JP5922618B2 - 電磁開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁開閉装置に関する。

通常、電磁開閉装置は、電流を供給・中止する電気的な接点開閉装置の一種であって、各種の産業用設備、機械、及び車両などに利用することができる。

以下、図面を参照して、従来技術による電磁開閉装置について、説明する。

図１は、従来技術による電源OFF状態での電磁開閉装置の断面図であり、図２は、従来技術による電源ON状態での電磁開閉装置の断面図である。

図１及び図２を参照すると、従来技術による電磁開閉装置１は、フレーム２０と、前記フレーム２０に固定配置される固定接点２１と、前記固定接点２１に対して接離可能な可動接点４０と、前記可動接点４０を駆動させる電気アクチュエータ３０を含む。

前記電気アクチュエータ３０は、磁気力を発生させるコイル３１と、前記コイル３１内に固定配置される固定コア３２と、前記固定コア３２に対して、接近・離隔可能に配置される可動コア３３と、その一端は、前記可動コア３３に連結され、他端は、前記可動接点４０に連結されるシャフト３４と、前記固定コア３２から前記可動コア３３が離隔するように、弾性力を付与する復帰ばね３５とを含む。

前記シャフト３４の一端部には、前記可動接点４０が、一定以上の圧力で前記固定接点２１と接触するように弾性力を付与する接圧ばね５０が設けられる。前記シャフト３４には、前記接圧ばね５０と接触して、前記接圧ばね５０を支持するばね支持部３４１が設けられる。前記固定コア３２には、前記ばね支持部３４１と接触して、前記シャフト３４の移動を制限するストッパ３２１が設けられる。

このような構成により、通電時には、前記コイル３１に電源が印加され、前記コイル３１の周辺には、磁気力が発生する。これにより、前記可動コア３３は、前記固定コア３２に接近する方向に移動し、前記可動接点４０が、前記固定接点２１に接触する。

一方、電流供給を切れる場合は、前記コイル３１への給電が遮断され、前記可動コア３３は、前記復帰ばね３５の弾性力で初期位置に復帰する。これにより、前記可動接点４０が、前記固定接点２１から離れて、電流供給が遮断される。

前記電磁開閉装置の製造工程は、大きく３段階に区分することができる。

第１段階は、 シャフトアセンブリを製造する工程である。これを製作するため、必要な部品であるシャフト３４、可動コア３３、固定コア３２、プレート６０を積層し、シャフト３４の下端部をレーザ溶接して、可動コア３３と完全に固定する。溶接工程の後、可動コア３３と固定コア３２との間の距離であるストロークを測定し、仮に不良が発生する場合、シャフトアセンブリの全体を廃棄する。

第２段階は、機構アセンブリを製造する工程である。前記第１段階の工程で製作されたシャフトアセンブリの上側又は下側に、該当部品(コイル、ヨーク７０、フレームなど)を積層した後、結合する。前記結合は、非可逆的な工程であるので、結合後に不良が見出されると、機構アセンブリ全体を廃棄する。

第３段階は、最終組立段階であって、電磁開閉装置が完成する段階である。

前記第１及び第２段階で組立てられた機構アセンブリに、ケース１０を結合する。前記結合が行われた後、２つの部品を固定する構造がないため、結合部にエポキシを塗布して結合する。完成品が完成すると、製品の基本特性をテストし、ここで不良が発生するようになると、完成品全体を廃棄する。

このように従来の電磁開閉装置は、各部品間の相互依存性が大きいという不都合があった。すなわち、各段階別に進行される工程において、前工程で製作されたアセンブリに、追加に部品が結合して次の工程が進行される。従って、それぞれの部品が完全に結合されるので、組立後の一部の部品で不良が見出される場合、全体のアセンブリあるいは完成品を廃棄しなければならなかった。また、直列的な製作工程であるため、全工程のうち、１つの工程で問題が発生すると、完成品生産において、全体工程が遅れるという不都合があった。

本発明は、 電磁開閉装置の製作工程で、不良と判断された部品のみを交替可能な電磁開閉装置を提供することにある。

本発明の１様態による電磁開閉装置は、外観を形成するケースと、前記ケース内に収容され、固定接点を含む固定接点アセンブリと、前記固定接点アセンブリの一側と分離可能に結合され、コイルを有するコイル端子アセンブリと、前記コイル端子アセンブリに分離可能に挿入されるシャフトアセンブリとを含み、前記シャフトアセンブリは、前記コイル端子アセンブリ内で移動可能に設けられるシャフトを含む。

本発明によると、電磁開閉装置の製作工程で、不良と判断された部品のみを交替することができる。

１以上の実施例の詳細を、添付の図面および以下の記載にて説明する。これら記載および図面ならびに請求の範囲から他の特徴が明らかであろう。

図１は、従来技術による電源OFF状態での電磁開閉装置の断面図である。 図２は、従来技術による電源ON状態での電磁開閉装置の断面図である。 図３は、本発明の実施例による電磁開閉装置の斜視図である。 図４は、本発明の実施例による電磁開閉装置の分解図である。 図５は、本発明の実施例によるシャフトアセンブリ及びコイルアセンブリの分解図である。 図６は、本発明の実施例によるシャフトアセンブリの斜視図である。 図７は、本発明の実施例による電磁開閉装置の動作を示す図である。

以下、本発明の一実施例を、例示的な図面により詳述する。各図面の構成要素に参照符号を付することにおいて、同一の構成要素に対しては、たとえ、他の図面上に示されていても、できるだけ、同一の符号を有していることに留意しなければならない。また、本発明の実施例を説明するに当たり、関連する公知構成又は機能に対する具体的な説明が、本発明の実施例に対する理解を邪魔していると判断される場合は、その詳細な説明は省略する。

図３及び図４は、本発明の実施例による電磁開閉装置の斜視図及び断面図である。

図３及び図４を参照すると、本発明の電磁開閉装置１００は、外観を形成するケース２００と、固定接点とフレームを有する固定接点アセンブリ３００と、電流供給時において、磁気力を発生させるコイルを備えるコイル端子アセンブリ５００と、前記コイル端子アセンブリ５００と結合されるシャフトアセンブリ４００とを含む。

前記ケース２００、固定接点アセンブリ３００、コイル端子アセンブリ５００、及びシャフトアセンブリ４００は、それぞれ分離・結合される。

以下、電磁開閉装置の組立過程について、簡略に説明する。

コイル端子アセンブリ５００の上面には、シャフトアセンブリ４００を結合するための結合孔が形成されており、前記シャフトアセンブリ４００は、前記結合孔を介して、前記コイル端子アセンブリ５００と結合される。前記シャフトアセンブリ４００の上側には、固定接点アセンブリ３００が安着される。

前記固定接点アセンブリ３００は、前記コイル端子アセンブリ５００の一側と結合され、前記アセンブリ３００、４００、５００が前記ケース２００内に挿入されて、電磁開閉装置１００が組立てられる。

一例として、前記固定接点アセンブリ３００には、結合溝３０５が形成される。また、前記コイル端子アセンブリ５００には、前記結合溝３０５に結合するための結合突起５３５が形成されることができる。前記結合溝３０５に前記結合突起５３５が係合して、前記電磁開閉装置１００が組立てられる。但し、前記電磁開閉装置１００の組立方式が、ここに限定されることではない。

従来には、１つのアセンブリがケースに結合するように構成されているが、本発明によると、３つのアセンブリ３００、４００、５００が、ケース２００に結合するように構成される。また、各アセンブリは可逆的に結合されて、いずれのアセンブリに不良が生じても、全体のアセンブリを廃棄することなく、不良が発生したアセンブリのみを交換して使用することができるというメリットがある。

図５は、本発明の実施例によるシャフトアセンブリ及びコイルアセンブリの分解図であり、図６は、本発明の実施例によるシャフトアセンブリの斜視図であり、図７は、本発明の実施例による電磁開閉装置の動作を示す図である。

図５〜図７を参照すると、前記シャフトアセンブリ４００は、開口部４１１が形成されるシャフト４１０と、前記シャフト４１０の下部に連結される可動コア４２０と、前記シャフト４１０内に位置し、前記シャフト４１０の移動時に弾性力を提供する弾性部材４３０と、前記シャフト４１０に連結される可動接点アセンブリ４４０とを含む。

前記可動接点アセンブリ４４０は、可動接点４４２と、前記可動接点４４２を支持し、前記開口部４１１を貫通して、前記シャフト４１０に固定される接点支持部４４１とを含む。すなわち、前記シャフト４１０の一面には、前記開口部４１１が形成され、前記開口部４１１に、前記接点支持部４４１が挿入されることができる。したがって、前記接点支持部４４１は、前記シャフト４１０から分離・結合が容易に行われる。

前記可動接点４４２は、固定接点アセンブリ３００の一側に位置した固定接点３２０に接触・分離され、前記固定接点３２０が複数である場合、前記可動接点４４２は、これに相応する個数で設けられ、前記固定接点３２０にそれぞれ対向するように配置される。また、前記固定接点３２０は、固定接点アセンブリ３００の１構成要素である固定パネル３１０に固定して配置されることができる。

前記コイル端子アセンブリ５００は、電流を通電するコイル５１１が設けられるコイルアセンブリ５１０と、前記コイルアセンブリ５１０の外面を取り囲む外部ヨーク５２０と、前記外部ヨーク５２０と結合される筐体５３０とを含むことができる。

前記コイルアセンブリ５１０は、コイル５１１と、前記コイルを収容するフレーム５１２と、前記フレーム５１２に収容される内部ヨーク５４０とを含む。前記内部ヨーク５４０は、第１の内部ヨーク５４１と、前記第１の内部ヨーク５４１と離隔して配置される第２の内部ヨーク５４２とを含む。一例として、前記第２の内部ヨーク５４２は、前記第１の内部ヨーク５４１の下方に位置されることができる。

前記第１の内部ヨーク５４１は、前記フレーム５１２の上方で前記フレーム５１２に挿入され、 前記第２の内部ヨーク５４２は、前記フレーム５１２の下方で前記フレーム５１２に挿入される。

前記フレーム５１２には、前記内部ヨーク５４０に向かう方向に所定の長さ突出する突出部５１３が形成される。前記突出部５１３は、前記第１の内部ヨーク５４１及び前記第２の内部ヨーク５４２の位置を固定するように、前記第１の内部ヨーク５４１と前記第２の内部ヨーク５４２との境界面に形成される。

本発明のシャフト４１０及び可動コア４２０は、前記内部ヨーク５４０に挿入されることができる。シャフトアセンブリ４００は、電源のオン/オフ状態により、上下方向に移動することができる。この時、前記第１及び第２の内部ヨーク５４１、５４２は、前記シャフトアセンブリ４００の上下方向移動をガイドする役目を果たす。

前記第１及び第２の内部ヨーク５４１、５４２は、シャフトアセンブリの外面を取り囲む形態であり、一例として、上下面が開口した円柱状に形成されることができる。

具体的に、前記第１の内部ヨーク５４１は、前記シャフト４１０の外面の一部を取り囲み、前記第２の内部ヨーク５４２は、前記可動コア４２０の外面の一部を取り囲むように形成される。前記外部ヨーク５２０は、一例として、前記コイルアセンブリ５１０の四面を取り囲み、２つの面が開放した直方体状に形成されることができる。また、前記筐体５３０は、一例として、前記外部ヨーク５２０の下面に、前記筐体５３０の一面が接触し、前記外部ヨーク５２０の開放空間の一面を取り囲む「Ｌ」字状であることができる。

前記外部ヨーク５２０には、前記シャフトアセンブリ４００が貫通するように、第１の孔５２１が形成される。また、前記筐体５３０の一面にも、前記シャフトアセンブリ４００が貫通する第２の孔５３１が形成され、前記第１及び第２の孔５２１、５３１は、それぞれ対応するように配置される。

前記外部ヨーク５２０は、２つのフレームが結合して形成される。前記フレームの連結方法は、一例として、隙間を埋めるために使用されるカシメ(Caulking)工程で結合されることができる。

また、前記筐体５３０の一側は、固定接点アセンブリ３００の一側と分離可能に結合されることができる。具体的に、前記筐体５３０には、前記固定接点アセンブリ３００に形成される結合溝(図４の符号３０５)と係合する結合突起５３５が形成される。したがって、前記結合溝と、前記筐体５３０に形成される前記結合突起５３５とが係合した後、外観を形成するケース２００内に収容されて、電磁開閉装置１００が組立てられる。

本発明の実施例において、前記コイルアセンブリ５１０、外部ヨーク５２０、及び前記筐体５３０が結合されたアセンブリを、コイル端子アセンブリ５００と称する。そして、前記コイルアセンブリ５１０、外部ヨーク５２０、及び筐体５３０は、分離可能に結合されることができる。また、前記コイルアセンブリ５１０、外部ヨーク５２０、及び前記筐体５３０は、それぞれ対応する位置に、所定の孔が形成され、前記孔にシャフトアセンブリ４００が挿入されて、前記コイルアセンブリ５１０、外部ヨーク５２０、及び前記筐体５３０の位置が固定される。

すなわち、前記コイル端子アセンブリ５００内に、前記シャフトアセンブリ４００が収容され、 前記シャフトアセンブリ４００上に、固定接点３２０を含む固定接点アセンブリ３００が分離可能に結合される。

前記固定接点アセンブリ３００は、前記固定接点３２０が設けられる固定パネル３１０を含むことができる。前記固定パネル３１０の一側に、前記結合溝(図４の符号３０５)が形成されて、電磁開閉装置１００が製造される。

前記電磁開閉装置１００の動作過程を具体的に説明すると、下記の通りである。

通電時には、コイル５１１に電源が印加され、前記コイル５１１の周辺には、磁束が発生する。 これにより、可動コア４２０は、磁気抵抗が小くなる方向、つまり、上方向に移動することになる。前記可動コア４２０が上方向に移動すると、弾性部材４３０は、圧縮しながら、弾性力を蓄積することになる。前記可動コア４２０の移動と共に、シャフト４１０が移動し、前記シャフト４１０の一側と連結されている可動接点４４２は、固定接点アセンブリ３００の一側に固定されている固定接点３２０と接触されて、通電が可能となる。

一方、電流供給を遮断しようとする場合は、前記コイル５１１の給電が中止される。これにより、前記コイル５１１の磁気力発生が中止され、前記可動コア４２０は、前記弾性部材４３０の弾性力により、初期位置に復帰される。前記可動コア４２０が移動すると共に、前記シャフト４１０が移動し、前記可動接点４４２は、前記固定接点３２０から離れて、電流が遮断される。

本発明のシャフトアセンブリ構造では、固定コアが存在することではなく、その代わりに、内部ヨークが存在する。可動コアは、前記内部ヨークを貫通して上下方向に移動し、これにより、前記シャフトが上下方向に移動する。この時、可動コアは、シャフトと結合した状態で、前記内部ヨークに移動可能に挿入される。すなわち、前記可動コアと前記シャフトとが、前記内部ヨークに固定されない。したがって、完成品を構成する下位部品の相互結合は、単純な積層式結合で、可逆的特性を持つ。これにより、下位部品のいずれかの部品が不良である場合、該当部品のみを交替することで、残りの部品を再活用することができるという利点がある。

すなわち、従来には、前記シャフトアセンブリ４００の上下方向の移動のサイズを制御するために、固定コアが形成されていた。但し、前記固定コアを構成することにより、前記部品が、非可逆的な工程で結合されている。しかし、本発明の場合、互いに結合したシャフトと可動コアだけで電磁開閉装置の電源を制御するので、電磁開閉装置において、シャフトアセンブリを容易に分離することができる。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で、様々な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示されている実施例は、本発明の技術思想を限定するものではなく、説明するためのものであって、このような実施例により、本発明の技術思想の範囲が限定されることではない。本発明の保護範囲は、以下の請求の範囲によって解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれると解釈されなければならない。

１００ 電磁開閉装置
２００ ケース
３００ 固定接点アセンブリ
３０５ 結合溝
３１０ 固定パネル
３２０ 固定接点
４００ シャフトアセンブリ
４１０ シャフト
４１１ 開口部
４２０ 可動コア
４３０ 弾性部材
４４０ 可動接点アセンブリ
４４２ 可動接点
４４１ 接点支持部
５００ コイル端子アセンブリ
５１０ コイルアセンブリ
５１１ コイル
５１２ フレーム
５１３ 突出部
５２０ 外部ヨーク
５２１ 第１の孔
５３０ 筐体
５３１ 第２の孔
５３５ 結合突起
５４０ 内部ヨーク
５４１ 第１の内部ヨーク
５４２ 第２の内部ヨーク

Claims (8)

1. 外観を形成するケースと、
   前記ケース内に収容され、固定接点を含む固定接点アセンブリと、
   前記固定接点アセンブリの一側と分離可能に結合されるコイル端子アセンブリと、
   前記コイル端子アセンブリに分離可能に挿入されるシャフトアセンブリとを含み、
   前記コイル端子アセンブリの内部に前記シャフトアセンブリが収容され、前記シャフトアセンブリの上部に固定接点を含む固定接点アセンブリが分離可能に結合され、
   前記コイル端子アセンブリは、
   コイルと、前記コイルを収容するフレームと、前記フレームに収容される内部ヨークとを含むコイルアセンブリと、
   前記フレームの外面の一部を取り囲む外部ヨークと、
   前記外部ヨークと結合される筐体とを含み、
   前記コイルアセンブリ、前記筐体及び前記外部ヨークは分離可能に結合され、
   前記シャフトアセンブリは、開口部が形成されたシャフトと前記シャフトに連結される可動接点アセンブリとを含み、
   前記可動接点アセンブリは、可動接点と、前記可動接点を支持し前記開口部を貫通して前記シャフトに固定される接点支持部とを含み、
   前記シャフトの一面の一部には開口部が形成され、前記開口部に前記接点支持部が挿入され、
   前記シャフトの下部には可動コアが設けられ、前記可動コアは前記シャフトと結合した状態で、前記内部ヨークに上下方向に移動可能に挿入され、前記シャフトが内部ヨーク内で前記可動コアと分離可能に結合されることを特徴とする電磁開閉装置。
2. 前記シャフトアセンブリは、
   前記シャフトの下側に連結される可動コアと、
   前記シャフト内に収容される弾性部材とを、更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁開閉装置。
3. 前記内部ヨークは、
   前記シャフトの外面の一部を取り囲む第１の内部ヨークと、
   前記第１の内部ヨークと離隔し、前記可動コアの外面の一部を取り囲む第２の内部ヨークとを含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁開閉装置。
4. 前記フレームには、
   前記第１の内部ヨーク及び前記第２の内部ヨークの位置を固定するための突出部が形成されることを特徴とする請求項３に記載の電磁開閉装置。
5. 前記突出部は、
   前記突出部の一面から前記内部ヨーク方向に向かって、所定の長さ突出することを特徴とする請求項４に記載の電磁開閉装置。
6. 前記外部ヨーク及び筐体のそれぞれには、前記シャフトが貫通するための孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の電磁開閉装置。
7. 前記筐体は前記シャフトが挿入されるように孔が形成され、
   前記筐体の一側には、
   前記固定接点アセンブリと結合されるように結合突起が形成されることを特徴とする請求項１に記載の電磁開閉装置。
8. 前記固定接点アセンブリは、
   固定接点が形成される固定パネルを含み、
   前記固定パネルの一側には、
   前記結合突起と結合される結合溝が形成されることを特徴とする請求項７に記載の電磁開閉装置。

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