KR102330627B1 - 중간 전압 접촉기 - Google Patents

Abstract

접촉기 (1) 로서,
- 하나 이상의 전기 극들 (3);
- 각각의 전기 극에 대해, 고정 접점 (31) 및 대응하는 가동 접점 (32) 으로서, 상기 접촉기의 하나 이상의 가동 접점들 (32) 은 상기 가동 접점들이 대응하는 고정 접점들로부터 디커플링되는 제 1 위치 (A) 와, 상기 가동 접점들이 대응하는 고정 접점들과 커플링되는 제 2 위치 (B) 사이에서, 상호 평행하고 공통 변위 평면 (34) 상에 놓여 있는 대응하는 변위 축들 (33) 을 따라서, 가역적으로 이동가능한, 상기 고정 접점 (31) 및 대응하는 가동 접점 (32);
- 제 3 위치 (C) 와 제 4 위치 (D) 사이에서, 상기 가동 접점들의 변위 축들 (33) 에 평행한 대응하는 변위 방향을 따라서, 가역적으로 이동가능한 가동 전기자 (7);
- 각각의 전기 극에 대해, 상기 가동 전기자 (7) 와, 그리고, 대응하는 가동 접점 (32) 과 커플링되는 제 1 플런저 (8) 로서, 각각의 제 1 플런저는 대응하는 가동 접점 (32) 의 변위 축 (33) 에 평행하고 일치하는 대응하는 메인 세로축을 따라서 연장하는, 상기 제 1 플런저 (8);
- 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 를 가지는 자기 요크 (41, 42) 를 포함하는 전자기 엑츄에이터 (4) 로서, 상기 가동 요크 멤버는 상기 고정 요크 멤버로부터 디커플링되는 제 5 위치 (E) 와 상기 고정 요크 멤버와 커플링되는 제 6 위치 (F) 사이에서, 상기 가동 접점들 (32) 의 변위 축들 (33) 에 평행한 대응하는 변위 방향을 따라서, 가역적으로 이동가능하며, 상기 전자기 엑츄에이터는 상기 고정 요크 멤버 (41) 둘레를 감싸며, 상기 고정 요크 멤버 (41) 를 상기 가동 요크 멤버 (42) 와 자기적으로 상호작용시키고 힘을 발생시켜 상기 가동 요크 멤버를 상기 제 5 위치 (E) 로부터 상기 제 6 위치 (F) 로 이동시키거나 또는 상기 가동 요크 멤버를 상기 제 6 위치 (F) 에 유지하기 위해 코일 전류 (IC) 에 의해 공급되도록 적응된 코일 (44) 을 더 포함하는, 상기 전자기 엑츄에이터 (4);
- 상기 고정 요크 멤버 (41) 및 상기 가동 요크 멤버 (42) 와 커플링되는 하나 이상의 개방 스프링들 (6) 로서, 상기 개방 스프링들은 힘을 제공하여 상기 가동 요크 멤버를 상기 제 6 위치 (F) 로부터 상기 제 5 위치 (E) 로 이동시키도록 적응된, 상기 하나 이상의 개방 스프링들 (6); 및
- 상기 가동 요크 멤버 (42) 및 상기 가동 전기자 (7) 와 커플링되는 하나 이상의 제 2 플런저들 (5) 로서, 각각의 제 2 플런저는 상기 가동 접점들 (32) 의 상기 변위 축들 (33) 과 평행한 대응하는 메인 세로축을 따라서 연장하는, 상기 하나 이상의 제 2 플런저들 (5) 을 포함하는, 접촉기 (1).

Description

중간 전압 접촉기{A MEDIUM VOLTAGE CONTACTOR}

본 발명은 중간 전압 전기 시스템들용 접촉기 (예컨대, 진공 접촉기) 에 관한 것이다.

본 출원의 목적을 위해, 용어 "중간 전압" (MV) 은 1 kV AC 및 1.5 kV DC 보다 높고, 최대 수십의 kV, 예컨대 최대 72 kV AC 및 100 kV DC 인, 전기 전력 분포 레벨에서의 동작 전압들에 관한 것이다.

주지하고 있는 바와 같이, MV 전기 시스템들은 전형적으로 2개의 상이한 종류들의 스위칭 디바이스들을 채용한다.

예를 들어, 회로 차단기들을 포함한, 제 1 유형의 스위칭 디바이스들은 기본적으로 보호 목적들을 위해, 즉 규정된 비정상 회로 조건들 하에서, 예컨대 단락 회로 조건들 하에서, (규정된 시간 간격 동안) 전류들을 운반하고 차단하기 위해 설계된다.

예를 들어, 접촉기들을 포함한, 제 2 유형의 스위칭 디바이스들은 기본적으로 조작 (manoeuvring) 목적들을 위해, 즉 과부하 조건들을 포함한 정상 회로 조건들 하에서 전류들을 운반하고 차단하기 위해, 설계된다.

MV 접촉기들의 널리 사용되는 유형은 MV 진공 접촉기들로 대표된다.

이들 장치들은 (산업 및 해양 플랜트들에서와 같은) 거친 환경들에서의 설치에 아주 적합하며 전형적으로 모터들, 변압기들, 역률 보정 뱅크들, 스위칭 시스템들 등의 제어 및 보호에 사용된다.

MV 진공 접촉기들은 각각의 전기 극에 대해, 전기 접점들이 적합한 엑츄에이팅 디바이스 (actuating device) 에 의한 액츄에이션 (actuation) 시에 상호 커플링/디커플링하도록 배치되는 진공 관 (vacuum bulb) 을 포함한다.

최신의 (소위 "쌍-안정" 유형의) 일부 MV 진공 접촉기들은 가동 접점들을 고정 접점들에 대해 디커플링 위치로부터 커플링 위치로, 그리고 역으로 이동시키기 위해, 전자기 엑츄에이터를 채택한다.

이들 MV 진공 접촉기들의 예들이 특허 출원들 제 EP1619707A1호 및 제 WO2011/000744호에 개시되어 있다.

전자기 엑츄에이터에 가동 접점들의 폐쇄 및 개방 조작들 양쪽 동안 적합한 레벨들의 전기 전력이 공급되어야 하므로, 이들 접촉기들은 적합하고 그리고, 무엇보다도, 그의 안전한 동작을 보장하기 위해 온-보드 전기 에너지 저장 시스템들 (예컨대, 커패시터 뱅크들 또는 배터리들) 및 복잡한 구동 회로들과 함께 배열된다.

따라서, 이들 장치들은 문제가 있는 사용일 수도 있으며 일반적으로 산업 수준에서 조립 및 제조하는데 상당히 시간이 걸리고 비싸다.

전자기 엑츄에이터에 악명높게 아주 비싼 재료들로 제조된 희토류 영구 마그넷들이 제공될 때 (종종 발생하므로) 이 마지막 단점이 더욱 더 중요해진다.

최신의 (소위 "단-안정" 유형의) 다른 MV 진공 접촉기들은 가동 접점들을 고정 접점들에 대해 디커플링 위치로부터 커플링 위치로 이동시키기 위해 전자기 엑츄에이터를, 그리고 가동 접점들을 고정 접점들에 대해 커플링 위치로부터 디커플링 위치로 이동시키기 위해 개방 스프링들을 채택한다.

일반적으로, 이 유형의 현재 이용가능한 접촉기들에는, 가동 접점들에 힘들을 전달하기 위해 (로토 (roto)-전환적 메커니즘들을 일반적으로 포함한) 복잡한 운동학적인 체인들이, 그리고 동작 동안 개방 스프링들을 하우징하고 안내하기 위해 복잡한 배열들이 제공된다.

또한 이들 장치들은 전형적으로 다루기 힘든 구조를 가지며, 산업 수준에서 조립 및 제조하는데 시간을 소비하며 비싸다.

본 발명의 주 목표는 위에서 언급된 문제들을 해결하거나 또는 경감하는 것을 가능하게 하는 MV 전기 시스템들용 접촉기를 제공하는 것이다.

특히, 의도된 애플리케이션들에 대해 높은 수준의 신뢰성을 갖는 접촉기를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

추가적인 목적으로서, 본 발명은 상대적으로 간단하고 공간-절약하는 구조를 갖는 접촉기를 제공하는 것을 목표로 한다.

또한 본 발명의 다른 목적은 산업 수준에서, 최신의 솔루션들에 대해 경쟁력있는 비용으로, 용이하게 제조될 수 있는 접촉기를 제공하는 것이다.

이들 목표 및 목적들을 실현하기 위해, 본 발명은 다음 청구항 1 및 관련된 종속항들에 따른, 접촉기를 제공한다.

일반적인 정의에서, 본 발명에 따른, 접촉기는 하나 이상의 전기 극들 (electric poles) 을 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른, 접촉기는 멀티-위상 (예컨대, 3-상) 유형이며, 따라서 복수의 (예컨대, 3개의) 전기 극들을 포함한다.

각각의 전기 극에 대해, 본 발명에 따른, 접촉기는 고정 접점 및 가동 접점을 포함한다.

접촉기의 하나 이상의 가동 접점들은 공통 변위 평면에 서로 평행하게 놓여 있는 대응하는 변위 축들을 따라서 가역적으로 이동가능하다.

각각의 가동 접점은 대응하는 고정 접점으로부터 디커플링되는 제 1 위치와, 대응하는 고정 접점과 커플링되는 제 2 위치 사이에 가역적으로 이동가능하다.

본 발명에 따른, 접촉기는 제 3 위치와 제 4 위치 사이에서, 상기 가동 접점들의 변위 축들에 평행한 대응하는 변위 방향을 따라서, 가역적으로 이동가능한 전기자를 포함한다.

유리하게는, 가동 전기자의 제 3 및 제 4 위치들은 접촉기의 가동 접점들의 제 1 및 제 2 위치들에 각각 대응한다.

바람직하게는, 상기 가동 전기자는 상기 가동 접점들의 변위 축들에 수직하고 상기 가동 접점들의 변위 평면에 평행한 대응하는 메인 세로축을 갖는 빔 (beam) 으로서 형성된다.

본 발명에 따른, 접촉기는 각각의 전기 극에 대해, 기계력들을 상기 가동 접점에 전달하기 위해 상기 가동 전기자와, 그리고 대응하는 가동 접점과 단단하게 (solidly) 접속된 제 1 플런저를 포함한다.

상기 제 1 플런저들의 각각은 접촉기의 대응하는 가동 접점의 변위 축과 평행하거나 또는 일치하는 대응하는 메인 세로축을 따라서 연장한다.

본 발명에 따른, 접촉기는 자기 회로를 형성하는 자기 요크가 제공된 전자기 엑츄에이터를 포함한다.

상기 자기 요크는 고정 요크 멤버 및 가동 요크 멤버를 포함한다.

가동 요크 멤버는 상기 고정 요크 멤버로부터 디커플링되는 제 5 위치와, 상기 고정 요크 멤버와 커플링되는 제 6 위치 사이에서, 상기 가동 접점들의 변위 축들에 평행한 대응하는 변위 방향을 따라서, 가역적으로 이동가능하다.

유리하게는, 가동 요크 멤버의 제 5 및 제 6 위치들은 가동 전기자의 제 3 및 제 4 위치들에, 따라서, 접촉기의 가동 접점들의 제 1 및 제 2 위치들에 각각 대응한다.

전자기 엑츄에이터는 고정 요크 멤버 둘레를 감싸는 코일을 더 포함한다. 상기 코일은 고정 요크 멤버가 가동 요크 멤버와 자기적으로 상호작용하고, 이러한 상호작용의 결과로서, 가동 요크 멤버를 상기 제 5 위치로부터 상기 제 6 위치로 이동시키거나 또는 상기 제 6 위치에서 상기 가동 요크 멤버를 유지하기 위해, 코일 전류에 의해 공급되도록, 적응된다.

특히, 전자기 엑츄에이터는 기계력을 제공하여 접촉기의 가동 접점들을 이 후자의 폐쇄 조작 동안 이동시키도록 적응되거나, 또는 접촉기의 가동 접점들을 개별 고정 접점들과 커플링된 채, 즉 위에서 언급된 제 2 위치 (폐쇄 위치) 에서 유지하도록 적응된다.

본 발명에 따른, 접촉기는 고정 요크 멤버와 가동 요크 멤버 사이에 위치된 하나 이상의 개방 스프링들을 포함한다.

상기 개방 스프링들은 전자기 엑츄에이터의 코일 전류 공급 코일의 차단 시에, 기계력을 제공하여 가동 요크 멤버를 상기 제 6 위치로부터 상기 제 5 위치로 이동시키도록 적응된다.

특히, 상기 개방 스프링들은 기계력을 제공하여 접촉기의 가동 접점들을 이 후자의 개방 조작 동안 이동시키도록 적응된다.

본 발명에 따른, 접촉기는 기계력들을 상기 가동 전기자에 전달하고, 그 결과, 상기 가동 접점들을 이동시키기 위해, 상기 가동 요크 멤버 및 상기 가동 전기자와 커플링되는 복수의 제 2 플런저들을 포함한다.

상기 제 2 플런저들의 각각은 상기 가동 접점들의 변위 축들에 평행한 대응하는 메인 세로축을 따라서 연장한다.

바람직하게는, 상기 가동 전기자의 변위 방향, 상기 가동 요크 멤버의 변위 방향, 상기 제 1 플런저들의 메인 세로축들 및 상기 제 2 플런저들의 메인 세로축들은 상기 가동 접점들의 변위 평면 상에 놓여 있다.

바람직하게는, 접촉기는 각각의 전기 극에 대해, 대응하는 고정 레스트 (rest) 표면과 상기 가동 전기자 사이에 위치된 접점 스프링을 포함한다.

각각의 접점 스프링은 상기 전기 접점들이 폐쇄 위치에 있을 때 대응하는 전기 극의 전기 접점들의 임의의 분리에 반대되는 방식으로 지향되는 기계력을 제공하도록 적응된다. 이러한 방식으로, 접촉기가 폐쇄 상태에 있을 때 전기력 척력 현상으로 인한 가동 접점들의 가능한 바운스들 (bounces) 이 감소된다.

그러나, 각각의 접점 스프링은 유리하게는, 또한 상기 가동 전기자를 상기 제 3 위치로부터 상기 제 4 위치 측으로 이동시키기 위해 기계력을 제공한다. 특히, 접촉기의 접점 스프링들은 이 후자의 개방 조작 동안 상기 가동 전기자 (따라서, 접촉기의 가동 접점들) 를 이동시키는 것을 시작하기 위해 기계적 에너지를 제공하도록 적응된다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면:

- 상기 고정 요크 멤버 및 상기 가동 요크 멤버가 상기 가동 접점들에 대해 근위의 위치 및 원위의 위치에 각각 배열되며;

- 접촉기는 상기 접촉기의 메인 대칭 평면에 대해 대칭적으로 위치된 상기 제 2 플런저들의 쌍을 포함하며, 상기 대칭 평면은 상기 가동 접점들의 변위 축들에 평행하며 상기 가동 접점들의 변위 평면에 수직하며;

- 접촉기는 상기 메인 대칭 평면에 대해 대칭적으로 위치된 상기 개방 스프링들의 쌍을 더 포함하며;

- 상기 고정 요크 멤버는 스루홀들의 쌍을 포함하며, 상기 제 2 플런저들의 각각은 대응하는 스루홀에 삽입되며 상기 고정 요크 멤버를 통과한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면:

- 상기 고정 요크 멤버는 상기 가동 접점들에 대해 근위의 위치에 메인 부분을 포함하며, 상기 제 2 가동 접점들의 변위 축들에 수직하고 상기 가동 접점들의 변위 평면에 평행한 메인 세로축을 가지는 빔으로서 성형되며;

- 상기 고정 요크 멤버는 측면 림 (limb) 부분들의 쌍을 더 포함하며, 상기 측면 림 부분들의 각각은 상기 메인 부분의 대응하는 단부에 위치되며 상기 메인 부분으로부터 상기 가동 요크 멤버 측으로 돌출하며, 상기 측면 림 부분들의 각각은 상기 가동 접점들에 대해 원위의 위치에 대응하는 자유 단부를 가지며, 상기 측면 림 부분들의 자유 단부들은 상기 가동 요크 멤버가 상기 제 6 위치에 있을 때 상기 가동 요크 멤버와 커플링되며;

- 상기 고정 요크 멤버는 상기 측면 림 부분들 사이에 위치되고 상기 메인 부분으로부터 상기 가동 요크 멤버 측으로 돌출하는 중간 림 부분을 더 포함하며, 상기 중간 림 부분은 상기 메인 부분에 대해 원위의 위치에 대응하는 자유 단부를 가지며;

- 상기 가동 요크 부분은 상기 제 2 가동 접점들의 변위 축들에 수직하고 상기 가동 접점들의 변위 평면에 평행한 메인 세로축을 갖는 빔으로서 성형된다.

바람직하게는, 상기 측면 림 부분들의 자유 단부들은, 상기 가동 요크 멤버가 상기 제 6 위치에 있을 때 상기 가동 요크 멤버와 커플링된다.

바람직하게는, 상기 중간 림 부분의 자유 단부는, 상기 가동 요크 멤버가 상기 제 6 위치에 있을 때, 상기 가동 요크 멤버로부터 분리된다.

바람직하게는, 상기 전자기 엑츄에이터의 코일은 상기 고정 요크 멤버의 중간 림 부분 둘레를 감싼다.

바람직하게는, 상기 고정 요크 멤버의 각각의 스루홀은 상기 고정 요크 멤버의 대응하는 측면 림 부분과 동축이다.

바람직하게는, 상기 접촉기의 각각의 제 2 플런저는 대응하는 스루홀에 삽입되며, 상기 고정 요크 멤버의 대응하는 측면 림 부분 및 상기 고정 요크 멤버의 메인 부분을 통과한다.

바람직하게는, 접촉기의 각각의 개방 스프링은 상기 고정 요크 멤버의 메인 부분과, 그리고 상기 가동 요크 멤버와 커플링된다.

바람직하게는, 접촉기의 각각의 개방 스프링은 상기 고정 요크 멤버의 대응하는 측면 림 부분과 동축으로 위치되며, 상기 대응하는 측면 림 부분을 외측으로 둘러싼다.

바람직하게는, 본 발명에 따른, 접촉기는 진공 유형이다. 이 경우, 각각의 전기 극에 대해, 접촉기는 진공 챔버를 포함하며, 가동 및 고정 접점들의 대응하는 쌍은 상호 커플링/디커플링되도록 위치된다.

본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은, 본 발명에 따른, 접촉기의 선호되는, 그러나 비한정적인 실시형태들의 설명으로부터 명백해질 것이며, 이의 비한정적인 예들이 첨부 도면들에 제공된다.

도 1 은 본 발명에 따른, 접촉기의 정면도이다,
도 2 는 본 발명에 따른, 접촉기의 측면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른, 접촉기의 전기 극들을 나타내는 부분 단면도이다.
도 4 는 본 발명에 따른, 접촉기를 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6 은 본 발명에 따른, 상이한 동작 위치들에서의 접촉기를 나타낸 단면도들이다.
도 7, 도 8, 및 도 8a 는 본 발명에 따른, 상이한 동작 위치들에서의, 접촉기의 액츄에이션 섹션을 나타내는 부분 단면도들이다.
도 9 는 본 발명에 따른, 접촉기의 코일 전류 공급 전자기 엑츄에이터에 대한 가능한 파형을 나타낸다.

도면들을 참조하면, 본 발명은 중간 전압 (MV) 전기 시스템들용 접촉기 (1) 에 관한 것이다.

접촉기 (1) 는 접촉기의 전기 극들 및 액츄에이션 구성요소들을 각각 포함하는, 차단 섹션 (11) 및 액츄에이션 섹션 (12) 을 포함한다.

인용된 도면들에 나타낸, 접촉기의 정상 설치 위치를 기준으로 하면, 차단 섹션 (11) 은 액츄에이션 섹션 (12) 에 중첩된다.

접촉기 (1) 는 바람직하게는 알려진 유형의 전기 절연 재료 (예컨대, 폴리아미드 또는 폴리카보네이트와 같은 열가소성 재료들 또는 폴리에스테르 또는 에폭시 수지들 및 기타 등등과 같은 열경화성 재료들) 로 이루어진 외부 케이스 (2) 를 포함한다.

외부 케이스 (2) 는 접촉기 (1) 의 설치 동안 서포트 (미도시) 에 고정되도록 적응된다.

접촉기 (1) 는 하나 이상의 전기 극들 (3) 을 포함한다.

바람직하게는, 접촉기 (1) 는 멀티-위상 유형, 좀더 구체적으로는, 인용된 도면들에 나타낸 바와 같이, 3-상 유형이다.

바람직하게는, 각각의 전기 극 (3) 은 대응하는 절연 하우징 (35) 을 포함하며, 이는 이 후자의 차단 섹션 (11) 에서의 외부 케이스 (2) 의 일부이다.

바람직하게는, 각각의 하우징 (35) 은 알려진 유형의 전기 절연 재료의 긴 (예컨대, 원통형) 중공 본체에 의해 형성된다.

바람직하게는, 각각의 하우징 (35) 은 대응하는 전기 극 (3) 의 구성요소들이 수용되는 내부 체적을 정의한다.

유리하게는, 각각의 전기 극 (3) 은 플랜지들에 의해 하우징 (35) 에 기계적으로 고정될 수도 있는, 제 1 극 단자 (36) 및 제 2 극 단자 (37) 를 포함한다.

극 단자들 (36, 37) 은 전기 라인의 대응하는 전기 도체 (예컨대, 위상 도체) 와 전기적으로 접속되도록 적응된다.

각각의 전기 극 (3) 에 대해, 접촉기 (1) 는 제 1 및 제 2 극 단자들 (36, 37) 에 각각 전기적으로 접속된, 고정 접점 (31) 및 가동 접점 (32) 을 포함한다.

가동 접점들 (32) 은 공통 변위 평면 (34) 과 서로 평행하고 (도 1) 그 상에 놓여 있는 (도 2) (예컨대, 전기 극들 (3) 의 메인 세로축들을 형성하는) 대응하는 변위 축들 (33) 을 따라서 가역적으로 이동가능하다.

특히, 가동 접점들 (32) 은 그들이 대응하는 고정 접점들 (31) 로부터 디커플링되는 제 1 위치 A (개방 위치) 와, 그들이 대응하는 고정 접점들 (31) 과 커플링되는 제 2 위치 B (폐쇄 위치) (도 5 및 도 6) 사이에 가역적으로 이동가능하다 (도 5, 대응하는 양방향의 변위 화살표 참조).

제 1 위치 A 로부터 제 2 위치 B 로의 가동 접점들 (32) 의 이동은 접촉기 (1) 의 폐쇄 조작을 나타내는 반면, 제 2 위치 B 로부터 제 1 위치 A 로의 가동 접점들 (32) 의 이동은 접촉기 (1) 의 개방 조작을 나타낸다.

바람직하게는, 접촉기 (1) 는 진공 유형이다.

이 경우, 각각의 전기 극 (3) 에 대해, 접촉기 (1) 는 알려진 유형일 수도 있는 진공 챔버 (39) 를 포함한다.

각각의 진공 챔버 (39) 에서, 가동 및 고정 접점들 (31, 32) 의 대응하는 쌍이 위치되며, 상호 커플링/디커플링될 수 있다.

접촉기 (1) 는 가동 접점들 (32) 의 변위 축들 (33) 에 평행한, 바람직하게는, 동일 평면인 변위 방향을 따라서 (도 5, 대응하는 양방향 변위 화살표 참조) 가역적으로 이동가능한 가동 전기자 (7) 를 포함한다.

특히, 가동 전기자 (7) 는 제 3 위치 C 와 제 4 위치 D 사이에 가역적으로 이동가능하다 (도 5 및 도 6).

가동 전기자 (7) 의 제 3 및 제 4 위치들 C, D 는 유리하게는, 가동 접점들 (32) 의 제 1 및 제 2 위치들 A, B 에 각각 대응한다.

바람직하게는, 가동 전기자 (7) 는 가동 접점들 (32) 의 변위 축들 (33) 에 수직하고 상기 가동 접점들의 변위 평면 (34) 에 평행한 대응하는 메인 세로축을 가지는, 알려진 유형의 금속성 재료 (예컨대, 비-강자성 강 또는 알루미늄) 의 빔에 의해 형성된다.

바람직하게는, 전기자 (7) 는 가동 접점들 (32) 에 대해 근위의 위치에서의, 접촉기 (1) 의 액츄에이션 섹션 (12) 의 부분이다.

접촉기 (1) 는 각각의 전기 극 (3) 에 대해, 알려진 유형의 비-강자성의, 전기 절연 재료 (예컨대, (예컨대, 폴리아미드 또는 폴리카보네이트와 같은 열가소성 재료들, 또는 폴리에스테르 또는 에폭시 수지들 및 기타 등등과 같은 열경화성 재료들) 의 제 1 플런저 (8) 를 포함한다.

각각의 플런저 (8) 는 가동 전기자 (7) 가 액츄에이트될 때, 기계력들을 가동 접점들 (32) 에 전달하기 위해, 가동 전기자 (7) 와, 그리고, 대응하는 가동 접점 (32) 과 단단하게 접속된다.

각각의 플런저 (8) 는 알려진 유형의 고정 수단에 의해 가동 전기자 (7) 및 대응하는 가동 접점 (32) 에 단단하게 고정될 수도 있다.

바람직하게는, 각각의 플런저 (8) 는 접촉기의 대응하는 가동 접점 (32) 의 변위 축 (33) 에 평행하거나 (바람직하게는, 동일 평면이거나) 또는 일치하는 대응하는 메인 세로축을 따라서 연장한다.

각각의 플런저 (8) 는 대응하는 전기 극 (3) 의 하우징 (35) 에 의해 한정된 내부 체적에 적어도 부분적으로 수용된다.

접촉기 (1) 는 전자기 엑츄에이터 (4) 를 포함한다.

전자기 엑츄에이터 (4) 는 유리하게는, 가동 접점들 (32) 에 대해 원위의 위치에서, 접촉기 (1) 의 액츄에이션 섹션 (12) 의 부분이다.

실제로, 전자기 엑츄에이터 (4) 는 인용된 도면들에 나타낸 바와 같이, 접촉기 (1) 의 정상 설치 위치를 기준으로 하여, 가동 전기자 (7) 에 대해 하부 위치에 배치된다.

전자기 엑츄에이터 (4) 에는, 자기 회로를 형성하기 위해 알려진 유형의 강자성 재료 (예컨대, Fe 또는 Fe, Si, Ni, Co 합금들) 의 자기 요크 (41-42) 가 제공된다.

인용된 도면들에서 (예컨대, 도 7 및 도 8 참조), 강자성 재료의 자기 요크 (41, 42) 로 이루어진 부분들은 오직 예시적인 목적들을 위해 점선들로 도시된다.

전자기 엑츄에이터 (4) 의 자기 요크는 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 를 포함한다.

고정 요크 멤버 (41) 는 알려진 유형의 고정 수단에 의해 접촉기의 외부 케이싱 (2) 에 단단하게 고정될 수도 있다.

가동 요크 멤버 (42) 는 가동 접점들 (32) 의 변위 축들 (33) 에 평행한, 바람직하게는, 그와 동일 평면인 대응하는 변위 방향을 따라서 (도 5, 대응하는 양방향 변위 화살표 참조) 가역적으로 이동가능하다.

특히, 가동 요크 멤버 (42) 는 고정 요크 멤버 (41) 로부터 디커플링되는 제 5 위치 E 와, 고정 요크 멤버 (41) 와 커플링되는 제 6 위치 F 사이에서, 가역적으로 이동가능하다.

유리하게는, 가동 요크 멤버 (42) 의 제 5 및 제 6 위치들 E, F 는 가동 전기자 (7) 의 제 3 및 제 4 위치들 C, D 에, 따라서, 가동 접점들 (32) 의 제 1 및 제 2 위치들 A, B 에 각각 대응한다.

상기의 관점에서, 다음을 분명히 알 수 있다:

- 가동 요크 멤버 (42) 가 접촉기의 폐쇄 조작을 수행하기 위해 제 5 위치 E 로부터 제 6 위치 F 까지 통과하며;

- 가동 요크 멤버 (42) 가 접촉기의 개방 조작을 수행하기 위해 제 6 위치 F 로부터 제 5 위치 E 까지 통과하며;

- 가동 요크 멤버 (42) 가 제 5 위치 E 에 있을 때, 가동 접점들 (32) 이 대응하는 고정 접점들 (31) 로부터 디커플링되고 (개방 위치);

- 가동 요크 멤버 (42) 가 제 6 위치 F 에 있을 때, 가동 접점들 (32) 은 대응하는 고정 접점들 (31) 과 커플링된다 (폐쇄 위치).

전자기 엑츄에이터 (4) 는 고정 요크 멤버 (41) 둘레를 둘러싸는 코일 (44) 을 더 포함한다.

코일 (44) 은 보조 전원 (미도시) 에 전기적으로 접속되어 이 후자로부터 코일 전류 IC 를 수신하도록 적응된다.

코일 (44) 에 코일 전류 IC 에 의해 공급될 때, 고정 요크 멤버 (41) 는, 코일 전류 IC 에 의해 발생된 자기 플럭스가 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 에 의해 형성된 자기 회로를 따라서 순환함에 따라서 가동 요크 멤버 (42) 와 자기적으로 상호작용한다.

고정 요크 멤버 (41) 와 가동 요크 멤버 (42) 사이의 자기 상호작용은, 요크 멤버들 (41-42) 이 여전히 디커플링되어 있으면 가동 요크 멤버 (42) 를 제 5 위치 E 로부터 제 6 위치 F 로 이동시키거나, 또는 요크 멤버들 (41-42) 이 이미 커플링되어 있으면 가동 요크 멤버 (42) 를 제 6 위치 F 에 유지시킨다.

고정 요크 멤버 (41) 와 가동 요크 멤버 (42) 사이의 자기 상호작용은, 실제로, 이들 2개의 강자성의 엘리먼트들 사이에 임의의 가능한 에어갭을 폐쇄하기 위해, 가동 요크 멤버 (42) 를 고정 요크 멤버 (41) 와 커플링시키거나 또는 커플링된 채 유지시키는 자기력의 발생을 초래한다.

게다가, 고정 요크 멤버 (41) 와 가동 요크 멤버 (42) 사이의 상기 설명된 상호작용이 필요에 따라서 양 또는 음일 수도 있는 코일 전류 IC 의 방향에 무관하게 발생한다는 것이 입증된다.

상기의 관점에서, 전자기 엑츄에이터 (4) 가 기계력을 제공하여 접촉기의 폐쇄 동작 (가동 접점들 (32) 의 제 1 위치 A 로부터 제 2 위치 B 로의 진행) 을 수행하도록, 또는 기계력을 제공하여 접촉기를 폐쇄 상태에 (가동 접점들 (32) 을 제 2 위치 B - 폐쇄 위치에) 유지하도록 적응된다는 점을 분명히 알 수 있다.

접촉기 (1) 는 고정 요크 멤버 (41) 와 가동 요크 멤버 (42) 사이에 위치된 하나 이상의 개방 스프링들 (6) 을 포함한다.

개방 스프링들 (6) 은 가동 요크 멤버 (42) 가 제 5 위치 E 로부터 제 6 위치 F 로 이동할 때 탄성 에너지를 저장한다.

개방 스프링들 (6) 은 가동 요크 멤버가 제 6 위치 F 로부터 자유롭게 멀어질 때 (즉, 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 가 코일 전류 IC 공급 코일 (44) 의 차단 시에 자기적으로 상호작용하는 것을 중지할 때) 가동 요크 멤버 (41) 를 제 6 위치 F 로부터 제 5 위치 E 로 이동시키기 위해, 저장된 탄성 에너지를 릴리즈 (release) 한다.

상기의 관점에서, 개방 스프링들 (6) 이 기계력을 제공하여 접촉기의 개방 동작 (가동 접점들 (32) 의 제 2 위치 A 로부터 제 1 위치 A 로의 진행) 을 수행하도록 적응된다는 점을 명확히 알 수 있다.

바람직하게는, 개방 스프링들 (6) 은 알려진 유형의 고정 배열에 따라서, 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 와 동작가능하게 접속된, 그들의 단부들을 갖는다.

바람직하게는, 개방 조작 동안 가동 요크 멤버 (42), 따라서 가동 접점들 (32) 의 적합한 위치 결정 (positioning) 을 보장하기 위해서, 개방 스프링들 (6) 은 가동 요크 멤버 (42) 가 제 6 위치 F 에 있을 때 바이어싱 상태에 있는 (즉, 약간 압축된) 채로 동작가능하게 설치된다.

바람직하게는, 개방 스프링들 (6) 은 알려진 유형의 비-강자성 재료 (예컨대, 비-강자성의 스테인리스 스틸) 로 이루어진다.

다음으로부터 더 잘 알 수 있는 바와 같이, 개방 스프링들 (6) 은 유리하게는, 접촉기 (1) 의 액츄에이션 섹션 (12) 의 일부이며, 바람직하게는, 전자기 엑츄에이터 (4) 와 구조적으로 통합된다.

접촉기 (1) 는 알려진 유형의 비-강자성의, 전기 절연 재료 (예컨대, 비-강자성의 스테인리스 스틸 또는 다른 비-철-기반의 금속성 재료들) 의 복수의 제 2 플런저들 (5) 을 포함한다.

각각의 플런저 (5) 는 가동 요크 멤버 (42) 가 고정 요크 멤버 (41) 와의 자기 상호작용 시의 자기력에 의해 또는 개방 스프링들 (6) 에 의해 제공되는 힘에 의해 액츄에이트될 때 기계력들을 가동 전기자 (7) 로, 따라서 가동 접점들 (32) 로, 전달하기 위해 가동 요크 멤버 (42) 및 가동 전기자 (7) 와 단단하게 접속된다.

각각의 플런저 (5) 는 알려진 유형의 고정 수단에 의해 가동 전기자 (7) 및 가동 요크 부분 (42) 에 단단하게 고정될 수도 있다.

바람직하게는, 각각의 플런저 (5) 는 접촉기의 가동 접점들 (32) 의 변위 축들 (33) 에 평행한 (바람직하게는, 동일 평면인) 대응하는 메인 세로축을 따라서 연장한다.

다음으로 더 잘 알 수 있는 바와 같이, 플런저들 (5) 은 유리하게는, 접촉기 (1) 의 액츄에이션 섹션 (12) 의 일부이며, 바람직하게는, 전자기 엑츄에이터 (4) 와 구조적으로 통합된다.

바람직하게는, 접촉기 (1) 는 각각의 전기 극 (3) 에 대해, 대응하는 고정 레스트 표면 (91) 과 가동 전기자 (7) 사이에 위치된 접점 스프링 (9) 을 포함한다.

접점 스프링들 (9) 은 제 5 위치 E 로부터 제 6 위치 F 로의 가동 요크 멤버 (42) 의 이동의 결과로서 가동 전기자 (7) 가 제 3 위치 C 로부터 제 4 위치 D 로 이동할 때 탄성 에너지를 저장한다.

접점 스프링들 (9) 은 가동 요크 멤버 (42) 가 제 6 위치 F 로부터 제 5 위치 E 로 자유롭게 이동할 때, 가동 전기자 (7) 가 제 4 위치 D 로부터 제 3 위치 C 로 이동하기 시작할 때 저장된 탄성 에너지를 릴리즈한다.

각각의 접점 스프링 (9) 은 상기 전기 접점들이 폐쇄 위치에 있을 때 대응하는 전기 극의 전기 접점들의 임의의 분리와는 반대 방식으로 지향되는 기계력을 제공하도록 적응된다.

그러나, 상기의 관점에서, 접점 스프링들 (9) 이 기계력을 제공하여 접촉기의 가동 접점들 (32) 을 이 후자의 개방 조작 동안 이동시키기 시작하도록 적응된다는 것을 알 수 있다.

인용된 도면들에 나타낸 바와 같이, 각각의 접점 스프링 (9) 에 대한 레스트 표면 (91) 은 가동 접점들 (32) 에 대해 원위의 위치에, 대응하는 전기 극 (3) 의 하우징 (35) 에 의해 한정된 내부 체적에 수용된 형성된 절연 엘리먼트 (91A) 의 표면 부분일 수도 있다.

바람직하게는, 접점 스프링들 (9) 은 가동 전기자 (7) 와 알려진 방식으로 단단하게 접속된 일 단부, 및 개별 레스트 표면들 (91) 과 접속되지 않은 반대 자유 단부를 갖는다.

그 결과, 가동 전기자 (7) 가 제 3 위치 C 로부터 제 4 위치 D 로 이동할 때, 접점 스프링들 (9) 이 주어진 거리 동안 가동 전기자 (7) 와 단단하게 이동하고, 오직 가동 전기자 (7) 가 제 4 위치 D 의 근처에 있을 때에만 개별 레스트 표면들 (91) 에 접한다 (그에 의해 압축이 된다).

게다가, 가동 전기자 (7) 가 제 4 위치 D 로부터 제 3 위치 C 로 이동할 때, 접점 스프링들 (9) 은 저장된 탄성 에너지를 릴리즈하고 그후 개별 레스트 표면들 (91) 로부터 디커플링하고 가동 전기자가 제 3 위치 C 에 도달할 때까지 주어진 거리 동안 가동 전기자 (7) 와 단단하게 이동한다.

(인용된 도면들에 도시된) 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 는 가동 접점들 (32) 에 대해 근위의 위치 및 원위의 위치에 각각 배열된다.

다시 말해서, 본 발명의 이 양태에 따르면, 고정 요크 멤버 (41) 는 가동 전기자 (7) 와 가동 요크 멤버 (42) 사이에 배치된다.

본 발명의 이 실시형태에 따르면:

- 접촉기 (1) 는 가동 접점들 (32) 의 변위 축들 (33) 에 평행하고 상기 가동 접점들의 변위 평면 (34) 에 수직한, 접촉기의 메인 대칭 평면 (10) 에 대해 대칭적으로 위치된 (즉, 균등하게 이격된) 제 2 플런저들 (5) 의 쌍을 포함하며;

- 접촉기 (1) 는 접촉기의 메인 대칭 평면 (10) 에 대해 대칭적으로 위치된 개방 스프링들 (6) 의 쌍을 포함하며;

- 고정 요크 멤버 (41) 는 가동 접점들 (32) 의 변위 평면 (34) 을 따라서 측정된 고정 요크 멤버 (41) 의 전체 두께를 통과하는 스루홀들 (410) 의 쌍을 포함한다. 스루홀들 (410) 은 접촉기의 메인 대칭 평면 (10) 에 대해 대칭적으로 위치되며 (즉, 균등하게 이격되며), 각각의 제 2 플런저 (5) 는 가동 요크 멤버 (42) 및 가동 전기자 (7) 를 동작가능하게 접속하기 위해, 대응하는 스루홀 (410) 에 삽입되어 고정 요크 멤버 (41) 를 통과한다.

본 발명의 이 실시형태는 전자기 엑츄에이터 (4), 제 2 플런저들 (5) 및 개방 스프링들 (6) 사이에 하이 레벨의 구조적 통합을 제공한다. 이것은 접촉기 (1) 의 액츄에이션 섹션 (12) 의 전체 사이즈를 현저하게 감소시키는 것을 가능하게 한다.

더욱이, 스루홀들 (410) 은 접촉기의 플런저들 (5) 에 대한 동축 가이드들로서 동작하며, 이에 의해 플런저들 (5) 및 가동 전기자 (7) 의 이동 정밀도를 향상시킨다.

게다가, 전자기 엑츄에이터 (4), 제 2 플런저들 (5) 및 개방 스프링들 (6) 의 대칭 배열은 가동 접점들 (32) 에 전달되는 힘들의 분배를 향상시키고, 이에 의해 가능한 부하 불균형들을 피하거나 또는 경감하는 것을 가능하게 한다.

이것은 가동 접점들 (32) 의 액츄에이션 체인의 구성요소들의 질량, 예컨대 가동 전기자 (7) 및 제 1 및 제 2 플런저들 (8, 5) 의 질량을 감소시키는 것, 그리고, 다른 한편으로는, 가동 접점들의 위치 결정에서 그리고 상기 가동 접점들이 액츄에이트되는 이동 동시성의 관점에서 높은 정밀도 레벨들을 달성하는 것을 가능하게 한다.

바람직하게는, 각각의 스루홀들 (410) 의 내부 표면 상에, 알려진 유형의 감마 (anti-friction) 재료 (예컨대, 몰리브데늄 디술피드와 같은 윤활 첨가제들로 보강된 POM, PTFE 와 같은 폴리머들) 의 하나 이상의 엘리먼트들 또는 층들 (410A) 은 접촉기의 조작들 동안 제 2 플런저들 (5) 의 활주를 촉진하도록 배열된다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 고정 요크 멤버 (41) 는 접촉기의 가동 접점들 (32) 에 대해 말단으로 연장하는 복수의 림 부분들 (412, 413) 이 제공된 E-형상의 구조를 갖는다.

본 발명의 이 실시형태에 따르면, 고정 요크 멤버 (41) 는 가동 접점들 (32) 에 대해 근위의 위치에 메인 부분 (411) 을 포함한다.

바람직하게는, 메인 부분 (411) 은 제 2 가동 접점들 (32) 의 변위 축들 (33) 에 수직하고 상기 가동 접점들의 변위 평면 (34) 에 평행한 메인 세로축을 갖는, 강자성 재료의 성형된 빔에 의해 형성된다.

고정 요크 멤버 (41) 의 메인 부분 (411) 은 (예컨대, 2-4 mm 의 두께를 가지는) 알려진 유형의 강자성 재료의 다수의 중첩된 스트립들, 어쩌면, 알려진 유형의 전기 절연 재료의 하나 이상의 스트립들을 포함하는 성형된 팩킹된 빔 구조에 의해 형성될 수도 있다.

바람직하게는, 메인 부분 (411) 은 알려진 유형의 적합한 고정 수단에 의해 외부 케이싱 (2) 에 고정된 반대 자유 단부들 (411A) 을 갖는다.

본 발명의 이 실시형태에 따르면, 고정 요크 멤버 (41) 는 각각이 메인 부분 (411) 의 대응하는 단부 (411A) 에 위치되며 접촉기의 메인 대칭 평면 (10) 에 대해 대칭적으로 배열된 (즉, 균등하게 이격된) 측면 림 부분들 (412) 의 쌍을 포함한다.

림 부분들 (412) 은 메인 부분 (411) 으로부터, 가동 접점들 (32) 에 대해 말단에 위치된 가동 요크 멤버 (42) 측으로 돌출한다.

림 부분들 (412) 의 각각은 가동 접점들 (32) 에 대해 원위의 위치에 대응하는 자유 단부 (412A) 를 갖는다.

측면 림 부분들 (412) 의 자유 단부들 (412A) 은 가동 요크 멤버 (42) 와, 이 후자가 제 6 위치 F 에 도달할 때, 커플링하도록 적응된다.

본 발명의 이 실시형태에 따르면, 고정 요크 멤버 (41) 는 측면 림 부분들 (412) 사이에 위치된 중간 림 부분 (413) 을 더 포함한다.

림 부분 (413) 은 메인 부분 (411) 으로부터 가동 요크 멤버 (42) 측으로 돌출한다.

바람직하게는, 림 부분 (413) 은 접촉기의 메인 대칭 평면 (10) 을 따라서 위치된다.

림 부분 (413) 은 가동 접점들 (32) 에 대해 원위의 위치에 대응하는 자유 단부 (413A) 를 갖는다.

바람직하게는, 림 부분 (413) 은 접촉기의 동작 동안 가동 요크 멤버 (42) 와 커플링하도록 의도되지 않는다.

따라서, 비록 상기 가동 요크 멤버가 제 6 위치 F 에 있더라도, 중간 림 부분 (413) 의 자유 단부 (413A) 는 가동 요크 멤버로부터 공기 간극 (50) 만큼 여전히 분리된다.

이 솔루션은 더 낮은 허용오차들이 림 부분들 (412, 413) 의 실현에 채용될 수 있기 때문에 고정 요크 멤버 (41) 의 제조를 현저하게 단순하게 한다.

또, 이것은 이들 후자의 강자성 엘리먼트들이 서로 자기적으로 상호작용할 때 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 에 의해 형성된 자기 회로를 따라서 자기 플럭스의 향상된 분배를 달성하는 것을 가능하게 한다.

바람직하게는, 고정 요크 멤버 (41) 는 접촉기의 메인 대칭 평면 (10) 에 대해 대칭적으로 위치되며 (즉, 균등하게 이격되며) 그의 대응하는 측면 림 부분 (412) 과 동축인 스루홀들 (410) 의 쌍을 포함한다.

실제로, 각각의 스루홀 (410) 은 개별 측면 림 부분 (412) 의 전체 길이 및 메인 부분 (411) 의 전체 두께를 이 후자의 대응하는 단부 (411A) 에서 통과한다.

바람직하게는, 접촉기의 각각의 제 2 플런저들 (5) 은 대응하는 스루홀 (410) 에 삽입되고 고정 요크 멤버 (41) 의 대응하는 림 부분 (412) 및 메인 부분 (411) 을 통과한다.

이 솔루션은 플런저들 (5) 의 이동의 정밀도를, 이들 후자가 더욱 확장된 동축 가이드들에 의해 안내되기 때문에, 더욱 향상시킨다.

바람직하게는, 접촉기의 각각의 개방 스프링 (6) 은 고정 요크 멤버 (41) 의 메인 부분 (411) 과, 그리고, 가동 요크 멤버 (42) 와 커플링된다.

바람직하게는, 각각의 개방 스프링 (6) 은 고정 요크 멤버 (41) 의 대응하는 림 부분 (412) 과 동축으로 위치되며 상기 대응하는 림 부분을 외측으로 둘러싼다.

이 솔루션은 접촉기의 액츄에이션 섹션 (12) 의 구조를 현저히 단순하게 한다.

또, 측면 림 부분들 (412) 이 접촉기의 개방 스프링들 (6) 에 대한 가이드들로서 동작하며, 이에 의해 이들 후자의 동작을 향상시킨다.

인용된 도면들에 나타낸 바와 같이, 림 부분들 (412) 의 각각은 알려진 유형의 강자성의 고정 수단에 의해 메인 부분 (411) 에 고정될 수도 있는 알려진 유형의 강자성 재료의 (원형 또는 다각형 섹션을 갖는) 중공 튜브들에 의해 형성될 수도 있다.

이와 유사하게, 림 부분들 (413) 은 알려진 유형의 고정 수단에 의해 메인 부분 (411) 에 고정될 수도 있는 알려진 유형의 강자성 재료의 (원형 또는 다각형 섹션을 갖는) 고체 튜브에 의해 형성될 수도 있다.

이 솔루션은 림 부분들 (412, 413) 이 압출 제조 프로세스에 의해 용이하게 획득될 수도 있기 때문에 고정 요크 멤버 (41) 의 제조 프로세스를 현저히 단순하게 한다.

본 발명의 이 실시형태에 따르면, 가동 요크 멤버 (42) 는 제 2 가동 접점들 (32) 의 변위 축들 (33) 에 수직하고 상기 가동 접점들의 변위 평면 (34) 에 평행한 메인 세로축을 갖는, 알려진 유형의 강자성 재료의 성형된 빔에 의해 형성된다.

가동 요크 멤버 (42) 는 (예컨대, 2-4 mm 의 두께를 가지는) 알려진 유형의 강자성 재료의 다수의 중첩된 스트립들, 어쩌면, 알려진 유형의 전기 절연 재료의 하나 이상의 스트립들을 포함하는 성형된 패킹된 빔 구조에 의해 형성될 수도 있다.

접촉기 (1) 의 동작이 이하 설명된다.

접촉기의 개방 상태

접촉기 (1) 가 개방 상태일 때:

- 가동 접점들 (32) 은 제 1 위치 A (즉, 고정 접점들 (31) 로부터 디커플링되는, 개방 위치) 에 있으며, 가동 전기자 (7) 는 제 3 위치 C 에 있으며, 그리고 가동 요크 멤버 (42) 는 즉, 고정 요크 멤버 (41) 로부터 디커플링되고 이 후자로부터 에어갭 만큼 분리된, 제 5 위치 E 에 있으며;

- 개방 스프링들 (6) 은 (그들의 바이어싱 상태에 대해) 압축되지 않으며;

- 접점 스프링들 (9) 은 압축되지 않으며 개별 레스트 표면들 (91) 로부터 디커플링되며;

- 코일 (44) 에 공급되지 않고 어떤 자기장도 발생되지 않으며;

- 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 는 자기적으로 상호작용하지 않는다.

접촉기 (1) 의 개방 상태는, 다른 힘들이 이 가동 요크 멤버 (42) 에 인가되지 않는다는 사실을 고려해 볼 때, 제 5 위치 E 로부터의 가동 요크 멤버 (42) 의 임의의 이동을, 방지하는 개방 스프링들 (6) 에 의해 안정되게 유지된다.

접촉기의 폐쇄 조작

접촉기 (1) 의 폐쇄 조작을 수행하기 위해, 코일 전류 IC 가 코일 (44) 에 공급된다.

바람직하게는, 개시 값 IL 및 개시 지속기간 TL 을 갖는, 개시 전류 펄스가 공급된다 (도 9).

코일 (44) 에 코일 전류 IC 에 의해 공급됨에 따라, 자기 플럭스가 발생되며, 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 에 의해 형성된 자기 회로를 따라서 순환한다.

고정 요크 멤버 (41) 와 가동 요크 멤버 (42) 가 에어갭 만큼 처음에 분리됨에 따라, 자기력이 이러한 공기 간극을 폐쇄하기 위해 가동 요크 멤버 (42) 상에 가해진다. 가동 요크 멤버 (42) 가 따라서 제 5 위치 E 로부터 제 6 위치 F 로 이동한다.

개시 값 IL 및 개시 지속기간 TL 은 유리하게는, 개방 스프링들 (6) 에 의해 가해지는 반대 힘에 거슬러서 주어진 거리 만큼 가동 요크 멤버 (42) 를 이동시키기에 충분히 높은 자기력을 획득하도록 설정된다.

가동 요크 멤버 (42) 의 이동 동안, 개방 스프링들 (6) 이 압축되며, 이에 의해 탄성 에너지를 저장한다.

그의 이동 동안, 가동 요크 멤버 (42) 가 제 2 플런저들 (5) 을 통해서 가동 전기자 (7) 에 기계력들을 전달한다.

가동 전기자 (7) 가 따라서 제 3 위치 C 로부터 제 4 위치 D 로 이동한다.

가동 전기자 (7) 가 제 4 위치 D 까지의 주어진 거리에 도달할 때, 가동 전기자 (7) 와 함께 이동하는 접점 스프링들 (9) 은 그들의 개별 레스트 표면들 (91) 에 접촉하며, 압축되기 시작하고 이에 의해 탄성 에너지를 저장한다.

그의 이동 동안, 가동 전기자 (7) 가 제 1 플런저들 (8) 을 통해서 가동 접점들 (32) 에 기계력들을 전달한다.

가동 접점들 (32) 이 제 1 위치 A 로부터 제 2 위치 B 로 이동한다.

가동 접점들이 제 2 위치 B 에 도달하여 개별 고정 접점들 (31) 과 커플링하자 마자, 개방 조작이 완료되며 접촉기 (1) 가 폐쇄 상태에 있게 된다.

접촉기의 폐쇄 상태

접촉기 (1) 가 폐쇄 상태일 때:

- 가동 접점들 (32) 은 제 2 위치 B (즉, 고정 접점들 (31) 과 커플링되는, 폐쇄 위치) 에 있으며, 가동 전기자 (7) 는 제 4 위치 D 에 있으며, 그리고 가동 요크 멤버 (42) 는 즉, 고정 요크 멤버 (41) 와 커플링되는, 제 6 위치 F 에 있으며;

- 개방 스프링들 (6) 은 (그들의 바이어싱 상태에 대해) 압축되며;

- 접점 스프링들 (9) 은 압축되며;

- 코일 (44) 에 바람직하게는, 개시 값 IL 과는 상이한 유지 (holding) 값 IH 를 갖는, 코일 전류 IC 에 의해 여전히 공급되고 (도 9), 자기장이 발생되며;

- 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 는 자기적으로 상호작용한다.

접촉기의 폐쇄 상태는 자기력이 개방 스프링들 (6) 및 접점 스프링들 (9) 에 의해 가해지는 반대 힘에 거슬러서 가동 요크 멤버 (42) 상에 연속적으로 가해지도록, 코일 (44) 에 연속적으로 공급함으로써 안정되게 유지된다.

코일 전류 IC 의 유지 값 IH 은 유리하게는, 개방 스프링들 (6) 및 접점 스프링들 (9) 에 의해 가해지는 반대 힘에 거슬러서 고정 요크 멤버 (41) 와 커플링되는 가동 요크 멤버 (42) 를 유지하기에 충분히 높은 자기력을 획득하도록 설정된다.

코일 전류 IC 의 유지 값 IH 이 따라서 개시 값 IL 보다 낮을 수도 있으며, 그 결과 코일 (44) 의 전기 전력 소실이 감소된다.

접촉기의 개방 조작

접촉기 (1) 의 개방 조작을 수행하기 위해, 코일 (44) 에 공급되는 코일 전류 IC 가 차단된다.

어떤 자기력도 가동 요크 멤버 (42) 상에 더 이상 가해지지 않는다.

개방 스프링들 (6) 은 저장된 탄성 에너지를 릴리즈하고 가동 요크 멤버 (42) 를 제 6 위치 F 로부터 제 5 위치 E 로 이동시키도록 힘을 가한다.

그의 이동 동안, 가동 요크 멤버 (42) 가 제 2 플런저들 (5) 을 통해서 가동 전기자 (7) 에 기계력들을 전달한다.

가동 전기자 (7) 가 따라서 제 4 위치 D 로부터 제 3 위치 C 로 이동한다.

그의 이동의 시작 시에, 가동 전기자 (7) 는 접점 스프링들 (9) 에 의해 가해지는 힘을 추가로 받는다.

가동 전기자 (7) 가 제 4 위치 D 로부터 주어진 거리에 도달할 때, 가동 전기자 (7) 와 함께 이동하는 접점 스프링들 (9) 은 그들의 개별 레스트 표면들 (91) 로부터 디커플링한다.

그의 이동 동안, 가동 전기자 (7) 가 제 1 플런저들 (8) 을 통해서 가동 접점들 (32) 에 기계력들을 전달한다.

가동 접점들 (32) 이 따라서 제 2 위치 B 로부터 제 1 위치 A 로 이동한다.

가동 접점들이 제 1 위치 A 에 도달하자 마자, 개방 조작이 완료되며 접촉기 (1) 는 개방 상태에 있게 된다.

본 발명에 따른, 접촉기 (1) 는 최신의 알려진 장치들에 비해 현저한 이점들을 제공한다.

접촉기 (1) 에서, 가동 접점들 (32) 은 가동 접점들의 변위 축들 (33) 과 평행한 (바람직하게는, 동일 평면인) 축들을 따라서 전달된 기계력들에 의해 구동되는 선형의 양방향 이동들을 수행한다. 이 솔루션은 가동 접점들 (32) 의 액츄에이션 체인의 현저한 단순화를 제공하며, 이는 가동 접점들 (32) 이 액츄에이트되는 정밀도를 향상시키는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 따른, 접촉기 (1) 는, 의도된 애플리케이션들에 대해 높은 수준의 신뢰성을 특징으로 한다.

접촉기 (1) 에서, 전자기 엑츄에이터 (4), 개방 스프링들 (6) 및 플런저들 (5) 은 높은 수준의 구조적 통합으로 배열되며, 이것은 접촉기의 전체 구조의 사이즈 최적화의 관점에서 적절한 이점들을 갖는 매우 컴팩트하고 강건한 액츄에이션 섹션을 획득하는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 따른, 접촉기 (1) 는 현장에서 상대적으로 용이하고 저렴한 산업 제조품 및 설치물이다.

이렇게 착상된 접촉기 (1) 는 매우 많은 변화들 및 변형들이 가능하며, 이의 모두는 첨부된 청구항들에 정의되는 바와 같은 본 발명의 컨셉의 범위 이내이며; 추가적으로, 모든 세부 사항들은 다른 동등한 기술적인 엘리먼트들로 대체될 수 있다. 예를 들어, 엘리먼트들의 개수 뿐만 아니라 그들의 구성은 그들이 그들의 범위에 적합한 경우 변경될 수 있으며; 또한, 앞에서 설명된 예시적인 예들의 임의의 조합을 수행하는 것이 가능하다. 실제로, 재료들, 뿐만 아니라 치수들은 요구 사항들 및 최신 기술에 따라서 임의의 종류일 수 있다.

Claims (13)

1. 접촉기 (1) 로서,
   - 하나 이상의 전기 극들 (3);
   - 각각의 전기 극에 대해, 고정 접점 (31) 및 대응하는 가동 접점 (32) 으로서, 상기 접촉기의 하나 이상의 상기 가동 접점들 (32) 은 상기 가동 접점들이 대응하는 상기 고정 접점들로부터 디커플링되는 제 1 위치 (A) 와, 상기 가동 접점들이 상기 대응하는 고정 접점들과 커플링되는 제 2 위치 (B) 사이에서, 상호 평행하고 공통 변위 평면 (34) 상에 놓여 있는 대응하는 변위 축들 (33) 을 따라서, 가역적으로 이동가능한, 상기 고정 접점 (31) 및 대응하는 가동 접점 (32);
   - 제 3 위치 (C) 와 제 4 위치 (D) 사이에서, 상기 가동 접점들의 상기 변위 축들 (33) 에 평행한 대응하는 변위 방향을 따라서, 가역적으로 이동가능한 가동 전기자 (7); 및
   - 각각의 전기 극에 대해, 상기 가동 전기자 (7) 와, 그리고, 대응하는 가동 접점 (32) 과 커플링되는 제 1 플런저 (8) 로서, 각각의 제 1 플런저는 대응하는 가동 접점 (32) 의 상기 변위 축 (33) 과 평행하거나 또는 일치하는 대응하는 메인 세로축을 따라서 연장하는, 상기 제 1 플런저 (8) 를 포함하고,
   - 고정 요크 멤버 (41) 및 가동 요크 멤버 (42) 를 가지는 자기 요크 (41, 42) 를 포함하는 전자기 엑츄에이터 (4) 로서, 상기 가동 요크 멤버는 상기 고정 요크 멤버로부터 디커플링되는 제 5 위치 (E) 와 상기 고정 요크 멤버와 커플링되는 제 6 위치 (F) 사이에서, 상기 가동 접점들 (32) 의 상기 변위 축들 (33) 에 평행한 대응하는 변위 방향을 따라서 가역적으로 이동가능하며, 상기 전자기 엑츄에이터는 상기 고정 요크 멤버 (41) 둘레를 감싸며, 상기 고정 요크 멤버 (41) 를 상기 가동 요크 멤버 (42) 와 자기적으로 상호작용시키고 힘을 발생시켜 상기 가동 요크 멤버를 상기 제 5 위치 (E) 로부터 상기 제 6 위치 (F) 로 이동시키거나 또는 상기 가동 요크 멤버를 상기 제 6 위치 (F) 에 유지하기 위해 코일 전류 (IC) 에 의해 공급되도록 적응된 코일 (44) 을 더 포함하는, 상기 전자기 엑츄에이터 (4);
   - 상기 고정 요크 멤버 (41) 및 상기 가동 요크 멤버 (42) 와 커플링되는 개방 스프링들 (6) 의 쌍으로서, 상기 개방 스프링들은 힘을 제공하여 상기 가동 요크 멤버를 상기 제 6 위치 (F) 로부터 상기 제 5 위치 (E) 로 이동시키도록 적응된, 상기 개방 스프링들 (6) 의 쌍; 및
   - 상기 가동 요크 멤버 (42) 및 상기 가동 전기자 (7) 와 커플링되는 제 2 플런저들 (5) 의 쌍으로서, 각각의 제 2 플런저는 상기 가동 접점들 (32) 의 상기 변위 축들 (33) 과 평행한 대응하는 메인 세로축을 따라서 연장하는, 상기 제 2 플런저들 (5) 의 쌍 을 포함하고,
   상기 고정 요크 멤버 (41) 및 상기 가동 요크 멤버 (42) 는 상기 가동 접점들 (32) 에 대해 근위의 위치 및 원위의 위치에 각각 배열되며,
   상기 제 2 플런저들 (5) 은 상기 가동 접점들의 상기 변위 축들 (33) 에 평행하고 상기 가동 접점들의 상기 변위 평면 (34) 에 수직한 상기 접촉기의 메인 대칭 평면 (10) 에 대해 대칭적으로 위치되며,
   상기 개방 스프링들 (6) 은 상기 메인 대칭 평면 (10) 에 대해 대칭적으로 위치되며,
   상기 고정 요크 멤버 (41) 는 스루홀들 (410) 의 쌍을 포함하며,
   상기 제 2 플런저들 (5) 의 각각은 대응하는 스루홀 (410) 에 삽입되고 상기 고정 요크 멤버 (41) 를 통과하는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가동 전기자 (7) 의 상기 변위 방향, 상기 가동 요크 멤버 (42) 의 상기 변위 방향, 상기 제 1 플런저들 (8) 의 상기 메인 세로축들 및 상기 제 2 플런저들 (5) 의 상기 메인 세로축들은 상기 가동 접점들 (32) 의 상기 변위 평면 (34) 상에 놓여 있는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
3. 제 1 항에 있어서,
   각각의 전기 극에 대해, 대응하는 레스트 (rest) 표면 (91) 과 커플링가능하며 상기 가동 전기자 (7) 와 커플링되는 접점 스프링 (9) 을 포함하며,
   각각의 접점 스프링은 힘을 제공하여 상기 가동 전기자 (7) 를 상기 제 3 위치 (C) 로부터 상기 제 4 위치 (D) 측으로 이동시키도록 적응되는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고정 요크 멤버 (41) 는,
   - 상기 가동 접점들 (32) 에 대해 근위의 위치에 있으며, 상기 가동 접점들 (32) 의 상기 변위 축들 (33) 에 수직하고 상기 가동 접점들의 상기 변위 평면 (34) 과 평행한 메인 세로축을 가지는 빔으로서 성형된 메인 부분 (411);
   - 측면 림 부분들 (412) 의 쌍으로서, 각각이 상기 메인 부분의 대응하는 단부 (411A) 에 위치되며 상기 메인 부분 (411) 으로부터 상기 가동 요크 멤버 (42) 측으로 돌출하며, 상기 측면 림 부분들의 각각은 상기 가동 접점들에 대해 원위의 위치에 대응하는 자유 단부 (412A) 를 가지며, 상기 측면 림 부분들의 상기 자유 단부들 (412A) 은 상기 가동 요크 멤버가 상기 제 6 위치 (F) 에 있을 때 상기 가동 요크 멤버와 커플링되는, 상기 측면 림 부분들 (412) 의 쌍; 및
   - 상기 측면 림 부분들 (412) 사이에 위치되고 상기 메인 부분 (411) 으로부터 상기 가동 요크 멤버 측으로 돌출하는 중간 림 부분 (413) 으로서, 상기 중간 림 부분은 상기 메인 부분에 대해 원위의 위치에 대응하는 자유 단부 (413A) 를 가지는, 상기 중간 림 부분 (413) 을 포함하는 것을 특징으로 하며, 그리고
   상기 가동 요크 멤버 (42) 는 상기 가동 접점들 (32) 의 상기 변위 축들 (33) 에 수직하고 상기 가동 접점들의 상기 변위 평면 (34) 과 평행한 메인 세로축을 가지는 빔으로서 성형되는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 측면 림 부분들 (412) 의 상기 자유 단부들 (412A) 은, 상기 가동 요크 멤버가 상기 제 6 위치 (F) 에 있을 때 상기 가동 요크 멤버 (42) 와 커플링되는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 중간 림 부분 (413) 의 상기 자유 단부 (413A) 는, 상기 가동 요크 멤버가 상기 제 6 위치 (F) 에 있을 때 상기 가동 요크 멤버 (42) 로부터 분리되는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 전자기 엑츄에이터 (4) 의 상기 코일 (44) 은, 상기 고정 요크 멤버 (41) 의 상기 중간 림 부분 (413) 둘레를 감싸는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
8. 제 4 항에 있어서,
   각각의 스루홀 (410) 은 상기 고정 요크 멤버 (41) 의 대응하는 측면 림 부분 (412) 과 동축이며,
   각각의 제 2 플런저 (5) 는 대응하는 스루홀 (410) 에 삽입되며 대응하는 측면 림 부분 (412) 및 상기 메인 부분 (411) 을 통과하는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
9. 제 4 항에 있어서,
   각각의 개방 스프링 (6) 은 상기 고정 요크 멤버 (41) 의 상기 메인 부분 (411) 과, 그리고 상기 가동 요크 멤버 (42) 와 커플링되며,
   각각의 개방 스프링은 상기 고정 요크 멤버 (41) 의 대응하는 측면 림 부분 (412) 과 동축으로 위치되어 상기 대응하는 측면 림 부분을 외측으로 감싸는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 전기 극에 대해, 대응하는 고정 접점 (31) 및 대응하는 가동 접점 (32) 이 상호 커플링되거나 또는 디커플링되도록 배치되는 진공 챔버 (39) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 전기 극들 (3) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중간 전압 레벨들에서 동작하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 접촉기.
13. 삭제

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