JP2014225452A - 配線用遮断器のアーク消弧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アークチャンバを形成するグリッドと固定側板とが嵌合により結合される構造に形成されるので、作業が容易であり、グリッドの間隔が一定に維持されて形状が崩れることなく安定した性能を維持し、メンテナンスが可能な配線用遮断器のアーク消弧装置を提供する。
【解決手段】本発明による配線用遮断器のアーク消弧装置は、ケーシング、負荷側又は電源側に接続される固定端子、及びケーシングの内部に回動可能に設けられて固定端子に接離する可動端子を含む配線用遮断器において、可動端子の移動軌跡の外側に所定の間隔で複数配列されるグリッド１０と、断面階段状に形成される２段の平板からなり、第１平板２１はグリッド１０の一端部を固定してアークシュートを形成し、第２平板２７はグリッド１０の下面と共にアークチャンバを形成する一対の固定側板２０と、第２平板２７の背面にそれぞれ固定設置される一対の側面マグネット３０とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線用遮断器のアーク消弧装置に関し、特に、アークチャンバを形成するグリッドと固定側板とが嵌合により結合される構造に形成されるので、作業が容易であり、グリッドの間隔が一定に維持されて形状が崩れることなく安定した性能を維持し、メンテナンスが可能な配線用遮断器のアーク消弧装置に関する。

一般に、配線用遮断器（Molded Case Circuit Breaker; MCCB）は、電気的な過負荷や短絡事故が発生した場合に自動で回路を遮断して回路及び負荷を保護する電気機器であって、電源側と負荷側との接続のための端子部、固定端子と可動端子とが機構的に接離するように開閉を行う機構部、電源側の過電流や短絡電流の感知により機構部のトリップ動作を誘導するトリップ部、及び異常電流遮断時に発生するアークを消弧するための消弧部を含む。

配線用遮断器が遮断する短絡電流は、遮断器の定格電流の数十倍を超える電流であり、遮断器が遮断できる短絡電流を遮断容量という。配線用遮断器は、短絡電流の遮断を所定電流以下の電流に制限して行うが、これを限流遮断という。一般に、配線用遮断器は、消弧部の消弧能力に比例して機構部の動作時間に反比例する限流性能を有する。

このように、配線用遮断器において、異常電流発生時にトリップ動作を行い、それにより発生するアークを消弧して放出することは、事故電流を遮断して製品、負荷及び線路を保護する上で中心となることであり、遮断器の性能に直結することである。このような性能において中核的な役割を果たす部品が消弧部のアークチャンバであり、消弧部のアークチャンバの組立状態、組立形状の維持、組立位置などが遮断器の性能に重大な影響を及ぼす。

アーク消弧装置に関する先行技術としては、特許文献１に開示された「小型配線用遮断器のアーク消弧装置」及び特許文献２に開示された「配線用遮断器の消弧装置」を参照することができる。

以下、図４〜図８を参照して従来の消弧装置を備えた配線用遮断器を説明する。図４は従来の消弧装置を備えた配線用遮断器の単極遮断ユニットを示す断面図であり、図５は図４の単極遮断ユニットの消弧装置部分を示す斜視図であり、図６は図４の消弧装置の分解斜視図であり、図７は図４の消弧装置の結合図であり、図８は図７のグリッドの斜視図である。

消弧装置に定格電流が流れている場合は、固定端子１０２と可動端子１０３とが接触した状態を維持し、過電流や短絡電流などの異常電流が発生した場合は、固定端子１０２の固定接点と可動端子１０３の可動接点間に発生する電磁反発力により可動端子１０３が固定端子１０２から開離して電流を遮断する。

可動端子１０３が開離する瞬間、固定接点と可動接点との間にアークが発生する。発生したアークは、アークランナーにより誘導されてアークチャンバ１２１に移動し、アークチャンバ１２１のグリッド１２２により分割される。これにより、アーク電圧が電源電圧より高く上昇するので短絡電流が制限され、アークが消滅する。

アークチャンバ１２１は、可動端子１０３の回動軌跡からケーシング１０１の外側に所定の間隔で複数配列されるグリッド１２２と、グリッド１２２の両側に結合される一対の固定側板１２３ａと、固定側板１２３ａから延設されるハイブリッド固定板１２３と、ハイブリッド固定板１２３の背面に結合される側面マグネット１２８とを含む。

ここで、ハイブリッド固定板１２３とグリッド１２２の結合は、固定側板１２３ａの凹部１２３ｂにグリッド１２２の突起部１２２ａをそれぞれ嵌め、コーキングで固定することにより行う。

韓国登録実用新案第０４６２４２０号公報 韓国登録実用新案第０３９３２９６号公報

しかし、コーキングによりグリッド１２２に変形、ねじれ、損傷などが発生することがあり、コーキング作業不良や漏れにより運送又は完成品組立時にグリッド１２２の離脱が発生することがあるという問題があった。また、複数のコーキング作業により、加工時間の増加、生産性の低下、グリッド１２２の間隔不良などが発生することがあり、生産コストの上昇を招くという問題があった。さらに、メンテナンスが不可能であるという問題もあった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、アークチャンバを形成するグリッドと固定側板とが嵌合により結合される構造に形成されるので、作業が容易であり、グリッドの間隔が一定に維持されて形状が崩れることなく安定した性能を維持し、メンテナンスが可能な配線用遮断器のアーク消弧装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のアーク消弧装置は、ケーシング、負荷側又は電源側に接続される固定端子、及び前記ケーシングの内部に回動可能に設けられて前記固定端子に接離する可動端子を含む配線用遮断器において、前記可動端子の移動軌跡の外側に所定の間隔で複数配列されるグリッドと、断面階段状に形成される２段の平板からなり、第１平板は前記グリッドの一端部を固定してアークシュートを形成し、第２平板は前記グリッドの下面と共にアークチャンバを形成する一対の固定側板と、前記第２平板の背面に固定設置される側面マグネットとを含む。

ここで、前記グリッドの側面には中間突起部が形成され、前記中間突起部の一側には第１係止顎が形成され、前記グリッドの下面には第２係止顎が形成され、前記第１平板には前記中間突起部が嵌められる第１嵌合凹部が形成され、前記第１平板と前記第２平板との間には連結部が形成され、前記連結部には前記第２係止顎が嵌められる第２嵌合凹部が形成されることを特徴とする。

また、前記グリッドの両側面には、前記中間突起部の上方に上部突起部が形成され、前記中間突起部の下方に下部突起部が形成されることを特徴とする。

また、前記第１平板には、前記下部突起部が嵌められる第３嵌合凹部が形成されることを特徴とする。

また、前記第３嵌合凹部間には支持突起部が形成され、前記支持突起部は、前記グリッドが前記固定側板に結合される際に剪断及び摩擦による支持力を与え、前記各グリッドを所定の間隔で離隔させる役割を果たすことを特徴とする。

一方、前記第１係止顎と前記第２係止顎とは、前記第１平板と前記連結部との接触点を基準として互いに外側に向かって形成されることを特徴とする。

本発明による配線用遮断器のアーク消弧装置においては、アークチャンバを形成するグリッドと固定側板とが嵌合により結合される構造に形成されるので、作業が容易であるという効果がある。

また、本発明による配線用遮断器のアーク消弧装置においては、グリッドの間隔が一定に維持されて形状が崩れないので、安定した性能を維持するという効果がある。

さらに、本発明による配線用遮断器のアーク消弧装置においては、グリッドと固定側板との分離が可能なので、メンテナンスが可能であるという効果がある。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のアーク消弧装置を示す斜視図である。 図１のグリッドの斜視図である。 本発明の一実施形態による配線用遮断器のアーク消弧装置の結合工程図である。 従来の消弧装置を備えた配線用遮断器の単極遮断ユニットを示す断面図である。 図４の単極遮断ユニットの消弧装置部分を示す斜視図である。 図４の消弧装置の分解斜視図である。 図４の消弧装置の結合図である。 図７のグリッドの斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明するが、これは本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものであり、これにより本発明の技術的な思想及び範疇が限定されるものではない。

図１は本発明の一実施形態による配線用遮断器のアーク消弧装置を示す斜視図であり、図２は図１のグリッドの斜視図である。図３は本発明の一実施形態による配線用遮断器のアーク消弧装置の結合工程図である。以下、図１〜図３を参照して本発明の一実施形態による配線用遮断器のアーク消弧装置について詳細に説明する。

なお、本発明が適用される配線用遮断器のうち、ケーシング、負荷側又は電源側に接続される固定端子、ケーシングの内部に回動可能に設けられて固定端子に接離する可動端子などについては、従来技術がそのまま適用されるので、その説明や図示を省略する。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のアーク消弧装置は、ケーシング、負荷側又は電源側に接続される固定端子、及びケーシングの内部に回動可能に設けられて固定端子に接離する可動端子を含む配線用遮断器において、可動端子の移動軌跡の外側に所定の間隔で複数配列されるグリッド１０と、断面階段状に形成される２段の平板からなり、第１平板２１はグリッド１０の一端部を固定してアークシュートを形成し、第２平板２７はグリッド１０の下面と共にアークチャンバを形成する一対の固定側板２０と、第２平板２７の背面にそれぞれ固定設置される一対の側面マグネット３０とを含む。

ここで、グリッド１０の側面には中間突起部１２が形成され、中間突起部１２の一側には第１係止顎１２ａが形成され、グリッド１０の下面には第２係止顎１４が形成され、第１平板２１には中間突起部１２が嵌められる第１嵌合凹部２２が形成され、第１平板２１と第２平板２７との間には連結部２５が形成され、連結部２５には第２係止顎１４が嵌められる第２嵌合凹部２６が形成される。

グリッド１０は、強磁性を有する金属製の平板で形成される。グリッド１０の側面には複数の突起部が形成されてもよい。一例として、グリッド１０の各側面に上部突起部１１、中間突起部１２及び下部突起部１３がそれぞれ外側に突設されてもよい。第１係止顎１２ａは、中間突起部１２の一側、例えば上端部から突設され、第２係止顎１４は、下部突起部１３が形成されたグリッド１０の下面から内側に向かって突設される。第１係止顎１２ａと第２係止顎１４とは、同じ大きさで対称となるように形成されてもよい。第１係止顎１２ａと第２係止顎１４とは、下部突起部１３の下端角部を基準として互いに外側に向かって形成されるので、グリッド１０が固定側板２０に結合される際に両端から引っ張る力が作用し、グリッド１０と固定側板２０とが容易に分離しないようにする。

グリッド１０の下面は、広く深い凹部が形成され、アークチャンバの一側面を構成する。

グリッド１０は、所定の間隔で複数積層されて一体化され、固定子と可動子の開離時に発生するアークを分割する役割を果たす。

断面階段状に形成される２段の平板からなる固定側板２０において、下端板を第１平板２１といい、第１平板２１から垂直に折り曲げられる部分を連結部２５といい、連結部２５から垂直に折り曲げられて第１平板２１と平行に形成される上端板を第２平板２７という。

固定側板２０の第１平板２１には、グリッド１０の中間突起部１２が嵌められる第１嵌合凹部２２に加え、グリッド１０の下部突起部１３が嵌められる第３嵌合凹部２３が形成される。ここで、第１嵌合凹部２２の長さは、中間突起部１２の内側長さ、すなわち第１係止顎１２ａを除いた長さと等しいか又は若干短い。第３嵌合凹部２３の長さは、下部突起部１３の長さと等しいか又は若干短くしてもよい。これは、嵌合又は締まりばめ嵌合を考慮した設計である。第１嵌合凹部２２は、中間突起部１２の位置に対応して中間突起部１２と同じ個数で形成され、第３嵌合凹部２３は、下部突起部１３の位置に対応して下部突起部１３と同じ個数で形成されてもよい。

第３嵌合凹部２３間には支持突起部２４が形成され、支持突起部２４は、グリッド１０が第１平板２１に結合される際に剪断及び摩擦による支持力を与える。また、支持突起部２４は、各グリッド１０が所定間隔離隔して結合されるようにする。

第１平板２１は、グリッド１０と結合されてアークシュートを形成し、第２平板２７は、グリッド１０の下面と共にアークチャンバを形成する。

第２平板２７の内側面は、滑らかに形成されてもよい。また、第２平板２７の内側面には、ナイロン系などの絶縁材が塗布され、アーク発生時に高温で分解されて消弧ガスを生成するようにしてもよい。

第２平板２７の背面には側面マグネット３０が結合される。このために、第２平板２７は第１平板２１より厚く形成され、第２平板２７の背面には側面マグネット３０の形状に対応する収容凹部２８が形成されるようにしてもよい。また、収容凹部２８には、側面マグネット３０を容易に結合すると共に支持力を発揮するように、固定フック２９が突設されてもよい。

前述したように、第１平板２１と第２平板２７との間には、各平板２１、２７に対して垂直に連結部２５が形成される。連結部２５は板状に形成される。連結部２５には、グリッド１０を結合する際にグリッド１０の第２係止顎１４に対応する位置に、第２嵌合凹部２６がそれぞれ形成されてもよい。第２係止顎１４と第２嵌合凹部２６の嵌合は、第１係止顎１２ａと第１嵌合凹部２２の係止と共に、グリッド１０と固定側板２０の固定結合を達成する。連結部２５と第２平板２７とが接する角部には、長手方向に段差部が形成されてもよい。

第１平板２１、連結部２５及び第２平板２７は、モールド作業などにより一体に形成されることが好ましい。

次に、図３を参照して本発明の一実施形態による配線用遮断器のアーク消弧装置の結合工程を説明する。

まず、固定側板２０の第１嵌合凹部２２をグリッド１０の中間突起部１２に嵌める。このとき、固定側板２０を上方から下方に向かって外側に傾斜させた状態で、第１嵌合凹部２２が中間突起部１２の第１係止顎１２ａに係止されるようにして嵌める。次いで、固定側板２０を下方に押圧すると同時に内側に押圧することにより、連結部２５に形成された第２嵌合凹部２６がグリッド１０の第２係止顎１４に係止されるようにする。

固定側板２０は、一側には固定側板２０の第１嵌合凹部２２がグリッド１０の第１係止顎１２ａに係止されて外方向の圧力を受け、他側には固定側板２０の第２嵌合凹部２６がグリッド１０の第２係止顎１４に係止されて内方向の圧力を受ける。従って、固定側板２０は、グリッド１０から離脱することなく安定して結合された状態を維持する。

このような本発明の一実施形態による配線用遮断器のアーク消弧装置の作用を簡単に説明すると次の通りである。

定格電流では、固定子の固定接点と可動子の可動接点とが接触した状態を維持するが、過電流や短絡電流などの異常電流が発生すると、固定接点と可動接点間に発生する電磁反発力により可動子が固定子から開離し、電流を遮断する。可動子が開離する際に、固定接点と可動接点との間にアークが発生し、発生したアークはアークシュートに移動する。アークシュートに移動したアークは、アークシュートのグリッド１０により分割され、アーク電圧が電源電圧より高く上昇して短絡電流が制限され、アークが消滅する。一方、固定側板２０の第２平板２７から発生する消弧ガスによってもアーク消弧効果が得られる。

以上、本発明を好ましい実施形態により説明したが、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の要旨及び範囲を逸脱することなく、様々な修正や変形が可能であることを理解するであろう。また、これらの修正や変形が添付の特許請求の範囲に含まれることも自明である。

１０ グリッド
１１ 上部突起部
１２ 中間突起部
１２ａ 第１係止顎
１３ 下部突起部
１４ 第２係止顎
２０ 固定側板
２１ 第１平板
２２ 第１嵌合凹部
２３ 第３嵌合凹部
２４ 支持突起部
２５ 連結部
２６ 第２嵌合凹部
２７ 第２平板
２８ 収容凹部
２９ 固定フック
３０ 側面マグネット

Claims (5)

1. ケーシング、負荷側又は電源側に接続される固定端子、及び前記ケーシングの内部に回動可能に設けられて前記固定端子に接離する可動端子を含む配線用遮断器において、
   前記可動端子の移動軌跡の外側に所定の間隔で複数配列されるグリッドと、
   断面階段状に形成される２段の平板からなり、第１平板は前記グリッドの一端部を固定してアークシュートを形成し、第２平板は前記グリッドの下面と共にアークチャンバを形成する一対の固定側板と、
   前記第２平板の背面に固定設置される側面マグネットとを含み、
   前記グリッドの側面には中間突起部が形成され、前記中間突起部の一側には第１係止顎が形成され、前記グリッドの下面には第２係止顎が形成され、前記第１平板には前記中間突起部が嵌められる第１嵌合凹部が形成され、前記第１平板と前記第２平板との間には連結部が形成され、前記連結部には前記第２係止顎が嵌められる第２嵌合凹部が形成されることを特徴とする配線用遮断器のアーク消弧装置。
2. 前記グリッドの両側面には、前記中間突起部の上方に上部突起部が形成され、前記中間突起部の下方に下部突起部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の配線用遮断器のアーク消弧装置。
3. 前記第１平板には、前記下部突起部が嵌められる第３嵌合凹部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の配線用遮断器のアーク消弧装置。
4. 前記第３嵌合凹部間には支持突起部が形成され、前記支持突起部は、前記グリッドが前記固定側板に結合される際に剪断及び摩擦による支持力を与え、前記各グリッドを所定の間隔で離隔させる役割を果たすことを特徴とする請求項３に記載の配線用遮断器のアーク消弧装置。
5. 前記第１係止顎と前記第２係止顎とは、前記第１平板と前記連結部との接触点を基準として互いに外側に向かって形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線用遮断器のアーク消弧装置。

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