KR102017804B1 - 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차단기의 개폐기구 어셈블리에 관한 것입니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차단기는 일부에 결합부가 형성되는 측판; 상기 결합부에 회전 가능하게 결합되는 트립바; 상기 트립바를 원위치로 복귀시키도록 탄성력을 제공하는 복귀 스프링;을 포함하는 소형 차단기에 있어서, 상기 결합부는 결합홈으로 형성되고, 상기 트립바의 하부에는 양측으로 결합축이 돌출 형성되어 상기 결합홈에 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

차단기{Circuit Breaker}

본 발명은 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차단기의 개폐기구 어셈블리에 관한 것입니다.

일반적으로, 회로차단기는 송,변전 선로나 전기회로의 일부에 설치되어 부하를 개폐하거나 단락 등의 사고가 발생할 경우에 회로를 차단시켜 전기 시설 및 부하를 보호하는 전기기기이다. 이 중에서, 소형 차단기(소형 배선용 차단기)는 교류 110/220V의 저압회로(15∼30A)를 이루는 소형 분전반 내에 설치되어 과전류 보호, 단락 보호를 위하여 사용되며, 가정, 상가, 사무실, 백화점 등의 스위치로 분전반 내에 내장되어 한 곳에서 다수의 부하를 편리하게 개폐하는 장치로 사용된다. 또한, 공작기계, 공장 설비 등에 기기의 전원을 개폐하는 용도로도 사용된다.

소형 차단기는 산업용으로 쓰이는 일반적인 회로차단기와 마찬가지로 고정접점과 가동접점으로 구성되는 접점부, 접점부의 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 소호부 등으로 구성되어 있다.

도 1에 종래기술에 따른 소형 차단기가 도시되어 있다. 내부 구성을 파악하기 위하여 커버는 제거된 상태로 도시되었다. 외부와 절연을 유지하고 각 부품의 위치를 고정하고 지지하기 위한 케이스(1), 전원 또는 부하에 연결되는 단자부(2), 핸들(3)을 포함하는 개폐기구부, 고정접촉자(4) 및 가동접촉자(5)를 포함하는 접점부, 아마추어(7), 마그넷(15), 바이케탈(16), 트립바(10)를 포함하는 트립부 등이 나타나 있다.

도 2에는 종래기술에 따른 소형 차단기의 개폐기구 어셈블리가 도시되어 있다.

개폐기구 어셈블리는 측판(6)의 상부에 회전 가능하게 결합되는 핸들(3), 측판(6)의 일측에 회전 가능하게 결합되는 트립바(11), 상기 트립바(11)의 축이 되는 트립바 핀(12), 트립바(11)에 복귀력을 제공하는 트립바 스프링(13), 핸들(3)의 하부에 결합되어 레버(10)를 작동시키는 U 핀(9), 상기 U 핀(9)에 연결되어 움직이면서 크로스바(8)를 작동시키고 일단은 상기 트립바(11)의 구속을 받는 레버(10) 등으로 구성되어 있다.

종래기술에 따른 소형 차단기에 있어서, 과전류 차단 동작은 다음과 같다. 회로 내에 과전류가 흐르는 경우, 가동접촉자(3)에 결합되어 있는 바이메탈(16)에도 전류가 급격히 증가하는 동시에 열이 발생된다. 이러한 전류의 증가는 마그넷(15) 및 아마추어(7)의 자속밀도를 증대시켜 전자기력을 발생시키게 된다. 아마추어(7)는 마그넷(15)이 있는 방향으로 끌려오면서 트립바(11)에 구속되어 있던 레버(10)를 해제하여 크로스바(8)가 복귀하면서 가동접촉자(5)가 고정접촉자(4)로부터 분리되어 회로는 차단된다.

한편, 바이메탈(16)에 발생하는 열에 의해서도 바이메탈(16)은 변형을 일으키게 된다. 바이메탈(16)은 만곡되면서 트립바(11)를 밀어내어 트립바(11)에 구속되어 있던 레버(10)를 해제하게 된다. 이에 따라, 크로스바(8)가 복귀하면서 가동접촉자(5)가 고정접촉자(4)로부터 분리되어 회로는 차단된다.

도 3에는 도 2에서 측판에 결합되는 트립바의 분해사시도가 도시되어 있다.

트립바(11)는 측판(6)의 하부에 회전 가능하게 결합된다. 이때, 트립바(11)는 트립바 핀(12)에 의해 측판(6)에 결합된다. 트립바 핀(12)에는 트립바 스프링(13)이 구비되어 트립바(11)를 원위치로 복귀하도록 한다.

그런데, 종래기술에 따른 소형 차단기의 조립작업시, 작업자는 트립바 핀(12)을 측판(6)에 형성된 홀(미부호), 트립바(11)의 홀(11a), 트립바 스프링(13)의 홀(13a)을 통해 끼워넣어야 한다. 이와 같이 4가지 부품을 잡고 작업을 하여야 하므로 작업이 용이하지 않다. 또한, 트립바 스프링은 트립바의 일부에 결합되는 단일 토션 스프링으로 구성되어 작용력이 약하여 지속적인 성능의 유지가 어렵다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 트립기구의 조립성이 향상된 차단기를 제공하는 것이다. 또한, 트립기구의 성능이 안정적으로 유지되는 차단기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차단기는 일부에 결합부가 형성되는 측판; 상기 결합부에 회전 가능하게 결합되는 트립바; 상기 트립바를 원위치로 복귀시키도록 탄성력을 제공하는 복귀 스프링;을 포함하는 소형 차단기에 있어서, 상기 결합부는 결합홈으로 형성되고, 상기 트립바의 하부에는 양측으로 결합축이 돌출 형성되어 상기 결합홈에 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 결합부의 입구는 중심부보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합부의 상부에는 전방 및 하방으로 돌출되어 상기 트립바의 회전운동을 지지하는 지지부가 형성되고, 상기 지지부의 전면은 수직한 면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트립바에는 홈으로 형성되어 상기 복귀 스프링을 지지할 수 있는 스프링 거치부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프링 거치부의 상부 및 하부에는 각각 돌출 형성되어 상기 복귀 스프링이 쉽게 이탈하지 않도록 스프링 지지부가 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트립바의 하부에는 중간부에 다리부가 마련되고, 상기 결합축은 상기 다리부에 형성되고, 상기 다리부의 후면 또는 전면에는 상기 복귀 스프링을 지지하고 안내하는 가이드부가 마련되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 복귀 스프링은 더블 토션 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차단기에 의하면 트립바는 측판에 끼움결합에 의해 직접 결합되므로 조립성이 향상된다.

또한, 트립바와 트립바 핀은 일체로 형성되므로 작동이 일관되고 안정성이 향상된다.

또한, 트립바 핀이 제거되므로 부품수가 감소하고 작업이 용이하며 생산공정이 감소되어 생산성이 향상된다.

또한, 트립바의 복귀를 위한 스프링에 더블 토션 스프링이 적용되어 복원력이 우수하고 내구성이 증대되어 사용연한이 증대된다.

도 1은 종래기술에 따른 소형 차단기의 내부 사시도이다.
도 2는 도 1에 있어서 개폐기구 어셈블리의 사시도이다.
도 3은 도 2에 있어서 트립바의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기의 내부 사시도이다.
도 5는 도 4에서 케이스의 사시도이다.
도 6은 도 4에서 개폐기구 어셈블리의 사시도이다.
도 7은 도 6의 분해사시도이다.

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 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기의 내부 사시도, 도 5는 도 4에서 케이스의 사시도, 도 6은 도 4에서 개폐기구 어셈블리의 사시도, 도 7은 도 6의 분해사시도이다. 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 소형 차단기에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차단기는 일부에 결합부(25)가 형성되는 측판(20); 상기 결합부(25)에 회전 가능하게 결합되는 트립바(30); 상기 트립바(30)를 원위치로 복귀시키도록 탄성력을 제공하는 복귀 스프링(40);을 포함하는 소형 차단기의 트립기구에 있어서, 상기 결합부(25)는 결합홈으로 형성되고, 상기 트립바(30)의 하부에는 양측으로 결합축(36)이 돌출 형성되어 상기 결합홈에 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차단기의 외형을 이루는 외함은 상자 형태로 형성되고, 상면이 개방되는 케이스(60)와 하면이 개방되어 상기 케이스(60)의 상부에 결합되는 커버(미도시)로 구성될 수 있다.

케이스(60)에는 접점부(66), 개폐기구부(67), 트립부(68), 단자부(69) 등의 구성요소가 내장 설치된다.

케이스(60)에는 개폐기구부(67)의 측판(20)이 삽입 설치될 수 있는 측판 삽입부(61)가 마련된다.

측판 삽입부(61)의 내측벽에는 트립바(30)의 결합축(36)이 삽입되고 동작할 수 있는 공간을 제공하는 축홈(62)이 형성된다. 축홈(62)은 상하방향으로 길게 형성될 수 있다.

측판 삽입부(61)의 내부에는 측판(20)의 결합부(25)를 폐쇄하고 지지하는 폐쇄부(63)가 돌출 형성된다. 폐쇄부(63)는 축홈(62)에 인접하여 형성될 수 있다. 폐쇄부(63)에는 측판(20)에 돌출 형성된 지지부(26)가 삽입되기 용이하도록 경사면으로 형성되는 진입면(63a)과 측판(20)의 지지부(26)가 접하게 되는 접촉면(63b)이 형성된다.

측판(20)은 한 쌍의 측면(21)과 하부면(22)을 포함한다. 측판(20)의 상단부에는 개폐기구부(67)의 핸들(50)이 회전 가능하게 설치된다. 핸들(50)이 회전하는 축이 되는 핸들축(51)은 핸들축홀(23)에 삽입된다.

핸들(50)에는 크로스바(52)를 동작시키기 위한 레버(53)가 U자 형태로 형성된 링크핀(54)에 의해 연결되어 있다.

측판(20)에는 링크핀(54)이 동작할 수 있는 핀 동작홈(또는 핀 동작홀)(24)이 형성된다.

측판(20)에는 트립바(30)가 삽입 결합될 수 있도록 결합부(25)가 형성된다. 여기서, 결합부(25)는 결합홈으로 형성될 수 있다. 결합부(25)의 입구는 중심부보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 결합축(36)이 결합부(25)에 끼워졌을 때, 쉽게 빠지지 않게 된다.

결합부(25)의 상부에는 지지부(26)가 돌출 형성된다. 지지부(26)는 전방(부하측) 및 하방으로 돌출된다. 지지부(26)는 트립바(30)를 지지하여 트립바(30)가 결합부(25)로부터 쉽게 이탈하지 않도록 하고, 트립바(30)의 회전 운동을 지지한다.

지지부(26)의 전면은 수직한 면으로 형성될 수 있다. 지지부(26)의 전면(도면상 좌측을 후방, 우측을 전방으로 하기로 한다)은 측판 삽입부(61)의 접촉면(63b)에 접할 수 있다.

트립바(30)는 정상상태에서 레버(53)를 구속하고 사고 전류 발생시 이를 해제하여 트립 작동이 일어나도록 하기 위해 마련된다. 트립바(30)는 바이메탈(55) 또는 축레버(56)에 의해 회전하여 레버(53)의 구속이 해제될 수 있다. 트립바(30)는 복귀 스프링(40)에 의해 후방을 향하는 힘을 받는다. 사고 전류가 발생하여 바이메탈(55)이 만곡하거나, 아마추어(57)가 회동하여 이에 연동하여 축레버(56)가 회동하는 경우에 트립바(30)를 전방으로 밀게 되고 이에 따라, 트립바(30)는 레버(53)의 구속을 해제하여 트립 동작이 일어나고 회로는 차단된다.

트립바(30)는 대략적으로 'Y'자 형태로 형성된다. 트립바(30)의 상단에는 바이메탈(55)과의 간격을 조절하는 조절부재(31)가 결합된다.

트립바(30)에는 복귀 스프링(40)을 지지할 수 있는 스프링 거치부(32)가 마련된다. 스프링 거치부(32)는 홈으로 형성되는 것이 바람직하다. 스프링 거치부(32)의 상부 및 하부에는 각각 복귀 스프링(40)이 쉽게 이탈하지 않도록 스프링 지지부(33,34)가 마련된다. 스프링 지지부(33,34)는 돌출 형성될 수 있다.

트립바(30)에는 하부에 다리부(35)가 마련된다. 다리부(35)는 트립바(30)의 하부 중간부에 단일하게 형성된다.

다리부(35)의 양측으로 결합축(36)이 돌출 형성된다. 결합축(36)은 결합부(25)에 끼움 결합된다. 결합축(36)은 트립바(30)의 회전축이 된다.

다리부(35)의 후면 또는 전면에 가이드부(37)가 마련된다. 가이드부(37)는 다리부(35)의 폭과 동일하고 소정 두께로 돌출 형성될 수 있다. 가이드부(37)는 호 또는 환형으로 형성될 수 있다. 가이드부(37)는 복귀 스프링(40)을 지지하여 일측으로 치우치지 않도록 하고, 복귀 스프링(40)의 움직임을 안내하는 역할을 한다.

복귀 스프링(40)이 마련된다. 복귀 스프링(40)은 트립바(30)에 탄성력을 제공하여 트립바(30)가 후방으로 회전하도록 힘을 가한다. 복귀 스프링(40)의 중간부(41)가 트립바(30)의 스프링 거치부(32)에 삽입되어 힘을 가하게 된다.

복귀 스프링(40)은 더블 토션 스프링으로 구성될 수 있다. 즉, 중간부(41)의 양측에 권회되는 코일부(42)가 형성되고, 코일부(42)가 결합축(36)에 끼워지고 가이드부(37)에 의해 지지받는다.

트립부의 과전류 차단 동작은 다음과 같다.

회로 내에 과전류 또는 사고 전류가 흐르는 경우, 접점부(66)의 가동접촉자에 결합되어 있는 바이메탈(55)에도 전류가 증가하는 동시에 열이 발생된다.

바이메탈(55)에 전류가 증가하면 마그넷(68) 및 아마추어(57)의 자속밀도를 증대시켜 전자기력을 발생시키게 된다. 바이메탈(55)에 전류가 급격히 증가하는 경우에는 발생하는 전자기력에 의해 아마추어(57)는 마그넷(68)이 있는 방향으로 끌려오게 된다. 아마추어(57)가 마그넷(68)의 방향으로 이동하면 아마추어(57)에 걸려있던 축레버(56)가 회동하여 트립바(30)를 전방으로 밀게 된다. 이에 따라, 트립바(30)에 구속되어 있던 레버(53)가 해제되어 크로스바(52)가 복귀하면서 접점부(66)의 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되어 회로는 차단된다.

바이메탈(55)에 발생하는 열에 의해서도 차단될 수 있다. 회로에 흐르는 과전류에 의해 열이 발생하고, 열변형 재료인 바이메탈(55)은 만곡을 일으키게 된다. 바이메탈(55)은 만곡되면서 트립바(30)를 밀어내어 트립바(30)에 구속되어 있던 레버(53)를 해제하게 된다. 이에 따라, 크로스바(52)가 복귀하면서 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되어 회로는 차단된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 소형 차단기에 의하면 트립바는 측판에 끼움결합에 의해 직접 결합되므로 조립성이 향상된다.

또한, 트립바와 트립바 핀은 일체로 형성되므로 작동이 일관되고 안정성이 향상된다.

또한, 트립바 핀이 제거되므로 부품수가 감소하고 작업이 용이하며 생산공정이 감소되어 생산성이 향상된다.

또한, 트립바의 복귀를 위한 스프링에 더블 토션 스프링이 적용되어 복원력이 우수하고 내구성이 증대되어 사용연한이 증대된다.

이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

20 측판 21 측면
22 하부면 23 핸들축홀
25 결합부 26 지지부
30 트립바 31 조절부재
32 스프링 거치부 33,34 지지부
35 다리부 36 결합축
37 가이드부 40 복귀 스프링
41 중간부 42 코일부
50 핸들 51 핸들축
52 크로스바 53 레버
54 링크핀 55 바이메탈
56 축레버 57 아마추어
60 케이스 61 삽입부
62 축홈 63 폐쇄부
63a 진입면 63b 접촉면
66 접점부 67 개폐기구부
68 트립부 69 단자부

Claims (7)

1. 일부에 결합부가 형성되는 측판;
   상기 결합부에 회전 가능하게 결합되는 트립바;
   상기 트립바를 원위치로 복귀시키도록 탄성력을 제공하는 복귀 스프링;을 포함하는 차단기에 있어서,
   상기 결합부는 결합홈으로 형성되고,
   상기 트립바의 하부에는 양측으로 결합축이 돌출 형성되어 상기 결합홈에 끼움 결합되고,
   상기 결합부의 상부에는 전방 및 하방으로 돌출되어 상기 트립바의 회전운동을 지지하는 지지부가 형성되고, 상기 지지부의 전면은 수직한 면으로 형성되고,
   상기 트립바에는 홈으로 형성되어 상기 복귀 스프링을 지지할 수 있는 스프링 거치부가 형성되고,
   상기 스프링 거치부의 상부 및 하부에는 각각 돌출 형성되어 상기 복귀 스프링이 쉽게 이탈하지 않도록 하는 스프링 지지부가 마련되는 것을 특징으로 하는 차단기.
2. 제1항에 있어서, 상기 결합부의 입구는 중심부보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 차단기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 트립바의 하부에는 중간부에 다리부가 마련되고, 상기 결합축은 상기 다리부에 형성되고, 상기 다리부의 후면 또는 전면에는 상기 복귀 스프링을 지지하고 안내하는 가이드부가 마련되는 것을 특징으로 하는 차단기.
7. 제1항에 있어서, 상기 복귀 스프링은 더블 토션 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차단기.

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