KR101771641B1

KR101771641B1 - 밀봉형 릴레이

Info

Publication number: KR101771641B1
Application number: KR1020167000184A
Authority: KR
Inventors: 다이조 타카하시; 토시마사 후카이; 마사히코 이에다
Original assignee: 메이덴샤 코포레이션
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2017-08-25
Also published as: CN105264630B; WO2014196427A1; US9589751B2; CN105264630A; JP2014238917A; US20160133405A1; KR20160032087A; JP6136598B2

Abstract

종래 예는 단순히 회로를 온/오프하기 위하여 배치되며, 접속을 절환하기 위한 것이 아니다.
밀봉형 릴레이(1)는: 절연튜브(2)와; 이 절연 튜브(2)의 일 단부에 부착되고 그 내면에 제1 컨택(3)이 구비된 제1 릴레이 접속부(4)와; 절연 튜브(2) 내에 제1 릴레이 접속부(4)에 대향하여 배치된 제2 릴레이 접속부(5)와; 상기 제1 및 제2 릴레이 접속부(4, 5)들 사이에 이동가능하게 배치되고 상기 제1 릴레이 접속부를 향하여 가동 부재가 이동될 때 상기 제1 컨택(3)과 접촉되는 제2 컨택(6)을 가지는 가동부재(7); 상기 가동 부재를 이동시키는 조작 기구를 구비한다. 제3 컨택(9)을 포함하는 제3 릴레이 접속부(10)가 제2 및 제1 릴레이 접속부들 사이에 구비된다. 가동부재(7)는 제1 및 제2 컨택들이 서로로부터 분리될 때 제3 컨택에 접촉하는 제4 컨택을 포함한다.

Description

밀봉형 릴레이{SEALED RELAY}

본 발명은 SF₆(6플루오르황) 가스 또는 건조 가스와 같은 절연가스를 포함하는 가스 밀봉 릴레이 또는 진공 릴레이와 같은, 조작기구에 의하여 가동부재를 이동시켜, 외부 회로와 접속되도록 가동측 컨택(컨택점)을 고정측 컨택과 접촉시키는 밀봉형 릴레이에 대한 것이다.

도 2는 공지의 진공 스위치를 도시한다. 진공 스위치(101)는 절연 튜브(102) 내에 고정측 컨택(103)과 가동측 컨택(104)을 포함한다. 진공 스위치(101)는 조작기구(105)에 의하여 가동측 컨택(104)을 이동시켜 상부 컨덕터(106)와 하부 컨덕터(107)를 통전시키고 가동측 컨택(104)과 고정측 컨택(103)을 접촉하도록 설정한다. 진공 스위치(101)는 고정측 컨택(103)으로부터 가동측 컨택(104)을 분리시켜 상부 및 하부 컨덕터(106 및 107)들 사이의 통전을 차단한다. 부재(108)는 절연 튜브(102)의 일 단부 개구에 부착된 고정측 밀봉 금속 부재이다. 고정측 컨택(103)과 상부 컨덕터(106)는 고정측 밀봉 금속부재(108)에 부착된다. 부재(109)는 절연 튜브(102)의 다른 단부의 개구에 부착된 가동측 밀봉 금속부재이다. 가동측 컨택(104)과 하부 컨덕터(107)는 가동측 밀봉 금속부재(108)에 부착된다. 부재(110)는 절연 튜브(101)의 내측에 진공을 유지하기 위한 벨로우즈이다(문헌 1)

특허문헌 1: JP-172847A

위에 설명된 바와 같이, 진공 스위치(121)는 조작 기구(105)에 의하여 가동측 컨택(105)을 고정측 컨택(103)에 접촉시켜 상부 컨덕터(106)와 하부 컨덕터(107)를 전기적으로 통전하도록 배치되고, 조작기구(105)에 의하여 고정측 컨택(103)으로부터 가동측 컨택(104)을 멀어지게 이동시킴으로써 상부 컨덕터(106)와 하부 컨덕터(107)를 서로로부터 전기적으로 차단하도록 배치된다. 이와 같이 구성된 진공 스위치(101)는 단순히 상부 및 하부 컨덕터(106 및 107)들 사이의 접속 및 차단을 실행하도록 구성되고, 회로 접속을 절환하도록 구성되지 않는다.

본 발명에 따르면, 회로 접속을 절환하고, 상부 및 하부 컨덕터들 사이의 접속을 실행하고 차단하도록 장치가 배치된다.

청구항 1에 규정된 바와 같은 본 발명에 따르면, 밀봉형 릴레이는: 절연튜브와; 이 절연 튜브의 일단부 개방부에 부착되고 그 내면에 제1 컨택이 구비된 제1 릴레이 접속부와; 제1 릴레이 접속부로부터 일정한 거리를 두고 배치된 제2 릴레이 접속부와; 상기 제1 및 제2 릴레이 접속부들 사이에 이동가능하게 배치되고 상기 제1 릴레이 접속부를 향하여 가동 부재가 이동될 때 상기 제1 컨택과 접촉되는 제2 컨택을 가지는 상기 가동부재; 컨택들 사이의 접촉과 분리를 위하여 일 방향으로 상기 가동 부재를 이동시키는 조작 기구; 및 상기 절연 튜브의 내측을 기밀 밀봉하기 위한 벨로우즈를 구비하며,

상기 밀봉 릴레이는, 상기 조작 기구에 의하여 상기 가동 부재를 이동시킴으로써 상기 제1 컨택 및 제2 컨택들을 서로 접촉시키도록 배치되어, 상기 제1 및 제2 릴레이 접속부들이 상기 가동 부재와 상기 벨로우즈를 통해 전기적으로 연결되며;

상기 밀봉 릴레이는 추가로 제3 컨택을 포함하고 상기 제1 릴레이 접속부와 상기 제2 릴레이 접속부 사이에 구비되는 제3 릴레이 접속부를 구비하며;

상기 제1 컨택과 상기 제2 컨택이 서로로부터 접촉하지 않도록 배치되는 때, 상기 제3 컨택에 접촉하는 제4 컨택이 상기 가동부재에 구비되며;
상기 벨로우즈는 내주 벨로우즈와 외주 벨로우즈를 포함하는 이중 구조를 가지며, 상기 내주 벨로우즈는 기밀 밀봉 특성을 가지도록 구성되고, 상기 외주 벨로우즈는 전기 도전 특성을 가지도록 구성된다.

청구항 2에 규정된 본 발명에 따르면, 청구항 1에 규정된 밀봉형 릴레이에서, 상기 제3 및 제4 컨택들은 실질적으로 같은 직경을 가지는 링-형상 또는 환형 컨택들이다.

청구항 3에 규정된 본 발명에 따라, 청구항 2에 기재된 밀봉형 릴레이에서, 제1 및 제2 컨택들은 제3 및 제4 컨택들의 직경들과 실질적으로 같은 직경을 가지는 링-형상 또는 환형이다.

삭제

(1) 청구항 1에 기재된 바와 같이 본 발명에 따르면, 제1 컨택과 제2 컨택을 비접촉 상태가 되도록 이동될 때, 가동부재에 구비된 제4 컨택이 제3 릴레이 접속부에 구비된 제3 컨택에 접촉되고, 제2 릴레이 접속부와 제3 릴레이 접속부가 연결된다. 이와 같이, 밀봉 릴레이는 회로의 접속 위로 절환될 수 있다.

(2) 청구항 2에 규정된 본 발명에 따르면, 제3 및 제4 컨택들은 링-형상 또는 환형이다. 그러므로, RF(고주파 전류) 통전의 이점을 위하여 양측 컨택들 사이에 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 더욱이, 링-형상의 제3 및 제4 컨택들에 의하여 이들 컨택들의 정렬이 촉진될 수 있다. 또한, 가동 부재 또는 제3 릴레이 접속부에서 제3 및 제4 컨택들에 합치하는 링-형상 또는 환형 홈(들)을 형성함으로써 제3 및/또는 제4 컨택을 용이하게 고정할 수 있다.

(3) 청구항 3에 기재된 바와 같은 본 발명에 따르면, 제1 및 제2 컨택들이 제3 및 제4 컨택들의 직경과 실질적으로 같은 직경을 가지므로, 제1 및 제2 컨택들이 제3 및 제4 컨택들과 다르게 형성된 디자인에 비교해서 회로 디자인을 용이하게 구성할 수 있다. (컨택 형상의 차이에 의하여 용량의 차이가 발생되고 회로에서 제1 및 제2 컨택들의 부분과 제3 및 제4 컨택들의 부분 사이의 회로상수의 차이를 발생한다. 그러므로, 이들을 같도록 하기 위하여 회로 조정이 필요하다.) 또한, 동일한 형상을 가지는 제1 내지 제4 컨택들에 의하여 구성 부품들의 수(부품들의 종류의 수)를 감소시킬 수 있다.

(4) 청구항 1에 기재된 바와 같은 본 발명에 따르면, 외주 벨로우즈가 도전성 또는 전기 전도율을 가지도록 구성되고, 가동 부재와 제2 릴레이 접속부를 전기적으로 연결하도록 배치된다. 따라서, RF(고주파수) 전류를 생성하기에 적합하다. 또한, 다중 접점들이나 평탄한 직조 라인을 사용하는 예에 비해서, 구조를 단순화하고 작동력을 감소시키기 위하여(부정확), 조작기구의 크기를 감소시킬 수 있다. 더욱이, 통전용 벨로우즈는 전기 접속을 위하여 사용되므로, 가동 로드의 재료로서 구리합금과 같은 도전 재료를 이용할 필요가 없다.

도 1은, 중심선(CL)으로부터 좌측 절반부는 제1 및 제2 컨택들이 서로 접촉하는 접촉 상태를 도시하고, 중심선으로부터 우측 절반부는 제1 및 제2 컨택들이 서로 접촉하지 않는 비접촉 상태를 도시하는, 본 발명의 밀봉형 릴레이의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 종래예의 단면도이다.

본 발명의 실시예가 도 1을 참조하여 설명된다. 도 1은 밀봉형 릴레이(1)의 예로 진공 릴레이(1)를 도시한다. 진공 릴레이(1)는: 절연 튜브(2); 이 절연 튜브(1)의 일단부 개방부에 부착 또는 고정되고 그 내면에 제1 컨택(3)이 구비된 제1 릴레이 접속부(4)와; 절연 튜브(2) 내에 제1 및 제2 릴레이 접속부 사이에 일정한 거리를 두고 제1 릴레이 접속부(4)에 대향하는 위치에 배치된 제2 릴레이 접속부(5)와; 상기 제1 및 제2 릴레이 접속부들 사이에 이동가능하고 상기 제1 릴레이 접속부(4)를 향하여 가동 부재가 이동될 때 상기 제1 컨택(3)과 접촉되는 제2 컨택(6)을 가지는 상기 가동부재(7); 제1 및 제 2 컨택(3 및 6)들의 접촉과 분리를 위하여 접촉/분리 방향으로 상기 가동 부재(7)를 이동시키는 조작 기구(8)를 구비한다.

제3 컨택(9)을 구비하는 제3 릴레이 접속부(10)는 제1 릴레이 접속부(4)와 제2 릴레이 접속부(5) 사이에 배치된다. 다른 한편, 가동 부재(7)에는 제4 컨택(11)이 형성된다. 도 1의 좌측 절반부에 도시된 바와 같이, 제4 컨택(11)은 제1 및 제2 컨택(3 및 6)들이 서로 접촉하는 접촉 상태에 있을 때, 제3 컨택(9)과 접촉하지 않는 비접촉 상태에 있다. 도 1의 우측 절반부에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 컨택들이 서로 접촉 상태에서 분리된 비접촉 상태에 제1 및 제2 컨택(3 및 6)들이 있을 때, 제4 컨택(11)은 제3 컨택(9)과 접촉 상태에 있다. 제3 및 제4 컨택(9 및 11)들 각각은 링 형태이다.

팽창 및 수축할 수 있는 장치인 벨로우즈(12)가 가동 부재(7)와 제2 릴레이 접속부(5) 사이에 배치된다. 벨로우즈(12)는 내주측 위의 내주 벨로우즈(12a)와 내주 벨로우즈(12a)를 에워싸는 외주 측 위의 외주 벨로우즈(12b)의 이중 구조를 가진다. 절연 튜브(2) 내측의 진공은 내주 벨로우즈(12a)에 의해서 유지된다. 가동 부재(7)와 제2 릴레이 접속부(5)는 외주 벨로우즈(12b)에 의해서 전적으로 통전된다. (이하에서, 내주 벨로우즈(12a)는 실링 벨로우즈로, 그리고 외주 벨로우즈는 도전 벨로우즈로 불린다.)

이하 절연 튜브(2) 위의 상세한 설명이 이루어지며, 제1 릴레이 접속부(4), 제2 릴레이 접속부(5), 제3 릴레이 접속부(10), 벨로우즈(12), 등이 구비된다.

절연 튜브(2)는 제1, 제2 및 제3 분분(2a~2c)으로 구성되고, 세라믹으로 이루어진다. 이들 세 튜브 부분(2a~2c)들 중에서, 제3 튜브 부분(2c)을 생략하는 것은 임의적이다. 이 경우, 뒤에 설명되는 조작기구 수용부(14)와 연결 부재(15)는 세라믹과 같은 절연부재로 이루어진다.

제1 릴레이 접속부(4)는 원형 디스크와 같이 형성되고 개구를 닫고 밀봉하기 위하여 제1 튜브 부분(2a)의 상단부에 고정된다. 제1 컨택(3)은 제1 릴레이 접속부(4)의 하면 중심부에 구비되거나 부착된다.

제2 릴레이 접속부(5)는 제2 릴레이 접속부(5)의 중심부에 형성되고, 이하 설명되는 바와 같이 가동 부재(7)의 샤프트부(7b)를 수용하도록 배치된 샤프트 수용홀(5a)을 포함한다. 제2 릴레이 접속부(5)는 제2 튜브 부분(2b)과 제3 튜브 부분(2c) 사이에 클램핑되고 고정된다.

가동 부재(7)는 플랜지부(7a)와 샤프트부(7b)를 포함한다. 플랜지부(7a)는 원형 디스크와 같이 형상화되고 플랜지부(7a)의 상면 중심부에 제2 컨택(6)이 구비된다. 샤프트부(7b)에는 플랜지부(7a)의 하면 중심부에 구비되고 플랜지부(7a)의 직경보다 작은 직경을 가진다.

제2 컨택(6)은 플랜지부(7a)의 상면 중심부에 구비된다. 링-형상 또는 환형의 제4 컨택(11)은 제3 컨택(9)을 직면하는 위치에서 플랜지부(7a)의 하면 둘레부에 구비된다. 플랜지부(7a)는 양호한 도전율을 가진 구리합금과 같은 도전성 재료로 제조된다.

샤프트부(7b)는 제2 릴레이 접속부(5)의 샤프트 수용홀(5a)을 관통하여 연장하고, 제2 릴레이 접속부(5) 아래 하방으로 신장한다. 샤프트부(7b)의 전방(아래) 단부는 절연 로드(13)를 통해 조작기구(8)에 연결된다. 샤프트부(7b)는 스테인레스강(전기 도전에 적합하지 않은)과 같은 재료로 제조된다.

조작기구(8)는 공기 실린더를 사용한다. 조작기구(8)는 조작기구 수용부(14)에 수용된다. 조작기구 수용부(14)의 상단부는 연결부재(15)를 거쳐 제3 튜브 부분(2c)의 하단부에 연결된다.

제3 릴레이 접속부(10)는 링 형상 또는 환형의 본체(10a) 및 링-형상 본체(10a)와 연속으로 연결된 선단부를 포함한다. 링-형상 본체(10a)는 제1 튜브 부분(2a)과 제2 튜브 부분(2b) 사이에 클램핑된 외주 부분을 포함하며 내주 부분은 절연 튜브(2)에서 내측으로 돌출한다. 링-형상 또는 환형 제3 컨택(9)은 제4 컨택(11)을 향하는 위치에서, 링-형상 본체(10a)의 내주 부분의 상면에 고정된다.

벨로우즈(12)는 이하와 같이 구성된다. 앞에서 설명된 바와 같이, 벨로우즈(12)는 이중 구조를 가지며, 내주측 위의 실링 벨로우즈(12a)와 외주측 위의 도전 벨로우즈(12b)를 포함한다.

실링을 위한 실링 벨로우즈(12a)는 가동 부재(7)의 샤프트부(7a) 둘레에 배치되고 샤프트부(7b)를 둘러싼다. 실링 벨로우즈(12a)의 일 단부는 제2 릴레이 접속부(5)에 부착된다. 실링 벨로우즈(12a)의 다른 단부는 가동 부재(7)의 플랜지부(7a)에 부착된다. 실링 벨로우즈(12a)는 샤프트 수용홀(5a)을 통해 절연 튜브(2)의 내측으로 공기가 유입하는 것을 방지하기 위한 밀봉 성능을 가지도록 구성된다. 실링 벨로우즈(12a)는 기밀 실링에 적절한 기밀성을 가지는 재료로 제조된다.

외주 측의 통전을 위한 도전 벨로우즈(12b)는 실링 벨로우즈(12a) 둘레에 배치된다. 실링 벨로우즈(12a)와 같이, 도전 벨로우즈(12b)는 일 단부가 제2 릴레이 접속부(5)에 부착되고, 다른 단부는 플랜지부(7a)에 부착된다. 도전 벨로우즈(12b)는 가동부재(7)와 제2 릴레이 접속부(5)를 서로 전기적으로 접속한다. 도전 벨로우즈(12b)는 도전 재료로 제조된다.

상기 설명한 진공 릴레이(1)는 이하와 같이 동작하고 효과를 제공한다. 제1 컨택(3)과 제2 컨택(6)이 접촉하도록 도 1의 좌측 절반부에 도시된 바와 같이 설정될 때, 이어서 제1 릴레이 접속부(4)와 제2 릴레이 접속부(5)가 가동부재(7) 및 도전 벨로우즈(12b)를 통해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 릴레이 접속부(4)와 제2 릴레이 접속부(5)는 통전가능한 상태로 설정된다.

가동부재(7)가 도 1의 좌측 절반부에 도시된 상태로부터 조작기구(8)에 의하여 조작기구(8)를 향하여 이동될 때, 이어서 제1 컨택(3)과 제2 컨택(6)은 도 1의 우측 절반부 도시와 같이 접촉으로부터 분리된다. 그러므로, 제1 릴레이 접속부(4)와 제2 릴레이 접속부(5)는 서로 전기적으로 차단된다. 다른 한편, 제3 컨택(9)과 제4 컨택(11)은 서로 접촉하도록 설정되고, 따라서 제2 릴레이 접속부(5)와 제3 릴레이 접속부(10)는 가동부재(7) 및 도전 벨로우즈(12b)를 통해 서로 전기적으로 연결된다.

본 실시예에서, 제3 컨택(9)과 제4 컨택(11)은 링-형상 또는 환형인 반면 제1 컨택(3)과 제2 컨택(6)은 절연 튜브(2)의 중심선에 위치된 원형 작은 돌기 형태이다. 그러나, 제1 컨택(3)과 제2 컨택(6)이 제3 컨택(9)과 제4 컨택(11)과 같은 링-형상 또는 환형일 수 있다. 제3 컨택(9)과 제4 컨택(11)과 같은 형상의 제1 컨택(3)과 제2 컨택(6)을 사용하는 구성을 채용하면, 부품 수(부품 종류)를 감소시킬 수 있으며, 이 릴레이의 차단 동작 특성의 차이를 감소시킬 수 있고 이 릴레이 사용의 회로 디자인을 용이하게 할 수 있다.

이 실시예의 도전 벨로우즈(12b)가 전기 경로로서 사용되므로, 도전 벨로우즈(12b)는 우수한 도전성을 가진 구리 합금과 같은 재료로 제조된다. 한편, 실링 벨로우즈(12a)와 샤프트부(7b)는 스테인레스강과 같은 재료로 제조될 수 있다. 가동부재(7)의 플랜지부(7a)가 작고 벨로우즈가 샤프트부(7b)에 직접 부착된 구조의 경우, 샤프트부(7b)의 재료와 같이 도전성이 우수한 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱이, 기밀 실링 및 통전을 위하여 단일 벨로우즈를 사용할 수 있다.

1…진공 릴레이 2…절연 튜브
3…제1 컨택 4…제1 릴레이 접속부
5…제2 릴레이 접속부 6…제2 컨택
7…가동 부재 7a…플랜지부
7b…샤프트부 8…조작 기구
10…제3 릴레이 접속부 11…제4 컨택
12…벨로우즈
12a…내주 벨로우즈(실링 벨로우즈)
12b…외주 벨로우즈(도전 벨로우즈)

Claims

절연튜브와; 이 절연 튜브의 일단부의 개방부에 부착되고 그 내면에 제1 컨택이 구비된 제1 릴레이 접속부와; 제1 릴레이 접속부로부터 일정한 거리를 두고 배치된 제2 릴레이 접속부와; 상기 제1 및 제2 릴레이 접속부들 사이에 이동가능하게 배치되고 상기 제1 릴레이 접속부를 향하여 가동 부재가 이동될 때 상기 제1 컨택과 접촉되는 제2 컨택을 가지는 상기 가동부재와; 컨택들 사이의 접촉과 분리를 위하여 일 방향으로 상기 가동 부재를 이동시키는 조작 기구; 및 상기 절연 튜브의 내측을 기밀 밀봉하기 위한 벨로우즈를 구비하며;
상기 조작 기구에 의하여 상기 가동 부재를 이동시킴으로써 상기 제1 컨택 및 제2 컨택들을 서로 접촉시키도록 배치되어, 상기 제1 및 제2 릴레이 접속부들이 상기 가동 부재와 상기 벨로우즈를 통해 전기적으로 연결되며;
추가로 제3 컨택을 포함하고 상기 제1 릴레이 접속부와 상기 제2 릴레이 접속부 사이에 구비되는 제3 릴레이 접속부를 구비하며;
상기 제1 컨택과 상기 제2 컨택이 서로로부터 접촉하지 않도록 배치되는 때, 상기 제3 컨택에 접촉하는 제4 컨택이 상기 가동부재에 구비되며;
상기 벨로우즈는 상기 가동 부재와 상기 제2 릴레이 접속부 사이에 마련되며, 내주 벨로우즈와 외주 벨로우즈를 포함하는 이중 구조를 가지며, 상기 내주 벨로우즈는 기밀 밀봉 특성을 가지도록 구성되고, 상기 외주 벨로우즈는 전기 도전 특성을 가지도록 구성되는 밀봉형 릴레이.
제1항에 있어서, 상기 제3 및 제4 컨택들은 실질적으로 같은 직경을 가지는 링-형상의 컨택들인 밀봉형 릴레이.
제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 컨택들은 상기 제3 및 제4 컨택들의 직경과 실질적으로 같은 직경을 가지는 링-형상 컨택들인 밀봉형 릴레이.