KR101545893B1 - 릴레이 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 릴레이에 관한 것으로서, 전원 측에 연결되는 제1 고정자; 상기 제1 고정자에 이격되고, 부하 측에 연결되는 제2 고정자; 및 구동부에 의해 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉 및 분리되는 가동자;를 포함하고, 상기 가동자는, 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉 및 분리되는 제1 가동자; 및 상기 제1 가동자와 이격되고 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉 및 분리되는 제2 가동자;를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 상기 가동자가 전자반발력에 의해 상기 고정자로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있다.
Description
본 발명은, 릴레이에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전자반발력에 의해 가동자가 고정자로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있도록 한 릴레이에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전자개폐장치는 전류를 공급하거나 차단하는 전기적인 접점 개폐 장치의 일종으로서, 각종 산업용 설비, 기계 및 차량 등에 이용될 수 있다.
도 1은 종래의 릴레이를 보인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 릴레이는, 외함의 내부에 회로를 개폐하는 접점부(20) 및 상기 접점부(20)를 구동하는 구동부(10)를 구비하여 구성된다.
상기 접점부(20)는, 전원측 고정자(22), 부하측 고정자(24) 및 상기 전원측 고정자(22)과 상기 부하측 고정자(24)(이하, "고정자들"이라고 지칭함)에 접촉 및 분리되는 가동자(26)를 구비하여 구성된다.
상기 구동부(10)는, 예를 들면, 전기력에 의해 구동력을 발생시키는 액추에이터로 구성된다.
더욱 구체적으로, 상기 구동부(10)는, 전원 인가시 자기력을 발생시켜 자기장 공간을 형성하는 코일(12), 상기 코일(12)의 자기장 공간 내부에 고정 배치되는 고정코어(14), 상기 고정코어(14)에 접근 및 이격되도록 상기 자기장 공간 내부에 이동가능하게 배치되는 가동코어(16) 및 상기 가동코어(16)와 상기 가동자(26)를 기구적으로 연결하는 샤프트(18)를 구비한 솔레노이드로 구성된다.
상기 샤프트(18)는, 일단부가 상기 가동코어(16)에 결합되고, 타단부가 상기 고정코어(14)를 관통하여 상기 가동자(26)에 연결된다.
이때, 상기 고정코어(14)의 중앙에는, 상기 샤프트(18)가 통과할 수 있게 관통공(14a)이 형성될 수 있다.
상기 고정코어(14)와 상기 가동코어(16) 사이에는, 상기 가동코어(16)를 상기 고정코어(14)로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 복귀스프링(return spring)(15)이 구비된다.
이하, 종래의 릴레이의 작용효과에 대해 설명한다.
상기 코일(12)에 전원이 인가되면, 상기 코일(12)은 자기력을 발생시킨다.
상기 가동코어(16)는, 상기 자기력에 의해, 자기 저항이 작아지는 방향, 즉 상기 고정코어(14)에 접근하는 방향(도면상 상방)으로 이동된다.
이때, 상기 복귀스프링(15)은 상기 고정코어(14)와 상기 가동코어(16) 사이에서 축세(蓄勢)된다.
상기 샤프트(18)는, 상기 가동코어(16)의 이동에 의해 상기 샤프트(18)의 타단부가 상기 고정코어(14)에서 멀어지는 방향(도면상 상방)으로 이동된다.
상기 가동자(26)는, 상기 샤프트(18)의 이동에 의해 상기 고정자들(22, 24)에 접촉되는 방향(도면상 상방)으로 이동되고, 결국 상기 고정자들(22, 24)에 접촉된다.
상기 가동자(26)가 상기 고정자들(22, 24)과 접촉되면, 회로가 통전가능하게 연결되어, 전원에서 인입된 전류가 상기 전원측 고정자(22), 상기 가동자(26) 및 상기 부하측 고정자(24)를 통해 부하로 공급된다.
한편, 상기 코일(12)의 전원 공급이 중지되면, 상기 코일(12)의 자기력 발생이 중지된다.
상기 코일(12)의 자기력 발생이 중지되면, 상기 가동코어(16)는, 상기 복귀스프링(15)의 탄성력에 의해 상기 고정코어(14)로부터 이격되는 방향(도면상 하방)으로 이동된다.
이때, 상기 복귀스프링(15)은, 상기 고정코어(14)와 상기 가동코어(16) 사이에서 방세(放勢)된다.
상기 샤프트(18)는, 상기 가동코어(16)의 이동에 의해 상기 샤프트(18)의 타단부가 상기 고정코어(14)에 가까워지는 방향(도면상 하방)으로 이동된다.
상기 가동자(26)는, 상기 샤프트(18)의 이동에 의해 상기 고정자들(22, 24)로부터 분리되는 방향(도면상 하방)으로 이동되고, 결국 상기 고정자들(22, 24)로부터 분리된다.
상기 가동자(26)가 상기 고정자들(22, 24)과 분리되면, 회로가 차단되어, 전원 공급이 중지된다.
그런데, 이러한 종래의 릴레이에 있어서는, 단락전류(short current) 발생시 전자반발력에 의해 상기 가동자(26)가 상기 고정자들(22, 24)로부터 이탈될 수 있다.
이를 감안하여, 상기 구동부(10)는, 상기 가동자(26)가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자들(22, 24)로부터 이탈되지 않도록, 인상전압(引上電壓, pickup voltage)이 증대되어 구동될 수 있다. 하지만, 상기 구동부(10)가 인상전압이 증대되어 구동되는데에는 상당한 전기 에너지가 소비된다.
따라서, 본 발명은, 가동자가 전자반발력에 의해 고정자로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있는 릴레이를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 가동자를 구동하는 구동부의 인상전압(引上電壓, pickup voltage)을 증대시키지 않고도 상기 가동자가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있는 릴레이를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 전원 측에 연결되는 제1 고정자; 상기 제1 고정자에 이격되고, 부하 측에 연결되는 제2 고정자; 및 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉 및 분리되는 가동자;를 포함하고, 상기 가동자는, 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉 및 분리되는 제1 가동자; 및 상기 제1 가동자와 이격되고 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉 및 분리되는 제2 가동자;를 구비하는 릴레이를 제공한다.
본 발명에 의한 일 실시예에 따르면, 상기 가동자가 상기 제1 고정자 및 상기 제 2 고정자에 접촉될 때, 상기 제1 가동자에는 상기 제1 가동자를 통과하는 전류 및 상기 제2 가동자를 통과하는 전류에 의해 로렌츠 힘이 작용하고, 상기 제1 가동자는 상기 제1 가동자에 작용하는 로렌츠 힘의 방향과 동일한 방향으로 이동되어 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
상기 제1 고정자는, 전류가 인입되는 제1 몸체부; 및 상기 제1 몸체부에서 상기 제2 고정자 측으로 돌출된 제1 암부;를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제2 고정자는, 전류가 인출되는 제2 몸체부; 및 상기 제2 몸체부에서 상기 제1 고정자 측으로 돌출된 제2 암부;를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1 가동자는, 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부로부터 상기 제1 가동자의 분리방향으로 이격된 상태에서 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
상기 제2 가동자는, 상기 제1 가동자에서 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부 측으로 돌출되어 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
상기 제1 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 어느 하나는, 상기 제1 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 다른 하나 측으로 돌출되어 상기 제1 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 다른 하나에 접촉가능한 제1 접촉단부;를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제2 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 어느 하나는, 상기 제2 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 다른 하나 측으로 돌출되어 상기 제2 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 다른 하나에 접촉가능한 제2 접촉단부;를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1 암부는, 상기 제1 가동자가 상기 제1 몸체부에 접촉될 때, 상기 제1 가동자로부터 이격된 상기 제1 몸체부의 일측에서 돌출될 수 있다.
상기 제2 암부는, 상기 제1 가동자가 상기 제2 몸체부에 접촉될 때, 상기 제1 가동자로부터 이격된 상기 제2 몸체부의 일측에서 돌출될 수 있다.
상기 제1 가동자는, 일측에 상기 제2 가동자가 관통할 수 있는 관통공이 형성될 수 있다.
상기 제2 가동자는, 상기 제1 가동자로부터 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부 측으로 돌출 가능하게 형성될 수 있다.
본 실시예의 일 양상에 따르면, 상기 제1 고정자, 상기 제2 고정자 및 상기 제1 가동자는, 상기 가동자가 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉될 때, 상기 제1 가동자와 상기 제1 암부 사이 및 상기 제1 가동자와 상기 제2 암부 사이에 통전이 이루어지지 않는 범위 내에서 상기 제1 가동자가 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부에 근접하도록 형성될 수 있다.
본 실시예의 다른 양상에 따르면, 상기 제1 암부, 상기 제2 암부 및 상기 제1 가동자는 각각 상기 제1 가동자의 이동축에 수직하게 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 가동자는, 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부에 평행하게 배치될 수 있다.
본 실시예의 또 다른 양상에 따르면, 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부는, 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부를 가로지르는 축 방향으로 돌출될 수 있다.
이때, 상기 제1 가동자는 일 축 방향으로 연장 형성될 수 있다.
본 실시예의 또 다른 양상에 따르면, 상기 제1 암부, 상기 제2 암부 및 상기 제1 가동자는, 제약공간이 허용하는 범위 내에서 길게 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 접촉단부는, 상기 제1 암부의 단부로부터 가장 멀리 떨어진 상기 제1 몸체부의 일측에 구비되거나 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제2 접촉단부는, 상기 제2 암부의 단부로부터 가장 멀리 떨어진 상기 제2 몸체부의 일측에 구비되거나 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동자는, 상기 제1 암부의 단부 및 상기 제2 암부의 단부에 접촉 가능하게 구비될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자는 구동부에 의해 구동되도록 구성될 수 있다.
상기 구동부는, 전원 인가시 자기력을 발생시켜 자기장 공간을 형성하는 코일; 상기 자기장 공간 내부에 고정 배치되는 고정코어; 상기 고정코어에 접근 및 이격되도록 상기 자기장 공간 내부에 이동가능하게 배치되는 가동코어; 및 상기 가동코어를 상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자와 연결하는 샤프트;를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 샤프트에는, 상기 제1 가동자를 지지하는 제1 접압스프링; 및 상기 제2 가동자를 지지하는 제2 접압스프링;이 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 가동자가 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉될 때, 상기 제1 가동자에는 상기 제1 가동자를 통과하는 전류 및 상기 제2 가동자를 통과하는 전류에 의해 로렌츠 힘이 작용하고, 상기 제2 가동자에는 상기 제1 가동자를 통과하는 전류 및 상기 제2 가동자를 통과하는 전류에 의해 로렌츠 힘이 작용할 수 있다.
이때, 상기 제1 가동자는 상기 제1 가동자에 작용하는 로렌츠 힘의 방향과 동일한 방향으로 이동되어 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동자는, 상기 제2 가동자에 작용하는 로렌츠 힘의 방향과 동일한 방향으로 이동되어 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
본 실시예의 일 양상에 따르면, 상기 제1 고정자, 상기 제2 고정자 및 상기 가동자는, 상기 가동자가 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉될 때, 상기 제1 가동자와 상기 제2 가동자 사이에 통전이 이루어지지 않는 범위 내에서 상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자가 서로 근접하도록 형성될 수 있다.
본 실시예의 다른 양상에 따르면, 상기 제1 가동자는, 상기 제1 가동자의 이동축에 수직하게 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 가동자는, 상기 제2 가동자의 이동축에 수직하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자의 이동축 및 상기 제2 가동자의 이동축은 동일 축 상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자는 평행하게 배치될 수 있다.
본 실시예의 또 다른 양상에 따르면, 상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자는 각각 일 직선 방향으로 연장 형성될 수 있다.
본 실시예의 또 다른 양상에 따르면, 상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자는, 제약공간이 허용하는 범위 내에서 통전로 길이가 길게 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 고정자는, 상기 제1 가동자의 일단부 및 상기 제2 가동자의 일단부에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2 고정자는, 상기 제1 가동자의 타단부 및 상기 제2 가동자의 타단부에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자는 구동부에 의해 구동되도록 구성될 수 있다.
상기 구동부는, 전원 인가시 자기력을 발생시켜 자기장 공간을 형성하는 코일; 상기 자기장 공간 내부에 고정 배치되는 고정코어; 상기 고정코어에 접근 및 이격되도록 상기 자기장 공간 내부에 이동가능하게 배치되는 제1 가동코어; 상기 고정코어를 기준으로 상기 제1 가동코어의 반대측에서 상기 고정코어에 접근 및 이격되도록 상기 자기장 공간 내부에 이동가능하게 배치되는 제2 가동코어; 상기 제1 가동코어와 상기 제1 가동자를 연결하는 제1 샤프트; 및 상기 제2 가동코어와 상기 제2 가동자를 연결하는 제2 샤프트;를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1 샤프트에는, 상기 제1 가동자를 지지하는 제1 접압스프링;이 구비될 수 있다.
상기 제2 샤프트에는, 상기 제2 가동자를 지지하는 제2 접압스프링;이 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전류가 고정자와 가동자 사이에 분기되어 흐르므로 상기 전자반발력을 감소시킬 수 있고, 분기된 전류에 의해 발생되는 로렌츠 힘은 상기 가동자와 상기 고정자 간 접압력을 증가시킬 수 있다. 이에 의하여, 상기 가동자가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 가동자를 구동하는 구동부의 인상전압을 증대시키지 않고도 상기 가동자가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 종래의 릴레이를 보인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이를 보인 단면도이고,
도 3은 도 2의 접점부를 보인 사시도이고,
도 4는 도 2의 가동자 및 고정자들이 접촉된 상태를 보인 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이를 보인 단면도이고,
도 6은 도 5를 측면에서 바라본 단면도이고,
도 7은 도 5의 가동자 및 고정자들이 접촉된 상태를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이를 보인 단면도이고,
도 3은 도 2의 접점부를 보인 사시도이고,
도 4는 도 2의 가동자 및 고정자들이 접촉된 상태를 보인 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이를 보인 단면도이고,
도 6은 도 5를 측면에서 바라본 단면도이고,
도 7은 도 5의 가동자 및 고정자들이 접촉된 상태를 보인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이를 보인 단면도이고, 도 3은 도 2의 접점부를 보인 사시도이고, 도 4는 도 2의 가동자 및 고정자들이 접촉된 상태를 보인 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이(1000)는, 구동력이 발생되는 구동부(1100); 및 상기 구동부(1100)에 의해 구동되어 회로를 개폐하는 접점부(1200);를 포함하고, 상기 접점부(1200)는, 전원 측에 연결되는 제1 고정자(1210); 상기 제1 고정자(1210)에 이격되고, 부하 측에 연결되는 제2 고정자(1220); 및 상기 구동부(1100)에 의해 상기 제1 고정자(1210) 및 상기 제2 고정자(1220)(이하, "고정자들"이라 지칭함)에 접촉 및 분리되는 가동자(1230, 1240);를 포함하고, 상기 가동자(1230, 1240)는, 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉 및 분리되는 제1 가동자(1230); 및 상기 제1 가동자(1230)와 이격되고 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉 및 분리되는 제2 가동자(1240);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 구동부(1100)는, 예를 들면, 전기력에 의해 구동력을 발생시키는 액추에이터로 구성될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 구동부(1100)는, 전원 인가시 자기력을 발생시켜 자기장 공간을 형성하는 코일(1110), 상기 코일(1110)의 자기장 공간 내부에 고정 배치되는 고정코어(1120), 상기 고정코어(1120)에 접근 및 이격되도록 상기 자기장 공간 내부에 이동가능하게 배치되는 가동코어(1140) 및 상기 가동코어(1140)를 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)와 기구적으로 연결하는 샤프트(1150)를 구비한 솔레노이드로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 가동코어(1140), 상기 고정코어(1120), 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 고정자들(1210, 1220)은 기재한 순서대로 배치되며, 상기 샤프트(1150)는 상기 가동코어(1140)로부터 일 직선 방향으로 연장되어 상기 고정코어(1120)를 관통해 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)에 연결될 수 있다.
상기 고정코어(1120)와 상기 가동코어(1140) 사이에는, 상기 가동코어(1140)를 상기 고정코어(1120)로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 복귀스프링(return spring)(1130)이 구비될 수 있다.
상기 샤프트(1150)는, 일단부(1152)가 상기 가동코어(1140)에 결합되고, 타단부(1154)가 상기 고정코어(1120)를 관통하여 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)에 연결될 수 있다.
이때, 상기 고정코어(1120)의 중앙에는, 상기 샤프트(1150)가 통과할 수 있게 관통공(1122)이 형성될 수 있다.
상기 샤프트(1150), 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)는, 상기 가동코어(1140)가 상기 고정코어(1120)에 접근하도록 이동될 때, 상기 샤프트의 타단부(1154)가 후술할 접압스프링들(Contact spring)(1170, 1180)을 통해 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)를 상기 고정자들(1210, 1220) 측으로 가압하는 방식으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 샤프트(1150), 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)는, 상기 가동코어(1140)가 상기 고정코어(1120)에 이격되도록 이동될 때, 상기 샤프트의 타단부(1154)가 상기 샤프트의 타단부(1154)에 구비된 걸림부(1154a)를 통해 상기 제1 가동자(1230) 및 제2 가동자(1240)를 상기 고정자들(1210, 1220)로부터 멀어지는 방향으로 가압하는 방식으로 연결될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 샤프트(1150), 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)의 연결구조를 설명하면 다음과 같다.
설명에 앞서, 상기 연결구조를 설명하기 위해, 후술할 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)에 대한 상세한 설명 중 일부를 여기서 먼저 설명하기로 한다.
상기 제1 가동자(1230)는, 일 축 방향으로 연장된 판형으로 형성될 수 있다.
상기 제1 가동자(1230)는, 중심부에 상기 제2 가동자(1240)가 관통할 수 있는 관통공(1236)이 형성될 수 있다.
상기 제2 가동자(1240)는, 상기 제1 가동자의 관통공(1236)을 관통하여 상기 제1 가동자(1230)로부터 후술할 암부들(1216, 1226) 측으로 돌출 가능하게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제2 가동자(1240)는, 한 끝(1242)이 다른 끝(1244)보다 얇은 쐐기형태로 형성될 수 있다.
상기 한 끝(1242)은, 상기 제1 가동자의 관통공(1236)보다 작게 형성될 수 있다.
상기 다른 끝(1244)은, 상기 제1 가동자의 관통공(1236)보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동자(1240)는, 상기 제1 가동자의 관통공(1236)을 기준으로 상기 가동코어(1140)의 반대측에 배치되고, 상기 제1 가동자의 관통공(1236) 및 상기 샤프트(1150)가 이루는 축 상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동자(1240)는, 상기 한 끝(1242)이 상기 가동코어(1140)를 향하고 상기 다른 끝(1244)이 상기 가동코어(1140)로부터 멀어지는 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제2 가동자(1240)는, 상기 가동코어(1140) 측으로 이동될 때, 상기 제1 가동자의 관통공(1236)에 걸릴 수 있다.
상기 제1 가동자의 관통공(1236)은, 내주면이 그 깊이방향에 대해 경사지게 형성되어, 상기 가동코어(1140)를 향하는 제1 개구부(1236a)의 크기보다 상기 가동코어(1140)로부터 멀어지는 방향을 향하는 제2 개구부(1236b)의 크기가 더 크게 형성될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자의 관통공(1236)의 내주면은, 상기 제2 가동자(1240)의 상기 한 끝(1242) 및 상기 다른 끝(1244)이 이루는 경사면에 면접촉될 수 있다.
한편, 상기 제2 가동자(1240)에는, 상기 샤프트의 타단부(1154)가 상기 한 끝(1242) 및 상기 다른 끝(1244)을 관통할 수 있는 관통공(1246)이 형성될 수 있다.
상기 제2 가동자의 관통공(1246)은, 내주면이 그 깊이방향에 대해 단차지게 형성되어, 상기 가동코어(1140)를 향하는 제1 개구부(1246a)의 크기보다 상기 가동코어(1140)로부터 멀어지는 방향을 향하는 제2 개구부(1246b)의 크기가 더 크게 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 가동자의 관통공(1246)은, 상기 제1 개구부(1246a)의 크기가 상기 걸림부(1154a)보다 작고, 상기 제2 개구부(1246b)의 크기가 상기 걸림부(1154a)보다 크게 형성될 수 있다.
이것은, 후술할 바와 같이, 상기 걸림부(1154a)가 상기 가동코어(1140) 측으로 이동될 때, 상기 제2 가동자의 관통공(1246)에 걸릴 수 있도록 하기 위함이다.
상기와 같이 가동자(1230, 1240)가 형성 및 배치된 상태에서, 상기 샤프트(1150)는, 상기 샤프트의 타단부(1154)가 상기 제1 가동자의 관통공(1236) 및 상기 제2 가동자의 관통공(1246)을 관통하도록 배치될 수 있다.
상기 샤프트의 타단부(1154)에는, 상기 제2 가동자의 관통공(1246)의 제1 개구부(1246a)를 기준으로 상기 가동코어(1140)의 반대측에 위치하는 부위로부터 반경방향으로 돌출된 상기 걸림부(1154a)가 구비될 수 있다.
상기 걸림부(1154a)는, 상기 샤프트(1150)가 상기 가동코어(1140) 측으로 이동될 때, 상기 제2 가동자의 관통공(1246)을 통과하지 못하도록, 상기 제2 가동자의 관통공(1246)의 제1 개구부(1246a)보다 더 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 샤프트의 타단부(1154)에는, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)를 기준으로 상기 가동코어(1140) 측에 위치하는 부위로부터 반경방향으로 돌출된 스프링지지부(1154c)가 구비될 수 있다.
상기 제1 가동자(1230)와 상기 스프링지지부(1154c) 사이에는, 일단이 상기 제1 가동자(1230)에 지지되고, 타단이 상기 스프링지지부(1154c)에 지지되는 제1 접압스프링(contact spring)(1170)이 구비될 수 있다.
상기 제2 가동자(1240)와 상기 스프링지지부(1154c) 사이에는, 일단이 상기 제2 가동자(1240)에 지지되고, 타단이 상기 스프링지지부(1154c)에 지지되는 제2 접압스프링(1180)이 구비될 수 있다.
상기 제1 접압스프링(1170) 및 상기 제2 접압스프링(1180)(이하, "접압스프링들"이라 지칭함)은, 예를 들면, 코일 스프링일 수 있다.
이 경우, 상기 제1 접압스프링(1170)은, 코일부의 직경이 상기 제1 가동자의 관통공(1236)(더욱 정확히는, 상기 제1 개구부(1236a))의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제2 접압스프링(1180)은, 코일부의 직경이 상기 제1 접압스프링(1170)의 코일부 직경보다 작고 상기 제2 가동자의 관통공(1246)(더욱 정확히는, 상기 제1 개구부(1246a))의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 샤프트(1150)는, 상기 접압스프링들(1170, 1180)이 장착되는 부위(1154b)의 직경이 상기 제2 접압스프링(1180)의 코일부 직경보다 작게 형성될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제2 접압스프링(1180)은, 상기 샤프트(1150)가 상기 제2 접압스프링(1180)의 코일부 내부에 삽입되는 방식으로 상기 제2 가동자(1240)와 상기 스프링지지부(1154c) 사이에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 접압스프링(1170)은, 상기 샤프트(1150) 및 상기 제2 접압스프링(1180)이 상기 제1 접압스프링(1170)의 코일부 내부에 삽입되는 방식으로 상기 제1 가동자(1230)와 상기 스프링지지부(1154c) 사이에 구비될 수 있다.
이러한 구조에 의하여, 상기 샤프트(1150), 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)는, 상기 가동코어(1140)가 상기 고정코어(1120)에 접근하도록 이동될 때, 상기 샤프트의 타단부(1154)가 상기 접압스프링들(1170, 1180)을 통해 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)를 상기 고정자들(1210, 1220) 측으로 가압하고, 상기 가동코어(1140)가 상기 고정코어(1120)에 이격되도록 이동될 때, 상기 샤프트의 타단부(1154)가 상기 걸림부(1154a)를 통해 상기 제1 가동자(1230) 및 제2 가동자(1240)를 상기 고정자들(1210, 1220)로부터 멀어지는 방향으로 가압할 수 있는 방식으로 연결될 수 있다.
상기 접점부(1200)는, 상술한 바와 같이, 전원 측에 연결되는 상기 제1 고정자(1210); 상기 제1 고정자(1210)에 이격되고, 부하 측에 연결되는 제2 고정자(1220); 및 상기 구동부(1100)에 의해 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉 및 분리되는 가동자(1230, 1240);를 포함하고, 상기 가동자(1230, 1240)는, 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉 및 분리되는 제1 가동자(1230); 및 상기 제1 가동자(1230)와 이격되고 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉 및 분리되는 제2 가동자(1240);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 접점부(1200)는, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)가 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉될 때, 상기 제1 가동자(1230)에는 상기 제1 가동자(1230)를 통과하는 전류(I1) 및 상기 제2 가동자(1240)를 통과하는 전류(I2)에 의해 로렌츠 힘(F1)이 작용하고, 상기 제1 가동자(1230)은, 상기 제1 가동자(1230)에 작용하는 로렌츠 힘(F1)의 방향과 동일한 방향으로 이동되어 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
이를 위하여, 상기 제1 고정자(1210)는, 전류가 인입되는 제1 몸체부(1212) 및 상기 제1 몸체부(1212)에서 상기 제2 고정자(1220) 측으로 돌출된 제1 암부(1214)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제2 고정자(1220)는, 전류가 부하로 인출되는 제2 몸체부(1222) 및 상기 제2 몸체부(1222)에서 상기 제1 고정자(1210) 측으로 돌출된 제2 암부(1224)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1 가동자(1230)는, 상기 제1 암부(1214) 및 상기 제2 암부(1224)(이하, "암부들"이라 지칭함)로부터 상기 제1 가동자(1230)의 분리방향으로 이격된 상태에서 상기 제1 몸체부(1212) 및 상기 제2 몸체부(1222)(이하, "몸체부들"이라 지칭함)에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제1 가동자(1230)의 분리방향이란, 상기 제1 가동자(1230)가 상기 몸체부들(1212, 1222)로부터 분리되는 방향을 지칭한다.
상기 제2 가동자(1240)는, 상기 제1 가동자(1230)에서 상기 암부들(1214, 1224) 측으로 돌출되어 상기 암부들(1214, 1224)에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 제1 몸체부(1212)는, 원기둥형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 몸체부(1212)는, 외함에 고정 지지될 수 있다.
이때, 상기 제1 몸체부(1212)는, 일단(1212a)이 상기 외함의 내부에 배치되고, 타단(1212b)이 상기 외함의 외부로 돌출될 수 있다.
상기 제1 몸체부의 일단(1212a)은, 상기 제1 가동자(1230)의 후술할 제1 접촉단부(1232a)와 접촉될 수 있다.
상기 제1 몸체부의 타단(1212b)은, 예를 들면, 배터리와 같은 전원에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제1 암부(1214)는, 상기 제1 몸체부의 일단(1212a)으로부터 돌출될 수 있다.
이때, 상기 제1 암부(1214)는, 상기 제1 가동자(1230)가 상기 제1 몸체부(1212)에 접촉될 때, 상기 제1 가동자(1230)로부터 이격되게 형성될 수 있다.
참고로, 상기 제1 암부(1214)는, 상기 제1 가동자(1230)를 기준으로 상기 제1 몸체부의 일단(1212a)보다 더 먼 상기 제1 몸체부(1212)의 일측으로부터 돌출될 수 있다.
하지만, 이 경우, 후술할 바와 같이 상기 제1 암부(1214)와 상기 제1 가동자(1230) 사이 간격이 멀어져, 상기 제1 가동자(1230)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F1)이 감소될 수 있다. 이에 의하여, 상기 제1 가동자(1230)와 상기 제1 몸체부(1212) 간 접압력이 감소될 수 있다.
따라서, 상기 제1 암부(1214)는, 상기 제1 암부(1214)와 상기 제1 가동자(1230) 사이 간격을 줄이기 위해, 본 실시예와 같이 상기 제1 몸체부의 일단(1212a)으로부터 돌출되는 것이 바람직할 수 있다.
계속해서, 상기 제1 암부(1214)는, 상기 제1 암부(1214)를 통과하는 전류(I21)가 상기 제1 가동자(1230)의 이동축에 수직하게 흐르도록, 상기 제1 가동자(1230)의 이동축에 수직하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 암부(1214)는, 상기 제1 암부(1214)를 통과하는 전류(I21)가 일 직선 방향으로 흐르도록, 일 직선 방향으로 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 암부(1214)는, 상기 제1 암부(1214) 및 상기 제2 암부(1224)를 통과하는 전류(I2)가 일 직선 방향으로 흐르도록, 상기 몸체부들(1212, 1222)를 가로지르는 축 방향으로 연장 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 암부(1224)도 상기 몸체부들(1212, 1222)를 가로지르는 축 방향으로 연장 형성되고, 상기 제1 암부(1214) 및 상기 제2 암부(1224)의 연장축은 일치될 수 있다.
또한, 상기 제1 암부(1214)는, 상기 제1 암부(1214)를 통과하는 전류(I21)의 통전로 길이가 길어질 수 있도록, 제약공간이 허용하는 범위 내에서 돌출길이가 길게 형성되고, 상기 제1 몸체부(1212)로부터 이격되어 있는 단부에서 상기 제2 가동자(1240)와 접촉될 수 있다.
상기 제1 암부(1214)의 단부는, 상기 제2 가동자(1240)의 상기 다른 끝(1244)의 형상에 대응되게, 상기 제1 몸체부(1212) 측으로 오목한 홈(1214a)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 암부(1214)의 단부는, 상기 오목한 홈(1214a)의 상기 제2 가동자(1240)에 대향하는 모서리 부분이 상기 제2 가동자(1240)의 이동방향에 경사진 제1 접촉면(1214b)이 되도록 모따기될 수 있다.
상기 제2 몸체부(1222)는, 원기둥형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 몸체부(1222)는, 상기 제1 몸체부(1212)로부터 이격되어, 상기 외함에 고정 지지될 수 있다.
이때, 상기 제2 몸체부(1222)는, 축방향이 상기 제1 몸체부(1212)의 축방향과 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 몸체부(1222)는, 일단(1222a)이 상기 외함의 내부에 배치되고, 타단(1222b)이 상기 외함의 외부로 돌출될 수 있다.
상기 제2 몸체부의 일단(1222a)은, 상기 제1 가동자(1230)의 후술할 제2 접촉단부(1234a)와 접촉될 수 있다.
상기 제2 몸체부의 타단(1222b)은, 부하에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제2 암부(1224)는, 상기 제2 몸체부의 일단(1222a)으로부터 돌출될 수 있다.
이때, 상기 제2 암부(1224)는, 상기 제1 가동자(1230)가 상기 제2 몸체부(1222)에 접촉될 때, 상기 제1 가동자(1230)로부터 이격되게 형성될 수 있다.
참고로, 상기 제2 암부(1224)는, 상기 제1 가동자(1230)를 기준으로 상기 제2 몸체부의 일단(1222a)보다 더 먼 상기 제2 몸체부(1222)의 일측으로부터 돌출될 수 있다.
하지만, 이 경우, 후술할 바와 같이 상기 제2 암부(1224)와 상기 제1 가동자(1230) 사이 간격이 멀어져, 상기 제1 가동자(1230)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F1)이 감소될 수 있다. 이에 의하여, 상기 제1 가동자(1230)와 상기 제2 몸체부(1222) 간 접압력이 감소될 수 있다.
따라서, 상기 제2 암부(1224)는, 상기 제2 암부(1224)와 상기 제1 가동자(1230) 사이 간격을 줄이기 위해 본 실시예와 같이 상기 제2 몸체부의 일단(1222a)으로부터 돌출되는 것이 바람직할 수 있다.
계속해서, 상기 제2 암부(1224)는, 상기 제2 암부(1224)를 통과하는 전류(I22)가 상기 제1 가동자(1230)의 이동축에 수직하게 흐르도록, 상기 제1 가동자(1230)의 이동축에 수직하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 암부(1224)는, 상기 제2 암부(1224)를 통과하는 전류(I22)가 일 직선 방향으로 흐르도록, 일 직선 방향으로 연장 형성될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 상기 제2 암부(1224)는 상기 제1 암부(1214)와 함께, 상기 제1 암부(1214) 및 상기 제2 암부(1224)를 통과하는 전류(I2)가 일 직선 방향으로 흐르도록, 상기 몸체부들(1212, 1222)을 가로지르는 축 방향으로 연장 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 암부(1224) 및 상기 제1 암부(1214)의 연장축은 일치될 수 있다.
또한, 상기 제2 암부(1224)는, 상기 제2 암부(1224)를 통과하는 전류(I22)의 통전로 길이가 길어질 수 있도록, 제약공간이 허용하는 범위 내에서 돌출길이가 길게 형성되고, 상기 제2 몸체부(1222)로부터 이격되어 있는 단부에서 상기 제2 가동자(1240)와 접촉될 수 있다.
상기 제2 암부(1224)의 단부는, 상기 제2 가동자(1240)의 상기 다른 끝(1244)의 형상에 대응되게, 상기 제2 몸체부(1222) 측으로 오목한 홈(1224a)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2 암부(1224)의 단부는, 상기 오목한 홈(1224a)의 상기 제2 가동자(1240)에 대향하는 모서리 부분이 상기 제2 가동자(1240)의 이동방향에 경사진 제2 접촉면(1224b)이 되도록 모따기될 수 있다.
상기 제1 가동자(1230)는, 상기 제1 가동자(1230)를 통과하는 전류(I1)가 직선 방향으로 흐를 수 있도록, 일 축 방향으로 연장된 판형으로 형성될 수 있다.
상기 제1 가동자(1230)의 연장 길이는, 상기 제1 몸체부(1212)와 상기 제2 몸체부(1222) 사이 간격 이상일 수 있다.
상기 제1 가동자(1230)는, 중심부에 상기 제1 가동자의 관통공(1236)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(1230)는, 상기 제1 가동자(1230)가 상기 몸체부들(1212, 1222)에 접촉될 때 상기 암부들(1214, 1224)과 이격될 수 있도록, 상기 제1 가동자(1230)의 연장 방향 상 양단부(1232, 1234)에 각각 제1 접촉단부(1232a) 및 제2 접촉단부(1234a)가 구비될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 제1 가동자(1230)는, 상기 제1 몸체부의 일단(1212a)에 대향되는 상기 제1 가동자의 일단부(1232)로부터 상기 제1 몸체부의 일단(1212a) 측으로 돌출되어 상기 제1 몸체부의 일단(1212a)에 접촉가능하게 형성되는 상기 제1 접촉단부(1232a)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(1230)는, 상기 제2 몸체부의 일단(1222a)에 대향되는 상기 제1 가동자의 타단부(1234)로부터 상기 제2 몸체부의 일단(1222a) 측으로 돌출되어 상기 제2 몸체부의 일단(1222a)에 접촉가능하게 형성되는 상기 제2 접촉단부(1234a)가 구비될 수 있다.
이때, 상기 제1 접촉단부(1232a) 및 상기 제2 접촉단부(1234a)(이하, "접촉단부들"이라 지칭함)는, 아크 발생이 억제될 수 있도록, 상기 몸체부들(1212, 1222)과 면으로 접촉되게 형성될 수 있다.
여기서, 본 실시예의 경우, 상기 접촉단부들(1232a, 1234a)은, 상기 제1 가동자(1230)에 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
별도로 도시하지는 않았으나, 예를 들어, 상기 제1 접촉단부(1232a)는, 상기 제1 가동자의 일단부(1232)에 대향되는 상기 제1 몸체부의 일단(1212a)으로부터 상기 제1 가동자의 일단부(1232) 측으로 돌출되어 상기 제1 가동자의 일단부(1232)에 접촉가능하게 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 제2 접촉단부(1234a)는, 상기 제1 가동자의 타단부(1234)에 대향되는 상기 제2 몸체부의 일단(1222a)으로부터 상기 제1 가동자의 타단부(1234) 측으로 돌출되어 상기 제1 가동자의 타단부(1234)에 접촉가능하게 형성될 수 있다.
다른 예로, 상기 제1 접촉단부(1232a)는 상기와 같은 방식으로 상기 제1 가동자의 일단부(1232)에 형성되고, 상기 제2 접촉단부(1234a)는 상기와 같은 방식으로 상기 제2 몸체부의 일단(1222a)에 형성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 제1 접촉단부(1232a)는 상기와 같은 방식으로 상기 제1 몸체부의 일단(1212a)에 형성되고, 상기 제2 접촉단부(1234a)는 상기와 같은 방식으로 상기 제1 가동자의 타단부(1234)에 형성될 수 있다.
이와 다른 예로, 상기 제1 접촉단부(1232a) 및 상기 제2 접촉단부(1234a)는 본 실시예와 같이 형성되고, 이에 추가하여, 제3 접촉단부가, 상기 제1 접촉단부(1232a)에 대향되는 상기 제1 몸체부의 일단(1212a)으로부터 상기 제1 접촉단부(1232a) 측으로 돌출되어 상기 제1 접촉단부(1232a)에 접촉가능하게 형성될 수 있다.
이 경우, 제4 접촉단부가, 상기 제2 접촉단부(1234a)에 대향되는 상기 제2 몸체부의 일단(1222a)으로부터 상기 제2 접촉단부(1234a) 측으로 돌출되어 상기 제2 접촉단부(1234a)에 접촉가능하게 형성될 수 있다.
이 외에도, 상기 제1 가동자(1230)가 상기 몸체부들(1212, 1222)에 접촉될 때 상기 제1 가동자(1230)가 상기 암부들(1214, 1224)과 이격될 수 있도록, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 몸체부들(1212, 1222)을 형성하는 방식은 다양할 수 있으나, 이에 대한 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
계속해서, 상기 제1 가동자(1230)는, 상기 제1 가동자(1230)를 통과하는 전류(I1)가 상기 제1 가동자(1230)의 이동축에 수직하게 흐르도록, 상기 제1 가동자(1230)의 이동축에 수직하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(1230)는, 상기 제1 가동자(1230)를 통과하는 전류(I1)가 상기 암부들(1214, 1224)을 통과하는 전류(I2)와 같은 방향으로 평행하게 흐를 수 있도록, 상기 암부들(1214, 1224)에 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(1230)는, 상기 제1 가동자(1230)를 통과하는 전류(I1)의 통전로 길이가 길어질 수 있도록, 제약공간이 허용하는 범위 내에서 연장길이가 길게 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 접촉단부(1232a)는 상기 제1 몸체부의 일단(1212a) 상 상기 제1 암부(1214)의 단부로부터 가장 멀리 떨어진 일측에 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제2 접촉단부(1234a)는, 상기 제2 몸체부의 일단(1222a) 상 상기 제2 암부(1224)의 단부로부터 가장 멀리 떨어진 일측에 접촉될 수 있다.
한편, 일반적으로, 서로 분기되어 흐르는 두 전류에 의해 발생되는 로렌츠 힘은 상기 두 전류 사이의 간격에 반비례한다. 즉, 상기 두 전류 사이의 간격이 가까울수록 상기 로렌츠 힘의 크기는 증가된다.
따라서, 상기 제1 가동자(1230)는, 상기 암부들(1214, 1224)을 통과하는 전류(I2) 및 상기 제1 가동자(1230)를 통과하는 전류(I1)에 의해 상기 제1 가동자(1230)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F1)의 크기를 증가시키기 위해, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)가 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉될 때, 상기 제1 가동자(1230)와 상기 제1 암부(1214) 사이 및 상기 제1 가동자(1230)와 상기 제2 암부(1224) 사이에 통전이 이루어지지 않는 범위 내에서 상기 제1 암부(1214) 및 상기 제2 암부(1224)에 근접하도록 형성될 수 있다.
상기 제2 가동자(1240)는, 상술한 바와 같이, 쐐기형태로 형성되고, 상기 제1 가동자의 관통공(1236)을 기준으로 상기 가동코어(1140)의 반대측에 배치되어, 상기 제1 가동자(1230)로부터 상기 암부들(1214, 1224) 측으로 돌출되어 상기 암부들(1214, 1224)에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제2 가동자(1240)는, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)가 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉될 때, 상기 제1 가동자(1230)로부터 이격되어 상기 암부들(1214, 1224)에 접촉되게 구비될 수 있다. 이에 의하여, 상기 제2 가동자(1240)를 통과하는 전류(I2)가 상기 제1 가동자(1230)로 통전되지 않을 수 있다.
상기 제2 가동자(1240)는, 상기 암부들(1214, 1224)을 통전 가능하게 연결하되 상기 암부들(1214, 1224)을 통과하는 전류의 통전로 길이가 길어질 수 있도록, 상기 제1 암부(1214)의 단부 및 상기 제2 암부(1224)의 단부를 통전 가능하게 연결하는 길이 범위 내에서 최대한 작게 형성되고, 상기 제1 암부(1214)의 단부 및 상기 제2 암부(1224)의 단부에 접촉되게 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동자(1240)는, 상기 암부들(1214, 1224)에 접촉될 때 아크 발생이 억제될 수 있도록, 상기 암부들(1214, 1224)과 면으로 접촉되게 형성될 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 제2 가동자(1240)는, 상기 다른 끝(1244)의 모서리부분이 상기 제2 가동자(1240)의 이동축에 경사지게 모따기될 수 있다. 이에 의하여, 상기 다른 끝(1244)에는, 상기 제1 접촉면(1214b)에 대향되어 면접촉 가능한 제3 접촉면(1244a) 및 상기 제2 접촉면(1224b)에 대향되어 면접촉 가능한 제4 접촉면(1244b)이 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 고정자들(1210, 1220)은, 상기 샤프트(1150)가 포함되는 일 면을 기준으로 대칭되게 구비될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자(1230)와 상기 제1 고정자(1210) 사이 접압력이 상기 제1 가동자(1230)와 상기 제2 고정자(1220) 사이 접압력과 동일 상당수준이 될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동자(1240)와 상기 제1 고정자(1210) 사이 접압력이 상기 제2 가동자(1240)와 상기 제2 고정자(1220) 사이 접압력과 동일 상당수준이 될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이(1000)의 작용효과에 대해 설명한다.
상기 코일(1110)에 전원이 인가되면, 상기 코일(1110)은 자기력을 발생시킬 수 있다.
상기 가동코어(1140)는, 상기 자기력에 의해, 자기 저항이 작아지는 방향, 즉 상기 고정코어(1120)에 접근하는 방향(도면상 상방)으로 이동될 수 있다.
이 과정에서, 상기 복귀스프링(1130)은 상기 고정코어(1120)와 상기 가동코어(1140) 사이에서 축세(蓄勢)될 수 있다.
상기 샤프트(1150)는, 상기 가동코어(1140)의 이동에 의해 상기 샤프트의 타단부(1154)가 상기 고정코어(1120)에서 멀어지는 방향(도면상 상방)으로 이동될 수 있다.
상기 접압스프링들(1170, 1180)은, 상기 샤프트(1150)의 이동에 의해 상기 가동자(1230, 1240)와 상기 스프링지지부(1154c) 사이에서 축세(蓄勢)될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제1 접압스프링(1170)은 상기 제1 가동자(1230)와 상기 스프링지지부(1154c) 사이에서 축세되고, 상기 제2 접압스프링(1180)은 상기 제2 가동자(1240)와 상기 스프링지지부(1154c) 사이에서 축세될 수 있다.
상기 제1 가동자(1230)는, 상기 제1 접압스프링(1170)의 축세에 의해 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉되는 방향(도면상 상방)으로 이동되고, 결국 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제1 가동자(1230)의 상기 제1 접촉단부(1232a)가 상기 제1 몸체부의 일단(1212a)에 접촉되고, 상기 제1 가동자(1230)의 상기 제2 접촉단부(1234a)가 상기 제2 몸체부의 일단(1222a)에 접촉될 수 있다.
상기 제1 가동자(1230)가 상기 몸체부들(1212, 1222)에 접촉되면, 상기 제1 몸체부(1212), 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 몸체부(1222)에 의해 제1 통전로(C1)가 형성될 수 있다.
상기 제2 가동자(1240)는, 상기 제2 접압스프링(1180)의 축세에 의해 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉되는 방향(도면상 상방)으로 이동되고, 결국 상기 제1 가동자(1230)로부터 이격되면서 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제2 가동자(1240)의 상기 제3 접촉면(1244a)이 상기 제1 암부(1214)의 상기 제1 접촉면(1214b)에 접촉되고, 상기 제2 가동자(1240)의 상기 제4 접촉면(1244b)이 상기 제2 암부(1224)의 상기 제2 접촉면(1224b)에 접촉될 수 있다.
상기 제2 가동자(1240)가 상기 암부들(1214, 1224)에 접촉되면, 상기 제1 몸체부(1212), 상기 제1 암부(1214), 상기 제2 가동자(1240), 상기 제2 암부(1224) 및 상기 제2 몸체부(1222)에 의해 제2 통전로(C2)가 형성될 수 있다.
상기 제1 통전로(C1) 및 상기 제2 통전로(C2)가 형성되면, 전원에서 인입된 전류가 상기 제1 통전로(C1) 및 상기 제2 통전로(C2)를 통해 상기 부하로 분기되어 흐를 수 있다.
한편, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)가 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉된 이후에도, 상기 샤프트(1150)는, 상기 샤프트의 타단부(1154)가 상기 고정코어(1120)에서 멀어지는 방향(도면상 상방)으로 계속 이동될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)는 상기 고정자들(1210, 1220)에 접촉된 위치에 고정되나, 상기 스프링지지부(1154c)는 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240) 측으로 계속 이동될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 접압스프링(1170) 및 상기 제2 접압스프링(1180)은, 더욱 축세되고, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)를 상기 고정자들(1210, 1220) 측으로 더욱 큰 힘으로 가압할 수 있다.
그 결과, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)가 상기 고정자들(1210, 1220)과 소정의 접압력을 가지고 접촉되어, 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 고정자들(1210, 1220)의 접촉상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
반면, 상기 코일(1110)의 전원 공급이 중지되면, 상기 코일(1110)의 자기력 발생이 중지될 수 있다.
상기 코일(1110)의 자기력 발생이 중지되면, 상기 가동코어(1140)는, 상기 접압스프링들(1170, 1180) 및 상기 복귀스프링(1130)의 탄성력에 의해 상기 고정코어(1120)로부터 이격되는 방향(도면상 하방)으로 이동될 수 있다.
이 과정에서, 상기 복귀스프링(1130)은, 상기 고정코어(1120)와 상기 가동코어(1140) 사이에서 방세(放勢)될 수 있다.
상기 샤프트(1150)는, 상기 가동코어(1140)의 이동에 의해 상기 샤프트의 타단부(1154)가 상기 고정코어(1120)에서 가까워지는 방향(도면상 하방)으로 이동될 수 있다.
이때, 상기 샤프트(1150)는, 상기 걸림부(1154a)가 상기 제2 가동자의 관통공(1246)을 통과하지 못하고 상기 제2 가동자(1240)에 걸릴 수 있다.
상기 제2 가동자(1240)는, 상기 걸림부(1154a)가 상기 제2 가동자(1240)에 걸린 채로 이동되는 상기 샤프트(1150)에 의해, 상기 고정자들(1210, 1220)로부터 분리되는 방향(도면상 하방)으로 이동되고, 결국 상기 고정자들(1210, 1220)로부터 분리될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동자(1240)는, 상기 다른 끝(1244)이 상기 제1 가동자의 관통공(1236)을 통과하지 못하고 상기 제1 가동자(1230)에 걸릴 수 있다.
상기 제1 가동자(1230)는, 상기 다른 끝(1244)이 상기 제1 가동자(1230)에 걸린 채로 이동되는 상기 제2 가동자(1240)에 의해, 상기 고정자들(1210, 1220)로부터 분리되는 방향(도면상 하방)으로 이동되고, 결국 상기 고정자들(1210, 1220)로부터 분리될 수 있다.
이 과정에서, 상기 제1 접압스프링(1170) 및 상기 제2 접압스프링(1180)은, 상기 가동자(1230, 1240)와 상기 스프링지지부(1154c) 사이에서 방세될 수 있다.
상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)가 상기 고정자들(1210, 1220)과 분리되면, 회로가 차단될 수 있다. 즉, 전원으로부터 상기 제1 고정자(1210), 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 제2 고정자(1220)를 통해 부하로 공급되던 전원 공급이 중지될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이(1000)에 있어서는, 전류가 상기 제1 통전로(C1) 및 상기 제2 통전로(C2)로 분기되어 흐를 수 있다.
이에 의하여, 하나의 통전로에 흐르는 전류의 크기는 감소될 수 있다.
전류의 크기가 감소되면, 전류 크기의 제곱에 비례하는 상기 전자반발력은 전류 크기의 감소보다 더욱 많이 감소될 수 있다.
그 결과, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자들(1210, 1220)로부터 이탈되는 것이 억제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이(1000)에 있어서는, 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)에 의해 자기장(B2)이 발생될 수 있다.
상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)에 의해 발생된 자기장(B2)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 통전로(C1) 상 지면(紙面)에 들어가는 방향으로 작용할 수 있다.
상기 제1 통전로(C1) 상 상기 제1 몸체부(1212) 측으로부터 상기 제2 몸체부(1222) 측으로(도면상 좌측으로부터 우측으로) 흐르는 전류(I1)에는, 상기 자기장(B2)에 의해 로렌츠의 왼손법칙에 따른 로렌츠 힘의 방향(도면상 상방)으로 로렌츠 힘(F1)이 발생될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제1 암부(1214)에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21)은, 상기 제1 가동자(1230)의 제1 가압부(P1) 상 지면에 들어가는 방향으로 작용할 수 있다. 여기서, 상기 제1 가압부(P1)는, 상기 제1 가동자(1230)의 제1 접촉단부(1232a)와 상기 제1 가동자의 관통공(1236) 사이 연장부위로서, 상기 제1 암부(1214)에 대향되는 부위를 지칭한다.
상기 제1 가압부(P1) 상 상기 제1 접촉단부(1232a) 측으로부터 상기 제1 가동자의 관통공(1236) 측으로(도면상 좌측으로부터 우측으로) 흐르는 전류(I11)에는, 상기 제1 암부(1214)에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21)에 의해, 로렌츠의 왼손법칙에 따른 로렌츠 힘의 방향(도면상 상방)으로 로렌츠 힘이 발생될 수 있다.
또한, 상기 제2 암부(1224)에 흐르는 전류(I22)에 의해 발생된 자기장(B22)은, 상기 제1 가동자(1230)의 제2 가압부(P2) 상 지면에 들어가는 방향으로 작용할 수 있다. 여기서, 상기 제2 가압부(P2)는, 상기 제1 가동자(1230)의 제2 접촉단부(1234a)와 상기 제1 가동자의 관통공(1236) 사이 연장부위로서, 상기 제2 암부(1224)에 대향되는 부위를 지칭한다.
상기 제2 가압부(P2) 상 상기 제1 가동자의 관통공(1236) 측으로부터 상기 제2 접촉단부(1234a) 측으로(도면상 좌측으로부터 우측으로) 흐르는 전류(I12)에는, 상기 제2 암부(1224)에 흐르는 전류(I22)에 의해 발생된 자기장(B22)에 의해 로렌츠의 왼손법칙에 따른 로렌츠 힘의 방향(도면상 상방)으로 로렌츠 힘이 발생될 수 있다.
그런데, 상기 제1 가동자(1230)는 상기 제1 가압부(P1) 및 상기 제2 가압부(P2)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F1)의 방향으로 이동되어 상기 몸체부들(1212, 1222)에 접촉가능하게 구성되어 있으므로, 상기 로렌츠 힘(F1)에 의해 상기 제1 가동자(1230)와 상기 고정자들(1210, 1220) 간 접압력이 더욱 증가될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자(1230)가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자들(1210, 1220)로부터 이탈되는 것이 억제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이(1000)에 있어서는, 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)를 구동하는 상기 구동부(1100)의 인상전압을 증대시키지 않고도 상기 제1 가동자(1230) 및 상기 제2 가동자(1240)가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자들(1210, 1220)로부터 이탈되는 것이 억제될 수 있다.
이에 의하여, 상기 구동부(1100)를 구동하는데 소요되는 전기 에너지가, 상기 인상전압을 증대시켜 상기 구동부(1100)를 구동할 때보다 절감될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이(1000)에 있어서는, 전류가 제약공간 내에서 최대한 길게 형성된 상기 제1 통전로(C1) 상에서 일 직선 방향으로 흐를 수 있다.
또한, 전류는 제약공간 내에서 최대한 길게 형성된 상기 제2 통전로(C2) 상에서 일 직선 방향으로 흐를 수 있다.
또한, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1) 및 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)는, 같은 방향을 향해 서로 평행하게 흐를 수 있다.
또한, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1) 및 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)는, 상기 제1 가동자(1230)의 이동축에 수직하게 흐를 수 있다.
이때, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1)는, 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)를 기준으로 상기 제1 가동자(1230)가 상기 몸체부들(1212, 1222)로부터 분리되는 방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자(1230)와 상기 고정자들(1210, 1220) 간 접압력 증가에 이용되는 상기 로렌츠 힘의 크기가 더욱 증가될 수 있다.
이에 대해 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 고정자들(1210, 1220)은, 상기 제1 통전로(C1) 및 상기 제2 통전로(C2)의 길이가 제약공간 내에서 최대한 길게 형성될 수 있다.
이에 의하여, 상기 로렌츠 힘(F1)이 발생되는 부위가 커져, 상기 제1 가동자(1230)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F1)의 크기가 더욱 증대될 수 있다.
다음으로, 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 고정자들(1210, 1220)은, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1)가 일 직선 방향으로 흐르게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 고정자들(1210, 1220)은, 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)가 일 직선 방향으로 흐르게 형성될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 암부(1214)에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21)이, 상기 제2 암부(1224)에 흐르는 전류(I22)에 의해 발생된 자기장(B22)과 같은 방향으로 상기 제1 가압부(P1)에 작용할 수 있다.
다시 말해, 상기 제1 가압부(P1)에는 상기 제1 암부(1214)에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21)뿐만 아니라 상기 제2 암부(1224)에 흐르는 전류(I22)에 의해 발생된 자기장(B22)이 작용할 수 있는데, 상기 제1 가압부(P1)에 작용하는 상기 두 자기장(B21, B22)의 방향이 일치될 수 있다.
이에 따라, 상기 두 자기장(B21, B22)은 서로 상쇄됨 없이 상기 제1 가압부(P1)에 작용할 수 있다. 아울러, 상기 두 자기장(B21, B22)이 더해져서, 상기 제1 가압부(P1)에 작용하는 자기장(B2)의 크기가 증가될 수 있다.
그 결과, 상기 제1 가압부(P1)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F11)의 크기가 더욱 증대될 수 있다.
같은 원리로, 상기 제2 암부(1224)에 흐르는 전류(I22)에 의해 발생된 자기장(B22)이, 상기 제1 암부(1214)에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21)과 같은 방향으로 상기 제2 가압부(P2)에 작용할 수 있다.
다시 말해, 상기 제2 가압부(P2)에는 상기 제2 암부(1224)에 흐르는 전류(I22)에 의해 발생된 자기장(B22)뿐만 아니라 상기 제1 암부(1214)에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21)이 작용할 수 있는데, 상기 제2 가압부(P2)에 작용하는 상기 두 자기장(B21, B22)의 방향이 일치될 수 있다.
이에 따라, 상기 두 자기장(B21, B22)은 서로 상쇄됨 없이 상기 제2 가압부(P2)에 작용할 수 있다. 아울러, 상기 두 자기장(B21, B22)이 더해져서, 상기 제2 가압부(P2)에 작용하는 자기장(B2)의 크기가 증가될 수 있다.
그 결과, 상기 제2 가압부(P2)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F12)의 크기가 증대될 수 있다.
아울러, 상기 설명에서는, 상기 제1 암부(1214)에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21)과 상기 제2 암부(1224)에 흐르는 전류(I22)에 의해 발생된 자기장(B22) 사이 관계를 예를 들어 상기 로렌츠 힘(F1)의 크기가 증대되는 것을 설명하였으나, 이러한 원리는, 상기 제1 암부(1214)에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21) 및 상기 제2 암부(1224)에 흐르는 전류(I22)에 의해 발생된 자기장(B22) 내에서도 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 암부(1214)에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21) 중, 상기 제1 암부(1214)의 일측에 흐르는 전류(I211)에 의해 발생된 자기장(B211)이, 상기 제1 암부(1214)의 타측에 흐르는 전류(I212)에 의해 발생된 자기장(B212)과 같은 방향으로 상기 제1 가압부(P1)에 작용할 수 있다.
다시 말해, 상기 제1 가압부(P1)에는 상기 제1 암부(1214)의 일측에 흐르는 전류(I211)에 의해 발생된 자기장(B211)뿐만 아니라 상기 제1 암부(1214)의 타측에 흐르는 전류(I212)에 의해 발생된 자기장(B212)이 작용할 수 있는데, 상기 제1 가압부(P1)에 작용하는 상기 두 자기장(B211, B212)의 방향이 일치될 수 있다.
이에 따라, 상기 두 자기장(B211, B212)은 서로 상쇄됨 없이 상기 제1 가압부(P1)에 작용할 수 있다. 아울러, 상기 두 자기장(B211, B212)이 더해져서, 상기 제1 가압부(P1)에 작용하는 자기장(B2)의 크기가 증가될 수 있다.
그 결과, 상기 제1 가압부(P1)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F11)의 크기가 더욱 증대될 수 있다.
그 다음으로, 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 고정자들(1210, 1220)은, 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)가 상기 제1 가동자(1230)의 이동축에 수직하게 흐르도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 고정자들(1210, 1220)은, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1)가 상기 제1 가동자(1230)의 이동축에 수직하게 흐르도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 고정자들(1210, 1220)은, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1)가 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)와 같은 방향을 향해 평행하게 흐르도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(1230), 상기 제2 가동자(1240) 및 상기 고정자들(1210, 1220)은, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1)가 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)를 기준으로 상기 제1 가동자(1230)가 상기 몸체부들(1212, 1222)로부터 분리되는 방향으로 이격된 곳에서 흐르도록 형성될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자(1230)에 작용하는 자기장(B2)의 세기가 상기 제1 가동자(1230)의 전 부분에 걸쳐 동등 상당수준이 될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(1230)에 작용하는 자기장(B2)의 방향과 상기 제1 가동자(1230)를 통과하는 전류(I1)의 방향이 서로 수직이 될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(1230)에 작용하는 자기장(B2)의 방향 및 상기 제1 가동자(1230)를 통과하는 전류(I1)의 방향에 모두 수직인 상기 로렌츠 힘(F1)의 방향과 상기 제1 가동자(1230)의 접촉방향이 일치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 가동자(1230)에 작용하는 자기장(B2) 및 상기 제1 가동자(1230)에 흐르는 전류(I1)에 의해 발생되는 상기 로렌츠 힘(F1)이 극대화되고, 극대화된 상기 로렌츠 힘(F1)이 온전히 상기 제1 가동자(1230)와 상기 고정자들(1210, 1220) 간 접압력 증대에 이용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이를 보인 단면도이고, 도 6은 도 5를 측면에서 바라본 단면도이고, 도 7은 도 5의 가동자 및 고정자들이 접촉된 상태를 보인 단면도이다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이(2000)에 대하여 설명한다.
전술 및 도시한 실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하고, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이(2000)는, 구동력이 발생되는 구동부(2100); 및 상기 구동부(2100)에 의해 구동되어 회로를 개폐하는 접점부(2200);를 포함하고, 상기 접점부(2200)는, 전원 측에 연결되는 제1 고정자(2210); 상기 제1 고정자(2210)에 이격되고, 부하 측에 연결되는 제2 고정자(2220); 및 상기 구동부(2100)에 의해 상기 제1 고정자(2210) 및 상기 제2 고정자(2220)(이하, "고정자들"이라 지칭함)에 접촉 및 분리되는 가동자(2230, 2240);를 포함하고, 상기 가동자(2230, 2240)는, 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉 및 분리되는 제1 가동자(2230); 및 상기 제1 가동자(2230)와 이격되고 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉 및 분리되는 제2 가동자(2240);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 구동부(2100)는, 예를 들면, 전기력에 의해 구동력을 발생시키는 액추에이터로 구성될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 구동부(2100)는, 전원 인가시 자기력을 발생시켜 자기장 공간을 형성하는 코일(1110), 상기 코일(1110)의 자기장 공간 내부에 고정 배치되는 고정코어(2120), 상기 고정코어(2120)에 접근 및 이격되도록 상기 자기장 공간 내부에 이동가능하게 배치되는 제1 가동코어(2140), 상기 자기장 공간 내부에 배치되고 상기 고정코어(2120)를 기준으로 상기 제1 가동코어(2140)의 반대측에서 상기 고정코어(2120)에 접근 및 이격되도록 배치되는 제2 가동코어(2170), 상기 제1 가동코어(2140)와 상기 제1 가동자(2230)를 기구적으로 연결하는 제1 샤프트(2150) 및 상기 제2 가동코어(2170)와 상기 제2 가동자(2240)를 기구적으로 연결하는 제2 샤프트(2180)를 구비한 솔레노이드로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 가동코어(2140), 상기 고정코어(2120), 상기 제2 가동코어(2170), 상기 제1 가동자(2230), 상기 고정자들(2210, 2220) 및 상기 제2 가동자(2240)는 기재한 순서대로 배치될 수 있다.
이때, 상기 제1 샤프트(2150)는, 상기 제1 가동코어(2140)로부터 일 직선 방향으로 연장되어, 상기 고정코어(2120) 및 상기 제2 가동코어(2170)를 관통해 상기 제1 가동자(2230)에 연결될 수 있다.
이때, 상기 제2 샤프트(2180)는, 상기 제2 가동코어(2170)로부터 연장되되, 상기 제1 샤프트(2150) 및 상기 제1 가동자(2230)와 간섭되지 않게 절곡되어 상기 제2 가동자(2240)에 연결될 수 있다.
상기 고정코어(2120)와 상기 제1 가동코어(2140) 사이에는, 상기 제1 가동코어(2140)를 상기 고정코어(2120)로부터 멀어지는 방향(도면상 하방)으로 탄성력을 가하는 제1 복귀스프링(2130)이 구비될 수 있다.
상기 고정코어(2120)와 상기 제2 가동코어(2170) 사이에는, 상기 제2 가동코어(2170)를 상기 고정코어(2120)로부터 멀어지는 방향(도면상 상방)으로 탄성력을 가하는 제2 복귀스프링(2160)이 구비될 수 있다.
상기 제1 샤프트(2150)는, 일단부(2152)가 상기 제1 가동코어(2140)에 결합되고, 타단부(2154)가 상기 고정코어(2120) 및 상기 제2 가동코어(2170)를 관통하여 상기 제1 가동자(2230)에 연결될 수 있다.
이때, 상기 고정코어(2120)의 중앙 및 상기 제2 가동코어(2170)의 중앙에는, 상기 제1 샤프트(2150)가 통과할 수 있게 관통공(2122, 2172)이 각각 형성될 수 있다.
상기 제2 샤프트(2180)는, 일단부(2182)가 상기 제2 가동코어(2170)에 결합되고, 타단부(2184)가 상기 제2 가동자(2240)에 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1 샤프트(2150)와 상기 제1 가동자(2230)의 연결구조 및 상기 제2 샤프트(2180)와 상기 제2 가동자(2240)의 연결구조는, 전술 및 도시한 실시예와 동일한 방식으로 접압스프링 및 걸림부를 구비하여 구성될 수 있으나, 이는 본 발명의 주요부는 아니기 때문에 구조를 간단히 하여 설명하기로 한다.
즉, 본 실시예에서는, 상기 제1 샤프트(2150)와 상기 제1 가동자(2230)는 용접 등의 결합수단으로 서로 고정되게 연결되고, 상기 제2 샤프트(2180)와 상기 제2 가동자(2240)도 용접 등의 결합수단으로 서로 고정되게 연결될 수 있다.
상기 접점부(2200)는, 상술한 바와 같이, 전원 측에 연결되는 상기 제1 고정자(2210); 상기 제1 고정자(2210)에 이격되고, 부하 측에 연결되는 제2 고정자(2220); 및 상기 구동부(2100)에 의해 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉 및 분리되는 가동자(2230, 2240);를 포함하고, 상기 가동자(2230, 2240)는, 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉 및 분리되는 제1 가동자(2230); 및 상기 제1 가동자(2230)와 이격되고 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉 및 분리되는 제2 가동자(2240);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 접점부(2200)는, 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)가 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉될 때, 상기 제1 가동자(2230)에는 상기 제1 가동자(2230)를 통과하는 전류(I1) 및 상기 제2 가동자(2240)를 통과하는 전류(I2)에 의해 로렌츠 힘(F1)이 작용할 수 있고, 상기 제1 가동자(2230)은, 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 로렌츠 힘(F1)의 방향과 동일한 방향으로 이동되어 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
또한, 상기 접점부(2200)는, 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)가 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉될 때, 상기 제2 가동자(2240)에는 상기 제1 가동자(2230)를 통과하는 전류(I1) 및 상기 제2 가동자(2240)를 통과하는 전류(I2)에 의해 로렌츠 힘(F2)이 작용할 수 있고, 상기 제2 가동자(2240)은 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 로렌츠 힘(F2)의 방향과 동일한 방향으로 이동되어 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 제1 고정자(2210)는 외함에 고정 지지될 수 있다.
또한, 상기 제1 고정자(2210)는, 일단부(2212)가 상기 외함의 내부에 배치되고, 타단부(2214)가 상기 외함의 외부로 돌출될 수 있다.
상기 제1 고정자의 일단부(2212)는, 일측에서 상기 제1 가동자(2230)와 접촉되고, 타측에서 상기 제2 가동자(2240)와 접촉될 수 있다.
상기 제1 고정자의 타단부(2214)는, 예를 들면, 배터리와 같은 전원에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제2 고정자(2220)는, 상기 제1 고정자(2210)로부터 이격되어, 상기 외함에 고정 지지될 수 있다.
또한, 상기 제2 고정자(2220)는, 일단부(2222)가 상기 외함의 내부에 배치되고, 타단부(2224)가 상기 외함의 외부로 돌출될 수 있다.
상기 제2 고정자의 일단부(2222)는, 일측에서 상기 제1 가동자(2230)와 접촉되고, 타측에서 상기 제2 가동자(2240)와 접촉될 수 있다.
상기 제2 고정자의 타단부(2224)는, 부하에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제1 가동자(2230)는, 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉될 수 있도록, 상기 고정자들(2210, 2220) 사이 간격 이상의 길이를 갖는 판형으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 가동자(2230)는, 상기 제1 가동자(2230)를 통과하는 전류(I1)가 일 직선 방향으로 흐를 수 있도록, 일 직선 방향으로 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(2230)는, 상기 제1 가동자(2230)를 통과하는 전류(I1)가 상기 제1 가동자(2230)의 이동축에 수직한 방향으로 흐를 수 있도록, 상기 제1 가동자(2230)의 이동축에 수직하게 형성될 수 있다.
상기 제2 가동자(2240)는, 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉될 수 있도록, 상기 고정자들(2210, 2220) 사이 간격 이상의 길이를 갖는 판형으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 가동자(2240)는, 상기 제2 가동자(2240)를 통과하는 전류(I2)가 일 직선 방향으로 흐를 수 있도록, 일 직선 방향으로 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동자(2240)는, 상기 제2 가동자(2240)를 통과하는 전류(I2)가 상기 제2 가동자(2240)의 이동축에 수직한 방향으로 흐를 수 있도록, 상기 제2 가동자(2240)의 이동축에 수직하게 형성될 수 있다.
상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제1 가동자(2230)가 일 방향으로 이동되어 상기 제1 고정자의 일단부(2212)의 일측 및 상기 제2 고정자의 일단부(2222)의 일측에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제2 가동자(2240)가 상기 일방향의 반대방향으로 이동되어 상기 제1 고정자의 일단부(2212)의 타측 및 상기 제2 고정자의 일단부(2222)의 타측에 접촉가능하게 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)는, 상기 제1 가동자(2230)에 흐르는 전류(I1) 및 상기 제2 가동자(2240)에 흐르는 전류(I2)가 같은 방향으로 평행하게 흐를 수 있도록, 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)는, 후술할 바와 같이 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 로렌츠 힘(F1) 및 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 로렌츠 힘(F2)을 극대화하기 위해, 상기 제1 가동자(2230)의 이동축 및 상기 제2 가동자(2240)의 이동축은 동일 축 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 로렌츠 힘(F1) 및 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 로렌츠 힘(F2)의 크기를 증가시키기 위해, 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)가 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉될 때, 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240) 사이에 통전이 이루어지지 않는 범위 내에서 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)가 서로 근접하도록 형성될 수 있다.
이를 위하여, 상기 제1 고정자의 일단부(2212) 및 상기 제2 고정자의 일단부(2222)는, 두께가 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240) 사이에 통전이 이루어지지 않는 범위 내에서 최대한 얇게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 고정자의 일단부(2212)의 두께는, 상기 제1 가동자(2230)와 접촉되는 상기 제1 고정자의 일단부(2212)의 일측과 상기 제2 가동자(2240)와 접촉되는 상기 제1 고정자의 일단부(2212)의 타측 사이 거리를 지칭한다.
또한, 상기 제2 고정자의 일단부(2222)의 두께는, 상기 제1 가동자(2230)와 접촉되는 상기 제2 고정자의 일단부(2222)의 일측과 상기 제2 가동자(2240)와 접촉되는 상기 제2 고정자의 일단부(2222)의 타측 사이 거리를 지칭한다.
상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제1 가동자(2230)를 통과하는 전류(I1) 및 상기 제2 가동자(2240)를 통과하는 전류(I2)의 통전로 길이가 제약공간이 허용하는 범위 내에서 길어질 수 있도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)는 제약공간이 허용하는 범위 내에서 길게 형성되고, 상기 제1 고정자(2210)는 상기 제1 가동자의 일단부(2232) 및 상기 제2 가동자의 일단부(2242)에 접촉되며, 상기 제2 고정자(2220)는 상기 제1 가동자의 타단부(2234) 및 상기 제2 가동자의 타단부(2244)에 접촉되게 형성될 수 있다.
상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 아크 발생이 억제될 수 있도록, 제1 가동자(2230)가 상기 고정자들(2210, 2220)에 면접촉되고, 상기 제2 가동자(2240)가 상기 고정자들(2210, 2220)에 면접촉되게 형성될 수 있다.
상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제1 샤프트(2150) 및 상기 제2 샤프트(2180)가 포함되는 일 면을 기준으로 대칭되게 구비될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자(2230)와 상기 제1 고정자(2210) 사이 접압력이 상기 제1 가동자(2230)와 상기 제2 고정자(2220) 사이 접압력과 동일 상당수준이 될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동자(2240)와 상기 제1 고정자(2210) 사이 접압력이 상기 제2 가동자(2240)와 상기 제2 고정자(2220) 사이 접압력과 동일 상당수준이 될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이(2000)의 작용효과에 대해 설명한다.
상기 코일(1110)에 전원이 인가되면, 상기 코일(1110)은 자기력을 발생시킬 수 있다.
상기 제1 가동코어(2140)는, 상기 자기력에 의해, 자기 저항이 작아지는 방향, 즉 상기 고정코어(2120)에 접근하는 방향(도면상 상방)으로 이동될 수 있다.
이 과정에서, 상기 제1 복귀스프링(2130)은 상기 고정코어(2120)와 상기 제1 가동코어(2140) 사이에서 축세(蓄勢)될 수 있다.
상기 제1 샤프트(2150)는, 상기 제1 가동코어(2140)의 이동에 의해 상기 제1 샤프트의 타단부(2154)가 상기 고정코어(2120)에서 멀어지는 방향(도면상 상방)으로 이동될 수 있다.
상기 제1 가동자(2230)는, 상기 제1 샤프트(2150)의 이동에 의해 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉되는 방향(도면상 상방)으로 이동되고, 결국 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제1 가동자의 일단부(2232)가 상기 제1 고정자의 일단부(2212)의 일측에 접촉되고, 상기 제1 가동자의 타단부(2234)가 상기 제2 고정자의 일단부(2222)의 일측에 접촉될 수 있다.
상기 제1 가동자(2230)가 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉되면, 상기 제1 고정자(2210), 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 고정자(2220)에 의해 제1 통전로(C1)가 형성될 수 있다.
상기 제2 가동코어(2170)는, 상기 자기력에 의해, 자기 저항이 작아지는 방향, 즉 상기 고정코어(2120)에 가까워지는 방향(도면상 하방)으로 이동될 수 있다.
이 과정에서, 상기 제2 복귀스프링(2160)은 상기 고정코어(2120)와 상기 제2 가동코어(2170) 사이에서 축세(蓄勢)될 수 있다.
상기 제2 샤프트(2180)는, 상기 제2 가동코어(2170)의 이동에 의해 상기 제2 샤프트의 타단부(2184)가 상기 고정코어(2120)에 접근하는 방향(도면상 하방)으로 이동될 수 있다.
상기 제2 가동자(2240)는, 상기 제2 샤프트(2180)의 이동에 의해 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉되는 방향(도면상 하방)으로 이동되고, 결국 상기 제1 가동자(2230)로부터 이격되면서 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제2 가동자의 일단부(2242)가 상기 제1 고정자의 일단부(2212)의 타측에 접촉되고, 상기 제2 가동자의 타단부(2244)가 상기 제2 고정자의 일단부(2222)의 타측에 접촉될 수 있다.
상기 제2 가동자(2240)가 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉되면, 상기 제1 고정자(2210), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 제2 고정자(2220)에 의해 제2 통전로(C2)가 형성될 수 있다.
상기 제1 통전로(C1) 및 상기 제2 통전로(C2)가 형성되면, 전원에서 인입된 전류가 상기 제1 통전로(C1) 및 상기 제2 통전로(C2)를 통해 상기 부하로 분기되어 흐를 수 있다.
반면, 상기 코일(1110)의 전원 공급이 중지되면, 상기 코일(1110)의 자기력 발생이 중지될 수 있다.
상기 코일(1110)의 자기력 발생이 중지되면, 상기 제1 가동코어(2140)는, 상기 제1 복귀스프링(2130)의 탄성력에 의해 상기 고정코어(2120)로부터 이격되는 방향(도면상 하방)으로 이동될 수 있다.
이 과정에서, 상기 제1 복귀스프링(2130)은, 상기 고정코어(2120)와 상기 제1 가동코어(2140) 사이에서 방세(放勢)될 수 있다.
상기 제1 샤프트(2150)는, 상기 제1 가동코어(2140)의 이동에 의해 상기 제1 샤프트의 타단부(2154)가 상기 고정코어(2120)에 가까워지는 방향(도면상 하방)으로 이동될 수 있다.
상기 제1 가동자(2230)는, 상기 제1 샤프트(2150)의 이동에 의해 상기 고정자들(2210, 2220)로부터 분리되는 방향(도면상 하방)으로 이동되고, 결국 상기 고정자들(2210, 2220)로부터 분리될 수 있다.
상기 코일(1110)의 자기력 발생이 중지되면, 상기 제2 가동코어(2170)는, 상기 제2 복귀스프링(2160)의 탄성력에 의해 상기 고정코어(2120)로부터 이격되는 방향(도면상 상방)으로 이동될 수 있다.
이 과정에서, 상기 제2 복귀스프링(2160)은, 상기 고정코어(2120)와 상기 제2 가동코어(2170) 사이에서 방세(放勢)될 수 있다.
상기 제2 샤프트(2180)는, 상기 제2 가동코어(2170)의 이동에 의해 상기 제2 샤프트의 타단부(2184)가 상기 고정코어(2120)에서 멀어지는 방향(도면상 상방)으로 이동될 수 있다.
상기 제2 가동자(2240)는, 상기 제2 샤프트(2180)의 이동에 의해 상기 고정자들(2210, 2220)로부터 분리되는 방향(도면상 상방)으로 이동되고, 결국 상기 고정자들(2210, 2220)로부터 분리될 수 있다.
상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)가 상기 고정자들(2210, 2220)과 분리되면, 회로가 차단될 수 있다. 즉, 전원으로부터 상기 제1 고정자(2210), 상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 제2 고정자(2220)를 통해 부하로 공급되던 전원 공급이 중지될 수 있다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이(2000)에 있어서는, 전류가 상기 제1 통전로(C1) 및 상기 제2 통전로(C2)로 분기되어 흐를 수 있다.
이에 의하여, 하나의 통전로에 흐르는 전류의 크기는 감소될 수 있다.
전류의 크기가 감소되면, 전류 크기의 제곱에 비례하는 상기 전자반발력은 전류 크기의 감소보다 더욱 많이 감소될 수 있다.
그 결과, 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자들(2210, 2220)로부터 이탈되는 것이 억제될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이(2000)에 있어서는, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1)에 의해 제1 자기장(B1)이 발생될 수 있다.
상기 제1 자기장(B1)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2 통전로(C2) 상 지면(紙面)에서 나오는 방향으로 작용할 수 있다.
상기 제2 통전로(C2) 상 상기 제1 고정자(2210) 측으로부터 상기 제2 고정자(2220) 측으로(도면상 좌측으로부터 우측으로) 흐르는 전류(I2)에는, 상기 제1 자기장(B1)에 의해 로렌츠의 왼손법칙에 따른 로렌츠 힘의 방향(도면상 하방)으로 로렌츠 힘(F2)이 발생될 수 있다.
그런데, 상기 제2 가동자(2240)는 상기 로렌츠 힘(F2)의 방향으로 이동되어 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉가능하게 구성되어 있으므로, 상기 로렌츠 힘(F2)에 의해 상기 제2 가동자(2240)와 상기 고정자들(2210, 2220) 간 접압력이 더욱 증가될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제2 가동자(2240)가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자들(2210, 2220)로부터 이탈되는 것이 억제될 수 있다.
한편, 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)에 의해 제2 자기장(B2)이 발생될 수 있다.
상기 제2 자기장(B2)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 통전로(C1) 상 지면(紙面)에 들어가는 방향으로 작용할 수 있다.
상기 제1 통전로(C1) 상 상기 제1 고정자(2210) 측으로부터 상기 제2 고정자(2220) 측으로(도면상 좌측으로부터 우측으로) 흐르는 전류(I1)에는, 상기 제2 자기장(B2)에 의해 로렌츠의 왼손법칙에 따른 로렌츠 힘의 방향(도면상 하방)으로 로렌츠 힘(F1)이 발생될 수 있다.
그런데, 상기 제1 가동자(2230)는 상기 로렌츠 힘(F1)의 방향으로 이동되어 상기 고정자들(2210, 2220)에 접촉가능하게 구성되어 있으므로, 상기 로렌츠 힘(F1)에 의해 상기 제1 가동자(2230)와 상기 고정자들(2210, 2220) 간 접압력이 더욱 증가될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자(2230)가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자들(2210, 2220)로부터 이탈되는 것이 억제될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이(2000)에 있어서는, 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)를 구동하는 상기 구동부(2100)의 인상전압을 증대시키지 않고도 상기 제1 가동자(2230) 및 상기 제2 가동자(2240)가 상기 전자반발력에 의해 상기 고정자들(2210, 2220)로부터 이탈되는 것이 억제될 수 있다.
이에 의하여, 상기 구동부(2100)를 구동하는데 소요되는 전기 에너지가, 상기 인상전압을 증대시켜 상기 구동부(2100)를 구동할 때보다 절감될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이(2000)에 있어서는, 전류가 제약공간 내에서 최대한 길게 형성된 상기 제1 통전로(C1) 상에서 일 직선 방향으로 흐를 수 있다.
또한, 전류는 제약공간 내에서 최대한 길게 형성된 상기 제2 통전로(C2) 상에서 일 직선 방향으로 흐를 수 있다.
또한, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1)는 상기 제1 가동자(2230)의 이동축에 수직하게 흐를 수 있다.
또한, 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)는 상기 제2 가동자(2240)의 이동축에 수직하게 흐를 수 있다.
또한, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1) 및 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)는 같은 방향을 향해 서로 평행하게 흐를 수 있다.
이때, 상기 제1 가동자(2230)의 이동축 및 상기 제2 가동자(2240)의 이동축은 동일 축 상에 배치될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자(2230)와 상기 고정자들(2210, 2220) 간 접압력 증가에 이용되는 상기 로렌츠 힘 및 상기 제2 가동자(2240)와 상기 고정자들(2210, 2220) 간 접압력 증가에 이용되는 상기 로렌츠 힘의 크기가 더욱 증가될 수 있다.
이에 대해 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제1 통전로(C1) 및 상기 제2 통전로(C2)의 길이가 제약공간 내에서 최대한 길게 형성될 수 있다.
이에 의하여, 상기 로렌츠 힘(F1, F2)이 발생되는 부위가 커져, 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F1) 및 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F2)의 크기가 더욱 증대될 수 있다.
다음으로, 상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1)가 일 직선 방향으로 흐르도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)가 일 직선 방향으로 흐르게 형성될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자(2230)의 일측에 흐르는 전류(I11)에 의해 발생된 자기장(B11)이, 상기 제1 가동자(2230)의 타측에 흐르는 전류(I12)에 의해 발생된 자기장(B12)과 같은 방향으로 상기 제2 가동자(2240)에 작용할 수 있다.
다시 말해, 상기 제2 가동자(2240)에는 상기 제1 가동자(2230)의 일측에 흐르는 전류(I11)에 의해 발생된 자기장(B11)뿐만 아니라 상기 제1 가동자(2230)의 타측에 흐르는 전류(I12)에 의해 발생된 자기장(B12)이 작용할 수 있는데, 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 상기 두 자기장(B11, B12)의 방향이 일치될 수 있다.
이에 따라, 상기 두 자기장(B11, B12)은 서로 상쇄됨 없이 상기 제2 가동자(2240)에 작용할 수 있다. 아울러, 상기 두 자기장(B11, B12)이 더해져서, 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 제1 자기장(B1)의 크기가 증가될 수 있다.
그 결과, 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F2)의 크기가 더욱 증대될 수 있다.
같은 원리로, 상기 제2 가동자(2240)의 일측에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21)이, 상기 제2 가동자(2240)의 타측에 흐르는 전류(I22)에 의해 발생된 자기장(B22)과 같은 방향으로 상기 제1 가동자(2230)에 작용할 수 있다.
다시 말해, 상기 제1 가동자(2230)에는 상기 제2 가동자(2240)의 일측에 흐르는 전류(I21)에 의해 발생된 자기장(B21)뿐만 아니라 상기 제2 가동자(2240)의 타측에 흐르는 전류(I22)에 의해 발생된 자기장(B22)이 작용할 수 있는데, 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 상기 두 자기장(B21, B22)의 방향이 일치될 수 있다.
이에 따라, 상기 두 자기장(B11, B12)은 서로 상쇄됨 없이 상기 제1 가동자(2230)에 작용할 수 있다. 아울러, 상기 두 자기장(B11, B12)이 더해져서, 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 상기 제2 자기장(B2)의 크기가 증가될 수 있다.
그 결과, 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 상기 로렌츠 힘(F1)의 크기가 더욱 증대될 수 있다.
그 다음으로, 상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1)가 상기 제1 가동자(2230)의 이동축에 수직하게 흐르도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)가 상기 제2 가동자(2240)의 이동축에 수직하게 흐르도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(2230), 상기 제2 가동자(2240) 및 상기 고정자들(2210, 2220)은, 상기 제1 통전로(C1)에 흐르는 전류(I1) 및 상기 제2 통전로(C2)에 흐르는 전류(I2)가 같은 방향을 향해 서로 평행하게 흐르도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 가동자(2230)의 이동축 및 상기 제2 가동자(2240)의 이동축은 동일 축 상에 배치될 수 있다.
이에 의하여, 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 상기 자기장(B2)의 세기가 상기 제1 가동자(2230)의 전 부분에 걸쳐 동등 상당수준이 될 수 있다.
또한, 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 상기 제2 자기장(B2)의 방향과 상기 제1 가동자(2230)를 통과하는 전류(I1)의 방향이 서로 수직이 되며, 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 상기 제2 자기장(B2)의 방향 및 상기 제1 가동자(2230)를 통과하는 전류(I1)의 방향에 모두 수직인 상기 로렌츠 힘(F1)의 방향과 상기 제1 가동자(2230)의 접촉방향이 일치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 가동자(2230)에 작용하는 상기 제2 자기장(B2) 및 상기 제1 가동자에 흐르는 전류(I1)에 의해 발생되는 상기 로렌츠 힘(F1)이 극대화되고, 극대화된 상기 로렌츠 힘(F1)이 온전히 상기 제1 가동자(2230)와 상기 고정자들(2210, 2220) 간 접압력 증대에 이용될 수 있다.
또한, 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 상기 제1 자기장(B1)의 세기가 상기 제2 가동자(2240)의 전 부분에 걸쳐 동등 상당수준이 되고, 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 상기 제1 자기장(B1)의 방향과 상기 제2 가동자(2240)를 통과하는 전류(I2)의 방향이 서로 수직이 되며, 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 상기 제1 자기장(B1)의 방향 및 상기 제2 가동자(2240)를 통과하는 전류(I2)의 방향에 모두 수직인 상기 로렌츠 힘(F2)의 방향과 상기 제2 가동자(2240)의 접촉방향이 일치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 가동자(2240)에 작용하는 상기 제1 자기장(B1) 및 상기 제2 가동자(2240)에 흐르는 전류(I2)에 의해 발생되는 상기 로렌츠 힘(F2)이 극대화되고, 극대화된 상기 로렌츠 힘(F2)이 온전히 상기 제2 가동자(2240)와 상기 고정자들(2210, 2220) 간 접압력 증대에 이용될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
10: 구동부 12: 코일
14: 고정코어 14a: 관통공
15: 복귀스프링 16: 가동코어
18: 샤프트 20: 접점부
22: 전원측 고정자 24: 부하측 고정자
26: 가동자
1000: 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이
1100: 구동부 1110: 코일
1120: 고정코어 1122: 고정코어의 관통공
1130: 복귀스프링 1140: 가동코어
1150: 샤프트 1152: 샤프트의 일단부
1154: 샤프트의 타단부 1154a: 걸림부
1154b: 접압스프링들이 장착되는 부위
1154c: 스프링 지지부 1170: 제1 접압스프링
1180: 제2 접압스프링 1200: 접점부
1210: 제1 고정자 1212: 제1 몸체부
1212a: 제1 고정자의 일단 1212b: 제1 고정자의 타단
1214: 제1 암부 1214a: 홈
1214b: 제1 접촉면 1220: 제2 고정자
1222: 제2 몸체부 1222a: 제2 고정자의 일단
1222b: 제2 고정자의 타단 1224: 제2 암부
1224a: 홈 1224b: 제2 접촉면
1230: 제1 가동자 1232: 제1 가동자의 일단부
1232a: 제1 접촉단부 1234: 제1 가동자의 타단부
1234a: 제2 접촉단부 1236: 제1 가동자의 관통공
1236a: 제1 가동자의 관통공의 제1개구부
1236b: 제1 가동자의 관통공의 제2개구부
1240: 제2 가동자 1242: 한 끝
1244: 다른 끝 1244a: 제3 접촉면
1244b: 제4 접촉면 1246: 제2가동자의 관통공
1246a: 제2가동자의 관통공의 제1개구부
1246b: 제2가동자의 관통공의 제2개구부
2000: 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이
2100: 구동부 2120: 고정코어
2130: 제1 복귀스프링 2140: 제1 가동코어
2150: 제1 샤프트 2152: 제1 샤프트의 일단부
2154: 제1 샤프트의 타단부 2160: 제2 복귀스프링
2170: 제2 가동코어 2172: 제2 가동코어의 관통공
2180: 제2 샤프트 2182: 제2 샤프트의 일단부
2184: 제2 샤프트의 타단부 2200: 접점부
2210: 제1 고정자 2212: 제1 고정자의 일단부
2214: 제1 고정자의 타단부 2220: 제2 고정자
2222: 제2 고정자의 일단부 2224: 제2 고정자의 타단부
2230: 제1 가동자 2232: 제1 가동자의 일단부
2234: 제1 가동자의 타단부 2240: 제2 가동자
2242: 제2 가동자의 일단부 2244: 제2 가동자의 타단부
B1, B11, B12, B2, B21, B22, B211, B212 : 자기장
C1: 제1 통전로 C2: 제2 통전로
F1, F11, F12, F2: 로렌츠 힘
I1, I11, I12, I2, I21, I22, I211, I212: 전류
P1: 제1 가압부 P2: 제2 가압부
14: 고정코어 14a: 관통공
15: 복귀스프링 16: 가동코어
18: 샤프트 20: 접점부
22: 전원측 고정자 24: 부하측 고정자
26: 가동자
1000: 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이
1100: 구동부 1110: 코일
1120: 고정코어 1122: 고정코어의 관통공
1130: 복귀스프링 1140: 가동코어
1150: 샤프트 1152: 샤프트의 일단부
1154: 샤프트의 타단부 1154a: 걸림부
1154b: 접압스프링들이 장착되는 부위
1154c: 스프링 지지부 1170: 제1 접압스프링
1180: 제2 접압스프링 1200: 접점부
1210: 제1 고정자 1212: 제1 몸체부
1212a: 제1 고정자의 일단 1212b: 제1 고정자의 타단
1214: 제1 암부 1214a: 홈
1214b: 제1 접촉면 1220: 제2 고정자
1222: 제2 몸체부 1222a: 제2 고정자의 일단
1222b: 제2 고정자의 타단 1224: 제2 암부
1224a: 홈 1224b: 제2 접촉면
1230: 제1 가동자 1232: 제1 가동자의 일단부
1232a: 제1 접촉단부 1234: 제1 가동자의 타단부
1234a: 제2 접촉단부 1236: 제1 가동자의 관통공
1236a: 제1 가동자의 관통공의 제1개구부
1236b: 제1 가동자의 관통공의 제2개구부
1240: 제2 가동자 1242: 한 끝
1244: 다른 끝 1244a: 제3 접촉면
1244b: 제4 접촉면 1246: 제2가동자의 관통공
1246a: 제2가동자의 관통공의 제1개구부
1246b: 제2가동자의 관통공의 제2개구부
2000: 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이
2100: 구동부 2120: 고정코어
2130: 제1 복귀스프링 2140: 제1 가동코어
2150: 제1 샤프트 2152: 제1 샤프트의 일단부
2154: 제1 샤프트의 타단부 2160: 제2 복귀스프링
2170: 제2 가동코어 2172: 제2 가동코어의 관통공
2180: 제2 샤프트 2182: 제2 샤프트의 일단부
2184: 제2 샤프트의 타단부 2200: 접점부
2210: 제1 고정자 2212: 제1 고정자의 일단부
2214: 제1 고정자의 타단부 2220: 제2 고정자
2222: 제2 고정자의 일단부 2224: 제2 고정자의 타단부
2230: 제1 가동자 2232: 제1 가동자의 일단부
2234: 제1 가동자의 타단부 2240: 제2 가동자
2242: 제2 가동자의 일단부 2244: 제2 가동자의 타단부
B1, B11, B12, B2, B21, B22, B211, B212 : 자기장
C1: 제1 통전로 C2: 제2 통전로
F1, F11, F12, F2: 로렌츠 힘
I1, I11, I12, I2, I21, I22, I211, I212: 전류
P1: 제1 가압부 P2: 제2 가압부
Claims (17)
- 전원 측에 연결되는 제1 고정자;
상기 제1 고정자에 이격되고, 부하 측에 연결되는 제2 고정자; 및
상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉 및 분리되는 가동자;를 포함하고,
상기 가동자는,
상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉 및 분리되는 제1 가동자; 및
상기 제1 가동자와 이격되고 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉 및 분리되는 제2 가동자;를 포함하고,
상기 제1 가동자가 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉되고 상기 제2 가동자가 상기 제1 고장자 및 상기 제2 고정자에 접촉될 때, 상기 제1 가동자에는 상기 제2 가동자를 통과하는 제2 전류에 의해 발생된 제2 자기장 및 그 제2 자기장과 상기 제1 가동자를 통과하는 제1 전류에 의해 발생되는 제1 로렌츠 힘이 작용하고,
상기 제1 가동자는 상기 제1 로렌츠 힘의 방향과 동일한 방향으로 이동되어 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉가능하게 구비되는 릴레이. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 고정자는,
전류가 인입되는 제1 몸체부; 및
상기 제1 몸체부에서 상기 제2 고정자 측으로 돌출된 제1 암부;를 구비하고,
상기 제2 고정자는,
전류가 인출되는 제2 몸체부; 및
상기 제2 몸체부에서 상기 제1 고정자 측으로 돌출된 제2 암부;를 구비하고,
상기 제1 가동자는, 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부로부터 상기 제1 가동자의 분리방향으로 이격된 상태에서 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부에 접촉가능하게 구비되고,
상기 제2 가동자는, 상기 제1 가동자에서 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부 측으로 돌출되어 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부에 접촉가능하게 구비되는 릴레이. - 제3항에 있어서,
상기 제1 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 어느 하나는, 상기 제1 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 다른 하나 측으로 돌출되어 상기 제1 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 다른 하나에 접촉가능한 제1 접촉단부;를 구비하고,
상기 제2 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 어느 하나는, 상기 제2 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 다른 하나 측으로 돌출되어 상기 제2 몸체부 및 상기 제1 가동자 중 다른 하나에 접촉가능한 제2 접촉단부;를 구비하고,
상기 제1 암부는, 상기 제1 가동자가 상기 제1 몸체부에 접촉될 때, 상기 제1 가동자로부터 이격된 상기 제1 몸체부의 일측에서 돌출되고,
상기 제2 암부는, 상기 제1 가동자가 상기 제2 몸체부에 접촉될 때, 상기 제1 가동자로부터 이격된 상기 제2 몸체부의 일측에서 돌출되고,
상기 제1 가동자는, 일측에 상기 제2 가동자가 관통할 수 있는 관통공이 형성되고,
상기 제2 가동자는, 상기 제1 가동자로부터 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부 측으로 돌출 가능하게 형성되는 릴레이. - 제4항에 있어서,
상기 제1 고정자, 상기 제2 고정자 및 상기 제1 가동자는, 상기 가동자가 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉될 때, 상기 제1 가동자와 상기 제1 암부 사이 및 상기 제1 가동자와 상기 제2 암부 사이에 통전이 이루어지지 않는 범위 내에서 상기 제1 가동자가 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부에 근접하도록 형성되는 릴레이. - 제4항에 있어서,
상기 제1 암부, 상기 제2 암부 및 상기 제1 가동자는 각각 상기 제1 가동자의 이동축에 수직하게 형성되고,
상기 제1 가동자는, 상기 제1 암부 및 상기 제2 암부에 평행하게 배치되는 릴레이. - 제4항에 있어서,
상기 제1 암부 및 상기 제2 암부는, 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부를 가로지르는 축 방향으로 돌출되고,
상기 제1 가동자는 일 축 방향으로 연장 형성되는 릴레이. - 제4항에 있어서,
상기 제1 암부, 상기 제2 암부 및 상기 제1 가동자는, 제약공간이 허용하는 범위 내에서 길게 형성되고,
상기 제1 접촉단부는, 상기 제1 암부의 단부로부터 가장 멀리 떨어진 상기 제1 몸체부의 일측에 구비되거나 접촉되고,
상기 제2 접촉단부는, 상기 제2 암부의 단부로부터 가장 멀리 떨어진 상기 제2 몸체부의 일측에 구비되거나 접촉되고,
상기 제2 가동자는, 상기 제1 암부의 단부 및 상기 제2 암부의 단부에 접촉 가능하게 구비되는 릴레이. - 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자는 구동부에 의해 구동되고,
상기 구동부는,
전원 인가시 자기력을 발생시켜 자기장 공간을 형성하는 코일;
상기 자기장 공간 내부에 고정 배치되는 고정코어;
상기 고정코어에 접근 및 이격되도록 상기 자기장 공간 내부에 이동가능하게 배치되는 가동코어; 및
상기 가동코어를 상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자와 연결하는 샤프트;를 구비하는 릴레이. - 제9항에 있어서,
상기 샤프트에는,
상기 제1 가동자를 지지하는 제1 접압스프링; 및
상기 제2 가동자를 지지하는 제2 접압스프링;이 구비되는 릴레이. - 제1항에 있어서,
상기 제1 가동자가 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉되고 상기 제2 가동자가 상기 제1 고장자 및 상기 제2 고정자에 접촉될 때, 상기 제2 가동자에는 상기 제1 전류에 의해 발생된 제1 자기장 및 그 제1 자기장과 상기 제2 전류에 의해 발생되는 제2 로렌츠 힘이 작용하고,
상기 제2 가동자는 상기 제2 로렌츠 힘의 방향과 동일한 방향으로 이동되어 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉가능하게 구비되는 릴레이. - 제11항에 있어서,
상기 제1 고정자, 상기 제2 고정자 및 상기 가동자는, 상기 가동자가 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 접촉될 때, 상기 제1 가동자와 상기 제2 가동자 사이에 통전이 이루어지지 않는 범위 내에서 상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자가 서로 근접하도록 형성되는 릴레이. - 제11항에 있어서,
상기 제1 가동자는, 상기 제1 가동자의 이동축에 수직하게 형성되고,
상기 제2 가동자는, 상기 제2 가동자의 이동축에 수직하게 형성되고,
상기 제1 가동자의 이동축 및 상기 제2 가동자의 이동축은 동일 축 상에 배치되고,
상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자는 평행하게 배치되는 릴레이. - 제11항에 있어서,
상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자는 각각 일 직선 방향으로 연장 형성되는 릴레이. - 제11항에 있어서,
상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자는, 제약공간이 허용하는 범위 내에서 통전로 길이가 길게 형성되고,
상기 제1 고정자는, 상기 제1 가동자의 일단부 및 상기 제2 가동자의 일단부에 접촉가능하고,
상기 제2 고정자는, 상기 제1 가동자의 타단부 및 상기 제2 가동자의 타단부에 접촉가능한 릴레이. - 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자는 구동부에 의해 구동되고,
상기 구동부는,
전원 인가시 자기력을 발생시켜 자기장 공간을 형성하는 코일;
상기 자기장 공간 내부에 고정 배치되는 고정코어;
상기 고정코어에 접근 및 이격되도록 상기 자기장 공간 내부에 이동가능하게 배치되는 제1 가동코어;
상기 고정코어를 기준으로 상기 제1 가동코어의 반대측에서 상기 고정코어에 접근 및 이격되도록 상기 자기장 공간 내부에 이동가능하게 배치되는 제2 가동코어;
상기 제1 가동코어와 상기 제1 가동자를 연결하는 제1 샤프트; 및
상기 제2 가동코어와 상기 제2 가동자를 연결하는 제2 샤프트;를 구비하는 릴레이. - 제16항에 있어서,
상기 제1 샤프트에는, 상기 제1 가동자를 지지하는 제1 접압스프링;이 구비되고,
상기 제2 샤프트에는, 상기 제2 가동자를 지지하는 제2 접압스프링;이 구비되는 릴레이.
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