KR100505438B1

KR100505438B1 - 전자(電磁) 개폐 장치

Info

Publication number: KR100505438B1
Application number: KR10-2003-7008782A
Authority: KR
Inventors: 우오토메리이치; 에노모토히데키; 야마모토리츠; 기시히데키
Original assignee: 마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2005-07-29
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: AU2002365525A1; CN1489775A; CN1248272C; DE60214666D1; US6911884B2; WO2003046940A1; DE60214666T2; EP1353348B1; EP1353348A1; EP1353348A4; US20040027776A1; KR20030065581A

Abstract

본 발명에서는 고정 접점에 가동 접점이 붙었다 떨어지도록 가동하는 가동 철심이 수납되는 자성 재료제의 바닥이 있는 통부와, 상기 가동 철심과 고착되는 가동축을 이동자유롭게 삽입되는 삽입 구멍을 대략 중앙에 갖는 금속 재료제의 접합 부재와, 대략 중앙에 상기 바닥이 있는 통부의 내직경과 같은 정도의 구멍을 갖는 비자성 재료제의 금속판을 구비하는 전자 개폐 장치에 있어서, 상기 바닥이 있는 통부와 상기 접합 부재는 상기 금속판을 사이에 개재하여 기밀 접합되고, 상기 가동 철심은 상기 접합 부재 간에 상기 고정 접점과 상기 가동 접점의 접합에 필요한 스트로크를 가지고 상기 바닥이 있는 통부에 수납되게 구성한다. 이러한 구성의 전자 개폐 장치에서는 전자석의 자기효율향상을 도모할 수 있으므로, 종래의 전자 개폐 장치에 비해 보다 에너지 절약을 달성할 수 있다.

Description

전자(電磁) 개폐 장치{ELECTROMAGNETIC SWITCHING DEVICE}

본 발명은 파워 부하용의 릴레이(relay)로서 적합한 봉지(封止)접점장치 등에 관한 전자 개폐 장치에 관한 것이다.

종래 이러한 종류의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(1000)로서, 예컨대 일본국 특허 제3107288호(일본국 특개평 제9-259728호 공보)에 개시되어 있는 도 21에 도시하는 구조의 것이 있다. 이 전자 개폐 장치(1000)는 릴레이 접점부가 기밀(氣密) 공간에 수납되어 있으므로, 접점간을 개방시킬 때에 발생하는 아크가 장치외로 새지 않으므로, 공기 중 개폐기에서는 필요했던 아크 스페이스가 불필요하게 되어, 실장 밀도를 높히기 위한 밀착 설치가 가능한 것으로, 다음과 같이 구성되어 있다.

도 21에서, 이 전자 개폐 장치(1000)는 봉지 접점부(A), 구동부(B), 하우징(C)을 구비하여 구성되어 있다. 우선, 봉지 접점부(A)에 대해 설명한다. 세라믹과 같은 내열성 재료에 의해 일면이 개구되는 상자 형상의 봉지 용기(1)가 형성되고, 그 바닥부의 2군데에 관통 구멍(1a)이 형성되어 있다. 이들 관통 구멍(1a, 1a)에 일부가 삽입되는 고정 단자(2, 2)는 예를 들면 구리계 재료 등에 의해 대략 다단(多段) 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되고, 바닥측의 일단부에는 고정 접점(2a)이 고정되고, 개구부측의 타단부에는 플랜지부(2c)가 설치되어 있다. 또한, 고정 단자(2)는 그 타단부가 봉지 용기(1)로부터 돌출된 상태에서, 플랜지부(2c) 부근이 봉지 용기(1)에 납땜 등에 의해 기밀(氣密)하게 접합된다. 또한, 고정 단자(2)의 개구부측에서 내측쪽을 향해 나사 홈(2b)이 형성되어 있다.

가동 접촉자(3)는, 예컨대 구리계 재료 등에 의해 평판 형상으로 형성되고, 고정 접점(2a)과 붙었다 떨어지는 간격을 두고 양단부에 가동 접점(3a)이 고정되어 있다. 가동 접촉자(3)의 중앙부에는 삽입 구멍(3b)이 형성되어 있고, 이 삽입 구멍(3b)에 대략 둥근 막대 형상으로 형성된 가동축(4)의 일단(4a)이 삽입되어 있다. 또한, 가동축(4)의 타단(4b)에는 나사 홈(4c)이 절단되어 있다.

중앙편(5a) 및 양 대향편(5b, 5b)을 갖는 단면이 대략 コ자 형상으로 형성된 가동 접촉자 홀더(5)는 가동 접촉자(3)가 가동축(4)에 연결되도록 후술하는 접압(接壓) 스프링(6)을 압축 매달림 상태로 유지하는 것이다. 또, 접압 스프링(6)의 압축 매달림 상태에 관해서는 후술한다. 이 중앙편(5a)은 그 중앙에 가동축(4)의 일단(4a)이 삽입되는 삽입 구멍(5c)이 형성되어 있다. 또한 양 대향편(5b, 5b)은 그 선단 중앙부에서 서로 근접하는 방향으로 연장편(5d, 5d)이 설치되어 있고, 또한 그 연장편(5d, 5d)의 선단부에서 중앙편(5a)으로 향해 돌출편(도시하지 않음)이 돌출되어 있다. 또한, 이 가동 접촉자 홀더(5)는 양 대향편(5b, 5b)의 외측면이 봉지 용기(1)의 내측면에 대향하는 대향면으로 되어 있고, 그 대향면에는 봉지 용기(1)의 내측면과의 간극 치수와 대략 동일한 돌출 치수를 가진 R 형상의 돌출부(5g, 5g)가 각각 설치되어 있다. 코일 형상으로 형성된 접압 스프링(6)은 고정 접점(2a)과 가동 접점(3a)이 접하는 방향으로 가동 접촉자(3)에 힘을 가하는 것으로, 가동 접촉자 홀더(5)내에 지지된다.

고정 철심(7)은 일단부(7a)가 굵은 대략 원주 형상으로 형성됨과 동시에, 가동축(4)을 삽입하는 삽입 구멍(7b)이 축방향으로 설치되어 있다. 이 고정 철심(7)은 후술하는 제1 접합 부재(11)의 삽입 구멍(11a)에 삽입되어 일단부(7a)가 고정되고, 타단부에는 삽입 구멍(7b)의 내직경보다 큰 내직경을 가진 오목부(7c)가 설치되어 있다.

대략 원주 형상으로 형성된 가동 철심(8)은 가동축(4)이 삽입되는 삽입 구멍(8a)이 축방향으로 형성되어 있다. 이 삽입 구멍(8a)에는 가동축(4)의 나사 홈(4c)과 함께 가동축(4)과 가동 철심(8)의 연결위치를 가동축(4)의 축방향에 따라 가변시키기 위한 나사 홈(8b)이 절단되어 있다. 이 가동 철심(8)은 그 축방향의 일단측에 고정 철심(7)과의 대향면(28c)을 가지고 있고, 그 타단부에 나사홈(8b)의 내직경보다도 큰 내직경을 가진 오목부(8d)가 설치되어 있다. 또한, 이 가동 철심(8)은 그 외방면이 후술하는 바닥이 있는 통부(10)의 내주면에 슬라이드하는 슬라이드면(8e)으로 되어 있다.

복귀 스프링(9)은 고정 접점(2a)과 가동 접점(3a)의 오픈 방향으로 가동 철심(8)에 힘을 가하는 것으로서, 고정 철심(7)의 삽입 구멍(7b)의 내직경보다도 약간 큰 내직경을 가진 코일 형상으로 형성되고, 고정 철심(7)의 삽입 구멍(7b)에 삽입된 가동축(4)에 삽입되어, 그 일단부가 고정 철심(7)의 오목부(7c)에 끼워져 위치 규제된다.

바닥이 있는 통부(10)는 비자성 재료에 의해 통부(10a) 및 바닥부(10b)를 갖는 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되고, 그 바닥부(10b)측에 가동 철심(8)을 수납함과 동시에, 그 가동 철심(8)의 대향면(8c)에 대향되는 고정 철심(7)을 개구부측에 수납한다.

제1 접합 부재(11)는 철 등의 자성 금속 재료에 의해 직사각형 형상으로 형성되고, 고정 철심(7) 및 가동 철심(8)과 함께 자기 회로를 형성한다. 이 제1 접합 부재(11)는 전술한 바와 같이, 고정 철심(7)의 일단부(7a)를 고정하기 전에 삽입하는 삽입 구멍(11a)이 중앙에 형성되고, 삽입 구멍(11a) 부근이 바닥이 있는 통부(10)에 기밀 접합된다.

제2 접합 부재(12)는 금속재료에 의해 양단부에 개구 구멍(12a)을 가지고 통형상으로 형성되고, 그 일단측에 봉지 용기(1)의 개구 단부에 기밀 접합되는 제1 접합부(12c)가, 또한 타단부에 제1 접합 부재(11)에 기밀 접합되는 제2 접합부(12b)가 설치되어 있다. 또한, 이 제2 접합 부재(12)는 통부 도중에 굴곡부(12d)가 둘레 회전하여 설치되고, 제1 접합부(12c)에서 제2 접합부(12b)에 걸쳐, 개구 구멍(12a)의 개구 단면이 크게 형성되어 있다. 그리고, 이 제2 접합 부재(12)는 전술한 봉지 용기(1) 및 제1 접합 부재(11)에 기밀 접합됨으로써 고정 접점(2a), 가동 접점(3a), 고정 철심(7), 및 가동 철심(8)을 수용하기 위한 기밀 공간(30)을 형성하고, 이 기밀 공간(30)이 수소 또는 수소를 주체로 하는 가스가, 예를 들면 2기압 정도로 기밀 봉지된다.

다음에, 접압 스프링(6)의 압축 매달림 상태에 대해 설명한다. 우선, 가동 접점(3a)을 삽입 구멍(5c)을 향한 상태로, 가동 접촉자(3)를 그 가동 접촉자 홀더(5)에 끼워넣는다. 다음에, 접압 스프링(6)을 소정량 압축한 상태로, 가동 접촉자 홀더(5)에 끼워넣는다. 상세하게는 접압 스프링(6)은 그 일단부가 가동 접촉자(3)를 통해 가동 접촉자 홀더(5)의 중앙편(5a)에 매달리고, 그 타단부가 가동 접촉자 홀더(5)의 돌출편(도시하지 않음)에 맞물려 연장편(5d, 5d)에 매달린다. 즉, 가동 접촉자 홀더(5)는 그 중앙편(5a)이 접압 스프링(6)의 일단부를 가동 접촉자(3)를 통해 매달리는 제1 현가부로 되고, 그 연장편(5d, 5d)이 접압 스프링(6)의 타단부를 매달리게 하는 제2 현가부로 되어 있다. 그리고, 가동축(4)을 그 일단(4a)에서 접압 스프링(6) 및 가동 접촉자(3)의 삽입 구멍(3b)을 삽입하고 나서, 가동 접촉자 홀더(5)의 삽입 구멍(5c)에 삽입되어, 가동축(4)을 삽입 구멍(5c) 가까이에 고정 장착한다.

도시하지 않은 자기 수단은 영구자석과 이를 끼우는 자성부재로 이루어지고, 자성부재가 고정 접점(2a) 및 가동 접점(3a)을 끼우도록 하여 봉지 용기(1)의 외면에 부설된다. 따라서 자기수단은 양 접점(2a, 2a)이 존재하는 공간에 가동 접점(3a)의 동작방향과 직교하는 방향의 자장을 부여한다.

다음에, 구동부(B)에 관해서 설명한다. 이 구동부(B)는 고정 철심(7), 가동 철심(8) 및 제1 접합 부재(11)와 함께 전자석 장치를 구성하는 것이다. 코일 보빈(코일틀)(14)에는 코일(13)이 감긴다. 요크(이음 철)(15)는 요크 본체(15a) 및 부시(bush)(15b)로 이루어지고, 고정 철심(7), 가동 철심(8) 및 제1 접합 부재(11)와 함께 자기회로를 이룬다. 요크 본체(15a)는 코일(13)을 외위(外圍)하도록 중앙편 및 양 대향편으로 U자 형상으로 형성되고, 그 중앙편에 관통 구멍(15c)이 형성되어 있다. 부시(15b)는 원통 형상으로 형성되고, 요크 본체(15a)의 관통 구멍(15c)에 삽입된다. 이들 요크 본체(15a) 및 부시(15b)가 설치된 상태에서는, 앞에서 기술한 바닥이 있는 통부(10)의 통부(10a)는 요크(15)의 부시(15b)와 가동 철심(8) 간에 위치하고 있다.

마지막에 하우징(C)에 대해 설명한다. 하우징(C)은 봉지 접점부(A)와 구동부(B)를 함께 수용하는 것이다. 이 하우징(C)은 고정 단자(2)를 삽입하는 삽입 구멍(16)이 형성되고, 그 삽입 구멍(16)에 삽입된 고정 단자(2)의 플랜지부(2c)가 돌출되어 있다. 그리고, 이 돌출된 고정 단자(2)는 전선 접속용의 단자판(도시하지 않음)에 접속된다.

다음에, 상술과 같이 구성되는 종래의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(1000)에서의 고정 단자(2, 2) 간을 입력조작신호에 의해, 도통, 개방시키는 동작을 설명한다.

코일(13)의 여자(勵磁) 전에는, 가동 접점(3a)이 고정 접점(2a)과 접점 갭(L1)을 가지고 대향하고 있다. 전자 개폐 장치(1000)에 입력조작신호를 입력함으로써 코일(13)을 여자하면, 가동 철심(8)이 고정 철심(7)에 흡인되어 가동함으로써, 그 가동 철심(8)에 나사 고정되어, 후에 접착제 등에 의해 고정된 가동축(4)이 구동되고, 가동 접점(3a)은 접점 갭(L1)을 서서히 작게 하여, 고정 접점(2a)에 접한다. 그 후, 접압 스프링(6)의 스프링 부하가 갑자기 커지고, 또한 가동축(4)이 구동되면, 가동 접점(3a)은 오버 트래블(over travel)량 만큼 가동하여, 스프링 부하가 더욱 커진다. 이 상기한 접점 갭(L1) 및 오버 트래블량의 합계는 가동 철심(8)의 스트로크로 되어 있다.

또한, 입력조작신호가 정지 코일(13)의 여자를 끊기게 하면, 가동 접촉자(3)는 주로 접압 스프링(6) 및 복귀 스프링(9)에 가해진 힘으로 복귀하여 반대로 변위하고, 가동 접점(3a)이 고정 접점(2a)에서 떨어짐과 동시에, 가동 철심(8)도 소정의 거리만큼 복귀되어 원래의 상태로 되돌아간다. 그리고, 복귀시에 접점간에 발생하는 아크는 도시되지 않은 자기수단의 자장에 의해 가동 접촉자(3)의 양단 방향으로 충분히 연장되어 아크 소멸된다.

그러나, 종래의 전자 개폐 장치(1000)에서는 바닥이 있는 통부(10)가 비자성 재료제이므로, 도 22에 도시하는 바와 같이, 부시(15b)와 가동 철심(8) 간에, 자기 갭(G)이 존재하여, 손실이나 전자석 흡인력의 저하가 일어나고, 전자석부의 크기 증대 또는 스프링 부하 하중이 낮음에 의한 개폐성능의 저하가 우려되었다. 또한, 종래의 전자 개폐 장치(1000)에서는 고정 단자(3, 3)간을 계속 도통시키기 위해서는 비교적 큰 입력조작신호를 계속 인가시킬 필요가 있었다. 상기 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(1000)가 파워 부하용의 릴레이 등으로서 사용되는 경우, 입력조작신호를 인가했을 시에, 코일로 소비되는 소비 전력이 보다 적은 것이 바람직하다. 또한, 이러한 전자 개폐 장치(1000)에, 그 접점의 구동 제어를 행하기 위한 제어회로를 형성한 제어 회로 블록을 구비하는 경우, 이 제어 회로 블록의 전극을 코일에 전기적으로 접속할 때, 용이하게 접속할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그런데, 상기의 전자석부의 크기 증대 혹은 스프링 부하 하중이 낮음에 의한 개폐 성능의 저하를 해결하기 위해, 바닥이 있는 통부(10)를 바닥부와 자성 재료제의 통부와 비자성 재료제의 통부와의 3단 구조로 한 것이, 마찬가지로 일본국 특개평 제9-259728호 공보에 의해 제안되어 있다. 이 구조에 의하면, 부시(15b)와 가동 철심(8) 간의 자기 갭(G)이 없어지고, 도 23의 화살표 X로 표시하는 바와 같이, 전자석의 흡인력이 Q에서 Q’로 상승하고, 스프링 부하 하중(W)을 화살표 Y로 표시하는 바와 같이 강하게 할 수 있어, 봉지 접점 장치의 개폐 성능의 향상을 도모할 수 있다. 그러나, 바닥이 있는 통부를 3단 구조로 한 상기 후자의 종래예에서는 전자석의 자기 효율의 향상이 도모되는 특징이 있지만, 부품 개수가 많아 비용이 높아졌다.

한편, 코일에 의한 소비전력을 적게 하는 방책으로서, 일반적으로 PWM 제어(Pulse Width Modulation ; 펄스폭 변조) 등이 행해지는데, 코일로부터 나오는 방사 노이즈가 비교적 커져, 코일 내지 전자 개폐 장치 주변의 전자 부품 등에 악영향을 주게 된다.

<발명의 개시>

본 발명은 종래의 전자 개폐 장치에 비해 보다 에너지 절약을 달성한 전자 개폐 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 구동부의 전자석의 자기 효율 향상을 도모하면서 부품 개수를 삭감한 전자 개폐 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 전자석을 형성하는 코일로 소비되는 소비전력이 종래의 전자 개폐 장치에 비해 적어지도록 한 전자 개폐 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 제어 회로 블록을 구비한 경우에, 이를 용이하게 접속할 수 있는 기구를 구비한 전자 개폐 장치를 간단한 구성으로 낮은 비용으로 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 고정 접점에 가동 접점이 붙었다 떨어지도록 가동하는 가동 철심이 수납되는 자성 재료제의 바닥이 있는 통부와, 상기 가동 철심과 고착되는 가동축이 이동자유롭게 삽입되는 삽입 구멍을 대략 중앙에 갖는 금속 재료제의 접합 부재와, 대략 중앙에 상기 바닥이 있는 통부의 내직경과 같은 정도의 구멍을 갖는 비자성 재료제의 금속판을 구비하는 전자 개폐 장치에 있어서, 상기 바닥이 있는 통부와 상기 접합 부재는 상기 금속판을 사이에 개재하여 기밀 접합되고, 상기 가동 철심은 상기 접합 부재와의 사이에 상기 고정 접점과 상기 가동 접점의 접촉에 필요한 스트로크를 가지고 상기 바닥이 있는 통부에 수납되게 구성한다.

또한, 본 발명에서는 입력조작신호에 따라 여자하는 전자석에 의해 접점이 구동되는 전자 개폐 장치에 있어서, 상기 전자석을 형성하는 코일을, 상기 접점을 닫을 때에 적어도 여자되는 제1 코일과, 동 접점이 닫혀 있는 상태일 때에 적어도 여자되는 제2 코일로 구성한다.

그리고, 본 발명에서는 이들 상술의 전자 개폐 장치에 있어서, 전자석의 여자를 제어하는 제어 회로가 형성된 제어 회로 블록을 구비하고, 상기 제어회로와 상기 코일을 전기적으로 접속하는 접속부를 설치하여 구성한다.

도 1은 제1 실시형태에서의 전자 개폐 장치의 측면 단면도이다.

도 2는 제1 실시형태에서의 전자 개폐 장치의 주요부를 도시하는 측면 단면도이다.

도 3은 제1 실시형태의 전자 개폐 장치에서의 다른 예의 측면 단면도이다.

도 4는 제2 실시형태에서의 전자 개폐 장치의 주요부를 도시하는 측면 단면도이다.

도 5는 전자 개폐 장치의 정면 단면도이다.

도 6은 전자 개폐 장치의 측면 단면도이다.

도 7은 코일의 상면 단면도이다.

도 8은 제3 실시형태의 전자 개폐 장치에 관한 회로를 설명하는 회로도이다.

도 9는 제4 실시형태의 전자 개폐 장치에 관한 회로를 설명하는 회로도이다.

도 10은 제4 실시형태에서의 전자 개폐 장치에 관한 회로의 동작을 설명하는 도면이다.

도 11은 제5 실시형태의 전자 개폐 장치에 관한 회로를 설명하는 회로도이다.

도 12는 제6 실시형태의 전자 개폐 장치에 관한 회로를 설명하는 회로도이다.

도 13은 제6 실시형태에서의 전자 개폐 장치에 관한 회로의 동작을 설명하는 도면이다.

도 14는 제어 회로 블록의 사시도이다.

도 15는 제7 실시형태에서의, 코일과 제어 회로 블록을 전기적으로 접속하는 부분의 요부 단면도이다.

도 16은 제7 실시형태에서의, 코일과 제어 회로 블록을 전기적으로 접속하는 부분의 다른 예의 요부 단면도이다.

도 17은 제7 실시형태에서의, 코일과 제어 회로 블록을 전기적으로 접속하는 부분의 다른 예의 요부 단면도이다.

도 18은 제8 실시형태에서의, 코일 블록과 제어 회로 블록을 전기적으로 접속하는 구성을 도시하는 사시도이다.

도 19는 제9 실시형태에서의, 코일 블록과 제어 회로 블록을 전기적으로 접속하는 구성을 도시하는 사시도이다.

도 20은 제10 실시형태에서의, 코일 블록과 제어 회로 블록을 전기적으로 접속하는 구성을 도시하는 사시도이다.

도 21은 종래의 전자 개폐 장치의 측면 단면도이다.

도 22는 종래의 전자 개폐 장치의 요부를 도시하는 측면 단면도이다.

도 23은 종래의 전자 개폐 장치의 효과를 도시하는 설명도이다.

이하, 본 발명에 관한 실시형태를 도면에 따라서 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일한 구성에 관해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

(제1 실시형태)

도 1은 제1 실시형태에서의 전자 개폐 장치의 측면 단면도이다. 단, 본 실시형태의 기본 구성은 종래예와 공통되므로, 본 실시형태의 특징이 되는 부분에 관해서만 설명한다. 즉, 본 실시형태에서의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(500)는 종래예의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(1000)와 비교해 도 21의 고정 철심(7)을 없애고, 도 21의 비자성 재료제의 바닥이 있는 통부(10)를 자성 재료제의 바닥이 있는 통부(100)로 변경하고, 바닥이 있는 통부(100)와 제1 접합 부재(11) 간에 비자성 재료제의 금속판(200)을 개재하고, 레이저 용접 등에 의해 각각을 기밀 접합한 점에 특징이 있다.

또한, 도 1 및 도 2를 이용하여 상세히 설명한다. 자성 재료제의 바닥이 있는 통부(100)는 비자성 재료제의 금속판(200)과 접합하기 위한 플랜지부(100a)를 개구부측의 일단부에 가지고, 그 개구부측의 일단부로부터 바닥면측의 타단부까지의 길이는 가동 철심(8)과 같은 정도이다. 또, 도 3은 제1 실시형태의 전자 개폐 장치에서의 다른 예의 측면 단면도이고, 이 도 3에 도시하는 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(500’)와 같이, 가동 철심(8) 및 이를 수납하는 바닥이 있는 통부(100)는 하우징(C)의 바닥부에 닿도록 구성해도 된다.

비자성 재료제의 금속판(200)은 대략 중앙에 바닥이 있는 통부(100)의 내직경과 같은 정도의 구멍(200a)이 있고, 그 두께(200c)는 가동 철심(8)이 제1 접합 부재(11) 간에 갖는 스트로크와 같은 정도이고, 또한 바닥이 있는 통부(100)의 플랜지부(100a)와 접합하는 접합부(200d)와 제1 접합 부재(11)와 접합하기 위한 플랜지부(200b)를 갖고 있다. 바닥이 있는 통부(100)의 플랜지부(100a)와 금속판(200)의 접합부(200d)는 레이저 용접 등으로 기밀 접합된다. 또한, 금속판(200)의 플랜지부(200b)와 제1 접합 부재(11)도 레이저 용접 등으로 기밀 접합된다.

제1 접합 부재(11)는 대략 중앙에 가동축(4)을 삽입하는 삽입 구멍(l1a)이 형성되고, 또한 가동 철심(8)을 위치 규제한다. 가동 철심(8)은 제1 접합 부재(11)와 대향하는 면에 나사 홈(8b)의 오목한 부분의 직경보다도 큰 내직경을 가진 오목부(8f)가 설치되고, 제1 접합 부재(11) 간에 고정 접점(2a)과 가동 접점(3a)의 접촉에 필요한 스트로크를 가지고 상기 바닥이 있는 통부(100)에 수납된다. 복귀 스프링(9)은 제1 접합 부재(11)의 삽입 구멍(l1a)의 내직경보다 약간 큰 내직경을 가진 코일 형상으로 형성되고, 제1 접합 부재(11)에 삽입된 가동축(4)에 삽입되며, 그 일단(9a)이 제1 접합 부재(11)에 매달리고, 타단(9b)이 가동 철심(8)의 오목부(8f)에 끼워져 위치 규제된다.

제1 실시형태에서의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(500, 500’)에서, 바닥이 있는 통부(100)는 자성 재료제이므로, 부시(15b)와 가동 철심(8) 간에 자기 갭이 없어지고, 전자석의 자기효율향상이 도모된다. 또한, 금속판(200)은 비자성 재료제이므로, 자성 재료제의 바닥이 있는 통부(100)로부터 제1 접합 부재(11)에 직접 자속이 흘러 자기효율이 저하되는 것을 억제하고 있다.

다음에, 별도의 실시형태에 관해서 설명한다.

(제2 실시형태)

도 4는 제2 실시형태에서의 전자 개폐 장치의 요부를 도시하는 측면 단면도이다. 단, 본 실시형태의 기본구성은 종래예와 공통되므로, 본 실시형태의 특징이 되는 부분에 관해서만 설명한다. 즉, 본 실시형태에서의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치는 종래예의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(1000)와 비교해, 도 21의 고정 철심(7)을 없애고, 도 21의 비자성 재료제의 바닥이 있는 통부(10)를 자성 재료제의 바닥이 있는 통부(100)로 변경하고, 바닥이 있는 통부(100)와 제1 접합 부재(11) 간에 비자성 재료제의 금속판(300)을 개재하고, 레이저 용접 등에 의해 동시에 기밀 접합한 점에 특징이 있다.

또한 상세히 설명하면, 자성 재료제의 바닥이 있는 통부(100)는 비자성 재료제의 금속판(300)과 접합하기 위한 플랜지부(100a)를 개구부측의 일단부에 가지고 있다. 비자성 재료제의 금속판(300)은 대략 중앙에 바닥이 있는 통부(100)의 내직경과 같은 정도의 구멍(300a)이 있고, 두께(300c)는 바닥이 있는 통부(100)의 플랜지부(100a)와 상기 비자성체의 금속판(300)과 제1 접합 부재(11)를 동시에 레이저 용접 등으로 접합할 수 있는 정도의 두께이다. 바닥이 있는 통부(100)의 플랜지부(100a)와 금속판(300)과 제1 접합 부재(11)는 레이저 용접 등으로 동시에 기밀 접합된다.

제1 접합 부재(11)는 대략 중앙에 가동축(4)을 삽입하는 삽입 구멍(11a)이 형성되고, 또한 가동 철심(8)을 위치 규제한다. 가동 철심(8)은 제1 접합 부재(11)와 대향하는 면에 나사 홈(8b)의 오목한 부분의 직경보다 큰 내직경을 가진 오목부(8f)가 설치되어 있다. 복귀 스프링(9)은 제1 접합 부재(11)의 삽입 구멍(11a)의 내직경보다 약간 큰 내직경을 가진 코일 형상으로 형성되고, 제1 접합 부재(11)에 삽입된 가동축(4)에 삽입되어, 그 일단(9a)이 제1 접합 부재(11)에 매달리고, 타단(9b)이 가동 철심(8)의 오목부(8f)에 끼워져 위치 규제된다.

제2 실시형태에서의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치에서, 바닥이 있는 통부(100)는 자성체이므로, 부시(15b)와 가동 철심(8) 간에 자기 갭이 없어져, 전자석의 자기 효율 향상을 도모할 수 있다. 또한, 금속판(300)은 비자성체이므로, 자성체의 바닥이 있는 통부(100)로부터 제1 접합 부재(11)에 직접 자속이 흘러 자기효율이 저하하는 것을 억제한다.

다음에, 종래예의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(1000)에 대해 에너지 절약을 향상시킨 실시형태에 관해서 설명한다. 이하의 제3 내지 제6 실시형태에서의 전자 개폐 장치는 종래예의 코일(13)을 제1 코일 및 제2 코일로 구성하고, 이들 제1 및 제2 코일의 여자 및 소자(消磁)의 타이밍을 제어함으로써, 에너지 절약화를 도모하는 장치이다. 우선, 제3 실시형태에 대해 설명한다.

(제3 실시형태)

도 5 내지 도 8은 본 발명에 관한 전자 개폐 장치의 제3 실시 형태를 도시하는 도면이다. 도 5 및 도 6은 전자 개폐 장치의 각각 정면 단면도 및 측면 단면도이다. 도 7은 코일의 상면 단면도이다. 도 8은 제3 실시형태의 전자 개폐 장치에 관한 회로를 설명하는 회로도이다.

이 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(501)는 절연 재료제의 봉지 용기(1)와, 고정 접점(2a, 2a)을 가지고 봉지 용기(1)에 기밀 접합되는 고정 단자(2, 2)와, 고정 접점(2a, 2a)에 붙었다 떨어지는 가동 접촉자(3)와, 일방향으로 구동되어 이동하는 가동 철심(8)과, 가동 철심(8)을 수납하는 바닥이 있는 통체(10)와, 이 바닥이 있는 통체(10)에 기밀 접합되는 제1 접합 부재(11)와, 가동 철심(8)에 연결되는 가동축(4)과, 가동 접촉자(3)를 각 접점(3a, 3a)의 접촉 방향으로 힘을 가하는 접압 스프링(6)과, 가동 접촉자(3)가 가동축(4)에 연결되도록 접압 스프링(6)을 압축 매달림 상태로 유지하는 지지 부재(12)와, 가동 철심(8)에 한 방향으로 힘을 가하는 복귀 스프링(9)과, 가동 철심(8)을 흡인하여 구동시키기 위한 요크(15) 및 코일(13)과, 코일(13)이 감기는 코일 보빈(14)과, 하우징(C)과, 코일(13)의 여자를 제어하는 제어 회로(도시생략)가 형성된 제어 회로 블록(18)을 가지고, 제어 회로 블록(18)과 코일(13)을 전기적으로 접속하도록 구성되어 있다. 코일(13)은 투입 코일(제1 코일)(13a)과 유지 코일(제2 코일(13b))로 구성되어 있다.

제3 실시형태의 전자 개폐 장치에 관한 회로(20a)는 도 8에 도시하는 바와 같이, 투입 코일(13a)과 유지 코일(13b)을 병렬로 접속하는 동시에, 입력조작신호에 따라 소정시간만큼 투입 코일(13a)을 통전시키는 제1 스위치(21), 및 유지 코일(13b)을 통전시키는 제2 스위치(22)를 병렬로 접속하고 있다. 투입 코일(13a)은 접점을 닫을 때에 적어도 여자되고, 유지 코일(13b)은 동 접점이 닫혀 있는 상태일 때에 적어도 여자된다.

그리고, 도 7에 도시하는 바와 같이, 투입 코일(13a)은 직경 방향에서의 외부측으로 감기고, 유지 코일(13b)은 직경 방향에서의 내부측으로 감기는 동시에, 양 코일(13a, 13b)의 중심축선에 따라 발생시키는 자속의 방향이 대략 동일 방향을 향하는 방향으로 통전하는 것으로 한다. 이렇게 하면, 코일(13a, 13b)이 발생시키는 여자력을 유효하게 이용할 수 있음과 동시에, 코일(13a, 13b)을 소자(消磁)시킬 때에 발생하는 역기(逆起) 전력을, 비교적 낮게 억제할 수 있다.

다음에, 다른 실시형태에 관해서 설명한다.

(제4 실시형태)

제4 실시형태는 제3 실시형태의 회로(20a)에 대한 다른 일 회로예인 회로(20b)를 이용한 전자 개폐 장치의 실시형태이다. 제4 실시형태의 전자 개폐 장치의 구성은 도 5 내지 도 7을 이용하여 설명한 제3 실시형태와 동일하므로, 그 설명을 생략하고, 회로(20a)에 대신하는 회로(20b)에 대해서 설명한다.

이 실시 형태에 관한 회로(20b)는 투입 코일(제1 코일)(13a) 및 유지 코일(제2 코일)(13b)을 입력 단자(20a, 20b) 간에 병렬로 접속하여 구성하고 있다.

투입 코일(13a)에는 MOSFET(제1 스위치)(21)을 직렬로 접속함과 동시에, MOSFET(21)의 게이트·소스 간에, 저항(23)과, 접속점에 저항(26)을 통해 한쪽 입력단자(20a)에 접속되는 콘덴서(24)와 제너 다이오드(25)를 직접 접속한 회로를 병렬로 접속하고 있다.

유지 코일(13b)에는 MOSFET(제2 스위치)(22)을 직렬로 접속하고, 이 MOSFET(22)의 게이트를, 입력 단자(20a, 20b) 간에 직렬로 접속한 저항(28)과 저항(29)의 접속점에 접속하고 있다.

또한, 투입 코일(13a) 및 유지 코일(13b)에는 서지(surge) 흡수용의 소자(30 및 31)를 각각 병렬로 접속하는 동시에, 다이오드(27 및 32)를 각각 직렬로 접속하고 있다. 이에 따라, 전자 개폐 장치의 오프시에, 접점의 개극(開極) 속도가 저하하여, 출력측의 차단 성능이 저하하는 것을 억제할 수 있게 된다. 또한, 입력단자(20a, 20b) 간에 인가하는 입력조작전압의 극성을 잘못해 역방향으로 인가한 경우에, 투입 코일(13a) 및 유지 코일(13b)에 전류가 흐르지 않도록 할 수 있다. 단, 유지 코일(13b)에 통전되어도 접점이 동작하지 않을 뿐이므로, 다이오드(32)에 대신해, 이 부분을 도선으로 접속하도록 해도 된다. 또, 서지 흡수용의 소자(31)는 예를 들면 다이오드(311)와 제너 다이오드(312)를 직렬로 접속하여 구성할 수 있다. 단, 서지 흡수용의 소자(30, 31)를 접속하지 않고, 이 부분을 도선으로 접속하는 구성으로 해도 되는 것은 말할 필요도 없다.

다음에, 상기 구성에 의한 회로(20b)의 동작에 관해서 도 10에 도시하는 설명도에 따라 설명한다. 도 10은 제4 실시형태에서의 전자 개폐 장치에 관한 회로의 동작을 설명하는 도면이다.

도 10에서, 입력 단자(20a, 20b) 간에 입력조작전압(V)을 인가하면, 저항(28)과 저항(29)의 분압비에 의해서 결정되는 전압이 MOSFET(22)의 게이트에 주어지고, 이 MOSFET(22)의 드레인·소스간이 도통한다. 그러면, 유지 코일(13b)의 양단의 전압(V(13b))이 상승하므로, 이 유지 코일(13b)에 전류가 흐르기 시작한다. 한편, MOSFET(21)의 게이트에는 저항(23 및 26) 등에 의해 결정되는 소정의 전압이 인가된 후, MOSFET(21)의 게이트 전압(Vg(21))은 저항(23), 콘덴서(24), 제너 다이오드(25)에 의해서 결정되는 시정수에 따라서 서서히 저하한다. 그러면, MOSFET(21)의 게이트 전압(Vg(21))이, 이 MOSFET(21)의 임계치(Vth(21))를 넘는 소정의 시간(t)동안만, MOSFET(21)의 드레인·소스 간이 도통하므로, 투입 코일(13a)의 양단 전압(V(13a))이 상승하고, 이 투입 코일(13a)에 전류가 흐른다.

즉, 소정의 시간(t)동안만, 투입 코일(13a)에 전류가 흘러 여자되고, 비교적 큰 흡인력에 의해서 가동 철심(8)이 고정 철심(7)에 끌어 당겨지고, 가동 접촉자(3)가 고정 접점(2a, 2a)(모두 도 1 참조)에 접한다. 그리고, 소정의 시간(t)후에는 투입 코일(13a)에 전류가 흐르지 않게 되어, 유지 코일(13b)에만 전류가 흘러 이것이 여자할 뿐인데, 접점이 접한 후에서, 그만큼 큰 흡인력이 필요하지 않으므로, 이 유지상태가 유지된다. 이에 따라, 유지 코일(13b)에만 전류가 흐르므로, 입력조작전력의 소비를 비교적 낮게 억제할 수 있는데다, 전술한 PWM 제어와 달리, 코일로부터는 방사 노이즈가 전혀 나가지 않게 할 수 있다.

또한, 투입 코일(13a)을 비교적 굵은 도선으로 형성하면, 이것에 전류가 흘렀을 때, 보다 큰 자력을 발생시킬 수 있으므로, 접점이 접하기 까지의 시간을 보다 짧게 할 수 있다. 또한, 유지 코일(13b)을 비교적 가는 도선으로 형성하면, 접점간이 접해 있을 때의 소비전력을 보다 낮게 억제할 수 있게 된다.

또한, 투입 코일(13a)에 전류가 흐르는 시간(t)은 저항(23), 콘덴서(24), 제너 다이오드(25)의 회로 정수에 의해 조정할 수 있으므로, 접점을 접하게 하는데 필요한 시간만 전류가 흐르도록 구성할 수 있다. 그 결과, 투입 코일(13a)이 연속 통전하여 이상(異常) 온도 상승하여, 이윽고 연속되는 것을 막을 수 있다.

또, 다이오드(27 및 32)에 대신해, 이 부분을 도선으로 접속하거나, 또한, MOSFET(제2 스위치)(22)을 외부 신호에 의해서 제어하도록 구성해도, 상술한 본 발명의 작용 효과가 손상되지 않는 것은 말할 필요도 없다.

다음에, 다른 실시형태에 관해서 설명한다.

(제5 실시형태)

제5 실시형태는 제3 실시형태의 회로(20a)에 대한 다른 일 회로예인 회로(20c)를 이용한 전자 개폐 장치의 실시형태이다. 제5 실시형태의 전자 개폐 장치의 구성은 도 5 내지 도 7을 이용하여 설명한 제3 실시형태와 동일하므로, 그 설명을 생략하고, 회로(20a)에 대신하는 회로(20c)에 대해 설명한다.

도 11은 제5 실시형태의 전자 개폐 장치에 관한 회로를 설명하는 회로도이다. 도 11에서, 이 실시 형태에 관한 회로(20c)는 상술한 제4 실시형태에 관한 것과는, 투입 코일(제1 코일)(13a) 및 유지 코일(제2 코일)(13b)을 입력 단자(20a, 20b) 간에 직렬로 접속하여 구성하는 점이 다르다.

상세하게는 투입 코일(13a)과 유지 코일(13b)을 직렬로 접속함과 동시에, 유지 코일(13b)과 MOSFET(제2 스위치)(22)을 직렬로 접속한 회로와, MOSFET(제1 스위치)(21)와 다이오드(32)를 직렬로 접속한 회로를 다시 병렬로 접속하고, MOSFET(21)의 게이트·소스 간에, 저항(23)과, 접속점에 저항(26)을 통해 한쪽 입력 단자(20a)에 접속되는, 콘덴서(24)와 제너 다이오드(25)를 직접 접속한 회로를 병렬로 접속하고, MOSFET(22)의 게이트를, 입력 단자(20a, 20b) 간에 직렬로 접속한 저항(28)과 저항(29)의 접속점에 접속하고, 투입 코일(13a)과 직렬로 다이오드(27)를 접속하며, 다이오드(27), 투입 코일(13a) 및 유지 코일(13b)과 병렬로 서지 흡수용의 소자(31)를 접속하여 구성하고 있다. 유지 코일(13b)에는 이와 병렬로 다이오드(32)가 접속되어 있으므로, MOSFET(21)이 오프하여 접점의 접함을 유지하는 상태로 이행할 때는, 다이오드(32)의 전압 강하분에 상당하는 전압이 유지 코일(13b)의 양단에 인가되므로, 유지 흡인력이 안정되기까지의 시간이 짧아져, 유지상태가 안정되기 쉬워진다.

이 구성에 의하면, 입력 단자(20a, 20b) 간에 입력 조작 전압(V)을 인가했을 때, 소정의 시간(t) 동안 투입 코일(13a)에만 전류가 흐르고, 유지 코일(13b)에는 전류가 흐르지 않으므로, 자력에 의한 흡인력은 비교적 작아지는데, 접점 간이 접해 있을 때는, 투입 코일(13a)과 유지 코일(13b)의 양쪽에 전류가 흐르기 때문에, 상술한 제3 실시 형태에 관한 것과 비교해, 유지 상태가 보다 안정되게 된다.

또, 다이오드(27 및 32)에 대신에, 이 부분을 도선으로 접속하거나, 또한, MOSFET(제2 스위치)(22)을 외부 신호에 의해서 제어하도록 구성해도, 상술한 본 발명의 작용효과가 손상되지 않는 것은 말할 필요도 없다.

다음에, 다른 실시형태에 관해서 설명한다.

(제6 실시형태)

제6 실시형태는 제3 실시형태의 회로(20a)에 대한 다른 일 회로예인 회로(20d)를 이용한 전자 개폐 장치의 실시형태이다. 제6 실시형태의 전자 개폐 장치의 구성은 도 5 내지 도 7을 이용하여 설명한 제3 실시형태와 동일하므로, 그 설명을 생략하고, 회로(20a)에 대신하는 회로(20d)에 대해서 설명한다.

도 12는 제6 실시형태의 전자 개폐 장치에 관한 회로를 설명하는 회로도이다. 도 12에서, 이 실시 형태에 관한 회로(20d)는 투입 코일(제1 코일)(13a) 및 유지 코일(제2 코일)(13b)을 입력단자(20a, 20b) 간에 병렬로 접속해 구성하고 있다.

상세하게는, 입력 단자(20a, 20b) 간에, 애노드가 입력 단자(20a)에 접속되는 다이오드(39)와, 일단이 다이오드(39)의 캐소드에 접속되어 타단이 후술하는 MOSFET(제1 스위치)(21)의 드레인에 접속되는 투입 코일(13a)과, 드레인이 투입 코일(13a)의 타단에 접속되어 소스가 입력 단자(20b)에 접속되는 MOSFET(21)를 직렬로 접속하고, 다이오드(39)의 캐소드와 입력 단자(20b) 간에, 유지 코일(13b)과, 드레인이 유지 코일(13b)에 접속되어 소스가 입력단자(20b)에 접속되는 MOSFET(제2 스위치)(22)를 직렬로 접속하고, 유지 코일(13b)과 병렬로 서지 흡수용의 소자(31)를 접속하여, 다이오드(39)의 캐소드와 MOSFET(22)의 게이트 간에 저항(28)을 접속하고, MOSFET(22)의 게이트와 입력 단자(20b) 간에 저항(29)을 접속하고 있다. 서지 흡수용의 소자(31)는 유지 코일(13b)의 통전을 정지했을 때에 발생시키는 역기 전력을 흡수하고, 전자 개폐 장치의 출력측(고정 접점(2a, 2a)(모두 도 1 참조) 간)의 개방을 신속하게 행하게 하는 것으로, 예를 들면 배리스터(varistor), 다이오드, 및 파워 제너 다이오드를 직렬로 접속한 회로 등으로 구성할 수 있다.

또한, MOSFET(21)의 게이트·소스 간에는 소위, 원 샷 펄스(one shot pulse) 회로(50)를 접속하고, 다이오드(39)의 캐소드와 원 샷 펄스 회로(50) 간에, 소위, 전압 반응형 전자 스위치(제3 스위치)(36)를 접속하고 있다.

원 샷 펄스 회로(50)는 입력조작전압에 따라 소정의 시간만 MOSFET(21)의 게이트·소스 간에 소정의 전압을 발생시키는 것으로서, 일단이 MOSFET(21)의 게이트에 접속되고 타단이 후술하는 콘덴서(24)에 접속되는 저항(34)과, 저항(34)과 후술하는 제너 다이오드(25)의 캐소드 간에 접속되는 콘텐서(24)와, 캐소드가 콘덴서(24)에 접속되어 애노드가 MOSFET(21)의 소스에 접속되는 제너 다이오드(25)를 직렬로 접속하고, MOSFET(21)의 게이트·소스 간에, 저항(23)과, 캐소드가 MOSFET(21)의 게이트에 접속되어 애노드가 MOSFET(21)의 소스에 접속되는 다이오드(33)를 병렬로 접속하고, 제너 다이오드(25)와 병렬로 저항(35)을 접속하고 있다.

전압 반응형 전자 스위치(36)는 입력조작전압(입력조작신호)이 소정치를 넘었을 때에 원 샷 펄스 회로(50)를 동작시키는 것으로서, 포토 트랜지스터 커플러(36)로 구성하고 있다. 즉, 포토 트랜지스터 커플러(36)의 입력측을, 다이오드(39)의 캐소드와 접지단자 간에 직렬로 접속되는 저항(37)과 저항(38)의 접속점에 접속하고, 포토 트랜지스터 커플러(36)의 출력측의 일단을, 저항(26)을 통해 다이오드(39)의 캐소드에 접속하고, 포트 트랜지스터 커플러(36)의 출력측의 타단을, 콘덴서(24)와 제너 다이오드(25)와의 접속점에 접속한다. 또한, 전압 반응형 전자 스위치(36)는 예를 들면 저압 구동 타입의 MOSFET로 구성할 수도 있다. 이 경우, MOSFET의 게이트를 저항(37)과 저항(38)의 접속점에 접속하고, MOSFET의 드레인을 저항(26)에 접속하며, MOSFET의 소스를 콘덴서(24)와 제너 다이오드(25)와의 접속점에 접속하면 된다.

다음에, 상기 구성에 의한 회로(20d)의 동작에 대해서 도 13에 따라서 설명한다. 도 13은 제6 실시형태에 있어서의 전자 개폐 장치에 관한 회로의 동작을 설명하는 도면이다. 도 13에서, 시간(T0)에, 입력 단자(20a, 20b) 간에 입력조작전압(V)을 인가하면, 저항(28)과 저항(29)의 분압비에 의해 결정되는 전압이, MOSFET(22)의 게이트에 주어진다. 그리고, t1시간이 경과하여, 그 전압이 MOSFET(22)의 임계치(Vth(21))를 넘으면, 이 MOSFET(22)의 드레인 소스 간이 도통한다. 그러면, 유지 코일(13b)의 양단의 전압 V(13b)이 상승하므로, 이 유지 코일(13b)에 전류가 흐르기 시작한다(시간(T1)).

한편, 포토 트랜지스터 커플러(36)의 입력측에는 저항(37)과 저항(38)의 분압비에 의해 결정되는 전압이 주어지고 있다. 그리고, t2 시간이 경과하여, 그 전압이 대략 0.7V 내지 1.1V가 되면, 입력측의 LED가 발광하여, 포토 트랜지스터 커플러(36)의 출력측을 도통시킨다. 그러면, MOSFET(21)의 게이트 전압(Vg(21))이, 이 MOSFET(21)의 임계치(Vth(21))를 넘기 때문에, MOSFET(21)의 드레인·소스 간이 도통하고, 투입 코일(13a)의 양단의 전압(V(15a))이 상승하여, 이 투입 코일(13a)에 전류가 흐르기 시작하고, 입력조작전압(V)이 소정치를 넘으면, 전자 개폐 장치의 출력측이 도통하기 시작한다(시간(T2)). 여기서, MOSFET(21)의 게이트에는 콘덴서(24) 및 저항(34)을 통해 제너 다이오드(25)가 접속되어 있으므로, MOSFET(21)의 게이트 전압(Vg(21))의 최대치는 제너 다이오드(25)의 제너 전압(Vzd(25)) 정도의 전압으로 억제된다.

이윽고 MOSFET(21)의 게이트 전압(Vg(21))은 저항(23), 콘덴서(24), 제너 다이오드(25) 등에 의해서 결정되는 소정의 시정수에 따라서 서서히 저하한다. 그리고, t3시간이 경과하여, MOSFET(21)의 게이트 전압(Vg(21))이, 이 MOSFET(21)의 임계치(Vth(21))보다 낮아지면, MOSFET(21)의 드레인·소스 간이 차단되므로, 투입 코일(13a)에 전류가 흐르지 않게 된다(시간(T3)). 또한, 본 실시형태에서는 t3시간이 예를 들면 대략 100ms가 되도록, 저항(23), 콘텐서(24) 등의 회로정수를 설정하고 있다.

그리고, 유지 코일(13b)에만 전류가 흐르는 상태에 의해, 소망의 t4시간만큼 전자 개폐 장치(봉지 접점 장치)의 출력측을 도통시킨 후, 입력조작전압(V)의 인가를 정지시킨다. 그러면, MOSFET(22)의 게이트 전압이 저하하여, 그 전압이 MOSFET(22)의 임계치(Vth(22))보다 낮아지면, 이 MOSFET(22)의 드레인·소스 간이 차단된다. 이에 따라, 유지 코일(13b)에 전류가 흐르지 않게 되어, 전자 개폐 장치의 출력측이 개방되어 통전 차단된다(시간(T5)).

따라서, 상기 구성에 의하면, 유지 코일(13b)에만 전류를 흐르게 해 전자 개폐 장치의 출력측의 도통 상태를 유지하므로, 입력조작전력의 소비가 비교적 낮게 억제되게 된다.

또한, 유지 코일(13b)에는 투입 코일(13a)이 여자되기 전부터 전류가 흐르고 있고, 투입 코일(13a)이 소자된 후에도 전류가 흐르도록 구성되어 있으므로, 투입 코일(13a)의 양단에 역기 전력이 발생하기 어렵게 된다.

또한, 입력조작전압(V)이 소정치를 넘었을 때에 동작하는, 소위 전압 반응형 전자 스위치로서의 포토 트랜지스터 커플러(36)를 설치하고, 입력 단자(20a, 20b) 간에 노이즈가 인가된 경우라도, 투입 코일(13a)에는 전류가 흐르지 않는 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 투입 코일(13a)이 연속 통전하여 이상(異常) 온도 상승하는 것이 억제되는 동시에, 전자 개폐 장치의 출력측을 도통시키는 동작이 안정되게 된다. 또한, 전압 반응형 전자 스위치로서의 포토 트랜지스터 커플러(36)는 입력조작전압(V)이 소정치를 넘었을 때에 투입 코일(13a)을 여자시키므로, 비교적, 완만하게 상승하는 입력조작전압(V)이 인가된 경우라도, 전자 개폐 장치의 출력측을 확실하게 도통시킬 수 있게 된다.

또한, MOSFET(21)의 게이트 전압 Vg(21)은 저항(23), 콘덴서(24), 제너 다이오드(25) 등에 의해서 결정되는 소정의 시정수에 따라서 서서히 저하하도록 구성함으로써, 투입 코일(13a)에 접속하는 MOSFET(제1 스위치)(21)가 서서히 통전 오프되므로, 기계적인 스위치를 이용한 경우와 비교하면, 투입 코일(13a)이 오프할 때에 발생되는 역기 전력이 매우 낮게 억제되게 된다.

또한, 투입 코일(제1 코일)(13a)과 직렬로 접속되는 다이오드(39)를 구비하고, 그 다이오드(39)의 캐소드측을, 투입 코일(13a) 측에 접속하고 있으므로, 이 다이오드(39)의 애노드측, 즉 입력 단자(20a)를 음전위로 하는 입력조작전압을 인가한 경우에는, 제어회로(20)에 전류가 흐르지 않기 때문에 투입 코일(13a)이 여자하지 않는다. 이 경우, 전자 개폐 장치가 동작하지 않으므로, 입력 단자(20a, 20b) 간에 인가하는 입력조작전압의 극성이 틀린 것을 용이하게 판명할 수 있게 된다.

또한, MOSFET(21)의 게이트·소스 간에는 저항(23)과, 다이오드(33)를 병렬로 접속하고 있으므로, 입력조작전압(V)의 인가를 정지했을 때, 콘덴서(24)의 전하를 급속하게 방전시킬 수 있다. 이에 따라, 입력조작전압(V)의 인가, 정지를 단시간에 반복하여 행한 경우라도, 그에 따라 전자 개폐 장치의 출력측의 도통, 개방을 확실하게 행할 수 있게 된다.

여기서, 제1 또는 제2 실시형태에서의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치에 상기 제3 내지 제6 실시형태에서 설명한 회로(20a 내지 20d)의 어느 하나를 이용함으로써 에너지 절약을 더욱 도모할 수 있다. 즉, 제1 또는 제2 실시형태의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치에서의 코일(13)을 제1 코일(13a) 및 제2 코일(13b)로 구성하고, 이들 제1 및 제2 코일(13)에서의 여자 및 소자의 타이밍을 상술한 바와 같이 제어한다.

다음에, 제1 내지 제6 실시형태에서의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치에, 코일(13)로 소비되는 소비전력이 상술한 바와 같이 보다 적어지도록 하기 위한 제어 회로 블록을 간단하게 접속할 수 있는 기구에 대해 설명한다.

(제7 실시형태)

도 14는 제어 회로 블록의 사시도이다. 도 15는 제7 실시형태에서의, 코일과 제어 회로 블록을 전기적으로 접속하는 부분의 요부 단면도이다. 도 16 및 도 17은 제7 실시형태에서의, 코일과 제어 회로 블록(18)을 전기적으로 접속하는 부분의 다른 예의 요부 단면도이다.

제어 회로 블록(18)은 도 14에 도시하는 바와 같이, 제어 회로(도시 생략)와 전기적으로 접속하는 5개의 컨택트(181a 내지 181e)를 구비한 커넥터(181)를 설치하고, 후술하는 기판 컨택트(183a)(도 15 참조) 또는 코일 단자(141)(도 16 및 도 17 참조)와 전기적으로 접속할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 제어 회로 블록(18)은 포팅(potting)제(18A)(도 6 참조)에 의해, 약간 탄력성을 가진 상태로 하우징(C)에 고정한다. 또한, 포팅제(18A)는, 예를 들면 우레탄계의 수지 재료로 이루어지는 것으로, 제어 회로 블록(18)의 제어회로를 덮어 제어회로에 수분이 침입하는 것을 방지하는 동시에, 제어회로에서 발생하여 열을 방출하는 역할도 하는 것이다.

다음에, 코일(13)과 제어 회로 블록(18)(도 14 참조) 간을 전기적으로 접속하는 부분의 구성을 도 15에 따라서 설명한다.

코일(13)이 감기는 코일 보빈(14)에는 코일 단자(141) 및 배선 기판(182)을 고착하고, 또한 배선 기판(182)에는 기판 커넥터(183)를 고착하고 있다.

상세하게는, 코일 단자(141)는, 도전성 재료에 의해 대략 L자 형상으로 형성되고, 기단부(141a)를 코일 보빈(14)에 형성한 삽입 구멍(14b)에 삽입 또는 동시 형성으로 고정하고, 코일(13)의 외측쪽에 코일 보빈(14)으로부터 돌출되는 중앙부(141b)에 코일(13)의 일단을 연결해 전기적으로 접속하는 동시에, 코일의 중심축선에 대략 평행한 방향을 향해 약 90°굴곡된 선단부(141c)를, 후술하는 배선 기판(182)에 형성한 삽입구멍(182a)에 삽입하여 납땜 등에 의해 배선 패턴(도시 생략)에 전기적으로 접속하고 있다.

배선 기판(182)은 코일 단자(141)의 선단부(141c)를 삽입시키는 삽입 구멍(182a)과, 후술하는 기판 커넥터(183)에 설치한 기판 컨택트(183a)를 삽입시키는 삽입 구멍(182b)을 형성하는 동시에, 삽입 구멍(182a)과 삽입 구멍(182b) 간을 전기적으로 접속하는 배선 패턴(도시 생략)을 적절하게 설치하고 있다. 그리고, 배선 기판(182)은 그 일단(182c)이 코일 보빈(14)에 형성한 삽입 홈(14c)에 삽입 고정되는 것이다.

기판 커넥터(183)는 도전성 재료에 의해 형성된 기판 컨택트(183a)를 가지고 있고, 기판 컨택트(183a)의 일단을 삽입 구멍(182b)에 삽입하여 납땜 등에 의해 배선 패턴(도시 생략)에 전기적으로 접속하고, 기판 컨택트(183a)의 타단이 커넥터(181)의 컨택트(181a 내지 181e)와 전기적으로 접속할 수 있도록 구성되어 있다.

이렇게, 코일(13)은 코일 단자(141), 배선 기판(182)의 배선 패턴, 기판 컨택트(183a) 및 커넥터(181)를 경유하여, 제어 회로 블록(18)의 제어회로와 전기적으로 접속하는 것이다.

상기 구성에 의하면, 코일 단자(141) 내지 배선 기판(182) 등에 의해, 커넥터(181)와 기판 커넥터(183) 간을 접속할 때에의 위치관계를 적절하게 조정할 수 있게 되므로, 코일 보빈(14)과 제어 회로 블록(18) 간의 거리가 떨어져 있는 경우 등, 비교적 접속하기 어려운 상황이어도, 코일(13)과 제어회로 간의 전기적 접속을 적절하게 행할 수 있게 된다. 또한, 기판 컨택트(183a)가 컨택트(181a 내지 181e)에 삽입되어 전기적으로 접속되도록 구성되어 있으므로, 접점의 개폐 등에 의한 진동이 생긴 경우라도, 전기적 접속이 절단되기 어렵게 된다. 이에 따라, 제어 회로 블록(18)이, 포팅제(18A)(도 6 참조)에 의해, 약간 탄력성을 가진 상태로 하우징(C)에 고정되는 것과 더불어, 전기적인 접촉 신뢰성이 향상되게 된다.

또한, 코일(13)과 제어 회로 블록(18)(도 14 참조) 간을 전기적으로 접속하는 부분의 구성은 다양한 변형이 가능하고, 예를 들면 도 16 및 도 17에 도시하는 구성으로 할 수 있다.

도 16에 도시하는 구성은 배선 기판(182) 및 기판 커넥터(183)(어느 것이나 도 15 참조)를 이용하지 않고, 코일 단자(141)를 커넥터(181)의 컨택트(181a 내지 181e)와 직접, 전기적으로 접속할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

구체적으로 코일 단자(1411)는, 도전성 재료에 의해 대략 L자 형상으로 형성되고, 기단부(141a)를 코일 보빈(14)에 형성한 삽입 구멍(14b)에 삽입 고정하고, 코일(13)의 외측쪽에 코일 보빈(14)으로부터 돌출하는 중앙부(141b)에 코일(13)의 일단을 연결해 전기적으로 접속하는 동시에, 코일의 중심축선에 대략 평행한 방향을 향해 대략 90°굴곡된 선단부(141c)를, 커넥터(181)의 컨택트(181a 내지 181e)에 삽입하고, 직접 전기적으로 접속할 수 있도록 구성하고 있다.

이 구성에 의하면, 배선 기판(182) 및 기판 커넥터(183)를 설치하지 않고 전기적으로 접속하는 것이 가능하게 되므로, 부품 개수를 삭감할 수 있어, 봉지 접점 장치(1)를 낮은 비용으로 제공할 수 있게 된다.

도 17에 도시한 구성은 마찬가지로 배선 기판(182) 및 기판 커넥터(183)(어느것이나 도 15 참조)를 설치하지 않고, 코일 단자(141)를 커넥터(181)의 컨택트(181a 내지 181e)와 직접, 전기적으로 접속할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

구체적으로, 코일 단자(141)는 도전성 재료에 의해 형성되고, 기단부(141a)를 코일 보빈(14)에 형성한 삽입 구멍(14b)에 삽입 고정하며, 코일(13)의 외측쪽에 코일 보빈(14)으로부터 돌출하는 중앙부(141b)에 코일(13)의 일단을 연결해 전기적으로 접속하고 있다. 그리고, 중앙부(141b)에서 연속하여 일체적으로 형성한 선단부(141c)를 커넥터(181)의 컨택트(181a 내지 181e)에 삽입하고, 직접 전기적으로 접속할 수 있도록 구성되어 있다.

이 구성에 의하면, 배선 기판(182) 및 기판 커넥터(183)를 설치하지 않고 전기적으로 접속하는 것이 가능하게 되므로, 부품 개수를 삭감할 수 있고, 또한 코일 단자(141)의 형상이 간단하므로, 이를 용이하게 제조할 수 있게 되어, 전자 개폐 장치를 낮은 비용으로 제공할 수 있게 된다.

또, 상술한 제7 실시 형태에서는 코일 보빈(14)측에 소위, 수 커넥터(male connector)인 코일 단자(141) 내지 기판 커넥터(183)를 설치하고, 제어 회로 블록(18)측에 소위, 암 커넥터(female connector)인 커넥터(181)를 설치하고 있는데, 이 구성과는 반대로 코일 보빈(14)측에 소위, 암 커넥터를 설치하고, 제어 회로 블록(18)측에 소위, 수 커넥터를 설치하는 구성으로 할 수도 있고, 이러한 구성에 의해서도, 상술한 본 발명의 작용 효과가 손상되지 않는 것은 말할 것도 없다.

다음에, 다른 실시형태에 관해서 설명한다.

(제8 실시형태)

제8 실시형태는 제1 내지 제6 실시형태의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치에서의 코일 블록에 제어 블록을 간편하게 접속하는 기구의 실시형태이다.

이 코일 블록 및 제어 회로 블록은, 예를 들면 도 5에 도시하는 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치(501)에 구비하여 사용할 수 있다.

이 코일블록은 코일로 소비되는 소비전력이 비교적 작아지도록 구성하는 것으로서, 투입 코일(제1 코일)(13a) 및 유지 코일(제2 코일)(13b)(도 7 참조)에 의해서 형성되는 코일(13)과, 코일 보빈(14)과, 대략 L자 형상을 한 다수의 도전성 부재(19)를 구비하고 있다. 또한, 제어 회로 블록(18)은 코일(13)의 여자를 제어하는 제어회로(도시 생략)가 형성되는 것으로서, 도전성 부재(19)와 전기적으로 접속하기 위한 전극(18a)을 다수 설치하고 있다.

코일 보빈(14)은 코일(13)이 감기는 것으로서, 상부에는 제어 회로 블록(18)을 장착하는 슬릿(14a)을 형성하고 있다. 도전성 부재(19)는 코일(13)과 제어 회로 블록(18) 간을 전기적으로 접속하는 것으로서, 일단(스프링부)(19a)을 대략 J자 형상을 한 탄력성을 가지도록 형성하고, 이 부분에서 제어 회로 블록(18)에 형성한 전극(18a)에 전기적으로 접속하도록 하여, 타단(19b)을 코일(13)에 전기적으로 접속하고 있다.

상기 구성에 의하면, 제어 회로 블록(18)이 코일 보빈(14)에 형성한 슬릿(14a)에 장착된 경우, 도전성 부재(19)의 탄성력을 가지는 스프링부(19a)가, 제어 회로 블록(18)의 전극(18a)에 눌리므로, 도전성 부재(19)와 전극(18a) 간의 전기적인 접속이 확실하게 된다. 또, 이 부분을 납땜 등으로 접속하면, 전기적인 접속을 보다 한층 확실하게 할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

다음에, 다른 실시형태에 관해서 설명한다.

(제9 실시형태)

제9 실시형태는 제1 내지 제6 실시형태의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치에서의 코일 블록에 제어블록을 간편하게 접속하는 기구의 실시형태이다.

도 19는 제9 실시형태에서의, 코일블록과 제어 회로 블록을 전기적으로 접속하는 구성을 도시하는 사시도이다.

도 19에서, 이 실시 형태의 코일 블록은 상술한 제8 실시 형태에 관한 것과는, 도전성 부재(19)의 일단(19a)의 구조가 다르다. 즉, 도전성 부재(19)의 일단(19a)을 대략 직선 형상으로 형성하고 있고, 상술한 것과 같은 대략 J자 형상을 한 탄력성을 가지도록 형성하고 있지는 않다.

이 구성에 의해서도, 제어 회로 블록(18)이 코일 보빈(14)에 형성한 슬릿(14a)에 장착된 경우, 도전성 부재(19)의 일단(19a)이 제어 회로 블록(18)의 전극(18a)에 접촉하므로, 이 부분에서 전기적으로 접속되게 된다. 또한, 이 부분을 납땜 등으로 접속하면, 전기적인 접속을 보다 한층 확실하게 할 수 있는 것은, 상술한 제1 실시형태에 관한 구성과 동일하다.

상기 구성에 의하면, 도전성 부재(19)가 비교적 간단한 형상을 하고 있으므로, 이 부재를 비교적 간단하게 제조할 수 있게 된다. 그 결과, 코일블록을 비교적 간단히 제조할 수 있게 되므로, 이를 구비한 전자 개폐 장치를 비교적 간단히 제조할 수 있게 된다.

다음에, 다른 실시형태에 관해서 설명한다.

(제10 실시형태)

제10 실시형태는 제1 내지 제6 실시형태의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치에서의 코일블록에 제어블록을 간편하게 접속하는 기구의 실시형태이다.

도 20은 제10 실시형태에서의, 코일블록과 제어 회로 블록을 전기적으로 접속하는 구성을 도시하는 사시도이다.

도 20에서, 이 제10 실시 형태에 관한 것은 상술한 제8 및 제9 실시 형태에 관한 것과는, 코일 블록이 도전성 부재(19)(도 18 및 도 19 참조)를 구비하지 않고, 또한, 제어 회로 블록(18)에는 주위가 도전성 물질로 둘러싸인 구멍 형상의 전극(18a)을 다수 형성하고 있는 점이 상이하다.

이 구성에서는 제어 회로 블록(18)에 설치한 다수의 전극(18a)과, 투입 코일의 양단(13a, 13a) 및 유지 코일의 양단(13b, 13b)을 납땜 등으로 전기적으로 접속하는 동시에, 제어 회로 블록(18)을, 코일 보빈(14)에 형성한 슬릿(14a)에 장착하여 고정한다.

이 경우, 코일블록이 도전성 부재(19)(도 18 및 도 19 참조)를 구비하고 있지 않아, 부품 개수가 작아지므로, 이에 따라, 이를 구비한 전자 개폐 장치를 비교적 낮은 비용으로 제공할 수 있게 된다.

상술한 제7 내지 제10 실시형태에 의하면, 전자 개폐 장치를 조립할 때에는, 제어 회로 블록(18)을 간편하게 코일 보빈(14)에 장착할 수 있으므로, 전자 개폐 장치의 조립이 용이하게 되고, 또한 조립하기 전에는, 제어 회로 블록(18)과 코일 보빈(14)을 별도로 보관, 운반할 수 있으므로, 편리성이 향상된다.

마지막으로, 본 명세서에서 개시한 주된 발명을 이하에 정리한다.

(부기1) 절연 부재로 구성되는 봉지 용기와, 고정 접점을 설치하여 상기 봉지 용기에 기밀 접합되는 고정 단자와, 상기 고정 접점에 붙었다 떨어지는 가동 접점을 설치한 가동 접촉자와, 상기 고정 접점에 상기 가동 접점이 붙었다 떨어지도록 가동하는 가동 철심이 수납되는 자성 재료제의 바닥이 있는 통부와, 대략 중앙에 삽입 구멍을 갖는 금속 재료제의 제1 접합 부재와, 대략 중앙에 상기 바닥이 있는 통부의 내직경과 같은 정도의 구멍을 갖는 비자성 재료제의 금속판과, 상기 봉지 용기 및 상기 제1 접합 부재에 기밀 접합으로 고착되는 금속 재료제의 제2 접합 부재와, 일단이 상기 가동 철심과 고착되어 상기 제1 접합 부재의 삽입 구멍에 이동 자유롭게 삽입되는 가동축과, 접점이 접하는 방향으로 상기 가동 접촉자에 힘을 가하는 접압 스프링과, 상기 가동 접촉자가 상기 가동축에 연결되도록 상기 접압 스프링을 압축 매달림 상태로 유지하는 가동 접촉자 홀더와, 접점이 떨어지는 방향으로 상기 가동 철심에 힘을 가하는 복귀 스프링을 갖는 봉지 접점부; 및

상기 가동 철심을 구동하는 구동부로 이루어지고,

상기 바닥이 있는 통부와 상기 제1 접합 부재는 상기 금속판을 사이에 개재하여 기밀 접합되고, 상기 가동 철심은 상기 제1 접합 부재 간에 상기 고정 접점과 상기 가동 접점의 접함에 필요한 스트로크를 가지고 상기 바닥이 있는 통부에 수납되는 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.

이러한 구성의 봉지 접점 장치에 관한 전자 개폐 장치에서는 전자석의 자기효율향상을 도모하면서 부품 개수를 삭감할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 전자석의 흡인력이 향상되므로, 스프링 부하 하중을 강하게 할 수 있고, 봉지 접점 장치의 개폐성능의 향상을 도모할 수 있다. 혹은, 동일한 스프링 부하하중을 설정하면, 전자석의 소형화가 가능해지고, 나아가서는 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치의 소형화를 도모할 수 있다는 효과도 있다.

(부기 2) 상기 바닥이 있는 통부는 개구부측의 일단부에 플랜지부를 설치해 형성하고, 상기 금속판은 상기 가동 철심이 상기 제1 접합 부재 간에 갖는 스트로크와 같은 정도의 두께로, 상기 바닥이 있는 통부의 플랜지부와 접합하는 접합부와 상기 제1 접합 부재와 접합하기 위한 플랜지부를 설치하여 형성되는 것을 특징으로 하는 부기 1기재의 전자 개폐 장치.

이러한 구성의 봉지 접점 장치에 관한 전자 개폐 장치에서는 상기 바닥이 있는 통부와 상기 금속판 및 상기 금속판과 상기 제1 접합 부재의 접합이 용이하게 된다는 효과가 있다.

(부기 3) 상기 바닥이 있는 통부는 개구부측의 일단부에 플랜지부를 설치하여 형성되고, 상기 금속판은 상기 바닥이 있는 통부의 플랜지부와 상기 금속판과 상기 제1 접합 부재를 동시에 용접으로 접합할 수 있는 두께인 것을 특징으로 하는 부기 1기재의 전자 개폐 장치.

이러한 구성의 봉지 접점 장치에 관한 전자 개폐 장치에서는 초기 흡인력은 커지지 않지만, 종단 흡인력은 종래의 구성과 같은 정도의 힘을 유지하면서, 부품 개수를 삭감할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 상기 금속판의 형상이 간단해지고, 상기 바닥이 있는 통부와 상기 금속판과 상기 제1 접합 부재를 동시에 접합할 수 있으므로, 조립 공수 삭감도 가능해진다는 효과도 있다.

(부기 4) 입력 조작 신호에 따라 여자하는 전자석에 의해 접점이 구동되는 전자 개폐 장치에 있어서, 상기 전자석을 형성하는 코일을, 상기 접점을 닫을 때에 적어도 여자되는 제1 코일과, 동 접점이 닫혀 있는 상태일 때에 적어도 여자되는 제2 코일로 구성한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.

(부기 5) 상기 구동부는 상기 가동 철심을 흡인하여 구동시키기 위한 요크 및 코일로서, 상기 코일은 입력조작신호에 따라 여자하는 전자석을 형성하고, 상기 접점을 닫을 때에 적어도 여자되는 제1 코일과, 동 접점이 닫혀 있는 상태일 때에 적어도 여자되는 제2 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 부기 3중 어느 1항 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 부기 4 및 부기 5에 기재의 전자 개폐 장치에서는, 또한 코일을 제1 및 제2 코일에 의해 구성했으므로, 전자 개폐 장치를 구동할 때에 입력측에서 소비되는 소비전력이 비교적 적어진다.

(부기 6) 상기 제1 및 제2 코일을 병렬 또는 직렬로 접속하는 동시에, 상기 입력조작신호에 따라서 소정시간만큼 상기 제1 코일을 통전시키는 제1 스위치를 설치하여 이루어지는 부기 4 또는 부기 5에 기재의 전자 개폐 장치.

(부기 7) 상기 제2 코일을 통전시키는 제2 스위치를 설치하여 이루어지는 부기 4 내지 부기 6 중 어느 1항에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 부기 6 및 부기 7에 기재의 전자 개폐 장치에서는, 또한 코일이 이상(異常) 온도 상승하여, 결국 연소되는 것을 막을 수 있다.

(부기 8) 상기 제1 및 제2 코일을 병렬 또는 직렬로 접속하는 동시에, 상기 입력조작신호에 따라 소정시간만큼 상기 제1 코일을 통전시키는 제1 스위치 및 상기 제2 코일을 통전시키는 제2 스위치를 설치한 것으로서, 상기 제1 스위치는 상기 입력조작신호가 인가되어 상기 제2 스위치가 온 상태로 된 후에, 온 상태로 되고, 상기 접점이 닫힌 후의 소정 시간후에, 오프 상태로 되게 한 것을 특징으로 하는 부기 4 또는 부기 5에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 구성의 전자 개폐 장치에서는, 또한 코일로부터는 방사 노이즈가 거의 나가지 않도록 할 수 있다.

(부기 9) 상기 제2 스위치를 외부신호에 의해 제어하도록 구성한 부기 7 또는 부기 8에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 유지상태가 한층 안정되게 된다.

(부기 10) 상기 제1 스위치를 MOSFET로 형성한 부기 6 내지 부기 9 중 어느 하나에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 코일이 이상 온도 상승하여, 결국 연소되는 것을 막을 수 있다.

(부기 11) 상기 제2 스위치를 MOSFET로 형성한 부기 7 내지 부기 10 중 어느 1항 기재의 전자 개폐 장치. 이러한 구성의 전자 개폐 장치에서는, 제2 코일이 오프될 때에 발생시키는 역기 전력을 낮게 억제할 수 있게 된다.

(부기 12) 상기 제1 스위치를 이루는 MOSFET의 게이트·소스 간에, 저항과, 접속점에 상기 입력조작신호가 인가되는 콘덴서와 제너 다이오드를 직접 접속한 회로를 병렬로 접속한 부기 10 또는 부기 11에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 전자 개폐 장치를 구동할 때에 입력측에서 소비되는 소비전력이 비교적 적어진다.

(부기 13) 상기 제1 코일과 직렬로 접속되는 다이오드를 구비하고, 그 다이오드의 캐소드측을, 상기 제1 스위치를 이루는 MOSFET의 드레인측에 접속한 부기 10 내지 부기 12 중 어느 하나에 기재의 전자 개폐 장치.

(부기 14) 상기 제1 코일과 직렬로 접속되는 다이오드를 구비하고, 그 다이오드의 캐소드측을, 상기 제1 코일측에 접속한 부기 10 내지 부기 12 중 어느 하나에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 부기 13 또는 부기 14에 기재의 전자 개폐 장치에서 다이오드의 애노드측을 음전위로 하는 입력조작전압을 인가한 경우에는, 제어회로에 전류가 흐르지 않기 때문에 투입 코일이 여자하지 않는다. 이 경우, 전자 개폐 장치가 동작하지 않으므로, 입력단자 간에 인가하는 입력조작전압의 극성이 잘못되 있는 것이 용이하게 판명되게 된다.

(부기 15) 상기 입력조작신호가 소정치를 넘었을 때에 상기 제1 스위치를 동작시키는 제3 스위치를 설치하여 이루어지는 부기 8에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 입력단자 간에 노이즈가 인가된 경우라도, 투입 코일에는 전류가 흐르지 않으므로, 전자 개폐 장치의 출력측을 도통시키는 동작이 안정되게 된다.

(부기 16) 상기 제3 스위치를, 포토 트랜지스터 또는 MOSFET으로 형성한 부기 15에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는 전자 개폐 장치의 출력측을 도통시키는 동작이 보다 한층 안정되게 된다.

(부기 17) 상기 제1 스위치를 이루는 MOSFET의 게이트·소스 간에, 저항과, 캐소드가 이 MOSFET의 게이트에 접속되어 애노드가 이 MOSFET의 소스에 접속되는 다이오드를 병렬로 접속한 부기 15 또는 부기 16에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 비교적 짧은 시간 간격으로 입력조작전압이 인가된 경우라도, 전자 개폐 장치를 확실하게 도통상태로 할 수 있게 된다.

(부기 18) 상기 제1 코일은 전자석의 직경 방향에서의 외측쪽에 감기고, 상기 제2 코일은 전자석의 직경 방향에서의 내측쪽으로 감기는 동시에, 양 코일의 중심축선에 따라 발생시키는 자속의 방향이 대략 동일 방향을 향하는 방향으로 통전하는 것인 부기 4 내지 부기 17 중 어느 하나에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 코일이 발생시키는 기자력(起磁力)을 유효하게 이용할 수 있는 동시에, 코일을 소자시킬 때에 발생하는 역기 전력을, 비교적 낮게 억제할 수 있게 된다.

(부기 19) 상기 전자 개폐 장치는 전자석의 여자를 제어하는 제어회로가 형성된 제어 회로 블록을 구비하고, 상기 제어회로와 상기 코일을 전기적으로 접속하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 부기 18 중 어느 하나에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 제어 회로 블록을 구비한 전자 개폐 장치의 조립이 용이하게 된다.

(부기 20) 상기 코일이 감기는 코일 보빈은 상기 제어 회로 블록을 고정하는 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 부기 19에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 제어 회로 블록을 구비한 전자 개폐 장치의 조립이 보다 한층 용이하게 된다.

(부기 21) 상기 슬릿은 일단이 상기 제어 회로 블록에 형성한 전극에 전기적으로 접속되고, 타단이 상기 코일에 전기적으로 접속되는 도전성 부재를 구비한 것인 부기 20에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 코일과 제어 회로 블록에 설치한 전극 간의 전기적인 접속이 확실하게 된다.

(부기 22) 상기 도전성 부재의 상기 일단은 동 도전성 부재와 일체적으로 형성된 스프링부를 가지는 것으로서, 상기 제어 회로 블록을 상기 슬릿에 장착했을 때, 동 제어 회로 블록에 형성한 전극과 상기 도전성 부재가 스프링부를 통해 전기적으로 접속되도록 한 것인 부기 21에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 코일과 제어 회로 블록에 설치한 전극 간의 전기적인 접속이 보다 한층 확실하게 된다.

(부기 23) 상기 제어 회로 블록은 상기 제어회로와 전기적으로 접속되는 컨택트를 구비한 커넥터를 설치하고, 상기 코일이 감기는 코일 보빈에, 상기 코일과 전기적으로 접속되는 동시에 코일 보빈으로부터 돌출하여 상기 컨택트와 전기적으로 접속할 수 있는 코일 단자를 설치한 것인 부기 19에 기재의 전자 개폐 장치.

(부기 24) 상기 코일단자는, 적어도, 그 선단부가 코일의 중심축선에 대략 평행한 방향을 향하는 것인 부기 23에 기재의 전자 개폐 장치.

(부기 25) 소정의 배선 패턴을 가지고 상기 코일 보빈에 고정되는 배선 기판을 구비하고, 이 배선기판에, 상기 배선 패턴과 전기적으로 접속하는 동시에 상기 컨택트와 전기적으로 접속할 수 있는 기판 컨택트를 갖는 기판 커넥터를 설치하고, 상기 코일단자와 상기 배선 패턴을 전기적으로 접속한 것인 부기 23 또는 부기 24에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 전자 개폐 장치에서는, 또한 코일 보빈과 제어 회로 블록 간의 거리가 떨어져 있는 경우 등, 비교적 접속하기 어려운 상황에서도, 코일과 제어회로 간의 전기적 접속을 적절하게 행할 수 있게 된다.

(부기 26) 상기 전자 개폐 장치를, 절연 재료제의 봉지 용기와, 고정 접점을 가지고 상기 봉지 용기에 기밀 접합되는 고정 단자와, 가동 접점을 가지고 상기 고정 접점에 붙었다 떨어지는 가동 접촉자와, 한방향으로 구동되어 이동하는 가동 철심과, 상기 가동 철심을 수납하는 바닥이 있는 통체와, 동 통체에 기밀 접합되는 제1 접합 부재와, 수소 또는 수소를 주체로 하는 가스가 기밀 봉지되도록 상기 봉지 용기 및 상기 제1 접합 부재에 기밀 접합됨으로써 상기의 각 접점 및 철심을 수용하기 위한 기밀 공간을 형성하는 제2 접합 부재와, 상기 가동 철심에 연결되는 가동축과, 상기 가동 접촉자에 상기 각 접점의 접하는 방향으로 힘을 가하는 접압 스프링과, 상기 가동 철심에 한 방향으로 힘을 가하는 복귀 스프링과, 상기 가동 철심을 흡인하여 구동시키기 위한 요크 및 코일과, 하우징을 구비한 봉지 접점 장치로 한 부기 4에 기재의 전자 개폐 장치.

이러한 구성의 전자 개폐 장치에서는, 봉지 접점 장치로 하고 있으므로, 봉지 접점 장치를 구동할 때에 입력측으로 소비되는 소비전력이, 비교적 적어지는 동시에, 코일로부터는 방사 노이즈가 거의 나가지 않도록 할 수 있다.

본원 발명을 표현하기 위해, 상술에 있어서 도면을 참조하면서 실시형태를 통해 본원발명을 적절하게 충분히 설명했는데, 당업자이면 상술의 실시형태를 변경 및/또는 개량하는 것을 용이하게 이룰 수 있다고 인식해야 한다. 따라서, 당업자가 실시하는 변경형태 또는 개량형태가, 청구의 범위에 기재된 청구항의 권리범위를 이탈하는 레벨이 아닌 한, 상기 변경형태 또는 상기 개량형태는 상기 청구항의 권리범위에 포괄되는 것으로 해석된다.

본 발명에 의하면, 종래의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치에 비해 보다 에너지 절약을 달성한 전자 개폐 장치를 제공할 수 있다. 그리고, 본 발명에 의하면, 구동부의 전자석의 자기효율향상을 도모하면서 부품 개수를 삭감한 전자 개폐 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 전자석을 형성하는 코일로 소비되는 소비전력이 종래의 봉지 접점 장치 등의 전자 개폐 장치에 비해 보다 적어지도록 한 전자 개폐 장치를 제공할 수 있다. 또한, 제어 회로 블록을 구비한 경우에, 이를 간편하게 접속할 수 있는 기구를 구비한 전자 개폐 장치를, 간단한 구성으로 낮은 비용으로 제공할 수 있다.

Claims

절연 부재로 구성되는 봉지 용기와,

대략 중앙에 삽입 구멍을 갖는 금속 재료제의 제1 접합 부재와,

상기 봉지 용기 및 상기 제1 접합 부재에 기밀 접합으로 고착되는 금속 재료제의 제2 접합 부재와,

상기 봉지 용기에 기밀 접합되고, 상기 봉지 용기, 상기 제1 접합 부재 및 상기 제2 접합 부재로 형성되는 공간 내에 수용되는 고정 접점을 설치한 고정 단자와,

상기 공간 내에 수용되고, 상기 고정 접점과 붙었다 떨어지는 간격을 가지고 상기 고정 접점에 대향하는 가동 접점을 설치한 가동 접촉자와,

상기 공간 내에 수용되고, 상기 고정 접점에 상기 가동 접점이 접하는 방향으로 상기 가동 접촉자에 힘을 가하는 접압 스프링과,

상기 제1 접합 부재의 상기 삽입 구멍에 이동자유롭게 삽입되는 가동축과,

상기 공간 내에 수용되고, 상기 가동 접촉자가 상기 가동축의 일단에 연결되도록 상기 접압 스프링을 압축 매달림 상태로 유지하는 부재와,

상기 가동축의 타단과 고착되고, 상기 고정 접점에 상기 가동 접점이 붙었다 떨어지도록 가동하는 가동 철심과,

상기 고정 접점에서 상기 가동 접점이 떨어지는 방향으로 상기 가동 철심에 힘을 가하는 복귀 스프링과,

상기 가동 철심을 수납하는 자성 재료제의 바닥이 있는 통부

를 갖는 봉지 접점부와,

상기 가동 철심을 구동하는 구동부로 이루어지고,

상기 바닥이 있는 통부와 상기 제1 접합 부재와는, 대략 중앙에 상기 바닥이 있는 통부의 내직경과 동일 정도의 구멍을 갖는 비자성 재료제의 금속판을 사이에 개재하여 기밀 접합되고,

상기 가동 철심은 상기 제1 접합 부재와의 사이에 상기 고정 접점과 상기 가동 접점의 접함에 필요한 스트로크를 가지고 상기 바닥이 있는 통부에 수납되는 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 바닥이 있는 통부는 개구부측의 일단부에 플랜지부를 설치하여 형성되고, 상기 금속판은 상기 가동 철심이 상기 제1 접합 부재 간에 갖는 스트로크와 같은 정도의 두께로, 상기 바닥이 있는 통부의 플랜지부와 접합하는 접합부와 상기 제1 접합 부재와 접합하기 위한 플랜지부를 설치하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 바닥이 있는 통부는 개구부측의 일단부에 플랜지부를 설치하여 형성되고, 상기 금속판은 상기 바닥이 있는 통부의 플랜지부와 상기 금속판과 상기 제1 접합 부재를 동시에 용접으로 접합할 수 있는 두께인 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동부는 상기 가동 철심을 흡인하여 구동시키기 위한 요크 및 코일로서, 상기 코일은 입력조작신호에 따라 여자하는 전자석을 형성하고, 상기 접점을 닫을 때에 적어도 여자되는 제1 코일과, 상기 접점이 닫혀 있는 상태일 때에 적어도 여자되는 제2 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전자 개폐 장치는 전자석의 여자를 제어하는 제어회로가 형성된 제어 회로 블록을 구비하고, 상기 제어회로와 상기 코일을 전기적으로 접속하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전자 개폐 장치에 전자석의 여자를 제어하는 제어회로가 형성된 제어 회로 블록을 구비하고, 상기 코일이 감기는 코일 보빈에, 상기 제어 회로 블록을 고정하는 슬릿을 형성한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 슬릿에, 일단이 상기 제어 회로 블록에 형성한 전극에 전기적으로 접속되고, 타단이 상기 코일에 전기적으로 접속되는 도전성 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 도전성 부재의 상기 일단은 상기 도전성 부재와 일체적으로 형성된 스프링부를 가지는 것으로서, 상기 제어 회로 블록을 상기 슬릿에 장착했을 때, 상기 제어 회로 블록에 형성한 전극과 상기 도전성 부재가 스프링부를 통해 전기적으로 접속되도록 한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 제어 회로 블록은 상기 제어회로와 전기적으로 접속되는 컨택트를 구비한 커넥터를 설치하고, 상기 코일이 감기는 코일 보빈에, 상기 코일과 전기적으로 접속되는 동시에 코일 보빈으로부터 돌출하여 상기 컨택트와 전기적으로 접속할 수 있는 코일 단자를 설치하는 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 코일단자는 적어도 그 선단부가 코일의 중심축선에 대략 평행한 방향을 향해 있는 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 9 항에 있어서, 소정의 배선 패턴을 가지고 상기 코일 보빈에 고정되는 배선기판을 구비하고, 상기 배선기판에 상기 배선 패턴과 전기적으로 접속되는 동시에 상기 컨택트와 전기적으로 접속할 수 있는 기판 컨택트를 가지는 기판 커넥터를 설치하고, 상기 코일단자와 상기 배선 패턴을 전기적으로 접속한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 코일을 병렬 또는 직렬로 접속하는 동시에, 상기 입력조작신호에 따라 소정시간만큼 상기 제1 코일을 통전시키는 제1 스위치를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제2 코일을 통전시키는 제2 스위치를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 제2 스위치를 외부 신호에 의해 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 제1 스위치를 MOSFET으로 형성한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 제2 스위치를 MOSFET으로 형성한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 제1 스위치를 이루는 MOSFET의 게이트·소스 간에, 저항과 접속점에 상기 입력조작신호가 인가되는 콘덴서와 제너 다이오드를 직접 접속한 회로를 병렬로 접속한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 제1 코일과 직렬로 접속되는 다이오드를 구비하고, 상기 다이오드의 캐소드측을 상기 제1 스위치를 이루는 MOSFET의 드레인측에 접속한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 코일을 병렬 또는 직렬로 접속하는 동시에, 상기 입력조작신호에 따라 소정시간만큼 상기 제1 코일을 통전시키는 제1 스위치 및 상기 제2 코일을 통전시키는 제2 스위치를 설치한 것으로서, 상기 제1 스위치는 상기 입력조작신호가 인가되어 상기 제2 스위치가 온 상태로 된 후에, 온 상태로 되고, 상기 접점이 닫힌 후의 소정 시간 후에, 오프 상태로 되게 한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 입력조작신호가 소정치를 넘었을 때에 상기 제1 스위치를 동작시키는 제3 스위치를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 제3 스위치를 포토 트랜지스터 또는 MOSFET으로 형성한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 제1 스위치를 이루는 MOSFET의 게이트·소스 간에, 저항과 캐소드가 상기 MOSFET의 게이트에 접속되어 애노드가 상기 MOSFET의 소스에 접속되는 다이오드를 병렬로 접속한 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 제1 코일은 전자석의 직경 방향에서의 외측쪽에 감기고, 상기 제2 코일은 전자석의 직경 방향에서의 내측쪽에 감기는 동시에, 양 코일의 중심축선에 따라 발생시키는 자속의 방향이 대략 동일 방향을 향하는 방향으로 통전하는 것을 특징으로 하는 전자 개폐 장치.