KR0134633B1 - 조립식 선택장치 덱 조립체를 갖는 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

내용없슴

Description

조립식 선택장치 덱 조립체를 갖는 회로 차단기

제 1도는 성형 케이스 회로 차단기의 평면도.

제 2도는 제 1도의 라인 2-2를 따라 도시한 단면도.

제 3도는 외측극을 도시하는 제 1도의 라인 3-3을 따라 도시한 단면도.

제 4도는 제 2도의 라인 4-4를 따라 도시한 단면도.

제 5도는 외측극들에 대해 사용된 완충기 조립체의 일부분을 도시한 사시도.

제 6도는 제 3도의 라인 6-6을 따라 도시한 단면도.

제 7도는 제 4도의 라인 7-7을 따라 도시한 단면도.

제 8도는 제 7도의 라인 8-8을 따라 도시한 평면도.

제 9도는 제 8도의 라인 9-9를 따라 도시한 확대단면도.

제 10도는 캠로울러 핀 조립체의 분해사시도.

제 11도는 적층 구리 조립체의 분해사시도.

제 12도는 크로스바아 조립체의 분해사시도.

제 13도는 제 2도의 라인 13-13을 따라 도시한 저면도.

제 14도는 제 2도의 라인 14-14를 따라 도시한 단면도.

제 15도는 제 14도의 라인 15-15를 따라 도시한 평면도.

제 16도는 제 14도의 라인 16-16을 따라 도시한 평면도.

제 17도는 제 1도의 라인 17-17을 따라 도시한 단면도.

제 18도는 조립식 선택장치 덱 조립체의 분해사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20:성형케이스 회로 차단기21:하우징

22:베이스24:덮개

28:프레임30:접점

40,50:스태브54:전류 변성기

58:작동장치60:토글 조립체

68:접점 아암 운반체72:크로스바아 조립체

74:크레이들78:가압 스프링

82:래치 조립체98:트립 바아

109:접점 조립체118:자기 반발 부재

176:캠 로울러 핀 조립체218:절연 슬리브

234:고무 스톱 조립체236:완충기

본 발명은 성형케이스 회로 차단기에 관한 것으로, 특히 회로 차단기에 부족 전압 트립 장치 및 분류 트립 장치와 같은 선택 장치를 장착시키기 위한 조립식 선택장치 덱 조립체에 관한 것이다.

성형케이스 회로 차단기에 대해서는 알려져 있으며, 미합중국 특허 제4,489,295호, 제4,638,277호, 제4,656,444호 및 제4,679,018호의 명세서에 기재되어 있다. 그러한 회로 차단기는 과부하 및 비교적 높은 레벨의 단락과 같은 과전류 상태로 인한 손상으로부터 전기회로를 보호하는데 사용된다. 과부하 상태는 회로차단기의 공칭 전류 정격의 약 200-300%이며, 고레벨 단락 상태는 회로차단기의 공칭 전류 정격의 1000% 또는 그 이상일 수 있다.

성형케이스 회로차단기는 최소 한쌍의 분리기능 접점을 포함하는데, 이 접점들은 케이스 바깥에 배치된 핸들에 의해 수동으로 동작될 수 있거나, 과전류 상태에 응답하여 자동으로 동작될 수 있다. 자동 동작 모드에서, 접점들은 작동장치 또는 자기 반발 부재에 의해 개방될 수 있다. 자기 반발 부재는 비교적 높은 레벨의 단락 상태하에서 접점들을 분리시킨다.

더욱 구체적으로 말하면, 자기 반발 부재는 피벗식으로 장착된 접점 아암과 고정 도체 사이에 접속되며, 보통 2개의 다리를 형성하는 자형 부재이다. 고레벨 단락 상태중 자기 반발부재의 다리들 사이에서 이에 흐르는 전류로 인해 자기 반발력이 발생되고, 잇달아 피벗식으로 장착된 접점 아암이 개방되게 된다.

3주 회로 차단기와 같은 다주 회로차단기에서 자기 반발 부재를 갖는 3개의 분리 접점 조립체가 각 주마다 하나씩 구성된다. 접점 아암 조립체는 자기 반발 부재에 의해 독자적으로 작동된다. 예를들어, A위상에서의 고레벨 단락의 경우, A위상 접점이 자기 반발 부재에 의해 완전 개방되며, B 및 C위상에 대한 자기 반발 부재는 A위상 접점 조립체의 동작에 의해 영향을 받지 않는다. 회로 차단기 작동장치는 그러한 상태에서 다른 두극을 트립하도록 사용된다. 이것은 모터와 같은 회전부하에 접속된 회로차단기에서 발생될 수 있는 단일 위상조정(phasing)과 같은 상태를 방지하기 위해 행해진다. 그러한 상태에서, 모든 위상이 트립되지 않을 경우, 모터는 발전기로서 동작하여 고장의 원인이 될 수도 있다.

다른 자동 동작 모드에서, 3주 모두에 대한 접점 조립체는 전류 감지 회로 및 기계식 작동장치에 의해 함께 트립된다. 더욱 구체적으로 말하면, 과전류 상태를 감지하도록 회로차단기 하우징 내에 전류 변성기가 구성된다. 과전류 상태가 감지될때 전류 변성기는 전자 회로에 신호를 공급하고, 이 전자회로는 작동장치를 작동시켜 접점들을 분리되게 한다.

과전류 상태보다는 다른 상태의 경우에, 회로 차단기를 트립시키는 데에는 여러가지 장치가 사용될 수 있다. 그러한 장치의 한예로서 부족 전압 트립 장치를 들 수 있는데 그러한 장치는 라인 도선이 부족 전압 상태하에 있는 경우 회로 차단기를 트립시키는 장치로서, 이와같은 트립에 의해 부족 전압 상태하의 과열로부터 모터 등의 부하를 보호할 수 있다. 과전류 이외의 상태에서 회로 차단기를 트립시키는데 사용되는 다른 형태의 장치로 분류 트립장치가 있는데 그러한 장치는 상호장착식 플런저(plunger)를 구비한 솔레노이드를 포함하며, 스위치로서 사용되는 회로차단기에 사용된다. 이러한 경우에, 회로차단기는 원격제어되므로, 모든 회로차단기에 있어서 부족 전압 장치뿐만 아니라 분류 트립 장치는 그 필요성을 상실한다. 따라서, 그러한 장치는 필요한 경우에만 구매하는 선택장치이다. 주문시에, 이러한 선택장치들은 통용구조의 회로차단기를 필요로 한다.

본 발명에 따른 회로차단기는 베이스 부와 덮개부를 갖는 하우징, 상기 베이스 부에 배치된 한쌍의 이상의 분리가능 접점, 상기 분리가능 접점을 작동시키는 트립 바아를 구비한 작동장치, 상기 트립 바아 소통하도록 개구를 구비하며 상기 트립 바와 주변에 배치된 조립식 선택장치 덱, 부속 아암을 갖고 상기 선택장치를 이동시키는 브래킷(bracket), 연장 작동 레버를 구비한 선택장치, 상기 브래킷내에서 상기 아암을 미끄럼가능하게 수용하도록 상기 덱내에 일체로 형성되어, 상기 연장 작동 레버를 상기 트립 바아와 소통케하는 복수 세트의 슬롯을 구비한다.

본 발명의 목적은 통상의 종래 기술에 의한 회로차단기를 제조하는 것과 관련한 문제를 해결하여, 종래보다 노동시간을 단축하며, 비용을 절감시키는데 있다.

유용하게도, 회로차단기 트립 바아 주변에 배치되어, 회로차단기에 부족 전압 트립 장치 및 분류 트립 장치등의 회로차단기 선택장치를 부가시키는 것을 대단히 용이하게` 하는 조립식 선택장치 덱과 관련이 깊다.

상기 덱은 트립 바아 주변에 배치되어 상기 선택장치의 작동 레버 또는 플런저에 의해 상기 트립 바아를 결합시키는 개구를 구비하며, 상기 선택장치는 정반대로 대향하여 하향 연정하는 L자형 부속 아암을 갖고 있는 브래킷상에 장착되어, 상기 덱상의 복수의 슬롯세트 중 어느 하나에 수용된다. 상기 브래킷은 슬롯내로 용이하게 접속되어 제위치에 고정된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도면을 참조해 보면, 성형 케이스 회로 차단기(20)는 절연 하우징(22)을 구비하는데, 이 하우징(21)은 성형 베이스(22) 및 성형 덮개(24)를 가지며, 이들은 분리선(26)에서 조립된다. 베이스(22)의 내부 공동은 회로 차단기의 여러 부품들을 운반하기 위한 프레임(28)으로서 형성된다. 본 명세서에서는 Westinghouse 시리즈 C, R-프레임 성형 케이스 회로차단기가 설명되지만, 그러나 본 발명의 원리는 여러 형태의 성형 케이스 회로차단기에 적용될수 있다.

하우징(21)내에는 최소 한쌍의 분리가능 접점들(30)이 구성된다. 보다 구체적으로 말하면, 고정 주 접점(32) 및 이동가능 주 접점(34)을 포함하는 주접점쌍(30)이 구성된다. 고정 주 접점(32)은 복수의 고정구(38)로 프레임(28)에 볼트 접속된 라인측 도체(36)에 전기적으로 접속된다. 또한, 라인측 도체(36)에는 T자형 스태브(40)가 복수의 고정구(42)로 고정된다. 스태브(40)의 하향으로 매달린 다리(44)는 회로차단기 하우징(21)의 후면으로부터 외측으로 연장한다. 이 다리(44)는 분전반(도시생략) 상에 배치된 라인측 도체안으로 플러그 삽입되도록 되어 있다.

마찬가지로, 이동가능 주 접점(34)은 복수의 고정구(48)로 프레임(28)에 고정된 부하측 도체(46)에 전기적으로 접속된다. 또다른 T자형 스태브(50)가 복수의 고정구(52)로 부하측 도체(46)에 접속된다. 스태브(50)의 다리(53)는 회로차단기 하우징(21)의 후면으로부터 외측으로 연장하는데, 분전반내의 부하측 도체안으로 플러그 삽입되도록 되어 있다.

부하측 도체(46) 주위로는 도너트형 전류변성기(CT)(54)가 배치된다. 이 전류 변성기(54)는 회로차단기(20)를 통하여 흐르는 전류를 검출하여 과부하 상태와 같은 어느 상태하에서 회로차단기(20)를 트립하기 위해 전자 트립 장치(도시 생략)에 신호를 공급하게끔 사용된다. 그런데, 전자 트립 장치는 본 발명의 부분은 아니다.

주 접점들(30)을 개폐시키기 위해 작동장치(58)가 제공된다. 작동 장치는 토글 조립체(60)를 포함하는데, 이 토글 조립체는 한쌍의 상측 토글 링크(62) 한쌍의 하측 토글 링크(64)를 포함한다. 각 상측 토글 링크(62)는 한 단부에서 피벗 지점(66)주위로 하측 토글 링크(64)에 피벗식으로 접속된다. 각 하측 토글 링크(64)는 피벗 지점(70)에서 접점 아암 운반체(68)에 피벗식으로 접속된다. 접점 아암 운반체(68)는 크로스 바아 조립체(72)의 일부분을 형성한다. 상측 토글 링크(62)는 각각 피벗 지점(76)에서 크레이들(74)의 매달린 아암(73)에 피벗식으로 접속된다. 피벗 지점(66)과 직동 핸들(80) 사이에는 가압 스프링(78)이 접속된다. 가압 스프링(78)은 래치 조립체(82)로부터 크레이들(74)이 분리될때마다 토글 조립체(60)를 가압하여 내려 앉게 하고, 이로인해 이동가능 주 접점들(34)이 피벗 지점(83) 주위로 회전하게 되어 주 접점들(30)이 분리되게 된다.

래치 조립체(82)는 크레이들(74)과 토글 조립체(60)를 래치시킨다. 이 래치 조립체(82)는 피벗 지점(88)에서 단부간에 피벗식으로 접속된 한쌍의 래치 링크(84,86)를 포함한다. 하측 래치 링크(84)의 자유 단부는 피벗 지점(90) 주위로 프레임(28)에 피벗식으로 접속된다. 상측 래치 링크(86)의 자유 단부는 피벗 지점(94) 주위로 래치 레버(92)에 피벗식으로 접속된다. 래치 레버(92)의 다른 단부는 피벗 지점(96) 주위로 프레임(28)에 피벗식으로 접속된다.

외측으로 연장하는 레버(100)가 매달린 트립 바아(98)에 의해 래치 조립체(82)의 동작이 제어된다. 레버(100)는 래치 조립체(82)가 래치 위치에 있을때 상측 래치 링크(86)의 피벗식으로 접속된 단부상에 형성된 캠 표면(102)과 결합한다. 과전류 상태에 응답하여 트립 바아(98)는 시침방향으로 회전하여 래치 표면(102)으로부터 레버(100)를 이동시킨다. 일단 래치 레버(92)가 캠 표면(102)에 아무것도 없게 했을 경우, 하측 래치 링크(84) 및 프레임(28) 사이에 접속된 가압 스프링(104)에 의해 하측 래치 링크(84)가 좌측으로 토글되어 래치 레버(92)가 시침방향으로 회전하게 되고, 이로인해 크레이들(74)이 해제된다. 일단 크레이들(74)이 래치 조립체(82)로 부터 해제되면, 크레이들(74)은 가압 스프링(78)에 의해 역시침 방향으로 회전한다. 이로인해 토글 조립체(60)가 내려 앉게 되고, 잇달아 주 접점들(30)이 분리된다. 회로는 핸들(80)을 폐쇄위치로 회전시킴으로써 리셋된다. 핸들(80)은 피벗 지점(108)주위로 피벗되는 역 U자형 작동 레버(106)와 일체로 형성된다.

트립 바아(98)는 전자 트립 장치에 의해 제어되는데, 전자 트립 장치는 왕복식으로 장착된 플런저를 갖는 솔레노이드(도시 생략)를 작동시키고, 상기 플런저가 레버(100)에 결합하여 이에 의해 잇달아 트립 바아(98)가 시침 방향으로 회전하게되어 래치 조립체(82)를 분리시킨다. 전자 트립 장치는 전류 변성기(54)에 의해 감지된 과전류 상태에 응답하여 솔레노이드를 작동시킨다.

적층된 접점 조립체(109)가 복수의 이동가능 주 접점 조립체들(110)로 형성된다. 각 접점 조립체(110)는 함께 고정되어 상기 적층된 접점 조립체(109)를 형성한다. 각 접점 조립체(110)는 신장된 도체부(111) 및 접점 아암부(114)를 포함한다. 접점 아암부(114) 중 어느 것은 이동가능 주 접점들(34)을 운반하는 반면 어느 아암부는 아크 접점(116)을 운반하는데 사용된다. 접점 아암(114)는 반발 부재 즉, 가요성 분로(118)에 의해 고정 도체부(111)에 결합된다.

접점 조립체(109)를 형성하는 데는 몇가지 상이한 형태의 접점 조립체(110)가 사용된다. 제1형태(119)에서는 L자형 도체부(111)가 구성되는데, 이 도체부의 짧은 다리(124)상의 에지상에는 아치형 슬롯 즉 키호울(122)이 배치되어 있다. 키호울(122)은 자기 반발 부재(118)의 단부를 수용하게끔 사용된다. 또한, 접점 조립체(110)는 불규칙 형상의 접점 아암(114)을 포함하는데, 이 접점 아암은 주 이동가능 접점(34)이나 아크 접점(116)을 한 단부에서 운반한다. 또다른 아치형 슬롯 즉 키호울(122)이 접점 아암부(114)내에 형성되고 주 이동가능 접점(34) 또는 아크 접점(116)에 대항하여 한 단부에 배치되는데, 이것은 자기 반발 부재(118)의 다른 단부를 수용하게끔 사용된다. 자기반발부재(118)의 단부들은 키호울(122) 안으로 삽입되기전에 크림프(crimp)된다. 접점 아암부(114)의 상부 에지(128)는 가압 스프링(130)을 수용하기 위한 장방형 리세스(129)로 형성된다. 스프링(130)의 다른 단부는 피벗식으로 장착된 브래킷(132)에 대해서 놓여진다. 또한, 접점 아암부(114)의 상부 에지(128)는 일체로 형성된 스톱(134)을 포함한다. 그 스톱(134)은 피벗식으로 장착된 브래킷(132)에 대해서 접점 아암(114)의 운동을 정지시키게끔 사용된다.

스프링(130)은 접점 아암부(114)에 대해 하향 압력 즉 힘을 가하여 그것을 고정 주접점(32)에 대해 가압한다. 이 힘은 4 내지 5파운드 일수 있다.

자기반발부재 즉, 분로(118)에 흐르는 전류에 따라 생성된 자기 반발력과 함께 스프링(130)으로 부터의 접점 입력은 회로차단기의 내압 정격을 제어한다. 회로 차단기의 내압 정격은 주 접점들(30)이 분리되기 시작하는 전류이다. 자기반발부재(118)를 통한 전류흐름과의 함수관계 이므로, 가압 스프링(130)은 어느 상태에서 회로차단기의 내압 정격을 제어하기 위해 그 힘에 대항하게끔 사용된다.

각 접점 아암부(114)는 개구(136)로 구성되는데, 이 개구는 접점 조립체(109)에 대한 피벗 지점을 형성하는 접점 아암부들(114)을 함께 고정시키기 위한 핀(139)을 수용한다. 각 접점 조립체(110)의 고정 도체부(111)는 간격진 3개의 개구(137)로 구성되며, 이 개구들은 고정 도체부들(111)을 함께 고정시키기 위한 복수의 리벳 즉 고정구(138)를 수용한다.

본 발명의 중요한 점은 회로차단기 하우징(21)의 베이스(22)에 접점 조립체(109)를 접속시키는 방법에 관한 것이다. 종래의 회로차단기에서는 접점 조립체(109)는 그것의 베이스부에 호울을 드릴링 및 태핑함으로써 회로차단기의 베이스에 부착된다. 이어서, 회로차단기 베이스에 접점 아암 조립체를 고착시키기 위해 그 태핑된 호울안으로 고정구가 나사식으로 삽입된다. 그런데, 그러한 구성에서는 태핑된 호울이 회로차단기내의 동적인 힘으로 인해 시간이 지남에 따라 느슨해 질수 있다. 본 발명은 접점 아암 조립체(56)의 하부에 T자형 슬롯을 구성함으로써 이러한 문제점을 해결하는데 상기 T자형 슬롯은 조립체(109)내에 수용되는 사각머리 볼트를 수용한다.

따라서, 제2형태의 접점 조립체(140)는 고정 도체부(111)의 하부 에지(144)상에 형성된 T자형 슬롯(142)을 갖는 것이다. 이 T자형 슬롯(142)은 사각머리 볼트(147)를 수용하게끔 사용된다. 자기반발부재(118)뿐만 아니라 조립체(140)의 접점 아암부(114)는 접점 조립체(110)에 사용된 것 유사하다. T자형 슬롯을 갖는 접점 조립체(140)가 하부에지상에 형성된 그러한 T자형 슬롯(142)을 갖지 않는 인접 접점 아암 조립체들 사이에 개재되므로, 조립후 사각머리 볼트(112)는 T자형 슬롯(142)내에 수용된다.

또다른 형태의 접점 조립체(146)에서는, 고정 도체부(111)는 접점 조립체(119)에 구성된 것과 유사하다. 각 접점 조립체(119,146)간의 근본적인 차이점은, 조립체(146)에서의 접점 아암부(114)가 아크접점아암(148)을 주 접점들(30)이 형성하는 대신에 아크접점들(116)을 운반한다는 점이다.

이 아크접점들(116)은 주 접점들(30)이 분리될때 발생되는 아크를 소멸시킨다. 아크의 소멸을 용이하게 하기 위해 회로차단기 하우징(21)내에 아크 억제 슈트(152)가 구성된다. 각 아크 접점 아암(148)은 아암들(158)이 나란히 매달린 브래킷(156)을 수용하기 위한 장방형 리세스(129)로 형성된다. 브래킷(156)은 장방형 리세스(129)내에 수용된다. 또한 브래킷(156)은 상향으로 배치된 돌출부(160)를 내장하는데, 이 돌출부는 피벗식으로 장착된 브래킷(132)의 하부(163)와 브래킷(156) 사이에 배치된 스프링(162)을 수용하게끔 사용된다. 주 접점 아암부(114)와 마찬가지로 아크접점아암(148)은 피벗접점(137) 주위로 회전가능하다.

여러가지 형태의 접점 조립체(119,140,146)는 L자형 도체부(111) 내의 개구들(137)이 정렬되도록 함께 적층된다. 이어서, 모든 L자형 도체부(111)를 함께 고정시키기 위해 리벳 즉 고정구(138)가 개구(136)안으로 삽입된다. 피벗지점(139)을 형성하는 핀 즉 리벳은 접점 아암부(114) 및 아크 접점 아암(148)내의 개구들(136)을 통하여 삽입되어 모든 접점 아암부(114)를 함께 접속시키고 또한 피벗식 브래킷(132)에 접속시킨다. 각 접점 아암 조립체의 고정도체부(111)와 분로(118) 사이에는 배리어(166)가 배치된다. 배리어(166)는 또한 각 접점 아암부(114,148) 사이에 구성된다. 이 완성된 조립체가 접점 조립체(109)를 형성한다.

분로 즉 자기반발부재(118)는 구리와 같은 도전물질의 연속적인 얇은 스트립으로 감겨진 형태의 적층된 부재이다. 이 적층된 형태의 분로부재(118)는 한쌍의 다리(168,170)를 형성하는 V자형 부재로 이루어진다. 다리들(168,170)을 통하여 흐르는 전류로 인해 자기력이 발생되고, 이 자기력에 의해 다리들(168,170)이 반발된다. 어느 레벨의 과전류(예를들어 내압 정격) 이상으로 전개된 자기 반발력은 주 접점들(30)을 다소 급속히 완전 개방시키기에 충분하다. 가압 스프링(130)은 자기반발부재(118)에 의해 발생된 자기 반발력에 대항하여 전류 변성기(54) 및 전자 트립장치로 하여금 과전류 상태를 감지하도록 하고, 회로차단기의 내압 정격 보다 작은 과전류 상태의 경우 작동장치(58)에 의해 접점들을 트립시키거나 분리시킨다.

자기반발부재의 가요성을 향상시키기 위해, 부재(118)의 최상부(172)가 고리 형태로 변형되거나 벌브 형태로 변형되며, 이것은 제7도에 가장 양호하게 도시되어 있다. 부재(118)의 연장하는 다리들(168,170)은 각 주 접점 아암 조립체 및 아크 접점 아암 조립체의 접점 아암부(114) 및 고정 도체부(111)내의 키호울(122)으로 크림프되어 삽입된다. 일단 분로 다리들의 단부가 키호울(122)안으로 삽입되면 조립체는 양측에 적층된다. 이 적층 처리는 고정 도체부(110) 및 접점 아암부(114 또는 148)에 분로 다리들(158,170)을 고착시키게끔 사용된 땜납의 위킹(wicking)을 방지하기 위해 키호울(122)에 인접하여 조립체내에 홈(174)을 구성한다.

캠 로울러 핀 조립체(176)는 어느상태중에 이동가능 접점들(34)과 고정 접점들(32) 사이에 힘을 유지하게끔 사용됨과 아울러, 회로차단기가 기계식 작동 장치(58)에 의해 트립될때까지 완전개방이 발생될때 이들 접점간의 분리를 유지하게끔 사용되는 이중 목적 조립체이다. 정상 동작중에, 과전류가 회로차단기(20)의 내압 정격 보다 작을 경우 캠로울러 핀 조립체(176)는 피벗식으로 장착된 브래킷(132)내에 일체로 형성된 캠표면(180)에 지탱되고, 캠 표면은 접점 아암 조립체(109)의 일부분을 형성한다. 이것은 접점 아암 조립체(109)에 크로스 바아 조립체(72)를 결합시킨다. 토글 조립체(60)가 크로스 바아 조립체(72)에 결합되므로, 이에 의해 주 접점들(30)의 동작이 기계식 작동장치(58)에 의해 제어된다. 지금까지 설명되었듯이, 접점 조립체(109)내의 가압 스프링으로 인해 고정 주접점(32)에 대해 이동가능 접점(34)에서 하향 입력 즉 힘이 발생된다. 회로차단기(20)의 내압 정격보다 작은 과전류 상태의 경우, 접점 아암들(114,148)은 축(137) 주위로 피벗한다. 그러한 과전류 상태중에, 자기반발부재(118)의 연장하는 다리들(168,170)에 의해 발생된 자기 반발력으로 인해 접점 아암들(114,148)이 역시침 방향으로 축(139)주위로 회전하여 주 접점들(30)을 가압하여 작동장치(68)가 회로차단기를 트립하게 된다. 이러한 상태에서, 축(137) 주위로의 접점 아암들(114,148)의 피벗식 운동으로 인해 자기반발부재(118)는 주접점들(30)을 폐쇄 또는 완전 개방시키도록 동작한다. 회로차단기의 내압정격 이하의 과전류 상태의 경우, 캠로울러 핀 조립체(176)는 캠 표면(180)에 지탱되어 접점 조립체(109)를 크로스 바아 조립체(72)에 기계적으로 결합시킨다. 이러한 상태에서, 전류 변성기(54)는 과전류 상태를 감지하여 전자 트립 장치에 신호를공급하고, 잇달아 전자 트립 장치에 의해 작동장치(58)가 회로차단기를 트립시키고 주 접점들(30)을 개방시킨다. 그러나, 내압 정격보다 큰 비교적 큰 과전류 상태의 경우, 접점 아암 조립체(109)에 대한 피벗 지점은 접점 조립체(109)가 완전 개방되게끔 변화한다. 보다 구체적으로 말하면, 자기반발부재(118)에 의해 발생된 자기 반발력으로 인해 캠로울러 핀 조립체(176)가 캠표면(180)으로부터 제 2캠 표면(182)으로 이동하여 이동가능 접점 조립체(109)를 또다른 축(183) 주위로 피벗시킨다. 이러한 상태에서, 자기반발부재에 의해 발생된 자기 반발력은 주 접점들(30)을 완전 개방시킨다. 완전 개방후, 캠 로울러 핀 조립체(176)가 캠 표면(182)에 도달하면 주 접점들(30)은 분리된채 유지된다. 그렇지 않을 경우, 과전류 상태가 중단된후, 주접점들(30)이 분리된채 유지시키는 자기 반발력은 전혀없다.

외측극들상에는 캠로울러 핀 조립체(176)의 각 단부에 2개의 접촉지점이 있다. 하나의 접촉지점(184)이 단부의 중간에 위치한다. 그 지점은 캠로울러 핀 조립체(176)가 피벗식으로 장착된 브래킷(132)의 캠표면들(180,182)을 따라 지탱되는 지점이다. 다른 접촉지점(186)은 캠로울러 핀 조립체(176)의 단부에 있는데, 그것은 크로스바아 조립체(72)의 일부분을 형성하는 절연 슬리브내의 한쌍의 슬롯(188)내에 수용된다. 완전개방 상태가 발생할 경우 접촉 지점들(184,186)은 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다. 그러한 상태에서, 캠 로울러 핀 조립체(176)상에는 비교적 큰 비틀림 및 마찰력이 발생되는데, 이 힘들로 인해 완전 개방 속도가 감소될 수 있거나 회로차단기가 완전개방이 발생된후 트립되지 않을 수 있다. 본 발명의 중요한 특성에 따르면, 구성된 캠 로울러 핀 조립체(176)는 완전 개방 상태중에 발생될 수 있는 마찰력 및 비틀림력을 감소시키기 위해 각 단부에서 각 접촉지점(184,186)에 대해 독자적으로 회전가능한 부분을 갖는다.

캠 로울러 핀 조립체(176)는 각 단부에 위치한 연장축(194)을 갖는 원통형부(192)를 포함한다. 각 축(194) 상에는 소형 로울러(196) 및 대형 로울러(198)가 배치된다. 로울러들(196,198)이 축(194)상에 위치한후, 로울러들(196,198)을 축(194)에 고착시키게끔 리테이닝 링(197)이 사용된다.

소형 로울러(196)는 피벗식으로 장착된 브래킷(132)상의 캠 표면들(180,182)과 결합하도록 사용되는 반면, 대형 로울러(198)는 절연슬리브(190)내의 슬롯(188)내에 수용된다. 공통축상에 지지된 각 로울러들이 각 접촉지점에 대해 사용되므로 양 로울러들은 독자적으로 회전가능하다. 따라서, 완전개방 상태와 같이 접촉지점들이 서로 반대 방향으로 회전하도록 가압되는 상태에서는 마찰력이 크게 감소하고 그에 따라 회로차단기(20)가 보다 원활히 작동한다.

캠로울러 핀 조립체(176)는 핀(230)에 결합되며, 피벗식으로 장착된 브래킷(132)이 그 핀(230) 주위로 복수의 스프링(200)에 의해 회전한다. 캠 로울러 핀 조립체(176)의 원통형부(192)내에 형성된 방사형 홈(204)은 스프링(200)의 갈고리형 단부를 수용한다. 유사한 형태의 홈(도시 생략)이 핀(139)상에 형성될 수 있으며, 핀(230)에 캠로울러 핀 조립체(176)를 결합시키도록 스프링(200)의 축방향 운동을 방지하기 위해 스프링(200)의 다른 단부를 수용한다.

크로스바아 조립체(72)는 캠 로울러 핀 조립체(176)에 의해 각 극에 대해 접점 조립체(109)에 결합된다. 보다 구체적으로 말하면, 크로스 바아 조립체(72)는 장방형 단면으로 형성될 수 있는 신장된 축(206)을 포함한다. 그 신장된 축(206)은 토글 조립체(60)의 하측 토글링크(64)에 결합된 한쌍의 접점 아암 운반체(68)를 지지하도록 사용된다. 2개의 접점아암 운반체(68)는 다극회로차단기(20)에서 중앙극에 인접하여 구성된다. 각 접점 아암 운반체(68)는 짧은 다리(212)에서 개구(210)를 갖는 L자 형태이다. 개구(210)는 장방형이며, 접점 아암 운반체(68)가 축(206)상에 미끄러지게 수용되어 그와 함께 회전할 수 있도록 축(206)의 단면 영역보다 다소 크다.

접점 아암 운반체(68)는 토글 조립체(650)로부터 하측 토글 링크(64)를 수용하게끔 간격진 한쌍의 L자형 브래킷(214)으로 형성된 적층 조립체이다. 하측 토글링크(64)내의 개구(피벗 지점(70)을 형성함)는 L자형 부재(214)내의 개구(215)와 정렬된다. 접점 아암 운반체(68)와 하측 토글링크(64) 사이의 피벗가능 접속부를 형성하기 위해 개구를 통하여 금속핀(216)이 삽입된다. 보통 장방형 단면 보어를 갖는 절연 슬리브(218)는 크로스 바아축(206)의 단부상에 미끄러지게 수용된다. 이 절연 슬리브(218)는 외측극들에 인접하여 배치된다. 서로 마주보고 배치된 판부들(220,222)은 절연물질로 이루어진 절연 슬리브(218)와 일체로 형성된다. 판부(220,222)는 절연슬리브(218)의 대향단부상에 배치되고, 내측으로 향하는 한쌍의 장방형 슬롯(188)을 내장한다. 한쌍의 슬롯(188)은 캠 로울러 핀 조립체(176)의 로울러들(196,198)을 수용하게끔 사용된다. 또한, 서로 마주보고 배치된 판(220,222)은 정렬된 한쌍의 개구(226)로 구성되며, 이 개구들은 피벗식 브래킷(132)내의 개구들(228)과 정렬된 회전가능 브래킷(132)과 일체로 형성된 절연슬리브 조립체(218) 사이의 피벗접속부를 구성하도록 핀(230)이 개구내에 고착된다.

절연 슬리브(218)의 판부들 사이의 간격은 피벗식으로 장착된 브래킷(132)을 수용할 정도의 크기이다. 따라서, 과전류 상태로 인하여 접점 아암 조립체들 사이에서 발생된 어느 자기 반발력으로 인해 접점 아암 조립체들(109)이 반발되고 잇달아 절연 슬리브(218)가 축(206)에 대해 가압된다. 자기 반발력에 의해 접점 아암 운반체(68)가 축(206)을 따라 운동할수 있기 때문에, 이 접점 아암 운반체(68)는 축(206)에 용접되어 있다. 절연 슬리브 조립체(218)는 축(206)상에 성형되거나 별도로 성형되어 에폭시와 같은 고착제로 축(206)에 고착되고 하나 이상의 금속 핀(232)에 의해 축(206)에 핀 접속될 수 있는데, 이 핀은 축(206) 및 슬리브(218)내의 개구내에 가로질러 삽입되어 축(206)에 대한 슬리브(218)의 축방향 운동을 방지한다. 또한, 금속 핀(232)은 절연 슬리브(218)내의 개구(도시 생략)안으로 플러시 삽입되며, 절연 물질로 덮여질 수도 있다.

각 외측 극상에는, 접점 조립체(109)가 고정 주 접점(32)으로부터 분리될때 회로차단기의 덮개(24)에 대한 손상을 방지하기 위해 고무 스톱 조립체(234)가 구성된다. 비교적 큰 과전류 상태중에, 특히 접점 아암 조립체(109)가 자기 반발 부재(118)에 의해 왼전 개방될때 상당한 힘이 발생된다. 종래의 회로차단기에서는, 접점 조립체(109)가 덮개(24)에 부딪치지 못하게 하기 위해 덮개 내측에 완충재가 아교접착되어 있다. 그러나, 어느 경우에는 덮개(24)에 대한 손상이 그래도 발생한다. 본 발명의 중요한 특성은 접점 조립체(109)가 덮개(24)에 부딪치지 못하게 하게끔 사용되는 외측 극들상의 고무 스톱 조립체(234)에 관한 것이다. 이 고무 스톱 조립체(234)는 회로차단기 하우징(21)의 덮개(24)로부터 간격진 완충기(236)를 포함한다. 완충기(236)를 덮개(24)로부터 간격지게 함으로써 덮개(24)에 대한 손상이 방지된다.

고무 스톱 조립체(234)의 중요한 특성은 2세트의 아암들(240,242)이 간격져서 나란히 매달린 이중 목적 브래킷(238)을 포함한다는 점이다.

비교적 긴 세트의 아암(240)을 핀(246)을 수용하기 위해 그 자유 단부(244)에서 정렬된 개구들(243)을 내장한다. 완충기(236)는 핀(246)상에 미끄러지게 수용되도록 직경을 가진 중앙 보어를 갖는 원통형상이다. 핀(246)은 원통형 완충기보다 다소 더 길어서 그 단부들이 아암들(240)로부터 외측으로 연장한다. 핀의 이 연장부는 프레임(28)내에 형성된 일체로 성형된 보어들(248)내에 수용되어 고무 스톱 조립체(234)에 대한 추가의 지지부를 제공한다. 비교적 짧은 세트의 연장 아암(242)은 크로스 바아 조립체(42)에 대한 피벗 접속부를 제공하게끔 사용된다.

브레킷(238)의 후미부(219)는 개구(250)로 구성된다. 연장하는 한쌍의 이어(254)를 갖는 배리어 판(252)이 한쌍의 개구(256)로 구성되며, 이 개구는 브래킷(238)내의 개구(250)와 정렬한다. 개구들(250.256)은 회로차단기의 프레임에 고무 스톱 조립체(234)를 고정시키기 위한 고정구(도시 생략)를 수용한다.

토글 조립체(60)를 포함하는 작동장치(58)가 중앙극에 인접하기 때문에, 다른 고무 스톱 조립체(257)가 중앙극에 대해 사용된다. 보다 구체적으로 말하면, 완충기(260)를 운반하기 위해 신장된 금속 바아(258)가 제공된다. 완충기(260)는 신장된 금속 바아(258)에 고착된 신장된 L자형 부재이다. 신장된 금속 바아의 길이는, 그것이 완충기(260)를 초과 연장하여 서로 마주보고 배치된 측핀들(262)의 슬롯(도시 생략)내에 수용되는 만큼의 크기이며, 측판들(262)은 중앙극에 인접 배치되어 프레임(28)에 단단히 고정된다. 중앙극 조립체(257)의 장착은 중앙극 접점 조립체(109)가 그와 접촉하지 못하게 하도록 작동장치(68)로부터 간격져서 행해진다.

주 전류 변성기(54)는 이 분야에서 CT 신속 변경 조립체(264)에 의해 다소 신속하고도 용이하게 대체되어진다. CT 신속 변경 조립체(264)는 회로차단기를 넓은 범위에 걸쳐 분해할 필요없이 전류변성기(54)의 대체를 간소화시킨다. 전류 변성기(54)를 대체하기 위한 한가지 이유는 전류 변성기(54)의 고장이다. 전류 변성기(54)를 대체하기 위한 또다른 이유는 1600/2000 암페어의 정격을 갖는 회로차단기에서와 같이 이중 정격 회로 차단기가 한 정격에서 다른 정격으로 변화한다는 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 1600 암페어의 정격에서 회로차단기와 함께 사용되는 전류 변성기는 2000 암페어 정격에서는 사용이 적합하지 못하다.

CT 신속 변경 조립체(264)는 부하측 도체(46) 주위로 배치된 주 전류 변형기(54) 및 제거가능 판(266)을 포함한다. 전류 변성기(54)는 도너트형 전류 변성기인데, 이 변성기는 부하측 도체(46)를 1차 권선으로서 활용한다.

주 전류 변성기(54)는 하우징(21)으로부터의 제거를 허용하기 위해 한 측이 개방된 프레임(28)에서의 일체로 형성된 공동(267)내에 배치된다. 부하측 도체는 프레임(28)내의 일체로 형성된 공동(269)내에 배치되어 그 종방향 축에 나란한 방향으로 하우징(21)에서 제거되도록 되어 있다. 전류 변성기(54)를 하우징(21)으로부터 제거하기 위해 제거가능 판(266)이 제거된다. 판(266)이 제거된후, 부하측 도체(46)에서 분리시키기 위해 6개의 고정구(48)를 푸는것이 필요하다. 이 볼트들이 제거된후, 부하측 도체(46)로부터 스태브(50)를 분리시키기 위해 4개 이상의 고정구(52)가 부하측 도체(46)로부터 분리되면, 도체(46)는 종방향 축에 나란한 방향으로 미끄러져 나갈 수 있다. 도체(46)가 제거된후, 전류 변성기(54)가 회로차단기 하우징(21)으로부터 제거되어 다른 전류 변성기로 대체될 수 있다. 전류 변성기(54)를 대체하기 위해서는 단순히 상기 단계들을 거꾸로 시행하면 된다. 따라서, CT 신속 변경 조립체가 이 분야에서 전류 변성기의 신속하고도 용이한 대체를 위해 고려된 것임은 명백하겠다.

복합 배리어/보조 전류 변성기 기판(268)이 제공되는데, 이 기판은 몇가지 목적을 갖는다. 제1목적은 회로차단기 내부 부품들과의 접촉을 방지하기 위한 배리어를 제공하는 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 기판(268)은 하우징(21)의 개방부(271)를 밀폐시킨다. 제 2목적은 보조 변성기(270)를 장착시키기 위한 수단을 제공하는 것이다. 제 3목적은 주 전류 변성기(54) 및 전자 트립 장치에 보조 변성기(270)를 접속시키기 위한 수단을 제공하는 것이다. 제 4목적은 회로차단기(20)내에서 발생된 열을 대기로 배출시키기 위한 수단을 제공하는 것이다.

복합 배리어/보조 CT 기판(268)은 E자형 인쇄 회로 기판(272)으로 구성된다. 이 기판(272)은 베이스(22)의 측벽(276)에 형성된 서로 마주보고 배치된 슬롯들(274)내에 수용된다. 기판(272)의 하부는 프레임(28)의 수직으로 직립한 다리부(278)의 상부에 놓여진다. 이 E자형 인쇄 회로 기판(272)은 래치 조립체(82)와 하우징(21) 개방부(27) 사이에 배치되며, E자형상을 형성하는 간격진 한쌍의 슬롯(282)을 내장한다. 슬롯(282)은 프레임(28)내에 형성된 수직으로 직립한 측벽(284)을 수용하게끔 되어 있다.

3개의 보조 변성기(270)가 각 극마다 하나씩 구성된다. 보조 변성기(270)는 1차 및 2차 권선을 가지며, 전자 트립 장치에 인가된 전류를 낮추는데 사용된다. 보다 구체적으로 말하면, 각 주 전류 변성기(54)의 2차 권선은 대응하는 보조 변류 변성기(270)의 1차 권선에 인가된다. 이어서, 보조 변성기(270)의 2차 권선이 전자 트립 장치에 인가된다.

인쇄 회로 기판(272)은 보조 변성기(272)와 전자 트립 장치간의 배선 장치로서 사용된다. 보다 구체적으로 말하면, 보조 변성기(270)의 1차 권선과 주 전류 변성기(54)의 2차 권선간에 필요한 전기 접속을 위해 전기 회로가 인쇄 회로 기판(272)상에 구성되는데, 이 전기 회로는 통상의 방식으로 기판(272)상에 구성된다. 인쇄 회로 기판(272)의 상부 우측 코너에는 주 접속기(286)가 구성된다. 이 접속기(286)는 인쇄 회로 기판(272) 상에 형성된 전기 회로에 의해 보조 전류 변성기(270)의 2차 권선에 전기적으로 접속된다. 이어서, 양단부(도시 생략)에서 접속기를 갖는 배선 장치가 인쇄 회로 기판(272)을 전자 트립 장치에 접속시키게끔 사용된다. 보조 변성기(270)는 인쇄 회로 기판(272)에 직접 장착된다. 인쇄 회로 기판(272)상에는 각 보조 변성기(270)에 인접하여 2차 접속기(288)가 배치된다. 이 2차 접속기(288)는 보조 변성기(270)의 1차 권선에 접속된다. 보조 변경기(270)의 1차 권선을 주 전류 변성기(54)의 2차 권선에 접속시키기 위해, 한단부에서 접속기를 갖는 또다른 케이블(도시 생략)이 제공되며, 이 접속기는 주 전류 변성기(64)를 기판(272)에 접속시킨다.

인쇄 회로 기판(272)의 연장하는 다리부(292)에는 배출 호울(290)이 구성된다. 이 배출 호울은 하우징(21)에서 발생된 열을 대기로 배출시킨다.

따라서, 복합 배리어/보조 CT 기판(268)에 의해 회로차단기의 조립이 간소화되어, 그에따라 제조 비용이 절감되고 회로차단기(20)의 내부 배선이 간소화된다.

부족 전압 해제 장치, 분로 트립 장치등과 같은 여러가지 선택장치를 회로 차단기에 부착시키는 것을 용이하게 하는 조립식 선택장치 덱 조립체가 제공된다. 부족 전압 해제 장치는 라인 전압이 소정값이하로 떨어질때 자동적으로 주 접점들(30)을 개방시키는 기능을 한다. 이것은 모터와 같은 어느 부하가 그것의 과열을 야기할 수 있는 감소된 전압에서 동작하지 못하도록 행해진다. 부족 전압 해제 장치의 예가 미합중국 특허 제4,489,295호의 명세서에 기재되어 있다. 분로 트립 장치(도시 생략)는 왕복식으로 장착된 플런저가 트립 바아(98)에 인접하여 배치된 솔레노이드로 필수적으로 구성된다. 이 분로 트립 장치에 의해 회로차단기(20)가 원격 위치에서 트립되게 된다.

부족 전압 해제 장치나 분로 트립 장치가 모든 회로 차단기(20)에 필요한 것은 아니다. 이들 항목은 주문 항목이며 보통 공장에 설치된다. 제조중에 그러한 주문 항목들을 회로차단기(20)에 추가하는데 드는 제조시간 및 비용을 감소시키기 위해, 선택장치 덱 조립체(294)가 제공된다. 이 선택 장치 덱 조립체(294)는 프레임(28)에 의해 운반되는 회로차단기 덮개(24) 아래에 배치된 장방형 판을 포함하는데, 이 판은 트립 바아(98)와의 상호동작을 허용하기 위한 개구(296)를 갖는다. 또한, 판(294)은 브래킷(302)과 일체로 형성된 하향으로 연장하는 복수의 L자형 아암(300)을 수용하기 위한 복수 세트의 슬롯(298)을 포함한다. 아암(300)을 수용하기 위한 브래킷(302)내의 복수 세트의 슬롯(298)은 L자형 아암들(300)과 상호 동작하여 여러 선택 장치들을 장방형 판(294)에 고착되게 함으로써 트립 바아(98)와 정렬하여 판(294)의 면에 직각인 방향으로 이동하는 것을 방지한다. L자형 아암들(300)은 브래킷(302)의 서로 마주보고 있는 부분들상에 구성되며, 복수세트의 슬롯(298)이 도시되어 있다. 브래킷(302)은 서로 마주보는 슬롯들(304,306 또는 308)의 어느 세트안으로 수용되게끔 되어 있어 예를들어 3개에 이르는 선택 장치를 주어진 회로차단기(20)에 구성되게 한다.

브래킷(302)은 복수의 개구(310)로 구성되는데, 이 개구들(310)에 의해 선택장치가 복수의 고정구(도시 생략)로 브래킷(302)에 부착되게 된다. 판(294) 내에는 브래킷(302)내의 개구들(310)과 정렬된 홈(312)이 구성된다. 이들 홈(312)은 선택장치를 브래킷(302)에 부착시키게끔 사용되는 고정구에 공간을 제공하여, 이로인해 브래킷(302)이 판(294)에 미끄러지게 수용될 수 있다.

여러 선택장치들 각각은 하향으로 연장하는 레버(도시 생략)를 갖는데, 이 레버는 회로차단기(20)가 트립되게 하도록 트립 바아와 결합하게끔 되어 있다. 선택장치가 브래킷(302)에 조립된후, 하향으로 연장하는 레버는 브래킷(302)의 후방 에지로부터 개구(296)를 통하여 하향으로 연장하여 트립 바아(98)와 상호 동작한다. 이어서, 브래킷(302)은 적소에 고착된다. 따라서, 선택 장치 덱 조립체가 회로 차단기의 주문 생산을 보다 신속하고도 용이하게 하게 해 준다는 것은 명백하겠다.

Claims (9)

1. 베이스부 및 덮개부를 갖는 하우징과,

   상기 베이스부에 배치도니 한쌍 이상의 분리 가능 접점과,

   상기 분리 가능 접점을 작동시키기 위한 트립 바아를 포함하는 작동장치와,

   상기 트립 바아와 소통하기 위한 개구를 갖는 상기 트립 바아에 인접 배치된 조립식 선택장치 덱과,

   선택장치를 운반하기 위해 부속 아암을 갖는 브래킷과, 연장 작동레버를 갖는 선택장치와,

   상기 브래킷내에서 상기 아암을 미끄럼 가능하게 수용하도록 상기 덱 내에 일체로 형성되어 상기 연장 작동 레버를 상기 트립 바아와 소통시키기 위한 복수의 슬롯 세트를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 슬롯의 각 세트는 두개의 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 두개의 슬롯은 서로 정반대로 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 각 선택장치는 상기 트립 바아를 결합시키기 위해 작동 레버에 제공되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 선택장치는 상기 브래킷상에 배치되어 조립후에 상기 작동레버와 상기 트립 바아를 소통시키는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 부속 아암을 하향으로 연장하며, L자형인 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 하향으로 연장하는 아암은 서로 정반대로 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 하향으로 연장하는 아암은 상기 브래킷과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 선택장치 덱은 비전도 물질로써 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.

Images