KR101301335B1

KR101301335B1 - 회로차단기

Info

Publication number: KR101301335B1
Application number: KR1020120066275A
Authority: KR
Inventors: 아키라 이시카와; 마사히로 후시미; 노부오 미요시; 유타 고히
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2013-08-29
Also published as: JP2013125635A; CN103165357B; JP5747806B2; CN103165357A; KR20130069315A

Abstract

[과제] 열동전자식(熱動電磁式)의 과전류 트리핑 장치이면서, 자동조립에 적절한 높은 차단용량의 회로차단기를 얻는다.
[해결수단] 개폐기구부(51)와, 과전류 트리핑 장치(52)와, 개폐기구부(51)와 연동하여 회동하는 크로스바(12)에 마련된 가동접촉자(13)와, 베이스(3)에 수납되어 아크를 재단하는 소호장치(53)를 포함하는 차단부와, 미들 베이스(2), 베이스(3) 및 미들 베이스(2)에 수납된 각 부품을 덮는 커버(1)를 구비하고, 미들 베이스(2)에는 미들 베이스(2)를 베이스(3)에 삽입하는 방향에 대해 직교하는 면에 차단부와 마주보도록 제1 구멍(2d)이 마련되며, 제1 구멍(2d)은 과전류 트리핑 장치(52)의 요크(7)에 의해 접착되어 있는 회로차단기에 있어서, 커버(1)는 개폐기구부(51)가 놓여 있지 않은 극의 과전류 트리핑 장치를 걸리게 하는 돌설부를 가지고, 개폐기구부(51)와 과전류 트리핑 장치(52)와의 사이에 절연부재(54)를 배치했다.

Description

회로차단기 {CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 배선용 차단기나 누전차단기 등의 회로차단기에 관한 것이고, 상세하게는, 과전류 트리핑(tripping) 장치 등을 자동조립에 적절하도록 배치한 구성에 관한 것이다.

회로차단기에는 이 회로차단기에 구비된 조작핸들을 조작함으로써 전기회로를 개폐하는 기능, 즉 스위치 기능만이 아니라, 과전류가 흐르는 것에 의한 전선이나 부하기기의 소실을 미연에 방지하기 위해서 전기회로를 차단하는 큰 역할을 담당하고 있다. 이 과전류의 검출에 있어서는, 크게 나누면, 열동식(熱動式), 전자식(電磁式), 전자식(電子式)의 각 방식으로 분류되는 것은 주지한 바와 같으며, 전자식(電子式) 회로차단기는 자동조립이 비교적 용이하게 얻을 수 있지만, 제품비용이 높다고 하는 불리함이 있다. 그래서, 상기 열동전자식의 회로차단기면서, 자동조립에도 적합함과 아울러, 단락차단에 수반하여 발생하는 금속용융물의 개폐기구부나 과전류 트리핑 장치로의 부착을 방지한 회로차단기가 있다.

이 회로차단기에서는 조작핸들을 가지고 서로 대향하는 프레임판에 배치된 개폐기구부 및 과전류를 검출하여 개폐기구부를 회동시키는 과전류 트리핑 장치는, 미들 베이스에 수납되고, 개폐기구부와 연동하여 회동하는 크로스바에 마련된 가동접촉자와 이 가동접촉자와 접리(接離)를 반복하는 고정접촉자와의 사이에 발생하는 아크를 재단(裁斷)하는 소호(消弧)장치를 포함하는 차단부는 베이스에 수납된다. 이 베이스의 상부에 미들 베이스가 놓이고, 또한 베이스 및 미들 베이스에 수납된 각 부품을 커버로 덮음으로써 회로차단기가 구성된다. 또, 미들 베이스는 그 저면에 제1 구멍이 마련되며, 이 제1 구멍은 과전류 트리핑 장치를 구성하는 요크에 의해 접착되어 있다. 과전류 트리핑 장치는 미들 베이스에 압입(壓入)됨과 아울러, 요크에 마련된 굴곡부를 미들 베이스에 마련된 제2 구멍에 끼워맞춤시킴으로써 미들 베이스에 강고하게 고착되어 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 차례차례 위쪽 방향으로부터 조립 가능하여, 자동조립에 적절한 구성으로 되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2011-134570호 공보 참조.).

[특허문헌 1] 일본국 특개2011-134570호 공보

종래의 회로차단기에서는, 소호장치를 포함하는 차단부와 개폐기구부를 미들 베이스에 의해 나누고 있지만, 미들 베이스에는 과전류 트리핑 장치의 요크를 차단부로 바라보게 하기 위해 그 저면에 제1 구멍이 마련되어 있다. 그래서, 차단시에는, 아크 발생에 의한 차단부의 압력상승을 제1 구멍을 통하여 요크가 받게 되어, 과전류 트리핑 장치는 강고하게 미들 베이스에 고착될 필요가 있다.

한편, 차단성능을 더욱 향상시키는 데에는, 아크 발생에 의한 차단부의 압력을 더욱 상승시킬 필요가 있다. 이를 위해서는 과전류 트리핑 장치를 미들 베이스에 더욱 강고하게 고착할 필요가 있지만, 자동조립에 대응하기 위해서는, 과전류 트리핑 장치의 고착을 나착(螺着) 등에 의존할 수 없다는 문제가 있었다.

또, 통전부인 과전류 트리핑 장치와 비통전부인 개폐기구부는 접촉하지 않도록, 일정한 간격을 마련하여 설치되어 있으므로, 미들 베이스에 과전류 트리핑 장치를 압입했을 때에, 예를 들면 요크의 굴곡부를 미들 베이스의 제2 구멍에 끼워맞춤하지 않고, 과전류 트리핑 장치가 커버 방향으로 들뜬 상태로 되어 있어도, 문제없이 조립되어 버리는 경우가 있다고 하는 문제점도 있었다.

본 발명은 상술과 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 열동전자식의 과전류 트리핑 장치이면서, 자동조립에 적절한 높은 차단용량의 회로차단기를 얻는 것이다.

본 발명에 관한 회로차단기는, 조작핸들을 가지고 서로 대향하는 프레임판에 배치된 개폐기구부와, 과전류를 검출하여 개폐기구부를 회동시키는 과전류 트리핑 장치와, 개폐기구부 및 이 개폐기구부가 놓인 과전류 트리핑 장치가 고착되는 미들 베이스와, 개폐기구부와 연동하여 회동하는 크로스바에 마련된 가동접촉자와, 이 가동접촉자와 접리를 반복하는 고정접촉자와의 사이에 발생하는 아크를 재단하는 소호장치를 포함하는 차단부와, 이 차단부가 수납되는 베이스와, 미들 베이스, 베이스 및 미들 베이스에 수납된 각 부품을 덮는 커버를 구비하고, 미들 베이스에는 이 미들 베이스를 베이스에 삽입하는 방향에 대해 직교하는 면에 차단부와 마주보도록 제1 구멍이 마련되어 있음과 아울러, 이 제1 구멍은 과전류 트리핑 장치를 구성하는 부재에 의해 접착되어 있는 회로차단기에 있어서, 개폐기구부가 놓여 있지 않은 극의 상기 과전류 트리핑 장치는 커버에 의해 걸리고, 개폐기구부와 과전류 트리핑 장치와의 사이에는 절연부재가 배치된 것이다.

본 발명에 의하면, 절연부재 및 커버에 의해 과전류 트리핑 장치를 걸리게 함으로써, 자동조립하는데 적합한 높은 차단용량의 회로차단기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에서의 회로차단기를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 도 1에서의 미들 베이스로의 부재의 수납을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에서의 과전류 트리핑 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에서의 커버의 이면을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 1에서의 중앙극의 과전류 트리핑 장치에 절연부재를 장착한 상태를 나타내는 확대 사시도이다.
도 6은 도 1에서의 미들 베이스를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 7은 도 1에서의 베이스를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 8은 도 1에서의 베이스에 미들 베이스를 끼워맞춤시켰을 때의 단면도이다.
도 9는 도 1에서의 차단부를 나타낸 도면이다.

실시형태 1.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에서의 회로차단기의 트립상태로의 사시도이며, 도 1의 (a)는 외관을, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에서 커버, 미들 베이스, 베이스로 각각 분해한 도면을 나타내고 있다. 또, 도 2는 도 1의 (b)에서 미들 베이스로의 부재의 수납을 나타낸 도면, 도 3은 도 2에서 1극분의 과전류 트리핑 장치 및 요크를 나타낸 도면, 도 4는 커버의 이면을 나타내는 사시도, 도 5는 중앙극의 과전류 트리핑 장치(52)에 절연부재(54)를 장착한 상태를 나타내는 확대 사시도이다. 또한, 도 6 및 도 7은 각각 미들 베이스, 베이스를 나타내며, 도 6의 (a)와 도 7의 (a)는 도 1의 (b)에서의 각각의 X에서 본 도면(도 1의 (b) 화살표 방향)에 상당하는 평면도, 도 6의 (b)와 도 7의 (b)는 단면도, 도 8은 베이스에 미들 베이스를 끼워맞춤시켰을 때의 단면도(도 6 및 도 7의 (b) 상당)이다. 또한, 도 9는 도 1의 (b)에서 베이스로의 부재의 수납을 나타낸 도면이다.

도 1에서, 3극용의 회로차단기(101)의 절연케이스는 커버(1), 미들 베이스(2) 및 베이스(3)로 구성된다. 이 중 미들 베이스(2)에는 조작핸들(4)을 구비한 개폐기구부(51)와, 극 수만큼(이 경우, 3개)의 과전류 트리핑 장치(52)와, 중앙극의 과전류 트리핑 장치(52) 및 개폐기구부(51) 사이에 끼워 마련되는 절연부재(54)가 수납되며, 베이스(3)에는 역시 극 수만큼의 소호장치(53)가 각각 수납되어 있다. 또, 미들 베이스(2)에 대해서는, 차단시에 발생하는 아크에 의한 내부 압력상승에 의한 손상을 방지하기 위해서, 베이스(3)의 오목부(3a·3a)에 미들 베이스(2)의 측판(2a·2a)을 끼워맞춤시키고 있다. 따라서, 이 측판(2a·2a)이 절연케이스의 일부를 이루게 된다. 또한, 조작핸들(4)은 커버(1)의 핸들용 창구멍(1a)으로부터 돌출해 있는 것으로, ON방향(도 1 지면상, 시계방향) 혹은 OFF방향(도 1 지면상, 반시계방향)으로 조작 가능한 점 및 소호장치(53)의 위치관계로부터, 5가 전원 측 단자, 6이 부하 측 단자인 점은 각각 주지한 바와 같다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 과전류 트리핑 장치(52), 개폐기구부(51) 및 소호장치(53)(도 1의 (b) 참조)도 주지이다. 즉, 일단에 고정접점(8)을 가지고 요크(7)에 고착된 고정접촉자(9)와, 가요성의 동연선(銅撚線)(10)을 통하여 전원 측 단자(5)에 접속되고, 일단에 가동접점(11)을 가지며, 개폐기구부(51)와 연동하여 회동하는 크로스바(12)에 의해서 유지되는 가동접촉자(13)와의 사이에서 접리가 반복되고, 이 접리 가운데, 특히 개리에 의해서, 고정접점(8)과 가동접점(11)과의 사이에 발생하는 아크를 소호장치(53)로 재단하고 있다.

개폐기구부(51)는 서로 대향하는 한 쌍의 프레임판(14A·14B)에 의해서 형성되는 프레임(14)에 회동 자유롭게 축지지된 핸들암(15), 이 핸들암(15)에 고착되는 조작핸들(4), 역시 프레임(14)에 회동 자유롭게 축지지되며, 후술하는 과전류 트리핑 장치(52)의 동작에 의해서 회동하는 트립바(16) 및 걸림쇠(17), 이 걸림쇠(17)의 회동에 의해서 동작하는 토글링크기구(부호를 붙이지 않음)에 연동하고, 마찬가지로 프레임(14)에 축지지되어 회동하는 크로스바(12)에 의해서, 이른바 유니트화 되어 있다. 또한, 프레임판(14A(14B))은 전원·부하방향의 전후에 족부(足部)(14A1·14A2)를 구비하고 있고, 이들 족부(14A1·14A2)가 미들 베이스(2)에 마련한 삽입구멍(2b)(도 6의 (a) 참조)에 삽입 장착됨으로써, 개폐기구부(51)는 절연케이스 내의 소정의 위치에 고착되어 있다. 여기서, 토글링크기구의 상세한 설명, 즉, 회로차단기(101)의 수동조작(온 ~ 오프, 오프 ~ 온)이나 트립조작 혹은 트립 후의 리셋 조작에 대해서는, 본 발명의 주요부는 아니기 때문에, 이 이상의 상세한 설명은 생략한다(또한, 각 조작의 설명에 대해서는, 일본국 특원2008-317552 등을 참조).

도 3에 나타내는 바와 같이, 과전류 트리핑 장치(52)는 전류경로에서 보았을 경우, 일단에 고정접점(8)을 가진 고정접촉자(9), 이 고정접촉자(9)에 전기적으로 접속(이하, 간단히 '접속'이라 함)된 코일(18), 이 코일(18)에 접속된 중계단자(19), 이 중계단자(19)에 접속된 바이메탈(20), 이 바이메탈(20)의 발열에 의한 소망의 만곡량을 얻기 위한 임의의 개소에 접속된 가요성의 동연선(21)(도 2도 참조), 이 가요성의 동연선(21)에 접속된 부하 측 단자(6)에 의해서 구성되고, 또한, 코일(18)에서의 전자력을 활성화시키기 위해서, 고정접촉자(9)에 요크(7)와 함께 고착된 고정철심(22), 이 고정철심(22)을 덮음과 아울러 코일(18)의 내경에 위치하는 절연파이프(23), 이 절연파이프(23)의 내경에 위치하고, 도시하지 않은 가압스프링에 저항하여 이동하는 가동철심(24)에 의해서 구성되어 있다. 즉, 이 과전류 트리핑 장치(52)는 열동전자식이며, 중계단자(19), 바이메탈(20) 및 가요성의 동연선(21)으로 열동부를, 요크(7), 코일(18), 고정철심(22), 절연파이프(23), 가압스프링 및 가동철심(24)으로 전자부를 각각 형성하고 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 커버(1)의 이면에는 과전류 트리핑 장치(52)의 코일(18)을 수용하는 수용 스페이스(1a)가 마련되고, 이 수용 스페이스(1a)의 단부에는 커버(1)를 베이스에 장착했을 때 요크(7)의 요크 단부(7b)를 거는 돌설부(突設部)(1b)가 마련되어 있다.

또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 절연부재(54)는 대략 'コ'자 모양으로 형성되며, 그 오목부에 마련된 홈에 중앙극의 과전류 트리핑 장치(52)의 요크 단부(7b)가 장착된다. 과전류 트리핑 장치(52)가 미들 베이스(2)에 압입된 후, 과전류 트리핑 장치(52)의 한 쌍의 프레임(14)에 절연부재(54)의 볼록부(54a)가 유격을 가지고 끼워지고, 절연부재(54)의 위에 개폐기구부(51)가 놓인다. 이 절연부재(54)는 고정접점(8)의 근방에 마련되므로, 단락차단시에 소호성의 가스를 방출하는 재료로 형성하면, 차단시의 아크 발생에 의한 가스 압력의 상승에 기여한다. 또, 이 재료에는 나일론계의 수지를 모체(母體)로 충전제로서 세라믹스 섬유나 금속 수산화물을 배합하면, 단락차단 직후의 절연회복을 조장(助長)할 수 있다.

이 과전류 트리핑 장치(52)의 동작은 상술한 바와 같이 주지이며, 즉, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 과부하 전류가 소정 시간 이상 흘렀을 경우에는, 바이메탈(20)이 지면상, 오른쪽 방향으로 만곡함으로써, 조정나사부(20a)가 트립바(16)를 회동시키고, 이 회동에 의해 트립바(16)에 맞닿아 있는 걸림쇠(17)가 회동함으로써, 개폐기구부(51)가 트립하며, 가동접촉자(13)가 고정접촉자(9)로부터 개리한다. 한편, 단락전류가 흘렀을 경우에는, 코일(18)에 큰 자력이 발생하여, 가동철심(24)이 가압스프링의 스프링력에 저항하여 오른쪽 방향으로 이동함으로써, 직접, 걸림쇠(17)를 회동시키고, 마찬가지로 개폐기구부(51)을 트립시킨다. 또한, 과전류 트리핑 장치(52)의 절연케이스로의 수납은 부하 측 단자(6)가 베이스(3)에, 요크(7) 및 중계단자(19)가 미들 베이스(2)에, 각각 삽입 장착됨으로써 행해는 것으로, 이하에 설명한다.

도 6 및 도 7에서 나타내는 바와 같이, 상술한 부하 측 단자(6) 및 전원 측 단자(5)는 전류경로의 중계점이라는 의미로부터도, 각각, 삽입홈(3b)(부하 측 단자(6)), 삽입홈(3c)(전원 측 단자(5))로의 삽입 장착만으로 그다지 강고하게 고착시킬 필요는 없다.

한편, 중계단자(19)는 미들 베이스(2)에 마련된 삽입구멍(2c)에 압입에 의해 끼워 장착된다. 상술한 바와 같이, 과전류 트리핑 장치(52)에서 고정접촉자(9)가 고착된 요크 단부(7b)는, 각각, 개폐기구부(51)가 놓이는 극에서는 개폐기구부(51)가 절연부재(54)를 통하여 걸리고, 그 이외의 극은 커버(1)의 돌설부(1b)에 의해 걸리고 있으므로, 중계단자(19)를 뽑아내는 방향의 힘이 가해지면 요크 단부(7b)를 지점(支点)으로 하여 요크(7)가 회전하려고 하지만, 중계단자(19)는 삽입구멍(2c)에 끼워 장착되어 있기 때문에 회동하지 못하고, 삽입구멍(2c)으로부터 빠지지 않는다.

또, 요크(7)에 대해서는, 가동철심(24)이라는 가동부품이 있는 점, (고정접촉자(9), 코일(18), 중계단자(19)를 통하여) 기계적으로 연결되고 있는 바이메탈(20)이 있는 점을 감안한 경우, 이들 가동철심(24) 및 바이메탈(20)의 이동(만곡)이 그 회로차단기(101)의 전류 특성을 좌우하기 때문에, 그 삽입에 의한 고착은 강고해야 한다.

그래서, 본 실시형태에서는, 요크(7)에 2개소의 굴곡부(7a)를 마련함과 아울러, 미들 베이스(2)에는 이 굴곡부(7a)가 끼워맞춤하는 제2 구멍(2e)을 마련했다. 이들 굴곡부(7a) 및 제2 구멍(2e)의 치수 관계를 상세히 설명하면, 굴곡부(7a)를 포함한 양단 치수 A에 대해, 이 요크(7)가 삽입되는 부위의 미들 베이스(2)의 격벽 사이의 내치수 B를 조금 좁게 해 둔다(A>B). 한편, 제2 구멍(2e)의 부위의 격벽 사이의 내치수 C를 A와 같게 해 두고(A=C), 또한 내치수 C의 영역을 굴곡부(7a)의 표면적 D에 맞추어 둔다. 이렇게 함으로써, 요크(7)를 삽입했을 때, 열가소성 수지로 성형된 격벽이 약간 외측으로 벌어지면서, 굴곡부(7a)가 내치수 C에 도달하면, 외측으로 벌려져 있던 격벽이 원래대로 돌아가, 굴곡부(7a)의 유동(遊動)이 저지되게 된다. 즉, 한 번 삽입된 과전류 트리핑 장치(52)는 적어도 한쪽의 극으로도 과전류 트리핑 장치(52)가 고착됨과 더불어, 뽑아내는 것이 곤란하게 되며, 이것은 환언하면, 소정의 위치에 강고하게 고착되는 것을 의미하고, 나아가서는 전류 특성의 안정화에도 기여하고 있다.

이와 같이, 과전류 트리핑 장치(52)를 예를 들면 나사체결 등에 의해 절연케이스에 고착시킬 필요가 없고, 도 1의 (a) 및 도 2로부터도 명확한 바와 같이, 지면상, 위쪽 방향으로부터 각 부재를 이른바 적층시킴으로써 회로차단기(101)로서 형성되기 때문에, 자동조립이 가능하게 되고, 그 제조비용을 억제시키는 것이 가능하다. 또한, 제2 구멍(2e)은 미들 베이스(2)의 금형 제작상, 문자 그대로 「구멍」으로서 관통하고 있지만, 반드시 이 형태에 한정되는 것은 아니고, 요크(7)가 유동하지 않게 할 수 있으면, 「구멍」은 폐색되어 있어도 된다.

단, 금형의 제작비를 감안한 경우, 「구멍」으로서 관통시키는 편이 바람직하다. 그런데, 이 과전류 트리핑 장치(52)가 고착된 부위의 미들 베이스(2)의 하부에는, 도 1의 (b)에도 나타내는 바와 같이 소호장치(53)가 놓여 있다. 한편, 제2 구멍(2e)은 어느 정도 굴곡부(7a)로 폐색되지만, 완전하지 않다. 따라서, 단락차단시에 소호장치(53)에서 발생한 아크가스가 제2 구멍(2e)을 통해서 개폐기구부(51)에 이르는 것이 예상되어 별로 바람직하지 않다. 그래서, 이 실시형태 1에서는, 제2 구멍(2e)의 위치도 포함하여, 베이스(3)의 전원-부하방향으로 돌기부(3e)를 구비시켰다(도 7의 (b) 참조). 이것에 의해, 도 8로부터도 명확한 바와 같이, 미들 베이스(2)를 베이스(3)에 끼워맞춤시켰을 때에, 돌기부(3e)에 의해 제2 구멍(2e)이 완전하게 폐색되기 때문에, 특히 차단성능의 향상을 도모할 수 있다. 게다가, 이 돌기부(3e)는 극간의 절연, 특히 연면(沿面)거리를 확보하기 위해서 미리 구비되어 있는 것이며, 그럼에도, 지금까지 설명한 자동조립이나 특성의 안정화, 또 차단성능의 향상을 실현시킴에 있어서, 부품 추가라고 하는 비용상승을 수반하지 않는다.

그런데, 이 차단성능의 향상에 관해서, 본 실시형태에서는(배경기술의 페이지에서도 설명함) 아크주행 차단방식을 채용했다. 이 아크주행 차단방식이란, 단락차단시에 발생한 아크를 소호장치(53)에 전자반발력을 이용하면서 유도시키고, 이 아크에 의한 전류경로를 확보하면서, 최종적으로는 이 소호장치(53)에서 아크를 재단하는 것이다. 구체적으로는, 양(兩) 접촉자(9, 13) 사이에 발생한 아크는, 고정접촉자(9) 측은 요크(7)에, 가동접촉자(13) 측은 아크 러너(25)(도 9 참조)에, 각각 전이(轉移)한다. 이 전이에 의해 전류경로는 전원 측 단자(5) ~ 아크 러너(25) ~ 소호장치(53)의 그리드(grid)(53a) ~ 요크(7) ~ 코일(18) ~ … ~ 부하 측 단자(6)가 되지만, 이 때, 도 9에서 나타내는, 아크 러너(25)의 전류의 방향(화살표 E)과 그리드(53a)의 지면상, 하측으로부터 위쪽으로 향하는 전류의 방향(화살표 F)이 다른 방향인 것에 의해 발생하는 자계의 반발력 및 화살표 F와 요크(7)에서의 고정접촉자(9)와의 고착점으로 향하는 전류의 방향(화살표 G, 도 3 참조)이 역시 다른 방향인 것에 의해 발생하는 자계의 반발력에 의해, 아크는 소호장치(53)로 유도된다. 유도된 아크는 재단되며, 이 결과, 이 단락발생에 수반하는 대전류가 신속하게 차단되게 된다.

여기까지의 설명으로 명확한 바와 같이, 고정접촉자(9) 및 그리드(53a)에 대해, 요크(7)를 노출시켜 둘 필요가 있지만, 이것은 이하의 방책에 의해 실현시키고 있다. 즉, 미들 베이스(2)의 과전류 트리핑 장치(52)가 고착되는 저면에는 제1 구멍(2d)이 마련되어 있고, 과전류 트리핑 장치(52)의 고착에 의해, 이 제1 구멍(2d)이 요크(7)에 의해서 폐색된다. 환언하면, 소호장치(53)의 최상단의 그리드(53a)와 요크(7)가 그 사이에 아무런 개재물 없이 서로 대향하고 있다. 또한, 제1 구멍(2d)은 우측(도 6의 (a) 지면상, 하측)에 폭협부가 연장하여 마련되어 있지만, 이 폭협부에는 양 접촉자(9·13)가 삽입됨과 아울러, 가동접촉자(13)의 회동궤적으로서 확보되어 있다. 또, 26은 아크가스의 팽창 압력을 받는 것으로, 가동접촉자(13)의 개리동작을 조장시키는 압력받이부로서의 반사판, 27은 전자반발력을 조장시키는 코어이며, 청구항에서 말한 「차단부」란, 예를 들면, 이들 반사판(26), 코어(27)에 더하여, 소호장치(53), 아크 러너(25)로 구성되는 영역을 나타내고 있다.

상술한 「개리동작의 조장」에 관한 다른 방책을 여기서 설명한다. 도 3에서, 고정철심(22)에 중공부(22a)를 마련하고, 이 중공부(22a)에 가동철심(24)에 맞닿음 혹은 근접시킨 로드(28)를 구비해 두면, 배경기술의 페이지에서도 설명한 바와 같이, 가동철심(24)의 이동에 의해 로드(28)가 가동접촉자(13)와 충돌하므로, 개폐기구부(51)의 동작을 기다리지 않고 양 접촉자(9, 13) 사이를 신속하게 개리시킬 수 있다. 이것에 더하여, 이 실시형태 1의 아크주행 차단방식에서는, 상술한 바와 같이, 아크에 의한 전류경로에 코일(18)이 포함되어 있기 때문에, 여전히 이 코일(18)의 자력에 의해 가동철심(24), 나아가서는 로드(28)가 가동접촉자(13)를 개리하는 방향으로 이동한 채로 있으므로, 가동접촉자(13)의 접촉방향으로의 회동(이른바 되돌림)을 저지할 수 있어, 높은 아크전압의 유지, 즉 조속한 아크의 전이를 도모할 수 있다. 또한, 부호 29는 요크(7)와 코일(18)의 사이에 부설한 배리어(barrier)이며, 이 배리어(29)에 의해, 전류검출시는 물론 아크 유지중에도, 코일(18)을 전류(아크전류)가 바이패스하지 않고, 적절한 자력 발생을 생기게 하고 있다.

회로차단기(101)가 단락차단을 한 경우에는, 고정접점(8)과 가동접점(11)과의 사이, 즉 차단부에서 발생하는 아크에 의해 고압가스가 발생하지만, 이 고압가스의 압력은 미들 베이스(2)의 제1 구멍으로부터 차단부로 노출하는 요크(7)를 커버(1)의 방향으로 밀어올리는 힘을 발생한다.

본 실시형태에 의하면, 절연부재(54) 및 커버(1)의 돌설부(1b)가 요크 단부(7b)를 걸리게 하고 있으므로, 요크(7)가 커버(1)의 방향으로 유동할 우려가 없이 차단시의 압력을 더욱 상승시키는 것이 가능하게 되어, 자동조립에 적절한 높은 차단용량의 회로차단기를 얻을 수 있다.

또, 과전류 트리핑 장치(52)에서, 중계단자(19)가 미들 베이스(2)에 마련된 삽입구멍(2c)에 압입되어 있으므로, 부품의 조립을 일방향으로부터 행하고, 또한, 요크(7)가 커버(1)의 방향으로 유동할 우려도 없기 때문에, 특성의 안정화와 차단성능의 향상이라는 회로차단기에 있어서 필요 불가결한 기본 성능을 만족하면서, 자동조립도 동시에 실현시킬 수 있다. 이것은 특히 비용 경쟁력이 치열한 소형의 회로차단기에 있어서는 대폭적인 수익 개선에 공헌하는 것이 가능하다.

또, 요크(7)가 미들 베이스(2)에 압입됨과 아울러, 미들 베이스(2)에는 과전류 트리핑 장치(52)를 고착시키기 위해서, 이 과전류 트리핑 장치(52)를 압입방향과는 역방향으로 유동시키지 않기 위한 제2 구멍(2e)이 마련되어 있으므로, 요크(7)의 미들 베이스(2)로의 고착이 더욱 강고하게 되어, 특성의 안정화와 차단성능의 향상을 도모할 수 있다.

또, 이 절연부재(54)를 대략 'コ'자 모양으로 형성하고, 그 오목부에 요크 단부(7b)에 장착하기 위한 홈을 마련하며, 볼록부(54a)가 개폐기구부(51)의 한 쌍의 프레임(14)에 유격을 가지고 끼움으로써, 자동조립시에도 과전류 트리핑 장치(52)와 절연부재(54), 개폐기구부(51)가 상호 조립할 수 있기 위해서, 각각의 위치관계가 확실히 되어 자동조립에 적절한 구조로 되어 있다.

또한, 이 절연부재(54)는 단락차단시에 소호성의 가스를 방출하는 재료로 형성되어 있기 때문에, 단락차단시에 고정접점(8)과 가동접점(11)과의 사이에 발생하는 아크의 소호를 조장하는 효과도 있다.

또, 이 절연부재는 나일론계의 수지를 모체로 충전제로서 세라믹스 섬유나 금속 수산화물을 배합한 재료로 형성되어 있기 때문에, 단락차단 직후의 절연 회복을 조장하는 효과도 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 절연부재(54)를 개폐기구부(51)가 놓인 극의 과전류 트리핑 장치에만 장착한 예로 설명했지만, 커버(1)의 돌설부(1b)를 없애거나, 혹은 돌설부(1b)의 높이를 조절하여, 커버(1)와 개폐기구부(51)가 놓여 있지 않은 극의 과전류 트리핑 장치 사이에 걸림부재를 배치해도 된다. 이 때, 걸림부재도 절연부재(54)와 마찬가지로, 단락차단시에 소호성의 가스를 방출하는 재료로 형성하면, 단락차단시에 고정접점(8)과 가동접점(11)과의 사이에 발생하는 아크의 소호를 조장할 수 있다. 또, 이 걸림부재를 나일론계의 수지를 모체로 충전제로서 세라믹스 섬유나 금속 수산화물을 배합한 재료로 형성하면, 단락차단 직후의 절연 회복을 조장할 수 있다.

1 커버, 1b 돌설부,
2 미들 베이스, 2d 제1 구멍,
2e 제2 구멍, 3 베이스,
3e 돌기부, 4 조작핸들,
7 요크, 7a 굴곡부,
7b 요크 단부, 9 고정접촉자,
12 크로스바, 13 가동접촉자,
14 프레임, 51 개폐기구부,
52 과전류 트리핑 장치, 53 소호장치,
54 절연부재, 101 회로차단기.

Claims

조작핸들을 가지고 서로 대향하는 프레임판에 배치된 개폐기구부와, 과전류를 검출하여 상기 개폐기구부를 회동시키는 과전류 트리핑(tripping) 장치와, 상기 개폐기구부 및 이 개폐기구부가 놓인 상기 과전류 트리핑 장치가 고착되는 미들 베이스와, 상기 개폐기구부와 연동하여 회동하는 크로스바에 마련된 가동접촉자와, 이 가동접촉자와 접리(接離)를 반복하는 고정접촉자와의 사이에 발생하는 아크를 재단하는 소호(消弧)장치를 포함하는 차단부와, 이 차단부가 수납되는 베이스와, 상기 미들 베이스, 상기 베이스 및 상기 미들 베이스에 수납된 각 부품을 덮는 커버를 구비하고,
상기 미들 베이스에는 이 미들 베이스를 상기 베이스에 삽입하는 방향에 대해 직교하는 면에 상기 차단부와 마주보도록 제1 구멍이 마련되어 있음과 아울러, 이 제1 구멍은 상기 과전류 트리핑 장치를 구성하는 부재에 의해 접착되어 있는 회로차단기에 있어서,
상기 개폐기구부가 놓여 있지 않은 극의 상기 과전류 트리핑 장치는 상기 커버에 의해 걸리고, 상기 개폐기구부와 상기 과전류 트리핑 장치와의 사이에는 절연부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회로차단기.
청구항 1에 있어서,
상기 과전류 트리핑 장치에서 상기 고정접촉자를 마련하지 않은 측의 중계단자가 상기 미들 베이스에 마련된 삽입구멍에 압입(壓入)되어 있는 것을 특징으로 하는 회로차단기.
청구항 1에 있어서,
상기 과전류 트리핑 장치의 상기 부재가 상기 미들 베이스에 압입됨과 아울러, 상기 미들 베이스에는 상기 과전류 트리핑 장치를 고착시키기 위해서, 이 과전류 트리핑 장치를 압입방향과는 역방향으로 유동(遊動)시키지 않기 위한 제2 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 회로차단기.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개폐기구부가 놓여 있지 않은 극의 상기 과전류 트리핑 장치는 걸림부재를 통하여 상기 커버에 의해 걸리는 것을 특징으로 하는 회로차단기.
청구항 4에 있어서,
상기 절연부재 및 상기 걸림부재는 회로차단기의 차단시에 발생하는 아크에 접촉하면 소호성의 가스를 발생하는 재료로 형성한 것을 특징으로 하는 회로차단기.
청구항 5에 있어서,
상기 절연부재 및 상기 걸림부재는 나일론계의 수지를 모체(母體)로 충전제로서 세라믹스 섬유 또는 금속 수산화물을 배합한 재료로 되어 있는 것을 특징으로 하는 회로차단기.