KR101090501B1 - 전자 개폐기의 가동부 - Google Patents
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Abstract
전자 개폐기의 가동부는 코일에 대한 전류 공급시 가동접점을 고정접점과 접촉시키도록 코일의 자기력에 의해 이동하며, 코일에 대한 전류 차단시 가동접점을 고정접점으로부터 분리시키도록 복귀 스프링의 탄성력에 의해 이동하는 것으로, 샤프트와 코어를 포함한다. 샤프트는 가동접점을 지지하며, 코일의 중앙을 관통해 왕복 이동 가능하게 된다. 코어는 샤프트의 둘레에 결합되어 샤프트와 함께 이동 가능하게 된다. 이에 따라, 조립 간소화 및 그에 따른 공정 비용 감소가 이루어질 수 있다.
Description
본 발명은 전기 자동차 등에 있어 전력을 개폐하는 전자 개폐기에 채용되는 가동부에 관한 것이다.
일반적으로, 전자 개폐기는 하이브리드(hybrid) 자동차, 연료전지 자동차, 골프 카트(golf cart) 및 전동 지게차와 같은 전기 자동차 등에 있어서, 축전지와 전력변환장치 사이에 설치되어 축전지로부터의 전력을 전력변환장치에 공급 또는 차단하는 기능을 수행한다.
전자 개폐기는 고정접점과, 고정접점에 대해 접촉 또는 분리되는 가동접점, 및 가동접점을 구동시키는 전자 액추에이터를 포함하여 구성된다. 종래의 전자 액추에이터는 코일과, 가동부, 및 복귀 스프링을 구비한다. 그리고, 가동부는 고정 코어와, 가동 코어, 및 샤프트를 구비한다. 코일은 전류 공급시 자기력을 발생시킨다. 고정 코어는 코일 중앙에 고정 배치된다. 가동 코어는 고정 코어에 대해 근접 또는 이격 가능하도록 배치된다.
샤프트는 고정 코어를 관통하여 고정 코어에 대해 슬라이드 이동 가능하게 설치된다. 그리고, 샤프트는 일단부가 가동 코어에 결합되어 가동 코어와 함께 이동하게 되며, 타단부가 가동접점에 연결된다. 복귀 스프링은 가동 코어를 고정 코어로부터 이격시키는 방향으로 가동 코어에 탄성력을 가한다.
이러한 전자 액추에이터에서 코일에 전류가 공급되면, 가동 코어가 고정 코어로 근접 이동하면서 샤프트가 가동 코어와 함께 동일 방향으로 이동하게 되며, 이에 따라 가동접점이 고정접점에 접촉되어 통전된다. 코일로 공급되던 전류가 차단되면, 가동 코어는 복귀 스프링의 탄성력에 의해 원위치로 복귀하면서 샤프트가 가동 코어와 함께 복귀하게 되며, 이에 따라 가동접점이 고정접점으로부터 분리되어 비통전된다.
그런데, 전술한 전자 액추에이터의 가동부에 있어서, 샤프트와, 고정 코어, 및 가동 코어는 분리된 단품으로 제조되고, 고정 코어와 가동 코어 사이의 간격으로 샤프트의 왕복거리가 조절되도록 조립된다. 이에 따라, 부품수가 많아져 조립 공정수가 증가하게 되고, 그에 따른 공정 비용도 증가하는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 과제는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조립 간소화 및 그에 따른 공정 비용 감소를 이룰 수 있는 전자 개폐기의 가동부를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자 개폐기의 가동부는, 코일에 대한 전류 공급시 가동접점을 고정접점과 접촉시키도록 상기 코일의 자기력에 의해 이동하며, 상기 코일에 대한 전류 차단시 상기 가동접점을 상기 고정접점으로부터 분리시키도록 복귀 스프링의 탄성력에 의해 이동하는 것으로, 상기 가동접점을 지지하며, 상기 코일의 중앙을 관통해 왕복 이동 가능하게 된 샤프트; 및 상기 샤프트의 둘레에 결합되어 상기 샤프트와 함께 이동 가능하게 된 코어를 포함한다.
본 발명에 따르면, 가동접점을 구동하기 위한 가동부는 샤프트와 코어가 함께 이동하도록 결합된 구조로 이루어진다. 따라서, 종래에 비해, 가동부의 부품수를 줄일 수 있다. 그 결과, 조립 간소화 및 그에 따른 공정 비용 감소가 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동부가 적용되는 전자 개폐기의 일 예를 도시한 단면도.
도 2는 도 1에 있어서, 가동부가 가동접점을 고정접점과 접촉시키도록 이동한 상태를 도시한 단면도.
도 3은 도 1에 있어서, 가동부를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 있어서, 가동부가 가동접점을 고정접점과 접촉시키도록 이동한 상태를 도시한 단면도.
도 3은 도 1에 있어서, 가동부를 도시한 사시도.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동부가 적용되는 전자 개폐기의 일 예를 도시한 단면도이며, 도 2는 도 1에 있어서 가동부가 가동접점을 고정접점과 접촉시키도록 이동한 상태를 도시한 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 1에 있어서 가동부를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전자 개폐기는 제1 프레임(110)과, 제2 프레임(120)과, 고정접점(130)과, 가동접점(140)과, 코일 조립체(150)와, 복귀 스프링(160)을 포함한다.
제1 프레임(110)에는 고정접점(130)이 설치되어 지지된다. 제2 프레임(120)에는 코일 조립체(150)가 설치되어 지지된다. 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120)은 고정접점(130)과 코일 조립체(150)가 마주한 상태에서 서로 결합된다.
고정접점(130)은 제1 프레임(110)에서 제2 프레임(120)과 마주하는 쪽에 설치된다. 고정접점(130)은 복수 개로 구비될 수 있다. 가동접점(140)은 고정접점(130)에 대해 접촉 또는 분리된다. 가동접점(140)은 고정접점(130)이 복수 개인 경우, 이에 상응하는 개수로 구비되고 고정접점(130)들에 각각 마주보도록 배치될 수 있다.
코일 조립체(150)는 제2 프레임(120)에서 제1 프레임(110)과 마주보는 쪽에 설치된다. 코일 조립체(150)는 전류 공급시 자기력을 발생시키는 코일(151)을 구비한다. 코일(151)은 보빈(152) 둘레에 권회되고 하우징(153) 내에 수용될 수 있다. 하우징(153)은 제2 프레임(120)에 고정되어 지지될 수 있다.
복귀 스프링(160)은 가동접점(140)을 고정접점(130)으로부터 분리시키는 방향으로 본 발명의 일 실시예에 따른 가동부(1000)에 탄성력을 가한다. 이에 따라, 전류가 공급되어 자기력에 의해 가동접점(140)을 고정접점(130)에 접촉시키도록 가동부(1000)가 도 2의 위치로 이동한 상태에서, 코일(151)에 공급되는 전류가 차단되면, 가동부(1000)는 복귀 스프링(160)의 탄성력에 의해 원위치인 도 1의 위치로 복귀한다. 이에 따라, 가동접점(140)은 고정접점(130)으로부터 분리된다. 복귀 스프링(160)은 압축코일 스프링으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예예 따른 가동부(1000)는 코일(151)의 중앙을 관통해 왕복 이동 가능하게 된 샤프트(1100)와, 샤프트(1100)의 둘레에 결합되어 샤프트(1100)와 함께 이동 가능하게 된 코어(1200)를 구비한다. 샤프트(1100)는 가동접점(140)을 지지한다.
가동부(1000)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 코일(151)에 전류가 공급되면, 코일(151)의 주변에 발생된 자기력에 의해, 코어(1200)는 샤프트(1100)와 함께 가동접점(140)을 고정접점(130)에 접촉시키도록 도 2의 위치로 이동한다. 코일(151)로 공급되던 전류가 차단되면, 복귀 스프링(160)의 탄성력에 의해, 코어(1200)는 샤프트(1100)와 함께 가동접점(140)을 고정접점(130)으로부터 분리시키도록 이동한다.
전술한 바와 같이, 가동부(1000)는 샤프트(1100)와 코어(1200)가 함께 이동하도록 결합된 구조로 이루어진다. 이에 따라, 종래에 있어 샤프트와 고정 코어 및 가동 코어가 분리된 단품으로 제조되고 고정 코어와 가동 코어 사이의 간격으로 샤프트의 왕복거리가 조절되도록 조립된 구조와 대비하여, 가동부(1000)의 부품수를 줄일 수 있다. 따라서, 조립 간소화 및 그에 따른 공정 비용 감소가 이루어질 수 있다.
한편, 샤프트(1100)에는 가동접점용 홀(1110)이 형성될 수 있다. 가동접점용 홀(1110)은 가동접점(140)이 관통한 상태에서 샤프트(1100)의 축 방향으로 이동 가능하도록 안내한다. 가동접점용 홀(1110)에는 접압 스프링(1120)이 설치된다. 접압 스프링(1120)은 가동접점(140)을 고정접점(130)으로 근접시키려는 방향으로 탄성력을 가한다. 이에 따라, 가동접점(140)은 고정접점(130)과 접촉될 때 접압 스프링(1120)에 의해 고정접점(130)과 일정 이상의 압력으로 접촉 상태를 유지할 수 있게 한다. 접압 스프링(1120)은 압축코일 스프링으로 이루어질 수 있다.
샤프트(1100)에는 스프링 지지홈(1130)이 형성될 수 있다. 스프링 지지홈(1130)은 복귀 스프링(160)을 수용해서 지지한다. 그리고, 샤프트(1100)의 둘레에는 적어도 하나의 회전방지 돌기(1140)가 형성될 수 있다. 회전방지 돌기(1140)는 가동접점(140)의 회전이 방지되면서 샤프트(1100)가 이동하도록 샤프트(1100)의 축 방향을 따라 연장되고 돌출된다. 회전방지 돌기(1140)는 후술할 가동거리 한정부(170)의 수용 홈(173)에 형성된 회전방지 홈(175)에 끼워지며, 회전방지 홈(175)의 안내를 받아서 가동접점(140)의 회전이 방지되면서 샤프트(1100)가 이동할 수 있게 한다.
한편, 제1 프레임(110)에는 가동거리 한정부(170)가 형성된다. 가동거리 한정부(170)는 가동부(1000)의 가동 거리를 한정하여, 가동접점(140)이 고정접점(130)에 접압되는 접압거리를 설정할 수 있게 한다. 가동접점(140)의 접압거리는 가동부(1000)의 가동거리에 고정접점(130)과 가동접점(140) 간의 접점거리를 뺀 값에 해당한다.
가동거리 한정부(170)는 가이드부(171)와 돌출부(172)를 포함할 수 있다. 가이드부(171)는 가동부(1000)의 일측 단부를 수용하는 수용 홈(173)이 형성된다. 수용 홈(173)의 내벽은 샤프트(1100)의 외벽과 맞닿아 샤프트(1100)의 슬라이드 이동을 안내하도록 형성된다.
돌출부(172)는 수용 홈(173)의 저면으로부터 가동부(1000)를 향해 돌출 형성된다. 여기서, 돌출부(172)는 가동부(1000)의 왕복 이동시 스프링 지지홈(1130)을 출입하도록 형성된다. 돌출부(172)와 스프링 지지홈(1130)에는 복귀 스프링(160)이 개재된다. 이에 따라, 샤프트(1100)가 가동접점(140)을 고정접점(130)과 접촉시키도록 이동하면 샤프트(1100)의 단부는 수용 홈(173)의 저면에 맞닿을 수 있게 된다. 이로 인해, 가동접점(140)은 고정접점(130)에 접촉된 상태에서 고정접점(130)을 향해 더 이상 이동하지 않게 된다. 따라서, 수용 홈(173)의 저면 깊이를 변경시키게 되면, 샤프트(1100)의 가동거리, 즉 가동부(1000)의 가동거리가 조절될 수 있다.
가이드부(171)의 단부는 코일 조립체(150)에 맞닿아 지지될 수 있을 정도로 제2 프레임(120)으로부터 연장될 수 있다. 그리고, 가이드부(171)는 가동접점(140)을 수용하여 가동접점(140)의 이동을 안내하는 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110..제1 프레임 120..제2 프레임
130..고정접점 140..가동접점
150..코일 조립체 160.. 복귀 스프링
170..가동거리 한정부 1000..가동부
1100..샤프트 1200..코어
1110..가동접점용 홀 1120..접압 스프링
1130..스프링 지지홈 1140.. 회전방지 돌기
130..고정접점 140..가동접점
150..코일 조립체 160.. 복귀 스프링
170..가동거리 한정부 1000..가동부
1100..샤프트 1200..코어
1110..가동접점용 홀 1120..접압 스프링
1130..스프링 지지홈 1140.. 회전방지 돌기
Claims (4)
- 코일에 대한 전류 공급시 가동접점을 고정접점과 접촉시키도록 상기 코일의 자기력에 의해 이동하며, 상기 코일에 대한 전류 차단시 상기 가동접점을 상기 고정접점으로부터 분리시키도록 복귀 스프링의 탄성력에 의해 이동하는 것으로,
상기 가동접점을 지지하며, 상기 코일의 중앙을 관통해 왕복 이동 가능하게 되며, 상기 고정접점을 지지하고 있는 제1 프레임에 형성된 가동거리 한정부에 의해 가동 거리가 한정되는 샤프트; 및
상기 샤프트의 둘레에 결합되어 상기 샤프트와 함께 이동 가능하게 되며, 상기 코일에 대한 전류 공급시 상기 코일의 자기력에 의해 이동하는 코어를 포함하는 전자 개폐기의 가동부. - 제1항에 있어서,
상기 샤프트에는 상기 가동접점이 관통한 상태에서 상기 샤프트의 축 방향으로 이동 가능하도록 안내하는 가동접점용 홀이 형성되며;
상기 가동접점용 홀에는 상기 가동접점을 상기 고정접점으로 근접시키려는 방향으로 탄성력을 가하는 접압 스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 전자 개폐기의 가동부. - 제1항에 있어서,
상기 샤프트의 일단부에는 상기 복귀 스프링을 수용해서 지지하는 스프링 지지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전자 개폐기의 가동부. - 제1항에 있어서,
상기 샤프트의 둘레에는 상기 가동접점의 회전이 방지되면서 상기 샤프트가 이동하도록 상기 샤프트의 축 방향을 따라 연장되고 돌출된 회전방지 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 전자 개폐기의 가동부.
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