KR20110010997U - 전자개폐장치 - Google Patents

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KR20110010997U KR2020100005282U KR20100005282U KR20110010997U KR 20110010997 U KR20110010997 U KR 20110010997U KR 2020100005282 U KR2020100005282 U KR 2020100005282U KR 20100005282 U KR20100005282 U KR 20100005282U KR 20110010997 U KR20110010997 U KR 20110010997U
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Abstract

본 고안은 전자개폐장치에 관한 것으로서, 본 전자개폐장치는, 고정접점; 상기 고정접점과 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동접점; 및 상기 가동접점이 상기 고정접점과 접촉 및 분리되게 상기 가동접점을 구동시키는 전기 액츄에이터를 포함하여 구성되고, 상기 전기 액츄에이터는, 자기력을 발생시키는 코일, 상기 코일의 내부에 배치되는 고정코어, 상기 고정코어에 대해 접근 및 이격되게 배치되는 가동코어, 일 단부는 상기 가동전극에 연결되고 타 단부는 상기 가동코어에 연결되는 샤프트, 및 상기 가동전극과 상기 고정코어 사이에 신축가능하게 배치되고 상기 가동접점의 분리시 상기 고정코어에 접촉되어 상기 샤프트의 이동에 저항을 가하여 완충하는 접압스프링을 포함하여 구성될 수 있다. 이에의해, 동작시 소음 발생을 억제할 수 있다.

Description

전자개폐장치{ELECTROMAGNETIC SWITCHING DEVICE}
본 고안은, 전자개폐장치에 관한 것으로서, 특히 작동시 소음 발생을 억제할 수 있도록 한 전자개폐장치에 관한 것이다.
전자개폐장치는 전류를 공급하거나 중지하는 전기적인 접점 개폐 장치의 일 종으로서, 각 종 산업용 설비, 기계 및 차량 등에 이용될 수 있다.
상기 전자개폐장치는, 고정접점 및 가동접점을 구비하며, 통상 전기적인 신호에 의해 접점의 개폐 제어가 가능하게 가동접점을 구동시키는 전기 액츄에이터(electric actuator)가 구비되어 구성될 수 있다.
도 1은 종래 전자개폐장치의 일 예를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 가동접점의 분리 상태를 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 전자개폐장치는, 케이스(10)와, 상기 케이스(10)에 고정배치되는 고정접점(20)과, 상기 고정접점(20)에 대해 접촉 및 분리 가능한 가동접점(30)과, 상기 가동접점(30)을 구동시키는 전기 액츄에이터(50)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 전기 액츄에이터(50)는, 자기력을 발생시키는 코일(51), 상기 코일(51)의 내부에 고정 배치되는 고정코어(55), 상기 고정코어(55)에 대해 접근 및 이격 가능하게 배치되는 가동코어(61), 일 단은 상기 가동코어(61)에 연결되고 타 단은 상기 가동접점(30)에 연결되는 샤프트(65), 상기 고정코어(55)로부터 상기 가동코어(61)가 이격되게 탄성력을 가하는 복귀스프링(75)을 구비할 수 있다.
상기 샤프트(65)의 일 단부에는 상기 가동접점(30)이 일정 이상의 압력으로 상기 고정접점(20)과 접촉되게 탄성력을 가하는 접압스프링(71)이 구비될 수 있다. 상기 샤프트(65)에는 상기 접압스프링(71)과 접촉되어 상기 접압스프링(71)을 지지하는 스프링지지부(67)가 구비될 수 있다. 상기 고정코어(55)에는 상기 스프링지지부(67)와 접촉되어 상기 샤프트(65)의 이동을 제한하는 스토퍼(57)가 구비될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 통전시에는 상기 코일(51)에 전원이 인가되고, 상기 코일(51)의 주변에는 자기력이 발생된다. 이에 의해, 상기 가동코어(61)는 상기 고정코어(55)에 접근하는 방향으로 이동되고, 이에 의해 상기 가동접점(30)이 상기 고정접점(20)에 접촉된다.
한편, 전류 공급 차단시에는 상기 코일(51)에 전원 공급이 차단되고, 이때 상기 가동코어(61)는 상기 복귀스프링(75)의 탄성력에 의해 초기 위치로 복귀된다. 이에 의해, 상기 가동접점(30)이 상기 고정접점(20)으로부터 분리되어 전류 공급이 차단될 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 전자개폐장치에 있어서는, 전류 차단 시 상기 복귀스프링(75)의 탄성력에 의해 상기 샤프트(65)가 초귀 위치로 복귀될 때, 상기 스프링지지부(67)가 상기 스토퍼(57)와 접촉되어 상기 가동코어(61)의 이동이 중지되도록 구성되어 있어, 상기 스프링지지부(67)와 스토퍼(57)의 상호 접촉시 충격적 소음이 발생된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 고안은 동작시 소음 발생을 억제할 수 있는 전자개폐장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 고안은, 상기한 목적 달성을 위해, 고정접점; 상기 고정접점과 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동접점; 및 상기 가동접점이 상기 고정접점과 접촉 및 분리되게 상기 가동접점을 구동시키는 전기 액츄에이터를 포함하여 구성되고, 상기 전기 액츄에이터는, 자기력을 발생시키는 코일, 상기 코일의 내부에 배치되는 고정코어, 상기 고정코어에 대해 접근 및 이격되게 배치되는 가동코어, 일 단부는 상기 가동접점에 연결되고 타 단부는 상기 가동코어에 연결되는 샤프트, 및 상기 가동접점과 상기 고정코어 사이에 신축가능하게 배치되고 상기 가동접점의 분리시 상기 고정코어에 접촉되어 압축되면서 상기 샤프트의 이동에 저항을 가하여 완충하는 접압스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자개폐장치를 제공한다.
여기서, 상기 샤프트에는 상기 가동접점의 접촉시 상기 접압스프링이 압축되게 가압하는 가압부가 형성될 수 있다.
상기 고정코어에는 상기 가압부가 수용될 수 있게 도피공간부가 형성될 수 있다.
상기 가동코어를 안내하는 가이드를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가이드와 상기 가동코어 사이에 개재되는 완충부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정코어와 상기 접압스프링 사이에는 스프링받침대가 구비될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따르면, 접점의 분리 시 스프링(접압스프링)에 의해 샤프트의 이동에 저항을 가하여 완충되도록 구성함으로써 충격적 소음이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 가동코어의 초기 위치 복귀시 가동코어와 접촉되는 완충부재를 더 구비하도록 함으로써 소음 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1은 종래 전자개폐장치의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 가동접점의 분리 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 전자개폐장치의 단면도,
도 4는 도 3의 요부확대도,
도 5는 도 3의 가동접점의 분리상태를 도시한 도면,
도 6은 도 5의 요부확대도,
도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 전자개폐장치의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 대해 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 전자개폐장치는, 고정접점(120); 상기 고정접점(120)과 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동접점(130); 및 상기 가동접점(130)이 상기 고정접점(120)과 접촉 및 분리되게 상기 가동접점(130)을 구동시키는 전기 액츄에이터(150)를 포함하여 구성되고, 상기 전기 액츄에이터(150)는, 자기력을 발생시키는 코일(155), 상기 코일(155)의 내부에 배치되는 고정코어(171), 상기 고정코어(171)에 대해 접근 및 이격되게 배치되는 가동코어(181), 일 단부는 상기 가동접점(130)에 연결되고 타 단부는 상기 가동코어(181)에 연결되는 샤프트(195), 및 상기 가동전극과 상기 고정코어(171) 사이에 신축가능하게 배치되고 상기 가동접점(130)의 분리시 상기 고정코어(171)에 접촉되어 압축되면서 상기 샤프트(195)의 이동에 저항을 가하여 완충하는 접압스프링(141)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정접점(120)은 케이스(110)에 고정 설치될 수 있다. 상기 케이스(110)는 내부에 수용공간이 형성되는 직육면체로 형성될 수 있다. 상기 케이스(110)의 내부 일 측에는 베이스(115)가 구비될 수 있다. 상기 베이스(115)에는 상기 고정접점(120)이 고정 결합될 수 있다. 상기 고정접점(120)은 상호 소정 거리 이격되게 배치되는 복수로 구성될 수 있다. 상기 각 고정접점(120)에는 상기 케이스(110)의 외부에 돌출되게 연장된 고정단자(122)가 각각 연결될 수 있다.
상기 케이스(110)의 내부 상기 고정접점(120)의 일 측에는 상기 고정접점(120)과 접촉 및 분리 가능하게 가동접점(130)이 배치될 수 있다. 상기 가동접점(130)의 일 측에는 상기 가동접점(130)이 상기 고정접점(120)과 접촉 및 분리되게 하는 전기 액츄에이터(150)가 구비될 수 있다.
상기 전기 액츄에이터(150)는, 전원 인가 시 자기력을 발생시키는 코일(155)과, 상기 코일(155)의 내부에 고정 배치되는 고정코어(171)와, 상기 코일(155)의 내부에 상기 고정코어(171)에 대해 접근 및 이격되게 배치되는 가동코어(181)와, 일 단은 상기 가동코어(181)에 연결되고 타 단은 상기 가동접점(130)에 연결되는 샤프트(195)와, 상기 고정코어(171)와 상기 가동코어(181)가 서로 이격되게 탄성력을 가하는 복귀스프링(191)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 코일(155)은 보빈(161)의 둘레에 권회될 수 있다. 상기 보빈(161)은 원통형상으로 구성될 수 있다. 상기 코일(155)의 둘레에는 자로(磁路)를 형성하는 프레임(151)이 구비될 수 있다.
상기 보빈(161)의 내부 일 측에는 고정코어(171)가 구비될 수 있다. 상기 고정코어(171)의 일 영역은 상기 프레임(151)에 고정 결합될 수 있다. 상기 프레임(151)에는 상기 고정코어(171)의 일 단부가 삽입될 수 있게 관통부(153)가 형성될 수 있다. 상기 고정코어(171)에는 상기 관통부(153)에 삽입 결합될 수 있게 삽입부(175)가 형성될 수 있다. 상기 삽입부(175)의 단부는 상기 프레임(151)의 표면으로부터 소정 돌출되게 구성될 수 있다.
상기 보빈(161)의 내부에는 상기 고정코어(171)에 대하여 접근 및 이격 가능하게 가동코어(181)가 구비될 수 있다. 상기 보빈(161)의 내측에는 상기 가동코어(181)의 이동을 안내하는 가이드(185)가 구비될 수 있다. 상기 가이드(185)에는 상기 가동접점(130)의 분리시 상기 가동코어(181)의 단부가 접촉될 수 있게 차단부(187)가 형성될 수 있다.
상기 고정코어(171)와 상기 가동코어(181) 사이에는 상기 가동코어(181)가 상기 고정코어(171)로부터 멀어지게 탄성력을 가하여 상기 가동코어(181)를 초기 위치로 복귀시키는 복귀스프링(191)이 구비될 수 있다.
상기 가동코어(181)에는 상기 샤프트(195)의 일 단부가 결합될 수 있다. 상기 샤프트(195)의 일 단부는 상기 가동코어(181)의 중앙에 삽입되어 고정 결합될 수 있다. 이에 의해, 상기 가동코어(181)의 이동 시 상기 샤프트(195)가 일체로 이동될 수 있다.
상기 샤프트(195)의 타 단부는 상기 가동접점(130)에 결합될 수 있다. 상기 가동접점(130)은 두 고정접점(120)과 동시에 접촉될 수 있게 긴 길이를 가지게 형성될 수 있다. 상기 가동접점(130)에는 상기 샤프트(195)의 단부가 삽입될 수 있게 관통공이 형성될 수 있다. 상기 관통공은 상기 가동접점(130)의 중앙영역에 관통 형성될 수 있다. 상기 샤프트(195)의 단부는 상기 가동접점(130)의 관통공의 내부에 상대 이동 가능하게 결합될 수 있다.
상기 가동접점(130)의 배후에는 상기 가동접점(130)이 상기 고정접점(120)과 접촉될 때 탄성력을 가하는 접압스프링(141)이 구비될 수 있다. 상기 접압스프링(141)은 압축코일스프링으로 구현될 수 있다. 이에 의해, 상기 가동접점(130)은 상기 고정접점(120)과 일정 이상의 압력(접압력)으로 접촉 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 상기 복귀스프링(191)의 탄성력은 상기 접압스프링(141)의 탄성력에 비해 더 크게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 가동접점(130)의 분리시 상기 복귀스프링(191)의 탄성력에 의해 상기 접압스프링(141)이 압축될 수있다.
상기 접압스프링(141)은 비 압축시 상기 고정코어(171)의 삽입부의 단부로부터 소정 거리 이격될 수 있는 길이로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 접압스프링(141)과 상기 고정코어(171)의 삽입부(175)의 단부 사이의 이격 거리는 상기 가동코어(181)의 이동거리보다 작게 형성될 수 있다. 이는 상기 가동접점(130)의 분리시 상기 가동코어(181)의 단부가 상기 가이드(185)의 차단부(187)와 접촉되기 전에 상기 접압스프링(141)이 상기 고정코어(171)의 삽입부(175)의 단부에 먼저 접촉되도록 하기 위함이다. 이에 의해, 상기 접압스프링(141)은 상기 가동접점(130)의 분리시 상기 가동코어(181) 및 샤프트(195)의 이동 방향과 반대로 작용하는 탄성력을 발생시킴으로써 상기 가동코어(181) 및 샤프트(195)의 이동 속도를 저감시켜 상기 가동코어(181)와 상기 차단부(187)의 접촉시 충격력을 완화시킬 수 있다. 이에 의해, 소음 발생이 억제될 수 있다.
한편, 상기 샤프트(195)에는 상기 접압스프링(141)의 일 단부(도면상 하단부)를 가압할 수 있게 가압부(197)가 구비될 수 있다. 상기 가압부(197)는 상기 사프트의 반경방향을 따라 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 고정코어(171)에는 상기 가동접점(130)이 상기 고정접점(120)으로부터 분리되는 방향으로 상기 샤프트(195)가 이동될 때 상기 가압부(197)가 수용되는 도피공간부(177)가 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 가동접점(130)이 상기 고정접점(120)으로부터 분리되어 이동될 때 상기 접압스프링(141)이 상기 고정코어(171)에 의해 압축됨으로써 상기 샤프트(195)의 이동 방향과 반대로 작용하는 탄성력을 발생시켜 상기 샤프트(195)의 이동에 저항을 가할 수 있다.
상기 접압스프링(141)과 상기 가압부(197) 사이에는 스프링지지부재(145)가 개재될 수 있다. 상기 스프링지지부재(145)는 상기 접압스프링(141)에 비해 확장된 크기를 가지게 형성될 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가동코어(181)와 상기 가이드(185)의 상호 접촉면 사이에는 상기 완충부재(199)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 가동접점(130)의 분리시 상기 가동코어(181)와 상기 가이드(185)의 충격적 접촉 및/또는 고체간 접촉을 방지할 수 있어 소음 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 통전시에는 상기 코일(155)에 전원이 인가되며 상기 코일(155)의 주변에는 자속이 발생된다. 이에 따라 상기 가동코어(181)는 자기 저항이 작아지는 방향, 즉 상기 고정코어(171)에 접근되는 방향으로 이동된다.
상기 가동코어(181)가 상기 고정코어(171)측으로 이동되면 상기 복귀스프링(191)은 압축되면서 탄성력을 축적하게 된다. 상기 가동코어(181)의 이동과 동시에 상기 샤프트(195)가 이동되고, 상기 가동접점(130)은 상기 고정접점(120)과 접촉되어 통전이 가능하게 된다. 이때, 상기 샤프트(195)는 상기 가동접점(130)이 상기 고정접점(120)에 접촉된 후 상기 가동접점(130)에 대해 상대 이동함으로써 상기 접압스프링(141)이 압축되고, 이에 의해 상기 접압스프링(141)의 탄성력에 의해 상기 가동접점(130)은 상기 고정접점(120)에 소정의 접압력을 가지고 접촉상태를 유지하게 된다.
한편, 전류 공급을 차단하고자 할 때는, 상기 코일(155)의 전원 공급이 중지된다. 이에 의해, 상기 코일(155)의 자기력 발생이 중지되고, 상기 가동코어(181)는 상기 복귀스프링(191)의 탄성력에 의해 초기 위치로 복귀된다. 상기 가동코어(181)가 이동됨과 동시에 상기 샤프트(195)가 이동되고, 상기 가동접점(130)은 상기 고정접점(120)으로부터 분리된다. 상기 샤프트(195)가 이동을 계속하면 상기 스프링지지부재(145)가 상기 고정코어(171)의 삽입부(175)의 단부에 접촉된다.
상기 샤프트(195)가 계속해서 이동되면 상기 가압부(197)는 상기 도피공간부(177)의 내부로 수용되고, 상기 접압스프링(141)은 상기 복귀스프링(191)의 탄성력이 더 강하므로 압축되어 탄성력이 증가된다. 상기 접압스프링(141)의 탄성력은 상기 샤프트(195) 및 가동코어(181)의 이동방향과 반대로 작용하게 되므로 상기 가동코어(181) 및 샤프트(195)의 이동 속도가 그만큼 저감될 수 있다.
상기 가동코어(181)가 초기 위치로 복귀되면 상기 가동코어(181)의 단부와 상기 차단부(187)가 접촉되며, 이때 상기 가동코어(181)의 속도가 저감된 상태이므로 충격적 소음이 발생되는 것이 방지될 수 있다. 여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가동코어(181)와 상기 차단부(187) 사이에 완충부재(199)가 더 구비될 경우 상기 가동코어(181)와 상기 가이드(185)의 접촉시 소음 발생을 더욱 저감할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110 : 케이스 120 : 고정접점
130 : 가동접점 131 : 관통공
141 : 접압스프링 145 : 스프링지지부재
150 : 전기 액츄에이터 151 : 프레임
155 : 코일 171 : 고정코어
175 : 삽입부 177 : 도피공간부
181 : 가동코어 185 : 가이드
187 : 차단부 191 : 복귀스프링
195 : 샤프트 197 : 가압부

Claims (6)

  1. 고정접점;
    상기 고정접점과 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동접점; 및
    상기 가동접점이 상기 고정접점과 접촉 및 분리되게 상기 가동접점을 구동시키는 전기 액츄에이터를 포함하여 구성되고,
    상기 전기 액츄에이터는, 자기력을 발생시키는 코일, 상기 코일의 내부에 배치되는 고정코어, 상기 고정코어에 대해 접근 및 이격되게 배치되는 가동코어, 일 단부는 상기 가동접점에 연결되고 타 단부는 상기 가동코어에 연결되는 샤프트, 및 상기 가동접점과 상기 고정코어 사이에 신축가능하게 배치되고 상기 가동접점의 분리시 상기 고정코어에 접촉되어 압축되면서 상기 샤프트의 이동에 저항을 가하여 완충하는 접압스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트에는 상기 가동접점의 접촉시 상기 접압스프링이 압축되게 가압하는 가압부가 형성된 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정코어에는 상기 가압부가 수용될 수 있게 도피공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가동코어를 안내하는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가이드와 상기 가동코어 사이에 개재되는 완충부재를 더 포함하는 전자개폐장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정코어와 상기 접압스프링 사이에는 스프링받침대가 구비되는 것을 특징으로 하는 전자개폐장치.
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