KR100823144B1 - 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감지차단수단과 차단리셋수단에 의해 접점수단의 차단 및 리셋 동작이 자동으로 수행됨에 따라 사용의 편리성과 차단기의 소형화로 인한 사용공간의 효율성으로 제품 경쟁력을 강화하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 스위칭수단과 상기 스위칭수단의 온(ON) 및 오프(OFF) 위치에 따라 전원측과 부하측을 차단 및 접촉시키는 접점수단과 상기 부하측에서 이상전류가 감지될 때 상기 접점수단을 차단시키는 감지차단수단, 및 제어회로가 구성된 제어부로 구성된 차단기에 있어서, 상기 감지차단수단(40)은 부하측에서 발생하는 이상전류의 요인이 낙뢰 또는 서지와 같은 외부적인 요인일 때 이를 감지하여 상기 접점수단(30)을 차단하는 누전감지차단부(42)와, 부하측에서 발생하는 이상전류의 요인이 단락 또는 합선과 같은 내부적인 요인일 때 이를 감지하여, 상기 접점수단(30)을 차단하는 단락감지차단부(44)로 구성되며; 상기 감지차단수단(40)의 일측에 마련되고, 제어부의 복귀 제어신호에 의해 스위칭수단(20) 및 접점수단(30)을 복귀시키도록 하는 차단리셋수단(50)이 더 구성됨을 특징으로 한다.

자동 차단기, 리셋수단을 가진 차단기, 누전차단기

Description

이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기{Circuits Breaker having resetting function and breaking function for abnormal current}

도 1은 본 발명에 따른 상단케이스를 분리한 차단기의 분리사시도.

도 2는 본 발명에 따른 차단기의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 스위칭수단과 접점수단 및 차단리셋수단의 결합 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 감지차단수단의 작동상태를 도시한 요부 확대도로서,

4a는 차단기의 온(ON) 상태도, 4b는 누전 또는 단락감지부의 작동 상태도, 4c는 바이메탈의 작동 상태도.

도 5는 본 발명에 따른 차단리셋수단의 작동상태를 도시한 요부확대도로서,

5a는 감지차단수단에 의해 오프(OFF)된 상태도, 5b는 차단리셋수단에 의해 복귀된 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 케이스 14 : 지지편

16 : 힌지 18 : 안내공

20 : 스위칭수단 22 : 노브

24 : 몸체 27 : 링크공

30 : 접점수단 34a, 34b : 고정 및 가동접촉자

35 : 크로스바 36 : 래칫

37 : 링크 38 : 트립바

40 : 감지차단수단 42 : 누전감지차단부

44 : 단락감지차단부 46 : 바이메탈

410 : 코일부재 412 : 중공부

414 : 원통 416 : 코일

420 : 축 430 : 회동부재

50 : 차단리셋수단 52 : 솔레노이드

54 : 플런저 56 : 링크부재

본 발명은 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부하측으로부터 이상전류가 발생하면, 감지차단수단에서 접점수단의 고정 및 가동접촉자 상호 접점을 이탈시켜 전류 이동을 차단하고, 일정 시간 경과 후 차단리셋수단을 통해 접점수단의 고정 및 가동접촉자를 상호 접촉시켜, 상기 감지차단수단과 차단리셋수단에 의해 접점수단의 차단 및 리셋 동작이 자동으로 수 행됨에 따라 사용의 편리성과 차단기의 소형화로 인한 사용공간의 효율성으로 제품 경쟁력을 강화하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기에 관한 것이다.

일반적으로 차단기는 전원 및 부하측 사이에 마련되어, 상기 부하측에서 이상전류가 발생하면 상기 전원측에서 부하측으로 흘러들어오는 전류를 단절시켜 상기 이상전류에 의해 발생될 수 있는 안전사고를 미연에 방지되도록 하는 개폐장치이다.

이러한 종래의 차단기는 케이스와 상기 케이스의 일측에 노브가 돌출되어 온(ON)/오프(OFF) 동작을 수행하는 스위치핸들과, 상기 스위치핸들의 하방에 마련되고, 상기 스위치핸들의 온/오프 동작에 따라 전원 및 부하측 전류의 통전 및 단절시키는 접점수단과, 상기 접점수단의 일측에 마련되고 상기 부하측에서 이상전류가 발생하면 상기 접점수단의 전류 통전을 강제로 단절시키는 차단수단 및 상기 각 수단을 제어하는 회로가 형성된 제어수단으로 구성된다.

아울러, 상기 접점수단은 케이스의 양단 각각에 형성된 전원 및 부하측단자와, 상기 전원 및 부하측 단자 사이에 마련되고 상호 접촉 및 이탈에 의해 전류의 통전 및 단절시키는 고정 및 가동접촉자와, 상기 가동접촉자의 상단에 마련되는 크로스바와, 상기 크로스바의 상단에 마련되는 래칫, 및 상기 래칫의 일측에 마련되어 상기 래칫을 단속하는 트립바로 구성된다.

또한, 차단수단은 상기 접점수단의 트립바 일측에 마련되고, 부하측에 전선이 연결되며, 상기 전선 일측에는 영상변류기가 구성되어, 상기 부하측에서 이상전류가 발생하면, 상기 이상전류에 의해 일측에 구성된 트립바를 밀치도록 구성된다.

더불어 상기 차단수단은 차단방법에 따라 바이메탈을 이용한 기계식과 솔레노이드와 같은 자기(磁氣)를 이용한 자기식 등이 흔히 사용되는 일반적인 차단기의 차단수단으로서, 상기 기계식은 이상전류에 의해 바이메탈이 가열되면 일 방향으로 휘어지면서 트립바를 밀치게 되고, 상기 자기식은 이상전류에 의해 솔레노이드가 자화되고, 이 자화로 인해 발생된 자장으로 플런저가 후진되면서 레버를 회동시켜 트립바를 밀치게 된다.

상기와 같이 구성된 종래의 차단기 작용 상태를 보면 다음과 같다.

먼저, 케이스의 일측에 돌출된 스위치핸들의 노브를 오프에서 온으로 위치시키면, 상기 스위치핸들이 회동하면서, 그 하방에 마련된 래칫이 하강하고, 또한, 상기 래칫의 하강에 의해 크로스바 및 가동접촉자가 동반 하강하면서 상기 가동접촉자는 그 하방에 위치된 고정접촉자와 접촉되어, 전원 및 부하측이 통전된다.

이때 상기 가동접촉자는 일측 상단에 크로스바가 위치되고, 타측은 고정된 상태로서, 상기 크로스바의 하강에 의해 상기 가동접촉자는 눌림에 대한 반발 탄성력을 가기고, 또한 래칫은 하강된 상태일 때 일측이 트립바의 단속으로 승강됨이 단속되어, 상기 가동접촉자의 반발탄성력이 작용하여도 상기 크로스바 및 래칫은 하강된 상태가 유지된다.

한편, 상기 통전에 의한 차단기의 사용 중 부하측에서 이상전류가 발생하면, 상기 이상전류에 의해 차단수단은 상술된 기계식 또는 자기식 방법에 따라 작동되어, 일측에 마련된 트립바를 밀친다.

아울러, 상기 트립바에 래칫이 단속된 상태에서 트립바의 밀림으로 래칫의 단속이 해제되고, 상기 단속이 해제된 래칫은 하방의 가동접촉자의 탄성반발력에 의해 크로스바와 함께 상승되며, 더불어 상기 가동접촉자의 상승으로 고정접촉자와의 접촉이 이탈되어 통전을 단절하게 된다.

또한, 상기 상승된 래칫은 스위치핸들과의 연계 작동으로 상기 스위치핸들을 온에서 오프 위치로 강제 회동시킨다.

따라서, 차단기는 부하측에서 발생된 이상전류에 의해 차단수단의 차단작동으로 접점수단의 단절을 통해 안전사고의 발생을 미연에 방지하게 되며, 상기 이상전류의 요인을 해결하면 사용자는 스위치핸들을 오프에서 온으로 위치시켜 재사용된다.

그러나, 바이메탈을 이용한 기계식 차단기는 낙뢰나 서지(surge), 단락이나 합선에 의한 과전류와 같이 순간적인 이상 전류에 대하여 반응시간이 늦어, 원활한 작동이 이루어지지 않는다는 문제점과 경우에 따라서는 재사용이 불가능하여 차단기 전체를 교체해야되는 유지보수비용이 추가되는 문제점이 있었다.

아울러, 자기식 차단기는 과전류의 이상전류에 의한 반응시간이 빠르다는 장점으로 현재 차단기에 주로 사용되고 있으나, 정격전류보다 다소 높은 고전류에서도 빠르게 반응됨에 따라 빈번하게 차단수단이 작동하여 사용자가 수동으로 스위치핸들을 복귀시켜줘야 하는 불편함과 이로 인해 전력소모량의 증가로 사용자의 부담이 가중되는 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 복귀장치가 구성된 차단기가 제공되고 있는바, 상기 복귀장치는 차단기 케이스의 일측에 돌출된 스위치핸들에 링크와 같은 별도의 복귀장치를 더 구성하여, 상기 차단기의 차단수단을 통해 통전을 차단되면, 일정 시간경과 후 상기 복귀장치의 복귀작동에 의해 상기 스위치핸들을 강제로 온(ON)시켜 상기 접점수단의 고정 및 가동접촉자를 접촉시켜 줌으로써, 수동에 의한 번거로움을 해결하였다.

그러나, 상기의 경우 합선과 같은 과전류의 이상전류가 발생될 경우에는 차단기는 계속 오프(OFF)된 상태를 계속 유지되어야 하지만, 상기 복귀장치의 계속적인 복귀작동에 의해 전력선에서 열이 증폭되어 화재의 원인을 제공하게 되고, 이로 인해 더 큰 사고가 유발되는 문제점이 있었다.

또한, 일반적인 차단기의 외부에 별도의 복귀장치를 더 구성함에 따른 부피의 증가로 설치공간의 효율성이 저하되고, 특히 부품수 및 작업공수의 증가로 사용 효율성에 비해 고가라는 제품 경쟁력을 상실하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이상전류의 발생 요인에 따라 접점수단을 선택적으로 리셋시키는 차단리셋수단을 구성하여, 이상전류의 발생요인에 따라 차단 및 리셋 복귀가 선택적으로 이루어져 차단기의 사용 간편성 및 효율성을 극대화하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 차단기의 내부에 감지차단수단과 차단리셋수단을 내장함으로써, 상기 차단기의 소형화로 설치공간의 효율성을 가지는 제품경쟁력을 강 화하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기는 스위칭수단과 상기 스위칭수단의 온(ON) 및 오프(OFF) 위치에 따라 전원측과 부하측을 차단 및 접촉시키는 접점수단과 상기 부하측에서 이상전류가 감지될 때 상기 접점수단을 차단시키는 감지차단수단, 및 제어회로가 구성된 제어부로 구성된 차단기에 있어서, 감지차단수단은 부하측에서 발생하는 이상전류의 요인이 낙뢰 또는 서지와 같은 외부적인 요인일 때 이를 감지하여 상기 접점수단을 차단하는 누전감지차단부와, 부하측에서 발생하는 이상전류의 요인이 단락 또는 합선과 같은 내부적인 요인일 때 이를 감지하여, 상기 접점수단을 차단하는 단락감지차단부로 구성되며; 이 감지차단수단의 일측에 마련되고, 제어부의 복귀 제어신호에 의해 스위칭수단 및 접점수단을 복귀시키도록 하는 차단리셋수단이 더 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 감지차단수단의 누전 및 단락감지차단부는 중공부가 형성된 원통의 외주에 코일이 권선된 코일부재와; 이 코일부재의 중공부에 일단이 삽입되고, 타단은 외부로 돌출되어 상기 코일부재가 자화될 때 슬라이딩하는 축과; 이 축의 타단에 하단이 결합되고, 중앙부에 힌지가 결합되어, 상기 축이 슬라이딩할 때 상단은 상기 힌지를 중심으로 회동하여 접점수단에 회동력으로 접점을 차단하는 회동부재;로 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 감지차단수단에는 부하측에서 발생되는 이상전류의 요인이 정격전류보다 고전류가 감지될 때 상기 고전류에 의해 가열되어, 일측으로 휘어져 접점수단의 접점을 차단하는 바이메탈이 더 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 차단리셋수단은 이상전류의 발생요인이 낙뢰 또는 서지와 같은 외부적인 요인에 의해 누전감지부가 차단작동으로 접점수단이 차단되었을 때 제어부에서 복귀 제어신호가 전송되어, 이를 통해 스위칭수단 및 접점수단이 복귀되도록 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 차단리셋수단은 솔레노이드와; 이 솔레노이드의 중앙부에 위치되고, 자화에 의해 슬라이딩되는 플런저; 및 이 플런저의 일단에 일측이 결합되고, 타측은 스위칭수단에 결합되어, 상기 플런저의 슬라이딩에 의해 상기 스위칭수단을 자동으로 복귀시키는 링크부재로 구성됨이 바람직하다.

본 발명은 일측에 통공이 형성되고, 중앙부에 수직으로 세워지는 지지편과, 상기 지지편의 상방에 힌지가 삽입되는 힌지공과, 하방에 호형의 안내공이 형성된 케이스와; 이 케이스의 지지편에 삽입된 힌지와 결합되도록 관통공이 형성되고, 하방에 링크공에 형성된 몸체와, 이 몸체의 상단에 통공을 통해 외부로 돌출되는 노브가 구성된 스위칭수단과; 이 스위칭수단의 하방에 마련되고, 지지편의 안내공을 따라 승강되는 래칫과 이 래칫과 몸체의 링크공 사이에 결합되는 링크와, 상기 래칫의 하방에 마련되는 크로스바와, 상기 지지편의 일측에 세워지고, 하단은 회동가능하게 결합되어, 상기 래칫이 하강하였을 때 상기 래칫을 단속하는 트립바와, 상기 크로스바의 하방에 마련되고, 상기 크로스바의 눌림으로 하강하되, 탄성반발력을 가지는 가동접촉자와, 상기 가동접촉자에 일단이 접촉되는 고정접촉자, 및 상기 케이스의 양단과 고정 및 가동접촉자를 각각에 연결하는 전원 및 부하측 단자로 구성된 접점수단; 이 접점수단의 일측에 마련되고, 중공부가 형성된 원통의 외주에 코일이 권선된 코일부재와, 상기 코일부재의 중공부에 일단이 삽입되어, 상기 코일부재가 자화될 때 슬라이딩하는 축과, 이 축에 하단이 결합되고 중앙부에 힌지가 결합되어 상기 힌지를 중심으로 회동하여 접점수단의 트립바를 일측으로 미는 밀림력을 제공하는 회동부재로 구성된 감지차단수단과; 상기 접점수단의 타측에 마련되는 솔레노이드와, 이 솔레노이드의 중앙부에 위치되고, 자화에 의해 슬라이딩되는 플런저, 및 이 플런저와 스위칭수단의 몸체 링크공 사이에 결합되는 링크부재로 구성된 차단리셋수단; 및 상기 케이스의 내측에 마련되고, 상기 각 수단을 제어하는 회로가 형성된 제어부;로 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 감지차단수단은 복수로 형성되어; 어느 하나는 이상전류의 발생요인이 낙뢰 또는 서지와 같은 외부적인 요인을 감지하여 작동되는 누전감지차단부; 및 다른 하나는 이상전류의 발생요인이 단락 또는 합선과 같은 내부적인 요인을 감지하여 작동되는 단락감지차단부;로 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 감지차단수단에는 정격전류보다 고전류가 발생하였을 때 가열에 의해 일측으로 휘어지고, 상기 휨에 의해 트립바를 일측으로 밀어 접점수단이 차단되도록 하는 바이메탈이 더 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 차단리셋수단은 제어부의 복귀 제어신호가 전송되었을 때에만 복귀작동되도록 형성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 단락감지부에는 이상전류를 감지하는 영상변류기가 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 트립바에는 일측에 마련된 바이메탈과의 간격을 조절할 수 있는 조절부재가 구성됨이 바람직하다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 상단케이스를 분리한 차단기의 분리사시도이고, 도 2는 차단기의 단면도이며, 도 3은 스위칭수단과 접점수단 및 차단리셋수단의 결합 사시도로서, 이를 참조하여 설명한다.

차단기는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)에 노브(22)가 외부로 돌출 형성된 스위칭수단(20)과, 상기 스위칭수단(20)의 하방에 마련되고 상기 스위칭수단(20)의 회동방향에 따라 고정 및 가동접촉자(34a)(34b)의 상호가 이탈 및 접촉되도록 구성된 접점수단(30)과, 상기 케이스(10)의 내부 일측에 마련되고, 부하측에 이상전류가 발생할 때 상기 접점수단(30)의 접촉을 차단하는 감지차단수단(40)과, 상기 감지차단수단(40)의 타측에 마련되고, 제어부의 리셋 제어신호에 의해 상기 접점수단(30)을 리셋 복귀시키는 차단리셋수단(50), 및 상기 케이스(10)의 내측에 마련되고 각 수단의 제어 및 리셋 제어신호를 차단리셋수단(50)으로 전송하도록 회로가 구성된 제어부로 구성된다.

케이스(10)는 상, 하단으로 분리되는 상단 및 하단케이스(10a)(10b)로 구성되고, 상기 상단케이스(10a)에는 스위칭수단(20)의 노브(22)가 외부로 돌출되는 통공(12)이 형성되고, 상기 하단케이스(10b)에는 상술된 스위칭수단(20), 접점수 단(30), 감지차단수단(40)과, 차단리셋수단(50), 및 제어부가 구성됨이 바람직하다.

아울러, 상기 하단케이스(10b)에는 일단이 고정되고 일정 간격을 유지하며 중앙부 양측에 수직으로 세워진 지지편(14)이 형성된다.

또한, 상기 지지편(14)에는 스위칭수단(20)의 몸체가 회동 가능하게 설치되도록 힌지(16)와 상기 힌지(16)가 삽입되는 힌지공(16a)이 상방에 형성되고, 하방에는 접점수단(30)의 크로스바를 안내하는 안내공(18)이 호형으로 형성된다.

스위칭수단(20)은 상단케이스(10a)의 통공(12)을 통해 외부로 돌출되는 노브(22)와, 상기 노브(22)의 하단에 몸체(24)가 형성되고, 상기 몸체(24)에는 힌지(16)가 삽입되는 관통공(26)이 상방에 형성되고, 하방에는 링크공(27)이 형성된다.

아울러, 상기 몸체(24)의 측면에는 링크공(27)에 삽입되는 링크에 의해 결합 차단리셋수단(50) 링크부재의 일단이 삽입되도록 삽입공간(28)이 형성된다.

접점수단(30)은 케이스(10)의 양단에 마련되고 전원과 부하측 전선이 연결되는 전원 및 부하측단자(32a)(32b)와 상기 전원 및 부하측단자(32a)(32b) 사이에 마련되어 전류의 통전 및 단절을 수행하는 고정 및 가동접촉자(34a)(34b)와, 상기 가동접촉자(34b)의 일측 상단에 마련되는 크로스바(35)와 상기 크로스바(35)의 상단에 일측이 접촉되고, 타측은 지지편(14)에 위치되며, 안내공(18)을 따라 승강되는 래칫(36)과, 상기 래칫(36)과 스위칭수단(20)의 몸체(24) 링크공(27) 사이를 연결하고, 상기 스위칭수단(20)의 회동방향 즉, 온(ON)/오프(OFF)의 위치에 따라 상기 래칫(35)이 안내공(18)을 따라 승, 하강되도록 연결 지지하는 링크(37), 및 하단케이스(10b)에 일단이 회동 가능하게 고정되고 상단은 수직으로 세워지며 상기 래칫(36)을 단속하는 트립바(38)로 구성된다.

그리고, 상기 가동접촉자(34b)는 일단이 크로스바(35)의 눌림에 의해 탄성반발력을 가지도록 타단은 힌지 고정됨이 바람직하다.

아울러, 상기 접점수단(30)은 상기의 구성에 한정하는 것은 아니며, 스위칭수단(20)의 온, 오프 동작에 따라 고정 및 가동접촉자(34a)(34b)의 접촉 및 이탈에 따라 전원 및 부하측이 통전 또는 단절되도록 하는 구성이면 어느 것이든 사용 가능하다.

더불어 상기 래칫(36) 또는 스위칭수단(20)에는 탄성력을 제공하는 탄성부재가 더 구성되어, 이상전류가 발생할 때 래칫의 신속한 상승으로 고정접촉자(34a)에서 가동접촉자(34b)가 신속하게 차단되도록 함이 바람직하다.

아울러, 차단이란 고정접촉자(34a)에서 가동접촉자(34b)가 이탈 즉, 상호 분리되어 전원측에서 제공되는 전류가 부하측으로 통전됨을 단절시키는 것이고, 복귀란 상기 차단에 의해 상호 분리된 고정접촉자(34a)와 가동접촉자(34b)가 재차 접촉되어 전원측에서 제공되는 전류가 부하측으로 통전되는 것을 의미한다.

감지차단수단(40)은 부하측에서 발생한 이상전류가 감지되면, 상기 접점수단(30)의 고정 및 가동접촉자(34a)(34b)의 접촉을 이탈시켜 전원측에서 공급되는 전류가 부하측으로 통전됨을 단절한다.

이러한 상기 감지차단수단(40)은 중공부(412)를 가지는 원통(414)의 외주에 코일(416)이 감긴 코일부재(410)와, 상기 코일부재(410)의 원통(414) 중공부(412)에 일단이 삽입되고, 타단은 외부로 돌출되어 상기 코일(416)에서 발생하는 자장에 의해 후진하는 축(420), 및 상기 축(420)의 타단에 일단이 결합되고, 중앙부가 힌지 고정되어, 상기 축(420)의 후진에 의해 힌지(440)를 중심으로 회동되면서 타단이 접점수단(30)의 트립바(38) 일측을 밀어, 상기 트립바(38)에 록킹된 래칫(36)의 록킹이 해제됨에 따라 상기 접점수단(30)의 통전이 단절되도록 하는 회동부재(430)로 구성된다.

아울러, 상기 원통(414)의 중공부(412)에 일단이 삽입된 축(420)에는 탄성부재가 더 구성되어, 코일부재(410)의 자화로 당김되는 축(420)에 의해 탄성부재는 압축력과 동시에 탄성반발력을 가지게 되고, 이후 상기 코일부재(410)의 자화가 상실되면, 상기 탄성부재의 탄성반발력에 의해 축(420)의 복귀력을 제공하도록 함이 바람직하다.

또한 상기 감지차단수단(40)은 자기장에 의해 플런저를 전, 후진 시키는 솔레노이드의 원리를 이용한 것으로 경우에 따라서는 솔레노이드와 유사한 작동관계를 가진 수단이면 어느 것이든 사용 가능하다.

한편, 상기와 같이 구성된 감지차단수단(40)은 복수로 형성함이 바람직한 것으로서, 상기 복수의 감지차단수단(40) 중 어느 하나는 낙뢰나 서지 등의 이상전류의 발생 요인에 의해 접점수단(30)을 차단작동시키는 누전감지차단부(42)와, 복수의 감지차단수단(40) 중 다른 하나는 단락이나 합선 등의 이상전류의 발생 요인에 의해 접점수단(30)을 차단작동시키는 단락감지차단부(44)로 구성됨이 바람직하다.

아울러, 상기 누전감지차단부(42)는 전원과 부하간에 직렬로 연결하여, 낙뢰나 서지등의 이상전류 여부를 판단하게 할 수 있다.

또한, 상기 단락감지차단부(44)는 영상변류기(ZCT)를 통해 얻은 신호가 단락이나 합선등의 이상전류 인지를 판단하는 판별부를 가지며, 상기 판별부는 이상전류 판단 신호를 에스씨알(SCR)에 출력하여 상기 에스씨알(SCR)에 직렬로 연결되는 트립코일을 작동하도록 구성할 수 있다.

더욱이 상기 감지차단수단(40)에는 열에 의해 신축률을 달리하는 금속편으로 형성된 바이메탈(46)이 더 구성됨이 바람직하다.

상기 바이메탈(46)은 접점수단(30)의 트립바(38)의 일측에 세워지되, 하단은 하단케이스(10b)에 고정되며, 이는 제어부에 설정된 정격전류 보다 고전류가 발생할 때, 즉 통상 정격전류의 150 ~ 250 % 범위 내의 고전류가 발생되면, 상기 바이메탈(46)은 열에 의해 휘어지고, 이 휘어지는 바이메탈(46)의 끝단부가 상기 트립바(38)를 일측으로 밀어 줌으로서, 접점수단(30)은 차단 작동된다.

또한, 상기 바이메탈(46)과 트립바(38) 사이에는 상기 바이메탈(46)의 휨에 의한 상기 트립바(38)에 밀림력이 작용되는 거리를 조절하는 조절부재(39)가 상기 트립바(38)의 일측에 구성됨이 바람직하다.

즉, 상기 감지차단수단(40)은 부하측에서 발생할 수 있는 이상전류의 발생 요인인 누전이나 단락 및 정격전류의 일정 범위 고전류를 각각 감지하고 이에 따라 누전 및 단락감지차단부와 바이메탈이 작동되는 것이다.

차단리셋수단(50)은 감지차단수단(40)의 타측에 마련됨이 바람직한 것으로, 상기 차단리셋수단(50)은 솔레노이드(52)와, 상기 솔레노이드(52)에 일단이 삽입되고 타단이 외부로 돌출되어, 상기 솔레노이드(52)의 자성에 의해 후진하는 플런저(54), 및 상기 플런저(54)의 타단에 일측이 고정되고 타단은 스위칭수단(20)의 몸체(24)에 형성된 링크공(26)에 삽입되는 링크(37)와 함께 링크 고정되는 링크부재(56)로 구성된다.

특히, 상기 차단리셋수단(50)은 누전감지차단부(42)의 차단작동에 의해 자동리셋차단기가 차단될 경우에만 복귀 기능이 수행되도록 함이 바람직하다.

이는 단락이나 합선 또는 고전류의 경우에는 전자기기 또는 부하측에서 이상전류가 발생할 경우에 차단된 후 상기 차단리셋수단이 계속 복귀 기능을 수행한다면 전원측 전류가 부하측으로 계속 공급되어 상기 전자기기 또는 전선에 무리한 전류 통전으로 차단기의 목적을 상실하게 되는 문제가 발생됨으로 이를 방지하기 위함이다.

제어부는 케이스(10)의 내부에 구성되어 상기 각 수단을 제어하고, 특히 낙뢰나 서지와 같은 이상전류에 의해 누전감지차단부(42)가 작동되면, 일정 시간 경과 후 리셋 제어신호를 상기 차단리셋수단(50)에 전송하여, 상기 차단리셋수단(50)을 통해 접점수단(30)이 복귀되도록 하는 회로가 구성되어 있으며, 이는 일반적인 기술적 사상이므로 이에 대한 상세한 설명 및 도면은 도시하지 않는다.

한편, 도시되지 않았지만 자동 리셋 차단기(1)의 설치상태 유무 및 원활하게 작동되고 있는지를 판별할 수 있는 테스트수단이 형성되어 있음은 일반적인 기술적 사상이다.

상기와 같이 구성된 차단기의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

케이스(10)의 내부에 스위칭수단(20)과 그 하방에 접점수단(30)이 구성되고, 상기 접점수단(30)의 일측에 감지차단수단(40)과 타측에 차단리셋수단(50) 및 이들 각 수단을 제어하는 제어부로 구성되어, 전원 및 부하측 단자(32a)(32b)에 전선을 연결한 후 상기 스위칭수단(20)의 노브(22)를 오프(OFF)에서 온(ON) 위치시켜, 전원측 전류가 부하측으로 통전되도록 한다.

아울러, 상기 통전된 상태에서 부하측에서 이상전류가 발생하면 상기 감지차단수단(40)의 작동으로 접점수단(30)을 차단 작동시켜 상기 전원측 전류가 부하측으로 통전됨을 단절시키게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 감지차단수단의 작동상태를 도시한 요부 확대도로, 4a는 자동리셋차단기의 온(ON) 상태도, 4b는 누전 또는 단락감지부의 작동 상태도, 4c는 바이메탈의 작동 상태도로서, 이를 참조한다.

먼저, 이상전류의 발생요인이 낙뢰 또는 서지와 같은 외부적인 요인에 의한 과전류일 경우에는 감지차단수단(40)의 누전감지차단부(42)로 이상전류에 의한 감지전류가 들어오면, 상기 감지전류는 코일부재(410)의 코일(416)로 흘러들어가 상기 코일(416)은 자화된다.

아울러, 상기 코일(416)의 자화로 상기 코일(416)이 외주에 감김된 원통(414)이 자화되고, 이를 통해 상기 원통(414)의 중공부(412)에 일측이 삽입된 축(420)은 상기 자화에 의해 후진된다.

더불어, 후진된 축(420)에 의해 상기 축(420)의 일단에 하단이 결합된 회동 부재(430)는 힌지(440)를 중심으로 하단이 후진하고, 상단이 전진하는 회동력을 가지며, 상기 회동부재(430)의 일측에 위치된 트립바(38)를 밀게 된다.

또한, 상기 밀림력을 받은 트립바(38)는 회동가능하게 고정된 하단을 중심으로 상단부가 밀림되는 회동력으로 상기 트립바(38)에 일측이 단속된 래칫(36)의 단속이 해제된다.

한편, 상기 단속이 해제된 래칫(36)은 하방의 가동접촉자(34b)의 탄성반발력에 의해 상기 가동접촉자(34b)가 상승되고, 그 상방으로 위치된 크로스바(35) 및 래칫(36)이 동반 상승된다.

따라서, 상기 상승된 가동접촉자(34b)에 의해 고정접촉자(34a)와의 접촉이 이탈됨에 따라 전원측에서 부하측으로 전류의 통전을 단절시킨다.

그리고, 상기 상승하는 래칫(36)에는 링크(37)의 하단 일측을 통해 지지편(14)의 안내공(18)에 결합된 상태이므로 상기 래칫(36)이 상기 안내공(18)을 따라 링크(37)를 상승시킨다.

더욱이 상기 링크(37)의 상단은 스위칭수단(20)의 몸체(24) 링크공(27)에 결합되고, 상기 링크공(27)에는 차단리셋수단(50)의 링크부재(56)가 결합된 상태여서, 상기 링크(37)의 상승력에 의해 상기 스위칭수단(20)의 몸체(24)가 관통공(26)에 결합된 힌지(16)를 중심으로 회동된다.

또한, 상기 회동되는 스위칭수단(20)은 온에서 오프 위치로 강제이동하고, 더불어 상기 스위칭수단(20)의 몸체(24)에 일측이 결합된 링크부재(56)가 전진하여, 상기 링크부재(56)의 타측에 결합된 플런저(54)가 전진된 상태를 유지한다.

그러므로, 상기 감지차단수단(40)의 누전감지차단부(42)의 작동으로 고정 및 가동접촉자(34a)(34b)의 접촉을 이탈시켜 부하측에서 발생한 이상전류가 전원측 및 타 부하측으로 통전됨을 방지하고, 또한 스위칭수단(20)이 온에서 오프 위치로 강제 이동됨에 따라 사용자는 자동 리셋 차단기(1)의 상태를 확인할 수 있게 된다.

한편, 낙뢰나 서지와 같은 이상전류의 발생요인에 의해 누전감지차단부(42)가 작동하여, 접점수단(30)을 차단시키고, 일정시간 경과 후 제어부에서는 복귀 제어신호를 차단리셋수단(50)으로 전송한다.

도 5는 본 발명에 따른 차단리셋수단의 작동상태를 도시한 요부확대도로, 5a는 감지차단수단에 의해 오프(OFF)된 상태도, 5b는 차단리셋수단에 의해 복귀된 상태도로서, 이를 참조하여 설명한다.

상기 차단리셋수단(50)은 상기 복귀 제어신호에 의해 솔레노이드(52)가 자화되고, 상기 자화된 솔레노이드(52)에 의해 플런저(54)는 후진되어, 상기 플런저(54)의 일단에 고정된 링크부재(56)가 당김력에 의해 후진된다.

아울러, 상기 링크부재(56)의 타단은 스위칭수단(20)의 몸체(24)에 링크(37)를 통해 링크 결합된 상태로 상기 링크부재(56)의 당김력에 의해 상기 몸체(24)가 힌지(16)를 중심으로 회동된다.

즉, 상기 스위칭수단(20)은 몸체(24)의 회동으로 노브(22)가 오프에서 온위치로 복귀된다.

또한, 상기 몸체(24)와 링크부재(56)의 일단을 링크 결합하는 링크(37)는 지지편(14)의 안내공(18)에 상기 링크(37)의 타단과 래칫(36)이 결합된 상태로 상기 링크부재(56)의 당김력에 의해 상기 링크(37)가 당겨지면서 타단이 안내공(18)에 안내되면서 하강되고, 더불어 래칫(36)이 하강된다.

더욱이 상기 하강되는 래칫(36)에 의해 상기 래칫(36)의 하방에 위치된 크로스바(35) 및 그 하방에 위치된 가동접촉자(34b)가 하강되어, 상기 가동접촉자(34b)는 그 하방에 위치된 고정접촉자(34a)와 접촉되어 전원 및 부하측이 통전된다.

특히, 상기 하강된 래칫(36)은 트립바(38)에 의해 일단이 단속되어 상기 래칫(36)이 임의로 상승됨을 방지하므로, 상기 차단리셋수단(50)의 리셋동작이 완료된다.

한편, 이상전류의 발생요인이 단락 또는 합선과 같은 내부적인 요인에 의한 과전류일 경우에는 단락감지차단부(44)의 영상변류기를 통해 상기 이상전류를 감지하게 되고, 상기 감지전류는 코일부재(410)의 코일(416)로 흘러들어가 상기 코일(416)은 자화된다.

이후 상기 단락감지차단부(44)의 작동상태는 상술된 누전감지차단부(42)와 동일한 작동상태를 가지므로 상세한 설명은 생략한다.

더불어, 단락감지차단부(44)의 차단작동에 의해 접점수단(30)은 차단되고, 제어부에서는 별도의 복귀 제어신호를 상기 단락감지차단(44)로 전송하지 않게되어, 상기 단락감지차단부(44)는 수동으로 스위칭수단(20)의 노브(22)를 온위치로 복귀시키지않는 이상에는 계속 오프된 상태를 유지한다.

한편, 이상전류의 발생요인이 설정된 정격 전류보다 150 ~ 300% 이상의 고전류일 경우에는 상기 고전류는 감지차단수단(40)의 바이메탈(46)을 가열시켜, 상기 바이메탈(46)은 휘어진다.

아울러, 휘어지는 바이메탈(46)은 일측에 세워진 트립바(38)를 일측으로 밀게되고, 상기 밀림된 트립바(38)는 상기 트립바(38)에 일단이 단속된 래칫(36)의 단속 해제로 래칫(36)의 하방에 위치된 크로스바(35) 및 가동접촉자(34b)가 상승하여, 전원 및 부하측의 통전을 단절시키게 되는 것이다.

또한, 내부적인 요인 즉, 단락 또는 합선 및 고전류에 의한 점접수단(30)의 차단으로 전원 및 부하측이 단절된 상태에서 내부적인 요인의 해소로 전원 및 부하측을 통전시키고자 할 경우에는 케이스(10)의 일측에 돌출된 노브(22)를 오프위치에서 온위치로 복귀시킨다.

즉, 상기 노브(22)와 일체로 형성된 하방의 몸체(24)가 힌지(16)를 중심으로 회동되고, 상기 회동력에 의해 몸체(24)의 링크공(27)에 링크(37)의 일단과 결합된 링크부재(56)가 강제로 전진하여, 상기 링크부재(56)의 타단에 결합된 플런저(54)가 전진한다.

또한, 상기 링크(37)는 몸체(24)의 회동으로 하강되고, 타단이 안내공(18)을 따라 하강하면서 상기 링크(37) 타단에 결합된 래칫(36)을 하강시킨다.

더불어 상기 하강되는 래칫(36)의 하방에 위치한 크로스바(35) 및 가동접촉자(34b)가 하강됨에 따라 상기 가동접촉자(34b)는 고정접촉자(34a)와 접촉되어 상기 전원 및 부하측이 통전된다.

따라서, 부하측에서 발생하는 이상전류의 요인에 따라 감지차단수단이 작동하여 접점수단을 차단시키고, 경우에 따라서는 자동으로 리셋시킬 수 있어, 사용의 간편성을 가진다.

이상과 같이 이상전류의 발생 요인에 따라 접점수단을 선택적으로 리셋시키는 차단리셋수단을 구성하여, 이상전류의 발생요인에 따라 차단 및 리셋 복귀가 선택적으로 이루어져 차단기의 사용 간편성 및 효율성을 극대화하는 효과가 있다.

아울러, 차단기의 내부에 감지차단수단과 차단리셋수단을 내장함으로써, 상기 차단기의 소형화로 설치공간의 효율성을 가지는 제품경쟁력을 강화하는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명의 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 스위칭수단과 상기 스위칭수단의 온(ON) 또는 오프(OFF) 위치에 따라 전원측과 부하측을 차단 또는 접촉시키는 접점수단과 상기 부하측에서 이상전류가 감지될 때 상기 접점수단을 차단시키는 감지차단수단, 및 제어회로가 구성된 제어부로 구성된 차단기에 있어서,

   상기 감지차단수단(40)은 부하측에서 발생하는 이상전류의 요인이 낙뢰 또는 서지와 같은 외부적인 요인일 때 이를 감지하여 상기 접점수단(30)을 차단하는 누전감지차단부(42)와, 부하측에서 발생하는 이상전류의 요인이 단락 또는 합선과 같은 내부적인 요인일 때 이를 감지하여, 상기 접점수단(30)을 차단하는 단락감지차단부(44)로 구성되며;

   상기 감지차단수단(40)의 누전 및 단락감지차단부(42)(44)는 중공부(412)가 형성된 원통(414)의 외주에 코일(416)이 권선된 코일부재(410)와; 상기 코일부재(410)의 중공부(412)에 일단이 삽입되고, 타단은 외부로 돌출되어 상기 코일부재(410)가 자화될 때 슬라이딩하는 축(420); 상기 축(420)의 타단에 하단이 결합되고, 중앙부에 힌지(440)가 결합되어, 상기 축(420)이 슬라이딩할 때 상단은 상기 힌지(440)를 중심으로 회동하여 접점수단(30)에 회동력으로 접점을 차단하는 회동부재(430);로 구성되며;

   상기 감지차단수단(40)의 일측에 마련되고, 제어부의 복귀 제어신호에 의해 스위칭수단(20) 및 접점수단(30)을 복귀시키도록 하는 차단리셋수단(50)이 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기.
3. 스위칭수단과 상기 스위칭수단의 온(ON) 또는 오프(OFF) 위치에 따라 전원측과 부하측을 차단 또는 접촉시키는 접점수단과 상기 부하측에서 이상전류가 감지될 때 상기 접점수단을 차단시키는 감지차단수단, 및 제어회로가 구성된 제어부로 구성된 차단기에 있어서,

   상기 감지차단수단(40)은 부하측에서 발생하는 이상전류의 요인이 낙뢰 또는 서지와 같은 외부적인 요인일 때 이를 감지하여 상기 접점수단(30)을 차단하는 누전감지차단부(42)와, 부하측에서 발생하는 이상전류의 요인이 단락 또는 합선과 같은 내부적인 요인일 때 이를 감지하여, 상기 접점수단(30)을 차단하는 단락감지차단부(44)로 구성되며;

   상기 감지차단수단(40)에는 부하측에서 발생되는 이상전류의 요인이 정격전류보다 고전류가 감지될 때 상기 고전류에 의해 가열되어, 일측으로 휘어져 접점수단(30)의 접점을 차단하는 바이메탈(46)이 더 구성되며;

   상기 감지차단수단(40)의 일측에 마련되고, 제어부의 복귀 제어신호에 의해 스위칭수단(20) 및 접점수단(30)을 복귀시키도록 하는 차단리셋수단(50)이 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 차단리셋수단(50)은

   이상전류의 발생요인이 낙뢰 또는 서지와 같은 외부적인 요인에 의해 누전감지차단부(42)가 차단작동으로 접점수단(30)이 차단되었을 때에만 제어부에서 복귀 제어신호가 전송되어, 이를 통해 스위칭수단(20) 및 접점수단(30)이 복귀되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 차단리셋수단(50)은

   솔레노이드(52)와;

   상기 솔레노이드(52)의 중앙부에 위치되고, 자화에 의해 슬라이딩되는 플런저(54); 및

   상기 플런저(54)의 일단에 일측이 결합되고, 타측은 스위칭수단(20)에 결합되어, 상기 플런저(54)의 슬라이딩에 의해 상기 스위칭수단(20)을 자동으로 복귀시키는 링크부재(56)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기.
6. 일측에 통공(12)이 형성되고, 중앙부에 수직으로 세워지는 지지편(14)과, 상기 지지편(14)의 상방에 힌지(16)가 삽입되는 힌지공(16a)과, 하방에 호형의 안내공(18)이 형성된 케이스(10)와;

   상기 케이스(10)의 지지편(14)에 삽입된 힌지(16)와 결합되도록 관통공(26)이 형성되고, 하방에 링크공(27)에 형성된 몸체(24)와, 상기 몸체(24)의 상단에 통공(12)을 통해 외부로 돌출되는 노브(22)가 구성된 스위칭수단(20);

   상기 스위칭수단(20)의 하방에 마련되고, 지지편(14)의 안내공(18)을 따라 승강되는 래칫(36)과 상기 래칫(36)과 몸체(24)의 링크공(27) 사이에 결합되는 링크(37)와, 상기 래칫(36)의 하방에 마련되는 크로스바(35)와, 상기 지지편(14)의 일측에 세워지고, 하단은 회동가능하게 결합되어, 상기 래칫(36)이 하강하였을 때 상기 래칫(36)을 단속하는 트립바(38)와, 상기 크로스바(35)의 하방에 마련되고, 상기 크로스바(35)의 눌림으로 하강하되, 탄성반발력을 가지는 가동접촉자(34b)와, 상기 가동접촉자(34b)에 일단이 접촉되는 고정접촉자(34a), 및 상기 케이스(10)의 양단 과 고정 및 가동접촉자(34a)(34b)를 각각에 연결하는 전원 및 부하측 단자(32a)(32b)로 구성된 접점수단(30);

   상기 접점수단(30)의 일측에 마련되고, 중공부(412)가 형성된 원통(414)의 외주에 코일(416)이 권선된 코일부재(410)와, 상기 코일부재(410)의 중공부(412)에 일단이 삽입되어, 상기 코일부재(410)가 자화될 때 슬라이딩하는 축(420)과, 상기 축(420)에 하단이 결합되고 중앙부에 힌지(440)가 결합되어 상기 힌지(440)를 중심으로 회동하여 접점수단(30)의 트립바(38)를 일측으로 미는 밀림력을 제공하는 회동부재(430)로 구성된 감지차단수단(40);

   상기 접점수단(30)의 타측에 마련되는 솔레노이드(52)와, 상기 솔레노이드(52)의 중앙부에 위치되고, 자화에 의해 슬라이딩되는 플런저(54), 및 상기 플런저(54)와 스위칭수단(20)의 몸체(24) 링크공(27) 사이에 결합되는 링크부재(56)로 구성된 차단리셋수단(50); 및

   상기 케이스(10)의 내측에 마련되고, 상기 스위칭 수단(20), 접점 수단(30), 감지차단수단(40), 차단리셋수단(50)을 제어하는 회로가 형성된 제어부;로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 감지차단수단(40)은 복수로 형성되어;

   어느 하나는 이상전류의 발생요인이 낙뢰 또는 서지와 같은 외부적인 요인을 감지하여 작동되는 누전감지차단부(42); 및

   다른 하나는 이상전류의 발생요인이 단락 또는 합선과 같은 내부적인 요인을 감지하여 작동되는 단락감지차단부(44);로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 감지차단수단(40)에는

   정격전류보다 고전류가 발생하였을 때 가열에 의해 일측으로 휘어지고, 상기 휨에 의해 트립바(38)를 일측으로 밀어 접점수단(30)이 차단되도록 하는 바이메탈(46)이 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 차단리셋수단(50)은

   제어부의 복귀 제어신호가 전송되었을 때에만 복귀작동되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기.
10. 제 2 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 단락감지차단부(44)에는 이상전류를 감지하는 영상변류기가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기.
11. 제 6 항에 있어서,

    상기 트립바(38)에는 일측에 마련된 바이메탈(46)과의 간격을 조절할 수 있는 조절부재(39)가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이상전류의 차단 및 리셋 기능이 구성된 차단기.

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