KR100697507B1 - 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 저전압 회로에 적용한 배선용 차단기, 누전 차단기 등을 대상으로 한 회로 차단기에 관한 것으로, 상세하게는 이상 전류에 의해 주회로 접점이 용착한 상태에서 조작 핸들이 OFF 위치로 이동하는 것을 저지하도록 한 아이솔레이션 기능을 구비한 개폐 기구를 제공하는 것으로서, 이를 위한 수단으로서, 주회로 접점이 용착(溶着)한 상태에서 핸들이 OFF 위치로 이동하는 것을 저지하는 수단으로서, 상기 토글 링크 기구와 개폐 레버와의 사이를 인터로크하고, 토글 링크 기구의 동작 위치에 대응하여 개폐 레버의 이동 범위를 규제하는 로크 부재를 개폐 기구에 조립하고, 주회로 접점의 용착 상태에서는 상기 로크 부재가 개폐 레버의 동작을 구속하여 핸들의 OFF 위치로의 이동을 저지하는 구성으로 이루어진다.

고정 접촉자, 가동 접촉자, 개폐 기구, 핸들, 과전류 해제 장치

Description

회로 차단기{Circuit Breaker}

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 회로 차단기의 개폐 기구의 구조도로서, 접점 용착시에 핸들의 0FF 위치로의 이동을 저지한 상태를 도시한 도면.

도 2는 도 1에 있어서의 로크 판의 형상도.

도 3은 회로 차단기의 투입시에 있어서의 실시예의 개폐 기구의 동작 상태를 도시한 도면.

도 4는 회로 차단기의 단로시(disconnected)에 있어서의 실시예의 개폐 기구의 동작 상태를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시 대상이 되는 배선용 차단기의 기본 구성도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

4 : 고정 접촉자 5 : 가동 접촉자

8 : 개폐 기구 9 : 핸들

10 : 과전류 해제 장치 11 : 개폐 레버

11a : 볼록부 12 : 상 링크

13 : 하 링크 14 : 링크축

15 : 토글 링크 기구 16 : 해제 기구

17 : 조작 스프링 18 : 개폐 기구의 조립 틀

19 : 로크 판(locking plate) 19a : 이형 슬릿

19b : 스토퍼 아암 20 : 피봇축

본 발명은, 저전압 회로에 적용한 배선용 차단기, 누전 차단기 등을 대상으로 한 회로 차단기에 관한 것으로, 상세하게는 이상 전류에 의해 주회로 접점이 용착한 상태에서 조작 핸들이 OFF 위치로 이동하는 것을 저지하도록 한 아이솔레이션(isolation) 기능을 구비한 개폐 기구에 관한 것이다.

（종래의 기술）

우선, 상기한 배선용 차단기를 예로, 본 발명의 실시 대상이 되는 회로 차단기의 구성을 도 5에 도시한다. 도면에 있어서, 부호 1은 회로 차단기의 케이스(몰드 케이스), 부호 2는 전원측의 주회로 단자, 부호 3은 부하측의 주회로 단자, 부호 4는 고정 접촉자, 부호 5는 가동 접촉자, 부호 6은 소호(消弧)장치, 부호 7은 가동 접촉자(5)의 접촉자 홀더, 부호 8은 개폐 기구, 부호 9는 개폐 조작 핸들, 부호 10은 바이메탈식의 과전류 해제 장치이다.

또한, 상기한 개폐 기구(8)는, 핸들(9)에 연결한 요동식의 개폐 레버(11)와, 상 링크(12)와 하 링크(13)의 사이를 링크축(14)으로 결합한 다음, 가동 접촉자(5) 와 후술하는 래치(트립 레버)와의 사이에 걸쳐 연계한 토글 링크 기구(15)와, 레버 형태의 래치(16a)와 래치 받이(16b)를 조합하고, 과전류 해제 장치(10)의 동작에 응동하여 래치(16a)를 석방시키는 해제 기구(16)와, 개폐 레버(11)와 토글 링크 기구의 링크축(14) 사이에 팽팽하게 건 조작 스프링(인장 코일 용수철)(17)을 개폐 기구의 조립 틀(사이드 플레이트)(18)에 조립한 구성이 된다.

상기 회로 차단기의 개폐 동작은 주지하는 바와 같으며, 도시한 투입(ON) 상태에서 핸들(5)을 OFF 위치로 이동 조작하면, 토글 링크 기구(15)의 상 링크(12)와 하 링크(13)가 조작 스프링(17)의 스프링력을 받아 ㄱ자 모양으로 꺾여, 이에 연동하여 가동 접촉자(5)가 개방(open)된다.

또한, 통전중에 과전류가 흘러 과전류 해제 장치(10)가 동작하면, 그 출력에 의해 해제 기구(16)가 작동하여 래치 받이(16b)에 걸려있던 래치(16a)를 석방한다. 이로써, 래치(16a)가 반 시계 방향으로 회전하고, 개폐 기구(8)가 트립 동작하여 가동 접촉자(5)가 개폐하여 전류를 차단한다. 또한, 이 트립 동작에 의해, 핸들(9)은 개폐 레버(11)와 함께 ON 위치와 OFF 위치의 중간 위치로 이동하여 트립 동작을 표시한다. 또한, 트립 동작 후에 회로 차단기를 재투입하는 데는, 핸들(9)을 일단 OFF 위치로 옮겨 해제 기구(16)를 리셋한 다음, ON 위치로 이동하면 가동 접촉자(5)가 투입된다.

그런데, 상기 회로 차단기에 있어서, 주회로 접촉자를 투입한 통전 상태에서, 만일 주회로에 흐른 이상 전류로 고정 접점과 가동 접점이 용착하는 사태가 발생하면, 과전류 해제 장치(10)가 정상적으로 동작하여도 가동 접촉자(5)는 개폐하 지 않고, 주회로 접점이 접촉한 상태가 된다. 또한, 이 상태에서는 핸들(9)이 ON 위치에 정지한다.

게다가, 상기한 개폐 기구의 구조에서는 주회로 접점이 용착한 상태에서도 ON 위치에 정지하고 있는 핸들(9)에 통상보다도 큰 힘을 가함으로서, 조작 스프링(17)을 신장시켜 OFF 위치로 이동, 정지시키는 것이 가능하다. 이 때문에, 접점 용착이 발생한 이상 사태를 모르고 보수원이 핸들을 OFF 위치로 이동하고, 이것으로 차단기가 단로되었다고 오인하여 부하측 회로에서 점검, 수리를 행하면 활선(hot line)에 접촉되어 감전될 위험이 있다.

그래서, 이와 같은 감전 사고를 방지하기 위해, 통전중에 접점이 용착한 경우에는 핸들을 OFF 위치로 이동할 수 없게 하는 기능(이것을 「아이솔레이션 기능」이라고 한다)을 회로 차단기에 갖게 하고, 그 수단으로서 상기 개폐 기구의 개폐 레버와 토글 링크 기구의 연결절(link shaft) 주변과의 상호간에 결합하거나 (engage) 또는 맞붙이는 (abut) 저지 부재를 마련한 구성이 알려져 있다.(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특공평1-36652호 공보

그런데, 상기한 특허 문헌 1에 개시되어 있는 구성에서는 설계, 제작의 면에서 다음에 기술하는 바와 같은 문제점이 있다.

즉, 접점 용착이 생긴 경우에 핸들의 OFF 위치로의 이동을 저지하는 수단으로서 특허 문헌 1의 구성에서는, 토글 링크 기구의 링크축과, 그 링크축에 대향하여 개폐 레버에 형성한 노치부, 또는 개폐 레버의 측연에 형성한 절곡 결합부에서 저지 부재를 구성하고, 접점의 용착 상태에서는 개폐 레버에 형성한 노치부, 절곡 결합부와 토글 링크 기구의 링크축이 결합되거나 또는 맞붙어서 조작 핸들을 OFF 위치로 이동할 수 없도록 한다.

그러나, 상기 구성과 같이 개폐 레버에 형성한 노치부, 절곡 결합부를 토글 링크 기구의 링크축에 직접 결합, 맞붙이는 데는 상기 노치부, 절곡 결합부의 형상, 링크축의 위치 등 설계상의 제약이 많고, 또한 조립 정밀도, 오차 등의 영향도 받기 쉽다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 개폐 기구에 간단한 부품을 추가 장비함으로써 설계상의 제약, 조립 정밀도의 영향을 거의 받는 일 없이, 접점 용착시에 핸들을 OFF 위치로 이동할 수 없게 한 아이솔레이션 기능이 있는 회로 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위하는 수단)

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의하면, 가동 접촉자, 고정 접촉자, 개폐 기구, 개폐 조작 핸들 및 과전류 해제 장치를 장비한 회로 차단기로서, 상기 개폐 기구가 핸들에 연결한 개폐 레버와, 상 링크와 하 링크를 조합하여 가동 접촉자에 연결한 토글 링크 기구와, 과전류에 응동하여 토글 링크 기구를 작동시키는 해제 기구 및 개폐 레버와 토글 링크 기구와의 사이에 걸쳐진 조작 스프링과의 조립체로 이루어지고, 핸들의 ON, OFF 조작에 의해 주회로 접점을 개폐하는 데 있어 서,

주회로 접점이 용착한 상태에서 핸들이 0FF 위치로 이동하는 것을 저지하는 수단으로서, 상기 토글 링크 기구와 개폐 레버 사이를 인터로크하고, 토글 링크 기구의 동작 위치에 대응하여 개폐 레버의 이동 범위를 규제하는 로크 부재를 개폐 기구에 조립하고, 주회로 접점의 용착 상태에서는 상기 로크 부재가 개폐 레버의 동작을 구속하여 핸들의 OFF 위치로의 이동을 저지하도록 구성하는(청구항 1) 것으로 하고, 그 구체적인 상태로서, 상기 로크 부재를 판면에 개폐 레버의 이동 범위를 규제하는 이형 슬릿 및 스토퍼 아암을 형성한 로크 판으로 이루어지고, 해당 로크 판의 후단을 개폐 기구의 조립 틀에 피봇팅한 다음, 상기한 이형 슬릿을 개폐 레버의 볼록부에 끼워맞추고, 스토퍼 아암을 토글 링크 기구의 상 링크와 하 링크를 연결하는 링크 축의 배후에 대치시키도록 배치한다(청구항 2).

상기한 구성에 있어서, 주회로 접점이 용착하지 않은 정상 상태에서, 핸들 조작에 의해 회로 차단기를 OFF 하면, 그 조작 과정에서 토글 링크 기구의 링크축은 로크 판의 스토퍼 아암으로부터 이간하고, 로크 판은 토글 링크 기구의 링크축의 간섭없이 자유롭게 요동 가능해진다. 이로써, 핸들에 연결한 개폐 레버는 로크 판에 구속되는 일 없이, 핸들과 함께 OFF 위치로 이동하고 가동 접촉자를 개폐 할 수 있다.

이에 대해, 이상 전류에 의해 접점 용착이 생긴 상태에서는, 가동 접촉자에 연계한 토글 링크 기구가 ON 위치에 정지한 채 움직일 수 없기 때문에, 로크 판은 그 스토퍼 아암이 토글 링크 기구의 링크축에 닿아 회전할 수 없게 된다. 따라서 이 상태에서 핸들을 OFF 위치로 이동 조작하려고 해도 개폐 레버에 마련한 볼록부가 로크 판의 판면에 형성한 이형 슬릿(ㄱ자 모양으로 굴곡하고 있다)의 경로 도중에 제지되고, 그 결과로서 핸들이 0FF 위치로 이동하는 것을 저지한다.

게다가, 개폐 레버와 토글 링크 기구와의 사이를 별개 부품인 로크 판을 통하여 인터로크하도록 하였기 때문에, 특허 문헌 1과 같이 개폐 레버와 토글 링크 기구와의 직접 결합 또는 맞붙이도록 한 구성에 비해, 구조상의 제약도 적으며 설계의 자유도가 증가한다. 또한, 동작, 기능면에서도 조립 정밀도, 오차의 영향은 거의 없으며 이로써 확실한 아이솔레이션 기능을 확보할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도 1 내지 도 4에 도시한 실시예에 의거하여 설명하다. 또한, 실시예의 도면 중에서 도 5에 대응하는 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.

도시한 실시예에 있어서, 개폐 기구(8)의 기본 구조는 도 5와 같지만, 개폐 레버(11)와 토글 링크 기구(12)와의 사이를 인터로크하여 개폐 레버(11)의 이동 범위를 규제하는 로크 부재로서, 독립 부품이 되는 로크 판(19)이 새롭게 추가 장비되어 있다.

이 로크 판(19)은, 도 2에 도시한 바와 같이 판면에 ㄱ자 모양으로 굴곡한 이형 슬릿(19a), 아래쪽으로 돌출한 스토퍼 아암(19b) 및 후단에 천공한 피봇축 구멍(19c)이 형성되어 있고, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 피봇축 구멍(19c)에 피봇 축(20)을 통하여 개폐 기구(8)의 조립 틀(사이드 플레이트)에 요동 자유롭게 조립하고, 이 위치에서 상기 이형 슬릿(19a)을 개폐 레버(11)의 측면에 마련한 볼록부(핀)(11a)에 끼워맞추고, 아래쪽으로 돌출한 슬릿 아암(19b)을 토글 링크 기구(15)의 링크축(14)과 마주 보도록 그 배후에 대치시켜 배치하고 있다.

상기한 구성에서, 도 3에 도시한 회로 차단기의 투입 상태(핸들을 ON 위치로 이동)에서는, 핸들(9)에 연결한 개폐 레버(11)의 볼록부(11a)가 로크 판(19)의 이형 슬릿(19a)의 좌측 단으로 이동하고, 로크 판(19)은 피봇축(20)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하여 스토퍼 아암(19b)이 토글 링크 기구(15)의 링크축(14)의 배후에 대치한다. 또한, 도 3은 고정 접촉자(4)와 가동 접촉자(5)의 주회로 접점이 용착하지 않은 것으로 한다.

또한, 도 3의 ON 상태로부터 핸들(9)을 도 4에 도시한 OFF 위치로 이동 조작하면, 도 5에 기술한 바와 같이 토글 링크 기구(15)의 상 링크(12)와 하 링크(13)가 역 ㄱ자로 꺾어지고, 조작 스프링(17)의 스프링 가세에 의해 가동 접촉자(5)가 개폐함과 함께, 토글 링크 기구(19)의 링크축(14)이 도 3의 위치로부터 오른쪽 방향으로 이동하여 로크 판(19)의 스토퍼 아암(19b)으로부터 떨어진다. 이로써, 로크 판(19)은 링크축(14)과의 간섭없이 자유롭게 요동 가능해지고, 개폐 레버(11)는 로크 판(19)의 구속을 받는 일이 없고, 볼록부(11a)가 이형 슬릿(19a)의 홈에 따라 우측으로 이동되고, 핸들(9)은 OFF 위치로 이동하여 이 위치에 정지한다.

한편, 회로 차단기의 통전중에 흐르는 이상 전류가 원인으로 주회로 접점이 만일 용착한 상태에서, 핸들(9)을 OFF 위치로 이동 조작하려고 하면, 다음에 기록 한 바와 같이 아이솔레이션 기능이 작용하여 핸들(9)이 0FF 위치로 이동할 수 없게 된다.

이 동작을 도 1에서 설명하면, 주회로 접점이 용착한 상태에서는 가동 접촉자(5)가 폐쇄 위치로부터 열리지 않기 때문에, 가동 접촉자(5)에 하 링크(13)를 연결한 토글 링크 기구(15)는 도시한 바와 같이 신장한 채, 링크축(14)도 도시한 위치에 정지하여 있다. 또한, 로크 판(19)은, 스토퍼 아암(19b)이 링크축(14)에 닿아 그 위치에 구속되기 때문에 피봇축(20)의 주변에서 자유롭게 회전할 수 없다. 이 때문에, 핸들(9)을 ON 위치로부터 OFF 위치를 향하여 이동하려고 하면, 그 이동 도중에 개폐 레버(11)의 볼록부(11a)가 로크 판(19)의 이형 슬릿(19a)의 경로 도중에 슬릿의 경사면에 부딪치고 그 이상의 이동이 규제된다. 그 결과, 핸들(9)은 도시한 핸들 로크의 위치에서 정지하고, OFF 위치로의 이동이 저지된다.

이로써, 접점 용착 상태에서의 핸들 OFF 조작, 회로 차단기의 단로 오인 및 단로 오인에 의한 예측하지 못한 감전 사고를 방지할 수 있다. 게다가, 아이솔레이션 기능을 부가하는 로크 부재로서, 독립 부품이 되는 로크 판(19)을 통하여 개폐 레버(11)와 토글 링크 기구(15)와의 사이를 인터로크하도록 구성하였기 때문에, 상기한 특허 문헌 1의 구성에 비하여 구조상의 제약이 적으며 설계의 자유도도 늘어나는 외에, 기존의 회로 차단기의 개폐 기구에 로크 부재를 추가하는 것 만으로도 되는 등, 제품의 다소의 조립 오차 등에도 영향을 받는 일 없이 안정된 동작, 기능을 확보할 수 있다.

이상 기술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 개폐 기구가 핸들에 연결한 개폐 레버와, 상 링크와 하 링크를 조합하여 가동 접촉자에 연결한 토글 링크 기구와, 과전류에 응동하여 토글 링크 기구를 작동시키는 해제 기구와 및 개폐 레버와 토글 링크 기구와의 사이에 걸쳐진 조작 스프링과의 조립체로 이루어지는 회로 차단기에 있어서,

주회로 접점이 용착한 상태에서 핸들이 OFF 위치로 이동하는 것을 저지하는 수단으로서, 상기 토글 링크 기구와 개폐 레버와의 사이를 인터로크하고, 토글 링크 기구의 동작 위치에 대응하여 개폐 레버의 이동 범위를 규제하는 로크 부재를 개폐 기구에 조립한 것으로 하고, 그 로크 부재를 판면에 개폐 레버의 이동 범위를 규제하는 이형 슬릿 및 스토퍼 아암을 형성한 로크 판으로 하고, 해당 로크 판의 후단을 개폐 기구의 조립 틀에 피봇팅한 다음, 상기한 이형 슬릿을 개폐 레버의 볼록부에 끼워맞추고, 또한 스토퍼 아암을 토글 링크 기구의 상 링크와 하 링크를 연결하는 링크축의 배후에 대치시켜 배치함으로서,

접점 용착 상태에서의 핸들 OFF 조작, 회로 차단기의 단로 오인 및 단로 오인에 의한 예측하지 못한 감전 사고를 방지할 수 있다. 게다가, 아이솔레이션 기능을 부가하는 로크 부재로서, 독립 부품이 되는 로크 판을 통하여 개폐 레버와 토글 링크 기구와의 사이를 인터로크하도록 구성함에 의해, 구조상의 제약이 적으며 설계의 자유도도 늘리는 외에, 제품의 다소의 조립 오차 등에도 영향을 받는 일 없이 안정된 아이솔레이션의 동작, 기능을 확보할 수 있다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 가동 접촉자, 고정 접촉자, 개폐 기구, 개폐 조작 핸들 및 과전류 해제 장치(overcurrent tripping device)를 장비한 회로 차단기로서, 상기 개폐 기구가 핸들에 연결한 개폐 레버와, 상 링크와 하 링크를 조합하여 가동 접촉자에 연결한 토글 링크 기구와, 과전류에 응동하여 토글 링크 기구를 작동시키는 해제 기구와 및 개폐 레버와 토글 링크 기구와의 사이에 걸쳐진(tightly stretched) 조작 스프링과의 조립체로부터 이루어지고, 핸들의 ON, OFF 조작에 의해 주회로 접점을 개폐하는 것에 있어서,

   주회로 접점이 용착(溶着)한 상태에서 핸들이 OFF 위치로 이동하는 것을 저지하는 수단으로서, 상기 토글 링크 기구와 개폐 레버와의 사이를 인터로크하고, 토글 링크 기구의 동작 위치에 대응하여 개폐 레버의 이동 범위를 규제하는 로크 부재를 개폐 기구에 조립하고, 주회로 접점의 용착 상태에서는 상기 로크 부재가 개폐 레버의 동작을 구속하여 핸들의 OFF 위치로의 이동을 저지하고,

   상기 로크 부재는 판면에 개폐 레버의 이동 범위를 규제하는 이형 슬릿 및 스토퍼 아암을 형성한 로크 판이고, 상기 로크 판의 후단을 개폐 기구의 조립 틀에 피봇팅한 다음, 상기 이형 슬릿을 개폐 레버의 볼록부에 끼워맞추고, 스토퍼 아암을 토글 링크 기구의 상 링크와 하 링크를 연결하는 링크축의 배후에 대치시켜 배치하는 것을 특징으로 하는 회로 차단기

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