KR101436268B1

KR101436268B1 - 전자 계전기

Info

Publication number: KR101436268B1
Application number: KR1020137004079A
Authority: KR
Inventors: 테츠오 신카이; 야스유키 마스이; 츠카사 야마시타
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2014-08-29
Also published as: CN103339706B; KR20130041218A; US20140015628A1; WO2012124165A1; US9123494B2; JP2012190763A; JP4883232B1; EP2688082A4; EP2688082B1; CN103339706A; EP2688082A1

Abstract

베이스상에, 철심(22)에 스풀(23)을 통하여 코일(24)을 권회하고, 철심(22)의 일단부에 일단부를 고정한 요크(41)를 철심(22)의 타단측의 자극부(25)의 측방까지 신장하여 이루어지는 전자석 블록(2)을 구비한다. 요크(41)에 힌지 스프링(44)을 고정하고, 요크(41)의 타단부를 지점으로 하여 힌지 스프링(44)에 의해 지지한 상태에서 회동 가능하게 가동 철편(4)을 마련한다. 힌지 스프링(44)은, 요크(41)에의 고정 위치로부터 가동 철편(4)의 지지 위치와는 반대측으로 늘어나는 탄성 당접부(46)를 구비한다. 가동 철편(4)은, 지점을 끼우고 피흡인부(63)와는 반대측에, 요크(41)에 맞닿기 전에 탄성 당접부(46)에 맞닿음 가능한 카드 부재(65)를 일체화한다.

Description

전자 계전기{ELECTROMAGNETIC RELAY}

본 발명은, 전자(電磁)계전기(繼電器)에 관한 것이다.

종래, 전자 계전기로서, 철심에 스풀을 통하여 코일을 권회하여 이루어지는 전자석 블록을 여자·소자함에 의해, 철심에 가체(加締) 고정한 요크에 회동 가능하게 지지한 가동 철편을 회동시켜서, 가동 접촉편을 구동함에 의해, 가동 접점을, 대향하여 배치한 고정 접촉편의 고정 접점에 개폐하게 한 것이 공지이다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이 전자 계전기에서는, 가동 철편을 회동시킬 때, 철심이나 요크에 충돌하여 충돌음이 발생하지 않도록, 가동 철편을 요크에 지지시키기 위해 마련한 지지 스프링으로부터 연장시킨 동작 완충 스프링과, 복귀 완충 스프링을 마련함에 의해, 상기 충돌력을 억제하여 충돌음을 저감시키도록 하고 있다.

그러나, 상기 종래의 전자 계전기에서는, 지지 스프링이 가동 철편의 상방 부분에 배치되어 있기 때문에, 그 만큼, 전자 계전기 전체의 높이 치수가 커진다. 또한, 지지 스프링의 구부림 구조가 복잡하여, 정확하게 희망하는 각도로 가공하기가 어렵다. 또한, 동작 완충 스프링이 접점 압력을 억제하도록 작용하기 때문에, 접점의 개폐 수명에 악영향을 준다. 또한, 동작 완충 스프링을 대략 ㄷ자 형상으로 형성할 필요가 있는데, 이 가공을 고정밀도로 행하는 것은 곤란하다. 또한, 동작 완충 스프링 및 복귀 완충 스프링을 수작업으로 조정하려고 하여도, 가동 철편의 지지부분이 이동 가능하게 지지되어 있기 때문에, 변형하기 쉽고, 조정 후에 가동 철편이 스무스하게 동작하지 않을 우려가 있다. 또한, 접점 스프링의 구조상, 가동 철편을 조립하는 작업이 곤란하다.

특허 문헌 1 : 일본국 특개2002-245917호 공보

본 발명은, 간단한 구조로, 조정 용이하면서, 가동 철편의 회동 동작에 악영향을 미치거나 하는 일 없이, 가동 철편을 회동시킬 때의 충돌음의 발생을 억제할 수 있는 힌지 스프링을 구비한 전자 계전기를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,

베이스상에, 봉형상의 철심의 외주측에 스풀을 통하여 코일을 권회하고, 상기 철심의 일단부에 일단부를 고정한 요크의 타단부를 상기 철심의 타단측의 자극부의 측방까지 신장하여 이루어지는 전자석 블록을, 상기 철심의 자극부가 베이스측에 간극을 갖도록 하여 배치하고, 상기 요크에 힌지 스프링을 고정하고, 상기 요크의 타단부를 지점으로 하여 상기 힌지 스프링의 탄성 지지부에 의해 지지한 상태에서 회동 가능하게 가동 철편을 마련하고, 상기 전자석 블록을 여자하고, 상기 철심의 자극부에 상기 가동 철편의 피흡인부를 흡인하여 회동시킴에 의해 접점 개폐부를 구동하도록 한 전자 계전기로서,

상기 힌지 스프링은, 상기 요크에의 고정 위치부터 상기 탄성 지지부와는 반대측으로 늘어나는 탄성 당접부(當接部)를 구비하고,

상기 가동 철편은, 상기 지점을 끼우고 상기 피흡인부와는 반대측에, 상기 요크에 맞닿기 전에 상기 탄성 당접부에 맞닿음 가능한 카드 부재를 일체화한 것이다.

이 구성에 의해, 가동 철편에 일체화한 카드 부재에 맞닿는 탄성 당접부와, 요크에 가동 철편을 회동 가능하게 지지하는 탄성 지지부를, 요크에의 고정 위치를 끼우고 반대측에 마련할 수 있다. 즉, 힌지 스프링을 간단한 구성임에도 불구하고, 탄성 당접부를 변형시키는 것만으로, 카드 부재와의 맞닿음 위치를 조정할 수 있다. 가동 철편을 지지하는 탄성 지지부에 악영향을 미치는 일이 없기 때문에, 가동 철편을 장착 용이한 구성으로 하고, 초기의 설정 상태 그대로로 스무스하게 회동시킬 수 있다. 또한, 가동 철편의 회동시에 카드 부재에 탄성 당접부가 맞닿음에 의해 충돌음의 발생을 억제할 수 있다.

상기 카드 부재를 일체화한 가동 철편은, 베이스상에 배치한 전자석 블록의 요크의 높이 치수 이하의 영역에 배치되고,

상기 힌지 스프링의 탄성 당접부는, 상기 카드 부재와 상기 요크와의 사이에 배치하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 힌지 스프링이 가동 철편으로부터 돌출하는 일이 없고, 전체의 구성이 대형화하는 일이 없다.

상기 카드 부재는, 상기 탄성 당접부에 맞닿음 가능한 제1 돌출부를 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 가동 철편이 회동을 시작하고 나서 카드 부재가 힌지 스프링의 탄성 당접부에 맞닿기 까지의 거리를 짧게 설정할 수 있다. 즉, 충돌음의 발생을 보다 한층 효과적으로 억제하는 것이 가능하게 된다.

상기 카드 부재는, 상기 제1 돌출부가 상기 힌지 스프링의 탄성 당접부에 맞닿은 후, 상기 요크에 맞닿는 제2 돌출부를 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 가동 철편이 회동하면, 제1 돌출부가 힌지 스프링의 탄성 당접부에 접합하고 탄성 변형시키고, 그 후, 제2 돌출부가 요크에 맞닿음에 의해 가동 철편의 회동을 정지시킨다. 제2 돌출부가 요크에 맞닿음에 의해, 가동 철편을 정밀도 좋게 위치 결정할 수 있다.

상기 힌지 스프링은, 상기 가동 철편의 지지 위치에 대해 상기 요크에의 고정 위치와는 반대측에 피가이드부를 구비하고,

상기 베이스는, 상기 힌지 스프링의 피가이드부가 배치되어, 상기 힌지 스프링의 위치 어긋남을 방지하는 지지 오목부을 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 힌지 스프링을 단지 요크에 고정하는 것만이 아니고, 피가이드부를 지지 오목부 내에 배치함으로써, 베이스에 대해서도 위치 결정할 수 있다. 따라서 힌지 스프링의 부착 상태를 안정시킬 수가 있어서, 가동 철편의 안정된 회동 동작을 보증하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 의하면, 힌지 스프링을 요크에의 고정 위치를 끼우고 2방향으로 늘어나는 탄성 지지부와 탄성 당접부를 구비한 구성으로 하였기 때문에, 탄성 지지부에 의한 가동 철편의 지지와, 탄성 당접부에 의한 가동 철편의 충돌음의 억제를, 단일 부재로 독립하여 행할 수 있다. 즉, 힌지 스프링의 구성을 간략화하면서, 탄성 당접부에서의 조정 작업이 탄성 지지부에 의한 가동 철편의 지지 상태에 악영향을 미치는 일 없이, 가동 철편의 동작을 안정시킬 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 전자 계전기의 사시도.
도 2는 도 1로부터 케이스 및 아크 소호 부재를 분해한 상태를 도시하는 사시도.
도 3은 도 1로부터 케이스만을 제거한 상태를 도시하는 사시도.
도 4는 도 1의 분해 사시도.
도 5는 도 4를 반대측에서 본 상태를 도시하는 분해 사시도.
도 6(a)는 베이스를 상방측에서 본 상태를 도시하는 사시도, (b)는 베이스를 하방측에서 본 상태를 도시하는 사시도.
도 7은 도 2에 도시하는 전자석 블록 및 가동 철편의 분해 사시도.
도 8은 도 2에 도시하는 전자석 블록과 가동 철편의 분해 사시도.
도 9는 도 1로부터 케이스를 제거한 상태를 도시하는 접점 폐성시의 단면도.
도 10은 도 1로부터 케이스를 제거한 상태를 도시하는 접점 개방시의 단면도.
도 11은 도 3의 접점 개폐부의 확대 사시도.
도 12는 도 4의 전자석 블록에 의한 흡인력 곡선과, 가동 접촉편에 작용하는 힘의 변화를 도시하는 그래프.

이하, 본 발명에 관한 실시 형태를 첨부 도면에 따라 설명하다. 또한, 이하의 설명에서는, 필요에 응하여 특정한 방향이나 위치를 나타내는 용어(예를 들면, 「상」, 「하」, 「측(側)」, 「단(端)」을 포함하는 용어)를 사용하는데, 그들 용어의 사용은 도면을 참조한 발명의 이해를 용이하게 하기 때문이고, 그들 용어의 의미에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것이 아니다. 또한, 이하의 설명은, 본질적으로 예시에 지나지 않고, 본 발명, 그 적용물 또는 그 용도를 제한하는 것을 의도하는 것이 아니다.

(1. 전체 구성)

도 1부터 도 5는, 본 실시 형태에 관한 전자 계전기를 도시한다. 이 전자 계전기는, 대략, 베이스(1)에, 전자석 블록(2), 접점 개폐부(3), 및, 가동 철편(4)을 마련하고, 케이스(5)를 씌운 것이다.

(1-1. 베이스 1)

베이스(1)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 합성수지 재료를 성형 가공함에 의해 평면으로 보아 사각형 형상으로 형성되고, 긴변방향의 2개소에는, 제1 장착부(6)와 제2 장착부(7)가 마련되어 있다(이하, 긴변에 따라 긴변방향으로 늘어나는 방향을 X축, 짧은변에 따라 짧은변방향으로 늘어나는 방향을 Y축, 높이방향으로 늘어나는 방향을 Z축으로 하여 설명한다).

제1 장착부(6)는, 후술하는 전자석 블록(2)을 장착하기 위한 것으로, 제1 주연벽(8)과 제2 장착부(7)로 둘러싸여진 오목개소(9) 내에 지지 오목부(10)가 형성되어 있다. 오목개소(9)의 저면에는, 지지 오목부(10)의 (베이스(1)의 짧은변방향 : YY'방향) 양측에, 상하면에 관통하는 한 쌍의 코일 단자구멍(11)이 각각 형성되어 있다. 지지 오목부(10)의 (베이스(1)의 긴변방향) 부근에는 가이드부(12)가 형성되어 있다. 가이드부(12)는, 짧은변방향(YY'방향)에 대응하여 마련한 한 쌍의 가이드벽(13)과, 이들을 잇는 절연벽(14)으로 구성되어 있다. 가이드벽(13)의 대향면에는, 상하 방향으로 늘어나는 가이드 홈(15)이 각각 형성되어 있다. 양 가이드 홈(15)에 의해, 후술하는 요크(41)의 양측부가 가이드된다. 또한, 가이드벽(13)과 절연벽(14)으로 둘러싸여진 영역의 중앙 부분에는, 가이드 오목부(16)가 형성되어 있다. 가이드 오목부(16)에는, 후술하는 힌지 스프링(44)의 피(被)가이드부(50)가 위치한다.

제2 장착부(7)는, 접점 개폐부(3)를 장착하기 위한 것으로, 상기 제1 장착부(6)의 제1 주연벽(8)과 동일 높이의 대좌부(17)가 형성되어 있다. 대좌부(17)에는, YY'방향으로 늘어나는, 슬릿형상을 한 제1 단자구멍(18)이 형성되어 있다. 제1 단자구멍(18)은, 베이스(1)의 저면에서는 양측의 2개소의 연통부(19)에서만 관통하고, 후술하는 가동 접촉편(52)이 압입되도록 되어 있다. 대좌부(17)의 제1 장착부측을 제외한 3변에서는 제2 주연벽(20)이 형성되어 있다. 제2 주연벽(20)의 X'방향측을 구성하는 부분은 두께가 커지고, 그곳에는 YY'방향으로 늘어나는, 슬릿형상을 한 한 쌍의 제2 단자구멍(21)이 각각 형성되어 있다. 각 제2 단자구멍(21)에는, 후술하는 고정 접촉편(51)이 각각 압입 고정되도록 되어 있다.

(1-2. 전자석 블록(2))

전자석 블록(2)은, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 철심(22)에 스풀(23)을 통하여 코일(24)을 권회한 것이다.

철심(22)은, 자성 재료를 봉형상으로 한 것으로, 하단부에 플랜지형상의 자극부(25)가 형성되고, 상단부에는 요크(41)가 가체(加締) 고정되도록 되어 있다.

스풀(23)은, 합성수지 재료를 성형 가공함에 의해 얻어지고, 중심구멍(26)을 형성하는 통형상의 몸통부(27)와, 그 상하 양단부에 형성된 차양부(상단측 차양부(28) 및 하단측 차양부(29))로 구성되어 있다.

상단측 차양부(28)는, 윗면에 릴리프 홈(30)이 형성되고, 그곳에는 중심구멍(26)이 개구하고 있다. 릴리프 홈(30)에는, 후술하는 요크(41)의 일단부가 배치된다. 하단측 차양부(29)에는 중심구멍(26)이 개구하고, 거기에서 철심(22)을 삽입 가능하도록 되어 있다.

하단측 차양부(29)의 양측부에는 단자 부착부(31)가 마련되고, 그곳에는 단자 지지구멍(32)이 각각 형성되어 있다. 각 단자 지지구멍(32)에는, 후술하는 코일 단자(36)가 압입 고정된다. 단자 부착부(31)의 일단 양측에는 단부(段部)(33)가 각각 형성되고, 단자 지지구멍(32)에 압입 고정한 코일 단자(36)의 코일 권부부(卷付部)(39)가 각각 돌출하도록 되어 있다. 또한, 하단측 차양부(29)에는, 몸통부(27)로부터 측단면(側端面)에 걸쳐서 한쪽의 단부(33)에 연통한, 안내 홈(34)이 형성되어 있다. 안내 홈(34)에는, 몸통부(27)에 권회하는 코일(24)의 일단측(감기 시작측)이 배치되고, 단부(33)에 돌출하는 코일 단자(36)의 코일 권부부(39)에 휘감겨지도록 되어 있다. 하단측 차양부(29)의 저면에는 소정 간격으로 한 쌍의 가이드 돌기부(35)가 마련되어 있다. 이들 가이드 돌기부(35)는, 베이스(1)의 지지 오목부(10) 내에 위치하여 베이스(1)에 대해 스풀(23) 즉 전자석 블록(2)을 위치 결정하는 역할을 다한다.

코일 단자(36)는, 도전성 재료를 평판형상으로 한 것으로, 하단부는 하방을 향함에 따라 서서히 폭 및 두께가 작아지도록 형성되어 있다. 코일 단자(36)의 상단부에는 프레스 가공에 의해 편면(片面)으로부터 팽출하는 압입부(37)가 형성되고, 그 상방 부분은 폭광부(幅廣部)(38)로 되어 있다. 폭광부(38)의 일단부터는 코일 권부부(39)가 돌출하고 있다.

코일(24)은, 스풀(23)의 몸통부(27)에 권회된 후, 외주면에 절연 시트(40)가 부착되도록 되어 있다. 코일(24)의 일단부가 상기 스풀(23)의 안내 홈(34)에 배치되고, 스풀(23)의 몸통부(27)에의 권회 후, 양단부는 각각 각 코일 단자(36)의 코일 권부부(39)에 휘감겨진 후, 솔더링된다.

상기 철심(22)의 일단부에는 요크(41)가 가체 고정되어 있다.

요크(41)는, 자성 재료를 약 L자형이 되도록 절곡한 것이다. 요크(41)의 일단부에는, 상기 철심(22)의 일단부를 삽통하여 가체 고정하기 위한 개구부(41a)가 형성되어 있다. 요크(41)의 타단부는 폭이 넓게 되고, 그 하단부 양측에는 돌출부(42)가 각각 형성되어 있다. 양 돌출부(42)의 사이에는, 후술하는 가동 철편(4)이 위치하고, 한쪽의 모서리부가 가동 철편(4)을 회동 가능하게 지지하는 지점(支點)으로서 기능하고 있다. 요크(41)의 중간부 외면에는, 상하 2개소에 가체용의 돌기(43)가 형성되어 있다.

상기 요크(41)의 중간부에는, 상기 돌기(43)를 이용하여 힌지 스프링(44)이 가체 고정되어 있다. 단, 요크(41)에의 힌지 스프링(44)의 고정 방법은, 가체로 한하지 않고, 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접 등, 다른 방법으로 행하도록 하여도 좋다.

힌지 스프링(44)은, 요크(41)의 중간부 외면에 면접촉하는 접속부(45)를 구비한다. 접속부(45)에는, 2개소에 관통구멍(45a)이 형성되고, 상기 요크(41)의 돌기(43)가 삽통되어 가체되도록 되어 있다.

접속부(45)의 상방 부분은, 요크(41)의 중간부 외면으로부터 서서히 떨어지도록 소정 각도로 늘어나는 탄성 당접부(46)로 되어 있다. 탄성 당접부(46)는, 후술하는 가동 철편(4)에 마련한 카드 부재(65)의 가압 받이부(受部)에 탄성 접촉 가능하도록 되어 있다. 탄성 당접부(46)는, 가동 철편(4)이 원래의 위치로 복귀 이동할 때의 충돌음의 발생을 완화한다.

접속부(45)의 하방 부분은, 요크(41)의 중간부 외면으로부터 서서히 떨어지도록 소정 각도로 늘어나는 제1 경사부(47)와, 이 제1 경사부(47)로부터 요크측으로 서서히 접근하도록 소정 각도로 늘어나는 제2 경사부(48)로 이루어지는 탄성 지지부(49)로 되어 있다. 탄성 지지부(49)는, 제2 경사부(48)가 후술하는 가동 철편(4)에 압접하고, 가동 철편(4)을 회동 가능하게 탄성 지지한다.

탄성 지지부(49)의 하방 부분은, 탄성 지지부(49)에 의해 가동 철편(4)을 탄성 지지한 상태에서, 연직 하방으로 늘어나는 피(被)가이드부(50)로 되어 있다. 피가이드부(50)는, 베이스(1)의 제1 장착부(6)에 형성한 가이드 오목부(16)에 배치되고, 가이드 오목부(16)에 가이드됨에 의해 힌지 스프링(44)은 위치 어긋남이 방지되어 있다.

(1-3. 접점 개폐부(3))

접점 개폐부(3)은, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 구리 등의 도전성 재료를 판형상으로 프레스 가공한, 고정 접촉편(51)과 가동 접촉편(52)으로 구성되어 있다.

고정 접촉편(51)은, 압입부(53)와, 압입부(53)로부터 하방측으로 늘어나는 단자부(54)와, 압입부(53)로부터 상방측으로 늘어나는 접촉편부(55)로 구성되어 있다. 압입부(53)에는, 프레스 가공에 의해 편면부터 팽출하는 팽출부(56)가 형성되어 있다. 이 팽출부(56)에 의해 베이스(1)의 제2 단자구멍(21)에 압입 가능하도록 되어 있다. 단자부(54)는, 압입부(53)보다도 폭이 좁고, 편측으로 위치를 비켜 놓아 형성되어 있다. 접촉편부(55)는, 단자부(54)와는 반대측에 위치를 비켜 놓아 형성되고, 압입부(53)의 거의 반분의 폭 치수로 되어 있다. 접촉편부(55)의 상단부에는 관통구멍이 형성되고, 그곳에는 고정 접점(57)이 가체 고정되어 있다.

가동 접촉편(52)은, 압입부(58)와, 압입부(58)의 양측부터 상방측으로 각각 늘어나는 한 쌍의 접촉편부(59)로 구성되어 있다. 압입부(58)에는, 상기 고정 접촉편(51)과 마찬가지로, 상하 방향 중앙부에 폭방향으로 늘어나는 팽출부(60)가 형성되고, 베이스(1)의 제1 단자구멍(18)에 압입 가능하도록 되어 있다. 또한, 압입부(58)의 하연(下緣) 양단부에는 하방으로 돌출하는 한 쌍의 돌기(61)가 형성되어 있다. 접촉편부(59)는, 압입부(58)의 근방 부분에서 굴곡되어 늘어나 있고, 상단부에는 관통구멍(59a)이 형성되고, 그곳에는 가동 접점(62)이 각각 가체 고정되어 있다. 가동 접촉편(52)은, 압입부(58)를 베이스(1)의 제1 단자구멍(18)에 압입된 상태에서, 가동 접점(62)이 제2 단자구멍(21)에 압입된 고정 접촉편(51)의 고정 접점(57)에 접리 가능하게 대향시킨다.

(1-4. 가동 철편 4)

가동 철편(4)은, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 판형상의 자성 재료를 프레스 가공에 의해 약 L자형으로 형성한 것이다. 가동 철편(4)의 일단측은, 철심(22)의 자극부(25)에 흡인되는 피흡인부(63)이다. 피흡인부(63)의 선단부 및 기부(基部)는 폭이 좁게 되어 있고, 스풀(23)의 저면에 형성한 가이드 돌기부(35)와, 요크(41)의 하단부에 형성한 돌출부(42)와의 간섭이 각각 회피되어 있다. 가동 철편(4)의 타단측에는 개구부(64)가 형성되어 있다. 개구부(64)에는 힌지 스프링(44)이 삽통하고, 피흡인부(63)의 모서리부에 압접(壓接)하고 있다. 가동 철편(4)의 타단부는 폭이 좁게 되어 있고, 또한, 개구부(64)의 상방측에는 카드 부재(65)가 일체화되어 있다.

카드 부재(65)는, 합성수지 재료로 이루어지고, 일체화한 가동 철편(4)의 상단측이 노출한 한쪽의 면에는, 가동 철편(4)의 상단부의 양측에 형성되는 제1 돌출부(66)와, 상방측에 형성된 제2 돌출부(67)가 각각 형성되어 있다. 가동 철편(4)의 피흡인부(63)가 철심(22)의 자극부(25)로부터 이간한 때, 제2 돌출부(67)에 힌지 스프링(44)의 탄성 당접부(46)가 충돌한 후, 제1 돌출부(66)가 요크(41)에 맞닿도록 구성되어 있다. 카드의 다른쪽의 면에는, 폭방향에 소정 간격으로 상하 방향으로 늘어나는 돌조부(68)가 형성되어 있다. 돌조부(68)의 상단부에는, 또한 돌출하는 가압부(69)가 형성되고, 가동 접촉편(52)의 접촉편부(55)의 상단부를 가압 가능하도록 되어 있다. 카드 부재(65)의 하단부에는, 다른쪽의 면보다도 돌출하고, 또한 하방측으로 늘어나는 차폐벽(70)이 형성되어 있다.

(1-5. 케이스 5)

케이스(5)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 합성수지 재료를 하면이 개구한 상자형상으로 한 것이다. 케이스(5)의 윗면 모서리부에는 밀폐용구멍(71)이 형성되어 있다. 밀폐용구멍(71)은, 베이스(1)와 케이스(5)의 감합(嵌合) 부분의 실 후에 열(熱) 밀봉된다. 케이스(5)의 윗면 연부(緣部)(밀폐용구멍(71)과 반대측)에는, 양측 및 중앙부에 슬릿형상의 오목부(72)가 각각 형성되어 있다. 각 오목부(72)의 사이에는, 윗면보다도 움푹 들어간 오목개소(73)가 형성되어 있고, 그 상면 중앙부에는 돌기(74)가 각각 형성되어 있다.

상기 케이스(5)에는, 오목부(72) 및 오목개소(73)를 이용하여 아크 소호(消弧) 부재(75)가 부착되어 있다.

아크 소호 부재(75)는, 아크를 소호시키기 위해 소정 간격으로 배치한 한 쌍의 영구자석(76)과, 이들 영구자석(76)을 자기적으로 접속하기 위한 자성 재료로 이루어지는 접속 부재(77)로 구성되어 있다.

영구자석(76)은 개략 직방체 형상으로, 접속 부재(77)의 양 대향벽(78)의 내면에 부착한 상태에서, 대향면이 다른 극성이 되도록 배치된다. 단, 대향면의 극성은, 접점 사이에서 전류가 흐르는 방향의 차이에 응하여 아크 전류에 작용하는 힘의 방향이, 후술하는 접속 부재(77)의 중간벽(79)측을 향하도록 설정하면 좋다.

접속 부재(77)는, 판형상의 자성 재료를 프레스 가공에 의해, 양단측이 서로 대향하도록 굴곡한 것이다. 각 대향벽(78)의 내면에는 영구자석(76)이 그 자신의 자력에 의해 흡착 고정되어 있다. 접속 부재(77)의 중간벽(79)에는, 양측부가 각각 다른 단부측으로부터 잘라세움에 의해, 상기 각 대향벽(78)의 사이에 위치하는 중간 돌출부(80)가 각각 형성되어 있다. 각 중간 돌출부(80)는, 양 대향벽(78)의 중앙부에 위치하고, 양 접점 개폐 위치의 사이에 돌출함에 의해 자로(磁路)를 단축하는 역할을 다하고 있다. 즉, 각 영구자석(76)으로부터 발생한 자속은, 중간 돌출부(80)를 통하여 중간벽(79) 및 각 대향벽(78)을 통과하고, 영구자석(76)으로 되돌아오는 자기 회로로 폐(閉)루프를 구성한다.

이와 같이, 상기 아크 소호 부재(75)에 의하면, 한 쌍의 영구자석(76)뿐만 아니라, 이들을 자기적으로 접속하기 위한 접속 부재(77)를 마련하도록 하고 있다. 이 때문에, 자기 회로가 형성되고, 자속 누출이 발생하기 어렵게 된다. 또한, 중간 돌출부(80)를 마련함에 의해, 자로를 짧게 설정할 수 있다. 따라서 자기 효율을 높이는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 접점 개폐시에 아크가 발생하였다고 하여도, 이 아크는, 플레밍 왼손의 법칙에 의해 측방으로 신장되어, 단시간에 소호되게 된다.

(2. 조립 방법)

계속해서, 상기 구성으로 이루어지는 전자 계전기의 조립 방법에 관해 설명한다.

스풀(23)의 몸통부(27)에 코일(24)을 권회하고, 하단측 차양부(29)에 코일 단자(36)를 압입 고정한다. 코일(24)의 양단부는, 코일 권부부(39)에 휘감아 솔더링한다. 또한, 스풀(23)의 중심구멍(26)에, 하단측부터 철심(22)을 삽통하고, 상단으로부터 돌출한 부분에, 미리 힌지 스프링(44)을 부착한 요크(41)를 가체 고정한다. 이에 의해, 전자석 블록(2)이 완성된다.

완성한 전자석 블록(2)에는, 힌지 스프링(44)을 이용하여 요크(41)의 하단부에 가동 철편(4)을 회동 가능하게 지지한다. 이 상태에서는, 가동 철편(4)에 일체화한 카드 부재(65)의 제1 돌출부(66)가 요크(41)에 맞닿음 가능하게 되고, 또한, 힌지 스프링(44)의 탄성 당접부(46)가 카드 부재(65)의 제2 돌출부(67)에 접리 가능하게 된다. 그리고, 가동 철편(4)을 부착한 전자석 블록(2)과, 접점 개폐부(3)를 베이스(1)에 장착한다.

전자석 블록(2)의 장착에서는, 코일 단자(36)를 베이스(1)의 코일 단자구멍(11)에 압입하고, 요크(41)의 양측부를 가이드벽(13)의 가이드 홈(15)에 삽입한다. 장착 상태에서는, 가이드 돌기부(35)가 지지 오목부(10) 내에 위치하고, 전자석 블록(2)이 YY'방향에 위치 결정된다. 또한, 요크(41)의 돌출부(42)의 하단면과, 단자 부착부(31)의 저면이 각각 베이스(1)의 오목개소(9)의 저면에 맞닿는다. 이에 의해, 베이스(1)의 오목개소(9)의 저면과 스풀(23)의 하단측 차양부(29)의 저면과의 사이에 가동 철편(4)이 회동 가능한 간극이 형성된다. 가동 철편(4)에 일체화한 카드 부재(65)의 차폐벽(70)이 베이스(1)의 절연벽(14)을 넘어서 배치된다. 이 때, 베이스(1)의 가이드벽(13) 및 절연벽(14), 카드 부재(65)의 상방부 및 차폐벽(70)에 의해, 전자석 블록(2)과 접점 개폐부(3)와의 사이의 절연성이 충분히 확보된다.

또한, 접점 개폐부(3)의 장착에서는, 가동 접촉편(52)의 압입부(58)를 베이스(1)의 제1 단자구멍(18)에 압입한다. 가동 접촉편(52)의 장착에서는, 돌기(61)가 연통부(19)에 위치함에 의해, 베이스(1)의 저면에서 가동 접촉편(52)의 장착 상태를 확인할 수 있도록 되어 있다. 또한, 가동 접촉편(52)의 상단부에는, 먼저 장착한 카드 부재(65)의 가압부(69)가 압접하고, 가동 철편(4)은, 가동 접촉편(52)의 탄성력에 의해 피흡인부(63)가 철심(22)의 자극부(25)로부터 이간한 초기 위치에 위치 결정된다.

또한, 고정 접촉편(51)의 단자부(54)를 베이스(1)의 제2 단자구멍(21)에 삽입하고, 압입부(53)를 압입하여 고정한다. 이 상태에서는, 고정 접촉편(51)은 가동 접촉편(52)에 소정 간격으로 대향하고, 고정 접점(57)에 대해 가동 접점(62)이 접리 가능하게 된다.

또한, 케이스(5)에 아크 소호 부재(75)를 부착한다. 아크 소호 부재(75)의 부착에서는, 접속 부재(77)의 대향벽(78)에 영구자석(76)을 부착한 상태에서, 케이스(5)에 형성한 각 오목부(72)에, 접속 부재(77)의 대향벽(78) 및 영구자석(76)과, 중간 돌출부(80)를 각각 삽통한다. 그리고, 아크 소호 부재(75)를 부착한 케이스(5)를 베이스(1)에 씌우고, 양자의 감합 부분을 실 한다.

또한, 내부 공간은, 밀폐용구멍(71)을 열 밀봉함에 의해 밀봉상태로 하면 좋다. 단, 밀폐용구멍(71)은 개방한 채로 하여, 내부 공간을 주위 분위기와 연통한 상태로 사용하는 것도 가능하다.

(3. 동작)

다음에, 상기 구성으로 이루어지는 전자 계전기의 동작에 관해 설명한다.

코일(24)에 통전하지 않고, 전자석 블록(2)이 소자(消磁)하고 있는 상태에서는, 가동 철편(4)이 가동 접촉편(52)의 탄성력에 의해 요크(41)에 의해 지지된 지점을 중심으로 하여 피흡인부(63)를 철심(22)의 자극부(25)로부터 이간하는 초기 위치에 위치한다. 따라서 가동 접점(62)은 고정 접점(57)으로부터 이간한 개방상태를 유지한다.

코일(24)에 통전하고, 전자석 블록(2)을 여자하면, 도 9에 도시하는 바와 같이, 가동 철편(4)은 철심(22)의 자극부(25)에 피흡인부(63)가 흡인되어, 가동 접촉편(52)의 가세력에 대항하여 회동한다. 이에 의해, 가동 접촉편(52)이 탄성 변형하고, 가동 접점(62)을 고정 접촉편(51)의 고정 접점(57)에 폐성(閉宬)한다.

코일(24)에의 통전을 차단하고, 전자석 블록(2)을 소자하면, 가동 철편(4)은 철심(22)의 흡인력을 잃어버려 가동 접촉편(52)의 탄성력에 의해 회동한다. 이 때, 우선, 가동 철편(4)의 카드 부재(65)에 형성한 제2 돌출부(67)가 힌지 스프링(44)의 탄성 당접부(46)에 충돌한다. 제2 돌출부(67)는 합성수지제이고, 탄성 당접부(46)는 탄성 변형한다. 게다가, 가동 철편(4)이 회동을 시작하고 나서 조기에 제2 돌출부(67)와 탄성 당접부(46)의 맞닿음 상태가 얻어진다. 따라서 충돌음(衝突音)은 거의 발생하는 일이 없다. 그리고, 가동 철편(4)이 더욱 회동함에 의해 탄성 당접부(46)를 탄성 변형시키면서, 합성수지제의 제1 돌출부(66)가 요크(41)의 중간부에 맞닿는다. 이 때문에, 가동 철편(4)의 회동 속도가 저감되고, 여기서도 충돌음의 발생은 충분히 억제된다. 이와 같이, 가동 철편(4)은 충돌음을 발생시키는 일 없이 스무스하게 초기 위치로 복귀하고, 가동 접점(62)은 고정 접점(57)으로부터 이간하여 개방 위치에 위치한다.

그런데, 접점을 개방할 때, 접점 사이에 아크가 발생하는 일이 있다. 이 경우, 접점 개폐 영역의 주위에는 아크 소호 부재(75)가 배치되어 있기 때문에, 발생한 아크는 신속하게 소호된다.

즉, 각 영구자석(76)의 N극으로부터 발생한 자속은, 접속 부재(77)의 중간 돌출부(80)를 통하여 중간벽(79)을 통과하고, 대향벽(78)으로부터 상기 각 영구자석(76)의 S극으로 되돌아오는 자기 회로를 각각 흐른다. 각 자기 회로는 폐루프를 구성하고, 주위에의 자속 누설이 거의 없다. 그리고, 중간 돌출부(80)의 존재에 의해 접점 개폐 위치, 즉 접점 사이에 발생한 아크에 대해 효과적으로 자력을 작용시킬 수 있다. 이 결과, 플레밍 왼손의 법칙에 의해, 발생한 아크에는, 접점 개방 방향과는 직교하는 방향으로 힘이 작용하고, 이 아크는 크게 지연되기 때문에, 급속하게 소호되게 된다.

여기서는, 가동 접촉편(52)으로, 양 고정 접촉편(51) 사이를 개폐하도록 구성하였기 때문에, 접점 개방시의 아크 전류가 도 11에 도시하는 방향으로 흐르기 때문에, 아크를 접속 부재(77)의 중간벽측으로 변형시킬 수 있는 자속 방향을 얻을 수 있도록 영구자석(76)의 자극을 대향면에서 이극(異極)이 되도록 설정하고 있다. 즉, 아크를 접속 부재(77)의 중간벽측으로 변형시킴으로써, 아크의 소호를 보다 확실한 것으로 하고 있다. 따라서 접점 개폐부(3)의 구성이 상위하면, 그 차이에 응하여 영구자석(76)의 자극을 설정하면 좋다.

또한, 상기 전자석 블록(2)의 동작 전압은 다음과 같이 하여 조정할 수 있다.

즉, 힌지 스프링(44)의 탄성 당접부(46)의 경사각도를 변경함에 의해, 전자석 블록(2)의 동작 전압을 억제하는 것이 가능하게 된다. 자세한 것은, 요크(41)에 대한 탄성 당접부(46)의 경사각도를 크게 하면, 도 12의 그래프에 도시하는 바와 같이, 철심(22)의 자극부(25)로부터 발생시킨 자계에 의해 가동 철편(4)의 피흡인부(63)에 작용하는 힘의 변화(흡인력 곡선)에 대해, 동작점의 위치를 변경할 수 있다. 즉, 탄성 당접부(46)의 경사각도를 크게 함에 의해, 접점이 개방하고 나서 제1 돌출부(66)에 탄성 당접부(46)가 맞닿기 까지 필요해지는 힘을 억제할 수 있다. 이 결과, 흡인력 곡선이, 도시된 것보다도 작은 위치에서 변화하도록, 전자석 블록(2)의 동작 전압을 억제하는 것이 가능하게 된다.

(4. 다른 실시 형태)

또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 기재된 구성으로 한정되는 것이 아니고, 여러 가지의 변경이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 가동 접촉편(52)을, 압입부(37)으로부터 늘어나는 한 쌍의 접촉편으로 구성하도록 하였지만, 2부재(2개의 가동 접촉편(52))로 구성하여도 좋다. 또한, 고정 접촉편(51)을 2부재로 구성하였지만, 상기 가동 접촉편(52)과 마찬가지로 연속한 일체 구성으로 하여도 좋다.

또한, 가동 접촉편(52)과 고정 접촉편(51)의 조합은, 1조(組)의 조합이라도 좋고, 3조 이상이라도 좋다.

1 : 베이스
2 : 전자석 블록
3 : 접점 개폐부
4 : 가동 철편
5 : 케이스
6 : 제1 장착부
7 : 제2 장착부
8 : 제1 주연벽
9 : 오목개소
10 : 지지 오목부
11 : 코일 단자구멍
12 : 가이드부
13 : 가이드벽
14 : 절연벽
15 : 가이드 홈
16 : 가이드 오목부
17 : 대좌부
18 : 제1 단자구멍
19 : 연통부
20 : 제2 주연벽
21 : 제2 단자구멍
22 : 철심
23 : 스풀
24 : 코일
25 : 자극부
26 : 중심구멍
27 : 몸통부
28 : 상단측 차양부
29 : 하단측 차양부
30 : 릴리프 홈
31 : 단자 부착부
32 : 단자 지지구멍
33 : 단부
34 : 안내 홈
35 : 가이드 돌기부
36 : 코일 단자
37 : 압입부
38 : 광폭부
39 : 코일 권부부
40 : 절연 시트
41 : 요크
42 : 돌출부
43 : 돌기
44 : 힌지 스프링
45 : 접속부
46 : 탄성 당접부
47 : 제1 경사부
48 : 제2 경사부
49 : 탄성 지지부
50 : 피가이드부
51 : 고정 접촉편
52 : 가동 접촉편
53 : 압입부
54 : 단자부
55 : 접촉편부
56 : 팽출부
57 : 고정 접점
58 : 압입부
59 : 접촉편부
60 : 팽출부
61 : 돌기
62 : 가동 접점
63 : 피흡인부
64 : 개구부
65 : 카드 부재
66 : 제1 돌출부
67 : 제2 돌출부
68 : 돌조부
69 : 가압부
70 : 차폐벽
71 : 밀폐용구멍
72 : 슬릿
73 : 오목개소
74 : 돌기
75 : 아크 소호 부재
76 : 영구자석
77 : 접속 부재
78 : 대향벽
79 : 중간벽
80 : 중간 돌출부

Claims

베이스상에, 봉형상의 철심의 외주측에 스풀을 통하여 코일을 권회하고, 상기 철심의 일단부에 일단부를 고정한 요크의 타단부를 상기 철심의 타단측의 자극부의 측방까지 신장하여 이루어지는 전자석 블록을, 상기 철심의 자극부가 베이스측에 간극을 갖도록 하여 배치하고, 상기 요크에 힌지 스프링을 고정하고, 상기 요크의 타단부를 지점으로 하여 상기 힌지 스프링의 탄성 지지부에 의해 지지한 상태에서 회동 가능하게 가동 철편을 마련하고, 상기 전자석 블록을 여자하고, 상기 철심의 자극부에 상기 가동 철편의 피흡인부를 흡인하여 회동시킴에 의해 접점 개폐부를 구동하도록 한 전자 계전기로서,
상기 힌지 스프링은, 상기 요크에의 고정 위치부터 상기 탄성 지지부와는 반대측으로 늘어나는 탄성 당접부를 구비하고,
상기 가동 철편은, 상기 지점을 끼우고 상기 피흡인부와는 반대측에, 상기 요크에 맞닿기 전에 상기 탄성 당접부에 맞닿음 가능한 카드 부재를 일체화하고,
상기 카드 부재는, 상기 힌지 스프링의 탄성 당접부에 맞닿음 가능한 제1 돌출부를 구비하며,
또한, 상기 카드 부재는, 상기 제1 돌출부가 상기 힌지 스프링의 탄성 당접부에 맞닿은 후, 상기 요크에 맞닿는 제2 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 계전기.
제1항에 있어서,
상기 카드 부재를 일체화한 가동 철편은, 베이스상에 배치한 전자석 블록의 요크의 높이 치수 이하의 영역에 배치되고,
상기 힌지 스프링의 탄성 당접부는, 상기 카드 부재와 상기 요크와의 사이에 배치한 것을 특징으로 하는 전자 계전기.
삭제
삭제
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 힌지 스프링은, 상기 가동 철편의 지지 위치에 대해 상기 요크에의 고정 위치와는 반대측에 피가이드부를 구비하고,
상기 베이스는, 상기 힌지 스프링의 피가이드부가 배치되어, 상기 힌지 스프링의 위치 어긋남을 방지하는 지지 오목부을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 계전기.