KR101098227B1 - 급속반전 기구가 구비된 배선용 차단기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 급속반전 기구를 구비하는 배선용 차단기에 관한 것이다.
본 발명에 의한 급속반전 기구를 구비하는 배선용 차단기는 고정 접촉자와 접점의 접속 및 이탈을 수행하는 것으로, 일측에 봉 형상의 이동돌기가 형성되는 가동 접촉자; 고정 접촉자가 수직으로 회전하도록 지지하는 가동 접촉자 홀더; 가동 접촉자 홀더 내측에서 가동 접촉자와 같은 방향으로 회전하도록 탑재되며, 가동 접촉자의 회전에 따라서 이동돌기와 접촉하는 서로 다른 경사면을 갖는 가이드가 형성되는 가압부재; 및 가압부재와 가동 접촉자 홀더의 내측면에 배치되어서 상기 가압부재로 탄성력을 제공하기 위한 것으로, 가압부재와 가동 접촉자 홀더의 양 끝단을 각각 접하도록 형성되는 한 쌍의 탄성체;를 포함한다.

Description

급속반전 기구가 구비된 배선용 차단기{The Molded Case Circuit Breaker With The Rapidity Repulsive Force Device}
본 발명은 배선용 차단기에 관한 것으로서, 특히 과전류 통전시 가동 접촉자와 고정 접촉자 간에 발생되는 전자 반발력에 의한 고정 접점과 가동 접점 간 이탈 속도를 증가시켜 과전류에 의한 양 접점의 융착을 방지함과 더불어, 정상 전류의 통전시에는 가동 접점과 고정 접점의 접촉 압력을 증대시켜 견고한 접촉 통전이 이루어질 수 있도록 하는 급속반전 기구가 구비된 배선용 차단기에 관한 것이다.
일반적인 배선용 차단기는 전기적으로 과부하 상태시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기 기기로서, 차단기 본체의 고정 접점과, 상기 고정 접점이 고정되어 한 편의 외부 단자로부터 고정접점에 이르는 전로(電路)를 구성하는 고정 도체로 구성되는 고정 접촉자와 고정 접점에 분리 가능하게 움직일 수 있는 가동 접점과, 상기 가동 접점이 고정되어 상기 접점으로부터 다른 편의 외부 단자에 이르는 전로를 구성하는 가동 도체로 되는 가동 접촉자를 구비한 접촉자 장치에 있어 비교적 고전압하에 과전류와 같은 대전류 차단을 할 때의 차단 성능을 현저하게 향상시킬 수 있는 접촉자 장치를 다양하게 개발하고 있으며, 그 일례로 개폐 기구부에 의해 개폐되는 가동 접촉자와 전자 반발력에 의해 가동 접촉자로부터 분리되어 개방되는 다른 가동 접촉자를 구비한 전자 반발형 차단기에서 과전류가 흐를 때 상기 가동 접촉자 및 다른 가동 접촉자를 서로 접촉하게 하는 접촉 스프링에 의해 다른 가동 접촉자의 개방이 방해받지 않도록 한 접촉자 장치가 개발되어 사용되고 있다.
도 1은 종래 전자 반발형의 배선용 차단기를 도시한 것으로, 종래의 배선용 차단기는 차단기 케이스(100)에 외부로 돌출되는 조작 핸들(110)과 내부의 개폐 기구부(120)가 구비되고, 상기 개폐 기구부(120)에 의해 개폐되는 가동 접촉자(130)와 고정 접촉자(140)가 각각 구비된다. 종래의 배선용 차단기는 대전류 발생시 가동 접촉자(130)와 고정 접촉자(140)가 전류를 서로 반대 방향으로 흐르게 하여 전류에 의해 발생되는 전자 반발력으로 상기 가동 접촉자(130)와 고정 접촉자(140)는 서로 반발하게 된다. 따라서, 전자 반발형 배선용 차단기는 이러한 전자 반발력을 이용하여 전류의 흐름이 소정 치에 도달할 때 접점 간을 신속하게 개방시켜 단락 전류 등의 대전류를 차단하게 된다.
그러나, 종래의 배선용 차단기는, 과전류 통전 초기의 전자 반발력만을 이용하여 고정 접점과 가동 접점을 이탈시키게 되므로 이탈 속도가 느려 순간적인 대전류의 통전시 융착될 우려가 있고, 가동 접촉자의 자중에 의해 고정 접점과 가동 접점 간의 이탈 거리가 짧아 차단 성능이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배선용 차단기에 순간 대전류가 통전되는 경우 발생하는 가동 접점과 고정 접점 간의 전자 반발력을 이용하여 고정 접촉자에서 가동 접촉자가 이탈되는 이탈 속도를 증가 시킬 수 있는 배선용 차단기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 정상 전류의 통전시에는 가동 접점과 고정 접점 간의 접촉 압력을 증대시켜 외부 충격에도 접점 간의 접촉이 쉽사리 개방되지 않는 견고한 접촉 통전이 이루어질 수 있는 배선용 차단기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 급속반전 기구를 구비하는 배선용 차단기는 고정 접촉자와 접점의 접속 및 이탈을 수행하는 것으로, 일측에 봉 형상의 이동돌기가 형성되는 가동 접촉자; 고정 접촉자가 수직으로 회전하도록 지지하는 가동 접촉자 홀더; 가동 접촉자 홀더 내측에서 가동 접촉자와 같은 방향으로 회전하도록 탑재되며, 가동 접촉자의 회전에 따라서 이동돌기와 접촉하는 서로 다른 경사면을 갖는 가이드가 형성되는 가압부재; 및 가압부재와 가동 접촉자 홀더의 내측면에 배치되어서 상기 가압부재로 탄성력을 제공하기 위한 것으로, 가압부재와 가동 접촉자 홀더의 양 끝단을 각각 접하도록 형성되는 한 쌍의 탄성체;를 포함한다.
이때 가압부재는 바디부; 바디부의 양 끝단에서 형성되며, 가동 접촉자 홀더와 결합을 위한 가압부재 축핀이 일정 범위 이동할 수 있는 간격을 두고 링 형태로 형성되는 고정고리; 바디부에서 신장되며, 일면은 탄성체가 접하는 프레임 구조물인 한 쌍의 제 1 가이드; 및 각각의 제 1 가이드에서 굴곡되어 신장되는 제 2 가이드;를 포함한다. 그리고, 고정 접촉자와 가동 접촉자가 접하는 상태일 때, 이동돌기는 탄성체가 접하는 반대면에서 제 1 가이드와 접함으로써, 탄성체에 의한 탄성력으로 바디부의 회전을 저지하고, 고정 접촉자와 가동 접촉자가 일정 간격 이탈된 상태일 때, 이동돌기는 제 1 가이드의 상측을 벗어나 제 2 가이드에 접함으로서, 탄성체의 탄성력으로 인해서 바디부의 회전이 발생한다.
본 발명에 따른 급속반전 기구가 구비된 배선용 차단기는 배선용 차단기에 순간 대전류가 통전되는 경우 발생하는 가동 접점과 고정 접점 간의 전자 반발력을 이용하여 고정 접촉자에서 가동 접촉자가 이탈되는 이탈 속도를 증가시켜 차단 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 급속반전 기구가 구비된 배선용 차단기는 정상 전류의 통전시에는 가동 접점과 고정 접점 간의 접촉 압력을 증대시켜 외부 충격에도 접점 간의 접촉이 쉽사리 개방되지 않는 견고한 접촉 통전이 이루어진다.
도 1은 종래 배선용 차단기를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 급속반전 기구(40)가 구비된 배선용 차단기를 나타내는 단면 구조도.
도 3은 본 발명에 따른 급속반전 기구(40)가 구비된 배선용 차단기에서 급속반전 기구(40)를 나타내는 분해 사시도.
도 4는 통상적인 전류가 통전되는 경우, 급속반전 기구(40)에 의해 가동 접점(31)과 고정 접점(21)간 접촉압력이 증가되는 것을 나타내는 단면 작동 상태도.
도 5는 과전류가 통전되는 경우, 급속반전 기구(40)에 의해 고정 접촉자(20)에서 가동 접촉자(30)가 이탈되는 것을 나타내는 단면 작동 상태도.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 2는 본 발명에 의한 급속반전 기구(40)가 구비된 배선용 차단기를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 급속반전 기구(40)가 구비된 배선용 차단기는 서로의 접점이 단속되어 전류의 통전을 직접적으로 개폐시키는 고정 접촉자(20) 및 가동 접촉자(30), 가동 접촉자(30)를 회전시켜 고정 접촉자(20)와의 접점을 단속시키는 개폐 기구부(10), 과전류 통전을 검출하여 개폐 기구부(10)를 통해 배선용 차단기의 가동 접촉자(30)와 고정 접촉자(20)의 접점을 자동으로 단속하여 트립(Trip)하는 래치 홀더(11), 사용자가 가동 접촉자(30)와 고정 접촉자(20)의 단속을 직접적으로 조작할 수 있도록 하는 작동 레버(12) 및, 과전류 통전시 가동 접촉자(30)와 고정 접촉자(20) 사이의 전자 반발력을 이용하여 가동 접촉자(30)를 고정 접촉자(20)로부터 빠르게 이탈시키는 급속반전 기구(40)를 구비한다.
고정 접촉자(20)는 배선용 차단기 케이스의 일측에 소정 형상으로 절곡되어 고정 결합되며, 일단에는 고정 접점(21)이 구비되고, 가동 접촉자(30)의 일측은 고정 접촉자(20)의 고정 접점(21)과 접촉이 단속되는 가동 접점(31)이 형성되며, 타측은 가동 접촉자 회전축(32)을 통해 회전가능하게 차단기 케이스(도시되지는 않음) 내에 구비되며, 가동 접촉자 회전축(32)으로부터 가동 접점(31)이 형성된 전방 방향으로 소정거리 이격된 위치에는 이동돌기(33)가 돌출되어 형성된다.
본 발명에 의한 급속반전 기구(40)를 도 2에 도시된 분해 사시도를 참조하여 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
급속반전 기구(40)는 가동 접촉자(30), 가압부재(60), 탄성체(70) 및 가동 접촉자 홀더(50)를 구비한다.
가동 접촉자(30)는 고정 접촉자(20)와 접속 및 이탈을 통해서 전류의 흐름을 상황에 따라서 차단하기 위한 것이다. 이러한 가동 접촉자(30)는 가동 접촉자 회전축(32)을 중심으로 회전가능하도록 지지체(80) 및 가동 접촉자 홀더(50)에 동시에 결합되고, 일측에는 이동돌기(33)가 형성된다.
가압부재(60)는 탄성체(70)로부터 탄성력을 인가받아서 가동 접촉자(30)의 이탈 속도를 높이기 위한 것이다.
이러한 가압부재(60)는 바디부(67)에서 신장되는 한 쌍의 제 1 가이드(62)와 제 1 가이드(62)에서 각각 신장되는 한 쌍의 제 2 가이드(64)를 포함한다. 그리고, 가압부재(60)에서 바디부(67)의 양 끝단에는 가동접촉자 홀더(50)와 결합을 위한 가압부재 축핀(61)이 삽입하는 링 형태의 고정고리(66)가 형성된다.
제 1 가이드(62)의 일면은 탄성체(70)가 접하며, 다른 면은 이동돌기(33)가 접한다. 특히, 제 1 가이드(62)는 고정 접촉자(20)와 가동 접촉자(30)가 접속하는 상태일 때 이동돌기(33)가 접하는 영역이다.
그리고 제 2 가이드(64)는 고정 접촉자(20)와 가동 접촉자(30)가 일정 간격 이탈된 상태일 때 이동돌기(33)가 접하는 영역이다.
가동 접촉자 홀더(50)는 탄성체(70) 및 가압부재(60)를 안착시키며, 가동 접촉자(30)가 회전가능하도록 결합된다.
가동 접촉자(30)의 타측의 외부로는 가동 접촉자 홀더(50)가 구비되고, 가동 접촉자 홀더(50)의 후방 하부에는 탄성체(70)가 끼워져 결합되도록 탄성체 수용홈(51)이 형성되며, 가동 접촉자(30)의 대향면에는 가압부재 축핀(61)이 회전가능하게 결합된다.
탄성체(70)는 탄성력을 갖는 것으로, 대표적으로 용수철을 이용할 수 있다. 이러한 탄성체(70)는 일측이 가동 접촉자 홀더(50)의 탄성체 수용홈(51)에 삽입되고, 타측은 가압부재(60)의 제 1 가이드(62)에 접한다.
이하에서는, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 급속반전 기구(40)의 작동에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 정상적인 전류가 통전되는 상태에서 급속반전 기구(40)의 상태를 나타내는 단면도이다.
정상적인 전류가 통전되는 상태에서, 탄성체(70)는 초기에 수축된 상태로 탄성체 수용홈(51)과 제 1 가이드(62) 사이에 배치된다. 즉, 탄성체(70)는 수축된 상태이기 때문에 신장하려는 탄성 복원력을 제 1 가이드(62)로 가하는 상태가 된다. 따라서, 제 1 가이드(62)는 가압부재 축핀(61)을 기준으로 항상 반 시계 방향으로 회전력을 받는다. 그리고 이때 제 1 가이드(62)의 반대면은 이동돌기(33)가 접하고 있기 때문에, 가압부재(60)는 움직임이 정지된 상태를 유지한다.
그리고, 도 5는 과전류가 통전되는 상태에서 급속반전 기구(40)의 상태를 나타내는 단면도이다.
과전류 통전으로 가동 접촉자(30)의 가동 접점(31)과 고정 접촉자(20)의 고정 접점(21) 간에 전자 반발력이 발생하여 이탈되는 때에는 도 5에 도시된 바와 같이, 가동 접촉자(30)가 가동 접촉자 회전축(32)을 기준으로 순간적인 전자 반발력에 의한 시계방향으로의 회전력을 받는다.
그리고, 가동 접촉자(30)의 회전력이 특정 한계치를 넘어설 경우에 이동돌기(33)가 제 1 가이드(62)의 상측을 벗어나 제 2 가이드(64)로 이동한다.
이때, 이동돌기(33)가 가압부재(60)의 제 1 가이드(62)를 벗어나는 순간 탄성 복원력은 정상 통전 상태와는 달리 이동돌기(33)를 통해 가동 접촉자(30)를 가동 접촉자 회전축(32)을 기준으로 시계방향으로 회전시키려는 이탈 회전력으로 작용한다. 즉, 고정 접점(21)에서 이탈되는 가동 접촉자(30)는 전자 반발력과 더불어 탄성체(70)를 통한 이탈 회전력을 추가로 받아서 이탈 속도가 증가함에 따라서 빠르게 고정 접점(21)에서 이탈한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배선용 차단기는, 배선용 차단기에 순간 대전류가 통전되는 경우 발생하는 가동 접점(31)과 고정 접점(21) 간의 전자 반발력과 급속반전 기구(40)의 탄성체(70)의 탄성력을 이용하여 고정 접촉자(20)에서 가동 접촉자(30)가 이탈되는 이탈 속도를 증가시켜 차단 성능을 향상시킬 수 있고,
또한, 정상 전류의 통전시에는 가동 접점(31)과 고정 접점(21) 간의 접촉 압력을 증대시켜 외부 충격에도 접점 간의 접촉이 쉽사리 개방되지 않는 견고한 접촉 통전이 이루어질 수 있다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
10 : 개폐 기구부 11 : 래치 홀더
12 : 작동 레버 20 : 고정 접촉자
21 : 고정 접점 30 : 가동 접촉자
31 : 가동 접점 32 : 가동 접촉자 회전축
33 : 이동돌기 40 : 급속반전 기구
50 : 탄성부재 수용홈 60 : 가압부재
61 : 가압부재 축핀 62 : 안내캠
63 : 탄성부재 가압단 70 : 탄성부재

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 과전류 통전시, 전자 반발력에 의해서 고정 접촉자와 접점을 이탈시켜서 전류를 차단하는 배선용 차단기에 있어서,
    상기 고정 접촉자와 접점의 접속 및 이탈을 수행하는 것으로, 일측에 봉 형상의 이동돌기가 형성되는 가동 접촉자;
    상기 고정 접촉자가 수직으로 회전하도록 지지하는 가동 접촉자 홀더;
    상기 가동 접촉자 홀더 내측에서 상기 가동 접촉자와 같은 방향으로 회전하도록 탑재되며, 상기 가동 접촉자의 회전에 따라서 상기 이동돌기와 접촉하는 서로 다른 경사면을 갖는 가이드가 형성되는 가압부재; 및
    상기 가압부재와 상기 가동 접촉자 홀더의 내측면에 배치되어서 상기 가압부재로 탄성력을 제공하기 위한 것으로, 상기 가압부재와 상기 가동 접촉자 홀더의 양 끝단을 각각 접하도록 형성되는 한 쌍의 탄성체;를 구비하되,
    상기 가압부재는
    바디부;
    상기 바디부의 양 끝단에서 형성되며, 상기 가동 접촉자 홀더와 결합을 위한 가압부재 축핀이 일정 범위 이동할 수 있는 간격을 두고 링 형태로 형성되는 고정고리;
    상기 바디부에서 신장되며, 일면은 상기 탄성체가 접하는 프레임 구조물인 한 쌍의 제 1 가이드; 및
    각각의 상기 제 1 가이드에서 굴곡되어 신장되는 제 2 가이드;를 포함하며,
    상기 고정 접촉자와 상기 가동 접촉자가 접하는 상태일 때, 상기 이동돌기는 상기 탄성체가 접하는 반대면에서 상기 제 1 가이드와 접함으로써, 상기 탄성체에 의한 탄성력으로 상기 바디부의 회전을 저지하고,
    상기 고정 접촉자와 상기 가동 접촉자가 일정 간격 이탈된 상태일 때, 상기 이동돌기는 상기 제 1 가이드의 상측을 벗어나 상기 제 2 가이드에 접함으로서, 상기 탄성체의 탄성력으로 인해서 상기 바디부의 회전이 발생하는 것을 특징으로 하는 급속반전 기구를 구비하는 배선용 차단기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111769016A (zh) * 2020-06-06 2020-10-13 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种塑壳断路器多触指动触头及触头系统

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