KR20150053944A - 접점 장치 및 이것을 사용한 전자 개폐기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개극(開極)시에 고정 접촉자 및 가동 접촉자 사이에 발생하는 아크(arc)를 용이하게 소호(消弧)할 수 있는 접점 장치 및 이것을 사용한 전자 개폐기를 제공하는 것이다.
접점 장치는, 소호실(消弧室, arc extinguishing chamber; 102) 내에 소정 간격을 유지하여 고정 배치된 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)와, 상기 소호실 내에 상기 한 쌍의 고정 접촉자에 대해 접촉 및 분리 가능하게 설치된 가동 접촉자(130)를 구비하고, 상기 가동 접촉자의 상기 한 쌍의 고정 접촉자에 대향되는 위치에, 상기 한 쌍의 고정 접촉자로부터 이격하는 개극시에 발생하는 아크의 레그(leg)를 해당 가동 접촉자로부터 전류(轉流)시키는 도전성의 아크 전류판부(133)가 형성되어 있다.

Description

접점 장치 및 이것을 사용한 전자 개폐기{CONTACT DEVICE AND ELECTROMAGNETIC SWITCH USING SAME}

본 발명은, 소정 간격을 유지하여 배치된 한 쌍의 고정 접촉자와, 이들 고정 접촉자에 접촉 및 분리 가능하게 배치된 가동 접촉자를 갖는 접점 장치 및 이것을 사용한 전자 개폐기에 관한 것이다.

전류로(電流路)의 개폐를 행하는 접점 장치로서, 종래, 전자 계전기나 전자 접촉기 등의 전자 개폐기에서는, 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 접촉되어 있는 접점 기구의 폐쇄 상태로부터 전류를 차단하여 개방 상태로 하기 위해 가동 접촉자를 고정 접촉자로부터 이격시키는 개극(開極)시에 발생하는 아크를 소호(消弧, arc extinguishing)하는 접점 기구가 다양하게 제안되고 있다.

예컨대, 소정 거리만큼 이격하여 설치된 각각 고정 접점을 갖는 한 쌍의 고정 접촉자와, 이들 한 쌍의 고정 접촉자에 접촉 및 분리 가능하게 설치된 좌우단(左右端)에 가동 접점을 갖는 가동 접촉자와, 가동 접촉자를 구동하는 전자석 장치와, 가동 접촉자 및 고정 접촉자를 수납하는 포위 부재를 구비하며, 포위 부재의 외측에 가동 접촉자와 평행하게 아크 소호용의 영구자석을 배치한 전자 개폐 장치가 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).

일본 특허공개공보 제2006－19148호

그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 종래예에 있어서는, 영구자석의 자력(磁力)에 의해 아크를 신장시켜 소호시키기 쉬워지지만, 고정 접촉자에 가동 접촉자가 접촉되어 있는 투입 상태로부터 가동 접촉자를 이격시키는 전류 차단시 즉 개극시에 발생하는 아크의 레그(足, leg)는, 영구자석의 자력에 의해 가동 접촉자의 가동 접점을 소호 공간측으로 이동시킨다. 이동한 아크의 레그는 가동 접촉자의 모서리부에 머물며 아크 레그로부터 생기는 금속 증기에 의해 가동 접촉자가 소모된다는 미해결 과제가 있다.

이에, 본 발명은, 상기 종래예의 미해결 과제에 주목하여 이루어진 것으로서, 개극시에 고정 접촉자 및 가동 접촉자 사이에 발생하는 아크에 의한 가동 접촉자의 소모를 억제할 수 있는 접점 장치 및 이것을 사용한 전자 개폐기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 접점 장치의 제 1 양태는, 소호실(消弧室, arc extinguishing chamber) 내에 소정 간격을 유지하여 고정 배치된 한 쌍의 고정 접촉자와, 상기 소호실 내에 상기 한 쌍의 고정 접촉자에 대해 접촉 및 분리 가능하게 설치된 가동 접촉자를 구비하고 있다. 그리고, 상기 가동 접촉자 및 상기 한 쌍의 고정 접촉자의 어느 일방(一方)에, 상기 가동 접촉자가 상기 한 쌍의 고정 접촉자로부터 이격하는 개극(開極)시에 발생하는 아크의 레그를 전류(轉流)시키는 도전성의 아크 전류판부를 형성하고 있다.

상기 제 1 양태에 의하면, 가동 접촉자 및 한 쌍의 고정 접촉자의 어느 일방의 타방에 대향하는 위치에 형성된 도전성의 아크 전류판부에 의해, 가동 접촉자가 한 쌍의 고정 접촉자로부터 이격할 때에 발생하는 아크의 레그를 가동 접촉자로부터 아크 전류판부로 전류시킬 수 있어, 가동 접촉자 및 한 쌍의 고정 접촉자의 아크 전류부를 설치한 쪽의 소모를 억제할 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 접점 장치의 제 2 양태는, 상기 아크 전류판부가 상기 가동 접촉자보다 용융 온도가 높은 금속판으로 형성되어 있다.

상기 제 2 양태에 의하면, 아크 전류판부의 용융 온도가 가동 접촉자의 용융 온도보다 높기 때문에, 아크 전류판부로 아크의 레그를 전류시킴으로써, 아크에 의한 손상을 아크 전류판부에서 감당하여 가동 접촉자의 소모를 억제할 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 접점 장치의 제 3 양태는, 상기 아크 전류부가, 상기 가동 접촉자의 상기 한 쌍의 고정 접촉자와는 반대 측에 접촉하며, 상기 한 쌍의 고정 접촉자에 대향하는 위치에 한 쌍의 고정 접촉자로부터 멀어지는 방향으로 구부러져 연장되는 절곡(折曲) 연장부를 갖는 부착판부와, 상기 부착판부의 절곡 연장부로부터 상기 가동 접촉자의 측가장자리(側緣)에 접촉하여 연장되는 한 쌍의 아크 전류측판부로 구성되어 있다.

상기 제 3 양태에 의하면, 부착판부를 가동 접촉자의 한 쌍의 고정 접촉자와는 반대측의 면에 부착함으로써, 아크 전류판부를 가동 접촉자에 용이하게 장착할 수가 있다. 또한 한 쌍의 아크 전류측판부에 의해 가동 접촉자의 측면이 덮이므로, 가동 접촉자의 소모를 보다 적게 할 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 접점 장치의 제 4 양태는, 상기 아크 전류판부가, 상기 가동 접촉자의 상기 한 쌍의 고정 접촉자와는 반대측의 면에 접촉하는 부착판부와, 상기 부착판부의 상기 한 쌍의 고정 접촉자와 대향하는 위치의 양측 가장자리에 형성된 상기 한 쌍의 고정 접촉자로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 한 쌍의 아크 전류측판부로 구성되어 있다.

상기 제 4 양태에 의하면, 아크 전류판부가 가동 접촉자로부터 한 쌍의 고정 접촉자와는 반대 측으로 연장되는 한 쌍의 아크 전류측판부를 가지므로, 이들 한 쌍의 아크 전류측판부에 의해 아크의 레그를 가동 접촉자로부터 멀어지는 방향으로 전류시킬 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 접점 장치의 제 5 양태는, 상기 한 쌍의 고정 접촉자가, 상판부와 중간판부와 하판부에 의해 C자 형상으로 형성되고, 상기 가동 접촉자가 상기 상판부 및 하판부 사이에 상기 하판부에 대해 접촉 및 분리가 가능하도록 배치되며, 상기 한 쌍의 고정 접촉자의 하판부의 상기 가동 접촉자와는 반대측의 면에 아크 전류판부가 설치되어 있다.

상기 제 5 양태에 의하면, 아크 전류판부가 한 쌍의 고정 접촉자의 가동 접촉자와는 반대측에 형성되어 있기 때문에, 아크 전류판부에 의해 아크의 레그를 한 쌍의 고정 접촉자로부터 가동 접촉자와는 반대측으로 멀어지는 방향으로 전류시킬 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 전자 개폐 장치의 제 1 양태는, 상술한 제 1 양태로부터 제 5 양태에 관한 접점 장치를 구비하고, 상기 가동 접촉자가 전자석 장치의 가동 철심(鐵心)에 연결되며, 상기 한 쌍의 고정 접촉자가 외부 접속 단자에 접속되어 있다.

이러한 구성에 의하면, 간단한 구성에 의해 개극시에 발생하는 아크를 확실하게 소호하여 차단 성능을 향상시킬 수 있는 접점 장치 및 이것을 사용한 전자 개폐기를 제공할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 가동 접촉자가 한 쌍의 고정 접촉자로부터 이격되는 개극시에 가동 접촉자 및 한 쌍의 고정 접촉자 사이에 아크가 발생했을 때에, 가동 접촉자 및 한 쌍의 고정 접촉자 중의 일방(一方) 측의 아크의 레그를 아크 전류판부로 신속하게 전류(轉流)시켜, 가동 접촉자 및 한 쌍의 고정 접촉자의 일방의 소모를 억제할 수가 있다. 이 때문에, 가동 접촉자의 수명을 장수명화할 수가 있다.

또, 상기 효과를 갖는 접점 장치를 전자 개폐기에 적용함으로써, 간단하고 쉬운 구성에 의해 개극시에 발생하는 아크에 의한 가동 접촉자의 소모를 억제하여 장수명화할 수 있는 전자 접촉기, 전자 계전기 등의 전자 개폐기를 제공할 수가 있다.

도 1은 본 발명을 전자 접촉기에 적용한 경우의 제 1 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 제 1 실시 형태에 있어서의 아크 전류판부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 제 1 실시 형태에 있어서의 아크 전류판부에 의한 아크 신장(伸長) 상황을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명을 전자 접촉기에 적용한 경우의 제 2 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 제 2 실시 형태에 있어서의 아크 전류판부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 제 2 실시 형태에 있어서의 아크 전류판부에 의한 아크 신장 상황을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명을 전자 접촉기에 적용한 경우의 제 3 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 제 3 실시 형태에 있어서의 아크 전류판부에 의한 아크 신장 상황을 나타내는 단면도이다.
도 9는 제 3 실시 형태에 있어서의 아크 전류판부를 나타내는 사시도이다.
도 10은 제 3 실시 형태의 변형예를 나타내는 아크 전류판부의 사시도이다.
도 11은 제 3 실시 형태의 다른 변형예를 나타내는 아크 전류판부의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 접점 장치를 전자 접촉기에 적용한 경우의 제 1 실시 형태를 나타내는 단면도, 도 2는 접점 수납 케이스의 분해 사시도이다. 상기 도 1 및 도 2에 있어서, 10은 전자 접촉기이며, 이 전자 접촉기(10)는 접점 기구를 배치한 접점 장치(100)와, 상기 접점 장치(100)를 구동하는 전자석 유닛(200)으로 구성되어 있다.

접점 장치(100)는, 도 1 및 도 2로부터 명백한 바와 같이, 접점 기구(101)를 수납하는 소호실로서의 접점 수납 케이스(102)를 갖는다. 상기 접점 수납 케이스(102)는, 절연성을 가지며 하단이 개방된 통(桶)형상체(103)와, 상기 통형상체(103)의 하단면에 접합된 금속 각통체(角筒體)(104)로 구성되어 있다. 금속 각통체(104)는, 그 플랜지부(105)가 후술하는 전자석 유닛(200)의 상부 자기 요크(yoke)(210)에 시일(seal) 접합되어 고정되어 있다.

또, 통형상체(103)의 천판(天板; 103a)에는, 중앙부에 후술하는 한 쌍의 고정 접촉자(111 및 112)가 관통삽입되는 관통 구멍(106 및 107)이 소정 간격을 유지하여 형성되어 있다.

접점 기구(101)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 접점 수납 케이스(102)의 천판(103a)의 관통 구멍(106 및 107)에 관통삽입되어 고정된 한 쌍의 고정 접촉자(111 및 112)를 구비하고 있다. 이들 고정 접촉자(111 및 112)의 각각은, 천판(103a)의 관통 구멍(106 및 107)에 관통삽입되는 상단에 외측으로 돌출하는 플랜지부(113)를 갖는 접점 지지 도체부(114)와, 상기 접점 지지 도체부(114)에 연결되어 천판(103a)의 하면 측에 설치되며 내측단에 평탄한 접점부(115)가 형성된 접점 도체부(116)를 구비하고 있다.

그리고, 고정 접촉자(111 및 112)의 접점 도체부(116)에 하방으로부터 대향하도록 예컨대 구리제의 가동 접촉자(130)가 설치되어 있다. 상기 가동 접촉자(130)는 후술하는 전자석 유닛(200)의 가동 철심(212)에 고정된 연결축(131)에 지지되어 있다. 상기 가동 접촉자(130)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 중앙부에 연결축(131)을 관통삽입하는 관통 구멍(132)이 형성되어 있다.

연결축(131)은, 상단에 외측으로 돌출하는 C링 또는 E링으로 이루어지는 멈춤 링(131a)에 의해 고정 링(131b)의 빠짐이 방지되며, 상기 고정 링(131b)의 하측에 가동 접촉자(130)가 배치되어 있다.

또, 가동 접촉자(130)의 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)와는 반대측의 하단면에 아크 전류판부(133)가 배치되어 있다. 상기 아크 전류판부(133)는 가동 접촉자(130)보다 용융 온도가 높은 도전성의 금속재료, 예컨대 철, 스테인리스 강 등으로 형성되어 있다.

상기 아크 전류판부(133)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가동 접촉자(130)의 한 쌍의 고정 접촉자(111 및 112)와는 반대측의 하면에 접촉하는 부착판부(134)를 갖는다. 상기 부착판부(134)는, 중앙부에 연결축(131)을 관통삽입하는 관통 구멍(135a)이 형성된 중앙판부(135)와, 상기 중앙판부(135)의 좌우 양단부에 형성된 하방으로 구부러진 절곡(折曲)부(136a, 136b)와, 상기 절곡부(136a, 136b)의 하단으로부터 중앙판부(135)와 평행하게 외측으로 연장되는 연장부(137a, 137b)로 구성되어 있다. 그리고, 좌우 양단의 연장부(137a, 137b)의 전후 측면에 각각 상방으로 연장되며, 가동 접촉자(130)의 전후 양 측면에 끼움 결합되는 한 쌍의 아크 전류측판부(138a 및 138b)가 일체로 형성되어 있다.

그리고, 아크 전류판부(133)를, 가동 접촉자(130)에 장착한다. 상기 아크 전류판부(133)의 장착은, 가동 접촉자(130)의 한 쌍의 고정 접촉자(111 및 112)와는 반대측의 하면에 부착판부(134)를 접촉시키는 동시에, 가동 접촉자(130)의 관통 구멍(132)과 부착판부(134)의 관통 구멍(135a)을 합치(合致)시키고, 또한 아크 전류측판부(138a, 138b)를 가동 접촉자(130)의 전후 측면에 끼움 결합시킴으로써 행한다.

그 후, 연결축(131)의 고정 링(133b)보다 소정 거리 하측에 형성된 플랜지부(133c)에 연결축(131) 둘레로 권회(捲回)되는 접촉 스프링(139)을 배치한 상태에서, 가동 접촉자(130) 및 아크 전류판부(133)의 관통 구멍(132 및 135a) 내에 연결축(131)을 관통삽입하고 나서 고정 링(133b)을 멈춤 링(131a)으로 고정한다. 이로써, 연결축(131)에 가동 접촉자(130) 및 아크 전류판부(133)가 접촉 스프링(139)에 의해 고정 링(133b)에 밀어붙여진 상태로 배치된다.

상기 가동 접촉자(130)는, 석방(釋放) 상태에서, 양단의 접점부(130a)와 고정 접촉자(111 및 112)의 접점 도체부(116)의 하판부의 평탄한 접점부(115)가 소정 간격을 유지하며 이격된 상태가 된다. 또, 가동 접촉자(130)는, 투입 위치에서, 양단의 접점부가 고정 접촉자(111 및 112)의 접점 도체부(116) 하단(下端)의 평탄한 접점부(115)에, 접촉 스프링(139)에 의한 소정의 접촉압으로 접촉하도록 설정되어 있다.

또한, 접점 수납 케이스(102)의 통형상체(103)의 고정 접촉자(111, 112)와 가동 접촉자(130)의 대향부에 전후 방향으로부터 대향되는 외주면에, 도 3에 나타내는 바와 같이, 가동 접촉자(130)가 한 쌍의 고정 접촉자(111 및 112)로부터 이격할 때에 발생하는 아크를 신장시키는 한 쌍의 아크 소호용 영구자석(142 및 143)이 설치되어 있다.

이들 한 쌍의 아크 소호용 영구자석(143 및 144)은, 두께 방향으로 서로의 대향 자극면이 동극(同極), 예컨대 N극이 되도록 착자(着磁)되어 있다. 그리고, 통형상체(103)의 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)와 가동 접촉자(130)의 대향 위치의 전후방향 양 외측에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 아크 소호 공간(145 및 146)이 형성되어 있다.

따라서, 가동 접촉자(130)가 한 쌍의 고정 접촉자(111 및 112)로부터 이격할 때에 발생하는 아크(150)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 아크 소호용 영구자석(143 및 144)으로부터의 자속(磁束)에 의해, 아크 소호용 영구자석(143) 측의 아크 소호 공간(145) 측으로 신장된다.

이때, 가동 접촉자(130)에서는, 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)에 대향하는 위치의 전후 단부(端部)에 아크 전류판부(133)의 아크 전류측판부(138a 및 138b)가 끼움 결합되어 있기 때문에, 가동 접촉자(130)가 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)로부터 이격한 직후에는 아크의 레그는 가동 접촉자(130)의 전후 단부(端部)의 노출되어 있는 모서리부(130b)에 위치한다.

그러나, 다음 순간에는, 아크 전류판부(133)의 아크 전류측판부(138a)의 상부 측으로 전류(轉流)하며, 아크(150)의 레그가 아크 소호용 영구자석(143 및 144)의 자속에 의해 신장됨에 따라 아크 전류측판부(138a 및 138b)의 하단 측으로 이동하여, 최종적으로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 아크 전류측판부(138a 및 138b)와 연장부(137a 및 137b)간의 연결부에 도달한다.

전자석 유닛(200)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 측면에서 볼 때 U자 형상인 자기 요크(201)를 가지며, 상기 자기 요크(201)의 바닥판부(202)의 중앙부에 원통형 보조 요크(203)가 고정되어 있다. 상기 원통형 보조 요크(203)의 외측에 스풀(spool; 204)이 배치되어 있다.

상기 스풀(204)은, 원통형 보조 요크(203)가 관통삽입되는 중앙 원통부(205)와, 상기 중앙 원통부(205)의 하단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출하는 하측 플랜지부(206)와, 중앙 원통부(205)의 상단보다 근소하게 하측으로부터 반경 방향 외측으로 돌출하는 상측 플랜지부(207)로 구성되어 있다. 그리고, 중앙 원통부(205), 하측 플랜지부(206) 및 상측 플랜지부(207)로 구성되는 수납 공간에 여자(勵磁) 코일(208)이 감겨 장착되어 있다.

그리고, 자기 요크(201)의 개방단(開放端)이 되는 상단 사이에 상부 자기 요크(210)가 고정되어 있다. 상기 상부 자기 요크(210)는, 중앙부에 고정 철심(211)을 끼움 결합 지지하는 관통 구멍(210a)이 형성되어 있다.

또, 스풀(204)의 중앙 원통부(205)의 상부 측에 고정 철심(211)이 배치되어 있다. 상기 고정 철심(211)의 대향되는 하부 측에 소정 거리 이격되어 가동 철심(212)이 배치되며, 상기 가동 철심(212)과 고정 철심(211)의 사이에 복귀 스프링(214)이 설치되어 있다. 또, 가동 철심(212)에 가동 접촉자(130)를 지지하는 연결축(131)이 고정되어 있다.

그리고, 고정 철심(211) 및 가동 철심(212)이 비자성체제(製)이며 바닥이 있는 통형상으로 형성된 캡(230)에 의해 덮이고, 상기 캡(230)의 개방단에 반경 방향 외측으로 연장되어 형성된 플랜지부(231)가 상부 자기 요크(210)의 하면에 시일 접합되어 있다. 이로써, 접점 수납 케이스(102) 및 캡(230)에 의해, 접점 기구(101) 및 고정 철심(211), 가동 철심(212)을 밀폐 공간에 배치하는 밀봉 용기가 형성되어 있다. 그리고, 접점 수납 케이스(102) 및 캡(230)으로 형성되는 밀봉 용기 내에 수소 가스, 질소 가스, 수소 및 질소의 혼합 가스, 공기, SF₆, He 등의 가스가 봉입(封入)되어 있다.

다음으로, 상기 실시 형태의 동작을 설명한다.

현재, 고정 접촉자(111)가 예컨대 대(大)전류를 공급하는 전력 공급원에 접속되고, 고정 접촉자(112)가 부하(負荷)에 접속되어 있는 것으로 한다.

이 상태에서, 전자석 유닛(200)에 있어서의 여자 코일(208)이 비여자 상태에 있어, 전자석 유닛(200)에서 가동 철심(212)을 하강시키는 여자력(勵磁力)을 발생시키지 않고 있는 석방 상태에 있는 것으로 한다. 이러한 석방 상태에서는, 가동 철심(212)이 복귀 스프링(214)에 의해, 고정 철심(211)으로부터 하방으로 멀어지는 방향으로 가세(付勢)된다.

이 때문에, 가동 철심(212)에 연결축(131)을 통해 연결되어 있는 접점 기구(101)의 가동 접촉자(130)의 접점부(130a)가 고정 접촉자(111 및 112)의 평탄한 접점부(115)로부터 하방으로 소정 거리만큼 이격되어 있다. 이 때문에, 고정 접촉자(111 및 112)간의 전류로(電流路)가 차단 상태에 있으며, 접점 기구(101)가 개극 상태로 되어 있다.

이러한 석방 상태로부터, 부하에 전력을 공급하려면, 전자석 유닛(200)의 여자 코일(208)을 여자하여, 전자석 유닛(200)에서 여자력을 발생시켜, 가동 철심(212)을 고정 철심(211)으로 흡인함으로써, 가동 철심(212)을 복귀 스프링(214)의 가세력(付勢力)에 대항하여 상승시킨다. 이러한 가동 철심(212)의 상승이, 가동 철심(212)의 상면이 고정 철심(211)의 하면에 맞닿음으로써 정지된다.

이와 같이, 가동 철심(212)이 상승함에 따라, 가동 철심(212)에 연결축(131)을 통해 연결되어 있는 가동 접촉자(130)도 상승하여, 그 접점부(130a)가 고정 접촉자(111 및 112)의 평탄한 접점부(115)에 접촉 스프링(139)의 접촉압으로 접촉한다.

이 때문에, 외부 전력 공급원의 대(大)전류가 고정 접촉자(111), 가동 접촉자(130), 및 고정 접촉자(112)를 통해 부하에 공급되는 폐극(閉極) 상태가 된다.

이러한 접점 기구(101)의 폐극 상태로부터, 부하에 대한 전류 공급을 차단할 경우에는, 전자석 유닛(200)의 여자 코일(208)의 여자를 정지한다.

이로써, 전자석 유닛(200)에서 가동 철심(212)을 상방으로 이동시키는 여자력이 없어짐에 따라, 가동 철심(212)이 복귀 스프링(214)의 가세력에 의해 하강한다.

상기 가동 철심(212)이 하강함에 따라, 연결축(131)을 통해 연결된 가동 접촉자(130)가 하강한다. 이에 따라 접촉 스프링(139)에 의해 접촉압을 부여하고 있는 동안은 가동 접촉자(130)가 고정 접촉자(111 및 112)에 접촉하고 있다. 그 후, 접촉 스프링(139)의 접촉압이 없어진 시점에서 가동 접촉자(130)가 고정 접촉자(111 및 112)로부터 하방으로 이격되는 개극 상태가 된다.

이러한 개극 상태가 되면, 고정 접촉자(111 및 112)의 평탄한 접점부(115)와 가동 접촉자(130)의 접점부(130a)의 사이에 아크가 발생하며, 이러한 아크에 의해 전류의 통전(通電) 상태가 계속된다.

이때, 아크 소호용 영구자석(143 및 144)의 대향 자극면이 N극이며, 그 외측이 S극이므로, 상기 N극으로부터 나온 자속이, 상면에서 볼 때(平面視) 각 아크 소호용 영구자석(143 및 144) 고정 접촉자(111)의 접점부(115)와 가동 접촉자(130)의 접점부(130a)와의 대향부의 아크 발생부를 가동 접촉자(130)의 길이방향으로 내측으로부터 외측으로 가로질러 S극에 도달하여 자계가 형성된다. 마찬가지로, 고정 접촉자(112)의 접점부(115)와 가동 접촉자(130)의 접점부(130a)의 아크 발생부를 가동 접촉자(130)의 길이방향으로 내측으로부터 외측으로 가로질러 S극에 도달하여 자계가 형성된다.

따라서, 아크 소호용 영구자석(143 및 144)의 자속이 모두 고정 접촉자(111)의 접점부(115) 및 가동 접촉자(130)의 접점부(130a) 사이와, 고정 접촉자(112)의 접점부(115) 및 가동 접촉자(130)의 접점부(130a) 사이를 가동 접촉자(130)의 길이방향으로 서로 반대방향으로 가로지르게 된다.

이 때문에, 고정 접촉자(111)의 접점부(115)와 가동 접촉자(130)의 접점부가 되는 접점부(130a)의 사이에서는, 전류가 고정 접촉자(111) 측으로부터 가동 접촉자(130) 측으로 흐르는 동시에, 자속(Φ)의 방향이 내측으로부터 외측을 향하는 방향이 된다. 이 때문에, 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's left hand rule)에 따라, 가동 접촉자(130)의 길이방향과 직교하고 또한 고정 접촉자(111)의 접점부(115)와 가동 접촉자(130)의 개폐 방향과 직교하여 아크 소호 공간(145) 측을 향하는 큰 로렌츠 힘(Lorentz force)이 작용한다.

상기 로렌츠 힘에 의해, 고정 접촉자(111)의 접점부(115)와 가동 접촉자(130)의 접점부(130a)의 사이에 발생한 아크가, 고정 접촉자(111)의 접점부(115)의 측면으로부터 아크 소호 공간(145) 내를 지나 가동 접촉자(130)의 상면 측에 도달하도록 크게 신장되어 소호된다.

이때, 아크가 외측의 아크 소호 공간(145) 내부로 신장됨에 따라, 가동 접촉자(130)에서는, 아크의 레그가 가동 접촉자(130)의 모서리부(130b)로부터 재빠르게 아크 전류판부(133)의 아크 전류측판부(138a)로 전류하여, 상기 아크의 레그가 아크 전류측판부(138a)의 하측으로 순차적으로 이동한다. 그리고, 최종적으로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 아크(150)가 아크 소호 공간(145)의 내벽면을 따라 크게 신장된다.

따라서, 가동 접촉자(130)에 아크의 레그가 머무는 시간이 얼마 안 되어, 가동 접촉자(130)의 소모를 억제할 수가 있다. 또한, 고정 접촉자(111) 및 가동 접촉자(130)의 아크의 레그간 거리가 크게 벌어져, 고정 접촉자(111) 및 가동 접촉자(130) 사이에 아크에 의해 발생하는 금속 증기의 영향으로 인한 전계(電界) 강도의 저하를 방지하여, 아크 레그간의 전계 강도를 아크 전압 이상으로 유지할 수가 있다. 이 때문에, 고정 접촉자(111) 및 가동 접촉자(130)의 아크 레그 근방의 전극 사이에 재발호(再發弧, reignition of arc)가 발생하는 것을 확실히 방지할 수 있어, 차단 성능을 향상시킬 수가 있다.

한편, 전자 접촉기(10)의 투입 상태에서, 고정 접촉자(111, 112)에 통전하는 전류의 양음(正負) 극성을 반대로 한 상태에서, 석방 상태로 하는 경우에는, 고정 접촉자(112)로부터 가동 접촉자(130)를 지나 고정 접촉자(111) 측으로 전류가 흘러, 전류의 방향이 반대가 되기 때문에, 로렌츠 힘이 아크 소호 공간(146) 측에 작용하여, 아크가 아크 소호 공간(146) 측으로 신장되는 것을 제외하고는 마찬가지의 아크 소호 기능이 발휘된다.

이와 같이, 상기 제 1 실시 형태에 의하면, 가동 접촉자(130)의 접점부(130a)가 고정 접촉자(111 및 112)의 접점부(115)에 접촉하고 있는 투입 상태로부터, 가동 접촉자(130)의 접점부(130a)를 고정 접촉자(111 및 112)의 접점부(115)로부터 이격시키는 개극시에, 가동 접촉자(130)의 접점부(130a)와 고정 접촉자(111 및 112)의 접점부(115)의 사이에 아크가 발생한다. 상기 아크는 아크 소호용 영구자석(143 또는 144)의 자력에 의해 아크 소호 공간(145 또는 146)으로 신장된다.

이때, 가동 접촉자(130)에는, 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)에 대향되는 전후 측면에 아크 전류판부(133)의 아크 전류측판부(138a, 138b)가 끼움 결합되어 있다. 이 때문에, 아크가 발생한 후에 아크가 아크 소호 공간(145 또는 146)으로 신장되기 시작함에 따라, 가동 접촉자(130) 측의 아크의 레그는 가동 접촉자(130)의 모서리부(130b)로부터 즉시 아크 전류측판부(138a 또는 138b)로 전류하며, 그 후, 아크가 소호될 때까지 아크의 레그가 아크 전류측판부(138a 또는 138b) 상에서 하방으로 이동하게 된다.

따라서, 가동 접촉자(130)에는 아크의 레그가 접촉하는 일이 없어지며, 아크에 의한 손상을 아크 전류판부(133) 측에서 감당하여, 아크 레그로부터 생기는 금속 증기로 인해 가동 접촉자가 소모되는 것을 억제할 수가 있다. 또한, 아크 전류판부(133)가 가동 접촉자(130)보다 용융 온도가 높은 철, 스테인리스 등의 금속 부재로 구성되어 있기 때문에, 가동 접촉자(130)에 비해 아크에 의한 소모량을 보다 억제할 수가 있다.

그 결과, 가동 접촉자(130)의 수명을 장수명화할 수 있어, 전자 접촉기(10)의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 상기 제 1 실시 형태에 있어서는, 아크 전류판부(133)가 부착판부(134)를 갖는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 부착판부(134)를 생략하고 아크 전류측판부(138a, 138b)와 양자의 하부 사이를 연결하는 연장부(137a, 137b)에 의해 단면이 U자 형상이 되도록 형성하고, 연장부(137a, 137b)의 전후방향의 중앙부를 가동 접촉자(130)의 하면에 접촉시키는 볼록부를 형성하여, 이 볼록부를 가동 접촉자(130)에 나사, 납땜, 용접 등의 고정 수단에 의해 고정하도록 하여도 무방하다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시 형태에 대하여 도 4~도 6을 이용하여 설명한다.

본 제 2 실시 형태에서는, 아크 전류판부(133)의 형상을 상하 역전(逆轉)시킨 것이다.

즉, 제 2 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태에서 상술한 아크 전류판부(133)가, 도 5에 나타내는 바와 같이, 가동 접촉자(130)의 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)와는 반대측의 하면에 접촉하는 평판 형상의 부착판부(301)와, 상기 부착판부(301)의 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)에 대향되는 좌우 단부 측에 있어서의 전후 단부에 각각 하방으로 연장되는 아크 전류측판부(302a, 302b)가 설치된 구성으로 되어 있다. 여기서, 부착판부(301)에는 중앙부에 연결축(131)을 관통삽입하는 관통 구멍(301a)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 구성을 갖는 아크 전류판부(133)가 부착판부(301)의 상면을 가동 접촉자(130)의 하면에 접촉시키고, 또한 관통 구멍(301a)을 가동 접촉자(130)의 관통 구멍(132)에 합치시킨 상태에서, 연결축(131)에 상술한 제 1 실시 형태와 마찬가지로 장착한다.

이와 같이 아크 전류판부(133)의 부착판부(301)를 가동 접촉자(130)의 하면에 접촉시켜 연결축(131)에 장착하고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 가동 접촉자(130)를 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)에 대향시킨 상태로 한다.

이 상태에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 가동 접촉자(130)의 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)에 대향되는 위치로서 아크가 발생하는 전후 측면에서 아크 전류측판부(302a 및 302b)가 가동 접촉자(130)의 전후 양단부로부터 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)와는 반대 방향으로 하방으로 돌출하게 된다.

그 밖의 구성에 대해서는 상술한 제 1 실시 형태와 같은 구성을 가지며, 도 4~도 6에 있어서 도 1~도 3과의 대응 부분에는 동일 부호를 사용하고, 그 상세 설명은 생략한다.

따라서, 상기 제 2 실시 형태에서도, 상술한 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 가동 접촉자(130)를 고정 접촉자(111, 112)로부터 이격시키는 개극방 개시 상태로 했을 때에 가동 접촉자(130)의 접점부(130a)와 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)의 접점부(115)의 사이에 아크가 발생한다.

상기 아크의 레그는 가동 접촉자(130)의 평탄한 접점부(130a)와 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)의 접점부(115) 사이에 발생하지만, 양 접점부(130a 및 115)가 멀어짐에 따라, 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112) 및 가동 접촉자(130)의 폭방향 외측으로 이동한다.

그리고, 전자석(143 및 144)의 자속에 의해 아크 소호 공간(145 또는 146) 측으로 신장되기 시작하면, 가동 접촉자(130)의 아크의 레그가 가동 접촉자(130)의 모서리부(130b)로부터 전후 측면을 하측으로 이동한다. 그 후, 가동 접촉자(130)의 하측의 모서리부(130c)로부터 아크 전류판부(133)로 전류(轉流)하여, 아크의 레그가 아크 전류판부(133)의 아크 전류측판부(302a, 302b)를 하측으로 이동하며, 최종적으로, 아크 전류측판부(302a, 302b)의 하단부에 도달하여 도 6에 나타내는 바와 같이 아크가 아크 소호 공간(145 또는 146)의 내벽을 따르도록 크게 신장되어 소호(消弧)된다.

따라서, 제 2 실시 형태에 의하면, 아크가 신장됨에 따라, 아크의 레그가 가동 접촉자(130)로부터 아크 전류판부(133)로 전류하게 되어, 가동 접촉자의 소모를 억제할 수가 있다. 그 결과, 가동 접촉자(130)의 수명을 장수명화할 수 있어, 전자 접촉기(10)의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 상기 제 2 실시 형태에 있어서도, 아크 전류판부(133)의 부착판부(301)의 길이방향의 중앙부를 절단 제거하여 좌우 단부의 부착판부(301)와 아크 전류측판부(302a, 302b)에 의해 단면이 역 U자 형상인 2세트의 아크 전류판부를 형성하고, 이들 아크 전류판부를 개별적으로 가동 접촉자(130)의 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)와는 반대 측에, 나사, 납땜, 용접 등의 고정 수단에 의해 고정하도록 하여도 무방하다. 이러한 경우에도, 상기 제 2 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수가 있다.

또, 상기 제 2 실시 형태에 있어서, 상술한 제 1 실시 형태와 마찬가지로 부착판부(301)의 아크 전류측판부(302a 및 302b)에 대응하는 상면 측에 가동 접촉자(130)의 측면에 끼움 결합되는 아크 전류측판부(138a 및 138b)를 형성하도록 하여도 무방하다.

또, 상기 제 1 및 제 2 실시 형태에 있어서는, 아크 전류판부를 가동 접촉자(130)와는 별개의 개체로 구성한 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 아크 전류측판부(138a 및 138b)를 가동 접촉자(130)에 일체로 형성하도록 하여도 무방하다.

또, 상기 제 1 및 제 2 실시 형태에 있어서는, 전자석 유닛(200)이 고정 철심(211) 및 가동 철심(212)을 갖는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 고정 철심(211)을 생략하고, 상부 자기 요크(210)와 가동 철심(212)의 사이에 자기적 흡인부를 형성하도록 하여도 무방하다.

또, 전자석 유닛(200)으로서는 상기 구성으로 한정되는 것은 아니며, 임의의 구성을 채용할 수 있고, 요컨대 가동 접촉자(130)를 한 쌍의 고정 접촉자(111, 112)에 대해 접촉 및 분리 가능하도록 구동할 수 있으면 되는 것이다.

또, 상기 제 1 및 제 2 실시 형태에 있어서는, 접점 수납 케이스(102) 및 캡(230)으로 밀봉 용기를 구성하고, 이 밀봉 용기 내에 가스를 봉입하는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 차단하는 전류가 낮은 경우에는 가스 봉입을 생략하도록 하여도 무방하다.

다음으로, 본 발명의 제 3 실시 형태에 대해 도 7~도 9를 이용하여 설명한다.

본 제 3 실시 형태는, 가동 접촉자에 아크 전류판부를 부착하는 경우 대신에 고정 접촉자에 아크 전류판부를 부착하도록 한 것이다.

즉, 제 3 실시 형태에서는, 전자 접촉기(10)가 도 7에 나타내는 바와 같이 구성되어 있다.

상기 전자 접촉기(10)는 접점 기구를 배치한 접점 장치(400)와, 상기 접점 장치(400)를 구동하는 전자석 유닛(500)으로 구성되어 있다.

접점 장치(400)는, 도 7 및 도 8로부터 명백한 바와 같이, 접점 기구(401)를 수납하는 소호실로서의 접점 수납 케이스(402)를 갖는다. 이 접점 수납 케이스(402)는, 금속제의 하단부에 외측으로 돌출하는 플랜지부(403)를 갖는 금속 각통체(404)와, 상기 금속 각통체(404)의 상단을 폐색하는 평판 형상의 세라믹 절연 기판으로 구성되는 고정 접점 지지 절연 기판(405)을 구비하고 있다.

금속 각통체(404)는, 그 플랜지부(403)가 후술하는 전자석 유닛(500)의 상부 자기 요크(510)에 시일 접합되어 고정되어 있다.

또, 고정 접점 지지 절연 기판(405)에는, 중앙부에 후술하는 한 쌍의 고정 접촉자(411 및 412)를 관통삽입하는 관통 구멍(406 및 407)이 소정 간격을 유지하여 형성되어 있다. 그리고, 고정 접점 지지 절연 기판(405)이 각통체(404)의 상면에 납땜되어 있다.

접점 기구(401)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 접점 수납 케이스(402)의 고정 접점 지지 절연 기판(405)의 관통 구멍(406 및 407)에 관통삽입되어 고정된 한 쌍의 고정 접촉자(411 및 412)를 구비하고 있다. 이들 고정 접촉자(411 및 412)의 각각은, 고정 접점 지지 절연 기판(405)의 관통 구멍(406 및 407)에 관통삽입되는 상단에 외측으로 돌출하는 플랜지부(413)를 갖는 지지 도체부(414)와, 상기 지지 도체부(414)에 연결되어 고정 접점 지지 절연 기판(405)의 하면 측에 설치되며 내측이 개방된 C자 형상부(415)를 구비하고 있다.

C자 형상부(415)는, 고정 접점 지지 절연 기판(405)의 하면을 따라 외측으로 연장되는 상판부(416)와 상기 상판부(416)의 외측 단부로부터 하방으로 연장되는 중간판부(417)와, 상기 중간판부(417)의 하단측으로부터 상판부(416)와 평행하게 내측, 즉 고정 접촉자(411 및 412)의 대면(對面) 방향으로 연장되는 하판부(418)에 의해 C자 형상으로 형성되어 있다.

여기서, 지지 도체부(414)와 C자 형상부(415)는, 지지 도체부(414)의 하단면에 돌출 형성된 핀(414a)을 C자 형상부(415)의 상판부(416)에 형성된 관통 구멍(420) 내에 관통삽입한 상태에서 예컨대 납땜에 의해 고정되어 있다. 또한, 지지 도체부(414) 및 C자 형상부(415)의 고정은, 납땜으로 한정되지 않으며, 핀(414a)을 관통 구멍(420)에 끼움 결합시키거나, 핀(414a)에 수(雄)나사를 형성하고, 관통 구멍(420)에 암(雌)나사를 형성하여 양자를 나사 결합시키거나 하여도 무방하다.

또, 고정 접촉자(411 및 412)의 C자 형상부(415)에 있어서의 중간판부(417)의 내측면을 덮도록, 평면에서 볼 때 C자 형상인 자성체판(419)이 장착되어 있다. 이와 같이, 중간판부(417)의 내측면을 덮도록 자성체판(419)을 배치함으로써, 중간판부(417)를 흐르는 전류에 의해 발생하는 자장(磁場)을 실드(shield)할 수가 있다.

상기 자성체판(419)은, 중간판부(417)의 주위를 덮도록 형성하여도 무방하며, 중간판부(417)에 흐르는 전류에 의한 자장을 실드할 수 있으면 된다.

그리고, 고정 접촉자(411 및 412)의 C자 형상부(415)에 각각, 아크의 발생을 규제하는 합성 수지재제의 절연 커버(421)가 장착되어 있다.

이와 같이, 고정 접촉자(411 및 412)의 C자 형상부(415)에 절연 커버(421)를 장착함으로써, 상기 C자 형상부(415)의 내주면에서는 하판부(418)의 상면 측만이 노출되어 접점부(418a)로 되어 있다.

그리고, 고정 접촉자(411 및 412)의 C자 형상부(415) 내에 양단부를 배치하도록 가동 접촉자(430)가 설치되어 있다. 상기 가동 접촉자(430)는 후술하는 전자석 유닛(500)의 가동 플런저(515)에 고정된 연결축(431)에 지지되어 있다. 상기 가동 접촉자(430)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 중앙부의 연결축(431)의 근방이 하방으로 돌출하는 오목부(432)가 형성되며, 상기 오목부(432)에 연결축(431)을 관통삽입하는 관통 구멍(433)이 형성되어 있다.

연결축(431)은, 상단에 외측으로 돌출하는 플랜지부(431a)가 형성되어 있다. 상기 연결축(431)에 하단측으로부터 접촉 스프링(434)에 관통삽입하고, 그 다음으로 가동 접촉자(430)의 관통 구멍(433)에 관통삽입하며, 접촉 스프링(434)의 상단을 플랜지부(431a)에 맞닿게 하여 상기 접촉 스프링(434)을 통해 소정의 가세력을 얻도록 가동 접촉자(430)를 예컨대 C링(435)에 의해 위치결정한다.

상기 가동 접촉자(430)는, 석방 상태에서, 양단의 접점부(430a)와 고정 접촉자(411 및 412)의 C자 형상부(415)의 하판부(418)의 접점부(418a)가 소정 간격을 유지하여 이격된 상태가 된다. 또, 가동 접촉자(430)는, 투입 위치에서, 양단의 접점부(430a)가 고정 접촉자(411 및 412)의 C자 형상부(415)의 하판부(418)의 접점부(418a)에, 접촉 스프링(434)에 의한 소정의 접촉압으로 접촉하도록 설정되어 있다.

또한, 접점 수납 케이스(402)의 각통체(404)의 전후 방향의 외주면에는, 도 8에 나타내는 바와 같이 아크를 신장시켜 소호하는 아크 소호용 영구자석(443 및 444)이 배치되어 있다.

또, 접점 수납 케이스(402)의 각통체(404)의 내주면에는, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 예컨대 합성 수지재이며 바닥을 갖는 각통(角筒) 형상으로 형성된 절연 통체(440)가 설치되어 있다. 상기 절연 통체(440)에는, 고정 접촉자(411 및 412)의 접점부(418a)와 가동 접촉자(430)의 접점부(418)의 대향부의 전후 위치에 각각 아크 소호실(445 및 446)이 형성되어 있다.

또, 고정 접촉자(411 및 412)의 하판부(418)에는, 가동 접촉자(430)의 접점부(430a)에 대향하는 접점부(418a)의 하면 측에는 아크 전류판부(450)가 고정되어 있다. 상기 아크 전류판부(450)는 한 쌍의 고정 접촉자(411 및 412)보다 용융 온도가 높은 도전성의 금속재료, 예컨대 철, 스테인리스 강 등으로 형성되어 있다.

상기 아크 전류판부(450)는, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 상판부(451)와 상기 상판부(451)의 전후 단부에 하판부(418)의 전후 측면과 평행하게 하방으로 연장되는 전후측판부(452 및 453)에 의해 대략 역 U자 형상으로 형성되어 있다.

전자석 유닛(500)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 측면에서 볼 때 편평한 U자 형상인 자기 요크(501)를 가지며, 상기 자기 요크(501)의 바닥판부(502)의 중앙부에 원통형 보조 요크(503)가 고정되어 있다. 상기 원통형 보조 요크(503)의 외측에 스풀(504)이 배치되어 있다.

상기 스풀(504)은, 원통형 보조 요크(503)를 관통삽입하는 중앙 원통부(505)와, 상기 중앙 원통부(505)의 하단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출하는 하측 플랜지부(506)와, 중앙 원통부(505)의 상단으로부터 반경 방향 외측으로 돌출하는 상측 플랜지부(507)로 구성되어 있다. 그리고, 중앙 원통부(505), 하측 플랜지부(506) 및 상측 플랜지부(507)로 구성되는 수납 공간에 여자 코일(508)이 감겨 장착되어 있다.

그리고, 자기 요크(501)의 개방단이 되는 상단 사이에 상부 자기 요크(510)가 고정되어 있다. 상기 상부 자기 요크(510)는, 중앙부에 스풀(504)의 중앙 원통부(505)에 대향하는 관통 구멍(510a)이 형성되어 있다.

그리고, 스풀(504)의 중앙 원통부(505) 내에, 바닥부와 자기 요크(501)의 바닥판부(502)의 사이에 복귀 스프링(514)을 설치한 가동 플런저(515)가 상하로 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 상기 가동 플런저(515)에는, 상부 자기 요크(510)로부터 상방으로 돌출하는 상단부에 반경 방향 외측으로 돌출하는 둘레 플랜지부(circumferential flange; 516)가 형성되어 있다.

또, 상부 자기 요크(510)의 상면에, 예컨대 외형이 사각형(方形)이며 원형의 중심 개구(521)를 가지고 링형상으로 형성된 영구자석(520)이 가동 플런저(515)의 둘레 플랜지부(516)를 둘러싸도록 고정되어 있다. 상기 영구자석(520)은 상하방향 즉 두께 방향으로 상단측을 예컨대 N극으로 하고, 하단측을 S극으로 하도록 착자되어 있다. 또한, 영구자석(520)의 중심 개구(521)의 형상은 둘레 플랜지부(516)의 형상에 맞춘 형상으로 하고, 외주면의 형상은 원형, 사각형 등의 임의의 형상으로 할 수 있다.

그리고, 영구자석(520)의 상단면에, 영구자석(520)과 동일한 외형이며 가동 플런저(515)의 둘레 플랜지부(516)의 외경(外徑)보다 작은 내경(內徑)의 관통 구멍(524)을 갖는 보조 요크(525)가 고정되어 있다. 상기 보조 요크(525)의 하면에 가동 플런저(515)의 둘레 플랜지부(516)가 맞닿아 있다.

또, 가동 플런저(515)의 상단면에는 가동 접촉자(430)를 지지하는 연결축(431)이 나사 부착되어 있다.

그리고, 가동 플런저(515)가 비자성체제이고 바닥을 가진 통형상으로 형성된 캡(530)에 의해 덮이며, 상기 캡(530)의 개방단에 반경 방향 외측으로 연장되어 형성된 플랜지부(531)가 상부 자기 요크(510)의 하면에 시일 접합되어 있다. 이로써, 소호실(402) 및 캡(530)이 상부 자기 요크(510)의 관통 구멍(510a)을 통해 연통(連通)되는 밀봉 용기가 형성되어 있다. 그리고, 소호실(402) 및 캡(530)으로 형성되는 밀봉 용기 내에 수소 가스, 질소 가스, 수소 및 질소의 혼합 가스, 공기, SF₆ 등의 가스가 봉입되어 있다.

본 제 3 실시 형태에 의하면, 전자석 유닛(500)의 여자 코일(508)이 비통전 상태인 상태에서는, 가동 플런저(515)가 복귀 스프링(514)에 의해 상방으로 가세되어 있다. 이 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 가동 플런저(515)의 둘레 플랜지부(516)가 보조 요크(525)의 하면에 맞닿아 있으며, 가동 접촉자(430)가 고정 접촉자(411 및 412)의 하판부(418)로부터 상방으로 이격되어 있다. 이 때문에, 고정 접촉자(411 및 412) 사이의 전류로가 차단 상태에 있으며, 접점 기구(401)가 개극 상태로 되어 있다.

이와 같이, 전자석 유닛(500)의 석방 상태에서는, 가동 플런저(515)에 복귀 스프링(514)에 의한 가세력과 링형상 영구자석(520)에 의한 흡인력의 쌍방(雙方)이 작용하고 있기 때문에, 가동 플런저(515)가 외부로부터의 진동이나 충격 등에 의해 잘못하여 하강하는 경우가 없어, 오동작을 확실히 방지할 수가 있다.

이러한 석방 상태로부터, 전자석 유닛(500)의 여자 코일(508)을 여자하면, 상기 전자석 유닛(500)에서 여자력을 발생시켜, 가동 플런저(515)를 복귀 스프링(514)의 가세력 및 링형상 영구자석(520)의 흡인력에 대항하여 하방으로 밀어 내린다.

그리고, 가동 플런저(515)가 복귀 스프링(514)의 가세력 및 링형상 영구자석(520)의 흡인력에 대항하여 빠르게 하강한다. 이로써, 가동 플런저(515)의 하강이, 둘레 플랜지부(516)의 하면이 상부 자기 요크(510)의 상면에 맞닿음에 따라 정지된다.

이와 같이, 가동 플런저(515)가 하강함에 따라, 가동 플런저(515)에 연결축(431)을 통해 연결되어 있는 가동 접촉자(430)도 하강하며, 그 접점부(430a)가 고정 접촉자(411 및 412)의 접점부(418a)에 접촉 스프링(434)의 접촉압에 의해 접촉한다.

이 때문에, 외부 전력 공급원의 대전류가 고정 접촉자(411), 가동 접촉자(430) 및 고정 접촉자(412)를 통해 부하에 공급되는 폐극 상태가 된다.

이러한 접점 기구(401)의 폐극 상태로부터, 부하에 대한 전류 공급을 차단하는 경우에는, 전자석 유닛(500)의 여자 코일(508)의 여자를 정지한다.

이로써, 전자석 유닛(500)에서 가동 플런저(515)를 하방으로 이동시키는 여자력이 없어짐에 따라, 가동 플런저(515)가 복귀 스프링(514)의 가세력에 의해 상승하며, 둘레 플랜지부(516)가 보조 요크(525)에 가까워짐에 따라 링형상 영구자석(520)의 흡인력이 증가한다.

상기 가동 플런저(515)가 상승함에 따라, 연결축(431)을 통해 연결된 가동 접촉자(430)가 상승한다. 이에 따라 접촉 스프링(434)으로 접촉압을 부여하고 있는 동안은 가동 접촉자(430)가 고정 접촉자(411 및 412)에 접촉하고 있다. 그 후, 접촉 스프링(434)의 접촉압이 없어진 시점에서 가동 접촉자(430)가 고정 접촉자(411 및 412)로부터 상방으로 이격되는 개극 상태가 된다.

상기 개극 상태가 되면, 고정 접촉자(411 및 412)의 접점부(418a)와 가동 접촉자(430)의 접점부(430a)의 사이에 아크가 발생하며, 이 아크에 의해 전류의 통전 상태가 계속된다. 이때, 고정 접촉자(411 및 412)의 C자 형상부(415)의 상판부(416) 및 중간판부(417)를 덮는 절연 커버(421)가 장착되어 있기 때문에, 아크를 고정 접촉자(411 및 412)의 접점부(418a)와 가동 접촉자(430)의 접점부(430a)의 사이에만 발생시킬 수가 있다. 이 때문에, 아크가 고정 접촉자(411 및 412)의 C자 형상부(415) 상에서 움직이는 것을 확실히 방지하여 아크의 발생 상태를 안정시킬 수 있어, 소호 성능을 향상시킬 수가 있다. 또한, 고정 접촉자(411 및 412)의 양측면도 절연 커버(421)에 의해 덮여 있으므로, 아크의 선단이 단락(短絡)되는 것도 확실히 방지할 수가 있다.

또, C자 형상부(415)의 상판부(416) 및 중간판부(417)가 절연 커버(421)에 의해 덮여 있으므로, 가동 접촉자(430)의 양단부와 C자 형상부(415)의 상판부(416) 및 중간판부(417) 사이의 절연 커버(421)에 의해 절연 거리를 확보할 수 있어, 가동 접촉자(430)의 가동 방향의 높이를 단축할 수가 있다. 따라서, 접점 장치(400)를 소형화할 수가 있다.

또, 고정 접촉자(411 및 412)의 접점부(418a)와 가동 접촉자(430)의 접점부(430a) 사이에 발생한 아크의 레그는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 아크 소호용 영구자석(444)에 의해 신장된다. 이 때문에, 가동 접촉자(430) 측에서는 측면을 타고 상단 측으로 전류한다. 한편, 고정 접촉자(411 및 412)의 하판부(418)에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 아크의 레그가 측면을 타고 하방으로 전류하여, 아크 전류판부(450)의 측판부(453)를 타고 하단에 도달한다.

그 결과, 고정 접촉자(411 및 412)에는 아크의 레그가 접촉하는 일이 없게 되며, 아크에 의한 손상을 아크 전류판부(450) 측에서 감당하여, 아크 레그로부터 발생하는 금속 증기에 의해 고정 접촉자가 소모되는 것을 억제할 수가 있다. 또한, 아크 전류판부(450)가 고정 접촉자(411, 412)보다 용융 온도가 높은 철, 스테인리스 등의 금속 부재로 구성되어 있기 때문에, 고정 접촉자(411, 412)에 비해 아크에 의한 소모량을 보다 억제할 수가 있다. 따라서, 고정 접촉자(411, 412)의 수명을 장수명화할 수 있어, 전자 접촉기(10)의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 상기 제 3 실시 형태에 있어서는, 아크 전류판부(450)가 역 U자 형상으로 형성되어 있는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 도 9와는 상하 반전시킨 대략 U자 형상으로 하여 하판부(418)에 부착하도록 하여도 무방하다.

나아가, 아크 전류판부(450)를 별개의 개체로 형성하는 경우 대신에, 도 11에 나타내는 바와 같이, 하판부(418)에 직접 아크 전류판부(461 및 462)를 형성하도록 하여도 무방하다.

또, 전자석 유닛(500)으로서는 상기 구성으로 한정되는 것은 아니며, 임의의 구성을 채용할 수 있고, 요컨대 가동 접촉자(430)를 한 쌍의 고정 접촉자(411, 412)에 대해 접촉 및 분리 가능하도록 구동할 수 있으면 되는 것이다.

또, 상기 제 3 실시 형태에 있어서는, 접점 수납 케이스(402) 및 캡(530)으로 밀봉 용기를 구성하고, 상기 밀봉 용기 내에 가스를 봉입하는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 차단하는 전류가 낮은 경우에는 가스 봉입을 생략하도록 하여도 무방하다.

또, 상기 제 1~제 3 실시 형태에 있어서는, 본 발명을 전자 접촉기에 적용하는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 전자 계전기(繼電器) 등의 다른 전자 개폐기에도 본 발명을 적용할 수가 있다.

10; 전자 접촉기
100; 접점 장치
101; 접점 기구
102; 접점 수납 케이스(소호실)
103; 통(桶)형상체
104; 금속 각통체
111, 112; 고정 접촉자
114; 지지 도체부
115; 접점부
130; 가동 접촉자
130a; 접점부
130b, 130c; 모서리부
131; 연결축
133; 아크 전류판부(轉流板部)
134; 부착판부
135; 중앙판부
135a; 관통 구멍
136a, 136b; 절곡(折曲)부
137a, 137b; 연장부
138a, 138b; 아크 전류측판부
139; 접촉 스프링
145, 146; 아크 소호 공간
200; 전자석 유닛
201; 자기 요크
203; 원통형 보조 요크
204; 스풀
208; 여자(勵磁) 코일
210; 상부 자기 요크
211; 고정 철심
212; 가동 철심
214; 복귀 스프링
301; 부착판부
302a, 302b; 아크 전류측판부
400; 접점 장치
401; 접점 기구
402; 접점 수납 케이스(소호실)
403; 통(桶)형상체
404; 금속 각통체
411, 412; 고정 접촉자
414; 지지 도체부
415; 접점부
430; 가동 접촉자
430a; 접점부
431; 연결축
439; 접촉 스프링
445, 446; 아크 소호 공간
450; 아크 전류판부
500; 전자석 유닛
501; 자기 요크
503; 원통형 보조 요크
504; 스풀
508; 여자 코일
510; 상부 자기 요크
511; 고정 철심
512; 가동 철심
514; 복귀 스프링

Claims (6)

1. 소호실(消弧室, arc extinguishing chamber) 내에 소정 간격을 유지하여 고정 배치된 한 쌍의 고정 접촉자와,
   상기 소호실 내에 상기 한 쌍의 고정 접촉자에 대해 접촉 및 분리 가능하게 설치된 가동 접촉자를 구비하고,
   상기 가동 접촉자 및 상기 한 쌍의 고정 접촉자의 어느 일방(一方)에, 상기 가동 접촉자가 상기 한 쌍의 고정 접촉자로부터 이격하는 개극(開極)시에 발생하는 아크의 레그(leg)를 전류(轉流)시키는 도전성의 아크 전류판부를 형성한
   것을 특징으로 하는 접점 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 아크 전류판부는 상기 가동 접촉자보다 용융 온도가 높은 금속판으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접점 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 아크 전류판부는, 상기 가동 접촉자의 상기 한 쌍의 고정 접촉자와는 반대 측에 접촉하며, 상기 한 쌍의 고정 접촉자에 대향하는 위치에 한 쌍의 고정 접촉자로부터 멀어지는 방향으로 구부러져 연장되는 절곡(折曲) 연장부를 갖는 부착판부와, 상기 부착판부의 절곡 연장부로부터 상기 가동 접촉자의 측가장자리(側緣)에 접촉하여 연장되는 한 쌍의 아크 전류측판부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 접점 장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 아크 전류판부는, 상기 가동 접촉자의 상기 한 쌍의 고정 접촉자와는 반대측의 면에 접촉하는 부착판부와, 상기 부착판부의 상기 한 쌍의 고정 접촉자와 대향하는 위치의 양측 가장자리에 형성된 상기 한 쌍의 고정 접촉자로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 한 쌍의 아크 전류측판부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 접점 장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 고정 접촉자가, 상판부와 중간판부와 하판부에 의해 C자 형상으로 형성되고,
   상기 가동 접촉자가 상기 상판부 및 하판부 사이에 상기 하판부에 대해 접촉 및 분리가 가능하도록 배치되며,
   상기 한 쌍의 고정 접촉자의 하판부의 상기 가동 접촉자와는 반대측의 면에 아크 전류판부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 접점 장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 접점 장치를 구비하고, 상기 가동 접촉자가 전자석 장치의 가동 철심(鐵心)에 연결되며, 상기 한 쌍의 고정 접촉자가 외부 접속 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 개폐기.

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