KR101090504B1 - 전자개폐장치 - Google Patents

Abstract

부품들 사이의 공차를 최소화할 수 있게 한 전자개폐장치가 개시된다. 이를 위한 전자개폐장치는 고정접점과, 상기 고정접점과 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동접점을 포함하는 상부조립체와, 일측에 상기 가동접점이 고정되어 상기 고정접점과 접촉 및 분리되게 상기 가동접점을 구동시키는 액추에이터를 포함하는 하부조립체를 포함하며, 상기 액추에이터에 의해 상기 가동접점이 구동되는 과정에서 상기 가동접점과 상기 고정접점 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 상기 상부조립체와 하부조립체 사이에 개재된 복수의 이격부재를 포함한다. 이에 따라, 상부조립체의 하면과 하부조립체의 상면을 정밀하게 가공하지 않더라도 이격부재들을 상부조립체와 하부조립체 사이에 개재하여 상부조립체와 하부조립체 사이의 간격의 공차를 최소화할 수 있다.

Description

전자개폐장치{ELECTROMAGNETIC SWITCHING DEVICE}

본 발명은 전자개폐장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전류의 공급을 제어할 수 있게 한 전자개폐장치에 관한 것이다.

전자개폐장치는 전류를 공급하거나 중지하는 전기적인 접점 개폐 장치의 일종으로서, 각 종 산업용 설비, 기계 및 차량 등에 이용될 수 있다.

종래의 전자개폐장치는, 고정접점, 가동접점 및 엑추에이터를 포함하는 것이 일반적이다. 엑추에이터가 가동접점을 최대로 상승시켜서 고정접점에 가동접점이 접촉되게 한다. 그리고, 엑추에이터가 가동접점을 하강시켜서 고정접점으로부터 가동접점이 분리되게 한다. 이러한, 전자개폐장치는 가동접점이 상하로 동작되는 과정에서 진동이 발생하게 된다.

한편, 전자개폐장치를 구성하는 부품들 사이에 과도한 공차가 발생되는 경우, 이러한 공차에 의해 진동이 발생되는 문제점이 있을 수 있다. 그러나, 이러한 공차를 해결하고자, 부품의 가공정밀도를 향상시키게 되면 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 구성하는 부품들 사이에 과도한 공차가 발생되는 경우, 가동접점이 고정접점으로부터 분리되는 과정에서 발생되는 아크들에 의해 전류의 차단이 불안정해질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 부품들 사이의 공차를 최소화할 수 있는 전자개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자개폐장치는, 고정접점과, 상기 고정접점과 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동접점을 포함하는 상부조립체와, 일측에 상기 가동접점이 고정되어 상기 고정접점과 접촉 및 분리되게 상기 가동접점을 구동시키는 액추에이터를 포함하는 하부조립체를 포함하며, 상기 액추에이터에 의해 상기 가동접점이 구동되는 과정에서 상기 가동접점과 상기 고정접점 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 상기 상부조립체와 하부조립체 사이에 개재된 복수의 이격부재를 포함한다.

본 발명에 따른 전자개폐장치는 상부조립체의 하면과 하부조립체의 상면을 정밀하게 가공하지 않더라도 이격부재들을 상부조립체와 하부조립체 사이에 개재하여 상부조립체와 하부조립체 사이의 간격의 공차를 최소화하여 불량률을 감소시킬 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전자개폐장치는 상부조립체와 하부조립체의 가공정밀도를 향상시키지 않아도 됨으로써 제조비용을 절감할 수 있고, 가동접점이 동작되는 과정에서 전류의 공급이 정확하게 제어될 수 있으므로, 동작 신뢰성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자개폐장치의 측면도.
도 2는, 도 1에 도시된 전자개폐장치에서 상부조립체의 하면에 이격부재가 형성된 것으로 도시한 도면.
도 3은, 전자개폐장치의 상부조립체와 하부조립체의 내부 구조의 일예를 도시한 단면도.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자개폐장치(100)는, 상부조립체(110)와, 하부조립체(120)를 포함한다.

상부조립체(110)는 고정접점과, 가동접점을 포함한다. 가동접점은 고정접점과 접촉 및 분리 가능하게 배치된다.

하부조립체(120)는 가동접점이 고정접점과 접촉 및 분리되게 상기 가동접점을 구동시키는 액추에이터를 포함한다. 엑추에이터의 일측에는 가동접점이 고정된다. 상부조립체(110)와 하부조립체(120) 내부의 상세한 구조의 일예는 후술하기로 한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자개폐장치(100)는 복수의 이격부재(130)들을 포함한다. 복수의 이격부재(130)들은 상부조립체(110)와 하부조립체(120) 사이에 개재되어 상부조립체(110)의 하면과 하부조립체(120)의 상면 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다. 상기와 같이 이격부재(130)들에 의해 상부조립체(110)와 하부조립체(120)의 간격이 일정하게 유지됨으로써, 상기 액추에이터에 의해 상기 가동접점이 구동되는 과정에서 상기 가동접점과 상기 고정접점 사이의 간격이 균일하게 유지될 수 있다. 이러한 이격부재(130)는 상부조립체(110)의 하면에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 하부조립체(120)의 상면에 일체로 형성되는 것도 가능하다. 또한, 상부조립체(110) 및 하부조립체(120)와 별도로 이격부재(130)를 제조하고, 상부조립체(110) 또는 하부조립체(120)에 이격부재(130)를 고정시키는 것도 가능하다.

전술한 이격부재(130)들이 상부조립체(110)와 하부조립체(120) 사이에 배치되지 않고, 상부조립체(110)와 하부조립체(120)가 서로 면접촉되는 경우, 상부조립체(110)의 하면과 하부조립체(120)의 상면을 평면으로 정밀하게 가공하지 않으면 공차가 발생되므로, 실제 설계와 다른 전자개폐장치가 제조될 수 있다. 그러나, 본 발명의 전자개폐장치(100)에서는 상부조립체(110)의 하면과 하부조립체(120)의 상면을 정밀하게 가공하지 않더라도 이격부재(130)들을 상부조립체(110)와 하부조립체(120) 사이에 개재하여 상부조립체(110)와 하부조립체(120) 사이의 간격의 공차를 최소화하여 불량률을 감소시킬 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

이와 아울러, 전자개폐장치(100)를 구성하는 상부조립체(110)와 하부조립체(120) 등의 부품들의 높이 치수를 측정하는 정확한 포인트를 지정할 수 있으므로, 부품들의 치수관리에 유리할 수 있다. 또한, 상부조립체(110)의 하면과 하부조립체(120)의 상면을 정밀하게 가공하지 않아도 됨에 따라, 종래의 전자개폐장치에서와 다르게 부품들의 가공정밀도를 향상시키지 않아도 됨으로써 제조비용을 절감할 수 있다.

또한, 상부조립체(110)의 외면에는 상부하우징(116)이 형성되고, 하부조립체(120)의 외면에는 하부하우징(129)이 형성되며, 상부하우징(116)의 하측과 하부하우징(129)의 상측을 결합시켜서 전자개폐장치(100)의 조립을 완료한다. 여기서, 본 발명의 전자개폐장치(100)는 이격부재(130)에 의해 공차가 최소화될 수 있으므로, 상부하우징(116)과 하부하우징(129)이 안정적으로 결합될 수 있다.

한편, 전술한 복수의 이격부재(130)들은 3개인 것이 바람직하다. 그리고, 복수의 이격부재(130)들은 상부조립체(110)의 하면의 중심으로부터 일정각도마다 배치될 수 있다. 예를 들어, 이격부재(130)는 상부조립체(110)의 하면의 중심으로부터 120°도 마다 배치될 수 있다. 이러한 복수의 이격부재(130)들은 상부조립체(110)의 하중을 균일하게 분산하여 상부조립체(110)와 하부조립체(120) 사이의 간격이 일정하게 유지될 수 있게 한다.

한편, 전술한 상부조립체(110)와 하부조립체(120) 내부의 구조의 일예를 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상부조립체(110)는 고정접점(111) 및 가동접점(112)을 구비하여, 전자개폐장치(100)와 연결된 외부 장치에 대한 스위칭이 이루어지도록 접점의 개폐구조를 포함한다. 고정접점(111)은 상부조립체(110)의 외형을 형성하는 케이스(116)의 내벽의 상측에 형성된다.

하부조립체(120)는 전기적 신호를 이용하여 접점의 개폐를 제어가 가능하도록 하는 액추에이터를 포함한다. 전자개폐장치(100)는 통상적으로 액추에이터를 통한 후술할 샤프트(127)의 상하운동으로 전자개폐장치(100)와 연결된 외부 장치를 스위칭한다.

하부조립체(120)는 전기적 신호에 의한 자기력을 발생시켜 접점의 구동력을 생성하는 여자용 코일(121), 여자용 코일(121)의 내부에 고정되어 배치된 고정철심(122), 고정철심(122)에 맞대어지도록 배치된 가동철심(123)를 갖는다.

여자용 코일(121)과 고정철심(122) 및 가동철심(123) 사이에는 여자용 코일(121)이 권장되는 코일보빈(124)이 구비되며, 코일보빈(124)의 축방향을 따라 상하방향으로 고정철심(122) 및 가동철심(123)이 배치된다. 고정철심(122)과 가동철심(123)은 여자용 코일(121)에 의하여 발생하는 자속(磁束, )을 통과시키는 자로(磁路, magnetic path)를 형성한다. 여자용 코일(121)에 의하여 발생하는 자속에 의해 가동철심(123)이 상하방향으로 운동하는 구동력을 갖는다.

코일보빈(124)과 고정철심(122) 및 가동철심(123) 사이에는 비자성재료로 이루어지며, 상부조립체(110) 측의 면이 개구되고 타측면의 바닥이 막혀있는 원통형으로 형성되는 플런져 캡(125)을 구비한다.

플런져 캡(125)은 고정철심(122) 및 가동철심(123)이 수납되는 용기와 같은 형태를 가지며, 고정철심(122) 및 가동철심(123) 각각의 외경은 플런져 캡(125) 내의 내경과 동일한 정도의 지름을 갖는 원통형으로 형성된다. 가동철심(123)은 플런져 캡(125)의 축방향으로 이동 가능하다.

가동철심(123)의 이동범위는 고정철심(122)에 접합하는 접합 위치와 플런져 캡(125)의 타측면의 바닥면과 떨어지는 초기 위치와의 사이로 결정된다. 가동철심(123)이 고정철심(122)과 접합하는 접합력은 여자용 코일(121)에 의한 코일 스프링에 의해 제공되며, 가동철심(123)이 초기 위치에 복귀하는 방향의 용수철력은 복귀스프링(126)에 의해 제공된다.

하부조립체(120)의 중앙부에는 고정철심(122)에 대하여 접근 및 이격되는 가동철심(123)이 구비된다. 중앙부의 코일보빈(124) 내측에는 가동철심(123)의 이동을 안내하는 가이드가 형성될 수 있다.

또한, 고정철심(122)의 중앙부에는 샤프트(127)가 관통하도록 중공이 형성되고, 축방향으로 상부조립체(110) 및 하부조립체(120)를 관통하도록 형성된 관통부(128)를 갖는다. 관통부(128) 내에 수용된 샤프트(127)는 상단에 가동접점(112)이, 하단에는 가동철심(123)이 결합되어 가동철심(123)의 상하운동을 가동접점(112)에 전달한다.

가동접점(112)의 하부에는 가동접점(112)이 고정접점(111)과 접촉될 때 탄성력을 갖도록 하는 접압스프링(113)이 구비된다. 접압스프링(113)을 통해, 가동접점(112)은 고정접점(111)과 일정 이상의 압력으로 접촉상태를 유지할 수 있게 된다. 또한, 접압스프링(113)은 가동접점(112)이 고정접점(111)과 분리될 때 가동철심(123) 및 샤프트(127)의 이동 속도를 저감시켜 가동철심(123)이 플런져 캡(125)과 접촉시 충격력을 완화하여 소음, 진동 발생을 억제할 수 있다.

한편, 상기와 같은 구조로 이루어진 전자개폐장치(100)의 조립과정을 설명한다. 우선, 여자용 코일(121), 고정철심(122), 가동철심(123), 샤프트(127)를 조립하여 하부조립체(120)를 완성하고, 가동접점(112)을 샤프트(127)에 체결한다. 그리고, 고정접점(111)이 형성된 상부조립체(110)를 하부조립체(120)의 상측에 결합시킨다. 여기서, 복수의 이격부재(130)들이 상부조립체(110)와 하부조립체(120) 사이에 개재되어 상부조립체(110)의 하면과 하부조립체(120)의 상면 사이의 간격이 일정하게 유지된다. 따라서, 상기 액추에이터에 의해 상기 가동접점(112)이 구동되는 과정에서 상기 가동접점(112)과 상기 고정접점(111) 사이의 간격이 균일하게 유지될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 가동접점(112)과 고정접점(111)은 면접촉을 하게 되는데, 이격부재(130)에 의해 가동접점(112)과 상기 고정접점(111) 사이의 간격이 균일하게 유지되고 있으므로, 가동접점(112)이 고정접점(111)으로부터 분리되는 과정에서 가동접점(112)과 상기 고정접점(111) 사이에서 발생되는 아크들이 동일한 시점에서 제거될 수 있다. 따라서, 전자개폐장치(100)가 동작되는 과정에서 전류의 차단 및 공급이 정확하게 제어될 수 있으므로, 동작 신뢰성이 향상될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 전자개폐장치110: 상부조립체
111: 고정접점112: 가동접점
120: 하부조립체121: 여자용 코일
122: 고정철심123: 가동철심
124: 코일보빈125: 플런져 캡
127: 샤프트130: 이격부재

Claims (2)

1. 고정접점과, 상기 고정접점과 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동접점을 포함하는 상부조립체와, 일측에 상기 가동접점이 고정되어 상기 고정접점과 접촉 및 분리되게 상기 가동접점을 구동시키는 액추에이터를 포함하는 하부조립체를 포함하는 전자개폐장치에 있어서,
   반구형상으로 이루어져서, 상기 액추에이터에 의해 상기 가동접점이 구동되는 과정에서 상기 가동접점과 상기 고정접점 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 상기 상부조립체와 하부조립체 사이에 개재된 적어도 3 개의 이격부재들을 포함하는 전자개폐장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 이격부재들은 3개이고, 상기 상부조립체의 하면의 중심으로부터 일정각도마다 배치된 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.

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