KR102124799B1 - 열팽창 스프링형 온도감지 차단기 - Google Patents

Abstract

구성이 간소화되면서도 발열시 안전성이 개선되도록, 본 발명은 전원입력부와 부하출력부가 전후측에 이격되어 구비되는 하우징부; 상기 전원입력부와 상기 부하출력부 사이에 선택적인 전원 연결을 위해 배치되고, 전단부에 상기 전원입력부에 접점 연결되되 선택적으로 이격되도록 상측으로의 탄발복원력을 제공하는 연결대면부가 형성된 연결판부가 구비된 가동스위칭부; 일측에 상기 가동스위칭부의 전단측이 가로지르도록 개구된 경유부가 형성되되 하단부에 구비되는 탄성수단을 통해 상측으로 탄발 지지되는 크로스바; 상기 가동스위칭부의 후면측에 대향 배치되며 하단부를 중심으로 전후 회전되되 전면부에 경사단턱이 전향 돌설되는 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 회전 조작되도록 결합되되, 회전방향에 따라 상기 래치부를 하향 가압하도록 승강 이동되는 가압부재가 하단부에 연결된 핸들부; 및 하단부의 고정단이 상기 하우징부의 상측에 연결되되 상단부의 자유단이 상기 크로스바의 하부에 선택적으로 걸림 배치되며 상하 길이가 기설정된 수축길이로 제한되도록 중앙부가 물결 형상으로 다중 굴곡지게 구비되며, 상기 하우징부의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 고정단을 기준으로 중앙부가 기설정된 팽창길이로 팽창 변형되어 상기 자유단이 상기 크로스바를 상향 가압하여 상기 연결판부가 상기 전원입력부로부터 이격되도록 전후면이 상이한 열팽창계수로 형성된 온도감지 바이메탈을 포함하는 열팽창 스프링형 온도감지 차단기를 제공한다.

Description

열팽창 스프링형 온도감지 차단기{thermal expansion spring type temperature detecting circuit breaker}

본 발명은 열팽창 스프링형 온도감지 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구성이 간소화되면서도 발열시 안전성이 개선된 열팽창 스프링형 온도감지 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 내부의 결함 또는 외부에서 발생한 화재로 인해 차단기의 케이스 내부에 높은 발열이 발생하더라도 차단기가 전류 흐름을 차단하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 차단기의 주변온도에 관계없이 차단기가 단순히 전류 흐름을 차단하는 기능만을 제공하므로 내부 결함시나 외부 화재 발생시 2차 안전사고를 초래할 수 있는 심각한 문제점이 있었다.

한국 등록실용신안 제20-0341427호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 구성이 간소화되면서도 발열시 안전성이 개선된 열팽창 스프링형 온도감지 차단기를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전원입력부와 부하출력부가 전후측에 이격되어 구비되는 하우징부; 상기 전원입력부와 상기 부하출력부 사이에 선택적인 전원 연결을 위해 배치되고, 전단부에 상기 전원입력부에 접점 연결되되 선택적으로 이격되도록 상측으로의 탄발복원력을 제공하는 연결대면부가 형성된 연결판부가 구비된 가동스위칭부; 일측에 상기 가동스위칭부의 전단측이 가로지르도록 개구된 경유부가 형성되되 하단부에 구비되는 탄성수단을 통해 상측으로 탄발 지지되는 크로스바; 상기 가동스위칭부의 후면측에 대향 배치되며 하단부를 중심으로 전후 회전되되 전면부에 경사단턱이 전향 돌설되는 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 회전 조작되도록 결합되되, 회전방향에 따라 상기 래치부를 하향 가압하도록 승강 이동되는 가압부재가 하단부에 연결된 핸들부; 및 하단부의 고정단이 상기 하우징부의 상측에 연결되되 상단부의 자유단이 상기 크로스바의 하부에 선택적으로 걸림 배치되며 상하 길이가 기설정된 수축길이로 제한되도록 중앙부가 물결 형상으로 다중 굴곡지게 구비되며, 상기 하우징부의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 고정단을 기준으로 중앙부가 기설정된 팽창길이로 팽창 변형되어 상기 자유단이 상기 크로스바를 상향 가압하여 상기 연결판부가 상기 전원입력부로부터 이격되도록 전후면이 상이한 열팽창계수로 형성된 온도감지 바이메탈을 포함하되, 상기 온도감지 바이메탈의 중앙부는 상기 고정단으로부터 상기 자유단으로 갈수록 전방 및 후방으로 다중 굴곡지게 형성되며, 상기 크로스바의 하부에는 상기 자유단이 선택적으로 삽입되어 걸림 구속되는 구속홈부가 상향 함몰 형성되고, 상기 하우징부의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 온도감지 바이메탈의 중앙부가 열팽창계수에 의해 상기 수축길이를 초과하는 상기 팽창길이로 팽창 변형되어 상기 자유단이 상기 구속홈부를 상향 가압함을 특징으로 하는 열팽창 스프링형 온도감지 차단기를 제공한다.

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

첫째, 차단기의 온/오프 상태에 관계없이, 하우징부 주변온도가 기설정된 안전온도 이상 상승시 물결 형상으로 다중 굴곡지게 구비된 온도감지 바이메탈이 열팽창 변형됨에 따라 크로스바를 상향 가압하여 연결판부가 전원입력부로부터 이격되므로 화재시 전류 흐름을 자동으로 차단하여 2차 안전사고를 예방할 수 있다.

둘째, 온도감지 바이메탈의 중앙부가 전방 및 후방으로 다중 굴곡지게 형성되며 자유단이 크로스바의 하부에 상향 함몰 형성된 구속홈부에 삽입 배치되어 주변온도가 안전온도 이상으로 상승됨에 따라 온도감지 바이메탈의 열팽창 변형시 가압력이 상측방향으로 정확하게 전달되므로 작동정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

셋째, 온도감지 바이메탈의 수축길이에 대응되어 함몰깊이가 설정된 하우징부의 삽입홈부 전후방향 내벽면에 안내벽면부가 각각 형성되어 온도감지 바이메탈이 상하방향으로 팽창 변형되도록 온도감지 바이메탈의 중앙부에 굴곡된 전후면을 안내하므로 작동정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

넷째, 온도감지 바이메탈의 고정단은 폭방향 일측에 하단부로 갈수록 전향 경사지게 형성되는 제1고정단과, 폭방향 타측에 제1고정단과 구획되어 하단부로 갈수록 후향 경사지게 형성되는 제2고정단을 포함하여 하우징부의 끼움홈에 억지 끼움되어 고정되어 온도감지 바이메탈의 열팽창 변형시에도 고정단이 견고하게 고정되므로 작동정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 커버가 분리되어 내부가 노출된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 온 상태에서 전원입력부와 가동스위칭부가 상호 접점 연결된 상태를 나타낸 사용예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 온 상태에서 전원입력부와 가동스위칭부가 상호 접점 분리된 상태를 나타낸 사용예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 오프 상태를 나타낸 사용예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기에서 온도감지 바이메탈을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 조립과정을 나타낸 예시도.

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

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 커버가 분리되어 내부가 노출된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 온 상태에서 전원입력부와 가동스위칭부가 상호 접점 연결된 상태를 나타낸 사용예시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 온 상태에서 전원입력부와 가동스위칭부가 상호 접점 분리된 상태를 나타낸 사용예시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 오프 상태를 나타낸 사용예시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기에서 온도감지 바이메탈을 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 조립과정을 나타낸 예시도이다. 이때, 도 1 내지 도 4에서 열팽창 스프링형 온도감지 차단기의 커버가 분리되어 내부가 노출된 상태를 예로써 나타낸 것으로 이해함이 바람직하다. 그리고, 도 2 내지 도 4에서 하우징부의 내부가 부분 투영된 상태를 예로써 나타낸 것으로 이해함이 바람직하다. 또한, 이하에서 설명될 평판형 온도감지 차단기와 차단기는 동일한 의미로 이해함이 바람직하다.

도 1 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기(400)는 하우징부(310), 가동스위칭부(20), 크로스바(330), 트립부(40), 래치부(50), 핸들부(60) 및 온도감지 바이메탈(370)을 포함한다.

상세히, 상기 하우징부(310)는 상기 차단기(400)의 구성부품이 수납되는 내부공간을 포함하며 절연성 및 불연성의 합성수지 소재로 형성됨이 바람직하다. 이러한 하우징부(310)의 내부에는 각 구성부품이 설치 및 조립되도록 구획격벽, 설치홈 또는 홀이 형성된다. 여기서, 상기 하우징부(310)의 전측에는 전원측에 접속되는 전원입력부(311)가 구비되며 후측에는 부하측과 연결되는 부하출력부(312)가 구비되며, 상기 전원입력부(311)에는 고정접점부(313)가 구비된다.

그리고, 상기 가동스위칭부(20)는 상기 전원입력부(311)와 상기 부하출력부(312) 사이에 선택적인 전원연결을 위해 배치된다. 여기서, 상기 가동스위칭부(20)는 연결판부(21)와 연장판부(22)를 포함하여 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 연결판부(21)는 전단부가 상기 고정접점부(313)와 인접하되 후방으로 연장된 연결대면부(23)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 연결대면부(23)의 전단부에는 상기 고정접점부(313)와 접점 연결되는 가동접점부(25)가 구비된다. 즉, 상기 연결판부(21)는 상기 연결대면부(23) 및 그의 전단측에 구비된 상기 가동접점부(25)를 포함하는 것으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 연결대면부(23)는 상기 가동접점부(25)가 상기 고정접점부(313)와 통전 가능하게 접촉되되 선택적으로 이격되도록 탄발복원력을 제공하는 전도성 금속 재질로 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 연장판부(22)는 후단부가 상기 연결판부(21)의 후단부에 접촉 연결되되 상기 연결판부(21)와 교차되는 상측방향으로 절곡 연장된 전단부에 연장대면부(24)가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 연결대면부(23)의 후단부와 상기 연장대면부(24)의 후단부는 중첩되되 나사를 통해 상기 하우징부(310)에 고정된다. 이러한 연장판부(22)는 상기 연결대면부(23)와 마찬가지로 전도성 금속재질로 형성되며 전선(315)을 통해 상기 부하출력부(312)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 연결판부(21)의 전단부가 하측으로 가압되면 상기 고정접점부(313)와 상기 가동접점부(25)가 접촉되며, 상기 전원입력부(311), 상기 연결판부(21), 상기 연장판부(22), 상기 전선(315) 및 상기 부하출력부(312)를 거쳐서 전류가 흐르게 된다.

여기서, 상기 연결대면부(23)와 상기 연장대면부(24)는 전도성을 가지면서도 전류를 통해 자화되는 금속재질로 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 연장대면부(24)는 자화되면서도 전면 및 후면이 각각 상이한 열팽창계수를 가지는 바이메탈로서 형성될 수 있다. 즉, 과전류를 통한 전류 저항열로 인해 상기 연장판부(22)의 온도가 상승되면 낮은 열팽창계수를 가진 후면측으로 휘어지도록 형성될 수도 있다.

한편, 상기 연결판부(21)의 전단부를 하측으로 가압하도록 상기 크로스바(330)가 구비된다. 여기서, 상기 크로스바(330)는 상기 연결판부(21)의 전단측에 구비되되, 상기 연결판부(21)의 전단부가 가로지르도록 개구된 경유부(331)가 형성된다. 이때, 상기 연결판부(21)의 전단부가 가압된다 함은 실질적으로 상기 연결대면부(23)의 전단부가 가압되는 것으로 이해함이 바람직하다. 이러한 크로스바(330)는 상측에서 가해지는 가압력에 의해 하측으로 가압되되 하단부에 구비되는 탄성수단을 통해 상측으로 탄발 지지된다.

상세히, 정상 상태에서 상기 탄성수단의 탄발력보다 상기 크로스바(330)가 하측으로 가압되는 힘이 크게 작용한다. 따라서, 상기 크로스바(330)가 하향 가압된 상태가 유지되며 상기 탄성수단은 압축된다. 그리고, 상기 경유부(331)를 가로질러 배치되는 상기 연결판부(21)의 전단부가 구부러지면서 하향 가압된다. 이를 통해, 상기 가동접점부(25)가 상기 고정접점부(313)와 접점 연결된다. 이때, 과전류가 발생하거나 상기 핸들부(60)의 조작을 통해 상기 크로스바(330)를 가압하는 힘이 상실되면 상기 탄성수단의 탄발복원력을 통해 상기 크로스바(330)가 상향 이동된다. 이와 동시에, 상기 연결판부(21)를 가압하던 가압력이 상실되므로 상기 연결대면부(23)가 탄발복원력을 통해 펴지면서 상기 가동접점부(25)가 상기 고정접점부(313)와 이격된다.

한편, 상기 트립부(40)는 상기 연장대면부(24)의 후면측에 대향 배치되며, 하단부에 형성된 회전단부를 중심으로 전후 회전되도록 구비된다. 이때, 상기 트립부(40)의 전면부에는 경사단턱(41)이 전향 돌설된다. 그리고, 상기 래치부(50)는 전단부가 상기 크로스바(330)의 상면에 대면 배치되며 후단부가 상기 트립부(40)의 전면부와 마주보는 길이로 연장된다. 이때, 상기 래치부(50)의 후단부는 상기 경사단턱(41)과 접촉 또는 이와 인접하게 위치하도록 형성된다.

더불어, 상기 핸들부(60)는 상기 하우징부(310)에 전후 회전 조작되도록 결합되되, 회전방향에 따라 상기 래치부(50)를 하향 가압하도록 승강 이동되는 가압부재(61)가 하단부에 연결된다. 이때, 회전방향이라 함은 상기 가동접점부(25)와 상기 고정접점부(313)가 접촉되도록 동작되는 접속방향과 상기 가동접점부(25)와 상기 고정접점부(313)가 이격되도록 동작되는 차단방향을 포괄하는 것으로 이해함이 바람직하다. 이하에서는 접속방향을 전측으로 회전되는 방향으로 설명 및 도시하고 차단방향을 후측으로 회전되는 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 후단부가 상기 경사단턱(41)의 경사진 상면에 면접촉 지지된다. 그리고, 상기 래치부(50)의 후단부가 상기 경사단턱(41)에 지지된 상태에서 전단부가 하향 회전되면서 래치가압부(332)에 접촉 및 상기 크로스바(330)를 가압하며, 상기 고정접점부(313)와 상기 가동접점부(25)가 접점 연결된다.

한편, 상기 핸들부(60)는 바이메탈로서 구비된 상기 연장대면부(24)가 상기 트립부(40)를 가압함에 따라 상기 트립부(40)가 상기 회전단부를 중심으로 후퇴되어 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(330) 및 상기 트립부(40)로부터 완전히 분리될 수 있다.

이때, 전류가 다시 접속되도록 상기 핸들부(60)가 접속방향으로 회전 조작되면 상기 가압부재(61)가 하향 이동되되 상기 래치부(50)의 후단부가 상기 경사단턱(41)측으로 이동 및 그의 상면에 다시 접촉 지지된다. 그리고, 상기 래치부(50)의 후단부가 지지된 상태로 상기 가압부재(61)의 가압력이 계속 전달되면 상기 래치부(50)의 전단부가 하향 이동된다. 이때, 상기 래치가압부(332)에 상기 래치부(50)의 전단부가 접촉 및 하측으로의 가압력이 전달됨에 따라 상기 연결판부(21)가 하측으로 가압되며 상기 가동접점부(25)와 상기 고정접점부(313)가 다시 접촉되도록 조작된다.

또한, 상기 회전단부측에도 상기 트립부(40)의 회전각도를 복귀시키는 복귀수단이 더 구비된다. 따라서, 상기 래치부(50)의 후단부가 상기 경사단턱(41)으로부터 이격되도록 후측방향으로 회전된 후 즉각적으로 상기 복귀수단을 통해 위치가 복귀된다.

한편, 상기 온도감지 바이메탈(370)은 하단부의 고정단(370a)이 상기 하우징부(310)의 상측에 연결되되, 상단부의 자유단(370b)이 상기 크로스바(330)의 하부에 선택적으로 걸림 배치된다. 더불어, 상기 온도감지 바이메탈(370)은 상하 길이가 기설정된 수축길이(k1)로 제한되도록 중앙부(370c)가 상하방향을 따라 물결 형상으로 다중 굴곡지게 구비된다.

그리고, 상기 온도감지 바이메탈(370)은 상기 차단기(400)의 온/오프 상태에 관계없이 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 고정단(370a)을 기준으로 중앙부(370c)가 기설정된 팽창길이(k2)로 팽창 변형되어 상기 자유단(370b)이 상기 크로스바(330)를 상향 가압하여 상기 연결판부(21)가 상기 전원입력부(311)로부터 이격되도록 전후면이 상이한 열팽창계수로 형성된다. 이때, 상기 하우징부(310)의 주변온도라 함은 상기 하우징부(310) 내부의 공기온도와 상기 하우징부(310) 내부에 배치된 각 구성요소들의 온도를 포괄하는 개념으로 이해함이 바람직하다.

예컨대, 상기 온도감지 바이메탈(370)은 구리 재질의 평판이 전방측에 배치되고 구리 재질보다 열팽창계수가 낮은 철 재질의 평판이 후방측에 배치되어 상호간 접합되어 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 고정단(370a)이 상기 하우징부(310)에 고정된 상태에서 중앙부(370c)가 기설정된 팽창길이(k2)로 팽창 변형되어 상기 자유단(370b)이 상향 이동될 수 있다.

이때, 상기 기설정된 안전온도는 70~100℃로 설정될 수 있으며, 가장 바람직하게는 80℃로 설정될 수 있다. 즉, 과전류에 의한 온도 상승이 아닌 상기 하우징부(310)의 주변온도 상승시 상기 온도감지 바이메탈(370)이 굴곡됨에 따라 상기 연결판부(21)가 상기 전원입력부(311)로부터 상호 분리될 수 있다.

그리고, 상기 온도감지 바이메탈(370)의 중앙부(370c)는 상기 고정단(370a)으로부터 상기 자유단(370b)으로 갈수록 전방 및 후방으로 다중 굴곡지게 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 온도감지 바이메탈(370)의 중앙부(370c)는 '∼'자 형상으로 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 온도감지 바이메탈(370)의 중앙부(370c)는 상기 고정단(370a)으로부터 상기 자유단(370b)으로 갈수록 후측으로 볼록하게 1차 굴곡된 후 전측으로 볼록하게 2차 굴곡될 수 있다. 이때, 상기 온도감지 바이메탈(370)의 중앙부(370c)의 형상이 다중 굴곡진 형상이라면 굴곡횟수가 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 크로스바(330)의 하부에는 상기 자유단(370b)이 선택적으로 삽입되어 걸림 구속되는 구속홈부(334)가 상향 함몰 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 자유단(370b)이 상기 구속홈부(334)의 하부에 대향 배치됨이 바람직하다.

여기서, 상기 구속홈부(334)는 상기 자유단(370b)이 선택적으로 삽입시 안내되도록 개구부가 단부로 갈수록 전후방향 외측으로 경사지게 확장되는 형태로 형성됨이 바람직하다. 이를 통해, 상기 자유단(370b)이 상기 구속홈부(334)의 하부에 이격된 상태에서 상기 구속홈부(334)로 삽입시 확장된 개구부를 따라 안내되며 삽입될 수 있다.

그리고, 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 온도감지 바이메탈(370)의 중앙부(370c)가 열팽창계수에 의해 상기 수축길이(k1)를 초과하는 상기 팽창길이(k2)로 팽창 변형되어 상기 자유단(370b)이 상기 구속홈부(334)를 상향 가압함이 바람직하다.

여기서, 상기 팽창길이(k2)는 상기 전원입력부(311)에 구비된 고정접점부(313)와 상기 연결대면부(23)의 전단부에 상기 고정접점부(313)와 접점 연결되는 가동접점부(25) 간의 이격 거리를 초과하도록 설정됨이 바람직하다.

한편, 상기 하우징부(310)에는 상기 크로스바(330)의 하부와 대향되는 위치에 상기 온도감지 바이메탈(370)이 배치되도록 삽입홈부(316)가 함몰 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 삽입홈부(316)의 함몰깊이는 상기 수축길이(k1)에 대응되어 설정됨이 바람직하다.

여기서, 상기 삽입홈부(316)의 전후방향 내벽면에는 상기 온도감지 바이메탈(370)이 상하방향으로 팽창 변형되도록 상기 온도감지 바이메탈(370)의 중앙부(370c)에 굴곡된 전후면을 안내하는 안내벽면부(317,318)가 각각 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 삽입홈부(316)의 하면에는 끼움홈(316a)이 하향 함몰 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 끼움홈(316a)의 전후방향 폭은 상기 고정단(370a)의 전후방향 두께에 대응되어 설정됨이 바람직하다. 이때, 상기 끼움홈(316a)의 전후방향 폭이 상기 고정단(370a)의 전후방향 두께보다 미세하게 크게 설정됨이 가장 바람직하다.

또한, 상기 고정단(370a)은 폭방향 일측에 하단부로 갈수록 전향 경사지게 형성되는 제1고정단(371a)과, 폭방향 타측에 상기 제1고정단(371a)과 구획되어 하단부로 갈수록 후향 경사지게 형성되는 제2고정단(371b)을 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 제1고정단(371a)과 상기 제2고정단(371b)은 바이메탈로서 기설정된 탄성을 갖도록 구비됨으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 제1고정단(371a) 및 상기 제2고정단(371b)은 상기 끼움홈(316a)에 억지 끼움되어 고정됨이 바람직하다. 여기서, 상기 끼움홈(316a)의 상단은 상기 제1고정단(371a) 및 상기 제2고정단(371b)의 삽입시 안내되도록 단부로 갈수록 전후방향 외측으로 경사지게 확장되는 형태로 형성됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 제1고정단(371a) 및 상기 제2고정단(371b)이 상기 끼움홈(316a)의 경사진 상단을 통해 안내됨과 동시에 탄성 가압되어 삽입됨에 따라 상기 끼움홈(316a)의 전후벽면에 억지 끼움되어 고정될 수 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 상기 핸들부(60)가 접속방향으로 회전된 상태에서 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 미만인 경우 상기 온도감지 바이메탈(370)의 상하 길이가 기설정된 수축길이(k1)로 제한되어 상기 고정접점부(313)와 상기 가동접점부(25)가 접점 연결된 상태가 유지된다. 이때, 상기 자유단(370a)이 상기 구속홈부(334)에 삽입되어 걸림 구속된 상태로 배치됨이 바람직하다.

그리고, 도 3을 참조하면, 상기 핸들부(60)가 접속방향으로 회전된 상태에서 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상인 경우 상기 온도감지 바이메탈(370)이 열팽창계수에 의해 고정단(370a)을 기준으로 기설정된 팽창길이(k2)로 열팽창 변형된다. 이에 따라, 상기 자유단(370a)이 상기 구속홈부(334)를 상향 가압함에 따라 상기 크로스바(330)이 상향 이동되며, 상기 크로스바(330)에 연동된 상기 연결판부(23)가 상향 이동되어 상기 고정접점부(313)와 상기 가동접점부(25)가 상호 분리된다.

즉, 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상인 경우 상기 차단기(400)의 온 상태에서도 상기 온도감지 바이메탈(370)에 의해 상기 고정접점부(313)와 상기 가동접점부(25)가 상호 분리되어 전류 흐름이 차단된다.

이때, 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상에서부터 기설정된 안전온도 미만으로 재하강하면 상기 고정접점부(313)와 상기 가동접점부(25) 상호 접점 연결된다.

한편, 도 4를 참조하면, 상기 핸들부(60)가 차단방향으로 회전된 상태에서 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 미만인 경우에는 상기 고정접점부(313)와 상기 가동접점부(25)가 상호 분리된다. 또한, 도면에 도시되지 않았으나, 상기 핸들부(60)가 차단방향으로 회전된 상태에서 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상인 경우에도 상기 고정접점부(313)와 상기 가동접점부(25)가 상호 분리된다.

즉, 상기 핸들부(60)가 차단방향으로 회전되어 상기 차단기(400)가 오프 상태인 경우에는 기 하우징부(310)의 주변온도에 관계없이 상기 고정접점부(313)와 상기 가동접점부(25)가 상호 분리된다.

이때, 상기 자유단(370a)이 상기 구속홈부(334)로부터 이탈되어 상호 이격된 상태로 배치됨이 바람직하다.

한편, 도 5 및 도 6을 참조하여 상기 온도감지 바이메탈(370)의 조립과정을 설명한다.

여기서, 상기 삽입홈부(316)의 하면에는 상기 끼움홈(316a)이 하향 함몰 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 끼움홈(316a)의 전후방향 폭은 상기 고정단(370a)의 전후방향 두께에 대응되어 설정됨이 바람직하다. 이때, 상기 끼움홈(316a)의 전후방향 폭이 상기 고정단(370a)의 전후방향 두께보다 미세하게 크게 설정됨이 가장 바람직하다.

또한, 상기 고정단(370a)은 폭방향 일측에 하단부로 갈수록 전향 경사지게 형성되는 상기 제1고정단(371a)과, 폭방향 타측에 상기 제1고정단(371a)과 구획되어 하단부로 갈수록 후향 경사지게 형성되는 상기 제2고정단(371b)을 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 제1고정단(371a)과 상기 제2고정단(371b)은 바이메탈로서 기설정된 탄성을 갖도록 구비됨으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 제1고정단(371a) 및 상기 제2고정단(371b)은 상기 끼움홈(316a)에 억지 끼움되어 고정됨이 바람직하다. 여기서, 상기 끼움홈(316a)의 상단은 상기 제1고정단(371a) 및 상기 제2고정단(371b)의 삽입시 안내되도록 단부로 갈수록 전후방향 외측으로 경사지게 확장되는 형태로 형성됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 제1고정단(371a) 및 상기 제2고정단(371b)이 상기 끼움홈(316a)의 경사진 상단을 통해 안내됨과 동시에 탄성 가압되어 삽입됨에 따라 상기 끼움홈(316a)의 전후벽면에 억지 끼움되어 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 온도감지 바이메탈(370)이 상기 끼움홈(316a)에 고정됨에 따라 열변형시에도 상측으로의 이탈이 차단될 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 열팽창 스프링형 온도감지 차단기(400)에는 하단부의 고정단(370a)이 상기 하우징부(310)의 상측에 연결되되 상단부의 자유단(370b)이 상기 크로스바(330)의 하부에 선택적으로 걸림 배치되며 상하 길이가 기설정된 수축길이(k1)로 제한되도록 중앙부(370c)가 물결 형상으로 다중 굴곡지게 구비되며 전후면이 상이한 열팽창계수로 형성된 상기 온도감지 바이메탈(370)이 구비된다. 이를 통해, 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 고정단(370a)을 기준으로 중앙부(370c)가 기설정된 팽창길이(k2)로 팽창 변형되어 상기 자유단(370b)이 상기 크로스바(330)를 상향 가압하여 상기 연결판부(21)가 상기 전원입력부(311)로부터 이격되어 전류 흐름을 차단한다.

따라서, 상기 차단기(400)의 온/오프 상태에 관계없이, 상기 하우징부(310) 주변온도가 기설정된 안전온도 이상 상승시 물결 형상으로 다중 굴곡지게 구비된 상기 온도감지 바이메탈(370)이 열팽창 변형됨에 따라 상기 크로스바(330)를 상향 가압하여 상기 연결판부(21)가 상기 전원입력부(11)로부터 이격되므로 화재시 전류 흐름을 자동으로 차단하여 2차 안전사고를 예방할 수 있다. 이를 통해, 제품의 사용안전성이 현저히 개선될 수 있다.

또한, 상기 온도감지 바이메탈(370)의 중앙부(370c)는 상기 고정단(370a)으로부터 상기 자유단(370b)으로 갈수록 전방 및 후방으로 다중 굴곡지게 형성되어 상기 하우징부(310)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 열팽창계수에 의해 수축길이(k1)를 초과하는 팽창길이(k2)로 팽창 변형되어 상기 자유단(370b)이 상기 크로스바(330)의 하부에 상향 함몰 형성된 구속홈부(334)에 삽입 배치되어 상향 가압한다. 따라서, 주변온도가 안전온도 이상으로 상승됨에 따라 상기 온도감지 바이메탈(370)의 열팽창 변형시 가압력이 상측방향으로 정확하게 전달되므로 작동정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

그리고, 상기 수축길이(k1)에 대응되어 함몰깊이가 설정된 상기 삽입홈부(316)의 전후방향 내벽면에 안내벽면부(317,318)가 각각 형성되어 상기 온도감지 바이메탈(370)이 상하방향으로 팽창 변형되도록 상기 온도감지 바이메탈(370)의 중앙부(370c)에 굴곡된 전후면을 안내하므로 작동정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

또한, 상기 온도감지 바이메탈(370)의 고정단(370a)은 폭방향 일측에 하단부로 갈수록 전향 경사지게 형성되는 제1고정단(371a)과, 폭방향 타측에 상기 제1고정단(371a)과 구획되어 하단부로 갈수록 후향 경사지게 형성되는 제2고정단(371b)을 포함하여 상기 하우징부(310)의 끼움홈(316a)에 억지 끼움되어 고정된다. 따라서, 상기 온도감지 바이메탈(370)의 열팽창 변형시에도 고정단(370a)이 견고하게 고정되므로 작동정밀성이 현저히 개선될 수 있다.

더욱이, 상기 제1고정단(371a) 및 상기 제2고정단(371b)이 상기 끼움홈(316a)의 경사진 상단을 통해 안내됨과 동시에 탄성 가압되어 삽입됨에 따라 상기 끼움홈(316a)의 전후벽면에 억지 끼움되어 고정되면 상기 온도감지 바이메탈(370)이 상기 차단기(400)에 설치되는 간편한 조립구조로 조립성 및 생산성이 현저히 개선될 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.

310: 하우징부 316: 삽입홈부
316a: 끼움홈 317,318: 안내벽면부
20: 가동스위칭부 330: 크로스바
40: 트립부 50: 래치부
60: 핸들부 370: 온도감지 바이메탈
400: 열팽창 스프링형 온도감지 차단기

Claims (5)

1. 전원입력부와 부하출력부가 전후측에 이격되어 구비되는 하우징부;
   상기 전원입력부와 상기 부하출력부 사이에 선택적인 전원 연결을 위해 배치되고, 전단부에 상기 전원입력부에 접점 연결되되 선택적으로 이격되도록 상측으로의 탄발복원력을 제공하는 연결대면부가 형성된 연결판부가 구비된 가동스위칭부;
   일측에 상기 가동스위칭부의 전단측이 가로지르도록 개구된 경유부가 형성되되 하단부에 구비되는 탄성수단을 통해 상측으로 탄발 지지되는 크로스바;
   상기 가동스위칭부의 후면측에 대향 배치되며 하단부를 중심으로 전후 회전되되 전면부에 경사단턱이 전향 돌설되는 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 회전 조작되도록 결합되되, 회전방향에 따라 상기 래치부를 하향 가압하도록 승강 이동되는 가압부재가 하단부에 연결된 핸들부; 및
   하단부의 고정단이 상기 하우징부의 상측에 연결되되 상단부의 자유단이 상기 크로스바의 하부에 선택적으로 걸림 배치되며 상하 길이가 기설정된 수축길이로 제한되도록 중앙부가 물결 형상으로 다중 굴곡지게 구비되며, 상기 하우징부의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 고정단을 기준으로 중앙부가 기설정된 팽창길이로 팽창 변형되어 상기 자유단이 상기 크로스바를 상향 가압하여 상기 연결판부가 상기 전원입력부로부터 이격되도록 전후면이 상이한 열팽창계수로 형성된 온도감지 바이메탈을 포함하되,
   상기 온도감지 바이메탈의 중앙부는 상기 고정단으로부터 상기 자유단으로 갈수록 전방 및 후방으로 다중 굴곡지게 형성되며,
   상기 크로스바의 하부에는 상기 자유단이 선택적으로 삽입되어 걸림 구속되는 구속홈부가 상향 함몰 형성되고,
   상기 하우징부의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 온도감지 바이메탈의 중앙부가 열팽창계수에 의해 상기 수축길이를 초과하는 상기 팽창길이로 팽창 변형되어 상기 자유단이 상기 구속홈부를 상향 가압함을 특징으로 하는 열팽창 스프링형 온도감지 차단기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징부에는 상기 크로스바의 하부와 대향되는 위치에 상기 온도감지 바이메탈이 배치되도록 삽입홈부가 함몰 형성되며, 상기 삽입홈부에는 끼움홈이 하향 함몰 형성되고,
   상기 고정단은 폭방향 일측에 하단부로 갈수록 전향 경사지게 형성되는 제1고정단과, 폭방향 타측에 상기 제1고정단과 구획되어 하단부로 갈수록 후향 경사지게 형성되는 제2고정단을 포함하되,
   상기 제1고정단 및 상기 제2고정단은 상기 끼움홈에 억지 끼움되어 고정됨을 특징으로 하는 열팽창 스프링형 온도감지 차단기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 삽입홈부의 함몰깊이는 상기 수축길이에 대응되어 설정되며,
   상기 삽입홈부의 전후방향 내벽면에는 상기 온도감지 바이메탈이 상하방향으로 팽창되도록 상기 온도감지 바이메탈의 중앙부에 굴곡된 전후면을 안내하는 안내벽면부가 각각 형성됨을 특징으로 하는 열팽창 스프링형 온도감지 차단기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 팽창길이는 상기 전원입력부에 구비된 고정접점부와 상기 연결대면부의 전단부에 상기 고정접점부와 접점 연결되는 가동접점부 간의 이격 거리를 초과하도록 설정됨을 특징으로 하는 열팽창 스프링형 온도감지 차단기.

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