KR102088398B1 - 트립핀 회전형 차단기 - Google Patents

Abstract

구성이 간소화되면서도 과전류의 발생시 신속하게 전류의 흐름을 차단하여 구동신뢰성이 개선되도록, 본 발명은 전원입력부와 부하출력부가 전후측에 이격되어 구비되는 하우징부; 상기 전원입력부와 상기 부하출력부 사이에 배치되되, 전단부가 상기 전원입력부에 접점 연결되되 선택적으로 이격되도록 상측으로의 탄발복원력을 제공하며 후단부측이 상기 부하출력부와 전기적으로 연결되는 가동스위칭부; 일측에 상기 가동스위칭부의 전단측이 가로지르도록 개구된 경유부가 형성되되 하단부에 구비되는 탄성수단을 통해 상측으로 탄발 지지되는 크로스바; 상기 크로스바의 후면측에 배치되며 하측의 회동단부를 중심으로 전후 회동되되 전면부에 경사단턱이 전향 돌설된 트립부; 전단부가 상기 크로스바의 상면에 대면 배치되되 상기 전원입력부와 상기 가동스위칭부의 전단부가 접점 연결되도록 후단부가 상기 경사단턱의 상면에 접촉 지지되어 상기 크로스바를 하향 가압하는 래치부; 상기 하우징부에 전후 회동 조작되도록 결합되되, 회동방향에 따라 상기 래치부를 하향 가압하도록 승강 이동되는 가압부재가 하단부에 연결된 핸들부; 및 전단부가 상기 가동스위칭부의 하측에 대향 배치되고 후단부가 상기 회동단부에 고정되되, 과전류 발생시 상기 크로스바를 가압하는 상기 래치부가 상기 경사단턱과 이격되도록 상기 가동스위칭부에 발생하는 흡인 자력에 의해 후단부를 중심으로 흡인 회동되면서 상기 트립부를 동시에 일체로 회전시키는 회전력을 전달하는 자성체 재질의 흡인회전자를 포함하는 트립핀 회전형 차단기를 제공한다.

Description

트립핀 회전형 차단기{trip pin rotating type circuit breaker}

본 발명은 트립핀 회전형 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구성이 간소화되면서도 과전류의 발생시 신속하게 전류의 흐름을 차단하여 구동신뢰성이 개선된 트립핀 회전형 차단기에 관한 것이다.

일반적으로, 차단기는 설정값을 초과한 과전류가 흐르거나 회로 내에 누전이 발생하는 경우 전기선로의 개폐조작을 신속하게 전환시켜 전류의 흐름을 차단함으로써 부하측에 연결된 전기제품 및 선로의 파손을 방지하는 안전장치이다. 이러한 차단기는 수동 또는 자동 조작에 의해 구동되며, 바람직하게는 과전류가 발생시 자동으로 전류가 단락되도록 조작될 수 있다.

여기서, 종래에는 열팽창율이 다른 두 금속판을 붙여 놓고 과전류로 인한 열이 가해질 경우 열팽창율이 작은 쪽으로 휘는 특성을 이용한 바이메탈 방식의 차단기가 개시되었다. 이러한 바이메탈 방식의 차단기는 통상 회로에 전류가 공급되면 저항이 발생하여 상기 바이메탈이 가열되고, 일정한 기준 이상의 과다 전류가 흐르는 경우 상기 바이메탈이 휘어지면서 인접하여 닿아있는 트립부를 구동시킨다. 그리고, 상기 바이메탈의 하부에 결합된 접촉단자가 입력터미널로부터 이격되어 전류의 흐름이 차단되는 구조로 구동된다.

그러나, 종래의 바이메탈 방식의 차단기는 상기 바이메탈이 변형되는 시간이 발생됨으로 인해 전류를 즉각적으로 차단하지 못하고 지연되는 문제점이 있었다. 더욱이, 상기 전류가 차단되는 속도가 상대적으로 지연됨에 따라 차단기 내부의 구성부품뿐만 아니라 부하측에 연결된 전기제품 및 선로의 파손이 우려되는 문제점이 있었다.

이에 일부에서는 과전류가 발생시 전송되는 신호를 통해 트립바를 구동시키도록 제어하는 영상변류기 방식의 차단기가 개시되었다. 그러나 이러한 영상변류기 방식의 차단기는 상기 영상변류기, 솔레노이드부, 인쇄회로기판 등과 같은 복잡하고 고가의 부품을 포함하므로 차단기 자체의 제조단가 및 판매단가가 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 복잡한 부품이 상기 차단기의 내부에 조밀하게 설치되므로 제조난이도가 상승하며, 각 부품간이 과도하게 인접하여 오작동이 발생하는 문제점이 있었다.

한국 등록실용신안 제20-0341427호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 구성이 간소화되면서도 과전류의 발생시 신속하게 전류의 흐름을 차단하여 구동신뢰성이 개선된 트립핀 회전형 차단기를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전원입력부와 부하출력부가 전후측에 이격되어 구비되는 하우징부; 상기 전원입력부와 상기 부하출력부 사이에 배치되되, 전단부가 상기 전원입력부에 접점 연결되되 선택적으로 이격되도록 상측으로의 탄발복원력을 제공하며 후단부측이 상기 부하출력부와 전기적으로 연결되는 가동스위칭부; 일측에 상기 가동스위칭부의 전단측이 가로지르도록 개구된 경유부가 형성되되 하단부에 구비되는 탄성수단을 통해 상측으로 탄발 지지되는 크로스바; 상기 크로스바의 후면측에 배치되며 하측의 회동단부를 중심으로 전후 회동되되 전면부에 경사단턱이 전향 돌설된 트립부; 전단부가 상기 크로스바의 상면에 대면 배치되되 상기 전원입력부와 상기 가동스위칭부의 전단부가 접점 연결되도록 후단부가 상기 경사단턱의 상면에 접촉 지지되어 상기 크로스바를 하향 가압하는 래치부; 상기 하우징부에 전후 회동 조작되도록 결합되되, 회동방향에 따라 상기 래치부를 하향 가압하도록 승강 이동되는 가압부재가 하단부에 연결된 핸들부; 및 전단부가 상기 가동스위칭부의 하측에 대향 배치되고 후단부가 상기 회동단부에 고정되되, 과전류 발생시 상기 크로스바를 가압하는 상기 래치부가 상기 경사단턱과 이격되도록 상기 가동스위칭부에 발생하는 흡인 자력에 의해 후단부를 중심으로 흡인 회동되면서 상기 트립부를 동시에 일체로 회전시키는 회전력을 전달하는 자성체 재질의 흡인회전자를 포함하되, 상기 흡인회전자는 일단부가 상기 회동단부에 억지 끼움으로 고정되되 타단부측의 길이방향을 따라 삽입슬롯홈이 형성된 트립핀과, 상기 삽입슬롯홈에 삽입 체결되는 후단부로부터 절곡된 전단부가 전측으로 갈수록 하향 경사지게 배치되되 상면이 상기 가동스위칭부의 하면과 대향 배치되는 흡인판을 포함함을 특징으로 하는 트립핀 회전형 차단기를 제공한다.

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

첫째, 트립부의 하단부에 흡인회전자의 후단부가 일체로 고정됨에 따라 과전류 유입시 가동스위칭부에 발생하는 흡인 자력을 통해 흡인회전자가 상측으로 흡인 회동되면 이와 동시에 트립부가 회전되면서 전류가 단락되므로 종래의 저항열을 통해 휘어지는 바이메탈보다 전류 차단속도가 빠른 차단기를 제공받을 수 있다.

둘째, 흡인회전자와 마주보는 가동스위칭부의 상측으로 중앙부의 양측이 하향 절곡된 보강자화부가 구비되어 사각형상의 자력선을 생성하면서 흡인 자력이 증폭됨에 따라 흡인회전자의 흡인 회동이 순간적으로 이루어져 전류 단락속도가 단축되므로 차단기에 연결된 전자기기의 안전성이 향상될 수 있다.

셋째, 흡인판이 단순히 직각 절곡되되 트립핀 타단측의 경사지지면과 교차하도록 관통된 삽입슬롯홈에 그 단부가 끼움 결합되는 간단한 방법으로 차단기의 순시트립을 위한 흡인회전자가 심플한 형상으로 컴팩트하게 구비되므로 제조비용의 절감 및 부품수가 최소화를 통한 경제성이 현저히 향상될 수 있다.

넷째, 트립핀이 그 타측에 반달 형태로 단차진 경사지지면에 흡인판이 안착된 상태로 트립부의 회동단부에 억지 끼움되되 강한 힘으로 회전시켜 경사지지면의 경사각도를 조절하는 간단한 방법으로 기설정된 차단전류에 대응하여 흡인회전자가 정확하게 회동되도록 설정되므로 구동신뢰성 및 호환성이 현저히 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트립핀 회전형 차단기의 커버가 분리되어 내부가 노출된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 트립핀 회전형 차단기에서 하우징부를 제외한 구성부품의 결합상태를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 A부분 확대예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 트립핀 회전형 차단기에서 흡인회전자의 조립상태를 나타낸 부분 분해사시도.
도 5a 및 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 트립핀 회전형 차단기의 동작상태를 나타낸 예시도.

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

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트립핀 회전형 차단기의 커버가 분리되어 내부가 노출된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 트립핀 회전형 차단기에서 하우징부를 제외한 구성부품의 결합상태를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 A부분 확대예시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 트립핀 회전형 차단기에서 흡인회전자의 조립상태를 나타낸 부분 분해사시도이고, 도 5a 및 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 트립핀 회전형 차단기의 동작상태를 나타낸 예시도이다. 이때, 이하에서 설명될 트립핀 회전형 차단기와 차단기는 동일한 의미로 이해함이 바람직하다. 또한, 도 5a 내지 도 5c는 전선 및 부하출력부의 도시가 생략된 것으로 이해함이 바람직하다.

도 1 내지 도 5c에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 트립핀 회전형 차단기(400)는 하우징부(10), 가동스위칭부(420), 크로스바(430), 트립부(440), 래치부(50), 핸들부(60) 및 흡인회전자(470)를 포함한다.

상세히, 상기 하우징부(10)는 상기 차단기(400)의 구성부품이 수납되는 내부공간을 포함하며 절연성 및 불연성의 합성수지 소재로 형성됨이 바람직하다. 이러한 하우징부(10)의 내부에는 각 구성부품이 설치 및 조립되도록 구획격벽, 설치홈 또는 홀이 형성된다. 여기서, 상기 하우징부(10)의 전측에는 전원측에 접속되는 전원입력부(11)가 구비되며 후측에는 부하측과 연결되는 부하출력부(12)가 구비된다. 이때, 상기 전원입력부(11)에는 고정접점부(13)가 구비된다.

그리고, 상기 가동스위칭부(420)는 전단부가 상기 고정접점부(13)와 인접하되 후방으로 연장된 자화대면부(423)를 포함한다. 여기서, 상기 자화대면부(423)의 전단부에는 상기 고정접점부(13)와 접점 연결되는 가동접점부(425)가 구비된다. 즉, 상기 가동스위칭부(420)는 상기 자화대면부(423) 및 그의 전단측에 구비된 상기 가동접점부(425)를 포함하는 것으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 자화대면부(423)는 상기 가동접점부(425)가 상기 고정접점부(13)와 통전 가능하게 접촉되되 선택적으로 이격되도록 탄발복원력을 제공하는 전도성 금속재질로 형성됨이 바람직하다. 더욱이, 상기 자화대면부(423)는 전도성을 가지면서도 전류를 통해 자화되는 금속 재질로 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 자화대면부(423)의 후단부측이 전선(15)을 통해 상기 부하출력부(12)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 자화대면부(423)의 전단부가 하측으로 가압되면 상기 고정접점부(13)와 상기 가동접점부(425)가 접촉되며, 상기 전원입력부(11), 상기 가동스위칭부(420), 상기 전선(15) 및 상기 부하출력부(12)를 거쳐서 전류가 흐르게 된다.

한편, 상기 가동스위칭부(420)의 전단부를 하측으로 가압하도록 상기 크로스바(430)가 구비된다. 여기서, 상기 크로스바(430)는 상기 가동스위칭부(420)의 전단측에 구비되되 상기 가동스위칭부(420)의 전단측이 전후방향을 따라 가로지르는 경유부(431)가 형성된다. 그리고, 상기 크로스바(430)가 하측으로 가압되면 상기 경유부(431)를 형성하도록 전후방향으로 개구된 홈의 상면측에 상기 가동스위칭부(420)의 전단부가 가압된다. 이때, 상기 가동스위칭부(420)의 전단부가 가압된다 함은 실질적으로 상기 자화대면부(423)의 전단부가 가압되는 것으로 이해함이 바람직하다. 이러한 크로스바(430)는 상측에서 가해지는 가압력에 의해 하측으로 가압되되 하단부에 구비되는 탄성수단(433)을 통해 상측으로 탄발 지지된다.

상세히, 정상 상태에서 상기 탄성수단(433)의 탄발력보다 상기 크로스바(430)가 하측으로 가압되는 힘이 크게 작용한다. 따라서, 상기 크로스바(430)가 하향 가압된 상태가 유지되며 상기 탄성수단(433)은 압축된다. 그리고, 상기 경유부(431)를 가로질러 배치되는 상기 가동스위칭부(420)의 전단부가 구부러지면서 하향 가압된다. 이를 통해, 상기 가동접점부(425)가 상기 고정접점부(13)와 접점 연결된다. 이때, 과전류가 발생하거나 상기 핸들부(60)의 조작을 통해 상기 크로스바(430)를 가압하는 힘이 상실되면 상기 탄성수단(433)의 탄발복원력에 의해 상기 크로스바(430)가 상향 이동된다. 이와 동시에, 상기 가동스위칭부(420)를 가압하던 가압력이 상실되므로 상기 자화대면부(423)가 탄발복원력을 통해 펴지면서 상기 가동접점부(425)가 상기 고정접점부(13)와 이격된다.

한편, 상기 트립부(440)는 상기 크로스바(430)의 후면측에 배치되며, 하단부에 형성된 회동단부(440a)를 중심으로 전후 회동되도록 구비된다. 이때, 상기 트립부(440)의 전면부에는 경사단턱(441)이 전향 돌설된다. 그리고, 상기 래치부(50)는 전단부(50a)가 상기 크로스바(430)의 상면에 대면 배치된다. 그리고, 상기 래치부(50)의 후단부(50b)가 상기 트립부(440)의 전면부와 마주보는 길이로 연장된다. 이때, 상기 래치부(50)의 후단부(50b)는 상기 경사단턱(441)과 접촉 또는 인접하게 위치하도록 형성된다.

더불어, 상기 핸들부(60)는 상기 하우징부(10)에 전후 회동 조작되도록 결합되되, 회동방향에 따라 상기 래치부(50)를 하향 가압하도록 승강 이동되는 가압부재(61)가 하단부에 연결된다. 이때, 회동방향이라 함은 상기 가동접점부(425)가 상기 고정접점부(13)와 접촉되도록 동작되는 접속방향과 상기 가동접점부(425)와 상기 고정접점부(13)가 이격되도록 동작되는 차단방향을 포괄하는 것으로 이해함이 바람직하다. 이하에서는 접속방향을 전측으로 회동되는 방향으로 설명 및 도시하고 차단방향을 후측으로 회동되는 방향으로 설명 및 도시한다.

상세히, 상기 핸들부(60)가 접속방향으로 회전된 상태에서 상기 가압부재(61)가 하향 이동된다. 이때, 상기 가압부재(61)는 상기 래치부(50)의 중앙측에 형성된 승강연결부(51)에 힌지 연결된다. 따라서, 상기 가압부재(61)가 하향 이동되면 상기 래치부(50)가 연동 이동되되 상기 래치부(50)의 후단부(50b)가 상기 경사단턱(441)의 경사진 상면에 면접촉 지지된다. 그리고, 상기 래치부(50)의 후단부(50b)가 상기 경사단턱(441)에 지지된 상태에서 전단부(50a)가 하향 회동되면서 래치가압부(432)에 접촉 및 상기 크로스바(430)를 가압하며, 상기 고정접점부(13)와 상기 가동접점부(425)가 접점 연결된다.

한편, 상기 흡인회전자(470)는 전단부가 상기 가동스위칭부(420)의 하측에 대향 배치되고 후단부가 상기 회동단부(440a)에 고정된다. 그리고, 과전류 발생시 상기 가동스위칭부(420)에 발생하는 흡인 자력에 의해 후단부를 중심으로 전단부가 상기 가동스위칭부(420)측으로 흡인 이동되도록 자성체 재질로 형성됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 흡인회전자(470)는 순철 또는 주철과 같이 강자성체인 철(Fe)성분이 다량 함유된 금속으로 구비될 수 있다.

이때, 상기 흡인회전자(470)의 후단부가 상기 트립부(440)의 회동단부(440a)에 고정되므로, 상기 흡인회전자(470)가 회동됨과 동시에 일체로 상기 트립부(440)가 회전된다. 이를 통해, 상기 크로스바(430)를 가압하는 상기 래치부(50)가 상기 경사단턱(441)과 이격될 수 있다. 이러한 흡인회전자(470)는 트립핀(471)과 흡인판(474)을 포함함이 바람직하다.

상세히, 상기 트립핀(471)은 일단부가 상기 회동단부(440a)에 형성된 끼움홈(440b)에 억지 끼움으로 고정된다. 그리고, 상기 끼움홈(440b)의 외측으로 돌출된 타단부측의 길이방향을 따라 삽입슬롯홈(472)이 형성된다. 또한, 상기 흡인판(474)은 상기 삽입슬롯홈(472)에 삽입 체결되는 후단부가 결합단부(474a)로 형성된다. 그리고, 상기 결합단부(474a)로부터 절곡된 전단부가 전측으로 갈수록 상기 자화대면부(423)와 하면과 이격되도록 하향 경사지게 배치되는 흡인대상면부(474b)로 형성된다. 즉, 상기 자화대면부(423)와 상기 흡인판(474)은 상기 트립핀(471)을 중심으로 전단부로 갈수록 멀어지는 경사각도를 가지면서 대향 배치된다.

이때, 상기 흡인판(474)은 상기 흡인대상면부(474b)와 상기 결합단부(474a)가 실질적으로 직교하도록 절곡 형성될 수 있다. 그리고, 상기 트립핀(471)은 타단부의 상면에 전측으로 하향 경사진 경사지지면(473)이 형성되되, 상기 삽입슬롯홈(472)이 상기 경사지지면(473)과 교차하는 방향으로 개구됨이 바람직하다. 이러한 경사지지면(473)은 상기 트립핀(471)의 타단부 단면 형상이 반원 형상으로 단차지도록 제조하여 형성될 수 있다. 그리고, 상기 삽입슬롯홈(472)에 상기 결합단부(474a)가 끼움 결합되면 상기 흡인대상면부(474b)의 하면 후단측이 상기 경사지지면(473)에 안착된다.

여기서, 상기 트립핀(471)은 일단부가 상기 끼움홈(440b)에 억지 끼움되되 상기 경사지지면(473)이 상기 자화대면부(423)와 기설정된 각도로 이격 배치되도록 위치를 조절하여 고정됨이 바람직하다. 즉, 상기 흡인판(474)을 단순히 직각으로 절곡하고 상기 경사지지면(473)과 상기 삽입슬롯홈(472)을 단순히 교차하도록 형성하는 간단한 방법으로 제조할 수 있다. 따라서, 상기 차단기(400)의 순시트립을 위한 상기 흡인회전자(470)가 심플한 형상으로 컴팩트하게 구비되므로 제조성이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 상기 결합단부(474a)를 상기 삽입슬롯홈(472)에 끼워 상기 흡인대상면부(474b)가 상기 경사지지면(473)에 안착된 상태에서 상기 경사지지면(473)이 경사지게 배치되도록 상기 회동단부(440a)에 고정시키기만 하면 상기 흡인판(474)이 상기 자화대면부(423)와 경사지게 대향 배치될 수 있다.

더욱이, 상기 자화대면부(423)와 상기 흡인판(474)의 이격각도는 상기 경사지지면(473)의 경사각도가 조절되도록 상기 트립핀(471)이 회전된 상태로 상기 끼움홈(440b)에 고정되면서 조절될 수 있다. 이때, 상기 자화대면부(423)와 상기 흡인판(474)의 이격각도라 함은 실질적으로 상기 자화대면부(423)와 상기 흡인대상면부(474b) 간의 이격각도로 이해함이 바람직하다.

상세히, 전류의 흐름에 의해 상기 자화대면부(423)가 자화되더라도 정상허용전류 범위에서는 상기 흡인회전자(470)가 회동되지 않도록 설정되어야 한다. 또한, 상기 흡인회전자(470)는 정상허용전류 범위를 초과한 과전류 또는 누전 상태에서 상기 자화대면부(423)에 형성되는 흡인 자력에 의해 반드시 흡인 회동되어야 한다.

이를 위해, 상기 흡인회전자(470)는 상기 경사지지면(473)이 상기 자화대면부(423)와 이루는 이격각도가 기산출된 간격값을 유지하도록 설치된다. 이때, 기산출된 간격값이라 함은 기설정된 정상허용전류 범위 및 차단이 요구되는 차단전류에 대응하여 상기 차단기(400)가 정상 구동되도록 상기 흡인 자력이 상기 흡인회전자(470)에 영향을 줄 수 있는 간격 범위로 이해함이 바람직하다. 즉, 차단전류가 작은 값으로 측정될 경우 상기 이격각도는 좁게 형성되며 차단전류가 큰 값으로 측정될 경우 상기 이격각도가 넓게 형성될 수 있다.

이때, 산출된 간격값과 실제 테스트를 통해 작동되는 간격이 상이할 경우, 상기 트립핀(471)의 일단부가 상기 끼움홈(440b)에 끼워진 각도를 회전시켜 조절함으로써 상기 차단기(400)의 구동이 정밀하게 설정될 수 있다. 여기서, 상기 트립바가 실질적으로 합성수지 재질로 제조되므로 상기 트립핀(471)의 일단부가 억지 끼움되더라도 소정의 힘을 가하여 회전시킬 수 있다. 이를 통해, 상기 차단기(400)가 과전류 발생시 명확하게 차단 작동되도록 하여 구동신뢰성이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 상기 트립핀(471)이 끼움된 각도를 회전 조절함으로써 필요로 하는 차단전류값에 따라 다양한 차단기(400)에 호환 적용이 가능하므로 호환성 및 활용성이 현저히 향상될 수 있다.

한편, 상기 흡인회전자(470)와 마주보는 상기 가동스위칭부(420)의 상측으로 보강자화부(475)가 대면 배치됨이 바람직하다. 즉, 상기 흡인판(474)과 상기 보강자화부(475)가 마주보게 배치되되 그 사이에 상기 가동스위칭부(420)가 가로지르도록 배치되는 형상으로 구비될 수 있다. 이때, 상기 보강자화부(475)는 상기 가동스위칭부(420)의 흡인 자력을 보조하도록 자화되는 자성체, 전자석 또는 영구자석으로 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 보강자화부(475)는 중앙부(476)의 전단측이 상기 크로스바(430)에 고정된다. 그리고, 상기 중앙부(476)가 상기 가동스위칭부(420)의 상면과 이격 배치되되, 상기 중앙부(476)의 양단으로부터 하향 절곡된 측면부(477a,477b)가 상기 가동스위칭부(420)의 길이방향 양측 테두리와 이격되어 대면 배치된다.

그리고, 과전류 발생시 상기 가동스위칭부(420)가 자화되면 흡인 자력이 상기 보강자화부(475)와 상기 흡인판(474)에 전달된다. 이때, 상기 보강자화부(475)는 상기 크로스바(430)에 고정된 상태이므로 상기 보강자화부(475)와 상기 가동스위칭부(420) 사이에 사각 형상의 자력선(도 3의 점선으로 표시된 부분 참조)이 생성되며 상기 흡인판(474)의 상측으로 흡인 자력이 고조된다. 더욱이, 상기 보강자화부(475)의 측면부(477a,477b)의 각 단부가 상기 가동스위칭부(420)의 양측 테두리에 인접하되 이격되어 배치된다. 이를 통해, 상기 보강자화부(475)의 측면부(477a,477b)와 상기 가동스위칭부(420)가 서로 흡인되려는 힘이 증폭되면서 흡인 자력이 더욱 고조될 수 있다.

이때, 상기 보강자화부(475)의 일측면부(477a)는 내면이 상기 가동스위칭부(420)의 길이방향 일측 테두리와 마주보게 이격 배치되되 타측면부(477b)는 하단부가 상기 가동스위칭부(420)의 길이방향 일측 테두리의 상측과 이격 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 보강자화부(475)와 상기 가동스위칭부(420) 간의 흡인 자력이 증폭되면서도 상기 보강자화부(475)의 타측면부(477b)가 다른 구성부품과 소정의 간격으로 이격되어 구비될 수 있다. 따라서, 흡인 자력에 의한 내부 구성부품의 간섭 및 오작동이 방지될 수 있다.

이처럼 본 발명은 강한 흡인 자력에 의해 상기 흡인판(474)이 신속하게 상측으로 흡인되며 상기 트립핀(471)을 통해 상기 흡인회전자(470)와 일체로 고정된 상기 트립핀(471)이 순간적으로 후측 트립 회전될 수 있다. 이를 통해, 과전류 상태에서 신속하게 전류를 차단함으로써 안전성이 현저히 향상될 수 있다.

한편, 상기 핸들부(60)는 상기 하우징부(10)에 구비되는 지지프레임에 힌지 연결되되, 상기 래치부(50)를 가압 지지하던 구속력이 상실되면 일측에 구비된 복귀수단의 탄발복원력을 통해 차단방향으로 회전된다. 이때, 상기 복귀수단은 토션스프링 또는 판스프링 등으로 구비될 수 있다. 그리고, 상기 핸들부(60)의 하면에 힌지 연결된 상기 가압부재(61)가 상향 이동되며, 상기 래치부(50)가 상기 크로스바(430) 및 상기 트립부(440)로부터 완전히 분리될 수 있다.

이때, 상기 전류가 다시 접속되도록 상기 핸들부(60)가 접속방향으로 회동 조작되면 상기 가압부재(61)가 하향 이동되되 상기 래치부(50)의 후단부(50b)가 상기 경사단턱(441)측으로 이동 및 그의 상면에 다시 접촉 지지된다. 그리고, 상기 래치부(50)의 후단부(50b)가 지지된 상태로 상기 가압부재(61)의 가압력이 계속 전달되면 상기 래치부(50)의 전단부(50a)가 하향 이동된다. 이때, 상기 래치가압부(432)에 상기 래치부(50)의 전단부(50a)가 접촉 및 하측으로의 가압력이 전달됨에 따라 상기 가동스위칭부(420)가 하측으로 가압되며 상기 가동접점부(425)와 상기 고정접점부(13)가 다시 접촉되도록 조작된다.

더불어, 후단부가 상기 가동스위칭부(420)의 후단부와 연결되되 상기 가동스위칭부(420)와 교차되는 상측방향으로 절곡 연장된 전단부가 상기 트립부(440)의 전면측에 대향 배치되는 전류이동부(424)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 부하출력부(12)는 상기 전선(15)을 통해 상기 전류이동부(424)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 전원입력부(11), 상기 가동스위칭부(420), 상기 전류이동부(424), 상기 전선(15) 및 상기 부하출력부(12)를 거쳐서 전류가 흐르게 된다.

여기서, 상기 전류이동부(424)는 상기 가동스위칭부(420)와 마찬가지로 전도성을 가지면서도 전류를 통해 자화되는 금속재질로 형성될 수 잇다. 또는, 경우에 따라 상기 전류이동부(424)는 자화되면서도 전면 및 후면이 각각 상이한 열팽창계수를 가지는 바이메탈로 형성될 수도 있다. 즉, 과전류를 통한 저항열로 인해 상기 전류이동부(424)의 온도가 상승되면 낮은 열팽창계수를 가진 후면측으로 휘어지도록 형성될 수도 있다.

이처럼 본 발명에 따른 트립핀 회전형 차단기(400)는 상기 트립부(440)의 하단부에 상기 흡인회전자(470)의 후단부가 일체로 고정된다. 이에 따라, 과전류 유입시 상기 가동스위칭부(420)에 발생하는 흡인 자력을 통해 상기 흡인회전자(470)가 상측으로 흡인 회동되면 이와 동시에 상기 트립부(440)가 후측으로 회전되면서 전류가 단락된다. 이를 통해, 종래의 저항열을 통해 휘어지는 바이메탈보다 전류 차단속도가 빠른 차단기를 제공받을 수 있다.

이때, 상기 흡인회전자(470)와 마주보는 상기 가동스위칭부(420)의 상측으로 중앙부(476)의 양측이 하향 절곡된 상기 보강자화부(475)가 구비되어 사각형상의 자력선을 생성하면서 흡인 자력이 증폭된다. 이에 따라, 상기 흡인회전자(470)의 흡인 회동이 순간적으로 이루어져 전류 단락속도가 단축되므로 제품을 통한 주변 전자기기의 안전성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 트립핀(471)이 상기 트립부(440)의 회동단부(440a)에 억지 끼움되고 상기 흡인판(474)이 상기 트립핀(471)에 결합되되 상기 가동스위칭부(420)의 하면과 대면 배치되는 심플한 구조로 구비된다. 또한, 상기 트립부(440)가 상기 흡인회전자(470)와 동시에 회전되면서 상기 래치부(50)의 구속력이 물리적으로 해제된다. 이를 통해, 영상변류기 등의 고가의 부품 없이도 전류 단락이 이루어지므로 제조비용의 절감 및 부품수가 최소화되어 제품의 컴팩트화를 통한 경제성이 현저히 향상될 수 있다.

더욱이, 상기 흡인회전자(470)는 상기 트립핀(471)이 그 타측에 반달 형태로 단차지게 형성된 상기 경사지지면(473)에 상기 흡인판(474)이 안착된 상태로 상기 트립부(440)의 회동단부(440a)에 억지 끼움된다. 이때, 상기 트립핀(471)을 강한 힘으로 회전시켜 상기 경사지지면(473)의 경사각도를 조절하는 간단한 방법으로 기설정된 차단전류에 대응하여 상기 흡인회전자(470)가 정확하게 회동되도록 설정된다. 따라서, 상기 차단기(400)의 구동신뢰성 및 호환성이 현저히 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.

10: 하우징부 50: 래치부
60: 핸들부 420: 가동스위칭부
430: 크로스바 440: 트립부
440b: 끼움홈 470: 흡인회전자
471: 트립핀 472: 흡인판
475: 보강자화부 400: 트립핀 회전형 차단기

Claims (5)

1. 전원입력부와 부하출력부가 전후측에 이격되어 구비되는 하우징부;
   상기 전원입력부와 상기 부하출력부 사이에 배치되되, 전단부가 상기 전원입력부에 접점 연결되되 선택적으로 이격되도록 상측으로의 탄발복원력을 제공하며 후단부측이 상기 부하출력부와 전기적으로 연결되는 가동스위칭부;
   일측에 상기 가동스위칭부의 전단측이 가로지르도록 개구된 경유부가 형성되되 하단부에 구비되는 탄성수단을 통해 상측으로 탄발 지지되는 크로스바;
   상기 크로스바의 후면측에 배치되며 하측의 회동단부를 중심으로 전후 회동되되 전면부에 경사단턱이 전향 돌설된 트립부;
   전단부가 상기 크로스바의 상면에 대면 배치되되 상기 전원입력부와 상기 가동스위칭부의 전단부가 접점 연결되도록 후단부가 상기 경사단턱의 상면에 접촉 지지되어 상기 크로스바를 하향 가압하는 래치부;
   상기 하우징부에 전후 회동 조작되도록 결합되되, 회동방향에 따라 상기 래치부를 하향 가압하도록 승강 이동되는 가압부재가 하단부에 연결된 핸들부; 및
   전단부가 상기 가동스위칭부의 하측에 대향 배치되고 후단부가 상기 회동단부에 고정되되, 과전류 발생시 상기 크로스바를 가압하는 상기 래치부가 상기 경사단턱과 이격되도록 상기 가동스위칭부에 발생하는 흡인 자력에 의해 후단부를 중심으로 흡인 회동되면서 상기 트립부를 동시에 일체로 회전시키는 회전력을 전달하는 자성체 재질의 흡인회전자를 포함하되,
   상기 흡인회전자는
   일단부가 상기 회동단부에 억지 끼움으로 고정되되 타단부측의 길이방향을 따라 삽입슬롯홈이 형성된 트립핀과,
   상기 삽입슬롯홈에 삽입 체결되는 후단부로부터 절곡된 전단부가 전측으로 갈수록 하향 경사지게 배치되되 상면이 상기 가동스위칭부의 하면과 대향 배치되는 흡인판을 포함함을 특징으로 하는 트립핀 회전형 차단기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 트립핀은 타단부의 상면에 전측으로 하향 경사진 경사지지면이 형성되되 상기 삽입슬롯홈이 상기 경사지지면과 교차하는 상하방향으로 개구되며,
   상기 흡인판의 전단부 하면이 상기 경사지지면에 접촉 지지되되 상기 삽입슬롯홈의 개구간격은 상기 흡인판의 후단부 두께와 대응하도록 형성됨을 특징으로 하는 트립핀 회전형 차단기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 가동스위칭부와 상기 흡인판 간의 이격각도가 기설정된 차단전류에 대응하여 설정되도록, 상기 트립핀은 상기 경사지지면의 경사각도가 조절되도록 회전되어 상기 회동단부에 억지 끼움됨을 특징으로 하는 트립핀 회전형 차단기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡인회전자와 마주보는 상기 가동스위칭부의 상측으로 대면 배치되어 상기 가동스위칭부의 흡인 자력을 보조하도록 자화되는 보강자화부가 구비되되,
   상기 보강자화부는 상기 크로스바에 고정되되 상기 가동스위칭부의 상면과 이격 배치되는 중앙부의 양단으로부터 하향 절곡된 측면부가 상기 가동스위칭부의 길이방향 양측 테두리와 이격되어 대면 배치되도록 구비됨을 특징으로 하는 트립핀 회전형 차단기.

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