KR20230087979A - 직류 릴레이 - Google Patents

Abstract

직류 릴레이가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 직류 릴레이는 내부에 공간이 형성된 상부 커버; 상기 상부 커버의 상기 공간에 수용되며, 외부와 통전되는 고정 접촉자 및 가동 접촉자를 수용하는 아크 챔버; 상기 아크 챔버를 둘러싸며 상기 상부 커버의 상기 공간에 수용되며, 상기 아크 챔버의 내부에 자기장(magnetic field)을 형성하는 자력 생성부; 및 상기 아크 챔버 및 상기 자력 생성부를 둘러싸며 상기 상부 커버의 상기 공간에 수용되어, 상기 자력 생성부와 열교환되게 구성되는 냉각부를 포함할 수 있다.

Description

직류 릴레이{Direct current relay}

본 발명은 직류 릴레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 아크 챔버에서 발생된 열을 효과적으로 냉각하여, 아크를 유도하기 위한 부재의 효율 저하를 방지할 수 있는 구조의 직류 릴레이에 관한 것이다.

직류 릴레이(Direct current relay)는 전자석의 원리를 이용하여 기계적인 구동 또는 전류 신호를 전달해 주는 장치이다. 직류 릴레이는 전자 개폐기(Magnetic switch)라고도 하며, 전기적인 회로 개폐 장치로 분류됨이 일반적이다.

직류 릴레이는 고정 접점 및 가동 접점을 포함한다. 고정 접점은 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결된다. 고정 접점과 가동 접점은 서로 접촉되거나, 이격될 수 있다.

고정 접점과 가동 접점의 접촉 및 이격에 의해, 직류 릴레이를 통한 통전이 허용되거나 차단된다. 상기 이동은, 가동 접점에 구동력을 인가하는 구동부에 의해 달성된다.

고정 접점과 가동 접점이 이격되면, 고정 접점과 가동 접점 사이에는 아크(arc)가 발생된다. 아크는 고압, 고온의 전류의 흐름이다. 따라서, 발생된 아크는 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이에서 신속하게 배출되어야 한다.

아크의 배출 경로는 직류 릴레이에 구비되는 자석에 의해 형성된다. 상기 자석은 고정 접점과 가동 접점이 접촉되는 공간의 내부에 자기장을 형성한다. 형성된 자기장 및 전류의 흐름에 의해 발생된 전자기력에 의해 아크의 배출 경로가 형성될 수 있다.

한편, 아크와 함께 다량의 열이 발생된다. 발생된 열은 아크 챔버 및 아크 챔버에 인접하게 배치되는 자석을 통해 아크 챔버의 외부로 배출된다. 직류 릴레이의 작동이 반복됨에 따라, 자석에 전달되는 열량이 증가될 수 있다.

전달되는 열량이 증가됨에 따라, 자석의 온도가 상승되면 자석의 배열 구조가 파괴될 가능성이 있다. 이 경우, 자석은 전자기력을 형성하기에 충분한 크기의 자기장을 형성하기 어렵다. 또한, 자석이 형성하는 자기장의 방향 또한 교란되어, 아크의 소호 경로가 예정대로 형성되지 않을 가능성 또한 존재한다.

한국등록특허문헌 제10-1157632호는 통상 폐쇄형 전자기 릴레이를 개시한다. 구체적으로, 커버 내에 레지스터를 설치하되 커버의 내벽과 레지스터를 이격시켜 레지스터에서 커버를 향하는 열 전달을 방지할 수 있는 통상 폐쇄형 전자기 릴레이를 개시한다.

그런데, 상기 선행문헌이 개시하는 통상 폐쇄형 전자기 릴레이는 레지스터에서 발생된 열이 외부로 전달됨을 방지하기 위한 방안만을 개시한다. 즉, 상기 선행문헌은 아크의 소호 경로를 형성하기 위한 자석이 아크와 함께 발생된 열에 손상됨을 방지하기 위한 대책을 제시하지 못한다.

일본공개특허문헌 제2020-136101호는 릴레이를 개시한다. 구체적으로, 복수 개의 고정 단자보다 더 많은 수의 가동 단자를 구비하여 전류의 흐름을 분지하여, 릴레이의 접촉 저항 및 이에 따라 발생되는 열을 저감할 수 있는 릴레이를 개시한다.

그런데, 상기 선행문헌이 개시하는 릴레이는 고정 단자와 접촉되는 가동 단자를 다양화하여 열을 저감함에 그친다. 즉, 상기 선행문헌은 고정 단자와 가동 단자가 이격될 경우 발생되는 열을 저감하고, 이에 따른 자석 등의 손상을 방지하기 위한 방안을 제시하지 못한다.

한국등록특허문헌 제10-1157632호 (2012.06.19.) 일본공개특허문헌 제2020-136101호 (2020.08.31.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 아크와 함께 발생된 열에 의한 구성 요소의 손상을 방지할 수 있는 구조의 직류 릴레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 과다한 구조 변경 없이도 아크와 함께 발생된 열을 효과적으로 냉각할 수 있는 구조의 직류 릴레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 아크와 함께 발생된 열을 냉각하기 위한 구성 요소가 안정적으로 결합될 수 있는 구조의 직류 릴레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 아크와 함께 발생된 열을 효과적으로 냉각할 수 있는 구조의 직류 릴레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 아크와 함께 발생된 열을 냉각하기 위한 구성 요소의 손상이 방지될 수 있는 구조의 직류 릴레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 공간이 형성된 상부 커버; 상기 상부 커버의 상기 공간에 수용되며, 외부와 통전되는 고정 접촉자 및 가동 접촉자를 수용하는 아크 챔버; 상기 아크 챔버를 둘러싸며 상기 상부 커버의 상기 공간에 수용되며, 상기 아크 챔버의 내부에 자기장(magnetic field)을 형성하는 자력 생성부; 및 상기 아크 챔버 및 상기 자력 생성부를 둘러싸며 상기 상부 커버의 상기 공간에 수용되어, 상기 자력 생성부와 열교환되게 구성되는 냉각부를 포함하는, 직류 릴레이가 제공된다.

이때, 상기 냉각부는, 상기 아크 챔버 및 상기 자력 생성부를 외측에서 둘러싸게 연장되는 유로 부재; 및 상기 유로 부재에 둘러싸여 형성되며, 상기 아크 챔버와 상기 자력 생성부를 수용하는 결합 공간을 포함하는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

또한, 상기 유로 부재는, 상기 아크 챔버 또는 상기 자력 생성부의 면을 둘러싸며 연장되는 연장부; 및 상기 아크 챔버 또는 상기 자력 생성부의 모서리(corner)를 둘러싸며 연장되는 만곡부를 포함하는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

이때, 상기 연장부는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 연장부는 상기 아크 챔버 또는 상기 자력 생성부의 서로 다른 면을 외측에서 둘러싸며 연장되고, 상기 만곡부는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 만곡부는 상기 아크 챔버 또는 상기 자력 생성부의 서로 다른 모서리를 외측에서 둘러싸며 연장되며, 복수 개의 상기 만곡부는 복수 개의 상기 연장부 중 서로 인접하게 위치되는 각 쌍의 상기 연장부와 각각 결합되는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

또한, 상기 유로 부재의 내부에는, 상기 유로 부재의 연장 방향을 따라 연장되는 중공(hollow)이 형성되는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

이때, 상기 중공에 충진(filling)되어, 상기 자력 생성부와 열교환되게 구성되는 유체를 포함하는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

또한, 상기 중공은 소정의 부피를 갖게 형성되고, 상기 유체는 상기 중공의 상기 소정의 부피 미만의 부피만큼 상기 중공에 충진되는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

이때, 상기 유로 부재는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 유로 부재는 상기 아크 챔버의 높이 방향을 따라 서로 이격되어 배치되는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

또한, 상기 상부 커버는, 상기 공간을 둘러싸는 상부 내주; 및 상기 상부 내주에 함몰 형성되며, 상기 상부 내주의 연장 방향을 따라 연장되어 상기 냉각부가 삽입 결합되는 냉각 홈을 포함하는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

이때, 상기 상부 커버는, 상기 상부 내주에서 상기 공간을 향해 돌출 형성되며, 상기 냉각 홈에 인접하게 위치되어 상기 냉각 홈에 삽입된 상기 냉각부를 지지하게 구성되는 지지 돌기를 포함하는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

또한, 상기 지지 돌기는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 지지 돌기는 상기 상부 커버의 높이 방향으로 서로 이격되어 상기 냉각 홈을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

이때, 상기 냉각 홈은 복수 개 형성되어, 상기 상부 커버의 높이 방향을 따라 서로 이격되어 배치되고, 상기 냉각부는 복수 개의 유로 부재를 포함하여, 복수 개의 상기 유로 부재는 복수 개의 상기 냉각 홈에 각각 삽입 결합되는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

또한, 상기 냉각부는, 상기 아크 챔버 및 상기 자력 생성부 중 어느 하나 이상에 접촉되게 배치되는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.

상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이는 아크와 함께 발생된 열에 의한 구성 요소의 손상을 방지할 수 있다.

먼저, 직류 릴레이는 아크 챔버 및 아크 챔버를 둘러싸는 자력 형성부가 구비된다. 아크 챔버에는 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 수용된다. 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 이격되면, 아크 챔버의 내부에는 아크 및 열이 발생된다. 자력 형성부는 아크 챔버의 내부에 자기장을 형성하여, 각 접촉자에 통전되는 전류와 함께 전자기력을 형성한다.

직류 릴레이에는 냉각부가 구비된다. 냉각부는 아크 챔버 및 자력 형성부를 둘러싸게 배치된다. 냉각부는 아크 챔버 및 자력 형성부와 열교환되어, 발생된 열을 흡수한다. 일 실시 예에서, 냉각부는 자력 형성부를 구성하며 아크 챔버의 내부에 자기장을 형성하는 자석 부재와 열교환되어 자석 부재를 냉각할 수 있다.

따라서, 아크와 함께 발생되어 자력 형성부에 전달된 열은 냉각부로 전달되어 자력 형성부가 빠르게 냉각될 수 있다. 더 나아가, 직류 릴레이의 작동이 반복되어 자석 부재에 복수 회 전달된 열 또한 냉각부로 재차 전달되어, 누적된 열에 의한 자석 부재의 손상이 방지될 수 있다.

또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이는 과다한 구조 변경 없이도 아크와 함께 발생된 열을 효과적으로 냉각할 수 있다.

먼저, 아크 챔버 및 아크 챔버를 둘러싸는 자력 형성부는 상부 커버의 상부 공간에 수용된다. 상부 커버는 수용된 아크 챔버 및 자력 형성부를 외측에서 둘러싸게 배치된다.

냉각부는 상부 커버의 상부 공간에 수용된다. 이때, 냉각부는 아크 챔버 및 자력 형성부를 외측에서 둘러싸며 상부 공간에 수용된다. 즉, 냉각부를 구비하기 위해 상부 커버, 아크 챔버 및 자력 형성부의 과다한 구조 변경이 요구되지 않는다.

따라서, 기존의 직류 릴레이에 냉각부를 구비하기 위해 과다한 설계 변경이 요구되지 않는다. 이에 따라, 직류 릴레이 전체가 구비되는 경우뿐만 아니라 냉각부만 구비되어 기존의 직류 릴레이에 적용될 수 있다.

또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이는 아크와 함께 발생된 열을 냉각하기 위한 구성 요소가 안정적으로 결합될 수 있다.

냉각부는 그 외측이 상부 커버의 상부 내주와 결합된다. 상부 내주에는 냉각부의 유로 부재를 수용하는 냉각 홈이 함몰 형성된다. 냉각 홈은 상부 내주를 따라 연장되어, 다양한 방향으로 연장되는 유로 부재에 대응되는 형상을 갖게 형성된다.

냉각 홈에 인접하게 지지 돌기가 형성된다. 지지 돌기는 냉각 홈에 삽입된 유로 부재를 적어도 일 부분에서 지지하게 구성된다. 일 실시 예에서, 지지 돌기는 냉각 홈에 삽입된 유로 부재의 외주를 가압하는 형태로 유로 부재를 지지할 수 있다. 일 실시 예에서, 외력이 인가되지 않는 한 냉각 홈에 삽입된 유로 부재는 임의 이탈되지 않게 구성될 수 있다.

이에 따라, 아크 챔버 및 자력 생성부를 냉각하기 위해 구비되는 냉각부가 상부 커버 및 다른 구성 요소와 안정적으로 결합될 수 있다.

또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이는 아크와 함께 발생된 열을 효과적으로 냉각할 수 있다.

일 실시 예에서, 유로 부재의 내부에는 중공이 형성된다. 중공은 유로 부재와 같은 형태로 연장되어, 그 연장 방향의 각 단부가 서로 연통된다. 상기 중공에는 아크 챔버 또는 자력 형성부와 열교환되어, 발생된 열을 흡수하기 위한 유체가 유동될 수 있다.

따라서, 자력 형성부로 전달된 열은 유로 부재 자체뿐만 아니라 유로 부재의 내부에서 유동되는 유체에도 전달될 수 있다. 이에 따라 열 전달량 및 효율이 향상되어, 자력 형성부가 효과적으로 냉각될 수 있다.

또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이는 아크와 함께 발생된 열을 냉각하기 위한 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다.

상술한 바와 같이, 유로 부재의 내부에는 중공이 형성된다. 상기 중공에는 발생된 열을 흡수하기 위한 유체가 충진될 수 있다. 이때, 충진된 유체의 부피는 중공의 부피보다 작은 값을 갖게 구비될 수 있다.

따라서, 유체가 흡수된 열에 의해 열 팽창되는 경우에도, 중공은 유체의 부피 증가분을 완충할 수 있다. 이에 따라, 유체가 다량의 열을 흡수하는 경우에도, 유체의 열팽창에 의한 유로 부재의 손상이 방지될 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 직류 릴레이의 구성 요소를 도시하는 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1의 직류 릴레이의 구성 요소를 도시하는 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 직류 릴레이에 구비되는 상부 커버 및 상부 커버에 구비되는 자력 생성부 및 냉각부를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 4의 상부 커버 및 상부 커버에 구비되는 자력 생성부 및 냉각부를 도시하는 다른 각도의 사시도이다.
도 6은 도 4의 상부 커버, 자력 생성부 및 냉각부를 도시하는 분해 사시도이다.
도 7은 도 4의 상부 커버, 자력 생성부 및 냉각부의 결합 상태를 도시하는 저면도이다.
도 8은 도 4의 상부 커버를 도시하는 다른 각도의 사시도이다.
도 9는 도 1의 직류 릴레이에 구비되는 상부 커버 및 상부 커버에 구비되는 자력 생성부 및 냉각부를 도시하는 B-B 단면도이다.
도 10은 도 1의 직류 릴레이에 구비되는 상부 커버 및 상부 커버에 구비되는 자력 생성부 및 냉각부를 도시하는 C-C 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

그러므로 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원 시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형 예가 있을 수 있다.

이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.

1. 용어의 정의

이하의 설명에서 사용되는 "통전"이라는 용어는 두 개 이상의 부재가 전기적 신호 또는 전류를 전달 가능하게 연결됨을 의미한다. 일 실시 예에서, 통전은 도선 부재 등에 의한 유선의 형태 또는 RFID, 블루투스, Wi-Fi 등에 의한 무선의 형태로 형성될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 "연통"이라는 용어는 두 개 이상의 부재가 서로 유체 소통 가능하게 연결됨을 의미한다. 일 실시 예에서, 연통은 상기 두 개 이상의 부재의 내부에 형성된 공간에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 연통은 파이프, 관로, 호스 등의 부재에 의해 형성될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 "상측", "하측", "전방 측", "후방 측", "좌측" 및 "우측"이라는 용어는 첨부된 도면에 걸쳐 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.

2. 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)의 구성의 설명

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)가 도시된다.

본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 아크 챔버(400)의 내부 공간 및 아크 챔버(400)의 내부에 자로(magnetic path)를 형성하는 자력 생성부(500)를 냉각하기 위한 냉각부(600)를 구비한다.

냉각부(600)는 자력 생성부(500)의 온도 상승을 방지하여, 자력 생성부(500)의 손상을 방지한다. 이에 따라, 자력 생성부(500)는 발생된 아크(arc)를 유도하기 위한 자로를 신뢰성 있게 형성할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)의 구성 요소를 설명하되, 냉각부(600)는 별항으로 설명한다.

도시된 실시 예에서, 직류 릴레이(10)는 커버(100), 코어부(200), 접점부(300), 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)를 포함한다.

커버(100)는 직류 릴레이(10)의 외형을 형성한다. 커버(100)의 내부에는 공간이 형성되어, 직류 릴레이(10)의 다양한 구성 요소가 실장될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 커버(100)의 내부 공간에는 코어부(200), 접점부(300), 아크 챔버(400), 자력 생성부(500) 및 냉각부(600)가 수용된다.

상기 구성 요소 중 일부의 구성 요소는 커버(100)의 외측으로 노출되게 배치될 수 있다. 구체적으로, 접점부(300)의 고정 접촉자(310) 등은 커버(100)의 외측으로 노출된다.

커버(100)의 상기 내부 공간은 외부와 통전된다. 코어부(200) 및 접점부(300)는 별도의 도선 부재(미도시) 등에 의해 외부의 전원 및 부하와 각각 통전될 수 있다.

커버(100)의 상기 내부 공간은 외부와 연통된다. 고정 접촉자(310)와 가동 접촉자(320)가 접촉 또는 이격될 때 발생되는 아크(arc)는 소호되며 외부로 배출될 수 있다.

커버(100)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 직류 릴레이(10)의 작동시 인가되는 전류 등이 외부로 임의 누설됨을 방지하기 위함이다.

또한, 커버(100)는 고강성의 소재로 형성될 수 있다. 직류 릴레이(10)가 설치된 외부 환경 및 내부에서 발생된 아크 등에 의한 손상이 방지되기 위함이다. 일 실시 예에서, 커버(100)는 강화 플라스틱 등의 합성 수지 소재로 형성될 수 있다.

커버(100)는 직류 릴레이(10)의 외형을 형성하고, 내부에 다양한 구성 요소를 실장할 수 있는 임의의 형태로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 커버(100)의 상측은 그 단면이 사각형이고 상하 방향으로 연장된 사각기둥 형상이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 실시 예에서, 커버(100)는 상부 커버(110), 하부 커버(120), 내부 커버(130), 지지 플레이트(140) 및 절연 플레이트(150)를 포함한다.

상부 커버(110)는 커버(100)의 높이 방향의 일부, 도시된 실시 예에서 상측을 형성한다. 상부 커버(110)는 하부 커버(120)와 결합된다. 일 실시 예에서, 상부 커버(110)는 하부 커버(120)와 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 상기 실시 예에서, 상부 커버(110) 및 하부 커버(120)의 내부에 형성된 공간이 쉽게 개방되어, 유지 보수가 용이해질 수 있다.

상부 커버(110)는 소정의 형상을 갖게 형성된다. 도시된 실시 예에서, 상부 커버(110)는 사각형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상이다.

상부 커버(110)는 복수 개의 면을 포함한다. 복수 개의 면은 상부 커버(110)의 내부에 형성된 상부 공간(114)을 다양한 위치에서 둘러싸게 배치될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 상부 커버(110)는 상측, 좌측, 우측, 전방 측 및 후방 측을 둘러싸는 다섯 개의 면을 포함한다. 따라서, 상부 커버(110)의 하측은 개방 형성되어 상부 공간(114)과 하부 커버(120) 내부의 공간이 서로 연통됨이 이해될 것이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 실시 예에서, 상부 커버(110)는 개구부(111), 분리판(112) 및 상부 내주(113)를 포함한다. 또한, 도 8을 더 참조하면, 상부 커버(110)는 상부 공간(114), 냉각 홈(115) 및 지지 돌기(116)를 포함한다.

개구부(111)는 상부 공간(114)이 외부와 연통되는 부분이다. 개구부(111)는 상부 공간(114)을 둘러싸는 상부 커버(110)의 일 면에 관통 형성된다. 도시된 실시 예에서, 개구부(111)는 상부 커버(110)의 상면에 관통 형성된다.

개구부(111)는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 개구부(111)에는 복수 개의 고정 접촉자(310)가 각각 관통 결합될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 개구부(111)는 두 개 구비되어, 각각 제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312)가 관통 결합된다.

개구부(111)는 상부 공간(114)과 외부를 연통하여 고정 접촉자(310)가 관통 결합될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 개구부(111)는 원형의 단면을 갖고 상하 방향의 두께를 갖는 원판 형상의 공간이다.

복수 개의 개구부(111) 사이에는 분리판(112)이 구비된다.

분리판(112)은 복수 개의 개구부(111)를 물리적으로 구획하여, 각 개구부(111)에 수용된 복수 개의 고정 접촉자(310) 간의 통전을 차단한다.

분리판(112)은 일 방향으로 연장 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 분리판(112)은 전후 방향으로 연장 형성되어, 좌우 방향으로 이격되어 배치되는 복수 개의 개구부(111) 사이에 위치된다.

분리판(112)은 소정의 높이, 즉 도시된 실시 예에서 상하 방향의 길이를 갖게 형성될 수 있다. 분리판(112)의 높이는 제1 및 제2 고정 접촉자(311, 312) 및 이들에 각각 결합되는 외부의 단자(미도시)를 전기적으로 이격시킬 수 있는 임의의 높이일 수 있다.

상부 내주(113)는 상부 커버(110)의 내면을 형성한다. 상부 내주(113)는 상부 공간(114)의 일부를 둘러싸며 연장된다. 도 2 및 도 8에 도시된 실시 예에서, 상부 내주(113)는 상부 공간(114)의 수평 방향, 즉 좌측, 우측, 전방 측 및 후방 측을 둘러싸며 연장된다.

상부 내주(113)는 상부 공간(114)에 수용된 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)를 외측에서 둘러싼다. 도시된 실시 예에서, 상부 내주(113)는 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)를 수평 방향에서 둘러싸게 배치된다.

상부 내주(113)에는 냉각 홈(115) 및 냉각 홈(115)에 수용된 냉각부(600)를 지지하기 위한 지지 돌기(116)가 형성된다. 상부 내주(113)에 결합된 냉각부(600) 또한 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)를 외측에서 둘러싸게 배치된다.

이에 따라, 냉각부(600)는 자력 생성부(500)에 구비되는 자석 부재(520)를 냉각하여, 아크 소호 성능의 저하가 방지될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

상부 공간(114)은 상부 커버(110)의 내부에 형성된 공간이다. 상부 공간(114)에는 직류 릴레이(10)의 구성 요소 중 일부가 수용될 수 있다. 도 2에 도시된 실시 예에서, 상부 공간(114)에는 접점부(300), 아크 챔버(400), 자력 생성부(500) 및 냉각부(600)가 수용된다.

상부 공간(114)은 외부와 연통된다. 아크 챔버(400)의 내부에서 발생된 아크는 소호되며 외부로 배출될 수 있다.

상부 공간(114)은 외부와 통전된다. 접점부(300)의 고정 접촉자(310)는 이에 결합되는 외부의 단자(미도시)에 의해 외부와 통전될 수 있다.

상부 공간(114)은 하부 커버(120)의 내부 공간과 부분적으로 연통된다. 구체적으로, 상부 공간(114)은 지지 플레이트(140) 및 절연 플레이트(150)에 의해 물리적으로 구획된다. 이때, 지지 플레이트(140)의 내부 및 절연 플레이트(150)의 내부에 형성된 중공에는 샤프트(360)가 승강 가능하게 수용되는 바, 상부 공간(114)은 하부 커버(120)의 내부 공간과 부분적으로 연통된다고 할 수 있을 것이다.

상부 공간(114)은 상부 커버(110)의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상부 커버(110)는 사각기둥 형상인 바, 그 내부에 형성되는 상부 공간(114) 또한 사각형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상의 공간으로 형성될 수 있다.

상부 공간(114)은 상부 내주(113)에 결합된 냉각 홈(115)에 둘러싸인다.

냉각 홈(115)은 냉각부(600)가 상부 커버(110)와 결합되는 부분이다. 구체적으로, 냉각부(600)의 유로 부재(610)는 냉각 홈(115)에 삽입되어 상부 커버(110)에 결합된다. 결합된 유로 부재(610)는 상부 공간(114)에 수용된 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)를 외측에서 둘러싸게 배치된다.

냉각 홈(115)은 상부 내주(113)에 함몰 형성될 수 있다. 구체적으로, 냉각 홈(115)은 상부 내주(113)에서 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)에 반대되는 방향으로 함몰 형성된다.

냉각 홈(115)은 상부 내주(113)의 연장 방향을 따라 연장된다. 도시된 실시 예에서, 냉각 홈(115)은 전방 측에 위치되어 좌우 방향으로 연장되는 제1 홈, 후방 측에 위치되어 좌우 방향으로 연장되는 제2 홈, 좌측에 위치되어 전후 방향으로 연장되는 제3 홈 및 우측에 위치되어 전후 방향으로 연장되는 제4 홈을 포함한다.

상기 제1 홈, 상기 제2 홈, 상기 제3 홈 및 상기 제4 홈은 서로 연통된다. 상기 제1 홈, 상기 제2 홈, 상기 제3 홈 및 상기 제4 홈은 그 연장 방향의 각 단부가 다른 하나 이상의 홈의 각 단부와 연통될 수 있다.

냉각 홈(115)은 유로 부재(610)의 형상에 상응하는 형상을 갖게 연장 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 유로 부재(610)는 그 수평 방향의 단면이 사각형의 외주 형상인 바, 냉각 홈(115) 또한 그 수평 방향의 단면이 사각형의 외주 형상으로 형성될 수 있다.

냉각 홈(115)은 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 냉각 홈(115)은 상부 공간(114)의 높이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 냉각 홈(115)은 네 개 형성되어, 상하 방향을 따라 서로 이격되어 배치된다.

냉각 홈(115)의 형상, 개수 및 배치 방식은 유로 부재(610)의 형상, 개수 및 배치 방식에 따라 변경될 수 있다.

냉각 홈(115)의 높이 방향에는 지지 돌기(116)가 형성된다.

지지 돌기(116)는 냉각 홈(115)에 수용된 유로 부재(610)를 지지하여, 유로 부재(610)의 임의 이탈을 방지한다. 일 실시 예에서, 지지 돌기(116)는 냉각 홈(115)에 수용된 유로 부재(610)의 외주를 가압하는 형태로 구비될 수 있다.

상기 실시 예에서, 지지 돌기(116)는 아크 챔버(400) 또는 자력 생성부(500)에 반대되는 방향, 즉 외측을 향해 유로 부재(610)를 가압 지지할 수 있다.

지지 돌기(116)는 냉각 홈(115)에 수용된 유로 부재(610)를 지지할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도 8에 도시된 실시 예에서, 지지 돌기(116)는 냉각 홈(115)을 높이 방향에서 둘러쌈으로써, 냉각 홈(115)에 수용된 유로 부재(610)를 높이 방향에서 지지하게 구성될 수 있다.

지지 돌기(116)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 지지 돌기(116)는 서로 다른 위치에서 단일한 유로 부재(610)를 지지할 수 있다.

지지 돌기(116)는 상부 커버(110)의 높이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향을 따라 복수 개 구비될 수 있다. 달리 표현하면, 지지 돌기(116)는 복수 개의 냉각 홈(115)이 이격되는 방향을 따라 복수 개 구비되어, 복수 개의 냉각 홈(115)에 각각 인접하게 위치될 수 있다.

도 8에 도시된 실시 예에서, 지지 돌기(116)는 총 다섯 개 구비되어, 네 개 형성된 냉각 홈(115)에 각각 수용된 유로 부재(610)를 지지하게 구성된다.

상기 실시 예에서, 한 개의 지지 돌기(116)는 가장 하측에 위치되는 냉각 홈(115)의 하측에 위치된다. 다른 한 개의 지지 돌기(116)는 가장 상측에 위치되는 냉각 홈(115)의 상측에 위치된다. 더 나아가, 나머지 세 개의 지지 돌기(116)는 네 개의 냉각 홈(115) 사이에 각각 위치된다.

이에, 복수 개의 지지 돌기(116)는 복수 개의 냉각 홈(115)에 수용된 유로 부재(610)를 적어도 두 개의 지점에서 지지할 수 있음이 이해될 것이다.

복수 개의 지지 돌기(116)는 냉각 홈(115)이 연장되는 방향을 따라 서로 이격되는 복수 개의 군(group)으로 구성될 수 있다. 도 8에 도시된 실시 예에서, 복수 개의 지지 돌기(116)는 상부 내주(113)를 구성하는 상부 커버(110)의 각 면마다 네 군 구비되어, 냉각 홈(115)이 연장되는 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다.

지지 돌기(116)의 개수 및 배치 방식은 냉각 홈(115)에 수용된 유로 부재(610)를 지지할 수 있는 임의의 형태로 변경될 수 있다.

하부 커버(120)는 커버(100)의 높이 방향의 나머지 일부, 도시된 실시 예에서 하측을 형성한다. 하부 커버(120)는 상부 커버(110)와 결합된다. 일 실시 예에서, 하부 커버(120)는 상부 커버(110)와 탈거 가능하게 결합될 수 있다.

하부 커버(120)는 소정의 형상을 갖게 형성된다. 도시된 실시 예에서, 하부 커버(120)는 상부 커버(110)의 형상과 유사하게 사각형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상이다.

하부 커버(120)의 내부에는 공간이 형성된다. 상기 공간은 하부 커버(120)를 구성하는 외면에 의해 둘러싸여 외부로 임의 노출되지 않는다. 상기 공간은 상부 공간(114)과 연통되어, 직류 릴레이(10)의 일부 구성 요소가 이동될 수 있다.

상기 공간에는 직류 릴레이(10)의 구성 요소 중 나머지 일부가 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상기 공간에는 코어부(200) 및 접점부(300)의 일부가 수용된다.

상기 공간은 외부와 통전된다. 코어부(200)의 코일(250)은 자기장을 형성하기 위한 전류를 외부의 제어 전원(미도시)으로부터 전달받을 수 있다.

상기 공간은 상부 공간(114)과 부분적으로 연통된다. 접점부(300)의 샤프트(360)는 상기 공간 및 상부 공간(114)에 각각 부분적으로 수용되어, 승강 가능하게 구비될 수 있다.

상기 공간은 하부 커버(120)의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 하부 커버(120)는 사각기둥 형상인 바, 그 내부에 형성되는 상기 공간 또한 사각형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상의 공간으로 형성될 수 있다.

내부 커버(130)는 상부 공간(114)에 수용되는 다른 구성 요소와 결합되어 이들을 지지한다. 내부 커버(130)는 상부 공간(114)에 수용되어 외부로 임의 노출되지 않는다.

내부 커버(130)는 고정 접촉자(310)와 결합된다. 구체적으로, 고정 접촉자(310)는 내부 커버(130)에 관통 형성된 접점 관통부(133)에 관통 결합된다.

내부 커버(130)는 아크 챔버(400)를 둘러싸게 결합된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 커버(130)는 아크 챔버(400)를 수평 방향의 외측에서 둘러싸며 아크 챔버(400)와 결합된다.

내부 커버(130)는 자력 생성부(500)와 결합된다. 자력 생성부(500)의 자석 부재(520)를 수용하여 지지한다.

도시된 실시 예에서, 내부 커버(130)는 아크 챔버 수용부(131), 자석 수용부(132) 및 접점 관통부(133)를 포함한다.

아크 챔버 수용부(131)는 내부 커버(130)에 형성된 공간이다. 아크 챔버 수용부(131)에는 아크 챔버(400)가 수용된다.

아크 챔버 수용부(131)는 내부 커버(130)의 외주에 의해 부분적으로 둘러싸인다. 도시된 실시 예에서, 아크 챔버 수용부(131)는 그 수평 방향, 즉 좌측, 우측, 전방 측 및 후방 측의 일부가 내부 커버(130)의 외주에 둘러 싸인다.

아크 챔버 수용부(131)의 일측은 개방 형성되어 외부와 연통된다. 도시된 실시 예에서, 아크 챔버 수용부(131)가 아크 챔버(400)를 향하는 방향, 즉 하측이 개방 형성되어 아크 챔버(400)가 삽입될 수 있다.

아크 챔버 수용부(131)는 자석 수용부(132)와 연통된다. 자석 수용부(132)에 수용된 자석 부재(520)는 아크 챔버 수용부(131)에 수용된 아크 챔버(400)를 둘러싸게 배치될 수 있다.

자석 수용부(132)는 내부 커버(130)의 외주에 형성된 공간이다. 자석 수용부(132)에는 자력 생성부(500)의 자석 부재(520)가 수용된다. 자석 수용부(132)는 내부 커버(130)의 상기 외주에 관통 형성된다.

자석 수용부(132)는 자석 부재(520)를 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 자석 부재(520)는 사각형의 단면 및 소정의 두께를 갖는 사각판형인 바, 자석 수용부(132) 또한 사각형의 단면 및 소정의 두께를 갖게 형성될 수 있다.

자석 수용부(132)는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 자석 수용부(132)는 내부 커버(130)의 연장 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 실시 예에서, 자석 수용부(132)는 전방 측에 좌우 방향으로 이격되어 두 개, 후방 측에 좌우 방향으로 이격되어 두 개 형성된다.

이때, 전방 측에 형성된 자석 수용부(132)와 후방 측에 형성된 자석 수용부(132)는 아크 챔버 수용부(131)를 사이에 두고 마주하게 배치될 수 있다.

자석 수용부(132)의 형상 및 배치 방식은 자석 부재(520)의 형상 및 배치 방식에 따라 변경될 수 있다.

접점 관통부(133)는 접점부(300)의 고정 접촉자(310)가 관통 결합되는 통로이다. 접점 관통부(133)는 내부 커버(130)의 일 면, 도시된 실시 예에서 상측 면에 관통 형성된다. 내부 커버(130)는 상기 상측 면이 아크 챔버(400)를 상측에서 덮게 아크 챔버(400)와 결합될 수 있다.

접점 관통부(133)는 아크 챔버(400)에 형성된 관통공(도면 부호 미부여)과 연통될 수 있다. 일 실시 예에서, 접점 관통부(133)는 상기 관통공과 같은 중심축을 갖게 형성될 수 있다.

접점 관통부(133)는 고정 접촉자(310)가 관통될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(310)는 원형의 단면을 갖고 상하 방향으로 연장 형성된 원통 형상인 바, 접점 관통부(133) 또한 원형의 단면을 갖게 형성될 수 있다.

접점 관통부(133)는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 접점 관통부(133)는 서로 이격되게 배치되어, 복수 개의 고정 접촉자(310)가 각각 관통 결합될 수 잇다. 도시된 실시 예에서, 접점 관통부(133)는 두 개 형성되어, 좌우 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다.

지지 플레이트(140)는 상부 커버(110) 및 하부 커버(120)와 각각 결합되어, 상부 공간(114) 및 하부 커버(120)의 내부 공간을 물리적으로 이격시킨다. 이때, 지지 플레이트(140)의 내부에는 관통공(도면 부호 미부여)이 관통 형성되어 샤프트(360)가 승강되기 위한 통로로 기능된다.

지지 플레이트(140)는 상부 커버(110) 및 하부 커버(120)에 각각 결합되어 직류 릴레이(10)를 형성할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 지지 플레이트(140)는 서로 마주하는 직선 형태의 한 쌍의 모서리 및 상기 한 쌍의 모서리의 각 단부에서 라운드지게 연장되는 다른 한 쌍의 모서리를 포함한다.

명칭에서 알 수 있듯이, 지지 플레이트(140)는 소정의 두께를 갖는 판 형으로 구비된다. 이에 따라, 지지 플레이트(140)가 직류 릴레이(10)의 내부에서 점유하는 공간의 크기가 감소될 수 있다.

도 2에 도시된 실시 예에서, 지지 플레이트(140)는 하부 커버(120)의 내부 공간에 수용된다. 지지 플레이트(140)의 상측에는 절연 플레이트(150), 접점부(300), 아크 챔버(400), 자력 생성부(500) 및 냉각부(600)가 위치된다. 지지 플레이트(140)의 하측에는 코어부(200)가 위치된다.

지지 플레이트(140)의 내부에는 관통공이 형성된다. 상기 관통공에는 샤프트(360)가 승강 가능하게 관통 결합된다. 따라서, 지지 플레이트(140)에 형성되는 상기 관통공은 상부 공간(114)과 하부 커버(120)의 공간을 부분적으로 연통한다고 할 수 있을 것이다.

지지 플레이트(140)의 상측에는 절연 플레이트(150)가 적층된다.

절연 플레이트(150)는 상부 공간(114) 및 하부 커버(120)의 내부 공간을 물리적, 전기적으로 이격시킨다. 상부 공간(114)에 수용된 구성 요소 및 하부 커버(120)의 내부 공간에 수용된 구성 요소는 절연 플레이트(150)에 의해 서로에 대해 전기적인 영향을 미치지 않게 된다.

절연 플레이트(150)는 지지 플레이트(140)에 적층된다. 도 2에 도시된 실시 예에서, 절연 플레이트(150)는 하부 커버(120)의 내부 공간에 수용된다. 절연 플레이트(150)의 상측에는 접점부(300), 아크 챔버(400), 자력 생성부(500) 및 냉각부(600)가 위치된다. 절연 플레이트(150)의 하측에는 지지 플레이트(140) 및 코어부(200)가 위치된다.

절연 플레이트(150)는 상부 공간(114) 및 하부 커버(120)의 내부 공간을 물리적으로 이격시킬 수 있는 임의의 소재로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 절연 플레이트(150)는 고무 또는 세라믹 소재로 형성될 수 있다.

코어부(200)는 외부의 제어 전원(미도시)과 통전되어, 직류 릴레이(10)의 내부에서 승강된다. 코어부(200)의 승강에 따라 접점부(300)의 가동 접촉자(320) 또한 함께 승강되어, 접점부(300)가 외부의 전원 및 부하와 통전될 수 있다.

코어부(200)는 커버(100)의 내부 공간에 수용된다. 구체적으로, 코어부(200)는 하부 커버(120)의 내부 공간에 승강 가능하게 수용된다.

코어부(200)는 외부와 통전된다. 구체적으로, 코어부(200)는 외부의 제어 전원(미도시)과 통전된다. 코어부(200)는 상기 외부의 제어 전원(미도시)에서 인가된 제어 신호 및 전류에 따라 작동될 수 있다.

코어부(200)는 접점부(300)와 연결된다. 코어부(200)가 승강됨에 따라, 접점부(300)의 샤프트(360) 및 이와 결합된 가동 접촉자(320)가 함께 승강되어 가동 접촉자(320)와 고정 접촉자(310)가 통전될 수 있다. 이에 따라, 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 및 부하와 통전될 수 있다.

도 2에 도시된 실시 예에서, 코어부(200)는 고정 코어(210), 가동 코어(220), 요크(230), 보빈(240), 코일(250), 코어 스프링(260) 및 실린더(270)를 포함한다.

고정 코어(210)는 코일(250)에서 발생되는 자기장에 의해 자화(magnetize)되어 전자기적 인력을 발생시킨다. 상기 전자기적 인력에 의해, 가동 코어(220)가 고정 코어(210)를 향해 이동된다(도 2에서 상측 방향).

고정 코어(210)는 이동되지 않는다. 즉, 고정 코어(210)는 지지 플레이트(140) 및 실린더(270)에 고정 결합된다.

고정 코어(210)는 자기장에 의해 자화되어 전자기력을 발생시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 고정 코어(210)는 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.

고정 코어(210)는 실린더(270) 내부의 상측 공간에 부분적으로 수용된다. 또한, 고정 코어(210)의 외주는 실린더(270)의 내주에 접촉된다.

고정 코어(210)는 지지 플레이트(140)와 가동 코어(220) 사이에 위치된다.

고정 코어(210)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공(미도시)에는 샤프트(360)가 상하 이동 가능하게 관통 결합된다.

고정 코어(210)는 가동 코어(220)와 소정 거리만큼 이격되도록 위치된다. 따라서, 가동 코어(220)가 고정 코어(210)를 향해 이동될 수 있는 거리는 상기 소정 거리로 제한될 수 있다. 이에, 상기 소정 거리는 "가동 코어(220)의 이동 거리"로 정의될 수 있을 것이다.

고정 코어(210)의 하측에는 코어 스프링(260)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부가 접촉된다. 고정 코어(210)가 자화되어 가동 코어(220)가 상측으로 이동되면, 코어 스프링(260)이 압축되며 복원력이 저장된다.

이에 따라, 제어 전원의 인가가 해제되어 고정 코어(210)의 자화가 종료되면, 가동 코어(220)가 상기 복원력에 의해 다시 하측으로 복귀될 수 있다.

가동 코어(220)는 제어 전원이 인가되면 고정 코어(210)가 생성하는 전자기적 인력에 의해 고정 코어(210)를 향해 이동된다.

가동 코어(220)의 이동에 따라, 가동 코어(220)에 결합된 샤프트(360)가 고정 코어(210)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다. 또한, 샤프트(360)가 이동됨에 따라, 샤프트(360)에 결합된 가동 접촉자(320)가 상측으로 이동된다.

이에 따라, 고정 접촉자(310)와 가동 접촉자(320)가 접촉되어 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다.

가동 코어(220)는 전자기력에 의한 인력을 받을 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 가동 코어(220)는 자성체 소재로 형성되거나, 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.

가동 코어(220)는 실린더(270)의 내부에 수용된다. 또한, 가동 코어(220)는 실린더(270) 내부에서 실린더(270)의 길이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 이동될 수 있다.

구체적으로, 가동 코어(220)는 고정 코어(210)를 향하는 방향 및 고정 코어(210)에서 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.

가동 코어(220)는 샤프트(360)와 결합된다. 가동 코어(220)는 샤프트(360)와 일체로 이동될 수 있다. 가동 코어(220)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 샤프트(360) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다. 이에 따라, 가동 접촉자(320) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다.

가동 코어(220)는 고정 코어(210)의 하측에 위치된다. 가동 코어(220)는 고정 코어(210)와 소정 거리만큼 이격된다. 상기 소정 거리는 가동 코어(220)가 상하 방향으로 이동될 수 있는 거리임은 상술한 바와 같다.

가동 코어(220)는 길이 방향으로 연장 형성된다. 가동 코어(220)의 내부에는 길이 방향으로 연장되는 중공부가 소정 거리만큼 함몰 형성된다. 상기 중공부에는 코어 스프링(260) 및 코어 스프링(260)에 관통 결합된 샤프트(360)의 하측이 부분적으로 수용된다.

상기 중공부의 하측에는 관통공이 길이 방향으로 관통 형성된다. 상기 중공부와 상기 관통공은 연통된다. 상기 중공부에 삽입된 샤프트(360)의 하측 단부는 상기 관통공까지 연장될 수 있다.

가동 코어(220)의 하측 단부에는 공간부가 소정 거리만큼 함몰 형성된다. 상기 공간부는 상기 관통공과 연통된다. 상기 공간부에는 샤프트(360)의 하측 단부가 위치된다.

요크(230)는 제어 전원이 인가됨에 따라 자로(magnetic circuit)를 형성한다. 요크(230)가 형성하는 자로는 코일(250)이 형성하는 자기장의 방향을 조절하도록 구성될 수 있다.

이에 따라, 외부의 제어 전원(미도시)을 통해 제어 전원이 인가되면 코일(250)은 가동 코어(220)가 고정 코어(210)를 향해 이동되는 방향으로 자기장을 생성할 수 있다. 요크(230)는 통전 가능한 전도성 소재로 형성될 수 있다.

요크(230)는 하부 커버(120)의 내부 공간에 수용된다. 요크(230)는 코일(250)을 둘러싼다. 코일(250)은 요크(230)의 내주면과 소정 거리만큼 이격되도록 요크(230)의 내부에 수용될 수 있다.

요크(230)의 내부에는 보빈(240)이 수용된다. 즉, 하부 커버(120)의 외주로부터 방사상 내측을 향하는 방향으로 요크(230), 코일(250) 및 코일(250)이 권취되는 보빈(240)이 차례로 배치된다.

요크(230)의 상측은 지지 플레이트(140)에 접촉된다. 또한, 요크(230)의 외주는 하부 커버(120)의 내주에 접촉되거나, 하부 커버(120)의 내주로부터 소정 거리만큼 이격되도록 위치될 수 있다.

보빈(240)에는 코일(250)이 권취된다. 보빈(240)은 요크(230) 내부에 수용된다.

보빈(240)은 평판형의 상부 및 하부와, 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 상부와 하부를 연결하는 원통형의 기둥부를 포함할 수 있다. 즉, 보빈(240)은 실패(bobbin) 형상이다.

보빈(240)의 상부는 지지 플레이트(140)의 하측과 접촉된다. 보빈(240)의 기둥부에는 코일(250)이 권취된다. 코일(250)이 권취되는 두께는 보빈(240)의 상부 및 하부의 직경과 같거나 더 작게 구성될 수 있다.

보빈(240)의 기둥부에는 길이 방향으로 연장되는 중공부가 관통 형성된다. 상기 중공부에는 실린더(270)가 수용될 수 있다. 보빈(240)의 기둥부는 고정 코어(210), 가동 코어(220) 및 샤프트(360)와 같은 중심축을 갖도록 배치될 수 있다.

코일(250)은 인가된 제어 전원에 의해 자기장을 발생시킨다. 코일(250)이 발생시키는 자기장에 의해 고정 코어(210)가 자화되어, 가동 코어(220)에 전자기적 인력이 인가될 수 있다.

코일(250)은 보빈(240)에 권취된다. 구체적으로, 코일(250)은 보빈(240)의 기둥부에 권취되어, 상기 기둥부의 방사상 외측으로 적층된다. 코일(250)은 요크(230)의 내부에 수용된다.

제어 전원이 인가되면, 코일(250)은 자기장을 생성한다. 이때, 요크(230)에 의해 코일(250)이 생성하는 자기장의 세기 또는 방향 등이 제어될 수 있다. 코일(250)이 생성한 자기장에 의해 고정 코어(210)가 자화된다.

고정 코어(210)가 자화되면, 가동 코어(220)는 고정 코어(210)를 향하는 방향으로의 전자기력, 즉, 인력을 받게 된다. 이에 따라, 가동 코어(220)는 고정 코어(210)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다.

코일(250)은 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 코일(250)은 외부의 제어 전원(미도시)에서 인가되는 서로 다른 제어 신호에 따라 자기장을 형성하게 구성될 수 있다.

코어 스프링(260)은 가동 코어(220)가 고정 코어(210)를 향해 이동된 후 제어 전원의 인가가 해제되면, 가동 코어(220)가 원래 위치로 복귀되기 위한 복원력을 제공한다.

코어 스프링(260)은 가동 코어(220)가 고정 코어(210)를 향해 이동됨에 따라 압축되며 복원력을 저장한다. 이때, 저장되는 복원력은 고정 코어(210)가 자화되어 가동 코어(220)에 미치는 전자기적 인력보다 작은 것이 바람직하다. 제어 전원이 인가되는 동안에는 가동 코어(220)가 코어 스프링(260)에 의해 임의로 원위치에 복귀되는 것을 방지하기 위함이다.

제어 전원의 인가가 해제되면, 가동 코어(220)는 코어 스프링(260)에 의한 복원력을 받게 된다. 물론, 가동 코어(220)의 자중(empty weight)에 의한 중력 또한 가동 코어(220)에 작용될 수 있다. 이에 따라, 가동 코어(220)는 고정 코어(210)로부터 멀어지는 방향으로 이동되어 원 위치로 복귀될 수 있다.

코어 스프링(260)은 형상이 변형되어 복원력을 저장하고, 원래 형상으로 복귀되며 복원력을 외부에 전달할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 코어 스프링(260)은 내부에 중공이 형성된 코일 스프링(coil spring)으로 구비될 수 있다.

코어 스프링(260)에는 샤프트(360)가 관통 결합된다. 샤프트(360)는 코어 스프링(260)이 결합된 상태에서 코어 스프링(260)의 형상 변형과 무관하게 상하 방향으로 이동될 수 있다.

코어 스프링(260)은 가동 코어(220)의 상측에 함몰 형성된 중공부에 수용된다. 또한, 고정 코어(210)를 향하는 코어 스프링(260)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 고정 코어(210)의 하측에 함몰 형성된 중공부에 수용된다.

실린더(270)는 고정 코어(210), 가동 코어(220), 코어 스프링(260) 및 샤프트(360)를 수용한다. 가동 코어(220) 및 샤프트(360)는 실린더(270) 내부에서 상측 및 하측 방향으로 이동될 수 있다.

실린더(270)는 보빈(240)의 기둥부에 형성된 중공부에 위치된다. 실린더(270)의 상측 단부는 지지 플레이트(140)의 하측 면에 접촉된다.

실린더(270)의 측면은 보빈(240)의 기둥부의 내주면에 접촉된다. 실린더(270)의 상측 개구부는 고정 코어(210)에 의해 밀폐될 수 있다. 실린더(270)의 하측 면은 하부 커버(120)의 내면에 접촉될 수 있다.

접점부(300)는 코어부(200)의 동작에 따라 전류의 통전을 허용하거나 차단한다. 구체적으로, 접점부(300)의 가동 접촉자(320)가 이동되어 고정 접촉자(310)와 접촉되거나 이격되어 전류의 통전을 허용하거나 차단할 수 있다.

접점부(300)는 상부 공간(114)에 수용된다. 접점부(300)는 절연 플레이트(150) 및 지지 플레이트(140)에 의해 코어부(200)와 전기적 및 물리적으로 이격될 수 있다.

접점부(300)는 아크 챔버(400)의 내부에 수용된다. 접점부(300)의 작동시 발생되는 아크는 아크 챔버(400)에 의해 소호되며 외부로 배출될 수 있다.

도 2에 도시된 실시 예에서, 접점부(300)는 고정 접촉자(310), 가동 접촉자(320), 하우징(330), 커버(340), 접점 스프링(350) 및 샤프트(360)를 포함한다.

고정 접촉자(310)는 가동 접촉자(320)와 접촉되거나 이격되어, 직류 릴레이(10)의 내부와 외부의 통전을 인가하거나 차단한다.

구체적으로, 고정 접촉자(310)가 가동 접촉자(320)와 접촉되면, 직류 릴레이(10)의 내부와 외부가 통전될 수 있다. 반면, 고정 접촉자(310)가 가동 접촉자(320)와 이격되면, 직류 릴레이(10)의 내부와 외부의 통전이 차단된다.

명칭에서 알 수 있듯이, 고정 접촉자(310)는 이동되지 않는다. 즉, 고정 접촉자(310)는 상부 커버(110) 및 아크 챔버(400)에 고정 결합된다. 따라서, 고정 접촉자(310)와 가동 접촉자(320)의 접촉 및 이격은 가동 접촉자(320)의 이동에 의해 달성된다.

고정 접촉자(310)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 상부 커버(110)의 외측으로 노출된다. 상기 일측 단부에는 외부의 전원 또는 부하(미도시)가 통전 가능하게 연결된다.

고정 접촉자(310)는 복수 개로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(310)는 좌측의 제1 고정 접촉자(311) 및 우측의 제2 고정 접촉자(312)를 포함하여, 두 개 구비된다.

제1 고정 접촉자(311)는 가동 접촉자(320)의 길이 방향의 중심으로부터 일측, 도시된 실시 예에서 좌측으로 치우치게 위치된다. 또한, 제2 고정 접촉자(312)는 가동 접촉자(320)의 길이 방향의 중심으로부터 타측, 도시된 실시 예에서 우측으로 치우치게 위치된다.

제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312) 중 어느 하나에는 전원이 통전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312) 중 다른 하나에는 부하가 통전 가능하게 연결될 수 있다.

고정 접촉자(310)의 타측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 가동 접촉자(320)를 향해 연장된다. 고정 접촉자(310)의 상기 타측 단부는 아크 챔버(400)의 챔버 공간(420)에 수용된다.

가동 접촉자(320)는 제어 전원의 인가에 따라 고정 접촉자(310)와 접촉되어, 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 및 부하와 통전되도록 한다. 또한, 가동 접촉자(320)는 제어 전원의 인가가 해제될 경우 고정 접촉자(310)와 이격되어, 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 및 부하와 통전되지 않도록 한다.

가동 접촉자(320)는 고정 접촉자(310)에 인접하게 위치된다. 도시된 실시 예에서, 가동 접촉자(320)는 고정 접촉자(310)의 하측 단부와 이격되게 위치된다. 코어부(200)에 제어 전류가 인가되면, 가동 접촉자(320)가 상측으로 이동되어 고정 접촉자(310)와 접촉됨은 상술한 바와 같다.

가동 접촉자(320)의 상측은 커버(340)에 의해 부분적으로 덮인다. 일 실시 예에서, 가동 접촉자(320)의 상측 면의 일부는 커버(340)의 하측 면과 접촉될 수 있다.

가동 접촉자(320)의 하측은 접점 스프링(350)에 의해 탄성 지지된다. 가동 접촉자(320)가 하측으로 임의 이동되지 않도록, 접점 스프링(350)은 소정 거리만큼 압축된 상태에서 가동 접촉자(320)를 탄성 지지할 수 있다.

가동 접촉자(320)는 길이 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 연장 형성된다. 즉, 가동 접촉자(320)의 길이는 폭보다 길게 형성된다. 따라서, 하우징(330)에 수용된 가동 접촉자(320)의 길이 방향의 양측 단부는 하우징(330)의 외측으로 노출된다. 상기 양측 단부에는 고정 접촉자(310)가 접촉된다.

가동 접촉자(320)의 폭은 하우징(330)의 각 측면이 서로 이격되는 거리와 동일할 수 있다. 즉, 가동 접촉자(320)가 하우징(330)에 수용되면, 가동 접촉자(320)의 폭 방향 양 측면은 하우징(330)의 각 측면의 내면에 접촉될 수 있다.

이에 따라, 가동 접촉자(320)가 하우징(330)에 수용된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

하우징(330)은 가동 접촉자(320) 및 가동 접촉자(320)를 탄성 지지하는 접점 스프링(350)을 수용한다.

도시된 실시 예에서, 하우징(330)은 일측 및 그에 대향하는 타측이 개방된다. 상기 개방된 부분에는 가동 접촉자(320)가 관통 삽입될 수 있다.

하우징(330)의 개방되지 않은 측면은, 수용된 가동 접촉자(320)를 감싸도록 구성될 수 있다.

하우징(330)의 상측에는 커버(340)가 구비된다. 커버(340)는 하우징(330)에 수용된 가동 접촉자(320)의 상측 면을 덮는다.

하우징(330) 및 커버(340)는 의도치 않은 통전이 방지되도록 절연성 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 일 실시 예에서, 하우징(330) 및 커버(340)는 합성 수지 등으로 형성될 수 있다.

하우징(330)의 하측은 샤프트(360)와 연결된다. 샤프트(360)와 연결된 가동 코어(220)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 하우징(330) 및 이에 수용된 가동 접촉자(320) 또한 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.

하우징(330)과 커버(340)는 임의의 부재에 의해 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 하우징(330)과 커버(340)는 볼트, 너트 등의 체결 부재(미도시)에 의해 결합될 수 있다.

접점 스프링(350)은 가동 접촉자(320)를 탄성 지지한다. 가동 접촉자(320)가 고정 접촉자(310)와 접촉될 경우, 전자기적 반발력에 의해 가동 접촉자(320)는 고정 접촉자(310)에서 이격되려는 경향을 갖게 된다.

이때, 접점 스프링(350)은 가동 접촉자(320)를 탄성 지지하여, 가동 접촉자(320)가 고정 접촉자(310)에서 임의 이격되는 것을 방지한다.

접점 스프링(350)은 형상의 변형에 의해 복원력을 저장하고, 저장된 복원력을 다른 부재에 제공할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 접점 스프링(350)은 코일 스프링으로 구비될 수 있다.

가동 접촉자(320)를 향하는 접점 스프링(350)의 일측 단부는 가동 접촉자(320)의 하측에 접촉된다. 또한, 상기 일측 단부에 대향하는 접점 스프링(350)의 타측 단부는 하우징(330)의 상측에 접촉된다.

접점 스프링(350)은 소정 거리만큼 압축되어 복원력을 저장한 상태로 가동 접촉자(320)를 탄성 지지할 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(320)와 고정 접촉자(310) 사이에서 전자기적 반발력이 발생되더라도, 가동 접촉자(320)가 임의로 이동되지 않게 된다.

접점 스프링(350)의 안정적인 결합을 위해, 가동 접촉자(320)의 하측에는 접점 스프링(350)의 중공에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다. 마찬가지로, 하우징(330)의 상측에도 접점 스프링(350)의 중공에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다.

샤프트(360)는 코어부(200)가 작동됨에 따라 발생되는 구동력을 접점부(300)에 전달한다. 구체적으로, 샤프트(360)는 가동 코어(220) 및 가동 접촉자(320)와 연결된다. 가동 코어(220)가 상측 또는 하측으로 이동될 경우 샤프트(360)에 의해 가동 접촉자(320) 또한 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.

샤프트(360)는 길이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된다. 샤프트(360)의 하측 단부는 가동 코어(220)에 삽입 결합된다. 가동 코어(220)가 상하 방향으로 이동되면, 샤프트(360)는 가동 코어(220)와 함께 상하 방향으로 이동될 수 있다.

샤프트(360)의 몸체부는 고정 코어(210)에 상하 이동 가능하게 관통 결합된다. 샤프트(360)의 몸체부에는 코어 스프링(260)이 관통 결합된다.

샤프트(360)의 상측 단부는 하우징(330)에 결합된다. 가동 코어(220)가 이동되면, 샤프트(360) 및 하우징(330)이 함께 이동될 수 있다.

샤프트(360)의 상측 단부 및 하측 단부는 샤프트의 몸체부에 비해 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 샤프트(360)가 하우징(330) 및 가동 코어(220)와 안정적으로 결합 상태를 유지할 수 있다.

아크 챔버(400)는 고정 접촉자(310) 및 가동 접촉자(320)가 이격되어 발생되는 아크(arc)를 내부 공간(이하, 챔버 공간(420))에서 소호(extinguish)한다. 이에, 아크 챔버(400)는 "아크 소호부"로 지칭될 수도 있을 것이다.

아크 챔버(400)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 또한, 아크 챔버(400)는 높은 내압성 및 높은 내열성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 이는, 발생되는 아크가 고온 고압의 전자의 흐름임에 기인한다. 일 실시 예에서, 아크 챔버(400)는 세라믹(ceramic) 소재로 형성될 수 있다.

아크 챔버(400)는 커버(100)의 내부에 수용된다. 구체적으로, 아크 챔버(400)는 상부 공간(114)에 수용되어, 그 외측이 상부 커버(110)에 둘러싸인다. 아크 챔버(400)와 상부 커버(110) 사이에는 자력 생성부(500) 및 냉각부(600)가 배치되어, 발생된 아크가 유도될 수 있다.

아크 챔버(400)는 챔버 공간(420)에 접점부(300) 및 외부의 제어 전원(미도시)을 수용하고, 발생된 아크를 소호할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 아크 챔버(400)는 사각형의 단면을 갖고 상하 방향으로 연장 형성된 사각기둥 형상이다.

도 2에 도시된 실시 예에서, 아크 챔버(400)는 챔버 외주(410) 및 챔버 공간(420)을 포함한다.

챔버 외주(410)는 아크 챔버(400)의 외면을 형성한다. 챔버 외주(410)는 챔버 공간(420)을 여러 방향에서 둘러싸게 배치된다. 챔버 외주(410)는 고내열성, 고절연성 소재로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 챔버 외주(410)는 세라믹 소재로 형성될 수 있다.

챔버 외주(410)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 챔버 외주(410)는 서로 다른 위치에서 챔버 공간(420)을 둘러싸게 배치될 수 있다. 서로 인접하게 배치되는 챔버 외주(410)는 소정의 각도를 이루며 연속될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 챔버 외주(410)는 챔버 공간(420)을 사이에 두고 마주하게 배치되는 두 쌍의 외주를 포함하여 총 네 개 구비된다. 네 개의 챔버 외주(410)는 수평 방향, 도시된 실시 예에서 좌측, 우측, 전방 측 및 후방 측의 외측에서 챔버 공간(420)을 둘러싸게 배치된다.

챔버 공간(420)은 아크 챔버(400)의 내부에 형성된 공간이다. 챔버 공간(420)에는 접점부(300)가 수용된다. 또한, 아크 챔버(400)의 외부에는 자력 생성부(500) 및 냉각부(600)가 결합된다. 자력 생성부(500)가 생성하는 자기장에 의해, 발생된 아크가 유도되며 소호될 수 있다. 또한, 냉각부(600)에 의해 자력 생성부(500)가 냉각되어, 아크를 유도하기 위한 자기장이 안정적으로 생성될 수 있다.

아크 챔버(400)의 챔버 공간(420)에는 고정 접촉자(310)의 하측 단부가 수용된다. 또한, 챔버 공간(420)에는 가동 접촉자(320)가 승강 가능하게 수용된다. 가동 접촉자(320)는 챔버 공간(420)에 수용된 상태에서 고정 접촉자(310)를 향하는 방향 및 이에 반대되는 방향으로 승강될 수 있다.

챔버 공간(420)에는 소호용 가스가 충전될 수 있다. 소호용 가스는 발생된 아크가 소호되며 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이(10)의 외부로 배출될 수 있게 한다. 이를 위해, 챔버 공간(420)을 둘러싸는 벽체에는 연통공(미도시)이 관통 형성될 수 있다.

챔버 공간(420)의 내부에는 자기장이 형성된다. 상기 자기장은 자력 생성부(500)에 구비되는 자석 부재(520)에 의해 형성될 수 있다. 형성된 자기장 및 접점부(300)에 통전되는 전류에 의해 전자기력이 발생된다. 고정 접촉자(310)와 가동 접촉자(320)가 이격되어 발생된 아크는 상기 전자기력에 의해 유도될 수 있다.

자력 생성부(500)는 아크 챔버(400)의 챔버 공간(420)에 자기장을 형성한다. 생성된 자기장에 의해 발생된 아크를 유도하기 위한 전자기력이 발생될 수 있다.

자력 생성부(500)는 상부 공간(114)에 수용된다. 구체적으로, 자력 생성부(500)는 아크 챔버(400)를 외측에서 둘러싸며 결합될 수 있다. 또한, 자력 생성부(500)는 상부 내주(113) 및 그 내측에 위치되는 냉각부(600)에 의해 둘러싸이게 배치된다.

따라서, 챔버 공간(420)에서 외측을 향하는 방향으로 챔버 외주(410), 자력 생성부(500), 냉각부(600) 및 상부 내주(113)가 차례로 배치됨이 이해될 것이다.

자력 생성부(500)는 내부 커버(130)에 결합된다. 즉, 도 3에 도시된 실시 예에서, 자력 생성부(500)는 자석 부재(520)가 내부 커버(130)의 자석 수용부(132)에 수용되게 내부 커버(130)와 결합된다.

도시된 실시 예에서, 자력 생성부(500)는 자석 홀더(510), 자석 부재(520) 및 자석 공간(530)을 포함한다.

자석 홀더(510)는 자력 생성부(500)의 몸체를 형성한다. 자석 홀더(510)는 자력 생성부(500)가 내부 커버(130)와 결합되는 부분이다. 자석 홀더(510)는 아크 챔버(400)의 외측을 둘러싸며 아크 챔버(400)와 결합된다.

자석 홀더(510)에는 자석 부재(520)가 결합된다. 자석 홀더(510)의 외측은 상부 커버(110)의 상부 내주(113) 및 상부 내주(113)에 결합된 냉각부(600)에 둘러싸인다.

자석 홀더(510)는 내부 커버(130) 및 자석 부재(520)와 각각 결합되고, 아크 챔버(400)를 둘러싸게 배치될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 자석 홀더(510)는 아크 챔버(400)의 전방 측을 부분적으로 둘러싸는 제1 부분, 아크 챔버(400)의 후방 측을 부분적으로 둘러싸는 제2 부분 및 제1 부분 및 제2 부분과 각각 연속되며, 아크 챔버(400)의 좌측 또는 우측을 둘러싸는 제3 부분을 포함한다.

즉, 도시된 실시 예에서, 자석 홀더(510)는 "U"자형 브라켓의 형태로 구비된다.

자석 홀더(510)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 자석 홀더(510)는 서로 다른 위치에서 아크 챔버(400) 및 서로 다른 자석 부재(520)와 각각 결합될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 자석 홀더(510)는 두 개 구비되어, 아크 챔버(400)를 사이에 두고 서로 마주하게 배치된다.

도 3에 도시된 실시 예에서, 좌측에 위치되는 자석 홀더(510)의 상기 제3 부분은 아크 챔버(400)의 좌측을 둘러싸게 형성된다. 또한, 우측에 위치되는 자석 홀더(510)의 상기 제3 부분은 아크 챔버(400)의 우측을 둘러싸게 형성된다.

자석 홀더(510)의 외측에는 냉각부(600)가 구비된다. 냉각부(600)는 자석 홀더(510)에 결합된 자석 부재(520)를 냉각하게 구성된다. 이에 따라, 발생된 아크에 의한 열에 의해 자석 부재(520)가 손상되지 않게 된다.

자석 홀더(510)의 내측에는 자석 부재(520)가 결합된다.

자석 부재(520)는 챔버 공간(420)에 자기장을 형성한다. 형성된 자기장은 접점부(300)에 통전되는 전류와 함께, 발생된 아크를 유도하기 위한 전자기력을 형성한다.

자석 부재(520)는 아크 챔버(400)를 둘러싸게 배치된다. 도시된 실시 예에서, 자석 부재(520)는 아크 챔버(400)의 전방 측 또는 후방 측을 둘러싸게 배치된다.

자석 부재(520)는 자석 홀더(510)에 결합된다. 도시된 실시 예에서, 자석 부재(520)는 자석 홀더(510)의 상기 제1 부분 또는 상기 제3 부분의 내측에 결합되되, 아크 챔버(400)의 외측에 위치되게 배치된다. 따라서, 챔버 공간(420)에서 외측을 향하는 방향으로, 자석 부재(520) 및 자석 홀더(510)가 차례로 위치됨이 이해될 것이다.

자석 부재(520)는 챔버 공간(420)에 자기장을 형성할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 자석 부재(520)는 영구 자석 또는 전자석의 형태로 구비될 수 있다.

자석 부재(520)는 챔버 공간(420)에 자기장을 형성할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 자석 부재(520)는 사각형의 단면을 갖고 전후 방향의 두께를 갖는 사각의 판형으로 구비된다.

자석 부재(520)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 자석 부재(520)는 아크 챔버(400)를 서로 다른 위치에서 둘러싸게 배치될 수 있다. 또한, 복수 개의 자석 부재(520) 중 어느 한 쌍은 아크 챔버(400)를 사이에 두고 서로 마주하게 배치될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 자석 부재(520)는 제1 자석(521), 제2 자석(522), 제3 자석(523) 및 제4 자석(524)을 포함하여 총 네 개 구비된다. 제1 자석(521) 및 제2 자석(522)은 아크 챔버(400)를 후방 측에서 부분적으로 둘러싸게 배치된다. 제3 자석(523) 및 제4 자석(524)은 아크 챔버(400)를 전방 측에서 부분적으로 둘러싸게 배치된다.

이때, 제1 자석(521) 및 제3 자석(523)은 아크 챔버(400)를 사이에 두고 전후 방향으로 서로 마주하게 배치된다. 제2 자석(522) 및 제4 자석(524) 역시 아크 챔버(400)를 사이에 두고 전후 방향으로 서로 마주하게 배치된다.

제1 자석(521), 제2 자석(522), 제3 자석(523) 및 제4 자석(524)은 단독으로, 또는 다른 자석과 함께 자기장을 형성할 수 있다.

서로 마주하는 각 쌍의 자석 부재(520), 즉 제1 자석(521) 및 제3 자석(523) 사이 또는 제2 자석(522) 및 제4 자석(524) 사이에는 자석 공간(530)이 형성된다.

자석 공간(530)은 자력 생성부(500)가 아크 챔버(400)를 수용하는 공간이다. 자석 공간(530)은 자석 홀더(510)의 내부에 형성된다. 이때, 자석 공간(530)은 자석 홀더(510)의 내부에 배치되어 서로 마주하게 배치되는 각 쌍의 자석 부재(520) 사이에 위치된다.

자석 공간(530)은 자석 홀더(510)에 둘러싸인다. 달리 표현하면, 자석 공간(530)의 외측은 자석 홀더(510)에 의해 정의된다. 도시된 실시 예에서, 자석 공간(530)은 그 좌측 및 우측이 각각 자석 홀더(510)에 둘러싸인다.

자석 공간(530)은 자석 부재(520)에 둘러싸인다. 도시된 실시 예에서, 자석 공간(530)은 그 전방 측 및 후방 측의 일 부분이 각각 자석 부재(520)에 둘러싸인다.

상술한 바와 같이, 자석 부재(520)는 자석 홀더(510)의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 결합된다. 이에, 자석 공간(530)은 그 전방 측 및 후방 측의 상기 일 부분이 자석 홀더(510)의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 둘러싸인다고 할 수 있을 것이다.

자석 공간(530)에는 아크 챔버(400)가 수용된다. 자석 공간(530)은 아크 챔버(400)에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 아크 챔버(400)는 사각형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상이다. 이에, 자석 공간(530) 또한 자석 홀더(510) 및 자석 부재(520)에 둘러싸인 사각형의 단면을 갖고, 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상일 수 있다.

3. 본 발명의 실시 예에 따른 냉각부(600)의 설명

다시 도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 냉각부(600)를 포함한다.

냉각부(600)는 자력 생성부(500)에 구비되는 자석 부재(520)를 냉각하게 구성된다.

고정 접촉자(310)와 가동 접촉자(320)가 서로 이격되어 발생된 아크는 높은 열을 발생시킨다. 이에 따라, 챔버 공간(420)에 자기장을 형성하는 자석 부재(520)는 발생된 열에 의해 손상될 수 있다.

이 경우, 자석 부재(520)가 형성하는 자기장의 세기가 약화되거나, 자기장의 방향이 교란될 가능성이 있다. 상기의 경우, 챔버 공간(420)에 형성되는 전자기력의 세기 또는 방향이 의도치 않게 변경되어, 발생된 아크의 소호 과정이 원활하지 않게 진행될 가능성이 있다.

이에, 냉각부(600)는 챔버 공간(420)에서 발생되어 자석 부재(520)에 전달된 열을 다시 전달받아, 자석 부재(520)를 냉각하게 구성된다. 이에 따라, 챔버 공간(420)에서 아크와 함께 열이 발생되는 경우에도 자석 부재(520)가 과열되지 않게 되어 자석 부재(520)가 안정적으로 자기장을 형성할 수 있다.

결과적으로, 챔버 공간(420)에서 발생된 아크를 유도하기 위한 자기장이 안정적으로 형성될 수 있어, 아크의 소호 과정이 신뢰성 있게 수용될 수 있다. 더 나아가, 자석 부재(520)의 열 손상이 방지될 수 있어 자석 부재(520) 및 이를 포함하는 직류 릴레이(10)의 내구 연한이 증가될 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 냉각부(600)를 상세하게 설명한다.

냉각부(600)는 아크와 함께 발생되어 자력 생성부(500), 구체적으로 자석 부재(520)에 전달된 열을 냉각하게 구성된다. 일 실시 예에서, 냉각부(600)는 전달된 열을 다시 전달받는 형태로 자석 부재(520)를 냉각하게 구성될 수 있다.

냉각부(600)는 상부 공간(114)에 수용된다. 냉각부(600)의 외측은 상부 내주(113)에 둘러싸인다. 일 실시 예에서, 냉각부(600)는 상부 내주(113)와 결합될 수 있다.

냉각부(600)는 아크 챔버(400) 및 아크 챔버(400)에 결합된 자력 생성부(500)를 외측에서 둘러싸게 배치된다. 또한, 냉각부(600)는 상부 공간(114)에 수용되어, 상부 내주(113)에 둘러싸이게 배치된다.

일 실시 예에서, 냉각부(600)는 아크 챔버(400), 자력 생성부(500) 및 상부 커버(110)와 각각 접촉될 수 있다. 상기 실시 예에서, 아크 챔버(400)에서 발생된 열은 전도(conduction)의 형태로 냉각부(600)로 전달될 수 있다.

따라서, 챔버 공간(420)에서 외측을 향하는 방향으로 아크 챔버(400), 자력 생성부(500) 및 상부 내주(113)가 차례로 배치됨이 이해될 것이다.

도시된 실시 예에서, 냉각부(600)는 유로 부재(610) 및 결합 공간(620)을 포함한다.

유로 부재(610)는 챔버 공간(420)에서 발생되어 자석 부재(520)에 전달된 열을 흡수하게 구성된다. 유로 부재(610)는 자석 부재(520) 및 자석 부재(520)가 결합된 자석 홀더(510)와 열교환될 수 있다.

유로 부재(610)는 열전도율(Thermal conductance)이 높은 소재로 형성될 수 있다. 자석 부재(520)와의 효과적으로 열교환되어 자석 부재(520)의 열을 전달받기 위함이다. 일 실시 예에서, 유로 부재(610)는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등의 소재로 형성될 수 있다.

유로 부재(610)의 내부에는 중공이 형성된다. 상기 중공은 유로 부재(610)를 따라 연장 형성될 수 있다. 상기 중공의 연장 방향의 각 단부는 연통될 수 있다. 즉, 상기 중공은 유로 부재(610)의 내부에 관통 형성될 수 있다.

즉, 유로 부재(610)는 그 길이 방향으로 연장 형성되며 내부에 관통 형성된 중공을 포함하는 파이프 또는 관로 부재가 가공되어 제작될 수 있다.

상기 중공에는 유체가 충진될 수 있다. 상기 유체는 자석 부재(520)와 열교환될 수 있다. 즉, 상기 유체는 자석 부재(520)의 열을 전달받게 구성될 수 있다. 이에, 상기 유체는 "열교환 유체"라고 명명될 수 있을 것이다.

상기 중공은 소정의 부피를 갖게 형성될 수 있다. 이때, 상기 중공에 충진되는 유체의 부피는 상기 중공의 부피보다 작을 수 있다. 일 실시 예에서, 유체는 상기 중공의 전체 부피의 70% 내지 80%만큼의 부피만큼 충진될 수 있다.

따라서, 아크와 함께 발생된 열을 전달받아 유체가 열 팽창되는 경우에도 유로 부재(610)의 손상이 방지될 수 있다.

상기 중공에 충진되는 유체는 자석 부재(520)와 열교환되어, 자석 부재(520)의 열을 흡수할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 또한, 유체는 상기 중공에 충진되어 유동 가능한 기체 상(gas phase) 또는 액체 상(liquid phase)으로 구비될 수 있다.

일 실시 예에서, 유체는 수소 가스 또는 물 등으로 구비될 수 있다.

유로 부재(610)는 아크 챔버(400) 및 아크 챔버(400)의 외측에 결합되는 자력 생성부(500)를 외측에서 둘러싸게 연장될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 유로 부재(610)는 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)를 그 수평 방향, 즉 좌측, 우측, 전방 측 및 후방 측에서 둘러싸게 연장된다.

유로 부재(610)는 상부 커버(110)에 결합된다. 구체적으로, 유로 부재(610)는 상부 내주(113)에 함몰 형성된 냉각 홈(115)에 삽입 결합된다. 냉각 홈(115)에 삽입된 유로 부재(610)는 그 외주가 지지 돌기(116)에 의해 지지되어, 냉각 홈(115)에서 임의 이탈되지 않는다.

유로 부재(610)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 유로 부재(610)는 아크 챔버(400)의 높이 방향으로 서로 이격되게 배치되어, 서로 다른 위치에서 자석 부재(520)와 열교환될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 유로 부재(610)는 네 개 구비되어 상하 방향으로 서로 이격되게 배치된다. 복수 개의 유로 부재(610)는 복수 개의 냉각 홈(115)에 각각 수용되어, 복수 개의 지지 돌기(116)에 의해 각각 지지됨에 이해될 것이다.

도 6에 도시된 실시 예에서, 유로 부재(610)는 연장부(611) 및 만곡부(612)를 포함한다.

연장부(611)는 유로 부재(610)의 일 부분을 형성한다. 연장부(611)는 아크 챔버(400) 및 아크 챔버(400)에 결합된 자력 생성부(500)의 면을 둘러싼다. 연장부(611)는 수평 방향으로 연장 형성된다. 일 실시 예에서, 연장부(611)는 직선 형태로 연장될 수 있다.

연장부(611)는 복수 개의 부분을 포함할 수 있다. 복수 개의 연장부(611)는 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)를 서로 다른 부분에서 둘러싸게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 연장부(611)는 네 개 구비되어, 각각 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)의 좌측, 우측, 전방 측 및 후방 측을 각각 둘러싸며 연장된다.

복수 개의 연장부(611)는 서로 연속된다. 이에 따라, 복수 개의 연장부(611)의 내부에 각각 형성되는 복수 개의 중공 또한 서로 연통된다. 이는 만곡부(612)에 의해 달성된다.

만곡부(612)는 유로 부재(610)의 다른 부분을 형성한다. 만곡부(612)는 아크 챔버(400) 및 아크 챔버(400)에 결합된 자력 생성부(500)의 모서리를 둘러싼다. 만곡부(612)는 소정의 각도를 이루며 만곡되어 연장 형성된다. 일 실시 예에서, 만곡부(612)는 그 내부의 각도가 직각을 형성하며 외측을 향해 볼록하도록 라운드지게 형성될 수 있다.

만곡부(612)는 복수 개의 부분을 포함할 수 있다. 복수 개의 만곡부(612)는 서로 다른 한 쌍의 연장부(611) 사이에 위치되어, 각 쌍의 연장부(611)와 각각 연속될 수 있다. 또한, 복수 개의 만곡부(612)는 서로 다른 위치에서 아크 챔버(400) 및 아크 챔버(400)에 결합된 자력 생성부(500)의 모서리를 둘러싸게 배치될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 만곡부(612)는 네 개 구비되어, 각각 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)의 전방의 좌측 및 우측, 후방의 좌측 및 우측 모서리를 둘러싸게 배치된다.

만곡부(612)는 서로 인접하게 위치되는 한 쌍의 연장부(611)를 결합시킨다. 만곡부(612)는 한 쌍의 연장부(611)와 각각 연속된다. 만곡부(612)의 내부에는 연장부(611)의 내부에 형성된 중공과 연통되는 다른 중공이 형성된다.

복수 개의 연장부(611) 및 만곡부(612), 즉 유로 부재(610)에 둘러싸여 형성되는 공간은 결합 공간(620)으로 정의될 수 있다.

결합 공간(620)은 냉각부(600)가 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)와 결합되는 부분이다. 결합 공간(620)은 유로 부재(610)에 둘러싸여 형성된다. 도시된 실시 예에서, 결합 공간(620)은 유로 부재(610)의 내측에 형성된다.

상술한 바와 같이, 유로 부재(610)는 복수 개 형성되어 그 높이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 서로 이격 배치될 수 있다. 이에, 결합 공간(620) 또한 복수 개의 유로 부재(610)에 의해 각각 둘러싸인 공간이 연통되어 형성될 수 있다.

결합 공간(620)은 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 아크 챔버(400) 및 자력 생성부(500)는 각각 그 수평 방향으로 사각형의 단면을 갖고 상하 방향으로 연장 형성된다.

이에, 결합 공간(620) 또한 그 수평 방향으로 사각형의 단면을 갖고 상하 방향으로 연장 형성된 사각기둥 형상으로 형성될 수 있다. 상기 실시 예에서, 결합 공간(620)에 수용된 아크 챔버(400) 또는 자력 생성부(500)는 유로 부재(610)와 접촉되게 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10: 직류 릴레이 100: 커버
110: 상부 커버 111: 개구부
112: 분리판 113: 상부 내주
114: 상부 공간 115: 냉각 홈
116: 지지 돌기 120: 하부 커버
130: 내부 커버 131: 아크 챔버 수용부
132: 자석 수용부 133: 접점 관통부
140: 지지 플레이트 150: 절연 플레이트
200: 코어부 210: 고정 코어
220: 가동 코어 230: 요크
240: 보빈 250: 코일
260: 코어 스프링 270: 실린더
300: 접점부 310: 고정 접촉자
311: 제1 고정 접촉자 312: 제2 고정 접촉자
320: 가동 접촉자 330: 하우징
340: 가동 커버 350: 접점 스프링
360: 샤프트 400: 아크 챔버
410: 챔버 외주 420: 챔버 공간
500: 자력 생성부 510: 자석 홀더
520: 자석 부재 521: 제1 자석
522: 제2 자석 523: 제3 자석
524: 제4 자석 530: 자석 공간
600: 냉각부 610: 유로 부재
611: 연장부 612: 만곡부
620: 결합 공간

Claims (13)

1. 내부에 공간이 형성된 상부 커버;
   상기 상부 커버의 상기 공간에 수용되며, 외부와 통전되는 고정 접촉자 및 가동 접촉자를 수용하는 아크 챔버;
   상기 아크 챔버를 둘러싸며 상기 상부 커버의 상기 공간에 수용되며, 상기 아크 챔버의 내부에 자기장(magnetic field)을 형성하는 자력 생성부; 및
   상기 아크 챔버 및 상기 자력 생성부를 둘러싸며 상기 상부 커버의 상기 공간에 수용되어, 상기 자력 생성부와 열교환되게 구성되는 냉각부를 포함하는,
   직류 릴레이.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각부는,
   상기 아크 챔버 및 상기 자력 생성부를 외측에서 둘러싸게 연장되는 유로 부재; 및
   상기 유로 부재에 둘러싸여 형성되며, 상기 아크 챔버와 상기 자력 생성부를 수용하는 결합 공간을 포함하는,
   직류 릴레이.
3. 제2항에 있어서,
   상기 유로 부재는,
   상기 아크 챔버 또는 상기 자력 생성부의 면을 둘러싸며 연장되는 연장부; 및
   상기 아크 챔버 또는 상기 자력 생성부의 모서리(corner)를 둘러싸며 연장되는 만곡부를 포함하는,
   직류 릴레이.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연장부는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 연장부는 상기 아크 챔버 또는 상기 자력 생성부의 서로 다른 면을 외측에서 둘러싸며 연장되고,
   상기 만곡부는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 만곡부는 상기 아크 챔버 또는 상기 자력 생성부의 서로 다른 모서리를 외측에서 둘러싸며 연장되며,
   복수 개의 상기 만곡부는 복수 개의 상기 연장부 중 서로 인접하게 위치되는 각 쌍의 상기 연장부와 각각 결합되는,
   직류 릴레이.
5. 제2항에 있어서,
   상기 유로 부재의 내부에는,
   상기 유로 부재의 연장 방향을 따라 연장되는 중공(hollow)이 형성되는,
   직류 릴레이.
6. 제5항에 있어서,
   상기 중공에 충진(filling)되어, 상기 자력 생성부와 열교환되게 구성되는 유체를 포함하는,
   직류 릴레이.
7. 제6항에 있어서,
   상기 중공은 소정의 부피를 갖게 형성되고, 상기 유체는 상기 중공의 상기 소정의 부피 미만의 부피만큼 상기 중공에 충진되는,
   직류 릴레이.
8. 제2항에 있어서,
   상기 유로 부재는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 유로 부재는 상기 아크 챔버의 높이 방향을 따라 서로 이격되어 배치되는,
   직류 릴레이.
9. 제1항에 있어서,
   상기 상부 커버는,
   상기 공간을 둘러싸는 상부 내주; 및
   상기 상부 내주에 함몰 형성되며, 상기 상부 내주의 연장 방향을 따라 연장되어 상기 냉각부가 삽입 결합되는 냉각 홈을 포함하는,
   직류 릴레이.
10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 커버는,
    상기 상부 내주에서 상기 공간을 향해 돌출 형성되며, 상기 냉각 홈에 인접하게 위치되어 상기 냉각 홈에 삽입된 상기 냉각부를 지지하게 구성되는 지지 돌기를 포함하는,
    직류 릴레이.
11. 제10항에 있어서,
    상기 지지 돌기는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 지지 돌기는 상기 상부 커버의 높이 방향으로 서로 이격되어 상기 냉각 홈을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되는,
    직류 릴레이.
12. 제9항에 있어서,
    상기 냉각 홈은 복수 개 형성되어, 상기 상부 커버의 높이 방향을 따라 서로 이격되어 배치되고,
    상기 냉각부는 복수 개의 유로 부재를 포함하여, 복수 개의 상기 유로 부재는 복수 개의 상기 냉각 홈에 각각 삽입 결합되는,
    직류 릴레이.
13. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 아크 챔버 및 상기 자력 생성부 중 어느 하나 이상에 접촉되게 배치되는,
    직류 릴레이.

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