KR102246384B1 - 아크 소호 능력을 갖는 힌지형 직류 양방향 접점 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 아크 소호 능력을 갖는 힌지형 직류 양방향 접점 장치에 있어서, 하나 이상의 코일, 코일의 일 측면에 배치되는 요크, 코일에 의하여 상기 요크의 힌지점을 중심으로 회전 구동하도록 구성된 아마추어, 직류 전원을 인가하기 위한 한 쌍의 고정 접점, 아마추어와 연동되어 동작하고, 한 쌍의 가동 접점이 한 쌍의 고정 접점과 접촉할 수 있도록 요크의 힌지점을 중심으로 이동가능한 가동 접점대, 및 아크 소호를 위해 각 면에 N극 및 S극을 갖도록 착자되는, 상기 가동 접점대의 가로 방향으로 배치된 적어도 하나의 영구 자석을 포함하는 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

Description

아크 소호 능력을 갖는 힌지형 직류 양방향 접점 장치{HINGE TYPE DC BIDIRECTIONAL CONTACT DEVICE WITH ARC EXTINGUISHMENT}

본 발명은 아크 소호 능력을 갖는 힌지형 릴레이의 직류 양방향 접점 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전기 차량, 직류 전원 제어, 배터리 전원 제어 등에 적용 가능한 직류 고전압 유접점 스위치 장치에 포함된 밀봉 접점 장치의 아크 유도 장치 구조에 관한 것으로서, 기밀 밀봉하는 접점 장치에서 접점 개폐시 발생하는 아크를 길게 신장시켜, 아크 전압을 상승시키고 아크 전류를 신장시켜 차단시 안정된 아크 차단 성능을 확보할 수 있는 접점 장치에 관한 것이다.

직류 스위치 접점 장치(DC switching contact device)는 태양광 발전 등 신재생 에너지, 에너지 저장장치, 전기 차량, 충전장치 등의 직류 수송 시스템에 사용될 수 있다. 최근 에너지 저장 장치, 전기 버스, 급속 충전 시스템은 사용 전압이 계속 상승하고, 전압과 전류를 증가시키는 경향을 갖는다. 이와 같이 사용 전압이 상승됨에 따라서 아크 차단이 어려워지기 때문에, 보다 안전하게 차단하고, 컴팩트(compact)한 경량의 무게를 갖는 접점 장치가 요구되고 있다.

또한, 직류 유접점 장치에서 접점 개폐시 필연적으로 발생하는 아크로 인한 차단 실패는 접점의 손상과 절연 파괴로 이어질 수 있다. 즉, 전원 차단 시 발생하는 아크가 불완전 차단으로 인한 불꽃의 재 점호와 아크로 인한 접점 소손, 용착 등으로 인한 차단 실패를 가져올 수 있다. 이때, 가동 접점이 고정 접점으로부터 차단 절연 전압에 필요한 최소의 아크 전압 개극 거리를 충분히 확보하는 위치까지 이격하지 못한 상태에서 영구 자석의 자계로 아크를 빠르게 구동하고 아크를 신장시키지 못하면, 아크는 재 점호되고 차단에 실패한다.

종래의 구조에서는 주로 단 방향 차단을 위해 배치된 영구 자석으로 고정 접점의 좌, 우측에 이극으로 배치되고 있었다. 이는 역방향으로 전류가 들어올 때 차단시 아크는 서로 같은 방향으로 밀어내어 아크 전압의 단락으로 차단 실패와 폭발로 이어지는 위험을 안고 있다. 또한, 차단 실패로 인한 접점 개폐시 발생하는 금속 증기는 밀봉 접점 상자 내부의 절연 소재에 흡착되고, 절연 소재는 불꽃으로 점호되어 절연을 파괴하고, 차단시 고정 접점 및 가동 접점에 손상을 주며, 이로 인해 접점의 용착으로 이어질 수 있다.

또한, 종래의 구조에서는 직류 접점 장치에 아크를 소호할 수 있는 아크 소호실에 아크 발생부 주변에 아크 그리드를 만들어 아크 전압을 분산하여 차단하거나, 차단 아크를 접점의 외부의 공기 중으로 방출하였으나 최근에는 2차 전지 사용으로 접점의 차단 아크가 외부로의 방출이 엄격히 제한되고 있으며 친환경 차량에 적용되는 기밀 접점 장치는 기밀 접점 장치의 내, 외부에 배치하는 아크 소호용 영구 자석은 주변기기의 오동작을 방지하기 위하여 영구 자석의 누설 자속의 규제가 강화 되고 있다.

이에 따라 최근에는 배터리의 안전성으로 밀봉 접점 상자에 접점 장치를 만들고 접점 개폐시 아크가 외부로 방출되는 것을 차단하는 장치가 요구되고 있다. 이에 따라 배터리의 화재나 신재생 에너지 장치의 보호를 위하여 밀봉 접점 장치 내부에 절연 가스를 밀봉하는 구조로 개발 사용되고 있다.

특히, 직류 전원을 차단 시 전류의 방향과 관계없이 아크를 충분히 구동하고 신장하여 차단하지 못하면 아크의 불꽃은 재 점호되어 차단 실패로 이어진다. 종래의 양방향 아크 소호용 영구 자석의 배치는 가동 접점대의 길이 방향의 부의 절연물 외측에 서로 대향하는 영구 자석의 배치로 가동 접점대의 세로 방향(길이 방향)으로 자기장이 형성되고 전류의 방향과 직교하는 방향으로 아크를 유도했다. 이때 가동 접점대의 세로 방향의 단부의 기밀 절연물 외부의 좌, 우측에 한 쌍의 영구 자석이 이극으로 배치되어 좌측 외곽에 배치된 영구 자석과, 우측 외곽에 배치된 영구 자석 사이의 간격이 커서 약한 자계로 아크를 유도 신장시켜 차단한다는 문제점이 있어, 이를 해결할 수 있는 힌지형 직류 양방향 아크 차단 접점 장치가 필요하다.

대한민국 등록특허 제10-1649703호

본 발명은 배터리의 충전과 방전시에 정방향과 역방향 전류 모두를 차단 및 제어할 수 있는 힌지형 양방향 직류 스위치 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 주 접점에서 전원 개폐시 발생하는 아크를 더욱 길게 신장시켜 아크 전압을 높여 차단하는 접점 장치로서, 접점의 직류 고전압 전원의 가혹한 개폐 환경에서 주 접점을 안정적으로 보호하고, 접점의 접촉부에 가장 가까이에 강자성체의 영구 자석 홀더를 영구 자석의 좌, 우측에 부착하여 누설 자속을 최소화 시키고 차단 아크 전류에 가해지는 자속은 영구 자석 홀더의 누설량 만큼 아크 전류에 자속을 증폭 시킬 수 있어 강력한 아크 구동으로 주 접점의 기계적인 마모를 최소화하여 신뢰성을 확보할 수 있는 밀봉형 직류 유접점 장치의 양방향 차단을 구현하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 한 쌍의 고정 접점에 전류가 들어오거나 나가는 방향의 한 쌍의 가동 접점의 외측에 배치하는 영구 자석은 누설되는 자기장을 차폐하는 차폐용 자성체를 영구 자석의 외벽 면과 일치하는 면적으로 부착 배치하고, 한 쌍의 가동 접점대의 중앙부에 배치되는 또 하나의 영구 자석은 차폐가 없이 좌, 우측으로 자기장이 형성되도록 배치하는 3개의 영구 자석을 가동 접점대의 가로 방향으로 배치하고 가동 접점대의 세로 방향(길이 방향)으로 N극과 S극으로 착자하여 이극이 마주하도록 3개의 영구 자석을 나란히 배치하고, 영구 자석에서 생성된 자기장이 각각의 접점의 접촉점의 근접부에서 영향을 줄 수 있도록 배치함으로써, 좌, 우측 한 쌍의 접촉부인, 가동 접점대와 좌, 우측 고정 접점의 접촉부에 자기장이 형성되고 접점의 접촉과 차단시 아크 전류는 자계의 영향으로 가동 접점의 접촉부와 각각 직교하는 방향으로 아크를 유도하고 아크 전류는 로렌츠의 힘을 받아 접점의 접촉점의 세로 방향과 직교하는 대각으로 아크 전류를 신장시키고 차단함으로써, 각 접점부에서 서로 반대 방향으로 아크를 신장시키고 차단가능한 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 접점이 개리하는 순간부터 자계의 영향권에 두어 아크는 신장되고 소호되어 차단할 수 있는 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 고정 접점이 접촉하는 가동 접점의 접촉부의 좌, 우측에 적어도 한 쌍의 영구 자석을 가동 접점대의 접촉점의 좌, 우측에 배치함으로써, 접점의 접촉점에 전류가 들어오는 방향의 아크는 앞쪽으로 유도되고, 전류가 나가는 방향은 뒤쪽으로 유도되어 차단시 발생하는 아크 전압의 단락 현상을 방지가능한 아크 소호용 직류 양방향 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 전류의 방향이 바뀌면 아크의 방향도 가동 접점대와 접촉부와 반대쪽으로 직교하게 유도됨으로써 아크 소호용 영구 자석의 극성을 가동 접점대의 좌측, 우측 및 중간에 N극, S극의 극성은 서로 이극이 서로 마주하도록 배치함으로써, 가동 접점대의 접촉면과 직교하는 세로 방향으로 아크가 유도되고 신장되는 구조의 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 한 쌍의 가동 접점대의 접촉점의 좌, 우측에 배치되는 한 쌍의 영구 자석은 외부면을 강자성체 표면으로 감싸는 영구 자석 홀더의 구조를 통해 외부로의 자기장의 누설을 방지하고, 영구 자석 홀더의 면을 절개하고 절개면을 돌출시켜 케이스에 강제로 압입하고 영구 자석은 자성체에 흡착되고 절개된 돌츨부는 케이스의 수납부의 격벽에 고정되고 수납되게 하고, 케이스 내에 3개가 배치되는 아크 소호용 영구 자석은 접점의 사이에서 발생하는 아크 전류를 더욱 강력하게 자계를 걸 수 있도록 집중시키는 좌, 우측에 배치되는 아크 소호용 영구 자석의 영구 자석 홀더를 부착하는 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 플라스틱으로 만들어진 케이스에 3개의 영구 자석과 한 쌍의 자기장을 차폐하는 강자성체의 영구 자석 홀더를 포함하고, 강자성체의 영구 자석 홀더에 클립 형태의 돌기를 만들고 영구 자석의 유격과 흔들림을 방지하는 구조로 플라스틱 하우징에 강제로 압입되고 수납되어 배치되는 한 쌍의 영구 자석 홀더를 포함하여 영구 자석의 자계의 힘을 보강할 수 있는 힌지형 양방향 접점 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 신재생 에너지, 전기차량, 직류 전원제어, 배터리 전원제어 등에 적용 가능한 직류 고전압 유접점 스위치 장치에 포함된 기밀 접점 장치에서 양방향 아크 소호 능력을 갖는 구조를 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, 아크 소호 능력을 갖는 힌지형 직류 양방향 접점 장치에 있어서, 하나 이상의 코일; 상기 코일의 일 측면에 배치되는 요크; 상기 코일에 의하여 상기 요크의 힌지점을 중심으로 회전 구동하도록 구성된 아마추어; 직류 전원을 인가하기 위한 한 쌍의 고정 접점; 상기 아마추어와 연동되어 동작하고, 한 쌍의 가동 접점이 상기 한 쌍의 고정 접점과 접촉할 수 있도록 상기 요크의 힌지점을 중심으로 이동가능한 가동 접점대; 및 아크 소호를 위해 각 면에 N극 및 S극을 갖도록 착자되는, 상기 가동 접점대의 가로 방향으로 배치된 적어도 하나의 영구 자석을 포함하는 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 고정 접점과 상기 코일이 연결되는 코일 터미널이 관통하여 배치되고 상기 코일을 권선하기 위한 보빈과 일체로 형성된 베이스; 및 상기 베이스에 삽입 고정되고, 밀봉(sealing)을 형성하고 아크 소호 공간을 확보하도록 구성된 기밀 하우징을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 영구 자석은 상기 기밀 하우징의 내부에 배치되는 구조인, 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 영구 자석의 개수는 3개이며, 각각 상기 가동 접점대의 양 단부에 배치된 한 쌍의 가동 접점과 한 쌍의 고정 접점의 접촉면의 좌측, 우측 및 중앙에 각각 배치될 수 있다.

또한, 상기 가동 접점대는 상기 아마추어의 배치 방향으로 연장되는 수평 연장부와 상기 수평 연장부와 수직 방향으로 연장되는 수직 연장부를 포함하고, 상기 수직 연장부는 두 갈래로 나누어져 각 단부에 배치된 상기 한 쌍의 가동 접점 사이에 영구 자석이 배치되기 위한 공간을 포함할 수 있다.

또한, 상기 3개의 영구 자석 각각의 극성은 이극이 마주하도록 배치되고, 상기 3개의 영구 자석은 각각 상기 가동 접점대와 좌측 고정 접점 또는 상기 가동 접점대와 우측 고정 접점의 접촉면에 상기 가동 접점대의 세로 방향으로 자기장을 형성함으로써, 각 접촉면에서 발생하는 아크의 방향을 상기 가동 접점대의 세로 방향을 중심으로 서로 반대 방향으로 직교하도록 형성할 수 있다.

또한, 상기 좌측 외곽 및 상기 우측 외곽에 배치된 영구 자석의 외측 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 영구 자석 홀더를 더 포함하고, 상기 영구 자석 홀더는 강자성체로 구성되어 상기 영구 자석의 자기장의 손실을 억제하고 차단 아크에 증폭된 자기장을 인가하고, 상기 가동 접점대의 양 단부에 배치된 한 쌍의 가동 접점과 한 쌍의 고정 접점의 접촉면의 중앙에 배치된 영구 자석은 영구 자석 홀더에 결합되지 않는 것일 수 있다.

또한, 상기 기밀 하우징의 내부에 절연 재료를 포함하는 케이스를 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 적어도 하나의 영구 자석의 상측 및 양 측면을 모두 둘러싸서 수납 가능하도록 구성된 복수의 영구 자석 수납부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 영구 자석 각각은 상기 영구 자석 수납부의 사각 홈 내에 배치되고, 상기 영구 자석 수납부의 사각 홈 외각부는 아크 배리어 역할을 하는 것일 수 있다.

본 발명에 의하면, 배터리의 충전과 방전 시에 정방향과 역방향 전류 모두를 차단 및 제어할 수 있는 양방향 힌지형 직류 스위치 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 주 접점에서 전원 개폐시 발생하는 아크를 영구 자석 홀더를 이용하여 자력을 증폭시키고 더욱 빠르게 아크 전압을 높여서 차단하는 접점 장치로서, 접점의 직류 고전압 전원의 가혹한 개폐 환경에서 주 접점을 안정적으로 보호하고 주 접점의 기계적인 마모를 최소화하여 신뢰성을 확보할 수 있는 밀봉형 직류 유접점 장치의 양방향 차단을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 직류 전원의 차단시 초기 아크를 구동하고 아크 전류를 신장시켜, 아크가 접점의 접촉부로부터 더욱 멀어질수록 영구 자석 홀더로 자계를 더욱 강하게 걸 수 있는 구조로 아크의 재 점호를 방지할 수 있는 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 적어도 강자성체로 영구 자석 홀더를 구비한 한 쌍의 영구 자석을 가동 접점의 외측 좌, 우에 배치하고, 절연물로 만들어진 케이스에 3개의 영구 자석을 케이스에 수납부를 만들어 영구 자석 수납부 내에 배치하고, 영구 자석의 극성을 가동 접점대의 길이 방향(세로 방향)으로 이극 배치함으로써, 접점의 개리 초기에 흐르는 아크 전류와 영구 자석의 자계로 발생하는 로렌츠의 힘을 이용하여 아크 전류를 신장시키고, 신장된 아크는 영구 자석의 자계의 영향권에 두어 아크 주(기둥)를 차단함으로써, 차단시 주 접점의 기계적인 마모를 최소화 시킬 수 있는 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 접점 밀봉 장치 아크 유도 공간의 폭을 최대한 활용하기 위하여 세로 방향으로 구동되고 신장되는 아크로부터 여자 코일부를 보호하기 위하여 절연 필름을 보빈의 상측과 베이스의 하측에 끼워 코일부와 격벽을 만들어 아크로부터 절연을 확보할 수 있는 직류 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 엔지니어링 플라스틱으로 만들어진 케이스의 내측에 3개의 영구 자석과 한 쌍의 영구 자석 홀더를 수납 배치하고, 접점의 접촉부와 가장 가까운 거리에 영구 자석을 배치하여 아크를 신장시키고, 신장된 아크가 완전히 소호될 때까지 영구 자석의 자계의 영향권에 두어 아크 소호 작용을 함으로써, 아크 신장 및 소호 능력을 갖는 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 하우징의 내부에 3개의 영구 자석을 배치하고, 가동 접점대의 외측에 배치되는 한 쌍의 영구 자석의 각각의 외측에 강자성체로 구성된 영구 자석 홀더를 부착하여 외부로의 자기장 누설을 줄이고, 자기장을 증폭시킨 자계로 아크 전류는 로렌츠의 힘을 보강할 수 있는 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 하우징의 내부의 밑면에 절연물로 만들어진 보빈과 베이스가 일체로 형성되어 있으며, 여자 코일을 권선하고 요크를 베이스의 밑면으로 끼워 수납하고 코어를 코킹(caulking)으로 고정한 다음 한 쌍의 고정 접점을 압입하여 배치하고 아마추어(armature)를 포함하는 가동 접점대 조립체를 요크에 결합하고 복귀 스프링으로 고정하고 접점의 O/T를 확인 조정 후에 영구 자석이 조립된 케이스를 결합하고 베이스와 케이스를 고밀도 에폭시로 밀봉후 제품 내부를 진공과 절연가스를 충진 한 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 가동 접점대의 절연을 위하여 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 가동 접점대를 인서트 몰딩(insert molding)하고 몰딩된 절연부에 한 쌍의 구멍을 만들어 아마추어에 형성된 한 쌍의 구멍과 인서트 사출로 몰딩하여 가동 접점대와 절연을 확보하는 구조를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 신재생 에너지, 전기차량, 직류 전원제어, 배터리 전원제어 등에 적용 가능한 직류 고전압 유접점 스위치 장치에 포함된 밀봉 접점 장치에서 아크 소호 능력을 갖는 구조를 제공할 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 힌지형 직류 양방향 접점 장치의 구성을 설명하기 위한 조립도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지형 직류 양방향 접점 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 접점 장치에서 밀봉 접점 장치의 내부에 배치된 영구 자석 홀더를 포함한 한 쌍의 영구 자석과 양 접점 사이에 중앙에 배치되는 영구 자석이 아크를 유도하고 아크 전류를 신장시키는 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 영구 자석의 배치 구성에 따른 아크 소호 기능과 아크의 유도 방향에 따른 코일부의 보호를 위하여 격벽을 만들어 절연을 확보하는 절연 필름 격벽의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 영구 자석과 한 쌍의 영구 자석 홀더와 양 접점 사이에 중앙에 배치되는 영구 자석을 케이스에 수납 배치 고정하기 위한, 아크 배리어를 포함하여 일체로 만들어진 케이스의 내부에 수납되고 고정 배치되는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연이 확보된 가동 접점대의 수지물로 형성하고 일체로 형성된 아마추어(armature)의 구성을 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 힌지형 직류 양방향 접점 장치의 구성을 설명하기 위한 조립도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지형 직류 양방향 접점 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지형 직류 양방향 접점 장치의 조립 과정을 살펴보면, 보빈(01)에 코일(02)를 권선하여 코일 터미널(03)에 전자 코일 권선부의 시작선과 끝 선을 각각 전기적으로 연결하여 전자석을 만들고 보빈(01)의 아래쪽에 배치되는 베이스(01-1)의 요크 수납부(04) 내로 요크(05)를 삽입하고 보빈(01)의 중심부 내부 홈에 코어(07)를 끼우고 요크(05)와 코어(07)를 코킹(caulking)으로 결합하여 전자석 마그네트(magnet)를 만들 수 있으며, 이에 따라 요크(05)는 코일(02)의 일 측면에 배치될 수 있다.

가동 접점대 조립체를 구성하는 가동 접점대(08), 가동 접점(09), 가동대 몰드(10), 아마추어(11)의 홈 부위를 요크의 힌지부(05-1)에 끼우고 복귀 스프링(12)을 요크(05)와 아마추어(11)에 끼우고 연결할 수 있다. 또한, 보빈(01)에 일체로 형성된 베이스(01-1)의 앞쪽에 한 쌍의 고정 접점대(13)를 압입으로 끼워 배치 조립한 다음 코어(07)와 아마추어(armature, 전기자)(11) 사이에 O/T(over travel) 게이지를 삽입하고 가동 접점대(08)의 접촉상태를 확인, 교정후 코일(02)을 보호하는 절연 필름 격벽(14)을 삽입할 수 있다.

예컨대, 고정 접점대(13)와 코일 터미널(03)은 보빈(01)에 권선이 완료된 후에 압입 고정되고 후에 가동 접점대(08)를 요크(05)에 조립하여 동작을 확인할 수 있으며, 가동 접점대(08)의 윗면에 더미 접점대(15)를 추가하고 접점의 리벳으로 전기적인 연결을 할 수 있다. 여기서, 더미 접점대(15)는 가동 접점대(08)의 단면적을 키워 통전 전류를 증가시키도록 구성할 수 있으며, 또한 더미 접점대(15)는 가동 접점대(08)를 두 겹으로 접어서 구성할 수도 있으며, 다양한 형태로 구성 가능하다.

도 1의 좌측 도면을 참조하면, 밀봉을 위한 기밀 하우징으로서, 엔지니어링 플라스틱 재료로 구성될 수 있는 케이스(16)의 하측에 보빈(01)과 일체로 형성된 베이스(01-1)를 만들고, 케이스(16)의 밑면과 베이스(01-1)를 조립하여 고밀도 수지로 구성된 에폭시(17)로 실링(sealing)을 하고 베이스(01-1)의 관통된 베이스 관통 구멍(01-2)을 형성하여 제품의 내부를 진공으로 배기하고 절연가스를 급기하고 구멍을 막아 외부의 외기와 차단을 할 수 있다. 또한, 보빈(01)과 일체로 형성된 베이스(01-1)에는 고정 접점대(13)와 코일 터미널(03)을 압입으로 고정하고, 요크(05)에 코킹으로 고정된 코어(07)의 코킹 면은 베이스(01-1)의 밑면을 고밀도 에폭시(17)로 영구 자석(18)과 영구 자석 홀더(19)가 조립된 케이스(16)를 조립하고 베이스(01-1)의 밑면과 접착하여 밀봉할 수 있다.

이와 같은 구성에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지형 직류 양방향 접점 장치는 가동 접점대(08)의 좌, 우측에 영구 자석(18)과 영구 자석 홀더(19)를 배치하고 케이스(16)의 중앙부(16-1)에 또 하나의 영구 자석(18)을 배치하여 한 쌍의 가동 접점대(08)의 접촉점에서 아크를 구동하는 방식으로 직류 전원을 개폐할 때 수반되는 아크 전압과 아크 열로부터 주 접점을 보호하고 접촉 신뢰성을 확보하기 위하여, 아크를 신속히 유도하고 아크 전류를 신장시키고, 신장된 아크는 영구 자석(18)의 자계의 영향을 접점의 접촉부와 가장 가까운 거리에서 더욱 강하게 받는 구조로 가혹한 아크 환경에서 주 접점을 보호하는 구조의 직류 접점 장치를 제공할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 밀봉형 직류 유접점 양방향 접점 장치의 아크 구동과 소호를 위한 영구 자석(18)의 착자 방향과 배치 등의 관한 것으로서, 아크 소호용 영구 자석(18)은 각각 페라이트계, 희토류계 등의 다양한 영구 자석의 재료로서 구성될 수 있다.

다시 도 2를 참조하여, 힌지형 직류 양방향 접점 장치의 동작을 설명하면, 여자 코일(02)에서 연장된 코일 터미널(03)에 코일 조작 전원을 인가(ON)하면 전자석의 원리에 따라 코어(07)와 요크(05)에서 발생하는 전자력이 아마추어(11)를 코어(07) 방향으로 끌어당겨 요크(05) 힌지부(05-1)의 힌지점을 중심으로 회전 이동하고 이때 가동 접점대(08)에 연동된 가동 몰드 조립체의 밑면에 위치한 아마추어(11)는 철심 코어(07)로 향하고 아마추어(11)와 고정 결합되고 절연된 가동 접점대(08)는 고정 접점(20)으로 이동하며 코어(07)와 아마추어(11)의 O/T 만큼 가동 접점대(08)의 양 단부에 결합된 가동 접점(09)은 고정 접점대(13)의 단부에 결합된 고정 접점(20)과 접촉하고 대항하는 접점끼리 약간의 슬라이딩을 하여 접점에 흡착된 유기 가스등을 벗겨내고 접촉 저항을 줄여 완전히 접촉을 한다. 이때 가동 접점(09)이 고정 접점(20)에 접촉되고 가동 접점(09)이 약간 미끄러지면서 접촉이 완료되며, 가동 접점(09)이 슬라이딩하고 고정 접점(20)에 미끄러지면서 접촉하므로 표면의 유기 가스 등을 밀어서 제거하여 접촉 신뢰성을 확보하고 접촉 저항을 감소시킬 수 있다. 즉, 접점의 표면에 흡착된 미량의 유기 가스를 접점 표면을 슬라이딩으로 표면을 긁어 주면서 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.

한편, 코일 터미널(03)에 코일 조작 전원을 오프(OFF)하면 위의 동작과 반대로 아마추어(11)는 복귀 스프링(12)의 힘으로 코어(07)와 분리되고, 아마추어(11)와 고정되고 절연된 가동 접점대(08)와 결합된 가동 접점(09)은 고정 접점(20)에서 분리되고 계획된 제한 스토퍼(01-3)에 멈춰 절연 거리를 확보하는 위치까지 이동하고, 복귀의 제한은 가동 접점대의 상측에 보빈(01)과 일체로 형성된 스토퍼(01-3)에 의해서 정지될 수 있다.

이와 같은 동작에 의해, 전기적인 아크가 주 접점인 고정 접점(20) 및 가동 접점대(08)의 접촉부로부터 유도되고, 영구 자석(18)에 의해 형성된 자기장(자계)는 아크 전류에 작용하여 아크가 유도, 신장되고, 아크 주(기둥)가 가까워질수록 자계의 세기가 강해지며, 아크 전류에는 로렌츠의 힘이 작용한다. 이때, 아크는 대각으로 아크 기둥을 만들어 더욱 신장되어 케이스(16) 내부에 절연물로 만들어진 아크 배리어(16-2)의 아크 장벽 안쪽면에 수납(16-1)되어 배치된 영구 자석(18)과 영구 자석 홀더(19)의 구성을 통해 접촉부에 더욱 가까이 배치된 영구 자석(18)의 강력한 자계의 영향으로 아크가 유도되고 아크 주(기둥)는 안전하게 차단되어 접촉부의 접점의 소손, 기계적인 마모를 줄일 수 있으며, 아크는 재 점호 없이 안전하게 소호될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 접점 장치에서 기밀 접점 장치의 내부에 배치된 한 쌍의 영구 자석이 아크를 유도하고 신장시키는 기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 폐로 상태에서 개리하는 순간 및 개리후 아크 신장을 나타내기 위해 케이스(16)의 중심부를 수직 방향으로 잘라낸 단면을 나타낸다.

아크는 접점의 접촉부인 주 접점인 가동 접점(09)과 고정 접점(20)이 개리하는 순간에 초기에는 작은 아크로 출발하여 아크를 유도하고 아크 주(기둥)를 신장시키는 과정으로서, 전류의 방향에 따른 아크의 방향과 접점의 개극 거리가 멀어지면서 아크 전류는 로렌츠의 힘의 작용으로 아크 주(기둥)가 더욱 크게 신장될 수 있으며, 밀봉을 위한 케이스(16) 내부의 가동 접점대(08)의 가로 방향으로 착자되어 나란하게 배치된 3개의 영구 자석(18)은 각각의 주접점(09, 20)의 접촉점에서 각각의 아크를 유도할 수 있다. 이와 같이 가동 접점대(08)의 접촉점의 가로 방향 좌, 우측에 배치된 영구 자석(18)은 적어도 한 쌍의 강자성체로 만들어진 영구 자석 홀더(19)를 함께 구성할 수 있고, 각각의 영구 자석(18)은 N극과 S극, N극과 S극, N극과 S극의 착자 방향을 갖도록 배치될 수 있으며, 반대로 S극과 N극, S극과 N극, S극과 N극의 3개의 영구 자석(18)이 착자 방향을 갖도록 배치될 수도 있다.

이와 같이, 접점 장치의 케이스(16)의 폭을 가동 접점(09)를 중심으로 가로 방향으로 키움으로써 아크 소호 공간을 최대한 확보할 수 있으며, 또한 밀봉 케이스(16)의 내측에 적어도 3개의 영구 자석(18)을 접점의 접촉점과 가장 가까운 거리에 인접하여 배치함으로써 보다 강한 자계로 아크를 신장시킬 수 있다. 또한, 종래 방식인 영구 자석의 외부 배치에 따른 자기력 유출로 인한 주변 장치의 오동작을 방지하는 효과를 가져올 수 있는 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에서는 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 아크 유도를 위한 영구 자석(18)의 배치 방법으로 케이스(16) 내부의 좌측, 우측, 양 접점 사이의 중앙에 배치되는 영구 자석 수납부(16-1) 내의 수납과 함께 아크 격벽의 기능을 할 수 있도록 아크 배리어(16-2)를 형성하는 케이스(16)를 포함하고, 고정 접점(20) 각각과 대향하는 가동 접점(09)의 접촉부의 좌, 우측과 중간에 가동 접점대(08)의 가로 방향으로 영구 자석(18)을 나란하게 배치할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 차단시 발생하는 아크를 주 접점의 접촉면에서 가장 가까운 위치에 영구 자석(18)을 배치하여 형성된 자기장의 방향으로 아크 전류에 자계를 걸어 접점의 개리 초기의 아크를 자계의 영향으로 접점으로부터 빠른 아크의 구동으로 접점의 마모와 아크 열로부터 접점의 소손을 줄이고, 초기 아크에 강한 자계를 걸어 아크를 신장시켜 아크가 늘어나면 아크 소호용 영구 자석(18)은 각각의 접점의 접촉점의 개리시 발생하는 아크 전류에 자계는 아크를 신장시키고 소멸되도록 걸 수 있어 접점의 기계적인 소모를 줄이는 직류 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

이와 같이 제조된 힌지형 직류 고전압 유접점 양방향 접점 장치는 조립성이 용이하고, 주 접점의 개폐로 인한 접점의 접촉면의 기계적인 소모를 줄여 접점의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 기존의 밀봉 접점 장치 내부의 절연체가 아크로 인한 접점의 마모로 인해 금속 증기의 흡착으로 절연 확보에 어려움을 겪는 문제를 완화하고, 접점의 용착 등 전기적인 수명의 증대에 효과를 가질 수 있다.

또한, 도 3에서, 3개의 영구 자석(18)은 각각 한 쌍의 고정 접점(20)을 중심으로 가동 접점(09)의 접촉면의 좌, 우측과 중간에 가동 접점대(08)의 가로 방향으로 영구 자석(18)의 극성을 배치하고, 고정 접점(20)과 가동 접점(09)의 접촉면의 좌,우, 중간에 배치된 각각의 영구 자석(18)은 접점의 접촉면과 인접하여 각각의 자기장을 만들고, 가동 접점대(08)의 세로 방향으로 착자된 3개의 영구 자석(18)은 각 면에 N극 및 S극을 갖도록 각각 배치되어 아크 전류에 더욱 강하게 자계를 걸 수 있다. 이때, 좌측 및 우측 고정 접점(20)과 가동 접점(09)이 접촉하는 좌측 접촉면과 우측 접촉면의 외측에 배치된 한 쌍의 영구 자석 홀더(19)에 의해 자기장은 더욱 증폭되고 증폭된 자기장은 아크 전류에 가해져 로렌츠의 힘이 발생되어 아크 기둥은 더욱 신장되고 아크의 방향을 주 접점(09, 20)의 세로 방향을 중심으로 서로 반대 방향으로 직교 하도록, 즉 대각 방향으로 아크를 유도할 수 있다. 이에 따라 아크 차단시 발생하는 아크 전압의 단락을 방지할 수 있다.

직류의 양방향 차단은 단방향 차단과 다르게 아크를 가동 접점(09)의 세로 방향을 중심으로 서로 반대 방향으로 대칭하도록 직교하는 방향으로 차단할 수 있다. 이는 단방향 차단시 주 접점(09, 20)의 외측 방향으로 아크를 신장시키는 경우와 다르게 주 접점(09, 20)의 세로 방향과 직교하는 수직 방향으로 가동 접점대(08)의 접점의 접촉면을 중심으로 좌, 우측으로 각각 영구 자석(18)의 자기장을 이용하여 접점 개리시 흐르는 아크 전류의 방향에 따라 자계의 힘의 방향을 변경하여 아크를 유도하게 된다.

즉, 도 3의 중간에 도시된 입체도 좌측 도면을 참조하면, 전류(I)가 지면에서 나오는 방향을 갖는 우측 고정 접점에서 영구 자석(18)에 의한 자속의 방향이 아크 전류에 로렌츠 힘이 작용하여 아크는 앞쪽으로 유도되고, 전류(I)가 지면으로 들어가는 방향을 갖는 좌측 고정 접점에서 영구 자석(18)에 의한 동일한 자속의 방향에 의해 아크 전류는 들어오는 방향이 되어 플레밍의 왼손 법칙에 따라 아크의 방향은 뒤쪽으로 향하고 로렌츠 힘에 의한 아크 전류는 신장되고 차단된다. 이와 같이, 각각의 양쪽 아크 방향이 서로 반대 방향으로 주 접점(09, 20)의 세로 방향에 직교하게 되어 차단 아크 전류의 단락(쇼트)현상을 방지할 수 있다.

또한, 도 3의 중간에 도시된 입체도 우측 도면을 참조하면, 전류의 방향이 반대로 바뀌는 경우, 영구 자석(18)의 극성의 동일한 배치에 의한 동일한 자속 방향에 의해 아크는 구동되고, 로렌츠의 힘에 의한 아크 방향은 입체도 좌측 도면과 반대로 향하고 양 접점 아크 방향이 서로 반대 방향을 향하도록 유지됨으로써, 양방향 전류에 따른 아크 소호와 아크의 유도 기능에 문제가 발생하지 않음을 알 수 있다.

전류 차단시 발생하는 아크 전류는 영구 자석(18)의 자계의 영향으로 구동되고 아크 전류는 로렌츠의 힘의 영향으로 신장되고, 주 접점(09,20)의 접촉부의 가장 가까운 위치에 영구 자석(18)을 배치하고, 외측의 영구 자석(18)은 강자성체로 만든 영구 자석 홀더(19)에 의해서 더욱 강하게 증폭된 자계로 아크 전류에 걸 수 있다.

또한, 도 3은 3개의 영구 자석(18)의 외측의 일면에 부착된 한 쌍의 영구 자석(18)과 영구 자석 홀더(19)가 부착되어 결합된 모습을 나타내며, 영구 자석 홀더(19)는 영구 자석(18)에 의한 자기장의 누설을 방지하고 누설되는 자기장을 영구 자석의 차폐 이면으로 자기장을 증폭시켜 아크에 더욱 강한 자계를 걸 수 있도록 자계의 힘을 보강하는 효과를 가진다.

도 3의 하단에 도시된 도면을 참조하면, 케이스(16)는 예컨대 아크로부터 절연을 위하여 고열의 절연 재료를 포함하도록 구성되며, 케이스(16)은 보빈(01)과 일체로 형성된 베이스(01-1)에 조립되고, 케이스(16)와 베이스(01-1)는 고밀도 에폭시(17)로 밀봉되고 베이스(01-1)의 밑면에 형성된 관통 구멍(01-2)으로 진공후 절연가스를 충진하고 에폭시로 밀봉할 수 있는 직류 접점 장치를 제공할 수 있다.

도 4는 아크의 유도 방향에 따른 코일부의 보호를 위하여 격벽을 만들어 절연을 확보하는 절연 필름 격벽의 배치를 설명하기 위한 도면이다.

절연 필름 격벽(14)의 하부에 2개의 돌출된 사각형상 부위를 베이스 사각 구멍(01-4)에 삽입하여 절연 필름 격벽(14) 하부를 조립하고, 절연 필름 격벽(14) 상부 양단에 위치한 2개의 돌출된 사각형상 부위는 보빈(01)의 상측면에 있는 보빈 사각 구멍(01-5)에 삽입하여 절연 필름 격벽(14)을 조립 완성할 수 있다. 여기서, 절연 필름 격벽(14)은 발생되는 아크를 차폐하여 코일부를 절연 보호하는 역할을 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3개의 영구 자석이 케이스 하우징의 내부에 수납되고 고정 배치되는 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3개의 영구 자석(18) 및 한 쌍의 영구 자석 홀더(19)가 결합되어 케이스(16)의 내부에 일체로 형성된 수납부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

영구 자석 홀더(19)는 강자성체로 구성되어 영구 자석(18)의 자기장의 누설을 차단하여 외부로의 누설을 방지하고, 자력선이 외부로 나가는 것을 차단하고 억제하는 역할을 수행하며, 영구 자석(18)의 적어도 일부를 감싸도록 영구 자석(18)에 부착되어 케이스(16)의 안쪽 면으로 수납 고정되어 배치될 수 있다. 또한, 케이스(16)는 3개의 영구 자석(18) 각각을 절연체로 모두 둘러싸서 수납 가능하도록 구성된 3개의 속이 빈 사각 수납 형태를 갖는 영구 자석 수납부(16-1)를 포함할 수 있다.

도 5에서, 고정 접점(20)을 중심으로 가동 접점(09)의 접촉면의 좌, 우측에 영구 자석 홀더(19)와 결합된 한 쌍의 영구 자석(18)이 배치될 수 있으며, 주 접점 사이에 또 다른 하나의 영구 자석은 영구 자석 홀더와 결합되지 않은 상태로 배치되어, 총 3개의 영구 자석 배치시 각각 이극이 마주하도록 배치될 수 있다.

이와 같은 기밀 하우징 외부로의 자력선의 누설 자속을 억제하는 구조를 통해, 케이스(16)에 수납된 3개의 영구 자석(18) 각각의 좌, 우측 면에 영구 자석 홀더(19)를 부착하여 자기장의 누설을 억제하는 구조를 통해 전류의 방향과 관계없이 주 접점(09, 20)의 가로 방향과 직교하는 대각의 방향으로 아크를 유도하고 소호 가능한 힌지형 직류 양방향 접점 장치를 제공할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연이 확보된 가동 접점대와 아마추어를 수지물로 인서트 성형하고 일체로 형성된 아마추어의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면 가동 접점대(09)에 엔지니어링 플라스틱으로 인서트 몰딩을 하고 몰딩된 절연체에 한 쌍의 구멍을 만들고 아마추어(11)에 동일한 형상의 한 쌍의 구멍을 만들어 인서트 몰딩으로 가동 접점대(09)의 조립체를 만들어 절연이 확보된 가동 접점대 조립체를 완성하여 직류 고전압의 절연 조건을 만족하는 가동 접점대를 제공할 수 있다.

여기서, 가동 접점대(09)는 아마추어(11)의 배치 방향인 수평 방향으로 연장되는 수평 연장부와 수평 연장부와 수직 방향으로 연장되는 수직 연장부를 포함할 수 있고, 가동 접점대(09)는 적어도 일부분이 두 갈래로 나누어져 수직 연장부의 각 단부에 또 다시 수직 방향으로 연장되어 가동 접점(09)이 결합될 수 있도록 배치된 부분을 포함할 수 있다. 이와 같이 두 갈래로 나누어진 구성을 갖는 가동 접점대(09)는 각 갈래 사이에 영구 자석(18)이 배치되기 위한 공간을 포함하며, 이와 같은 가동 접점대(09) 사이 공간을 통해 중앙에 영구 자석(18)이 배치될 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 01-1: 베이스
01-2: 베이스 관통 구멍 01-3: 스토퍼
01-4: 베이스 사각 구멍 01-5: 보빈 사각 구멍
02: 코일 03: 코일 터미널
04: 요크 수납부 05: 요크
05-1: 요크 힌지부 06: 보빈 관통 구멍
07: 코어 08: 가동 접점대
09: 가동 접점 10: 가동대 몰드
11: 아마추어 12: 복귀 스프링
13: 고정 접점대 14: 절연 필름 격벽
15: 더미 접점대 16: 케이스
16-1: 영구 자석 수납부 16-2: 아크 배리어
17: 에폭시 18: 영구 자석
19: 영구 자석 홀더 20: 고정 접점

Claims (7)

1. 아크 소호 능력을 갖는 힌지형 직류 양방향 접점 장치에 있어서,
   하나 이상의 코일;
   상기 코일의 일 측면에 배치되는 요크;
   상기 코일에 의하여 상기 요크의 힌지점을 중심으로 회전 구동하도록 구성된 아마추어;
   상기 요크와 상기 아마추어에 연결된 복귀 스프링;
   직류 전원을 인가하기 위한 한 쌍의 고정 접점;
   상기 아마추어와 연동되어 동작하고, 한 쌍의 가동 접점이 상기 한 쌍의 고정 접점과 접촉할 수 있도록 상기 요크의 힌지점을 중심으로 이동가능한 가동 접점대; 및
   아크 소호를 위해 각 면에 N극 및 S극을 갖도록 착자되는, 상기 가동 접점대의 가로 방향으로 배치된 적어도 하나의 영구 자석
   을 포함하고,
   상기 한 쌍의 고정 접점과 상기 코일이 연결되는 코일 터미널이 관통하여 배치되고 상기 코일을 권선하기 위한 보빈과 일체로 형성된 베이스; 및
   상기 베이스에 삽입 고정되고, 밀봉(sealing)을 형성하고 아크 소호 공간을 확보하도록 구성된 기밀 하우징을 더 포함하고,
   상기 적어도 하나의 영구 자석은 상기 기밀 하우징의 내부에 배치되고,
   상기 보빈의 상측면 및 상기 베이스에 삽입되어 상기 코일을 차단 아크로부터 절연 보호하도록 배치되는 절연 필름 격벽을 더 포함하는 것인, 힌지형 직류 양방향 접점 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 영구 자석의 개수는 3개이며, 각각 상기 가동 접점대의 양 단부에 배치된 한 쌍의 가동 접점과 한 쌍의 고정 접점의 접촉면의 좌측, 우측 및 중앙에 각각 배치되는 것인, 힌지형 직류 양방향 접점 장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 가동 접점대는 상기 아마추어의 배치 방향으로 연장되는 수평 연장부와 상기 수평 연장부와 수직 방향으로 연장되는 수직 연장부를 포함하고, 상기 수직 연장부는 두 갈래로 나누어져 각 단부에 배치된 상기 한 쌍의 가동 접점 사이에 영구 자석이 배치되기 위한 공간을 포함하는 것인, 힌지형 직류 양방향 접점 장치.
   
5. 제3항에 있어서, 상기 3개의 영구 자석 각각의 극성은 이극이 마주하도록 배치되고, 상기 3개의 영구 자석은 각각 상기 가동 접점대와 좌측 고정 접점 또는 상기 가동 접점대와 우측 고정 접점의 접촉면에 상기 가동 접점대의 세로 방향으로 자기장을 형성함으로써, 각 접촉면에서 발생하는 아크의 방향을 상기 가동 접점대의 세로 방향을 중심으로 서로 반대 방향으로 직교하도록 형성하는 것인, 힌지형 직류 양방향 접점 장치.
   
6. 제3항에 있어서, 상기 좌측 및 상기 우측에 배치된 영구 자석의 외측 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 영구 자석 홀더를 더 포함하고, 상기 영구 자석 홀더는 강자성체로 구성되어 상기 영구 자석의 자기장의 손실을 억제하고 차단 아크에 증폭된 자기장을 인가하고,
   상기 가동 접점대의 양 단부에 배치된 한 쌍의 가동 접점과 한 쌍의 고정 접점의 접촉면의 중앙에 배치된 영구 자석은 영구 자석 홀더에 결합되지 않는 것인, 힌지형 직류 양방향 접점 장치.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 기밀 하우징의 내부에 절연 재료를 포함하는 케이스를 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 적어도 하나의 영구 자석의 상측 및 양 측면을 모두 둘러싸서 수납 가능하도록 구성된 복수의 영구 자석 수납부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 영구 자석 각각은 상기 영구 자석 수납부의 사각 홈 내에 배치되고, 상기 영구 자석 수납부의 사각 홈 외각부는 아크 배리어 역할을 하는 힌지형 직류 양방향 접점 장치.

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