KR20130139969A

KR20130139969A - 계전기

Info

Publication number: KR20130139969A
Application number: KR1020137011306A
Authority: KR
Inventors: 신스케 이토; 요우이치 핫토리; 노리히코 나다나미; 류지 이노우에; 다케시 미츠오카; 다키오 고지마
Original assignee: 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2013-12-23
Also published as: EP2637191A4; JPWO2012060087A1; US20130214884A1; WO2012060090A1; US20130214881A1; KR20130124503A; JPWO2012060090A1; EP2637191A1; WO2012060089A1; EP2637190A1; US8674796B2; JP5829618B2; JPWO2012060089A1; EP2637190A4; EP2637192A4; JP5829617B2; CN103201814A; US8754728B2; US20130214882A1; KR20130138250A

Abstract

계전기는, 고정 접점을 갖는 1 쌍의 고정 단자와, 1 쌍의 가동 접점을 갖는 가동 접촉자와, 가동 접촉자를 이동시키는 구동 기구와, 아크를 소호하기 위한 자석을 구비한다. 가동 접촉자는 1 쌍의 가동 접점 사이에 위치하는 중앙부를 갖는다. 자석은, 상기 가동 접촉자와 상기 가동 접촉자에 의해 전기적으로 접속되는 상기 1 쌍의 고정 단자를 포함하는 소정의 면을 사이에 둔 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치된다. 자석의 자속 밀도는, 1 쌍의 가동 접점이 위치하는 가동 접점 영역보다, 중앙부가 위치하는 중앙부 영역이 작은 관계를 갖는다.

Description

계전기{RELAY}

본 발명은, 계전기에 관한 것이다.

종래, 1 쌍의 고정 접점과, 1 쌍의 고정 접점에 대향하는 1 쌍의 가동 접점을 갖는 가동 접촉자와, 가동 접촉자를 이동시키기 위한 가동 철심 및 코일을 구비하는 계전기가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1). 이런 종류의 계전기는, 가동 접점과 고정 접점의 개폐시에 접점간에 아크 방전 (이하, 간단히 「아크」라고도 한다.) 이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 발생한 아크를 로렌츠력에 의해 늘여서 소호 (消弧) 시키기 위해서, 영구 자석을 구비한다.

일본 공개특허공보 평9－320437호

그러나, 영구 자석의 배치 위치에 따라서는, 코일에 통전한 상태 (계전기의 ON 상태) 에 있어서 1 쌍의 가동 접점간을 흐르는 전류에 대해, 가동 접촉자를 1 쌍의 고정 접점으로부터 떼어놓는 방향으로 로렌츠력이 작용하는 경우가 있었다. 이와 같은 로렌츠력이 작용하면, 코일에 통전하여 가동 접촉자를 고정 접점에 접촉시키는 경우에, 접점간의 접촉을 안정적으로 유지할 수 없는 우려가 있었다. 특히, 계전기가 배치된 시스템에 있어서, 큰 전류 (예를 들어, 5000 A 이상) 가 흐른 경우, 접점간의 접촉을 안정적으로 유지하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

또, 가동 접점이 고정 접점으로부터 떨어질 때에 접점간에 아크가 발생하면, 계전기에 여러 가지 문제가 발생하는 경우가 있었다. 예를 들어, 고정 접점이나 가동 접촉자를 형성하는 부재 입자 (분말) 가 아크가 원인으로 비산하여, 고정 접점간이 도통되는 경우가 있다. 또, 예를 들어, 아크에 의해 각 부재의 접합부가 녹는 경우가 있다. 또, 예를 들어, 아크의 발생에 의해 내부 공간의 압력이 상승하여, 내부 공간을 형성하는 각 부재의 적어도 일부가 파손되는 경우가 있다.

따라서 본 발명은, 계전기에 있어서 접점간의 접촉을 안정적으로 유지하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것을 제 1 의 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 계전기에 있어서 아크 발생에 의해 생기는 문제의 발생을 저감시키는 기술을 제공하는 것을 제 2 의 목적으로 한다.

또한, 일본 특허출원 2010－245522, 일본 특허출원 2011－6553 의 개시 내용은, 참고를 위해서 이 명세서에 포함된다.

본 발명은, 상기 서술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현되는 것이 가능하다.

［적용예 1］

고정 접점을 각각 갖는 1 쌍의 고정 단자와,

상기 1 쌍의 고정 단자의 각 고정 접점에 각각 대향하는 1 쌍의 가동 접점을 갖는 가동 접촉자와,

상기 가동 접점을 상기 고정 접점에 접촉시키기 위해서 상기 가동 접촉자를 이동시키는 구동 기구와,

서로 대향하는 상기 고정 접점 및 상기 가동 접점의 양 접점간에 생기는 아크를 소호하기 위한 자석을 구비하는 계전기에 있어서,

상기 가동 접촉자는, 상기 1 쌍의 가동 접점 사이에 위치하는 중앙부를 가지며,

상기 자석은, 상기 가동 접촉자와 상기 가동 접촉자에 의해 전기적으로 접속되는 상기 1 쌍의 고정 단자를 포함하는 소정의 면을 사이에 둔 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치되는 자석인 것과,

상기 자석의 자속 밀도가, 상기 1 쌍의 가동 접점이 위치하는 가동 접점 영역보다, 상기 중앙부가 위치하는 중앙부 영역이 작은 관계를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 1 에 기재된 계전기에 의하면, 자석의 자속 밀도가, 1 쌍의 가동 접점이 위치하는 가동 접점 영역보다, 중앙부가 위치하는 중앙부 영역이 작은 관계를 갖도록 구성되어 있다. 이 때문에, 자속 밀도가 가동 접점 영역과 중앙부 영역과 동일한 경우에 비교하여, 가동 접촉자를 1 쌍의 고정 접점으로부터 떼어놓는 방향으로 작용하는 로렌츠력을 작게 할 수 있다. 또한, 가동 접점 영역의 자속 밀도는 중앙부 영역의 자속 밀도보다 큰 관계를 가지고 있다. 이로써, 상기 고정 접점과 상기 가동 접점의 개폐시에 발생하는 아크 전류에 작용하는 로렌츠력을 유지하면서, 가동 접촉자를 1 쌍의 고정 접점으로부터 떼어놓는 방향으로 작용하는 로렌츠력을 작게 할 수 있다. 따라서, 계전기가 ON 상태 (구동 기구가 동작하고 있는 상태) 에 있어서의 1 쌍의 고정 접점과 가동 접촉자의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다.

［적용예 2］적용예 1 에 기재된 계전기에 있어서,

상기 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치되는 자석은, 단일 자석인 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 2 에 기재된 계전기에 의하면, 동일한 두께의 자석을 분할하여 배치한 경우보다 자속 밀도를 강하게 할 수 있다.

［적용예 3］적용예 1 또는 적용예 2 에 기재된 계전기에 있어서,

상기 가동 접촉자는, 상기 중앙부와 상기 1 쌍의 가동 접점 사이에 위치하고, 상기 가동 접촉자의 이동 방향 성분을 포함하는 방향으로 연장되는 1 쌍의 연신부를 갖는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 3 에 기재된 계전기에 의하면, 중앙부와 1 쌍의 가동 접점 사이에 연신부를 형성함으로써, 중앙부를 1 쌍의 가동 접점보다 상기 1 쌍의 고정 접점으로부터 떨어져 위치시킬 수 있다. 따라서, 가동 접점 영역보다 중앙부 영역이 자속 밀도를 작게 할 수 있다. 이로써, 계전기가 ON 상태에 있어서의 1 쌍의 고정 접점과 가동 접촉자의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다.

［적용예 4］적용예 3 에 기재된 계전기에 있어서,

상기 소정의 면에 평행한 투영면에 수직 투영한 경우에, 상기 1 쌍의 가동 접점은 상기 자석과 겹치는 위치에 배치되고, 상기 중앙부의 적어도 일부는 상기 자석과 겹치지 않는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 4 에 기재된 계전기에 의하면, 자석이 중앙부의 적어도 일부와 겹치지 않는 위치에 배치되어 있기 때문에, 가동 접점 영역보다 중앙부 영역이 자속 밀도를 보다 작게 할 수 있다. 이로써, 가동 접촉자를 1 쌍의 고정 접점으로부터 떼어놓는 방향으로 작용하는 로렌츠력을 보다 작게 할 수 있다. 따라서, 계전기가 ON 상태에 있어서의 1 쌍의 고정 접점과 가동 접촉자의 접촉을 보다 안정적으로 유지할 수 있다.

［적용예 5］적용예 3 또는 적용예 4 에 기재된 계전기에 있어서,

상기 가동 접촉자는, 추가로

상기 1 쌍의 연신부로부터 서로 근접하도록 연장되는 1 쌍의 가동 접촉부를 갖는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 5 에 기재된 계전기에 의하면, 연신부로부터 서로 근접하도록 연장되는 1 쌍의 가동 접촉부를 갖는다. 이로써, 가동 접촉부를 흐르는 전류의 방향, 및 자석의 방향을 제어함으로써, 1 쌍의 가동 접촉부가 상기 고정 접점에 근접하는 방향으로 로렌츠력을 가동 접촉자에 작용시킬 수 있다. 따라서, 계전기가 ON 상태에 있어서의 1 쌍의 고정 접점과 가동 접촉자의 접촉을 보다 한층 안정적으로 유지할 수 있다.

［적용예 6］적용예 1 또는 적용예 2 에 기재된 계전기에 있어서, 추가로

상기 중앙부와 상기 자석에 끼워지도록 배치된 자기 차폐부를 갖는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 6 에 기재된 계전기에 의하면, 중앙부와 자석 사이에 자기 차폐부를 배치함으로써, 가동 접점 영역보다 중앙부 영역이 자속 밀도를 작게 할 수 있다. 이로써, 계전기가 ON 상태에 있어서의 1 쌍의 고정 접점과 가동 접촉자의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다.

［적용예 7］적용예 1 내지 적용예 6 중 어느 하나에 기재된 계전기에 있어서, 추가로

내측에 내부 공간을 형성하고, 상기 가동 접촉자와 상기 각 고정 접점을 수용하는 용기를 구비하고,

상기 용기는,

저부 (底部) 를 가지며, 상기 고정 단자의 한 쌍의 상기 고정 접점이 내측에 배치되고, 상기 고정 단자의 다른 부분의 일부가 외측에 배치되도록 상기 저부를 관통하여 상기 1 쌍의 고정 단자가 장착되고, 상기 1 쌍의 고정 단자의 각각에 대응한 상기 내부 공간의 일부인 2 개의 수용실을 형성하는 절연성을 갖는 1 개의 제 1 용기와,

상기 제 1 용기에 접합되고, 상기 각 고정 단자와 상기 제 1 용기와 함께 상기 내부 공간을 형성하는 제 2 용기를 가지며,

상기 제 1 용기는, 상기 가동 접촉자의 이동 방향에 대해, 적어도 상기 각 고정 접점이 배치된 위치보다 상기 저부에 대해 떨어진 위치까지 상기 저부로부터 연장되고, 상기 2 개의 수용실을 구획하는 칸막이 벽부를 가지며,

상기 각 고정 접점은, 상기 내부 공간 중 상기 각 수용실에 위치하는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 7 에 기재된 계전기에 의하면, 제 1 용기는 2 개의 수용실을 구획하는 칸막이 벽부를 가지며, 2 개의 수용실은 1 쌍의 고정 접점을 각각 수용한다. 따라서, 아크 발생에 의해 고정 단자를 형성하는 부재의 입자가 비산해도, 제 1 용기의 칸막이 벽부가 장벽이 됨으로써, 입자가 퇴적되거나 하여 각 고정 단자간이 도통될 가능성을 저감시킬 수 있다. 즉, 계전기의 OFF 상태 (구동 기구가 동작하고 있지 않은 상태) 에 있어서, 고정 단자간이 도통될 가능성을 저감시킬 수 있다.

［적용예 8］적용예 7 에 기재된 계전기에 있어서,

상기 칸막이 벽부는, 상기 가동 접촉자의 이동 방향에 대해, 적어도 상기 각 가동 접점이 배치된 위치보다 상기 저부에 대해 떨어진 위치까지 상기 저부로부터 연장되고,

상기 각 가동 접점은, 상기 내부 공간 중 상기 각 수용실에 위치하는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 8 에 기재된 계전기에 의하면, 각 가동 접점에 대해서도 각 수용실에 위치하고 있다. 이로써, 아크 발생에 의해 가동 접점을 포함하는 가동 접촉자를 형성하는 부재의 입자가 비산해도 제 1 용기의 칸막이 벽부가 장벽이 됨으로써, 입자가 퇴적되거나 하여 각 고정 단자간이 도통될 가능성을 보다 한층 저감시킬 수 있다.

［적용예 9］고정 접점을 각각 갖는 1 쌍의 고정 단자와,

서로 대향하는 상기 고정 접점 및 상기 가동 접점의 양 접점간에 생기는 아크를 소호하기 위한 자석과,

내측에 내부 공간을 형성하고, 상기 가동 접촉자와 상기 고정 접점을 수용하는 용기를 구비하는 계전기에 있어서,

상기 자석의 자속 밀도가, 상기 1 쌍의 가동 접점이 위치하는 가동 접점 영역보다, 상기 중앙부가 위치하는 중앙부 영역이 작은 관계를 갖도록 구성되는 것과,

상기 용기는,

상기 각 고정 단자에 각각 대응하여 설치되고, 상기 각 고정 접점을 각각 수용하는 2 개의 제 1 용기와,

상기 2 개의 제 1 용기에 접합되고, 상기 각 고정 단자와 상기 제 1 용기와 함께 상기 내부 공간을 형성하는 제 2 용기를 갖는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 9 에 기재된 계전기에 의하면, 자석의 자속 밀도가, 1 쌍의 가동 접점이 위치하는 가동 접점 영역보다, 중앙부가 위치하는 중앙부 영역이 작은 관계를 갖도록 구성되어 있다. 이 때문에, 자속 밀도가 가동 접점 영역과 중앙부 영역과 동일한 경우에 비교하여, 가동 접촉자를 1 쌍의 고정 접점으로부터 떼어놓는 방향으로 작용하는 로렌츠력을 작게 할 수 있다. 또한, 가동 접점 영역의 자속 밀도는 중앙부 영역보다 큰 관계를 가지고 있다. 이로써, 상기 고정 접점과 상기 가동 접점의 개폐시에 발생하는 아크 전류에 작용하는 로렌츠력을 유지하면서, 가동 접촉자를 1 쌍의 고정 접점으로부터 떼어놓는 방향으로 작용하는 로렌츠력을 작게 할 수 있다. 따라서, 계전기가 ON 상태에 있어서의 1 쌍의 고정 접점과 가동 접촉자의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다. 또, 각 고정 단자에 대응하여 제 1 용기가 설치되고, 각 제 1 용기의 내측에는 각각 고정 접점이 수용되어 있다. 이로써, 1 쌍의 아크가 근접하도록 늘어진 경우에서도, 각 제 1 용기가 장벽이 되므로, 1 쌍의 아크가 충돌함으로써 단락이 발생할 가능성을 저감시킬 수 있다.

［적용예 10］적용예 9 에 기재된 계전기에 있어서,

상기 각 가동 접점은, 상기 내부 공간 중, 상기 각 제 1 용기의 내측에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 10 에 기재된 계전기에 의하면, 각 가동 접점이 각 제 1 용기의 내측에 수용되어 있는 점에서, 1 쌍의 아크가 근접하도록 늘어진 경우에서도, 1 쌍의 아크가 충돌할 가능성을 보다 저감시킬 수 있다.

［적용예 11］적용예 1 내지 적용예 10 중 어느 하나에 기재된 계전기에 있어서,

상기 자석은, 상기 제 1 과 제 2 측의 양측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 11 에 기재된 계전기에 의하면, 자석을 제 1 과 제 2 측의 어느 일방에 배치한 경우보다, 아크 전류에 작용하는 로렌츠력을 크게 할 수 있다. 이로써, 발생한 아크의 소호를 보다 촉진할 수 있다.

［적용예 12］고정 접점을 각각 갖는 1 쌍의 고정 단자와,

상기 계전기는, 전원과 부하를 포함하는 시스템에 사용되고,

상기 자석은, 상기 가동 접촉자와 상기 가동 접촉자에 의해 전기적으로 접속되는 상기 1 쌍의 고정 단자를 포함하는 소정의 면을 사이에 둔 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치되고, 또한, 상기 전원으로부터 상기 부하에 전력이 공급되는 전력 공급시에 상기 계전기에 전류가 흐른 경우에, 상기 가동 접촉자를 흐르는 전류에 대해 상기 가동 접촉자를 대향하는 상기 고정 접점에 근접하는 방향으로 로렌츠력을 발생시키도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 계전기.

적용예 12 에 기재된 계전기에 의하면, 대향하는 상기 가동 접점과 상기 고정 접점이 접촉한 상태에 있어서, 자석은 상기 가동 접촉자를 대향하는 고정 접점에 근접하는 방향으로 로렌츠력을 발생시킨다. 이로써, 대향하는 가동 접점과 고정 접점의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다. 특히, 큰 전류가 계전기에 흐르는 경우에 있어서, 대향하는 가동 접점과 고정 접점의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다. 여기서, 적용예 12 에 있어서, 적용예 2, 3 에 기재된 특징적인 요건을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 적용예 3 에 기재된 가동 접촉자의 형상에 관한 요건을 적용예 12 에 포함해도 된다. 또, 적용예 12 에 있어서, 자석은, 제 1 과 제 2 측의 양측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 가동 접촉자를 흐르는 전류에 대해 큰 로렌츠력을 발생시킬 수 있기 때문에, 대향하는 가동 접점과 고정 접점의 접촉을 보다 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 여러 가지의 형태로 실현하는 것이 가능하고, 예를 들어, 계전기, 계전기의 제조 방법, 계전기를 장비 (裝備) 한 차량이나 선박 등의 이동체 등의 양태로 실현할 수 있다.

도 1 은, 제 1 실시예에 관련된 계전기 (5) 를 구비한 전기 회로 (1) 의 설명도이다.
도 2 는, 계전기 (5) 의 외관도이다.
도 3a 는, 계전기 본체 (6) 및 영구 자석 (800) 의 사시도이다.
도 3b 는, 계전기 본체 (6) 및 영구 자석 (800) 을 Z 축 정방향측에서 본 도면이다.
도 4 는, 도 3b 의 계전기 본체 (6) 의 3－3 단면도이다.
도 5 는, 도 4 에 나타내는 계전기 본체 (6) 의 사시도이다.
도 6a 는, 도 4 에 나타내는 단면도 중 일부만을 나타낸 도면이다.
도 6b 는, 영구 자석 (800) 에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 7 은, 도 3b 의 계전기 (5) 의 5－5 단면도이다.
도 8a 는, 도 3b 의 3－3 단면도에 상당하는 도면이다.
도 8b 는, 영구 자석 (800) 과 자기 차폐부 (850) 의 위치 관계를 나타내는 모식도이다.
도 9 는, 제 3 실시예의 계전기 (5b) 를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은, 도 9 에 나타내는 계전기 본체 (6b) 의 사시도이다.
도 11a 는, 제 4 실시예의 계전기 (5d) 의 제 1 외관도이다.
도 11b 는, 계전기 (5d) 의 제 2 외관도이다.
도 12a 는, 도 11b 의 6－6 단면도이다.
도 12b 는, 영구 자석 (800d) 에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 13 은, 도 12a 에 나타내는 계전기 본체 (6d) 의 외관 사시도이다.
도 14a 는, 제 3 용기 (34d) 의 외관 사시도이다.
도 14b 는, 하측 용기부 (340) 의 외관 사시도이다.
도 14c 는, 뚜껑 용기부 (360) 의 외관 사시도이다.
도 15a 는, 제 3 용기 (34d) 와 로드 (60) 와 가동 접촉자 (50) 를 나타낸 사시도이다.
도 15b 는, 제 3 용기 (34d) 와 로드 (60) 와 가동 접촉자 (50) 를 나타낸 사시도이다.
도 16 은, 제 5 실시예의 계전기 (5e) 를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 은, 제 6 실시예의 계전기 (5f) 를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 은, 제 7 실시예의 계전기 (5h) 의 단면도이다.
도 19 는, 제 8 실시예의 계전기 (5i) 의 외관 사시도이다.
도 20 은, 도 19 의 단면도이다.
도 21 은, 제 2 변형예의 계전기 (5g) 를 설명하기 위한 도면이다.
도 22 는, 변형예 A 의 계전기 (5ja) 를 설명하기 위한 도면이다.
도 23 은, 변형예 A 의 제 1 다른 양태를 설명하기 위한 도면이다.
도 24 는, 변형예 A 의 제 2 다른 양태를 설명하기 위한 도면이다.
도 25 는, 변형예 A 의 제 3 다른 양태를 설명하기 위한 제 1 도면이다.
도 26 은, 보조 부재 (121) 를 설명하기 위한 모식도이다.
도 27 은, 변형예 B 의 계전기 (5ka) 를 설명하기 위한 도면이다.
도 28 은, 변형예 B 의 제 1 다른 양태를 설명하기 위한 도면이다.
도 29 는, 변형예 B 의 제 2 다른 양태를 설명하기 위한 도면이다.
도 30 은, 가동 접촉자 (50m) 를 나타내는 도면이다.
도 31 은, 가동 접촉자 (50r) 를 나타내는 도면이다.

다음으로, 본 발명의 실시형태를 이하의 순서로 설명한다.

A ∼ H. 각 실시예 ：

I. 변형예 ：

A. 제 1 실시예 ：

A－1. 계전기의 개략 구성 ：

도 1 은, 제 1 실시예에 관련되는 계전기 (5) 를 구비한 전기 회로 (1) 의 설명도이다. 전기 회로 (1) 는, 예를 들어 차량에 탑재된다. 전기 회로 (1) 는, 직류 전원 (2) 과 계전기 (5) 와 인버터 (3) 와 모터 (4) 를 구비한다. 인버터 (3) 는, 직류 전원 (2) 의 직류 전류를 교류 전류로 변환한다. 인버터 (3) 에 의해 변환된 교류 전류가 모터 (4) 에 공급됨으로써 모터 (4) 가 구동한다. 모터 (4) 의 구동에 의해 차량이 주행한다. 계전기 (5) 는, 직류 전원 (2) 과 인버터 (3) 사이에 설치되어, 전기 회로 (1) 의 개폐를 실시한다.

도 2 는, 계전기 (5) 의 외관도이다. 이해의 용이를 위해서, 도 2 는, 외측 케이스 (8) 의 내측에 배치되어 있는 계전기 본체 (6) 도 실선으로 나타내고 있다. 또, 도 2 에는, 방향을 특정하기 위해서 XYZ 축이 도시되어 있다. 또한, 다른 도면에서도 필요에 따라 XYZ 축이 도시되어 있다.

계전기 (5) 는, 계전기 본체 (6) 와, 계전기 본체 (6) 를 보호하기 위한 외측 케이스 (8) 를 구비한다. 계전기 본체 (6) 는, 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 구비한다. 1 쌍의 고정 단자 (10) 는, 제 1 용기 (20) 에 접합되어 있다. 고정 단자 (10) 는, 전기 회로 (1) 의 배선을 접속하기 위한 접속구 (도시 생략) 를 갖는다. 1 쌍의 고정 단자 (10) 는, 후술하는 가동 접촉자에 의해 전기적으로 접속되어, 직류 전원 (2) 으로부터 모터 (4) 에 인버터 (3) 를 통하여 전류 (전력) 가 공급된다. 외측 케이스 (8) 는, 상측 케이스 (7) 와 하측 케이스 (9) 를 갖는다. 상측 케이스 (7) 와 하측 케이스 (9) 에 의해 내측에 계전기 본체 (6) 를 수용하기 위한 공간이 형성되어 있다. 상측 케이스 (7) 와 하측 케이스는 모두 수지제의 재료에 의해 성형되어 있다. 또한, 계전기 (5) 는, 외측 케이스 (8) 와 계전기 본체 (6) 사이에 1 쌍 (2 개) 의 영구 자석 (도시 생략) 과 방진 부재 (도시 생략) 를 구비한다. 영구 자석의 자속에 의해 아크가 로렌츠력을 받아 늘어진다. 이로써, 아크의 소호가 촉진된다. 방진 부재는, 예를 들어 실리콘 고무 등의 탄성 부재를 사용할 수 있다. 방진 부재를 구비함으로써 계전기 (5) 의 내(耐)진동성을 향상할 수 있다. 또한, 직류 전원 (2) 으로부터 모터 (4) 에 전류 (전력) 가 공급되는 경우에 있어서, 1 쌍의 고정 단자 (10) 중, 전류가 유입되는 측을 플러스 고정 단자 (10W) 라고도 부르고, 전류가 유출되는 측을 마이너스 고정 단자 (10X) 라고도 부른다. 또 이하에서는, 직류 전원 (2) 으로부터 모터 (4) 에 전류가 공급되는 경우의 계전기 (5) 에 대해 설명한다.

도 3a, 도 3b 는, 계전기 (5) 의 개략 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a 는, 계전기 본체 (6) 및 영구 자석 (800) 의 사시도이다. 도 3b 는, 계전기 본체 (6) 및 영구 자석 (800) 을 Z 축 정방향측 (바로 상측) 에서 본 도면이다.

계전기 (5) 는, 아크를 늘여서 소호하기 위한 단일 영구 자석 (800) 을 2 개 구비한다. 2 개의 영구 자석 (800) 은, 1 쌍의 고정 단자 (10) 가 마주 보는 방향 (Y 축방향) 을 따라 배치됨과 함께, 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 사이에 끼우도록 배치되어 있다. 또, 2 개의 영구 자석 (800) 은, 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 사이에 끼고 마주 보는 면이 서로 다른 극이 되도록 배치되어 있다. 여기서, 영구 자석 (800) 은, 분할되지 않고 연속된 평판상의 형상을 갖는다. 또한, 영구 자석 (800) 의 자세한 것은 후술한다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 고정 단자 (10) 는 배선을 접속하기 위한 접속구 (12) 를 갖는다.

A－2. 계전기의 상세 구성 ：

다음으로 도 4 ∼ 도 7 을 이용하여 계전기 (5) 의 상세 구성에 대해 설명한다. 도 4 는, 도 3b 의 계전기 본체 (6) 의 3－3 단면도이다. 도 5 는, 도 4 에 나타내는 계전기 본체 (6) 의 사시도이다. 도 6a, 도 6b 는, 계전기 (5) 의 구성의 일부를 설명하기 위한 도면이다. 도 6a 는, 도 4 에 나타내는 단면도 중 일부만을 나타낸 도면이다. 도 6b 는, 영구 자석 (800) 에 대해 설명하기 위한 모식도이며, 계전기 (5) 를 Z 축 정방향에서 본 도면이다. 도 7 은, 도 3b 의 계전기 (5) 의 5－5 단면도로, 외측 케이스 (8) (상측 케이스 (7), 하측 케이스 (9)) 나 영구 자석 (800) 도 도시하고 있다. 여기서, 도 4 나 도 6a 에는, 영구 자석 (800) 의 배치 위치를 명시하기 위해서, 점선으로 영구 자석 (800) 의 윤곽을 나타내고 있다.

도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 계전기 본체 (6) 는, 1 쌍 (2 개) 의 고정 단자 (10) 와, 가동 접촉자 (50) 와, 구동 기구 (90) 와, 제 1 용기 (20) 와, 제 2 용기 (92) (도 6) 를 구비한다. 또한, 도 4 ∼ 도 7 에 있어서, Z 축방향을 상하 방향으로 하여, Z 축 정(正)방향을 상방향, Z 축 부(負)방향을 하방향으로 한다. 또, Y 축방향을 좌우 방향으로 한다.

먼저, 주로 도 6a, 도 6b 를 이용하여, 계전기 본체 (6) 에 형성되는 기밀 공간 (100) 및, 가동 접촉자 (50), 그리고 영구 자석 (800) 의 설명을 실시한다. 도 6a, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 기밀 공간 (100) 은, 1 쌍의 고정 단자 (10) 와, 제 1 용기 (20) 와, 제 2 용기 (92) 에 의해 형성된다. 고정 단자 (10) 는, 도전성을 갖는 부재이다. 고정 단자 (10) 는, 예를 들어 구리를 포함하는 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 고정 단자 (10) 는, 저부를 갖는 원통형이다. 고정 단자 (10) 는, 일단측 (Z 축 부방향측) 인 저부에 고정 접촉부 (19) 를 갖는다. 고정 접촉부 (19) 는, 고정 단자 (10) 의 다른 부분과 마찬가지로 구리를 포함하는 금속 재료로 형성해도 되고, 아크에 의한 손상을 억제하기 위해서 내열성이 보다 높은 재료 (예를 들어, 텅스텐) 로 형성해도 된다. 고정 접촉부 (19) 중 가동 접촉자 (50) 와 대향하는 면은, 가동 접촉자 (50) 와 접촉하는 고정 접점 (18) 을 형성한다. 고정 단자 (10) 의 타단측 (Z 축 정방향측) 에는, 직경 방향 외측으로 확장되는 플랜지부 (13) 가 형성되어 있다. 플랜지부 (13) 는, 제 1 용기 (20) 의 외측에 위치한다.

제 1 용기 (20) 는 절연성을 갖는 부재이다. 제 1 용기 (20) 는, 예를 들어, 알루미나나 지르코니아 등의 세라믹에 의해 형성되어 내열성이 우수하다. 본 실시예에서는, 제 1 용기 (20) 에는 알루미나를 사용하고 있다. 제 1 용기 (20) 는, 측면을 형성하는 측면부 (22) 와, 고정 단자 (10) 의 일부가 상부에 돌출하는 저부 (24) 와, 저부 (24) 와 대향하는 일단측 (바꿔 말하면, 제 2 용기 (92) 가 배치된 측) 에 형성된 개구 (28) 를 갖는다. 저부 (24) 에는, 2 개의 고정 단자 (10) 가 통과하기 위한 2 개의 관통공 (26) 이 형성되어 있다. 여기서, 각 고정 단자 (10) 의 플랜지부 (13) 는, 제 1 용기 (20) 의 저부 (24) 의 외표면 (외측에 노출된 면) 에 기밀하게 접합되어 있다. 상세하게는, 이하의 구성에 의해 고정 단자 (10) 가 제 1 용기 (20) 에 접합되어 있다. 플랜지부 (13) 의 외표면 중, 제 1 용기 (20) 의 저부 (24) 와 대향하는 면에는, 고정 단자 (10) 와 제 1 용기 (20) 의 접합 부분의 파손을 억제하기 위한 다이어프램부 (17) 가 형성되어 있다. 다이어프램부 (17) 는, 재질이 상이한 고정 단자 (10) 와 제 1 용기 (20) 의 열팽창차에 의해 생기는 접합 부분의 발생 응력을 완화하기 위해서 형성되어 있다. 다이어프램부 (17) 는, 관통공 (26) 보다 내경이 큰 원통형이다. 다이어프램부 (17) 는, 예를 들어 코바르 등의 합금에 의해 형성되고, 제 1 용기 (20) 의 저부 (24) 외표면에 납땜에 의해 접합되어 있다. 납땜에는, 예를 들어 은납 등을 사용한다. 고정 단자 (10) 와 다이어프램부 (17) 가 별체인 경우에는, 고정 단자 (10) 의 플랜지부 (13) 와 다이어프램부 (17) 를 납땜한다. 또한, 다이어프램부 (17) 와 고정 단자 (10) 는 일체로 해도 상관없다.

제 2 용기 (92) 는, 저부를 갖는 원통형의 철심용 용기 (80) 와, 사각형상의 베이스부 (32) 와, 대략 직방체 형상의 접합 부재 (30) 를 구비한다.

접합 부재 (30) 는, 예를 들어 제 1 용기 (20) 의 열팽창률과 비교적 가까운 저열팽창의 금속 재료 등으로 형성되고, 자성체 (예를 들어, 42 알로이나 코바르) 나 비자성체 (예를 들어, Ni－28Mo－2Fe) 로 형성되어 있다. 본 실시예의 접합 부재 (30) 는 자성체이다. 접합 부재 (30) 의 일면 (하면, 베이스부 (32) 와 대향하는 면) 에는 사각형상의 개구 (30h) 가 형성되어 있다. 또, 접합 부재 (30) 의 일면과 대향하는 상면에도 개구 (30j) 가 형성되어 있다. 또, 접합 부재 (30) 는, 개구 (30j) 의 주연부 (周緣部) 와 개구 (30h) 의 주연부를 접속하는 측면부 (30c) 를 갖는다. 개구 (30j) 주연부와, 제 1 용기 (20) 의 개구 (28) 를 규정하는 단면 (28p) 은 은납 등을 사용한 납땜에 의해 기밀하게 접합되어 있다. 또, 개구 (30h) 를 형성하는 하단 주연부와 베이스부 (32) 는 레이저 용접이나 저항 용접 등에 의해 기밀하게 접합되어 있다. 여기서, 접합 부재 (30) 는 자성체이기 때문에, 접합 부재 (30) 로 형성되는 내측의 공간을 통과하는 영구 자석 (800) 의 자속 밀도를 비자성체로 형성하는 경우와 비교하여 약하게 할 수 있다.

베이스부 (32) 는 자성체이며, 예를 들어 철, 스테인리스 (430) 등의 금속 자성 재료에 의해 형성되어 있다. 베이스부 (32) 의 중앙 부근에는 후술하는 고정 철심 (70) (도 4) 을 삽입 통과시키기 위한 관통공 (32h) 이 형성되어 있다.

철심용 용기 (80) 는 비자성체이다. 철심용 용기 (80) 는 바닥이 있는 통형상이다. 철심용 용기 (80) 는, 원형상의 저면부 (80a) 와, 저면부 (80a) 의 외연으로부터 상방으로 연장되는 원통형의 통부 (80b) 와, 통부 (80b) 의 상단으로부터 외방으로 연장되는 플랜지부 (80c) 를 갖는다. 플랜지부 (80c) 는 전둘레에 걸쳐 베이스부 (32) 의 관통공 (32h) 의 주연부와 레이저 용접 등에 의해 기밀하게 접합되어 있다.

상기와 같이 각 부재 (10, 20, 30, 32, 80) 가 기밀하게 접합됨으로써, 내측에 기밀 공간 (100) 이 형성되어 있다. 기밀 공간 (100) 에는, 아크 발생에 의해 생기는 고정 접점 (18) 이나 가동 접점 (58) 의 발열을 억제하기 위해서, 수소 또는 수소를 주체로 하는 가스가 대기압 이상 (예를 들어, 2 기압) 으로 봉입되어 있다. 구체적으로는, 각 부재 (10, 20, 30, 32, 80) 를 접합한 후에, 도 4 에 나타내는 기밀 공간 (100) 의 내측과 외측을 연통하도록 배치된 통기 파이프 (69) 를 통하여 기밀 공간 (100) 내를 진공 가스 빼기한다. 그리고, 진공 가스 빼기 후에 통기 파이프 (69) 를 통하여 기밀 공간 (100) 내에 수소 등의 가스를 소정압이 될 때까지 봉입한다. 수소 등의 가스를 소정압 봉입한 후에, 통기 파이프 (69) 를 코킹하여 수소 등의 가스가 기밀 공간 (100) 으로부터 외측으로 누출되지 않도록 한다.

다음으로, 가동 접촉자 (50) 에 대해 설명한다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 가동 접촉자 (50) 는 기밀 공간 (100) 내에 수용되어 있다. 가동 접촉자 (50) 는, 후술하는 구동 기구의 작용에 의해 각 고정 접점 (18) 에 접리 (접촉 및 분리) 되도록 이동한다. 즉, 가동 접촉자 (50) 는, 후술하는 구동 기구에 의해 상하 방향으로 이동 가능하며, 1 쌍의 고정 단자 (10) 에 접촉함으로써 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 전기적으로 접속시킨다. 가동 접촉자 (50) 는, 2 개의 고정 단자 (10) 에 대향하여 배치되어 있다. 가동 접촉자 (50) 는, 도전성을 갖는 평판상의 부재이며, 예를 들어 구리를 포함하는 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 직류 전원 (2) 으로부터 모터 (4) 에 전류가 공급되는 경우 (도 1), 접점 (18, 19) 끼리는 접촉하고 (도 6a 는, 접점 (18, 19) 이 비접촉 상태를 나타내고 있다.), 화살표 (R1) 에 나타내는 바와 같이 플러스 고정 단자 (10W) 로부터 마이너스 고정 단자 (10X) 를 향하는 방향으로 가동 접촉자 (50) 에 전류 (I) 가 흐른다. 또한, 각 고정 접점 (18) 과 각 고정 접점 (18) 에 접촉하는 각 가동 접점 (58) 은 기밀 공간 (100) 중 제 1 용기 (20) 의 내측에 수용되어 있다.

가동 접촉자 (50) 는, 중앙부 (52) 와 연신부 (54) 와 가동 접촉부 (56) 를 구비한다. 가동 접촉부 (56) 는 고정 접촉부 (19) 와 대향하는 부분이다. 가동 접촉부 (56) 의 외표면에는 가동 접점 (58) 이 형성되어 있다. 가동 접촉자 (50) 를 흐르는 전류의 흐름 방향 (R1) (이하, 간단히 「흐름 방향 (R1)」이라고도 한다.) 에 대해, 중앙부 (52) 는 1 쌍의 가동 접촉부 (56) 사이에 위치한다. 중앙부 (52) 는, 수평 방향 (Y 축방향) 으로 연장된다. 본 실시예에서는, 수평 방향은, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (간단히 「이동 방향」이라고도 한다.) 에 직교하는 방향으로서, 1 개의 고정 단자 (10W) (10X) 가 다른 고정 단자 (10X) (10W) 를 향하는 방향이다. 또한, 중앙부 (52) 의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 평판상이나 봉상으로 할 수 있다. 또, 중앙부 (52) 에는, 관통공 (53) 이 형성되어 있다. 흐름 방향 (R1) 에 대해, 연신부 (54) 는 중앙부 (52) 와 1 쌍의 가동 접촉부 (56) 사이에 위치함과 함께, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (상하 방향) 으로 연장된다. 본 실시예에서는, 연신부 (54) 는, 가동 접촉부 (56) 와 중앙부 (52) 에 접속되어 있다. 또, 연신부 (54) 는, 가동 접촉자 (50) 의 두께 이상의 길이를 갖는다. 즉, 연신부 (54) 는, 가동 접촉자 (50) 의 두께 이상으로 상하로 연장된다. 상기와 같이, 가동 접촉자 (50) 는 연신부 (54) 를 가짐으로써, 이동 방향에 대해 중앙부 (52) 는 가동 접촉부 (56) 보다 고정 접점 (18) 으로부터 떨어져 배치되어 있다. 1 쌍의 가동 접촉부 (56) 는 각각 1 쌍의 연신부 (54) 로부터 계전기 (5) 의 외측을 향하여 연장되어 있다.

가동 접점 (58) 은, 고정 접점 (18) 과 가장 떨어진 상태에 있어서 기밀 공간 (100) 중 제 1 용기 (20) 의 내측에 수용되어 있다. 즉, 가동 접점 (58) 은, 가동 접촉자 (50) 의 이동 (변위) 에 관계없이, 항상 제 1 용기 (20) 의 내측에 위치한다.

다음으로, 영구 자석 (800) 의 상세 구성에 대해 설명한다. 도 6a, 도 6b 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 각 영구 자석 (800) 은, 분할되지 않고 단일 형상을 갖는다. 또, 영구 자석 (800) 은 일정한 두께를 갖는 판상이다. 영구 자석 (800) 은, 직류 전원 (2) 으로부터 모터 (4) 에 전류를 공급하는 경우에 발생하는 아크 (200) 를 외측으로 늘어지도록 배치되어 있다. 상세하게는, 고정 접점 (18) 과 가동 접점 (58) 사이에 발생하는 1 쌍의 아크 (200) 를 서로 떼어놓는 방향으로 로렌츠력을 작용시키도록 영구 자석 (800) 은 배치되어 있다. 구체적으로는, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, X 축 부방향측으로부터 X 축 정방향측으로 자속 Φ 이 발생하도록 배치되어 있다. 또, 본 실시예에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이 영구 자석 (800) 은, 가동 접촉자 (50) 와 가동 접촉자 (50) 에 의해 전기적으로 접속되는 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 포함하는 소정의 면 (Fa) 을 사이에 둔 양측에 배치되어 있다. 소정의 면 (Fa) 은, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (상하 방향, Z 축방향) 과 1 쌍의 고정 단자 (10) 가 대향하는 방향 (수평 방향, Y 축방향) 에 의해 규정된다. 본 실시예에서는, 소정의 면 (Fa) 은, 고정 단자 (10) 를 선대칭으로 하는 면이며, 도 3b 의 3－3 단면에 상당한다. 또, 소정의 면 (Fa) 이란, 가동 접촉자 (50) 와 가동 접촉자 (50) 에 의해 전기적으로 접속되는 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 포함하는 면을 말한다. 상기와 같이, 1 쌍의 영구 자석 (800) 은 각각 가동 접촉자 (50) 및 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 마주 보고 배치되어 있다. 또, 단일의 영구 자석 (800) 은, 소정의 면 (Fa) 에 평행한 투영면에 수직 투영한 경우에 1 쌍의 고정 접점 (18) 및 1 쌍의 가동 접점 (58) 과 겹치도록 연속하여 배치되어 있다. 따라서, 동일한 두께의 영구 자석 (800) 을 비연속으로 배치한 경우보다 자속 밀도를 강하게 할 수 있다. 또한, 자석을 분할하여 배치할 필요가 없기 때문에, 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 여기서, 「단일」에는, 예를 들어 편면 한 극의 영구 자석에 한정하지 않고 다극식의 영구 자석의 경우, 영구 자석을 형성하는 재료가 단일 재료에 한정하지 않고 복합 재료의 경우, 영구 자석과 자력에 영향을 미치지 않는 다른 부재를 조합한 경우 등도 포함된다. 또, 「단일」에는, 1 쌍의 고정 접점 (18) 및 1 쌍의 가동 접점 (58) 을 포함하도록 (Y 축방향으로) 연속된 형상의 영구 자석을 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (Z 축방향) 으로 늘어놓아 배치한 양태도 포함된다. 또, 영구 자석의 자극면의 중심점은, 1 쌍의 가동 접점부 사이의 중심 위치에 위치시키는 것이 바람직하다. 또한, 영구 자석 (800) 은 소정의 면 (Fa) 을 사이에 둔 제 1 과 제 2 측의 어느 일방에 1 개 배치되어 있어도 된다. 영구 자석 (800) 을 1 개 배치하는 경우에서도, 본 실시예와 마찬가지로, X 축 부방향측으로부터 X 축 정방향측으로 자속 Φ 이 발생하도록 배치한다.

또한, 도 6a 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 계전기 (5) 는, 소정의 면 (Fa) 에 평행한 면에 수직 투영한 경우에, 1 쌍의 가동 접점 (58) 및 1 쌍의 고정 접점 (18) 은 영구 자석 (800) 과 겹치고, 중앙부 (52) 는 영구 자석 (800) 과 겹치지 않도록 구성되어 있다. 즉, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향에 대해, 1 쌍의 가동 접점 (58) 및 1 쌍의 고정 접점 (18) 은 영구 자석 (800) 이 위치하는 범위에 배치되고, 중앙부 (52) 는 영구 자석 (800) 이 위치하는 범위에 배치되어 있지 않다. 상기와 같은 위치 관계는, 구동 기구 (90) 에 의한 가동 접촉자 (50) 의 이동 (변위) 에 관계없이 성립한다. 상기와 같이 영구 자석 (800) 을 배치함으로써, 가동 접촉자 (50) 를 흐르는 전류에 대해, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (상하 방향) 으로 작용시키는 로렌츠력을 발생시키는 자속 밀도 (즉 X 축 부방향으로부터 X 축 정방향을 향하는 자속의 밀도) 는, 이하의 관계를 갖는다. 즉, 가동 접점 (58) 이 위치하는 가동 접점 영역 (RV) 보다 중앙부 (52) 가 위치하는 중앙부 영역 (RX) 이 자속 밀도는 작다. 여기서, 가동 접점 영역 (RV) 과 중앙부 영역 (RX) 의 자속 밀도의 대소 관계는, 예를 들어 이하와 같이 규정할 수 있다. 즉, 고정 접점 (18) 과 가동 접점 (58) 이 접촉 상태 (계전기 (5) 의 ON 상태) 에 있어서, 가동 접점 영역 (RV) 의 자속 밀도 중 최소의 자속 밀도 (Brv) 와 중앙부 영역 (RX) 중 최대의 자속 밀도 (Brx) 를 비교하여, 대소 관계가 「자속 밀도 (Brv) ＞ 자속 밀도 (Brx)」이면 된다. 이로써, 중앙부 영역 (RX) 과 가동 접점 영역 (RV) 이 동일한 자속 밀도인 경우에 비하여, 중앙부 (52) 를 흐르는 전류에 대해 가동 접촉자 (50) 를 고정 단자 (10) 로부터 떼어놓는 방향 (하방향, Z 축 부방향) 으로 작용하는 로렌츠력을 작게 할 수 있다. 또한 본 명세서에 있어서, 가동 접촉자 (50) 에 대해, 고정 단자 (10) 로부터 떼어놓는 방향으로 작용하는 로렌츠력을 「전자 반발력」이라고도 한다.

여기서, 자속 밀도의 측정은, 시판되는 가우스미터 (예를 들어, Lake Shore 사 제조의 410 형 핸디·가우스미터) 에 전용 프로브 (예를 들어, Lake Shore 사 제조의 트랜스버스 프로브, 모델명 ： MST－410) 를 조합한 장치를 사용하여 실시한다. 구체적으로는, 측정 대상 샘플 (본 실시예에서는, 계전기 본체 (6)) 에 프로브 삽입용 구멍을 뚫어 두고 프로브를 끼워넣어 측정을 실시할 수 있다. 또, 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 자속 밀도를 계산해도 된다. 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 자속 밀도 분포의 계산은, 해석 소프트웨어 상에서 모델을 작성함과 함께, 실제로 계전기 (5) 에 사용하는 구성 부재로 사전에 측정한 영구 자석 (800) 의 유지력 및 각 구성 부재의 비투자율 등의 물성치를 해석 소프트웨어에 입력함으로써 실시할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 자속 밀도의 계산은, 측정 대상 샘플에 프로브 삽입용의 구멍을 형성함으로써, 샘플의 자속 밀도가 크게 변화되는 경우나, 측정 대상 샘플이 너무 작아 프로브에 의한 측정이 곤란한 경우에 있어서도, 자속 밀도 (Brv) 와 자속 밀도 (Brx) 의 대소 관계를 산출할 수 있다.

다음으로, 도 4 를 이용하여 구동 기구 (90) 에 대해 설명한다. 구동 기구 (90) 는, 로드 (60) 와, 베이스부 (32) 와, 고정 철심 (70) 과, 가동 철심 (72) 과, 철심용 용기 (80) 와, 코일 (44) 과, 코일 보빈 (42) 과, 코일용 용기 (40) 와, 탄성 부재로서의 제 1 스프링 (62) 과, 탄성 부재로서의 제 2 스프링 (64) 을 갖는다. 구동 기구 (90) 는, 각 가동 접점 (58) 을 각 고정 접점 (18) 에 접촉시키기 위해서 가동 접촉자 (50) 를 가동 접점 (58) 과 고정 접점 (18) 이 대향하는 방향 (상하 방향, Z 축방향) 으로 이동시킨다. 상세하게는, 구동 기구 (90) 는, 각 가동 접점 (58) 을 각 고정 접점 (18) 에 접촉시키거나, 각 가동 접점 (58) 을 각 고정 접점 (18) 으로부터 떼어놓거나 하기 위해서 가동 접촉자 (50) 를 이동시킨다. 즉, 구동 기구 (90) 는, 계전기 (5) 를 ON 상태와 OFF 상태 중 어느 하나로 설정한다.

코일 (44) 은, 중공 원통형의 수지제의 코일 보빈 (42) 에 감겨져 있다. 코일 보빈 (42) 은, 상하 방향으로 연장되는 원통형의 보빈 본체부 (42a) 와, 보빈 본체부 (42a) 의 상단으로부터 외방을 향하여 연장되는 상면부 (42b) 와, 보빈 본체부 (42a) 의 하단으로부터 외방을 향하여 연장되는 하면부 (42c) 를 구비한다.

코일용 용기 (40) 는 자성체이며, 예를 들어 철 등의 금속 자성 재료에 의해 형성되어 있다. 코일용 용기 (40) 는 오목 형상이다. 상세하게는, 코일용 용기 (40) 는, 사각형 형상의 저면부 (40a) 와, 저면부 (40a) 의 외주단으로부터 상방 (연직 방향) 으로 연장되는 1 쌍의 측면부 (40b) 에 의해 형성되어 있다. 또, 저면부 (40a) 의 중앙에는 관통공 (40h) 이 형성되어 있다. 코일용 용기 (40) 는, 코일 보빈 (42) 을 내측에 수용한다. 또, 코일용 용기 (40) 는, 코일 (44) 을 둘러싸서 자속을 통과시키고, 후술하는 베이스부 (32) 와 고정 철심 (70) 과 가동 철심 (72) 과 함께 자기 회로를 형성한다.

철심용 용기 (80) 는, 저면부 (80a) 상에 원판상의 고무 (86) 와 원판상의 저판 (84) 을 수용하고 있다. 철심용 용기 (80) 는, 보빈 본체부 (42a) 의 내측과 코일용 용기 (40) 의 관통공 (40h) 에 삽입 통과되어 있다. 또한, 통부 (80b) 의 하단측과 코일용 용기 (40) 및 코일 보빈 (42) 사이에는 원통형의 가이드부 (82) 가 배치되어 있다. 가이드부 (82) 는, 자성체이며, 예를 들어 철 등의 금속 자성 재료에 의해 형성되어 있다. 가이드부 (82) 를 가짐으로써, 코일 (44) 에 통전했을 때에 발생하는 자력을 효율적으로 가동 철심 (72) 에 전달할 수 있다.

고정 철심 (70) 은 원주상이며, 원주상의 본체부 (70a) 와 본체부 (70a) 의 상단에서 외방으로 연장되는 원판상의 상단부 (70b) 를 갖는다. 고정 철심 (70) 에는, 상단으로부터 하단에 걸쳐 관통공 (70h) 이 형성되어 있다. 관통공 (70h) 은, 본체부 (70a) 와 상단부 (70b) 의 원형상의 단면의 중심 부근에 형성되어 있다. 고정 철심 (70) 은, 본체부 (70a) 의 하단을 포함하는 일부가 철심용 용기 (80) 의 내측에 수용되어 있다. 또, 상단부 (70b) 는 베이스부 (32) 상에 돌출하도록 배치되어 있다. 또한, 상단부 (70b) 의 외표면 상에는 고무 (66) 가 배치되어 있다. 또한, 상단부 (70b) 의 상면에는 고무 (66) 를 개재하여 철심 캡 (68) 이 배치되어 있다. 철심 캡 (68) 은, 중앙에는 로드 (60) 를 삽입 통과하기 위한 관통공 (68h) 이 형성되어 있다. 철심 캡 (68) 은, 외주연 근방이 베이스부 (32) 에 용접 등에 의해 접합되어 있다. 철심 캡 (68) 에 의해 고정 철심 (70) 이 상방으로 이동하는 것을 방지하고 있다.

가동 철심 (72) 은 원주상이며, 관통공 (72h) 이 상단으로부터 하단 근방에 걸쳐 형성되어 있다. 또, 하단에는 관통공 (72h) 의 내경보다 큰 내경을 갖는 오목부 (72a) 가 형성되어 있다. 관통공 (72h) 과 오목부 (72a) 는 연통되어 있다. 가동 철심 (72) 은, 철심용 용기 (80) 의 저면부 (80a) 상에 고무 (86) 와 저판 (84) 을 통하여 수용되어 있다. 또, 가동 철심 (72) 의 상단면은, 고정 철심 (70) 의 하단면과 대향하도록 배치되어 있다. 코일 (44) 에 통전함으로써, 가동 철심 (72) 은 고정 철심 (70) 에 흡인되어 상방향으로 이동한다.

제 2 스프링 (64) 은, 고정 철심 (70) 의 관통공 (70h) 에 삽입 통과되어 있다. 제 2 스프링 (64) 의 일단은 철심 캡 (68) 에 맞닿고, 타단은 가동 철심 (72) 의 상단면에 맞닿아 있다. 제 2 스프링 (64) 은, 가동 철심 (72) 이 고정 철심 (70) 으로부터 떨어지는 방향 (Z 축 부방향, 하방향) 으로 가동 철심 (72) 을 탄성 지지한다.

제 1 스프링 (62) 은, 가동 접촉자 (50) 와 고정 철심 (70) 사이에 배치되어 있다. 제 1 스프링 (62) 은, 가동 접점 (58) 과 고정 접점 (18) 이 근접하는 방향 (Z 축 정방향, 상방향) 으로 가동 접촉자 (50) 를 탄성 지지한다. 여기서, 기밀 공간 (100) 중 (도 6a 참조), 접합 부재 (30) 의 내측에는 제 3 용기 (34) 가 수용되어 있다. 제 3 용기 (34) 는, 예를 들어 합성 수지나 세라믹에 의해 형성되고, 고정 접점 (18) 과 가동 접점 (58) 사이에서 발생한 아크가 도전성의 부재 (예를 들어, 후술하는 접합 부재 (30) 등) 에 닿는 것을 방지하고 있다. 제 3 용기 (34) 는 직방체 형상이며, 장방형상의 저면부 (31) 와, 저면부 (31) 의 외주단으로부터 상방으로 연장되는 측면부 (37) 를 갖는다. 저면부 (31) 상에는 홈형상의 유지부 (33) 를 갖는다. 또, 저면부 (31) 에는, 로드 (60) 를 삽입 통과하기 위한 관통공 (34h) 이 형성되어 있다. 제 1 스프링 (62) 의 일단은 중앙부 (52) 에 맞닿고, 타단은 저면부 (31) 에 탄성재 (예를 들어, 고무) (95) 를 개재하여 맞닿아 있다. 또, 탄성재 (95) 는, 로드 (60) 의 축부 (60a) 의 일부분을 둘러싸도록 배치되여, 아크에 의해 고정 접촉부 (19) 나 가동 접촉자 (50) 의 구성 부재가 비산해, 미(微)분말이 제 2 스프링 (64) 에 침입하는 것을 억제한다. 이로써, 제 2 스프링 (64) 의 특성에 영향을 미칠 가능성을 저감시킬 수 있다.

로드 (60) 는 비자성체이다. 로드 (60) 는 원주상의 축부 (60a) 와, 축부 (60a) 의 일단에 형성된 원판상의 일단부 (60b) 와, 축부 (60a) 의 타단에 형성된 원호상의 타단부 (60c) 를 갖는다. 축부 (60a) 는, 상하 방향 (가동 접촉자 (50) 의 이동 방향) 으로 자유롭게 이동할 수 있도록 가동 접촉자 (50) 의 관통공 (53) 에 삽입 통과되어 있다. 일단부 (60b) 는, 코일 (44) 에 전류를 흘리지 않은 상태에 있어서, 중앙부 (52) 중 제 1 스프링 (62) 이 배치된 면과는 반대측면 상에 배치되어 있다. 타단부 (60c) 는 오목부 (72a) 내에 배치되어 있다. 또, 타단부 (60c) 는 오목부 (72a) 의 저면과 접합되어 있다. 일단부 (60b) 는, 구동 기구 (90) 가 구동하고 있지 않은 상태 (비통전 상태) 에 있어서, 제 2 스프링 (64) 에 의해 가동 접촉자 (50) 가 고정 단자 (10) 를 향하여 이동하는 것을 규제한다. 타단부 (60c) 는, 구동 기구 (90) 가 구동한 상태에 있어서, 가동 철심 (72) 의 동작에 로드 (60) 를 연동시키기 위해서 사용한다.

다음으로, 계전기 (5) 의 동작에 대해 도 4 를 이용하여 설명한다. 코일 (44) 에 통전하면 (계전기 (5) 의 ON 상태), 가동 철심 (72) 이 고정 철심 (70) 에 흡인된다. 즉, 가동 철심 (72) 이 제 2 스프링 (64) 의 탄성력에 저항하여 고정 철심 (70) 에 근접하여 고정 철심 (70) 에 맞닿는다. 가동 철심 (72) 이 상방향으로 이동하면, 로드 (60) 도 상방향으로 이동한다. 이로써 로드 (60) 의 일단부 (60b) 도 상방향으로 이동한다. 이로써, 가동 접촉자 (50) 의 동작의 규제가 해제되고, 제 1 스프링 (62) 의 탄성력에 의해, 가동 접촉자 (50) 가 상방향 (고정 접점 (18) 에 근접하는 방향) 으로 이동한다. 이로써, 각 고정 접점 (18) 과 대응하는 각 가동 접점 (58) 이 접촉하고, 2 개의 고정 단자 (10) 가 가동 접촉자 (50) 를 통하여 도통된다 (계전기 (5) 가 도통 상태).

한편, 코일 (44) 에 대한 통전이 차단되면 (계전기 (5) 의 OFF 상태), 주로 제 2 스프링 (64) 의 탄성력에 의해 가동 철심 (72) 이 고정 철심 (70) 으로부터 떨어지도록 하방향으로 이동한다. 이로써, 로드 (60) 의 일단부 (60b) 에 밀려 가동 접촉자 (50) 도 하방향 (고정 접점 (18) 으로부터 떨어지는 방향) 으로 이동한다. 따라서, 각 가동 접점 (58) 이 각 고정 접점 (18) 으로부터 떼어놓아져 2 개의 고정 단자 (10) 간의 도통이 차단된다 (계전기 (5) 의 비도통 상태).

이상과 같이, 코일 (44) 에 통전하면, 가동 접촉자 (50) 는 이동하여 2 개의 고정 단자 (10) 간이 도통하고, 코일 (44) 의 통전이 차단되면 가동 접촉자 (50) 가 원래의 위치로 복귀함으로써 2 개의 고정 단자 (10) 간이 비도통이 된다. 여기서, 가동 접점 (58) 과 고정 접점 (18) 의 개폐시에 접점 (18, 58) 간에 아크가 발생한다. 발생된 아크는, 외측 케이스 (7) 에 형성된 영구 자석 (800) 에 의해 Y 축방향으로 늘어져 소호된다.

상기와 같이, 제 1 실시예의 계전기 (5) 는, 중앙부 영역 (RX) 이 가동 접점 영역 (RV) 에 비해 영구 자석 (800) 의 자속 밀도가 작은 관계를 갖는다. 따라서, 구동 기구 (90) 를 동작시켜, 계전기 (5) 를 ON 상태로 한 경우에, 가동 접촉자 (50) 에 흐르는 전류에 대한 전자 반발력을 저감시킬 수 있다. 따라서, 접점 (18, 58) 의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다. 또, 접촉 상태를 양호하게 유지하기 위해서 계전기 (5) 의 접점 (18, 58) 간을 소정의 힘 (예를 들어, 5N) 으로 접촉시키는 경우에, 전자 반발력을 저감시킬 수 있는 정도만큼, 제 1 스프링 (62) 이 가동 접촉자 (50) 에 가하는 힘 (탄성력) 을 작게 설정할 수 있다. 이로써, 접점 (18, 58) 을 열 때에, 제 1 스프링 (62) 의 탄성력에 저항하여 가동 접촉자 (50) 를 고정 단자 (10) 로부터 떼어놓기 위한 제 2 스프링 (64) 의 힘 (탄성력) 도 작게 설정할 수 있다. 따라서, 제 2 스프링 (64) 의 탄성력에 저항하여 가동 철심 (72) 을 고정 철심 (70) 측으로 밀어 올리기 위한 자력도 작게 설정할 수 있다. 즉, 본 실시예의 계전기 (5) 는, 코일 (44) 의 감는 수를 저감시키는 것이나, 코일 (44) 에 통전하는 전류를 저감시키는 것이 가능해진다. 따라서, 계전기 (5) 의 소형화나 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다. 특히, 대전류 (예를 들어, 5000 A 이상) 가 흐르는 회로 중에 계전기 (5) 가 배치되어 사용되는 경우에는, 계전기 (5) 의 대형화를 억제하거나 소비 전력의 증가를 억제하거나 할 수 있다. 또, 영구 자석 (800) 이 단일 자석인 점에서, 분할된 자석이 사용되는 것보다 계전기 (5) 의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.

B. 제 2 실시예 ：

도 8a, 도 8b 는, 제 2 실시예의 계전기 (5a) 를 설명하기 위한 도면이다. 도 8a 는, 도 3b 의 3－3 단면도에 상당하는 도면이다. 도 8b 는, 영구 자석 (800) 과 자기 차폐부 (850) 의 위치 관계를 나타내는 모식도이다. 계전기 본체 (6a) 도 제 1 실시예와 마찬가지로, 외측 케이스 (8) (도 2) 에 의해 주위를 둘러싸여 보호된다. 제 1 실시예의 계전기 (5) 와 다른 점은, 가동 접촉자 (50a) 의 형상과 새롭게 자기 차폐부 (850) 를 형성한 점과, 영구 자석 (800) 과 가동 접촉자 (50a) 의 위치 관계이다. 그 밖의 구성 (예를 들어, 구동 기구 (90)) 은, 제 1 실시예와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다. 여기서, 도 8a 에는, 영구 자석 (800) 이나 자기 차폐부 (850) 의 배치 위치를 명시하기 위해서, 점선으로 영구 자석 (800) 의 윤곽을 나타내고, 일점 쇄선으로 자기 차폐부 (850) 의 윤곽을 나타내고 있다.

도 8a 에 나타내는 바와 같이, 가동 접촉자 (50a) 는, 일정한 두께를 갖는 평판상이다. 가동 접촉자 (50a) 는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 1 쌍의 가동 접점 (58) 과 1 쌍의 가동 접점 (58) 사이에 배치된 중앙부 (52a) 를 구비한다. 가동 접점 (58) 을 포함하는 가동 접촉부 (56a) 와 중앙부 (52a) 는 가동 접촉자 (50a) 의 이동 방향에 대해 동일한 높이 위치가 되도록 형성되어 있다.

도 8a 에 나타내는 바와 같이, 영구 자석 (800) 은, 가동 접촉자 (50a) 및 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 포함하는 소정의 면 (Fa) 을 사이에 둔 양측에 배치되어 있다. 또, 소정의 면 (Fa) 과 평행한 면에 계전기 (5a) 를 수직 투영한 경우에, 1 쌍의 가동 접점 (58) 과 중앙부 (52a) 를 포함하는 가동 접촉자 (50a), 및 1 쌍의 고정 접점 (18) 은 영구 자석 (800) 과 겹친다.

자기 차폐부 (850) 는, 예를 들어 평판상의 자성체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 자기 차폐부 (850) 는, 자성체 (예를 들어, 철) 를 사용하여 제작할 수 있다. 자기 차폐부 (850) 는, 중앙부 (52a) 를 흐르는 전류에 대해 로렌츠력을 작용시키는 자속 밀도를 저감시킨다. 즉, 도 8a 및 도 8b 에 나타내는 바와 같이, 가동 접촉자 (50a) 를 향하여 자속을 방출하는 영구 자석 (800) (X 축 부방향측에 배치된 영구 자석 (800)) 과 중앙부 (52a) 에 끼워져 자기 차폐부 (850) 가 배치되어 있다. 또한, 가동 접촉자 (50a) 를 통과한 자속이 유입되는 영구 자석 (800) (X 축 정방향측에 배치된 영구 자석 (800)) 과 중앙부 (52a) 에 끼워져 자기 차폐부 (850) 를 배치해도 된다.

상기와 같이, 자기 차폐부 (850) 를 구비함으로써, 가동 접점 (58) 이 위치하는 가동 접점 영역 (RV) 보다, 중앙부 (52a) 가 위치하는 중앙부 영역 (RX) 이 자속 밀도를 작게 할 수 있다. 이로써, 중앙부 영역 (RX) 이 가동 접점 영역 (RV) 과 동일한 자속 밀도인 경우에 비해 전자 반발력을 작게 할 수 있다. 따라서, 계전기 (5a) 가 ON 상태에 있어서의 1 쌍의 고정 접점 (18) 과 가동 접촉자 (50) 의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다. 또, 가동 접촉자 (50a) 를 가동 접촉자 (50a) 의 이동 방향으로 굴곡시킬 필요가 없기 때문에, 제 1 실시예에 비해 보다 소형화를 도모할 수 있다. 또, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 가동 철심 (72) 을 고정 철심 (70) 으로 밀어 올리기 위한 자력을 저감시킬 수 있기 때문에, 코일 (44) 에 통전하는 전류를 저감시킬 수 있다. 따라서, 계전기 (5a) 의 소비 전력을 저감시킬 수 있다.

C. 제 3 실시예 ：

도 9 는, 제 3 실시예의 계전기 (5b) 를 설명하기 위한 도면이다. 도 9 는, 도 3b 의 3－3 단면도에 상당하는 도면이다. 도 10 은, 도 9 에 나타내는 계전기 본체 (6b) 의 사시도이다. 제 1 실시예의 계전기 (5) 와의 차이는, 가동 접촉자 (50b) 의 구성이다. 그 밖의 구성에 대해서는 제 1 실시예와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다. 또한, 도 9 에는 영구 자석 (800) 의 배치 위치를 명시하기 위해서, 점선으로 영구 자석 (800) 의 윤곽을 나타내고 있다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 가동 접촉자 (50b) 는 가동 접점 (58b) 이 표면에 형성된 가동 접촉부 (56b) 와 연신부 (54b) 와 중앙부 (52b) 를 구비한다. 가동 접촉부 (56b) 는 고정 접촉부 (19) 와 대향하는 부분이다. 흐름 방향 (R1) 에 대해서, 중앙부 (52b) 는 1 쌍의 가동 접촉부 (56b) 의 사이에 위치한다. 중앙부 (52b) 는, 1 쌍의 고정 단자 (10) 가 대향하는 방향 (수평 방향, Y 축방향) 으로 연장된다. 흐름 방향 (R1) 에 대해, 1 쌍의 연신부 (54b) 는 중앙부 (52b) 와 1 쌍의 가동 접점 (58b) 의 사이에 위치한다. 1 쌍의 가동 접촉부 (56b) 는, 1 쌍의 연신부 (54b) 로부터 서로 근접하도록 연장되어 있다. 즉, 1 쌍의 가동 접촉부 (56b) 는, 1 쌍의 연신부 (54b) 로부터 계전기 (5c) 의 내측을 향하여 연장되어 있다. 여기서, 영구 자석 (800) 은 제 1 실시예와 마찬가지로 소정의 면 (본 실시예에서는 지면) 을 사이에 두고 양측에 배치되고, 계전기 본체 (6b) 에는 지면 안쪽으로부터 앞쪽을 향하여 자속이 형성된다. 즉, 영구 자석 (800) 은 접점 (18, 58b) 간에 발생하는 1 쌍의 아크 전류를 서로 떼어놓는 방향으로 로렌츠력을 작용시킨다. 바꿔 말하면, 영구 자석 (800) 은, 아크 전류를 계전기 (5b) 의 외측을 향하는 방향으로 로렌츠력을 작용시킨다.

상기와 같이, 1 쌍의 가동 접촉부 (56b) 는 서로 대향하는 방향으로 연신부 (54b) 로부터 연장되어 있다. 따라서, 영구 자석 (800) 에 의해, 가동 접촉부 (56b) 를 흐르는 전류에 대해 가동 접촉부 (56b) 를 고정 단자 (10) 에 근접하는 방향에 대한 로렌츠력 (F1) 을 작용시킬 수 있다. 이로써, 계전기 (5b) 의 ON 상태에 있어서의 1 쌍의 고정 접점 (18) 과 가동 접촉자 (50b) 의 접촉을 보다 한층 안정적으로 유지할 수 있다. 상기와 같이, 접점 (18, 58b) 이 닫힌 상태에 있어서, 로렌츠력 (F1) 이 가동 접촉부 (56b) 에 작용한다. 따라서, 접점 (18, 58b) 을 소정의 힘 (예를 들어, 5N) 으로 접촉시키는 경우에, 로렌츠력 (F1) 의 정도만큼 제 1 스프링 (62) 이 가동 접촉자 (50) 에 가하는 힘 (탄성력) 을 작게 설정할 수 있다. 따라서, 가동 철심 (72) 을 고정 철심 (70) 측으로 밀어 올리기 위한 자력을 제 1 실시예에 비해 작게 설정할 수 있다. 즉, 계전기 (5c) 는, 제 1 실시예의 계전기 (5) 에 비해 소형화나 소비 전력의 저감을 보다 도모할 수 있다.

D. 제 4 실시예 ：

도 11a, 도 11b 는, 제 4 실시예의 계전기 (5d) 의 외관도이다. 도 11a 는, 계전기 (5d) 의 제 1 외관도이다. 도 11b 는, 계전기 (5d) 의 제 2 외관도이다. 도 11a 는, 이해의 용이를 위해서, 외측 케이스 (8) 의 내측에 배치된 계전기 본체 (6d) 의 구성도 실선으로 나타내고 있다. 또, 도 11b 는, 도 11a 에서 도시한 외측 케이스 (8) 의 도시를 생략함과 함께, 계전기 (5d) 가 구비하는 영구 자석 (800d) 을 도시하고 있다. 제 1 실시예의 계전기 (5) 와 다른 점은, 제 1 용기 (20d) 의 구성과, 영구 자석 (800d) 에 의해 형성되는 자속의 방향과, 후술하는 제 3 용기의 구성과, 후술하는 접합 부재의 구성이다. 그 밖의 구성 (예를 들어, 구동 기구 (90)) 은, 제 1 실시예와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다. 또한, 제 3 용기 및 접합 부재는 후술하는 구성으로 하는 것이 더욱 바람직하지만, 제 1 실시예와 동일한 구성으로 해도 된다.

도 11a 에 나타내는 바와 같이, 계전기 (5d) 는 각 고정 단자 (10) 에 대응하여 제 1 용기 (20d) 를 구비한다. 본 실시예에서는, 2 개 (1 쌍) 의 고정 단자 (10) 에 대응하여 2 개 (1 쌍) 의 제 1 용기 (20d) 가 형성되어 있다. 제 1 용기 (20d) 는 절연성을 갖는 부재이다. 제 1 용기 (20) 는, 예를 들어, 알루미나나 지르코니아 등의 세라믹에 의해 형성되어 내열성이 우수하다. 제 1 용기 (20) 는, 저부를 갖는 원통형이다. 도 11b 에 나타내는 바와 같이, 영구 자석 (800d) 은 자속의 방향이 제 1 실시예와는 반대 방향 (X 축 정방향측으로부터 X 축 부방향측을 향하는 방향) 이 되도록 배치되어 있다. 이 이유는 후술한다.

도 12a, 도 12b 는, 제 4 실시예의 계전기 (5d) 를 설명하기 위한 도면이다. 도 12a 는, 도 11b 의 6－6 단면도이다. 도 12b 는, 영구 자석 (800d) 에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 도 13 은, 도 12a 에 나타내는 계전기 본체 (6d) 의 외관 사시도이다. 또한, 도 12a 에는, 영구 자석 (800d) 의 배치 위치를 명시하기 위해서, 점선으로 영구 자석 (800d) 의 윤곽을 나타내고 있다.

도 12a 에 나타내는 바와 같이, 계전기 본체 (6d) 는 제 1 용기 (20d) 와, 제 1 용기 (20d) 에 접합된 고정 단자 (10) 와, 제 1 용기 (20d) 에 접합된 제 2 용기 (92d) 에 의해, 내측에 기밀 공간 (100d) 을 형성하고 있다.

가동 접점 (58) 을 포함하는 가동 접촉부 (56) 와 고정 접점 (18) 을 포함하는 고정 접촉부 (19) 는, 각 고정 단자 (10) 에 대응하여 형성된 제 1 용기 (20d) 의 내측에 수용되어 있다. 상세하게는, 가동 접촉자 (50) 의 이동 (변위) 에 관계없이, 가동 접촉부 (56) 와 고정 접촉부 (19) 는 제 1 용기 (20d) 의 내측에 수용되어 있다. 여기서, 도 12b 에 나타내는 바와 같이 영구 자석 (800d) 의 자속 Φ 은, 계전기 본체 (6d) 를 X 축 정방향측으로부터 X 축 부방향측으로 관통하도록 형성된다. 따라서 도 12a 에 나타내는 바와 같이, 영구 자석 (800d) 에 의해, 가동 접촉부 (56) 를 흐르는 전류에 대해, 가동 접촉부 (56) 를 고정 단자 (10) 에 근접하는 방향으로 로렌츠력이 작용한다. 즉, 계전기 본체 (6d) 를 관통하는 영구 자석 (800d) 의 자계의 방향이 제 1 실시예와는 반대이기 때문에, 가동 접촉자 (50) 를 흐르는 전류에 대해 작용하는 로렌츠력의 방향이 제 1 실시예와는 반대가 된다.

상기와 같이, 본 실시예의 계전기 (5d) 는, 고정 접점 (18) 과 가동 접점 (58) 의 개폐시에 발생하는 아크 (200) 에 대해, 서로 근접하는 방향으로 로렌츠력을 작용시키는 영구 자석 (800d) 을 구비한다. 추가로, 영구 자석 (800d) 은, 가동 접촉자 (50) 를 흐르는 전류의 일부 (상세하게는, 가동 접촉부 (56) 를 흐르는 전류) 에 대해, 가동 접촉자 (50) 를 고정 접점 (18) 에 근접하는 방향으로 로렌츠력을 작용시키도록 배치되어 있다. 따라서, 접점 (18, 58) 의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다. 여기서, 가동 접촉자 (50) 를 고정 접점 (18) 에 근접하는 방향으로 작용하는 로렌츠력을 「전자 흡착력」이라고도 한다. 또, 전자 흡착력이 발생하기 때문에, 계전기 (5d) 의 접점 (18, 58) 간을 소정의 힘 (예를 들어, 5N) 으로 접촉시키는 경우에, 제 1 스프링 (62) 이 가동 접촉자 (50) 에 가하는 힘 (탄성력) 을 보다 작게 설정할 수 있다. 이로써, 접점 (18, 58) 을 열 때에, 제 1 스프링 (62) 의 탄성력에 저항하여 가동 접촉자 (50) 를 고정 단자 (10) 로부터 떼어놓기 위한 제 2 스프링 (64) 의 힘 (탄성력) 도 보다 작게 설정할 수 있다. 따라서, 계전기 (5d) 의 소형화나 소비 전력의 저감을 보다 도모할 수 있다.

접합 부재 (30d) 는, 제 1 접합 부재 (301) 와 제 2 접합 부재 (303) 를 구비한다. 제 1 과 제 2 접합 부재 (301, 303) 는, 예를 들어 금속 재료 등으로 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 알루미나제의 제 1 용기 (20d) 에 접합되는 제 2 접합 부재 (303) 는, 제 1 접합 부재 (303) 보다 열팽창률이 작다. 예를 들어, 제 1 접합 부재 (301) 는 스테인리스를 사용하여 제작되고, 제 2 접합 부재 (303) 는 코바르나 42 알로이를 사용하여 제작된다. 스테인리스제의 제 1 접합 부재 (301) 와 세라믹제의 제 1 용기 (20d) 사이에, 열팽창률이 작은 제 2 접합 부재 (303) 를 개재시킴으로써, 제 1 용기 (20d) 와 제 1 접합 부재 (301) 간의 열팽창차에 의해 발생하는 응력을 완화할 수 있다. 이로써, 계전기 본체 (6d) 가 파손될 가능성을 저감시킬 수 있다.

제 1 접합 부재 (301) 의 일면 (상면) 에는, 가동 접촉자 (50) 의 일부분이 통과하기 위한 2 개의 원형상의 개구 (301h) 가 형성되어 있다. 또, 제 1 접합 부재 (301) 의 일면과 대향하는 면 (하면) 에는, 사각형상의 개구 (301j) 가 형성되어 있다. 제 2 접합 부재 (303) 는, 제 1 용기 (20d) 에 대응하여 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 제 2 접합 부재 (303) 는 2 개 형성되어 있다. 제 2 접합 부재 (303) 는 원통 형상이다. 제 2 접합 부재 (303) 는 제 1 용기 (20d) 와 제 1 접합 부재 (301) 에 각각 접합되어 있다. 구체적으로는, 제 1 과 제 2 접합 부재 (301, 303) 는 레이저 용접이나 저항 용접 등에 의해 기밀하게 접합되어 있다. 또, 제 2 접합 부재 (303) 와 제 1 용기 (20d) 는 납땜에 의해 접합되어 있다.

제 3 용기 (34d) 는, 하측 용기부 (340) 와 뚜껑 용기부 (360) 를 구비한다. 하측 용기부 (340) 와 뚜껑 용기부 (360) 는, 예를 들어, 합성 수지나 세라믹에 의해 형성되어 있다. 제 3 용기 (34d) 는, 고정 접점 (18) 과 가동 접점 (58) 사이에서 발생한 아크 (200) 가 도전성의 부재 (예를 들어, 접합 부재 (30d)) 나 각 구성 부재의 접합 부분 (예를 들어, 제 1 용기 (20d) 와 접합 부재 (30d) 의 접합 부분) 에 닿는 것을 방지하고 있다. 즉, 제 1 용기 (20d) 와 제 2 접합 부재 (303) 의 접합 부분, 및 제 1 과 제 2 접합 부재 (301, 303) 의 접합 부분은, 제 3 용기 (34d) 를 사이에 두고 고정 접점 (18) 및 가동 접점 (58) 과 대향하는 관계에 있다. 바꿔 말하면, 제 1 용기 (20d) 와 제 2 접합 부재 (303) 의 접합 부분, 및 제 1 과 제 2 접합 부재 (301, 303) 의 접합 부분은, 제 3 용기 (34d) 에 의해 고정 접점 (18) 및 가동 접점 (58) 으로부터 은폐된 (시인할 수 없는) 위치에 있다.

도 14a ∼ 도 14c 는, 제 3 용기 (34d) 의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 14a 는, 제 3 용기 (34d) 의 외관 사시도이다. 도 14b 는, 하측 용기부 (340) 의 외관 사시도이다. 도 14c 는, 뚜껑 용기부 (360) 의 외관 사시도이다.

도 14a 에 나타내는 바와 같이, 제 3 용기 (34d) 는 뚜껑 용기부 (360) 와 하측 용기부 (340) 가 끼워 맞추어짐으로써 일체로 되어 있다. 도 14a 및 도 14c 에 나타내는 바와 같이, 뚜껑 용기부 (360) 에는, 로드 (60) 나 가동 접촉자 (50) 를 통과시키기 위한 복수의 관통공 (362h, 366) 이 형성되어 있다. 또, 도 14b 에 나타내는 바와 같이, 하측 용기부 (340) 에는 로드 (60) 를 통과시키기 위한 관통공 (346) 이 형성되어 있다.

도 15a, 도 15b 는, 제 3 용기 (34d) 와 로드 (60) 와 가동 접촉자 (50) 를 나타낸 사시도이다. 도 15a, 도 15b 에 나타내는 바와 같이, 로드 (60) 의 일부분과 가동 접촉자 (50) 의 일부분이 제 3 용기 (34d) 에 의해 둘러싸여 있다.

상기와 같이, 제 4 실시예의 계전기 (5d) 가 구비하는 영구 자석 (800d) 은, 가동 접촉자 (50) 를 흐르는 전류에 대해, 전자 흡착력을 작용시킨다. 따라서, 계전기 (5d) 가 ON 상태에 있어서의 접점 (18, 58) 의 접촉을 보다 안정적으로 유지할 수 있다. 또, 전자 흡착력이 발생하기 때문에, 계전기 (5d) 의 접점 (18, 58) 간을 소정의 힘 (예를 들어, 5N) 으로 접촉시키는 경우에, 제 1 스프링 (62) 이 가동 접촉자 (50) 에 가하는 힘 (탄성력) 을 보다 작게 설정할 수 있다. 이로써, 접점 (18, 58) 을 열 때에, 제 1 스프링 (62) 의 탄성력에 저항하여 가동 접촉자 (50) 를 고정 단자 (10) 로부터 떼어놓기 위한 제 2 스프링 (64) 의 힘 (탄성력) 도 작게 설정할 수 있다. 따라서, 계전기 (5d) 의 소형화나 소비 전력의 저감을 보다 도모할 수 있다. 여기서, 전자 흡착력을 작용시키도록 영구 자석 (800d) 을 배치한 경우, 영구 자석 (800d) 은, 1 쌍의 아크 (200) 에 대해, 서로 근접하는 방향으로 로렌츠력을 작용시킨다 (도 12a). 계전기 (5d) 는, 각 고정 단자 (10) 에 대응하여 제 1 용기 (20d) 가 형성되어 있다. 제 1 용기 (20d) 는, 가동 접촉부 (56) 와 고정 접촉부 (19) 를 둘러싸도록 배치되어 있다. 따라서, 서로 근접하는 방향으로 늘어진 아크 (200) 끼리가 충돌하여, 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 계전기 (5d) 는, 복수의 고정 접점 (18) 에 대응하여 복수의 제 1 용기 (20d) 를 구비함으로써, 아크 (200) 발생에 의해 고정 단자 (10) 를 형성하는 부재가 비산한 경우에도, 제 1 용기 (20) 가 장벽이 됨으로써 비산 입자가 원인으로 1 쌍의 고정 단자 (10) 간이 도통될 가능성을 저감시킬 수 있다. 여기서, 접점 (18, 58) 간에 아크가 발생하면, 기밀 공간 (100) 의 온도가 상승함으로써 기밀 공간 (100) 내의 기체가 팽창하여, 기밀 공간 (100) 내의 압력이 상승한다. 따라서, 기밀 공간 (100) 을 형성하는 부재 (예를 들어, 제 1 용기 (20)) 에는 내(耐)압성이 요구된다. 상기와 같이, 복수의 고정 단자 (10) 에 각각 대응하여 복수의 제 1 용기 (20d) 를 형성함으로써, 복수의 고정 단자 (10) 에 대해 단일의 제 1 용기 (20) 를 형성하는 경우 (도 4) 에 비해, 제 1 용기 (20) 의 내압성을 향상시킬 수 있다. 이로써, 계전기 (5) 가 파손될 가능성을 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 제 4 실시예에서는, 계전기 (5d) 를 가동 접촉자 (50) 및 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 포함하는 소정의 면 (도 12a 의 지면) 과 평행한 면에 수직 투영한 경우에, 가동 접점 (58) 을 포함하는 가동 접촉부 (56), 및 1 쌍의 고정 접점 (18) 은 영구 자석 (800d) 과 겹치고, 중앙부 (52) 는 영구 자석 (800d) 과 겹치지 않도록 각 구성 (18, 54, 800d) 이 배치되어 있다 (도 12a). 이 대신에, 계전기 (5d) 를 소정의 면과 평행한 면에 수직 투영한 경우에, 중앙부 (52) 를 포함하는 가동 접촉자 (50), 및 1 쌍의 고정 접점 (18) 이 영구 자석 (800d) 과 겹치도록 각 구성 (18, 54, 800d) 을 배치해도 된다. 즉, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향에 대해, 영구 자석 (800d) 이 위치하는 범위에 1 쌍의 고정 접점 (18) 과 가동 접촉자 (50) 가 배치되어 있어도 된다. 바꿔 말하면, 상기 제 4 실시예는, 전자 흡착력을 발생하는 형태이면, 제 1 실시예의 계전기 (5) 가 구비하는 자속 밀도의 관계 (중앙부 (52) 가 위치하는 영역이, 가동 접점 (58) 이 위치하는 영역보다 자속 밀도가 작은 관계) 를 갖지 않아도 된다. 이렇게 함으로써, 중앙부 (52) 를 흐르는 전류에 대해서도 전자 흡착력을 작용시킬 수 있다. 따라서, 접점 (18, 58) 의 접촉을 보다 안정적으로 유지할 수 있다.

또, 안정적으로 접점 (18, 58) 을 접촉시키기 위해서, 접점 (18, 58) 간을 소정의 힘 (예를 들어, 5N) 으로 접촉시키는 경우에 있어서, 전자 흡착력이 작용하기 때문에 제 1 스프링 (62) 의 탄성력을 보다 작게 설정할 수 있다. 따라서, 제 2 스프링 (64) 의 탄성력에 저항하여 가동 철심 (72) 을 고정 철심 (70) 측으로 밀어 올리기 위한 자력도 작게 설정할 수 있다. 즉, 본 실시예의 계전기 (5d) 는, 코일 (44) 의 감는 수를 보다 한층 저감시키는 것이나, 코일 (44) 에 통전하는 전류를 보다 한층 저감시키는 것이 가능해진다. 따라서, 계전기 (5d) 의 소형화나 소비 전력의 저감을 보다 한층 도모할 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제 1 접합 부재 (301) 는 비자성체 (예를 들어, 스테인리스 (304)) 인 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 제 1 접합 부재 (301) 에 자성체를 사용하는 것보다, 자속을 통과시킬 수 있다. 따라서, 영구 자석 (800d) 에 의해 중앙부 (52) 에 작용하는 전자 흡착력을 증가시킬 수 있다. 이로써, 계전기 (5d) 의 소형화나 소비 전력의 저감을 더욱 도모할 수 있다.

E. 제 5 실시예 ：

도 16 은, 제 5 실시예의 계전기 (5e) 를 설명하기 위한 도면이다. 도 16 은, 도 3b 의 3－3 단면도에 상당하는 도면이다. 계전기 본체 (6e) 도 제 1 실시예와 마찬가지로, 외측 케이스 (8) (도 2) 에 의해 주위를 둘러싸여 보호된다. 또, 외측 케이스 (8) 와 계전기 본체 (6e) 의 사이로서, 소정의 면 (도 16 의 지면) 을 사이에 둔 양측에 영구 자석 (800e) 이 배치되어 있다. 제 1 실시예의 계전기 (5) 와의 차이는, 영구 자석 (800e) 의 크기이다. 그 밖의 구성에 대해서는 제 1 실시예와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다.

영구 자석 (800e) 은, 제 1 실시예의 영구 자석 (800) 보다 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (상하 방향, Z 축방향) 으로 길다. 또, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향에 대해, 영구 자석 (800e) 이 위치하는 범위에, 가동 접촉자 (50) 와 1 쌍의 고정 접점 (18) 이 위치한다. 즉, 계전기 (5e) 를, 가동 접촉자 (50) 및 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 포함하는 소정의 면 (도 16 의 지면) 에 평행한 면에 수직 투영한 경우에, 영구 자석 (800e) 은 고정 접점 (18) 및 가동 접촉자 (50) 와 겹치는 관계에 있다. 상세하게는, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향에 대해, 중앙부 (52) 가 위치하는 중앙부 영역 (RX) 은, 1 쌍의 가동 접점 (58) 이 위치하는 가동 접점 영역 (RV) 보다 영구 자석 (800e) 의 중심 (K1) 으로부터 떨어진 위치에 있다. 여기서, 계전기 본체 (6e) 를 관통하는 자속 밀도는, 일반적으로 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (Y 축방향) 에 대해, 영구 자석 (800e) 의 중앙보다 양단(端)이 작아진다. 따라서, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 계전기 (5e) 에 형성되는 자속 밀도 (Bt) 는, 가동 접점 영역 (RV) 보다 중앙부 영역 (RX) 이 작다.

상기와 같이, 제 5 실시예의 계전기 (5e) 는, 중앙부 영역 (RX) 이 가동 접점 영역 (RV) 에 비해 영구 자석 (800e) 의 자속 밀도가 작은 관계를 갖는다. 따라서, 제 1 실시예와 마찬가지로, 전자 반발력을 저감시켜, 계전기 (5e) 가 ON 상태에 있어서의 접점 (18, 58) 의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다. 또, 제 1 실시예와 마찬가지로, 코일 (44) 의 감는 수를 저감시키는 것이나, 코일 (44) 에 통전되는 전류를 저감시키는 것이 가능해진다. 따라서, 계전기 (5) 의 소형화나 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.

F. 제 6 실시예 ：

도 17 은, 제 6 실시예의 계전기 (5f) 를 설명하기 위한 도면이다. 도 17 은, 계전기 본체 (6d) 및 영구 자석 (800) 을 Z 축방향 (바로 위) 에서 본 도면이다. 계전기 본체 (6f) 도 제 1 실시예와 마찬가지로, 외측 케이스 (8) (도 2) 에 의해 주위를 둘러싸여 보호된다. 상기 제 1 실시예와 다른 점은, 고정 단자 (10) 의 설치 수, 제 1 용기 (20) 의 설치 수, 가동 접촉자 (50) 의 설치 수, 영구 자석 (800) 의 배치 수, 및 가동 접촉자 (50) 를 구동시키는 구동 기구의 구성이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제 1 실시예와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다. 또한, 설명의 편의상, 복수의 고정 단자 (10) 를 구별하여 설명하기 위해서 복수의 고정 단자 (10) 에 부호 10P, 10Q, 10R, 10S 를 괄호 쓰기로 부여하고 있다.

계전기 본체 (6f) 는, 고정 접점을 갖는 4 개의 고정 단자 (10) 와, 각 고정 접점에 각각 대향하는 가동 접점을 갖는 2 개의 가동 접촉자 (50) 와, 각 고정 단자 (10) 가 접합되는 절연성을 갖는 제 1 용기 (20) 를 구비한다. 또, 2 개의 가동 접촉자 (50) 를 구동시키기 위해서 2 개의 구동 기구를 구비한다. 2 개의 구동 기구의 주된 구성은, 제 1 실시예의 구동 기구 (90) (도 4) 의 구성과 동일하다. 2 개의 구동 기구 중, 베이스부 (32) 와, 철심용 용기 (80) 와, 코일 (44) 과, 코일 보빈 (42) 과, 코일용 용기 (40) 는 공통적으로 사용되고, 로드 (60) 와, 고정 철심 (70) 과, 가동 철심 (72) 과, 제 1 스프링 (62) 과, 제 2 스프링 (64) 은 각 구동 기구에 대응하여 설치되어 사용된다.

또한, 1 개의 가동 접촉자 (50) 와 접리되는 2 개의 고정 단자 (10P, 10Q) 중 하나의 고정 단자 (10P) 는 전기 회로 (1) (도 1) 의 배선 (99) 에 전기적으로 접속되고, 타방의 고정 단자 (10Q) 는 타방의 가동 접촉자 (50) 와 접리되는 2 개의 고정 단자 (10R, 10S) 중 하나의 고정 단자 (10R) 와 배선 (98) 을 사용하여 전기적으로 접속되어 있다. 또, 타방의 고정 단자 (10S) 는, 전기 회로 (1) 의 배선 (99) 에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 복수 (4 개) 의 고정 단자 (10P ∼ 10S) 가 2 개의 가동 접촉자 (50) 를 통하여 전기적으로 직렬로 접속되어 있다.

영구 자석 (800) 은, 가동 접촉자 (50) 와 가동 접촉자 (50) 에 의해 전기적으로 접속되는 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 포함하는 소정의 면을 사이에 둔 제 1 과 제 2 양측에 배치되어 있다. 또, 제 1 실시예와 마찬가지로, 고정 접점 (18) 과 가동 접점 사이에 발생하는 1 쌍의 아크에 대해, 서로 떼어놓는 방향으로 로렌츠력을 작용시키도록 영구 자석 (800) 은 배치되어 있다. 또한, 제 1 실시예와 마찬가지로, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (상하 방향, Z 축방향) 에 대해, 1 쌍의 가동 접점 및 1 쌍의 고정 접점은 영구 자석 (800) 이 위치하는 범위에 배치되고, 가동 접촉자 (50) 의 중앙부 (52) 는 영구 자석 (800) 이 위치하는 범위에 배치되어 있지 않다.

상기와 같이, 제 6 실시예의 계전기 (5f) 는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 중앙부 (52) 에 작용하는 전자 흡착력을 저감시킬 수 있다. 또, 계전기 (5f) 는, 1 쌍의 고정 접점과 가동 접점간의 전압을 제 1 실시예에 비해 저하시킬 수 있다. 이로써, 고정 접점과 가동 접점간에서 발생하는 아크를 작게 (소전류화) 할 수 있고, 아크 발생에 의한 문제의 발생을 저감시킬 수 있다. 예를 들어, 고정 접점과 가동 접점이 아크 발생의 열에 의해 고착될 가능성을 저감시킬 수 있다.

G. 제 7 실시예 ：

도 18 은, 제 7 실시예의 계전기 (5h) 의 단면도이다. 도 18 은, 도 4 와 동일하게 도 3b 의 3－3 단면도에 상당한다. 제 1 실시예의 계전기 (5) 와 다른 점은, 제 1 용기 (20h) 가 칸막이 벽부 (21) 를 갖는 점이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제 1 실시예의 계전기 (5) 와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다. 또한, 제 7 실시예의 계전기 (5h) 는, 제 1 실시예의 계전기 (5) 와 동일한 자속 밀도의 관계를 갖는다. 즉, 가동 접점 (58) 이 위치하는 가동 접점 영역 (RV) 보다 중앙부 (52) 가 위치하는 중앙부 영역 (RX) 이 자속 밀도는 작다.

제 1 용기 (20h) 는, 저부 (24) 와, 저부 (24) 와 대향하는 개구 (28) 를 갖는다. 또한, 개구 (28) 에는 이해의 용이를 위해, 일점 쇄선을 부여하고 있다. 또, 제 1 용기 (20h) 는, 복수의 고정 단자 (10) 의 각각에 대응한 복수의 수용실 (100t) 을 형성한다. 본 실시예에서는, 제 1 용기 (20h) 는, 2 개의 고정 단자 (10) 에 각각 대응한 2 개의 수용실 (100t) 을 내측에 형성한다. 2 개의 수용실 (100t) 은, 칸막이 벽부 (21) 에 의해 구획되어 있다. 상세하게는, 2 개의 수용실 (100t) 은, 칸막이 벽부 (21) 와 제 1 용기 (20h) 의 측면부 (22) 에 의해 형성되어 있다. 또한, 이해의 용이를 위해서, 2 개의 수용실 (100t) 의 하면 개구에는 점선을 부여하고 있다. 칸막이 벽부 (21) 는, 제 1 용기 (20h) 의 다른 부분 (예를 들어, 저부 (24)) 등과 일체로 제작되어 있다. 칸막이 벽부 (21) 는, 제 1 용기 (20h) 의 측면부 (22) 중, 1 쌍의 고정 단자 (10) 가 마주 보는 방향으로 연장되어 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 사이에 둔 제 1 과 제 2 측면부에 걸쳐 연장된다. 제 1 과 제 2 측면부는, 측면부 (22) 중 기밀 공간 (100) 을 사이에 두고 X 축 정방향측과 X 축 부방향측에 위치한다.

칸막이 벽부 (21) 는, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (Z 축방향, 연직 방향) 에 대해, 적어도 복수의 고정 접점 (18) 이 배치된 위치보다 저부 (24) 에 대해 떨어진 위치까지 저부 (24) 로부터 연장된다. 본 실시예에서는, 칸막이 벽부 (21) 는, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향에 대해, 복수의 가동 접점 (58) 이 배치된 위치보다 저부 (24) 에 대해 떨어진 위치까지 저부 (24) 로부터 연장되어 있다. 여기서, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (연직 방향, Z 축방향) 에 대해, 가동 접촉자 (50) 가 고정 단자 (10) 에 근접하는 방향을 상방향 (연직 상방향, Z 축 정방향), 가동 접촉자 (50) 가 고정 단자 (10) 로부터 떨어지는 방향을 하방향 (연직 하방향, Z 축 부방향) 으로 한다. 본 실시예에서는, 칸막이 벽부 (21) 는, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향에 대해, 저부 (24) 로부터 가동 접점 (58) 보다 하측까지 연장된다.

칸막이 벽부 (21) 가 저부 (24) 로부터 소정 위치까지 연장됨으로써, 각 고정 접점 (18) 은, 기밀 공간 (100) 중 각 수용실 (100t) 에 위치한다. 또, 각 가동 접점 (58) 은, 기밀 공간 (100) 중 각 수용실 (100t) 에 위치한다. 상세하게는, 각 가동 접점 (58) 은, 가동 접촉자 (50) 의 이동 (변위) 에 관계없이, 항상 각 수용실 (100t) 에 위치한다. 다시 바꿔 말하면, 본 실시예에서는, 칸막이 벽부 (21) 는, 1 쌍의 고정 접점 (18) 의 사이, 및 1 쌍의 가동 접점 (58) 사이에 위치한다. 즉, 각 고정 접점 (18) 은 칸막이 벽부 (21) 를 사이에 둔 위치에 배치되어 있다. 또, 각 가동 접점 (58) 은 칸막이 벽부 (21) 를 사이에 둔 위치에 배치되어 있다.

상기와 같이, 제 7 실시예의 계전기 (5h) 는, 복수의 고정 단자 (10) 의 각각에 대응한 복수의 수용실 (100t) 을 형성하는 제 1 용기 (20h) 를 갖는다. 또, 복수의 수용실 (100t) 은, 제 1 용기 (20h) 중 칸막이 벽부 (21) 에 의해 구획 형성되어 있다. 그리고, 칸막이 벽부 (21) 는, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향에 대해, 가동 접점 (58) 이 배치된 위치보다 저부 (24) 에 대해 떨어진 위치까지 저부 (24) 로부터 연장되어 있다. 즉, 각 고정 접점 (18) 및 각 가동 접점 (58) 은, 기밀 공간 (100) 중 대응하는 각 수용실 (100t) 에 위치한다. 이로써, 아크 발생에 의해 고정 단자 (10) 를 형성하는 부재의 입자가 비산해도, 제 1 용기 (20h) 의 칸막이 벽부 (21) 가 장벽이 됨으로써, 입자가 퇴적되거나 하여 각 고정 단자 (10) 간이 도통될 가능성을 저감시킬 수 있다. 또, 고정 접점 (18) 뿐만 아니라 가동 접점 (58) 에 대해서도 수용실 (100t) 에 위치시킴으로써, 아크 발생에 의해 가동 접점 (58) 을 포함하는 가동 접촉자 (50) 를 형성하는 부재의 입자가 비산해도 제 1 용기 (20h) 의 칸막이 벽부 (21) 가 장벽이 된다. 이로써, 입자가 퇴적되거나 하여 각 고정 단자 (10) 간이 도통될 가능성을 보다 한층 저감시킬 수 있다.

H. 제 8 실시예 ：

도 19 는, 제 8 실시예의 계전기 (5i) 의 외관 사시도이다. 또한, 외측 케이스 (8) (도 11a) 의 도시는 생략되어 있다. 도 20 은, 도 19 의 단면도이다. 도 20 은, 도 4 와 동일하게 도 3b 의 3－3 단면도에 상당한다. 도 20 에는, 영구 자석 (800i) 의 배치 위치를 명시하기 위해서, 점선으로 영구 자석 (800i) 의 윤곽을 나타내고 있다. 제 8 실시예의 계전기 (5i) 와, 제 7 실시예의 계전기 (5h) (도 18) 의 다른 점은, 영구 자석 (800i) 의 크기와 자속 밀도의 관계이다. 그 밖의 구성 (예를 들어, 제 1 용기 (20h)) 은 제 7 실시예의 계전기 (5h) 와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다.

제 8 실시예의 계전기 (5i) 는, 직류 전원 (2) 으로서 축전지가 사용되는 전기 회로 (「시스템」이라고도 한다.) (1) 에 사용된다 (도 1). 즉, 계전기 (5i) 는, 축전지를 포함하는 시스템 (1) 에 사용된다. 시스템 (1) 은, 모터 (4) 등의 부하를 포함한다. 본 실시예에서는, 축전지 (2) 의 방전시에 있어서, 1 쌍의 고정 단자 (10) 중, 전류가 유입되는 측을 플러스 고정 단자 (10W) 라고도 부르고, 전류가 유출되는 측을 마이너스 고정 단자 (10X) 라고도 부른다. 또, 직류 전원 (2) 으로서 축전지가 사용되는 경우, 시스템 (1) 은 모터 (4) 에서 회생된 에너지를 축전지에 충전하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 시스템 (1) 에 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 컨버터를 설치한다. 또한, 다른 실시예나 변형예에 있어서도, 직류 전원 (2) 으로서 축전지를 사용한 경우, 시스템 (1) 은 인버터 (3) 에 더하여 컨버터를 구비한다. 또한, 제 8 실시예의 계전기 (5i) 는, 직류 전원 (2) 으로서 축전지가 사용되는 시스템 (1) 에 한정하지 않고, 축전지 외에 일차 전지나 연료 전지 등의 각종 전원과 부하 (4) 를 구비하는 시스템 (1) 에 사용할 수 있다. 1 쌍의 고정 단자 (10) 중, 직류 전원 (2) 으로부터 부하 (4) 에 전력이 공급되는 전력 공급시에 있어서, 전류가 유입되는 측이 플러스 고정 단자 (10W) 가 되고, 전류가 유출되는 측이 마이너스 고정 단자 (10X) 가 된다.

도 20 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 영구 자석 (800i) 은, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향에 대해, 가동 접촉자 (50) 가 고정 단자 (10) 에 접촉한 상태에 있어서의 가동 접촉자 (50) 가 위치하는 범위에 배치되어 있다. 도 20 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 영구 자석 (800i) 은, 직류 전원 (2) 으로부터 모터 (4) 에 전력을 공급하는 전력 공급시에 계전기 (5i) 에 전류가 흐른 경우에, 가동 접촉자 (50) 를 흐르는 전류 (I) 에 대해 가동 접촉자 (50) 를 대향하는 고정 접점에 근접하는 방향으로 로렌츠력 (Ft) (전자 흡착력) 을 발생시킨다. 1 쌍의 영구 자석 (800i) 은, 전자 흡착력을 발생시키기 위해서, 기밀 공간 (100) 내에 있어서 X 축 정방향측으로부터 X 축 부방향측을 향하는 자속 Φ 이 발생하도록 구성되어 있다.

즉, 코일 (44) 에 통전된 상태 (계전기 (5i) 의 ON 상태) 에 있어서 축전지 (2) (도 1) 를 방전하면, 전류 (I) 가 플러스 고정 단자 (10W), 가동 접촉자 (50), 마이너스 고정 단자 (10X) 의 순서로 흐른다. 영구 자석 (800i) 은, 가동 접촉자 (50) 를 흐르는 전류 (I) 중, 소정 방향으로 흐르는 전류에 대해 가동 접촉자 (50) 를 대향하는 고정 접점 (18) 에 근접하는 방향으로 로렌츠력 (Ff) 을 발생시킨다. 여기서, 소정 방향을 흐르는 전류란, 가동 접촉자 (50) 에 의해 도통되는 1 쌍의 고정 단자 (10) 가 서로 마주 보는 방향으로서, 플러스 고정 단자 (10W) 로부터 마이너스 고정 단자 (10X) 를 향하는 방향 (Y 축 정방향) 으로 흐르는 전류이다.

상기와 같이, 제 8 실시예의 계전기 (5i) 는, 전원인 직류 전원 (2) 으로부터 부하인 모터 (4) 에 전력이 공급되는 전력 공급시에, 계전기 (5g) 에 전류가 흐른 경우에 가동 접촉자 (50) 를 대향하는 고정 접점 (18) 에 근접하는 방향으로 로렌츠력 (「전자 흡착력」이라고도 한다.) 을 발생시키도록 영구 자석 (800i) 이 구성되어 있다 (도 20). 이로써, 상기 제 4 실시예의 계전기 (5d) (도 12a) 와 마찬가지로, 가동 철심 (72) 을 이동시키기 위한 힘을 작게 할 수 있는 점에서, 코일 (44) 의 감는 수를 작게 할 수 있다. 따라서, 계전기 (5i) 의 대형화를 억제하는 것이나 소비 전력을 저감시키는 것을 보다 도모할 수 있다. 특히, 직류 전원 (2) 으로부터 모터 (4) 등의 부하에 대해 큰 전류가 흐르는 경우, 전자 흡착력도 커지는 점에서 접점 (18, 58) 간의 접촉을 보다 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 1 쌍의 영구 자석 (800i) 은, 가동 접촉자 (50) 가 고정 단자 (10) 에 접촉한 상태에 있어서의 가동 접촉자 (50) 전체를 사이에 두도록 배치되어 있다. 이로써, 가동 접촉부 (56) 에 더하여 중앙부 (52) 를 흐르는 전류에 대해서도 전자 흡착력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 계전기 (5i) 의 ON 상태에 있어서, 접점 (18, 58) 간의 접촉을 보다 한층 안정적으로 유지할 수 있다. 또, 코일 (44) 의 감는 수를 보다 한층 작게 할 수 있어 계전기 (5i) 의 대형화를 더욱 억제할 수 있다.

여기서, 전자 흡착력을 발생시키도록 영구 자석 (800i) 이 배치되어 있음으로써, 플러스 고정 단자 (10W) 측의 접점 (18, 58) 간에 생기는 아크와, 마이너스 고정 단자 (10X) 측의 접점 (18, 58) 간에서 생기는 아크가 서로 근접하도록 아크에 대해 로렌츠력이 발생한다. 그러나, 제 1 용기 (20h) 는, 1 쌍의 고정 접점 (18) 사이, 및 1 쌍의 가동 접점 (58) 사이에 칸막이 벽부 (21) 를 갖는다. 이로써, 서로 근접하는 방향으로 늘어진 아크끼리가 충돌하여, 단락이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또, 계전기 (5i) 가 칸막이 벽부 (21) 를 가짐으로써, 아크 발생에 의해 고정 단자 (10) 를 형성하는 부재가 비산한 경우에도, 칸막이 벽부 (21) 가 장벽이 됨으로써 비산 입자가 원인으로 1 쌍의 고정 단자 (10) 간이 도통될 가능성을 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 제 8 실시예에서는, 영구 자석 (800i) 은, 가동 접촉자 (50) 전부를 사이에 두는 위치에 배치되어 있었지만 (도 20), 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 영구 자석 (800i) 은, 대향부 (56) 와 중앙부 (52) 의 적어도 어느 일방을 사이에 두도록 배치되어 있어도 된다. 이와 같이 해도, 상기 제 8 실시예와 동일한 효과를 발휘한다.

I. 변형예 ：

또한, 상기 실시예에 있어서의 구성 요소 중의, 특허청구 범위의 독립항에 기재한 요소 이외의 요소는 부가적인 요소로, 적절히 생략 가능하다. 또, 본 발명의 상기 실시예나 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 형태에 있어서 실시하는 것이 가능하며, 예를 들어 다음과 같은 변형도 가능하다.

I－1. 제 1 변형예 ：

상기 실시예에서는, 가동 접촉자 (50, 50a, 50b) 와 가동 접촉자 (50, 50a, 50b) 에 의해 접속되는 1 쌍의 고정 단자 (10) 에 대해, 다른 극끼리가 마주 본 2 개의 영구 자석 (800) 이 배치되어 있었다. 이 대신에 영구 자석 (800) 은 1 개여도 된다. 이와 같이 해도, 영구 자석 (800) 에 의해 형성되는 자속에 의해서, 아크를 늘일 수 있다. 또, 상기 실시예와 마찬가지로, 전자 반발력을 저감시키는 것이나, 전자 흡착력을 발생시킴으로써, 1 쌍의 고정 접점 (18) 과 가동 접촉자 (50, 50a, 50b) 의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다.

I－2. 제 2 변형예 ：

도 21 은, 제 2 변형예의 계전기 (5g) 를 설명하기 위한 도면이다. 도 21 은, 계전기 본체 (6g) 및 영구 자석 (800f) 을 Z 축 정방향측에서 본 경우의 모식도이다. 제 2 실시예의 계전기 (5a) (도 8a, 도 8b) 의 차이는, 영구 자석 (800f) 의 구성이다. 그 밖의 구성 (예를 들어, 가동 접촉자 (50a) 등) 에 대해서는, 제 2 실시예와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다.

계전기 (5g) 는, 다른 극끼리가 대향하는 1 쌍의 영구 자석 (800f) 을 구비한다. 각 영구 자석 (800f) 은 다극식의 영구 자석이다. 구체적으로는, 가동 접점 영역 (RV) 과 중앙부 영역 (RX) 에서 반대 방향의 자속이 형성되도록 영구 자석 (800f) 은 착자 (着磁) 되어 있다. 또한, 각 영구 자석 (800f) 중, 자극의 배치 양태가 상이한 영역의 경계에는 파선을 부여하고 있다. 1 쌍의 영구 자석 (800f) 은, 가동 접점과 고정 접점 사이에 발생하는 아크 전류에 대해, 계전기 (5g) 의 외측으로 늘어지도록 로렌츠력을 작용시킨다. 상세하게는, 1 쌍의 아크 (플러스 고정 단자 (10W) 측과 마이너스 고정 단자 (10X) 측에서 발생하는 아크) 를 서로 떼어놓는 방향으로 늘이도록 1 쌍의 영구 자석 (800f) 은 로렌츠력을 작용시킨다. 또한, 1 쌍의 영구 자석 (800f) 은, 가동 접촉자 (50) 의 중앙부 (52a) 를 흐르는 전류 (I) 에 대해, 가동 접촉자 (50) 를 고정 단자 (10) 에 근접하는 방향으로 로렌츠력을 작용시킨다.

상기와 같이, 계전기 (5g) 는, 가동 접촉자 (50) 와 가동 접촉자 (50) 에 의해 전기적으로 접속되는 1 쌍의 고정 단자 (10) 를 포함하는 소정의 면 (Fa) 을 사이에 둔 제 1 과 제 2 측에 영구 자석 (800f) 이 배치되어 있다. 영구 자석 (800f) 은, 고정 접점과 가동 접점의 개폐시에 발생하는 1 쌍의 아크를 서로 떼어놓는 방향으로 로렌츠력을 작용시킴과 함께, 중앙부 (52a) 를 흐르는 전류에 대해, 전자 흡착력을 작용시킨다. 따라서, 아크 소호의 촉진을 도모할 수 있음과 함께, 전자 흡착력을 발생시킴으로써 1 쌍의 고정 접점과 가동 접촉자의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다.

I－3. 제 3 변형예 ：

상기 실시예에서는, 구동 기구 (90) 로서 가동 철심 (72) 을 자력에 의해 이동시키는 기구를 사용했지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 가동 접촉자 (50) 를 이동시키기 위한 다른 기구를 사용해도 된다. 예를 들어, 가동 접촉자 (50) 의 중앙부 (52) (도 6a) 중 고정 단자 (10) 가 위치하는 측과는 반대측면에, 외부로부터 자유롭게 신축할 수 있는 조작 가능한 리프트부를 설치하고, 리프트부의 신축에 의해 가동 접촉자 (50) 를 이동시키는 기구를 채용해도 된다.

I－4. 제 4 변형예 ：

상기 제 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8 실시예에 있어서, 제 3 용기 (34) (예를 들어, 도 4) 의 구성 대신에, 제 4 실시예의 제 3 용기 (34d) (도 12a) 의 구성을 채용해도 된다. 즉, 하측 용기부 (340) 와 뚜껑 용기부 (360) 가 별체가 된 제 3 용기 (34d) 를 제 1, 2, 3, 5, 6 실시예에 채용해도 된다. 또, 상기 제 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8 실시예에 있어서, 접합 부재 (30) (예를 들어, 도 4) 의 구성 대신에, 제 4 실시예의 접합 부재 (30d) (도 12a) 의 구성을 채용해도 된다. 즉, 재질이 상이한 제 1 과 제 2 접합 부재 (301, 303) 를 사용한 접합 부재 (30d) 를 제 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8 실시예에 채용해도 된다.

I－5. 그 밖의 변형예 ：

I－5－1. 제 1 스프링 및 관련 부재의 변형예 ：

상기 실시예에서는, 제 1 스프링 (62) 은, 로드 (60) 의 동작에 따라 변위되지 않고 타단이 제 3 용기 (34) 에 고정되어 있었다 (도 4). 그러나, 제 1 스프링 (62) 의 구성은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 로드 (60) 의 동작에 따라 변위되는 구성이나 다른 구성을 채용해도 된다. 이하에, 구체예를 기재한다. 또한, 이하에서는, 제 4 실시예의 계전기 (5d) 의 변형예로서 제 1 스프링 및 관련 부재의 구성을 기재하지만, 다른 실시예에도 적용 가능하다.

도 22 는, 변형예 A 의 계전기 (5ja) 를 설명하기 위한 도면이다. 도 22 는, 도 12a 의 6－6 단면도에 상당하는 도면이다. 상기 제 4 실시예와의 차이는, 주로 제 1 스프링 (62) 의 타단이 맞닿는 부분이다. 또한, 제 4 실시예의 계전기 (5d) (도 12a) 와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다.

도 22 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스프링 (62) 은, 일단이 가동 접촉자 (50) 에 맞닿고, 타단이 대좌부 (67) 에 맞닿아 있다. 대좌부 (67) 는 둥근 고리형이다. 또, 대좌부 (67) 는, 로드 (60) 에 고정된 C 링 (61) 에 맞닿음으로써, 로드 (60) 에 대한 위치가 고정되어 있다. 대좌부 (67) 는, 로드 (60) 의 동작에 따라 변위된다. 즉, 로드 (60) 의 동작에 따라 제 1 스프링 (62) 이 변위된다. 또, 원통형의 고정 철심 (70f) 은 내방을 향해 돌출하는 돌출부 (71) 를 갖는다. 제 2 스프링 (64) 의 일단은 돌출부 (71) 에 맞닿는다. 또한, 제 1 스프링 (62) 및 제 2 스프링 (64) 은, 상기 실시예와 마찬가지로, 코일 스프링을 사용하고 있다. 상세하게는, 상기 실시예와 마찬가지로, 압축 코일 스프링을 사용하고 있다.

이와 같은 구성의 계전기 (5ja) 의 동작은 이하와 같이 된다. 즉, 코일 (44) 에 통전하면, 가동 철심 (72) 이 제 2 스프링 (64) 의 탄성력에 저항하여 고정 철심 (70f) 에 근접하여, 고정 철심 (70f) 에 맞닿는다. 가동 철심 (72) 이 상방향 (고정 접점 (18) 에 근접하는 방향) 으로 이동하면, 로드 (60) 및 가동 접촉자 (50) 도 상방향으로 이동한다. 이로써, 고정 접점 (18) 과 가동 접점 (58) 이 접촉한다. 또, 고정 접점 (18) 과 가동 접점 (58) 의 접촉 상태에 있어서, 제 1 스프링 (62) 이 가동 접촉자 (50) 를 고정 접점 (18) 측에 탄성 지지함으로써, 고정 접점 (18) 과 가동 접점 (58) 의 접촉이 안정적으로 유지된다.

도 23 은, 변형예 A 의 제 1 다른 양태를 설명하기 위한 도면이다. 도 23 은, 도 12a 의 6－6 단면도에 상당하는 도면으로, 제 1 스프링 부재 (62a) 근방을 나타낸 도면이다. 변형예 A 와 도 23 에 나타내는 제 1 다른 양태의 차이는, 탄성 부재로서의 제 1 스프링 부재 (62a) 의 구성이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 변형예 A 의 구성과 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 변형예 A 의 계전기 (5ja) 와 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다. 도 23 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스프링 부재 (62a) 는, 외측 스프링 (62t) 과 내측 스프링 (62w) 을 구비한다. 외측 스프링 (62t) 과 내측 스프링 (62w) 은 모두 코일 스프링이다. 상세하게는, 외측 스프링 (62t) 과 내측 스프링 (62w) 은 모두 압축 코일 스프링이다. 내측 스프링 (62w) 은, 외측 스프링 (62t) 의 내측에 배치되어 있다. 내측 스프링 (62w) 은, 외측 스프링 (62t) 보다 스프링 상수가 크다. 이와 같이, 본 실시예의 계전기 (5 ∼ 5i) 는, 가동 접촉자 (50, 50a, 50b) 를 고정 접점 (18) 에 밀어붙이기 위한 탄성 부재로서, 상이한 스프링 상수를 갖는 복수의 스프링을 병렬로 사용한 구성으로 해도 된다. 또, 복수의 코일 스프링이 스프링의 직경 방향으로 병렬로 배치되는 경우, 인접하는 스프링의 감는 방향은 서로 반대 방향인 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 스프링이 신축을 반복한 경우에도, 인접하는 스프링끼리 얽힐 가능성을 저감시킬 수 있다. 예를 들어, 변형예 A 의 다른 양태에서는, 내측 스프링 (62w) 을 오른쪽 감기로 하고, 외측 스프링 (62t) 을 왼쪽 감기로 한다. 이렇게 함으로써, 예를 들어, 내측 스프링 (62w) 이 외측 스프링 (62t) 의 코일을 형성하는 부재 사이에 끼어 들어갈 가능성을 저감시킬 수 있다.

도 24 는, 변형예 A 의 제 2 다른 양태를 설명하기 위한 도면이다. 도 24 는, 도 12a 의 6－6 단면도에 상당하는 도면으로, 제 1 스프링 부재 (62b) 근방을 나타낸 도면이다. 변형예 A 와 도 24 에 나타내는 제 2 다른 양태의 차이는, 탄성 부재로서의 제 1 스프링 부재 (62b) 의 구성이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 변형예 A 의 구성과 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 변형예 A 의 계전기 (5ja) 와 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다. 도 24 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스프링 부재 (62b) 는, 접시 스프링 (62wb) 과 압축 코일 스프링 (62tb) 을 구비한다. 상세하게는, 접시 스프링 (62wb) 과 압축 코일 스프링 (62tb) 이 직렬로 배치되어 있다. 접시 스프링 (62wb) 과 압축 코일 스프링 (62tb) 은, 스프링 상수가 상이하다. 이와 같이, 본 실시예의 계전기 (5 ∼ 5i) 는, 가동 접촉자 (50, 50a, 50b) 를 고정 접점 (18) 에 밀어붙이기 위한 탄성 부재로서, 상이한 스프링 상수를 갖는 복수의 스프링을 직렬로 사용한 구성으로 해도 된다.

도 25 는, 변형예 A 의 제 3 다른 양태를 설명하기 위한 제 1 도이다. 도 25 는, 제 3 다른 양태를 설명하기 위한 제 2 도이다. 도 25 는, 도 12a 의 6－6 단면도에 상당하는 도면으로, 제 1 스프링 (62) 근방을 나타낸 도면이다. 도 26 은, 보조 부재 (121) 를 설명하기 위한 모식도이다. 변형예 A 와 제 3 다른 양태의 차이는, 가동 접촉자 (60h) 의 구성과 새롭게 보조 부재 (121) 를 설치한 점이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 변형예 A 의 구성과 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 변형예 A 의 계전기 (5ja) 와 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다. 보조 부재 (121) 는, 가동 접점 (58) 과 고정 접점 (18) 이 접촉하여, 가동 접촉자 (50) 에 전류가 흐른 경우에, 가동 접촉자 (50) 를 고정 접점 (18) 에 근접하는 방향으로 힘을 발생시킨다. 제 3 다른 양태의 상세를 이하에 설명한다.

도 25 및 도 26 에 나타내는 바와 같이, 보조 부재 (121) 는, 제 1 부재 (122) 와 제 2 부재 (124) 를 구비한다. 제 1 부재 (122) 와 제 2 부재 (124) 는 모두 자성체이다. 제 1 부재 (122) 와 제 2 부재 (124) 는, 가동 접촉자 (50) (상세하게는 중앙부 (52)) 중 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향 (Z 축방향) 에 있어서의 양측을 사이에 두도록 배치되어 있다. 상세하게는, 제 1 부재 (122) 는, 로드 (60h) 의 일단부 (60hb) 에 장착되고, 가동 접촉자 (50) 의 중앙부 (52) 중 고정 접점 (18) 에 보다 가까운 측에 위치한다. 제 2 부재 (124) 는, 중앙부 (52) 중 제 1 부재 (122) 가 설치된 측과는 반대측 부분에 장착되어 있다. 가동 접촉자 (50) 에 전류가 흐르면, 가동 접촉자 (50) 의 주위에 자기장이 발생한다. 자기장이 발생하면, 제 1 과 제 2 부재 (122, 124) 를 통과하는 자속 (Bt) 이 형성된다 (도 26). 자속 (Bt) 이 형성됨으로써, 제 1 부재 (122) 와 제 2 부재 (124) 사이에 흡인력 (「자기 흡착력」이라고도 한다.) 이 발생한다. 즉, 제 2 부재 (124) 가 제 1 부재 (122) 에 근접하려고 하는 흡인력이 제 2 부재 (124) 에 작용한다. 이 흡인력에 의해, 제 2 부재 (124) 가 가동 접촉자 (50) 를 고정 접점 (18) 에 밀어붙이도록 가동 접촉자 (50) 에 대해 힘을 작용시킨다. 이로써, 대향하는 가동 접점 (58) 과 고정 접점 (18) 의 접촉을 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 자기 흡착력을 발생시키는 구성으로서, 상기의 제 1 부재 (122) 와 제 2 부재 (124) 의 형상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제 1 부재 (122) 와 제 2 부재 (124) 의 구성으로서 일본 공개특허공보 2011－23332호에 기재된 여러 가지 구성을 채용할 수 있다.

I－5－2. 접합 부재 및 관련 부재의 변형예 ：

이하에, 접합 부재 및 관련 부재의 변형예에 대해 기재한다. 또한, 이하에서는, 제 4 실시예의 계전기 (5d) 의 변형예로서 접합 부재 및 관련 부재의 구성을 기재하지만, 다른 실시예에도 적용 가능하다.

도 27 은, 변형예 B 의 계전기 (5ka) 를 설명하기 위한 도면이다. 도 27 은, 도 12a 의 6－6 단면도에 상당하는 도면이다. 제 4 실시예와 변형예 B 의 계전기 (5ka) 의 차이는, 제 1 용기 (20dk) 의 측면부 (22k) 의 형상과, 제 3 용기 (34) 의 구성이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제 4 실시예와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 제 4 실시예의 계전기 (5d) 와 동일 부호를 부여함과 함께 설명을 생략한다. 또한, 제 3 용기 (34) 는, 제 1 실시예의 제 3 용기 (34) 와 마찬가지로 단일 부재에 의해 형성되어 있다.

제 1 용기 (20dk) 의 측면부 (22k) 는, 저부 (24) 로부터 연장되는 후육부 (厚肉部) (25) 와 후육부 (25) 로부터 연장되는 박육부 (薄肉部) (29) 에 의해 구성되어 있다. 박육부 (29) 의 외표면의 주위의 길이는, 후육부 (25) 의 외표면의 주위의 길이보다 작다. 박육부 (29) 와 후육부 (25) 의 경계에는 제 1 용기 (20dk) 의 외측 주위면의 일부인 단차면 (27) 이 형성되어 있다. 접합 부재 (30d) 는, 단차면 (27) 에 납땜에 의해 기밀하게 접합되어 있다. 이로써, 접합 부재 (30d) 가 제 1 용기 (20dk) 에 접합되는 접합 부분 (Q) 과, 고정 접점 (18) 및 가동 접점 (58) 은 제 1 용기 (20dk) 를 사이에 둔 위치 관계에 있다. 다시 바꿔 말하면, 접합 부분 (Q) 은, 제 1 용기 (20dk) 에 의해 고정 접점 (18) 및 가동 접점 (58) 으로부터 은폐된 (시인할 수 없는) 위치에 있다. 또, 제 1 과 제 2 접합 부재 (301, 303) 의 접합 부분인 용접부 (S) 에 대해서도, 제 1 용기 (20dk) 에 의해 고정 접점 (18) 및 가동 접점 (58) 으로부터 은폐된 (시인할 수 없는) 위치에 있다.

상기와 같이, 제 1 용기 (20dk) 를 사이에 두는 위치에, 고정 접점 (18) 및 가동 접점 (58) 의 양 접점과 접합 부분 (Q) 이 위치한다. 이로써, 고정 접점 (18) 과 가동 접점 (58) 간에 발생한 아크가 접합 부분 (Q) 에 닿을 가능성을 저감시킬 수 있다. 따라서, 납땜 부분인 접합 부분 (Q) 이 파손될 가능성을 저감시켜, 계전기 (5) 의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 28 은, 변형예 B 의 제 1 다른 양태를 설명하기 위한 도면이다. 변형예 B 와의 차이는, 접합 부재 (30db) 중 제 2 접합 부재 (303b) 의 형상뿐이다. 변형예 B 는, 제 2 접합 부재 (303) 중 제 1 접합 부재 (301) 와의 접합 부위가 각 제 1 용기 (20dk) 로부터 떨어지는 방향으로 구부러져 있었다 (도 27). 그러나, 제 1 다른 양태와 같이, 제 2 접합 부재 (303b) 중 제 1 접합 부재 (301) 와의 접합 부위가, 각 제 1 용기 (20) 에 근접하는 방향으로 구부러져 있어도 된다.

도 29 는, 변형예 B 의 제 2 다른 양태를 설명하기 위한 도면이다. 제 1 다른 양태와의 차이는 박육부 (29) 와 용접부 (S) 의 위치 관계이다. 제 2 다른 양태와 같이, 용접부 (S) 는 박육부 (29) 를 사이에 두고 고정 접점 (18) 및 가동 접점 (58) 으로부터 노출되는 위치 관계여도 된다.

I－6. 제 6 변형예 ：

상기 제 7 실시예에서는, 가동 접촉자 (50) 의 이동 방향에 대해, 칸막이 벽부 (21) 는, 1 쌍의 가동 접점 (58) 이 배치된 위치보다 저부 (24) 에 대해 떨어진 위치까지 저부 (24) 로부터 연장되어 있었다 (도 18). 그러나, 상기에 한정되는 것이 아니고, 적어도 칸막이 벽부 (21) 는, 1 쌍의 고정 접점 (18) 이 배치된 위치보다 저부 (24) 에 대해 떨어진 위치까지 저부 (24) 로부터 연장되어 있으면 된다. 이와 같이 해도, 아크 발생에 의해 고정 단자 (10) 를 형성하는 부재의 입자가 비산해도, 제 1 용기 (20h) 의 칸막이 벽부 (21) 가 장벽이 됨으로써, 입자가 퇴적되거나 하여 각 고정 단자 (10) 간이 도통될 가능성을 저감시킬 수 있다.

I－7. 제 7 변형예 ：

가동 접촉자 (50, 50a, 50b) 의 형상은, 상기 실시예에 기재된 형상에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 가동 접촉자 (50, 50a, 50b) 의 형상은, 가동 접촉자 (50, 50a, 50b) 의 이동시에 굴곡된 형상인 것이 바람직하다. 상세하게는, 가동 접촉자 (50, 50b) 는, 이동 방향에 대해 중앙부 (52) 와 중앙부 (52) 보다 고정 접점 (18) 에 가까운 위치에 있는 가동 접점 (58) 을 갖도록 굴곡되는 형상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 실시예에서는, 연신부 (54) 는, 이동 방향 (Z 축방향) 에 평행한 방향으로서 중앙부 (52) 로부터 고정 접점 (18) 을 향하는 방향 (Z 축 정방향) 으로 연장되어 있었지만 (도 4), 이것에 한정되는 것은 아니다. 상세하게는, 예를 들어, 연신부 (54) 는, 로드 (60) 가 삽입 통과되는 중앙부 (52) 로부터 Z 축 정방향 성분을 포함하는 방향으로 연장되어 있으면 된다. 즉, 연신부 (54) 는, 이동 방향에 대해 경사져 있어도 된다. 예를 들어, 예를 들어, 도 30 에 나타내는 가동 접촉자 (50m) 의 연신부 (54m) 나, 도 31 에 나타내는 가동 접촉자 (50r) 의 연신부 (54r) 와 같은 형상이어도 된다.

5 ∼ 5 ka : 계전기
6 ∼ 6 ka : 계전기 본체
10 : 고정 단자
10W : 플러스 고정 단자
10X : 마이너스 고정 단자
18 : 고정 접점
19 : 고정 접촉부
20, 20d, 20dk : 제 1 용기
32 : 베이스부
34 : 제 3 용기
34d : 제 3 용기
40 : 코일용 용기
42 : 코일 보빈
42a : 보빈 본체부
44 : 코일
50 ∼ 50b : 가동 접촉자
52 ∼ 52b : 중앙부
54, 54b : 연신부
56 ∼ 56b : 가동 접촉부
58, 58b : 가동 접점
62 : 제 1 스프링
64 : 제 2 스프링
70 : 고정 철심
72 : 가동 철심
90 : 구동 기구
92, 92d : 제 2 용기
100 : 기밀 공간
100d : 기밀 공간
200 : 아크
800, 800d, 800e, 800f, 800i : 영구 자석
850 : 자기 차폐부
I : 전류
F1 : 로렌츠력
RV : 가동 접점 영역
RX : 중앙부 영역
Fa : 소정의 면

Claims

고정 접점을 각각 갖는 1 쌍의 고정 단자와,
상기 1 쌍의 고정 단자의 각 고정 접점에 각각 대향하는 1 쌍의 가동 접점을 갖는 가동 접촉자와,
상기 가동 접점을 상기 고정 접점에 접촉시키기 위해서 상기 가동 접촉자를 이동시키는 구동 기구와,
서로 대향하는 상기 고정 접점 및 상기 가동 접점의 양 접점간에 생기는 아크를 소호하기 위한 자석을 구비하는 계전기에 있어서,
상기 가동 접촉자는, 상기 1 쌍의 가동 접점 사이에 위치하는 중앙부를 가지며,
상기 자석은, 상기 가동 접촉자와 상기 가동 접촉자에 의해 전기적으로 접속되는 상기 1 쌍의 고정 단자를 포함하는 소정의 면을 사이에 둔 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치되는 자석이며,
상기 자석의 자속 밀도가, 상기 1 쌍의 가동 접점이 위치하는 가동 접점 영역보다, 상기 중앙부가 위치하는 중앙부 영역이 작은 관계를 갖도록 구성되고,
상기 계전기는, 추가로 상기 중앙부와 상기 자석에 끼워지도록 배치된 자기 차폐부를 갖는 것을 특징으로 하는 계전기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치되는 자석은, 단일 자석인 것을 특징으로 하는 계전기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가동 접촉자는, 상기 중앙부와 상기 1 쌍의 가동 접점 사이에 위치하고, 상기 가동 접촉자의 이동 방향 성분을 포함하는 방향으로 연장되는 1 쌍의 연신부를 갖는 것을 특징으로 하는 계전기.
제 3 항에 있어서,
상기 소정의 면에 평행한 투영면에 수직 투영한 경우에, 상기 1 쌍의 가동 접점은 상기 자석과 겹치는 위치에 배치되고, 상기 중앙부의 적어도 일부는 상기 자석과 겹치지 않는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 계전기.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 가동 접촉자는, 추가로
상기 1 쌍의 연신부로부터 서로 근접하도록 연장되는 1 쌍의 가동 접촉부를 갖는 것을 특징으로 하는 계전기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로,
내측에 내부 공간을 형성하고, 상기 가동 접촉자와 상기 각 고정 접점을 수용하는 용기를 구비하고,
상기 용기는,
저부(底部)를 가지며, 상기 고정 단자의 한 쌍의 상기 고정 접점이 내측에 배치되고, 상기 고정 단자의 다른 부분의 일부가 외측에 배치되도록 상기 저부를 관통하여 상기 1 쌍의 고정 단자가 장착되고, 상기 1 쌍의 고정 단자의 각각에 대응한 상기 내부 공간의 일부인 2 개의 수용실을 형성하는 절연성을 갖는 1 개의 제 1 용기와,
상기 제 1 용기에 접합되고, 상기 각 고정 단자와 상기 제 1 용기와 함께 상기 내부 공간을 형성하는 제 2 용기를 가지며,
상기 제 1 용기는, 상기 가동 접촉자의 이동 방향에 대해, 적어도 상기 각 고정 접점이 배치된 위치보다 상기 저부에 대해 떨어진 위치까지 상기 저부로부터 연장되고, 상기 2 개의 수용실을 구획하는 칸막이 벽부를 가지며,
상기 각 고정 접점은, 상기 내부 공간 중 상기 각 수용실에 위치하는 것을 특징으로 하는 계전기.
제 6 항에 있어서,
상기 칸막이 벽부는, 상기 가동 접촉자의 이동 방향에 대해, 적어도 상기 각 가동 접점이 배치된 위치보다 상기 저부에 대해 떨어진 위치까지 상기 저부로부터 연장되고,
상기 각 가동 접점은, 상기 내부 공간 중 상기 각 수용실에 위치하는 것을 특징으로 하는 계전기.
고정 접점을 각각 갖는 1 쌍의 고정 단자와,
상기 1 쌍의 고정 단자의 각 고정 접점에 각각 대향하는 1 쌍의 가동 접점을 갖는 가동 접촉자와,
상기 가동 접점을 상기 고정 접점에 접촉시키기 위해서 상기 가동 접촉자를 이동시키는 구동 기구와,
서로 대향하는 상기 고정 접점 및 상기 가동 접점의 양 접점간에 생기는 아크를 소호하기 위한 자석과,
내측에 내부 공간을 형성하고, 상기 가동 접촉자와 상기 고정 접점을 수용하는 용기를 구비하는 계전기에 있어서,
상기 가동 접촉자는, 상기 1 쌍의 가동 접점 사이에 위치하는 중앙부를 가지며,
상기 자석은, 상기 가동 접촉자와 상기 가동 접촉자에 의해 전기적으로 접속되는 상기 1 쌍의 고정 단자를 포함하는 소정의 면을 사이에 둔 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치되는 자석인 것과,
상기 자석의 자속 밀도가, 상기 1 쌍의 가동 접점이 위치하는 가동 접점 영역보다, 상기 중앙부가 위치하는 중앙부 영역이 작은 관계를 갖도록 구성되는 것과,
상기 용기는,
상기 각 고정 단자에 각각 대응하여 설치되고, 상기 각 고정 접점을 각각 수용하는 2 개의 제 1 용기와,
상기 2 개의 제 1 용기에 접합되고, 상기 각 고정 단자와 상기 제 1 용기와 함께 상기 내부 공간을 형성하는 제 2 용기를 갖는 것을 특징으로 하는 계전기.
제 8 항에 있어서,
상기 각 가동 접점은, 상기 내부 공간 중, 상기 각 제 1 용기의 내측에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 계전기.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자석은, 상기 제 1 과 제 2 측의 양측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 계전기.
고정 접점을 각각 갖는 1 쌍의 고정 단자와,
상기 1 쌍의 고정 단자의 각 고정 접점에 각각 대향하는 1 쌍의 가동 접점을 갖는 가동 접촉자와,
상기 가동 접점을 상기 고정 접점에 접촉시키기 위해서 상기 가동 접촉자를 이동시키는 구동 기구와,
서로 대향하는 상기 고정 접점 및 상기 가동 접점의 양 접점간에 생기는 아크를 소호하기 위한 자석을 구비하는 계전기에 있어서,
상기 계전기는, 전원과 부하를 포함하는 시스템에 사용되고,
상기 자석은, 상기 가동 접촉자와 상기 가동 접촉자에 의해 전기적으로 접속되는 상기 1 쌍의 고정 단자를 포함하는 소정의 면을 사이에 둔 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치되고, 또한, 상기 전원으로부터 상기 부하에 전력이 공급되는 전력 공급시에 상기 계전기에 전류가 흐른 경우에, 상기 가동 접촉자를 흐르는 전류에 대해 상기 가동 접촉자를 대향하는 상기 고정 접점에 근접하는 방향으로 로렌츠력을 발생시키도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 계전기.
고정 접점을 각각 갖는 1 쌍의 고정 단자와,
상기 1 쌍의 고정 단자의 각 고정 접점에 각각 대향하는 1 쌍의 가동 접점을 갖는 가동 접촉자와,
상기 가동 접점을 상기 고정 접점에 접촉시키기 위해서 상기 가동 접촉자를 이동시키는 구동 기구와,
서로 대향하는 상기 고정 접점 및 상기 가동 접점의 양 접점간에 생기는 아크를 소호하기 위한 자석을 구비하는 계전기에 있어서,
상기 가동 접촉자는, 상기 1 쌍의 가동 접점 사이에 위치하는 중앙부를 가지며,
상기 자석은, 상기 가동 접촉자와 상기 가동 접촉자에 의해 전기적으로 접속되는 상기 1 쌍의 고정 단자를 포함하는 소정의 면을 사이에 둔 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치되는 자석이며,
상기 자석의 자속 밀도가, 상기 1 쌍의 가동 접점이 위치하는 가동 접점 영역보다, 상기 중앙부가 위치하는 중앙부 영역이 작은 관계를 갖도록 구성되고,
상기 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치되는 자석은, 단일 자석인 것을 특징으로 하는 계전기.
고정 접점을 각각 갖는 1 쌍의 고정 단자와,
상기 1 쌍의 고정 단자의 각 고정 접점에 각각 대향하는 1 쌍의 가동 접점을 갖는 가동 접촉자와,
상기 가동 접점을 상기 고정 접점에 접촉시키기 위해서 상기 가동 접촉자를 이동시키는 구동 기구와,
서로 대향하는 상기 고정 접점 및 상기 가동 접점의 양 접점간에 생기는 아크를 소호하기 위한 자석을 구비하는 계전기에 있어서,
상기 가동 접촉자는, 상기 1 쌍의 가동 접점 사이에 위치하는 중앙부를 가지며,
상기 자석은, 상기 가동 접촉자와 상기 가동 접촉자에 의해 전기적으로 접속되는 상기 1 쌍의 고정 단자를 포함하는 소정의 면을 사이에 둔 제 1 과 제 2 측의 적어도 어느 일방에 배치되는 자석이며,
상기 자석의 자속 밀도가, 상기 1 쌍의 가동 접점이 위치하는 가동 접점 영역보다, 상기 중앙부가 위치하는 중앙부 영역이 작은 관계를 갖도록 구성되고,
상기 가동 접촉자는, 상기 중앙부와 상기 1 쌍의 가동 접점 사이에 위치하고, 상기 가동 접촉자의 이동 방향 성분을 포함하는 방향으로 연장되는 1 쌍의 연신부를 갖는 것을 특징으로 하는 계전기.