WO2023090794A1 - 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이 - Google Patents

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WO2023090794A1
WO2023090794A1 PCT/KR2022/017913 KR2022017913W WO2023090794A1 WO 2023090794 A1 WO2023090794 A1 WO 2023090794A1 KR 2022017913 W KR2022017913 W KR 2022017913W WO 2023090794 A1 WO2023090794 A1 WO 2023090794A1
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WO
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magnet
holder
arc
path forming
arc chamber
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/017913
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English (en)
French (fr)
Inventor
김하수
박진희
손영준
Original Assignee
엘에스일렉트릭 주식회사
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/36—Stationary parts of magnetic circuit, e.g. yoke
    • H01H50/38—Part of main magnetic circuit shaped to suppress arcing between the contacts of the relay
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an arc path forming unit and a DC relay including the same, and more particularly, to an arc path forming unit capable of effectively inducing generated arcs to the outside and a DC relay including the same.
  • a direct current relay means a device that transmits a mechanical drive or current signal using the principle of an electromagnet.
  • a DC relay is also called a magnetic switch, and is generally classified as an electrical circuit switching device.
  • DC relays include fixed contacts and movable contacts.
  • the fixed contact is energized and connected to an external power source and load.
  • the fixed contact and the movable contact may be in contact with each other or spaced apart from each other.
  • an arc is generated between the fixed contact and the movable contact.
  • An arc is a flow of high-voltage, high-temperature current. Therefore, the generated arc must be quickly discharged from the DC relay through a predetermined path.
  • the discharge path of the arc is formed by a magnet provided in the DC relay.
  • the magnet forms a magnetic field inside a space where the fixed contact and the movable contact contact each other.
  • the discharge path of the arc may be formed by the electromagnetic force generated by the formed magnetic field and current flow.
  • Several members for driving the movable contact in the vertical direction are provided in the central portion of the DC relay, that is, in the space between the respective fixed contacts.
  • a shaft, a spring member inserted through the shaft, and the like are provided at the above location.
  • the direction of the electromagnetic force formed inside the conventional DC relay depends on the direction of the current energized in the fixed contact. That is, the position of the electromagnetic force formed in the direction toward the inside of the electromagnetic force generated at each fixed contact point is different according to the direction of the current.
  • Korean Patent Registration No. 10-1696952 discloses a DC relay. Specifically, a DC relay having a structure capable of preventing movement of a movable contact by using a plurality of permanent magnets is disclosed.
  • this type of DC relay can prevent the movement of the movable contact by using a plurality of permanent magnets, but there is a limitation in that there is no consideration for a method for controlling the direction of the discharge path of the arc.
  • Korean Patent Registration No. 10-1216824 discloses a DC relay. Specifically, a DC relay having a structure capable of preventing any separation between a movable contact and a fixed contact by using a damping magnet is disclosed.
  • this type of DC relay only provides a method for maintaining the contact state of the movable contact and the fixed contact. That is, there is a limitation in that a method for forming a discharge path of an arc generated when the movable contact and the fixed contact are separated is not proposed.
  • Patent Document 1 Korea Patent Document No. 10-1696952 (2017.01.16.)
  • Patent Document 2 Korea Patent Document No. 10-1216824 (2012.12.28.)
  • One object of the present invention is to provide an arc path forming unit capable of quickly extinguishing and discharging an arc generated when a energized current is cut off, and a DC relay including the same.
  • Another object of the present invention is to provide an arc path forming unit capable of intensifying the magnitude of force for inducing a generated arc and a DC relay including the same.
  • Another object of the present invention is to provide an arc path forming unit capable of preventing damage to components for conducting electricity due to a generated arc and a DC relay including the same.
  • Another object of the present invention is to provide an arc path forming unit and a direct current relay including the arc path forming unit in which arcs generated at a plurality of positions can proceed without meeting each other.
  • Another object of the present invention is to provide an arc path forming unit capable of achieving the above object without excessive design changes and a DC relay including the same.
  • the arc path forming unit includes an arc chamber in which a plurality of fixed contacts and movable contacts are accommodated; a magnet holder unit disposed outside the arc chamber and including a first holder and a second holder that are different from each other; and a magnet part attached to one surface of the magnet holder part facing the arc chamber to form a magnetic field in the arc chamber, wherein the first holder and the second holder are bent and extended at a predetermined angle, respectively, and mutually.
  • respective concave portions are disposed facing each other, and the magnet portion is disposed adjacent to one surface of the first holder facing the arc chamber; a first magnet and a second magnet extending from one end or the other end of the first holder along the one surface of the first holder; and a third magnet and a fourth magnet disposed adjacent to a surface of the second holder facing the arc chamber and extending from one end or the other end of the second holder along the surface of the second holder.
  • the first magnet and the second magnet are magnetized to one polarity of the N pole and the S pole
  • the third magnet and the fourth magnet are magnetized to the other of the N pole and the S pole.
  • the first magnet and the third magnet may be disposed to face each other, and the second magnet and the fourth magnet may be disposed to face each other.
  • first magnet may extend in a direction parallel to the extension direction of the third magnet
  • second magnet may extend in a direction parallel to the extension direction of the fourth magnet
  • first magnet and the second magnet may have respective extension directions crossing each other.
  • the first magnet is disposed to face each other with an imaginary line extending along an arrangement direction of the second magnet and the fixed contact
  • the third magnet is disposed to face each other with an imaginary line extending along an arrangement direction of the second magnet and the fixed contact. They may be placed facing each other with a line interposed therebetween.
  • the magnet part may be formed such that the shortest distance between the first magnet and the second magnet is the same as the shortest distance between the third magnet and the fourth magnet.
  • an auxiliary magnet overlapping a central point of the plurality of fixed contacts and a movement direction of the movable contact and forming a magnetic field in the arc chamber may be included.
  • extension direction of the auxiliary magnet may be formed parallel to the arrangement direction of the first holder and the second holder.
  • extension direction of the auxiliary magnet may cross the arrangement direction of the first holder and the second holder.
  • a first surface facing the first holder is magnetized with the same polarity as the first magnet and the second magnet, and a second surface facing the second holder has the same polarity as the third magnet and the fourth magnet. It can be polarized.
  • a first surface facing the first holder is magnetized with a polarity opposite to that of the first magnet and the second magnet
  • a second surface facing the second holder is magnetized with a third magnet and a fourth magnet.
  • first magnet, the second magnet, the third magnet, and the fourth magnet may correspond to each other in lengths in the width direction and in the width direction, respectively.
  • the first holder may be formed in a shape corresponding to the second holder and may be symmetrical to the second holder based on the center point of the plurality of fixed contacts.
  • the present invention is provided with a plurality of fixed contactors positioned spaced apart from each other in one direction; a movable contact contacting or spaced apart from the fixed contact; an arc chamber in which a space accommodating the fixed contactor and the movable contactor is formed; a frame surrounding the arc chamber; a magnet holder unit disposed between the outer side of the arc chamber and the inner side of the frame and including a first holder and a second holder that are different from each other; and a magnet part attached to one surface of the magnet holder part facing the arc chamber to form a magnetic field in the arc chamber, wherein the first holder and the second holder are bent and extended at a predetermined angle, respectively, and mutually.
  • each concave part facing each other the magnet part being disposed adjacent to one surface of the first holder facing the arc chamber, and the first a first magnet and a second magnet extending from one end or the other end of the holder along the one surface of the first holder; and a third magnet and a fourth magnet disposed adjacent to a surface of the second holder facing the arc chamber and extending from one end or the other end of the second holder along the surface of the second holder.
  • the first magnet and the third magnet may be disposed to face each other, and the second magnet and the fourth magnet may be disposed to face each other.
  • first magnet extends in a direction parallel to the extension direction of the third magnet
  • second magnet extends in a direction parallel to the extension direction of the fourth magnet
  • extension direction is the first magnet.
  • the first magnet is disposed to face each other with an imaginary line extending along an arrangement direction of the second magnet and the fixed contact
  • the third magnet is disposed to face each other with an imaginary line extending along an arrangement direction of the second magnet and the fixed contact. They may be placed facing each other with a line interposed therebetween.
  • an auxiliary magnet overlapping a central point of the plurality of fixed contacts and a movement direction of the movable contact and forming a magnetic field in the arc chamber may be included.
  • extension direction of the auxiliary magnet may be formed parallel to the arrangement direction of the first holder and the second holder.
  • extension direction of the auxiliary magnet may cross the arrangement direction of the first holder and the second holder.
  • the arc path forming unit includes a magnet unit.
  • Each magnet part forms a magnetic field inside the arc path forming part.
  • the formed magnetic field forms an electromagnetic force together with a current energized in the fixed contactor and the movable contactor accommodated in the arc path forming unit.
  • the generated arc is formed in a direction away from each fixed contact.
  • An arc generated when the fixed contact and the movable contact are separated may be induced by the electromagnetic force.
  • the generated arc can be quickly extinguished and discharged to the outside of the arc path forming unit and the DC relay.
  • the magnet unit may include a plurality of magnets.
  • a plurality of magnets are formed to enhance the strength of the electromagnetic force formed in the vicinity of each fixed contactor. That is, the arc path forming parts formed in the vicinity of the same fixed contactor by different magnets are formed in the same direction.
  • the strength of the magnetic field formed in the vicinity of each fixed contact and the strength of the electromagnetic force depending on the strength of the magnetic field can also be enhanced.
  • the strength of the electromagnetic force inducing the generated arc is enhanced, so that the generated arc can be effectively extinguished and discharged.
  • the direction of the electromagnetic force formed by the magnetic field formed by the magnet part and the current energized in the fixed contactor and the movable contactor is formed in a direction away from the center.
  • the generated arc can be quickly extinguished and moved away from the center.
  • a plurality of fixed contacts may be provided.
  • the magnet part provided in the arc path forming part forms magnetic fields in different directions near each fixed contact. Accordingly, the paths of arcs generated in the vicinity of each fixed contactor travel in different directions.
  • the magnet part and the magnet holder part are located inside the frame surrounding the arc chamber. That is, the magnet portion and the magnet holder portion are located between the inside of the frame and the outside of the arc chamber.
  • the arc path forming unit according to various embodiments of the present disclosure may be provided in the DC relay without excessive design change. Furthermore, time and cost for applying the arc path forming unit according to various embodiments of the present disclosure may be reduced.
  • FIG. 1 is a front cross-sectional view showing a DC relay according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional plan view illustrating the DC relay of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an arc path forming unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a magnetic field and an arc path formed by the arc path forming unit of FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an arc path forming unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a magnetic field and an arc path formed by the arc path forming unit of FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating another example of a magnet part provided in the arc path forming part of FIG. 5 .
  • FIG. 8 to 9 are conceptual views illustrating a magnetic field and an arc path formed by the arc path forming unit of FIG. 7 .
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating an arc path forming unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a magnetic field and an arc path formed by the arc path forming unit of FIG. 10 .
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating another example of a magnet part provided in the arc path forming part of FIG. 10 .
  • FIG. 13 and 14 are conceptual views illustrating a magnetic field and an arc path formed by the arc path forming unit of FIG. 12 .
  • a DC relay 1 includes a frame part 10, an opening/closing part 20, a core part 30, and a movable contact part 40.
  • the DC relay 1 includes arc path forming units 100, 200, and 300.
  • the arc path forming units 100, 200, and 300 may form a discharge path of the generated arc.
  • the configuration of the DC relay 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the frame part 10, the opening and closing part 20, the core part 30, and the movable contact part 40 And the arc path forming unit (100, 200, 300) will be described separately.
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 will be described on the premise that they are provided in the DC relay 1 . However, it should be understood that the arc path forming units 100, 200, and 300 can be applied to devices of a type that can be energized and released from the outside by contact and separation of fixed contacts and movable contacts, such as electronic contactors and electronic switches. will be.
  • the frame portion 10 forms the outer side of the DC relay 1 .
  • a predetermined space is formed inside the frame unit 10 .
  • various devices that perform a function of applying or blocking the current transmitted from the outside by the DC relay 1 may be accommodated. That is, the frame part 10 functions as a kind of housing 41 .
  • the frame unit 10 is formed of an insulating material such as synthetic resin, so that the inside and outside of the frame unit 10 can be prevented from being arbitrarily energized.
  • the frame unit 10 includes an upper frame 11, a lower frame 12, an insulating plate 13 and a support plate 14.
  • the upper frame 11 forms the upper side of the frame portion 10 .
  • a predetermined space is formed inside the upper frame 11 .
  • the opening/closing part 20 and the movable contact part 40 may be accommodated in the inner space of the upper frame 11 .
  • the arc path forming parts 100 , 200 , and 300 may be accommodated in the inner space of the upper frame 11 .
  • the fixed contact 22 of the opening/closing unit 20 is positioned on one side of the upper frame 11, on the upper side in the illustrated embodiment. A portion of the fixed contact 22 is exposed on the upper side of the upper frame 11, and may be electrically connected to an external power source or load. To this end, a through hole through which the fixed contact 22 is penetrated may be formed at one side of the upper frame 11 .
  • the lower frame 12 forms the lower side of the frame portion 10 .
  • a predetermined space is formed inside the lower frame 12 .
  • the core part 30 may be accommodated in the inner space of the lower frame 12 .
  • the lower frame 12 may be coupled to the upper frame 11 .
  • An insulating plate 13 and a support plate 14 may be provided in a space between the lower frame 12 and the upper frame 11 .
  • the insulating plate 13 is positioned between the upper frame 11 and the lower frame 12 .
  • the insulating plate 13 electrically separates the upper frame 11 and the lower frame 12 from each other.
  • the insulating plate 13 is preferably formed of an insulating material such as synthetic resin.
  • a through hole (not shown) is formed in the center of the insulating plate 13 .
  • the shaft 44 of the movable contact unit 40 is coupled to the through hole so as to be movable in the vertical direction.
  • a support plate 14 is positioned below the insulating plate 13 .
  • the supporting plate 14 supports the lower side of the insulating plate 13 .
  • the support plate 14 is positioned between the upper frame 11 and the lower frame 12 .
  • the support plate 14 physically separates the upper frame 11 and the lower frame 12 .
  • the support plate 14 may be formed of a magnetic material. Accordingly, the support plate 14 may form a magnetic circuit together with the yoke 33 . A driving force for moving the movable core 32 of the core part 30 toward the fixed core 31 may be formed by the magnetic path.
  • a through hole (not shown) is formed in the center of the support plate 14 .
  • a shaft 44 is coupled to the through hole so as to be movable in the vertical direction.
  • the shaft 44 and the movable contact 43 connected to the shaft 44 also move in the same direction. can be moved together.
  • the opening/closing unit 20 allows or blocks the flow of current according to the operation of the core unit 30 .
  • the opening/closing unit 20 may permit or block current flow by contacting or separating the fixed contactor 22 and the movable contactor 43.
  • the opening and closing part 20 is accommodated in the inner space of the upper frame 11 .
  • the opening/closing unit 20 may be electrically and physically separated from the core unit 30 by the insulating plate 13 and the support plate 14 .
  • the opening/closing part 20 includes an arc chamber 21 , a fixed contact 22 and a sealing member 23 .
  • the arc chamber 21 extinguishes an arc generated when the fixed contact 22 and the movable contact 43 are separated from each other in an internal space. Accordingly, the arc chamber 21 may be referred to as an “arc extinguishing unit”.
  • the arc chamber 21 hermetically accommodates the fixed contact 22 and the movable contact 43. That is, the fixed contact 22 and the movable contact 43 are accommodated inside the arc chamber 21 . Therefore, an arc generated when the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 are separated from each other does not leak to the outside.
  • a gas for extinguishing may be filled in the arc chamber 21 .
  • the extinguishing gas allows the generated arc to be extinguished and discharged to the outside of the DC relay 1 through a predetermined path.
  • a communication hole (not shown) may be formed through a wall surrounding the inner space of the arc chamber 21 .
  • the arc chamber 21 may be formed of an insulating material. In another embodiment, the arc chamber 21 may be formed of a material having high pressure resistance and high heat resistance. This is because the generated arc is a flow of high-temperature and high-pressure electrons.
  • the arc chamber 21 may be formed of a ceramic material.
  • a plurality of through holes may be formed on the upper side of the arc chamber 21 .
  • a fixed contact 22 is penetrated into each of the through holes.
  • the fixed contact 22 includes two fixed contacts 22a and a second fixed contact 22b. Accordingly, two through holes formed on the upper side of the arc chamber 21 may also be formed.
  • the through-hole When the fixed contact 22 is through-coupled to the through-hole, the through-hole is sealed. That is, the fixed contact 22 is hermetically coupled to the through hole. Accordingly, the generated arc is not discharged to the outside through the through hole.
  • a lower side of the arc chamber 21 may be open.
  • the insulating plate 13 and the sealing member 23 are in contact with the lower side of the arc chamber 21 . That is, the lower side of the arc chamber 21 is sealed by the insulating plate 13 and the sealing member 23 .
  • the arc chamber 21 may be electrically and physically separated from the outer space of the upper frame 11 .
  • the arc extinguished in the arc chamber 21 is discharged to the outside of the DC relay 1 through a predetermined path.
  • the extinguished arc may be discharged to the outside of the arc chamber 21 through the communication hole.
  • Arc path forming units 100 , 200 , and 300 may be provided outside the arc chamber 21 .
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 may form a magnetic field for forming an arc path A.P generated inside the arc chamber 21 . A detailed description thereof will be described later.
  • the fixed contactor 22 is in contact with or separated from the movable contactor 43 to apply or block energization between the inside and outside of the DC relay 1.
  • the inside and outside of the DC relay 1 can be energized.
  • the fixed contactor 22 contacts the movable contactor 43, the inside and outside of the DC relay 1 can be energized.
  • the fixed contactor 22 is spaced apart from the movable contactor 43, conduction between the inside and outside of the DC relay 1 is blocked.
  • the stationary contact 22 does not move. That is, the fixed contact 22 is fixedly coupled to the upper frame 11 and the arc chamber 21 . Therefore, contact and separation between the fixed contact 22 and the movable contact 43 are achieved by the movement of the movable contact 43.
  • One end of the fixed contact 22, an upper end in the illustrated embodiment, is exposed to the outside of the upper frame 11.
  • a power supply or a load is energized to each end of the one side.
  • a plurality of fixed contacts 22 may be provided. In the illustrated embodiment, a total of two fixed contacts 22 are provided, including a left first fixed contact 22a and a right second fixed contact 22b.
  • the first fixed contact 22a is skewed to one side from the center of the movable contact 43 in the longitudinal direction, to the left in the illustrated embodiment.
  • the second fixed contact 22b is skewed from the center of the movable contact 43 in the longitudinal direction to the other side, in the illustrated embodiment, to the right.
  • Power may be energized to any one of the first fixed contact 22a and the second fixed contact 22b.
  • a load may be energized to the other one of the first fixed contact 22a and the second fixed contact 22b.
  • an arc path A.P may be formed regardless of the direction of power or load connected to the fixed contactor 22 . This is achieved by the arc path forming units 100, 200, and 300, which will be described in detail later.
  • the lower end of the fixed contact 22 is located inside the arc chamber 21 .
  • an arc is generated between the fixed contact 22 and the movable contact 43 .
  • the generated arc is extinguished by an extinguishing gas inside the arc chamber 21 and may be discharged to the outside along a path formed by the arc path forming units 100 , 200 , and 300 .
  • the sealing member 23 blocks any communication between the arc chamber 21 and the space inside the upper frame 11 .
  • the sealing member 23 seals the lower side of the arc chamber 21 together with the insulating plate 13 and the supporting plate 14 . Specifically, the upper side of the sealing member 23 is coupled with the lower side of the arc chamber 21 . In addition, the radially inner side of the sealing member 23 is coupled to the outer circumference of the insulating plate 13, and the lower side of the sealing member 23 is coupled to the supporting plate 14.
  • sealing member 23 may be configured to block any communication between the inner space of the cylinder 37 and the inner space of the frame portion 10 .
  • the core part 30 moves the movable contact part 40 upward according to the application of control power. Also, when the application of the control power is released, the core part 30 moves the movable contact part 40 downward again.
  • the core unit 30 may be energized and connected to an external control power source (not shown) to receive the control power source.
  • the core part 30 is located on the lower side of the opening/closing part 20 . Also, the core part 30 is accommodated inside the lower frame 12 . The core part 30 and the opening/closing part 20 may be electrically and physically separated by the insulating plate 13 and the supporting plate 14 .
  • a movable contact unit 40 is positioned between the core unit 30 and the opening/closing unit 20 .
  • the movable contact unit 40 may be moved by the driving force applied by the core unit 30 . Accordingly, the movable contactor 43 and the fixed contactor 22 are contacted and the DC relay 1 can be energized.
  • the core part 30 includes a fixed core 31, a movable core 32, a yoke 33, a bobbin 34, a coil 35, a return spring 36, and a cylinder 37.
  • the fixed core 31 is magnetized by the magnetic field generated by the coil 35 to generate an electromagnetic repulsive force.
  • the movable core 32 is moved away from the fixed core 31 by the electromagnetic repulsive force.
  • the fixed core 31 is not moved. That is, the fixed core 31 is fixedly coupled to the support plate 14 and the cylinder 37 .
  • the fixed core 31 may be provided in any form capable of generating electromagnetic force by being magnetized by a magnetic field.
  • the fixed core 31 may be provided with a permanent magnet or an electromagnet.
  • the fixed core 31 partially accommodates the lower side of the cylinder 37 . Also, the inner periphery of the fixed core 31 is in contact with the outer periphery of the cylinder 37 .
  • a through hole (not shown) is formed in the center of the fixed core 31 .
  • a shaft 44 is movably coupled through the through hole.
  • the movable core 32 is moved in a direction away from the fixed core 31 by electromagnetic repulsive force generated by the fixed core 31 when control power is applied.
  • the shaft 44 coupled to the movable core 32 moves away from the fixed core 31, upward in the illustrated embodiment.
  • the movable contact unit 40 coupled to the shaft 44 also moves upward.
  • the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 are contacted so that the DC relay 1 can be energized with an external power source or load.
  • the movable core 32 may be provided in any shape capable of receiving a repulsive force by electromagnetic force.
  • the movable core 32 may be formed of a magnetic material, or may be provided with a permanent magnet or an electromagnet.
  • the movable core 32 is accommodated inside the cylinder.
  • the movable core 32 may be moved in the longitudinal direction of the cylinder 37, up and down in the illustrated embodiment, inside the cylinder 37.
  • the movable core 32 may be moved in a direction toward the stationary core 31 and in a direction away from the stationary core 31 .
  • the movable core 32 is coupled with the shaft 44.
  • the movable core 32 may move integrally with the shaft 44 .
  • the shaft 44 is also moved upward or downward. Accordingly, the movable contact 43 is also moved upward or downward.
  • the movable core 32 is located above the fixed core 31 .
  • the movable core 32 may be spaced apart from the fixed core 31 by a predetermined distance.
  • the predetermined distance may be defined as a distance at which the movable core 32 can be moved in the vertical direction.
  • the movable core 32 extends in the longitudinal direction. Inside the movable core 32, a hollow part extending in the longitudinal direction is recessed by a predetermined distance. The lower part of the return spring 36 and the shaft 44 coupled through the return spring 36 are partially accommodated in the hollow part.
  • a through hole is formed through the lower side of the hollow part in the longitudinal direction.
  • the hollow part and the through hole communicate with each other.
  • a lower end of the shaft 44 inserted into the hollow portion may progress toward the through hole.
  • a space is recessed by a predetermined distance.
  • the space portion communicates with the through hole.
  • the lower head of the shaft 44 is located in the space.
  • the yoke 33 forms a magnetic path as control power is applied.
  • a magnetic path formed by the yoke 33 may be configured to adjust the direction of a magnetic field formed by the coil 35 .
  • the coil 35 may generate a magnetic field such that the movable core 32 moves in a direction away from the fixed core 31 .
  • the yoke 33 may be formed of a conductive material capable of conducting electricity.
  • the yoke 33 is accommodated inside the lower frame 12 .
  • a yoke 33 surrounds the coil 35 .
  • the coil 35 may be accommodated inside the yoke 33 to be spaced apart from the inner circumferential surface of the yoke 33 by a predetermined distance.
  • a bobbin 34 is accommodated inside the yoke 33 . That is, the yoke 33, the coil 35, and the bobbin 34 on which the coil 35 is wound are sequentially disposed in a radially inward direction from the outer circumference of the lower frame 12.
  • the upper side of the yoke 33 is in contact with the support plate 14 .
  • the outer circumference of the yoke 33 may contact the inner circumference of the lower frame 12 or may be positioned to be spaced apart from the inner circumference of the lower frame 12 by a predetermined distance.
  • a coil 35 is wound around the bobbin 34 .
  • the bobbin 34 is accommodated inside the yoke 33 .
  • the bobbin 34 may include upper and lower parts of a flat plate shape, and a cylindrical pillar part extending in the longitudinal direction and connecting the upper part and the lower part. That is, the bobbin 34 has a bobbin shape.
  • the top of the bobbin 34 is in contact with the bottom of the support plate 14 .
  • a coil 35 is wound around the column of the bobbin 34 .
  • the thickness around which the coil 35 is wound may be equal to or smaller than the upper and lower diameters of the bobbin 34 .
  • a hollow part extending in the longitudinal direction is formed through the column part of the bobbin 34 .
  • a cylinder 37 may be accommodated in the hollow part.
  • the pillar portion of the bobbin 34 may be arranged to have the same central axis as the fixed core 31 , the movable core 32 , and the shaft 44 .
  • the coil 35 generates a magnetic field by the applied control power.
  • the fixed core 31 is magnetized by the magnetic field generated by the coil 35, so that electromagnetic repulsive force may be applied to the movable core 32.
  • Coil 35 is wound around bobbin 34 . Specifically, the coil 35 is wound on the pillar portion of the bobbin 34 and stacked radially outside the pillar portion. The coil 35 is accommodated inside the yoke 33 .
  • the coil 35 When control power is applied, the coil 35 generates a magnetic field. At this time, the intensity or direction of the magnetic field generated by the coil 35 may be controlled by the yoke 33 .
  • the fixed core 31 may be magnetized by the magnetic field generated by the coil 35 .
  • the movable core 32 When the fixed core 31 is magnetized, the movable core 32 receives an electromagnetic force in a direction away from the fixed core 31, that is, a repulsive force. Accordingly, the movable core 32 is moved upward in the direction toward the fixed core 31, in the illustrated embodiment.
  • the return spring 36 provides a restoring force for returning the movable core 32 to its original position when the control power is released after the movable core 32 moves away from the fixed core 31 .
  • the return spring 36 is compressed as the movable core 32 moves toward the stationary core 31 and stores a restoring force.
  • the stored restoring force is preferably smaller than the electromagnetic repulsive force applied to the movable core 32 when the fixed core 31 is magnetized. This is to prevent the movable core 32 from being arbitrarily returned to its original position by the return spring 36 while the control power is applied.
  • the movable core 32 When the application of the control power is released, the movable core 32 receives a restoring force by the return spring 36 .
  • gravity due to the empty weight of the movable core 32 may also act on the movable core 32 . Accordingly, the movable core 32 may be moved in a direction away from the fixed core 31 and returned to its original position.
  • the return spring 36 may be provided in any shape capable of deforming, storing restoring force, returning to its original shape, and transmitting the restoring force to the outside.
  • the return spring 36 may be provided with a coil 35 spring.
  • a shaft 44 is coupled through the return spring 36 .
  • the shaft 44 can be moved in the vertical direction regardless of the shape deformation of the return spring 36 in a state in which the return spring 36 is coupled.
  • the return spring 36 is accommodated in a hollow formed recessed on the upper side of the movable core 32 .
  • the cylinder 37 houses the movable core 32, return spring 36 and shaft 44.
  • the movable core 32 and the shaft 44 can move upward and downward inside the cylinder 37 .
  • the cylinder 37 is located in the hollow formed in the column part of the bobbin 34.
  • the side surface of the cylinder 37 is in contact with the inner circumferential surface of the pillar portion of the bobbin 34 .
  • the upper end of the cylinder 37 is in contact with the lower surface of the support plate 14 .
  • a lower surface of the cylinder 37 may contact the fixed core 31 .
  • the movable contact unit 40 includes a movable contact 43 and a structure for moving the movable contact 43 .
  • the DC relay 1 can be energized with an external power source or load.
  • the movable contact unit 40 is accommodated in the inner space of the upper frame 11 . Also, the movable contact unit 40 is accommodated inside the arc chamber 21 to be movable up and down.
  • a fixed contact 22 is positioned above the movable contact unit 40 .
  • the movable contact unit 40 is accommodated inside the arc chamber 21 so as to be movable in a direction toward the fixed contact 22 and in a direction away from the fixed contact 22 .
  • a core part 30 is positioned below the movable contact part 40 .
  • the movement of the movable contact portion 40 can be achieved by the movement of the movable core 32 .
  • the movable contact unit 40 includes a housing 41, a cover 42, a movable contact 43, a shaft 44 and an elastic part 45.
  • the housing 41 accommodates the movable contact 43 and the elastic part 45 elastically supporting the movable contact 43 .
  • the housing 41 is open on one side and the opposite side.
  • a movable contact 43 may be inserted through the open portion.
  • the unopened side of the housing 41 may be configured to enclose the received movable contact 43 .
  • a cover 42 is provided on the upper side of the housing 41 .
  • the cover 42 covers the upper surface of the movable contact 43 accommodated in the housing 41 .
  • the housing 41 and the cover 42 are preferably formed of an insulating material to prevent unintentional conduction.
  • the housing 41 and the cover 42 may be formed of synthetic resin or the like.
  • the lower side of the housing 41 is connected to the shaft 44.
  • the housing 41 and the movable contact 43 accommodated therein may also be moved upward or downward.
  • the housing 41 and the cover 42 may be coupled by any member.
  • the housing 41 and the cover 42 may be coupled by a fastening member (not shown) such as a bolt or nut.
  • the movable contactor 43 comes into contact with the fixed contactor 22 according to the application of control power, so that the DC relay 1 is energized with an external power supply and load. In addition, the movable contactor 43 is separated from the fixed contactor 22 when the application of control power is released, so that the DC relay 1 is not energized with external power and loads.
  • the movable contact 43 is positioned adjacent to the fixed contact 22 .
  • the upper side of the movable contact 43 is partially covered by a cover 42 .
  • a part of the upper surface of the movable contactor 43 may come into contact with the lower surface of the cover 42 .
  • the lower side of the movable contact 43 is elastically supported by the elastic part 45 .
  • the elastic part 45 may elastically support the movable contact 43 in a compressed state by a predetermined distance.
  • the movable contact 43 extends in the longitudinal direction, left and right directions in the illustrated embodiment. That is, the length of the movable contact 43 is longer than the width. Thus, both end portions in the longitudinal direction of the movable contact 43 accommodated in the housing 41 are exposed to the outside of the housing 41 .
  • the contact protrusion may be formed at a position corresponding to each fixed contact 22 . Accordingly, the moving distance of the movable contactor 43 is reduced, and contact reliability between the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 can be improved.
  • the width of the movable contact 43 may be the same as the distance at which each side of the housing 41 is spaced apart from each other. That is, when the movable contact 43 is accommodated in the housing 41, both side surfaces of the movable contact 43 in the width direction may contact inner surfaces of each side of the housing 41. Accordingly, the state in which the movable contact 43 is accommodated in the housing 41 can be stably maintained.
  • the shaft 44 transmits a driving force generated as the core part 30 operates to the movable contact part 40 .
  • the shaft 44 is connected to the movable core 32 and the movable contact 43 .
  • the movable contact 43 can also move upward or downward by the shaft 44.
  • the shaft 44 extends in the longitudinal direction, up and down in the illustrated embodiment.
  • the lower end of the shaft 44 is inserted into and coupled to the movable core 32 .
  • the shaft 44 can be moved together with the movable core 32 in the vertical direction.
  • a return spring 36 is coupled through the body of the shaft 44.
  • shaft 44 is coupled to housing 41 .
  • the shaft 44 and the housing 41 may be moved together.
  • Upper and lower ends of the shaft 44 may be formed to have larger diameters than the body of the shaft 44 . Accordingly, the shaft 44 can be stably maintained with the housing 41 and the movable core 32 .
  • the elastic part 45 elastically supports the movable contact 43 .
  • the movable contactor 43 comes into contact with the fixed contactor 22, the movable contactor 43 tends to be separated from the fixed contactor 22 by the electromagnetic repulsive force.
  • the elastic part 45 elastically supports the movable contact 43 to prevent the movable contact 43 from being arbitrarily separated from the fixed contact 22 .
  • the elastic part 45 may be provided in any form capable of storing a restoring force by deformation of a shape and providing the stored restoring force to other members.
  • the elastic part 45 may be provided as a coil 35 spring.
  • One end of the elastic part 45 facing the movable contact 43 contacts the lower side of the movable contact 43 .
  • the other end opposite to the one end is in contact with the upper side of the housing 41 .
  • the elastic part 45 can be compressed by a predetermined distance and elastically support the movable contactor 43 in a state where restoring force is stored. Accordingly, even if an electromagnetic repulsive force is generated between the movable contactor 43 and the fixed contactor 22, the movable contactor 43 does not move arbitrarily.
  • a protruding part (not shown) inserted into the elastic part 45 may protrude from the lower side of the movable contact 43.
  • a protrusion (not shown) inserted into the elastic part 45 may protrude on the upper side of the housing 41 .
  • the arc path forming unit 100 forms a magnetic field inside the arc chamber 21 .
  • An electromagnetic force is formed inside the arc chamber 21 by the current flowing through the DC relay 1 and the formed magnetic field.
  • An arc generated as the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 are separated is moved out of the arc chamber 21 by the formed electromagnetic force. Specifically, the generated arc is moved along the direction of the electromagnetic force formed. Accordingly, it can be said that the arc path forming unit 100 forms an arc path A.P, which is a path through which the generated arc flows.
  • the arc path forming unit 100 is located in a space formed inside the upper frame 11 .
  • the arc path forming unit 100 is disposed to surround the arc chamber 21 . That is, the arc chamber 21 is located inside the arc path forming unit 100 .
  • a fixed contact 22 and a movable contact 43 are positioned inside the arc path forming unit 100 .
  • An arc generated when the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 are spaced apart may be induced by the electromagnetic force formed by the arc path forming unit 100 .
  • the arc path forming unit 100 includes a magnet holder unit 110 and a magnet unit 120 .
  • the magnet holder part 110 forms the skeleton of the arc path forming part 100 and fixes the magnet part 120 to be described below to the outside of the arc chamber 21 .
  • the magnet holder unit 110 is disposed outside the arc chamber 21 and inside the upper frame 11 .
  • a fixed contact 22 and a movable contact 43 are positioned radially inside the magnet holder 110 .
  • a central portion of the fixed contact 22 and the movable contact 43 may be defined as a central portion C.
  • the magnet holder part 110 is disposed so that its center corresponds to the central part C of the fixed contact 22 and the movable contact 43.
  • the central portion C is located between the first fixed contact 22a and the second fixed contact 22b.
  • the center portion of the movable contact unit 40 is positioned vertically below the center portion C. That is, central parts such as the housing 41, the cover 42, the movable contact 43, the shaft 44, and the elastic part 45 are positioned vertically below the central part C.
  • the arc path forming unit 100 includes a magnet unit 120. A detailed description thereof will be described later along with a description of the magnet unit 120 .
  • the magnet holder unit 110 may be formed of an electrically conductive material. In the above embodiment, the magnet holder unit 110 may be magnetized with the same polarity as a plurality of adjacent magnets.
  • the magnet holder unit 110 may include a plurality of holders. Each holder may be combined with a plurality of magnets. In one embodiment, a plurality of magnets attached to one holder are all magnetized with the same polarity.
  • the magnet holder unit 110 includes a total of two holders, such as a first holder 111 and a second holder 112 .
  • the first holder 111 and the second holder 112 are spaced apart from each other. That is, an empty space is formed between the first holder 111 and the second holder 112 .
  • the space may function as a passage through which the arc generated in the arc chamber 21 is discharged.
  • first holder 111 and the second holder 112 are arranged in a direction parallel to the arrangement direction of the plurality of fixed contacts 22 .
  • the first holder 111 and the second holder 112 are each bent at a predetermined angle and extended.
  • the corners of the bent portions of the first holder 111 and the second holder 112 may be chamfered.
  • the predetermined angle may be a right angle.
  • the first holder 111 and the second holder 112 may be contacted or fixedly coupled to the inner circumferential surface of the upper frame 11 . Accordingly, the first holder 111 and the second holder 112 are preferably formed in a shape corresponding to the inner circumferential surface of the upper frame 11 .
  • the first holder 111 and the second holder 112 are disposed such that the concave portions of the bent portions face each other with the center portions C of the fixed contact 22 and the movable contact 43 interposed therebetween.
  • first holder 111 and the second holder 112 are formed to correspond to each other.
  • first holder 111 and the second holder 112 are formed in a structure symmetrical to each other with respect to the center (C) of the plurality of fixed contacts 22 and movable contacts 43.
  • the first holder 111 includes a first outer surface 111a and a first inner surface 111b.
  • the first outer surface 111a is located on one side of the first holder 111 opposite to the fixed contact 22 and the movable contact 43 .
  • the first outer surface 111a is disposed adjacent to the inner circumferential surface of the upper frame 11 .
  • the first outer surface (111a) is formed in a shape corresponding to the inner circumferential surface of the upper frame (11).
  • the first inner surface 111b is located on the other surface opposite to the first outer surface 111a of the first holder 111 .
  • the first inner surface 111b is disposed to face the outer circumferential surface of the arc chamber 21 with the first magnet 121 and the second magnet 122 interposed therebetween.
  • the first inner surface 111b is formed in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 .
  • the first inner surface 111b is coupled to the first magnet 121 and the second magnet 122 of the magnet part 120 to be described later.
  • the second holder 112 includes a second outer surface 112a and a second inner surface 112b.
  • the second outer surface 112a is located on one side of the second holder 112 opposite to the fixed contact 22 and the movable contact 43 .
  • the second outer surface 112a is disposed adjacent to the inner circumferential surface of the upper frame 11 .
  • the second outer surface 112a is formed in a shape corresponding to the inner circumferential surface of the upper frame 11 .
  • the second inner surface 112b is located on the other surface opposite to the second outer surface 112a of the second holder 112 .
  • the second inner surface 112b is disposed to face the outer circumferential surface of the arc chamber 21 with the third magnet 123 and the fourth magnet 124 interposed therebetween.
  • the second inner surface 112b is formed in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 .
  • the second inner surface 112b is coupled to the third magnet 123 and the fourth magnet 124 of the magnet part 120 to be described later.
  • the magnet part 120 forms a magnetic field inside the arc chamber 21 in which the fixed contact 22 and the movable contact 43 are accommodated.
  • the fixed contact 22 and the movable contact 43 are positioned radially inside the magnet part 120 .
  • the center of the magnet part 120 is disposed to correspond to the central part C of the fixed contact 22 and the movable contact 43.
  • the magnet parts 120 may form a magnetic field between themselves and each other.
  • the magnetic field formed by the magnet part 120 forms an electromagnetic force together with current flowing through the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 .
  • the formed electromagnetic force induces an arc generated when the fixed contact 22 and the movable contact 43 are spaced apart.
  • the arc path forming unit 100 forms electromagnetic force in a direction away from the central portion C of the fixed contact 22 and the movable contact 43 . Accordingly, the path A.P of the arc is also formed in a direction away from the central part C of the fixed contact 22 and the movable contact 43.
  • each component provided in the DC relay 1 is not damaged by the generated arc. Furthermore, the generated arc can be quickly discharged to the outside of the arc chamber 21 .
  • the magnet part 120 is coupled to the inner surfaces 111b and 112b of the magnet holder part 110 .
  • a fastening member (not shown) may be provided to couple the inner surfaces 111b and 112b of the magnet unit 120 and the magnet holder unit 110 .
  • the magnet unit 120 may include a plurality of magnets.
  • the magnet unit 120 includes a total of four magnets, such as the first magnet 121, the second magnet 122, the third magnet 123 and the fourth magnet 124.
  • the first magnet 121, the second magnet 122, the third magnet 123, and the fourth magnet 124 may be provided in any form capable of forming a magnetic field inside the arc chamber 21 by being magnetic, respectively.
  • the first magnet 121, the second magnet 122, the third magnet 123, and the fourth magnet 124 are all formed to have a polarity in the width direction.
  • the first magnet 121, the second magnet 122, the third magnet 123, and the fourth magnet 124 are spaced apart from each other. That is, an empty space is formed between the first magnet 121 , the second magnet 122 , the third magnet 123 and the fourth magnet 124 .
  • the space between the first magnet 121 and the fourth magnet 124 or the space between the second magnet 122 and the third magnet 123 functions as a passage through which the arc generated in the arc chamber 21 is discharged.
  • the first magnet 121 , the second magnet 122 , the third magnet 123 , and the fourth magnet 124 may be contacted or fixedly coupled to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 . Accordingly, the first magnet 121 , the second magnet 122 , the third magnet 123 , and the fourth magnet 124 are preferably formed in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 .
  • the first magnet 121, the second magnet 122, the third magnet 123 and the fourth magnet 124 may be formed in a shape corresponding to each other. Specifically, the first magnet 121, the second magnet 122, the third magnet 123 and the fourth magnet 124 may be formed in a shape corresponding to each other in the width direction and the length in the width direction. .
  • the first magnet 121 is coupled to the first inner surface 111b of the first holder 111 .
  • the first magnet 121 extends from one end of the first holder 111 along the first inner surface 111b.
  • the first magnet 121 is formed in a shape corresponding to the first inner surface (111b) of the first holder (111).
  • the first magnet 121 includes a first opposing surface 121a and a first opposing surface 121b.
  • the first opposing surface 121a is located on one side of the first magnet 121 facing the center C of the fixed contact 22 and the movable contact 43. Also, the first opposing surface 121a is disposed adjacent to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 . In one embodiment, the first facing surface 121a is formed in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 .
  • the first opposite surface 121b is located on the other side opposite to the first opposite surface 121a of the first magnet 121 .
  • the first opposite surface 121b is disposed to face the inner circumferential surface of the upper frame 11 with the first holder 111 interposed therebetween.
  • the first opposite surface (121b) is formed in a shape corresponding to the inner circumferential surface of the upper frame (11).
  • the second magnet 122 is coupled to the first inner surface 111b of the first holder 111 .
  • the second magnet 122 extends from the other end of the first holder 111 opposite to the first magnet 121 along the first inner surface 111b.
  • the second magnet 122 is formed in a shape corresponding to the first inner surface (111b) of the first holder (111).
  • the extension direction of the second magnet 122 intersects the extension direction of the first magnet 121 . This is due to the fact that the first holder 111 coupled to the first magnet 121 and the second magnet 122 is bent and extended at a predetermined angle.
  • the second magnet 122 is disposed to face the first magnet 121 with an imaginary line extending along the arrangement direction of the plurality of fixed contacts 22 interposed therebetween.
  • the second magnet 122 includes a second opposing surface 122a and a second opposing surface 122b.
  • the second opposing surface 122a is located on one side of the second magnet 122 facing the central portion C of the fixed contact 22 and the movable contact 43. Also, the second opposing surface 122a is disposed adjacent to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 . In one embodiment, the second facing surface 122a is formed in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 .
  • the second opposite surface 122b is located on the other surface opposite to the second opposite surface 122a of the second magnet 122 .
  • the second opposite surface 122b is disposed to face the inner circumferential surface of the upper frame 11 with the first holder 111 interposed therebetween.
  • the second opposite surface (122b) is formed in a shape corresponding to the inner circumferential surface of the upper frame (11).
  • the third magnet 123 is coupled to the second inner surface 112b of the second holder 112 . Also, the third magnet 123 extends from one end of the second holder 112 along the second inner surface 112b. In one embodiment, the third magnet 123 is formed in a shape corresponding to the second inner surface 112b of the second holder 112 . In the illustrated embodiment, the third magnet 123 extends in a direction parallel to the extension direction of the first magnet 121 .
  • the third magnet 123 is disposed to face the first magnet 121 with the central portion C of the fixed contact 22 and the movable contact 43 interposed therebetween. That is, the first magnet 121, the central portion C, and the third magnet 123 are arranged side by side in a predetermined direction.
  • the third magnet 123 includes a third opposing surface 123a and a third opposing surface 123b.
  • the third opposing surface 123a is located on one side of the third magnet 123 facing the central portion C of the fixed contact 22 and the movable contact 43. Also, the third opposing surface 123a is disposed adjacent to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 . In one embodiment, the third facing surface 123a is formed in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 .
  • the third opposite surface 123b is located on the other surface opposite to the third opposite surface 123a of the third magnet 123 .
  • the third opposite surface 123b is disposed to face the inner circumferential surface of the upper frame 11 with the second holder 112 interposed therebetween.
  • the third opposite surface (123b) is formed in a shape corresponding to the inner circumferential surface of the upper frame (11).
  • the fourth magnet 124 is coupled to the second inner surface 112b of the second holder 112 .
  • the fourth magnet 124 extends from the other end of the second holder 112 opposite to the third magnet 123 along the second inner surface 112b.
  • the fourth magnet 124 is formed in a shape corresponding to the second inner surface 112b of the second holder 112 .
  • the fourth magnet 124 extends in a direction parallel to the extension direction of the second magnet 122 .
  • the extending direction of the fourth magnet 124 crosses the extending direction of the third magnet 123 . This is due to the fact that the second holder 112 coupled to the third magnet 123 and the fourth magnet 124 is bent and extended at a predetermined angle.
  • the fourth magnet 124 is disposed to face the third magnet 123 with an imaginary line extending along the arrangement direction of the plurality of fixed contacts 22 interposed therebetween.
  • the fourth magnet 124 is disposed to face the second magnet 122 with the central portions C of the fixed contact 22 and the movable contact 43 interposed therebetween. That is, the second magnet 122, the central portion C, and the fourth magnet 124 are arranged side by side in a predetermined direction. The predetermined direction crosses the arrangement direction of the first magnet 121, the central portion C, and the third magnet 123.
  • the shortest distance between the third magnet 123 and the fourth magnet 124 is formed equal to the shortest distance between the first magnet 121 and the second magnet 122 .
  • the fourth magnet 124 includes a fourth opposing surface 124a and a fourth opposite surface 124b.
  • the fourth opposing surface 124a is located on one side of the fourth magnet 124 facing the central portion C of the fixed contact 22 and the movable contact 43. Also, the fourth opposing surface 124a is disposed adjacent to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 . In one embodiment, the fourth facing surface 124a is formed in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the arc chamber 21 .
  • the fourth opposite surface 124b is located on the other surface opposite to the fourth opposite surface 124a of the fourth magnet 124 .
  • the fourth opposite surface 124b is disposed to face the inner circumferential surface of the upper frame 11 with the second holder 112 interposed therebetween.
  • the fourth opposite surface (124b) is formed in a shape corresponding to the inner circumferential surface of the upper frame (11).
  • the opposing surfaces 121a and 122a of the first magnet 121 and the second magnet 122 are magnetized with either N pole or S pole, and the third magnet 123 and the fourth magnet 124 Each of the opposing surfaces 123a and 124a of is magnetized with the other polarity of the N pole and the S pole.
  • the opposite surfaces 121b, 122b, 123b, and 124b of the first magnet 121, the second magnet 122, the third magnet 123, and the fourth magnet 124 are opposite surfaces 121a and 122a respectively.
  • 123a, 124a) are magnetized with opposite polarities.
  • the fixed contact 22 from the respective opposing surfaces 121a, 122a, 123a, 124a of the first magnet 121, the second magnet 122, the third magnet 123 and the fourth magnet 124. ) and the shortest distance to the center C of the movable contact 43 may all be formed identically.
  • the opposing surfaces 121a and 122a of the first magnet 121 and the second magnet 122 are all magnetized to the N pole, and the third magnet 123 and the fourth magnet ( 124) are both magnetized to the south pole.
  • a magnetic field in a direction pushing each other is formed between the first magnet 121 and the second magnet 122 and between the third magnet 123 and the fourth magnet 124 .
  • the magnetic field in the direction from the first magnet 121 toward the third magnet 123 and the fourth magnet 124 is formed
  • the magnetic field in the direction from the second magnet 122 toward the third magnet 123 and the fourth magnet 124 is formed
  • first holder 111 and the second holder 112 are also magnetized together by the magnet part 120 to form an additional magnetic field.
  • the direction of the current is the direction from the second fixed contact 22b via the movable contact 43 to the first fixed contact 22a or from the first fixed contact 22a to the movable contact ( 43) to the second fixed contact 22b.
  • the arc path forming unit 100 moves the electromagnetic force and the arc path A.P away from the center C, regardless of the polarity of the magnet unit 120 or the direction of the current flowing through the DC relay. direction can be formed.
  • the arc path forming unit 200 includes a magnet holder unit 210 , a magnet unit 220 and an auxiliary magnet 230 .
  • the magnet holder unit 210 and the magnet unit 220 according to the present embodiment have the same structure and function as the magnet holder unit 110 and the magnet unit 120 according to the above-described embodiment.
  • the arc path forming unit 200 according to this embodiment is different from the arc path forming unit 100 according to the above-described embodiment in that it includes an auxiliary magnet 230 .
  • the description of the magnet holder unit 210 and the magnet unit 220 is replaced with the description of the magnet holder unit 110 and the magnet unit 120 according to the above-described embodiment, and the auxiliary magnet 230 is the center.
  • the auxiliary magnet 230 forms a magnetic field inside the arc chamber 21 in which the fixed contact 22 and the movable contact 43 are accommodated.
  • the auxiliary magnet 230 is positioned radially inside the magnet holder part 210 . That is, the auxiliary magnet 230 is positioned between the first holder 211 and the second holder 212 .
  • the auxiliary magnet 230 overlaps the central portion C of the fixed contact 22 and the movable contact 43 in the movement direction of the movable contact 43 .
  • the center of the auxiliary magnet 230 is disposed to correspond to the center C of the fixed contact 22 and the movable contact 43.
  • the auxiliary magnet 230 may form a magnetic field by itself and in relation to the magnet part 220 .
  • the magnetic field formed by the auxiliary magnet 230 forms an electromagnetic force together with current flowing through the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 .
  • the formed electromagnetic force induces an arc generated when the fixed contact 22 and the movable contact 43 are spaced apart.
  • the auxiliary magnet 230 extends in a direction parallel to the arrangement direction of the first holder 211 and the second holder 212 .
  • the auxiliary magnet 230 is removed from each of the opposite surfaces 221a, 222a, 223a, 224a of the first magnet 221, the second magnet 222, the third magnet 223 and the fourth magnet 224. ) can all be equally formed.
  • the auxiliary magnet 230 is formed to have a polarity in the width direction.
  • the auxiliary magnet 230 includes a first surface 231 and a second surface 232 .
  • the first side 231 is located on one side of the auxiliary magnet 230 facing the first magnet 221 and the fourth magnet 224 .
  • the second surface 232 is located on the other surface opposite to the first surface 231 of the auxiliary magnet 230. It will be understood that the first side 231 and the second side 232 are formed on different sides of one auxiliary magnet 230 and are magnetized with polarities opposite to each other.
  • the opposing surfaces 221a and 222a of the first magnet 221 and the second magnet 222 are all magnetized to the N pole, and the third magnet 223 and the fourth magnet ( 224) are both magnetized to the south pole.
  • a magnetic field in a direction of pushing each other is formed between the first magnet 221 and the second magnet 222 and between the third magnet 223 and the fourth magnet 224 .
  • the magnetic field in the direction from the first magnet 221 toward the third magnet 223 and the fourth magnet 224 is formed
  • the magnetic field in the direction from the second magnet 222 toward the third magnet 223 and the fourth magnet 224 is formed
  • the first surface 231 of the auxiliary magnet 230 is magnetized to the N pole, and the second surface 232 is magnetized to the S pole. Accordingly, between the first surface 231 of the auxiliary magnet 230 and the first opposing surface 221a of the first magnet 221 and between the second surface 232 and the third magnet 223 of the auxiliary magnet 230 A magnetic field in a mutually repelling direction is formed between the third opposing surfaces 223a of ).
  • a magnetic field directed toward the second opposing surface 222a is formed between the first surface 231 of the auxiliary magnet 230 and the second opposing surface 222a of the second magnet 222 .
  • a magnetic field directed toward the second surface 232 is formed between the second surface 232 of the auxiliary magnet 230 and the fourth opposing surface 224a of the fourth magnet 224 .
  • first holder 211 and the second holder 212 are also magnetized together by the magnet unit 220 to form an additional magnetic field.
  • the direction of current is the direction from the second fixed contact 22b via the movable contact 43 to the first fixed contact 22a or from the first fixed contact 22a to the movable contact ( 43) to the second fixed contact 22b.
  • the opposing surfaces 221a and 222a of the first magnet 221 and the second magnet 222 are all magnetized to the N pole, and the third magnet 223 and the fourth magnet ( 224) are both magnetized to the south pole.
  • a magnetic field in a direction of pushing each other is formed between the first magnet 221 and the second magnet 222 and between the third magnet 223 and the fourth magnet 224 .
  • the magnetic field in the direction from the first magnet 221 toward the third magnet 223 and the fourth magnet 224 is formed
  • the magnetic field in the direction from the second magnet 222 toward the third magnet 223 and the fourth magnet 224 is formed
  • first surface 231 of the auxiliary magnet 230 is magnetized to the S pole
  • second surface 232 is magnetized to the N pole. Accordingly, between the first surface 231 of the auxiliary magnet 230 and the fourth opposing surface 224a of the fourth magnet 224 and between the second surface 232 of the auxiliary magnet 230 and the second magnet 222 A magnetic field in a mutually repelling direction is formed between the second facing surfaces 222a of the .
  • a magnetic field directed toward the first surface 231 is formed between the first surface 231 of the auxiliary magnet 230 and the first opposing surface 221a of the first magnet 221 . Further, between the second face 232 of the auxiliary magnet 230 and the third opposing face 223a of the third magnet 223, a magnetic field directed toward the third opposing face 223a is formed.
  • first holder 211 and the second holder 212 are also magnetized together by the magnet unit 220 to form an additional magnetic field.
  • the direction of current is the direction from the second fixed contact 22b through the movable contact 43 to the first fixed contact 22a.
  • the direction of current is the direction from the first fixed contact 22a through the movable contact 43 to the second fixed contact 22b.
  • the arc path forming unit 200 moves the path A.P of the electromagnetic force and the arc away from the center C, regardless of the polarity of the magnet unit 220 or the direction of the current flowing through the DC relay. direction can be formed.
  • the arc path forming unit 300 includes a magnet holder unit 310 , a magnet unit 320 and an auxiliary magnet 330 .
  • the magnet holder part 310 and the magnet part 320 according to the present embodiment have the same structure and function as the magnet holder part 210 and the magnet part 220 according to the above-described embodiment.
  • the auxiliary magnet 330 according to the present embodiment is the auxiliary magnet 230 according to the above-described embodiment in that the extension direction intersects the arrangement direction of the first holder 311 and the second holder 312. There is a difference with
  • the description of the magnet holder unit 310 and the magnet unit 320 is replaced with the description of the magnet holder unit 210 and the magnet unit 220 according to the above-described embodiment, and the auxiliary magnet 330 is described above. Differences from the auxiliary magnet 230 according to an embodiment will be mainly described.
  • the auxiliary magnet 330 is located radially inside the magnet holder part 310 . That is, the auxiliary magnet 330 is positioned between the first holder 311 and the second holder 312 . At this time, the auxiliary magnet 330 extends in a direction crossing the arrangement direction of the first holder 311 and the second holder 312 .
  • the auxiliary magnet 330 is formed to have a polarity in the width direction.
  • the auxiliary magnet 330 includes a first surface 331 and a second surface 332 .
  • the first side 331 is located on one side of the auxiliary magnet 330 facing the first magnet 321 and the second magnet 322 .
  • the second surface 332 is located on the other surface opposite to the first surface 331 of the auxiliary magnet 330. It will be appreciated that the first side 331 and the second side 332 are formed on different sides of one auxiliary magnet 330 and are magnetized with polarities opposite to each other.
  • the opposing surfaces 321a and 322a of the first magnet 321 and the second magnet 322 are all magnetized to the N pole, and the third magnet 323 and the fourth magnet ( 324) are both magnetized to the south pole.
  • a magnetic field in a direction of pushing each other is formed between the first magnet 321 and the second magnet 322 and between the third magnet 323 and the fourth magnet 324 .
  • the magnetic field is directed from the first magnet 321 toward the third magnet 323 and the fourth magnet 324.
  • the second magnet 322 the third magnet 323, and the fourth magnet 324, the magnetic field in the direction from the second magnet 322 toward the third magnet 323 and the fourth magnet 324 is formed
  • the first surface 331 of the auxiliary magnet 330 is magnetized to the N pole, and the second surface 332 is magnetized to the S pole. Accordingly, between the first face 331 of the auxiliary magnet 330, the first opposing face 321a of the first magnet 321, and the second opposing face 322a of the second magnet 322, there is a mutually repelling force. A directional magnetic field is formed. Further, between the second face 332 of the auxiliary magnet 330, the third opposing face 323a of the third magnet 323, and the fourth opposing face 324a of the fourth magnet 324, there is a mutually pushing direction. of magnetic field is formed.
  • first holder 311 and the second holder 312 are also magnetized together by the magnet part 320 to form an additional magnetic field.
  • the direction of the current is the direction from the second fixed contact 22b via the movable contact 43 to the first fixed contact 22a or from the first fixed contact 22a to the movable contact ( 43) to the second fixed contact 22b.
  • the opposing surfaces 321a and 322a of the first magnet 321 and the second magnet 322 are all magnetized to the N pole, and the third magnet 323 and the fourth magnet ( 324) are both magnetized to the south pole.
  • a magnetic field in a direction of pushing each other is formed between the first magnet 321 and the second magnet 322 and between the third magnet 323 and the fourth magnet 324 .
  • the magnetic field is directed from the first magnet 321 toward the third magnet 323 and the fourth magnet 324.
  • the second magnet 322 the third magnet 323, and the fourth magnet 324, the magnetic field in the direction from the second magnet 322 toward the third magnet 323 and the fourth magnet 324 is formed
  • the first surface 331 of the auxiliary magnet 330 is magnetized to the S pole, and the second surface 332 is magnetized to the N pole. Accordingly, between the first surface 331 of the auxiliary magnet 330 and the first opposing surface 321a of the first magnet 321 and the second opposing surface 322a of the second magnet 322, the first A magnetic field in a direction toward the face 331 is formed. Further, between the second face 332 of the auxiliary magnet 330, the third opposing face 323a of the third magnet 323, and the fourth opposing face 324a of the fourth magnet 324, the third opposing face 324a A magnetic field is formed in a direction toward the surface 323a and the fourth opposing surface 324a.
  • first holder 311 and the second holder 312 are also magnetized together by the magnet part 320 to form an additional magnetic field.
  • the direction of the current is the direction from the second fixed contact 22b through the movable contact 43 to the first fixed contact 22a.
  • the direction of the current is the direction from the first fixed contact 22a through the movable contact 43 to the second fixed contact 22b.
  • the arc path forming unit 300 moves the path A.P of the electromagnetic force and the arc away from the center C, regardless of the polarity of the magnet unit 320 or the direction of the current flowing through the DC relay. direction can be formed.

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Abstract

본 발명은, 발생된 아크를 외부를 향해 효과적으로 유도할 수 있는 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이에 있어서, 아크 챔버의 외측 및 프레임의 내측 사이에 배치되고 서로 다른 제1 홀더 및 제2 홀더를 포함하는 자석 홀더부 및 상기 자석 홀더부의 아크 챔버를 향하는 일 면에 부착되어 상기 아크 챔버에 자기장을 형성하는 자석부를 포함하고, 상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더는 각각 소정의 각도로 절곡되며 연장되고 양 단에 자석부가 부착되며, 자석부에서 형성된 자기장은 직류 릴레이에 통전되는 전류와 함께 전자기력을 형성하여 아크를 고정 접촉자에서 멀어지는 방향으로 유도하는, 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 개시한다.

Description

아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이
본 발명은 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 발생된 아크를 외부를 향해 효과적으로 유도할 수 있는 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이에 관한 것이다.
직류 릴레이(Direct current relay)란 전자석의 원리를 이용하여 기계적인 구동 또는 전류 신호를 전달해 주는 장치를 의미한다. 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.
종래의 직류 릴레이는 일부 고정 접점에 작용하는 전자기력이 내측, 즉 가동 접점의 중앙 부분을 향해 형성된다. 따라서, 해당 위치에서 발생된 아크는 즉시 외측으로 배출되지 못하게 된다.
직류 릴레이의 중앙 부분, 즉, 각 고정 접점 사이의 공간에는 가동 접점을 상하 방향으로 구동시키기 위한 여러 부재들이 구비된다. 일 예로, 샤프트, 샤프트에 관통 삽입되는 스프링 부재 등이 상기 위치에 구비된다.
따라서, 발생된 아크가 중앙 부분을 향해 이동될 경우, 또한 중앙 부분으로 이동된 아크가 즉시 외부로 이동되지 못할 경우 상기 위치에 구비되는 여러 부재들이 아크의 에너지에 의해 손상될 우려가 있다.
또한, 종래의 직류 릴레이 내부에서 형성되는 전자기력은 그 방향이 고정 접점에 통전되는 전류의 방향에 의존한다. 즉, 각 고정 접점에서 발생되는 전자기력 중 내측을 향하는 방향으로 형성되는 전자기력의 위치가 전류의 방향에 따라 상이하다.
즉, 사용자는 직류 릴레이를 사용할 때마다 전류의 방향으로 고려해야 한다. 이는 직류 릴레이의 사용에 불편함을 초래할 수 있다. 또한, 사용자의 의도와 무관하게, 조작 미숙 등으로 직류 릴레이에 인가되는 전류의 방향이 바뀌는 상황도 배제할 수 없다.
이 경우, 발생된 아크에 의해 직류 릴레이의 중앙 부분에 구비된 부재들이 손상될 수 있다. 이에 따라, 직류 릴레이의 내구 연한이 감소됨은 물론, 안전 사고가 발생될 우려가 있다.
한국등록특허문헌 제10-1696952호는 직류 릴레이를 개시한다. 구체적으로, 복수 개의 영구 자석을 이용하여, 가동 접점의 이동을 방지할 수 있는 구조의 직류 릴레이를 개시한다.
그런데, 이러한 유형의 직류 릴레이는 복수 개의 영구 자석을 이용하여 가동 접점의 이동을 방지할 수는 있으나, 아크의 배출 경로의 방향을 제어하기 위한 방안에 대한 고찰이 없다는 한계가 있다.
한국등록특허문헌 제10-1216824호는 직류 릴레이를 개시한다. 구체적으로, 감쇠 자석을 이용하여 가동 접점과 고정 접점 간의 임의 이격을 방지할 수 있는 구조의 직류 릴레이를 개시한다.
그러나, 이러한 유형의 직류 릴레이는 가동 접점과 고정 접점의 접촉 상태를 유지하기 위한 방안만을 제시한다. 즉, 가동 접점과 고정 접점이 이격될 경우 발생되는 아크의 배출 경로를 형성하기 위한 방안을 제시하지 못한다는 한계가 있다.
(특허문헌 1) 한국등록특허문헌 제10-1696952호 (2017.01.16.)
(특허문헌 2) 한국등록특허문헌 제10-1216824호 (2012.12.28.)
본 발명의 일 목적은, 통전되던 전류가 차단됨에 따라 발생되는 아크를 신속하게 소호 및 배출할 수 있는 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 발생된 아크를 유도하기 위한 힘의 크기를 강화할 수 있는 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은, 발생된 아크에 의해 통전을 위한 구성 요소의 손상이 방지될 수 있는 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은, 복수 개의 위치에서 발생된 아크가 서로 만나지 않게 진행될 수 있는 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은, 과다한 설계 변경 없이도 상술한 목적을 달성할 수 있는 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 경로 형성부는, 내부에 복수 개의 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 수용되는 아크 챔버; 상기 아크 챔버의 외측에 배치되고, 서로 다른 제1 홀더 및 제2 홀더를 포함하는 자석 홀더부; 및 상기 자석 홀더부의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 부착되어, 상기 아크 챔버에 자기장을 형성하는 자석부를 포함하고, 상기 제1 홀더 및 제2 홀더는, 각각 소정의 각도로 절곡되며 연장되고, 서로 이격되되 상기 복수 개의 고정 접촉자의 배열 방향과 나란한 방향으로 배열되며, 각각의 오목부가 서로 마주하게 배치되고, 상기 자석부는, 상기 제1 홀더의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 인접하게 배치되고, 상기 제1 홀더의 일 단 또는 타 단으로부터 상기 제1 홀더의 상기 일 면을 따라 연장되는 제1 자석 및 제2 자석; 및 상기 제2 홀더의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 인접하게 배치되고, 상기 제2 홀더의 일 단 또는 타 단으로부터 상기 제2 홀더의 상기 일 면을 따라 연장되는 제3 자석 및 제4 자석을 포함하고, 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석은 N극과 S극 중 어느 하나의 극성으로 자화되며, 상기 제3 자석 및 상기 제4 자석은 N극과 S극 중 다른 하나의 극성으로 자화된다.
또한, 상기 자석부는, 상기 제1 자석 및 제3 자석이 서로 마주하게 배치되고, 상기 제2 자석 및 제4 자석이 서로 마주하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 자석은, 상기 제3 자석의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되고, 상기 제2 자석은, 상기 제4 자석의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 제1 자석 및 제2 자석은, 각각의 연장 방향이 서로 교차될 수 있다.
또한, 상기 제1 자석은, 상기 제2 자석과 상기 고정 접촉자의 배열 방향을 따라 연장되는 가상의 선을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되고, 상기 제3 자석은, 상기 제4 자석과 상기 가상의 선을 사이에 두고 서로 마주하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 자석부는, 상기 제1 자석과 상기 제2 자석 사이 최단 거리가 상기 제3 자석과 상기 제4 자석 사이 최단 거리와 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 고정 접촉자의 중심점과 상기 가동 접촉자의 운동 방향으로 중첩되고, 상기 아크 챔버에 자기장을 형성하는 보조 자석을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 자석은, 그 연장 방향이 상기 제1 홀더 및 제2 홀더의 배열 방향과 나란하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 보조 자석은, 그 연장 방향이 상기 제1 홀더 및 제2 홀더의 배열 방향과 교차될 수 있다.
또한, 상기 보조 자석은, 상기 제1 홀더를 향하는 제1 면이 제1 자석 및 제2 자석과 동일한 극성으로 자화되고, 상기 제2 홀더를 향하는 제2 면이 제3 자석 및 제4 자석과 동일한 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 보조 자석은, 상기 제1 홀더를 향하는 제1 면이 제1 자석 및 제2 자석과 반대되는 극성으로 자화되고, 상기 제2 홀더를 향하는 제2 면이 제3 자석 및 제4 자석과 반대되는 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 제1 자석, 제2 자석, 제3 자석 및 제4 자석은, 그 폭 방향 및 너비 방향의 길이가 각각 서로 대응될 수 있다.
또한, 상기 제1 홀더는, 상기 제2 홀더와 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 복수 개의 고정 접촉자의 중심점을 기준으로 상기 제2 홀더와 서로 대칭될 수 있다.
또한, 본 발명은, 복수 개 구비되어, 일 방향으로 서로 이격되어 위치되는 고정 접촉자; 상기 고정 접촉자에 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자; 내부에 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자가 수용되는 공간이 형성되는 아크 챔버; 상기 아크 챔버를 둘러싸는 프레임; 상기 아크 챔버의 외측 및 상기 프레임의 내측 사이에 배치되고, 서로 다른 제1 홀더 및 제2 홀더를 포함하는 자석 홀더부; 및 상기 자석 홀더부의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 부착되어, 상기 아크 챔버에 자기장을 형성하는 자석부를 포함하고, 상기 제1 홀더 및 제2 홀더는, 각각 소정의 각도로 절곡되며 연장되고, 서로 이격되되 상기 고정 접촉자의 배열 방향과 나란한 방향으로 배열되며, 각각의 오목부가 서로 마주하게 배치되고, 상기 자석부는, 상기 제1 홀더의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 인접하게 배치되고, 상기 제1 홀더의 일 단 또는 타 단으로부터 상기 제1 홀더의 상기 일 면을 따라 연장되는 제1 자석 및 제2 자석; 및 상기 제2 홀더의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 인접하게 배치되고, 상기 제2 홀더의 일 단 또는 타 단으로부터 상기 제2 홀더의 상기 일 면을 따라 연장되는 제3 자석 및 제4 자석을 포함하고, 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석은 N극과 S극 중 어느 하나의 극성으로 자화되며, 상기 제3 자석 및 상기 제4 자석은 N극과 S극 중 다른 하나의 극성으로 자화되는, 직류 릴레이를 제공한다.
또한, 상기 자석부는, 상기 제1 자석 및 제3 자석이 서로 마주하게 배치되고, 상기 제2 자석 및 제4 자석이 서로 마주하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 자석은, 상기 제3 자석의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되고, 상기 제2 자석은, 상기 제4 자석의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되며, 그 연장 방향이 상기 제1 자석의 연장 방향과 서로 교차될 수 있다.
또한, 상기 제1 자석은, 상기 제2 자석과 상기 고정 접촉자의 배열 방향을 따라 연장되는 가상의 선을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되고, 상기 제3 자석은, 상기 제4 자석과 상기 가상의 선을 사이에 두고 서로 마주하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 고정 접촉자의 중심점과 상기 가동 접촉자의 운동 방향으로 중첩되고, 상기 아크 챔버에 자기장을 형성하는 보조 자석을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 자석은, 그 연장 방향이 상기 제1 홀더 및 제2 홀더의 배열 방향과 나란하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 보조 자석은, 그 연장 방향이 상기 제1 홀더 및 제2 홀더의 배열 방향과 교차될 수 있다.
본 발명의 다양한 효과 중, 상술한 해결 수단을 통해 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.
먼저, 아크 경로 형성부는 자석부를 포함한다. 자석부는 각각 아크 경로 형성부의 내부에 자기장을 형성한다. 형성된 자기장은 아크 경로 형성부에 수용되는 고정 접촉자 및 가동 접촉자에 통전되던 전류와 함께 전자기력을 형성한다.
이때, 발생된 아크는 각 고정 접촉자에서 멀어지는 방향으로 형성된다. 고정 접촉자와 가동 접촉자가 이격되어 발생된 아크는, 상기 전자기력에 의해 유도될 수 있다.
따라서, 발생된 아크가 아크 경로 형성부 및 직류 릴레이의 외부로 신속하게 소호 및 배출될 수 있다.
또한, 자석부는 복수 개의 자석을 구비할 수 있다. 복수 개의 자석은 각 고정 접촉자 부근에서 형성되는 전자기력의 세기를 강화하게 형성된다. 즉, 서로 다른 자석에 의해, 같은 고정 접촉자 부근에서 형성되는 아크 경로 형성부는 서로 같은 방향으로 형성된다.
따라서, 각 고정 접촉자 부근에서 형성되는 자기장의 세기 및 자기장의 세기에 의존하는 전자기력의 세기 또한 강화될 수 있다. 결과적으로, 발생된 아크를 유도하는 전자기력의 세기가 강화되어, 발생된 아크가 효과적으로 소호 및 배출될 수 있다.
또한, 자석부가 형성하는 자기장 및 고정 접촉자와 가동 접촉자에 통전되던 전류가 형성하는 전자기력의 방향은, 중심부에서 멀어지는 방향으로 형성된다.
더 나아가, 상술한 바와 같이 자석부에 의해 자기장 및 전자기력의 세기가 강화되므로, 발생된 아크가 중심부에서 멀어지는 방향으로 신속하게 소호 및 이동될 수 있다.
따라서, 직류 릴레이의 작동을 위해 중심부 부근에 구비되는 각종 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다.
또한, 다양한 실시 예에서, 고정 접촉자는 복수 개 구비될 수 있다. 아크 경로 형성부에 구비되는 자석부는 각 고정 접촉자 부근에 서로 다른 방향의 자기장을 형성한다. 따라서, 각 고정 접촉자 부근에서 발생된 아크의 경로는 서로 다른 방향을 향해 진행된다.
따라서, 각 고정 접촉자 부근에서 발생된 아크가 서로 만나지 않게 된다. 이에 따라, 서로 다른 위치에서 발생된 아크의 충돌에 의해 발생될 수 있는 오동작 또는 안전 사고 등이 예방될 수 있다.
또한, 자석부 및 자석 홀더부는 아크 챔버를 둘러싸는 프레임의 내측에 위치된다. 즉, 자석부 및 자석 홀더부는 프레임의 내측 및 아크 챔버의 외측 사이에 위치된다.
따라서, 자석부 및 자석 홀더부를 아크 챔버 외부에 배치하기 위한 별도의 설계 변경이 요구되지 않는다.
따라서, 과다한 설계 변경 없이도 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부가 직류 릴레이에 구비될 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부가 적용되기 위한 시간 및 비용 등이 절감될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이를 도시하는 정단면도이다.
도 2는 도 1의 직류 릴레이를 도시하는 평단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 경로 형성부를 도시하는 개념도이다.
도 4는 도 3의 아크 경로 형성부에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부를 도시하는 개념도이다.
도 6은 도 5의 아크 경로 형성부에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
도 7은 도 5의 아크 경로 형성부에 구비되는 자석부의 다른 예를 도시하는 개념도이다.
도 8 내지 도 9는 도 7의 아크 경로 형성부에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부를 도시하는 개념도이다.
도 11은 도 10의 아크 경로 형성부에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
도 12는 도 10의 아크 경로 형성부에 구비되는 자석부의 다른 예를 도시하는 개념도이다.
도 13 내지 도 14는 도 12의 아크 경로 형성부에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100, 200, 300) 및 이를 포함하는 직류 릴레이(1)를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시 예라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르기 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1)의 설명
이하에서는, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1)에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1)는 프레임부(10), 개폐부(20), 코어부(30) 및 가동 접촉자부(40)를 포함한다. 또한, 직류 릴레이(1)는 아크 경로 형성부(100, 200, 300)를 포함한다.
아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 발생된 아크의 배출 경로를 형성할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1)의 구성을 설명하되, 프레임부(10), 개폐부(20), 코어부(30), 가동 접촉자부(40) 및 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 별항으로 설명한다.
이하에서 설명되는 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 직류 릴레이(1)에 구비됨을 전제하여 설명된다. 다만, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 전자 접촉기, 전자 개폐기 등 고정 접점 및 가동 접점의 접촉 및 이격에 의해 외부와 통전 및 통전 해제될 수 있는 형태의 장치에 적용될 수 있음이 이해될 것이다.
(1) 프레임부(10)의 설명
프레임부(10)는 직류 릴레이(1)의 외측을 형성한다. 프레임부(10)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 공간에는 직류 릴레이(1)가 외부에서 전달되는 전류를 인가하거나 차단하기 위한 기능을 수행하는 다양한 장치들이 수용될 수 있다. 즉, 프레임부(10)는 일종의 하우징(41)으로 기능한다.
일 실시 예에서, 프레임부(10)는 합성 수지 등의 절연성 소재로 형성되어, 프레임부(10)의 내부와 외부가 임의로 통전되는 것이 방지될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 프레임부(10)는 상부 프레임(11), 하부 프레임(12), 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)를 포함한다.
상부 프레임(11)은 프레임부(10)의 상측을 형성한다. 상부 프레임(11)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다.
상부 프레임(11)의 내부 공간에는 개폐부(20) 및 가동 접촉자부(40)가 수용될 수 있다. 또한, 상부 프레임(11)의 내부 공간에는 아크 경로 형성부(100, 200, 300)가 수용될 수 있다.
상부 프레임(11)의 일 측, 도시된 실시 예에서 상측에는 개폐부(20)의 고정 접촉자(22)가 위치된다. 고정 접촉자(22)는 상부 프레임(11)의 상측에 일부가 노출되어, 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다. 이를 위하여, 상부 프레임(11)의 일 측에는 고정 접촉자(22)가 관통 결합되는 관통공이 형성될 수 있다.
하부 프레임(12)은 프레임부(10)의 하측을 형성한다. 하부 프레임(12)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다. 하부 프레임(12)의 내부 공간에는 코어부(30)가 수용될 수 있다.
하부 프레임(12)은 상부 프레임(11)과 결합될 수 있다. 하부 프레임(12)과 상부 프레임(11) 사이의 공간에는 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)가 구비될 수 있다.
절연 플레이트(13)는 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12) 사이에 위치된다.
절연 플레이트(13)는 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)을 전기적으로 이격시킨다. 이를 위해, 절연 플레이트(13)는 합성 수지 등 절연성 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
절연 플레이트(13)에 의하여, 상부 프레임(11) 내부에 수용된 개폐부(20), 가동 접촉자부(40) 및 아크 경로 형성부(100, 200, 300)와 하부 프레임(12) 내부에 수용된 코어부(30) 간 임의 통전이 방지될 수 있다.
절연 플레이트(13)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공에는 가동 접촉자부(40)의 샤프트(44)가 상하 방향으로 이동 가능하게 관통 결합된다.
절연 플레이트(13)의 하측에는 지지 플레이트(14)가 위치된다.
지지 플레이트(14)는 절연 플레이트(13)의 하측을 지지한다.
지지 플레이트(14)는 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12) 사이에 위치된다.
지지 플레이트(14)는 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)을 물리적으로 이격시킨다.
지지 플레이트(14) 자성체로 형성될 수 있다. 따라서, 지지 플레이트(14)는 요크(33)와 함께 자로(magnetic circuit)를 형성할 수 있다. 상기 자로에 의하여, 코어부(30)의 가동 코어(32)가 고정 코어(31)를 향해 이동되기 위한 구동력이 형성될 수 있다.
지지 플레이트(14)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공에는 샤프트(44)가 상하 방향으로 이동 가능하게 관통 결합된다.
따라서, 가동 코어(32)가 고정 코어(31)를 향하는 방향 또는 고정 코어(31)에서 이격되는 방향으로 이동될 경우, 샤프트(44) 및 샤프트(44)에 연결된 가동 접촉자(43) 또한 동일한 방향으로 함께 이동될 수 있다.
(2) 개폐부(20)의 설명
개폐부(20)는 코어부(30)의 동작에 따라 전류의 통전을 허용하거나 차단한다. 구체적으로, 개폐부(20)는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 접촉되거나 이격되어 전류의 통전을 허용하거나 차단할 수 있다.
개폐부(20)는 상부 프레임(11)의 내부 공간에 수용된다. 개폐부(20)는 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)에 의해 코어부(30)와 전기적 및 물리적으로 이격될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 개폐부(20)는 아크 챔버(21), 고정 접촉자(22) 및 실링 부재(23)를 포함한다.
아크 챔버(21)는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 이격되어 발생되는 아크(arc)를 내부 공간에서 소호(extinguish)한다. 이에, 아크 챔버(21)는 "아크 소호부"로 지칭될 수도 있을 것이다.
아크 챔버(21)는 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)를 밀폐 수용한다. 즉, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)는 아크 챔버(21) 내부에 수용된다. 따라서, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격되어 발생되는 아크는 외부로 임의 유출되지 않게 된다.
아크 챔버(21) 내부에는 소호용 가스가 충전될 수 있다. 소호용 가스는 발생된 아크가 소호되며 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이(1)의 외부로 배출될 수 있게 한다. 이를 위해, 아크 챔버(21)의 내부 공간을 둘러싸는 벽체에는 연통공(미도시)이 관통 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 아크 챔버(21)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 아크 챔버(21)는 높은 내압성 및 높은 내열성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 이는, 발생되는 아크가 고온 고압의 전자의 흐름임에 기인한다. 예를 들어, 아크 챔버(21)는 세라믹 소재로 형성될 수 있다.
아크 챔버(21)의 상측에는 복수 개의 관통공이 형성될 수 있다. 상기 관통공 각각에는 고정 접촉자(22)가 관통 결합된다.
도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(22)는 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 고정 접촉자(22b)를 포함하여 두 개로 구비된다. 이에 따라, 아크 챔버(21)의 상측에 형성되는 관통공 또한 두 개로 형성될 수 있다.
상기 관통공에 고정 접촉자(22)가 관통 결합되면, 상기 관통공은 밀폐된다. 즉, 고정 접촉자(22)는 상기 관통공에 밀폐 결합된다. 이에 따라, 발생된 아크는 상기 관통공을 통해 외부로 배출되지 않는다.
아크 챔버(21)의 하측은 개방될 수 있다. 아크 챔버(21)의 하측에는 절연 플레이트(13) 및 실링 부재(23)가 접촉된다. 즉, 아크 챔버(21)의 하측은 절연 플레이트(13) 및 실링 부재(23)에 의해 밀폐된다.
이에 따라, 아크 챔버(21)는 상부 프레임(11)의 외측 공간과 전기적, 물리적으로 이격될 수 있다.
아크 챔버(21)에서 소호된 아크는 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이(1)의 외부로 배출된다. 일 실시 예에서, 소호된 아크는 상기 연통공을 통해 아크 챔버(21)의 외부로 배출될 수 있다.
아크 챔버(21)의 외측에는 아크 경로 형성부(100, 200, 300)가 구비될 수 있다. 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 아크 챔버(21) 내부에서 발생된 아크의 경로(A.P)를 형성하기 위한 자기장을 형성할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
고정 접촉자(22)는 가동 접촉자(43)와 접촉되거나 이격되어, 직류 릴레이(1)의 내부와 외부의 통전을 인가하거나 차단한다.
구체적으로, 고정 접촉자(22)가 가동 접촉자(43)와 접촉되면, 직류 릴레이(1)의 내부와 외부가 통전될 수 있다. 반면, 고정 접촉자(22)가 가동 접촉자(43)와 이격되면, 직류 릴레이(1)의 내부와 외부의 통전이 차단된다.
명칭에서 알 수 있듯이, 고정 접촉자(22)는 이동되지 않는다. 즉, 고정 접촉자(22)는 상부 프레임(11) 및 아크 챔버(21)에 고정 결합된다. 따라서, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)의 접촉 및 이격은 가동 접촉자(43)의 이동에 의해 달성된다.
고정 접촉자(22)의 일 측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 상부 프레임(11)의 외측으로 노출된다. 상기 일 측 단부에는 전원 또는 부하가 각각 통전 가능하게 연결된다.
고정 접촉자(22)는 복수 개로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(22)는 좌측의 제1 고정 접촉자(22a) 및 우측의 제2 고정 접촉자(22b)를 포함하여, 총 두 개로 구비된다.
제1 고정 접촉자(22a)는 가동 접촉자(43)의 길이 방향의 중심으로부터 일 측, 도시된 실시 예에서 좌측으로 치우치게 위치된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b)는 가동 접촉자(43)의 길이 방향의 중심으로부터 타 측, 도시된 실시 예에서 우측으로 치우치게 위치된다.
제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 고정 접촉자(22b) 중 어느 하나에는 전원이 통전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 고정 접촉자(22b) 중 다른 하나에는 부하가 통전 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1)는, 고정 접촉자(22)에 연결되는 전원 또는 부하의 방향과 무관하게 아크의 경로(A.P)를 형성할 수 있다. 이는 아크 경로 형성부(100, 200, 300)에 의하여 달성되는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
고정 접촉자(22)의 타 측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 가동 접촉자(43)를 향해 연장된다.
가동 접촉자(43)가 고정 접촉자(22)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동되면, 상기 하측 단부는 가동 접촉자(43)와 접촉된다. 이에 따라, 직류 릴레이(1)의 외부와 내부가 통전될 수 있다.
고정 접촉자(22)의 상기 하측 단부는 아크 챔버(21) 내부에 위치된다.
제어 전원이 차단될 경우, 가동 접촉자(43)는 복귀 스프링(36)의 탄성력에 의해 고정 접촉자(22)에서 이격된다.
이때, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격됨에 따라, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43) 사이에는 아크가 발생된다. 발생된 아크는 아크 챔버(21) 내부의 소호용 가스에 소호되고, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)에 의해 형성된 경로를 따라 외부로 배출될 수 있다.
실링 부재(23)는 아크 챔버(21)와 상부 프레임(11) 내부의 공간의 임의 연통을 차단한다.
실링 부재(23)는 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)와 함께 아크 챔버(21)의 하측을 밀폐한다. 구체적으로, 실링 부재(23)의 상측은 아크 챔버(21)의 하측과 결합된다. 또한, 실링 부재(23)의 방사상 내측은 절연 플레이트(13)의 외주와 결합되며, 실링 부재(23)의 하측은 지지 플레이트(14)에 결합된다.
따라서, 아크 챔버(21)에서 발생된 아크 및 소호용 가스에 의해 소호된 아크는 상부 프레임(11)의 내부 공간으로 임의 유출되지 않게 된다.
또한, 실링 부재(23)는 실린더(37)의 내부 공간과 프레임부(10)의 내부 공간의 임의 연통을 차단하도록 구성될 수 있다.
(3) 코어부(30)의 설명
코어부(30)는 제어 전원의 인가에 따라 가동 접촉자부(40)를 상측으로 이동시킨다. 또한, 제어 전원의 인가가 해제될 경우, 코어부(30)는 가동 접촉자부(40)를 다시 하측으로 이동시킨다.
코어부(30)는 외부의 제어 전원(미도시)과 통전 가능하게 연결되어, 제어 전원을 인가받을 수 있다.
코어부(30)는 개폐부(20)의 하측에 위치된다. 또한, 코어부(30)는 하부 프레임(12)의 내부에 수용된다. 코어부(30)와 개폐부(20)는 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)에 의해 전기적 및 물리적으로 이격될 수 있다.
코어부(30)와 개폐부(20) 사이에는 가동 접촉자부(40)가 위치된다. 가동 접촉자부(40)는 코어부(30)가 인가하는 구동력에 의하여 이동될 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(43)와 고정 접촉자(22)가 접촉되며 직류 릴레이(1)가 통전될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 코어부(30)는 고정 코어(31), 가동 코어(32), 요크(33), 보빈(34), 코일(35), 복귀 스프링(36) 및 실린더(37)를 포함한다.
고정 코어(31)는 코일(35)에서 발생되는 자기장에 의해 자화되어 전자기적 척력을 발생시킨다. 상기 전자기적 척력에 의하여, 가동 코어(32)가 고정 코어(31)에서 멀어지는 방향으로 이동된다.
고정 코어(31)는 이동되지 않는다. 즉, 고정 코어(31)는 지지 플레이트(14) 및 실린더(37)에 고정 결합된다.
고정 코어(31)는 자기장에 의해 자화되어 전자기력을 발생시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 고정 코어(31)는 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
고정 코어(31)는 실린더(37) 하측을 부분적으로 수용한다. 또한, 고정 코어(31)의 내주는 실린더(37)의 외주에 접촉된다.
고정 코어(31)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공에는 샤프트(44)가 상하 이동 가능하게 관통 결합된다.
가동 코어(32)는 제어 전원이 인가되면 고정 코어(31)가 생성하는 전자기적 척력에 의해 고정 코어(31)에서 멀어지는 방향으로 이동된다.
가동 코어(32)의 이동에 따라, 가동 코어(32)에 결합된 샤프트(44)가 고정 코어(31)에서 멀어지는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다. 또한, 샤프트(44)가 이동됨에 따라, 샤프트(44)에 결합된 가동 접촉자부(40) 또한 상측으로 이동된다.
이에 따라, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 접촉되어 직류 릴레이(1)가 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다.
가동 코어(32)는 전자기력에 의한 척력을 받을 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 가동 코어(32)는 자성체 소재로 형성되거나, 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
가동 코어(32)는 실리더의 내부에 수용된다. 또한, 가동 코어(32)는 실린더(37) 내부에서 실린더(37)의 길이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 이동될 수 있다.
구체적으로, 가동 코어(32)는 고정 코어(31)를 향하는 방향 및 고정 코어(31)에서 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.
가동 코어(32)는 샤프트(44)와 결합된다. 가동 코어(32)는 샤프트(44)와 일체로 이동될 수 있다. 가동 코어(32)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 샤프트(44) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다. 이에 따라, 가동 접촉자(43) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다.
가동 코어(32)는 고정 코어(31)의 상측에 위치된다. 가동 코어(32)는 고정 코어(31)와 소정 거리만큼 이격될 수 있다. 상기 소정 거리는 가동 코어(32)가 상하 방향으로 이동될 수 있는 거리로 정의될 수 있을 것이다.
가동 코어(32)는 길이 방향으로 연장 형성된다. 가동 코어(32)의 내부에는 길이 방향으로 연장되는 중공부가 소정 거리만큼 함몰 형성된다. 상기 중공부에는 복귀 스프링(36) 및 복귀 스프링(36)에 관통 결합된 샤프트(44)의 하측이 부분적으로 수용된다.
상기 중공부의 하측에는 관통공이 길이 방향으로 관통 형성된다. 상기 중공부와 상기 관통공은 연통된다. 상기 중공부에 삽입된 샤프트(44)의 하측 단부는 상기 관통공을 향해 진행될 수 있다.
가동 코어(32)의 하측 단부에는 공간부가 소정 거리만큼 함몰 형성된다. 상기 공간부는 상기 관통공과 연통된다. 상기 공간부에는 샤프트(44)의 하측 헤드부가 위치된다.
요크(33)는 제어 전원이 인가됨에 따라 자로를 형성한다. 요크(33)가 형성하는 자로는 코일(35)이 형성하는 자기장의 방향을 조절하도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 제어 전원이 인가되면 코일(35)은 가동 코어(32)가 고정 코어(31)에서 멀어지는 방향으로 이동되도록 자기장을 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, 요크(33)는 통전 가능한 전도성 소재로 형성될 수 있다.
요크(33)는 하부 프레임(12)의 내부에 수용된다. 요크(33)는 코일(35)을 둘러싼다. 코일(35)은 요크(33)의 내주면과 소정 거리만큼 이격되도록 요크(33)의 내부에 수용될 수 있다. 요크(33)의 내부에는 보빈(34)이 수용된다. 즉, 하부 프레임(12)의 외주로부터 방사상 내측을 향하는 방향으로 요크(33), 코일(35) 및 코일(35)이 권취되는 보빈(34)이 순서대로 배치된다.
요크(33)의 상측은 지지 플레이트(14)에 접촉된다. 또한, 요크(33)의 외주는 하부 프레임(12)의 내주에 접촉되거나, 하부 프레임(12)의 내주로부터 소정 거리만큼 이격되도록 위치될 수 있다.
보빈(34)에는 코일(35)이 권취된다.
보빈(34)은 요크(33) 내부에 수용된다.
보빈(34)은 평판형의 상부 및 하부와, 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 상부와 하부를 연결하는 원통형의 기둥부를 포함할 수 있다. 즉, 보빈(34)은 실패(bobbin) 형상이다.
보빈(34)의 상부는 지지 플레이트(14)의 하측과 접촉된다. 보빈(34)의 기둥부에는 코일(35)이 권취된다. 코일(35)이 권취되는 두께는 보빈(34)의 상부 및 하부의 직경과 같거나 더 작게 구성될 수 있다.
보빈(34)의 기둥부에는 길이 방향으로 연장되는 중공부가 관통 형성된다. 상기 중공부에는 실린더(37)가 수용될 수 있다. 보빈(34)의 기둥부는 고정 코어(31), 가동 코어(32) 및 샤프트(44)와 같은 중심축을 갖도록 배치될 수 있다.
코일(35)은 인가된 제어 전원에 의해 자기장을 발생시킨다. 코일(35)이 발생시키는 자기장에 의해 고정 코어(31)가 자화되어, 가동 코어(32)에 전자기적 척력이 인가될 수 있다.
코일(35)은 보빈(34)에 권취된다. 구체적으로, 코일(35)은 보빈(34)의 기둥부에 권취되어, 상기 기둥부의 방사상 외측으로 적층된다. 코일(35)은 요크(33)의 내부에 수용된다.
제어 전원이 인가되면, 코일(35)은 자기장을 생성한다. 이때, 요크(33)에 의해 코일(35)이 생성하는 자기장의 세기 또는 방향 등이 제어될 수 있다. 코일(35)이 생성한 자기장에 의해 고정 코어(31)가 자화될 수 있다.
고정 코어(31)가 자화되면, 가동 코어(32)는 고정 코어(31)에서 멀어지는 방향으로의 전자기력, 즉, 척력을 받게 된다. 이에 따라, 가동 코어(32)는 고정 코어(31)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다.
복귀 스프링(36)은 가동 코어(32)가 고정 코어(31)에서 멀어지는 방향으로 이동된 후 제어 전원의 인가가 해제되면, 가동 코어(32)가 원래 위치로 복귀되기 위한 복원력을 제공한다.
복귀 스프링(36)은 가동 코어(32)가 고정 코어(31)를 향해 이동됨에 따라 압축되며 복원력을 저장한다. 이때, 저장되는 복원력은 고정 코어(31)가 자화되어 가동 코어(32)에 미치는 전자기적 척력보다 작은 것이 바람직하다. 제어 전원이 인가되는 동안에는 가동 코어(32)가 복귀 스프링(36)에 의해 임의로 원위치에 복귀되는 것을 방지하기 위함이다.
제어 전원의 인가가 해제되면, 가동 코어(32)는 복귀 스프링(36)에 의한 복원력을 받게 된다. 물론, 가동 코어(32)의 자중(empty weight)에 의한 중력 또한 가동 코어(32)에 작용될 수 있다. 이에 따라, 가동 코어(32)는 고정 코어(31)로부터 멀어지는 방향으로 이동되어 원 위치로 복귀될 수 있다.
복귀 스프링(36)은 형상이 변형되어 복원력을 저장하고, 원래 형상으로 복귀되며 복원력을 외부에 전달할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 복귀 스프링(36)은 코일(35) 스프링으로 구비될 수 있다.
복귀 스프링(36)에는 샤프트(44)가 관통 결합된다. 샤프트(44)는 복귀 스프링(36)이 결합된 상태에서 복귀 스프링(36)의 형상 변형과 무관하게 상하 방향으로 이동될 수 있다.
복귀 스프링(36)은 가동 코어(32)의 상측에 함몰 형성된 중공부에 수용된다.
실린더(37)는 가동 코어(32), 복귀 스프링(36) 및 샤프트(44)를 수용한다. 가동 코어(32) 및 샤프트(44)는 실린더(37) 내부에서 상측 및 하측 방향으로 이동될 수 있다.
실린더(37)는 보빈(34)의 기둥부에 형성된 중공부에 위치된다. 실린더(37)의 측면은 보빈(34)의 기둥부의 내주면에 접촉된다.
실린더(37)의 상측 단부는 지지 플레이트(14)의 하측 면에 접촉된다. 실린더(37)의 하측 면은 고정 코어(31)에 접촉될 수 있다.
(4) 가동 접촉자부(40)의 설명
가동 접촉자부(40)는 가동 접촉자(43) 및 가동 접촉자(43)를 이동시키기 위한 구성을 포함한다. 가동 접촉자부(40)에 의해, 직류 릴레이(1)는 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다.
가동 접촉자부(40)는 상부 프레임(11)의 내부 공간에 수용된다. 또한, 가동 접촉자부(40)는 아크 챔버(21)의 내부에 상하 이동 가능하게 수용된다.
가동 접촉자부(40)의 상측에는 고정 접촉자(22)가 위치된다. 가동 접촉자부(40)는 고정 접촉자(22)를 향하는 방향 및 고정 접촉자(22)에서 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 아크 챔버(21)의 내부에 수용된다.
가동 접촉자부(40)의 하측에는 코어부(30)가 위치된다. 가동 접촉자부(40)의 상기 이동은 가동 코어(32)의 이동에 의해 달성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 가동 접촉자부(40)는 하우징(41), 커버(42), 가동 접촉자(43), 샤프트(44) 및 탄성부(45)를 포함한다.
하우징(41)은 가동 접촉자(43) 및 가동 접촉자(43)를 탄성 지지하는 탄성부(45)를 수용한다.
도시된 실시 예에서, 하우징(41)은 일 측 및 그에 대향하는 타 측이 개방된다. 상기 개방된 부분에는 가동 접촉자(43)가 관통 삽입될 수 있다. 하우징(41)의 개방되지 않은 측면은, 수용된 가동 접촉자(43)를 감싸도록 구성될 수 있다.
하우징(41)의 상측에는 커버(42)가 구비된다.
커버(42)는 하우징(41)에 수용된 가동 접촉자(43)의 상측 면을 덮는다.
하우징(41) 및 커버(42)는 의도치 않은 통전이 방지되도록 절연성 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 일 실시 예에서, 하우징(41) 및 커버(42)는 합성 수지 등으로 형성될 수 있다.
하우징(41)의 하측은 샤프트(44)와 연결된다. 샤프트(44)와 연결된 가동 코어(32)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 하우징(41) 및 이에 수용된 가동 접촉자(43) 또한 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.
하우징(41)과 커버(42)는 임의의 부재에 의해 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 하우징(41)과 커버(42)는 볼트, 너트 등의 체결 부재(미도시)에 의해 결합될 수 있다.
가동 접촉자(43)는 제어 전원의 인가에 따라 고정 접촉자(22)와 접촉되어, 직류 릴레이(1)가 외부의 전원 및 부하와 통전되도록 한다. 또한, 가동 접촉자(43)는 제어 전원의 인가가 해제될 경우 고정 접촉자(22)와 이격되어, 직류 릴레이(1)가 외부의 전원 및 부하와 통전되지 않도록 한다.
가동 접촉자(43)는 고정 접촉자(22)에 인접하게 위치된다.
가동 접촉자(43)의 상측은 커버(42)에 의해 부분적으로 덮여진다. 일 실시 예에서, 가동 접촉자(43)의 상측 면의 일부는 커버(42)의 하측 면과 접촉될 수 있다.
가동 접촉자(43)의 하측은 탄성부(45)에 의해 탄성 지지된다. 가동 접촉자(43)가 하측으로 임의 이동되지 않도록, 탄성부(45)는 소정 거리만큼 압축된 상태에서 가동 접촉자(43)를 탄성 지지할 수 있다.
가동 접촉자(43)는 길이 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 연장 형성된다. 즉, 가동 접촉자(43)의 길이는 폭보다 길게 형성된다. 따라서, 하우징(41)에 수용된 가동 접촉자(43)의 길이 방향의 양측 단부는 하우징(41)의 외측으로 노출된다.
상기 양측 단부에서 상측으로 소정 거리만큼 돌출 형성된 접촉 돌출부가 형성될 수 있다. 상기 접촉 돌출부에는 고정 접촉자(22)가 접촉된다.
상기 접촉 돌출부는 각 고정 접촉자(22)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(43)의 이동 거리가 감소되고, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)의 접촉 신뢰성이 향상될 수 있다.
가동 접촉자(43)의 폭은 하우징(41)의 각 측면이 서로 이격되는 거리와 동일할 수 있다. 즉, 가동 접촉자(43)가 하우징(41)에 수용되면, 가동 접촉자(43)의 폭 방향 양 측면은 하우징(41)의 각 측면의 내면에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(43)가 하우징(41)에 수용된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
샤프트(44)는 코어부(30)가 작동됨에 따라 발생되는 구동력을 가동 접촉자부(40)에 전달한다. 구체적으로, 샤프트(44)는 가동 코어(32) 및 가동 접촉자(43)와 연결된다. 가동 코어(32)가 상측 또는 하측으로 이동될 경우 샤프트(44)에 의해 가동 접촉자(43) 또한 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.
샤프트(44)는 길이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된다.
샤프트(44)의 하측 단부는 가동 코어(32)에 삽입 결합된다. 가동 코어(32)가 상하 방향으로 이동되면, 샤프트(44)는 가동 코어(32)와 함께 상하 방향으로 이동될 수 있다.
샤프트(44)의 몸체부에는 복귀 스프링(36)이 관통 결합된다.
샤프트(44)의 상측 단부는 하우징(41)에 결합된다. 가동 코어(32)가 이동되면, 샤프트(44) 및 하우징(41)이 함께 이동될 수 있다.
샤프트(44)의 상측 단부 및 하측 단부는 샤프트(44)의 몸체부에 비해 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 샤프트(44)가 하우징(41) 및 가동 코어(32)와 안정적으로 결합 상태를 유지할 수 있다.
탄성부(45)는 가동 접촉자(43)를 탄성 지지한다. 가동 접촉자(43)가 고정 접촉자(22)와 접촉될 경우, 전자기적 반발력에 의해 가동 접촉자(43)는 고정 접촉자(22)에서 이격되려는 경향을 갖게 된다. 이때, 탄성부(45)는 가동 접촉자(43)를 탄성 지지하여, 가동 접촉자(43)가 고정 접촉자(22)에서 임의 이격되는 것을 방지한다.
탄성부(45)는 형상의 변형에 의해 복원력을 저장하고, 저장된 복원력을 다른 부재에 제공할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 탄성부(45)는 코일(35) 스프링으로 구비될 수 있다.
가동 접촉자(43)를 향하는 탄성부(45)의 일 측 단부는 가동 접촉자(43)의 하측에 접촉된다. 또한, 상기 일 측 단부에 대향하는 타 측 단부는 하우징(41)의 상측에 접촉된다.
탄성부(45)는 소정 거리만큼 압축되어 복원력을 저장한 상태로 가동 접촉자(43)를 탄성 지지할 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(43)와 고정 접촉자(22) 사이에서 전자기적 반발력이 발생되더라도, 가동 접촉자(43)가 임의로 이동되지 않게 된다.
탄성부(45)의 안정적인 결합을 위해, 가동 접촉자(43)의 하측에는 탄성부(45)에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다. 마찬가지로, 하우징(41)의 상측에도 탄성부(45)에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다.
2. 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)의 설명
이하에서는, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)에 대하여 설명한다.
아크 경로 형성부(100)는 아크 챔버(21) 내부에 자기장을 형성한다. 직류 릴레이(1)에 통전되는 전류와 형성된 자기장에 의해, 아크 챔버(21) 내부에는 전자기력이 형성된다.
고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격됨에 따라 발생된 아크는, 형성된 전자기력에 의해 아크 챔버(21)의 외부로 이동된다. 구체적으로, 발생된 아크는 형성된 전자기력의 방향을 따라 이동된다. 이에, 아크 경로 형성부(100)는 발생된 아크가 유동되는 경로인 아크의 경로(A.P)를 형성한다고 할 수 있을 것이다.
아크 경로 형성부(100)는 상부 프레임(11)의 내부에 형성된 공간에 위치된다. 아크 경로 형성부(100)는 아크 챔버(21)를 둘러싸게 배치된다. 즉, 아크 챔버(21)는 아크 경로 형성부(100)의 내부에 위치된다.
아크 경로 형성부(100)의 내부에는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다. 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격되어 발생된 아크는, 아크 경로 형성부(100)에 의해 형성된 전자기력에 의해 유도될 수 있다.
본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)는 자석 홀더부(110) 및 자석부(120)를 포함한다.
자석 홀더부(110)는 아크 경로 형성부(100)의 골격을 형성하고, 후술하는 자석부(120)를 아크 챔버(21)의 외측에 고정시킨다.
자석 홀더부(110)는 아크 챔버(21)의 외측과 상부 프레임(11)의 내측에 배치된다.
자석 홀더부(110)의 방사상 내측에는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다. 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중앙 부분은 중심부(C)로 정의될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 자석 홀더부(110)는 그 중심이 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)와 대응되도록 배치된다.
중심부(C)는 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 고정 접촉자(22b) 사이에 위치된다. 또한, 중심부(C)의 수직 하방에는 가동 접촉자부(40)의 중심 부분이 위치된다. 즉, 중심부(C)의 수직 하방에는 하우징(41), 커버(42), 가동 접촉자(43), 샤프트(44) 및 탄성부(45) 등의 중심 부분이 위치된다.
따라서, 발생된 아크가 중심부(C)를 향해 이동될 경우, 상기 구성들의 손상이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)는 자석부(120)를 포함한다. 이에 대한 상세한 설명은 자석부(120)에 대한 설명과 함께 후술한다.
일 실시 예에서, 자석 홀더부(110)는 전기 전도성 소재로 형성될 수 있다. 상기 실시 예에서, 자석 홀더부(110)는 인접하는 복수 개의 자석과 동일한 극성으로 자화될 수 있다.
자석 홀더부(110)는 복수 개의 홀더를 구비할 수 있다. 각각의 홀더는 복수 개의 자석과 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 하나의 홀더에 부착된 복수 개의 자석은 모두 동일한 극성으로 자화된다.
도시된 실시 예에서, 자석 홀더부(110)는 제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112) 등 총 두 개의 홀더를 포함한다.
제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112)는 서로 이격되도록 배치된다. 즉, 제1 홀더(111)와 제2 홀더(112) 사이에는 빈 공간이 형성된다. 상기 공간은 아크 챔버(21)에서 발생된 아크가 배출되는 통로로 기능될 수 있다.
또한, 제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112)는 복수 개의 고정 접촉자(22)의 배열 방향과 나란한 방향으로 배열된다.
제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112)는 각각 소정의 각도로 절곡되며 연장된다. 또한, 제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112)의 절곡부는 그 모서리가 모따기(taper)될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 직각일 수 있다.
제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112)는 상부 프레임(11)의 내주면에 접촉 또는 고정 결합될 수 있다. 이에 따라, 제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112)는 상부 프레임(11)의 내주면에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112)는 각 절곡부의 오목한 부분이 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)를 사이에 두고 마주하도록 배치된다.
또한, 제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112)는 서로 대응되는 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112)는 복수 개의 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)를 기준으로 서로 대칭되는 구조로 형성된다.
제1 홀더(111)는 제1 외측면(111a) 및 제1 내측면(111b)을 포함한다.
제1 외측면(111a)은 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)와 반대되는 제1 홀더(111)의 일 면에 위치된다. 또한, 제1 외측면(111a)은 상부 프레임(11)의 내주면과 서로 인접하게 배치된다. 일 실시 예에서, 제1 외측면(111a)은 상부 프레임(11)의 내주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제1 내측면(111b)은 제1 홀더(111)의 제1 외측면(111a)과 반대되는 타 면에 위치된다. 또한, 제1 내측면(111b)은 제1 자석(121) 및 제2 자석(122)을 사이에 두고 아크 챔버(21)의 외주면과 서로 마주하도록 배치된다. 일 실시 예에서, 제1 내측면(111b)은 아크 챔버(21)의 외주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제1 내측면(111b)은 후술하는 자석부(120)의 제1 자석(121) 및 제2 자석(122)과 결합된다.
제2 홀더(112)는 제2 외측면(112a) 및 제2 내측면(112b)을 포함한다.
제2 외측면(112a)은 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)와 반대되는 제2 홀더(112)의 일 면에 위치된다. 또한, 제2 외측면(112a)은 상부 프레임(11)의 내주면과 서로 인접하게 배치된다. 일 실시 예에서, 제2 외측면(112a)은 상부 프레임(11)의 내주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제2 내측면(112b)은 제2 홀더(112)의 제2 외측면(112a)과 반대되는 타 면에 위치된다. 또한, 제2 내측면(112b)은 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)을 사이에 두고 아크 챔버(21)의 외주면과 서로 마주하도록 배치된다. 일 실시 예에서, 제2 내측면(112b)은 아크 챔버(21)의 외주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제2 내측면(112b)은 후술하는 자석부(120)의 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)과 결합된다.
자석부(120)는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 수용되는 아크 챔버(21) 내부에 자기장을 형성한다. 또한, 자석부(120)의 방사상 내측에는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다. 도시된 실시 예에서, 자석부(120)는 그 중심이 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)와 대응되도록 배치된다.
자석부(120)는 자체적으로, 또한 서로 간에 자기장을 형성할 수 있다. 자석부(120)가 형성하는 자기장은, 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)에 통전되는 전류와 함께 전자기력을 형성한다. 형성된 전자기력은 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격될 경우 발생되는 아크를 유도한다.
이때, 아크 경로 형성부(100)는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)에서 멀어지는 방향의 전자기력을 형성한다. 이에 따라, 아크의 경로(A.P) 또한 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성된다.
결과적으로, 직류 릴레이(1)에 구비되는 각 구성 요소가 발생된 아크에 의해 손상되지 않게 된다. 더 나아가, 발생된 아크가 아크 챔버(21)의 외부로 신속하게 배출될 수 있다.
자석부(120)는 자석 홀더부(110)의 내측면(111b, 112b)과 결합된다. 일 실시 예에서, 자석부(120)와 자석 홀더부(110)의 내측면(111b, 112b)의 결합을 위해, 체결 부재(미도시)가 구비될 수 있다.
자석부(120)는 복수 개의 자석을 구비할 수 있다.
본 실시 예에서, 자석부(120)는 제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124) 등 총 네 개의 자석을 포함한다.
제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)은 각각 자회되어 아크 챔버(21) 내부에 자기장을 형성할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 또한, 제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)은 모두 폭 방향의 극성을 갖도록 형성된다.
제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)은 서로 이격되도록 배치된다. 즉, 제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124) 사이에는 빈 공간이 형성된다. 또한, 제1 자석(121)과 제4 자석(124) 사이 공간 또는 제2 자석(122)과 제3 자석(123) 사이 공간은 아크 챔버(21)에서 발생된 아크가 배출되는 통로로 기능될 수 있다.
제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)은 아크 챔버(21)의 외주면에 접촉 또는 고정 결합될 수 있다. 이에 따라, 제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)은 아크 챔버(21)의 외주면에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
일 실시 예에서, 제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)은 서로 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)은 그 폭 방향 및 너비 방향의 길이가 각각 서로 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
제1 자석(121)은 제1 홀더(111)의 제1 내측면(111b)과 결합된다. 또한, 제1 자석(121)은 제1 홀더(111)의 일 단으로부터 제1 내측면(111b)을 따라 연장된다. 일 실시 예에서, 제1 자석(121)은 제1 홀더(111)의 제1 내측면(111b)에 대응되는 형상으로 형성된다.
제1 자석(121)은 제1 대향면(121a) 및 제1 반대면(121b)을 포함한다.
제1 대향면(121a)은 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)를 향하는 제1 자석(121)의 일 면에 위치된다. 또한, 제1 대향면(121a)은 아크 챔버(21)의 외주면과 서로 인접하게 배치된다. 일 실시 예에서, 제1 대향면(121a)은 아크 챔버(21)의 외주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제1 반대면(121b)은 제1 자석(121)의 제1 대향면(121a)과 반대되는 타 면에 위치된다. 또한, 제1 반대면(121b)은 제1 홀더(111)를 사이에 두고 상부 프레임(11)의 내주면과 서로 마주하도록 배치된다. 일 실시 예에서, 제1 반대면(121b)은 상부 프레임(11)의 내주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제2 자석(122)은 제1 홀더(111)의 제1 내측면(111b)과 결합된다. 또한, 제2 자석(122)은 제1 자석(121)과 반대되는 제1 홀더(111)의 타 단으로부터 제1 내측면(111b)을 따라 연장된다. 일 실시 예에서, 제2 자석(122)은 제1 홀더(111)의 제1 내측면(111b)에 대응되는 형상으로 형성된다.
제2 자석(122)은 그 연장 방향이 제1 자석(121)의 연장 방향과 서로 교차된다. 이는 제1 자석(121) 및 제2 자석(122)과 결합된 제1 홀더(111)가 소정의 각도로 절곡되며 연장됨으로부터 기인한다.
제2 자석(122)은 복수 개의 고정 접촉자(22)의 배열 방향을 따라 연장되는 가상의 선을 사이에 두고 제1 자석(121)과 서로 마주하도록 배치된다.
제2 자석(122)은 제2 대향면(122a) 및 제2 반대면(122b)을 포함한다.
제2 대향면(122a)은 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)를 향하는 제2 자석(122)의 일 면에 위치된다. 또한, 제2 대향면(122a)은 아크 챔버(21)의 외주면과 서로 인접하게 배치된다. 일 실시 예에서, 제2 대향면(122a)은 아크 챔버(21)의 외주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제2 반대면(122b)은 제2 자석(122)의 제2 대향면(122a)과 반대되는 타 면에 위치된다. 또한, 제2 반대면(122b)은 제1 홀더(111)를 사이에 두고 상부 프레임(11)의 내주면과 서로 마주하도록 배치된다. 일 실시 예에서, 제2 반대면(122b)은 상부 프레임(11)의 내주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제3 자석(123)은 제2 홀더(112)의 제2 내측면(112b)과 결합된다. 또한, 제3 자석(123)은 제2 홀더(112)의 일 단으로부터 제2 내측면(112b)을 따라 연장된다. 일 실시 예에서, 제3 자석(123)은 제2 홀더(112)의 제2 내측면(112b)에 대응되는 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 제3 자석(123)은 제1 자석(121)의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장된다.
제3 자석(123)은 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)를 사이에 두고 제1 자석(121)과 서로 마주하도록 배치된다. 즉, 제1 자석(121), 중심부(C) 및 제3 자석(123)은 소정의 방향을 따라 나란하게 배열된다.
제3 자석(123)은 제3 대향면(123a) 및 제3 반대면(123b)을 포함한다.
제3 대향면(123a)은 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)를 향하는 제3 자석(123)의 일 면에 위치된다. 또한, 제3 대향면(123a)은 아크 챔버(21)의 외주면과 서로 인접하게 배치된다. 일 실시 예에서, 제3 대향면(123a)은 아크 챔버(21)의 외주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제3 반대면(123b)은 제3 자석(123)의 제3 대향면(123a)과 반대되는 타 면에 위치된다. 또한, 제3 반대면(123b)은 제2 홀더(112)를 사이에 두고 상부 프레임(11)의 내주면과 서로 마주하도록 배치된다. 일 실시 예에서, 제3 반대면(123b)은 상부 프레임(11)의 내주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제4 자석(124)은 제2 홀더(112)의 제2 내측면(112b)과 결합된다. 또한, 제4 자석(124)은 제3 자석(123)과 반대되는 제2 홀더(112)의 타 단으로부터 제2 내측면(112b)을 따라 연장된다. 일 실시 예에서, 제4 자석(124)은 제2 홀더(112)의 제2 내측면(112b)에 대응되는 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 제4 자석(124)은 제2 자석(122)의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장된다.
제4 자석(124)은 그 연장 방향이 제3 자석(123)의 연장 방향과 서로 교차된다. 이는 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)과 결합된 제2 홀더(112)가 소정의 각도로 절곡되며 연장됨으로부터 기인한다.
제4 자석(124)은 복수 개의 고정 접촉자(22)의 배열 방향을 따라 연장되는 가상의 선을 사이에 두고 제3 자석(123)과 서로 마주하도록 배치된다.
제4 자석(124)은 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)를 사이에 두고 제2 자석(122)과 서로 마주하도록 배치된다. 즉, 제2 자석(122), 중심부(C) 및 제4 자석(124)은 소정의 방향을 따라 나란하게 배열된다. 상기 소정의 방향은 제1 자석(121), 중심부(C) 및 제3 자석(123)의 배열 방향과 서로 교차된다.
일 실시 예에서, 제3 자석(123)과 제4 자석(124) 사이 최단 거리는 제1 자석(121)과 제2 자석(122) 사이 최단 거리와 동일하게 형성된다.
제4 자석(124)은 제4 대향면(124a) 및 제4 반대면(124b)을 포함한다.
제4 대향면(124a)은 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)를 향하는 제4 자석(124)의 일 면에 위치된다. 또한, 제4 대향면(124a)은 아크 챔버(21)의 외주면과 서로 인접하게 배치된다. 일 실시 예에서, 제4 대향면(124a)은 아크 챔버(21)의 외주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제4 반대면(124b)은 제4 자석(124)의 제4 대향면(124a)과 반대되는 타 면에 위치된다. 또한, 제4 반대면(124b)은 제2 홀더(112)를 사이에 두고 상부 프레임(11)의 내주면과 서로 마주하도록 배치된다. 일 실시 예에서, 제4 반대면(124b)은 상부 프레임(11)의 내주면에 대응되는 형상으로 형성된다.
제1 자석(121) 및 제2 자석(122)의 각 대향면(121a, 122a)은 N극과 S극 중 어느 하나의 극성으로 자화되며, 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)의 각 대향면(123a, 124a)은 N극과 S극 중 다른 하나의 극성으로 자화된다.
또한, 제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)의 각 반대면(121b, 122b, 123b, 124b)은 각 대향면(121a, 122a, 123a, 124a)과 서로 반대되는 극성으로 자화된다.
일 실시 예에서, 제1 자석(121), 제2 자석(122), 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)의 각 대향면(121a, 122a, 123a, 124a)으로부터 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)까지의 최단 거리는 모두 동일하게 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 제1 자석(121) 및 제2 자석(122)의 각 대향면(121a, 122a)은 모두 N극으로 자화되고, 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)의 각 대향면(123a, 124a)은 모두 S극으로 자화된다.
이에 따라, 제1 자석(121)과 제2 자석(122) 사이 및 제3 자석(123)과 제4 자석(124) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다. 반대로, 제1 자석(121)과 제3 자석(123) 및 제4 자석(124) 사이에는, 제1 자석(121)에서 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 또한, 제2 자석(122)과 제3 자석(123) 및 제4 자석(124) 사이에는, 제2 자석(122)에서 제3 자석(123) 및 제4 자석(124)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 제1 홀더(111) 및 제2 홀더(112) 또한 자석부(120)에 의하여 함께 자화되어 부수적인 자기장을 형성한다.
도 4에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향 또는 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's rule)을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 하방의 좌측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 하방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 상방의 우측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 상방의 우측을 향하게 형성된다.
따라서, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)는 자석부(120)의 극성 또는 직류 릴레이에 통전되는 전류의 방향과 무관하게, 전자기력 및 아크의 경로(A.P)를 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성할 수 있다.
이에 따라, 중심부(C)에 인접하게 배치되는 직류 릴레이(1)의 각 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다. 더 나아가, 발생된 아크가 신속하게 외부로 배출될 수 있어, 직류 릴레이(1)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
3. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)의 설명
이하에서는, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)에 대하여 설명한다.
본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)는 자석 홀더부(210), 자석부(220) 및 보조 자석(230)을 포함한다.
본 실시 예에 따른 자석 홀더부(210) 및 자석부(220)는 상술한 실시 예에 따른 자석 홀더부(110) 및 자석부(120)와 그 구조 및 기능이 동일하다. 다만, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)는 보조 자석(230)을 구비하는 점에서 상술한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)와 차이가 있다.
이에, 자석 홀더부(210) 및 자석부(220)에 대한 설명은 상술한 실시 예에 따른 자석 홀더부(110) 및 자석부(120)에 대한 설명으로 갈음하고, 보조 자석(230)을 중심으로 설명한다.
보조 자석(230)은 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 수용되는 아크 챔버(21) 내부에 자기장을 형성한다.
보조 자석(230)은 자석 홀더부(210)의 방사상 내측에 위치된다. 즉, 보조 자석(230)은 제1 홀더(211) 및 제2 홀더(212) 사이에 위치된다.
보조 자석(230)은 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)와 가동 접촉자(43)의 운동 방향으로 중첩된다. 도시된 실시 예에서, 보조 자석(230)은 그 중심이 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)의 중심부(C)와 대응되도록 배치된다.
보조 자석(230)은 자체적으로, 또한 자석부(220)와의 관계에서 자기장을 형성할 수 있다. 보조 자석(230)에서 형성하는 자기장은, 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)에 통전되는 전류와 함께 전자기력을 형성한다. 형성된 전자기력은 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격될 경우 발생되는 아크를 유도한다.
보조 자석(230)은 제1 홀더(211) 및 제2 홀더(212)의 배열 방향과 나란한 방향으로 연장된다.
일 실시 예에서, 제1 자석(221), 제2 자석(222), 제3 자석(223) 및 제4 자석(224)의 각 대향면(221a, 222a, 223a, 224a)으로부터 보조 자석(230)의 중심까지의 최단 거리는 모두 동일하게 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 보조 자석(230)은 폭 방향의 극성을 갖도록 형성된다.
보조 자석(230)은 제1 면(231) 및 제2 면(232)을 포함한다.
제1 면(231)은 제1 자석(221) 및 제4 자석(224)을 향하는 보조 자석(230)의 일 면에 위치된다. 또한, 제2 면(232)은 보조 자석(230)의 제1 면(231)과 반대되는 타 면에 위치된다. 제1 면(231) 및 제2 면(232)은 하나의 보조 자석(230)의 서로 다른 면에 형성되는 바, 서로 반대되는 극성으로 자화됨이 이해될 수 있을 것이다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 제1 자석(221) 및 제2 자석(222)의 각 대향면(221a, 222a)은 모두 N극으로 자화되고, 제3 자석(223) 및 제4 자석(224)의 각 대향면(223a, 224a)은 모두 S극으로 자화된다.
이에 따라, 제1 자석(221)과 제2 자석(222) 사이 및 제3 자석(223) 및 제4 자석(224) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다. 반대로, 제1 자석(221)과 제3 자석(223) 및 제4 자석(224) 사이에는, 제1 자석(221)에서 제3 자석(223) 및 제4 자석(224)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 또한, 제2 자석(222)과 제3 자석(223) 및 제4 자석(224) 사이에는, 제2 자석(222)에서 제3 자석(223) 및 제4 자석(224)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 보조 자석(230)의 제1 면(231)은 N극으로 자화되고, 제2 면(232)은 S극으로 자화된다. 이에 따라, 보조 자석(230)의 제1 면(231)과 제1 자석(221)의 제1 대향면(221a) 사이 및 보조 자석(230)의 제2 면(232)과 제3 자석(223)의 제3 대항면(223a) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다.
반대로, 보조 자석(230)의 제1 면(231)과 제2 자석(222)의 제2 대향면(222a) 사이에는, 제2 대향면(222a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 또한, 보조 자석(230)의 제2 면(232)과 제4 자석(224)의 제4 대항면(224a) 사이에는, 제2 면(232)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 제1 홀더(211) 및 제2 홀더(212) 또한 자석부(220)에 의하여 함께 자화되어 부수적인 자기장을 형성한다.
도 6에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향 또는 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 하방의 좌측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 하방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 상방의 우측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 상방의 우측을 향하게 형성된다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 제1 자석(221) 및 제2 자석(222)의 각 대향면(221a, 222a)은 모두 N극으로 자화되고, 제3 자석(223) 및 제4 자석(224)의 각 대향면(223a, 224a)은 모두 S극으로 자화된다.
이에 따라, 제1 자석(221)과 제2 자석(222) 사이 및 제3 자석(223) 및 제4 자석(224) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다. 반대로, 제1 자석(221)과 제3 자석(223) 및 제4 자석(224) 사이에는, 제1 자석(221)에서 제3 자석(223) 및 제4 자석(224)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 또한, 제2 자석(222)과 제3 자석(223) 및 제4 자석(224) 사이에는, 제2 자석(222)에서 제3 자석(223) 및 제4 자석(224)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 보조 자석(230)의 제1 면(231)은 S극으로 자화되고, 제2 면(232)은 N극으로 자화된다. 이에 따라, 보조 자석(230)의 제1 면(231)과 제4 자석(224)의 제4 대항면(224a) 사이 및 보조 자석(230)의 제2 면(232)과 제2 자석(222)의 제2 대향면(222a) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다.
반대로, 보조 자석(230)의 제1 면(231)과 제1 자석(221)의 제1 대향면(221a) 사이에는, 제1 면(231)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 또한, 보조 자석(230)의 제2 면(232)과 제3 자석(223)의 제3 대항면(223a) 사이에는, 제3 대향면(223a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 제1 홀더(211) 및 제2 홀더(212) 또한 자석부(220)에 의하여 함께 자화되어 부수적인 자기장을 형성한다.
도 8에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 하방의 좌측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 하방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 상방의 우측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 상방의 우측을 향하게 형성된다.
도 9에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 상방의 좌측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P)는 상방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 하방의 우측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 하방의 우측을 향하게 형성된다.
따라서, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)는 자석부(220)의 극성 또는 직류 릴레이에 통전되는 전류의 방향과 무관하게, 전자기력 및 아크의 경로(A.P)를 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성할 수 있다.
이에 따라, 중심부(C)에 인접하게 배치되는 직류 릴레이(1)의 각 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다. 더 나아가, 발생된 아크가 신속하게 외부로 배출될 수 있어, 직류 릴레이(1)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
4. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)의 설명
이하에서는, 도 10 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)에 대하여 설명한다.
본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)는 자석 홀더부(310), 자석부(320) 및 보조 자석(330)을 포함한다.
본 실시 예에 따른 자석 홀더부(310) 및 자석부(320)는 상술한 실시 예에 따른 자석 홀더부(210) 및 자석부(220)와 그 구조 및 기능이 동일하다. 다만, 본 실시 예에 따른 보조 자석(330)은 그 연장 방향이 제1 홀더(311) 및 제2 홀더(312)의 배열 방향과 서로 교차되는 점에서 상술한 실시 예에 따른 보조 자석(230)과 차이가 있다.
이에, 자석 홀더부(310) 및 자석부(320)에 대한 설명은 상술한 실시 예에 따른 자석 홀더부(210) 및 자석부(220)에 대한 설명으로 갈음하고, 보조 자석(330)은 상술한 실시 예에 따른 보조 자석(230)과의 차이점을 중심으로 설명한다.
본 실시 예에 따른 보조 자석(330)은 자석 홀더부(310)의 방사상 내측에 위치된다. 즉, 보조 자석(330)은 제1 홀더(311) 및 제2 홀더(312) 사이에 위치된다. 이때, 보조 자석(330)은 제1 홀더(311) 및 제2 홀더(312)의 배열 방향과 교차되는 방향으로 연장된다.
도시된 실시 예에서, 보조 자석(330)은 폭 방향의 극성을 갖도록 형성된다.
보조 자석(330)은 제1 면(331) 및 제2 면(332)을 포함한다.
제1 면(331)은 제1 자석(321) 및 제2 자석(322)을 향하는 보조 자석(330)의 일 면에 위치된다. 또한, 제2 면(332)은 보조 자석(330)의 제1 면(331)과 반대되는 타 면에 위치된다. 제1 면(331) 제2 면(332)은 하나의 보조 자석(330)의 서로 다른 면에 형성되는 바, 서로 반대되는 극성으로 자화됨이 이해될 수 있을 것이다.
도 10 내지 도 11을 참조하면, 제1 자석(321) 및 제2 자석(322)의 각 대향면(321a, 322a)은 모두 N극으로 자화되고, 제3 자석(323) 및 제4 자석(324)의 각 대향면(323a, 324a)은 모두 S극으로 자화된다.
이에 따라, 제1 자석(321)과 제2 자석(322) 사이 및 제3 자석(323) 및 제4 자석(324) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다. 반대로, 제1 자석(321)과 제3 자석(323) 및 제4 자석(324) 사이에는, 제1 자석(321)에서 제3 자석(323) 및 제4 자석(324)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 또한, 제2 자석(322)과 제3 자석(323) 및 제4 자석(324) 사이에는, 제2 자석(322)에서 제3 자석(323) 및 제4 자석(324)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 보조 자석(330)의 제1 면(331)은 N극으로 자화되고, 제2 면(332)은 S극으로 자화된다. 이에 따라, 보조 자석(330)의 제1 면(331)과 제1 자석(321)의 제1 대향면(321a) 및 제2 자석(322)의 제2 대향면(322a) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다. 또한, 보조 자석(330)의 제2 면(332)과 제3 자석(323)의 제3 대향면(323a) 및 제4 자석(324)의 제4 대향면(324a) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 제1 홀더(311) 및 제2 홀더(312) 또한 자석부(320)에 의하여 함께 자화되어 부수적인 자기장을 형성한다.
도 11에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향 또는 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 하방의 좌측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 하방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 상방의 우측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 상방의 우측을 향하게 형성된다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 제1 자석(321) 및 제2 자석(322)의 각 대향면(321a, 322a)은 모두 N극으로 자화되고, 제3 자석(323) 및 제4 자석(324)의 각 대향면(323a, 324a)은 모두 S극으로 자화된다.
이에 따라, 제1 자석(321)과 제2 자석(322) 사이 및 제3 자석(323) 및 제4 자석(324) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다. 반대로, 제1 자석(321)과 제3 자석(323) 및 제4 자석(324) 사이에는, 제1 자석(321)에서 제3 자석(323) 및 제4 자석(324)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 또한, 제2 자석(322)과 제3 자석(323) 및 제4 자석(324) 사이에는, 제2 자석(322)에서 제3 자석(323) 및 제4 자석(324)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 보조 자석(330)의 제1 면(331)은 S극으로 자화되고, 제2 면(332)은 N극으로 자화된다. 이에 따라, 보조 자석(330)의 제1 면(331)과 제1 자석(321)의 제1 대향면(321a) 및 제2 자석(322)의 제2 대향면(322a) 사이에는, 제1 면(331)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 또한, 보조 자석(330)의 제2 면(332)과 제3 자석(323)의 제3 대향면(323a) 및 제4 자석(324)의 제4 대향면(324a) 사이에는, 제3 대향면(323a) 및 제4 대향면(324a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 제1 홀더(311) 및 제2 홀더(312) 또한 자석부(320)에 의하여 함께 자화되어 부수적인 자기장을 형성한다.
도 13에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 상방의 좌측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 상방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 하방의 우측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 하방의 우측을 향하게 형성된다.
도 14에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 하방의 좌측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P)는 하방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 전류의 방향 및 상기 자기장의 방향을 고려하여 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 상방의 우측을 향하게 형성된다. 이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 상방의 우측을 향하게 형성된다.
따라서, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)는 자석부(320)의 극성 또는 직류 릴레이에 통전되는 전류의 방향과 무관하게, 전자기력 및 아크의 경로(A.P)를 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성할 수 있다.
이에 따라, 중심부(C)에 인접하게 배치되는 직류 릴레이(1)의 각 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다. 더 나아가, 발생된 아크가 신속하게 외부로 배출될 수 있어, 직류 릴레이(1)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 설명된 실시 예들의 구성에 한정되는 것이 아니다.
또한, 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
더 나아가, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
(부호의 설명)
1: 직류 릴레이
10: 프레임부
11: 상부 프레임
12: 하부 프레임
13: 절연 플레이트
14: 지지 플레이트
20: 개폐부
21: 아크 챔버
22: 고정 접촉자
22a: 제1 고정 접촉자
22b: 제2 고정 접촉자
30: 코어부
31: 고정 코어
32: 가동 코어
33: 요크
34: 보빈
35: 코일
36: 복귀 스프링
37: 실린더
40: 가동 접촉자부
41: 하우징
42: 커버
43: 가동 접촉자
44: 샤프트
45: 탄성부
100: 아크 경로 형성부의 일 실시 예
110: 자석 홀더부
111: 제1 홀더
111a: 제1 외측면
111b: 제1 내측면
112: 제2 홀더
112a: 제2 외측면
112b: 제2 내측면
120: 자석부
121: 제1 자석
121a: 제1 대향면
121b: 제1 반대면
122: 제2 자석
122a: 제2 대향면
122b: 제2 반대면
123: 제3 자석
123a: 제3 대향면
123b: 제3 반대면
124: 제4 자석
124a: 제4 대향면
124b: 제4 반대면
200: 아크 경로 형성부의 다른 실시 예
210: 자석 홀더부
211: 제1 홀더
211a: 제1 외측면
211b: 제1 내측면
212: 제2 홀더
212a: 제2 외측면
212b: 제2 내측면
220: 자석부
221: 제1 자석
221a: 제1 대향면
221b: 제1 반대면
222: 제2 자석
222a: 제2 대향면
222b: 제2 반대면
223: 제3 자석
223a: 제3 대향면
223b: 제3 반대면
224: 제4 자석
224a: 제4 대향면
224b: 제4 반대면
230: 보조 자석
231: 제1 면
232: 제2 면
300: 아크 경로 형성부의 또 다른 실시 예
310: 자석 홀더부
311: 제1 홀더
311a: 제1 외측면
311b: 제1 내측면
312: 제2 홀더
312a: 제2 외측면
312b: 제2 내측면
320: 자석부
321: 제1 자석
321a: 제1 대향면
321b: 제1 반대면
322: 제2 자석
322a: 제2 대향면
322b: 제2 반대면
323: 제3 자석
323a: 제3 대향면
323b: 제3 반대면
324: 제4 자석
324a: 제4 대향면
324b: 제4 반대면
330: 보조 자석
331: 제1 면
332: 제2 면
A.P: 아크의 경로

Claims (20)

  1. 내부에 복수 개의 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 수용되는 아크 챔버;
    상기 아크 챔버의 외측에 배치되고, 서로 다른 제1 홀더 및 제2 홀더를 포함하는 자석 홀더부; 및
    상기 자석 홀더부의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 부착되어, 상기 아크 챔버에 자기장을 형성하는 자석부를 포함하고,
    상기 제1 홀더 및 제2 홀더는,
    각각 소정의 각도로 절곡되며 연장되고, 서로 이격되되 상기 복수 개의 고정 접촉자의 배열 방향과 나란한 방향으로 배열되며, 각각의 오목부가 서로 마주하게 배치되고,
    상기 자석부는,
    상기 제1 홀더의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 인접하게 배치되고, 상기 제1 홀더의 일 단 또는 타 단으로부터 상기 제1 홀더의 상기 일 면을 따라 연장되는 제1 자석 및 제2 자석; 및
    상기 제2 홀더의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 인접하게 배치되고, 상기 제2 홀더의 일 단 또는 타 단으로부터 상기 제2 홀더의 상기 일 면을 따라 연장되는 제3 자석 및 제4 자석을 포함하고,
    상기 제1 자석 및 상기 제2 자석은 N극과 S극 중 어느 하나의 극성으로 자화되며, 상기 제3 자석 및 상기 제4 자석은 N극과 S극 중 다른 하나의 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자석부는,
    상기 제1 자석 및 제3 자석이 서로 마주하게 배치되고, 상기 제2 자석 및 제4 자석이 서로 마주하게 배치되는,
    아크 경로 형성부.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 자석은,
    상기 제3 자석의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되고,
    상기 제2 자석은,
    상기 제4 자석의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되는,
    아크 경로 형성부.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 자석 및 제2 자석은,
    각각의 연장 방향이 서로 교차되는,
    아크 경로 형성부.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 자석은,
    상기 제2 자석과 상기 고정 접촉자의 배열 방향을 따라 연장되는 가상의 선을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되고,
    상기 제3 자석은,
    상기 제4 자석과 상기 가상의 선을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되는,
    아크 경로 형성부.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자석부는,
    상기 제1 자석과 상기 제2 자석 사이 최단 거리가 상기 제3 자석과 상기 제4 자석 사이 최단 거리와 동일하게 형성되는,
    아크 경로 형성부.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 고정 접촉자의 중심점과 상기 가동 접촉자의 운동 방향으로 중첩되고, 상기 아크 챔버에 자기장을 형성하는 보조 자석을 포함하는,
    아크 경로 형성부.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보조 자석은,
    그 연장 방향이 상기 제1 홀더 및 제2 홀더의 배열 방향과 나란하게 형성되는,
    아크 경로 형성부.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 보조 자석은,
    그 연장 방향이 상기 제1 홀더 및 제2 홀더의 배열 방향과 교차되는,
    아크 경로 형성부.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보조 자석은,
    상기 제1 홀더를 향하는 제1 면이 제1 자석 및 제2 자석과 동일한 극성으로 자화되고, 상기 제2 홀더를 향하는 제2 면이 제3 자석 및 제4 자석과 동일한 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 보조 자석은,
    상기 제1 홀더를 향하는 제1 면이 제1 자석 및 제2 자석과 반대되는 극성으로 자화되고, 상기 제2 홀더를 향하는 제2 면이 제3 자석 및 제4 자석과 반대되는 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자석, 제2 자석, 제3 자석 및 제4 자석은,
    그 폭 방향 및 너비 방향의 길이가 각각 서로 대응되는,
    아크 경로 형성부.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 홀더는,
    상기 제2 홀더와 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 복수 개의 고정 접촉자의 중심점을 기준으로 상기 제2 홀더와 서로 대칭되는,
    아크 경로 형성부.
  14. 복수 개 구비되어, 일 방향으로 서로 이격되어 위치되는 고정 접촉자;
    상기 고정 접촉자에 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자;
    내부에 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자가 수용되는 공간이 형성되는 아크 챔버;
    상기 아크 챔버를 둘러싸는 프레임;
    상기 아크 챔버의 외측 및 상기 프레임의 내측 사이에 배치되고, 서로 다른 제1 홀더 및 제2 홀더를 포함하는 자석 홀더부; 및
    상기 자석 홀더부의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 부착되어, 상기 아크 챔버에 자기장을 형성하는 자석부를 포함하고,
    상기 제1 홀더 및 제2 홀더는,
    각각 소정의 각도로 절곡되며 연장되고, 서로 이격되되 상기 고정 접촉자의 배열 방향과 나란한 방향으로 배열되며, 각각의 오목부가 서로 마주하게 배치되고,
    상기 자석부는,
    상기 제1 홀더의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 인접하게 배치되고, 상기 제1 홀더의 일 단 또는 타 단으로부터 상기 제1 홀더의 상기 일 면을 따라 연장되는 제1 자석 및 제2 자석; 및
    상기 제2 홀더의 상기 아크 챔버를 향하는 일 면에 인접하게 배치되고, 상기 제2 홀더의 일 단 또는 타 단으로부터 상기 제2 홀더의 상기 일 면을 따라 연장되는 제3 자석 및 제4 자석을 포함하고,
    상기 제1 자석 및 상기 제2 자석은 N극과 S극 중 어느 하나의 극성으로 자화되며, 상기 제3 자석 및 상기 제4 자석은 N극과 S극 중 다른 하나의 극성으로 자화되는,
    직류 릴레이.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 자석부는,
    상기 제1 자석 및 제3 자석이 서로 마주하게 배치되고, 상기 제2 자석 및 제4 자석이 서로 마주하게 배치되는,
    직류 릴레이.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 자석은,
    상기 제3 자석의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되고,
    상기 제2 자석은,
    상기 제4 자석의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되며, 그 연장 방향이 상기 제1 자석의 연장 방향과 서로 교차되는,
    직류 릴레이.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 자석은,
    상기 제2 자석과 상기 고정 접촉자의 배열 방향을 따라 연장되는 가상의 선을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되고,
    상기 제3 자석은,
    상기 제4 자석과 상기 가상의 선을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되는,
    직류 릴레이.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 복수 개의 고정 접촉자의 중심점과 상기 가동 접촉자의 운동 방향으로 중첩되고, 상기 아크 챔버에 자기장을 형성하는 보조 자석을 포함하는,
    직류 릴레이.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 보조 자석은,
    그 연장 방향이 상기 제1 홀더 및 제2 홀더의 배열 방향과 나란하게 형성되는,
    직류 릴레이.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 보조 자석은,
    그 연장 방향이 상기 제1 홀더 및 제2 홀더의 배열 방향과 교차되는,
    직류 릴레이.
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