KR100400779B1 - 열동형 과부하 계전기의 오동작 방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열동형 과부하 계전기에 관한 것으로서, 종래 구성을 개선하여 기기에 충격이나 진동이 발생되었을 경우에 온도보상 바이메탈 및 판스프링이 유동되지 못하도록 견고하게 지지하여 줌으로써 이로 인한 기기의 오동작이 방지되도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 주 케이스(1) 내에 구비되어 과전류 또는 결상시 가열체의 발열에 의해 일측으로 만곡되는 주 바이메탈(2)과, 상기 주 바이메탈의 자유단에 연결되어 주 바이메탈(2)의 만곡 변위에 따라 일측으로 이동되는 시프터(4)와, 상기 주 케이스(1) 상부에 구비된 보조 케이스(5) 및 그 배면에 결합된 보조 커버(6)와, 상기 보조 케이스(5) 내에 구비되고 하단이 시프터(4)의 선단부와 접촉된 온도보상 바이메탈(7)과, 상기 온도보상 바이메탈이 일측에 고정된 상태로 시프터(4)에 의해 회동되는 석방레버(8)와, 상기 석방레버의 하단에 접속된 상태로 석방레버(8)의 회동에 따라 반전동작을 수행하는 반전기구(18)와, 보조 케이스(5) 상에 회전가능하게 구비되어 트립전류값을 가변하기 위한 조정다이얼(9)과, 상기 조정다이얼의 조작에 따라 일측으로 회동되는 조정링크(10)와, 상기 조정링크의 일측에 탄력적으로 결합된 판스프링(11)으로 구성된 것에 있어서, 상기 석방레버(8)의 상단부 양측에는 사각 형태로 유동방지턱(100)이 각각 형성되고, 온도보상 바이메탈(7)의 상단부에는 상기 각 유동방지턱(100) 사이에 끼워지도록 유동방지홈(200)이 형성되며, 상기 석방레버(8)의 유동방지턱(100)에 온도보상 바이메탈(7)의 유동방지홈(200)이 끼워진 상태에서는 상기 온도보상 바이메탈(7)이 유동되지 않도록 석방레버(8) 상에 링 고정편(300)이 결합된 것을 특징으로 한다.

Description

열동형 과부하 계전기의 오동작 방지구조{structure for preventing malfunction of Thermal Overload Relay}

본 발명은 열동형 과부하 계전기에 관한 것으로서, 좀 더 상세히 기술하면 기기 자체적으로나 외부로부터 발생된 충격 또는 진동에 의해 온도보상 바이메탈 및 판스프링이 유동되지 않도록 하여 이로 인한 기기의 오동작이 방지되도록 한 것이다.

일반적으로 열동형 과부하 계전기는 전자접촉기와 함께 전자개폐기를 구성하여 모터에 통전되는 전류가 미리 설정한 전류값 이상이 되면 지정시간 후에 회로를 트립하여 모터가 소손됨을 방지하는 역할을 수행하는 전기기기이다.

상기 모터에는 통상 3상(R상, S상, T상)의 전류가 흐르는데, 이 때 상기 3상 중에 어느 한 상이라도 끊어져 전류가 흐르지 않게 된 때에는 나머지 상으로 전류가 집중됨에 따라 과부하가 발생되고, 이에 따라 온도상승으로 인해 권선 절연이 손상되는 등의 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 이를 방지하기 위해 통상 모터에는 과부하 또는 결상시 소손을 방지하도록 열동형 과부하 계전기가 설치됨이 일반적이라 하겠다.

그럼, 여기서 이러한 열동형 과부하 계전기의 종래 구성을 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 열동형 과부하 계전기는 크게 과전류에 의해 발열하는 히터부와, 상기 히터부의 발열에 따라 기구적으로 작동하여 접점을 트립(trip)시키는 개폐기구부로 구성된다.

상기 히터부의 구성은 외관을 형성하는 주 케이스(1) 내에 설치되어 온도상승에 따라 일측으로 만곡되는 주 바이메탈(2)과, 상기 주 바이메탈의 둘레에 감겨진 가열체(3)로 구성되고, 상기 주 케이스(1)의 상부에는 주 바이메탈(2)의 자유단에 접촉된 상태로 주 바이메탈에 열이 가해져 만곡 변위가 발생시 일측으로 수평이동되는 시프터(4)로 구성되어 있다.

또한 개폐기구부의 구성은 상기 시프터(4)의 상단에 구비된 보조 케이스(5) 및 그 배면에 결합된 보조 커버(6)와, 상기 시프터(4)의 선단에 접촉된 상태로 시프트의 좌, 우 이동에 따라 회동되는 온도보상 바이메탈(7)과, 상기 보조 케이스(5) 내에 하단이 축을 중심으로 회동가능하게 결합된 석방레버(8)와, 상기 보조 케이스(5)의 상부에 회전가능하게 구비된 조정다이얼(9)과, 상기 석방레버(8)의 회동축에 핀으로 연결되어 조정다이얼(9)의 회전에 따라 석방레버(8)의 회동축 위치를 조정하는 조정링크(10)와, 상기 조정링크의 일단에 탄력적으로 결합된 판스프링(11)으로 구성되어 있다.

또한 상기 개폐기구부의 하방에는 개폐기구부의 동작에 따라 접점이 접속 또는 분리되면서 회로를 개폐하는 접점부가 더 설치되는데, 상기 접점부의 구성은 서로 절연된 상태의 통상 개방접점과 통상 폐쇄접점으로 구분되어 있다.

여기서, 상기 통상 개방접점은 도 1을 참조하면 평시 개방된 상태로 있는 제1가동단자(12) 및 제1고정단자(13), 제2고정단자(14)로 이루어지고, 통상 폐쇄접점은 평시 폐쇄된 상태로 있는 제2가동단자(15) 및 제3고정단자(16),제4고정단자(17)로 이루어져 있다.

이 때, 상기 석방레버(8)의 끝부분은 그 하방에 플랙시블하게 고정된 반전기구(18)의 상편과 접촉되어있고, 그 하단에 위치된 반전기구의 하편은 압축스프링(19)이 끼워져 있음에 따라 반전운동시 탄력을 부여받도록 되어 있다.

또한 상기 반전기구(18)의 압축스프링(19)이 끼워진 일단은 보조 케이스(5) 내에서 반전운동시 상, 하로 수직이동되는 보조 홀더(20)에 고정되어 있다.

그럼 여기서, 이러한 구성요소들의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 회로에 과부하가 발생되면, 주 바이메탈(2)에 감겨진 가열체(3)가 발열되면서 이로 인해 주 바이메탈(2)이 도면상 우측으로 만곡되고, 이에 따라 시프터(4)를 우측으로 밀어내게 된다.

이 때, 상기 시프터(4)가 온도보상 바이메탈(7)의 자유단과 접촉된 상태임을 감안하면 상기와 같이 시프트(4)가 우측으로 밀려난 때에는 온도보상 바이메탈(7)이 도면상 반시계 방향으로 회동되어짐은 이해 가능하다.

또한 상기 온도보상 바이메탈(7)은 석방레버(8)에 고정되어 있으므로 결국 주 바이메탈(2)이 우측으로 만곡됨에 의해 석방레버(8)가 반시계 방향으로 회동하게 된다.

이 때, 상기 석방레버(8)는 회동축을 중심으로 반시계 방향으로 회동되며, 평시 접촉된 상태로 있던 반전기구(18) 및 압축스프링(19)을 하방으로 눌러 가압하게 되고, 이에 따라 상기 반전기구(18) 및 압축스프링(19)은 반전운동을 하여 상방으로 휘어진 상태가 된다.

따라서, 평시 폐로상태에 있던 통상 폐쇄접점의 제2가동단자(15)와 제4고정단자(17)가 서로 분리되면서 개로상태로 되는 반면, 개로상태에 있던 통상 개방접점의 제1가동단자(12)는 제2고정단자(14)에 접촉됨으로써 폐로상태로 전환된다.

이로써, 상기한 작용에 의해 모터에 통전되는 과전류가 한곳으로 집중됨이 방지되므로 모터의 소손을 방지하게 된다.

또한 상기와 같이 반전기구(18)가 상방으로 반전동작을 한 후, 이를 다시 원위치로 복귀시키고자 할 때에는 보조 케이스(5)의 상부에 구비된 리셋버튼을 누름에 따라 반전기구(18)가 가압되면서 순간적으로 원위치로 복귀하게 된다.

한편, 초기 설정된 기기의 트립전류값을 가변시키고자 할 때에는 보조 케이스(5)의 상부에 구비된 조정다이얼(9)을 돌려서 조정이 가능한데, 이를 도 1 또는 도 2를 참조하여 보다 자세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 작업자가 드라이버 등의 공구를 이용하여 상기 조정다이얼(9)을 일방향으로 회전시키면, 이 때 상기 조정다이얼(9)의 하단부가 나사산 형태로 되어있음을 감안할 때, 상기 조정다이얼(9)의 하단부 나사산에 슬라이딩하도록 접촉된 조정링크(10)가 조정다이얼(9)의 회전에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회동하게 된다.

이로 인해 조정링크(10)가 일방향으로 일정량만큼 회동되면, 이와 기구적으로 연동된 석방레버(8)의 회동축 위치가 변경되므로 이에 따라 기기의 트립전류값이 더 커지거나 작아지도록 조정된다.

또한 상기 석방레버(8)의 일측에는 판스프링(11)이 탄력적으로 결합된 상태이므로 상기와 같이 조정링크(10)가 일방향으로 회동될 때에는 상기 판스프링(11)이 팽창 또는 수축되면서 일방향으로 회동된 조정링크(10)를 파지하여 설정된 트립전류값이 변화되지 않도록 안정적으로 지지하는 역할을 하게 된다.

그러나, 도 3을 참조할 때, 종래에는 기기의 조립시 석방레버 상에 단순히 온도보상 바이메탈을 안착시킨 상태로 그 상단에 고정편(21)을 열을 가해 융착하였기 때문에 기기에 작은 충격이나 진동이 발생된 경우에도 상기 온도보상 바이메탈이 좌, 우 또는 전, 후방향으로 유동되어짐에 따라 기기의 동작시 상기 온도보상 바이메탈의 직선운동에 대한 변위량이 달라져 기기가 오동작하게 되는 문제점이 있었다.

또한 도 2를 참조하면, 상기 보조 케이스 내에 조정링크를 조립하는 과정에서 통상 보조 케이스의 뒷부분에 장착되는 보조커버와 판스프링 사이의 조립간격을 1㎜ 정도 두게 되는데, 이 때에도 상기 온도보상 바이메탈의 경우와 같이 마찬가지로 기기에 충격이나 진동이 발생된 경우에는 판스프링이 상기한 조립간격 내에서 유동되므로 기기가 오동작하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 종래 구성을 개선하여 기기에 충격이나 진동이 발생되었을 경우에 온도보상 바이메탈 및 판스프링이 유동되지 못하도록 견고하게 지지하여 줌으로써 이로 인한 기기의 오동작이 방지되도록 하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 열동형 과부하 계전기의 내부 구성도

도 2는 도 1에서 개폐기구부 구성만을 확대하여 보인 정면도 및 측면도

도 3은 종래 석방레버와 온도보상 바이메탈의 결합구조를 보인 요부 개략도

도 4는 본 발명에 따른 석방레버와 온도보상 바이메탈의 결합구조를 보인 요부 개략도

도 5는 본 발명에 따른 보조 커버의 조립 상태도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 주 케이스 2 : 주 바이메탈

3 : 가열체 4 : 시프터

5 : 보조 케이스 6 : 보조 커버

7 : 온도보상 바이메탈 8 : 석방레버

9 : 조정다이얼 10: 조정링크

11: 판스프링 18: 반전기구

19: 압축스프링 100: 유동방지턱

200: 유동방지홈 300: 링 고정편

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 주 케이스 내에 구비되어 과전류 또는 결상시 가열체의 발열에 의해 일측으로 만곡되는 주 바이메탈과, 상기 주 바이메탈의 자유단에 연결되어 주 바이메탈의 만곡 변위에 따라 일측으로 이동되는 시프터와, 상기 주 케이스 상부에 구비된 보조 케이스 및 그 배면에 결합된 보조 커버와, 상기 보조 케이스 내에 구비되고 하단이 시프터의 선단부와 접촉된 온도보상 바이메탈과, 상기 온도보상 바이메탈이 일측에 고정된 상태로 시프터에 의해 회동되는 석방레버와, 상기 석방레버의 하단에 접속된 상태로 석방레버의 회동에 따라 반전동작을 수행하는 반전기구와, 보조 케이스 상에 회전가능하게 구비되어 트립전류값을 가변하기 위한 조정다이얼과, 상기 조정다이얼의 조작에 따라 일측으로 회동되는 조정링크와, 상기 조정링크의 일측에 탄력적으로 결합된 판스프링으로 구성된 것에 있어서, 상기 석방레버의 상단부 양측에는 사각 형태로 유동방지턱이 각각 형성되고, 온도보상 바이메탈의 상단부에는 상기 각 유동방지턱 사이에 끼워지도록 유동방지홈이 형성되며, 상기 석방레버의 유동방지턱에 온도보상 바이메탈의 유동방지홈이 끼워진 상태에서 상기 온도보상 바이메탈이 유동되지 않도록 석방레버 상에 링 고정편이 결합된 것을 특징으로 하는 열동형 과부하 계전기의 오동작 방지구조가 제공된다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 4는 본 발명에 따른 석방레버와 온도보상 바이메탈의 결합구조를 보인 요부 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 보조 커버의 조립 상태도로서, 본발명의 구성요소 중 종래의 구성요소와 동일한 구성에 있어서는 그 설명을 생략하기로 하고, 다만 도면상에는 종래에서 부여한 번호를 그대로 부여하기로 한다.

도 4에서, 본 발명 열동형 과부하 계전기는 기기의 보조 케이스(5) 내에 구비된 석방레버(8)의 상단부에는 사각 형태로 유동방지턱(100)을 형성하고, 이와 조합되는 온도보상 바이메탈(7)의 상단부에는 상기 유동방지턱(100) 사이에 끼워지도록 유동방지홈(200)을 형성하며, 상기 유동방지턱(100)에 유동방지홈이 끼워진 상태에서 그 상부에는 링 고정편(300)이 결합되어 온도보상 바이메탈(7)이 충분히 지지되도록 한다.

이에 따라 기기 자체적으로나 외부로부터 기기에 충격이나 진동(즉, 제품의 운반, 취급, 설치, 사용 및 보수시 발생되는 충격이나 진동)이 발생하더라도 온도보상 바이메탈(7)이 설정된 트립전류값에 상응하는 정확한 위치에서 동작될 수 있도록 좌, 우 또는 전, 후 방향으로 유동됨을 방지하므로 기기의 오동작을 방지한다.

또한 도 5에서, 기기의 보조 커버(6)의 안쪽면에는 이와 대향된 방향에 설치된 판스프링(11)과 0.2㎜정도로 밀접한 간격이 유지되도록 돌부(400)가 형성하는데, 이는 최초 기기의 조립시 보조 커버(6)에 형성된 돌부(400)와 그 대향부에 설치된 판스프링(11)의 조립간격이 항상 0.2㎜로 유지되도록 함으로써 기기의 작동시 판스프링(11)이 상기한 0.2㎜의 범위 내에서 팽창 또는 수축됨으로써 기기의 동작에는 지장을 주지 않는 반면, 기기에 충격이나 진동이 발생되었을 경우에는 판스프링(11)이 상기 0.2㎜의 범위 내에서만 유동되므로 이로 인해 판스프링(11)이 항상오동작을 일으키지 않는 범위 내에 위치되므로 기기의 오동작이 방지된다.

본 발명 열동형 과부하 계전기의 오동작 방지구조는 사용시 기기에서 자체적으로 발생되거나 또는 외부에서 발생되는 충격이나 진동에 의해 온도보상 바이메탈 및 판스프링의 설정위치가 변화됨에 따른 오동작을 방지하므로 기기의 동작 신뢰성을 향상시키는 유익한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 주 케이스 내에 구비되어 과전류 또는 결상시 가열체의 발열에 의해 일측으로 만곡되는 주 바이메탈과, 상기 주 바이메탈의 자유단에 연결되어 주 바이메탈의 만곡 변위에 따라 일측으로 이동되는 시프터와, 상기 주 케이스 상부에 구비된 보조 케이스 및 그 배면에 결합된 보조 커버와, 상기 보조 케이스 내에 구비되고 하단이 시프터의 선단부와 접촉된 온도보상 바이메탈과, 상기 온도보상 바이메탈이 일측에 고정된 상태로 시프터에 의해 회동되는 석방레버와, 상기 석방레버의 하단에 접속된 상태로 석방레버의 회동에 따라 반전동작을 수행하는 반전기구와, 보조 케이스 상에 회전가능하게 구비되어 트립전류값을 가변하기 위한 조정다이얼과, 상기 조정다이얼의 조작에 따라 일측으로 회동되는 조정링크와, 상기 조정링크의 일측에 탄력적으로 결합된 판스프링으로 구성된 것에 있어서,

   상기 석방레버의 상단부 양측에는 사각 형태로 유동방지턱이 각각 형성되고, 온도보상 바이메탈의 상단부에는 상기 각 유동방지턱 사이에 끼워지도록 유동방지홈이 형성되며, 상기 석방레버의 유동방지턱에 온도보상 바이메탈의 유동방지홈이 끼워진 상태에서 상기 온도보상 바이메탈이 유동되지 않도록 석방레버 상에 링 고정편이 결합된 것을 특징으로 하는 열동형 과부하 계전기의 오동작 방지구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조 커버의 판스프링 대향면에는 돌부를 형성하여 상기 돌부에 의해보조커버와 판스프링의 간격이 0.2㎜ 정도로 유지되도록 한 것을 특징으로 하는 열동형 과부하 계전기의 오동작 방지구조.