KR20230081292A - 전자 접촉기의 구동부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 접촉기의 구동부에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동부의 동작특성을 개선한 전자접촉기의 구동부에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 구동부는 보빈; 상기 보빈에 권회되고, 전류에 의해 전자기장을 형성하는 코일; 상기 코일의 주변에 배치되도록 상기 보빈에 고정 설치되고, 자로를 형성하는 요크 플레이트; 상기 보빈에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 코일에 발생하는 전자기력에 의해 이동하는 가동 코어; 상기 가동 코어에 결합되어 함께 움직이는 가동 코어 플레이트;를 포함하고, 상기 가동 코어 플레이트는, Off 상태에서 상기 요크 플레이트에 접하고, On 상태에서 상기 요크 플레이트로부터 분리되며, Off 상태에서 상기 요크 플레이트와 가동 코어 플레이트의 접촉 면적이 감소하도록, 상기 요크 플레이트 또는 가동 코어 플레이트에는 접촉돌기부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전자 접촉기의 구동부{Driving Unit of Electromagnet Contactor}

본 발명은 전자 접촉기의 구동부에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동부의 동작특성을 개선한 전자접촉기의 구동부에 관한 것이다.

일반적으로 전자접촉기(Electro-magnetic Contactor) 또는 전자 개폐기(Magnetic Switch)는 전자석의 원리를 이용하여 기계적인 구동과 전류 신호를 전달해주는 전기적인 회로 개폐 장치의 일종으로, 각종 산업용 설비, 기계 및 차량 등에 설치된다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 전자접촉기의 측면도이다. 도 1은 Off 상태이고, 도 2는 On 상태이다.

전자접촉기는 내부에 수용공간을 형성하는 케이스(미도시)와, 상기 케이스의 내부에 구비되어 주전원과 부하를 개폐하는 접점부(10,15)와, 상기 접점부(10,15)를 구동시키는 구동부(20, 액추에이터)를 구비할 수 있다. 여기서, 케이스는 접점부(10,15)를 수용하는 상부 케이스와 구동부(20)를 수용하는 하부 케이스로 구분될 수 있다.

상기 접점부(10,15)는, 예를 들면, 주전원 또는 부하와 연결되는 고정접점(10)과, 상기 고정접점(10)에 접촉 또는 분리되는 가동접점(15)을 포함하여 구성된다.

접점부(10,15)와 구동부(20)는 크로스바(18)에 의해 연결된다. 크로스바(18)의 하단부는 구동부(20)에 결합되고 크로스바(18)의 상단부는 가동접점(15)에 연결되어 함께 동작한다.

구동부(20)는 주요하게는 상기 가동접점(15)과 연결되는 가동 코어(40)와, 상기 가동 코어(40)의 일측에 고정 배치되는 고정 코어(35)와, 상기 가동 코어(40)의 둘레에 배치되어 자기력을 발생시키는 코일(30)과, 상기 가동 코어(40)에 탄성력을 가하여 초기 위치로 복귀시키는 복귀스프링(80)을 포함하여 구성될 수 있다.

하부케이스(미도시)에는 보빈(25)이 안착된다. 보빈(25)은 구동부(20)의 각 구성요소들을 지지한다.

보빈(25)에는 코일(30)이 권선된다. 코일(30)에는 제어전원이 연결되어 구동부(20) 동작을 일으키는 자기장을 형성한다.

보빈(25)에는 중심부에 상하 방향으로 관통홀이 형성되고, 이 관통홀에는 가동 코어(40)가 이동 가능하게 설치된다.

가동 코어(40)는 원통형으로 형성되는 가동 코어 몸체부(41)와 가동 코어 몸체부(41)의 하부에 결합되는 가동 코어 플레이트(43) 및 가동 코어 몸체부(41)의 상부에 구비되는 결합플레이트(42)로 구성된다.

고정 코어(35)가 보빈(25)의 둘레에 배치된다. 고정 코어(35)는 'ㄷ'자 형태로 형성되는 한 쌍이 서로 마주보도록 배치된다.

고정 코어(35)의 내부에는 요크 플레이트(50)가 마련된다. 요크 플레이트(50)는 직사각형 형태의 평판으로 형성된다. 요크 플레이트(50)는, 상단부는 보빈(25)에 지지되고, 하단부는 가동 코어 플레이트(43)에 지지된다.

영구자석(60)이 마련된다. 영구자석(60)은 코일(30)에 전류가 흐를 때 발생하는 자기력을 증대시키기 위하여 마련된다. 영구자석(60)은 요크 플레이트(50)와 고정 코어(35) 사이에 마련된다.

복귀스프링(80)이 가동 코어 플레이트(43)의 하부에 배치된다. 복귀스프링(80)은 외부 전원이 끊어지는 경우에 복원력에 의해 가동 코어(40)를 밀어올려 접점부(10,15)를 차단하는 역할을 한다.

가동 코어(40)는 보빈(25)의 중공부에 상하 운동 가능하게 삽입 설치되며, 요크 플레이트(50) 내부의 코일(30)에 자기장이 흐를 경우에는 하방으로 자기력을 받아 움직이게 된다. 가동 코어(40)는 크로스바(18)에 결합되어 있으므로 하방 운동하면서 크로스바(18)도 하방으로 당기게 된다.

크로스바(18)에는 각 상별로 가동접점(15)이 구비된다. 크로스바(18)가 하방으로 움직이는 경우에는 가동접점(15)이 상부케이스 내부에 설치되는 고정접점(10)에 접촉되어 전원측으로부터 부하측에 전류가 흐른다.

도 1의 Off 상태에서 제어전원이 작동하여 코일(30)에 전류가 흐르면 자기장이 발생하고 고정 코어(35) 및 요크 플레이트(50)는 자화되어 가동 코어(40)가 복귀스프링(80)의 힘을 이기고 하방으로 이동한다. 이때, 가동 코어 플레이트(43)는 요크 플레이트(50)로부터 분리되어 하방으로 이동한다. 도 2는 전자접촉기의 On 상태를 나타낸다.

도 3 내지 도 5는 종래기술에 따른 전자접촉기의 구동부의 정면도이다. 도 3은 Off 상태, 도 4는 On 동작 초기 상태, 도 5는 On 동작 완료 상태를 나타낸다.

도 3과 같은 Off 상태에서 가동 코어 플레이트(43)는 복귀스프링(80)의 힘에 의해 상승하여 요크 플레이트(50)에 접촉한 상태에 있다.

제어전원이 입력되어 코일(30)에 자기장이 형성되면 가동 코어(40)는 고정 코어(35)와 영구자석(60) 등에 형성되는 자기력에 의해 하방으로 이동한다. 따라서, 도 4와 같이 가동 코어 플레이트(43)는 요크 플레이트(50)로부터 분리된다. 최종적으로 동작이 완료되면 도 5와 같이 가동 코어 플레이트(43)가 스페이서(90)에 접촉하는 위치까지 하강한다.

이때, 도 3과 같이 요크 플레이트(50)의 하면 전체가 가동 코어 플레이트(43)의 상면에 면접하여 밀착되어 있는 형태의 경우, 전자접촉기의 구동에 요구되는 동작전압이 상대적으로 높고, 동작시간이 길다. 동작전압이 높게 되면, 전압이 불안정한 상황에서는 구동이 되지 않는 경우가 발생할 수도 있다. 또한, 동작시간이 길어지는 경우, 신속한 개폐를 요구하는 기기에서 사용이 어렵다.

한편, 이와 같이 요크 플레이트(50)와 가동 코어 플레이트(43)가 밀착된 경우의 단점을 보완하기 위하여 Off 상태에서 요크 플레이트(50)와 가동 코어 플레이트(43)가 접촉하지 않고 떨어져 있는 형태도 있다(미도시, 도 4를 참조할 수 있다). 이 경우, 전자접촉기의 구동에 요구되는 동작전압이 감소하고, 동작시간이 짧아지는 특징이 있다. 그러나, 요크 플레이트(50)와 가동 코어 플레이트(43) 사이의 간격이 주위 온도와 같은 외부 환경에 의해 일정하지 않을 수 있으며, 이로 인하여 동작/개방 전압 산포가 큰 단점이 있다. 특히, 코일 종수가 많고 접점조합이 다양할 경우 이를 관리하기 어렵다. 더불어, 요크 플레이트(50)와 가동 코어 플레이트(43)의 이격 간격을 정확히 유지하기 어려워 일관적인 제품 생산에 있어서도 어려운 점이 있다.

본 발명의 선행기술로 대한민국 등록특허 제10-1288627호 '전자접촉기'를 참조할 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 요크 플레이트와 가동 코어 플레이트 사이의 동작특성이 안정화된 전자접촉기의 구동부를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 구동부는 보빈; 상기 보빈에 권회되고, 전류에 의해 전자기장을 형성하는 코일; 상기 코일의 주변에 배치되도록 상기 보빈에 고정 설치되고, 자로를 형성하는 요크 플레이트; 상기 보빈에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 코일에 발생하는 전자기력에 의해 이동하는 가동 코어; 상기 가동 코어에 결합되어 함께 움직이는 가동 코어 플레이트;를 포함하고, 상기 가동 코어 플레이트는, Off 상태에서 상기 요크 플레이트에 접하고, On 상태에서 상기 요크 플레이트로부터 분리되며, Off 상태에서 상기 요크 플레이트와 가동 코어 플레이트의 접촉 면적이 감소하도록, 상기 요크 플레이트 또는 가동 코어 플레이트에는 접촉돌기부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 접촉돌기부는 상기 가동 코어 플레이트가 배치된 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉돌기부는 복수 개로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 복수 개의 상기 접촉돌기부는 상기 요크 플레이트의 세로중심선을 기준으로 서로 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.

또한, 복수 개의 상기 접촉돌기부 사이에는 오목부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉돌기부의 정면은 다각형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉돌기부는 반구형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉돌기부는 상부 단면의 면적보다 하부 단면의 면적이 작아지는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉돌기부는 반구형 돌기가 다수의 배열로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가동 코어 플레이트에는 상기 접촉돌기부에 대응하는 위치에 상기 접촉돌기부가 일부 삽입될 수 있는 삽입부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 구동부에 의하면 요크 플레이트에 접촉돌기부가 형성되어 가동 코어 플레이트와의 점접촉이 이루어지므로 접촉되는 면적이 감소하여 가동 코어 플레이트가 요크 플레이트로부터 분리되는데 필요한 힘이 감소한다. 따라서, 전자접촉기의 구동에 필요한 동작 전압이 감소한다. 즉, 장치의 에너지 효율이 개선된다.

또한, 전자접촉기의 구동에 소요되는 동작 시간이 감소한다. 따라서, 신속한 개폐가 요구되는 설비에 적용이 가능하다.

또한, 전자접촉기의 구동 동작이 일정하게 유지되므로 산포가 감소하고 제품간 일관성이 향상된다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 전자접촉기의 측면도이다. 도 1은 Off 상태이고, 도 2는 On 상태이다.
도 3 내지 도 5는 종래기술에 따른 전자접촉기의 구동부의 정면도이다. 도 3은 Off 상태, 도 4는 On 동작 초기 상태, 도 5는 On 동작 완료 상태를 나타낸다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 측면도이다. 도 6은 Off 상태이고, 도 7은 On 상태이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 구동부의 정면도이다. 도 8은 Off 상태, 도 9는 On 동작 초기 상태, 도 10은 On 동작 완료 상태를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 구동부에 적용되는 요크 플레이트의 정면도이다.
도 12 내지 도 18은 본 발명에 따른 전자접촉기의 구동부에 적용되는 요크 플레이트의 다른 실시예이다.
도 19는 본 발명에 따른 전자접촉기의 구동부에 적용되는 요크 플레이트와 가동 코어 플레이트의 다른 실시예이다.
도 20은 본 발명에 따른 전자접촉기의 구동부에 적용되는 가동 코어 플레이트의 다른 실시예이다.

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

도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 전자접촉기의 구동부에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 측면도이다. 도 6은 Off 상태이고, 도 7은 On 상태이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 구동부는 보빈(135); 상기 보빈(135)에 권회되고, 전류에 의해 전자기장을 형성하는 코일(140); 상기 코일(140)의 주변에 배치되도록 상기 보빈(135)에 고정 설치되고, 자로(magnetic path)를 형성하는 요크 플레이트(170); 상기 보빈(135)에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 코일(140)에 발생하는 전자기장의 전자기력에 의해 이동하는 가동 코어(150); 상기 가동 코어(150)에 결합되어 함께 움직이는 가동 코어 플레이트(155);를 포함하고, 상기 가동 코어 플레이트(155)는, Off 상태에서 상기 요크 플레이트(170)에 접하고, On 상태에서 상기 요크 플레이트(170)로부터 분리되며, Off 상태에서 상기 요크 플레이트(170)와 가동 코어 플레이트(155)의 접촉 면적이 감소하도록, 상기 요크 플레이트(170) 또는 가동 코어 플레이트(155)에는 접촉돌기부(175, 158)가 돌출 형성된다.

본 실시예에 따른 전자 접촉기는 프레임(미도시), 고정접점(Fixed Contact)(110)과 가동접점(Movable Contact)(115), 구동부(130) 및 복귀스프링(190)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 전자 접촉기는 전기자동차나 각종 기계 장치류에 적용될 수 있다.

프레임(미도시)은 접점부를 수용하는 상부 프레임과 구동부를 수용하는 하부 프레임으로 구성될 수 있다. 상부 프레임과 하부 프레임은 서로 대향하는 면이 개방된 상자형으로 형성되어 내부공간이 서로 연결되어 하나의 수용공간을 마련하도록 결합된다. 하나의 수용공간 내에서 접점부와 구동부는 서로 연결된다.

상부 프레임의 내부에는 고정접촉자(110)가 고정 설치되고 가동접촉자(115)가 고정접촉자(110)에 접촉 또는 분리 가능하게 설치된다.

고정접촉자(110)는 'ㄷ'자 형태로 절곡 형성될 수 있다. 고정접촉자(110)에는 고정접점(111)이 구비된다. 고정접점(111)은 '은(Ag)합금' 등 전기 전도성이 높은 재질로 형성된다.

고정접촉자(110)는 전원 또는 부하에 연결된다. 즉, 고정접촉자(110)는 회로의 일부를 이루는 터미널이 된다.

가동접촉자(115)는 가동판(Movable Plate)(115 표시 부분)과 가동 접점(Movable Contact Tip)(116)으로 구성될 수 있다. 가동접점(116)은 '은(Ag)합금' 등 전기 전도성이 높은 재질로 형성된다.

가동접촉자(115)는 고정접촉자(110)에 접촉 또는 분리된다. 가동접촉자(115)가 고정접촉자(110)에 연결되는 경우 회로는 통전되고, 가동접촉자(115)가 고정접촉자(110)로부터 분리되는 경우 회로는 차단된다.

접접부(110,115), 즉 고정접촉자(110)와 가동접촉자(115)는 각 상(phase)별로 마련된다. 즉, 3상(예를 들면, R상, S상, T상) 전자접촉기의 경우 3쌍의 고정접촉자(110)과 3개의 가동접촉자(115)가 마련된다.

가동접촉자(115)는 크로스바(120)에 설치된다. 가동접촉자(115)는 크로스바(120)에 설치되어 크로스바(120)와 함께 움직인다.

크로스바(120)는 상부 프레임 내에서 상하 방향으로 움직일 수 있도록 설치된다.

크로스바(120)는 구동부(130)와 접점부(110,115)를 연결한다. 즉, 크로스바(120)는 구동부(130)의 구동력을 접점부(110,115)에 전달하여 차단 동작이 일어나도록 한다.

크로스바(120)의 상부에는 가동접촉자(115)가 배치된다. 크로스바(120)가 하강하면 크로스바(120)에 놓인 가동접촉자(115)는 함께 하강한다. 크로스바(120)는 하강후 접압스프링(125)을 통해 가동접촉자(115)를 가압하여 가동접촉자(115)가 고정접촉자(110)로부터 분리되지 않고 접촉한 상태를 유지하도록 한다.

크로스바(120)의 하단부(162)는 구동부(130)에 고정 결합된다. 구체적으로는 크로스바(120)의 하단부(162)는 제2 가동 코어 플레이트(160, 상부 가동 코어 플레이트)의 고정판(162)에 결합된다. 구동부(130)가 동작하여 제2 가동 코어 플레이트(160)가 움직이면 크로스바(120)는 함께 움직여서 가동접촉자(115)을 움직인다.

역으로, 크로스바(120)는 구동부(130)를 움직이기도 한다. 사용자가 크로스바(120)의 머리부(124)를 누르는 경우 크로스바(120)는 제2 가동 코어 플레이트(160)를 눌러 하방으로 이동시키게 된다.

하부 프레임 내부에는 구동부(130)가 설치된다. 구동부(130)는 코일 어셈블리(135,140)와, 코일 어셈블리(135,140)를 감싸도록 설치되는 또는 코일 어셈블리(135,140)의 양측면에 각각 설치되는 요크 플레이트(170)와 가동 코어(150) 및 고정 코어(180)를 포함한다.

코일 어셈블리는 보빈(135)과 상기 보빈(135)에 권취되는 코일(140)을 포함한다.

보빈(135)은 하부 프레임 내부에 설치된다. 보빈(135)은 구동부(130)의 하우징 역할을 한다. 즉, 보빈(135)은 구동부(130)의 각 구성 요소들을 지지하고 동작이 가능하도록 보호한다. 보빈(135)은 코일(140), 고정 코어(180), 요크 플레이트(170) 등을 지지하고, 가동 코어(150)와 가동 코어 플레이트(155,160)를 상하 운동 가능하게 지지한다.

보빈(135)의 중심부에는 수직으로 관통하는 중앙홀이 형성된다. 이 중앙홀에 가동 코어(150)가 상하 이동 가능하게 설치된다.

코일(140)은 보빈(135)에 권회된다. 코일(140)에는 제어전원이 연결되어 전류가 흐르면 자기장이 발생한다. 제어전원은 보빈(135)의 상부에 구비되는 제어전원 터미널부(136)를 통해 입력된다.

코일(140)에 발생하는 자기장에 의해 고정 코어(180), 가동 코어(150), 요크 플레이트(170) 등이 자화되어 자기력이 발생한다.

고정 코어(180)는 보빈(135)에 설치된다. 고정 코어(180)는 'ㄷ'자 형태로 형성되어 보빈(135)에 상,하단부가 끼움 결합된다. 고정 코어(180)는 한 쌍이 서로 마주 보도록 설치되어 'ㅁ'자 형태를 이룬다. 고정 코어(180)는 구동부(130)의 외곽부에 배치된다.

고정 코어(180)는 자성체로 마련된다. 고정 코어(180)는 코일(140)에 전류가 흐를 때 자로를 형성한다. 고정 코어(180)는 코일(140)에 전류가 흐를 때, 자화되어 가동 코어(150) 및 가동 코어 플레이트(155,160)를 끌어당긴다.

요크 플레이트(170)는 평판으로 형성된다. 요크 플레이트(170)는 자성체로 구성된다. 요크 플레이트(170)는 코일(140)에 전류가 흐를 때 자로를 형성한다.

요크 플레이트(170)는 상하 방향으로 배치된다. 요크 플레이트(170)는 코일(140)에 인접하되 소정 간극을 두고 배치되고 보빈(135)에 설치된다. 요크 플레이트(170)는 코일(140)의 양 측면에 각각 배치된다. 요크 플레이트(170)는 고정 코어(180)의 내측에 배치된다.

요크 플레이트(170)에는 보빈(135)에 끼움 결합시킬 수 있도록 각 모서리에 고정홈(171)이 형성된다.

요크 플레이트(170)에는 영구자석(185)을 설치할 수 있는 장착부(172)가 돌출 형성된다.

요크 플레이트(170)에는 하면에 접촉돌기부(175)가 돌출 형성된다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

가동 코어(150)는 보빈(135)의 중공부에 상하 운동 가능하게 삽입 설치된다. 가동 코어(150)는 원통형으로 형성된다.

가동 코어(150)는 자성체로 형성된다. 가동 코어(150)는 코일(140)의 전류가 흐를 때 자로를 이룬다. 가동 코어(150)는 요크 플레이트(170) 내부의 코일(140)에 자기장이 흐를 경우에는 하방으로 자기력을 받아 움직이게 된다. 가동 코어(150)는 크로스바(120)에 결합되어 있으므로 하방 운동하면서 크로스바(120)도 하방으로 당기게 된다.

가동 코어(150)에는 상,하단부에 가동 코어 플레이트(155,160)가 각각 결합된다.

가동 코어 플레이트(155,160)는 평판으로 형성된다. 가동 코어 플레이트(155,160)는 자성체로 구성된다. 가동 코어 플레이트(155,160)는 코일(140)에 전류가 흐르면 자화되어 자로를 형성한다.

가동 코어 플레이트(155,160)는 가동 코어(150)의 하부에 결합되는 제1 가동 코어 플레이트(155, 하부 가동 코어 플레이트)와 가동 코어(150)의 상부에 결합되는 제2 가동 코어 플레이트(160, 상부 가동 코어 플레이트)로 구성될 수 있다. 본 명세서에서 특별히 구분하지 않고 단순히 가동 플레이트라고 하면 주로 제1 가동 코어 플레이트(155)를 지칭하는 것이다.

가동 코어 플레이트(155,160)는 가동 코어(150)에 일체로 결합되어 가동 코어(150)와 함께 움직인다. 제1 가동 코어 플레이트(155)는 가동 코어(150)의 하부에 결합되고, 제2 가동 플레이트(160)는 가동 코어(150)의 상부에 결합된다.

한편, 제2 가동 플레이트(160)는 크로스바(120)에 결합된다. 제2 가동 코어 플레이트(160)에 크로스바(120)가 결합되어 구동부(130)가 동작하면 크로스바(120)는 제2 가동 코어 플레이트(160)를 따라서 승하강 운동하게 된다.

도 6은 전자 접촉기의 Off 상태를 나타낸다. Off 상태에서 가동부(가동 코어와 가동 플레이트)는 복귀 스프링(190)의 힘에 의해 상부로 상승한 상태에 있다. 따라서, 제1 가동 코어 플레이트(155)는 요크 플레이트(170)에 접촉한 상태에 있다.

도 7은 전자 접촉기의 On 상태를 나타낸다. On 상태에서 가동부(가동 코어와 가동 플레이트)는 복귀 스프링(190)의 힘을 이기고 하부로 하강한 상태에 있다. 따라서, 제1 가동 코어 플레이트(155)는 요크 플레이트(170)로부터 분리된 상태에 있다.

영구자석(185)이 마련된다. 영구자석(185)은 코일(140)에 의해 발생하는 자기력을 보완하기 위하여 마련된다. 영구자석(185)에 의한 자기력이 발생하므로 코일(140)의 턴수를 줄일 수 있어 코일량을 저감시킬 수 있다. 따라서, 코일(140)에 인가되는 전류량을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 코일(140)의 구동시 발생되는 발열량이 감소한다.

영구자석(185)은 요크 플레이트(170)와 고정 코어(180) 사이에 배치된다. 영구자석(185)은 요크 플레이트(170)의 장착부(172)에 놓인다. 영구자석(185)이 요크 플레이트(170)의 장착부(172)에 배치되어 설치가 용이하다.

스페이서(195)가 마련된다. 스페이서(195)는 절연 재료로 형성된다. 스페이서(195)는 얇은 판상으로 형성된다. 스페이서(195)는 보빈(135)의 하단부에 배치된다. 스페이서(195)는 고정 코어(180)와 제1 가동 코어 플레이트(155) 사이의 접촉을 방지한다.

제1 가동 코어 플레이트(155)의 하부에는 복귀 스프링(190)이 마련된다. 복귀 스프링(190)은 제1 가동 코어 플레이트(155)를 가압하여 가동부(가동 코어와 가동 플레이트)가 상승한 위치에 놓이도록 한다.

도 11에 요크 플레이트(170)의 정면도가 도시되어 있다.

요크 플레이트(170)에는 상면과 하면의 모서리 부분에 고정홈(171)이 형성된다. 요크 플레이트(50)의 고정홈(171)은 보빈(135)에 끼워 고정시키기 위한 결합홈이다.

요크 플레이트(50)에는 하면에 접촉돌기부(175)가 형성된다. 여기서, 접촉돌기부(175)의 길이는 요크 플레이트(170)의 하면의 길이보다 작게 형성된다.

접촉돌기부(175)는 제1 가동 코어 플레이트(155)가 배치된 방향으로 돌출 형성된다.

접촉돌기부(175)는 제1 가동 코어 플레이트(155)에 직접적으로 접촉하는 부분이다. 접촉돌기부(175)에 의해 요크 플레이트(170)가 제1 가동 코어 플레이트(155)에 접촉하는 면적은 감소한다.

접촉돌기부(175)는 단수 또는 복수 개로 형성될 수 있다. 도 11에는 2개의 접촉돌기부(175)가 형성된 요크 플레이트(170)가 도시되어 있다. 도 13 및 도 14에는 각각 접촉돌기부(175-1)가 1개 형성된 요크 플레이트(170) 및 접촉돌기부(175-2)가 3개 형성된 요크 플레이트(170)의 실시예가 나타나 있다. 도 12 이하에서는 요크 플레이트(170)에 장착부(172)의 도시는 생략하였다.

복수의 접촉돌기부(175) 사이에는 오목부(176)가 마련된다. 오목부(176)는 제1 가동 코어 플레이트(155)에 접촉하지 않는 부분이다. 즉, 요크 플레이트(170)의 하면부는 돌출 형성되어 제1 가동 코어 플레이트(155)에 접촉할 수 있는 접촉돌기부(175)와 제1 가동 코어 플레이트(155)에 접촉하지 않는 오목부(176)로 나누어진다.

이때, 복수 개의 접촉돌기부(175)는 요크 플레이트(170)의 하면에 길이 방향으로 대칭적으로 배치된다. 즉, 요크 플레이트(170)의 세로 중심선을 기준으로 접촉돌기부(175)는 대칭적으로 배치된다. 이에 따라, 제1 가동 코어 플레이트(155)가 요크 플레이트(170)에 접촉하는 접촉부도 대칭적으로 형성되어 접촉시 안정을 이룬다.

도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 접자접촉기의 구동부의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 8은 전자접촉기의 Off 상태를 나타낸다. 가동부(가동 코어와 가동 플레이트)는 복귀 스프링(190)의 힘을 받아 상승한 상태에 있다. 이때, 제1 가동 코어 플레이트(155)는 요크 플레이트(170)의 접촉돌기부(175)에 접촉한 상태에 있다. 제1 가동 코어 플레이트(155)는 접촉돌기부(175)의 하면부에만 접촉하므로 접촉 면적은 접촉돌기부(175)의 하면의 면적에 접촉돌기부(175)의 갯수에 해당하는 크기가 된다. 종래 기술에서 제1 가동 코어 플레이트(155)가 접촉하는 면적이 요크 플레이트(170)의 하면 전체 부분에 해당하여 접촉 면적이 상대적으로 매우 컸으나, 본 발명에서 접촉돌기부(175)가 구성되어 제1 가동 코어 플레이트(155)가 요크 플레이트(170)에 접하는 면적은 현저하게 감소한다.

도 9는 전자접촉기의 On 동작 초기 상태를 나타낸다. 코일(140)에 전류가 흘러 자기장이 형성되면, 가동부(가동 코어와 가동 플레이트)는 자기력에 의해 하방으로 이동한다. 이때, 제1 가동 코어 플레이트(155)는 요크 플레이트(170)로부터 분리되는데, 실제로 접촉하는 면적은 접촉돌기부(175)의 하단부 면적에 해당하므로 분리 저항은 작게 나타난다. 따라서, 분리에 필요한 동작 전압은 감소하고 분리 동작에 소요되는 시간도 감소한다.

도 10은 전자접촉기의 On 동작 완료 상태를 나타낸다. 제1 가동 코어 플레이트(155)는 요크 플레이트(170)로 완전히 분리되어 보빈(135) 하단부의 스페이서(195)에 접하는 높이까지 하강한다.

한편, 접촉돌기부(175)는 다각형의 형태로 형성될 수 있다. 즉, 접촉돌기부(175)는 다각형 형상의 평판으로 형성될 수 있다. 여기서, 접촉돌기부(175)의 정면 형상을 뜻한다.

도 11 내지 도 13에는 접촉돌기부(175, 175-1, 175-2)의 정면이 반원형인 형상태가 나타나 있다. 이와 유사하게 접촉돌기부(175)의 정면은 원의 일부 또는 타원형으로 형성될 수 있다.

도 14에는 접촉돌기부(175a)의 정면이 직사각형 형태로 나타나 있다.

도 15에는 접촉돌기부(175b)의 정면이 사다리꼴 형태로 나타나 있다.

도 17에는 접촉돌기부(175d)의 정면이 삼각형 형태로 나타나 있다.

도 16에는 접촉돌기부(175c)의 형상이 반구형으로 형성된 것이 나타나 있다. 실제로 제1 가동 코어 플레이트(155)가 요크 플레이트(170)에 접촉하는 면적은 접촉돌기부(175c)의 하면부에 해당하는 점에 가까운 작은 면적이 된다. 접촉 면적을 최소화할 수 있다.

도 14를 제외하고 도 11 내지 도 16의 실시예에서 접촉돌기부(175)는 상부 단면적보다 하부 단면적 부분이 작아지는 형태로 형성된다. 이에 따라, 요크 플레이트(170)가 제1 가동 코어 플레이트(155)에 접촉하는 부분이 집중되어 접촉 면적은 감소하면서 지지력은 안정된 형태로 된다.

도 18에는 접촉돌기부(175e)가 다수의 배열로 형성된 것이 나타나 있다. 다수의 배열형으로 배치된 반구형 돌기로 구성된 접촉돌기부(175e)가 나타나 있다. 제1 가동 코어 플레이트(155)는 수십 개로 구성된 접촉돌기부(175e)에 접하므로 접촉 안정성이 향상된다.

도 19에는 요크 플레이트(170)에 접촉돌기부(175)가 형성되고, 가동 코어 플레이트(155)에는 접촉돌기부(175)가 일부 삽입되는 삽입부(152)가 형성된 것이 나타나 있다.

여기서, 접촉돌기부(175)와 삽입부(152)는 접촉돌기부(175)의 형상에 대응하는 형상으로 형성된다. 예를 들어, 접촉돌기부(175)가 원형으로 형성되는 경우 삽입부의 형상도 원형 또는 원형의 일부면으로 형성될 수 있다. 이때, 접촉돌기부(175)의 반경은 삽입부(152)의 반경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 접촉돌기부(175)의 높이는 삽입부(152)의 깊이보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

도 20에는 제1 가동 코어 플레이트(155)에 제2 접촉돌기부(158)가 형성된 것이 나타나 있다. 제1 가동 코어 플레이트(155)에는 평판의 단부에 제2 접촉돌기부(158)가 형성된다.

이 경우, 제1 가동 코어 플레이트(155)에 제2 접촉돌기부(158)가 형성되고 요크 플레이트(170)에는 접촉돌기부(175)가 형성되지 않을 수 있다.

또한, 요크 플레이트(170)에는 접촉돌기부(175)가 형성되고, 제1 가동 코어 플레이트(155)에는 제2 접촉돌기부(158)가 동시에 형성될 수 있다. 여기서, 가동 코어 플레이트(155)의 제2 접촉돌기부(158)는 요크 플레이트(170)의 접촉돌기부(175)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자접촉기의 구동부에 의하면 요크 플레이트에 접촉돌기부가 형성되어 가동 코어 플레이트와의 점접촉이 이루어지므로 접촉되는 면적이 감소하여 가동 코어 플레이트가 요크 플레이트로부터 분리되는데 필요한 힘이 감소한다. 따라서, 전자접촉기의 구동에 필요한 동작 전압이 감소한다. 즉, 장치의 에너지 효율이 개선된다.

또한, 전자접촉기의 구동에 소요되는 동작 시간이 감소한다. 따라서, 신속한 개폐가 요구되는 설비에 적용이 가능하다.

또한, 전자접촉기의 구동 동작이 일정하게 유지되므로 산포가 감소하고 제품간 일관성이 향상된다.

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

110 고정접촉자
115 가동접촉자
120 크로스바
130 구동부
135 보빈
140 코일
150 가동 코어
155 제1 가동 코어 플레이트
160 제2 가동 코어 플레이트
170 요크 플레이트
175 접촉돌기부
180 고정 코어
185 영구자석
190 복귀 스프링
195 스페이서

Claims (10)

1. 보빈;
   상기 보빈에 권회되고, 전류에 의해 전자기장을 형성하는 코일;
   상기 코일의 주변에 배치되도록 상기 보빈에 고정 설치되고, 자로를 형성하는 요크 플레이트;
   상기 보빈에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 코일에 발생하는 전자기력에 의해 이동하는 가동 코어;
   상기 가동 코어에 결합되어 함께 움직이는 가동 코어 플레이트;를 포함하고,
   상기 가동 코어 플레이트는, Off 상태에서 상기 요크 플레이트에 접하고, On 상태에서 상기 요크 플레이트로부터 분리되며,
   Off 상태에서 상기 요크 플레이트와 가동 코어 플레이트의 접촉 면적이 감소하도록, 상기 요크 플레이트 또는 가동 코어 플레이트에는 접촉돌기부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.
2. 제1항에 있어서, 상기 접촉돌기부는 상기 가동 코어 플레이트가 배치된 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.
3. 제1항에 있어서, 상기 접촉돌기부는 복수 개로 구비되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.
4. 제3항에 있어서, 복수 개의 상기 접촉돌기부는 상기 요크 플레이트의 세로중심선을 기준으로 서로 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.
5. 제3항에 있어서, 복수 개의 상기 접촉돌기부 사이에는 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.
6. 제1항에 있어서, 상기 접촉돌기부의 정면은 다각형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.
7. 제1항에 있어서, 상기 접촉돌기부는 반구형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.
8. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 접촉돌기부는 상부 단면의 면적보다 하부 단면의 면적이 작아지는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.
9. 제1항에 있어서, 상기 접촉돌기부는 반구형 돌기가 다수의 배열로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.
10. 제1항에 있어서, 상기 가동 코어 플레이트에는 상기 접촉돌기부에 대응하는 위치에 상기 접촉돌기부가 일부 삽입될 수 있는 삽입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 구동부.
    

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