KR20160003154U - 전자접촉기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전자접촉기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가동부의 회전이 방지되어 고정접점과 가동접점의 동작 신뢰성을 향상시켜 차단성능이 안정적으로 유지되는 전자접촉기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기는 코일; 전원이 인가되면 상기 코일 주변에 발생하는 자기장에 의해 자화되며, 하단부에는 제1결합부가 구비되는 고정코어; 상기 고정코어에 접촉 또는 분리되며, 상단부에는 상기 제1결합부에 대응하는 제2결합부가 구비되는 가동코어; 상기 가동코어에 결합되어 상기 가동코어와 함께 움직이는 구동축;을 포함하되, 상기 가동코어가 고정코어에 접촉될 때, 상기 제1결합부와 제2결합부가 결합됨으로서 상기 구동축의 회전이 방지되는 것을 특징으로 한다.

Description

전자접촉기{Electromagnet Contactor}

본 고안은 전자접촉기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가동부의 회전이 방지되어 고정접점과 가동접점의 동작 신뢰성을 향상시켜 차단성능이 안정적으로 유지되는 전자접촉기에 관한 것이다.

일반적으로 전자접촉기(Electromagnetic Contactor)는 전자석의 원리를 이용하여 기계적인 구동과 전류신호를 전달해주는 전기적인 회로 개폐 장치의 일종으로, 각종 산업용 설비, 기계 및 차량 등에 설치된다.

도 1에 종래기술에 따른 전자접촉기의 종단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 있어서 가동접촉자, 구동축, 가동코어 어셈블리의 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1의 전자접촉기의 A-A 부분의 단면도가 도시되어 있다.

전기자동차용 전자접촉기의 구성은 상부프레임(1), 하부프레임(2), 상부프레임(1)에 구비되는 한 쌍의 고정접점(3), 상부프레임(1) 내부에 직선운동 가능하게 설치되어 상기 한 쌍의 고정접점(3)에 접촉 또는 분리되는 가동접점(4)을 구비하며, 통상적으로 전기적인 신호에 의해 접점의 개폐 제어가 가능하게 가동접점(4)을 구동시키는 전기 액추에이터를 포함한다. 여기서, 액추에이터는 코일(5)과 고정코어(6)로 이루어진 전기자와, 상기 코일(5)에 전류가 흐를 때 발생하는 자기장에 의해 자화되는 고정코어(5)에 흡인되는 가동코어(7)를 포함하여 구성된다. 또한, 가동코어(7)에는 구동축(8)이 결합되어 상기 고정코어(6)를 관통하여 수직 운동할 수 있도록 설치되며, 상단에는 상기 가동코어(7)가 결합되어 가동코어(7)를 운동시키게 된다.

즉, 전자접촉기는 코일(5)에 전원이 공급되면 코일(5) 주변에 자기장이 발생하고 이에 의해 고정접점(3)에는 자력이 증폭되어 가동코어(7)가 상승운동을 하여 가동접점(4)을 고정접점(3)에 접촉시켜 부하측에 전류를 통전시키게 되는 스위칭 장치이다. 한편, 코일(5)에 전원이 공급되지 않는 경우에는 가동코어(7)가 하방의 위치로 복귀하도록 고정코어(6)와 가동코어(7) 사이에는 복귀스프링(9)이 구비된다.

그런데, 종래기술에 따른 전자접촉기에 있어서 가동코어(7)와 고정코어(6)가 접하는 면은 평면으로 이루어져 구동축(8)을 중심으로 하는 회전력을 받아 회전이 되는 경우가 발생한다. 따라서, 도 2에 일체로 구성된 가동코어(7), 구동축(8), 가동접점(4)의 어셈블리는 함께 회전하게 된다. 도 3을 참조하면, 가동접점(4)이 회전하여 정위치를 벗어나는 상태가 도시되어 있다. 이 경우 고정접점(3)과의 접촉이 불안정하게 될 수 있는 것을 방지하기 위하여 상부프레임(1)의 내측면에는 가이드(1a)가 마련되어 가동접점(4)의 이탈을 제한하도록 하고 있다. 그러나, 이러한 경우 가동접점(4)과 가이드(1a)의 접촉에 의한 소음이나 가동접점(4)의 손상이 발생한다는 문제점이 있다. 또한, 가동접점(4)의 회전을 방지시키는 근본적인 해결책이 되지 못한다는 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 가동부의 회전이 방지되어 고정접점과 가동접점의 동작 신뢰성을 향상시키는 전자접촉기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기는 코일; 전원이 인가되면 상기 코일 주변에 발생하는 자기장에 의해 자화되며, 하단부에는 제1결합부가 구비되는 고정코어; 상기 고정코어에 접촉 또는 분리되며, 상단부에는 상기 제1결합부에 대응하는 제2결합부가 구비되는 가동코어; 상기 가동코어에 결합되어 상기 가동코어와 함께 움직이는 구동축;을 포함하되, 상기 가동코어가 고정코어에 접촉될 때, 상기 제1결합부와 제2결합부가 결합됨으로서 상기 구동축의 회전이 방지되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기는 프레임; 상기 프레임에 고정되는 고정접촉자; 상기 구동축의 상부에 결합되어 상기 고정접촉자에 접촉되거나 분리되는 가동접촉자;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1결합부와 제2결합부는 절개부 또는 돌출부로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1결합부의 절개면과 상기 제2결합부의 내측면은 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1결합부와 제2결합부는 구동축을 기준으로 대칭되는 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1결합부의 절개면과 상기 제2결합부의 내측면은 곡면 또는 다각면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1결합부의 절개면과 상기 제2결합부의 내측면은 계단 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1결합부와 제2결합부가 접하는 면은 상기 고정코어의 하면과 가동코어의 상면이 접하는 면과 평행하지 않은 것을 특징으로 한다.

본 고안의 일 실시예에 따른 전자접촉기에 의하면 가동접촉자와 가이드의 간섭을 제거하여 내구성을 향상시키고 동작 특성의 편차를 감소시켜 동작의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 아크 소호부 내 가이드를 제거하여 아크 소호부 내에 충전되는 절연가스의 체적을 증가시킴에 따라 아크 소호 능력이 향상되는 효과가 있다.

한편, 부품간의 간섭이 감소함에 따라 내구성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 전자접촉기의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 있어서 가동접촉자, 구동축, 가동코어 어셈블리의 사시도이다.
도 3은 도 1에서 A-A 부분 평면도이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 종단면도이다.
도 5는 도 4에 있어서 구동축에 결합되는 부품들의 사시도이다.
도 6a는 고정코어의 사시도, 도 6b는 가동코어의 사시도이다.
도 7a,7b는 본 고안의 다른 실시예에 따른 고정코어, 가동코어의 사시도이다.
도 8a,8b는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 고정코어, 가동코어의 사시도이다.
도 9a,9b는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 고정코어, 가동코어의 사시도이다.
도 10은 도 4에서 A-A 부분 평면도이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 고안의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 종단면도, 도 5는 도 4에 있어서 구동축에 결합되는 부품들의 사시도, 도 6a는 고정코어의 사시도, 도 6b는 가동코어의 사시도이다. 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예에 따른 전자접촉기에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 고안의 일 실시예에 따른 전자접촉기는 코일(10); 전원이 인가되면 상기 코일(10) 주변에 발생하는 자기장에 의해 자화되며, 하단부에는 제1결합부(22)가 구비되는 고정코어(20); 상기 고정코어(20)에 접촉 또는 분리되며, 상단부에는 상기 제1결합부(22)에 대응하는 제2결합부(32)가 구비되는 가동코어(30); 상기 가동코어(30)에 결합되어 상기 가동코어(30)와 함께 움직이는 구동축(40);을 포함하되, 상기 가동코어(30)가 고정코어(20)에 접촉될 때, 상기 제1결합부(22)와 제2결합부(32)가 결합됨으로서 상기 구동축(40)의 회전이 방지되는 것을 특징으로 한다.

먼저 전자접촉기의 기본 구성요소인 고정접촉자(50)와 가동접촉자(55)를 설명하기로 한다.

고정접촉자(50)는 상부프레임(61)의 상부에 끼워지며, 전원공급을 제어하려는 부하 또는 전원과 연결되는 단자이다. 이러한 고정접촉자(50)는 한 쌍으로 나란히 설치된다.

가동접촉자(55)는 상부프레임(61)의 내부에 삽입 설치되며, 고정접촉자(50)와 접촉 또는 분리되는 단자이다. 가동접촉자(55)는 상술한 고정접촉자(50)의 하부단자에 접촉한다. 가동접촉자(55)는 고정접촉자(50)에 접촉하는 면이 평평하게 형성되며 소정 두께를 갖는 판상체이다. 이러한 가동접촉자(55)는 구동축(40)에 고정되어 구동축(40)이 축방향으로 선형구동함에 따라 고정접촉자(50)에 접촉 또는 분리되어 전류를 통전시키거나 차단하게 된다. 가동접촉자(55)의 중심에는 고정접촉자(50)와 대향하는 평평한 편에 수직하게 관통홀이 형성되어 구동축(40)의 일단부가 관통 결합된다.

액추에이터는 자력에 의해 구동력이 발생되어 가동접촉자(55)를 구동시켜 고정접촉자(50)에 접촉 또는 분리시키는 구동장치이다. 이러한 액추에이터는 코일(10), 고정코어(20), 가동코어(30), 보빈(63), 플레이트(64), 구동축(40) 및 복귀스프링(45)을 포함한다.

액추에이터의 중앙에는 고정코어(20), 가동코어(30), 구동축(40) 등이 삽입되는 실린더(65)가 배치되며, 실린더(65)를 감싸면서 보빈(63)이 설치된다.

코일(10)은 보빈(63) 둘레에 권선되고, 전원이 인가되면 코일(10) 주변에는 자기장이 발생한다.

고정코어(20)는 코일(10)의 내부, 구체적으로 실린더(65) 내부에 구비된다. 고정코어(20)는 원통체이며, 중심축을 따라 제1관통홀(21)이 형성되어 구동축(40)이 선형구동 가능하게 관통 설치된다. 제1관통홀(21)의 하부에는 구동축(40) 외주면과의 사이에 복귀스프링(45)의 일단이 삽입된다. 고정코어(20)는 코일(10)에서 발생하는 자기장에 의해 자화된다.

가동코어(30)는 통상적으로 아마추어(armature)라고도 하며, 상술한 고정코어(20)와 동일한 직경을 갖는 원통체이고 중심축을 따라 제2관통홀(31)이 형성되어 구동축(40)이 관통 설치된다. 가동코어(30)는 고정코어(20)의 자력에 의해 이끌려 상승운동을 하게 된다. 제2관통홀(31)의 상부에는 구동축(40) 외주면과의 사이에 복귀스프링(45)의 타단이 삽입된다. 코일(10)에 자기장이 발생하지 않을 때 가동코어(30)는 복귀스프링(45)에 의해 고정코어(20)와 이격되는 초기위치로 복귀한다.

보빈(63)은 양 단에 플랜지가 형성된 원통형상으로, 상술한 코일(10)이 보빈(63)의 플랜지 사이에 권선된다. 또한 보빈(63)은 중심축을 따라 실린더(65)를 수용하는 관통홀이 형성된다.

플레이트(64)는 상부프레임(61)과 하부프레임(62) 사이에 설치되어 고정코어(20)를 고정 지지하게 된다.

구동축(40)은 봉 형상의 긴 샤프트로 상단에는 가동접촉자(55)가 고정되고 하단에는 가동코어(30)가 고정된다. 구동축(40)은 고정코어(20)를 관통하여 축방향을 따라 움직인다. 구동축(40)은 상단부로부터 소정 간격으로 이격된 위치에 플랜지(41)가 형성된다. 플랜지(41)와 가동접촉자(55) 사이에는 압축스프링(46)이 설치된다. 플랜지(41)는 플레이트(64) 상단에 걸려 구동축(40)이 더 이상 하방으로 움직이지 않도록 하는 걸림턱 역할도 한다.

위와 같이 상술한 액추에이터는 이러한 구성에 한정되지 않고 자력에 의해 구동축(40)이 축방향으로 선형구동하여 가동접촉자(55)를 고정접촉자(50)에 접촉 또는 분리시킬 수 있는 어떠한 구성이어도 좋다.

고정코어(20) 및 가동코어(30)에 관하여 보다 세부적으로 설명하기로 한다. 고정코어(20)의 하단부에는 절개부 또는 돌출부로 형성되는 제1결합부(22)가 마련된다. 도 6a에 절개부로 형성되는 제1결합부(22)가 도시되어 있다. 이 실시예에서 제1결합부(22)는 고정코어(20)의 하측단부가 일부 절개되어 형성된다. 도 4의 단면도 상에서 볼 때, 이 제1결합부(22)의 절개면은 경사면으로 형성될 수 있다. 이때, 하면(23)과 제1결합부(22)의 절개면이 접하는 부분은 일직선으로 형성될 수 있다. 이러한 제1결합부(22)는 구동축(40)을 기준으로 대칭을 이루는 한 쌍으로 구성될 수 있다.

가동코어(30)의 상단부에는 제1결합부(22)에 대응하는 돌출부 또는 절개부로 형성되는 제2결합부(32)가 마련된다. 도 6b에 돌출부로 형성되는 제2결합부(32)가 도시되어 있다. 이 실시예에서 제2결합부(32)는 가동코어(30)의 상측단부가 일부 돌출되어 형성된다. 여기서, 제2결합부(32)는 제1결합부(22)의 절개된 부분과 동일하게 형성될 수 있다. 도 4의 단면도 상에서 볼 때, 제2결합부(32)의 내측면은 경사면으로 형성될 수 있다. 이때, 상면(33)과 제2결합부(32)의 내측면이 접하는 부분은 일직선으로 형성될 수 있다. 이러한 제2결합부(32)는 구동축(40)을 기준으로 대칭을 이루는 한 쌍으로 구성될 수 있다.

고정코어(20)가 자화되어 가동코어(30)가 고정코어(20)에 접촉될 때, 상기 제1결합부(22)와 제2결합부(32)가 결합됨으로서 상기 구동축(40)의 회전이 방지될 수 있다. 즉, 제1결합부(22)와 제2결합부(32)가 접하는 면은 고정코어(20)의 하면(23)과 가동코어(30)의 상면(33)이 접하는 면과 평행하지 않도록 형성된다. 다시 말하면, 상기 고정코어(20)의 제1결합부(22)와 가동코어(30)의 제2결합부(32)는 가동코어(22)의 회전에 대해 슬립이 일어나지 않는 면에서 접하게 되고, 고정코어(20)는 플레이트(64)에 고정 설치되어 있으므로, 가동코어(30)의 회전은 고정코어(20)의 제1결합부(22)의 저항을 받아 저지된다. 이에 따라, 구동축(40)도 회전하지 않고 수직운동만을 하게 된다.

도 7에 본 고안의 다른 실시예에 따른 고정코어(20a)와 가동코어(30a)가 도시되어 있다.

이 실시예에서 제1결합부(22a)의 절개면은 곡면으로 형성되고, 제2결합부(32a)의 내측면은 상기 절개면에 대향하는 곡면으로 형성된다. 제1결합부(22a)의 절개면과 제2결합부(32a)의 내측면이 곡면으로 형성되어 가동코어(30a)가 고정코어(20a)에 접촉할 때 보다 매끄럽게 결합될 수 있다.

도 8에 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 고정코어(20b)와 가동코어(30b)가 도시되어 있다.

이 실시예에서 제1결합부(22b)의 절개면은 다각면으로 형성되고, 제2결합부(32b)의 내측면은 제1결합부(22b)의 절개면에 대향하는 다각면으로 형성된다. 제1결합부(22b)의 절개면과 제2결합부(32b)의 내측면이 다각면으로 형성되어 가동코어(30b)가 고정코어(20b)에 접촉할 때 보다 정확하게 결합될 수 있으며, 가동코어(30b)의 회전에 대한 고정코어(20b)저항력은 증대된다.

도 9에 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 고정코어(20c)와 가동코어(30c)가 도시되어 있다.

이 실시예에서 제1결합부(22c)의 절개면은 계단형으로 형성되고, 제2결합부(32c)의 내측면은 제1결합부(22c)의 절개면에 대향하는 계단형으로 형성된다. 제1결합부(22c)의 절개면과 제2결합부(32c)의 내측면이 계단형으로 형성되어 가동코어(30c)의 회전에 대한 고정코어(20c)의 저항력이 더욱 증대한다.

도 10에는 본 고안의 각 실시예에 따른 전자접촉기의 내부평면도가 도시되어 있다. 종래 상부프레임(61)의 내측벽에 구비되던 가이드가 제거된 상태가 나타나 있다. 구동축(40)이 회전되지 않으므로 고정접촉자(50)와 가동접촉자(55)의 접촉은 일정한 위치에서 안정적으로 일어나게 되고, 가동접촉자(55)와 상부프레임(61)의 내측벽이 접촉하여 부품의 손상을 일으키는 문제가 발생하지 않는다.

또한, 상부프레임의 내부는 차단시 발생하는 아크를 소호하는 아크 소호부의 역할을 하게 되는데, 가이드의 제거로 인해 이러한 아크 소호를 위한 절연가스의 주입용량이 증대하게 된다.

본 고안의 일 실시예에 따른 전자접촉기에 의하면 가동접촉자와 가이드의 간섭을 제거하여 내구성을 향상시키고 동작 특성의 편차를 감소시켜 동작의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 아크 소호부 내 가이드를 제거하여 아크 소호부 내에 충전되는 절연가스의 체적을 증가시킴에 따라 아크 소호 능력이 향상되는 효과가 있다.

한편, 부품간의 간섭이 감소함에 따라 내구성이 향상되는 효과가 있다.

이상에서 설명한 실시예들은 본 고안을 구현하는 실시예들로서, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 고안에 개시된 실시예들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 코일 20,20a,20b,20c 고정코어
21 제1관통홀 22,22a,22b,22c 제1결합부
23 하면 30,30a,30b,30c 가동코어
31 제2관통홀 32,32a,32b,32c 제2결합부
33 상면 40 구동축
41 플랜지 45 복귀스프링
46 압축스프링 50 고정접촉자
55 가동접촉자 61 상부프레임
62 하부프레임 63 보빈
64 플레이트 65 실린더

Claims (8)

1. 코일;
   전원이 인가되면 상기 코일 주변에 발생하는 자기장에 의해 자화되며, 하단부에는 제1결합부가 구비되는 고정코어;
   상기 고정코어에 접촉 또는 분리되며, 상단부에는 상기 제1결합부에 대응하는 제2결합부가 구비되는 가동코어;
   상기 가동코어에 결합되어 상기 가동코어와 함께 움직이는 구동축;을 포함하되,
   상기 가동코어가 고정코어에 접촉될 때, 상기 제1결합부와 제2결합부가 결합됨으로서 상기 구동축의 회전이 방지되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
2. 제1항에 있어서,
   프레임;
   상기 프레임에 고정되는 고정접촉자;
   상기 구동축의 상부에 결합되어 상기 고정접촉자에 접촉되거나 분리되는 가동접촉자;를 더 포함하는 전자접촉기.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1결합부와 제2결합부는 절개부 또는 돌출부로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1결합부의 절개면과 상기 제2결합부의 내측면은 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1결합부와 제2결합부는 구동축을 기준으로 대칭되는 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1결합부의 절개면과 상기 제2결합부의 내측면은 곡면 또는 다각면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1결합부의 절개면과 상기 제2결합부의 내측면은 계단 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1결합부와 제2결합부가 접하는 면은 상기 고정코어의 하면과 가동코어의 상면이 접하는 면과 평행하지 않은 것을 특징으로 하는 전자접촉기.

Images