KR100347780B1

KR100347780B1 - 회로차단기

Info

Publication number: KR100347780B1
Application number: KR1019950015659A
Authority: KR
Inventors: 우치다나오시; 미우라마사오; 오야마준; 구보야마가츠노리; 아사카와고지
Original assignee: 후지 덴키 가부시끼가이샤
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 2002-11-30
Also published as: KR960002401A; CN1121634A; US5589672A; TW364141B; CN1051633C

Abstract

디-이온형 아아크 소멸 장치를 구비한 회로 차단기에 있어서, 아아크 소멸실 주위의 구조를 간단하게 한다.

그리드(2)와 자기 구동 철심(13)에 걸친 절연체(14)를 몰드 수지에 의해 일체 성형하여 설치하고, 이 절연체(14)의 측벽(14a)에 형성된 슬롯에 그리드(2)를 삽입하는 동시에 측벽(14a)에 형성된 오목부를 통하여 절연체(14)를 자기 구동 철심(13)의 다리부에 피감한다. 이것에 의해, 그리드(2)의 지지판과 자기 구동 철심(13)의 절연 부재가 절연체(14)에 일체화되어 구조가 간단해진다.

Description

회로 차단기

본 발명은 배선용 차단기 또는 누전 차단기 등의 회로 차단기에 관한 것으로, 특히 전자 반발형의 회로 차단기의 아아크 소멸 수단에 관한 것이다.

상기 회로 차단기의 아아크 소멸 장치로서 제19도에 도시된 소위 디-이온(de-ion)형인 것이 공지되어 있다. 이 아아크 소멸 장치는 가동 접촉자(1)가 통과하는 "V" 자형의 절삭부를 가진 그리드(2)를 적당한 간격으로 겹쳐 쌓고, 이들을 절연물(섬유, 폴리에스테르 유리매트 적층판 등)의 지지판(3)으로 지지한 것이며, 그리드(2)는 지지판(3)에 접착 및 코킹 가공에 의해 고정되어 있다.

제20도는 상기 디-이온형 아아크 소멸 장치를 구비한 회로 차단기의 전원측 부분을 도시하는 종단면도로서, 전원측 단자(4)가 일체 형성된 고정 접촉자(5)의 단부(5a)를 가동 접촉자(1)를 따라 "U' 자형으로 되접어 꺾고, 이 되접어 꺾은 단부(5a)의 전단부에 가동 접촉자(1)의 가동 접점(6)과 접촉하는 고정 접점(7)이 설치되어 있다. 또한, 고정 접촉자(5)에는 가동· 고정 접점(6, 7)간에 발생한 아아크(8)를 아아크 소멸 장치 쪽으로 유도하는 아아크혼(9)이 부착되어 있다.

여기서, 고정 접촉자(5)의 되접어 꺾은 단부(5a)와 이것에 평행한 가동 접촉자(1)를 각각 흐르는 전류의 방향은 화살표 A 로 표시한 바와 같이 서로 역방향이기 때문에, 이들 전류간에는 전자 반발력이 작용하여, 단락 전류 등의 대전류가 흐르면 가동 접촉자(1)는 이 전자 반발력으로 튀어 오른다. 그 결과, 작동 원리는 생략하지만 가동 접촉자(1)는 전류 제한 기구(10)로 구동되어 개폐 기구(11)의 작동을 기다리지 않고 2점 쇄선으로 표시한 개방 및 분리 위치까지 급속히 구동된다. 그 때, 아아크(8)는 되접어 꺾은 단부(5a)를 흐르는 전류의 자계에 의해 화살표 B 방향으로 힘을 받아 아아크 소멸 장치 속으로 구동된다. 이 아아크(8)는 그리드(2)의 존재에 의해 생기는 자체 자속의 편향에 의해 더욱 그 속까지 끌어들여지고, 그리드(2)에 의해 분단되어 아아크 전압이 높여진다. 동시에 아아크(8)는 지지판(3)을 구성하고 있는 절연물로부터 발생하는 아아크 소멸성 가스로 냉각되어 케이스(12)내의 압력 상승에 의한 압축 작용에 따라 급속히 아아크 소멸된다.

한편, 제20도에 도시된 바와 같은 전자 반발형의 회로 차단기에 있어서, 고정 접촉자(5)의 되접어 꺾은 단부(5a)에 "U"자형의 자기 구동 철심을 부착하고 이 되접어 꺾은 단부(5a)에 흐르는 상술한 전류의 자속을 자기 구동 철심에 집중시켜 아아크에 대한 자계의 작용이 강화된 회로 차단기가 일본국 특허 공개 공보 평성 제2-132716 호에 개시되어 있다.

그런데, 다단으로 겹쳐 쌓여진 그리드를 구비하는 디-이온형 아아크 소멸 장치가 가동· 고정 접촉자를 둘러싸서 배치된 회로 차단기에 있어서, 종래는 그리드가 코킹 가공이나 접착에 의해 지지판에 고정되기 때문에 그리드 설치 작업에 많은 공정수를 요했다. 또한, 그리드를 아아크로부터 차폐하는 유효한 수단을 가지고 있지 않기 때문에, 그리드가 아아크와 접촉하여 용융, 비산하고, 금속 미립자가 개폐 기구부에 부착되어 그 원활한 작동을 저해하거나 상간이나 극간의 절연 강도를 저하시키기도 하는 위험이 많았다. 한편, 고정 접점이 설치된 고정 접촉자의 되접어 꺾은 단부에 자기 구동 철심이 부착된 회로 차단기에 있어서, 종래는 상기 일본국 특허 공개 공보 평성 제2-132716 호에도 개시되어 있는 바와 같이, 그리드를 지지하는 지지판과 자기 구동 철심을 피복하는 절연 부재는 따로따로 설치되어 복잡한 구조로 되어 있다.

그래서, 본 발명은 아아크 소멸 장치 부분의 구조를 간단하게 하여 조립 공정수의 저감을 도모하는 동시에 아아크에 의한 그리드의 손상을 방지하고, 아울러 차단 성능의 향상을 도모한 회로 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 청구 범위 제1항에 관련된 본 발명은 "U"자형으로 되접어 꺾이고, 그 되접어 꺾인 부분에 고정 접점이 설치된 고정 접촉자와, 고정 접점에서 접촉할 수 있도록 고정 접촉자와 인접하게 배치되는 가동 접촉자와, 고정 접촉자와 가동 접촉자 사이의 공간에 수직 방향으로 다단으로 형성되고, 고정 접촉자와 가동 접촉자를 둘러싸도록 고정 접촉자에 인접하게 배치되는 그리드와, 고정 접촉자와 가동 접촉자 주위에 배치되는 일체 성형의 절연체를 포함하고, 상기 절연체는 서로 마주보는 한 쌍의 측벽과, 그 측벽의 대향면에 수직 방향으로 이격 배치되도록 다단으로 형성된 슬롯과, 상기 절연체와 몰드 수지에 의하여 일체 성형된 복수의 장출부를 포함하고, 각 장출부는 상기 측벽에 형성된 2개의 슬롯을 둘러싸도록 측벽 사이에서 연장하고, 상기 2개의 슬롯은 장출부 내에서 서로 마주보고 있고 그 사이에 공간을 형성하고 있으며, 그리드가 그 공간에 삽입되었을 때 장출부가 그리드를 덮게 되는 구성을 취한다.

여기에서, 절연체의 측벽의 슬롯의 주위에 이 슬롯에 삽입되는 그리드를 덮는 장출부(張出部; overhang)를 일체 형성하면, 아아크로부터 그리드의 보호가 보다 완전해진다.

상기 회로 차단기에 있어서, 절연체의 개폐 기구측의 단부에, 가동 접촉자의 이동 경로를 제외하고 측벽 사이를 차폐하는 차폐벽을 일체 형성하면, 개폐 기구측으로의 아아크 가스의 진입을 효과적으로 저지할 수 있다.

상기 회로 차단기에 있어서, 그리드를 삽입하는 슬롯을 절연체의 측벽의 전원측 단면으로부터 부하측 단면의 바로 앞까지 형성한 경우에, 상기 슬롯에 삽입된 상기 그리드는 상기 절연체에 장착한 방호판으로 눌러 고정할 수 있다. 그 경우, 상기 방호판에는 전류 차단시에 발생하는 아아크 가스를 밸브체의 탄성 변형에 의해 배출하는 가스 배출 밸브를 설치할 수 있다. 또한 그리드를 삽입하는 슬롯을 절연체의 측벽의 부하측 단면으로부터 전원측 단면의 바로 앞까지 형성한 경우에는, 상기 절연체에 장착한 절연 격벽으로 눌러 고정할 수 있다.

상기 회로 차단기에 있어서 절연체의 측벽간의 공간의 폭을 고정 접점 부근에서 전원측을 향하여 "ハ' 자형으로 넓히는 구성으로 하면, 그리드의 속 방향으로의 아아크의 이동을 촉진시키는 데에 있어서 유효하다. 또, 절연체의 좌우의 측벽내측에 이들 측벽의 간격을 조정하는 보조 측벽을 장착할 수 있다.

본 발명에 있어서는 몰드 수지에 의해 일체 성형한 절연체의 측벽 대향면에 슬롯을 형성하여 그리드를 삽입한다. 이것에 의해 그리드의 부착은 슬롯에 삽입하는 것만으로 가능하며, 코킹 가공이나 접착 작업이 불필요하다. 또한 몰드 수지로 구성되는 절연체는 측벽의 두께를 충분히 취할 수 있기 때문에, 절연체내의 공간 용적을 적게 하여 전류 차단시의 아아크 주위의 내압을 크게 하고, 아아크의 압축 작용을 높이는 동시에 절연체와 아아크를 접근시켜 절연체로부터의 아아크 소멸성가스를 대량으로 발생시키고, 아아크의 냉각 효과를 높이는 것이 용이하다. 이 때 상기 내압은 먼저 절연체에 의해 받아내기 때문에, 회로 차단기 본체의 케이스나 커버에 대한 압력 부하가 감소되고, 그 내압 설계 조건이 완화된다.

한편, 고정 접촉자의 되접어 꺾은 단부에 자기 구동 철심을 갖춘 경우에는 절연체를 측벽 저면에 형성한 오목부를 통하여 자기 구동 철심의 다리부를 피감한다. 이것에 의해, 그리드의 지지판과 자기 구동 철심의 절연 부재가 절연체에 일체화되고, 구조가 간단해진다. 또한, 자기 구동 철심은 절연체로 덮여지므로, 아아크에 의한 손상을 받지 않게 된다.

절연체의 슬롯을 깊게 하여 그리드의 다리부가 그 속에 수납되도록 하면, 그것만으로 그리드를 아아크로부터 유효하게 보호할 수 있지만, 또한 슬롯의 주위에 그리드의 외면에 덮이는 장출부를 일체 형성하면, 그리드는 노출 면적이 전혀 없어지고 아아크로부터의 방어가 완전해진다.

가동 접촉자의 이동 경로를 제외하고 측벽 사이를 차폐하는 차폐벽을 절연체의 개폐 기구측의 단부에 일체 형성하면, 절연체내에 생긴 아아크 가스의 개폐 기구부로의 이동이 억제되고, 아아크 가스중의 접점 용융물 등의 부착에 의한 개폐 기구의 동작 불량이나 절연 강도 저하의 위험이 감소된다. 또한, 차폐벽에 의하여 절연체의 폐쇄성이 커지고, 내압 상승에 의한 아아크 소멸도 더욱 촉진된다. 그 경우, 절연체의 전원측의 단부에 차폐판을 장착하면, 내압 상승은 보다 현저해진다.

그리드를 삽입하는 슬롯은 절연계의 측벽의 한쪽의 단면으로부터 다른쪽의 단면의 바로 앞까지, 일단이 폐쇄된 홈으로 형성하는 것이 좋지만, 그 경우의 슬롯의 개구단, 즉 그리드 삽입단은 전원측과 부하측의 어느 쪽이라도 좋다. 그리드를 측벽 단면의 전원측에서 삽입한 경우에는 절연체의 아아크 가스 방출구에 이물의 침입을 방지하기 위해 장착한 방호판으로 그리드를 눌러 고정할 수 있고, 또한 부하측에서 삽입한 경우에는 아아크 가스의 개폐 기구부로의 침입을 방지하기 위해 절연체에 장착한 절연 격벽으로 눌러 고정할 수 있다. 상기 방호판에는 밸브체의 탄성 변형에 의하여 아아크 가스를 배출하는 가스 배출 밸브를 설치하는 것이 좋고, 이것에 의해 아아크 가스의 배출이 원활해진다.

절연체의 측벽간의 공간의 폭을 고정 접점 부근에서 전원측을 향하여 "ハ"자형으로 넓히는 구성으로 하면, 고정 접점상에서 발생한 아아크가 아아크 가스의 압력으로 전원측으로의 이동이 촉진되며, 고정 접점의 소모가 적어진다.

그런데, 아아크 소멸 성능을 향상시키기 위해서는 아아크를 냉각하여 아아크 전압을 높이고, 소위 I²t(I: 통과 전류, t: 아아크 시간)를 감소시킬 필요가 있지만, 반면 아아크 전압이 높아지면 아아크 파워 Ar(통과 전류와 아아크 전류와의 곱)이 증대하여 내압이 상승하고, 경우에 따라서 과대한 내압이 회로 차단기 본체의 케이스나 커버의 강도를 초과할 가능성이 있다. 따라서, 절연체의 측벽 간격은 케이스나 커버의 허용 압력과 아아크 소멸 성능과의 균형을 고려하여 적절히 선택할 필요가 있다. 여기서, 상기 간격의 조정 수단으로서 절연체의 좌우의 측벽의 내측에 보조 측벽을 장착하면, 차단 용량이 다른 회로 차단기에 공통의 절연체를 사용하고, 그 측벽의 간격을 차단 용량에 따라 적절하게 조정할 수 있다.

[실시예]

이하, 제1도~제18도에 기초하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 또, 종래예와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 이용한다.

제1도는 절연체, 그리드 및 자기 구동 철심을 세로로 절단하여 도시한 상태의 가동·고정 접촉자 부분의 사시도이고, 제2도는 절연체와 이것에 삽입되는 그리드의 사시도이고, 제3도는 자기 구동 철심이 부착된 고정 접촉자와 이것으로부터 개방 및 분리된 상태의 가동 접촉자의 사시도이다.

제3도에 있어서, 전원측 단자(4)가 일체 형성된 고정 접촉자(5)는 반대측의 단부(5a)가 "U" 자형으로 되접어 꺾이고, 이 되접어 꺾은 단부(5a)의 전단부의 상부면에 고정 접점(7)이 접합되며, 또한 하부면측에 자기 구동 철심(13)이 부착되어 있다. 되접어 꺾은 단부(5a)의 폭은 도시한 대로 주본체 부분(5b) 보다 좁게 되어 있다. 주본체 부분(5b)에는 자기 구동 철심(13)에 구동된 아아크의 다리를 그리드(2)측으로 유도하기 위한 아아크혼(9)이 부착되어 있다. 상기 아아크혼(9)은 그 기부가 주본체 부분(5b)의 뿔구멍에 삽입되어지고, 그 전단부가 코킹 가공되어 고정되어 있다.

자기 구동 철심(13)은 좌우 한쌍의 다리부(13a)와 이들을 연결하는 연결부(13b)로 구성되는 U 자형이며, 연결부(13b)의 전후폭은 다리부(13a)보다 좁게 되어 있다. 또한, 연결부(13b)의 좌우폭은 고정 접촉자(5)의 되접어 꺾은 단부(5a)보다도 넓고, 되접어 꺾은 단부(5a)의 측면과 다리부(13a)의 내벽면과의 사이에는 명확히는 도시할 수 없지만 약간의 극간이 생겨 있다. 이 자기 구동 철심(13)은 연결부(13b)를 관통하는 도시 생략된 나사에 의해 되접어 꺾은 단부(5a)에 단단히 조여져있다.

한편, 제2도에 있어서, 절연체(14)는 좌우 한쌍의 측벽(14a)과 이들을 상부및 앞부분에서 각각 서로 연결하는 연결부(14b, 14c)로 구성되며, 내아아크성 멜라민계의 몰드 수지에 의해 일체 성형되어 있다. 좌우의 측벽(14a)의 대향면에는 그리드(2)가 삽입되는 단면이 직사각형인 슬롯(15)이 측벽(14a)의 전원측 단면(제2도의 좌측 단면)으로부터 부하측 단면(동일하게 우측 단면)의 바로 앞까지 비스듬히 하강되도록 다단(여기서는 5 단)으로 형성되어 있다.

그리드(2)는 가동 접촉자(1)가 통과하는 V 자형의 절삭부(16)을 구비하고, 좌우의 측벽(14a)에 이르도록 제2도의 화살표 방향으로 각 슬롯(15)에 삽입된다. 그 경우, 그리드(2)의 양 다리부(2a)는 슬롯(15)내에 숨겨지도록 수납되고, 또한 이들을 연결하는 연결부(2b)는 절연체(14)의 앞면(제2도의 좌측의 단면)이 보이지 않을 때까지 압입되어, 양 다리부(2a)의 전단부가 슬롯(15)의 안쪽 벽에 부딪치도록 되어 있다. 또한, 그리드(2)의 횡폭은 슬롯(15)의 대향하는 저면 사이의 거리보다 약간 크고, 그리드(2)는 이 저면 사이에 압입되어 고정된다.

또한, 절연체(14)의 좌우 측벽(14a)에는 저면으로부터 앞면에도 개구되는 오목부(17)가 형성되며, 절연체(14)는 상기 오목부(17)를 통하여 자기 구동 철심(13)(제3도)의 다리부(13a)를 피감한다. 그 경우, 오목부(17)에서 좌우로 이등분된 각 측벽(14a)의 내측 부분은 고정 접촉자(5)의 되접어 꺾은 단부(5a)와 자기 구동 철심(13)의 다리부(13a)와의 상술한 극간에 삽입되어 자기 구동 철심(13)의 연결부(13b)에 부딪혀서 하방향 및 좌우 방향으로 위치가 결정된다. 또한, 전방향(제3도의 좌방향)에는 오목부(17)의 안쪽 벽(17a)이 자기 구동 철심(13)의 다리부(13a)의 제3도의 바로 앞쪽의 단면에 부딪쳐서 위치가 결정된다. 제1도는 이렇게 하여, 그리드(2)를 유지한 절연체(14)가 고정 접촉자(5)의 자기 구동 철심(13)을 피감한 상태를 도시하고 있으며, 이 절연체(14)는 회로 차단기의 도시 생략한 케이스 내에 있어서, 이것에 피착된 몰드 커버에 의해 상부 연결부(14b)의 제1도의 바로 앞쪽의 다리부가 눌려져서 고정된다.

그런데, 이상 도시한 실시예에 있어서, 그리드(2)를 지지하는 지지판과 자기 구동 철심(13)을 씌우는 절연 부재는 절연체(14)로서 일체화되어 있다. 따라서, 종래의 2 부품이 1 부품이 되며, 그만큼 간단하게 구성되어 있다. 또한, 몰드 수지에 의해 일체 성형된 절연체(14)는 그리드(2)를 지지하는 측벽(14a)의 두께를 종래의 지지판에 비하여 도시한 대로 크게 하여 그리드(2)의 양 다리부(2a)가 슬롯(15)내에 완전히 수납되도록 하는 것이 가능하다. 그렇기 때문에, 양 다리부(2a)의 아아크에 의한 손상이 적고, 그에 따라 용융 금속의 비산이 적다. 게다가, 그리드(2)는 슬롯(15)에 압입하기만 해도 고정되므로, 접착이나 코킹 가공 등의 수고를 요하지 않는다.

한편, 그리드(2)와 자기 구동 철심(13)이 연장하고 좌우 측벽(14a)이 좁은 간격으로 대향하는 절연체(14)는 그 내측 공간이 폐쇄적이다. 그렇기 때문에, 아아크 가스의 발생에 의한 아아크 주위의 내압 상승이 크고, 이것에 의해 압축된 아아크의 전압 상승도 현저하다. 그 경우, 이 내압은 먼저 절연체(14)에 의해 막아지므로 내압 상승이 큼에도 불구하고, 회로 차단기 본체의 케이스나 커버에 대한 압력부하는 작다.

또한, 두께가 큰 측벽(14a)은 아아크와 접촉하기 쉽고, 절연체(14)로부터 다량의 아아크 소멸성 가스가 발생하기 때문에, 아아크는 디-이온 작용을 받는 동시에 비교적 저온인 벽면에서 냉각되어 신속하게 절연성을 회복한다. 그 경우, 절연체(14)의 성형 재료로서 아아크 냉각 효과가 높은 수소 가스가 발생하기 쉬운 폴리메틸 펜텐수지, 폴리메칠 메타크릴산수지, 폴리아세틸수지, 폴리부틸렌 테레프탈산수지, 폴리카보네이트수지 등을 이용하면 차단 성능이 한층 향상된다.

제4도는 절연체(14)의 측벽(14a)의 슬롯(15)의 주위에서 그리드(2)를 덮는 장출부(14d)를 일체 형성한 실시예의 주요부의 사시도이다. 도면은 장출부(14d)를 중심에서 절단하여 그 한쪽을 측벽(14a)의 내측에서 나타낸 것이지만, 장출부(14d)는 좌우의 측벽으로 연장하는 "U" 자형으로 형성되고, 앞면(도면의 좌단면)만 개구된 자루형으로 되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 그리드(2)는 슬롯(15)로부터 노출되는 상하면 몇 U 자형의 절삭부(16)에 따르는 내주면까지도 모두 절연체(14)로 씌워져서 아아크로부터 완전히 보호된다.

제5도는 양 다리부(2a)의 전단부 외측에 슬롯(15)의 저면에 맞물리는 네일부(2c)를 일체로 설치한 그리드(2)의 실시예를 도시하는 것이다. 네일부(2c)의 측면간 치수는 슬롯(15)의 저면간 치수보다 약간 크게 설정되어 있고, 그리드(2)가 슬롯(15)에 압입될 때는 다리부(2a)가 내측으로 탄성 변형하여 네일부(2c)의 속까지 진입하여 슬롯(15)의 저면에 맞물린다. 이러한 구성에 의하면, 그리드(2)의 고정이 보다 확실해지고, 회로 차단기의 통전 전류에 기초한 교호 자계에 의해 그리드(2)가 진동하는 현상이 없어진다.

제6도는 자기 구동 철심(13)에 아아크혼(9)을 일체 형성한 실시예를 도시하는 것이다. 자기 구동 철심(13)은 예를 들어 철판에서의 프레스 성형에 의해 제작가능하고, 그 때에 아아크혼(9)도 절곡에 의하여 도시한 대로 일체 형성하면, 부품수가 감소되어 구성이 한층 간소해진다.

제7도는 절연체(14)의 개폐 기구측의 단부에 측벽(14a) 사이를 차폐하는 차폐벽(14e)을 일체 형성한 실시예를 도시한 것으로, (A)는 정면도이고, (B)는 그 종단면도이다. 차폐벽(14e)에는 가동 접촉자(1)의 이동 경로에 따라서 상하에 슬릿(18)이 설치되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 절연체(14)내에 생긴 아아크 가스의 개폐 기구부로의 이동이 차폐벽(14e)으로 저지되고, 아아크 가스 중의 접점 용융물등의 부착에 의한 개폐 기구의 동작 불량이나 절연 강도 저하의 위험이 감소된다. 또한, 절연체(14)의 내측 공간이 보다 폐쇄적으로 되고, 내압 상승에 의한 아아크 소멸 작용도 한층 촉진된다.

또한, 제7도의 실시예에서는 절연체(14)의 앞면측(도면의 좌측)의 단부에 있어서, 측벽(14a)의 대향면에는 슬롯(15)와 교차하여 세로홈(19)이 설치되며, 이 세로홈(19)에 섬유 등으로 구성된 직사각형의 차폐판(20)(쇄선으로 도시)이 화살표로 표시된 바와 같이 삽입되도록 되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 절연체(14)내의 내압 상승은 보다 현저해지고 차단 성능이 한층 향상된다. 또, 그 경우에 내압이 지나치게 높아져서 절연체(14)가 파손될 위험이 있으면, 차폐판(20)에 적당하게 구멍을 뚫어 압력을 조정한다. 이 종류의 차폐판은 통상은 회로 차단기 본체의 몰드 케이스에 장착되어 있지만, 절연체(14)에 장착하면 차폐판(20)이 아아크 소멸 장치에 짜넣어져서 조립 구성이 간단해진다.

제8도 및 제9도는 절연체에 전원측에서 삽입된 그리드를 방호판으로 눌러 고정하는 실시예를 도시하는 것으로, 제8(A)도는 방호판의 정면도, (B)는 그 측면도, 제9(A)도는 절연체의 정면도, (B)는 그 측면도이다. 여기서, 본 실시예에서는 절연체(14)에 내압 상승을 목적으로 하는 차폐판은 장착되어 있지 않고, 아아크 가스 배출구(제9(B)도의 좌측 개구)로부터의 이물의 침입을 방지하기 위해서 방호판(21)이 절연체(14)에 장착된다.

방호판(21)은 나이론 등의 내활성 수지로 제8도의 형상으로 일체 성형되며, 제9도의 절연체(14)에 있어서의 측벽(14a)의 전원측 단면(제 9(B)도의 좌측 단면)에 따르는 좌우 한 쌍의 누름판(21a)과, 이들을 상단부에서 연결하는 연결판(21b)과 누름판(21a)간의 개구를 전후의 극간을 통하여 막는 직사각형의 가리개판(21c)과, 일단부가 누름판(21a)의 하단부에 연결되는 좌우 한 쌍의 U 형의 부착각(21d)과, 이 부착각(21d)의 타단부와 가리개판(21c)의 하단부를 연결하는 좌우 한 쌍의 연결막대(21e)와, 누름판(21a)의 상단부에서 연장되는 좌우 한 쌍의 훅(21f)으로 구성되어 있다. 그리고, 누름판(21a)의 측벽(14a)과 대면하는 측(제 8(B)도의 우측)에는 슬롯(15)에 맞추어 누름 돌기(21g)가 다단으로 설치되며, 또한 부착각 (21d)의 하면에는 작각 "山"형의 계합(係合) 돌기(21h; meshing claw)가 설치되어 있다.

한편, 절연체(14)는 측벽(14a)의 전원측 단면으로부터 부하측 단면(제 9(B)도의 우측 단면)의 바로 앞까지 슬롯(15)가 형성되고, 측벽(14a)의 상부에 방호판(21)의 훅(21f)에 맞추어 계합 단부(14f)가 설치되어 있다. 이 절연체(14)에는 그 전원측에서 그리드(2)가 삽입된 후, 방호판(21)은 훅(21f)이 계합 단부(14f)에 계지(係止)되고, 이어서 부착각(21d)이 측벽(14a)의 오목부(17)에 압입되어 제9(B)도에 쇄선으로 도시한 바와 같이 장착된다. 또, 현재의 경우, 오목부(17)의 앞면 하부에는 벽(14g)이 설치되어 있고, 오목부(17)에 압입된 부착각(21d)은 계합돌기(21h)가 벽(14g)에 계지되어 고정된다. 이 상태로 누름판(21a)은 측판(14a)의 단면에 접하여, 누름돌기(21g)로 그리드(2)의 단면을 눌러 이것을 고정시킨다. 이것에 의해, 슬롯(15)의 압입만으로는 진동이 생기는 경우에도 그리드(2)는 확실히 고정된다. 한편, 방호판(21)은 가리개판(21c)에 의해 절연체(14)의 개구를 전후의 극간을 통하여 막고, 전선층 등의 이물의 침입을 저지하는 동시에 상기 극간으로부터 아아크 가스를 방출시킨다.

제10도~제14도는 절연체에 부하측으로부터 삽입된 그리드를 절연 격벽으로 눌러 고정시키는 실시예를 도시하는 것으로, 제10도는 절연체와 이것에 삽입되는 그리드의 사시도이고, 제11도는 절연체의 저면도이고, 제12(A)도는 절연 격벽의 정면도이고, (B)는 그 B-B 선에 따른 단면도이고, (C)는 그 배면도이고, (D)는 (B)의 평면도이고, 제13(A)도는 방호판의 정면도이고, (B)는 그 측면도이고, 제14도는 제10도의 절연체를 고정 접촉자에 장착한 상태의 측면도이다.

제10도에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서의 절연체(14)에는 측벽(14a)의 부하측 단면으로부터 전원측 단면의 바로 앞까지 슬롯(15)이 형성되고, 부하측에서 화살표 방향으로 슬롯(15)에 삽입된 그리드(2)는 제14도에 도시한 바와 같이 절연체(14)에 장착된 절연 격벽(22)에 의해 단면이 눌러져서 고정된다. 절연 격벽(22)은 제7도에 있어서의 절연체(14)에 일체 형성된 차폐벽(14e)으로 교체하여 장착되는 것으로, 절연체(14)내에서 생긴 아아크 가스의 개폐 기구부로의 이동을 저지하며, 아아크 가스중의 접점 용융물 등의 부착에 의한 개폐 기구의 동작 불량 및 절연 강도의 저하를 방지한다.

제12도에 있어서, 폴리에스테르 등의 내활성 수지로부터 일체 성형된 절연 격벽(22)은 가동 접촉자(1)(제3도)의 이동 경로에 따른 슬릿(23)이 설치된 평판상의 격벽 본체(22a)와, 고정 접촉자(5)(제14도)의 되접어 꺾은 부분을 씌우는 역 U자형의 접촉자 커버(22b)로 구성되어 있다. 그리고, 격벽 본체(22a)에는 슬릿(23)의 양측에 그리드(2)를 누르는 혀모양의 누름편(22c)이 "コ"자형의 홈에 의해 상하로 배열 형성되며, 또한 그 외측에 후술한 바와 같이 절연체(14)에 감합(嵌合)하는 좌우 한 쌍의 돌출부(22d)가 형성되어 있다. 또한, 접촉자 커버(22b)의 양측에는 후술한 바와 같이 절연체(14)에 감합하는 좌우 한 쌍의 훅(22e)이 설치되어 있다. 누름편(22c)의 각 전단부에는 상하로 적층되는 그리드(2)의 단면 위치에 맞추어 돌출 높이가 위에서 아래로 점증하는 누름 돌기(22f)가 설치되어 있다.

상기 절연 격벽(22)은 그리드(2)가 삽입된 절연체(14)에 그 저부로부터 감입된다. 즉, 제11도에 도시한 바와 같이 절연체(14)의 오목부(17)의 부하측(도면의 우측)의 벽에는 절연 격벽(22)의 훅(22e)에 맞추어 슬릿(14h)이 넣어져서 이 부분에 계합 단부(14)가 형성되어 있다. 그래서, 절연 격벽(22)의 접촉자 커버(22b)를 절연체(14)의 측벽(14a)간의 공간(24)에 그 저부로부터 맞추고, 동시에 훅(22e)의 기부를 슬릿(14h)에 맞추어서 절연 격벽(22)을 절연체(14)에 아래에서 위로 삽입한다. 그 동안, 절연 격벽(22)의 격벽 본체(22a)는 돌출부(22d)가 측벽(14a)의 단면과 간섭하여 제14도에 쇄선으로 도시한 바와 같이 탄성적으로 만곡 변형하지만, 이윽고 이 돌출부(22d)가 측벽(14a)의 단면에 설치된 도시 생략한 오목부에 달하면, 돌출부(22d)는 이것에 들어가서 감합하고, 절연 격벽(22)은 제14도에 실선으로 도시한 바와 같이 장착된다. 이 상태로 절연 격벽(22)의 누름 돌기(22f)는 각 그리드(2)의 단면을 눌러 이것을 고정시킨다.

한편, 제13도에 있어서, 본 실시예에 있어서의 방호판(21)은 'H' 형의 홈(25)에 의해 상하 한 쌍의 혀모양의 밸브체(21i)가 형성되며, 또한 하부에는 단면 "く"자형의 부착부(21j)가 설치되어 있다. 이것에 대하여 제10도에 있어서, 절연체(14)에는 연결부(14c)에 방호판(21)의 부착부(21j)에 대응하여 슬릿형의 부착 구멍(25)이 전후로 관통하도록 설치되고, 또한 측벽(14a)의 전원측 단면의 상부에 방호판(21)의 상단의 좌우 양 어깨부(21k)에 맞추어 부착홈(26)이 설치되어 있다. 그래서, 방호판(21)은 먼저 상단 어깨부(21k)를 부착홈(26)에 하측에서 삽입하고, 이어서 부착부(21j)를 부착구멍(26)에 전방에서 삽입하여 제14도에 도시한 바와 같이 절연체(14)에 장착한다. 도시는 생략하지만 부착구멍(26)의 하연부에는 계합 돌기가 설치되고, 부착구멍(26)에 삽입된 부착부(21j)는 계합 구멍(28)이 이 계합 돌기에 감합하여 계지된다.

방호판(21)은 전류 차단시에는 절연체(14)의 내압 상승에 의해 밸브체(21j)가 제13(B)도에 쇄선으로 도시한 바와 같이 밀어서 열고, 아아크 가스를 배출시킨다. 여기서 제11도에 도시한 바와 같이, 절연체(14)의 측벽(14a) 간의 공간(24)은그 폭이 고정 접점(7)의 부근에서 전원측을 향하여 "ハ" 자형으로 넓혀져 있다. 이러한 구성에 의하면 아아크 가스가 전원측에 팽출하기 쉽게 되기 때문에, 고정 접점(7)상에서 발생한 아아크가 상기 아아크 가스의 압력으로 전원측으로의 이동을 재촉하고, 고정 접점(7)상에서의 체류 시간이 짧아지기 때문에 고정 접점(7)의 소모가 적어진다. 방호판(21) 및 절연 적벽(22)이 장착된 절연체(14)는 제14도에 도시한 바와 같이, 오목부(17)를 통하여 자기 구동 철심(13)에 피감된다. 또, 제14도에서는 자기 구동 철심(13)은 제6도에 도시한 아아크혼 일체형인 것을 이용하고 있다.

이상의 실시예는 자기 구동 철심(13)을 구비한 회로 차단기에 관한 것이지만, 몰드 수지의 절연체로 그리드를 지지하는 구성을 자기 구동 철심을 가지지 않은 회로 차단기에 적용된 실시예를 제15도 및 제16도에 도시한다. 여기서 제15도는 절연체 및 그리드를 세로로 절단하여 나타낸 상태의 가동· 고정 접촉자 부분의 사시도이고, 제16도는 주요부의 분해 사시도이다. 이 실시예는 자기 구동 철심이 없는 점을 제외하면, 제1도 및 제2도에 도시한 실시예와 실질적으로 동일한 구성이다. 단지, 이 경우는 절연체(14)는 측벽(14a)의 하단면이 고정 접촉자(5)에 있어서 주본체 부분(5b)의 상면에 접하여 지지되며, 또한 그리드(2)를 누르는 역할도 하는 방호판(29)에는 제16도에 도시한 바와 같이 가스 배출 밸브(30)가 설치되어 있다. 또, 이 경우는 슬롯(15)에 있어서 그리드(2)의 다리부(2a)가 수납되는 부분은 측벽(14a)의 내측이 폐쇄되어 있으며, 다리부(2a)는 훅으로부터 완전하게 차폐되게 되어 있다 .

제16도에 있어서 방호판(29)은 가소성이 있으며, 또한 내호성이 강한 나일론 등의 수지로부터 일체 성형되어 전면판(29a), 그 양측의 측판(29b) 및 그 상단부 사이에 걸친 상면판(29c)으로 구성되며, 상면판(29c)의 연장상에는 상부 훅(29d)이 형성되고, 또한 전면판(29a)의 연장상에 하부 훅(29e)이 형성되어 있다. 가스 배출 밸브(30)는 전면판(29a)내에 제13도에서와 동일한 H 형인 슬릿을 통하여 상하가 개방된 한 쌍의 밸브체(30a)가 일체 형성되어 구성되고, 전류 차단시에는 밸브체(30a)가 가스압에 의해 쇄선으로 도시된 바와 같이 탄성 변형하여 아아크 가스를 배출한다. 방호판(29)은 절연체(14)의 부착구멍(26)에 하부 훅(29e)이 삽입되어 도시 생략한 계합 돌기에 계지되며, 이어서 상부 훅(29d)이 계합 단부(14f)에 계지되어 장착된다. 이 장착 상태에서 방호판(29)의 측판(29b)은 슬롯(15)의 단면에 대면하여 그리드(2)를 누른다.

그런데, 전원 차단시에 있어서 상술한 I²t(I: 통과 전류, t: 아아크 시간) 및 아아크 파워(Ap)(통과 전류와 아아크 전압과의 곱)은 절연체(14)의 측벽(14a)의 간격 G(제15도 참조)의 영향을 받는다. 제18도의 선도는 그 관계를 예를 들어 G=8mm 인 경우를 100% 로 하여 도식적으로 도시한 것이다. 도면에 있어서 측벽 간격(G)이 작아지면 I²t 는 감소하고, 역으로 Ap 은 증대한다. 이것은 측벽 간격 G 이 작아지면 절연체(14)내의 공간이 감소되는 한편, 아아크와 측벽(14a)이 접근하여 절연체(14)로부터의 가스 발생량이 증가하고, 아아크의 압축과 냉각 양방의 작용이 높아져서 전류(I)가 감소하는 한편, 아아크 전압이 그 이상으로 상승하기 때문이다. 즉, 측벽 공간(G)이 작을수록 아아크 소멸 성능은 향상된다. 그러나, 아아크 파워(Ap)가 증가하면 회로 차단기의 내압이 상승하고, 케이스나 커버에 대한 부하력이 증가하며, 이것을 파손하는 위험이 발생한다. 따라서, 측벽 간격(G)은 회로 차단기의 차단 용량과 케이스나 커버의 강도를 균형있고 적절하게 설정할 필요가 있다.

제17도는 절연체(14)에 보조 측벽(31)을 장치하고, 상기 측벽 간격(G)을 용이하게 조정할 수 있도록 한 실시예를 도시한 것이다. 보조 측벽(31)은 절연체(14)와 동질의 몰드 수지로 성형되어 좌우로 직립하는 한 쌍의 측벽(31a)과 이들을 개폐 기구 측(제17도의 우측)의 하부에서 연결되는 수평인 연결판(31b)으로 구성되며, 측벽(31a)의 상단부에 훅(31c)을 구비하고 있다. 보조 측벽(31)은 도시한 대로 절연체(14)에 그 아랫쪽에서 삽입되고, 훅(31c)이 측벽(14a)의 내측 상부의 도시생략한 오목부에 계합하도록 장착된다. 보조 측벽(31)이 장착된 절연체(14)가 고정접촉자(5)에 부착되면, 보조 측벽(31)의 연결판(31b)은 고정 접촉자(5)의 되접어 꺾은 단부(5a)의 윗면에 접한다. 이와 같은 구성에 의하면 측벽(31a)의 간격(G)을 바꾼 보조 측벽(31)을 장착함으로써, 1 종류의 절연체(14)를 이용하여 개개의 회로 차단기의 필요 성능과 케이스나 커버의 강도에 따른 최적인 측벽 간격(G)을 설정할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 그리드의 지지판과 자기 구동 철심의 절연 부재가 일체화되어 구조가 간소해지고, 조립 작업이나 부품 관리가 용이해진다.

(2) 몰드 수지로 구성되는 절연체는 측벽의 두께를 충분히 취할 수 있으므로, 슬롯을 깊게 하여 그리드를 그 속으로 숨겨서 그리드를 아아크로부터 보호할 수 있다. 특히, 슬롯의 주위에 그리드에 덮이는 장출부를 일체 형성하면, 그리드의 노출면을 없애고 아아크에 의한 그리드의 손상을 완전히 방지할 수 있다.

(3) 그리드는 슬롯에 압입하기만 해도 고정할 수 있고, 접착이나 코킹 가공은 불필요하므로, 조립 공정수를 감소시킬 수 있다.

(4) 그리드를 지지하는 절연체는 내측 공간이 폐쇄적이므로, 전류 차단시의 내압 상승이 현저하고, 아아크의 압축 작용에 의한 아아크 전압의 상승이 커져서 뛰어난 차단 성능을 얻을 수 있다.

(5) 전류 차단시의 내압 상승이 절연체에 의해 막아지므로, 몰드 케이스에 대한 압력 부하가 감소하고, 그 내압 설계 조건이 완화된다.

(6) 절연체의 측벽 두께를 크게 취함으로써, 절연체와 아아크를 접근시켜 절연체로부터 다량의 아아크 소멸성 가스를 발생시켜서 아아크의 냉각 효과를 높일 수 있다.

(7) 가동 접촉자의 이동 경로를 제외하고 측벽 사이를 차폐하는 차폐벽을 절연체의 개폐 기구측 단부에 일체 형성하고, 또한 반대측의 단부에 차폐판을 장착하면, 내압 상승은 보다 현저해지고, 아아크의 압축에 의한 아아크 소멸 작용이 한층 높아진다.

(8) 절연체로의 그리드의 삽입은 전원측 및 부하측의 어느 쪽에서도 가능하지만, 전원측에서 삽입한 경우에는 절연체에 장착한 방호판으로, 또한 부하측에서삽입한 경우에는 동일하게 절연 격벽에서 그리드를 눌러 고정을 확실하게 함으로써, 교호 자계에 의한 그리드의 진동을 유효하게 억제시킬 수 있다.

(9) 절연체의 측벽간 공간의 폭을 고정 접점 부근에서 전원측을 향하여 "ハ" 자형으로 넓히면, 아아크 가스의 압력에 의한 아아크의 전원측으로의 이동이 촉진되고, 아아크의 체류 시간이 단축되어 고정 접점의 소모가 적어진다.

(10) 절연체의 좌우의 측벽의 내측에 보조 측벽을 장착함으로써, 절연체의 내부 공간의 폭을 개개의 회로 차단기의 필요 성능과 케이스나 커버의 강도에 맞추어 적정하게 설정하는 것이 용이하다.

제1도는 본 발명의 실시예를 도시하는 주요부의 사시도.

제2도는 제1도에 있어서의 절연체와 그리드의 분해 사시도.

제3도는 제1도에 있어서의 가동· 고정 접촉자 부분의 사시도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 절연체 측벽의 내측에서 본 주요부의 사시도.

제5도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 그리드의 사시도.

제6도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 자기 구동 철심의 사시도.

제7도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있으며, (A)는 절연체의 정면도, (B)는 그 종단면도.

제8도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있으며, (A)는 절연체의 정면도, (B)는 그 측면도.

제9도는 제8도의 절연체에 장착하는 방호판을 도시하고 있으며, (A)는 정면도, (B)는 그 측면도.

제10도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 절연체와 그리드의 분해 사시도.

제11도는 제10도의 절연체의 저면도.

제12도는 제10도의 절연체에 장착하는 절연 격벽을 도시하고 있으며, (A)는 정면도, (B)는 B-B 선에 따른 단면도, (C)는 그 배면도, (D)는 (B)의 평면도.

제13도는 제10도의 절연체에 장착하는 방호판을 도시하고 있으며, (A)는 정면도, (B)는 그 측면도.

제14도는 제10도의 절연체를 고정 접촉자에 장착한 상태의 측면도.

제15도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 요부를 절단한 절연체 부분의 사시도.

제16도는 제15도의 분해 사시도.

제17도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 절연체와 이것에 장착되는 보조 측벽의 사시도.

제18도는 제15도에 있어서 절연체의 측벽 간격 G 와 I²t 및 아아크 파워 Ap와의 관계를 모식적으로 도시한 선도.

제19도는 종래예를 도시하는 아아크 소멸 장치의 사시도.

제20도는 제19도의 아아크 소멸 장치를 구비한 종래의 회로 차단기의 전원측 부분의 종단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 가동 접촉자

2 : 그리드

4 : 전원측 단자

5 : 고정 접촉자

7 : 고정 접점

9 : 아아크혼

13 : 자기 구동 철심

14 : 절연체

14a : 측벽

14d : 장출부(張出部)

14e : 차폐벽

15 : 슬롯(slot)

17 : 오목부

20 : 차폐판

21, 29 : 방호판

22 : 절연 격벽

30 : 가스 배출 밸브

31 : 보조 측벽

Claims

"U"자형으로 되접어 꺾이고, 그 되접어 꺾인 부분에 고정 접점이 설치된 고정 접촉자와,

고정 접점에서 접촉할 수 있도록 고정 접촉자와 인접하게 배치되는 가동 접촉자와,

고정 접촉자와 가동 접촉자 사이의 공간에 수직 방향으로 다단으로 형성되고, 고정 접촉자와 가동 접촉자를 둘러싸도록 고정 접촉자에 인접하게 배치되는 그리드와,

고정 접촉자와 가동 접촉자 주위에 배치되는 일체 성형의 절연체를 포함하고,

상기 절연체는 서로 마주보는 한 쌍의 측벽과, 그 측벽의 대향면에 수직 방향으로 이격 배치되고 다단으로 형성된 슬롯과, 상기 절연체와 몰드 수지에 의하여 일체 성형된 복수의 장출부를 포함하고,

각 장출부는, 상기 측벽에 서로 마주보도록 형성되고 장출부 내에서 공간을 형성하는 2개의 슬롯을 둘러싸도록 측벽 사이에서 연장함으로써, 그리드가 그 공간에 삽입될 수 있게 하고, 장출부에 의하여 그리드가 덮히게 하며, 장출부에 의하여 덮힌 그리드가 수직 방향으로 다단 형성되는 회로 차단기.
제1항에 있어서,

절연체의 개폐 기구측의 단부에 가동 접촉자의 이동 경로를 제외하고 측벽 사이를 차폐하는 차폐벽을 일체 형성한 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
제2항에 있어서,

그리드를 삽입하는 슬롯을 절연체 측벽의 전원측 단면으로부터 부하측 단면의 바로 앞까지 형성하고, 상기 슬롯에 삽입된 상기 그리드를 상기 절연체에 장착한 방호판으로 눌러 고정시킨 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
제3항에 있어서,

전류 차단시에 발생하는 아아크 가스를 밸브체의 탄성 변형에 의해 배출되는 가스 배출 밸브를 방호판으로 설치한 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
제4항에 있어서,

절연체의 측벽간의 공간의 폭을 고정 접점 부근에서 전원측으로 향하여 "ハ"자형으로 넓힌 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
제5항에 있어서,

절연체의 좌우 측벽의 내측에 이들 측벽의 간격을 조정하는 보조 측벽을 장착한 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
"U"자형으로 되접어 꺾이고, 그 되접어 꺾인 부분에 고정 접점이 설치된 고정 접촉자와,

고정 접점에서 접촉할 수 있도록 고정 접촉자와 인접하게 배치되는 가동 접촉자와,

고정 접촉자와 가동 접촉자 사이의 공간에 수직 방향으로 다단으로 형성되고, 고정 접촉자와 가동 접촉자를 둘러싸도록 고정 접촉자에 인접하게 배치되는 그리드와,

고정 접촉자와 가동 접촉자 주위에 배치되는 일체 성형의 절연체를 포함하고,

상기 절연체는 서로 마주보는 한 쌍의 측벽을 포함하고, 그 측벽의 대향면에는 그리드가 슬롯 내부로 삽입될 수 있도록 수직 방향으로 복수의 슬롯이 이격 적층 배치되고,

절연체의 좌우 측벽의 내측에 이들 측벽의 간격을 조정하는 보조 측벽을 장착한 회로 차단기.