KR20170008716A

KR20170008716A - 유극 직류 전자석 장치 및 이것을 사용한 전자 접촉기

Info

Publication number: KR20170008716A
Application number: KR1020167013409A
Authority: KR
Inventors: 다카시 츠츠미; 마사아키 와타나베; 히데키 다이지마; 쇼타 시이노키
Original assignee: 후지 덴키 기기세이교 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2017-01-24
Also published as: US10347452B2; KR102204278B1; WO2015177960A1; CN105830188A; JPWO2015177960A1; US20160293370A1; JP6172387B2; CN105830188B

Abstract

전자석 장치가 대형화되는 일 없이, 조립성을 향상시킬 수 있는 유극 직류 전자석 장치 및 이것을 사용한 전자 접촉기를 제공한다. 여자 코일(14)을 권취한 스풀(11)의 통형부(12)에 삽입 관통되며 양단에 제1 전기자(23) 및 제2 전기자(24)를 부착한 플런저(21)와, 제1 전기자 및 제2 전기자를 흡인하는 외측 요크(31)와, 제2 전기자(24)를 흡인하는 외측 요크(31)의 내측에 배치된 내측 요크(41)와, 외측 요크와 내측 요크 사이에 배치된 영구 자석(51)을 구비하고, 스풀(11)은 통형부의 양단부에 각각 형성된, 반경 방향으로 돌출하는 플랜지부(13a, 13b)와, 제1 전기자측의 플랜지부(13a)에 형성한 코일 단자 장착부(15)와, 이 코일 단자 장착부에 장착되는 코일 단자부(17)를 구비하고 있다.

Description

유극 직류 전자석 장치 및 이것을 사용한 전자 접촉기{POLARIZED DC ELECTROMAGNET DEVICE AND ELECTROMAGNETIC CONTACTOR USING SAME}

본 발명은 여자 코일을 권취한 스풀의 외측에 외측 요크를 장착하고, 스풀의 내측에 플런저를 삽입 관통시킨 유극 직류 전자석 장치 및 이것을 사용한 전자 접촉기(electromagnetic contactor)에 관한 것이다.

전자석 장치의 코일 단자부로서는, 예컨대 특허문헌 1에 기재되어 있는 전자 접촉기가 알려져 있다.

이 코일 단자부는, 코일을 권취한 코일 권취 프레임에 단자대가 측방으로 내뻗도록 일체 형성되고, 이 단자대에 리드선 접속부를 갖는 단자 금구를 장착하여 고정하는 구성을 갖는다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-300328호 공보

그런데, 상기 특허문헌 1에 기재된 코일 단자부는, 코일을 권취한 코일 권취 프레임에 단자대가 일체 형성되어 있기 때문에, 교류 전자석과 같이 고정 철심과 가동 철심이 분리되어 있는 경우에는 단자대에 대한 가동 철심의 장착을 용이하게 행할 수 있다. 그러나, 유극 직류 전자석과 같이 코일 권취 프레임의 측면을 둘러싸도록 외측 요크를 배치하는 경우에는, 단자대에 대한 외측 요크의 장착에 시간이 걸려, 전자석 장치의 조립성이 저하된다고 하는 미해결의 과제가 있다.

전자석 장치의 조립성을 향상시키기 위해서는, 단자대의 폭 치수를 크게 할 필요가 있어, 전자석 장치가 대형화되게 된다.

그래서, 본 발명은 이러한 종래예의 미해결의 과제에 착안하여 이루어진 것으로, 전자석 장치가 대형화되는 일 없이, 조립성을 향상시킬 수 있는 유극 직류 전자석 장치 및 이것을 사용한 전자 접촉기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유극 전자석의 일 양태는, 여자 코일을 권취한 스풀과, 이 스풀의 통형부에 삽입 관통되어, 통형부로부터 돌출하는 양단에 제1 전기자 및 제2 전기자를 개별적으로 부착한 플런저와, 제1 전기자 및 제2 전기자를 흡인하도록 스풀의 대향측면을 둘러싸는 외측 요크와, 제2 전기자를 흡인하도록 외측 요크의 내측에 배치된 내측 요크와, 외측 요크와 내측 요크 사이에 배치된 영구 자석을 구비하고 있다. 스풀은 통형부의 양단부에 각각 형성된, 반경 방향으로 돌출하는 플랜지부와, 제1 전기자측의 플랜지부에 형성한 코일 단자 장착부와, 이 코일 단자 장착부에 장착되는 코일 단자부를 구비하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 전자 접촉기의 일 양태는, 접점 기구의 가동 접촉자의 개극·폐극 작동을 행하는 조작용 전자석으로서 전술한 유극 직류 전자석 장치를 사용하고 있다.

본 발명에 따르면, 스풀에 코일 단자 장착부를 형성하고, 이 코일 단자 장착부에 코일 단자부를 장착하도록 하였기 때문에, 코일 단자부를 장착하기 전에 스풀에 외측 요크를 장착하고, 그 후에 코일 단자부를 코일 단자 장착부에 장착하는 것이 가능해져, 유극 직류 전자석 장치를 대형화하는 일 없이 조립성을 향상시킬 수 있다.

또한, 대형화하는 일 없이 조립성을 향상시킨 유극 직류 전자석 장치를 채용함으로써, 전자 접촉기의 구성도 대형화하는 일 없이 조립성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유극 직류 전자석 장치의 일 실시형태를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1의 코일 단자부를 제거한 상태의 정면도이다.
도 4는 도 1의 코일 단자부를 제거한 상태의 측면도이다.
도 5는 도 3의 코일 단자부를 제외한 단면도이다.
도 6은 도 1의 분해 사시도이다.
도 7은 코일 단자부를 나타내는 도면으로서, (a)는 상면측에서 본 사시도이고, (b)는 정면도이며, (c)는 측면도이다.
도 8은 코일 단자부를 나타내는 도면으로서, (a)는 하면측에서 본 사시도이고, (b)는 저면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 전자 접촉기의 일 양태를 나타내는 외관 사시도이다.
도 10은 도 9의 정면도이다.
도 11은 도 10의 XI-XI선 상의 단면도이다.
도 12는 도 10의 XII-XII선 상의 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대해서 도면을 따라 설명한다.

본 발명에 따른 유극 직류 전자석 장치(10)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 스풀(11)과, 플런저(21)와, 외측 요크(31)와, 내측 요크(41)와, 영구 자석(51)을 구비하고 있다.

스풀(11)은 열가소성 수지재 등의 절연 수지재를 사출 성형함으로써 형성되어 있다. 이 스풀(11)은 도 5에 나타내는 바와 같이, 중심 개구(12a)를 갖는 원통형의 통형부(12)와, 이 통형부(12)의 축방향 단부에서, 즉 좌우 단부에서, 각각 반경 방향으로 돌출하는 대략 사각형의 플랜지부(13a 및 13b)를 갖는다. 그리고, 통형부(12)의 외주측에 있어서의 플랜지부(13a)와 플랜지부(13b) 사이에 여자 코일(14)이 권취되어 있다.

또한, 플랜지부(13a)의 전단면(前端面)의 4코너에 후술하는 외측 요크(31)의 대향 판부(34)의 에워싸는 부분(36)측에 있어서의 각부(角部)를 지지하는 L자형 지지부(13c)가 형성되어 있다. 또한, 플랜지부(13a)에는 상방으로 돌출하는 코일 단자 장착부(15)가 일체로 형성되어 있다. 이 코일 단자 장착부(15)에는 별도 부재로 형성된 코일 단자부(17)가 장착되어 있다.

코일 단자 장착부(15)는, 플랜지부(13a)의 예컨대 상측변에 후술하는 외측 요크(31)의 에워싸는 부분(36)을 삽입 관통시킬 수 있는 간격을 두고 돌출 형성된 한 쌍의 지지편(15a 및 15b)을 구비하고 있다. 이들 지지편(15a 및 15b)의 전방면에는, 각각 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 반구형의 걸어 맞춤 돌기(15c 및 15d)가 형성되어 있다.

그리고, 지지편(15a 및 15b)의 외측면에는, 바인딩 단자가 되는 도전성 연결부(16a 및 16b)가 장착되어 있다. 각각의 도전성 연결부(16a 및 16b)는, 스프링재로 형성되어 있다. 각각의 도전성 연결부(16a 및 16b)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 지지편(15a 및 15b)의 외측에 접촉하는, 상하 방향으로 연장되는 판부(16c)와, 이 판부(16c)의 일단에, 즉 하단에, 바깥쪽으로 절곡 형성된 지지편(15a 및 15b)의 기초부측의 플랜지측면에 접촉하여 여자 코일(14)의 리드선이 이어진 바인딩 판부(16d)와, 판부(16e)의 타단으로부터, 즉 상단으로부터, 안쪽으로 절곡되어 형성된 절곡 판부(16e)와, 이 절곡 판부(16e)의 후방측면으로부터 후방으로 연장하여 U자형으로 형성된 탄성 접촉부(16f)를 구비하고 있다.

코일 단자부(17)에는 열가소성 수지재 등의 절연 수지재로 사출 성형되고, 도전성을 갖는 코일 단자판(18a 및 18b)이 장착되어 있다.

각각의 코일 단자판(18a 및 18b)은, 도 6 및 도 7의 (a)∼(c) 및 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 외부의 코일 전원에 접속되는 외부 전원 접속부(18c)와, 이 외부 전원 접속부(18c)의 하단으로부터 전방으로 절곡 연장되는 접촉 판부(18d)와, 이 접촉 판부(18d)의 전방측 단차부로부터 하방으로 절곡 연장되는 커패시터 접속 판부(18e)로, 측면에서 보아 크랭크형으로 형성되어 있다. 그리고, 외부 전원 접속부(18c)에는 도시하지 않는 연결 나사를 삽입 관통시키는 관통 구멍(18f)이 형성되고, 이 관통 구멍(18f)의 배면측에는 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이 연결 나사를 나사 결합하는 암나사부(18g)가 형성되어 있다.

코일 단자부(17)는 도 7의 (a)∼(c) 및 도 8의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 스풀의 축방향과 평행하며 또한 좌우 방향으로 연장되는 사각형의 기판(17a)을 가지고, 이 기판(17a)의 상면에 있어서의 중앙부에 2장이 평행한 전후 방향으로 연장되는 절연 격벽(17b 및 17c)이 형성되어 있다.

기판(17a)의 하면측에는, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 코일 단자 장착부(15)의 한 쌍의 지지편(15a 및 15b)에 감합하는 감합부(17d 및 17e)가 형성되어 있다. 감합부(17d 및 17e)는 기판(17a)의 하면으로부터 전후 방향으로 소정 간격을 유지하여 하방으로 서로 평행하게 돌출하는 한 쌍의 지지 판부(17f 및 17g)와, 이들 지지 판부(17f 및 17g)의 안쪽 단부를 연결하는 연결판부(17h)로 구성되어 있는 연결판부(17h)의 전단(前端)에는 위치 결정용 돌출부(17i)가 형성되어 있다.

전방면측의 지지 판부(17f)에는, 배면측에 후방면 소정 간격을 유지한 상하 위치에 코일 단자 장착부(15)의 반구형의 걸어 맞춤 돌기(15c 및 15d)에 걸어 맞춰지는 걸어 맞춤 볼록부(17j 및 17k)가 형성되어 있다. 또한, 전방면측의 지지 판부(17f)의 전방면측에는 코일 단자판(18a 및 18b)의 커패시터 접속판부(18e)를 전방에 노출시킨 상태로 지지하는 지지부(17m)가 형성되어 있다.

또한, 기판(17a)에는, 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이, 좌우측부에 코일 단자판(18a 및 18b)의 외부 전원 접속부(18c) 및 접촉 판부(18d)측을 삽입 관통하는 슬릿(17n)이 형성되어 있으며, 하면측에 접촉 판부(18d)를 삽입 관통하고, 또한 접촉 판부(18d)의 하면을 감합부(17d 및 17e) 내에 노출시키는 홈부(17o)가 형성되고, 이 홈부(17o)의 전단측이 감합부(17d 및 17e)의 지지 판부(17f)에 형성된 지지부(17m)의 위치까지 연장되어 있다.

따라서, 코일 단자판(18a 및 18b)은, 기판(17a)에서 외부 전원 접속부(18c)를 상방으로 돌출시키고, 또한 접촉 판부(18d)를 감합부(17d 및 17e) 내에 노출시키며, 또한 커패시터 접속판부(18e)를 감합부(17d 및 17e)의 지지 판부(17f)에서 전방에 노출시킨 상태로 지지되어 있다. 그리고, 코일 단자판(18a 및 18b)의 커패시터 접속판부(18e)들 사이에 커패시터(19)가 예컨대 납땜에 의해 전기적으로 그리고 기계적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 코일 단자판(18a 및 18b)이 기판(17a)으로부터 뽑혀 나오는 것이 방지되고 있다.

그리고, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 감합부(17d 및 17e)를 코일 단자 장착부(15)의 한 쌍의 지지편(15a 및 15b)에 대향시킨 상태로, 감합부(17d 및 17e) 내에 지지편(15a 및 15b)을 감합시킴으로써, 코일 단자부(17)를 일체화시킨다.

이때, 감합부(17d 및 17e)의 지지 판부(17g)가 한 쌍의 지지편(15a 및 15b)의 배면에 접촉하고, 또한 감합부(17d 및 17e)의 배면측에 형성된 걸어 맞춤 볼록부(17j 및 17k)가 한 쌍의 지지편(15a 및 15b)의 전방면측에 형성된 반구형의 걸어 맞춤 돌기(15c 및 15d)에 감합한다. 이와 동시에, 지지편(15a 및 15b)에 장착된 도전성 연결부(16a 및 16b)의 탄성 접촉부(16f)가 감합부(17d 및 17e)에 노출된 코일 단자판(18a 및 18b)의 접촉 판부(18d)에 탄성적으로 접촉되어 전기적으로 접속된다.

플런저(21)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 스풀(11)의 중심 개구(12a) 내에 삽입 관통되는 원주형의 봉형부(22)와, 이 봉형부(22)의 중심 개구(12a)로부터 돌출하는 축방향 양단부에 반경 방향으로 돌출 형성된 제1 전기자(23) 및 제2 전기자(24)로 구성되어 있다.

외측 요크(31)는 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 스풀(11)을 사이에 두고 대향하는 상하 한 쌍의 요크 절반체(32A 및 32B)로 구성되어 있다.

각각의 요크 절반체(32A 및 32B)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 스풀(11)의 대향측면을 따라 상하로 연장되는 중앙 판부(33)와, 이 중앙 판부(33)의 전후 단부로부터 스풀(11)의 플랜지부(13a 및 13b)를 따라 안쪽으로 연장되는 대향 판부(34 및 35)를 가지고 측면에서 보아 C자형으로 형성되어 있다. 여기서, 중앙 판부(33)와 대향 판부(34 및 35) 사이에는 에워싸는 부분(36)이 형성되어 있다. 요크 절반체(32A)의 대향 판부(34)측의 에워싸는 부분(36)이 코일 단자 장착부(15)의 한 쌍의 지지편(15a 및 15b) 사이에 삽입된다.

내측 요크(41)는, 도 1, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 외측 요크(31)의 요크 절반체(32A 및 32B)의 내측에 소정 간격을 유지하여 배치된 요크 절반체(42A 및 42B)로 구성되어 있다. 각각의 요크 절반체(42A 및 42B)는, 외측 요크(31)의 요크 절반체(32A 및 32B)의 중앙 판부(33)에 대향하는 수평 판부(43)와, 이 수평 판부(43)의 하단측으로부터 스풀(11)의 플랜지부(13b)의 하면측에 형성된, 반경 방향으로 연장되는 홈(13d) 내에 배치되는 수직 판부(44)로 L자형으로 형성되어 있다.

영구 자석(51)은 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 외측 요크(31)의 요크 절반체(32A 및 32B)에 있어서의 중앙 판부(33)와, 이에 대향하는 내측 요크(41)의 요크 절반체(42A 및 42B)에 있어서의 수직 판부(42) 사이에 각각 개재 삽입되어 배치되어 있다. 이들 영구 자석(51)은 외측이 N극으로 착자(着磁)되고, 내측이 S극으로 착자되어 있다.

그리고, 외측 요크(31)의 각각의 요크 절반체(32A 및 32B)는, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 상방의 대향 판부(34)가 스풀(11)의 플랜지부(13a)의 상단면과 대향하여 배치되고, 하방의 대향 판부(35)가 스풀(11)의 플랜지부(13b)의 하방에 소정 거리를 유지하여 배치되어 있다. 요크 절반체(32A 및 32B)의 대향 판부(34)에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 플런저(21)의 봉형부(22)를 삽입 관통하는 반원 형상의 절결(37)이 형성되어 있다. 또한, 외측 요크(31)의 요크 절반체(32A 및 32B)의 두께(약 3 ㎜)가 내측 요크(41)의 두께(약 1 ㎜)보다 두껍게 설정되어 외측 요크(31)의 자기저항(磁氣抵抗)이 작아지도록 설정되어 있다.

다음에, 전술한 유극 직류 전자석 장치(10)의 조립 방법을 설명한다.

우선, 플런저(21)의 후단에 제2 전기자(24)를 연결해 둔다. 또한, 영구 자석(51)을 유지한 내측 요크(41)의 요크 절반체(42A 및 42B)에 형성한 수직 판부(44)를 스풀(11)의 플랜지부(13b)에 형성한 홈(13d) 내에 삽입한 상태로, 플런저(21)를 스풀(11)의 중심 개구(12a) 내에 삽입 관통시켜 제2 전기자(24)를 플랜지부(13b)에 접촉시킨다.

이 상태에서, 코일 단자 장착부(15)에 코일 단자부(17)를 장착하기 전에, 스풀(11)의 플랜지부(13a)에 외측 요크(31)의 요크 절반체(32A 및 32B)의 전단측의 대향 판부(34)를 장착한다. 이때, 코일 단자 장착부(15)에 코일 단자부(17)가 접속되어 있지 않기 때문에, 플랜지부(13a)에 대한 상측 요크 절반체(32A)의 장착을 용이하게 행할 수 있다.

즉, 상측의 요크 절반체(32A)의 에워싸는 부분(36)을 코일 단자 장착부(15)의 한 쌍의 지지편(15a 및 15b) 사이에 삽입하도록 하여 대향 판부(34)를 플랜지부(13a)의 전단측에 고정한다. 하측의 요크 절반체(32B)에 대해서는 코일 단자 장착부(15)가 형성되어 있지 않기 때문에, 그대로 대향 판부(34)를 플랜지부(13a)의 전단측에 고정한다.

이 상태에서는, 요크 절반체(32A 및 32B)의 중앙 판부(33)가 내측 요크(41)의 요크 절반체(42A 및 42B)에 유지한 영구 자석(51)에 흡착되어, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 요크 절반체(42A 및 42B)가 전후 방향으로 이동하는 일 없이 스풀(11)에 유지된다.

이때, 영구 자석(51)의 N극으로부터의 자속은 요크 절반체(32A 및 32B)의 중앙 판부(33)로부터 대향 판부(34), 플런저(21), 제2 전기자(24), 내측 요크(41)를 통해 영구 자석(51)의 S극에 이르는 자로(磁路)가 형성되어 제2 전기자(24)가 내측 요크(41)의 요크 절반체(42A 및 42B)의 수직 판부(44)에 흡착된다.

이와 같이 스풀(11)에 내측 요크(41) 및 외측 요크(31)를 장착한 상태로, 코일 단자부(17)를 스풀(11)의 코일 단자 장착부(15)에 장착한다.

이러한 코일 단자부(17)의 장착에 의해, 코일 단자 장착부(15)의 상방으로 돌출하는 한 쌍의 지지편(15a 및 15b)의 선단에는 코일 단자부(17)의 감합부(17d 및 17e)가 상방으로부터 접촉된다. 이 상태로, 감합부(17d 및 17e)의 서로 대향하는 한 쌍의 지지 판부(17f 및 17g) 사이에 한 쌍의 지지편(15a 및 15b)이 삽입 관통되도록 코일 단자부(17)를 하강시킨다.

그리고, 한 쌍의 지지편(15a 및 15b)의 전방면에 형성한 반구형의 걸어 맞춤 돌기(15c)를 지지 판부(17f)의 배면측에 형성한 걸어 맞춤 볼록부(17j)가 타고 넘고 나서 도 7에 나타내는 바와 같이 걸어 맞춤 돌기(15c 및 15b)에 걸어 맞춤 볼록부(17j 및 17k)가 걸어 맞춰진다. 더욱이, 코일 단자부(17)를 하강시켜, 연결 판부(17h)의 전단에 형성한 위치 결정용 돌출부(17i)가 외측 요크(31)에 있어서의 요크 절반체(32A)의 대향 판부(34)의 후단면에 접촉함으로써, 코일 단자부(17)의 장착이 완료하여, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 유극 직류 전자석 장치(10)가 구성된다.

이때, 코일 단자 장착부(15)의 한 쌍의 지지편(15a 및 15b)에 장착된 도전성 연결부(16a 및 16b)의 탄성 접촉부(16f)가 코일 단자부(17)의 감합부(17d 및 17e)에 노출된 코일 단자판(18a 및 18b)의 접촉 판부(18d)에 탄성적으로 접촉되어 전기적으로 접속된다.

다음에, 제1 실시형태의 작동을 설명한다.

우선, 도시하지 않는 스위치를 통해, 유극 직류 전자석 장치(10)의 코일 단자부(17)에 있어서의 코일 단자판(18a 및 18b)의 외부 전원 접속부(18c)에 외부 직류 전원을 접속시킨다. 이 상태에서, 스위치가 오프인 상태에 있어서는, 코일 단자부(17)에 직류 전력이 공급되지 않아 여자 코일(16)이 비통전 상태에 있는 것으로 한다.

이 상태에서는, 도 5에서 일점 쇄선으로 도시된 복귀 스프링(55)에 의해 제2 전기자(24)가 스풀(11)의 플랜지부(13b)측으로 편향되어, 내측 요크(41)의 요크 절반체(42A 및 42B)에 있어서의 수직 판부(44)에 근접한다.

이에 의해, 영구 자석(51)의 자속이 외측 요크(31)의 요크 절반체(32A 및 32B)의 중앙 판부(33)로부터 전단측의 대향 판부(34)에 전달되고, 이 대향 판부(34)로부터 플런저(21)를 지나, 제2 전기자(24)로부터 내측 요크(41)의 수직 판부(44) 및 수평 판부(43)를 지나 영구 자석(51)에 이르는 자로가 형성되어 제2 전기자(24)가 내측 요크(41)의 요크 절반체(42A 및 42B)의 수직 판부(44)에 흡인된다.

이 때문에, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 플런저(21)의 제1 전기자(23)가 외측 요크(31)의 각 요크 절반체(32A 및 32B)에 있어서의 대향 판부(34)로부터 전방으로 이격된 비여자 위치가 된다.

이러한 비여자 위치로부터 스위치를 온 상태로 하여 코일 단자부(17)의 코일 단자판(18a 및 18b)에 있어서의 외부 전원 접속부(18c)에 직류 전력을 공급함으로써, 여자 코일(14)을 통전 상태로 하면, 여자 코일(14)이 영구 자석(51)과는 반대 극성으로 여자된다. 이에 의해, 플런저의 하단측으로부터 상단측을 향하는 자속이 플런저(21)에 흐른다. 이 자속은 플런저(21)의 상단측에 근접하는 외측 요크(31)의 각 요크 절반체(32A 및 32B)의 상방의 대향 판부(34)로부터 중앙 판부(33)를 거쳐 하방의 대향 판부(35)에 흐른다.

이 때문에, 플런저(21)에 형성된 제1 전기자(23) 및 제2 전기자(24)와 외측 요크(31)의 요크 절반체(32A 및 32B)에 있어서의 전후의 대향 판부(34 및 35) 사이에 흡인력이 작용한다. 이와 동시에, 하측의 제2 전기자(24)와 내측 요크(41)의 각 요크 절반체(42A 및 42B)의 대향 판부(35) 사이에 반발력이 발생한다.

이 때문에, 플런저(21)가 복귀 스프링(55)에 대항하여 후방으로 이동하여, 제1 전기자(23) 및 제2 전기자(24)가 외측 요크(31)의 각 요크 절반체(32A 및 32B)의 대향 판부(35)측에 흡착되는 여자 위치가 된다.

이와 같이, 여자 코일(14)이 통전 상태가 되어 여자 상태가 되면, 플런저(21)에는 후방측으로부터 전방측을 향하는 자속이 흐르지만, 외측 요크(31)의 각 요크 절반체(32A 및 32B)의 자기 저항이 작게 설정되어 있기 때문에, 상기 자속은 요크 절반체(32A 및 32B)측에도 흐르게 되어, 플런저(21)에 형성되는 집중 자속이 요크 절반체(32A 및 32B)에 분산되므로 자속 밀도 밸런스가 최적화된다.

이 때문에, 전자석 효율이 향상되게 되어, 플런저(21)로 동일한 조작력을 얻고자 한 경우에, 스풀(11)에 권취되는 여자 코일(16)의 권취수를 적게 하는 것이 가능해진다. 따라서, 유극 직류 전자석 장치(10)를 소형화하는 것이 가능해져, 교류 조작용 전자석 장치와 동등한 조작력을 얻기 위한 구성을 교류 조작용 전자석 장치와 동등한 크기로 함으로써 저비용화를 실현할 수 있다.

또한, 외측 요크(31)의 각각의 요크 절반체(32A 및 32B)의 대향 판부(34 및 35)의 플런저(21)의 제1 전기자(23) 및 제2 전기자(24)와 대향하는 면적이 중앙 판부(33)에 비해 크게 설정되어 있기 때문에, 자기 저항이 작아져, 양자간의 자속의 전달을 양호하게 행할 수 있다.

또한, 외측 요크(31)의 두께가 내측 요크(41)의 두께에 비해 약 3배로 설정되어 있고, 외측 요크(31)의 자기 저항이 내측 요크(41)의 자기 저항에 비해 작게 설정되어 있기 때문에, 여자 코일(14)을 여자 상태로 하였을 때, 영구 자석(51)과는 반대 극성의 자속이 영구 자석(51)을 역류하는 것을 확실하게 저지할 수 있다.

더구나, 스풀(11)의 코일 단자 장착부(15)에 장착되는 코일 단자부(17)가 별도 부재로 구성되어 있기 때문에, 코일 단자부(17)를 코일 단자 장착부(15)에 장착하기 전에, 외측 요크(31)를 구성하는 요크 절반체(32A)를 스풀(11)의 플랜지부(13a)에 용이하게 장착할 수 있어, 그 후에 코일 단자 장착부(15)에 코일 단자부(17)를 장착함으로써, 유극 직류 전자석 장치(10)를 구성할 수 있다.

이 때문에, 유극 직류 전자석 장치(10)의 조립성을 향상시킬 수 있으며, 스풀(11)의 코일 단자 장착부(15) 및 코일 단자부(17) 사이에서 요크 절반체(32a)를 삽입 관통시키는 영역의 폭을 넓힐 필요가 없어, 코일 단자부(17)를 코일 단자 장착부(15)에 장착하였을 때의 폭을 좁게 할 수 있다. 따라서, 유극 직류 전자석 장치(10)의 조립성을 향상시키면서 최대 높이를 짧게 하여 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 여자 코일(14)의 권취 개시점 및 권취 종료점의 양단부가 코일 단자 장착부(15)의 한 쌍의 지지편(15a 및 15b)에 장착된 도전성 연결부(16a 및 16b)에 이어져 있다.

그리고, 코일 단자 장착부(15)에 코일 단자부(17)를 장착할 때에, 도전성 연결부(16a 및 16b)의 선단에 형성된 탄성 접촉부(16f)가 코일 단자부(17)의 감합부(17d 및 17b)에 노출되는 코일 단자판(18a 및 18b)의 접촉 판부(18d)에 탄성적으로 접촉된다. 이 때문에, 코일 단자 장착부(15)에 코일 단자부(17)를 장착하여 감합시키는 것만으로, 여자 코일(14)과 코일 단자판(18a 및 18b)의 전기적 접속을 용이하게 행할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 전자 접촉기에 전술한 유극 직류 전자석 장치(10)를 적용한 경우의 제2 실시형태를 도 9∼도 12를 따라 설명한다.

이 제2 실시형태에 있어서의 전자 접촉기(60)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 서로 연결되는 제1 프레임(61A)과 제2 프레임(61B)으로 구성되어 있다.

제1 프레임(61A)에는, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 전술한 제1 실시형태에서 설명한 유극 직류 전자석 장치(10)가 내장되고, 제1 실시형태와의 대응 부분에는 동일 부호를 붙이고 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.

제2 프레임(61B)에는, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 전단의 예컨대 상단측에 3상 교류 전원에 접속되는 주회로 전원측 단자(62a) 및 보조 단자(63a)가 형성되고, 전단의 하단측에 3상 전동 모터 등의 3상 부하에 접속되는 주회로 부하측 단자(62b) 및 보조 단자(63b)가 형성되어 있다.

또한, 제2 프레임(61B)에는 유극 직류 전자석 장치(10)에 의해 온·오프 구동되는 접점 기구(64)가 내장되어 있다.

이 접점 기구(64)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 주회로 전원측 단자(62a) 및 보조 단자(63a)에 개별로 접속된 제1 고정 접촉자(65a) 및 주회로 부하측 단자(62b) 및 보조 단자(63b)에 개별로 접속된 제2 고정 접촉자(65b)와, 제1 고정 접촉자(65a) 및 제2 고정 접촉자(65b) 사이에 접촉 분리 가능하게 배치된 가동 접촉자(66a)를 유지하는 접점 받침(66)을 구비하고 있다.

접점 받침(66)은, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 유극 직류 전자석 장치(10)의 플런저(21)에 연결되어 있다. 즉, 플런저(21)에 형성한 제1 전기자(23)의 상면에 연결 스프링(67)이 코오킹부(68)로 고정되어 있다. 이 연결 스프링(67)은, 중앙의 평탄 판부(67a)와, 이 평탄 판부(67a)의 좌우 양단부에 형성된 위로 볼록 형상이 되는 만곡 판부(67b 및 67c)로 구성되어 있다.

한편, 접점 받침(66)의 후단면에는, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 플런저(21)의 연결 스프링(67)을 고정시키는 코오킹부(68)가 삽입 관통되는 공간부(66b)와, 이 공간부(66b)의 좌우 양측에 형성되어 연결 스프링(67)의 만곡 판부(67b 및 67c)를 삽입 유지하는 스프링 수납부(66c 및 66d)가 형성되어 있다.

그리고, 제1 전기자(23)의 상면에 고정된 연결 스프링(67)의 만곡 판부(67b 및 67c)를 접점 받침(66)의 스프링 수납부(66c 및 66d) 내에 삽입하여 유지시킴으로써, 플런저(21)와 접점 받침(66)이 연결되어 있다.

다음으로, 상기 제2 실시형태의 작동을 설명한다. 유극 직류 전자석 장치(10)의 여자 코일(14)이 비통전 상태로서, 플런저(21)가 비여자 위치에 있는 상태에서는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 접점 받침(66)이 제2 프레임(61B)의 전단 내측에 접촉하여, 가동 접촉자(66a)가 제1 고정 접촉자(65a) 및 제2 고정 접촉자(65b)로부터 전방으로 이격되어 있다. 이 상태에서는, 각각의 상(相)의 주회로 전원측 단자(62a)와 주회로 부하측 단자(62b)가 전기적으로 차단된 개극(開極) 위치가 된다.

이 상태로부터 유극 직류 전자석 장치(10)의 여자 코일(14)에 통전하여 여자 상태로 함으로써, 플런저(21)가 후방으로 이동되고, 이와 동시에 연결 스프링(67)으로 연결되어 있는 접점 받침(66)도 후방으로 이동한다. 이 때문에, 각각의 상의 가동 접촉자(66a)가 각각의 상의 제1 고정 접촉자(65a) 및 제2 고정 접촉자(65b)에 접촉하여 주회로 전원측 단자(62a) 및 주회로 부하측 단자(62b)가 가동 접촉자(66a)를 통해 전기적으로 접속되는 폐극(閉極) 상태가 된다.

이와 같이, 제2 실시형태에 따르면, 전술한 제1 실시형태에서 설명한 유극 직류 전자석 장치(10)에 의해, 접점 받침(66)을 가동시켜, 동일한 조작력을 발생시키는 통상의 교류 조작용 전자석 장치와 동등하게 유극 직류 전자석 장치(10)를 소형화할 수 있기 때문에, 이 유극 직류 전자석 장치(10)를 수납하는 제1 프레임(61A)의 높이를 줄일 수 있다.

따라서, 전자 접촉기(60) 전체의 전후 방향의 길이를 줄일 수 있으며, 전술한 바와 같이, 유극 직류 전자석 장치(10)의 코일 단자부(17)의 선단까지의 높이를 낮게 할 수 있기 때문에, 전자 접촉기(60)의 전후 방향 및 상하 방향의 길이를 줄일 수 있어, 전자 접촉기(60)를 소형화할 수 있다.

또한, 유극 직류 전자석 장치(10)의 조립성을 향상시킬 수 있기 때문에, 전자 접촉기(60)의 조립성도 향상시킬 수 있다.

10…유극 직류 전자석 장치, 11…스풀, 12a…중심 개구, 12…원통부, 13a, 13b…플랜지부, 14…여자 코일, 15…코일 단자 장착부, 15a, 15b…지지편, 16a, 16b…도전성 연결부, 16f…탄성 접촉부, 17…코일 단자부, 17a…기판, 17d, 17e…감합부, 18a, 18b…코일 단자판, 21…플런저, 22…봉형부, 23…제1 전기자, 24…제2 전기자, 31…외측 요크, 32A, 32B…요크 절반체, 33…중앙 판부, 34, 35…대향 판부, 41…내측 요크, 42A, 42B…요크 절반체, 43…수평 판부, 44…수직 판부, 51…영구 자석, 55…복귀 스프링, 60…전자 접촉기, 61A…제1 프레임, 61B…제2 프레임, 62a…주회로 전원측 단자, 62b…주회로 부하측 단자, 63a, 63b…보조 단자, 66…접점 받침, 66a…가동 접촉자, 66b…공간부, 66c, 66d…스프링 수납부, 67…연결 스프링

Claims

여자 코일을 권취한 스풀과,
상기 스풀의 통형부에 삽입 관통되며, 상기 통형부로부터 돌출하는 양단에 개별적으로 제1 전기자 및 제2 전기자를 부착한 플런저와,
상기 제1 전기자 및 상기 제2 전기자를 흡인하도록 상기 스풀의 대향하는 측면을 둘러싸는 외측 요크와,
상기 제2 전기자를 흡인하도록 상기 외측 요크의 내측에 배치된 내측 요크와,
상기 외측 요크와 상기 내측 요크 사이에 배치된 영구 자석
을 구비하고,
상기 스풀은 상기 통형부의 양단부에 각각 형성된, 반경 방향으로 돌출하는 플랜지부와, 상기 제1 전기자측의 플랜지부에 형성한 코일 단자 장착부와, 이 코일 단자 장착부에 장착되는 코일 단자부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유극 직류 전자석 장치.
제1항에 있어서, 상기 코일 단자 장착부는, 상기 외측 요크를 삽입 관통시키도록 간격을 유지하여 상기 플랜지부로부터 반경 방향으로 돌출 형성된 한 쌍의 지지편과, 상기 한 쌍의 지지편에 장착된 일단에는 여자 코일의 일단이 접속되고 또한 타단에는 상기 한 쌍의 지지편의 선단으로부터 돌출하는 탄성 접촉부를 갖는 도전성 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유극 직류 전자석 장치.
제2항에 있어서, 상기 코일 단자부는, 상기 코일 단자 장착부의 한 쌍의 지지편을 개별적으로 감합하는 한 쌍의 감합부와, 상기 한 쌍의 감합부의 바닥부에 상기 탄성 접촉부에 접촉하도록 일부를 향하게 하여 배치된 코일 단자판을 구비하는 것을 특징으로 하는 유극 직류 전자석 장치.
접점 기구의 가동 접촉자의 개폐극(開閉極) 작동을 행하는 조작용 전자석으로서 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 유극 직류 전자석 장치를 사용한 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.