KR102091533B1 - 회로차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔레노이드의 작동시 충격 하중이 투입버튼에 직접적으로 전달되지 않아 부품 파손 확률이 저하되는 회로차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기는, 전기적 신호에 따라 구동하는 가동로드를 구비하는 솔레노이드; 차단기의 투입구동부에 연동하도록 구성되어, 회전되면 차단기의 투입구동부를 작동시키는 투입래치; 상기 투입래치와 독립적으로 회전가능하게 구성된 투입버튼; 및 상기 가동로드의 구동력을 상기 투입래치에 전달하고, 상기 투입버튼의 투입방향 회전력을 상기 투입래치에 전달하되, 상기 가동로드의 구동력이 상기 투입버튼에 비전달되도록 구성된 투입로드;을 포함한다.

Description

회로차단기{CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 회로차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접점을 투입(Close)시키는 투입구동부를 구비하고, 전기적 신호에 의해 투입구동부의 투입동작을 개시시키는 솔레노이드와, 수동으로 조작되어 투입구동부의 투입동작을 개시시키는 투입버튼을 가지는 회로차단기에 관한 것이다.

송변전 계통이나 전기회로에 사고전류가 발생할 경우에 회로를 차단시키는 회로차단기 중에서 기중차단기(ACB, Air circuit Breaker)는 아크를 소호시키는 소호매체로서 공기를 사용한다.

일반적으로 기중차단기는 메커니즘에 의해 가동되는 가동자를 고정자에 접촉 및 분리시킴으로써, 계통이나 회로를 개폐할 수 있다.

이러한 기중차단기는 가동자를 작동시키기 위한 차단부 메커니즘을 구비한다.

차단부 메커니즘은 샤프트, 레버, 링크 및 스프링 등 다양한 부품들이 조합되어 각각의 부품들이 기계적으로 연동함으로써 가동자를 고정자에 접속 및 분리시킬 수 있다.

한편, 이러한 기중차단기의 차단부 메커니즘은 사용자가 메커니즘에 구비된 버튼을 직접 눌러서 투입 및 트립 동작을 수행시킬 수 있도록 구성되는 동시에, 원격으로 작동시킬 수 있는 솔레노이드를 통해 투입 및 트립 동작을 수행시킬 수 있도록 구성된다.

이러한 기중차단기 중에는, 차단기의 차단부 메커니즘이 고정자에서 분리된 가동자의 움직임을 구속하는 투입래치를 구비하는 타입이 있다. 투입래치는 차단부 메커니즘에 구비된 투입 기구부와 연동하여 가동자의 움직임을 구속하다가 상기 솔레노이드나 투입버튼에 의해 작동되어 투입 기구부의 투입동작을 개시시키는 기능을 수행한다.

따라서, 투입래치를 구비하는 타입의 차단기는, 솔레노이드와 투입버튼이 하나의 투입래치에 연동하도록 구성된다.

일 예로, 이러한 차단기에는 투입버튼의 구동력과 솔레노이드의 구동력을 투입래치을 투입래치에 전달하기 위한 레버 또는 로드 형태의 전달부품이 구비된다.

그러나, 종래의 기술에 의한 기중차단기는, 전달부품이 솔레노이드의 구동력과 투입버튼의 구동력을 모두 투입래치에 전달할 수 있는 구조를 구현하기 위해 전달부품이 투입버튼에 체결된다.

그러나, 이러한 종래의 기술에 의한 기중차단기는, 솔레노이드의 작동시 전달부품에 연결된 투입버튼이 함께 움직이게 되어 투입버튼의 끼임 현상이 발생할 수 있고, 솔레노이드의 작동시 충격 하중이 전달부품을 통해 투입버튼에 전달되어 투입버튼이 파손되는 문제가 발생할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 솔레노이드의 작동시 충격 하중이 투입버튼에 직접적으로 전달되지 않아 부품 파손 확률이 저하되는 회로차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 전기적 신호에 따라 구동하는 가동로드를 구비하는 솔레노이드; 차단기의 투입구동부에 연동하도록 구성되어, 회전되면 차단기의 투입구동부를 작동시키는 투입래치; 상기 투입래치와 독립적으로 회전가능하게 구성된 투입버튼; 및 상기 가동로드의 구동력을 상기 투입래치에 전달하고, 상기 투입버튼의 투입방향 회전력을 상기 투입래치에 전달하되, 상기 가동로드의 구동력이 상기 투입버튼에 비전달되도록 구성된 투입로드;를 포함하고, 상기 투입버튼은 회전축부와, 상기 회전축부에서 상기 투입로드 방향으로 연장되어 상기 투입로드에 연결되는 연결부를 포함하고, 상기 투입로드는 상기 연결부에 연결되어 상기 투입버튼의 투입방향 회전력을 전달받는 피연결부를 포함하며, 상기 연결부는 상기 투입방향 회전시 상기 피연결부에 연결되고, 복귀방향 회전시 상기 피연결부와 연결이 해제되는 회로차단기를 제공한다.

일 실시예에서, 상기 피연결부는 상기 연결부의 상기 투입방향 측 면에 접하도록 상기 투입로드의 일단에 돌출된 돌기형태로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 외력에 의해 상기 투입방향으로 회전된 상기 투입버튼을 외력이 제거된 경우에 원위치로 복귀시키는 복귀스프링을 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 복귀스프링은 상기 가동로드에 의해 이동된 상기 투입로드를 상기 가동로드의 가압력이 제거된 경우에 원위치로 복귀시킬 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 복귀스프링은 상기 투입버튼의 회전축에 결합되며 탄성복원력을 가지는 일측 암부의 끝단이 상기 투입로드에 결합된 토션스프링으로 구성되고, 상기 투입버튼은 상기 복귀스프링의 일측 암부의 탄성복원력을 전달받는 탄성 피전달부를 구비하며, 상기 탄성 피전달부는 상기 일측 암부의 비틀림 방향으로 상기 일측 암부와 연결이 해제되고 상기 일측 암부의 이완 방향으로 상기 일측 암부와 연결되도록 구성될 수 있다.

삭제

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 수동 투입버튼 부품의 오작동 및 파손이 방지된다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기에 포함되는 솔레노이드, 투입래치, 투입버튼, 투입로드 및 복귀스프링을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 투입래치, 투입버튼, 투입로드 및 복귀스프링의 연결구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 투입버튼, 투입로드 및 복귀스프링의 분해사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 회로차단기의 투입 전 상태의 솔레노이드, 투입래치, 투입버튼, 투입로드 및 복귀스프링의 작동상태도이다.
도 5는 도 1에 도시된 회로차단기의 솔레노이드에 의한 투입신호가 전달된 경우의 투입래치, 투입버튼, 투입로드 및 복귀스프링의 작동상태도이다.
도 6은 도 1에 도시된 회로차단기의 투입버튼에 의한 투입신호가 전달된 경우의 투입래치, 투입버튼, 투입로드 및 복귀스프링의 작동상태도이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기(100)에 대해서 설명한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기(100)는 솔레노이드(120), 투입래치(130), 투입버튼(140), 투입로드(150) 및 복귀스프링(160)을 포함할 수 있다.

상기 솔레노이드(120)는 전기적 신호에 따라 작동되어 투입구동부(미도시)에 투입신호를 전달할 수 있다. 여기서, 투입구동부는 회로차단기(100)의 가동접촉자를 투입(Close)동작시키기 위해 링크, 레버, 샤프트 및 스프링 등 다양한 기계적 요소들로 이루어진 기구부를 의미한다.

일 실시예에서, 솔레노이드(120)는 전기적 신호에 따라 구동하는 가동로드(122)를 구비할 수 있다. 가동로드(122)는 솔레노이드(120)에 수신된 전기적 신호에 따라 하강하여 투입로드(150) 상단의 누름면(152)을 타격하여 투입로드(150)를 하강시킬 수 있다.

일 실시예에서, 솔레노이드(120)는 회로차단기(100)의 차단부에 구비된 프레임(110)의 상단에 구비될 수 있다.

상기 투입래치(130)는 프레임(110)에 회전가능하게 구비되며 상기 투입구동부에 연동하도록 구성되어, 회전되면 차단기의 투입구동부를 작동시킬 수 있다. 도 1 내지 도 6에서 투입래치(130)는 반시계 방향으로 회전되는 경우 투입구동부의 투입동작을 개시할 수 있다.

상기 투입버튼(140)은 프레임(110)에 투입래치(130)와 독립적으로 회전가능하게 구비될 수 있다. 이러한 투입버튼(140)은 사용자에 의해 조작되어 투입구동부의 수동투입동작을 개시시키는 부품이다.

일 실시예에서, 투입버튼(140)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 투입래치(130)와 독립적으로 회전가능하게 구성될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 투입버튼(140)은 프레임(110)에 회전가능하게 결합된 회전축(142)부와, 회전축(142)부에서 후술할 투입로드(150) 방향으로 연장되어 투입로드(150)에 연결되는 연결부(144)와, 회전축(142)부에서 차단기 외함(미도시)의 외측 방향으로 연장되어 차단기 외함의 외측에 노출되는 누름조작부(146)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 연결부(144)는 후술할 투입로드(150)에 형성된 피연결부(156)에 걸릴 수 있도록 갈고리 형태로 구성될 수 있다.

한편, 이러한 투입버튼(140)은 투입방향과, 투입방향의 반대방향인 복귀방향으로 회전가능하다. 여기서, 투입방향은 투입구동부의 투입동작이 개시되도록 투입래치(130)를 회전시키는 방향을 의미하며, 복귀방향은 투입방향으로 회전된 투입버튼(140)이 원위치로 복귀하는 회전방향을 의미한다. 도 1 내지 도 6에서는 반시계 방향이 투입버튼(140)의 투입방향이며, 시계방향이 투입버튼(140)의 복귀방향이다.

상기 투입로드(150)는 솔레노이드(120)의 가동로드(122)의 구동력을 투입래치(130)에 전달하고, 투입버튼(140)의 투입방향 회전력을 투입래치(130)에 전달할 수 있다. 따라서, 투입로드(150)는 전기적 신호에 의한 자동투입신호와 사용자의 투입버튼(140) 조작에 의한 수동투입신호를 모두 투입래치(130)에 전달하는 동력전달 매개체로서 기능할 수 있다.

이를 위해, 투입로드(150)는 일단에 투입래치(130)에 걸리는 갈고리 형태의 걸이부(154)를 구비할 수 있고 투입버튼(140)의 연결부(144) 측으로 길게 연장될 수 있다.

여기서, 투입로드(150)의 타단에는 투입버튼(140)의 연결부(144)에 연결되어 투입버튼(140)의 투입방향 회전력을 전달받는 피연결부(156)가 구비될 수 있다.

단, 투입로드(150)는 가동로드(122)의 구동력이 투입버튼(140)에 전달되지 않도록 구성될 수 있다.

이를 위해, 투입버튼(140)과 투입로드(150)는, 투입버튼(140)이 투입방향으로 회전하는 경우 투입버튼(140)의 연결부(144)가 투입로드(150)의 피연결부(156)에 연결되고 투입버튼(140)이 복귀방향으로 회전하는 경우 투입버튼(140)의 연결부(144)와 투입로드(150)의 피연결부(156) 간의 연결이 해제되도록 구성될 수 있다.

이를 위해, 일 실시예에서, 투입로드(150)의 피연결부(156)는 투입버튼(140)의 연결부(144)의 투입방향 측 면에 접하도록 투입로드(150)의 일단에 돌출된 돌기형태로 구성될 수 있다.

여기서, 피연결부(156)가 연결부(144)의 투입방향 측 면에만 접하는 구조는, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 투입버튼(140)이 피연결부(156)의 하단을 구속하지 않으므로, 투입로드(150)가 투입버튼(140)이 투입방향으로 회전하는 경우에만 투입버튼(140)의 회전에 종속적으로 이동되고 솔레노이드(120)에 의해 이동하는 경우에는 투입버튼(140)과 독립적으로 이동할 수 있게 된다.

상기 복귀스프링(160)은 외력에 의해 투입방향으로 회전된 투입버튼(140)을 외력이 제거된 경우에 원위치로 복귀시킬 수 있으며, 동시에, 가동로드(122)에 의해 이동된 투입로드(150)를 가동로드(122)의 가압력이 제거된 경우에 원위치로 복귀시킬 수 있다.

이를 위해, 일 실시예에서, 복귀스프링(160)은 투입버튼(140)의 회전축(142)에 결합되며 탄성복원력을 가지는 일측 암부(162)의 끝단이 투입로드(150)에 결합된 토션스프링으로 구성될 수 있다.

이때, 투입버튼(140)에는 복귀스프링(160)의 일측 암부(162)의 탄성복원력을 전달받는 탄성 피전달부(148)를 구비할 수 있다.

여기서, 탄성 피전달부(148)는 복귀스프링(160)의 일측 암부(162)의 비틀림 방향(탄성력을 축세하는 방향)으로 일측 암부(162)와 연결이 해제되고, 일측 암부(162)의 이완 방향(탄성력이 방세되는 방향)으로 일측 암부(162)와 연결되도록 구성될 수 있다.

이러한 동작을 구현하기 위해, 일 예로, 탄성 피전달부(148)는 복귀스프링(160)의 일측 암부(162)의 이완 방향 이동 궤적에 간섭되도록 배치되는 돌출편 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

참고로, 도 1 내지 도 6에서, 복귀스프링(160)의 일측 암부(162)의 비틀림 방향은 반시계 방향이며, 일측 암부(162)의 이완 방향은 시계방향이다.

또한, 일 실시예에서, 복귀스프링(160)은 가동로드(122)에 의해 이동된 투입로드(150)를 가동로드(122)의 가압력이 제거된 경우에 원위치로 복귀시키기 위해, 일측 암부(162)의 끝단이 투입로드(150)의 피연결부(156)에 결합될 수 있다. 도 1 내지 도 6에는 복귀스프링(160)의 일측 암부(162)의 끝단이 피연결부(156)에 형성된 홈에 삽입되는 형태가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 복귀스프링(160)의 타측 암부(164)는 투입버튼(140)과 독립적으로 프레임(110) 또는 차단기 내부의 다른 구조물에 고정될 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기(100)의 동작에 대해서 설명한다.

먼저, 도 4에는 회로차단기(100)의 투입 전 상태가 도시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 회로차단기(100)의 투입 전 상태에서, 솔레노이드(120)의 가동로드(122)는 상승된 상태가 유지되고, 투입버튼(140)은 복귀스프링(160)의 탄성복원력으로 인해 복귀방향으로 회전된 상태가 유지된다. 이때, 투입로드(150)가 복귀스프링(160)의 탄성복원력으로 인해 상승된 상태이므로, 투입래치(130)가 투입구동부(미도시)의 투입동작을 개시하지 않는 상태가 유지된다.

도 5에는 회로차단기(100)의 솔레노이드(120)에 의한 투입신호가 전달된 경우의 작동상태가 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 솔레노이드(120)에 전기적 신호가 전달되면, 가동로드(122)가 투입로드(150)의 누름면(152)을 타격하여 투입로드(150)를 하강시킨다. 여기서, 투입로드(150)의 걸이부(154)가 투입래치(130)를 눌러서 투입래치(130)가 회전하여 투입구동부의 투입동작이 개시된다.

이때, 투입로드(150)는 피연결부(156)의 하단이 투입버튼(140)에 의해 구속되지 않는 구조이고 복귀스프링(160)의 일측 암부(162)가 투입버튼(140)에 의해 구속되지 않는 구조이므로, 투입로드(150)가 하강하고 이에 따라 복귀스프링(160)의 일측 암부(162)가 비틀림 방향으로 동작하더라도 투입버튼(140)은 회전되지 않은 원상태를 유지할 수 있다.

따라서, 솔레노이드(120)의 가동로드(122)의 충격 하중이 투입버튼(140)에 전달되지 않게 된다.

한편, 도 6에는 회로차단기(100)의 투입버튼(140)에 의한 투입신호가 전달된 경우의 작동상태가 도시되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 사용자에 의해 투입버튼(140)이 투입방향으로 회전되면, 투입버튼(140)의 연결부(144)가 가동로드(122)의 피연결부(156)를 가압하여 가동로드(122)가 하강하게 된다. 여기서, 가동로드(122)의 걸이부(154)가 투입래치(130)를 눌러서 투입래치(130)가 회전하여 투입구동부의 투입동작이 개시된다.

그리고, 투입버튼(140)을 누르는 힘이 제거되면, 복귀스프링(160)의 일측 암부(162)는 가동로드(122)의 피연결부(156)와 투입버튼(140)의 탄성 피전달부(148)에 탄성복원력을 가하여 가동로드(122)와 투입버튼(140)을 원위치로 복귀시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기(100)는, 솔레노이드(120)에 의해 투입동작이 개시되는 경우 솔레노이드(120)가 가하는 충격 하중이 투입버튼(140)으로 직접적으로 전달되지 않아 충격에 의한 투입버튼(140)의 파손이 방지되고, 투입버튼(140)이 솔레노이드(120)에 연동하지 않으므로 투입버튼(140)의 끼임 등 오작동이 방지되는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100: 회로차단기 110: 프레임
120: 솔레노이드 122: 가동로드
130: 투입래치 140: 투입버튼
142: 회전축 144: 연결부
146: 누름조작부 148: 탄성 피전달부
150: 투입로드 152: 누름면
154: 걸이부 156: 피연결부
160: 복귀스프링 162: 일측 암부
164: 타측 암부

Claims (6)

1. 전기적 신호에 따라 구동하는 가동로드를 구비하는 솔레노이드;
   차단기의 투입구동부에 연동하도록 구성되어, 회전되면 차단기의 투입구동부를 작동시키는 투입래치;
   상기 투입래치와 독립적으로 회전가능하게 구성된 투입버튼; 및
   상기 가동로드의 구동력을 상기 투입래치에 전달하고, 상기 투입버튼의 투입방향 회전력을 상기 투입래치에 전달하되, 상기 가동로드의 구동력이 상기 투입버튼에 비전달되도록 구성된 투입로드;를 포함하고,
   상기 투입버튼은 회전축부와, 상기 회전축부에서 상기 투입로드 방향으로 연장되어 상기 투입로드에 연결되는 연결부를 포함하고,
   상기 투입로드는 상기 연결부에 연결되어 상기 투입버튼의 투입방향 회전력을 전달받는 피연결부를 포함하며,
   상기 연결부는 상기 투입방향 회전시 상기 피연결부에 연결되고, 복귀방향 회전시 상기 피연결부와 연결이 해제되는 회로차단기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 피연결부는 상기 연결부의 상기 투입방향 측 면에 접하도록 상기 투입로드의 일단에 돌출된 돌기형태로 구성된 회로차단기.
   
4. 제1항에 있어서,
   외력에 의해 상기 투입방향으로 회전된 상기 투입버튼을 외력이 제거된 경우에 원위치로 복귀시키는 복귀스프링을 포함하는 회로차단기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 복귀스프링은 상기 가동로드에 의해 이동된 상기 투입로드를 상기 가동로드의 가압력이 제거된 경우에 원위치로 복귀시키는 회로차단기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 복귀스프링은 상기 투입버튼의 회전축에 결합되며 탄성복원력을 가지는 일측 암부의 끝단이 상기 투입로드에 결합된 토션스프링으로 구성되고,
   상기 투입버튼은 상기 복귀스프링의 일측 암부의 탄성복원력을 전달받는 탄성 피전달부를 구비하며,
   상기 탄성 피전달부는 상기 일측 암부의 비틀림 방향으로 상기 일측 암부와 연결이 해제되고 상기 일측 암부의 이완 방향으로 상기 일측 암부와 연결되도록 구성된 회로차단기.

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