KR20170009349A - Relay of electronic vehicle for improved arc extinguish - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전류차단을 신속하게 할 수 있는 릴레이에 관한 것으로, 고정접점; 상기 고정접점과 접촉되고 분리되는 가동접점; 상기 가동접점과 연결되어 상기 가동접점을 이동시키는 샤프트; 상기 고정접점과 가동접점을 수납하는 하우징; 상기 샤프트를 구동하는 엑츄에이터; 상기 하우징에 탈착 가능하게 부착되어 고정접점과 가동접점 사이에 발생하는 아크를 신장하는 아크신장부재로 구성된다.The present invention relates to a relay capable of quickly breaking a current, comprising: a fixed contact; A movable contact which is brought into contact with and separated from the fixed contact; A shaft connected to the movable contact to move the movable contact; A housing for accommodating the stationary contact and the movable contact; An actuator for driving the shaft; And an arc stretching member detachably attached to the housing to elongate an arc generated between the stationary contact and the movable contact.
Description
본 발명은 전기자동차용 릴레이에 관한 것으로, 특히 고정접점과 가동접점의 분리시 발생하는 아크를 신장시켜 아크를 신속하게 끊어지게 함으로써 전류의 차단성능을 향상시킨 릴레이에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 전기자동차(Electronic Vehicle)는 배터리의 전원을 이용한 모터를 동력원으로 사용하며, 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle)는내연기관의 엔진과 배터리의 전원을 이용한 모터를 동력원으로 사용한다. 하이브리드자동차나 전기자동차에서는 필요 용량에 따라 복수의 배터리를 직렬 또는 직렬과 병렬의 혼합 구조로 연결하여 하나의 배터리세트(battery set) 형태로 차량에 장착하여 모터에 전원을 공급함으로써 차량을 운행하게 된다.Generally, an electric vehicle uses a motor using a battery as a power source, and a hybrid electric vehicle uses a motor using an engine of an internal combustion engine and a battery as a power source. In a hybrid vehicle or an electric vehicle, a plurality of batteries are connected in series or series and a parallel combination structure according to a required capacity, and the vehicle is driven by supplying power to the motor by mounting the battery in a form of a battery set .
이러한 전기자동차에서는 필요에 따라 배터리에 저장된 전력을 모터에 공급하고 차단하기 위한 회로개폐장치가 필요하게 되는데, 이러한 회로개폐장치로서 직류릴레이(Direct Current Relay)를 주로 사용한다. 상기 릴레이는 전자석 원리를 이용하여 기계적인 구동과 전류신호를 전달해주는 전기적인 회로개폐장치의 일종이다. 이러한 릴레이는 배터리시스템의 내부에 배치되어, 배터리를 스위칭하여 전기자동차의 모터나 각종 부품에 전력을 공급하거나 차단한다.In such an electric vehicle, a circuit opening / closing device for supplying and disconnecting the electric power stored in the battery to the motor as needed is required. A direct current relay is mainly used as the circuit opening / closing device. The relay is a type of an electric circuit switching device that transmits mechanical signals and current signals using the electromagnet principle. These relays are disposed inside the battery system to switch the battery to supply or cut off the motors and various parts of the electric vehicle.
그러나. 상기 릴레이를 회로개폐장치로 사용하는 경우, 다음과 같은 문제가 발생한다. 일반적으로 릴레이에는 고정접점과 가동접점이 구비되어, 전기적인 신호에 의해 가동접점이 구동하여 고정접점과 접촉되거나 분리됨으로써 전력을 공급하거나 차단하게 된다.But. When the relay is used as a circuit opening / closing device, the following problems arise. Generally, a relay includes a fixed contact and a movable contact, and the movable contact is driven by an electrical signal to contact or separate from the fixed contact, thereby supplying or blocking electric power.
이러한 릴레이에는 고전압이 인가되는데, 전력을 차단하기 위해 고정접점과 가동접점을 분리할 때 고전압에 의해 접점 근처에서 아크와 열이 발생하게 된다. 그런데, 아크 자체는 전류의 흐름이고 고정접점과 가동접점이 상기 아크에 의해 연결되어 있기 때문에, 고정접점과 가동접점을 분리하여도 상기 아크에 의해 전류가 차단되지 않게 되어 전류차단이 지연된다.High voltage is applied to these relays. When separating the fixed contact and the movable contact to cut off the power, arc and heat are generated near the contact point by the high voltage. However, since the arc itself is a current flow and the stationary contact and the movable contact are connected by the arc, the current is not blocked by the arc even if the stationary contact and the movable contact are separated from each other.
그 결과, 전류의 차단이 신속하게 이루어지지 않아 정확한 릴레이의 구동제어를 할 수 없게 될 뿐만 아니라 반복적인 접점의 접촉 또는 분리동작으로 인해 접점의 마모가 누적되어 릴레이의 수명이 단축되는 문제도 있었다.As a result, current interruption can not be performed quickly, and precise control of the relay can not be performed. Also, wear of the contacts is cumulative due to repetitive contact or disconnection of the contacts, shortening the service life of the relay.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 아크를 신장하는 아크신장부재를 구비하여 전류를 신속하게 차단할 수 있는 릴레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a relay capable of quickly blocking an electric current by providing an arc elongating member for extending an arc.
또한, 본 발명의 다른 목적은 아크신장부재를 하우징에 탈부착 가능하게 부착할 수 있는 릴레이를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a relay capable of detachably attaching an arc elongating member to a housing.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 릴레이는 고정접점; 상기 고정접점과 접촉되고 분리되는 가동접점; 상기 가동접점과 연결되어 상기 가동접점을 이동시키는 샤프트; 상기 고정접점과 가동접점을 수납하는 하우징; 상기 샤프트를 구동하는 엑츄에이터; 상기 하우징에 탈착 가능하게 부착되어 고정접점과 가동접점 사이에 발생하는 아크를 신장하는 아크신장부재로 구성된다.In order to achieve the above object, a relay according to the present invention includes: a stationary contact; A movable contact which is brought into contact with and separated from the fixed contact; A shaft connected to the movable contact to move the movable contact; A housing for accommodating the stationary contact and the movable contact; An actuator for driving the shaft; And an arc stretching member detachably attached to the housing to elongate an arc generated between the stationary contact and the movable contact.
상기 엑츄에이터는 전자기력을 발생시키는 여자용 코일; 상기 여자용 코일 내부에 상하로 배치된 고정자 및 가동자; 상기 고정자 및 가동자 사이에 배치되어 가동자를 원위치로 복귀시키는 복귀스프링을 포함하며, 하우징은 세라믹으로 이루어진다.The actuator includes an exciting coil for generating an electromagnetic force; A stator and a movable element vertically disposed in the exciting coil; And a return spring disposed between the stator and the mover for returning the mover to the home position, wherein the housing is made of ceramic.
상기 아크신장부재는 하우징의 내부에 배치되는 본체; 상기 본체의 제1면에 형성되어 아크를 유동하는 아크유도부; 및 상기 본체의 제2면에 형성되어 하우징과 결합되는 제1결합부로 구성되며, 이때 상기 아크유도부는 원형상 또는 다각형상으로 이루어진 적어도 하나의 금속 돌기로 이루어진다.Wherein the arc elongating member comprises: a body disposed within the housing; An arc inducing part formed on a first surface of the main body and flowing an arc; And a first engaging portion formed on a second surface of the main body and coupled with the housing, wherein the arc guiding portion is formed of at least one metal protrusion of a circular or polygonal shape.
또한, 아크신장부재는 금속으로 이루어져 하우징의 내부에 착탈 가능하게 부착된 아크유도부이거나 하우징의 외부에 착탈 가능하게 부착된 아크유도부일 수 있다.In addition, the arc elongating member may be an arc guiding part detachably attached to the inside of the housing made of metal or an arc guiding part detachably attached to the outside of the housing.
본 발명에서는 릴레이에 아크신장부재를 구비하여 고정접점과 가동접점에서 발생하는 아크를 유도함으로써 아크의 길이를 신장하며, 아크의 신장에 따라 아크를 신속하게 제거할 수 있게 되어, 아크에 의한 전류 흐름을 차단할 수 있게 된다. 그 결과, 전기 자동차의 모터나 부품 등에 인가되는 전류를 신속하게 공급 및 차단할 수 있게 되어, 모터나 부품의 정확한 제어가 가능하게 된다.In the present invention, an arc elongating member is provided in a relay to extend an arc length by inducing an arc generated at a stationary contact and a movable contact, and an arc can be quickly removed according to elongation of an arc, . ≪ / RTI > As a result, it is possible to quickly supply and cut off the current applied to the motor or the parts of the electric vehicle, thereby enabling accurate control of the motor and the parts.
또한, 본 발명에서는 상기 아크신장부재가 릴레이의 하우징 내부 또는 외부에 착탈 가능하게 조립되므로, 릴레이의 하우징과는 별도 성형이 가능하게 된다. 그 결과, 단순화된 형상의 아크신장부재의 제조공정이 간편화되고 제조비용을 감소시킬 수 있게 된다.Further, in the present invention, since the arc elongating member is detachably assembled inside or outside the housing of the relay, it is possible to form it separately from the housing of the relay. As a result, the manufacturing process of the arc elongated member of simplified shape can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 개략적인 구조를 개념적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 릴레이의 사시도.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 아크신장부재의 구조를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 릴리이에서 아크가 신장되는 것을 나타내는 도면.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 제1실시예에 따른 릴레이의 다른 구조를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이의 구조를 나타내는 단면도.1 is a block diagram conceptually showing a schematic structure of an electric vehicle according to the present invention;
2 is a perspective view of a relay according to a first embodiment of the present invention;
3 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
4 is a perspective view showing a structure of an arc stretching member according to the present invention.
5 shows the arc elongation in a relief according to the invention;
6A and 6B are views showing another structure of a relay according to the first embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing a structure of a relay according to a second embodiment of the present invention;
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing an internal structure of an electric vehicle according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기자동차는 고전압의 전기에너지를 저정하는 배터리부(101)와, 상기 배터리부(101)와 연결되어 배터리부(101)로부터 출력되는 전류를 모터에 공급하고 차단하는 릴레이(Relay;103)와, 상기 릴레이(103)를 통해 배터리부(101)와 연결되어 릴레이(103)가 동작함에 따라 배터리부(101)로부터 전류가 공급되어 공급된 전류를 변환하여 모터로 출력하는 컨버터(105)와, 배터리부(101)의 전기충전을 제어하고 배터리부(101)의 잔여용량 및 충전의 필요성을 판단하며 배터리부(101)에 저장된 전류를 모터로 공급하는 배터리관리부(190)와, 릴레이(103)의 온/오프를 제어하고 컨버터(105)의 동작을 제어하는 차량제어부(104)와, 상기 차량제어부(104)에 시동신호를 인가하는 시동부(106)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the electric vehicle according to the present invention includes a
상기 배터리부(101)는 고전압의 전기에너지가 저장되는 복수의 배터리셀로 구성되며, 충전소, 차량 충전설비 또는 가정에서 외부의 전원을 공급받아 충전된다. 상기 배터리부(101)는 전기자동차의 운행에 필요한 에너지를 공급하거나 전자식 파워스티어링, 워터펌프, 에어컨, 방향지시등, 테일램프, 헤드램프, 브러시 등과 같은 부품을 가동시키는데 필요한 에너지를 공급한다.The
릴레이(103)는 차량제어부(104)로부터 인가되는 제어신호에 따라 작동하여 개폐되어 배터리부(101)에 충전된 전류를 컨버터(105)로 공급한다. 즉, 상기 릴레이(103)는 차량의 시동시 차량제어부(104)의 제어명령에 따라 동작하여 컨버터(105)로 전류를 공급하며, 상기 컨버터(105)에서는 공급되는 전류를 변환시킨 후 전기자동차의 모터 및 각 부품으로 전류를 인가한다.The
배너리관리부(108)는 배터리부(101)의 배터리셀을 충전하며, 전기자동차의 작동시 배터리부(101) 내의 배터리셀 사이의 전압차를 일정하게 유지하여 배터리부(101)가 과충전되거나 과방전되지 않도록 제어함으로써 배터리부(101)의 수명을 연장시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 배터리관리부(108)는 전류사용에 대한 관리를 통해 차량이 장시간 주행할 수 있도록 하며, 배터리부(101)의 잔량 및 전압을 측정하여 차량제어부(104)에 출력하다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 배터리관리부(108)에는 배터리부(101)에 공급되는 전류에 대한 보호회로를 포함할 수 있다.The
차량제어부(104)는 릴레이(103)를 구동시키는 릴레이 구동신호를 릴레이(103)로 전송하며, 릴레이(103)가 구동함에 따라 배터리부(101)가 컨버터(105)와 전기적으로 접속되어 배터리부(101)의 에너지가 컨버터(105)로 공급된다.The
릴레이(103)는 차량의 시동시 고전압의 동작전원이 갑자기 공급되지 않도록 제어하여 차량에 안정적으로 전원이 공급되도록 할 수 있게 된다. 또한, 차량제어부(104)는 릴레이(103)의 온(on)/오프(off)를 제어하고 컨버터(105)와 제어신호를 송신 및 수신하여 컨버터(105)를 제어한다.The
도면에는 도시하지 않았지만, 시동부(106)는 차량의 키박스와 차량 액세서리 사이의 연결, 배터리와 차량의 전선간의 연결, 배터리와 차량의 전선 사이의 연결을 온(on)/오프(off)하는 시동스위칭부와 시동스위칭부를 구동하는 시동스위치 구동부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 시동부(106)는 자동차 키로 시동거는 차량의 시동뿐만 아니라 일반적으로 스타트 버튼의 시동부를 포함할 수 있다.Although not shown in the drawings, the
시동부(106)에 의해 차량의 시동이 걸리면, 신호가 시동부(106)로부터 차량제어부(104)에 인가되며, 차량제어부(104)에서는 차량 운전과 관련된 전반적인 제어를 실행한다. 이때, 상기 차량제어부(104)는 배터리관리부(108)를 통해 배터리부(101)를 제어한다.When the vehicle is started by the
컨버터(105)는 차량제어부(104)로 릴레이(103)의 구동을 요청하는 릴레이 구동명령신호를 송신하며, 차량제어부(104)는 신호를 수신함에 따라 릴레이(103)를 구동시킨다. 컨버터(105)는 차량제어부(104)로부터 인가되는 제어신호에 따라 PMW스위칭을 수행하여 수백볼트의 배터리부(101)의 전압을 대략 12V의 전압으로 변환시켜 모터 및 각종 부품에 공급한다.The
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기자동차의 릴레이의 구조를 나타내는 도면으로서, 도 2는 사시도이고 도 3은 A-A선 단면도이다.2 and 3 are views showing a structure of a relay of an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention, wherein Fig. 2 is a perspective view and Fig. 3 is a sectional view taken along the line A-A.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 릴레이(103)는 하우징(132)과 상기 하우징(132) 하부의 케이스(130)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the
상기 하우징(132) 내부에는 고정접점(134)와 가동접점(136), 샤프트(138) 및 접압스프링(148)이 구비된다. 이때, 상기 하우징(132)은 하부에 배치되는 케이스(130) 측으로 연장되어 케이스(130)의 상면과 접촉하여 고정접점(134)와 가동접점(136), 샤프트(138) 및 접압스프링(148)을 밀폐한다. 상기 하우징(132)은 세라믹(ceramic) 등과 같이 내열성 및 내마모성을 구비하고 성형이 용이한 재질을 이용하여 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 고정접점(134) 및 가동접점(136)은 구리와 같이 전도성이 높은 금속을 사용할 수 있다.A fixed
상기 고정접점(134)에는 나사홀(134a)이 형성되어 부하측에 전류를 전달하기 위한 케이블이나 부스바(150)가 나사(152)에 의해 고정접점(134)에 체결된다.A
상기 고정접점(134)은 하우징(132) 상부에 배치되어 전기자동차의 모터 및 각종 부품과 연결되며, 가동접점(136)은 상하방향으로 이동하여 고정접점(134)과 접촉 또는 분리됨으로써 전류를 모터 또는 부하로 공급 또는 차단하도록 스위칭한다. 한편, 접압스프링(148)은 탄성에 의해 가동접점(136)이 고정접점(134)과 접촉할 때 일정 이상의 압력으로 접촉상태를 유지하도록 한다.The fixed
케이스(130) 내에는 전기엑츄에이터가 배치된다. 상기 전기엑츄에이터는 여자용 코일(142), 고정자(143), 가동자(146), 복귀스프링(144), 상부로부터 축방향을 따라 케이스(130)를 통과하는 샤프트(138)를 포함한다.In the
여자용 코일(142)은 내부에 빈공간을 형성하는 원통형상으로 이루어져 전기적 신호에 의해 전자기력을 발생시켜 고정자(143)와 가동자(146)의 구동력을 발생시키며, 고정자(143)는 여자용 코일(142)의 빈공간 내부에 배치된다. 가동자(146)은 원통형상으로 여자용 코일(142) 내부 빈공간의 고정자(143) 하부에 배치된다.The
상기 가동자(146)는 통상적으로 아마추어라고도 하며, 원통형상이고 중심축을 따라 관통공이 형성되어 샤프트(138)의 타단부가 관통하여 고정된다. 상기 가동자(146)는 여자용 코일(142)에서 발생하는 전기력에 의해 상승운동을 되며, 이 가동자(146)의 상승운동이 샤프트(138)를 통해 가동접점(136)으로 전달되어 사기 가동접점(136)이 상하운동을 하게 된다.The
상기 복귀스프링(144)은 고정자(143)와 가동자(146)의 사이에 위치하여 가동자(146)가 상하방향으로 구동될 때, 탄성에 의해 상기 가동자(146)를 원위치로 복귀시킨다.The
상기 샤프트(138)는 고정자(143), 복귀스프링(144), 가동자(146)의 중앙을 축방향으로 통과하여 접압스프링(148) 및 가동접점(136)과 결합된다. 따라서, 전자기력에 의해 가동자(145)가 이동함에 따라 상기 샤프트(138)가 상부방향으로 이동하고, 상기 샤프트(138)의 이동에 의해 가동접점(136)이 상부방향으로 이동하여 고정접점(134)과 접촉하게 된다.The
한편, 하우징(132) 내에는 가동접점(136)과 고정접점(134)과 접촉할 때 발생하는 아크(arc)를 제거하기 위한 아크신장부재(160)가 배치된다. 일반적으로 하우징(132) 내부의 가동접점(136)과 고정접점(134)이 분리되어 모터 또는 부하로의 전류 공급을 차단할 때, 가동접점(136)과 고정접점(134)의 접점 근처에서 아크와 열이 발생한다. 상기 아크는 전류의 흐름이므로, 가동접점(136)과 고정접점(134)이 분리된 때에도 아크에 의해 전류가 흐르게 되어 전류의 차단이 지연된다. 그 결과, 전류가 신속하게 차단되지 않음에 따라 모터나 각종 부품의 구동을 정확하게 제어할 수 없게 된다. 따라서, 전류를 신속하게 차단하여 모터와 부품을 제어하기 위해서는 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 발생하는 아크를 소호(消弧)해야만 한다.An
본 발명에서는 아크신장부재(160)를 구비하여, 가동접점(136)과 고정접점(134)에 발생하는 아크를 소호한다. 즉, 아크신장부재(160)는 아크를 신장시킴으로써 아크를 소호한다. 아크의 신장은 아크의 길이를 길게 늘이는 것을 의미하며, 아크가 공간상의 방전이기 때문에 길이가 길어지면 상대적으로 아크의 두께가 얇아지게 되어 결국 끊어지게 되는데, 이러한 아크의 끊어짐은 아크의 제거를 의미하므로, 아크를 통한 전류의 흐름이 차단된다.In the present invention, an
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 아크신장부재(160)는 본체(160a)와, 상기 본체(160a)의 상면에 형성되어 하우징(132)의 내부의 가동접점(136)과 고정접점(134)의 접촉영역을 향해 돌출되어 아크를 유도하는 아크유도부(160b)와, 상기 본체(160a)의 하면에 형성된 제1결합부(160c)로 이루어진다.3, the
상기 아크유도부(160b)는 금속으로 이루어져, 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에서 발생하는 아크가 상기 아크유도부(160b)로 유도되며, 상기 본체(160a)는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 본체(160a)는 아크유도부(160b)와 동일한 재질, 즉 금속으로 이루어져 아크유도부(160b)와 일체로 형성될 수도 있고, 하우징(132)과 동일한 재질, 즉 세라믹으로 구성되어 본체(160a)와 별개로 형성될 수도 있다. 상기 본체(160a)는 내열성 및 내마모성을 가지고 있다면, 어떠한 물질로 형성될 수도 있다. The
상기 제1결합부(160c)는 본체(160a)의 후면으로부터 돌출된 볼록형상이다. 또한, 상기 아크신장부재(160)가 부착되는 하우징(132)에는 제2결합부(132a)가 형성된다. 이때, 상기 제2결합부(132a)는 오목형상으로 형성되어, 아크신장부재(160)의 제1결합부(160c)가 상기 하우징(132)의 제2결합부(132a)에 삽입됨으로써, 상기 아크신장부재(160)가 하우징(132)의 내벽에 부착된다. 이때, 상기 제1결합부(160c)는 수지 등과 같은 탄성을 가진 물질로 형성되어 제2결합부(132a)에 탈착 가능하게 결합된다.The first
또한, 상기 제1결합부(160c)는 오목형상으로 형성되고 제2결합부(132a)가 볼록형상으로 형성되어, 상기 제1결합부(160c)가 제2결합부(132)에 삽입되어 아크신장부재(160)가 하우징(132)의 내벽에 결합될 수도 있다.The first
도 4는 상기 아크신장부재(160)의 구조를 나타내는 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 아크신장부재(160)의 본체(160a)는 설정된 높이(h)를 갖는 판형상으로 이루어진다. 도면에서는 이러한 판형상이 사각형상으로 4개 구비되어 하우징(132)의 4측벽 내부에 부착되지만, 상기 아크신장부재(160)는 3개의 판 또는 서로 평행한 2개의 판으로 구성될 수도 있다. 상기 아크신장부재(160)는 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 발생하는 아크를 유도하기 위한 것이므로, 상기 아크를 용이하게 유도할 수만 있다면 그 형상과 위치는 어떠한 형상과 위치도 가능하다.4 is a perspective view showing the structure of the
아크유도부(160b)는 본체(160a)의 내면에 본체(160a)의 길이방향을 따라 형성된다. 도면에서는 상기 아크유도체(160b)가 사각형상의 돌기로 이루어져 있지만, 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 발생하는 아크를 용이하게 유도할 수만 있다면 어떠한 형상도 가능하다. 또한, 도면에서는 돌기형상의 아크유도부(160b)가 특정 개수 형성되지만, 본 발명의 아크유도부(160b)가 특정 개수에 한정될 필요는 없을 것이다.The
제1결합부(160c)는 본체(160a)의 외면에 본체(160a)의 길이방향을 따라 형성된다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1결합부(160c)와 대응하는 영역의 하우징(132)의 내벽에는 제1결합부(160c)와 동일한 길이의 오목형태의 제2결합부(132a)가 형성되어, 상기 제1결합부(160c)가 제2결합부(132a)에 삽입되어 아크신장부재(160)가 하우징(132)의 내벽에 부착된다.The first
이와 같이, 본 발명에서는 제1결합부(160c)와 제2결합부(132a)가 결합되어 아크신장부재(160)가 하우징(132)의 내벽에 탈착 가능하게 부착된다. 도면 및 상술한 설명에서는 상기 제1결합부(160c)와 제2결합부(132a)가 특정 구조로 설명되고 있지만, 본 발명의 제1결합부(160c)와 제2결합부(132a)가 특정 구조로 형성될 필요는 없다. 본 발명에서는 아크신장부재(160)를 하우징(132)의 내벽에 탈착 가능하게 부착하므로, 이러한 탈부착이 가능하면 제1결합부(160c)와 제2결합부(132a)를 어떠한 구조로 형성할 수도 있을 것이다.As described above, in the present invention, the
이와 같이 본 발명에서는 아크신장부재(160)를 하우징(132)의 내벽에 탈착 가능하게 부착함으로써 배터리부에서 모터 및 부품으로 공급되는 전류를 신속하게 차단할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the
즉, 본 발명에서는 금속성분의 아크유도부(160b)를 구비한 아크신장부재(160)를 하우징(132)의 내벽에 설치함에 따라 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 발생하는 아크가 상기 아크유도부(160b)로 유도되며, 이러한 아크의 유도에 의해 아크의 길이가 증가하게 된다.That is, in the present invention, since the
도 5는 아크신장부재(160)에 의해 아크(A)의 길이가 신장된 것을 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 발생하는 아크(A)는 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에만 존재하는 것이 아니라 금속성분의 아크유도부(160b)에 의해 아크신장부재(160)측으로 유도되어 신장된다. 아크(A)가 신장되어 길이가 길어짐에 따라 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이의 아크(A)가 감소하게 되며, 아크(A)가 더욱 신장됨에 따라 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에서 아크(A)가 소호되어 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이가 차단되어 모터 및 부품으로의 전류 공급이 중단되어 모터 및 부품의 구동이 정지된다.5 is a view showing that the length of the arc A is elongated by the
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 발생하는 아크(A)를 아크신장부재(160)에 의해 신장하여, 가동접점(136)과 고정접점(134)의 분리시 아크에 의해 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 전류가 흐르는 것을 신속하게 차단함으로써 전기자동차의 모터 및 부품을 정확하게 제어할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, arc (A) generated between the
이와 같이, 아크신장부재(160)는 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이의 아크(A)를 신장하므로, 상기 아크신장부재(160)는 가동접점(136)과 고정접점(134)의 접점 근처에 배치되는 것이 바람직하며, 상기 아크신장부재(160)의 높이(h)는 아크(A)를 용이하게 신장할 수 있도록 가동접점(136)과 고정접점(134)을 커버하도록 설정되는 것이 바람직하다. Since the
또한, 본 발명에서는 아크신장부재(160)를 하우징(132)에 탈부착 가능하게 결합하므로, 제조공정이 단순화되어 양산이 용이하게 되며, 그 결과 제조비용을 절감할 수 있는데, 이를 자세히 설명하면 다음과 같다.Further, in the present invention, since the
아크를 신장하기 위해, 하우징을 금속과 같이 아크를 유도할 수 있는 무질로 형성할 수도 있다. 그러나, 이 경우 아크를 유도하기 위한 구성, 예를 들면 아크측으로 돌출된 아크유도용 돌기 등을 형성해야만 하므로, 하우징의 구조가 복잡하게 된다. 따라서, 이런 구조의 하우징은 제작이 힘들어 실질적인 양산이 불가능하게 되며, 양산에 성공하는 경우에도 제조비용이 대폭 증가하게 된다.In order to extend the arc, the housing may be formed of a metal, such as a metal, capable of inducing an arc. However, in this case, a structure for guiding an arc, for example, an arc-guiding protrusion protruded toward the arc side, must be formed, so that the structure of the housing becomes complicated. Therefore, the housing having such a structure is difficult to manufacture, and it is impossible to actually mass-produce the housing. Even if the housing is successfully mass-produced, the manufacturing cost is greatly increased.
반면에, 본 발명에서는 아크신장부재(160)를 하우징(132)과 별도로 제작하고 아크신장부재(160)를 하우징(132)에 탈부착 가능하게 결합함으로써 아크신장부재(160)를 구비한 릴레이를 제작할 수 있기 때문에, 아크신장부재(160)와 하우징(132)의 구조가 상대적으로 단순화하게 되어, 양산이 가능하게 되고 제조비용을 절감할 수 있게 된다.In contrast, in the present invention, the
한편, 상술한 설명에서는 아크신장부재(160)가 사각형상의 복수의 아크유도부(160b)를 구비한 구성으로 이루어져 있지만, 본 발명의 아크신장부재(160)는 이러한 특정 형상에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 아크신장부재(160)는 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 발생하는 아크(A)를 원활하게 신장할 수만 있다면 어떠한 형상이라도 가능하다.In the above description, the
특히, 아크(A)의 신장은 가동접점(136)과 고정접점(134)이 분리될 때의 간격, 가동접점(136)과 고정접점(134)의 단면적, 가동접점(136)과 고정접점(134)에 인가되는 전압 등과 같은 다양한 요소에 의해 결정되므로, 아크신장부재(160)의 형상 및 크기는 이러한 다양한 요소에 따라 결정된다.Particularly, the elongation of the arc A is determined by the interval when the
도 6a 및 도 6b는 다양한 구조의 아크신장부재의 일례를 나타내는 도면이다. 물론, 본 발명의 아크신장부재가 이러한 구조에 한정되는 것이 아니지만, 도면을 참조하여 아크신장부재의 다른 구조를 설명한다.6A and 6B are diagrams showing examples of arc elongating members having various structures. Of course, although the arc stretching member of the present invention is not limited to such a structure, another structure of the arc stretching member will be described with reference to the drawings.
도 6a에 도시된 바와 같이, 이 구조의 아크신장부재(160)는 본체(160a)에 형성되어 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 발생하는 아크를 유도하는 아크유도부(160b)의 단면 형상이 원형상으로 이루어진다. 즉, 도 3에 도시된 구조의 아크신장부재에서는 아크유도부(160b)의 단면이 사각형상인 반면에, 도 6a에 도시된 구조의 아크신장부재(160)의 아크유도부(160b)의 단면이 원형상으로 이루어지면, 단면이 원형상의 구조에서도 상기 아크유도부(160b)가 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 발생하는 아크를 원활하게 유도할 수 있게 된다.6A, the
또한, 상기 아크유도부(160b)의 단면형상은 사각형상이나 원형상에 한정되는 것이 아니라 삼각형상이나 오각형상과 같은 다양한 형상이 가능하며, 그 개수도 필요에 따라 다양하게 형성할 수도 있을 것이다.In addition, the cross-sectional shape of the
도 6b에 도시된 바와 같이, 이 구조의 아크신장부재(162)는 단면이 삼각형상으로 이루어져 하우징(132)의 내벽 둘레를 따라 배치된다. 이때, 상기 아크신장부재(162)는 금속과 같은 전도성이 좋은 물질로 형성되어 가동접점(136)과 고정접점(134) 사이에 발생하는 아크가 상기 아크신장부재(162)에 의해 유도되어 신장된다.As shown in Fig. 6B, the
도 3 및 도 6a에 도시된 구조에서는 아크신장부재(160)가 별도의 본체(160a)와 아크유도부(160b)로 이루어져 금속으로 이루어진 아크유도부(160b)에 의해 아크가 유도되는 반면에, 도 6b에 도시된 구조의 아크신장부재(162)는 본체와 아크유도부가 별도로 형성되지 않고 아크신장부재(162) 자체가 금속으로 이루어진 아크유도부로서 아크를 유도하게 된다. 물론, 이 구조의 아크신장부재(162)에도 돌기 형상의 결합부가 구성되어 하우징(132)과 결합된다.3 and 6A, the
이와 같이, 이 구조의 아크신장부재(162)는 자체가 금속으로 이루어져 아크를 유도하므로, 별도의 본체가 필요없게 된다. 도면에서는 상기 아크신장부재(162)가 단면이 삼각형상의 프리즘형상이 하나 배치되지만, 복수의 프리즘형상이 배치될 수도 있다. 또한, 단면이 원형상이나 다각형상의 금속으로 아크신장부재(162)를 형성할 수도 있다.As described above, since the
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이의 구조를 나타내는 도면이다. 이 구조의 릴레이는 아크신장부재를 제외하고는 제1실시예의 릴레이와 그 구조가 유사하므로, 동일한 구조에 대해서는 설명을 간략하게 하고 다른 구조에 대해서만 자세히 설명한다.7 is a diagram illustrating a structure of a relay according to a second embodiment of the present invention. Since the relay of this structure is similar in structure to the relay of the first embodiment except for the arc stretching member, the same structure will be described briefly and only the other structure will be described in detail.
도 7에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 릴레이(203)는 하우징(232) 내부의 고정접점(234) 및 가동접점(236), 샤프트(238) 및 접압스프링(248)과, 케이스(230) 내부에 배치되고 여자용 코일(242), 고정자(243), 가동자(246), 복귀스프링(244)으로 이루어진 전기엑츄에이터를 구비한다. 이때, 샤프트(238)는 하우징(232)에서 케이스(230)를 관통한다.7, the
아크신장부재(260)는 하우징(232)의 외부에 배치된다. 상기 아크신장부재(260)는 전체가 금속으로 이루어질 수도 있고, 별도의 본체에 금속으로 이루어진 아크유도부를 구비할 수도 있다. 또한, 그 형상도 제1실시예에 개시된 형상과 같이 다양한 형태로 이루어질 수 있다.The
아크신장부재(260)는 하우징(232)의 외곽을 전체 둘레를 따라 배치될 수도 있고, 일부 면을 둘러싸도록 배치될 수도 있다. 이때, 아크신장부재(260)에는 돌기 또는 홈이 형성되고 하우징(232)에는 홈 또는 돌기가 형성되어 상기 홈이 돌기에 삽입되어 아크신장부재(260)가 하우징(232)에 착탈 가능하게 결합된다. 물론, 상기 홈이나 돌기 대신, 다른 결합수단이 하우징(232) 및 아크신장부재(260)에 구비될 수도 있다.The
이와 같이, 제1실시예의 릴레이와는 달리 이 실시예의 릴레이(203)에서는 아크신장부재(260)가 하우징(232)의 외부에 배치된다. 그러나, 이 실시예의 릴레이(203)에서도 고정접점(234)과 가동접점(236) 사이의 아크가 상기 아크신장부재(260)에 의해 신장되어 고정접점(234)과 가동접점(236) 사이의 전류흐름을 신속하게 차단함으로써 모터 등의 제어를 신속하게 진행할 수 있게 된다.As described above, in the
물론, 제1실시예와는 달리 이 실시예에서는 세라믹과 같은 유전물질로 이루어진 하우징(232)이 아크신장부재(260)와 점점 사이에 배치되므로, 아크의 유도에 영향을 미치지만, 상기 하우징(232)의 절연특성을 감안하여 아크신장부재(260)를 설계함으로써 아크를 원활하게 신장할 수 있을 것이다.Of course, unlike the first embodiment, in this embodiment, a
다시 말해서, 이 실시예의 아크신장부재(260)는 고정접점(234)과 가동접점(236)의 대향 면적 크기 및 간격, 인가되는 전압의 세기, 고정접점(234)과 가동접점(236)의 접촉영역으로부터 아크신장부재(260) 사이의 거리, 하우징(232)의 재질 및 두께 등의 요인을 감안하여 설계함으로써 아크를 원활하게 신장하게 되며, 그 결과 모터 등을 정확하게 제어할 수 있게 된다.In other words, the
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 릴레이에 아크신장부재를 구비하여, 고정접점과 가동접점에서 발생하는 아크를 유도함으로써 아크의 길이를 신장하며, 아크의 신장에 따라 아크를 신속하게 제거할 수 있게 되어, 아크에 의한 전류 흐름을 차단할 수 있게 된다. 그 결과, 전기 자동차의 모터나 부품 등에 인가되는 전류를 신속하게 공급 및 차단할 수 있게 되어, 모터나 부품의 정확한 제어가 가능하게 된다.As described above, according to the present invention, an arc elongating member is provided in a relay to extend an arc length by inducing an arc generated at a stationary contact and a movable contact, and an arc can be quickly removed according to elongation of an arc , The current flow caused by the arc can be cut off. As a result, it is possible to quickly supply and cut off the current applied to the motor or the parts of the electric vehicle, thereby enabling accurate control of the motor and the parts.
또한, 본 발명에서는 상기 아크신장부재가 릴레이의 하우징 내부 또는 외부에 착탈 가능하게 조립되므로, 릴레이의 하우징과는 별도 성형이 가능하게 된다. 그 결과, 단순화된 형상의 아크신장부재의 제조공정이 간편화되고 제조비용을 감소시킬 수 있게 된다.Further, in the present invention, since the arc elongating member is detachably assembled inside or outside the housing of the relay, it is possible to form it separately from the housing of the relay. As a result, the manufacturing process of the arc elongated member of simplified shape can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
한편, 상술한 상세한 설명에서는 특정 구조의 릴레이가 설명되고 있지만, 본 발명이 이러한 특정 구조의 릴레이에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 아크신장부재를 릴레이의 하우징과는 별도로 제작하여 아크신장부재의 형상을 상대적으로 단순화하고, 제작된 아크신장부재를 릴레이에 착탈 가능하게 부착하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 아크신장부재가 별도로 제작되어 착탈 가능하게 부착될 수 있다면, 현재 알려진 모든 구조의 릴레이가 본 발명에 포함될 수 있을 것이다.Meanwhile, although the relays of the specific structure are described in the above detailed description, the present invention is not limited to the relays of this specific structure. The present invention is characterized in that the arc elongating member is manufactured separately from the housing of the relay to relatively simplify the shape of the arc elongating member and the manufactured arc elongating member is detachably attached to the relay. Thus, if the arc elongate member can be separately fabricated and detachably attached, all currently known structures of relays may be included in the present invention.
또한, 상술한 상세한 설명에서는 본 발명의 릴레이가 전기자동차에 사용된다고 기술하고 있지만, 이는 설명의 편의를 위해 릴레이가 적용되는 것을 예시한 것이다. 실질적으로 본 발명의 릴레이는 단순히 전기자동차에만 사용되는 것이 아니라 전기와 엔진을 모두 구비한 하이브리드 자동차에도 적용될 수 있을 뿐만 아니라 각종 산업용 설비나 기계에도 적용될 수 있을 것이다.Further, although the above-described detailed description describes that the relay of the present invention is used in an electric vehicle, it is exemplified that the relay is applied for convenience of explanation. The relay of the present invention can be applied not only to an electric vehicle but also to a hybrid vehicle including both an electric vehicle and an engine, as well as to various industrial equipments and machines.
101 : 배터리부
103 : 릴레이
104: 차량제어부
105 : 컨버터
106 : 시동부
108 : 배터리관리부
130 : 케이스
132 : 하우징
134: 고정접점
136 : 가동접점
138 : 샤프트
160 : 아크신장부재101: Battery section 103: Relay
104: vehicle control unit 105: converter
106: Startup unit 108: Battery management unit
130: Case 132: Housing
134: Fixed contact 136: Movable contact
138: shaft 160: arc elongate member
Claims (8)
상기 고정접점과 접촉되고 분리되는 가동접점;
상기 가동접점과 연결되어 상기 가동접점을 이동시키는 샤프트;
상기 고정접점과 가동접점을 수납하는 하우징;
상기 샤프트를 구동하는 엑츄에이터;
상기 하우징에 탈착 가능하게 부착되어 고정접점과 가동접점 사이에 발생하는 아크를 신장하는 아크신장부재로 구성된 릴레이.Fixed contact;
A movable contact which is brought into contact with and separated from the fixed contact;
A shaft connected to the movable contact to move the movable contact;
A housing for accommodating the stationary contact and the movable contact;
An actuator for driving the shaft;
And an arc elongating member detachably attached to the housing to elongate an arc generated between the stationary contact and the movable contact.
전자기력을 발생시키는 여자용 코일;
상기 여자용 코일 내부에 상하로 배치된 고정자 및 가동자;
상기 고정자 및 가동자 사이에 배치되어 가동자를 원위치로 복귀시키는 복귀스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이.2. The actuator according to claim 1,
An exciting coil for generating an electromagnetic force;
A stator and a movable element vertically disposed in the exciting coil;
And a return spring disposed between the stator and the mover and returning the mover back to the original position.
하우징의 내부에 배치되는 본체;
상기 본체의 제1면에 형성되어 아크를 유동하는 아크유도부; 및
상기 본체의 제2면에 형성되어 하우징과 결합되는 제1결합부로 이루어진 것을 특징으로 하는 릴레이.The arc-expanding member according to claim 1,
A body disposed within the housing;
An arc inducing part formed on a first surface of the main body and flowing an arc; And
And a first coupling portion formed on a second surface of the main body and coupled with the housing.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150101219A KR20170009349A (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Relay of electronic vehicle for improved arc extinguish |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102234677B1 (en) * | 2020-07-09 | 2021-04-01 | 주식회사 애크멕스시스템아이씨 | High voltage relay device |
US11233385B2 (en) | 2018-03-08 | 2022-01-25 | Ls Electric Co., Ltd. | Earth leakage breaker and arc detection apparatus attachable/detachable to/from same earth leakage breaker |
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2015
- 2015-07-16 KR KR1020150101219A patent/KR20170009349A/en not_active Withdrawn
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---|---|---|---|---|
US11233385B2 (en) | 2018-03-08 | 2022-01-25 | Ls Electric Co., Ltd. | Earth leakage breaker and arc detection apparatus attachable/detachable to/from same earth leakage breaker |
KR102234677B1 (en) * | 2020-07-09 | 2021-04-01 | 주식회사 애크멕스시스템아이씨 | High voltage relay device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20150716 |
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PG1501 | Laying open of application | ||
PC1203 | Withdrawal of no request for examination |