(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-29
(54)【発明の名称】アーク誘導部およびこれを含む直流リレー
(51)【国際特許分類】
H01H 50/38 20060101AFI20241022BHJP
【FI】
H01H50/38 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024525696
(86)(22)【出願日】2022-10-17
(85)【翻訳文提出日】2024-04-30
(86)【国際出願番号】 KR2022015775
(87)【国際公開番号】W WO2023096165
(87)【国際公開日】2023-06-01
(31)【優先権主張番号】10-2021-0162024
(32)【優先日】2021-11-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】593121379
【氏名又は名称】エルエス、エレクトリック、カンパニー、リミテッド
【氏名又は名称原語表記】LS ELECTRIC CO., LTD.
【住所又は居所原語表記】127,LS-ro,Dongan-gu,Anyang-si,Gyeonggi-do,Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】100143823
【氏名又は名称】市川 英彦
(74)【代理人】
【識別番号】100232275
【氏名又は名称】和田 宣喜
(72)【発明者】
【氏名】キム,ハス
(72)【発明者】
【氏名】パク,ジンヒ
(57)【要約】
アーク誘導部およびこれを含む直流リレーが開示される。本発明の一態様によるアーク誘導部およびこれを含む直流リレーは、固定接触子が部分的に収容されたアークチャンバーの外側に結合する磁石ハウジング;および前記磁石ハウジングに形成された磁石空間に収容され、前記アークチャンバーの内部に磁場を形成する磁石部を含み、前記固定接触子は、複数個設けられ、前記アークチャンバーの内部から一方向に互いに離隔して配置され、前記磁石部は、前記一方向と所定の角度を成す他方向に沿って配置されてもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定接触子が部分的に収容されたアークチャンバーの外側に結合する磁石ハウジング;および
前記磁石ハウジングに形成された磁石空間に収容され、前記アークチャンバーの内部に磁場を形成する磁石部を含み、
前記固定接触子は、複数個設けられ、前記アークチャンバーの内部から一方向に互いに離隔して配置され、
前記磁石部は、
前記一方向と所定の角度を成す他方向に沿って配置される、アーク誘導部。
【請求項2】
前記磁石ハウジングは、
前記アークチャンバーの外周面を部分的に囲む支持壁;および
前記アークチャンバーの高さ方向の一面を囲み、前記支持壁とそれぞれ連続するカバー部材を含み、
前記磁石空間は、前記支持壁の内部に形成される、請求項1に記載のアーク誘導部。
【請求項3】
前記磁石空間は、前記支持壁の厚さ方向に貫通形成される、請求項2に記載のアーク誘導部。
【請求項4】
前記支持壁は、複数個設けられ、複数個の前記支持壁は、前記アークチャンバーの外周面の互いに異なる部分を囲むように配置され、
前記磁石部は、複数個の磁石を含み、複数個の磁石は、複数個の前記磁石空間にそれぞれ収容され、前記アークチャンバーの内部に磁場を形成する、請求項2に記載のアーク誘導部。
【請求項5】
複数個の前記支持壁は、前記カバー部材の外周に沿って互いに所定の間隔だけ離隔して配置される、請求項4に記載のアーク誘導部。
【請求項6】
複数個の前記磁石は、
前記アークチャンバーに反対側の一面である磁石外面;および
前記磁石外面に対向し、前記アークチャンバーに向かう他面である磁石内面を含み、
複数個の前記磁石の前記磁石外面それぞれは、互いに同じ極性で磁化(magnetize)する、請求項4に記載のアーク誘導部。
【請求項7】
前記支持壁は、
前記アークチャンバーを挟んで対向するように配置され、一方向に延設する第1支持壁および第3支持壁;および
前記アークチャンバーを挟んで対向するように配置され、他方向に延設する第2支持壁および第4支持壁を含む、請求項2に記載のアーク誘導部。
【請求項8】
前記支持壁は、
その水平方向の断面が前記第1支持壁、前記第2支持壁、前記第3支持壁および前記第4支持壁をそれぞれ一辺とし、
複数個の前記固定接触子が並んで配置される前記一方向を1 本の対角線とする菱形の形状である、請求項7に記載のアーク誘導部。
【請求項9】
前記第1支持壁および前記第3支持壁は、互いに平行に同じ長さだけ延長し、
前記第2支持壁および前記第4支持壁は、互いに平行に同じ長さだけ延長する、請求項7に記載のアーク誘導部。
【請求項10】
複数個の前記固定接触子のうちいずれか1つと前記磁石部間の最短距離は、複数個の前記固定接触子のうち他の1つと前記磁石部間の最短距離と異なる、請求項1に記載のアーク誘導部。
【請求項11】
前記磁石ハウジングおよび前記磁石部を外側から覆うように結合し、前記磁石ハウジングおよび前記磁石部を外側から支持する磁石カバー部材を含む、請求項1に記載のアーク誘導部。
【請求項12】
前記磁石部は、互いに離隔して配置される複数個の磁石を含み、
前記磁石カバー部材は、
一方向に延設し、互いに隣接して配置される複数個の前記磁石のうちいずれか1つを外側から覆う第1延長部;
前記第1延長部と連続し、互いに隣接して配置される複数個の前記磁石間の空間を覆う第2延長部;および
前記第2延長部と連続し、互いに隣接して配置される複数個の前記磁石のうち他の1つを外側から覆う第3延長部を含む、請求項11に記載のアーク誘導部。
【請求項13】
前記第1延長部および前記第3延長部は、平面形状に延長し、
前記第2延長部は、少なくとも1つの湾曲部を含む曲面形状に延長する、請求項12に記載のアーク誘導部。
【請求項14】
外部の電源または負荷と通電し、一方向に離隔して配置される複数個の固定接触子;
前記固定接触子に向かう方向および反対方向に昇降可能に設けられ、前記固定接触子と接触したり離隔するように構成される可動接触子;
複数個の前記固定接触子の一部分および前記可動接触子を収容するチャンバー空間が内部に形成されたアークチャンバー;および
前記アークチャンバーの外側を囲みながら前記アークチャンバーに結合し、前記チャンバー空間に磁場を形成するアーク誘導部を含み、
前記アークチャンバーは、
前記チャンバー空間を囲み、前記一方向と異なる方向にそれぞれ延長する複数個の壁を含み、
前記アーク誘導部は、
複数個の前記壁にそれぞれ隣接して配置され、複数個の前記壁と同じ方向に延長する複数個の磁石を含む、直流リレー。
【請求項15】
前記アーク誘導部は、
複数個の前記磁石を互いに離隔するように収容し、前記アークチャンバーに結合する磁石ハウジング;および
複数個の前記磁石のうち隣接して配置される1対の磁石を覆い、前記磁石ハウジングに結合する磁石カバー部材を含む、請求項14に記載の直流リレー。
【請求項16】
前記磁石カバー部材は、
板形状に延長し、互いに連続し、隣接して配置される1対の前記磁石をそれぞれ覆い、前記磁石ハウジングに結合する複数個の延長部を含む、請求項15に記載の直流リレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、直流リレーに関し、より詳細には、十分な絶縁距離を確保しながらも、アークを効果的に消弧できる構造の直流リレーに関する。
【背景技術】
【0002】
直流リレー(Direct current relay)は、電磁石の原理を用いて機械的な駆動または電流信号を伝達する装置である。直流リレーは、電磁開閉器(Magnetic switch)とも言い、電気的な回路開閉装置に分類されることが一般的である。
【0003】
直流リレーは、固定接点および可動接点を含む。固定接点は、外部の電源および負荷と通電可能に連結される。固定接点と可動接点は、互いに接触したり、離隔していてもよい。
【0004】
固定接点と可動接点の接触および離隔によって、直流リレーを介した通電が許容または遮断される。前記移動は、可動接点に駆動力を印加する駆動部によって達成される。
【0005】
固定接点と可動接点が離隔すると、固定接点と可動接点との間には、アーク(arc)が発生する。アークは、高圧、高温の電流の流れである。したがって、発生したアークは、既定の経路を介して直流リレーから迅速に排出しなければならない。
【0006】
アークの排出経路は、直流リレーに設けられる磁石によって形成される。前記磁石は、固定接点と可動接点が接触する空間の内部に磁場を形成する。形成された磁場および電流の流れによって発生した電磁気力によってアークの排出経路を形成することができる。
【0007】
なお、発生したアークは、その延長長さが長いほど消弧(extinguish)効果が増加する。したがって、発生したアークが効果的に消弧された後に排出されるためには、アークチャンバー内部の空間が大きいほど有利である。
【0008】
ところで、磁場を形成するための磁石は、アークチャンバー(arc chamber)、すなわち固定接点および可動接点が収容される空間に設けられることが一般的である。この場合、磁石が占有する空間によって、アークチャンバー内部の空間のサイズが減少することができる。
【0009】
したがって、アークを効果的に誘導、消弧するためには、アークを誘導する磁石が設けられると同時に、アークチャンバーの空間が増加しなければならない。
【0010】
韓国登録特許第10-1661396号公報は、電磁リレーを開示する。具体的には、固定接点および可動接点を囲むように配置される永久磁石を用いて発生したアークを誘導するための電磁リレーを開示する。
【0011】
ところで、前記先行文献が開示する電磁リレーの永久磁石は、アークチャンバーの一部を形成する延長部の内面に配置される。すなわち、前記先行文献による電磁リレーは、永久磁石が占有する空間によってアークの流動空間が減少する問題を解決するための方案を提示しない。
【0012】
韓国登録特許第10-1631000号公報は、電磁リレーを開示する。具体的には、固定接点および可動接点を囲むように配置される永久磁石を用いて発生したアークを誘導するための電磁リレーを開示する。
【0013】
ところで、前記先行文献が開示する電磁リレーの永久磁石は、ハウジングの内部に追加に形成された空間に収容される。したがって、発生したアークによる損傷可能性を排除することができず、追加に形成された空間は、依然としてアークが流動できない空間であるところ、アークの消弧能力の向上には限界がある。
【0014】
韓国公開特許第10-2013-0136978号公報は、接点装置およびこれを用いた電磁開閉器を開示する。具体的には、固定接触子の内部にアーク消弧用永久磁石を内蔵し、発生したアークを誘導するための接点装置およびこれを用いた電磁開閉器を開示する。
【0015】
ところで、前記先行文献が開示する接点装置およびこれを用いた電磁開閉器の永久磁石は、アークが発生する地点である固定接触子の内部に収容される。したがって、発生したアークによって永久磁石が損傷する可能性が排除されにくい。また、永久磁石は、その極性の方向が固定された状態で固定接触子に収容されなければならないので、誤組み立てなどの発生可能性が高く、製作性が低下する恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】韓国登録特許第10-1661396号公報(2016.09.29.)
【特許文献2】韓国登録特許第10-1631000号公報(2016.06.15.)
【特許文献3】韓国公開特許第10-2013-0136978号公報(2013.12.13.)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
本発明は、前述のような問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、発生したアークを誘導して他の構成要素の損傷を防止することができる構造のアーク誘導部およびこれを含む直流リレーを提供することにある。
【0018】
本発明の他の目的は、アークの消弧空間を十分に確保することができる構造のアーク誘導部およびこれを含む直流リレーを提供することにある。
【0019】
本発明のさらに他の目的は、製作およびメンテナンスが簡易な構造のアーク誘導部およびこれを含む直流リレーを提供することにある。
【0020】
本発明のさらに他の目的は、通電する外部の負荷または電源の極性と関係なく、アークを誘導できる構造のアーク誘導部およびこれを含む直流リレーを提供することにある。
【0021】
本発明のさらに他の目的は、設計自由度および製作性が向上することができる構造のアーク誘導部およびこれを含む直流リレーを提供することにある。
【0022】
本発明の課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていないさらに他の課題は、以下の記載から本発明の属する技術分野における通常の技術者に明確に理解され得る。
【課題を解決するための手段】
【0023】
本発明の一態様によれば、固定接触子が部分的に収容されたアークチャンバーの外側に結合する磁石ハウジング;および前記磁石ハウジングに形成された磁石空間に収容され、前記アークチャンバーの内部に磁場を形成する磁石部を含み、前記固定接触子は、複数個設けられ、前記アークチャンバーの内部から一方向に互いに離隔して配置され、前記磁石部は、前記一方向と所定の角度を成す他方向に沿って配置される、アーク誘導部が提供される。
【0024】
この際、前記磁石ハウジングは、前記アークチャンバーの外周面を部分的に囲む支持壁;および前記アークチャンバーの高さ方向の一面を囲み、前記支持壁とそれぞれ連続するカバー部材を含み、前記磁石空間は、前記支持壁の内部に形成される、アーク誘導部を提供することができる。
【0025】
また、前記磁石空間は、前記支持壁の厚さ方向に貫通形成される、アーク誘導部を提供することができる。
【0026】
この際、前記支持壁は、複数個設けられ、複数個の前記支持壁は、前記アークチャンバーの外周面の互いに異なる部分を囲むように配置され、前記磁石部は、複数個の磁石を含み、複数個の磁石は、複数個の前記磁石空間にそれぞれ収容され、前記アークチャンバーの内部に磁場を形成する、アーク誘導部を提供することができる。
【0027】
また、複数個の前記支持壁は、前記カバー部材の外周に沿って互いに所定の間隔だけ離隔して配置される、アーク誘導部を提供することができる。
【0028】
この際、複数個の前記磁石は、前記アークチャンバーに反対側の一面である磁石外面;および前記磁石外面に対向し、前記アークチャンバーに向かう他面である磁石内面を含み、複数個の前記磁石の前記磁石外面それぞれは、互いに同じ極性で磁化(magnetize)する、アーク誘導部を提供することができる。
【0029】
また、前記支持壁は、前記アークチャンバーを挟んで対向するように配置され、一方向に延設する第1支持壁および第3支持壁;および前記アークチャンバーを挟んで対向するように配置され、他方向に延設する第2支持壁および第4支持壁を含む、アーク誘導部を提供することができる。
【0030】
この際、前記支持壁は、その水平方向の断面が前記第1支持壁、前記第2支持壁、前記第3支持壁および前記第4支持壁をそれぞれ一辺とし、複数個の前記固定接触子が並んで配置される前記一方向を1 本の対角線とする菱形の形状である、アーク誘導部を提供することができる。
【0031】
また、前記第1支持壁および前記第3支持壁は、互いに平行に同じ長さだけ延長し、前記第2支持壁および前記第4支持壁は、互いに平行に同じ長さだけ延長する、アーク誘導部を提供することができる。
【0032】
この際、複数個の前記固定接触子のうちいずれか1つと前記磁石部間の最短距離は、複数個の前記固定接触子のうち他の1つと前記磁石部間の最短距離と異なる、アーク誘導部を提供することができる。
【0033】
また、前記磁石ハウジングおよび前記磁石部を外側から覆うように結合し、前記磁石ハウジングおよび前記磁石部を外側から支持する磁石カバー部材を含む、アーク誘導部を提供することができる。
【0034】
この際、前記磁石部は、互いに離隔して配置される複数個の磁石を含み、前記磁石カバー部材は、一方向に延設し、互いに隣接して配置される複数個の前記磁石のうちいずれか1つを外側から覆う第1延長部;前記第1延長部と連続し、互いに隣接して配置される複数個の前記磁石間の空間を覆う第2延長部;および前記第2延長部と連続し、互いに隣接して配置される複数個の前記磁石のうち他の1つを外側から覆う第3延長部を含む、アーク誘導部を提供することができる。
【0035】
また、前記第1延長部および前記第3延長部は、平面形状に延長し、前記第2延長部は、少なくとも1つの湾曲部を含む曲面形状に延長する、アーク誘導部を提供することができる。
【0036】
本発明の他の態様によれば、外部の電源または負荷と通電し、一方向に離隔して配置される複数個の固定接触子;前記固定接触子に向かう方向および反対方向に昇降可能に設けられ、前記固定接触子と接触したり離隔するように構成される可動接触子;複数個の前記固定接触子の一部分および前記可動接触子を収容するチャンバー空間が内部に形成されたアークチャンバー;および前記アークチャンバーの外側を囲みながら前記アークチャンバーに結合し、前記チャンバー空間に磁場を形成するアーク誘導部を含み、前記アークチャンバーは、前記チャンバー空間を囲み、前記一方向と異なる方向にそれぞれ延長する複数個の壁を含み、前記アーク誘導部は、複数個の前記壁にそれぞれ隣接して配置され、複数個の前記壁と同じ方向に延長する複数個の磁石を含む、直流リレーが提供される。
【0037】
この際、前記アーク誘導部は、複数個の前記磁石を互いに離隔するように収容し、前記アークチャンバーに結合する磁石ハウジング;および複数個の前記磁石のうち隣接して配置される1対の磁石を覆い、前記磁石ハウジングに結合する磁石カバー部材を含む、直流リレーを提供することができる。
【0038】
また、前記磁石カバー部材は、板形状に延長し、互いに連続し、隣接して配置される1対の前記磁石をそれぞれ覆い、前記磁石ハウジングに結合する複数個の延長部を含む、直流リレーを提供することができる。
【発明の効果】
【0039】
前記の構成によって、本発明の実施形態によるアーク誘導部およびこれを含む直流リレーは、発生したアークを効果的に誘導することができる。
【0040】
まず、アーク誘導部には、複数個の磁石が設けられる。複数個の磁石は、互いに離隔し、アークチャンバーを多様な位置で囲むように配置される。複数個の磁石は、アークチャンバーの内部に磁場を形成する。形成された磁場は、固定接触子および可動接触子で通電する電流とともに磁気力を生成する。この際、生成された磁気力は、アークチャンバーの中心から遠ざかる方向に形成される。
【0041】
生成された磁気力は、アークを誘導することができる。アークは、磁気力と同一にアークチャンバーの中心、すなわち固定接触子および可動接触子から遠ざかる方向に形成される。
【0042】
したがって、発生したアークが他の構成要素を損傷させることなく、消弧しながら進行され、アークチャンバーの外部に排出され得る。
【0043】
また、前記の構成によって、本発明の実施形態によるアーク誘導部およびこれを含む直流リレーは、発生したアークを消弧するための空間を十分に確保することができる。
【0044】
まず、アーク誘導部は、アークチャンバーの外側から結合する。アーク誘導部は、アークチャンバーの外周面を部分的に取り囲むように形成される複数個の支持壁を含む。複数個の支持壁の内部には、磁石空間部がそれぞれ形成される。磁石は、複数個設けられ、複数個の磁石空間部にそれぞれ収容される。すなわち、磁石は、アークチャンバーの外部に配置される。
【0045】
したがって、アークチャンバーの内部空間は、磁石が占有していただけの空間を追加確保することができる。結果的に、アークチャンバーの内部に発生したアークが消弧しながら流動するのに十分な空間を確保することができる。
【0046】
また、前記の構成によって、本発明の実施形態によるアーク誘導部およびこれを含む直流リレーは、製作およびメンテナンスが簡易になりえる。
【0047】
アーク誘導部は、内部に収容空間が形成された磁石ハウジングを含む。収容空間の一側は、開放形成され、アークチャンバーは、前記一側を介して収容空間に引き出し可能に収容されてもよい。すなわち、アーク誘導部とアークチャンバーは、脱去可能に結合する。
【0048】
磁石は、磁石ハウジングの内部に形成された磁石空間部に引き出し可能に収容される。磁石ハウジングおよび磁石空間部に収容された磁石の外側は、磁石カバー部材によって覆われる。すなわち、一実施形態において、アーク誘導部の各構成要素は、互いに脱去可能に結合することができる。
【0049】
これによって、アーク誘導部は、各構成要素別に製作されて組み立てられ得、製作性が向上することができる。また、アーク誘導部の一部の構成要素の修理または交換が要求される場合、該当構成要素だけを分離して修理または交替することができ、メンテナンスが簡易になりえる。
【0050】
また、前記の構成によって、本発明の実施形態によるアーク誘導部およびこれを含む直流リレーは、通電する外部の電源または負荷の極性と関係なく、アークを所望の方向に誘導することができる。
【0051】
まず、固定接触子は、外部の電源または負荷と通電する。固定接触子は、複数個設けられ、電流は、いずれか1つの固定接触子、可動接触子および他の1つの固定接触子に順に進行されて通電したり、他の1つの固定接触子、可動接触子およびいずれか1つの固定接触子に順に進行されて通電することができる。
【0052】
アーク誘導部が形成する磁場は、前記電流とともに磁気力を形成する。形成された磁気力は、電流が通電する方向と関係なく、固定接触子および可動接触子から遠ざかる方向に形成される。
【0053】
したがって、直流リレーと通電する外部の電源または負荷の極性と関係なく、アークが所望の方向に誘導され得る。
【0054】
また、前記構成により、本発明の実施形態によるアーク誘導部およびこれを含む直流リレーは、高い設計自由度および生産性を確保することができる。
【0055】
まず、アーク誘導部に設けられる各構成要素は、互いに脱去可能に結合してもよい。アーク誘導部とアークチャンバーの結合も、脱去可能に形成されてもよい。
【0056】
一実施形態において、アーク誘導部は、アークチャンバーの形状に相当するように、菱形の形状の断面を有するように形成されてもよい。前記実施形態において、アーク誘導部に設けられる磁石は、複数個の固定接触子が並んで配置される方向と異なる方向に配置されてもよい。
【0057】
これによって、アーク誘導部および直流リレーは、一方向の延長長さが他方向の延長長さより長い断面で形成されなくても、十分なアークの誘導および消弧効果を達成することができる。結果的に、アーク誘導部および直流リレーの設計自由度および生産性が向上することができる。
【0058】
本発明の効果は、上記した効果に限定されるものではなく、本発明の詳細な説明または請求範囲に記載された発明の構成から推論可能なすべての効果を含むものと理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【
図1】
図1は、本発明の実施形態による直流リレーを示す斜視図である。
【
図2】
図2は、
図1の直流リレーの構成要素を示すA-A断面図である。
【
図3】
図3は、
図1の直流リレーの構成要素を示すB-B断面図である。
【
図4】
図4は、
図1の直流リレーの構成要素を示すC-C断面図である。
【
図5】
図5は、
図1の直流リレーの構成要素を示すD-D断面図である。
【
図6】
図6は、
図1の直流リレーの構成要素を示す分解斜視図である。
【
図7】
図7は、
図1の直流リレーに設けられるフレームを示す分解斜視図である。
【
図8】
図8は、
図1の直流リレーに設けられるコア部を示す分解斜視図である。
【
図9】
図9は、
図1の直流リレーに設けられるメイン接点部を示す分解斜視図である。
【
図14】
図14は、
図1の直流リレーに設けられるアークチャンバーを示す斜視図である。
【
図17】
図17は、
図1の直流リレーに設けられるアーク誘導部を示す斜視図である。
【
図21】
図21は、本発明の実施形態による直流リレーに設けられる固定接点および補助接点間の配置構造および絶縁距離を示すC-C断面図である。
【
図22】
図22は、本発明の実施形態による直流リレーに設けられるアークチャンバー内部に形成されるアーク消弧空間を示すC-C断面図である。
【
図23】
図23は、本発明の実施形態による直流リレーに設けられるサブ接点部とアークチャンバーの結合関係およびアークチャンバーの内部に形成されるアーク消弧空間を示すB-B断面図である。
【
図24a】
図24aは、本発明の実施形態による直流リレーの内部で形成されるアークの消弧経路の例を示すD-D断面図である。
【
図24b】
図24bは、本発明の実施形態による直流リレーの内部で形成されるアークの消弧経路の例を示すD-D断面図である。
【
図25a】
図25aは、本発明の実施形態による直流リレーの内部で形成されるアークの消弧経路の例を示すD-D断面図である。
【
図25b】
図25bは、本発明の実施形態による直流リレーの内部で形成されるアークの消弧経路の例を示すD-D断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0060】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、様々な異なる形態で具現されてもよく、ここで説明する実施形態に限定されない。本発明を明確に説明するために、図面において説明と関係ない部分は省略し、明細書全体において同一または類似の構成要素に対しては、同じ参照符号を付与した。
【0061】
本明細書および請求範囲に使用された単語と用語は、通常的または辞書的意味に限定解釈されず、自分の発明を最善の方法で説明するために発明者が用語と概念を定義できる原則によって本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解すべきである。
【0062】
したがって、本明細書に記載された実施形態と図面に示された構成は、本発明の好ましい一実施形態に該当し、本発明の技術的思想を全部代弁するものではないので、当該構成は、本発明の出願時点でこれを代替する多様な均等物と変形例がありえる。
【0063】
以下の説明では、本発明の特徴を明確にするために、一部の構成要素に関する説明を省略することができる。
【0064】
以下の説明において使用される「通電」という用語は、2つ以上の部材が電気的信号または電流を伝達可能に連結されることを意味する。一実施形態において、通電は、導線部材などによる有線の形態またはRFID、ブルートゥース、Wi-Fiなどによる無線の形態で形成されてもよい。
【0065】
以下の説明において使用される「連通」という用語は、2つ以上の部材が互いに流体接続可能に連結されることを意味する。一実施形態において、連通は、前記2つ以上の部材の内部に形成された空間によって形成されてもよい。選択的に、連通は、パイプ、管路、ホースなどの部材によって形成されてもよい。
【0066】
以下の説明において使用される「上方」、「下方」、「前方側」、「後方側」、「左側」および「右側」という用語は、添付の図面において示された座標系を参照して理解される。
【0067】
図1~
図20を参照すると、本発明の実施形態による直流リレー10が示される。
【0068】
本発明の実施形態による直流リレー10は、アークチャンバー500の形状を介して直流電源の通電または遮断時に発生するアークを消弧するのに十分な空間を確保することができる。
【0069】
また、直流リレー10の作動のための電源が印加されるサブ接点部400とメイン接点部300が十分に離隔して、絶縁のための距離を確保することができる。
【0070】
さらには、磁石(magnet)の配置構造およびこれによって形成される磁場の方向が多様化され、直流電源の通電または遮断時に発生するアークの移動経路を多様に形成することができる。
【0071】
図示の実施形態において、直流リレー10は、フレーム100、コア部200、メイン接点部300、サブ接点部400、アークチャンバー500、端子部600およびアーク誘導部700を含む。
【0072】
フレーム100は、直流リレー10の外形を形成する。フレーム100の内部には、空間が形成され、直流リレー10の多様な構成要素を実装することができる。図示の実施形態において、フレーム100の内部空間には、コア部200、メイン接点部300、サブ接点部400、アークチャンバー500、端子部600およびアーク誘導部700が収容される。
【0073】
前記構成要素のうち一部の構成要素は、フレーム100の外側に露出するように配置されてもよい。具体的には、メイン接点部300の固定接触子310、端子部600のメイン端子610等は、フレーム100の外側に露出する。
【0074】
フレーム100の前記内部空間は、外部と通電する。メイン端子610およびこれに通電したメイン接点部300は、別途の導線部材(不図示)等によって外部の電源および負荷とそれぞれ通電可能である。また、コイル250に電流を印加し、可動コア220を移動させるサブ接点部400は、導線部材Wにより外部の電源と通電する。
【0075】
フレーム100の前記内部空間は、外部と連通する。固定接触子310と可動接触子320が接触または離隔するときに発生するアーク(arc)は、消弧し、外部に排出され得る。
【0076】
フレーム100は、絶縁性素材で形成されてもよい。直流リレー10の作動時に印加される電流などが外部に任意に漏洩することを防止するためである。また、フレーム100は、高剛性の素材で形成されてもよい。直流リレー10が設置された外部環境および内部で発生したアークなどによる損傷を防止するためである。一実施形態において、フレーム100は、強化プラスチックなどの合成樹脂素材で形成されてもよい。
【0077】
フレーム100は、直流リレー10の外形を形成し、内部に多様な構成要素を実装できる任意の形態で形成されてもよい。図示の実施形態において、フレーム100の上方は、その断面が円形であり、上下方向に延長した円筒形状である。また、フレーム100の下方は、その高さ方向に沿って上方が円形の断面を有し、下方が四角形の断面を有するように形成される。
【0078】
図7に示された実施形態において、フレーム100は、上部フレーム110、下部フレーム120、PCBフレーム130、支持プレート140および第1絶縁プレート150を含む。
【0079】
上部フレーム110は、フレーム100の高さ方向の一部、図示の実施形態において上方を形成する。上部フレーム110は、下部フレーム120と結合する。一実施形態において、上部フレーム110は、下部フレーム120と脱去可能に結合することができる。前記実施形態において、上部フレーム110および下部フレーム120の内部に形成された空間が容易に開放され、メンテナンスが容易になりえる。
【0080】
上部フレーム110は、所定の形状を有するように形成される。図示の実施形態において、上部フレーム110は、円形の断面を有し、上下方向の高さを有する円筒形状である。
【0081】
本発明の実施形態による直流リレー10は、上部フレーム110の形状は、円筒形状に維持したまま、アークチャンバー500の形状を変形して多様な効果を達成することができる。これに関する詳細な説明は後述する。
【0082】
図示の実施形態において、上部フレーム110は、上部空間111、結合突起112、支持突起113、上部開口部114および上部分離壁115を含む。
【0083】
上部空間111は、上部フレーム110の内部に形成された空間である。上部空間111には、直流リレー10の構成要素のうち一部が収容されてもよい。図示の実施形態において、上部空間111には、メイン接点部300、サブ接点部400、アークチャンバー500、端子部600およびアーク誘導部700が収容される。
【0084】
上部空間111は、外部と連通する。アークチャンバー500の内部で発生したアークは、消弧し、外部に排出され得る。
【0085】
上部空間111は、外部と通電する。メイン接点部300の固定接触子310は、これと通電するメイン端子610により外部と通電可能である。また、サブ接点部400は、導線部材Wにより外部と通電可能であることは、上述した通りである。
【0086】
上部空間111は、下部空間121と部分的に連通する。具体的には、上部空間111は、支持プレート140および第1絶縁プレート150により物理的に区画される。この際、支持プレート140の内部および第1絶縁プレート150の内部に形成された中空には、シャフト360が昇降可能に収容されるところ、上部空間111は、下部空間121と部分的に連通するといえる。
【0087】
上部空間111は、上部フレーム110の形状に相当する形状で形成されてもよい。図示の実施形態において、上部フレーム110は、円筒形状であるところ、その内部に形成される上部空間111も、円形の断面を有し、上下方向の高さを有する円筒形状の空間で形成されてもよい。
【0088】
上部空間111を放射状外側から囲む上部フレーム110の外周面には、結合突起112および支持突起113が設けられる。
【0089】
結合突起112および支持突起113は、上部フレーム110が下部フレーム120と脱去可能に結合する部分である。結合突起112および支持突起113は、上部フレーム110の外周面に位置する。結合突起112および支持突起113は、下部フレーム120に向かう方向、図示の実施形態において下方に向かって延長した隅に設けられる。
【0090】
結合突起112は、下部フレーム120に設けられる結合溝122に脱去可能に結合する。名称から分かるように、結合突起112は、突出形成され、結合溝122に嵌着結合またはスナップ結合することができる。図示の実施形態において、結合突起112は、放射状外側方向に突出し、上部フレーム110の外周方向に沿って所定の長さだけ延設する。
【0091】
結合突起112は、複数個設けられてもよい。複数個の結合突起112は、上部フレーム110の外周方向に沿って互いに離隔して配置されてもよい。
図7に示された実施形態において、結合突起112は、2つ設けられ、上部フレーム110の外周方向に沿って互いに離隔して配置される。
【0092】
結合突起112は、複数個の対で設けられてもよい。複数個の対の結合突起112は、上部フレーム110の外周方向に沿って互いに離隔して配置されてもよい。
図7に示された実施形態において、結合突起112は、2対設けられ、上部フレーム110の外周方向に沿って互いに離隔して配置される。
【0093】
一実施形態において、各対の結合突起112は、上部フレーム110の中心に対して所定の角度を成すように配置されてもよい。図示の実施形態において、前記所定の角度は、180°である。
【0094】
上部フレーム110の外周方向に沿って各対の結合突起112の間には、支持突起113が位置する。
【0095】
支持突起113は、上部フレーム110が支持プレート140と結合する部分である。支持突起113は、支持プレート140に形成される支持溝141に脱去可能に結合する。名称から分かるように、支持突起113は、所定の形状を有するように形成され、前記支持溝141にスナップ結合することができる。
【0096】
すなわち、図示の実施形態において、支持突起113は、下部フレーム120に向かう方向の断面積が下部フレーム120に反対方向の断面積より小さく形成される。支持突起113の外周面は、下部フレーム120と反対方向に沿って放射状外側に向かって傾斜するように延設してもよい。
【0097】
支持突起113は、複数個設けられてもよい。複数個の支持突起113は、上部フレーム110の外周方向に沿って互いに離隔して配置されてもよい。
図7に示された実施形態において、支持突起113は、2つ設けられ、上部フレーム110の外周方向に沿って互いに離隔して配置される。この際、支持突起113は、上部空間111を挟んで互いに対向するように配置されてもよい。
【0098】
前記実施形態において、複数個の支持突起113は、上部フレーム110の中心に対して所定の角度を成すように配置されてもよい。図示の実施形態において、前記所定の角度は、180°である。
【0099】
すなわち、図示の実施形態において、結合突起112および支持突起113は、上部フレーム110の外周に沿って互いに交互に配置される。
【0100】
上部開口部114は、上部空間111が外部と連通する部分である。上部開口部114は、上部空間111を囲む上部フレーム110の一面に貫通形成される。図示の実施形態において、上部開口部114は、上部フレーム110の上面に貫通形成される。
【0101】
上部開口部114は、複数個形成されてもよい。複数個の上部開口部114には、複数個の固定接触子310がそれぞれ貫通結合することができる。図示の実施形態において、上部開口部114は、2つ設けられ、それぞれ第1固定接触子311および第2固定接触子312が貫通結合する。
【0102】
上部開口部114は、上部空間111と外部を連通して固定接触子310が貫通結合することができる任意の形状でありうる。図示の実施形態において、上部開口部114は、円形の断面を有し、上下方向の厚さを有する円板形状の空間である。
【0103】
複数個の上部開口部114の間には、上部分離壁115が設けられる。
【0104】
上部分離壁115は、複数個の上部開口部114を物理的に区画し、各上部開口部114に収容された固定接触子310および固定接触子310にそれぞれ通電するメイン端子610間の通電を遮断する。
【0105】
上部分離壁115は、一方向に延設してもよい。図示の実施形態において、上部分離壁115は、前後方向に延設し、左右方向に離隔して配置される複数個の上部開口部114の間に位置する。
【0106】
上部分離壁115は、所定の高さ、すなわち図示の実施形態において上下方向の長さを有するように形成されてもよい。上部分離壁115の高さは、第1メイン端子611および第2メイン端子612を電気的に離隔させることができる任意の高さでありうる。
【0107】
下部フレーム120は、フレーム100の高さ方向の残りの一部、図示の実施形態において下方を形成する。下部フレーム120は、上部フレーム110と結合する。一実施形態において、下部フレーム120は、上部フレーム110と脱去可能に結合することができる。
【0108】
下部フレーム120は、所定の形状を有するように形成される。図示の実施形態において、下部フレーム120は、上部フレーム110に向かう一側、すなわち上方は、上部フレーム110の断面の形状に相当するように、円形の断面を有し、上下方向の高さを有する円筒形状である。
【0109】
また、図示の実施形態において、上部フレーム110と反対側の下部フレーム120の残りの他側、すなわち下方は、四角形の断面を有し、上下方向の高さを有する四角柱の形状である。前記実施形態において、下部フレーム120の下方の断面の一辺の長さは、下部フレーム120の上方の断面の直径と同じでもよい。
【0110】
したがって、下部フレーム120の下方の部分は、上方の部分に比べて大きい断面積を有するように形成され、直流リレー10を安定的に支持することができる。
【0111】
図示の実施形態において、下部フレーム120は、下部空間121、結合溝122およびPCB受け入れ部123を含む。
【0112】
下部空間121は、下部フレーム120の内部に形成された空間である。下部空間121には、直流リレー10の構成要素のうち残りの一部が収容されてもよい。図示の実施形態において、下部空間121には、コア部200およびメイン接点部300の一部が収容される。
【0113】
下部空間121は、外部と通電する。コア部200のコイル250は、磁場を形成するための電流をサブ接点部400から伝達されることができる。
【0114】
下部空間121は、上部空間111と部分的に連通する。メイン接点部300のシャフト360は、下部空間121および上部空間111にそれぞれ部分的に収容され、昇降可能に設けられてもよい。
【0115】
下部空間121は、下部フレーム120の形状に相当する形状で形成されてもよい。図示の実施形態において、下部フレーム120の上方の部分は、円筒形状であるところ、その内部に形成される下部空間121も、円形の断面を有し、上下方向の高さを有する円筒形状の空間で形成されてもよい。
【0116】
下部空間121を放射状外側から囲む下部フレーム120の外周面には、結合溝122が形成される。
【0117】
結合溝122は、下部フレーム120が上部フレーム110と脱去可能に結合する部分である。結合溝122は、下部フレーム120の外周面に形成される。図示の実施形態において、結合溝122は、下部フレーム120の上方、すなわち上部フレーム110に向かう一側に偏って位置する。
【0118】
名称から分かるように、結合溝122は、凹設または貫通形成され、結合突起112が脱去可能に収容されてもよい。結合溝122には、結合突起112が嵌着結合またはスナップ結合することができることは、上述した通りである。
【0119】
結合溝122は、結合突起112の形状に相当するように形成されてもよい。図示の実施形態において、結合突起112は、上部フレーム110の外周方向に沿って延設したところ、結合溝122も、下部フレーム120の外周方向に沿って延設してもよい。
【0120】
結合溝122は、結合突起112の個数に相当するように形成されてもよい。図示の実施形態において、結合突起112は、2つ設けられ、上部フレーム110の外周方向に沿って離隔して配置されるところ、結合溝122も、2つ形成され、下部フレーム120の外周方向に沿って離隔して配置されてもよい。
【0121】
結合溝122は、複数個の対で設けられてもよい。複数個の対の結合溝122は、複数個の対の結合突起112の配置方式により配置されてもよい。
図7に示された実施形態において、結合溝122は、2対設けられ、下部フレーム120の外周方向に沿って互いに離隔して配置される。
【0122】
この際、各対の結合溝122は、下部フレーム120の中心に対して所定の角度を成すように配置されてもよい。図示の実施形態において、前記所定の角度は、180°である。
【0123】
上部フレーム110と反対側の下部フレーム120の一側、図示の実施形態において下方には、PCB受け入れ部123が形成される。
【0124】
PCB受け入れ部123は、直流リレー10を制御するために設けられるPCB131が収容される空間である。PCB受け入れ部123は、外部と通電可能に連結され、PCB131を制御するための電流および電気的制御信号が入力されてもよい。
【0125】
また、PCB受け入れ部123は、下部空間121から物理的に離隔する。すなわち、図示の実施形態において、PCB受け入れ部123は、下部空間121を下方から囲む面によって下部空間121から物理的に離隔する。
【0126】
PCB受け入れ部123は、PCBフレーム130を収容できる任意の形状でありうる。図示の実施形態において、PCB受け入れ部123は、一方向に延長する1対の辺の長さが他方向に延長する1対の辺の長さより長い矩形の断面を有するように形成される。
【0127】
PCB受け入れ部123は、PCBフレーム130により閉鎖されてもよい。
【0128】
PCBフレーム130は、下部フレーム120に結合し、PCB131を安定的に支持する。PCBフレーム130は、下部フレーム120のPCB受け入れ部123に収容される。一実施形態において、PCBフレーム130は、PCB受け入れ部123に脱去可能に結合することができる。
【0129】
PCBフレーム130は、PCB受け入れ部123に結合し、PCB131を支持できる任意の形状でありうる。図示の実施形態において、PCBフレーム130は、互いに対向する1対の面の延長長さが他の1対の面の長さより長く形成された矩形の断面を有するように形成される。PCBフレーム130の形状は、PCB受け入れ部123およびPCB131の形状によって変更することができる。
【0130】
PCBフレーム130の内部には、複数個の貫通孔が形成されてもよい。複数個の前記貫通孔間には、リブが延設し、PCB131を安定的に支持することができる。
【0131】
PCBフレーム130の内部には、PCB131が収容される。上部フレーム110に向かうPCB131の一面、図示の実施形態において上面は、PCB受け入れ部123を上方から囲む面によって取り囲む。上部フレーム110と反対側のPCB131の他面、図示の実施形態において下面は、PCBフレーム130により取り囲む。
【0132】
PCB131は、他の構成要素と通電する。一実施形態において、PCB131は、メイン接点部300と通電可能である。
【0133】
PCB131により直流リレー10の他の構成要素が制御される過程は、よく知られた技術であるから、詳細な説明を省略する。
【0134】
支持プレート140は、上部フレーム110および下部フレーム120とそれぞれ結合し、上部空間111および下部空間121を物理的に離隔させる。この際、支持プレート140の内部には、支持貫通孔142が貫通形成され、シャフト360を昇降するための通路として機能される。
【0135】
支持プレート140は、上部フレーム110および下部フレーム120にそれぞれ結合し、直流リレー10を形成できる任意の形状でありうる。図示の実施形態において、支持プレート140は、互いに対向する直線形態の1対の隅および前記1対の隅の各端部からラウンドとなるように延長する他の1対の隅を含む。
【0136】
名称から分かるように、支持プレート140は、所定の厚さを有する板状で設けられる。これによって、支持プレート140が直流リレー10の内部で占有する空間のサイズが減少することができる。
【0137】
図2および
図3に示された実施形態において、支持プレート140は、下部空間121に収容される。支持プレート140の上方には、第1絶縁プレート150、メイン接点部300、サブ接点部400、アークチャンバー500、端子部600およびアーク誘導部700が位置する。支持プレート140の下方には、コア部200が位置する。
【0138】
図示の実施形態において、支持プレート140は、支持溝141および支持貫通孔142を含む。
【0139】
支持溝141は、上部フレーム110の支持突起113が収容される空間である。支持突起113は、支持溝141に脱去可能に結合することができる。一実施形態において、支持突起113は、支持溝141にスナップ結合することができることは、上述した通りである。
【0140】
支持溝141は、支持突起113の形状に相当する形状で形成されてもよい。図示の実施形態において、支持溝141は、前後方向に延長し、上下方向に貫通形成される。
【0141】
支持溝141は、複数個形成されてもよい。複数個の支持溝141は、支持プレート140の互いに異なる位置に配置されてもよい。図示の実施形態において、複数個の支持溝141は、前記他の1対の隅に隣接して配置される。支持溝141の配置方式は、支持突起113の配置方式によって変更することができる。
【0142】
支持貫通孔142は、支持プレート140の内部に形成された中空である。支持貫通孔142は、支持プレート140の厚さ方向、図示の実施形態において上下方向に貫通形成される。支持貫通孔142には、メイン接点部300のシャフト360が昇降可能に貫通結合する。
【0143】
支持貫通孔142は、シャフト360が昇降可能に結合することができる任意の形状でありうる。図示の実施形態において、シャフト360は、円形の断面を有し、上下方向に延設した円柱の形状であるところ、支持貫通孔142も、円形の断面を有するように形成される。前記実施形態において、支持貫通孔142の中心は、ホルダー貫通孔152、コア部200およびシャフト360等の中心と同じ中心軸を有するように形成されてもよい。
【0144】
支持プレート140の上方には、第1絶縁プレート150が積層される。
【0145】
第1絶縁プレート150は、上部空間111および下部空間121を物理的、電気的に離隔させる。上部空間111に収容された構成要素および下部空間121に収容された構成要素は、第1絶縁プレート150によって相互に対して電気的な影響を及ぼさない。
【0146】
第1絶縁プレート150は、支持プレート140に積層される。
図2および
図3に示された実施形態において、第1絶縁プレート150は、下部空間121に収容される。第1絶縁プレート150の上方には、メイン接点部300、サブ接点部400、アークチャンバー500、端子部600およびアーク誘導部700が位置する。第1絶縁プレート150の下方には、支持プレート140およびコア部200が位置する。
【0147】
第1絶縁プレート150は、上部空間111および下部空間121を物理的に離隔させることができる任意の素材で形成されてもよい。一実施形態において、第1絶縁プレート150は、ゴムまたはセラミック素材で形成されてもよい。
【0148】
図示の実施形態において、第1絶縁プレート150は、ホルダー支持部151およびホルダー貫通孔152を含む。
【0149】
ホルダー支持部151は、サブ接点部400の接点ホルダー401を支持する。後述するように、接点ホルダー401は、アークチャンバー500の内部に収容され、下部フレーム120に向かって延設する。ホルダー支持部151は、接点ホルダー401の胴体部410、具体的には、第1レッグ411および第2レッグ412を支持し、接点ホルダー401の任意の揺動を防止する。
【0150】
ホルダー支持部151は、第1レッグ411および第2レッグ412を収容する空間および前記空間を囲む隔壁を含んでもよい。図示の実施形態において、ホルダー支持部151は、放射状外側に向かう一側が開放形成された空間および前記空間を放射状内側に向かう複数個の他側から囲む隔壁を含む。前記隔壁は、第1レッグ411および第2レッグ412を安定的に支持するのに十分な高さだけ延長することができる。
【0151】
したがって、アークとともに衝撃が発生する場合、第1レッグ411および第2レッグ412は、放射状外側に向かって所定の距離だけ移動し、衝撃を緩衝することができる。また、アークが発生しなかった場合、第1レッグ411および第2レッグ412は、前記隔壁によって安定的に支持され得る。
【0152】
ホルダー支持部151は、複数個設けられてもよい。複数個のホルダー支持部151は、互いに異なる位置に配置され、それぞれ第1レッグ411および第2レッグ412を収容し、支持することができる。図示の実施形態において、ホルダー支持部151は、2つ設けられ、前方側および後方側にそれぞれ位置する。前記実施形態において、2つのホルダー支持部151は、ホルダー貫通孔152を挟んで互いに対向するように配置されてもよい。
【0153】
ホルダー貫通孔152は、第1絶縁プレート150の内部に形成された中空である。ホルダー貫通孔152は、第1絶縁プレート150の厚さ方向、図示の実施形態において上下方向に貫通形成される。ホルダー貫通孔152には、メイン接点部300のシャフト360が昇降可能に貫通結合する。
【0154】
ホルダー貫通孔152は、シャフト360が昇降可能に結合することができる任意の形状でありうる。図示の実施形態において、ホルダー貫通孔152は、シャフト360と同様に円形の断面を有するように形成される。前記実施形態において、ホルダー貫通孔152の中心は、支持貫通孔142、コア部200およびシャフト360等のような中心軸を有するように形成されてもよいことは、上述した通りである。
【0155】
コア部200は、サブ接点部400と通電し、直流リレー10の内部で昇降する。コア部200の昇降によりメイン接点部300の可動接触子320も、共に昇降し、メイン接点部300が外部の電源および負荷と通電可能である。
【0156】
コア部200は、フレーム100の内部空間に収容される。具体的には、コア部200は、下部空間121に昇降可能に収容される。
【0157】
コア部200は、外部と通電する。具体的には、コア部200は、サブ接点部400および導線部材Wを介して外部の制御電源(不図示)と通電する。コア部200は、前記外部の制御電源(不図示)から印加された制御信号および電流により作動することができる。
【0158】
コア部200は、メイン接点部300と連結される。コア部200が昇降するにつれて、メイン接点部300のシャフト360およびこれに結合した可動接触子320が共に昇降し、可動接触子320と固定接触子310が通電可能である。これによって、直流リレー10が外部の電源および負荷と通電可能である。
【0159】
図8に示された実施形態において、コア部200は、固定コア210、可動コア220、ヨーク230、ボビン240、コイル250、コアスプリング260、ヨークリング270およびシリンダー280を含む。
【0160】
固定コア210は、コイル250で発生する磁場によって磁化(magnetize)し、電磁気的引力を発生させる。前記電磁気的引力によって、可動コア220が固定コア210に向かって移動する(
図2および
図3で上方方向)。
【0161】
固定コア210は、移動しない。すなわち、固定コア210は、支持プレート140およびシリンダー280に固定結合する。
【0162】
固定コア210は、磁場によって磁化し、電磁気力を発生させることができる任意の形態で設けられてもよい。一実施形態において、固定コア210は、永久磁石または電磁石などで設けられてもよい。
【0163】
固定コア210は、シリンダー280内部の上方空間に部分的に収容される。また、固定コア210の外周は、シリンダー280の内周に接触する。
【0164】
固定コア210は、支持プレート140と可動コア220の間に位置する。
【0165】
固定コア210の中心部には、貫通孔(不図示)が形成される。前記貫通孔(不図示)には、シャフト360が上下移動可能に貫通結合する。
【0166】
固定コア210は、可動コア220から所定の距離だけ離隔するように位置する。したがって、可動コア220が固定コア210に向かって移動することができる距離は、前記所定の距離に制限され得る。これより、前記所定の距離は、「可動コア220の移動距離」と定義することができる。
【0167】
固定コア210の下方には、コアスプリング260の一端部、図示の実施形態において上端部が接触する。固定コア210が磁化し、可動コア220が上方に移動すると、コアスプリング260が圧縮され、復元力が記憶される。
【0168】
これによって、制御電源の印加が解除されて固定コア210の磁化が終了すると、可動コア220が前記復元力によってさらに下方に復帰することができる。
【0169】
可動コア220は、制御電源が印加されると、固定コア210が生成する電磁気的引力によって固定コア210に向かって移動する。
【0170】
可動コア220の移動により、可動コア220に結合したシャフト360が固定コア210に向かう方向、図示の実施形態において上方に移動する。また、シャフト360が移動するにつれて、シャフト360に結合した可動接触子320が上方に移動する。
【0171】
これによって、固定接触子310と可動接触子320が接触し、直流リレー10が外部の電源または負荷と通電可能である。
【0172】
可動コア220は、電磁気力による引力を受けることができる任意の形態で設けられてもよい。一実施形態において、可動コア220は、磁性体素材で形成されたり、永久磁石または電磁石などで設けられてもよい。
【0173】
可動コア220は、シリンダー280の内部に収容される。また、可動コア220は、シリンダー280内部でシリンダー280の長さ方向、図示の実施形態において上下方向に移動することができる。
【0174】
具体的には、可動コア220は、固定コア210に向かう方向および固定コア210から遠ざかる方向に移動することができる。
【0175】
可動コア220は、シャフト360と結合する。可動コア220は、シャフト360と一体に移動することができる。可動コア220が上方または下方に移動すると、シャフト360も、上方または下方に移動する。これによって、可動接触子320も、上方または下方に移動する。
【0176】
可動コア220は、固定コア210の下方に位置する。可動コア220は、固定コア210から所定の距離だけ離隔する。前記所定の距離は、可動コア220が上下方向に移動することができる距離であることは、上述した通りである。
【0177】
可動コア220は、長さ方向に延設する。可動コア220の内部には、長さ方向に延長する中空部が所定の距離だけ凹設される。前記中空部には、コアスプリング260およびコアスプリング260に貫通結合したシャフト360の下方が部分的に収容される。
【0178】
前記中空部の下方には、貫通孔が長さ方向に貫通形成される。前記中空部と前記貫通孔は、連通する。前記中空部に挿入されたシャフト360の下端部は、前記貫通孔まで延長することができる。
【0179】
可動コア220の下端部には、空間部が所定の距離だけ凹設される。前記空間部は、前記貫通孔と連通する。前記空間部には、シャフト360の下方ヘッド部が位置する。
【0180】
ヨーク230は、制御電源が印加されるにつれて、磁路(magnetic circuit)を形成する。ヨーク230が形成する磁路は、コイル250が形成する磁場の方向を調節するように構成されてもよい。
【0181】
これによって、サブ接点部400を介して制御電源が印加されると、コイル250は、可動コア220が固定コア210に向かって移動する方向に磁場を生成することができる。ヨーク230は、通電可能な導電性素材で形成されてもよい。
【0182】
ヨーク230は、下部空間121に収容される。ヨーク230は、コイル250を囲む。コイル250は、ヨーク230の内周面から所定の距離だけ離隔するようにヨーク230の内部に収容されてもよい。
【0183】
ヨーク230の内部には、ボビン240が収容される。すなわち、下部フレーム120の外周から放射状内側に向かう方向にヨーク230、コイル250およびコイル250が巻き取られるボビン240が順に配置される。
【0184】
ヨーク230の上方は、支持プレート140に接触する。また、ヨーク230の外周は、下部フレーム120の内周に接触したり、下部フレーム120の内周から所定の距離だけ離隔するように位置することができる。
【0185】
ボビン240には、コイル250が巻き取られる。ボビン240は、ヨーク230内部に収容される。
【0186】
ボビン240は、平板状の上部および下部と、長さ方向に延設し、前記上部と下部を連結する円筒形の柱部を含んでもよい。すなわち、ボビン240は、糸巻き(bobbin)形状である。
【0187】
ボビン240の上部は、支持プレート140の下方と接触する。ボビン240の柱部には、コイル250が巻き取られる。コイル250が巻き取られる厚さは、ボビン240の上部および下部の直径と同じかまたはさらに小さく構成されてもよい。
【0188】
ボビン240の柱部には、長さ方向に延長する中空部が貫通形成される。前記中空部には、シリンダー280が収容されてもよい。ボビン240の柱部は、固定コア210、可動コア220およびシャフト360と同じ中心軸を有するように配置されてもよい。
【0189】
コイル250は、印加された制御電源によって磁場を発生させる。コイル250が発生させる磁場によって固定コア210が磁化し、可動コア220に電磁気的引力が印加され得る。
【0190】
コイル250は、ボビン240に巻き取られる。具体的には、コイル250は、ボビン240の柱部に巻き取られ、前記柱部の放射状外側に積層される。コイル250は、ヨーク230の内部に収容される。
【0191】
制御電源が印加されると、コイル250は、磁場を生成する。この際、ヨーク230によりコイル250が生成する磁場の強さまたは方向などが制御され得る。コイル250が生成した磁場によって固定コア210が磁化する。
【0192】
固定コア210が磁化すると、可動コア220は、固定コア210に向かう方向への電磁気力、すなわち、引力を受ける。これによって、可動コア220は、固定コア210に向かう方向、図示の実施形態において上方に移動する。
【0193】
コイル250は、複数個設けられてもよい。複数個のコイル250は、サブ接点部400から印加される互いに異なる制御信号により磁場を形成するように構成されてもよい。図示の実施形態において、コイル250は、トリップコイル251およびホールディングコイル252を含んで2つ設けられる。
【0194】
トリップコイル251およびホールディングコイル252は、放射方向に積層するように配置されてもよい。図示の実施形態において、トリップコイル251は、ホールディングコイル252の放射状外側からホールディングコイル252を取り囲むように形成される。このために、トリップコイル251の内部には、ホールディングコイル252を収容するための中空が貫通形成される。
【0195】
ホールディングコイル252は、トリップコイル251の放射状内側に位置する。ホールディングコイル252は、シリンダー280およびこれに収容された可動コア220、コアスプリング260およびヨークリング270等を放射状外側から囲むように形成される。このために、ホールディングコイル252の内部にも、中空が貫通形成される。
【0196】
コアスプリング260は、可動コア220が固定コア210に向かって移動した後、制御電源の印加が解除されると、可動コア220が元の位置に復帰するための復元力を提供する。
【0197】
コアスプリング260は、可動コア220が固定コア210に向かって移動するにつれて圧縮され、復元力を記憶する。この際、記憶される復元力は、固定コア210が磁化し、可動コア220に及ぼす電磁気的引力より小さいことが好ましい。制御電源が印加される間には、可動コア220がコアスプリング260により任意に元の位置に復帰するのを防止するためである。
【0198】
制御電源の印加が解除されると、可動コア220は、コアスプリング260による復元力を受ける。もちろん、可動コア220の自重(empty weight)による重力も、可動コア220に作用することができる。これによって、可動コア220は、固定コア210から遠ざかる方向に移動し、元の位置に復帰することができる。
【0199】
コアスプリング260は、形状が変形されて復元力を記憶し、本来の形状に復帰し、復元力を外部に伝達できる任意の形態で設けられてもよい。一実施形態において、コアスプリング260は、コイルスプリング(coil spring)で設けられてもよい。
【0200】
コアスプリング260には、シャフト360が貫通結合する。シャフト360は、コアスプリング260が結合した状態でコアスプリング260の形状変形と関係なく、上下方向に移動することができる。
【0201】
コアスプリング260は、可動コア220の上方に凹設された中空部に収容される。また、固定コア210に向かうコアスプリング260の一端部、図示の実施形態において上端部は、固定コア210の下方に凹設された中空部に収容される。
【0202】
ヨークリング270は、ボビン240およびシリンダー280とそれぞれ結合し、シリンダー280の位置を維持する。
【0203】
ヨークリング270は、ボビン240の内部に形成された中空に収容される。ヨークリング270の内部には、中空が形成され、シリンダー280およびシリンダー280に収容される他の構成要素が貫通することができる。
【0204】
すなわち、図示の実施形態において、ヨークリング270は、放射方向にボビン240とシリンダー280の間に位置する。
【0205】
シリンダー280は、固定コア210、可動コア220、コアスプリング260およびシャフト360を収容する。可動コア220およびシャフト360は、シリンダー280内部で上方および下方方向に移動することができる。
【0206】
シリンダー280は、ボビン240の柱部に形成された中空部に位置する。シリンダー280の上端部は、支持プレート140の下面に接触する。
【0207】
シリンダー280の側面は、ボビン240の柱部の内周面に接触する。シリンダー280の上方開口部は、固定コア210により密閉され得る。シリンダー280の下面は、下部フレーム120の内面に接触することができる。
【0208】
メイン接点部300は、コア部200の動作により電流の通電を許容したり遮断する。具体的には、メイン接点部300の可動接触子320が移動し、固定接触子310と接触したり離隔することで、電流の通電を許容したり遮断することができる。
【0209】
メイン接点部300は、上部空間111に収容される。メイン接点部300は、第1絶縁プレート150および支持プレート140によりコア部200から電気的および物理的に離隔することができる。
【0210】
メイン接点部300は、アークチャンバー500の内部に収容される。メイン接点部300の作動時に発生するアークは、アークチャンバー500により消弧し、外部に排出され得る。
【0211】
図9に示された実施形態において、メイン接点部300は、固定接触子310、可動接触子320、ハウジング330、カバー340、接点スプリング350およびシャフト360を含む。
【0212】
固定接触子310は、可動接触子320と接触したり離隔することで、直流リレー10の内部と外部の通電を印加したり遮断する。
【0213】
具体的には、固定接触子310が可動接触子320と接触すると、直流リレー10の内部と外部が通電可能である。それに対して、定接触子310が可動接触子320から離隔すると、直流リレー10の内部と外部の通電が遮断される。
【0214】
名称から分かるように、固定接触子310は、移動しない。すなわち、固定接触子310は、上部フレーム110およびアークチャンバー500に固定結合する。したがって、固定接触子310と可動接触子320の接触および離隔は、可動接触子320の移動によって達成される。
【0215】
固定接触子310の一端部、図示の実施形態において上端部は、上部フレーム110の外側に露出する。前記一端部には、端子部600のメイン端子610が通電可能に連結される。
【0216】
固定接触子310は、複数個で設けられてもよい。図示の実施形態において、固定接触子310は、左側の第1固定接触子311および右側の第2固定接触子312を含み、2つ設けられる。
【0217】
第1固定接触子311は、可動接触子320の長さ方向の中心から一側、図示の実施形態において左側に偏るように位置する。また、第2固定接触子312は、可動接触子320の長さ方向の中心から他側、図示の実施形態において右側に偏るように位置する。
【0218】
第1固定接触子311および第2固定接触子312のうちいずれか1つには、電源が通電可能に連結されてもよい。また、第1固定接触子311および第2固定接触子312のうち他の1つには、負荷が通電可能に連結されてもよい。
【0219】
固定接触子310の他端部、図示の実施形態において下端部は、可動接触子320に向かって延長する。
【0220】
可動接触子320は、制御電源の印加により固定接触子310と接触し、直流リレー10が外部の電源および負荷と通電するようにする。また、可動接触子320は、制御電源の印加が解除される場合、固定接触子310から離隔し、直流リレー10が外部の電源および負荷と通電しないようにする。
【0221】
可動接触子320は、固定接触子310に隣接して位置する。
【0222】
可動接触子320の上方は、カバー340により部分的に覆われる。一実施形態において、可動接触子320の上面の一部は、カバー340の下面と接触することができる。
【0223】
可動接触子320の下方は、接点スプリング350により弾性支持される。可動接触子320が下方に任意に移動しないように、接点スプリング350は、所定の距離だけ圧縮された状態で可動接触子320を弾性支持することができる。
【0224】
可動接触子320は、長さ方向、図示の実施形態において左右方向に延設する。すなわち、可動接触子320の長さは、幅より長く形成される。したがって、ハウジング330に収容された可動接触子320の長さ方向の両端部は、ハウジング330の外側に露出する。前記両端部には、固定接触子310が接触する。
【0225】
可動接触子320の幅は、ハウジング330の各側面が互いに離隔する距離と同一であってもよい。すなわち、可動接触子320がハウジング330に収容されると、可動接触子320の幅方向の両側面は、ハウジング330の各側面の内面に接触することができる。
【0226】
これによって、可動接触子320がハウジング330に収容された状態を安定的に維持することができる。
【0227】
ハウジング330は、可動接触子320および可動接触子320を弾性支持する接点スプリング350を収容する。
【0228】
図示の実施形態において、ハウジング330は、一側およびそれに対向する他側が開放される。前記開放された部分には、可動接触子320が貫通挿入されてもよい。
【0229】
ハウジング330の開放されていない側面は、収容された可動接触子320を取り囲むように構成されてもよい。
【0230】
ハウジング330の上方には、カバー340が設けられる。カバー340は、ハウジング330に収容された可動接触子320の上面を覆う。
【0231】
ハウジング330およびカバー340は、意図しない通電が防止されるように、絶縁性素材で形成されることが好ましい。一実施形態において、ハウジング330およびカバー340は、合成樹脂などで形成されてもよい。
【0232】
ハウジング330の下方は、シャフト360と連結される。シャフト360と連結された可動コア220が上方または下方に移動すると、ハウジング330およびこれに収容された可動接触子320も、上方または下方に移動することができる。
【0233】
ハウジング330とカバー340は、任意の部材によって結合することができる。一実施形態において、ハウジング330とカバー340は、ボルト、ナットなどの締結部材(不図示)により結合することができる。
【0234】
接点スプリング350は、可動接触子320を弾性支持する。可動接触子320が固定接触子310と接触する場合、電磁反発力によって可動接触子320は、固定接触子310から離隔しようとする傾向を有する。
【0235】
この際、接点スプリング350は、可動接触子320を弾性支持し、可動接触子320が固定接触子310から任意に離隔することを防止する。
【0236】
接点スプリング350は、形状の変形によって復元力を記憶し、記憶した復元力を他の部材に提供できる任意の形態で設けられてもよい。一実施形態において、接点スプリング350は、コイルスプリングで設けられてもよい。
【0237】
可動接触子320に向かう接点スプリング350の一端部は、可動接触子320の下方に接触する。また、前記一端部に対向する接点スプリング350の他端部は、ハウジング330の上方に接触する。
【0238】
接点スプリング350は、所定の距離だけ圧縮され、復元力を記憶した状態で可動接触子320を弾性支持することができる。これによって、可動接触子320と固定接触子310の間で電磁反発力が発生しても、可動接触子320が任意に移動しない。
【0239】
接点スプリング350の安定した結合のために、可動接触子320の下方には、接点スプリング350の中空に挿入される突出部(不図示)が突出形成されてもよい。同じように、ハウジング330の上方にも、接点スプリング350の中空に挿入される突出部(不図示)が突出形成されてもよい。
【0240】
シャフト360は、コア部200が作動するにつれて発生する駆動力をメイン接点部300に伝達する。具体的には、シャフト360は、可動コア220および可動接触子320と連結される。可動コア220が上方または下方に移動する場合、シャフト360により可動接触子320も、上方または下方に移動することができる。
【0241】
シャフト360は、長さ方向、図示の実施形態において上下方向に延設する。シャフト360の下端部は、可動コア220に挿入結合する。可動コア220が上下方向に移動すると、シャフト360は、可動コア220とともに上下方向に移動することができる。
【0242】
シャフト360の胴体部は、固定コア210に上下移動可能に貫通結合する。シャフト360の胴体部には、コアスプリング260が貫通結合する。
【0243】
シャフト360の上端部は、ハウジング330に結合する。可動コア220が移動すると、シャフト360およびハウジング330が共に移動することができる。
【0244】
シャフト360の上端部および下端部は、シャフトの胴体部に比べて大きい直径を有するように形成されてもよい。これによって、シャフト360がハウジング330および可動コア220と安定的に結合状態を維持することができる。
【0245】
サブ接点部400は、外部の制御電源(不図示)と通電し、コア部200に印加される制御信号および電流を印加される。サブ接点部400は、コア部200と通電し、印加された制御信号および電流がコア部200に伝達され得る。これによって、コア部200が磁場を形成し、メイン接点部300が作動することができる。
【0246】
サブ接点部400は、上部空間111に収容される。特に、本発明の実施形態によるサブ接点部400は、アークチャンバー500の内部に収容されてもよい。これによって、上部空間111は、アークチャンバー500を収容できるサイズで形成されればよいところ、上部フレーム110および直流リレー10の全体サイズが減少することができる。
【0247】
前記実施形態において、サブ接点部400は、これに含まれる構成要素がアークチャンバー500の内部で発生したアークによって損傷しないように形成される。これに関する詳細な説明は後述する。
【0248】
サブ接点部400は、第1絶縁プレート150と結合する。具体的には、サブ接点部400は、第1絶縁プレート150に向かう各端部、図示の実施形態において下端部がホルダー支持部151に挿入されて支持される。
【0249】
図示の実施形態において、サブ接点部400は、接点ホルダー401を含んで構成される。接点ホルダー401は、サブ接点部400を構成する多様な構成要素を実装することができる。サブ接点部400の多様な構成要素は、接点ホルダー401によりアークチャンバー500内部の空間から物理的に離隔することができる。したがって、接点ホルダー401は、一種のハウジングとして機能するといえる。
【0250】
図10~
図13に示された実施形態において、サブ接点部400は、胴体部410、スイッチ受け入れ部420、端子受け入れ部430、端子区画部材440、サブPCB450、サブコネクター460およびサブスイッチ470を含む。
【0251】
胴体部410は、サブ接点部400の外形を形成する。胴体部410は、サブ接点部400がアークチャンバー500の内部に露出する部分である。これより、胴体部410は、接点ホルダー401と命名できることが理解されるだろう。
【0252】
胴体部410は、高耐熱性および高耐圧性素材で形成されてもよい。アークチャンバー500内部でアークとともに発生した熱または圧力による損傷を防止するためである。
【0253】
また、胴体部410は、絶縁性素材で形成されてもよい。サブ接点部400の各構成要素またはサブ接点部400と他の構成要素間の任意の通電を防止するためである。一実施形態において、胴体部410は、セラミック、合成樹脂などの素材で形成されてもよい。
【0254】
胴体部410の内部には、空間が形成される。前記空間には、サブ接点部400の多様な構成要素が収容されてもよい。図示の実施形態において、胴体部410の内部に形成された空間には、サブPCB450、サブコネクター460およびサブスイッチ470が収容される。
【0255】
胴体部410は、第1絶縁プレート150により支持され、アークチャンバー500の内部に位置することができる任意の形状でありうる。図示の実施形態において、胴体部410は、第1レッグ411、第2レッグ412およびブリッジ413を含む。
【0256】
第1レッグ411および第2レッグ412は、直流リレー10の高さ方向、図示の実施形態において上下方向に延設する。第1レッグ411および第2レッグ412は、直流リレー10を上下方向に支持するように構成される。
【0257】
図示の実施形態において、胴体部410は、第1レッグ411および第2レッグ412を含むように構成されるが、レクの個数は、変更することができる。第1レッグ411および第2レッグ412の下端部は、複数個のホルダー支持部151にそれぞれ結合する(
図13参照)。
【0258】
図10を参照すると、第1レッグ411および第2レッグ412の放射状外側、すなわち第1レッグ411の前方側および第2レッグ412の後方側は、複数個の平面が互いに連続して形成される。第1レッグ411および第2レッグ412の残りの部分は、単数個の平面で構成される。
【0259】
すなわち、図示の実施形態において、第1レッグ411および第2レッグ412の断面は、少なくとも5個の面を有するように形成される。第1レッグ411および第2レッグ412の形状は、ホルダー支持部151の形状によって変更することができる。
【0260】
第1レッグ411および第2レッグ412の上端部は、ブリッジ413と連続する。
【0261】
ブリッジ413は、第1レッグ411および第2レッグ412の間で延長し、第1レッグ411および第2レッグ412の剛性を補強する。図示の実施形態において、ブリッジ413は、前後方向に延設し、各端部が第1レッグ411および第2レッグ412と結合する。
【0262】
ブリッジ413の一面、図示の実施形態において上面には、作業者がサブ接点部400の状態を認知するためのインジケーターが形成されてもよい。図示の実施形態において、ブリッジ413の前方側には、「NC」、すなわちNormal Closeが、ブリッジ413の後方側には、「NO」、すなわちNormal Openが表示される。
【0263】
第1レッグ411および第2レッグ412内部には、スイッチ受け入れ部420、端子受け入れ部430および端子区画部材440が配置される。
【0264】
スイッチ受け入れ部420は、サブスイッチ470を収容する。スイッチ受け入れ部420は、第1レッグ411および第2レッグ412の内部に形成された空間の一部と定義される。スイッチ受け入れ部420の一端部、図示の実施形態において上方は、開放形成され、サブスイッチ470が引入および引出可能である。
【0265】
スイッチ受け入れ部420は、所定の断面積および深さを有するように形成されてもよい。
図12に示されたように、スイッチ受け入れ部420の断面積および深さは、サブスイッチ470の形状によって決定されることが好ましい。
【0266】
スイッチ受け入れ部420は、複数個形成されてもよい。複数個のスイッチ受け入れ部420は、第1レッグ411および第2レッグ412の内部にそれぞれ形成されてもよい。
図12に示された実施形態において、スイッチ受け入れ部420は、第1スイッチ受け入れ部421および第2スイッチ受け入れ部422を含んで2つ形成される。
【0267】
第1スイッチ受け入れ部421は、第1レッグ411の後方側に、第2スイッチ受け入れ部422は、第2レッグ412の前方側に位置する。別の言い方をすれば、スイッチ受け入れ部420は、第1レッグ411および第2レッグ412の内部空間のうち放射状内側に形成される空間と表現することができる。
【0268】
スイッチ受け入れ部420に隣接するように端子受け入れ部430が位置する。スイッチ受け入れ部420は、隔壁(参照符号なし)により端子受け入れ部430と区画される。
【0269】
端子受け入れ部430は、サブコネクター460を収容する。端子受け入れ部430は、第1レッグ411および第2レッグ412の内部に形成された空間の他の一部で定義される。端子受け入れ部430の一端部、図示の実施形態において上方は、開放形成され、サブコネクター460が引入および引出可能である。
【0270】
端子受け入れ部430は、所定の断面積および深さを有するように形成されてもよい。
図12に示されたように、端子受け入れ部430の断面積および深さは、サブコネクター460の形状によって決定されることが好ましい。
【0271】
端子受け入れ部430は、複数個の空間で区画されてもよい。区画された複数個の空間には、サブコネクター460がそれぞれ収容されてもよい。図示の実施形態において、端子受け入れ部430は、端子区画部材440により2つの空間で区画される。
【0272】
端子受け入れ部430は、複数個形成されてもよい。複数個の端子受け入れ部430は、第1レッグ411および第2レッグ412の内部にそれぞれ形成されてもよい。
図12に示された実施形態において、端子受け入れ部430は、第1端子受け入れ部431および第2端子受け入れ部432を含んで2つ形成される。
【0273】
第1端子受け入れ部431は、第1レッグ411の前方側に、第2端子受け入れ部432は、第2レッグ412の後方側に位置する。別の言い方をすれば、端子受け入れ部430は、第1レッグ411および第2レッグ412の内部空間のうち放射状外側に形成される空間と表現することができる。
【0274】
端子区画部材440は、端子受け入れ部430に位置し、端子受け入れ部430を複数個の空間で区画する。区画した複数個の空間には、複数個のサブコネクター460がそれぞれ収容され、物理的、電気的に離隔することができる。
【0275】
端子区画部材440は、端子受け入れ部430を物理的、電気的に離隔させることができる任意の形態で設けられてもよい。図示の実施形態において、端子区画部材440は、ブリッジ413が延長する方向、すなわち前後方向に延設した隔壁で設けられる。
【0276】
端子区画部材440は、複数個設けられてもよい。複数個の端子区画部材440は、複数個の端子受け入れ部430を複数個で区画することができる。図示の実施形態において、端子区画部材440は、第1端子受け入れ部431に位置する第1端子区画部材441および第2端子受け入れ部432に位置する第2端子区画部材442を含んで2つ設けられる。
【0277】
スイッチ受け入れ部420および端子受け入れ部430の一端部、図示の実施形態において上端部は、連通する。前記連通によって形成される空間には、サブPCB450が収容されてもよい。
【0278】
サブPCB450は、導線部材Wを介して印加される制御信号および電流によって作動する。サブPCB450は、コア部200のコイル250に電流を印加したり解除することで、コア部200の作動を制御する。これによって、メイン接点部300も作動し、直流リレー10が外部の電源および負荷と通電したり遮断されることができる。
【0279】
サブPCB450は、サブコネクター460およびサブスイッチ470とそれぞれ通電する。サブPCB450は、サブコネクター460を介して伝達された電流、制御信号およびサブスイッチ470を介して印加された制御信号を処理し、他の構成要素に伝達することができる。
【0280】
サブPCB450は、接点ホルダー401に収容される。具体的には、サブPCB450は、スイッチ受け入れ部420と端子受け入れ部430が連通する一側、図示の実施形態において上方に形成された空間に収容される。
【0281】
このために、スイッチ受け入れ部420と端子受け入れ部430を区画する隔壁部材および端子区画部材440の上端部は、第1レッグ411および第2レッグ412の上端部より低く位置することができる。
【0282】
一実施形態において、サブPCB450の一部は、スイッチ受け入れ部420に収容され、他の一部は、端子受け入れ部430に収容されてもよい。前記実施形態において、サブPCB450は、スイッチ受け入れ部420および端子受け入れ部430を区画する隔壁(参照符号なし)および端子区画部材440により支持され得る。
【0283】
サブPCB450は、複数個設けられてもよい。複数個のサブPCB450は、第1レッグ411および第2レッグ412にそれぞれ収容されてもよい。図示の実施形態において、サブPCB450は、第1レッグ411の内部に収容される第1サブPCB451および第2レッグ412の内部に収容される第2サブPCB452を含んで2つ設けられる。
【0284】
第1サブPCB451は、第1レッグ411の内部に形成された第1スイッチ受け入れ部421および第1端子受け入れ部431に収容される。第2サブPCB452は、第2レッグ412の内部に形成された第2スイッチ受け入れ部422および第2端子受け入れ部432に収容される。
【0285】
サブコネクター460は、導線部材WとサブPCB450を通電する。サブコネクター460は、サブPCB450と結合し、導線部材Wと脱去可能に結合することができる。
【0286】
サブコネクター460は、サブPCB450と結合する。図示の実施形態において、サブコネクター460は、サブPCB450の外側隅に結合する。サブコネクター460は、サブPCB450と通電する。
【0287】
サブコネクター460は、端子受け入れ部430に収容される。この際、単数個のサブPCB450には、複数個のサブコネクター460が結合し、端子受け入れ部430にそれぞれ収容されてもよい。図示の実施形態において、単数個のサブPCB450には、2つのサブコネクター460、すなわち1対のサブコネクター460が結合する。
【0288】
1対のサブコネクター460は、物理的、電気的に互いに離隔することができる。1対のサブコネクター460は、端子受け入れ部430が端子区画部材440により区画された複数個の空間にそれぞれ収容されてもよい。
【0289】
サブコネクター460は、複数個の対で設けられてもよい。複数個の対のサブコネクター460は、互いに異なるサブPCB450と結合、通電可能である。図示の実施形態において、サブコネクター460は、第1サブPCB451と結合、通電する1対の第1サブコネクター461および第2サブPCB452と結合、通電する1対の第2サブコネクター462を含んで2対設けられる。
【0290】
サブコネクター460は、導線部材Wと通電する。
図17に示されたように、導線部材Wは、端子部600のサブ端子620と通電し、サブ端子620は、サブコネクター460と通電し、サブコネクター460が外部の制御電源と通電可能である。
【0291】
サブコネクター460は、サブPCB450を介してサブスイッチ470と通電する。
【0292】
サブスイッチ470は、サブPCB450と通電し、サブPCB450を作動させるための制御信号を印加する。サブスイッチ470は、サブ接点部400の状態を「NO」または「NC」で作動させるように構成されてもよい。
【0293】
サブスイッチ470は、微小な圧力でも作動するように構成されてもよい。一実施形態において、スプリングなど弾性部材を含んで外部の圧力が消滅する場合、元の位置に復帰するように構成されてもよい。
【0294】
サブスイッチ470は、サブPCB450に隣接して位置する。サブスイッチ470は、胴体部410の内部に形成されたスイッチ受け入れ部420に収容される。上述したように、スイッチ受け入れ部420は、端子受け入れ部430と隔壁によって区画されるところ、サブスイッチ470とサブコネクター460は、物理的に離隔する。
【0295】
サブスイッチ470は、複数個設けられてもよい。複数個のサブスイッチ470は、複数個のサブPCB450とそれぞれ結合し、通電可能である。図示の実施形態において、サブスイッチ470は、前方側に位置する第1サブPCB451と結合する第1サブスイッチ471および後方側に位置する第2サブPCB452と結合する第2サブスイッチ472を含む。
【0296】
第1サブスイッチ471は、第1レッグ411に形成された第1スイッチ受け入れ部421に収容される。第2サブスイッチ472は、第2レッグ412に形成された第2スイッチ受け入れ部422に収容される。
【0297】
アークチャンバー500は、固定接触子310および可動接触子320が離隔して発生するアークarcを内部空間(以下、チャンバー空間501)で消弧(extinguish)する。これより、アークチャンバー500は、「アーク消弧部」とも称され得る。
【0298】
アークチャンバー500のチャンバー空間501には、メイン接点部300およびサブ接点部400が収容される。また、アークチャンバー500の外部には、アーク誘導部700が結合する。これによって、メイン接点部300の固定接触子310および可動接触子320が接触または離隔して形成されるアークは、アーク誘導部700により誘導され、消弧され得る。
【0299】
アークチャンバー500のチャンバー空間501には、可動接触子320が昇降可能に収容される。可動接触子320は、チャンバー空間501に収容された状態で固定接触子310に向かう方向およびこれに反対方向に昇降してもよい。
【0300】
チャンバー空間501には、消弧用ガスが充填されてもよい。消弧用ガスは、発生したアークが消弧し、既定の経路を介して直流リレー1の外部に排出され得るようにする。このために、チャンバー空間501を囲む壁体には、連通孔(不図示)が貫通形成されてもよい。
【0301】
アークチャンバー500は、絶縁性素材で形成されてもよい。また、アークチャンバー500は、高耐圧性および高耐熱性を有する素材で形成されてもよい。これは、発生するアークが高温高圧の電子の流れであることに起因する。一実施形態において、アークチャンバー500は、セラミック(ceramic)素材で形成されてもよい。
【0302】
アークチャンバー500は、フレーム100の内部に収容される。具体的には、アークチャンバー500は、上部空間111に収容され、その外側が上部フレーム110に囲まれる。アークチャンバー500と上部フレーム110の間には、アーク誘導部700が配置され、発生したアークを誘導することができる。
【0303】
アークチャンバー500は、チャンバー空間501にメイン接点部300およびサブ接点部400を収容し、発生したアークを消弧できる任意の形状でありうる。図示の実施形態において、アークチャンバー500は、四角形の断面を有し、上下方向に延設した四角柱形状である。
【0304】
特に、本発明の実施形態によるアークチャンバー500は、フレーム100の形状変形なしで、その自らの構造によってメイン接点部300とサブ接点部400の間に十分な絶縁距離を確保することができる。また、発生したアークが消弧するのに十分なサイズの空間がアークチャンバー500内部に確保することができる。
【0305】
さらには、アークチャンバー500の構造によってその外側に設けられるアーク誘導部700も、多様な形態に配置され、発生したアークを効果的に誘導することができる。これに関する詳細な説明は後述する。
【0306】
図14~
図18に示された実施形態において、アークチャンバー500は、壁体部510、開口部520およびシール(sealing)部材530を含む。
【0307】
壁体部510は、アークチャンバー500の外面を形成する。壁体部510は、チャンバー空間501を様々な方向から囲むように配置される。壁体部510は、高耐熱性、高絶縁性素材で形成されてもよい。一実施形態において、壁体部510は、セラミック素材で形成されてもよい。
【0308】
壁体部510は、複数個設けられてもよい。複数個の壁体部510は、互いに異なる位置でチャンバー空間501を囲むように配置されてもよい。互いに隣接して配置される壁体部510は、所定の角度を成して連続することができる。
【0309】
図示の実施形態において、壁体部510は、第1壁511、第2壁512、第3壁513、第4壁514および第5壁515を含む。
【0310】
第1壁511は、アークチャンバー500の一面、図示の実施形態において前方の左側の面を形成する。第2壁512は、アークチャンバー500の他の一面、図示の実施形態において前方の右側の面を形成する。第3壁513は、アークチャンバー500のさらに他の一面、図示の実施形態において後方の左側の面を形成する。また、第4壁514は、アークチャンバー500のさらに他の一面、図示の実施形態において後方の右側の面を形成する。
【0311】
さらには、第5壁515は、アークチャンバー500のさらに他の一面、図示の実施形態において上面を形成する。
【0312】
この際、第1壁511と第4壁514は、チャンバー空間501を挟んで互いに対向するように配置される。また、第2壁512と第3壁513は、チャンバー空間501を挟んで互いに対向するように配置される。
【0313】
第1壁511~第5壁515は、互いに隣接した壁どうし所定の角度を成して連続することができる。図示の実施形態において、第1壁511は、第2壁512、第3壁513および第5壁515と連続する。また、第2壁512は、第1壁511、第4壁514および第5壁515と連続する。一実施形態において、前記所定の角度は、直角でありうる。
【0314】
一実施形態において、互いに対向する第1壁511および第4壁514は、相互に対して平行するように延長することができる。また、互いに対向する第2壁512および第3壁513は、相互に対して平行するように延長することができる。この際、第1壁511および第4壁514は、互いに同じ長さだけ延長することができる。また、第2壁512および第3壁513も、互いに同じ長さだけ延長することができる。
【0315】
前記実施形態において、アークチャンバー500の水平方向の断面の形状は、四角形、特に菱形の形状でありうる。図示の実施形態において、アークチャンバー500は、第1壁511、第2壁512、第3壁513および第4壁514が互いに同じ長さだけ延長するように形成される。これより、前記実施形態において、アークチャンバー500は、その水平方向に正四角形の断面を有するように形成される。
【0316】
これによって、アークチャンバー500の断面の各頂点のうちチャンバー空間501を挟んで対向するように配置される2対の頂点のうち少なくとも1対の頂点間の距離は、互いに対向する壁間の距離より長く形成されてもよい。
【0317】
したがって、第1固定接触子311および第2固定接触子312が互いに対向する1対の頂点に隣接して配置され、サブ接点部400の第1レッグ411および第2レッグ412が互いに対向する他の1対の頂点に隣接して配置されると、メイン接点部300とサブ接点部400の間の絶縁距離を十分に確保することができる。
【0318】
第1壁511、第2壁512、第3壁513および第4壁514は、アーク誘導部700に設けられる磁石部740に囲まれる。これによって、第1壁511、第2壁512、第3壁513および第4壁514は、その外側の磁石部740によりアークを誘導する磁場が発散または収束することができる。
【0319】
第1壁511、第2壁512、第3壁513および第4壁514は、第5壁515とそれぞれ連続する。
【0320】
第5壁515は、チャンバー空間501をさらに他の一側、図示の実施形態において上方から覆うように構成される。第5壁515は、壁体部510の上面を形成する。
【0321】
第5壁515には、開口部520が形成される。チャンバー空間501に部分的に収容される固定接触子310および端子部600は、開口部520を介してチャンバー空間501に進入することができる。
【0322】
図示の実施形態において、壁体部510は、チャンバー空間501を5個の方向から囲むように形成される。これより、チャンバー空間501の下方、すなわち下部フレーム120に向かう方向は、開放形成され、支持プレート140および第1絶縁プレート150により密閉されることが理解されるだろう。
【0323】
開口部520は、チャンバー空間501に部分的に収容される構成要素が通過する通路として機能する。開口部520は、壁体部510の一壁、図示の実施形態において上方に位置する第5壁515に貫通形成される。
【0324】
開口部520は、複数個形成されてもよい。複数個の開口部520は、互いに離隔配置され、互いに異なる構成要素がそれぞれ貫通結合することができる。図示の実施形態において、開口部520は、メイン開口部521、サブ開口部522およびパイプ開口部523を含む。
【0325】
メイン開口部521には、固定接触子310が貫通結合する。固定接触子310の延長方向の一部、図示の実施形態において下方は、メイン開口部521に貫通し、チャンバー空間501上に位置することができる。固定接触子310の延長方向の残りの一部、図示の実施形態において上方は、チャンバー空間501の外側に露出し、メイン端子610と結合、通電可能である。
【0326】
メイン開口部521は、複数個設けられてもよい。複数個のメイン開口部521には、複数個の固定接触子310がそれぞれ貫通することができる。図示の実施形態において、メイン開口部521は、左側に位置し、第1固定接触子311が貫通する第1メイン開口部521aおよび右側に位置し、第2固定接触子312が貫通する第2メイン開口部521bを含む。
【0327】
メイン開口部521から離隔してサブ開口部522が形成される。
【0328】
サブ開口部522には、端子部600のサブ端子620が貫通結合する。サブ端子620の延長方向の一部、図示の実施形態において下方は、サブ開口部522に貫通し、チャンバー空間501上に位置することができる。サブ端子620の延長方向の残りの一部、図示の実施形態において上方は、チャンバー空間501の外側に露出して導線部材Wと結合、通電可能である。
【0329】
サブ開口部522は、複数個の群(group)または対で形成されてもよい。複数個の群のサブ開口部522には、複数個のサブ端子620がそれぞれ貫通することができる。図示の実施形態において、サブ開口部522は、前方側に偏るように位置し、第1サブ端子621が貫通する第1サブ開口部522aおよび後方側に偏るように位置し、第2サブ端子622が貫通する第2サブ開口部522bを含む。
【0330】
第1サブ開口部522aおよび第2サブ開口部522bは、それぞれ複数個形成されてもよい。複数個の第1サブ開口部522aおよび第2サブ開口部522bには、それぞれ複数個の第1サブ端子621および第2サブ端子622が貫通することができる。図示の実施形態において、第1サブ開口部522aおよび第2サブ開口部522bは、それぞれ2つ設けられ、2つの第1サブ端子621および第2サブ端子622がそれぞれ貫通する。
【0331】
第1サブ開口部522aおよび第2サブ開口部522bの個数および配置方式は、サブコネクター460およびサブ端子620の個数および配置方式によって変更することができる。
【0332】
パイプ開口部523には、端子部600のパイプ部材630が貫通結合する。パイプ部材630の延長方向の一部、図示の実施形態において下方は、パイプ開口部523に貫通してチャンバー空間501上に位置することができる。パイプ部材630の延長方向の残りの一部、図示の実施形態において上方は、チャンバー空間501の外側に露出し、消弧したアークが排出される経路として機能することができる。
【0333】
パイプ開口部523は、サブ開口部522に隣接して位置する。図示の実施形態において、パイプ開口部523は、前方側に位置する第1サブ開口部522aに隣接して位置する。パイプ開口部523の位置は、アークが消弧して排出されるために、チャンバー空間501が外部と連通する任意の位置に変更することができる。
【0334】
シール部材530は、下部フレーム120に向かうアークチャンバー500の一側、図示の実施形態において下端部を形成する。シール部材530は、アークチャンバー500の前記一端部、すなわち下端部の隅に沿って延長することができる。
【0335】
シール部材530は、アークチャンバー500と支持プレート140間の気密性を保障する。したがって、アークチャンバー500と支持プレート140は、密閉結合し、アークなどは、それらの間を介して任意に流出しない。
【0336】
シール部材530の内部には、中空が形成される。したがって、シャフト360およびこれに結合した可動接触子320等の昇降は、アークチャンバー500と支持プレート140の密閉結合によって低下しない。
【0337】
端子部600は、メイン接点部300およびサブ接点部400を外部の電源または負荷と連通する。端子部600は、アークチャンバー500に貫通結合し、その一部は、アークチャンバー500の内部(すなわち、チャンバー空間501)に、他の一部は、アークチャンバー500の外部に位置する。
【0338】
端子部600は、アークチャンバー500の開口部520に貫通結合する。端子部600は、第5壁515により支持され得る。
【0339】
端子部600は、結合した他の部材と通電できる任意の素材で形成されてもよい。一実施形態において、端子部600は、銅(Cu)素材で形成されてもよい。
【0340】
図示の実施形態において、端子部600の各構成要素は、円形の断面を有し、上下方向に延設した円筒形状であるが、その形状は、固定接触子310およびアークチャンバー500の開口部520の形状によって変更することができる。
【0341】
図14~
図18に示された実施形態において、端子部600は、メイン端子610、サブ端子620およびパイプ部材630を含む。
【0342】
メイン端子610は、固定接触子310を外部の電源および負荷と通電させる。メイン端子610は、固定接触子310、外部の電源および負荷とそれぞれ結合、通電する。
【0343】
メイン端子610は、複数個設けられてもよい。複数個のメイン端子610は、複数個の固定接触子310とそれぞれ結合、通電可能である。図示の実施形態において、メイン端子610は、左側に位置し、第1固定接触子311と結合、通電する第1メイン端子611および右側に位置し、第2固定接触子312と結合、通電する第2メイン端子612を含む。
【0344】
サブ端子620は、サブ接点部400のサブコネクター460と外部の制御電源(不図示)を通電させる。サブ端子620は、サブコネクター460および導線部材Wとそれぞれ結合、通電する。導線部材Wは、外部の制御電源(不図示)と結合、通電することが理解されるだろう。
【0345】
サブ端子620は、複数個設けられてもよい。複数個のサブ端子620は、複数個のサブコネクター460とそれぞれ結合、通電可能である。図示の実施形態において、サブ端子620は、前方側に位置し、1対の第1サブコネクター461とそれぞれ結合、通電する1対の第1サブ端子621および後方側に位置し、1対の第2サブコネクター462とそれぞれ結合、通電する1対の第2サブ端子622を含む。
【0346】
第1サブ端子621は、第1サブ開口部522aに、第2サブ端子622は、第2サブ開口部522bにそれぞれ貫通結合する。
【0347】
パイプ部材630は、チャンバー空間501で発生したアークが消弧し、外部に排出される経路を形成する。パイプ部材630は、メイン端子610またはサブ端子620が延長する方向、図示の実施形態において上下方向に延設する。パイプ部材630の内部には、その延長方向に沿って貫通形成された中空が形成され、アークが排出される経路が形成されてもよい。
【0348】
パイプ部材630は、パイプ開口部523に貫通結合する。パイプ部材630の一端部は、チャンバー空間501上に位置し、他端部は、チャンバー空間501の外側に位置することができる。
【0349】
アーク誘導部700は、アークチャンバー500の内部、すなわちチャンバー空間501で発生したアークを誘導するための磁場を形成する。知られているように、形成された磁場は、固定接触子310および可動接触子320に通電した電流とともに磁気力を形成する。発生したアークは、形成された磁気力の方向に沿って延長し、消弧および排出され得る。
【0350】
アーク誘導部700は、アークチャンバー500の外部に位置する。アーク誘導部700は、アークチャンバー500を囲んでアークチャンバー500に結合する。
図17に示された実施形態において、アーク誘導部700は、アークチャンバー500の上方および外周方向の各面を囲んで結合する。
【0351】
アーク誘導部700は、脱去可能にアークチャンバー500に結合することができる。前記実施形態において、アークチャンバー500またはアーク誘導部700のうちメンテナンスまたは交換が要求される構成要素だけを分離することができる。
【0352】
アーク誘導部700は、フレーム100の内部に収容される。具体的には、アーク誘導部700は、上部フレーム110の上部空間111に収容される。この際、アーク誘導部700は、アークチャンバー500と上部フレーム110の間に位置する。すなわち、放射状内側方向に沿って、上部フレーム110の外周面、アーク誘導部700およびアークチャンバー500が順に配置される。
【0353】
アーク誘導部700は、導線部材Wと結合することができる。導線部材Wは、アーク誘導部700に沿って延長し、一部分がアーク誘導部700に結合した状態で、その端部がサブ端子620とそれぞれ結合、通電可能である。
【0354】
以下で説明されるアーク誘導部700の各構成要素は、互いに脱去可能に結合することができる。したがって、アーク誘導部700の特定構成要素のメンテナンスが要求される場合、当該構成要素だけを交換、使用することができ、経済性および生産性が向上することができる。
【0355】
図17~
図20に示された実施形態において、アーク誘導部700は、磁石ハウジング710、アーク開口部720、第2絶縁プレート730、磁石部740および磁石カバー部材750を含む。
【0356】
磁石ハウジング710は、アーク誘導部700の外形を形成する。磁石ハウジング710は、アーク誘導部700の他の構成要素と結合することができる。
【0357】
磁石ハウジング710は、アークチャンバー500を囲むように形成される。磁石ハウジング710は、チャンバー空間501を取り囲むアークチャンバー500の壁のうちいずれか1つ以上の壁を囲むように形成される。図示の実施形態において、磁石ハウジング710は、水平方向にチャンバー空間501の放射状外側に位置する第1~第4壁511、512、513、514および上方からチャンバー空間501を覆うように位置する第5壁515を取り囲むように形成される。
【0358】
磁石ハウジング710には、磁石部740が収容される。磁石部740は、磁石ハウジング710に収容された状態でチャンバー空間501に磁場を形成することができる。
【0359】
磁石ハウジング710は、絶縁性素材で形成されてもよい。磁石ハウジング710に収容された磁石部740が互いに任意に通電したり、各磁石部740のうちいずれか1つの磁石が形成した磁場が他の磁石に影響を及ぼさないようにするためである。一実施形態において、磁石ハウジング710は、アークチャンバー500と同一にセラミック素材で形成されてもよい。
【0360】
図示の実施形態において、磁石ハウジング710は、第1支持壁711、第2支持壁712、第3支持壁713、第4支持壁714およびカバー部材715を含む。
【0361】
第1支持壁711は、磁石ハウジング710の一面、図示の実施形態において前方の左側の面を形成する。第1支持壁711は、アークチャンバー500の第1壁511を外側から取り囲むように形成される。
【0362】
第1支持壁711の内部には、その厚さ方向、図示の実施形態において前方の左側および後方の右側に向かう方向に貫通した空間が形成される。前記空間は、第1磁石空間部711aと定義することができる。第1磁石空間部711aには、第1磁石741が脱去可能に結合することができる。第1磁石空間部711aは、第1磁石741の形状に相当するように形成されてもよい。
【0363】
第2支持壁712は、磁石ハウジング710の他面、図示の実施形態において前方の右側の面を形成する。第2支持壁712は、アークチャンバー500の第2壁512を外側から取り囲むように形成される。
【0364】
第2支持壁712の内部には、その厚さ方向、図示の実施形態において前方の右側および後方の左側に向かう方向に貫通した空間が形成される。前記空間は、第2磁石空間部712aと定義することができる。第2磁石空間部712aには、第2磁石742が脱去可能に結合することができる。第2磁石空間部712aは、第2磁石742の形状に相当するように形成されてもよい。
【0365】
第3支持壁713は、磁石ハウジング710の他の他面、図示の実施形態において後方の左側の面を形成する。第3支持壁713は、アークチャンバー500の第3壁513を外側から取り囲むように形成される。
【0366】
第3支持壁713の内部には、その厚さ方向、図示の実施形態において前方の右側および後方の左側に向かう方向に貫通した空間が形成される。前記空間は、第3磁石空間部713aと定義することができる。第3磁石空間部713aには、第3磁石743が脱去可能に結合することができる。第3磁石空間部713aは、第3磁石743の形状に相当するように形成されてもよい。
【0367】
第4支持壁714は、磁石ハウジング710のさらに他の他面、図示の実施形態において後方の右側の面を形成する。第4支持壁714は、アークチャンバー500の第4壁514を外側から取り囲むように形成される。
【0368】
第4支持壁714の内部には、その厚さ方向、図示の実施形態において前方の左側および後方の右側に向かう方向に貫通した空間が形成される。前記空間は、第4磁石空間部714aと定義することができる。第4磁石空間部714aには、第4磁石744が脱去可能に結合することができる。第4磁石空間部714aは、第4磁石744の形状に相当するように形成されてもよい。
【0369】
この際、互いに対向する第1支持壁711および第3支持壁713は、互いに平行に同じ長さだけ延長することができる。また、互いに対向する第2支持壁712および第4支持壁714も、互いに平行に同じ長さだけ延長することができる。
【0370】
図示の実施形態において、第1~第4壁511、512、513、514のうち互いに隣接して位置する壁511、512、513、514の結合部分は、外側に凸状となるようにラウンドとなるように形成される。それに対し、第1~第4支持壁711、712、713、714は、扁平(flat)に形成されるところ、前記結合部分を囲むことが容易でない。
【0371】
これより、第1~第4支持壁711、712、713、714は、水平方向に所定の長さだけ延長することができる。この際、第1~第4支持壁711、712、713、714の水平方向の延長長さは、第1~第4壁511、512、513、514の水平方向の延長長さより短く形成されてもよい。
【0372】
したがって、第1~第4支持壁711、712、713、714のうち互いに隣接して位置する各支持壁711、712、713、714の間には、所定の空間が形成される。前記所定の空間を介して第1~第4壁511、512、513、514のうち互いに隣接して位置する壁511、512、513、514の結合部分が露出することができる。前記部分は、後述する磁石カバー部材750により取り囲まれてもよい
第1~第4支持壁711、712、713、174は、カバー部材715と結合する。第1~第4支持壁711、712、713、714は、カバー部材715と所定の角度を成して下部フレーム120に向かう方向、図示の実施形態において下方に延長する。
【0373】
一実施形態において、前記所定の角度は、アークチャンバー500の第1~第4壁511、512、513、514および第5壁515の間の角度と同じでもよい。一実施形態において、前記所定の角度は、直角でありうる。
【0374】
カバー部材715は、磁石ハウジング710のさらに他の他面、図示の実施形態において上面を形成する。カバー部材715は、アークチャンバー500の第5壁515を外側から取り囲むように形成される。
【0375】
カバー部材715と第5壁515の間には、第2絶縁プレート730が設けられ、カバー部材715と第5壁515やアークチャンバー500間の任意の通電を遮断することができる。
【0376】
カバー部材715の内部には、その厚さ方向、図示の実施形態において上下方向に貫通形成された複数個の開口部が形成される。前記開口部には、複数個の固定接触子310が貫通結合することができる。
【0377】
カバー部材715は、第5壁515の形状に相当する形状で形成されてもよい。これによって、カバー部材715は、第5壁515を上方から完全に覆うように形成されてもよい。したがって、磁石ハウジング710の下方の部分は、開放形成される。
【0378】
図示の実施形態において、カバー部材715は、4個の隅を含み、互いに対向する各対の隅が平行するように延長し、互いに隣接する隅が連続する部分がラウンドとなるように面取り加工処理される。一実施形態において、カバー部材715は、その断面が菱形または正四角形の形状でありうる。前記形状がアークチャンバー500の水平方向の断面の形状と同様であることが理解されるだろう。
【0379】
第1~第4支持壁711、712、713、714およびカバー部材715に囲まれて形成される空間は、収容空間Sと定義することができる。収容空間Sには、アークチャンバー500が引き出し可能に収容される。収容空間Sの下方は、開放形成され、アークチャンバー500は、前記下方を介して収容空間Sに引入、引出可能である。
【0380】
収容空間Sの放射状外側の一部には、外部と連通する開口部が形成されてもよい。前記開口部は、第1~第4支持壁711、712、713、714のうち互いに隣接して壁が離隔して形成された空間であることが理解されるだろう。
【0381】
図示の実施形態において、カバー部材715は、第1~第4支持壁711、712、713、714と連続する複数個の隅を含み、複数個の前記隅のうち互いに連続する部分は、ラウンドとなるように面取り(taper)加工処理される。前記の部分は、後述する磁石カバー部材750により覆われてもよい。
【0382】
アーク開口部720には、固定接触子310が貫通結合する。固定接触子310は、アーク開口部720、第2絶縁プレート730に貫通形成された複数個の開口部およびメイン開口部521に順に貫通し、チャンバー空間501と上部フレーム110の外部の間で延長することができる。
【0383】
アーク開口部720は、カバー部材715の内部に貫通形成される。アーク開口部720は、カバー部材715の厚さ方向、図示の実施形態において上下方向に貫通形成され、カバー部材715の下方と上方を連通する。
【0384】
アーク開口部720は、第2絶縁プレート730に貫通形成された複数個の開口部と連通する。また、アーク開口部720は、アークチャンバー500に形成されたメイン開口部521と連通する。これによって、アーク開口部720は、チャンバー空間501と連通することができる。
【0385】
アーク開口部720は、複数個形成されてもよい。複数個のアーク開口部720中一部には、複数個の固定接触子310がそれぞれ貫通結合することができる。また、複数個のアーク開口部720のうち他の一部には、導線部材Wが貫通したり収容されてもよい。
【0386】
図示の実施形態において、アーク開口部720は、左側に形成され、第1固定接触子311が貫通する第1アーク開口部721および右側に形成され、第2固定接触子312が貫通する第2アーク開口部722を含む。第1アーク開口部721および第2アーク開口部722の形状は、固定接触子310の形状によって変更することができる。
【0387】
また、図示の実施形態において、アーク開口部720は、導線部材Wの端部を収容する導線受け入れ部723および導線部材Wの残りの部分の一部を収容する導線溝724を含む。
【0388】
導線受け入れ部723は、導線部材Wの端部がサブ端子620と結合する部分である。導線受け入れ部723は、カバー部材715の一面、図示の実施形態において上面から所定の深さだけ凹設された一部分および前記一部分の内部に位置し、カバー部材715の厚さ方向に貫通形成された他の部分を含む。
【0389】
サブ端子620は、前記他の部分を介してカバー部材715に貫通することができる。導線部材Wの端部は、前記一部分に収容され、サブ端子620の端部と結合、通電可能である。
【0390】
この際、導線部材Wの延長部分、すなわち端部でない他の部分は、第1~第4支持壁711、712、713、714のうちいずれか1つ以上の支持壁に凹設された導線溝に挿入結合する。
【0391】
導線受け入れ部723および導線溝724は、複数個形成されてもよい。上述したように、図示の実施形態においてサブ端子620は、1対の第1サブ端子621および1対の第2サブ端子622を含むところ、導線受け入れ部723は、前方側および後方側に全部形成され、第1サブ端子621および第2サブ端子622をそれぞれ収容することができる。
【0392】
導線溝724も、第1~第4支持壁711、712、713、714のうちいずれか1つ以上の支持壁に凹設されてもよい。図示の実施形態において、導線溝724は、第1および第2支持壁711、712の前方側、下方および第3および第4支持壁713、714の後方側、下方にそれぞれ形成される。
【0393】
第2絶縁プレート730は、カバー部材715とアークチャンバー500間の任意の通電を防止する。第2絶縁プレート730は、カバー部材715と第5壁515の間に位置する。
【0394】
第2絶縁プレート730は、絶縁性素材で形成されてもよい。一実施形態において、第2絶縁プレート730は、ゴムまたはセラミック素材で形成されてもよい。
【0395】
第2絶縁プレート730は、第5壁515およびカバー部材715の形状に相当するように形成されてもよい。図示の実施形態において、第2絶縁プレート730は、第5壁515またはカバー部材715と同様に、互いに対向する各対の隅が平行するように延長する菱形や正四角形の形状である。
【0396】
第2絶縁プレート730の内部には、複数個の貫通孔が形成される。
【0397】
複数個の貫通孔のうち一部、図示の実施形態において左右方向に離隔して相対的に大きい断面を有する1対の貫通孔は、アーク開口部720およびメイン開口部521と連通する。前記1対の貫通孔には、固定接触子310がそれぞれ貫通結合する。
【0398】
複数個の貫通孔のうち他の一部、図示の実施形態において左右方向に離隔して相対的に小さい断面を有する2対の貫通孔は、アーク開口部720およびサブ開口部522と連通する。前記2対の貫通孔には、サブ端子620がそれぞれ貫通結合する。
【0399】
複数個の貫通孔のうち残りの一部、図示の実施形態において前方側に位置する単数個の貫通孔は、前方側に位置する導線受け入れ部723およびパイプ開口部523と連通する。前記単数個の貫通孔には、パイプ部材630が貫通結合する。
【0400】
磁石部740は、チャンバー空間501から発生したアークを誘導するための磁気力を生成する磁場を形成する。磁石部740が形成した磁場によってチャンバー空間501にアークの経路A.Pを形成することができる。
【0401】
磁石部740は、磁化(magnetize)し、磁場を形成できる任意の形態で設けられてもよい。一実施形態において、磁石部740は、永久磁石または電磁石などで設けられてもよい。
【0402】
磁石部740は、磁石ハウジング710に結合する。具体的には、磁石部740は、磁石ハウジング710の磁石空間部711a、712a、713a、714aに引き出し可能に収容される。したがって、磁石部740のメンテナンスまたは交換が要求される場合、作業者は、磁石部740だけを分離して交替することができる。
【0403】
上述したように、磁石空間部711a、712a、713a、714aは、支持壁711、712、713、714の厚さ方向に貫通形成される。これより、磁石部740は、アークチャンバー500の第1~第4壁511、512、513、514に隣接して配置されてもよい。
【0404】
磁石部740は、複数個設けられてもよい。複数個の磁石部740は、互いに異なる磁石空間部711a、712a、713a、714aにそれぞれ収容され、磁場を形成することができる。
図5に示された実施形態において、磁石部740は、第1磁石741、第2磁石742、第3磁石743、第4磁石744および第5磁石745を含んで5個設けられる。
【0405】
図示の実施形態において、第1~第5磁石741、742、743、744、745は、一方向の長さが他方向の長さより長い四角形の断面を有し、上下方向に延設した四角板状で設けられる。第1~第5磁石741、742、743、744、745の形状は、チャンバー空間501に磁場を形成できる任意の形状でありうる。
【0406】
第1磁石741は、第1磁石空間部711aに収容され、チャンバー空間501に磁場を形成する。第1磁石741は、チャンバー空間501と反対側の一方の面である第1磁石外面741aおよびチャンバー空間501に向かう他方の面である第1磁石内面741bを含む。第1磁石外面741aおよび第1磁石内面741bは、互いに異なる極性で磁化することができる。
【0407】
第2磁石742は、第2磁石空間部712aに収容され、チャンバー空間501に磁場を形成する。第2磁石742は、チャンバー空間501と反対側の一方の面である第2磁石外面742aおよびチャンバー空間501に向かう他方の面である第2磁石内面742bを含む。第2磁石外面742aおよび第2磁石内面742bは、互いに異なる極性で磁化することができる。
【0408】
第3磁石743は、第3磁石空間部713aに収容され、チャンバー空間501に磁場を形成する。第3磁石743は、チャンバー空間501と反対側の一方の面である第3磁石外面743aおよびチャンバー空間501に向かう他方の面である第3磁石内面743bを含む。第3磁石外面743aおよび第3磁石内面743bは、互いに異なる極性で磁化することができる。
【0409】
第4磁石744は、第4磁石空間部714aに収容され、チャンバー空間501に磁場を形成する。第4磁石744は、チャンバー空間501と反対側の一方の面である第4磁石外面744aおよびチャンバー空間501に向かう他方の面である第4磁石内面744bを含む。第4磁石外面744aおよび第4磁石内面744bは、互いに異なる極性で磁化することができる。
【0410】
第5磁石745は、第5壁515とカバー部材715の間に位置し、チャンバー空間501に磁場を形成する。第5磁石745は、第1固定接触子311および第2固定接触子312の間に位置する。第5磁石745は、第1固定接触子311に向かう一方の面である第5磁石外面745aおよび第2固定接触子312に向かう他方の面である第5磁石内面745bを含む。第5磁石外面745aおよび第5磁石内面745bは、互いに異なる極性で磁化することができる。
【0411】
第1~第5磁石741、742、743、744、745は、独立して、または共に磁場を形成することができる。磁石部740により形成される磁場およびこれによる磁気力の方向に対する詳細な説明は後述する。
【0412】
磁石カバー部材750は、磁石ハウジング710の第1~第4支持壁711、712、713、714をアークチャンバー500の第1~第4壁511、512、513、514に結合させる。磁石カバー部材750は、磁石ハウジング710およびこれに結合した磁石部740とアークチャンバー500間の結合状態を安定的に維持する。
【0413】
磁石カバー部材750は、アーク誘導部700の放射状外側の部分を形成する。磁石カバー部材750は、アーク誘導部700の他の構成要素を外側から覆い、磁石ハウジング710に結合することができる。
【0414】
図示の実施形態において、磁石カバー部材750は、互いに隣接して配置される2つの磁石741、742、743、744およびこれらが結合した互いに隣接して配置される2つの支持壁711、712、713、714を覆い、磁石ハウジング710と結合する。
【0415】
同時に、磁石カバー部材750は、前記2つの支持壁711、712、713、714の間に形成された空間(すなわち、前記2つの支持壁711、712、713、714が互いに離隔して形成された空間)を覆い、磁石ハウジング710と結合する。
【0416】
磁石カバー部材750は、複数個設けられてもよい。複数個の磁石カバー部材750は、左側に位置する第1磁石カバー部材750aおよび右側に位置する第2磁石カバー部材750bを含む。
【0417】
第1磁石カバー部材750aは、磁石ハウジング710の一側、図示の実施形態において左側から磁石ハウジング710の外側の一部を覆って結合する。上述したように、第1磁石741および第3磁石743が相対的に左側に位置するところ、第1磁石カバー部材750aは、左側に位置する第1磁石741および第3磁石743を覆い、磁石ハウジング710に結合するといえる。
【0418】
第2磁石部材750bは、磁石ハウジング710の他側、図示の実施形態において右側から磁石ハウジング710の外側の他の一部を覆って結合する。上述したように、第2磁石742および第4磁石744が相対的に右側に位置するところ、第2磁石カバー部材750bは、右側に位置する第2磁石742および第4磁石744を覆い、磁石ハウジング710に結合するといえる。
【0419】
磁石カバー部材750は、絶縁性素材で形成されてもよい。前記実施形態において、磁石カバー部材750に囲まれた磁石部740は、外部の磁性体または電流などに影響を受けず、チャンバー空間501に磁場を形成することができる。
【0420】
図示の実施形態において、磁石カバー部材750は、第1延長部751、第2延長部752および第3延長部753を含む。
【0421】
第1延長部751は、磁石カバー部材750の一部分を形成する。第1延長部751は、所定の厚さを有し、一方向に延長する板状で設けられてもよい。
図17~
図20に示された実施形態において、第1延長部751は、四角の板状で形成される。
【0422】
第1延長部751は、磁石部740のうちいずれか1つ以上の磁石を覆い、磁石ハウジング710に結合することができる。図示の実施形態において、第1磁石カバー部材750aの第1延長部751は、第1磁石741を覆い、磁石ハウジング710に結合する。また、第2磁石カバー部材750bの第1延長部751は、第2磁石742を覆い、磁石ハウジング710に結合する。
【0423】
第1延長部751は、第3延長部753を介して第2延長部752と連続する。
【0424】
第2延長部752は、磁石カバー部材750の他の一部分を形成する。第2延長部752は、所定の厚さを有し、一方向に延長する板状で設けられてもよい。
図17~
図20に示された実施形態において、第2延長部752は、四角の板状で形成される。
【0425】
一実施形態において、第1延長部751および第2延長部752は、同じ形状を有するように形成されてもよい。
【0426】
第2延長部752は、磁石部740のうちいずれか1つ以上の磁石を覆い、磁石ハウジング710に結合することができる。図示の実施形態において、第1磁石カバー部材750aの第2延長部752は、第3磁石743を覆い、磁石ハウジング710に結合する。また、第2磁石カバー部材750bの第2延長部752は、第4磁石744を覆い、磁石ハウジング710に結合する。
【0427】
第1延長部751および第2延長部752の間には、第3延長部753が設けられる。
【0428】
第3延長部753は、第1延長部751および第2延長部752とそれぞれ結合する。第1延長部751および第2延長部752は、第3延長部753を媒介にして連続することができる。
【0429】
第3延長部753は、第1延長部751および第2延長部752の各端部と結合することができる。図示の実施形態において、第3延長部753は、その前方側の端部が第1延長部751の後方側の端部と連続し、その後方側の端部が第2延長部752の前方側の端部と連続する。
【0430】
第3延長部753は、少なくとも1つの湾曲部を含んでもよい。図示の実施形態において、第3延長部753は、放射状外側に凸状となるようにラウンドとなるように形成された1つの湾曲部を含む。前記湾曲部の中心は、磁石ハウジング710の内部に位置することができる。また、前記湾曲部の曲率は、互いに隣接する壁511、512、513、514が連続する隅の曲率と同じでもよい。
【0431】
したがって、磁石カバー部材750が磁石ハウジング710と結合すると、第1延長部751および第2延長部752は、それぞれ互いに異なる磁石741、742、743、744を、第3延長部753は、それらの間に形成された空間を取り囲む。
【0432】
これによって、アーク誘導部700の各構成要素の結合状態を安定的に維持することができる。
【0433】
以上説明した本発明の実施形態による直流リレー10は、アークチャンバー500およびアーク誘導部700の構造的な特徴によってメイン接点部300とサブ接点部400間の絶縁距離を十分に確保することができる。これによって、直流リレー10の作動が進行されても、メイン接点部300とサブ接点部400間の電気的な干渉が減少することができる。また、メイン接点部300から発生するアークによるサブ接点部400の損傷を最小化することができる。
【0434】
また、本発明の実施形態による直流リレー10は、サブ接点部400の多様な構成要素が別途の接点ホルダー401に収容されたまま、アークチャンバー500の内部に収容される。サブ接点部400の多様な構成要素がチャンバー空間501に露出する部分を最小化することができる。
【0435】
したがって、発生したアークによるサブ接点部400の構成要素の損傷を最小化することができる。これによって、直流リレー10の耐久年限が増加することができる。
【0436】
さらには、チャンバー空間501に磁場を形成するためのアーク誘導部700は、アークチャンバー500の外側に配置される。したがって、チャンバー空間501に磁場を形成するための部材が占有した空間をさらに確保することができる。結果的に、チャンバー空間501で発生したアークが消弧し、延長することができる空間も増加し、アークの消弧性能が向上することができる。
【0437】
以下、
図21~
図25を参照して本発明の実施形態による直流リレー10の効果を詳細に説明する。
【0438】
図21を参照すると、本発明の実施形態による直流リレー10に設けられるメイン接点部300とサブ接点部400間の絶縁距離が図示される。
【0439】
メイン接点部300は、四角形の断面で形成されるアークチャンバー500の1対の頂点にそれぞれ偏って位置する。この際、前記1対の頂点は、チャンバー空間501を挟んで互いに対向するように配置される。すなわち、メイン接点部300は、アークチャンバー500の各頂点のうち最も離隔して位置する1対の頂点間に配置される。
【0440】
図示の実施形態において、第1固定接触子311は、左側に位置する、第1壁511および第3壁513が連続する頂点に偏って配置される。また、第2固定接触子312は、右側に位置する、第2壁512および第4壁514が連続する頂点に偏って配置される。別の言い方をすれば、第1固定接触子311および第2固定接触子312は、左右方向に互いに離隔して配置される。
【0441】
前記実施形態において、第1固定接触子311および第2固定接触子312は、チャンバー空間501の左右方向に延長する中心軸A1上に配置されてもよい。
【0442】
サブ接点部400は、四角形の断面で形成されるアークチャンバー500の他の1対の頂点間で延長するように配置される。この際、前記他の1対の頂点も、チャンバー空間501を挟んで互いに対向するように配置される。すなわち、サブ接点部400は、アークチャンバー500の各頂点のうち最も離隔して位置する他の1対の頂点に隣接して配置される。
【0443】
図示の実施形態において、第1レッグ411および第2レッグ412のうちいずれか1つのレクは、前方側に位置する、第1壁511および第2壁512が連続する頂点に隣接して配置される。また、第1レッグ411および第2レッグ412のうち他の1つのレッグは、後方側に位置する、第3壁513および第4壁514が連続する頂点に隣接して配置される。
【0444】
前記実施形態において、第1レッグ411および第2レッグ412は、チャンバー空間501の前後方向に延長する中心軸A2上に配置されてもよい。
【0445】
一実施形態において、第1レッグ411および第2レッグ412は、第1~第4壁511、512、513、514が互いに連続する各隅のうち互いに対向する1対の隅を囲む隣接する壁に接触するように配置されてもよい。
【0446】
この際、第1固定接触子311と第1レッグ411および第2レッグ412のうちいずれか1つのレッグの間の距離は、第1距離d1と定義することができる。また、第2固定接触子312と第1レッグ411および第2レッグ412のうち他の1つのレッグの間の距離は、第2距離d2と定義することができる。
【0447】
図示の実施形態において、第1距離d1および第2距離d2は、第1固定接触子311および第2固定接触子312がチャンバー空間501内部の他の位置に配置された場合に比べて長く形成されてもよい。すなわち、複数個のサブPCB450、サブコネクター460およびサブスイッチ470がそれぞれ収容される第1レッグ411および第2レッグ412が最大で離隔するにつれて、第1距離d1および第2距離d2も、最大になり得る。
【0448】
これによって、メイン接点部300とサブ接点部400の間に十分な絶縁距離を確保することができる。
【0449】
図22および
図23を参照すると、本発明の実施形態による直流リレー10のアークチャンバー500の内部に形成される消弧領域E.Aが示される。消弧領域E.Aは、チャンバー空間501のうちアークが消弧し、延長することができる空間と定義することができる。
【0450】
前述したような構成によって、メイン接点部300およびサブ接点部400の間の絶縁距離は、最大になり、同時に消弧領域E.Aが従来に比べて拡張され得る。
【0451】
また、チャンバー空間501に磁場を形成するための磁石部740は、アークチャンバー500の外部に配置されるアーク誘導部700に設けられる。磁石部740は、アークチャンバー500の外側でチャンバー空間501に磁場を形成するように構成される。したがって、消弧領域E.Aは、チャンバー空間501のうち磁石部740により占有された空間だけ拡張され得る。
【0452】
これによって、消弧領域E.Aが拡張され、アークが十分に消弧および延長し、チャンバー空間501の外部に排出され得る。
【0453】
前記効果は、上部フレーム110の形状変形なしで達成することができる。すなわち、アークチャンバー500が四角形の断面を有するように形成されるにつれて、上部フレーム110とアークチャンバー500の間には、所定の空間が形成される。アーク誘導部700は、前記空間、すなわち上部フレーム110とアークチャンバー500に囲まれた空間に配置される。
【0454】
したがって、メイン接点部300とサブ接点部400の間に十分な絶縁距離が確保され、アークの消弧領域E.Aが増加しながらも、直流リレー10の他の構成要素の設計変更を最小化することができる。
【0455】
図24および
図25を参照すると、本発明の実施形態による直流リレー10のチャンバー空間501に形成される磁場およびこれによって形成される磁気力によって形成されるアークの経路A.Pが示される。
【0456】
図示の実施形態において、固定接触子310に表示された
という符号は、当該固定接触子310を経て可動接触子320に電流が通電することを意味する。すなわち、
で表示された固定接触子310には、地面を通り抜ける方向に電流が通電する。
【0457】
図示の実施形態において、固定接触子310に表示された
という符号は、可動接触子320を介して当該固定接触子310に電流が通電することを意味する。すなわち、
で表示された固定接触子310には、地面を通り抜ける方向に電流が通電する。
【0458】
また、図示の実施形態において、各磁石741、742、743、744、745から発散したり各磁石741、742、743、744、745に収束する実線の矢印は、各磁石741、742、743、744、745により形成される磁場の方向を意味する。
【0459】
図24の(a)を参照すると、アーク誘導部700によりアークチャンバー500の内部に形成される磁場およびこれによるアークの経路A.Pが示される。図示の実施形態において、電流は、右側に位置する第2固定接触子312および可動接触子320を順に通過して左側に位置する第1固定接触子311を介して外部に通電する。
【0460】
前記状態で、第1~第4磁石外面741a、742a、743a、744aは、S極で磁化する。また、第1~第4磁石内面741b、742b、743b、744bは、N極で磁化する。したがって、第1~第4磁石741、742、743、744が形成する磁場の方向は、第1~第4磁石内面741b、742b、743b、744bから発散し、第1~第4磁石外面741a、742a、743a、744aに収束する方向である。
【0461】
これによって、第1固定接触子311近所では、左側に向かう方向の磁場が、第2固定接触子312近所では、右側に向かう方向の磁場が形成される。
【0462】
第1固定接触子311においてフレミングの左手の法則(Fleming’s left hand’s rule)を適用すると、電流および磁場によって形成される磁気力の方向は、前方の左側に向かって形成される。これによって、アークの経路A.Pも、前方の左側に向かって形成され、固定接触子310およびサブ接点部400から遠ざかる方向に進行することができる。
【0463】
第2固定接触子312においてフレミングの左手の法則を適用すると、電流および磁場によって形成される磁気力の方向は、前方の右側に向かって形成される。これによって、アークの経路A.Pも、前方の右側に向かって形成され、固定接触子310およびサブ接点部400から遠ざかる方向に進行することができる。
【0464】
図24の(b)を参照すると、電流の通電方向が変更された実施形態が示される。図示の実施形態において、電流は、左側に位置する第1固定接触子311および可動接触子320を順に通過して右側に位置する第2固定接触子312を介して外部に通電する。
【0465】
この際、各磁石741、742、743、744の極性およびこれによって形成される磁場の方向は、
図24の(a)に示された実施形態と同一である。
【0466】
第1固定接触子311においてフレミングの左手の法則(Fleming’s left hand’s rule)を適用すると、電流および磁場によって形成される磁気力の方向は、前方の左側に向かって形成される。これによって、アークの経路A.Pも、前方の左側に向かって形成され、固定接触子310およびサブ接点部400から遠ざかる方向に進行することができる。
【0467】
第2固定接触子312においてフレミングの左手の法則を適用すると、電流および磁場によって形成される磁気力の方向は、後方の右側に向かって形成される。これによって、アークの経路A.Pも、後方の右側に向かって形成され、固定接触子310およびサブ接点部400から遠ざかる方向に進行することができる。
【0468】
図25の(a)を参照すると、第5磁石745が追加された実施形態においてアーク誘導部700によりアークチャンバー500の内部に形成される磁場およびこれによるアークの経路A.Pが示される。図示の実施形態において、電流は、右側に位置する第2固定接触子312および可動接触子320を順に通過して左側に位置する第1固定接触子311を介して外部に通電する。
【0469】
前記状態で、第1~第4磁石外面741a、742a、743a、744aは、S極で磁化する。また、第1~第4磁石内面741b、742b、743b、744bは、N極で磁化する。さらには、第5磁石外面745aは、N極で磁化し、第5磁石内面745bは、S極で磁化する。
【0470】
したがって、第1~第4磁石741、742、743、744が形成する磁場の方向は、第1~第4磁石内面741b、742b、743b、744bから発散し、第1~第4磁石外面741a、742a、743a、744aに収束する方向である。また、第5磁石745が形成する磁場の方向は、第5磁石外面745aから発散し、第5磁石内面745bに収束する方向である。
【0471】
さらには、第5磁石745が設けられるにつれて、第1~第5磁石741、742、743、744、745の間にも磁場が形成される。
【0472】
具体的には、第5磁石外面745aから第1および第3磁石外面741a、743aに向かう方向の磁場が形成される。また、第2および第4磁石内面742b、744bから第5磁石内面745bに向かう方向の磁場が形成される。
【0473】
これによって、第1固定接触子311近所および第2固定接触子312全てにおいて左側に向かう方向の磁場が形成される。
【0474】
第1固定接触子311においてフレミングの左手の法則(Fleming’s left hand’s rule)を適用すると、電流および磁場によって形成される磁気力の方向は、前方の左側に向かって形成される。これによって、アークの経路A.Pも、前方の左側に向かって形成され、固定接触子310およびサブ接点部400から遠ざかる方向に進行することができる。
【0475】
第2固定接触子312においてフレミングの左手の法則を適用すると、電流および磁場によって形成される磁気力の方向は、後方の右側に向かって形成される。これによって、アークの経路A.Pも、後方の右側に向かって形成され、固定接触子310およびサブ接点部400から遠ざかる方向に進行することができる。
【0476】
図25の(b)を参照すると、電流の通電方向が変更された実施形態が示される。図示の実施形態において、電流は、左側に位置する第1固定接触子311および可動接触子320を順に通過し、右側に位置する第2固定接触子312を介して外部に通電する。
【0477】
この際、各磁石741、742、743、744、745の極性およびこれによって形成される磁場の方向は、
図25の(a)に示された実施形態と同一である。
【0478】
第1固定接触子311においてフレミングの左手の法則(Fleming’s left hand’s rule)を適用すると、電流および磁場によって形成される磁気力の方向は、後方の左側に向かって形成される。これによって、アークの経路A.Pも、後方の左側に向かって形成され、固定接触子310およびサブ接点部400から遠ざかる方向に進行することができる。
【0479】
第2固定接触子312においてフレミングの左手の法則を適用すると、電流および磁場によって形成される磁気力の方向は、後方の右側に向かって形成される。これによって、アークの経路A.Pも、後方の右側に向かって形成され、固定接触子310およびサブ接点部400から遠ざかる方向に進行することができる。
【0480】
したがって、本発明の実施形態による直流リレー10は、発生したアークを固定接触子310およびサブ接点部400に遠ざかる方向に誘導することができる。これによって、発生したアークによる固定接触子310およびサブ接点部400の損傷を最小化することができる。
【0481】
また、固定接触子310および可動接触子320に通電する電流の方向が変更されても、アークは、固定接触子310およびサブ接点部400から遠ざかる方向に誘導される。したがって、作業者またはユーザは、固定接触子310およびこれに結合、通電したメイン端子610の極性を考慮することなく、外部の電源および負荷を連結することができ、作業性および便宜性が向上することができる。
【0482】
本発明の実施形態について説明したが、本発明の思想は、本明細書に提示される実施形態によって制限されず、本発明の思想を理解する当業者は、同じ思想の範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、追加などによって他の実施形態を容易に提案できるが、これも、本発明の思想範囲内に入るといえる。
【符号の説明】
【0483】
10:直流リレー 100:フレーム
110:上部フレーム 111:上部空間
112:結合突起 113:支持突起
114:上部開口部 115:上部分離壁
120:下部フレーム 121:下部空間
122:結合溝 123:PCB受け入れ部
130:PCBフレーム 131:PCB
140:支持プレート 141:支持溝
142:支持貫通孔 150:第1絶縁プレート
151:ホルダー支持部 152:ホルダー貫通孔
200:コア部 210:固定コア
220:可動コア 230:ヨーク
240:ボビン 250:コイル
251:トリップコイル 252:ホールディングコイル
260:コアスプリング 270:ヨークリング
280:シリンダー 300:メイン接点部
310:固定接触子 311:第1固定接触子
312:第2固定接触子 320:可動接触子
330:ハウジング 340:カバー
350:接点スプリング 360:シャフト
400:サブ接点部 401:接点ホルダー
410:胴体部 411:第1レッグ
412:第2レッグ 413:ブリッジ
420:スイッチ受け入れ部 421:第1スイッチ受け入れ部
422:第2スイッチ受け入れ部 430:端子受け入れ部
431:第1端子受け入れ部 432:第2端子受け入れ部
440:端子区画部材 441:第1端子区画部材
442:第2端子区画部材 450:サブPCB
451:第1サブPCB 451:第2サブPCB
460:サブコネクター 461:第1サブコネクター
462:第2サブコネクター 470:サブスイッチ
471:第1サブスイッチ 472:第2サブスイッチ
500:アークチャンバー 501:チャンバー空間
510:壁体部 511:第1壁
512:第2壁 513:第3壁
514:第4壁 515:第5壁
520:開口部 521:メイン開口部
521a:第1メイン開口部 521b:第2メイン開口部
522:サブ開口部 522a:第1サブ開口部
522b:第2サブ開口部 523:パイプ開口部
530:シール部材 600:端子部
610:メイン端子 611:第1メイン端子
612:第2メイン端子 620:サブ端子
621:第1サブ端子 622:第2サブ端子
630:パイプ部材 700:アーク誘導部
710:磁石ハウジング 711:第1支持壁
711a:第1磁石空間部 712:第2支持壁
712a:第2磁石空間部 713:第3支持壁
713a:第3磁石空間部 714:第4支持壁
714a:第4磁石空間部 715:カバー部材
720:アーク開口部 721:第1アーク開口部
722:第2アーク開口部 723:導線受け入れ部
724:導線溝 730:第2絶縁プレート
740:磁石部 741:第1磁石
741a:第1磁石外面 741b:第1磁石内面
742:第2磁石 742a:第2磁石外面
742b:第2磁石内面 743:第3磁石
743a:第3磁石外面 743b:第3磁石内面
744:第4磁石 744a:第4磁石外面
744b:第4磁石内面 745:第5磁石
745a:第5磁石外面 745b:第5磁石内面
750:磁石カバー部材 750a:第1磁石カバー部材
750b:第2磁石カバー部材 751:第1延長部
752:第2延長部 753:第3延長部
S:収容空間 W:導線部材
d1:第1距離 d2:第2距離
E.A:消弧領域 A.P:アークの経路
【国際調査報告】