KR102088939B1 - 스프링 순시흡인형 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 연결되되 선택적으로 이격되도록 상측으로의 탄발복원력을 제공하며 후단부가 상기 부하출력부와 전기적으로 연결되는 가동스위칭부; 일측에 상기 가동스위칭부의 전단측이 가로지르도록 개구된 경유부가 형성되되 하단부에 구비되는 탄성수단을 통해 상측으로 탄발 지지되는 크로스바; 상기 크로스바의 후면측에 대향 배치되며 하단부를 중심으로 전후 회동되되 전면부에 경사단턱이 전향 돌설된 트립부; 전단부가 상기 크로스바의 상면에 대면 배치되되 상기 전원입력부와 상기 가동스위칭부가 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; 상기 가동스위칭부 및 상기 부하출력부 사이에 배치되되, 과전류 발생시 상기 부하출력부에 발생하는 흡인 자력에 의해 후측으로 탄성 흡인되어 상기 부하출력부에 통전되는 자성체 재질의 탄성흡인장치; 및 상기 탄성흡인장치에 전선 연결되며, 선택적인 전원공급에 따라 상기 크로스바를 가압하는 상기 래치부가 상기 경사단턱과 이격되기 위해 상기 트립부를 연동 후퇴시키도록 상기 트립부에 걸림 연결된 플런저가 구비된 솔레노이드를 포함하는 스프링 순시흡인형 차단기를 제공한다.

Description

스프링 순시흡인형 차단기{spring instant attraction type circuit breaker}

본 발명은 스프링 순시흡인형 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구성이 간소화되면서도 과전류의 발생시 신속하게 전류의 흐름을 차단하여 구동신뢰성이 개선된 스프링 순시흡인형 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, 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 같이 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 스프링 순시흡인형 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 연결되되 선택적으로 이격되도록 상측으로의 탄발복원력을 제공하며 후단부가 상기 부하출력부와 전기적으로 연결되는 가동스위칭부; 일측에 상기 가동스위칭부의 전단측이 가로지르도록 개구된 경유부가 형성되되 하단부에 구비되는 탄성수단을 통해 상측으로 탄발 지지되는 크로스바; 상기 크로스바의 후면측에 대향 배치되며 하단부를 중심으로 전후 회동되되 전면부에 경사단턱이 전향 돌설된 트립부; 전단부가 상기 크로스바의 상면에 대면 배치되되 상기 전원입력부와 상기 가동스위칭부가 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; 상기 가동스위칭부 및 상기 부하출력부 사이에 배치되되, 과전류 발생시 상기 부하출력부에 발생하는 흡인 자력에 의해 후측으로 탄성 흡인되어 상기 부하출력부에 통전되는 자성체 재질의 탄성흡인장치; 및 상기 탄성흡인장치에 전선 연결되며, 선택적인 전원공급에 따라 상기 크로스바를 가압하는 상기 래치부가 상기 경사단턱과 이격되기 위해 상기 트립부를 연동 후퇴시키도록 상기 트립부에 걸림 연결된 플런저가 구비된 솔레노이드를 포함하되, 상기 탄성흡인장치는 과전류 발생시 흡인 자력에 의해 신장되어 상기 부하출력부에 통전되는 자성체 재질의 탄성흡인스프링과, 외주에 상기 탄성흡인스프링이 기설정된 구간별 정상허용전류값에 대응되어 선택적으로 걸림 구속되며, 상기 솔레노이드에 전기적으로 연결되는 자성체 재질의 허용전류조절핀부를 포함함을 특징으로 하는 스프링 순시흡인형 차단기를 제공한다.

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

첫째, 과전류 발생시 부하출력부 전측에 연결된 로드터미널에 발생하는 흡인 자력에 의해 탄성흡인스프링이 순간적으로 탄성 흡인되어 상호간 통전됨에 따라 솔레노이드에 전원이 공급되어 플런저가 동작되므로 종래의 저항열을 통해 휘어지는 바이메탈보다 전류 차단속도가 빠른 차단기를 제공받을 수 있다.

둘째, 탄성흡인스프링의 절곡단부가 솔레노이드에 연결된 허용전류조절핀부 외주의 걸림나사산의 나선방향을 따라 형성된 허용전류조절홈 중 어느 하나에 걸림 구속됨으로써 탄성흡인스프링과 로드터미널 간의 이격간격이 설정되어 구간별 정상허용전류값의 미세조절이 용이하게 수행되므로 사용편의성이 개선될 수 있다.

셋째, 과전류 발생시 탄성흡인스프링이 로드터미널에 통전되면 솔레노이드에 전원이 공급됨에 따라 플런저가 수축되며 이에 걸림 연결된 트립부가 신속하게 후퇴되어 전류 흐름이 즉각적으로 차단되므로 전류 차단속도가 현저히 증가되며 구동신뢰성이 현저히 개선될 수 있다.

넷째, 탄성흡인스프링의 탄성 흡인시 솔레노이드의 플런저가 트립부에 걸림 연결되어 트립부가 연동 후퇴되면서 그의 전면에 지지된 래치부의 구속이 물리적으로 해제되는 간단한 방법으로 전류가 차단되므로 영상변류기 등의 고가의 부품이 요구되지 않아 제조비용이 절감되며 경제성이 현저히 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 순시흡인형 차단기의 커버가 분리되어 내부가 노출된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 순시흡인형 차단기에서 탄성흡인장치를 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 순시흡인형 차단기에서 탄성흡인장치를 나타낸 단면도.
도 4 및 도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 순시흡인형 차단기에서 흡인회전장치의 동작상태를 나타낸 예시도.

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

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 순시흡인형 차단기의 커버가 분리되어 내부가 노출된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 순시흡인형 차단기에서 탄성흡인장치를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 순시흡인형 차단기에서 탄성흡인장치를 나타낸 단면도이고, 도 4 및 도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 순시흡인형 차단기에서 흡인회전장치의 동작상태를 나타낸 예시도이다. 이때, 이하에서 설명될 스프링 순시흡인형 차단기와 차단기는 동일한 의미로 이해함이 바람직하다.

도 1 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 순시흡인형 차단기(1200)는 하우징부(1210), 가동스위칭부(1220), 크로스바(1230), 트립부(1240), 래치부(50), 핸들부(60), 탄성흡인장치(1270) 및 솔레노이드(1290)를 포함한다.

상세히, 상기 하우징부(1210)는 상기 차단기(1200)의 구성부품이 수납되는 내부공간을 포함하며 절연성 및 불연성의 합성수지 소재로 형성됨이 바람직하다. 이러한 하우징부(1210)의 내부에는 각 구성부품이 설치 및 조립되도록 구획격벽, 설치홈 또는 홀이 형성된다. 여기서, 상기 하우징부(1210)의 전측에는 전원측에 접속되는 전원입력부(1211)가 구비되며 후측에는 부하측과 연결되는 부하출력부(1212)가 구비되며, 상기 전원입력부(1211)에는 고정접점부(1213)가 구비된다.

또한, 상기 가동스위칭부(1220)는 상기 전원입력부(1211)와 상기 부하출력부(1212)의 사이에 선택적인 전원 연결을 위해 배치된다. 여기서, 상기 가동스위칭부(1220)는 제1판부(1221)와 제2판부(1222)를 포함하여 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 제1판부(1221)는 전단부가 상기 고정접점부(1213)와 인접하되 후방으로 연장된 제1자화대면부(1223)를 포함한다. 이때, 상기 제1자화대면부(1223)는 구리 등의 복수개의 얇은 금속판이 중첩된 상태에서 어느 일측이 상호 접합되어 구비될 수 있다. 여기서, 상기 제1자화대면부(1223)의 전단부에는 상기 고정접점부(1213)와 선택적으로 접점 연결되는 가동접점부(1225)가 구비된다. 즉, 상기 제1판부(1221)는 상기 제1자화대면부(1223) 및 그의 전단측에 구비된 상기 가동접점부(1225)를 포함하는 것으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 제1자화대면부(1223)는 상기 가동접점부(1225)가 상기 고정접점부(1213)와 통전 가능하게 접촉되되 선택적으로 이격되도록 탄발복원력을 제공하는 전도성 금속 재질로 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제2판부(1222)는 후단부가 상기 제1판부(1221)의 후단부에 접촉 연결되되 상기 제1판부(1221)와 교차되는 상측방향으로 절곡 연장된 전단부에 제2자화대면부(1224)가 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 제1자화대면부(1223)의 후단부와 상기 제2자화대면부(1224)의 후단부는 중첩되되 나사를 통해 상기 하우징부(1210)에 고정된다. 이러한 제2판부(1222)는 상기 제1자화대면부(1223)와 마찬가지로 전도성 금속재질로 형성되며 전선(1215)을 통해 상기 부하출력부(1212)와 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 전선(1215)과 상기 부하출력부(1212) 사이에는 'ㄴ'자 형상으로 절곡지게 형성된 로드터미널(1214)이 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 로드터미널(1214)은 금속 등의 자성체 재질로 구비되며, 일단이 상기 전선(1215)에 전기적으로 연결되며 타단이 상기 부하출력부(1212)에 전기적으로 연결될 수 있다.

따라서, 상기 제1판부(1221)의 전단부가 하측으로 가압되면 상기 고정접점부(1213)와 상기 가동접점부(1225)가 접촉되며, 상기 전원입력부(1211), 상기 제1판부(1221), 상기 제2판부(1222), 상기 전선(1215), 상기 로드터미널(1214) 및 상기 부하출력부(1212)를 거쳐서 전류가 흐르게 된다.

여기서, 상기 제1자화대면부(1223)와 상기 제2자화대면부(1224)는 전도성을 가지면서도 전류를 통해 자화되는 금속재질로 형성됨이 바람직하다. 물론, 경우에 따라 상기 제2자화대면부(1224)는 자화되면서도 전면 및 후면이 각각 상이한 열팽창계수를 가지는 바이메탈로 형성될 수도 있다. 즉, 과전류를 통한 전류 저항열로 인해 상기 제2판부(1222)의 온도가 상승되면 낮은 열팽창계수를 가진 후면측으로 휘어지도록 형성될 수도 있다.

한편, 상기 크로스바(1230)는 상기 제1판부(1221)의 전단부를 하측으로 가압하도록 구비된다. 여기서, 상기 크로스바(1230)는 상기 제1판부(1221)의 전단측에 구비되되, 상기 제1판부(1221)의 전단부가 가로지르도록 개구된 경유부(1231)가 형성된다. 이때, 상기 제1판부(1221)의 전단부가 가압된다 함은 실질적으로 상기 제1자화대면부(1223)의 전단부가 가압되는 것으로 이해함이 바람직하다. 이러한 크로스바(1230)는 상측에서 가해지는 가압력에 의해 하측으로 가압되되 하단부에 구비되는 탄성수단(1233)을 통해 상측으로 탄발 지지된다.

상세히, 정상 상태에서 상기 탄성수단(1233)의 탄발력보다 상기 크로스바(1230)가 하측으로 가압되는 힘이 크게 작용한다. 따라서, 상기 크로스바(1230)가 하향 가압된 상태가 유지되며 상기 탄성수단(1233)은 압축된다. 그리고, 상기 경유부(1231)를 가로질러 배치되는 상기 제1판부(1221)의 전단부가 구부러지면서 하향 가압된다. 이를 통해, 상기 가동접점부(1225)가 상기 고정접점부(1213)와 접점 연결된다. 이때, 과전류가 발생하거나 상기 핸들부(60)의 조작을 통해 상기 크로스바(1230)를 가압하는 힘이 상실되면 상기 탄성수단(1233)의 탄발복원력을 통해 상기 크로스바(1230)가 상향 이동된다. 이와 동시에, 상기 제1판부(1221)를 가압하던 가압력이 상실되므로 상기 제1자화대면부(1223)가 탄발복원력을 통해 펴지면서 상기 가동접점부(1225)가 상기 고정접점부(1213)와 이격된다.

한편, 상기 트립부(1240)는 상기 제2자화대면부(1224)의 후면측에 대향 배치되며, 하단부에 형성된 회동단부(1240a)를 중심으로 전후 회동되도록 구비된다. 이때, 상기 트립부(1240)의 전면부에는 경사단턱(1241)이 전향 돌설된다. 또한, 상기 트립부(1240)의 일측에는 후술되는 솔레노이드(1290)의 플런저(1291)가 걸림 연결되도록 걸림홈부가 함몰 형성될 수 있다.

그리고, 상기 래치부(50)는 전단부(50a)가 상기 크로스바(1230)의 상면에 대면 배치되며 후단부(50b)가 상기 트립부(1240)의 전면부와 마주보는 길이로 연장된다. 이때, 상기 래치부(50)의 후단부(50b)는 상기 경사단턱(1241)과 접촉 또는 이와 인접하게 위치하도록 형성된다. 더불어, 상기 핸들부(60)는 상기 하우징부(1210)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(1225)와 상기 고정접점부(1213)가 접촉되도록 동작되는 접속방향과 상기 가동접점부(1225)와 상기 고정접점부(1213)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 승강연결부에 힌지 연결된다. 따라서, 상기 가압부재(61)가 하향 이동되면 상기 래치부(50)가 연동 이동되되 상기 래치부(50)의 후단부(50b)가 상기 경사단턱(1241)의 경사진 상면에 면접촉 지지된다. 그리고, 상기 래치부(50)의 후단부(50b)가 상기 경사단턱(1241)에 지지된 상태에서 전단부(50a)가 하향 회동되면서 래치가압부(1232)에 접촉 및 상기 크로스바(1230)를 가압하며, 상기 고정접점부(1213)와 상기 가동접점부(1225)가 접점 연결된다.

한편, 상기 탄성흡인장치(1270)는 상기 가동스위칭부(1220) 및 상기 부하출력부(1212) 사이에 배치되되, 과전류 발생시 상기 부하출력부(1212)에 발생하는 흡인 자력에 의해 후측으로 탄성 흡인되어 상기 부하출력부(1212)의 전측에 전기적으로 연결된 상기 로드터미널(1214)에 통전 연결됨이 바람직하다.

이때, 상기 로드터미널(1214)은 자성체 재질로 구비되어 상기 부하출력부(1212)의 전측에 전기적으로 연결되되, 전단부가 상측방향으로 절곡 연장됨이 바람직하다. 또한, 상기 탄성흡인장치(1270)는 상기 솔레노이드(1290)의 후면에 구비된 피씨비부(1292)와 상기 로드터미널(1214)의 전면 사이에 배치됨으로 이해함이 바람직하다.

이러한 상기 탄성흡인장치(1270)는 자성체 재질로 구비됨이 바람직하다. 이때, 자성체 재질이라 함은 순철 또는 주철과 같이 강자성체인 철(Fe)성분이 다량 함유된 금속으로 이해함이 바람직하다.

상세히, 상기 탄성흡인장치(1270)는 탄성흡인스프링(1271)과, 허용전류조절핀부(1272)를 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 탄성흡인스프링(1271) 및 상기 허용전류조절핀부(1272)가 각각 자성체 재질로 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 탄성흡인스프링(1271)은 과전류 발생시 상기 로드터미널(1214)에 발생하는 흡인 자력에 의해 탄성 흡인되도록 기설정된 탄성복원력을 갖는 코일스프링으로서 구비될 수 있다. 그리고, 상기 탄성흡인스프링(1271)은 과전류 발생시 흡인 자력에 의해 신장되어 상기 로드터미널(1214)에 통전 연결된다.

또한, 상기 탄성흡인스프링(1271)은 일측이 상기 허용전류조절핀부(1272)의 외주에 함몰 형성된 걸림나사산(1272a)에 회전 삽입됨에 따라 걸림 구속되어 상호간 전기적으로 연결됨이 바람직하다. 또한, 상기 탄성흡인스프링(1271)은 타단부(1271b)가 상기 허용전류조절핀부(1272)의 단부로부터 외측방향으로 노출 배치되어 상기 로드터미널(1214)의 전면에 복수개의 기설정된 구간별 정상허용전류값 중 어느 하나에 대응되는 간격을 두고 상호 이격되며 대향 배치됨이 바람직하다. 물론, 경우에 따라 상기 탄성흡인스프링(1271)의 타단부(1271b) 상기 로드터미널(1214)의 전면에 이격 대향되지 않고 상기 전선(1215) 또는 상기 부하출력부(1212)에 이격 대향될 수도 있다.

한편, 상기 허용전류조절핀부(1272)는 자성체 재질로 구비되어 상기 솔레노이드(1290)에 전기적으로 연결되며, 기설정된 구간별 정상허용전류값 중 어느 하나에 대응되는 위치의 외주에 상기 탄성흡인스프링(1271)이 선택적으로 회전 삽입됨에 따라 걸림 구속됨이 바람직하다.

여기서, 상기 허용전류조절핀부(1272)의 일측에는 상기 솔레노이드(1290)의 후면에 구비된 피씨비부(1292)의 후면에 결합됨과 동시에 전기적으로 연결되도록 몸체 내측단으로부터 일측방향으로 연장 돌설된 연결핀(1272c)이 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 피씨비부(1292)에는 상기 솔레노이드(1290)의 입력단에 전기적으로 연결되는 입력홀(1292a)이 형성되며, 상기 연결핀(1272c)이 상기 입력홀(1292a)에 끼움 결합될 수 있다.

그리고, 상기 허용전류조절핀부(1272)의 타측은 상기 로드터미널(1214)의 전면에 상호 이격되며 대향 배치됨이 바람직하다. 이때, 상기 허용전류조절핀부(1272)의 몸체 외경은 코일스프링으로서 구비된 상기 탄성흡인스프링(1271)의 내경에 실질적으로 대응되도록 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 허용전류조절핀부(1272)의 몸체 외주에는 상기 탄성흡인스프링(1271)의 외주 윤곽에 대응되는 내주 윤곽의 걸림나사산(1272a)이 상기 허용전류조절핀부(1272)의 반경방향 내측으로 함몰 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 탄성흡인스프링(1271)이 상기 허용전류조절핀부(1272)의 단부로부터 상기 걸림나사산(1272a)에 회전되며 삽입됨에 따라 상기 걸림나사산(1272a)의 내주에 형합되며 걸림 구속될 수 있다.

여기서, 상기 걸림나사산(1272a)에는 기설정된 구간별 정상허용전류값이 선택적으로 조절되도록 상기 걸림나사산(1272a)의 나선방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수개의 허용전류조절홈(1272b)이 함몰 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 허용전류조절홈(1272b)은 상기 걸림나사산(1272a)의 표면으로부터 상기 허용전류조절핀부(1272)의 반경방향으로 함몰 형성됨이 바람직하다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 상기 허용전류조절홈(1272b)이 홈의 형태로 함몰되는 경우를 예로써 도시 및 설명하나, 경우에 따라 홀의 형태로 허용전류조절핀부(1272)의 반경방향 내측으로 관통 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 탄성흡인스프링(1271)은 일측이 상기 걸림나사산(1272a)에 걸림 형합되되, 상기 탄성흡인스프링(1271)의 일단부는 기설정된 구간별 정상허용전류값 중 어느 하나에 대응되어 상기 허용전류조절홈(1272b) 중 어느 하나에 선택적으로 걸림 삽입되도록 절곡지게 형성됨이 바람직하다.

여기서, 코일스프링으로서 구비된 상기 탄성흡인스프링(1271)의 일단부에는 상기 탄성흡인스프링(1271)의 반경방향 내측으로 절곡지게 연장되는 절곡단부(1271a)가 일체로 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 절곡단부(1271a)가 상기 허용전류조절홈(1272b) 중 어느 하나에 복수개의 정상허용전류값에 대응되어 선택적으로 걸림 구속됨에 따라 정상허용전류값이 설정될 수 있다.

상세히, 전류의 흐름에 의해 상기 로드터미널(1214)이 자화되더라도 정상허용전류 범위에서는 상기 탄성흡인스프링(1271)이 상기 로드터미널(1214)에 탄성 흡인되어 상호간 접촉되지 않도록 설정되어야 한다. 또한, 상기 탄성흡인스프링(1271)은 정상허용전류 범위를 초과한 과전류 상태에서는 상기 로드터미널(1214)에 형성되는 흡인 자력에 의해 반드시 탄성 흡인되어 상호간 통전되어야 한다.

이를 위해, 상기 탄성흡인스프링(1271)의 탄성복원력이 정상허용전류 범위에서의 상기 로드터미널(1214)에서 발생하는 흡인 자력보다 크고, 과전류 상태에서는 상기 로드터미널(1214)에서 발생하는 흡인 자력보다 작게 설정됨이 바람직하다.

또한, 상기 허용전류조절홈(1272b) 중 어느 하나에 걸림 구속되는 상기 절곡단부(1271a)의 위치를 조절함으로써 상기 탄성흡인스프링(1271) 및 상기 로드터미널(1214) 간의 이격간격이 기설정된 구간별 정상허용전류값 중 어느 하나에 대응되어 기산출된 간격값을 유지하도록 설치된다. 이때, 기산출된 간격값이라 함은 기설정된 정상허용전류 범위 및 차단이 요구되는 차단전류에 대응하여 상기 차단기(1200)가 정상 구동되도록 상기 흡인 자력이 상기 탄성흡인스프링(1271)에 영향을 줄 수 있는 간격 범위로 이해함이 바람직하다. 즉, 차단전류가 작은 값으로 측정될 경우 상기 이격간격은 좁게 형성되며 차단전류가 큰 값으로 측정될 경우 상기 이격간격이 넓게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 탄성흡인스프링(1271)이 상기 로드터미널(1214)에 정상허용전류값에 대응되는 간격을 두고 상호 이격 배치된 상태에서 과전류 발생시 흡인 자력이 발생되는 상기 로드터미널(1214)측으로 탄성 흡인되어 통전 접촉될 수 있다.

이때, 산출된 간격값과 실제 테스트를 통해 작동되는 간격이 상이할 경우, 상기 허용전류조절홈(1272b) 중 어느 하나에 걸림 구속되는 상기 절곡단부(1271a)의 위치를 조절함으로써 상기 차단기(100)의 구동이 정밀하게 설정될 수 있다.

예컨대, 허용전류조절홈(1272b)은 상기 걸림나사산(1272a)의 나선방향을 따라 기설정된 간격을 두고 상기 로드터미널(1214)과의 이격간격이 멀어지는 방향으로 순차적으로 배치된 제1허용전류조절홈, 제2허용전류조절홈, 제3허용전류조절홈 및 제4허용전류조절홈을 포함할 수 있다.

이때, 상기 절곡단부(1271a)가 제1허용전류조절홈에 걸림 구속됨에 따라 정상허용전류값이 16A로 설정될 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 절곡단부(1271a)가 제2허용전류조절홈, 제3허용전류조절홈 및 제4허용전류조절홈에 각각 걸림 구속됨에 따라 정상허용전류값이 20A, 25A, 32A로 각각 설정될 수 있다. 이때, 정상허용전류값이 상술된 예에 한정되는 것은 아니다.

즉, 상기 탄성흡인스프링(1270)의 일단부에 형성된 절곡단부(1271a)가 허용전류조절홈(1272b) 중 어느 하나에 걸림 구속되는 위치를 조절함으로써 상기 탄성흡인스프링(1270)의 타측단(1271b)과 상기 로드터미널(1214) 간의 이격 간격이 조절된다. 이를 통해, 상기 차단기(100)가 과전류 발생시 명확하게 차단 작동되도록 하여 구동신뢰성이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 상기 허용전류조절홈(1272b) 중 어느 하나에 걸림 구속되는 상기 절곡단부(1271a)의 위치를 조절함으로써 필요로 하는 차단전류값에 따라 다양한 차단기에 호환 적용이 가능하므로 호환성 및 활용성이 현저히 향상될 수 있다.

한편, 상기 솔레노이드(1290)는 상기 탄성흡인장치(1270)에 전선 연결됨이 바람직하다. 여기서, 상기 솔레노이드(1290)의 입력단은 상기 허용전류조절핀부(1272)의 연결핀(1272c)에 전기적으로 연결됨에 따라 상기 허용전류조절핀부(1272) 및 상기 탄성흡인스프링(1271)에 전기적으로 연결됨이 바람직하다. 또한, 상기 솔레노이드(1290)는 상기 솔레노이드(1290)의 출력단에 전기적으로 연결되는 리드와이어(1293)를 통해 상기 로드터미널(1214)에 전기적으로 연결됨이 바람직하다. 이때, 상기 리드와이어(1293)는 상기 솔레노이드(1290)의 출력단과 상기 탄성흡인스프링(1271)이 대향 배치되지 않은 위치의 로드터미널 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 정상허용전류 범위에서 상기 솔레노이드(1290)는 상기 리드와이어(1293)를 통해 상기 로드터미널(1214)에 전기적으로 연결되나, 상기 솔레노이드(1290)의 입력단에 전기적으로 연결된 상기 탄성흡인스프링(1271)이 상기 로드터미널(1214)과 상호 이격되어 상호간 단선(open)된 상태이므로 폐회로가 형성되지 않아 구동되지 않는다.

또한, 상기 솔레노이드(1290)에는 선택적인 전원공급에 따라 상기 크로스바(1230)를 가압하는 상기 래치부(50)가 상기 경사단턱(1241)과 이격되기 위해 상기 트립부(1240)를 연동 후퇴시키도록 상기 트립부(1240)의 걸림홈부에 걸림 연결되는 플런저(1291)가 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 솔레노이드(1290)는 상기 탄성흡인장치(1270)에 전류 흐름이 발생되지 않는 정상허용전류 범위에서는 전원 공급이 차단된다. 따라서, 상기 솔레노이드(1290)의 플런저(1291)가 정상허용전류 범위에서 상기 솔레노이드(1290)로부터 돌출된 상태로 배치된다. 또한, 상기 솔레노이드(1290)는 과전류 발생시 상기 플런저(1291)가 상기 솔레노이드(1290)의 내부로 수축 삽입된다.

여기서, 상기 플런저(1291)의 단부에는 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 확장되는 확장단턱이 형성될 수 있다. 또한, 상기 확장단턱은 상기 트립부(1240)의 전면부에 배치되며, 상기 트립부(1240)의 걸림홈부에 걸림 연결됨이 바람직하다.

한편, 상기 전원입력부(1211)를 통해 전류가 유입되면 상기 제1판부(1221), 상기 제2판부(1222), 상기 전선(1215), 상기 로드터미널(1214) 및 상기 부하출력부(1212)로 전류가 흐르면서 자화된다. 이때, 과전류가 유입되면 상기 로드터미널(1214)이 유입되는 전류에 대응하여 주변에 금속을 흡인하는 흡인 자력이 고조된다. 여기서, 상기 탄성흡인스프링(1271)이 자성체로 구비되어 흡인 자력에 의해 상기 로드터미널(1214)에 탄성 흡인됨에 따라 상호간 접촉되어 전기적으로 통전 연결된다. 이에 따라, 과전류 발생시 상기 로드터미널(1214), 상기 탄성흡인스프링(1271), 상기 허용전류조절핀부(1272), 상기 솔레노이드(1290)의 입력부, 상기 솔레노이드(1290)의 권선부, 상기 솔레노이드(1290)의 출력부(1295), 상기 리드와이어(1293) 및 상기 로드터미널(1214)로 순차적으로 전류 흐름이 형성될 수 있다.

즉, 상기 솔레노이드(1290)는 과전류 발생시 상기 탄성흡인스프링(1271)이 상기 로드터미널(1214)에 접촉되어 통전됨에 따라 전원이 공급된다. 여기서, 상기 솔레노이드(1290)에 전원이 공급됨에 따라 상기 플런저(1291)가 과전류 발생시 상기 솔레노이드(1290)의 내측으로 수축 삽입된다. 이와 동시에, 상기 플런저(1291)에 걸림 연결된 상기 트립부(1240)가 순간적으로 후퇴된다. 이에 따라, 상기 래치부(50)의 후단부(50b)가 상기 경사단턱(1241)으로부터 이격되며, 상기 래치부(50)를 가압 지지하던 구속력이 상실된다. 이를 통해, 상기 크로스바(1230)에 가해지던 가압력이 제거되며, 상기 제1자화대면부(1223)가 탄발 복원되어 펼쳐지면서 상기 가동접점부(1225)와 상기 고정접점부(1213)가 이격될 수 있다.

따라서, 과전류 발생시 상기 탄성흡인스프링(1271)이 상기 로드터미널(1214)에 신속하게 통전되면서 이와 연동된 상기 트립부(1240)를 신속하게 연동 후퇴시키므로 전류가 일시에 차단될 수 있다.

더불어, 상기 탄성흡인스프링(1271)은 상기 고정접점부(1213)와 상기 가동접점부(1225)가 상호 이격되어 전류 흐름이 차단되면 상기 로드터미널(1214)의 흡인 자력이 상실됨에 따라 탄성복원력에 의해 초기 배치 위치로 탄성 복원될 수 있다. 여기서, 상기 탄성흡인스프링(1271)의 초기 배치 위치라 함은 정상허용전류 범위에서 타단부(1271b)가 상기 로드터미널(1214)로부터 이격 배치된 위치로 이해함이 바람직하다.

한편, 상기 핸들부(60)는 상기 하우징부(1210)에 구비되는 지지프레임에 힌지 연결되되, 상기 래치부(50)를 가압 지지하던 구속력이 상실되면 일측에 구비된 복귀수단의 탄발복원력을 통해 차단방향으로 회전된다. 이때, 상기 복귀수단은 토션 스프링 또는 판스프링 등으로 구비될 수 있다. 그리고, 상기 핸들부(60)의 하단부에 힌지 연결된 상기 가압부재(61)가 상향 이동되며, 상기 래치부(50)가 상기 크로스바(1230) 및 상기 트립부(1240)로부터 완전히 분리될 수 있다.

이때, 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(1241)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(1232)에 상기 래치부(50)의 전단부(50a)가 접촉 및 하측으로의 가압력이 전달됨에 따라 상기 제1판부(1221)가 하측으로 가압되며 상기 가동접점부(1225)와 상기 고정접점부(1213)가 다시 접촉되도록 조작된다.

또한, 상기 회동단부(1240a)측에도 상기 트립부(1240)의 회전각도를 복귀시키는 복귀수단이 더 구비된다. 따라서, 상기 래치부(50)의 후단부(50b)가 상기 경사단턱(1241)으로부터 이격되도록 후측방향으로 회동된 후 즉각적으로 상기 복귀수단을 통해 위치가 복귀된다.

이처럼 본 발명에 따른 스프링 순시흡인형 차단기(1200)에는 과전류 발생시 흡인 자력에 의해 신장되는 탄성흡인스프링(1271)과, 외주에 상기 탄성흡인스프링(1271)이 기설정된 구간별 정상허용전류값에 대응되어 선택적으로 걸림 구속되며 상기 솔레노이드(1290)에 전기적으로 연결되는 허용전류조절핀부(1272)를 포함하는 상기 탄성흡인장치(1270)가 구비된다. 그리고, 과전류 발생시 상기 로드터미널(1214)에 발생하는 흡인 자력에 의해 상기 탄성흡인스프링(1271)이 순간적으로 상기 로드터미널(1214)에 탄성 흡인되어 상호간 통전됨에 따라 상기 솔레노이드(1290)에 전원이 공급된다. 이를 통해, 상기 솔레노이드(1290)의 플런저(1291)가 동작되므로 종래의 저항열을 통해 휘어지는 바이메탈보다 전류 차단속도가 빠른 차단기(1200)를 제공받을 수 있다.

또한, 상기 솔레노이드(1290)에 전기적으로 연결되는 허용전류조절핀부(1272)의 외주에 형성된 상기 걸림나사산(1272a)의 나선방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수개의 허용전류조절홈(1272b)이 형성된다. 따라서, 상기 탄성흡인스프링의 절곡단부(1271a)가 허용전류조절홈(1272b) 중 어느 하나에 걸림 구속됨으로써 기설정된 차단전류에 대응하여 상기 탄성흡인스프링(1271)과 로드터미널(1214) 간의 이격간격이 설정되므로 구동신뢰성 및 호환성이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 상기 탄성흡인스프링(1271)과 로드터미널(1214) 간의 이격간격이 설정되어 구간별 정상허용전류값의 미세조절이 용이하게 수행되므로 사용편의성이 현저히 개선될 수 있다.

더불어, 과전류 발생시 상기 탄성흡인스프링(1271)이 상기 로드터미널(1214)에 통전되면 상기 솔레노이드(1290)에 전원이 공급된다. 이를 통해, 상기 솔레노이드(1290)의 플런저(1291)가 수축되며 이에 걸림 연결된 상기 트립부(1240)가 신속하게 후퇴되어 전류 흐름이 즉각적으로 차단되므로 전류 차단속도가 현저히 증가되며 구동신뢰성이 현저히 개선될 수 있다.

더욱이, 상기 탄성흡인스프링(1271)이 상기 로드터미널(1214)에 탄성 흡인시 상기 솔레노이드(1290)의 플런저(1291)가 상기 트립부(1240)에 걸림 연결되어 상기 트립부(1240)가 연동 후퇴되면서 그의 전면에 지지된 상기 래치부(50)의 구속이 물리적으로 해제되는 간단한 방법으로 전류가 차단된다. 따라서, 영상변류기 등의 고가의 부품이 요구되지 않아 제조비용 절감 및 제품의 컴팩트화를 통한 경제성이 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.

1210: 하우징부 1220: 가동스위칭부
1230: 크로스바 1240: 트립부
50: 래치부 60: 핸들부
1270: 탄성흡인장치 1271: 탄성흡인스프링
1272: 허용전류조절핀부 1272b: 허용전류조절홈
1290: 솔레노이드 1291: 플런저
1200: 스프링 순시흡인형 차단기

Claims (5)

1. 전원입력부와 부하출력부가 전후측에 이격되어 구비되는 하우징부;
   상기 전원입력부와 상기 부하출력부 사이에 배치되되, 전단부가 상기 전원입력부에 연결되되 선택적으로 이격되도록 상측으로의 탄발복원력을 제공하며 후단부가 상기 부하출력부와 전기적으로 연결되는 가동스위칭부;
   일측에 상기 가동스위칭부의 전단측이 가로지르도록 개구된 경유부가 형성되되 하단부에 구비되는 탄성수단을 통해 상측으로 탄발 지지되는 크로스바;
   상기 크로스바의 후면측에 대향 배치되며 하단부를 중심으로 전후 회동되되 전면부에 경사단턱이 전향 돌설된 트립부;
   전단부가 상기 크로스바의 상면에 대면 배치되되 상기 전원입력부와 상기 가동스위칭부가 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;
   상기 가동스위칭부 및 상기 부하출력부 사이에 배치되되, 과전류 발생시 상기 부하출력부에 발생하는 흡인 자력에 의해 후측으로 탄성 흡인되어 상기 부하출력부에 통전되는 자성체 재질의 탄성흡인장치; 및
   상기 탄성흡인장치에 전선 연결되며, 선택적인 전원공급에 따라 상기 크로스바를 가압하는 상기 래치부가 상기 경사단턱과 이격되기 위해 상기 트립부를 연동 후퇴시키도록 상기 트립부에 걸림 연결된 플런저가 구비된 솔레노이드를 포함하되,
   상기 탄성흡인장치는
   과전류 발생시 흡인 자력에 의해 신장되어 상기 부하출력부에 통전되는 자성체 재질의 탄성흡인스프링과,
   외주에 상기 탄성흡인스프링이 기설정된 구간별 정상허용전류값에 대응되어 선택적으로 걸림 구속되며, 상기 솔레노이드에 전기적으로 연결되는 자성체 재질의 허용전류조절핀부를 포함함을 특징으로 하는 스프링 순시흡인형 차단기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 허용전류조절핀부의 외주에는 상기 탄성흡인스프링의 윤곽에 대응되는 걸림나사산이 함몰 형성되되,
   상기 걸림나사산에는 기설정된 구간별 정상허용전류값이 선택적으로 조절되도록 상기 걸림나사산의 나선방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수개의 허용전류조절홈이 형성됨을 특징으로 하는 스프링 순시흡인형 차단기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 탄성흡인스프링의 단부는 절곡지게 형성되되, 기설정된 구간별 정상허용전류값 중 어느 하나에 대응되어 상기 허용전류조절홈 중 어느 하나에 선택적으로 걸림 고정됨을 특징으로 하는 스프링 순시흡인형 차단기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 부하출력부의 전측에 전기적으로 연결되되 전단부가 상측방향으로 절곡 연장되는 자성체 재질의 로드터미널을 더 포함하고,
   상기 허용전류조절핀부는 상기 솔레노이드의 후면에 구비된 피씨비부의 후면에 결합되되, 상기 탄성흡인스프링은 상기 로드터미널의 전면에 기설정된 구간별 정상허용전류값에 대응되는 간격을 두고 상호 이격되며 대향 배치됨을 특징으로 하는 스프링 순시흡인형 차단기.

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