KR101389668B1

KR101389668B1 - 회로 차단기의 전자 인외 장치

Info

Publication number: KR101389668B1
Application number: KR1020080089538A
Authority: KR
Inventors: 타케시 에무라; 히데오 하야시
Original assignee: 후지 덴키 기기세이교 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2014-04-28
Also published as: JP4983652B2; CN101527230B; KR20090094735A; CN101527230A; JP2009211850A

Abstract

과제

전자 인외 장치의 기본 구조는 그대로이고, 약간 조립 구조의 일부를 변경하여 과부하 인외 동작의 안정화, 신뢰성의 향상을 도모할 수 있도록 개량한다.

해결 수단

주회로 전류가 흐르는 전자 코일(10)과, 실린더(11a)에 플런저(11b), 접극자(11c), 플런저 되돌림 스프링(11d)을 내장하여 전자 코일(10)의 보빈(9)에 감삽 배치한 오일 대시 포트(11)와, 아마추어(13)를 구비한 L자형의 자기 요크(12)와의 조립체가 되고, 상기 자기 요크(12)는 그 각편 단부에 U자 홈(12a)를 노치 형성하고, 이 U자 홈(12a)에 상기 오일 대시 포트(11)를 측방으로부터 감합하여 장착한 회로 차단기의 전자 인외 장치에 있어서, 상기 자기 요크(12)에 오일 대시 포트(11)를 장착한 조립 상태에서, 오일 대시 포트(11)의 주면과 U자 홈(12a)의 저부 사이에, 오일 대시 포트(11)의 주면과 U자 홈(12a)의 측부 사이의 간극보다도 넓은 간극(g)를 설정한다.

회로 차단기, 전자 인외 장치

Description

회로 차단기의 전자 인외 장치{Electronic Tripping Device of Circuit Breaker}

본 발명은, 회로 차단기에 탑재한 전자 인외 장치의 조립 구조에 관한 것이다.

회로 차단기의 과전류 인외 장치로서, 트립 코일 유닛(Trip coil unit)에 오일 대시 포트(Oil dash pot)를 이용한 전자 인외 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 다음에, 이 전자 인외 장치를 장비한 회로 차단기(서킷 프로텍터(Circuit Protector) 및 오일 대시 포트식의 전자 인외 장치의 종래 구조를 도 3 내지 도 5에 도시한다.

도 3은 회로 차단기(단극의 서킷 프로텍터)의 전체 구조도이고, 1은 회로 차단기의 몰드 케이스, 2는 전원측 단자, 3은 부하측 단자, 4는 고정 접촉자, 5은 가동 접촉자, 6은 개폐 조작 핸들, 7은 개폐 기구, 8은 전자 인외 장치의 트립 코일 유닛이다. 여기서, 트립 코일 유닛(8)은, 보빈(9)에 권장한 전자 코일(10)과, 보빈(9)에 감삽하여 배치한 오일 대시 포트(11)와, L자형의 자기 요크(yoke)(12)와, 자기 요크(12)의 선단에 연결한 요동식의 아마추어(armature)(13)의 조립체가 되 고, 아마추어(13)가 래치 기구(14)를 통하여 개폐 기구(7)에 연계되어 있다. 또한, 회로 전류는 회로 차단기의 전원측 단자(2)로부터 전자 코일(10), 고정 접촉자(4), 가동 접촉자(5), 부하측 단자(3)를 경유하여 부하(도시 생략)에 통전한다.

여기서, 상기 오일 대시 포트(11)의 상세 구조는, 도 4, 도 5에서 도시하는 바와 같이 비자성재의 실린더(11a)에 자성재의 플런저(11b), 접극자(11c), 및 플런저 되돌림 스프링(압축 코일 스프링)(11d)를 도시하는 바와 같이 내장하여 실리콘유를 충전한 조립 구조가 된다. 또한, 플런저(11b)는 실린더(11a)의 저부측에 유감(遊嵌)되고, 또한 실린더(11a)는 그 저부측을 보빈(9)으로부터 하방으로 돌출하여 장착되어 있다.

또한, 도시한 구조(특허 문헌 1의 도 1, 도 2 참조)의 트립 코일 유닛(8)에서는, L자형이 되는 자기 요크(12)의 각편부(脚片部)에 일단을 측방으로 개방한 U자 홈(12a)을 노치 형성하고, 이 U자 홈(12a)에 전자 코일(10)의 보빈(9)에 감삽(嵌揷)한 오일 대시 포트(11)를 측방으로부터 감입(嵌入)하고, U자 홈(12a)의 홈 내 저부까지 잔뜩 압입하여 플런저(11b), 자기 요크(12), 아마추어(13)를 경유하는 자로(磁路)를 구성하고 있다. 또한, 도 4, 도 5에서, 1a는 트립 코일 유닛(8)의 구성 부품을 조립 위치에 계지(係止) 지지하는 몰드 케이스(1)의 감합부, 13a는 아마추어(13)의 복귀 스프링, 13b는 아마추어(13)로부터 상방으로 돌출한 조작편(操作片)이고, 이 조작편(13b)이 도 3에 도시한 래치 기구(14)에 연계되어 있다.

상기 구조로 이루어지는 전자 인외 장치의 동작은 주지하는 바이고, 전자 코일(10)에 전류를 흘리면, 코일의 기자력에 의해 발생한 자속이 오일 대시 포 트(11), 아마추어(13), 자기 요크(12)를 경유한 자로에 통류(通流)하고, 이로써 플런저(11b)에는 접극자(接極子)(11c)를 향하여 도 4의 화살표(a) 방향의 자기 흡인력이 작용한다. 여기서, 정상 부하의 통전 상태에서는 플런저(11b)에 작용하는 화살표(a) 방향의 자기 흡인력은 비교적 작고, 플런저(11b)는 되돌림 스프링(11d)의 스프링력에 눌려저서 실린더(11a)의 저부측에 머물러 있다. 이 상태에서는 아마추어(13)를 접극자(11c)에 끌어당기는 자기 흡인력이 작고, 따라서 회로 차단기는 폐극 상태를 유지하고 있다.

한편, 회로에 과부하 전류가 흐르면, 플런저(11b)는 자력에 의해 플런저 되돌림 스프링(11d)에 대항하여 접극자(11c)를 향하여 이동을 시작한다. 그리고, 플런저(11b)의 선단이 접극자(11c)에 도달하면 더욱 자력이 늘어나서 아마추어(13)가 접극자(11c)에 흡인되고, 이로써 래치 기구(14)를 해석하여 회로 차단기가 트립 동작한다. 또한, 부하 회로에 과대한 단락 전류가 흐른 경우에는, 플런저(11b)의 이동을 기다리지 않고 아마추어(13)가 순식간에 접극자(11c)에 흡인되고 회로 차단기를 트립시킨다.

특허 문헌 1 : 특개평8-298065호 공보(도 1, 도 2, 도 16)

그런데, 상기한 전자 인외 장치에 관해, 도 4, 도 5에 도시한던 종래의 조립 구조에서는 동작, 기능면에서 다음 기재와 같은 문제점이 있다.

즉, 전자 코일(10)에 전류가 흐르면, 플런저(11b)에는 접극자(11c)를 향하여 화살표(a) 방향의 흡인하는 자력 외에, 플런저(11b)와 자기 요크(12) 사이에는 도 5의 화살표(fl, f2, f3)로 도시하는 바와 같은 횡방향의 자력이 작용한다. 여기서, 자력(f1과 f2)은 방향이 반대여서 서로 지운다. 이에 대래, 자력(f3)에는 이것을 지우는 자력이 작용하지 않기 때문에, 자력(f3)가 편의(偏倚) 자력이 되어 플런저(11b)를 실린더(11a)의 내벽면에 끌어당기도록 작용한다. 그 때문에, 통전류가 흐른 때에는 플런저(11b)가 실린더(11a)의 내벽면에 흡인된 채로 접극자(11c)를 향하여 요동 이동하고, 양자 사이에는 활주마찰 저항이 가해지게 된다. 이 때문에, 오일 대시 포트(11)의 플런저(11b)를 화살표(a) 방향으로 구동하는 자력의 일부가 상기한 활주마찰 저항에 의해 소비되고, 그 결과로서 플런저 되돌림 스프링(11d)에 대항하여 플런저(11b)를 접극자(11c)를 향하여 구동하는 자력이 저하되어 사양과 같은 인외 동작 특성을 발휘할 수가 없게 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 전자 인외 장치의 기본 구조는 그대이고, 약간 조립 구조의 일부를 변경하여 과부하 인외 동작의 안정화, 신뢰성의 향상이 도모되도록 개량한 회로 차단기의 전자 인외 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면, 주회로 전류가 통류하는 전자 코일과, 실린더에 플런저, 접극자, 및 플런저 되돌림 스프링을 내장하여 상기 전자 코일의 보핀에 감삽 배치한 오일 대시 포트와, 상기 접극자와 대향하는 아마추어를 구비한 L자형의 자기 요크와의 조립체가 되고, 상기 자기 요크는 그 각편(脚片) 단부(端部)에 U자 홈을 노치하여 형성하고, 이 U자 홈에 상기 오일 대시 포트를 측방으로부터 감합하여 장착한 회로 차단기의 전자 인외 장치에 있어서,

상기 자기 요크에 오일 대시 포트를 장착한 조립 상태에서, 오일 대시 포트의 주면(周面)과 U자 홈의 저부 사이에, 오일 대시 포트의 주면과 U자 홈의 측부 사이의 간극보다도 넓은 간극을 설정하는 것으로 한다(청구항 1).

또한, 전자 코일의 기자력을 플런저의 흡인 자력으로서 유효 작용시키기 위해, 본 발명에서는 자기 요크에 형성한 U자 홈의 주연에 따라 오일 대시 포트의 주면과 대치하는 버링부를 기립 형성한다(청구항 2). 나아가서는, 자기 요크에 형성한 U자 홈의 개구단으로부터 저부까지의 홈 깊이를, 그 홈 내 영역에 오일 대시 포트가 수속되는 깊이로 설정한다(청구항 3).

상기한 구성에 의하면, 자기 요크에 형성한 U자 홈의 저부와 해당 U자 홈에 감입한 오일 대시 포트 사이의 간극을 U자 홈의 측부와 오일 대시 포트와의 사이의 간극보다도 넓은 간극으로 설정함에 의해, 전자 코일의 통전시에 오일 대시 포트의 플런저를 실린더의 벽면으로 끌어당기는 편의 자력이 약해지고, 그만큼 플런저/실 린더 사이의 활주마찰 저항이 감소한다. 이로써, 종래 장치와 마찬가지로 간편한 부품 조립성을 확보하면서, 과전류의 통전에 의해 플런저를 접극자를 향하여 구동하는 자력의 저하를 억제하여 회로 차단기의 과전류 인외 특성의 안정화, 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 자기 요크에 형성한 U자 홈의 주연에 따라 기립하는 버링부(U자 홈의 버링부 작용을 받는 부분)를 형성하는, 또한 U자 홈의 홈 깊이를 그 홈 내 영역에 오일 대시 포트가 수속되는 깊이로 설정함에 의해, 자기 요크/오일 대시 포트 사이의 자로 저항을 저감하여 플런저를 접극자를 향하여 효율적으로 자기 구동시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도 1, 도 2에 도시하는 실시예에 의거하여 설명한다. 또한, 도 1(a)는 트립 코일 유닛의 외형 사시도, (b)은 (a)의 저면도, 도 2는 트립 코일 유닛을 몰드 케이스에 탑재한 조립 상태의 사시도이고, 도 4, 도 5에 대응하는 부재에는 같은 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.

도시한 실시예의 트립 코일 유닛(8)은 기본적으로 도 4, 도 5에 도시한 종래 구조와 같지만, L자형이 되는 자기 요크(12)에 형성한 U자 홈(12a)에 대래 해당 U자 홈에 감입하는 오일 대시 포트(11)를 다음 기재와 같이 위치 결정하여 트립 코일 유닛(8)을 조립하여 구성하고 있다.

즉, 도 1(b)를 참조하면 자기 요크(12)의 각편부에 타발(打拔) 가공을 시행하여 형성한 U자 홈(12a)은, 그 홈 폭(A)을 오일 대시 포트(11)의 외경 사이즈(d) 와 개략 같고, U자 홈(12a)의 개구단부터 저부까지의 홈 깊이(B)를 오일 대시 포트(11)의 외경 사이즈(d)보다 충분히 크게 설정하여 형성한다. 또한, U자 홈(12a)을 형성할 때에 동시에 버링 가공을 시행하여, U자 홈(12a)의 내주연에 따라 리브형상으로 기립한 버링부(12a-1)를 형성하여 둔다.

그리고, 트립 코일 유닛(8)의 조립 공정에서 자기 요크(12)에 보빈(9), 전자 코일(10), 오일 대시 포트(11)의 조립체를 탑재하는데 있어서, 상기 U자 홈(12a)에 그 개방단측부터 삽입한 오일 대시 포트(11)의 주면과 U자 홈(12a)의 홈 저부 사이에 간극(g)을 남겨 두고, 오일 대시 포트(11)의 외형이 U자 홈(12a)의 개방단으로부터 돌출하지 않도록 압입하여 위치 결정한다. 그리고, 도 1(b)의 상태가 되도록 자기 요크(12), 전자 코일(10) 또는 보빈(9)를 몰드 케이스(1)에 마련한 감합부(도시 생략) 등에 의해 계지 지지시킨다. 이로써, U자 홈(12a)의 홈 저부와 오일 대시 포트(11) 사이의 간극(g)은 U자 홈의 측부(측면)과 오일 대시 포트(11) 사이의 간극(대부분 밀착 상태)보다도 커지고, 또한 상기한 버링부(12a-1)가 오일 대시 포트(11)의 주면과 대치하게 된다.

상기한 바와 같이 위치 결정한 조립 구조에 의하면, 전자 코일(10)의 통전에 의해 오일 대시 포트(11), 자기 요크(12)를 경유하는 자로에 통류하는 자속에 관해 보면, 자기 요크(12)로부터 오일 대시 포트(11)의 실린더 저부측에 내장한 플런저(11b)(도 4 참조)로 이행하는 개소에서의 자속 분포가 다음 기재와 같이 된다. 즉, 자속은 자기 저항이 작은 U자 홈(12a)의 홈 측면측에 집중 분포하고, 간극(g)을 끼우고 대치하는 U자 홈의 저부측으로부터 플런저(11b)로 이행하는 자속 분포는 작아진다.

이로써, 도 1(b)에 도시한 자력(f4), 즉 오일 대시 포트(11)의 플런저(11b)를 자기 요크 12의 U자 홈 저부측을 향하여 끌어당기는 자력은 상기한 확대 간극(g)에 의해 도 5에서 도시한 자력(f3)에 비하여 작아진다. 따라서 도 4, 도 5에서 기술한 바와 같이 과전류의 통전시에 오일 대시 포트(11)의 플런저(11b)가 접극자(11c)를 향하여 이동할 때에, 플런저(11b)가 실린더(11a)의 내벽면에 끌어당겨저서 이동을 저해하는 활주마찰 저항이 감소하고, 그만큼 접극자(11c)를 향하는 화살표(a) 방향의 구동력이 크게 된다.

또한, 도 1에서 기술한 바와 같이 U자 홈(12a)의 주연에 따라 버링부(12a-1)를 형성하고, 또한 U자 홈(12a)의 홈 깊이(B)를, 오일 대시 포트(11)의 외형이 홈의 개방단으로부터 돌출하지 않고 완전하게 감입하도록 설정함으로써, 플런저(11b)를 접극자(11c)를 향하여 구동하는 자력의 증강화를 도모할 수 있다.

이 결과, 도시한 실시예의 조립 구조에 의하면, 종래 구조에 비하여 과전류 인외 특성이 안정되고 회로 차단기의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 트립 코일 유닛의 조립 구조도로서, (a)는 사시도, (b)는 (a)의 저면도.

도 2는 도 1의 트립 코일 유닛을 회로 차단기의 몰드 케이스에 탑재한 조립 상태의 사시도.

도 3은 전자 인외 장치를 장비한 회로 차단기 전체의 구성도.

도 4는 도 3에서의 트립 코일 유닛의 종래의 조립 구조를 도시하는 측면에서 본 단면도.

도 5는 도 4의 X-X화살로 본 단면도.

(부호의 설명)

1 : 몰드 케이스 8 : 트립 코일 유닛

9 : 보빈 10 : 전자 코일

11 : 오일 대시 포트 11a : 실린더

11b : 플런저 11c : 접극자

11d : 플런저 되돌림 스프링 12 : 자기 요크

13 : 아마추어

Claims

주회로 전류가 통류하는 전자 코일과, 실린더에 플런저, 접극자, 및 플런저 되돌림 스프링을 내장하여 상기 전자 코일의 보빈에 감삽 배치한 오일 대시 포트와, 상기 접극자에 대향하는 아마추어를 구비한 L자형의 자기 요크와의 조립체가 되고, 상기 자기 요크는 그 각편 단부에 U자 홈을 노치하여 형성하고, 이 U자 홈에 상기 오일 대시 포트를 측방으로부터 감합 하여 장착한 회로 차단기의 전자 인외 장치에 있어서,

상기 자기 요크에 오일 대시 포트를 장착한 조립 상태에서, 오일 대시 포트의 주면과 U자 홈의 저부 사이에 오일 대시 포트의 주면과 U자 홈의 측부 사이의 간극보다도 넓은 간극을 설정한 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 전자 인외 장치.
제 1항에 있어서,

자기 요크의 U자 홈에, 해당 U자 홈의 주연에 따라 오일 대시 포트의 주면과 대치하는 버링부를 기립 형성한 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 전자 인외 장치.
제 1항에 있어서,

자기 요크에 형성한 U자 홈의 개구단부터 저부까지의 홈 깊이를, 그 U자 홈 내 영역에 오일 대시 포트이 수속되는 깊이로 설정한 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 전자 인외 장치.