WO2017126765A1 - 릴레이 장치 - Google Patents

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WO2017126765A1
WO2017126765A1 PCT/KR2016/010125 KR2016010125W WO2017126765A1 WO 2017126765 A1 WO2017126765 A1 WO 2017126765A1 KR 2016010125 W KR2016010125 W KR 2016010125W WO 2017126765 A1 WO2017126765 A1 WO 2017126765A1
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stator
fixed
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이시형
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LSIS Co Ltd
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    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/02—Non-polarised relays
    • H01H51/04—Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
    • H01H51/06—Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in one direction due to energisation of an electromagnet and after the electromagnet is de-energised is returned by energy stored during the movement in the first direction, e.g. by using a spring, by using a permanent magnet, by gravity
    • H01H51/065—Relays having a pair of normally open contacts rigidly fixed to a magnetic core movable along the axis of a solenoid, e.g. relays for starting automobiles

Definitions

  • the present invention relates to a relay device, and more particularly to a relay device used to open and close an electrical circuit.
  • a relay is an electrical contact device that connects or disconnects a current, and is installed in various machines or vehicles so that when an operation of a device is required, the device is automatically controlled without the need for a human to operate it directly.
  • a relay device As such a relay device, a polar type relay, a sliding relay, and the like can be exemplified.
  • the polar type relay is a relay device which operates by installing a switchable contact that is operated up and down based on an electromagnet.
  • a polar type relay device there are a unipolar relay having only simple on and off functions and a bipolar relay capable of selectively switching operation.
  • a relay device mainly used for mechanical and electrical devices such as automobiles is a monopole relay.
  • Such a relay basically includes an electromagnet and an armature, a mover operated in conjunction with the armature, a stator provided in contact with the mover, and when the current flows through the coil of the electromagnet, the armature is attracted and mechanically moved. It is operated in such a way that the mover is in an on or off position in contact with the stator.
  • An object of the present invention is to provide a relay device having an improved structure so that the contact stability between the stator and the mover can be improved.
  • a relay device includes: a stator provided with a first fixed contact and a second fixed contact spaced apart from each other; A mover provided to be movable in a first direction proximate to the stator or in a second direction away from the stator, the mover being in contact with the first fixed contact point and the second fixed contact point and electrically connected to the stator; And an actuator for moving the mover in the first direction or the second direction, the mover comprising: a first mover portion having a first contact surface provided to be in contact with the first fixed contact; And a second mover part having a second contact surface and a third contact surface provided to be in contact with the second fixed contact, wherein the second contact surface and the third contact surface are different from each other at the second fixed contact point.
  • the first movable part is formed to form a plane parallel to the first fixed contact;
  • the second movable part is formed such that the second contact surface and the third contact surface form a slanted inclined surface with respect to the second fixed contact, respectively.
  • the second contact surface and the third contact surface may be linearly symmetrical with respect to an imaginary line separating the second contact surface and the third contact surface and inclined upward toward the widthwise end of the mover.
  • the electrical connection between the stator and the mover is in the form of a three-point contact in which the first contact surface is in contact with the first fixed contact and the second contact surface and the third contact surface are in contact with the second fixed contact, respectively. It is preferable to make.
  • the contact point between the stator and the mover can be increased to effectively improve the contact stability between the stator and the mover, as well as reduce the contact heat generation, and press work
  • the shape of the mover can be processed there is an advantage that easy manufacturing.
  • the present invention can effectively improve the contact stability between the stator and the mover only by changing the shape of the mover without increasing the size of the stator and the mover, it is possible to provide a relay device having a high contact stability while reducing the size of the device.
  • the present invention can process the shape of the mover through the press working to facilitate the manufacture, it is possible to provide improved productivity by lowering the risk of processing defects in the press working process.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of a relay device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line “II-II” of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the mover shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a first moving state of the mover illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an internal structure of a relay device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line "VI-VI" of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating the mover shown in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a first moving state of the mover illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of a relay device according to an embodiment of the present invention and Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line "A-A" of FIG. 3 is a perspective view illustrating the mover shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a first direction moving state of the mover illustrated in FIG. 2.
  • a relay device 400 according to an embodiment of the present invention includes a stator 100, a mover 200, and an actuator 300.
  • the stator 100 is provided to be accommodated in the case 10 forming the outer appearance of the relay device 400 according to the present embodiment and includes a load to control power supply, for example, a wiper motor of a vehicle, a direction indicator light, and the like. Can be connected.
  • a load to control power supply for example, a wiper motor of a vehicle, a direction indicator light, and the like. Can be connected.
  • the stator 100 may be installed on the upper side of the case 10 so that the pair is separated from each other, the stator 100 is spaced apart from each other the first fixed contact 110 and the second fixed contact 120 It is prepared.
  • the first fixed contact 110 and the second fixed contact 120 may be in contact with the mover 200 to be described later and electrically connected to each other, and may be provided in the form of an electrode made of molybdenum (Mo) metal.
  • the mover 200 is provided inside the case 10, and is provided to be movable in a first direction approaching the stator 100 or in a second direction away from the stator 100.
  • the mover 200 may move in the first direction and contact the first fixed contact 110 and the second fixed contact 120 provided in the stator 100 to be electrically connected to the stator 100.
  • the electrical connection with the stator 100 may be released by moving away from the stator 100 by moving in the direction.
  • the actuator 300 is provided inside the case 10 similarly to the mover 200, and is provided to move the mover 200 in the first direction or the second direction.
  • the actuator 300 includes a coil 310, a fixed core 320, and a movable core 330.
  • the coil 310 is installed inside the case 10 to generate a magnetic force, and the fixed core 320 is disposed inside the coil 310.
  • the movable core 330 is disposed to be approached and spaced apart from the fixed core 320.
  • the coil 310 and the fixed core 320 may be called an armature
  • the movable core 330 may be called an armature
  • the movable core 330 and the fixed core 320 have an axial direction, which is a concept including a moving direction of the movable element 200, that is, a first direction and a second direction in which the movable element 200 moves. Are spaced apart from one another.
  • the movable core 330 may be provided to linearly reciprocate with respect to the fixed core 320.
  • the actuator 300 may be configured such that the movable core 330 is rotatable with respect to the fixed core 320.
  • the actuator 300 of the movable core 330 configured to be linearly reciprocated with respect to the fixed core 320 will be described as an example.
  • the actuator 300 as described above may further include a yoke 340 that forms a magnetic path together with the fixed core 320 and the movable core 330.
  • the yoke 340 may include a second yoke 343 provided to have a plate-shaped first yoke 341 and a cross section having a substantially “U” shape.
  • the fixed core 320 may be coupled to the central region of the first yoke 341.
  • a coil 310 is disposed inside the yoke 340, and the coil 310 is wound around a cylindrical bobbin 305.
  • the coil 310 is connected to the coil terminal 20 and connected to a power source.
  • the coil 310 may be configured as a DC relay connected to the DC power supply, or may be configured as an AC relay connected to the AC power.
  • the bobbin 305 may be formed to have an inner diameter such that the fixing core 320 may be accommodated therein.
  • the actuator 300 may further include an action rod 350 for transmitting the movement of the movable core 330 to the mover 200.
  • the acting rod 350 may be formed in a rod shape having a length extending in the axial direction, and one end of the acting rod 350 is connected to a central portion of the mover 200, and the other end thereof is movable core ( 330.
  • a rod hole (not shown) is formed through the center of the fixed core 320, and the action rod 350 may pass through the center of the fixed core 320 through the rod hole.
  • the action rod 350 provided as described above is moved in the first direction or the second direction in association with the movement of the movable core 330, and the mover 200 moves in the first direction by the movement of the action rod 350. Or the connection and disconnection between the stator 100 and the mover 200 is made while moving in the second direction.
  • the movable core 330 is instantaneously moved in the direction in which the magnetoresistance decreases, that is, the fixed core 320 side, and is in contact with the fixed core 320, and actuated in response to the movement of the movable core 330. 350 moves in the first direction.
  • the mover 200 is moved in the first direction, thereby making contact between the stator 100 and the mover 200 and thereby making an electrical connection.
  • the action rod 350 moves in the second direction to move the mover 200 in the second direction, whereby the mover 200 is separated from the stator 100 to stop supplying power to the load.
  • the mover 200 of the present embodiment provided to perform the above operation is provided to have a length extending along the separation direction of the stator 100 spaced apart along the width direction of the relay device 400, and energized It can be formed in the form of a plate of the possible metal material.
  • the mover 200 includes a first mover unit 210 and a second mover unit 220, as shown in FIGS. 1 to 3.
  • the first mover unit 210 corresponds to any one of two areas divided along the longitudinal direction of the mover 200.
  • the first movable part 210 is a part corresponding to the area located on the side of the first fixed contact 110 among two divided areas of the movable part 200.
  • the first movable part 210 is provided with a first contact surface a provided to be in contact with the first fixed contact 110.
  • the first contact surface a is formed on a surface facing the stator 100 of the first movable part 210, and is formed to form a plane parallel to the first fixed contact 110.
  • the first movable part 210 is electrically connected to the stator 100 by contacting the first fixed contact 110 through the first contact surface a formed as described above.
  • the second mover part 220 corresponds to one other area except for an area corresponding to the first mover part 210 among two areas divided along the longitudinal direction of the mover 200.
  • the second movable part 220 is a part corresponding to the area located on the second fixed contact point 120 side of the two divided areas of the mover 200.
  • the second movable part 220 is provided with a second contact surface b and a third contact surface c provided to be in contact with the second fixed contact 120.
  • the second contact surface (b) and the third contact surface (c) are each formed on a surface facing the stator of the second movable part 220, and are formed to form a slanted inclined surface with respect to the second fixed contact (120). .
  • the second contact surface b and the third contact surface c formed on the second movable part 220 are in contact with the second fixed contact 120 when the mover 200 moves in the first direction, respectively.
  • the second fixed contact 120 may be contacted at different positions.
  • the second contact surface b is formed in one region in which the second movable part 220 is divided in the width direction of the mover 200, and the third contact surface c is formed in the remaining region. ) Is formed.
  • the second contact surface b and the third contact surface c provided on the second movable part 220 are pre-symmetrical around a virtual line separating the second contact surface b and the third contact surface c. It may be formed to be inclined upward toward the width direction end of the mover 200, respectively.
  • the second contact surface b and the third contact surface c are inclined to form a "V" shape.
  • the second movable part 220 having the second contact surface b and the third contact surface c having such a shape corresponds to the second movable part 220 of the movable part 200 provided in the form of a flat metal plate.
  • the region to be formed can be formed by press working into a "V" shape.
  • the mover 200 including the first mover portion 210 and the second mover portion 220 as described above may be formed into a first contact surface a, a second contact surface b, and a third contact surface c. It has three contact surfaces.
  • the electrical connection between the stator 100 and the mover 200 is, as shown in FIGS. 3 and 4, the first contact surface (a) is in contact with the first fixed contact 110 and the second fixed contact ( The second contact surface (b) and the third contact surface (c) are in contact with the three-point contact form 120, respectively.
  • a difference may occur in the contact pressure acting on the two contact points at which the contact between the stator and the mover is made.
  • the difference in contact pressure generated as described above may be due to a tolerance generated in manufacturing and assembling the parts constituting the stator and the mover, and the shape deformation of the parts constituting the stator and the mover during the use of the relay device.
  • the contact between the stator and the mover is made in the form of a two-point contact, the contact stability between the stator and the mover is lowered due to the vibration of the current, which causes the contact point between the stator and the mover. The problem that the generated contact heat generation is increased.
  • the relay device 400 has three contact surfaces consisting of a first contact surface a, a second contact surface b, and a third contact surface c, that is, one consisting of one plane and two inclined surfaces. And a mover 200 having two contact surfaces.
  • the electrical connection between the stator 100 and the mover 200 is brought into contact with the first contact surface (a) having a planar shape on the first fixed contact point (110) and the second contact surface having a slanted surface on the second fixed contact point (120).
  • (b) and the third contact surface (c) can be made in a three-point contact form, respectively.
  • the contact point between the stator 100 and the mover 200 for electrical connection between the stator 100 and the mover 200 is increased to three points, whereby the contact stability between the stator 100 and the mover 200 is increased. Can be effectively improved.
  • the contact point between the stator 100 and the mover 200 is increased by only changing the shape of the mover 200 without changing the shape of the stator 100.
  • the contact stability between the stator 100 and the mover 200 can be effectively improved, and the contact heat can be reduced, and the shape of the mover 200 can be processed through press working, thereby making it easy to manufacture. .
  • the relay device 400 of the present embodiment effectively improves the contact stability between the stator 100 and the mover 200 only by changing the shape of the mover 200 without increasing the size of the stator 100 and the mover 200. As a result, it is possible to provide a relay device having high contact stability while reducing the size of the device.
  • the relay device as described above is only one embodiment of the present invention, there may be a number of other modified embodiments.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the internal structure of a relay device according to another embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a cross-sectional view taken along the line "VI-VI" of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating the mover shown in FIG. 6, and
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a first direction moving state of the mover illustrated in FIG. 6.
  • a relay device 400a according to another embodiment of the present invention includes a stator 100, a mover 200a, and an actuator 300.
  • stator 100 and the actuator 300 exemplified in the present embodiment are the same as the configuration and operation of the stator 100 and the actuator 300 exemplified in the above-described embodiment, and thus, a detailed description thereof will be provided herein. Will be omitted.
  • the movable element 200a of the present embodiment is similar to the movable element 200 illustrated in the above-described embodiment (see FIG. 3), and the first movable part 210 and the second contacting surface b provided with the first contact surface a are provided. And a second movable part 220a provided with the third contact surface c.
  • the second mover part 220a forms line symmetry around an imaginary line separating the second contact surface b and the third contact surface c, and is formed to be inclined upward toward the widthwise end of the mover 200a.
  • the second contact surface (b) and the third contact surface (c) to be included, wherein the boundary portion (d (hereinafter referred to as the "center boundary portion") between the second contact surface (b) and the third contact surface (c) described above Compared with the corresponding part of the mover 200 illustrated in FIG. 3 is provided in a shape formed in a wider width.
  • the width of the center boundary portion d which is a section in which the direction of the inclined plane is changed at the boundary between the second contact surface b and the third contact surface c, is widened so as to widen the second contact surface b and the second contact surface b).
  • the plane connecting between the three contact surfaces (c) is to be formed by the central boundary (d).
  • the shape of the second mover portion 220a is prevented by the central boundary portion d formed as described above so that the direction of the comb surface at the boundary between the second contact surface b and the third contact surface c is not too sharply changed. This is determined.
  • the risk of processing defects such as cracks may be reduced in the boundary portion between the second contact surface b and the third contact surface c.
  • the mover 200a of the present embodiment including the second mover unit 220a formed as described above can provide improved productivity by lowering the risk of machining defects occurring during the machining process.
  • the relay device 400a of the present embodiment having the configuration as described above effectively improves the contact stability between the stator 100 and the mover 200a only by changing the shape of the mover 200a without changing the shape of the stator 100.
  • the shape of the movable member 200a may be processed through press working, and thus, the manufacturing may be easy, and the productivity may be improved by lowering the risk of processing defects in the press working process.
  • the first mover unit 210 is provided on one side of the mover 200a and the second mover unit 220a is provided on the other side of the mover 200a to provide the stator 100 and the mover.
  • the relay device 400a in the form in which the 200a is in contact at three points is illustrated, the present invention is not limited thereto.
  • the second movable part 220 shown in FIG. 3 is provided on both sides of the movable part 100, or the second movable part 220a shown in FIG. 7 is provided so that the stator and the movable part are located at four points.
  • a contact form may be provided in contact, or the stator and the mover may be provided in contact with a plurality of points at five or more points.

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Abstract

릴레이 장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 제1고정 접점과 제2고정 접점이 서로 이격되게 마련되는 고정자와; 고정자에 근접하는 제1방향 또는 고정자로부터 멀어지는 제2방향으로 이동 가능하게 구비되고, 제1고정 접점과 제2고정 접점에 접촉되어 고정자와 전기적으로 연결되는 가동자; 및 가동자를 제1방향 또는 제2방향으로 이동시키는 액추에이터를 포함하고, 가동자는, 제1고정 접점과 접촉 가능하게 마련되는 제1접촉면이 형성되는 제1가동자부; 및 제2고정 접점과 접촉 가능하게 마련되는 제2접촉면 및 제3접촉면이 형성되는 제2가동자부를 포함하고, 제2접촉면과 제3접촉면은, 서로 다른 위치에서 제2고정 접점과 접촉된다.

Description

릴레이 장치
본 발명은 릴레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 회로를 개폐하기 위해 사용되는 릴레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 릴레이는 장치는, 전류를 연결해 주거나 끊어주는 전기적인 접점 장치로서, 어떤 장치의 작동이 필요할 경우에 그것을 사람이 직접 작동시킬 필요 없이 자동적으로 제어되도록 각종 기계 또는 차량에 설치된다.
이러한 릴레이 장치로서, 극형 타입의 릴레이와 슬라이딩 방식의 릴레이 등을 예로 들 수 있다.
이 중 극형 타입의 릴레이는, 전자석을 기준으로 상하 작동되어 스위칭 가능한 접점을 설치하여 동작하는 릴레이 장치이다.
이러한 극형 타입의 릴레이 장치로서, 단순 온(On), 오프(Off) 기능만 있는 단극형 릴레이와 선택적으로 스위칭 동작이 가능한 양극형 릴레이가 있다.
이 중 자동차 등 기계 전기 장치에 주로 사용되고 있는 릴레이 장치는, 단극형 릴레이이다.
이러한 릴레이는, 기본적으로 전자석과 전기자, 전기자에 연동하여 작동되는 가동자, 가동자와 접촉 가능하게 마련되는 고정자 등을 포함하여 구성되며, 전자석의 코일에 전류를 흘리면 전기자가 흡인되어 기계적으로 운동한 가동자가 고정자와 접촉되는 온 또는 오프된 위치가 되는 형태로 작동된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0006151호(2014.01.16. 공개, 발명의 명칭: 차량 배터리시스템의 릴레이모듈)에 개시되어 있다.
본 발명은 고정자와 가동자 간의 접촉 안정성이 향상될 수 있도록 구조가 개선된 릴레이 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 릴레이 장치는: 제1고정 접점과 제2고정 접점이 서로 이격되게 마련되는 고정자와; 상기 고정자에 근접하는 제1방향 또는 상기 고정자로부터 멀어지는 제2방향으로 이동 가능하게 구비되고, 상기 제1고정 접점과 제2고정 접점에 접촉되어 상기 고정자와 전기적으로 연결되는 가동자; 및 상기 가동자를 상기 제1방향 또는 상기 제2방향으로 이동시키는 액추에이터를 포함하고, 상기 가동자는, 상기 제1고정 접점과 접촉 가능하게 마련되는 제1접촉면이 형성되는 제1가동자부; 및 상기 제2고정 접점과 접촉 가능하게 마련되는 제2접촉면 및 제3접촉면이 형성되는 제2가동자부를 포함하고, 상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면은, 서로 다른 위치에서 상기 제2고정 접점과 접촉된다.
또한 상기 제1가동자부에는, 상기 제1접촉면이 상기 제1고정 접점과 나란한 평면을 이루도록 형성되고; 상기 제2가동자부에는, 상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면이 각각 상기 제2고정 접점에 대해 경사진 빗면을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면은, 상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면을 구분하는 가상선을 중심으로 선대칭을 이루며 각각 상기 가동자의 폭방향 단부를 향해 상향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 고정자와 상기 가동자 간의 전기적인 연결은, 상기 제1고정 접점에 상기 제1접촉면이 접촉되고 상기 제2고정 접점에 상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면이 각각 접촉되는 3점 접촉 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 릴레이 장치에 따르면, 고정자의 형상 변경 없이 가동자의 형상 변경만으로 고정자와 가동자 간의 접촉점을 증가시켜 고정자와 가동자 간의 접촉 안정성을 효과적으로 향상시키고, 접촉 발열을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 프레스 가공을 통해 가동자의 형상을 가공할 수 있어 제조가 용이한 장점이 있다.
또한 본 발명은 고정자와 가동자의 크기를 키우지 않고도 가동자의 형상 변경만으로 고정자와 가동자 간의 접촉 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있으므로, 장치의 크기를 줄이면서도 접촉 안정성이 높은 릴레이 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 프레스 가공을 통해 가동자의 형상을 가공할 수 있어 제조가 용이할 뿐 아니라, 프레스 가공 과정에서 가공 결함이 발생될 위험성을 낮춰 향상된 생산성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 장치의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 "Ⅱ-Ⅱ" 선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가동자를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 가동자의 제1방향 이동 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 장치의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 "Ⅵ-Ⅵ" 선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 가동자를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시된 가동자의 제1방향 이동 상태를 보여주는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 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 발명에서의 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 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 장치의 내부 구조를 보여주는 단면도이고 도 2는 도 1의 "A-A" 선에 따른 단면도이다. 또한 도 3은 도 2에 도시된 가동자를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 가동자의 제1방향 이동 상태를 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 장치(400)는 고정자(100)와 가동자(200) 및 액추에이터(300)를 포함한다.
고정자(100)는, 본 실시예에 따른 릴레이 장치(400)의 외관을 형성하는 케이스(10)에 수용되도록 마련되며, 전원 공급을 제어하려는 부하, 예를 들면 자동차의 와이퍼 모터, 방향표시등 등에 연결될 수 있다.
고정자(100)는, 한 쌍이 서로 분리되게 위치되도록 케이스(10)의 상부 측에 설치될 수 있으며, 이러한 고정자(100)에는 제1고정 접점(110)과 제2고정 접점(120)이 서로 이격되게 마련된다.
제1고정 접점(110)과 제2고정 접점(120)은, 후술할 가동자(200)와 접촉되어 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 몰리브덴(Mo) 금속 재질의 전극 형태로 마련될 수 있다.
가동자(200)는, 케이스(10)의 내부에 구비되되, 고정자(100)에 근접하는 제1방향 또는 고정자(100)로부터 멀어지는 제2방향으로 이동 가능하게 구비된다.
가동자(200)는, 제1방향으로 이동하여 고정자(100)에 마련된 제1고정 접점(110) 및 제2고정 접점(120)과 접촉하여 고정자(100)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2방향으로 이동하여 고정자(100)와 멀어짐으로써 고정자(100)와의 전기적인 연결 상태가 해제될 수 있다.
가동자(200)의 구체적인 구조 및 작용에 대해서는 후술하기로 한다.
액추에이터(300)는, 가동자(200)와 마찬가지로 케이스(10)의 내부에 구비되되, 가동자(200)를 제1방향 또는 제2방향으로 이동시키도록 마련된다.
본 실시예에 따르면, 액추에이터(300)는 코일(310)과 고정코어(320) 및 가동코어(330)를 포함한다.
코일(310)은 케이스(10)의 내부에 설치되어 자기력을 발생시키며, 고정코어(320)는 코일(310)의 내부에 배치된다. 그리고 가동코어(330)는, 고정코어(320)에 대해 접근 및 이격되게 배치된다.
여기서 코일(310) 및 고정코어(320)는 소위 전기자라 칭하기도 하며, 가동코어(330)는 아마추어라고 칭하기도 한다.
가동코어(330)와 고정코어(320)는, 가동자(200)의 이동방향, 즉 가동자(200)가 이동하는 제1방향과 제2방향을 포함하는 개념인 축선(軸腺)방향을 따라 서로 이격되게 배치된다. 그리고 가동코어(330)는 고정코어(320)에 대해 선형 왕복 운동 가능하게 구비될 수 있다.
다른 예로서, 액추에이터(300)는 고정코어(320)에 대해 가동코어(330)가 회동 가능한 형태로 구성될 수도 있다.
이하, 가동코어(330)가 고정코어(320)에 대해 직선 왕복 운동 가능하게 구성된 형태의 액추에이터(300)를 예로 들어 설명한다.
상기한 바와 같은 액추에이터(300)는, 고정코어(320) 및 가동코어(330)와 함께 자로(磁路)를 형성하는 요크(340)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
요크(340)는, 판상의 제1요크(341)와 대략 "U" 형상의 단면을 갖도록 마련되는 제2요크(343)를 포함할 수 있다. 그리고 제1요크(341)의 중앙 영역에는 고정코어(320)가 결합될 수 있다.
요크(340)의 내측에는 코일(310)이 배치되며, 코일(310)은 통상 원통형의 보빈(305)의 둘레에 권선된다. 코일(310)은 코일단자(20)에 연결되어 전원과 연결된다.
상기 코일(310)은, 직류 전원과 연결되어 직류 릴레이로 구성될 수도 있고, 교류 전원과 연결되어 교류 릴레이로 구성될 수도 있다. 그리고 보빈(305)은 내부에 상기 고정코어(320)가 수용 결합될 수 있는 정도의 내경을 갖도록 형성될 수 있다.
또한 액츄에이터(300)는, 가동코어(330)의 움직임을 가동자(200)에 전달하기 위한 작용로드(350)를 더 포함할 수 있다.
작용로드(350)는 축선방향으로 연장되는 길이를 갖는 봉 형태로 형성될 수 있으며, 이러한 작용로드(350)의 일단부는 가동자(200)의 중심 부분에 연결되고, 그 타단부는 가동코어(330)와 연결된다.
그리고 고정코어(320)의 중심부에는 로드공(부호생략)이 관통되게 형성되며, 작용로드(350)는 로드공을 통해 고정코어(320)의 중심을 관통할 수 있다.
이와 같이 구비되는 작용로드(350)는 가동코어(330)의 이동에 연동되어 제1방향 또는 제2방향으로 이동되고, 이러한 작용로드(350)의 이동에 의해 가동자(200)가 제1방향 또는 제2방향으로 이동되면서 고정자(100)와 가동자(200) 간의 연결 및 연결 해제가 이루어지게 된다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 액추에이터(300)의 작동은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
코일단자(20)를 통해 전원이 공급되어 코일(310)에 전원이 인가되면, 그로 인해 자속이 발생되고, 발생된 자속은 요크(340), 고정코어(320) 및 가동코어(330)에 의해 형성된 자로를 따라 흐르게 된다.
이에 따라 가동코어(330)는, 자기 저항이 작아지는 방향, 즉 고정코어(320) 측으로 순간적으로 이동하여 고정코어(320)와 접촉되고, 이러한 가동코어(330)의 이동에 연동되어 작용로드(350)가 제1방향으로 이동한다.
이러한 작용로드(350)의 이동에 의해, 가동자(200)가 제1방향으로 이동되어 고정자(100)와 가동자(200) 간의 접촉 및 그에 따른 전기적인 연결이 이루어지게 된다.
한편 액추에이터(300)에 공급되는 전원이 차단되어 코일(310)로의 전원 공급이 중지되면, 그로 인해 자기력의 발생이 중지되고, 가동코어(330)는 복귀스프링(부호생략)의 탄성력에 의해 초기 위치로 복귀하게 된다.
이에 따라 작용로드(350)가 제2방향으로 이동하여 가동자(200)를 제2방향으로 이동시키고, 이로써 가동자(200)는 고정자(100)로부터 분리되어 부하에 대한 전원 공급이 중지된다.
상기와 같은 작용을 하도록 마련되는 본 실시예의 가동자(200)는, 릴레이 장치(400)의 폭방향을 따라 이격되게 배치되는 고정자(100)의 이격방향을 따라 연장되는 길이를 갖도록 마련되며, 통전이 가능한 금속 재질의 판 형태로 형성될 수 있다.
이러한 가동자(200)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1가동자부(210)와 제2가동자부(220)를 포함한다.
제1가동자부(210)는, 가동자(200)의 길이방향에 따라 구분된 두 영역 중 어느 하나의 영역에 해당된다.
본 실시예에서는, 제1가동자부(210)가 가동자(200)의 구분된 두 영역 중 제1고정 접점(110) 측에 위치한 영역에 해당되는 부분인 것으로 예시된다.
이와 같은 제1가동자부(210)에는, 제1고정 접점(110)과 접촉 가능하게 마련되는 제1접촉면(a)이 형성된다.
제1접촉면(a)은, 제1가동자부(210)의 고정자(100)와 마주보는 면에 형성되되, 제1고정 접점(110)과 나란한 평면을 이루도록 형성된다.
제1가동자부(210)는, 이와 같이 형성된 제1접촉면(a)을 통해 제1고정 접점(110)과 접촉됨으로써 고정자(100)와 전기적으로 연결된다.
제2가동자부(220)는, 가동자(200)의 길이방향에 따라 구분된 두 영역 중 제1가동자부(210)에 해당되는 영역을 제외한 다른 하나의 영역에 해당된다.
본 실시예에서는, 제2가동자부(220)가 가동자(200)의 구분된 두 영역 중 제2고정 접점(120) 측에 위치한 영역에 해당되는 부분인 것으로 예시된다.
이와 같은 제2가동자부(220)에는, 제2고정 접점(120)과 접촉 가능하게 마련되는 제2접촉면(b) 및 제3접촉면(c)이 형성된다.
제2접족면(b)과 제3접촉면(c)은, 제2가동자부(220)의 고정자와 마주보는 면에 각각 형성되되, 제2고정 접점(120)에 대해 경사진 빗면을 이루도록 형성된다.
이와 같이 제2가동자부(220)에 형성되는 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c)은, 가동자(200)의 제1방향 이동시 제2고정 접점(120)과 각각 접촉되되, 각각 서로 다른 위치에서 제2고정 접점(120)과 접촉될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제2가동자부(220)를 가동자(200)의 폭방향을 따라 반분(半分)한 일 영역에 제2접촉면(b)이 형성되고, 나머지 영역에 제3접촉면(c)이 형성된다.
그리고 이와 같이 제2가동자부(220)에 마련되는 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c)은, 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c)을 구분하는 가상선을 중심으로 선대칭을 이루며 각각 가동자(200)의 폭방향 단부를 향해 상향 경사지게 형성될 수 있다.
본 실시예에서는, 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c)이 "V" 형상을 이루도록 경사지게 형성되는 것으로 예시된다.
그리고 이러한 형상의 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c)을 갖는 제2가동자부(220)는, 평면의 금속 판 형태로 마련된 가동자(200) 중 제2가동자부(220)에 해당되는 영역을 "V" 형상으로 프레스 가공함으로써 형성될 수 있다.
상기한 바와 같은 제1가동자부(210)와 제2가동자부(220)를 포함하는 가동자(200)는, 제1접촉면(a)과 제2접촉면(b) 및 제3접촉면(c)으로 이루어지는 3개의 접촉면을 갖게 된다.
이로써 고정자(100)와 가동자(200) 간의 전기적인 연결은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1고정 접점(110)에 제1접촉면(a)이 접촉되고 제2고정 접점(120)에 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c)이 각각 접촉되는 3점 접촉 형태로 이루어지게 된다.
가동자가 평면 형태로 이루어진 종래 릴레이 장치의 경우, 고정자와 가동자 간의 전기적인 연결을 위한 고정자와 가동자 간의 접촉이 두군데에서 이루어지는 2점 접촉 형태로 이루어지는 것이 일반적이다.
고정자와 가동자 간의 접촉이 이루어질 때, 고정자와 가동자 간의 접촉이 이루어지는 두 접촉점에 각각 작용하는 접압력에는 차이가 발생될 수 있다. 이처럼 발생되는 접압력의 차이는, 고정자와 가동자를 구성하는 부품들을 제조, 조립하는 과정에서 발생되는 공차, 릴레이 장치의 사용 과정에서 고정자와 가동자를 구성하는 부품들의 형상 변형 등에 기인한 것일 수 있다.
상기와 같이 고정자와 가동자 간의 접촉이 이루어지는 두 접촉점에 각각 작용하는 접압력에 차이가 발생되면, 통전(通電) 중 전류의 진동에 의한 영향을 받아 고정자와 가동자 간의 접촉 안정성이 저하된다.
즉 종래 릴레이 장치에 따르면, 2점 접촉 형태로 고정자와 가동자 간의 접촉이 이루어지므로, 전류의 진동에 의한 영향을 받아 고정자와 가동자 간의 접촉 안정성이 저하되고, 이로 인해 고정자와 가동자 간의 접촉점에서 발생되는 접촉 발열이 증가되는 문제점이 발생된다.
또한 고정자와 가동자 간의 접촉 안정성 저하 수준을 낮추기 위해 고정자와 가동자의 크기를 키워 고정자와 가동자 간의 접촉 면적을 증가시키는 방법이 있을 수 있으나, 이 경우 장치 전체의 크기가 필요 이상으로 커지게 되는 문제점이 있게 된다.
이와 비교하여 본 실시예의 릴레이 장치(400)는, 제1접촉면(a)과 제2접촉면(b) 및 제3접촉면(c)으로 이루어지는 3개의 접촉면, 즉 하나의 평면과 두개의 빗면으로 이루어지는 3개의 접촉면을 갖는 가동자(200)를 포함하는 형태로 제공된다.
이로써 고정자(100)와 가동자(200) 간의 전기적인 연결이 제1고정 접점(110)에 평면 형태의 제1접촉면(a)이 접촉되고 제2고정 접점(120)에 빗면 형태의 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c)이 각각 접촉되는 3점 접촉 형태로 이루질 수 있게 된다.
즉 고정자(100)와 가동자(200) 간의 전기적인 연결을 위한 고정자(100)와 가동자(200) 간의 접촉점이 3지점으로 증가되고, 이로써 고정자(100)와 가동자(200) 간의 접촉 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같은 가동자(200)를 포함하는 릴레이 장치(400)에 따르면, 고정자(100)의 형상 변경 없이 가동자(200)의 형상 변경만으로 고정자(100)와 가동자(200) 간의 접촉점을 증가시켜 고정자(100)와 가동자(200) 간의 접촉 안정성을 효과적으로 향상시키고, 접촉 발열을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 프레스 가공을 통해 가동자(200)의 형상을 가공할 수 있어 제조가 용이한 장점이 있다.
또한 본 실시예의 릴레이 장치(400)는, 고정자(100)와 가동자(200)의 크기를 키우지 않고도 가동자(200)의 형상 변경만으로 고정자(100)와 가동자(200) 간의 접촉 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있으므로, 장치의 크기를 줄이면서도 접촉 안정성이 높은 릴레이 장치를 제공할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 릴레이 장치는 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이며, 이와 다른 여러 변형 실시예들이 있을 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 장치의 내부 구조를 보여주는 단면도이고, 도 6은 도 5의 "Ⅵ-Ⅵ" 선에 따른 단면도이다. 또한 도 7은 도 6에 도시된 가동자를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 6에 도시된 가동자의 제1방향 이동 상태를 보여주는 단면도이다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 릴레이 장치의 변형 실시예들에 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 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 장치(400a)는, 고정자(100)와 가동자(200a) 및 액추에이터(300)를 포함한다.
본 실시예에서 예시되는 고정자(100) 및 액추에이터(300)의 구성, 작용은 전술한 실시예에서 예시된 고정자(100) 및 액추에이터(300)의 구성, 작용과 동일하므로, 여기서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예의 가동자(200a)는, 전술한 실시예에서 예시된 가동자(200; 도 3 참조)와 마찬가지로 제1접촉면(a)이 마련된 제1가동자부(210)와 제2접촉면(b) 및 제3접촉면(c)이 마련된 제2가동자부(220a)를 포함한다.
이 중 제2가동자부(220a)는, 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c)을 구분하는 가상선을 중심으로 선대칭을 이루며 각각 가동자(200a)의 폭방향 단부를 향해 상향 경사지게 형성되는 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c)을 포함하되, 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c) 간의 경계 부분(d; 이하 "중앙경계부"라 한다)이 전술한 실시예에서 예시된 가동자(200; 도 3 참조)의 해당 부분에 비해 넓은 폭으로 형성되는 형상으로 마련된다.
즉 프레스 가공 과정에서, 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c) 간의 경계 부분에서 빗면의 방향이 전환되는 구간인 중앙경계부(d)의 폭을 넓게 두어 제2접촉면()b)과 제3접촉면(c) 사이를 연결하는 평면이 중앙경계부(d)에 의해 형성되도록 한다.
이와 같이 형성되는 중앙경계부(d)에 의해, 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c) 간의 경계 부분에서의 빗면의 방향 전환이 지나치게 급격하게 이루어지지 않도록 제2가동자부(220a)의 형상이 결정된다.
이로써 제2가동자부(220a)의 빗면을 형성하기 위한 프레스 가공 과정에서 제2접촉면(b)과 제3접촉면(c) 간의 경계 부분에 크랙 등과 같은 가공 결함이 발생될 위험성을 낮출 수 있게 된다.
이와 같이 형성되는 제2가동자부(220a)를 포함하는 본 실시예의 가동자(200a)는, 가공 과정에서 가공 결함이 발생될 위험성을 낮춰 향상된 생산성을 제공할 수 있게 된다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시예의 릴레이 장치(400a)는, 고정자(100)의 형상 변경 없이 가동자(200a)의 형상 변경만으로 고정자(100)와 가동자(200a) 간의 접촉 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 프레스 가공을 통해 가동자(200a)의 형상을 가공할 수 있어 제조가 용이하고, 프레스 가공 과정에서 가공 결함이 발생될 위험성을 낮춰 향상된 생산성을 제공할 수 있다.
한편, 전술한 실시예들에서는 가동자(200a)의 일측에 제1가동자부(210)가 마련되고 가동자(200a)의 타측에 제2가동자부(220a)가 마련되어 고정자(100)와 가동자(200a)가 3지점에서 접촉되는 형태의 릴레이 장치(400a)가 예시되나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 가동자(100)의 양측에 도 3에 도시된 제2가동자부(220)가 각각 마련되거나 도 7에 도시된 제2가동자부(220a)가 마련되어 고정자와 가동자가 4지점에서 접촉되는 4접촉 형태로 마련될 수도 있고, 그 외 고정자와 가동자가 5지점 이상의 복수의 지점에서 접촉되는 형태로 마련될 수도 있는 등, 다양한 변형 실시예가 있을 수 있다.
본 발명은 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 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
<부호의 설명>
10 : 케이스
20 : 코일단자
100 : 고정자
110 : 제1고정 접점
120 : 제2고정 접점
200,200a : 가동자
210 : 제1가동자부
220,220a : 제2가동자부
300 : 액추에이터
305 : 보빈
310 : 코일
320 : 고정코어
330 : 가동코어
340 : 요크
341 : 제1요크
343 : 제2요크
350 : 작용로드
400,400a : 릴레이 장치
a : 제1접촉면
b : 제2접촉면
c : 제3접촉면
d : 중앙경계부

Claims (6)

  1. 제1고정 접점과 제2고정 접점이 서로 이격되게 마련되는 고정자;
    상기 고정자에 근접하는 제1방향 또는 상기 고정자로부터 멀어지는 제2방향으로 이동 가능하게 구비되고, 상기 제1고정 접점과 제2고정 접점에 접촉되어 상기 고정자와 전기적으로 연결되는 가동자; 및
    상기 가동자를 상기 제1방향 또는 상기 제2방향으로 이동시키는 액추에이터를 포함하고, 상기 가동자는,
    상기 제1고정 접점과 접촉 가능하게 마련되는 제1접촉면이 형성되는 제1가동자부; 및
    상기 제2고정 접점과 접촉 가능하게 마련되는 제2접촉면 및 제3접촉면이 형성되는 제2가동자부;를 포함하고,
    상기 제1가동자부에는, 상기 제1접촉면이 상기 제1고정 접점과 나란한 평면을 이루도록 형성되고,
    상기 제2가동자부에는, 상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면이 각각 상기 제2고정 접점에 대해 경사진 빗면을 이루도록 형성되는 릴레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면은, 서로 다른 위치에서 상기 제2고정 접점과 접촉되는 것을 특징으로 하는 릴레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면은, 상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면을 구분하는 가상선을 중심으로 선대칭을 이루며 각각 상기 가동자의 폭방향 단부를 향해 상향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 릴레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면은, "V" 형상을 이루도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 릴레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면 간의 경계 부분에는 중앙경계부가 형성되고,
    상기 중앙경계부는 상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면 사이를 연결하는 평면을 형성하는 것을 특징으로 하는 릴레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정자와 상기 가동자 간의 전기적인 연결은, 상기 제1고정 접점에 상기 제1접촉면이 접촉되고 상기 제2고정 접점에 상기 제2접촉면과 상기 제3접촉면이 각각 접촉되는 3점 접촉 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 릴레이 장치.
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