갈라져서 분리되어 연장되는 적어도 2개 이상의 가동 스프링부(101b,102b)로 이루어진다. 상기 제1 신축부(101c) 및 제2 신축부(102c)는 상기 적어도 2개 이상의 가동 스프링부(101b,102b)에 각각 별개로 형성된다.

상기 제1 신축부(101c) 및 제2 신축부(102c)는 각각 원호 아치(Circular arch) 모양을 갖는 것이 바람직하다.

가동접점 스프링(100)은 엑츄에이터(110)의 구동력이나, 가동 스프링부(101b,102b) 및 코어 복원수단의 복원력에 의하여 고정부(101a,102a)를 중심으로 스윙하는 작동을 하게 된다. 즉, 가동접점 스프링(100)은 엑츄에이터(110)의 구동에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 스윙하여 고정접점(121)과 가동접점(103)을 서로 접촉시키고, 엑츄에이터(110)의 구동력이 해제되면 가동 스프링부(101b,102b) 및 코어 복원수단의 복원력에 의해 원위치로 스윙하여 고정접점(121)과 가동접점(103)을 개리시킨다.

엑츄에이터(110)는 가동접점(103)과 고정접점(121) 간에 통전이 가능하도록, 가동접점 스프링(100)에 고정접점(121)과 가동접점(103)을 서로 접촉시킬 수 있는 구동력을 제공한다. 도 5에 도시된 바와 같이 엑츄에이터(110)는 내부에 중공을 갖는 보빈(111)과, 보빈(111)에 감겨 있는 코일(112)과, 상기 코일(112)에 흐르는 전류에 의해 요동하는 코어(113)와, 상기 보빈(111)을 수용하는 코일 케이스(114)를 포함하는 전자석 블록으로 구성된다.

코어(113)는 코일(112)과의 전자기적 상호작용에 의해 보빈(111) 내에서 상하 운동하는 작동로드로서, 헤드부(113c)와, 상기 헤드부(113c)를 지지하는 몸체부(113a)와, 상기 헤드부(113c)와 몸체부(113a) 사이에 위치한 목부(113b)를 구비한다.

도 6에 도시된 바와 같이 보빈(111)의 중공의 내면에는 비자성체 재질의 코어 가이드부(116)가 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 자화된 코일 케이스(114)와 코일 캡(115)에 의해 코어(113)의 이동이 방해받는 현상을 저감시킬 수 있다.

엑츄에이터(110)의 코일(112)에 흐르는 전류가 턴-오프되었을 때, 코어(113)는 가동접점 스프링(100)과 더불어 코어 복원수단에 의해 원래의 위치로 복원되는 복원력을 제공받는다. 코어 복원수단은 상기 코어 가이드부(116)와 마찬가지로 자화된 코일 케이스(114)와 코일 캡(115)에 의해 코어(113)의 이동이 방해받는 현상을 저감시키는 효과를 제공한다.

코어 복원수단은 코어(113)의 헤드부(113c)에 인접하게 감겨 있는 코일 스프링(150)과, 상기 코어(113)의 꼬리부의 하단에 배치되는 판 스프링(151)을 포함함으로써 접점 개리 시 개리 속도를 높여서 아크에 의한 접점 손상을 더욱 효과적으로 방지한다.

코일 스프링(150)은 코어(113)의 헤드부(113c)와 몸체부(113a) 사이에 감겨서 탄성 복원력을 제공한다.

도 7에 도시된 바와 같이 판 스프링(151)은 얇은 플레이트 형상의 몸체부(151a~151b)와, 이 몸체부(151a~151b)의 중심부에서 상기 몸체부(151a~151b)로부터 분리되어 연장되는 접편 스프링부(151c~151e)를 포함한다.

판 스프링(151)의 몸체부(151a~151b)는 양 끝단에 배치되어 상대적으로 넓은 폭을 갖는 날개부(151a)와 이 날개부(151a) 사이에 개재되어 상대적으로 작은 폭을 갖는 연결부(151b)로 이루어진다.

접편 스프링부(151c~151e)는 상기 연결부(151b)의 대략 중심에서 밑으로 소정 각도 꺽여져 연장되는 제1 경사부(151c)와, 상기 제 1 경사부(151c)로부터 상기 연결부(151b)와 대략 평행하게 연장되는 평면부(151d)와, 상기 평면부(151d)로부터 밑으로 소정 각도 꺽여져 연장되는 제 2 경사부(151e)를 포함한다. 접편 스프링부(151c~151e)는 엑츄에이터(110)의 하부에서 베이스 플레이트(140)에 조립되고, 그 하부에는 엑츄에이터(110)에 연결되는 단자핀(142)이 인출된 접속부(141)가 배치된다.

상기 코어 복원수단은 판 스프링(151)의 스프링 복원력을 상기 코어(113)의 몸체부(113a)에 매개하여 전달하기 위한 코어 핀(152)을 포함한다. 상기 코어 핀(152)은 둥근 기둥 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

코일 케이스(114)의 하단면에는 코어 핀(152)을 수용하기 위한 수용 홀이 형성되어 있고, 상기 수용 홀의 직경은 상기 코어 핀(152)의 직경 보다 크며, 코어 핀(152)에는 상기 코어 핀(152)이 상기 코일 케이스(114)의 내부로 이탈하지 않도록 억제하기 위하여 상기 수용 홀 보다 큰 직경을 갖는 스톱퍼 링(152b)이 결합되어 있다.

코어 핀(152)이 코어(113)의 몸체부(113a)와 접촉하는 머리부(152a)는 효율적인 접촉을 위하여 그 표면의 가장자리 부분이 라운드진 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 코어 핀(152)이 판 스프링(151)과 접촉하는 꼬리부(152c)는 안정적인 접촉을 유지하도록 그 표면이 평평한 구조를 갖는 것이 바람직하다.

상기 고정단자 어셈블리는 가동접점 스프링(100)에 구비된 가동접점(103)과 대향하는 위치에 배치되는 적어도 하나 이상의 고정접점(121)을 가진다. 상기 고정단자 어셈블리는 고정 터미널 단자(120)와 가동 터미널 단자(130)를 포함한다.

고정 터미널 단자(120)는 적어도 하나 이상의 고정접점(121)이 배치되는 제1 면과 이 제1 면에 대해 수직으로 꺽여서 상기 베이스 플레이트(140)에 고정되는 제2 면을 갖는 단면이 "ㄱ"자 형상인 몸체로 이루어진다.

가동 터미널 단자(130)는 가동접점 스프링(100)의 타단과 겹쳐져서 결합되는 제1 면과 이 제1 면에 대해 수직으로 꺽여서 상기 베이스 플레이트(140)에 고정되는 제2 면을 갖는 단면이 "ㄱ"자 형상인 몸체로 이루어진다. 비록, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 제1면의 하부에는 가동접점 스프링(100)의 타단을 고정하기 위한 조임용 엠보가 마련된다.

도 3에 나타난 바와 같이 미리 결정된 접점 갭을 형성할 수 있도록 고정 터미널 단자(120)의 상부는 가동 터미널 단자(130)의 상부에 비해 상대적으로 낮은 위치에 배치된다. 이때, 엑츄에이터(110)는 고정 터미널 단자(120)와 상기 가동 터미널 단자(130) 사이의 중심에 위치하는 것이 바람직하다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 엑츄에이터(110)의 구동력이 턴-오프됨에 따라 스프링 복원력에 의해 상기 가동접점(103)이 고정접점(121)으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링(100)이 관성 모멘트로 인해 과도하게 진동하는 것을 방지하기 위해 상기 가동접점 스프링(100)의 진동을 억제하는 진동 억제수단을 더 포함한다.

상기 진동 억제수단은, 상기 가동 스프링부(101b,102b)의 상기 일단으로부터 상기 고정접점(121)과 상기 가동접점(103)의 컨택트 포인트보다 더 길게 연장되는 진동 흡수판(160)과, 상기 진동 흡수판(160)의 상부 소정 영역에 배치되어 상기 진동 흡수판(160)을 자력으로 붙잡는 상부 자석부재(162)를 포함한다.

진동 흡수판(160)은 상기 가동 스프링부(101b,102b)의 일단 끝 부분에 각각 연결되는 별개의 금속판인 것이 바람직하다. 상기 진동 흡수판(160)은 상기 가동접점(103)에 의해 접점 조임 방식으로 상기 가동 스프링부(101b,102b)에 연결된다.

상기 상부 자석부재(162)의 자력은 상기 가동접점(103)과 고정접점(121)의 접촉을 방해하지 않을 정도로 상기 엑츄에이터(110)의 구동력 보다 작은 것이 바람직하다.

도 10에 도시된 바와 같이 상기 컨택트 포인트의 양 측면에는 각각 상기 가동접점(103)과 고정접점(121)의 개리 시에 발생하는 아크를 소호시키기 위한 측면 자석부재(170,171)가 구비된다. 도 11에 도시된 바와 같이 양 측면의 측면 자석부재(170,171)는 서로 다른 극성이 마주보도록 배치되고, 측면 자석부재(170,171) 사이에는 고정접점(121)과 가동접점(103)이 바람직하게, 각각 2개 이상씩 배치된다. 이러한 구성에 따르면, 가동접점(103)과 고정접점(121) 사이에서 발생된 아크는 측면 자석부재(170,171) 사이에 형성된 자기장의 자기력에 의해 플레밍의 왼손법칙에 따른 힘의 방향으로 편향됨으로써 소호된다. 또한, 이와 같이 측면 자석부재(170,171) 사이에 2 개 이상의 접점이 위치할 경우에는 접점들에서 발생하는 아크의 방향이 서로 동일하여 제품의 극성이 없는 장점이 있다.

상기 상부 자석부재(162)와 상기 측면 자석부재(170,171)는 서로 결합되어 하나의 자석 어셈블리를 형성하고, 이 자석 어셈블리는 상기 고정 터미널 단자(120)의 상기 제1 면에 고정, 결합된다.

상기 상부 자석부재(162)는 상기 가동접점(103)과 상기 고정접점(121) 간의 미리 결정된 접점 갭을 유지할 수 있도록 상기 진동 흡수판(160)으로부터 이격되어 있는 것이 바람직하다.

상기 상부 자석부재(162)는 상기 컨택트 포인트를 커버하지 않는 영역에 배치되고, 상기 상부 자석부재(162)와 상기 측면 자석부재(170,171)는 모두 영구 자석으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 배치 구조를 안정적으로 유지하기 위해, 상부 자석부재(162)와 측면 자석부재(170,171)는 하나의 마그네트 프레임(161) 내에 함께 설치되는 것이 바람직하다.

코어(113)와 상기 가동접점 스프링(100)을 연결하여 코일(112) 전류의 턴-온, 턴-오프에 따른 코어(113)의 요동을 상기 가동접점 스프링(100)에 전달하는 구동력 전달수단인 플런저(Plunger)(180)가 구비된다.

플런저(180)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 상기 코어(113)의 헤드부(113c)를 수용하기 위한 공간이 내부에 형성되어 있는 박스 형상의 도구로서, 박스의 제1 면(181)은 상기 가동접점 스프링(100)과 연결되고, 상기 제1 면(181)에 대향하는 제2 면(182)에는 상기 코어(113)의 목부(113b)를 수용하여 가이드 하기 위한 가이드 슬릿(183)이 형성되어 있는 구조를 가진다.

가이드 슬릿(183)은 코어(113)의 목부(113b)를 수용한 상태에서 코어(113)의 좌,우 요동을 탄력적으로 완충하기 위하여 상기 목부(113b)에 대해 소정의 갭을 부여하기 위한 마진 폭을 갖는 제1 슬릿(183a)과 이 제1 슬릿(183a)과 연통되어 상기 목부(113b)의 직경과 대략 동일한 폭으로 좁고 길게 연장되는 제2 슬릿(183b)을 포함한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 플런저(180)의 제1 면(181) 및 제2 면(182)은 코어(113)의 헤드부(113c)에 대하여 각각 G1, G2의 간극을 유지함으로써 간섭이 방지될 수 있다. 이와 같이 간격이 존재하면 도 15의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 코어(113)의 상하운동 시 상기 간극만큼 거리손실이 발생하게 되는데, 이 거리손실을 최소화하고 코어(113)의 운동시 가동접점 스프링(100)의 즉각적인 반응을 위하여 플런저(180)의 중심에는 돌기(184)가 마련된다.

돌기(184)는 제1 면(181)의 내부에 배치되는 반구형의 엠보 구조를 가짐으로써, 제1 면(181)과 코어(113)의 헤드부(113c) 간에 일정한 갭을 형성한다. 상기 돌기(184)는, 코어(113)의 헤드부(113c)의 중심에 위치할 수 있도록 상기 돌기(184)가 상기 제1 면(181)의 중심에 배치된다.

상기 박스는 적어도 1면 이상이 개방되어 있는 개방형 박스로 이루어진다. 상기 개방형 박스는 상기 제1 면(181)과 제2 면(182)을 연결하는 2개의 측면이 개방되어 있는 제1 개방측면(185)과 제2 개방측면(185')을 포함한다. 상기 개방형 박스는 상기 제1 면(181)의 제1 개방측면(185)과 접하는 모서리로부터 상기 제2 개방측면(185')과 접하는 모서리에 이르도록 분리 갭(186)이 형성되어 있다.

상기 제1 면(181)과 상기 가동접점 스프링(100)은 리벳 조임홀(187)을 이용하는 리벳팅을 통해 연결된다. 또한, 상기 제2 면(182)에는 상기 리벳팅을 위한 공구를 삽입하기 위한 공구 삽입홀(188)이 형성되어 있다. 상기 제1 면(181)과 제2 면(182)을 연결하는 나머지 폐쇄 측면 중 어느 한 면에 상기 코어(113)의 헤드부(113c)를 수용하기 위한 개방부(189)가 형성되어 있다.

도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치에 구비되는 스톱퍼(190)의 구성을 도시한 측면도이다. 스톱퍼(190)는 엑츄에이터(110)의 구동력이 턴-오프됨에 따라 복원력에 의해 가동접점(103)이 상기 고정접점(121)으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링(100)의 과도한 오버 스윙을 차단하는 작용을 한다.

도 16을 참조하면, 스톱퍼(190)는 상기 타단에서 상기 일단으로 연장되는 판상체로서 상기 가동접점 스프링(100)과 일정한 갭을 형성한 상태로 상기 가동접점 스프링(100)을 커버하도록 배치된다. 스톱퍼(190)는 상기 가동접점 스프링(100)과 연결되어 상기 베이스 플레이트(140)에 고정되는 고정 연결부(191)와, 상기 고정 연결부(191)로부터 연장되어 상기 가동접점 스프링(100)과 일정한 갭을 형성하면서 가동접점 스프링(100)을 커버하는 꺽쇠부(192)로 이루어진다.

꺽쇠부(192)는 상기 일단을 향하여 상기 가동접점 스프링(100)에 대해 위로 제1 각도로 꺽여서 연장되는 제1 경사부(192a)와, 상기 제1 경사부(192a)로부터 아래로 제2 각도로 꺽여서 연장되는 제2 경사부(192b)와, 상기 제1 경사부(192a)와 제2 경사부(192b)가 만나서 형성되는 첨단부(192c)를 구비한다. 여기서, 제2 경사부(192b)의 끝단은 상기 가동접점 스프링(100)에 맞닿아 있는 것이 바람직하다.

고정 연결부(191)는 상기 가동접점 스프링(100)과 대략 동일한 폭을 갖고, 꺽쇠부(192)는 상기 가동접점 스프링(100)에 비해 좁은 폭을 갖는다. 제2 경사부(192b)의 끝단과 상기 가동접점 스프링(100)은 댐퍼(200)를 통해 맞닿아 있는 것이 바람직하다.

도 16에 나타난 바와 같이 고정 연결부(191)는 가동 터미널 단자(130)의 제1 면과 일체로 형성되어 가동접점 스프링(100)의 타단과 결합된다. 대안으로, 고정 연결부(191)는 별개의 플레이트로 구성되어 가동 터미널 단자(130)의 제1 면에 부착되는 것도 가능하다.

스톱퍼(190)와 가동접점 스프링(100)은 첨단부(192c)에서 최대 갭을 형성한다. 이때, 스톱퍼(190)의 두께는 적어도 가동접점 스프링(100) 보다 더 두꺼운 것이 바람직하다.

고정접점(121)과 가동접점(103) 간의 정해진 갭을 안정적으로 유지하면서 효율적으로 가동접점 스프링(100)의 오버 스윙을 차단하기 위해 상기 스톱퍼(190)는 아래의 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.

(여기서, gap은 개리상태에서의 고정접점(121)과 가동접점(103) 간의 이격 거리이고, l은 제1 경사부(192a)의 길이이며, θ는 제1 각도이다.)

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치는 엑츄에이터(110)의 코일(112)에 흐르는 전류가 턴-온되었을 때, 코어(113)가 하강하여 가동접점 스프링(100)이 하방으로 스윙됨에 따라 고정접점(121)과 가동접점(103)이 서로 접촉하여 통전이 이루어진다.

여기서, 고정 터미널 단자(120)는 미리 결정된 접점 갭을 형성할 수 있도록 가동 터미널 단자(130)에 비해 상대적으로 낮은 위치에 배치되고, 엑츄에이터(110)는 고정 터미널 단자(120)와 가동 터미널 단자(130) 사이에 배치되어 있으므로 코어(113) 및 가동접점 스프링(100)에 대한 효율적인 구동이 이루어질 수 있다. 또한, 코어(113)는, 그 슬라이딩을 가이드하는 코어 가이드부(116)와 코어(113)의 하부에 배치되어 코어(113)에 탄성 복원력을 전달하는 코어 핀(152)에 의해 자기력에 의한 방해없이 원활하게 상하운동을 수행할 수 있다.

코어(113)의 하강에 의해 가동접점 스프링(100)은 상기 베이스 플레이트(140)에 고정된 단부를 중심으로 스윙 운동을 하고, 서로 이격 배치된 제1 신축부(101c)와 제2 신축부(102c)의 신축 작용에 의해 굽힘력이 저감될 수 있다.

코어(113)의 하강 운동은 플런저(180)를 경유하여 가동접점 스프링(100)에 전달된다. 플런저(180)는 가동접점 스프링(100)이 코어(113)와 함께 하강할 수 있도록 하는 구동력 전달수단으로서, 가동접점 스프링(100)이 오버 트래블(Over travel) 하도록 하여 가동접점(103)과 고정접점(121) 간에 겹침을 발생시킴으로써 접점의 마모 시 접촉불량이 발생하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

하강이 완료된 상태에서 코어(113)는 코일 스프링(150)과 판 스프링(151)을 포함하는 코어 복원수단에 의해 탄성적으로 지지된다.

한편, 엑츄에이터(110)의 코일(112)에 흐르는 전류가 턴-오프되었을 때에는, 코어(113)가 코어 복원수단의 탄성 복원력에 의해 상승하여 가동접점 스프링(100)이 상방으로 스윙됨에 따라 고정접점(121)과 가동접점(103)이 서로 개리되어 통전 상태가 해제된다.

고정접점(121)과 가동접점(103)이 서로 분리되는 순간에는 자연스럽게 아크가 발생하게 되는데, 아크는 접점들을 사이에 두고 양쪽에 배치된 측면 자석부재(170,171)에 의해 플레밍의 왼손법칙에 따른 힘을 받음으로써 소호되므로 접점 손상이 방지될 수 있다.

가동접점 스프링(100)은 상방으로 스윙되어 원위치로 복원되며 그 상면에 마련된 댐퍼(200)가 스톱퍼(190)에 접촉함으로써 소음이 흡수됨과 더불어 과도한 오버 스윙이 제한된다.

또한, 가동접점 스프링(100)의 끝부분에 구비된 진동 흡수판(160)이 상부 자석부재(162)에 부착됨으로써 가동접점 스프링(100)이 관성 모멘트로 인해 과도하게 진동하여 노이즈가 발생하는 현상이 억제되며, 신속한 접점 개폐가 이루어질 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 가동접점 스프링 101: 제1 도체판
102: 제2 도체판 101a,102a: 고정부
101b,102b: 가동 스프링부 101c: 제1 신축부
102c: 제2 신축부 103: 가동접점
110: 엑츄에이터 111: 보빈
112: 코일 113: 코어
114: 코일 케이스 115: 코일 캡
120: 고정 터미널 단자 130: 가동 터미널 단자
121: 고정접점 140: 베이스 플레이트
150: 코일 스프링 151: 판 스프링
160: 진동 흡수판 162: 상부 자석부재
170: 측면 자석부재 180: 플런저
184: 돌기 190: 스톱퍼
200: 댐퍼

Claims

적어도 하나 이상의 가동접점을 가지는 가동접점 스프링;
상기 가동접점과 대향하는 위치에 배치되는 적어도 하나 이상의 고정접점을 가지는 고정단자 어셈블리;
상기 가동접점과 상기 고정접점 간의 통전을 위해 상기 고정접점과 가동접점을 서로 접촉시키기 위하여 상기 가동접점 스프링에 구동력을 제공하는 엑츄에이터;
상기 가동접점 스프링, 상기 고정단자 어셈블리 및 상기 엑츄에이터를 지지,고정하는 베이스 플레이트; 및
이들을 내부에 수용하는 하우징;을 포함하고,
상기 가동접점 스프링은, 그 일단에 적어도 하나 이상의 가동접점이 배치되고, 타단은 상기 베이스 플레이트에 고정되어 상기 엑츄에이터의 구동력에 따라 상기 고정된 타단을 중심으로 발생하는 스윙 모션에 응하여 상기 고정접점과 상기 가동접점을 서로 접촉하고, 개리시키는 탄성 도체판으로 이루어지고,
상기 엑츄에이터는, 내부에 중공을 갖는 보빈과, 이 보빈에 감겨 있는 코일과 상기 코일에 흐르는 전류에 의해 요동하는 코어와, 상기 보빈을 수용하는 코일 케이스를 포함하는 전자석 블록으로 구성되고,
상기 고정단자 어셈블리는, 상기 적어도 하나 이상의 고정접점이 배치되는 제1 면과 이 제1 면에 대해 수직으로 꺽여서 상기 베이스 플레이트에 고정되는 제2 면을 갖는 단면이 "ㄱ"자 형상인 고정 터미널 단자와, 상기 가동접점 스프링의 타단과 겹쳐져서 결합되는 제1 면과 이 제1 면에 대해 수직으로 꺽여서 상기 베이스 플레이트에 고정되는 제2 면을 갖는 단면이 "ㄱ"자 형상인 가동 터미널 단자를 구비하고,
미리 결정된 접점 갭을 형성할 수 있도록 상기 고정 터미널 단자는 상기 가동 터미널 단자에 비해 상대적으로 낮은 위치에 배치되고,
상기 엑츄에이터는 상기 고정 터미널 단자와 상기 가동 터미널 단자 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 엑츄에이터는 상기 고정 터미널 단자와 상기 가동 터미널 단자 사이의 중심에 위치하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 엑츄에이터의 코일에 흐르는 전류가 턴-오프되었을 때, 상기 코어를 원래의 위치로 복원시키기 위한 복원력을 발생시키는 코어 복원수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제3항에 있어서, 상기 코어 복원수단은,
상기 코어의 헤드부에 인접하게 감겨 있는 코일 스프링과,
상기 코어의 꼬리부의 하단에 배치되는 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제4항에 있어서,
상기 코어는 헤드부와, 상기 헤드부를 지지하는 몸체부와, 상기 헤드부와 몸체부 사이에 위치한 목부를 포함하고,
상기 코어의 헤드부와 상기 몸체부 사이에 코일 스프링이 감겨 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제4항에 있어서,
상기 판 스프링은 얇은 플레이트 형상의 몸체부와, 이 몸체부의 중심부에서 상기 몸체부로부터 분리되어 연장되는 접편 스프링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제6항에 있어서,
상기 판 스프링의 몸체부는 양 끝단에 배치되어 상대적으로 넓은 폭을 갖는 날개부와 이 날개부 사이에 개재되어 상대적으로 작은 폭을 갖는 연결부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제7항에 있어서,
상기 접편 스프링부는 상기 연결부의 대략 중심에서 밑으로 소정 각도 꺽여져 연장되는 제1 경사부와, 상기 제 1 경사부로부터 상기 연결부와 대략 평행하게 연장되는 평면부와, 상기 평면부로부터 밑으로 소정 각도 꺽여져 연장되는 제 2 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제8항에 있어서,
상기 판 스프링의 스프링 복원력을 상기 코어의 몸체부에 매개하여 전달하기 위한 코어 핀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제9항에 있어서,
상기 코어 핀은 둥근 기둥 형상인 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제10항에 있어서,
상기 코일 케이스의 하단면에는 상기 코어 핀을 수용하기 위한 수용 홀이 형성되어 있고,
상기 수용 홀의 직경은 상기 코어 핀의 직경 보다 크며,
상기 코어 핀에는 상기 코어 핀이 상기 코일 케이스의 내부로 이탈하지 않도록 억제하기 위하여 상기 수용 홀 보다 큰 직경을 갖는 스톱퍼 링이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제11항에 있어서,
상기 코어 핀이 상기 코어의 몸체부와 접촉하는 머리부는 그 표면이 라운드져 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제12항에 있어서,
상기 코어 핀이 상기 판 스프링과 접촉하는 꼬리부는 그 표면이 평평한 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제4항에 있어서,
상기 보빈의 중공의 내면에 비자성체 재질의 코어 가이드부가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엑츄에이터의 구동력이 턴-오프됨에 따라 스프링 복원력에 의해 상기 가동접점이 고정접점으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링이 관성 모멘트로 인해 과도하게 진동하는 것을 방지하기 위해 상기 가동접점 스프링의 진동을 억제하는 진동 억제수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제15항에 있어서, 상기 진동 억제수단은,
상기 탄성 도체판의 상기 일단으로부터 상기 고정접점과 상기 가동접점의 컨택트 포인트보다 더 길게 연장되는 진동 흡수판과;
상기 진동 흡수판의 상부 소정 영역에 배치되어 상기 진동 흡수판을 자력으로 붙잡는 상부 자석부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제16항에 있어서,
상기 가동접점 스프링은 상기 일단에서 상기 타단으로 연장되는 도체판으로서, 상기 베이스 플레이트에 고정되는 고정부와 이 고정부로부터 갈라져서 분리되어 연장되는 적어도 2개 이상의 가동 스프링부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제17항에 있어서,
상기 가동 스프링부의 상기 일단 끝 부분에 각각 가동접점이 배치되고,
상기 진동 흡수판은 상기 가동 스프링부의 일단 끝 부분에 각각 연결되는 별개의 금속판인 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제18항에 있어서,
상기 진동 흡수판은 상기 가동접점에 의해 접점 조임 방식으로 상기 가동 스프링부에 연결되는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제19항에 있어서,
상기 상부 자석부재의 자력은 상기 가동접점과 고정접점의 접촉을 방해하지 않을 정도로 상기 엑츄에이터의 구동력 보다 작은 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제20항에 있어서,
상기 컨택트 포인트의 양 측면에는 각각 상기 가동접점과 고정접점의 개리 시에 발생하는 아크를 소호시키기 위한 측면 자석부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제21항에 있어서,
상기 상부 자석부재와 상기 측면 자석부재는 서로 결합되어 하나의 자석 어셈블리를 형성하고, 이 자석 어셈블리는 상기 고정 터미널 단자의 제1 면에 고정, 결합되는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제22항에 있어서,
상기 상부 자석부재는 상기 가동접점과 상기 고정접점 간의 미리 결정된 접점 갭을 유지할 수 있도록 상기 진동 흡수판으로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제23항에 있어서,
상기 상부 자석부재는 상기 컨택트 포인트를 커버하지 않는 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제24항에 있어서,
상기 상부 자석부재와 상기 측면 자석부재는 모두 영구 자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제15항에 있어서, 상기 가동접점 스프링은,
제1 도체판과 제2 도체판이 서로 겹쳐져서 구성되고, 이 제1 도체판과 제2 도체판에는 각각 서로 대향되는 방향으로 만곡된 제1 및 제2 신축부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제26항에 있어서,
상기 제1 신축부와 상기 제2 신축부는 상기 일단과 타단 사이에서 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제27항에 있어서,
상기 코어는 상기 제1 신축부와 상기 제2 신축부 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제28항에 있어서,
상기 코어는 상기 제1 신축부와 상기 제2 신축부의 중심에 위치하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입릴레이 장치.
제29항에 있어서,
상기 제1 도체판 및 제2 도체판은 각각 상기 일단에서 타단으로 연장되는 얇은 판으로서, 상기 베이스 플레이트에 고정되는 고정부와 이 고정부로부터 갈라져서 분리되어 연장되는 적어도 2개 이상의 가동 스프링부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제30항에 있어서,
상기 제1 신축부 및 제2 신축부는 상기 적어도 2개 이상의 가동 스프링부에 각각 별개로 형성되는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제31항에 있어서,
상기 가동접점 스프링은 상기 엑츄에이터의 구동력과 상기 가동 스프링부 및 상기 코어 복원수단의 복원력에 의하여 상기 고정부를 중심으로 스윙하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제32항에 있어서,
상기 제1 신축부 및 제2 신축부는 원호 아치(Circular arch) 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제15항에 있어서,
상기 코어와 상기 가동접점 스프링을 연결하여 코일 전류의 턴-온, 턴-오프에 따른 코어의 요동을 상기 가동접점 스프링에 전달하는 구동력 전달수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제34항에 있어서,
상기 구동력 전달수단은, 상기 코어의 헤드부를 수용하기 위한 공간이 내부에 형성되어 있는 박스 형상의 도구로서, 박스의 제1 면은 상기 가동접점 스프링과 연결되고, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면에는 상기 코어의 목부를 수용하여 가이드 하기 위한 가이드 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제35항에 있어서,
상기 가이드 슬릿은 코어의 목부를 수용한 상태에서 코어의 좌,우 요동을 탄력적으로 완충하기 위하여 상기 목부에 대해 소정의 갭을 부여하기 위한 마진 폭을 갖는 제1 슬릿과 이 제1 슬릿과 연통되어 상기 목부의 직경과 대략 동일한 폭으로 좁고 길게 연장되는 제2 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제36항에 있어서,
상기 제1 면의 내부에는 제1 면과 코어의 헤드부 간에 일정한 갭을 형성하기 위한 돌기가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제37항에 있어서,
상기 돌기가 반구형인 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제38항에 있어서,
상기 돌기가 코어의 헤드부의 중심에 위치할 수 있도록 상기 돌기가 상기 제1 면의 중심에 배치된 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제39항에 있어서,
상기 박스는 적어도 1면 이상이 개방되어 있는 개방형 박스인 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제40항에 있어서,
상기 박스는 상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 2개의 측면이 개방되어 있는 제1 개방측면과 제2 개방측면을 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제41항에 있어서,
상기 박스는 상기 제1 면의 제1 개방측면과 접하는 모서리로부터 상기 제2 개방측면과 접하는 모서리에 이르도록 분리 갭이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제42항에 있어서,
상기 제1 면과 상기 가동접점 스프링은 리벳팅을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제43항에 있어서,
상기 제2 면에는 상기 리벳팅을 위한 공구를 삽입하기 위한 공구 삽입홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제44항에 있어서,
상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 나머지 폐쇄 측면 중 어느 한 면에 상기 코어의 헤드부를 수용하기 위한 개방부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제15항에 있어서,
상기 엑츄에이터의 구동력이 턴-오프됨에 따라 복원력에 의해 상기 가동접점이 상기 고정접점으로부터 개리될 때 상기 가동접점 스프링의 과도한 오버 스윙을 차단하기 위한 스톱퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제46항에 있어서,
상기 스톱퍼는 판상체로서 상기 가동접점 스프링과 일정한 갭을 형성한 상태로 상기 가동접점 스프링을 커버하고 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제47항에 있어서, 상기 스톱퍼는,
상기 가동접점 스프링과 연결되어 상기 베이스 플레이트에 고정되는 고정 연결부와,
상기 고정 연결부로부터 연장되어 상기 가동접점 스프링과 일정한 갭을 형성하면서 가동접점 스프링을 커버하는 꺽쇠부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제48항에 있어서, 상기 꺽쇠부는,
상기 일단을 향하여 상기 가동접점 스프링에 대해 위로 제1 각도로 꺽여서 연장되는 제1 경사부와, 상기 제1 경사부로부터 아래로 제2 각도로 꺽여서 연장되는 제2 경사부와, 상기 제1 경사부와 제2 경사부가 만나서 형성되는 첨단부를 갖는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제49항에 있어서,
상기 제2 경사부의 끝단이 상기 가동접점 스프링에 맞닿아 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제50항에 있어서,
상기 고정 연결부는 상기 가동접점 스프링과 대략 동일한 폭을 갖고, 상기 꺽쇠부는 상기 가동접점 스프링에 비해 좁은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제51항에 있어서,
상기 제2 경사부의 끝단과 상기 가동접점 스프링은 댐퍼를 통해 맞닿아 있는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제52항에 있어서,
상기 스톱퍼와 상기 가동접점 스프링은 상기 첨단부에서 최대 갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제53항에 있어서,
상기 스톱퍼의 두께는 적어도 상기 가동접점 스프링 보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.
제54항에 있어서,
상기 스톱퍼는 아래의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 코어 이동형 외팔보 타입 릴레이 장치.

(여기서, gap은 개리상태에서의 고정접점과 가동접점 간의 이격 거리이고, l은 제1 경사부의 길이이며, θ는 제1 각도이다.)