KR100277920B1 - 배선용 차단기의 트립장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사고전류 발생시 자력이 유기되는 실린더 어셈블리와 이 실린더 어셈블리의 전자극쪽으로 흡인되는 아마추어 사이에 균일한 자속이 분포될 수 있도록하여 정확한 차단동작이 이루어지도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 사고전류 발생시 코일(6)에 흐르는 전류로 인하여 자력이 유기되는 자성체인 실린더 어셈블리(7)을 구비한 배선용 차단기에 있어서; 상기 실린더 어셈블리(7) 상부로부터 이격되도록 차단기 커버(2)에 일체로 형성되며 입구측에 스프링 설치홈(30a)이 구비되는 중공 실린더형의 코어 설치부(30)와, 상기 코어 설치부(30)를 관통하여 승강운동하도록 설치되며 상단에 플랜지(28a)가 형성된 자성체인 코어(28)와, 상기 코어 설치부(30)의 스프링 설치홈(30a)과 코어(28)의 플랜지(28a) 사이에 설치되며 상기 실린더 어셈블리(7)의 코어(28) 흡인시 압축되어 코어(28)에 복원력을 부여하는 탄성부재와, 상기 코어(28) 하단에 장착되어 코어(28)의 하강시 크로스바(20)를 회전지점을 중심으로 회전시키게 되는 푸셔(31)가 구비됨을 특징으로 하는 배선용 차단기의 트립장치가 제공된다.

Description

배선용 차단기의 트립장치

본 발명은 배선용 차단기의 트립장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 것이다.

일반적으로, 배선용 차단기는 공장, 빌딩 등의 수배전 설비 중에서 주로 배전반에 설치되어 무부하 상태에서는 부하측에 전원을 공급 또는 차단하는 개폐장치의 역할을 하고, 부하 사용중에는 부하전로에 이상 현상이 발생하여 부하 전류를 초과하는 대전류가 흐를 경우 전로의 전선 및 부하측 기기를 보호하기 위하여 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전원을 공급 또는 차단하는 차단기의 역할을 담당하게 된다.

한편, 배선용 차단기의 트립장치는 동작원리에 따라 열동전자식 트립장치, 완전전자식 트립장치등으로 대별되는데, 본 발명은 완전전자식 트립장치에 관한 것이다.

도 1은 이와 같은 완전전자식 트립장치가 적용된 종래의 배선용 차단기를 나타낸 것이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 트립장치의 요부도로서, 도 2a는 정상시의 상태도이고, 도 2b는 사고전류 차단시의 상태도이다.

이들 도면을 참조하여 전로상에 사고전류 발생시 이를 차단하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2a와 같이 정상적인 상태에서 과전류 또는 단락전류에 의한 사고발생시, 사고전류는 고정접점대(3), 가동접점대(4), 리드 와이어(5), 코일(6), 단자판(14)을 차례로 흐르게 되며, 코일(6)에 흐르는 전류로 인하여 자성체인 실린더 어셈블리(7)에 자력이 유기된다.

이에 따라, 실린더 어셈블리(7)의 상단에 위치하는 전자극(7a)과 아마추어(12)의 상단부 사이에는 끌어당기는 힘이 작용하게 되며, 이에 따라 스프링(18)의 복원력에 의해 이격되어 있는 아마추어(12)(amateur)가 요크(19)(yoke)의 상단을 회전지점으로 삼아 회전하게 된다.

이와 같이, 자력이 유기된 실린더 어셈블리(7)의 흡인력에 의한 아마추어(12)의 회전시, 상기 아마추어(12)의 하단부는 네일(11)(nail)에 일체화된 크로스바(20)를 밀게되고, 이에 따라 네일(11)은 도 2b에 나타낸 바와 같이 핀(23)을 회전지점으로 삼아 도면상 시계방향으로 회전하게 된다.

또한, 네일(11)이 회전함에 따라 네일(11)의 끝단에 지지되어 구속되어 있던 라치홀더(26)(latch holder)가 석방되고, 라치홀더(26)는 고정핀(22)을 중심으로 도면상 시계방향으로 회전하게 되며, 이에 따라 라치홀더(26)에 의해 구속되어 있던 라치(21)(latch)는 메인스프링(10)의 복원력에 의해 힌지핀(27)을 회전지점으로 삼아 도면상 반시계 방향으로 회전하게 된다.

상기한 바와 같이, 라치(21)가 회전함에 따라 상부링크(9)와 하부링크(8)는 메인스프링(10)에 의해 토글(toggle)작용을 일으키게 되고, 이에 연동하여 상기 하부링크(8)의 하단부에 연결된 가동자 샤프트(24)는 시계방향으로 회전게 된다.

이에 따라, 상기 가동자 샤프트(24)에 장착된 가동접점대(4)가 고정접점대(3)로부터 이격되므로써 양접점을 개리시키게 되어 사고전류를 차단하게 된다.

여기서, 부호 1은 차단기 케이스(1)이고, 13은 비틀림 스프링, 15는 측판이다.

그러나, 이와 같은 종래의 배선용 차단기의 트립장치는 사고전류 발생시, 실린더 어셈블리(7)에 유기된 자력에 의해 흡인력을 받는 아마추어(12)가 요크(19)의 상단을 회전지점으로 삼아 회전하는 구조이므로 인해, 다음과 같은 문제점을 야기하게 된다.

즉, 흡인력을 받아 회전지점을 축으로 회전하기 전, 아마추어(12)의 상단면은 마주보는 실린더 어셈블리(7)의 전자극(7a) 상면에 대해 경사진 상태를 유지하게 된다.

즉, 실린더 어셈블리(7)의 전자극(7a) 상면과 상기 아마추어(12)의 상단면 사이의 거리가 아마추어 상단으로 갈수록 멀어져 상기 아마추어(12) 상단면과 실린더 어셈블리(7)의 전자극(7a) 사이에는 불균일한 자력이 유기되며, 이로 인해 정확한 차단 시기의 조정이 어렵고 차단 동작의 신뢰성을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사고전류 발생시 자력이 유기되는 실린더 어셈블리와 이 실린더 어셈블리의 전자극쪽으로 흡인되는 아마추어 사이에 균일한 자속이 분포될 수 있도록하여 정확한 차단동작이 이루어지도록 한 배선용 차단기의 트립장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 배선용 차단기를 나타낸 종단면도

도 2a 및 도 2b는 도 1의 트립장치의 요부도로서,

도 2a는 정상시의 상태도

도 2b는 사고전류 차단시의 상태도

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 트립장치의 요부 종단면도로서,

도 3a는 정상시의 상태도

도 3b는 사고전류 차단시의 상태도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:케이스 2:커버

3:고정접점대 4:가동접점대

5:리드 와이어 6:코일

7:실린더 어셈블리 7a:전자극

8:하부링크 9:상부링크

10:메인스프링 11:네일

12:아마추어 13:비틀림 스프링

14:단자판 15:측판

18:스프링 19:요크

20:크로스바 21:라치

22:고정핀 23:핀

24:가동자 샤프트 26:라치홀더

27:힌지핀 28:코어

28a:플랜지 29:압축스프링

30:코어 설치부 30a:스프링 설치홈

31:푸셔

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 사고전류 발생시 코일에 흐르는 전류로 인하여 자력이 유기되는 자성체인 실린더 어셈블리을 구비한 배선용 차단기에 있어서; 상기 실린더 어셈블리 상부로부터 이격되도록 차단기 커버에 일체로 형성되며 입구측에 스프링 설치홈이 구비되는 중공 실린더형의 코어 설치부와, 상기 코어 설치부를 관통하여 승강운동하도록 설치되며 상단에 플랜지가 형성된 자성체인 코어와, 상기 코어 설치부의 스프링 설치홈과 코어의 플랜지 사이에 설치되며 상기 실린더 어셈블리의 코어 흡인시 압축되어 코어에 복원력을 부여하는 탄성부재와, 상기 코어 하단에 장착되어 코어의 하강시 크로스바를 회전지점을 중심으로 회전시키게 되는 푸셔가 구비됨을 특징으로 하는 배선용 차단기의 트립장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 3a 및 도 3b를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 트립장치의 요부 종단면도로서, 도 3a는 정상시의 상태도이고, 도 3b는 사고전류 차단시의 상태도이다.

본 발명은 사고전류 발생시 코일(6)에 흐르는 전류로 인하여 자력이 유기되는 자성체인 실린더 어셈블리(7)을 구비한 배선용 차단기에 있어서; 차단기 커버(2)에 상기 실린더 어셈블리(7) 상부로부터 이격되는 한편 입구측에 스프링 설치홈(30a)이 구비되는 중공 실린더형의 코어 설치부(30)가 일체로 형성되고, 상기 코어 설치부(30)에는 상기 코어 설치부(30)를 관통하여 승강운동하며 상단에 플랜지(28a)(flange)가 구비된 자성체인 코어(28)(core)가 내장된다.

또한, 상기 코어 설치부(30)의 스프링 설치홈(30a)과 코어(28)의 플랜지(28a) 사이에는 코어(28)를 코어 설치부(30) 상부로 밀어올리도록 작용하며 상기 실린더 어셈블리(7)의 코어(28) 흡인시 압축되어 코어(28)에 복원력을 부여하는 탄성부재인 압축스프링(29)이 설치되고, 상기 코어(28) 하단에는 코어의 하강시 크로스바(20)를 회전지점을 중심으로 회전시키게 되는 푸셔(31)가 장착된다.

이 때, 상기 푸셔(31)는 코어(28)의 하강시 지속적으로 크로스바(20)를 밀어 네일(11)에 회전력을 제공할 수 있도록 선단부가 절곡되어 상방향으로 경사진 접시형 구조를 이루게 된다.

여기서, 상기 코어(28)는 종래 트립장치의 아마추어에 해당하며, 상기 코어(28) 및 푸셔(31)는 평면에서 볼 때 원형을 이룸이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.

도 1 및 도 3a와 같이 정상적인 상태에서, 코어(28)는 상기 코어 설치부(30)의 스프링 설치홈(30a)과 코어(28) 상단의 플랜지(28a) 사이에 설치된 압축스프링(29)의 복원력에 의해 상기 코어 설치부(30) 윗쪽으로 미는 힘을 받게 된다.

한편, 도 1 및 도 3a와 같이 정상적인 상태를 유지하다가 과전류 또는 단락전류에 의한 사고 발생시, 사고전류는 고정접점대(3), 가동접점대(4), 리드 와이어(5), 코일(6), 단자판(14)을 차례로 흐르게 되며, 코일(6)에 흐르는 전류로 인하여 자성체인 실린더 어셈블리(7)에 자력이 유기된다.

이에 따라, 실린더 어셈블리(7) 상단의 전자극(7a)과 상기 실린더 어셈블리(7) 상부에 이격설치된 코어 설치부(30)에 내장된 코어(28)간에는 끌어당기는 힘이 작용하게 되며, 이에 따라 압축스프링(29)의 복원력에 의해 이격되어 있던 코어(28)는 상기 스프링을 압축시키면서 하강하게 된다.

상기 코어(28)의 하강시, 코어(28)의 하단면과 실린더 어셈블리(7)의 전자극(7a) 상면은 평행상태를 유지하게 되므로 그 사이에 균일한 밀도의 자속이 분포된다.

이와 같이, 자력이 유기된 실린더 어셈블리(7)의 흡인력에 의한 코어(28)의 하강시, 상기 코어(28)의 하단에 장착된 푸셔(31)의 경사진 선단부는 네일(11)에 일체화된 크로스바(20)를 밀게 되고, 이에 따라 네일(11)은 도 3b에 나타낸 바와 같이 핀(23)을 회전지점으로 삼아 도면상 시계방향으로 회전하게 된다.

한편, 네일(11)이 회전함에 따라 네일(11)의 끝단에 지지되어 구속되어 있던 라치홀더(26)가 석방되고, 라치홀더(26)는 고정핀(22)을 중심으로 도면상 시계방향으로 회전하게 되며, 이에 따라 라치홀더(26)에 의해 구속되어 있던 라치(21)는 메인스프링(10)의 복원력에 의해 힌지핀(27)을 회전지점으로 삼아 도면상 반시계 방향으로 회전하게 됨은 종래기술에서 서술한 바와 동일하다.

또한, 상기한 바와 같이, 라치(21)가 회전함에 따라 상부링크(9)와 하부링크(8)는 메인스프링(10)에 의해 토글작용을 일으키게 되고, 이에 연동하여 상기 하부링크(8)의 하단부에 연결된 가동자 샤프트(24)가 시계방향으로 회전하게 되며, 이에 따라 상기 가동자 샤프트(24)에 장착된 가동접점대(4)가 고정접점대(3)로부터 이격되므로써 양접점을 개리시키게 되어 사고전류를 차단하게 됨도 종래기술에서 서술한 바와 동일하다.

이상에서와 같이, 본 발명은 사고전류 발생시 자력이 유기되는 실린더 어셈블리(7)와 이 실린더 어셈블리(7)의 전자극(7a)쪽으로 흡인되는 아마추어(12) 사이에 균일한 자속이 분포될 수 있도록 한 것이다.

즉, 실린더 어셈블리(7)으로 흡입되는 아마추어(12)가 회전지점을 중심으로 회동하는 구조가 아니라, 실린더 어셈블리(7)으로 흡입되는 코어(28)가 코어 설치부(30)를 따라 승강하는 구조로 변경하므로써 코어(28)와 실린더 어셈블리(7) 사이에 균일한 자속 분포가 이루어지도록 한 것이다.

이에 따라, 전류가 커짐에 따라 차단 동작 시간이 빨라지는 반한시 특성을 갖추어야 하는 차단기의 트립장치의 차단 시기를 정확히 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 사고전류 차단 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 사고전류 발생시 코일에 흐르는 전류로 인하여 자력이 유기되는 자성체인 실린더 어셈블리을 구비한 배선용 차단기에 있어서;

   상기 실린더 어셈블리 상부로부터 이격되도록 차단기 커버에 일체로 형성되며 입구측에 스프링 설치홈이 구비되는 중공 실린더형의 코어 설치부와,

   상기 코어 설치부를 관통하여 승강운동하도록 설치되며 상단에 플랜지가 형성된 자성체인 코어와,

   상기 코어 설치부의 스프링 설치홈과 코어의 플랜지 사이에 설치되며 상기 실린더 어셈블리의 코어 흡인시 압축되어 코어에 복원력을 부여하는 탄성부재와,

   상기 코어 하단에 장착되어 코어의 하강시 크로스바를 회전지점을 중심으로 회전시키게 되는 푸셔가 구비됨을 특징으로 하는 배선용 차단기의 트립장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 푸셔는 코어의 하강시 지속적으로 크로스바를 밀어 네일에 회전력을 제공할 수 있도록 선단부가 절곡되어 상방향으로 경사진 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 배선용 차단기의 트립장치.