KR20180004923A - 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치에 관한 것이다. 개시된 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치는, 외부자석(400)에 의해 접극자를 구동시켜 회로를 열거나 닫아 전압, 전류 및 주파수의 전기신호의 구동을 하는 계전기(301), 상기 계전기(301)의 On/Off에 따라 외부의 접속된 전기기기에 전류를 공급하거나 중단하는 결선부(302) 및 상기 계전기(301)의 단자와 상기 결선부(302)를 연결하는 내부전선을 포함하는 것을 특징으로 하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 온도, 습도 등 나쁜 주위 환경이나 대기환경 및 사용장소의 영향을 최소화하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치의 제공이 가능한 실용적이며 경제적인 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 제공할 수 있다는 이점이 있다.

Description

접극자 동작원리를 이용한 자석스위치 {Magnetic Switch using Operation Principle of Relay Amature}

본 발명은 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도, 습도 등 나쁜 주위 환경이나 대기환경 및 사용장소의 영향을 최소화할 수 있는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

자석스위치(리드스위치, Reed Switch)란, 자성이 감지되면 접점이 붙거나 떨어지는 스위치를 말하며, 문의 개폐를 이용한 전등 전원 제어, 침입탐지기, 물의 수위검출 등의 용도로 사용할 수 있다. 자석스위치는 NO/NC 방식으로 나뉘어지는데, NO(Normal Open)는 자석이 떨어져 있을 때 ON이 되고 자석이 붙으면 OFF 되는 방식이며, NC(Normal Close)는 그 반대로 동작하는 방식을 말한다.

종래의 기술에 따른 자석스위치는 스위치에 자석이 접근하면 접점이 되거나, 떨어지는 방식으로 제어되지만, 이러한 경우 사용장소에 따라 온도, 습도 등 나쁜 주위 환경이나 대기환경에서 영향을 받는 경우가 있어 작동의 오류가 발생할 수 있다.

이에, 본 발명에서는, 전술한 기술적 제약을 해소시킬 수 있는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 제안하고자 한다.

한국등록특허 제10-1492764, 2013년 11월 22일 공개(명칭: 자기 어레이) 한국등록특허 제10-0796275, 2008년 1월 21일 공개(명칭: 도난방지장치) 한국공개특허 제10-2003-0075372, 2005년 5월 3일 공개(명칭: 자석식 스위치)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 온도, 습도 등 나쁜 주위 환경이나 대기환경 및 사용장소의 영향을 최소화하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 진동과 충격에 강인한 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 초소형의 신뢰도 높은 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 제공하도록 하는데 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상은, 외부자석(400)에 의해 접극자를 구동시켜 회로를 열거나 닫아 전압, 전류 및 주파수의 전기신호의 구동을 하는 계전기(301); 상기 계전기(301)의 On/Off에 따라 외부의 접속된 전기기기에 전류를 공급하거나 중단하는 결선부(302); 및 상기 계전기(301)의 단자와 상기 결선부(302)를 연결하는 내부전선을 포함하는 것을 특징으로 하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 제공한다.

상기 계전기(301)는, 내부에 전자석을 포함하고 있으며, 상기 전자석에 별도의 스위치 혹은 외부 자석을 통한 전자기 유도에 의해 전원이 공급되면 상기 계전기(301) 내부에 전자석이 자석이 되어 옆에 있던 철편을 끌어당겨 스위치가 On이 될 수 있다.

상기 계전기(301)는, 입력 하나 출력 하나인 SPST(Single Pole Single Throw), 입력 하나 출력 둘인 SPDT(Single Pole Double Throw) 및 SPDT 2개가 합쳐진 형태인 DPDT(Duble Pole Duble Throw) 중 어느 하나일 수 있다.

상기 계전기(301)는, 평상시 OFF 이다가 자석이 접근할 경우 ON되는 방식, 평상시 ON이다가 자석이 접근할 경우 OFF 되는 방식 및 평상시 한개의 접점에 연결되었다가 다른 접점으로 연결되는 방식 중 어느 하나일 수 있다.

상기 계전기(301)는, 에폭시 레진(EPOXY RESIN)으로 봉합처리될 수 있다.

상기 계전기(301) 내부의 자석은, 움직이지 않도록 가이드 턱과 홈을 만들고 견고하게 밀착하도록 에폭시 레진으로 접착 처리될 수 있다.

상기 계전기(301) 내부의 접극자는, 상기 결선접합부에 접속시킬 때 두 개의 와샤를 끼우고 상기 내부전선을 상기 계전기(301)의 단자에 감아서 연결시킬 수 있다.

상기 계전기(301)는, AC나 DC에 구분없이 겸용으로 동작할 수 있다.

본 발명의 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치에 의하면, 온도, 습도 등 나쁜 주위 환경이나 대기환경 및 사용장소의 영향을 최소화하도록 한다는 효과가 있다.

또한, 진동과 충격에 강인한 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 초소형의 신뢰도 높은 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 자석스위치를 예시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 또 따른 자석스위치를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계전기 내부의 구성을 예시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 자석스위치를 예시한 도면이다.

자석스위치의 덮개를 분리한 도면으로, 외부자석이 접점부(101)쪽으로 자석스위치에 접근하면 접점부(101)가 서로 맞닿아서 결선부에 연결되어 있는 전기기기에 전류를 흐르게 한다.

도 2는 종래 기술에 또 따른 자석스위치를 예시한 도면이다.

접지도선부(201)는 주변에 자석이 접근하면 고정도선부(202)에 결선되는 방식이다. 자석이 접근하여 접지도선부(201)가 고정도선부(202)에 결선되면 결선1에 전류가 흐르고 결선1에 연결되어 있는 전기기기에 공급한다.

자석이 멀어져서 접지도선부(201)가 고정도선부(202)에서 떨어지는 결선2의 경우 전기기기에 전류가 흐르지 않게 된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치를 예시한 도면이다.

본원발명의 자석스위치(300)의 주요부품인 계전기(301)를 구동시키는 코일에는 비착자 코일을 사용하는 것과 강한 자계층에 넣어 착자시켜 만드는 두 가지 방식이 있다. 이들 방식은 하나의 구동작용으로 계전기(301) 전압을 ON 또는 OFF 시키는 역할을 한다. 바람직하게는 외부자석(400)으로 계전기(301) 접극자를 구동시켜 전압, 전류, 주파수 등의 전기신호를 비롯하여 여러가지 입력신호에 자석스위치(300)가 회로를 열거나 닫아 구동역할을 하도록 한다.

본원발명의 자석스위치(300)에는 종래 기술과 같이 직접 자석의 자력으로 점점을 맞닿게 하는 방식이 아니라, 전자기식 혹은 반도체식 계전기(릴레이)를 포함한다.

계전기(301)는 On, Off 기능이 있는 일종의 스위치로서, 흐르는 전기를 스위칭 할 수 있는 신호 또는 펄스를 만들어 주는 부품이다.

계전기(301)를 작동하기 위한 필요 전압은 낮지만, 입력될 수 있는 전압은 높은데, 이러한 특성 때문에 낮은 전압/전류를 이용하여 더 높은 전압/전류를 제어하는데 사용이 용이하다.

계전기(301)는 내부에 전자석(코일)을 포함하고 있으며, 이 전자석은 전류가 통하게 되면 자석이 되는 성질을 갖는다. 때문에 전원을 공급하게 되면 계전기(301) 내부에 전자석이 자석이 되어 옆에 있던 철편, 즉, 접극자를 끌어당겨 스위치가 On이 되는 것이다. 접극자는 계전기(301)가 설계된 응답을 하기 위한 역할을 하는 가동 부분으로, 그 가동부에는 계전기(301)의 접촉 기구의 일부가 부속되어 있다.

계전기(301)의 전자석에는 전류를 흐름으로 자석으로서 동작하는데, 계전기(301)에 별도의 전원이 공급되거나 혹은 외부의 자석이 계전기(301)에 접근함에 따라 전자기 유도 방식 등으로 전류가 흐르게 되어 동작을 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계전기 내부의 구성을 예시한 도면이다.

계전기 내부의 구성에 따라 입력(Pole) 하나 출력 하나인 SPST(Single Pole Single Throw)(4(a)), 입력 하나 출력 둘인 SPDT(Single Pole Double Throw)(4(b)), SPDT 2개가 합쳐진 형태인 DPDT(Duble Pole Duble Throw)(4(b)) 등의 다양한 형태일 수 있다.

그 외에 평상시 OFF이다가 자석이 접근할 경우 ON되는 방식, 평상시 ON이다가 자석이 접근할 경우 OFF되는 방식, 평상시 한개의 접점에 연결되었다가 다른 접점으로 연결되는 방식 등 다양하게 구현될 수 있다.

구조에 따라서는 전자기 계전기와 반도체 계전기 두 가지가 가능하다. 전기 기계식 계전기는 반응속도가 비교적 느리며, 노이즈가 발생한다는 단점이 있으며, 반도체 계전기는 이러한 전자기 계전기의 단점을 보완하여 반응속도가 빠르며 노이즈가 적다. 다만, 닫혔을 때 임피던스가 높고 열렸을 때 역으로 새는 전류가 존재하며 가격이 비싸다는 단점이 있다.

계전기(301)는 온도, 습도 등 나쁜 주위 환경 및 어떠한 대기환경에서도 영향을 받지 않고 정상 동작을 할 수 있도록 에폭시 레진(EPOXY RESIN)으로 봉합처리를 한다. 에폭시 레진은 충격에 대한 감도, 내수성, 화학적 안전성이 좋고 유리나 금속에 대한 높은 접착성을 가지는 장점이 있다.

계전기(301) 내부의 자석은 움직이지 않도록 가이드 턱과 홈을 만들고 견고하게 밀착하도록 에폭시 레진으로 접착 처리한다.

계전기(301) 내부의 접극자는 외부접속 결선접합부(302(a), 302(b), 302(c))에 견고하게 접속된다. 바람직하게는 외부전선을 결선접합부(302(a), 302(b), 302(c))에 접속시킬 때 두 개의 와샤를 끼우고 전선을 단자의 필요한 곳에 감아서 연결시킨다.

결선접합부(302(a), 302(b), 302(c))는 계전기(301)의 On/Off에 따라 도 2에서 설명한 바와 유사하게 외부에 접속된 전기기기에 전류가 공급되거나 끊긴다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명의 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치에 따르면, 온도, 습도 등 나쁜 주위 환경이나 대기환경 및 사용장소의 영향을 최소화하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치의 제공이 가능한 실용적이며 경제적인 솔루션으로 활용 가능하다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

300: 자석스위치 301: 계전기
302(a), 302(b), 302(c): 결선접합부
400: 외부자석

Claims (8)

1. 외부자석(400)에 의해 접극자를 구동시켜 회로를 열거나 닫아 전압, 전류 및 주파수의 전기신호의 구동을 하는 계전기(301);
   상기 계전기(301)의 On/Off에 따라 외부의 접속된 전기기기에 전류를 공급하거나 중단하는 결선부(302); 및
   상기 계전기(301)의 단자와 상기 결선부(302)를 연결하는 내부전선을 포함하는 것을 특징으로 하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 계전기(301)는,
   내부에 전자석을 포함하고 있으며, 상기 전자석에 별도의 스위치 혹은 외부 자석을 통한 전자기 유도에 의해 전원이 공급되면 상기 계전기(301) 내부에 전자석이 자석이 되어 옆에 있던 철편을 끌어당겨 스위치가 On이 되는 것을 특징으로 하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 계전기(301)는,
   입력 하나 출력 하나인 SPST(Single Pole Single Throw), 입력 하나 출력 둘인 SPDT(Single Pole Double Throw) 및 SPDT 2개가 합쳐진 형태인 DPDT(Duble Pole Duble Throw) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 계전기(301)는,
   평상시 OFF 이다가 자석이 접근할 경우 ON되는 방식, 평상시 ON이다가 자석이 접근할 경우 OFF 되는 방식 및 평상시 한개의 접점에 연결되었다가 다른 접점으로 연결되는 방식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 계전기(301)는,
   에폭시 레진(EPOXY RESIN)으로 봉합처리되는 것을 특징으로 하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 계전기(301) 내부의 자석은,
   움직이지 않도록 가이드 턱과 홈을 만들고 견고하게 밀착하도록 에폭시 레진으로 접착 처리되는 것을 특징으로 하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 계전기(301) 내부의 접극자는,
   상기 결선접합부에 접속시킬 때 두 개의 와샤를 끼우고 상기 내부전선을 상기 계전기(301)의 단자에 감아서 연결시키는 것을 특징으로 하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 계전기(301)는,
   AC나 DC에 구분없이 겸용으로 동작하는 것을 특징으로 하는 접극자 동작원리를 이용한 자석스위치.

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