JP5993023B2 - 配線用遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、配線用遮断器に関するものである。

配線用遮断器とは、回路上の過電流や短絡電流のような異常電流が供給される場合に回路を遮断してこれを保護する装置である。このような配線用遮断器では、回路を遮断する際に固定接点及び稼動接点が互いに分離される開極時点で誘導されるアーク（ａｒｃ）の遮断が要求される。

図１は、従来の特許文献１を介して開示された配線用遮断器を示す図である。

図１を参照すると、従来は配線用遮断器１０の内部に互いに区画される前方区間ク１２と後方区画１４が位置する。そして、固定接触部６０及び稼動接触部６１は前方区画１２に位置され、稼動接触部６１の移動のための駆動器具、特に、電極シャフト７８は後方区画１４に位置する。このように構成される従来技術では、電極シャフト７８が実質的にアークが誘導される前方区画１２から後方区画１４へのアークの伝達を防止する。そして、誘導されるアークはその前方に位置するアーク鎮火室５８に伝送される。

しかし、このような従来技術による配線用遮断器には以下のような問題点が発生する。

従来は、電極シャフト７８が後方区画１４の内部に位置する。しかし、後方区画１４は駆動器具の動作のために所定空間、即ち、高さを追加的に確保すべきである。よって、遮断器１０の高さが実質的に増加する。

また、従来は、上述したように実質的に遮断器１０の高さが増加する。よって、固定接触部６０及び稼動接触部６１が分離される過程で流動されるアークが前方区画１２の後端部及び後方区画１４に伝達されることで駆動器具が損傷する恐れがある。

大韓民国公開特許公報 第２００１−００４３２４０号

本発明は従来技術による問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、より効率的にアークの伝達を防止する配線用遮断器を提供することである。

本発明の他の目的は、アークの伝達を防止するために製品の大きさが増加する現象を防止する配線用遮断器を提供することである。

上述した目的を達成するための本発明による配線用遮断器の実施例の一様態は、後方室を定義する上部外箱と、前記上部外箱に結合されて前記上部外箱と共に前記後方室と区画される前方室を定義する下部外箱と、前記前方室の一側に具備されて電源又は負荷に電気的に接続される固定接触部と、前記前方室に移動可能に設置されて前記固定接触部と接触するか前記固定接触部から分離される稼動接触部と、前記後方室に設置されて前記稼動接触部を前記固定接触部に接触させるか前記固定接触部から分離するために動作する開閉器具と、前記前方室及び後方室に設置されて前記開閉器具の動作によって前記稼動接触部を移動させる作動器具と、前記前方室の外側に当たる前記上部外箱の一側に設置される電極シャフトと、を含み、前記作動器具は、開閉器具と連結される上部リンクと前記上部リンクと連結される下部リンクを含む第１リンク部材と、前記電極シャフトを中心に回動可能に設置されて一側が前記下部リンクに回動可能に連結される第２リンク部材と、一側が前記第２リンク部材の他側に回動可能に連結されて他側が前記稼動接触部に回動可能に連結される第３リンク部材と、を含む。

本発明による配線用遮断器の実施例では、電極シャフトが前方室及び後方室の外部に設置されることで実質的に製品の高さが減少されるか製品の高さの増加が防止される。よって、製品の大きさが減少されるだけでなく、実質的にアークが伝達される空間の大きさが減少されることでアークの伝達が防止される。

そして、本実施例では、バリア突起及びバリア部材によって固定接触部及び移動接触部の開極時点で発生するアークが後方室に伝達される現象がより効率的に防止される。よって、本実施例では、固定接触部及び移動接触部の開極時点で誘導されるアークによる部品の損傷を最小化することができる。

従来の配線用遮断器を示す断面図である。 本発明による配線用遮断器の実施例を示す分解斜視図である。 本発明の実施例における閉極状態を示す断面図である。 本発明の実施例の要部を示す分解斜視図である。 本発明の実施例における手動遮断状態を示す断面図である。 本発明の実施例におけるトリップ遮断過程を示す断面図である。 本発明の実施例におけるトリップ遮断過程を示す断面図である。

以下、本発明による配線用遮断器の実施例を添付した図面を参照してより詳しく説明する。

図２は本発明による配線用遮断器の実施例を示す分解斜視図であり、図３は本発明の一実施例における閉極状態を示す断面図であり、図４は本発明の一実施例の要部を示す分解斜視図である。

図２乃至図４を参照すると、配線用遮断器１の外観は上部外箱１００と下部外箱２００によって形成される。そして、上部外箱１００及び下部外箱２００は互いに結合されて遮断器１を構成する各種部品が設置される設置空間を定義する。例えば、上部外箱１００は底面及び前面が開放される多面体状に形成される。また、下部外箱２００は上面及び前面が開放される多面体状に形成される。もちろん、上部外箱１００及び下部外箱２００の形状がそれに限ることはないが、互いに形が合うように形成されることが好ましい。

上部外箱１００には中間隔壁１０１が具備される。中間隔壁１０１は、例えば、上部外箱１００の上面一部が下方に凹んで形成される。そして、上部外箱１００と下部外箱２００が互いに結合されると中間隔壁１０１を基準にその下方の空間が前方室Ｓ１として定義され、その上方の空間が後方室Ｓ２として定義される。

また、前方室Ｓ１は極の個数に応じて多数個の空間に区画される。言い換えると、Ｒ，Ｓ，Ｔの３極用の配線用遮断器の場合には前方室Ｓ１が３つの空間に区画され、Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｎの４極用の配線用遮断器の場合には前方室Ｓ１が４つの空間に区画される。前方室Ｓ１は、上部外箱１００に具備される上部側壁１１０及び下部外箱２００に具備される下部側壁２１０によって区画される。

また、上部外箱１００及び下部外箱２００にはそれぞれ上部バリア突起１２０と下部バリア突起２２０が具備される。上部バリア突起１２０は、前方室Ｓ１の天井面を定義する上部外箱１００の一部が下方に延長されて形成される。そして、下部バリア突起２２０は、前方室Ｓ１の底面を定義する下部外箱２００の一部が上方に延長されて形成される。そして、上部バリア突起１２０の下端及び下部バリア突起２２０の上端は互いに離隔される。よって、実質的に上部バリア突起１２０及び下部バリア突起２２０は前方室Ｓ１を後述する作動器具６００などが位置する空間と後述するアーク鎮火チェンバー７００が位置する領域を部分的に区画するともいえる。

一方、上部外箱１００にはシャフト安着溝１３０が形成される。シャフト安着溝１３０は後述する電極シャフト６２１が安着されるところである。実質的にシャフト安着溝１３０は、前方室Ｓ１を定義する上部外箱１００の一部が下方に凹まれて形成される。

そして、シャフト安着溝１３０には多数個のリンク貫通スロット１３１が形成される。リンク貫通スロット１３１はシャフト安着溝１３０の一部が切開されて形成される。リンク貫通スロット１３１は後述する第２リンク部材６２０が貫通されるところである。

前方室Ｓ１には固定接触部３００及び稼動接触部４００が具備される。固定接触部３００及び稼動接触部４００は互いに接触されて閉極されるか、互いに分離されて開極されることで回路を開閉する。

より詳しくは、固定接触部３００は固定パッド３１０を含む。固定パッド３１０は、前方室Ｓ１の底面に当たる下部外箱２００の一側に固定される。

そして、稼動接触部４００は接触パッド４１０及び稼動部４２０を含む。接触パッド４１０は、稼動部４２０に固定されて固定パッド３１０と選択的に接触される部分である。稼動部４２０は、作動器具６００によって動作して接触パッド４１０が固定パッド３１０に選択的に接触又は分離されるように所定軌跡で移動する。以下では説明の便宜上、固定パッド３１０及び接触パッド４１０が互いに接触される場合において、稼動部４２０の位置を回路開放位置（図３を参照）及び固定パッド３１０及び接触パッド４１０が予め設定された絶縁距離だけ完全に分離された位置を回路遮断位置（図５及び図７を参照）と称する。よって、稼動部４２０は回路開放位置及び回路遮断位置の間で所定軌跡で移動するといえる。そして、稼動部４２０は回路開放位置に位置された状態で上部バリア突起１２０の一側と接触される。また、図示されていないが、稼動接触部４００には電極ばねが具備される。電極ばねは、固定接触部３００及び稼動接触部４００が互いに分離される方向、即ち、固定パッド３１０と接触パッド４１０が互いに分離される方向への弾性力を稼動部４２０に与える。

稼動接触部４００には上部バリア部材４３０及び下部バリア部材４４０が具備される。上部バリア部材４３０及び下部バリア部材４４０はそれぞれ稼動部４２０の上部及び下部に位置する。例えば、上部バリア部材４３０及び下部バリア部材４４０が稼動部４２０にそれぞれ固定される。また、上部バリア部材４３０及び下部バリア部材４４０が互いに固定され、両者間の空間に稼動部４２０が位置してもよい。但し、上部バリア部材４３０及び下部バリア部材４４０は稼動接触部４００、即ち、稼動部４２０と一緒に移動すべきである。

より詳しくは、上部バリア部材４３０及び下部バリア部材４４０は固定接触部３００及び稼動接触部４００が互いに分離される開極時点で発生するアークが上部及び下部バリア突起１２０，２２０を基準にその後方に伝達される現象を防止する役割をする。実質的に稼動接触部４００の移動軌跡のうち回路開放位置及び回路遮断位置との間のいずれか一つの位置（以下、説明の便宜上「開極位置」と称する）において、上部バリア部材４３０は上部バリア突起１２０及び稼動部４２０との間の空間を遮蔽する。そして、稼動接触部４００が開極位置に位置した状態で、下部バリア部材４４０は下部バリア突起２２０及び稼動部４２０の間の空間を遮蔽する。そして、稼動接触部４００が開極位置に位置した状態で、上部バリア部材４３０の上端は上部バリア突起１２０の下端と隣接して位置し、下部バリア部材４４０の下端は下部バリア突起２２０の上端と隣接して位置する。他の例としては、稼動接触部４００が開極位置に位置した状態で、上部バリア部材４３０の上端一部が上部バリア突起１２０の下端一部と前後に重畳され、下部バリア部材４４０の下端一部が下部バリア突起２２０の上端一部と前後に重畳されてもよい。よって、上部及び下部バリア突起１２０，２２０と上部及び下部バリア部材４３０，４４０は、稼動接触部４００の上下の空間を選択的に開閉するバリアとして命名されてもよい。

即ち、上部バリア突起１２０と上部バリア部材４３０は稼動接触部４００の上部空間を選択的に開閉するバリアとして称されてもよく、下部バリア突起２２０と下部バリア部材４４０は稼動接触部４００の下部空間を選択的に開閉するバリアとして称されてもよい。

但し、上部及び下部バリア突起１２０，２２０と上部及び下部バリア部材４３０，４４０の形状及び大きさなどは稼動部４２０の移動を干渉しない範囲内で決定される。即ち、稼動部４２０が開極位置のうちいずれか一つに位置した場合、上部及び下部バリア突起１２０，２２０及び上部及び下部バリア部材４３０，４４０が互いに接触されなくなる。これを他に表現すると、稼動部４２０の移動に応じて上部及ぶ下部バリア部材４３０，４４０が形成される軌跡の外側に上部及び下部バリア突起１２０，２２０が位置するといえる。

配線用遮断器１には開閉器具５００が具備される。開閉器具５００は、ユーザの操作によって回路の開閉、即ち、固定接触部３００及び稼動接触部４００の接触及び分離のための駆動力を提供する。開閉器具５００はハンドル５１０、レバー５２０、トリップばね（図示せず）、ラッチ５３０、ラッチホルダ５４０及びネイル５５０を含む。

ハンドル５１０はユーザが手動に回路を開閉するためのものである。ハンドル５１０は、上部外箱１００の上面に後述するハンドルシャフトＡ１を中心に所定軌跡に回動可能に設置される。例えば、ハンドル５１０が図３に示したように位置する場合には回路が開放される。そして、ハンドル５１０が図５又は図７に示したように位置する場合には回路が遮断される。

以下、図３、図５及び図７に示したハンドル５１０の位置をそれぞれ回路開放位置、回路遮断位置及びトリップ遮断位置と称する。

レバー５２０はハンドル５１０に固定されて後方室Ｓ２の内部に延長される。レバー５２０にはハンドル５１０の回動中心となるハンドルシャフトＡ１が連結される。

トリップばねはハンドル５１０の回動軌跡のうちいずれか一つの位置を中心にハンドル５１０が回路解放位置又は回路遮断位置に回動されるようにする弾性力、即ち、引張力を与える。トリップばねの一端はハンドル５１０又はレバー５２０に支持される。そして、トリップばねの他端は後述する第１リンク部材６１０に支持される。

ラッチ５３０はトリップばねの弾性エネルギーを蓄勢（ｃｈａｒｇｉｎｇ）するように拘束するか、トリップばねが弾性エネルギーを放勢（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）するように開放する。そのために、ラッチ５３０は後方室Ｓ２にラッチシャフトＡ２を中心に回動可能に設置される。

ラッチホルダ５４０はラッチ５３０の回動を選択的に拘束する。ラッチホルダ５４０は後方室Ｓ２の内部にホルダシャフトＡ３を中心に回動可能に設置される。例えば、図３に示したように、ラッチホルダ５４０が位置する場合にはラッチ５３０の回動が拘束される。そして、ラッチホルダ５４０が図７に示したように位置する場合にはラッチ５３０の回動が許容される。ラッチホルダ５４０は、ラッチ５３０の回動を拘束する方向に回動させる弾性力をラッチばね（図示せず）から与えられる。

ネイル５５０はラッチ５３０の回動を許容する方向にラッチホルダ５４０を回動させる。実質的にネイル５５０はトリップ瞬時器具（図示せず）によってネイルシャフトＡ４を中心に回動する。トリップ瞬時器具は、例えば、回路上に異常電流が発生すると電磁気吸引力によって作動してネイル５５０を回動させる。このようなトリップ瞬時器具の構成は既によく知られているものであって本発明の特性とは関係がないため、それに対する詳細な説明は省略する。

また、配線用遮断器１には作動器具６００が具備される。作動器具６００は開閉器具５００の動作に応じて固定接触部３００及び稼動接触部４００に選択的に接触又は分離されるようにする。作動器具６００は第１乃至第３リンク部材６１０，６２０，６３０を含む。

より詳しくは、第１リンク部材６１０は、上部リンク６１１及び下部リンク６１３を含む。上部リンク６１１の一側は連結ピンＰ１によって開閉器具５００に回動可能に連結される。より詳しくは、ラッチ５３０に回動可能に連結される。そして、下部リンク６１３の一側は連結ピンＰ２によって上部リンク６１１の他側に回動可能に連結される。上部リンク６１１及び下部リンク６１３の連結軸の上にはトリップばねの他端が支持される。

第２リンク部材６２０は電極シャフト６２１を中心に回動可能に設置される。実質的に第２リンク部材６２０は別途に製作されて電極シャフト６２１に溶接によって固定されるか、電極シャフト６２１と一体に成形される。そして、電極シャフト６２１がシャフト安着溝１３０に安着されると、リンク貫通スロット１３１を貫通して後方室Ｓ２の内部に位置される。また、第２リンク部材６２０の一側は連結ピンＰ３によって下部リンク６１３に回動可能に連結される。

第３リンク部材６３０の一側は連結ピンＰ４によって第２リンク部材６２０の他側に回動可能に連結される。また、第３リンク部材６３０の他側は連結ピンＰ５によって稼動接触部５００に回動可能に連結される。例えば、第３リンク部材６３０は連結ピンＰ５によって上部バリア部材４３０に回動可能に連結される。

よって、稼動接触部４００は第３リンク部材６３０と第２リンク部材６２０を回動可能に連結する連結ピンＰ４を中心に公転可能であり、第３リンク部材６３０と稼動接触部４００を連結する連結ピンＰ５を中心に自転可能である。

また、固定接触３００の前方に当たる前方室Ｓ１の内部にはアーク鎮火チェンバー７００が位置する。アーク鎮火チェンバー７００は固定接触部３００及び稼動接触部４００を分離する際に誘導されるアークを消火する役割をする。

以下、本発明による回路遮断器の実施例の作用を添付した図面を参照してより詳しく説明する。

図５は本発明の実施例におけるトリップ遮断状態を示す断面図であり、図６及び図７は本発明の実施例におけるトリップ遮断過程を示す断面図である。

まず、手動に回路を遮断するためにはユーザがハンドル５１０を回路開放位置から回路遮断位置に回動させる。ところが、ラッチ５３０の回動がラッチホルダ５４０によって拘束されている状態である。よって、ハンドル５１０がハンドルシャフトＡ１を中心に図面上の時計方向に回動するとラッチ５３０は回動しない。そして、ハンドル５１０が回動すると、図５に示したようにトリップばね及び電極ばねの弾性力によって第１乃至第３リンク部材６１０，６２０，６３０がそれぞれの連結ピンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を中心に所定方向に回動する。より詳しくは、第１リンク部材６１０のうち上部リンク６１１は連結ピンＰ１を中心に反時計方向に回動し、それに連動して下部リンク６１３が連結ピンＰ２を中心に時計方向に回動する。そして、下部リンク６１３に連結ピンＰ３によって連結された第２リンク部材６２０が電極シャフト６２１を中心に反時計方向に回動し、それに連動して第３リンク部材６３０が連結ピンＰ４を中心に回動する。

次に、第３リンク部材６３０の回動に連動して、第３リンク部材６３０に回動可能に連結された稼動接触部４００が連結ピンＰ５を中心に反時計方向に回動しながら上昇する。よって、稼動接触部４００が固定接触部３００から分離される。即ち、固定パッド３１０及び接触パッド４１０が互いに分離されて開極が開始される。

一方、固定パッド３１０及び接触パッド４１０が互いに分離される開極時点でアークが誘導される。本実施例では、このように誘導されるアークが開閉器具及び作動器具６００などが設置される前方室Ｓ１の後端部に伝達されず、アーク鎮火チェンバー７００が設置される前方室Ｓ１の前端部に伝達される。それについてはトリップ遮断過程で詳細に説明する。

一方、トリップ電流のように異常電流が流動してトリップが遮断される場合、図６に示したように瞬時トリップ器具によってネイル５５０が回動し、それによってラッチホルダ５４０によって拘束されたラッチ５３０の回動が許容される。よって、トリップばねの弾性力によってラッチ５３０がラッチシャフトＡ２を中心に反時計方向に回動し、それに連動して第１乃至第３リンク部材６１０，６２０，６３０が連結ピンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を中心に回動しながら稼動接触部４００が固定接触３００から分離されることで、接触パッド４１０が固定パッド３１０から分離される開極が始まる。

ところが、本実施例では電極シャフト６２１が前方室Ｓ１の外部、即ち、上部外箱１００の上面に形成されるシャフト安着溝１３０に設置される。よって、実質的に遮断器１の高さ、即ち、前方室Ｓ１の高さが相対的に減少されることで製品の大きさが減少される。そして、このように前方室Ｓ１の高さが減少されることで固定接触部３００及び稼動接触部４００が互いに分離、実質的に固定パッド３１０及び接触パッド４１０が互いに分離される時点で誘導されるアークが伝達される空間が相対的に減少される。

また、本実施例では固定パッド３１０及び接触パッド４１０が互いに分離される時点で誘導されるアークの伝達が上部及び下部バリア突起１２０，２２０と上部及び下部バリア部材４３０，４４０によって防止される。より詳しくは、図６に示したように固定パッド３１０が接触パッド４１０から分離される開極位置で、上部及び下部バリア部材４３０，４４０がそれぞれ稼動接触部４００、実質的に稼動部４２０及び上部及び下部バリア突起１２０，２２０の間の空間を遮蔽する。よって、固定パッド３１０及び接触パッド４１０の分離過程で誘導されるアークが図６で図面の上右側に伝達される現象が防止される。そして、固定パッド３１０及び接触パッド４１０の分離過程で誘導されるアークはアーク鎮火チェンバー７００に案内されて鎮火される。

一方、図７に示しようにラッチ５３０がトリップばねの弾性力によって継続的に回動すると稼動接触部４００が固定接触部３００から完全に分離されて予め設定された絶縁距離を維持するようになる。また、ハンドル５１０はトリップばねの弾性力によるラッチ５３０の回動に連動してトリップ遮断位置に位置する。

このような本発明の基本的な技術的思想の範疇内で当業界の通常の知識を有する者にとっては他の多くの変形が可能であることはもちろんであり、本発明の権利範囲は添付した特許請求の範囲に基づいて解析されるべきである。

上述した実施例ではバリアが上部及び下部バリア突起と上部及び下部バリア部材を含むと説明した。しかし、稼動部の形状に応じて、バリアが上部バリア突起と上部バリア部材又は下部バリア突起と下部バリア部材のみを含んでも構わない。

Claims (4)

1. 後方室を定義する上部外箱と、
   前記上部外箱に結合されて前記上部外箱と共に前記後方室と区画される前方室を定義する下部外箱と、
   前記前方室の一側に具備され、電源又は負荷に電気的に接続される固定接触部と、
   前記前方室に移動可能に設置されて前記固定接触部と接触するか前記固定接触部から分離される稼動接触部と、
   前記後方室に設置されて前記稼動接触部を前記固定接触部に接触させるか前記固定接触部から分離するために動作する開閉器具と、
   前記前方室及び後方室に設置されて前記開閉器具の動作によって前記稼動接触部を移動させる作動器具と、
   前記前方室の外側に当たる前記上部外箱の一側に設置される電極シャフトと、を含み、
   前記作動器具は、
   前記開閉器具と連結される上部リンクと前記上部リンクと連結される下部リンクを含む第１リンク部材と、
   前記電極シャフトを中心に回動可能に設置されて一側が前記下部リンクに回動可能に連結される第２リンク部材と、
   一側が前記第２リンク部材の他側に回動可能に連結されて他側が前記稼動接触部に回動可能に連結される第３リンク部材と、を含み、
   前記上部外箱には前記上部外箱の上面一部が下方に凹まれて形成され、前記電極シャフトが装着されるシャフト装着溝が具備され、
   前記上部外箱には前記シャフト装着溝の一部に形成され、前記電極シャフトに固定される前記第２リンク部材が貫通するリンク貫通スロットが具備され、
   前記第２リンク部材は前記電極シャフトと一体である、配線用遮断器。
2. 前記稼動接触部は、前記第３リンク部材と前記第２リンク部材を回動可能に連結する連結ピンを中心に回転可能である、請求項１に記載の配線用遮断器。
3. 前記稼動接触部は、前記第３リンク部材と前記稼動接触部を連結する連結ピンを中心に回転可能である、請求項２に記載の配線用遮断器。
4. 前記上部外箱の上面一部が下方に凹まれて形成される中間隔壁によって前記前方室及び後方室が区画され、
   前記電極シャフトは前記後方室に位置する、請求項１に記載の配線用遮断器。

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