KR101068729B1

KR101068729B1 - 고전압 계전기

Info

Publication number: KR101068729B1
Application number: KR1020090136232A
Authority: KR
Inventors: 연영명
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2011-09-28
Also published as: EP2341520A1; CN102117715B; JP2011138755A; ES2394189T3; US20110156846A1; CN102117715A; KR20110079234A; US8350645B2; EP2341520B1

Abstract

본 발명은 개선된 기밀 구조를 갖는 고전압 계전기를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따라서 상측이 개방된 상자형의 전기적 절연성을 갖는 합성수지재를 주조하여 형성된 하부 몰드 케이스(mold case); 하부 몰드 케이스내에 수납되는 액추에이터(actuator); 및 고정단자가 매입되고, 액추에이터의 상부에 하부 몰드 케이스의 개구부를 복개하게 설치되고, 기밀을 위해 상부에 도포되는 열 경화성 수지가 경화되었을 때 폐색되는 가스 방출구부를 갖는 아크 소호기구;를 포함하는 고전압 계전기가 개시된다.

고전압 기중형 직류 계전기, 기밀

Description

고전압 계전기{HIGH VOLTAGE RELAY}

본 발명은 하이브리드(hybrid) 자동차 또는 전기자동차용 고전압 직류 계전기에 관한 것으로서, 특히 개선된 기밀구조를 가진 하이브리드 자동차 또는 전기자동차용 고전압 기중형 직류 계전기와 그의 제조방법에 관한 것이다.

하이브리드 자동차에 있어서 자동차의 초기 구동시에는 배터리(battery) 전원의 전기에너지를 이용하여 가속을 하고 미리 결정된 주행속도에 도달하면 배터리 전원의 공급을 차단하고 엔진을 동력원으로 하여 주행한다. 여기서 고전압 직류 계전기는 배터리 전원을 공급(on)하거나 차단(off)하는 용도로 이용된다. 하이브리드 자동차 또는 전기자동차용 고전압 직류 계전기는 사용 목적에 따라 메인(main) 계전기와 보조 계전기로 구분되는데, 통상 메인 계전기로는 가스 기밀형 고전압 직류 계전기가 많이 사용되고 보조 계전기로는 기중형 고전압 직류 계전기가 많이 사용된다. 메인 계전기는 아크 소호부를 세라믹(ceramic)재의 진공용기로 만들기 때문에 사용환경에 의한 영향이 적은 반면에, 보조 계전기는 기중형(대기중)에서 소호되게 제작되기 때문에 사용환경에 대한 동작 신뢰성이 중요하다. 특히 온도와 습도의 사용환경에 대한 동작신뢰성이 강조되기 때문에, 기중형 고전압 직류 계전기는 기밀을 유지하는 성능이 중요하고 따라서 기밀을 유지할 수 있게 제조하는 제조방법이 매우 중요하다.

본 발명은 상술한 하이브리드 자동차 또는 전기자동차용 보조 계전기로 이용되는 기중형 고전압 직류 계전기에 있어서 기밀을 유지하는 성능이 개선된 기중형 고전압 직류 계전기와 이를 제조하는 제조방법을 제공하려는 것이다.

이러한 기중형 고전압 직류 계전기 및 제조방법에 있어서 종래기술의 예를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래기술에 따른 기중형 고전압 직류 계전기는 일면이 개방된 상자형의 몰드 케이스(mold case)(1)와, 몰드 케이스(1)내에 수납되는 액추에이터(actuator)(미도시나 도 2의 부호 2 참조가능) 및 상기 액추에이터의 상부에 몰드 케이스(1)의 개구부를 복개하게 설치되는 아크 소호기구(3)를 포함하여 구성된다.

종래기술에 따른 기중형 고전압 직류 계전기의 조립은 개방된 면을 상측으로 한 몰드 케이스(1)내에 액추에이터를 수납하고, 액추에이터의 상부에 몰드 케이스(1)의 개구부를 아크 소호기구(3)로서 덮는 과정을 통해서 완수될 수 있다.

이후 기밀을 위해서 높은 온도를 가진 열 경화성 수지를 도포하는 데, 열 경화성 수지가 냉각되어 경화되는 동안 몰드 케이스(1)의 내부에서 고온에 의해서 팽창한 공기는 도 1의 화살표 표시와 같이 몰드 케이스(1)와 아크 소호기구(3)의 경계부위, 고정전극주위, 코일단자주위 등 틈새를 통해 외부 대기로 방출된다.

따라서 공기의 방출에 따라 공기가 방출된 부위마다 틈새가 만들어짐에 따라서 종래기술에 따른 기중형 고전압 직류 계전기는 기밀이 불가하고, 온도 및 습도 의 환경변화에 따라서 동작신뢰도가 변동되고 보장되지 못하며 상기 틈새를 통한 이물질의 유입되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술을 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 기밀 구조를 갖는 고전압 계전기와 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명이 목적은, 고전압 계전기에 있어서,

개방된 일면을 가진 상자형의 전기적 절연성을 갖는 합성수지재를 주조하여 형성된 몰드 케이스(mold case);

상기 몰드 케이스내에 수납되는 액추에이터(actuator); 및

고정전극이 매입되고, 상기 액추에이터의 상부에 상기 몰드 케이스의 개구부를 복개하게 설치되고, 기밀을 위해 상부에 도포되는 열 경화성 수지가 경화되었을 때 폐색되는 가스 방출구부를 갖는 아크 소호기구;를 포함하는 본 발명에 따른 고전압 계전기를 제공함으로써 달성될 수 있다.

상기 본 발명이 목적은, 고전압 계전기의 제조방법에 있어서,

일측이 개방된 상자형의 전기적 절연성을 갖는 합성수지재를 주조하여 형성된 몰드 케이스(mold case)와, 상기 몰드 케이스내에 수납되는 액추에이터(actuator) 및 고정전극이 매입되고 가스 방출구부를 가지며 상기 몰드 케이스의 개구부를 복개하게 설치되는 아크 소호기구를 준비하는 구성부품 준비단계;

상기 몰드 케이스내에 상기 액추에이터를 수납하고 상기 아크 소호기구를 복 개하는 조립 단계;

상기 가스 방출구부를 제외한 상기 아크 소호기구상에 열 경화성 수지를 도포하는 도포 단계; 및

상기 몰드 케이스 내부의 팽창 가스가 상기 가스 방출구부를 통해 방출되었을 때, 상기 가스 방출구부의 개구를 폐색처리하는 폐색처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 고전압 계전기의 제조방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 고전압 계전기는, 제조시 기밀을 위해 상부에 도포되는 열 경화성 수지가 경화되었을 때 폐색되는 가스 방출구부를 아크 소호기구가 가지므로, 열 경화성 수지가 경화되는 동안 계전기 내부의 팽창 가스를 방출시킨 다음, 가스 방출구부만을 추후 폐색처리함으로써, 기밀이 보장되어 온도 및 습도의 변화같은 환경변화에 무관하게 신뢰성 있는 계전기의 개폐동작을 보장할 수 있어 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 직류 전원 개폐용으로 사용하기에 적합한 보조 계전기로서 기중형 고전압 직류 계전기를 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 고전압 계전기에 있어서 상기 열 경화성 수지는 에폭시(epoxy) 수지이므로, 에폭시 수지의 우수한 전기적 절연성을 이용하여 고전압 계전기의 단자부외의 부분을 전기적으로 절연함으로써 누전과 전기적 혼촉을 방지하고 단자간 전기적 절연을 확보할 수 있는 효과가 았다.

본 발명에 따른 고전압 계전기에 있어서 상기 가스 방출구부는, 가스 방출구 의 주위로 미리 결정된 두께를 가지며 미리 결정된 높이로 연장하는 관형부를 포함하므로, 가스 방출구부의 폐색 처리시 해당 관형부를 열 융착시키면 가스 방출구부가 폐색됨과 함께 해당 부위를 열 용융시킬 때 관형부가 용융되어 해당 부위를 피복하게 되므로 두께가 얇게 약화되는 현상 없이 견고하고 깔끔하게 가스 방출구부를 폐색처리할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 고전압 계전기의 제조방법은, 몰드 케이스내에 액추에이터를 수납하고 아크 소호기구를 복개하는 조립 후, 가스 방출구부를 제외한 아크 소호기구상에 열 경화성 수지를 도포하는 단계 이후에, 상기 몰드 케이스 내부의 팽창 가스가 상기 가스 방출구부를 통해 방출되었을 때 가스 방출구부의 개구를 폐색처리하므로, 상기 몰드 케이스 내부의 팽창 가스의 방출로 인한 틈새 형성과 이로인한 기밀파괴 현상이 발생하지 않으며, 따라서 제조후 기밀이 보장되어 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 직류 전원 개폐용으로 사용하기에 적합한 온도 및 습도의 변화같은 환경변화에 무관하게 신뢰성 있는 보조 계전기로서 기중형 고전압 직류 계전기를 제조할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 고전압 계전기의 제조방법에 있어서, 상기 폐색처리 단계는 상기 가스 방출구부를 고주파 가열기로 가열하여 개구를 폐색처리하는 것으로 구성되므로, 고주파 가열기로 가열하여 간단하게 개구를 폐색처리함으로써 해당 공정의 존재에 따른 고전압 계전기의 제조 생산성 영향이 최소화될 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 고전압 계전기의 제조방법에 있어서, 구성부품 준비단계에서, 가스 방출구의 주위로 미리 결정된 두께를 가지며 미리 결정된 높이 로 연장하는 관형부를 포함하는 아크 소호기구를 주조하여 준비하므로, 가스 방출구부의 폐색 처리시 해당 관형부를 열 융착시키면 가스 방출구부가 폐색됨과 함께 관형부가 용융되어 해당 부위를 피복하게 되므로 두께가 얇게 약화되는 현상 없이 견고하고 깔끔하게 가스 방출구부를 폐색처리할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 고전압 계전기의 제조방법에 있어서, 상기 폐색처리 단계에서, 상기 가스 방출구부의 관형부를 고주파 가열기로 가열하여 용융시킴으로써 가스방출구를 폐색처리하므로, 간단하게 개구를 폐색처리함으로써 해당 공정의 존재에 따른 고전압 계전기의 제조 생산성 영향이 최소화될 수 있는 효과가 있다..

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하 상세한 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 고전압 계전기에 있어서 구성부품 구성과 조립을 보여주는 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 고전압 계전기에 있어서 아크 소호기구의 구성을 별도로 보여주는 아크 소호기구의 사시도이고, 도 4는 조립되고 열경화성 수지를 도포한 상태에서 계전기 내부의 온도 상승으로 팽창된 내부 공기가 가스 방출구부를 통해 방출되는 상태를 보여주는 사시도 및 요부 확대 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 고전압 계전기의 제조방법의 구성을 보여주는 공정도이다.

먼저, 본 발명에 따른 고전압 계전기에 있어서 구성부품 구성과 조립을 보여주는 분해 사시도인 도 2를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 고전압 계전기는 하이브리드 자동차 또는 전기자동차용 보조 계전기로 이용되는 기중형 고전압 직류 계전기로서, 크게 구분하여 몰드 케이스(mold case)(1)와, 액추에이터(actuator)(2) 및 아크 소호기구(3)을 포함하여 구성된다.

몰드 케이스(1)는 개방된 일면을 가진 상자형의 전기적 절연성을 갖는 합성수지재를 주조하여 형성될 수 있다. 몰드 케이스(1)는 본 발명에 따른 고전압 계전기의 구성부품들을 내부에 수납하는 외함으로서 기능을 수행한다.

액추에이터(2)는 몰드 케이스(1)내에 수납되어 본 발명에 따른 고전압 계전기에 접속되는 외부의 직류 전원과 부하(전동기)간의 회로를 개폐하는 구성부로서, 예컨대 코일 단자(2a)를 통해서 제어 전류를 흘려주면 여자(magnetizing)되고 제어 전류의 인가를 중단하면 소자(demagnetizing)는 코일(coil)과, 코일의 여자 또는 소자에 따라 가동되는 가동코어(movable core)와, 가동코어에 축으로 접속되어 가동코어의 이동에 따라 후술하는 고정전극(3a)에 접촉하는 위치 또는 고정전극(3a)으로부터 분리되는 위치로 이동가능한 가동접촉자를 포함하여 구성될 수 있다.

아크 소호기구(3)는 고정전극(3a)과 액추에이터(2)의 가동접촉자간 개폐동작시 발생하는 아크(arc)를 소호기구로서의 기능과 몰드 케이스(1)의 개구부를 덮는 상부 덮개의 기능을 수행한다. 아크 소호기구(3)에는 고정전극(3a)이 매입 설치된다. 아크 소호기구(3)는, 액추에이터(2)의 상부에 몰드 케이스(1)의 개구부를 복개 하게 설치된다. 한편, 본 발명에 따른 고전압 계전기에 있어서 아크 소호기구의 구성을 별도로 보여주는 아크 소호기구의 사시도인 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 아크 소호기구(3)는, 기밀을 위해 상부에 도포되는 열 경화성 수지가 경화되었을 때 폐색되는 가스 방출구부(3b)를 갖는다. 조립되고 열경화성 수지를 도포한 상태에서 계전기 내부의 온도 상승으로 팽창된 내부 공기가 가스 방출구부를 통해 방출되는 상태를 보여주는 사시도 및 요부 확대 사시도인 도 4를 참조할 수 있는 바와 같이, 가스 방출구부(3b)는, 관형부(3b-1)와, 가스방출구(3b-2)와, 관형부 주위홈부(3b-3)를 포함한다. 도 4에 있어서 부호 2a는 도 2를 참조하여 기설명한 바 있는 액추에이터(2)의 코일에 전기적으로 접속되는 코일 단자(2a)이다.

관형부(3b-1)는 아크 소호기구(3)의 상부면에 있어서 가스 방출구(3b-2)의 주위로 미리 결정된 두께의 육부(肉部)를 가지며 미리 결정된 높이로 연장하게 마련된다.

가스방출구(3b-2)는 상기 관형부(3b-1)를 관통하여 하부의 몰드 케이스(1)의 내부로 연통하게 마련되며, 가스방출구(3b-2)를 통해서 열경화성 수지를 도포한 상태에서 계전기 내부의 온도 상승으로 팽창된 내부 공기가 방출되는 통로를 제공한다.

관형부 주위홈부(3b-3)는 아크 소호기구(3)의 상부면보다 낮게 관형부(3b-1)의 주위를 둘러서 마련된다. 가스방출구(3b-2)를 통해서 열경화성 수지를 도포한 상태에서 계전기 내부의 온도 상승으로 팽창된 내부 공기가 모두 방출된 다음, 관 형부(3b-1)를 용융시켜 가스방출구(3b-2)를 폐색처리할 때, 관형부 주위홈부(3b-3)상을 용융된 관형부(3b-1)가 덮음으로써, 가스방출구(3b-2)의 폐색처리후 아크 소호기구(3)의 상부면 표면이 깔끔하게 처리될 수 있다.

위에서 상기 열 경화성 수지는 에폭시(epoxy) 수지로 구성할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 계전기의 제조방법을 도 5를 중심으로 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 계전기의 제조방법은 크게 구분하여 구성부품 준비 단계(ST1), 조립 단계(ST2), 도포 단계(ST3) 및 폐색처리 단계(ST4)를 포함하여 구성된다.

구성부품 준비 단계(ST1)에서, 도 2 내지 도 4를 참조하여 상술한 바와 같은 일측이 개방된 상자형의 전기적 절연성을 갖는 합성수지재를 주조하여 형성된 몰드 케이스(1)와, 몰드 케이스(1)내에 수납되는 액추에이터(actuator)(2) 및 고정전극(3a)이 매입되고 가스 방출구(3b-2)가 개방된 상태의 가스 방출구부(3b)를 가지며 몰드 케이스(1)의 개구부를 복개하게 설치되는 아크 소호기구(3)를 준비한다. 구성부품 준비 단계(ST1)에서, 아크 소호기구(3)의 준비는 가스 방출구(3b-2)의 주위로 미리 결정된 두께를 가지며 미리 결정된 높이로 연장하는 관형부(3b-1)를 포함하는 아크 소호기구(3)를 주조(molding)함으로써 수행될 수 있다.

조립 단계(ST2)에서, 몰드 케이스(1)내에 액추에이터(2)를 수납하고 아크 소호기구(3)를 복개함으로써 조립 단계가 수행된다.

도포 단계(ST3)에서, 가스 방출구부(3b)를 제외한 아크 소호기구(3)상에 열 경화성 수지를 도포한다.

다음 폐색처리 단계(ST4)에서, 몰드 케이스(1) 내부의 팽창 가스가 가스 방출구부(3b-2)를 통해 모두 방출되었을 때, 가스 방출구부(3b)의 가스방출구(3b-2)를 폐색처리한다. 이때 폐색처리는 가스 방출구부(3b)를 고주파 가열기로 가열하여 가스방출구(3b-2)를 폐색처리하는 것으로 수행될 수 있다. 더욱 상세히, 가스 방출구부(3b)의 관형부(3b-1)를 고주파 가열기로 가열하여 용융시킴으로써 가스방출구(3b-2)를 폐색처리한다. 이때, 관형부 주위홈부(3b-3)상을 용융된 관형부(3b-1)가 덮음으로써, 가스방출구(3b-2)의 폐색처리후 아크 소호기구(3)의 상부면 표면이 깔끔하게 처리될 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 고전압 계전기에 있어서 제조시 열 경화성 에폭시의 도포후 계전기 내부의 온도 상승으로 팽창된 내부 공기의 배출상태를 보여주는 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 고전압 계전기에 있어서 구성부품 구성과 조립을 보여주는 분해 사시도이며,

도 3은 본 발명에 따른 고전압 계전기에 있어서 아크 소호기구의 구성을 별도로 보여주는 아크 소호기구의 사시도이고,

도 4는 조립되고 열경화성 수지를 도포한 상태에서 계전기 내부의 온도 상승으로 팽창된 내부 공기가 가스 방출구부를 통해 방출되는 상태를 보여주는 사시도 및 요부 확대 사시도이며,

도 5는 본 발명에 따른 고전압 계전기의 제조방법의 구성을 보여주는 공정도이다.

*도면의 주요부에 대한 부호의 설명

1: 몰드 케이스(mold case) 2: 액추에이터(actuator)

2a: 코일 단자 3: 아크 소호기구

3a: 고정전극 3b: 가스 방출구부

3b-1: 관형부 3b-2: 가스방출구

3b-3: 관형부 주위홈부 4: 열경화성 수지 도포층

Claims

고전압 계전기에 있어서,

개방된 일면을 가진 상자형의 전기적 절연성을 갖는 합성수지재를 주조하여 형성된 몰드 케이스(mold case);

상기 몰드 케이스내에 수납되는 액추에이터(actuator); 및

고정전극이 매입되고, 상기 액추에이터의 상부에 상기 몰드 케이스의 개구부를 복개하게 설치되고, 기밀을 위해 상부에 도포되는 열 경화성 수지가 경화되었을 때 폐색되는 가스 방출구부를 갖는 아크 소호기구;를 포함하고,

상기 가스 방출구부는,

가스 방출구의 주위로 미리 결정된 두께의 육부(肉部)를 가지며 미리 결정된 높이로 연장하는 관형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 계전기.
제1항에 있어서,

상기 열 경화성 수지는 에폭시(epoxy) 수지인 것을 특징으로 하는 고전압 계전기.
삭제
고전압 계전기의 제조방법에 있어서,

일측이 개방된 상자형의 전기적 절연성을 갖는 합성수지재를 주조하여 형성된 몰드 케이스(mold case)와, 상기 몰드 케이스내에 수납되는 액추에이터(actuator) 및 고정전극이 매입되고 가스 방출구부를 가지며 상기 몰드 케이스의 개구부를 복개하게 설치되는 아크 소호기구를 준비하는 구성부품 준비단계;

상기 몰드 케이스내에 상기 액추에이터를 수납하고 상기 아크 소호기구를 복개하는 조립 단계;

상기 가스 방출구부를 제외한 상기 아크 소호기구상에 열 경화성 수지를 도포하는 도포 단계; 및

상기 몰드 케이스 내부의 팽창 가스가 상기 가스 방출구부를 통해 방출되었을 때, 상기 가스 방출구부의 가스방출구를 폐색처리하는 폐색처리 단계;를 포함하고,

상기 구성부품 준비단계는,

가스방출구의 주위로 미리 결정된 두께를 가지며 미리 결정된 높이로 연장하는 관형부를 포함하는 아크 소호기구를 주조하여 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 계전기의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 폐색처리 단계는 상기 가스 방출구부를 고주파 가열기로 가열하여 가스방출구를 폐색처리하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고전압 계전기의 제조방법.
삭제
제4항에 있어서,

상기 폐색처리 단계는,

상기 가스 방출구부의 관형부를 고주파 가열기로 가열하여 용융시킴으로써 가스방출구를 폐색처리하는 것을 포함하는 고전압 계전기의 제조방법.