KR101961660B1 - 전자접촉기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 별도의 도선이 없이도 외부전류를 코일에 인가할 수 있고, 이를 통해 단선의 위험이 없도록 할 수 있는 전자접촉기에 대한 것으로써, 코일을 구비하여, 전류인가시 가동코어를 흡인하고, 보빈을 포함하는 전자접촉기에 있어서, 상기 보빈의 일측면에 배치되는 조작회로기판; 상기 보빈의 일측에 설치되는 외부전원입력단자; 상기 보빈의 일단에 설치되고, 상기 외부전원입력단자와 조작회로기판 사이에 통전경로를 제공하는 통전부; 상기 보빈의 타단에 설치되고, 상기 조작회로기판과 코일사이에 통전경로를 제공하는 코일터미널; 및 상기 조작회로기판에 설치되어, 상기 조작회로기판을 상기 보빈의 통전부와 코일터미널에 체결하는 홀더; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기를 제공한다.
본 발명에 따른 전자접촉기에 의하면, 도선의 연결 없이도 외부전원을 코일까지 통전 가능하도록 한다.

Description

전자접촉기{MAGNETIC CONTACTOR}

본 발명은 전자접촉기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 별도의 도선이 없이도 외부전류를 코일에 인가할 수 있고, 이를 통해 단선의 위험이 없도록 할 수 있는 전자접촉기에 대한 것이다.

일반적으로 전자접촉기(MC,Magnetic Contactor)는 전자석 원리를 이용하여 주회로에 흐르는 전원(전류)를 개폐하는 장치이다. 상기 전자접촉기는 전류의 용량에 따라 예를 들어 130A 미만의 중·소용량 제품과 130A~800A 범위의 대용량 제품으로 구분할 수 있다.

도 1은 일반적인 중·소용량 전자접촉기의 구성을 개략적으로 보여주는 분해사시도로서, 상기 전자접촉기는 상부프레임(11), 가동철심코어(12), 복원(back)스프링(13), 보빈(14), 고정철심코어(15), 및 하부프레임(16)으로 구성된다.

상기 보빈(14)은 속이 빈 원통형 철심으로서, 보빈의 외측면에 감겨진 코일(14a)에 외부전원이 인가되면 코일(14a) 주위에 자기장이 발생하고, 이 자기장에 의해 E자 형상의 고정철심코어(15)가 자화(磁化)되어 전자석이 된다.

이렇게 전자석이 된 고정철심코어(15)는 자기력에 의해 도체의 가동철심코어(12)를 흡인하여 아래로 끌어당기고, 가동철심코어(12)와 기구적으로 연결된 가동접점이 하강하여 고정접점에 접촉됨에 따라 주회로에 전류가 흐르게 된다.

이때, 코일(14a)에 인가된 전원이 사라지면 코일(14a) 주위의 자기장도 사라져서 복원스프링(13) 위에 위치한 가동철심코어(12)가 복원스프링(13)의 탄성복원력에 의해 원래 위치로 상승하면서 가동접점과 고정접점이 분리되어 주회로에 흐르는 전류가 차단된다.

도 2는 종래의 전자접촉기의 보빈의 조립구조를 개략적으로 보여주는 평면도이며, 도 3은 종래의 전자접촉기의 보빈의 조립구조를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 외부에서 전원이 입력되는 외부전원입력단자(25)가 있고, 상기 외부전원입력단자(25)를 통해 입력된 전원은 조작회로기판(21)을 통하여, 코일(23)로 인가된다.

이때, 외부전원입력단자(25)에서 입력된 전원이 조작회로기판(21)으로 인가되고, 조작회로기판(21)에서 코일로 인가될 때 도선(22)을 통하게 된다.

그런데, 상기 외부에서부터 전원이 인가되는 과정 중에 조작회로기판과 코일 사이에 도선을 이용하므로써, 별도의 선이 필요할 뿐만 아니라, 단선이 발생하는 경우 조작회로기판에 전류가 코일로 제대로 인가되지 않아 전자접촉기의 전체적인 오작동의 원인이 되는 등 문제점이 발생하여 왔다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 조작회로기판에서 코일로 전원을 인가하는 과정에서 도선의 제공 없이 직접 체결하는 전자접촉기를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

또한, 상기 조작회로기판이 상기 보빈에 직접 체결되어 지지되는 전자접촉기를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 의하면 코일을 구비하여, 전류인가시 가동코어를 흡인하고, 보빈을 포함하는 전자접촉기에 있어서, 상기 보빈의 일측면에 배치되는 조작회로기판; 상기 보빈의 일측에 설치되는 외부전원입력단자; 상기 보빈의 일단에 설치되고, 상기 외부전원입력단자와 조작회로기판 사이에 통전경로를 제공하는 통전부; 상기 보빈의 타단에 설치되고, 상기 조작회로기판과 코일사이에 통전경로를 제공하는 코일터미널; 및 상기 조작회로기판에 설치되어, 상기 조작회로기판을 상기 보빈의 통전부와 코일터미널에 체결하는 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기가 제공된다.

여기서, 상기 조작회로기판은 상기 홀더에 의해, 상기 보빈에 지지되며 결합되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 홀더는 상기 외부전원입력단자로부터 상기 통전부를 통해 인가된 전류를 조작회로기판으로 인가하는 제1홀더; 및 상기 조작회로기판에 인가된 전류를 상기 코일터미널로 인가시키는 제2홀더;를 포함하고, 상기 조작회로기판은 상기 제1홀더에서 제2홀더로 전류가 흐를 수 있게 하는 통전로드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 통전부는 상기 보빈의 일단부에 폭방향으로 이격 배치되어, 상기 홀더와 접촉되는 통전단부를 구비하고, 상기 코일터미널은 상기 보빈의 타단부에 폭방향으로 이격 배치되어, 상기 홀더와 접촉되는 홀더접촉부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀더는, 상기 홀더의 일단에 구비되어, 상기 조작회로기판에 고정되는 고정부과, 상기 홀더의 타단에 구비되어, 상기 틈새 사이에 인입된 부재를 맞물림 가능하도록 탄성지지 되는 접촉부와, 상기 고정부과 접촉부을 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 홀더는 두께가 얇은 플레이트 구조에 탄성재질로 이루어질 수 있다.

또한, 여기서 상기 접촉부는, 상기 통전부 혹은 코일터미널을 향하여 서로 간격이 넓어지도록 형성되고, 상기 통전부 혹은 코일터미널의 삽입을 안내하는 것을 특징으로 한다.

또한, 여기서 상기 연결부는 곡선으로 휘어지는 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 통전단부 및 홀더접촉부는 상기 홀더를 향한 단부에 테이퍼진 챔퍼를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 전자접촉기에 의하면, 도선의 연결 없이도 외부전원을 코일까지 통전 가능하도록 한다.

또한, 상기 회로조작기판에 구비된 상기 홀더에 의해 상기 회로조작기판이 상기 보빈에 결합되어 지지 될 수 있다.

또한, 상기 회로조작기판이 상기 보빈의 측면에 배치되어 구조적으로 컴팩트하고 소형화된 전자접촉기를 제공할 수 있다.

아울러, 상기 회로조작기판에 구비된 상기 홀더에 의해 상기 통전부 및 코일터미널에 착탈이 가능하여, 회로조작기판의 고장등으로 인한, 수리와 교체를 용이하게 할 수 있다.

도 1은 종래의 일반적인 전자접촉기의 구성을 개략적으로 보여주는 분해사시도이다.
도 2는 종래의 전자접촉기의 보빈의 구조를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3은 종래의 전자접촉기의 보빈의 구조를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자접촉기의 구성요소를 보여주는 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전자접촉기의 조립사시도로서, 프레임의 전원측 측면부분 일부절개도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고정부의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고정부의 길이방향 단면도이다.
도 8은 상기 도 4에 도시된 실시예의 보빈과 조작회로기판이 결합되는 방향을 나타내는 사시도이다.
도 9는 상기 도 4에 도시된 실시예의 보빈과 조작회로기판이 결합된 후 모습을 다른 방향에서 나타내는 사시도이다.
도 10는 상기 도 9에 도시된 실시예의 보빈과 조작회로기판이 결합된 후, 전류의 흐름을 보여주는 사시도이다.
도 11은 상기 도 8에 도시된 실시예의 보빈과 조작회로기판의 요부를 나타낸 분해사시도이다.
도 12는 상기 도 11에 도시된 실시예의 보빈과 조작회로기판의 결합된 후의 모습을 보여주는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 홀더를 보여주는 단면도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

본 발명은 기존의 조작회로기판과 코일 사이의 통전경로를 개선한 전자접촉기에 관한 것이다.

본 발명에서 개선한 점을 살펴보면, 기존의 전자접촉기는 조작회로기판과 코일터미널 사이에 도선을 이용한 통전경로를 구비하여, 제작하는 과정에서 별도의 배선이 필요하며, 전자접촉기가 노후화되는 등 전자접촉기 사용과정 중 단선 등의 위험이 있었지만, 본 발명의 전자접촉기는 조작회로기판과 코일터미널 사이에 도선이 필요없이 직접 접촉체결을 통하여 연결되고, 또한 상기 홀더를 통해 코일로 입력되는 전원을 직접 접촉체결을 통하여 인가하므로 상기와 같은 별도의 선이 불필요하며, 그에 따른 단선 등의 위험이 없다.

도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자접촉기의 구성요소를 보여주는 분해사시도이다. 이를 참조하면, 본 발명의 전자접촉기는 코일을 구비하여, 전류인가시 가동코어(131)를 흡인하고, 보빈(150)을 포함하고, 상기 보빈(150)의 일측면에 배치되는 조작회로기판(171) 상기 보빈의 일측에 설치되는 외부전원입력단자(151) 상기 보빈의 일단에 설치되고, 상기 외부전원입력단자와 조작회로기판 사이에 통전경로를 제공하는 통전부(152) 상기 보빈의 타단에 설치되고, 상기 조작회로기판(171)과 코일사이에 통전경로를 제공하는 코일터미널(155) 및 상기 조작회로기판에 설치되어, 상기 조작회로기판을 상기 보빈의 통전부와 코일터미널에 체결하는 홀더(174)를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전자접촉기는 상부프레임(111), 크로스바(120), 가동부(130), 탄성부재(140), 고정부(180), 조작회로부(170), 하부프레임(112) 등을 포함하여 구성된다.

상기 상부프레임(111)과 하부프레임(112)은 직사각형의 박스 형태로 제품의 외부 골격을 형성한다.

상기 크로스바(120)는 가운데에 기둥형태로 수직하게 배치되는 기둥부재(121)와, 기둥부재(121)의 하단에 배치되는 기초부재(122)와, 기둥부재(121)의 양쪽 측면에 나란하게 구비되는 3상의 가동접점(123)을 포함한다.

상기 가동부(130)는 원통형으로 이루어진 가동철심코어(131)와, 가동철심코어(131)의 상단에 설치되어 크로스바(120)와 가동철심코어(131)를 연결하기 위한 연결부재(132)와, 연결부재(132) 위에 설치되어 가동철심코어(131)를 크로스바(120)에 지지하기 위한 지지대(134)로 구성된다.

상기 가동철심코어(131)는 고정부(180)에 위치한 보빈(150)의 내경보다 더 작은 직경을 갖는다. 즉 상부프레임(111)의 좌우측 길이방향으로 기존의 "E"자형 가동철심코어(131)의 길이에 비해 가동철심코어(131)의 직경이 훨씬 작고, 대신에 가동철심코어(131)의 축방향 길이가 길다. 이와 같은 구조로 된 가동철심코어(131)는 보빈(150)의 내부에 축방향(도면기준으로 상하방향)으로 삽입가능하다. 이러한 구조의 가동철심코어(131)에 의해 보빈(150)의 직경을 축소할 수 있고, 하부프레임(112)의 내측면과 보빈(150) 사이의 측면공간을 조작회로부(170)의 설치공간으로 활용할 수 있다.

상기 탄성부재(140)는 코일(156)에 인가되는 외부전원이 사라질 경우에 탄성복원력에 의해 가동부(130) 및 크로스바(120)를 원래 위치로 복원시키는 역할을 하고, 상기 탄성부재(140)로 코일이 나선형으로 감겨 있는 코일스프링을 사용할 수 있다.

상기 고정부(180)는 코일(156)을 구비하여 자기장을 발생시키는 보빈(150)과, 상기 보빈(150)의 폭방향 측면에 박스형태로 결합되는 요크(160)를 포함한다.

상기 조작회로부(170)는 보빈(150)의 전원측 측면공간에 수직하게 배치되는 조작회로기판(171)과, 조작회로기판(171) 상에 장착되는 반전스위치(172) 및 커패시터(173)을 포함한다.

상기 반전스위치(172)는 가동코어의 이동에 따라 상기 반전스위치를 눌러 반전시키게 되고, 상기 반전스위치(172)가 반전됨과 동시에 상기 외부전원이 상기 전압강하용 소자를 통해 코일로 흐르도록 하여 상기 외부전원으로부터 인가되는 전압을 강하시키는 역할을 한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전자접촉기의 조립사시도로서, 프레임(110)의 전원측 측면부분을 일부절개하여 내부 구성요소를 보여준다.

도 5에 도시한 바와 같이, 하방향으로 개구된 상부프레임(111)의 하단 테두리부와 상방향으로 개구된 하부프레임(112)의 상단 테두리부가 서로 맞대어지도록 조립되고, 조립된 상부프레임(111)과 하부프레임(112)의 내부에 수용공간이 조성되어 크로스바(120), 가동부(130), 고정부(180), 탄성부재(140), 조작회로부(170)를 수용한다.

상기 크로스바(120)는 상부프레임(111)의 내부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 크로스바(120)의 상단부에 누름부(124)가 돌출형성되고, 이 누름부(124)는 상부프레임(111)의 외부로 노출되어 사용자가 크로스바(120)를 수동으로 조작가능하다.

상기 상부프레임(111)의 앞쪽(전원측) 측면이 절개되어 제품의 내부에 수용된 구성요소 중 크로스바(120)의 일 측면에 가동접점(123)이 상하방향으로 이동가능하게 구비되고, 이때 가동접점(123)은 스프링에 의해 탄성지지된다.

상기 상부프레임(111)의 내부에 주전원단자가 3상(R,S,T상)으로 구비되고, 전원측 주전원단자의 끝에 고정접점(113)이 가동접점(123)과 상하방향으로 이격되게 고정설치되고, 사용자가 크로스바(120)의 누름부(124)를 누르거나 코일(156)에 외부전원의 인가 시 발생되는 전자석의 흡인력에 의해 가동부(130) 및 크로스바(120)가 하강하며, 크로스바(120)와 일체로 동작하는 가동접점(123)이 하강하여 고정접점(113)에 접촉될 수 있다.

또한, 상기 상부프레임(111) 내부의 고정접점(113) 위에 주전원단자용 고정부재를 3상별로 따로 구비하고, 상기 고정부재를 이용하여 전원측 및 부하측 전선터미널을 주전원단자 위에 삽입 고정할 수 있다.

상기 가동부(130)는 가동철심코어(131)의 상부에 배치되는 사각판 형상의 연결부재(132)와, 연결부재(132)의 일측에 수평방향으로 돌출형성된 스위치조작부(133)와, 스위치조작부(133)의 저면에 하방향으로 돌출형성된 스위치조작돌기(133a)를 포함한다.

상기 연결부재(132)는 두가지 기능이 있다. 첫번째 기능은 크로스바(120)와 가동철심코어(131)를 연결하는 연결기능이고, 두번째 기능은 상기 스위치조작돌기(133a)로 연결부재(132)의 스위치조작부(133) 하부에 위치한 반전스위치(172)의 스위치동작레버(172a)를 눌러 내부접점을 반전(여기서 반전은 내부접점을 온(ON)에서 오프(OFF)위치로 전환시킴을 의미함)시키는 스위치조작기능을 한다.

상기 코일스프링(140)은 크로스바(120)의 하단부와 보빈(150)의 상단부 사이에 배치될 수 있다. 이때, 코일스프링(140)의 상단부 직경이 그 하단부의 직경보다 더 작을 수 있고, 상기 코일스프링(140)의 상단부는 크로스바(120)의 하단부에 접촉지지되어 크로스바(120)의 하단부에 탄성복원력이 작용하고, 코일스프링(140)의 하단부는 보빈(150)의 상단부에 고정된다.

상기 고정부(180)의 보빈(150)은 외부의 외부전원입력단자(미도시)와 연결되는 전도성 재질의 통전부(152)를 상단부에 구비하고, 조작회로부(170)의 조작회로기판(171)이 홀더(174)을 매개로 상기 통전부(152)의 일측면에 직접 체결되어, 외부전원입력단자(151)로부터 입력된 외부전원이 보빈(150)의 통전부(152)를 통해 별도의 부품 없이 조작회로부(170)로 직통으로 인가될 수 있다. 이때, 상기 통전부(152)는 보빈(150)의 일부로 구성되고, 통전부(152)는 플라스틱 등과 같이 절연재질로 이루어진 플레이트 형상의 절연부재에 의해 절연되어 있다.

상기 보빈(150)의 한쪽(도 5를 기준으로 앞쪽면) 측면공간을 조작회로부(170)의 조작회로기판(171)의 설치공간으로 활용함으로써, 제품을 단순하게 구성하고 소형화하는데 유리한 장점이 있다. 즉, 조작회로부(170)의 조작회로기판(171)이 보빈(150)의 측면공간에 가동철심코어(131)의 이동방향과 평행하게 배치됨에 따라, 가동철심코어(131)와의 간섭을 회피할 수 있다. 만약, 조작회로기판(171)이 보빈(150)의 상부에 수평하게 배치될 경우에 조작회로기판(171)에 가동철심코어(131)를 관통 삽입 및 유동가능하도록 조작회로기판(171)에 삽입홀을 확보해야 하므로 조작회로기판(171) 면적의 일부를 활용하지 못하게 되는 단점이 있다. 또한, 이 경우 가동철심코어(131)와 조작회로기판(171)의 간섭으로 인해 가동철심코어(131)와 스프링(탄성부재(140))을 배치 설계함에 있어서 공간의 제약을 받게 된다. 뿐만 아니라, 상기 조작회로기판(171)에 유동확보용 삽입홀을 형성하기 위한 별도의 가공공정이 추가되고, 조작회로기판(171)에 전자부품을 설치하기 위한 공간이 삽입홀의 면적만큼 줄어들기 때문에 조작회로기판(171)의 크기가 커질 수밖에 없고 이는 제품의 소형화를 저해하는 요인이 되기 때문이다.

또한, 상기 조작회로기판(171)에 반전스위치(172) 및 전압강하용 소자인 커패시터(173)를 일체형으로 구비하고, 반전스위치(172)의 일측면에 스트립 형태의 스위치동작레버(172a)가 힌지구조로 비스듬하게 결합되어, 평상시에 접점이 닫혀 있는 반전스위치(172)를 통해 외부전원과 코일(156)을 연결하고 가동부(130)의 스위치조작돌기(133a)에 의해 반전스위치(172)가 눌려 반전됨과 동시에 외부전원이 커패시터(173)를 통해 코일(156)로 흐르도록 한다. 이로써, 외부전원의 전압이 커패시터(173)에 의해 강하되어 코일(156)에 인가되는 소비전류가 감소될 수 있다.

또한, 상기와 같이 코일(156)의 소비전력이 감소되는 경우에도 가동접점(123)과 고정접점(113)의 접촉상태를 유지하기 위한 전자석의 흡인력을 확보할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고정부(180)의 분해사시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 고정부(180)는 보빈(150)과, 보빈(150)의 폭방향 양쪽 측면에 결합되는 요크(160)로 구성된다.

상기 보빈(150)은 상단과 하단에 오목하게 형성되는 박스 형태의 요크삽입부(153)를 구비하고, 요크삽입부(153)의 폭방향 측면에 개구부가 형성되어 이 측면개구부를 통해 요크(160)가 삽입결합된다.

특히, 상기 보빈(150)의 상단부에서 길이방향 양쪽 단부에 외부전원입력단자(151)가 구비되어, 외부전원이 외부전원입력단자(151)를 통해 인가된다.

통전부(152)는 상기 보빈(150)의 상단부에 구비된다. 상기 통전부(152)는 평판형태로 외부전원입력단자(151)와 조작회로부(170) 사이를 직접 연결함으로써, 외부전원입력단자(151)와 조작회로부(170) 사이의 통전경로를 제공한다.

코일터미널(155)은 상기 보빈(150)의 하단부에 구비되고, 상기 코일터미널(155)은 조작회로부(170)와 직접 연결되어 조작회로부(170)에서 제어된 전류를 코일(156)로 인가하도록 되어 있다.

상기 요크(160)는, 플레이트를 일면(一面)이 개구되고 나머지 삼면(三面)이 닫힌 "ㄷ" 단면 형상으로 벤딩하여 가공된 구조로 이루어지고, 벤딩가공된 요크(160)의 상단부(160a)와 하단부(160b)가 보빈(150)의 상단부와 하단부에 각각 구비된 요크삽입부(153)에 보빈(150)의 폭방향으로 슬라이딩 가능하게 동시 삽입되어 서로 맞닿게 조립된다.

이때, 상기 요크(160)의 상단부(160a)에는 원형의 개구부가 형성되어, 개구부를 통해 가동철심코어(131)가 보빈(150)의 내부에 형성된 중공부(154)로 삽입될 수 있다.

또한, 상기 요크(160)의 하단부(160b)는 평면형태로 막혀 있어서 가동철심코어(131)가 하강할 때 일정 거리(ℓ) 이상 내려가지 않도록 스톱퍼 역할을 한다.

여기서, 상기 요크(160)의 상단부(160a)와 하단부(160b)를 연결하는 연결부(160c)는 코일(156) 주위에서 발생된 자기장에 대하여 자로를 형성하며, 상기 자기장에 의해 요크(160) 전체를 자화시킨다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고정부의 길이방향 단면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 외부전원입력단자(151)가 보빈(150)의 상단부 일측(왼쪽) 단부에 구비되어, 외부전원가 보빈(150)의 상단부에 구비된 통전부(152)를 통해 조작회로부(170)에 인가될 수 있다.

상기 조작회로부(170)는 보빈(150)의 전원측 측면에 홀더(174)을 통해 직접 체결됨으로써, 별도의 부품 없이 외부로부터 코일(156)의 동작전압을 인가받을 수 있다.

여기서, 상기 조작회로부(170)는 수직방향으로 배치된 평면 형태의 조작회로기판(171)과, 조작회로기판(171)의 상단부에 장착되는 반전스위치(172)와, 조작회로기판(171)에 보빈(150)의 폭방향으로 반전스위치(172)와 이격되게 설치되는 커패시터(173)를 포함한다.

상기 반전스위치(172)는 스위치몸체의 상부 측면에 경사지게 설치되는 스트립 형태의 스위치동작레버(172a)와, 스위치몸체의 내부에 고정접점과 가동접점을 구비한다.

상기 반전스위치(172)는 평상시에 내부접점이 닫혀있고, 스위치동작레버(172a)를 통해 외부로부터 신호 인가 시 내부의 가동접점을 동작시켜 고정접점으로부터 분리(OFF)시키는 b접점 스위치일 수 있다.

여기서, 상기 반전스위치(172)는 외부전원 인가시 외부전원입력단자(151)와 코일(156)을 연결하여 외부전원입력단자(151)로부터 인가된 전류를 코일(156)로 전달한다.

또한, 상기 반전스위치(172)는 가동부(130)의 기계적 동작에 의해 외부로부터 신호를 인가받는다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이 가동부의 스위치조작돌기가 전자석의 흡인력에 의해 하강할 때 스위치동작레버(172a)를 눌러 반전스위치(172)를 반전시킨다. 이때 반전시킨다라고 함은 평상시에 닫혀 있던 내부접점(ON상태)을 있다가 오프시키는 것을 의미한다.

상기 반전스위치(172)의 스위치동작레버(172a)는 하단부에 절곡형성되는 힌지부를 구비하고, 힌지부가 스위치몸체의 내부에 매입설치되고 스위치동작레버(172a)의 상단부가 자유단으로 상기 스위치조작돌기에 의해 눌려지면 내부의 가동접점이 고정접점(113)으로부터 떨어지게 되는 것이다.

상기 스위치동작레버(172a)는 스트립 구조로 되어 탄성을 가지며, 스위치조작돌기(133a)의 누름력이 해제되면 스위치동작레버(172a)가 탄성복원력에 의해 원래위치로 되돌아가게 된다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 스위치동작레버(172a)의 끝단부에 아크형상의 접촉단(172a')이 형성되어 가동부의 스위치조작돌기와 용이하게 접촉될 수 있다.

상기 조작회로부(170)는 반전스위치(172)가 반전됨과 동시에 외부전원입력단자(151)를 통해 입력된 전류를 커패시터(173)를 경유하도록 하여 코일(156)에 인가될 전류를 소비함으로써 코일(156)의 적은 소비전력으로도 주전원의 가동접점(123)과 고정접점의 접촉상태를 유지하기 위한 흡인력을 제공할 수 있다.

상기 보빈(150)은 내부에 중공부(154)를 구비하는 원통형의 코일감김부(150a)와, 코일감김부(150a)의 상단 및 하단에서 외측방향으로 돌출형성된 플랜지부(150b)를 포함한다.

상기 코일감김부(150a)는 외측면에 코일(156)을 다수회로 권선하여, 코일(156)에 외부전원이 인가되면 자기장을 발생시켜 전자석이 된다. 이때 코일감김부(150a)는 철심재질로 이루어져 내측에 발생하는 자기장을 증대시킬 수 있다.

상기 보빈(150)의 상단부와 하단부에 배치된 플랜지부(150b)는 내측에 오목하게 형성된 요크삽입부(153)를 구비하여 요크(160)의 폭방향 직진 삽입을 안내 및 지지한다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 보빈(150)과 조작회로부(170)의 결합관계를 보여주는 사시도이다.

상기 보빈(150)에서 상기 외부전원입력단자(151)와 상기 통전부(152)가 구비된 곳을 상기 보빈(150)의 상부면이라 하고, 상기 중공부(154)를 지나 상기 상부면의 타측에 있는 면을 하부면이라 한다. 상기 하부면에는 상기 코일터미널(155)이 구비되어 있다.

상기 조작회로기판(171)의 폭이 긴 면을 상부면으로 하고, 폭이 좁은 면을 하부면이라 정하여 설명한다.

상기 보빈(150)은 외부에서 전원이 입력되는 외부전원입력단자(151), 입력된 전원이 흐르는 통전부(152), 통전부(152)의 단부쪽에 구비되어 상기 조작회로기판(171)과 연결될 수 있는 통전단부, 상기 보빈(150)의 중앙부에 위치하여 상기 가동코어가 인입될 수 있는 중공부(154), 상기 중공부(154) 바깥으로 코일이 권선되며, 권선된 코일을 감싸고 있는 코일권선부(150a) 및 상기 보빈(150) 하부면에 상기 코일의 단부가 연결되어 전류가 인입되고 인출될 수 있는 코일터미널(155)을 구비한다.

또한, 상기 조작회로기판(171) 내측면에는 상기 조작회로기판(171)을 상기 통전단부(152a) 및 코일터미널(155)과 접촉 연결되어 상기 보빈(150)에 지지되며 결합시키는 홀더(174), 상기 조작회로기판(171) 외측면에는 상기 반전스위치(172) 및 커패시터(173)가 구비되어 있다.

한편, 상기 조작회로기판(171)은 상기 보빈(150)의 일측면에 결합된다. 즉, 상기 보빈(150)의 일측면의 상단부에 구비된 상기 통전부(152)의 단부에 위치한 상기 통전단부와, 상기 보빈(150)의 일측면의 하단부에 구비된 코일터미널(155)에 연결되어 결합된다. 또한 상기 결합으로 상기 조작회로기판(171)이 보빈(150)에 결합되어 지지된다. 즉, 상기 조작회로기판(171)을 지지해줄 다른 지지부재가 없어도 상기 보빈에 결합 및 지지가 가능하다.

도면에 나타난 1점 쇄선은 상기 조작회로기판(171)과 상기 보빈(150)과의 결합하는 방향을 나타낸다.

상기 홀더(174)는 조작회로기판(171) 내측의 상부와 하부에 배치된다. 상기 홀더(174) 중 상부에 배치되는 것을 제1홀더라 하고, 하부에 배치되는 것을 제2홀더라고 한다. 상기 제1홀더는 상기 통전단부와 접촉, 연결되며, 상기 제2홀더는 코일터미널(155)과 접촉, 연결된다.

도 9은 상기 도 8에 도시된 실시예의 보빈(150)과 조작회로기판(171)이 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.

이를 참조하면, 상기 도8에 도시된 보빈(150)과 조작회로기판(171)이 결합된 후의 모습이며, 상기 보빈(150)의 하부(바닥면)에서 바라본 모습을 나타낸 것이다.

상기 결합으로 인해 상기 조작회로기판(171)이 상기 보빈(150)에 지지되어 일정정도의 힘을 가하지 않으면 분리되지 않는다.

상기 외부전원입력단자(151)로부터 외부전원이 입력되면, 상기 통전부(152)를 통하여 전원이 인가되게 되며, 상기 통전단부를 통해 조작회로기판(171)에 직접 접촉을 통한 전원이 인가된다. 전원을 인가받은 조작회로기판(171)은 내부회로에 전류가 흐른 후, 코일터미널(155)을 통해 코일로 전원이 인가된다. 그 후 전원을 인가받은 코일은 상술한 바와 같이 가동코어를 흡입하게 된다.

상기 조작회로기판(171)이 상기 보빈(150)에 결합되는 방향은, 상기 요크(160)가 상기 보빈(150)에 삽입되는 방향과 직각되는 방향이다. 이러한 방향으로 지지되면서, 상기 보빈(150) 또는 상기 고정부의 전체크기를 소형화시킬 수 있다. 또한, 상기 조작회로기판(171)을 상기 가동철심코어의 삽입방향과 수직한 방향으로 보빈(150)에 결합함으로써, 상기 가동철심코어가 이동하는 과정 중에 방해가 되지 않도록 할 수 있다. 즉 상기 조작회로기판(171)이 상기 보빈(150)의 측면에 위치한다.

도 10은 상기 도 9에 도시된 실시예의 보빈과 조작회로기판(171)이 결합된 후의 조작회로기판(171)의 전류 흐름을 보여주는 사시도이다.

도 10을 참조하면, 도면의 하부쪽에는 조작회로기판(171) 내부의 통전로드(179)가 도시되어 있다.

상기 도면에서 C는 커패시터를 나타내며, B/D는 정류소자를 나타내고, L은 코일을 나타낸다. B1과 B2 사이에는 상기 반전스위치(172)가 나타나 있다.

상술한 바와 같이 외부전원입력단자(151)로 외부전원이 인가되면, 상기 통전단부(152a)에서 상기 조작회로기판(171)의 제1홀더 전원입력부(177a)로 전원이 인가된다. 이를 P1으로 나타낼 수 있다.

상기 조작회로기판(171)의 P1으로 전원이 인가되면, 전류는 B1쪽으로 흐르게 된다. B1과 B2 사이의 반전스위치(172)는 평소에는 닫혀 있어 회로가 폐로된 상태로, 전류는 커패시터(173)가 있는 경로가 아닌 B1과 B2사이의 도선으로 흐른다. 다만, 도면과 같이 B1과 B2 사이의 반전스위치(172)가 열린 상태에서는 커패시터(173)가 있는 도선으로 전류가 흐르게 된다.

상기 정류소자(B/D)는 브리지 다이오드로 구성될 수 있고, 브리지 다이오드는 반전스위치(172) 혹은 커패시터(173)를 경유하여 인가되는 교류(AC)전원을 직류(DC)전원으로 변환(정류)하는 기능을 한다.

직류 전원으로 변환된 전류는 조작회로기판(171) 하부쪽에 배치된 제2홀더 전원인출부(178b)를 통해 코일로 인가되게 된다. 상기 제2홀더 전원인출부(178b)는 상기 보빈(150) 일측에 구비된 상기 코일터미널(155)과 닿아있다. 이는 도면에서 A1으로 표시된다. 코일에 인가된 전류는 상기 코일을 자화시켜 상기 가동철심코어를 흡인하게 된다. 상기 코일을 지난 전류는 상기 보빈(150) 타측에 구비된 상기 코일터미널(155)과 제2홀더 전원입력부(178a)를 통해 다시 조작회로기판(171)으로 인가된다. 상기 조작회로기판(171)으로 인가된 전류는 다시 통전경로를 따라서 제1홀더 전원인출부(177b)를 통해 통전부(152)를 흘러 반대측 외부전원단자를 통해 빠져나가게 된다.

도 11은 상기 도 8에 도시된 실시예의 보빈(150)과 조작회로기판(171)의 요부를 나타낸 분해사시도이다.

도 11을 참조하면, 상기 보빈(150)은 보빈틀을 가지고 있다. 상기 보빈틀은 통전부(152), 요크, 코일터미널(155) 등이 수납될 수 있는 공간을 제공한다. 또한, 상기 보빈틀은 절연이 되는 소재로 이루어져 있어 통전부(152) 등에 전류가 흐를 때, 상기 전류가 바깥으로 흘러나가서 발생할 수 있는 감전사고를 예방할 수 있다.

상기 보빈틀은 내부에 가동코어가 삽입될 수 있는 중공부(154), 상기 통전부(152)가 구비되는 보빈틀 상부면, 일측에 상기 코일터미널(155)이 수납되는 보빈틀 하부면이 구비되어 있다.

한편, 상기 조작회로기판(171)에는 상술한 바와 같이 상기 조작회로기판상부면(171a)에 위치한 제1홀더(177), 상기 조작회로기판하부면(171b)에 위치한 제2홀더(178)를 구비한다.

상기 제1홀더(177)는 상기 통전단부(152a)에 연결된다. 상기 통전단부(152a)는 상기 보빈틀 상부면에서 하부면으로 내려오는 방향으로 수직하게 형성되어 있다. 따라서 상기 제1홀더(177)는 상기 통전단부(152a)를 기준으로 좌우가 벌어져 있는 형태로 형성되어 있다.

상기 코일터미널(155)은 상기 보빈틀 하부면에 수평한 방향으로 상기 보빈(150)에 삽입되어 있다. 또한, 상기 코일터미널(155)이 제2홀더(178)와 접촉하는 부분도 상기 보빈틀 하부면에 수평하게 형성되어 있다. 이에, 상기 제2홀더(178)는 상기 코일터미널(155)에 결합하기 위하여 상하로 벌어져 있는 형태로 형성되어 있다.

따라서, 상기 제1홀더(177)와 제2홀더(178)는 같은 형태의 홀더(174)를 90도 회전하여 배치하는 것이다. 이러한 90도의 각도 차이로 인하여 상기 조작회로기판의 상기 보빈에 대한 고정되는 힘이 증가될 수 있다. 즉, 상기 홀더가 모두 같은 방향으로 배치되는 것보다 특정 방향으로 치우쳐 지지 않고, 상기 보빈에 고정될 수 있다. 물론, 이러한 홀더(174)의 방향은 반드시 상술한 배치와 같은 배치로 해야하는 것은 아니며, 상기 통전단부(152a)의 형성방향 및 코일터미널(155)의 돌출방향에 따라 바뀔 수 있다.

상기 코일터미널(155)은 상기 보빈(150) 내부에 감겨있는 코일과 연결되는 코일연결부(155a), 상기 홀더(174)와 접촉되어 전류가 인가되는 홀더접촉부(155b), 상기 보빈(150) 내부로 인입되어 코일터미널(155)을 지지하는 터미널지지부(155c)가 있다.

오목홈(175)은 상기 조작회로기판하부면(171b)의 길이방향 양쪽 단부에 형성되어 있다. 도면에서 보는 바와 같이, 상기 코일연결부(155a)가 상기 조작회로기판(171)쪽으로 돌출되어 있고, 상기 오목홈(175)은 상기 코일연결부(155a)를 상기 조작회로기판에 걸리지 않고 통과시키기 위해서 형성되어 있다.

도면에서 1점 쇄선이 그려진 방향으로 조작회로기판(171)이 상기 보빈(150)에 연결, 체결되어 지지된다.

도 12은 상기 도 11에 도시된 실시예의 보빈(150)과 조작회로기판(171)의 결합된 후 보빈(150)의 일측면에 조작회로기판(171)이 결합된 모습의 요부를 보여주는 단면도이다.

도 12를 참조하면, 상기 보빈(150)의 일측면에 조작회로기판(171)이 결합된 모습이다. 상기 조작회로기판(171) 외측면에는 반전스위치(172) 및 커패시터(173)가 배치되어 있다.

상기 보빈(150)은 통전부(152) 및 통전단부(152a), 요크삽입부(153), 코일터미널(155)을 구비하고 있다.

상기 통전단부(152a)는 상기 보빈(150) 상부면에서 하부면 방향으로 수직으로 내려오므로, 제1홀더(177)는 상기 통전단부(152a)를 양쪽에서 접촉하는 방식으로 연결된다.

상기 코일터미널(155)은 상기 보빈(150)의 하부면과 수평한 방향으로 삽입되므로, 제2홀더(178)는 상하방향으로 벌어져 상기 코일터미널(155)과 접촉된다.

상기 조작회로기판(171)에는 상기 오목홈(175)이 구비되어 있고, 상기 오목홈(175)으로 상기 코일연결부(155a)가 돌출되어 있다.

상기 통전단부(152a) 및 홀더접촉부(155b)는 상기 홀더(174)를 향한 단부에 테이퍼진 챔퍼를 구비할 수 있다. 이는 테이퍼진 챔퍼를 구비함으로써, 상기 홀더(174)안으로 인입이 쉽게 될 수 있기 하기 위함이다.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 홀더(174)를 보여주는 단면도이다.

상기 홀더(174)는 조작회로기판(171)에 연결되는 홀더고정부(174a), 상기 통전단부(152a)나 코일터미널(155)에 접촉되는 접촉부(174c), 상기 홀더고정부(174a)와 접촉부(174c)를 연결하는 연결부가 있다. 상기 홀더(174)는 탄성이 있는 부재로 이루어져 있다. 또한, 상기 홀더(174)는 두께가 얇은 플레이트 구조로 이루어진다. 이는 상기 홀더(174)는 통전과 지지를 목적으로 하므로 통전이 잘 될 수 있고, 소정의 원하는 탄성력을 적절히 얻기 위함이다.

상기 홀더고정부(174a)는 상기 홀더(174)가 조작회로기판(171)에 고정되는 부분이다. 상기 고정은 납땜에 의할 수도 있으며, 볼팅, 리벳 등 다양한 방식으로 이뤄질 수 있다.

상기 접촉부(174c)는 탄성력을 가지고 있다. 따라서 상기 접촉부(174c)는 소정의 길이만큼 벌어져 있다. 상기 벌어진 틈으로 상기 통전단부(152a) 또는 코일터미널(155)이 삽입된다. 상기 벌어진 틈의 폭보다 상기 통전단부(152a) 또는 코일터미널(155)의 두께가 두껍다. 이는 상기 접촉부(174c)가 벌어지면서 벌어진 만큼 회복되려는 탄성력을 이용해, 상기 조작회로기판(171)이 상기 보빈(150)에 결합되어 지지되는 역할을 할 수 있기 때문이다.

상기 접촉부(174c)는 상기 조작회로기판과 멀어지면서 서로 간격이 넓어지도록 형성된다. 이는 상기 통전단부(152a) 혹은 코일터미널(155)의 삽입을 유도하고 안내하기 위함이다.

상기 연결부(174b)는 상기 접촉부와 상기 홀더고정부(174a)를 이어주는 부분이다. 상기 연결부(174b)는 곡선으로 휘어지는 형태를 가지고 있을 수 있다. 이는, 상기 접촉부가 상기 통전단부(152a) 혹은 코일터미널(155)이 삽입되면서 벌어지는 힘에 대한 완충의 효과를 주기 위한 것이다.

상기 홀더(174)는 양쪽으로 형성된 상기 접촉부가 상기 연결부 및 고정부(180)에 이르기까지 모두 일체형으로 형성될 수 있다. 물론, 서로 마주보는 접촉부가 각각 2개의 유닛으로 이루어져 각각 홀더고정부, 연결부, 접촉부를 가질 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

150 : 보빈 150a : 코일권선부
150b : 플랜지부 151 : 외부전원입력단자
152 : 통전부 152a : 통전단부
153 : 요크삽입부 154 : 중공부
155 : 코일터미널 155a : 코일연결부
155b : 홀더접촉부 155c : 터미널지지부
160 : 요크 160a : 상단부
160b : 하단부 160c : 연결부
170 : 조작회로부 171 : 조작회로기판
171a : 조작회로기판상부면 171b : 조작회로기판하부면
172 : 반전스위치 172a : 스위치동작레버
172a' : 접촉단 173 : 커패시터
174 : 홀더 175 : 오목홈
177 : 제1홀더 177a : 제1홀더 전원입력부
177b : 제1홀더 전원인출부 178 : 제2홀더
178a : 제2홀더 전원인출부 178b : 제2홀더 전원입력부
179 : 통전로드 180 : 고정부
B/D : 브리지 다이오드 C : 커패시터
L : 코일 P1,P2 : 전원입력단자

Claims (10)

1. 코일을 구비하여, 전류인가시 가동코어를 흡인하고, 보빈을 포함하는 전자접촉기에 있어서,
   상기 보빈의 일측면에 배치되는 조작회로기판;
   상기 보빈의 일측에 설치되는 외부전원입력단자;
   상기 보빈의 일단에 설치되고, 상기 외부전원입력단자와 조작회로기판 사이에 통전경로를 제공하는 통전부;
   상기 보빈의 타단에 설치되고, 상기 조작회로기판과 코일사이에 통전경로를 제공하는 코일터미널; 및
   상기 조작회로기판에 설치되어, 상기 조작회로기판을 상기 보빈의 통전부와 코일터미널에 체결하는 홀더;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 조작회로기판은 상기 홀더에 의해, 상기 보빈에 지지되며 결합되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 홀더는
   상기 외부전원입력단자로부터 상기 통전부를 통해 인가된 전류를 조작회로기판으로 인가하는 제1홀더; 및
   상기 조작회로기판에 인가된 전류를 상기 코일터미널로 인가시키는 제2홀더;를 포함하고,
   상기 조작회로기판은 상기 제1홀더에서 제2홀더로 전류가 흐를 수 있게 하는 통전로드를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 제2홀더는
   상기 제1홀더와 90도 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 통전부는 상기 보빈의 일단부에 폭방향으로 이격 배치되어, 상기 홀더와 접촉되는 통전단부를 구비하고,
   상기 코일터미널은 상기 보빈의 타단부에 폭방향으로 이격 배치되어, 상기 홀더와 접촉되는 홀더접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 홀더는,
   상기 홀더의 일단에 구비되어, 상기 조작회로기판에 고정되는 홀더고정부과,
   상기 홀더의 타단에 구비되고, 소정의 길이로 벌어진 틈이 형성되어, 상기 틈 사이에 인입된 부재를 맞물림 가능하도록 탄성지지되는 접촉부와,
   상기 홀더고정부과 접촉부을 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 홀더는 두께가 얇은 플레이트 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 접촉부는, 상기 통전부 혹은 코일터미널을 향하여 서로 간격이 넓어지도록 형성되고, 상기 통전부 혹은 코일터미널의 삽입을 안내하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 연결부는 곡선으로 휘어지는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
10. 제5항에 있어서,
    상기 통전단부 및 홀더접촉부는 상기 홀더를 향한 단부에 테이퍼진 챔퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.

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