KR100595463B1 - 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리에 관한 것으로, 특히 가동 접촉자의 양단부에 접점이 설치되는 쌍 접점형 가동 접촉자 어셈블리에 있어서, 가동 접촉자가 회전 바내에서 회전가능하게 지지되도록 구성하되, 가동 접촉자의 선형운동홈내에서 선형운동가능하게 지지되며 회전 바의 외측 원주면상을 슬라이드 이동가능한 한 쌍의 슬라이드 핀과, 상기 한 쌍의 슬라이드 핀 간에 설치되는 스프링을 구비하고, 회전 바의 외주면상에 한 쌍의 캠면을 형성하여 가동 접촉자와 고정 접촉자가 접촉하는 폐극시에는 상기 한 쌍의 슬라이드 핀이 한 쌍의 캠면에 각각 접촉하여 가동 접촉자의 접점과 고정 접촉자의 접점간 접촉 압력을 유지하도록 하고, 단락사고에 의한 대전류 발생시 접점간 전자반발력에 의해 가동 접촉자가 고정 접촉자로부터 분리되는 개극시에는 가동 접촉자의 회전에 따라 상기 한 쌍의 슬라이드 핀이 상기 각각의 캠 면으로부터 벗어나 회전 바의 외측 원주면을 타고 슬라이드하면서 스프링이 가동 접촉자에 개극을 가속화하는 방향으로 상기 한 쌍의 슬라이드 핀을 통해 압력을 제공하도록 구성하고, 또한 단락사고시 전자반발력에 의한 가동 접촉자의 개극시 개극방향 회전의 마지막에서 가동 접촉자가 폐극방향으로 되돌아 가는 것을 지연 또는 유지 할 수 있도록 상기 슬라이드 핀이 빠져서 유지되는 유지 홈을 상기 회전 바에 구비시킨 것을 요지로 한다.

Description

배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리{A MOVABLE CONTACTOR ASSEMBLY FOR A MOULD CASED CIRCUIT BREAKER}

도 1은 쌍접점형 가동자 접촉자가 포함된 일반적 배선용 차단기의 주요구성을 보인 단면도.

도 2 및 도 3은 종래 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리에 관하여 구성 및 동작을 보인 정면도.

도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리를 보인 것으로,

도 4와 도 5는 가동 접촉자 어셈블리의 외형을 보여주는 사시도로서 도 4는 스프링이 장착된 상태를 도시한 것이고, 도 5는 가동 접촉자의 회전축을 지지하는 회전 바의 회전축공을 보여주기 위해서 스프링이 제거된 상태를 도시한 것이다.

도 6은 가동 접촉자 어셈블리의 내부 구성을 보여주는 폐극 상태의 절결사시도.

도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리의 동작과정을 정면도로서 보인 것으로,

도 7은 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리의 폐극 상태를 보인 정면도.

도 8은 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리의 개극 진행중 상태를 보인 정 면도.

도 9는 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리의 개극완료 및 유지 상태를 보인 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 개폐용 핸들 2 : 회전 바(Rotary Bar)

2a : 외측 안내벽면 2b: 내측 안내벽면

2c: 축공 2d : 캠 면

2e : 캠면 단부 2f : 외측 원주면

2h: 양 측면 3: 회전축

4 : 가동 접촉자 4a : 가동접점

4c : 선형운동 안내홈 5a,5b : 슬라이드 핀

6 : 인장스프링 7 : 고정 접촉자

7a : 고정접점 10 : 몰드케이스

11 : 트립장치 12 : 개폐장치

13 : 소호장치 16 : 스토퍼

본 발명은 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한류 형 배선용 차단기에 있어서 가동 접촉자 및 회전 바의 어셈블리 구조 를 개선하여 한류 성능을 높여 줄 수 있도록 한 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 차단기는 공장, 빌등 등의 수배전 설비 중에서 주로 배전반에 설치되어 무부하 상태에서는 부하측에 전원을 공급 또는 차단하는 개폐장치의 역할을 하고, 부하 접속시에는 부하전로에 이상이 발생하여 정격 부하 전류를 초과하는 대전류가 흐를 경우 전로의 전선 및 부하측 기기를 보호하기 위하여 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전원공급을 차단한다. 이와 같은 배선용 차단기는 프레임의 크기, 극수(단상, 3상과 같은 상의 갯수), 동작 방식 등이 다양하게 여러 가지 구조의 것이 제작되고 있다.

이하, 종래 배선용 차단기와 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리의 한 예를 도면에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 1은 쌍접점형 가동자 접촉자가 포함된 일반적 배선용 차단기의 주요구성을 보인 단면도이고, 도 2 및 도 3은 종래 배선용 차단기의 가동자 어셈블리에 관하여 구성 및 동작을 보인 정면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 종래의 배선용 차단기는 몰드케이스(10), 접촉자(4),(7), 트립장치(11), 개폐기구(12), 소호장치(13), 단자(14) 등을 기본적인 요소로 하여 구성된다. 여기서 몰드케이스(10)는 절연재료로 성형된 케이스와 커버로 구성되어 각 부품을 그 내부에 수용하며, 부품이 몰드케이스(10) 내부에 취부되면 상간을 절연하게 됨과 아울러 외부와의 절연 및 이물질 침입을 방지하는 역할을 하게 된다. 또한 접촉자는 가동 접촉자(4)와 고정 접촉자(7)로 구성되며 각 극 마다 설치되어 전로의 계폐를 실 시하게 된다.

그리고, 상기 트립장치(11)는 과전류 또는 단락전류를 검출하여 개폐장치(12)를 동작시켜 차단기를 트립시키는 역할을 하며, 개폐장치(12)는 상기 트립장치(11)의 동작에 의해 자동 차단하거나, 개폐용 핸들(1)의 수동조작에 의해 가동 접촉자(4)를 구동시켜 개폐동작을 실시하게 된다.

한편, 소호장치(13)는 가동 접촉자(4)와 고정 접촉자(7)의 개리(개극) 시 발생하는 아크를 신속히 소멸시켜 접점 및 내부 기기를 보호하는 역할을 담당하며, 단자(14)는 전원측과 부하측의 각 극별 전로에 연결되어 외부의 전로과 내부 장치를 접속시키는 역할을 하게 된다.

이와 같이 구성된 종래의 배선용 차단기는 회로(전로)에 이상이 발생할 경우, 신속하게 전로를 차단하여 배선 및 접속기기의 파괴 또는 화재 발생을 방지하게 되며, 이러한 배선용 차단기의 동작 특성은 시연트립, 순시트립, 단한시트립의 3가지로 구분된다.

상기한 배선용 차단기의 동작 특성을 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 시연트립은 정격전류의 125% 이상의 전류가 일정시간 이상 지속적으로 흐르게 되면 전선이 뜨거워지고, 방치하면 화재의 원인이 되므로 전선의 온도가 위험한 정도까지 이르기 전에 배선용 차단기가 전로를 차단하게 되는 것을 말한다. 그리고, 순시트립은 부하 선로나 부하의 이상으로 순간적으로 큰 사고전류가 발생되면 순간적으로 배선용 차단기를 트립시켜서 사고전류를 차단시키는 것을 말한다.

한편, 단한시트립은 간선용 배선용 차단기와, 분기용 배선용 차단기가 직렬 로 설치되어 있는 계통에서 부하측에 가까운 한분기회로에서 사고전류가 발생한 경우에 분기회로의 배선용 차단기가 간선용 배선용 차단기보다 먼저 트립되게 하여 간선용 배선용 차단기가 트립되는 시간을 지연시키는 것으로서, 이 특성은 순시트립 값을 조정할 수 있는 배선용 차단기에만 해당되는 특성이라고 할 수 있다.

한류형 배선용 차단기의 종래기술의 한 예에 따른 가동 접촉자 어셈블리는 도 2에 도시한 바와 같이, 가동 접촉자(4)가 회전 바(2)의 실제로는 존재하지 않는 가상의 회전축(17)에 대하여 대칭적으로 배치된 한쌍의 인장스프링(15a),(15b)에 의해 회전 바(2)에 지지되며, 상기 인장스프링(15a),(15b)은 일단부가 가동 접촉자(4)의 상부면을 따라 이동가능한 핀에 설치되어 있고, 타단부는 회전 바(2)에 고정된 핀에 고정되어 있어 가동 접촉자(4)가 회전축이 없이도 회전 바(2)에 회전가능하게 지지된다. 이러한 회전축 없이 가동 접촉자를 회전 바에 지지하는 방식을 셀프 센터링(Self Centering)이라고도 부르고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 가동 접점(4a)이 고정접점(7a)에 접촉된 상태인 폐극상태에서, 인장스프링(15a),(15b)은 가동 접촉자(4)와 고정 접촉자(7) 가 서로 접촉된 상태를 유지하는 방향으로 가동 접촉자(7)에 압력을 제공, 즉 접촉 압력을 유지하도록 작용하고 있다.

이와 같이 구성된 종래의 배선용 차단기의 가동자 어셈블리는 정상적인 통전 시에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 전류가 좌측의 전원측 고정 접촉자(7)를 통하여 가동 접촉자(4)를 거쳐 우측 부하측 고정 접촉자(7)로 흐르게 된다.

한편, 이상 전류 발생 시에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 가동 접촉자(4)의 가동접점(4a)과, 고정 접촉자(7)의 고정접점(7a) 간의 전자반발력(Electromagnetic Repulsive Force)에 의해 가동 접촉자(4)가 양측의 고정 접촉자(7)로부터 이탈하면서 회전모멘트를 갖게 되며, 이에 따라 가동 접촉자(4)는 스프링의 복원력을 극복하고 도면을 기준으로 시계방향으로 회전하여 최종적으로 부하측 가동 접촉자(4)의 단부가 스토퍼(16) 위치까지 움직이게 되어 회로(전로)의 차단이 이루어진다.

그러나, 종래 배선용 차단기의 가동자 어셈블리는 그 구조적인 특성상, 가동 접촉자(4)의 회전 중심과 회전 바(2)의 회전 중심을 일치시킬 수가 없었다. 즉, 회전 바(2)의 중심과 인장 스프링(15a)(15b)의 대칭 중심점을 정확히 일치하게 조립하는 것이 용이하지 않고, 두 인장 스프링(15a)(15b)의 가동 접촉자(4)측 두 단부는 핀에 의해서 가동 접촉자(4)의 상부 경사면상을 이동하므로 이들이 정확히 대칭적으로 이동하는 것을 보장할 수 없기 때문에, 가동 접촉자(4)의 회전 중심과 회전 바(2)의 회전 중심을 일치시키는 것은 실 제품에서는 실현이 곤란한 것이다.

또한 접점(4a),(7a)간의 전자반발력에 의한 가동 접촉자(4)의 개극 회동시 도 3에 나타낸 바와 같이 인장스프링(15a),(15b)이 회전 바(2)의 가상 회전축(17)이 지나는 위치까지 이동하여야 하는데, 만약 회전 바(2)의 가상의 회전축(17)이 가동 접촉자(4)의 중심부를 관통하도록 실제로 설치되어 회전 바(2)의 회전축(17)이 가동 접촉자(4)의 중심부를 지나게 될 경우에는 접점(4a),(7a)의 개리 시 인장스프링(15a),(15b)이 가동 접촉자(4)의 중심부를 지나는 회전축(17)에 부딪혀 가동 접촉자(4)가 더 이상 회동하지 못하게 됨으로써 가동 접촉자(4)가 고정 접촉자(7)로부터 분리된 상태를 유지하지 못하게 된다.

따라서 종래에는 그 구조적인 특성상 가동 접촉자(4)를 관통하는 회전축을 설치하기가 불가능하며, 접점(4a),(7a)의 개리 시 가동 접촉자(4)의 회전 중심이 일정하지 않고 가변되어 가동 접촉자(4)의 좌,우 및 전,후 방향 유동이 발생하게 되고, 가동 접촉자(4)가 개리하면 인장스프링(15a),(15b)이 인장되면서 탄성 복원력이 증가하여 가동 접촉자(4)를 다시 고정 접촉자(7)에 접촉하는 방향으로 복귀시키려고 하는 힘이 켜져서 고정 접촉자(7)로 되돌아 가는 현상이 발생할 수 있다. 이것은 단락사고시 접점의 재접촉과 전자반발력에 의한 재분리를 지속시켜, 아크를 지속적으로 발생시키고 따라서 순시한류 특성이 보장되지 못하여, 차단기 자체 및 부하기기등에 심각한 피해를 줄 수 있는 문제점이 있다.

또한 종래의 가동자 어셈블리는 인장 스프링 (15a),(15b)이 회전 바(2)의 내부에 위치하고 있기 때문에, 일반적으로 저압용 배선용 차단기의 회전 바의 직경이 수 센티미터에 불과한 소형임을 감안 할 때, 스프링을 회전 바내에 조립하는 것이 매우 불편하고 장시간을 소요하는 문제점이 있다.

또한 종래의 가동자 어셈블리는 두 개의 고정 접촉자가 가동 접촉자에 대해 정확히 대칭적으로 조립되지 못할 경우, 폐극시 가동 접촉자의 양 접점과 양 고정 접촉자의 접점간 접촉압력이 균일하지 않아 접촉불량등 제품불량과 오동작의 문제를 일으킬 소지가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 배선용 차단기의 한류 성능을 향상시키고자 하는 목적을 가지고 있다.

보다 구체적으로 폐극시에는 전기적 저항이 감소되게 접촉력을 안정적으로 유지할 수 있도록, 폐극시에 회전 바의 캠면에 한 쌍의 슬라이드 핀이 접촉되어 스프링에 의해 유지되도록 하여 폐극시의 접점간 접촉력을 일정하게 유지할 수 있는 배선용 차단기의 가동자 어셈블리를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. 또한 단락에 의해 일정 접촉력을 벗어나는 전자 반발력이 발생하였을 때는 상기 슬라이드 핀이 접촉력을 유지하는 상기 캠면을 벗어나 회전 바의 외측 원주면을 타고 슬라이드하고, 이때 상기 외측 원주면의 소정 위치(사점)에서, 스프링이 상기 슬라이드 핀을 통해 가동 접촉자에 작용하는 압력의 방향이 가동 접촉자의 개극을 가속화하는 방향으로 변환되어 작용하므로서 가동 접촉자가 개극중 다시 고정 접촉자측으로 되돌아 가는 현상을 방지하고 개극이 가속화 되도록 한 가동자 어셈블리를 제공하는 것에 본 발명의 또 다른 목적이 있다. 또한, 전자 반발력에 의한 가동 접촉자의 개극방향 회동의 마지막 단계에서 상기 슬라이드 핀을 수용하여 가동 접촉자의 개극을 유지시키는 유지홈을 회전 바에 구비시킴으로서, 아크의 소호 및 트립장치의 구동에 따른 트립동작시까지 가동 접촉자의 개극을 지속 유지시킬 수 있는 배선용 차단기의 가동자 어셈블리를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 회전 축이 실제 설치되지 않고도 회전 바와 가동 접촉자의 회전중심을 일치시킬 수 있고, 실제 회전 축을 설치하고도 개극시 가동 접촉자가 회동할 때 스프링과 간섭이 없는 회전축을 가동 접촉자의 중심을 관통하도록 회전 바에 설치할 수 있는 배선용 차단기의 가동자 어셈블리를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 스프링을 회전 바의 양 측면 외측에서 한 쌍의 슬라이드 핀에 의해 지지되게 설치하므로서 회전 바에 스프링을 조립하는 것이 간편하고 신속화될 수 있는 배선용 차단기의 가동자 어셈블리를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 회전 축이 관통하는 가동 접촉자의 축공을 수직방향의 장공으로 구성함으로서 두개의 상하 고정 접촉자가 가동 접촉자에 대해 정확히 대칭적으로 설치되지 못한 경우에도 가동 접점과 고정 접점간 접촉압력을 균일하게 유지할 수 있는 배선용 차단기의 가동자 어셈블리를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

위와 같은 본 발명의 목적은 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리에 있어서, 가동 접촉자를 회전가능하게 지지하고, 가동 접촉자의 회전을 허용하기 위한 개구부와, 캠 면과, 외측 원주면과, 양 측면을 구비하는 회전 바와; 상기 회전 바의 양 측면 사이에 회전 가능하게 설치되고, 양단부에 각각 접점을 구비하며, 선형운동 안내홈을 구비하는 대칭구조의 가동 접촉자와; 상기 회전 바의 상기 양 측면간을 연장되도록 설치되며, 상기 선형운동 안내홈내에서 선형운동가능하고, 폐극시에는 상기 회전 바의 캠 면에 접촉상태를 유지하고 개극시에는 상기 캠면으로 부터 벗어나 상기 회전 바의 외측 원주면상을 따라 슬라이드하면서 상기 가동 접촉자에 개극을 가속화하는 방향으로 압력을 제공하는 한 쌍의 슬라이드 핀과; 상기 회전 바의 외측으로 상기 한 쌍의 슬라이드 핀에 각각 양단부가 고정되고, 폐극 시에는 상기 슬라이드 핀에 상기 가동 접촉자가 고정 접촉자와 접촉을 유지하도록 접촉압력을 제공하고, 전자반발력에 의한 개극 시에는 가동 접촉자가 개극을 가속화하도록 상기 슬라이드 핀에 탄성력을 제공하기 위한 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리를 제공함으로서 달성될 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 개극시 가동 접촉자의 개극방향 회전의 마지막 위치에서, 상기 회전 바는 그 외측 원주면상 상기 슬라이드 핀을 수용하여 상기 가동 접촉자의 폐극방향 복귀를 지연시키거나 또는 상기 가동 접촉자의 개극 위치를 유지시켜주기 위한 유지 홈을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리를 제공함으로서 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 개극시 상기 스프링과 간섭이 없고, 상기 가동 접촉자의 중심 장공을 관통하여 상기 회전 바에 설치되는 회전축을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리를 제공함으로서 달성될 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리를 보인 것으로, 도 4에는 가동 접촉자 어셈블리의 외형을 보여주는 사시도, 도 5에는 가동 접촉자 어셈블리중 가동 접촉자의 회전축을 지지하는 회전 바의 회전축공을 보여주기 위해 스프링을 제거한 상태의 가동 접촉자 어셈블리의 외형을 보여주는 사시도가 각각 도시되고, 도 6에는 가동 접촉자 어셈블리의 내부 구성을 보여주는 폐극 상태의 절결사시도가 도시되어 있다.

또한, 도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리의 동작과정을 정면도로서 보인 것으로, 도 7에는 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리의 폐극 상태를 보인 정면도, 도 8에는 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리의 개극 진행중 상태를 보인 정면도, 도 9에는 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리의 개극완료 및 유지 상태를 보인 정면도가 각각 도시되어 있다.

본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서, 본 발명의 가동 접촉자 어셈블리를 제외한 배선용 차단기의 여타 부분은 도 1로서 나타낸 일반적인 배선용 차단기의 구성을 참조할 수 있으므로, 설명의 중복을 피하기 위해 설명을 생략하기로 한다.

먼저, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리의 구성을 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리는 2개의 한류형 고정 접촉자(접점이 부착되는 단부가 U자형으로 절곡된 형상적 특징을 가짐), 즉 도면상 좌측의 전원측 고정 접촉자(7) 및 그의 일단부에 고정되는 고정 접점(7a)와 도면상 우측의 부하측 고정 접촉자(7) 및 그의 일단부에 고정되는 고정 접점(7a)의 사이에 설치되며, 더욱 상세히는 가동 접촉자(4)의 두 가동 접점(4a)(4a)가 대응하는 상기 두 고정 접점(7a)(7a)과 각각 대향하게 설치된다. 가동 접촉자(4)는 그 길이방향상 중심점을 중심으로 대칭적인 형상으로 양단부에 두개의 접점(4a)(4a)를 구비하여 쌍접점형으로 불리는 타입의 것으로서, 회전 바(2)에 의해 고정 접촉자(7)(7)에 접촉하는 위치와 고정 접촉자(7)(7)로부터 분리되는 위치로 회동가능하게 지지되어, 회전 바(2)의 양 측면(2h) 사이에 회전 가능하게 설치된다. 회전 바(2)는 가동 접촉자(4)의 상기 회동을 허용하기 위해서 2개의 개구부(부호 미지정)를 구비한다. 회전 바(2)의 양 측면(2h)으로 연장되도록 한 쌍의 슬라이드 핀(5a)(5b)이 가동 접촉자(4)와 함께 회동가능하게 마련되며, 회전 바(2)의 외주면에는 슬라이드 핀(5a)(5b)이 가동 접촉자(4)의 폐극(고정 접촉자와 접촉하는 상태)위치에서 수용되는 한 쌍의 캠 면(cam surface)(2d)과, 그 캠면의 단부(2e)가 구비되며, 캠 면(2d)과, 그 캠 면(2d)의 단부(2e)를 제외한 회전 바(2)의 외측 원주면(2f)이 가동 접촉자(4)의 개극시(고정 접촉자로부터 분리되는 상태)에서 슬라이드 핀(5a)(5b)이 그 면을 타고 슬라이드(slide)하게 구비된다. 한 쌍의 슬라이드 핀(5a)(5b)사이에는 이들에 각각 그 양단부를 지지하는 인장 스프링(6)이 마련된다. 인장 스프링(6)은 회전 바(2)의 양 측면(2h)에 각각 하나씩 2개가 마련된다. 특히, 인장 스프링(6)은 그 양단부를 회전 바(2)의 외측에서 슬라이드 핀(5a) (5b)에 걸어서 지지시키면 설치가 완료되므로 그 조립이 매우 간편하다.

도 4에서 미설명 부호 16은 가동 접촉자(4)의 개극시 회동을 제한하기 위해서 미리 결정된 위치에 설치되는 스토퍼(stopper) 이며, 리미트 핀(limit pin)이라고도 불린다.

설명의 편이상 한 상만을 도시하였으나, 3상과 같은 다상의 경우 회전 바(2)는 다른 상의 회전 바와 길게 연결되는 바(bar)형태를 갖게되며, 도 1에 도시된 개폐장치(12)과 접속되어 개폐장치(12)의 구동에 의해 여러 상의 회전 바가 동시 회동될 수 있다. 한편, 가동 접촉자(4)의 회전축을 지지하는 회전 바(2)의 회전축공(2c)을 보여주기 위해 스프링(6)을 제거한 상태의 가동 접촉자 어셈블리의 외형을 사시도로서 되시한 도5에 나타난 바와 같이, 가동 접촉자(4)는 회전 바(2) 의 회전축공(2c)을 통해 가동 접촉자(4)의 회전중심을 관통하는 회전축에 의해 회전 바(2)내에서 회전 가능하게 지지된다. 또한, 한 쌍의 슬라이드 핀(5a)(5b)은 가동 접촉자(4)에 대칭적으로 형성된 두 선형운동 가이드 홈(4c)내에서 각각 제한적으로 선형운동 가능하다.

회전 바(2)의 내부와 가동 접촉자(4)의 상세 구성에 대해서는 도 6을 참조하여 이하 설명한다.

도 6에 도시한 실시예상 가동 접촉자(4)는 실제 중심축 즉 회전축(3)을 가동 접촉자(4)의 중심점을 관통하여 회전 바(2)의 회전 축공(2c)에 지지되게 삽입 설치하여 이 회전축(3)을 중심으로 회전가능하다. 이때, 회전축(3)의 양단부는 회전 바(2)의 회전 축공(2c)에 삽입되어 회전 바(2)에 의해 지지되지만, 회전 바(2)의 양 외측 안내벽면(2a) 외측으로 돌출하지 않토록 회전축(3)의 길이를 결정한다. 가동 접촉자(4)의 중심점에 회전축(3)이 관통하는 축공은 수직방향의 장공(4b)이다. 따라서, 두개의 상하 고정 접촉자(7)(7)가 가동 접촉자(4)에 대해 정확히 대칭적으로 설치되지 못한 경우나 양 접점의 불균일한 소모등에 의한 정확한 대칭에 이상이 발생한 경우에도 가동 접점(4a)과 고정 접점(7a)간 접촉압력을 균일하게 유지할 수 있다.

전자반발력 발생시, 가동 접촉자(4)는 정지상태의 회전 바(2)에 대해서 회전 축(3)을 중심으로 고정 접촉자(7)로부터 분리되는 개극방향(도면상 시계방향)으로 회전 바(2)의 개구부의 개구각도 범위 만큼 제한적으로 회동한다. 한편 트립장치(11)에 의해 자동적 또는 핸들(1)에 의해 수동적으로 개폐장치(12)가 트립 또는 회로개방방향으로 구동된 경우, 회전 바(2)가 개폐장치(12)에 의해 개극방향(도면상 시계방향)으로 회동하며 이때 가동 접촉자(4)도 개극방향으로 회동하게 된다. 이때에도 도 2, 3으로 제시한 종래기술과는 달리 개극시 회전축(3)과 인장 스프링 (6)간의 간섭은 없다. 왜냐하면, 종래기술에 있어서 이동가능한 두 핀은 가동 접촉자(4)의 상부면상을 이동하므로 개극시 이들 두 핀이 가동 접촉자(4)의 상부면을 타고 도면상 시계방향으로 이동하면서 스프링의 다른 두 단부를 고정하는 가동 접촉자(4)상의 다른 두 핀에 대해 반경방향(radial direction)으로 이동하므로 고정된 스프링이 중심축과 간섭하게 되지만, 본 발명에 있어서는, 인장 스프링 (6)은 회전축(3)과 접촉이 없는 회전 바(2)의 양 외측 안내벽면(2a)상에 설치되므로 회전축(3)과 간섭이 없다.

미설명 부호 2g는 개극시 가동 접촉자(4)의 개극방향 회전의 마지막 위치에서, 상기 회전 바(2)의 그 외측 원주면상 상기 슬라이드 핀(5a)(5b)을 수용하여 상기 가동 접촉자의 폐극방향 복귀를 지연 또는 가동 접촉자(4)의 개극위치를 유지시키기 위한 유지 홈이다.

이와 같은 본 발명에 의한 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리의 작용을 설명하면 다음과 같다.

배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리에서 상기 가동 접촉자(4)의 동작은 크게 3가지로 도 7과 같은 폐극 상태, 도 8과 같은 개극 진행상태, 도 9와 같은 개극 상태로 나눌 수 있다.

도 7과 같은 폐극 상태에서 가동 접촉자(4)는 인장스프링(6)의 초기 인장력 이 슬라이드 핀(5a)(5b)를 통해 가동 접촉자(4)에 도면상 반시계방향 회전모멘트로 작용하여 고정 접촉자(7)와 접촉을 유지한다. 이때, 슬라이드 핀(5a)(5b)은 가동 접촉자(4)의 선형 운동 가이드 홈(4c)의 최내측면에 접촉한 상태이고, 동시에 슬라이드 핀(5a)(5b)은 회전 바(2)의 캠 면(2d)에 접촉한 상태이다.

이와같은 폐극 상태에서 회로(전로)상의 전류는 전원 측 고정 접촉자(7)의 고정접점(7a)으로부터 흘러들어와서, 가동 접촉자(4)의 일측 가동접점(4a) 및 타측 가동접점(4a)을 통해 흐르고, 부하 측 고정 접촉자(7)의 고정접점(7a)을 통해 부하단으로 흘러 나가면서 전원으로부터 배선용 차단기를 거쳐 부하로 전류가 공급되고 전기적 폐회로가 구성된다.

만약 단락사고에 의해 회로상 대전류가 발생할 경우에는 가동 접촉자(4)와 고정 접촉자(7) 간 구체적으로 가동접점(4a)과 고정접점(7a) 사이에 전자반발력(Electromagnetic Repusive Force)이 발생하여 가동 접촉자(4)는 고정 접촉자(7)로부터 분리되는 방향으로 반발하고 도 8을 기준으로 시계 방향으로 회전운동을 하게 된다.이 때 순간적으로 발생하는 상기 전자반발력은 인장 스프링(6)에 의해 슬라이드 핀 (5a),(5b)을 통해 가동 접촉자(4)에 작용하는 반시계방향의 회전 모멘트 보다 상당히 커서, 가동 접촉자(4)는 시계방향으로 회전하게 되고, 슬라이드 핀(5a),(5b)은 캠 면(2d)의 깊이 만큼 스프링(6)을 인장시키면서 회전 바(2)의 캠 홈의 캠 면(2d)을 타고 캠면의 단부(2e)를 넘어서게 된다. 이때 슬라이드 핀(5a),(5b)이 회전 바(2)의 캠면의 단부(2e)를 넘어가는 순간을 도시한 것이 도 8의 상태이다. 또한 이때 슬라이드 핀(5a),(5b)은 가동 접촉자(4)의 선형운동 가이드 홈(4c)내에서 외측으로 선형운동하지만, 선형운동 가이드 홈(4c)의 깊이가 캠 면(2d)의 깊이 보다 깊거나 같게 구성되므로 선형운동 가이드 홈(4c)을 벗어나지는 않는다.

이후, 계속 전자반발력에 의해 시계방향으로 회동하는 가동 접촉자(4)에 의해 슬라이드 핀(5a),(5b)는 회전 바(2)의 캠 단부(2e)를 벗어나 외측 원주면상을 슬라이드하게 되며, 이때 슬라이드 핀(5a),(5b)가 회전 바(2)의 소정 위치(소위 dead point라고 불리는 점)를 지날 때 스프링(6)으로 부터 슬라이드 핀(5a),(5b)을 통해 가동 접촉자(4)에 작용하는 탄성 압력은 가동 접촉자(4)를 고정 접촉자(7)쪽으로 되돌아가게 하는 방향으로 부터 가동 접촉자(4)를 고정 접촉자(7)로부터 분리되는 개극방향(도 8상 시계방향)으로 변환되어 개극을 가속화하게 작용한다(압력을 가한다). 이와같이 스프링(6)의 작용방향이 반대로 변환되는 이유는 스프링(6)의 일단부를 지지하는 슬라이드 핀(5a),(5b)이 회전 바(2)의 둥근 원주면을 타고 슬라이드하기 때문이다. 따라서 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리에 의해서 한류동작시 가동 접촉자의 분리동작이 신속해 짐으로서, 배선용 차단기의 한류성능이 개선될 수 있다.

한편, 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 위와 같이 사점에서 스프링(6)으로 부터 슬라이드 핀(5a),(5b)을 통해 가동 접촉자(4)에 작용하는 탄성력은 가동 접촉자(4)를 고정 접촉자(7)쪽으로 되돌아가게 하는 방향으로부터 가동 접촉자(4)를 고정 접촉자(7)로부터 분리되는 개극방향(도 8상 시계방향)으로 변환되어 개극을 가속화하며, 이러한 개극시 가동 접촉자(4)의 개극방향 즉 도면상 시 계방향 회전의 마지막 위치에서, 상기 회전 바(2)의 유지 홈(2g)내에 상기 슬라이드 핀(5a),(5b)이 수용 즉 유지 홈(2g)내로 슬라이드 핀(5a),(5b)이 굴러들어감으로서 상기 가동 접촉자(4)의 폐극방향 복귀를 지연시키거나 또는 상기 가동 접촉자(4)의 개극 위치를 유지시키게 된다. 다시 말해 가동 접촉자(4)가 스토퍼(16)에 의해 멈추는 위치에 도달하였을 때 슬라이드 핀(5a),(5b)은 회전 바(2)의 유지홈(2e)에 굴러들어가 멈춰서게 되며, 인장스프링(6)이 유지홈(2e)의 홈 깊이만큼 줄어 들게 된다.이러한 상태에서 가동 접촉자(4)를 고정 접촉자(7)쪽으로 되돌아가게 하려면, 유지홈(2e)의 홈 깊이만큼 인장스프링(6a),(6b)을 다시 늘어나게 인장시켜야 하므로, 수동적으로 핸들(1)을 조작하여 가동 접촉자(4)를 다시 고정 접촉자(7)와 접촉하는 위치로 외력을 가하는 것과 같은 외력이 없는 한, 가동 접촉자는 개극 상태를 유지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리는 스프링(6)의 양단부를 지지하는 슬라이드 핀(5a),(5b)이 회전 바(2)의 둥근 원주면을 타고 슬라이드하기 때문에 스프링(6)으로 부터 슬라이드 핀(5a),(5b)을 통해 가동 접촉자(4)에 작용하는 탄성력은 가동 접촉자(4)를 고정 접촉자(7)쪽으로 되돌아가게 하는 방향으로 부터 가동 접촉자(4)를 고정 접촉자(7)로부터 분리되는 개극방향(도 8상 시계방향)으로 변환되어 개극을 가속화하여 한류 성능을 극대화할 수 있다. 또한, 개극시 가동 접촉자(4)의 개극방향 즉 도면상 시계방향 회전의 마지막 위치에서, 상기 회전 바(2)의 유지 홈(2g)내에 상기 슬라이 드 핀(5a),(5b)이 수용 즉 유지 홈(2g)에 슬라이드 핀(5a),(5b)이 굴러들어가 정지됨으로서 상기 가동 접촉자(4)의 폐극방향 복귀를 지연시키거나 또는 상기 가동 접촉자(4)의 개극 위치를 유지시키게 되며 따라서 아크를 배기하고 트립장치에 의한 트립동작이 이루어질 때까지 충분히 가동 접촉자(4)의 폐극방향 복귀를 방지하고 개극상태를 유지하는 것이 가능해 지게 된다. 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리에 있어서, 인장 스프링(6)은 그 양단부를 회전 바(2)의 외측에서 슬라이드 핀(5a) (5b)에 걸어서 지지시키면 설치가 완료되므로 그 조립이 매우 간편하다. 본 발명에 따른 가동 접촉자 어셈블리에 있어서, 가동 접촉자(4)의 중심점에 회전축(3)이 관통하는 축공은 수직방향의 장공(4b)이다. 따라서, 두개의 상하 고정 접촉자(7)(7)가 가동 접촉자(4)에 대해 정확히 대칭적으로 설치되지 못한 경우나 양 접점의 불균일한 소모등에 의한 정확한 대칭에 이상이 발생한 경우에도 가동 접점(4a)과 고정 접점(7a)간 접촉압력을 균일하게 유지할 수 있다.

Claims (5)

1. 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리에 있어서, 가동 접촉자를 회전가능하게 지지하고, 가동 접촉자의 회전을 허용하기 위한 개구부와, 캠 면과, 외측 원주면과, 양 측면을 구비하는 회전 바와; 상기 회전 바의 양 측면 사이에 회전 가능하게 설치되고, 양단부에 각각 접점을 구비하며, 선형운동 안내홈을 구비하는 대칭구조의 가동 접촉자와; 상기 회전 바의 상기 양 측면 간을 연장되도록 설치되며, 상기 선형운동 안내홈내에서 선형운동가능하고, 폐극시에는 상기 회전 바의 캠 면에 접촉상태를 유지하고 개극시에는 상기 캠 면으로부터 벗어나 상기 회전 바의 외측 원주면상을 따라 슬라이드하면서 상기 가동 접촉자에 개극을 가속화하는 방향으로 압력을 제공하는 한 쌍의 슬라이드 핀과; 상기 회전 바의 외측으로 상기 한 쌍의 슬라이드 핀에 각각 양단부가 고정되고, 폐극 시에는 상기 슬라이드 핀에 상기 가동 접촉자가 고정 접촉자와 접촉을 유지하도록 접촉압력을 제공하고, 전자반발력에 의한 개극 시에는 상기 회전 바의 외주면의 소정 위치에서 가동 접촉자가 개극을 가속화하는 방향으로 상기 슬라이드 핀에 탄성력을 제공하기 위한 인장스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬라이드 핀은 상기 가동 접촉자의 회전중심점에 대해 서로 대칭적으로 두개가 설치되며, 상기 스프링은 상기 회전 바의 한 측면당 하나의 스프링이 상기 회전 바의 양 외측면상에 설치되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서, 개극시 가동 접촉자의 개극방향 회전의 마지막 위치에서, 상기 회전 바는 그 외측 원주면상 상기 슬라이드 핀을 수용하여 상기 가동 접촉자의 폐극방향 복귀를 지연시키거나 또는 상기 가동 접촉자의 개극 위치를 유지시켜주기 위한 유지 홈을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서, 개극시 상기 스프링과 간섭이 없고, 상기 가동 접촉자의 중심부 장공을 관통하여 상기 회전 바에 그 양단부가 지지되는 회전축을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 선형운동 안내홈의 깊이는 상기 캠 면의 깊이 보다 더 깊거나 같은 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 가동 접촉자 어셈블리.

Images