KR100834851B1 - 모터 구동방식의 자동복구 형 누전차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 복구 형 누전 차단기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 누전이나 낙뢰 등으로 인하여 차단된 누전차단기의 전원을 자동으로 복구하는 모터구동 방식의 자동 복구 형 누전 차단기를 개시한다.

본 발명은 일반적으로 누전이나 낙뢰 등으로 인하여 자동으로 차단되는 누전 차단기에 있어서 차단의 원인이 소멸된 후에 차단된 전원을 자동으로 복구할 수 있는 모터구동 방식의 자동 복구 형 누전 차단기에 관한 것으로서, 수동 레버를 작동하여 전원을 온 하거나 오프 하는 수동 작동을 대신하여 동력을 제공하는 마이크로 모터와, 마이크로 모터의 회전속도를 감속하며 회전력을 증가시키기 위한 감속기와 감속기의 회전축에 설치된 회전캠과, 돌기편이 형성된 수동레버와, 수동레버의 회전 각도를 제한하기 위한 리미트 스위치를 구비하여서 된 것이다.

이에 따라 본 발명은 저 전류로 구동이 가능한 마이크로 모터 및 감속기에 의해 차단된 전원을 자동복구 할 수 있게 되어 종래의 솔레노이드 방식과 대비하여 소손 등으로 인한 불량발생을 현저히 줄일 수 있으며, 소요되는 부품수를 최소화 하여 제조원가를 절감 할 수 있으며, 신제품은 물론 자동 복구장치가 되어 있지 않은 기존제품에서도 소수의 부품만 교환하여 본 발명의 목적을 달성 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

모터 구동방식의 자동복구 형 누전차단기{Automatic Recovery Type Leakage Breaker of Motor Driving Method}

도1은 종래의 누전차단기용 조작노브의 자동 리턴 장치를 보인 단면도.

도2는 종래의 누전차단기용 조작노브의 자동 리턴 장치를 보인 작동도.

도3은 본 발명에 의한 모터 구동방식의 자동복구 형 누전차단기의 조립 단 면도.

도4는 본 발명에 의한 모터 구동방식의 자동복구 형 누전차단기의 사시도.

도5는 본 발명에 의한 모터 구동방식의 자동복구 형 누전 차단기의 분해 사

시도.

도6은 본 발명에 의한 모터 구동방식의 자동복구 형 누전 차단기의 수동 레

버 "온"작동도.

도7은 본 발명에 의한 모터 구동방식의 자동복구 형 누전 차단기의 자동차

단 작동도.

도8은 본 발명에 의한 모터 구동방식의 자동복구 형 누전 차단기의 자동

복구 작동을 보인 사시도.

도9는 본 발명에 의한 모터 구동방식의 자동복구 형 누전 차단기의 자동

복구 작동을 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 설명

100 : 본체 101 : 수동레버 회동축

102 : 수동레버 102a : 돌기편

102b : 경사부 103 : 하부접점

103 : 하부접점 104 : 상부접점

105 : 하부접점 스프링 106 : 회동축 스프링

109b : 가이드바 리브 109 : 수직 가이드바

110 : ODP 111 : 수평레치바

112 : 레치바 스프링 117 : 마이크로 모터

117a : 감속기 118 : 회전캠
108a : 연결수단

본 발명은 누전이나 낙뢰 등으로 인하여 전기 제품의 소손, 불량발생 또는 감전사고 등에 의한 인명피해 등을 예방하기 위하여 설치되는 자동 누전 차단기에 있어서 누전 차단기가 설치되어 있는 현장에 수리원이 출장을 하지 않고도 차단의 원인이 소멸된 후에 차단된 전원을 자동으로 복구하여 전원의 재공급이 신속히 이 루어 질 수 있게 함으로서 전기를 사용하여 가동하는 중요한 제품 및 시설물이 입을 수 있는 피해를 최소화 할 수 있는 모터구동 방식의 자동 복구 형 누전 차단기에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 이러한 모터구동방식의 자동 복구 형 누전 차단기에 관해서는 종래에도 대한민국 등록특허 10-0470435호(발명의 명칭 : 누전차단기용 조작노브의 자동 리턴 장치 ; 이하 '인용발명' 이라 함)가 출원된 것이 있는바, 이를 도1 내지 도2로 도시하였다.

이에서 보는 바와 같이 하우징(11)에 돌출된 상태로 내장되어 외부동력에 의해 회전축(13)을 중심점으로 회전하는 조작노브(14)와, 이 조작 노브(14)의 하부측에 힌지식으로 결합된 트립바(15)를 이용하여, 상기 하우징(11)의 바닥면에 구성된 한 쌍의 접촉스위치(16)를 개폐시키도록 된 누전차단기로서, 상기 조작노브(14)의 측 부에 보조축(21)을 따라 회전 가능하도록 된 회동레버(22)와 전기적 신호에 따라 작동하는 솔레노이드밸브(25)가 장착되면서, 상기 회동레버(22)의 일측부에 솔레노이드밸브(25)의 플런져(25a)와 힌지 식으로 연결되는 적어도 하나 이상의 구동링크(23)가 힌지 식으로 연결되면서, 이 회동레버(22)의 타측 부에 조작노브(14)와 트립바(15)에 힌지 식으로 연결되는 적어도 하나 이상의 피동링크(24)가 힌지 식으로 연결된 것을 특징으로 하는 누전차단기용 조작노브의 자동 리턴 장치로 된 것이다.

이러한 인용발명의 작용상태를 살펴보면 먼저, 누전차단기(10)의 솔레노이드밸브(25)에 서지전류가 인가되어 전자력을 발생시키는 경우, 도 2b에서와 같이 플 런져(25a)가 흡인되므로, 플런져(25a)에 구동링크(23)를 통해 연결된 회동레버(22)가 반시계방향으로 회동한다. 이로 인해, 회동레버(22)에 피동링크(24)를 통해 연결된 조작노브(14)가 당겨져 반시계방향으로 회동하는 것이다. 더불어, 조작노브(14)에 피동링크(24)를 통해 연결된 트립바(15)가 하향하므로, 트립바(15)에 장착되어 있던 누름봉(15a)이 접접스위치(16)를 눌러 누전차단기 를 '온'상태로 유지시키는 것이다.

한편, 솔레노이드밸브(25)에 인가된 서지전류가 일정시간이 경과되어 사라지는 경우 도 2a에서와 같이 플런져(25a)가 돌출되므로, 플런져(25a)에 구동링크(23)를 통해 연결된 회동레버(22)가 시계방향으로 회동한다. 이로 인해, 회동레버(22)에 피동링크(24)를 통해 연결된 조작노브(14)가 시계방향으로 회동하는 것이다.

더불어, 조작노브(14)에 피동링크(24)를 매개로 연결된 트립바(15)가 상향하므로, 접촉스위치(16)를 누르고 있던 누름봉(15a)이 원상태로 리턴되어 누전차단기를 '오프'상태로 유지시키는 것이다.

이러한 인용발명은 누전차단기에 구성되어 힌지축을 따라 회동하는 조작노브의 복귀과정이 자동으로 이루어짐으로서, 누전차단기가 '온'된 상태에서 일정시간이 경과되는 경우 솔레노이드의 지속적인 구동 전류 없이도 자동으로 조작노브가 리턴되어 누전차단기에서 메커니즘을 구현에 따른 소비전력이 최소화될 뿐만 아니라 전원의 지속적인 차단으로 인해 발생하는 음식물의 부패 등과 같은 부가적인 손실이 최소화되는 효과는 있으나, 공급되는 전원의 전압이 높거나 낮아서 불규칙한 경우에는 솔레노이드의 작동을 원활하게 시켜 주지 못하는 문제점이 있으며, 특히 솔레노이드를 기동하기 위한 돌입 전류가 평상시 정상전류의 약 7배에 달하게 되어 솔레노이드가 소손되는 사례가 빈번하여 안전을 보장할 수 없으며, 잦은 보수작업을 필요로 하게 되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여,

전원이 인가된 후 과전류 또는 낙뢰 등으로 인하여 ODP가 작동하여 전원을 차단시키도록 된 누전 차단기에 있어서, 전류소모가 적은 마이크로 모터와 회전력을 증가시키기 위하여 감속기를 사용하여 소정의 시간이 경과하여 전원을 차단시킨 원인이 소멸된 후 자동으로 전원이 공급되도록 복구하기 위하여 모터 구동방식의 자동복구 형 누전차단기를 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 솔레노이드 흡인력으로 작동 레버의 복귀 동작이 이루어지도록 된 공지의 것에 있어서,

전원 측으로부터 공급되는 전원을 부하 측에 공급하기 위하여 수동으로 온 하거나 오프 하기 위하여 본체의 고정 축에 힌지 결합되어 회동하는 수동레버와, 수동레버의 회동구간 측부에 돌기편을 형성하며, 돌기편을 밀어 올리면서 회전하는 캠과, 캠의 회전력을 보장하기 위하여 감속기가 내장된 마이크로 모터와, 하부에서 수동레버의 일 측과 본체의 일 측에 연결되어 수동레버가 온 되었을 때 오프 상태로 복 원하려고 하는 복원력을 제공하기 위한 스프링과, 수동레버의 회동력을 받아서 수직상태로 기립되거나 꺾어지도록 결합되는 수직링크 및 수직레버와, 수직링크 및 수직레버가 위치를 이탈하지 않고 수직으로 기립하거나 꺾어지는 방향을 안내하기 위한 수직 가이드바와, 공급전원과 연결된 하부접점과, 수동레버의 회동에 의해 압력을 받아 하부접점에 접촉되어 부하 측으로 전원을 공급하기 위한 상부접점을 구비하여서 된 것이다.

이에 따라 본 발명은 종래의 솔레노이드 방식으로 된 복구 장치와는 달리 마이크로 모터를 사용하게 됨으로서 적은 전류로도 구동이 가능하게 되어 소손의 우려가 없으며, 소요되는 부품수가 극히 적고 단순하여 생산성 향상은 물론 제조원가를 현저히 줄일 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 의한 모터 구동방식의 자동복구 형 누전차단기의 조립 단면도 이며, 도4는 본 발명에 의한 모터 구동방식의 자동복구 형 누전차단기의 사시도 이며, 도5는 본 발명에 의한 모터 구동방식의 자동복구 형 누전 차단기의 분해 사시도를 보인 것이다.

이에서 보는 바와 같이 전원 측으로부터 공급되는 전원을 부하 측에 공급하기 위하여 수동으로 온 하거나 오프 하기 위하여 본체(100)에 설치된 수동레버 회동축(101)에 결합되며 회동구간이 되는 측부에 돌기편(102a)이 형성되어 회동되는 수동레버(102)와, 자동으로 작동할 때 전원 온 상태로 복구할 수 있도록 수동레버(102)를 회동시키기 위하여 돌기편(102a)의 하부에 설치되는 회전캠(118)과, 회전캠(118)이 수동레버(102)를 충분히 회동할 수 있는 회전력이 발생할 수 있게 하기 위한 감속기(117a) 및 마이크로 모터(117)와, 전원과 연결되며 도체성 금속편으로 되어 압착될 때 통전이 되며 떨어질 때 차단되게 하기 위하여 고정 설치된 하부접점(103)과, 하부접점(103)의 상부에서 하부접점(103)과 압착 또는 간격을 유지하면서 수동레버(102)의 개폐 조작에 따라 상하로 승강하는 상부접점(104)과, 하부접점(103)의 하방에서 하부접점(103)이 복원되기 위해 상승할 때 복원력을 제공하기 위한 하부접점 스프링(105)과, 수동레버(102)가 복원하려고 하는 복원력을 제공하기 위하여 수동 레버 회동축(101)에 끼워지는 회동축 스프링(106)과, 수동레버(102)의 회동력에 의해 상부접점(104)과 하부접점(103)이 접촉되거나 접촉해제 되도록 하기 위하여 일단은 수동레버(102)와 연결되며 타단은 상부접점(104)과 연결되어 중앙에서 링크축(107a)의 의해 연결되는 수직링크(107) 및 수직레버(108)로 배열된 연결수단(108a)과, 수직링크(107) 및 수직레버(108)가 기립상태에서 승강하도록 안내하기 위하여 장공으로 된 링크축 안내구(109a)가 형성되어 일단은 본체(100)에 연결되며 타단은 유동 가능한 수직 가이드바(109)와, 링크축(107a)을 중심으로 하여 수직링크(107) 및 수직레버(108)가 기립되는 각도의 한계를 넘지 않도록 수직 가이드바(109)의 이동 거리를 제한하기 위하여 본체의 일 측에 설치되는 가이드바 리브(109b)와, 수동레버(102)가 온 상태일 때에는 수직레버(108) 및 수직링크(107)가 하강하여 상, 하부 접점(104,103)이 완전히 접촉된 상태를 유지할 수 있도록 수직 가이드바(109)가 걸림 상태가 되게 하며, 합선 또는 과전류가 발생하여 상, 하부 접점(104,103)을 오프하기 위하여 ODP(110)에 의해 수직링크(107) 및 수직레버(108)가 꺾어지며 기립상태가 풀리면서 상승할 수 있도록 수직 가이드바(109)의 걸림 상태를 해제 시켜주기 위하여 가이드바 걸림턱(109c)이 형성된 수평레치바(111)와, 수평레치바(111)가 수직 가이드바(109)를 걸고 있거나 풀릴 수 있는 탄력을 유지하기 위하여 일단은 본체에 고정되며 타단은 수평 레치바(111)의 일 측에 연결되는 레치바 스프링(112)을 구비하여서 된 것이다.

이러한 본 고안의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도6은 본 고안의 누전 차단기의 레버 회동 구조에서 수동레버(102)를 온 위치로 조작하여 전원이 공급되고 있는 상태를 보인 단면도 이다. 수동레버(102)를 조작하여 "온" 위치로 밀면 수동레버(102)는 회동축 스프링(106)의 탄력을 이기고 수동레버 회동축(101)을 중심으로 회동하여 수동레버(102)와 연결된 수직링크(107)와, 이에 연결된 수직레버(108)를 하방으로 밀게 되는데, 수직링크(107)와 수직레버(108)가 중앙의 링크축(107a)에 의해 결합된 상태에서 링크축(107a)의 선단 부분이 수직 가이드바(109)에 형성된 링크축 안내구(109a)에 결합되며, 수직 가이드바(109)의 측면은 본체(100)에 형성된 가이드바 리브(109b)에 닿고, 종단은 수평레치바(111)에 형성된 가이드바 걸림턱(109c)에 걸려서 수직링크(107) 및 수직레버(108)의 연결부위가 꺾이지 않고 수직으로 기립 및 하강된 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다. 그러므로 상부접점(104)은 수직레버(108)에 연결되어 눌려지게 되어 하부접점(103)과 접촉되어 전원이 하부접점(103)과 상부접점(104)을 통해 미도시한 부하 측에 공급될 수 있게 되는 것이다.

또한, 이와 같이 상부접점(104)과 하부접점(103)이 접촉되어 있는 상태로 전 원이 공급되고 있을 때 부하 측의 합선이나 과부하로 인하여 과전류가 흐르게 되어 전기 화재나 인명사고 등의 발생을 방지하기 위하여 ODP(Oil Dash Pot)를 설치하여 자동으로 전원이 차단될 수 있도록 하는데, 이러한 ODP에 의해 전원이 차단되는 작용을 도7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

이에서 보는 바와 같이 ODP(110)는 철심(114)에 감긴 굵은 동선(113)의 일단은 도시되어 있지는 않지만 상부접점(104)과 연결되어 있으며 타단은 부하와 연결 되는데 이러한 ODP(110)는 단상의 경우 두 개의 전원선에 각각 설치되며, 공급되는 전원은 동선(113)을 통해 부하 측에 연결되므로 동선에 흐르는 전류에 의해 동선(113)이 감긴 철심(114)은 소정의 자력이 발생하고 있는 상태로 동작하는 중 급격히 과전류가 흐르게 되면 동선(113)에는 큰 전류가 흐르게 되므로 동선(113)이 감긴 철심(114)은 강한 자력을 발생하여 상부에 설치된 철편(115)을 당기게 되어 철편(115)의 선단부(116)가 수평레치바(111)를 쳐 올리도록 된 것이다. 이와 같이 수평레치바(111)가 레치바 회전축(111a)을 중심으로 하여 선단부(116)와 닿는 부분이 올라갈 때 가이드바 걸림턱(109c)이 형성된 반대편은 레치바 스프링(112)의 탄력을 이기고 내려가게 되므로 수직 가이드바(109)는 가이드바 걸림턱(109c)으로부터 이탈되게 되므로, 수직 가이드바(109)에 형성된 링크축 안내구(109a)에 끼워져서 링크축(107a)에 의해 결합되어 수직으로 기립상태를 유지하고 있는 수직링크(107) 와 수직레버(108)는 이와 결합된 하부접점(103)을 받치고 있는 하부접점 스프링(105)의 탄성에 의해 상부 방향으로 힘을 받게 되어 수직균형을 잃고 꺾어지게 되므로 수동레버(102)의 위치가 "온"쪽에 있는 상태에서도 상, 하부 접점(104, 103)이 떨어지게 되어 부하에 공급되는 전원을 차단할 수 있게 됨으로서 전기화재 또는 인명사고를 방지할 수 있게 되는 한편, 수동레버(102)는 회동축 스프링(106)의 탄성에 의해 오프위치로 회동하게 되는 것이다.

이와 같이 수동레버(102)를 온 위치로 작동하여 전원공급을 하던 중에 과부하 또는 낙뢰 등으로 인해 수동레버(102)가 자동으로 오프위치로 이동하여 전원공급이 차단된 상태가 장시간 지속되게 되면 전기를 사용하여 가동되는 시설물을 사용하지 못하는 불편함과 냉동시설 등과 같이 음식물의 관리에 치명적인 피해가 발생하게 되므로 본 발명의 모터 구동방식의 자동 복구형 누전 차단기에 의해 차단된 전원을 신속히 복구할 수 있는 작용을 도8 내지 도9를 보면서 설명하면 다음과 같다.

도시 하지는 않았지만 전원이 차단된 원인이 누전인지, 낙뢰인지 등 원인을 파악하여 전원이 공급되도록 복구 하여도 화재나 감전등 문제발생의 소지가 없다고 판단되면 전원이 차단된 다음 소정의 시간이 경과하여 차단된 원인이 소멸된 다음 모터 구동부에 의해 마이크로 모터(117)를 구동하면 감속기(117a)를 통해 감속되면서 회전력이 증가하여 회전캠(118)을 시계방향으로 회전시킬 수 있도록 된 것이다. 이와 같이 회전캠(118)의 회전에 의해 오프위치에 있는 수동레버(102)의 측부에 형성된 돌기편(102a)이 상부로 올라가게 되는데, 돌기편(102a)의 일측면에는 경사부(102b)가 형성되어 있기 때문에 회전캠(118)은 경사부(102b)를 따라 슬라이딩 되면서 회전하므로 수동레버(102)가 원활히 온 위치로 회동될 수 있게 되는 것이다. 또한 수동레버(102)가 회동하여 온 위치에서 정지될 수 있도록 하기 위하여 회전 캠(118)이 회전하는 소정의 위치에 마이크로 스위치를 설치하여 마이크로 모터(117)에 공급되는 전원을 마이크로 스위치를 통해 연결함으로서, 회전캠(118)이 회전하여 돌기편(102a)이 상승완료 된 다음 마이크로 스위치의 노브를 눌러서 오프 상태가 되도록 하여 마이크로 모터(117)에 공급되는 전원이 차단되게 함으로서 마이크로 모터(117)가 회전을 정지하도록 된 것이다. 이러한 돌기편(102a)에 의해 수동레버(102)는 회동축 스프링(106)의 탄력을 이기고 수동레버 회동축(101)을 중심으로 회동하여 수동레버(102)와 연결된 수직링크(107)와, 이에 연결된 수직레버(108)를 하방으로 밀게 되는데, 수직링크(107)와 수직레버(108)가 중앙의 링크축(107a)에 의해 결합된 상태에서 링크축(107a)의 선단 부분이 수직 가이드바(109)에 형성된 링크축 안내구(109a)에 결합되며, 수직 가이드바(109)의 측면은 본체(100)에 형성된 가이드바 리브(109b)에 닿고, 종단은 수평레치바(111)에 형성된 가이드바 걸림턱(109c)에 걸려서 수직링크(107) 및 수직레버(108)의 연결부위가 꺾이지 않고 수직으로 기립 및 하강된 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다. 그러므로 상부접점(104)은 수직레버(108)에 연결되어 눌려지게 되어 하부접점(103)과 접촉되어 전원 온 상태로 복구될 수 있게 되는 것이다.

이와 같이하여 본 발명은 저 전류로 구동이 가능한 마이크로 모터 및 감속기에 의해 차단된 전원을 자동복구 할 수 있게 되어 종래의 솔레노이드 방식과 대비하여 소손 등으로 인한 불량발생을 현저히 줄일 수 있으며, 소요되는 부품수 및 전 체의 크기를 최소화 하여 제조원가를 절감 할 수 있으며, 신제품은 물론 자동 복구장치가 되어 있지 않은 기존제품에서도 소수의 부품만 교환하여 본 발명의 목적을 달성 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 본체(100)에 설치된 수동레버 회동축(101)과, 이에 결합되어 회동하는 수동레버(102)와, 전원과 연결되는 하부접점(103)과, 수동레버(102)의 개폐 조작에 따라 상하로 승강하는 상부접점(104)과, 하부접점(103)에 복원력을 제공하기 위한 하부접점 스프링(105)과, 수동레버(102)에 복원력을 제공하기 위한 회동축 스프링(106)과, 수동레버(102)와 상부접점(104)사이를 연결하는 연결수단(108a)과, 연결수단(108a)을 안내하기 위한 수직 가이드바(109)와, 수직 가이드바(109)를 작동거리의 제한 위한 가이드바 리브(109b)와, 가이드바 걸림턱(109c)가 걸리거나 ODP(110)에 의해 수직링크(107) 및 수직레버(108)가 꺾어지면서 기립상태가 풀려 상승할 수 있도록 수직 가이드바(109)의 걸림 상태를 해제 시키기 위한 가이드바 걸림턱(109c)이 형성된 수평레치바(111)와, 수평레치바(111)에 탄력을 유지하기 위한 레치바 스프링(112)과, 과전류 또는 낙뢰 등으로 인하여 ODP(110)가 작동하여 접촉이 끊어진 상,하부접점(104, 103)을 복구하기 위하여 수동레버(102)를 회동시키기 위한 마이크로 모터(117)와, 마이크로 모터(117)의 회전력을 증가시키기 위한 감속기(117a)와, 감속기(117a)와 연결되어 수동레버(102)를 회동시키기 위한 회전캠(118)을 구비하여서 됨을 특징으로 하는 모터 구동방식의 자동복구 형 누전차단기.
2. 청구항 1에 있어서,

   전술한 수동레버(102)는 일측에 돌기편(102a)이 형성됨을 특징으로 하는 모터 구동방식의 자동복구 형 누전차단기.
3. 청구항 2에 있어서,

   전술한 돌기편(102a)은 경사부(102b)가 형성됨을 특징으로 하는 모터 구동방식의 자동복구 형 누전차단기.

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