WO2022005080A1 - 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이 - Google Patents

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WO2022005080A1
WO2022005080A1 PCT/KR2021/007740 KR2021007740W WO2022005080A1 WO 2022005080 A1 WO2022005080 A1 WO 2022005080A1 KR 2021007740 W KR2021007740 W KR 2021007740W WO 2022005080 A1 WO2022005080 A1 WO 2022005080A1
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WO
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block
halbach arrangement
facing
magnet
halbach
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/KR2021/007740
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English (en)
French (fr)
Inventor
유정우
김한미루
이영호
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LS Electric Co Ltd
Original Assignee
LS Electric Co Ltd
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/36—Stationary parts of magnetic circuit, e.g. yoke
    • H01H50/38—Part of main magnetic circuit shaped to suppress arcing between the contacts of the relay
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H01H50/60—Contact arrangements moving contact being rigidly combined with movable part of magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H01H50/546—Contact arrangements for contactors having bridging contacts

Definitions

  • the present invention relates to an arc path forming unit and a DC relay including the same, and more particularly, to an arc path forming unit having a structure capable of effectively inducing a generated arc to the outside, and a DC relay including the same.
  • a direct current relay is a device that transmits a mechanical drive or current signal using the principle of an electromagnet.
  • a DC relay is also called a magnetic switch and is generally classified as an electrical circuit switch.
  • a DC relay includes a fixed contact and a movable contact.
  • the fixed contact is electrically connected to an external power source and load.
  • the fixed contact and the movable contact may be in contact with each other or may be spaced apart from each other.
  • the conduction through the DC relay is allowed or blocked.
  • the movement is achieved by a drive unit that applies a drive force to the movable contact.
  • an arc is generated between the fixed contact and the movable contact.
  • An arc is a flow of high-pressure, high-temperature current. Accordingly, the generated arc must be rapidly discharged from the DC relay through a preset path.
  • the arc discharge path is formed by a magnet provided in the DC relay.
  • the magnet forms a magnetic field in the space where the fixed contact and the movable contact are in contact.
  • a discharge path of the arc may be formed by the formed magnetic field and the electromagnetic force generated by the flow of current.
  • FIG. 1 a space in which a fixed contact 1100 and a movable contact 1200 provided in a DC relay 1000 according to the prior art are in contact with each other is shown. As described above, the permanent magnet 1300 is provided in the space.
  • the permanent magnet 1300 includes a first permanent magnet 1310 positioned on the upper side and a second permanent magnet 1320 positioned on the lower side.
  • a plurality of first permanent magnets 1310 are provided, and the polarities of the surfaces facing the second permanent magnets 1320 are magnetized to have different polarities.
  • the lower side of the first permanent magnet 1310 located on the left side of FIG. 1 is an N pole, and the second permanent magnet 1310 located on the right side of FIG. 1 is magnetized with an S pole side.
  • a plurality of second permanent magnets 1320 are also provided, so that the polarity of each surface facing the first permanent magnet 1310 is magnetized to a different polarity.
  • the upper side of the second permanent magnet 1320 positioned on the left side of FIG. 1 is an S pole, and the second permanent magnet 1320 positioned on the right side of FIG. 1 is magnetized with an upper side with an N pole.
  • FIG. 1A illustrates a state in which current flows in through the fixed contact 1100 on the left and flows out through the fixed contact 1100 on the right.
  • the electromagnetic force is formed like a hatched arrow.
  • the electromagnetic force is formed toward the outside. Accordingly, the arc generated at the location can be discharged to the outside.
  • the electromagnetic force is formed toward the inside, that is, the central portion of the movable contact 1200 . Accordingly, the arc generated at the location is not immediately discharged to the outside.
  • FIG. 1B illustrates a state in which current flows in through the fixed contact 1100 on the right and flows out through the fixed contact 1100 on the left.
  • an electromagnetic force is formed with a hatched arrow.
  • the electromagnetic force is formed toward the outside. Accordingly, the arc generated at the location can be discharged to the outside.
  • the electromagnetic force is formed toward the inside, that is, the central portion of the movable contact 1200 . Accordingly, the arc generated at the location is not immediately discharged to the outside.
  • Several members for driving the movable contact 1200 in the vertical direction are provided in the central portion of the DC relay 1000 , that is, in a space between each fixed contact 1100 .
  • a shaft, a spring member inserted through the shaft, etc. is provided at the above position.
  • the direction of the electromagnetic force formed inside the DC relay 1000 depends on the direction of the current flowing through the fixed contact 1200 . That is, the position of the electromagnetic force formed in the inward direction among the electromagnetic forces generated at each fixed contact 1100 is different depending on the direction of the current.
  • the user must consider the direction of the current whenever using a DC relay. This may cause inconvenience to the use of the DC relay.
  • a situation in which the direction of the current applied to the DC relay is changed due to inexperienced operation or the like cannot be excluded.
  • the members provided in the central portion of the DC relay may be damaged by the generated arc. Accordingly, the durability life of the DC relay is reduced, and there is a risk that a safety accident may occur.
  • Korean Patent Document No. 10-1696952 discloses a DC relay. Specifically, a DC relay having a structure capable of preventing movement of a movable contact using a plurality of permanent magnets is disclosed.
  • the DC relay of the above-described structure can prevent the movement of the movable contact by using a plurality of permanent magnets, but there is a limitation in that there is no consideration for a method for controlling the direction of the arc discharge path.
  • Korean Patent Document No. 10-1216824 discloses a DC relay. Specifically, a DC relay having a structure capable of preventing arbitrary separation between a movable contact and a fixed contact using a damping magnet is disclosed.
  • the DC relay having the above-described structure proposes only a method for maintaining the contact state between the movable contact and the fixed contact. That is, there is a limitation in that a method for forming an arc discharge path generated when the movable contact and the fixed contact are spaced apart cannot be proposed.
  • Patent Document 1 Korean Patent Document No. 10-1696952 (2017.01.16.)
  • Patent Document 2 Korean Patent Document No. 10-1216824 (2012.12.28.)
  • An object of the present invention is to provide an arc path forming unit having a structure capable of solving the above-described problems and a DC relay including the same.
  • an object of the present invention is to provide an arc path forming unit having a structure capable of rapidly extinguishing and discharging an arc generated as a current is cut off and a DC relay including the same.
  • Another object of the present invention is to provide an arc path forming unit having a structure capable of intensifying the magnitude of the force for inducing the generated arc, and a DC relay including the same.
  • Another object of the present invention is to provide an arc path forming unit having a structure that can prevent damage to components for energization by the generated arc and a DC relay including the same.
  • an object of the present invention is to provide an arc path forming unit having a structure in which arcs generated at a plurality of positions can proceed without meeting each other, and a DC relay including the same.
  • an object of the present invention is to provide an arc path forming unit having a structure capable of achieving the above object without excessive design changes and a DC relay including the same.
  • a magnet frame formed with a space in which a plurality of fixed contacts and movable contacts are accommodated therein; It is located in the space portion of the magnet frame, and comprises a Halbach array (Halbach array) for forming a magnetic field in the space portion, and a magnet part provided separately from the Halbach array, the space portion, the length in one direction is different Is formed longer than the length of the direction, the magnet frame, extending in the one direction, the first surface and the second surface is disposed to face each other and surrounds a portion of the space portion; and a third surface and a fourth surface extending in the other direction, continuous with the first surface and the second surface, respectively, disposed to face each other and enclosing the remaining part of the space, the Halbach arrangement is arranged side by side in the one direction, and includes a plurality of blocks formed of a magnetic material, and is provided in plurality, so that the plurality of Halbach arrays are adjacent to one or more surfaces of the first surface
  • each surface of the plurality of Halbach arrays of the arc path forming unit facing each other may be magnetized to have the same polarity, and each side facing the plurality of magnet units may be magnetized to have a different polarity from the polarity.
  • the Halbach arrangement of the arc path forming unit a first Halbach arrangement located adjacent to any one of the first surface and the second surface; and a second Halbach arrangement positioned adjacent to the other one of the first surface and the second surface, wherein the magnet part is adjacent to any one of the third surface and the fourth surface. a first magnet portion positioned; and a second magnet portion positioned adjacent to the other one of the third surface and the fourth surface.
  • first Halbach arrangement and the second Halbach arrangement of the arc path forming unit may include: a first block positioned to be biased toward any one of the third surface and the fourth surface; a third block positioned to be biased toward the other one of the third and fourth surfaces; and a second block positioned between the first block and the third block, respectively.
  • each side of the second block of the first Halbach arrangement of the arc path forming unit and the second block of the second Halbach arrangement facing each other is magnetized with the same polarity
  • the first magnet unit and Each surface of the second magnet unit facing each other may be magnetized with a polarity different from the polarity.
  • the Halbach arrangement of the arc path forming unit a first block that is located biased to any one of the third surface and the fourth surface; a fifth block positioned to be biased toward the other one of the third surface and the fourth surface; a third block positioned between the first block and the fifth block; a second block positioned between the first block and the third block; and a fourth block positioned between the third block and the fifth block.
  • each surface facing each other of the third block of the first Halbach arrangement of the arc path forming part and the third block of the second Halbach arrangement is magnetized with the same polarity, and the first Halbach arrangement
  • Each side of the first block of and the first block of the second Halbach arrangement facing each other, the fifth block of the first Halbach arrangement and the fifth block of the second Halbach arrangement facing each other Each surface and each surface facing the first magnet part and the second magnet part may be magnetized with a polarity different from the polarity.
  • a plurality of fixed contact and the movable contact is accommodated therein the space portion formed in the magnet frame; It is located in the space portion of the magnet frame, and includes a Halbach arrangement for forming a magnetic field in the space portion and a magnet portion provided separately from the Halbach arrangement, wherein the space portion has a length in one direction greater than a length in the other direction.
  • the magnet frame extending in the one direction, the first surface and the second surface is disposed to face each other and surrounds a portion of the space portion; and a third surface and a fourth surface extending in the other direction, continuous with the first surface and the second surface, respectively, disposed to face each other and enclosing the remaining part of the space
  • the Halbach arrangement Silver is arranged side by side in the other direction, includes a plurality of blocks formed of a magnetic material, and is provided in plurality, so that the plurality of Halbach arrays are adjacent to one or more surfaces of the third surface and the fourth surface.
  • the magnet part extends in the one direction and is provided in plurality, and the plurality of magnet parts provides an arc path forming part disposed adjacent to at least one surface of the first surface and the second surface.
  • each surface of the plurality of Halbach arrays of the arc path forming unit facing each other may be magnetized to have the same polarity, and each side facing the plurality of magnet units may be magnetized to have a different polarity from the polarity.
  • the Halbach arrangement of the arc path forming unit may include: a first Halbach arrangement positioned adjacent to any one of the third surface and the fourth surface; and a second Halbach arrangement positioned adjacent to the other one of the third surface and the fourth surface, wherein the magnet part is adjacent to any one of the first surface and the second surface. a first magnet portion positioned; and a second magnet part positioned adjacent to the other one of the first surface and the second surface.
  • first Halbach arrangement and the second Halbach arrangement of the arc path forming unit may include: a first block positioned to be biased toward any one of the first surface and the second surface; a third block positioned to be biased toward the other one of the first surface and the second surface; and a second block positioned between the first block and the third block, respectively.
  • each side of the second block of the first Halbach arrangement of the arc path forming unit and the second block of the second Halbach arrangement facing each other is magnetized with the same polarity
  • the first magnet unit and Each surface of the second magnet unit facing each other may be magnetized with a polarity different from the polarity.
  • the present invention is provided with a plurality of fixed contacts that are spaced apart from each other in one direction; a movable contact contacting or spaced apart from the fixed contact; a magnet frame in which a plurality of fixed contacts and a space in which the movable contacts are accommodated are formed therein; It is located in the space portion of the magnet frame, and includes a Halbach arrangement for forming a magnetic field in the space portion and a magnet portion provided separately from the Halbach arrangement, wherein the space portion has a length in one direction greater than a length in the other direction.
  • the magnet frame extending in the one direction, the first surface and the second surface is disposed to face each other and surrounds a portion of the space portion; and a third surface and a fourth surface extending in the other direction, continuous with the first surface and the second surface, respectively, disposed to face each other and enclosing the remaining part of the space
  • the Halbach arrangement is arranged side by side in the one direction, and includes a plurality of blocks formed of a magnetic material, and is provided in plurality, so that the plurality of Halbach arrays are adjacent to one or more surfaces of the first surface and the second surface. It provides a direct current relay, the magnet part, extending in the other direction, provided in plurality, the plurality of the magnet part is disposed adjacent to any one or more of the third surface and the fourth surface.
  • each side of the plurality of Halbach arrays of the DC relay facing each other may be magnetized with the same polarity, and each side of the plurality of magnet units facing each other may be magnetized with a polarity different from the polarity.
  • the present invention is provided with a plurality of fixed contacts that are spaced apart from each other in one direction; a movable contact contacting or spaced apart from the fixed contact; a magnet frame having a space in which the fixed contact and the movable contact are accommodated; It is located in the space portion of the magnet frame, and includes a Halbach arrangement for forming a magnetic field in the space portion and a magnet portion provided separately from the Halbach arrangement, wherein the space portion has a length in one direction greater than a length in the other direction.
  • the magnet frame extending in the one direction, the first surface and the second surface is disposed to face each other and surrounds a portion of the space portion; and a third surface and a fourth surface extending in the other direction, continuous with the first surface and the second surface, respectively, disposed to face each other and enclosing the remaining part of the space
  • the Halbach arrangement Silver is arranged side by side in the other direction, includes a plurality of blocks formed of a magnetic material, and is provided in plurality, so that the plurality of Halbach arrays are adjacent to one or more surfaces of the third surface and the fourth surface. It provides a DC relay, the magnet part extending in the one direction and provided in plurality, the plurality of the magnet part being disposed adjacent to any one or more surfaces of the first surface and the second surface.
  • each side of the plurality of Halbach arrays of the DC relay facing each other may be magnetized with the same polarity, and each side of the plurality of magnet units facing each other may be magnetized with a polarity different from the polarity.
  • the magnet frame is formed with a space in which the fixed contact and the movable contact is accommodated therein; It is located in the space portion of the magnet frame, and includes a Halbach array for forming a magnetic field in the space portion, wherein the space portion is formed to have a length in one direction longer than a length in the other direction, and the magnet
  • the frame may include: first and second surfaces extending in the one direction and disposed to face each other and enclosing a portion of the space portion; and a third surface and a fourth surface extending in the other direction, continuous with the first surface and the second surface, respectively, disposed to face each other and enclosing the remaining part of the space portion, wherein the fixed contact is A plurality of the plurality of fixed contacts are disposed to be spaced apart from each other along the one direction, and the Halbach arrangement includes a plurality of blocks disposed side by side in the one direction and formed of a magnetic material, It provides an arc path forming part positioned adjacent to one or more surfaces
  • the Halbach arrangement of the arc path forming unit may include: a first Halbach arrangement disposed adjacent to any one of the first surface and the second surface; and a second Halbach arrangement disposed adjacent to the other one of the first surface and the second surface and facing the first Halbach arrangement with the space portion therebetween.
  • a surface facing the second Halbach arrangement and a surface facing the first Halbach arrangement among the surfaces of the second Halbach arrangement are magnetized with different polarities can be
  • the first Halbach arrangement of the arc path forming unit may include: a first block positioned to be biased toward any one of the third surface and the fourth surface; a fifth block positioned to be biased toward the other one of the third surface and the fourth surface; and a second block, a third block, and a fourth block positioned between the first block and the fifth block and arranged side by side in order in a direction from the first block to the fifth block, wherein
  • the second Halbach arrangement may include: a first block positioned to be biased toward any one of the third surface and the fourth surface; a fifth block positioned to be biased toward the other one of the third surface and the fourth surface; and a second block, a third block, and a fourth block positioned between the first block and the fifth block and arranged side by side in order in a direction from the first block to the fifth block.
  • the first Halbach arrangement of the arc path forming part includes a surface facing the second block among surfaces of the first block and a surface facing the second block among the surfaces of the first block, and the second block A surface of the surfaces facing the second Halbach arrangement is magnetized with the same polarity, and among the surfaces of the third block, a surface facing the fourth block and a surface of the fifth block facing the fourth block; A surface of the fourth block facing the second Halbach arrangement is magnetized to a polarity different from the polarity, and the second Halbach arrangement is a surface of the first block facing the second block and the Among the surfaces of the third block, a surface facing the second block and a surface of the second block facing the second Halbach arrangement are magnetized with the different polarities, and among the surfaces of the third block, the fourth block A surface facing toward the fourth block and a surface facing the fourth block among the surfaces of the fifth block and a surface facing the second Halbach arrangement among the surfaces of the fourth block may be magnetized with the polarity.
  • the arc path forming part is disposed adjacent to the other one of the first surface and the second surface to face the Halbach arrangement with the space portion therebetween, and the third surface and the fourth surface a first magnet portion disposed to be biased toward any one of the surfaces; and disposed adjacent to the other one of the first surface and the second surface, facing the Halbach arrangement with the space portion therebetween, and the other one of the third surface and the fourth surface It may include a second magnet portion disposed to be biased.
  • a surface facing the first magnet unit and a surface of the first magnet unit facing the Halbach arrangement are magnetized with different polarities
  • the surface of the Halbach arrangement A surface facing the second magnet part and a surface facing the Halbach arrangement among the surfaces of the second magnet unit are magnetized with different polarities
  • the surface facing the Halbach arrangement may be magnetized with the same polarity.
  • the Halbach arrangement of the arc path forming unit a first block that is located biased to any one of the third surface and the fourth surface; a fifth block positioned to be biased toward the other one of the third surface and the fourth surface; and a second block, a third block, and a fourth block positioned between the first block and the fifth block and arranged side by side in order in a direction from the first block to the fifth block, wherein
  • the second block may be disposed to face the first magnet part
  • the fourth block may be disposed to face the second magnet part.
  • a surface facing the first magnet part and a surface of the first magnet part facing the second block are magnetized with different polarities
  • the surface of the fourth block Among the surfaces of the second magnet portion and the surface of the second magnet portion, the surfaces facing the fourth block are magnetized with different polarities, and among the surfaces of the second block, the surface facing the first magnet portion and the fourth block A surface of the surface facing the second magnet may be magnetized with different polarities.
  • the Halbach arrangement of the arc path forming unit may include: a first Halbach arrangement disposed adjacent to any one of the first surface and the second surface; and a second Halbach arrangement disposed adjacent to the other one of the first surface and the second surface and facing the first Halbach arrangement with the space portion therebetween, wherein the first Halbach arrangement is included.
  • the number of blocks forming the magnetic field in one direction may be greater than the number of blocks forming the magnetic field in the other direction.
  • a surface facing the second Halbach arrangement and a surface facing the first Halbach arrangement among the surfaces of the second Halbach arrangement are magnetized with different polarities can be
  • the first Halbach arrangement of the arc path forming unit may include: a first block positioned to be biased toward any one of the third surface and the fourth surface; a fifth block positioned to be biased toward the other one of the third surface and the fourth surface; and a second block, a third block, and a fourth block positioned between the first block and the fifth block and arranged side by side in order in a direction from the first block to the fifth block, wherein
  • the second Halbach arrangement may include: a first block positioned to be biased toward any one of the third surface and the fourth surface; a fifth block positioned to be biased toward the other one of the third surface and the fourth surface; and a second block, a third block, and a fourth block positioned between the first block and the fifth block and arranged side by side in order in a direction from the first block to the fifth block.
  • the first Halbach arrangement of the arc path forming unit is a surface facing the second Halbach arrangement among the surfaces of the first block, the surface facing the first block among the surfaces of the second block, the fourth A surface of the block facing the fifth block and a surface of the fifth block facing the second Halbach arrangement are magnetized with the same polarity, and one of the surfaces of the second block facing the third block;
  • a surface facing the third block and a surface of the third block facing the second Halbach arrangement are magnetized with a polarity different from the polarity
  • the second Halbach arrangement is Among the surfaces of the first block facing the second Halbach arrangement, among the surfaces of the second block facing the first block, among the surfaces of the fourth block facing the fifth block, and the fifth block Of the faces of the planes facing the second Halbach arrangement are magnetized with the different polarities, among the faces of the second block facing the third block, among the faces of the fourth blocks facing the third block, and A surface of the third block facing the second Halbach arrangement may be
  • the present invention is provided with a plurality of fixed contacts that are spaced apart from each other in one direction; a movable contact contacting or spaced apart from the fixed contact; a magnet frame having a space in which the fixed contact and the movable contact are accommodated; It is located in the space portion of the magnet frame, including a Halbach arrangement for forming a magnetic field in the space portion, the space portion, the length in the one direction is formed to be longer than the length in the other direction, the magnet frame, first and second surfaces extending in the one direction and facing each other to surround a portion of the space portion; and a third surface and a fourth surface extending in the other direction, continuous with the first surface and the second surface, respectively, disposed to face each other and enclosing the remaining part of the space, the Halbach arrangement is arranged side by side in the one direction, includes a plurality of blocks formed of a magnetic material, is located adjacent to one or more surfaces of the first surface and the second surface, and includes a plurality of blocks along the other direction
  • the Halbach arrangement of the DC relay may include: a first Halbach arrangement disposed adjacent to one of the first surface and the second surface; and a second Halbach arrangement disposed adjacent to the other one of the first surface and the second surface and facing the first Halbach arrangement with the space portion therebetween, wherein the first Halbach arrangement is included.
  • a surface facing the second Halbach arrangement and a surface of the second Halbach arrangement facing the first Halbach arrangement may be magnetized with different polarities.
  • the DC relay is disposed adjacent to the other one of the first surface and the second surface, faces the Halbach arrangement with the space portion therebetween, and the third surface and the fourth surface a first magnet portion disposed to be biased toward any one surface; and disposed adjacent to the other one of the first surface and the second surface, facing the Halbach arrangement with the space portion therebetween, and the other one of the third surface and the fourth surface It includes a second magnet portion disposed biased to, the surface facing the first magnet portion of the surfaces of the Halbach arrangement and the surface of the first magnet portion facing the Halbach arrangement are magnetized with different polarities, Among the surfaces of the Bach arrangement, a surface facing the second magnet portion and a surface of the second magnet portion facing the Halbach arrangement are magnetized with different polarities, and among the surfaces of the Halbach arrangement, a surface facing the first magnet portion and Among the surfaces of the second magnet unit, a surface facing the Halbach arrangement may be magnetized with the same polarity.
  • the Halbach arrangement of the DC relay may include: a first Halbach arrangement disposed adjacent to one of the first surface and the second surface; and a second Halbach arrangement disposed adjacent to the other one of the first surface and the second surface and facing the first Halbach arrangement with the space portion therebetween, wherein the first Halbach arrangement is included.
  • the number of blocks forming the magnetic field in one direction is greater than the number of blocks forming the magnetic field in the other direction, and the second Halbach arrangement among the surfaces of the first Halbach arrangement
  • a surface facing the first Halbach arrangement and a surface facing the first Halbach arrangement among the surfaces of the second Halbach arrangement may be magnetized with different polarities.
  • the arc path forming unit includes a Halbach arrangement and a magnet unit.
  • the Halbach arrangement and the magnet unit form a magnetic field inside the arc path forming unit, respectively.
  • the formed magnetic field forms an electromagnetic force together with the current passed through the fixed and movable contacts accommodated in the arc path forming unit.
  • the generated arc is formed in a direction away from each fixed contact.
  • the arc generated by the fixed contact and the movable contact being spaced apart may be induced by the electromagnetic force.
  • the generated arc can be quickly extinguished and discharged to the outside of the arc path forming unit and the DC relay.
  • the arc path forming section includes a Halbach arrangement.
  • the Halbach array includes a plurality of magnetic materials that are arranged side by side in one direction. The plurality of magnetic materials may further strengthen the strength of the magnetic field on either side of both sides of the one direction and the other direction.
  • the one side that is, the direction in which the strength of the magnetic field is strengthened, is disposed toward the space portion of the arc path forming unit. That is, by the Halbach arrangement, the strength of the magnetic field formed inside the space may be strengthened.
  • the strength of the electromagnetic force that depends on the strength of the magnetic field may also be strengthened.
  • the strength of the electromagnetic force that induces the generated arc is strengthened, so that the generated arc can be effectively extinguished and discharged.
  • the direction of the electromagnetic force formed by the magnetic field formed by the Halbach arrangement and the magnet unit and the current passed through the fixed contact and the movable contact is formed in a direction away from the center.
  • the arc generated can be extinguished and moved quickly in a direction away from the center.
  • a plurality of fixed contacts may be provided.
  • the Halbach array or magnet unit provided in the arc path forming unit forms magnetic fields in different directions in the vicinity of each fixed contactor. Accordingly, the paths of the arcs generated in the vicinity of each fixed contact proceed in different directions.
  • the arc path forming portion includes a Halbach arrangement and a magnet portion provided in the space portion.
  • the Halbach arrangement and the magnet portion are located inwardly on each side of the magnet frame surrounding the space portion. That is, a separate design change for disposing the Halbach arrangement and the magnet part outside the space part is not required.
  • the arc path forming unit according to various embodiments of the present disclosure may be provided in the DC relay without excessive design change. Accordingly, time and cost for applying the arc path forming unit according to various embodiments of the present disclosure may be reduced.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a DC relay according to the prior art.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a DC relay according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the DC relay of Fig. 2;
  • FIG. 4 is an open perspective view illustrating a first embodiment of an arc path forming unit provided in the DC relay of FIG. 2 .
  • 5 to 7 are conceptual views illustrating an arc path forming unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 5 to 7 is a conceptual diagram illustrating a path of a magnetic field and an arc formed by the arc path forming unit according to the embodiment of FIGS. 5 to 7 .
  • 9 to 11 are conceptual views illustrating an arc path forming unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a path of a magnetic field and an arc formed by the arc path forming unit according to the embodiment of FIGS. 9 to 11 .
  • FIG. 13 to 15 are conceptual views illustrating an arc path forming unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a conceptual diagram illustrating a path of a magnetic field and an arc formed by the arc path forming unit according to the embodiment of FIGS. 13 to 16 .
  • FIG. 17 is an open perspective view illustrating a second embodiment of an arc path forming unit provided in the DC relay of FIG. 2 .
  • FIG. 18 is a conceptual diagram illustrating an arc path forming unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a conceptual diagram illustrating a path of a magnetic field and an arc formed by the arc path forming unit according to the embodiment of FIG. 18 .
  • 20 and 21 are conceptual views illustrating an arc path forming unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 22 and 23 are conceptual views illustrating magnetic fields and arc paths formed by the arc path forming unit according to the embodiment of FIGS. 21 and 22 .
  • FIG. 24 is a conceptual diagram illustrating an arc path forming unit and a magnetic field and arc paths formed by the arc path forming unit according to another embodiment of the present invention.
  • magnetize used in the following description refers to a phenomenon in which an object becomes magnetic in a magnetic field.
  • polarity used in the following description refers to different properties of an anode and a cathode of an electrode. In an embodiment, the polarity may be divided into an N pole or an S pole.
  • electrical current used in the following description refers to a state in which two or more members are electrically connected.
  • arc path means a path through which the generated arc is moved or extinguished.
  • ⁇ shown in the following drawings means the direction in which the current flows from the movable contact 43 toward the fixed contact 22 (ie, upward direction), that is, the flow in the direction coming out of the ground.
  • x shown in the following drawings means the direction in which the current flows from the fixed contactor 22 toward the movable contactor 43 (ie, downward direction), that is, a direction that penetrates the ground.
  • Halbach Array used in the following description refers to an aggregate composed of a plurality of magnetic materials arranged side by side and configured in a column or a row.
  • a plurality of magnetic materials constituting the Halbach arrangement may be arranged according to a predetermined rule.
  • the plurality of magnetic materials may form a magnetic field on their own or with each other.
  • the Halbach arrangement contains two relatively long faces and the other two relatively short faces.
  • the magnetic field formed by the magnetic material constituting the Halbach arrangement may be formed with a stronger intensity on the outside of any one of the two long surfaces.
  • magnet used in the following description means an object of any shape that is formed of a magnetic material and can form a magnetic field.
  • the magnet unit may be provided with a permanent magnet or an electromagnet.
  • the magnet part is a magnetic material different from the magnetic material forming the Halbach arrangement, that is, a magnetic material provided separately from the Halbach arrangement.
  • the magnet part may form a magnetic field by itself or in conjunction with another magnetic material.
  • the magnet part may extend in one direction.
  • the magnet part may be magnetized to have different polarities at both ends in the one direction (ie, have different polarities in the longitudinal direction).
  • the magnet unit may be magnetized to have different polarities on both sides of the one direction and the other direction (ie, have different polarities in the width direction).
  • the magnetic field formed by the arc path forming units 100 , 200 , and 300 according to an embodiment of the present invention is shown by a dashed-dotted line in each figure.
  • the DC relay 1 includes a frame part 10 , an opening/closing part 20 , a core part 30 , and a movable contact part 40 .
  • the DC relay 1 includes arc path forming units 100 , 200 , and 300 .
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 may form a discharge path of the generated arc.
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 will be described on the assumption that the direct current relay 1 is provided.
  • the arc path forming unit 100, 200, 300 is a type that can be energized and de-energized with the outside by contact and separation of fixed and movable contacts such as magnetic contactors and magnetic switches. It will be understood that the apparatus may be applied.
  • the frame part 10 forms the outside of the DC relay 1 .
  • a predetermined space is formed inside the frame part 10 .
  • Various devices that perform a function for the DC relay 1 to apply or block an externally transmitted current may be accommodated in the space.
  • the frame part 10 functions as a kind of housing.
  • the frame part 10 may be formed of an insulating material such as synthetic resin. This is to prevent arbitrarily energizing the inside and outside of the frame part 10 .
  • the frame part 10 includes an upper frame 11 , a lower frame 12 , an insulating plate 13 , and a support plate 14 .
  • the upper frame 11 forms the upper side of the frame part 10 .
  • a predetermined space is formed inside the upper frame 11 .
  • the opening/closing part 20 and the movable contact part 40 may be accommodated in the inner space of the upper frame 11 .
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 may be accommodated in the inner space of the upper frame 11 .
  • the upper frame 11 may be coupled to the lower frame 12 .
  • An insulating plate 13 and a support plate 14 may be provided in a space between the upper frame 11 and the lower frame 12 .
  • the fixed contact 22 of the opening and closing unit 20 is positioned on the upper side in the illustrated embodiment. A portion of the fixed contactor 22 is exposed on the upper side of the upper frame 11 , and may be connected to an external power source or a load to be energized.
  • a through hole through which the fixing contact 22 is coupled may be formed in the upper side of the upper frame 11 .
  • the lower frame 12 forms the lower side of the frame portion 10 .
  • a predetermined space is formed inside the lower frame 12 .
  • the core part 30 may be accommodated in the inner space of the lower frame 12 .
  • the lower frame 12 may be coupled to the upper frame 11 .
  • An insulating plate 13 and a support plate 14 may be provided in a space between the lower frame 12 and the upper frame 11 .
  • the insulating plate 13 and the supporting plate 14 electrically and physically separate the inner space of the upper frame 11 and the inner space of the lower frame 12 .
  • the insulating plate 13 is positioned between the upper frame 11 and the lower frame 12 .
  • the insulating plate 13 electrically separates the upper frame 11 and the lower frame 12 from each other.
  • the insulating plate 13 may be formed of an insulating material such as synthetic resin.
  • a through hole (not shown) is formed in the center of the insulating plate 13 .
  • the shaft 44 of the movable contact part 40 is coupled through the through hole (not shown) to be movable in the vertical direction.
  • a support plate 14 is positioned below the insulating plate 13 .
  • the insulating plate 13 may be supported by the support plate 14 .
  • the support plate 14 is positioned between the upper frame 11 and the lower frame 12 .
  • the support plate 14 physically separates the upper frame 11 and the lower frame 12 from each other. In addition, the support plate 14 supports the insulating plate 13 .
  • the support plate 14 may be formed of a magnetic material. Accordingly, the support plate 14 may form a magnetic circuit together with the yoke 33 of the core part 30 . By the magnetic path, a driving force for moving the movable core 32 of the core part 30 toward the fixed core 31 may be formed.
  • a through hole (not shown) is formed in the center of the support plate 14 .
  • a shaft 44 is coupled through the through hole (not shown) to be movable in the vertical direction.
  • the shaft 44 and the movable contactor 43 connected to the shaft 44 are also moved in the same direction. can be moved together.
  • the opening/closing unit 20 permits or blocks current flow according to the operation of the core unit 30 . Specifically, the opening/closing unit 20 may allow or block the flow of current by contacting or separating the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 from each other.
  • the opening/closing part 20 is accommodated in the inner space of the upper frame 11 .
  • the opening/closing part 20 may be electrically and physically spaced apart from the core part 30 by the insulating plate 13 and the supporting plate 14 .
  • the opening/closing part 20 includes an arc chamber 21 , a fixed contact 22 , and a sealing member 23 .
  • arc path forming units 100 , 200 , and 300 may be provided outside the arc chamber 21 .
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 may form a magnetic field for forming a path A.P of an arc generated inside the arc chamber 21 . A detailed description thereof will be provided later.
  • the arc chamber 21 extinguishes the arc generated by the fixed contact 22 and the movable contact 43 being spaced apart from each other in the inner space. Accordingly, the arc chamber 21 may be referred to as an “arc extinguishing unit”.
  • the arc chamber 21 hermetically accommodates the fixed contact 22 and the movable contact 43 . That is, the fixed contact 22 and the movable contact 43 are accommodated in the arc chamber 21 . Accordingly, the arc generated by the fixed contact 22 and the movable contact 43 being spaced apart does not flow out arbitrarily to the outside.
  • the arc chamber 21 may be filled with an extinguishing gas.
  • the extinguishing gas allows the generated arc to be extinguished and discharged to the outside of the DC relay 1 through a preset path.
  • a communication hole (not shown) may be formed through the wall surrounding the inner space of the arc chamber 21 .
  • the arc chamber 21 may be formed of an insulating material.
  • the arc chamber 21 may be formed of a material having high pressure resistance and high heat resistance. This is because the generated arc is a flow of high-temperature and high-pressure electrons.
  • the arc chamber 21 may be formed of a ceramic material.
  • a plurality of through-holes may be formed in the upper side of the arc chamber 21 .
  • a fixed contact 22 is through-coupled to each of the through holes.
  • the fixed contact 22 is provided in two, including the first fixed contact 22a and the second fixed contact 22b. Accordingly, two through-holes formed in the upper side of the arc chamber 21 may also be formed.
  • the through-hole When the fixed contact 22 is through-coupled to the through-hole, the through-hole is sealed. That is, the fixed contact 22 is hermetically coupled to the through hole. Accordingly, the generated arc is not discharged to the outside through the through hole.
  • the lower side of the arc chamber 21 may be open.
  • the insulating plate 13 and the sealing member 23 are in contact with the lower side of the arc chamber 21 . That is, the lower side of the arc chamber 21 is sealed by the insulating plate 13 and the sealing member 23 .
  • the arc chamber 21 may be electrically and physically spaced apart from the outer space of the upper frame 11 .
  • the arc extinguished in the arc chamber 21 is discharged to the outside of the DC relay 1 through a preset path.
  • the extinguished arc may be discharged to the outside of the arc chamber 21 through the communication hole (not shown).
  • the fixed contactor 22 is in contact with or spaced apart from the movable contactor 43 to apply or cut off electric current inside and outside the DC relay 1 .
  • the inside and the outside of the DC relay 1 may be energized.
  • the fixed contactor 22 is spaced apart from the movable contactor 43 , the electric current inside and outside the DC relay 1 is cut off.
  • the fixed contact 22 is not moved. That is, the fixed contact 22 is fixedly coupled to the upper frame 11 and the arc chamber 21 . Accordingly, contact and separation of the fixed contact 22 and the movable contact 43 is achieved by the movement of the movable contact 43 .
  • One end of the fixed contact 22 is exposed to the outside of the upper frame 11 .
  • a power source or a load is connected to the one end to be energized, respectively.
  • a plurality of fixed contacts 22 may be provided.
  • the fixed contactor 22 includes a first fixed contactor 22a on the left side and a second fixed contactor 22b on the right side, and includes a total of two fixed contacts 22b.
  • the first fixed contact 22a is located at one side from the center in the longitudinal direction of the movable contact 43, and to the left in the illustrated embodiment.
  • the second fixed contact 22b is located on the other side from the center in the longitudinal direction of the movable contact 43, and is located to the right in the illustrated embodiment.
  • Power may be energably connected to any one of the first fixed contactor 22a and the second fixed contactor 22b.
  • a load may be electrically connected to the other one of the first fixed contactor 22a and the second fixed contactor 22b.
  • the DC relay 1 may form the arc path A.P regardless of the direction of the power or load connected to the fixed contactor 22 . This is accomplished by the arc path forming units 100 , 200 , and 300 , which will be described later in detail.
  • the other end of the stationary contact 22 in the illustrated embodiment the lower end, extends towards the movable contact 43 .
  • the lower end of the fixed contact 22 is located inside the arc chamber 21 .
  • the movable contact 43 When the control power is cut off, the movable contact 43 is spaced apart from the fixed contact 22 by the elastic force of the return spring 36 .
  • an arc is generated between the fixed contact 22 and the movable contact 43 .
  • the generated arc is extinguished by the extinguishing gas inside the arc chamber 21 , and may be discharged to the outside along a path formed by the arc path forming units 100 , 200 , and 300 .
  • the sealing member 23 blocks any communication between the arc chamber 21 and the space inside the upper frame 11 .
  • the sealing member 23 seals the lower side of the arc chamber 21 together with the insulating plate 13 and the support plate 14 .
  • the upper side of the sealing member 23 is coupled to the lower side of the arc chamber (21). Further, the radially inner side of the sealing member 23 is coupled to the outer periphery of the insulating plate 13 , and the lower side of the sealing member 23 is coupled to the support plate 14 .
  • the arc generated in the arc chamber 21 and the arc extinguished by the extinguishing gas do not flow into the inner space of the upper frame 11 .
  • sealing member 23 may be configured to block any communication between the inner space of the cylinder 37 and the inner space of the frame portion 10 .
  • the core part 30 moves the movable contact part 40 upward according to the application of the control power. In addition, when the application of the control power is released, the core part 30 moves the movable contact part 40 downward again.
  • the core unit 30 may be connected to an external control power supply (not shown) so as to be energized, and may receive control power supply.
  • the core part 30 is located below the opening/closing part 20 .
  • the core part 30 is accommodated in the lower frame 12 .
  • the core part 30 and the opening/closing part 20 may be electrically and physically spaced apart from each other by the insulating plate 13 and the support plate 14 .
  • a movable contact part 40 is positioned between the core part 30 and the opening/closing part 20 .
  • the movable contact part 40 may be moved by the driving force applied by the core part 30 . Accordingly, the movable contactor 43 and the fixed contactor 22 may be in contact so that the DC relay 1 may be energized.
  • the core part 30 includes a fixed core 31 , a movable core 32 , a yoke 33 , a bobbin 34 , a coil 35 , a return spring 36 , and a cylinder 37 .
  • the fixed core 31 is magnetized by the magnetic field generated by the coil 35 to generate electromagnetic attraction.
  • the movable core 32 is moved toward the fixed core 31 (upward direction in FIG. 3 ).
  • the fixed core 31 does not move. That is, the fixed core 31 is fixedly coupled to the support plate 14 and the cylinder 37 .
  • the fixed core 31 may be provided in any shape capable of generating electromagnetic force by being magnetized by a magnetic field.
  • the fixed core 31 may be provided with a permanent magnet or an electromagnet.
  • the fixed core 31 is partially accommodated in the upper space inside the cylinder 37 . Further, the outer periphery of the fixed core 31 is in contact with the inner periphery of the cylinder 37 .
  • the fixed core 31 is positioned between the support plate 14 and the movable core 32 .
  • a through hole (not shown) is formed in the central portion of the fixed core 31 .
  • the shaft 44 is coupled through the through hole (not shown) so as to be movable up and down.
  • the fixed core 31 is positioned to be spaced apart from the movable core 32 by a predetermined distance. Accordingly, the distance at which the movable core 32 can be moved toward the fixed core 31 may be limited to the predetermined distance. Accordingly, the predetermined distance may be defined as “a moving distance of the movable core 32”.
  • One end of the return spring 36 is in contact with the lower side of the fixed core 31, the upper end in the illustrated embodiment.
  • the return spring 36 is compressed and a restoring force is stored.
  • the movable core 32 may be returned to the lower side by the restoring force.
  • the movable core 32 is moved toward the fixed core 31 by electromagnetic attraction generated by the fixed core 31 when control power is applied.
  • the shaft 44 coupled to the movable core 32 moves upward in the direction toward the fixed core 31 , in the illustrated embodiment.
  • the movable contact part 40 coupled to the shaft 44 moves upward.
  • the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 are brought into contact so that the DC relay 1 can be energized with an external power source or load.
  • the movable core 32 may be provided in any shape capable of receiving attractive force by electromagnetic force.
  • the movable core 32 may be formed of a magnetic material, or may be provided with a permanent magnet or an electromagnet.
  • the movable core 32 is accommodated in the cylinder 37 .
  • the movable core 32 may be moved in the longitudinal direction of the cylinder 37 inside the cylinder 37 , in the illustrated embodiment, in the vertical direction.
  • the movable core 32 may be moved in a direction toward the fixed core 31 and in a direction away from the fixed core 31 .
  • the movable core 32 is coupled to the shaft 44 .
  • the movable core 32 may move integrally with the shaft 44 .
  • the shaft 44 also moves upward or downward. Accordingly, the movable contact 43 is also moved upward or downward.
  • the movable core 32 is located below the fixed core 31 .
  • the movable core 32 is spaced apart from the fixed core 31 by a predetermined distance. As described above, the predetermined distance is a distance at which the movable core 32 can be moved in the vertical direction.
  • the movable core 32 is formed to extend in the longitudinal direction.
  • a hollow portion extending in the longitudinal direction is recessed by a predetermined distance inside the movable core 32 .
  • a return spring 36 and a lower side of the shaft 44 through-coupled to the return spring 36 are partially accommodated in the hollow portion.
  • a through hole is formed through the lower side of the hollow part in the longitudinal direction.
  • the hollow portion and the through hole communicate with each other.
  • the lower end of the shaft 44 inserted into the hollow portion may proceed toward the through hole.
  • a space portion is recessed by a predetermined distance at the lower end of the movable core 32 .
  • the space portion communicates with the through hole.
  • the lower head of the shaft 44 is positioned in the space.
  • the yoke 33 forms a magnetic circuit as control power is applied.
  • the magnetic path formed by the yoke 33 may be configured to adjust the direction of the magnetic field formed by the coil 35 .
  • the coil 35 may generate a magnetic field in a direction in which the movable core 32 moves toward the fixed core 31 .
  • the yoke 33 may be formed of a conductive material capable of conducting electricity.
  • the yoke 33 is accommodated in the lower frame 12 .
  • the yoke 33 surrounds the coil 35 .
  • the coil 35 may be accommodated in the yoke 33 so as to be spaced apart from the inner circumferential surface of the yoke 33 by a predetermined distance.
  • the bobbin 34 is accommodated in the yoke 33 . That is, from the outer periphery of the lower frame 12 to the radially inward direction, the yoke 33 , the coil 35 , and the bobbin 34 on which the coil 35 is wound are sequentially arranged.
  • the upper side of the yoke 33 is in contact with the support plate 14 .
  • the outer periphery of the yoke 33 may be positioned to be in contact with the inner periphery of the lower frame 12 or to be spaced apart from the inner periphery of the lower frame 12 by a predetermined distance.
  • a coil 35 is wound around the bobbin 34 .
  • the bobbin 34 is accommodated inside the yoke 33 .
  • the bobbin 34 may include flat upper and lower portions, and a cylindrical column extending in the longitudinal direction to connect the upper and lower portions. That is, the bobbin 34 has a bobbin shape.
  • the upper portion of the bobbin 34 is in contact with the lower side of the support plate 14 .
  • a coil 35 is wound around the column portion of the bobbin 34 .
  • the thickness around which the coil 35 is wound may be equal to or smaller than the diameters of the upper and lower portions of the bobbin 34 .
  • a hollow portion extending in the longitudinal direction is formed through the column portion of the bobbin 34 .
  • a cylinder 37 may be accommodated in the hollow portion.
  • the pillar portion of the bobbin 34 may be disposed to have the same central axis as the fixed core 31 , the movable core 32 and the shaft 44 .
  • the coil 35 generates a magnetic field by the applied control power.
  • the fixed core 31 is magnetized by the magnetic field generated by the coil 35 , and electromagnetic attraction may be applied to the movable core 32 .
  • the coil 35 is wound around a bobbin 34 . Specifically, the coil 35 is wound on the column part of the bobbin 34, and is stacked radially outward of the column part. The coil 35 is accommodated inside the yoke 33 .
  • the coil 35 When the control power is applied, the coil 35 generates a magnetic field. In this case, the strength or direction of the magnetic field generated by the coil 35 may be controlled by the yoke 33 .
  • the fixed core 31 is magnetized by the magnetic field generated by the coil 35 .
  • the movable core 32 When the fixed core 31 is magnetized, the movable core 32 receives an electromagnetic force in a direction toward the fixed core 31 , that is, an attractive force. Accordingly, the movable core 32 is moved upward in the direction toward the fixed core 31 , in the illustrated embodiment.
  • the return spring 36 provides a restoring force for the movable core 32 to return to its original position when the application of the control power is released after the movable core 32 is moved toward the fixed core 31 .
  • the return spring 36 is compressed as the movable core 32 is moved toward the stationary core 31 and stores a restoring force. At this time, it is preferable that the stored restoring force is smaller than the electromagnetic attraction force exerted on the movable core 32 by magnetizing the fixed core 31 . This is to prevent the movable core 32 from being arbitrarily returned to its original position by the return spring 36 while the control power is applied.
  • the movable core 32 When the application of the control power is released, the movable core 32 receives a restoring force by the return spring 36 .
  • gravity due to the empty weight of the movable core 32 may also act on the movable core 32 . Accordingly, the movable core 32 may be moved in a direction away from the fixed core 31 to return to the original position.
  • the return spring 36 may be provided in any shape that is deformed in shape to store the restoring force, returns to its original shape, and transmits the restoring force to the outside.
  • the return spring 36 may be provided as a coil spring.
  • a shaft 44 is through-coupled to the return spring 36 .
  • the shaft 44 may be moved in the vertical direction regardless of the shape deformation of the return spring 36 in a state in which the return spring 36 is coupled.
  • the return spring 36 is accommodated in a hollow formed in the upper side of the movable core 32 .
  • one end of the return spring 36 facing the fixed core 31 is accommodated in the hollow formed recessed in the lower side of the fixed core (31).
  • the cylinder 37 houses the stationary core 31 , the movable core 32 , the return spring 36 and the shaft 44 .
  • the movable core 32 and the shaft 44 may move upward and downward in the cylinder 37 .
  • the cylinder 37 is located in a hollow formed in the column portion of the bobbin 34 .
  • the upper end of the cylinder 37 is in contact with the lower surface of the support plate 14 .
  • the side surface of the cylinder 37 is in contact with the inner peripheral surface of the column part of the bobbin 34 .
  • the upper opening of the cylinder 37 may be sealed by the fixed core 31 .
  • the lower surface of the cylinder 37 may be in contact with the inner surface of the lower frame 12 .
  • the movable contact part 40 includes a movable contact 43 and a structure for moving the movable contact 43 .
  • the DC relay 1 may be energized with an external power source or load.
  • the movable contact part 40 is accommodated in the inner space of the upper frame 11 .
  • the movable contact part 40 is accommodated in the arc chamber 21 to be movable up and down.
  • a fixed contact 22 is positioned above the movable contact part 40 .
  • the movable contact part 40 is accommodated in the arc chamber 21 so as to be movable in a direction toward the fixed contact 22 and a direction away from the fixed contact 22 .
  • the core part 30 is positioned below the movable contact part 40 .
  • the movement of the movable contact part 40 may be achieved by movement of the movable core 32 .
  • the movable contact part 40 includes a housing 41 , a cover 42 , a movable contact 43 , a shaft 44 , and an elastic part 45 .
  • the housing 41 accommodates the movable contact 43 and the elastic part 45 for elastically supporting the movable contact 43 .
  • the housing 41 has one side and the other side opposite thereto open.
  • the movable contact 43 may be inserted through the open portion.
  • the unopened side of the housing 41 may be configured to surround the accommodated movable contact 43 .
  • a cover 42 is provided on the upper side of the housing 41 .
  • the cover 42 covers the upper surface of the movable contact 43 accommodated in the housing 41 .
  • the housing 41 and the cover 42 are preferably formed of an insulating material to prevent unintentional energization.
  • the housing 41 and the cover 42 may be formed of a synthetic resin or the like.
  • the lower side of the housing 41 is connected to the shaft 44 .
  • the housing 41 and the movable contact 43 accommodated therein may also be moved upward or downward.
  • the housing 41 and the cover 42 may be coupled by any member.
  • the housing 41 and the cover 42 may be coupled by a fastening member (not shown) such as a bolt or a nut.
  • the movable contactor 43 is in contact with the fixed contactor 22 according to the application of the control power, so that the DC relay 1 is energized with an external power source and a load.
  • the movable contactor 43 is spaced apart from the fixed contactor 22 when the application of the control power is released, so that the DC relay 1 does not conduct electricity with an external power source and a load.
  • the movable contact 43 is positioned adjacent to the stationary contact 22 .
  • the upper side of the movable contact 43 is partially covered by the cover 42 .
  • a portion of the upper surface of the movable contactor 43 may be in contact with the lower surface of the cover 42 .
  • the lower side of the movable contact 43 is elastically supported by the elastic part 45 .
  • the elastic part 45 may elastically support the movable contact 43 in a compressed state by a predetermined distance.
  • the movable contact 43 is formed to extend in the longitudinal direction, in the illustrated embodiment, in the left-right direction. That is, the length of the movable contact 43 is formed to be longer than the width. Accordingly, both ends in the longitudinal direction of the movable contact 43 accommodated in the housing 41 are exposed to the outside of the housing 41 .
  • Contact protrusions formed to protrude upward by a predetermined distance may be formed at both ends.
  • a fixed contact 22 is in contact with the contact protrusion.
  • the contact protrusion may be formed at a position corresponding to each of the fixed contacts 22a and 22b. Accordingly, the moving distance of the movable contactor 43 may be reduced, and the contact reliability between the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 may be improved.
  • the width of the movable contact 43 may be the same as a distance at which each side of the housing 41 is spaced apart from each other. That is, when the movable contact 43 is accommodated in the housing 41 , both sides of the movable contact 43 in the width direction may contact the inner surface of each side of the housing 41 .
  • a state in which the movable contact 43 is accommodated in the housing 41 may be stably maintained.
  • the shaft 44 transmits a driving force generated when the core part 30 is operated to the movable contact part 40 .
  • the shaft 44 is connected to the movable core 32 and the movable contact 43 .
  • the movable contact 43 may also be moved upward or downward by the shaft 44 .
  • the shaft 44 is formed to extend in the longitudinal direction, in the illustrated embodiment, in the vertical direction.
  • the lower end of the shaft 44 is insertedly coupled to the movable core 32 .
  • the shaft 44 may be moved in the vertical direction together with the movable core 32 .
  • the body portion of the shaft 44 is vertically movably coupled through the fixed core 31 .
  • a return spring 36 is coupled through the body portion of the shaft 44 .
  • the upper end of the shaft 44 is coupled to the housing 41 .
  • the shaft 44 and the housing 41 may be moved together.
  • the upper and lower ends of the shaft 44 may be formed to have a larger diameter than the body portion of the shaft. Accordingly, the shaft 44 can be stably maintained in a coupled state with the housing 41 and the movable core 32 .
  • the elastic part 45 elastically supports the movable contact 43 .
  • the movable contact 43 comes into contact with the fixed contact 22 , the movable contact 43 tends to be separated from the fixed contact 22 by electromagnetic repulsive force.
  • the elastic part 45 elastically supports the movable contact 43 , and prevents the movable contact 43 from being arbitrarily separated from the fixed contact 22 .
  • the elastic part 45 may be provided in any shape capable of storing a restoring force by deformation of a shape and providing the stored restoring force to another member.
  • the elastic part 45 may be provided as a coil spring.
  • One end of the elastic part 45 facing the movable contact 43 is in contact with the lower side of the movable contact 43 .
  • the other end opposite to the one end is in contact with the upper side of the housing 41 .
  • the elastic part 45 may be compressed by a predetermined distance to elastically support the movable contact 43 in a state in which the restoring force is stored. Accordingly, even if an electromagnetic repulsive force is generated between the movable contactor 43 and the fixed contactor 22 , the movable contactor 43 is not arbitrarily moved.
  • a protrusion (not shown) inserted into the elastic part 45 may be protruded under the movable contact 43 .
  • a protrusion (not shown) inserted into the elastic part 45 may protrude from the upper side of the housing 41 .
  • Each arc path forming unit 100 , 200 , 300 forms a magnetic field inside the arc chamber 21 .
  • An electromagnetic force is formed in the arc chamber 21 by the current flowing through the DC relay 1 and the formed magnetic field.
  • the arc generated as the fixed contact 22 and the movable contact 43 are spaced apart is moved to the outside of the arc chamber 21 by the formed electromagnetic force. Specifically, the generated arc is moved along the direction of the formed electromagnetic force. Accordingly, it may be said that the arc path forming units 100 , 200 , and 300 form the arc path A.P, which is a path through which the generated arc flows.
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 are located in a space formed inside the upper frame 11 .
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 are disposed to surround the arc chamber 21 .
  • the arc chamber 21 is located inside the arc path forming part 100 , 200 , 300 .
  • a fixed contact 22 and a movable contact 43 are positioned inside the arc path forming units 100 , 200 , and 300 .
  • the arc generated by the fixed contact 22 and the movable contact 43 being spaced apart may be induced by an electromagnetic force formed by the arc path forming units 100 , 200 , and 300 .
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 include a Halbach arrangement or a magnet unit.
  • the Halbach arrangement or magnet unit forms a magnetic field inside the arc path forming unit 100 in which the fixed contact 22 and the movable contact 43 are accommodated.
  • the Halbach arrangement or the magnet unit may form a magnetic field by itself and between each other.
  • the magnetic field formed by the Halbach arrangement and the magnet portion forms an electromagnetic force together with the current passed through the fixed contact 22 and the movable contact 43 .
  • the formed electromagnetic force induces an arc generated when the fixed contact 22 and the movable contact 43 are spaced apart.
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 form an electromagnetic force in a direction away from the center C of the space 115 . Accordingly, the arc path A.P is also formed in a direction away from the center portion C of the space.
  • each component provided in the DC relay 1 is not damaged by the generated arc. Furthermore, the generated arc can be rapidly discharged to the outside of the arc chamber 21 .
  • each arc path forming unit 100 , 200 , and 300 and the arc path AP formed by each arc path forming unit 100 , 200 , 300 will be described in detail with reference to the accompanying drawings. .
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 may have a Halbach arrangement positioned on at least one of the front side and the rear side.
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 may include a magnet unit having a polarity in a longitudinal direction, which is positioned on at least one side of the left and right sides.
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 may have a Halbach arrangement positioned on at least one side of the left and right sides.
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 may include a magnet unit having a polarity in the width direction, which is located on at least one of the front side and the rear side.
  • the rear side may be defined in a direction adjacent to the first surfaces 111 , 211 , and 311
  • the front side may be adjacent to the second surfaces 112 , 212 , and 312 .
  • the left side may be defined as a direction adjacent to the third surfaces 113 , 213 , and 313
  • the right side may be defined in a direction adjacent to the fourth surfaces 114 , 214 , and 314 .
  • the arc path forming unit 100 includes a magnet frame 110 , a first Halbach array 120 , and a second Halbach array 130 . , a first magnet unit 140 and a second magnet unit 150 .
  • the magnet frame 110 forms a skeleton of the arc path forming unit 100 .
  • a first Halbach arrangement 120 , a second Halbach arrangement 130 , a first magnet unit 140 , and a second magnet unit 150 are disposed in the magnet frame 110 .
  • the first Halbach arrangement 120 , the second Halbach arrangement 130 , the first magnet unit 140 , and the second magnet unit 150 may be coupled to the magnet frame 110 .
  • the magnet frame 110 has a rectangular cross-section extending in the longitudinal direction, in the illustrated embodiment, in the left and right directions.
  • the shape of the magnet frame 110 may be changed according to the shape of the upper frame 11 and the arc chamber 21 .
  • the magnet frame 110 includes a first surface 111 , a second surface 112 , a third surface 113 , a fourth surface 114 , and a space portion 115 .
  • the first surface 111 , the second surface 112 , the third surface 113 , and the fourth surface 114 form an outer peripheral surface of the magnet frame 110 . That is, the first surface 111 , the second surface 112 , the third surface 113 , and the fourth surface 114 function as a wall of the magnet frame 110 .
  • the second surface 112 , the third surface 113 , and the fourth surface 114 may be in contact with or fixedly coupled to the inner surface of the upper frame 11 .
  • the first Halbach arrangement 120, the second Halbach arrangement 130, The first magnet unit 140 and the second magnet unit 150 may be positioned.
  • the first side 111 forms the rear side.
  • the second surface 112 forms a front side surface and faces the first surface 111 .
  • the third face 113 forms the left face.
  • the fourth side 114 forms the right side and faces the third side 113 .
  • first surface 111 and the second surface 112 face each other with the space portion 115 interposed therebetween.
  • third surface 113 and the fourth surface 114 face each other with the space portion 115 interposed therebetween.
  • the first surface 111 is continuous with the third surface 113 and the fourth surface 114 .
  • the first surface 111 may be coupled to the third surface 113 and the fourth surface 114 at a predetermined angle.
  • the predetermined angle may be a right angle.
  • the second surface 112 is continuous with the third surface 113 and the fourth surface 114 .
  • the second surface 112 may be coupled to the third surface 113 and the fourth surface 114 at a predetermined angle.
  • the predetermined angle may be a right angle.
  • Each edge at which the first surface 111 to the fourth surface 114 are connected to each other may be chamfered.
  • a fastening member (not shown) is can be provided.
  • an arc discharge hole may be formed through at least one of the first surface 111 , the second surface 112 , the third surface 113 , and the fourth surface 114 . .
  • the arc discharge hole may function as a passage through which the arc generated in the space 115 is discharged.
  • the space surrounded by the first surface 111 to the fourth surface 114 may be defined as the space portion 115 .
  • the fixed contact 22 and the movable contact 43 are accommodated in the space 115 .
  • the arc chamber 21 is accommodated in the space 115 .
  • the movable contact 43 may be moved in a direction toward the fixed contact 22 (ie, a downward direction) or a direction away from the fixed contact 22 (ie, an upward direction).
  • a path A.P of the arc generated in the arc chamber 21 is formed in the space portion 115 . This is achieved by the magnetic field formed by the first Halbach arrangement 120 , the second Halbach arrangement 130 , the first magnet unit 140 , and the second magnet unit 150 .
  • a central portion of the space portion 115 may be defined as a central portion (C).
  • a straight line distance from each corner where the first to fourth surfaces 111 , 112 , 113 , and 114 are connected to each other to the center C may be formed to be the same.
  • the central portion C is positioned between the first fixed contact 22a and the second fixed contact 22b.
  • the central portion of the movable contact portion 40 is positioned vertically below the central portion (C). That is, the central portion of the housing 41, the cover 42, the movable contact 43, the shaft 44, and the elastic portion 45 is positioned vertically below the central portion (C).
  • the arc path forming unit 100 includes a first Halbach arrangement 120 , a second Halbach arrangement 130 , a first magnet unit 140 , and a second magnet unit 150 . ) is included.
  • a plurality of magnetic materials constituting the first Halbach array 120 are sequentially arranged side by side from left to right. That is, in the illustrated embodiment, the first Halbach arrangement 120 is formed to extend in the left and right direction.
  • the first Halbach array 120 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the first Halbach arrangement 120 may form a magnetic field together with the second Halbach arrangement 130 and the first and second magnet units 140 and 150 .
  • the first Halbach arrangement 120 may be positioned adjacent to any one of the first and second surfaces 111 and 112 . In one embodiment, the first Halbach arrangement 120 may be coupled to the inner side of the one surface (ie, the direction toward the space portion 115).
  • the first Halbach arrangement 120 is disposed on the inside of the first surface 111 and adjacent to the first surface 111 , It faces the second Halbach arrangement 130 positioned inside.
  • the space portion 115 and the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 accommodated in the space portion 115 are positioned.
  • the first Halbach arrangement 120 may be located at a central portion of the first surface 111 .
  • the shortest distance between the first Halbach arrangement 120 and the third surface 113 and the shortest distance between the first Halbach arrangement 120 and the fourth surface 114 may be the same.
  • the first Halbach arrangement 120 may enhance the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the second Halbach arrangement 130 , the first and second magnet units 140 and 150 . Since the direction of the magnetic field formed by the first Halbach array 120 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first Halbach arrangement 120 includes a first block 121 , a second block 122 , a third block 123 , a fourth block 124 , and a fifth block 125 . do. It will be understood that the plurality of magnetic materials constituting the first Halbach array 120 are respectively named blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 .
  • the first to fifth blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 may be formed of a magnetic material.
  • the first to fifth blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 may be provided with permanent magnets or electromagnets.
  • the first to fifth blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to fifth blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 are arranged in parallel in the extending direction of the first surface 111 , that is, in the left-right direction.
  • the first block 121 is located on the leftmost side. That is, the first block 121 is positioned adjacent to the third surface 113 . Also, the fifth block 125 is located on the rightmost side. That is, the fifth block 125 is positioned adjacent to the fourth surface 114 .
  • the second to fourth blocks 122 , 123 , and 124 are arranged side by side in order from left to right between the first block 121 and the fifth block 125 . That is, the first to fifth blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 are arranged side by side in order from left to right.
  • the blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 adjacent to each other may contact each other.
  • the first block 121 is a direction toward the second Halbach arrangement 130 or the space portion 115, in the illustrated embodiment, in the front-rear direction of the first fixed contact 22a and the second Halbach arrangement 130 . It may be disposed to overlap the first block 131 .
  • the third block 123 is the third block 133 and the center of the second Halbach arrangement 130 in the direction toward the second Halbach arrangement 130 or the space portion 115, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be arranged to overlap with (C).
  • the fifth block 125 is the second fixed contact 22b and the second Halbach arrangement 130 in the direction toward the second Halbach arrangement 130 or the space portion 115, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be disposed to overlap the fifth block 135 .
  • Each block 121 , 122 , 123 , 124 , 125 includes a plurality of faces.
  • the first block 121 is the space portion 115 or the first inner surface 121a facing the second Halbach arrangement 130 and the space portion 115 or the second Halbach arrangement 130 opposite to the and a first outer surface 121b.
  • the second block 122 includes a second inner surface 122a facing the first block 121 and a second outer surface 122b facing the third block 123 . It will be understood that the second inner surface 122a and the second outer surface 122b are positioned opposite to each other.
  • the third block 123 has a third inner surface 123a facing the space 115 or the second Halbach arrangement 130 and a third outer surface opposite to the space 115 or the second Halbach arrangement 130 . (123b).
  • the fourth block 124 includes a fourth inner surface 124a facing the third block 123 and a fourth outer surface 124b facing the fifth block 125 . It will be understood that the fourth inner surface 124a and the fourth outer surface 124b are positioned opposite to each other.
  • the fifth block 125 has a fifth inner surface 125a facing the space 115 or the second Halbach arrangement 130 and a fifth outer surface opposite to the space 115 or the second Halbach arrangement 130 . (125b).
  • each block 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 may be magnetized according to a predetermined rule to form a Halbach arrangement.
  • first, second, and fifth inner surfaces 121a, 122a, and 125a, and the third and fourth outer surfaces 123b and 124b may be magnetized to have the same polarity.
  • the third and fourth inner surfaces 123a and 124a and the first, second, and fifth outer surfaces 121b, 122b, and 125b may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • the first, second and fifth inner surfaces 121a, 122a, 125a, and the third and fourth outer surfaces 123b and 124b are the first, second and fifth inner surfaces ( 131a, 132a, 135a) and the third and fourth outer surfaces 133b and 134b may be magnetized to the same polarity.
  • the third and fourth inner surfaces 123a, 124a, and the first, second and fifth outer surfaces 121b, 122b, 125b are the third and fourth inner surfaces 133a, 134a of the second Halbach arrangement 130 .
  • the first, second, and fifth outer surfaces 131b, 132b, and 135b may be magnetized with the same polarity.
  • first, second and fifth inner surfaces 121a , 122a , 125a , and the third and fourth outer surfaces 123b and 124b are the first opposite surface 141 and the second magnet of the first magnet unit 140 . It may be magnetized with the same polarity as the second opposite surface 151 of the portion 150 .
  • the third and fourth inner surfaces 123a and 124a and the first, second and fifth outer surfaces 121b, 122b, 125b are the first opposite surface 142 of the first magnet portion 140 and the second magnet portion
  • the second opposite side 152 of 150 may be magnetized to the same polarity.
  • a plurality of magnetic materials constituting the second Halbach array 130 are sequentially arranged side by side from left to right. That is, in the illustrated embodiment, the second Halbach arrangement 130 is formed to extend in the left and right direction.
  • the second Halbach arrangement 130 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the second Halbach arrangement 130 may form a magnetic field together with the first Halbach arrangement 120 and the first and second magnet units 140 and 150 .
  • the second Halbach arrangement 130 may be located adjacent to the other one of the first and second surfaces 111 and 112 .
  • the second Halbach arrangement 130 may be coupled to the inner side of the other surface (ie, the direction toward the space 115 ).
  • the second Halbach arrangement 130 is disposed on the inside of the second surface 112 and adjacent to the second surface 112 , It faces the first Halbach arrangement 120 located inside.
  • the space 115 and the fixed contact 22 and the movable contact 43 accommodated in the space 115 are positioned.
  • the second Halbach arrangement 130 may be located at a central portion of the second surface 112 .
  • the shortest distance between the second Halbach arrangement 130 and the third surface 113 and the shortest distance between the second Halbach arrangement 130 and the fourth surface 114 may be the same.
  • the second Halbach arrangement 130 may enhance the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the first Halbach arrangement 120 , the first and second magnet units 140 and 150 . Since the direction of the magnetic field formed by the second Halbach arrangement 130 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the second Halbach arrangement 130 includes a first block 131 , a second block 132 , a third block 133 , a fourth block 134 , and a fifth block 135 . do. It will be understood that the plurality of magnetic materials constituting the second Halbach array 130 are named blocks 131 , 132 , 133 , 134 and 135 , respectively.
  • the first to fifth blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 may be formed of a magnetic material.
  • the first to fifth blocks 131 , 132 , 133 , 134 , 135 may be provided with permanent magnets or electromagnets.
  • the first to fifth blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to fifth blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 are arranged in parallel in a direction in which the second surface 112 extends, that is, in a left-right direction.
  • the first block 131 is located on the leftmost side. That is, the first block 131 is positioned adjacent to the third surface 113 . Also, the fifth block 135 is located on the rightmost side. That is, the fifth block 135 is positioned adjacent to the fourth surface 114 .
  • the second to fourth blocks 132 , 133 , and 134 are arranged side by side in order from left to right between the first block 131 and the fifth block 135 . That is, the first to fifth blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 are arranged side by side in order from left to right.
  • the blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 adjacent to each other may contact each other.
  • the first block 131 is the first fixed contact 22a and the first Halbach arrangement 120 in the direction toward the first Halbach arrangement 120 or the space portion 115, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be disposed to overlap the first block 121 .
  • the third block 133 is the third block 123 and the center of the first Halbach arrangement 120 in the direction toward the first Halbach arrangement 120 or the space portion 115, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be arranged to overlap with (C).
  • the fifth block 135 is a direction toward the first Halbach arrangement 120 or the space portion 115, in the illustrated embodiment, the second fixed contactor 22b and the first Halbach arrangement 120 in the front-rear direction. It may be disposed to overlap the fifth block 135 .
  • Each block (131, 132, 133, 134, 135) includes a plurality of faces.
  • the first block 131 is the space 115 or the first inner surface 131a facing the first Halbach arrangement 120 and the space 115 or the first Halbach arrangement 120 opposite to the and a first outer surface 131b.
  • the second block 132 includes a second inner surface 132a facing the first block 131 and a second outer surface 132b facing the third block 133 . It will be understood that the second inner surface 132a and the second outer surface 132b are positioned opposite to each other.
  • the third block 133 has a third inner surface 133a facing the space 115 or the first Halbach arrangement 120 and a third outer surface opposite to the space 115 or the first Halbach arrangement 120 . (133b).
  • the fourth block 134 includes a fourth inner surface 134a facing the third block 133 and a fourth outer surface 134b facing the fifth block 135 . It will be understood that the fourth inner surface 134a and the fourth outer surface 134b are positioned opposite to each other.
  • the fifth block 135 has a fifth inner surface 135a facing the space 115 or the first Halbach arrangement 120 and a fifth outer surface opposite to the space 115 or the first Halbach arrangement 120 . (135b).
  • the plurality of surfaces of each of the blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 may be magnetized according to a predetermined rule to form a Halbach arrangement.
  • first, second, and fifth inner surfaces 131a , 132a , and 135a , and the third and fourth outer surfaces 133b and 134b may be magnetized to have the same polarity.
  • the third and fourth inner surfaces 133a and 134a and the first, second, and fifth outer surfaces 131b, 132b, and 135b may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • first, second and fifth inner surfaces 131a, 132a, 135a, and the third and fourth outer surfaces 133b and 134b are the first, second and fifth inner surfaces ( 121a, 122a, 125a) and the third and fourth outer surfaces 123b and 124b may be magnetized to the same polarity.
  • the third and fourth inner surfaces 133a, 134a, and the first, second and fifth outer surfaces 131b, 132b, 135b are the third and fourth inner surfaces 123a, 124a of the first Halbach arrangement 120 .
  • the first, second, and fifth outer surfaces 121b, 122b, and 125b may be magnetized to the same polarity.
  • first, second, and fifth inner surfaces 131a , 132a , 135a , and the third and fourth outer surfaces 133b and 134b are the first opposite surface 141 and the second magnet of the first magnet unit 140 . It may be magnetized with the same polarity as the second opposite surface 151 of the portion 150 .
  • the third and fourth inner surfaces 133a and 134a, and the first, second and fifth outer surfaces 131b, 132b, 135b are the first opposite surface 142 and the second magnet portion of the first magnet portion 140 .
  • the second opposite side 152 of 150 may be magnetized to the same polarity.
  • One or more of the first Halbach arrangement 120 and the second Halbach arrangement 130 may be provided. That is, in the embodiment shown in FIG. 5 , both the first and second Halbach arrays 120 and 130 are provided.
  • only the first Halbach arrangement 120 is provided.
  • only the second Halbach arrangement 130 may be provided.
  • the first and second magnet parts 140 , 150 form a magnetic field on their own or together with the first and second Halbach arrays 120 , 130 and different magnet parts 140 , 150 .
  • An arc path A.P may be formed in the arc chamber 21 by the magnetic field formed by the first and second magnet units 140 and 150 .
  • the first and second magnet parts 140 and 150 may be provided in any shape capable of forming a magnetic field by being magnetized.
  • the first and second magnet units 140 and 150 may be provided as permanent magnets or electromagnets.
  • the first and second magnet units 140 and 150 may be positioned adjacent to any one of the first to fourth surfaces 111 , 112 , 113 and 114 , respectively.
  • the first magnet portion 140 is positioned adjacent to the third surface 113 .
  • the second magnet part 150 is positioned adjacent to the fourth surface 114 .
  • the first magnet part 140 and the second magnet part 150 are disposed to face each other with the space part 115 interposed therebetween.
  • the first magnet unit 140 and the second magnet unit 150 are formed to extend in one direction. In the illustrated embodiment, the first magnet unit 140 and the second magnet unit 150 are formed to extend in the front-rear direction.
  • the first and second magnet units 140 and 150 each include a plurality of surfaces.
  • the first magnet unit 140 has a first opposite surface 141 facing the space 115 or fixed contact 22 and a first opposite surface opposite to the space 115 or fixed contact 22 . (142).
  • the second magnet part 150 has a second opposing surface 151 facing the space 115 or the fixed contact 22 and a second opposing surface 152 facing the space 115 or the fixed contact 22 .
  • Each surface of the first and second magnet units 140 and 150 may be magnetized according to a predetermined rule.
  • first opposing surface 141 and the second opposing surface 151 may be magnetized to have the same polarity.
  • the first opposing surface 141 and the second opposing surface 151 may be magnetized to have the same polarity as the first and fifth inner surfaces 121a and 125a of the first Halbach arrangement 120 .
  • the first opposing surface 141 and the second opposing surface 151 may be magnetized to have the same polarity as the first and fifth inner surfaces 131a and 135a of the second Halbach arrangement 130 .
  • first opposite surface 142 and the second opposite surface 152 may be magnetized with the same polarity.
  • first opposite surface 142 and the second opposite surface 152 may be magnetized with the same polarity as the third inner surface 123a of the first Halbach arrangement 120 .
  • first opposite surface 142 and the second opposite surface 152 may be magnetized with the same polarity as the third inner surface 133a of the second Halbach arrangement 130 .
  • the first and fifth inner surfaces 121a and 125a of the first Halbach arrangement 120 are magnetized to the S pole.
  • the third inner surface 123a is magnetized to the N pole.
  • the first and fifth inner surfaces 131a and 135a of the second Halbach arrangement 130 are magnetized to the S pole.
  • the third inner surface 123b is magnetized to the S pole.
  • the first opposing surface 141 of the first magnet unit 140 and the second opposing surface 151 of the second magnet unit 150 are magnetized to the S pole.
  • a magnetic field in a direction from the third inner surface 123a toward the first and fifth inner surfaces 121a and 125a is formed.
  • a magnetic field in a direction from the third inner surface 133a toward the first and fifth inner surfaces 131a and 135a is formed.
  • a magnetic field in a direction to repel each other is formed between the first Halbach arrangement 120 and the second Halbach arrangement 130 .
  • the direction of the current is the direction from the second fixed contactor 22b to the first fixed contactor 22a through the movable contactor 43 .
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the front left.
  • the arc path A.P in the vicinity of the second fixed contactor 22b is also formed toward the front right.
  • the direction of the current is a direction from the first fixed contactor 22a through the movable contactor 43 to the second fixed contactor 22b.
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the left of the rear.
  • the arc path A.P in the vicinity of the second fixed contactor 22b is also formed toward the rear right side.
  • each Halbach array 120 and 130 and the first and second magnet units 140 and 150 when the polarity of each surface of the first and second Halbach arrays 120 and 130 and the first and second magnet units 140 and 150 is changed, each Halbach array 120 and 130 And the directions of the magnetic fields formed by each of the magnets 140 and 150 are reversed. Accordingly, the path (A.P) of the generated electromagnetic force and arc is also formed in the reverse direction.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contactor 22a is formed toward the rear left.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the rear right side.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contact 22a is formed toward the left in the front.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the front right.
  • the arc path forming unit 100 the polarity of the first and second Halbach arrays 120 and 130 and the first and second magnet units 140 and 150 or the direct current relay (1) Irrespective of the direction of the current passed to the , the path AP of the electromagnetic force and the arc may be formed in a direction away from the center C.
  • the arc path forming unit 200 is a magnet frame 210 , a first Halbach arrangement 220 , a second Halbach arrangement 230 , and a first magnet It includes a part 240 and a second magnet part 250 .
  • the magnet frame 210 according to the present embodiment has the same structure and function as the magnet frame 210 according to the above-described embodiment. However, the arrangement of the first Halbach arrangement 220 , the second Halbach arrangement 230 , the first magnet unit 240 and the second magnet unit 250 disposed on the magnet frame 210 according to the present embodiment There is a difference in the method.
  • the description of the magnet frame 210 will be replaced with the description of the magnet frame 210 according to the above-described embodiment.
  • a plurality of magnetic materials constituting the first Halbach array 220 are sequentially arranged side by side from left to right. That is, in the illustrated embodiment, the first Halbach arrangement 220 is formed to extend in the left and right direction.
  • the first Halbach array 220 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the first Halbach arrangement 220 may form a magnetic field together with the second Halbach arrangement 230 and the first and second magnet units 240 and 250 .
  • the first Halbach arrangement 220 may be positioned adjacent to any one of the first and second surfaces 211 and 212 . In one embodiment, the first Halbach arrangement 220 may be coupled to the inner side of the one surface (ie, the direction toward the space portion 215).
  • the first Halbach arrangement 220 is disposed on the inside of the first surface 211 and adjacent to the first surface 211 , It faces the second Halbach arrangement 230 positioned inside.
  • the space 215 and the fixed contact 22 and the movable contact 43 accommodated in the space 215 are positioned.
  • the first Halbach arrangement 220 may be located at a central portion of the first surface 211 .
  • the shortest distance between the first Halbach arrangement 220 and the third surface 213 and the shortest distance between the first Halbach arrangement 220 and the fourth surface 214 may be the same.
  • the first Halbach array 220 may enhance the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the second Halbach array 230 , and the first and second magnet units 240 and 250 . Since the direction of the magnetic field formed by the first Halbach array 220 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first Halbach arrangement 220 includes a first block 221 , a second block 222 , and a third block 223 . It will be understood that a plurality of magnetic materials constituting the first Halbach array 220 are named blocks 221 , 222 , and 223 , respectively.
  • the first to third blocks 221 , 222 , and 223 may be formed of a magnetic material.
  • the first to third blocks 221 , 222 , and 223 may be provided with permanent magnets or electromagnets.
  • the first to third blocks 221 , 222 , and 223 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to third blocks 221 , 222 , and 223 are arranged in parallel in the extending direction of the first surface 211 , that is, in the left and right direction.
  • the first block 221 is located at the leftmost side. That is, the first block 221 is positioned adjacent to the third surface 213 . Also, the third block 223 is located on the rightmost side. That is, the third block 223 is positioned adjacent to the fourth surface 214 . The second block 222 is positioned between the first block 221 and the third block 223 .
  • first to third blocks 221 , 222 , and 223 are arranged side by side in order from left to right.
  • the blocks 221 , 222 , and 223 adjacent to each other may contact each other.
  • the first block 221 is a direction toward the second Halbach arrangement 230 or the space portion 215, in the illustrated embodiment, the first fixed contact 22a and the second Halbach arrangement 230 in the front-rear direction. It may be disposed to overlap the first block 231 .
  • the second block 222 is the second block of the center (C) and the second Halbach arrangement 230 in the direction toward the second Halbach arrangement 230 or the space portion 215, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be arranged to overlap with (232).
  • the third block 223 is the second fixed contact 22b and the second Halbach arrangement 230 in the direction toward the second Halbach arrangement 230 or the space portion 215, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be disposed to overlap the third block 233 .
  • Each block 221 , 222 , 223 includes a plurality of faces.
  • the first block 221 includes a first inner surface 221a facing the second block 222 and a first outer surface 221b opposite to the second block 222 .
  • the second block 222 has a second inner surface 222a facing the space 215 or the second Halbach arrangement 230 and a second outer surface opposite to the space 215 or the second Halbach arrangement 230 . (222b).
  • the third block 223 includes a third inner surface 223a facing the second block 222 and a third outer surface 223b facing the second block 222 .
  • each block 221 , 222 , 223 may be magnetized according to a predetermined rule to form a Halbach arrangement.
  • first to third inner surfaces 221a , 222a , and 223a may be magnetized to have the same polarity.
  • first to third outer surfaces 221b , 222b , and 223b may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • first to third inner surfaces 221a , 222a , and 223a may be magnetized to have the same polarity as the first to third inner surfaces 231a , 232a , and 233a of the second Halbach arrangement 230 .
  • first to third inner surfaces 221a , 222a , and 223a may be magnetized to have the same polarity as the opposite surfaces 241 and 251 of the first and second magnet units 240 and 250 .
  • a plurality of magnetic materials constituting the second Halbach array 230 are sequentially arranged side by side from left to right. That is, in the illustrated embodiment, the second Halbach arrangement 230 is formed to extend in the left and right direction.
  • the second Halbach arrangement 230 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the second Halbach arrangement 230 may form a magnetic field together with the first Halbach arrangement 220 and the first and second magnet units 240 and 250 .
  • the second Halbach arrangement 230 may be positioned adjacent to the other one of the first and second surfaces 211 and 212 .
  • the second Halbach arrangement 230 may be coupled to the inside of the other surface (ie, the direction toward the space 215 ).
  • the second Halbach arrangement 230 is disposed on the inside of the second surface 212 and adjacent to the second surface 212 , It faces the first Halbach arrangement 220 located inside.
  • the space 215 and the fixed contact 22 and the movable contact 43 accommodated in the space 215 are positioned.
  • the second Halbach arrangement 230 may be located in a central portion of the second surface 212 .
  • the shortest distance between the second Halbach arrangement 230 and the third surface 213 and the shortest distance between the second Halbach arrangement 230 and the fourth surface 214 may be the same.
  • the second Halbach arrangement 230 may enhance the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the first Halbach arrangement 220 , the first and second magnet units 240 and 250 . Since the direction of the magnetic field formed by the second Halbach arrangement 230 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the second Halbach arrangement 230 includes a first block 231 , a second block 232 , and a third block 233 . It will be understood that a plurality of magnetic materials constituting the second Halbach array 230 are named blocks 231 , 232 , and 233 , respectively.
  • the first to third blocks 231 , 232 , and 233 may be formed of a magnetic material.
  • the first to third blocks 231 , 232 , and 233 may be provided with permanent magnets or electromagnets.
  • the first to third blocks 231 , 232 , and 233 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to third blocks 231 , 232 , and 233 are arranged in parallel in the extending direction of the first surface 211 , that is, in the left and right direction.
  • the first block 231 is located at the leftmost side. That is, the first block 231 is positioned adjacent to the third surface 213 . Also, the third block 233 is located on the rightmost side. That is, the third block 233 is positioned adjacent to the fourth surface 214 . The second block 232 is positioned between the first block 231 and the third block 233 .
  • first to third blocks 231 , 232 , and 233 are sequentially arranged side by side from left to right.
  • the blocks 231 , 232 , and 233 adjacent to each other may contact each other.
  • the first block 231 is the first fixed contact 22a and the first Halbach arrangement 220 in the direction toward the first Halbach arrangement 220 or the space portion 215, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be disposed to overlap the first block 221 .
  • the second block 232 is a second block of the center C and the first Halbach arrangement 220 in the direction toward the first Halbach arrangement 220 or the space portion 215, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be arranged to overlap with (222).
  • the third block 233 is a direction toward the first Halbach arrangement 220 or the space portion 215, in the illustrated embodiment, the second fixed contact 22b and the first Halbach arrangement 220 in the front-rear direction. It may be disposed to overlap the third block 223 .
  • Each block 231 , 232 , 233 includes a plurality of faces.
  • the first block 231 includes a first inner surface 231a facing the second block 232 and a first outer surface 231b opposite to the second block 232 .
  • the second block 232 has a second inner surface 232a facing the space 215 or the first Halbach arrangement 220 and a second outer surface opposite the space 215 or the first Halbach arrangement 220 . (232b).
  • the third block 233 includes a third inner surface 233a facing the second block 232 and a third outer surface 233b facing the second block 232 .
  • each block 231 , 232 , and 233 may be magnetized according to a predetermined rule to form a Halbach arrangement.
  • first to third inner surfaces 231a, 232a, and 233a may be magnetized to have the same polarity.
  • first to third outer surfaces 231b, 232b, and 233b may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • first to third inner surfaces 231a , 232a , and 233a may be magnetized to have the same polarity as the first to third inner surfaces 221a , 222a , 223a of the first Halbach array 220 .
  • first to third inner surfaces 231a , 232a , and 233a may be magnetized to have the same polarity as the respective opposite surfaces 241 and 251 of the first and second magnet units 240 and 250 .
  • One or more of the first Halbach arrangement 220 and the second Halbach arrangement 230 may be provided. That is, in the embodiment shown in FIG. 9 , both the first and second Halbach arrays 220 and 230 are provided.
  • only the first Halbach arrangement 220 is provided.
  • only the second Halbach arrangement 230 may be provided.
  • the first and second magnet parts 240 , 250 form a magnetic field on their own or together with the first and second Halbach arrays 220 , 230 and different magnet parts 240 , 250 .
  • An arc path A.P may be formed in the arc chamber 21 by the magnetic field formed by the first and second magnet units 240 and 250 .
  • the first and second magnet units 240 and 250 may be provided in any shape capable of forming a magnetic field by being magnetized. In an embodiment, the first and second magnet units 240 and 250 may be provided as permanent magnets or electromagnets.
  • the first and second magnet units 240 and 250 may be positioned adjacent to any one of the first to fourth surfaces 211 , 212 , 213 and 214 , respectively.
  • the first magnet portion 240 is positioned adjacent to the third surface 213 .
  • the second magnet portion 250 is positioned adjacent to the fourth surface 214 .
  • the first magnet part 240 and the second magnet part 250 are disposed to face each other with the space part 215 interposed therebetween.
  • the first magnet part 240 and the second magnet part 250 are formed to extend in one direction. In the illustrated embodiment, the first magnet unit 240 and the second magnet unit 250 are formed to extend in the front-rear direction.
  • the first and second magnet units 240 and 250 each include a plurality of surfaces.
  • the first magnet part 240 has a first opposite surface 241 facing the space 215 or the fixed contact 22 and a first opposite surface opposite to the space 215 or the fixed contact 22 . (242).
  • the second magnet part 250 has a second opposing face 251 facing the space 215 or fixed contact 22 and a second opposing face 252 facing the space 215 or fixed contact 22 .
  • Each surface of the first and second magnet units 240 and 250 may be magnetized according to a predetermined rule.
  • first opposing surface 241 and the second opposing surface 251 may be magnetized to have the same polarity.
  • the first opposing surface 241 and the second opposing surface 251 are the second outer surface 222b of the first Halbach arrangement 220 and the second outer surface 232b of the second Halbach arrangement 230 and They can be magnetized with the same polarity.
  • first opposite surface 242 and the second opposite surface 252 may be magnetized to a polarity different from the polarity.
  • the first opposite surface 242 and the second opposite surface 252 are the second inner surface 222a of the first Halbach arrangement 220 and the second inner surface 232a of the second Halbach arrangement 230 and They can be magnetized with the same polarity.
  • the first to third inner surfaces 221a , 222a , and 223a of the first Halbach array 220 are magnetized to the N pole.
  • the first to third outer surfaces 221b, 222b, and 223b are magnetized to the S pole.
  • the first to third inner surfaces 231a, 232a, and 233a of the second Halbach arrangement 230 are magnetized to the N pole.
  • the first to third outer surfaces 231b, 232b, and 233b are magnetized to the S pole.
  • the first opposing surface 241 of the first magnet part 240 and the second opposing surface 251 of the second magnet part 250 are magnetized to the S pole.
  • a magnetic field in a direction from the second inner surface 222a toward the first and third outer surfaces 221b and 223b is formed.
  • a magnetic field in a direction from the second inner surface 232a toward the first and third outer surfaces 231b and 233b is formed.
  • a magnetic field in a direction to repel each other is formed between the first Halbach arrangement 220 and the second Halbach arrangement 230 .
  • a magnetic field is formed in a direction from the second inner surface 222a to the opposite surfaces 241 and 251 .
  • the direction of the current is the direction from the second fixed contactor 22b to the first fixed contactor 22a through the movable contactor 43 .
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the front left.
  • the arc path A.P in the vicinity of the second fixed contactor 22b is also formed toward the front right.
  • the direction of the current is the direction from the first fixed contactor 22a to the movable contactor 43 and out to the second fixed contactor 22b.
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the left of the rear.
  • the arc path A.P in the vicinity of the second fixed contactor 22b is also formed toward the rear right side.
  • each Halbach array 220 and 230 and the first and second magnet units 240 and 250 is changed, each Halbach array 220 and 230 And the directions of the magnetic fields formed by each of the magnet units 240 and 250 are reversed. Accordingly, the path (A.P) of the generated electromagnetic force and arc is also formed in the reverse direction.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contactor 22a is formed toward the left of the rear side.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the rear right side.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contact 22a is formed toward the left in the front.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the front right.
  • the arc path forming unit 200 the polarity of the first and second Halbach arrays 220 and 230 and the first and second magnet units 240 and 250 or the direct current relay (1) Irrespective of the direction of the current passed to the , the path AP of the electromagnetic force and the arc may be formed in a direction away from the center C.
  • the arc path forming unit 300 is a magnet frame 310 , a first Halbach arrangement 320 , a second Halbach arrangement 330 , and a first magnet It includes a part 340 and a second magnet part 350 .
  • the magnet frame 310 according to this embodiment has the same structure and function as the magnet frame 310 according to the above-described embodiment. However, the arrangement of the first Halbach arrangement 320 , the second Halbach arrangement 330 , the first magnet unit 340 and the second magnet unit 350 disposed on the magnet frame 310 according to the present embodiment There is a difference in the method.
  • the description of the magnet frame 310 will be replaced with the description of the magnet frame 310 according to the above-described embodiment.
  • a plurality of magnetic materials constituting the first Halbach array 320 are sequentially arranged in parallel from the front side to the rear side. That is, in the illustrated embodiment, the first Halbach arrangement 320 is formed to extend in the front-rear direction.
  • the first Halbach array 320 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the first Halbach arrangement 320 may form a magnetic field together with the second Halbach arrangement 330 and the first and second magnet parts 340 and 350 .
  • the first Halbach arrangement 320 may be positioned adjacent to any one of the third surface 313 and the fourth surface 314 .
  • the first Halbach arrangement 320 may be coupled to the inner side of the one surface (ie, the direction toward the space portion 315).
  • the first Halbach arrangement 320 is disposed on the inside of the third surface 313 and adjacent to the third surface 313 , It faces the second Halbach arrangement 330 located inside.
  • the space 315 and the fixed contact 22 and the movable contact 43 accommodated in the space 315 are positioned.
  • the first Halbach arrangement 320 may be located at a central portion of the third surface 313 in the front-rear direction.
  • the shortest distance between the first Halbach arrangement 320 and the first surface 311 and the shortest distance between the first Halbach arrangement 320 and the second surface 312 may be the same.
  • the first Halbach arrangement 320 may enhance the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the second Halbach arrangement 330 , and the first and second magnet units 340 and 350 . Since the direction of the magnetic field formed by the first Halbach array 320 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first Halbach arrangement 320 includes a first block 321 , a second block 322 , and a third block 323 . It will be understood that the plurality of magnetic materials constituting the first Halbach array 320 are named blocks 321 , 322 , and 323 , respectively.
  • the first to third blocks 321 , 322 , and 323 may be formed of a magnetic material.
  • the first to third blocks 321, 322, 323 may be provided with a permanent magnet or an electromagnet.
  • the first to third blocks 321 , 322 , and 323 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to third blocks 321 , 322 , and 323 are arranged in parallel in the direction in which the third surface 313 extends, that is, in the front-rear direction.
  • the first block 321 is located at the rearmost side. That is, the first block 321 is positioned adjacent to the first surface 311 .
  • the third block 323 is located on the most forward side. That is, the third block 323 is positioned adjacent to the second surface 312 .
  • the second block 322 is positioned between the first block 321 and the third block 323 .
  • the first to third blocks 321 , 322 , and 323 are sequentially arranged in parallel from the rear side toward the front side.
  • the blocks 321 , 322 , and 323 adjacent to each other may contact each other.
  • the first block 321 overlaps with the first block 331 of the second Halbach arrangement 330 in the direction toward the second Halbach arrangement 330 or the space 315, and in the left and right direction in the illustrated embodiment. can be laid out.
  • the second block 322 is the second Halbach arrangement 330 or the direction toward the space 315, each fixed contact 22a, 22b in the left and right directions in the illustrated embodiment, the central portion (C) and the second half It may be disposed to overlap the second block 332 of the Bach arrangement 330 .
  • the third block 323 overlaps with the third block 333 of the second Halbach arrangement 330 in the left-right direction in the illustrated embodiment, in the direction toward the second Halbach arrangement 330 or the space portion 315 . can be laid out.
  • Each block 321 , 322 , 323 includes a plurality of faces.
  • the first block 321 includes a first inner surface 321a facing the second block 322 and a first outer surface 321b facing the second block 322 .
  • the second block 322 has a second inner surface 322a facing the space 315 or the second Halbach arrangement 330 and a second outer surface opposite to the space 315 or the second Halbach arrangement 330 . (322b).
  • the third block 323 includes a third inner surface 323a facing the second block 322 and a third outer surface 323b opposite the second block 322 .
  • each block 321 , 322 , 323 may be magnetized according to a predetermined rule to constitute a Halbach arrangement.
  • first to third inner surfaces 321a, 322a, and 323a may be magnetized to have the same polarity.
  • first to third outer surfaces 321b, 322b, and 323b may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • first to third inner surfaces 321a , 322a , and 323a may be magnetized with the same polarity as the first to third inner surfaces 331a , 332a , and 333a of the second Halbach arrangement 330 .
  • first to third inner surfaces 321a , 322a , and 323a may be magnetized to have a polarity different from that of the opposite surfaces 341 and 351 of the first and second magnet parts 340 and 350 . That is, the first to third inner surfaces 321a, 322a, and 323a are magnetized with the same polarity as the opposite surfaces 342 and 352 of the first and second magnet parts 340 and 350, respectively.
  • a plurality of magnetic materials constituting the second Halbach array 330 are sequentially arranged in parallel from the front side to the rear side. That is, in the illustrated embodiment, the second Halbach arrangement 330 is formed to extend in the front-rear direction.
  • the second Halbach arrangement 330 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the second Halbach arrangement 330 may form a magnetic field together with the first Halbach arrangement 320 and the first and second magnet units 340 and 350 .
  • the second Halbach arrangement 330 may be positioned adjacent to the other of the third face 313 and the fourth face 314 .
  • the second Halbach arrangement 330 may be coupled to the inside of the other surface (ie, the direction toward the space 315).
  • the second Halbach arrangement 330 is disposed on the inside of the fourth face 314 and adjacent to the fourth face 314 , It faces the first Halbach arrangement 320 located inside.
  • the space 315 and the fixed contact 22 and the movable contact 43 accommodated in the space 315 are positioned.
  • the second Halbach arrangement 330 may be located at a central portion of the fourth surface 314 .
  • the shortest distance between the second Halbach arrangement 330 and the first surface 311 and the shortest distance between the second Halbach arrangement 330 and the second surface 312 may be the same.
  • the second Halbach arrangement 330 may intensify the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the first Halbach arrangement 320 , the first and second magnet units 340 and 350 . Since the direction of the magnetic field formed by the second Halbach arrangement 330 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the second Halbach arrangement 330 includes a first block 331 , a second block 332 , and a third block 333 . It will be understood that the plurality of magnetic materials constituting the second Halbach array 330 are respectively named blocks 331 , 332 , and 333 .
  • the first to third blocks 331 , 332 , and 333 may be formed of a magnetic material.
  • the first to third blocks 331 , 332 , 333 may be provided with permanent magnets or electromagnets.
  • the first to third blocks 331 , 332 , and 333 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to third blocks 331 , 332 , and 333 are arranged in parallel in the direction in which the fourth surface 314 extends, that is, in the front-rear direction.
  • the first block 331 is located at the rearmost side. That is, the first block 331 is positioned adjacent to the first surface 311 .
  • the third block 333 is located on the most forward side. That is, the third block 333 is positioned adjacent to the second surface 312 .
  • the second block 332 is positioned between the first block 331 and the third block 333 .
  • the first to third blocks 331 , 332 , and 333 are sequentially arranged in parallel from the rear side toward the front side.
  • the blocks 331 , 332 , and 333 adjacent to each other may contact each other.
  • the first block 331 overlaps the first block 321 of the first Halbach arrangement 320 in the left-right direction in the direction toward the first Halbach arrangement 320 or the space portion 315, in the illustrated embodiment. can be laid out.
  • the second block 332 is the first Halbach arrangement 320 or the direction toward the space 315, each fixed contact 22a, 22b in the left and right directions in the illustrated embodiment, the central portion (C) and the first half It may be disposed to overlap the second block 322 of the Bach arrangement 320 .
  • the third block 333 overlaps with the third block 323 of the first Halbach arrangement 320 in the left-right direction in the direction toward the first Halbach arrangement 320 or the space 315, in the illustrated embodiment. can be laid out.
  • Each block 331 , 332 , 333 includes a plurality of faces.
  • the first block 331 includes a first inner surface 331a facing the second block 332 and a first outer surface 331b opposite to the second block 332 .
  • the second block 332 has a second inner surface 332a facing the space 315 or the first Halbach arrangement 320 and a second outer surface opposite the space 315 or the first Halbach arrangement 320 . (332b).
  • the third block 333 includes a third inner surface 333a facing the second block 332 and a third outer surface 333b facing the second block 332 .
  • each block 331 , 332 , 333 may be magnetized according to a predetermined rule to form a Halbach arrangement.
  • first to third inner surfaces 331a, 332a, and 333a may be magnetized to have the same polarity.
  • first to third outer surfaces 331b, 332b, and 333b may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • first to third inner surfaces 331a , 332a , and 333a may be magnetized with the same polarity as the first to third inner surfaces 321a , 322a , 323a of the first Halbach arrangement 320 .
  • first to third inner surfaces 331a , 332a , and 333a may be magnetized to have a polarity different from that of the opposite surfaces 341 and 351 of the first and second magnet parts 340 and 350 . That is, the first to third inner surfaces 331a , 332a , and 333a may be magnetized with the same polarity as the opposite surfaces 342 and 352 of the first and second magnet parts 340 and 350 .
  • One or more of the first Halbach arrangement 320 and the second Halbach arrangement 330 may be provided. That is, in the embodiment shown in FIG. 13 , both the first and second Halbach arrays 320 and 330 are provided.
  • only the second Halbach arrangement 330 may be provided.
  • only the first Halbach arrangement 320 is provided.
  • the first and second magnet parts 340 , 350 form a magnetic field on their own or together with the first and second Halbach arrays 320 , 330 and different magnet parts 340 , 350 .
  • An arc path A.P may be formed in the arc chamber 21 by the magnetic field formed by the first and second magnet units 340 and 350 .
  • the first and second magnet parts 340 and 350 may be provided in any shape capable of forming a magnetic field by being magnetized.
  • the first and second magnet units 340 and 350 may be provided as permanent magnets or electromagnets.
  • the first and second magnet units 340 and 350 may be positioned adjacent to any one of the first to fourth surfaces 311 , 312 , 313 , and 314 , respectively.
  • the first magnet portion 340 is positioned adjacent to the first surface 311 .
  • the second magnet portion 350 is positioned adjacent to the second surface 312 .
  • the first magnet part 340 and the second magnet part 350 are disposed to face each other with the space part 315 interposed therebetween.
  • a fixed contact 22 and a movable contact 43 are positioned between the first magnet unit 340 and the second magnet unit 350 .
  • the first magnet part 340 and the second magnet part 350 are formed to extend in one direction. In the illustrated embodiment, the first magnet part 340 and the second magnet part 350 are formed to extend in the left and right directions.
  • the first and second magnet units 340 and 350 each include a plurality of surfaces.
  • the first magnet portion 340 has a first opposite surface 341 facing the space 315 or the fixed contact 22 and a first opposite surface opposite to the space 315 or the fixed contact 22 . (342).
  • the second magnet part 350 has a second opposing surface 351 facing the space 315 or the fixed contact 22 and a second opposing surface 352 facing the space 315 or the fixed contact 22 .
  • Each surface of the first and second magnet units 340 and 350 may be magnetized according to a predetermined rule.
  • first opposing surface 341 and the second opposing surface 351 may be magnetized to have the same polarity.
  • the first opposed surface 341 and the second opposed surface 351 may be magnetized with the same polarity as the first to third outer surfaces 321b , 322b , 323b of the first Halbach arrangement 320 .
  • the first opposed surface 341 and the second opposed surface 351 may be magnetized with the same polarity as the first to third outer surfaces 331b , 332b , and 333b of the second Halbach arrangement 330 .
  • first facing surface 341 and the second facing surface 351 are the first to third inner surfaces 321a , 322a , 323a of the first Halbach arrangement 320 and the second Halbach arrangement 330 .
  • the first to third inner surfaces 331a, 332a, and 333a may be magnetized to have a different polarity.
  • the first to third inner surfaces 321a , 322a , and 323a of the first Halbach arrangement 320 are magnetized to the S pole.
  • the first to third outer surfaces 321b, 322b, and 323b are magnetized to the N pole.
  • the first to third inner surfaces 331a, 332a, 333a of the second Halbach arrangement 330 are magnetized to the S pole.
  • the first to third outer surfaces 331b, 332b, and 333b are magnetized to the N pole.
  • the first opposing surface 341 of the first magnet part 340 and the second opposing surface 351 of the second magnet part 350 are magnetized to the N pole.
  • a magnetic field in a direction from the first and third outer surfaces 321b and 323b toward the second inner surface 322a is formed.
  • a magnetic field in a direction from the first and third outer surfaces 331b and 333b toward the second inner surface 332a is formed.
  • a magnetic field in a direction to repel each other is formed between the first Halbach arrangement 320 and the second Halbach arrangement 330 .
  • the direction of the current is a direction from the second fixed contactor 22b to the first fixed contactor 22a through the movable contactor 43 .
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the front left.
  • the arc path A.P in the vicinity of the second fixed contactor 22b is also formed toward the front right.
  • the direction of the current is the direction from the first fixed contactor 22a to the movable contactor 43 and out to the second fixed contactor 22b.
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the left of the rear.
  • the arc path A.P in the vicinity of the second fixed contactor 22b is also formed toward the rear right side.
  • each Halbach array 320 and 330 And the direction of the magnetic field formed by each of the magnets 340 and 350 is reversed. Accordingly, the path (A.P) of the generated electromagnetic force and arc is also formed in the reverse direction.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contactor 22a is formed toward the rear left.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the rear right side.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contactor 22a is formed toward the left in the front.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the front right.
  • the arc path forming unit 300 the polarity of the first and second Halbach arrays 320 and 330 and the first and second magnet units 340 and 350 or the DC relay 1 ) Irrespective of the direction of the current passed to the , the path AP of the electromagnetic force and the arc may be formed in a direction away from the center C.
  • Each arc path forming unit 100 , 200 , 300 forms a magnetic field inside the arc chamber 21 .
  • An electromagnetic force is formed in the arc chamber 21 by the current flowing through the DC relay 1 and the formed magnetic field.
  • the arc generated as the fixed contact 22 and the movable contact 43 are spaced apart is moved to the outside of the arc chamber 21 by the formed electromagnetic force. Specifically, the generated arc is moved along the direction of the formed electromagnetic force. Accordingly, it may be said that the arc path forming units 100 , 200 , and 300 form the arc path A.P, which is a path through which the generated arc flows.
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 are located in a space formed inside the upper frame 11 .
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 are disposed to surround the arc chamber 21 .
  • the arc chamber 21 is located inside the arc path forming part 100 , 200 , 300 .
  • a fixed contact 22 and a movable contact 43 are positioned inside the arc path forming units 100 , 200 , and 300 .
  • the arc generated by the fixed contact 22 and the movable contact 43 being spaced apart may be induced by an electromagnetic force formed by the arc path forming units 100 , 200 , and 300 .
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 include a Halbach arrangement or a magnet unit.
  • the Halbach arrangement or the magnet part forms a magnetic field inside the arc path forming part 100, 200, 300 in which the fixed contact 22 and the movable contact 43 are accommodated.
  • the Halbach arrangement or the magnet unit may form a magnetic field by itself and between each other.
  • the magnetic field formed by the Halbach arrangement and the magnet portion forms an electromagnetic force together with the current passed through the fixed contact 22 and the movable contact 43 .
  • the formed electromagnetic force induces an arc generated when the fixed contact 22 and the movable contact 43 are spaced apart.
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 form an electromagnetic force in a direction away from the center C of the space portions 115 , 215 , 315 . Accordingly, the arc path A.P is also formed in a direction away from the center portion C of the space.
  • each component provided in the DC relay 1 is not damaged by the generated arc. Furthermore, the generated arc can be rapidly discharged to the outside of the arc chamber 21 .
  • each arc path forming unit 100 , 200 , and 300 and the arc path AP formed by each arc path forming unit 100 , 200 , 300 will be described in detail with reference to the accompanying drawings. .
  • the arc path forming units 100 , 200 , and 300 may have a Halbach arrangement positioned on at least one of the front side and the rear side.
  • the rear side may be defined in a direction adjacent to the first surfaces 111 , 211 , and 311
  • the front side may be adjacent to the second surfaces 112 , 212 , and 312 .
  • the left side may be defined as a direction adjacent to the third surfaces 113 , 213 , and 313
  • the right side may be defined in a direction adjacent to the fourth surfaces 114 , 214 , and 314 .
  • the arc path forming unit 100 includes a magnet frame 110 , a first Halbach arrangement 120 , and a second Halbach arrangement 130 .
  • the magnet frame 110 forms a skeleton of the arc path forming unit 100 .
  • a first Halbach arrangement 120 and a second Halbach arrangement 130 are disposed on the magnet frame 110 .
  • the first Halbach arrangement 120 and the second Halbach arrangement 130 may be coupled to the magnet frame 110 .
  • the magnet frame 110 has a rectangular cross-section extending in the longitudinal direction, in the illustrated embodiment, in the left and right directions.
  • the shape of the magnet frame 110 may be changed according to the shape of the upper frame 11 and the arc chamber 21 .
  • the magnet frame 110 includes a first surface 111 , a second surface 112 , a third surface 113 , a fourth surface 114 , and a space portion 115 .
  • the first surface 111 , the second surface 112 , the third surface 113 , and the fourth surface 114 form an outer peripheral surface of the magnet frame 110 . That is, the first surface 111 , the second surface 112 , the third surface 113 , and the fourth surface 114 function as a wall of the magnet frame 110 .
  • the second surface 112 , the third surface 113 , and the fourth surface 114 may be in contact with or fixedly coupled to the inner surface of the upper frame 11 .
  • the first Halbach arrangement 120, the second Halbach arrangement 130 is can be located on the inside of the first surface 111, the second surface 112, the third surface 113 and the fourth surface 114.
  • the first side 111 forms the rear side.
  • the second surface 112 forms a front side surface and faces the first surface 111 .
  • the third face 113 forms the left face.
  • the fourth side 114 forms the right side and faces the third side 113 .
  • first surface 111 and the second surface 112 face each other with the space portion 115 interposed therebetween.
  • third surface 113 and the fourth surface 114 face each other with the space portion 115 interposed therebetween.
  • the first surface 111 is continuous with the third surface 113 and the fourth surface 114 .
  • the first surface 111 may be coupled to the third surface 113 and the fourth surface 114 at a predetermined angle.
  • the predetermined angle may be a right angle.
  • the second surface 112 is continuous with the third surface 113 and the fourth surface 114 .
  • the second surface 112 may be coupled to the third surface 113 and the fourth surface 114 at a predetermined angle.
  • the predetermined angle may be a right angle.
  • Each edge at which the first surface 111 to the fourth surface 114 are connected to each other may be chamfered.
  • a fastening member (not shown) may be provided for coupling the respective surfaces 111 , 112 , 113 , and 114 with the first and second Halbach arrays 120 and 130 .
  • an arc discharge hole may be formed through at least one of the first surface 111 , the second surface 112 , the third surface 113 , and the fourth surface 114 . .
  • the arc discharge hole may function as a passage through which the arc generated in the space 115 is discharged.
  • the space surrounded by the first surface 111 to the fourth surface 114 may be defined as the space portion 115 .
  • the fixed contact 22 and the movable contact 43 are accommodated in the space 115 .
  • the arc chamber 21 is accommodated in the space 115 .
  • the movable contact 43 may be moved in a direction toward the fixed contact 22 (ie, a downward direction) or a direction away from the fixed contact 22 (ie, an upward direction).
  • a path A.P of the arc generated in the arc chamber 21 is formed in the space portion 115 . This is achieved by the magnetic field formed by the first Halbach arrangement 120 and the second Halbach arrangement 130 .
  • a central portion of the space portion 115 may be defined as a central portion (C).
  • a straight line distance from each corner where the first to fourth surfaces 111 , 112 , 113 , and 114 are connected to each other to the center C may be formed to be the same.
  • the central portion C is positioned between the first fixed contact 22a and the second fixed contact 22b.
  • the central portion of the movable contact portion 40 is positioned vertically below the central portion (C). That is, the central portion of the housing 41, the cover 42, the movable contact 43, the shaft 44, and the elastic portion 45 is positioned vertically below the central portion (C).
  • the arc path forming unit 100 includes a first Halbach arrangement 120 and a second Halbach arrangement 130 .
  • a plurality of magnetic materials constituting the first Halbach array 120 are sequentially arranged side by side from left to right. That is, in the illustrated embodiment, the first Halbach arrangement 120 is formed to extend in the left and right direction.
  • the first Halbach array 120 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the first Halbach arrangement 120 may form a magnetic field together with the second Halbach arrangement 130 .
  • the first Halbach arrangement 120 may be positioned adjacent to any one of the first and second surfaces 111 and 112 . In one embodiment, the first Halbach arrangement 120 may be coupled to the inner side of the one surface (ie, the direction toward the space portion 115).
  • the first Halbach arrangement 120 is disposed on the inside of the first surface 111 , adjacent to the first surface 111 , and is disposed on the inside of the second surface 112 . Facing the Halbach arrangement 130 .
  • the space portion 115 and the fixed contactor 22 and the movable contactor 43 accommodated in the space portion 115 are positioned.
  • the first Halbach arrangement 120 may enhance the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the second Halbach arrangement 130 . Since the direction of the magnetic field formed by the first Halbach array 120 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first Halbach arrangement 120 includes a first block 121 , a second block 122 , a third block 123 , a fourth block 124 , and a fifth block 125 .
  • the plurality of magnetic materials constituting the first Halbach array 120 are respectively named blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 .
  • the first to fifth blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 may be formed of a magnetic material.
  • the first to fifth blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 may be provided with permanent magnets or electromagnets.
  • the first to fifth blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to fifth blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 are arranged in parallel in the extending direction of the first surface 111 , that is, in the left-right direction.
  • the first block 121 is located on the leftmost side. That is, the first block 121 is positioned adjacent to the third surface 113 . Also, the fifth block 125 is located on the rightmost side. That is, the third block 123 is positioned adjacent to the fourth surface 114 .
  • the second to fourth blocks 122 , 123 , and 124 are sequentially positioned side by side in a direction from left to right between the first block 121 and the fifth block 125 .
  • the blocks 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 adjacent to each other may contact each other.
  • the second block 122 is a direction toward the second Halbach arrangement 130 or the space portion 115, in the illustrated embodiment, the first fixed contact 22a and the second Halbach arrangement 130 in the front-rear direction. It may be disposed to overlap the second block 132 .
  • the fourth block 124 is the second fixed contact 22b and the second Halbach arrangement 130 in the direction toward the second Halbach arrangement 130 or the space portion 115, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be disposed to overlap the fourth block 134 .
  • Each block 121 , 122 , 123 , 124 , 125 includes a plurality of faces.
  • the first block 121 includes a first inner surface 121a facing the second block 122 and a first outer surface 121b opposite to the second block 122 .
  • the second block 122 has a second inner surface 122a facing the space 115 or the second Halbach arrangement 130 and a second outer surface opposite to the space 115 or the second Halbach arrangement 130 . (122b).
  • the third block 123 includes a third inner surface 123a facing the second block 122 and a third outer surface 123b facing the fourth block 124 .
  • the fourth block 124 has a fourth inner surface 124a facing the space 115 or the second Halbach arrangement 130 and a fourth outer surface opposite to the space 115 or the second Halbach arrangement 130 . (124b).
  • the fifth block 125 includes a fifth inner surface 125a facing the fourth block 124 and a fifth outer surface 125b facing the fourth block 124 .
  • each block 121 , 122 , 123 , 124 , and 125 may be magnetized according to a predetermined rule to form a Halbach arrangement.
  • first to third inner surfaces 121a, 122a, and 123a and the fourth and fifth outer surfaces 124b and 125b may be magnetized with the same polarity.
  • first to third outer surfaces 121b, 122b, and 123b and the fourth and fifth inner surfaces 124a and 125a may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • the first to third inner surfaces (121a, 122a, 123a) and the fourth and fifth outer surfaces (124b, 125b) are the first to third outer surfaces (131b, 132b, 133b) of the second Halbach arrangement 130 and
  • the fourth and fifth inner surfaces 134a and 135a may be magnetized to have the same polarity.
  • first to third outer surfaces 121b, 122b, 123b and the fourth and fifth inner surfaces 124a, 125a are the first to third inner surfaces 131a, 132a, 133a of the second Halbach arrangement 130 . and the fourth and fifth outer surfaces 134b and 135b may be magnetized to the same polarity.
  • a plurality of magnetic materials constituting the second Halbach array 130 are sequentially arranged side by side from left to right. That is, in the illustrated embodiment, the second Halbach arrangement 130 is formed to extend in the left and right direction.
  • the second Halbach arrangement 130 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the second Halbach arrangement 130 may form a magnetic field together with the first Halbach arrangement 120 .
  • the second Halbach arrangement 130 may be located adjacent to the other one of the first and second surfaces 111 and 112 .
  • the second Halbach arrangement 130 may be coupled to the inner side of the other surface (ie, the direction toward the space 115 ).
  • the second Halbach arrangement 130 is disposed on the inside of the second surface 112, adjacent to the second surface 112, the first Facing the Halbach arrangement 120 .
  • the space 115 and the fixed contact 22 and the movable contact 43 accommodated in the space 115 are positioned.
  • the second Halbach arrangement 130 may enhance the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the first Halbach arrangement 120 . Since the direction of the magnetic field formed by the second Halbach arrangement 130 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the second Halbach arrangement 130 includes a first block 131 , a second block 132 , a third block 133 , a fourth block 134 , and a fifth block 135 .
  • the plurality of magnetic materials constituting the second Halbach array 130 are named blocks 131 , 132 , 133 , 134 and 135 , respectively.
  • the first to fifth blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 may be formed of a magnetic material.
  • the first to fifth blocks 131 , 132 , 133 , 134 , 135 may be provided with permanent magnets or electromagnets.
  • the first to fifth blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to fifth blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 are arranged in parallel in the extending direction of the first surface 111 , that is, in the left and right direction.
  • the first block 131 is located on the leftmost side. That is, the first block 131 is positioned adjacent to the third surface 113 . Also, the fifth block 135 is located on the rightmost side. That is, the third block 133 is positioned adjacent to the fourth surface 114 .
  • the second to fourth blocks 132 , 133 , and 134 are sequentially positioned side by side in a direction from left to right between the first block 131 and the fifth block 135 .
  • the blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 adjacent to each other may contact each other.
  • the second block 132 is the first fixed contact 22a and the first Halbach arrangement 120 in the direction toward the first Halbach arrangement 120 or the space portion 115, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be disposed to overlap the second block 122 .
  • the fourth block 134 is a direction toward the first Halbach arrangement 120 or the space portion 115, in the illustrated embodiment, the second fixed contact 22b and the first Halbach arrangement 120 in the front-rear direction. It may be disposed to overlap the fourth block 124 .
  • Each block (131, 132, 133, 134, 135) includes a plurality of faces.
  • the first block 131 includes a first inner surface 131a facing the second block 132 and a first outer surface 131b opposite to the second block 132 .
  • the second block 132 has a second inner surface 132a facing the space 115 or the first Halbach arrangement 120 and a second outer surface opposite to the space 115 or the first Halbach arrangement 120 . (132b).
  • the third block 133 includes a third inner surface 133a facing the second block 132 and a third outer surface 133b facing the fourth block 134 .
  • the fourth block 134 has a fourth inner surface 134a facing the space 115 or the first Halbach arrangement 120 and a fourth outer surface opposite to the space 115 or the first Halbach arrangement 120 . (134b).
  • the fifth block 135 includes a fifth inner surface 135a facing the fourth block 134 and a fifth outer surface 135b facing the fourth block 134 .
  • the plurality of surfaces of each of the blocks 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 may be magnetized according to a predetermined rule to form a Halbach arrangement.
  • first to third inner surfaces 131a, 132a, and 133a and the fourth and fifth outer surfaces 134b and 135b may be magnetized to have the same polarity.
  • first to third outer surfaces 131b , 132b and 133b and the fourth and fifth inner surfaces 134a and 135a may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • the first to third inner surfaces (131a, 132a, 133a) and the fourth and fifth outer surfaces (134b, 135b) are the first to third outer surfaces (121b, 122b, 123b) of the first Halbach arrangement 120 and
  • the fourth and fifth inner surfaces 124a and 125a may be magnetized to have the same polarity.
  • first to third outer surfaces 131b, 132b, 133b and the fourth and fifth inner surfaces 134a, 135a are the first to third inner surfaces 131a, 132a, 133a of the second Halbach arrangement 130 . and the fourth and fifth outer surfaces 134b and 135b may be magnetized to the same polarity.
  • the first to third inner surfaces 121a , 122a , and 123a of the first Halbach array 120 are magnetized to the N pole.
  • the fourth and fifth inner surfaces 124a and 125a of the first Halbach arrangement 120 are magnetized to the S pole.
  • the first to third inner surfaces 131a, 132a, and 133a of the second Halbach arrangement 130 are magnetized to the S pole. Further, the fourth and fifth inner surfaces 134a and 135a of the second Halbach arrangement 130 are magnetized to the N pole.
  • the fourth inner surface 124a is formed from the fourth inner surface 134a.
  • a magnetic field is formed in the direction it is directed.
  • the direction of the current is the direction from the second fixed contactor 22b to the first fixed contactor 22a through the movable contactor 43 .
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the right.
  • the arc path A.P in the vicinity of the second fixed contact 22b is also formed toward the right.
  • the direction of the current is a direction from the first fixed contactor 22a to the movable contactor 43 and out to the second fixed contactor 22b.
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the left.
  • the path A.P of the arc in the vicinity of the second fixed contact 22b is also formed toward the left.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contactor 22a is formed toward the left.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the left.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contactor 22a is formed toward the right.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the right.
  • electromagnetic force and arc A path AP of may be formed in a direction away from the center C.
  • the arc path forming unit 200 includes a magnet frame 210 , a Halbach arrangement 220 , a first magnet unit 230 , and a second magnet unit 240 . ) is included.
  • the magnet frame 210 according to the present embodiment has the same structure and function as the magnet frame 210 according to the above-described embodiment. However, there is a difference in the arrangement method of the Halbach arrangement 220 and the first and second magnet units 230 and 240 arranged on the magnet frame 210 according to the present embodiment.
  • the description of the magnet frame 210 will be replaced with the description of the magnet frame 210 according to the above-described embodiment.
  • a plurality of magnetic materials constituting the Halbach array 220 are sequentially arranged side by side from left to right. That is, in the illustrated embodiment, the Halbach arrangement 220 is formed to extend in the left and right direction.
  • the Halbach array 220 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the Halbach array 220 may form a magnetic field together with the first and second magnet parts 230 and 240 .
  • the Halbach arrangement 220 may be positioned adjacent to any one of the first and second surfaces 211 and 212 .
  • the Halbach arrangement 220 may be coupled to the inner side of the one surface (ie, the direction toward the space 215 ).
  • the Halbach arrangement 220 is disposed on the inside of the second surface 212 , adjacent to the second surface 212 , and is disposed on the inside of the first surface 211 .
  • the first and second magnet parts 230 and 240 face each other.
  • the Halbach arrangement 220 is disposed on the inside of the first surface 211 , adjacent to the first surface 211 , and is disposed on the inside of the second surface 212 .
  • the first and second magnet parts 230 and 240 face each other.
  • the space 215 and the fixed contact 22 and the movable contact 43 accommodated in the space 215 are positioned.
  • the Halbach arrangement 220 may enhance the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the first and second magnet units 230 and 240 . Since the direction of the magnetic field formed by the Halbach array 220 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the Halbach arrangement 220 includes a first block 221 , a second block 222 , a third block 223 , a fourth block 224 , and a fifth block 225 .
  • a plurality of magnetic materials constituting the Halbach array 220 are named blocks 221 , 222 , 223 , 224 and 225 , respectively.
  • the first to fifth blocks 221 , 222 , 223 , 224 and 225 may be formed of a magnetic material.
  • the first to fifth blocks 221 , 222 , 223 , 224 , 225 may be provided with permanent magnets or electromagnets.
  • the first to fifth blocks 221 , 222 , 223 , 224 and 225 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to fifth blocks 221 , 222 , 223 , 224 , and 225 are arranged in parallel in the extending direction of the first surface 211 , that is, in the left and right direction.
  • the first block 221 is located at the leftmost side. That is, the first block 221 is positioned adjacent to the third surface 213 . Also, the fifth block 225 is located on the rightmost side. That is, the third block 223 is positioned adjacent to the fourth surface 214 .
  • the second to fourth blocks 222 , 223 , and 224 are sequentially arranged in a direction from left to right between the first block 221 and the fifth block 225 .
  • the blocks 221 , 222 , 223 , 224 , and 225 adjacent to each other may contact each other.
  • the second block 222 is a direction toward the first and second magnet parts 230 and 240 or the space 215, the first fixed contact 22a and the first magnet part ( 230) and may be disposed to overlap.
  • the fourth block 224 is a second fixed contact 22b and a second magnet portion ( 240) and may be disposed to overlap.
  • Each block 221 , 222 , 223 , 224 , 225 includes a plurality of faces.
  • the first block 221 includes a first inner surface 221a facing the second block 222 and a first outer surface 221b opposite to the second block 222 .
  • the second block 222 is a space portion 215 or a second inner surface 222a and a space portion 215 or first and second magnet portions 230 and 230 facing the first and second magnet portions 230 and 240. and a second outer surface 222b opposite to 240 .
  • the third block 223 includes a third inner surface 223a facing the second block 222 and a third outer surface 223b facing the fourth block 224 .
  • the fourth block 224 is a space portion 215 or a fourth inner surface 224a and a space portion 215 or first and second magnet portions 230 and 230 facing the first and second magnet portions 230 and 240, and a fourth outer surface 224b opposite 240 .
  • the fifth block 225 includes a fifth inner surface 225a facing the fourth block 224 and a fifth outer surface 225b facing the fourth block 224 .
  • the plurality of surfaces of each of the blocks 221 , 222 , 223 , 224 and 225 may be magnetized according to a predetermined rule to form a Halbach arrangement.
  • first to third inner surfaces 221a, 222a, and 223a and the fourth and fifth outer surfaces 224b and 225b may be magnetized to have the same polarity.
  • first to third outer surfaces 221b , 222b , and 223b and the fourth and fifth inner surfaces 224a and 225a may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • first to third inner surfaces 221a , 222a , 223a and the fourth and fifth outer surfaces 224b and 225b may be magnetized with the same polarity as the first opposite surface 231 of the first magnet unit 230 . .
  • first to third outer surfaces 221b, 222b, and 223b and the fourth and fifth inner surfaces 224a and 225a may be magnetized with the same polarity as the second opposing surface 241 of the second magnet unit 240 . have.
  • the first and second magnet parts 230 , 240 form a magnetic field on their own or with the Halbach arrangement 220 .
  • the arc path A.P may be formed in the arc chamber 21 by the magnetic field formed by the first and second magnet units 230 and 240 .
  • the first and second magnet parts 230 and 240 may be provided in any shape capable of forming a magnetic field by being magnetized.
  • the first and second magnet units 230 and 240 may be provided as permanent magnets or electromagnets.
  • the first and second magnet units 230 and 240 may be positioned adjacent to the other of the first and second surfaces 211 and 212 .
  • the first and second magnet parts 230 and 240 may be coupled to the inside of the other surface (ie, the direction toward the space part 215 ).
  • the first and second magnet parts 230 and 240 are positioned on the first surface 211 , and the Halbach arrangement 220 positioned adjacent to the second surface 212 . to face
  • the first and second magnet parts 230 and 240 are positioned on the second surface 212 , and the Halbach arrangement 220 positioned adjacent to the first surface 211 . to face
  • the first and second magnet parts 230 and 240 are arranged parallel to each other in the extending direction thereof.
  • the first and second magnet parts 230 and 240 extend in the left-right direction (ie, the direction in which the first surface 211 or the second surface 212 extends), respectively.
  • the first and second magnet parts 230 and 240 are disposed to be adjacent to each other in parallel in the left and right directions.
  • first and second magnet parts 230 and 240 may be in contact with each other.
  • the first and second magnet units 230 and 240 may be positioned to be biased toward different surfaces of the third and fourth surfaces 213 and 214, respectively.
  • the first magnet part 230 is positioned to be biased toward the third surface 213 .
  • the first magnet part 230 is a space part 215 or a second block of the Halbach arrangement 220 in the direction toward the first fixed contact 22a and the Halbach arrangement 220 in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be arranged to overlap with (222).
  • the second magnet portion 240 is located biased to the fourth surface 214 .
  • the second magnet portion 240 is a fourth block of the second fixed contactor 22b and the Halbach arrangement 220 in the direction toward the space portion 215 or the Halbach arrangement 220, in the illustrated embodiment in the front-rear direction. It may be disposed to overlap with the 224 .
  • the first and second magnet parts 230 and 240 are disposed to face the Halbach arrangement 220 with the space part 215 interposed therebetween.
  • the first and second magnet units 230 and 240 may strengthen the magnetic field formed by themselves and the strength of the magnetic field formed with the Halbach array 220 . Since the direction of the magnetic field formed by the first and second magnet units 230 and 240 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first and second magnet units 230 and 240 each include a plurality of surfaces.
  • the first magnet unit 230 includes a first opposing surface 231 facing the space 215 or Halbach arrangement 220 and a first opposite to the space 215 or Halbach arrangement 220 . opposite side 232 .
  • the second magnet portion 240 has a second opposite surface 241 facing the space portion 215 or Halbach arrangement 220 and a second opposite surface 241 facing the space portion 215 or Halbach arrangement 220 . face 242 .
  • Each surface of the first and second magnet units 230 and 240 may be magnetized according to a predetermined rule.
  • the first opposite surface 231 may be magnetized with the same polarity as the second opposite surface 242 .
  • the first opposing surface 231 may be magnetized to have a polarity opposite to that of the first to third inner surfaces 221a , 222a , and 223a of the Halbach arrangement 220 .
  • the first opposing surface 231 may be magnetized with the same polarity as the fourth and fifth outer surfaces 224b and 225b of the Halbach arrangement 220 .
  • the second opposite surface 241 may be magnetized with the same polarity as the first opposite surface 232 .
  • the second opposing surface 241 may be magnetized with a polarity opposite to that of the fourth and fifth inner surfaces 224a and 225a of the Halbach arrangement 220 .
  • the second opposing surface 241 may be magnetized with the same polarity as the first to third outer surfaces 221b , 222b , 223b of the Halbach arrangement 220 .
  • the first to third inner surfaces 221a , 222a , and 223a of the Halbach array 220 are magnetized to the S pole.
  • the fourth and fifth inner surfaces 224a and 225a of the Halbach arrangement 220 are magnetized to the N pole.
  • the first facing surface 231 of the first magnet unit 230 is magnetized to the N pole
  • the second facing surface 241 of the second magnet unit 240 is magnetized to the S pole.
  • a magnetic field in a direction from the first opposite surface 231 to the second inner surface 222a is formed.
  • a magnetic field in a direction from the fourth inner surface 224a toward the second opposite surface 241 is formed.
  • the direction of the current is a direction from the second fixed contactor 22b to the first fixed contactor 22a through the movable contactor 43 .
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the right.
  • the arc path A.P in the vicinity of the second fixed contact 22b is also formed toward the right.
  • the direction of the current is the direction from the first fixed contactor 22a to the movable contactor 43 and out to the second fixed contactor 22b.
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the left.
  • the path A.P of the arc in the vicinity of the second fixed contact 22b is also formed toward the left.
  • the direction of the current is a direction from the second fixed contactor 22b to the first fixed contactor 22a through the movable contactor 43 .
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the left.
  • the path A.P of the arc in the vicinity of the second fixed contact 22b is also formed toward the left.
  • the direction of the current is a direction from the first fixed contactor 22a to the movable contactor 43 and out to the second fixed contactor 22b.
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the right.
  • the path A.P of the arc in the vicinity of the second fixed contact 22b is also formed toward the left.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contactor 22a is formed toward the left.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the left.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contactor 22a is formed toward the right.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the right.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contactor 22a is formed toward the right.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the right.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the first fixed contactor 22a is formed toward the left.
  • the path A.P of the electromagnetic force and arc in the vicinity of the second fixed contactor 22b is formed toward the left.
  • the arc path forming unit 200 may be formed in a direction away from the center C.
  • the arc path forming unit 300 includes a magnet frame 310 , a first Halbach arrangement 320 , and a second Halbach arrangement 330 . .
  • the magnet frame 310 according to the present embodiment has the same structure and function as the magnet frame 310 according to the above-described embodiment. However, there is a difference in the arrangement method of the first and second Halbach arrays 320 and 330 disposed on the magnet frame 310 according to the present embodiment.
  • the description of the magnet frame 310 will be replaced with the description of the magnet frame 310 according to the above-described embodiment.
  • a plurality of magnetic materials constituting the first Halbach array 320 are sequentially arranged side by side from left to right. That is, in the illustrated embodiment, the first Halbach arrangement 320 is formed to extend in the left and right direction.
  • the first Halbach array 320 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the first Halbach arrangement 320 may form a magnetic field together with the second Halbach arrangement 330 .
  • the first Halbach arrangement 320 may be positioned adjacent to any one of the first and second surfaces 311 and 312 .
  • the first Halbach arrangement 320 may be coupled to the inner side of the one surface (ie, the direction toward the space portion 315).
  • the first Halbach arrangement 320 is disposed on the inside of the first surface 311 , adjacent to the first surface 311 , and is located on the inside of the second surface 312 . Facing the Halbach arrangement 330 .
  • the space 315 and the fixed contact 22 and the movable contact 43 accommodated in the space 315 are positioned.
  • the first Halbach arrangement 320 may enhance the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the second Halbach arrangement 330 . Since the direction of the magnetic field formed by the first Halbach array 320 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first Halbach arrangement 320 includes a first block 321 , a second block 322 , a third block 323 , a fourth block 324 , and a fifth block 325 .
  • a plurality of magnetic materials constituting the first Halbach array 320 are named blocks 321 , 322 , 323 , 324 , and 325 , respectively.
  • the first to fifth blocks 321 , 322 , 323 , 324 , and 325 may be formed of a magnetic material.
  • the first to fifth blocks 321 , 322 , 323 , 324 , and 325 may be provided with permanent magnets or electromagnets.
  • the first to fifth blocks 321 , 322 , 323 , 324 , and 325 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to fifth blocks 321 , 322 , 323 , 324 , and 325 are arranged in parallel in the extending direction of the first surface 311 , that is, in the left and right direction.
  • the first block 321 is located at the leftmost side. That is, the first block 321 is positioned adjacent to the third surface 313 . Also, the fifth block 325 is located on the rightmost side. That is, the third block 323 is positioned adjacent to the fourth surface 314 .
  • the second to fourth blocks 322 , 323 , and 324 are sequentially positioned in parallel in a direction from left to right between the first block 321 and the fifth block 325 .
  • the blocks 321 , 322 , 323 , 324 , and 325 adjacent to each other may contact each other.
  • the first block 321 is a direction toward the second Halbach arrangement 330 or the space portion 315, in the illustrated embodiment, in the front-rear direction of the first fixed contact 22a and the second Halbach arrangement 330 . It may be disposed to overlap the first block 331 .
  • the third block 323 is the second Halbach arrangement 330 or the third block of the second Halbach arrangement 330 in the direction toward the space 315, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be arranged to overlap with (333).
  • the fifth block 325 is the second fixed contact 22b and the second Halbach arrangement 330 in the direction toward the second Halbach arrangement 330 or the space 315, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be disposed to overlap the fifth block 335 .
  • Each block 321 , 322 , 323 , 324 , 325 includes a plurality of faces.
  • the first block 321 is the space portion 315 or the first inner surface 321a facing the second Halbach arrangement 330 and the space portion 315 or the second Halbach arrangement 330 opposite to the other side. and a first outer surface 321b.
  • the second block 322 includes a second inner surface 322a facing the first block 321 and a second outer surface 322b facing the third block 323 .
  • the third block 323 has a third inner surface 323a facing the space 315 or the second Halbach arrangement 330 and a third outer surface opposite to the space 315 or the second Halbach arrangement 330 . (323b).
  • the fourth block 324 includes a fourth inner surface 324a facing the third block 323 and a fourth outer surface 324b facing the fifth block 325 .
  • the fifth block 325 has a fifth inner surface 325a facing the space 315 or the second Halbach arrangement 330 and a fifth outer surface opposite the space 315 or the second Halbach arrangement 330 . (325b).
  • Each surface of the first to fifth blocks 321 , 322 , 323 , 324 , and 325 may be magnetized according to a predetermined rule.
  • first, second, and fifth inner surfaces 321a, 322a, and 325a and the third and fourth outer surfaces 323b and 324b may be magnetized to have the same polarity.
  • first, second, and fifth outer surfaces 321b, 322b, and 325b and the third and fourth inner surfaces 323a and 324a may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • first, second and fifth inner surfaces 321a, 322a, 325a and the third and fourth outer surfaces 323b and 324b are the third and fourth inner surfaces 333a and 334a of the second Halbach arrangement 330 .
  • first, second and fifth outer surfaces 331b, 332b, and 335b may be magnetized to the same polarity.
  • first, second and fifth outer surfaces 321b, 322b, 325b and the third and fourth inner surfaces 323a, 324a are the first, second and fifth inner surfaces ( 331a, 332a, 335a) and the third and fourth outer surfaces 323b and 324b may be magnetized to the same polarity.
  • a plurality of magnetic materials constituting the second Halbach array 330 are sequentially arranged side by side from left to right. That is, in the illustrated embodiment, the second Halbach arrangement 330 is formed to extend in the left and right direction.
  • the second Halbach arrangement 330 may form a magnetic field together with other magnetic materials.
  • the second Halbach arrangement 330 may form a magnetic field together with the first Halbach arrangement 320 .
  • the second Halbach arrangement 330 may be positioned adjacent to the other of the first and second surfaces 311 and 312 .
  • the second Halbach arrangement 330 may be coupled to the inner side of the one surface (ie, the direction toward the space portion 315).
  • the second Halbach arrangement 330 is disposed on the inside of the second surface 312 and adjacent to the second surface 312 , and the first Facing the Halbach arrangement 320 .
  • the space 315 and the fixed contact 22 and the movable contact 43 accommodated in the space 315 are positioned.
  • the second Halbach arrangement 330 may enhance the strength of the magnetic field formed by itself and the magnetic field formed with the first Halbach arrangement 320 . Since the direction of the magnetic field formed by the second Halbach arrangement 330 and the process of strengthening the magnetic field are well-known techniques, a detailed description thereof will be omitted.
  • the second Halbach arrangement 330 includes a first block 331 , a second block 332 , a third block 333 , a fourth block 334 , and a fifth block 335 .
  • a plurality of magnetic materials constituting the second Halbach array 330 are named blocks 331 , 332 , 333 , 334 , and 335 , respectively.
  • the first to fifth blocks 331 , 332 , 333 , 334 , and 335 may be formed of a magnetic material.
  • the first to fifth blocks 331 , 332 , 333 , 334 , 335 may be provided with permanent magnets or electromagnets.
  • the first to fifth blocks 331 , 332 , 333 , 334 , and 335 may be arranged side by side in one direction.
  • the first to fifth blocks 331 , 332 , 333 , 334 , 335 are arranged in parallel in the direction in which the first surface 311 extends, that is, in the left-right direction.
  • the first block 331 is located at the leftmost side. That is, the first block 331 is positioned adjacent to the third surface 313 . Also, the fifth block 335 is located on the rightmost side. That is, the third block 333 is positioned adjacent to the fourth surface 314 .
  • the second to fourth blocks 332 , 333 , and 334 are sequentially positioned side by side in a direction from left to right between the first block 331 and the fifth block 335 .
  • the blocks 331 , 332 , 333 , 334 , and 335 adjacent to each other may contact each other.
  • the first block 331 is the first fixed contact 22a and the first Halbach arrangement 320 in the direction toward the first Halbach arrangement 320 or the space portion 315, and in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be disposed to overlap the first block 321 .
  • the third block 333 is the first Halbach arrangement 320 or the third block of the first Halbach arrangement 320 in the direction toward the space portion 315, the center C and the first Halbach arrangement 320 in the front-rear direction in the illustrated embodiment. It may be arranged to overlap with (323).
  • the fifth block 335 is a direction toward the first Halbach arrangement 320 or the space portion 315, in the illustrated embodiment, the second fixed contact 22b and the first Halbach arrangement 320 in the front-rear direction. It may be disposed to overlap the fifth block 325 .
  • Each block 331 , 332 , 333 , 334 , 335 includes a plurality of faces.
  • the first block 331 has a space 315 or a first inner surface 331a facing the first Halbach arrangement 320 and a space portion 315 or a first Halbach arrangement 320 opposite to the space portion 315 or the first Halbach arrangement 320 . and a first outer surface 331b.
  • the second block 332 includes a second inner surface 332a facing the first block 331 and a second outer surface 332b facing the third block 333 .
  • the third block 333 has a third inner surface 333a facing the space 315 or the first Halbach arrangement 320 and a third outer surface opposite to the space 315 or the first Halbach arrangement 320 . (333b).
  • the fourth block 334 includes a fourth inner surface 334a facing the third block 333 and a fourth outer surface 334b facing the fifth block 335 .
  • the fifth block 335 has a fifth inner surface 335a facing the space 315 or the first Halbach arrangement 320 and a fifth outer surface opposite to the space 315 or the first Halbach arrangement 320 . (335b).
  • Each surface of the first to fifth blocks 331 , 332 , 333 , 334 , and 335 may be magnetized according to a predetermined rule.
  • first, second, and fifth inner surfaces 331a, 332a, and 335a and the third and fourth outer surfaces 333b and 334b may be magnetized to have the same polarity.
  • first, second, and fifth outer surfaces 331b, 332b, and 335b and the third and fourth inner surfaces 333a and 334a may be magnetized to have a polarity different from the polarity.
  • first, second and fifth inner surfaces 331a, 332a, 335a and the third and fourth outer surfaces 333b and 334b are the third and fourth inner surfaces 323a and 324a of the first Halbach arrangement 320 .
  • first, second and fifth outer surfaces 321b, 323b, and 325b may be magnetized to the same polarity.
  • first, second and fifth outer surfaces 331b, 332b, 335b and the third and fourth inner surfaces 333a, 334a are the first, second and fifth inner surfaces ( 321a, 323a, 325a) and the third and fourth outer surfaces 323b and 324b may be magnetized to the same polarity.
  • the first and fifth inner surfaces 321a and 325a of the first Halbach array 320 are magnetized to the N pole, and the third inner surface 323a is magnetized to the S pole.
  • the first and fifth inner surfaces 331a and 335a of the second Halbach arrangement 330 are magnetized to the S pole, and the third inner surface 333a is magnetized to the N pole.
  • the third inner surface 323a is formed from the third inner surface 333a.
  • a magnetic field is formed in the direction it is directed.
  • a magnetic field in a direction from the first and fifth inner surfaces 321a and 325a toward the third inner surface 323a is formed.
  • a magnetic field in a direction from the third inner surface 333a toward the first and fifth inner surfaces 331a and 335a is formed.
  • the direction of the current is a direction from the first fixed contactor 22a to the movable contactor 43 and out to the second fixed contactor 22b.
  • the arc path A.P in the vicinity of the first fixed contact 22a is also formed toward the left.
  • the arc path A.P in the vicinity of the second fixed contact 22b is also formed toward the right.
  • the arc paths A.P in the vicinity of each of the fixed contacts 22a and 22b are formed in opposite directions. Accordingly, the generated arcs do not meet each other. The arc can be extinguished and discharged effectively.
  • the generated arc may proceed in different directions without meeting each other inside the arc chamber 21 .
  • the generated arc can be moved in a direction away from the center C where the various components are located.
  • the arc path forming unit 300 can be more effectively applied to a one-direction relay.

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Abstract

아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이가 개시된다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부는 고정 접촉자가 수용되는 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열 또는 자석부를 포함한다. 형성된 자기장은 직류 릴레이에 통전되는 전류와 함께 전자기력을 형성한다. 형성된 전자기력은 발생된 아크를 유도할 수 있다. 이때, 각 고정 접촉자 부근에서 형성되는 전자기력은 각 고정 접촉자에서 멀어지는 방향으로 형성된다. 따라서, 발생된 아크가 서로 만나게 되지 않아, 효과적으로 소호 및 배출될 수 있다.

Description

아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이
본 발명은 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 발생된 아크를 외부를 향해 효과적으로 유도할 수 있는 구조의 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이에 관한 것이다.
직류 릴레이(Direct current relay)는 전자석의 원리를 이용하여 기계적인 구동 또는 전류 신호를 전달해 주는 장치이다. 직류 릴레이는 전자 개폐기(Magnetic switch)라고도 하며, 전기적인 회로 개폐 장치로 분류됨이 일반적이다.
직류 릴레이는 고정 접점 및 가동 접점을 포함한다. 고정 접점은 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결된다. 고정 접점과 가동 접점은 서로 접촉되거나, 이격될 수 있다.
고정 접점과 가동 접점의 접촉 및 이격에 의해, 직류 릴레이를 통한 통전이 허용되거나 차단된다. 상기 이동은, 가동 접점에 구동력을 인가하는 구동부에 의해 달성된다.
고정 접점과 가동 접점이 이격되면, 고정 접점과 가동 접점 사이에는 아크(arc)가 발생된다. 아크는 고압, 고온의 전류의 흐름이다. 따라서, 발생된 아크는 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이에서 신속하게 배출되어야 한다.
아크의 배출 경로는 직류 릴레이에 구비되는 자석에 의해 형성된다. 상기 자석은 고정 접점과 가동 접점이 접촉되는 공간의 내부에 자기장을 형성한다. 형성된 자기장 및 전류의 흐름에 의해 발생된 전자기력에 의해 아크의 배출 경로가 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 직류 릴레이(1000)에 구비되는 고정 접점(1100) 및 가동 접점(1200)이 접촉되는 공간이 도시된다. 상술한 바와 같이, 상기 공간에는 영구 자석(1300)이 구비된다.
영구 자석(1300)은 상측에 위치되는 제1 영구 자석(1310) 및 하측에 위치되는 제2 영구 자석(1320)을 포함한다.
제1 영구 자석(1310)은 복수 개 구비되어, 제2 영구 자석(1320)을 향하는 각 면의 극성이 다른 극성으로 자화(magnetize)된다. 도 1의 좌측에 위치되는 제1 영구 자석(1310)은 하측이 N극으로, 도 1의 우측에 위치되는 제2 영구 자석(1310)은 하측이 S극으로 자화된다.
또한, 제2 영구 자석(1320) 역시 복수 개 구비되어, 제1 영구 자석(1310)을 향하는 각 면의 극성이 다른 극성으로 자화된다. 도 1의 좌측에 위치되는 제2 영구 자석(1320)은 상측이 S극으로, 도 1의 우측에 위치되는 제2 영구 자석(1320)은 상측이 N극으로 자화된다.
도 1의 (a)는 전류가 좌측의 고정 접점(1100)을 통해 유입되어, 우측의 고정 접점(1100)을 통해 유출되는 상태를 도시한다. 플레밍의 왼손 법칙에 의해, 전자기력은 빗금친 화살표와 같이 형성된다.
구체적으로, 좌측에 위치되는 고정 접점(1100)의 경우, 전자기력이 외측을 향해 형성된다. 따라서, 해당 위치에서 발생된 아크는 외측으로 배출될 수 있다.
그런데, 우측에 위치되는 고정 접점(1100)의 경우, 전자기력이 내측, 즉 가동 접점(1200)의 중앙 부분을 향해 형성된다. 따라서, 해당 위치에서 발생된 아크는 즉시 외측으로 배출되지 못하게 된다.
또한, 도 1의 (b)는 전류가 우측의 고정 접점(1100)을 통해 유입되어, 좌측의 고정 접점(1100)을 통해 유출되는 상태를 도시한다. 플레밍의 왼손 법칙에 의해, 전자기력은 빗금친 화살표와 형성된다.
구체적으로, 우측에 위치되는 고정 접점(1100)의 경우, 전자기력이 외측을 향해 형성된다. 따라서, 해당 위치에서 발생된 아크는 외측으로 배출될 수 있다.
그런데, 좌측에 위치되는 고정 접점(1100)의 경우, 전자기력이 내측, 즉 가동 접점(1200)의 중앙 부분을 향해 형성된다. 따라서, 해당 위치에서 발생된 아크는 즉시 외측으로 배출되지 못하게 된다.
직류 릴레이(1000)의 중앙 부분, 즉, 각 고정 접점(1100) 사이의 공간에는 가동 접점(1200)을 상하 방향으로 구동시키기 위한 여러 부재들이 구비된다. 일 예로, 샤프트, 샤프트에 관통 삽입되는 스프링 부재 등이 상기 위치에 구비된다.
따라서, 도 1과 같이 발생된 아크가 중앙 부분을 향해 이동될 경우, 또한 중앙 부분으로 이동된 아크가 즉시 외부로 이동되지 못할 경우 상기 위치에 구비되는 여러 부재들이 아크의 에너지에 의해 손상될 우려가 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 직류 릴레이(1000) 내부에서 형성되는 전자기력의 방향은 고정 접점(1200)에 통전되는 전류의 방향에 의존한다. 즉, 각 고정 접점(1100)에서 발생되는 전자기력 중 내측을 향하는 방향으로 형성되는 전자기력의 위치가 전류의 방향에 따라 상이하다.
즉, 사용자는 직류 릴레이를 사용할 때마다 전류의 방향을 고려해야 한다. 이는 직류 릴레이의 사용에 불편함을 초래할 수 있다. 또한, 사용자의 의도와 무관하게, 조작 미숙 등으로 직류 릴레이에 인가되는 전류의 방향이 바뀌는 상황도 배제할 수 없다.
이 경우, 발생된 아크에 의해 직류 릴레이의 중앙 부분에 구비된 부재들이 손상될 수 있다. 이에 따라, 직류 릴레이의 내구 연한이 감소됨은 물론, 안전 사고가 발생될 우려가 있다.
한국등록특허문헌 제10-1696952호는 직류 릴레이를 개시한다. 구체적으로, 복수 개의 영구 자석을 이용하여, 가동 접점의 이동을 방지할 수 있는 구조의 직류 릴레이를 개시한다.
그런데, 상술한 구조의 직류 릴레이는 복수 개의 영구 자석을 이용하여 가동 접점의 이동을 방지할 수는 있으나, 아크의 배출 경로의 방향을 제어하기 위한 방안에 대한 고찰이 없다는 한계가 있다.
한국등록특허문헌 제10-1216824호는 직류 릴레이를 개시한다. 구체적으로, 감쇠 자석을 이용하여 가동 접점과 고정 접점 간의 임의 이격을 방지할 수 있는 구조의 직류 릴레이를 개시한다.
그러나 상술한 구조의 직류 릴레이는 가동 접점과 고정 접점의 접촉 상태를 유지하기 위한 방안만을 제시한다. 즉, 가동 접점과 고정 접점이 이격될 경우 발생되는 아크의 배출 경로를 형성하기 위한 방안을 제시하지 못한다는 한계가 있다.
(특허문헌 1) 한국등록특허문헌 제10-1696952호 (2017.01.16.)
(특허문헌 2) 한국등록특허문헌 제10-1216824호 (2012.12.28.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 구조의 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 목적으로 한다.
먼저, 통전되던 전류가 차단됨에 따라 발생되는 아크를 신속하게 소호 및 배출할 수 있는 구조의 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.
또한, 발생된 아크를 유도하기 위한 힘의 크기를 강화할 수 있는 구조의 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.
또한, 발생된 아크에 의해 통전을 위한 구성 요소의 손상이 방지될 수 있는 구조의 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.
또한, 복수 개의 위치에서 발생된 아크가 서로 만나지 않게 진행될 수 있는 구조의 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.
또한, 과다한 설계 변경 없이도 상술한 목적을 달성할 수 있는 구조의 아크 경로 형성부 및 이를 포함하는 직류 릴레이를 제공함을 일 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 내부에 복수 개의 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임; 상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열(Halbach array) 및 상기 할바흐 배열과 별도로 구비되는 자석부를 포함하며, 상기 공간부는, 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고, 상기 자석 프레임은, 상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및 상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고, 상기 할바흐 배열은, 상기 일 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 할바흐 배열은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되며, 상기 자석부는, 상기 타 방향으로 연장되며, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 자석부는 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되는 아크 경로 형성부를 제공한다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 복수 개의 상기 할바흐 배열이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고, 복수 개의 상기 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 할바흐 배열은, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치되는 제1 할바흐 배열; 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치되는 제2 할바흐 배열을 포함하고, 상기 자석부는, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치되는 제1 자석부; 및 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치되는 제2 자석부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열 및 상기 제2 할바흐 배열은, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 상기 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록; 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 상기 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제3 블록; 및 상기 제1 블록 및 상기 제3 블록 사이에 위치되는 제2 블록을 각각 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열의 상기 제2 블록 및 상기 제2 할바흐 배열의 상기 제2 블록이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고, 상기 제1 자석부 및 상기 제2 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 할바흐 배열은, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록; 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되는 제3 블록; 상기 제1 블록 및 상기 제3 블록 사이에 위치되는 제2 블록; 및 상기 제3 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되는 제4 블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열의 상기 제3 블록 및 상기 제2 할바흐 배열의 상기 제3 블록이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고, 상기 제1 할바흐 배열의 상기 제1 블록 및 상기 제2 할바흐 배열의 상기 제1 블록이 서로 마주하는 각 면, 상기 제1 할바흐 배열의 상기 제5 블록 및 상기 제2 할바흐 배열의 상기 제5 블록이 서로 마주하는 각 면 및 상기 제1 자석부 및 상기 제2 자석부가 서로 마주하는 각 면은, 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 본 발명은, 내부에 복수 개의 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임; 상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열 및 상기 할바흐 배열과 별도로 구비되는 자석부를 포함하며, 상기 공간부는, 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고, 상기 자석 프레임은, 상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및 상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고, 상기 할바흐 배열은, 상기 타 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 할바흐 배열은 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되며, 상기 자석부는, 상기 일 방향으로 연장되며, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 자석부는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되는 아크 경로 형성부를 제공한다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 복수 개의 상기 할바흐 배열이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고, 복수 개의 상기 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 할바흐 배열은, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치되는 제1 할바흐 배열; 및 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치되는 제2 할바흐 배열을 포함하고, 상기 자석부는, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치되는 제1 자석부; 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치되는 제2 자석부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열 및 상기 제2 할바흐 배열은, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록; 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제3 블록; 및 상기 제1 블록 및 상기 제3 블록 사이에 위치되는 제2 블록을 각각 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열의 상기 제2 블록 및 상기 제2 할바흐 배열의 상기 제2 블록이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고, 상기 제1 자석부 및 상기 제2 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 본 발명은, 복수 개 구비되어, 일 방향으로 서로 이격되어 위치되는 고정 접촉자; 상기 고정 접촉자에 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자; 내부에 복수 개의 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임; 상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열 및 상기 할바흐 배열과 별도로 구비되는 자석부를 포함하며, 상기 공간부는, 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고, 상기 자석 프레임은, 상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및 상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고, 상기 할바흐 배열은, 상기 일 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 할바흐 배열은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되며, 상기 자석부는, 상기 타 방향으로 연장되며, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 자석부는 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되는 직류 릴레이를 제공한다.
또한, 상기 직류 릴레이의 복수 개의 상기 할바흐 배열이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고, 복수 개의 상기 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 본 발명은, 복수 개 구비되어, 일 방향으로 서로 이격되어 위치되는 고정 접촉자; 상기 고정 접촉자에 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자; 내부에 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임; 상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열 및 상기 할바흐 배열과 별도로 구비되는 자석부를 포함하며, 상기 공간부는, 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고, 상기 자석 프레임은, 상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및 상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고, 상기 할바흐 배열은, 상기 타 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 할바흐 배열은 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되며, 상기 자석부는, 상기 일 방향으로 연장되며, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 자석부는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되는 직류 릴레이를 제공한다.
또한, 상기 직류 릴레이의 복수 개의 상기 할바흐 배열이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고, 복수 개의 상기 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 본 발명은, 내부에 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임; 상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열(Halbach array)을 포함하며, 상기 공간부는, 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고, 상기 자석 프레임은, 상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및 상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고, 상기 고정 접촉자는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 고정 접촉자는 상기 일 방향을 따라 서로 이격되어 배치되고, 상기 할바흐 배열은, 상기 일 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 위치되고, 상기 타 방향을 따라 복수 개의 상기 고정 접촉자와 겹쳐지게 배치되는 아크 경로 형성부를 제공한다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 할바흐 배열은, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 어느 하나의 면에 인접하게 배치되는 제1 할바흐 배열; 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 제1 할바흐 배열을 마주하는 제2 할바흐 배열을 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면 및 상기 제2 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열은, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록; 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 및 상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되며, 상기 제1 블록에서 상기 제5 블록을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 배치되는 제2 블록, 제3 블록 및 제4 블록을 포함하며, 상기 제2 할바흐 배열은, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록; 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 및 상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되며, 상기 제1 블록에서 상기 제5 블록을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 배치되는 제2 블록, 제3 블록 및 제4 블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열은, 상기 제1 블록의 면 중 상기 제2 블록을 향하는 면 및 상기 제3 블록의 면 중 상기 제2 블록을 향하는 면과, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 같은 극성으로 자화되고, 상기 제3 블록의 면 중 상기 제4 블록을 향하는 면 및 상기 제5 블록의 면 중 상기 제4 블록을 향하는 면과, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 극성과 다른 극성으로 자화되며, 상기 제2 할바흐 배열은, 상기 제1 블록의 면 중 상기 제2 블록을 향하는 면 및 상기 제3 블록의 면 중 상기 제2 블록을 향하는 면과, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 다른 극성으로 자화되고, 상기 제3 블록의 면 중 상기 제4 블록을 향하는 면 및 상기 제5 블록의 면 중 상기 제4 블록을 향하는 면과, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부는, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 할바흐 배열을 마주하고, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 배치되는 제1 자석부; 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 할바흐 배열을 마주하고, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 배치되는 제2 자석부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제1 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되고, 상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 자석부를 향하는 면과 상기 제2 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되며, 상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제2 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 같은 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 할바흐 배열은, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록; 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 및 상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되며, 상기 제1 블록에서 상기 제5 블록을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 배치되는 제2 블록, 제3 블록 및 제4 블록을 포함하며, 상기 제2 블록은 상기 제1 자석부를 마주하게 배치되고, 상기 제4 블록은 상기 제2 자석부를 마주하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제2 블록의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제1 자석부의 면 중 상기 제2 블록을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되고, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제2 자석부를 향하는 면과 상기 제2 자석부의 면 중 상기 제4 블록을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되며, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제4 블록의 면 중 상기 제2 자석부를 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 할바흐 배열은, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 어느 하나의 면에 인접하게 배치되는 제1 할바흐 배열; 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 제1 할바흐 배열을 마주하는 제2 할바흐 배열을 포함하며, 상기 제1 할바흐 배열의 복수 개의 상기 블록 중 상기 일 방향의 자기장을 형성하는 블록의 개수는, 상기 타 방향의 자기장을 형성하는 블록의 개수보다 많을 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면 및 상기 제2 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열은, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록; 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 및 상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되며, 상기 제1 블록에서 상기 제5 블록을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 배치되는 제2 블록, 제3 블록 및 제4 블록을 포함하며, 상기 제2 할바흐 배열은, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록; 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 및 상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되며, 상기 제1 블록에서 상기 제5 블록을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 배치되는 제2 블록, 제3 블록 및 제4 블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크 경로 형성부의 상기 제1 할바흐 배열은, 상기 제1 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제1 블록을 향하는 면, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제5 블록을 향하는 면 및 상기 제5 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 같은 극성으로 자화되고, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제3 블록을 향하는 면, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제3 블록을 향하는 면 및 상기 제3 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 극성과 다른 극성으로 자화되며, 상기 제2 할바흐 배열은, 상기 제1 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제1 블록을 향하는 면, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제5 블록을 향하는 면 및 상기 제5 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 다른 극성으로 자화되고, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제3 블록을 향하는 면, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제3 블록을 향하는 면 및 상기 제3 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 본 발명은, 복수 개 구비되어, 일 방향으로 서로 이격되어 위치되는 고정 접촉자; 상기 고정 접촉자에 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자; 내부에 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임; 상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열을 포함하며, 상기 공간부는, 상기 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고, 상기 자석 프레임은, 상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및 상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고, 상기 할바흐 배열은, 상기 일 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 위치되고, 상기 타 방향을 따라 복수 개의 상기 고정 접촉자와 겹쳐지게 배치되는 직류 릴레이를 제공한다.
또한, 상기 직류 릴레이의 상기 할바흐 배열은, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 어느 하나의 면에 인접하게 배치되는 제1 할바흐 배열; 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 제1 할바흐 배열을 마주하는 제2 할바흐 배열을 포함하며, 상기 제1 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면 및 상기 제2 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 직류 릴레이는, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 할바흐 배열을 마주하고, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 배치되는 제1 자석부; 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 할바흐 배열을 마주하고, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 배치되는 제2 자석부를 포함하며, 상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제1 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되고, 상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 자석부를 향하는 면과 상기 제2 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되며, 상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제2 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 같은 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 상기 직류 릴레이의 상기 할바흐 배열은, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 어느 하나의 면에 인접하게 배치되는 제1 할바흐 배열; 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 제1 할바흐 배열을 마주하는 제2 할바흐 배열을 포함하며, 상기 제1 할바흐 배열의 복수 개의 상기 블록 중 상기 일 방향의 자기장을 형성하는 블록의 개수는, 상기 타 방향의 자기장을 형성하는 블록의 개수보다 많고, 상기 제1 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면 및 상기 제2 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다음과 같은 효과가 달성될 수 있다.
먼저, 아크 경로 형성부는 할바흐 배열 및 자석부를 포함한다. 할바흐 배열 및 자석부는 각각 아크 경로 형성부의 내부에 자기장을 형성한다. 형성된 자기장은 아크 경로 형성부에 수용되는 고정 접촉자 및 가동 접촉자에 통전되던 전류와 함께 전자기력을 형성한다.
이때, 발생된 아크는 각 고정 접촉자에서 멀어지는 방향으로 형성된다. 고정 접촉자와 가동 접촉자가 이격되어 발생된 아크는, 상기 전자기력에 의해 유도될 수 있다.
이에 따라, 발생된 아크가 아크 경로 형성부 및 직류 릴레이의 외부로 신속하게 소호 및 배출될 수 있다.
또한, 아크 경로 형성부는 할바흐 배열을 포함한다. 할바흐 배열은, 일 방향으로 나란하게 배치되는 복수 개의 자성체를 포함한다. 복수 개의 자성체는 상기 일 방향과 다른 타 방향의 양측 중 어느 한 측의 자기장의 세기를 더욱 강화할 수 있다.
이때, 할바흐 배열은 상기 한 측, 즉 자기장의 세기가 강화되는 방향이 아크 경로 형성부의 공간부를 향하게 배치된다. 즉, 할바흐 배열에 의해, 공간부 내부에 형성되는 자기장의 세기가 강화될 수 있다.
이에 따라, 자기장의 세기에 의존하는 전자기력의 세기 또한 강화될 수 있다. 결과적으로, 발생된 아크를 유도하는 전자기력의 세기가 강화되어, 발생된 아크가 효과적으로 소호 및 배출될 수 있다.
또한, 할바흐 배열 및 자석부가 형성하는 자기장 및 고정 접촉자와 가동 접촉자에 통전되던 전류가 형성하는 전자기력의 방향은, 중심부에서 멀어지는 방향으로 형성된다.
더 나아가, 상술한 바와 같이 할바흐 배열 및 자석부에 의해 자기장 및 전자기력의 세기가 강화되므로, 발생된 아크가 중심부에서 멀어지는 방향으로 신속하게 소호 및 이동될 수 있다.
따라서, 직류 릴레이의 작동을 위해 중심부 부근에 구비되는 각종 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다.
또한, 다양한 실시 예에서, 고정 접촉자는 복수 개 구비될 수 있다. 아크 경로 형성부에 구비되는 할바흐 배열 또는 자석부는 각 고정 접촉자 부근에 서로 다른 방향의 자기장을 형성한다. 따라서, 각 고정 접촉자 부근에서 발생된 아크의 경로는 서로 다른 방향을 향해 진행된다.
따라서, 각 고정 접촉자 부근에서 발생된 아크가 서로 만나지 않게 된다. 이에 따라, 서로 다른 위치에서 발생된 아크의 충돌에 의해 발생될 수 있는 오동작 또는 안전 사고 등이 예방될 수 있다.
또한, 상술한 목적 및 효과를 달성하기 위해, 아크 경로 형성부는 공간부에 구비되는 할바흐 배열 및 자석부를 포함한다. 할바흐 배열 및 자석부는 공간부를 둘러싸는 자석 프레임의 각 면에 내측에 위치된다. 즉, 할바흐 배열 및 자석부를 공간부의 외부에 배치하기 위한 별도의 설계 변경이 요구되지 않는다.
따라서, 과다한 설계 변경 없이도, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부가 직류 릴레이에 구비될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부를 적용하기 위한 시간 및 비용 등이 절감될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 직류 릴레이를 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 직류 릴레이의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 2의 직류 릴레이에 구비되는 아크 경로 형성부의 제1 실시 예를 도시하는 개방 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 경로 형성부를 도시하는 개념도이다.
도 8은 도 5 내지 도 7의 실시 예에 따른 아크 경로 형성부에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부를 도시하는 개념도이다.
도 12는 도 9 내지 도 11의 실시 예에 따른 아크 경로 형성부에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부를 도시하는 개념도이다.
도 16은 도 13 내지 도 16의 실시 예에 따른 아크 경로 형성부에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
도 17은 도 2의 직류 릴레이에 구비되는 아크 경로 형성부의 제2 실시 예를 도시하는 개방 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 경로 형성부를 도시하는 개념도이다.
도 19는 도 18의 실시 예에 따른 아크 경로 형성부에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부를 도시하는 개념도이다.
도 22 및 도 23은 도 21 및 도 22의 실시 예에 따른 아크 경로 형성부에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
도 24는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부 및 이에 의해 형성되는 자기장 및 아크의 경로를 도시하는 개념도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1) 및 아크 경로 형성부(100, 200, 300)를 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.
1. 용어의 정의
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 설명에서 사용되는 "자화(magnetize)"라는 용어는 자기장 안에서 어떤 물체가 자성을 띠게 되는 현상을 의미한다.
이하의 설명에서 사용되는 "극성(polarity)"이라는 용어는 전극의 양극과 음극 등이 가지고 있는 서로 다른 성질을 의미한다. 일 실시 예에서, 극성은 N극 또는 S극으로 구분될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "통전(electric current)"이라는 용어는, 두 개 이상의 부재가 전기적으로 연결되는 상태를 의미한다.
이하의 설명에서 사용되는 "아크의 경로(arc path, A.P)"라는 용어는, 발생된 아크가 이동, 또는 소호되며 이동되는 경로를 의미한다.
이하의 도면에 도시된 "⊙"은 전류가 가동 접촉자(43)에서 고정 접촉자(22)를 향해 흐르는 방향(즉, 상측 방향), 즉 지면에서 나오는 방향으로 흐름을 의미한다.
이하의 도면에 도시된 "ⓧ"은 전류가 고정 접촉자(22)에서 가동 접촉자(43)를 향해 흐르는 방향(즉, 하측 방향), 즉 지면을 뚫고 들어가는 방향을 의미한다.
이하의 설명에서 사용되는 "할바흐 배열(Halbach Array)"라는 용어는 복수 개의 자성체가 나란하게 배치되어 행(column) 또는 열(row)로 구성된 집합체를 의미한다.
할바흐 배열을 구성하는 복수 개의 자성체는 소정의 규칙에 따라 배치될 수 있다. 복수 개의 자성체는 자체적으로, 또는 서로 간에 자기장을 형성할 수 있다.
할바흐 배열은 상대적으로 긴 두 개의 면과, 상대적으로 짧은 나머지 두 개의 면을 포함한다. 할바흐 배열을 구성하는 자성체에 의해 형성되는 자기장은, 상기 긴 두 개의 면 중 어느 하나의 면의 외측에 더 강한 세기로 형성될 수 있다.
이하의 설명에서는, 할바흐 배열에 의해 형성되는 자기장 중 공간부(115, 215, 315)를 향하는 방향의 자기장의 세기가 더 강하게 형성됨을 전제하여 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 "자석부"라는 용어는 자성체로 형성되어 자기장을 형성할 수 있는 임의의 형태의 물체를 의미한다. 일 실시 예에서, 자석부는 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다. 상기 자석부는 상기 할바흐 배열을 형성하는 자성체와는 다른, 즉 상기 할바흐 배열과 별도로 구비되는 자성체임이 이해될 것이다.
자석부는 자체적으로, 또는 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다.
자석부는 일 방향으로 연장될 수 있다. 자석부는 상기 일 방향의 양측 단부의 극성이 다르게 자화될 수 있다(즉, 길이 방향으로 다른 극성을 갖는다.). 또한, 자석부는 상기 일 방향과 다른 타 방향의 양측 면의 극성이 다르게 자화될 수 있다(즉, 폭 방향으로 다른 극성을 갖는다.).
본 발명의 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100, 200, 300)에 의해 형성되는 자기장은 각 도면에서 1점 쇄선으로 도시된다.
이하의 설명에서 사용되는 "좌측", "우측", "상측", "하측", "전방 측" 및 "후방 측"이라는 용어는 도 2에 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1)의 구성의 설명
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1)는 프레임부(10), 개폐부(20), 코어부(30) 및 가동 접촉자부(40)를 포함한다.
또한, 도 4 내지 도 24를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1)는 아크 경로 형성부(100, 200, 300)를 포함한다.
아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 발생된 아크의 배출 경로를 형성할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1)의 각 구성을 설명하되, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 별항으로 설명한다.
이하에서 설명되는 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 직류 릴레이(Direct current relay)(1)에 구비됨을 전제로 설명된다.
다만, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 전자 접촉기(Magnetic Contactor), 전자 개폐기(Magnetic Switch) 등 고정 접점 및 가동 접점의 접촉 및 이격에 의해 외부와 통전 및 통전 해제될 수 있는 형태의 장치에 적용될 수 있음이 이해될 것이다.
(1) 프레임부(10)의 설명
프레임부(10)는 직류 릴레이(1)의 외측을 형성한다. 프레임부(10)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 공간에는 직류 릴레이(1)가 외부에서 전달되는 전류를 인가하거나 차단하기 위한 기능을 수행하는 다양한 장치들이 수용될 수 있다.
즉, 프레임부(10)는 일종의 하우징으로 기능된다.
프레임부(10)는 합성 수지 등의 절연성 소재로 형성될 수 있다. 프레임부(10)의 내부와 외부가 임의로 통전되는 것을 방지하기 위함이다.
프레임부(10)는 상부 프레임(11), 하부 프레임(12), 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)를 포함한다.
상부 프레임(11)은 프레임부(10)의 상측을 형성한다. 상부 프레임(11)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다.
상부 프레임(11)의 내부 공간에는 개폐부(20) 및 가동 접촉자부(40)가 수용될 수 있다. 또한, 상부 프레임(11)의 내부 공간에는 아크 경로 형성부(100, 200, 300)가 수용될 수 있다.
상부 프레임(11)은 하부 프레임(12)과 결합될 수 있다. 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12) 사이의 공간에는 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)가 구비될 수 있다.
상부 프레임(11)의 일측, 도시된 실시 예에서 상측에는 개폐부(20)의 고정 접촉자(22)가 위치된다. 고정 접촉자(22)는 상부 프레임(11)의 상측에 일부가 노출되어, 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.
이를 위해, 상부 프레임(11)의 상측에는 고정 접촉자(22)가 관통 결합되는 관통공이 형성될 수 있다.
하부 프레임(12)은 프레임부(10)의 하측을 형성한다. 하부 프레임(12)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다. 하부 프레임(12)의 내부 공간에는 코어부(30)가 수용될 수 있다.
하부 프레임(12)은 상부 프레임(11)과 결합될 수 있다. 하부 프레임(12)과 상부 프레임(11) 사이의 공간에는 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)가 구비될 수 있다.
절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)는 상부 프레임(11)의 내부 공간과 하부 프레임(12)의 내부 공간을 전기적 및 물리적으로 분리한다.
절연 플레이트(13)는 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12) 사이에 위치된다. 절연 플레이트(13)는 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)을 전기적으로 이격시킨다. 이를 위해, 절연 플레이트(13)는 합성 수지 등 절연성 소재로 형성될 수 있다.
절연 플레이트(13)에 의해, 상부 프레임(11) 내부에 수용된 개폐부(20), 가동 접촉자부(40) 및 아크 경로 형성부(100, 200, 300)와 하부 프레임(12) 내부에 수용된 코어부(30) 간의 임의 통전이 방지될 수 있다.
절연 플레이트(13)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공(미도시)에는 가동 접촉자부(40)의 샤프트(44)가 상하 방향으로 이동 가능하게 관통 결합된다.
절연 플레이트(13)의 하측에는 지지 플레이트(14)가 위치된다. 절연 플레이트(13)는 지지 플레이트(14)에 의해 지지될 수 있다.
지지 플레이트(14)는 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12) 사이에 위치된다.
지지 플레이트(14)는 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)을 물리적으로 이격시킨다. 또한, 지지 플레이트(14)는 절연 플레이트(13)를 지지한다.
지지 플레이트(14)는 자성체로 형성될 수 있다. 따라서, 지지 플레이트(14)는 코어부(30)의 요크(33)와 함께 자로(magnetic circuit)를 형성할 수 있다. 상기 자로에 의해, 코어부(30)의 가동 코어(32)가 고정 코어(31)를 향해 이동되기 위한 구동력이 형성될 수 있다.
지지 플레이트(14)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공(미도시)에는 샤프트(44)가 상하 방향으로 이동 가능하게 관통 결합된다.
따라서, 가동 코어(32)가 고정 코어(31)를 향하는 방향 또는 고정 코어(31)에서 이격되는 방향으로 이동될 경우, 샤프트(44) 및 샤프트(44)에 연결된 가동 접촉자(43) 또한 같은 방향으로 함께 이동될 수 있다.
(2) 개폐부(20)의 설명
개폐부(20)는 코어부(30)의 동작에 따라 전류의 통전을 허용하거나 차단한다. 구체적으로, 개폐부(20)는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 접촉되거나 이격되어 전류의 통전을 허용하거나 차단할 수 있다.
개폐부(20)는 상부 프레임(11)의 내부 공간에 수용된다. 개폐부(20)는 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)에 의해 코어부(30)와 전기적 및 물리적으로 이격될 수 있다.
개폐부(20)는 아크 챔버(21), 고정 접촉자(22) 및 씰링(sealing) 부재(23)를 포함한다.
또한, 아크 챔버(21)의 외측에는 아크 경로 형성부(100, 200, 300)가 구비될 수 있다. 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 아크 챔버(21) 내부에서 발생된 아크의 경로(A.P)를 형성하기 위한 자기장을 형성할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
아크 챔버(21)는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 이격되어 발생되는 아크(arc)를 내부 공간에서 소호(extinguish)한다. 이에, 아크 챔버(21)는 "아크 소호부"로 지칭될 수도 있을 것이다.
아크 챔버(21)는 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)를 밀폐 수용한다. 즉, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)는 아크 챔버(21) 내부에 수용된다. 따라서, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격되어 발생되는 아크는 외부로 임의 유출되지 않게 된다.
아크 챔버(21) 내부에는 소호용 가스가 충전될 수 있다. 소호용 가스는 발생된 아크가 소호되며 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이(1)의 외부로 배출될 수 있게 한다. 이를 위해, 아크 챔버(21)의 내부 공간을 둘러싸는 벽체에는 연통공(미도시)이 관통 형성될 수 있다.
아크 챔버(21)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 또한, 아크 챔버(21)는 높은 내압성 및 높은 내열성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 이는, 발생되는 아크가 고온 고압의 전자의 흐름임에 기인한다. 일 실시 예에서, 아크 챔버(21)는 세라믹(ceramic) 소재로 형성될 수 있다.
아크 챔버(21)의 상측에는 복수 개의 관통공이 형성될 수 있다. 상기 관통공 각각에는 고정 접촉자(22)가 관통 결합된다.
도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(22)는 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 고정 접촉자(22b)를 포함하여 두 개로 구비된다. 이에 따라, 아크 챔버(21)의 상측에 형성되는 관통공 또한 두 개로 형성될 수 있다.
상기 관통공에 고정 접촉자(22)가 관통 결합되면, 상기 관통공은 밀폐된다. 즉, 고정 접촉자(22)는 상기 관통공에 밀폐 결합된다. 이에 따라, 발생된 아크는 상기 관통공을 통해 외부로 배출되지 않는다.
아크 챔버(21)의 하측은 개방될 수 있다. 아크 챔버(21)의 하측에는 절연 플레이트(13) 및 씰링 부재(23)가 접촉된다. 즉, 아크 챔버(21)의 하측은 절연 플레이트(13) 및 씰링 부재(23)에 의해 밀폐된다.
이에 따라, 아크 챔버(21)는 상부 프레임(11)의 외측 공간과 전기적, 물리적으로 이격될 수 있다.
아크 챔버(21)에서 소호된 아크는 기 설정된 경로를 통해 직류 릴레이(1)의 외부로 배출된다. 일 실시 예에서, 소호된 아크는 상기 연통공(미도시)을 통해 아크 챔버(21)의 외부로 배출될 수 있다.
고정 접촉자(22)는 가동 접촉자(43)와 접촉되거나 이격되어, 직류 릴레이(1)의 내부와 외부의 통전을 인가하거나 차단한다.
구체적으로, 고정 접촉자(22)가 가동 접촉자(43)와 접촉되면, 직류 릴레이(1)의 내부와 외부가 통전될 수 있다. 반면, 고정 접촉자(22)가 가동 접촉자(43)와 이격되면, 직류 릴레이(1)의 내부와 외부의 통전이 차단된다.
명칭에서 알 수 있듯이, 고정 접촉자(22)는 이동되지 않는다. 즉, 고정 접촉자(22)는 상부 프레임(11) 및 아크 챔버(21)에 고정 결합된다. 따라서, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)의 접촉 및 이격은 가동 접촉자(43)의 이동에 의해 달성된다.
고정 접촉자(22)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 상부 프레임(11)의 외측으로 노출된다. 상기 일측 단부에는 전원 또는 부하가 각각 통전 가능하게 연결된다.
고정 접촉자(22)는 복수 개로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 고정 접촉자(22)는 좌측의 제1 고정 접촉자(22a) 및 우측의 제2 고정 접촉자(22b)를 포함하여, 총 두 개로 구비된다.
제1 고정 접촉자(22a)는 가동 접촉자(43)의 길이 방향의 중심으로부터 일측, 도시된 실시 예에서 좌측으로 치우치게 위치된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b)는 가동 접촉자(43)의 길이 방향의 중심으로부터 타측, 도시된 실시 예에서 우측으로 치우치게 위치된다.
제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 고정 접촉자(22b) 중 어느 하나에는 전원이 통전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 고정 접촉자(22b) 중 다른 하나에는 부하가 통전 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 직류 릴레이(1)는, 고정 접촉자(22)에 연결되는 전원 또는 부하의 방향과 무관하게 아크의 경로(A.P)를 형성할 수 있다. 이는 아크 경로 형성부(100, 200, 300)에 의해 달성되는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
고정 접촉자(22)의 타측 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 가동 접촉자(43)를 향해 연장된다.
가동 접촉자(43)가 고정 접촉자(22)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동되면, 상기 하측 단부는 가동 접촉자(43)와 접촉된다. 이에 따라, 직류 릴레이(1)의 외부와 내부가 통전될 수 있다.
고정 접촉자(22)의 상기 하측 단부는 아크 챔버(21) 내부에 위치된다.
제어 전원이 차단될 경우, 가동 접촉자(43)는 복귀 스프링(36)의 탄성력에 의해 고정 접촉자(22)에서 이격된다.
이때, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격됨에 따라, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43) 사이에는 아크가 발생된다. 발생된 아크는 아크 챔버(21) 내부의 소호용 가스에 소호되고, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)에 의해 형성된 경로를 따라 외부로 배출될 수 있다.
씰링 부재(23)는 아크 챔버(21)와 상부 프레임(11) 내부의 공간의 임의 연통을 차단한다. 씰링 부재(23)는 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)와 함께 아크 챔버(21)의 하측을 밀폐한다.
구체적으로, 씰링 부재(23)의 상측은 아크 챔버(21)의 하측과 결합된다. 또한, 씰링 부재(23)의 방사상 내측은 절연 플레이트(13)의 외주와 결합되며, 씰링 부재(23)의 하측은 지지 플레이트(14)에 결합된다.
이에 따라, 아크 챔버(21)에서 발생된 아크 및 소호용 가스에 의해 소호된 아크는 상부 프레임(11)의 내부 공간으로 입의 유출되지 않게 된다.
또한, 씰링 부재(23)는 실린더(37)의 내부 공간과 프레임부(10)의 내부 공간의 임의 연통을 차단하도록 구성될 수 있다.
(3) 코어부(30)의 설명
코어부(30)는 제어 전원의 인가에 따라 가동 접촉자부(40)를 상측으로 이동시킨다. 또한, 제어 전원의 인가가 해제될 경우, 코어부(30)는 가동 접촉자부(40)를 다시 하측으로 이동시킨다.
코어부(30)는 외부의 제어 전원(미도시)과 통전 가능하게 연결되어, 제어 전원을 인가받을 수 있다.
코어부(30)는 개폐부(20)의 하측에 위치된다. 또한, 코어부(30)는 하부 프레임(12)의 내부에 수용된다. 코어부(30)와 개폐부(20)는 절연 플레이트(13) 및 지지 플레이트(14)에 의해 전기적, 물리적으로 이격될 수 있다.
코어부(30)와 개폐부(20) 사이에는 가동 접촉자부(40)가 위치된다. 코어부(30)가 인가하는 구동력에 의해 가동 접촉자부(40)가 이동될 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(43)와 고정 접촉자(22)가 접촉되어 직류 릴레이(1)가 통전될 수 있다.
코어부(30)는 고정 코어(31), 가동 코어(32), 요크(33), 보빈(34), 코일(35), 복귀 스프링(36) 및 실린더(37)를 포함한다.
고정 코어(31)는 코일(35)에서 발생되는 자기장에 의해 자화(magnetize)되어 전자기적 인력을 발생시킨다. 상기 전자기적 인력에 의해, 가동 코어(32)가 고정 코어(31)를 향해 이동된다(도 3에서 상측 방향).
고정 코어(31)는 이동되지 않는다. 즉, 고정 코어(31)는 지지 플레이트(14) 및 실린더(37)에 고정 결합된다.
고정 코어(31)는 자기장에 의해 자화되어 전자기력을 발생시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 고정 코어(31)는 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
고정 코어(31)는 실린더(37) 내부의 상측 공간에 부분적으로 수용된다. 또한, 고정 코어(31)의 외주는 실린더(37)의 내주에 접촉된다.
고정 코어(31)는 지지 플레이트(14)와 가동 코어(32) 사이에 위치된다.
고정 코어(31)의 중심부에는 관통공(미도시)이 형성된다. 상기 관통공(미도시)에는 샤프트(44)가 상하 이동 가능하게 관통 결합된다.
고정 코어(31)는 가동 코어(32)와 소정 거리만큼 이격되도록 위치된다. 따라서, 가동 코어(32)가 고정 코어(31)를 향해 이동될 수 있는 거리는 상기 소정 거리로 제한될 수 있다. 이에, 상기 소정 거리는 "가동 코어(32)의 이동 거리"로 정의될 수 있을 것이다.
고정 코어(31)의 하측에는 복귀 스프링(36)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부가 접촉된다. 고정 코어(31)가 자화되어 가동 코어(32)가 상측으로 이동되면, 복귀 스프링(36)이 압축되며 복원력이 저장된다.
이에 따라, 제어 전원의 인가가 해제되어 고정 코어(31)의 자화가 종료되면, 가동 코어(32)가 상기 복원력에 의해 다시 하측으로 복귀될 수 있다.
가동 코어(32)는 제어 전원이 인가되면 고정 코어(31)가 생성하는 전자기적 인력에 의해 고정 코어(31)를 향해 이동된다.
가동 코어(32)의 이동에 따라, 가동 코어(32)에 결합된 샤프트(44)가 고정 코어(31)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다. 또한, 샤프트(44)가 이동됨에 따라, 샤프트(44)에 결합된 가동 접촉자부(40)가 상측으로 이동된다.
이에 따라, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 접촉되어 직류 릴레이(1)가 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다.
가동 코어(32)는 전자기력에 의한 인력을 받을 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 가동 코어(32)는 자성체 소재로 형성되거나, 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
가동 코어(32)는 실린더(37)의 내부에 수용된다. 또한, 가동 코어(32)는 실린더(37) 내부에서 실린더(37)의 길이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 이동될 수 있다.
구체적으로, 가동 코어(32)는 고정 코어(31)를 향하는 방향 및 고정 코어(31)에서 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.
가동 코어(32)는 샤프트(44)와 결합된다. 가동 코어(32)는 샤프트(44)와 일체로 이동될 수 있다. 가동 코어(32)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 샤프트(44) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다. 이에 따라, 가동 접촉자(43) 또한 상측 또는 하측으로 이동된다.
가동 코어(32)는 고정 코어(31)의 하측에 위치된다. 가동 코어(32)는 고정 코어(31)와 소정 거리만큼 이격된다. 상기 소정 거리는 가동 코어(32)가 상하 방향으로 이동될 수 있는 거리임은 상술한 바와 같다.
가동 코어(32)는 길이 방향으로 연장 형성된다. 가동 코어(32)의 내부에는 길이 방향으로 연장되는 중공부가 소정 거리만큼 함몰 형성된다. 상기 중공부에는 복귀 스프링(36) 및 복귀 스프링(36)에 관통 결합된 샤프트(44)의 하측이 부분적으로 수용된다.
상기 중공부의 하측에는 관통공이 길이 방향으로 관통 형성된다. 상기 중공부와 상기 관통공은 연통된다. 상기 중공부에 삽입된 샤프트(44)의 하측 단부는 상기 관통공을 향해 진행될 수 있다.
가동 코어(32)의 하측 단부에는 공간부가 소정 거리만큼 함몰 형성된다. 상기 공간부는 상기 관통공과 연통된다. 상기 공간부에는 샤프트(44)의 하측 헤드부가 위치된다.
요크(33)는 제어 전원이 인가됨에 따라 자로(magnetic circuit)를 형성한다. 요크(33)가 형성하는 자로는 코일(35)이 형성하는 자기장의 방향을 조절하도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 제어 전원이 인가되면 코일(35)은 가동 코어(32)가 고정 코어(31)를 향해 이동되는 방향으로 자기장을 생성할 수 있다. 요크(33)는 통전 가능한 전도성 소재로 형성될 수 있다.
요크(33)는 하부 프레임(12)의 내부에 수용된다. 요크(33)는 코일(35)을 둘러싼다. 코일(35)은 요크(33)의 내주면과 소정 거리만큼 이격되도록 요크(33)의 내부에 수용될 수 있다.
요크(33)의 내부에는 보빈(34)이 수용된다. 즉, 하부 프레임(12)의 외주로부터 방사상 내측을 향하는 방향으로 요크(33), 코일(35) 및 코일(35)이 권취되는 보빈(34)이 순서대로 배치된다.
요크(33)의 상측은 지지 플레이트(14)에 접촉된다. 또한, 요크(33)의 외주는 하부 프레임(12)의 내주에 접촉되거나, 하부 프레임(12)의 내주로부터 소정 거리만큼 이격되도록 위치될 수 있다.
보빈(34)에는 코일(35)이 권취된다. 보빈(34)은 요크(33) 내부에 수용된다.
보빈(34)은 평판형의 상부 및 하부와, 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 상부와 하부를 연결하는 원통형의 기둥부를 포함할 수 있다. 즉, 보빈(34)은 실패(bobbin) 형상이다.
보빈(34)의 상부는 지지 플레이트(14)의 하측과 접촉된다. 보빈(34)의 기둥부에는 코일(35)이 권취된다. 코일(35)이 권취되는 두께는 보빈(34)의 상부 및 하부의 직경과 같거나 더 작게 구성될 수 있다.
보빈(34)의 기둥부에는 길이 방향으로 연장되는 중공부가 관통 형성된다. 상기 중공부에는 실린더(37)가 수용될 수 있다. 보빈(34)의 기둥부는 고정 코어(31), 가동 코어(32) 및 샤프트(44)와 같은 중심축을 갖도록 배치될 수 있다.
코일(35)은 인가된 제어 전원에 의해 자기장을 발생시킨다. 코일(35)이 발생시키는 자기장에 의해 고정 코어(31)가 자화되어, 가동 코어(32)에 전자기적 인력이 인가될 수 있다.
코일(35)은 보빈(34)에 권취된다. 구체적으로, 코일(35)은 보빈(34)의 기둥부에 권취되어, 상기 기둥부의 방사상 외측으로 적층된다. 코일(35)은 요크(33)의 내부에 수용된다.
제어 전원이 인가되면, 코일(35)은 자기장을 생성한다. 이때, 요크(33)에 의해 코일(35)이 생성하는 자기장의 세기 또는 방향 등이 제어될 수 있다. 코일(35)이 생성한 자기장에 의해 고정 코어(31)가 자화된다.
고정 코어(31)가 자화되면, 가동 코어(32)는 고정 코어(31)를 향하는 방향으로의 전자기력, 즉, 인력을 받게 된다. 이에 따라, 가동 코어(32)는 고정 코어(31)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 이동된다.
복귀 스프링(36)은 가동 코어(32)가 고정 코어(31)를 향해 이동된 후 제어 전원의 인가가 해제되면, 가동 코어(32)가 원래 위치로 복귀되기 위한 복원력을 제공한다.
복귀 스프링(36)은 가동 코어(32)가 고정 코어(31)를 향해 이동됨에 따라 압축되며 복원력을 저장한다. 이때, 저장되는 복원력은 고정 코어(31)가 자화되어 가동 코어(32)에 미치는 전자기적 인력보다 작은 것이 바람직하다. 제어 전원이 인가되는 동안에는 가동 코어(32)가 복귀 스프링(36)에 의해 임의로 원위치에 복귀되는 것을 방지하기 위함이다.
제어 전원의 인가가 해제되면, 가동 코어(32)는 복귀 스프링(36)에 의한 복원력을 받게 된다. 물론, 가동 코어(32)의 자중(empty weight)에 의한 중력 또한 가동 코어(32)에 작용될 수 있다. 이에 따라, 가동 코어(32)는 고정 코어(31)로부터 멀어지는 방향으로 이동되어 원 위치로 복귀될 수 있다.
복귀 스프링(36)은 형상이 변형되어 복원력을 저장하고, 원래 형상으로 복귀되며 복원력을 외부에 전달할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 복귀 스프링(36)은 코일 스프링(coil spring)으로 구비될 수 있다.
복귀 스프링(36)에는 샤프트(44)가 관통 결합된다. 샤프트(44)는 복귀 스프링(36)이 결합된 상태에서 복귀 스프링(36)의 형상 변형과 무관하게 상하 방향으로 이동될 수 있다.
복귀 스프링(36)은 가동 코어(32)의 상측에 함몰 형성된 중공부에 수용된다. 또한, 고정 코어(31)를 향하는 복귀 스프링(36)의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 고정 코어(31)의 하측에 함몰 형성된 중공부에 수용된다.
실린더(37)는 고정 코어(31), 가동 코어(32), 복귀 스프링(36) 및 샤프트(44)를 수용한다. 가동 코어(32) 및 샤프트(44)는 실린더(37) 내부에서 상측 및 하측 방향으로 이동될 수 있다.
실린더(37)는 보빈(34)의 기둥부에 형성된 중공부에 위치된다. 실린더(37)의 상측 단부는 지지 플레이트(14)의 하측 면에 접촉된다.
실린더(37)의 측면은 보빈(34)의 기둥부의 내주면에 접촉된다. 실린더(37)의 상측 개구부는 고정 코어(31)에 의해 밀폐될 수 있다. 실린더(37)의 하측 면은 하부 프레임(12)의 내면에 접촉될 수 있다.
(4) 가동 접촉자부(40)의 설명
가동 접촉자부(40)는 가동 접촉자(43) 및 가동 접촉자(43)를 이동시키기 위한 구성을 포함한다. 가동 접촉자부(40)에 의해, 직류 릴레이(1)는 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다.
가동 접촉자부(40)는 상부 프레임(11)의 내부 공간에 수용된다. 또한, 가동 접촉자부(40)는 아크 챔버(21)의 내부에 상하 이동 가능하게 수용된다.
가동 접촉자부(40)의 상측에는 고정 접촉자(22)가 위치된다. 가동 접촉자부(40)는 고정 접촉자(22)를 향하는 방향 및 고정 접촉자(22)에서 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 아크 챔버(21)의 내부에 수용된다.
가동 접촉자부(40)의 하측에는 코어부(30)가 위치된다. 가동 접촉자부(40)의 상기 이동은 가동 코어(32)의 이동에 의해 달성될 수 있다.
가동 접촉자부(40)는 하우징(41), 커버(42), 가동 접촉자(43), 샤프트(44) 및 탄성부(45)를 포함한다.
하우징(41)은 가동 접촉자(43) 및 가동 접촉자(43)를 탄성 지지하는 탄성부(45)를 수용한다.
도시된 실시 예에서, 하우징(41)은 일측 및 그에 대향하는 타측이 개방된다. 상기 개방된 부분에는 가동 접촉자(43)가 관통 삽입될 수 있다.
하우징(41)의 개방되지 않은 측면은, 수용된 가동 접촉자(43)를 감싸도록 구성될 수 있다.
하우징(41)의 상측에는 커버(42)가 구비된다. 커버(42)는 하우징(41)에 수용된 가동 접촉자(43)의 상측 면을 덮는다.
하우징(41) 및 커버(42)는 의도치 않은 통전이 방지되도록 절연성 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 일 실시 예에서, 하우징(41) 및 커버(42)는 합성 수지 등으로 형성될 수 있다.
하우징(41)의 하측은 샤프트(44)와 연결된다. 샤프트(44)와 연결된 가동 코어(32)가 상측 또는 하측으로 이동되면, 하우징(41) 및 이에 수용된 가동 접촉자(43) 또한 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.
하우징(41)과 커버(42)는 임의의 부재에 의해 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 하우징(41)과 커버(42)는 볼트, 너트 등의 체결 부재(미도시)에 의해 결합될 수 있다.
가동 접촉자(43)는 제어 전원의 인가에 따라 고정 접촉자(22)와 접촉되어, 직류 릴레이(1)가 외부의 전원 및 부하와 통전되도록 한다. 또한, 가동 접촉자(43)는 제어 전원의 인가가 해제될 경우 고정 접촉자(22)와 이격되어, 직류 릴레이(1)가 외부의 전원 및 부하와 통전되지 않도록 한다.
가동 접촉자(43)는 고정 접촉자(22)에 인접하게 위치된다.
가동 접촉자(43)의 상측은 커버(42)에 의해 부분적으로 덮여진다. 일 실시 예에서, 가동 접촉자(43)의 상측 면의 일부는 커버(42)의 하측 면과 접촉될 수 있다.
가동 접촉자(43)의 하측은 탄성부(45)에 의해 탄성 지지된다. 가동 접촉자(43)가 하측으로 임의 이동되지 않도록, 탄성부(45)는 소정 거리만큼 압축된 상태에서 가동 접촉자(43)를 탄성 지지할 수 있다.
가동 접촉자(43)는 길이 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 연장 형성된다. 즉, 가동 접촉자(43)의 길이는 폭보다 길게 형성된다. 따라서, 하우징(41)에 수용된 가동 접촉자(43)의 길이 방향의 양측 단부는 하우징(41)의 외측으로 노출된다.
상기 양측 단부에는 상측으로 소정 거리만큼 돌출 형성된 접촉 돌출부가 형성될 수 있다. 상기 접촉 돌출부에는 고정 접촉자(22)가 접촉된다.
상기 접촉 돌출부는 각 고정 접촉자(22a, 22b)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(43)의 이동 거리가 감소되고, 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)의 접촉 신뢰성이 향상될 수 있다.
가동 접촉자(43)의 폭은 하우징(41)의 각 측면이 서로 이격되는 거리와 동일할 수 있다. 즉, 가동 접촉자(43)가 하우징(41)에 수용되면, 가동 접촉자(43)의 폭 방향 양 측면은 하우징(41)의 각 측면의 내면에 접촉될 수 있다.
이에 따라, 가동 접촉자(43)가 하우징(41)에 수용된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
샤프트(44)는 코어부(30)가 작동됨에 따라 발생되는 구동력을 가동 접촉자부(40)에 전달한다. 구체적으로, 샤프트(44)는 가동 코어(32) 및 가동 접촉자(43)와 연결된다. 가동 코어(32)가 상측 또는 하측으로 이동될 경우 샤프트(44)에 의해 가동 접촉자(43) 또한 상측 또는 하측으로 이동될 수 있다.
샤프트(44)는 길이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된다.
샤프트(44)의 하측 단부는 가동 코어(32)에 삽입 결합된다. 가동 코어(32)가 상하 방향으로 이동되면, 샤프트(44)는 가동 코어(32)와 함께 상하 방향으로 이동될 수 있다.
샤프트(44)의 몸체부는 고정 코어(31)에 상하 이동 가능하게 관통 결합된다. 샤프트(44)의 몸체부에는 복귀 스프링(36)이 관통 결합된다.
샤프트(44)의 상측 단부는 하우징(41)에 결합된다. 가동 코어(32)가 이동되면, 샤프트(44) 및 하우징(41)이 함께 이동될 수 있다.
샤프트(44)의 상측 단부 및 하측 단부는 샤프트의 몸체부에 비해 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 샤프트(44)가 하우징(41) 및 가동 코어(32)와 안정적으로 결합 상태를 유지할 수 있다.
탄성부(45)는 가동 접촉자(43)를 탄성 지지한다. 가동 접촉자(43)가 고정 접촉자(22)와 접촉될 경우, 전자기적 반발력에 의해 가동 접촉자(43)는 고정 접촉자(22)에서 이격되려는 경향을 갖게 된다.
이때, 탄성부(45)는 가동 접촉자(43)를 탄성 지지하여, 가동 접촉자(43)가 고정 접촉자(22)에서 임의 이격되는 것을 방지한다.
탄성부(45)는 형상의 변형에 의해 복원력을 저장하고, 저장된 복원력을 다른 부재에 제공할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 탄성부(45)는 코일 스프링으로 구비될 수 있다.
가동 접촉자(43)를 향하는 탄성부(45)의 일측 단부는 가동 접촉자(43)의 하측에 접촉된다. 또한, 상기 일측 단부에 대향하는 타측 단부는 하우징(41)의 상측에 접촉된다.
탄성부(45)는 소정 거리만큼 압축되어 복원력을 저장한 상태로 가동 접촉자(43)를 탄성 지지할 수 있다. 이에 따라, 가동 접촉자(43)와 고정 접촉자(22) 사이에서 전자기적 반발력이 발생되더라도, 가동 접촉자(43)가 임의로 이동되지 않게 된다.
탄성부(45)의 안정적인 결합을 위해, 가동 접촉자(43)의 하측에는 탄성부(45)에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다. 마찬가지로, 하우징(41)의 상측에도 탄성부(45)에 삽입되는 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다.
3. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 아크 경로 형성부의 설명
도 4 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100, 200, 300)가 도시된다. 각 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 아크 챔버(21) 내부에 자기장을 형성한다. 직류 릴레이(1)에 통전되는 전류와 형성된 자기장에 의해, 아크 챔버(21) 내부에는 전자기력이 형성된다.
고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격됨에 따라 발생된 아크는, 형성된 전자기력에 의해 아크 챔버(21)의 외부로 이동된다. 구체적으로, 발생된 아크는 형성된 전자기력의 방향을 따라 이동된다. 이에, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 발생된 아크가 유동되는 경로인 아크의 경로(A.P)를 형성한다고 할 수 있을 것이다.
아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 상부 프레임(11)의 내부에 형성된 공간에 위치된다. 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 아크 챔버(21)를 둘러싸게 배치된다. 달리 표현하면, 아크 챔버(21)는 아크 경로 형성부(100, 200, 300)의 내부에 위치된다.
아크 경로 형성부(100, 200, 300)의 내부에는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다. 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격되어 발생된 아크는, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)에 의해 형성된 전자기력에 의해 유도될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 할바흐 배열 또는 자석부를 포함한다. 할바흐 배열 또는 자석부는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 수용되는 아크 경로 형성부(100) 내부에 자기장을 형성한다. 이때, 할바흐 배열 또는 자석부는 자체적으로, 또한 서로 간에 자기장을 형성할 수 있다.
할바흐 배열 및 자석부가 형성하는 자기장은, 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)에 통전되는 전류와 함께 전자기력을 형성한다. 형성된 전자기력은 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격될 경우 발생되는 아크를 유도한다.
이때, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 공간부(115)의 중심부(C)에서 멀어지는 방향의 전자기력을 형성한다. 이에 따라, 아크의 경로(A.P) 또한 공간부의 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성된다.
결과적으로, 직류 릴레이(1)에 구비되는 각 구성 요소가 발생된 아크에 의해 손상되지 않게 된다. 더 나아가, 발생된 아크가 아크 챔버(21)의 외부로 신속하게 배출될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 각 아크 경로 형성부(100, 200, 300)의 구성 및 각 아크 경로 형성부(100, 200, 300)에 의해 형성되는 아크의 경로(A.P)를 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100, 200, 300)은 전방 측 및 후방 측 중 어느 하나의 측 이상에 위치되는 할바흐 배열을 구비할 수 있다.
또한, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 측 이상에 위치되는, 길이 방향의 극성을 갖는 자석부를 구비할 수 있다.
다른 실시 예에서, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 측 이상에 위치되는 할바흐 배열을 구비할 수 있다.
상기 실시 예에서, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 전방 측 및 후방 측 중 적어도 하나의 측 이상에 위치되는, 폭 방향의 극성을 갖는 자석부를 구비할 수 있다.
후술될 바와 같이, 후방 측은 제1 면(111, 211, 311), 전방 측은 제2 면(112, 212, 312)에 인접한 방향으로 정의될 수 있다.
또한, 좌측은 제3 면(113, 213, 313), 우측은 제4 면(114, 214, 314)에 인접한 방향으로 정의될 수 있다.
(1) 아크 경로 형성부(100)의 설명
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)를 상세하게 설명한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)는 자석 프레임(110), 제1 할바흐 배열(Halbach array)(120), 제2 할바흐 배열(130), 제1 자석부(140) 및 제2 자석부(150)를 포함한다.
자석 프레임(110)은 아크 경로 형성부(100)의 골격을 형성한다. 자석 프레임(110)에는 제1 할바흐 배열(120), 제2 할바흐 배열(130), 제1 자석부(140) 및 제2 자석부(150)가 배치된다. 일 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120), 제2 할바흐 배열(130), 제1 자석부(140) 및 제2 자석부(150)는 자석 프레임(110)에 결합될 수 있다.
자석 프레임(110)은 길이 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 연장 형성된 직사각형의 단면을 갖는다. 자석 프레임(110)의 형상은 상부 프레임(11) 및 아크 챔버(21)의 형상에 따라 변경될 수 있다.
자석 프레임(110)은 제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113), 제4 면(114) 및 공간부(115)를 포함한다.
제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113) 및 제4 면(114)은 자석 프레임(110)의 외주면을 형성한다. 즉, 제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113) 및 제4 면(114)은 자석 프레임(110)의 벽으로 기능된다.
제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113) 및 제4 면(114)의 외측은 상부 프레임(11)의 내면에 접촉 또는 고정 결합될 수 있다. 또한, 제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113) 및 제4 면(114)의 내측에는 제1 할바흐 배열(120), 제2 할바흐 배열(130), 제1 자석부(140) 및 제2 자석부(150)가 위치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 면(111)은 후방 측 면을 형성한다. 제2 면(112)은 전방 측 면을 형성하며, 제1 면(111)에 대향한다. 또한, 제3 면(113)은 좌측 면을 형성한다. 제4 면(114)은 우측 면을 형성하며, 제3 면(113)에 대향한다.
즉, 제1 면(111) 및 제2 면(112)은 공간부(115)를 사이에 두고 서로 마주한다. 또한, 제3 면(113) 및 제4 면(114)은 공간부(115)를 사이에 두고 서로 마주한다.
제1 면(111)은 제3 면(113) 및 제4 면(114)과 연속된다. 제1 면(111)은 제3 면(113) 및 제4 면(114)과 소정의 각도를 이루며 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 직각일 수 있다.
제2 면(112)은 제3 면(113) 및 제4 면(114)과 연속된다. 제2 면(112)은 제3 면(113) 및 제4 면(114)과 소정의 각도를 이루며 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 직각일 수 있다.
제1 면(111) 내지 제4 면(114)이 서로 연결되는 각 모서리는 모따기(taper)될 수 있다.
각 면(111, 112, 113, 114)과 제1 및 제2 할바흐 배열(120, 130) 및 제1 및 제2 자석부(140, 150)의 결합을 위해, 체결 부재(미도시)가 구비될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113) 및 제4 면(114) 중 어느 하나 이상에는 아크 배출공(미도시)이 관통 형성될 수 있다. 아크 배출공(미도시)은 공간부(115)에서 발생된 아크가 배출되는 통로로 기능될 수 있다.
제1 면(111) 내지 제4 면(114)에 의해 둘러싸이는 공간은 공간부(115)로 정의될 수 있다.
공간부(115)에는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 수용된다. 또한, 공간부(115)에는 아크 챔버(21)가 수용된다.
공간부(115)에서, 가동 접촉자(43)는 고정 접촉자(22)를 향하는 방향(즉, 하측 방향) 또는 고정 접촉자(22)에서 멀어지는 방향(즉, 상측 방향)으로 이동될 수 있다.
또한, 공간부(115)에는 아크 챔버(21)에서 발생된 아크의 경로(A.P)가 형성된다. 이는, 제1 할바흐 배열(120), 제2 할바흐 배열(130), 제1 자석부(140) 및 제2 자석부(150)가 형성하는 자기장에 의해 달성된다.
공간부(115)의 중앙 부분은 중심부(C)로 정의될 수 있다. 제1 면 내지 제4 면(111, 112, 113, 114)이 서로 연결되는 각 모서리에서 중심부(C)까지의 직선 거리는 동일하게 형성될 수 있다.
중심부(C)는 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 고정 접촉자(22b) 사이에 위치된다. 또한, 중심부(C)의 수직 하방에는 가동 접촉자부(40)의 중심 부분이 위치된다. 즉, 중심부(C)의 수직 하방에는 하우징(41), 커버(42), 가동 접촉자(43), 샤프트(44) 및 탄성부(45) 등의 중심 부분이 위치된다.
따라서, 발생된 아크가 중심부(C)를 향해 이동될 경우, 상기 구성들의 손상이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)는 제1 할바흐 배열(120), 제2 할바흐 배열(130), 제1 자석부(140) 및 제2 자석부(150)를 포함한다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)을 구성하는 복수 개의 자성체는 좌측에서 우측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
제1 할바흐 배열(120)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)은 제2 할바흐 배열(130), 제1 및 제2 자석부(140, 150)와 함께 자기장을 형성할 수 있다.
제1 할바흐 배열(120)은 제1 및 제2 면(111, 112) 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)은 상기 어느 하나의 면의 내측(즉, 공간부(115)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)은 제1 면(111)의 내측에, 제1 면(111)에 인접하게 배치되어, 제2 면(112)의 내측에 위치되는 제2 할바흐 배열(130)을 마주한다.
제1 할바흐 배열(120)과 제2 할바흐 배열(130) 사이에는 공간부(115) 및 공간부(115)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제1 할바흐 배열(120)은 제1 면(111)의 중앙 부분에 위치될 수 있다. 달리 표현하면, 제1 할바흐 배열(120)과 제3 면(113) 사이의 최단 거리 및 제1 할바흐 배열(120)과 제4 면(114) 사이의 최단 거리는 같을 수 있다.
제1 할바흐 배열(120)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제2 할바흐 배열(130), 제1 및 제2 자석부(140, 150)와 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제1 할바흐 배열(120)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)은 제1 블록(121), 제2 블록(122) 제3 블록(123), 제4 블록(124) 및 제5 블록(125)을 포함한다. 제1 할바흐 배열(120)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(121, 122, 123, 124, 125)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제5 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제5 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 제1 면(111)이 연장되는 방향, 즉 좌우 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(121)은 가장 좌측에 위치된다. 즉, 제1 블록(121)은 제3 면(113)에 인접하게 위치된다. 또한, 제5 블록(125)은 가장 우측에 위치된다. 즉, 제5 블록(125)은 제4 면(114)에 인접하게 위치된다.
제2 내지 제4 블록(122, 123, 124)은 제1 블록(121) 및 제5 블록(125) 사이에서, 좌측에서 우측을 향해 순서대로 나란하게 배치된다. 즉, 제1 내지 제5 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 좌측에서 우측을 향해 순서대로 나란하게 배치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 서로 접촉될 수 있다.
제1 블록(121)은 제2 할바흐 배열(130) 또는 공간부(115)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 할바흐 배열(130)의 제1 블록(131)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제3 블록(123)은 제2 할바흐 배열(130) 또는 공간부(115)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 할바흐 배열(130)의 제3 블록(133) 및 중심부(C)와 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제5 블록(125)은 제2 할바흐 배열(130) 또는 공간부(115)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 고정 접촉자(22b) 및 제2 할바흐 배열(130)의 제5 블록(135)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(121)은 공간부(115) 또는 제2 할바흐 배열(130)을 향하는 제1 내면(121a) 및 공간부(115) 또는 제2 할바흐 배열(130)에 반대되는 제1 외면(121b)을 포함한다.
제2 블록(122)은 제1 블록(121)을 향하는 제2 내면(122a) 및 제3 블록(123)을 향하는 제2 외면(122b)을 포함한다. 제2 내면(122a)과 제2 외면(122b)이 서로 반대되게 위치됨이 이해될 것이다.
제3 블록(123)은 공간부(115) 또는 제2 할바흐 배열(130)을 향하는 제3 내면(123a) 및 공간부(115) 또는 제2 할바흐 배열(130)에 반대되는 제3 외면(123b)을 포함한다.
제4 블록(124)은 제3 블록(123)을 향하는 제4 내면(124a) 및 제5 블록(125)을 향하는 제4 외면(124b)을 포함한다. 제4 내면(124a)과 제4 외면(124b)이 서로 반대되게 위치됨이 이해될 것이다.
제5 블록(125)은 공간부(115) 또는 제2 할바흐 배열(130)을 향하는 제5 내면(125a) 및 공간부(115) 또는 제2 할바흐 배열(130)에 반대되는 제5 외면(125b)을 포함한다.
각 블록(121, 122, 123, 124, 125)의 상기 복수 개의 면은 할바흐 배열을 구성하도록 소정의 규칙을 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1, 제2 및 제5 내면(121a, 122a, 125a), 제3 및 제4 외면(123b, 124b)은 서로 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제3 및 제4 내면(123a, 124a), 제1, 제2 및 제5 외면(121b, 122b, 125b)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1, 제2 및 제5 내면(121a, 122a, 125a), 제3 및 제4 외면(123b, 124b)은 제2 할바흐 배열(130)의 제1, 제2 및 제5 내면(131a, 132a, 135a), 제3 및 제4 외면(133b, 134b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제3 및 제4 내면(123a, 124a), 제1, 제2 및 제5 외면(121b, 122b, 125b)은 제2 할바흐 배열(130)의 제3 및 제4 내면(133a, 134a), 제1, 제2 및 제5 외면(131b, 132b, 135b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 제1, 제2 및 제5 내면(121a, 122a, 125a), 제3 및 제4 외면(123b, 124b)은 제1 자석부(140)의 제1 대향 면(141) 및 제2 자석부(150)의 제2 대향 면(151)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 3 및 제4 내면(123a, 124a), 제1, 제2 및 제5 외면(121b, 122b, 125b)은 제1 자석부(140)의 제1 반대 면(142) 및 제2 자석부(150)의 제2 반대 면(152)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)을 구성하는 복수 개의 자성체는 좌측에서 우측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
제2 할바흐 배열(130)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)은 제1 할바흐 배열(120), 제1 및 제2 자석부(140, 150)와 함께 자기장을 형성할 수 있다.
제2 할바흐 배열(130)은 제1 및 제2 면(111, 112) 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)은 상기 다른 하나의 면의 내측(즉, 공간부(115)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도 5 및 도 7에 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)은 제2 면(112)의 내측에, 제2 면(112)에 인접하게 배치되어, 제1 면(111)의 내측에 위치되는 제1 할바흐 배열(120)을 마주한다.
제2 할바흐 배열(130)과 제1 할바흐 배열(120) 사이에는 공간부(115) 및 공간부(115)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제2 할바흐 배열(130)은 제2 면(112)의 중앙 부분에 위치될 수 있다. 달리 표현하면, 제2 할바흐 배열(130)과 제3 면(113) 사이의 최단 거리 및 제2 할바흐 배열(130)과 제4 면(114) 사이의 최단 거리는 같을 수 있다.
제2 할바흐 배열(130)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제1 할바흐 배열(120), 제1 및 제2 자석부(140, 150)와 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제2 할바흐 배열(130)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)은 제1 블록(131), 제2 블록(132) 제3 블록(133), 제4 블록(134) 및 제5 블록(135)을 포함한다. 제2 할바흐 배열(130)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(131, 132, 133, 134, 135)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제5 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제5 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 제2 면(112)이 연장되는 방향, 즉 좌우 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(131)은 가장 좌측에 위치된다. 즉, 제1 블록(131)은 제3 면(113)에 인접하게 위치된다. 또한, 제5 블록(135)은 가장 우측에 위치된다. 즉, 제5 블록(135)은 제4 면(114)에 인접하게 위치된다.
제2 내지 제4 블록(132, 133, 134)은 제1 블록(131) 및 제5 블록(135) 사이에서, 좌측에서 우측을 향해 순서대로 나란하게 배치된다. 즉, 제1 내지 제5 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 좌측에서 우측을 향해 순서대로 나란하게 배치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 서로 접촉될 수 있다.
제1 블록(131)은 제1 할바흐 배열(120) 또는 공간부(115)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 고정 접촉자(22a) 및 제1 할바흐 배열(120)의 제1 블록(121)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제3 블록(133)은 제1 할바흐 배열(120) 또는 공간부(115)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 할바흐 배열(120)의 제3 블록(123) 및 중심부(C)와 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제5 블록(135)은 제1 할바흐 배열(120) 또는 공간부(115)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 고정 접촉자(22b) 및 제1 할바흐 배열(120)의 제5 블록(135)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(131)은 공간부(115) 또는 제1 할바흐 배열(120)을 향하는 제1 내면(131a) 및 공간부(115) 또는 제1 할바흐 배열(120)에 반대되는 제1 외면(131b)을 포함한다.
제2 블록(132)은 제1 블록(131)을 향하는 제2 내면(132a) 및 제3 블록(133)을 향하는 제2 외면(132b)을 포함한다. 제2 내면(132a)과 제2 외면(132b)이 서로 반대되게 위치됨이 이해될 것이다.
제3 블록(133)은 공간부(115) 또는 제1 할바흐 배열(120)을 향하는 제3 내면(133a) 및 공간부(115) 또는 제1 할바흐 배열(120)에 반대되는 제3 외면(133b)을 포함한다.
제4 블록(134)은 제3 블록(133)을 향하는 제4 내면(134a) 및 제5 블록(135)을 향하는 제4 외면(134b)을 포함한다. 제4 내면(134a)과 제4 외면(134b)이 서로 반대되게 위치됨이 이해될 것이다.
제5 블록(135)은 공간부(115) 또는 제1 할바흐 배열(120)을 향하는 제5 내면(135a) 및 공간부(115) 또는 제1 할바흐 배열(120)에 반대되는 제5 외면(135b)을 포함한다.
각 블록(131, 132, 133, 134, 135)의 상기 복수 개의 면은 할바흐 배열을 구성하도록 소정의 규칙을 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1, 제2 및 제5 내면(131a, 132a, 135a), 제3 및 제4 외면(133b, 134b)은 서로 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제3 및 제4 내면(133a, 134a), 제1, 제2 및 제5 외면(131b, 132b, 135b)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1, 제2 및 제5 내면(131a, 132a, 135a), 제3 및 제4 외면(133b, 134b)은 제1 할바흐 배열(120)의 제1, 제2 및 제5 내면(121a, 122a, 125a), 제3 및 제4 외면(123b, 124b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제3 및 제4 내면(133a, 134a), 제1, 제2 및 제5 외면(131b, 132b, 135b)은 제1 할바흐 배열(120)의 제3 및 제4 내면(123a, 124a), 제1, 제2 및 제5 외면(121b, 122b, 125b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
또한, 제1, 제2 및 제5 내면(131a, 132a, 135a), 제3 및 제4 외면(133b, 134b)은 제1 자석부(140)의 제1 대향 면(141) 및 제2 자석부(150)의 제2 대향 면(151)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 3 및 제4 내면(133a, 134a), 제1, 제2 및 제5 외면(131b, 132b, 135b)은 제1 자석부(140)의 제1 반대 면(142) 및 제2 자석부(150)의 제2 반대 면(152)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
제1 할바흐 배열(120) 및 제2 할바흐 배열(130)은 어느 하나 이상이 구비될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 실시 예에서, 제1 및 제2 할바흐 배열(120, 130)이 모두 구비된다.
도 6에 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)만이 구비된다. 또한, 도 7에 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)만이 구비될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(140, 150)는 그 자체 또는 제1 및 제2 할바흐 배열(120, 130) 및 서로 다른 자석부(140, 150)와 함께 자기장을 형성한다. 제1 및 제2 자석부(140, 150)가 형성한 자기장에 의해 아크 챔버(21) 내부에 아크의 경로(A.P)가 형성될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(140, 150)는 자화되어 자기장을 형성할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 및 제2 자석부(140, 150)는 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(140, 150)는 제1 내지 제4 면(111, 112, 113, 114) 중 어느 하나의 면에 각각 인접하게 위치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 자석부(140)는 제3 면(113)에 인접하게 위치된다. 제2 자석부(150)는 제4 면(114)에 인접하게 위치된다. 제1 자석부(140)와 제2 자석부(150)는 공간부(115)를 사이에 두고 서로 마주하게 배치된다.
제1 자석부(140) 및 제2 자석부(150)는 일 방향으로 연장 형성된다. 도시된 실시 예에서, 제1 자석부(140) 및 제2 자석부(150)는 전후 방향으로 연장 형성된다.
제1 및 제2 자석부(140, 150)는 각각 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 자석부(140)는 공간부(115) 또는 고정 접촉자(22)를 향하는 제1 대향 면(141) 및 공간부(115) 또는 고정 접촉자(22)에 반대되는 제1 반대 면(142)을 포함한다.
제2 자석부(150)는 공간부(115) 또는 고정 접촉자(22)를 향하는 제2 대향 면(151) 및 공간부(115) 또는 고정 접촉자(22)에 반대되는 제2 반대 면(152)을 포함한다.
제1 및 제2 자석부(140, 150)의 각 면은 소정의 규칙에 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 대향 면(141)과 제2 대향 면(151)은 같은 극성으로 자화될 수 있다. 이때, 제1 대향 면(141)과 제2 대향 면(151)은 제1 할바흐 배열(120)의 제1 및 제5 내면(121a, 125a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다. 또한, 제1 대향 면(141)과 제2 대향 면(151)은 제2 할바흐 배열(130)의 제1 및 제5 내면(131a, 135a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제1 반대 면(142)과 제2 반대 면(152)은 같은 극성으로 자화될 수 있다. 이때, 제1 반대 면(142)과 제2 반대 면(152)은 제1 할바흐 배열(120)의 제3 내면(123a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다. 또한, 제1 반대 면(142)과 제2 반대 면(152)은 제2 할바흐 배열(130)의 제3 내면(133a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)에 의해 형성되는 아크의 경로(A.P)를 상세하게 설명한다.
도 8을 참조하면, 제1 할바흐 배열(120)의 제1 및 제5 내면(121a, 125a)은 S극으로 자화된다. 또한, 제3 내면(123a)은 N극으로 자화된다.
상기 규칙에 의해, 제2 할바흐 배열(130)의 제1 및 제5 내면(131a, 135a)은 S극으로 자화된다. 또한, 제3 내면(123b)은 S극으로 자화된다.
더 나아가, 상기 규칙에 의해, 제1 자석부(140)의 제1 대향 면(141) 및 제2 자석부(150)의 제2 대향 면(151)은 S극으로 자화된다.
이에 따라, 제1 할바흐 배열(120)에서는 제3 내면(123a)에서 제1 및 제5 내면(121a, 125a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 유사하게, 제2 할바흐 배열(130)에서는 제3 내면(133a)에서 제1 및 제5 내면(131a, 135a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
따라서, 제1 할바흐 배열(120) 및 제2 할바흐 배열(130) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다.
제1 할바흐 배열(120)과 제1 및 제2 자석부(140, 150) 사이에는, 제3 내면(123a)에서 각 대향 면(141, 151)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
제2 할바흐 배열(130)과 제1 및 제2 자석부(140, 150) 사이에는, 제3 내면(133a)에서 각 대향 면(141, 151)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
도 8의 (a)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's rule)을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 전방의 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 전방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 전방의 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 전방의 우측을 향하게 형성된다.
도 8의 (b)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 후방의 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 후방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 후방의 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 후방의 우측을 향하게 형성된다.
도시되지는 않았으나, 제1 및 제2 할바흐 배열(120, 130), 제1 및 제2 자석부(140, 150)의 각 면의 극성이 변경될 경우, 각 할바흐 배열(120, 130) 및 각 자석부(140, 150)가 형성하는 자기장의 방향이 반대가 된다. 이에 따라, 발생되는 전자기력 및 아크의 경로(A.P) 또한 전후 방향이 반대로 형성된다.
즉, 도 8의 (a)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 후방의 좌측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 후방의 우측을 향하게 형성된다.
유사하게, 도 8의 (b)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 전방의 좌측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 전방의 우측을 향하게 형성된다.
따라서, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)는, 제1 및 제2 할바흐 배열(120, 130) 및 제1 및 제2 자석부(140, 150)의 극성 또는 직류 릴레이(1)에 통전되는 전류의 방향과 무관하게, 전자기력 및 아크의 경로(A.P)를 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성할 수 있다.
따라서, 중심부(C)에 인접하게 배치되는 직류 릴레이(1)의 각 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다. 더 나아가, 발생된 아크가 신속하게 외부로 배출될 수 있어, 직류 릴레이(1)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
(2) 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)의 설명
이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)를 상세하게 설명한다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)는 자석 프레임(210), 제1 할바흐 배열(220), 제2 할바흐 배열(230), 제1 자석부(240) 및 제2 자석부(250)를 포함한다.
본 실시 예에 따른 자석 프레임(210)은 상술한 실시 예에 따른 자석 프레임(210)과 그 구조 및 기능이 동일하다. 다만, 본 실시 예에 따른 자석 프레임(210)에 배치되는 제1 할바흐 배열(220), 제2 할바흐 배열(230), 제1 자석부(240) 및 제2 자석부(250)의 배치 방식에 차이가 있다.
이에, 자석 프레임(210)에 대한 설명은 상술한 실시 예에 따른 자석 프레임(210)에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(220)을 구성하는 복수 개의 자성체는 좌측에서 우측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(220)은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
제1 할바흐 배열(220)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(220)은 제2 할바흐 배열(230), 제1 및 제2 자석부(240, 250)와 함께 자기장을 형성할 수 있다.
제1 할바흐 배열(220)은 제1 및 제2 면(211, 212) 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(220)은 상기 어느 하나의 면의 내측(즉, 공간부(215)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(220)은 제1 면(211)의 내측에, 제1 면(211)에 인접하게 배치되어, 제2 면(212)의 내측에 위치되는 제2 할바흐 배열(230)을 마주한다.
제1 할바흐 배열(220)과 제2 할바흐 배열(230) 사이에는 공간부(215) 및 공간부(215)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제1 할바흐 배열(220)은 제1 면(211)의 중앙 부분에 위치될 수 있다. 달리 표현하면, 제1 할바흐 배열(220)과 제3 면(213) 사이의 최단 거리 및 제1 할바흐 배열(220)과 제4 면(214) 사이의 최단 거리는 같을 수 있다.
제1 할바흐 배열(220)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제2 할바흐 배열(230), 제1 및 제2 자석부(240, 250)와 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제1 할바흐 배열(220)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(220)은 제1 블록(221), 제2 블록(222) 및 제3 블록(223)을 포함한다. 제1 할바흐 배열(220)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(221, 222, 223)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제3 블록(221, 222, 223)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제3 블록(221, 222, 223)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제3 블록(221, 222, 223)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제3 블록(221, 222, 223)은 제1 면(211)이 연장되는 방향, 즉 좌우 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(221)은 가장 좌측에 위치된다. 즉, 제1 블록(221)은 제3 면(213)에 인접하게 위치된다. 또한, 제3 블록(223)은 가장 우측에 위치된다. 즉, 제3 블록(223)은 제4 면(214)에 인접하게 위치된다. 제2 블록(222)은 제1 블록(221)과 제3 블록(223) 사이에 위치된다.
즉, 제1 내지 제3 블록(221, 222, 223)은 좌측에서 우측을 향해 순서대로 나란하게 배치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(221, 222, 223)은 서로 접촉될 수 있다.
제1 블록(221)은 제2 할바흐 배열(230) 또는 공간부(215)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 할바흐 배열(230)의 제1 블록(231)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제2 블록(222)은 제2 할바흐 배열(230) 또는 공간부(215)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 중심부(C) 및 제2 할바흐 배열(230)의 제2 블록(232)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제3 블록(223)은 제2 할바흐 배열(230) 또는 공간부(215)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 고정 접촉자(22b) 및 제2 할바흐 배열(230)의 제3 블록(233)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(221, 222, 223)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(221)은 제2 블록(222)을 향하는 제1 내면(221a) 및 제2 블록(222)에 반대되는 제1 외면(221b)을 포함한다.
제2 블록(222)은 공간부(215) 또는 제2 할바흐 배열(230)을 향하는 제2 내면(222a) 및 공간부(215) 또는 제2 할바흐 배열(230)에 반대되는 제2 외면(222b)을 포함한다.
제3 블록(223)은 제2 블록(222)을 향하는 제3 내면(223a) 및 제2 블록(222)에 반대되는 제3 외면(223b)을 포함한다.
각 블록(221, 222, 223)의 상기 복수 개의 면은 할바흐 배열을 구성하도록 소정의 규칙을 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제3 내면(221a, 222a, 223a)은 서로 같은 극성으로 자화될 수 있다. 마찬가지로, 제1 내지 제3 외면(221b, 222b, 223b)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 내면(221a, 222a, 223a)은 제2 할바흐 배열(230)의 제1 내지 제3 내면(231a, 232a, 233a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
더 나아가, 제1 내지 제3 내면(221a, 222a, 223a)은 제1 및 제2 자석부(240, 250)의 각 대향 면(241, 251)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(230)을 구성하는 복수 개의 자성체는 좌측에서 우측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(230)은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
제2 할바흐 배열(230)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(230)은 제1 할바흐 배열(220), 제1 및 제2 자석부(240, 250)와 함께 자기장을 형성할 수 있다.
제2 할바흐 배열(230)은 제1 및 제2 면(211, 212) 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(230)은 상기 다른 하나의 면의 내측(즉, 공간부(215)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도 9 및 도 11에 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(230)은 제2 면(212)의 내측에, 제2 면(212)에 인접하게 배치되어, 제1 면(211)의 내측에 위치되는 제1 할바흐 배열(220)을 마주한다.
제2 할바흐 배열(230)과 제1 할바흐 배열(220) 사이에는 공간부(215) 및 공간부(215)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제2 할바흐 배열(230)은 제2 면(212)의 중앙 부분에 위치될 수 있다. 달리 표현하면, 제2 할바흐 배열(230)과 제3 면(213) 사이의 최단 거리 및 제2 할바흐 배열(230)과 제4 면(214) 사이의 최단 거리는 같을 수 있다.
제2 할바흐 배열(230)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제1 할바흐 배열(220), 제1 및 제2 자석부(240, 250)와 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제2 할바흐 배열(230)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(230)은 제1 블록(231), 제2 블록(232) 및 제3 블록(233)을 포함한다. 제2 할바흐 배열(230)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(231, 232, 233)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제3 블록(231, 232, 233)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제3 블록(231, 232, 233)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제3 블록(231, 232, 233)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제3 블록(231, 232, 233)은 제1 면(211)이 연장되는 방향, 즉 좌우 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(231)은 가장 좌측에 위치된다. 즉, 제1 블록(231)은 제3 면(213)에 인접하게 위치된다. 또한, 제3 블록(233)은 가장 우측에 위치된다. 즉, 제3 블록(233)은 제4 면(214)에 인접하게 위치된다. 제2 블록(232)은 제1 블록(231)과 제3 블록(233) 사이에 위치된다.
즉, 제1 내지 제3 블록(231, 232, 233)은 좌측에서 우측을 향해 순서대로 나란하게 배치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(231, 232, 233)은 서로 접촉될 수 있다.
제1 블록(231)은 제1 할바흐 배열(220) 또는 공간부(215)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 고정 접촉자(22a) 및 제1 할바흐 배열(220)의 제1 블록(221)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제2 블록(232)은 제1 할바흐 배열(220) 또는 공간부(215)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 중심부(C) 및 제1 할바흐 배열(220)의 제2 블록(222)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제3 블록(233)은 제1 할바흐 배열(220) 또는 공간부(215)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 고정 접촉자(22b) 및 제1 할바흐 배열(220)의 제3 블록(223)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(231, 232, 233)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(231)은 제2 블록(232)을 향하는 제1 내면(231a) 및 제2 블록(232)에 반대되는 제1 외면(231b)을 포함한다.
제2 블록(232)은 공간부(215) 또는 제1 할바흐 배열(220)을 향하는 제2 내면(232a) 및 공간부(215) 또는 제1 할바흐 배열(220)에 반대되는 제2 외면(232b)을 포함한다.
제3 블록(233)은 제2 블록(232)을 향하는 제3 내면(233a) 및 제2 블록(232)에 반대되는 제3 외면(233b)을 포함한다.
각 블록(231, 232, 233)의 상기 복수 개의 면은 할바흐 배열을 구성하도록 소정의 규칙을 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제3 내면(231a, 232a, 233a)은 서로 같은 극성으로 자화될 수 있다. 마찬가지로, 제1 내지 제3 외면(231b, 232b, 233b)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 내면(231a, 232a, 233a)은 제1 할바흐 배열(220)의 제1 내지 제3 내면(221a, 222a, 223a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
더 나아가, 제1 내지 제3 내면(231a, 232a, 233a)은 제1 및 제2 자석부(240, 250)의 각 대향 면(241, 251)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
제1 할바흐 배열(220) 및 제2 할바흐 배열(230)은 어느 하나 이상이 구비될 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 실시 예에서, 제1 및 제2 할바흐 배열(220, 230)이 모두 구비된다.
도 10에 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(220)만이 구비된다. 또한, 도 11에 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(230)만이 구비될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(240, 250)는 그 자체 또는 제1 및 제2 할바흐 배열(220, 230) 및 서로 다른 자석부(240, 250)와 함께 자기장을 형성한다. 제1 및 제2 자석부(240, 250)가 형성한 자기장에 의해 아크 챔버(21) 내부에 아크의 경로(A.P)가 형성될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(240, 250)는 자화되어 자기장을 형성할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 및 제2 자석부(240, 250)는 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(240, 250)는 제1 내지 제4 면(211, 212, 213, 214) 중 어느 하나의 면에 각각 인접하게 위치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 자석부(240)는 제3 면(213)에 인접하게 위치된다. 제2 자석부(250)는 제4 면(214)에 인접하게 위치된다. 제1 자석부(240)와 제2 자석부(250)는 공간부(215)를 사이에 두고 서로 마주하게 배치된다.
제1 자석부(240) 및 제2 자석부(250)는 일 방향으로 연장 형성된다. 도시된 실시 예에서, 제1 자석부(240) 및 제2 자석부(250)는 전후 방향으로 연장 형성된다.
제1 및 제2 자석부(240, 250)는 각각 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 자석부(240)는 공간부(215) 또는 고정 접촉자(22)를 향하는 제1 대향 면(241) 및 공간부(215) 또는 고정 접촉자(22)에 반대되는 제1 반대 면(242)을 포함한다.
제2 자석부(250)는 공간부(215) 또는 고정 접촉자(22)를 향하는 제2 대향 면(251) 및 공간부(215) 또는 고정 접촉자(22)에 반대되는 제2 반대 면(252)을 포함한다.
제1 및 제2 자석부(240, 250)의 각 면은 소정의 규칙에 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 대향 면(241)과 제2 대향 면(251)은 같은 극성으로 자화될 수 있다. 이때, 제1 대향 면(241)과 제2 대향 면(251)은 제1 할바흐 배열(220)의 제2 외면(222b) 및 제2 할바흐 배열(230)의 제2 외면(232b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제1 반대 면(242)과 제2 반대 면(252)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다. 이때, 제1 반대 면(242)과 제2 반대 면(252)은 제1 할바흐 배열(220)의 제2 내면(222a) 및 제2 할바흐 배열(230)의 제2 내면(232a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
이하, 도 12를 참조하여 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)에 의해 형성되는 아크의 경로(A.P)를 상세하게 설명한다.
도 12를 참조하면, 제1 할바흐 배열(220)의 제1 내지 제3 내면(221a, 222a, 223a)은 N극으로 자화된다. 또한, 제1 내지 제3 외면(221b, 222b, 223b)은 S극으로 자화된다.
상기 규칙에 의해, 제2 할바흐 배열(230)의 제1 내지 제3 내면(231a, 232a, 233a)은 N극으로 자화된다. 또한, 제1 내지 제3 외면(231b, 232b, 233b)은 S극으로 자화된다.
더 나아가, 상기 규칙에 의해, 제1 자석부(240)의 제1 대향 면(241) 및 제2 자석부(250)의 제2 대향 면(251)은 S극으로 자화된다.
이에 따라, 제1 할바흐 배열(220)에서는 제2 내면(222a)에서 제1 및 제3 외면(221b, 223b)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 유사하게, 제2 할바흐 배열(230)에서는 제2 내면(232a)에서 제1 및 제3 외면(231b, 233b)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
따라서, 제1 할바흐 배열(220) 및 제2 할바흐 배열(230) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다.
제1 할바흐 배열(220)과 제1 및 제2 자석부(240, 250) 사이에는, 제2 내면(222a)에서 각 대향 면(241, 251)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
제2 할바흐 배열(230)과 제1 및 제2 자석부(240, 250) 사이에는, 제2 내면(232a)에서 각 대향 면(241, 251)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
도 12의 (a)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 전방의 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 전방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 전방의 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 전방의 우측을 향하게 형성된다.
도 12의 (b)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 후방의 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 후방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 후방의 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 후방의 우측을 향하게 형성된다.
도시되지는 않았으나, 제1 및 제2 할바흐 배열(220, 230), 제1 및 제2 자석부(240, 250)의 각 면의 극성이 변경될 경우, 각 할바흐 배열(220, 230) 및 각 자석부(240, 250)가 형성하는 자기장의 방향이 반대가 된다. 이에 따라, 발생되는 전자기력 및 아크의 경로(A.P) 또한 전후 방향이 반대로 형성된다.
즉, 도 12의 (a)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 후방의 좌측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 후방의 우측을 향하게 형성된다.
유사하게, 도 12의 (b)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 전방의 좌측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 전방의 우측을 향하게 형성된다.
도시되지는 않았으나, 제1 및 제2 할바흐 배열(220, 230) 중 어느 하나만 구비되는 경우에도, 상술한 바와 같이 자기장 및 아크의 경로(A.P)가 형성됨이 이해될 것이다.
따라서, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)는, 제1 및 제2 할바흐 배열(220, 230) 및 제1 및 제2 자석부(240, 250)의 극성 또는 직류 릴레이(1)에 통전되는 전류의 방향과 무관하게, 전자기력 및 아크의 경로(A.P)를 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성할 수 있다.
따라서, 중심부(C)에 인접하게 배치되는 직류 릴레이(1)의 각 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다. 더 나아가, 발생된 아크가 신속하게 외부로 배출될 수 있어, 직류 릴레이(1)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
(3) 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)의 설명
이하, 도 13 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)를 상세하게 설명한다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)는 자석 프레임(310), 제1 할바흐 배열(320), 제2 할바흐 배열(330), 제1 자석부(340) 및 제2 자석부(350)를 포함한다.
본 실시 예에 따른 자석 프레임(310)은 상술한 실시 예에 따른 자석 프레임(310)과 그 구조 및 기능이 동일하다. 다만, 본 실시 예에 따른 자석 프레임(310)에 배치되는 제1 할바흐 배열(320), 제2 할바흐 배열(330), 제1 자석부(340) 및 제2 자석부(350)의 배치 방식에 차이가 있다.
이에, 자석 프레임(310)에 대한 설명은 상술한 실시 예에 따른 자석 프레임(310)에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)을 구성하는 복수 개의 자성체는 전방 측에서 후방 측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)은 전후 방향으로 연장 형성된다.
제1 할바흐 배열(320)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)은 제2 할바흐 배열(330), 제1 및 제2 자석부(340, 350)와 함께 자기장을 형성할 수 있다.
제1 할바흐 배열(320)은 제3 면(313) 및 제4 면(314) 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)은 상기 어느 하나의 면의 내측(즉, 공간부(315)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도 13 및 도 15에 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)은 제3 면(313)의 내측에, 제3 면(313)에 인접하게 배치되어, 제4 면(314)의 내측에 위치되는 제2 할바흐 배열(330)을 마주한다.
제1 할바흐 배열(320)과 제2 할바흐 배열(330) 사이에는 공간부(315) 및 공간부(315)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제1 할바흐 배열(320)은 제3 면(313)의 전후 방향의 중앙 부분에 위치될 수 있다. 달리 표현하면, 제1 할바흐 배열(320)과 제1 면(311) 사이의 최단 거리 및 제1 할바흐 배열(320)과 제2 면(312) 사이의 최단 거리는 같을 수 있다.
제1 할바흐 배열(320)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제2 할바흐 배열(330), 제1 및 제2 자석부(340, 350)와 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제1 할바흐 배열(320)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)은 제1 블록(321), 제2 블록(322) 및 제3 블록(323)을 포함한다. 제1 할바흐 배열(320)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(321, 322, 323)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제3 블록(321, 322, 323)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제3 블록(321, 322, 323)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제3 블록(321, 322, 323)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제3 블록(321, 322, 323)은 제3 면(313)이 연장되는 방향, 즉 전후 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(321)은 가장 후방 측에 위치된다. 즉, 제1 블록(321)은 제1 면(311)에 인접하게 위치된다. 또한, 제3 블록(323)은 가장 전방 측에 위치된다. 즉, 제3 블록(323)은 제2 면(312)에 인접하게 위치된다. 제2 블록(322)은 제1 블록(321)과 제3 블록(323) 사이에 위치된다.
즉, 제1 내지 제3 블록(321, 322, 323)은 후방 측에서 전방 측을 향해 순서대로 나란하게 배치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(321, 322, 323)은 서로 접촉될 수 있다.
제1 블록(321)은 제2 할바흐 배열(330) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 제2 할바흐 배열(330)의 제1 블록(331)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제2 블록(322)은 제2 할바흐 배열(330) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 각 고정 접촉자(22a, 22b), 중심부(C) 및 제2 할바흐 배열(330)의 제2 블록(332)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제3 블록(323)은 제2 할바흐 배열(330) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 제2 할바흐 배열(330)의 제3 블록(333)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(321, 322, 323)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(321)은 제2 블록(322)을 향하는 제1 내면(321a) 및 제2 블록(322)에 반대되는 제1 외면(321b)을 포함한다.
제2 블록(322)은 공간부(315) 또는 제2 할바흐 배열(330)을 향하는 제2 내면(322a) 및 공간부(315) 또는 제2 할바흐 배열(330)에 반대되는 제2 외면(322b)을 포함한다.
제3 블록(323)은 제2 블록(322)을 향하는 제3 내면(323a) 및 제2 블록(322)에 반대되는 제3 외면(323b)을 포함한다.
각 블록(321, 322, 323)의 상기 복수 개의 면은 할바흐 배열을 구성하도록 소정의 규칙을 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제3 내면(321a, 322a, 323a)은 서로 같은 극성으로 자화될 수 있다. 마찬가지로, 제1 내지 제3 외면(321b, 322b, 323b)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 내면(321a, 322a, 323a)은 제2 할바흐 배열(330)의 제1 내지 제3 내면(331a, 332a, 333a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
더 나아가, 제1 내지 제3 내면(321a, 322a, 323a)은 제1 및 제2 자석부(340, 350)의 각 대향 면(341, 351)과 다른 극성으로 자화될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 내면(321a, 322a, 323a)은 제1 및 제2 자석부(340, 350)의 각 반대 면(342, 352)과 같은 극성으로 자화된다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)을 구성하는 복수 개의 자성체는 전방 측에서 후방 측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)은 전후 방향으로 연장 형성된다.
제2 할바흐 배열(330)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)은 제1 할바흐 배열(320), 제1 및 제2 자석부(340, 350)와 함께 자기장을 형성할 수 있다.
제2 할바흐 배열(330)은 제3 면(313) 및 제4 면(314) 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)은 상기 다른 하나의 면의 내측(즉, 공간부(315)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도 13 및 도 14에 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)은 제4 면(314)의 내측에, 제4 면(314)에 인접하게 배치되어, 제3 면(313)의 내측에 위치되는 제1 할바흐 배열(320)을 마주한다.
제2 할바흐 배열(330)과 제1 할바흐 배열(320) 사이에는 공간부(315) 및 공간부(315)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제2 할바흐 배열(330)은 제4 면(314)의 중앙 부분에 위치될 수 있다. 달리 표현하면, 제2 할바흐 배열(330)과 제1 면(311) 사이의 최단 거리 및 제2 할바흐 배열(330)과 제2 면(312) 사이의 최단 거리는 같을 수 있다.
제2 할바흐 배열(330)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제1 할바흐 배열(320), 제1 및 제2 자석부(340, 350)와 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제2 할바흐 배열(330)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)은 제1 블록(331), 제2 블록(332) 및 제3 블록(333)을 포함한다. 제2 할바흐 배열(330)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(331, 332, 333)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제3 블록(331, 332, 333)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제3 블록(331, 332, 333)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제3 블록(331, 332, 333)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제3 블록(331, 332, 333)은 제4 면(314)이 연장되는 방향, 즉 전후 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(331)은 가장 후방 측에 위치된다. 즉, 제1 블록(331)은 제1 면(311)에 인접하게 위치된다. 또한, 제3 블록(333)은 가장 전방 측에 위치된다. 즉, 제3 블록(333)은 제2 면(312)에 인접하게 위치된다. 제2 블록(332)은 제1 블록(331)과 제3 블록(333) 사이에 위치된다.
즉, 제1 내지 제3 블록(331, 332, 333)은 후방 측에서 전방 측을 향해 순서대로 나란하게 배치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(331, 332, 333)은 서로 접촉될 수 있다.
제1 블록(331)은 제1 할바흐 배열(320) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 제1 할바흐 배열(320)의 제1 블록(321)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제2 블록(332)은 제1 할바흐 배열(320) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 각 고정 접촉자(22a, 22b), 중심부(C) 및 제1 할바흐 배열(320)의 제2 블록(322)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제3 블록(333)은 제1 할바흐 배열(320) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 제1 할바흐 배열(320)의 제3 블록(323)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(331, 332, 333)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(331)은 제2 블록(332)을 향하는 제1 내면(331a) 및 제2 블록(332)에 반대되는 제1 외면(331b)을 포함한다.
제2 블록(332)은 공간부(315) 또는 제1 할바흐 배열(320)을 향하는 제2 내면(332a) 및 공간부(315) 또는 제1 할바흐 배열(320)에 반대되는 제2 외면(332b)을 포함한다.
제3 블록(333)은 제2 블록(332)을 향하는 제3 내면(333a) 및 제2 블록(332)에 반대되는 제3 외면(333b)을 포함한다.
각 블록(331, 332, 333)의 상기 복수 개의 면은 할바흐 배열을 구성하도록 소정의 규칙을 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제3 내면(331a, 332a, 333a)은 서로 같은 극성으로 자화될 수 있다. 마찬가지로, 제1 내지 제3 외면(331b, 332b, 333b)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 내면(331a, 332a, 333a)은 제1 할바흐 배열(320)의 제1 내지 제3 내면(321a, 322a, 323a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
더 나아가, 제1 내지 제3 내면(331a, 332a, 333a)은 제1 및 제2 자석부(340, 350)의 각 대향 면(341, 351)과 다른 극성으로 자화될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 내면(331a, 332a, 333a)은 제1 및 제2 자석부(340, 350)의 각 반대 면(342, 352)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
제1 할바흐 배열(320) 및 제2 할바흐 배열(330)은 어느 하나 이상이 구비될 수 있다. 즉, 도 13에 도시된 실시 예에서, 제1 및 제2 할바흐 배열(320, 330)이 모두 구비된다.
도 14에 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)만이 구비될 수 있다. 또한, 도 15에 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)만이 구비된다.
제1 및 제2 자석부(340, 350)는 그 자체 또는 제1 및 제2 할바흐 배열(320, 330) 및 서로 다른 자석부(340, 350)와 함께 자기장을 형성한다. 제1 및 제2 자석부(340, 350)가 형성한 자기장에 의해 아크 챔버(21) 내부에 아크의 경로(A.P)가 형성될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(340, 350)는 자화되어 자기장을 형성할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 및 제2 자석부(340, 350)는 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(340, 350)는 제1 내지 제4 면(311, 312, 313, 314) 중 어느 하나의 면에 각각 인접하게 위치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 자석부(340)는 제1 면(311)에 인접하게 위치된다. 제2 자석부(350)는 제2 면(312)에 인접하게 위치된다. 제1 자석부(340)와 제2 자석부(350)는 공간부(315)를 사이에 두고 서로 마주하게 배치된다.
제1 자석부(340) 및 제2 자석부(350) 사이에는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제1 자석부(340) 및 제2 자석부(350)는 일 방향으로 연장 형성된다. 도시된 실시 예에서, 제1 자석부(340) 및 제2 자석부(350)는 좌우 방향으로 연장 형성된다.
제1 및 제2 자석부(340, 350)는 각각 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 자석부(340)는 공간부(315) 또는 고정 접촉자(22)를 향하는 제1 대향 면(341) 및 공간부(315) 또는 고정 접촉자(22)에 반대되는 제1 반대 면(342)을 포함한다.
제2 자석부(350)는 공간부(315) 또는 고정 접촉자(22)를 향하는 제2 대향 면(351) 및 공간부(315) 또는 고정 접촉자(22)에 반대되는 제2 반대 면(352)을 포함한다.
제1 및 제2 자석부(340, 350)의 각 면은 소정의 규칙에 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 대향 면(341)과 제2 대향 면(351)은 같은 극성으로 자화될 수 있다. 이때, 제1 대향 면(341)과 제2 대향 면(351)은 제1 할바흐 배열(320)의 제1 내지 제3 외면(321b, 322b, 323b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다. 또한, 제1 대향 면(341)과 제2 대향 면(351)은 제2 할바흐 배열(330)의 제1 내지 제3 외면(331b, 332b, 333b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
즉, 제1 대향 면(341)과 제2 대향 면(351)은 제1 할바흐 배열(320)의 제1 내지 제3 내면(321a, 322a, 323a) 및 제2 할바흐 배열(330)의 제1 내지 제3 내면(331a, 332a, 333a)과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이하, 도 16을 참조하여 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)에 의해 형성되는 아크의 경로(A.P)를 상세하게 설명한다.
도 16을 참조하면, 제1 할바흐 배열(320)의 제1 내지 제3 내면(321a, 322a, 323a)은 S극으로 자화된다. 또한, 제1 내지 제3 외면(321b, 322b, 323b)은 N극으로 자화된다.
상기 규칙에 의해, 제2 할바흐 배열(330)의 제1 내지 제3 내면(331a, 332a, 333a)은 S극으로 자화된다. 또한, 제1 내지 제3 외면(331b, 332b, 333b)은 N극으로 자화된다.
더 나아가, 상기 규칙에 의해, 제1 자석부(340)의 제1 대향 면(341) 및 제2 자석부(350)의 제2 대향 면(351)은 N극으로 자화된다.
이에 따라, 제1 할바흐 배열(320)에서는 제1 및 제3 외면(321b, 323b)에서 제2 내면(322a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 유사하게, 제2 할바흐 배열(330)에서는 제1 및 제3 외면(331b, 333b)에서 제2 내면(332a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
따라서, 제1 할바흐 배열(320) 및 제2 할바흐 배열(330) 사이에는 서로 밀어내는 방향의 자기장이 형성된다.
제1 할바흐 배열(320)과 제1 및 제2 자석부(340, 350) 사이에는, 각 대향 면(341, 351)에서 제2 내면(322a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
제2 할바흐 배열(330)과 제1 및 제2 자석부(340, 350) 사이에는, 각 대향 면(341, 351)에서 제2 내면(332a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
도 16의 (a)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 전방의 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 전방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 전방의 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 전방의 우측을 향하게 형성된다.
도 16의 (b)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 후방의 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 후방의 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 후방의 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 후방의 우측을 향하게 형성된다.
도시되지는 않았으나, 제1 및 제2 할바흐 배열(320, 330) 및 제1 및 제2 자석부(340, 350)의 각 면의 극성이 변경될 경우, 각 할바흐 배열(320, 330) 및 각 자석부(340, 350)가 형성하는 자기장의 방향이 반대가 된다. 이에 따라, 발생되는 전자기력 및 아크의 경로(A.P) 또한 전후 방향이 반대로 형성된다.
즉, 도 16의 (a)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 후방의 좌측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 후방의 우측을 향하게 형성된다.
유사하게, 도 16의 (b)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 전방의 좌측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 전방의 우측을 향하게 형성된다.
도시되지는 않았으나, 제1 및 제2 할바흐 배열(320, 330) 중 어느 하나만 구비되는 경우에도, 상술한 바와 같이 자기장 및 아크의 경로(A.P)가 형성됨이 이해될 것이다.
따라서, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)는, 제1 및 제2 할바흐 배열(320, 330) 및 제1 및 제2 자석부(340, 350)의 극성 또는 직류 릴레이(1)에 통전되는 전류의 방향과 무관하게, 전자기력 및 아크의 경로(A.P)를 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성할 수 있다.
따라서, 중심부(C)에 인접하게 배치되는 직류 릴레이(1)의 각 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다. 더 나아가, 발생된 아크가 신속하게 외부로 배출될 수 있어, 직류 릴레이(1)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
4. 본 발명의 제2 실시 예에 따른 아크 경로 형성부의 설명
도 17 내지 도 24를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100, 200, 300)가 도시된다. 각 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 아크 챔버(21) 내부에 자기장을 형성한다. 직류 릴레이(1)에 통전되는 전류와 형성된 자기장에 의해, 아크 챔버(21) 내부에는 전자기력이 형성된다.
고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격됨에 따라 발생된 아크는, 형성된 전자기력에 의해 아크 챔버(21)의 외부로 이동된다. 구체적으로, 발생된 아크는 형성된 전자기력의 방향을 따라 이동된다. 이에, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 발생된 아크가 유동되는 경로인 아크의 경로(A.P)를 형성한다고 할 수 있을 것이다.
아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 상부 프레임(11)의 내부에 형성된 공간에 위치된다. 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 아크 챔버(21)를 둘러싸게 배치된다. 달리 표현하면, 아크 챔버(21)는 아크 경로 형성부(100, 200, 300)의 내부에 위치된다.
아크 경로 형성부(100, 200, 300)의 내부에는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다. 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격되어 발생된 아크는, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)에 의해 형성된 전자기력에 의해 유도될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 할바흐 배열 또는 자석부를 포함한다. 할바흐 배열 또는 자석부는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 수용되는 아크 경로 형성부(100, 200, 300) 내부에 자기장을 형성한다. 이때, 할바흐 배열 또는 자석부는 자체적으로, 또한 서로 간에 자기장을 형성할 수 있다.
할바흐 배열 및 자석부가 형성하는 자기장은, 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)에 통전되는 전류와 함께 전자기력을 형성한다. 형성된 전자기력은 고정 접촉자(22)와 가동 접촉자(43)가 이격될 경우 발생되는 아크를 유도한다.
이때, 아크 경로 형성부(100, 200, 300)는 공간부(115, 215, 315)의 중심부(C)에서 멀어지는 방향의 전자기력을 형성한다. 이에 따라, 아크의 경로(A.P) 또한 공간부의 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성된다.
결과적으로, 직류 릴레이(1)에 구비되는 각 구성 요소가 발생된 아크에 의해 손상되지 않게 된다. 더 나아가, 발생된 아크가 아크 챔버(21)의 외부로 신속하게 배출될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 각 아크 경로 형성부(100, 200, 300)의 구성 및 각 아크 경로 형성부(100, 200, 300)에 의해 형성되는 아크의 경로(A.P)를 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 다양한 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100, 200, 300)은 전방 측 및 후방 측 중 어느 하나의 측 이상에 위치되는 할바흐 배열을 구비할 수 있다.
후술될 바와 같이, 후방 측은 제1 면(111, 211, 311), 전방 측은 제2 면(112, 212, 312)에 인접한 방향으로 정의될 수 있다.
또한, 좌측은 제3 면(113, 213, 313), 우측은 제4 면(114, 214, 314)에 인접한 방향으로 정의될 수 있다.
(1) 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)의 구성의 설명
이하, 도 18 및 도 19를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)를 상세하게 설명한다.
도 18을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)는 자석 프레임(110), 제1 할바흐 배열(120) 및 제2 할바흐 배열(130)을 포함한다.
자석 프레임(110)은 아크 경로 형성부(100)의 골격을 형성한다. 자석 프레임(110)에는 제1 할바흐 배열(120), 제2 할바흐 배열(130)이 배치된다. 일 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120), 제2 할바흐 배열(130)은 자석 프레임(110)에 결합될 수 있다.
자석 프레임(110)은 길이 방향, 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 연장 형성된 직사각형의 단면을 갖는다. 자석 프레임(110)의 형상은 상부 프레임(11) 및 아크 챔버(21)의 형상에 따라 변경될 수 있다.
자석 프레임(110)은 제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113), 제4 면(114) 및 공간부(115)를 포함한다.
제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113) 및 제4 면(114)은 자석 프레임(110)의 외주면을 형성한다. 즉, 제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113) 및 제4 면(114)은 자석 프레임(110)의 벽으로 기능된다.
제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113) 및 제4 면(114)의 외측은 상부 프레임(11)의 내면에 접촉 또는 고정 결합될 수 있다. 또한, 제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113) 및 제4 면(114)의 내측에는 제1 할바흐 배열(120), 제2 할바흐 배열(130)이 위치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 면(111)은 후방 측 면을 형성한다. 제2 면(112)은 전방 측 면을 형성하며, 제1 면(111)에 대향한다. 또한, 제3 면(113)은 좌측 면을 형성한다. 제4 면(114)은 우측 면을 형성하며, 제3 면(113)에 대향한다.
즉, 제1 면(111) 및 제2 면(112)은 공간부(115)를 사이에 두고 서로 마주한다. 또한, 제3 면(113) 및 제4 면(114)은 공간부(115)를 사이에 두고 서로 마주한다.
제1 면(111)은 제3 면(113) 및 제4 면(114)과 연속된다. 제1 면(111)은 제3 면(113) 및 제4 면(114)과 소정의 각도를 이루며 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 직각일 수 있다.
제2 면(112)은 제3 면(113) 및 제4 면(114)과 연속된다. 제2 면(112)은 제3 면(113) 및 제4 면(114)과 소정의 각도를 이루며 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 각도는 직각일 수 있다.
제1 면(111) 내지 제4 면(114)이 서로 연결되는 각 모서리는 모따기(taper)될 수 있다.
각 면(111, 112, 113, 114)과 제1 및 제2 할바흐 배열(120, 130)의 결합을 위해, 체결 부재(미도시)가 구비될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 제1 면(111), 제2 면(112), 제3 면(113) 및 제4 면(114) 중 어느 하나 이상에는 아크 배출공(미도시)이 관통 형성될 수 있다. 아크 배출공(미도시)은 공간부(115)에서 발생된 아크가 배출되는 통로로 기능될 수 있다.
제1 면(111) 내지 제4 면(114)에 의해 둘러싸이는 공간은 공간부(115)로 정의될 수 있다.
공간부(115)에는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 수용된다. 또한, 공간부(115)에는 아크 챔버(21)가 수용된다.
공간부(115)에서, 가동 접촉자(43)는 고정 접촉자(22)를 향하는 방향(즉, 하측 방향) 또는 고정 접촉자(22)에서 멀어지는 방향(즉, 상측 방향)으로 이동될 수 있다.
또한, 공간부(115)에는 아크 챔버(21)에서 발생된 아크의 경로(A.P)가 형성된다. 이는, 제1 할바흐 배열(120), 제2 할바흐 배열(130)이 형성하는 자기장에 의해 달성된다.
공간부(115)의 중앙 부분은 중심부(C)로 정의될 수 있다. 제1 면 내지 제4 면(111, 112, 113, 114)이 서로 연결되는 각 모서리에서 중심부(C)까지의 직선 거리는 동일하게 형성될 수 있다.
중심부(C)는 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 고정 접촉자(22b) 사이에 위치된다. 또한, 중심부(C)의 수직 하방에는 가동 접촉자부(40)의 중심 부분이 위치된다. 즉, 중심부(C)의 수직 하방에는 하우징(41), 커버(42), 가동 접촉자(43), 샤프트(44) 및 탄성부(45) 등의 중심 부분이 위치된다.
따라서, 발생된 아크가 중심부(C)를 향해 이동될 경우, 상기 구성들의 손상이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)는 제1 할바흐 배열(120) 및 제2 할바흐 배열(130)을 포함한다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)을 구성하는 복수 개의 자성체는 좌측에서 우측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
제1 할바흐 배열(120)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)은 제2 할바흐 배열(130)과 함께 자기장을 형성할 수 있다.
제1 할바흐 배열(120)은 제1 및 제2 면(111, 112) 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)은 상기 어느 하나의 면의 내측(즉, 공간부(115)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)은 제1 면(111)의 내측에, 제1 면(111)에 인접하게 배치되어, 제2 면(112)의 내측에 위치되는 제2 할바흐 배열(130)을 마주한다.
제1 할바흐 배열(120)과 제2 할바흐 배열(130) 사이에는 공간부(115) 및 공간부(115)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제1 할바흐 배열(120)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제2 할바흐 배열(130) 와 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제1 할바흐 배열(120)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(120)은 제1 블록(121), 제2 블록(122), 제3 블록(123), 제4 블록(124) 및 제5 블록(125)을 포함한다. 제1 할바흐 배열(120)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(121, 122, 123, 124, 125)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제5 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제5 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 제1 면(111)이 연장되는 방향, 즉 좌우 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(121)은 가장 좌측에 위치된다. 즉, 제1 블록(121)은 제3 면(113)에 인접하게 위치된다. 또한, 제5 블록(125)은 가장 우측에 위치된다. 즉, 제3 블록(123)은 제4 면(114)에 인접하게 위치된다.
제2 내지 제4 블록(122, 123, 124)은 제1 블록(121)과 제5 블록(125) 사이에서, 좌측에서 우측을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 위치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 서로 접촉될 수 있다.
제2 블록(122)은 제2 할바흐 배열(130) 또는 공간부(115)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 할바흐 배열(130)의 제2 블록(132)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제4 블록(124)은 제2 할바흐 배열(130) 또는 공간부(115)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 고정 접촉자(22b) 및 제2 할바흐 배열(130)의 제4 블록(134)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(121, 122, 123, 124, 125)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(121)은 제2 블록(122)을 향하는 제1 내면(121a) 및 제2 블록(122)에 반대되는 제1 외면(121b)을 포함한다.
제2 블록(122)은 공간부(115) 또는 제2 할바흐 배열(130)을 향하는 제2 내면(122a) 및 공간부(115) 또는 제2 할바흐 배열(130)에 반대되는 제2 외면(122b)을 포함한다.
제3 블록(123)은 제2 블록(122)을 향하는 제3 내면(123a) 및 제4 블록(124)을 향하는 제3 외면(123b)을 포함한다.
제4 블록(124)은 공간부(115) 또는 제2 할바흐 배열(130)을 향하는 제4 내면(124a) 및 공간부(115) 또는 제2 할바흐 배열(130)에 반대되는 제4 외면(124b)을 포함한다.
제5 블록(125)은 제4 블록(124)을 향하는 제5 내면(125a) 및 제4 블록(124)에 반대되는 제5 외면(125b)을 포함한다.
각 블록(121, 122, 123, 124, 125)의 상기 복수 개의 면은 할바흐 배열을 구성하도록 소정의 규칙을 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 3 내면(121a, 122a, 123a) 및 제4 및 제5 외면(124b, 125b)은 같은 극성으로 자화될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 외면(121b, 122b, 123b) 및 제4 및 제5 내면(124a, 125a)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1 내지 3 내면(121a, 122a, 123a) 및 제4 및 제5 외면(124b, 125b)은 제2 할바흐 배열(130)의 제1 내지 제3 외면(131b, 132b, 133b) 및 제4 및 제5 내면(134a, 135a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제1 내지 제3 외면(121b, 122b, 123b) 및 제4 및 제5 내면(124a, 125a)은 제2 할바흐 배열(130)의 제1 내지 제3 내면(131a, 132a, 133a) 및 제4 및 제5 외면(134b, 135b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)을 구성하는 복수 개의 자성체는 좌측에서 우측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
제2 할바흐 배열(130)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)은 제1 할바흐 배열(120)과 함께 자기장을 형성할 수 있다.
제2 할바흐 배열(130)은 제1 및 제2 면(111, 112) 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)은 상기 다른 하나의 면의 내측(즉, 공간부(115)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)은 제2 면(112)의 내측에, 제2 면(112)에 인접하게 배치되어, 제1 면(111)의 내측에 위치되는 제1 할바흐 배열(120)을 마주한다.
제2 할바흐 배열(130)과 제1 할바흐 배열(120) 사이에는 공간부(115) 및 공간부(115)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제2 할바흐 배열(130)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제1 할바흐 배열(120) 와 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제2 할바흐 배열(130)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(130)은 제1 블록(131), 제2 블록(132), 제3 블록(133), 제4 블록(134) 및 제5 블록(135)을 포함한다. 제2 할바흐 배열(130)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(131, 132, 133, 134, 135)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제5 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제5 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 제1 면(111)이 연장되는 방향, 즉 좌우 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(131)은 가장 좌측에 위치된다. 즉, 제1 블록(131)은 제3 면(113)에 인접하게 위치된다. 또한, 제5 블록(135)은 가장 우측에 위치된다. 즉, 제3 블록(133)은 제4 면(114)에 인접하게 위치된다.
제2 내지 제4 블록(132, 133, 134)은 제1 블록(131)과 제5 블록(135) 사이에서, 좌측에서 우측을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 위치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 서로 접촉될 수 있다.
제2 블록(132)은 제1 할바흐 배열(120) 또는 공간부(115)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 고정 접촉자(22a) 및 제1 할바흐 배열(120)의 제2 블록(122)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제4 블록(134)은 제1 할바흐 배열(120) 또는 공간부(115)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 고정 접촉자(22b) 및 제1 할바흐 배열(120)의 제4 블록(124)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(131, 132, 133, 134, 135)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(131)은 제2 블록(132)을 향하는 제1 내면(131a) 및 제2 블록(132)에 반대되는 제1 외면(131b)을 포함한다.
제2 블록(132)은 공간부(115) 또는 제1 할바흐 배열(120)을 향하는 제2 내면(132a) 및 공간부(115) 또는 제1 할바흐 배열(120)에 반대되는 제2 외면(132b)을 포함한다.
제3 블록(133)은 제2 블록(132)을 향하는 제3 내면(133a) 및 제4 블록(134)을 향하는 제3 외면(133b)을 포함한다.
제4 블록(134)은 공간부(115) 또는 제1 할바흐 배열(120)을 향하는 제4 내면(134a) 및 공간부(115) 또는 제1 할바흐 배열(120)에 반대되는 제4 외면(134b)을 포함한다.
제5 블록(135)은 제4 블록(134)을 향하는 제5 내면(135a) 및 제4 블록(134)에 반대되는 제5 외면(135b)을 포함한다.
각 블록(131, 132, 133, 134, 135)의 상기 복수 개의 면은 할바흐 배열을 구성하도록 소정의 규칙을 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 3 내면(131a, 132a, 133a) 및 제4 및 제5 외면(134b, 135b)은 같은 극성으로 자화될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 외면(131b, 132b, 133b) 및 제4 및 제5 내면(134a, 135a)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1 내지 3 내면(131a, 132a, 133a) 및 제4 및 제5 외면(134b, 135b)은 제1 할바흐 배열(120)의 제1 내지 제3 외면(121b, 122b, 123b) 및 제4 및 제5 내면(124a, 125a)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제1 내지 제3 외면(131b, 132b, 133b) 및 제4 및 제5 내면(134a, 135a)은 제2 할바흐 배열(130)의 제1 내지 제3 내면(131a, 132a, 133a) 및 제4 및 제5 외면(134b, 135b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
이하, 도 19를 참조하여 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)에 의해 형성되는 아크의 경로(A.P)를 상세하게 설명한다.
도 19를 참조하면, 제1 할바흐 배열(120)의 제1 내지 제3 내면(121a, 122a, 123a)은 N극으로 자화된다. 또한, 제1 할바흐 배열(120)의 제4 및 제5 내면(124a, 125a)은 S극으로 자화된다.
또한, 상기 규칙에 의해, 제2 할바흐 배열(130)의 제1 내지 제3 내면(131a, 132a, 133a)은 S극으로 자화된다. 더 나아가, 제2 할바흐 배열(130)의 제4 및 제5 내면(134a, 135a)은 N극으로 자화된다.
이에 따라, 제1 할바흐 배열(120)의 제2 블록(122)과 제2 할바흐 배열(130)의 제2 블록(132) 사이에는, 제2 내면(122a)에서 제2 내면(132a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 제1 할바흐 배열(120)의 제4 블록(124)과 제2 할바흐 배열(130)의 제4 블록(134) 사이에는, 제4 내면(134a)에서 제4 내면(124a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
도 19의 (a)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's rule)을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 우측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 우측을 향하게 형성된다.
도 19의 (b)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 좌측을 향하게 형성된다.
도시되지는 않았으나, 제1 및 제2 할바흐 배열(120, 130)의 각 면의 극성이 변경될 경우, 제1 및 제2 할바흐 배열(120, 130)이 형성하는 자기장의 방향이 반대가 된다. 이에 따라, 발생되는 전자기력 및 아크의 경로(A.P) 또한 전후 방향이 반대로 형성된다.
즉, 도 19의 (a)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 좌측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 좌측을 향하게 형성된다.
유사하게, 도 19의 (b)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 우측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 우측을 향하게 형성된다.
결과적으로, 각 고정 접촉자(22a, 22b) 부근에서 형성되는 아크의 경로(A.P)가 서로 만나지 않게 된다.
따라서, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(100)는, 제1 및 제2 할바흐 배열(120, 130)의 극성 또는 직류 릴레이(1)에 통전되는 전류의 방향과 무관하게, 전자기력 및 아크의 경로(A.P)를 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성할 수 있다.
따라서, 중심부(C)에 인접하게 배치되는 직류 릴레이(1)의 각 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다. 더 나아가, 발생된 아크가 신속하게 외부로 배출될 수 있어, 직류 릴레이(1)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
(2) 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)의 설명
이하, 도 20 내지 10을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)를 상세하게 설명한다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)는 자석 프레임(210), 할바흐 배열(220), 제1 자석부(230) 및 제2 자석부(240)를 포함한다.
본 실시 예에 따른 자석 프레임(210)은 상술한 실시 예에 따른 자석 프레임(210)과 그 구조 및 기능이 동일하다. 다만, 본 실시 예에 따른 자석 프레임(210)에 배치되는 할바흐 배열(220), 제1 및 제2 자석부(230, 240)의 배치 방식에 차이가 있다.
이에, 자석 프레임(210)에 대한 설명은 상술한 실시 예에 따른 자석 프레임(210)에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 할바흐 배열(220)을 구성하는 복수 개의 자성체는 좌측에서 우측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 할바흐 배열(220)은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
할바흐 배열(220)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 할바흐 배열(220)은 제1 및 제2 자석부(230, 240)와 함께 자기장을 형성할 수 있다.
할바흐 배열(220)은 제1 및 제2 면(211, 212) 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 할바흐 배열(220)은 상기 어느 하나의 면의 내측(즉, 공간부(215)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도 20에 도시된 실시 예에서, 할바흐 배열(220)은 제2 면(212)의 내측에, 제2 면(212)에 인접하게 배치되어, 제1 면(211)의 내측에 위치되는 제1 및 제2 자석부(230, 240)를 마주한다.
도 21에 도시된 실시 예에서, 할바흐 배열(220)은 제1 면(211)의 내측에, 제1 면(211)에 인접하게 배치되어, 제2 면(212)의 내측에 위치되는 제1 및 제2 자석부(230, 240)를 마주한다.
할바흐 배열(220)과 제1 및 제2 자석부(230, 240) 사이에는 공간부(215) 및 공간부(215)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
할바흐 배열(220)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제1 및 제2 자석부(230, 240)와 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 할바흐 배열(220)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 할바흐 배열(220)은 제1 블록(221), 제2 블록(222), 제3 블록(223), 제4 블록(224) 및 제5 블록(225)을 포함한다. 할바흐 배열(220)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(221, 222, 223, 224, 225)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제5 블록(221, 222, 223, 224, 225)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(221, 222, 223, 224, 225)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제5 블록(221, 222, 223, 224, 225)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(221, 222, 223, 224, 225)은 제1 면(211)이 연장되는 방향, 즉 좌우 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(221)은 가장 좌측에 위치된다. 즉, 제1 블록(221)은 제3 면(213)에 인접하게 위치된다. 또한, 제5 블록(225)은 가장 우측에 위치된다. 즉, 제3 블록(223)은 제4 면(214)에 인접하게 위치된다.
제2 내지 제4 블록(222, 223, 224)은 제1 블록(221)과 제5 블록(225) 사이에서, 좌측에서 우측을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 위치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(221, 222, 223, 224, 225)은 서로 접촉될 수 있다.
제2 블록(222)은 제1 및 제2 자석부(230, 240) 또는 공간부(215)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 고정 접촉자(22a) 및 제1 자석부(230)와 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제4 블록(224)은 제1 및 제2 자석부(230, 240) 또는 공간부(215)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 고정 접촉자(22b) 및 제2 자석부(240)와 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(221, 222, 223, 224, 225)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(221)은 제2 블록(222)을 향하는 제1 내면(221a) 및 제2 블록(222)에 반대되는 제1 외면(221b)을 포함한다.
제2 블록(222)은 공간부(215) 또는 제1 및 제2 자석부(230, 240)을 향하는 제2 내면(222a) 및 공간부(215) 또는 제1 및 제2 자석부(230, 240)에 반대되는 제2 외면(222b)을 포함한다.
제3 블록(223)은 제2 블록(222)을 향하는 제3 내면(223a) 및 제4 블록(224)을 향하는 제3 외면(223b)을 포함한다.
제4 블록(224)은 공간부(215) 또는 제1 및 제2 자석부(230, 240)을 향하는 제4 내면(224a) 및 공간부(215) 또는 제1 및 제2 자석부(230, 240)에 반대되는 제4 외면(224b)을 포함한다.
제5 블록(225)은 제4 블록(224)을 향하는 제5 내면(225a) 및 제4 블록(224)에 반대되는 제5 외면(225b)을 포함한다.
각 블록(221, 222, 223, 224, 225)의 상기 복수 개의 면은 할바흐 배열을 구성하도록 소정의 규칙을 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 3 내면(221a, 222a, 223a) 및 제4 및 제5 외면(224b, 225b)은 같은 극성으로 자화될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 외면(221b, 222b, 223b) 및 제4 및 제5 내면(224a, 225a)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1 내지 3 내면(221a, 222a, 223a) 및 제4 및 제5 외면(224b, 225b)은 제1 자석부(230)의 제1 대향 면(231)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제1 내지 제3 외면(221b, 222b, 223b) 및 제4 및 제5 내면(224a, 225a)은 제2 자석부(240)의 제2 대향 면(241)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(230, 240)는 그 자체 또는 할바흐 배열(220)과 함께 자기장을 형성한다. 제1 및 제2 자석부(230, 240)가 형성한 자기장에 의해 아크 챔버(21) 내부에 아크의 경로(A.P)가 형성될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(230, 240)는 자화되어 자기장을 형성할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 및 제2 자석부(230, 240)는 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(230, 240)는 제1 및 제2 면(211, 212) 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 및 제2 자석부(230, 240)는 상기 다른 하나의 면의 내측(즉, 공간부(215)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도 20에 도시된 실시 예에서, 제1 및 제2 자석부(230, 240)는 제1 면(211)에 위치되어, 제2 면(212)에 인접하게 위치되는 할바흐 배열(220)을 마주한다.
도 21에 도시된 실시 예에서, 제1 및 제2 자석부(230, 240)은 제2 면(212)에 위치되어, 제1 면(211)에 인접하게 위치되는 할바흐 배열(220)을 마주한다.
제1 및 제2 자석부(230, 240)는 그 연장 방향으로 서로 나란하게 배치된다. 도시된 실시 예에서, 제1 및 제2 자석부(230, 240)는 각각 좌우 방향(즉, 제1 면(211) 또는 제2 면(212)이 연장되는 방향)으로 연장된다. 또한, 제1 및 제2 자석부(230, 240)는 좌우 방향으로 나란하게, 서로 인접하게 배치된다.
일 실시 예에서, 제1 및 제2 자석부(230, 240)는 서로 접촉될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(230, 240)는 제3 및 제4 면(213, 214) 중 서로 다른 면에 각각 치우쳐 위치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 자석부(230)는 제3 면(213)에 치우쳐 위치된다. 제1 자석부(230)는 공간부(215) 또는 할바흐 배열(220)을 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 고정 접촉자(22a) 및 할바흐 배열(220)의 제2 블록(222)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 자석부(240)는 제4 면(214)에 치우쳐 위치된다. 제2 자석부(240)는 공간부(215) 또는 할바흐 배열(220)을 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 고정 접촉자(22b) 및 할바흐 배열(220)의 제4 블록(224)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제1 및 제2 자석부(230, 240)는 공간부(215)를 사이에 두고 할바흐 배열(220)을 마주하게 배치된다.
제1 및 제2 자석부(230, 240)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 할바흐 배열(220)과 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제1 및 제2 자석부(230, 240)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 및 제2 자석부(230, 240)는 각각 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 자석부(230)는 공간부(215) 또는 할바흐 배열(220)을 향하는 제1 대향 면(231) 및 공간부(215) 또는 할바흐 배열(220)에 반대되는 제1 반대 면(232)을 포함한다.
또한, 제2 자석부(240)는 공간부(215) 또는 할바흐 배열(220)을 향하는 제2 대향 면(241) 및 공간부(215) 또는 할바흐 배열(220)에 반대되는 제2 반대 면(242)을 포함한다.
제1 및 제2 자석부(230, 240)의 각 면은 소정의 규칙에 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1 대향 면(231)은 제2 반대 면(242)과 같은 극성으로 자화될 수 있다. 또한, 제1 대향 면(231)은 할바흐 배열(220)의 제1 내지 제3 내면(221a, 222a, 223a)과 반대 극성으로 자화될 수 있다. 더 나아가, 제1 대향 면(231)은 할바흐 배열(220)의 제4 및 제5 외면(224b, 225b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
제2 대향 면(241)은 제1 반대 면(232)과 같은 극성으로 자화될 수 있다. 또한, 제2 대향 면(241)은 할바흐 배열(220)의 제4 및 제5 내면(224a, 225a)과 반대 극성으로 자화될 수 있다. 더 나아가, 제2 대향 면(241)은 할바흐 배열(220)의 제1 내지 제3 외면(221b, 222b, 223b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
이하, 도 22 및 도 23을 참조하여 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)에 의해 형성되는 아크의 경로(A.P)를 상세하게 설명한다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 할바흐 배열(220)의 제1 내지 제3 내면(221a, 222a, 223a)은 S극으로 자화된다. 또한, 할바흐 배열(220)의 제4 및 제5 내면(224a, 225a)은 N극으로 자화된다.
상기 규칙에 의해, 제1 자석부(230)의 제1 대향 면(231)은 N극으로, 제2 자석부(240)의 제2 대향 면(241)은 S극으로 자화된다.
이에 따라, 할바흐 배열(220)의 제2 블록(222)과 제1 자석부(230) 사이에는, 제1 대향 면(231)에서 제2 내면(222a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 할바흐 배열(220)의 제4 블록(224)과 제2 자석부(240) 사이에는, 제4 내면(224a)에서 제2 대향 면(241)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
도 22의 (a)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 우측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 우측을 향하게 형성된다.
도 22의 (b)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 좌측을 향하게 형성된다.
도 23의 (a)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제2 고정 접촉자(22b)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제1 고정 접촉자(22a)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 좌측을 향하게 형성된다.
도 23의 (b)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 우측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 좌측을 향하게 형성된다.
도시되지는 않았으나, 할바흐 배열(220), 제1 및 제2 자석부(230, 240)의 각 면의 극성이 변경될 경우, 할바흐 배열(220), 제1 및 제2 자석부(230, 240)가 형성하는 자기장의 방향이 반대가 된다. 이에 따라, 발생되는 전자기력 및 아크의 경로(A.P) 또한 전후 방향이 반대로 형성된다.
즉, 도 22의 (a)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 좌측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 좌측을 향하게 형성된다.
유사하게, 도 22의 (b)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 우측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 우측을 향하게 형성된다.
또한, 도 23의 (a)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 우측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 우측을 향하게 형성된다.
유사하게, 도 23의 (b)와 같은 통전 상황에서, 제1 고정 접촉자(22a) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 좌측을 향하게 형성된다. 또한, 제2 고정 접촉자(22b) 부근의 전자기력 및 아크의 경로(A.P)는 좌측을 향하게 형성된다.
결과적으로, 각 고정 접촉자(22a, 22b) 부근에서 형성되는 아크의 경로(A.P)가 서로 만나지 않게 된다.
따라서, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(200)는, 할바흐 배열(220), 제1 및 제2 자석부(230, 240)의 극성 또는 직류 릴레이(2)에 통전되는 전류의 방향과 무관하게, 전자기력 및 아크의 경로(A.P)를 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 형성할 수 있다.
따라서, 중심부(C)에 인접하게 배치되는 직류 릴레이(2)의 각 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다. 더 나아가, 발생된 아크가 신속하게 외부로 배출될 수 있어, 직류 릴레이(2)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
(3) 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)의 설명
이하, 도 24를 참조하여 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)를 상세하게 설명한다.
도 24의 (a)을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)는 자석 프레임(310), 제1 할바흐 배열(320) 및 제2 할바흐 배열(330)을 포함한다.
본 실시 예에 따른 자석 프레임(310)은 상술한 실시 예에 따른 자석 프레임(310)과 그 구조 및 기능이 동일하다. 다만, 본 실시 예에 따른 자석 프레임(310)에 배치되는 제1 및 제2 할바흐 배열(320, 330)의 배치 방식에 차이가 있다.
이에, 자석 프레임(310)에 대한 설명은 상술한 실시 예에 따른 자석 프레임(310)에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)을 구성하는 복수 개의 자성체는 좌측에서 우측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
제1 할바흐 배열(320)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)은 제2 할바흐 배열(330)과 함께 자기장을 형성할 수 있다.
제1 할바흐 배열(320)은 제1 및 제2 면(311, 312) 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)은 상기 어느 하나의 면의 내측(즉, 공간부(315)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)은 제1 면(311)의 내측에, 제1 면(311)에 인접하게 배치되어, 제2 면(312)의 내측에 위치되는 제2 할바흐 배열(330)을 마주한다.
제1 할바흐 배열(320)과 제2 할바흐 배열(330) 사이에는 공간부(315) 및 공간부(315)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제1 할바흐 배열(320)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제2 할바흐 배열(330)과 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제1 할바흐 배열(320)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제1 할바흐 배열(320)은 제1 블록(321), 제2 블록(322), 제3 블록(323), 제4 블록(324) 및 제5 블록(325)을 포함한다. 제1 할바흐 배열(320)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(321, 322, 323, 324, 325)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제5 블록(321, 322, 323, 324, 325)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(321, 322, 323, 324, 325)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제5 블록(321, 322, 323, 324, 325)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(321, 322, 323, 324, 325)은 제1 면(311)이 연장되는 방향, 즉 좌우 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(321)은 가장 좌측에 위치된다. 즉, 제1 블록(321)은 제3 면(313)에 인접하게 위치된다. 또한, 제5 블록(325)은 가장 우측에 위치된다. 즉, 제3 블록(323)은 제4 면(314)에 인접하게 위치된다.
제2 내지 제4 블록(322, 323, 324)은 제1 블록(321)과 제5 블록(325) 사이에서, 좌측에서 우측을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 위치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(321, 322, 323, 324, 325)은 서로 접촉될 수 있다.
제1 블록(321)은 제2 할바흐 배열(330) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 고정 접촉자(22a) 및 제2 할바흐 배열(330)의 제1 블록(331)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제3 블록(323)은 제2 할바흐 배열(330) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 중심부(C) 및 제2 할바흐 배열(330)의 제3 블록(333)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제5 블록(325)은 제2 할바흐 배열(330) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 고정 접촉자(22b) 및 제2 할바흐 배열(330)의 제5 블록(335)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(321, 322, 323, 324, 325)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(321)은 공간부(315) 또는 제2 할바흐 배열(330)을 향하는 제1 내면(321a) 및 공간부(315) 또는 제2 할바흐 배열(330)에 반대되는 제1 외면(321b)을 포함한다.
제2 블록(322)은 제1 블록(321)을 향하는 제2 내면(322a) 및 제3 블록(323)을 향하는 제2 외면(322b)을 포함한다.
제3 블록(323)은 공간부(315) 또는 제2 할바흐 배열(330)을 향하는 제3 내면(323a) 및 공간부(315) 또는 제2 할바흐 배열(330)에 반대되는 제3 외면(323b)을 포함한다.
제4 블록(324)은 제3 블록(323)을 향하는 제4 내면(324a) 및 제5 블록(325)을 향하는 제4 외면(324b)을 포함한다.
제5 블록(325)은 공간부(315) 또는 제2 할바흐 배열(330)을 향하는 제5 내면(325a) 및 공간부(315) 또는 제2 할바흐 배열(330)에 반대되는 제5 외면(325b)을 포함한다.
제1 내지 제5 블록(321, 322, 323, 324, 325)의 각 면은 소정의 규칙에 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1, 제2 및 제5 내면(321a, 322a, 325a) 및 제3 및 제4 외면(323b, 324b)은 서로 같은 극성으로 자화될 수 있다. 또한, 제1, 제2 및 제5 외면(321b, 322b, 325b) 및 제3 및 제4 내면(323a, 324a)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1, 제2 및 제5 내면(321a, 322a, 325a) 및 제3 및 제4 외면(323b, 324b)은 제2 할바흐 배열(330)의 제3 및 제4 내면(333a, 334a) 및 제1, 제2 및 제5 외면(331b, 332b, 335b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제1, 제2 및 제5 외면(321b, 322b, 325b) 및 제3 및 제4 내면(323a, 324a)은 제2 할바흐 배열(330)의 제1, 제2 및 제5 내면(331a, 332a, 335a) 및 제3 및 제4 외면(323b, 324b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)을 구성하는 복수 개의 자성체는 좌측에서 우측으로 나란하게 연속되어 배치된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
제2 할바흐 배열(330)은 다른 자성체와 함께 자기장을 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)은 제1 할바흐 배열(320)과 함께 자기장을 형성할 수 있다.
제2 할바흐 배열(330)은 제1 및 제2 면(311, 312) 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)은 상기 어느 하나의 면의 내측(즉, 공간부(315)를 향하는 방향)에 결합될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)은 제2 면(312)의 내측에, 제2 면(312)에 인접하게 배치되어, 제1 면(311)의 내측에 위치되는 제1 할바흐 배열(320)을 마주한다.
제2 할바흐 배열(330)과 제1 할바흐 배열(320) 사이에는 공간부(315) 및 공간부(315)에 수용되는 고정 접촉자(22) 및 가동 접촉자(43)가 위치된다.
제2 할바흐 배열(330)은 그 자체가 형성하는 자기장 및 제1 할바흐 배열(320)과 형성하는 자기장의 세기를 강화할 수 있다. 제2 할바흐 배열(330)에 의해 형성되는 자기장의 방향 및 자기장이 강화되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 제2 할바흐 배열(330)은 제1 블록(331), 제2 블록(332), 제3 블록(333), 제4 블록(334) 및 제5 블록(335)을 포함한다. 제2 할바흐 배열(330)을 구성하는 복수 개의 자성체가 각각 블록(331, 332, 333, 334, 335)으로 명명되었음이 이해될 것이다.
제1 내지 제5 블록(331, 332, 333, 334, 335)은 자성체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(331, 332, 333, 334, 335)은 영구 자석 또는 전자석 등으로 구비될 수 있다.
제1 내지 제5 블록(331, 332, 333, 334, 335)은 일 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 내지 제5 블록(331, 332, 333, 334, 335)은 제1 면(311)이 연장되는 방향, 즉 좌우 방향으로 나란하게 배치된다.
제1 블록(331)은 가장 좌측에 위치된다. 즉, 제1 블록(331)은 제3 면(313)에 인접하게 위치된다. 또한, 제5 블록(335)은 가장 우측에 위치된다. 즉, 제3 블록(333)은 제4 면(314)에 인접하게 위치된다.
제2 내지 제4 블록(332, 333, 334)은 제1 블록(331)과 제5 블록(335) 사이에서, 좌측에서 우측을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 위치된다.
일 실시 예에서, 서로 인접한 각 블록(331, 332, 333, 334, 335)은 서로 접촉될 수 있다.
제1 블록(331)은 제1 할바흐 배열(320) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제1 고정 접촉자(22a) 및 제1 할바흐 배열(320)의 제1 블록(321)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제3 블록(333)은 제1 할바흐 배열(320) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 중심부(C) 및 제1 할바흐 배열(320)의 제3 블록(323)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
제5 블록(335)은 제1 할바흐 배열(320) 또는 공간부(315)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 제2 고정 접촉자(22b) 및 제1 할바흐 배열(320)의 제5 블록(325)과 겹쳐지게 배치될 수 있다.
각 블록(331, 332, 333, 334, 335)은 복수 개의 면을 포함한다.
구체적으로, 제1 블록(331)은 공간부(315) 또는 제1 할바흐 배열(320)을 향하는 제1 내면(331a) 및 공간부(315) 또는 제1 할바흐 배열(320)에 반대되는 제1 외면(331b)을 포함한다.
제2 블록(332)은 제1 블록(331)을 향하는 제2 내면(332a) 및 제3 블록(333)을 향하는 제2 외면(332b)을 포함한다.
제3 블록(333)은 공간부(315) 또는 제1 할바흐 배열(320)을 향하는 제3 내면(333a) 및 공간부(315) 또는 제1 할바흐 배열(320)에 반대되는 제3 외면(333b)을 포함한다.
제4 블록(334)은 제3 블록(333)을 향하는 제4 내면(334a) 및 제5 블록(335)을 향하는 제4 외면(334b)을 포함한다.
제5 블록(335)은 공간부(315) 또는 제1 할바흐 배열(320)을 향하는 제5 내면(335a) 및 공간부(315) 또는 제1 할바흐 배열(320)에 반대되는 제5 외면(335b)을 포함한다.
제1 내지 제5 블록(331, 332, 333, 334, 335)의 각 면은 소정의 규칙에 따라 자화될 수 있다.
구체적으로, 제1, 제2 및 제5 내면(331a, 332a, 335a) 및 제3 및 제4 외면(333b, 334b)은 서로 같은 극성으로 자화될 수 있다. 또한, 제1, 제2 및 제5 외면(331b, 332b, 335b) 및 제3 및 제4 내면(333a, 334a)은 상기 극성과 다른 극성으로 자화될 수 있다.
이때, 제1, 제2 및 제5 내면(331a, 332a, 335a) 및 제3 및 제4 외면(333b, 334b)은 제1 할바흐 배열(320)의 제3 및 제4 내면(323a, 324a) 및 제1, 제2 및 제5 외면(321b, 323b, 325b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
마찬가지로, 제1, 제2 및 제5 외면(331b, 332b, 335b) 및 제3 및 제4 내면(333a, 334a)은 제1 할바흐 배열(320)의 제1, 제2 및 제5 내면(321a, 323a, 325a) 및 제3 및 제4 외면(323b, 324b)과 같은 극성으로 자화될 수 있다.
이하, 도 24의 (b)를 참조하여 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)에 의해 형성되는 아크의 경로(A.P)를 상세하게 설명한다.
도 24의 (b)를 참조하면, 제1 할바흐 배열(320)의 제1 및 제5 내면(321a, 325a)은 N극으로, 제3 내면(323a)은 S극으로 자화된다.
상기 규칙에 의해, 제2 할바흐 배열(330)의 제1 및 제5 내면(331a, 335a)은 S극으로, 제3 내면(333a)은 N극으로 자화된다.
이에 따라, 제1 할바흐 배열(320)의 제1 블록(321)과 제2 할바흐 배열(330)의 제1 블록(331) 사이에는, 제1 내면(321a)에서 제1 내면(331a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 제1 할바흐 배열(320)의 제3 블록(323)과 제2 할바흐 배열(330)의 제3 블록(333) 사이에는, 제3 내면(333a)에서 제3 내면(323a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
더 나아가, 제1 할바흐 배열(320)의 제5 블록(325)과 제2 할바흐 배열(330)의 제5 블록(335) 사이에는, 제5 내면(325a)에서 제5 내면(335a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
또한, 제1 할바흐 배열(320)에서는 제1 및 제5 내면(321a, 325a)에서 제3 내면(323a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다. 마찬가지로, 제2 할바흐 배열(330)에서는 제3 내면(333a)에서 제1 및 제5 내면(331a, 335a)을 향하는 방향의 자기장이 형성된다.
도 24의 (b)에 도시된 실시 예에서, 전류의 방향은 제1 고정 접촉자(22a)에서 가동 접촉자(43)를 거쳐 제2 고정 접촉자(22b)로 나오는 방향이다.
제1 고정 접촉자(22a)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서 발생되는 전자기력은 좌측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제1 고정 접촉자(22a) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 좌측을 향하게 형성된다.
마찬가지로, 제2 고정 접촉자(22b)에서 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서 발생되는 전자기력은 우측을 향하게 형성된다.
이에 따라, 제2 고정 접촉자(22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P) 또한 우측을 향하게 형성된다.
따라서, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)는, 각 고정 접촉자(22a, 22b) 부근에서의 아크의 경로(A.P)가 서로 반대 방향으로 형성된다. 이에 따라, 발생된 아크가 서로 만나게 되지 않아. 아크가 효과적으로 소호 및 배출될 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)는, 발생된 아크가 아크 챔버(21) 내부에서 서로 만나지 않고, 다른 방향을 향해 진행될 수 있다. 동시에, 발생된 아크는 여러 구성 요소가 위치되는 중심부(C)에서 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.
따라서, 중심부(C)에 인접하게 배치되는 직류 릴레이(3)의 각 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다. 더 나아가, 발생된 아크가 신속하게 외부로 배출될 수 있어, 직류 릴레이(3)의 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
특히, 본 실시 예에 따른 아크 경로 형성부(300)는 단 방향(one-direction) 릴레이에 더욱 효과적으로 적용될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (33)

  1. 내부에 복수 개의 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임;
    상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열(Halbach array) 및 상기 할바흐 배열과 별도로 구비되는 자석부를 포함하며,
    상기 공간부는, 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고,
    상기 자석 프레임은,
    상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및
    상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 일 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고,
    복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 할바흐 배열은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되며,
    상기 자석부는, 상기 타 방향으로 연장되며, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 자석부는 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되는,
    아크 경로 형성부.
  2. 제1항에 있어서,
    복수 개의 상기 할바흐 배열이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고,
    복수 개의 상기 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치되는 제1 할바흐 배열; 및
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치되는 제2 할바흐 배열을 포함하고,
    상기 자석부는,
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치되는 제1 자석부; 및
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치되는 제2 자석부를 포함하는,
    아크 경로 형성부.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열 및 상기 제2 할바흐 배열은,
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 상기 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록;
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 상기 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제3 블록; 및
    상기 제1 블록 및 상기 제3 블록 사이에 위치되는 제2 블록을 각각 포함하는,
    아크 경로 형성부.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열의 상기 제2 블록 및 상기 제2 할바흐 배열의 상기 제2 블록이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고,
    상기 제1 자석부 및 상기 제2 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록;
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록;
    상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되는 제3 블록;
    상기 제1 블록 및 상기 제3 블록 사이에 위치되는 제2 블록; 및
    상기 제3 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되는 제4 블록을 포함하는,
    아크 경로 형성부.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열의 상기 제3 블록 및 상기 제2 할바흐 배열의 상기 제3 블록이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고,
    상기 제1 할바흐 배열의 상기 제1 블록 및 상기 제2 할바흐 배열의 상기 제1 블록이 서로 마주하는 각 면, 상기 제1 할바흐 배열의 상기 제5 블록 및 상기 제2 할바흐 배열의 상기 제5 블록이 서로 마주하는 각 면 및 상기 제1 자석부 및 상기 제2 자석부가 서로 마주하는 각 면은,
    상기 극성과 다른 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  8. 내부에 복수 개의 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임;
    상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열 및 상기 할바흐 배열과 별도로 구비되는 자석부를 포함하며,
    상기 공간부는, 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고,
    상기 자석 프레임은,
    상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및
    상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 타 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고,
    복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 할바흐 배열은 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되며,
    상기 자석부는, 상기 일 방향으로 연장되며, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 자석부는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되는,
    아크 경로 형성부.
  9. 제8항에 있어서,
    복수 개의 상기 할바흐 배열이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고,
    복수 개의 상기 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치되는 제1 할바흐 배열; 및
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치되는 제2 할바흐 배열을 포함하고,
    상기 자석부는,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 위치되는 제1 자석부; 및
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 위치되는 제2 자석부를 포함하는,
    아크 경로 형성부.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열 및 상기 제2 할바흐 배열은,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록;
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제3 블록; 및
    상기 제1 블록 및 상기 제3 블록 사이에 위치되는 제2 블록을 각각 포함하는,
    아크 경로 형성부.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열의 상기 제2 블록 및 상기 제2 할바흐 배열의 상기 제2 블록이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고,
    상기 제1 자석부 및 상기 제2 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  13. 복수 개 구비되어, 일 방향으로 서로 이격되어 위치되는 고정 접촉자;
    상기 고정 접촉자에 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자;
    내부에 복수 개의 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임;
    상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열 및 상기 할바흐 배열과 별도로 구비되는 자석부를 포함하며,
    상기 공간부는, 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고,
    상기 자석 프레임은,
    상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및
    상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 일 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고,
    복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 할바흐 배열은 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되며,
    상기 자석부는, 상기 타 방향으로 연장되며, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 자석부는 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되는,
    직류 릴레이.
  14. 제13항에 있어서,
    복수 개의 상기 할바흐 배열이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고,
    복수 개의 상기 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화되는,
    직류 릴레이.
  15. 복수 개 구비되어, 일 방향으로 서로 이격되어 위치되는 고정 접촉자;
    상기 고정 접촉자에 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자;
    내부에 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임;
    상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열 및 상기 할바흐 배열과 별도로 구비되는 자석부를 포함하며,
    상기 공간부는, 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고,
    상기 자석 프레임은,
    상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및
    상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 타 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고,
    복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 할바흐 배열은 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되며,
    상기 자석부는, 상기 일 방향으로 연장되며, 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 자석부는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 배치되는,
    직류 릴레이.
  16. 제15항에 있어서,
    복수 개의 상기 할바흐 배열이 서로 마주하는 각 면은 서로 같은 극성으로 자화되고,
    복수 개의 상기 자석부가 서로 마주하는 각 면은 상기 극성과 다른 극성으로 자화되는,
    직류 릴레이.
  17. 내부에 고정 접촉자 및 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임;
    상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열(Halbach array)을 포함하며,
    상기 공간부는, 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고,
    상기 자석 프레임은,
    상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및
    상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고,
    상기 고정 접촉자는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 고정 접촉자는 상기 일 방향을 따라 서로 이격되어 배치되고,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 일 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 위치되고, 상기 타 방향을 따라 복수 개의 상기 고정 접촉자와 겹쳐지게 배치되는,
    아크 경로 형성부.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 배치되는 제1 할바흐 배열; 및
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 제1 할바흐 배열을 마주하는 제2 할바흐 배열을 포함하는,
    아크 경로 형성부.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면 및 상기 제2 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열은,
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록;
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 및
    상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되며, 상기 제1 블록에서 상기 제5 블록을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 배치되는 제2 블록, 제3 블록 및 제4 블록을 포함하며,
    상기 제2 할바흐 배열은,
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록;
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 및
    상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되며, 상기 제1 블록에서 상기 제5 블록을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 배치되는 제2 블록, 제3 블록 및 제4 블록을 포함하는,
    아크 경로 형성부.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열은,
    상기 제1 블록의 면 중 상기 제2 블록을 향하는 면 및 상기 제3 블록의 면 중 상기 제2 블록을 향하는 면과, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 같은 극성으로 자화되고,
    상기 제3 블록의 면 중 상기 제4 블록을 향하는 면 및 상기 제5 블록의 면 중 상기 제4 블록을 향하는 면과, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 극성과 다른 극성으로 자화되며,
    상기 제2 할바흐 배열은,
    상기 제1 블록의 면 중 상기 제2 블록을 향하는 면 및 상기 제3 블록의 면 중 상기 제2 블록을 향하는 면과, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 다른 극성으로 자화되고,
    상기 제3 블록의 면 중 상기 제4 블록을 향하는 면 및 상기 제5 블록의 면 중 상기 제4 블록을 향하는 면과, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 할바흐 배열을 마주하고, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 배치되는 제1 자석부; 및
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 할바흐 배열을 마주하고, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 배치되는 제2 자석부를 포함하는,
    아크 경로 형성부.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제1 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되고,
    상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 자석부를 향하는 면과 상기 제2 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되며,
    상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제2 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 같은 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록;
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 및
    상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되며, 상기 제1 블록에서 상기 제5 블록을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 배치되는 제2 블록, 제3 블록 및 제4 블록을 포함하며,
    상기 제2 블록은 상기 제1 자석부를 마주하게 배치되고,
    상기 제4 블록은 상기 제2 자석부를 마주하게 배치되는,
    아크 경로 형성부.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제2 블록의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제1 자석부의 면 중 상기 제2 블록을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되고,
    상기 제4 블록의 면 중 상기 제2 자석부를 향하는 면과 상기 제2 자석부의 면 중 상기 제4 블록을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되며,
    상기 제2 블록의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제4 블록의 면 중 상기 제2 자석부를 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 배치되는 제1 할바흐 배열; 및
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 제1 할바흐 배열을 마주하는 제2 할바흐 배열을 포함하며,
    상기 제1 할바흐 배열의 복수 개의 상기 블록 중 상기 일 방향의 자기장을 형성하는 블록의 개수는, 상기 타 방향의 자기장을 형성하는 블록의 개수보다 많은,
    아크 경로 형성부.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면 및 상기 제2 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열은,
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록;
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 및
    상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되며, 상기 제1 블록에서 상기 제5 블록을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 배치되는 제2 블록, 제3 블록 및 제4 블록을 포함하며,
    상기 제2 할바흐 배열은,
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제1 블록;
    상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 위치되는 제5 블록; 및
    상기 제1 블록 및 상기 제5 블록 사이에 위치되며, 상기 제1 블록에서 상기 제5 블록을 향하는 방향으로 순서대로 나란하게 배치되는 제2 블록, 제3 블록 및 제4 블록을 포함하는,
    아크 경로 형성부.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제1 할바흐 배열은,
    상기 제1 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제1 블록을 향하는 면, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제5 블록을 향하는 면 및 상기 제5 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 같은 극성으로 자화되고,
    상기 제2 블록의 면 중 상기 제3 블록을 향하는 면, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제3 블록을 향하는 면 및 상기 제3 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 극성과 다른 극성으로 자화되며,
    상기 제2 할바흐 배열은,
    상기 제1 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면, 상기 제2 블록의 면 중 상기 제1 블록을 향하는 면, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제5 블록을 향하는 면 및 상기 제5 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 다른 극성으로 자화되고,
    상기 제2 블록의 면 중 상기 제3 블록을 향하는 면, 상기 제4 블록의 면 중 상기 제3 블록을 향하는 면 및 상기 제3 블록의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면이 상기 극성으로 자화되는,
    아크 경로 형성부.
  30. 복수 개 구비되어, 일 방향으로 서로 이격되어 위치되는 고정 접촉자;
    상기 고정 접촉자에 접촉되거나 이격되는 가동 접촉자;
    내부에 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자가 수용되는 공간부가 형성된 자석 프레임;
    상기 자석 프레임의 상기 공간부에 위치되어, 상기 공간부에 자기장을 형성하는 할바흐 배열을 포함하며,
    상기 공간부는, 상기 일 방향의 길이가 타 방향의 길이보다 길게 형성되고,
    상기 자석 프레임은,
    상기 일 방향으로 연장되며, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 일부를 둘러싸는 제1 면 및 제2 면; 및
    상기 타 방향으로 연장되며, 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 각각 연속되고, 서로 마주하게 배치되어 상기 공간부의 나머지 일부를 둘러싸는 제3 면 및 제4 면을 포함하고,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 일 방향으로 나란하게 배치되며, 자성체로 형성되는 복수 개의 블록을 포함하고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나 이상의 면에 인접하게 위치되고, 상기 타 방향을 따라 복수 개의 상기 고정 접촉자와 겹쳐지게 배치되는,
    직류 릴레이.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 배치되는 제1 할바흐 배열; 및
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 제1 할바흐 배열을 마주하는 제2 할바흐 배열을 포함하며,
    상기 제1 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면 및 상기 제2 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되는,
    직류 릴레이.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 할바흐 배열을 마주하고, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 어느 하나의 면에 치우쳐 배치되는 제1 자석부; 및
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 할바흐 배열을 마주하고, 상기 제3 면 및 상기 제4 면 중 다른 하나의 면에 치우쳐 배치되는 제2 자석부를 포함하며,
    상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제1 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되고,
    상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 자석부를 향하는 면과 상기 제2 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되며,
    상기 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 자석부를 향하는 면과 상기 제2 자석부의 면 중 상기 할바흐 배열을 향하는 면은 같은 극성으로 자화되는,
    직류 릴레이.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 할바흐 배열은,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나의 면에 인접하게 배치되는 제1 할바흐 배열; 및
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나의 면에 인접하게 배치되어, 상기 공간부를 사이에 두고 상기 제1 할바흐 배열을 마주하는 제2 할바흐 배열을 포함하며,
    상기 제1 할바흐 배열의 복수 개의 상기 블록 중 상기 일 방향의 자기장을 형성하는 블록의 개수는, 상기 타 방향의 자기장을 형성하는 블록의 개수보다 많고,
    상기 제1 할바흐 배열의 면 중 상기 제2 할바흐 배열을 향하는 면 및 상기 제2 할바흐 배열의 면 중 상기 제1 할바흐 배열을 향하는 면은 서로 다른 극성으로 자화되는,
    직류 릴레이.
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