KR102452354B1 - 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이 - Google Patents

Abstract

가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이가 구비된다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 직류 릴레이는 내부에 형성된 공간인 공간부를 포함한다. 상기 공간부의 크기는 가동 코어의 자중(self-weight)의 감소분과 비례한다. 따라서, 공간부가 형성되는 만큼 가동 코어의 자중이 감소된다.
이에 따라, 고정 코어를 향해 가동 코어를 이동시키기 위해 요구되는 전자기력의 크기가 감소된다. 따라서, 직류 릴레이에 인가되는 전류의 크기 또는 코일의 권취 수 등이 과다하게 증가되지 않고도, 직류 릴레이의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.

Description

가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이{Moving core part and DC relay include the same}

본 발명은 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 가동 코어의 이동성이 향상될 수 있는 구조의 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이에 관한 것이다.

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

직류 릴레이는 외부의 제어 전원을 인가받아 작동될 수 있다. 직류 릴레이는 제어 전원에 의해 자화(magnetize)될 수 있는 고정 코어 및 가동 코어를 포함한다. 고정 코어 및 가동 코어는 복수 개의 코일이 권취된 보빈에 인접하게 위치된다.

제어 전원이 인가되면, 복수 개의 코일은 전자기장을 형성한다. 고정 코어 및 가동 코어는 상기 전자기장에 의해 자화되어, 고정 코어와 가동 코어 사이에는 전자기적 인력이 발생된다.

고정 코어는 고정되어 있으므로, 가동 코어가 고정 코어를 향해 이동된다. 가동 코어에는 샤프트 부재의 일측이 연결된다. 또한, 샤프트 부재의 타측은 가동 접촉자에 연결된다.

가동 코어가 고정 코어를 향해 이동되면, 샤프트 및 샤프트에 연결된 가동 접촉자 또한 이동된다. 상기 이동에 의해, 가동 접촉자는 고정 접촉자를 향해 이동될 수 있다. 가동 접촉자와 고정 접촉자가 접촉되면, 직류 릴레이는 외부의 전원 및 부하와 통전된다.

이때, 가동 코어의 임의 이동을 방지하기 위해, 고정 코어와 가동 코어 사이에는 탄성 부재가 구비된다. 탄성 부재는 고정 코어에 반대되는 방향의 힘을 가동 코어에 인가한다.

따라서, 가동 코어가 이동되기 위해서는, 복수 개의 코일에 의해 형성되는 전자기장 및 이에 의해 형성되는 전자기력이, 탄성 부재가 인가하는 탄성력을 초과하여야 한다.

더 나아가, 통상의 직류 릴레이는 고정 접촉자와 가동 접촉자 사이에 통전되는 전류에 의해 가동 코어가 영향을 받지 않도록, 가동 코어가 고정 코어의 하측에 위치된다.

따라서, 가동 코어가 이동되기 위해서는, 상기 탄성력 및 가동 코어의 자중(self-weight)을 초과하는 전자기력이 인가되어야만 한다.

그런데, 전자기력은 복수 개의 코일에 통전되는 전류의 크기, 복수 개의 코일의 권취 수 등에 의존한다. 따라서, 안전 사고 예방 및 직류 릴레이의 크기 등을 고려할 때, 전자기력을 무한정으로 증가시키기는 어렵다.

한국등록특허문헌 제10-1157632호는 통상 폐쇄형 전자기 릴레이를 개시한다. 구체적으로, 가동 코어를 사이에 두고 고정 코어를 마주하게 배치되는 중공 돌출부를 구비하여, 가동 코어가 이동되지 않은 경우 가동 코어의 홈에 중공 돌출부가 삽입되는 구조의 통상 폐쇄형 전자기 릴레이를 개시한다.

상기 선행문헌은, 가동 코어의 길이와 가동 코어와 고정 코어 사이의 길이 사이의 대소 관계를 조정하여 자기 흡인력이 확보되는 효과를 개시한다.

그런데, 이러한 유형의 통상 폐쇄형 전자기 릴레이는 가동 코어가 고정 코어를 향해 이동되기 위해 요구되는 힘을 조정하기 위한 방안을 제시하지 못한다. 즉, 상기 선행문헌은 가동 코어와 케이스 간의 상대적인 위치에 대해 고려할 뿐, 가동 코어 자체의 구조 변경에 대해서는 어떠한 내용도 개시하지 않는다.

한국등록특허문헌 제10-1267370호는 스타터용 스위칭 장치를 개시한다. 보다 구체적으로, 가동 코어를 사이에 두고 고정 코어와 마주하게 배치되는 절연성 소재의 스페이서를 이용하여, 바닥 프레임과 가동 코어 사이의 임의 통전을 방지할 수 있는 구조의 스타터용 스위칭 장치를 개시한다.

그런데, 이러한 유형의 스타터용 스위칭 장치는 가동 코어가 고정 코어를 향해 이동되기 위해 요구되는 힘을 조정하기 위한 방안을 제시하지 못한다.

더욱이, 상기 선행문헌들이 개시하는 전자기 릴레이 또는 스위칭 장치는, 가동 코어가 특유의 형상을 갖게 형성된다. 따라서, 상기 선행문헌들이 개시하는 가동 코어는 오로지 그에 특화된 전자기 릴레이 또는 스위칭 장치에만 적용이 가능하다는 한계가 있다.

한국등록특허문헌 제10-1157632호 (2012.06.19.) 한국등록특허문헌 제10-12673709호 (2013.05.24.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 구조의 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 그 목적으로 한다.

먼저, 가동 접촉자를 구동하기 위해 요구되는 힘의 최소 크기를 감소시킬 수 있는 구조의 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하면서도 가동 코어의 형상 변형을 최소화할 수 있는 구조의 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 제조 공정이 간명해지고 제조 비용이 절감될 수 있는 구조의 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 가동 코어부와 가동 코어부의 이동을 전달하기 위한 부재 사이의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있는 구조의 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 작동 신뢰성이 향상될 수 있는 구조의 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 부피의 소형화가 가능한 구조의 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 고정 접촉자; 상기 고정 접촉자와 인접하게 위치되어, 상기 고정 접촉자와 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자; 상기 가동 접촉자를 향하는 방향 및 상기 가동 접촉자에 반대되는 방향 중 어느 하나의 방향으로 이동 가능하게 상기 가동 접촉자에 결합되는 가동 코어; 및 상기 가동 접촉자와 상기 가동 코어 사이에 위치되며, 자화(magnetize)되어 상기 가동 코어에 흡인력(attractive force)을 인가하는 고정 코어를 포함하며, 상기 가동 코어는, 그 내부에 상기 고정 코어에 반대되는 일측에서 함몰 형성된 공간부를 포함하는 직류 릴레이를 제공한다.

또한, 상기 직류 릴레이의 상기 가동 코어는, 상기 공간부를 상측에서 덮는 상면; 및 상기 상면과 연속되며, 상기 공간부의 상기 상측 및 하측에서 상기 공간부를 둘러싸는 측면을 포함할 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이의 상기 가동 코어는, 원형의 단면을 갖고, 상기 고정 코어를 향하는 방향으로 연장 형성되는 원기둥 형상일 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이의 상기 가동 코어는, 상기 가동 코어의 윗면을 형성하며, 원형의 단면을 갖는 상면; 상기 상면의 내부에 위치되며, 상기 가동 코어가 연장 형성되는 방향으로 관통 형성되는 관통공; 및 상기 상면의 외주와 소정의 각도를 이루며 연속되고, 상기 가동 코어의 옆면을 형성하는 측면을 포함하며, 상기 공간부는, 상기 상면 및 상기 측면에 둘러싸여 정의되고, 상기 관통공과 연통될 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이의 상기 관통공은 원형의 단면을 갖고, 그 중심이 상기 상면의 중심과 같게 위치될 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이는, 상기 가동 코어 및 상기 고정 코어 사이에서 연장되며, 그 연장 방향의 일측이 상기 관통공에 관통 결합되고, 그 연장 방향의 타측이 상기 가동 접촉자에 결합되는 샤프트를 포함하며, 상기 가동 코어, 상기 샤프트 및 상기 가동 접촉자는 함께 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이의 상기 샤프트는, 상기 가동 접촉자와 결합되고, 상기 가동 코어를 향해 연장되는 제1 부분; 및 상기 가동 코어와 결합되고, 상기 제1 부분의 단부에서 연장되는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분의 단면의 직경은, 상기 제2 부분의 단면의 직경 및 상기 관통공의 단면의 직경보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이는, 상기 고정 코어를 둘러싸며, 외부와 통전 가능하게 연결되어 상기 고정 코어를 자화시키는 자기장을 형성하는 코일; 및 상기 고정 코어와 상기 가동 코어 사이에 위치되어, 상기 고정 코어와 상기 가동 코어에 각각 접촉되어 상기 가동 코어를 탄성 지지하는 코어 스프링을 포함하며, 상기 고정 코어가 인가하는 상기 흡인력은, 상기 코어 스프링에 저장되는 탄성력의 최대값 및 상기 가동 코어의 자중(self-weight)의 합보다 클 수 있다.

또한, 본 발명은, 고정 접촉자; 상기 고정 접촉자와 인접하게 위치되어, 상기 고정 접촉자와 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자; 상기 가동 접촉자를 향하는 방향 및 상기 가동 접촉자에 반대되는 방향 중 어느 하나의 방향으로 이동 가능하게 상기 가동 접촉자에 결합되는 가동 코어; 및 상기 가동 접촉자와 상기 가동 코어 사이에 위치되며, 자화(magnetize)되어 상기 가동 코어에 흡인력(attractive force)을 인가하는 고정 코어를 포함하며, 상기 가동 코어는, 상기 고정 코어에 반대되는 일측에서 함몰 형성된 공간인 공간부; 상기 공간부의 내부에 위치되어, 상기 고정 코어를 향하는 방향 및 상기 고정 코어에 반대되는 방향으로 연장되는 격벽부를 포함하는 직류 릴레이를 제공한다.

또한, 상기 직류 릴레이의 상기 가동 코어는, 상기 공간부를 상측에서 덮는 상면; 상기 상면의 내부에 위치되며, 상기 고정 코어를 향하는 방향 및 상기 고정 코어에 반대되는 방향으로 관통 형성되는 관통공; 및 상기 격벽부에 둘러싸이며, 상기 관통공과 연통되는 중공부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이는, 상기 가동 코어 및 상기 고정 코어 사이에서 연장되며, 그 연장 방향의 일측이 상기 관통공에 관통 결합되고, 그 연장 방향의 타측이 상기 가동 접촉자에 결합되는 샤프트를 포함하며, 상기 가동 코어, 상기 샤프트 및 상기 가동 접촉자는 함께 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이의 상기 샤프트는, 상기 가동 접촉자와 결합되고, 상기 가동 코어를 향해 연장되는 제1 부분; 및 상기 가동 코어와 결합되고, 상기 제1 부분의 단부에서 연장되는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분의 단면의 직경은, 상기 제2 부분의 단면의 직경 및 상기 관통공의 단면의 직경보다 크게 형성되고, 상기 제2 부분은, 상기 관통공에 관통 결합되고, 상기 격벽부에 둘러싸여 형성되는 중공부에 삽입 결합될 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이의 상기 가동 코어는, 상기 공간부를 상측에서 감싸는 상면; 및 상기 상면과 연속되며, 상기 공간부를 전방 측, 후방 측, 좌측 및 우측에서 각각 감싸는 측면을 포함하며, 상기 격벽부의 상기 고정 코어에 반대되는 방향의 단부는, 상기 측면의 상기 고정 코어에 반대되는 방향의 단부보다 상기 상면에 더 인접하게 위치될 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이의 상기 가동 코어는, 상기 공간부를 상측에서 감싸는 상면; 및 상기 상면과 연속되며, 상기 공간부를 전방 측, 후방 측, 좌측 및 우측에서 각각 감싸는 측면을 포함하며, 상기 격벽부의 상기 고정 코어에 반대되는 방향의 단부는, 상기 측면의 상기 고정 코어에 반대되는 방향의 단부와 상기 상면과 같은 거리에 위치될 수 있다.

또한, 상기 직류 릴레이의 상기 가동 코어는, 상기 공간부를 상측에서 감싸는 상면; 및 상기 상면과 연속되며, 상기 공간부를 전방 측, 후방 측, 좌측 및 우측에서 각각 감싸는 측면을 포함하며, 상기 격벽부의 상기 고정 코어에 반대되는 방향의 단부는, 상기 측면의 상기 고정 코어에 반대되는 방향의 단부보다 상기 상면에서 더 이격되어 위치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 달성될 수 있다.

먼저, 가동 코어부는 가동 코어를 포함한다. 가동 코어는 고정 코어에 반대되는 일측에서 함몰 형성된 공간부를 포함한다. 공간부는 가동 코어의 내부에 위치되어, 가동 코어의 내부 중량을 감소시킨다.

공간부의 크기는 가동 코어의 자중(self-weight)의 감소량과 비례한다. 즉, 공간부의 부피가 증가될수록, 가동 코어의 자중이 감소된다.

가동 코어가 고정 코어를 향해 이동되기 위해서는, 가동 코어의 자중 및 가동 코어를 탄성 지지하는 코어 스프링의 탄성력을 초과하는 전자기력이 인가되어야 한다. 이 중, 공간부로 인해 가동 코어의 자중이 감소되므로, 가동 코어가 이동되기 위한 힘의 크기가 감소된다.

가동 코어는 샤프트를 매개로 가동 접촉자와 결합된다. 가동 코어가 이동되면, 샤프트 및 가동 접촉자 또한 함께 이동된다. 상술한 구성에 의해 가동 코어를 이동시키기 위한 최소한의 힘이 감소된다. 이에 따라, 가동 접촉자를 구동하기 위해 요구되는 힘의 최소 크기 또한 감소될 수 있다.

또한, 공간부는 가동 코어의 내부에 함몰 형성된다. 구체적으로, 공간부는 코어 스프링이 탄성 지지하는 상면이 아닌 그 반대 측, 즉 하측에서 상측을 향해 함몰 형성된다.

가동 코어의 초기 형상, 즉 원통 형상은 공간부를 둘러싸는 상면 및 측면에 의해 유지될 수 있다.

이에 따라, 가동 코어의 자중을 감소시키면서도, 가동 코어의 구조 변경이 최소화될 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 가동 코어의 외형은 기존에 사용되던 가동 코어의 외형과 유사하므로, 범용성이 보장될 수 있다.

또한, 상술한 구조에 의해 가동 코어의 제조 공정이 간명해질 수 있다. 더 나아가, 제조 공정이 간명해짐에 따라, 제조 비용 또한 절감될 수 있다.

또한, 샤프트는 가동 코어의 상면에 형성된 관통공에 관통 결합된다. 일 실시 예에서, 가동 코어의 공간부에는 격벽부가 구비된다. 격벽부는 삽입 결합된 샤프트를 둘러싼다. 샤프트는 가동 코어(즉, 일 실시 예에서 격벽부)와 용접 결합되어, 그 결합의 안정성이 향상될 수 있다.

이에 따라, 샤프트와 가동 코어 사이의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 가동 코어의 자중이 감소됨에 따라, 가동 코어를 이동시키기 위한 전자기력의 요구치가 감소될 수 있다. 더 나아가, 샤프트와 가동 코어 간의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

이에 따라, 상대적으로 작은 크기의 전류가 코일에 인가되는 경우에도 가동 코어가 고정 코어를 향해 이동될 수 있다. 또한, 가동 코어가 이동될 경우 이에 결합된 샤프트 또한 이동될 수 있다. 결과적으로, 가동 코어부 및 이를 포함하는 직류 릴레이의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 구성에 의해 가동 코어를 이동시키기 위해 과다한 크기의 전자기력이 요구되지 않는다. 따라서, 코일이 보빈에 권취되는 횟수 또는 코일에 인가되는 전류의 크기를 과다하게 증가시키지 않고도 가동 코어가 안정적으로 작동될 수 있다.

이에 따라, 가동 코어부 및 직류 릴레이 전체의 부피가 감소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 직류 릴레이의 구성 중, 통전 및 통전 차단을 위한 구성을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1의 직류 릴레이의 구성 중, 통전 및 통전 차단을 위한 구성을 도시하는 정면도이다.
도 4는 도 1의 직류 릴레이의 구성 중, 통전 및 통전 차단을 위한 구성을 도시하는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부를 포함하는 직류 릴레이를 도시하는 단면도이다.
도 6은 도 5의 직류 릴레이에 구비되는 가동 코어를 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6의 가동 코어의 내부 구조를 도시하는 단면 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부를 포함하는 직류 릴레이의 작동 과정을 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부를 도시하는 직류 릴레이의 단면도이다.
도 10은 도 9의 직류 릴레이에 구비되는 가동 코어를 도시하는 사시도이다.
도 11은 도 8의 가동 코어의 내부 구조를 도시하는 단면 사시도이다.
도 12는 도 10의 가동 코어의 일 변형 예를 도시하는 단면 사시도이다. ?? 높이 짧게
도 13은 도 10의 가동 코어의 다른 변형 예를 도시하는 단면 사시도이다. ?? 높이 더 길게
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부를 포함하는 직류 릴레이의 작동 과정을 도시하는 단면도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 가동 코어부(500, 600) 및 이를 포함하는 직류 릴레이(10)를 상세하게 설명한다.

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

1. 용어의 정의

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 설명에서 사용되는 "자화(magnetize)"라는 용어는 자기장 안에서 어떤 물체가 자성을 띠게 되는 현상을 의미한다.

이하의 설명에서 사용되는 "통전(electric current)"이라는 용어는, 두 개 이상의 부재가 전기적으로 연결되는 상태를 의미한다.

이하의 설명에서 사용되는 "좌측", "우측", "상측", "하측", "전방 측" 및 "후방 측"이라는 용어는 도 1에 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.

2. 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)의 구성의 설명

도 1 내지 도 4, 도 5 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 프레임부(100), 개폐부(200), 코어부(300) 및 가동 접촉자부(400)를 포함한다.

또한, 다시 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 일 실시 예에 따른 가동 코어부(500)를 포함한다. 더 나아가, 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 다른 실시 예에 따른 가동 코어부(600)를 포함한다.

각 실시 예에 따른 가동 코어부(500, 600)는 고정 코어(310)를 향해 신뢰성 있게 이동될 수 있다. 이에 따라, 직류 릴레이(10)의 통전 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)의 각 구성을 설명하되, 가동 코어부(500, 600)는 별항으로 설명한다.

(1) 프레임부(100)의 설명

프레임부(100)는 직류 릴레이(10)의 외측을 형성한다. 프레임부(100)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 공간에는 직류 릴레이(10)가 외부에서 전달되는 전류를 인가하거나 차단하기 위한 기능을 수행하는 다양한 장치들이 수용될 수 있다.

즉, 프레임부(100)는 일종의 하우징으로 기능된다.

프레임부(100)는 합성 수지 등의 절연성 소재로 형성될 수 있다. 프레임부(100)의 내부와 외부가 임의로 통전되는 것을 방지하기 위함이다.

프레임부(100)는 상부 프레임(110), 하부 프레임(120), 절연 플레이트(130) 및 지지 플레이트(140)를 포함한다.

상부 프레임(110)은 프레임부(100)의 상측을 형성한다. 상부 프레임(110)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 공간은 하부 프레임(120)의 내부에 형성된 공간과 연통된다.

상부 프레임(110)의 내부 공간에는 개폐부(200) 및 가동 접촉자부(400)가 수용될 수 있다.

상부 프레임(110)은 하부 프레임(120)과 결합될 수 있다. 상부 프레임(110)과 하부 프레임(120) 사이의 공간에는 절연 플레이트(130) 및 지지 플레이트(140)가 구비될 수 있다.

상부 프레임(110)의 일측, 도시된 실시 예에서 상측에는 개폐부(200)의 고정 접촉자(220)가 위치된다. 고정 접촉자(220)는 상부 프레임(110)의 상측에 일부가 노출되어, 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

이를 위해, 상부 프레임(110)의 상측에는 고정 접촉자(220)가 관통 결합되는 관통공이 형성될 수 있다.

하부 프레임(120)은 프레임부(100)의 하측을 형성한다. 하부 프레임(120)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다. 하부 프레임(120)의 내부 공간에는 코어부(300)가 수용될 수 있다. 상기 공간은 상부 프레임(110)의 내부에 형성된 공간과 연통된다.

또한, 하부 프레임(120)의 상기 공간에는 각 실시 예에 따른 가동 코어부(500, 600)가 수용될 수 있다. 각 가동 코어부(500, 600)는 상기 공간에서 상하 방향으로 승강될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

하부 프레임(120)은 상부 프레임(110)과 결합될 수 있다. 하부 프레임(120)과 상부 프레임(110) 사이의 공간에는 절연 플레이트(130) 및 지지 플레이트(140)가 구비될 수 있다.

절연 플레이트(130) 및 지지 플레이트(140)는 상부 프레임(110)의 내부 공간과 하부 프레임(120)의 내부 공간을 전기적 및 물리적으로 분리한다.

절연 플레이트(130)는 상부 프레임(110)과 하부 프레임(120) 사이에 위치된다. 절연 플레이트(130)는 상부 프레임(110)과 하부 프레임(120)을 전기적으로 이격시킨다. 이를 위해, 절연 플레이트(130)는 합성 수지 등 절연성 소재로 형성될 수 있다.

절연 플레이

트(130)에 의해, 상부 프레임(110) 내부에 수용된 개폐부(200), 가동 접촉자부(400)와 하부 프레임(120) 내부에 수용된 코어부(300) 간의 임의 통전이 방지될 수 있다.

절연 플레이트(130)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공(미도시)에는 각 가동 코어부(500, 600)의 각 샤프트(520, 620)가 상하 방향으로 이동 가능하게 관통 결합된다.

절연 플레이트(130)의 하측에는 지지 플레이트(140)가 위치된다. 절연 플레이트(130)는 지지 플레이트(140)에 의해 지지될 수 있다.

지지 플레이트(140)는 상부 프레임(110)과 하부 프레임(120) 사이에 위치된다.

지지 플레이트(140)는 상부 프레임(110)과 하부 프레임(120)을 물리적으로 이격시킨다. 또한, 지지 플레이트(140)는 절연 플레이트(130)를 지지한다.

지지 플레이트(140)는 자성체로 형성될 수 있다. 따라서, 지지 플레이트(140)는 코어부(300)의 요크(330)와 함께 자로(magnetic circuit)를 형성할 수 있다. 상기 자로에 의해, 각 가동 코어부(500, 600)의 각 가동 코어(510, 610)가 고정 코어(310)를 향해 이동되기 위한 구동력이 형성될 수 있다.

지지 플레이트(140)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공(미도시)에는 각 가동 코어부(500, 600)의 각 샤프트(520, 620)가 상하 방향으로 이동 가능하게 관통 결합된다.

따라서, 각 가동 코어(510, 610)가 고정 코어(310)를 향하는 방향 또는 고정 코어(310)에서 이격되는 방향으로 이동될 경우, 각 샤프트(520, 620) 및 각 샤프트(520, 620)에 연결된 가동 접촉자(430) 또한 같은 방향으로 함께 이동될 수 있다.

(2) 개폐부(200)의 설명

개폐부(200)는 코어부(300)의 동작에 따라 전류의 통전을 허용하거나 차단한다. 구체적으로, 개폐부(200)는 고정 접촉자(220) 및 가동 접촉자(430)가 접촉되거나 이격되어 전류의 통전을 허용하거나 차단할 수 있다.

개폐부(200)는 상부 프레임(110)의 내부 공간에 수용된다. 개폐부(200)는 절연 플레이트(130) 및 지지 플레이트(140)에 의해 코어부(300) 및 각 가동 코어부(500, 600)와 전기적 및 물리적으로 이격될 수 있다.

개폐부(200)는 아크 챔버(210), 고정 접촉자(220) 및 씰링(sealing) 부재(230)를 포함한다.

도시되지는 않았으나, 아크 챔버(210)의 외측에는 아크의 경로를 형성하기 위한 자석 부재가 구비될 수 있다. 상기 자석 부재는 아크 챔버(210)의 내부에 자기장을 형성하여, 발생된 아크의 경로를 형성하는 전자기력이 발생될 수 있다.

아크 챔버(210)는 고정 접촉자(220) 및 가동 접촉자(430)가 이격되어 발생되는 아크(arc)를 내부 공간에서 소호(extinguish)한다. 이에, 아크 챔버(210)는 "아크 소호부"로 지칭될 수도 있을 것이다.

아크 챔버(210)는 고정 접촉자(220)와 가동 접촉자(430)를 밀폐 수용한다. 즉, 고정 접촉자(220)와 가동 접촉자(430)는 아크 챔버(210) 내부에 수용된다. 따라서, 고정 접촉자(220)와 가동 접촉자(430)가 이격되어 발생되는 아크는 외부로 임의 유출되지 않게 된다.

아크 챔버(210) 내부에는 소호용 가스가 충전될 수 있다. 소호용 가스는 발생된 아크가 소호되며 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이(10)의 외부로 배출될 수 있게 한다. 이를 위해, 아크 챔버(210)의 내부 공간을 둘러싸는 벽체에는 연통공(미도시)이 관통 형성될 수 있다.

아크 챔버(210)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 또한, 아크 챔버(210)는 높은 내압성 및 높은 내열성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 이는, 발생되는 아크가 고온 고압의 전자의 흐름임에 기인한다. 일 실시 예에서, 아크 챔버(210)는 세라믹(ceramic) 소재로 형성될 수 있다.

아크 챔버(210)의 상측에는 복수 개의 관통공이 형성될 수 있다. 상기 관통공 각각에는 고정 접촉자(220)가 관통 결합된다.

도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(220)는 제1 고정 접촉자(220a) 및 제2 고정 접촉자(220b)를 포함하여 두 개로 구비된다. 이에 따라, 아크 챔버(210)의 상측에 형성되는 관통공 또한 두 개로 형성될 수 있다.

상기 관통공에 고정 접촉자(220)가 관통 결합되면, 상기 관통공은 밀폐된다. 즉, 고정 접촉자(220)는 상기 관통공에 밀폐 결합된다. 이에 따라, 발생된 아크는 상기 관통공을 통해 외부로 배출되지 않는다.

아크 챔버(210)의 하측은 개방될 수 있다. 아크 챔버(210)의 하측에는 절연 플레이트(130) 및 씰링 부재(230)가 접촉된다. 즉, 아크 챔버(210)의 하측은 절연 플레이트(130) 및 씰링 부재(230)에 의해 밀폐된다.

이에 따라, 아크 챔버(210)는 상부 프레임(110)의 외측 공간과 전기적, 물리적으로 이격될 수 있다.

아크 챔버(210)에서 소호된 아크는 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이(10)의 외부로 배출된다. 일 실시 예에서, 소호된 아크는 상기 연통공(미도시)을 통해 아크 챔버(210)의 외부로 배출될 수 있다.

고정 접촉자(220)는 가동 접촉자(430)와 접촉되거나 이격되어, 직류 릴레이(10)의 내부와 외부의 통전을 인가하거나 차단한다.

구체적으로, 고정 접촉자(220)가 가동 접촉자(430)와 접촉되면, 직류 릴레이(10)의 내부와 외부가 통전될 수 있다. 반면, 고정 접촉자(220)가 가동 접촉자(430)와 이격되면, 직류 릴레이(10)의 내부와 외부의 통전이 차단된다.

명칭에서 알 수 있듯이, 고정 접촉자(220)는 이동되지 않는다. 즉, 고정 접촉자(220)는 상부 프레임(110) 및 아크 챔버(210)에 고정 결합된다. 따라서, 고정 접촉자(220)와 가동 접촉자(430)의 접촉 및 이격은 가동 접촉자(430)의 이동에 의해 달성된다.

고정 접촉자(220)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 상부 프레임(110)의 외측으로 노출된다. 상기 일측 단부에는 전원 또는 부하가 각각 통전 가능하게 연결된다.

고정 접촉자(220)는 복수 개로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(220)는 좌측의 제1 고정 접촉자(220a) 및 우측의 제2 고정 접촉자(220b)를 포함하여, 총 두 개로 구비된다.

제1 고정 접촉자(220a)는 가동 접촉자(430)의 길이 방향의 중심으로부터 일측, 도시된 실시 예에서 좌측으로 치우치게 위치된다. 또한, 제2 고정 접촉자(220b)는 가동 접촉자(430)의 길이 방향의 중심으로부터 타측, 도시된 실시 예에서 우측으로 치우치게 위치된다.

제1 고정 접촉자(220a) 및 제2 고정 접촉자(220b) 중 어느 하나에는 전원이 통전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 제1 고정 접촉자(220a) 및 제2 고정 접촉자(220b) 중 다른 하나에는 부하가 통전 가능하게 연결될 수 있다.

고정 접촉자(220)의 타측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 가동 접촉자(430)를 향해 연장된다.

가동 접촉자(430)가 고정 접촉자(220)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동되면, 상기 하측 단부는 가동 접촉자(430)와 접촉된다. 이에 따라, 직류 릴레이(10)의 외부와 내부가 통전될 수 있다.

고정 접촉자(220)의 상기 하측 단부는 아크 챔버(210) 내부에 위치된다.

제어 전원이 차단될 경우, 가동 접촉자(430)는 각 가동 코어부(500)의 탄성부(540, 640)의 탄성력에 의해 고정 접촉자(220)에서 이격된다.

이때, 고정 접촉자(220)와 가동 접촉자(430)가 이격됨에 따라, 고정 접촉자(220)와 가동 접촉자(430) 사이에는 아크가 발생된다. 발생된 아크는 아크 챔버(210) 내부의 소호용 가스에 소호되며 외부로 배출될 수 있다.

씰링 부재(230)는 아크 챔버(210)와 상부 프레임(110) 내부의 공간의 임의 연통을 차단한다. 씰링 부재(230)는 절연 플레이트(130) 및 지지 플레이트(140)와 함께 아크 챔버(210)의 하측을 밀폐한다.

구체적으로, 씰링 부재(230)의 상측은 아크 챔버(210)의 하측과 결합된다. 또한, 씰링 부재(230)의 방사상 내측은 절연 플레이트(130)의 외주와 결합되며, 씰링 부재(230)의 하측은 지지 플레이트(140)에 결합된다.

이에 따라, 아크 챔버(210)에서 발생된 아크 및 소호용 가스에 의해 소호된 아크는 상부 프레임(110)의 내부 공간으로 입의 유출되지 않게 된다.

또한, 씰링 부재(230)는 실린더(360)의 내부 공간과 프레임부(100)의 내부 공간의 임의 연통을 차단할 수 있다.

(3) 코어부(300)의 설명

코어부(300)는 각 가동 코어부(500, 600)와 함께 제어 전원의 인가에 따라 가동 접촉자부(400)를 상측으로 이동시킨다. 또한, 제어 전원의 인가가 해제될 경우, 코어부(300)는 가동 접촉자부(400)를 다시 하측으로 이동시킨다.

코어부(300)는 외부의 제어 전원(미도시)과 통전 가능하게 연결되어, 제어 전원을 인가받을 수 있다.

코어부(300)는 개폐부(200)의 하측에 위치된다. 또한, 코어부(300)는 하부 프레임(120)의 내부에 수용된다. 코어부(300)와 개폐부(200)는 절연 플레이트(130) 및 지지 플레이트(140)에 의해 전기적, 물리적으로 이격될 수 있다.

코어부(300)와 개폐부(200) 사이에는 가동 접촉자부(400)가 위치된다. 코어부(300) 및 각 가동 코어부(500, 600)가 인가하는 구동력에 의해 가동 접촉자부(400)가 이동될 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(430)와 고정 접촉자(220)가 접촉되어 직류 릴레이(10)가 통전될 수 있다.

코어부(300)는 고정 코어(310), 바닥부(320), 요크(330), 보빈(340), 코일(350) 및 실린더(360)를 포함한다.

고정 코어(310)는 코일(350)에서 발생되는 자기장에 의해 자화(magnetize)되어 전자기적 인력을 발생시킨다. 상기 전자기적 인력에 의해, 각 가동 코어(510, 610)가 고정 코어(310)를 향해 이동된다(도 5 및 도 9에서 상측 방향).

고정 코어(310)는 이동되지 않는다. 즉, 고정 코어(310)는 지지 플레이트(140) 및 실린더(360)에 고정 결합된다.

고정 코어(310)는 자기장에 의해 자화되어 전자기력을 발생시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 고정 코어(310)는 자성체 소재로 형성되거나, 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.

고정 코어(310)는 실린더(360) 내부의 상측 공간에 부분적으로 수용된다. 또한, 고정 코어(310)의 외주는 실린더(360)의 내주에 접촉된다.

고정 코어(310)는 지지 플레이트(140)와 각 가동 코어(510, 610) 사이에 위치된다.

고정 코어(310)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공(미도시)에는 각 샤프트(520, 620)가 상하 이동 가능하게 관통 결합된다.

고정 코어(310)는 각 가동 코어(510, 610)와 소정 거리만큼 이격되도록 위치된다. 따라서, 각 가동 코어(510, 610)가 고정 코어(310)를 향해 이동될 수 있는 거리는 상기 소정 거리로 제한될 수 있다. 이에, 상기 소정 거리는 "각 가동 코어(510, 610)의 이동 거리"로 정의될 수 있을 것이다.

고정 코어(310)의 하측에는 각 코어 스프링(530, 630)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부가 접촉된다. 고정 코어(310)가 자화되어 각 가동 코어(510, 610)가 상측으로 이동되면, 각 코어 스프링(530, 630)이 압축되며 복원력이 저장된다.

이에 따라, 제어 전원의 인가가 해제되어 고정 코어(310)의 자화가 종료되면, 각 가동 코어(510, 610)가 상기 복원력에 의해 다시 하측으로 복귀될 수 있다.

바닥부(320)는 실린더(360)의 하측 경계를 형성한다. 달리 표현하면, 바닥부(320)는 실린더(360)의 내부에 형성된 공간을 하측에서 감싸는 실린더(360)의 일 면으로 정의될 수 있다.

바닥부(320)는 각 가동 코어(510, 610)가 하측으로 이동될 수 있는 위치의 한계를 형성한다. 즉, 각 가동 코어(510, 610)가 하측을 향하는 이동이 진행됨에 따라, 각 가동 코어(510, 610)의 하측 단부는 바닥부(320)에 접촉된다. 이에 따라, 각 가동 코어(510, 610)는 더 이상 하측으로 이동되지 않게 된다.

도시된 실시 예에서, 바닥부(320)는 각 가동 코어(510, 610)와 이격된다.

구체적으로, 각 가동 코어(510, 610)가 고정 코어(310)에 흡인되지 않은 상태에서 바닥부(320)를 향하는 각 가동 코어(510, 610)의 일측, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 바닥부(320)와 이격된다.

대안적으로, 각 가동 코어(510, 610)는 그 하측 단부가 바닥부(320)에 접촉될 수 있다.

특히, 후술될 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부(600)에는 격벽부(616)가 형성된다. 상기 실시 예에서, 격벽부(616)의 하측 단부는 바닥부(320)와 접촉되도록 연장 형성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

이때, 바닥부(320)는 합성 수지 등의 절연성 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 각 가동 코어(510, 610)에 인가되는 전자기력 등이 교란되는 것을 방지하기 위함이다.

요크(330)는 제어 전원이 인가됨에 따라 자로(magnetic circuit)을 형성한다. 요크(330)가 형성하는 자로는 코일(350)이 형성하는 자기장의 방향을 조절할 수 있다.

이에 따라, 제어 전원이 인가되면 코일(350)은 각 가동 코어(510, 610)가 고정 코어(310)를 향해 이동되는 방향으로 자기장을 생성할 수 있다. 요크(330)는 통전 가능한 전도성 소재로 형성될 수 있다.

요크(330)는 하부 프레임(120)의 내부에 수용된다. 요크(330)는 코일(350)을 둘러싼다. 코일(350)은 요크(330)의 내주면과 소정 거리만큼 이격되도록 요크(330)의 내부에 수용될 수 있다.

요크(330)의 내부에는 보빈(340)이 수용된다. 즉, 하부 프레임(120)의 외주로부터 방사상 내측을 향하는 방향으로 요크(330), 코일(350) 및 코일(350)이 권취되는 보빈(340)이 순서대로 배치된다.

요크(330)의 상측은 지지 플레이트(140)에 접촉된다. 또한, 요크(330)의 외주는 하부 프레임(120)의 내주에 접촉되거나, 하부 프레임(120)의 내주로부터 소정 거리만큼 이격되도록 위치될 수 있다.

보빈(340)에는 코일(350)이 권취된다. 보빈(340)은 요크(330) 내부에 수용된다.

보빈(340)은 평판형의 상부 및 하부와, 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 상부와 하부를 연결하는 원통형의 기둥부를 포함할 수 있다. 즉, 보빈(340)은 실패(bobbin) 형상이다.

보빈(340)의 상부는 지지 플레이트(140)의 하측과 접촉된다. 보빈(340)의 기둥부에는 코일(350)이 권취된다. 코일(350)이 권취되는 두께는 보빈(340)의 상부 및 하부의 직경과 같거나 더 작게 형성될 수 있다.

보빈(340)의 기둥부에는 길이 방향으로 연장되는 중공부가 관통 형성된다. 상기 중공부에는 실린더(360)가 수용될 수 있다. 보빈(340)의 기둥부는 고정 코어(310), 각 가동 코어(510, 610) 및 각 샤프트(520, 620)와 같은 중심축을 갖도록 배치될 수 있다.

코일(350)은 인가된 제어 전원에 의해 자기장을 발생시킨다. 코일(350)이 발생시키는 자기장에 의해 고정 코어(310)가 자화되어, 각 가동 코어(510, 610)에 전자기적 인력이 인가될 수 있다.

코일(350)은 보빈(340)에 권취된다. 구체적으로, 코일(350)은 보빈(340)의 기둥부에 권취되어, 상기 기둥부의 방사상 외측으로 적층된다. 코일(350)은 요크(330)의 내부에 수용된다.

제어 전원이 인가되면, 코일(350)은 자기장을 생성한다. 이때, 요크(330)에 의해 코일(350)이 생성하는 자기장의 세기 또는 방향 등이 제어될 수 있다. 코일(350)이 생성한 자기장에 의해 고정 코어(310)가 자화된다.

고정 코어(310)가 자화되면, 각 가동 코어(510, 610)는 고정 코어(310)를 향하는 방향으로의 전자기력, 즉, 인력을 받게 된다. 이에 따라, 각 가동 코어(510, 610)는 고정 코어(310)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다.

각 가동 코어(510, 610)가 신뢰성 있게 이동되기 위해서는, 코일(350)이 생성하는 자기장의 세기가 클수록 유리하다. 또한, 알려진 바와 같이, 코일(350)이 생성하는 자기장의 세기는 코일(350)이 보빈(340)에 권취되는 횟수에 비례하여 증가된다.

그러나, 직류 릴레이(10) 전체의 크기를 고려하면, 코일(350)이 권취되는 횟수가 무한정 증가되기는 어렵다.

이에, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 각 가동 코어(510, 610)가 그 자중이 감소되면서도, 원래 형상을 유지할 수 있는 구조로 구비된다.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 코일(350)이 권취되는 횟수를 과다하게 증가시키지 않고도, 각 가동 코어(510, 610)가 신뢰성 있게 이동될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

실린더(360)는 고정 코어(310), 각 가동 코어(510, 610), 각 코어 스프링(530, 630) 및 각 샤프트(520, 620)를 수용한다. 각 가동 코어(510, 610) 및 각 샤프트(520, 620)는 실린더(360) 내부에서 상측 및 하측 방향으로 이동될 수 있다.

실린더(360)는 보빈(340)의 기둥부에 형성된 중공부에 위치된다. 실린더(360)의 상측 단부는 지지 플레이트(140)의 하측 면에 접촉된다.

실린더(360)의 측면은 보빈(340)의 기둥부의 내주면에 접촉된다. 실린더(360)의 상측 개구부는 고정 코어(310)에 의해 밀폐될 수 있다.

실린더(360)의 하측 면, 즉 바닥부(320)는 하부 프레임(120)의 내면에 접촉될 수 있다. 각 가동 코어(510, 610)가 하측 방향으로 이동되는 거리가 바닥부(320)에 의해 제한될 수 있음은 상술한 바와 같다.

(4) 가동 접촉자부(400)의 설명

가동 접촉자부(400)는 가동 접촉자(430) 및 가동 접촉자(430)를 이동시키기 위한 구성을 포함한다. 가동 접촉자부(400)에 의해, 직류 릴레이(10)는 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다.

가동 접촉자부(400)는 상부 프레임(110)의 내부 공간에 수용된다. 또한, 가동 접촉자부(400)는 아크 챔버(210)의 내부에 상하 이동 가능하게 수용된다.

가동 접촉자부(400)의 상측에는 고정 접촉자(220)가 위치된다. 가동 접촉자부(400)는 고정 접촉자(220)를 향하는 방향 및 고정 접촉자(220)에서 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 아크 챔버(210)의 내부에 수용된다.

가동 접촉자부(400)의 하측에는 코어부(300) 및 각 가동 코어부(500, 600)가 위치된다. 가동 접촉자부(400)의 상기 이동은 각 가동 코어(510, 610)의 이동에 의해 달성될 수 있다.

가동 접촉자부(400)는 하우징(410), 커버(420) 및 가동 접촉자(430)를 포함한다.

하우징(410)은 가동 접촉자(430) 및 가동 접촉자(430)를 탄성 지지하는 각 탄성부(540, 640)를 수용한다.

도시된 실시 예에서, 하우징(410)은 일측 및 그에 대향하는 타측이 개방된다. 상기 개방된 부분에는 가동 접촉자(430)가 관통 삽입될 수 있다.

하우징(410)의 개방되지 않은 측면은, 수용된 가동 접촉자(430)를 감싸게 형성될 수 있다.

하우징(410)의 상측에는 커버(420)가 구비된다. 커버(420)는 하우징(410)에 수용된 가동 접촉자(430)의 상측 면을 덮는다.

하우징(410) 및 커버(420)는 의도치 않은 통전이 방지되도록 절연성 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 일 실시 예에서, 하우징(410) 및 커버(420)는 합성 수지 등으로 형성될 수 있다.

하우징(410)의 하측은 각 샤프트(520, 620)와 연결된다. 각 샤프트(520, 620)와 연결된 각 가동 코어(510, 610)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 하우징(410) 및 이에 수용된 가동 접촉자(430) 또한 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.

하우징(410)과 커버(420)는 임의의 부재에 의해 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 하우징(410)과 커버(420)는 볼트, 너트 등의 체결 부재(미도시)에 의해 결합될 수 있다.

가동 접촉자(430)는 제어 전원의 인가에 따라 고정 접촉자(220)와 접촉된다. 이에 따라, 직류 릴레이(10)는 외부의 전원 및 부하와 통전된다. 또한, 가동 접촉자(430)는 제어 전원의 인가가 해제될 경우 고정 접촉자(220)와 이격된다. 이에 따라, 직류 릴레이(10)는 외부의 전원 및 부하와의 통전이 차단된다.

가동 접촉자(430)는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 고정 접촉자(220)와 접촉된 가동 접촉자(430)는 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

가동 접촉자(430)는 고정 접촉자(220)에 인접하게 위치된다.

가동 접촉자(430)의 상측은 커버(420)에 의해 부분적으로 덮여진다. 일 실시 예에서, 가동 접촉자(430)의 상측 면의 일부는 커버(420)의 하측 면과 접촉될 수 있다.

가동 접촉자(430)의 하측은 각 탄성부(540, 640)에 의해 탄성 지지된다. 가동 접촉자(430)가 하측으로 임의 이동되지 않도록, 각 탄성부(540, 640)는 소정 거리만큼 압축된 상태에서 가동 접촉자(430)를 탄성 지지할 수 있다.

가동 접촉자(430)는 길이 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 연장 형성된다. 즉, 가동 접촉자(430)의 길이는 폭보다 길게 형성된다. 따라서, 하우징(410)에 수용된 가동 접촉자(430)의 길이 방향의 양측 단부는 하우징(410)의 외측으로 노출된다.

상기 양측 단부에는 상측으로 소정 거리만큼 돌출 형성된 접촉 돌출부가 형성될 수 있다. 상기 접촉 돌출부에는 고정 접촉자(220)가 접촉된다.

상기 접촉 돌출부는 각 고정 접촉자(220a, 220b)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(430)의 이동 거리가 감소되고, 고정 접촉자(220)와 가동 접촉자(430)의 접촉 신뢰성이 향상될 수 있다.

가동 접촉자(430)의 폭은 하우징(410)의 각 측면이 서로 이격되는 거리와 동일할 수 있다. 즉, 가동 접촉자(430)가 하우징(410)에 수용되면, 가동 접촉자(430)의 폭 방향 양 측면은 하우징(410)의 각 측면의 내면에 접촉될 수 있다.

이에 따라, 가동 접촉자(430)가 하우징(410)에 수용된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

3. 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부(500)의 설명

다시 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 가동 코어부(500)를 포함한다.

가동 코어부(500)는 코일(350)이 형성하는 자기장에 의해 자화되어, 고정 코어(310)에 의해 흡인력(attractive force)을 인가받는다. 이에 따라, 가동 코어부(500)가 고정 코어(310)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다.

가동 코어부(500)는 가동 접촉자부(400)와 연결된다. 가동 코어부(500)와 가동 접촉자부(400)는 함께 이동될 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자부(400)와 고정 접촉자(220)가 서로 접촉되거나 이격될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부(500)는 그 자중(self-weight)이 감소될 수 있는 구조로 형성된다. 이에 따라, 가동 코어부(500)를 이동시키기 위해 요구되는 힘의 크기가 감소된다.

따라서, 코일(350)이 인가하는 자기장의 크기를 증가시키기 위해 코일(350)이 과다하게 권취되지 않고도, 직류 릴레이(10)가 신뢰성 있게 작동될 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부(500)를 상세하게 설명한다.

(1) 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부(500)의 구성의 설명

도시된 실시 예에서, 가동 코어부(500)는 가동 코어(510), 샤프트(520), 코어 스프링(530) 및 탄성부(540)를 포함한다.

가동 코어(510)는 제어 전원이 인가되면 고정 코어(310)가 생성하는 전자기적 인력에 의해 고정 코어(310)를 향해 이동된다.

가동 코어(510)의 이동에 따라, 가동 코어(510)에 결합된 샤프트(520)가 고정 코어(310)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다. 또한, 샤프트(520)가 이동됨에 따라, 샤프트(520)에 결합된 가동 접촉자부(400)가 상측으로 이동된다.

이에 따라, 고정 접촉자(220)와 가동 접촉자(430)가 접촉되어 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다.

가동 코어(510)는 전자기력에 의한 인력을 받을 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 가동 코어(510)는 자성체 소재로 형성되거나, 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.

가동 코어(510)는 실린더(360)의 내부에 수용된다. 또한, 가동 코어(510)는 실린더(360) 내부에서 실린더(360)의 높이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 이동될 수 있다.

구체적으로, 가동 코어(510)는 고정 코어(310)를 향하는 방향 및 고정 코어(310)에서 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.

가동 코어(510)는 샤프트(520)와 결합된다. 가동 코어(510)는 샤프트(520)와 일체로 이동될 수 있다. 가동 코어(510)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 샤프트(520) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다. 이에 따라, 가동 접촉자(430) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다.

가동 코어(510)는 고정 코어(310)의 하측에 위치된다. 가동 코어(510)는 고정 코어(310)와 소정 거리만큼 이격된다. 상기 소정 거리는 가동 코어(510)가 상하 방향으로 이동될 수 있는 거리임은 상술한 바와 같다.

도시된 실시 예에서, 가동 코어(510)는 원형의 단면을 갖고, 일 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된 원통 형상이다. 가동 코어(510)는 실린더(360)에 승강 가능하게 수용되어, 고정 코어(310)를 향하는 방향 또는 고정 코어(310)에 반대되는 방향으로 이동될 수 있는 임의의 형상일 수 있다.

도시된 실시 예에서, 가동 코어(510)는 상면(511), 측면(512), 관통공(513), 공간부(514) 및 개구부(515)를 포함한다.

상면(511)은 고정 코어(310)를 향하는 가동 코어(510)의 일측, 도시된 실시 예에서 상측 면을 형성한다. 상면(511)은 가동 코어(510)의 내부에 형성된 공간부(514)를 상측에서 덮는다.

또한, 상면(511)에는 가동 코어(510)를 향하는 코어 스프링(530)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부가 접촉된다. 이에 따라, 가동 코어(510)는 코어 스프링(530)에 의해 탄성 지지될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 상면(511)은 그 중심에 관통공(513)이 관통 형성된 원형으로 구비된다. 상면(511)의 형상은 고정 코어(310)의 하면의 형상에 따라 변경될 수 있다.

상면(511)의 외경은 실린더(360)의 내경 이하로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 상면(511)의 외경은 실린더(360)의 내경과 같게 형성될 수 있다. 이에 따라, 고정 코어(310)가 자기력을 인가하면, 가동 코어(510)는 수평 방향의 요동 없이 수직 방향으로 이동될 수 있다.

상면(511)은 측면(512)과 연속된다. 구체적으로, 원형의 상면(511)의 외주는 측면(512)과 연속된다. 일 실시 예에서, 상면(511)과 측면(512)은 서로 수직하게 연장될 수 있다.

상면(511)의 내부에는 관통공(513)이 관통 형성된다. 일 실시 예에서, 관통공(513)은 원형인 상면(511)의 중심과 같은 중심축을 갖게 위치될 수 있다.

측면(512)은 원통 형상인 가동 코어(510)의 옆면을 형성한다. 도시된 실시 예에서, 측면(512)은 상면(511)의 하측에서, 가동 코어(510)의 옆면을 형성한다. 측면(512)은 가동 코어(510)의 내부에 형성된 공간부(514)를 전방 측, 후방 측, 좌측 및 우측에서 덮는다.

측면(512)은 상면(511)과 연속된다. 구체적으로, 상면(511)을 향하는 측면(512)의 일측, 도시된 실시 예에서 상측 모서리는 상면(511)의 외주와 연속될 수 있다.

일 실시 예에서, 측면(512)과 상면(511)은 서로 수직하게 연속될 수 있다. 측면(512)과 상면(511)이 연속되는 모서리는 모따기(taper)될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 바닥부(320)를 향하는 측면(512)의 타측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 바닥부(320)와 이격되어 위치된다. 대안적으로, 상술한 바와 같이, 측면(512)의 상기 하측 단부는 바닥부(320)와 접촉될 수 있다.

관통공(513)은 상면(511)의 내부에서, 고정 코어(310)를 향하는 방향 및 고정 코어(310)에 반대되는 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 관통 형성된다.

관통공(513)에는 샤프트(520)가 관통 결합된다. 이에 따라, 가동 코어(510)와 샤프트(520)가 일체로 승강될 수 있다.

관통공(513)은 상면(511)의 내부에 관통 형성된다. 일 실시 예에서, 관통공(513)은 원형의 단면을 갖게 형성되어, 상면(511)의 중심과 같은 중심축을 갖도록 배치될 수 있다.

관통공(513)은 상대적으로 큰 직경을 갖고, 고정 코어(310)에 보다 가깝게 위치되는 제1 부분 및 상대적으로 작은 직경을 갖고, 상기 제1 부분에 비해 고정 코어(310)에서 더 멀게 위치되는 제2 부분으로 구분될 수 있다.

관통공(513)의 상기 제1 부분은 샤프트(520) 중 상대적으로 더 큰 직경을 갖는 제1 부분의 하측 단부를 지지한다. 즉, 관통공(513)의 상기 제1 부분은 샤프트(520)의 상기 제1 부분의 직경보다 작게 형성된다.

관통공(513)의 상기 제2 부분에는 샤프트(520) 중 상대적으로 더 작은 직경을 갖는 제2 부분이 관통 결합된다. 즉, 관통공(513)의 상기 제2 부분은 샤프트(520)의 상기 제2 부분의 직경 이하로 형성된다.

따라서, 가동 코어(510)가 상측으로 이동되면, 관통공(513)의 상기 제1 부분에 지지되는 샤프트(520)의 상기 제1 부분이 상측으로 가압된다. 이에 따라, 가동 코어(510)와 샤프트(520)가 일체로 승강될 수 있다.

관통공(513)은 공간부(514)와 연통된다. 관통공(513)에 관통 결합된 샤프트(520)의 상기 제2 부분은 공간부(514)으로 연장될 수 있다.

공간부(514)는 관통공(513)에 관통 결합된 샤프트(520)의 상기 제2 부분을 수용하는 공간이다. 또한, 공간부(514)는 가동 코어(510) 전체의 자중(self-weight)을 감소시킨다.

공간부(514)는 상면(511) 및 측면(512)에 둘러싸인 공간으로 정의될 수 있다.

구체적으로, 공간부(514)의 상측은 상면(511)에 둘러싸인다. 또한, 공간부(514)의 전방 측, 후방 측, 좌측 및 우측은 측면(512)에 둘러싸인다.

즉, 공간부(514)는 가동 코어(510) 중 상면(511) 및 측면(512)을 제외한 나머지 방향, 도시된 실시 예에서 하측에서 함몰되어 형성된 공간으로 정의될 수 있다.

달리 표현하면, 공간부(514)는 가동 코어(510)의 각 방향 중, 고정 코어(310)에 반대되는 일측(즉, 도시된 실시 예에서 하측)에서 함몰 형성된다.

공간부(514)의 형상은 상면(511) 및 측면(512)의 형상에 따라 변경될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상면(511) 및 측면(512)은 각각 원통 또는 원기둥의 윗면 및 옆면을 형성한다. 이에 따라, 공간부(514)는 원형의 단면을 갖고, 상하 방향으로 연장 형성된 원통 또는 원기둥 형상이다.

공간부(514)는 관통공(513)에 의해 가동 코어(510)의 상부에 위치되는 공간과 연통된다. 관통공(513)에 관통 결합된 샤프트(520)의 상기 제2 부분은 공간부(514)으로 연장될 수 있다.

공간부(514)는 개구부(515)와 연통된다. 공간부(514)는 개구부(515)에 의해 가동 코어(510)의 하부에 위치되는 공간과 연통된다.

공간부(514)의 부피는 변경될 수 있다. 공간부(514)의 부피는 요구되는 가동 코어(510)의 자중(self-weight) 감소분의 크기에 비례하여 변경될 수 있다.

개구부(515)는 상면(511)에 반대되는 공간부(514)의 일측, 도시된 실시 예에서 하측에 위치된다. 개구부(515)는 개방 형성되어, 공간부(514)와 실린더(360)의 하측 공간을 연통한다.

따라서, 공간부(514)가 하측이 폐쇄되는 경우에 비해, 가동 코어(510)의 제조 공정이 간명해질 수 있다.

샤프트(520)는 가동 코어(510) 및 가동 접촉자부(400)의 하우징(410)과 각각 결합된다. 샤프트(520)는 가동 코어(510)의 승강을 하우징(410)에 전달한다. 이에 따라, 가동 코어(510)가 고정 코어(310)를 향해 상승되면, 샤프트(520) 및 이에 결합된 가동 접촉자부(400) 또한 함께 상승된다.

결과적으로, 가동 접촉자(430)와 고정 접촉자(220)가 접촉되어, 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

샤프트(520)는 가동 접촉자부(400)와 가동 코어(510) 사이에서 연장 형성된다. 도시된 실시 예에서, 샤프트(520)는 가동 접촉자부(400)를 향하는 일측, 도시된 실시 예에서 상측 단부가 하우징(410)과 결합된다.

또한, 가동 코어(510)를 향하는 샤프트(520)의 타측, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 가동 코어(510)에 관통 결합된다. 도시된 실시 예에서, 샤프트(520)는 원형의 단면을 갖고, 상하 방향으로 연장된 원기둥 형상이다.

샤프트(520)는 결합되는 부재 및 직경의 크기에 따라 복수 개의 부분으로 구분될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 샤프트(520)는 하우징(410)과 결합되고, 상대적으로 더 큰 직경을 갖는 제1 부분 및 가동 코어(510)와 결합되고, 상대적으로 더 작은 직경을 갖는 제2 부분으로 구분될 수 있다.

제1 부분의 상기 하측 단부는 관통공(513)의 제1 부분에 부분적으로 삽입된다. 상술한 바와 같이, 관통공(513)의 제1 부분은 관통공(513)의 제2 부분에 비해 큰 직경을 갖게 형성된다.

따라서, 제1 부분의 상기 하측 단부는 관통공(513)의 제1 부분 및 제2 부분이 연속되는 모서리에 지지된다.

또한, 제2 부분은 관통공(513)에 관통 결합되어, 가동 코어(510)의 공간부(514)까지 연장된다. 이에 따라, 샤프트(520)와 가동 코어(510)의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

샤프트(520)와 가동 코어(510)는 고정 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 샤프트(520)와 가동 코어(510)는 용접 결합될 수 있다.

샤프트(520)에는 코어 스프링(530)이 관통 결합된다.

코어 스프링(530)은 가동 코어(510)와 고정 코어(310)를 탄성 지지한다. 코어 스프링(530)은 가동 코어(510) 및 고정 코어(310) 사이에 위치된다.

코어 스프링(530)은 가동 코어(510)와 접촉된다. 구체적으로, 가동 코어(510)를 향하는 코어 스프링(530)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 가동 코어(510)의 상면에 접촉된다.

고정 코어(310)를 향하는 코어 스프링(530)의 타측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 고정 코어(310)에 내부에 수용된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 코어 스프링(530)은 고정 코어(310)의 중심축의 방사상 외측에 형성된 중공부에 부분적으로 수용된다. 코어 스프링(530)의 상측 단부는 고정 코어(310)의 상기 중공부를 상측에서 감싸는 고정 코어(310)의 일 면에 접촉된다.

코어 스프링(530)은 형상이 변형되며 탄성력(즉, 복원력)을 저장하고, 저장된 탄성력을 다른 부재에 전달할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 코어 스프링(530)은 상하 방향으로 연장되고 내부에 중공부가 관통 형성된 코일 스프링(coil spring)의 형태로 구비된다.

코어 스프링(530)은 샤프트(520)와 결합된다. 구체적으로, 코어 스프링(530)의 내부에 형성된 상기 중공부에 샤프트(520)가 관통 결합된다.

가동 코어(510)가 고정 코어(310)를 향해 상승되면, 코어 스프링(530)은 가동 코어(510) 및 고정 코어(310) 사이에서 압축되며 탄성력을 저장한다. 코일(350)에 인가된 전류가 차단되어 가동 코어(510)가 자화되지 않은 상태로 전환되면, 코어 스프링(530)은 인장되며 가동 코어(510)를 하강시킨다.

탄성부(540)는 가동 접촉자(430)를 탄성 지지한다. 가동 접촉자(430)가 고정 접촉자(220)와 접촉될 경우, 전자기적 반발력에 의해 가동 접촉자(430)는 고정 접촉자(220)에서 이격되려는 경향을 갖게 된다.

이때, 탄성부(540)는 가동 접촉자(430)를 탄성 지지하여, 가동 접촉자(430)가 고정 접촉자(220)에서 임의 이격되는 것을 방지한다.

탄성부(540)는 형상의 변형에 의해 복원력을 저장하고, 저장된 복원력을 다른 부재에 제공할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 탄성부(540)는 코일 스프링으로 구비될 수 있다.

가동 접촉자(430)를 향하는 탄성부(540)의 일측 단부는 가동 접촉자(430)의 하측에 접촉된다. 또한, 상기 일측 단부에 대향하는 타측 단부는 하우징(410)의 상측에 접촉된다.

탄성부(540)는 소정 거리만큼 압축되어 복원력을 저장한 상태로 가동 접촉자(430)를 탄성 지지할 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(430)와 고정 접촉자(220) 사이에서 전자기적 반발력이 발생되더라도, 가동 접촉자(430)가 임의로 이동되지 않게 된다.

탄성부(540)의 안정적인 결합을 위해, 가동 접촉자(430)의 하측에는 탄성부(540)에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다. 마찬가지로, 하우징(410)의 상측에도 탄성부(540)에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다.

(2) 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부(500)를 포함하는 직류 릴레이(10)의 작동 과정의 설명

본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부(500)는 가동 코어(510)의 내부에 공간부(514)가 형성된다. 이에 따라, 가동 코어(510)의 자중(self-weight)이 감소되어, 가동 코어(510)를 승강시키기 위해 요구되는 힘의 크기가 감소될 수 있다.

따라서, 보빈(340)에 코일(350)이 과다하게 권취되지 않더라도, 가동 코어(510)가 고정 코어(310)를 향해 이동되기에 충분한 크기의 자기장 및 전자기력이 형성될 수 있다.

이에 따라, 직류 릴레이(10)의 작동 신뢰성이 향상되고, 직류 릴레이(10)의 전체 부피가 감소될 수 있다.

이하, 도 8a 및 도 8b를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부(500)를 포함하는 직류 릴레이(10)의 작동 과정을 상세하게 설명한다.

도 8a를 참조하면, 외부의 전원 또는 부하와 통전되지 않은 상태의 직류 릴레이(10)가 도시된다.

즉, 가동 접촉자(430)는 고정 접촉자(220)와 이격되어, 고정 접촉자(220)의 하측에 위치된다. 또한, 가동 코어(510)는 고정 코어(310)와 이격되어, 고정 코어(310)의 하측에 위치된다.

이때, 코어 스프링(530)은 그 형상 변형의 정도가 미세하거나, 형상 변형이 되지 않은 상태이다. 이에 따라, 코어 스프링(530)에 저장된 탄성력(즉, 복원력)의 크기 또한 0 또는 미세한 크기임이 이해될 것이다.

한편, 가동 코어(510)는 내부에 공간부(514)가 형성된다. 공간부(514)의 부피만큼 가동 코어(510)의 자중(self-weight)이 감소됨은 상술한 바와 같다.

도 8b를 참조하면, 외부의 전원 또는 부하와 통전되는 상태의 직류 릴레이(10)가 도시된다.

먼저, 코일(350)에 전류가 인가되면, 코일(350)은 자기장을 형성한다. 이에 따라, 고정 코어(310) 및 가동 코어(510)가 자화되어, 가동 코어(510)는 고정 코어(310)를 향하는 방향의 흡인력이 인가된다.

이때, 가동 코어(510)가 고정 코어(310)를 향해 상승되기 위해 요구되는 힘은, 코어 스프링(530)의 탄성력 및 가동 코어(510)의 자중을 합친 힘보다 커야 한다. 즉, 코일(350)이 형성하는 자기장은 상기 힘들의 함보다 큰 전자기력을 형성하여야 한다.

상술한 바와 같이, 가동 코어(510)의 내부에는 공간부(514)가 형성된다. 따라서, 가동 코어(510)의 자중이 감소되어, 가동 코어(510)를 이동시키기 위해 요구되는 힘의 크기가 감소된다. 결과적으로, 코일(350)이 형성하는 자기장 및 이에 의해 형성되는 전자기력의 크기의 최소 한도치가 감소된다.

따라서, 코일(350)에 인가되는 전류의 크기 및 보빈(340)에 코일(350)이 권취되는 횟수가 과다하게 증가되지 않고도, 가동 코어(510)가 안정적으로 고정 코어(310)를 향해 상승될 수 있다.

결과적으로, 직류 릴레이(10)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.

4. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부(600)의 설명

도 9 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 가동 코어부(600)를 포함한다.

가동 코어부(600)는 코일(350)이 형성하는 자기장에 의해 자화되어, 고정 코어(310)에 의해 흡인력(attractive force)을 인가받는다. 이에 따라, 가동 코어부(600)가 고정 코어(310)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다.

가동 코어부(600)는 가동 접촉자부(400)와 연결된다. 가동 코어부(600)와 가동 접촉자부(400)는 함께 이동될 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자부(400)와 고정 접촉자(220)가 서로 접촉되거나 이격될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부(600)는 그 자중(self-weight)이 감소될 수 있는 구조로 형성된다. 이에 따라, 가동 코어부(600)를 이동시키기 위해 요구되는 힘의 크기가 감소된다.

따라서, 코일(350)이 인가하는 자기장의 크기를 증가시키기 위해 코일(350)이 과다하게 권취되지 않고도, 직류 릴레이(10)가 신뢰성 있게 작동될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부(600)는 고정 코어(310)와 가동 코어(610)를 결합하는 부재의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

이하, 도 9 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부(600)를 상세하게 설명한다.

(1) 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부(600)의 구성의 설명

도시된 실시 예에서, 가동 코어부(600)는 가동 코어(610), 샤프트(620), 코어 스프링(630) 및 탄성부(640)를 포함한다.

가동 코어(610)는 제어 전원이 인가되면 고정 코어(310)가 생성하는 전자기적 인력에 의해 고정 코어(310)를 향해 이동된다.

가동 코어(610)의 이동에 따라, 가동 코어(610)에 결합된 샤프트(620)가 고정 코어(310)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다. 또한, 샤프트(620)가 이동됨에 따라, 샤프트(620)에 결합된 가동 접촉자부(400)가 상측으로 이동된다.

이에 따라, 고정 접촉자(220)와 가동 접촉자(430)가 접촉되어 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다.

가동 코어(610)는 전자기력에 의한 인력을 받을 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 가동 코어(610)는 자성체 소재로 형성되거나, 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.

가동 코어(610)는 실린더(360)의 내부에 수용된다. 또한, 가동 코어(610)는 실린더(360) 내부에서 실린더(360)의 높이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 이동될 수 있다.

구체적으로, 가동 코어(610)는 고정 코어(310)를 향하는 방향 및 고정 코어(310)에서 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.

가동 코어(610)는 샤프트(620)와 결합된다. 가동 코어(610)는 샤프트(620)와 일체로 이동될 수 있다. 가동 코어(610)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 샤프트(620) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다. 이에 따라, 가동 접촉자(430) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다.

가동 코어(610)는 고정 코어(310)의 하측에 위치된다. 가동 코어(610)는 고정 코어(310)와 소정 거리만큼 이격된다. 상기 소정 거리는 가동 코어(610)가 상하 방향으로 이동될 수 있는 거리임은 상술한 바와 같다.

도시된 실시 예에서, 가동 코어(610)는 원형의 단면을 갖고, 일 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된 원통 형상이다. 가동 코어(610)는 실린더(360)에 승강 가능하게 수용되어, 고정 코어(310)를 향하는 방향 또는 고정 코어(310)에 반대되는 방향으로 이동될 수 있는 임의의 형상일 수 있다.

도시된 실시 예에서, 가동 코어(610)는 상면(611), 측면(612), 관통공(613), 공간부(614), 개구부(615) 및 격벽부(616)를 포함한다.

상면(611)은 고정 코어(310)를 향하는 가동 코어(610)의 일측, 도시된 실시 예에서 상측 면을 형성한다. 상면(611)은 가동 코어(610)의 내부에 형성된 공간부(614)를 상측에서 덮는다.

또한, 상면(611)에는 가동 코어(610)를 향하는 코어 스프링(630)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부가 접촉된다. 이에 따라, 가동 코어(610)는 코어 스프링(630)에 의해 탄성 지지될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 상면(611)은 그 중심에 관통공(613)이 관통 형성된 원형으로 구비된다. 상면(611)의 형상은 고정 코어(310)의 하면의 형상에 따라 변경될 수 있다.

상면(611)의 외경은 실린더(360)의 내경 이하로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 상면(611)의 외경은 실린더(360)의 내경과 같게 형성될 수 있다. 이에 따라, 고정 코어(310)가 자기력을 인가하면, 가동 코어(610)는 수평 방향의 요동 없이 수직 방향으로 이동될 수 있다.

상면(611)은 측면(612)과 연속된다. 구체적으로, 원형의 상면(611)의 외주는 측면(612)과 연속된다. 일 실시 예에서, 상면(611)과 측면(612)은 서로 수직하게 연장될 수 있다.

상면(611)의 내부에는 관통공(613)이 관통 형성된다. 일 실시 예에서, 관통공(613)은 원형인 상면(611)의 중심과 같은 중심축을 갖게 위치될 수 있다.

측면(612)은 원통 형상인 가동 코어(610)의 옆면을 형성한다. 도시된 실시 예에서, 측면(612)은 상면(611)의 하측에서, 가동 코어(610)의 옆면을 형성한다. 측면(612)은 가동 코어(610)의 내부에 형성된 공간부(614)를 전방 측, 후방 측, 좌측 및 우측에서 덮는다.

측면(612)은 상면(611)과 연속된다. 구체적으로, 상면(611)을 향하는 측면(612)의 일측, 도시된 실시 예에서 상측 모서리는 상면(611)의 외주와 연속될 수 있다.

일 실시 예에서, 측면(612)과 상면(611)은 서로 수직하게 연속될 수 있다. 측면(612)과 상면(611)이 연속되는 모서리는 모따기(taper)될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 바닥부(320)를 향하는 측면(612)의 타측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 바닥부(320)와 이격되어 위치된다. 대안적으로, 상술한 바와 같이, 측면(612)의 상기 하측 단부는 바닥부(320)와 접촉될 수 있다.

관통공(613)은 상면(611)의 내부에서, 고정 코어(310)를 향하는 방향 및 고정 코어(310)에 반대되는 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 관통 형성된다.

관통공(613)에는 샤프트(620)가 관통 결합된다. 이에 따라, 가동 코어(610)와 샤프트(620)가 일체로 승강될 수 있다.

관통공(613)은 상면(611)의 내부에 관통 형성된다. 일 실시 예에서, 관통공(613)은 원형의 단면을 갖게 형성되어, 상면(611)의 중심과 같은 중심축을 갖도록 배치될 수 있다.

관통공(613)은 상대적으로 큰 직경을 갖고, 고정 코어(310)에 보다 가깝게 위치되는 제1 부분 및 상대적으로 작은 직경을 갖고, 상기 제1 부분에 비해 고정 코어(310)에서 더 멀게 위치되는 제2 부분으로 구분될 수 있다.

관통공(613)의 상기 제1 부분은 샤프트(620) 중 상대적으로 더 큰 직경을 갖는 제1 부분의 하측 단부를 지지한다. 즉, 관통공(613)의 상기 제1 부분은 샤프트(620)의 상기 제1 부분의 직경보다 작게 형성된다.

관통공(613)의 상기 제2 부분에는 샤프트(620) 중 상대적으로 더 작은 직경을 갖는 제2 부분이 관통 결합된다. 즉, 관통공(613)의 상기 제2 부분은 샤프트(620)의 상기 제2 부분의 직경 이하로 형성된다.

따라서, 가동 코어(610)가 상측으로 이동되면, 관통공(613)의 상기 제1 부분에 지지되는 샤프트(620)의 상기 제1 부분이 상측으로 가압된다. 이에 따라, 가동 코어(610)와 샤프트(620)가 일체로 승강될 수 있다.

관통공(613)은 공간부(614)와 연통된다. 구체적으로, 관통공(613)은 공간부(614)에 위치되는 격벽부(616)에 둘러싸여 형성되는 중공부와 연통된다. 관통공(613)에 관통 결합된 샤프트(620)의 상기 제2 부분은 격벽부(616)에 둘러싸여 형성되는 상기 중공부로 연장될 수 있다.

공간부(614)는 관통공(613)에 관통 결합된 샤프트(620)의 상기 제2 부분을 수용하는 공간이다. 공간부(614)에는 샤프트(620)의 상기 제2 부분이 삽입 결합되는 중공부(즉, 격벽부(616)에 둘러싸여 형성되는)가 위치된다. 또한, 공간부(614)는 가동 코어(610) 전체의 자중(self-weight)을 감소시킨다.

공간부(614)는 상면(611), 측면(612) 및 격벽부(616)에 둘러싸인 공간으로 정의될 수 있다. 즉, 공간부(614)의 외주는 상면(611) 및 측면(612)에 의해 정의된다. 또한, 공간부(614)의 내주는 격벽부(616)에 의해 정의된다.

구체적으로, 공간부(614)의 상측은 상면(611)에 둘러싸인다. 또한, 공간부(614)의 전방 측, 후방 측, 좌측 및 우측 방향의 외측은 측면(612)에 둘러싸인다. 더 나아가, 공간부(614)의 전방 측, 후방 측, 좌측 및 우측 방향의 내측은 격벽부(616)에 둘러싸인다.

즉, 공간부(614)는 가동 코어(610) 중 상면(611) 및 측면(612)을 제외한 나머지 방향, 도시된 실시 예에서 하측에서 함몰되어 형성된 공간으로 정의될 수 있다.

달리 표현하면, 공간부(614)는 가동 코어(610)의 각 방향 중, 고정 코어(310)에 반대되는 일측(즉, 도시된 실시 예에서 하측)에서 함몰 형성된다.

공간부(614)의 형상은 상면(611), 측면(612) 및 격벽부(616)의 형상에 따라 변경될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상면(611) 및 측면(612)은 각각 원통 또는 원기둥의 윗면 및 옆면을 형성한다. 또한, 격벽부(616)는 원통 또는 원기둥의 내주면을 형성한다.

이에 따라, 공간부(614)는 원형의 단면을 갖고, 상하 방향으로 연장 형성되며, 내부에 다른 공간(즉, 격벽부(616)에 둘러싸인 중공부)이 위치되는 관(pipe) 형의 원통 또는 원기둥 형상이다.

공간부(614)는 관통공(613)에 의해 가동 코어(610)의 상부에 위치되는 공간과 연통된다. 관통공(613)에 관통 결합된 샤프트(620)의 상기 제2 부분은 공간부(614)으로 연장될 수 있다.

공간부(614)는 개구부(615)와 연통된다. 공간부(614)는 개구부(615)에 의해 가동 코어(610)의 하부에 위치되는 공간과 연통된다.

본 실시 예의 다양한 변형 예 중 어느 하나 이상에서, 공간부(614)는 격벽부(616)에 둘러싸인 중공부와 연통될 수 있다. 관통공(613) 및 상기 중공부를 통과한 샤프트(620)는 공간부(614)까지 연장될 수 있다.

공간부(614)의 부피는 변경될 수 있다. 공간부(614)의 부피는 요구되는 가동 코어(610)의 자중(self-weight) 감소분의 크기에 비례하여 변경될 수 있다.

개구부(615)는 상면(611)에 반대되는 공간부(614)의 일측, 도시된 실시 예에서 하측에 위치된다. 개구부(615)는 개방 형성되어, 공간부(614)와 실린더(360)의 하측 공간을 연통한다.

또한, 개구부(615)는 격벽부(616)에 둘러싸인 중공부와 연통된다. 이에 따라, 격벽부(616)에 둘러싸인 중공부와 실린더(360)의 하측 공간 또한 연통될 수 있다.

따라서, 공간부(614)의 하측이 폐쇄되는 경우에 비해, 가동 코어(610)의 제조 공정이 간명해질 수 있다.

격벽부(616)는 가동 코어(610)에 삽입 결합된 샤프트(620)를 지지한다. 관통공(613)에 관통 결합된 샤프트(620)는 격벽부(616)에 의해 지지되어, 가동 코어(610)와 샤프트(620)의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

후술될 바와 같이, 일 실시 예에서, 가동 코어(610)와 샤프트(620)는 용접 결합될 수 있다. 상기 실시 예에서, 격벽부(616)는 샤프트(620)가 용접 결합되기 위한 모재(basic material)로 기능된다.

따라서, 가동 코어(610)와 샤프트(620)의 결합 상태가 용이하게 형성될 수 있다.

격벽부(616)는 공간부(614)에 위치된다. 격벽부(616)는 가동 코어(610)의 내부에 형성된 공간을 복수 개의 공간으로 구획한다. 도시된 실시 예에서, 가동 코어(610)의 내부에 형성된 공간은, 격벽부(616)에 둘러싸인 중공부 및 격벽부(616), 상면(611) 및 측면(612)에 둘러싸인 공간부(614)으로 구획된다.

상면(611)을 향하는 격벽부(616)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 상면(611)과 연속된다. 격벽부(616)의 상기 일측 단부는 관통공(613)을 둘러싸며 상면(611)과 결합된다.

이에 따라, 격벽부(616)에 둘러싸이는 중공부는 관통공(613)과 연통될 수 있다. 결과적으로, 관통공(613)에 관통된 샤프트(620)는 중공부에 삽입 결합되어, 격벽부(616)에 인접하게 위치될 수 있다.

격벽부(616)는 결합된 샤프트(620)를 지지할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 샤프트(620)는 원형의 단면을 갖는 원기둥 형상인 바, 격벽부(616) 또한 내부에 원형의 단면을 갖는 중공부가 형성된 원기둥 형상으로 형성된다. 격벽부(616)의 형상은 샤프트(620)의 형상에 따라 변경될 수 있다.

이때, 격벽부(616)에 둘러싸여 형성되는 중공부의 직경은 관통공(613)의 제1 부분의 직경보다 작되, 관통공(613)의 제2 부분의 직경과 같거나 더 작게 형성되는 것이 바람직하다.

격벽부(616)는 가동 코어(610)의 높이 방향으로 연장 형성된다. 도시된 실시 예에서, 격벽부(616)는 상면(611)을 향하는 방향(즉, 상측) 및 개구부(615)를 향하는 방향(즉, 하측)을 향하는 방향으로 연장 형성된다.

개구부(615)를 향하는 방향(즉, 하측)을 향해 연장되는 격벽부(616)의 길이는 변경될 수 있다.

즉, 도 11에 도시된 실시 예에서, 격벽부(616)는 상하 방향으로 측면(612)의 연장 길이만큼 연장 형성된다. 상기 실시 예에서, 격벽부(616)의 하측 단부는 측면(612)의 하측 단부와 같은 평면 상에 위치될 수 있다.

도 12에 도시된 실시 예에서, 격벽부(616)는 상하 방향으로 측면(612)의 연장 길이보다 짧게 연장 형성된다. 상기 실시 예에서, 격벽부(616)의 하측 단부는 공간부(614) 상에 위치될 수 있다.

도 13에 도시된 실시 예에서, 격벽부(616)는 상하 방향으로 측면(612)의 연장 길이보다 길게 연장된다. 상기 실시 예에서, 격벽부(616)의 하측 단부는 측면(612)의 하측 단부보다 더 하측에 위치될 수 있다. 즉, 격벽부(616)의 하측 단부는 측면(612)의 하측 단부보다 바닥부(320)에 더 인접하게 위치된다.

상기 실시 예에서, 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 또는 부하와 통전되지 않은 상태에서, 격벽부(616)의 하측 단부는 바닥부(320)와 접촉될 수 있다.

샤프트(620)는 가동 코어(610) 및 가동 접촉자부(400)의 하우징(410)과 각각 결합된다. 샤프트(620)는 가동 코어(610)의 승강을 하우징(410)에 전달한다. 이에 따라, 가동 코어(610)가 고정 코어(310)를 향해 상승되면, 샤프트(620) 및 이에 결합된 가동 접촉자부(400) 또한 함께 상승된다.

결과적으로, 가동 접촉자(430)와 고정 접촉자(220)가 접촉되어, 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

샤프트(620)는 가동 접촉자부(400)와 가동 코어(610) 사이에서 연장 형성된다. 도시된 실시 예에서, 샤프트(620)는 가동 접촉자부(400)를 향하는 일측, 도시된 실시 예에서 상측 단부가 하우징(410)과 결합된다.

또한, 가동 코어(610)를 향하는 샤프트(620)의 타측, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 가동 코어(610)에 관통 결합된다. 도시된 실시 예에서, 샤프트(620)는 원형의 단면을 갖고, 상하 방향으로 연장된 원기둥 형상이다.

샤프트(620)는 결합되는 부재 및 직경의 크기에 따라 복수 개의 부분으로 구분될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 샤프트(620)는 하우징(410)과 결합되고, 상대적으로 더 큰 직경을 갖는 제1 부분 및 가동 코어(610)와 결합되고, 상대적으로 더 작은 직경을 갖는 제2 부분으로 구분될 수 있다.

제1 부분의 상기 하측 단부는 관통공(613)의 제1 부분에 부분적으로 삽입된다. 상술한 바와 같이, 관통공(613)의 제1 부분은 관통공(613)의 제2 부분에 비해 큰 직경을 갖게 형성된다.

따라서, 제1 부분의 상기 하측 단부는 관통공(613)의 제1 부분 및 제2 부분이 연속되는 모서리에 지지된다.

또한, 제2 부분은 관통공(613)에 관통 결합되고, 격벽부(616)에 둘러싸인 중공부까지 연장된다. 이에 따라, 샤프트(620)와 가동 코어(610)의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

상술한 바와 같이, 격벽부(616)의 상하 방향의 연장 길이는 다양하게 형성될 수 있다. 따라서, 격벽부(616)의 하측 단부가 공간부(614)에 위치되도록 격벽부(616)가 연장되는 실시 예에서, 샤프트(620)의 상기 제2 부분은 관통공(613) 및 상기 중공부에 차례로 관통된 후, 공간부(614)에 노출될 수 있다.

샤프트(620)와 가동 코어(610)는 고정 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 샤프트(620)와 가동 코어(610)는 용접 결합될 수 있다. 이때, 모재로 기능되는 격벽부(616)에 의해 샤프트(620)와 가동 코어(610)의 결합 상태가 용이하게 형성될 수 있음은 상술한 바와 같다.

샤프트(620)에는 코어 스프링(630)이 관통 결합된다.

코어 스프링(630)은 가동 코어(610)와 고정 코어(310)를 탄성 지지한다. 코어 스프링(630)은 가동 코어(610) 및 고정 코어(310) 사이에 위치된다.

코어 스프링(630)은 가동 코어(610)와 접촉된다. 구체적으로, 가동 코어(610)를 향하는 코어 스프링(630)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 가동 코어(610)의 상면에 접촉된다.

고정 코어(310)를 향하는 코어 스프링(630)의 타측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 고정 코어(310)에 내부에 수용된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 코어 스프링(630)은 고정 코어(310)의 중심축의 방사상 외측에 형성된 중공부에 부분적으로 수용된다. 코어 스프링(630)의 상측 단부는 고정 코어(310)의 상기 중공부를 상측에서 감싸는 고정 코어(310)의 일 면에 접촉된다.

코어 스프링(630)은 형상이 변형되며 탄성력(즉, 복원력)을 저장하고, 저장된 탄성력을 다른 부재에 전달할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 코어 스프링(630)은 상하 방향으로 연장되고 내부에 중공부가 관통 형성된 코일 스프링(coil spring)의 형태로 구비된다.

코어 스프링(630)은 샤프트(620)와 결합된다. 구체적으로, 코어 스프링(630)의 내부에 형성된 상기 중공부에 샤프트(620)가 관통 결합된다.

가동 코어(610)가 고정 코어(310)를 향해 상승되면, 코어 스프링(630)은 가동 코어(610) 및 고정 코어(310) 사이에서 압축되며 탄성력을 저장한다. 코일(350)에 인가된 전류가 차단되어 가동 코어(610)가 자화되지 않은 상태로 전환되면, 코어 스프링(630)은 인장되며 가동 코어(610)를 하강시킨다.

탄성부(640)는 가동 접촉자(430)를 탄성 지지한다. 가동 접촉자(430)가 고정 접촉자(220)와 접촉될 경우, 전자기적 반발력에 의해 가동 접촉자(430)는 고정 접촉자(220)에서 이격되려는 경향을 갖게 된다.

이때, 탄성부(640)는 가동 접촉자(430)를 탄성 지지하여, 가동 접촉자(430)가 고정 접촉자(220)에서 임의 이격되는 것을 방지한다.

탄성부(640)는 형상의 변형에 의해 복원력을 저장하고, 저장된 복원력을 다른 부재에 제공할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 탄성부(640)는 코일 스프링으로 구비될 수 있다.

가동 접촉자(430)를 향하는 탄성부(640)의 일측 단부는 가동 접촉자(430)의 하측에 접촉된다. 또한, 상기 일측 단부에 대향하는 타측 단부는 하우징(410)의 상측에 접촉된다.

탄성부(640)는 소정 거리만큼 압축되어 복원력을 저장한 상태로 가동 접촉자(430)를 탄성 지지할 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(430)와 고정 접촉자(220) 사이에서 전자기적 반발력이 발생되더라도, 가동 접촉자(430)가 임의로 이동되지 않게 된다.

탄성부(640)의 안정적인 결합을 위해, 가동 접촉자(430)의 하측에는 탄성부(640)에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다. 마찬가지로, 하우징(410)의 상측에도 탄성부(640)에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다.

(2) 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부(600)를 포함하는 직류 릴레이(10)의 작동 과정의 설명

본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부(600)는 가동 코어(610)의 내부에 공간부(614)가 형성된다. 이에 따라, 가동 코어(610)의 자중(self-weight)이 감소되어, 가동 코어(610)를 승강시키기 위해 요구되는 힘의 크기가 감소될 수 있다.

따라서, 보빈(340)에 코일(350)이 과다하게 권취되지 않더라도, 가동 코어(610)가 고정 코어(310)를 향해 이동되기에 충분한 크기의 자기장 및 전자기력이 형성될 수 있다.

이에 따라, 직류 릴레이(10)의 작동 신뢰성이 향상되고, 직류 릴레이(10)의 전체 부피가 감소될 수 있다.

더 나아가, 가동 코어(610)에는 공간부(614)에 위치되는 격벽부(616)가 구비된다. 격벽부(616)는 가동 코어(610)에 결합된 샤프트(620)를 지지하고, 샤프트(620)와 가동 코어(610)가 용이하게 결합될 수 있게 한다.

이하, 도 14a 및 도 14b를 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부(600)를 포함하는 직류 릴레이(10)의 작동 과정을 상세하게 설명한다.

도시된 실시 예는, 격벽부(616)의 하측 단부의 높이가 측면(612)의 하측 단부의 높이와 같은 실시 예, 즉 도 11에 도시된 실시 예가 도시되었다. 다만, 도 12 및 도 13에 도시된 실시 예와 같이 격벽부(616)의 하측 단부의 높이가 변경되는 경우에도 이하의 설명에 따라 직류 릴레이(10)가 작동될 수 있음이 이해될 것이다.

도 14a를 참조하면, 외부의 전원 또는 부하와 통전되지 않은 상태의 직류 릴레이(10)가 도시된다.

즉, 가동 접촉자(430)는 고정 접촉자(220)와 이격되어, 고정 접촉자(220)의 하측에 위치된다. 또한, 가동 코어(610)는 고정 코어(310)와 이격되어, 고정 코어(310)의 하측에 위치된다.

이때, 코어 스프링(630)은 그 형상 변형의 정도가 미세하거나, 형상 변형이 되지 않은 상태이다. 이에 따라, 코어 스프링(630)에 저장된 탄성력(즉, 복원력)의 크기 또한 0 또는 미세한 크기임이 이해될 것이다.

한편, 가동 코어(610)는 내부에 공간부(614)가 형성된다. 공간부(614)의 부피만큼 가동 코어(610)의 자중(self-weight)이 감소됨은 상술한 바와 같다.

도 14b를 참조하면, 외부의 전원 또는 부하와 통전되는 상태의 직류 릴레이(10)가 도시된다.

먼저, 코일(350)에 전류가 인가되면, 코일(350)은 자기장을 형성한다. 이에 따라, 고정 코어(310) 및 가동 코어(610)가 자화되어, 가동 코어(610)는 고정 코어(310)를 향하는 방향의 흡인력이 인가된다.

이때, 가동 코어(610)가 고정 코어(310)를 향해 상승되기 위해 요구되는 힘은, 코어 스프링(630)의 탄성력 및 가동 코어(610)의 자중을 합친 힘보다 커야 한다. 즉, 코일(350)이 형성하는 자기장은 상기 힘들의 함보다 큰 전자기력을 형성하여야 한다.

상술한 바와 같이, 가동 코어(610)의 내부에는 공간부(614)가 형성된다. 따라서, 가동 코어(610)의 자중이 감소되어, 가동 코어(610)를 이동시키기 위해 요구되는 힘의 크기가 감소된다. 결과적으로, 코일(350)이 형성하는 자기장 및 이에 의해 형성되는 전자기력의 크기의 최소 한도치가 감소된다.

따라서, 코일(350)에 인가되는 전류의 크기 및 보빈(340)에 코일(350)이 권취되는 횟수가 과다하게 증가되지 않고도, 가동 코어(610)가 안정적으로 고정 코어(310)를 향해 상승될 수 있다.

더 나아가, 가동 코어(610)에 결합된 샤프트(620)는 격벽부(616)에 의해 지지될 수 있다. 이에 따라, 가동 코어(610)와 샤프트(620)의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

결과적으로, 직류 릴레이(10)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 직류 릴레이
100: 프레임부
110: 상부 프레임
120: 하부 프레임
130: 절연 플레이트
140: 지지 플레이트
200: 개폐부
210: 아크 챔버
220: 고정 접촉자
220a: 제1 고정 접촉자
220b: 제2 고정 접촉자
230: 씰링 부재
300: 코어부
310: 고정 코어
320: 바닥부
330: 요크
340: 보빈
350: 코일
360: 실린더
400: 가동 접촉자부
410: 하우징
420: 커버
430: 가동 접촉자
500: 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동 코어부
510: 가동 코어
511: 상면
512: 측면
513: 관통공
514: 공간부
515: 개구부
520: 샤프트
530: 코어 스프링
540: 탄성부
600: 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동 코어부
610: 가동 코어
611: 상면
612: 측면
613: 관통공
614: 공간부
615: 개구부
616: 격벽부
620: 샤프트
630: 코어 스프링
640: 탄성부

Claims (15)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 고정 접촉자;
   상기 고정 접촉자와 인접하게 위치되어, 상기 고정 접촉자와 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자;
   상기 가동 접촉자를 향하는 방향 및 상기 가동 접촉자에 반대되는 방향 중 어느 하나의 방향으로 이동 가능하게 상기 가동 접촉자에 결합되는 가동 코어; 및
   상기 가동 접촉자와 상기 가동 코어 사이에 위치되며, 자화(magnetize)되어 상기 가동 코어에 흡인력(attractive force)을 인가하는 고정 코어를 포함하며,
   상기 가동 코어는,
   상기 고정 코어에 반대되는 일측에서 함몰 형성된 공간인 공간부;
   상기 공간부의 내부에 위치되어, 상기 고정 코어를 향하는 방향 및 상기 고정 코어에 반대되는 방향으로 연장되는 격벽부를 포함하고,
   상기 가동 코어는,
   상기 공간부를 상측에서 감싸는 상면; 및
   상기 상면과 연속되며, 상기 공간부를 전방 측, 후방 측, 좌측 및 우측에서 각각 감싸는 측면을 포함하며,
   상기 격벽부의 상기 고정 코어에 반대되는 방향의 하측 단부는, 상기 측면의 상기 고정 코어에 반대되는 방향의 단부와 상기 상면과 같은 거리에 위치되거나, 상기 고정 코어에 반대되는 방향의 단부보다 상기 상면에서 더 이격되어 위치되고,
   상기 가동 코어는,
   상기 상면의 내부에 위치되며, 상기 고정 코어를 향하는 방향 및 상기 고정 코어에 반대되는 방향으로 관통 형성되는 관통공; 및
   상기 격벽부에 둘러싸이며, 상기 관통공과 연통되는 중공부를 포함하며,
   상기 가동 코어 및 상기 고정 코어 사이에서 연장되며, 그 연장 방향의 일측이 상기 관통공에 관통 결합되고, 그 연장 방향의 타측이 상기 가동 접촉자에 결합되는 샤프트를 더 포함하며,
   상기 샤프트는,
   상기 가동 접촉자와 결합되고, 상기 가동 코어를 향해 연장되는 제1 부분; 및
   상기 가동 코어와 결합되고, 상기 제1 부분의 단부에서 연장되는 제2 부분을 포함하며,
   상기 제1 부분의 단면의 직경은,
   상기 제2 부분의 단면의 직경 및 상기 관통공의 단면의 직경보다 크게 형성되고,
   상기 제2 부분은,
   상기 관통공에 관통 결합되고, 상기 격벽부에 둘러싸여 형성되는 중공부에 삽입 결합되는,
   직류 릴레이.
10. 삭제
11. 제9항에 있어서,
    상기 가동 코어, 상기 샤프트 및 상기 가동 접촉자는 함께 상측 또는 하측으로 이동되는,
    직류 릴레이.
12. 삭제
13. 제9항에 있어서,
    상기 가동 코어는,
    원형의 단면을 갖고, 상기 고정 코어를 향하는 방향으로 연장 형성되는 원기둥 형상인,
    직류 릴레이.
14. 제9항에 있어서,
    상기 관통공은 원형의 단면을 갖고, 그 중심이 상기 상면의 중심과 같게 위치되는,
    직류 릴레이.
15. 제9항에 있어서,
    상기 고정 코어를 둘러싸며, 외부와 통전 가능하게 연결되어 상기 고정 코어를 자화시키는 자기장을 형성하는 코일; 및
    상기 고정 코어와 상기 가동 코어 사이에 위치되어, 상기 고정 코어와 상기 가동 코어에 각각 접촉되어 상기 가동 코어를 탄성 지지하는 코어 스프링을 포함하며,
    상기 고정 코어가 인가하는 상기 흡인력은, 상기 코어 스프링에 저장되는 탄성력의 최대값 및 상기 가동 코어의 자중(self-weight)의 합보다 큰,
    직류 릴레이.

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