KR100595465B1 - 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 조작이나 트립부로부터의 물리적 신호에 의하여 차단기를 동작시키는 개폐 기구부의 온(ON), 오프(OFF), 트립(TRIP)동작에 따라 회전운동을 하게 되며 접점의 접촉 및 이탈과 직접적인 연관을 가지고 있는 샤프트의 정확한 동작을 이끌어 내어 차단기의 성능을 보장하기 위한 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조에 관한 것이다. 본 발명에 의한 샤프트 가이드 구조는, 샤프트에 양단이 제 1단축과 이 제 1단축보다 외경이 작은 제 2단축을 갖도록 단차지게 2단으로 돌출 형성되는 샤프트 지지부를 구비하고, 케이싱에 제 1단축을 가이드하기 위한 제 1샤프트 가이드와, 제 2단축을 가이드하기 위한 제 2샤프트 가이드가 구비되어, 샤프트의 정확한 회전을 안내할 수 있으므로 접점의 접촉이나 이탈이 균등하게 되어 배선용 차단기의 성능이 향상될 수 있게 된다.

배선용 차단기, 단극차단유닛, 샤프트

Description

배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조{SHAFT GUIDING STRUCTURE FOR CIRCUIT BREAKER}

도 1은 종래의 배선용 차단기의 개폐 기구부가 하부 케이싱에 조립된 상태의 사시도,

도 2는 도 1에서 개폐 기구부를 하부 케이싱으로부터 분리한 모습을 보인 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 샤프트 가이드 구조가 적용된 배선용 차단기의 단극차단유닛을 분리한 것을 보인 사시도,

도 4는 단극차단유닛의 분해사시도,

도 5는 샤프트와 샤프트캡의 분리사시도,

도 6은 단극차단유닛의 케이싱의 내측 평면도이다.

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명*

110, 111: 단극차단유닛 112: 케이싱

114: 제 1샤프트 가이드 115, 116: 샤프트핀 이동홀

118: 제 2샤프트 가이드 121,122: 고정 접촉단자

130: 샤프트 140: 샤프트캡

141,142: 가이드용 돌출부 151,152: 가동 접촉단자

160: 제 2단축 170: 제 1단축

180: 샤프트 지지부

본 발명은 단극에 2개의 접점을 가진 구조의 배선용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 사용자의 조작이나 트립부로부터의 물리적 신호에 의하여 차단기를 동작시키는 개폐 기구부의 온(ON), 오프(OFF), 트립(TRIP)동작에 따라 회전운동을 하게 되며 접점의 접촉 및 이탈과 직접적인 연관을 가지고 있는 샤프트의 정확한 동작을 이끌어 내어 차단기의 성능을 보장하기 위한 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 차단기는 공장, 빌딩 등의 수배전 설비 중에서 주로 배전반에 설치되어 무부하 상태에서는 부하측에 전원을 공급 또는 차단을 하는 개폐장치의 역할을 하고, 부하 사용중에는 부하 전로에 이상현상이 발생되어 부하전류를 초과하는 대전류가 흐를 경우 전로의 전선 및 부하측 기기를 보호하기 위하여 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전원을 공급 또는 차단하는 차단기의 역할을 담당하게 된다.

도 1은 이러한 종래의 배선용 차단기(1)의 개폐 기구부(3)가 하부 케이싱(2)에 조립된 상태의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 개폐 기구부(3)를 하부 케이싱(2)으로부터 분리한 모습을 보인 사시도로서, 배선용 차단기(1)는, 하부 케이싱(2)에 고정 프레임(6)에 의하여 고정되어 선로측과 부하측에 연결되는 전로를 개폐하기 위한 개폐 기구부(3)와, 이 개폐 기구부(3)의 하부에 개폐 기구부(3)로부터 회전력을 전달하거나 전달받는 샤프트(5)를 구비한다.

상기 개폐 기구부(3)는, 상부에 사용자가 조작을 할 수 있도록 핸들(7)이 구비되며, 이 핸들(7) 조작에 따라, 하부의 샤프트(5)를 회전시키기 위한 링크 장치(도시되지 않음)를 포함한다.

상기 샤프트(5)는 샤프트핀(8)에 의하여 상기 개폐 기구부(3)의 온(ON), 오프(OFF), 또는 트립부(TRIP)(도시되지 않음)의 동작에 따라 회전을 할 수 있도록 회전력을 전달받게 되는 것이다.

한편, 상기 샤프트(5)는, 각 상마다 선로측과 부하측으로부터 연결되는 고정 접촉단자(도시되지 않음)의 전로를 개폐하도록 가동 접촉단자(4)를 탄력 지지하며, 이 가동 접촉단자(4)의 회전축을 제공한다.

그리고, 상기 샤프트(5)는, 상기 개폐 기구부(3)의 온(ON), 오프(OFF), 트립(TRIP) 동작이나 한류동작 등으로 인하여 가동 접촉단자(4)가 고정 접촉단자로부터 순간적으로 이탈될 때 회전운동을 안내할 수 있도록 하부 케이싱(2)의 상간 격벽(11)에는 원호상으로 샤프트 가이드(10)가 형성되고, 이 샤프트 가이드(10)에 대응하는 상부에는 상기 고정 프레임(6)에 대응하는 원호 형상으로 된 샤프트 가이드(도시되지 않음)가 구비되며, 상기 샤프트(5)의 대응 부위는 상기 샤프트 가이드(10)에 구속되어 회전할 수 있도록 단차져서 작은 반경으로 된 가이드면(5a)이 형성된다.

이러한 종래의 샤프트(5) 및 하부 케이싱(2)은 하나의 몰드(Mold)물로 제조되므로 각 상을 밀폐시키가 어려워 절연상의 문제가 발생한다. 예를 들어, 샤프트와(5)상기 고정 프레임(6)과 하부 케이싱(2)의 접촉면에 발생하는 틈으로 인해 상간 단락과 같이 절연적인 측면에서 불리하게 작용한다. 뿐만 아니라, 샤프트(5) 동작시 받게 되는 강한 충격에 의하여 상기 샤프트 가이드(10)나 가이드면(5a)이 쉽게 파손되어 밀폐성이 약화될 위험성이 높아지는 문제가 있었다.

이를 해결하기 위하여, 상간 단락을 방지하기 위하여 각 상마다 케이싱과 샤프트를 별도로 두는 형태가 제안되기도 하였으나, 샤프트의 정확한 회전 지점을 유지하기 어려워, 개폐 기구부(3)를 작동시 두 접점에 동일한 접촉압력을 제공할 수 없고, 한류동작시 선로측과 부하측의 동작시간이 틀려질 수 있으며, 트립 동작시에도 선로측과 부하측이 동시에 움직이지 않으므로 이상적인 차단거리가 보장되지 않아 차단기의 성능을 높이기 힘든 문제가 있다. 또한, 각 샤프트에 회전력을 전달하기 위한 샤프트핀 이동홀을 통하여 아크가 인접 단극차단유닛으로 새어나갈 위험성이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점에 부응하기 위한 것으로 본 발명의 목적은, 가동 접촉단자의 회전축을 제공하여 접점의 접촉 및 이탈과 직접 관련하는 단극차단유닛의 샤프트가 정확한 회전 지점을 갖도록 하여 차단기의 성능을 보장하기 위한 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조를 제공하는데 있다.

그리고 본 발명은, 단극차단유닛 내부의 아크가 인접 유닛으로 연결되어 상 간 단락이 발생되는 것을 방지하도록 밀폐될 수 있는 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 각 상마다 제공되며 샤프트핀의 이동을 위한 샤프트핀 이동홀이 형성된 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 설치되는 고정 접촉단자와, 상기 고정 접촉단자간의 전로를 제공하거나 차단하는 가동 접촉단자와, 양단이 상기 케이싱에 축지지되며 상기 가동 접촉단자를 접압 스프링에 의하여 탄력지지하며 이 가동 접촉단자의 회전축을 제공하는 샤프트 및, 개폐 기구부의 온, 오프, 또는 트립 동작에 따라 이 개폐 기구부로부터 회전력을 전달받아 상기 샤프트에 회전력을 전달하는 샤프트핀을 포함하는 배선용 차단기의 단극차단유닛에 있어서,

상기 샤프트는, 양단이 제 1단축과 이 제 1단축보다 외경이 작은 제 2단축을 갖도록 단차지게 2단으로 돌출 형성되는 샤프트 지지부를 구비하고,

상기 케이싱은, 상기 제 1단축을 가이드하기 위한 제 1샤프트 가이드와 상기 제 2단축을 가이드하기 위한 제 2샤프트 가이드가 구비된 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조를 제공한다.

본 발명에 따라, 상기 샤프트핀 이동홀은 상기 제 1샤프트 가이드와 상기 제 2샤프트 가이드 사이에 형성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 샤프트 지지부는, 상기 샤프트의 양단에 결합되며, 적어도 상기 제 1단축을 구비함과 아울러, 상기 샤프트핀 이동홀을 차폐할 수 있도록 캡몸체 부를 구비하는 샤프트캡을 포함하여 구성되어지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 샤프트 가이드 구조가 적용된 배선용 차단기의 단극차단유닛을 분리한 것을 보인 사시도로서, 배선용 차단기(100)는, 상간 단락을 방지하기 위하여 밀폐 구조로 하여 각 상을 유닛화시킨 하부의 단극차단유닛(110)(111)과, 각 단극차단유닛(110)(111) 내부에 있는 샤프트(도시되지 않음)를 회전시키기 위하여 구비되는 샤프트핀(105)(106)을 링크동작에 의하여 가동시키는 개폐 기구부(101)를 구비한다.

그리고, 상기 개폐 기구부(101)의 양측으로는 이 기구부(101)를 지지하며 회전지점을 제공하는 고정 프레임(102)이 구비되며, 각각의 단극차단유닛(110)(111)은 연결봉재(103)에 의하여 고정 프레임(102)과 함께 고정된다.

도 4는 단극차단유닛의 분해사시도이고, 도 5는 샤프트와 샤프트캡의 분리사시도이며, 도 6은 단극차단유닛의 케이싱의 내측 평면도이다.

단극차단유닛(111)은 각 상마다 마련되는 케이싱(112)과, 이 케이싱(112)의 내부에 외부의 선로측 및 부하측으로부터 연결되는 양 쪽의 고정 접촉단자(121)(122)와, 이 고정 접촉단자(121)(122)간의 전로를 제공하거나 차단하기 위하여 양 고정 접촉단자(121)(122)에 대응하는 접점을 가지는 가동 접촉단자(151)(152)와, 이 가동 접촉단자(151)(152)의 회전축을 제공하기 위한 샤프트(130) 가 구비된다.

상기 샤프트(130)의 회전지점을 제공하고 가이드할 수 있도록, 샤프트(130)의 양단은 제 1단축(170)과 이 제 1단축(170)보다 외경이 작은 제 2단축(160)을 갖도록 단차지게 상기 샤프트(130)의 신장 방향으로 돌출 형성되는 샤프트 지지부(180)를 포함하는 샤프트캡(140)이 결합된다.

도 6에서 보는 바와 같이, 상기 케이싱(112)의 상기 샤프트캡(140)의 상기 제 1단축(170)과 제 2단축(160)에 대응하는 각 부위에는, 상기 제 1단축(170)을 내주면에 의하여 가이드할 수 있도록 제 1샤프트 가이드(114)와, 상기 제 2단축(160)을 내주면에 의하여 가이드할 수 있도록 제 2샤프트 가이드(118)가 형성된다.

그리고, 상기 제 1샤프트 가이드(114)와 제 2샤프트 가이드(118)는 단극차단유닛(111)의 외부에 대하여 절연될 수 있도록 차폐되게 형성된다.

상기 케이싱(112)의 상기 제 1샤프트 가이드(114)와 제 2샤프트 가이드(118) 사이에는, 샤프트핀 이동홀(115)(116)이 상기 샤프트(130)의 중심축선에 대하여 부분적인 원호상으로 되게 천공되어, 상기 샤프트핀(105)(106)이 이 샤프트핀 이동홀(115)(116)을 통과하여 상기 샤프트(130)에 고정됨으로써 이 샤프트(130)와 함께 회전할 수 있게 되어 있다.

이에 따라, 상기 샤프트(130)가 상기 제 1샤프트 가이드(114)와 제 2샤프트 가이드(118)에 의한 이중의 회전지점을 가지며 가이드되므로 샤프트(130)의 정확한 회전 동작이 가능하게 된다.

즉, 상기 개폐 기구부(101)의 링크(도시되지 않음)가 상하동작을 하는 경우 에도 샤프트(130)가 원활한 회전운동을 할 수 있도록 안정적인 회전 지점을 제공할 수 있으며, 트립 동작시 고정 접촉단자(121)(122)와 가동 접촉단자(151)(152)간의 이상적인 차단 거리를 확보하고, 한류 동작에 의하여 접점이 강하게 개리되어 샤프트(130)가 급속하게 회전되는 경우에도 선로측과 부하측의 동작시간을 균등하게 유지할 수 있게 되는 것이다.

다만, 본 도시례와 달리 상기 샤프트캡(140)을 사용하지 않는 예에서는 샤프트에 상기 샤프트 지지부(180)와 같은 형상을 구비하여 같은 기능을 구현하는 것도 가능하다.

한편, 상기 샤프트캡(140)은 캡몸체부(147)를 포함하며, 이 캡몸체부(147)의 상기 샤프트핀 이동홀(115)(116)에 대응하는 부분에는, 상기 케이싱(112) 쪽으로 돌출 형성되어 상기 샤프트핀 이동홀(115)(116)에 외주부가 걸리도록 함과 아울러 상기 샤프트핀(105)(106)이 내부로 통과되도록 구비되는 가이드용 돌출부(141)(142)가 구비된다.

이에 따라, 가이드용 돌출부(141)(142)에 의하여 상기 샤프트핀(105)(106) 및 샤프트(130)의 회전 정지 지점을 정확히 가이드할 수 있게 된다.

그리고, 상기 샤프트캡(140)이 상기 샤프트(130)에 결합되는 쪽에는 상기 캡몸체부(147)로부터 돌출 형성되어 외주부가 상기 샤프트(130)에 형성된 샤프트핀홀(131)(132)에 삽입되도록 함과 아울러 상기 샤프트핀(105)(106)이 내부로 통과되도록 구비된 조립용 돌출부(145)가 구비된다.

도 5에서 보는 바와 같이, 상기 가동 접촉단자(151)(152)는, 상기 샤프트 (130)에 대하여 양단이 접압 스프링(133)에 의하여 탄력 지지되어, 상기 고정 접촉단자(121)(122)에 상기 가동 접촉단자(151)(152)를 접촉시켜 전로를 제공하기 위하여 상기 샤프트(130)를 반시계방향으로 회전시키면 상기 가동 접촉단자(151)(152)가 상기 접압 스프링(133)을 인장시키며 상기 고정 접촉단자(121)(122)에 일정한 접압을 확보하게 된다.

그리고, 트립부(도시되지 않음)의 신호를 받거나, 한류 동작시에 상기 가동 접촉단자(151)(152)는 시계방향으로 회전하며 상기 고정 접촉단자(121)(122)로부터 양 접점이 개리된다.

이때 발생하게 되는 아크가 상기 케이싱(112)의 외부로 나가는 것을 방지하기 위하여, 케이싱(112)이 외부에 대하여 절연을 유지하도록 전기적으로 차폐시킴과 동시에, 상기 샤프트핀 이동홀(111)(112)을 통하여 아크가 인접 상으로 연결되어 상간 단락되는 것을 방지할 수 있도록 샤프트캡(140)을 구비함으로써 상기 샤프트핀 이동홀(115)(116)을 막는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조에 의하면, 샤프트의 양단을 제 1단축(170)과 제 2단축(160)을 갖는 샤프트 지지부(180)를 구비하도록 하고, 케이싱(112)에 이 제 1단축(170)과 제 2단축(160)에 대응되게 1샤프트 가이드(114)와 제 2샤프트 가이드(118)를 두었으므로, 가동 접촉단자(151)(152)를 지지하는 샤프트(130)의 정확한 회전을 안내할 수 있음과 함께, 접점의 접촉이나 이탈이 균등하게 되어 배선용 차단기의 성능이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 샤프트(130)의 양단에 상기한 샤프트 지지부(180)를 포함하는 샤프트캡(140)을 채용함으로써, 샤프트(130) 회전의 정확성과 함께, 절연성능이 향상되어 상간 단락이 예방될 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시례와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (3)

1. 각 상마다 제공되며 샤프트핀의 이동을 위한 샤프트핀 이동홀이 형성된 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 설치되는 고정 접촉단자와, 상기 고정 접촉단자간의 전로를 제공하거나 차단하는 가동 접촉단자와, 양단이 상기 케이싱에 축지지되며 상기 가동 접촉단자를 접압 스프링에 의하여 탄력지지하며 이 가동 접촉단자의 회전축을 제공하는 샤프트 및, 개폐 기구부의 온, 오프, 또는 트립 동작에 따라 이 개폐 기구부로부터 회전력을 전달받아 상기 샤프트에 회전력을 전달하는 샤프트핀을 포함하는 배선용 차단기의 단극차단유닛에 있어서,

   상기 샤프트는, 양단이 제 1단축과 이 제 1단축보다 외경이 작은 제 2단축을 갖도록 단차지게 2단으로 돌출 형성되는 샤프트 지지부를 구비하고,

   상기 케이싱은, 상기 제 1단축을 가이드하기 위한 제 1샤프트 가이드와 상기 제 2단축을 가이드하기 위한 제 2샤프트 가이드가 구비된 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 샤프트핀 이동홀은,

   상기 제 1샤프트 가이드와 상기 제 2샤프트 가이드 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 샤프트의 양단에 결합되어 상기 샤프트와 함께 회전하며 상기 샤프트핀 이동홀을 차폐할 수 있는 샤프트캡을 더 구비하여, 이 샤프트캡에 상기 샤프트 지지부가 형성된 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 샤프트 가이드 구조.

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