KR102039323B1 - 마이크로스위치를 이용한 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치 - Google Patents

마이크로스위치를 이용한 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면, 적어도 한 쌍의 고정 접점, 하나 이상의 코일, 코일에 의하여 구동되는 가동 철심, 가동 철심과 연동되어 동작하는 가동 접점대, 및 가동 철심의 하부에 배치되는 보조 접점 장치를 포함하고, 보조 접점 장치는 마이크로스위치(microswitch)를 포함하는 것인, 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위칭 장치를 제공할 수 있다.

Description

마이크로스위치를 이용한 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치{DC SWITCHING APPARATUS WITH AUXILIARY CONTACT DEVICE USING MICROSWITCH}
본 발명은 마이크로스위치를 이용한 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위칭 장치(relay)에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 신재생 에너지, 전기차량, 직류 전원제어, 배터리 전원제어 등에 적용가능한 직류 고전압 유접점 스위치 장치에 포함된 보조 접점 장치의 구조에 관한 것이다.
직류(DC) 스위치 장치는 태양광 발전 등 신재생 에너지, 에너지 저장 장치, 전기 버스 급속 충전장치 등의 직류 수송 시스템에 사용될 수 있다. 최근 에너지 저장장치, 전기 버스 급속 충전 시스템은 1000V까지 고압으로 전압을 상승시키고, 전류를 점점 증가시키는 경향을 갖는다. 또한, 이와 같이 전압이 상승됨에 따라서, 안전을 위하여 (+), (-) 전원을 모두 동시에 차단시키는 장치를 요구하고 있다.
또한, 주 접점이 동작되었는지 확인하기 위한 접점 감시 장치로서 보조 접점 장치가 요구되고 있다. 보조 접점 장치와 같은 접점 감시 장치는 스위칭 장치의 코일에 전원을 인가한 후 주 접점이 폐로 상태가 되었는지를 확인한 후 전체 시스템을 운전하기 위하여 사용되고, 또한 전체 시스템의 운전을 정지할 때 주 접점이 정상적으로 개폐되었는지를 확인하기 위하여 사용된다. 또한, 접점 감시 장치는 전체 시스템의 운전 중에 단락 사고나 기타 사고의 발생으로 주 접점에 고장이 발생하는 경우에 이를 감지하기 위한 용도로 사용될 수 있으며, 이때 접점 감시 장치 또는 보조 접점 장치의 신뢰성이 매우 중요하다.
종래에는 아크 커버 밑면에 PCB 기판 위에 초소형 마이크로스위치를 납땜으로 아크 카바에 고정하고 동일한 기판에서 보조 접점 단자를 납땜하여 인출하고 인출한 단자는 고밀도 에폭시로 밀봉한 윗부분으로 인출하여 외부에서 연결 전선을 납땜하여 완성하였다. 이때, 납땜으로 인한 에폭시의 기밀 밀봉성 저하와 보조 접점의 외부 인출 단자간에 피복 전선을 납땜하여 주 접점과의 보조 접점의 절연이 파괴되고, 작업이 까다로우며 아크 전압과 아크 열로 인한 보조 접점의 신뢰성이 저하되고 소손이 발생하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제 10-1943402호
본 발명은 보조 접점으로 사용될 초소형 마이크로스위치의 절연 및 주 접점의 직류 전원의 가혹한 개폐 환경에서 보조 접점을 안정적으로 보호하고 주 접점의 동작 상태를 정확히 감시하여 전기적 신호를 전달하는 보조 접점의 동작 신뢰성을 확보할 수 있는 밀봉형 직류 유접점 스위치 장치의 보조 접점을 구현하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 직류 전원의 절연 거리를 확보하여 주 접점의 개폐로 인한 아크 및 아크 열로부터 보조 접점을 보호하고 원격에서 주 접점의 동작상태를 감시하고 신뢰성을 확보한 정확한 피드백을 위한 보조 접점이 용이하게 활용될 수 있도록 설계되고, 주 접점과 가장 먼 곳에 보조 접점을 배치하여 절연 확보와 아크 열로 인한 보조 접점의 오동작을 방지하고 제품내부의 기밀성 확보, 생산성 향상 및 원가 절감에 기여할 수 있는 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 주접점의 개폐시 발생하는 아크로부터 절연 거리를 확보하기 위하여 가동 철심의 밑면에 보조 접점으로 사용할 초소형 마이크로스위치를 배치하여 아크로부터 보호하고 공간 거리와 연면 거리를 증대하여 국제 규격에 만족하도록 최적으로 설계된 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기존에 PCB 기판에 초소형 마이크로스위치를 납땜하고 외부와 연결하는 터미널을 PCB 기판에 정밀하게 납땜하고 터미널과 외부는 절연전선의 리드 선으로 납땜하는 번거로움을 줄일 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 작은 공간에서 접점 개폐가 이루어지므로 아크와 주 접점의 개폐로 인한 접점의 개로, 폐로시 발생하는 카본물질이 보조 접점으로 유입되는 것을 최소화시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 접점부의 내부는 외부와 완전히 차단되고, 외부의 외기와 완전히 차단하여 제품의 내부에 산소 등의 부식성 기체로부터 차단을 하는 구조의 직류 전원인, 배터리 제어, ESS, 전기차량, 충전기, UPS, 태양광 인버터 등의 직류 고전압 유접점 스위치 장치의 보조 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 크기를 축소시켜 직류 전원 개폐를 제어하고 보조 접점이 환원성 절연가스 분위기의 내부에 장착되어 접점의 산화를 방지하고 절연가스 분위기에서 조작이 되고 주 접점의 상태를 감시하여 통신, BMS(Battery Management System) 제어 등으로 원격 제어를 용이하게 한 신뢰성이 확보된 보조 접점을 구비한 직류 고전압 유접점 스위치 장치의 보조 접점 장치를 구비한 직류 릴레이를 구현하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결 과제들은 이상에서 언급한 내용들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 적어도 한 쌍의 고정 접점; 하나 이상의 코일; 상기 코일에 의하여 구동되는 가동 철심; 상기 가동 철심과 연동되어 동작하는 가동 접점대; 및 상기 가동 철심의 하부에 배치되는 보조 접점 장치를 포함하고, 상기 보조 접점 장치는 마이크로스위치(microswitch)를 포함하는 것인, 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위칭 장치를 제공할 수 있다.
상기 보조 접점 장치는, 상부와 하부가 뚫려있고, 상부 둘레부 및 하부 둘레부를 포함하는 실린더; 및 상기 실린더의 하부 둘레부와 기밀 접합하도록 구성된 세라믹 베이스를 더 포함할 수 있다.
상기 마이크로스위치의 단자는 상기 세라믹 베이스에 형성된 보조 접점 단자에 끼워져 고정되고, 상기 마이크로스위치의 단자는 상기 보조 접점 단자와 전기적으로 연결됨으로써 전기적 신호를 외부로 인출가능할 수 있다.
상기 세라믹 베이스의 바깥쪽 둘레에 위치하는 외주부 상에 제1 금속화 층이 형성되고, 상기 제1 금속화 층과 상기 실린더의 하부 둘레부가 기밀 용접을 통해 접합될 수 있다.
상기 세라믹 베이스는 상기 마이크로스위치의 단자가 관통하기 위한 관통부를 포함하고, 상기 보조 접점 단자는 상기 관통부 상에 형성된 제2 금속화 층을 이용하여 기밀 용접될 수 있다.
상기 마이크로스위치는 보조 접점 레버를 포함하고, 상기 가동 철심의 상하 운동으로 인해 상기 가동 철심의 하부가 상기 보조 접점 레버를 작동시킴으로써 상기 보조 접점 단자를 통해 주 접점의 상태를 감시할 수 있으며, 내부에 절연 가스를 충진하도록 구성될 수 있다.
상기 마이크로스위치의 단자에 액상 납재를 바른 후에 상기 보조 접점 단자에 끼워지고, 상기 보조 접점 단자의 외부에서 가열을 통해 상기 마이크로스위치의 단자와 상기 보조 접점 단자가 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 보조 접점 단자는 무산소동으로 구성되고, 상기 실린더의 하부 둘레부의 적어도 일부는 니켈(nickel) 도금이 형성되어, 상기 실린더의 하부 둘레부와 상기 세라믹 베이스의 상기 제1 금속화 층이 브래징(brazing) 용접을 통해 접합될 수 있다.
상기 실린더의 상부 둘레부는 상기 실린더의 외측 수직 방향으로 형성되며, 상기 실린더의 하부 둘레부는 상기 실린더의 내측 수직 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 보조 접점으로 사용될 초소형 마이크로스위치의 절연 및 주 접점의 직류 전원의 가혹한 개폐 환경에서 보조 접점을 안정적으로 보호하고 주 접점의 동작 상태를 정확히 감시하여 전기적 신호를 전달하는 보조 접점의 동작 신뢰성을 확보할 수 있는 밀봉형 직류 유접점 스위치 장치의 보조 접점을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 직류 전원의 절연 거리를 확보하여 주 접점의 개폐로 인한 아크 및 아크 열로부터 보조 접점을 보호하고 원격에서 주 접점의 동작상태를 감시하고 신뢰성을 확보한 정확한 피드백을 위한 보조 접점이 용이하게 활용될 수 있도록 설계되고, 주 접점과 가장 먼 곳에 보조 접점을 배치하여 절연 확보와 아크 열로 인한 보조 접점의 오동작을 방지하고 제품내부의 기밀성 확보, 생산성 향상 및 원가 감에 기여할 수 있는 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 주접점의 개폐시 발생하는 아크로부터 절연 거리를 확보하기 위하여 가동 철심의 밑면에 보조 접점으로 사용할 초소형 마이크로스위치를 배치하여 아크로부터 보호하고 공간 거리와 연면 거리를 증대하여 국제 규격에 만족하도록 최적으로 설계된 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기존에 PCB 기판에 초소형 마이크로스위치를 납땜하고 외부와 연결하는 터미널을 PCB 기판에 정밀하게 납땜하고 터미널과 외부는 절연 전선의 리드 선으로 납땜하는 번거로움을 줄일 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 작은 공간에서 접점 개폐가 이루어지므로 아크와 주 접점의 개폐로 인한 접점의 개로, 폐로시 발생하는 카본물질이 보조접점으로 유입되는 것을 최소화시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 접점부의 내부는 외부와 완전히 차단되고, 외부의 외기와 완전히 차단하여 제품의 내부에 산소 등의 부식성 기체로부터 차단을 하는 구조의 직류 전원인, 배터리 제어, ESS, 전기차량, 충전기, UPS, 태양광 인버터 등의 직류 고전압 유접점 스위치 장치의 보조 접점 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 크기를 축소시켜 직류 전원 개폐를 제어하고 보조 접점이 환원성 절연가스 분위기의 내부에 장착되어 접점의 산화를 방지하고 절연가스 분위기에서 조작이 되고 주 접점의 상태를 감시하여 통신, BMS(Battery Management System) 제어 등으로 원격 제어를 용이하게 한 신뢰성이 확보된 보조 접점을 구비한 직류 고전압 유접점 스위치 장치의 보조 접점 장치를 구비한 직류 릴레이를 구현할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 내용들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치의 구성을 설명하기 위한 조립도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치의 구성 요소 중 세라믹 베이스의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치의 구성 요소 중 실린더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치의 구성을 설명하기 위한 절단 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)", "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 발명에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이와 같은 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치의 구성을 설명하기 위한 조립도이다.
도 1을 참조하면, 보빈(02)에 코일(01)를 권선하여 코일 터미널(03)에 전자 코일 권선부의 시작선과 끝선을 각각 연결하여 전자석을 만들고 보빈(02)의 중심부 내부 홈에 하 코어를 끼워 전자석의 마그네트(magnet)를 만들 수 있다.
가동 접점을 구성하는 가동 접점대(07)는 가동대 몰드(18)에 내부 압축 스프링(19)과 외부 압축 스프링(20)을 끼우고, 가동대 홀더(21)에 가동 접점대(07)를 끼우고, 요크 플레이트(04)에 용접으로 고정된 고정 철심(09)의 중앙 관통부에 가동 핀(06)을 끼우고, 복귀 스프링(12)를 조립하고 O/T(Over travel)를 조정 후 가동 철심(10)에 고정하고 외부를 실린더(13)의 하측에 보조 접점 장치를 끼워 기밀 용접할 수 있다.
실린더(13)는 속이 빈 원통 형태의 비철금속으로 만들어 하부를 관통하여 절연체인 세라믹 베이스(15)에 실린더(13)의 하부 둘레부가 용접 접합이 가능하도록 구성될 수 있다. 세라믹 베이스(15)와 실린더(13)의 용접부는 세라믹 베이스(15)의 바깥쪽 둘레의 외주부에 금속화(metalized) 층(15-1)을 만들고 관통된 실린더(13)의 하부 둘레부(13-2)를 세라믹 베이스(15)에 형성된 금속화 층(15-1)과 용접이 가능하도록 실린더의 관통된 하부 둘레부(13-2)에 니켈(Nickel)도금을 하고 도금부와 금속화 층에 납재를 끼우고 브래징(Brazing) 용접을 통해 기밀 접합할 수 있다.
세라믹 베이스(15)의 내부에 무산소동으로 구성된 보조 접점 단자(17)를 접합하는 세라믹 베이스(15)를 금속화 층(15-1)에 브래징 용접을 통해 기밀 접합하고 초소형 마이크로스위치(16)의 단자에 액체로 만들어진 납재(Solder)를 도포하고 보조 접점 단자(17)에 끼워 고정 및 조립하고, 보조 접점 단자(17)의 외부에서 일정한 온도를 가열하여 보조 접점 단자(17)와 초소형 마이크로스위치 단자(14)를 납재를 녹여서 전기적으로 완전히 연결할 수 있다.
이와 같이, 보조 접점 장치(조립체)(22)가 생성 완료되면 가동대 몰드(18)의 하측에 위치한 가동 철심(10)에 끼워 요크 플레이트(04)와 기밀 용접하여 보조 접점의 배치를 완료할 수 있다.
요크 플레이트(04)와 용접이 완료되면 고정 접점(24)의 절연체인 세라믹 하우징(08)의 밑면의 기밀 접합 용접된 씰컵(Seal Cup)(05)과 요크 플레이트(04)를 기밀 용접 접합할 수 있다. 이때 기체가 외부로 통하는 배기 및 급기관은 무산소동으로 만든 동 파이프(23)를 요크 플레이트(04)에 홈을 내어 기밀 용접할 수 있다. 이와 같은 동 파이프(23)를 이용하여 스위치 장치 내부를 진공 상태를 만들고 외부의 절연 가스를 대기압 보다 높은 밀도를 유지하는 절연 가스로 밀봉함으로써, 외기와 완전히 차단시켜 접점대의 변색 및 아크로 인한 접점표면 카본현상을 방지하는 밀봉구조를 갖는 직류 고전압 유접점 스위치 장치를 제조할 수 있다.
본 발명에서는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 보조 접점으로 사용할 마이크로스위치(16)를 실린더(13)의 하측에 배치하고 보조 접점 장치(22)의 세라믹 베이스(15)에 용접된 보조 접점 단자(17)에 마이크로스위치(16)를 전기적으로 연결할 수 있다.
이와 같이 제조된 직류 고전압 유접점 스위치 장치는 초소형 마이크로스위치(16)의 조립성이 용이하고 주 접점의 개폐로 인한 아크 전압과 아크 열로부터 보호될 수 있다. 또한, 기존의 보조 접점을 PCB 기판에 부착하여 납땜하고 동일한 PCB 기판에서 외부와 연결되는 단자를 납땜하여 에폭시로 밀봉한 다음 절연 전선으로 만들어진 리드선을 또 납땜하는 번거로움과 외부로 노출된 보조 접점 단자와 주 접점의 절연 확보에 어려움을 해결하고, 보조 접점의 외부의 단자와 리드선를 납땜 후 납땜부를 절연을 해야하는 번거로움을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
이러한 직류 스위치 장치는 아크를 소호하기 위하여 아크 구동 코일을 사용하여 아크를 구동하는 경우가 있으며. 본 발명의 일 예에 따른 직류 유접점 스위치 장치는 영구 자석을 배치하여 아크를 구동하는 방식으로 직류 전원을 개폐할 때 수반되는 아크 전압과 아크 열로부터 주 접점의 동작 상태를 감시하는 보조 접점의 신뢰성을 확보하기 위하여, 실린더(13)의 하측에 보조 접점을 배치하여 보조 접점으로 사용될 초소형 마이크로스위치(16)를 주 점접으로부터 멀리 이격시켜 보조 접점이 직접적인 아크의 충격을 피하기 위하여 마이크로스위치(16)를 가동 철심(10)의 하부에 수납하고 가혹한 아크 환경에서 주 접점으로부터 보조 접점을 이격하는 구조를 제공할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 밀봉형 직류 유접점 스위치 장치의 보조 접점의 구현 방법에 관한 것으로서, 보조 접점으로 사용될 초소형 마이크로스위치의 절연 및 주 접점의 직류 전원의 가혹한 개폐 환경에서 보조 접점을 안정적으로 보호하고 주 접점의 동작 상태를 정확히 감시하여 전기적 신호를 전달하는 보조 접점의 동작 신뢰성을 확보하는 방법을 제공가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위치 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 직류 스위치 장치의 하부에 마이크로스위치(16)를 포함한 보조 접점 장치가 배치되어 있어, 주 점접으로부터 멀리 이격되어 보조 접점이 직접적인 아크 전압과 아크 열의 충격을 피할 수 있다.
여자 코일(01)에서 연장된 코일 터미널(03)에 코일 조작 전원을 인가(on)하면 전자석의 원리에 따라 가동 철심(10)이 고정 철심(09)으로 이동하고 이때 가동 접점대(07)에 연동된 가동 몰드 조립체의 가동 핀(06)에 고정된 가동 철심(10)의 하부 면이 상부로 이동을 하면서 마이크로스위치(16)의 상부 면에 형성된 보조 접점 레버(11)을 복귀시켜 보조 접점을 동작시킬 수 있다.
한편, 코일 조작 전원을 오프(off)하면 위의 동작과 반대로 가동 철심(10)은 고정 철심(09)으로부터 이격하여 하부로 이동하고, 이때 가동 접점대(07)와 연동된 가동 철심(10)은 보조 접점 레버(11)를 눌러 마이크로스위치(16)는 개로 또는 폐로 상태로 변경될 수 있다. 보조 접점 레버(11)는 레버가 동작하여 버튼을 누르는 형태로 구성되거나, 레버 또는 버튼만 존재하는 형태로 구성될 수도 있다.
이와 같은 동작에 의해, 마이크로스위치(16)를 이용한 보조 접점 장치는 원격에서 주 접점의 동작상태를 감시하고 모니터링할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치의 구성 요소 중 세라믹 베이스의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 절연 재료로 구성된 세라믹 베이스(15)는 원형 형태를 가지며, 세라믹 베이스(15)의 상부면의 바깥쪽 둘레에 위치하는 외주부 상에 제1 금속화(metalized) 층(15-1)이 형성될 수 있다. 이 제1 금속화 층(15-1)은 실린더(13)의 하부 면과 브래징 기밀 용접을 통해 접합될 수 있다.
또한, 세라믹 베이스(15)는 마이크로스위치(16)의 단자(14)가 관통하기 위한 복수의 구멍 형태의 관통부(15-2)를 포함하고, 세라믹 베이스(15)의 하부면의 관통부(15-2) 상에 제2 금속화 층이 형성될 수 있다. 이 관통부(15-2) 상의 제2 금속화 층을 이용하여 보조 접점 단자(17)를 브래징 용접을 통해 기밀 용접할 수 있다.
이와 같이, 세라믹 베이스(151)는 상부면에 실린더(13)와의 기밀 용접을 위한 제1 금속화 층(15-1) 및 하부면에 보조 접점 단자(17)와의 기밀 용접을 위한 제2 금속화 층을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치의 구성 요소 중 실린더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 실린더(13)는 상부와 하부가 뚫려있는 원통 형태로서, 상부 둘레부(13-1) 및 하부 둘레부(13-2)를 포함할 수 있다. 상부 둘레부(13-1)는 실린더(13)의 외측 수직 방향으로 형성되며, 요크 플레이트(04)와 기밀 용접 접합하도록 구성될 수 있다. 또한, 하부 둘레부(13-2)는 실린더(13)의 내측 수직 방향으로 형성될 수 있다. 이와 같은 실린더(13)의 하부 둘레부(13-2)는 세라믹 베이스(15)의 제1 금속화 층(15-1)에 기밀 용접 접합하도록 구성된다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치의 구성을 설명하기 위한 절단 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 세라믹 베이스(15)와 마이크로스위치(16)가 결합된 구성을 도시한다.
세라믹 베이스(15)에 보조 접점 단자(17)를 기밀 용접 접합할 수 있도록 관통부(15-2)의 하부면 상에 제2 금속화 층을 형성시킨 다음 보조 접점 단자(17)를 기밀 접합하고, 초소형 마이크로스위치(16)의 단자(14)에 액체 납재를 바르고 보조 접점 단자(17) 내부의 홈에 수납한 후에, 보조 접점 단자(17)를 외부에서 일정한 온도로 간접 가열하여 고정하고 전기적인 연결을 하여 조립품이 빠지지 않도록 설계할 수 있다. 여기서, 보조 접점 단자는 무산소동으로 구성될 수 있다.
이와 같이 형성된 마이크로스위치(16)의 단자(14)는 보조 접점 단자(17)에 끼워져 고정되고, 마이크로스위치(16)의 단자(14)는 보조 접점 단자(17)와 전기적으로 연결됨으로써 전기적 신호를 외부로 인출가능하다.
이와 같은 보조 접점 장치의 배치 방법은 세라믹 베이스(15)에 형성된 보조 접점 단자(17)가 고정 역할을 수행하여, 세라믹 베이스(15)에 수납된 초소형 마이크로스위치(16)가 움직이지 않고 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 실린더와 세라믹 베이스가 결합된 구성을 도시한다.
실린더(13)의 하부 둘레부(13-2)의 적어도 일부는 예컨대 니켈(nickel) 도금이 형성될 수 있으며, 실린더(13)의 하부 둘레부(13-2)와 세라믹 베이스(15)의 외주부에 형성된 제1 금속화 층(15-1)이 브래징(brazing) 용접을 통해 기밀 접합되어 결합될 수 있다.
이와 같은 보조 접점 장치의 구조를 통해 실린더(13) 내의 작은 공간에서 접점 개폐가 이루어지므로 아크와 주접점의 개폐로 인한 접점의 개로 폐로시 발생하는 카본 물질이 보조 접점으로 유입되는 것을 최소화할 수 있으며, 접점부의 내부는 외부와 완전히 차단되고, 외부의 외기와 완전히 차단하여 제품의 내부에 산소 등의 부식성 기체로부터 차단하는 보조 접점 장치의 구조를 확보할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 접점 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이, 먼저 1번 도면에서와 같이 세라믹 베이스(15)의 상부면의 바깥쪽 둘레에 위치하는 외주부 상에 제1 금속화 층(15-1)이 형성될 수 있다.
다음으로 2번 도면에서와 같이, 세라믹 베이스(15)에 보조 접점 단자(17)를 기밀 용접 접합할 수 있도록 관통부(15-2)의 하부면에 제2 금속화 층을 형성시킨 다음 보조 접점 단자(17)를 기밀 접합할 수 있다.
다음으로 3번 도면에서와 같이, 보조 접점 단자(17)의 내부의 홈에 보조 접점 레버(17)를 갖는 마이크로스위치(16)의 단자(14)에 액체 납재를 바르고 수납하여 보조 접점 단자(17)를 외부에서 일정한 온도를 간접 가열하여 고정하고 전기적으로 연결함으로써, 마이크로스위치(16)를 세라믹 베이스(15)와 결합하여 안정적으로 고정할 수 있다.
마지막으로 4번 도면에서와 같이, 실린더(13)의 하부 둘레부(13-2)와 세라믹 베이스(15)의 제1 금속화 층(15-1)을 브래징 기밀 용접하여 접합함으로써, 보조 접점 장치(22)가 완성될 수 있다.
본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
01: 코일 02: 보빈
03: 코일 터미널 04: 요크 플레이트
05: 씰컵 06: 가동 핀
07: 가동 접점대 08: 세라믹 하우징
09: 고정 철심 10: 가동 철심
11: 보조 접점 레버 12: 복귀 스프링
13: 실린더 14: 마이크로스위치 단자
15: 세라믹 베이스 16: 마이크로스위치
17: 보조 접점 단자 18: 가동대 몰드
19: 내부 압축 스프링 20: 외부 압축 스프링
21: 가동대 홀더 22: 보조 접점 장치(조립체)
23: 동 파이프 24: 고정 접점

Claims (9)

  1. 적어도 한 쌍의 고정 접점;
    하나 이상의 코일;
    상기 코일에 의하여 구동되는 가동 철심;
    상기 가동 철심과 연동되어 동작하는 가동 접점대; 및
    상기 가동 철심의 하부에 배치되는 보조 접점 장치
    를 포함하고, 상기 보조 접점 장치는 마이크로스위치(microswitch)를 포함하고,
    상기 보조 접점 장치는,
    상부와 하부가 뚫려있고, 상부 둘레부 및 하부 둘레부를 포함하는 실린더; 및
    상기 실린더의 하부 둘레부와 기밀 접합하도록 구성된 세라믹 베이스
    를 더 포함하고,
    상기 세라믹 베이스의 바깥쪽 둘레에 위치하는 외주부 상에 제1 금속화(metalized) 층이 형성되고, 상기 제1 금속화 층과 상기 실린더의 하부 둘레부가 기밀 용접을 통해 접합되는 것인, 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위칭 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 마이크로스위치의 단자는 상기 세라믹 베이스에 형성된 보조 접점 단자에 끼워져 고정되고, 상기 마이크로스위치의 단자는 상기 보조 접점 단자와 전기적으로 연결됨으로써 전기적 신호를 외부로 인출가능한 것인, 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위칭 장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 상기 세라믹 베이스는 상기 마이크로스위치의 단자가 관통하기 위한 관통부를 포함하고, 상기 보조 접점 단자는 상기 관통부 상에 형성된 제2 금속화 층을 이용하여 기밀 용접을 통해 접합되는 것인, 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위칭 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 마이크로스위치는 보조 접점 레버를 포함하고, 상기 가동 철심의 상하 운동으로 인해 상기 가동 철심의 하부가 상기 보조 접점 레버를 작동시킴으로써 상기 보조 접점 단자를 통해 주 접점의 상태를 감시할 수 있으며, 내부에 절연 가스를 충진하도록 구성되는, 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위칭 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 마이크로스위치의 단자에 액상 납재를 바른 후에 상기 보조 접점 단자에 끼워지고, 상기 보조 접점 단자의 외부에서 가열을 통해 상기 마이크로스위치의 단자와 상기 보조 접점 단자가 전기적으로 연결되는 것인, 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위칭 장치.
  8. 제1항에 있어서, 보조 접점 단자는 무산소동으로 구성되고, 상기 실린더의 하부 둘레부의 적어도 일부는 도금이 형성되어, 상기 실린더의 하부 둘레부와 상기 세라믹 베이스의 상기 제1 금속화 층이 브래징(brazing) 용접을 통해 접합되는 것인, 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위칭 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 실린더의 상부 둘레부는 상기 실린더의 외측 수직 방향으로 형성되며, 상기 실린더의 하부 둘레부는 상기 실린더의 내측 수직 방향으로 형성되는 것인, 보조 접점 장치를 갖는 직류 스위칭 장치.
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