KR101902012B1

KR101902012B1 - 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치

Info

Publication number: KR101902012B1
Application number: KR1020170170746A
Authority: KR
Inventors: 조현길
Original assignee: 주식회사 와이엠텍
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2018-11-07

Abstract

개시되는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치는, 부하 회로에 전기적으로 연결되는 한 쌍의 고정접촉자; 상기 한 쌍의 고정접촉자에 양단이 선택적으로 접속되어 통전시키는 가동접촉자; 상기 한 쌍의 고정접촉자가 서로 분리된 위치에 고정되며, 하부에 상기 가동접촉자가 선택적으로 승강하는 공간으로 정의되는 아크챔버를 가지는 아크커버; 상기 가동접촉자의 승강방향으로 배치되며, 상기 가동접촉자의 중앙에 결합되고, 상기 가동접촉자의 승강을 구동하는 이동샤프트; 상기 이동샤프트의 상측 말단에 구비되어 상기 가동접촉자의 분리를 방지하는 분리방지부재; 상기 이동샤프트에 끼워져 구비되며, 상기 가동접촉자를 기준으로 상기 분리방지부재의 반대 측에 위치되어 상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자에 접속되는 방향으로 복원력을 제공하는 접압 탄성부재; 상기 이동샤프트에 구비되며, 상기 이동샤프트의 길이방향으로 상기 가동접촉자의 일 측과 타 측에 분리되어 구비되며, 상기 가동접촉자에 흐르는 전류변화에 의해 상기 가동접촉자를 감싸는 방향의 자력이 형성되는 상측 전자석;과 하측 전자석; 및 상기 이동샤프트에 고정되어 상기 이동샤프트의 움직임과 연동되도록 구비되는 고정부;와, 상기 고정부로부터 연장되어 상기 아크커버의 일 측에 결합되며 상기 이동샤프트의 승강방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 슬라이딩부;를 가지는 회동방지레버;를 포함한다.

Description

접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치{Contacting device with function of suppressing contact repulsion}

본 발명(Disclsoure)은, 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에 관한 것으로서, 구체적으로 부하 회로의 단락 시 접점 손상을 최소화하기 위하여 과전류내량(過電流耐量)을 증대시킨 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에 관한 것이다.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

일반적으로 스위칭 장치는 접촉기와 릴레이(RELAY) 등과 같이 제어용 코일에 전류를 인가하여 접점 장치를 구동하여 고전압 대전류를 제어하는 수단이며, 그 중 직류 전류를 차단하기 용이하도록 특화한 장치가 고전압 직류 접점 장치이다.

고전압 직류 접점장치는 태양광 발전, 전기 자동차, 전기 자동차 충전기 및 에너지 저장시스템 등에 사용되고 있다.

도 1은 종래의 접점 스위칭 장치를 보인 도면으로서, 도 1을 참조하면, 종래 고전압 접점장치(10)는, 고정접촉자(11a) 및 가동접촉자(11b)를 수용하고 상기 고정접촉자(11a) 및 가동접촉자(11b)가 접촉 또는 이격될 때 발생하는 아크를 소호하는 아크소호부(11)와, 상기 아크소호부(11)의 하부에 형성되어 상기 가동접촉자(11b)를 상하 방향으로 이동시키는 솔레노이드부(12)를 포함하여 구성된다.

상기 아크소호부(11)의 구성은, 부하측에 전기적으로 연결되는 고정접촉자(11a) 및 상기 고정접촉자(11a)와의 접촉 및 이격 동작으로 고전류의 흐름을 단속하는 가동접촉자(11b)를 포함하고, 절연 재질로 제작이 용이한 합성수지로 형성되고 내부에는 아크 소호공간을 형성하며 하부는 개방된 수지하우징(11c)과, 상기 수지하우징(11c)의 개방된 하부를 절연 차단하는 하측차단부(11d)를 포함하여 구성되고, 에폭시화합물(14)로 기밀된 수지하우징(11c)의 내측 아크 소호공간에는 배기파이프(11g)를 통해 질소 등의 환원성 가스가 충진된다.

또한, 상기 수지하우징(11c)의 상부에는 한 쌍의 고정접촉자(11a)가 관통하도록 결합 설치되고, 상기 한 쌍의 고정접촉자(11a) 하측으로는 가동접촉자(11b)가 이격 설치되는 것으로, 상기 가동접촉자(11b)는 솔레노이드부(12)의 구동에 의해 상하로 이동하면서 고정접촉자(11a)와 접촉 또는 이격 동작하며, 가동접촉자(11b) 중앙에는 후술되는 가동코어핀(12f)이 하측 방향으로 결합 설치된다.

솔레노이드부(12)는 여자코일(12b)에 인가된 전원을 제어함으로 가동접촉자(11b)를 이동시켜 고정접촉자(11a)와 접촉 및 이격을 통한 온-오프 동작으로 고전류의 흐름을 단속하는 것으로, 그 구성은 내측 중앙이 수직으로 관통된 원통형의 보빈(12a)과, 상기 보빈(12a)의 둘레에 권회되는 여자코일(12b)과, 상기 하측차단부(11d)의 저면에 배치되는 요크플레이트(12c)와, 상기 보빈(12a)의 내주연측에 끼움 결합되는 고정코어(12d)와, 상기 고정코어(12d)의 내주연측에 밀착 결합되어 슬라이딩 동작하는 것으로 자기회로 형성시 요크플레이트(12c) 측에 접촉 및 이격 동작하는 가동코어(12e)와, 상기 가동접촉자(11b)에 일단이 연결되고 그 타단은 상기 가동코어(12e)에 연결되는 가동코어핀(12f)과, 상기 가동코어(12e)가 요크플레이트(12c)로부터 이격 동작하도록 탄성력을 가하는 복귀스프링(12g)을 포함하여 구성된다.

상기와 같은 아크소호부(11) 및 솔레노이드부(12)는 상부가 개방된 금속캔(13) 내부에 수용된 후 상부는 에폭시화합물(14)로부터 몰딩 처리하고, 상기 금속캔(13)은 다시 상부가 개방된 외측케이스(15) 내부에 수용된 후 상부는 커버(160)를 통해 덮어 차단하는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 고전압 접점장치의 동작은, 먼저, 솔레노이드부(12)의 여자코일(12b)에 전원이 인가되면, 여자코일(12b)과 금속캔(13) 및 요크플레이트(12c) 측에 자기회로가 형성되며, 가동코어(12e)는 상향으로 이동하여 요크플레이트(12c)와 접촉된다.

이 과정에서, 가동코어(12e)와 일체로 형성된 가동코어핀(12f)도 상향으로 이동하고, 가동코어핀(12f)의 상단부에 연결된 가동접촉자(11b)도 상향으로 이동하면서 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b) 상호 간의 접촉에 의한 통전이 이루어지게 된다. 이때 가동접촉자(11b)는 가동코어핀(12f)에 끼워져 구비되는 접압스프링(12h)에 의해 고정접촉자(11a)에 접속되는 방향으로 탄성지지 된다.

반면, 상기 여자코일(12b)에 공급되는 전원이 차단되면, 요크플레이트(12c) 측에 형성된 자기력이 상실되고, 상기 복귀스프링(12g)의 탄성력에 의해 가동코어(12e)는 요크플레이트(12c)로부터 이격된다.

이 과정에서, 가동코어(12e)와 일체로 형성된 가동코어핀(12f)도 하향으로 이동하고, 가동코어핀(12f)의 상단부에 연결된 가동접촉자(11b)도 하향으로 이동하면서 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b) 상호 간은 이격된다.

그러나 최근 들어, 고전압 직류 접점장치가 사용되는 장치의 용량이 점점 증가 되고, 그에 따라 단락 전류도 증가하고 있기 때문에 부하 단락시에 접점장치의 손상을 방지할 수 있는 접점장치의 수요가 증가하고 있다.

구체적으로, 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b)가 접속된 상태에서, 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b)에 단락 전류가 흐르면 단락 전류에 의하여 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b) 사이에 전자 반발력이 작용한다.

전자 반발력이 접압스프링(12h)의 힘보다 크게 되면 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b) 사이에 물리적 공간이 발생하게 되고, 물리적 공간 사이에 아크가 발생하게 되며, 이때 발생한 아크가 강하면 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b)가 녹아서 접점 장치에 폭발이 일어나게 된다.

한편, 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b) 사이에 발생한 아크에 의하여 전류가 감소하여 전자 반발력이 감소될 수 있는데, 전자 반발력이 감소 되면 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b)는 다시 통전 상태로 가지만, 고온의 아크가 사라지지 않은 상태에서 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b)가 마주하여 접촉하기 때문에 용착 현상이 발생하거나 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b)의 접촉면에 큰 손상을 일으키는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 접압스프링(12h)의 힘을 증대시켜, 단락 전류가 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b)에 흘렀을 때 전자 반발력에 의하여 고정접촉자(11a)와 가동접촉자(11b) 사이가 물리적으로 떨어지는 현상을 방지하는 방법을 고려할 수 있으나, 접압스프링(12h)의 힘을 증대시키면 솔레노이드부(12)의 체적이 증대되어 제품의 사이즈가 커지는 문제가 있다.

1. 한국 등록특허공보 제10-1034371호

본 발명(Discloure)은, 부하 회로의 단락 시 접점 손상을 최소화하기 위하여 과전류내량(過電流耐量)을 증대시킨 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치의 제공을 일 목적으로 한다.

본 발명(Discloure)은, 부하 회로의 단락 시 고정 접점에 대한 가동 접점의 접속력을 향상시키는 구조를 가지는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치는, 부하 회로에 전기적으로 연결되는 한 쌍의 고정접촉자; 상기 한 쌍의 고정접촉자에 양단이 선택적으로 접속되어 통전시키는 가동접촉자; 상기 한 쌍의 고정접촉자가 서로 분리된 위치에 고정되며, 하부에 상기 가동접촉자가 선택적으로 승강하는 공간으로 정의되는 아크챔버를 가지는 아크커버; 상기 가동접촉자의 승강방향으로 배치되며, 상기 가동접촉자의 중앙에 결합되고, 상기 가동접촉자의 승강을 구동하는 이동샤프트; 상기 이동샤프트의 상측 말단에 구비되어 상기 가동접촉자의 분리를 방지하는 분리방지부재; 상기 이동샤프트에 끼워져 구비되며, 상기 가동접촉자를 기준으로 상기 분리방지부재의 반대 측에 위치되어 상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자에 접속되는 방향으로 복원력을 제공하는 접압 탄성부재; 상기 이동샤프트에 구비되며, 상기 이동샤프트의 길이방향으로 상기 가동접촉자의 일 측과 타 측에 분리되어 구비되며, 상기 가동접촉자에 흐르는 전류변화에 의해 상기 가동접촉자를 감싸는 방향의 자력이 형성되는 상측 전자석;과 하측 전자석; 및 상기 이동샤프트에 고정되어 상기 이동샤프트의 움직임과 연동되도록 구비되는 고정부;와, 상기 고정부로부터 연장되어 상기 아크커버의 일 측에 결합되며 상기 이동샤프트의 승강방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 슬라이딩부;를 가지는 회동방지레버;를 포함한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에서, 상기 회동방지레버는, 상기 고정부가 상기 상측 전자석의 상부에 위치되며, 상기 상측 전자석 및 상기 가동접촉자의 적어도 일측면을 커버하도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에서, 상기 회동방지레버는, 전기 절연재료로 구비되고, 상기 고정부는, 상기 상측 전자석의 상면을 커버 하는 상측 커버;와, 상기 상측 커버의 측단에서 절곡되어 상기 상측 전자석의 측면을 커버하는 측면 커버;를 가지며, 상기 측면 커버는, 상기 가동접촉자 또는 상기 하측 전자석의 측면을 커버하도록 연장될 수 있다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에서, 상기 슬라이딩부는 상기 이동사프트 및 상기 가동접촉자에 동시에 직교하는 방향으로 연장될 수 있다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에서, 상기 이동샤프트는, 상기 상측 전자석 또는 상기 고정부가 상기 이동샤프트의 길이방향으로 이동되는 것이 제한되도록 걸림턱을 가질 수 있다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에서, 상기 측면 커버에 대해 상기 가동접촉자 또는 상기 하측 전자석의 측면이 접촉된 상태로 상기 이동샤프트의 승강방향으로 이동 가능하게 구비될 수 있다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에서, 상기 접압 탄성부재에 의해 상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자와 접속된 상태에서 상기 이동샤프트의 길이방향으로 상기 상측 전자석과 상기 가동접촉자 사이에 간격이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에서, 상기 아크커버는, 상기 아크챔버를 향하여 돌출되어 형성되고, 상기 슬라이딩부가 결합되며 상기 이동샤프트의 승강방향으로 길게 형성된 슬롯이 형성된 슬롯부;를 가질 수 있다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에서, 상기 아크커버는, 상기 슬롯부를 가지는 구획 벽에 의해 상기 아크챔버의 내부와 구획된 빈 공간으로 형성되는 수용부;를 가지며, 상기 수용부에는 상기 슬라이딩부의 말단에 의해 동작 되는 스위칭 레버를 가지는 보조접점부가 수용되어 상기 가동접촉자와 상기 고정접촉자의 접속상태를 외부에 전기적 신호를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에서, 상기 가동접촉자는 상기 한 쌍의 고정접촉자를 연결하는 직선과 평행한 방향으로 길게 형성된 장방형의 막대형상으로 구비되고, 상기 가동접촉자의 길이방향으로 양측에 배치되되, 상기 가동접촉자가 한 쌍의 고정접촉자와 접속되는 위치에 대응되도록 4개로 구비되고, 상기 가동접촉자의 길이방향과 직교하는 방향으로 자속을 형성하는 제1 영구자석부;을 가질 수 있다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치에서, 상기 가동접촉자는 상기 한 쌍의 고정접촉자를 연결하는 직선과 평행한 방향으로 길게 형성되는 몸체부;와, 상기 몸체부의 양단에서 상기 가동접촉자의 승강방향으로 절곡되어 형성되며 말단이 상기 고정접촉자에 접속되는 한 쌍의 접속부;를 가지며, 상기 한 쌍의 접속부와 각각 대향하도록 상기 몸체부의 길이방향으로 양단에 배치되며, 상기 접속부의 길이방향과 직교하는 방향으로 자속을 형성하는 제2 영구자석부;을 가질 수 있다.

본 발명에 따르면, 부하 회로의 단락 전류 발생시 가동접촉자에 흐르는 전류에 의해 상·하측 전자석 사이에 형성되는 인력에 의해 고정접촉자에 대한 가동접촉자의 접속력을 강화할 수 있다. 따라서 단락 전류에 의한 접점반발이 억제된다.

본 발명에 따르면, 회동방지레버에 의해 이동샤프트의 축회전이 방지되므로, 가동접촉자 또는 상·하측 전자석이 이송샤프트를 축으로 회동하여 아크챔버 벽면과 간섭 가능성을 배제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 가동접촉자의 측부에 영구자석을 배치함으로써, 가동접촉자와 고정접촉자의 접속과정에서 발생되는 아크를 이동시켜 효과적으로 소호할 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 가동접촉자의 양단을 절곡하여 구비할 수 있으므로, 아크챔버의 공간활용율 및 접압 탄성부재의 복원력을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 고전압 접점장치를 보인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치의 제1 실시형태를 개략적으로 보인 도면.
도 3은 도 2를 분해하여 보인 도면.
도 4는 도 3의 수직 단면도.
도 5는 도 3의 직류 고전압 접점장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 6 내지 도 8은 도 3에서 회동방지부재를 설명하기 위한 도면.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치의 제2 실시형태를 개략적으로 보인 도면.

이하, 본 발명에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치를 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치의 제1 실시형태를 개략적으로 보인 도면, 도 3은 도 2를 분해하여 보인 도면, 도 4는 도 3의 수직 단면도, 도 5는 도 3의 직류 고전압 접점장치의 동작을 설명하기 위한 도면, 도 6 내지 도 8은 도 3에서 회동방지부재를 설명하기 위한 도면이다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 실시형태에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치(100)는, 고정접촉자(110), 가동접촉자(120), 아크커버(130), 이동샤프트(140), 분리방지부재(150), 접압 탄성부재(160), 상·하측 전자석(170,180) 및 회동방지레버(190)를 포함한다.

이들 구성에 대한 자세한 설명에 앞서, 본 실시형태에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치(100)는 이동샤프트(140)를 승강시키는 구성으로 '발명의 배경이 되는 기술' 항목에서 설명한 솔레이노이드부(12) 또는 그에 준하는 구성이 적용되며, 이에 관한 자세한 설명은 앞서 설명한 솔레노이드부(12)에 대한 설명으로 갈음하고 이하에서는 생략하기로 한다.

본 실시형태에서, 고정접촉자(110)는 한 쌍으로 구비되며, 부하 회로와 전기적으로 연결되는 구성이다.

부하 회로와 연결을 위해, (+), (-)를 표기하여 적정한 연결을 유도할 수 있다.

가동접촉자(120)는, 한 쌍의 고정접촉자(110)를 통전시키거나 단락시키는 구성으로서, 한 쌍의 고정접촉자(110)에 양단이 선택적으로 접속될 수 있도록 구비된다.

아크커버(130)는, 한 쌍의 고정접촉자(110)가 일 측에 서로 떨어져 고정되는 구성이며, 하부에 가동접촉자(120)가 선택적으로 승강하는 공간으로 정의되는 아크챔버(130a)를 가진다.

여기서, 아크챔버(130a)의 내부 벽면은 고정접촉자(110)와 가동접촉자(120)가 접촉 또는 이격될 때 발생되는 아크로부터 보호를 위해 절연성 소재로 이루어진 절연차단벽이 구비될 수 있다.

절연성 소재는, 세라믹 또는 유리를 예로 들 수 있다.

이동샤프트(140)는, 가동접촉자(120)의 승강방향으로 배치되며, 가동접촉자(120)의 중앙에 결합되고, 가동접촉자(120)의 승강을 구동하는 구성이다.

가동접촉자(120)의 승강 구동력은, 솔레노이드부(12)에 의해 인가된다.

분리방지부재(150)는, 이동샤프트(140)의 상측 말단에 구비되며, 볼트, 와셔를 예로 들 수 있다.

분리방지부재(150)는 가동접촉자(120)가 이동샤프트(140)의 길이방향으로 분리되는 것을 방지하며, 후술하는 상측 전자석(170)과 회동방지레버(190)를 이동샤프트(140)에 고정하는 기능을 한다.

접압 탄성부재(160)는, 이동샤프트(140)에 끼워져 구비되며, 가동접촉자(120)를 기준으로 분리방지부재(150)의 반대 측에 위치된다.

접압 탄성부재(160)는, 코일 스프링을 예로 들 수 있다.

접압 탄성부재(160)는, 가동접촉자(120)와 고정접촉자(110)의 접속력을 향상시키는 구성으로서, 가동접촉자(120)가 고정접촉자(110)에 접속되는 방향으로 복원력을 제공하도록 구비된다.

상·하측 전자석(170,180)은, 이동샤프트(140)에 구비되며, 가동접촉자(120)의 중앙부, 즉 이동샤프트(140)와 결합되는 부위를 전체적으로 감싸도록 구비된다.

다만, 상·하측 전자석(170,180)은, 어느 일방의 양단이 다른 일방의 양단과 서로 간격(G1)을 가지며 마주하도록 구비되는 것이 요구된다.

즉, 상·하측 전자석(170,180)은, 이동샤프트(140)의 길이방향으로 가동접촉자(120)의 일 측과 타 측에 분리되어 구비된다.

이에 의하면, 가동접촉자(120)에 흐르는 전류방향을 감싸도록 배치되는 상·하측 전자석(170,180)에는 암페레의 주회법칙에 의해 자속이 발생되며, 서로 분리된 상·하측 전자석(170,180) 사이에는 서로 당기는 인력이 작용하게 된다.

이때, 상측 전자석(170)은 분리방지부재(150)에 의해 상측 이동이 제한되므로, 발생된 인력은 하측 전자석(180)에 작용하게 되어 고정접촉자(110)에 대한 가동접촉자(120)의 접속력을 향상시키는 효과를 얻게 된다.

고정접촉자(110)와 가동접촉자(120) 사이의 접점 반발을 억제할 수 있게 된다.

다음으로, 회동방지레버(190)는, 이동샤프트(140)의 축회전을 방지하기 위한 구성으로서, 궁극적으로 이동샤프트(140)에 구비되는 상·하측 전자석(170,180) 또는 가동접촉자(120)가 회동되어 아크챔버(130a)의 벽면과 간섭되는 것을 차단하기 위한 구성이다.

이는 본 발명의 목적인 접점 반발을 억제하기 위해 상·하측 전자석(170,180) 또는 하측 전자석(180) 또는 가동접촉자(120)를 이동샤프트(140)에 대해 상대운동이 가능하게 구비함으로써 발생되는 문제를 해결하는 구성이다.

회동방지레버(190)는, 고정부(191)와 슬라이딩부(192)가 일체로 구성되는데, 고정부(191)는, 이동샤프트(140)에 고정되어 이동샤프트(140)의 움직임과 연동되도록 구비되며, 슬라이딩부(192)는 고정부(191)로부터 연장되어 아크커버(130)의 일 측에 결합되며 이동샤프트(140)의 승강방향으로 슬라이딩 가능하게 구비된다.

이에 의해, 회동방지레버(190)는, 슬라이딩부(192)와 아크커버(130)의 결합에 의해 가동접촉자(120)의 접속을 위해 이동샤프트(140)의 승강방향으로 움직임이 가능하나, 이동샤프트(140)의 축방향 이동은 제한된다. 그 결과로 이동샤프트(140)의 축회전이 제한된다.

일 예로, 아크커버(130)는, 아크챔버(130a)를 향하여 돌출되어 형성되고, 슬라이딩부(192)가 결합되며 이동샤프트(140)의 승강방향으로 길게 형성된 슬롯(193s)이 형성된 슬롯부(193)를 가지는 것이 바람직하다.

다른 예로, 아크커버(130)는, 슬롯부(193)를 대신하여, 이동샤프트(140)의 승강방향으로 길게 형성된 슬롯을 가지는 구획 벽(194a)에 의해 아크챔버(130a)의 내부와 구획된 빈 공간으로 형성되는 수용부(194)를 가지는 것이 바람직하다.

여기서, 수용부(194)에는 슬라이딩부(192)의 말단에 의해 동작 되는 스위칭 레버(195s)를 가지는 보조접점부(195)가 수용될 수 있으며, 보조접점부(195)는 가동접촉자(120)와 고정접촉자(110)의 접속상태를 외부에 전기적 신호로 제공하는 기능을 수행한다.

이에 의하면, 구획 벽(194a)에 의해 아크챔버(130a) 내부에서 발생된 아크로부터 보조접점부(195)를 보호할 수 있으며, 회동방지레버(190)에 의해 2가지 기능을 동시에 수행할 수 있게 된다.

한편, 본 실시형태에서, 회동방지레버(190)는, 고정부(191)가 상측 전자석(170)의 상부에 위치되며, 상측 전자석(170) 및 가동접촉자(120)의 적어도 일측면을 커버하도록 구비되는 것이 바람직하다.

더하여, 본 실시형태에서, 회동방지레버(190)는, 전기 절연재료로 구비되고, 고정부(191)는, 상측 전자석(170)의 상면을 커버 하는 상측 커버(171)와, 상측 커버(171)의 측단에서 절곡되어 상측 전자석(170)의 측면을 커버하는 측면 커버(172)를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 측면 커버(172)는, 가동접촉자(120)의 측면을 커버하거나, 가동접촉자(120)와 하측 전자석(180)의 측면을 동시에 커버하도록 연장되어 구비되는 것이 바람직하다.

이때, 측면 커버(172)에 대해 가동접촉자(120) 및 하측 전자석(180)의 측면이 접촉된 상태로 이동샤프트(140)의 승강방향으로 이동 가능하게 구비됨은 물론이다.

또한, 본 실시형태에서, 회동방지레버(190)의 슬라이딩부(192)는, 고정부(191)로부터 이동샤프트(140) 및 가동접촉자(120)에 동시에 직교하는 방향으로 연장되는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시형태에서, 이동샤프트(140)는, 상측 전자석(170) 및 고정부(191)가 이동샤프트(140)의 길이방향으로 이동되는 것이 제한되도록 걸림턱(141)을 가지는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 단락 전류에 의해 발생 되는 상측 전자석(170)과 하측 전자석(180) 사이의 인력은 모두 하측 전자석(180)이 가동접촉자(120)를 가압하는데 작용하므로, 고정접촉자(110)와 가동접촉자(120)의 접속력이 최대로 향상될 수 있게 된다.

또한, 본 실시형태에서, 상측 전자석(170)과 하측 전자석(180) 사이의 인력이 가동접촉자(120)에 효과적으로 작용할 수 있도록, 접압 탄성부재(160)에 의해 가동접촉자(120)가 고정접촉자(110)와 접속된 상태에서 이동샤프트(140)의 길이방향으로 상측 전자석(170)과 가동접촉자(120) 사이에 간격(G2)이 형성되도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시형태에서, 가동접촉자(120)는 한 쌍의 고정접촉자(110)를 연결하는 직선과 평행한 방향으로 길게 형성된 장방형의 막대형상으로 구비되고, 가동접촉자(120)의 길이방향과 직교하는 방향으로 자속을 형성하도록 가동접촉자(120)의 길이방향으로 양측에 서로 마주하도록 배치되는 복수의 영구자석으로 구성되는 제1 영구자석부(M1)가 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 제1 영구자석부(M1)은 가동접촉자(120)의 길이방향으로 양측에 서로 마주하도록 배치되되, 가동접촉자(120)가 한 쌍의 고정접촉자(110)와 접속되는 위치에 대응되도록 4개로 구비되는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 고정접촉자(110)와 가동접촉자(120)의 접속과 분리 과정에서 발생 되는 아크를 분산시켜 효과적으로 소호할 수 있는 이점을 가진다.

도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치의 제2 실시형태를 개략적으로 보인 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시형태에 따른 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치(100)는, 가동접촉자(120)와 제1 영구자석부(M1)를 제외하면 앞서 설명한 제1 실시형태의 구성과 대동소이하다.

따라서 제1 실시형태와 차이가 있는 구성에 대해서 설명하고, 중복되는 구성에 대한 설명은 제1 실시형태의 설명으로 갈음하고 이하에서는 생략하기로 한다.

본 실시형태에서, 가동접촉자(120)는 양단이 절곡된 '∪'자 형상으로 구비되며, 몸체부(121)와 접속부(122)를 가진다.

몸체부(121)는, 한 쌍의 고정접촉자(110)를 연결하는 직선과 평행한 방향으로 길게 형성되는 장방형의 막대형상으로 구비된다.

접속부(122)는, 한 쌍으로 구비되는데, 몸체부(121)의 양단에서 가동접촉자(120)의 승강방향으로 절곡된 방향으로 연장되어 형성되며, 그 말단은 고정접촉자(110)에 접속되는 접속면으로 구비된다.

한편, 본 실시형태에서, 제1 영구자석부(M1)를 대신하여, 제2 영구자석부(M2)를 ㄱ가진다.

제2 영구자석부(M2)는, 한 쌍의 접속부(122)와 각각 대향하도록 몸체부(121)의 길이방향으로 양단에 배치되는 한 쌍의 영구자석으로 구비된다.

이에 의해, 한 쌍의 영구자석은, 접속부(122)의 길이방향과 직교하는 방향으로 자속을 형성하여, 고정접촉자(110)와 가동접촉자(120)의 접속과 분리 과정에서 발생 되는 아크를 분산시켜 효과적으로 소호할 수 있도록 한다.

본 실시형태에 따르면, 가동접촉자(120)의 양단을 절곡하여 구비할 수 있으므로, 아크챔버(130a)의 공간활용율 및 접압 탄성부재(160)의 복원력을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

부하 회로에 전기적으로 연결되는 한 쌍의 고정접촉자;
상기 한 쌍의 고정접촉자에 양단이 선택적으로 접속되어 통전시키는 가동접촉자;
상기 한 쌍의 고정접촉자가 서로 분리된 위치에 고정되며, 하부에 상기 가동접촉자가 선택적으로 승강하는 공간으로 정의되는 아크챔버를 가지는 아크커버;
상기 가동접촉자의 승강방향으로 배치되며, 상기 가동접촉자의 중앙에 결합되고, 상기 가동접촉자의 승강을 구동하는 이동샤프트;
상기 이동샤프트의 상측 말단에 구비되어 상기 가동접촉자의 분리를 방지하는 분리방지부재;
상기 이동샤프트에 끼워져 구비되며, 상기 가동접촉자를 기준으로 상기 분리방지부재의 반대 측에 위치되어 상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자에 접속되는 방향으로 복원력을 제공하는 접압 탄성부재;
상기 이동샤프트에 구비되며, 상기 이동샤프트의 길이방향으로 상기 가동접촉자의 일 측과 타 측에 분리되어 구비되며, 상기 가동접촉자에 흐르는 전류변화에 의해 상기 가동접촉자를 감싸는 방향의 자력이 형성되는 상측 전자석;과 하측 전자석; 및
상기 이동샤프트에 고정되어 상기 이동샤프트의 움직임과 연동되도록 구비되는 고정부;와, 상기 고정부로부터 연장되어 상기 아크커버의 일 측에 결합되며 상기 이동샤프트의 승강방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 슬라이딩부;를 가지는 회동방지레버;를 포함하는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회동방지레버는,
상기 고정부가 상기 상측 전자석의 상부에 위치되며, 상기 상측 전자석 및 상기 가동접촉자의 적어도 일측면을 커버하도록 구비되는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.
청구항 2에 있어서,
상기 회동방지레버는, 전기 절연재료로 구비되고,
상기 고정부는, 상기 상측 전자석의 상면을 커버 하는 상측 커버;와, 상기 상측 커버의 측단에서 절곡되어 상기 상측 전자석의 측면을 커버하는 측면 커버;를 가지며,
상기 측면 커버는, 상기 가동접촉자 또는 상기 하측 전자석의 측면을 커버하도록 연장되는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.
청구항 2에 있어서,
상기 슬라이딩부는 상기 이동샤프트 및 상기 가동접촉자에 동시에 직교하는 방향으로 연장되는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.
청구항 2에 있어서,
상기 이동샤프트는, 상기 상측 전자석 또는 상기 고정부가 상기 이동샤프트의 길이방향으로 이동되는 것이 제한되도록 걸림턱을 가지는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.
청구항 3에 있어서,
상기 측면 커버에 대해 상기 가동접촉자 또는 상기 하측 전자석의 측면이 접촉된 상태로 상기 이동샤프트의 승강방향으로 이동 가능하게 구비되는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.
청구항 1에 있어서,
상기 접압 탄성부재에 의해 상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자와 접속된 상태에서 상기 이동샤프트의 길이방향으로 상기 상측 전자석과 상기 가동접촉자 사이에 간격(G2)이 형성되는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.
청구항 1에 있어서,
상기 아크커버는,
상기 아크챔버를 향하여 돌출되어 형성되고, 상기 슬라이딩부가 결합되며 상기 이동샤프트의 승강방향으로 길게 형성된 슬롯이 형성된 슬롯부;를 가지는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.
청구항 8에 있어서,
상기 아크커버는,
상기 슬롯부를 가지는 구획 벽에 의해 상기 아크챔버의 내부와 구획된 빈 공간으로 형성되는 수용부;를 가지며,
상기 수용부에는 상기 슬라이딩부의 말단에 의해 동작 되는 스위칭 레버를 가지는 보조접점부가 수용되어 상기 가동접촉자와 상기 고정접촉자의 접속상태를 외부에 전기적 신호로 제공하는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가동접촉자는 상기 한 쌍의 고정접촉자를 연결하는 직선과 평행한 방향으로 길게 형성된 장방형의 막대형상으로 구비되고,
상기 가동접촉자의 길이방향으로 양측에 배치되되, 상기 가동접촉자가 한 쌍의 고정접촉자와 접속되는 위치에 대응되도록 4개로 구비되고, 상기 가동접촉자의 길이방향과 직교하는 방향으로 자속을 형성하는 제1 영구자석부;를 가지는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가동접촉자는 상기 한 쌍의 고정접촉자를 연결하는 직선과 평행한 방향으로 길게 형성되는 몸체부;와, 상기 몸체부의 양단에서 상기 가동접촉자의 승강방향으로 절곡되어 형성되며 말단이 상기 고정접촉자에 접속되는 한 쌍의 접속부;를 가지며,
상기 한 쌍의 접속부와 각각 대향하도록 상기 몸체부의 길이방향으로 양단에 배치되며, 상기 접속부의 길이방향과 직교하는 방향으로 자속을 형성하는 제2 영구자석부;를 가지는 접점 반발 억제 기능을 가지는 직류 고전압 접점장치.