KR100900845B1

KR100900845B1 - 자동 누전 차단기의 레버 회동장치

Info

Publication number: KR100900845B1
Application number: KR1020070097127A
Authority: KR
Inventors: 임중우
Original assignee: 임중우
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-06-04
Also published as: KR20090031164A

Abstract

본 발명은 자동 복귀 형 누전 차단기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 누전, 낙뢰, 과부하 등으로 인하여 차단된 누전차단기의 전원을 자동으로 복귀하기 위하여 누전 차단기의 자동 및 수동 작동의 신뢰도가 확보 될 수 있도록 한 자동 누전 차단기의 레버 회동장치를 개시한다.

본 발명은 누전이나 낙뢰 등으로 인하여 자동으로 차단되는 누전 차단기에 있어서 차단의 원인이 소멸된 후에 차단된 전원을 자동으로 복구할 수 있도록 하기 위한 자동 누전 차단기의 레버 회동장치에 관한 것으로서, 평상시에는 수동레버를 수동으로 조작하여 전원이 공급되거나 차단될 수 있도록 하며, 누전, 낙뢰, 과부하 등이 발생하였을 경우 모터가 작동하여 자동으로 수동레버를 회동시켜 전원이 복귀될 수 있도록 하기 위하여 마이크로 모터와, 마이크로 모터의 회전속도를 감속하여 회전력을 증가시키기 위한 감속기와, 감속기와 수동레버 사이에서 각종 부품들에 의해 연결되어 결합되어 있는 상태에서 모터의 회전력이 수동레버에 전달되게 함과 아울러 결합된 부품들을 결합해제 하지 않고도 수동레버를 언제든지 원활하게 수동조작될 수 있도록 하기 위한 연결수단을 구비하여서 된 것이다.

이에 따라 본 발명은 모터 및 감속기와 수동레버 사이에서 기어를 결합하거나 결합해제 하기위한 수단으로 솔레노이드를 사용하지 않고도 원활하게 수동레버를 조작할 수 있게 됨으로 제품의 안정성과 신뢰성을 크게 향상 시킬 수 있으며, 제조원가를 절감할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.

누전차단기, 자동 복귀, 수동레버, 캠, 회동드럼, 수동레버

Description

자동 누전 차단기의 레버 회동장치{Lever Driving Apparatus of Automatic Leakage Breaker}

본 발명은 누전이나 낙뢰 등으로 인하여 전기 제품의 소손, 불량발생 또는 감전사고 등에 의한 인명피해 등을 예방하기 위하여 설치되는 누전 차단기에 관한 것으로서, 보다 상세히는 평상시에는 수동레버를 조작하여 전원을 공급하거나 차단시키며, 누전이나 낙뢰, 과부하 등이 발생하였을 경우에는 차단기가 자동으로 작동하여 전원이 차단되며, 차단의 원인이 소멸된 후 자동으로 복귀시키기 위하여 감속장치와 수동레버 사이에 동작연결을 위한 연결수단이 결합되어 있는 상태에서도 수동레버를 자유롭게 조작하여 무리 없이 원활하게 작동할 수 있는 자동 누전 차단기의 레버 회동장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 이러한 자동 복구 형 누전 차단기에 관해서는 종래에도 대한민국 등록특허 10-0718530(발명의 명칭 : 자동복귀 수단을 구비한 누전차단기 ; 이하 '인용발명' 이라 함)이 출원된 것이 있는바, 이를 도1 내지 도2로 도시하였다.

이에서 보는 바와 가동접점(11)이 형성되어 있는 스위치판(10)과, 상기 스위 치판(10)을 눌러 상기 가동접점(11)을 고정접점(12)에 접촉시키는 누름판(20)과, 지지플레이트(50)에 축핀(83P, 84P)을 통해 결합되어 회전을 하고, 그 회전상태에 따라 부하로의 전원공급을 차단 또는 복귀시키는 핸들(30)과, 상기 핸들(30)과 결합되어 있고 상기 핸들(30)이 회전함에 따라 상기 누름판(20)을 가압하여 상기 스위치판(10)이 눌리도록 하는 가압부재(40)와, 상기 가압부재(40)가 걸리는 걸림턱(미도시)이 형성되어 있는 작동플레이트(60)와, 누설전류 또는 과전류를 감지하여 상기 작동플레이트(60)를 잡아당김으로서 상기 걸림턱(미도시)에서 상기 가압부재(40)를 이탈시키고, 이로 인해 상기 가압부재(40)의 가압상태를 해제하여 부하로의 전류 흐름을 차단하는 감지부를 포함하여 구성된 누전차단기에 있어서, 상기 핸들(30)에 형성되어 있는 톱니(83S); 전류가 인가될 경우 순간 전자력을 발생하는 솔레노이드(81); 상기 솔레노이드(81) 내부 중공에 일부 삽입되어 솔레노이드(81)의 전자력에 의해 전진 또는 후진 이동하는 구동핀(82); 일단에는 톱니(83S)가 형성되어 있고, 타단은 상기 구동핀(82)과 결합되어 상기 구동핀(82)이 전진 또는 후진함에 따라 축핀(83P, 84P)을 통해 회전하는 래치기어(83); 상기 래치기어(83)의 톱니(84S) 및 상기 핸들(30)의 톱니(84S)와 결합되는 톱니(84S)가 외주연에 형성되어 있고 축핀(83P, 84P)을 통해 회전하여 상기 래치기어(83)의 회전에 연동하여 상기 핸들(30)을 복귀상태로 회전시키는 중간기어(84)를 포함하여 이루어진 자동복귀 수단을 구비하여서 된 것이다.

이러한 인용발명은 누전으로 인하여 누전차단기가 작동하여 전원공급이 차단된 다음 수동으로 복귀시켜야 하는 번거로움이 없고, 차단원인이 제거되지 않은 경 우에는 복귀 작동을 수회 수행한 후에 중지하여 누전 차단기가 손상되는 것을 방지하며 정상작동에 대한 신뢰도를 보장하는 효과는 있으나, 누전 차단기의 차단 또는 복귀를 위한 수단으로 사용되고 있는 솔레노이드가 순간적으로 전진 또는 후진하면서 핸들을 작동시키는 힘에 의해 부품이 파손되거나, 솔레노이드 자체가 소손되거나, 톱니가 형성된 핸들, 래치기어, 중간기어 등의 작동속도가 정상규격에 미달되기 쉬운 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여,

과전류 또는 낙뢰 등으로 인하여 자동으로 전원이 차단되거나 복귀시킬 수 있는 장치가 신뢰성이 확보될 수 있도록 동력발생 수단으로 마이크로 모터 및 감속기를 사용하되 모터의 회전력에 의해 수동레버가 회동될 수 있도록 결합되어 연결된 동력 전달 장치를 결합해제 하지 않고도 평상시 수동레버를 원활하게 조작할 수 있는 자동 누전 차단기의 레버 회동장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 평상시에는 전원공급을 차단하거나 복귀시킬 수 있도록 하기 위하여 수동으로 조작하는 수동레버와, 전류의 흐름을 단락하기 위하여 가동접점이 형성되어 있는 스위치판과, 가동접점과 접촉되는 고정접점과, 가동접점을 눌러서 고정접점에 접촉시키는 누름판과, 수동레버의 회동에 의해 스위치판이 하강되도록 눌러주는 가업부재와 차단기의 외관을 이루는 케이스 상판, 케이 중판, 케이스 하판으로 구성된 공지의 것에 있어서,

수동레버를 온 위치 또는 오프 위치로 조작하여 전원을 공급하거나 차단되게 하며, 누전, 낙뢰 및 과부하 등이 발생하였을 경우 자동으로 수동레버를 회동시킬 수 있는 동력을 제공하는 마이크로 모터와, 마이크로 모터의 회전속도를 감속하며 회전력을 증가시키기 위하여 다수의 감속기어와, 감속기어와 결합되어 회전하는 드라이버 기어와, 드라이버 기어와 결합되어 회전하는 복수개의 유성기어와, 유성기어와 결합되어 공회전하거나 정지 작동에 의해 모터의 회전력이 수동레버 측으로 전달될 수 있게 하는 링기어와, 링기어가 정지되었을 때에 유성기어에 의해 강한 회전력을 발생하는 캠과, 링기어의 회전을 정지시키기 위한 스토퍼와, 캠이 회전시에는 캠과 결합해제 된 상태에 있다가 정지하면 결합되는 커넥터 드럼과, 캠이 정지할 때 커넥터 드럼이 캠과 결합되도록 밀어주는 푸쉬 스프링과, 커넥터 드럼이 캠과 결합해제 되도록 탄성을 제공하는 스프링과, 커넥터 드럼이 캠과 결합될 때 수동레버를 회동시키기 위한 회동드럼으로 구성된 연결수단을 구비하여서 된 것이다.

이에 따라 본 발명은 감속기와 수동레버 사이에서 기어를 결합하거나 결합해제 하기위한 수단으로 솔레노이드를 사용하지 않고도 원활하게 수동레버를 조작할 수 있게 됨으로 제품의 안정성과 신뢰성을 크게 향상 시킬 수 있으며, 제조원가를 절감할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 의한 누전 차단기의 실시 예를 보인 외관도이며, 도4는 본 발명에 의한 누전 차단의 분해 사시도이며, 도5는 본 발명에 의한 누전 차단기의 요부를 분해한 사시도이며, 도6은 본 발명에 의한 누전 차단기의 요부를 보인 사시도이다.

이에서 보는 바와 같이 후술하는 부품을 수용하여 조립을 하며 나사나 볼트 등을 이용하여 시설물의 벽체에 설치 고정하기 위하여 미부호한 장착공이 형성된 케이스는 케이스 하판(302)과, 케이스 중판(301)과, 케이스 상판(300)으로 3등분되어 미부호한 결합돌기 및 결합 공에 의해 조립할 수 있도록 구성되어 있으며, 평상시에는 케이스 상판(300)의 외부로 돌출되어 수동으로 조작하여 전원을 공급하거나 차단할 수 있는 수동레버(303)와, 수동레버(303)가 회동함에 따라 하방으로 눌려짐으로 인해 미 도시 한 스위치 접점이 접촉되어 전원을 통하게 하는 수동레버(303)와 결합된 누름판(304)을 구비한 공지의 것에 있어서,

누전, 낙뢰 및 과부하 등이 발생하였을 경우 수동레버(303)를 자동으로 회동시키기 위한 동력을 제공하는 마이크로 모터(400)와,

마이크로 모터(400)의 회전속도를 감속하며 회전력을 증가시키기 위하여 다수개로 결합된 감속기어(401)와,

중심부에는 후술하는 복수개의 유성기어(403)가 동심선상에 배열되도록 중심이 되는 선기어(402a)가 형성되며 감속기어(401)와 결합되어 회전하는 드라이버 기어(402)와,

선기어(402a)의 외측과 결합되며 각각의 축을 중심으로 회전하면서 중심부는 선기어(402a)의 중심축과 동심선상에 배열되는 유성기어(403)와,

내측으로는 내접기어(404a)가 형성되며 외측으로는 링기어 돌기(404b)가 형성되어 내접기어(404a)가 복수개로 된 유성기어(403)의 외측과 결합되어 회전 하다가 링기어 돌기(404b)에 의해 후술하는 스토퍼(410)에 걸렸을 때 회전이 정지되는 링기어(404)와,

일 측면에는 유성기어(403)가 결합되는 복수개의 유성기어축(405a)이 형성되며 타 측면에는 후술하는 커넥터 드럼(407)이 결합되거나 결합해제 되게 하는 캠 리브(405c)를 형성하며 외측에는 후술하는 푸쉬 스프링(408)을 밀수 있도록 돌출된 돌출부(405b)가 형성되어 링기어(404)의 측면과 접촉된 마찰력과 유성기어(403)의 공전(公轉)에 의해 회전하는 캠(405)과,

링기어(404)의 측면과 캠(405)의 측면이 접촉되어 회전할 때 마찰력이 발생할 수 있도록 캠(405)의 중심부에 결합되어 탄성력을 제공하는 스프링(406)과,

모듈 중간 케이스(412)에 고정 설치되어 링기어(404)의 회전을 정지시킬 수 있도록 스토퍼 돌기(410a)가 형성된 탄성력을 가진 스토퍼(410)와,

중심부에는 다각형의 결합공(407b)이 형성되며 일 측면에는 복수개의 걸림턱(407a)이 돌출 형성되어 이의 걸림턱(407a)이 캠 리브(405c)가 형성된 캠(405)과 결합되어 회전하는 커넥터 드럼(407)과,

푸쉬 스프링 브라켓(408c)과 결합되어 모듈 후방 케이스 (413)에 고정 설치되며 절곡된 일 측에 형성된 절곡편(408b)과 작동 방향이 전환되도록 하기 위하여 방향 전환부에 스프링 축(408a)이 형성되며, 커넥터 드럼(407)과 캠(405)이 결합될 수 있도록 압력을 가하는 푸쉬 스프링(408)과,

중심부의 일 측면에는 다각형의 드럼축(409b)이 형성되며 타 측면에는 수동레버(303)를 회동시키기 위한 회동핀(409a)이 형성되어 드럼축(409b)이 커넥터 드럼(407)의 결합공(407b)과 결합되어 회전하면서 회동핀(409a)에 의해 수동레버(303)를 회동시키게 되는 회동드럼(409)으로 구성된 연결수단(404∼410)을 구비하여서 된 것이다.

이러한 본 발명의 작용상태를 살펴보면 다음과 같다.

차단기가 누전, 낙뢰 또는 과부하 등의 원인에 의해 차단될 때 미도시한 차단 구조에 의해 누름판(304)이 하강 하면서 감지 스위치(414)에 의해 감지되어 이를 미도시한 제어부에서 인지한 다음 차단의 원인이 소멸된 다음 자동으로 전원을 복귀하기 위하여 수동레버(303)가 온 위치로 회동될 수 있도록 마이크로 모터(400)를 구동한다. 고속으로 회전하는 마이크로 모터(400)의 회전력은 다단계로 구성된 감속기어(401)에 의해 수동레버(303)를 충분히 회동시킬 수 있는 회전력으로 증가되어 드라이버 기어(402)를 구동한다. 드라이버 기어(402)의 중심부에는 선기어(402a)가 회전을 하면서 이와 맞물려서 동심선상에 있는 복수개의 유성기어(403)를 더 감속하여 회전 시키면서 발생되는 회전력은 유성기어(403)를 외부에서 감싸고 회전하는 내접기어(404a)가 형성된 링기어(404)로 전달된다. 이러한 유성기어(403)로 구성된 방식은 바깥쪽에 내접기어(404a)가 형성된 링기어(404)가 있으며 내접기어(404a)와 맞물리는 복수개의 유성기어(403)들이 배치되며 그 안쪽에 유성기어 (403)와 맞물리는 선기어(402a)로 구성되어 동심을 이루는 형태로 배열됨으로 인해 복수개로 된 유성기어(403)로 인해 전달하중이 분산되어 소형화가 가능한 것이며, 마찰손실이 감소되어 소음을 줄일 수 있는 잇 점이 있는 것이다. 복수개의 유성기어(403)는 캠(405)의 측면에 형성된 각각의 유성기어 축(405a)과 결합되어 회전하여 내측으로 내접기어(404a)를 형성하고 있는 링기어(404)를 회전시키며, 이로 인해 링기어(404)의 측면과 접촉되어 있는 캠(405)이 스프링(406)의 탄성에 의해 발생되는 마찰력으로 회전할 수 있도록 된 것이다. 이와 같이 마찰력에 의해 링기어(404)와 캠(405)이 동시에 회전을 하다가 링기어(404)의 외부 둘레에 둘출되어 형성된 링기어 돌기(404b)가 모듈 중간케이스(412)에 고정된 스토퍼(410)의 스토퍼 돌기(410a)에 걸려서 회전을 정지할 때 링기어(404b)가 회전을 정지함으로 인해 내접기어(404a)와 맞물린 복수개의 유성기어(403)에 의해 각각의 유성기어 축(405a)이형성된 캠(405)이 강한 힘을 받고 회전을 하게 된다.

캠(405)이 회전을 하면서 외측으로 돌출된 돌출부(405b)가 캠(405)의 외측에 근접되어 설치된 푸쉬핀(408d)를 밀어 올리게 되는데, 푸쉬핀(408d)은 푸쉬 스프링(408)과 함께 푸쉬 스프링 브라켓(408c)에 결합되어 모듈 후방 케이(413)에 고정 설치되며 푸쉬핀(408d)이 상승하여 상부에 닿아 있는 푸쉬 스프링(408)에 형성된 절곡편(408b)을 밀게 됨으로 인해 푸쉬 스프링(408)은 스프링 축(408a)을 중심으로 작동방향이 전환되어 스프링(406)의 탄성력을 이기고 커넥터 드럼(407)을 캠(405) 방향으로 이동할 수 있도록 압력을 가하게 된다. 이로 인해 커넥터 드럼(407)의 측면에 형성된 복수개의 걸림턱(407a)이 캠(405)의 측면에 형성된 각각의 캠 리브 (405c) 사이에 결합되어 커넥터 드럼(407)은 캠(405)의 회전력과 동일한 힘을 받고 회전을 하게 되는 것이며, 이와 동시에 커넥터 드럼(407)의 중심부에 형성된 다각형의 결합공(407b)과 채결된 회동드럼(409)이 캠(405)의 회전력과 동일한 힘을 받고 회전을 하게 되는 것이다. 즉, 회동드럼(409)은 중심부에 돌출되어 형성된 다각형으로 된 드럼축(409b)에 의해 커넥터 드럼(407)과 항시 결합상태를 유지하고 있으면서 커넥터 드럼(407)이 캠(405)과 결합해제 된 상태일 때에는 정지하고 있다가 커넥터 드럼(407)이 푸쉬 스프링(408)의 압력을 받아서 캠(405) 쪽으로 이동하여 결합되면 회전을 하게 되는 것이다. 또한 캠(405)이 회전을 계속 하여 돌출부(405b)가 밀고 있는 푸쉬 스프링(408)에 형성된 절곡편(408b)의 위치를 지나서 벗어나면 푸쉬 스프링(408)은 더 이상 커넥터 드럼(407)에 압력을 가할 수 없게 되어 스프링(406)의 복원력에 의해 커넥터 드럼(407)과 캠(405)은 결합해제 되면서 커넥터 드럼(407)은 원래의 위치로 이동하여 복귀하게 되므로 회동드럼(409)도 회전을 정지하게 되는 것이다. 이와 같이 캠(405)과 커넥터 드럼(407)이 결합될 때 회동드럼(409)이 회전을 함에 따라 회동드럼(409)의 측면에 형성된 회동핀(409a)이 수동레버(303)의 측면에 형성된 보조레버(303a)의 장공(303b)과 결합된 상태에 있으므로 수동레버(303)가 온 위치로 회동하게 되는 것이며, 수동레버(303)가 회동하면서 하방의 누름판(304)을 눌러 미도시한 스위치가 접촉되어 전원공급이 재개될 수 있도록 복귀 한편, 감지 스위치(414)에 의해 수동레버(303)가 온 위치로 회동되었음을 감지하면 미도시한 제어부에서 마이크로 모터(400)의 회전을 정지시켜서 전원복귀의 동작을 완료하게 되는 것이다.

한편, 전원을 공급하거나 차단하기 위하여 수동으로 조작하여 수동레버(303)를 회동시킬 때의 동작 상태를 살펴보면, 평상시 수동레버(303)를 온 위치로 회동하면 하방의 누름판(304)을 눌러 미도시한 스위치가 접촉되어 전원공급이 가능하게 되는 것이며, 오프 위치로 회동하면 하방의 누름판(304)이 상승하면서 미도시한 스위치는 접촉 해제되어 전원공급이 차단되게 되는 것인데, 수동레버(303)를 온 위치 또는 오프 위치로 회동하면 수동레버(303)와 일체로 형성된 보조레버(303a)의 장공(303b)과 결합된 회동핀(409a)에 의해 회동드럼(409)이 회전을 하게 될 때 회동드럼(409)의 중심부에 돌출되어 형성된 다각형의 드럼축(409a)이 커넥터 드럼(407)의 중심부에 형성된 결합공(407a)과 항시 결합되어 있는 상태이므로 커넥터 드럼(407)이 회전을 하게 되는 것이다. 커넥터 드럼(407)이 회전을 하더라도 스프링(406)의 탄성에 의해 커넥터 드럼(407)과 캠(405)이 결합해제 된 상태이므로 수동레버(303)는 더 이상의 부하가 걸리지 않은 상태로 원활하게 회동이 가능하게 되는 것이다.

도1은 종래의 누전 차단기의 분해 사시도.

도2는 종래의 누전 차단기의 요부 단면도.

도3은 본 발명에 의한 누전 차단기의 실시 예를 보인 외관도.

도4는 본 발명에 의한 누전 차단기의 분해 사시도.

도5는 본 발명에 의한 누전 차단기의 요부 분해 사시도.

도6은 본 발명에 의한 누전 차단기의 요부 조립 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

300 : 케이스 상판 301 : 케이스 중판

302 : 케이스 하판 303 : 수동레버

304 : 누름판 400 : 마이크로 모터

401 : 감속기어 402 : 드라이버 기어

402a : 선기어 403 : 유성기어

404 : 링기어 405 : 캠

406 : 스프링 407 : 커넥터 드럼

408 : 푸쉬 스프링 409 : 회동드럼

410 : 스토퍼 410a : 스토퍼 돌기

Claims

케이스 하판(302)과, 케이스 중판(301)과, 케이스 상판(300)과, 수동레버(303)와, 누름판(304)을 구비한 공지의 것에 있어서,

상기의 수동레버(303)를 자동으로 회동시키기 위한 동력을 제공하는 마이크로 모터(400)와, 마이크로 모터(400)의 회전력을 증가시키기 위하여 다수개로 결합된 감속기어(401)와, 중심부에는 선기어(402a)가 형성되며 감속기어(401)와 결합되어 회전하는 드라이버 기어(402)와, 중심부는 선기어(402a)의 중심축과 동심선상에 배열되는 유성기어(403)와, 복수개로 된 유성기어(403)의 외측과 결합되어 회전 하는 링기어(404)와, 링기어(404)의 측면과 접촉된 마찰력과 유성기어(403)의 공전(公轉)에 의해 회전하는 캠(405)과, 캠(405)의 중심부에 결합되어 탄성력을 제공하는 스프링(406)과, 링기어(404)의 회전을 정지시킬 수 있도록 스토퍼 돌기(410a)가 형성된 탄성력을 가진 스토퍼(410)와, 캠(405)과 결합되어 회전하는 커넥터 드럼(407)과, 커넥터 드럼(407)과 캠(405)이 결합될 수 있도록 압력을 가하는 푸쉬 스프링(408)과, 커넥터 드럼(407)과 결합되어 회전하면서 수동레버(303)를 회동시키게 되는 회동드럼(409)을 구비하여서 됨을 특징으로 하는 자동 누전 차단기의 레버 회동장치.
청구항 1에 있어서,

전술한 링기어(404)는 내측으로는 내접기어(404a)가 형성되며 외측으로는 링 기어 돌기(404b)가 형성됨을 특징으로 하는 자동 누전 차단기의 레버 회동장치.
청구항 1에 있어서,

전술한 캠(405)은 일 측면에는 복수개의 유성기어축(405a)이 형성되며, 타 측면에는 캠 리브(405c)를 형성하며, 외측에는 돌출부(405b)가 형성됨을 특징으로 하는 자동 누전 차단기의 레버 회동장치.
청구항 1에 있어서,

전술한 커넥터 드럼(407)은 중심부에는 다각형의 결합공(407b)이 형성되며, 일 측면에는 복수개의 걸림턱(407a)이 돌출 형성됨을 특징으로 하는 자동 누전 차단기의 레버 회동장치.