KR20130038931A

KR20130038931A - 전자 계전기

Info

Publication number: KR20130038931A
Application number: KR1020137003960A
Authority: KR
Inventors: 츠카사 야마시타; 테츠오 신카이; 야스유키 마스이; 마사유키 노다
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2013-04-18
Also published as: EP2688083B1; WO2012124174A1; EP2688083A4; EP2688083A1; CN103339705B; KR101435349B1; US9082575B2; CN103339705A; US20140022035A1

Abstract

접리 가능한 한 쌍의 접점으로 이루어지는 접점조를 갖는 접점 개폐부(3)와, 접점 개폐부(3)를 구동하여 접점을 개폐시키는 전자석 블록(2)과, 접점의 접리 방향과는 직교하는 방향으로 배치된 대향벽(106)을, 중간부를 통하여 연속시켜서 이루어지는 접속 부재(105)와, 대향벽(106)의 대향 부분에 배치되는 영구자석(104)으로 이루어지는 아크 소호 부재(103)를 구비한다.

Description

전자 계전기{ELECTROMAGNETIC RELAY}

본 발명은, 전자 계전기에 관한 것이다.

종래, 전자 계전기로서, 철심에 스풀을 통하여 코일을 권회하여 이루어지는 전자석 블록을 여자·소자함에 의해, 철심에 가체(加締) 고정한 요크에 회동 가능하게 지지한 가동 철편을 회동시켜서, 가동 접촉편을 구동함에 의해, 가동 접점을, 대향하여 배치한 고정 접촉편의 고정 접점에 개폐하도록 한 것이 공지이다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

이 전자 계전기에서는, 접점 개폐부의 상방측에 영구자석을 배치하고, 접점 사이에 자계를 발생시킴에 의해, 접점 개폐시에 아크 전류가 발생한 경우에는, 이 아크 전류를 측방으로 신장시켜서 조기에 소호시키도록 하고 있다.

그러나, 상기 종래의 전자 계전기에서는, 접점 개폐부의 상방측에 배치한 단일한 영구자석에 의해 자계를 발생시키도록 하고 있다. 영구자석의 하방측의 N극으로부터 하방을 향하여 발생하는 자계가, 접점 사이로부터 측방, 뒤이어, 각 접촉편에 따라 상방으로 향하고, 상방측의 S극에 이르게 된다. 이 때문에, 자속이 주위의 공간에 누설되기 쉽고, 접점 개폐부에 집중할 수가 없다는 문제가 있다. 이 결과, 영구자석에 강력한 자력을 발휘할 수 있을 것이 필요하게 되어, 비용 상승을 초래하고 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2009-87918호 공보

그래서, 본 발명은, 접점 개폐시에 발생하는 아크를 조기에 소호시킬 수 있는 소형으로 염가의 아크 소호 기능을 구비한 전자 계전기를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,

전자 계전기를,

접리 가능한 한 쌍의 접점으로 이루어지는 접점조를 갖는 접점 개폐부와,

상기 접점 개폐부를 구동하여 접점을 개폐시키는 전자석 블록과,

상기 접점의 접리 방향과는 직교하는 방향으로 배치된 대향벽을, 중간부를 통하여 연속시켜서 이루어지는 접속 부재와, 상기 대향벽의 대향 부분에 배치되는 영구자석으로 이루어지는 아크 소호 부재를 구비한 구성으로 한 것이다.

이 구성에 의해, 영구자석으로부터 발생하는 자계는, 주위 분위기에 비하여 투자율이 높은 접속 부재를 통하여 폐(閉)루프를 구성한다. 따라서 자속을 접점 개폐 위치에 집중시킬 수 있다. 이 결과, 접점 개폐시에 발생한 아크 전류에 대해, 아크 소호 부재에 의한 자계의 영향력을 충분히 작용시킬 수가 있어서, 아크 전류를, 상방으로 충분히 지연시켜서, 조기에 소호할 수 있다.

상기 접점 개폐부와 상기 전자석 블록이 재치되는 베이스 블록과,

상기 베이스 블록에 부착되고, 상기 접점 개폐부와 상기 전자석 블록을 덮는 케이스를 구비하고,

상기 케이스는, 상기 아크 소호 부재의 대향벽 및 영구자석을 배치 가능한 오목부을 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 아크 소호 부재를 내부 구성 부품인 접점 개폐부 및 전자석 블록과는 완전히 절연 상태로 배치할 수 있다.

상기 각 영구자석의 대향면의 극성과, 접점 개폐시에 발생하는 아크 전류가 흐르는 방향을, 상기 아크 전류에 상기 접속 부재의 중간부측으로 변위하는 힘을 발생시킬 수 있도록 결정하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 아크 전류의 악영향을 가장 주기 어려운 위치로 아크 전류를 변형시켜서 소호할 수 있다.

상기 접점 개폐부는, 한 쌍의 가동 접촉편과, 각 가동 접촉편의 가동 접점이 접리 가능하게 대향하는 고정 접점을 구비한 한 쌍의 고정 접촉편을 구비하고,

상기 가동 접촉편의 한쪽과, 상기 고정 접촉편의 한쪽을 전기(電氣) 접속하는 접속단자를 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 접속단자를 추가할뿐의 간단한 구성으로, 자유롭게 전로(電路)의 구성을 변경할 수 있다.

상기 베이스 블록은, 상기 각 접촉편 및 상기 전자석 블록을 갖는 제1 베이스부와, 상기 각 접촉편 및 상기 전자석 블록의 코일 단자에 각각 접속되는 탭 단자를 갖는 제2 베이스로 구성하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 제2 베이스부를 추가하는 것만으로, 다른 부품으로 구성되는 부분이 기존의 것이라 하여도, 탭 단자에 의해 접속 위치를 자유롭게 설정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 접점 개폐 위치의 주위에 접속 부재를 배치하고, 그 대향 부분에 영구자석을 배치하도록 하였기 때문에, 영구자석으로부터 발생하는 자계를, 접점 개폐 위치로 효과적으로 집중시킬 수 있다. 이 때문에, 접점 개폐시에 아크 전류가 발생하였다고 하여도, 이 아크 전류를 자계에 의해 상방으로 변형시켜서, 조기에 소호시키는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 전자 계전기의 사시도.
도 2는 도 1로부터 케이스 및 아크 소호 부재를 분해한 상태를 도시하는 사시도.
도 3은 도 1로부터 케이스만을 제거한 상태를 도시하는 사시도.
도 4는 도 1의 분해 사시도.
도 5의 (a)는 제1 베이스부를 상방측에서 본 상태를 도시하는 사시도, (b)는 제1 베이스부를 하방측에서 본 상태를 도시하는 사시도.
도 6은 제2 베이스부 및 탭 단자의 분해 사시도.
도 7은 도 6을 하방측에서 본 상태를 도시하는 사시도.
도 8은 가동 접촉편, 고정 접촉편, 코일 단자, 접속단자, 탭 단자의 접속 상태를 도시하는 사시도.
도 9는 도 2에 도시하는 전자석 블록 및 가동 철편의 분해 사시도.
도 10은 도 9를 반대측에서 본 상태를 도시하는 사시도.
도 11은 아크 전류, 자계의 방향, 아크 전류에 작용하는 힘의 관계를 도시하는 부분 사시도.
도 12는 도 1로부터 케이스를 제거한 상태를 도시하는 접점 폐성시의 단면도.
도 13은 도 1로부터 케이스를 제거한 상태를 도시하는 접점 개방시의 단면도.

이하, 본 발명에 관한 실시 형태를 첨부 도면에 따라 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 필요에 응하여 특정한 방향이나 위치를 나타내는 용어(예를 들면, 「상」, 「하」, 「측」, 「단」을 포함하는 용어)를 사용하는데, 그들 용어의 사용은 도면을 참조한 발명의 이해를 용이하게 하기 때문이고, 그들 용어의 의미에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것이 아니다. 또한, 이하의 설명은, 본질적으로 예시에 지나지 않고, 본 발명, 그 적용물 또는 그 용도를 제한하는 것을 의도하는 것이 아니다.

(1. 전체 구성)

도 1부터 도 4는, 본 실시 형태에 관한 전자 계전기를 나타낸다. 이 전자 계전기는, 대략, 베이스 블록(1)에, 전자석 블록(2), 접점 개폐부(3), 및, 가동 철편(4)을 마련하고, 케이스(5)를 씌운 것이다.

(1-1. 베이스 블록(1))

베이스 블록(1)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 베이스부(6)와, 제2 베이스부(7)로 구성되어 있다. (이하, 긴변에 따라 긴변 방향으로 늘어나는 방향을 X축, 짧은변에 따라 짧은변 방향으로 늘어나는 방향을 Y축, 높이방향으로 늘어나는 방향을 Z축으로 하여 설명한다).

제1 베이스부(6)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 합성수지 재료를 성형 가공함에 의해 평면으로 보아 사각형 형상으로 형성한 것으로, 긴변 방향(XX'방향)의 2개소에는, 제1 장착부(8)와 제2 장착부(9)가 병설되어 있다

제1 장착부(8)는, 후술하는 전자석 블록(2)을 장착하기 위한 것으로, 주연부를 제외하고 상방으로 팽출한 대좌부(10)가 형성되어 있다. 대좌부(10)의 일단측(X방향측)에는, 짧은변 방향(YY'방향)으로 늘어나는 오목개소(11)가 형성되어 있다. 오목개소(11)의 양단부에는, 더욱 깊어진 위치결정 오목부(12)가 각각 형성되어 있다. 위치결정 오목부(12)에는, 후술하는 전자석 블록(2)의 스풀(52)에 형성한 가이드 돌기부(66)가 위치결정된다. 위치결정 오목부(12)의 저면에는, 코일 단자(67)의 접속단자부(70)가 삽통하는 관통구멍(29a)이 형성되어 있다. 오목개소(11)의 양측(각 위치결정 오목부(12)의 외측 부근)에는, 긴변 방향(XX'방향)으로 늘어나고, 상하면에 관통하는 코일 단자구멍(13)이 각각 형성되어 있다.

또한, 제1 베이스부(6)의 중앙 부분에는, 제2 장착부(9)와의 경계부분에 가이드부(14)가 형성되어 있다. 가이드부(14)는, 짧은변 방향(YY'방향)에 대향하여 마련한 한 쌍의 가이드벽(15)과, 이들을 잇는 절연벽(16)으로 구성되어 있다. 가이드벽(15)의 대향면에는, 상하 방향으로 늘어나는 가이드 홈(17)이 각각 형성되어 있다. 양 가이드 홈(17)에 의해, 후술하는 요크(55)의 양측부가 가이드된다. 또한, 가이드벽(15)과 절연벽(16)으로 둘러싸여진 영역에는, 짧은변 방향(YY'방향)에 소정 간격으로 한 쌍의 돌기(18) 및 오목부(19)가 각각 형성되어 있다. 이들 돌기(18) 및 오목부(19)에 의해 힌지 스프링이 가이드된다.

제2 장착부(9)는, 접점 개폐부(3)를 장착하기 위한 것으로, 돌조부(20)에 의해 짧은변 방향(YY'방향)으로 구획된 오목부(21a, 21b)가 각각 형성되어 있다. 각 오목부(21a, 21b)에는, 상기 가이드벽(15)에 따라 슬릿형상의 제1 단자구멍(22a, 22b)이 상하면에 개구하도록 각각 형성되어 있다. 각 제1 단자구멍(22a, 22b)에는, 후술하는 가동 접촉편(79)이 각각 압입되도록 되어 있다. 또한, 제2 장착부(9)는, 일단측(X'방향측)에 후육부(23)가 형성되어 있다. 후육부(23)는, 중앙부에 긴변 방향(XX'방향)으로 늘어나는 홈(23a)을 구비하고, 2분할된 각 부위에는 짧은변 방향(YY'방향)에 따라 슬릿형상의 제2 단자구멍(24a, 24b)이 상하면에 개구하도록 각각 형성되어 있다. 각 제2 단자구멍(24a, 24b)에는, 후술하는 고정 접촉편(78)이 각각 압입 고정된다.

제2 베이스부(7)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 제1 베이스부(6)와 마찬가지로, 합성수지 재료를 성형 가공함에 의해 평면으로 보아 사각형 형상으로 형성한 것이다. 제2 베이스부(7)의 윗면에는, 주벽(25)에 의해 둘러싸여진 사각형 오목개소(26)가 형성되고, 상기 제1 베이스부(6)의 하면부가 재치되도록 되어 있다. 사각형 오목개소(26) 내에는, 접속단자(39)를 배치하기 위한 세로로 긴 오목부(27)와, 4개소의 관통구멍(28a 내지 28d)이 각각 형성되어 있다.

2개소의 관통구멍(28a, 28b)에는 코일 단자(67)의 접속단자부(70)가 삽통되고, 나머지 2개소의 관통구멍(28c, 28d)에는 한쪽의 가동 접촉편(79)의 단자부(79d)와, 한쪽의 고정 접촉편(78)의 단자부(78b)가 각각 삽통된다. 또한, 제2 베이스부(7)의 양측부에는, 주벽(25)의 외면에 따라 3개소씩 돌기부(29a, 29b, 29c)가 형성되어 있다. 각 돌기부(29a, 29b, 29c)에는, 압입구멍(30a, 30b, 30c)이 형성되어 있다. 양측의 각 2개소의 압입구멍(30a, 30b)에는 제1 탭 단자(41)의 압입부(41b) 및 제2 탭 단자(42)의 압입부(42b)가 각각 압입하고, 나머지 각 1개소의 압입구멍(30c)에는 제3 탭 단자(46)의 압입부(45b) 및 제4 탭 단자(45)의 압입부(46b)가 각각 압입된다.

제2 베이스부(7)의 저면에는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상기 각 관통구멍(28a 내지 28d)에 대응한 4개소의 위치에 오목부(제1 오목부(31), 제2 오목부(32), 제3 오목부(34), 제4 오목부(35))가 각각 형성되어 있다.

2개소의 오목부(제1 오목부(31) 및 제2 오목부(32))는, 코일 단자(67)에 접속되는 제1 탭 단자(41)용 및 제2 탭 단자(42)용의 것이다. 제1 오목부(31) 및 제2 오목부(32)의 일단 양측에는, 측연부에 따라 상기 2개소의 압입구멍(30a, 30b)이 개구하고, 타단측 중앙부에는 코일 단자(67)의 접속단자부(70)가 돌출한 관통구멍(28a, 28b)이 개구하고 있다. 그리고, 관통구멍(28a, 28b)의 근방 부분의 내측면의 일부에는, 제2 베이스부(7)의 측연부로부터 서서히 깊어지는 경사면(31a, 32a)이 형성되어 있다.

또한, 제3 오목부(34)는, 가동 접촉편(79)에 접속되는 제3 탭 단자(46)용의 것이고, 제4 오목부(35)는, 고정 접촉편(78)에 접속되는 제4 탭 단자(45)용의 것이다.

제3 오목부(34)의 일단측방에는, 상기 압입구멍(30c)이 개구하고, 제3 탭 단자(46)의 압입부(46b)가 압입된다. 그리고, 이 압입구멍(30c)에 연속하여, 제3 탭 단자(46)의 스토퍼부(46d)가 맞닿은 슬릿형상의 가이드 오목부(37)가 형성되어 있다. 또한, 제3 오목부(34)의 타단측 중앙부에는, 한쪽의 가동 접촉편(79B)의 단자부(79d)가 삽통하는 관통구멍(28c)이 개구하고 있다. 그리고, 관통구멍(28c)의 부근의 내측면의 일부에는 경사면(34a)이 형성되어 있다.

제4 오목부(35)의 일단측방에는, 제4 탭 단자(45)의 압입부(45d)가 압입하는 압입구멍(30c)이 개구하고 있다. 그리고, 상기와 마찬가지로, 이 압입구멍(30d)에 연속하여, 상기 제4 탭 단자(45)의 스토퍼부(45d)가 맞닿은 슬릿형상의 가이드 오목부(38)가 형성되어 있다. 또한, 제4 오목부(35)의 타단측 중앙부에는, 한쪽의 고정 접촉편(78A)의 단자부(78b)가 삽통하는 관통구멍(28d)이 개구하고 있다. 또한, 제4 오목부(35)의 일부는, 제2 베이스부(7)의 측면에 개구하고 있다.

접속단자(39)는, 양단이 원호형상으로 형성된 도전성 판재로 이루어지고, 양단부에는 관통구멍(40a, 40b)이 각각 형성되어 있다. 각 관통구멍(40a, 40b)에는, 나머지 다른쪽의 가동 접촉편(79A)의 단자부(79d)와, 나머지 다른쪽의 고정 접촉편(78B)의 단자부(78b)가 각각 삽통되고, 솔더링에 의해 서로 전기 접속된다.

제1 탭 단자(41) 및 제2 탭 단자(42)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 도전성 재료로 이루어지는 판형상의 것으로, 단자부(41a, 42a)와, 그 상연(上緣) 양측부터 각각 돌출하는 한 쌍의 압입부(41b, 42b)의 사이에서 단자부(41a, 42a)에 대해 직각으로 절곡된 접속부(41c, 42c)로 구성되어 있다. 압입부(41b, 42b)는, 상기 제2 베이스부(7)의 압입구멍(30a, 30b)에 압입되고, 제1 탭 단자(41)가 제2 베이스부(7)에 고정되도록 되어 있다. 접속부(41c, 42c)의 선단 부분은 원판형상으로, 그 중심에는 관통구멍(41d, 42d)이 각각 형성되어 있다. 관통구멍(41d, 42d)에는, 코일 단자(67)의 접속단자부(70)가 삽통되고, 솔더링에 의해 서로 전기 접속된다.

제3 탭 단자(46) 및 제4 탭 단자(45)는, 도전성 재료로 이루어지는 판형상의 것으로, 단자부(45a, 46a)와, 그 상연으로부터 폭이 좁게 되어 돌출하는 압입부(45b, 46b)와, 마찬가지로 상연으로부터 직각으로 절곡된 접속부(45c, 46c)와, 접속부(45c, 46c)와는 반대측방으로 돌출한 스토퍼부(45d, 46d)로 구성되어 있다. 압입부(45b, 46b)는, 상기 제2 베이스의 압입구멍(30c)에 압입되고, 제3 탭 단자(46) 및 제4 단부 단자(46)가 제2 베이스부(7)에 고정되도록 되어 있다. 접속부(45c, 46c)의 선단 부분은 원판형상으로, 그 중심에는 관통구멍(45e, 46e)이 각각 형성되어 있다. 관통구멍(45e, 46e)에는, 한쪽의 가동 접촉편(79B)의 단자부(79d), 한쪽의 고정 접촉편(78A)의 단자부(78b)가 삽통되고, 솔더링에 의해 서로 전기 접속된다. 스토퍼부(45d, 46d)는, 상기 압입구멍(30c)에 연속한 가이드 오목부(37, 38)의 저면에 맞닿아서 위치결정된다.

(1-2. 전자석 블록(2))

전자석 블록(2)은, 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 철심(51)에 스풀(52)을 통하여 코일(53)을 권회한 것이다.

철심(51)은, 자성 재료를 봉형상으로 한 것으로, 하단부에 플랜지형상의 자극부(54)가 형성되고, 상단부에는 요크(55)가 가체(caulking) 고정되도록 되어 있다.

스풀(52)은, 합성수지 재료를 성형 가공함에 의해 얻어지고, 중심구멍(56)을 형성하는 통형상의 몸통부(57)와, 그 상하 양단부에 형성된 차양부(상단측 차양부(58) 및 하단측 차양부(59))로 구성되어 있다.

상단측 차양부(58)는, 윗면에 릴리프 홈(60)이 형성되고, 그곳에는 중심구멍(56)이 개구하고 있다. 릴리프 홈(60)에는, 후술하는 요크(55)의 일단부가 배치된다. 하단측 차양부(59)에는 중심구멍(56)이 개구하고, 그곳부터 철심(51)을 삽입 가능하도록 되어 있다.

하단측 차양부(59)의 양측부에는, 하방을 향하여 돌출하는 단자 부착부(61)가 형성되고, 하단측 차양부(59)의 저면으로 홈부를 구성하고 있다. 단자 부착부(61)에는 단자 지지구멍(62)이 각각 형성되어 있다. 각 단자 지지구멍(62)은 단면 개략 T자형으로, 후술하는 코일 단자(67)의 압입 팽출부(67a)가 압입된 단자 고정부(62a)와, 접속단자부(70)가 삽통하는 릴리프부(62b)로 구성되어 있다. 각 단자 부착부(61)의 상방 단부에는, 단자 지지구멍(62)에 압입 고정한 코일 단자(67)의 코일 권부부(卷付部)(68)가 각각 돌출하도록 되어 있다.

하단측 차양부(59)에는, 몸통부(57)로부터 측단면에 걸쳐서, 상기 단자 부착부(61)의 한쪽의 상방측 단부(段部)로 연통하는 안내 홈(65)이 형성되어 있다. 안내 홈(65)에는, 몸통부(57)에 권회하는 코일(53)의 일단측(감기 시작측)이 배치되고, 코일 단자(67)의 코일 권부부(68)에 휘감겨지도록 되어 있다.

하단측 차양부(59)의 저면에는 소정 간격으로 한 쌍의 가이드 돌기부(66)가 마련되어 있다. 이들 가이드 돌기부(66)는, 제1 베이스부(6)의 위치결정 오목부(12)에 위치하여 베이스 블록(1)에 대해 스풀(52) 즉 전자석 블록(2)을 위치결정하는 역할을 다한다.

코일 단자(67)는, 도전성 재료를 평판형상으로 한 것으로, 중앙부와 그 양측에는 각각 프레스 가공에 의해 반대측의 면으로 팽출하는 압입 팽출부(67a)가 형성되어 있다. 또한, 코일 단자(67)의 상단연부로부터는 수평 방향으로 돌출하는 코일 권부부(68)와, 경사 하방으로 돌출하는 경사 돌기부(69)가 형성되어 있다. 코일 권부부(68)의 부근에서는, 측방으로부터 하방을 향하여 돌출하는 접속단자부(70)가 돌출하고 있다. 접속단자부(70)는, 스풀(52)의 하단측 차양부(59)로부터 돌출한다.

코일(53)은, 스풀(52)의 몸통부(57)에 권회된 후, 외주면에 절연 시트(71)가 부착되도록 되어 있다. 코일(53)의 일단부가 상기 스풀(52)의 안내 홈(65)에 배치되고, 스풀(52)의 몸통부(57)에의 권회 후, 양단부는 각각 각 코일 단자(67)의 코일 권부부(68)에 휘감겨저서 솔더링된다.

상기 철심(51)의 일단부에는 요크(55)가 가체 고정되어 있다.

요크(55)는, 자성 재료를 개략 L자형이 되도록 절곡한 것이다.

요크(55)의 일단부에는, 상기 철심(51)의 일단부를 삽통하여 가체 고정하기 위한 개구부(55a)가 형성되어 있다. 요크(55)의 타단부는 폭이 넓게 되고, 그 하단부 양측에는 돌출부(72)가 각각 형성되어 있다. 양 돌출부(72)의 사이에는, 후술하는 가동 철편(4)이 위치하고, 한쪽의 모서리부가 가동 철편(4)을 회동 가능하게 지지하는 지점(支點)으로서 기능한다.

힌지 스프링(44)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 판형상의 스프링재를 포크형상으로 한 것으로, 연결부(73)로부터 한쪽에, 양측의 위치결정용 암부(74)와, 중앙부의 탄성 지지부(75)가 돌출하고 있다. 또한, 연결부(73)로부터 탄성 지지부(75)와는 반대측에 가이드부(76)가 돌출하고 있다. 위치결정용 암부(74)는, 선단을 향함에 따라 서서히 상방으로 경사하고, 선단부는 하방을 향하고, 뒤이어 경사 상방을 향하도록 굴곡한 계지부(77)로 되어 있다. 계지부(77)는, 상기 제1 베이스부(6)의 윗면에 형성한 돌기(18) 및 오목부(19)에 의해 위치결정되고, 가동 철편(4)의 회동 지점을 하방측으로 가이드 한다. 탄성 지지부(75)는, 연결부(73)로부터 서서히 경사 상방을 향하고, 중간부로부터 더욱 상방측으로 굴곡하고, 가동 철편(4)을 회동 가능하게 지지한다. 가이드부(76)는, 가동 철편(4)의 피흡인부(88)의 하면에 맞닿고, 철심(51)의 자극부(54)로부터 이간한 때의 회동 범위를 규제한다.

(1-3. 접점 개폐부(3))

접점 개폐부(3)는, 도 4 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 구리 등의 도전성 재료를 판형상으로 프레스 가공한, 고정 접촉편(78)과 가동 접촉편(79)으로 구성되어 있다.

고정 접촉편(78)은, 압입부(78a)와, 압입부(78a)로부터 하방측으로 늘어나는 단자부(78b)와, 압입부(78a)로부터 상방측으로 늘어나는 접촉편부(78c)로 구성되어 있다. 압입부(78a)에는, 프레스 가공에 의해 편면부터 팽출하는 팽출부(78d)가 형성되어 있다. 이 팽출부(78d)에 의해 제1 베이스부(6)의 제2 단자구멍(24a, 24b)에 압입 가능하도록 되어 있다. 접촉편부(78c)의 상단부에는 관통구멍(78e)이 형성되고, 그곳에는 고정 접점(80)이 가체 고정되어 있다.

가동 접촉편(79)은, 압입부(79a)와, 압입부(79a)에 가체 고정되어 상방으로 늘어나는 접촉편부(79b)로 구성되어 있다. 압입부(79a)는, 크랭크형상으로 굴곡되어 있고, 폭이 넓은 부분에는 팽출부(79c)가 형성되고, 그 하방측은 폭이 좁은 단자부(79d)로 되어 있다. 팽출부(79c)가 제1 베이스부(6)의 단자구멍(22a)에 압입된다. 한쪽의 가동 접촉편(79)의 단자부(79d)는, 제1 베이스부(6)로부터 제2 베이스부(7)의 관통구멍(28c)에 삽통되고, 제3 오목부(34) 내에 돌출하고, 다른쪽의 단자부(79d)는, 접속단자(39)의 관통구멍(40a)에 삽통된다. 접촉편부(79b)는, 탄성 변형 용이하게 되도록, 압입부(79a)와 비교하고 얇은두께로 형성되고, 압입부(79a)의 근방 부분부터 굴곡되어 비스듬하게 늘어나 있다. 접촉편부(79b)의 상단부에는 관통구멍(79e)이 형성되고, 그곳에는 가동 접점(81)이 가체 고정되어 있다. 가동 접촉편(79)은, 압입부(79a)를 제1 베이스부(6)의 제1 단자구멍(22a, 22b)에 압입된 상태에서, 가동 접점(62)이 제2 단자구멍(24a, 24b)에 압입된 고정 접촉편(78)의 고정 접점(81)에 접리 가능하게 대향한다.

(1-4. 가동 철편 4)

가동 철편(4)은, 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 판형상의 자성 재료를 프레스 가공에 의해 개략 L자형으로 형성한 것이다. 가동 철편(4)의 일단측은, 철심(51)의 자극부(54)에 흡인되는 피흡인부(88)이다. 피흡인부(88)의 선단부 및 기부(基部)는 폭이 좁게 되어 있고, 스풀(52)의 저면에 형성한 가이드 돌기부(66)와, 요크(55)의 하단부에 형성한 돌출부(72)와의 간섭이 각각 회피되어 있다. 가동 철편(4)의 타단측에는 개구부(89)가 형성되어 있다. 가동 철편(4)의 타단부에는, 개구부(89)의 상방 부분의 2개소에 관통구멍(90)이 형성되고, 그곳에는 카드 부재(65)의 돌기(93a)가 열(熱)가체됨에 의해 일체화된다. 또한, 열가체 위치의 양측에는 슬릿(91)이 형성되고, 열가체할 때에 수지가 돌출하지 않도록 하기 위한 오목부(92)를 형성할 때, 그 부분에서의 측방으로 변형을 허용하기 위한 공간을 제공하고 있다.

카드 부재(65)는, 합성수지 재료로 이루어지고, 한쪽의 면에는 가동 철편(4)의 상단측이 배치되는 패임부(93)가 형성되어 있다. 패임부(93)에는 상하 2개소에 돌기(93a)가 형성되고, 이들은 상기 가동 철편(4)의 관통구멍(90)에 삽통된 후, 열가체하기 위해 이용된다. 또한, 카드 부재의 다른쪽의 면에는, 상하 방향으로 늘어나는 3열(列)의 제1 리브(94)가 형성되어 있다. 제1 리브(94)의 상단부는 서로 연결벽(95)에 의해 서로 연결되고, 그 전연부(前緣部)로부터는 전방을 향하여 좌우 2개 1조(組)로 돌기(96)가 형성되어 있다. 각 1조의 돌기(18)의 사이에 가동 접촉편(79)의 상단부가 가이드 되고, 연결벽(95)의 전단부에 압접한다. 카드 부재(65)의 상단부에는, 전방으로 돌출한 제1 차폐벽(97)이 형성되고, 하단부에는, 전방으로 돌출한 후, 하방측으로 늘어나는 제2 차폐벽(98)이 형성되어 있다.

(1-5. 케이스 5)

케이스(5)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 합성수지 재료를 하면이 개구하는 상자형상으로 한 것이다. 케이스(5)의 윗면 모서리부에는 수지 밀봉구멍(99)이 형성되어 있다. 수지 밀봉구멍(99)은, 베이스 블록(1)과 케이스(5)의 감합 부분의 실 후에 열 밀봉된다. 케이스(5)의 윗면 연부(수지 밀봉구멍(99)과 반대측)에는, 양측에 슬릿형상의 오목부(100)가 각각 형성되어 있다. 각 오목부(100)의 사이에는, 윗면보다도 움푹 들어간 오목개소(101)가 형성되어 있고, 그 윗면 중앙부에는 돌기(102)가 각각 형성되어 있다. 또한, 5a는, 전자 계전기를 나사 조임 고정하기 위한 부착부이다.

상기 케이스(5)에는, 오목부(100) 및 오목개소(101)를 이용하여 아크 소호 부재(103)가 부착되어 있다.

아크 소호 부재(103)는, 아크를 소호시키기 위해 소정 간격으로 배치한 한 쌍의 영구자석(104a, 104b)과, 이들 영구자석(104a, 104b)을 자기적으로 접속하기 위한 자성 재료로 이루어지는 접속 부재(105)로 구성되어 있다.

영구자석(104a, 104b)은 개략 직방체 형상으로, 접속 부재(105)의 양 대향벽(106)의 내면에 부착한 상태로, 대향면이 다른 극성이 되도록 배치된다. 단, 대향면의 극성은, 접점 사이에서 전류가 흐르는 방향의 차이에 응하여 아크 전류에 작용하는 힘의 방향이, 후술하는 접속 부재(105)의 중간벽(107)측을 향하도록 설정하면 좋다.

접속 부재(105)는, 판형상의 자성 재료를 프레스 가공에 의해, 양단측이 서로 대향하도록 굴곡한 것이다. 각 대향벽(106)의 내면에는 영구자석(104a, 104b)이 그 자신의 자력(磁力)에 의해 흡착 고정되어 있다. 한쪽의 영구자석(104a, 104b)으로부터 발생한 자속은, 다른쪽의 영구자석(104a, 104b)으로부터 접속 부재(105)를 통하여 되돌아오는 자기 회로로서 폐루프를 구성한다.

이와 같이, 상기 아크 소호 부재(103)에 의하면, 한 쌍의 영구자석(104a, 104b)뿐만 아니라, 이들을 자기적으로 접속하기 위한 접속 부재(105)를 마련하도록 하고 있다. 이 때문에, 폐루프가 되는 자기 회로가 형성되고, 자속 누설이 발생하기 어렵게 된다. 이 결과, 접점 개폐시에 아크가 발생하였다고 하여도, 이 아크는, 플레밍 왼손의 법칙에 의해 아크 전류가 흐르는 방향과는 직교하는 방향으로 신장되어, 단시간에 소호되게 된다.

(2. 조립 방법)

계속해서, 상기 구성으로 이루어지는 전자 계전기의 조립 방법에 관해 설명한다.

스풀(52)의 몸통부(57)에 코일(53)을 권회하고, 하단측 차양부(59)의 단자 지지구멍(62)에 코일 단자(67)를 압입 고정한다. 코일(53)의 양단부는, 코일 단자(67)의 코일 권부부(68)에 휘감고 솔더링한다. 또한, 스풀(52)의 중심구멍(56)에, 하단측부터 철심(51)을 삽통하고, 상단으로부터 돌출하는 부분에 요크(55)를 가체 고정한다. 이에 의해, 전자석 블록(2)이 완성된다.

제1 베이스부(6)에 완성한 전자석 블록(2)을 장착한다.

전자석 블록(2)의 장착에서는, 카드 부재(65)를 일체화한 가동 철편(4) 및 힌지 스프링(44)과 함께, 제1 베이스부(6)의 제1 장착부(8)에 부착한다. 즉, 힌지 스프링(44)의 계지부(77)를 제1 베이스부(6)의 돌기(18) 및 오목부(19)에 위치결정한다. 그리고, 힌지 스프링(44)의 상방에 가동 철편(4)을 배치하고, 또한 그 상방에 전자석 블록(2)을 배치한다. 전자석 블록(2)은, 가이드 돌기부(66)를 위치결정 오목부(12)에 위치시키고, 요크(55)의 양단부를 가이드 홈(17)에 삽입하고, 코일 단자(67)를 코일 단자구멍(13)에 압입함에 의해 제1 베이스부(6)에 고정한다. 이에 의해, 가동 철편(4)은, 요크(55)의 하단 모서리부에 회동 가능하게 지지된다.

이 상태에서는, 요크(55)의 돌출부(72)의 저면과, 스풀(52)의 단자 부착부(61)의 저면이 각각 제1 베이스부(6)의 대좌부(10)의 윗면에 맞닿는다. 이에 의해, 제1 베이스부(6)의 대좌부(10)의 윗면과 스풀(52)의 하단부에 노출한 철심(51)의 자극부(54)와의 사이에 가동 철편(4)이 회동 가능한 간극이 형성된다. 가동 철편(4)에 일체화한 카드 부재(65)의 차폐벽(70)이 베이스 블록(1)의 절연벽(16)을 넘어서 배치된다. 그리고, 베이스 블록(1)의 가이드벽(15) 및 절연벽(16), 카드 부재(65)의 차폐벽(97, 98)에 의해, 전자석 블록(2)과 접점 개폐부(3)와의 사이의 절연성이 충분히 확보된다.

제1 베이스부(6)에 접점 개폐부(3)를 장착한다.

접점 개폐부(3)의 장착에서는, 가동 접촉편(79)의 단자부(79d)를 제1 단자구멍(22a, 22b)에 삽입하고, 압입부(79c)를 압입하여 고정한다. 가동 접촉편(79)의 상단부는, 먼저 장착한 카드 부재(65)의 돌기(96)의 사이에 끼어지지되고, 연결부(73)에 압접한다. 이에 의해, 가동 접촉편(79)의 탄성력이 가동 철편(4)에 작용하고, 가동 철편(4)은, 피흡인부(88)가 철심(51)의 자극부(54)로부터 이간한 초기 위치에 위치결정된다.

또한, 고정 접촉편(78)의 단자부(78b)를 제1 베이스부(6)의 제2 단자구멍(24a, 24b)에 삽입하고, 압입부(78a)를 압입하여 고정한다. 이 상태에서는, 고정 접촉편(78)은 가동 접촉편(79)에 소정 간격으로 대향하고, 고정 접점(80)에 대해 가동 접점(81)이 접리 가능하게 된다.

또한, 제1 베이스부(6)의 저면부터 돌출하는 한쪽의 가동 접촉편(79A)과, 한쪽의 고정 접촉편(78B)을 접속단자(39)에 의해 접속한다. 즉, 접속단자(39)의 각 관통구멍(40a, 40b)에, 한쪽의 가동 접촉편(79A)의 단자부(79d)와, 한쪽의 고정 접촉편(78B)의 단자부(78b)를 각각 삽통하여, 솔더링에 의해 전기 접속한다.

상기 제1 베이스부(6)에, 탭 단자(41, 42, 45, 46)를 고정한 제2 베이스부(7)를 장착한다.

탭 단자(41, 42, 45, 46)의 고정에서는, 제2 베이스부(7)의 각 압입구멍(29a 내지 29c)에, 각 탭 단자(41, 42, 45, 46)의 압입부(41b, 42b, 45b, 46b)를 각각 압입한다. 이에 의해, 각 탭 단자(41, 42, 45, 46)의 접속부(41c, 42c, 45c, 46c)가, 제1 베이스부(6)의 저면에 형성한 각 오목부(31, 32, 34, 35)에 배치되고, 각 접속부(41c, 42c, 45c, 46c)의 관통구멍(41d, 42d, 45c, 46e)이 제2 베이스부(7)의 각 관통구멍(28a 내지 28d)의 위치와 합치한다.

제1 베이스부(6)에의 제2 베이스부(7)의 장착에서는, 제1 베이스부(6)의 하단부를 제2 베이스부(7)의 사각형 오목개소(26)에 감합 일체화한다. 이 때, 코일 단자(67)의 단자부(47)가, 제1 탭 단자(41)의 관통구멍(41d)과, 제2 탭 단자(42)의 관통구멍(42d)에 삽통한다. 또한, 가동 접촉편(79)의 단자부(79d)가 제3 탭 단자(46)의 관통구멍(45e)에 삽통하고, 고정 접촉편(78)의 단자부(78b)가 제4 탭 단자(45)의 관통구멍(46e)에 삽통한다. 그래서, 각 관통구멍(28a 내지 28d)에 삽통하는 각 접촉편(78B, 79A)의 단자부(78b, 79d)를 솔더링에 의해 전기 접속한다.

케이스(5)에 아크 소호 부재(103)를 부착한다.

아크 소호 부재(103)의 부착에서는, 접속 부재(105)의 대향벽(106)에 영구자석(104a, 104b)을 부착한 상태로, 케이스(5)에 형성한 각 오목부(100)에, 접속 부재(105)의 대향벽(106) 및 영구자석(104a, 104b)을 각각 삽통한다. 그리고, 접속 부재(105)를 케이스(5)에 열가체에 의해 고정한다. 계속해서, 아크 소호 부재(103)를 부착한 케이스(5)를 베이스 블록(1)에 씌우고, 양자의 감합 부분을 실 한다.

또한, 내부 공간은, 수지 밀봉구멍(99)을 열 밀봉함에 의해 밀봉상태로 하면 좋다. 단, 수지 밀봉구멍(99)은 개방한 채로 하여, 내부 공간을 주위 분위기와 연통한 상태로 사용하는 것도 가능하다.

이와 같이 하여 조립된 전자 계전기에서는, 제2 베이스를 제외한 다른 구성 부품은, 종래로부터 사용하고 있던 구성을 거의 변경하는 일 없이, 그대로 이용할 수 있다. 그리고, 제2 베이스부(7)를 마련함에 의해, 다른 형식에 대응한 전자 계전기로 할 수 있다. 여기서는, 접속단자(39)를 마련하여 가동 접촉편(79)과 고정 접촉편(78)을 접속함에 의해, 동일 전로(電路)의 도중의 2개소에서 접점을 개폐시키도록 하고 있다. 또한, 4개의 탭 단자(41, 42, 45, 46)를 마련함에 의해, 전자 계전기의 다른 부품(예를 들면, 프린트 기판)에의 전기 접속 위치를 자유롭게 설정할 수 있다.

(3. 동작)

다음에, 상기 구성으로 이루어지는 전자 계전기의 동작에 관해 설명한다.

코일(53)에 통전하지 않고, 전자석 블록(2)이 소자하고 있는 상태에서는, 가동 철편(4)이 가동 접촉편(79A, 79B)의 탄성력에 의해 요크(55)에 의해 지지된 지점을 중심으로 하여 피흡인부(88)를 철심(51)의 자극부(54)로부터 이간한 초기 위치에 위치한다. 따라서 가동 접점(81)은 고정 접점(80)으로부터 이간한 개방상태를 유지한다.

코일(53)에 통전하고, 전자석 블록(2)을 여자하면, 도 12에 도시하는 바와 같이, 가동 철편(4)은 철심(51)의 자극부(54)에 피흡인부(88)가 흡인되고, 가동 접촉편(79A, 79B)의 가세력에 대항하여 회동한다. 이에 의해, 가동 접촉편(79A, 79B)이 탄성 변형하고, 가동 접점(81)을 고정 접촉편(78)의 고정 접점(80)에 폐성(閉成)한다.

코일(53)에의 통전을 차단하고, 전자석 블록(2)을 소자하면, 도 13에 도시하는 바와 같이, 가동 철편(4)은 철심(51)의 흡인력을 잃어버려 가동 접촉편(79A, 79B)의 탄성력에 의해 회동한다. 그리고, 고정 접점(80)으로부터 가동 접점(81)이 이간한다.

이 때, 접점 사이에 아크가 발생하는 일이 있지만, 접점 개폐 영역의 주위에는 아크 소호 부재(103)가 배치되어 있기 때문에, 발생한 아크는 신속하게 소호된다.

즉, 도 11에 도시하는 바와 같이, 한쪽의 영구자석(104a)의 N극으로부터 발생한 자속이 다른쪽의 영구자석(104b)의 S극에 이르고, 접속 부재(105)를 통하여 한쪽의 영구자석(104a)의 S극으로 되돌아옴에 의해 폐루프가 되는 자기 회로를 구성하고 있다. 이 때문에, 주위에의 자속 누설이 거의 없고, 접점 사이에 발생한 아크에 대해 효과적으로 자력을 작용시킬 수 있다. 구체적으로는, 영구자석(104a, 104b)만을 배치한 경우와 비교하고 접속 부재(105)를 마련한 경우에는, 접점 개폐 위치에서의 자속밀도를, 53.3% 향상시키는 것이 가능해졌다. 이 결과, 플레밍 왼손의 법칙에 의해, 발생한 아크에는, 접점 개방 방향과는 직교하는 방향으로 힘이 작용하고, 이 아크는 크게 지연되어 급속하게 소호되었다.

여기서는, 가동 접촉편(79A, 79B)으로, 양 고정 접촉편(78A, 78B) 사이를 개폐하도록 구성하였기 때문에, 접점 개방시의 아크 전류가 도 11에 도시하는 방향에 흐른다. 그래서, 아크를 접속 부재(105)의 중간벽(107)측으로 변형시킬 수 있는 자속 방향을 얻을 수 있도록, 영구자석(104a, 104b)의 자극을 대향면에서 이극(異極)이 되도록 설정하고 있다. 즉, 아크를 접속 부재(105)의 중간벽(107)측으로 변형시킴으로써, 아크의 소호를 보다 확실한 것으로 하고 있다.

1 : 베이스 블록 2 : 전자석 블록
3 : 접점 개폐부 4 : 가동 철편
5 : 케이스 6 : 제1 베이스부
7 : 제2 베이스부 8 : 제1 장착부
9 : 제2 장착부 10 : 대좌부
11 : 오목개소 12 : 위치결정 오목부
13 : 코일 단자구멍 14 : 가이드부
15 : 가이드벽 16 : 절연벽
17 : 가이드 홈 18 : 돌기
19 : 오목부 20 : 돌조부
21 : 오목부 22 : 제1 단자구멍
23 : 후육부 24 : 제2 단자구멍
25 : 주벽 26 : 사각형 오목개소
27 : 세로로 긴 오목부 28 : 관통구멍
29 : 돌기부 30 : 압입구멍
31 : 제1 오목부 32 : 제2 오목부
33 : 압입구멍 34 : 제3 오목부
35 : 제4 오목부 36 : 압입구멍
37 : 가이드 오목부 38 : 가이드 오목부
39 : 접속단자 40 : 관통구멍
41 : 제1 탭 단자 42 : 제2 탭 단자
45 : 제3 탭 단자 46 : 제4 탭 단자
51 : 철심 52 : 스풀
53 : 코일 54 : 자극부
55 : 요크 56 : 중심구멍
57 : 몸통부 58 : 상단측 차양부
59 : 하단측 차양부 60 : 릴리프 홈
61 : 단자 부착부 62 : 단자 부착구멍
65 : 안내 홈 66 : 가이드 돌기부
67 : 코일 단자 68 : 코일 권부부
69 : 경사 돌기부 70 : 접속단자부
71 : 절연 시트 72 : 돌출부
73 : 연결부 74 : 위치결정용 암부
75 : 탄성 지지부 76 : 가이드부
77 : 계지부 78A, 78B : 고정 접촉편
79A, 79B : 가동 접촉편 80 : 고정 접점
81 : 가동 접점 88 : 피흡인부
89 : 개구부 90 : 관통구멍
91 : 슬릿 92 : 오목부
93 : 패임부 94 : 제1 리브
95 : 연결벽 96 : 돌기
97 : 제1 차폐벽 98 : 제2 차폐벽
99 : 수지 밀봉구멍 100 : 오목부
101 : 오목개소 102 : 돌기
103 : 아크 소호 부재 104 : 영구자석
105 : 접속 부재 106 : 대향벽
107 : 중간벽

Claims

접리 가능한 한 쌍의 접점으로 이루어지는 접점조를 갖는 접점 개폐부와,
상기 접점 개폐부를 구동하여 접점을 개폐시키는 전자석 블록과,
상기 접점의 접리 방향과는 직교하는 방향으로 배치된 대향벽을, 중간부를 통하여 연속시켜서 이루어지는 접속 부재와, 상기 대향벽의 대향 부분에 배치되는 영구자석으로 이루어지는 아크 소호 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 계전기.
제 1항에 있어서,
상기 접점 개폐부와 상기 전자석 블록이 재치되는 베이스 블록과,
상기 베이스 블록에 부착되고, 상기 접점 개폐부와 상기 전자석 블록을 덮는 케이스를 구비하고,
상기 케이스는, 상기 아크 소호 부재의 대향벽 및 영구자석을 배치 가능한 오목부을 구비한 것을 특징으로 하는 전자 계전기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 각 영구자석의 대향면의 극성과, 접점 개폐시에 발생하는 아크 전류가 흐르는 방향을, 상기 아크 전류에 상기 접속 부재의 중간부측으로 변위하는 힘을 발생시킬 수 있도록 결정한 것을 특징으로 하는 전자 계전기.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접점 개폐부는, 한 쌍의 가동 접촉편과, 각 가동 접촉편의 가동 접점이 접리 가능하게 대향하는 고정 접점을 구비한 한 쌍의 고정 접촉편을 구비하고,
상기 가동 접촉편의 한쪽과, 상기 고정 접촉편의 한쪽을 전기 접속하는
접속단자를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 계전기.
제 4항에 있어서,
상기 베이스 블록은, 상기 각 접촉편 및 상기 전자석 블록을 갖는 제1 베이스부와, 상기 각 접촉편 및 상기 전자석 블록의 코일 단자에 각각 접속되는 탭 단자를 갖는 제2 베이스로 구성하는 것을 특징으로 하는 전자 계전기.