KR100891168B1 - 누전차단기의 바이메탈 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누전차단기의 바이메탈 결합구조에 관한 것으로, 과대전류 발생시 스위치노브를 오프 작동시키는 바이메탈과, 상기 바이메탈에 연결되어 스위치노브의 온/오프에 따라 터미널과의 연결 또는 단락을 제어하는 연결단자 간의 접촉부를 바이메탈의 나사공에 하향 돌설된 결합돌기를 통해 강제 끼움 결합시킴으로써, 기존의 나사 풀림에 의해 바이메탈과 연결단자의 접촉부가 이격되며 그 사이에서 스파크와 열이 발생하여 화재가 발생하는 등 구조적으로 불안정했던 상태를 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

누전차단기, 바이메탈, 연결단자, 결합돌기, 플랜지부

Description

누전차단기의 바이메탈 결합구조{Coupling structure for bimetal of circuit breaker}

본 발명은 누전차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과대전류 발생시 스위치노브를 오프 작동시키는 바이메탈과, 상기 바이메탈에 연결되어 스위치노브의 온/오프에 따라 터미널과의 연결 또는 단락을 제어하는 연결단자 간의 접촉부를 서로 견고하게 결합시킴으로써, 기존의 나사 풀림에 의해 바이메탈과 연결단자의 접촉부가 이격되며 그 사이에서 스파크와 열이 발생하여 화재가 발생하는 등 구조적으로 불안정했던 상태를 효과적으로 개선시킨 누전차단기의 바이메탈 결합구조에 관한 것이다.

일반적으로 건축물에는 절연이 불완전하여 누전 등으로 과대전류가 흐를시 전기가 신체의 일부에 흘러 감전사고가 일어나거나 인화물질에 열이 공급되어 화재가 발생하는 등의 전기안전사고를 예방하기 위한 목적으로 전류를 차단시키는 누전차단기가 설치된다.

이러한 누전차단기로 흔히 사용되는 바이메탈 방식의 누전차단기는 열팽창률이 다른 두 금속을 붙여 놓아 열이 가해질 경우 열팽창율이 작은 쪽으로 휘는 특성 을 갖는 바이메탈을 이용한 것으로, 통상 회로에 전류가 공급되면 저항이 발생하여 바이메탈이 가열되고, 기준 이상으로 과다한 전류가 흐를 경우 상기한 바이메탈이 휘어지면서 인접하여 닿아있는 트립을 구동시켜 바이메탈 하부에 결합된 연결단자의 접촉자를 터미널의 접촉자로부터 이격시켜 전류의 흐름을 차단하는 구조로 이루어진다.

이 같은 일반적인 누전차단기의 구조를 보다 상세히 설명하면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 좌우 양측에 입출력터미널(10)(20)을 구비하는 몸체(10) 중앙에 트립(70)과 바이메탈(50) 및 스위치노브(65)가 연동 설치되어 과대전류 흐름시 전류를 오프시키도록 한 구조로서, 상기 몸체(1) 중앙에는 스위치노브(65)를 회동 가능하게 축(61) 설치하도록 지지편(60)이 구비되고, 상기 스위치노브(65) 하부에는 연결단자(40)의 접촉자(42)를 입력터미널(10)에 연결하기 위해 상기 스위치노브(65)의 좌우 회전에 연동하여 승하강되도록 가압부재(64)가 탄설되며, 상기 가압부재(64)의 상단에는 연결단자(40)와 입력터미널(10)의 접촉 상태를 제어하기 위해 상기 가압부재(64)를 트립(70)에 구속시키거나 구속 해제하는 걸림부재(63)가 구비된 구조를 갖는다.

이때, 통상적으로 바이메탈(50)과 연결단자(40)는 경제적인 측면과 가공상의 용이함을 이유로 일체화시켜 제작하기 어렵고 이에 따로 성형 제작하여 결합되는 구조로 이루어진다.

상기 바이메탈(50)은, 과대전류 발생시 휘어져 트립(70)을 구동시키도록 트립(70) 상부에 구비된 볼트(72)에 인접하여 설치되고, 그 일측에는 출력터미널(20) 에 연결하도록 연결전선(30)이 설치되며, 그 하부는 절곡되어 연결단자(40)의 접촉부(44)와 결합된 상태로 몸체(1)에 고정 설치되도록 나사공(43)을 갖는 접촉부(54)를 구성하게 된다.

즉, 상기 바이메탈(50)의 접촉부(54)는 나사공(43)을 갖는 연결단자(40)의 접촉부(44)와 밀착된 상태로 볼트(58)를 통해 몸체(1)에 고정 결합되고, 이에 상기 연결단자(40)는 몸체(1)에 결합된 접촉부(44)를 고정축으로 하여 반대편에 위치한 접촉자가 스위치노브(65)의 온/오프에 따른 가압부재(64)의 작동에 연동하여 입력터미널(10)의 접촉자(12)에 접촉되거나 상승하여 단락되면서 전류의 흐름을 선택적으로 개폐시키는 구조로 이루어져 있다.

그러나, 이러한 종래의 바이메탈(50)과 연결단자(40)의 결합구조에 있어서, 스위치노브(65) 작동시 트립(70)과 바이메탈(50)에 전달되는 충격으로 인해 접촉부(54)(44)의 나사공(53)(43)을 관통하여 몸체에 체결된 볼트(58)가 일부 느슨하게 풀리는 경우, 상기 바이메탈(50)과 연결단자(40)의 접촉부(54)(44)가 서로 이격되며 그 사이에 소정의 틈(△t)이 발생하게 되고, 이러한 틈(△t)은 각각의 접촉부(54)(44)를 서로 수차례 마찰시켜 스파크와 저항을 발생시키게 되고, 이를 통해 결합부위에 과다한 열이 발생되면서 화재발생 등 안전사고의 원인이 되는 것으로 안전성 면에서 심각한 문제를 안고 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 바 이메탈과 연결단자의 접촉부를 견고하게 결합시켜 기존의 나사 풀림에 따른 접촉부의 이격(틈 발생)으로 인한 스파크와 열의 발생을 방지하여 구조적인 안전성을 대폭 향상시킨 누전차단기의 바이메탈 결합구조 및 그 결합방법을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.

상기의 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 누전차단기의 바이메탈 결합구조는, 과다 전류 발생시 휘어져 인접한 트립을 구동시키는 바이메탈과, 상기 트립의 작동에 의해 온/오프되는 스위치노브와, 일측은 상기 바이메탈에 접촉되고 타측은 상기 스위치노브의 온/오프에 따라 터미널에 선택적으로 연결되는 연결단자를 포함하되, 상기 바이메탈과 연결단자의 접촉부는 볼트를 통해 밀착된 상태로 몸체에 고정 설치되는 누전차단기의 구조에 있어서, 상기 바이메탈과 연결단자의 접촉부에 서로 대응되는 직경을 갖는 나사공을 각각 천공하되; 상기 바이메탈의 나사공에는 상기 연결단자의 나사공을 관통하며 그 내주면에 강제 끼움 결합되도록 결합돌기가 하향 돌설되는 것을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 바이메탈과 연결단자의 접촉부는, 그 일측면에 상기 연결단자가 바이메탈의 결합돌기를 축으로 회전되는 것을 방지할 수 있도록 이탈방지돌기 및 홈이 서로 대응되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 바이메탈은, 결합돌기 하단이 상기 연결단자 저면에 걸림되도록 플랜지부로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 누전차단기의 바이메탈 결합방법은, 과다 전류 발생시 휘어져 인접한 트립을 구동시키는 바이메탈과, 상기 트립의 작동에 의해 온/오프되는 스위치노브와, 일측은 상기 바이메탈에 접촉되고 타측은 상기 스위치노브의 온/오프에 따라 터미널에 선택적으로 연결되는 연결단자를 포함하는 누전차단기의 바이메탈 결합방법에 있어서, 상기 바이메탈과 연결단자는, 상기 연결단자의 접촉부 일측면에 형성된 홈에 상기 바이메탈의 이탈방지돌기를 걸림되도록 하고; 상기 바이메탈의 접촉부에 돌설된 결합돌기를 연결단자의 접촉부에 천공된 나사공에 강제 끼움 결합하며; 상기 연결단자에 결합된 바이메탈의 결합돌기 하단이 연결단자 저면에 걸림되는 플랜지부를 형성하도록 상기 연결단자의 나사공을 통해 하측으로부터 테이퍼부를 갖는 볼트를 체결하여; 서로 밀착된 상태로 몸체에 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 누전차단기의 바이메탈 결합구조는, 바이메탈과 연결단자의 접촉부를 바이메탈의 나사공에 하향 돌설된 결합돌기를 이용하여 서로 강제 끼움 결합함으로써, 기존의 연결단자의 상하 구동이 반복됨에 따라 바이메탈과 연결단자를 결합시키는 나사가 일부 풀리면서 두 단자를 이격시켜 이로 인해 스파크와 열이 발생하여 화재가 발생하는 등 구조적으로 불안정했던 상태를 효과적으로 개선한 유용한 발명인 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 누전차단기의 바이메탈과 연결단자의 결합구조를 도 시한 측단면도이고, 도 4는 도 3의 바이메탈과 연결단자를 도시한 분해사시도이다.

본 도면에서 종래의 누전차단기와 동일 또는 유사한 부분은 동일한 참조부호를 사용하며, 중복을 피하기 위하여 이와 관련된 상세한 설명은 생략한다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 누전차단기는, 크게 좌우 양측에 입출력터미널(10)(20)을 구비하는 몸체(10) 중앙에 트립(70)과 바이메탈(150)이 연동 설치되어 과대전류 흐름시 오프시키는 스위치노브(65)가 장착된 구조이다.

상기 바이메탈(150)은, 수직으로 연장되는 위치에 출력터미널(20)에 연결되도록 연결전선(30)이 설치됨과 동시에 상기 트립(70)에 구비된 볼트(72)가 인접되어 과대전류 감지시 바이메탈(150)의 신축에 의해 트립(70)이 작동되도록 구성되고, 그 하부는 연결단자(140)와 결합되어 볼트(158)를 통해 바이메탈(150)을 몸체(10)에 고정 설치하도록 나사공(153)을 가지며 상기 나사공(153) 하측으로 결합돌기(156)를 돌설한 접촉부(154)로 절곡 형성되고, 상기 접촉부(154)의 일측에는 이탈방지돌기(155)가 하향 돌설된 구조를 갖는다.

상기 연결단자(140)는, 일측에 입력터미널(10)에 접점되도록 접촉자(142)가 마련되고, 타측은 상기 바이메탈(150)의 나사공(153)에 대응하여 결합돌기(156)가 관통하며 강제 끼움 결합되도록 상기 결합돌기(156)의 직경(d1)과 동일하거나 미세하게 작은 내경(d2)을 갖는 나사공(143)을 형성하며 상기 바이메탈(150)의 접촉부(154)에 밀착되는 면을 갖는 접촉부(144)로 구성된다.

이때, 상기 접촉부(144) 일측에는 결합된 연결단자(140)가 상기 결합돌기(156)를 축으로 하여 예상치 않게 회전되는 것을 방지할 수 있도록 상기 바이메 탈(150)의 이탈방지돌기(155)가 끼워지게끔 걸림홈(145)을 형성하게 된다.

또한, 상기 연결단자(140)의 중앙에는 바람직하게는 가압부재(64)의 가압동작에 의해 영구적으로 휘어지는 현상을 방지할 수 있도록 굴곡부(146)를 형성할 수 있다.

한편, 본 발명의 누전차단기는, 상기 바이메탈(150)과 연결단자(140)의 나사공(153)(143)에 몸체(1)와의 고정 결합을 위해 상하로 볼트와 너트(159)가 체결되는데, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 중간에 테이퍼부(158b)를 갖는 2중 두께로 된 볼트(158)를 연결단자(140) 하측으로부터 체결하면, 상기 볼트(158)의 테이퍼부(158b)가 바이메탈(150)의 결합돌기(156)의 내측을 가압하며 그 선단을 확장시켜 플랜지부(156a)를 성형하게 되므로 바이메탈과 연결단자의 결합상태를 보다 견고하게 유지하게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 누전차단기의 몸체(1)에 입출력터미널(10)(20)과 스위치노브(65) 및 트립(70)을 설치한다. 그리고, 상기 트립(70)에 인접하여 출력터미널(20)에 연결전선(30)을 통해 연결되게 설치되는 바이메탈(150)은 그 하측의 접촉부(154)에 하향 돌설된 결합돌기(156)를 연결단자(140)의 나사공(143)에 강제 끼움 결합한 상태로 볼트(58)를 통해 몸체(1)에 설치하여 상기 연결단자(140)의 접촉자(142)가 스위치노브(65)의 작동에 따라 입력터미널(10)의 접촉자(12)에 선택적으로 접점될 수 있도록 하되, 상기 바이메탈(150) 측면에 형성된 이탈방지돌기(155)가 연결단자(140) 측면에 형성된 걸림홈(145)에 끼워져 상기 연결단자(140)가 바이메탈(150)의 결합 돌기(153)를 축으로 회전되는 것을 방지하도록 설치한다.

이때, 필요시 상기 바이메탈(150)의 결합돌기(156)는 연결단자(140)의 나사공(143)을 통해 하측으로부터 체결되는 테이퍼부(158b)를 구비한 볼트(158)에 의해 연결단자(140) 하부로 노출된 선단부가 플랜지부(156a)로 확장 가공되어 바이메탈(150)과 연결단자(140)의 접촉부(154)(144)가 서로 분리되는 것을 2차적으로 방지하도록 구성할 수 있다.

그러면, 차후 연결단자(140)가 과전류발생에 따른 스위치노브(65)의 작동에 의해 입력터미널(10)의 접촉자(12)로부터 연결과 단락의 동작을 수차례 반복 수행하여 그 고정축 역할을 하는 반대측의 연결단자(140)의 접촉부(144)와 바이메탈(150)의 접촉부(154)에 결합된 나사(58)가 예기치 않게 일부 풀리더라도, 상기한 연결단자(140)의 접촉부(144)와 바이메탈(150)의 접촉부(154)는 결합돌기(156) 및 플랜지부(156a)를 통해 이격됨 없이 안정된 결합상태를 유지하게 되는바, 이는 기존의 연결단자(140)와 바이메탈(150)의 이격에 따른 스파크와 열 발생으로 인한 안전사고를 예방할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 따른 누전차단기에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 누전차단기를 도시한 사시도.

도 2는 종래의 누전차단기의 바이메탈과 연결단자의 결합구조를 도시한 측단면도.

도 3은 본 발명에 의한 누전차단기의 바이메탈과 연결단자의 결합구조를 도시한 측단면도.

도 4는 도 3의 바이메탈과 연결단자를 도시한 분해사시도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 누전차단기의 바이메탈과 연결단자의 결합구조를 도시한 측단면도.

<도면의 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 입력터미널 20 ; 출력터미널

30 ; 연결전선 65 ; 스위치노브

70 ; 트립 140 ; 연결단자

143, 153 ; 나사공 144, 154 ; 접촉부

145 ; 걸림홈 155 ; 이탈방지돌기

156 ; 결합돌기 156a ; 플랜지부

158 ; 볼트 158b ; 테이퍼부

Claims (4)

1. 과다 전류 발생시 휘어져 인접한 트립을 구동시키는 바이메탈과, 상기 트립의 작동에 의해 온/오프되는 스위치노브와, 일측은 상기 바이메탈에 접촉되고 타측은 상기 스위치노브의 온/오프에 따라 터미널에 선택적으로 연결되는 연결단자를 포함하되, 상기 바이메탈과 연결단자의 접촉부는 볼트를 통해 밀착된 상태로 몸체에 고정 설치되는 것으로서,

   상기 바이메탈과 연결단자의 접촉부에 서로 대응되는 직경을 갖는 나사공을 각각 천공하되, 상기 바이메탈의 나사공에는 상기 연결단자의 나사공을 관통하며 그 내주면에 강제 끼움 결합되도록 결합돌기가 하향 돌설되게 구성하고;

   상기 바이메탈과 연결단자의 접촉부는, 그 일측면에 상기 연결단자가 바이메탈의 결합돌기를 축으로 회전되는 것을 방지할 수 있도록 이탈방지돌기 및 홈이 서로 대응되게 형성되는 것을 특징으로 하는 누전차단기의 바이메탈 결합구조.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 바이메탈은, 결합돌기 하단이 상기 연결단자 저면에 걸림되도록 플랜지부로 형성되는 것을 특징으로 하는 누전차단기의 바이메탈 결합구조.
4. 과다 전류 발생시 휘어져 인접한 트립을 구동시키는 바이메탈과, 상기 트립의 작동에 의해 온/오프되는 스위치노브와, 일측은 상기 바이메탈에 접촉되고 타측은 상기 스위치노브의 온/오프에 따라 터미널에 선택적으로 연결되는 연결단자를 포함하는 누전차단기의 바이메탈 결합방법에 있어서,

   상기 바이메탈과 연결단자는, 상기 연결단자의 접촉부 일측면에 형성된 홈에 상기 바이메탈의 이탈방지돌기를 걸림되도록 하고; 상기 바이메탈의 접촉부에 돌설된 결합돌기를 연결단자의 접촉부에 천공된 나사공에 강제 끼움 결합하며; 상기 연결단자에 결합된 바이메탈의 결합돌기 하단이 연결단자 저면에 걸림되는 플랜지부를 형성하도록 상기 연결단자의 나사공을 통해 하측으로부터 테이퍼부를 갖는 볼트를 체결하여; 서로 밀착된 상태로 몸체에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 누전차단기의 바이메탈 결합방법.

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