WO2023096165A1 - 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이 - Google Patents

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WO2023096165A1
WO2023096165A1 PCT/KR2022/015775 KR2022015775W WO2023096165A1 WO 2023096165 A1 WO2023096165 A1 WO 2023096165A1 KR 2022015775 W KR2022015775 W KR 2022015775W WO 2023096165 A1 WO2023096165 A1 WO 2023096165A1
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WO
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magnet
arc
space
sub
contact
Prior art date
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PCT/KR2022/015775
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English (en)
French (fr)
Inventor
김하수
박진희
Original Assignee
엘에스일렉트릭 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18—Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02—Bases; Casings; Covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/36—Stationary parts of magnetic circuit, e.g. yoke
    • H01H50/38—Part of main magnetic circuit shaped to suppress arcing between the contacts of the relay

Definitions

  • the present invention relates to a DC relay, and more particularly, to a DC relay having a structure capable of effectively extinguishing an arc while securing a sufficient insulation distance.
  • a direct current relay is a device that transmits a mechanical drive or current signal using the principle of an electromagnet.
  • a DC relay is also called a magnetic switch, and is generally classified as an electrical circuit switching device.
  • DC relays include fixed contacts and movable contacts.
  • the fixed contact is energized and connected to an external power source and load.
  • the fixed contact and the movable contact may be in contact with each other or spaced apart from each other.
  • an arc is generated between the fixed contact and the movable contact.
  • An arc is a flow of high-voltage, high-temperature current. Therefore, the generated arc must be quickly discharged from the DC relay through a predetermined path.
  • the discharge path of the arc is formed by a magnet provided in the DC relay.
  • the magnet forms a magnetic field inside a space where the fixed contact and the movable contact contact each other.
  • the discharge path of the arc may be formed by the electromagnetic force generated by the formed magnetic field and current flow.
  • a magnet for forming a magnetic field is generally provided in an arc chamber, that is, a space in which a fixed contact and a movable contact are accommodated.
  • the size of the space inside the arc chamber can be reduced by the space occupied by the magnet.
  • a magnet for inducing the arc should be provided and the space of the arc chamber should be increased.
  • Korean Patent Registration No. 10-1661396 discloses an electromagnetic relay. Specifically, an electromagnetic relay for inducing an arc generated by using a permanent magnet disposed surrounding a stationary contact and a movable contact is disclosed.
  • the permanent magnet of the electromagnetic relay disclosed in the prior art is disposed on the inner surface of the extension part forming a part of the arc chamber. That is, the electromagnetic relay according to the prior art does not suggest a solution to the problem of the arc flow space being reduced by the space occupied by the permanent magnet.
  • Korean Patent Registration No. 10-1631000 discloses an electromagnetic relay. Specifically, an electromagnetic relay for inducing an arc generated by using a permanent magnet disposed surrounding a stationary contact and a movable contact is disclosed.
  • the permanent magnet of the electromagnetic relay disclosed in the prior art document is accommodated in a space additionally formed inside the housing. Therefore, the possibility of damage due to the generated arc cannot be ruled out, and since the additionally formed space is still a space in which the arc cannot flow, there is a limit to improving the extinguishing ability of the arc.
  • Korean Patent Publication No. 10-2013-0136978 discloses a contact device and an electronic switch using the same. Specifically, a contact device for inducing a generated arc by incorporating a permanent magnet for arc extinguishing inside a fixed contactor and an electromagnetic switch using the same are disclosed.
  • the permanent magnet of the contact device disclosed in the prior art document and the electromagnetic switch using the same is accommodated inside the fixed contactor, which is the point where the arc is generated. Therefore, it is difficult to rule out the possibility that the permanent magnet is damaged by the generated arc.
  • the permanent magnet since the permanent magnet must be accommodated in the fixed contactor in a state in which the direction of its polarity is fixed, there is a high possibility of erroneous assembly and the like, and there is a concern that manufacturability is reduced.
  • the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an arc induction unit having a structure capable of preventing damage to other components by inducing a generated arc, and a DC relay including the same.
  • Another object of the present invention is to provide an arc induction unit having a structure in which a sufficient arc extinguishing space can be secured and a direct current relay including the same.
  • Another object of the present invention is to provide an arc induction unit having a simple structure for manufacturing and maintenance, and a direct current relay including the same.
  • Another object of the present invention is to provide an arc induction unit having a structure capable of inducing an arc regardless of the polarity of an external load or power source being energized, and a DC relay including the same.
  • Another object of the present invention is to provide an arc induction unit having a structure capable of improving design freedom and manufacturability, and a direct current relay including the same.
  • the magnet housing may include a support wall partially surrounding an outer circumferential surface of the arc chamber; and a cover member that surrounds one surface of the arc chamber in a height direction and is continuous with the support wall, wherein the magnet space is formed inside the support wall.
  • the magnet space may be provided with an arc inducing part formed through the support wall in a thickness direction.
  • a plurality of supporting walls are provided, the plurality of supporting walls are disposed to surround different parts of an outer circumferential surface of the arc chamber, and the magnet portion includes a plurality of magnets, and the plurality of magnets include a plurality of the magnets.
  • An arc induction unit may be provided that is accommodated in a space and forms a magnetic field inside the arc chamber.
  • the support wall may include a first support wall and a third support wall disposed facing each other with the arc chamber interposed therebetween and extending in one direction; and a second support wall and a fourth support wall disposed to face each other with the arc chamber interposed therebetween and extending in the other direction.
  • the support wall has a cross section in a horizontal direction of the first support wall, the second support wall, the third support wall, and the fourth support wall as one side, respectively, and the plurality of fixed contacts are arranged side by side.
  • An arc inducer may be provided that has a shape of a rhombus having one diagonal in one direction.
  • first support wall and the third support wall extend by the same length in parallel with each other, and the second support wall and the fourth support wall extend by the same length in parallel to each other. there is.
  • the shortest distance between any one of the plurality of fixed contacts and the magnet part may be different from the shortest distance between another one of the plurality of fixed contacts and the magnet part.
  • the arc inducing part may be provided including a magnet cover member coupled to cover the magnet housing and the magnet part from the outside and supporting the magnet housing and the magnet part from the outside.
  • the magnet portion includes a plurality of magnets disposed spaced apart from each other
  • the magnet cover member includes: a first extension part extending in one direction and covering any one of the plurality of magnets disposed adjacent to each other from the outside; a second extension portion that is continuous with the first extension portion and covers a space between the plurality of magnets disposed adjacent to each other; and a third extension portion that is continuous with the second extension portion and covers another one of the plurality of magnets disposed adjacent to each other from the outside.
  • first extension part and the third extension part may extend in a planar shape
  • second extension part may extend in a curved shape including at least one curved part
  • a plurality of fixed contactors that are energized with an external power source or load and are spaced apart in one direction; a movable contactor provided to be able to move up and down in a direction toward and opposite to the fixed contactor, and configured to be in contact with or spaced apart from the fixed contactor; an arc chamber in which a chamber space accommodating a portion of the plurality of fixed contacts and the movable contact is formed; and an arc inducing part that surrounds an outside of the arc chamber and is coupled to the arc chamber to form a magnetic field in the chamber space, wherein the arc chamber surrounds the chamber space and extends in directions different from the one direction, respectively. and a plurality of walls, wherein the arc induction part includes a plurality of magnets respectively disposed adjacent to the plurality of walls and extending in the same direction as the plurality of walls.
  • the arc inducing unit includes a magnet housing that accommodates the plurality of magnets spaced apart from each other and is coupled to the arc chamber; and a magnet cover member coupled to the magnet housing while covering a pair of adjacent magnets among the plurality of magnets.
  • the magnet cover member is extended in a plate shape, is continuous with each other, and includes a plurality of extension parts that are coupled to the magnet housing while covering the pair of magnets disposed adjacent to each other. there is.
  • the arc induction unit and the DC relay including the same can effectively induce the generated arc.
  • a plurality of magnets are provided in the arc inducing unit.
  • a plurality of magnets are spaced apart from each other and are disposed surrounding the arc chamber at various positions.
  • a plurality of magnets form a magnetic field inside the arc chamber.
  • the formed magnetic field generates a magnetic force with a current energized in the fixed contactor and the movable contactor. At this time, the generated magnetic force is formed in a direction away from the center of the arc chamber.
  • the generated magnetic force may induce an arc.
  • An arc is formed in a direction away from the center of the arc chamber, that is, the fixed contactor and the movable contactor, in the same way as the magnetic force.
  • the generated arc can be extinguished without damaging other components and can be discharged to the outside of the arc chamber.
  • the arc inducing unit and the DC relay including the same can sufficiently secure a space for extinguishing the generated arc.
  • the arc inducing part is coupled outside the arc chamber.
  • the arc induction unit includes a plurality of support walls formed to partially surround an outer circumferential surface of the arc chamber.
  • a magnet space portion is formed inside each of the plurality of supporting walls.
  • a plurality of magnets are provided, and each of the plurality of magnet spaces is accommodated. That is, the magnet is placed outside the arc chamber.
  • the inner space of the arc chamber can be additionally secured as much as the space occupied by the magnet. As a result, a sufficient space can be secured in which the arc generated inside the arc chamber is extinguished and flows.
  • the arc inducing unit and the DC relay including the same according to an embodiment of the present invention can be easily manufactured and maintained.
  • the arc inducer includes a magnet housing having an accommodation space therein. One side of the accommodating space is formed open, and the arc chamber can be accommodated in the accommodating space retractably through the one side. That is, the arc induction unit and the arc chamber are detachably coupled.
  • each component of the arc inducer may be detachably coupled to each other.
  • the arc inducer may be manufactured and assembled for each component, and thus manufacturability may be improved.
  • maintenance can be simplified because only the corresponding components can be separated and repaired or replaced.
  • the arc induction unit and the DC relay including the arc induction unit according to an embodiment of the present invention can induce an arc in a desired direction regardless of the polarity of an external power supply or load being energized.
  • the fixed contactor is energized with an external power source or load.
  • a plurality of fixed contacts is provided, so that current is energized while sequentially proceeding to one fixed contactor, a movable contactor, and another fixed contactor, or sequentially proceeds to one fixed contactor, a movable contactor, and any one fixed contactor and conducts current. It can be.
  • each component provided in the arc inducing unit may be detachably coupled to each other.
  • the coupling between the arc induction unit and the arc chamber may also be formed to be removable.
  • the arc induction unit and the DC relay can achieve sufficient arc induction and extinguishing effects even if the extension length in one direction is not formed in a cross section longer than the extension length in the other direction. As a result, design freedom and productivity of the arc induction unit and the DC relay can be improved.
  • FIG. 4 is a C-C sectional view showing components of the DC relay of FIG. 1;
  • FIG. 20 is a cross-sectional plan view of the arc inducing part of FIG. 17;
  • 21 is a C-C cross-sectional view illustrating an arrangement structure and an insulation distance between a fixed contact and an auxiliary contact provided in a DC relay according to an embodiment of the present invention.
  • the moving path of the arc generated when the DC power is energized or cut off can be formed in various ways.
  • the DC relay 10 includes a frame 100, a core part 200, a main contact part 300, a sub contact part 400, an arc chamber 500, a terminal part 600, and an arc induction part. (700).
  • Frame 100 forms the outer shape of the DC relay (10).
  • a space is formed inside the frame 100, and various components of the DC relay 10 can be mounted.
  • the core part 200, the main contact part 300, the sub contact part 400, the arc chamber 500, the terminal part 600, and the arc induction part 700 are formed in the inner space of the frame 100. is accepted
  • the frame 100 may be formed of an insulating material. This is to prevent the current or the like applied during operation of the DC relay 10 from leaking to the outside.
  • the frame 100 may be formed of a material of high rigidity. This is to prevent damage caused by an external environment in which the DC relay 10 is installed and an arc generated inside.
  • the frame 100 may be formed of a synthetic resin material such as reinforced plastic.
  • the upper space 111 is a space formed inside the upper frame 110 . Some of the components of the DC relay 10 may be accommodated in the upper space 111 . In the illustrated embodiment, the upper space 111 accommodates the main contact unit 300, the sub contact unit 400, the arc chamber 500, the terminal unit 600, and the arc induction unit 700.
  • the upper space 111 is electrically connected to the outside.
  • the fixed contact 310 of the main contact unit 300 may be energized to the outside by the main terminal 610 being energized therewith.
  • the sub-contact portion 400 can be energized with the outside through the conducting wire member (W).
  • the upper space 111 may be formed in a shape corresponding to the shape of the upper frame 110 .
  • the upper space 111 formed therein may also be formed as a cylindrical space having a circular cross section and a vertical height.
  • the coupling protrusion 112 and the support protrusion 113 are parts where the upper frame 110 is detachably coupled to the lower frame 120 .
  • the coupling protrusion 112 and the support protrusion 113 are located on the outer circumferential surface of the upper frame 110 .
  • the coupling protrusion 112 and the support protrusion 113 are provided in a direction toward the lower frame 120, a corner extending downward in the illustrated embodiment.
  • Coupling protrusions 112 may be provided in a plurality of pairs. A plurality of pairs of coupling protrusions 112 may be spaced apart from each other along an outer circumferential direction of the upper frame 110 . In the embodiment shown in FIG. 7 , two pairs of coupling protrusions 112 are disposed spaced apart from each other along the outer circumferential direction of the upper frame 110 .
  • each pair of coupling protrusions 112 may be disposed at a predetermined angle with respect to the center of the upper frame 110 .
  • the predetermined angle is 180°.
  • Support protrusions 113 are positioned between each pair of coupling protrusions 112 along the outer circumferential direction of the upper frame 110 .
  • the support protrusion 113 is a portion where the upper frame 110 is coupled to the support plate 140 .
  • the support protrusion 113 is detachably coupled to the support groove 141 formed in the support plate 140 .
  • the support protrusion 113 is formed to have a predetermined shape and can be snap-coupled to the support groove 141 .
  • the cross-sectional area of the support protrusion 113 in the direction toward the lower frame 120 is smaller than the cross-sectional area in the direction opposite to the lower frame 120 .
  • An outer circumferential surface of the support protrusion 113 may extend obliquely radially outward along a direction opposite to the lower frame 120 .
  • a plurality of support protrusions 113 may be provided.
  • the plurality of support protrusions 113 may be spaced apart from each other along an outer circumferential direction of the upper frame 110 .
  • two support protrusions 113 are provided and disposed spaced apart from each other along the outer circumferential direction of the upper frame 110 .
  • the support protrusions 113 may be disposed to face each other with the upper space 111 interposed therebetween.
  • the coupling protrusions 112 and the supporting protrusions 113 are alternately disposed along the outer circumference of the upper frame 110 .
  • the upper opening 114 is a part where the upper space 111 communicates with the outside.
  • the upper opening 114 is formed through one surface of the upper frame 110 surrounding the upper space 111 .
  • the upper opening 114 is formed through the upper surface of the upper frame 110 .
  • a plurality of upper openings 114 may be formed.
  • a plurality of fixed contacts 310 may be penetrated through the plurality of upper openings 114 .
  • two upper openings 114 are provided, and the first fixed contact 311 and the second fixed contact 312 are through-coupled.
  • the upper opening 114 may have an arbitrary shape through which the fixed contact 310 can be penetrated by communicating the upper space 111 with the outside.
  • the upper opening 114 is a disc-shaped space having a circular cross section and a thickness in the vertical direction.
  • An upper separation wall 115 is provided between the plurality of upper openings 114 .
  • the upper partition wall 115 physically partitions the plurality of upper openings 114 so that conduction between the fixed contacts 310 accommodated in the upper openings 114 and the main terminals 610 respectively energized to the fixed contacts 310 block
  • the upper separation wall 115 may be formed to have a predetermined height, that is, a length in the vertical direction in the illustrated embodiment.
  • the height of the upper separation wall 115 may be any height capable of electrically separating the first main terminal 611 and the second main terminal 612 .
  • the lower frame 120 is formed to have a predetermined shape.
  • the lower frame 120 has one side facing the upper frame 110, that is, an upper side corresponding to the shape of the cross section of the upper frame 110, a cylindrical shape having a circular cross section and a height in the vertical direction. am.
  • the other side of the lower frame 120 opposite to the upper frame 110 that is, the lower side has a rectangular column shape with a rectangular cross section and a height in the vertical direction.
  • the length of one side of the lower cross section of the lower frame 120 may be equal to the diameter of the upper cross section of the lower frame 120 .
  • the lower portion of the lower frame 120 is formed to have a larger cross-sectional area than the upper portion, so that the DC relay 10 can be stably supported.
  • the lower frame 120 includes a lower space 121, a coupling groove 122 and a PCB accommodating portion 123.
  • the lower space 121 is a space formed inside the lower frame 120 .
  • the lower space 121 may accommodate the rest of the components of the DC relay 10 .
  • parts of the core part 200 and the main contact part 300 are accommodated in the lower space 121 .
  • the lower space 121 is electrically connected to the outside.
  • the coil 250 of the core part 200 may receive current for forming a magnetic field from the sub contact part 400 .
  • the lower space 121 may be formed in a shape corresponding to the shape of the lower frame 120 .
  • the lower space 121 formed therein may also be formed as a cylindrical space having a circular cross section and a vertical height. there is.
  • a coupling groove 122 is formed on an outer circumferential surface of the lower frame 120 that radially surrounds the lower space 121 from the outside.
  • the coupling groove 122 is recessed or penetrated so that the coupling protrusion 112 can be detachably accommodated. It is as described above that the coupling protrusion 112 can be fitted or snap-coupled to the coupling groove 122 .
  • the coupling groove 122 may be formed to correspond to the shape of the coupling protrusion 112 .
  • the coupling protrusion 112 is formed extending along the outer circumferential direction of the upper frame 110
  • the coupling groove 122 may also be formed extending along the outer circumferential direction of the lower frame (120).
  • the coupling groove 122 may be formed to correspond to the number of coupling protrusions 112 .
  • two coupling protrusions 112 are provided and disposed spaced apart along the outer circumferential direction of the upper frame 110, two coupling grooves 122 are also formed, the outer circumference of the lower frame 120 It may be spaced apart along the direction.
  • Coupling grooves 122 may be provided in a plurality of pairs.
  • the plurality of pairs of coupling grooves 122 may be arranged according to the arrangement of the plurality of pairs of coupling protrusions 112 .
  • two pairs of coupling grooves 122 are disposed spaced apart from each other along the outer circumferential direction of the lower frame 120 .
  • each pair of coupling grooves 122 may be disposed to form a predetermined angle with respect to the center of the lower frame 120 .
  • the predetermined angle is 180°.
  • a PCB accommodating portion 123 is formed on one side of the lower frame 120 opposite to the upper frame 110, on the lower side in the illustrated embodiment.
  • the PCB accommodating portion 123 is a space in which the PCB 131 provided to control the DC relay 10 is accommodated.
  • the PCB accommodating portion 123 is electrically connected to the outside, and current and electrical control signals for controlling the PCB 131 may be input. also,
  • the PCB accommodating portion 123 is physically separated from the lower space 121 . That is, in the illustrated embodiment, the PCB accommodating portion 123 is physically spaced apart from the lower space 121 by a surface surrounding the lower space 121 from the lower side.
  • the PCB accommodating portion 123 may have any shape capable of accommodating the PCB frame 130 .
  • the PCB receiving portion 123 is formed to have a rectangular cross-section in which the length of a pair of sides extending in one direction is longer than the length of a pair of sides extending in the other direction.
  • the PCB frame 130 is coupled to the lower frame 120 to stably support the PCB 131 .
  • the PCB frame 130 is accommodated in the PCB accommodating portion 123 of the lower frame 120 .
  • the PCB frame 130 may be detachably coupled to the PCB receiving portion 123.
  • the PCB frame 130 may have an arbitrary shape capable of supporting the PCB 131 by being coupled to the PCB accommodating portion 123 .
  • the PCB frame 130 is formed to have a rectangular cross-section in which the extension length of a pair of surfaces facing each other is longer than the length of the other pair of surfaces.
  • the shape of the PCB frame 130 may be changed according to the shapes of the PCB accommodating portion 123 and the PCB 131 .
  • a plurality of through holes may be formed inside the PCB frame 130 . Ribs are extended between the plurality of through holes to stably support the PCB 131 .
  • the PCB 131 is accommodated inside the PCB frame 130.
  • One surface of the PCB 131 facing the upper frame 110, in the illustrated embodiment, the upper surface is wrapped by the surface surrounding the PCB accommodating portion 123 from the upper side.
  • the other side of the PCB 131 opposite to the upper frame 110, the lower side in the illustrated embodiment, is wrapped by the PCB frame 130.
  • PCB 131 is energized with other components.
  • the PCB 131 may be electrically connected to the main contact unit 300 .
  • a process of controlling the other components of the DC relay 10 by the PCB 131 is a well-known technique, so detailed description thereof will be omitted.
  • the support plate 140 may have any shape capable of forming the DC relay 10 by being coupled to the upper frame 110 and the lower frame 120 , respectively.
  • the support plate 140 includes a pair of straight edges facing each other and another pair of edges extending roundly from each end of the pair of edges.
  • the support plate 140 is provided in a plate shape having a predetermined thickness. Accordingly, the size of the space occupied by the support plate 140 inside the DC relay 10 may be reduced.
  • the support plate 140 includes a support groove 141 and a support through hole 142 .
  • the support groove 141 is a space in which the support protrusion 113 of the upper frame 110 is accommodated.
  • the support protrusion 113 may be detachably coupled to the support groove 141 .
  • the support protrusion 113 may be snap-coupled to the support groove 141 as described above.
  • the support groove 141 may be formed in a shape corresponding to the shape of the support protrusion 113 .
  • the support groove 141 extends in the front-rear direction and penetrates in the vertical direction.
  • a plurality of support grooves 141 may be formed.
  • the plurality of support grooves 141 may be disposed at different positions of the support plate 140 .
  • a plurality of support grooves 141 are disposed adjacent to the other pair of corners.
  • the arrangement method of the support groove 141 may be changed according to the arrangement method of the support protrusion 113 .
  • the support through hole 142 is hollow formed inside the support plate 140 .
  • the support through hole 142 is formed through the thickness direction of the support plate 140, in the vertical direction in the illustrated embodiment.
  • the shaft 360 of the main contact part 300 is penetrated through the support through hole 142 so as to be able to move up and down.
  • the support through-hole 142 may have any shape to which the shaft 360 can be movably coupled.
  • the shaft 360 has a circular cross section and has a cylindrical shape extending in the vertical direction, and the support through hole 142 is also formed to have a circular cross section.
  • the center of the support through hole 142 may be formed to have the same central axis as the center of the holder through hole 152, the core part 200, and the shaft 360.
  • a first insulating plate 150 is stacked on an upper side of the support plate 140 .
  • the first insulating plate 150 physically and electrically separates the upper space 111 and the lower space 121 from each other. Components accommodated in the upper space 111 and components accommodated in the lower space 121 do not electrically affect each other by the first insulating plate 150 .
  • the first insulating plate 150 is stacked on the supporting plate 140 .
  • the first insulating plate 150 is accommodated in the lower space 121 .
  • a main contact part 300, a sub contact part 400, an arc chamber 500, a terminal part 600, and an arc induction part 700 are positioned on the upper side of the first insulating plate 150.
  • the support plate 140 and the core part 200 are positioned below the first insulating plate 150 .
  • the first insulating plate 150 may be formed of any material capable of physically separating the upper space 111 and the lower space 121 from each other.
  • the first insulating plate 150 may be formed of rubber or ceramic material.
  • the first insulating plate 150 includes a holder support 151 and a holder through hole 152 .
  • the holder support part 151 supports the contact holder 401 of the sub contact part 400 . As will be described later, the contact holder 401 is received inside the arc chamber 500 and extends toward the lower frame 120 .
  • the holder support part 151 supports the body part 410 of the contact holder 401, specifically, the first rack 411 and the second rack 412, thereby preventing the contact holder 401 from swinging.
  • the first leg 411 and the second rack 412 are moved radially outward by a predetermined distance, and the impact can be buffered.
  • the first rack 411 and the second rack 412 may be stably supported by the barrier ribs.
  • a plurality of holder support parts 151 may be provided.
  • the plurality of holder supports 151 may be disposed at different positions to accommodate and support the first rack 411 and the second rack 412 , respectively.
  • two holder supports 151 are provided, and are respectively positioned on the front side and the rear side.
  • the two holder supports 151 may be disposed to face each other with the holder through hole 152 interposed therebetween.
  • the holder through hole 152 is hollow formed inside the first insulating plate 150 .
  • the holder through hole 152 is formed through the first insulating plate 150 in the thickness direction, in the illustrated embodiment, in the vertical direction.
  • the shaft 360 of the main contact part 300 is penetrated through the holder through-hole 152 so as to be movable.
  • the holder through-hole 152 may have any shape to which the shaft 360 can be movably coupled.
  • the holder through hole 152 is formed to have a circular cross section like the shaft 360 .
  • the center of the holder through hole 152 may be formed to have a central axis such as the support through hole 142, the core part 200, and the shaft 360, as described above.
  • the core part 200 is energized with the sub contact part 400 and moves up and down inside the DC relay 10 .
  • the movable contact 320 of the main contact part 300 also moves up and down, so that the main contact part 300 can be energized with external power and loads.
  • the core part 200 is accommodated in the inner space of the frame 100 . Specifically, the core part 200 is accommodated in the lower space 121 to be able to move up and down.
  • the core part 200 is electrically connected to the outside. Specifically, the core part 200 is energized with an external control power source (not shown) through the sub contact part 400 and the conducting wire member (W). The core unit 200 may operate according to a control signal and current applied from the external control power source (not shown).
  • the core part 200 is connected to the main contact part 300 .
  • the shaft 360 of the main contact part 300 and the movable contact 320 coupled thereto move up together, so that the movable contact 320 and the fixed contact 310 can be energized.
  • the DC relay 10 may be energized with an external power source and load.
  • the fixed core 210 is magnetized by the magnetic field generated by the coil 250 to generate electromagnetic attraction.
  • the movable core 220 is moved toward the fixed core 210 (in an upward direction in FIGS. 2 and 3 ).
  • the fixed core 210 is not moved. That is, the fixed core 210 is fixedly coupled to the support plate 140 and the cylinder 280 .
  • the fixed core 210 may be provided in any form capable of generating electromagnetic force by being magnetized by a magnetic field.
  • the fixed core 210 may be provided with a permanent magnet or an electromagnet.
  • the fixed core 210 is partially accommodated in the upper space inside the cylinder 280 . Also, the outer circumference of the fixed core 210 is in contact with the inner circumference of the cylinder 280 .
  • a through hole (not shown) is formed in the center of the fixed core 210 .
  • a shaft 360 is vertically movably coupled to the through hole (not shown).
  • the movable core 220 may return to the lower side again by the restoring force.
  • the shaft 360 coupled to the movable core 220 moves upward in a direction toward the fixed core 210, in the illustrated embodiment. Also, as the shaft 360 moves, the movable contact 320 coupled to the shaft 360 moves upward.
  • the movable core 220 may move in a direction toward the stationary core 210 and in a direction away from the stationary core 210 .
  • a through hole is formed through the lower side of the hollow part in the longitudinal direction.
  • the hollow part and the through hole communicate with each other.
  • a lower end of the shaft 360 inserted into the hollow part may extend to the through hole.
  • the yoke 230 forms a magnetic circuit as control power is applied.
  • a magnetic path formed by the yoke 230 may be configured to adjust the direction of a magnetic field formed by the coil 250 .
  • the bobbin 240 may include flat top and bottom parts, and a cylindrical pillar part extending in the longitudinal direction to connect the top and bottom parts. That is, the bobbin 240 has a bobbin shape.
  • the coil 250 When control power is applied, the coil 250 generates a magnetic field. In this case, the strength or direction of the magnetic field generated by the coil 250 may be controlled by the yoke 230 .
  • the fixed core 210 is magnetized by the magnetic field generated by the coil 250 .
  • the trip coil 251 and the holding coil 252 may be stacked in a radial direction.
  • the trip coil 251 is formed radially outside the holding coil 252 to surround the holding coil 252 .
  • a hollow for accommodating the holding coil 252 is formed through the inside of the trip coil 251 .
  • the movable core 220 When the application of control power is released, the movable core 220 receives restoring force by the core spring 260 .
  • gravity due to the empty weight of the movable core 220 may also act on the movable core 220 . Accordingly, the movable core 220 may be moved in a direction away from the fixed core 210 and returned to its original position.
  • the core spring 260 is accommodated in a hollow formed recessed on the upper side of the movable core 220 .
  • one end of the core spring 260 facing the fixed core 210, the upper end in the illustrated embodiment is accommodated in a hollow formed recessed on the lower side of the fixed core 210.
  • the yoke ring 270 is coupled to the bobbin 240 and the cylinder 280, respectively, to maintain the position of the cylinder 280.
  • the cylinder 280 is located in the hollow part formed in the column part of the bobbin 240.
  • the upper end of the cylinder 280 is in contact with the lower surface of the support plate 140 .
  • the first fixed contact 311 is skewed to one side from the center of the movable contact 320 in the longitudinal direction, to the left in the illustrated embodiment.
  • the second fixed contact 312 is positioned biased toward the other side from the center of the longitudinal direction of the movable contact 320, to the right in the illustrated embodiment.
  • Power may be energized to any one of the first fixed contact 311 and the second fixed contact 312 .
  • a load may be energized to the other one of the first fixed contact 311 and the second fixed contact 312 .
  • the lower side of the movable contact 320 is elastically supported by the contact spring 350 .
  • the contact spring 350 may elastically support the movable contact 320 in a compressed state by a predetermined distance.
  • the width of the movable contact 320 may be the same as the distance at which each side of the housing 330 is spaced apart from each other. That is, when the movable contact 320 is accommodated in the housing 330, both sides of the movable contact 320 in the width direction may contact inner surfaces of each side of the housing 330.
  • the housing 330 is open on one side and the opposite side.
  • a movable contact 320 may be inserted through the open portion.
  • the unopened side of the housing 330 may be configured to enclose the received movable contact 320 .
  • a cover 340 is provided on the upper side of the housing 330 .
  • the cover 340 covers an upper surface of the movable contact 320 accommodated in the housing 330 .
  • the housing 330 and the cover 340 are formed of an insulating material to prevent unintentional energization.
  • the housing 330 and the cover 340 may be formed of synthetic resin or the like.
  • the lower side of the housing 330 is connected to the shaft 360.
  • the housing 330 and the movable contact 320 accommodated therein may also move upward or downward.
  • the housing 330 and the cover 340 may be coupled by any member.
  • the housing 330 and the cover 340 may be coupled by a fastening member (not shown) such as a bolt or a nut.
  • the contact spring 350 elastically supports the movable contact 320 .
  • the movable contactor 320 comes into contact with the fixed contactor 310, the movable contactor 320 tends to be separated from the fixed contactor 310 by the electromagnetic repulsive force.
  • the contact spring 350 elastically supports the movable contact 320 to prevent the movable contact 320 from being arbitrarily separated from the fixed contact 310 .
  • the contact spring 350 may be provided in any form capable of storing restoring force by deformation of its shape and providing the stored restoring force to other members.
  • the contact spring 350 may be provided as a coil spring.
  • One end of the contact spring 350 facing the movable contact 320 contacts the lower side of the movable contact 320 .
  • the other end of the contact spring 350 opposite to the one end is in contact with the upper side of the housing 330 .
  • the contact spring 350 may be compressed by a predetermined distance to elastically support the movable contact 320 in a state in which restoring force is stored. Accordingly, even if an electromagnetic repulsive force is generated between the movable contactor 320 and the fixed contactor 310, the movable contactor 320 does not move arbitrarily.
  • a protrusion (not shown) inserted into the hollow of the contact spring 350 may protrude from the lower side of the movable contact 320.
  • a protrusion (not shown) inserted into the hollow of the contact spring 350 may protrude from the upper side of the housing 330 .
  • the shaft 360 transmits a driving force generated as the core part 200 operates to the main contact part 300 .
  • the shaft 360 is connected to the movable core 220 and the movable contact 320 .
  • the movable contact 320 may also move upward or downward by the shaft 360 .
  • Shaft 360 is formed extending in the longitudinal direction, up and down direction in the illustrated embodiment.
  • the lower end of the shaft 360 is inserted into and coupled to the movable core 220 .
  • the shaft 360 may move together with the movable core 220 in the vertical direction.
  • the body of the shaft 360 is coupled to the fixed core 210 so as to be movable up and down.
  • a core spring 260 is coupled through the body of the shaft 360 .
  • the upper end of shaft 360 is coupled to housing 330 .
  • the shaft 360 and the housing 330 may move together.
  • Upper and lower ends of the shaft 360 may be formed to have larger diameters than the body of the shaft. Accordingly, the shaft 360 can maintain a stable coupling state with the housing 330 and the movable core 220 .
  • the sub contact unit 400 is energized with an external control power source (not shown) and receives a control signal and current applied to the core unit 200 .
  • the sub-contact part 400 is energized with the core part 200 so that the applied control signal and current can be transferred to the core part 200 . Accordingly, the core part 200 forms a magnetic field so that the main contact part 300 can be operated.
  • the sub contact part 400 is accommodated in the upper space 111 .
  • the sub contact unit 400 according to the embodiment of the present invention may be accommodated inside the arc chamber 500 . Accordingly, as long as the upper space 111 is formed to a size capable of accommodating the arc chamber 500, the overall size of the upper frame 110 and the DC relay 10 can be reduced.
  • the sub-contact portion 400 is formed so that components included therein are not damaged by an arc generated inside the arc chamber 500 . A detailed description thereof will be described later.
  • the sub contact portion 400 is coupled to the first insulating plate 150 . Specifically, each end of the sub-contact part 400 facing the first insulating plate 150, in the illustrated embodiment, the lower end is inserted into the holder support part 151 and supported.
  • the sub contact unit 400 includes a contact holder 401.
  • the contact holder 401 may mount various components constituting the sub contact unit 400 .
  • Various components of the sub contact unit 400 may be physically separated from the space inside the arc chamber 500 by the contact holder 401 . Therefore, it can be said that the contact holder 401 functions as a kind of housing.
  • the sub contact part 400 includes a body part 410, a switch accommodating part 420, a terminal accommodating part 430, a terminal partition member 440, and a sub PCB 450. ), a sub connector 460 and a sub switch 470.
  • the body portion 410 forms the outer shape of the sub contact portion 400 .
  • the body portion 410 is a portion where the sub contact portion 400 is exposed to the inside of the arc chamber 500 . Accordingly, it will be understood that the body portion 410 may be referred to as a contact holder 401 .
  • the body portion 410 may be formed of a material having high heat resistance and high pressure resistance. This is to prevent damage due to heat or pressure generated with an arc inside the arc chamber 500 .
  • the body portion 410 may be formed of an insulating material. This is to prevent any conduction between each component of the sub-contact portion 400 or between the sub-contact portion 400 and other components.
  • the body portion 410 may be formed of a material such as ceramic or synthetic resin.
  • a space is formed inside the body portion 410 .
  • Various components of the sub contact unit 400 may be accommodated in the space.
  • a sub PCB 450, a sub connector 460, and a sub switch 470 are accommodated in a space formed inside the body portion 410.
  • the body portion 410 is supported by the first insulating plate 150 and may have any shape that can be positioned inside the arc chamber 500 .
  • the body portion 410 includes a first rack 411, a second rack 412 and a bridge 413.
  • the first rack 411 and the second rack 412 extend in the height direction of the DC relay 10, in the illustrated embodiment, in the vertical direction.
  • the first rack 411 and the second rack 412 are configured to support the DC relay 10 in the vertical direction.
  • the body portion 410 is configured to include a first rack 411 and a second rack 412, but the number of racks may be changed. Lower ends of the first rack 411 and the second rack 412 are respectively coupled to a plurality of holder support parts 151 (see FIG. 13 ).
  • a plurality of planes are formed radially outside of the first rack 411 and the second rack 412, that is, the front side of the first rack 411 and the rear side of the second rack 412 are continuous with each other. is formed
  • the remaining parts of the first rack 411 and the second rack 412 are composed of a single plane.
  • cross sections of the first and second racks 411 and 412 are formed to have at least five faces.
  • the shapes of the first rack 411 and the second rack 412 may be changed according to the shape of the holder support 151 .
  • the bridge 413 extends between the first and second legs 411 and 412 to reinforce the rigidity of the first and second legs 411 and 412 .
  • the bridge 413 extends in the front and rear directions, and each end is coupled to the first rack 411 and the second rack 412 .
  • An indicator for an operator to recognize the state of the sub contact unit 400 may be formed on one surface of the bridge 413, an upper surface in the illustrated embodiment.
  • "NC”, ie, Normal Close, is displayed on the front side of the bridge 413
  • "NO”, ie, Normal Open, is displayed on the rear side of the bridge 413.
  • a switch accommodating part 420, a terminal accommodating part 430, and a terminal partition member 440 are disposed inside the first rack 411 and the second rack 412.
  • the switch accommodating part 420 accommodates the sub switch 470 .
  • the switch accommodating part 420 is defined as a part of the space formed inside the first rack 411 and the second rack 412 .
  • One end of the switch accommodating part 420, the upper side in the illustrated embodiment, is formed open so that the sub switch 470 can be drawn in and out.
  • a plurality of switch accommodating parts 420 may be formed.
  • the plurality of switch accommodating parts 420 may be respectively formed inside the first rack 411 and the second rack 412 .
  • two switch accommodating parts 420 are formed including a first switch accommodating part 421 and a second switch accommodating part 422 .
  • the first switch accommodating part 421 is located on the rear side of the first rack 411
  • the second switch accommodating part 422 is located on the front side of the second rack 412 .
  • the switch accommodating portion 420 may be expressed as a space formed radially inside the inner space of the first rack 411 and the second rack 412 .
  • a terminal accommodating portion 430 is positioned adjacent to the switch accommodating portion 420 .
  • the switch accommodating portion 420 is partitioned from the terminal accommodating portion 430 by partition walls (reference numerals are not assigned).
  • the terminal accommodating portion 430 accommodates the sub connector 460 .
  • the terminal accommodating portion 430 is defined as another part of a space formed inside the first rack 411 and the second rack 412 .
  • One end of the terminal accommodating portion 430, in the illustrated embodiment, the upper side is formed open so that the sub connector 460 can be drawn in and out.
  • the terminal accommodating portion 430 may be formed to have a predetermined cross-sectional area and depth. As shown in FIG. 12 , the cross-sectional area and depth of the terminal accommodating portion 430 are preferably determined according to the shape of the sub connector 460 .
  • the terminal accommodating portion 430 may be partitioned into a plurality of spaces. Each of the sub connectors 460 may be accommodated in a plurality of partitioned spaces. In the illustrated embodiment, the terminal accommodating portion 430 is partitioned into two spaces by the terminal partition member 440 .
  • a plurality of terminal accommodating portions 430 may be formed.
  • a plurality of terminal accommodating parts 430 may be formed inside the first rack 411 and the second rack 412 , respectively.
  • two terminal accommodating parts 430 are formed including a first terminal accommodating part 431 and a second terminal accommodating part 432 .
  • the first terminal accommodating part 431 is located on the front side of the first rack 411
  • the second terminal accommodating part 432 is located on the rear side of the second rack 412 .
  • the terminal accommodating portion 430 may be expressed as a space formed radially outside the inner space of the first rack 411 and the second rack 412 .
  • the terminal partition member 440 is positioned in the terminal accommodating portion 430 and partitions the terminal accommodating portion 430 into a plurality of spaces.
  • a plurality of sub-connectors 460 may be accommodated in the plurality of partitioned spaces and physically and electrically separated from each other.
  • a plurality of terminal partition members 440 may be provided.
  • the plurality of terminal partition members 440 may divide the plurality of terminal accommodating portions 430 into a plurality of pieces.
  • the terminal partition member 440 includes a first terminal partition member 441 positioned in the first terminal accommodating portion 431 and a second terminal partition member positioned in the second terminal accommodating portion 432 ( 442) are provided.
  • One end of the switch accommodating part 420 and the terminal accommodating part 430, in the illustrated embodiment, the upper end is in communication with each other.
  • a sub PCB 450 may be accommodated in the space formed by the communication.
  • the sub PCB 450 is operated by a control signal and a current applied through the lead member W.
  • the sub PCB 450 controls the operation of the core unit 200 by applying or releasing current to the coil 250 of the core unit 200 . Accordingly, the main contact unit 300 is also operated so that the DC relay 10 can be energized or cut off from external power and loads.
  • the sub PCB 450 is electrically connected to the sub connector 460 and the sub switch 470 respectively.
  • the sub-PCB 450 may process the current transmitted through the sub-connector 460, the control signal, and the control signal applied through the sub-switch 470 and transmit the current to other components.
  • the sub PCB 450 is accommodated in the contact holder 401 . Specifically, the sub-PCB 450 is accommodated in a space formed on one side where the switch accommodating part 420 and the terminal accommodating part 430 communicate with each other, in the illustrated embodiment, on the upper side.
  • the upper ends of the partition wall member and the terminal partition member 440 partitioning the switch accommodating portion 420 and the terminal accommodating portion 430 are higher than the upper ends of the first rack 411 and the second rack 412. can be placed low.
  • a part of the sub-PCB 450 may be accommodated in the switch accommodating part 420 and the other part may be accommodated in the terminal accommodating part 430 .
  • the sub-PCB 450 may be supported by partition walls (reference numerals not assigned) and terminal partition members 440 that partition the switch accommodating part 420 and the terminal accommodating part 430 .
  • a plurality of sub PCBs 450 may be provided.
  • a plurality of sub-PCBs 450 may be accommodated in the first rack 411 and the second rack 412 , respectively.
  • the sub-PCB 450 includes a first sub-PCB 451 accommodated inside the first rack 411 and a second sub-PCB 452 accommodated inside the second rack 412. Including two are provided.
  • the first sub-PCB 451 is accommodated in the first switch accommodating part 421 and the first terminal accommodating part 431 formed inside the first rack 411 .
  • the second sub-PCB 452 is accommodated in the second switch accommodating part 422 and the second terminal accommodating part 432 formed inside the second rack 412 .
  • the sub connector 460 conducts electricity between the conducting wire member W and the sub PCB 450 .
  • the sub connector 460 may be coupled to the sub PCB 450 and detachably coupled to the conducting wire member (W).
  • the sub connector 460 is coupled to the sub PCB 450 .
  • the sub connector 460 is coupled to an outer edge of the sub PCB 450.
  • the sub connector 460 is electrically connected to the sub PCB 450 .
  • the sub connector 460 is accommodated in the terminal accommodating portion 430 .
  • a plurality of sub-connectors 460 may be coupled to the single sub-PCB 450 and accommodated in the terminal accommodating portion 430 , respectively.
  • two sub-connectors 460 that is, a pair of sub-connectors 460 are coupled to a single sub-PCB 450.
  • the sub connectors 460 may be provided in a plurality of pairs. A plurality of pairs of sub connectors 460 may be coupled to and energized with different sub PCBs 450 .
  • the sub-connector 460 is a pair of first sub-connectors 461 and second sub-PCBs 452 coupled to and energized. Two pairs including the second sub-connector 462 are provided.
  • the sub connector 460 is electrically connected to the conducting wire member (W). As shown in FIG. 17, the conducting wire member W is energized with the sub-terminal 620 of the terminal unit 600, and the sub-terminal 620 is energized with the sub-connector 460 so that the sub-connector 460 is connected to the outside. It can be energized with the control power supply.
  • the sub connector 460 is electrically connected to the sub switch 470 through the sub PCB 450 .
  • a plurality of sub switches 470 may be provided.
  • the plurality of sub switches 470 may be coupled to the plurality of sub PCBs 450 and conduct electricity.
  • the sub-switch 470 is coupled to a first sub-PCB 451 located on the front side and coupled to a second sub-PCB 452 located on the rear side.
  • a second sub switch 472 is included.
  • the arc chamber 500 extinguishes an arc generated when the fixed contactor 310 and the movable contactor 320 are separated from each other in an internal space (hereinafter referred to as a chamber space 501). Accordingly, the arc chamber 500 may be referred to as an “arc extinguishing unit”.
  • the main contact part 300 and the sub contact part 400 are accommodated in the chamber space 501 of the arc chamber 500 .
  • an arc induction unit 700 is coupled to the outside of the arc chamber 500 . Accordingly, an arc formed by the contact or separation between the fixed contact 310 and the movable contact 320 of the main contact unit 300 may be induced and extinguished by the arc induction unit 700 .
  • the movable contact 320 is accommodated in the chamber space 501 of the arc chamber 500 so as to be able to move up and down.
  • the movable contact 320 may be moved up and down in a direction toward and opposite to the fixed contact 310 while being accommodated in the chamber space 501 .
  • the chamber space 501 may be filled with gas for extinguishing.
  • the extinguishing gas allows the generated arc to be extinguished and discharged to the outside of the DC relay 1 through a predetermined path.
  • a communication hole (not shown) may be formed through a wall surrounding the chamber space 501 .
  • the arc chamber 500 secures a sufficient insulation distance between the main contact part 300 and the sub contact part 400 by its structure without deformation of the frame 100. It can be. In addition, a space large enough to extinguish the generated arc may be secured inside the arc chamber 500 .
  • the wall portion 510 includes a first wall 511, a second wall 512, a third wall 513, a fourth wall 514, and a fifth wall 515.
  • the first fixed contact 311 and the second fixed contact 312 are disposed adjacent to a pair of vertices facing each other, and the first rack 411 and the second rack 412 of the sub contact unit 400 ) is disposed adjacent to another pair of vertices facing each other, an insulation distance between the main contact unit 300 and the sub contact unit 400 can be sufficiently secured.
  • the wall portion 510 is formed to surround the chamber space 501 in five directions. Accordingly, it will be understood that the lower side of the chamber space 501, that is, the direction toward the lower frame 120 is formed open but closed by the support plate 140 and the first insulating plate 150.
  • the fixed contact 310 is penetrated through the main opening 521 .
  • a part of the extending direction of the fixed contact 310, in the illustrated embodiment, may be positioned on the chamber space 501 through the main opening 521.
  • the remaining part of the extension direction of the fixed contact 310, the upper side of which is exposed to the outside of the chamber space 501 in the illustrated embodiment, may be coupled to and energized with the main terminal 610.
  • the number and arrangement of the first sub-openings 522a and the second sub-openings 522b may be changed according to the number and arrangement of the sub-connectors 460 and sub-terminals 620 .
  • the pipe member 630 of the terminal unit 600 is penetrated through the pipe opening 523 .
  • a portion of the extending direction of the pipe member 630, in the illustrated embodiment, may be positioned on the chamber space 501 through the pipe opening 523.
  • the remaining part of the extension direction of the pipe member 630, the upper side of which is exposed to the outside of the chamber space 501 in the illustrated embodiment, may function as a path through which the extinguished arc is discharged.
  • the pipe opening 523 is located adjacent to the sub opening 522 .
  • the pipe opening 523 is located adjacent to the first sub-opening 522a located on the front side.
  • the position of the pipe opening 523 can be changed to any position where the chamber space 501 communicates with the outside so that the arc is extinguished and discharged.
  • a hollow is formed inside the sealing member 530 . Accordingly, elevation of the shaft 360 and the movable contactor 320 coupled thereto is not reduced due to the airtight coupling between the arc chamber 500 and the support plate 140 .
  • the arc inducing unit 700 forms a magnetic field for inducing an arc generated inside the arc chamber 500, that is, in the chamber space 501.
  • the formed magnetic field forms a magnetic force together with a current energized in the fixed contactor 310 and the movable contactor 320.
  • the generated arc extends along the direction of the magnetic force formed and can be extinguished and discharged.
  • the arc inducer 700 is located outside the arc chamber 500 .
  • the arc induction unit 700 surrounds the arc chamber 500 and is coupled to the arc chamber 500 .
  • the arc inducing unit 700 surrounds and is coupled to each surface in the upper and outer circumferential directions of the arc chamber 500 .
  • the arc inducer 700 is accommodated inside the frame 100 . Specifically, the arc inducer 700 is accommodated in the upper space 111 of the upper frame 110 . At this time, the arc inducer 700 is located between the arc chamber 500 and the upper frame 110 . That is, along the radially inward direction, the outer circumferential surface of the upper frame 110, the arc inducing part 700, and the arc chamber 500 are sequentially disposed.
  • Each component of the arc inducer 700 to be described below may be detachably coupled to each other. Therefore, when maintenance of a specific component of the arc induction unit 700 is required, only the corresponding component can be replaced and used, thereby improving economic feasibility and productivity.
  • the magnet part 740 is accommodated in the magnet housing 710 .
  • the magnet unit 740 may form a magnetic field in the chamber space 501 while being accommodated in the magnet housing 710 .
  • the magnet housing 710 may be formed of an insulating material. This is to ensure that the magnet parts 740 accommodated in the magnet housing 710 are not energized with each other, or that the magnetic field formed by one of the magnet parts 740 does not affect other magnets.
  • the magnet housing 710 may be formed of the same ceramic material as the arc chamber 500 .
  • the magnet housing 710 includes a first support wall 711, a second support wall 712, a third support wall 713, a fourth support wall 714 and a cover member 715.
  • the third support wall 713 forms the other side of the magnet housing 710, the rear left side in the illustrated embodiment.
  • the third support wall 713 surrounds the third wall 513 of the arc chamber 500 from the outside.
  • the fourth support wall 714 forms the other side of the magnet housing 710, the rear right side in the illustrated embodiment.
  • the fourth support wall 714 surrounds the fourth wall 514 of the arc chamber 500 from the outside.
  • a space is formed in the direction of its thickness, in the direction toward the front left side and the rear right side in the illustrated embodiment.
  • the space may be defined as a fourth magnet space 714a.
  • a fourth magnet 744 may be detachably coupled to the fourth magnet space 714a.
  • the fourth magnet space 714a may be formed to correspond to the shape of the fourth magnet 744 .
  • first support wall 711 and the third support wall 713 facing each other may extend the same length in parallel with each other.
  • the second support wall 712 and the fourth support wall 714 facing each other may also extend parallel to each other by the same length.
  • first to fourth walls 511, 512, 513, and 514 coupling portions of the walls 511, 512, 513, and 514 positioned adjacent to each other are rounded so as to be convex outward.
  • first to fourth supporting walls 711, 712, 713, and 714 are formed flat, it is not easy to surround the coupling portion.
  • the first to fourth supporting walls 711, 712, 713, and 714 may extend in a horizontal direction by a predetermined length. At this time, the horizontally extended lengths of the first to fourth supporting walls 711, 712, 713, and 714 may be shorter than the horizontally extended lengths of the first to fourth walls 511, 512, 513, and 514.
  • a predetermined space is formed between the first to fourth support walls 711 , 712 , 713 , and 714 adjacent to each other. Coupling portions of the first to fourth walls 511 , 512 , 513 , and 514 positioned adjacent to each other may be exposed through the predetermined space. The portion may be covered by a magnet cover member 750 to be described later.
  • the first to fourth supporting walls 711 , 712 , 713 , and 174 are combined with the cover member 715 .
  • the first to fourth supporting walls 711 , 712 , 713 , and 714 form a predetermined angle with the cover member 715 and extend downward in a direction toward the lower frame 120 , in the illustrated embodiment.
  • the predetermined angle may be the same as the angle between the first to fourth walls 511 , 512 , 513 , and 514 and the fifth wall 515 of the arc chamber 500 . In one embodiment, the predetermined angle may be a right angle.
  • the cover member 715 forms the other side of the magnet housing 710, the upper side in the illustrated embodiment.
  • the cover member 715 is formed to surround the fifth wall 515 of the arc chamber 500 from the outside.
  • a second insulation plate 730 may be provided between the cover member 715 and the fifth wall 515 to block any conduction between the cover member 715 and the fifth wall 515 to the arc chamber 500. there is.
  • the cover member 715 may be formed in a shape corresponding to the shape of the fifth wall 515 . Accordingly, the cover member 715 may be formed to completely cover the fifth wall 515 from the upper side. Thus, the lower portion of the magnet housing 710 is formed open.
  • the cover member 715 includes four corners, each pair of corners facing each other extends in parallel, and a portion where adjacent corners are continuous is chamfered to be rounded.
  • the cover member 715 may have a diamond or square cross section. It will be appreciated that the shape is the same as that of the horizontal cross-section of the arc chamber 500 .
  • a space formed surrounded by the first to fourth support walls 711 , 712 , 713 , and 714 and the cover member 715 may be defined as an accommodation space S.
  • the arc chamber 500 is accommodated in the accommodating space S in a withdrawable manner.
  • the lower side of the accommodating space S is formed open, and the arc chamber 500 can be pulled in and out of the accommodating space S through the lower side.
  • the cover member 715 includes a plurality of edges continuous with the first to fourth supporting walls 711, 712, 713, and 714, but portions of the plurality of edges that are continuous with each other are rounded. Chamfer processing is performed. This portion may be covered by a magnet cover member 750 to be described later.
  • the fixed contact 310 is coupled through the arc opening 720 .
  • the fixed contact 310 is sequentially passed through the arc opening 720, the plurality of openings formed through the second insulating plate 730, and the main opening 521 to form a gap between the chamber space 501 and the outside of the upper frame 110. may be extended.
  • the arc opening 720 is formed through the inside of the cover member 715 .
  • the arc opening 720 is formed through the cover member 715 in the thickness direction, in the illustrated embodiment, in the vertical direction, and communicates the lower side and the upper side of the cover member 715 .
  • the arc opening 720 communicates with a plurality of openings formed through the second insulating plate 730 . Also, the arc opening 720 communicates with the main opening 521 formed in the arc chamber 500 . Accordingly, the arc opening 720 may communicate with the chamber space 501 .
  • a plurality of arc openings 720 may be formed.
  • a plurality of fixed contacts 310 may be penetrated through some of the plurality of arc openings 720 .
  • the conductive wire member W may pass through or be accommodated in another part of the plurality of arc openings 720 .
  • the arc opening 720 is formed on the left side of the first arc opening 721 through which the first fixed contact 311 passes, and the second arc opening 721 formed on the right side through which the second fixed contact 312 passes through.
  • the shapes of the first arc opening 721 and the second arc opening 722 may be changed according to the shape of the fixed contact 310 .
  • the arc opening 720 includes a conducting wire accommodating portion 723 accommodating the end of the conducting wire member W and a conducting wire groove 724 accommodating a part of the remaining portion of the conducting wire member W.
  • the conducting wire accommodating part 723 is a part where the end of the conducting wire member W is coupled to the sub terminal 620 .
  • the wire accommodating portion 723 is located on one side of the cover member 715, a portion recessed by a predetermined depth from the upper surface in the illustrated embodiment, and located inside the portion, in the thickness direction of the cover member 715. Including other parts formed through it.
  • the sub-terminal 620 may pass through the cover member 715 through the other portion.
  • the end of the lead member W may be accommodated in the portion, coupled to and energized with the end of the sub-terminal 620 .
  • the extension portion of the lead member W that is, a portion other than the end portion, is inserted into and coupled to a lead wire recess formed in at least one of the first to fourth support walls 711, 712, 713, and 714.
  • the sub-terminal 620 includes a pair of first sub-terminals 621 and a pair of second sub-terminals 622. It is formed on both the side and the rear side to accommodate the first sub-terminal 621 and the second sub-terminal 622 , respectively.
  • the lead wire groove 724 may also be recessed in one or more of the first to fourth support walls 711 , 712 , 713 , and 714 .
  • the lead wire groove 724 is formed on the front side and lower side of the first and second support walls 711 and 712 and the rear side and lower side of the third and fourth support walls 713 and 714, respectively. do.
  • the second insulating plate 730 prevents any conduction between the cover member 715 and the arc chamber 500 .
  • the second insulating plate 730 is positioned between the cover member 715 and the fifth wall 515 .
  • the second insulating plate 730 may be formed of an insulating material. In one embodiment, the second insulating plate 730 may be formed of rubber or ceramic material.
  • the second insulating plate 730 may be formed to correspond to the shapes of the fifth wall 515 and the cover member 715 .
  • the second insulating plate 730 like the fifth wall 515 or the cover member 715, has a rhombic or square shape in which each pair of edges facing each other extends in parallel.
  • a plurality of through holes are formed inside the second insulating plate 730 .
  • Some of the plurality of through holes in the illustrated embodiment, a pair of through holes spaced apart in the left and right directions and having a relatively large cross section communicate with the arc opening 720 and the main opening 521 .
  • Fixed contacts 310 are respectively penetrated through the pair of through holes.
  • two pairs of through holes spaced apart in the left and right directions and having a relatively small cross section communicate with the arc opening 720 and the sub opening 522 .
  • Sub-terminals 620 are through-coupled to the two pairs of through-holes, respectively.
  • a single through-hole located on the front side in the illustrated embodiment communicates with the wire receiving portion 723 and the pipe opening 523 located on the front side.
  • a pipe member 630 is through-coupled to the single number of through-holes.
  • the magnet part 740 forms a magnetic field that generates a magnetic force for inducing an arc generated in the chamber space 501 .
  • An arc path A.P may be formed in the chamber space 501 by the magnetic field formed by the magnet part 740 .
  • the magnet unit 740 may be provided in any shape capable of forming a magnetic field by being magnetized. In one embodiment, the magnet unit 740 may be provided with a permanent magnet or an electromagnet.
  • the magnet part 740 is coupled to the magnet housing 710 . Specifically, the magnet part 740 is accommodated in the magnet space parts 711a, 712a, 713a, and 714a of the magnet housing 710 to be retractable. Therefore, when maintenance or exchange of the magnet part 740 is required, the operator can separate and replace only the magnet part 740 .
  • the magnet space portions 711a, 712a, 713a, and 714a are formed through the support walls 711, 712, 713, and 714 in the thickness direction. Accordingly, the magnet part 740 may be disposed adjacent to the first to fourth walls 511 , 512 , 513 , and 514 of the arc chamber 500 .
  • a plurality of magnet parts 740 may be provided.
  • the plurality of magnet parts 740 may be accommodated in different magnet space parts 711a, 712a, 713a, and 714a, respectively, to form a magnetic field.
  • the magnet unit 740 includes a first magnet 741, a second magnet 742, a third magnet 743, a fourth magnet 744, and a fifth magnet 745. There are five of them, including
  • the first to fifth magnets 741, 742, 743, 744, and 745 have a rectangular cross-section in which a length in one direction is longer than a length in the other direction, and are provided in a rectangular plate shape extending in the vertical direction. do.
  • the first to fifth magnets 741 , 742 , 743 , 744 , and 745 may have any shape capable of forming a magnetic field in the chamber space 501 .
  • the first magnet 741 is accommodated in the first magnet space 711a to form a magnetic field in the chamber space 501 .
  • the first magnet 741 includes an outer first magnet 741a, which is one side opposite to the chamber space 501, and an inner surface 741b, which is the other side facing the chamber space 501.
  • the first magnet outer surface 741a and the first magnet inner surface 741b may be magnetized with different polarities.
  • the second magnet 742 is accommodated in the second magnet space 712a to form a magnetic field in the chamber space 501 .
  • the second magnet 742 includes a second magnet outer surface 742a, which is one side opposite to the chamber space 501, and a second magnet inner surface 742b, which is the other side facing the chamber space 501.
  • the second magnet outer surface 742a and the second magnet inner surface 742b may be magnetized with different polarities.
  • the third magnet 743 is accommodated in the third magnet space 713a to form a magnetic field in the chamber space 501 .
  • the third magnet 743 includes an outer surface 743a of the third magnet, which is one side opposite to the chamber space 501, and an inner surface 743b of the third magnet, which is the other side facing the chamber space 501.
  • the third magnet outer surface 743a and the third magnet inner surface 743b may be magnetized with different polarities.
  • the fourth magnet 744 is accommodated in the fourth magnet space 714a to form a magnetic field in the chamber space 501 .
  • the fourth magnet 744 includes a fourth magnet outer surface 744a, which is one side opposite to the chamber space 501, and a fourth magnet inner surface 744b, which is the other side facing the chamber space 501.
  • the fourth magnet outer surface 744a and the fourth magnet inner surface 744b may be magnetized with different polarities.
  • a fifth magnet 745 is positioned between the fifth wall 515 and the cover member 715 to form a magnetic field in the chamber space 501 .
  • the fifth magnet 745 is positioned between the first fixed contact 311 and the second fixed contact 312 .
  • the fifth magnet 745 includes a fifth magnet outer surface 745a, which is one side facing the first fixed contactor 311, and a fifth magnet inner surface 745b, which is the other side facing the second fixed contactor 312.
  • the fifth magnet outer surface 745a and the fifth magnet inner surface 745b may be magnetized with different polarities.
  • the first to fifth magnets 741, 742, 743, 744, and 745 may form a magnetic field independently or together. A detailed description of the magnetic field formed by the magnet unit 740 and the direction of the magnetic force according to the magnetic field will be described later.
  • the magnet cover member 750 connects the first to fourth supporting walls 711 , 712 , 713 , and 714 of the magnet housing 710 to the first to fourth walls 511 , 512 , 513 , and 514 of the arc chamber 500 . ) is bound to The magnet cover member 750 stably maintains a coupled state between the magnet housing 710 and the magnet unit 740 coupled thereto and the arc chamber 500 .
  • the magnet cover member 750 forms a radially outer portion of the arc inducing portion 700 .
  • the magnet cover member 750 may be coupled to the magnet housing 710 while covering other components of the arc inducing part 700 from the outside.
  • the magnet cover member 750 includes two magnets 741, 742, 743, and 744 disposed adjacent to each other and two support walls 711, 712, and 713 disposed adjacent to each other to which they are coupled. 714) and is coupled with the magnet housing 710.
  • the magnet cover member 750 is a space formed between the two support walls 711, 712, 713, and 714 (ie, a space formed when the two support walls 711, 712, 713, and 714 are spaced apart from each other). ) and is coupled with the magnet housing 710.
  • a plurality of magnet cover members 750 may be provided.
  • the plurality of magnet cover members 750 include a first magnet cover member 750a positioned on the left side and a second magnet cover member 750b positioned on the right side.
  • the first magnet cover member 750a covers a portion of the outer side of the magnet housing 710 on one side, in the illustrated embodiment, the left side of the magnet housing 710 and is coupled thereto. As described above, since the first magnet 741 and the third magnet 743 are relatively positioned on the left side, the first magnet cover member 750a has the first magnet 741 and the third magnet positioned on the left side. It can be said that it covers 743 and is coupled to the magnet housing 710.
  • the second magnet member 750b is coupled to the other side of the magnet housing 710, covering another part of the outer side of the magnet housing 710 on the right side in the illustrated embodiment. As described above, since the second magnet 742 and the fourth magnet 744 are relatively positioned on the right side, the second magnet cover member 750b has the second magnet 742 and the fourth magnet positioned on the right side. It may be said that it covers 744 and is coupled to the magnet housing 710.
  • the magnet cover member 750 may be formed of an insulating material.
  • the magnet part 740 wrapped around the magnet cover member 750 can form a magnetic field in the chamber space 501 without being affected by an external magnetic substance or current.
  • the magnet cover member 750 includes a first extension 751 , a second extension 752 and a third extension 753 .
  • the first extension 751 forms a part of the magnet cover member 750 .
  • the first extension 751 may have a predetermined thickness and may be provided in a plate shape extending in one direction. In the embodiment shown in FIGS. 17 to 20 , the first extension part 751 is formed in a rectangular plate shape.
  • the first extension part 751 may be coupled to the magnet housing 710 while covering one or more magnets of the magnet part 740 .
  • the first extension 751 of the first magnet cover member 750a covers the first magnet 741 and is coupled to the magnet housing 710 .
  • the first extension 751 of the second magnet cover member 750b covers the second magnet 742 and is coupled to the magnet housing 710 .
  • the first extension 751 is continuous with the second extension 752 through the third extension 753 .
  • the second extension part 752 forms another part of the magnet cover member 750 .
  • the second extension 752 may have a predetermined thickness and may be provided in a plate shape extending in one direction. In the embodiment shown in FIGS. 17 to 20 , the second extension part 752 is formed in a rectangular plate shape.
  • first extension part 751 and the second extension part 752 may be formed to have the same shape.
  • the second extension part 752 may be coupled to the magnet housing 710 while covering one or more magnets of the magnet part 740 .
  • the second extension 752 of the first magnet cover member 750a covers the third magnet 743 and is coupled to the magnet housing 710 .
  • the second extension portion 752 of the second magnet cover member 750b covers the fourth magnet 744 and is coupled to the magnet housing 710 .
  • a third extension 753 is provided between the first extension 751 and the second extension 752 .
  • the third extension part 753 is coupled to the first extension part 751 and the second extension part 752 respectively.
  • the first extension 751 and the second extension 752 may be continuous through the third extension 753 .
  • the third extension part 753 may be coupled to each end of the first extension part 751 and the second extension part 752 .
  • the front end of the third extension 753 is continuous with the rear end of the first extension 751, and the rear end is the front end of the second extension 752. continues with
  • the third extension part 753 may include at least one curved part.
  • the third extension portion 753 includes one curved portion formed to be rounded so as to be radially outwardly convex.
  • the center of the curved portion may be located inside the magnet housing 710 .
  • the curvature of the curved portion may be the same as the curvature of a corner where the walls 511, 512, 513, and 514 adjacent to each other are continuous.
  • the first extension part 751 and the second extension part 752 separate different magnets 741, 742, 743, and 744, respectively.
  • the three extensions 753 surround the space formed therebetween.
  • the coupled state of each component of the arc induction unit 700 can be stably maintained.
  • the insulation distance between the main contact part 300 and the sub contact part 400 is sufficient due to the structural characteristics of the arc chamber 500 and the arc induction part 700. can be secured Accordingly, even when the DC relay 10 is operated, electrical interference between the main contact unit 300 and the sub contact unit 400 can be reduced. In addition, damage to the sub contact unit 400 due to an arc generated in the main contact unit 300 can be minimized.
  • various components of the sub contact unit 400 are accommodated in the arc chamber 500 while being accommodated in a separate contact holder 401 . Exposed portions of various components of the sub contact unit 400 to the chamber space 501 may be minimized.
  • an arc inducer 700 for forming a magnetic field in the chamber space 501 is disposed outside the arc chamber 500 .
  • a space occupied by a member for forming a magnetic field in the chamber space 501 can be additionally secured.
  • the space in which the arc generated in the chamber space 501 can be extinguished and extended is also increased, so that arc extinguishing performance can be improved.
  • FIG. 21 an insulation distance between a main contact unit 300 and a sub contact unit 400 provided in a DC relay 10 according to an embodiment of the present invention is shown.
  • the main contact portion 300 is positioned biasedly at a pair of vertices of the arc chamber 500 formed in a quadrangular cross section. At this time, the pair of vertices face each other with the chamber space 501 interposed therebetween. That is, the main contact portion 300 is disposed between a pair of vertices most spaced apart among vertices of the arc chamber 500 .
  • the first fixed contact 311 is disposed on the left side of the vertex where the first wall 511 and the third wall 513 are continuous.
  • the second fixed contact 312 is disposed biased toward the vertex where the second wall 512 and the fourth wall 514 are located on the right side. In other words, the first fixed contact 311 and the second fixed contact 312 are spaced apart from each other in the left and right directions.
  • the first fixed contact 311 and the second fixed contact 312 may be disposed on the central axis A1 extending in the left and right directions of the chamber space 501 .
  • the sub contact portion 400 is disposed to extend between another pair of vertexes of the arc chamber 500 formed in a rectangular cross section. At this time, the other pair of vertices are also disposed to face each other with the chamber space 501 interposed therebetween. That is, the sub-contact part 400 is disposed adjacent to another pair of vertices most spaced apart among vertices of the arc chamber 500 .
  • any one of the first rack 411 and the second rack 412 is adjacent to the vertex at which the first wall 511 and the second wall 512 are located on the front side. are placed so that the other one of the first rack 411 and the second rack 412 is disposed adjacent to a vertex where the third wall 513 and the fourth wall 514 are located on the rear side.
  • the first rack 411 and the second rack 412 may be disposed on the central axis A2 extending in the front-rear direction of the chamber space 501 .
  • the first rack 411 and the second rack 412 surround a pair of edges facing each other among edges where the first to fourth walls 511, 512, 513, and 514 are continuous with each other. may be placed in contact with an adjacent wall.
  • a distance between the first fixed contact 311 and any one of the first and second racks 411 and 412 may be defined as a first distance d1.
  • a distance between the second fixed contact 312 and the other one of the first rack 411 and the second rack 412 may be defined as a second distance d2.
  • the first distance d1 and the second distance d2 are obtained when the first fixed contact 311 and the second fixed contact 312 are disposed at different positions inside the chamber space 501. It can be formed longer than that. That is, as the first rack 411 and the second rack 412 accommodating the plurality of sub PCBs 450, sub connectors 460, and sub switches 470 are maximally spaced apart, the first distance d1 ) and the second distance d2 may also be maximized.
  • the insulation distance between the main contact unit 300 and the sub contact unit 400 is maximized, and at the same time, the arc extinguishing area E.A. can be expanded compared to the prior art.
  • the magnet part 740 for forming a magnetic field in the chamber space 501 is provided in the arc inducing part 700 disposed outside the arc chamber 500 .
  • the magnet unit 740 is configured to form a magnetic field in the chamber space 501 outside the arc chamber 500 . Accordingly, the arc extinguishing area E.A may be expanded by the space occupied by the magnet part 740 in the chamber space 501 .
  • the arc extinguishing area E.A is expanded so that the arc can be sufficiently extinguished and extended and discharged to the outside of the chamber space 501 .
  • the sign “ ⁇ ” displayed on the fixed contactor 310 means that current is conducted to the movable contactor 320 via the corresponding fixed contactor 310 . That is, current is passed through the fixed contact 310 marked with “ ⁇ ” in a direction penetrating the ground.
  • the sign “x” displayed on the fixed contactor 310 means that current flows through the movable contactor 320 to the corresponding fixed contactor 310 . That is, current is passed through the fixed contact 310 marked with “x” in a direction penetrating the ground.
  • the outer surfaces of the first to fourth magnets 741a, 742a, 743a, and 744a are magnetized to the south pole.
  • the first to fourth inner surfaces of the magnets 741b, 742b, 743b, and 744b are magnetized to the N pole. Accordingly, the direction of the magnetic field formed by the first to fourth magnets 741, 742, 743, and 744 diverges from the inner surfaces of the first to fourth magnets 741b, 742b, 743b, and 744b, and the outer surfaces of the first to fourth magnets 741b, 742b, 743b, and 744b. It is a direction that converges to (741a, 742a, 743a, 744a).
  • the direction of the magnetic force formed by the current and the magnetic field is formed toward the left side of the front. Accordingly, the path A.P of the arc is also formed toward the left side of the front, and can proceed in a direction away from the fixed contact 310 and the sub contact portion 400.
  • a magnetic field is also formed between the first to fifth magnets 741 , 742 , 743 , 744 , and 745 .
  • the direction of the magnetic force formed by the current and the magnetic field is formed toward the left side of the front. Accordingly, the path A.P of the arc is also formed toward the left side of the front, and can proceed in a direction away from the fixed contact 310 and the sub contact portion 400.
  • the direction of the magnetic force formed by the current and magnetic field is formed towards the rear right side. Accordingly, the path A.P of the arc is also formed toward the rear right side, and may proceed in a direction away from the fixed contact 310 and the sub contact portion 400.
  • the direction of the magnetic force formed by the current and magnetic field is formed towards the rear right side. Accordingly, the path A.P of the arc is also formed toward the rear right side, and may proceed in a direction away from the fixed contact 310 and the sub contact portion 400.
  • the DC relay 10 may induce the generated arc in a direction away from the fixed contact 310 and the sub contact unit 400 . Accordingly, damage to the fixed contact 310 and the sub contact unit 400 due to the generated arc can be minimized.
  • first terminal accommodating portion 432 second terminal accommodating portion
  • terminal partition member 441 first terminal partition member
  • sub connector 461 first sub connector
  • first sub switch 472 second sub switch
  • wall portion 511 first wall
  • opening 521 main opening
  • sub-opening 522a first sub-opening
  • sealing member 600 terminal part
  • main terminal 611 first main terminal
  • first sub-terminal 622 second sub-terminal
  • magnet housing 711 first support wall
  • first magnet space 712 second support wall
  • lead wire groove 730 second insulating plate
  • magnet part 741 first magnet
  • magnet cover member 750a first magnet cover member

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Abstract

아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이는 고정 접촉자가 부분적으로 수용된 아크 챔버의 외측에 결합되는 자석 하우징; 및 상기 자석 하우징에 형성된 자석 공간에 수용되어, 상기 아크 챔버의 내부에 자기장을 형성하는 자석부를 포함하며, 상기 고정 접촉자는 복수 개 구비되어, 상기 아크 챔버의 내부에서 일 방향으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 자석부는, 상기 일 방향과 소정의 각도를 이루는 다른 방향을 따라 배치될 수 있다.

Description

아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이
본 발명은 직류 릴레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 충분한 절연 거리를 확보하면서도, 아크를 효과적으로 소호할 수 있는 구조의 직류 릴레이에 관한 것이다.
직류 릴레이(Direct current relay)는 전자석의 원리를 이용하여 기계적인 구동 또는 전류 신호를 전달해 주는 장치이다. 직류 릴레이는 전자 개폐기(Magnetic switch)라고도 하며, 전기적인 회로 개폐 장치로 분류됨이 일반적이다.
직류 릴레이는 고정 접점 및 가동 접점을 포함한다. 고정 접점은 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결된다. 고정 접점과 가동 접점은 서로 접촉되거나, 이격될 수 있다.
고정 접점과 가동 접점의 접촉 및 이격에 의해, 직류 릴레이를 통한 통전이 허용되거나 차단된다. 상기 이동은, 가동 접점에 구동력을 인가하는 구동부에 의해 달성된다.
고정 접점과 가동 접점이 이격되면, 고정 접점과 가동 접점 사이에는 아크(arc)가 발생된다. 아크는 고압, 고온의 전류의 흐름이다. 따라서, 발생된 아크는 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이에서 신속하게 배출되어야 한다.
아크의 배출 경로는 직류 릴레이에 구비되는 자석에 의해 형성된다. 상기 자석은 고정 접점과 가동 접점이 접촉되는 공간의 내부에 자기장을 형성한다. 형성된 자기장 및 전류의 흐름에 의해 발생된 전자기력에 의해 아크의 배출 경로가 형성될 수 있다.
한편, 발생된 아크는 그 연장 길이가 길수록 소호(extinguish) 효과가 증가된다. 따라서, 발생된 아크가 효과적으로 소호된 후 배출되기 위해서는 아크 챔버 내부의 공간이 클수록 유리하다.
그런데, 자기장을 형성하기 위한 자석은 아크 챔버(arc chamber), 즉 고정 접점 및 가동 접점이 수용되는 공간에 구비됨이 일반적이다. 이 경우, 자석이 점유하는 공간에 의해, 아크 챔버 내부의 공간의 크기가 감소될 수 있다.
따라서, 아크를 효과적으로 유도, 소호하기 위해서는 아크를 유도하는 자석이 구비됨과 동시에 아크 챔버의 공간이 증가되어야 한다.
한국등록특허문헌 제10-1661396호는 전자기 릴레이를 개시한다. 구체적으로, 고정 접점 및 가동 접점을 둘러싸게 배치되는 영구 자석을 이용하여 발생된 아크를 유도하기 위한 전자기 릴레이를 개시한다.
그런데, 상기 선행문헌이 개시하는 전자기 릴레이의 영구 자석은 아크 챔버의 일부를 형성하는 연장부의 내면에 배치된다. 즉, 상기 선행문헌에 따른 전자기 릴레이는 영구 자석이 점유하는 공간에 의해 아크의 유동 공간이 감소되는 문제를 해결하기 위한 방안을 제시하지 못한다.
한국등록특허문헌 제10-1631000호는 전자기 릴레이를 개시한다. 구체적으로, 고정 접점 및 가동 접점을 둘러싸게 배치되는 영구 자석을 이용하여 발생된 아크를 유도하기 위한 전자기 릴레이를 개시한다.
그런데, 상기 선행문헌이 개시하는 전자기 릴레이의 영구 자석은 하우징의 내부에 추가 형성된 공간에 수용된다. 따라서, 발생된 아크에 의한 손상 가능성이 배제될 수 없고, 추가 형성된 공간은 여전히 아크가 유동될 수 없는 공간인 바, 아크의 소호 능력 향상에는 한계가 있다.
한국공개특허문헌 제10-2013-0136978호는 접점 장치 및 이것을 사용한 전자 개폐기를 개시한다. 구체적으로, 고정 접촉자의 내부에 아크 소호용 영구 자석을 내장하여, 발생된 아크를 유도하기 위한 접점 장치 및 이것을 사용한 전자 개폐기를 개시한다.
그런데, 상기 선행문헌이 개시하는 접점 장치 및 이것을 사용한 전자 개폐기의 영구 자석은 아크가 발생되는 지점인 고정 접촉자의 내부에 수용된다. 따라서, 발생된 아크에 의해 영구 자석이 손상될 가능성이 배제되기 어렵다. 또한, 영구 자석은 그 극성의 방향이 고정된 상태로 고정 접촉자에 수용되어야 하므로, 오조립 등의 발생 가능성이 높고 제작성이 저하될 우려가 있다.
한국등록특허문헌 제10-1661396호 (2016.09.29.)
한국등록특허문헌 제10-1631000호 (2016.06.15.)
한국공개특허문헌 제10-2013-0136978호 (2013.12.13.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 발생된 아크를 유도하여 다른 구성 요소의 손상이 방지될 수 있는 구조의 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 아크의 소호 공간이 충분히 확보될 수 있는 구조의 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 제작 및 유지 보수가 간명한 구조의 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 통전되는 외부의 부하 또는 전원의 극성과 무관하게 아크를 유도할 수 있는 구조의 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 설계 자유도 및 제작성이 향상될 수 있는 구조의 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 고정 접촉자가 부분적으로 수용된 아크 챔버의 외측에 결합되는 자석 하우징; 및 상기 자석 하우징에 형성된 자석 공간에 수용되어, 상기 아크 챔버의 내부에 자기장을 형성하는 자석부를 포함하며, 상기 고정 접촉자는 복수 개 구비되어, 상기 아크 챔버의 내부에서 일 방향으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 자석부는, 상기 일 방향과 소정의 각도를 이루는 다른 방향을 따라 배치되는, 아크 유도부가 제공된다.
이때, 상기 자석 하우징은, 상기 아크 챔버의 외주면을 부분적으로 둘러싸는 지지 벽; 및 상기 아크 챔버의 높이 방향의 일 면을 둘러싸며, 상기 지지 벽과 각각 연속되는 커버 부재를 포함하며, 상기 자석 공간은, 상기 지지 벽의 내부에 형성되는, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
또한, 상기 자석 공간은 상기 지지 벽의 두께 방향으로 관통 형성되는, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
이때, 상기 지지 벽은 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 지지 벽은 상기 아크 챔버의 외주면의 서로 다른 부분을 둘러싸게 배치되고, 상기 자석부는 복수 개의 자석을 포함하여, 복수 개의 자석은 복수 개의 상기 자석 공간에 각각 수용되어, 상기 아크 챔버의 내부에 자기장을 형성하는, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
또한, 복수 개의 상기 지지 벽은, 상기 커버 부재의 외주를 따라 서로 소정 간격만큼 이격되어 배치되는, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
이때, 복수 개의 상기 자석은, 상기 아크 챔버에 반대되는 일 면인 자석 외면; 및 상기 자석 외면에 대향되며, 상기 아크 챔버를 향하는 타 면인 자석 내면을 포함하고, 복수 개의 상기 자석의 상기 자석 외면 각각은, 서로 같은 극성으로 자화(magnetize)되는, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
또한, 상기 지지 벽은, 상기 아크 챔버를 사이에 두고 마주하게 배치되며, 일 방향으로 연장 형성되는 제1 지지 벽 및 제3 지지 벽; 및 상기 아크 챔버를 사이에 두고 마주하게 배치되며, 타 방향으로 연장 형성되는 제2 지지 벽 및 제4 지지 벽을 포함하는, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
이때, 상기 지지 벽은, 그 수평 방향의 단면이 상기 제1 지지 벽, 상기 제2 지지 벽, 상기 제3 지지 벽 및 상기 제4 지지 벽을 각각 일 변으로 하고, 복수 개의 상기 고정 접촉자가 나란하게 배치되는 상기 일 방향을 일 대각선으로 하는 마름모의 형상인, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 지지 벽 및 상기 제3 지지 벽은 서로 평행하게 같은 길이만큼 연장되고, 상기 제2 지지 벽 및 상기 제4 지지 벽은 서로 평행하게 같은 길이만큼 연장되는, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
이때, 복수 개의 상기 고정 접촉자 중 어느 하나와 상기 자석부 사이의 최단 거리는, 복수 개의 상기 고정 접촉자 중 다른 하나와 상기 자석부 사이의 최단 거리와 상이한, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
또한, 상기 자석 하우징 및 상기 자석부를 외측에서 덮게 결합되어, 상기 자석 하우징 및 상기 자석부를 외측에서 지지하는 자석 커버 부재를 포함하는, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
이때, 상기 자석부는 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 자석을 포함하며, 상기 자석 커버 부재는, 일 방향으로 연장 형성되어 서로 인접하게 배치되는 복수 개의 상기 자석 중 어느 하나를 외측에서 덮는 제1 연장부; 상기 제1 연장부와 연속되며, 서로 인접하게 배치되는 복수 개의 상기 자석 사이의 공간을 덮는 제2 연장부; 및 상기 제2 연장부와 연속되며, 서로 인접하게 배치되는 복수 개의 상기 자석 중 다른 하나를 외측에서 덮는 제3 연장부를 포함하는, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 연장부 및 상기 제3 연장부는 평면 형상으로 연장되고, 상기 제2 연장부는 적어도 한 개의 만곡부를 포함하는 곡면 형상으로 연장되는, 아크 유도부가 제공될 수 있다.
본 발명의 타 측면에 따르면, 외부의 전원 또는 부하와 통전되며, 일 방향으로 이격되게 배치되는 복수 개의 고정 접촉자; 상기 고정 접촉자를 향하는 방향 및 반대되는 방향으로 승강 가능하게 구비되어, 상기 고정 접촉자와 접촉되거나 이격되게 구성되는 가동 접촉자; 복수 개의 상기 고정 접촉자의 일 부분 및 상기 가동 접촉자를 수용하는 챔버 공간이 내부에 형성된 아크 챔버; 및 상기 아크 챔버의 외측을 감싸며 상기 아크 챔버에 결합되어, 상기 챔버 공간에 자기장을 형성하는 아크 유도부를 포함하며, 상기 아크 챔버는, 상기 챔버 공간을 둘러싸며, 상기 일 방향과 다른 방향으로 각각 연장되는 복수 개의 벽을 포함하고, 상기 아크 유도부는, 복수 개의 상기 벽에 각각 인접하게 배치되며, 복수 개의 상기 벽과 같은 방향으로 연장되는 복수 개의 자석을 포함하는, 직류 릴레이가 제공된다.
이때, 상기 아크 유도부는, 복수 개의 상기 자석을 서로 이격되게 수용하며, 상기 아크 챔버에 결합되는 자석 하우징; 및 복수 개의 상기 자석 중 인접하게 배치되는 한 쌍의 자석을 덮으며 상기 자석 하우징에 결합되는 자석 커버 부재를 포함하는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.
또한, 상기 자석 커버 부재는, 판 형상으로 연장되며, 서로 연속되고, 인접하게 배치되는 한 쌍의 상기 자석을 각각 덮으며 상기 자석 하우징에 결합되는 복수 개의 연장부를 포함하는, 직류 릴레이가 제공될 수 있다.
상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이는 발생된 아크를 효과적으로 유도할 수 있다.
먼저, 아크 유도부에는 복수 개의 자석이 구비된다. 복수 개의 자석은 서로 이격되어, 아크 챔버를 다양한 위치에서 둘러싸게 배치된다. 복수 개의 자석은 아크 챔버의 내부에 자기장을 형성한다. 형성된 자기장은 고정 접촉자 및 가동 접촉자에서 통전되는 전류와 함께 자기력을 생성한다. 이때, 생성된 자기력은 아크 챔버의 중심에서 멀어지는 방향으로 형성된다.
생성된 자기력은 아크를 유도할 수 있다. 아크는 자기력과 동일하게 아크 챔버의 중심, 즉 고정 접촉자 및 가동 접촉자에서 멀어지는 방향으로 형성된다.
따라서, 발생된 아크가 다른 구성 요소를 손상시키지 않고 소호되며 진행되어 아크 챔버의 외부로 배출될 수 있다.
또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이는 발생된 아크를 소호하기 위한 공간을 충분히 확보할 수 있다.
먼저, 아크 유도부는 아크 챔버의 외측에서 결합된다. 아크 유도부는 아크 챔버의 외주면을 부분적으로 감싸게 형성되는 복수 개의 지지 벽을 포함한다. 복수 개의 지지 벽의 내부에는 자석 공간부가 각각 형성된다. 자석은 복수 개 구비되어, 복수 개의 자석 공간부에 각각 수용된다. 즉, 자석은 아크 챔버의 외부에 배치된다.
따라서, 아크 챔버의 내부 공간은 자석이 점유하던 만큼의 공간이 추가 확보될 수 있다. 결과적으로, 아크 챔버의 내부에 발생된 아크가 소호되며 유동되기에 충분한 공간이 확보될 수 있다.
또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이는 제작 및 유지 보수가 간명해질 수 있다.
아크 유도부는 내부에 수용 공간이 형성된 자석 하우징을 포함한다. 수용 공간의 일측은 개방 형성되어, 아크 챔버는 상기 일측을 통해 수용 공간에 인출 가능하게 수용될 수 있다. 즉, 아크 유도부와 아크 챔버는 탈거 가능하게 결합된다.
자석은 자석 하우징의 내부에 형성된 자석 공간부에 인출 가능하게 수용된다. 자석 하우징 및 자석 공간부에 수용된 자석의 외측은 자석 커버 부재에 의해 덮인다. 즉, 일 실시 예에서, 아크 유도부의 각 구성 요소는 서로 탈거 가능하게 결합될 수 있다.
이에 따라, 아크 유도부는 각 구성 요소별로 제작되어 조립될 수 있어, 제작성이 향상될 수 있다. 또한, 아크 유도부의 일부 구성 요소의 수리 또는 교체가 요구되는 경우, 해당 구성 요소만 분리되어 수리 또는 교체될 수 있어, 유지 보수가 간명해질 수 있다.
또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이는 통전되는 외부의 전원 또는 부하의 극성과 무관하게, 아크를 원하는 방향으로 유도할 수 있다.
먼저, 고정 접촉자는 외부의 전원 또는 부하와 통전된다. 고정 접촉자는 복수 개 구비되어, 전류는 어느 하나의 고정 접촉자, 가동 접촉자 및 다른 하나의 고정 접촉자에 차례로 진행되며 통전되거나, 다른 하나의 고정 접촉자, 가동 접촉자 및 어느 하나의 고정 접촉자에 차례로 진행되며 통전될 수 있다.
아크 유도부가 형성하는 자기장은 상기 전류와 함께 자기력을 형성한다. 형성된 자기력은 전류가 통전되는 방향과 무관하게 고정 접촉자 및 가동 접촉자에서 멀어지는 방향으로 형성된다.
따라서, 직류 릴레이와 통전되는 외부의 전원 또는 부하의 극성과 무관하게 아크가 원하는 방향으로 유도될 수 있다.
또한, 상기 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 유도부 및 이를 포함하는 직류 릴레이는 높은 설계 자유도 및 생산성을 확보할 수 있다.
먼저, 아크 유도부에 구비되는 각 구성 요소는 서로 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 아크 유도부와 아크 챔버의 결합 또한 탈거 가능하게 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 아크 유도부는 아크 챔버의 형상에 상응하게, 마름모 형태의 단면을 갖게 형성될 수 있다. 상기 실시 예에서, 아크 유도부에 구비되는 자석은 복수 개의 고정 접촉자가 나란하게 배치되는 방향과 다른 방향으로 배치될 수 있다.
이에 따라, 아크 유도부 및 직류 릴레이는 일 방향의 연장 길이가 타 방향의 연장 길이보다 긴 단면으로 형성되지 않더라도, 충분한 아크의 유도 및 소호 효과를 달성할 수 있다. 결과적으로, 아크 유도부 및 직류 릴레이의 설계 자유도 및 생산성이 향상될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 직류 릴레이의 구성 요소를 도시하는 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1의 직류 릴레이의 구성 요소를 도시하는 B-B 단면도이다.
도 4는 도 1의 직류 릴레이의 구성 요소를 도시하는 C-C 단면도이다.
도 5는 도 1의 직류 릴레이의 구성 요소를 도시하는 D-D 단면도이다.
도 6은 도 1의 직류 릴레이의 구성 요소를 도시하는 분해 사시도이다.
도 7은 도 1의 직류 릴레이에 구비되는 프레임을 도시하는 분해 사시도이다.
도 8은 도 1의 직류 릴레이에 구비되는 코어부를 도시하는 분해 사시도이다.
도 9는 도 1의 직류 릴레이에 구비되는 메인 접점부를 도시하는 분해 사시도이다.
도 10은 도 1의 직류 릴레이에 구비되는 서브 접점부를 도시하는 사시도이다.
도 11은 도 10의 서브 접점부를 도시하는 평면도이다.
도 12는 도 10의 서브 접점부를 도시하는 분해 사시도이다.
도 13은 도 10의 서브 접점부와 프레임의 결합 과정을 도시하는 사용 상태도이다.
도 14는 도 1의 직류 릴레이에 구비되는 아크 챔버를 도시하는 사시도이다.
도 15는 도 14의 아크 챔버를 도시하는 평면도 및 저면도이다.
도 16은 도 14의 아크 챔버를 도시하는 분해 사시도이다.
도 17은 도 1의 직류 릴레이에 구비되는 아크 유도부를 도시하는 사시도이다.
도 18은 도 17의 아크 유도부를 도시하는 분해 사시도이다.
도 19는 도 17의 아크 유도부를 도시하는 분해 평면도이다.
도 20은 도 17의 아크 유도부를 도시하는 평단면도이다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이에 구비되는 고정 접점 및 보조 접점 간의 배치 구조 및 절연 거리를 도시하는 C-C 단면도이다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이에 구비되는 아크 챔버 내부에 형성되는 아크 소호 공간을 도시하는 C-C 단면도이다.
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이에 구비되는 서브 접점부와 아크 챔버의 결합 관계 및 아크 챔버의 내부에 형성되는 아크 소호 공간을 도시하는 B-B 단면도이다.
도 24 및 도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이의 내부에서 형성되는 아크의 소호 경로의 예를 도시하는 D-D 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원 시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형 예가 있을 수 있다.
이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "통전"이라는 용어는 두 개 이상의 부재가 전기적 신호 또는 전류를 전달 가능하게 연결됨을 의미한다. 일 실시 예에서, 통전은 도선 부재 등에 의한 유선의 형태 또는 RFID, 블루투스, Wi-Fi 등에 의한 무선의 형태로 형성될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "연통"이라는 용어는 두 개 이상의 부재가 서로 유체 소통 가능하게 연결됨을 의미한다. 일 실시 예에서, 연통은 상기 두 개 이상의 부재의 내부에 형성된 공간에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 연통은 파이프, 관로, 호스 등의 부재에 의해 형성될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "상측", "하측", "전방 측", "후방 측", "좌측" 및 "우측"이라는 용어는 첨부된 도면에 걸쳐 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.
도 1 내지 도 20을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)가 도시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 아크 챔버(500)의 형상을 통해 직류 전원의 통전 또는 차단시 발생되는 아크를 소호하기에 충분한 공간이 확보될 수 있다.
또한, 직류 릴레이(10)의 작동을 위한 전원이 인가되는 서브 접점부(400)와 메인 접점부(300)가 충분히 이격되어, 절연을 위한 거리가 확보될 수 있다.
더 나아가, 자석(magnet)의 배치 구조 및 이에 따라 형성되는 자기장의 방향이 다양화되어, 직류 전원의 통전 또는 차단시 발생되는 아크의 이동 경로가 다양하게 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 직류 릴레이(10)는 프레임(100), 코어부(200), 메인 접점부(300), 서브 접점부(400), 아크 챔버(500), 단자부(600) 및 아크 유도부(700)를 포함한다.
프레임(100)은 직류 릴레이(10)의 외형을 형성한다. 프레임(100)의 내부에는 공간이 형성되어, 직류 릴레이(10)의 다양한 구성 요소가 실장될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 프레임(100)의 내부 공간에는 코어부(200), 메인 접점부(300), 서브 접점부(400), 아크 챔버(500), 단자부(600) 및 아크 유도부(700)가 수용된다.
상기 구성 요소 중 일부의 구성 요소는 프레임(100)의 외측으로 노출되게 배치될 수 있다. 구체적으로, 메인 접점부(300)의 고정 접촉자(310), 단자부(600)의 메인 단자(610) 등은 프레임(100)의 외측으로 노출된다.
프레임(100)의 상기 내부 공간은 외부와 통전된다. 메인 단자(610) 및 이에 통전된 메인 접점부(300)는 별도의 도선 부재(미도시) 등에 의해 외부의 전원 및 부하와 각각 통전될 수 있다. 또한, 코일(250)에 전류를 인가하여 가동 코어(220)를 이동시키는 서브 접점부(400)는 도선 부재(W)에 의해 외부의 전원과 통전된다.
프레임(100)의 상기 내부 공간은 외부와 연통된다. 고정 접촉자(310)와 가동 접촉자(320)가 접촉 또는 이격될 때 발생되는 아크(arc)는 소호되며 외부로 배출될 수 있다.
프레임(100)은 절연성 소재로 형성될 수 있다. 직류 릴레이(10)의 작동시 인가되는 전류 등이 외부로 임의 누설됨을 방지하기 위함이다. 또한, 프레임(100)은 고강성의 소재로 형성될 수 있다. 직류 릴레이(10)가 설치된 외부 환경 및 내부에서 발생된 아크 등에 의한 손상이 방지되기 위함이다. 일 실시 예에서, 프레임(100)은 강화 플라스틱 등의 합성 수지 소재로 형성될 수 있다.
프레임(100)은 직류 릴레이(10)의 외형을 형성하고, 내부에 다양한 구성 요소를 실장할 수 있는 임의의 형태로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 프레임(100)의 상측은 그 단면이 원형이고 상하 방향으로 연장된 원통 형상이다. 또한, 프레임(100)의 하측은 그 높이 방향을 따라 상측은 원형의 단면을 갖고, 하측은 사각형의 단면을 갖게 형성된다.
도 7에 도시된 실시 예에서, 프레임(100)은 상부 프레임(110), 하부 프레임(120), PCB 프레임(130), 지지 플레이트(140) 및 제1 절연 플레이트(150)를 포함한다.
상부 프레임(110)은 프레임(100)의 높이 방향의 일부, 도시된 실시 예에서 상측을 형성한다. 상부 프레임(110)은 하부 프레임(120)과 결합된다. 일 실시 예에서, 상부 프레임(110)은 하부 프레임(120)과 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 상기 실시 예에서, 상부 프레임(110) 및 하부 프레임(120)의 내부에 형성된 공간이 쉽게 개방되어, 유지 보수가 용이해질 수 있다.
상부 프레임(110)은 소정의 형상을 갖게 형성된다. 도시된 실시 예에서, 상부 프레임(110)은 원형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 원통 형상이다.
본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 상부 프레임(110)의 형상은 원통 형상으로 유지한 채, 아크 챔버(500)의 형상을 변형하여 다양한 효과를 달성할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 상부 프레임(110)은 상부 공간(111), 결합 돌기(112), 지지 돌기(113), 상부 개구부(114) 및 상부 분리 벽(115)을 포함한다.
상부 공간(111)은 상부 프레임(110)의 내부에 형성된 공간이다. 상부 공간(111)에는 직류 릴레이(10)의 구성 요소 중 일부가 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상부 공간(111)에는 메인 접점부(300), 서브 접점부(400), 아크 챔버(500), 단자부(600) 및 아크 유도부(700)가 수용된다.
상부 공간(111)은 외부와 연통된다. 아크 챔버(500)의 내부에서 발생된 아크는 소호되며 외부로 배출될 수 있다.
상부 공간(111)은 외부와 통전된다. 메인 접점부(300)의 고정 접촉자(310)는 이와 통전되는 메인 단자(610)에 의해 외부와 통전될 수 있다. 또한, 서브 접점부(400)는 도선 부재(W)에 의해 외부와 통전될 수 있음은 상술한 바와 같다.
상부 공간(111)은 하부 공간(121)과 부분적으로 연통된다. 구체적으로, 상부 공간(111)은 지지 플레이트(140) 및 제1 절연 플레이트(150)에 의해 물리적으로 구획된다. 이때, 지지 플레이트(140)의 내부 및 제1 절연 플레이트(150)의 내부에 형성된 중공에는 샤프트(360)가 승강 가능하게 수용되는 바, 상부 공간(111)은 하부 공간(121)과 부분적으로 연통된다고 할 수 있을 것이다.
상부 공간(111)은 상부 프레임(110)의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상부 프레임(110)은 원통 형상인 바, 그 내부에 형성되는 상부 공간(111) 또한 원형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 원통 형상의 공간으로 형성될 수 있다.
상부 공간(111)을 방사상 외측에서 둘러싸는 상부 프레임(110)의 외주면에는 결합 돌기(112) 및 지지 돌기(113)가 구비된다.
결합 돌기(112) 및 지지 돌기(113)는 상부 프레임(110)이 하부 프레임(120)과 탈거 가능하게 결합되는 부분이다. 결합 돌기(112) 및 지지 돌기(113)는 상부 프레임(110)의 외주면에 위치된다. 결합 돌기(112) 및 지지 돌기(113)는 하부 프레임(120)을 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 하측을 향해 연장된 모서리에 구비된다.
결합 돌기(112)는 하부 프레임(120)에 구비되는 결합 홈(122)에 탈거 가능하게 결합된다. 명칭에서 알 수 있듯이, 결합 돌기(112)는 돌출 형성되어, 결합 홈(122)에 끼움 결합 또는 스냅 결합될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 결합 돌기(112)는 방사상 외측 방향으로 돌출되고, 상부 프레임(110)의 외주 방향을 따라 소정의 길이만큼 연장 형성된다.
결합 돌기(112)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 결합 돌기(112)는 상부 프레임(110)의 외주 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 7에 도시된 실시 예에서, 결합 돌기(112)는 두 개 구비되어 상부 프레임(110)의 외주 방향을 따라 서로 이격되어 배치된다.
결합 돌기(112)는 복수 개의 쌍으로 구비될 수 있다. 복수 개의 쌍의 결합 돌기(112)는 상부 프레임(110)의 외주 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 7에 도시된 실시 예에서, 결합 돌기(112)는 두 쌍 구비되어 상부 프레임(110)의 외주 방향을 따라 서로 이격되어 배치된다.
일 실시 예에서, 각 쌍의 결합 돌기(112)는 상부 프레임(110)의 중심에 대해 소정의 각도를 이루게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 180°이다.
상부 프레임(110)의 외주 방향을 따라 각 쌍의 결합 돌기(112) 사이에는 지지 돌기(113)가 위치된다.
지지 돌기(113)는 상부 프레임(110)이 지지 플레이트(140)와 결합되는 부분이다. 지지 돌기(113)는 지지 플레이트(140)에 형성되는 지지 홈(141)에 탈거 가능하게 결합된다. 명칭에서 알 수 있듯이, 지지 돌기(113)는 소정의 형상을 갖게 형성되어, 상기 지지 홈(141)에 스냅 결합될 수 있다.
즉, 도시된 실시 예에서, 지지 돌기(113)는 하부 프레임(120)을 향하는 방향의 단면적이 하부 프레임(120)에 반대되는 방향의 단면적보다 작게 형성된다. 지지 돌기(113)의 외주면은 하부 프레임(120)에 반대되는 방향을 따라 방사상 외측을 향해 경사지게 연장 형성될 수 있다.
지지 돌기(113)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 지지 돌기(113)는 상부 프레임(110)의 외주 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 7에 도시된 실시 예에서, 지지 돌기(113)는 두 개 구비되어 상부 프레임(110)의 외주 방향을 따라 서로 이격되어 배치된다. 이때, 지지 돌기(113)는 상부 공간(111)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치될 수 있다.
상기 실시 예에서, 복수 개의 지지 돌기(113)는 상부 프레임(110)의 중심에 대해 소정의 각도를 이루게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 180°이다.
즉, 도시된 실시 예에서, 결합 돌기(112) 및 지지 돌기(113)는 상부 프레임(110)의 외주를 따라 서로 교번적으로 배치된다.
상부 개구부(114)는 상부 공간(111)이 외부와 연통되는 부분이다. 상부 개구부(114)는 상부 공간(111)을 둘러싸는 상부 프레임(110)의 일 면에 관통 형성된다. 도시된 실시 예에서, 상부 개구부(114)는 상부 프레임(110)의 상면에 관통 형성된다.
상부 개구부(114)는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 상부 개구부(114)에는 복수 개의 고정 접촉자(310)가 각각 관통 결합될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상부 개구부(114)는 두 개 구비되어, 각각 제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312)가 관통 결합된다.
상부 개구부(114)는 상부 공간(111)과 외부를 연통하여 고정 접촉자(310)가 관통 결합될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상부 개구부(114)는 원형의 단면을 갖고 상하 방향의 두께를 갖는 원판 형상의 공간이다.
복수 개의 상부 개구부(114) 사이에는 상부 분리 벽(115)이 구비된다.
상부 분리 벽(115)은 복수 개의 상부 개구부(114)를 물리적으로 구획하여, 각 상부 개구부(114)에 수용된 고정 접촉자(310) 및 고정 접촉자(310)에 각각 통전되는 메인 단자(610) 간의 통전을 차단한다.
상부 분리 벽(115)은 일 방향으로 연장 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상부 분리 벽(115)은 전후 방향으로 연장 형성되어, 좌우 방향으로 이격되어 배치되는 복수 개의 상부 개구부(114) 사이에 위치된다.
상부 분리 벽(115)은 소정의 높이, 즉 도시된 실시 예에서 상하 방향의 길이를 갖게 형성될 수 있다. 상부 분리 벽(115)의 높이는 제1 메인 단자(611) 및 제2 메인 단자(612)를 전기적으로 이격시킬 수 있는 임의의 높이일 수 있다.
하부 프레임(120)은 프레임(100)의 높이 방향의 나머지 일부, 도시된 실시 예에서 하측을 형성한다. 하부 프레임(120)은 상부 프레임(110)과 결합된다. 일 실시 예에서, 하부 프레임(120)은 상부 프레임(110)과 탈거 가능하게 결합될 수 있다.
하부 프레임(120)은 소정의 형상을 갖게 형성된다. 도시된 실시 예에서, 하부 프레임(120)은 상부 프레임(110)을 향하는 일측, 즉 상측은 상부 프레임(110)의 단면의 형상에 상응하게, 원형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 원통 형상이다.
또한, 도시된 실시 예에서, 상부 프레임(110)에 반대되는 하부 프레임(120)의 나머지 타측, 즉 하측은 사각형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상이다. 상기 실시 예에서, 하부 프레임(120)의 하측의 단면의 일 변의 길이는 하부 프레임(120)의 상측의 단면의 직경과 같을 수 있다.
따라서, 하부 프레임(120)의 하측 부분은 상측 부분에 비해 큰 단면적을 갖게 형성되어, 직류 릴레이(10)가 안정적으로 지지될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 하부 프레임(120)은 하부 공간(121), 결합 홈(122) 및 PCB 수용부(123)를 포함한다.
하부 공간(121)은 하부 프레임(120)의 내부에 형성된 공간이다. 하부 공간(121)에는 직류 릴레이(10)의 구성 요소 중 나머지 일부가 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 하부 공간(121)에는 코어부(200) 및 메인 접점부(300)의 일부가 수용된다.
하부 공간(121)은 외부와 통전된다. 코어부(200)의 코일(250)은 자기장을 형성하기 위한 전류를 서브 접점부(400)로부터 전달받을 수 있다.
하부 공간(121)은 상부 공간(111)과 부분적으로 연통된다. 메인 접점부(300)의 샤프트(360)는 하부 공간(121) 및 상부 공간(111)에 각각 부분적으로 수용되어, 승강 가능하게 구비될 수 있다.
하부 공간(121)은 하부 프레임(120)의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 하부 프레임(120)의 상측 부분은 원통 형상인 바, 그 내부에 형성되는 하부 공간(121) 또한 원형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 원통 형상의 공간으로 형성될 수 있다.
하부 공간(121)을 방사상 외측에서 둘러싸는 하부 프레임(120)의 외주면에는 결합 홈(122)이 형성된다.
결합 홈(122)은 하부 프레임(120)이 상부 프레임(110)과 탈거 가능하게 결합되는 부분이다. 결합 홈(122)은 하부 프레임(120)의 외주면에 형성된다. 도시된 실시 예에서, 결합 홈(122)은 하부 프레임(120)의 상측, 즉 상부 프레임(110)을 향하는 일측에 치우쳐 위치된다.
명칭에서 알 수 있듯이, 결합 홈(122)은 함몰 형성 또는 관통 형성되어 결합 돌기(112)가 탈거 가능하게 수용될 수 있다. 결합 홈(122)에는 결합 돌기(112)가 끼움 결합 또는 스냅 결합될 수 있음은 상술한 바와 같다.
결합 홈(122)은 결합 돌기(112)의 형상에 상응하게 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 결합 돌기(112)는 상부 프레임(110)의 외주 방향을 따라 연장 형성된 바, 결합 홈(122) 또한 하부 프레임(120)의 외주 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.
결합 홈(122)은 결합 돌기(112)의 개수에 상응하게 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 결합 돌기(112)는 두 개 구비되어 상부 프레임(110)의 외주 방향을 따라 이격되어 배치되는 바, 결합 홈(122) 또한 두 개 형성되어, 하부 프레임(120)의 외주 방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다.
결합 홈(122)은 복수 개의 쌍으로 구비될 수 있다. 복수 개의 쌍의 결합 홈(122)은 복수 개의 쌍의 결합 돌기(112)의 배치 방식에 따라 배치될 수 있다. 도 7에 도시된 실시 예에서, 결합 홈(122)은 두 쌍 구비되어 하부 프레임(120)의 외주 방향을 따라 서로 이격되어 배치된다.
이때, 각 쌍의 결합 홈(122)은 하부 프레임(120)의 중심에 대해 소정의 각도를 이루게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 180°이다.
상부 프레임(110)에 반대되는 하부 프레임(120)의 일측, 도시된 실시 예에서 하측에는 PCB 수용부(123)가 형성된다.
PCB 수용부(123)는 직류 릴레이(10)를 제어하기 위해 구비되는 PCB(131)가 수용되는 공간이다. PCB 수용부(123)는 외부와 통전 가능하게 연결되어, PCB(131)를 제어하기 위한 전류 및 전기적 제어 신호가 입력될 수 있다. 또한,
PCB 수용부(123)는 하부 공간(121)과 물리적으로 이격된다. 즉, 도시된 실시 예에서, PCB 수용부(123)는 하부 공간(121)을 하측에서 둘러싸는 면에 의해 하부 공간(121)과 물리적으로 이격된다.
PCB 수용부(123)는 PCB 프레임(130)을 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, PCB 수용부(123)는 일 방향으로 연장되는 한 쌍의 변의 길이가 타 방향으로 연장되는 한 쌍의 변의 길이보다 긴 직사각형의 단면을 갖게 형성된다.
PCB 수용부(123)는 PCB 프레임(130)에 의해 폐쇄될 수 있다.
PCB 프레임(130)은 하부 프레임(120)에 결합되어, PCB(131)를 안정적으로 지지한다. PCB 프레임(130)은 하부 프레임(120)의 PCB 수용부(123)에 수용된다. 일 실시 예에서, PCB 프레임(130)은 PCB 수용부(123)에 탈거 가능하게 결합될 수 있다.
PCB 프레임(130)은 PCB 수용부(123)에 결합되어 PCB(131)를 지지할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, PCB 프레임(130)은 서로 마주하는 한 쌍의 면의 연장 길이가 다른 한 쌍의 면의 길이보다 길게 형성된 직사각형의 단면을 갖게 형성된다. PCB 프레임(130)의 형상은 PCB 수용부(123) 및 PCB(131)의 형상에 따라 변경될 수 있다.
PCB 프레임(130)의 내부에는 복수 개의 관통공이 형성될 수 있다. 복수 개의 상기 관통공 사이에는 리브가 연장 형성되어, PCB(131)를 안정적으로 지지할 수 있다.
PCB 프레임(130)의 내부에는 PCB(131)가 수용된다. 상부 프레임(110)을 향하는 PCB(131)의 일 면, 도시된 실시 예에서 상측 면은 PCB 수용부(123)를 상측에서 둘러싸는 면에 의해 감싸진다. 상부 프레임(110)에 반대되는 PCB(131)의 타 면, 도시된 실시 예에서 하측 면은 PCB 프레임(130)에 의해 감싸진다.
PCB(131)는 다른 구성 요소와 통전된다. 일 실시 예에서, PCB(131)는 메인 접점부(300)와 통전될 수 있다.
PCB(131)에 의해 직류 릴레이(10)의 다른 구성 요소가 제어되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
지지 플레이트(140)는 상부 프레임(110) 및 하부 프레임(120)과 각각 결합되어, 상부 공간(111) 및 하부 공간(121)을 물리적으로 이격시킨다. 이때, 지지 플레이트(140)의 내부에는 지지 관통공(142)이 관통 형성되어 샤프트(360)가 승강되기 위한 통로로 기능된다.
지지 플레이트(140)는 상부 프레임(110) 및 하부 프레임(120)에 각각 결합되어 직류 릴레이(10)를 형성할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 지지 플레이트(140)는 서로 마주하는 직선 형태의 한 쌍의 모서리 및 상기 한 쌍의 모서리의 각 단부에서 라운드지게 연장되는 다른 한 쌍의 모서리를 포함한다.
명칭에서 알 수 있듯이, 지지 플레이트(140)는 소정의 두께를 갖는 판 형으로 구비된다. 이에 따라, 지지 플레이트(140)가 직류 릴레이(10)의 내부에서 점유하는 공간의 크기가 감소될 수 있다.
도 2 내지 도 3에 도시된 실시 예에서, 지지 플레이트(140)는 하부 공간(121)에 수용된다. 지지 플레이트(140)의 상측에는 제1 절연 플레이트(150), 메인 접점부(300), 서브 접점부(400), 아크 챔버(500), 단자부(600) 및 아크 유도부(700)가 위치된다. 지지 플레이트(140)의 하측에는 코어부(200)가 위치된다.
도시된 실시 예에서, 지지 플레이트(140)는 지지 홈(141) 및 지지 관통공(142)을 포함한다.
지지 홈(141)은 상부 프레임(110)의 지지 돌기(113)가 수용되는 공간이다. 지지 돌기(113)는 지지 홈(141)에 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 지지 돌기(113)는 지지 홈(141)에 스냅 결합될 수 있음은 상술한 바와 같다.
지지 홈(141)은 지지 돌기(113)의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 지지 홈(141)은 전후 방향으로 연장되고, 상하 방향으로 관통 형성된다.
지지 홈(141)은 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 지지 홈(141)은 지지 플레이트(140)의 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 복수 개의 지지 홈(141)은 상기 다른 한 쌍의 모서리에 인접하게 배치된다. 지지 홈(141)의 배치 방식은 지지 돌기(113)의 배치 방식에 따라 변경될 수 있다.
지지 관통공(142)은 지지 플레이트(140)의 내부에 형성된 중공이다. 지지 관통공(142)은 지지 플레이트(140)의 두께 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 관통 형성된다. 지지 관통공(142)에는 메인 접점부(300)의 샤프트(360)가 승강 가능하게 관통 결합된다.
지지 관통공(142)은 샤프트(360)가 승강 가능하게 결합될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 샤프트(360)는 원형의 단면을 갖고 상하 방향으로 연장 형성된 원기둥 형상인 바, 지지 관통공(142) 또한 원형의 단면을 갖게 형성된다. 상기 실시 예에서, 지지 관통공(142)의 중심은 홀더 관통공(152), 코어부(200) 및 샤프트(360) 등의 중심과 같은 중심축을 갖게 형성될 수 있다.
지지 플레이트(140)의 상측에는 제1 절연 플레이트(150)가 적층된다.
제1 절연 플레이트(150)는 상부 공간(111) 및 하부 공간(121)을 물리적, 전기적으로 이격시킨다. 상부 공간(111)에 수용된 구성 요소 및 하부 공간(121)에 수용된 구성 요소는 제1 절연 플레이트(150)에 의해 서로에 대해 전기적인 영향을 미치지 않게 된다.
제1 절연 플레이트(150)는 지지 플레이트(140)에 적층된다. 도 2 내지 도 3에 도시된 실시 예에서, 제1 절연 플레이트(150)는 하부 공간(121)에 수용된다. 제1 절연 플레이트(150)의 상측에는 메인 접점부(300), 서브 접점부(400), 아크 챔버(500), 단자부(600) 및 아크 유도부(700)가 위치된다. 제1 절연 플레이트(150)의 하측에는 지지 플레이트(140) 및 코어부(200)가 위치된다.
제1 절연 플레이트(150)는 상부 공간(111) 및 하부 공간(121)을 물리적으로 이격시킬 수 있는 임의의 소재로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 절연 플레이트(150)는 고무 또는 세라믹 소재로 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 절연 플레이트(150)는 홀더 지지부(151) 및 홀더 관통공(152)을 포함한다.
홀더 지지부(151)는 서브 접점부(400)의 접점 홀더(401)를 지지한다. 후술될 바와 같이 접점 홀더(401)는 아크 챔버(500)의 내부에 수용되어 하부 프레임(120)을 향해 연장 형성된다. 홀더 지지부(151)는 접점 홀더(401)의 몸체부(410), 구체적으로 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)을 지지하여, 접점 홀더(401)의 임의 요동을 방지한다.
홀더 지지부(151)는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)을 수용하는 공간 및 상기 공간을 둘러싸는 격벽을 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 홀더 지지부(151)는 방사상 외측을 향하는 일측이 개방 형성된 공간 및 상기 공간을 방사상 내측을 향하는 복수 개의 타측에서 둘러싸는 격벽을 포함한다. 상기 격벽은 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)을 안정적으로 지지하기에 충분한 높이만큼 연장될 수 있다.
따라서, 아크와 함께 충격이 발생될 경우, 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)은 방사상 외측을 향해 소정 거리만큼 이동되며 충격이 완충될 수 있다. 또한, 아크가 발생되지 않은 경우, 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)은 상기 격벽들에 의해 안정적으로 지지될 수 있다.
홀더 지지부(151)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 홀더 지지부(151)는 서로 다른 위치에 배치되어, 각각 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)을 수용, 지지할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 홀더 지지부(151)는 두 개 구비되어, 전방 측 및 후방 측에 각각 위치된다. 상기 실시 예에서, 두 개의 홀더 지지부(151)는 홀더 관통공(152)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치될 수 있다.
홀더 관통공(152)은 제1 절연 플레이트(150)의 내부에 형성된 중공이다. 홀더 관통공(152)은 제1 절연 플레이트(150)의 두께 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 관통 형성된다. 홀더 관통공(152)에는 메인 접점부(300)의 샤프트(360)가 승강 가능하게 관통 결합된다.
홀더 관통공(152)은 샤프트(360)가 승강 가능하게 결합될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 홀더 관통공(152)은 샤프트(360)와 같이 원형의 단면을 갖게 형성된다. 상기 실시 예에서, 홀더 관통공(152)의 중심은 지지 관통공(142), 코어부(200) 및 샤프트(360) 등과 같은 중심축을 갖게 형성될 수 있음은 상술한 바와 같다.
코어부(200)는 서브 접점부(400)와 통전되어, 직류 릴레이(10)의 내부에서 승강된다. 코어부(200)의 승강에 따라 메인 접점부(300)의 가동 접촉자(320) 또한 함께 승강되어, 메인 접점부(300)가 외부의 전원 및 부하와 통전될 수 있다.
코어부(200)는 프레임(100)의 내부 공간에 수용된다. 구체적으로, 코어부(200)는 하부 공간(121)에 승강 가능하게 수용된다.
코어부(200)는 외부와 통전된다. 구체적으로, 코어부(200)는 서브 접점부(400) 및 도선 부재(W)를 통해 외부의 제어 전원(미도시)과 통전된다. 코어부(200)는 상기 외부의 제어 전원(미도시)에서 인가된 제어 신호 및 전류에 따라 작동될 수 있다.
코어부(200)는 메인 접점부(300)와 연결된다. 코어부(200)가 승강됨에 따라, 메인 접점부(300)의 샤프트(360) 및 이와 결합된 가동 접촉자(320)가 함께 승강되어 가동 접촉자(320)와 고정 접촉자(310)가 통전될 수 있다. 이에 따라, 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 및 부하와 통전될 수 있다.
도 8에 도시된 실시 예에서, 코어부(200)는 고정 코어(210), 가동 코어(220), 요크(230), 보빈(240), 코일(250), 코어 스프링(260), 요크 링(270) 및 실린더(280)를 포함한다.
고정 코어(210)는 코일(250)에서 발생되는 자기장에 의해 자화(magnetize)되어 전자기적 인력을 발생시킨다. 상기 전자기적 인력에 의해, 가동 코어(220)가 고정 코어(210)를 향해 이동된다(도 2 내지 도 3에서 상측 방향).
고정 코어(210)는 이동되지 않는다. 즉, 고정 코어(210)는 지지 플레이트(140) 및 실린더(280)에 고정 결합된다.
고정 코어(210)는 자기장에 의해 자화되어 전자기력을 발생시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 고정 코어(210)는 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
고정 코어(210)는 실린더(280) 내부의 상측 공간에 부분적으로 수용된다. 또한, 고정 코어(210)의 외주는 실린더(280)의 내주에 접촉된다.
고정 코어(210)는 지지 플레이트(140)와 가동 코어(220) 사이에 위치된다.
고정 코어(210)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공(미도시)에는 샤프트(360)가 상하 이동 가능하게 관통 결합된다.
고정 코어(210)는 가동 코어(220)와 소정 거리만큼 이격되도록 위치된다. 따라서, 가동 코어(220)가 고정 코어(210)를 향해 이동될 수 있는 거리는 상기 소정 거리로 제한될 수 있다. 이에, 상기 소정 거리는 "가동 코어(220)의 이동 거리"로 정의될 수 있을 것이다.
고정 코어(210)의 하측에는 코어 스프링(260)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부가 접촉된다. 고정 코어(210)가 자화되어 가동 코어(220)가 상측으로 이동되면, 코어 스프링(260)이 압축되며 복원력이 저장된다.
이에 따라, 제어 전원의 인가가 해제되어 고정 코어(210)의 자화가 종료되면, 가동 코어(220)가 상기 복원력에 의해 다시 하측으로 복귀될 수 있다.
가동 코어(220)는 제어 전원이 인가되면 고정 코어(210)가 생성하는 전자기적 인력에 의해 고정 코어(210)를 향해 이동된다.
가동 코어(220)의 이동에 따라, 가동 코어(220)에 결합된 샤프트(360)가 고정 코어(210)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다. 또한, 샤프트(360)가 이동됨에 따라, 샤프트(360)에 결합된 가동 접촉자(320)가 상측으로 이동된다.
이에 따라, 고정 접촉자(310)와 가동 접촉자(320)가 접촉되어 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다.
가동 코어(220)는 전자기력에 의한 인력을 받을 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 가동 코어(220)는 자성체 소재로 형성되거나, 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
가동 코어(220)는 실린더(280)의 내부에 수용된다. 또한, 가동 코어(220)는 실린더(280) 내부에서 실린더(280)의 길이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 이동될 수 있다.
구체적으로, 가동 코어(220)는 고정 코어(210)를 향하는 방향 및 고정 코어(210)에서 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.
가동 코어(220)는 샤프트(360)와 결합된다. 가동 코어(220)는 샤프트(360)와 일체로 이동될 수 있다. 가동 코어(220)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 샤프트(360) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다. 이에 따라, 가동 접촉자(320) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다.
가동 코어(220)는 고정 코어(210)의 하측에 위치된다. 가동 코어(220)는 고정 코어(210)와 소정 거리만큼 이격된다. 상기 소정 거리는 가동 코어(220)가 상하 방향으로 이동될 수 있는 거리임은 상술한 바와 같다.
가동 코어(220)는 길이 방향으로 연장 형성된다. 가동 코어(220)의 내부에는 길이 방향으로 연장되는 중공부가 소정 거리만큼 함몰 형성된다. 상기 중공부에는 코어 스프링(260) 및 코어 스프링(260)에 관통 결합된 샤프트(360)의 하측이 부분적으로 수용된다.
상기 중공부의 하측에는 관통공이 길이 방향으로 관통 형성된다. 상기 중공부와 상기 관통공은 연통된다. 상기 중공부에 삽입된 샤프트(360)의 하측 단부는 상기 관통공까지 연장될 수 있다.
가동 코어(220)의 하측 단부에는 공간부가 소정 거리만큼 함몰 형성된다. 상기 공간부는 상기 관통공과 연통된다. 상기 공간부에는 샤프트(360)의 하측 헤드부가 위치된다.
요크(230)는 제어 전원이 인가됨에 따라 자로(magnetic circuit)를 형성한다. 요크(230)가 형성하는 자로는 코일(250)이 형성하는 자기장의 방향을 조절하도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 서브 접점부(400)를 통해 제어 전원이 인가되면 코일(250)은 가동 코어(220)가 고정 코어(210)를 향해 이동되는 방향으로 자기장을 생성할 수 있다. 요크(230)는 통전 가능한 전도성 소재로 형성될 수 있다.
요크(230)는 하부 공간(121)에 수용된다. 요크(230)는 코일(250)을 둘러싼다. 코일(250)은 요크(230)의 내주면과 소정 거리만큼 이격되도록 요크(230)의 내부에 수용될 수 있다.
요크(230)의 내부에는 보빈(240)이 수용된다. 즉, 하부 프레임(120)의 외주로부터 방사상 내측을 향하는 방향으로 요크(230), 코일(250) 및 코일(250)이 권취되는 보빈(240)이 순서대로 배치된다.
요크(230)의 상측은 지지 플레이트(140)에 접촉된다. 또한, 요크(230)의 외주는 하부 프레임(120)의 내주에 접촉되거나, 하부 프레임(120)의 내주로부터 소정 거리만큼 이격되도록 위치될 수 있다.
보빈(240)에는 코일(250)이 권취된다. 보빈(240)은 요크(230) 내부에 수용된다.
보빈(240)은 평판형의 상부 및 하부와, 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 상부와 하부를 연결하는 원통형의 기둥부를 포함할 수 있다. 즉, 보빈(240)은 실패(bobbin) 형상이다.
보빈(240)의 상부는 지지 플레이트(140)의 하측과 접촉된다. 보빈(240)의 기둥부에는 코일(250)이 권취된다. 코일(250)이 권취되는 두께는 보빈(240)의 상부 및 하부의 직경과 같거나 더 작게 구성될 수 있다.
보빈(240)의 기둥부에는 길이 방향으로 연장되는 중공부가 관통 형성된다. 상기 중공부에는 실린더(280)가 수용될 수 있다. 보빈(240)의 기둥부는 고정 코어(210), 가동 코어(220) 및 샤프트(360)와 같은 중심축을 갖도록 배치될 수 있다.
코일(250)은 인가된 제어 전원에 의해 자기장을 발생시킨다. 코일(250)이 발생시키는 자기장에 의해 고정 코어(210)가 자화되어, 가동 코어(220)에 전자기적 인력이 인가될 수 있다.
코일(250)은 보빈(240)에 권취된다. 구체적으로, 코일(250)은 보빈(240)의 기둥부에 권취되어, 상기 기둥부의 방사상 외측으로 적층된다. 코일(250)은 요크(230)의 내부에 수용된다.
제어 전원이 인가되면, 코일(250)은 자기장을 생성한다. 이때, 요크(230)에 의해 코일(250)이 생성하는 자기장의 세기 또는 방향 등이 제어될 수 있다. 코일(250)이 생성한 자기장에 의해 고정 코어(210)가 자화된다.
고정 코어(210)가 자화되면, 가동 코어(220)는 고정 코어(210)를 향하는 방향으로의 전자기력, 즉, 인력을 받게 된다. 이에 따라, 가동 코어(220)는 고정 코어(210)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다.
코일(250)은 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 코일(250)은 서브 접점부(400)에서 인가되는 서로 다른 제어 신호에 따라 자기장을 형성하게 구성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 코일(250)은 트립 코일(251) 및 홀딩 코일(252)을 포함하여 두 개 구비된다.
트립 코일(251) 및 홀딩 코일(252)은 방사 방향으로 적층되게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 트립 코일(251)은 홀딩 코일(252)의 방사상 외측에서 홀딩 코일(252)을 감싸게 형성된다. 이를 위해, 트립 코일(251)의 내부에는 홀딩 코일(252)을 수용하기 위한 중공이 관통 형성된다.
홀딩 코일(252)은 트립 코일(251)의 방사상 내측에 위치된다. 홀딩 코일(252)은 실린더(280) 및 이에 수용된 가동 코어(220), 코어 스프링(260) 및 요크 링(270) 등을 방사상 외측에서 둘러싸게 형성된다. 이를 위해, 홀딩 코일(252)의 내부에도 중공이 관통 형성된다.
코어 스프링(260)은 가동 코어(220)가 고정 코어(210)를 향해 이동된 후 제어 전원의 인가가 해제되면, 가동 코어(220)가 원래 위치로 복귀되기 위한 복원력을 제공한다.
코어 스프링(260)은 가동 코어(220)가 고정 코어(210)를 향해 이동됨에 따라 압축되며 복원력을 저장한다. 이때, 저장되는 복원력은 고정 코어(210)가 자화되어 가동 코어(220)에 미치는 전자기적 인력보다 작은 것이 바람직하다. 제어 전원이 인가되는 동안에는 가동 코어(220)가 코어 스프링(260)에 의해 임의로 원위치에 복귀되는 것을 방지하기 위함이다.
제어 전원의 인가가 해제되면, 가동 코어(220)는 코어 스프링(260)에 의한 복원력을 받게 된다. 물론, 가동 코어(220)의 자중(empty weight)에 의한 중력 또한 가동 코어(220)에 작용될 수 있다. 이에 따라, 가동 코어(220)는 고정 코어(210)로부터 멀어지는 방향으로 이동되어 원 위치로 복귀될 수 있다.
코어 스프링(260)은 형상이 변형되어 복원력을 저장하고, 원래 형상으로 복귀되며 복원력을 외부에 전달할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 코어 스프링(260)은 코일 스프링(coil spring)으로 구비될 수 있다.
코어 스프링(260)에는 샤프트(360)가 관통 결합된다. 샤프트(360)는 코어 스프링(260)이 결합된 상태에서 코어 스프링(260)의 형상 변형과 무관하게 상하 방향으로 이동될 수 있다.
코어 스프링(260)은 가동 코어(220)의 상측에 함몰 형성된 중공부에 수용된다. 또한, 고정 코어(210)를 향하는 코어 스프링(260)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 고정 코어(210)의 하측에 함몰 형성된 중공부에 수용된다.
요크 링(270)은 보빈(240) 및 실린더(280)와 각각 결합되어, 실린더(280)의 위치를 유지한다.
요크 링(270)은 보빈(240)의 내부에 형성된 중공에 수용된다. 요크 링(270)의 내부에는 중공이 형성되어, 실린더(280) 및 실린더(280)에 수용되는 다른 구성 요소가 관통될 수 있다.
즉, 도시된 실시 예에서, 요크 링(270)은 방사 방향으로 보빈(240)과 실린더(280) 사이에 위치된다.
실린더(280)는 고정 코어(210), 가동 코어(220), 코어 스프링(260) 및 샤프트(360)를 수용한다. 가동 코어(220) 및 샤프트(360)는 실린더(280) 내부에서 상측 및 하측 방향으로 이동될 수 있다.
실린더(280)는 보빈(240)의 기둥부에 형성된 중공부에 위치된다. 실린더(280)의 상측 단부는 지지 플레이트(140)의 하측 면에 접촉된다.
실린더(280)의 측면은 보빈(240)의 기둥부의 내주면에 접촉된다. 실린더(280)의 상측 개구부는 고정 코어(210)에 의해 밀폐될 수 있다. 실린더(280)의 하측 면은 하부 프레임(120)의 내면에 접촉될 수 있다.
메인 접점부(300)는 코어부(200)의 동작에 따라 전류의 통전을 허용하거나 차단한다. 구체적으로, 메인 접점부(300)의 가동 접촉자(320)가 이동되어 고정 접촉자(310)와 접촉되거나 이격되어 전류의 통전을 허용하거나 차단할 수 있다.
메인 접점부(300)는 상부 공간(111)에 수용된다. 메인 접점부(300)는 제1 절연 플레이트(150) 및 지지 플레이트(140)에 의해 코어부(200)와 전기적 및 물리적으로 이격될 수 있다.
메인 접점부(300)는 아크 챔버(500)의 내부에 수용된다. 메인 접점부(300)의 작동시 발생되는 아크는 아크 챔버(500)에 의해 소호되며 외부로 배출될 수 있다.
도 9에 도시된 실시 예에서, 메인 접점부(300)는 고정 접촉자(310), 가동 접촉자(320), 하우징(330), 커버(340), 접점 스프링(350) 및 샤프트(360)를 포함한다.
고정 접촉자(310)는 가동 접촉자(320)와 접촉되거나 이격되어, 직류 릴레이(10)의 내부와 외부의 통전을 인가하거나 차단한다.
구체적으로, 고정 접촉자(310)가 가동 접촉자(320)와 접촉되면, 직류 릴레이(10)의 내부와 외부가 통전될 수 있다. 반면, 고정 접촉자(310)가 가동 접촉자(320)와 이격되면, 직류 릴레이(10)의 내부와 외부의 통전이 차단된다.
명칭에서 알 수 있듯이, 고정 접촉자(310)는 이동되지 않는다. 즉, 고정 접촉자(310)는 상부 프레임(110) 및 아크 챔버(500)에 고정 결합된다. 따라서, 고정 접촉자(310)와 가동 접촉자(320)의 접촉 및 이격은 가동 접촉자(320)의 이동에 의해 달성된다.
고정 접촉자(310)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 상부 프레임(110)의 외측으로 노출된다. 상기 일측 단부에는 단자부(600)의 메인 단자(610)가 통전 가능하게 연결된다.
고정 접촉자(310)는 복수 개로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(310)는 좌측의 제1 고정 접촉자(311) 및 우측의 제2 고정 접촉자(312)를 포함하여, 두 개 구비된다.
제1 고정 접촉자(311)는 가동 접촉자(320)의 길이 방향의 중심으로부터 일측, 도시된 실시 예에서 좌측으로 치우치게 위치된다. 또한, 제2 고정 접촉자(312)는 가동 접촉자(320)의 길이 방향의 중심으로부터 타측, 도시된 실시 예에서 우측으로 치우치게 위치된다.
제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312) 중 어느 하나에는 전원이 통전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312) 중 다른 하나에는 부하가 통전 가능하게 연결될 수 있다.
고정 접촉자(310)의 타측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 가동 접촉자(320)를 향해 연장된다.
가동 접촉자(320)는 제어 전원의 인가에 따라 고정 접촉자(310)와 접촉되어, 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 및 부하와 통전되도록 한다. 또한, 가동 접촉자(320)는 제어 전원의 인가가 해제될 경우 고정 접촉자(310)와 이격되어, 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 및 부하와 통전되지 않도록 한다.
가동 접촉자(320)는 고정 접촉자(310)에 인접하게 위치된다.
가동 접촉자(320)의 상측은 커버(340)에 의해 부분적으로 덮인다. 일 실시 예에서, 가동 접촉자(320)의 상측 면의 일부는 커버(340)의 하측 면과 접촉될 수 있다.
가동 접촉자(320)의 하측은 접점 스프링(350)에 의해 탄성 지지된다. 가동 접촉자(320)가 하측으로 임의 이동되지 않도록, 접점 스프링(350)은 소정 거리만큼 압축된 상태에서 가동 접촉자(320)를 탄성 지지할 수 있다.
가동 접촉자(320)는 길이 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 연장 형성된다. 즉, 가동 접촉자(320)의 길이는 폭보다 길게 형성된다. 따라서, 하우징(330)에 수용된 가동 접촉자(320)의 길이 방향의 양측 단부는 하우징(330)의 외측으로 노출된다. 상기 양측 단부에는 고정 접촉자(310)가 접촉된다.
가동 접촉자(320)의 폭은 하우징(330)의 각 측면이 서로 이격되는 거리와 동일할 수 있다. 즉, 가동 접촉자(320)가 하우징(330)에 수용되면, 가동 접촉자(320)의 폭 방향 양 측면은 하우징(330)의 각 측면의 내면에 접촉될 수 있다.
이에 따라, 가동 접촉자(320)가 하우징(330)에 수용된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
하우징(330)은 가동 접촉자(320) 및 가동 접촉자(320)를 탄성 지지하는 접점 스프링(350)을 수용한다.
도시된 실시 예에서, 하우징(330)은 일측 및 그에 대향하는 타측이 개방된다. 상기 개방된 부분에는 가동 접촉자(320)가 관통 삽입될 수 있다.
하우징(330)의 개방되지 않은 측면은, 수용된 가동 접촉자(320)를 감싸도록 구성될 수 있다.
하우징(330)의 상측에는 커버(340)가 구비된다. 커버(340)는 하우징(330)에 수용된 가동 접촉자(320)의 상측 면을 덮는다.
하우징(330) 및 커버(340)는 의도치 않은 통전이 방지되도록 절연성 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 일 실시 예에서, 하우징(330) 및 커버(340)는 합성 수지 등으로 형성될 수 있다.
하우징(330)의 하측은 샤프트(360)와 연결된다. 샤프트(360)와 연결된 가동 코어(220)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 하우징(330) 및 이에 수용된 가동 접촉자(320) 또한 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.
하우징(330)과 커버(340)는 임의의 부재에 의해 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 하우징(330)과 커버(340)는 볼트, 너트 등의 체결 부재(미도시)에 의해 결합될 수 있다.
접점 스프링(350)은 가동 접촉자(320)를 탄성 지지한다. 가동 접촉자(320)가 고정 접촉자(310)와 접촉될 경우, 전자기적 반발력에 의해 가동 접촉자(320)는 고정 접촉자(310)에서 이격되려는 경향을 갖게 된다.
이때, 접점 스프링(350)은 가동 접촉자(320)를 탄성 지지하여, 가동 접촉자(320)가 고정 접촉자(310)에서 임의 이격되는 것을 방지한다.
접점 스프링(350)은 형상의 변형에 의해 복원력을 저장하고, 저장된 복원력을 다른 부재에 제공할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 접점 스프링(350)은 코일 스프링으로 구비될 수 있다.
가동 접촉자(320)를 향하는 접점 스프링(350)의 일측 단부는 가동 접촉자(320)의 하측에 접촉된다. 또한, 상기 일측 단부에 대향하는 접점 스프링(350)의 타측 단부는 하우징(330)의 상측에 접촉된다.
접점 스프링(350)은 소정 거리만큼 압축되어 복원력을 저장한 상태로 가동 접촉자(320)를 탄성 지지할 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(320)와 고정 접촉자(310) 사이에서 전자기적 반발력이 발생되더라도, 가동 접촉자(320)가 임의로 이동되지 않게 된다.
접점 스프링(350)의 안정적인 결합을 위해, 가동 접촉자(320)의 하측에는 접점 스프링(350)의 중공에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다. 마찬가지로, 하우징(330)의 상측에도 접점 스프링(350)의 중공에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다.
샤프트(360)는 코어부(200)가 작동됨에 따라 발생되는 구동력을 메인 접점부(300)에 전달한다. 구체적으로, 샤프트(360)는 가동 코어(220) 및 가동 접촉자(320)와 연결된다. 가동 코어(220)가 상측 또는 하측으로 이동될 경우 샤프트(360)에 의해 가동 접촉자(320) 또한 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.
샤프트(360)는 길이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된다. 샤프트(360)의 하측 단부는 가동 코어(220)에 삽입 결합된다. 가동 코어(220)가 상하 방향으로 이동되면, 샤프트(360)는 가동 코어(220)와 함께 상하 방향으로 이동될 수 있다.
샤프트(360)의 몸체부는 고정 코어(210)에 상하 이동 가능하게 관통 결합된다. 샤프트(360)의 몸체부에는 코어 스프링(260)이 관통 결합된다.
샤프트(360)의 상측 단부는 하우징(330)에 결합된다. 가동 코어(220)가 이동되면, 샤프트(360) 및 하우징(330)이 함께 이동될 수 있다.
샤프트(360)의 상측 단부 및 하측 단부는 샤프트의 몸체부에 비해 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 샤프트(360)가 하우징(330) 및 가동 코어(220)와 안정적으로 결합 상태를 유지할 수 있다.
서브 접점부(400)는 외부의 제어 전원(미도시)과 통전되어, 코어부(200)에 인가되는 제어 신호 및 전류를 인가받는다. 서브 접점부(400)는 코어부(200)와 통전되어, 인가된 제어 신호 및 전류가 코어부(200)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 코어부(200)가 자기장을 형성하여 메인 접점부(300)가 작동될 수 있다.
서브 접점부(400)는 상부 공간(111)에 수용된다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 서브 접점부(400)는 아크 챔버(500)의 내부에 수용될 수 있다. 이에 따라, 상부 공간(111)은 아크 챔버(500)를 수용할 수 있는 크기로 형성되면 족한 바, 상부 프레임(110) 및 직류 릴레이(10)의 전체 크기가 감소될 수 있다.
상기 실시 예에서, 서브 접점부(400)는 이에 포함되는 구성 요소가 아크 챔버(500)의 내부에서 발생된 아크에 의해 손상되지 않게 형성된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
서브 접점부(400)는 제1 절연 플레이트(150)와 결합된다. 구체적으로, 서브 접점부(400)는 제1 절연 플레이트(150)를 향하는 각 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부가 홀더 지지부(151)에 삽입되어 지지된다.
도시된 실시 예에서, 서브 접점부(400)는 접점 홀더(401)를 포함하여 구성된다. 접점 홀더(401)는 서브 접점부(400)를 구성하는 다양한 구성 요소를 실장할 수 있다. 서브 접점부(400)의 다양한 구성 요소는 접점 홀더(401)에 의해 아크 챔버(500) 내부의 공간과 물리적으로 이격될 수 있다. 따라서, 접점 홀더(401)는 일종의 하우징으로 기능된다고 할 수 있을 것이다.
도 10 내지 도 13에 도시된 실시 예에서, 서브 접점부(400)는 몸체부(410), 스위치 수용부(420), 단자 수용부(430), 단자 구획 부재(440), 서브 PCB(450), 서브 커넥터(460) 및 서브 스위치(470)를 포함한다.
몸체부(410)는 서브 접점부(400)의 외형을 형성한다. 몸체부(410)는 서브 접점부(400)가 아크 챔버(500)의 내부에 노출되는 부분이다. 이에, 몸체부(410)는 접점 홀더(401)로 명명될 수 있음이 이해될 것이다.
몸체부(410)는 고내열성 및 고내압성 소재로 형성될 수 있다. 아크 챔버(500) 내부에서 아크와 함께 발생된 열 또는 압력에 의한 손상을 방지하기 위함이다.
또한, 몸체부(410)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 서브 접점부(400)의 각 구성 요소 또는 서브 접점부(400)와 다른 구성 요소 간의 임의 통전을 방지하기 위함이다. 일 실시 예에서, 몸체부(410)는 세라믹, 합성 수지 등의 소재로 형성될 수 있다.
몸체부(410)의 내부에는 공간이 형성된다. 상기 공간에는 서브 접점부(400)의 다양한 구성 요소가 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 몸체부(410)의 내부에 형성된 공간에는 서브 PCB(450), 서브 커넥터(460) 및 서브 스위치(470)가 수용된다.
몸체부(410)는 제1 절연 플레이트(150)에 의해 지지되고, 아크 챔버(500)의 내부에 위치될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 몸체부(410)는 제1 렉(411), 제2 렉(412) 및 브릿지(413)를 포함한다.
제1 렉(411) 및 제2 렉(412)은 직류 릴레이(10)의 높이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된다. 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)은 직류 릴레이(10)를 상하 방향으로 지지하게 구성된다.
도시된 실시 예에서, 몸체부(410)는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)을 포함하게 구성되나, 렉의 개수는 변경될 수 있다. 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 하측 단부는 복수 개의 홀더 지지부(151)에 각각 결합된다(도 13 참조).
도 10을 참조하면, 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 방사상 외측, 즉 제1 렉(411)의 전방 측 및 제2 렉(412)의 후방 측은 복수 개의 평면이 서로 연속되어 형성된다. 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 나머지 부분은 단수 개의 평면으로 구성된다.
즉, 도시된 실시 예에서, 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 단면은 적어도 다섯 개의 면을 갖게 형성된다. 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 형상은 홀더 지지부(151)의 형상에 따라 변경될 수 있다.
제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 상측 단부는 브릿지(413)와 연속된다.
브릿지(413)는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412) 사이에서 연장되어 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 강성을 보강한다. 도시된 실시 예에서, 브릿지(413)는 전후 방향으로 연장 형성되어, 각 단부가 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)과 결합된다.
브릿지(413)의 일 면, 도시된 실시 예에서 상측 면에는 작업자가 서브 접점부(400)의 상태를 인지하기 위한 인디케이터가 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 브릿지(413)의 전방 측에는 "NC", 즉 Normal Close가, 브릿지(413)의 후방 측에는 "NO", 즉 Normal Open이 표시된다.
제1 렉(411) 및 제2 렉(412) 내부에는 스위치 수용부(420), 단자 수용부(430) 및 단자 구획 부재(440)가 배치된다.
스위치 수용부(420)는 서브 스위치(470)를 수용한다. 스위치 수용부(420)는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 내부에 형성된 공간의 일부로 정의된다. 스위치 수용부(420)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측은 개방 형성되어 서브 스위치(470)가 인입 및 인출될 수 있다.
스위치 수용부(420)는 소정의 단면적 및 깊이를 갖게 형성될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 스위치 수용부(420)의 단면적 및 깊이는 서브 스위치(470)의 형상에 따라 결정되는 것이 바람직하다.
스위치 수용부(420)는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 스위치 수용부(420)는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 내부에 각각 형성될 수 있다. 도 12에 도시된 실시 예에서, 스위치 수용부(420)는 제1 스위치 수용부(421) 및 제2 스위치 수용부(422)를 포함하여 두 개 형성된다.
제1 스위치 수용부(421)는 제1 렉(411)의 후방 측에, 제2 스위치 수용부(422)는 제2 렉(412)의 전방 측에 위치된다. 달리 표현하면, 스위치 수용부(420)는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 내부 공간 중 방사상 내측에 형성되는 공간이라고 표현될 수 있을 것이다.
스위치 수용부(420)에 인접하게 단자 수용부(430)가 위치된다. 스위치 수용부(420)는 격벽(도면 부호 미부여)에 의해 단자 수용부(430)와 구획된다.
단자 수용부(430)는 서브 커넥터(460)를 수용한다. 단자 수용부(430)는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 내부에 형성된 공간의 다른 일부로 정의된다. 단자 수용부(430)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측은 개방 형성되어 서브 커넥터(460)가 인입 및 인출될 수 있다.
단자 수용부(430)는 소정의 단면적 및 깊이를 갖게 형성될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 단자 수용부(430)의 단면적 및 깊이는 서브 커넥터(460)의 형상에 따라 결정되는 것이 바람직하다.
단자 수용부(430)는 복수 개의 공간으로 구획될 수 있다. 구획된 복수 개의 공간에는 서브 커넥터(460)가 각각 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 단자 수용부(430)는 단자 구획 부재(440)에 의해 두 개의 공간으로 구획된다.
단자 수용부(430)는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 단자 수용부(430)는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 내부에 각각 형성될 수 있다. 도 12에 도시된 실시 예에서, 단자 수용부(430)는 제1 단자 수용부(431) 및 제2 단자 수용부(432)를 포함하여 두 개 형성된다.
제1 단자 수용부(431)는 제1 렉(411)의 전방 측에, 제2 단자 수용부(432)는 제2 렉(412)의 후방 측에 위치된다. 달리 표현하면, 단자 수용부(430)는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 내부 공간 중 방사상 외측에 형성되는 공간이라고 표현될 수 있을 것이다.
단자 구획 부재(440)는 단자 수용부(430)에 위치되어, 단자 수용부(430)를 복수 개의 공간으로 구획한다. 구획된 복수 개의 공간에는 복수 개의 서브 커넥터(460)가 각각 수용되어, 물리적, 전기적으로 이격될 수 있다.
단자 구획 부재(440)는 단자 수용부(430)를 물리적, 전기적으로 이격시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 단자 구획 부재(440)는 브릿지(413)가 연장되는 방향, 즉 전후 방향으로 연장 형성된 격벽으로 구비된다.
단자 구획 부재(440)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 단자 구획 부재(440)는 복수 개의 단자 수용부(430)를 복수 개로 구획할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 단자 구획 부재(440)는 제1 단자 수용부(431)에 위치되는 제1 단자 구획 부재(441) 및 제2 단자 수용부(432)에 위치되는 제2 단자 구획 부재(442)를 포함하여 두 개 구비된다.
스위치 수용부(420) 및 단자 수용부(430)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 연통된다. 상기 연통에 의해 형성되는 공간에는 서브 PCB(450)가 수용될 수 있다.
서브 PCB(450)는 도선 부재(W)를 통해 인가되는 제어 신호 및 전류에 의해 작동된다. 서브 PCB(450)는 코어부(200)의 코일(250)에 전류를 인가하거나 해제하여, 코어부(200)의 작동을 제어한다. 이에 따라, 메인 접점부(300) 또한 작동되어 직류 릴레이(10)가 외부의 전원 및 부하와 통전되거나 차단될 수 있다.
서브 PCB(450)는 서브 커넥터(460) 및 서브 스위치(470)와 각각 통전된다. 서브 PCB(450)는 서브 커넥터(460)를 통해 전달된 전류, 제어 신호 및 서브 스위치(470)를 통해 인가된 제어 신호를 처리하고 다른 구성 요소에 전달할 수 있다.
서브 PCB(450)는 접점 홀더(401)에 수용된다. 구체적으로, 서브 PCB(450)는 스위치 수용부(420)와 단자 수용부(430)가 연통되는 일측, 도시된 실시 예에서 상측에 형성된 공간에 수용된다.
이를 위해, 스위치 수용부(420)와 단자 수용부(430)를 구획하는 격벽 부재 및 단자 구획 부재(440)의 상측 단부는, 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)의 상측 단부보다 낮게 위치될 수 있다.
일 실시 예에서, 서브 PCB(450)의 일부는 스위치 수용부(420)에 수용되고, 다른 일부는 단자 수용부(430)에 수용될 수 있다. 상기 실시 예에서, 서브 PCB(450)는 스위치 수용부(420) 및 단자 수용부(430)를 구획하는 격벽(도면 부호 미부여) 및 단자 구획 부재(440)에 의해 지지될 수 있다.
서브 PCB(450)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 서브 PCB(450)는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)에 각각 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 서브 PCB(450)는 제1 렉(411)의 내부에 수용되는 제1 서브 PCB(451) 및 제2 렉(412)의 내부에 수용되는 제2 서브 PCB(452)를 포함하여 두 개 구비된다.
제1 서브 PCB(451)는 제1 렉(411)의 내부에 형성된 제1 스위치 수용부(421) 및 제1 단자 수용부(431)에 수용된다. 제2 서브 PCB(452)는 제2 렉(412)의 내부에 형성된 제2 스위치 수용부(422) 및 제2 단자 수용부(432)에 수용된다.
서브 커넥터(460)는 도선 부재(W)와 서브 PCB(450)를 통전한다. 서브 커넥터(460)는 서브 PCB(450)와 결합되고, 도선 부재(W)와 탈거 가능하게 결합될 수 있다.
서브 커넥터(460)는 서브 PCB(450)와 결합된다. 도시된 실시 예에서, 서브 커넥터(460)는 서브 PCB(450)의 외측 모서리에 결합된다. 서브 커넥터(460)는 서브 PCB(450)와 통전된다.
서브 커넥터(460)는 단자 수용부(430)에 수용된다. 이때, 단수 개의 서브 PCB(450)에는 복수 개의 서브 커넥터(460)가 결합되어, 단자 수용부(430)에 각각 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 단수 개의 서브 PCB(450)에는 두 개의 서브 커넥터(460), 즉 한 쌍의 서브 커넥터(460)가 결합된다.
한 쌍의 서브 커넥터(460)는 물리적, 전기적으로 서로 이격될 수 있다. 한 쌍의 서브 커넥터(460)는 단자 수용부(430)가 단자 구획 부재(440)에 의해 구획된 복수 개의 공간에 각각 수용될 수 있다.
서브 커넥터(460)는 복수 개의 쌍으로 구비될 수 있다. 복수 개의 쌍의 서브 커넥터(460)는 서로 다른 서브 PCB(450)와 결합, 통전될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 서브 커넥터(460)는 제1 서브 PCB(451)와 결합, 통전되는 한 쌍의 제1 서브 커넥터(461) 및 제2 서브 PCB(452)와 결합, 통전되는 한 쌍의 제2 서브 커넥터(462)를 포함하여 두 쌍 구비된다.
서브 커넥터(460)는 도선 부재(W)와 통전된다. 도 17에 도시된 바와 같이, 도선 부재(W)는 단자부(600)의 서브 단자(620)와 통전되고, 서브 단자(620)는 서브 커넥터(460)와 통전되어 서브 커넥터(460)가 외부의 제어 전원과 통전될 수 있다.
서브 커넥터(460)는 서브 PCB(450)를 통해 서브 스위치(470)와 통전된다.
서브 스위치(470)는 서브 PCB(450)와 통전되어, 서브 PCB(450)를 작동시키기 위한 제어 신호를 인가한다. 서브 스위치(470)는 서브 접점부(400)의 상태를 "NO" 또는 "NC"로 작동시키게 구성될 수 있다.
서브 스위치(470)는 미소한 압력으로도 작동되게 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 스프링 등 탄성 부재를 포함하여 외부의 압력이 소멸될 경우 원래 위치로 복귀되게 구성될 수 있다.
서브 스위치(470)는 서브 PCB(450)에 인접하게 위치된다. 서브 스위치(470)는 몸체부(410)의 내부에 형성된 스위치 수용부(420)에 수용된다. 상술한 바와 같이, 스위치 수용부(420)는 단자 수용부(430)와 격벽에 의해 구획되는 바, 서브 스위치(470)와 서브 커넥터(460)는 물리적으로 이격된다.
서브 스위치(470)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 서브 스위치(470)는 복수 개의 서브 PCB(450)와 각각 결합되어, 통전될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 서브 스위치(470)는 전방 측에 위치되는 제1 서브 PCB(451)와 결합되는 제1 서브 스위치(471) 및 후방 측에 위치되는 제2 서브 PCB(452)와 결합되는 제2 서브 스위치(472)를 포함한다.
제1 서브 스위치(471)는 제1 렉(411)에 형성된 제1 스위치 수용부(421)에 수용된다. 제2 서브 스위치(472)는 제2 렉(412)에 형성된 제2 스위치 수용부(422)에 수용된다.
아크 챔버(500)는 고정 접촉자(310) 및 가동 접촉자(320)가 이격되어 발생되는 아크(arc)를 내부 공간(이하, 챔버 공간(501))에서 소호(extinguish)한다. 이에, 아크 챔버(500)는 "아크 소호부"로 지칭될 수도 있을 것이다.
아크 챔버(500)의 챔버 공간(501)에는 메인 접점부(300) 및 서브 접점부(400)가 수용된다. 또한, 아크 챔버(500)의 외부에는 아크 유도부(700)가 결합된다. 이에 따라, 메인 접점부(300)의 고정 접촉자(310) 및 가동 접촉자(320)가 접촉 또는 이격되어 형성되는 아크는 아크 유도부(700)에 의해 유도되며 소호될 수 있다.
아크 챔버(500)의 챔버 공간(501)에는 가동 접촉자(320)가 승강 가능하게 수용된다. 가동 접촉자(320)는 챔버 공간(501)에 수용된 상태에서 고정 접촉자(310)를 향하는 방향 및 이에 반대되는 방향으로 승강될 수 있다.
챔버 공간(501)에는 소호용 가스가 충전될 수 있다. 소호용 가스는 발생된 아크가 소호되며 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이(1)의 외부로 배출될 수 있게 한다. 이를 위해, 챔버 공간(501)을 둘러싸는 벽체에는 연통공(미도시)이 관통 형성될 수 있다.
아크 챔버(500)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 또한, 아크 챔버(500)는 높은 내압성 및 높은 내열성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 이는, 발생되는 아크가 고온 고압의 전자의 흐름임에 기인한다. 일 실시 예에서, 아크 챔버(500)는 세라믹(ceramic) 소재로 형성될 수 있다.
아크 챔버(500)는 프레임(100)의 내부에 수용된다. 구체적으로, 아크 챔버(500)는 상부 공간(111)에 수용되어, 그 외측이 상부 프레임(110)에 둘러싸인다. 아크 챔버(500)와 상부 프레임(110) 사이에는 아크 유도부(700)가 배치되어, 발생된 아크가 유도될 수 있다.
아크 챔버(500)는 챔버 공간(501)에 메인 접점부(300) 및 서브 접점부(400)를 수용하고, 발생된 아크를 소호할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 아크 챔버(500)는 사각형의 단면을 갖고 상하 방향으로 연장 형성된 사각기둥 형상이다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 챔버(500)는 프레임(100)의 형상 변형 없이, 그 자체의 구조에 의해 메인 접점부(300)와 서브 접점부(400) 사이에 충분한 절연 거리가 확보될 수 있다. 또한, 발생된 아크가 소호되기에 충분한 크기의 공간이 아크 챔버(500) 내부에 확보될 수 있다.
더 나아가, 아크 챔버(500)의 구조에 의해 그 외측에 구비되는 아크 유도부(700) 또한 다양한 형태로 배치되어, 발생된 아크가 효과적으로 유도될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 14 내지 도 18에 도시된 실시 예에서, 아크 챔버(500)는 벽체부(510), 개구부(520) 및 씰링(sealing) 부재(530)를 포함한다.
벽체부(510)는 아크 챔버(500)의 외면을 형성한다. 벽체부(510)는 챔버 공간(501)을 여러 방향에서 둘러싸게 배치된다. 벽체부(510)는 고내열성, 고절연성 소재로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 벽체부(510)는 세라믹 소재로 형성될 수 있다.
벽체부(510)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 벽체부(510)는 서로 다른 위치에서 챔버 공간(501)을 둘러싸게 배치될 수 있다. 서로 인접하게 배치되는 벽체부(510)는 소정의 각도를 이루며 연속될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 벽체부(510)는 제1 벽(511), 제2 벽(512), 제3 벽(513), 제4 벽(514) 및 제5 벽(515)을 포함한다.
제1 벽(511)은 아크 챔버(500)의 일 면, 도시된 실시 예에서 전방의 좌측 면을 형성한다. 제2 벽(512)은 아크 챔버(500)의 다른 일 면, 도시된 실시 예에서 전방의 우측 면을 형성한다. 제3 벽(513)은 아크 챔버(500)의 또다른 일 면, 도시된 실시 예에서 후방의 좌측 면을 형성한다. 또한, 제4 벽(514)은 아크 챔버(500)의 또다른 일 면, 도시된 실시 예에서 후방의 우측 면을 형성한다.
더 나아가, 제5 벽(515)은 아크 챔버(500)의 또다른 일 면, 도시된 실시 예에서 상측 면을 형성한다.
이때, 제1 벽(511)과 제4 벽(514)은 챔버 공간(501)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치된다. 또한, 제2 벽(512)과 제3 벽(513)은 챔버 공간(501)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치된다.
제1 벽(511) 내지 제5 벽(515)은 서로 인접한 벽끼리 소정의 각도를 이루며 연속될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 벽(511)은 제2 벽(512), 제3 벽(513) 및 제5 벽(515)과 연속된다. 또한, 제2 벽(512)은 제1 벽(511), 제4 벽(514) 및 제5 벽(515)과 연속된다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 직각일 수 있다.
일 실시 예에서, 서로 마주하는 제1 벽(511) 및 제4 벽(514)은 서로에 대해 평행하게 연장될 수 있다. 또한, 서로 마주하는 제2 벽(512) 및 제3 벽(513)은 서로에 대해 평행하게 연장될 수 있다. 이때, 제1 벽(511) 및 제4 벽(514)은 서로 같은 길이만큼 연장될 수 있다. 또한, 제2 벽(512) 및 제3 벽(513) 역시 서로 같은 길이만큼 연장될 수 있다.
상기 실시 예에서, 아크 챔버(500)의 수평 방향의 단면의 형상은 사각형, 특히 마름모 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 아크 챔버(500)는 제1 벽(511), 제2 벽(512), 제3 벽(513) 및 제4 벽(514)이 서로 같은 길이만큼 연장되게 형성된다. 이에, 상기 실시 예에서, 아크 챔버(500)는 그 수평 방향으로 정사각형의 단면을 갖게 형성된다.
이에 따라, 아크 챔버(500)의 단면의 각 꼭지점 중 챔버 공간(501)을 사이에 두고 마주하게 배치되는 두 쌍의 꼭지점 중 적어도 한 쌍의 꼭지점 사이의 거리는 서로 마주하는 벽 사이의 거리보다 길게 형성될 수 있다.
따라서, 제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312)가 서로 마주하는 한 쌍의 꼭지점에 인접하게 배치되고, 서브 접점부(400)의 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)이 서로 마주하는 다른 한 쌍의 꼭지점에 인접하게 배치되면, 메인 접점부(300)와 서브 접점부(400) 사이의 절연 거리가 충분히 확보될 수 있다.
제1 벽(511), 제2 벽(512), 제3 벽(513) 및 제4 벽(514)은 아크 유도부(700)에 구비되는 자석부(740)에 둘러싸일 수 있다. 이에 따라, 제1 벽(511), 제2 벽(512), 제3 벽(513) 및 제4 벽(514)은 그 외측의 자석부(740)에 의해 아크를 유도하는 자기장이 발산되거나 수렴될 수 있다.
제1 벽(511), 제2 벽(512), 제3 벽(513) 및 제4 벽(514)은 제5 벽(515)과 각각 연속된다.
제5 벽(515)은 챔버 공간(501)을 또다른 일측, 도시된 실시 예에서 상측에서 덮게 구성된다. 제5 벽(515)은 벽체부(510)의 상측 면을 형성한다.
제5 벽(515)에는 개구부(520)가 형성된다. 챔버 공간(501)에 부분적으로 수용되는 고정 접촉자(310) 및 단자부(600)는 개구부(520)를 통해 챔버 공간(501)으로 진입될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 벽체부(510)는 챔버 공간(501)을 다섯 개의 방향에서 둘러싸게 형성된다. 이에, 챔버 공간(501)의 하측, 즉 하부 프레임(120)을 향하는 방향은 개방 형성되되, 지지 플레이트(140) 및 제1 절연 플레이트(150)에 의해 밀폐됨이 이해될 것이다.
개구부(520)는 챔버 공간(501)에 부분적으로 수용되는 구성 요소가 통과되는 통로로 기능된다. 개구부(520)는 벽체부(510)의 일 벽, 도시된 실시 예에서 상측에 위치되는 제5 벽(515)에 관통 형성된다.
개구부(520)는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 개구부(520)는 서로 이격 배치되어, 서로 다른 구성 요소가 각각 관통 결합될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 개구부(520)는 메인 개구부(521), 서브 개구부(522) 및 파이프 개구부(523)를 포함한다.
메인 개구부(521)에는 고정 접촉자(310)가 관통 결합된다. 고정 접촉자(310)의 연장 방향의 일부, 도시된 실시 예에서 하측은 메인 개구부(521)에 관통되어 챔버 공간(501) 상에 위치될 수 있다. 고정 접촉자(310)의 연장 방향의 나머지 일부, 도시된 실시 예에서 상측은 챔버 공간(501)의 외측으로 노출되어 메인 단자(610)와 결합, 통전될 수 있다.
메인 개구부(521)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 메인 개구부(521)에는 복수 개의 고정 접촉자(310)가 각각 관통될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 메인 개구부(521)는 좌측에 위치되어 제1 고정 접촉자(311)가 관통되는 제1 메인 개구부(521a) 및 우측에 위치되어 제2 고정 접촉자(312)가 관통되는 제2 메인 개구부(521b)를 포함한다.
메인 개구부(521)와 이격되어 서브 개구부(522)가 형성된다.
서브 개구부(522)에는 단자부(600)의 서브 단자(620)가 관통 결합된다. 서브 단자(620)의 연장 방향의 일부, 도시된 실시 예에서 하측은 서브 개구부(522)에 관통되어 챔버 공간(501) 상에 위치될 수 있다. 서브 단자(620)의 연장 방향의 나머지 일부, 도시된 실시 예에서 상측은 챔버 공간(501)의 외측으로 노출되어 도선 부재(W)와 결합, 통전될 수 있다.
서브 개구부(522)는 복수 개의 군(group) 또는 쌍으로 형성될 수 있다. 복수 개의 군의 서브 개구부(522)에는 복수 개의 서브 단자(620)가 각각 관통될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 서브 개구부(522)는 전방 측에 치우치게 위치되어 제1 서브 단자(621)가 관통되는 제1 서브 개구부(522a) 및 후방 측에 치우치게 위치되어 제2 서브 단자(622)가 관통되는 제2 서브 개구부(522b)를 포함한다.
제1 서브 개구부(522a) 및 제2 서브 개구부(522b)는 각각 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 제1 서브 개구부(522a) 및 제2 서브 개구부(522b)에는 각각 복수 개의 제1 서브 단자(621) 및 제2 서브 단자(622)가 관통될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 서브 개구부(522a) 및 제2 서브 개구부(522b)는 각각 두 개 구비되어, 두 개의 제1 서브 단자(621) 및 제2 서브 단자(622)가 각각 관통된다.
제1 서브 개구부(522a) 및 제2 서브 개구부(522b)의 개수 및 배치 방식은 서브 커넥터(460) 및 서브 단자(620)의 개수 및 배치 방식에 따라 변경될 수 있다.
파이프 개구부(523)에는 단자부(600)의 파이프 부재(630)가 관통 결합된다. 파이프 부재(630)의 연장 방향의 일부, 도시된 실시 예에서 하측은 파이프 개구부(523)에 관통되어 챔버 공간(501) 상에 위치될 수 있다. 파이프 부재(630)의 연장 방향의 나머지 일부, 도시된 실시 예에서 상측은 챔버 공간(501)의 외측으로 노출되어 소호된 아크가 배출되는 경로로 기능될 수 있다.
파이프 개구부(523)는 서브 개구부(522)에 인접하게 위치된다. 도시된 실시 예에서, 파이프 개구부(523)는 전방 측에 위치되는 제1 서브 개구부(522a)에 인접하게 위치된다. 파이프 개구부(523)의 위치는 아크가 소호되며 배출되기 위해 챔버 공간(501)이 외부와 연통되는 임의의 위치로 변경될 수 있다.
씰링 부재(530)는 하부 프레임(120)을 향하는 아크 챔버(500)의 일측, 도시된 실시 예에서 하측 단부를 형성한다. 씰링 부재(530)는 아크 챔버(500)의 상기 일측 단부, 즉 하측 단부의 모서리를 따라 연장될 수 있다.
씰링 부재(530)는 아크 챔버(500)와 지지 플레이트(140) 간의 기밀성을 보장한다. 따라서, 아크 챔버(500)와 지지 플레이트(140)는 밀폐 결합되어, 아크 등은 그 사이를 통해 임의 유출되지 않게 된다.
씰링 부재(530)의 내부에는 중공이 형성된다. 따라서, 샤프트(360) 및 이에 결합된 가동 접촉자(320) 등의 승강은 아크 챔버(500)와 지지 플레이트(140)의 밀폐 결합에 의해 저하되지 않는다.
단자부(600)는 메인 접점부(300) 및 서브 접점부(400)를 외부의 전원 또는 부하와 연통한다. 단자부(600)는 아크 챔버(500)에 관통 결합되어, 그 일부는 아크 챔버(500)의 내부(즉, 챔버 공간(501))에, 다른 일부는 아크 챔버(500)의 외부에 위치된다.
단자부(600)는 아크 챔버(500)의 개구부(520)에 관통 결합된다. 단자부(600)는 제5 벽(515)에 의해 지지될 수 있다.
단자부(600)는 결합된 다른 부재와 통전될 수 있는 임의의 소재로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 단자부(600)는 구리(Cu) 소재로 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 단자부(600)의 각 구성 요소는 원형의 단면을 갖고 상하 방향으로 연장 형성된 원통 형상이나, 그 형상은 고정 접촉자(310) 및 아크 챔버(500)의 개구부(520)의 형상에 따라 변경될 수 있다.
도 14 내지 도 18에 도시된 실시 예에서, 단자부(600)는 메인 단자(610), 서브 단자(620) 및 파이프 부재(630)를 포함한다.
메인 단자(610)는 고정 접촉자(310)를 외부의 전원 및 부하와 통전시킨다. 메인 단자(610)는 고정 접촉자(310), 외부의 전원 및 부하와 각각 결합, 통전된다.
메인 단자(610)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 메인 단자(610)는 복수 개의 고정 접촉자(310)와 각각 결합, 통전될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 메인 단자(610)는 좌측에 위치되어 제1 고정 접촉자(311)와 결합, 통전되는 제1 메인 단자(611) 및 우측에 위치되어 제2 고정 접촉자(312)와 결합, 통전되는 제2 메인 단자(612)를 포함한다.
서브 단자(620)는 서브 접점부(400)의 서브 커넥터(460)와 외부의 제어 전원(미도시)을 통전시킨다. 서브 단자(620)는 서브 커넥터(460) 및 도선 부재(W)와 각각 결합, 통전된다. 도선 부재(W)는 외부의 제어 전원(미도시)과 결합, 통전됨이 이해될 것이다.
서브 단자(620)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 서브 단자(620)는 복수 개의 서브 커넥터(460)와 각각 결합, 통전될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 서브 단자(620)는 전방 측에 위치되어, 한 쌍의 제1 서브 커넥터(461)와 각각 결합, 통전되는 한 쌍의 제1 서브 단자(621) 및 후방 측에 위치되어, 한 쌍의 제2 서브 커넥터(462)와 각각 결합, 통전되는 한 쌍의 제2 서브 단자(622)를 포함한다.
제1 서브 단자(621)는 제1 서브 개구부(522a)에, 제2 서브 단자(622)는 제2 서브 개구부(522b)에 각각 관통 결합된다.
파이프 부재(630)는 챔버 공간(501)에서 발생된 아크가 소호되며 외부로 배출되는 경로를 형성한다. 파이프 부재(630)는 메인 단자(610) 또는 서브 단자(620)가 연장되는 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된다. 파이프 부재(630)의 내부에는 그 연장 방향을 따라 관통 형성된 중공이 형성되어, 아크가 배출되는 경로가 형성될 수 있다.
파이프 부재(630)는 파이프 개구부(523)에 관통 결합된다. 파이프 부재(630)의 일측 단부는 챔버 공간(501) 상에 위치되고, 타측 단부는 챔버 공간(501)의 외측에 위치될 수 있다.
아크 유도부(700)는 아크 챔버(500)의 내부, 즉 챔버 공간(501)에서 발생된 아크를 유도하기 위한 자기장을 형성한다. 알려진 바와 같이 형성된 자기장은 고정 접촉자(310) 및 가동 접촉자(320)에 통전된 전류와 함께 자기력을 형성한다. 발생된 아크는 형성된 자기력의 방향을 따라 연장되며 소호 및 배출될 수 있다.
아크 유도부(700)는 아크 챔버(500)의 외부에 위치된다. 아크 유도부(700)는 아크 챔버(500)를 둘러싸며 아크 챔버(500)에 결합된다. 도 17에 도시된 실시 예에서, 아크 유도부(700)는 아크 챔버(500)의 상측 및 외주 방향의 각 면을 둘러싸며 결합된다.
아크 유도부(700)는 탈거 가능하게 아크 챔버(500)에 결합될 수 있다. 상기 실시 예에서, 아크 챔버(500) 또는 아크 유도부(700) 중 유지 보수 또는 교환이 요구되는 구성 요소만 분리될 수 있다.
아크 유도부(700)는 프레임(100)의 내부에 수용된다. 구체적으로, 아크 유도부(700)는 상부 프레임(110)의 상부 공간(111)에 수용된다. 이때, 아크 유도부(700)는 아크 챔버(500)와 상부 프레임(110) 사이에 위치된다. 즉, 방사상 내측 방향을 따라, 상부 프레임(110)의 외주면, 아크 유도부(700) 및 아크 챔버(500)가 차례로 배치된다.
아크 유도부(700)는 도선 부재(W)와 결합될 수 있다. 도선 부재(W)는 아크 유도부(700)를 따라 연장되어 일 부분이 아크 유도부(700)에 결합된 상태에서, 그 단부가 서브 단자(620)와 각각 결합, 통전될 수 있다.
이하에서 설명될 아크 유도부(700)의 각 구성 요소는 서로 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 아크 유도부(700)의 특정 구성 요소의 유지 보수가 요구되는 경우, 해당 구성 요소만 교체, 사용될 수 있어 경제성 및 생산성이 향상될 수 있다.
도 17 내지 도 20에 도시된 실시 예에서, 아크 유도부(700)는 자석 하우징(710), 아크 개구부(720), 제2 절연 플레이트(730), 자석부(740) 및 자석 커버 부재(750)를 포함한다.
자석 하우징(710)은 아크 유도부(700)의 외형을 형성한다. 자석 하우징(710)은 아크 유도부(700)의 다른 구성 요소와 결합될 수 있다.
자석 하우징(710)은 아크 챔버(500)를 둘러싸게 형성된다. 자석 하우징(710)은 챔버 공간(501)을 감싸는 아크 챔버(500)의 벽 중 어느 하나 이상의 벽을 둘러싸게 형성된다. 도시된 실시 예에서, 자석 하우징(710)은 수평 방향으로 챔버 공간(501)의 방사상 외측에 위치되는 제1 내지 제4 벽(511, 512, 513, 514) 및 상측에서 챔버 공간(501)을 덮게 위치되는 제5 벽(515)을 감싸게 형성된다.
자석 하우징(710)에는 자석부(740)가 수용된다. 자석부(740)는 자석 하우징(710)에 수용된 상태에서 챔버 공간(501)에 자기장을 형성할 수 있다.
자석 하우징(710)은 절연성 소재로 형성될 수 있다. 자석 하우징(710)에 수용된 자석부(740)가 서로 임의 통전되거나, 각 자석부(740) 중 어느 하나의 자석이 형성한 자기장이 다른 자석에 영향을 미치지 않게 하기 위함이다. 일 실시 예에서, 자석 하우징(710)은 아크 챔버(500)와 동일하게 세라믹 소재로 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 자석 하우징(710)은 제1 지지 벽(711), 제2 지지 벽(712), 제3 지지 벽(713), 제4 지지 벽(714) 및 커버 부재(715)를 포함한다.
제1 지지 벽(711)은 자석 하우징(710)의 일 면, 도시된 실시 예에서 전방의 좌측 면을 형성한다. 제1 지지 벽(711)은 아크 챔버(500)의 제1 벽(511)을 외측에서 감싸게 형성된다.
제1 지지 벽(711)의 내부에는 그 두께 방향, 도시된 실시 예에서 전방의 좌측 및 후방의 우측을 향하는 방향으로 관통된 공간이 형성된다. 상기 공간은 제1 자석 공간부(711a)로 정의될 수 있다. 제1 자석 공간부(711a)에는 제1 자석(741)이 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 제1 자석 공간부(711a)는 제1 자석(741)의 형상에 상응하게 형성될 수 있다.
제2 지지 벽(712)은 자석 하우징(710)의 타 면, 도시된 실시 예에서 전방의 우측 면을 형성한다. 제2 지지 벽(712)은 아크 챔버(500)의 제2 벽(512)을 외측에서 감싸게 형성된다.
제2 지지 벽(712)의 내부에는 그 두께 방향, 도시된 실시 예에서 전방의 우측 및 후방의 좌측을 향하는 방향으로 관통된 공간이 형성된다. 상기 공간은 제2 자석 공간부(712a)로 정의될 수 있다. 제2 자석 공간부(712a)에는 제2 자석(742)이 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 제2 자석 공간부(712a)는 제2 자석(742)의 형상에 상응하게 형성될 수 있다.
제3 지지 벽(713)은 자석 하우징(710)의 다른 타 면, 도시된 실시 예에서 후방의 좌측 면을 형성한다. 제3 지지 벽(713)은 아크 챔버(500)의 제3 벽(513)을 외측에서 감싸게 형성된다.
제3 지지 벽(713)의 내부에는 그 두께 방향, 도시된 실시 예에서 전방의 우측 및 후방의 좌측을 향하는 방향으로 관통된 공간이 형성된다. 상기 공간은 제3 자석 공간부(713a)로 정의될 수 있다. 제3 자석 공간부(713a)에는 제3 자석(743)이 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 제3 자석 공간부(713a)는 제3 자석(743)의 형상에 상응하게 형성될 수 있다.
제4 지지 벽(714)은 자석 하우징(710)의 또다른 타 면, 도시된 실시 예에서 후방의 우측 면을 형성한다. 제4 지지 벽(714)은 아크 챔버(500)의 제4 벽(514)을 외측에서 감싸게 형성된다.
제4 지지 벽(714)의 내부에는 그 두께 방향, 도시된 실시 예에서 전방의 좌측 및 후방의 우측을 향하는 방향으로 관통된 공간이 형성된다. 상기 공간은 제4 자석 공간부(714a)로 정의될 수 있다. 제4 자석 공간부(714a)에는 제4 자석(744)이 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 제4 자석 공간부(714a)는 제4 자석(744)의 형상에 상응하게 형성될 수 있다.
이때, 서로 마주하는 제1 지지 벽(711) 및 제3 지지 벽(713)은 서로 평행하게 같은 길이만큼 연장될 수 있다. 또한, 서로 마주하는 제2 지지 벽(712) 및 제4 지지 벽(714) 또한 서로 평행하게 같은 길이만큼 연장될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 내지 제4 벽(511, 512, 513, 514) 중 서로 인접하게 위치되는 벽(511, 512, 513, 514)의 결합 부분은, 외측으로 볼록하도록 라운드지게 형성된다. 반면, 제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714)은 편평(flat)하게 형성되는 바, 상기 결합 부분을 둘러싸기가 용이하지 않다.
이에, 제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714)은 수평 방향으로 소정의 길이만큼 연장될 수 있다. 이때, 제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714)의 수평 방향의 연장 길이는 제1 내지 제4 벽(511, 512, 513, 514)의 수평 방향의 연장 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
따라서, 제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714) 중 서로 인접하게 위치되는 각 지지 벽(711, 712, 713, 714) 사이에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 소정의 공간을 통해 제1 내지 제4 벽(511, 512, 513, 514) 중 서로 인접하게 위치되는 벽(511, 512, 513, 514)의 결합 부분이 노출될 수 있다. 상기 부분은 후술될 자석 커버 부재(750)에 의해 감싸질 수 있다.
제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 174)은 커버 부재(715)와 결합된다. 제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714)은 커버 부재(715)와 소정의 각도를 이루며 하부 프레임(120)을 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 하측으로 연장된다.
일 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 아크 챔버(500)의 제1 내지 제4 벽(511, 512, 513, 514) 및 제5 벽(515) 사이의 각도와 같을 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 직각일 수 있다.
커버 부재(715)는 자석 하우징(710)의 또다른 타 면, 도시된 실시 예에서 상측 면을 형성한다. 커버 부재(715)는 아크 챔버(500)의 제5 벽(515)을 외측에서 감싸게 형성된다.
커버 부재(715)와 제5 벽(515) 사이에는 제2 절연 플레이트(730)가 구비되어, 커버 부재(715)와 제5 벽(515) 내지 아크 챔버(500) 간의 임의 통전이 차단될 수 있다.
커버 부재(715)의 내부에는 그 두께 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 관통 형성된 복수 개의 개구부가 형성된다. 상기 개구부에는 복수 개의 고정 접촉자(310)가 관통 결합될 수 있다.
커버 부재(715)는 제5 벽(515)의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 커버 부재(715)는 제5 벽(515)을 상측에서 완전히 덮게 형성될 수 있다. 따라서, 자석 하우징(710)의 하측 부분은 개방 형성된다.
도시된 실시 예에서, 커버 부재(715)는 네 개의 모서리를 포함하되, 서로 마주하는 각 쌍의 모서리가 평행하게 연장되고, 서로 인접한 모서리가 연속되는 부분이 라운드지게 모따기 가공 처리된다. 일 실시 예에서, 커버 부재(715)는 그 단면이 마름모 또는 정사각형의 형상일 수 있다. 상기 형상이 아크 챔버(500)의 수평 방향의 단면의 형상과 같음이 이해될 것이다.
제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714) 및 커버 부재(715)에 둘러싸여 형성되는 공간은 수용 공간(S)으로 정의될 수 있다. 수용 공간(S)에는 아크 챔버(500)가 인출 가능하게 수용된다. 수용 공간(S)의 하측은 개방 형성되어, 아크 챔버(500)는 상기 하측을 통해 수용 공간(S)에 인입, 인출될 수 있다.
수용 공간(S)의 방사상 외측의 일부에는 외부와 연통되는 개구부가 형성될 수 있다. 상기 개구부는 제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714) 중 서로 인접한 지지 벽이 이격되어 형성된 공간임이 이해될 것이다.
도시된 실시 예에서, 커버 부재(715)는 제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714)와 연속되는 복수 개의 모서리를 포함하되, 복수 개의 상기 모서리 중 서로 연속되는 부분은 라운드지게 모따기(taper) 가공 처리된다. 상기 부분은 후술될 자석 커버 부재(750)에 의해 덮일 수 있다.
아크 개구부(720)에는 고정 접촉자(310)가 관통 결합된다. 고정 접촉자(310)는 아크 개구부(720), 제2 절연 플레이트(730)에 관통 형성된 복수 개의 개구부 및 메인 개구부(521)에 차례로 관통되어 챔버 공간(501)과 상부 프레임(110)의 외부 사이에서 연장될 수 있다.
아크 개구부(720)는 커버 부재(715)의 내부에 관통 형성된다. 아크 개구부(720)는 커버 부재(715)의 두께 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 관통 형성되어, 커버 부재(715)의 하측과 상측을 연통한다.
아크 개구부(720)는 제2 절연 플레이트(730)에 관통 형성된 복수 개의 개구부와 연통된다. 또한, 아크 개구부(720)는 아크 챔버(500)에 형성된 메인 개구부(521)와 연통된다. 이에 따라, 아크 개구부(720)는 챔버 공간(501)과 연통될 수 있다.
아크 개구부(720)는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 아크 개구부(720) 중 일부에는 복수 개의 고정 접촉자(310)가 각각 관통 결합될 수 있다. 또한, 복수 개의 아크 개구부(720) 중 다른 일부에는 도선 부재(W)가 관통되거나 수용될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 아크 개구부(720)는 좌측에 형성되어 제1 고정 접촉자(311)가 관통되는 제1 아크 개구부(721) 및 우측에 형성되어 제2 고정 접촉자(312)가 관통되는 제2 아크 개구부(722)를 포함한다. 제1 아크 개구부(721) 및 제2 아크 개구부(722)의 형상은 고정 접촉자(310)의 형상에 따라 변경될 수 있다.
또한, 도시된 실시 예에서, 아크 개구부(720)는 도선 부재(W)의 단부를 수용하는 도선 수용부(723) 및 도선 부재(W)의 나머지 부분의 일부를 수용하는 도선 홈(724)을 포함한다.
도선 수용부(723)는 도선 부재(W)의 단부가 서브 단자(620)와 결합되는 부분이다. 도선 수용부(723)는 커버 부재(715)의 일 면, 도시된 실시 예에서 상면에서 소정의 깊이만큼 함몰 형성된 일 부분 및 상기 일 부분의 내부에 위치되어, 커버 부재(715)의 두께 방향으로 관통 형성된 다른 부분을 포함한다.
서브 단자(620)는 상기 다른 부분을 통해 커버 부재(715)에 관통될 수 있다. 도선 부재(W)의 단부는 상기 일 부분에 수용되되, 서브 단자(620)의 단부와 결합, 통전될 수 있다.
이때, 도선 부재(W)의 연장 부분, 즉 단부가 아닌 다른 부분은 제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714) 중 어느 하나 이상의 지지 벽에 함몰 형성된 도선 홈에 삽입 결합된다.
도선 수용부(723) 및 도선 홈(724)은 복수 개 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 도시된 실시 예에서 서브 단자(620)는 한 쌍의 제1 서브 단자(621) 및 한 쌍의 제2 서브 단자(622)를 포함하는 바, 도선 수용부(723)는 전방 측 및 후방 측에 모두 형성되어 제1 서브 단자(621) 및 제2 서브 단자(622)를 각각 수용할 수 있다.
도선 홈(724) 역시 제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714) 중 어느 하나 이상의 지지 벽에 함몰 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 도선 홈(724)은 제1 및 제2 지지 벽(711, 712)의 전방 측, 하측 및 제3 및 제4 지지 벽(713, 714)의 후방 측, 하측에 각각 형성된다.
제2 절연 플레이트(730)는 커버 부재(715)와 아크 챔버(500) 간의 임의 통전을 방지한다. 제2 절연 플레이트(730)는 커버 부재(715)와 제5 벽(515) 사이에 위치된다.
제2 절연 플레이트(730)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 절연 플레이트(730)는 고무 또는 세라믹 소재로 형성될 수 있다.
제2 절연 플레이트(730)는 제5 벽(515) 및 커버 부재(715)의 형상에 상응하게 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 절연 플레이트(730)는 제5 벽(515) 또는 커버 부재(715)와 같이, 서로 마주하는 각 쌍의 모서리가 평행하게 연장되는 마름모 내지 정사각형의 형상이다.
제2 절연 플레이트(730)의 내부에는 복수 개의 관통공이 형성된다.
복수 개의 관통공 중 일부, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 이격되고 상대적으로 큰 단면을 갖는 한 쌍의 관통공은 아크 개구부(720) 및 메인 개구부(521)와 연통된다. 상기 한 쌍의 관통공에는 고정 접촉자(310)가 각각 관통 결합된다.
복수 개의 관통공 중 다른 일부, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 이격되고 상대적으로 작은 단면을 갖는 두 쌍의 관통공은 아크 개구부(720) 및 서브 개구부(522)와 연통된다. 상기 두 쌍의 관통공에는 서브 단자(620)가 각각 관통 결합된다.
복수 개의 관통공 중 나머지 일부, 도시된 실시 예에서 전방 측에 위치되는 단수 개의 관통공은 전방 측에 위치되는 도선 수용부(723) 및 파이프 개구부(523)와 연통된다. 상기 단수 개의 관통공에는 파이프 부재(630)가 관통 결합된다.
자석부(740)는 챔버 공간(501)에서 발생된 아크를 유도하기 위한 자기력을 생성하는 자기장을 형성한다. 자석부(740)가 형성한 자기장에 의해 챔버 공간(501)에 아크의 경로(A.P)가 형성될 수 있다.
자석부(740)는 자화(magnetize)되어 자기장을 형성할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 자석부(740)는 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
자석부(740)는 자석 하우징(710)에 결합된다. 구체적으로, 자석부(740)는 자석 하우징(710)의 자석 공간부(711a, 712a, 713a, 714a)에 인출 가능하게 수용된다. 따라서, 자석부(740)의 유지 보수 또는 교환이 요구되는 경우, 작업자는 자석부(740)만을 분리하여 교체할 수 있다.
상술한 바와 같이, 자석 공간부(711a, 712a, 713a, 714a)는 지지 벽(711, 712, 713, 714)의 두께 방향으로 관통 형성된다. 이에, 자석부(740)는 아크 챔버(500)의 제1 내지 제4 벽(511, 512, 513, 514)에 인접하게 배치될 수 있다.
자석부(740)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 자석부(740)는 서로 다른 자석 공간부(711a, 712a, 713a, 714a)에 각각 수용되어 자기장을 형성할 수 있다. 도 5에 도시된 실시 예에서, 자석부(740)는 제1 자석(741), 제2 자석(742), 제3 자석(743), 제4 자석(744) 및 제5 자석(745)을 포함하여 다섯 개 구비된다.
도시된 실시 예에서, 제1 내지 제5 자석(741, 742, 743, 744, 745)은 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 긴 사각형의 단면을 갖고, 상하 방향으로 연장 형성된 사각판형으로 구비된다. 제1 내지 제5 자석(741, 742, 743, 744, 745)의 형상은 챔버 공간(501)에 자기장을 형성할 수 있는 임의의 형상일 수 있다.
제1 자석(741)은 제1 자석 공간부(711a)에 수용되어 챔버 공간(501)에 자기장을 형성한다. 제1 자석(741)은 챔버 공간(501)에 반대되는 일측 면인 제1 자석 외면(741a) 및 챔버 공간(501)을 향하는 타측 면인 제1 자석 내면(741b)을 포함한다. 제1 자석 외면(741a) 및 제1 자석 내면(741b)은 서로 다른 극성으로 자화될 수 있다.
제2 자석(742)은 제2 자석 공간부(712a)에 수용되어 챔버 공간(501)에 자기장을 형성한다. 제2 자석(742)은 챔버 공간(501)에 반대되는 일측 면인 제2 자석 외면(742a) 및 챔버 공간(501)을 향하는 타측 면인 제2 자석 내면(742b)을 포함한다. 제2 자석 외면(742a) 및 제2 자석 내면(742b)은 서로 다른 극성으로 자화될 수 있다.
제3 자석(743)은 제3 자석 공간부(713a)에 수용되어 챔버 공간(501)에 자기장을 형성한다. 제3 자석(743)은 챔버 공간(501)에 반대되는 일측 면인 제3 자석 외면(743a) 및 챔버 공간(501)을 향하는 타측 면인 제3 자석 내면(743b)을 포함한다. 제3 자석 외면(743a) 및 제3 자석 내면(743b)은 서로 다른 극성으로 자화될 수 있다.
제4 자석(744)은 제4 자석 공간부(714a)에 수용되어 챔버 공간(501)에 자기장을 형성한다. 제4 자석(744)은 챔버 공간(501)에 반대되는 일측 면인 제4 자석 외면(744a) 및 챔버 공간(501)을 향하는 타측 면인 제4 자석 내면(744b)을 포함한다. 제4 자석 외면(744a) 및 제4 자석 내면(744b)은 서로 다른 극성으로 자화될 수 있다.
제5 자석(745)은 제5 벽(515)과 커버 부재(715) 사이에 위치되어, 챔버 공간(501)에 자기장을 형성한다. 제5 자석(745)은 제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312) 사이에 위치된다. 제5 자석(745)은 제1 고정 접촉자(311)를 향하는 일측 면인 제5 자석 외면(745a) 및 제2 고정 접촉자(312)를 향하는 타측 면인 제5 자석 내면(745b)을 포함한다. 제5 자석 외면(745a) 및 제5 자석 내면(745b)은 서로 다른 극성으로 자화될 수 있다.
제1 내지 제5 자석(741, 742, 743, 744, 745)은 독립적으로, 또는 함께 자기장을 형성할 수 있다. 자석부(740)에 의해 형성되는 자기장 및 이에 따른 자기력의 방향에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
자석 커버 부재(750)는 자석 하우징(710)의 제1 내지 제4 지지 벽(711, 712, 713, 714)을 아크 챔버(500)의 제1 내지 제4 벽(511, 512, 513, 514)에 결합시킨다. 자석 커버 부재(750)는 자석 하우징(710) 및 이에 결합된 자석부(740)와 아크 챔버(500) 간의 결합 상태를 안정적으로 유지한다.
자석 커버 부재(750)는 아크 유도부(700)의 방사상 외측 부분을 형성한다. 자석 커버 부재(750)는 아크 유도부(700)의 다른 구성 요소를 외측에서 덮으며 자석 하우징(710)에 결합될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 자석 커버 부재(750)는 서로 인접하게 배치되는 두 개의 자석(741, 742, 743, 744) 및 이들이 결합된 서로 인접하게 배치되는 두 개의 지지 벽(711, 712, 713, 714)을 덮으며 자석 하우징(710)과 결합된다.
동시에, 자석 커버 부재(750)는 상기 두 개의 지지 벽(711, 712, 713, 714) 사이에 형성된 공간(즉, 상기 두 개의 지지 벽(711, 712, 713, 714)이 서로 이격되어 형성된 공간)을 덮으며 자석 하우징(710)과 결합된다.
자석 커버 부재(750)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 자석 커버 부재(750)는 좌측에 위치되는 제1 자석 커버 부재(750a) 및 우측에 위치되는 제2 자석 커버 부재(750b)를 포함한다.
제1 자석 커버 부재(750a)는 자석 하우징(710)의 일측, 도시된 실시 예에서 좌측에서 자석 하우징(710)의 외측의 일부를 덮으며 결합된다. 상술한 바와 같이, 제1 자석(741) 및 제3 자석(743)이 상대적으로 좌측에 위치되는 바, 제1 자석 커버 부재(750a)는 좌측에 위치되는 제1 자석(741) 및 제3 자석(743)을 덮으며 자석 하우징(710)에 결합된다고 할 수 있을 것이다.
제2 자석 부재(750b)는 자석 하우징(710)의 타측, 도시된 실시 예에서 우측에서 자석 하우징(710)의 외측의 다른 일부를 덮으며 결합된다. 상술한 바와 같이, 제2 자석(742) 및 제4 자석(744)이 상대적으로 우측에 위치되는 바, 제2 자석 커버 부재(750b)는 우측에 위치되는 제2 자석(742) 및 제4 자석(744)을 덮으며 자석 하우징(710)에 결합된다고 할 수 있을 것이다.
자석 커버 부재(750)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 상기 실시 예에서, 자석 커버 부재(750)에 감싸인 자석부(740)는 외부의 자성체 또는 전류 등에 영향을 받지 않고 챔버 공간(501)에 자기장을 형성할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 자석 커버 부재(750)는 제1 연장부(751), 제2 연장부(752) 및 제3 연장부(753)를 포함한다.
제1 연장부(751)는 자석 커버 부재(750)의 일 부분을 형성한다. 제1 연장부(751)는 소정의 두께를 갖고, 일 방향으로 연장되는 판 형으로 구비될 수 있다. 도 17 내지 도 20에 도시된 실시 예에서, 제1 연장부(751)는 사각의 판형으로 형성된다.
제1 연장부(751)는 자석부(740) 중 어느 하나 이상의 자석을 덮으며 자석 하우징(710)에 결합될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 자석 커버 부재(750a)의 제1 연장부(751)는 제1 자석(741)을 덮으며 자석 하우징(710)에 결합된다. 또한, 제2 자석 커버 부재(750b)의 제1 연장부(751)는 제2 자석(742)을 덮으며 자석 하우징(710)에 결합된다.
제1 연장부(751)는 제3 연장부(753)를 통해 제2 연장부(752)와 연속된다.
제2 연장부(752)는 자석 커버 부재(750)의 다른 일 부분을 형성한다. 제2 연장부(752)는 소정의 두께를 갖고, 일 방향으로 연장되는 판 형으로 구비될 수 있다. 도 17 내지 도 20에 도시된 실시 예에서, 제2 연장부(752)는 사각의 판형으로 형성된다.
일 실시 예에서, 제1 연장부(751) 및 제2 연장부(752)는 동일한 형상을 갖게 형성될 수 있다.
제2 연장부(752)는 자석부(740) 중 어느 하나 이상의 자석을 덮으며 자석 하우징(710)에 결합될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 자석 커버 부재(750a)의 제2 연장부(752)는 제3 자석(743)을 덮으며 자석 하우징(710)에 결합된다. 또한, 제2 자석 커버 부재(750b)의 제2 연장부(752)는 제4 자석(744)을 덮으며 자석 하우징(710)에 결합된다.
제1 연장부(751) 및 제2 연장부(752) 사이에는 제3 연장부(753)가 구비된다.
제3 연장부(753)는 제1 연장부(751) 및 제2 연장부(752)와 각각 결합된다. 제1 연장부(751) 및 제2 연장부(752)는 제3 연장부(753)를 매개로 연속될 수 있다.
제3 연장부(753)는 제1 연장부(751) 및 제2 연장부(752)의 각 단부와 결합될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제3 연장부(753)는 그 전방 측 단부가 제1 연장부(751)의 후방 측 단부와 연속되고, 그 후방 측 단부가 제2 연장부(752)의 전방 측 단부와 연속된다.
제3 연장부(753)는 적어도 한 개의 만곡부를 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제3 연장부(753)는 방사상 외측으로 볼록하도록 라운드지게 형성된 한 개의 만곡부를 포함한다. 상기 만곡부의 중심은 자석 하우징(710)의 내부에 위치될 수 있다. 또한, 상기 만곡부의 곡률은 서로 인접한 벽(511, 512, 513, 514)이 연속되는 모서리의 곡률과 같을 수 있다.
따라서, 자석 커버 부재(750)가 자석 하우징(710)과 결합되면, 제1 연장부(751) 및 제2 연장부(752)는 각각 서로 다른 자석(741, 742, 743, 744)을, 제3 연장부(753)는 그 사이에 형성된 공간을 감싸게 된다.
이에 따라, 아크 유도부(700)의 각 구성 요소의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 아크 챔버(500) 및 아크 유도부(700)의 구조적인 특징에 의해 메인 접점부(300)와 서브 접점부(400) 간의 절연 거리가 충분히 확보될 수 있다. 이에 따라, 직류 릴레이(10)의 작동이 진행되더라도, 메인 접점부(300)와 서브 접점부(400) 간의 전기적인 간섭이 감소될 수 있다. 더불어, 메인 접점부(300)에서 발생되는 아크에 의한 서브 접점부(400)의 손상이 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 서브 접점부(400)의 다양한 구성 요소가 별도의 접점 홀더(401)에 수용된 채로 아크 챔버(500)의 내부에 수용된다. 서브 접점부(400)의 다양한 구성 요소가 챔버 공간(501)에 노출되는 부분이 최소화될 수 있다.
따라서, 발생된 아크에 의한 서브 접점부(400)의 구성 요소의 손상이 최소화될 수 있다. 이에 따라, 직류 릴레이(10)의 내구 연한이 증가될 수 있다.
더 나아가, 챔버 공간(501)에 자기장을 형성하기 위한 아크 유도부(700)는 아크 챔버(500)의 외측에 배치된다. 따라서, 챔버 공간(501)에 자기장을 형성하기 위한 부재가 점유하던 공간이 추가로 확보될 수 있다. 결과적으로, 챔버 공간(501)에서 발생된 아크가 소호되며 연장될 수 있는 공간 또한 증가되어, 아크의 소호 성능이 향상될 수 있다.
이하, 도 21 내지 도 25를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)의 효과를 상세하게 설명한다.
도 21을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)에 구비되는 메인 접점부(300)와 서브 접점부(400) 사이의 절연 거리가 도시된다.
메인 접점부(300)는 사각형의 단면으로 형성되는 아크 챔버(500)의 한 쌍의 꼭지점에 각각 치우쳐 위치된다. 이때, 상기 한 쌍의 꼭지점은 챔버 공간(501)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치된다. 즉, 메인 접점부(300)는 아크 챔버(500)의 각 꼭지점 중 가장 이격되어 위치되는 한 쌍의 꼭지점 사이에 배치된다.
도시된 실시 예에서, 제1 고정 접촉자(311)는 좌측에 위치되는, 제1 벽(511) 및 제3 벽(513)이 연속되는 꼭지점에 치우쳐 배치된다. 또한, 제2 고정 접촉자(312)는 우측에 위치되는, 제2 벽(512) 및 제4 벽(514)이 연속되는 꼭지점에 치우쳐 배치된다. 달리 표현하면, 제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312)는 좌우 방향으로 서로 이격되게 배치된다.
상기 실시 예에서, 제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312)는 챔버 공간(501)의 좌우 방향으로 연장되는 중심축(A1) 상에 배치될 수 있다.
서브 접점부(400)는 사각형의 단면으로 형성되는 아크 챔버(500)의 다른 한 쌍의 꼭지점 사이에서 연장되게 배치된다. 이때, 상기 다른 한 쌍의 꼭지점 역시 챔버 공간(501)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치된다. 즉, 서브 접점부(400)는 아크 챔버(500)의 각 꼭지점 중 가장 이격되어 위치되는 다른 한 쌍의 꼭지점에 인접하게 배치된다.
도시된 실시 예에서, 제1 렉(411) 및 제2 렉(412) 중 어느 하나의 렉은 전방 측에 위치되는, 제1 벽(511) 및 제2 벽(512)이 연속되는 꼭지점에 인접하게 배치된다. 또한, 제1 렉(411) 및 제2 렉(412) 중 다른 하나의 렉은 후방 측에 위치되는, 제3 벽(513) 및 제4 벽(514)이 연속되는 꼭지점에 인접하게 배치된다.
상기 실시 예에서, 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)은 챔버 공간(501)의 전후 방향으로 연장되는 중심축(A2) 상에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)은 제1 내지 제4 벽(511, 512, 513, 514)이 서로 연속되는 각 모서리 중 서로 마주하는 한 쌍의 모서리를 둘러싸는 인접한 벽에 접촉되게 배치될 수 있다.
이때, 제1 고정 접촉자(311)와 제1 렉(411) 및 제2 렉(412) 중 어느 하나의 렉 사이의 거리는 제1 거리(d1)으로 정의될 수 있다. 또한, 제2 고정 접촉자(312)와 제1 렉(411) 및 제2 렉(412) 중 다른 하나의 렉 사이의 거리는 제2 거리(d2)로 정의될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 거리(d1) 및 제2 거리(d2)는 제1 고정 접촉자(311) 및 제2 고정 접촉자(312)가 챔버 공간(501) 내부의 다른 위치에 배치된 경우에 비해 길게 형성될 수 있다. 즉, 복수 개의 서브 PCB(450), 서브 커넥터(460) 및 서브 스위치(470)가 각각 수용되는 제1 렉(411) 및 제2 렉(412)이 최대로 이격됨에 따라, 제1 거리(d1) 및 제2 거리(d2) 또한 최대가 될 수 있다.
이에 따라, 메인 접점부(300)와 서브 접점부(400) 사이에 충분한 절연 거리가 확보될 수 있다.
도 22 내지 도 23을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)의 아크 챔버(500)의 내부에 형성되는 소호 영역(E.A)이 도시된다. 소호 영역(E.A)은 챔버 공간(501) 중 아크가 소호되며 연장될 수 있는 공간으로 정의될 수 있다.
상술한 구성에 의해, 메인 접점부(300) 및 서브 접점부(400) 사이의 절연 거리는 최대가 되며, 동시에 소호 영역(E.A)이 기존에 비해 확장될 수 있다.
또한, 챔버 공간(501)에 자기장을 형성하기 위한 자석부(740)는 아크 챔버(500)의 외부에 배치되는 아크 유도부(700)에 구비된다. 자석부(740)는 아크 챔버(500)의 외측에서 챔버 공간(501)에 자기장을 형성하게 구성된다. 따라서, 소호 영역(E.A)은 챔버 공간(501) 중 자석부(740)에 의해 점유되던 공간만큼 확장될 수 있다.
이에 따라, 소호 영역(E.A)이 확장되어 아크가 충분히 소호 및 연장되며 챔버 공간(501)의 외부로 배출될 수 있다.
상기 효과는 상부 프레임(110)의 형상 변형 없이도 달성될 수 있다. 즉, 아크 챔버(500)가 사각형의 단면을 갖게 형성됨에 따라, 상부 프레임(110)과 아크 챔버(500) 사이에는 소정의 공간이 형성된다. 아크 유도부(700)는 상기 공간, 즉 상부 프레임(110)과 아크 챔버(500)에 둘러싸인 공간에 배치된다.
따라서, 메인 접점부(300)와 서브 접점부(400) 사이에 충분한 절연 거리가 확보되고, 아크의 소호 영역(E.A)이 증가되면서도 직류 릴레이(10)의 다른 구성 요소의 설계 변경이 최소화될 수 있다.
도 24 내지 도 25를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)의 챔버 공간(501)에 형성되는 자기장 및 이에 따라 형성되는 자기력에 의해 형성되는 아크의 경로(A.P)가 도시된다.
도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(310)에 표시된 "⊙"라는 부호는 해당 고정 접촉자(310)를 거쳐 가동 접촉자(320)로 전류가 통전됨을 의미한다. 즉, "⊙"가 표시된 고정 접촉자(310)에는 지면을 뚫고 들어가는 방향으로 전류가 통전된다.
도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(310)에 표시된 "ⓧ"라는 부호는 가동 접촉자(320)를 통해 해당 고정 접촉자(310)로 전류가 통전됨을 의미한다. 즉, "ⓧ"가 표시된 고정 접촉자(310)에는 지면을 뚫고 나오는 방향으로 전류가 통전된다.
또한, 도시된 실시 예에서, 각 자석(741, 742, 743, 744, 745)에서 발산되거나 각 자석(741, 742, 743, 744, 745)으로 수렴되는 실선의 화살표는, 각 자석(741, 742, 743, 744, 745)에 의해 형성되는 자기장의 방향을 의미한다.
도 24의 (a)를 참조하면, 아크 유도부(700)에 의해 아크 챔버(500)의 내부에 형성되는 자기장 및 이에 따른 아크의 경로(A.P)가 도시된다. 도시된 실시 예에서, 전류는 우측에 위치되는 제2 고정 접촉자(312) 및 가동 접촉자(320)를 차례로 통과되어 좌측에 위치되는 제1 고정 접촉자(311)를 통해 외부로 통전된다.
상기 상태에서, 제1 내지 제4 자석 외면(741a, 742a, 743a, 744a)은 S극으로 자화된다. 또한, 제1 내지 제4 자석 내면(741b, 742b, 743b, 744b)은 N극으로 자화된다. 따라서, 제1 내지 제4 자석(741, 742, 743, 744)이 형성하는 자기장의 방향은 제1 내지 제4 자석 내면(741b, 742b, 743b, 744b)에서 발산되어 제1 내지 제4 자석 외면(741a, 742a, 743a, 744a)으로 수렴되는 방향이다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(311) 근처에서는 좌측을 향하는 방향의 자기장이, 제2 고정 접촉자(312) 근처에서는 우측을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
제1 고정 접촉자(311)에서 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's left hand's rule)을 적용하면, 전류 및 자기장에 의해 형성되는 자기력의 방향은 전방의 좌측을 향해 형성된다. 이에 따라 아크의 경로(A.P) 또한 전방의 좌측을 향해 형성되어, 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)에서 멀어지는 방향으로 진행될 수 있다.
제2 고정 접촉자(312)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 전류 및 자기장에 의해 형성되는 자기력의 방향은 전방의 우측을 향해 형성된다. 이에 따라 아크의 경로(A.P) 또한 전방의 우측을 향해 형성되어, 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)에서 멀어지는 방향으로 진행될 수 있다.
도 24의 (b)를 참조하면, 전류의 통전 방향이 변경된 실시 예가 도시된다. 도시된 실시 예에서, 전류는 좌측에 위치되는 제1 고정 접촉자(311) 및 가동 접촉자(320)를 차례로 통과되어 우측에 위치되는 제2 고정 접촉자(312)를 통해 외부로 통전된다.
이때, 각 자석(741, 742, 743, 744)의 극성 및 이에 따라 형성되는 자기장의 방향은 도 24의 (a)에 도시된 실시 예와 동일하다.
제1 고정 접촉자(311)에서 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's left hand's rule)을 적용하면, 전류 및 자기장에 의해 형성되는 자기력의 방향은 전방의 좌측을 향해 형성된다. 이에 따라 아크의 경로(A.P) 또한 전방의 좌측을 향해 형성되어, 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)에서 멀어지는 방향으로 진행될 수 있다.
제2 고정 접촉자(312)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 전류 및 자기장에 의해 형성되는 자기력의 방향은 후방의 우측을 향해 형성된다. 이에 따라 아크의 경로(A.P) 또한 후방의 우측을 향해 형성되어, 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)에서 멀어지는 방향으로 진행될 수 있다.
도 25의 (a)를 참조하면, 제5 자석(745)이 추가된 실시 예에서 아크 유도부(700)에 의해 아크 챔버(500)의 내부에 형성되는 자기장 및 이에 따른 아크의 경로(A.P)가 도시된다. 도시된 실시 예에서, 전류는 우측에 위치되는 제2 고정 접촉자(312) 및 가동 접촉자(320)를 차례로 통과되어 좌측에 위치되는 제1 고정 접촉자(311)를 통해 외부로 통전된다.
상기 상태에서, 제1 내지 제4 자석 외면(741a, 742a, 743a, 744a)은 S극으로 자화된다. 또한, 제1 내지 제4 자석 내면(741b, 742b, 743b, 744b)은 N극으로 자화된다. 더 나아가, 제5 자석 외면(745a)은 N극으로, 제5 자석 내면(745b)은 S극으로 자화된다.
따라서, 제1 내지 제4 자석(741, 742, 743, 744)이 형성하는 자기장의 방향은 제1 내지 제4 자석 내면(741b, 742b, 743b, 744b)에서 발산되어 제1 내지 제4 자석 외면(741a, 742a, 743a, 744a)으로 수렴되는 방향이다. 또한, 제5 자석(745)이 형성하는 자기장의 방향은 제5 자석 외면(745a)에서 발산되어 제5 자석 내면(745b)으로 수렴되는 방향이다.
더 나아가, 제5 자석(745)이 구비됨에 따라, 제1 내지 제5 자석(741, 742, 743, 744, 745) 사이에도 자기장이 형성된다.
구체적으로, 제5 자석 외면(745a)에서 제1 및 제3 자석 외면(741a, 743a)으로 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 또한, 제2 및 제4 자석 내면(742b, 744b)에서 제5 자석 내면(745b)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
에 따라, 제1 고정 접촉자(311) 근처 및 제2 고정 접촉자(312) 모두에서 좌측을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
제1 고정 접촉자(311)에서 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's left hand's rule)을 적용하면, 전류 및 자기장에 의해 형성되는 자기력의 방향은 전방의 좌측을 향해 형성된다. 이에 따라 아크의 경로(A.P) 또한 전방의 좌측을 향해 형성되어, 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)에서 멀어지는 방향으로 진행될 수 있다.
제2 고정 접촉자(312)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 전류 및 자기장에 의해 형성되는 자기력의 방향은 후방의 우측을 향해 형성된다. 이에 따라 아크의 경로(A.P) 또한 후방의 우측을 향해 형성되어, 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)에서 멀어지는 방향으로 진행될 수 있다.
도 25의 (b)를 참조하면, 전류의 통전 방향이 변경된 실시 예가 도시된다. 도시된 실시 예에서, 전류는 좌측에 위치되는 제1 고정 접촉자(311) 및 가동 접촉자(320)를 차례로 통과되어 우측에 위치되는 제2 고정 접촉자(312)를 통해 외부로 통전된다.
이때, 각 자석(741, 742, 743, 744, 745)의 극성 및 이에 따라 형성되는 자기장의 방향은 도 25의 (a)에 도시된 실시 예와 동일하다.
제1 고정 접촉자(311)에서 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's left hand's rule)을 적용하면, 전류 및 자기장에 의해 형성되는 자기력의 방향은 후방의 좌측을 향해 형성된다. 이에 따라 아크의 경로(A.P) 또한 후방의 좌측을 향해 형성되어, 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)에서 멀어지는 방향으로 진행될 수 있다.
제2 고정 접촉자(312)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 전류 및 자기장에 의해 형성되는 자기력의 방향은 후방의 우측을 향해 형성된다. 이에 따라 아크의 경로(A.P) 또한 후방의 우측을 향해 형성되어, 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)에서 멀어지는 방향으로 진행될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(10)는 발생된 아크를 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)에 멀어지는 방향으로 유도할 수 있다. 이에 따라, 발생된 아크에 의한 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)의 손상이 최소화될 수 있다.
또한, 고정 접촉자(310) 및 가동 접촉자(320)에 통전되는 전류의 방향이 변경되더라도, 아크는 고정 접촉자(310) 및 서브 접점부(400)에서 멀어지는 방향으로 유도된다. 따라서, 작업자 또는 사용자는 고정 접촉자(310) 및 이에 결합, 통전된 메인 단자(610)의 극성을 고려하지 않고도 외부의 전원 및 부하를 연결할 수 있어, 작업성 및 편의성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상 범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 직류 릴레이 100: 프레임
110: 상부 프레임 111: 상부 공간
112: 결합 돌기 113: 지지 돌기
114: 상부 개구부 115: 상부 분리 벽
120: 하부 프레임 121: 하부 공간
122: 결합 홈 123: PCB 수용부
130: PCB 프레임 131: PCB
140: 지지 플레이트 141: 지지 홈
142: 지지 관통공 150: 제1 절연 플레이트
151: 홀더 지지부 152: 홀더 관통공
200: 코어부 210: 고정 코어
220: 가동 코어 230: 요크
240: 보빈 250: 코일
251: 트립 코일 252: 홀딩 코일
260: 코어 스프링 270: 요크 링
280: 실린더 300: 메인 접점부
310: 고정 접촉자 311: 제1 고정 접촉자
312: 제2 고정 접촉자 320: 가동 접촉자
330: 하우징 340: 커버
350: 접점 스프링 360: 샤프트
400: 서브 접점부 401: 접점 홀더
410: 몸체부 411: 제1 렉
412: 제2 렉 413: 브릿지
420: 스위치 수용부 421: 제1 스위치 수용부
422: 제2 스위치 수용부 430: 단자 수용부
431: 제1 단자 수용부 432: 제2 단자 수용부
440: 단자 구획 부재 441: 제1 단자 구획 부재
442: 제2 단자 구획 부재 450: 서브 PCB
451: 제1 서브 PCB 451: 제2 서브 PCB
460: 서브 커넥터 461: 제1 서브 커넥터
462: 제2 서브 커넥터 470: 서브 스위치
471: 제1 서브 스위치 472: 제2 서브 스위치
500: 아크 챔버 501: 챔버 공간
510: 벽체부 511: 제1 벽
512: 제2 벽 513: 제3 벽
514: 제4 벽 515: 제5 벽
520: 개구부 521: 메인 개구부
521a: 제1 메인 개구부 521b: 제2 메인 개구부
522: 서브 개구부 522a: 제1 서브 개구부
522b: 제2 서브 개구부 523: 파이프 개구부
530: 씰링 부재 600: 단자부
610: 메인 단자 611: 제1 메인 단자
612: 제2 메인 단자 620: 서브 단자
621: 제1 서브 단자 622: 제2 서브 단자
630: 파이프 부재 700: 아크 유도부
710: 자석 하우징 711: 제1 지지 벽
711a: 제1 자석 공간부 712: 제2 지지 벽
712a: 제2 자석 공간부 713: 제3 지지 벽
713a: 제3 자석 공간부 714: 제4 지지 벽
714a: 제4 자석 공간부 715: 커버 부재
720: 아크 개구부 721: 제1 아크 개구부
722: 제2 아크 개구부 723: 도선 수용부
724: 도선 홈 730: 제2 절연 플레이트
740: 자석부 741: 제1 자석
741a: 제1 자석 외면 741b: 제1 자석 내면
742: 제2 자석 742a: 제2 자석 외면
742b: 제2 자석 내면 743: 제3 자석
743a: 제3 자석 외면 743b: 제3 자석 내면
744: 제4 자석 744a: 제4 자석 외면
744b: 제4 자석 내면 745: 제5 자석
745a: 제5 자석 외면 745b: 제5 자석 내면
750: 자석 커버 부재 750a: 제1 자석 커버 부재
750b: 제2 자석 커버 부재 751: 제1 연장부
752: 제2 연장부 753: 제3 연장부
S: 수용 공간 W: 도선 부재
d1: 제1 거리 d2: 제2 거리
E.A: 소호 영역 A.P: 아크의 경로

Claims (16)

  1. 고정 접촉자가 부분적으로 수용된 아크 챔버의 외측에 결합되는 자석 하우징; 및
    상기 자석 하우징에 형성된 자석 공간에 수용되어, 상기 아크 챔버의 내부에 자기장을 형성하는 자석부를 포함하며,
    상기 고정 접촉자는 복수 개 구비되어, 상기 아크 챔버의 내부에서 일 방향으로 서로 이격되어 배치되고,
    상기 자석부는,
    상기 일 방향과 소정의 각도를 이루는 다른 방향을 따라 배치되는,
    아크 유도부.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자석 하우징은,
    상기 아크 챔버의 외주면을 부분적으로 둘러싸는 지지 벽; 및
    상기 아크 챔버의 높이 방향의 일 면을 둘러싸며, 상기 지지 벽과 각각 연속되는 커버 부재를 포함하며,
    상기 자석 공간은, 상기 지지 벽의 내부에 형성되는,
    아크 유도부.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자석 공간은 상기 지지 벽의 두께 방향으로 관통 형성되는,
    아크 유도부.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 지지 벽은 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 지지 벽은 상기 아크 챔버의 외주면의 서로 다른 부분을 둘러싸게 배치되고,
    상기 자석부는 복수 개의 자석을 포함하여, 복수 개의 자석은 복수 개의 상기 자석 공간에 각각 수용되어, 상기 아크 챔버의 내부에 자기장을 형성하는,
    아크 유도부.
  5. 제4항에 있어서,
    복수 개의 상기 지지 벽은, 상기 커버 부재의 외주를 따라 서로 소정 간격만큼 이격되어 배치되는,
    아크 유도부.
  6. 제4항에 있어서,
    복수 개의 상기 자석은,
    상기 아크 챔버에 반대되는 일 면인 자석 외면; 및
    상기 자석 외면에 대향되며, 상기 아크 챔버를 향하는 타 면인 자석 내면을 포함하고,
    복수 개의 상기 자석의 상기 자석 외면 각각은, 서로 같은 극성으로 자화(magnetize)되는,
    아크 유도부.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 지지 벽은,
    상기 아크 챔버를 사이에 두고 마주하게 배치되며, 일 방향으로 연장 형성되는 제1 지지 벽 및 제3 지지 벽; 및
    상기 아크 챔버를 사이에 두고 마주하게 배치되며, 타 방향으로 연장 형성되는 제2 지지 벽 및 제4 지지 벽을 포함하는,
    아크 유도부.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지 벽은,
    그 수평 방향의 단면이 상기 제1 지지 벽, 상기 제2 지지 벽, 상기 제3 지지 벽 및 상기 제4 지지 벽을 각각 일 변으로 하고,
    복수 개의 상기 고정 접촉자가 나란하게 배치되는 상기 일 방향을 일 대각선으로 하는 마름모의 형상인,
    아크 유도부.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 지지 벽 및 상기 제3 지지 벽은 서로 평행하게 같은 길이만큼 연장되고,
    상기 제2 지지 벽 및 상기 제4 지지 벽은 서로 평행하게 같은 길이만큼 연장되는,
    아크 유도부.
  10. 제1항에 있어서,
    복수 개의 상기 고정 접촉자 중 어느 하나와 상기 자석부 사이의 최단 거리는, 복수 개의 상기 고정 접촉자 중 다른 하나와 상기 자석부 사이의 최단 거리와 상이한,
    아크 유도부.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 자석 하우징 및 상기 자석부를 외측에서 덮게 결합되어, 상기 자석 하우징 및 상기 자석부를 외측에서 지지하는 자석 커버 부재를 포함하는,
    아크 유도부.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자석부는 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 자석을 포함하며,
    상기 자석 커버 부재는,
    일 방향으로 연장 형성되어 서로 인접하게 배치되는 복수 개의 상기 자석 중 어느 하나를 외측에서 덮는 제1 연장부;
    상기 제1 연장부와 연속되며, 서로 인접하게 배치되는 복수 개의 상기 자석 사이의 공간을 덮는 제2 연장부; 및
    상기 제2 연장부와 연속되며, 서로 인접하게 배치되는 복수 개의 상기 자석 중 다른 하나를 외측에서 덮는 제3 연장부를 포함하는,
    아크 유도부.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 연장부 및 상기 제3 연장부는 평면 형상으로 연장되고,
    상기 제2 연장부는 적어도 한 개의 만곡부를 포함하는 곡면 형상으로 연장되는,
    아크 유도부.
  14. 외부의 전원 또는 부하와 통전되며, 일 방향으로 이격되게 배치되는 복수 개의 고정 접촉자;
    상기 고정 접촉자를 향하는 방향 및 반대되는 방향으로 승강 가능하게 구비되어, 상기 고정 접촉자와 접촉되거나 이격되게 구성되는 가동 접촉자;
    복수 개의 상기 고정 접촉자의 일 부분 및 상기 가동 접촉자를 수용하는 챔버 공간이 내부에 형성된 아크 챔버; 및
    상기 아크 챔버의 외측을 감싸며 상기 아크 챔버에 결합되어, 상기 챔버 공간에 자기장을 형성하는 아크 유도부를 포함하며,
    상기 아크 챔버는,
    상기 챔버 공간을 둘러싸며, 상기 일 방향과 다른 방향으로 각각 연장되는 복수 개의 벽을 포함하고,
    상기 아크 유도부는,
    복수 개의 상기 벽에 각각 인접하게 배치되며, 복수 개의 상기 벽과 같은 방향으로 연장되는 복수 개의 자석을 포함하는,
    직류 릴레이.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 아크 유도부는,
    복수 개의 상기 자석을 서로 이격되게 수용하며, 상기 아크 챔버에 결합되는 자석 하우징; 및
    복수 개의 상기 자석 중 인접하게 배치되는 한 쌍의 자석을 덮으며 상기 자석 하우징에 결합되는 자석 커버 부재를 포함하는,
    직류 릴레이.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 자석 커버 부재는,
    판 형상으로 연장되며, 서로 연속되고, 인접하게 배치되는 한 쌍의 상기 자석을 각각 덮으며 상기 자석 하우징에 결합되는 복수 개의 연장부를 포함하는,
    직류 릴레이.
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