KR20110028871A - 절전형 전자 접촉기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자접촉기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자접촉기의전원이 갑자기 끊어졌을 때 또는 통상ㅇ 시에, 본체의 접점이 해제되지 못하도록 래치시킴으로써 과전류 및 접속불량을 방지하여 기기의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전자접촉기에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 하부 프레임과, 상기 하부 프레임의 상부에 고정되는 상부 프레임과, 상기 상부 프레임의 내부에 상하 이동 가능하게 배치된 가동코어와, 상기 하부 프레임의 내부에 고정배치되어 전류가 인가됨에 따라 자기력을 발생시켜 상기 가동코어를 흡인 작동하는 영구자석을 이용한 복합식 솔레노이드를 포함하고, 상기 복합식 솔레노이드는, 상기 하부 프레임의 하측에 고정된 케이스와, 상기 케이스의 내측에 배치된 보빈코일과, 상기 보빈코일의 내부에 축방향으로 설치되어 코일의 자기력 발생 유무에 따라 자화되어 상하이동하는 플런저와, 상기 케이스의 하측에 고정된 영구자석과, 상기 영구자석과 플런저의 사이에 탄지된 복원 스프링을 포함하여 이루어지며, 상기 솔레노이드의 플런저는 상기 가동코어의 하측에 계합부를 매개로 결합되어 상기 가동코어의 움직임에 연동하여 상하이동하도록 된 구조를 채용하였다.

Description

절전형 전자 접촉기{Magnetic Contactor}

본 발명은 전자접촉기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영구자석을 이용한 복합 래치식 절전형 전자접촉기에 관한 것이다.

일반적으로 전자접촉기(Magnetic Contactor)는 전기회로의 개폐제어를 행하는 것으로서, 모터의 과부하를 방지하기 위한 써멀-릴레이(Thermal-Relay)와 함께 전자개폐기(Magnetic Switch)를 구성하고 있다.

상기 전자접촉기는 크게 전자석부, 접점부, 이를 하나로 조합하기 위한 상,하부 프레임으로 이루어져 있으며, 전자석에 코일을 여자하는 것에 의해 접점을 개로하고 소자하는 것에 의해 접점을 개로하여 부하의 개폐를 행하게 되는데, 교류 접촉기의 용량범위는 100∼600(V)에서 수 암페어(A)로부터 수백 암페어(A)까지이고,통상적으로는 600(A)이하의 것이 주로 사용되고 있다.

참고로, 써멀-릴레이(Thermal Relay:열동형 과부하 계전기)는 모터에 과부하가 걸려 적정치 이상의 과전류가 흐르게 되면 전자접촉기를 개로하여 모터의 소손 을 미연에 방지하는 기능을 하게 된다.

이와 같은 전자접촉기의 구성을 첨부된 도 1을 참조하여 세분화하면 다음과같다.

본체(1)와, 상기 본체의 상부를 구성하며 상부에 상부커버(4)가 결합되어 있는상부 프레임(2)과, 상기 본체의 하부를 구성하고 있는 하부 프레임(3)과, 상기 본체에 내장되어 자력을 발생시키는 보빈코일(5)과, 상기 보빈코일의 자력에 의해 자화되는 고정코어(6)와, 상기 고정코어의 자력발생에 따라 흡인되는 가동코어(7)와,상기 보빈코일(5)과 가동코어(7) 사이에 개입되어 고정코어(6)를 향해 흡인된 가동코어(7)를 원래의 위치로 복귀시켜주는 복귀스프링(8)과, 상기 가동코어(7)를 홀딩하고 있는 크로스바(9)와, 상기 상부 프레임(2)의 양측에 구획 설치되어 전기회로의 전원투입측 단자와 부하측 단자가 각각 연결되는 다수개의 고정접촉자(10)와, 상기 크로스바(9)에 설치되어 고정접촉자(10)를 전기적으로 접속 또는 단락시키는다수개의 가동접촉자(11) 등으로 이루어져 있다.

따라서, 도 2에서와 같이 고정코어(6)와 가동코어(7), 고정접촉자(10)와 가동접촉자(11)가 분리되어 전기회로가 끊어진 상태에서 보빈코일(5)에 전류가 인가되면 보빈코일(4)이 여자(礪磁)됨에 따라 고정코어(6)가 자화되어 가동코어(7)가 고정코어(6)측으로 접근됨과 동시에 가동코어(7)에 부착된 크로스바(9)가 복귀스프링(8)을 압축시키면서 하강하여 상기 상부 프레임(2)에 고정된 고정접촉자(10)와 크로스바(9)에 고정된 가동접촉자(11)가 접속되어 전기회로가 이어진 상태가 되며,이러한 전기회로의 접속 및 단락동작은 시간당 약 1200∼1800회 정도 이루어지게 된다.

한편, 전자접촉기에 인가되는 전류가 10A∼80A 범위일때는 소용량으로 분류하며, 인가전류가 80A이상일 경우에는 대응량으로 분류된다.

상기 대용량 전자접촉기의 경우, 전자접촉기 본체(1)로 공급되는 전원이 일시적으로 차단되었을 때 고정코어(6)와 가동코어(7)가 떨어지게 되면 아아크(Arc)가 발생하여 접점을 훼손시키게 되므로 이를 방지하기 위해 고정코어와 가동코어가붙어있는 상태를 유지시키기 위해 강제적으로 크로스바(7)를 누르고 있는 힘 즉, 가동코어(7)를 하방으로 잡아당기고 있는 힘이 필요한데, 이를 래치(Latch)라 한다.

여기에서, 상기 래치작동은, 크로스바(9)를 눌러 스위치 작동 온시키면 보빈코일(5)에 전류가 흐르면서 전자석이 되고 이에 의하여 가동코어(7)가 하방으로 흡인되어 양측 접점 사이를 연결하여 통전되도록 하고 있다.

그러나, 상기 래치작동을 유지시키기 위해, 지속적으로 상기 전자코일(5)을 통전하도록 하여 가동상태를 유지시킬 필요가 있었다.

또한, 종래 기종에 따라서는 별도의 전원으로 보빈코일(5)에 통전을 하여 전자석으로 만들고 가동시간 동간 지속적으로 통전되어 그 수명이 짧고 전지를 교체해야만 하는 경우가 발생하여, 전지 교환에 따른 유지비용 및 교체비가 소요되는 등의 단점을 내포하고 있었다.

다시 말해서, 이러한 종래 전자개폐기의 경우 전자개폐기가 동작할 때 고정코어(6)의 보빈코일(5)은 항상 통전되는 상태를 유지해야만 하여 이에 따른 전력의 소모가 증가하고 전기적 장치의 결함 또는 노후에 의한 오작동이 발생하고 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전자개폐기가 동작할 때 전자코일과 연결되는 회로가 통전되지 않는 절전형 전자개폐기를 제공하는데 있다.

다시 말해서, 본 발명은 전자접촉기로 공급되는 전원이 갑자기 차단되었을 때는 물론이고 평상시에도, 별도의 전원없이도, 래치장치에 의해 가동코어와 고정코어가 접촉된 상태를 유지하도록 잡아주도록 함으로써, 소비전력의 절감을 도모함과 동시에 신뢰성을 증대시키기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

하부 프레임과,

상기 하부 프레임의 상부에 고정되는 상부 프레임과,

상기 상부 프레임의 내부에 상하 이동 가능하게 배치된 가동코어와,

상기 하부 프레임의 내부에 고정배치되어 전류가 인가됨에 따라 자기력을 발생시켜 상기 가동코어를 흡인 작동하는 영구자석을 이용한 복합식 솔레노이드를 포 함하고,

상기 복합식 솔레노이드는,

상기 하부 프레임의 하측에 고정된 케이스와,

상기 케이스의 내측에 배치된 보빈코일과,

상기 보빈코일의 내부에 축방향으로 설치되어 코일의 자기력 발생 유무에 따라 자화되어 상하이동하는 플런저와,

상기 케이스의 하측에 고정된 영구자석과,

상기 영구자석과 플런저의 사이에 탄지된 복원 스프링을 포함하여 이루어지며,

상기 솔레노이드의 플런저는 상기 가동코어의 하측에 계합부를 매개로 결합되어 상기 가동코어의 움직임에 연동하여 상하이동하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 계합부는 상기 가동코어의 하부측에 관통형성된 단면이 T자형상으로 관통형성된 계합구와, 상기 플런저의 상부에 단면이 T자형으로 돌출형성된 계합돌기로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 플런저의 하측은 절두된 원추형으로 돌출형성되고, 이에 대응하는 측의 플런저 상측은 절두된 원추형으로 오목형성되는 구조로 됨이 바람직하다.

또, 상기 플런저의 하측 정점부에는 분화구 형태로 오목형성된 수용구가 형성되고, 상기 영구자석의 중심부에는 상기 수용구에 대응하는 형상의 가이드구가 수직 관통형성되며, 상기 수용구에 헤드부가 수용된 가이드핀의 몸체부는 상기 가 이드구에 접속되어, 상기 플런저의 상하이동을 가이드하도록 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 보빈코일의 내측 상부에는 상기 플런저의 하단 외주부에 돌출형성된 걸림돌기가 걸림작동되도록 안내통이 고정결합되는 구성이 바람직하다.

또, 상기 케이스는, 상기 보빈코일을 둘러싸는 단면이 ㄷ자 형상의 금속제 제1 및 제2 커버와, 상기 제1 및 제2 커버의 상하단부 양단측에 상하로 각각 돌출 형성된 제1 및 제2 걸림돌기가 결속되는 복수의 결속구를 구비한 상하 플레이트로 이루어짐이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 전자접촉기의 래치 작동을 수행하도록 구성됨에 따라 전원이 갑자기 끊어졌을 때는 물론이고, 통상 시에도, 별도의 전원없이 접점을 그대로 유지시킬 수 있도록 함으로써, 과전류 및 접속불량을 방지하여 기기의 신뢰성을 향상시킴은 물론, 기기의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 일반적인 전자접촉기의 일예를 도시한 분해 조립 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 결합상태 종단면도이며, 도 3은 본 발명 래치장치의 결합상태 종단면 구조도이고, 도 4는 본 발명 래치장치에 전원이 인가된 상태의 동작상태도이며, 도 5는 본 발명 래치장치의 주요 구성요소로서의 솔레노이드의 사시 구조도이고, 도 6은 도 5의 솔레노이드의 일예를 도시한 분해 조립 사시도이다.

이하, 첨부된 도 3을 참조하여 상세히 전자접촉기의 래치장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전자접촉기의 일반적인 구성은 전술한바 있으므로 별도의 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 전자접촉기는, 하부 프레임(3)과, 상기 하부 프레임(3)의 상부에 고정되는 상부 프레임(2)과, 상기 상부 프레임(2)의 내부에 상하 이동 가능하게 배치된 가동코어(7)와, 상기 하부 프레임(3)의 내부에 고정배치되어 전류가 인가됨에 따라 자기력을 발생시켜 상기 가동코어(7)를 흡인 작동하는 영구자석을 이용한 복합식 솔레노이드(100)를 포함하여 이루어진다.

또, 상기 복합식 솔레노이드(100)는, 상기 하부 프레임(3)의 하측에 고정된 케이스(110)와, 상기 케이스(110)의 내측에 배치된 보빈코일(5)과, 상기 보빈코일(5)의 내부에 축방향으로 설치되어 상기 보빈코일(5)의 자기력 발생 유무에 따라 자화되어 상하이동하는 플런저(120)와, 상기 케이스(110)의 하측에 고정된 영구자 석(150)과, 상기 영구자석(150)과 플런저(120)의 사이에 탄지된 복원 스프링(130)을 포함하여 이루어져 있다.

또한, 상기 솔레노이드(100)의 플런저(120)는 상기 가동코어(7)의 하측에 계합부(140)를 매개로 결합되어 상기 가동코어(7)의 움직임에 연동하여 상하이동하도록 구성되어 있다.

또, 상기 계합부(140)는 상기 가동코어(7)의 하부측에 관통형성된 단면이 T자형상으로 관통형성된 계합구(141)와, 상기 플런저(120)의 상부에 단면이 T자형으로 돌출형성된 계합돌기(143)로 이루어져 있다.

또한, 상기 플런저(120)의 하측은 절두된 원추형으로 돌출형성되고, 이에 대응하는 측의 플런저(120) 상측은 절두된 원추형으로 오목형성되어 있다.

또, 상기 플런저(120)의 하측 정점부에는 분화구 형태로 오목형성된 수용구(121)가 형성되고, 상기 영구자석(150)의 중심부에는 상기 수용구(121)에 대응하는 형상의 가이드구(151)가 수직 관통형성되며, 상기 수용구(121)에 헤드부가 수용된 가이드핀(160)의 몸체부는 상기 가이드구(151)에 접속되어, 상기 플런저(120)의 상하이동을 가이드하도록 구성되어 있다.

또한, 상기 보빈코일(5)의 내측 상부에는 상기 플런저(120)의 하단 외주부에 돌출형성된 걸림돌기가 걸림작동되도록 안내통(170)이 고정결합되어 있다.

또, 상기 케이스(110)는, 상기 보빈코일(5)을 둘러싸는 단면이 ㄷ자 형상의 금속제 제1 및 제2 커버(111, 113)와, 상기 제1 및 제2 커버(111, 113)의 상하단부 양단측에 상하로 각각 돌출 형성된 제1 및 제2 걸림돌기(111a, 113a)가 결속되는 복수의 제1 및 제2 결속구(115a, 116a)를 구비한 상하 플레이트(115, 116)로 이루어져 있다.

따라서, 도 4에서와 같이, 상기 보빈코일(5)에 전원이 인가되면 상기 보빈코일(5)에 자기장이 형성되어 그 내부에 삽입되어 있는 상기 가동코어(7)를 자화시킴에 따라, 상기 가동코어(7)는 상기 보빈코일(5)을 향해 하방 이동하게 되는데, 이때, 상기 가동코어(7)의 하단에 결합되어 있는 플런저(120)도 복원스프링(130)의 스프링(130)력을 이기고 상기 가동코어(7)와 동일한 방향으로 이동하게 된다.

또한, 상기 솔레노이드(100) 케이스(110)에 하단이 결합된 영구자석(150)은 상기 보빈코일(5)의 자기장에 의해 하방 이동된 상기 플런저(120)를 흡인하여 래치시키는 작용을 수행한다.

이와 역으로, 상기 래치 작동을 해제하려면, 상기 보빈코일(5)에 제어부(200)의 제어신호를 매개로 역기전력을 제공하여, 상기 플런저(120)의 흡인 록킹상태를 해제하여 래치 작동을 해제하게 된다.

이에 따라, 상기 플런저(120) 및 가동코어(7)는 전자접촉기의 동작에 따라 상하운동이 가능하게 된다.

이때, 상기 영구자석(150)의 자속밀도는, 전자접촉기에 공급되던 전원이 갑자기 차단되면, 상기 보빈코일(5)에 흐르던 전류도 차단되어 코일주위에 발생되었던 자기력이 소멸되므로 압축되어 있던 복원스프링(130)의 압축력에 의해 상기 플런저(120)가 상방향으로 복원이동되는 것을 억제하는 정도의 크기로 설정된다.

여기에서, 상기 제어부의 역기전력 제공에 따른 복원력이 발생하면, 상기 영 구자석(150)의 흡인력을 이기고 상기 플런저(120)가 상방향으로 이동되도록 하여, 상기 접점의 접촉 상태를 해지하도록 구성되어 있음은 물론이다.

또한, 상기 크로스바(9)는 수동으로 눌러, 상기 상하부 프레임(3) 내에 내장된 접점의 접촉된 상태를 유지하도록 해도 된다.

한편, 상기 플런저(120)의 하측에는 절두 원추형 돌출부가 형성되어 있어, 상기 플런저(120)가 상기 영구자석(150)에 흡입작동이 원활하게 실질적으로 영구자석(150)의 절두 원추형 오목부와의 접촉유무에 따라 수행되게 된다.

상기와 같이 영구자석(150)을 구성한 이유는 전원이 끊어졌을 때 상기 플런저(120)의 흡인력이 발생되므로 이를 효율적으로 이용하기위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 래치장치는 전자접촉기의 본체 상부에 설치되어 보조접점역할을 할뿐만 아니라 본체의 크로스바를 견고하게 래치할 수 있게 되는 장점이 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른, 전자접촉기의 래치 작동을 수행하도록 구성됨에 따라 전원이 갑자기 끊어졌을 때는 물론이고, 통상 시에도, 별도의 전원없이 접점을 그대로 유지시킬 수 있도록 함으로써, 과전류 및 접속불량을 방지하여 기기의 신뢰성을 향상시킴은 물론, 기기의 수명을 연장시킬 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양 한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

도 1은 일반적인 전자접촉기의 일예를 도시한 분해 조립 사시도,

도 2는 상기 도 1의 결합상태 종단면도,

도 3은 본 발명 래치장치의 결합상태 종단면 구조도,

도 4는 본 발명 래치장치에 전원이 인가된 상태의 동작상태도.

도 5는 본 발명 래치장치의 주요 구성요소로서의 솔레노이드의 사시 구조도, 및

도 6은 도 5의 솔레노이드의 일예를 도시한 분해 조립 사시도.

* 도면의 주요부분에대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 상부 프레임

3 : 하부 프레임 5 : 보빈코일

7 : 가동 코어 9 : 크로스바

10 : 고정 접촉자 11 : 가동 접촉자

100 : 솔레노이드 110 : 케이스

120 : 플런저 130 : 복원 스프링

140 : 계합부 150 : 영구자석

160 : 가이드핀 170 : 안내통

Claims (6)

1. 하부 프레임과,

   상기 하부 프레임의 상부에 고정되는 상부 프레임과,

   상기 상부 프레임의 내부에 상하 이동 가능하게 배치된 가동코어와,

   상기 하부 프레임의 내부에 고정배치되어 전류가 인가됨에 따라 자기력을 발생시켜 상기 가동코어를 흡인 작동하는 영구자석을 이용한 복합식 솔레노이드를 포함하고,

   상기 복합식 솔레노이드는,

   상기 하부 프레임의 하측에 고정된 케이스와,

   상기 케이스의 내측에 배치된 보빈코일과,

   상기 보빈코일의 내부에 축방향으로 설치되어 코일의 자기력 발생 유무에 따라 자화되어 상하이동하는 플런저와,

   상기 케이스의 하측에 고정된 영구자석과,

   상기 영구자석과 플런저의 사이에 탄지된 복원 스프링을 포함하여 이루어지며,

   상기 솔레노이드의 플런저는 상기 가동코어의 하측에 계합부를 매개로 결합되어 상기 가동코어의 움직임에 연동하여 상하이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 계합부는 상기 가동코어의 하부측에 관통형성된 단면이 T자형상으로 관통형성된 계합구와, 상기 플런저의 상부에 단면이 T자형으로 돌출형성된 계합돌기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 플런저의 하측은 절두된 원추형으로 돌출형성되고, 이에 대응하는 측의 플런저 상측은 절두된 원추형으로 오목형성된 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 플런저의 하측 정점부에는 분화구 형태로 오목형성된 수용구가 형성되고, 상기 영구자석의 중심부에는 상기 수용구에 대응하는 형상의 가이드구가 수직 관통형성되며, 상기 수용구에 헤드부가 수용된 가이드핀의 몸체부는 상기 가이드구에 접속되어, 상기 플런저의 상하이동을 가이드하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 보빈코일의 내측 상부에는 상기 플런저의 하단 외주부에 돌출형성된 걸림돌기가 걸림작동되도록 안내통이 고정결합된 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 케이스는,

   상기 보빈코일을 둘러싸는 단면이 ㄷ자 형상의 금속제 제1 및 제2 커버와,

   상기 제1 및 제2 커버의 상하단부 양단측에 상하로 각각 돌출 형성된 제1 및 제2 걸림돌기가 결속되는 복수의 결속구를 구비한 상하 플레이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.

Images