마이크로스위치
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
마이크로 스위치는 1932년 필립 케네스 맥갈이 발명한 스냅 액션 스위치로, 작은 물리적 힘으로 전기 회로를 제어하는 데 사용된다. 마이크로 스위치는 내부 스프링 구조를 통해 작동하며, 뚜렷한 딸깍 소리와 함께 접점이 전환된다. 전자레인지, 엘리베이터, 자동 판매기, 아케이드 게임 등 다양한 분야에서 안전 및 제어 목적으로 활용되며, 가전 제품, 기계, 산업 제어 등 광범위한 전기 회로 제어에 사용된다.
더 읽어볼만한 페이지
| 마이크로스위치 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 전기 스위치 |
| 작동 방식 | 매우 적은 물리적 힘에 의해 작동 |
| 다른 이름 | 스냅 액션 스위치 마이크로 스위치 |
| 상세 정보 | |
| 작동 메커니즘 | 힌지, 레버 또는 롤러를 사용하여 내부 스위치 메커니즘 작동 |
| 용도 | 기계 장치의 움직임 감지 자동 판매기 게임기 엘리베이터 안전 인터록 |
| 특징 | 신뢰성 높은 전환 동작 긴 수명 (1,000,000회 이상) |
| 접점 구성 | SPDT (단극 쌍투) SPST (단극 단투) DPST (쌍극 단투) DPDT (쌍극 쌍투) |
| 정격 전류 | 일반적으로 5A ~ 15A |
| 전압 | 125V 또는 250V AC |
| 제조사 | 허니웰 오므론 체리 |
| 추가 정보 | |
| 응용 분야 | 안전 도어 스위치 최종단 검출기 누름 버튼 스위치 |
2. 역사
(내용 없음)
2. 1. 발명과 초기 역사
1932년, 최초의 마이크로 스위치는 필립 케네스 맥갈에 의해 미국 일리노이 주 프리포트에서 발명되었으며, 특허 US1,960,020을 받았다.[1] 당시 맥갈은 버제스 배터리 컴퍼니의 직원이었다. 1937년, 맥갈의 고용주였던 W.B. 슐테[2]는 MICRO SWITCH 사를 설립했다. 이 회사와 ''Micro Switch'' 상표는 1950년부터 허니웰 센싱 앤 컨트롤의 소유가 되었다.[3] 이 이름은 모든 스냅 액션 스위치를 지칭하는 일반 상표가 되었다. 현재 허니웰 외에도 다른 회사들이 소형 스냅 액션 스위치를 제조하고 있다.2. 2. 허니웰 인수와 상표권
최초의 마이크로 스위치는 1932년 미국 일리노이 주 프리포트에서 필립 케네스 맥갈이 발명했다(특허 US1,960,020).[1] 당시 맥갈은 버제스 배터리 컴퍼니의 직원이었다. 그의 고용주였던 W.B. 슐테[2]는 1937년 MICRO SWITCH 사를 설립했다.1950년부터 이 회사와 'Micro Switch' 상표는 허니웰 센싱 앤 컨트롤(Honeywell Sensing and Control)의 소유가 되었다.[3] 이후 'Micro Switch'라는 이름은 특정 회사의 상표를 넘어 모든 종류의 스냅 액션 스위치를 지칭하는 일반 상표처럼 널리 쓰이게 되었다. 현재는 허니웰 외에도 여러 다른 회사들이 소형 스냅 액션 스위치를 제조하고 있다.
3. 구조 및 작동 원리
마이크로 스위치는 내부에 두 개의 전도성 스프링 - 길고 평평한 스프링과 작고 곡선인 스프링 - 을 포함하는 정밀 스위치이다.[4] 외부의 힘(주로 액추에이터를 통해 전달됨)이 가해지면, 이 두 스프링의 상호 작용으로 인해 전기 접점이 한 위치에서 다른 위치로 매우 빠르게 이동한다. 이 과정은 '오버 센터(over-center)' 메커니즘을 통해 이루어지며, 특유의 딸깍하는 소리와 함께 명확한 작동 피드백을 제공하는 것이 특징이다. 스위치가 작동하면 평상시 열림(NO) 접점과 평상시 닫힘(NC) 접점 사이에서 전기적 연결 상태가 전환된다.
3. 1. 작동 메커니즘 상세
한 종류의 마이크로 스위치[4] 내부에는 두 개의 전도성 스프링이 있다. 길고 평평한 스프링은 스위치의 한쪽 끝(사진에서 왼쪽)에 경첩으로 연결되어 있고, 다른 쪽에는 전기 접점이 있다. 미리 압축되어(조립 중에 압축됨) 자체적으로 확장하려는 작은 곡선 스프링(사진 중앙에서 약간 오른쪽에 위쪽 부분)은 접점 근처의 평평한 스프링과 평평한 스프링의 중간 지점 근처의 지레대 사이에 연결된다. 액추에이터 돌기가 경첩 지점 근처의 평평한 스프링을 누른다.
평평한 스프링은 고정되어 있고 인장력이 강하기 때문에 곡선 스프링은 오른쪽으로 움직일 수 없다. 곡선 스프링은 앵커 지점에서 멀리 떨어진 곳, 즉 위쪽으로 평평한 스프링을 밀거나 당긴다. 기하학적 구조로 인해 위쪽 힘은 변위에 비례하며, 이는 평평한 스프링이 아래로 움직일수록 감소한다. (실제로 힘은 각도의 사인에 비례하며, 이는 작은 각도에 대해 각도에 근사적으로 비례한다.)
액추에이터가 누르면 곡선 스프링이 전기 접점을 계속 접촉시키는 동안 평평한 스프링이 구부러진다. 평평한 스프링이 충분히 구부러지면 곡선 스프링을 압축할 수 있는 충분한 힘이 제공되고 접점이 움직이기 시작한다.
평평한 스프링이 아래로 움직임에 따라 곡선 스프링의 위쪽 힘이 감소하여 액추에이터의 추가적인 움직임이 없어도 평평한 스프링이 평상시 열림 접점에 부딪힐 때까지 움직임이 가속화된다. 평평한 스프링이 아래로 움직이면서 펴지더라도 스위치는 순 효과가 가속화되도록 설계되었다. 이 "오버 센터(over-center)" 동작은 매우 뚜렷한 딸깍 소리와 매우 산뜻한 느낌을 만들어낸다.
작동 위치에서 곡선 스프링은 약간의 위쪽 힘을 제공한다. 액추에이터를 놓으면 이것이 평평한 스프링을 위쪽으로 이동시킨다. 평평한 스프링이 움직이면서 곡선 스프링의 힘이 증가한다. 이로 인해 평상시 닫힘 접점에 부딪힐 때까지 가속이 발생한다. 아래쪽 방향과 마찬가지로 스위치는 액추에이터가 변경 중에 움직이지 않기 때문에 평평한 스프링이 구부러져야 하더라도 곡선 스프링이 접점을 움직일 수 있을 만큼 강하도록 설계되었다.
4. 응용 분야
마이크로 스위치는 그 특성상 가전 제품, 기계, 산업 제어, 차량 등 일상생활과 산업 현장 곳곳에서 매우 폭넓게 활용되고 있다. 자세한 응용 분야는 아래 하위 섹션에서 확인할 수 있다.
4. 1. 주요 응용 분야
마이크로 스위치는 크게 두 가지 경우에 주로 사용된다.- 첫째, 작은 힘으로도 명확하게 작동해야 할 때 사용된다.
- 둘째, 오랫동안 고장 없이 안정적으로 작동해야 할 때 사용된다. 이는 마이크로 스위치 내부 구조와 접점이 붙는 힘이 스위치를 누르는 힘과 관계없이 일정하기 때문이다. 스위치의 신뢰성은 접점의 힘에 크게 좌우되는데, 너무 약하지도 너무 강하지도 않은 적절한 힘이 스위치의 수명을 늘려준다.
마이크로 스위치는 우리 주변에서 매우 다양하게 쓰인다. 대표적인 예로는 전자레인지 문이 제대로 닫혔는지 확인하는 인터록, 엘리베이터의 높낮이 조절 및 안전 스위치, 자동 판매기나 아케이드 게임의 버튼, 복사기에서 종이가 걸렸는지 감지하는 센서 등이 있다. 또한, 소방 스프링클러 시스템이나 다른 배관 시스템의 게이트 밸브가 열렸는지 닫혔는지 확인하는 방해 스위치로도 흔히 사용된다.
이 외에도 가전 제품, 기계, 산업 제어 장치, 차량, 컨버터블 자동차의 지붕 개폐 장치 등 회로를 제어해야 하는 많은 곳에서 마이크로 스위치를 찾아볼 수 있다. 일반적으로는 제어 회로의 작은 전류만 다루도록 설계되지만, 일부 스위치는 작은 모터, 솔레노이드, 램프 등을 직접 켜고 끄는 데 사용될 수도 있다. 힘을 거의 들이지 않아도 작동하는 특수 저력 버전은 자동 판매기에서 동전을 감지하거나, 작은 날개를 달아 공기의 흐름을 감지하는 데 쓰이기도 한다. 마이크로 스위치는 기계 장치에 의해 직접 눌릴 수도 있고, 압력, 유량, 온도 등을 감지하는 센서의 일부로 사용되어 부르동 튜브와 같은 장치에 의해 작동될 수도 있다. 특히 센서의 일부로 사용될 때는 스위치가 눌리는 위치가 매번 정확하게 반복되는 것이 장기적인 정확성을 위해 매우 중요하다. 모터로 캠을 돌리고(주로 느린 속도로) 하나 이상의 마이크로 스위치를 연결하면 타이머 장치를 만들 수도 있다. 스냅 스위치 구조를 금속 케이스 안에 넣고 누름 버튼, 막대, 롤러 등을 부착하여 리미트 스위치를 만들기도 하는데, 이는 공작 기계나 전동 기계를 제어하는 데 유용하게 사용된다.
4. 2. 특수 응용 분야
마이크로 스위치는 특정 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 특수 분야에서 활용된다.- 저력 감지: 특수한 저력 버전의 마이크로 스위치는 자동 판매기에서 동전을 감지하거나, 베인을 부착하여 공기의 흐름을 감지하는 데 사용될 수 있다. 이는 매우 작은 힘에도 반응해야 하는 응용 분야에 적합하다.
- 환경 감지 센서와의 결합: 압력, 유량 또는 온도 변화를 감지하는 장치의 일부로 사용되기도 한다. 예를 들어, 부르동관과 같은 감지 메커니즘이 특정 조건에 도달했을 때 마이크로 스위치를 작동시키는 방식이다. 이러한 응용에서는 스위치가 작동하는 액추에이터의 위치 반복성이 장기적인 정확도를 위해 매우 중요하다.
- 타이머 메커니즘: 모터로 구동되는 캠과 하나 이상의 마이크로 스위치를 결합하여 타이머 메커니즘을 구성할 수 있다. 캠의 회전에 따라 정해진 시간에 스위치가 작동하도록 설계된다.
- 리미트 스위치: 스냅 스위치 메커니즘을 작동 레버, 플런저 또는 롤러와 함께 금속 하우징에 넣어 리미트 스위치 형태로 제작하기도 한다. 이는 공작기계나 전동 기계의 움직임을 제어하거나 제한하는 데 유용하게 사용된다.
참조
[1]
웹사이트
US1960020A
https://patents.goog[...]
Google Patents
[2]
서적
Honeywell History
Honeywell
2015-03-01
[3]
웹사이트
MICRO SWITCH Timeline - 1950s
http://sensing.honey[...]
2020-01-13
[4]
웹사이트
Micro switch
2020-10-07
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com