KR20080006425A - 키를 이용한 전자석 접점 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자석 접점 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 고정키 등과 같이 접점의 접촉 유지 및 해제를 위한 기계식 구조가 병설됨을 특징으로 하는 전자석 접점 장치에 관한 것으로, 이를 위하여 가동자와 함께 구동되는 고정키 및 고정키 선단의 후크에 맞물리는 고정턱부를 구비한 기계식 구조가 병설된 전자석 접점 장치의 구조를 개시하고, 이를 통하여 전자석의 가동에 의해 접점을 접촉시킴과 동시에 그 접촉 상태가 후크 및 고정턱부의 맞물림 등과 같이 기계적으로 유지되고, 필요시 전자석으로 구동되는 해제키가 후크의 걸림 상태를 해제함으로써 손쉽게 접점의 접촉을 해제할 수 있다. 또한, 전압결상, 정전, 단전 및 온도변화 등에 대한 센서를 장치 내에 부가하여 그 상태를 실시간으로 감시함으로써 필요시 자동적으로 그 접점의 접촉 상태가 해제될 수 있다

전자석, 접점, 고정키, 해제키, 후크, 고정단자, 가동단자, 센서

Description

키를 이용한 전자석 접점 장치 {Electromagnetic contact apparatus using keys}

도 1은 종래의 접점 장치의 일 예를 도시한 개략 사시도;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석 접점 장치를 키를 중심으로 개략적으로 도시한 구성도;

도 3은 접점이 접촉된 상태의 후크의 맞물림 상태를 도시한 정면도;

도 4는 접점의 접촉을 해제하기 위해 해제키가 구동되는 상태를 도시한 정면도; 및

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 해제키의 구동을 제어하기 위한 제어부를 중심으로 도시한 블록도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100: 전자석 접점 장치

110: 가동자 112: 가동단자

120: 고정자 122: 고정단자

124: 고정턱부 130: 고정키

132: 후크 134: 압축스프링

140: 접점 접촉 전자석 150: 접점 해제 전자석

152: 해제키 160: 제어부

본 발명은 전자석 접점 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 고정키 등과 같이 접점의 접촉 유지 및 해제를 위한 기계식 구조가 병설됨을 특징으로 하는 전자석 접점 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자석 접점 장치는 접점을 접촉시키기 위하여 전자석 등이 이용된 것이며, 이러한 접점의 접촉을 유지하기 위해서 계속적으로 전자석에 대한 전기가 공급되어야 하는 어려움이 있었다. 예컨대, 큰 부하를 갖는 장치에 지속적으로 전원을 공급하기 위하여 접점 장치(스위치, 개폐기 등)에 전기를 공급함으로써 전자석의 작용에 의해 장치 내 접점(고정자 및 가동자)이 접촉하게 하고, 이를 유지하기 위해 지속적으로 전기가 공급되는 구조를 갖추어야 한다.

이러한 기존의 전자석 접점 장치는 상술한 바와 같이 그 접점을 유지하기 위하여 전자석에 지속적으로 전기를 공급하여야 하는 어려움이 있으며, 이에 이를 해소하기 위하여 전자석 접점 장치 내에 그 접점의 접촉을 유지/해제하기 위한 기계적 구조가 병설된 구조가 고안되었다.

도 1은 종래의 전자 개폐기의 일 예를 도시한 개략 사시도이며, 도 1을 참조하여 이를 설명하면 다음과 같다.

도 1의 전자 개폐기는 안내홈(12)이 형성된 고정철심(1)과, 안내봉(22)이 형 성된 이동철심(2)을 포함하고, 안내홈과 안내봉의 결합시 이를 고정하는 고정막대(3) 및 고정막대를 구동하는 구동수단(미도시)을 포함하여 구성된다.

고정철심(1)의 하부에는 안내홈과 안내봉의 결합 위치에서 고정막대와 맞물리는 고정홈(14)이 형성되고, 안내봉의 선단에는 고정막대의 선단이 삽입되는 삽입홈(미도시)이 더 형성된다.

이러한 구조의 전자 개폐기의 동작 원리는 다음과 같다.

접점을 접촉하기 위하여 전기가 인가된 상태에서 전자석의 작용에 의해 이동철심(2)이 고정철심(1) 측으로 이동하면서 안내봉(22)과 안내홈(12)이 맞물리고, 안내봉(22)과 안내홈(12)이 완전히 맞물린 상태에서 고정철심(1)의 고정홈(14)으로 고정막대가 삽입되어 그 선단이 안내봉(22)의 삽입홈과 맞물림으로서 접점의 접촉이 기계적으로 유지된다. 이는 접점의 접촉 자체는 전자석을 이용한 이동철심의 가동 방식으로, 그리고 일단 접점이 접촉된 이후에는 접점의 접촉이 기계적 방식(고정홈 및 삽입홈으로의 고정막대의 삽입)으로 유지되는 것이다.

이러한 구조에 의하면, 접점 접촉시에만 전기가 공급되고 그 이후에는 기계적 구조를 이용하여 그 접촉이 유지되기 때문에 기존의 전자석 접점 장치에 비하여 효율적이다.

그러나, 이러한 구조의 전자석 접점 장치 역시 접점의 접촉이 이루어진 상태에서 그를 유지하기 위하여 별도의 구동수단으로 고정막대와 같은 부품을 강제적으로 이동시켜야 하는 불편이 있으며, 이에 대한 전기의 소모 및 그 강제적 이동시기를 감지하기 위한 추가의 감지 센서가 요구되는 불편이 있었다.

또는, 접점의 접촉과 동시에 기계적 구조에 의한 유지 상태로 자동으로 전환하기 위하여, 고정막대의 일측에서 고정홈측을 향한 방향으로 스프링 등에 의해 가압하는 수단이 제공될 수 있고, 접점 접촉 후(변위 후) 안내봉의 삽입홈 안으로 고정막대가 삽입되어 고정막대가 이동철심 및 안내봉의 복귀를 억제함으로써 자동적으로 접점의 접촉을 기계적으로 유지할 수 있다.

그러나, 이 경우 고정막대의 해제를 위하여 고정막대 자체를 삽입홈으로부터 후퇴시키기 위한 별도의 장치(전자석 및 기계장치 등)이 추가로 요구되며, 이러한 별도의 장치를 구동하기 위한 추가의 전원이 요구되고, 덧붙여 정전 등과 같은 전원사고 발생시 고정막대를 뒤로 후퇴시켜 접점의 접촉을 해제하기 위하여 큰 용량의 충전전원이 요구되는 어려움이 있었다.

본 발명은 접점의 유지와 동시에 자동적으로 그 접점의 접촉이 기계적으로 유지될 수 있는 고정키 등의 기계적 구조를 구비한 전자석 접점 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 기계적 접점이 유지된 상태에서 최소의 동력으로 접점 유지 상태를 해제할 수 있는 구조의 전자석 접점 장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 가동단자와 고정단자의 한 쌍의 접점, 가동단자를 고정단자에로 접촉시키는 전자석 가동수단을 포함하는 전자석 접점 장치에 있어서, 가동단자와 함께 구동되며 선단에 후크가 형성된 고정키와; 접 점이 접촉된 상태에서 고정키의 후크와 맞물리는 고정턱부; 및 고정턱부에서 고정키의 후크를 밀어내기 위한 해제키;를 포함하고, 이때 해제키는 해제키 구동수단에 의해 작동하며, 그리고 해제키는 후크가 고정턱부에 맞물린 방향의 측면 방향에서 후크를 직접 밀어내는 방식으로 맞물림을 해제하여 접점의 접촉을 해제하는 것을 특징으로 하는 키를 이용한 전자석 접점 장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 고정키가 구동되어 접점이 접촉된 상태에서 후크와 고정턱부의 맞물림에 의해 접점 접촉이 유지되고, 해제키 구동수단이 해제키를 후크 방향으로 밀어냄으로써 맞물림이 해제되어 접점 접촉이 해제되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 해제키 구동수단은 해제키를 왕복 구동하기 위한 전자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 전자석 가동수단은 가동철심이 구비되고 가동단자와 함께 구동되는 가동자와, 접점이 접촉되는 상태에서 가동자와 맞물리도록 배치되는 고정자, 및 가동철심에 전기장을 인가하여 가동자를 고정자로 가동하는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 외부로부터 인가되는 전기의 상태를 감지하여 그 결과에 따라 선택적으로 그리고 외부로부터 인가되는 접점 해제신호에 따라 해제키 구동수단을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석 접점 장치를 키를 중심으로 개략 적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 접점이 접촉된 상태의 후크의 맞물림 상태를 도시한 도이며, 그리고 도 4는 접점의 접촉을 해제하기 위해 해제키가 구동되는 상태를 도시한 도이다. 도 2 내지 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석 접점 장치의 구조 및 그 작동원리를 상세히 설명한다.

본 발명의 전자석 접점 장치(100)는 가동단자(112)와 고정단자(122)의 한 쌍의 접점과, 가동단자(112)와 일체로 형성된 가동자(110) 및 접점 접촉시 가동자와 맞물리는 고정자(120), 그리고 접점 접촉 상태를 기계적으로 유지하기 위한 고정키(130) 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 가동자(110)를 고정자(120) 측으로 구동하는 전자석(140; 또는 접점 접촉 전자석), 및 고정키(130)의 후크(132)와 고정턱부(124)의 맞물림 상태를 해제하기 위한 해제키(152), 그리고 해제키를 구동하는 접점 해제 전자석(150)을 더 포함한다. 접점 해제 전자석(150)은 외부 전원의 상태에 따른 선택적 신호 또는 외부로부터의 해제 신호에 의해 해제키의 구동 여부를 제어하는 제어부((160)를 더 포함한다.

덧붙여, 가동자(110)는 그 외면에 가동철심이 권선되고 가동철심과 접점 접촉 전자석(140)의 작용에 의해 가동자(110)가 고정자(120) 측으로 구동되는 형태로 구성될 수도 있다.

본 발명의 특징에 따른 고정키(130)는 가동자(110)의 일측에 체결되어 구성되며, 도 2에 도시된 것처럼 후크(132)가 고정턱부(124)에 걸리는 방향으로 그 몸체를 밀어주는 압축스프링(134)을 더 포함한다. 해제키(152)는 접점 해제 전자 석(150)에 의해 구동되며, 해제키(12)의 작동 방향은 고정키(130)의 후크(132)와 고정턱부(124) 사이의 작용방향에 대해 수직한 방향(도 2에서 측면 방향)이 된다. 이 방향에서 해제키(152)가 작동함으로써 최소한의 힘으로 후크(132)가 고정턱부(124)에서 벗겨지며, 이에 고정키 등에 의한 기계적 유지가 해제됨으로써 결국 가동자(110)가 그 외면에 감긴 코일(S)의 탄성에 의해 고정자(120)로부터 멀어지는 방향으로 복귀하여 결국 접점(112 및 122)의 해제가 이루어질 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 전자석 접점 장치는 접점 접촉 전자석에 의해 접점이 접촉된 이후 고정키 등에 의해 그 접촉 상태가 기계적으로 유지되며, 필요시 최소한의 힘(최소한의 전원 소모)에 의해 그 접촉 상태가 해제될 수 있는 특징을 갖는다. 특히, 본 발명에 따른 전자석 접점 장치는 접점의 접촉과 동시에 고정키의 후크가 고정턱부에 자동으로 걸리도록 구성되어 있기 때문에, 접점 유지 상태를 검출하기 위한 별도의 감지수단이 요구되지 않고, 전자식 접촉 상태에서 기계적 유지 상태로 변환하기 위한 별도의 구동력이 요구되지 않는 이점을 갖는다.

도 3 및 도 4을 참조하여, 본 발명의 특징에 따른 고정키 등의 기계적 구조물에 기인하는 접촉 유지 및 해제가 더 설명된다.

도 3에 따르면, 고정키(130)는 가동자(110)가 고정자(120) 측으로 하강하면서 그 측면에 부착된 압축 스프링(134)의 가압에 의해 압축 스프링이 부가된 반대 방향으로 힘을 받으며, 가동자(110)와 고정자(120)가 접촉(예컨대, 가동단자와 고정단자의 접촉)이 이루어짐과 동시에 고정키(130)의 후크(132)가 고정턱부(124)에 걸림으로써 기계적 유지 상태가 자동적으로 이루어질 수 있다.

또한 도 4에 따르면, 제어부(160)의 해제 신호에 따라 접점 해제 전자석(150)이 해제키(152)를 구동하고, 해제키는 후크(132)를 압축 스프링(134)에 의한 가압 방향의 반대 방향 - 즉, 후크(132)와 걸림턱부(124) 사이의 상호 작용 방향에 수직한 방향 - 으로 밀어냄으로써 후크가 걸림턱부에서 쉽게 벗겨지도록 할 수 있다.

이처럼, 해제키의 작용은 최소한의 힘으로 후크를 벗겨냄으로써 결과적으로 가동자와 고정자의 접촉(가동단자와 고정단자의 접촉)을 해제할 수 있다.

다음으로, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 해제키의 구동을 제어하기 위한 제어부를 중심으로 도시한 블록도이다.

도 5에 따르면, 본 발명의 전자석 접점 장치는 가동자(110)와 고정자(120) 사이의 접촉은 접점 접촉 전자석(140)에 의해 구현되고, 동시에 가동자(110)와 일체로 형성된 가동단자(112)와 고정단자(122) 사이의 접촉이 이루어짐으로써 외부로 출력을 내보낸다.

이러한 접점(112, 122) 접촉 상태는 접점 접촉과 동시에 고정키(130) 등에 의해 기계적으로 유지되며, 이러한 접점 유지 상태는 제어부(160)의 제어에 의해 구동되는 접점 해제 전자석(150) 및 해제 전자석(150)과 연결된 해제키(152)의 작용으로 해제될 수 있다.

이때, 접점을 해제하기 위한 제어부의 제어는 다음과 같은 경우에 이루어질 수 있다. 예컨대, 외부 전원에 연결된 센서(162)를 부가한 후 센서의 감지 결과를 제어부(160)가 판독하여 그 결과에 따라 선택적으로 접점 해제 전자석(150)을 구동 할 수 있고, 또는 외부에서 작업자 등에 의해 입력되는 해제 신호를 제어부(160)가 수신하여 접점 해제 전자석(150)을 구동할 수 있다.

특히, 센서를 부가하여 입력되는 외부 전원의 상태를 감지하는 경우, 그 대상은 입력되는 전원의 전압 결상, 단전, 정전 및 온도 변화 등과 같이 다양하게 적용할 수 있다. 덧붙여, 장치 외부에 센서 모듈이 별개로 부가되는 것이 아니라, 장치 내에서 입력되는 전원의 상태를 감지할 수 있는 센서 등이 내장된 후 그 센서의 감지 결과에 의해 접점 접촉의 유지 상태를 자동적으로 해제할 수 있으므로, 기존의 장치에서 필요시마다 일일이 작업자가 수동으로 접점 유지 상태를 해제하곤 하던 불편을 크게 해소할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자석 접점 장치는 전자석의 가동에 의해 접점을 접촉시킴과 동시에 그 접촉 상태가 기계적으로 유지되고, 전압결상, 정전, 단전 및 온도변화 등에 대한 센서를 부가하여 그 상태를 실시간으로 감시하여 필요시 자동적으로 그 접점의 접촉 상태가 해제될 수 있다는 점을 특지으로 한다.

추가로, 본 실시예에서 해제키의 작동은 제어부의 제어에 의한 접점 해제 전자석의 구동에 의해 이루어지고 있으나, 이와 달리, 접점 해제 전자석(150)에 직접 해제 전원이 인가됨으로써 해제키가 작동할 수도 있다는 점은 명백하다. 예컨대, 전자회로 등으로 구성된 제어부가 다양한 요인에 의해 제어불능 상태에 처해지는 경우, 해제키의 작동을 장치 외부에서 직접 해제 전원을 인가함으로써 실시할 수 있는 구조가 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 전자석 접점 장치는 전자석 구동에 의한 접점의 접촉과 동시에 자동적으로 기계적 유지 상태로 전환되고, 필요시 자동화된 방식으로 그 접점의 접촉이 해제될 수 있으므로, 종래의 장치와 비교하여 그 사용이 간단하고 소모되는 전원이 크게 감소하는 효과를 갖는다. 또한, 접점의 해제에 요구되는 힘이 후크와 고정턱부 사이의 맞물림 방향에 수직한 방향으로 가해짐으로써 최소한의 힘(최소한의 전기 소모)으로 해제가 이루어진다는 효과를 갖는다.

본 발명에 따르면, 키를 이용한 전자석 접점 장치는 전자석의 가동에 의해 접점을 접촉시킴과 동시에 그 접촉 상태가 후크 및 고정턱부의 맞물림 등과 같이 기계적으로 유지되고, 필요시 전자석으로 구동되는 해제키가 후크의 걸림 상태를 해제함으로써 손쉽게 접점의 접촉을 해제할 수 있다. 또한, 전압결상, 정전, 단전 및 온도변화 등에 대한 센서를 장치 내에 부가하여 그 상태를 실시간으로 감시함으로써 필요시 자동적으로 그 접점의 접촉 상태가 해제될 수 있다.

Claims (5)

1. 가동단자와 고정단자의 한 쌍의 접점, 상기 가동단자를 상기 고정단자로 접촉시키는 전자석 가동수단을 포함하는 전자석 접점 장치에 있어서,

   상기 가동단자와 함께 구동되며 선단에 후크가 형성된 고정키;

   상기 접점이 접촉된 상태에서 상기 고정키의 후크와 맞물리는 고정턱부; 및

   상기 고정턱부에서 상기 고정키의 후크를 밀어내기 위한 해제키;

   를 포함하고, 상기 해제키는 해제키 구동수단에 의해 작동하며, 그리고 상기 해제키는 상기 후크가 상기 고정턱부에 맞물린 방향의 측면 방향에서 상기 후크를 직접 밀어내는 방식으로 상기 맞물림을 해제하여 접점의 접촉을 해제하는 것을 특징으로 하는 키를 이용한 전자석 접점 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정키가 구동되어 접점이 접촉된 상태에서 상기 후크와 고정턱부의 맞물림에 의해 상기 접점 접촉이 유지되고, 상기 해제키 구동수단이 상기 해제키를 상기 후크 방향으로 밀어냄으로써 상기 맞물림이 해제되어 상기 접점 접촉이 해제되는 것을 특징으로 하는 키를 이용한 전자석 접점 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 해제키 구동수단은 상기 해제키를 왕복 구동하기 위한 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 키를 이용한 전자석 접점 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 전자석 가동수단은 가동철심이 구비되고 상기 가동단자와 함께 구동되는 가동자와, 상기 접점이 접촉되는 상태에서 상기 가동자와 맞물리도록 배치되는 고정자, 및 상기 가동철심에 전기장을 인가하여 상기 가동자를 상기 고정자로 가동하는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 키를 이용한 전자석 접점 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 외부로부터 인가되는 전기의 상태를 감지하여 그 결과에 따라 선택적으로 그리고 외부로부터 인가되는 접점 해제신호에 따라 상기 해제키 구동수단을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키를 이용한 전자석 접점 장치.

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