KR101364634B1 - 전자접촉기 - Google Patents

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KR101364634B1
KR101364634B1 KR1020120086437A KR20120086437A KR101364634B1 KR 101364634 B1 KR101364634 B1 KR 101364634B1 KR 1020120086437 A KR1020120086437 A KR 1020120086437A KR 20120086437 A KR20120086437 A KR 20120086437A KR 101364634 B1 KR101364634 B1 KR 101364634B1
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최관호
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 발명은 전자접촉기에 관한 것으로서, 접점부 및 상기 접점부를 개폐하는 구동부를 구비하고, 상기 구동부는, 자기력을 발생시키는 코일; 상기 코일에 연결되어 상기 코일의 전원 오프시 충전전압을 소모시키는 소모성 저항; 일 영역이 상기 코일의 내부에 이동 가능하게 배치되는 코어; 상기 코일의 둘레에 구비되어 자로를 형성하는 요크; 상기 코일의 전원 인가시 상기 코일의 자기력과 상호 작용하여 상기 코어를 이동시키는 영구자석; 상기 코어에 탄성력을 가하여 초기 위치로 복귀시키는 복귀스프링; 및 상기 코일의 인입측에 구비되어 교류를 직류로 변환하는 정류회로;를를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 코일의 양(동량)을 저감하여 소비전력을 저감할 수 있고 직류 또는 교류에서 모두 동작할 수 있다.

Description

전자접촉기{MAGNETIC CONTACTOR}
본 발명은, 전자접촉기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 코일 사용량을 저감하여 구동시 소비되는 전력을 저감할 수 있고 직류 및 교류 전원에서 모두 사용이 가능하도록 한 전자접촉기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전자접촉기는 주전원과 부하를 개폐하는 개폐장치의 일종이다.
상기 전자접촉기는, 접점부와, 상기 접점부를 개폐하는 구동부를 구비하여 구성될 수 있다.
도 1은 종래의 전자접촉기의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자접촉기는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 내부에 구비되어 주전원과 부하를 개폐하는 접점부(20)와, 상기 접점부(20)를 구동시키는 구동부(30)를 구비할 수 있다.
상기 접점부(20)는, 예를 들면, 주전원 또는 부하와 연결되는 고정접점(22)과, 상기 고정접점(22)에 대해 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동접점(24)을 구비할 수 있다.
상기 구동부(30)는, 예를 들면, 상기 가동접점(24)과 연결되는 가동코어(31)와, 상기 가동코어(31)의 일 측에 고정 배치되는 고정코어(33)와, 상기 가동코어(31)의 둘레에 배치되어 자기력을 발생시키는 코일(미도시)과, 상기 가동코어(31)에 탄성력을 가하여 초기 위치로 복귀시키는 복귀스프링(35)을 포함하여 구성될 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 전자접촉기에 있어서는, 상기 가동접점(24)을 개폐하기 위한 구동력은 상기 코일에 의해 발생된 자속에 비례하므로 구동력을 증가시키고자 할 경우 코일의 양(턴수 또는 길이)이 증가되므로 제조비용이 증가되고 크기가 증가될 수 있다.
또한, 상기 코일의 양이 증가할 경우 상기 코일에 인가되는 전류량이 증가하므로 소비 전력이 증가될 수 있다.
또한, 상기 코일의 턴수 또는 상기 코일에 인가되는 전류가 증가할 경우 발열량이 증가되어 고온에 의한 부품의 강제 열화가 촉진될 수 있다.
또한, 상기 코일에 인가되는 전류의 극성(방향)을 확인하여야 하므로 제작 및 조립에 많은 주의 및 노력이 필요하고 일부 전원(예를 들면 교류)에서 사용이 곤란할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 코일의 양(동량)을 저감하여 소비전력을 저감할 수 있고 직류 또는 교류에서 모두 동작할 수 있는 전자접촉기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 코일의 발열량을 줄여 고온에 의한 제품의 강제 열화를 억제할 수 있는 전자접촉기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 접점부 및 상기 접점부를 개폐하는 구동부를 구비하고, 상기 구동부는, 자기력을 발생시키는 코일; 상기 코일에 통전 가능하게 연결되어 상기 코일의 전원 오프시 상기 코일에 충전된 내부 충전전압을 소모시키는 소모성 저항; 일 영역이 상기 코일의 내부에 이동 가능하게 배치되는 코어; 상기 코일의 둘레에 구비되어 자로를 형성하는 요크; 상기 코일의 전원 인가시 상기 코일의 자기력과 상호 작용하여 상기 코어를 이동시키는 영구자석; 상기 코어에 탄성력을 가하여 초기 위치로 복귀시키는 복귀스프링; 및 상기 코일의 인입측에 구비되어 교류를 직류로 변환하는 정류회로;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기를 제공한다.
여기서, 상기 정류회로는 브릿지다이오드를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 브릿지다이오드는 외부 장착이 가능하게 모듈로 구성될 수 있다.
상기 브릿지다이오드에 연결되어 상기 브릿지다이오드를 보호하는 서지옵서버를 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 브릿지 다이오드 모듈은 상기 서지옵서버(기능)를 포함하여 구성될 수 있다.
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이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코일의 자기력과 상호 작용하여 코어를 구동시키는 영구자석과, 코일의 인입부에 구비되어 교류를 직류로 전환하는 정류회로를 구비하여 구성됨으로써, 영구자석에 의한 자기력만큼 코일의 양(동량)을 줄일 수 있어 구동시 소비전력을 저감할 수 있다.
또한, 코일의 양(및 전류량)이 작으므로 발열량을 줄일 수 있고 발열에 의한 온도상승에 기인한 부품의 강제열화를 그만큼 줄일 수 있다.
또한, 코일의 인입측에 정류회로를 구비하도록 함으로써 직류뿐만 아니라 교류 전원을 이용하여 동작될 수 있다.
또한, 코일의 인입측에 정류회로가 구비됨으로써 단자의 극성(+,-)의 구별을 하지 아니하여 제작 및 조립을 신속하고 용이하게 할 수 있다.
도 1은 종래의 전자접촉기의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 내부를 도시한 도면,
도 3은 도 1의 전자접촉기의 회로구성도,
도 4는 도 2의 코어 및 제1코어플레이트의 분리사시도,
도 5는 도 2의 요크를 도시한 도면,
도 6은 도 2의 전자접촉기의 코일의 전원 인가 시 영구자석의 상호 작용을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 5의 전자접촉기의 코일의 전원 인가 후를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기는, 접점부(120) 및 상기 접점부(120)를 개폐하는 구동부(130)를 구비하고, 상기 구동부(130)는, 자기력을 발생시키는 코일(131); 일 영역이 상기 코일(131)의 내부에 이동 가능하게 배치되는 코어(140); 상기 코일(131)의 둘레에 구비되어 자로를 형성하는 요크(150); 상기 코일(131)의 전원 인가시 상기 코일(131)의 자기력과 상호 작용하여 상기 코어(140)를 이동시키는 영구자석(165); 상기 코어(140)에 탄성력을 가하여 초기 위치로 복귀시키는 복귀스프링(167); 및 상기 코일(131)의 인입측에 구비되어 교류를 직류로 변환하는 정류회로(191);를 구비할 수 있다.
상기 접점부(120) 및 구동부(130)는, 예를 들면, 상하방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다.
상기 접점부(120) 및 구동부(130)의 외곽에는 케이스가 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 접점부(120)의 외곽에는 접점부케이스(111)가 구비될 수 있다.
상기 구동부(130)의 외곽에는 구동부케이스(112)가 구비될 수 있다.
상기 접점부(120)는, 예를 들면 상기 접점부케이스(111)의 내부에 고정배치되는 고정접점(122)과, 상기 고정접점(122)에 대해 접속 및 분리가능하게 배치되는 가동접점(124)을 구비할 수 있다.
상기 고정접점(122)은 서로 이격되게 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 고정접점(122) 중 일 측 접점(123a)은 주전원에 연결되고, 타 측 접점(123b)은 부하에 연결될 수 있다.
상기 가동접점(124)이 상기 고정접점(122)에 접촉되면 상기 주전원과 부하가 연결되어 상기 부하에 전원이 공급되고, 상기 가동접점(124)이 상기 고정접점(122)으로부터 분리되면 상기 주전원과 부하의 연결이 해제되어 상기 부하의 전원 공급이 중지된다.
상기 가동접점(124)은 양 단부가 상기 고정접점(122)에 접촉 가능하게 형성될 수 있다.
상기 가동접점(124)의 일 측에는 상기 가동접점(124)이 상기 고정접점(122)에 접촉 및 분리되게 구동시키는 구동부(130)가 구비될 수 있다.
상기 구동부(130)는, 예를 들면, 자기력을 발생시키는 코일(131); 일 영역이 상기 코일(131)의 내부에 이동 가능하게 배치되는 코어(140); 상기 코일(131)의 둘레에 구비되어 자로를 형성하는 요크(150); 상기 코일(131)의 전원 인가시 상기 코일(131)의 자기력과 상호 작용하여 상기 코어(140)를 이동시키는 영구자석(165); 상기 코어(140)에 탄성력을 가하여 초기 위치로 복귀시키는 복귀스프링(167); 및 상기 코일(131)의 인입측에 구비되어 교류를 직류로 변환하는 정류회로(191);를 구비할 수 있다.
상기 코일(131)의 양 단부는 단자(132a,132b)에 각각 연결될 수 있다.
상기 코일(131)은 상기 영구자석(165)에 의해 발생되는 자기력에 대응되게 상기 코일(131)의 양(턴수 또는 길이)이 저감될 수 있다. 이에 의해, 상기 코일(131)에 인가되는 전류가 저감되어 구동시 전력 소비를 저감할 수 있다. 또한, 코일(131)의 발열량이 저감되므로 온도 상승이 억제되고 고온에 의한 부품의 강제열화를 억제할 수 있다.
또한, 상기 코일(131)의 인입 측에 정류회로(191)가 구비되어 직류 전원뿐만 아니라 교류 전원에서 동작이 가능하여 사용 전원(코일(131)의 구동전원)의 제약을 줄일 수 있다. 또한, 코일(131)의 단자의 극성을 구분하지 아니하여도 되므로 제작(또는 조립)을 용이하게 할 수 있다.
상기 코어(140)는 긴 길이를 가지는 막대형상으로 구성될 수 있다.
상기 코어(140)는 자로를 형성할 수 있게 자성체로 구성될 수 있다.
상기 코어(140)의 일 영역은 상기 코일(131)의 내부에 삽입되게 배치될 수 있다.
상기 코어(140)의 일 단부는 상기 가동접점(124)에 연결될 수 있다. 이에 의해, 상기 코어(140)의 이동시 상기 가동접점(124)이 일체로 이동될 수 있다.
상기 코일(131)의 내부에는 보빈(135)이 구비될 수 있다.
상기 보빈(135)의 중앙에는 상기 코어(140)가 이동 가능하게 삽입될 수 있다.
상기 코일(131)의 외곽에는 자로를 형성하는 요크(150)가 구비될 수 있다.
상기 요크(150)는, 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 코어(140)를 사이에 두고 상호 대면 접촉되게 결합되는 제1요크(151) 및 제2요크(161)를 구비할 수 있다.
상기 제1요크(151) 및 제2요크(161)는, 수직부(152,162) 및 상기 수직부(152,162)의 양 단부에 수평으로 각각 절곡된 수평부(154,164)를 각각 구비할 수 있다.
상기 제1요크(151) 및 제2요크(161)는 대략 "U" 형상으로 각각 구성되어 상호 대면 접촉시 대략 직사각 단면의 폐루프 자로를 구성할 수 있다.
상기 제1요크(151) 및 제2요크(161)이 상호 접촉영역에는 상기 코어(140)를 수용할 수 있게 코어수용부(156)가 각각 형성될 수 있다.
상기 제1요크(151) 및 제2요크(161)의 상호 접촉영역에는 상기 복귀스프링(167)을 수용할 수 있게 복귀스프링수용부(158)가 형성될 수 있다.
상기 코어(140)에는, 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이, 자로를 형성하는 코어플레이트(170)가 구비될 수 있다.
상기 코어플레이트(170)는, 예를 들면, 상기 코어(140)의 일 단에 구비되는 제1코어플레이트(171) 및 타 단에 구비되는 제2코어플레이트(181)를 구비할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1코어플레이트(171)는 상기 코어(140)의 하부영역에 구비되고 상기 제2코어플레이트(181)는 상기 코어(140)의 상부영역에 구비될 수 있다.
상기 코어(140)의 상단에는 서포트(147)가 구비될 수 있다.
상기 서포트(147)는 상기 가동접점(124)과 연결될 수 있다.
상기 제1코어플레이트(171)는 체결부재에 의해 상기 코어(140)의 하단부에 결합될 수 있다.
상기 코어(140)의 하단에는 돌기(142)가 구비되고, 상기 제1코어플레이트(171)에는 상기 돌기(142)가 수용 결합될 수 있게 돌기홈(173)이 구비될 수 있다.
상기 제1코어플레이트(171)에는 상기 체결부재(177)가 삽입될 수 있게 체결부재삽입부(175)가 형성될 수 있다.
상기 코어(140)의 하단에는 상기 체결부재(177)가 나사결합되는 암나사부(145)가 형성될 수 있다.
상기 코일(131)의 외측에는 영구자석(165)이 구비될 수 있다.
상기 영구자석(165)은, 예를 들면, 직사각형 단면을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 영구자석(165)은, 예를 들면, 상기 코어(140)를 사이에 두고 대향 배치되는 2개로 구성될 수 있다.
상기 영구자석(165)은 제1요크(151) 및 제2요크(161)의 내측에 각각 구비될 수 있다.
상기 영구자석(165)은 두께 방향으로 착자될 수 있다.
상기 영구자석(165)은, 예를 들면, 요크(150)측 판면이 N극이고 코어(140)측 판면이 S극을 구비하게 착자될 수 있다.
상기 각 영구자석(165)의 일 측에는 영구자석플레이트(166)가 각각 구비될 수 있다. 이에 의해, 영구자석(165)이 안정적으로 지지될 수 있다.
상기 영구자석플레이트(166)는 자성체로 형성될 수 있다.
상기 코어(140)의 일 측에는 상기 코어(140)를 초기 위치로 복귀시킬 수 있게 탄성력을 가하는 복귀스프링(167)이 구비될 수 있다.
한편, 상기 코일(131)의 전원 인입측에는 정류회로(191)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 교류 전원에서 상기 구동부(130)가 동작이 가능하여 직류 및 교류 구분없이 사용할 수 있다.
상기 정류회로(191)는, 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이, 브릿지 다이오드(Bridge diode)(191)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 브릿지 다이오드(191)의 일 측에는 서지 전압으로부터 상기 브릿지 다이오드(191)를 보호할 수 있게 서지 옵서버(surge absorber)(195)가 구비될 수 있다. 상기 서지 옵서버(195)는, 예를 들면, 일 측은 상기 브릿지 다이오드(191)에 연결되고 타 측은 접지될 수 있다. 이에 의해, 서지 전압을 흡수하여 상기 접지로 흘려줌으로써 상기 브릿지 다이오드(191)(회로)를 서지 전압으로부터 보호할 수 있다.
여기서, 상기 브릿지 다이오드(191)는 외부에서 부착(장착)이 가능하게 브릿지 다이오드 모듈(190)로 구현될 수 있다. 상기 브릿지 다이오드 모듈(190)은 상기 서지 옵서버(185)를 동시에 구비하게 구성될 수도 있다.
상기 코일(131)에는 소모성 저항(197)이 통전 가능하게 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 코일(131)의 전원(구동전원) 차단(OFF) 시, 상기 코일(131)에 충전된 내부 충전전압이 신속하게 소모될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 코일(131)에 전원(구동전원)이 인가되지 아니한 때는, 상기 코어(140)는 상기 복귀스프링(167)의 탄성력에 의해 상측으로 이동되어 상기 가동접점(124)이 상기 고정접점(122)으로부터 분리된 초기위치(주전원 차단(OFF)위치)에 배치된다.
한편, 상기 코일(131)에 전원이 인가되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 코어(140)의 하단에서 상단으로 이동하는 자기력선(실선 화살표)이 발생될 수 있다. 여기서, 상기 정류회로(191)는 상기 코일(131)에 교류 전원이 인가될 경우 직류로 변환하여 상기 코일(131)에 동일한 방향의 직류 전원을 인가하므로 상기 코일(131)에 의해 발생되는 자기력선은 동일하게 될 수 있다.
상기 제1코어플레이트(171) 및 제2코어플레이트(181)는 자속이 흐르는 자로의 일부를 구성하고, 자기저항이 작아지는 방향, 즉 상기 요크(150)의 하단 및 상단에 각각 접근하는 방향으로 흡인될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1코어플레이트(171), 제2코어플레이트(181)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 요크(150)의 하단 및 상단에 각각 접촉되게 이동될 수 있다.
상기 영구자석(165)에 의해 발생된 자기력(도 6의 점선 화살표)은 상기 코일(131)에 의해 발생된 자기력과 상호 작용하여 상기 요크(150)와 상기 제1코어플레이트(171) 및 제2코어플레이트(181)가 서로 흡인되게 하여 상기 코어(140), 제1코어플레이트(171) 및 제2코어플레이트(181)의 이동을 촉진시킬 수 있다.
상기 코어(140)가 하강하면 상기 가동접점(124)이 상기 고정접점(122)과 접촉되고, 이에 의해 주전원 및 부하가 서로 연결되어 상기 부하에 전원이 공급된다. 이때, 상기 복귀스프링(167)은 상기 코어(140)의 하강시 압축되면서 탄성력을 축적할 수 있다.
한편, 상기 코일(131)의 전원 공급이 중지되면, 상기 코어(140)는 상기 복귀스프링(167)의 축적된 탄성력에 의해 가압되어 초기위치로 신속하게 이동될 수 있다. 이에 의해 상기 가동접점(124)이 상기 고정접점(122)으로부터 분리되고, 상기 주전원과 상기 부하의 연결이 해제되어 상기 부하의 전원 공급이 중지될 수 있다. 이때, 상기 코일(131)에 연결된 소모성 저항에 의해 상기 코일(131)에 충전된 전압이 신속하게 소모될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110 : 케이스 111 : 접점부케이스
112 : 구동부케이스 120 : 접점부
122 : 고정접점 124 : 가동접점
130 : 구동부 131 : 코일
135 : 보빈 140 : 코어
150 : 요크 151 : 제1요크
161 : 제2요크 165 : 영구자석
166 : 영구자석플레이트 167 : 복귀스프링
170 : 코어플레이트 171 : 제1코어플레이트
181 : 제2코어플레이트 190 : 브릿지 다이오드 모듈
191 : 브릿지 다이오드 195 : 서지옵서버
197 : 소모성 저항

Claims (6)

  1. 접점부 및 상기 접점부를 개폐하는 구동부를 구비하고,
    상기 구동부는,
    자기력을 발생시키는 코일;
    상기 코일에 통전 가능하게 연결되어 상기 코일의 전원 오프시 상기 코일에 충전된 내부 충전전압을 소모시키는 소모성 저항;
    일 영역이 상기 코일의 내부에 이동 가능하게 배치되는 코어;
    상기 코일의 둘레에 구비되어 자로를 형성하는 요크;
    상기 코일의 전원 인가시 상기 코일의 자기력과 상호 작용하여 상기 코어를 이동시키는 영구자석;
    상기 코어에 탄성력을 가하여 초기 위치로 복귀시키는 복귀스프링; 및
    상기 코일의 인입측에 구비되어 교류를 직류로 변환하는 정류회로;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정류회로는 브릿지다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 브릿지다이오드는 외부 장착이 가능하게 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 브릿지다이오드에 연결되어 상기 브릿지다이오드를 보호하는 서지옵서버를 더 포함하는 전자접촉기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모듈은 상기 서지옵서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
  6. 삭제
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