KR20170003638U

KR20170003638U - 릴레이 장치

Info

Publication number: KR20170003638U
Application number: KR2020160001987U
Authority: KR
Inventors: 이수정
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2017-10-20

Abstract

릴레이 장치에 대한 고안이 개시된다. 개시된 고안은: 케이스와; 케이스의 내부에 설치되는 고정접점과; 고정접점의 주변부를 밀폐하는 접접밀폐부; 및 접점밀폐부의 외측에 설치되며, 양단부에 N극 및 S극이 배치되는 영구자석;을 포함하고, 접점밀폐부에는, 영구자석이 접점밀폐부와 결합되도록 삽입되는 영구자석고정부가 형성된다.

Description

릴레이 장치{RELAY APPARATUS}

본 고안은 릴레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기에너지를 이용하는 차량 등과 같이 전기에너지를 이용하는 장치의 전기 회로를 개폐하기 위해 사용되는 릴레이 장치에 관한 것이다.

하이브리드 자동차란 구동원으로서 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 형태의 자동차를 의미하는 것으로서, 통상적으로는 종래의 내연 기관과 배터리로 구동되는 모터를 동시에 사용하는 형태를 의미한다.

배터리는 내연 기관의 구동에 의해 발생되는 에너지 또는 브레이킹 시에 소실되는 에너지를 이용하여 재충전되며, 이를 자동차의 구동에 재사용하기 때문에 내연 기관을 단독으로 사용하는 일반적인 자동차에 비해서 고연비의 특성을 갖고 있어, 고유가 및 점차적으로 강화되는 탄소 배출 규제와 같은 현재의 상황에서 주목을 받고 있다.

하이브리드 자동차는 기존의 엔진과 배터리를 동력원으로 사용한다. 구체적으로, 하이브리드 자동차의 초기 구동시에는 배터리 전원을 사용한 전기에너지를 이용해 가속을 하고 주행속도에 따라 엔진 및 브레이크를 이용하여 배터리를 충-방전을 반복하게 된다.

이러한 하이브리드 자동차의 성능을 향상시키기 위해서는 보다 높은 용량의 배터리가 필요하게 되는데, 이를 위해서는 전압을 높이는 방법이 가장 용이하다.

따라서, 현재의 배터리의 사용전압은 기존 12V에서 200~400V로 승압되었으며, 이러한 배터리 전압은 향후 추가적으로 상승될 가능성이 높다.

배터리의 사용전압이 높아질수록 필연적으로 높은 절연능력이 요구되는 바, 이를 위해서 고전압의 배터리의 전원을 안정적으로 On/Off시켜주는 역할을 하는 고전압 직류 릴레이가 하이브리드 자동차에 적용되고 있다.

이러한, 고전압 직류 릴레이는 불의의 사고 발생시 또는 차량 제어기의 제어신호에 따라서 고전압 배터리의 직류전류를 차단해 주는 역할을 하는데, 직류전류가 접속되거나 차단되는 과정에서 아크가 발생되게 된다.

이러한 아크는 인접한 다른 기기 등에 악영향을 미치거나 절연 성능을 저하시킬 수 있으므로, 이를 적절하게 제어하기 위해서 영구자석이 이용된다.

통상적으로 영구자석은, 접점 인근에 배치되어 홀더에 의해 고정되는 형태로 설치된다. 즉 종래의 고전압 직류 릴레이에서는, 영구자석의 고정을 위해 금속 재질로 형성된 홀더가 삽입되어야 한다.

그러나 영구자석의 고정을 위한 홀더의 추가로 인해. 제품의 구조가 복잡해지고 부품수가 증가하며 제품의 중량이 증가되는 문제가 발생된다.

본 고안의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1216824호(2012년 12월 21일 등록, 발명의 명칭: 유입 릴레이 장치의 방열부)에 개시되어 있다.

본 고안은 구조가 단순화되고 부품수와 제품 크기 및 중량이 감소될 수 있도록 구조가 개선된 릴레이 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안에 따른 릴레이 장치는: 케이스와; 상기 케이스의 내부에 설치되는 고정접점과; 상기 고정접점의 주변부를 밀폐하는 접접밀폐부; 및 상기 접점밀폐부의 외측에 설치되며, 양단부에 N극 및 S극이 배치되는 영구자석;을 포함하고, 상기 접점밀폐부에는, 상기 영구자석이 상기 접점밀폐부와 결합되도록 삽입되는 영구자석고정부가 형성된다.

또한 상기 영구자석고정부는, 상기 영구자석의 형상에 대응하는 형상으로 상기 접점밀폐부에 오목하게 형성되는 결합홈을 포함하고; 상기 영구자석은, 정면과 배면 및 네 측면을 포함하는 육면체 형상으로 형성되며, 상기 영구자석의 정면과 네 측면의 적어도 일부분이 상기 결합홈에 삽입되어 상기 영구자석고정부에 결합되는 것이 바람직하다.

또한 상기 접점밀폐부는, 내열성이 높은 세라믹 재료가 소결되어 이루어지고; 상기 결합홈은, 상기 접점밀폐부의 외측면에 음각 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 영구자석에는, 상기 영구자석의 모서리들 중 어느 하나에 다른 모서리들과 다른 형상을 갖도록 형성되는 표시부가 마련되고; 상기 영구자석고정부는, 상기 결합홈이 상기 표시부가 마련된 상기 영구자석의 형상에 대응되는 형상으로 이루어지도록 상기 결합홈의 일측 모서리를 형성하는 표시홈형성부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 고안의 릴레이 장치는, 홀더와 같은 영구자석의 고정을 위한 부품의 추가 없이도 고정접점과 이동접점의 접촉 지점 인근에 영구자석을 효과적으로 고정시키면서도 장치의 구조를 단순화시키고 부품수와 제품 크기 및 중량을 감소시킬 수 있다.

또한 본 고안은 영구자석의 특정 위치가 접점밀폐부의 특정 위치에 설치될 수 있는 방향성이 부여되도록 함으로써 별도의 확인 작업 없이도 각각의 영구자석을 정위치에 신속하고 정확하게 설치될 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 릴레이 장치의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 접점밀폐부와 영구자석의 결합 상태를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 접점밀폐부와 영구자석의 분리 상태를 보여주는 분해사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 접점밀폐부와 영구자석의 결합 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 릴레이 장치의 접점밀폐부와 영구자석의 결합 상태를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 접점밀폐부와 영구자석의 분리 상태를 보여주는 분해사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안에 따른 릴레이 장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 릴레이 장치의 내부 구조를 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 접점밀폐부와 영구자석의 결합 상태를 보여주는 사시도이다. 또한 도 3은 도 2에 도시된 접점밀폐부와 영구자석의 분리 상태를 보여주는 분해사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 접점밀폐부와 영구자석의 결합 상태를 보여주는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 릴레이 장치(100)는 케이스(110)와 고정접점(120)과 영구자석(140) 및 접점밀폐부(150)를 포함한다.

케이스(110)는 본 실시예에 따른 릴레이 장치(100)의 외관을 형성하며, 이러한 케이스(110)의 내부에는 고정접점(120), 영구자석(140), 접점밀폐부(150) 등과 같은 구성들을 수용하기 위한 수용공간이 형성된다.

상기와 같은 케이스(110)는, 하부케이스(111)와 상부케이스(115)로 구분될 수 있다.

하부케이스(111)는 케이스(110) 중 하측 부분을 형성하는 것으로, 이러한 하부케이스(111)의 내부에는 전자석(1), 전자석(1)에 설치된 코일에 전류를 흘리면 흡인되도록 마련되는 가동코어(2) 등을 포함하여 구성되는 액추에이터(10)가 수용될 수 있다.

그리고 상부케이스(115)는, 케이스(110) 중 상측 부분을 형성하는 것으로, 하부케이스(111)의 상부에 결합된다.

이러한 상부케이스(115)의 내부에는, 고정접점(120), 영구자석(140), 접점밀폐부(150) 등과 같은 구성들이 수용될 수 있다.

고정접점(120)은, 전원 또는 부하와 연결되는 단자로써, 케이스(110)의 내부, 좀 더 구체적으로는 상부케이스(115)의 내부에 한 쌍이 설치된다.

한 쌍의 고정접점(120)의 상단부는 전원 또는 부하와 연결되고, 고정접점(120)의 하단부는 전기자에 연동하여 작동되는 가동접점(130)과 접촉될 수 있다.

가동접점(130)은 고정접점(120)과 대향하는 면이 평평하게 형성되며 소정의 두께를 갖는 판상체이다. 이러한 가동접점(130)은, 전기자에 연동하여 작동되는 작용로드(135)에 고정되어 작용로드(135)의 축방향을 따라 이동되면서 한 쌍의 고정접점(120)에 접촉되거나 분리될 수 있다.

가동접점(130)이 한 쌍의 고정접점(120)에 접촉되면 회로가 폐로되어 통전이 일어나고, 가동접점(130)이 한 쌍의 고정접점(120)으로부터 분리되면 회로가 개방되어 전류의 흐름이 차단된다.

영구자석(140)은, 고정접점(120)과 함께 케이스(110)의 내부, 좀 더 구체적으로는 상부케이스(115)의 내부에 수용되되, 고정접점(120)의 외측에 설치된다.

본 실시예에 따르면, 고정접점(120)을 사이에 두고 한 쌍의 영구자석(140)이 설치된다. 각각의 영구자석(140)은, 양단부에 N극 및 S극이 배치되도록 마련되며, 후술할 접점밀폐부(150)의 외측에 설치된다.

접점밀폐부(150)는, 고정접점(120)의 주변부를 밀폐하도록 마련되는 것으로써, 내열성이 높은 세라믹(Ceramic) 재료를 상부와 하부가 개방된 육면체 형태로 소결하여 이루어질 수 있다.

이러한 접점밀폐부(150)의 내부에는, 고정접점(120)이 설치되고 가동접점(130)이 수용 및 이동되기 위한 밀폐된 수용공간이 형성된다.

접점밀폐부(150)의 내부에서는, 고정접점(120)과 가동접점(130) 간의 접촉 또는 분리에 의해 직류전류가 접속되거나 차단되는 과정에서 아크가 발생된다. 이러한 아크는 인접한 다른 기기 등에 악영향을 미치거나 절연 성능을 저하시킬 수 있으므로, 이를 적절하게 제어하기 위해서 영구자석(140)이 이용된다.

영구자석(140)을 아크가 발생하는 고정접점(120)과 가동접점(130)의 접촉 지점 인근에 배치시키면, 영구자석(140)에서 발생되는 자속의 세기, 방향 및 전류방향, 아크의 신장길이에 따라 결정되는 힘을 이용하여 아크를 제어할 수 있고, 그에 따라 아크를 냉각시켜 소호할 수 있다.

이와 같은 영구자석(140)이 고정접점(120)과 가동접점(130)의 접촉 지점 인근에 설치되도록 하기 위해, 접점밀폐부(150)에는 영구자석(140)이 접점밀폐부(150)와 결합되도록 삽입되는 영구자석고정부(151)가 형성된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 영구자석고정부(151)는 영구자석의 형상에 대응하는 형상으로 접점밀폐부(150)의 외측면에 음각 형성되는 결합홈(g)을 포함한다.

본 실시예에 따르면, 영구자석(140)은 정면과 배면 및 네 측면을 포함하는 육면체 형상으로 형성된다.

예를 들면, 영구자석(140)은 정면과 배면 및 네 측면을 포함하는 직육면체 형상을 갖도록 형성되고, 결합홈(g)은 영구자석(140)의 형상에 대응하는 직육면체 형상을 포함하도록 음각 형성될 수 있다.

상기와 같은 형상의 결합홈(g)을 포함하는 영구자석고정부(151)는, 고정접점(120)을 사이에 두고 서로 마주보게 배치되는 한 쌍의 결합홈(g)을 포함하는 형태로 마련될 수 있다.

그리고 한 쌍의 영구자석(140)은, 그 정면과 네 측면의 적어도 일부분이 한 쌍의 결합홈(g)에 각각 삽입되어 영구자석고정부(151)에 결합됨으로써, 고정접점(120)을 사이에 두고 서로 마주보게 배치되는 형태로 접점밀폐부(150)의 외측에 설치될 수 있다.

이와 같이 설치되는 각각의 영구자석(140)은, 결합홈(g)에 삽입된 정면과 네 측면이 영구자석고정부(151)에 의해 지지되어 그 설치 위치가 안내되는 한편, 정면 및 측면 측으로의 움직임이 구속되어 그 위치가 고정될 수 있다.

그리고 각각의 영구자석(140)의 배면 측은, 접점밀폐부(150) 및 영구자석(140)의 외측에 씌워지는 상부케이스(115)에 의해 지지될 수 있다.

즉 접점밀폐부(150) 상에 일체로 형성된 영구자석고정부(151)와의 결합을 통해 영구자석(140)의 설치 위치가 안내되면서 영구자석(140)이 접점밀폐부(150)에 직접 결합되고, 그 외측에 씌워지는 상부케이스(115)에 의해 영구자석(140)의 배면 측이 지지되는 형태로, 영구자석(140)과 접점밀폐부(150) 간의 직접적인 결합이 이루어지게 된다.

이에 따라 홀더와 같은 영구자석(140)의 고정을 위한 부품의 추가 없이도 영구자석(140)의 설치 위치 안내 및 고정이 효과적으로 이루어질 수 있게 되고, 이로써 고정접점(120)과 가동접점(130)의 접촉 지점 인근에 영구자석(140)을 효과적으로 고정시키면서도 릴레이 장치(100)의 구조를 단순화시키고 부품수와 제품 크기 및 중량을 감소시킬 수 있게 된다.

한편, 상기한 바와 같은 릴레이 장치는 본 고안의 일 실시예에 불과할 뿐이며, 이와 다른 변형 실시예들이 있을 수 있다.

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 릴레이 장치의 접점밀폐부와 영구자석의 결합 상태를 보여주는 사시도이고, 도 6은 도 4에 도시된 접점밀폐부와 영구자석의 분리 상태를 보여주는 분해사시도이다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 릴레이 장치의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

설명의 편의를 위해 상기 일 실시예와 구성 및 기능이 동일 또는 유사한 구조는 동일한 도면번호로 인용하였으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 고안의 다른 실시예에 따른 릴레이 장치(200)는, 케이스(110)와 고정접점(120)과 영구자석(240) 및 접점밀폐부(250)를 포함한다.

본 실시예에 따르면, 영구자석(240)에는 표시부(241)가 마련된다.

표시부(241)는, 영구자석(240)의 모서리 부분에 마련되되, 영구자석(240)의 모서리들 중 어느 하나에 다른 모서리들과 다른 형상을 갖도록 형성된다.

본 실시예에서는, 영구자석(240)의 모서리들 중 어느 한 부분이 경사진 절단면을 갖도록 절단된 형태로 표시부(241)가 형성되는 것으로 예시된다.

또한 접점밀폐부(250)에는 영구자석(240)이 접점밀폐부(250)와 결합되도록 삽입되는 영구자석고정부(251)가 형성되며, 영구자석고정부(251)는 영구자석(240)이 삽입되는 결합홈(g) 외에 표시홈형성부(251a)를 더 포함한다.

표시홈형성부(251a)는, 결합홈(g)이 표시부(241)가 마련된 영구자석(240)의 형상에 대응되는 형상으로 이루어지도록 결합홈(g)의 일측 모서리를 형성한다.

이러한 표시홈형성부(251a)는, 결합홈(g)이 형성된 영역에서 결합홈(g)의 모서리에 해당되는 부분들 중 어느 한 부분에 마련되되, 영구자석(240)의 표시부(241)가 형성된 모서리 부분이 나머지 모서리 부분과 비교하여 절단되어 나간 부분의 형상에 대응되는 형상을 갖도록 마련된다.

그리고 이와 같이 마련된 표시홈형성부(251a)는, 음각 형성되어 있는 결합홈(g) 영역 중 모서리에 해당되는 어느 한 부분을 표시홈형성부(251a)의 형상대로 채우는 형태로 결합홈(g)의 일측 모서리를 형성함으로써, 결합홈(g)이 영구자석(240)의 형상에 대응되는 음각 형상을 갖게 형성되도록 한다.

상기와 같이 마련되는 영구자석(240)과 영구자석고정부(251)는, 영구자석(240)이 접점밀폐부(250)에 설치되는데 있어서 방향성을 부여할 수 있다.

즉 영구자석(240)의 표시부(241)가 형성된 부분과 영구자석고정부(251)의 표시홈형성부(251a)가 형성된 부분의 형상이 표시부(241) 및 표시홈형성부(251a)가 형성되지 않은 다른 부분의 형상과 상이함으로 인해, 영구자석(240)의 표시부(241)가 형성된 부분만이 영구자석고정부(251)의 표시홈형성부(251a)가 형성된 부분에 결합될 수 있게 되며, 이로써 영구자석(240)의 특정 위치가 접점밀폐부(250)의 특정 위치에 설치되도록 하는 방향성이 부여될 수 있게 된다.

영구자석(240)을 이용하여 고정접점(120)과 가동접점(130)의 접촉 지점에서 발생되는 아크를 제어하기 위해서는, 고정접점(120)과 가동접점(130)의 접촉 지점 양측에 배치되는 한 쌍의 영구자석(240)의 각 극이 각각 특정한 위치에 위치되도록 배치되어야 한다.

즉 고정접점(120)과 가동접점(130)의 접촉 지점 양측에 배치되는 한 쌍의 영구자석(240)의 각 극이 각각 특정한 위치에 제대로 배치되도록 영구자석(240)이 설치되어야만 영구자석(240)이 아크의 길이를 외부로 신장시킬 수 있고, 영구자석(240)의 각 극이 특정된 위치와 반대로 배치되도록 영구자석(240)이 설치되는 경우에는 영구자석(240)이 아크에 역방향의 힘을 가하게 되어 릴레이 장치(200)의 성능을 저하시키는 문제를 발생시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 영구자석(240)에 표시부가 형성되고 영구자석고정부(251)에 표시홈형성부(251a)가 형성됨으로써 영구자석(240)의 특정 위치가 접점밀폐부(250)의 특정 위치에 설치되도록 하는 방향성이 부여되므로, 별도의 확인 작업 없이도 각각의 영구자석(240)을 정위치에 신속하고 정확하게 설치할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 실시예의 릴레이 장치(200)는, 홀더와 같은 영구자석(240)의 고정을 위한 부품의 추가 없이도 고정접점(120)과 가동접점(130)의 접촉 지점 인근에 영구자석(240)을 효과적으로 고정시키면서도 장치의 구조를 단순화시키고 부품수와 제품 크기 및 중량을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 영구자석(240)의 특정 위치가 접점밀폐부(250)의 특정 위치에 설치될 수 있는 방향성이 부여되도록 함으로써 별도의 확인 작업 없이도 각각의 영구자석(240)을 정위치에 신속하고 정확하게 설치될 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

본 고안은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 실용신안등록청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100,200 : 릴레이 장치
110 : 케이스
111 : 하부케이스
115 : 상부케이스
120 : 고정접점
130 : 가동접점
140,240 : 영구자석
150,250 : 접점밀폐부
241 : 표시부
151,251 : 영구자석고정부
251a : 표시홈형성부

Claims

케이스;
상기 케이스의 내부에 설치되는 고정접점;
상기 고정접점의 주변부를 밀폐하는 접점밀폐부; 및
상기 접점밀폐부의 외측에 설치되며, 양단부에 N극 및 S극이 배치되는 영구자석;을 포함하고,
상기 접점밀폐부에는, 상기 영구자석이 상기 접점밀폐부와 결합되도록 삽입되는 영구자석고정부가 형성되는 것을 특징으로 하는 릴레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 영구자석고정부는, 상기 영구자석의 형상에 대응하는 형상으로 상기 접점밀폐부에 오목하게 형성되는 결합홈을 포함하고;
상기 영구자석은, 정면과 배면 및 네 측면을 포함하는 육면체 형상으로 형성되며, 상기 영구자석의 정면과 네 측면의 적어도 일부분이 상기 결합홈에 삽입되어 상기 영구자석고정부에 결합되는 것을 특징으로 하는 릴레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 접점밀폐부는, 내열성이 높은 세라믹 재료가 소결되어 이루어지고;
상기 결합홈은, 상기 접점밀폐부의 외측면에 음각 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 릴레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 영구자석에는, 상기 영구자석의 모서리들 중 어느 하나에 다른 모서리들과 다른 형상을 갖도록 형성되는 표시부가 마련되고;
상기 영구자석고정부는, 상기 결합홈이 상기 표시부가 마련된 상기 영구자석의 형상에 대응되는 형상으로 이루어지도록 상기 결합홈의 일측 모서리를 형성하는 표시홈형성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 장치.