KR101895264B1 - 차단기 - Google Patents

Abstract

기설정된 전류값을 초과하는 과전류가 발생하더라도 자기장에 의해 구동되어 신속하게 전류의 흐름을 차단함으로써 구동신뢰성이 개선되도록, 본 발명은 한 쌍의 전원단자를 포함하는 전원연결부와, 한 쌍의 부하단자를 포함하는 부하연결부가 양측에 각각 구비되는 하우징부; 상기 하우징부에 장착되되 상기 전원연결부 및 상기 부하연결부의 선택적인 접속을 스위칭하며 누전 감지시 트립 동작을 위한 트립구동부가 구비된 트립스위칭부; 상기 전원연결부 및 상기 부하연결부의 연결전선이 관통되도록 구비되어 누전 여부를 감지하여 구동신호를 전송하는 영상변류기; 상기 트립구동부를 구동하기 위한 플런저의 구동전원이 인가되는 보빈을 포함하는 솔레노이드부; 상기 영상변류기 및 상기 솔레노이드부의 후측에 결합되며, 상기 영상변류기의 누전 감지시 상기 구동신호를 수신받아 상기 구동전원의 인가를 제어하는 회로부가 구비되는 인쇄회로기판; 기설정된 전류값을 초과하는 과전류로 인한 자기장에 의해 상기 구동전원이 인가되도록 상기 한 쌍의 전원단자 중 어느 일측과 상기 솔레노이드부를 전기적으로 연결하는 제1과전류감지부; 및 기설정된 전류값을 초과하는 과전류로 인한 자기장에 의해 상기 영상변류기를 통해 상기 구동전원이 인가되도록 상기 한 쌍의 전원단자 중 타측과 전기적으로 연결되는 제2과전류감지부를 포함하는 차단기를 제공한다.

Description

차단기{circuit breaker}

본 발명은 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기설정된 전류값을 초과하는 과전류가 발생하더라도 자기장에 의해 구동되어 신속하게 전류의 흐름을 차단함으로써 구동신뢰성이 개선된 차단기에 관한 것이다.

일반적으로, 차단기는 설정 값을 초과한 과전류가 흐르거나 회로 내에 누전이 발생하는 경우 수동 또는 자동 조작에 의해 전기선로의 개폐동작을 신속하게 전환시켜 전류의 흐름을 차단함으로써 부하측에 연결된 전기 기기 및 선로의 파손을 방지하기 위한 안전장치이다.

여기서, 종래에 사용되는 바이메탈 방식의 차단기는 열팽창률이 다른 두 금속을 붙여 놓아 열이 가해질 경우 열팽창율이 작은 쪽으로 휘는 특성을 갖는 바이메탈을 이용한다.

이러한 바이메탈 방식의 차단기는 통상 회로에 전류가 공급되면 저항이 발생하여 상기 바이메탈이 가열되며, 일정한 기준 이상의 과다 전류가 흐를 경우 상기 바이메탈이 휘어지면서 인접하여 닿아있는 트립부가 구동된다. 그리고, 상기 바이메탈의 하부에 결합된 접촉단자가 입력터미널로부터 이격되어 전류의 흐름이 차단될 수 있다.

그러나, 종래의 바이메탈 방식의 차단기는 과전류 발생시 상기 바이메탈이 변형됨에 따라 상기 트립바가 구동되는 구조로, 상기 바이메탈이 변형되는 시간이 발생하여 전원을 차단하는 속도가 상대적으로 늦어지는 문제점이 있었다.

더욱이, 전원을 차단하는 속도가 상대적으로 늦어짐에 따라 차단기 내부의 구성부품뿐만 아니라 부하측에 연결된 전기 기기 및 선로의 파손이 우려되는 문제점이 있었다.

한국 등록실용신안 제20-0359413호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 기설정된 전류값을 초과하는 과전류가 발생하더라도 자기장에 의해 구동되어 신속하게 전류의 흐름을 차단함으로써 구동신뢰성이 개선된 차단기를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 한 쌍의 전원단자를 포함하는 전원연결부와, 한 쌍의 부하단자를 포함하는 부하연결부가 양측에 각각 구비되는 하우징부; 상기 하우징부에 장착되되 상기 전원연결부 및 상기 부하연결부의 선택적인 접속을 스위칭하며 누전 감지시 트립 동작을 위한 트립구동부가 구비된 트립스위칭부; 상기 전원연결부 및 상기 부하연결부의 연결전선이 관통되도록 구비되어 누전 여부를 감지하여 구동신호를 전송하는 영상변류기; 상기 트립구동부를 구동하기 위한 플런저의 구동전원이 인가되는 보빈을 포함하는 솔레노이드부; 상기 영상변류기 및 상기 솔레노이드부의 후측에 결합되며, 상기 영상변류기의 누전 감지시 상기 구동신호를 수신받아 상기 구동전원의 인가를 제어하는 회로부가 구비되는 인쇄회로기판; 기설정된 전류값을 초과하는 과전류로 인한 자기장에 의해 상기 구동전원이 인가되도록 상기 한 쌍의 전원단자 중 어느 일측과 상기 솔레노이드부를 전기적으로 연결하는 제1과전류감지부; 및 기설정된 전류값을 초과하는 과전류로 인한 자기장에 의해 상기 영상변류기를 통해 상기 구동전원이 인가되도록 상기 한 쌍의 전원단자 중 타측과 전기적으로 연결되는 제2과전류감지부를 포함하는 차단기를 제공한다.

여기서, 상기 제2과전류감지부는 상기 타측 전원단자의 하측에 기설정된 간격으로 이격되되 과전류 발생시 자기장에 의해 신장되어 접촉되는 제2코일스프링과, 상기 제2코일스프링의 하단부가 선택적으로 걸림 구속되는 제2연결부재와, 상기 제2연결부재 및 상기 인쇄회로기판을 연결하는 제2전선부를 포함하되, 상기 제2과전류감지부는 과전류 발생시 상기 영상변류기가 상기 구동신호를 전송하도록 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 하우징부의 상부에는 테스트 스위치가 관통되는 커버가 결합되며, 상기 인쇄회로기판에 장착되며 상기 테스트 스위치의 하측에 대면 배치되는 테스트핀과, 상기 테스트핀의 상부에 배치되며 상기 테스트 스위치의 가압력에 따라 상기 테스트핀에 탄발적으로 접촉되는 탄성접촉편을 더 포함하며, 상기 영상변류기에는 상기 테스트핀 및 상기 탄성접촉편의 접촉시 테스트 전류가 인가되는 테스트라인이 관통되되, 상기 제2전선부는 과전류 발생시 상기 타측 전원단자로부터 유입된 전류가 상기 테스트라인에 인가되도록 전기적으로 연결됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제1과전류감지부는 상기 일측 전원단자의 하측에 기설정된 간격으로 이격되되 과전류 발생시 자기장에 의해 신장되어 접촉되는 제1코일스프링과, 상기 제1코일스프링의 하단부가 선택적으로 걸림 구속되는 제1연결부재와, 상기 제1연결부재와 상기 솔레노이드부를 연결하는 제1전선부를 포함함이 바람직하다.

한편, 상기 인쇄회로기판에는 상기 제1과전류감지부 또는 상기 회로부로부터 인가되는 상기 구동전원이 상기 솔레노이드부에 공급되도록 전기적으로 연결되는 한 쌍의 보빈연결자가 구비되되, 상기 한 쌍의 보빈연결자 중 어느 일측은 상기 제1과전류감지부 및 상기 회로부와 전기적으로 연결됨이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 차단기는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 과전류 발생시 자기장에 즉각 반응하는 제1과전류감지부 및 제2과전류감지부가 한 쌍의 전원단자에 대응하여 각각 배치됨에 따라 각 전원단자 중 적어도 어느 일측에 과전류가 발생하더라도 그에 대응하는 과전류감지부에 의해 신속하게 트립 동작이 수행되므로 과전류 차단에 대한 구동신뢰성이 현저히 개선될 수 있다.

둘째, 상기 제2과전류감지부는 과전류 발생시 타측 전원단자로부터 통전되는 전류가 영상변류기를 통해 누전 차단을 테스트하는 테스트라인에 테스트 전류로서 흐르게 하여 구동전원을 인가하므로 누전 및 과전류 차단에 대한 복합적 사용을 통해 전체 구성부품의 수가 최소화되어 제품의 생산경제성이 더욱 향상될 수 있다.

셋째, 상기 제1과전류감지부는 과전류 발생 시 자기장에 의해 제1코일스프링이 즉각적으로 일측 전원단자와 접촉되도록 신장됨에 따라 통전되는 전류를 플런저의 구동전원으로서 직접적으로 인가하므로 구동전원이 공급되는 전기 회로가 최단 루프로 제공되어 과전류 차단에 대한 반응성이 더욱 향상될 수 있다.

넷째, 상기 제1과전류감지부 및 상기 제2과전류감지부는 실질적으로 상호 다른 전기 회로를 통해 상기 솔레노이드부에 구동전원을 인가하여 과전류 차단을 수행하므로 상기 솔레노이드부의 쇼트 발생으로 인한 오작동 내지 고장이 미연에 방지되므로 제품의 내구성 및 구동신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.

다섯째, 상기 한 쌍의 보빈연결자 중 어느 일측이 상기 제1과전류감지부 및 상기 회로부와 전기적으로 연결됨에 따라 실질적으로 상기 솔레노이드부의 구동을 위한 구성부품이 과전류 차단 또는 누전 차단을 위해 복합적으로 사용되므로 구성부품 수가 최소화되어 제품의 생산성이 더욱 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차단기에서 하우징부의 일부분이 절개되어 구성부품의 결합구조가 노출된 상태를 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차단기에서 하우징부의 하부구조를 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차단기의 제1과전류감지부를 나타낸 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차단기에서 하우징부를 제외한 구성부품의 결합상태를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차단기에서 제1과전류감지부의 구동상태를 측면에서 바라본 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차단기를 나타낸 회로도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차단기를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차단기에서 하우징부의 일부분이 절개되어 구성부품의 결합구조가 노출된 상태를 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차단기에서 하우징부의 하부구조를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차단기의 제1과전류감지부를 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차단기에서 하우징부를 제외한 구성부품의 결합상태를 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차단기에서 제1과전류감지부의 구동상태를 측면에서 바라본 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차단기를 나타낸 회로도이다.

도 1 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차단기(200)는 하우징부(110), 트립스위칭부(120), 영상변류기(130), 솔레노이드부(140), 인쇄회로기판(150), 제1과전류감지부(160A) 그리고 제2과전류감지부(160B)를 포함하여 구비된다.

여기서, 상기 하우징부(110)는 구성부품이 장착되는 베이스부(110a)와, 상기 베이스부(110a)의 상부를 커버하도록 착탈식으로 결합되는 커버(110b)를 포함하여 구비된다. 이때, 상기 하우징부(110)는 절연성과 내열성을 갖되 각 구성부품이 일정한 위치에 설치될 수 있도록 소정의 강성을 갖는 재질로 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 베이스부(110a)의 내부에는 구성부품이 장착되도록 상부 및 하부가 개구된 장착공간이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 베이스부(110a)에는 하부 개구측을 커버하도록 착탈식으로 결합되는 하부덮개(110c)가 구비된다.

또한, 상기 베이스부(110a)의 양측에는 전원연결부(111) 및 부하연결부(112)가 구비된다. 여기서, 상기 베이스부(110a)의 양측이라 함은 상기 베이스부(110a)의 전측 및 후측으로 이해함이 바람직하며, 상기 베이스부(110a)의 전측에 상기 전원연결부(111)가 구비되고 후측에 상기 부하연결부(112)가 구비된다.

이때, 상기 전원연결부(111)는 한 쌍의 전원단자(111a,111b)를 포함하며, 상기 부하연결부(112)는 한 쌍의 부하단자(112a,112b)를 포함한다.

그리고, 상기 베이스부(110a)에는 상기 전원연결부(111)의 후측에 배치되어 상호 전기적으로 연결된 고정접촉자(113)가 구비된다. 또한, 상기 전원연결부(111) 및 상기 부하연결부(112) 사이에는 상기 트립스위칭부(120)의 트립 동작에 연동되어 상기 고정접촉자(113)에 선택적으로 접촉되는 가동접촉자(119)가 구비된다.

이때, 상기 고정접촉자(113) 및 상기 가동접촉자(119)는 전도성을 갖는 동 내지 동을 함유한 합금 등의 금속재질로 형성됨이 바람직하다. 이를 통해, 상기 가동접촉자(119)가 상기 고정접촉자(113)에 상호 접촉되거나 분리되면 상기 전원연결부(111)로부터 전원이 상기 부하연결부(112) 측에 선택적으로 공급될 수 있다.

한편, 상기 하우징부(110)의 상부에는 테스트 스위치(115)가 관통되는 상기 커버(110b)가 결합됨이 바람직하다. 여기서, 상기 커버(110b)의 상부 일측에는 후술되는 핸들스위치부(121)의 상단부가 관통 노출되도록 핸들관통홀이 형성된다.

그리고, 상기 커버(110b)의 상부 타측에는 스위치삽입홀(116)이 관통 형성되며, 상기 스위치삽입홀(116)의 내면에는 걸림단턱(116a)이 반경방향 내측을 향해 단차지게 돌설된다. 이때, 상기 스위치삽입홀(116)에는 누전 차단에 대한 테스트를 위해 사용되는 상기 테스트 스위치(115)가 삽입된다.

여기서, 상기 테스트 스위치(115)에는 상기 걸림단턱(116a)에 걸림되는 스위치단차부(115a)가 단차지게 형성된다. 그리고, 상기 테스트 스위치(115)는 상기 걸림단턱(116a)에 상기 스위치단차부(115a)가 걸림된 상태에서 상기 스위치삽입홀(116)을 관통하는 길이로 하향 연장된다.

또한, 상기 테스트 스위치(115)의 하단부에는 상기 스위치삽입홀(116)의 직경을 초과하도록 형성된 이탈방지부(115b)가 구비된다. 따라서, 상기 테스트 스위치(115)가 상측으로 이동되면 상기 스위치삽입홀(116)의 하부 개구측 테두리에 상기 이탈방지부(115b)가 걸림되어 이탈이 방지될 수 있다.

즉, 상기 테스트 스위치(115)는 상기 스위치단차부(115a)가 상기 걸림단턱(116a)에 걸림되는 지점과 상기 이탈방지부(115b)가 상기 스위치삽입홀(116)의 하부 개구측 테두리에 걸림되는 지점 사이 간격에 대응하여 상하방향으로 유격될 수 있다. 이를 통해, 상기 테스트 스위치(115)가 가압 조작되면 상하방향으로 유격되어 후술되는 탄성접촉편(180)에 가압력이 전달될 수 있다.

한편, 상기 트립스위칭부(120)는 상기 하우징부(110)에 장착되되 상기 전원연결부(111) 및 상기 부하연결부(112)의 선택적인 접속을 스위칭하며 누전 감지시 트립 동작을 위해 구비된다. 여기서, 상기 트립스위칭부(120)는 상기 핸들스위치부(121) 및 트립구동부(122)를 포함하여 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 핸들스위치부(121)는 상기 고정접촉자(113) 및 상기 가동접촉자(119)가 상호 접촉되거나 분리되는 트립위치 사이에 배치되며, 상기 베이스부(110a)에 고정된 트립장착부(114)에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 핸들스위치부(121)는 절연성과 내열성을 갖는 재질로 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 핸들스위치부(121)의 하단부와 상기 트립장착부(114)의 상단부가 상호 힌지 연결되도록 핀부재(114a)가 힌지축으로서 관통 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 핸들스위치부(121)는 상기 핀부재(114a)에 개재되는 토션스프링 등의 탄성부재에 의해 트립위치 방향으로 탄발 지지될 수 있다.

여기서, 상기 핸들스위치부(121)의 회동에 대응하여 연동되는 레버가 상기 핸들스위치부(121)의 하단부에 결합된다. 이때, 상기 레버는 상기 핸들스위치부(121)의 트립위치가 가고정된 상태가 유지되도록 선택적으로 잠금될 수 있다.

그리고, 상기 트립구동부(122)는 상기 레버의 잠금상태를 해제하는 트립 동작을 수행하도록 구비된다. 이때, 상기 트립구동부(122)는 상기 레버의 후측에 배치되며 하단부가 상기 트립장착부(114)에 회동 가능하게 힌지 연결된다. 또한, 상기 트립구동부(122)의 하단부에는 토션스프링 등의 탄성부재가 개재되어 상기 트립장착부(114) 방향으로 탄발 지지될 수 있다.

이때, 상기 트립구동부(122)가 구동되어 후측으로 당겨지면 상기 트립구동부(122)에 연결된 래치가 하측으로 이동되며, 상기 래치의 이동에 대응하여 상기 레버의 잠금상태가 해제됨에 따라 트립 동작이 수행된다.

또한, 상기 트립스위칭부(120)는 바이메탈(123)을 더 포함하여 구비될 수도 있다. 이때, 상기 바이메탈(123)은 상기 트립구동부(122)의 전측에 배치될 수 있으며 열팽창계수가 서로 다른 두 종류의 금속판이 접합되어 구비된다. 이를 통해, 쇼트 내지 단락 등에 의한 상기 전원연결부(111)의 과전류 발생시 상기 바이메탈(123)이 상기 트립구동부(122) 측으로 휘어지게 되어 상기 트립구동부(122)가 회동될 수 있으며 상기 레버의 잠금상태를 해제하는 역할을 수행한다.

한편, 상기 영상변류기(130)는 상기 전원연결부(111) 및 상기 부하연결부(112)의 연결전선(117)이 관통되도록 구비되어 누전 여부를 감지하여 구동신호를 전송한다.

상세히, 상기 영상변류기(130)는 중앙에 전선관통홀이 형성된 원통 형상으로 구비될 수 있으며, 상기 트립스위칭부(120)의 후측에 배치되되 상기 인쇄회로기판(150)에 결합될 수 있다. 이때, 상기 인쇄회로기판(150)에는 상기 전선관통홀에 대응되도록 전선연통홀이 형성된다.

그리고, 상기 전선관통홀 및 상기 전선연통홀에는 상기 전원연결부(111) 및 상기 부하연결부(112)가 연결되는 연결전선(117)이 관통하도록 배치된다. 이때, 상기 영상변류기(130)는 상기 연결전선(117)으로부터 누전 여부를 감지하여 구동신호를 전송한다.

여기서, 상기 연결전선(117)은 일측 전원단자(111a) 및 일측 부하단자(112a)를 전기적으로 연결하는 제1연결라인(117a)과, 타측 전원단자(111b) 및 타측 부하단자(112b)를 전기적으로 연결하는 제2연결라인(117b)을 포함하여 구비된다.

이때, 상기 일측 전원단자(111a) 및 상기 타측 전원단자(111b)는 상호 반대되는 성질을 갖게 되며, 상기 일측 부하단자(112a) 및 상기 타측 부하단자(112b) 또한 상호 반대되는 성질을 갖게 된다.

즉, 상기 제1연결라인(117a) 및 상기 제2연결라인(117b)에는 실질적으로 각각 상호 반대되는 성질을 갖는 전류가 흐를 수 있다. 예컨대, 상기 제1연결라인(117a)에는 부하측으로부터 전원측을 향해 전류가 흐를 수 있으며, 상기 제2연결라인(117b)에는 전원측으로부터 부하측을 향해 전류가 흐를 수 있으며, 물론 상기와 반대되는 방향으로 전류가 흐르는 것도 가능하다.

여기서, 누전이 발생하지 않는 정상상태에서는 상기 제1연결라인(117a) 및 상기 제2연결라인(117b)에 흐르는 전류는 각각의 크기가 상호 동일하되 흐르는 방향은 반대가 된다. 이로 인해 상기 제1연결라인(117a) 및 상기 제2연결라인(117b)에 흐르는 각각의 전류 간의 벡터합은 "0"이 되며, 이때 상기 영상변류기(130)는 구동신호를 전송하지 않는다.

이때, 누전이 발생하는 경우 상기 제1연결라인(117a) 및 상기 제2연결라인(117b)에 흐르는 각각의 전류 크기에 차이가 나타나며 이로 인해 벡터합은 "0"으로부터 편차가 발생한다. 그리고, 상기 영상변류기(130)가 이러한 벡터합의 편차를 감지하면 구동신호를 전송하게 된다. 즉, 상기 영상변류기(130)가 누전 여부를 감지한다라 함은 실질적으로 상기 전선관통홀을 관통하는 각 라인(117a,117b)에 흐르는 전류 간 벡터합의 편차를 감지하는 개념으로 이해함이 바람직하다.

한편, 상기 솔레노이드부(140)는 보빈(141) 및 상기 플런저(143)를 포함하여 구비된다. 이때, 상기 보빈(141)은 중앙부에 상기 플런저(143)가 삽입되도록 플런저삽입홈이 형성된 원통 형상으로 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 플런저삽입홈의 개구측은 상기 트립구동부(122)와 대면되도록 전측을 향해 배치될 수 있다.

여기서, 상기 보빈(141)은 상기 트립스위칭부(120)의 후측에 배치되는 상기 인쇄회로기판(150)에 착탈식으로 결합될 수 있다. 또한, 상기 보빈(141)은 후술되는 한 쌍의 보빈연결자(151a,151b)와 전기적으로 연결되어 상기 플런저(143)의 구동전원이 공급될 수 있다.

그리고, 상기 플런저(143)는 상기 플런저삽입홈에 삽입되어 전후방향으로 선택적으로 이동된다. 이때, 상기 플런저(143)의 전측에는 상기 트립구동부(122)와 연결되는 구동연결부가 구비될 수 있다.

여기서, 상기 보빈(141)에 상기 구동전원이 공급되면 자기력이 발생되며 상기 플런저(143)가 상기 보빈(141)에 발생된 자기력에 의해 인장되어 상기 플런저삽입홈의 내면을 따라 후측으로 이동된다.

이때, 상기 구동연결부가 상기 트립구동부(122)와 연결된 상태이므로 상기 플런저(143)의 후방 이동에 대응하여 상기 트립구동부(122)가 후측으로 당겨지게 되며 상기 레버의 잠금 상태가 해제된다. 이를 통해, 상기 핸들스위치부(121)가 상기 고정접촉자(113) 및 상기 가동접촉자(119)가 분리되는 트립위치로 회동되어 트립 동작이 수행될 수 있다.

한편, 상기 인쇄회로기판(150)은 상기 영상변류기(130) 및 상기 솔레노이드부(140)의 후측에 결합된다. 이때, 상기 인쇄회로기판(150)은 상기 베이스부(110a)에 결합되며, 상기 영상변류기(130)의 누전 감지시 상기 구동신호를 수신받아 상기 구동전원의 인가를 제어하는 회로부(190)가 실장되어 구비된다.

여기서, 상기 영상변류기(130)로부터 누전이 감지되어 상기 구동신호가 전송되면 상기 회로부(190)에 상기 구동신호가 수신된다. 여기서, 수신된 구동신호는 상기 회로부(190)에 구비된 신호증폭부(191)로 유입된다. 이때, 상기 신호증폭부(191)는 교류전원으로서 수신된 구동신호를 직류전원으로 변환시키고 증폭시키는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 신호증폭부(191)를 통해 증폭된 구동신호는 상기 회로부(190)에 구비된 게이트부(192)에 유입되며, 상기 게이트부(192)가 개방됨에 따라 상기 증폭된 구동신호가 상기 플런저(143)의 구동전원으로서 공급될 수 있다.

여기서, 상기 인쇄회로기판(150)에는 상기 제1과전류감지부(160A) 또는 상기 회로부(190)로부터 인가되는 상기 플런저(143)의 구동전원이 상기 솔레노이드부(140)에 공급되도록 한 쌍의 보빈연결자(151a,151b)가 구비됨이 바람직하다.

또한, 각 보빈연결자(151a,151b)는 상기 인쇄회로기판(150)을 관통하여 장착될 수 있으며 납땜 등에 의해 고정되어 장착될 수 있다. 그리고, 상기 각 보빈연결자(151a,151b)는 상기 솔레노이드부(140)에 인접하게 상호 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 솔레노이드부(140)와 각각 전기적으로 연결된다.

이때, 상기 한 쌍의 보빈연결자(151a,151b) 중 어느 일측은 상기 제1과전류감지부(160A) 및 상기 회로부(190)와 전기적으로 연결됨이 바람직하다.

그리고, 상기 한 쌍의 보빈연결자(151a,151b) 중 타측은 상기 제1과전류감지부(160A)가 연결되는 일측 전원단자(111a)와 상호 반대되는 성질을 갖는 전류가 흐르는 타측 전원단자(111b) 및 타측 부하단자(112b)측에 연결됨이 바람직하다.

즉, 상기 제1과전류감지부(160A)에 상기 제1연결라인(117a)과 대응되도록 전류가 흐르면 타측 보빈연결자(151b)는 상기 제2연결라인(117b)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 일측 보빈연결자(151a) 및 타측 보빈연결자(151b)는 실질적으로 상호 반대되는 성질을 갖게 되므로 상기 플런저(143)의 구동전원이 유입되면 상기 솔레노이드부(140)를 통해 전류가 흐를 수 있게 된다.

여기서, 상기 일측 보빈연결자(151a)에는 상기 제1과전류감지부(160A) 및 상기 회로부(190)가 모두 전기적으로 연결되므로 상기 제1과전류감지부(160A) 및 상기 회로부(190) 중 적어도 어느 일측에서 상기 구동전원이 인가되면 상기 솔레노이드부(140)가 구동될 수 있다.

이에 따라, 상기 솔레노이드부(140)의 구동을 위한 구성부품이 실질적으로 과전류 차단 또는 누전 차단을 위해 복합적으로 사용되므로 구성부품 수가 최소화되어 제품의 생산성이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 상기 차단기(200)는 상기 테스트 스위치(115)의 하측에 대면 배치되는 테스트핀(170)과, 상기 테스트핀(170)의 상부에 배치되며 상기 테스트 스위치(115)의 가압력에 따라 상기 테스트핀(170)에 탄발적으로 접촉되는 탄성접촉편(180)을 더 포함하여 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 테스트핀(170)은 원형 내지 다각형의 단면 프로파일을 갖는 바 형상으로 구비됨이 바람직하다. 또한, 상기 테스트핀(170)은 상기 테스트 스위치(115)의 하측에 소정 간격으로 이격되어 대면 배치될 수 있다.

여기서, 상기 테스트핀(170)은 후단부가 상기 인쇄회로기판(150)을 관통하여 납땜에 의해 고정되어 장착된다. 이때, 상기 테스트핀(170)은 전도성을 갖는 재질로 형성됨이 바람직하며 상기 제1연결라인(117a) 및 상기 제2연결라인(117b) 중 어느 일측과 전기적으로 연결됨이 바람직하다.

그리고, 상기 탄성접촉편(180)은 실질적으로 상기 테스트 스위치(115)의 하단부 및 상기 테스트핀(170) 사이에 후단부가 상기 인쇄회로기판(150)을 관통하도록 배치되어 납땜 등에 의해 고정된다.

여기서, 상기 탄성접촉편(180)은 상기 테스트 스위치(115)의 하단부, 즉 상기 이탈방지부(115b)가 상면부에 접촉되도록 배치됨이 바람직하다. 이를 통해, 상기 테스트 스위치(115)가 하측을 향해 가압 조작되면 상기 탄성접촉편(180)은 상기 테스트 스위치(115)의 가압력에 의해 후단부를 중심으로 하측을 향해 탄성 변형될 수 있으며 하측에 배치된 상기 테스트핀(170)에 탄발적으로 접촉될 수 있다.

여기서, 상기 탄성접촉편(180)은 전도성 및 탄성을 갖도록 스프링 등의 제조에 사용되는 인청동 재질로 형성됨이 바람직하다. 이러한 탄성접촉편(180)은 후술되는 상기 테스트라인(152)을 통해 테스트 전류가 흐르도록 저항 역할을 수행한다.

이때, 상기 영상변류기(130)에는 상기 테스트핀(170) 및 상기 탄성접촉편(180)의 접촉시 테스트 전류가 인가되는 상기 테스트라인(152)이 관통됨이 바람직하다. 여기서, 상기 테스트라인(152)은 전선 등으로 구비될 수 있으며 일측이 상기 탄성접촉편(180)과 전기적으로 연결됨이 바람직하다.

또한, 상기 테스트라인(152)의 타측은 상기 제1연결라인(117a) 및 상기 제2연결라인(117b) 중 상기 테스트핀(170)이 연결된 어느 일측과 반대되는 성질을 갖는 타측에 전기적으로 연결됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 테스트핀(170)이 상기 제2연결라인(117b)에 전기적으로 연결되면 상기 테스트라인(152)의 타측은 상기 제1연결라인(117a)에 전기적으로 연결될 수 있다.

따라서, 상기 테스트 스위치(115)가 가압 조작되어 상기 테스트핀(170) 및 상기 탄성접촉편(180)이 상호 접촉되면 상기 테스트핀(170)을 통해 유입된 전류가 상기 테스트라인(152)에 테스트 전류로서 흐를 수가 있다.

또한, 상기 테스트라인(152)은 상기 영상변류기(130)에 형성된 전선관통홀을 관통하도록 배치된다. 이를 통해, 상기 테스트 스위치(115)의 가압 조작함으로써 상기 트립스위칭부(120)의 트립 동작을 통한 누전 차단을 테스트할 수 있다.

상세히, 정상상태에서는 상기 영상변류기(130)를 관통하는 각 연결라인(117a,117b)에 흐르는 전류의 벡터합은 "0"이지만 상기 테스트라인(152)에 전류가 흐르게 되면 각 라인(117a,117b,152)을 흐르는 전류의 벡터합은 "0"으로부터 편차가 발생한다.

따라서, 상기 영상변류기(130)가 이를 감지하고 상기 구동신호를 전송하게 되며, 상기 회로부(190)에 상기 구동신호가 수신되어 상기 솔레노이드부(140)에 상기 구동전원이 인가됨에 따라 상기 트립스위칭부(120)의 트립 동작이 수행되어 전원이 차단될 수 있다.

즉, 상기 테스트 스위치(115)의 가압 조작시 상기 테스트라인(152)을 통해 인위적으로 테스트 전류가 흐르게 하여 누전이 발생한 상황과 유사한 조건을 모사함으로써 상기 트립스위칭부(120)의 트립 동작을 통한 누전 차단이 원활하게 수행되는지 여부를 테스트할 수 있다.

물론, 경우에 따라 상기 테스트라인(152)은 상기 영상변류기(130)의 측부를 감싸도록 구비되는 고정핀으로 구비될 수도 있다. 상세히, 상기 고정핀의 양단이 상기 인쇄회로기판(150)에 형성된 한쌍의 홀을 각각 관통하여 웨이브 솔더링 장비를 통해 납땜으로 고정될 수 있다. 이때, 상기 고정핀은 상기 영상변류기(130)를 고정하면서도 전류가 이동되는 전선으로서 구비될 수 있다. 이를 통해, 상기 영상변류기(130)는 상기 고정핀에 의해 측부가 견고하게 고정되면서도 상기 전선관통홀을 관통하는 별도의 전선이 필요없어 부품 수가 감소되어 생산성 및 조립성이 향상될 수 있으며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

한편, 상기 제1과전류감지부(160A)는 기설정된 전류값을 초과하는 과전류로 인한 자기장(B)에 의해 상기 구동전원이 인가되도록 상기 한 쌍의 전원단자(111a,111b) 중 어느 일측과 상기 솔레노이드부(140)를 전기적으로 연결한다.

상세히, 상기 제1과전류감지부(160A)는 제1코일스프링(161A), 제1연결부재(162A) 및 제1전선부(163A)를 포함하여 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제1코일스프링(161A)은 상기 한 쌍의 전원단자(111a,111b) 중 어느 일측의 하측에 배치될 수 있다.

이때, 본 실시예에서는 상기 제1코일스프링(161A)이 일측 전원단자(111a)의 하측에 배치된 것을 예로써 도시 및 설명하며, 상기 제1코일스프링(161A) 및 상기 일측 전원단자(111a)가 접촉되면 상기 제1과전류감지부(160A)에는 실질적으로 상기 제1연결라인(117a)과 대응되는 성질을 갖는 전류가 흐를 수 있다.

상세히, 상기 제1코일스프링(161A)은 일측 전원단자(111a)의 하측에 기설정된 간격(d)으로 이격되되 과전류 발생시 자기장(B)에 의해 신장되어 접촉됨이 바람직하다. 또한, 상기 제1코일스프링(161A)은 전도성을 갖는 금속 재질의 강선이 나선형으로 권취된 형상으로 복수개의 나선부(161c)가 형성되며 끝단부(161d)가 외측으로 돌출되되 일측이 절곡되어 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제1코일스프링(161A)은 상기 전원연결부(111)의 하측에 기설정된 간격(d)으로 이격되되 상하방향으로 신축되도록 배치됨이 바람직하다.

이때, 상기 각 전원단자(111a,111b)의 하부에는 전도성을 갖는 재질로 형성된 단자고정부(111c)가 각각 구비된다. 그리고, 상기 제1코일스프링(161A)은 상단부가 상기 일측 전원단자(111a)의 단자고정부(111c)의 하면부와 상하방향으로 대면되되 상기 기설정된 간격(d)으로 이격되도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1코일스프링(161A)은 상기 베이스부(110a)의 하부에 형성된 스프링가이드부(110e)에 삽입될 수 있다. 이때, 상기 스프링가이드부(110e)는 한 쌍으로 구비되어 상기 각 전원단자(111a,111b)가 배치되는 위치에 대응하여 각각 상하방향으로 관통 형성될 수 있다.

이를 통해, 상기 제1코일스프링(161A)이 상기 일측 전원단자(111a)에 대응되도록 형성된 일측 스프링가이드부(110e)에 삽입되어 상단부가 상기 일측 전원단자(111a)의 단자고정부(111c)의 하면부와 상하방향으로 대면 배치될 수 있다.

또한, 일측 스프링가이드부(110e)에 상기 제1코일스프링(161A)이 삽입되면 타측 스프링가이드부(110e)에는 후술되는 제2코일스프링(161B)이 삽입될 수 있다. 즉, 상기 제1과전류감지부(160A) 및 상기 제2과전류감지부(160B)는 상기 하우징부(110)의 하부에 각각 상기 각 전원단자(111a,111b)에 대응되도록 이격 배치된다.

그리고, 상기 고정접촉자(113) 및 상기 가동접촉자(119)가 상호 접촉되어 상기 전원연결부(111)로부터 상기 부하연결부(112)에 전원이 공급되면 전류의 흐름(E)을 중심으로 자기장(B)이 형성될 수 있다.

이때, 기설정된 전류값을 초과하는 과전류로 인해 자기장(B)의 세기가 증가하면 상기 제1코일스프링(161A)에는 상기 자기장(B)에 의한 자기력의 영향을 받게 되어 상측을 향해 당기는 힘이 작용한다. 따라서, 상기 제1코일스프링(161A)이 상측을 향해 신장되어 상단부가 상기 일측 전원단자(111a)의 하부에 접촉됨에 따라 상호 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 기설정된 간격(d)은 상기 기설정된 전류값에 대응되도록 다양하게 설정될 수 있으나 0.8~1.2mm로 설정됨이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1mm로 설정될 수 있다. 즉, 상기 기설정된 전류값이 커질수록 이에 대응되는 자기장(B)의 세기가 증가하므로 상기 제1코일스프링(161A)이 신장되도록 자기력의 영향을 받게 되는 기설정된 간격(d) 또한 증가할 수 있다.

이를 통해, 상기 제1코일스프링(161A) 및 상기 일측 전원단자(111a)는 정상상태에서 상호 이격된 상태가 유지되며 과전류 발생시에만 상호 접촉될 수 있다. 이때, 정상상태라 함은 기설정된 전류값을 초과하는 과전류가 발생되지 않는 상태로 이해함이 바람직하다.

한편, 상기 제1연결부재(162A)는 상기 제1코일스프링(161A)의 하단부가 선택적으로 걸림 구속되도록 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 제1연결부재(162A)는 전도성을 갖는 황동 내지 동과 같은 금속 재질로 형성됨이 바람직하며, 상기 제1코일스프링(161A)을 통해 유입된 전류가 흐를 수 있다.

상세히, 상기 제1연결부재(162A)는 몸체부(162p), 연장지지부(162r) 및 장착단부(162c)를 포함하여 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 몸체부(162p)는 상기 하우징부(110)의 하부에 배치되며 상기 제1코일스프링(161A)의 후측에 대향 배치된다. 이때, 상기 몸체부(162p)에는 양측단으로부터 각각 일체로 상향 연장되되 단부에 걸림부가 돌출된 한 쌍의 장착돌기부(162f)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 각 장착돌기부(162f)는 상기 하우징부(110)의 하부에 형성된 장착홀부(110d)에 탄발적으로 삽입될 수 있다. 이때, 상기 장착홀부(110d)는 상기 각 장착돌기부(162f)가 각각 삽입되는 한 쌍의 홀로 구비될 수 있으며, 상기 제1연결부재(162A) 및 후술되는 제2연결부재(162B)가 고정되도록 상기 하우징부(110)의 하부에 한 쌍으로 구비되어 상호 이격될 수 있다.

이때, 상기 각 장착돌기부(162f)는 상기 장착홀부(110d)의 상부 개구측 테두리에 상기 걸림부가 걸림되어 상기 몸체부(162p)가 상기 하우징부(110)의 하부에 견고하게 고정될 수 있다.

또한, 상기 몸체부(162p)의 하부에는 전선압입부(162g)가 구비될 수 있으며 상기 제1전선부(163A)의 일측(163c)이 압입되어 상호 연결될 수 있다.

여기서, 상기 제1전선부(163A)는 상기 제1연결부재(162A)와 상기 솔레노이드부(140)를 연결하도록 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 제1전선부(163A)의 일측(163c)은 상기 전선압입부(162g)에 압입되어 상기 제1연결부재(162A)에 연결되고 타측은 상기 인쇄회로기판(150)을 통해 상기 일측 보빈연결자(151a)와 전기적으로 연결될 수 있다.

그리고, 상기 연장지지부(162r)는 상기 몸체부(162p)의 일측으로부터 일체로 하향 절곡되어 연장되되 하측을 향해 수직하게 연장됨이 바람직하다.

또한, 상기 장착단부(162c)는 상기 연장지지부(162r)의 단부로부터 전측을 향해 일체로 절곡 연장되어 구비된다. 이때, 상기 장착단부(162c) 및 상기 연장지지부(162r)가 연결된 부분에는 상기 제1코일스프링(161A)의 끝단부(161d)가 삽입되어 걸림 지지되는 걸림삽입홈(162h)이 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 장착단부(162c)는 상기 제1코일스프링(161A)에 형성된 복수개의 나선부(161c) 사이에 삽입되되 일측에 상기 제1코일스프링(161A)이 걸림되는 고정홈(162m)이 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 장착단부(162c)는 상기 연장지지부(162r)의 단부로부터 전측을 향해 절곡되어 일체로 연장된 걸림연장부(162d)와, 상기 걸림연장부(162d)의 단부로부터 전측을 향해 일체로 연장된 나선삽입부(162e)를 포함하여 구비될 수 있다.

여기서, 상기 연장지지부(162r) 및 상기 걸림연장부(162d)가 상호 연결되어 절곡된 부분에는 상기 제1코일스프링(161A)을 형성하는 강선의 직경에 대응되는 폭간격을 갖는 상기 걸림삽입홈(162h)이 형성될 수 있다.

따라서, 상기 장착단부(162c)에 상기 제1코일스프링(161A)이 장착되면 상기 제1코일스프링(161A)의 끝단부(161d)가 상기 걸림연장부(162d)의 하측에 배치된 상태로 상기 걸림삽입홈(162h)에 탄발적으로 끼움 삽입되어 걸림 지지될 수 있다. 또한, 상기 제1코일스프링(161A)의 끝단부(161d)측 절곡된 부분이 상기 연장지지부(162r)에 걸림 구속될 수 있다.

여기서, 상기 연장지지부(162r)는 상기 코일스프링의 상단부가 상기 단자고정부(111c)의 하면부로부터 상기 기설정된 간격(d)으로 이격되는 길이로 연장됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 제1코일스프링(161A)은 상기 제1연결부재(162A)에 의해 상단부가 상기 단자고정부(111c)의 하면부로부터 상기 기설정된 간격(d)으로 이격된 상태로 지지될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 제1코일스프링(161A)의 상하방향 수직 길이가 설정되어 상기 기설정된 간격(d)으로 이격될 수도 있다.

여기서, 상기 제1코일스프링(161A)의 끝단부(161d)가 상기 걸림삽입홈(162h)의 테두리부에 걸림 지지됨에 따라 이탈이 방지될 뿐만 아니라 회전이 구속되어 자기장(B)에 의해 중심축을 중심으로 회전됨이 방지될 수 있다.

또한, 상기 나선삽입부(162e)의 상하방향 두께는 바람직하게는 상기 나선부(161c) 및 그와 이웃하는 나선부(161c)와의 사이 간격 이하로 설정될 수 있다. 따라서, 상기 나선삽입부(162e)가 상기 나선부(161c) 및 그와 이웃하는 나선부(161c) 사이에 상기 제1코일스프링(161A)의 변형이 방지된 상태로 안정적으로 슬라이드 삽입될 수 있다.

그리고, 상기 나선삽입부(162e)는 상기 나선부(161c)의 외주를 커버하는 단면적을 갖도록 구비될 수 있다. 이를 통해, 상기 나선삽입부(162e)가 상기 나선부(161c) 및 그와 이웃하는 나선부(161c) 사이에 삽입되더라도 상기 나선삽입부(162e)의 상측에 배치되는 나선부(161c)가 전체적으로 상기 나선삽입부(162e)의 상면에 안착되어 지지될 수 있다.

또한, 상기 고정홈(162m)은 상기 나선삽입부(162e)의 일측, 즉 상기 제1코일스프링(161A)과 대향되는 전측단부로부터 내측을 향해 함몰되어 형성될 수 있다.

여기서, 상기 나선삽입부(162e)가 상기 나선부(161c) 및 그와 이웃하는 나선부(161c) 사이에 삽입되면 상기 고정홈(162m)에는 나선형으로 권취된 상기 제1코일스프링(161A)의 강선의 일측이 상기 고정홈(162m)의 내면에 걸림될 수 있다. 이때, 상기 고정홈(162m)은 상기 제1코일스프링(161A)의 강선의 직경을 초과하는 폭간격으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1연결부재(162A)의 하부에는 상기 하부덮개(110c)의 상면부에 밀착 지지되도록 밀착리브(162k)가 하향 돌출됨이 바람직하다.

상세히, 상기 밀착리브(162k)는 한 쌍으로 구비되어 상기 나선삽입부(162e)의 하면으로부터 하향 돌출될 수 있다. 그리고, 각 밀착리브(162k)는 상기 나선삽입부(162e) 및 상기 걸림연장부(162d)가 상호 연결된 부분에 인접하게 측방향으로 상호 이격되어 대칭되도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 나선삽입부(162e)는 상기 제1코일스프링(161A)이 상하방향으로 신축되도록 바람직하게는 상기 제1코일스프링(161A)의 하단부측 나선부(161c) 및 그와 이웃하는 나선부(161c) 사이에 측방향을 향해 슬라이드 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 제1코일스프링(161A)의 하단부측 나선부(161c) 및 그와 이웃하는 나선부(161c)가 연결되는 부분의 강선이 상기 고정홈(162m)의 내측에 배치될 수 있다.

이때, 상기 제1코일스프링(161A)의 하단부측에 일측으로 연장된 끝단부(161d)가 상기 나선삽입부(162e)의 하측으로부터 상기 각 밀착리브(162k) 사이를 경유하여 상기 걸림연장부(162d)의 하측으로 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제1코일스프링(161A)은 끝단부(161d)가 상기 걸림삽입홈(162h)에 삽입됨에 따라 상기 제1연결부재(162A)에 고정될 수 있다. 이를 통해, 상기 제1코일스프링(161A)은 전측이 상기 고정홈(162m)의 테두리부에 걸림 지지된 상태로 끝단부(161d)가 상기 걸림삽입홈(162h)에 탄발적으로 끼움 삽입되므로 탄발복원력에 의해 상기 걸림삽입홈(162h)으로부터 이탈이 방지될 수 있다.

또한, 상기 장착홀부(110d)에 상기 장착돌기부(162f)가 삽입됨에 따라 상기 제1연결부재(162A)가 상기 베이스부(110a)에 장착된 상태로 상기 밀착리브(162k)의 단부가 상기 하부덮개(110c)의 상면부에 밀착되도록 연장됨이 바람직하다.

이때, 상기 하부덮개(110c)는 상기 베이스부(110a)의 하부에 착탈식으로 결합되어 실질적으로 상기 제1과전류감지부(160A) 및 상기 제2과전류감지부(160B)의 하부를 커버하도록 배치된다. 여기서, 상기 하부덮개(110c)의 상면부에 상기 밀착리브(162k)의 단부가 밀착됨에 따라 상기 제1연결부재(162A) 및 후술되는 상기 제2연결부재(162B)가 가압되어 장착된 상태가 견고하게 유지될 수 있다.

여기서, 상기 고정접촉자(113) 및 상기 가동접촉자(119)가 상호 접촉된 상태로 상기 전원연결부(111)에 기설정된 전류값을 초과하는 과전류가 발생하면 상기 자기장(B)에 의해 상기 제1코일스프링(161A)이 신장되어 상기 일측 전원단자(111a)와 접촉될 수 있다.

그리고, 상기 제1과전류감지부(160A)에 상기 일측 전원단자(111a)로부터 전류가 유입됨에 따라 상기 제1전선부(163A)를 통해 상기 일측 보빈연결자(151a)로 상기 구동전원이 인가될 수 있다. 또한, 상기 일측 보빈연결자(151a)에 상기 구동전원이 인가됨에 따라 상기 플런저(143)에 의해 상기 트립구동부(122)가 후측으로 당겨져 트립 동작이 수행될 수 있다.

이와 같이, 상기 제1과전류감지부(160A)는 상기 전원연결부(111)의 과전류 발생시 상기 일측 전원단자(111a)로부터 통전되는 전류를 상기 플런저(143)의 구동전원으로서 상기 솔레노이드부(140)에 직접적으로 인가하여 상기 트립스위칭부(120)의 트립 동작을 통해 과전류 차단을 수행한다.

이에 따라, 상기 제1과전류감지부(160A)는 과전류 발생 시 상기 제1코일스프링(161A)을 통해 통전되는 전류를 상기 구동전원으로서 직접적으로 인가하므로 구동전원이 공급되는 전기 회로가 최단 루프로 제공되어 과전류 차단에 대한 반응성이 더욱 향상될 수 있다.

그리고, 상기 제2과전류감지부(160B)는 기설정된 전류값을 초과하는 과전류로 인한 자기장(B)에 의해 상기 영상변류기(130)를 통해 상기 구동전원이 인가되도록 상기 한 쌍의 전원단자(111a,111b) 중 타측과 전기적으로 연결된다.

상세히, 상기 제2과전류감지부(160B)는 제2코일스프링(161B), 제2연결부재(162B) 및 제2전선부(163B)를 포함하여 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 제2코일스프링(161B)은 상기 타측 전원단자(111b)의 하측에 기설정된 간격(d)으로 이격되되 과전류 발생시 자기장(B)에 의해 신장되어 접촉됨이 바람직하다.

이에 따라, 과전류로 인해 발생하는 자기장(B)에 의해 상기 제1코일스프링(161A) 또는 제2코일스프링(161B)이 신장되어 상기 전원연결부(111)에 접촉됨에 따라 전기적으로 연결되는 구조로서 과전류를 감지하기 위한 별도의 장치 내지 구성부품이 필요하지 않아 부품수가 감소되어 생산성이 더욱 향상될 수 있다.

또한, 상기 제2연결부재(162B)는 상기 제2코일스프링(161B)의 하단부가 선택적으로 걸림 구속됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 제1코일스프링(161A) 및 제2코일스프링(161B)의 회전에 의한 상기 기설정된 간격(d)의 변동이 상기 제1연결부재(162A) 및 상기 제2연결부재(162B)에 의해 방지되므로 기설정된 전류값을 초과하는 과전류 발생 시 정확하게 구동되어 구동신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.

즉, 상기 제1코일스프링(161A) 및 상기 제2코일스프링(161B)은 상기 기설정된 간격(d)에 따라 자기장(B)에 반응하여 신장되는 전류값이 상이하게 설정되므로 상기 기설정된 간격(d)이 일정하게 유지됨에 따라 오작동이 방지될 수 있다.

그리고, 상기 제2전선부(163B)는 상기 제2연결부재(162B) 및 상기 인쇄회로기판(150)을 연결하도록 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 제2전선부(163B)는 상기 인쇄회로기판(150)을 통해 실질적으로 후술되는 테스트라인(152)과 전기적으로 연결되어 상기 영상변류기(130)가 상기 구동신호를 전송하도록 구비될 수 있다.

이때, 상기 제2과전류감지부(160B)는 실질적으로 상기 제1과전류감지부(160A)와 동일한 형상 및 구조로 구비되므로 상기 제2과전류감지부(160B)의 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 상술한 제1과전류감지부(160A)와 동일하게 상기 제2과전류감지부(160B)를 상기 솔레노이드부(140)에 연결하는 경우에는 상기 솔레노이드부(140)에 쇼트가 발생하여 제품의 오작동 내지 고장이 유발되는 문제점이 있었다.

상세히, 상기 각 과전류감지부(160A,160B)가 상기 솔레노이드부(140)에 직접적으로 상기 구동전원이 인가되도록 연결되면 상기 각 전원단자(111a,111b)에 모두 과전류 발생시 상기 각 과전류감지부(160A,160B)를 통해 상기 솔레노이드부(140)에 동시에 전류가 통전된다.

이때, 상기 솔레노이드부(140)에는 상기 각 과전류감지부(160A,160B)에 흐르는 전류가 상호 동일한 전압을 갖기 때문에 저항이 걸리지 않아 대전류가 흐르게 되며 이로 인해 열이 발생하거나 녹아버리는 쇼트 현상이 발생한다.

이로 인해 상기 제1과전류감지부(160A)와 같이 상기 전원연결부(111)로부터 상기 솔레노이드부(140)에 직접적으로 상기 구동전원을 인가하는 구성은 상기 각 전원단자(111a,111b) 중 어느 일측에만 구비될 수밖에 없는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 제2과전류감지부(160B)는 과전류 발생시 상기 영상변류기(130)가 상기 구동신호를 전송하도록 구비됨이 바람직하다. 이를 위해, 상기 제2전선부(163B)는 과전류 발생시 상기 타측 전원단자(111b)로부터 유입된 전류가 상기 테스트라인(152)에 인가되도록 전기적으로 연결됨이 바람직하다.

상세히, 상기 제2전선부(163B)는 상기 인쇄회로기판(150)을 통해 상기 탄성접촉편(180)과 전기적으로 연결됨이 바람직하다. 이때, 상기 테스트라인(152)은 실질적으로 상기 제2과전류감지부(160B)와 연결되는 타측 전원단자(111b)와 상호 반대되는 성질을 갖는 전류가 흐르는 일측 전원단자(111a) 및 일측 부하단자(112a)측에 연결됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 제2과전류감지부(160B)에 상기 제2연결라인(117b)과 대응되는 전류가 흐르도록 구비되면 상기 테스트라인(152)은 상기 제1연결라인(117a)측과 전기적으로 연결될 수 있다.

따라서, 상기 제2코일스프링(161B)이 상기 타측 전원단자(111b)와 상호 접촉되면 상기 제2전선부(163B)에 흐르는 전류가 상기 탄성접촉편(180)을 저항으로서 상기 테스트라인(152)으로 흐르게 된다. 여기서, 상기 테스트라인(152)에 전류가 흐르게 되면 상술한 누전 차단을 테스트하는 원리와 동일하게 상기 트립스위칭부(120)의 트립 동작이 수행되어 전원이 차단될 수 있다.

이에 따라, 상기 제2과전류감지부(160B)는 과전류 발생시 타측 전원단자(111b)로부터 유입된 전류가 상기 테스트라인(152)에 인가되도록 전기적으로 연결됨에 따라 누전 차단을 위한 구성부품이 과전류 차단에 복합적으로 사용됨에 따라 전체 구성부품의 수가 최소화되어 제품의 생산경제성이 더욱 향상될 수 있다.

물론, 경우에 따라 상기 제2전선부는 일측이 상기 제2연결부재(162B)와 전기적으로 연결되고 타측이 상기 일측 전원단자(111a) 및 상기 일측 부하단자(112a)측에 전기적으로 연결되되, 상기 영상변류기(130)의 전선관통홀을 관통하도록 배치될 수도 있다. 이때, 상기 제2과전류감지부(160B)에 전류가 통전되면 상기 영상변류기(130)를 관통하는 각 라인(117a,117b) 및 상기 제2전선부의 벡터합이 "0"으로부터 편차가 발생하므로 상기 영상변류기(130)가 이를 감지하고 상기 구동신호를 전송한다. 그리고, 상기 회로부(190)에 상기 구동신호가 수신되어 상기 솔레노이드부(140)에 상기 구동전원이 인가됨에 따라 상기 트립스위칭부(120)의 트립 동작이 수행되어 전원이 차단될 수 있으며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

이와 같이, 상기 제2과전류감지부(160B)는 상기 전원연결부(111)로부터 과전류 발생시 상기 타측 전원단자(111b)로부터 통전되는 전류를 테스트 전류로서 상기 테스트라인(152)에 흐르게 하여 상기 트립스위칭부(120)의 트립 동작을 통해 과전류 차단을 수행한다.

이에 따라, 상기 각 전원단자(111a,111b) 중 적어도 어느 일측에서 과전류가 발생하더라도 상기 각 과전류감지부(160A,160B) 중 그에 대응되는 어느 일측이 자기장(B)에 즉각적으로 반응하여 신속하게 트립 동작이 수행되므로 과전류 차단에 대한 구동신뢰성이 현저히 개선될 수 있다.

더욱이, 상기 차단기(200)의 구성부품과 상기 부하연결부(112) 측에 연결된 전기 기기 및 선로의 파손을 미연에 방지할 뿐만 아니라 이로 인한 화재나 감전사고를 미연에 예방할 수 있어 제품의 안전성능이 더욱 향상될 수 있다.

또한, 상기 각 전원단자(111a,111b) 중 적어도 어느 일측에서 과전류가 발생하더라도 그에 대응되는 과전류감지부가 자기장(B)에 즉각적으로 반응하여 신속하게 트립 동작이 수행될 뿐만 아니라 상기 각 과전류감지부(160A,160B) 중 어느 일측이 작동 불능 상태가 되더라도 과전류 차단이 가능하므로 구동신뢰성이 현저히 개선될 수 있다.

그리고, 상기 제1과전류감지부(160A)는 일측 전원단자(111a)로부터 통전되는 전류를 상기 플런저(143)의 구동전원으로서 인가하고, 상기 제2과전류감지부(160B)는 타측 전원단자(111b)로부터 통전되는 전류를 테스트 전류로서 테스트라인(152)에 흐르도록 하여 상기 회로부(190)를 통해 상기 구동전원이 인가되도록 구비된다.

더욱이, 상기 각 과전류감지부(160A,160B)는 실질적으로 상호 다른 전기 회로를 통해 상기 구동전원을 인가하여 과전류 차단을 수행하므로 상기 솔레노이드부(140)의 쇼트 발생으로 인한 오작동 내지 고장이 미연에 방지되므로 제품의 내구성 및 구동신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.

이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

110: 하우징부 111: 전원연결부
112: 부하연결부 115: 테스트 스위치
120: 트립스위칭부 130: 영상변류기
140: 솔레노이드부 150: 인쇄회로기판
160A: 제1과전류감지부 160B: 제2과전류감지부
170: 테스트핀 180: 탄성접촉편
200: 차단기

Claims (5)

1. 한 쌍의 전원단자를 포함하는 전원연결부와, 한 쌍의 부하단자를 포함하는 부하연결부가 양측에 각각 구비되는 하우징부;
   상기 하우징부에 장착되되 상기 전원연결부 및 상기 부하연결부의 선택적인 접속을 스위칭하며 누전 감지시 트립 동작을 위한 트립구동부가 구비된 트립스위칭부;
   상기 전원연결부 및 상기 부하연결부의 연결전선이 관통되도록 구비되어 누전 여부를 감지하여 구동신호를 전송하는 영상변류기;
   상기 트립구동부를 구동하기 위한 플런저의 구동전원이 인가되는 보빈을 포함하는 솔레노이드부;
   상기 영상변류기 및 상기 솔레노이드부의 후측에 결합되며, 상기 영상변류기의 누전 감지시 상기 구동신호를 수신받아 상기 구동전원의 인가를 제어하는 회로부가 구비되는 인쇄회로기판;
   기설정된 전류값을 초과하는 과전류로 인한 자기장에 의해 상기 구동전원이 인가되도록 상기 한 쌍의 전원단자 중 어느 일측과 상기 솔레노이드부를 전기적으로 연결하는 제1과전류감지부; 및
   기설정된 전류값을 초과하는 과전류로 인한 자기장에 의해 상기 영상변류기를 통해 상기 구동전원이 인가되도록 상기 한 쌍의 전원단자 중 타측과 전기적으로 연결되는 제2과전류감지부를 포함하며,
   상기 제2과전류감지부는 상기 타측 전원단자의 하측에 기설정된 간격으로 이격되되 과전류 발생시 자기장에 의해 신장되어 접촉되는 제2코일스프링과, 상기 제2코일스프링의 하단부가 선택적으로 걸림 구속되는 제2연결부재와, 상기 제2연결부재 및 상기 인쇄회로기판을 연결하는 제2전선부를 포함하되,
   상기 제2과전류감지부는 과전류 발생시 상기 영상변류기가 상기 구동신호를 전송하도록 구비됨을 특징으로 하는 차단기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징부의 상부에는 테스트 스위치가 관통되는 커버가 결합되며,
   상기 인쇄회로기판에 장착되며 상기 테스트 스위치의 하측에 대면 배치되는 테스트핀과,
   상기 테스트핀의 상부에 배치되며 상기 테스트 스위치의 가압력에 따라 상기 테스트핀에 탄발적으로 접촉되는 탄성접촉편을 더 포함하며,
   상기 영상변류기에는 상기 테스트핀 및 상기 탄성접촉편의 접촉시 테스트 전류가 인가되는 테스트라인이 관통되되,
   상기 제2전선부는 과전류 발생시 상기 타측 전원단자로부터 유입된 전류가 상기 테스트라인에 인가되도록 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 차단기.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1과전류감지부는
   상기 일측 전원단자의 하측에 기설정된 간격으로 이격되되 과전류 발생시 자기장에 의해 신장되어 접촉되는 제1코일스프링과,
   상기 제1코일스프링의 하단부가 선택적으로 걸림 구속되는 제1연결부재와,
   상기 제1연결부재와 상기 솔레노이드부를 연결하는 제1전선부를 포함함을 특징으로 하는 차단기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 인쇄회로기판에는 상기 제1과전류감지부 또는 상기 회로부로부터 인가되는 상기 구동전원이 상기 솔레노이드부에 공급되도록 전기적으로 연결되는 한 쌍의 보빈연결자가 구비되되,
   상기 한 쌍의 보빈연결자 중 어느 일측은 상기 제1과전류감지부 및 상기 회로부와 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 차단기.

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