KR102216727B1 - 가동 접점대의 회전 규제 구조를 갖는 직류 접점 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가동 접점대의 회전 규제 구조를 갖는 직류 접점 장치는 하나 이상의 코일, 코일에 의하여 구동되는 가동 철심, 직류 전원을 인가하기 위한 한 쌍의 고정 접점, 가동 철심과 연동되어 동작하고, 한 쌍의 고정 접점과 접촉할 수 있도록 상하로 이동 가능한 가동 접점대, 가동 접점대와 접압 스프링을 수납하고 돌출된 슬라이딩부를 포함하는 가동 접점대 홀더를 포함하고, 아크의 절연을 위하여 배치되는 아크 베이스에 U자 형태의 가이드 핀을 설치하여 고정 접점과 가동 접점이 접촉 및 분리될 때 항상 일정한 위치에 접촉할 수 있도록 가동 접점대의 회전을 규제하여 접촉점이 확실하게 유지될 수 있도록 신뢰성을 확보한 직류 접점 장치를 제공할 수 있다.

Description

가동 접점대의 회전 규제 구조를 갖는 직류 접점 장치{DC CONTACT DEVICE HAVING ROTATION REGULATING STRUCTURE OF MOVABLE CONTACT ARM}

본 발명은 직류 릴레이의 접점 장치에 있어서 가동 접점대가 회전 이동하여 가동 접점이 고정 접점의 중앙부 접촉부의 정확한 위치에 접촉하지 않는 문제점을 해결하기 위해 가동 접점대의 회전을 규제가능한 직류 접점 장치의 구조에 관한 것이다.

직류 스위치 접점 장치는 배터리 에너지를 이용하는, 전기 차량, 완속, 급속 충전장치 등의 직류 수송 시스템에 사용될 수 있다. 최근 에너지 저장장치, 전기 버스, 급속 충전 시스템은 배터리 화재 등으로 고 신뢰성을 요구하고 있다. 접점의 접촉 신뢰성은 인간의 생명과 안전을 제공하고, 배터리 시스템의 정확한 제어로 안전을 확보하기 위해 매우 중요하다.

직류 스위치 접점 장치에서 가동 접점대의 접촉부가 고정 접점 접촉부의 중앙에 정확히 접촉되어야 하나, 접촉 압력 스프링이 시계방향으로 권선이 되어 배치되면 가동 접점대는 우측으로 회전을 하게 되고, 이로 인해 고정 접점의 정확한 중앙 접촉부에서 이탈한 채로 접촉이 이루어지는 문제점이 발생한다.

종래의 구조에 의하면, 가동 접점대가 회전하여 틀어지게 고정 접점에 접촉하므로 가동 접점의 중앙부에 고정 접점의 중심부에 접촉하지 못하고, 가동 접점대의 회전으로 고정 접점과 가동 접점대에서 발생하는 아크 공간의 변화로 목표하는 전기적 수명과 접촉 신뢰성 확보가 어려웠다. 또한, 가동 접점대의 회전으로 접점의 접촉 면적이 좁아지고 전류가 통과하기 위한 전류의 통로가 좁아지는 것에 기인하는 접촉부의 과열과 접촉 저항이 발생한다.

종래의 직류 접점 장치의 구조는 이러한 문제로 가동 접점대와 절연을 하는 직류 고전압 릴레이의 개폐장치의 접촉 신뢰성을 확보하기 어려운 문제점을 안고 있다.

또한, 최근에는 배터리의 안전성을 확보하기 위하여 기밀 접점 상자에 접점 장치를 만들고 접점 개폐 시 아크가 외부로 방출되는 것을 차단하는 기밀 접점 장치가 요구되고 있다. 이에 따라 배터리의 화재나 신재생 에너지 장치의 보호를 위하여 기밀 접점 장치 내부에 수소를 주체로 하는 절연 가스를 밀봉하고 수소의 특성과 아크 구동용 용구자석을 이용하여 아크의 빠른 유도와 냉각, 확산으로 차단이 용이한 구조로 개발되고 있다.

종래의 접점 장치의 가동 접점대의 회전을 규제하는 방법으로서, 홀더의 면과 세라믹 하우징 내부에 4면의 돌기를 주어 회전을 방지하거나 아크 베이스 절연 몰드에서 가동 접점대의 절연 몰드의 외각 면으로 회전을 규제하는 방법이 사용되었다.

이 가동 접점대의 홀더와 동작 마찰로 세라믹 하우징의 돌기의 슬라이딩부에서 분진이 발생하고, 절연 플라스틱 몰드 분진으로 접촉부를 오염시켜 통전 불량으로 이어지고 동작시 가동 접점대의 회전 규제부의 마찰 저항으로 동작 전압이 상승할 우려가 있었으며, 가동 접점대의 고정 접점 접촉면의 틀어짐은 아크 전압 절연 거리를 확보하기 어려운 문제점을 안고 있었다.

이에 따라 가동 접점 또는 가동 접점대의 회전 이동을 규제 가능한 직류 접점 장치의 새로운 구조가 요구된다.

일본 공개 특허 특개2016-201285A(2016.12.01)

본 발명은 가동 접점대 홀더의 돌출된 슬라이딩부와 아크 베이스에 형성된 가이드 핀을 이용하여 가동 접점대의 회전을 규제함으로써 고정접점의 중심에 가동 접점대의 접촉면이 정확히 접리하는 직류 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 가동 접점대의 회전을 규제함으로써 일관된 아크 공간과 높은 접촉 신뢰성을 확보가능한 구조를 갖는 직류 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배터리의 충전과 방전시에 사용되는 직류 접점 장치에 있어서, 고정 접점과 가동 접점대의 접촉점에 관한 가동 접점대 홀더와 아크 베이스에 U자형으로 만든 가이드 핀의 4면 슬라이딩으로 가동 접점대의 회전과 고정 접점과의 접촉점의 틀어짐을 방지하고 가동 접점대의 회전을 규제함으로써, 서로 대항하는 접점의 접촉을 안정적으로 수행하여 항상 일정한 접촉점을 유지할 수 있는 접점 장치를 구현하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 가동 접점대의 회전을 규제하고 접촉면의 틀어짐을 방지하여 접점에 흐르는 전류의 집중 저항으로 인한 접점부의 과열을 방지할 수 있는 전자석 장치로 동작하는 접점 장치를 구현하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 접점의 접촉과 분리시 발생하는 아크 전류를 접점대의 틀어짐으로 인한 아크 전압 절연 거리를 항상 일정한 간격을 확보할 수 있는 구조의 직류 기밀 접점장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 신재생 에너지, 전기차량, 직류 전원제어, 배터리 전원제어 등에 적용 가능한 직류 고전압 유 접점 스위치 장치에 포함된 기밀 접점 장치에서 가동 접점대의 회전을 억제하는 홀더와 가이드 핀이 슬라이딩하는 구조를 갖는 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 해결 과제들은 이상에서 언급한 내용들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 가동 접점대의 회전 규제 구조를 갖는 직류 접점 장치에 있어서, 하나 이상의 코일; 상기 코일에 의하여 구동되는 가동 철심; 직류 전원을 인가하기 위한 한 쌍의 고정 접점; 상기 가동 철심과 연동되어 동작하고, 상기 한 쌍의 고정 접점과 접촉할 수 있도록 상하로 이동 가능한 가동 접점대; 및 상기 가동 접점대 및 접압 스프링을 수납하도록 구성된 가동 접점대 홀더를 포함하는 직류 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 아크의 절연을 위한 아크 베이스로부터 수직 방향으로 연장되도록 고정 배치되는 적어도 한 쌍의 가이드 핀을 더 포함할 수 있따.

또한, 상기 가이드 핀은 각각 한 쌍의 수직 연장부를 포함하는 U자 형태를 갖는 것일 수 있다.

또한, 상기 가동 접점대 홀더는 상기 가동 접점대의 상하 이동 시에 상기 가이드 핀의 적어도 일부와 접촉되어 슬라이딩되도록 구성된 한 쌍의 슬라이딩부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가동 접점대 홀더의 슬라이딩부는 상기 가이드 핀의 적어도 일부와 접촉되도록 바깥쪽으로 돌출된 곡면부를 포함하고, 상기 곡면부는 상기 가이드 핀의 가로 방향으로 길게 형성될 수 있다.

또한, 상기 가이드 핀의 상기 슬라이딩부와의 접촉 영역은 곡면으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 가동 접점대 홀더의 슬라이딩부 및 상기 가이드 핀은 비철 재료로 구성될 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 고정 접점이 배치되고 기밀(sealing)을 형성하고, 아크 소호 공간을 확보하도록 구성된 세라믹 하우징을 더 포함하고, 상기 아크 베이스는 상기 세라믹 하우징 내부에 배치될 수 있다.

본 발명에 의하면, 배터리의 충전과 방전시에 사용되는 직류 스위치 접점 장치의 가동 접점의 회전을 규제가능한 장치로서, 전자석에 의해 동작하는 가동 접점은 고정 접점의 접촉점에 일정한 위치에 접리되고, 접점의 접촉 압력을 고정 접점의 접촉부에 정확히 접리할 수 있으며, 이러한 가동 접점대의 회전 규제는 접점의 접촉 신뢰성과 전기적 수명 예측이 가능한 재현성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 가동 접점대의 접촉면이 정확히 고정 접점의 중심부에 접리되어 접촉 신뢰성을 확보할 수 있는 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 슬라이딩부에서 발생하는 분진이 없어 접점에 흐르는 전류의 자속으로 접점의 표면에 분진이 흡착되는 우려를 줄이고 비철로 만들어진 슬라이딩 부의 재질은 아크 소호용 영구 자석의 자계로 아크 전류로 인한 아크 방향에 영향이 없어 아크를 정확히 유도할 수 있으며, 이와 같은 슬라이딩부의 재질은 표면이 매끄러워 슬라이딩으로 인한 기계적인 마모로 불순물이 접점으로 흡착되는 우려를 제거하는 접점 장치를 구현할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 내용들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 접점 장치의 구성을 설명하기 위한 조립도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 접점 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 접점대의 좌, 우측의 회전 틀어짐을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 베이스에 형성된 가이드 핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 접점대 홀더의 슬라이딩 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 접점대 홀더와 가이드 핀이 조립된 상태의 가동 접점대의 회전을 억제하는 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 가동 접점대의 회전 규제로 아크 소호 공간이 일정한 접점의 차단 아크를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 접점과 가동 접점의 회전 규제로 접점의 접촉점을 설명하기 위한 측면에서 바라본 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 접점대 홀더와 가이드 핀의 슬라이딩으로 동작과 복귀시의 기능을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)", "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이와 같은 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 접점 장치의 구성을 설명하기 위한 조립도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 접점 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 접점 장치의 조립 과정을 살펴보면, 보빈(01)에 코일(02)을 권선하여 코일 터미널(03)에 전자 코일 권선부의 시작선과 끝 선을 각각 연결하여 전자석을 만들고, 보빈(01)의 중심부 내부 홈에 요크의 중앙부에 일체형으로 만들어진 요크의 하 철심(22)을 보빈(01)의 하 중앙에 끼우고, 중앙부가 관통된 고정 철심(20)을 요크 플레이트(13)와 고착할 수 있다.

요크 플레이트(13)에 고정된 고정 철심(20)의 중심부에 가동 접점대 수납부(23)의 샤프트(11)를 끼우고 샤프트(11)에 복귀 스프링(14)을 끼우고 가동 철심(15)을 샤프트(11)에 조립하여 O/T(over travel) 조정후 샤프트(11)의 단부와 가동 철심(15)은 용접 등으로 고착될 수 있다.

도 2의 우측에 확대 도시된 가동 접점대 수납부(23)의 구성은 샤프트(11)와 가동 접점대 홀더(08)를 결합하여 인서트 사출로 고정하고 인서트 사출로 만들어진 가동 접점대 몰드(06)의 상측에 위치한 접압 스프링 안착부 돌기(06-1)에 접압 스프링(07)이 끼워지고 스프링을 압축하여 가동 접점대(05)의 하측 돌기부에 접압 스프링(07)을 일체화시켜 조립할 수 있다. 가동 접점대 홀더(08)는 전체적으로 U자 형태를 가질 수 있고, 양 측면에 볼록하게 곡면으로 돌출된 슬라이딩부(08-1)를 포함할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 양 측면 하단에 한 쌍의 슬라이딩부(08-1)를 포함하거나, 또는 상단, 하단에 각각 형성된 두 쌍의 슬라이딩부를 포함하는 것도 가능하다.

가동 접점대 수납부(23)의 U자 형태의 가동 접점대 홀더(08)에 수납된 접압 스프링(07)과 가동 접점대(05)는 이탈이 방지되도록 U자 형태의 가동 접점대 홀더(08)에 구속되고 상하의 접촉압력 O/T(Over travel)만큼 축 방향으로 작동되고, 고정 접점(19)에 접촉시 O/T 만큼 가동 접점대(05)는 접압 스프링(07)을 밀어내어 스프링의 압축의 힘은 고정 접점(19)과 가동 접점대(05)의 접촉부에서 발생하게 된다. 여기서, 가동 접점대 홀더(08)는 비철 또는 자성체 재료로 구성될 수 있으며, 돌출된 곡면 형태의 슬라이딩부의 구조를 통해 아크 베이스(09)에 삽입 형성된 가이드 핀(21)과 슬라이딩을 통해 상하로 이동할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

가동 접점대 수납부(23)가 고정된 요크 플레이트(13)는 하부에 배치된 고정 철심(20)과 가동 철심(15)을 기밀할 수 있도록 속이 빈 원통형 실린더(16)의 플랜지부(61-1)를 요크 플레이트(13)에 기밀 용접으로 기밀 고착 배치할 수 있다.

상기에서 만들어진 하부의 요크 플레이트 조립체는 한 쌍의 구멍이 있는 세라믹 하우징(17)에 메탈라이징(metalizing)으로 금속화를 시켜 상부 금속화 층(17-1)을 형성하고, 동 계열로 만든 고정 접점(19)을 기밀 접합하여 직류 전원의 스위칭에 필요한 입력과 출력의 단자를 완성할 수 있다.

세라믹 하우징(17) 하측에도 직사각면에 메탈 라이징으로 금속화하여 하부 금속화 층(17-2)을 형성하고, 실 컵(seal cup)(12)을 기밀 브레징(Brazing)으로 고착시키고, 요크 플레이트(13)의 상측에 U자 형태의 가이드 핀(21)이 압입되고 배치된 아크 베이스(09)를 끼우고, 아크 베이스(09)의 중앙 좌, 우측에 한 쌍의 아크 배리어(arc barrier)(24)를 끼워 좌, 우측에서 발생하는 아크를 격리하고, 한 쌍의 아크 배리어(24)의 상측에 내부 아크 소호용 영구 자석(25)을 배치할 수 있다.

이러한 기밀 접점 장치의 내부가 완성되면 세라믹 하우징(17)의 하부에 고착된 실드 컵의 플랜지(flange)를 요크 플레이트와 수소 혼합가스 분위기에서 기밀 용접으로 내부와 외부를 차단하고 기밀 접점장치 내부는 절연 가스가 충진된 기밀 접점 장치를 만들 수 있다.

또한, 기밀 접점 장치는 실린더 부분을 요크(04)에 조립된 코일 보빈(01)의 중앙 홈에 끼우고 요크(04)와 요크 플레이트(13)를 요크에 일체화로 만들어진 한 쌍의 돌기부와 요크 플레이트는 코킹(caulking)으로 고정될 수 있다.

또한, 직류 전원을 인가하기 위한 한 쌍의 고정 접점(19)의 좌, 우측의 세라믹 하우징(17)의 세로 방향에 한 쌍의 아크 소호용 영구 자석(10)을 배치하고, 아크 소호용 영구 자석 홀더(18)로 영구 자석을 폐회로시켜 외부로의 누설 자기장을 감소시키고, 세라믹 내부의 중심 좌, 우측에 배치된 아크 배리어(24)의 중심에 하나의 아크 소호용 내부 영구 자석(25)을 배치하여 접점의 개폐로 인한 아크는 가동 접점대(05)의 대각 방향으로 아크를 유도하고 신장시켜 아크를 소호하는 방법으로 3개의 아크 소호용 영구 자석이 배치할 수 있다.

본 발명에 따르면, 이와 같은 구성을 갖는 직류 접점 장치에서 가동 접점대(05)의 회전을 규제하는 기밀 접점 장치를 제공할 수 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하여 직류 접점 장치의 동작을 설명하면, 여자 코일(02)에서 연장된 코일 터미널(03)에 코일 조작 전원을 인가(on)하면 전자석의 원리에 따라 가동 철심(15)이 고정 철심(20)으로 이동하고 이때 가동 접점대(05)에 연동된 샤프트(11)에 고정된 가동 철심(15)이 상부로 이동을 하면서 고정 철심(20)의 하부 면에 밀착되어 샤프트(11)와 연동된 가동 접점대(05)가 고정 접점(19)과 접촉하여 접점은 전기적으로 통전시킬 수 있다. 이와 같은 원리로, 직류 전원을 인가하기 위한 한 쌍의 고정 접점(19)과, 가동 철심(15)과 연동되어 동작하는 한 쌍의 고정 접점(19)이 접촉할 수 있도록 이동 가능한 가동 접점대(05)의 움직임에 의해 전기적인 접촉 동작이 수행된다.

한편, 코일(02) 조작 전원을 오프(off)하면 위의 동작과 반대로 가동 철심(15)은 고정 철심(20)으로부터 복귀 스프링(14)에 의해 이격하여 하부로 이동하고, 이때 가동 접점대(05)과 연동된 가동 철심(15)이 아래쪽으로 이동하여 접점의 전기적인 접촉은 개로 상태로 변경될 수 있다.

이와 같은 개로 및 폐로 상태의 동작에 의해, 주 접점인 고정 접점(19) 및 가동 접점대(05)의 접촉부로부터 접촉 및 분리될 수 있다.

도 3a 및 도 3b은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 접점대의 좌, 우측의 회전 틀어짐을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a를 참조하면, 아크의 절연을 위한 아크 베이스(09)에 조립된 적어도 한 쌍의 가이드 핀이 없을 경우 가동 접점대(05)가 좌, 우측으로 회전하여 접촉부의 중심에서 틀어지게 된다.

도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 아크 베이스(09)에 연장 형성된 가이드 핀(21)의 역할로 가동 접점대(05)의 회전으로 인해 가이드 핀(21)의 도시된 4면 중 우측으로 회전시 1면, 3면이 접촉 슬라이딩하고, 좌측으로 회전시 2면, 4면이 접촉 슬라이딩하며 가동 접점대(05)의 회전을 규제하는 동작을 이해할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 베이스에 형성된 가이드 핀을 설명하기 위한 도면이다.

먼저 도 4a를 참조하면, 절연물로 만들어진 아크 베이스(09)의 중심부의 좌, 우측에 한 쌍의 4개 홈(09-a, 09-b, 09-c, 09-d)을 형성하고, 4개 홈(09-a, 09-b, 09-c, 09-d)을 통해 가이드 핀(21)를 고정 배치할 수 있다. 이 가이드 핀(21)은 자성체나, 비자성체로 만들 수 있으며, 아크 베이스(09)의 밑면에서 삽입될 수 있고, 도 4a에서와 같이 U자 형태로 구성된 한 쌍으로 구성되어, 각각 아크 베이스(09)로부터 수직으로 형성되는 한 쌍의 수직 연장부와 수직 연장부를 이어주는 수평 연장부를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 수직 연장부를 모두 분리하여 하나의 핀 4개를 끼워서 만들 수도 있다. 이는 아크 베이스(09)에 판재로 프레스 가공된 가이드를 인서트 사출로도 구현할 수 있다.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 한 쌍의 가이드 핀이 조립된 아크 베이스의 기능을 설명하기 위한 도면이다.

절연물로 만들어진 아크 베이스(09)에 가이드 핀(21)이 압입 고정되고, 유격을 방지하기 위하여 반원 형상으로 가이드 핀(21)의 슬라이딩 영역을 노출시키고 가이드 핀(21)의 압입 부분의 단부는 구배를 주어 가이드 핀(21)을 아크 베이스(09)에 강제로 안착시킬 수 있다. 이와 같이, 가이드 핀(21)의 슬라이딩 영역은 노출부가 반원 단면 형상을 갖는 곡면으로 구성됨으로써, 가동 접점대 홀더(08)의 슬라이딩부(08-1)가 가이드 핀(21)에 접촉하여 슬라이딩하며 상하로 이동할 수 있다.

또한, 예컨대 가이드 핀(21)의 고정은 접착이나, 용착 등 여러가지 방법으로도 고정할 수 있으며 가이드 핀(21)의 슬라이딩 영역의 노출을 핀 전체로 노출되게 구성할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 접점대 홀더의 슬라이딩 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 가동 접점대 홀더(08)는 가동 접점대(05) 및 접압 스프링(07)을 수납하도록 내부 공간을 갖도록 전체적으로 U자 형태로 구성될 수 있으며, 가동 접점대 홀더(08)는 상하 이동 시에 가이드 핀(21)의 적어도 일부와 접촉되어 슬라이딩되도록 구성된 적어도 한 쌍의 슬라이딩부(08-1)를 포함할 수 있다. 샤프트(11)와 연동된 가동 접점대(05)는 가동 접점대 홀더(08)에 결합되어 상하로 이동하면서 고정 접점(19)과 접촉 및 분리되면서 접점을 개로 또는 폐로 상태로 동작시킬 수 있다.

여기서, 가동 접점대 홀더의 슬라이딩부(08-1)는 가이드 핀(21)의 적어도 일부와 접촉되도록 바깥쪽으로 돌출된 곡면부를 포함하고, 곡면부는 가이드 핀(21)의 수평 연장부와 동일한 방향으로 가로 방향으로 길게 형성되어, 가이드 핀(21)의 양 측의 수직 연장부와 접촉할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 가이드 핀(21)의 슬라이딩부(08-1)와의 접촉 영역도 곡면으로 구성되어, 슬라이딩 시 마찰력을 감소시킬 수 있다.

여기서, 가동 접점대 홀더(08)의 슬라이딩부(08-1)의 재질은 비철 계통의 스텐레스 재질이나 매끄럽고 마찰로 인한 분진이 없는 재질을 사용함으로써, 슬라이딩부(08-1)에서 발생하는 분진 발생을 제거하고, 접점에 흐르는 전류의 자속으로 접점의 표면에 분진이 흡착되는 우려를 줄이고, 비철로 만들어진 슬라이딩 부(08-1)의 재질은 아크 소호용 영구 자석(25)의 자계로 아크 전류로 인한 아크 방향에 영향이 없어 아크를 정확히 유도할 수 있으며, 또한, 슬라이딩부(08-1)의 재질은 표면이 매끄러워 슬라이딩으로 인한 기계적인 마모로 불순물이 접점으로 흡착되는 우려를 제거하는 직류 접점 장치를 구현할 수 있다.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 접점대 홀더와 가이드 핀이 조립된 상태의 가동 접점대의 회전을 억제하는 기능을 설명하기 위한 도면이다.

가동 접점대(05)를 수납하는 가동 접점대 홀더(08)와 가이드 핀(21)이 전자석의 흡인력에 의해 축 방향으로 상하 운동을 할 때, 아크 베이스(09)에 형성된 가이드 핀(21)과 가동 접점대 홀더(08)가 가동 접점대(05)의 회전을 규제하는 방법으로 초기 동작시와 동작 종료시의 간격을 일정하게 하고 틀어짐의 정도를 규제 가능하다.

도 6b는 본 발명의 일 실시예에 가동 접점대의 회전 규제로 아크 소호 공간이 일정한 접점의 차단 아크를 설명하기 위한 도면이다.

가동 접점대(05)의 회전이 규제되지 않으면 아크를 소호하는 가동 접점대(05)의 거리가 고정 접점(19)의 거리와 어느 한쪽은 짧고, 반대 쪽은 길게 되어 일정한 전기적 수명을 확보할 수 없으며, 상호 접점의 접촉 점의 변화로 전류의 집중으로 과열이 발생하거나, 가동 접점대(05)에 인가하는 접압 스프링(07)의 압력이 밸런싱을 잃고 틀어짐으로써 접점의 접촉 신뢰성을 확보하기 어렵다. 본 발명은 가동 접점대 홀더(08)와 가이드 핀(21)을 이용한 가동 접점대(05)의 회전 규제 구조를 통해 이러한 문제점을 해결하고, 접점의 접촉 신뢰성을 확보할 수 있는 직류 접점 장치를 만들 수 있다

도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 접점과 가동 접점의 회전 규제로 접점의 접촉점을 설명하기 위한 측면에서 바라본 단면도이다.

도 7a를 참조하면, 가동 접점대(05)가 고정 접점(19)에 접촉하여 일정한 위치에 정확히 접촉할 수 있도록 좌, 우측 방향으로의 회전을 규제할 수 있도록 가동 접점대 홀더(08)가 한 쌍의 R형상 또는 돌출 형상의 슬라이딩부(08-1)의 구조를 통해 가이드 핀과 좁은 간격으로 회전이 규제된 장치를 배치하여 접점의 접촉점이 틀어짐을 방지할 수 있는 접점 장치를 만들 수 있다.

도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동 접점대 홀더와 가이드 핀의 슬라이딩으로 동작과 복귀시의 기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 7b를 참조하면, 가동 접점대(05)가 고정 접점(19)과 접리하기 위해 축 방향으로 이동할 때 가동 접점대 홀더(08)의 매끄러운 곡면 돌출부가 원형 핀으로 만들어진 가이드 핀(21)의 반원 곡면의 매끄러운 곡면 부분과 슬라이딩을 하며 슬라이딩 영역의 표면이 매끄러워 마찰 저항이 없어 동작하고, 복귀시 전자석과 복귀 스프링(14)에 영향을 주지 않은 접점 장치를 만들 수 있으며, 슬라이딩부(08-1)나 가이드 핀(21)의 재료를 세라믹이나 플라스틱 등의 비철 재료로 만들어 회전을 규제하면 마찰로 인한 분진이 접점으로 흡착되는 우려를 감소시킬 수 있는 접점의 접촉점을 일정하게 확보한 접점 장치를 구현할 수 있다.

본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.

01: 보빈 02: 코일
03: 코일 터미널 04: 요크
05: 가동 접점대 06: 가동 접점대 몰드
06-1: 접압 스프링 안착 돌기 07: 접압 스프링
08: 가동 접점대 홀더 08-1: 슬라이딩부
09: 아크 베이스
09-a, 09-b, 09-c, 09-d: 아크베이스
10: 영구 자석 11: 샤프트
12: 씰 컵 13: 요크 플레이트
14: 복귀 스프링 15: 가동 철심
16: 실린더 61-1: 실린더 플랜지
17: 세라믹 하우징 17-1: 상부 금속화 층
17-2: 하부 금속화 층 18: 영구 자석 홀더
19: 고정 접점 20: 고정 철심
21: 가이드 핀 22: 요크 하 철심
23: 가동 접점대 수납부 24: 아크 배리어
25: 아크 소호용 영구자석

Claims (8)

1. 가동 접점대의 회전 규제 구조를 갖는 직류 접점 장치에 있어서,
   하나 이상의 코일;
   상기 코일에 의하여 구동되는 가동 철심;
   직류 전원을 인가하기 위한 한 쌍의 고정 접점;
   상기 가동 철심과 연동되어 동작하고, 상기 한 쌍의 고정 접점과 접촉할 수 있도록 상하로 이동 가능한 가동 접점대;
   상기 가동 접점대 및 접압 스프링을 수납하도록 구성된 가동 접점대 홀더; 및
   아크의 절연을 위한 아크 베이스로부터 수직 방향으로 연장되도록 고정 배치되는 적어도 한 쌍의 가이드 핀
   을 포함하고,
   상기 가이드 핀은 각각 한 쌍의 수직 연장부를 포함하는 U자 형태를 갖는 것이고, 상기 가동 접점대 홀더는 상기 가동 접점대의 상하 이동 시에 상기 가이드 핀의 적어도 일부와 접촉되어 슬라이딩되도록 구성된 적어도 한 쌍의 슬라이딩부를 포함하고, 상기 가동 접점대 홀더의 슬라이딩부는 상기 가이드 핀의 적어도 일부와 접촉되도록 바깥쪽으로 돌출된 곡면부를 포함하고, 상기 곡면부는 상기 가이드 핀의 가로 방향으로 길게 형성되는 것인, 직류 접점 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 가이드 핀의 상기 슬라이딩부와의 접촉 영역은 곡면으로 구성되는 것인, 직류 접점 장치.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 가동 접점대 홀더의 슬라이딩부 및 상기 가이드 핀은 비철 재료로 구성되는 것인, 직류 접점 장치.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 고정 접점이 배치되고 기밀(sealing)을 형성하고, 아크 소호 공간을 확보하도록 구성된 세라믹 하우징을 더 포함하고, 상기 아크 베이스는 상기 세라믹 하우징 내부에 배치되는 것인, 직류 접점 장치.

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