KR100835594B1

KR100835594B1 - 과온 및 과전류 차단기

Info

Publication number: KR100835594B1
Application number: KR1020060089521A
Authority: KR
Inventors: 정해양
Original assignee: 정해양
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-06-10
Also published as: KR20080024846A

Abstract

본 발명은 고정접점 및 가동접점을 2접점으로 형성하여 과온 및 과전류를 차단시켜 주는 과온 및 과전류 차단기에 관한 것으로, 도전성의 제 1도전핀과 제 2도전핀, 도전성의 제 1연결단과 제 2연결단, 일면에 제 1고정접점과 제 2고정접점이 형성된 고정접점플레이트, 제 1가동접점과 제 2가동접점이 일면에 형성된 가동접점플레이트, 가동접점플레이트를 미리 설정된 변위만큼 가압해 주는 가이드 핀을 포함하여 구성되고, 상기 가이드 핀에는 상기 가이드 핀의 깊이 조절을 할 수 있는 탭이 형성된다.

본 발명은 고정접점 및 가동접점이 각각 2개로 형성된 과온 및 과전류 차단기를 이용하여, 하나의 접점에 이물질이 묻어 통전에 이상이 생기더라도 다른 접점을 이용하여 과전류의 흐름을 차단할 수 있다.

그리고, 접점이 2개이므로 접점과 접점이 접촉할 때 접점이 받는 충격이 완화되므로 접점의 손상이 최소화된다.

과부하, 과전류, 보호, 차단

Description

과온 및 과전류 차단기{Protector of Over Load and Thermal}

도 1은 종래의 과온 및 과전류 차단기를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기를 나타낸 내부 구조도.

도 5는 본 발명에 이용되는 접점 구조를 나타낸 평면도.

도 6은 본 발명에 이용되는 접점 구조의 다른 형태를 나타낸 평면도.

도 7은 본 발명에 이용되는 접점 구조의 또 다른 형태를 나타낸 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31: 하부판 32: 상부판

43: 고정접점플레이트 45: 제 1고정접점

46: 제 2고정접점 47: 제 1가동접점

48: 제 2가동접점 49: 가동접점플레이트

51: 가이드 핀 52: 탭

53: 덮개

본 발명은 과온 및 과전류 차단기에 관한 것으로, 특히 고정접점 및 가동접점을 2접점으로 형성하여 과전류를 차단시켜 주는 과온 및 과전류 차단기에 관한 것이다.

일반적으로, 전기를 동력원으로 사용하는 전기기기가 정상적으로 작동할 때에는 설정된 범위 내의 전류가 공급되어 안전하지만, 전기기기의 이상으로 인하여 과전류가 공급되는 경우에는 전기기기의 파손은 물론이고, 과열에 의한 화재의 발생 위험이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 종래의 과온 및 과전류 차단기(10)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 일면에 고정 접점(2)이 형성되고 일측에 제 1연결단(3)이 형성된 도전판(1), 상기 도전판(1)에 형성된 상기 고정접점(2)에 접촉되는 가동접점(8)이 일단부에 형성된 바이메탈(6), 도전성 소재의 캔 구조로 이루어져 상기 바이메탈(6)의 타단부가 그 내측면의 일측에 고정되고 일측에 제 2연결단(5)이 형성된 캔(4), 상기 도전판(1)의 하부면에 부착되는 제 1절연판(12), 상기 캔(4)과 상기 도전판(1) 사이의 접촉 부위에 부착되어 전기적으로 절연시켜 주는 제 2절연판(13), 상기 제 1절연판(12)의 하부면에 부착되는 베이스(11), 그리고 상기 바이메탈(6) 방향 쪽으로 상기 캔(4)에 하향 돌출 형성되어 상기 바이메탈(6)의 중간부를 미리 설정된 변위만큼 가압시켜 주는 조정부(17)로 구성된다.

그러나, 종래의 과온 및 과전류 차단기(10)는 접점이 각각 한 개씩이기 때문에 고정접점(2) 또는 가동접점(8)의 표면에 이물질이 묻으면 통전 불량이 생길 수 있으며, 장시간 사용될 시 고정접점(2) 및 가동접점(8)의 표면에 탄소가 침적되어 접촉불량이 발생되는 문제점이 있다.

그리고, 고정접점(2)과 가동접점(8) 간에 발생 되는 충격 및 금속피로 누적으로 인하여 접점이 변형되어 접촉불량이 발생 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고정접점 및 가동접점의 개수를 2개로 형성하여 하나의 접점에서 통전불량이 발생되어도 다른 하나의 접점을 통하여 과전류가 차단되는 과온 및 과전류 차단기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 절연성 재질의 상부판과 하부판이 결합되어 형성되는 과온 및 과전류차단기에 있어서, 상기 하부판의 양측에 결합되는 도전성의 제 1도전핀과 제 2도전핀, 상기 제 1도전핀과 제 2도전핀의 하부에 각각 연결되어 상기 하부판의 외부로 돌출 형성되는 도전성의 제 1연결단과 제 2연결단, 상기 제 1도전핀의 상부에 결합되어 상기 하부판 내부로 형성되며, 일면에 제 1고정접점과 제 2고정접점이 형성된 고정접점플레이트, 상기 제 2도전핀의 상부에 결합되고 상기 하부판 내부로 형성되며, 상기 제 1고정접점과 제 2고정접점에 접촉되는 제 1가동접점과 제 2가동접점이 일단부에 형성된 가동접점플레이트, 상기 상부판에 형성되어, 상기 가동접점플레이트를 미리 설정된 변위만큼 가압해 주는 가이드 핀을 포함하고, 상기 가이드 핀에는 상기 가이드 핀의 깊이 조절을 할 수 있는 탭이 형성된다.

삭제

상기 상부판의 상면에는 상기 가이드 핀과 상기 탭을 보호하는 덮개가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제 1가동접점과 제 2가동접점의 사이에는 제 1절개부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 가동접점플레이트에는 한 쌍의 제 2절개부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제 1절개부의 가로 길이와 상기 제 1가동접점과 제 1고정접점 또는 제 2가동접점과 제 2고정접점 중 어느 하나의 가동접점과 고정접점 사이에 삽입되어 통전이 차단됨으로써 다른 하나의 가동접점과 고정접점으로만 통전이 되도록 하는 이물질의 직경의 비는 38 : 1 내지 47 : 1인 것을 특징으로 한다.

상기 제 1절개부의 가로 길이는 2.7밀리미터 내지 3.3밀리미터인 것을 특징으로 한다.

상기 어느 하나의 가동접점과 고정접점 사이에 삽입되어 접점의 통전이 차단되는 이물질의 직경은 0.063밀리미터 내지 0.077밀리미터인 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기를 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기를 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기를 나타낸 내부 구조도, 도 5는 본 발명에 이용되는 접점 구조를 나타낸 평면도, 도 6은 본 발명에 이용되는 접점 구조의 다른 형태를 나타낸 평면도, 도 7은 본 발명에 이용되는 접점 구조의 또 다른 형태를 나타낸 평면도이다.

1. 제 1실시예

본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기의 제 1실시예는 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 절연성 재질의 상부판(32)과 하부판(31)이 결합되어 내부 공간이 생기는 과전류차단기(30)를 구성하며, 하부판(31)의 양측에는 도전성의 제 1도전핀(35)과 제 2도전핀(36)이 형성된다.

그리고, 제 1도전핀(35)의 하부에 연결된 도전성의 제 1연결단(39)과 제 2도전핀(36)의 하부에 연결된 도전성의 제 2연결단(40)은 하부판(31)의 외부로 돌출 형성된다.

제 1고정접점(45)과 제 2고정접점(46)이 형성된 고정접점플레이트(43)는 제 1접속구(44)를 통해 제 1도전핀(35)에 연결되어 하부판(31) 내부로 연장되며, 제 1고정접점(45)과 제 2고정접점(46)에 접촉되는 제 1가동접점(47)과 제 2가동접 점(48)이 형성된 가동접점플레이트(49)는 제 2접속구(50)를 통해 제 2도전핀(36)의 상부에 연결되어 하부판(31) 내부로 연장된다.

가동접점플레이트(49)를 미리 설정된 변위만큼 가압해주는 가이드 핀(51)은 상부판(32)의 중앙부에 결합되어 하부판(31) 내부로 형성되며, 가이드 핀(51)을 보호하는 덮개(53)가 상부판(32)에 결합 되어 과온 및 과전류 차단기가 구성된다.

가이드 핀(51)의 외주면은 나사홈이 형성된 볼트이며, 볼트에 대응되는 나사산이 형성된 너트가 상부판(32)의 내측에 형성된다.

가이드 핀(51)은 상부판(32)에 나사결합되어 깊이 조절이 가능하여 가동접점플레이트(49)의 중간부를 나사결합된 변위만큼 가압시킨다.

그리고, 가이드 핀(51)의 상면에는 가이드 핀(51)의 깊이 조절을 할 수 있는 탭(52)이 형성되어 있으며, 탭(52)을 회전시켜서 가이드 핀(51)의 깊이 조절을 위해 가이드 핀(51)을 상/하로 이동시킨다.

가이드 핀(51)의 깊이는 반복 시험에 따른 데이터를 근거로 하여 이용되는 전기기기의 소모전력(VA)을 참조하고 가동접점플레이트(49)의 동작 온도를 고려하여 설정되며, 경우에 따라서는 사용자가 임의로 가변하여 재설정하여 사용할 수도 있다.

그리고, 제 1 및 제 2고정접점(45, 46)과 제 1 및 제 2가동접점(47, 48)을 2개로 형성함으로써, 한쪽의 접점상에 이물질이 묻어서 통전에 문제가 생기더라도, 다른 쪽에서 통전이 가능하기 때문에 문제없이 동작할 수 있다.

또한, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 제 1가동접점(47)과 제 2 가동접점(48) 사이에 제 1절개부(20)를 형성하고, 가동접점플레이트(49) 표면에 제 2절개부(21)를 형성하여 가동접점과 고정접점이 접촉될 때 접촉저항에 의하여 발생되는 열을 최대한 공간으로 방열시키도록 하였다.

제 1절개부(20)의 가로 길이에 따라서 가동접점과 고정접점 사이의 접점압이 달라진다.

접점압은 다음과 같이 측정된다.

우선 제 1절개부(20)의 가로 길이를 정하기 위해서, 텐션 게이지(Tension Gauge)를 이용하여 가동접점플레이트(49)를 고정시킨다.

그리고, 두 개의 가동접점 중에서 제 1가동접점(47)에 접하도록 마이크로미터(Micrometer)를 연결하고, 제 2가동접점(48)에는 높이게이지(Hight Gauge)를 램프와 연결시키고, 마이크로미터와 높이게이지의 영점 조정을 한다.

따라서, 마이크로미터는 제 1가동접점(47)에 연결되고, 높이게이지는 제 2가동접점(48)에 연결되며, 램프는 점등 상태로 된다.

그리고, 마이크로미터를 이용하여 제 1가동접점(47)에 조금씩 압력을 가하면서 제 2가동접점(48)에 연결된 높이게이지의 변화를 알아본다.

마이크로미터를 이용하여 제 1가동접점(47)에 계속해서 조금씩 압력을 가하면 제 2가동접점(48)에 연결된 높이게이지와 제 2가동접점(48)이 분리되면서 램프가 소등된다.

즉, 제 1가동접점(47)과 제 1고정접점(45) 사이에 이물질이 삽입되면, 이물질의 직경에 의해 제 1가동접점(47)이 아래 방향으로 압력을 받게 되고, 제 2가동 접점(48)과 제 2고정접점(46)이 분리되면서 통전이 차단된다.

따라서, 하나의 접점(45, 47)에 이물질이 삽입되어 통전이 차단되더라도 다른 접점(46, 48)으로는 통전이 이루어져야 하는데, 이물질에 의한 압력을 견디는 범위는 제 1절개부(20)의 가로 길이에 따라서 결정된다.

본 발명에서는 제 1 절개부(20)의 가로 길이를 2밀리미터, 3밀리미터, 5.1밀리미터로 형성하여 한쪽 접점(45, 47)에 이물질이 삽입되었을 때 다른 한쪽 접점(46, 48)에서 압력에 견디는 범위를 알아보았다.

제 1절개부(20)의 가로 길이를 2밀리미터로 형성하였을 때는 한쪽 접점(45, 47)에 삽입되는 이물질의 직경이 0.04밀리미터까지만 다른 한쪽 접점(46, 48)의 통전이 지속된다.

제 1절개부(20)의 가로 길이를 3밀리미터로 형성하였을 때는 한쪽 접점(45, 47)에 삽입되는 이물질의 직경이 0.07밀리미터까지만 다른 한쪽 접점(46, 48)의 통전이 지속된다.

그리고, 제 1절개부(20)의 가로 길이를 5.1밀리미터로 형성하였을 때는 한쪽 접점(45, 47)에 삽입되는 이물질의 직경이 0.15밀리미터까지만 다른 한쪽 접점(46, 48)의 통전이 지속된다.

결과를 보면, 제 1절개부(20)의 가로 길이를 길게 할수록 직경이 큰 이물질에 의한 압력에 견딜 수 있다.

따라서, 제 1절개부(20)의 가로 길이를 5.1밀리미터로 형성하는 것이 접점이 통전하는데 신뢰성이 가장 높다.

그러나, 제 1절개부(20)의 가로 길이를 5.1밀리미터로 길게 형성하면, 가동접점플레이트(49) 자체를 독립적으로 이동 또는 보관시에 변형이 생겨서 다른 불량이 발생 될 수 있다.

한편, 제 1절개부(20)의 가로 길이를 2밀리미터로 작게 형성하면, 아주 미세한 이물질이 접점에 삽입되더라도, 접점의 통전이 차단되므로 신뢰성이 떨어진다.

따라서, 가동접점플레이트(49) 자체를 이동 또는 보관시에 변형이 생기지 않으며, 이물질이 삽입되더라도 접점이 통전하는데 신뢰성이 있는 제 1절개부(20)의 가로 길이는 3밀리미터로 형성하는 것이 바람직하다.

결과적으로, 제 1절개부(20)의 가로 길이 범위를 2.7 ~ 3.3 밀리미터로 형성하면, 제 1고정접점(45)과 제 1가동접점(47) 사이 또는 제 2고정접점(46)과 제 2가동접점(48) 중 어느 하나의 가동접점과 고정접점 사이에 삽입되어 고정접점과 가동접점의 통전을 차단시키는 이물질의 직경은 0.063밀리미터 내지 0.077밀리미터이다.

즉, 어느 하나의 가동접점과 고정접점 사이의 직경이 0.063밀리미터 ~ 0.077밀리미터의 범위를 넘는 이물질이 삽입되면 이 가동접점과 고정접점 사이의 공간이 형성되어 통전이 차단되고, 나머지 하나의 가동접점과 고정접점으로도 통전이 차단된다.

그리고, 제 1절개부(20)의 가로 길이와 가동접점과 고정접점 사이에 삽입되어 접점 간의 통전을 차단시키는 이물질의 직경을 비교하면, 다시 말해서 제 1절개부(20)의 가로길이 대 이물질의 직경은 38 : 1 내지 47 : 1의 비율로 형성된다.

아울러, 신뢰성 시험 및 수명시험시 접점이 받는 충격이 2개로 나뉘므로 접점이 받는 충격이 완화되어서 접점의 손상을 최소화할 수 있다.

따라서, 접점의 손상이 최소화되면 신뢰성 및 품질 향상의 효과가 있다.

2. 제 2실시예

본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기의 제 2실시예는, 도 6에 나타낸 바와 같이 제 1실시예의 제 1고정접점(45) 및 제 2고정접점(46)외에 다른 구성요소는 동일하다(동일 구성요소에 대해서는 설명을 생략하였다).

즉, 제 2실시예에서는 제 1고정접점(45)과 제 2고정접점(46)을 일체로 형성하고 면적을 넓게 하여 고정접점(63)이 형성된 것이다.

이 제 2실시예에 의하면 고정접점(63)이 넓어서 가동접점(47, 48)이 접촉될 때 효율적인 접촉이 이루어져서 과전류를 차단하는데 효과적이다.

3. 제 3실시예

본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기의 제 3실시예는, 도 7에 나타낸 바와 같이 제 1실시예의 제 1가동접점(47) 및 제 2가동접점(48)외에 다른 구성요소는 동일하다(동일 구성요소에 대해서는 설명을 생략하였다).

즉, 제 3실시예는 제 1가동접점(47) 및 제 2가동접점(48)을 일체로 형성하고 면적을 넓게 하여 가동접점(65)이 형성된 것이다.

이 제 3실시예에 의하면 가동접점(65)이 넓어서 고정접점(45, 46)에 접촉될 때 효율적인 접촉이 이루어져서 과전류를 차단하는데 효과적이다.

4. 과온 및 과전류 차단기의 제조 공정

본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기의 제조 공정에 대하여 설명한다.

먼저, 절연성 재질의 하부판(31)의 하부 양측에 도전성의 제 1연결단(39)과 제 2연결단(40)을 결합한다.

다음에, 일측단에 제 1 및 제 2고정접점(45, 46)이 용접된 고정접점플레이트(43)를 하부판(31) 상부 일측에 결합하고, 일측단에 제 1 및 제 2가동접점(47, 48)이 형성된 가동접점플레이트(49)를 하부판(31) 상부 타측에 결합한다.

그리고, 고정접점플레이트(43)에 형성된 제 1접속구(44) 안으로 도전성의 제 1도전핀(35)을 삽입하여 제 1연결단(39)을 관통한 후 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1도전핀(35)의 끝부분을 좌우로 구부려 제 1연결단(39) 하부에 밀착시켜 제 1연결단(39)과 고정접점플레이트(43)를 고정시킨다.

또, 가동접점플레이트(49)에 형성된 제 2접속구(50) 안으로 도전성의 제 2도전핀(36)을 삽입하여 제 2연결단(40)을 관통한 후 제 2도전핀(36)의 끝부분을 좌우로 구부려 제 2연결단(40) 하부에 밀착시켜 제 2연결단(40)과 가동접점플레이트(49)를 고정시킨다.

그리고, 가이드 핀(51)이 장착된 상부판(32)을 하부판(31) 상면으로 결합시키고, 상부판(32) 상면으로 가이드 핀(51)과 탭(52)을 보호하는 덮개(53)를 씌운다.

여기서, 덮개(53)는 상부판(32)을 하부판(31)에 결합하기 전에 형성될 수도 있다.

또한, 여기서 도전부간의 고정 연결부는 스포트용접, 납땜용접, 압접 등 전기도전부의 접속에 활용되는 본 분야의 공지 기술이 이용된다.

본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기는 제 1실시예 내지 제 3실시예에 나타낸 과온 및 과전류 차단기를 냉장고 및 에어컨, 온풍기 등의 냉/난방기기에 내장하여 전기기기의 부하의 과전류가 흐르는 것을 차단하여 전기기기가 손상되는 것을 방지한다.

그리고, 본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기는 전기기기의 소모전력에 따라 가동접점플레이트(49)의 동작 온도가 가이드 핀(51)에 의해 미리 설정된 상태의 과온 및 과전류 차단기를 사용하기 때문에 소모 전력의 규격별로 합당한 과온 및 과전류 차단기를 선택하여 제조하면 된다.

따라서, 본 발명에 따른 과온 및 과전류 차단기가 내장된 전기기기를 동작시키면 과온 및 과전류 차단기가 초기 상태 즉, 제 1 및 제 2가동접점(47, 48)이 제 1 및 제 2고정접점(45, 46)에 부착된 상태이기 때문에 전류가 공급된다.

전원이 공급되다가 이상 전원 또는 상기 전기기기의 이상으로 인하여 가동접점플레이트(49)에 과전류가 흐르면, 가동접점플레이트(49)가 가열되어 제 1 및 제 2가동접점(47, 48)이 제 1 및 제 2고정접점(45, 46)으로부터 분리된다.

이때, 가동접점플레이트(49)는 가이드 핀(51)에 의해 가압 되어 있는 상태이기 때문에 가동접점플레이트(49)의 원래 변형 조건의 온도와 다른 온도에서 변형이 이루어진다.

Claims

절연성 재질의 상부판과 하부판이 결합되어 형성되는 과온 및 과전류차단기에 있어서,

상기 하부판의 양측에 결합되는 도전성의 제 1도전핀과 제 2도전핀;

상기 제 1도전핀과 제 2도전핀의 하부에 각각 연결되어 상기 하부판의 외부로 돌출 형성되는 도전성의 제 1연결단과 제 2연결단;

상기 제 1도전핀의 상부에 결합되어 상기 하부판 내부로 형성되며, 일면에 제 1고정접점과 제 2고정접점이 형성된 고정접점플레이트;

상기 제 2도전핀의 상부에 결합되고 상기 하부판 내부로 형성되며, 상기 제 1고정접점과 제 2고정접점에 접촉되는 제 1가동접점과 제 2가동접점이 일면에 형성된 가동접점플레이트;

상기 상부판에 형성되어, 상기 가동접점플레이트를 미리 설정된 변위만큼 가압해 주는 가이드 핀을 포함하고, 상기 가이드 핀에는 상기 가이드 핀의 깊이 조절을 할 수 있는 탭이 형성된 것을 특징으로 하는 과온 및 과전류 차단기.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 상부판의 상면에는 상기 가이드 핀과 상기 탭을 보호하는 덮개가 형성된 것을 특징으로 하는 과온 및 과전류 차단기.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,

상기 제 1가동접점과 제 2가동접점의 사이에는 제 1절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 과온 및 과전류 차단기.
제 4항에 있어서,

상기 가동접점플레이트에는 한 쌍의 제 2절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 과온 및 과전류 차단기.
제 4항에 있어서,

상기 제 1절개부의 가로 길이와 상기 제 1가동접점과 제 1고정접점 또는 제 2가동접점과 제 2고정접점 중 어느 하나의 가동접점과 고정접점 사이에 삽입되어 통전이 차단됨으로써 다른 하나의 가동접점과 고정접점으로만 통전이 되도록 하는 이물질의 직경의 비는 38 : 1 내지 47 : 1인 것을 특징으로 하는 과온 및 과전류 차단기.
제 6항에 있어서,

상기 제 1절개부의 가로 길이는 2.7밀리미터 내지 3.3밀리미터인 것을 특징으로 하는 과온 및 과전류 차단기.
제 6항에 있어서,

상기 어느 하나의 가동접점과 고정접점 사이에 삽입되어 접점의 통전이 차단되는 이물질의 직경은 0.063밀리미터 내지 0.077밀리미터인 것을 특징으로 하는 과온 및 과전류 차단기.