KR101677998B1 - 배선용차단기의 샤프트 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상간 절연이 우수하고 체적이 최소화될 수 있는 배선용차단기의 샤프트 어셈블리를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따라서 상(phase)별로 분리된 복수의 샤프트 부가 인접한 샤프트 부 사이에 에어 갭(air gap)을 두고 접속되서 형성되고, 회동가능한 샤프트(shaft); 샤프트에 끼워져 샤프트의 회동에 따라서 함께 같은 방향으로 회동가능하며, 샤프트 부에 대응하게 마련되고, 짧은 상하 폭을 가지며, 배선용차단기에 있어서 상별 가동접촉자를 개폐구동하는 복수의 링크(link); 및 인접한 샤프트 부 사이의 에어 갭에 충진되어, 복수의 샤프트 부를 상간 절연하는 전기적 절연체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리가 개시된다.

Description

배선용차단기의 샤프트 어셈블리{SHAFT ASSEMBLY FOR MOLD CASED CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 배선용차단기에 관한 것으로서, 특히 배선용차단기의 개폐기구(switching mechnism)의 개폐구동력을 복수 상(phase)의 가동접촉자를 동시 구동하도록 전달하는 것으로서 우수한 상간 절연성능을 가지고 링크(link)의 관통을 허용하는 개구부를 통한 아크 가스압 누출을 최소화할 수 있는 샤프트 어셈블리(shaft assembly)에 관한 것이다.
배선용차단기는 회로(전력회로)에 접속설치되어 회로가 전기적으로 과부하 상태 시 또는 단락 사고 발생시 이를 검출하여 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하기기를 보호하는 전기기기이다. 이를 위해서, 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 배선용차단기(100)는 크게 구분하여 회로의 전원 또는 부하측과 전기적으로 접속하기 위한 단자부(60a, 60b), 고정접촉자(2) 및 가동접촉자(1)를 포함하여 회로를 개폐하는 접점부(1, 2)와 해당 접점부(1, 2)를 개폐 구동하는 기구를 포함하는 개폐기구(switching mechanism)(10), 회로상 과전류(과부하), 단락전류와 같은 사고전류 발생시 이를 검출하여 개폐기구(10)를 회로개방(트립) 위치로 동작하도록 트리거(trigger)하는 트립기구(20), 사고전류의 차단시 접점부(1, 2)에서 발생하는 아크(arc)를 소호시키는 소호기구(30)를 포함하여 구성된다.
도 3에 있어서, 부호 5는 가동접촉자(1)를 회전 가능하게 지지하는 홀더(holder)를 나타내고, 부호 4는 후술하는 샤프트 링크(3a)와 홀더(5)사이를 연결하는 연결링크를 지시하며, 부호 6은 트립 동작시 개폐기구(10)중 트립 스프링의 탄성에너지를 샤프트 링크(3a)에 전달하는 전달 링크를 지시한다. 부호 50은 배선용차단기의 하부 외함을 나타내고, 부호 50a는 배선용차단기의 상부실과 하부실을 격리하는 절연격벽을 나타내며, 부호 40은 상부 커버를 나타낸다.
본 발명은 이러한 배선용차단기의 개폐기구(10)중 3상 및 중성상(중성극)용으로 복수의 상별 접점부(1, 2)를 동시에 개폐하는 구동축인 샤프트 어셈블리(shaft assembly)에 관한 것이다.
한편, 종래기술에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리의 구성과 작용을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조할 수 있는 바와 같은 종래기술의 일 예에 따른 샤프트 어셈블리는 긴 원통형의 철재(鐵材)와 같은 도전성 금속재로 일체로 제작되는 샤프트(3)와, 축부(3)에 동축(同軸)으로 축수(軸受)되어 샤프트(3)와 함께 회전 가능하며 역시 철재와 같은 도전성 금속재로 구성되는 상별 샤프트 링크(3a, 3b)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상별 샤프트 링크(3a, 3b)는 R상, S상, T상의 교류 3상 및 중성상(일명 중성극, 중성상 또는 N상)으로 불리는 접지 상(극)용으로서 2 개 또는 3개의 샤프트 링크(3b)와, S상용의 1개의 샤프트 링크(3a)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 2를 참조할 수 있는 바와 같이, S상용의 1개의 샤프트 링크(3a)는, 도 3의 개폐기구(10)의 전달 링크(6)에 구동력 접수를 위해 접속하기 위한 연결 핀의 삽입을 허용하는 제 1 접속구와, 도 3의 상술한 연결링크(4)를 통해 개폐 구동력을 홀더(5)에 전달하기 위해 연결핀의 삽입을 허용하는 제 2 접속구를 포함하여 2개의 접속구를 가진다. 그러나 도 2를 참조할 수 있는 바와 같이, 여타 R상, T상 및 중성상(N상)용의 샤프트 링크(3b)는 연결링크(4)를 통해 개폐 구동력을 해당 상의 홀더(5)에 전달하기 위해 연결핀의 삽입만을 필요로 하므로 1개의 접속구만을 가진다.
그러나 도 2에 도시된 바와 같은 종래기술의 일 예에 따른 샤프트 어셈블리는 샤프트(3)가 상별 샤프트 링크(3a, 3b)가 도전성 금속재로 일체로 구성되는 구성이므로, 트립 동작시 도 3의 고정접촉자(2)와 가동접촉자(1)의 접점간에 발생하는 아크(arc)가 상별 샤프트 링크(3a, 3b)에 충돌하는 경우 R상, S상, T상의 교류 3상 및 중성상(일명 중성극, 중성상 또는 N상)의 상간 전기적 절연이 되지 않아, 트립 동작시 회로 차단에 실패할 위험의 문제점이 있다.
한편 도 1에 도시된 바와 같은 종래기술의 다른 예에 따른 샤프트 어셈블리는, R상, S상, T상의 교류 3상 및 중성상의 상간 전기적 절연을 위해서, 도 2에 도시된 것과 유사한 샤프트 어셈블리의 외부 전체를 전기적 절연성을 갖는 합성수지재로 몰딩(molding)하여 구성한 것이다. 도 1에 있어서 부호 3c는 절연성 몰드물을 나타내고, 부호 3d는 S상용의 샤프트 링크(3a)와 R상, T상 및 중성상(N상)용의 샤프트 링크(3b)를 도 3에 있어서 부호 4로 지시된 연결링크에 접속하기 위한 링크 핀(link pin)을 지시하며, 부호 3a1은 도 3의 개폐기구(10)측 전달 링크(6)에 접속하기 위해 샤프트(3)에 동축 설치되는 별도의 샤프트 링크를 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같은 종래기술의 다른 예에 따른 샤프트 어셈블리는, 개폐기구(10)측 전달 링크(6)에 접속하기 위해 샤프트(3)에 동축 설치되는 별도의 샤프트 링크(3a1)과 절연성 몰드물(3c)로 인해 큰 체적을 가지며, 이러한 큰 체적의 샤프트 어셈블리의 관통과 회전을 허용하기 위해서, 도 3에 있어서 절연격벽(50a)에 개구부를 크게 마련해야 한다. 그러나, 이러한 개구부는 큰 체적의 샤프트 어셈블리의 관통과 회전 허용을 위해서 여유공차와 함께 크게 형성되어야 한다. 그러나 이러한 큰 개구부의 형성으로 인해서 트립 동작시 도 3의 고정접촉자(2)와 가동접촉자(1)의 접점간에 발생하는 아크(arc)의 일부가 해당 개구부를 통해 누출되는 현상이 발생하여 배선용차단기가 완전한 사고전류 차단 성능을 보장하지 못할 위험의 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 일 목적은 사고전류 차단시 발생하는 아크에 대해서 상간 절연성능을 가지면서 절연격벽의 개구부를 통한 아크누출을 최소화할 수 있도록 체적이 최소화된 배선용차단기의 샤프트 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명이 다른 목적은 사고전류 차단시 발생하는 아크에 대해서 상간 절연성능을 가지면서 절연격벽의 개구부를 통한 아크누출을 최소화할 수 있도록 체적이 최소화된 배선용차단기의 샤프트 어셈블리의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 일 목적은, 배선용차단기의 샤프트 어셈블리에 있어서,
상(phase)별로 분리된 복수의 샤프트 부가 인접한 상기 샤프트 부 사이에 에어 갭(air gap)을 두고 접속되서 형성되고, 회동가능한 샤프트(shaft);
상기 샤프트에 끼워져 상기 샤프트의 회동에 따라서 함께 같은 방향으로 회동가능하며, 상기 샤프트 부에 대응하게 마련되고, 짧은 상하 폭을 가지며, 상기 배선용차단기에 있어서 상별 가동접촉자를 개폐구동하는 복수의 링크(link); 및
인접한 상기 샤프트 부 사이의 상기 에어 갭에 충진되어, 상기 복수의 샤프트 부를 상간 절연하는 전기적 절연체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기 본 발명의 다른 목적은, 배선용차단기의 샤프트 어셈블리 제조방법에 있어서,
상(phase)별로 분리되며 양 단부에 끼움접속 돌부와 끼움접속 홈부를 가진 복수의 샤프트 부를 준비하여, 상기 샤프트 부의 외주면에 짧은 상하 폭을 가지는 복수의 링크(link)를 압입하여 샤프트 부와 링크의 1차 조립체를 형성하는 1차 조립 단계;
상기 샤프트 부의 외주면에 상기 샤프트 부의 외경보다 미리 결정된 공차만큼 큰 내경을 갖는 보호관을 끼우는 보호관 조립 단계;
상기 끼움접속 돌부와 끼움접속 홈부를 맞추어 인접한 샤프트 부를 조립하되, 상기 끼움접속 돌부와 끼움접속 홈부 사이에 미리 결정된 공차를 두고 조립하는 샤프트 부 조립 단계; 및
상기 인접한 샤프트 부사이의 공차와 상기 샤프트 부와 보호관 간 공차에 전기적 절연체를 충진하는 절연체 충진 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리 제조방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 배선용차단기의 샤프트 어셈블리는 샤프트가 상(phase)별로 분리된 복수의 샤프트 부 사이의 에어 갭에 충진되는 전기적 절연체를 통해서 상간절연하는 구성을 가지므로, 샤프트에 있어서 상간 절연이 가능하면서도 전체 샤프트 어셈블리의 체적이 최소화될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 배선용차단기의 샤프트 어셈블리는 상기 샤프트와 상기 전기적 절연체를 외부에서 감싸게 설치되는 보호관을 더 포함하므로, 전기적 절연체에 부과될 수 있는 고온 고압의 아크로부터 전기적 절연체를 보호할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 배선용차단기의 샤프트 어셈블리에 있어서, 각각의 샤프트 부는 인접한 샤프트 부와의 끼움 접속을 위해서, 양 단부에 각각 끼움접속 돌부와 끼움접속 홈부를 구비하므로, 샤프트 부의 조립에 의한 샤프트의 구성이 매우 간단히 신속하게 수행될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 배선용차단기의 샤프트 어셈블리에 있어서, 링크는 상부면과 하부면중 적어도 어느 하나는 평면으로 형성되어 짧은 상하 폭을 가지므로, 샤프트 어셈블리의 체적 감축에 효과적인 잇점이 있다.
본 발명의 배선용차단기의 샤프트 어셈블리에 있어서, 복수의 링크(link)중 교류 S상용의 링크는, S상용 가동접촉자의 구동용 링크 핀의 접속구와, 개폐기구로부터 구동력 접수를 위한 링크 핀의 접속구를 모두 구비하므로, 종래기술과 같이 개폐기구와의 구동 접속용 링크를 별도로 구성할 필요가 없어져 샤프트 어셈블리의 체적 감축 및 생산성 향상과 원가절감의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리 제조방법은, 샤프트 부의 외주면에 짧은 상하 폭을 가지는 복수의 링크(link)를 압입하여 샤프트 부와 링크의 1차 조립체를 형성하는 1차 조립 단계와, 샤프트 부의 외주면에 상기 샤프트 부의 외경보다 미리 결정된 공차만큼 큰 내경을 갖는 보호관을 끼우는 보호관 조립 단계와, 끼움접속 돌부와 끼움접속 홈부를 맞추어 인접한 샤프트 부를 조립하되, 상기 끼움접속 돌부와 끼움접속 홈부 사이에 미리 결정된 공차를 두고 조립하는 샤프트 부 조립 단계 및 인접한 샤프트 부사이의 공차와 상기 샤프트 부와 보호관 간 공차에 전기적 절연체를 충진하는 절연체 충진 단계를 포함하여 구성되므로, 체적이 최소화되면서 상 간 절연이 확보될 수 있는 샤프트 어셈블리를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술의 일 예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리의 구성을 보여주는 사시도이고,
도 2는 종래기술의 다른 예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리의 구성을 보여주는 사시도이며,
도 3은 종래기술에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리를 포함하는 배선용 차단기의 종 단면도이고,
도 4는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리의 외형 구성을 보여주는 외형 사시도이며,
도 5는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리의 내부 구성을 보여주는 요부 종 단면도이고,
도 6은 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리 제조방법의 구성을 보여주는 공정단계도이다.
상술한 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리의 외형 구성을 보여주는 외형 사시도이며, 도 5는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리의 내부 구성을 보여주는 요부 종 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리(300)는, 샤프트(shaft)(310)와, 복수의 링크(link)(320, 330) 및 전기적 절연체(340)를 포함하여 구성된다. 바람직하게 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리(300)는, 샤프트(310)와 전기적 절연체(340)를 외부에서 감싸게 설치되는 보호관(350)을 더 포함할 수 있다.
도 6을 참조할 수 있는 바와 같이, 샤프트(310)는 상(phase)별로 분리된 복수의 샤프트 부(310A, 310B)를 포함한다. 즉, R상, S상, T상, N상과 같은 교류 상별로 각각의 샤프트 부(310A, 313B)가 마련되어, 4극(4상)용 배선용차단기의 경우 샤프트 부(310A, 310B)는 4개로 구성된다. 샤프트(310)는 상술한 바와 같이 상별로 분리된 샤프트 부(310A, 310B), 도 6에 도시된 부분에 있어서 샤프트 부(310A)가 인접한 샤프트 부(310B) 사이에 에어 갭(air gap, 공차)를 두고 접속되서 형성된다. 샤프트(310)는 양 단부가 도 3을 참조할 수 있는 배선용차단기(100)의 외함중 미도시된 지지벽부에 의해 지지되어 회동가능하다.
바람직하게 각각의 샤프트 부(310A, 310B)는 인접한 샤프트 부(310A, 310B)와의 끼움 접속을 위해서, 양 단부에 각각 끼움접속 돌부(310a)와 끼움접속 홈부(310b)를 갖는다.
복수의 링크(320, 330)는 샤프트(310)에 끼워져 샤프트(310)의 회동에 따라서 함께 같은 방향으로 회동가능하다. 복수의 링크(320, 330)는, 샤프트 부(310A, 310B)에 대응하게 마련된다. 즉, 샤프트 부(310A, 310B)가 상술한 바와 같이 R상, S상, T상, N상과 같은 교류 상별로 각각 되는 것과 같이 링크(320, 330)도 상별로 대응하게 마련되며, 따라서 3상용 배선용 차단기의 경우 상기 링크는 3개가 마련되고, 3상(4극)용 배선용 차단기의 경우 상기 링크는 4개가 마련된다. 특히 링크(320, 330)는 교류 S상용의 링크(320)와 여타 상(R상, T상, N상)용의 링크(330)가 구별된 구성을 가진다. 해당 구별된 구성으로서, S상용의 링크(320)는 미도시한 트립 스프링의 탄성에너지를 이용하여 개폐구동력을 제공하는 구동원인 개폐기구(도 3의 부호 10 참조)에 접속되는 연결 핀의 삽입을 허용하는 제 1 접속구(도 5의 부호 320a)과, 도 3의 연결링크(4)를 통해 개폐 구동력을 홀더(5)에 전달하기 위해 연결핀의 삽입을 허용하는 제 2 접속구(도 5의 부호 320b)를 포함하여 2개의 접속구(320a, 320b)를 가진다. 그러나 여타 R상, T상 및 중성상(N상)용의 링크(330)는 연결링크(4)를 통해 개폐 구동력을 해당 상의 홀더(5)에 전달하기 위해 연결핀의 삽입만을 필요로 하므로 1개의 접속구만을 가진다.
링크(320, 330)는 짧은 상하 폭을 가지며, 배선용차단기에 있어서 상별 가동접촉자를 개폐구동한다. 다시 말해서, 링크(320, 330)는 도 3에 있어서 하부가 연결링크(4)에 접속되어 연결링크(4)를 통해 홀더(5)에 개폐 구동력을 전달함으로써 상별 가동접촉자(1)를 개방 또는 폐로하는 방향으로 구동할 수 있다.
또한, 링크(320, 330)는, 도 5를 참조할 수 있는 바와 같이 짧은 상하 폭을 갖도록, 링크(320, 330)의 상부면과 하부면중 적어도 어느 하나는 평면으로 형성된다. 도 5에 도시한 실시예에서 링크(320, 330)는 상부면이 평면으로 구성되었다. 이와같이 링크(320, 330)에 있어서 상하 폭을 감축하려는 의도는 종래기술에 대한 설명에서 전술한 바와 같이 도 3에 있어서 절연격벽(50a)의 개구부 크기를 최소화하여 사고전류에 대응하여 회로차단(트립) 동작시 접점간에 발생하는 아크가 소호기구(30)쪽으로 전부 유도되지 않고 상기 개구부를 통해서 누출되어 개폐기구 등 배선용차단기의 구성부품에 손상을 입히고 아크의 소호시간이 늦어짐에 따라 차단성능이 저하되는 것을 방지하고자 함이다.
도 5 및 도 6을 참조할 수 있는 바와 같이, 전기적 절연체(340)는 복수의 샤프트 부(310A, 310B)를 상간 절연(즉, 인접한 상별의 샤프트 부간을 전기적으로 절연)하기 위한 수단으로서, 인접한 상기 샤프트 부(310A, 310B) 사이의 에어 갭(공차)에 충진된다. 상기 인접한 상기 샤프트 부(310A, 310B) 사이의 에어 갭은, 도 6을 참조할 수 있는 바와 같이, 인접한 상기 샤프트 부(310A, 310B)중 끼움접속 돌부(310a)와 끼움접속 홈부(310b)사이의 에어 갭과, 샤프트 부(310A, 310B)의 외부에 둘러싸게 설치되는 보호관(350)과 샤프트 부(310A, 310B)사이의 에어 갭과, 링크(320, 330)와 보호관(350)사이의 수평적 에어 갭을 포함한다.
도 5와 같이 외부에서는 링크(320, 330)와 보호관(350)사이의 수평적 공간에 충진한 전기적 절연체(340)만 보이게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리 제조방법을 도 7을 주로 참조하고 도 5 내지 도 6을 보조적으로 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 7을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리 제조방법은 1차 조립 단계(ST1)와, 보호관 조립 단계(ST2)와, 샤프트 부 조립 단계(ST3) 및 절연체 충진 단계(ST3)를 포함하여 구성된다.
1차 조립 단계(ST1)는, 도 6을 참조할 수 있는 바와 같이, 상(phase)별로 분리되며 양 단부에 끼움접속 돌부(310a)와 끼움접속 홈부(310b)를 가진 복수의 샤프트 부(310A, 310B)를 준비한 상태에서, 샤프트 부(310A, 310B)의 외주면에 짧은 상하 폭을 가지는 복수의 링크(320, 330)를 압입하여 샤프트 부(310A, 310B)와 링크 (320, 330)의 1차 조립체를 형성하는 것으로 수행된다.
보호관 조립 단계(ST2)는, 도 6을 참조할 수 있는 바와 같이, 샤프트 부(310A, 310B)중 어느 한 측 샤프트 부의 외주면에 샤프트 부(310A, 310B)의 외경보다 미리 결정된 공차만큼 큰 내경을 갖는 보호관(350)을 끼우는 것으로 수행될 수 있다.
샤프트 부 조립 단계(ST3)는, 도 6을 참조할 수 있는 바와 같이, 끼움접속 돌부(310a)와 끼움접속 홈부(310b)를 맞추어 인접한 샤프트 부(310A, 310B)를 조립하되, 끼움접속 돌부(310a)와 끼움접속 홈부(310b) 사이에 미리 결정된 에어 갭(공차)를 두고, 즉 미리 결정된 간격의 에어 갭(공차)를 두고 조립하는 것으로 수행된다.
절연체 충진 단계(ST3)는, 도 6을 참조할 수 있는 바와 같이, 인접한 샤프트 부(310A, 310B)사이의 공차와, 샤프트 부(310A, 310B)와 보호관(350) 간 공차에 전기적 절연체(340)를 충진하는 것으로 수행된다. 여기서, 충진은 링크(320, 330)와 보호관(350)사이의 수평적 에어 갭에도 수행된다. 충진하는 전기적 절연체(340)는 열가소성 합성수지재로서 전기적 절연성능을 갖는 예컨대 에폭시와 같은 액상의 절연체로 구성될 수 있고, 이러한 액상의 절연체는 충진 후 상온에서 경화시킴에 따라서 고체 상태의 절연체를 형성할 수 있다.
이와 같은 제조 단계에 의해서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리가 제조될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리의 동작을 간단히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리는 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 배선용차단기의 개폐기구(10)중 3상 및 중성상(중성극)용으로 복수의 상별 접점부(1, 2)를 동시에 개폐 구동할 수 있다.
즉, 도 5와 6으로 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리(300)가 도 3에 있어서 샤프트(3)와 샤프트 링크(3a) 대신 설치되었다고 가정하고 설명한다.
먼저, 사고전류 발생에 따른 회로차단(트립) 동작을 설명한다. 도 3에 있어서 개폐기구(10)의 트립 스프링(미 도시)로부터의 탄성 에너지에 의해서 전달 링크(6)가 잡아당겨지면 S상 링크(320) 및 샤프트(310)이 반시계방향으로 회전한다. 그에 따라 S상 링크(320)의 하부에 접속되는 연결링크(4)는 곡선형 구조이므로 시계방향으로 회전하면서 홀더(5)를 개재하여 가동접촉자(1)를 고정접촉자(2)로부터 분리시켜 회로를 차단(트립)하게 된다.
다음, 투입 동작을 설명한다. 도 3에 있어서 사용자의 수동력에 의해서 개폐기구(10)중 핸들(부호 미 부여)의 투입방향 조작에 따라서 전달 링크(6)가 밀어지면 S상 링크(320) 및 샤프트(310)이 시계방향으로 회전한다. 그에 따라 S상 링크(320)의 하부에 접속되는 연결링크(4)는 곡선형 구조이므로 반시계방향으로 회전하면서 홀더(5)를 개재하여 가동접촉자(1)를 고정접촉자(2)에 접촉시켜 폐회로를 이루게 함으로써 투입동작이 이루어진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 배선용차단기의 샤프트 어셈블리(300)는 샤프트(310)가 상(phase)별로 분리된 복수의 샤프트 부(310A, 310B) 사이의 에어 갭에 충진되는 전기적 절연체(340)를 통해서 상간절연하는 구성을 가지므로, 샤프트 전체를 절연체내에 매입하는 도 1의 구조와 같은 종래기술 및 상간 절연에 문제가 있는 도 2의 구조와 같은 종래기술에 대비해서, 상간 절연이 가능하면서도 전체 샤프트 어셈블리의 체적이 최소화될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 배선용차단기의 샤프트 어셈블리(300)는, 샤프트(310)와 전기적 절연체(340)를 외부에서 감싸게 설치되는 보호관(350)을 더 포함하므로, 전기적 절연체(340)에 부과될 수 있는 고온 고압의 아크로부터 전기적 절연체(340)를 보호할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 배선용차단기의 샤프트 어셈블리(300)에 있어서, 교류의 상(R, S, T, N)별로 구성되는 각각의 샤프트 부(310A, 310B)는 인접한 샤프트 부와의 끼움 접속을 위해서, 양 단부에 각각 끼움접속 돌부(310a)와 끼움접속 홈부(310b)를 구비하므로, 샤프트 부(310A, 310B)의 조립에 의한 샤프트(310)의 구성이 매우 간단히 신속하게 수행될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 배선용차단기의 샤프트 어셈블리(300)에 있어서, 링크(320, 330)는 상부면과 하부면중 적어도 어느 하나, 즉 도 5에 따른 실시 예상 상부면이 평면으로 형성되어 짧은 상하 폭을 가지므로, 샤프트 어셈블리의 체적 감축에 효과적인 잇점을 얻을 수 있다.
본 발명의 배선용차단기의 샤프트 어셈블리(300)에 있어서, 복수의 링크(320, 330)중 교류 S상용의 링크(320)는, S상용 가동접촉자의 구동용 링크 핀의 접속구(320a)와, 개폐기구로부터 구동력 접수를 위한 링크 핀의 접속구(320b)를 모두 구비하므로, 종래기술과 같이 개폐기구와의 구동 접속용 링크를 별도로 구성할 필요가 없어져 샤프트 어셈블리의 체적 감축 및 생산성 향상과 원가절감의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 배선용차단기의 샤프트 어셈블리 제조방법은, 샤프트 부(310A, 310B)의 외주면에 짧은 상하 폭을 가지는 복수의 링크(320, 330)를 압입하여 샤프트 부(310A, 310B)와 링크(320, 330)의 1차 조립체를 형성하는 1차 조립 단계(ST1)와, 샤프트 부(310A, 310B)의 외주면에 샤프트 부(310A, 310B)의 외경보다 미리 결정된 공차만큼 큰 내경을 갖는 보호관(350)을 끼우는 보호관 조립 단계(ST2)와, 끼움접속 돌부(310a)와 끼움접속 홈부(310b)를 맞추어 인접한 샤프트 부(310A, 310B)를 조립하되, 끼움접속 돌부(310a)와 끼움접속 홈부(310b) 사이에 미리 결정된 공차를 두고 조립하는 샤프트 부 조립 단계(ST3) 및 인접한 샤프트 부(310A, 310B)사이의 공차와 샤프트 부(310A, 310B)와 보호관(350) 간 공차에 전기적 절연체(340)를 충진하는 절연체 충진 단계(ST4)를 포함하여 구성되므로, 체적이 최소화되면서 상 간 절연이 확보될 수 있는 샤프트 어셈블리(300)를 제조할 수 있는 효과가 있다.
300: 샤프트 어셈블리 310: 샤프트
310A, 310B: 샤프트 부 310a: 끼움접속 돌 부
310b: 끼움접속 홈 부 320, 330: 링크
340: 전기적 절연체 350: 보호관

Claims (6)

  1. 배선용차단기의 샤프트 어셈블리에 있어서,
    상(phase)별로 분리된 복수의 샤프트 부가 인접한 상기 샤프트 부 사이에 에어 갭(air gap)을 두고 접속되서 형성되고, 회동가능한 샤프트(shaft);
    상기 샤프트에 끼워져 상기 샤프트의 회동에 따라서 함께 같은 방향으로 회동가능하며, 상기 샤프트 부에 대응하게 마련되고, 짧은 상하 폭을 가지며, 상기 배선용차단기에 있어서 상별 가동접촉자를 개폐구동하는 복수의 링크(link);
    인접한 상기 샤프트 부 사이의 상기 에어 갭에 충진되어, 상기 복수의 샤프트 부를 상간 절연하는 전기적 절연체;및
    상기 샤프트와 상기 전기적 절연체를 외부에서 감싸게 설치되는 보호관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용차단기의 샤프트 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 샤프트 부는 인접한 샤프트 부와의 끼움 접속을 위해서, 양 단부에 각각 끼움접속 돌부와 끼움접속 홈부를 갖는 것을 특징으로 하는 배선용차단기의 샤프트 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    짧은 상하 폭을 갖도록 상기 링크의 상부면과 하부면중 적어도 어느 하나는 평면으로 형성된 것을 특징으로 하는 배선용차단기의 샤프트 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 링크(link)중 교류 S상용의 링크는,
    S상용 가동접촉자의 구동용 링크 핀의 접속구와,
    개폐기구로부터 구동력 접수를 위한 링크 핀의 접속구를 모두 구비하는 것을 특징으로 하는 배선용차단기의 샤프트 어셈블리.
  6. 배선용차단기의 샤프트 어셈블리 제조방법에 있어서,
    상(phase)별로 분리되며 양 단부에 끼움접속 돌부와 끼움접속 홈부를 가진 복수의 샤프트 부를 준비하여, 상기 샤프트 부의 외주면에 짧은 상하 폭을 가지는 복수의 링크(link)를 압입하여 샤프트 부와 링크의 1차 조립체를 형성하는 1차 조립 단계;
    상기 샤프트 부의 외주면에 상기 샤프트 부의 외경보다 미리 결정된 공차만큼 큰 내경을 갖는 보호관을 끼우는 보호관 조립 단계;
    상기 끼움접속 돌부와 끼움접속 홈부를 맞추어 인접한 샤프트 부를 조립하되, 상기 끼움접속 돌부와 끼움접속 홈부 사이에 미리 결정된 공차를 두고 조립하는 샤프트 부 조립 단계; 및
    상기 인접한 샤프트 부사이의 공차와 상기 샤프트 부와 보호관 간 공차에 전기적 절연체를 충진하는 절연체 충진 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용차단기의 샤프트 어셈블리 제조방법.
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