KR101278500B1 - 누전 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트립 장치의 리셋 버튼 동작에 대한 간섭 요인을 제거한 누전 차단기에 관한 것으로서, 체결 수단이 삽입되는 개구가 형성되어 있는 상부 커버, 상기 체결 수단에 의해 상기 상부 커버와 체결되며, 상기 체결 수단이 삽입되는 개구를 가지고 있는 연결판을 구비하고 있는 트립 장치, 및 상기 상부 커버와 결합되는 케이스를 포함하고 있고, 상기 상부 커버와 상기 트립 장치의 연결판은 상기 체결 수단에 의해 고정되고 상부 커버와 트립 장치 서로 간의 상대 이동이 방지되는 것을 특징으로 하는 누전 차단기를 제공한다.

Description

누전 차단기{CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 누전 차단기에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 누설 전류 검출시 차단기를 트립 동작시키는 트립 장치를 구비한 누전 차단기에 관한 것이다.

누전 차단기는 사용 상태의 전로를 외부 조작장치를 이용하여 수동으로 개폐할 수 있고, 누전으로 인한 과부하 또는 단락 등의 상태에서는 자동적으로 전로를 차단하는 기구이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 종래 기술의 누전 차단기는 테스트 버튼(150)과 세부 특성 조정 노브가 부착된 상부 커버(100), 영상 변류기를 통하여 검출된 누설 전류를 PCB에서 인지하여 설정된 특성에 맞게 출력 신호를 주는 본체 장치(미도시), 본체 장치의 출력 신호에 의해 가동 코어(227)가 석방되고 네일(221)에 하중을 전달하여 트립 동작을 발생시키며 사용자가 버튼을 눌러 트립 기구부를 리셋할 수 있는 리셋 버튼(250)이 부착된 트립 장치(200), 트립 장치의 트립 하중을 차단기에 전달하여 실제적인 트립 동작을 일으키는 슈터(225) 등을 포함하고 있다.

누전 발생 시 전로를 차단하는 트립 장치(200)는 누전 차단기에 내장되어 설치된다. 몰딩 성형되는 상부 커버(100)와 하부 케이스(300) 사이에 트립 장치를 설치할 때 트립 장치(200)를 하부 케이스의 결합 홈에 끼워 넣고, 상부 커버를 덮어 트립 장치(200)를 상부 커버(100)에 의해 누른 상태에서 하부 케이스(300)와 상부 커버(100)를 결합시킨다. 누전 차단기에 내장되는 트립 장치(200)는 트립 신호를 발생시키는 트립 코일부(210) 및 트립 신호를 전달받아 전로를 차단시키는 트립 기구부(220)를 포함하고 있다.

트립 기구부(220)는 전로를 차단시키기 위한 부품들을 내장하고 측면 플레이트(230)로 둘러싸여 형성되며, 트립 기구부(220)의 한쪽에 트립 코일부(210)가 설치된다. 트립 장치(200)에 출력 전압이 인가되면 가동 코어(227)가 석방이 되고 네일(221)을 동작하여 트립 동작이 일어난다. 이와 관련하여, 슈터(225)가 메인 스프링(223)의 인장 방향으로 동작하고, 링크 구조에 따라 메인 스프링(223)의 수직 방향으로 동작하며, 네일(221)의 자동 리셋 구조를 통하여 석방된 가동 코어(227)를 다시 안으로 리셋시키는 동작이 일어난다.

누전 차단기가 정상적으로 작동할 때 가동 코어(227)는 영구자석(213)의 자력에 의해 고정 코어(229)에 밀착된 상태로 유지되어 있다가 누설 전류의 검출에 의해 본체 장치로부터 출력 신호가 전송되어 트립 코일(211)에 전류가 흐르면 이 전류에 의해 영구자석(213)의 자력이 상실되면서 가동 코어(227)가 석방되어 네일(221)에 하중을 전달하여 트립 동작이 일어난다. 트립 장치(200)의 가동 코어(227)는 자석과 스프링의 하중에 의하여 유지되기 때문에 외부 충격에 쉽게 영향을 받으므로, 도 3에 도시된 바와 같이 종래 기술의 누전 차단기에서는 외부 충격에 대한 대응 방안으로서 트립 장치의 상부면, 측면 및 하부면에 고무 패드를 넣어 충격을 흡수하도록 하였다.

그러나, 트립 장치에 고무 패드를 끼워서 누전 차단기를 조립함에 따라 유동이 발생하고 트립 장치의 위치가 고정되어 있지 않으므로, 리셋 버튼(250)을 눌러 작동시킬 때 리셋 버튼이 커버에 끼는 문제가 발생한다. 게다가, 트립 장치의 리셋 버튼(250)은 메인 스프링의 인장 방향의 수직으로 힘을 전달하기 때문에 약한 간섭에도 동작이 이루어지지 않게 된다.

본 발명은 전술한 종래의 누전 차단기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상부 커버에 트립 장치를 부착하여 정확한 위치에 고정시켜서 리셋 버튼 동작에 대한 간섭 요인을 제거하고, 또한 외부 충격에 대해서 이중으로 충격을 흡수하여 외부 충격에 의한 오동작을 방지할 수 있는 누전 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 본 발명의 목적은,

체결 수단이 삽입되는 개구가 형성되어 있는 상부 커버,

상기 체결 수단에 의해 상기 상부 커버와 체결되며, 상기 체결 수단이 삽입되는 개구를 가지고 있는 연결판을 구비하고 있는 트립 장치, 및

상기 상부 커버와 결합되는 하부 케이스를 포함하고 있고,

상기 상부 커버와 상기 트립 장치의 연결판은 상기 체결 수단에 의해 고정되고 상부 커버와 트립 장치 서로 간의 상대 이동이 방지되는 누전 차단기를 제공함으로써 달성된다.

본 발명은 트립 장치를 상부 커버에 부착하여 고정함으로써 트립 장치의 트립 동작시 유동에 의한 리셋 버튼 걸림 현상이 해소되어 동작 신뢰성이 높아지며, 특히 상부 커버 및 하부 케이스와 같은 몰딩 성형물의 수축에 의한 치수 변화에도 대응할 수 있으므로 제품 양산 시에 불량 발생을 감소시킬 수 있다. 게다가, 상부 커버와 트립 장치 사이 및 상부 커버와 하부 케이스 사이에 고무 패드에 의한 댐퍼 구조를 추가하여 외부 충격을 흡수함으로써, 트립 장치를 고정된 위치에 설치한 상태에서도 외부 충격에 의한 오작동을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 누전 차단기의 사시도
도 2는 종래의 누전 차단기의 상부 커버가 제거된 상태의 사시도,
도 3은 종래의 누전 차단기의 트립 장치의 사시도,
도 4는 종래의 누전 차단기의 트립 장치의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 누전 차단기의 상부 커버의 사시도 및 개구의 확대 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 누전 차단기의 트립 장치의 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 누전 차단기의 상부 커버와 트립 장치 사이에 설치되는 제1 완충 부재의 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 누전 차단기의 상부 커버와 하부 케이스 사이에 설치되는 제2 완충 부재의 사시도, 및
도 9는 본 발명에 따른 누전 차단기에서 상부 커버, 트립 장치, 하부 케이스 및 완충 부재의 조립 관계를 설명하는 도면.

상술한 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 누전 차단기에 대하여 설명한다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 누전 차단기의 상부 커버(100)에는 체결 수단을 삽입하기 위한 2개의 삽입 개구(110)가 형성되어 있다. 삽입 개구(110)는 리셋 버튼(250)의 아래쪽의 라벨 부착 위치에 형성된다. 상부 커버(100)에 구비되어 있는 삽입 개구(110)는 직경이 감소하게 테이퍼 가공된 경사부(120)를 가지고 있다. 따라서, 체결 수단이 삽입된 후에 체결 수단의 헤드 부분이 상부 커버의 표면(130)으로 돌출되지 않게 된다. 한편, 상부 커버(100)의 배면에는 하부 케이스(300)와 결합하기 위한 결합 요소, 예를 들면 돌출부가 형성되어 있다. 이외에, 상부 커버(100)에 대한 다른 구성은 본 발명과 직접적인 연관성이 없으므로 구체적인 설명은 생략한다.

조립 후에 체결 수단의 헤드 부분이 상부 커버(100)의 표면으로 돌출되지 않도록 하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는 상부 커버(100)에 형성된 삽입 개구(110)의 단면 형상과 상응하는 스크류 나사인 납작 머리 스크류를 체결 수단으로 사용한다. 또한, 상부 커버(100)에 체결 수단을 삽입하여 조립한 후에는, 상부 커버(100)의 삽입 개구(110)가 전부 가려지도록 라벨을 부착하여 체결 수단이 보이지 않게 함으로써 누전 차단기의 외관을 미려하게 유지한다.

상부 커버에 형성되는 삽입 개구(110)의 단면 형상 및 체결 수단은 앞서 설명한 것으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상부 커버(110)에 형성되는 삽입 개구(110)의 단면 형상은 직경이 상이한 단차부를 갖는 형상으로 만들어 질 수도 있다. 그러므로, 삽입 개구(110)의 단면 형상 및 체결 수단은 당해 기술 분야에 알려져 있는 임의의 조합이 될 수 있다.

이제, 도 6에 도시된 본 발명에 따른 누전 차단기의 트립 장치(200)에 대하여 설명한다.

트립 장치(200)는 상부 커버(100)의 삽입 개구(110)를 통하여 삽입되는 체결 수단에 의해 상부 커버(110)와 결합되는 연결판(240)을 구비하고 있다. 트립 장치(200)에 구비된 연결판(240)은 바람직하게 트립 장치(200)의 양쪽 측면 플레이트(230)의 일부를 측면 플레이트와 대략 직각을 이루도록 바깥쪽을 향하여 벤딩하여 형성한다. 따라서, 트립 장치(200)에 구비된 연결판(240)은 상부 커버(100)의 표면과 평행하게 놓여진다.

트립 장치(200)의 연결판(240)에는 체결 수단이 체결되는 결합 개구(241)가 형성되어 있다. 누전 차단기의 상부 커버(100)와 트립 장치의 연결판(240)은 예를 들면, 스크류와 너트에 의해서 체결되어 결합된다. 그러나, 조립시에 상부 커버(100)를 통하여 삽입되는 체결 수단이 용이하게 결합되도록 하기 위하여, 트립 장치(200)의 연결판(240)에 형성된 개구(241)를 탭핑 가공하여 개구에 암나사부(미도시)를 형성할 수도 있다. 연결판(240)의 결합 개구(241)에 암나사부를 형성하는 경우에는, 체결 수단인 스크류가 직접 연결판(240)의 개구(241)와 결합하게 되므로 별도의 너트가 필요하지 않다.

이와 같이, 본 발명에 따른 누전 차단기에서는 체결 수단을 통해 상부 커버(100)와 트립 장치(200)를 결합함으로써, 상부 커버와 트립 장치를 정확한 위치에 고정하고 상부 커버와 트립 장치의 상대 이동을 방지할 수 있다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 누전 차단기에서는 외부 충격을 흡수할 수 있는 완충 부재가 상부 커버(100)와 트립 장치(200)의 연결판(240) 사이에, 그리고 상부 커버(100)와 하부 케이스(300) 사이에 설치된다.

완충 부재(410, 420)는 누전 차단기에 가해지는 외부 충격을 흡수하는 탄성 중합체로 만들어지며, 바람직하게는 완충 부재는 고무로 만들어진다.

상부 커버(100)와 트립 장치의 연결판(240) 사이에 설치되는 완충 부재는 제1 완충 부재(410)라 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 완충 부재(410)는 트립 장치의 연결판(240)의 형상과 유사하며 전체적으로 장방형의 형상이다.

제1 완충 부재(410)는 트립 장치의 연결판(240)의 상부 표면(242)과 맞닿는 상면부(411), 연결판의 측면(243)과 맞닿는 3개의 측면부(412), 및 상기 상면부(411)와 상기 측면부(412)에 의해 한정되며 연결판(240)이 삽입되어 끼워지는 오목부(빈 공간)를 포함하고 있다. 제1 완충 부재(410)의 오목부의 형상은 트립 장치(200)의 연결판(240)의 형상과 유사하고, 오목부의 크기는 트립 장치(200)의 연결판(240)의 크기보다 약간 작게 형성되어 있다. 그러므로, 조립하기 위하여 제1 완충 부재(410)가 트립 장치(200)의 연결판(240)에 설치될 때, 제1 완충 부재(410)의 측면부(412)가 연결판(240)에 끼워지게 된다.

제1 완충 부재(410)의 오목부가 트립 장치(200)의 연결판(240)과 서로 맞닿게 설치된 상태에서, 트립 장치(200)의 연결판(240)과 탄성 중합체로 만들어진 제1 완충 부재(410)는 자연적으로 분리되지 않을 정도의 탄성적인 결합 관계를 유지한다.

제1 완충 부재(410)는 조립시에 트립 장치(200)의 각각의 연결판(240) 위에 놓여지며, 트립 장치 연결판(240)의 하부 표면을 제외한 모든 돌출 부분을 덮게 된다. 또한, 제1 완충 부재(410)에는 체결 수단이 삽입되는 개구(413)가 형성되어 있다.

한편, 상부 커버(100)와 하부 케이스(300) 사이에 설치되는 완충 부재는 제2 완충 부재(420)라 한다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 바람직하게 제2 완충 부재(420)는 링 형상이다. 제2 완충 부재는 몰딩 성형된 상부 커버(100)의 돌출부(160)와 상기 상부 커버의 돌출부와 짝을 이루어 결합되는 하부 케이스(300)의 오목부(미도시) 사이에 설치된다. 링 형상인 제2 완충 부재의 내경 및 외경은 상부 커버(100)의 돌출부(160)의 내경 및 외경과 대체로 동일하게 형성된다.

도 9에 도시된 본 발명에 따른 누전 차단기의 상부 커버(100), 트립 장치(200), 하부 케이스(300) 및 완충 부재(410, 420)의 조립 관계를 설명하는 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 누전 차단기의 조립 과정에 대하여 설명한다.

먼저, 하부 케이스(300)의 오목부에 제2 완충 부재(420)를 설치한다.

그 다음에, 하부 케이스(300)의 결합 홈에 트립 장치(200)를 끼워 넣어 조립하고, 이어서 트립 장치(200)의 연결판(240)에 제1 완충 부재(410)를 설치한다.

앞서 설명한 바와 같이, 제1 완충 부재(410)는 탄성 중합체로 만들어져 있으며 제1 완충 부재(410)의 오목부가 트립 장치(200)의 연결판(240)의 치수보다 약간 작게 형성되어 있으므로, 먼저 제1 완충 부재(410)를 트립 장치(200)의 연결판(240)에 설치한 상태로 트립 장치(200)를 하부 케이스(300)의 결합 홈에 끼워 넣는 것도 물론 가능하다.

마지막으로, 상부 커버(100)를 덮어 트립 장치(200) 및 하부 케이스(300)를 맞닿게 조립한 상태에서 상부 커버(100)의 삽입 개구(100)를 통하여 체결 수단을 사용하여 상부 커버(100)와 트립 장치(200)의 연결판(240)을 결합시킨다.

전술한 조립 순서가 반드시 설명한 순서대로 진행되어야 하는 것은 아니다. 조립 순서는 필요에 따라 변경할 수 있다. 예를 들면, 스크류와 너트를 사용하여 상부 커버(100)와 제1 완충 부재(410) 및 트립 장치(200)를 먼저 부분 조립하여 일체로 만든 후에, 제2 완충 부재(420)를 하부 케이스(300)의 오목부에 배치한 상태에서 이 부분 조립체와 하부 케이스(300)를 결합시키는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 누전 차단기의 트립 장치와 상부 커버는 2곳의 삽입 개구를 통해 체결 수단을 체결하여 상부 커버와 트립 장치를 고정함으로써 상부 커버와 트립 장치 간의 상대 이동이 근본적으로 방지된다. 따라서, 트립 장치의 리셋 버튼(250)이 상부 커버에 걸리거나 리셋 버튼이 간섭을 받게 되는 문제점을 확실하게 해결할 수 있다. 게다가, 상부 커버와 트립 장치 사이 그리고 상부 커버와 하부 케이스 사이에 완충 부재를 구비하고 있으므로 외부에서 가해지는 충격에 의해 차단기가 작동하는 문제를 해결함으로써 차단기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

100: 상부 커버 110: 삽입 개구
120: 경사부 130: 상부 표면
150: 테스트 버튼 200: 트립 장치
210: 트립 코일부 220: 트립 기구부
230: 측면 플레이트 240: 연결판
250: 리셋 버튼 300: 하부 케이스
410: 제1 완충 부재 420: 제2 완충 부재

Claims (8)

1. 체결 수단이 삽입되는 개구가 형성되어 있는 상부 커버,
   상기 체결 수단에 의해 상기 상부 커버와 체결되며, 상기 체결 수단이 삽입되는 개구를 가지고 있는 연결판을 구비하고 있고, 누설 전류의 검출 시 차단기를 트립 동작시키는 트립 장치, 및
   상기 상부 커버와 결합되는 하부 케이스를 포함하고 있고,
   상기 상부 커버와 상기 트립 장치의 연결판은 상기 체결 수단에 의해 고정되고 상부 커버와 트립 장치 서로 간의 상대 이동이 방지되는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
2. 제 1 항에 있어서, 누전 차단기에 대한 외부의 충격을 흡수하기 위한 복수의 완충 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 완충 부재는 상기 상부 커버와 상기 연결판 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 완충 부재는 상기 상부 커버와 상기 하부 케이스 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 커버에 형성된 개구는 직경이 감소하도록 테이퍼 가공된 경사부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 트립 장치의 연결판은 상기 트립 장치의 측면 플레이트의 일부를 벤딩하여 형성된 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 상부 커버와 상기 트립 장치의 연결판은 체결 수단인 스크류에 의해서 체결되는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 스크류는 납작 머리 스크류인 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
   
   

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