KR100284606B1 - 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구 - Google Patents

회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구 Download PDF

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이종수
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Abstract

본 발명은 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구에 관한 것으로, 종래의 2절 링크식 트립 프리 작동기구는 스위치를 트립 상태로 작동시키기 위해 캠부재와 캠부재를 지지하는 이동 지지부재를 함께 이동시켜야 하므로 인해 회로 차단기의 설치 방향에 따라 중력에 의한 영향을 받아 트립 프리 기능이 불가능하게 되고, 기구 구조상 스위치를 전환할 때의 에너지 소모가 많아지게 되는 등의 많은 문제점이 있었던 바, 본 발명은 종래의 2절 링크로 구성된 회로 차단기와 비교할 때 트립 상태를 이루기 위해 중력에 영향을 받으며 선회시켜야 할 링크 부재가 없으므로 스위치를 트립시 중력에 의한 영향을 받지 않고 안정된 상태로서 효율적으로 작동시킬 수 있어서 스위치를 트립할 때 필요한 에너지를 약 30% 이상 감소시킬 수 있으며, 또한 트립 상태에 필요한 에너지의 감소는 스위치를 투입 상태로 전환시키기 위한 에너지를 약 30% 이상 감소시킬 수 있게 된다.

Description

회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구{THREE FOLDING LINK TYPE TRIP FREE OPERATING MECHANISM FOR CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고전압 회로 차단기에 설치되는 3절 링크식 트립 프리 작동기구로서 스위치를 트립시 중력에 의한 영향을 받지 않고 안정된 상태로서 효율적으로 작동시킬 수 있도록 한 것이다.
일반적으로, 회로 차단기는 전기 회로에 있어서의 발생 가능한 사고 전류, 예컨대 단락, 지락 사고 등에 의한 대전류로부터 부하 기기 및 선로를 보호하는 역할을 하는 대표적인 전기 보호기기로서, 사고 전류가 발생시 자동적으로 차단 동작을 행하여 선로를 분리시키며, 전압이 25,000 볼트에 이르는 고전압 및 초고전압 회로 뿐만 아니라, 넓은 범위의 전압 레벨에서 사용되는 데, 이러한 형태의 회로를 사용할 경우 회로 차단기는 투입과 관련된 어떠한 동작 위치에서도 트립을 자유롭게 시킬 수 있어야 한다.
상기한 트립을 자유롭게 행하기 위한 트립 프리(Trip Free) 동작은 회로 차단기가 어떠한 동작 상태에서도 그 회로 차단기가 트립을 자유롭게 할 수 있고, 그 접촉부가 개방되는 것을 의미하는 데, 차단기의 접촉부가 투입된 상태 및 스위치 투입 동작이 이루어지는 동안 트립이 발생할 수 있으며, 회로 보호 및 안전 장치 또는 조작자는 순간적으로 접촉부를 개방하고 필요하다면 스위치 투입 동작을 오버라이드(override)하므로써 회로 차단기가 회로를 차단시키게 된다.
상기 회로 차단기에 트립이 자유롭게 발생하도록 하기 위해서는 복수개의 링크를 상호 연결시켜 회로 차단기의 스위치 접촉부를 개방 또는 투입 위치로 이동시키는 구성으로 회로 차단기의 구조를 설계해야 한다.
도 1과 도 2 및 도 3은 종래 회로 차단기의 2절 링크식 트립 프리 작동기구가 스위치 개방시와 투입시 및 트립 프리시의 동작 상태를 개략적으로 각각 나타낸 구성도로서, 종래의 2절 링크식 트립 프리 작동기구는 이동 지지부재(11)에 캠부재(12)의 일단이 회동가능하게 결합되고, 상기 캠부재(12)의 하부에는 고정 지지부재(13)에 의해 지지되어 작동 링크(14)가 회동가능하게 결합되며, 작동 링크(14)의 일단에는 고정 접촉부(10a)와 접촉 및 이격되는 이동 접촉부(10b)가 연결되고, 상기 작동 링크(14)의 타단에는 캠부재(12)의 타단과 접촉하는 롤러(15)가 회전가능하게 설치되며, 상기 캠부재(12)와 작동 링크(14)에는 각각 제 1,2 스프링(16)(17)이 연결되고, 상기 캠부재(12)의 하부에는 투입 동작시 해제되는 투입 래치(18)가 설치되며, 상기 이동 지지부재(11)의 일측에는 트립 동작시 해제되는 트립 래치(19)가 설치되어 구성된다.
따라서, 도 1과 같이 초기 스위치가 개방 상태에서 캠부재(12)는 인장된 제 1 스프링(16)에 의해 하향 스위치 투입력(Fa)을 인가받지만, 투입 래치(18)에 의해 구속되고, 이 후 투입 래치(18)가 해제되면 상기 제 1 스프링(16)은 캠부재(12)에 하향 스위치 투입력(Fa)을 인가하여 캠부재(12)를 시계 방향으로 회전시켜 도 2와 같이 스위치를 투입 상태로 유지시키게 되는 데, 상기 작동 링크(14)에 상향 스위치 개방력(Fb)을 인가하여 작동 링크(14)를 접촉 개방상태로 유지시키는 역할을 하는 제 2 스프링(17)은 기구가 투입 동작시 상기 캠부재(12)의 시계 방향 회전에 의해 인장된다.
도 3은 스위치 투입 상태(도 2)에서의 트립 래치(19)가 해제되므로써 이동 지지부재(11)가 도면상 좌측 방향으로 이동하고, 상기 작동 링크(14)의 타단에 설치된 롤러(15)로부터 캠부재(12)의 타단을 이격시키는 과정을 도시한 것으로, 상기 캠부재(12)로부터 투입 래치(18)를 해제시키는 수단과, 이동 지지부재(11)에서 트립 래치(19)를 해제시키는 수단이 제공된다.
이때, 상기 캠부재(12)가 트립 래치(19)의 구속 해제시 캠부재(12)의 타단을 포함한 이동 지지부재(11)가 도면상 좌측 방향으로 이동하므로써 스위치의 투입 동작시에도 작동 링크(14)의 롤러(15)와 캠부재(12)의 타단의 접촉을 이격시키는 트립 프리 작동을 제공하게 되며, 상기 작동 링크(14)는 제 2 스프링(17)의 상향 스위치 개방력(Fb)에 의해 반시계 방향으로 회전하므로써 고정 및 이동 접촉부(10a)(10b)를 개방시키게 된다.
상기한 종래의 회로 차단기는 2절 링크를 사용하므로 회로 차단기에 즉각적인 오버라이드 능력을 제공하고, 이러한 능력을 구비하므로써 회로 차단기의 스위치 투입 동작이 수행되는 동안에 어느 때라도 고정 및 이동 접촉부(10a)(10b)는 개방될 수 있게 된다.
한편, 상기한 종래의 기술은 본 발명의 설명을 위해 전체 회로 차단기중 일부만을 예시하였고, 그 외의 나머지 부분은 명료하게 하기 위해 상세한 도시를 생략하였다.
그러나, 이와 같은 종래의 2절 링크식 트립 프리 작동기구는 스위치를 트립 상태로 작동시키기 위해 캠부재(12)와 캠부재(12)를 지지하는 이동 지지부재(11)를 함께 이동시켜야 하므로 인해 회로 차단기의 설치 방향에 따라 중력에 의한 영향을 받아 트립 프리 기능이 불가능하게 되고, 기구 구조상 스위치를 전환할 때의 에너지 소모가 많아지게 되는 등의 많은 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고전압 회로 차단기에 설치되는 3절 링크식 트립 프리 작동기구로서 스위치를 트립시 중력에 의한 영향을 받지 않고 안정된 상태로서 효율적으로 작동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 스위치를 작동시킬 때 필요한 에너지를 크게 절감시킬 수 있는 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 회로 차단기의 2절 링크식 트립 프리 작동기구가 스위치 개방시의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도
도 2는 종래 회로 차단기의 2절 링크식 트립 프리 작동기구가 스위치 투입시의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도
도 3은 종래 회로 차단기의 2절 링크식 트립 프리 작동기구가 스위치 트립 프리시의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도
도 4는 본 발명에 따른 스위치 개방시의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도
도 5는 본 발명에 따른 스위치 투입시의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도
도 6은 본 발명에 따른 스위치 트립 프리시의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도
도 7은 본 발명을 나타낸 정면도
도 8a는 도 4의 상세 측면도
도 8b는 도 8a의 요부 확대도
도 9a는 도 5의 상세 측면도
도 9b는 도 9a의 요부 확대도
도 10a는 도 6의 상세 측면도
도 10b는 도 10a의 요부 확대도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100; 캠부재 100a; 고정 접촉부
100b; 이동 접촉부 101; 회전축
102; 롤러 110; 지지 부재
120; 제 1 고정 부재 121; 제 2 고정 부재
130; 제 1 작동 링크 140; 제 2 작동 링크
141; 종동 롤러 142; 안내 롤러
150; 제 3 작동 링크 160; 제 1 스프링
170; 제 2 스프링 180; 투입 래치
184; 투입 솔레노이드 190; 트립 래치
194; 트립 솔레노이드
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 지지 부재에 의해 일단이 회동가능하게 결합되는 캠부재와, 상기 캠부재의 하부에 제 1 고정 부재에 의해 지지되어 회동가능하게 결합되며 일단에 고정 접촉부와 접촉 및 이격되는 이동 접촉부가 연결되는 제 1 작동 링크와, 상기 제 1 작동 링크의 타단에 일단이 회동가능하게 결합되며 타단에 캠부재의 타단과 접촉하는 종동 롤러가 설치되는 제 2 작동 링크와, 상기 제 2 작동 링크의 일측에 일단이 제 2 고정 부재에 의해 회동가능하게 결합되며 타단 내측면이 제 2 작동 링크의 안내 롤러와 접촉된 상태로 설치되는 제 3 작동 링크와, 상기 캠부재와 제 1 작동 링크에 각각 연결되어 동작시 탄성력을 제공하기 위한 복수개의 탄성체와, 상기 캠부재의 하부에 설치되어 투입 동작시 해제되는 투입 래치와, 상기 투입 래치를 작동시키기 위해 구동하는 투입 솔레노이드와, 상기 제 1 작동 링크의 상부에 설치되어 트립 동작시 해제되는 트립 래치와, 상기 트립 래치를 작동시키기 위해 구동하는 트립 솔레노이드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구가 제공되므로써 달성된다.
상기 복수개의 탄성체는 캠부재의 회전축과 함께 연결된 아암 및 고정 지지부에 체결된 지지축에 양단이 연결되는 제 1 스프링과, 제 1 작동 링크에 연결되는 제 2 스프링으로 구성된 것을 그 특징으로 한다.
상기 제 3 작동 링크의 일단에는 트립 래치의 하단면과 초기 개방 및 투입시 접촉되는 트립 롤러가 회전가능하게 설치된 것을 그 특징으로 한다.
상기 캠부재의 상부에는 투입 래치와 접촉하는 롤러가 회전가능하게 설치된 것을 그 특징으로 한다.
상기 트립 래치에는 트립 래치의 동작시 탄성력을 부여하기 위한 제 3 스프링이 연결되고, 제 3 작동 링크와 제 2 고정부재의 사이에는 제 3 작동 링크의 동작시 탄성력을 부여하기 위한 제 4 스프링이 연결된 것을 그 특징으로 한다.
상기 투입 래치에는 제 3 링크가 회동가능하게 결합되며, 제 3 링크의 상단에는 제 4 링크가 결합되고, 제 4 링크의 상단에는 투입 래치를 작동시키기 위해 구동하는 투입 솔레노이드가 연결되어 장착된 것을 그 특징으로 한다.
상기 트립 래치에는 제 1 링크가 회동가능하게 결합되고, 제 1 링크의 상단에는 제 2 링크가 결합되며, 제 2 링크의 상단에는 트립 래치를 작동시키기 위해 구동하는 트립 솔레노이드가 연결되어 장착된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 스위치 개방시의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스위치 투입시의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 6은 본 발명에 따른 스위치 트립 프리시의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 7은 본 발명을 나타낸 정면도이며, 도 8a는 도 4의 상세 측면도이고, 도 8b는 도 8a의 요부 확대도이며, 도 9a는 도 5의 상세 측면도이고, 도 9b는 도 9a의 요부 확대도이며, 도 10a는 도 6의 상세 측면도이고, 도 10b는 도 10a의 요부 확대도이다.
본 발명은 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구를 구성하는 캠부재(100)의 일단이 지지 부재(110)에 의해 회동가능하게 결합되고, 상기 캠부재(100)의 하부에는 제 1 고정 부재(120)에 의해 지지되어 제 1 작동 링크(130)가 회동가능하게 결합되며, 제 1 작동 링크(130)의 일단에는 고정 접촉부(100a)와 접촉 및 이격되는 이동 접촉부(100b)가 연결되고, 상기 제 1 작동 링크(130)의 타단에는 제 2 작동 링크(140)의 일단이 회동가능하게 결합되며, 제 2 작동 링크(140)의 타단에는 캠부재(100)의 타단과 접촉하는 종동 롤러(141)가 회전가능하게 설치되며, 상기 제 2 작동 링크(140)에는 안내 롤러(142)가 회전가능하게 결합된다.
또한, 상기 제 2 작동 링크(140)의 일측에는 제 3 작동 링크(150)의 일단이 제 2 고정 부재(121)에 의해 회동가능하게 결합되고, 상기 제 3 작동 링크(150) 타단 내측면은 상기 안내 롤러(142)와 접촉된 상태로 설치되며, 상기 캠부재(100)와 제 1 작동 링크(130)에는 각각 제 1,2 스프링(160)(170)이 연결되고, 상기 캠부재(100)의 하부에는 투입 동작시 해제되는 투입 래치(180)가 설치되며, 상기 제 1 작동 링크(130)의 상부에는 트립 동작시 해제되는 트립 래치(190)가 설치된다.
또한, 상기 제 1 작동 링크(130)는 연결봉(131)에 연결되며, 제 3 작동 링크(150)의 일단에는 트립 래치(190)의 하단면과 초기 개방 및 투입시 접촉되는 트립 롤러(151)가 회전가능하게 설치되고, 상기 캠부재(100)는 지지 부재(110)에 지지축(111)가 회동가능하게 결합되며, 상기 제 1 스프링(160)은 고정 지지부(161)에 체결된 지지축(162) 및 캠부재(100)의 회전축(101)과 함께 연결된 아암(102a)에 양단이 연결되고, 상기 캠부재(100) 상부에는 투입 래치(180)와 접촉하는 롤러(102)가 회전가능하게 설치되며, 상기 트립 래치(190)에는 트립 래치(190)의 동작시 탄성력을 부여하기 위한 제 3 스프링(191)이 연결되고, 상기 제 3 작동 링크(150)와 제 2 고정부재(121)의 사이에는 제 3 작동 링크(150)의 동작시 탄성력을 부여하기 위한 제 4 스프링(152)이 연결된다.
그리고, 상기 트립 래치(190)에는 제 1 링크(192)가 회동가능하게 결합되고, 제 1 링크(192)의 상단에는 제 2 링크(193)가 결합되며, 제 2 링크(193)의 상단에는 트립 래치(190)를 작동시키기 위해 구동하는 트립 솔레노이드(194)가 연결되어 장착되고, 상기 투입 래치(180)에는 제 3 링크(181)가 회동가능하게 결합되며, 제 3 링크(182)의 상단에는 제 4 링크(183)가 결합되고, 제 4 링크(183)의 상단에는 투입 래치(180)를 작동시키기 위해 구동하는 투입 솔레노이드(184)가 연결되어 장착되도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구의 기본적인 작동 상태를 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 회로 차단기가 도 4와 같은 개방 상태에서 도 5와 같은 투입 상태로 전환될 때, 도 4와 같이 고정 및 이동 접촉부(100a)(100b)가 개방된 상태에서 접촉부의 투입 동작을 수행하기 위해 투입 래치(180)가 해제되면, 캠부재(100)는 제 1 스프링(160)에 의한 투입력(F1)에 의해 시계 방향으로 회전하게 되는 데, 이때 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면과 접촉되어 있는 제 2 작동 링크(140)의 안내 롤러(142)는 제 3 작동 링크(150)에 힘을 전달하고, 제 3 작동 링크(150)는 힌지 결합된 부위를 중심으로 회전하려고 하지만, 트립 래치(190)에 의해 구속된다.
따라서, 상기 안내 롤러(142)는 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면에 의해 안내됨과 동시에, 제 2 작동 링크(140)의 상단에 설치된 종동 롤러(141)가 하방으로 이동하므로써 제 1 작동 링크(130)가 시계 방향으로 회전하게 됨에 따라서 제 1 작동 링크(130)의 좌측부가 상향 이동하여 이동 접촉부(100b)가 고정 접촉부(100a)와 도 5와 같이 접촉하여 투입 상태가 되는 데, 이 동작중 상기 제 1 스프링(160)의 투입력(F1)은 캠부재(100)를 회전시키면서 소모되며, 상기 제 1 작동 링크(130)의 회전으로 인해 제 2 스프링(170)이 인장됨에 따라 복귀력(F2; 차단력)을 갖게 된다.
상기와 같이 고정 및 이동 접촉부(100a)(100b)가 투입되어 도 5와 같은 상태로 있을 때 스위치 접촉부를 투입 상태에서 도 6의 개방 상태로 전환하는 기구의 개방 동작 및 스위치 접촉부가 서로 접촉하기 전에 개방 동작이 되는 트리 프리 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 트립 래치(180)가 해제되면 제 2 스프링(170)의 복귀력(F2)이 제 1 작동 링크(130)를 반시계 방향으로 회전시키게 된다. 즉 스위치 개방 동작을 시작하기 위해 트립 래치(190)가 해제되면 제 3 작동 링크(150)의 구속이 해제되는 데, 이때 투입 상태 또는 투입 동작중에 도 4 또는 도 5와 같이 제 2 작동 링크(140)의 안내 롤러(142)와 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면과의 사이에 작용하는 접촉력에 의해 제 3 작동 링크(150)가 시계 방향으로 회전하게 되어 상기 안내 롤러(142)와 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면의 접촉이 자유로운 상태로 된다.
이로 인해 상기 제 3 작동 링크(150)에 대해 자유로워진 제 2 작동 링크(140)의 종동 롤러(141)는 상기 캠부재(100)의 타단면과 상대적으로 자유로운 미끄럼 접촉을 하며, 제 2 작동 링크(140)는 시계 방향으로 회전하게 됨에 따라서 제 1 작동 링크(130)에는 어떠한 구속력이 작용하지 않게 되며, 제 2 스프링(170)의 복귀력(F2)이 제 1 작동 링크(130)를 반시계 방향으로 회전시켜 결국 고정 및 이동 접촉부(100a)(100b)를 개방시키게 된다.
도 6에서는 트립 래치(190)의 해제로 제 3 작동 링크(150)가 회전하게 되어 제 2 작동 링크(140)의 안내 롤러(142)와 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면과의 사이는 자유로운 접촉이 되므로 인해 제 3 작동 링크(150)의 구속을 받지 않는 제 2 작동 링크(140)는 시계 방향으로 회전하여 제 2 작동 링크(140)의 종동 롤러(141)와 상기 캠부재(100)의 타단면은 힘의 전달이 없이 자유롭게 접촉되고 고정 및 이동 접촉부(100a)(100b)는 개방된다.
또한, 전술한 회로차단기의 도 4와 같은 개방 상태에서 도 5와 같은 투입 상태로 변환시 고정 및 이동 접촉부(100a)(100b)가 접촉하기 전에 트립 래치(190)가 해제되어 투입 상태를 거치지 않고 도 6과 같은 상태로 변환되는 동작을 트립 프리 동작이라고 하는 데, 상기 개방 상태에서 캠부재(100)의 회전으로 제 2 작동 링크(140)는 트립 래치(190)에 의해 구속된 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면을 따라 안내되는 안내 롤러(142)에 의해 하방으로 이동함과 동시에, 제 1 작동 링크(130)는 시계 방향으로 회전하게 된다.
이와 동시에, 상기 이동 접촉부(100b)가 투입되는 위치로 이동하는 동안 트립 래치(190)가 해제되어 제 3 작동 링크(150)는 시계 방향으로 회전함과 동시에, 상기 안내 롤러(142)와 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면의 접촉은 자유롭게 되므로 인해 상기 제 2 작동 링크(140)는 시계 방향으로 회전하게 됨과 동시에, 제 2 스프링(170)의 복귀력(F2)이 작용하여 제 1 작동 링크(130)는 반시계 방향으로 회전하여 상기 이동 접촉부(100b)가 다시 개방 위치로 이동하게 된다.
한편, 본 발명의 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구의 구체적인 작동 상태를 도 8a 내지 도 10b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 회로 차단기가 도 8a 및 도 8b와 같은 개방 상태에서 도 9a 도 9b와 같은 투입 상태로 전환할 때에는 투입 솔레노이드(184)가 전기적으로 구동되어 제 4 링크(183)를 상방으로 끌어 당기므로 인해 제 3 링크(181)의 좌측 자유단부가 상향으로 이동함과 동시에, 투입 래치(180)가 시계 방향으로 회전함과 동시에, 캠부재(100)의 상부에 설치된 롤러(102)와 투입 래치(180)가 접촉된 상태에서 이격된다.
이와 동시에, 인장된 상기 제 1 스프링(160)에 저장된 탄성력은 캠부재(100)의 회전축(101)과 함께 연결된 아암(102a)을 통해 캠부재(100)가 시계 방향으로 회전함과 동시에, 제 2 작동 링크(140)의 상단에 장착된 종동 롤러(141)는 상기 캠부재(100)의 표면을 따라 구름 운동을 하게 되는 데, 이때 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면과 접촉하고 있는 제 2 작동 링크(140)의 안내 롤러(142)는 상기 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면을 밀어 제 3 작동 링크(150)를 시계 방향으로 회전시키도록 하지만, 제 3 작동 링크(150)는 트립 래치(190)에 의해 구속된다.
따라서, 상기 안내 롤러(142)는 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면을 따라 이동하게 되고, 상기 캠부재(100)가 시계 방향으로 계속 회전하면 제 2 작동 링크(140)의 상단에 장착된 종동 롤러(141)는 캠링크(10) 외주면의 최고점으로 구름 운동을 하게 되어 제 2 작동 링크(140)와 제 1 작동 링크(130)는 하방으로 눌리게 되므로 상기 제 2 작동 링크(140)와 회동가능하게 결합된 제 1 작동 링크(130)의 도면상 좌측부는 상향으로 이동하여 스위치의 이동 접촉부(140b)를 투입 위치로 이동시켜 고정 접촉부(140a)와 접촉하므로 도 9a와 도 9b와 같이 투입이 완료된 상태가 된다.
도 9a와 도 9b와 같이 투입이 완료된 상태에서 개방 동작을 시작하기 위해, 트립 래치(190)를 시계 방향으로 회전시키는 제 1 링크(192)에 의해 트립 래치(190)의 하단면과 제 3 작동 링크(150)의 일단에 설치된 트립 롤러(151)의 접촉 상태가 분리되므로 인해 투입 상태 또는 투입 동작중에 상기 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면과 제 2 작동 링크(140)의 안내 롤러(142) 사이에 작용하는 접촉력에 의해 제 3 작동 링크(150)가 시계 방향으로 회전하여 상기 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면과 안내 롤러(142)의 접촉은 자유로운 상태로 된다.
이때, 상기 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면에 의해 구속되지 않는 제 2 작동 링크(140)는 캠부재(100)와 종동 롤러(141) 사이에 작용하는 접촉력과 인장된 제 2 스프링(170)에 의해 시계 방향으로 회전하게 됨과 동시에, 상기 종동 롤러(141)는 캠부재(100)의 표면을 따라 상방으로 자유로운 미끄럼 운동을 하며, 제 1 작동 링크(130)는 어떠한 구속력도 받지 않게 되어 반시계 방향으로 회전하게 되는 데, 전술한 바와 같이 상기 제 2 스프링(170)은 제 1 작동 링크(130)에 반시계 방향으로 스위치 개방 토오크를 발생시켜서 도 10a와 도 10b와 같은 개방 상태로 만들게 된다.
도 10a와 도 10b는 제 3 작동 링크(150)의 회전에 의하여 제 3 작동 링크(150)의 타단 내측면과 안내 롤러(142) 사이의 접촉이 자유롭게 되고, 제 2 작동 링크(140)가 자유롭게 회전하여 캠부재(100)의 표면과 종동 롤러(141)가 자유로이 미끄럼 운동을 하는 것을 도시한 것으로, 이때 제 2 스프링(170)의 탄성 복원력에 의해 이동 접촉부(100b)가 결합되어 있는 제 1 작동 링크(130)의 좌측부가 하방으로 끌어 당겨짐에 따라 스위치의 고정 및 이동 접촉부(100a)(100b)가 개방 상태로 된다.
여기에서, 상기 종동 롤러(141)는 캠부재(100)의 표면을 따라 위로 쉽게 미끄러질 수 있다는 것을 나타낸 것으로, 이와 같은 개방 접촉 동작은 투입 동작 이후 뿐만 아니라, 기구의 스위치 투입 동작중에도 언제든지 시작될 수 있으며, 트립 래치(190)가 제 3 작동 링크(150)의 구속을 해제하기만 하면 언제든지 상기 스위치의 고정 및 이동 접촉부(100a)(100b)는 항상 개방 상태인 트립 프리 동작으로 전환될 수 있게 된다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 종래의 2절 링크로 구성된 회로 차단기와 비교할 때 트립 상태를 이루기 위해 중력에 영향을 받으며 선회시켜야 할 링크 부재가 없으므로 스위치를 트립시 중력에 의한 영향을 받지 않고 안정된 상태로서 효율적으로 작동시킬 수 있어서 스위치를 트립할 때 필요한 에너지를 약 30% 이상 감소시킬 수 있으며, 또한 트립 상태에 필요한 에너지의 감소는 스위치를 투입 상태로 전환시키기 위한 에너지를 약 30% 이상 감소시킬 수 있으므로 인해 기기의 효율성 및 신뢰성을 대폭 향상시킨 매우 유용한 발명이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (7)

  1. 지지 부재에 의해 일단이 회동가능하게 결합되는 캠부재와, 상기 캠부재의 하부에 제 1 고정 부재에 의해 지지되어 회동가능하게 결합되며 일단에 고정 접촉부와 접촉 및 이격되는 이동 접촉부가 연결되는 제 1 작동 링크와, 상기 제 1 작동 링크의 타단에 일단이 회동가능하게 결합되며 타단에 캠부재의 타단과 접촉하는 종동 롤러가 설치되는 제 2 작동 링크와, 상기 제 2 작동 링크의 일측에 일단이 제 2 고정 부재에 의해 회동가능하게 결합되며 타단 내측면이 제 2 작동 링크의 안내 롤러와 접촉된 상태로 설치되는 제 3 작동 링크와, 상기 캠부재와 제 1 작동 링크에 각각 연결되어 동작시 탄성력을 제공하기 위한 복수개의 탄성체와, 상기 캠부재의 하부에 설치되어 투입 동작시 해제되는 투입 래치와, 상기 투입 래치를 작동시키기 위해 구동하는 투입 솔레노이드와, 상기 제 1 작동 링크의 상부에 설치되어 트립 동작시 해제되는 트립 래치와, 상기 트립 래치를 작동시키기 위해 구동하는 트립 솔레노이드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 탄성체는 캠부재의 회전축과 함께 연결된 아암 및 고정 지지부에 체결된 지지축에 양단이 연결되는 제 1 스프링과, 제 1 작동 링크에 연결되는 제 2 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 작동 링크의 일단에는 트립 래치의 하단면과 초기 개방 및 투입시 접촉되는 트립 롤러가 회전가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 캠부재의 상부에는 투입 래치와 접촉하는 롤러가 회전가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 트립 래치에는 트립 래치의 동작시 탄성력을 부여하기 위한 제 3 스프링이 연결되고, 제 3 작동 링크와 제 2 고정부재의 사이에는 제 3 작동 링크의 동작시 탄성력을 부여하기 위한 제 4 스프링이 연결된 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 투입 래치에는 제 3 링크가 회동가능하게 결합되며, 제 3 링크의 상단에는 제 4 링크가 결합되고, 제 4 링크의 상단에는 투입 래치를 작동시키기 위해 구동하는 투입 솔레노이드가 연결되어 장착된 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 트립 래치에는 제 1 링크가 회동가능하게 결합되고, 제 1 링크의 상단에는 제 2 링크가 결합되며, 제 2 링크의 상단에는 트립 래치를 작동시키기 위해 구동하는 트립 솔레노이드가 연결되어 장착된 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 3절 링크식 트립 프리 작동기구.
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