KR100462657B1 - 회로차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 과전류 트리핑 장치의 생산 계획 변경에 유연하게 대처할 수 있는 동시에, 필요한 조립 공정의 수를 절감할 수 있는 완전 전자형의 과전류 트리핑 장치를 갖춘 회로 차단기를 제공한다.

각 극의 과전류 트리핑 장치(10)는 공통의 유니트 케이스(32)에 일체로 수납되고, 이 공통의 유니트 케이스(32)가 회로 차단기의 케이스(1)에 삽입된다. 이 경우, 과전류 트리핑 장치(10)의 요크(25)는 코일(11)에 삽입되어 오일 대시 포트(26)와 결합되고, 그 결합된 부품은 납땜하여 결합되지 않고 유니트 케이스(32)에 눌러 넣어 고정된다. 따라서, 정격 전류에 따라 사양이 변하는 코일(11)과 공통 부품인 요크(4)나 오일 대시 포트(26)는 조립하기 전에 개별적으로 재고(store)될 수 있기 때문에, 생산 계획의 변경에 유연하게 대처할 수 있다. 또한, 본 발명은 요크(25)와 오일 대시 포트(26)와의 납땜 작업을 없애고 과전류 트리핑 장치(10)를 개별적으로 케이스(1)에 고정할 필요가 없기 때문에, 필요한 조립 공정수가 감소된다.

Description

회로 차단기{CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 몰드 용기 내에 개폐 기구나 과전류 트리핑 장치가 내장된 배선용 차단기나 누전 차단기 등의 회로 차단기에 관한 것으로, 특히 완전 전자형의 과전류 트리핑 장치를 구비한 회로 차단기에 관한 것이다.

도 12는 3 극 회로 차단기(누전 차단기)의 종래예를 나타내는 종단면도이다. 도 12에 있어서, 회로 차단기는 케이스(1)와 커버(2)로 이루어진 몰드 용기 내에 일체로 구성된다. 회로 차단기가 도면에 도시된 바와 같이 ON 상태인 경우, 전류 경로는 전원측 단자(3)와 일체인 고정 접촉자(4), 고정 접점(4a) 및 가동 접점(5a)을 통해 고정 접촉자(4)와 접촉하는 가동 접촉자(5), 가동 접촉자(5)에 그 일단부가 스폿 용접에 의해 접속된 가요성(可撓性)의 리드선(6), 리드선(6)의 타단부가 스폿 용접에 의해 접속된 리드판(7), 리드판(7)에 대향하여 나사(8)에 의해 고정된 중계판(9), 중계판(9)에 그 일단부가 납땜에 의해 접속된 과전류 트리핑 장치(overcurrent tripping device)(10)의 코일(11) 및 코일(11)에 납땜에 의해 접속된 부하측 단자(12)에 의해 형성된다. 각 극의 리드선이 영상 변류기(ZCT; zero-phase current transformer)(13)를 관통함으로써, 누전이 발생하면 ZCT(13)에 생성될 2차 출력을 발생시킨다. 이 2차 출력을 증폭하여 트리핑 신호를 출력하는 누전 검출 회로는 프린트판(14)에 탑재되고, 이 프린트판으로부터의 전원선(15)은 리드선(6)과 함께 리드판(7)에 스폿 용접되어 있다.

가동 접촉자(5)는 도 12의 우측단에서 회전 이동이 가능하도록 유지되고, 압축 스프링으로 이루어진 접촉 스프링(16)에 의해 시계 방향으로 힘을 받고 있지만, 개폐 기구(17)와 대향하는 고정 접촉자(4)에 의해서도 아래쪽으로 눌려 있다. 개폐 기구(17)가 간단히 설명된다. 개폐 기구(17)는 지지축(18)을 통해 케이스(1)에 의해 지지된 핸들(19), 핸들(19)의 아암(19a)의 일단부가 연결된 링크(20), 링크(20)의 타단부에 그 일단부가 연결되고, 그 타단부가 가동 접촉자(5)에 접촉됨과 동시에 케이스(1)의 홈을 따라 도 12에서와 같이 수직으로 활주되도록 안내되는 압축봉(pressing rod)(21), 지지축(18)에 그 일단부가 연결된 래치(22) 및 래치(22)와 링크(20) 사이를 연결하는 링크(23) 등으로 이루어져 있다.

회로 차단기가 도면에 도시된 바와 같이 ON 상태인 경우, 접촉 스프링(16)의 작용에 의해, 링크(20)는 압축봉(21)을 통해 시계 방향의 회전력을 받음과 동시에, 래치(22)가 링크(23)를 통해 시계 방향의 회전력을 받고 있지만, 래치(22)의 선단이 트립바(trip bar)(24)의 네일(claw)(24a)에 의해 고정되어 래치(22)의 회전이 저지된다. 트립바(24)는 각 극에 걸쳐 있는 절연바(24b)를 통해 케이스(1)에 회전 이동이 가능하도록 지지되고, 트리핑 아암(24c)이 각 극의 과전류 트리핑 장치(10)에 대응하기 위해 설치되어 있다. 또한, 네일(24a)은 중앙극의 트리핑 아암(24c)의 반대측에 일체로 설치되어 있다.

도 13은 완전 전자형의 과전류 트리핑 장치(10)를 다시 나타낸 측면도이다. 도 13에 있어서, 코일(11)에 삽입되는 오일 대시 포트(oil dash pot)(26)는 L자형으로 절곡된 자성판으로 이루어진 요크(25)의 한쪽 다리에 오일 대시 포트가 요크(25)를 관통해서 납땜에 의하여 결합되고, 요크의 다른쪽 다리의 선단에 전기자(27)가 자유롭게 회전 이동하도록 지지되어 있다. 전기자(27)는 전기자(27)와 요크(25)와의 사이에 설치된 복귀 스프링(return spring)(28)에 의해 도 13에 도시된 바와 같이 유지되고, 오일 대시 포트(26)의 헤드부의 전자극(29)과 대향하고 있다. 코일(11)의 일단부는 요크(25)를 관통하여 중계판(9)에 납땜되는 반면, 그 타단부는 부하측 단자(12)에 납땜되어 있다. 오일 대시 포트(26)는 주지된 바와 같이 트리핑 동작 시간을 조정하기 위한 것으로, 오일을 충전한 비자성 실린더 내에 제동 스프링과 함께 플런저가 밀봉된 구조로 되어 있다.

상기 회로 차단기의 주회로부의 조립은 아래와 같은 방법으로 행해진다. 즉, 리드선(6)은 가동 접촉자(5)에 접속되고, 또한 리드판(7)과 전원선(15)을 접속한 것이 가동 접촉자(5)의 타단부에 접속된다. 가동 접촉자(5)는 고정 접촉자(4)를 장착한 케이스(1)에 삽입되고, ZCT(13)에 리드선(6)을 통과시킨 후, 리드판(7)은 케이스(1)의 도시하지 않은 홈에 끼워 맞춰서 유지된다. 이어서, 도 13에 도시된 바와 같이 조립된 과전류 트리핑 장치(10)의 중계판(9)은 리드판(7)상에 위치되고, 나사(8)는 리드판(7)의 도시하지 않은 관통 구멍을 통해 중계판(9)의 도시하지 않은 나사 구멍에 나사 결합된다. 나사(8)는 케이스(1)의 밑면쪽(도 12의 아래쪽)으로부터 도시하지 않은 윈도우 구멍을 통해 고정된다. 그런 다음, 전원선(15)의 타단부는 프린트판(14)에 납땜된다.

이러한 회로 차단기에 있어서, 핸들(19)의 손잡이(19b)가 도 12의 ON 상태로부터 점선으로 도시된 위치까지 회전되면, 압축봉(21)이 링크(20)를 통해 끌어 올려지고, 가동 접촉자(5)는 접촉 스프링(16)의 작용으로 점선으로 도시된 위치까지 개방된다(즉, OFF 동작). 한편, 주회로 전류가 과전류 상태가 되어 전기자(27)가 전자극(29)에 흡인되면, 트립바(24)는 트리핑 아암(24c)을 통해 반시계 방향으로 회전 구동되고, 네일(24a)에 의한 래치(22)의 고정이 해제되며, 래치(22)는 시계 방향으로 회전된다. 그 결과, 링크(23)는 점선에 도시된 위치까지 변위하는 한편, 동시에 압축봉(21)도 끌어올려져서 가동 접촉자(5)가 개방된다(트리핑 동작). 누전발생으로 인하여 주회로 전류가 불안정해지면, ZCT(13)가 2차 출력을 발생함으로써 누전 검출 회로로부터 도시하지 않은 트리핑 코일 유니트로 트리핑 신호가 송신된다. 이 트리핑 코일 유니트에 의해, 트립바(24)가 구동되어 트리핑 동작이 발생된다.

상기한 바와 같은 종래의 회로 차단기에는 다음과 같은 문제가 있었다.

(1) 과전류 트리핑 장치의 코일은 정격 전류에 따라 사양이 달라진다. 그러나, 요크와 오일 대시 포트가 코일을 통해 서로 납땜 결합되기 때문에, 상이한 정격 전류에 공통인 요크나 오일 대시 포트까지 그 사용이 코일별(정격 전류별)로 한정되어 버려, 생산 계획의 변경에 대해 융통성이 부족해진다.

(2) 과전류 트리핑 장치를 각 극별로 케이스에 나사로 조여 고정해야만 하기 때문에, 회로 차단기의 조립에 많은 시간과 노동력이 요구된다.

(3) 주회로 도체(리드선)가 과전류 트리핑 장치의 하부에 배치되기 때문에, 주회로 도체를 케이스의 이면쪽으로부터 과전류 트리핑 장치에 접속해야 함으로써, 작업성이 나빠진다. 또한, 누전 검출 회로에 대한 전원선의 접속도 작업성이 나빠진다.

본 발명의 목적은 케이스와 커버로 이루어진 몰드 용기 내에 개폐 기구 및 상기 개폐 기구의 래치에 작용하여 트리핑 동작을 발생시키는 과전류 트리핑 장치가 내장되고, 상기 과전류 트리핑 장치는 코일에 삽입되는 오일 대시 포트가 전기자와 복귀 스프링을 지지하는 L자형의 요크와 결합되어 구성되는 것인 회로 차단기에 있어서, 전술한 문제점을 해결하기 위한 것이다.

상기 (1) 및 (2)의 문제점을 해결하기 위해서, 청구항 1에 기재된 발명은, 각 극의 과전류 트리핑 장치를 일체로 수납하는 유니트 케이스를 구비하고, 이 유니트 케이스에 각 극의 과전류 트리핑 장치의 요크 및 오일 대시 포트를 각각 눌러넣어 고정하여 회로 차단기의 케이스에 삽입한다.

요크 및 오일 대시 포트를 유니트 케이스에 각각 눌러 넣어 고정하여, 그들의 상호 위치 관계를 규정하기 때문에, 요크와 오일 대시 포트를 서로 납땜 결합할 필요가 없다. 따라서, 요크, 오일 대시 포트 및 코일을 조립하기 이전에 별도로 재고(在庫)하여 두고, 현재의 사양에 따라 조합할 수 있기 때문에, 정격 전류마다 상이한 조립 상태로 재고시켜 두는 종래의 방법에 비해 공통 부품의 재고를 줄일 수 있다.

또한, 과전류 트리핑 장치를 유니트 케이스에 일체로 수납하기 때문에, 예를 들어 3 극분의 과전류 트리핑 장치를 회로 차단기의 케이스 밖에서 유니트 케이스에 눌러 넣어 고정하여, 이들 장치 모두를 동시에 케이스에 내장할 수 있다. 따라서, 과전류 트리핑 장치를 개별적으로 나사로 조여 고정해야 하는 종래의 방법에 비해 회로 차단기를 보다 용이하게 조립할 수 있다.

청구항 1에 따른 회로 차단기에 있어서, 청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 개폐 기구의 래치를 고정하는 래치받이 및 래치받이에 거는 트립바는 과전류 트리핑 장치의 유니트 케이스에 의해 지지된다. 종래 기술에 있어서, 래치판이나 트립바는 과전류 트리핑 장치와 분리 독립된, 예를 들어 개폐 기구의 프레임이나 회로 차단기의 본체 케이스에 의해 지지된다. 그러나, 이 래치받이 및 트립바는 유니트 케이스에 의해 지지되고, 상기 유니트 케이스는 또한 과전류 트리핑 장치도 지지한다. 이 배열에 의해, 과전류 트리핑 장치의 전기자와 트립바 사이, 및 트립바 사이 양쪽 모두의 위치 정밀도가 정확하게 되어, 트리핑 특성이 안정화될 수 있다.

상기 (3)항의 문제점을 해결하기 위해서, 청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 과전류 트리핑 장치를 수납하는 유니트 케이스의 상부에 주회로 도체가 배치된다. 이에 따라, 주회로 도체가 회로 차단기 케이스의 상부쪽으로부터 과전류 트리핑 장치에 접속될 수 있어 작업성이 양호하게 되고, 조립 라인 내에서 스폿 용접이 실시 가능하게 된다. 또한, 이것에 의해, 주회로로부터 전원을 공급받는 전원선이 누전 검출 회로에 용이하게 접속될 수도 있다.

상기 회로 차단기에 있어서, 청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 리드선의 일단부는 가동 접촉자에 접속되는 한편, 리드선의 타단부는 중계 단자에 접속되고, 이 중계 단자는 과전류 트리핑 장치의 유니트 케이스에 끼워 맞춰 유지된다. 상기 리드선의 타단부는 조립 라인 내에서 과전류 트리핑 장치의 코일의 일단부 또는 ZCT를 관통하는 주회로 도체의 일단부에 접속된다. 그러나, 리드선의 가요성에 기인하여 리드선의 접속단의 위치가 불안정하고, 리드선이 용이하게 접속되는 것을 방해한다. 따라서, 리드선의 타단부에 미리 접속한 중계 단자를, 상기 유니트 케이스에 끼워 맞춰 유지하고, 이 중계 단자에 과전류 트리핑 장치의 코일의 일단부 또는 ZCT를 관통하는 주회로 도체의 일단부를 접속함으로써, 리드선의 접속단의 위치가 안정되어 접속 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.

청구항 4에 따른 회로 차단기에 있어서, 청구항 5에 기재된 발명에 따르면, 상기 중계 단자의 일부는 누전 검출 회로를 탑재한 프린트판의 전원 단자에 직접 결합한다. 이에 따라, 주회로와 상기 전원 단자 사이를 접속하는 별도의 전원선이 불필요하게 됨과 동시에, 상기 중계 단자에 의해 상기 프린트판이 기계적으로 유지될 수 있다.

(실시 형태)

이하, 도 1 내지 도 11에 기초하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 상기 종래예에 상응하는 구성 요소에는 동일한 부호를 사용한다. 도 1은 누전 차단기로서 구성된 3 극 회로 차단기의 ON 상태를 나타내는 종단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다. 회로 차단기는 케이스(1)와 커버(2)로 이루어진 몰드 용기 내에 개폐 기구부나 과전류 트리핑 장치가 수용되도록 구성되어 있다. 도 1에 있어서, 전류 경로는 그 일단부에 전원측 단자(3)가 일체로 형성된 고정 접촉자(4), 상기 고정 접촉자(4)와는 고정 접점(4a) 및 가동 접점(5a)을 통해 접촉하는 가동 접촉자(5), 가동 접촉자(5)에 그 일단부가 접속된 가요성 리드선(6), 상기 리드선(6)의 타단부가 접속된 중계 단자(30), 상기 중계 단자(30)에 그 일단부가 접속된 1 차 도체(31), 상기 1 차 도체(31)에 한쪽 인출선(11a)이 접속된 과전류 트리핑 장치(10)의 코일(11) 및 코일(11)의 다른쪽 인출선(11b)이 접속된 부하측 단자(12)의 순으로 형성된다.

과전류 트리핑 장치(10)는 L자형의 요크(25)에 코일(11)을 삽입하여 오일 대시 포트(26)가 조합되고, 오일 대시 포트(26)의 헤드부의 전자극(29)에 대향하도록 전기자(27)가 요크(25)에 장착된 구성의 완전 전자형의 것이다. 전기자(27)는 이 전기자(27)와 요크(25)와의 사이에 걸린 복귀 스프링(28)에 의해 도면에 도시된 위치에서 유지된다. 각 극의 과전류 트리핑 장치(10)는 각 극에 공통인 유니트 케이스(32)에 수납되어 유지되고, 이 유니트 케이스(32)를 통해 케이스(1)에 내장되어 있다. 1 차 도체(31)는 ZCT(13)를 관통하고, 이 ZCT(13)는 유니트 케이스(32)상에 배치되어 유지된다.

가동 접촉자(5)는 핸들(19)의 아암(19a)의 선단에 돌기축(5a)을 통해 회전 가능하게 연결되어 있다. 핸들(19)은 일체형 지지축(19c)을 통해 케이스(1)의 베어링 홈에 의해 회전 가능하게 지지되고, 커버(2)에 의해 유지된다. 가동 접촉자(5)와 래치(22) 사이에는 인장 코일 스프링으로 이루어진 개폐 스프링(33)이 놓이고, 가동 접촉자(5)는 개폐 스프링(33)의 장력에 의해 돌기축(5a)을 지지점으로 하여 도면의 시계 방향으로 회전력을 받는다. 이에 따라, 가동 접촉자(5)는 고정 접촉자(4)를 누른다. 래치(22)는 지지축(22a)을 통해 케이스(1)의 베어링 홈에 의해 회전 가능하게 지지되며, 커버(2)에 의해 유지된다.

가동 접촉자(5), 핸들(19), 래치(22) 및 개폐 스프링(33)으로 이루어진 개폐 기구부는 도 5에 도시된 바와 같이 조립되고, 일체로 케이스(1)에 내장된다. 좌우 한쌍의 판형 베어링부(1a)가 케이스(1)의 바닥으로부터 일체로 수직으로 놓이도록 형성된다. 베어링부(1a)의 상면에는 단차를 통해 세로로 2 곳에 반원형의 베어링 홈(36, 37)이 설치되어 있다. 개폐 기구부는 도 5의 화살표를 따라 케이스(1)에 삽입되고, 래치(22)는 베어링 홈(36)에 의해 지지되고, 핸들(19)은 베어링 홈(37)에 의해 지지된다. 한편, 커버(2)에는 베어링 홈(36, 37)에 상응하는 유사한 베어링 홈이 형성되어 있고, 개폐 기구부는 조립 최종 단계에서 커버(2)가 케이스(1)에 나사에 의해 고정되고, 베어링 홈(36, 37)에 커버(2)쪽의 베어링 홈이 접촉됨으로써 유지된다.

도 1을 다시 참조하면, 래치(22)는 개폐 스프링(33)의 장력에 의해 지지축(22a)을 지지점으로 하여 도면의 시계 방향으로 회전력을 받고 있고, 래치(22)의 선단이 래치받이(34)와 걸어 맞춰져 도면에 도시한 위치에 고정된다. 래치받이(34)는 일체로 형성된 돌기축(34a)을 통해 유니트 케이스(32)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 래치받이(34)는 래치(22)로부터 돌기축(34a)을 지지점으로 하여 도면의 반시계 방향으로 회전력을 받고 있지만, 훅(hook)(34b)을 트립바(24)의 네일(24a)에 접촉함으로써 도면에 도시된 위치에 고정된다. 수지 성형품인 트립바(24)는 각 극을 횡단하는 절연바(24b)를 포함하고, 각 극별로 전기자(27)에 대향하는 일체형 트리핑 아암(24c)을 구비한다. 트립바(24)는 절연바(24b)를 통해 유니트 케이스(32)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 래치받이(34)와 트립바(24) 사이에는 인장 코일 스프링으로 이루어진 복귀 스프링(35)이 놓인다. 래치받이(34)는 도면의 시계 방향으로, 또한 트립바(24)는 반시계 방향으로 가압되어 있다.

도 3은 도 1 및 도 2의 회로 차단기로부터 누전 검출부를 생략하고, 배선용 차단기로서 구성된 3 극 회로 차단기의 ON 상태를 나타내는 종단면도이다. 도 4는 도 3의 평면도이다. 이 3 극 회로 차단기는 ZCT(13), 프린트판(14), 1 차 도체(31) 및 도시하지 않은 트리핑 코일 유니트이 생략되고, 리드선(6)이 중계 단자(30)를 통해 코일(11)의 인출선(11a)에 직접 연결되어 있는 점이 누전 차단기와 서로 다르며, 그 밖의 구성은 누전 차단기와 동일하다.

도 1 또는 도 3에 있어서, 커버(2)로부터 돌출된 핸들(19)의 손잡이(19b)를 점선으로 도시된 위치까지 회전시키면, 가동 접촉자(5)에 대한 개폐 스프링(33)의 작용이 반전되고, 가동 접촉자(5)는 반시계 방향으로 구동되며, 가동 접촉자(5)가 고정 접촉자(4)로부터 떨어진다(OFF 동작). 한편, 과전류 상태에서는, 과전류 트리핑 장치(10)의 전기자(27)가 전자극(29)에 흡인되고, 이 전기자(27)는 트립바(24)의 트리핑 아암(24c)을 눌러 넣어 트립바(24)를 도면의 시계 방향으로 회전시킨다. 이에 따라, 트립바(24)의 네일(24a)이 래치받이(34)의 훅(34b)으로부터 연결이 해제되고, 연결이 해제된 래치받이(34)는 도면의 반시계 방향으로 회전한다. 이에 따라, 래치(22)는 래치받이(34)에 의한 고정이 해제되며, 래치(22)가 도면의 시계 방향으로 회전됨으로써, 개폐 스프링(33)의 가동 접촉자(5)에 대한 작용이 반전되고, 가동 접촉자(5)는 고정 접촉자(4)로부터 떨어진다(예컨대, 트리핑 동작).

또한, 도 1에 있어서, 누전의 발생에 의해 1 차 도체(31)를 흐르는 주회로 전류에 불평형(unbalance)이 발생하면, ZCT(13)의 2차 출력의 발생으로 인해 프린트판(14)에 탑재된 누전 검출 회로로부터 도시하지 않은 트리핑 코일 유니트로 트리핑 신호가 송신되고, 이 트리핑 코일 유니트에 의해 트립바(24)가 구동되어 유사한 트리핑 동작이 수행된다. 트리핑 코일 유니트는 유니트 케이스(32)의 최우측의 코너부가 L자형으로 굽어져 케이스(1) 내에 형성된 공간(38)(도 2 참조)에 설치되고, 트립바(24)의 우측극을 구성하는 트리핑 아암(24c)에 작용한다.

도 6은 유니트 케이스(32)를 유니트 케이스(32)의 부하측(도 1의 오른쪽)으로부터 도시한 사시도이다. 유니트 케이스(32)는 몰드 수지에 의해 일체로 성형되고, 부하측으로 개구하도록 3 극분의 과전류 트리핑 장치의 수납 공간(39)을 포함한다. 각 공간(39)을 구성하는 좌우 측벽의 상하부에는 서로 마주 보는 한 쌍의 "ㄷ"자형의 단면의 홈(40, 41)이 수직으로 설치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 홈(40)에는 과전류 트리핑 장치(10)의 요크(22)가, 또한 홈(41)에는 오일 대시 포트(26)가 각각 눌러 넣어 고정된다. 각 공간(39)의 상부에는 전자극(29)에 대향하는 오일 대시 포트(26)의 단부를 수용하기 위한 U자형의 단면의 절연 후드(42)가 형성된다. 회로 차단기가 절연 후드(42)의 일측면 및 상기 절연 후드(42)에 대향하여 설치된 수직벽의 서로 마주보는 대향면 양쪽 모두에 배선용 차단기로서 구성되는 경우, 한 쌍의 홈(43)이 중계 단자(30)를 끼워 맞춰 유지한다.

도 6에 있어서, 유니트 케이스(32)의 상면에는 중앙극의 절연 후드(42)와 우 측극의 절연 후드(42) 사이에 ZCT(13)가 탑재된 원호상면(circular surface)의 오목부(44)가 형성되어 있다. 이와 동시에, 유니트 케이스(32)의 전원측(도 6의 오른쪽)에는 트립바(24) 및 래치받이(34)를 지지하는 좌우 한쌍의 지지판(45)이 수직으로 형성된다. 지지판(45)의 전단면에는 트립바(24)를 지지하는 열쇠홈 형상(key hole-like)의 베어링 홈(46)이, 또한 지지판(45)의 상단면에는 래치받이(34)를 지지하는 U자형의 베어링 홈(47)이 형성되어 있다. 또한, 유니트 케이스(32)의 상부의 전원측에는 이 유니트 케이스의 3 곳에 각각 형성된 수직의 한 쌍의 수직벽의 대향면을 따라 회로 차단기가 누전 차단기로서 구성된 경우에 중계 단자(30)를 끼워 맞춰 유지하는 한 쌍의 홈(48)이 상하 방향으로 설치되어 있다. 공간(39)의 바닥판(49)은 후술하는 바와 같이 과전류 트리핑 장치(10)의 전기자(27)의 흡인 스트로크(attraction stroke)를 규제하는 스토퍼(stopper)를 구성하고 있다.

도 7은 과전류 트리핑 장치(10)의 분해 측면도이다. 도 7에서는 도 13에 대해 180˚ 회전된 위치에 있는 과전류 트리핑 장치(10)를 도시하지만, 이 과전류 트리핑 장치의 구성은 도 13에 있어서의 과전류 트리핑 장치(10)와 실질적으로 동일하다. 그러나, 요크(25)와 조합되는 오일 대시 포트(26)는 요크(25)의 한쪽 다리부의 관통 구멍(25a)에 삽입될 뿐 납땜은 되지 않는다. 이 경우, 부하측 단자(12)는 스폿 용접에 의해 코일(11)로부터의 인출선(11b)에 접속되어 있다. 과전류 트리핑장치(10)가 유니트 케이스(32)에 수납되기 전에, 코일(11)을 삽입하여 오일 대시 포트(26)를 요크(25)의 관통 구멍(25a)에 삽입하고, 요크(25)의 또 다른 한 쪽의 각부 선단에 전기자(27)를 끼워 넣으며, 복귀 스프링(28)의 선단 중 어느 하나는 도 8에 도시된 바와 같이 과전류 트리핑 장치를 조립하기 위해 요크(25) 및 전기자(27)에 각각 형성된 스프링 수납편(25a, 27a)에 고정되도록 굽어진다. 도 8의 측면도에 도시된 바와 같이, 요크(25)의 다리부는 전기자(27)의 단부에 겹쳐 있고, 요크(25)의 다리부의 상기한 부분에는 전기자(27)의 단부를 통과하는 윈도우 구멍이 뚫려 있다.

도 8은 과전류 트리핑 장치(10)가 화살표 방향으로 삽입된 유니트 케이스(32)를 나타내는 종단면도이다. 오일 대시 포트(26)가 삽입된 요크(25)의 다리부의 좌우 양단면에는 U자형 절결부(25s) 및 앵글형 돌기(25d)가 전후로 나란히 늘어서 형성되고, 유니트 케이스(32)의 홈(40)의 하면에는 U자형 절결부(25c)에 대응하도록 반구형의 돌출부(40a)가 형성되어 있다. 또한, 좌우 돌기(25d)의 헤드 꼭대기부 사이의 폭 치수는 좌우 홈(40)의 대향면 사이의 폭 치수보다도 약간 크게 설정되어 있다. 또한, 오일 대시 포트(26)의 헤드부에는 전자극(29)을 수용하기 위해 환형 플랜지(26a)가 일체로 형성되고, 유니트 케이스(32)의 홈(41)의 측면에는 환형 플랜지(26a)에 대응하도록 안쪽에서 폭이 환형 플랜지(26a)의 판 두께보다도 약간 작게 좁아지는 2 단계로 이루어진 슬릿형의 홈(41a)이 형성되어 있다.

과전류 트리핑 장치(10)는 부하측으로부터 유니트 케이스(32)의 공간(39)으로 수평으로 삽입되고, 요크(25)가 돌기(25d)를 통해 홈(40)에 눌러 넣어지고 절결부(25c)는 돌출부(40a)에 끼워 맞춰진다. 이에 따라, 요크(25)는 유니트 케이스(32)에 위치가 결정되어 고정된다. 이와 동시에, 오일 대시 포트(26)의 플랜지(26a)는 플랜지(26a)가 홈(41a)의 가장 안쪽에 도달할 때까지 홈(41a)에 눌러 넣어진다. 이에 따라, 오일 대시 포트(26)는 유니트 케이스(32)에 위치가 결정되어 고정된다. 이 상태에서, 요크(25)와 오일 대시 포트(26)와의 상호 위치 관계는 규정되어 고정된다. 또한, 전기자(27)의 접극단은 유니트 케이스(32)의 바닥판(49)에 닿아 흡인 스트로크[전기자(27)와 전자극(29)과의 사이의 갭]가 규제된다. 도 9는 과전류 트리핑 장치(10)를 수납한 유니트 케이스(32)의 종단면도를 도시한다. 이 유니트 케이스(32)는 도 5에 도시된 케이스(1)의 부하측에 삽입되고, 도 2 또는 도 4에 도시된 바와 같이 케이스(1) 내에 위치가 결정되어 유지되는 동시에, 측벽의 상단면이 커버(2)에 의해 눌려 고정된다.

도 10은 유니트 케이스(32)에 트립바(24)와 래치받이(34)를 지지시킨 상태를 도 6의 반대측(전원측)으로부터 도시한 유니트 케이스(32)의 주요부 사시도이고, 도 11는 트립바(24)에 복귀 스프링(35)의 일단부를 건 상태를 도시한 사시도이다. 도 11의 트립바(24)에 있어서, 절연바(24b)는 각 극별로 트리핑 아암(24c)이 설치되고, 또한 그 중앙부에는 일정한 폭으로 대직경부(large diameter portion)(24d)가 설치되며, 또한 그 일단부쪽에 유니트 케이스(32)에 있어서의 지지판(45)의 판 두께에 상당하는 간극(gap)을 통해 부채형(fan-like) 돌출부로 이루어진 네일(24a)이 형성되어 있다. 네일(24a)상에는 후술하는 작용을 하는 열쇠형 스토퍼편(24e)이 일체로 형성되어 있다. 절연바(24b)의 일단부에 트리핑 아암(24c)과 직교한 방향으로 돌출되도록 형성된 아암부(24f)는 도시하지 않은 수동 트립 버튼에 부딪치게 하여 트립바(24)를 회전시킨다.

절연바(24b)의 중앙극 부분에는 축 방향을 따라 열쇠형으로 굽은 스프링 걸림편(24g)이 일체로 형성되어 있다. 이 스프링 걸림편(24g)에 복귀 스프링(35)의 일단부가 도 11에 도시한 바와 같이 걸린다. 복귀 스프링(35)을 일단부에 유지한 트립바(24)는 유니트 케이스(32)의 베어링 홈(46)에 삽입되고, 도 10에 도시된 바와 같이 지지된다. 이 경우, 절연바(24b)의 대직경부(24d)는 좌우의 지지판(45) 사이에 끼워지고, 절연바(24b)를 축방향으로 위치 결정한다. 대직경부(24d)와 네일(24a) 사이의 틈에는 좌측 지지판(45)이 위치된다. 도시하지는 않았지만, 절연바(24b)의 베어링 홈(46)에 의해 지지되는 부분[대직경부(24d)의 양측 부분]에는 외주의 두 면이 평탄하게 제거되어 소직경부(small diameter portion)가 형성된다. 이 소직경부를 통해 입구가 좁은 베어링 홈(46)에 삽입된 트립바(24)는 90˚회전시킴으로써 제거된다.

강판으로 이루어진 래치받이(34)는 사각형 걸어맞춤부(34c)의 측면 중 어느 하나에 지지 아암(34d)을 구비하고, 지지 아암(34d)의 선단에 돌기축(34a)이 외측으로 돌출되도록 형성된다. 지지 아암(34d)의 한 쪽 선단에는 스프링 걸림편(34e)이 열쇠 형상으로 굽어져 형성되고, 또한 걸어맞춤부(34c)의 전단측에는 측방으로 연장되도록 훅(34b)이 형성되어 있다. 이 래치받이(34)는 돌기축(34a)이 베어링 홈(47)에 삽입되어 도 10에 도시한 바와 같이 지지되고, 훅(34b)은 트립바(24)의 스토퍼편(24e)의 내측에 수납된다. 그 일단부가 트립바(24)에 걸린 복귀 스프링(35)의 타단부가 스프링 걸림편(34e)에 걸리기 때문에, 복귀 스프링(35)의 장력에 의해 돌기축(34a)이 베어링 홈(47)으로부터 빠져나오지 않도록 유지되고, 이와 동시에 훅(34b)이 트립바(24)의 스토퍼편(24e)에 닿아 상기 장력에 의해 발생되는 회전력에 대항한다.

이 상태에서 훅(34b)은 네일(24a)의 원호상면에 대향한다. 래치(22)를 걸어 맞춤부(34c)에 걸어 맞추면, 훅(34b)이 네일(24a)의 원호상면에 접촉하여 래치받이(34)를 고정한다. 이미 설명한 바와 같이, 트립바(24)의 트리핑바(24c)가 과전류 트리핑 장치(10)의 전기자(27)에 의해 눌려, 트립바(24)는 도 10의 화살표 방향으로 회전시키면, 훅(34b)이 네일(24a)로부터 제거되어 래치받이(34)를 회전시키고, 그에 따라 래치받이(34)에 의한 래치(22)의 고정이 해제되며, 회로 차단기가 트리핑된다.

다시, 도 1 및 도 2에 있어서, 과전류 트리핑 장치(10)를 수납하고, 또한 트립바(24)나 래치받이(34)를 지지한 유니트 케이스(32)를 케이스(1)에 삽입한 후, 주회로 도체를 유니트 케이스(32)의 상부에 도면에 도시한 바와 같이 접속하기 위해서는, 리드선(6)에 스폿 용접된 중계 단자(30)가 유니트 케이스(32)의 홈(48)(도 6 참조)에 유니트 케이스 상측으로부터 눌러 넣어 유지시킨다. 중계 단자(30)는 2개의 장단의 다리부가 전후로 굽어 형성된 J자형의 도전 이음구이며, 좌우로 약간 연장된 장각부(long leg section)의 측 테두리(side edge)가 홈(48) 내에 눌러 넣어진다. 1 차 도체(31)를 관통시킨 ZCT(13)가 유니트 케이스(32)의 오목부(44)(도 6 참조)에 위치되고, 1 차 도체(31)의 일단부가 중계 단자(30)의 단각부(short leg section)에 스폿 용접에 의해 접합되는 한편, 그 타단부는 코일(11)로부터의 인출선(11a)에 스폿 용접에 의해 접합된다. 1 차 도체(31)는 단선으로 이루어지고, 도 2에 도시된 바와 같이 좌측극 및 중앙극은 ㄷ자형으로, 우측극은 L자형으로 성형되어 있다.

ZCT(13)의 2차 출력으로부터 누전의 발생을 검출하여 트리핑 신호를 출력하는 누전 검출 회로를 탑재한 프린트판(14)은 프린트판 케이스(50)(도 1 참조)에 수납되고, 유니트 케이스(32)의 상면에 배치되어 있다. 프린트판(14) 및 프린트판 케이스(50)는 도 2에서는 생략되었지만, 그 평면 형상은 회로 차단기의 좌우측극에 걸친 방형상(square)이다. 유니트 케이스(32)의 지지판(45)에 대응하는 프린트판(14)과 프린트판 케이스(50)의 이러한 부분은 굽어 있다. 수직한 좌우측극으로 이루어진 중계 단자(30)의 장각부가 프린트판(14)을 관통하고, 프린트판(14)의 전원단자부에 납땜되어 전기적으로 접속되는 동시에, 프린트판(14)을 기계적으로 유지하고 있다. 즉, 중계 단자(30)는 프린트판(14)에 대한 전원선도 겸하고 있다. 프린트판(14)에 삽압되는 중계 단자(30)의 장각부의 선단 부분은 막대 형상으로 되어 있다.

도 3 및 도 4의 배선용 차단기의 경우에 있어서, 리드선(6)에 접속된 중계 단자(30)는 유니트 케이스(32)의 홈(43)에 눌러 넣어지어 유지되고, 그 단각부는 코일(11)로부터의 인출선(11a)에 스폿 용접에 의해 접합된다.

본 발명에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 유니트 케이스에 각 극의 과전류 트리핑 장치의 요크 및 오일 대시 포트를 각각 눌러 넣어 고정하기 때문에, 납땜에 의한 요크와 오일 대시 포트와의 결합이 불필요하게 된다. 이에 따라, 요크나 오일 대시 포트를 조립하기 이전에 별도로 재고시켜 놓을 수 있고, 또한 생산 계획(즉, 상이한 정격 전류에 대해서 상이한 과전류 트리핑 장치의 생산 대수)의 변경에 대하여 탄력적으로 대응할 수 있다. 또한, 납땜 작업을 감소시킬 수 있기 때문에, 그 만큼 조립 공정수가 감소될 수 있다.

(2) 각 극의 과전류 트리핑 장치를 유니트 케이스에 일체로 수납하고, 회로 차단기의 케이스에 내장할 수 있기 때문에, 과전류 트리핑 장치를 각 극별로 나사고정해야 하는 종래 방법에 비해 조립 공정수가 감소될 수 있다.

(3) 이 경우, 개폐 기구의 래치를 고정하는 래치받이 및 이 래치받이를 고정하는 트립바는 유니트 케이스에 의해 지지되고, 이 유니트 케이스는 과전류 트리핑 장치를 지지한다. 이에 따라, 과전류 트리핑 장치의 전기자와 트립바 사이 및 트립바의 네일과 래치받이 사이의 위치 정밀도가 정확하게 되어, 과전류 트리핑 장치의 트리핑 특성이 향상된다.

(4) 과전류 트리핑 장치의 유니트 케이스의 상측에 주회로 도체를 배치하기 때문에, 주회로 도체가 회로 차단기의 케이스 상면쪽으로부터 과전류 트리핑 장치에 접속될 수 있다. 이에 따라, 작업성이 양호하게 되고 조립 라인 내에서 스폿 용접을 실시하는 것도 용이하게 된다. 또한, 누전 검출 회로의 전원선의 접속 작업도 용이하게 된다.

(5) 리드선의 일단부는 가동 접촉자에 접속되는 한편 리드선의 타단부는 중계 단자에 접속되고, 이 중계 단자는 과전류 트리핑 장치의 유니트 케이스에 끼워 맞춰서 유지된다. 이에 따라, 과전류 트리핑 장치의 코일의 일단부 또는 ZCT를 관통하는 주회로 도체의 일단부에 접속하는 가요성 리드선의 접속단의 위치가 안정됨으로써, 스폿 용접 등의 접속 작업이 용이하게 된다.

(6) 상기 중계 단자의 일부를 누전 검출 회로를 탑재한 프린트판의 전원 단자부에 직접 연결하기 때문에, 주회로와 상기 전원 단자와의 사이를 접속하는 별도의 전원선이 불필요하게 되는 동시에, 중계 단자에 의해 상기 프린트판을 기계적으로 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 회로 차단기(누전 차단기)의 종단면도.

도 2는 도 1의 회로 차단기의 평면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 회로 차단기(배선용 차단기)의 종단면도.

도 4는 도 3의 회로 차단기의 평면도.

도 5는 도 1의 회로 차단기에 있어서의 개폐 기구부와 케이스를 나타내는 분해 사시도.

도 6은 도 1의 회로 차단기에 있어서의 과전류 트리핑 장치의 유니트 케이스를 나타내는 사시도.

도 7은 도 1의 회로 차단기에 있어서의 과전류 트리핑 장치의 분해 측면도.

도 8은 도 6의 유니트 케이스의 종단면도와 조립시 도 7의 과전류 트리핑 장치의 측면도.

도 9는 도 8의 과전류 트리핑 장치를 수납한 유니트 케이스의 종단면도.

도 10은 트립바와 래치받이를 지지한 유니트 케이스의 주요부를 도 6의 반대쪽에서 본 사시도.

도 11은 도 10에 있어서의 트립바의 사시도.

도 12는 종래예의 회로 차단기를 도시하는 종단면도.

도 13은 도 12의 회로 차단기에 있어서의 과전류 트리핑 장치의 확대 측면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 케이스

2 : 커버

4 : 고정 접촉자

5 : 가동 접촉자

6 : 리드선

10 : 과전류 트리핑 장치

11 : 코일

13 : 영상 변류기(ZCT)

14 : 프린트판

15 : 전원선

22 : 래치

24 : 트립바

25 : 요크

26 : 오일 대시 포트

27 : 전기자

28 : 복귀 스프링

29 : 전자극

30 : 중계 단자

31 : 1 차 도체

32 : 유니트 케이스

33 : 개폐 스프링

34 : 래치받이

35 : 복귀 스프링

Claims (4)

1. 케이스(1)와 커버(2)로 이루어진 몰드 용기 내에 개폐 기구 및 상기 개폐 기구의 래치(22)에 작용하여 트리핑 동작을 발생시키는 과전류 트리핑 장치(10)가 내장되고, 상기 과전류 트리핑 장치(10)는 코일(11)에 삽입되는 오일 대시 포트(26)가 전기자(27)와 복귀 스프링(28)을 지지하는 L자형 요크(25)와 결합되어 구성되는 것인 회로 차단기에 있어서,

   각 극의 상기 과전류 트리핑 장치(10)를 일체로 수납하는 유니트 케이스(32)를 구비하며, 상기 유니트 케이스(32)의 상부에는 주회로 도체(31)가 배치되고, 상기 유니트 케이스(32)에 각 극의 상기 과전류 트리핑 장치(10)의 상기 요크(25) 및 상기 오일 대시 포트(26)를 각각 눌러 넣어 고정하여 상기 케이스(1)에 삽입한 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
2. 제1항에 있어서, 상기 래치를 고정하는 래치받이 및 상기 래치받이에 거는 트립바는 상기 유니트 케이스에 의해 지지되는 것인 회로 차단기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 리드선의 일단부가 가동 접촉자에 접속되는 한편 리드선의 타단부는 중계 단자에 접속되고, 상기 중계 단자는 상기 유니트 케이스에 끼워 맞춰서 유지되는 것인 회로 차단기.
4. 제3항에 있어서, 상기 중계 단자의 일부는 누전 검출 회로를 탑재한 프린트판의 전원 단자에 직접 결합되는 것인 회로 차단기.

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