KR20220119212A - 고전압 릴레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 릴레이에 대한 것으로서, 특히 샤프트 어셈블리의 회전을 방지하여 가동 접점의 회전을 규제하는 고전압 릴레이에 관한 것이다. 본 발명은 한 쌍의 고정 접점과, 한 쌍의 고정 접점과 접촉하는 가동 접점, 한 쌍의 고정 접점이 고정되며 가동 접점을 수납하는 아크 챔버, 가동 접점을 상승 또는 하강 시키는 샤프트 어셈블리, 아크 챔버의 개방된 하부의 적어도 일부를 폐쇄하며 샤프트 어셈블리의 회전을 규제하는 아크 프로텍터, 샤프트 어셈블리를 상승 또는 하강 시키는 액추에이터부를 포함한다. 이에 따라, 본 발명은 아크 프로텍터의 개구부에 돌출된 스토퍼를 형성하고 샤프트 어셈블리의 측면에 스토퍼에 대응하는 홈부를 형성하여 가동 접점의 회전을 효과적으로 규제할 수 있다.

Description

고전압 릴레이{High voltage relay}

본 발명은 릴레이에 대한 것으로서, 특히 샤프트 어셈블리의 회전을 방지하여 가동 접점의 회전을 규제하는 고전압 릴레이에 관한 것이다.

릴레이는 외부 입력에 의해 작동하여 다른 회로를 개폐하는 장치로서, 접점 릴레이와 압력 릴레이, 광 릴레이 및 서멀 릴레이 등이 있다. 이 중 접점 릴레이는 외부 입력에 의해 액추에이터를 작동시켜 접점을 제어한다. 이러한 접점 릴레이는 고전압에 적용될 수 있으며, 고전압 릴레이는 일반적으로 액추에이터가 가동 접점을 상부와 하부로 이동시켜 고정 접점과의 전기적 접촉을 제어한다. 이러한 기존의 고전압 릴레이는 가동 접점이 상부와 하부로 이동하며 회전하게 되어 아크 챔버의 내벽에 부딪혀 손상되는 문제가 발생된다. 따라서, 이를 해결하기 위해서 기존에는 아크 챔버의 내벽에 돌기를 형성하여 가동 접점이나 요크 홀더와의 접촉을 통해 회전을 규제하였다. 하지만, 이 경우 아크 챔버의 내벽에 돌기를 형성하기 위해서는 내부 공간을 증가시켜야 하므로 릴레이의 크기가 커지는 문제가 있다.

일본공개특허공보 제2016-201285호(2016.12.01. 공개)

본 발명의 목적은 가동 접점의 회전을 효과적으로 규제할 수 있는 고전압 릴레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 고전압 릴레이는, 한 쌍의 고정 접점과, 한 쌍의 고정 접점과 접촉하는 가동 접점, 한 쌍의 고정 접점이 고정되며 가동 접점을 수납하는 아크 챔버, 가동 접점을 상승 또는 하강 시키는 샤프트 어셈블리, 아크 챔버의 개방된 하부의 적어도 일부를 폐쇄하며 샤프트 어셈블리의 회전을 규제하는 아크 프로텍터, 샤프트 어셈블리를 상승 또는 하강 시키는 액추에이터부를 포함한다.

아크 프로텍터는 중심부에 개구부가 형성된 판형이며, 중심부에는 측면으로 돌출된 스토퍼가 형성되고, 샤프트 어셈블리에는 스토퍼에 대응되는 홈부가 형성되어 스토퍼가 끼워진다.

가동 접점의 상부에는 상부 요크가 구비되고,

샤프트 어셈블리는, 상부 요크와 상부가 고정되며 가동 접점의 측면 일부를 감싸는 요크 홀더와, 요크 홀더가 결합되되 측면에 스토퍼가 끼워지는 홈부가 형성된 샤프트 몸체, 샤프트 몸체의 하부에 연결되어 액추에이터부에 의해 상하로 이동하는 샤프트를 포함한다.

아크 챔버는, 한 쌍의 고정 접점이 고정되며 상부 요크와 가동 접점, 요크 홀더 및 샤프트 몸체의 상부를 수납하는 하부가 개방된 박스 형태의 세라믹 챔버를 포함하고,

아크 프로텍터는 세라믹 챔버의 개방된 하부를 막는 형태로 구비되며, 개구부는 원형이며 스토퍼는 개구부의 일측과 타측 중 적어도 한 곳에서 개구부의 중심 방향으로 돌출 형성되고, 홈부는 샤프트 몸체의 일측과 타측 중 적어도 한 곳에 오목하게 형성된다.

본 발명에 따른 고전압 릴레이는 아크 프로텍터의 개구부에 돌출된 스토퍼를 형성하고 샤프트 어셈블리의 측면에 스토퍼에 대응하는 홈부를 형성하여 가동 접점의 회전을 효과적으로 규제할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 고전압 릴레이의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고전압 릴레이의 Z축 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고전압 릴레이의 X축 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고전압 릴레이에서 아크 프로텍터의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 고전압 릴레이에서 샤프트 몸체의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 아크 프로텍터가 표시된 고전압 릴레이의 개략 개방 평면도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 고전압 릴레이의 분해 사시도이다. 또한, 도 2는 본 발명에 따른 고전압 릴레이의 Z축 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 고전압 릴레이의 X축 단면도이다.

본 발명에 따른 고전압 릴레이는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 접점으로 전류의 흐름을 제어하는 접점부(1000)와, 외부 전원에 의해 접점부(1000)를 제어하는 액추에이터부(2000)를 포함한다.

접점부(1000)는 액추에이터부(2000)의 제어에 의해 고정 접점(1120)에 가동 접점(1230)을 접하거나 이탈시켜 전류의 흐름을 제어한다. 이를 위해서, 접점부(1000)는 고정 접점(1120)이 구비된 아크 챔버(1100)와, 아크 챔버(1100) 내에 구비되어 액추에이터부(2000)의 제어에 따라 가동 접점(1230)을 가동하는 무빙 어셈블리(1200), 아크 챔버(1100)를 수납하는 상부 프레임 어셈블리(1300)를 포함한다.

아크 챔버(1100)는 통전 및 기밀 유지를 위한 것으로서, 박스 형상인 세라믹 챔버(1110)와, 세라믹 챔버(1110)의 상부에 고정된 고정 접점(1120)을 포함한다. 또한, 세라믹 챔버(1110)의 조립 시 개방된 하부 가장자리를 밀봉하는 캡 플레이트(1140)를 포함한다.

세라믹 챔버(1110)는 가동 접점(1230)이 고정 접점(1120)에 접할 때 발생되는 아크가 외부로 방출되는 것을 방지한다. 이를 위해서, 세라믹 챔버(1110)는 하부를 제외한 나머지 영역이 폐쇄된, 즉, 하부가 개방된 직육면체인 세라믹 챔버(1110)를 예시한다. 또한, 세라믹 챔버(1110)의 상부에는 서로 이격된 두 개의 홀을 형성하여 고정 접점(1120)이 고정되도록 한다. 세라믹 챔버(1110)의 개방된 하부는 후술될 아크 프로텍터(1260)에 의해 밀봉되며, 밀봉된 내부에는 아크 소호를 위한 가스가 충진된다.

고정 접점(1120)은 세라믹 챔버(1110)의 상부에 형성된 두 개의 홀에 고정되어 가동 접점(1230)이 접하면 통전되도록 한다. 이러한 고정 접점(1120)은 세라믹 챔버(1110)에 형성된 두 개의 홀에 각각 구비된 제1 고정 접점(1121)과 제2 고정 접점(1122)을 포함하며, 제1 고정 접점(1121)과 제2 고정 접점(1122)은 상부가 외부로 노출되고 하부는 세라믹 챔버(1110) 내부로 노출된다. 또한, 고정 접점(1120)은 원기둥 형태이되 금속 재질로 형성하여 접점 접촉 시 제1 고정 접점(1121)과 가동 접점(1230), 제2 고정 접점(1122)이 통전되도록 한다.

한편, 고정 접점(1120)과 세라믹 챔버(1110) 사이에는 기밀유지를 위한 링 형태의 실 캡(1130)이 구비될 수 있다.

캡 플레이트(1140)는 세라믹 챔버(1110)와 플레이트(2230) 사이의 개방된 테두리를 폐쇄하여 밀봉한다. 캡 플레이트(1140)는 중앙이 개방된 직사각 루프 형상으로 형성되는 것을 예시하며, 금속으로 형성되되 가장자리를 따라 상부로 돌출되어 세라믹 챔버(1110)의 내부 가장자리에 삽입될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 캡 플레이트(1140)와 세라믹 챔버(1110) 사이에는 실(seal)을 구비하여 밀봉력을 증가시킬 수 있다.

무빙 어셈블리(1200)는 액추에이터부(2000)에 의해 움직여 제1 고정 접점(1121)과 제2 고정 접점(1122) 사이를 통전 시킨다. 이를 위해서, 무빙 어셈블리(1200)는 상부 요크(1210)와, 상부 요크(1210)에 구비된 자성체(1220), 가동 접점(1230), 하부 요크(1240), 접점 스프링(1250), 아크 프로텍터(1260), 및 샤프트 어셈블리(1270)를 포함한다.

상부 요크(1210)는 가동 접점(1230)의 상부에 위치되며 후술될 요크 홀더(1271)에 의해 위치 고정된다. 또한, 상부 요크(1210)는 사각 판 형상이며 일측면과 타측면이 요크 홀더(1271)의 상부 일측 및 상부 타측과 각각 접하여 고정된다. 이러한 상부 요크(1210)는 금속, 예를 들어, 니켈 도금된 철을 재질로 하여 제작될 수 있다. 또한, 상부 요크(1210)의 상부면의 일측과 타측에는 상부로 돌출된 돌기가 형성되며, 하부면의 일측과 타측에는 상부로 오목하게 형성된 오목부가 형성된다. 상부 요크(1210)의 상부면에는 리세스(1211)가 형성되어 후술될 자성체(1220)가 끼워진다. 본 실시예는 리세스(1211)로 가동 접점(1230)의 길이 방향으로 연장된 일자형 리세스(1211)를 예시한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 리세스(1211)는 서로 이격된 다수개의 일자형 리세스(1211)가 형성되거나, 상부 요크(1210)의 측면을 관통하도록 리세스(1211)가 형성되도록 하여 상부 요크(1210)의 상부나 하부로 자성체(1220)가 노출되지 않도록 할 수도 있다. 더욱이, 리세스(1211)는 상부 요크(1210)의 상부면 뿐만 아니라 하부면에도 구비될 수 있으며, 상부면과 하부면 모두에 구비될 수도 있다.

자성체(1220)는 상부 요크(1210)의 리세스(1211)에 구비된다. 이러한 자성체(1220)는 상부 요크(1210)의 리세스(1211)에 삽입된 상태에서 상부 요크(1210)가 전체적으로 육면체가 되도록 리세스(1211)와 대응되는 형상으로 형성되는 것을 예시한다. 즉, 자성체(1220)가 상부 요크(1210)의 리세스(1211)에 삽입되면 자성체(1220)의 상부면과 상부 요크(1210)의 상부면은 단차 없이 동일한 면이 되도록 한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 자성체(1220)의 상부면이 상부 요크(1210)의 상부면 위로 돌출될 수도 있다.

가동 접점(1230)은 고정 접점(1120)과의 접촉을 통해, 예를 들어, 제1 고정 접점(1121)으로 인가된 전류가 제2 고정 접점(1122)으로 흐르도록 한다. 가동 접점(1230)은 전체적으로 직사각 판 형상으로 형성되며, 좌측과 우측에 위치된 접점, 즉, 고정 접점(1120)과 접촉되는 영역의 두께가 두꺼운 것을 예시한다. 이에 따라, 가동 접점(1230)은 가동판(1231)과, 가동판(1231)의 좌측과 우측에서 상부로 각각 돌출된 제1 접점(1232)과 제2 접점(1233), 가동판(1231)의 중심부(1234)에서 상부로 돌출되며 상부면에 오목부(1235)가 형성된 중심부(1234), 및 중심부(1234)의 하부면으로 돌출되어 후술될 하부 요크(1240)의 요크 홀(1241)과 결합되는 중심 돌기(1236)를 포함한다.

하부 요크(1240)는 상부 요크(1210)와 함께 가동 접점(1230)의 상승력을 증가시킨다. 이를 위해서, 가동 접점(1230)의 상부에는 상부 요크(1210)가 구비되고 가동 접점(1230)의 하부에는 하부 요크(1240)가 구비되며, 상부 요크(1210)와 하부 요크(1240)는 가동 접점(1230)의 길이 방향과 교차되는 방향을 감싸도록 형성된다. 이에 따라, 하부 요크(1240)는 전방과 후방이 상부로 절곡된 'U'형태인 것을 예시한다. 또한, 하부 요크(1240)의 중심부에는 요크 홀(1241)이 형성되며, 하부면에는 후술될 접점 스프링(1250)이 안착되도록 상부로 오목하며 원형인 안착부(1242)가 형성된다. 이러한 하부 요크(1240)는 상부 요크(1210)와 동일한 재질로 형성되는 것을 예시한다.

접점 스프링(1250)은 가동 접점(1230)의 위치를 원복시키기 위한 것으로서, 하부 요크(1240)의 하부면에 형성된 안착부(1242)에 상부가 접하고 하부는 샤프트 몸체(1272)의 상부면에 접하도록 위치된다. 또한, 접점 스프링(1250)은 금속 재질의 코일 스프링 형태인 것을 예시한다.

도 4는 본 발명에 따른 고전압 릴레이에서 아크 프로텍터의 사시도이다.

아크 프로텍터(1260)는 고정 접점(1120)과 가동 접점(1230)의 접점 접촉 시 발생되는 아크가 외부로 방출되는 것을 방지하며 가동 접점(1230)의 회전을 규제한다. 이를 위해서, 아크 프로텍터(1260)는 세라믹 챔버(1110)의 개방된 하부를 폐쇄하도록 구비되며, 아크를 소호하기 위한 아크 챔버(1100) 및 샤프트 어셈블리(1270)의 회전을 방지하는 스토퍼(1265)가 형성된다. 이러한 아크 프로텍터(1260)는 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스판(1261)과, 베이스판(1261)의 일측과 타측에 각각 형성된 제1 소호 챔버(1262) 및 제2 소호 챔버(1263), 제1 소호 챔버(1262)와 제2 소호 챔버(1263) 사이에 개방되어 형성된 개구부(1264), 개구부(1264)의 일측과 타측에서 내측으로 연장된 스토퍼(1265)를 포함한다.

베이스판(1261)은 세라믹 챔버(1110)의 개방된 하부를 폐쇄하기 위해서 직사각 판 형상으로 형성된다. 베이스판(1261)의 상부면의 일측에는 제1 소호 챔버(1262)가 형성되고, 베이스판(1261)의 상부면의 타측에는 제2 소호 챔버(1263)가 형성된다.

제1 소호 챔버(1262)는 제1 고정 접점(1121)과 가동 접점(1230)의 접촉 시 발생되는 아크가 유입되도록 한다. 제1 소호 챔버(1262)는 베이스판(1261)의 상부면으로 돌출된 제1 폐쇄벽(1262a)과, 제1 폐쇄벽(1262a)의 타측벽에서 일측벽으로 돌출된 제1 개방벽(1262b)을 포함한다.

제1 폐쇄벽(1262a)은 베이스판(1261)의 일측 가장자리를 따라 상부로 돌출되며, 베이스판(1261)의 상부 일측을 둘러싸는 형태로 형성된다. 또한, 제1 폐쇄벽(1262a)은 평면도를 기준으로 직사각 형상으로 형성되며, 하부는 베이스판(1261)에 의해 폐쇄되고 상부는 개방된다.

제1 개방벽(1262b)은 제1 폐쇄벽(1262a)을 등분하되 일측이 개방되도록 형성된다. 이에 따라 제1 소호 챔버(1262)는 상부가 개방된 하나의 챔버 형태이나 중간을 가로지르되 일측이 개방되어 제1 소호 챔버(1262)의 일 공간이 타 공간과 연통된다. 이러한 구조에 의해서, 제1 고정 접점(1121)과 가동 접점(1230)의 접촉 시 발생한 아크는 예를 들어, 제1 소호 챔버(1262)의 일 공간으로 유입되며, 일 공간이 부족할 경우 제1 개방벽(1262b)의 개방된 일측을 통해 타 공간으로 유입된다. 따라서, 제1 고정 접점(1121)과 가동 접점(1230)의 접촉 시 발생한 아크는 제1 소호 챔버(1262) 내에서 소호된다. 이러한 제1 개방벽(1262b)의 상부에는 제1 고정 접점(1121)이 위치되도록 하여 제1 소호 챔버(1262) 내로 아크가 유입될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

제2 소호 챔버(1263)는 제2 고정 접점(1122)과 가동 접점(1230)의 접촉 시 발생되는 아크가 유입되도록 한다. 제2 소호 챔버(1263)는 제2 폐쇄벽(1263a)과 제2 개방벽(1263b)을 포함하며, 제2 폐쇄벽(1263a) 역시 베이스판(1261)의 상부면 타측에서 상부로 돌출되도록 형성된다. 또한, 제2 개방벽(1263b)은 제2 소호 챔버(1263)의 일 공간과 타 공간을 연통시키도록 제2 폐쇄벽(1263a)의 일측에서 타측으로 돌출되되 타측이 개방되도록 형성된다. 이에 따라, 제2 고정 접점(1122)과 가동 접점(1230)의 접촉 시 발생한 아크는 제2 소호 챔버(1263)로 유입되어 소호된다. 또한, 제2 고정 접점(1122)은 제2 폐쇄벽(1263a)의 상부에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

개구부(1264)는 제1 소호 챔버(1262)와 제2 소호 챔버(1263) 사이에 형성되며 샤프트 어셈블리(1270)가 관통되도록 한다. 즉, 샤프트 어셈블리(1270)는 개구부(1264)를 관통하여 액추에이터부(2000)와 아크 챔버(1100)에 걸쳐 구비된다. 본 실시예는 샤프트 몸체(1272)가 평면도를 기준으로 원형의 형태이므로 개구부(1264) 역시 이에 대응되는 원형으로 형성되는 것을 예시한다.스토퍼(1265)는 개구부(1264)의 일측과 타측에 형성되어 샤프트 어셈블리(1270)의 회전을 방지함으로써 가동 접점(1230)의 회전을 규제한다. 이러한 스토퍼(1265)는 개구부(1264)의 일측에 돌출되어 형성된 제1 스토퍼(1265a)와, 개구부(1264)의 타측에 돌출되어 형성된 제2 스토퍼(1265b)를 포함한다.

제1 스토퍼(1265a)는 샤프트 어셈블리(1270)의 샤프트 몸체(1272)에 형성된 제1 홈부(1272c)와 결합된다. 제1 스토퍼(1265a)는 제1 개방벽(1262b)이 형성된 제1 폐쇄벽(1262a)의 타측에서 개구부(1264) 일측으로 연장되며, 개구부(1264) 일측에서 개구부(1264)의 내측으로 돌출되도록 형성된다. 본 실시예는 제1 스토퍼(1265a)가 직육면체 형성인 것을 예시한다.

제2 스토퍼(1265b)는 샤프트 어셈블리(1270)의 샤프트 몸체(1272)에 형성된 제2 홈부와 결합(1272d)된다. 제2 스토퍼(1265b)는 제2 개방벽(1263b)이 형성된 제2 폐쇄벽(1263a)의 일측에서 개구부(1264) 타측으로 연장된다. 또한, 제2 스토퍼(1265b) 역시 개구부(1264) 타측에서 개구부(1264)의 내측으로 돌출되도록 형성되어 제1 스토퍼(1265a)와 대향된다. 본 실시예는 제2 스토퍼(1265b) 역시 직육면체로 형성되는 것을 예시한다.

샤프트 어셈블리(1270)는 액추에이터부(2000)에 의해 가동 접점(1230)이 상하로 왕복되도록 한다. 이러한 샤프트 어셈블리(1270)는 상부 요크(1210)가 고정되는 요크 홀더(1271)와, 요크 홀더(1271)가 상부에 고정되는 샤프트 몸체(1272), 및 샤프트 몸체(1272)의 하부에 고정된 샤프트(1273)를 포함한다.

요크 홀더(1271)는 상부 요크(1210)와 하부 요크(1240) 및 가동 접점(1230)을 고정하며, 상부는 상부 요크(1210)를 직접적으로 고정하고 하부는 샤프트 몸체(1272)의 상부에 고정된다. 이러한 요크 홀더(1271)는 상부 요크(1210)를 직접적으로 고정하는 제1 요크 홀더(1271a)와, 제1 요크 홀더(1271a)와 결합되어 샤프트 몸체(1272)에 고정되는 제2 요크 홀더(1271b)를 포함한다.

제1 요크 홀더(1271a)는 상부 요크(1210)를 상부에서 감싸도록 'n' 형태로 형성되며, 하부로 네 개의 다리가 형성되어 제2 요크 홀더(1271b)와 결합된다. 또한, 네 개의 다리는 평평한 형태로 하부로 연장되어 형성되며, 상부 요크(1210)의 양측으로 두 개씩 형성되어 상부 요크(1210)의 측면과 접하는 것을 예시한다.

제2 요크 홀더(1271b)는 제1 요크 홀더(1271a)를 샤프트 몸체(1272)에 고정시킨다. 이를 위해서, 제2 요크 홀더(1271b)는 'u'형태로 형성되며, 개방된 제2 요크 홀더(1271b)의 상부는 제1 요크 홀더(1271a)의 네 개의 다리와 상부가 결합된다. 또한, 제2 요크 홀더(1271b)는 제1 요크 홀더(1271a)의 네 개의 다리와 결합되기 위해서 상부로 돌출된 네 개의 다리를 포함한다. 여기서, 제2 요크 홀더(1271b)는 두 개의 다리를 포함하도록 이등분되며, 이에 따라, 제2 요크 홀더(1271b)는 이등분된 일단이 샤프트 몸체(1272)의 일측면에 고정되고 타단이 샤프트 몸체(1272)의 타측면에 고정되며 서로 전기적으로 절연된다.

도 5는 본 발명에 따른 고전압 릴레이에서 샤프트 몸체의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 고전압 릴레이에서 아크 프로텍터의 스토퍼에 의한 회전 규제를 설명하기 위한 개방 편면도이다.

샤프트 몸체(1272)는 요크 홀더(1271)와 샤프트(1273)를 고정하되 서로 전기적으로 절연되도록 하며 가동 접점(1230)의 회전을 방지한다. 이를 위해서, 샤프트 몸체(1272)는 도 5에 도시된 바와 같이, 대체적으로 원기둥 형상이며, 상부면에는 접점 스프링(1250)의 하부를 지지하여 이탈을 방지하는 이탈 방지 돌기(1272a, 1272b)가 형성된다. 이탈 방지 돌기(1272a, 1272b)는 접점 스프링(1250)의 내부를 지지하는 중간 돌기(1272a)와, 접점 스프링(1250)의 외부를 지지하는 외부 돌기(1272b)를 포함한다. 또한, 중간 돌기(1272a)는 원기둥 형상이며 외부 돌기(1272b)는 접점 스프링(1250)의 외부 형상과 대응되도록 호의 형상으로 형성되는 것을 예시한다. 또한, 샤프트 몸체(1272)에는 가동 접점(1230)의 회전을 방지하기 위해서 스토퍼(1265)와 결합되는 홈부가 형성되며, 홈부는 제1 스토퍼(1265a)와 대응되는 제1 홈부(1272c)와 제2 스토퍼(1265b)와 대응되는 제2 홈부(1272d)를 포함한다.

도 6을 참조하면, 아크 프로텍터(1260)의 제1 스토퍼(1265a)가 샤프트 몸체(1272)의 제1 홈부(1272c)에 끼워지고, 아크 프로텍터(1260)의 제2 스토퍼(1265b)가 샤프트 몸체(1272)의 제2 홈부(1272d)에 끼워진다. 이에 따라, 샤프트 몸체(1272)는 상부와 하부로의 이동은 가능하지만 샤프트(1273)의 축 방향으로의 회전은 규제된다. 또한, 샤프트 몸체(1272)의 상부에는 요크 홀더(1271)가 결합되어 고정되고, 요크 홀더(1271)는 가동 접점(1230)과 하부 요크(1240)의 측면 일부를 감싸며 상부 요크(1210)와 결합된다. 따라서, 샤프트 몸체(1272)의 회전이 규제되면 당연히 상부 요크(1210)와 하부 요크(1240) 및 가동 접점(1230)의 회전도 규제된다. 이에 따라, 본 발명은 가동 접점(1230)뿐만 아니라 상부 요크(1210)와 하부 요크(1240) 및 샤프트 어셈블리(1270)가 세라믹 챔버(1110)의 내벽에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

샤프트(1273)는 샤프트 몸체(1272)의 하부에 연결되며 액추에이터부(2000)에 상승하거나 하강한다. 이러한 샤프트(1273)는 봉의 형상으로 형성되며, 상부는 샤프트 몸체(1272)에 연결되고 하부는 가동 코어(2400)와 연결된다.

상부 프레임 어셈블리(1300)는 아크 챔버(1100)를 덮도록 구비되어 아크 챔버(1100)를 보호함과 동시에 아크 챔버(1100) 내에서 발생되는 아크를 소호한다. 이를 구현하기 위해서, 상부 프레임 어셈블리(1300)는 마그넷(1310)과 마그넷 홀더(1320) 및 상부 프레임(1330)을 포함한다.

마그넷(1310)은 세라믹 챔버(1110) 내에 생성되는 아크를 자기장으로 소호하기 위한 것으로서, 세라믹 챔버(1110) 외부의 일측과 타측에 형성된다. 이에 따라, 마그넷(1310)은 세라믹 챔버(1110) 외부의 일측에 구비되는 제1 마그넷(1311)과, 세라믹 챔버(1110) 외부의 타측에 구비되는 제2 마그넷(1312)을 포함한다. 또한, 본 실시예는 마그넷(1310)이 사각판 형상인 것을 예시하며, 이에 따라, 마그넷(1310)의 일측면과 타측면은 서로 상이한 극이 된다. 여기서, 본 실시예는 제1 마그넷(1311)의 일측면은 S극이고 타 측면은 N극인 것을 예시하며, 제2 마그넷(1312)도 일측면이 S극이고 타 측면이 N극인 것을 예시한다. 이에 따라, 세라믹 챔버(1110)와 근접한 제1 마그넷(1311)의 타측면은 N극이고, 세라믹 챔버(1110)와 근접한 제2 마그넷(1312)의 일측면은 S극이 된다.

마그넷 홀더(1320)는 마그넷(1310)을 감싸도록 구비되어 마그넷(1310)의 이탈을 방지하며 보호한다. 이러한 마그넷 홀더(1320)는 상부 프레임(1330)에 결합되어 가장자리가 돌출 및 절곡되어 마그넷(1310)의 상부를 지지한다. 또한, 마그넷 홀더(1320)는 두 개로 분리되어 이격될 수 있다.

상부 프레임(1330)은 아크 챔버(1100)와 마그넷 홀더(1320)를 덮도록 구비되어 아크 챔버(1100)와 마그넷 홀더(1320) 및 마그넷(1310)을 보호한다. 이러한 상부 프레임(1330)은 하부가 개방된 대체적으로 사각박스 형상이며, 상부에는 고정 단자가 노출되도록 단자 노출 홀이 형성된다. 또한, 상부 프레임(1330)은 절연체, 예를 들어, 수지로 형성되는 것이 바람직하다. 상부 프레임(1330)의 하부 가장자리에는 후술될 하부 프레임(2800)과 결합되는 후크(1331)가 형성되며, 본 실시예는 네 개의 후크, 즉, 제1 후크와 제2 후크, 제3 후크 및 제4 후크가 형성되는 것을 예시한다. 또한, 제1 후크와 제2 후크가 형성된 상부 프레임(1330)의 전면은 제3 후크 및 제4 후크가 형성된 후면보다 길이가 길게 형성된다. 물론, 후술될 하부 프레임(2800)은 이에 맞춰 전면의 길이가 후면의 길이보다 짧게 형성된다.

액추에이터부(2000)는 외부 전원에 의해 접점부(1000)를 제어한다. 액추에이터부(2000)는 외부 전원에 의해 자기장을 발생시키는 코일(2120) 어셈블리(2100)와, 코일(2120) 어셈블리(2100)에서 발생된 자기장의 통로를 형성하는 요크(2210)와 요크 링(2220) 및 플레이트(2230), 자기장에 의해 자화되는 고정 코어(2300), 고정 코어(2300)와의 반발력에 의해 상승하거나 하강하는 가동 코어(2400), 고정 코어(2300)와 가동 코어(2400) 사이에 구비된 리턴 스프링(2500), 고정 코어(2300)와 가동 코어(2400) 및 리턴 스프링(2500)을 수납하는 실린더(2600), 코일(2120) 어셈블리(2100)에 외부 전원을 인가하는 터미널(2700), 및 이들을 수납하며 상부 프레임(1330)과 결합되는 하부 프레임(2800)을 포함한다.

코일(2120) 어셈블리(2100)는 외부 전원을 입력받아 자기장을 발생시키며, 보빈(2110)과, 보빈(2110)에 권취된 코일(2120)을 포함한다.

보빈(2110)은 중공의 원기둥 형상이되, 측면에 권취되는 코일(2120)이 상부나 하부로 이탈되지 않도록, 상부 가장자리와 하부 가장자리가 측면으로 연장되어 측면도를 기준으로 'I' 형태이다.

코일(2120)은 보빈(2110)에 권취되어 외부 전원이 인가되면 자기장을 발생시킨다. 이러한 코일(2120)은 터미널(2700)과 연결되며, 터미널(2700)은 외부 전원을 인가받을 수 있도록 외부로 노출된다.

요크(2210)는 코일(2120)에서 생성된 자기장의 통로를 형성하기 위한 것으로서, 코일(2120) 어셈블리(2100)의 측면과 하부를 감싸도록 상부와 전면 및 후면이 개방된 'U'의 형태로 형성된다. 이러한 요크(2210)는 철과 같은 금속으로 제작되며, 하부에 요크 링(2220)이 결합되는 결합 홀(2211)이 형성된다.

요크 링(2220)은 요크(2210)의 하부에 형성된 결합 홀(2211)에 하부가 끼워지며, 요크(2210)와 함께 자기장 통로를 형성한다. 또한, 요크 링(2220)은 일측면이 이격된 중공의 원기둥 형상으로 형성되며, 그 재질은 요크(2210)와 동일한 것을 예시한다. 이러한 요크 링(2220)의 내부에는 후술될 실린더(2600)의 하부가 끼워진다.

실린더(2600)는 내부에 가동 코어(2400)와 고정 코어(2300) 및 리턴 스프링(2500)이 수납된다. 실린더(2600)는 하부가 폐쇄되고 상부가 개방된 중공의 원기둥 형상이며 상부 가장자리는 외측면으로 절곡되어 연장된다. 이러한 실린더(2600)는 금속, 예를 들어, 스테인리스강으로 제작될 수 있다.

플레이트(2230)는 요크(2210)의 상부와 아크 프로텍터(1260)의 하부에 구비되어 요크(2210)와 함께 자기장 통로를 형성한다. 이러한 플레이트(2230)는 금속으로 제작되며, 본 실시예는 사각판 형상의 플레이트(2230)를 예시한다. 또한, 플레이트(2230)의 중심에는 중심 홀(2231)이 형성되어 샤프트(1273)가 관통되도록 한다.

고정 코어(2300)는 원기둥 형상으로 형성되어 실린더(2600)의 내부게 고정된다. 이러한 고정 코어(2300)는 코일(2120)의 자기장에 의해 자화되도록 철과 같은 금속으로 제작될 수 있다.

가동 코어(2400)는 원기둥 형상으로 형성되어 코일(2120)에 외부 전원의 인가 여부에 따라 상승하거나 하강한다. 예를 들어, 코일(2120)에 외부 전원이 인가되면 코일(2120)의 자기장에 의해 고정 코어(2300)가 자화되고, 반발력에 의해 가동 코어(2400)는 상승하게 된다. 또한, 가동 코어(2400)가 상승한 상태에서 코일(2120)에 외부 전원이 인가되지 않으면 가동 코어(2400)는 하강한다. 가동 코어(2400)의 상부에는 샤프트(1273)의 하부가 접하도록 위치되며, 이에 따라, 가동 코어(2400)가 상승하면 샤프트(1273)도 함께 상승한다.

리턴 스프링(2500)은 고정 코어(2300)와 가동 코어(2400) 사이에 구비되어 가동 코어(2400)를 리턴 시킨다. 이를 위해서, 고정 코어(2300)의 상부면과 가동 코어(2400)의 하부면에는 리턴 스프링(2500)이 안착되도록 오목한 안착 리세스가 각각 형성되는 것이 바람직하다.

하부 프레임(2800)은 코일(2120) 어셈블리(2100)와, 요크(2210), 요크 링(2220), 플레이트(2230), 고정 코어(2300), 가동 코어(2400), 리턴 스프링(2500), 실린더(2600), 터미널(2700)을 수납하여 보호한다. 이를 위해서, 하부 프레임(2800)은 상부가 개방된 박스 형태로 형성되며, 내부에 전술된 액추에이터부(2000)의 구성품을 수납하여 상부 프레임(1330)과 결합된다. 또한, 하부 프레임(2800)은 전술된 상부 프레임(1330)의 후크(1331)와 체결되도록 체결홀(2810)이 형성되며, 전술된 후크(1331)가 네 개의 후크를 포함하는 것을 예시하였으므로 체결홀(2810) 역시 네 개의 체결 홀, 즉, 제1 체결홀과 제2 체결홀, 제3 체결홀 및 제4 체결홀을 포함하는 것을 예시한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 아크 챔버의 일측과 타측에 마그넷을 구비시키고 상부 요크에 자성체를 구비시켜, 자성체의 필드로 접점 시 발생되는 아크 소호 기능을 상승시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1000: 접점부 1100: 아크 챔버
1110: 세라믹 챔버 1120: 고정 접점
1121: 제1 고정 접점 1122: 제2 고정 접점
1130: 실 캡 1140: 캡 플레이트
1200: 무빙 어셈블리 1210: 상부 요크
1211: 리세스 1220: 자성체
1230: 가동 접점 1231: 가동판
1232: 제1 접점 1233: 제2 접점
1234: 중심부 1235: 오목부
1236: 중심 돌기 1240: 하부 요크
1241: 요크 홀 1242: 안착부
1250: 접점 스프링 1260: 아크 프로텍터
1261: 베이스판 1262: 제1 소호 챔버
1262a: 제1 폐쇄벽 1262b: 제1 개방벽
1263: 제2 소호 챔버 1263a: 제2 폐쇄벽
1263b: 제2 개방벽 1264: 개구부
1265: 스토퍼 1265a: 제1 스토퍼
1265b: 제2 스토퍼 1270: 샤프트 어셈블리
1271: 요크 홀더 1271a: 제1 요크 홀더
1271b: 제2 요크 홀더 1272: 샤프트 몸체
1272a: 중심 돌기 1272b: 외부 돌기
1272c: 제1 홈부 1272d: 제2 홈부
1273: 샤프트 1300: 상부 프레임 어셈블리
1310: 마그넷 1311: 제1 마그넷
1312: 제2 마그넷 1320: 마그넷 홀더
1330: 상부 프레임 1331: 후크
2000: 액추에이터부 2100: 코일 어셈블리
2110: 보빈 2120: 코일
2210: 요크 2211: 결합 홀
2220: 요크 링 2230: 플레이트
2231: 중심 홀 2300: 고정 코어
2400: 가동 코어 2500: 리턴 스프링
2600: 실린더 2700: 터미널
2800: 하부 프레임 2810: 체결홀

Claims (4)

1. 한 쌍의 고정 접점과, 상기 한 쌍의 고정 접점과 접촉하는 가동 접점,
   상기 한 쌍의 고정 접점이 고정되며 상기 가동 접점을 수납하는 아크 챔버,
   상기 가동 접점을 상승 또는 하강 시키는 샤프트 어셈블리,
   상기 아크 챔버의 개방된 하부의 적어도 일부를 폐쇄하며 상기 샤프트 어셈블리의 회전을 규제하는 아크 프로텍터,
   상기 샤프트 어셈블리를 상승 또는 하강 시키는 액추에이터부를 포함하는 고전압 릴레이.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 아크 프로텍터는 중심부에 개구부가 형성된 판형이며, 상기 중심부에는 측면으로 돌출된 스토퍼가 형성되고,
   상기 샤프트 어셈블리에는 상기 스토퍼에 대응되는 홈부가 형성되어 상기 스토퍼가 끼워지는 고전압 릴레이.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가동 접점의 상부에는 상부 요크가 구비되고,
   상기 샤프트 어셈블리는,
   상기 상부 요크와 상부가 고정되며 상기 가동 접점의 측면 일부를 감싸는 요크 홀더와, 상기 요크 홀더가 결합되되 측면에 상기 스토퍼가 끼워지는 홈부가 형성된 샤프트 몸체, 상기 샤프트 몸체의 하부에 연결되어 상기 액추에이터부에 의해 상하로 이동하는 샤프트를 포함하는 고전압 릴레이.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 아크 챔버는,
   상기 한 쌍의 고정 접점이 고정되며 상기 상부 요크와 상기 가동 접점, 상기 요크 홀더 및 상기 샤프트 몸체의 상부를 수납하는 하부가 개방된 박스 형태의 세라믹 챔버를 포함하고,
   상기 아크 프로텍터는 상기 세라믹 챔버의 개방된 하부를 막는 형태로 구비되며,
   상기 개구부는 원형이며 상기 스토퍼는 상기 개구부의 일측과 타측 중 적어도 한 곳에서 상기 개구부의 중심 방향으로 돌출 형성되고,
   상기 홈부는 상기 샤프트 몸체의 일측과 타측 중 적어도 한 곳에 오목하게 형성된 고전압 릴레이.

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