KR101759596B1 - 소형 배선용 차단기의 개폐기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 배선용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형 배선용 차단기의 개폐기구에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 개폐기구는 차단기를 투입 및 개방위치로 조작할 수 있는 핸들; 일단부가 상기 핸들에 연결되어 회전운동을 하는 링크; 상기 링크의 타단부에 결합되어 상하운동을 하는 단속레버; 및 상기 단속레버에 의해 구속상태에 있는 경우에는 고정접촉자로부터 이격된 위치에 있고, 상기 단속레버로부터 해방상태에 있는 경우에는 고정접촉자에 접촉된 위치에 있게 되는 가동접촉자;를 포함하여 구성된다.

Description

소형 배선용 차단기의 개폐기구{Switching Mechanism of Miniature Circuit Breaker}

본 발명은 소형 배선용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형 배선용 차단기의 개폐기구에 관한 것이다.

일반적으로, 소형 배선용 차단기는 교류 110/220V의 저압회로(15∼30A)를 이루는 소형 분전반 내에 설치되어 과전류 보호, 단락 보호를 위하여 사용되며, 상가, 사무실, 백화점 등의 스위치로 분전반 내에 밀도 높게 내장되어 한 곳에서 다수의 부하를 편리하게 개폐하는 장치로 사용된다. 또, 공작기계, 공장 설비 등에 기기의 전원을 개폐하는 용도로도 사용된다. 소형 배선용 차단기는 전문 지식이 없는 일반 사용자가 사용하는 제품이므로 설치 후 운전에 특별히 안전성이 요구된다.

소형 배선용 차단기는 산업용으로 쓰이는 일반적인 회로차단기와 마찬가지로 차단기는 회로부의 개폐를 가능하게 하는 개폐기구부, 이상전류를 검출하는 검출기구부, 과전류나 단락전류 등 이상전류 발생시 개폐기구부를 개리시킴으로써 선로나 부하를 보호하도록 하는 트립부, 차단시 발생되는 아크를 소호 및 냉각시기는 기능을 하는 소호부로 구성되어 있다.

도 1 및 도 2에 종래기술에 따른 소형 배선용 차단기의 개폐동작이 도시되어 있다. 종래의 소형 배선용 차단기는 외형을 이루어 내부부품을 지지하고 전기적 절연을 유지하도록 하는 케이스(1), 기구부(4)를 조작하여 개방 및 투입 위치로 조작하기 위한 핸들(2), 핸들(2)의 회전력을 직선운동으로 변환하여 기구부(4)에 힘을 전달하는 핸들레버(3), 기구부(4)에 연결되어 전기의 흐름을 단속하는 가동접점(5), 케이스(1)의 일부에 고정되어 가동접점으로부터 전달된 전류를 부하 측에 전달하는 고정 접점(6), 가동 접점에 연결되는 전원측 단자(7), 부하 측에 연결되는 부하측 단자(8)로 구성된다.

도 1은 차단기가 개방 위치에 있는 상태를 나타낸다. 이때, 핸들(2)이 회전하여 투입 위치로 움직이면 핸들레버(3)와 기구부(4)를 거쳐 가동접점(5)이 회전하여 고정접점(6)에 접촉하게 되어 도 2와 같은 상태에 이르며 전류의 통전이 이루어진다. 여기서, 가동 접점(5)과 고정 접점(6) 사이에는 초기 접촉 상태에서 안정된 접촉 상태에 이르는 동안 가동 접점(5)이 고정 접점(6)의 접촉면을 따라서 미끄럼 운동을 하게 된다. 접압력이 약한 상태에서 미끄러짐에 따라 접점의 마모가 발생하게 되며, 장기간의 사용에 따라 전기적 내구성이 떨어지게 된다는 문제점이 있다. 심한 경우에는 접점이 손상되어 사용이 불가능한 상태에 이르기도 한다.

본 발명과 관련한 선행기술로 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 대한민국 등록특허 제10-1052634호 '소형 배선용 차단기의 개폐기구'와 제10-1158639호 '차단기의 개폐기구'를 참조할 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 차단기의 개폐동작 시에 가동접촉자의 움직임을 제한하여 고정 접점과 가동 접점 간의 미끄러짐 현상을 방지함으로써 접점의 마모 및 손상이 감소되도록 하는 소형 배선용 차단기의 개폐기구를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 개폐기구는 차단기를 투입 및 개방위치로 조작할 수 있는 핸들; 일단부가 상기 핸들에 연결되어 회전운동을 하는 링크; 상기 링크의 타단부에 결합되어 상하운동을 하는 단속레버; 및 상기 단속레버에 의해 구속상태에 있는 경우에는 고정접촉자로부터 이격된 위치에 있고, 상기 단속레버로부터 해방상태에 있는 경우에는 고정접촉자에 접촉된 위치에 있게 되는 가동접촉자;를 포함하여 구성되며, 상기 구속상태에서 상기 해제상태로 변경되는 동작은 상기 핸들의 회전동작 후반부에 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 핸들에는 소정각도로 이격되는 걸림편과 복귀용 돌편이 형성되어 상기 링크를 반시계방향 또는 시계 방향으로 회전하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 링크의 일단부에는 상기 걸림편에 접촉될 수 있는 입력돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 링크의 타단부에는 상기 단속레버가 연결될 수 있는 결합돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단속레버의 상단부에는 상기 결합돌기에 끼워질 수 있는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 단속레버의 하단부에는 돌출편이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가동접촉자에는 중앙부에 돌기부가 형성되어 상기 돌출편에 맞닿을 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단속레버의 돌출편의 넓이는 상기 가동접촉자의 돌기부의 넓이보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 걸림편과 복귀용 돌편의 사잇각은 상기 핸들의 회전각도보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 개폐기구에 의하면, 차단기의 개폐동작 시에 가동접점과 고정접점 사이의 미끄러짐 현상이 방지되어 마모가 감소되는 효과가 있다.

또한, 접압력이 클 때 접점부의 접촉이 집중하여 일어나므로 접압력의 손실이 없다.

도 1은 종래기술에 따른 소형 배선용 차단기의 개방상태를 나타내고 있다.
도 2는 종래기술에 따른 소형 배선용 차단기의 투입상태를 나타내고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 케이스가 도시되어 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 핸들이 도시되어 있는 것으로 (A) 정면사시도 (B) 배면사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 링크와 레버가 도시되어 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 가동접촉자가 도시되어 있다.
도 7,8,9에는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 작동상태가 나타나 있는 것으로, 도 7은 개방상태의 정면도이고, 도 8은 투입과정 중의 배면도이며, 도 9는 투입완료 상태의 배면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 개폐기구는 차단기를 투입 및 개방위치로 조작할 수 있는 핸들(20); 일단부가 상기 핸들에 연결되어 회전운동을 하는 링크(30); 상기 링크의 타단부에 결합되어 상하운동을 하는 단속레버(40); 및 상기 단속레버에 의해 구속상태에 있는 경우에는 고정접촉자로부터 이격된 위치에 있고, 상기 단속레버로부터 해방상태에 있는 경우에는 고정접촉자에 접촉된 위치에 있게 되는 가동접촉자(50);를 포함하여 구성된다.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 케이스, 도 4에는 핸들, 도 5에는 링크와 레버, 도 6에는 가동접촉자가 도시되어 있다. 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예가 적용되는 차단기의 개폐기구 중에서 종래의 구성요소 및 개폐동작과 관련하여서는 선행기술과 같으므로 이에 대하여는 별도로 설명하지 않기로 한다.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 케이스(10)의 상부에 도 2에 도시된 바와 같은 핸들(20)이 결합된다. 케이스(10) 상부에는 핸들(20)이 회전 가능하게 결합될 수 있는 핸들장착부(11)가 형성된다. 핸들장착부(11)는 짧은 길이의 중공축 형태로 이루어질 수 있다.

케이스(10)의 일부에는 후술하는 링크(30)를 장착할 수 있는 링크삽입돌기(12)와 링크(30)의 상단위치를 설정하는 위치제한돌기(14) 및 단속레버(40)를 지지할 수 있는 지지부(13)가 각각 돌출 형성된다.

핸들(20)은 케이스(10)의 외부로 돌출되어 사용자가 잡고 작동시킬 수 있는 손잡이부(21)와 회전체로 형성되는 몸체부(22)로 구성될 수 있다. 몸체부(22)는 전체적으로 원통체 형태로 형성되며, 중심부에는 핸들장착부(11)에 결합되도록 중공부(23)가 관통되어 형성된다.

핸들(20) 몸체부(22) 배후면에는 후술하는 링크(30)를 회전시킬 수 있도록 걸림편(24)과 복귀용 돌편(25)이 각각 돌출하여 형성된다. 걸림편(24)과 복귀용 돌편(25)은 중공부(23)의 둘레에 소정각도로 이격하여 형성된다. 즉, 핸들(20)이 시계방향으로 회전하여 개방상태에서 투입상태로 전환될 때, 링크(30)는 걸림편(24)에 접촉하게 되면서 힘을 받아 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이와 반대로, 핸들(20)이 반시계 방향으로 회전하여 투입상태에서 개방상태로 전환될 때, 링크(30)는 복귀용 돌편(25)에 접촉하게 되면서 힘을 받아 시계방향으로 회전하게 된다.

걸림편(24)과 복귀용 돌편(25)이 이격되는 각도 즉, 사잇각은 핸들(20)의 개방위치와 투입위치 간의 회전각도보다는 작게 형성된다. 걸림편(24)과 복귀용 돌편(25)의 사잇각이 핸들(20)의 회전각도보다 크게 형성되는 경우에는 링크(30)가 핸들(20)의 움직임에 구속받지 않게 되는 경우가 발생하기 때문이다. 또한, 걸림편(24)의 위치는 핸들(20)이 투입상태로 가는 지점에 임박해서 링크(30)를 구속하도록 설계된다. 이에 따라, 링크(30)에 대한 접촉력을 해제하거나 구속하는 시간이 짧은 시간 내에 이루어지도록 하게 된다.

링크(30)는 링형 몸체(31)와 몸체(31) 양측에 소정 각도로 벌어져 돌출 형성되는 양단부(33,35)로 구성된다. 링크(30) 몸체(31)에는 중앙부에 축홈(32)이 형성되어 있어, 케이스(10)에 형성된 링크삽입돌기(12)에 회전 가능하게 끼워진다.

링크(30)의 일단부(33)에는 상측으로 입력돌기(34)가 돌출하여 형성된다. 입력돌기(34)는 핸들(20)의 걸림편(24)이 접촉하는 경우 링크(30)가 미끄러져 벗어나지 않도록 하며 핸들(20)로부터 전달되는 힘을 받아 링크(30)가 회전하도록 한다.

링크(30)의 타단부(35)에는 일측면에 후술하는 단속레버(40)가 결합될 수 있는 결합돌기(36)가 돌출하여 형성된다. 결합돌기(36)의 단면은 원형으로 형성되어 링크(30)와 단속레버(40)가 회전 가능하게 연결되어 결합되도록 한다.

단속레버(40)는 측면에서 보았을 때, 전체적으로 'L'자형으로 형성될 수 있다.

단속레버(40)의 상단부에는 링크(30)의 결합돌기(36)에 끼워질 수 있도록 결합홈(41)이 형성된다. 링크(30)의 결합돌기(36)가 단속레버(40)의 결합홈(41)에 끼워짐으로써 단속레버(40)는 링크(30)를 따라 움직일 수 있게 된다. 이때, 단속레버(40)는 링크(30)에 회전 가능하게 결합되므로 링크(30)가 회전운동을 하더라도 단속레버(40)는 상하운동을 할 수 있게 된다.

단속레버(40)의 하단부에는 돌출편(42)이 형성된다. 차단기의 개방상태에서, 돌출편(42)은 후면으로는 케이스(10)의 지지부(13)의 지지를 받고 전면으로는 후술하는 가동접촉자(50)를 지지하게 된다. 돌출편(42)의 전면은 가동접촉자(50)를 안정적으로 지지하기 위하여 평면으로 형성될 수 있다.

가동접촉자(50)는 'T'자형 몸체부(51)와 몸체부(51) 일측에 결합되는 접점대(54)로 구성될 수 있다. 가동접촉자(50)의 몸체부(51)에는 중앙부에 단속레버(40)의 돌출편(42)에 접촉할 수 있는 돌기부(52)가 형성된다. 차단기의 개방상태에서, 단속레버(40)의 돌출편(42)에 가동접촉자(50)의 돌기부(52)가 접촉한 상태로 있게 되어 가동접촉자(50)는 고정접촉자(60)로부터 개리된 상태에 놓이게 된다.

여기서, 단속레버(40)의 돌출편(42)의 접촉면 넓이가 가동접촉자(50)의 돌기부(52)의 접촉면 넓이보다 넓게 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 단속레버(40)가 가동접촉자(50)를 안정적으로 지지하기 위함이다.

가동접촉자(50)의 돌기부(52) 상부에는 오목한 형태의 요홈부(53)가 형성된다. 링크(30)가 회전하여 단속레버(40)가 상방으로 이동하는 경우 돌출편(42)은 돌기부(52)로부터 벗어나 요홈부(53)에 들어가게 된다. 이에 따라, 가동접촉자(50)는 구속력이 해제되어 고정접촉자(60)에 접촉하게 된다.

가동접촉자(50)의 돌기부(52) 상부면은 경사면으로 형성될 수 있다. 이렇게 함으로써, 핸들(20)이 투입상태에서 개방상태로 회전하여 링크(30)가 회전하고 이에 따라 단속레버(40)가 하강운동하는 경우 단속레버(40)의 돌출편(42)이 가동접촉자(50)의 돌기부(52)를 용이하게 밀어낼 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 개폐기구의 작용에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 7,8,9에 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 배선용 차단기의 작동상태가 나타나 있다. 도 7은 개방상태의 정면도이고, 도 8은 투입과정 중의 배면도이며, 도 9는 투입완료 상태의 배면도이다.

핸들(20)이 개방위치에서 투입위치로 움직일 때, 초기에는 링크(30)의 일단부(33)가 케이스(10)의 제한위치돌기(14)에 접하고 있는 상태에서 핸들(20)의 걸림편(24)이 링크(30)의 입력돌기(34)에 닿지 않으므로 링크(30)는 제자리에 있게 된다(도 7 참조).

핸들(20)이 투입위치에 도달할 때 임박해서 핸들(20)의 걸림편(24)은 링크(30)의 입력돌기(34)에 접촉하게 되고, 이에 따라 핸들(20)의 회전방향과 반대방향으로 링크(30)가 회전하게 된다. 링크(30)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 단속레버(40)는 상방으로 움직이기 시작한다(도 8 참조).

핸들(20)이 투입위치에 도달하여 투입완료가 되면 단속레버(40)는 상방으로 많이 이동하게 되고, 단속레버(40)의 돌출편(42)은 가동접촉자(50)의 돌기부(52)로부터 완전히 벗어나 요홈부(53)에 들어가게 된다. 가동접촉자(50)는 단속레버(40)에 의한 구속으로부터 벗어나므로 고정접촉자(60)에 접촉하게 되어 통전이 이루어진다.

핸들(20)을 투입위치로부터 개방위치로 해제하는 경우에는 다음과 같다.

핸들(20)의 복귀용 돌편(25)에 링크(30)의 일단부(33)가 접촉하여 링크(30)가 회전하게 된다(도 9에서 반시계 방향). 링크(30)가 회전함에 따라 단속레버(40)는 하방으로 움직이게 되고, 단속레버(40)의 돌출편(42)은 가동접촉자(50)의 돌기부(52)를 밀어냄으로써 가동접촉자(50)는 고정접촉자(60)로부터 개리된다. 이에 따라, 전류의 흐름은 차단된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

10 케이스 11 핸들장착부
12 링크삽입돌기 13 지지부
20 핸들 21 손잡이부
22 몸체부 23 중공부
24 걸림편 25 복귀용 돌편
30 링크 31 몸체
32 축홈 33 일단부
34 입력돌기 35 타단부
36 결합돌기 40 단속레버
41 결합홈 42 돌출편
50 가동접촉자 51 몸체부
52 돌기부 53 요홈부
54 접점대 60 고정접촉자

Claims (9)

1. 차단기를 투입 및 개방위치로 조작할 수 있는 핸들;
   일단부가 상기 핸들에 연결되어 회전운동을 하는 링크;
   상기 링크의 타단부에 결합되어 상하운동을 하는 단속레버; 및
   상기 단속레버에 의해 구속상태에 있는 경우에는 고정접촉자로부터 이격된 위치에 있고, 상기 단속레버로부터 해방상태에 있는 경우에는 고정접촉자에 접촉된 위치에 있게 되는 가동접촉자;를 포함하며,
   상기 구속상태에서 상기 해방상태로 변경되는 동작은 상기 핸들의 회전동작 후반부에 이루어지고,
   상기 핸들에는 소정각도로 이격되는 걸림편과 복귀용 돌편이 형성되어 상기 링크를 반시계방향 또는 시계 방향으로 회전하도록 하고,
   상기 링크의 일단부에는 상기 걸림편에 접촉될 수 있는 입력돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 배선용 차단기의 개폐기구.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 링크의 타단부에는 상기 단속레버가 연결될 수 있는 결합돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 배선용 차단기의 개폐기구.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 단속레버의 상단부에는 상기 결합돌기에 끼워질 수 있는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 배선용 차단기의 개폐기구.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 단속레버의 하단부에는 돌출편이 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 배선용 차단기의 개폐기구.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 가동접촉자에는 중앙부에 돌기부가 형성되어 상기 돌출편에 맞닿을 수 있는 것을 특징으로 하는 소형 배선용 차단기의 개폐기구.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 단속레버의 돌출편의 넓이는 상기 가동접촉자의 돌기부의 넓이보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 배선용 차단기의 개폐기구.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 걸림편과 복귀용 돌편의 사잇각은 상기 핸들의 회전각도보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 배선용 차단기의 개폐기구.
   
   
   
   

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