KR20220112181A - 탭단자를 구비한 파워릴레이 - Google Patents
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Abstract
(과제) 탭단자를 구비한 고용량 릴레이에서, 소형화, 신뢰성 향상 또는 납땜성 향상이 가능한 것을 제공한다.
(해결수단) 일 실시형태에서, (1) 적어도 하나의 가동 접점 및 적어도 하나의 고정 접점을 구비한 접점 개폐부, (2) 상기 가동 접점이 대응하는 상기 고정 접점에 접촉하고 또한 이격되도록 하는 개폐 구동부, (3) 상기 접점 개폐부의 적어도 한 쌍의 입출력단에 전기적으로 접속되는 적어도 두 쌍의 입출력 탭단자, (4) 상기 개폐 구동부의 제어용 단자에 전기적으로 접속되는 한 쌍의 제어용 탭단자를 구비하고, (5) 상기 각각의 입출력단에, 2개의 상기 입출력 탭단자가 전기적으로 접속되어 있고, 이들 2개의 상기 입출력 탭단자는, 이들의 두께 방향으로 서로 배열되도록 근접하여 배치되고, (6) 상기 입출력 탭단자 및 상기 제어용 탭단자는, 모두 두께 및 폭이 동일하거나 또는 동일한 수준이다.
(해결수단) 일 실시형태에서, (1) 적어도 하나의 가동 접점 및 적어도 하나의 고정 접점을 구비한 접점 개폐부, (2) 상기 가동 접점이 대응하는 상기 고정 접점에 접촉하고 또한 이격되도록 하는 개폐 구동부, (3) 상기 접점 개폐부의 적어도 한 쌍의 입출력단에 전기적으로 접속되는 적어도 두 쌍의 입출력 탭단자, (4) 상기 개폐 구동부의 제어용 단자에 전기적으로 접속되는 한 쌍의 제어용 탭단자를 구비하고, (5) 상기 각각의 입출력단에, 2개의 상기 입출력 탭단자가 전기적으로 접속되어 있고, 이들 2개의 상기 입출력 탭단자는, 이들의 두께 방향으로 서로 배열되도록 근접하여 배치되고, (6) 상기 입출력 탭단자 및 상기 제어용 탭단자는, 모두 두께 및 폭이 동일하거나 또는 동일한 수준이다.
Description
본 발명은, 입출력 단자로서 탭단자를 구비한 파워릴레이에 관한 것이다. 특히, 전기자동차의 급속 충전이나, 각종 축전시스템, 엘리베이터나 산업 로봇 등에 이용되는 고용량(예를 들어 100V 이상, 10A 이상)의 파워릴레이에 관한 것이다.
탭단자(IEC60760 Flat, quick-connect terminations)는, 리셉터클(접속자)을 선단에 가지는 전기 케이블이나 소켓에 끼워 넣어짐으로써 전기적 접속을 구현한다. 탭단자를 구비한 고용량의 파워릴레이는, 예를 들어, 전기자동차나 비전기자동차에 탑재되도록 사용되고, 이 경우 탭단자는 기본적으로 ISO TS16949 규격에 준거하는 것이다.
이러한 고용량의 파워릴레이의 단자 배열은, 일반적으로 4극(SPST; 1a) 또는 5극(SPDT; 1c)으로 되어 있다. 이들 중 2개의 단자는, 제어회로용 단자(코일 단자)이며, 나머지는 파워 입출력용이다. 예를 들어, 특허문헌 1∼2에는, 4극의 파워릴레이가 예시되어 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
[특허문헌 1] 일본 특개 2019-117810 공보
[특허문헌 2] 일본 특개 2020-174006 공보
파워릴레이의 탭단자는, 추가적인 고용량화에 대응하기 위해서는 단자의 폭 및 두께를 크게 함으로써 탭단자의 횡단면적을 증대시킬 필요가 있다. 전류가 커지면 그 제곱으로 발열량이 커지기 때문에 탭단자 접속부의 신뢰성을 확보하기 위해서는 단자 접속부의 저항 저감 및 발열 저하를 도모할 필요가 있기 때문이다.
그러나, 이 경우 단자 치수의 증대에 따라 제품 치수도 증대될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 탭단자를 구비한 파워릴레이는, (1) 적어도 하나의 가동 접점 및 적어도 하나의 고정 접점을 구비한 접점 개폐부, (2) 상기 가동 접점이 대응하는 상기 고정 접점에 접촉하고 또한 이격되도록 하는 개폐 구동부, (3) 상기 접점 개폐부의 적어도 한 쌍의 입출력단에 전기적으로 접속되는 적어도 두 쌍의 입출력 탭단자, (4) 상기 개폐 구동부의 제어용 단자에 전기적으로 접속되는 한 쌍의 제어용 탭단자를 구비하고, (5) 상기 각각의 입출력단에, 2개의 상기 입출력 탭단자가 전기적으로 접속되어 있고, 이들 2개의 상기 입출력 탭단자는, 이들의 두께 방향으로 서로 배열되도록 근접하여 배치되고, (6) 상기 입출력 탭단자 및 상기 제어용 탭단자는, 모두 두께 및 폭이 동일하거나 또는 동일한 수준이다.
여기서, 동일한 수준이란, 양자의 치수에 차이가 있어도, 보다 작은 쪽의 치수를 기준으로 한 차이가 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하인 경우로 할 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 상기 각각의 입출력단과, 이에 전기적으로 접속되는 2개의 상기 입출력 탭단자는, 하나의 금속제 판편(板片)으로부터 벤딩 가공에 의해 얻어질 수 있는 하나의 C자형 단자 부재에 의해 형성되어 있다. 또한, 바람직하게는, 상기 C자형 단자 부재의 일부가 상기 고정 접점을 이루고 있다.
바람직한 실시형태에서, 정격 통전 전류가 30A보다 크고, 예를 들어 35∼100A이며, 상기 각각의 입출력 탭단자는, 두께가 1㎜ 이하, 예를 들어 0.5∼0.9㎜이며, 폭이 7㎜ 이하, 예를 들어 5∼7㎜이다.
바람직한 실시형태에서, 상기 개폐 구동부가 플런저(plunger)를 구비하고, 상기 플런저의 작동 단부에는, 2개의 상기 가동 접점을 구비한 도전성 가동 단자부를 구비하고, 상기 가동 접점이 대응하는 상기 고정 접점에 접촉할 때, 2쌍의 상기 입출력 탭단자가 서로 전기적으로 접속된다.
바람직한 실시형태에 의하면, 적어도 하기 (i)∼(ii) 중 어느 하나의 효과를 얻을 수 있다.
(i) 탭단자를 공간을 절약하는 방법으로 설치할 수 있고, 제품의 소형화가 구현된다.
(ii) 대용량의 안정적인 통전이 가능해진다.
도 1은 실시형태의 파워릴레이 및 그 탭단자, 및 이에 접속되는 리셉터클 부착 전기 케이블을 나타낸 외관 사시도이다.
도 2는 한 쌍의 C자형 단자 부재 및 그 부근을 나타낸 주요부의 투시 사시도이다.
도 3은 종래의 전형적인 릴레이 및 그 탭단자에 대해 나타낸 도 1과 동일한 외관 사시도이다.
도 4는 도 2의 종래 기술의 파워릴레이 및 도 1의 실시형태의 파워릴레이를 전기 케이블이 접속된 상태로 대비하여 나타낸 한 쌍의 외관 사시도이다.
도 2는 한 쌍의 C자형 단자 부재 및 그 부근을 나타낸 주요부의 투시 사시도이다.
도 3은 종래의 전형적인 릴레이 및 그 탭단자에 대해 나타낸 도 1과 동일한 외관 사시도이다.
도 4는 도 2의 종래 기술의 파워릴레이 및 도 1의 실시형태의 파워릴레이를 전기 케이블이 접속된 상태로 대비하여 나타낸 한 쌍의 외관 사시도이다.
본원 실시형태의 파워릴레이에 대해, 도 1∼2를 참조하여 설명한다.
도 1은, 실시형태의 파워릴레이 및 그 탭단자, 및 이에 접속되는 리셉터클 부착 전기 케이블을 나타낸 외관 사시도이다. 도 2는, 도 2의 파워릴레이 주요부를 나타낸 투시 사시도이며, 특히 한 쌍의 C자형 단자 부재 및 그 부근을 나타낸다. 단, 도 2에서는, 단자의 형상이 변경되어 있다. 도 3은, 종래의 전형적인 릴레이 및 그 탭단자에 대해 나타낸 도 1과 동일한 외관 사시도이다. 도 4는, 도 3의 종래 기술의 파워릴레이 및 도 1의 실시형태의 파워릴레이를 전기 케이블이 접속된 상태로 대비하여 나타낸 한 쌍의 외관 사시도이다.
파워릴레이(10)의 단자 형성면(도면에서 상면)(13)에는, 4개의 입출력 탭단자(1-1∼1-4)와, 2개의 제어용 탭단자(2-1∼2-2)가 구비되어 있다. 설명의 편의상, 각 도면에서 좌상측을 좌측으로 하여 우하측을 우측으로 한 경우, 입출력 탭단자(1-1∼1-4)는, 직사각형의 단자 접속면의 왼쪽 가장자리에 근접하여 배치되고, 제어용 탭단자(2-1∼2-2)는, 오른쪽 가장자리에 근접하여 배치되어 있다. 입출력 탭단자(1-1∼1-4)는, 모두 단자면이 오른쪽 가장자리를 따른 방향, 즉, 전후 방향(Z1)으로 연장되어 있다. 또한, 제어용 탭단자(2-1∼2-2)는, 단자면이 전후의 가장자리를 따른 방향, 즉, 좌우 방향으로 연장되어 있다. 또한, 여기서 전후, 좌우 및 상하는, 실제 사용시의 배치와는 관계없다.
제1∼제4의 입출력 탭단자(1-1∼1-4)는, 2개씩이 탭단자의 두께 방향으로 서로 근접하여 배치된다. 즉, 제1 및 제2 입출력 탭단자(1-1∼1-2)가 이들의 두께 방향으로 서로 근접하여 배열되어 제1 입출력 단자부(11)를 이루고 있다. 또한, 제3 및 제4 입출력 탭단자(1-3∼1-4)가 이들의 두께 방향으로 서로 근접하여 배열되어 제2 입출력 단자부(12)를 이루고 있다. 제1 입출력 단자부(11)와 제2 입출력 단자부(12)와는, 단자 형성면(13)의 좌변을 따라 전후 방향(Z1)으로 배열되어 있다.
제1 입출력 단자부(11)를 이루는 제1 및 제2 입출력 탭단자(1-1∼1-2)는, 파워릴레이(10)의 케이싱(14)의 내부에서 서로 전기적으로 접속되어 있다. 동일하게 제2 입출력 단자부(12)를 이루는 제3 및 제4 입출력 탭단자(1-3∼1-4)는, 파워릴레이(10)의 케이싱(14)의 내부에서, 서로 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 탭단자의 두께 방향으로 서로 근접하는 2개조의 입출력 탭단자(1-1∼1-2 및 1-3∼1-4)는, 하나의 조(한 쌍)를 이루는 입출력 탭단자(1)끼리 서로 접속되어 있다. 즉, 4개의 입출력 탭단자(1-1∼1-2 및 1-3∼1-4)는, 2개씩이 서로 접속됨으로써, 제1 및 제2 입출력 단자부(11∼12)를 형성하고 있다.
4개의 입출력 탭단자(1-1∼1-4)에는, 각각 4개의 입출력용 전기 케이블(3-1∼3-4)이 그 선단의 리셉터클(31)을 개재하여 접속되어 있다. 또한, 리셉터클(31)에는, 절연성 수지 커버(32)가 씌워져 있다.
제1 및 제2 입출력 단자부(11∼12)를 이루는 각각의 쌍인 입출력 탭단자(1-1∼1-2 및 1-3∼1-4)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 리셉터클(31) 및 수지 커버(32)가 배치될 수 있는 만큼의 간격을 두고 서로 이격되어 있다. 이 간격은 이들이 간신히 배치 가능한 정도이여도 좋고, 또한 다소 유격을 두고 배치되는 것이여도 좋다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 각 쌍의 입출력 탭단자(1-1∼1-2 및 1-3∼1-4)는, 하나의 C자형 단자 부재(4-1∼4-2)에 의해 형성되어 있다. C자형 단자 부재(4-1∼4-2)는, 하나의 직사각형상의 금속 후판(厚板)이 C자형으로 절곡됨으로써 형성되는 형태를 이루고 있다. 또한, 도 2에서는, 입출력 탭단자(1)가 선단측에서 좁아지고 있는 것으로 도시되어 있으나, 고용량의 파워릴레이에서는 도 1에 나타낸 형상인 것이 바람직하다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 전후로 배열되는 2개의 C자형 단자 부재(4-1∼4-2)에는, 모두 하단면(파워릴레이(10)의 내측을 향한 면)에 고정 접점(41)이 형성된다. 전후 방향(Z1)으로 배열되는 2개의 고정 접점(41)에 각각 하방으로부터 가동 접점(51)이 마주보고 배열되어 있다. 전후 방향(Z1)으로 배열되는 2개의 가동 접점(51)은, 하나의 전후 방향(Z1)으로 긴 금속판으로 이루어지는 가동 단자부(5)의 양단부 상면에 형성되어 있다. 이 가동 단자부(5)는, 플런저(6)에 의해 상하로 구동되어 접점 개폐 동작을 행한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 2개의 C자형 단자 부재(4-1∼4-2)는, 형상 및 치수가 서로 동일하다. 또한, 도 1에 구체적으로 나타낸 바와 같이, 제1∼제4 입출력 탭단자(1-1∼1-4)는, 형상 및 치수가 서로 동일하고, 또한, 2개의 제어용 탭단자(2-1∼2-2)와도 형상 및 치수가 동일하다.
따라서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 입출력 탭단자(1-1∼1-4)에 각각 접속되는 입출력용 전기 케이블(3-1∼3-4)에는, 제어용 탭단자(2-1∼2-2)에 각각 접속되는 제어용 전기 케이블(35-1∼35-2)과, 형상 및 치수가 동일한 리셉터클(31)을 사용할 수 있다. 이로 인해, 단자 접속을 위한 압착 조작이나, 필요할 경우 납땜 등을 각각의 탭단자(1, 2)에 대해 동일한 조작으로 효율적으로 행할 수 있다.
구현예에 있어서, 실시형태의 파워릴레이(10)에서의 탭단자(1, 2)는, 모두 폭이 6.3㎜, 두께가 0.8㎜, 횡단면적이 5.04㎟이며, 정격 통전 전류 30A에 대응 가능하다. 이로 인해, 2개조(2연)의 입출력 탭단자(1-1∼1-2 및 1-3∼1-4)에 의한 각각의 입출력 단자부(11∼12)는, 정격 통전 전류 60A에 대응 가능하다. 또한, 서로 쌍을 이루는 입출력 탭단자(1)끼리의 간격(2연 피치)은, 최소로 6.5㎜까지 좁게 할 수 있다.
도 3에는, 도 1의 실시형태의 파워릴레이(10)와 동일한 용량(정격 제어 용량 = 정격 통전 전류 × 정격 통전 전압)을 가지는 종래의 파워릴레이(100)에 대해 나타낸다. 제어용 탭단자(2-1∼2-2)는, 도 1의 실시형태와 동일하다.
종래의 파워릴레이(100)는, 각각의 입출력 단자부가 하나의 입출력 탭단자(11', 12')로 이루어진다. 이들의 입출력 탭단자(11', 12')는, 치수가 제어용 탭단자(2-1∼2-2)보다 크다. 구현예에 있어서, 종래의 파워릴레이(100)에서의 입출력 탭단자(11', 12')는, 모두 폭이 9.5㎜, 두께가 1.2㎜, 횡단면적이 11.4㎟이며, 정격 통전 전류 60A에 대응 가능하다.
도 4에는, 정격 통전 전류가 동일하며 정격 제어 용량이 동일한 종래예 및 실시형태의 동종의 파워릴레이를 배열하여 나타낸다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 단자 형성면(13)의 왼쪽 가장자리를 따라, 단자면이 전후 방향(Z1)을 따르도록 배치되는 입출력 탭단자(1, 11', 12')가 배치된다. 이로 인해, 종래예의 파워릴레이(100)의 입출력 탭단자(11', 12')의 폭에 비하여 실시형태의 파워릴레이(10)의 입출력 탭단자(1)의 폭이 작다. 이 결과, 이들 입출력 탭단자를 배치하고, 전기 케이블의 리셉터클(31)에 접속하는데 필요한 전후 방향(Z1)의 치수를 작게 할 수 있다. 이 결과, 본원 실시형태에 의하면, 도 4에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 다른 구성에 대해서도 전후 방향(Z1)의 치수를 작게 할 수 있으면, 파워릴레이의 전후 방향(Z1)의 치수를 작게 할 수 있다.
1-1∼1-4 제1∼제4 입출력 탭단자
10 실시형태의 파워릴레이
100 종래의 파워릴레이
11 제1 입출력 단자부
12 제2 입출력 단자부
11' 제1 입출력 탭단자
12' 제2 입출력 탭단자
13 단자 형성면
14 케이싱
2-1∼2-2 제어용 탭단자
3-1∼3-4, 3-1', 3-2' 입출력용 전기 케이블
31 리셉터클
32 수지 커버
35-1∼35-2 제어용 전기 케이블
4-1∼4-2 C자형 단자 부재
41 고정 접점
5 가동 단자부
51 가동 접점
6 플런저
Z1 전후 방향
10 실시형태의 파워릴레이
100 종래의 파워릴레이
11 제1 입출력 단자부
12 제2 입출력 단자부
11' 제1 입출력 탭단자
12' 제2 입출력 탭단자
13 단자 형성면
14 케이싱
2-1∼2-2 제어용 탭단자
3-1∼3-4, 3-1', 3-2' 입출력용 전기 케이블
31 리셉터클
32 수지 커버
35-1∼35-2 제어용 전기 케이블
4-1∼4-2 C자형 단자 부재
41 고정 접점
5 가동 단자부
51 가동 접점
6 플런저
Z1 전후 방향
Claims (5)
- 적어도 하나의 가동 접점 및 적어도 하나의 고정 접점을 구비한 접점 개폐부,
상기 가동 접점이 대응하는 상기 고정 접점에 접촉하고 또한 이격되도록 하는 개폐 구동부,
상기 접점 개폐부의 적어도 한 쌍의 입출력단에 전기적으로 접속되는 적어도 두 쌍의 입출력 탭단자,
상기 개폐 구동부의 제어용 단자에 전기적으로 접속되는 한 쌍의 제어용 탭단자를 구비하고,
상기 각각의 입출력단에, 2개의 상기 입출력 탭단자가 전기적으로 접속되어 있고, 이들 2개의 상기 입출력 탭단자는, 이들의 두께 방향으로 서로 배열되도록 근접하여 배치되고,
상기 입출력 탭단자 및 상기 제어용 탭단자는, 모두 두께 및 폭이 동일하거나 또는 동일한 수준인, 탭단자를 구비한 파워릴레이. - 제1항에 있어서,
상기 각각의 입출력단과, 이에 전기적으로 접속되는 2개의 상기 입출력 탭단자는, 하나의 금속제 판편(板片)으로부터 벤딩 가공에 의해 얻어질 수 있는 하나의 C자형 단자 부재에 의해 형성되어 있는, 파워릴레이. - 제2항에 있어서,
상기 C자형 단자 부재의 일부가 상기 고정 접점을 이루고 있는, 파워릴레이. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
정격 통전 전류가 30A보다 크고, 상기 각각의 입출력 탭단자는, 두께가 1㎜ 이하며, 폭이 7㎜ 이하인, 파워릴레이. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개폐 구동부가 플런저(plunger)를 구비하고, 상기 플런저의 작동 단부에는, 2개의 상기 가동 접점을 구비한 도전성 가동 단자부를 구비하고, 상기 가동 접점이 대응하는 상기 고정 접점에 접촉할 때, 2쌍의 상기 입출력 탭단자가 서로 전기적으로 접속되는, 파워릴레이.
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