KR102175514B1 - 스프링 회전구속형 온도감지 차단기 - Google Patents

Abstract

안전성이 개선되도록, 본 발명은 전원입력부와 부하출력부가 전후측에 이격되어 구비되는 하우징부; 상기 전원입력부와 상기 부하출력부 사이의 선택적인 전원 연결을 위해 일측이 상기 전원입력부에 선택적으로 접점 연결되는 콘텍판부가 구비된 가동스위칭부; 상기 콘텍판부를 선택적으로 가압하도록 구비되는 크로스바; 일단이 하향 연장되고 타단이 후향 연장되도록 절곡되되, 상기 크로스바의 후단에 직립 배치되는 요크의 상단에 시소 지지되도록 구비되는 아마츄어; 상기 아마츄어의 일단 전면에 대향 배치되며, 상기 아마츄어의 타단이 하향 이동시 시소 회전되는 일단에 가압되어 전측으로 이동되는 트립바; 하단에 상기 트립바가 연결되되, 상기 트립바의 이동시 상기 하우징부에 구비되는 핸들장착부에 고정된 래치회전축을 기준으로 연동 회전되도록 구비되는 래치부; 상기 래치부의 전측에 구비되며 상단부가 상기 래치부에 걸려 구속되되, 구속이 해제되면 상기 핸들장착부에 고정된 크래들회전축을 기준으로 자유 회전되는 크래들; 상기 크래들의 전측에 구비되어 링크 연결되며 전후 회전 조작되도록 결합되되, 회전방향에 따라 상기 크로스바를 하향 가압하는 링크부가 연결된 핸들부; 및 상하부로 분할된 하부측이 상기 아마츄어의 타단 상면에 대향 배치되되 상측으로 탄발 지지되는 플런저와, 분할된 상기 플런저의 상하부 사이에 구비되되 상기 하우징부의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 아마츄어가 시소 회전되면서 상기 콘텍판부가 상기 전원입력부로부터 이격되도록 상기 플런저의 분할된 하부를 하향 가압하기 위해 상하방향으로 팽창되도록 전후면이 상이한 열팽창계수로 형성된 온도감지 바이메탈이 구비된 온도감지 트립장치를 포함하는 스프링 회전구속형 온도감지 차단기를 제공한다.

Description

스프링 회전구속형 온도감지 차단기{spring rotation locking type temperature detecting circuit breaker}

본 발명은 스프링 회전구속형 온도감지 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안전성이 개선된 스프링 회전구속형 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 안전성이 개선된 스프링 회전구속형 온도감지 차단기를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전원입력부와 부하출력부가 전후측에 이격되어 구비되는 하우징부; 상기 전원입력부와 상기 부하출력부 사이의 선택적인 전원 연결을 위해 일측이 상기 전원입력부에 선택적으로 접점 연결되는 콘텍판부가 구비된 가동스위칭부; 상기 콘텍판부를 선택적으로 가압하도록 구비되는 크로스바; 일단이 하향 연장되고 타단이 후향 연장되도록 절곡되되, 상기 크로스바의 후단에 직립 배치되는 요크의 상단에 시소 지지되도록 구비되는 아마츄어; 상기 아마츄어의 일단 전면에 대향 배치되며, 상기 아마츄어의 타단이 하향 이동시 시소 회전되는 일단에 가압되어 전측으로 이동되는 트립바; 하단에 상기 트립바가 연결되되, 상기 트립바의 이동시 상기 하우징부에 구비되는 핸들장착부에 고정된 래치회전축을 기준으로 연동 회전되도록 구비되는 래치부; 상기 래치부의 전측에 구비되며 상단부가 상기 래치부에 걸려 구속되되, 구속이 해제되면 상기 핸들장착부에 고정된 크래들회전축을 기준으로 자유 회전되는 크래들; 상기 크래들의 전측에 구비되어 링크 연결되며 전후 회전 조작되도록 결합되되, 회전방향에 따라 상기 크로스바를 하향 가압하는 링크부가 연결된 핸들부; 및 상하부로 분할된 하부측이 상기 아마츄어의 타단 상면에 대향 배치되되 상측으로 탄발 지지되는 플런저와, 분할된 상기 플런저의 상하부 사이에 구비되되 상기 하우징부의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 아마츄어가 시소 회전되면서 상기 콘텍판부가 상기 전원입력부로부터 이격되도록 상기 플런저의 분할된 하부를 하향 가압하기 위해 상하방향으로 팽창되도록 전후면이 상이한 열팽창계수로 형성된 온도감지 바이메탈이 구비된 온도감지 트립장치를 포함하는 스프링 회전구속형 온도감지 차단기를 제공한다.

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

첫째, 하우징부의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상 상승시 온도감지 바이메탈이 길이방향으로 열변형 팽창되면서 상하부로 분할된 플런저의 하부측이 흡인단부를 가압하도록 하향 이동됨으로써 화재시 전류 흐름을 자동으로 차단하도록 작동됨에 따라 2차 안전사고를 예방할 수 있다.

둘째, 플런저가 회전로드부와 승강로드부로 분할되되 대향 돌설단부에 상호 형합되는 이격지지돌기 및 형합홈이 형성됨에 따라 정상 상태에서 회전로드부의 회전이 구속되되 온도감지 바이메탈의 팽창시 이격 분리되면 회전압축스프링에 의해 회전로드부가 회전되면서 배치각도가 변경되므로 차단기의 차단 상태를 직관적으로 확인할 수 있다.

셋째, 회전로드부가 트립커버와 단차부 사이에 구속되어 상하 이동이 제한되므로 온도감지 바이메탈의 팽창 가압력이 승강로드부에 안정적으로 전달되며, 걸림핀이 회전되는 회전슬라이드홈이 소정의 각도로 일방향으로 개구되므로 회전압축스프링에 의해 회전로드부가 일방향 탄발 회전된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

넷째, 회전로드부가 선택적으로 회전되되 정렬슬롯홈에 구속되는 정렬핀을 통해 승강로드부의 이동이 상하방향으로 제한됨에 따라 차단 상태에서 이격지지돌기와 형합홈이 어긋나게 배치되므로 회전로드부를 회전시키기 전 승강로드부의 불필요한 승강 복귀를 방지함에 따라 차단기를 안전하게 재사용할 수 있어 안전성이 더욱 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기의 정상 상태를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기의 차단 상태를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기에서 온도감지 트립장치를 나타낸 분해사시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기에서 온도감지 트립장치의 구동 상태를 나타낸 예시도.

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

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기의 정상 상태를 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기의 차단 상태를 나타낸 예시도이다. 이때, 도 2 내지 도 3은 본 발명에 적용되는 온도감지 트립장치가 결합되는 커버부의 일부분이 부분 도시되며, 하우징부가 분리되어 내부가 노출된 상태를 나타낸 것으로 이해함이 바람직하다. 또한, 도 2 내지 도 3에 표시된 14는 핸들장착부를 점선으로 도시된 것으로 이해함이 바람직하다. 이하에서 설명될 스프링 회전구속형 온도감지 차단기와 차단기는 동일한 의미로 이해함이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서 후술되는 전원입력부측이 전방이고 부하출력부측이 후방인 것으로 이해함이 바람직하다.

도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기(200)는 하우징부(10), 가동스위칭부(20), 크로스바(30), 아마츄어(50), 트립바(75), 래치부(70), 크래들(73), 핸들부(80) 및 온도감지 트립장치(290)를 포함한다.

상기 하우징부(10)는 상기 차단기(200)의 구성부품이 수납되는 내부공간이 형성되며, 절연성 및 불연성의 합성수지 소재로 형성됨이 바람직하다. 상기 하우징부(10)의 내부에는 각 구성부품이 장착 및 조립되도록 구획격벽, 설치홈 또는 홀이 형성된다. 각 상기 구성부품이 장착 및 조립된 상기 하우징부(10)의 상측을 커버하도록 커버부(1)가 결합된다. 상기 커버부(1)에 상기 핸들부(80)의 상단이 외측으로 노출되는 동작홀 및 상기 온도감지 트립장치(290)가 장착되는 장착홀이 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 하우징부(10)의 전측에는 전원측에 접속되는 전원입력부(11)가 구비되며, 후측에는 부하측과 연결되는 부하출력부(12)가 상기 전원입력부(11)와 이격되어 구비된다. 상기 전원입력부(11)의 후단부 상면에는 고정접점부(13)가 구비된다. 또한, 상기 하우징부(10)의 전후방향 사이에 상기 래치부(70)와 상기 크래들(73)이 축회전되도록 장착되는 핸들장착부(14)가 구비된다.

상기 핸들장착부(14)는 후술되는 래치회전축(71) 및 크래들회전축(73b)이 상기 하우징부(10)의 폭방향으로 가로질러 결합되며, 상단부에 상기 핸들부(80)가 힌지 회동되도록 연결된다. 상기 핸들장착부(14)에는 후술되는 걸림링크(74), 가압바(83) 및 상기 트립바(75)의 구동반경 및 궤적에 대응하여 절개 개구되는 이동홀이 형성될 수 있다.

상기 가동스위칭부(20)는 전도성 금속 재질로 형성되며, 상기 전원입력부(11)와 상기 부하출력부(12) 사이에 선택적인 전원 연결을 위해 배치된다. 상기 가동스위칭부(20)는 콘텍판부(21a)와 가동접점부(22)를 포함한다.

상기 콘텍판부(21a)는 상기 크로스바(30)를 통해 가압된 상태에서 전단부가 상기 전원입력부(11)의 후단측과 상하로 대면 배치되도록 연장된다. 상기 가동접점부(22)는 상기 고정접점부(13)와 선택적으로 접점 연결되도록 상기 콘텍판부(21a)의 전단부 하면에 구비된다. 즉, 상기 가동접점부(22)와 상기 고정접점부(13)가 접촉되면 상기 전원측, 상기 전원입력부(11), 상기 가동스위칭부(20), 상기 부하출력부(12) 및 상기 부하측이 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 크로스바(30)는 상기 콘텍판부(21a)를 선택적으로 가압하도록 구비된다. 상기 크로스바(30)에는 상기 가동스위칭부(20)의 후단측이 수용되되 전단부가 전방 돌출되도록 개구된 트립구동홈이 형성된다. 이때, 상기 크로스바(30)에 가압력이 전달되면 상기 트립구동홈에 수용된 상기 콘텍판부(21a)가 가압력에 의해 하향 가압되며, 상기 가동접점부(22)와 상기 고정접점부(13)가 접점 연결된다. 여기서, 도면에서는 상기 크로스바(30)가 회전중심축을 기준으로 회동되면서 상기 콘텍판부(21a)를 가압하는 것을 예로써 도시하였으나, 상기 크로스바(30)는 상하방향으로 승강 구동되는 구조로 구비될 수도 있다. 즉, 상기 크로스바(30)가 후술되는 상기 핸들부(80)의 링크 구조에 의해 가압되어 상기 콘텍판부(21a)를 가압할 수 있는 구조라면 본 발명의 범위에 속한다.

상기 아마츄어(50)는 일단이 하향 연장되고 타단이 후향 연장되도록 절곡되며, 상기 크로스바(30)의 후단에 직립 배치되는 요크(60)의 상단에 시소 지지되도록 구비된다. 상기 아마츄어(50)는 둔각으로 절곡됨이 바람직하며, 상기 아마츄어(50)의 일단이 상기 요크(60)의 전면과 대면 배치되는 구동단부(52)로 형성되며, 타단이 상기 요크(60)의 상단측 후방으로 상향 경사지게 배치되는 흡인단부(53)로 형성된다. 즉, 상기 아마츄어(60)는 상기 구동단부(52)의 상단으로부터 상기 흡인단부(53)가 일체로 후향 연장되도록 절곡 형성된다. 이하에서 상기 아마츄어(50)의 일단과 상기 구동단부(52)는 동일한 의미이고, 상기 아마츄어(50)의 타단과 상기 흡인단부(53)는 동일한 의미인 것으로 이해함이 바람직하다.

상기 아마츄어(50)는 상기 차단기(200)가 전기적으로 정상 연결되어 전류가 흐르는 상태(이하 정상 상태)에서 상기 구동단부(52)가 상기 요크(60)의 전면측으로 인접하도록 복귀스프링(55)을 통해 탄발 지지된다. 그리고, 전원차단이 요구되는 상태(이하 차단 상태)에서 차단요인(예컨대, 과전류 또는 안전온도 이상의 고온)에 의해 상기 흡인단부(53)가 하향 이동되도록 구동되면 상기 요크(60)를 중심으로 상기 구동단부(52)가 전방측으로 시소 이동된다. 상기 아마츄어(50)는 둔각으로 절곡된 후 외력에 의한 변형이 최소화되면서도 전도성을 갖는 금속 재질로 형성됨이 바람직하다.

상기 트립바(75)는 상기 구동단부(52)의 전면에 대향 배치되도록 구비되며, 상기 흡인단부(53)가 하향 이동시 시소 회전되는 상기 구동단부(52)에 가압되어 전측으로 이동된다. 이때, 상기 트립바(75)는 후술되는 상기 래치부(70)의 하단을 양측방향으로 관통하여 연결된다. 따라서, 상기 트립바(75)가 전측으로 가압되면 상기 래치부(70)가 연동된다.

상기 트립바(75)는 절연 재질의 바(bar) 형상으로 형성되며 상기 하우징부(10)의 내부 양측폭 간격에 대응하는 길이로 연장됨이 바람직하다. 따라서, 전원입력부(11), 상기 부하출력부(12), 상기 가동스위칭부(20), 상기 요크(60), 및 상기 아마츄어(50)가 상기 하우징부(10)의 폭방향으로 복수개 구비되되 적어도 하나의 아마츄어(50)가 시소 운동되면 상기 트립바(75)가 이동되어 전원이 차단되도록 작동될 수 있다.

상기 래치부(70)는 상기 요크(60)의 전측에 배치되며 상기 핸들장착부(14)에 구비되는 상기 래치회전축(71)을 통해 상기 핸들장착부(14)의 내부에 회동 가능하게 장착된다. 그리고, 상기 래치부(70)의 하단에 연결된 상기 트립바(75)가 상기 아마츄어(50)에 가압되어 전측으로 이동되면 상기 래치부(70)의 상단부가 상기 래치회전축(71)을 중심으로 후측으로 연동 회전된다. 상기 래치부(70)의 상부에는 전향 돌설된 단부로부터 하향 절곡되어 갈고리 형상으로 구비되는 래치걸림돌기(72)가 형성됨이 바람직하다.

상기 크래들(73)은 상기 래치부(70)의 전측에 배치되며 상기 핸들장착부(14)에 구비되는 상기 크래들회전축(73b) 통해 상기 핸들장착부(14)의 내부에 회동 가능하게 장착된다. 상기 크래들회전축(73b)은 상기 크래들(73)의 하단부를 관통하여 결합되며, 후술되는 걸림링크(74)의 후방측 타단이 상기 크래들(73)의 상단부와 하단부 사이에 양측방향으로 가로질러 결합된다.

이때, 상기 차단기(200)의 정상 상태에서 상기 크래들(73)은 상단부가 상기 래치걸림돌기(72)에 걸려 동작이 구속된다. 그리고, 상기 차단기(200)의 차단 상태에서 상기 래치부(70)가 상기 래치회전축(71)을 중심으로 회동되어 상기 래치걸림돌기(72)가 상기 크래들(73)의 상단부로부터 분리됨에 따라 구속이 해제된다. 구속이 해제된 상기 크래들(73)은 상기 크래들회전축(73b)을 중심으로 회동 가능한 상태가 된다.

상기 핸들부(80)는 상기 핸들장착부(14)에 힌지 연결되어 전후 회전 조작되도록 결합되되, 상기 크래들(73)과 링크 연결되는 링크부(81,82)를 포함한다. 상기 링크부는 제1링크부(81)와 제2링크부(82)를 포함하되, 상기 걸림링크(74)의 전방측 일단이 상기 제1링크부(81)의 하단과 상기 제2링크부(82)의 상단을 동시에 양측방향으로 가로질러 결합된다. 즉, 상기 제1링크부(81)와 상기 제2링크부(82)는 상기 걸림링크(74)의 전방측 일단을 중심으로 힌지 회전된다.

이때, 상기 걸림링크(74)는 전후방향으로 연장된 중앙부의 양단부가 상기 하우징부(10)의 폭방향으로 절곡 연장되어 마주보게 형성된 'ㄷ'자 형상으로 구비된다. 그리고, 상기 걸림링크(74)의 양단부 중 전방측 일단이 상기 링크부(81,82)에 결합되고 후방측 타단이 상기 크래들(73)에 결합된다. 따라서, 상기 크래들(73)과 상기 링크부(81,82)는 상기 걸림링크(74)의 중앙부 길이에 대응하는 간격으로 구속되어 연동 동작된다.

상기 제2링크부(82)의 하단에는 상기 크로스바(30)를 하향 가압하는 가압바(83)가 폭방향을 따라 구비된다. 상기 가압바(83)는 상기 제2링크부(82)의 측방향 일측으로 돌출되며, 상기 핸들부(80)에는 상기 링크부(81,82)에 상측으로의 탄발력을 제공하는 견인스프링(84)이 구비된다. 상기 견인스프링(84)은 코일스프링으로 구비될 수 있으며, 일단이 상기 가압바(83)에 고정되고 타단이 상기 핸들장착부(14)의 상단측에 고정된다.

상기 온도감지 트립장치(290)는 상기 흡인단부(53)의 상단부에 구비되며, 상기 하우징부(10)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 차단기(200)를 차단 상태로 전환하도록 동작된다.

즉, 도 2를 참조하면, 상기 차단기(200)가 정상 상태에서 상기 래치걸림돌기(72)에 상기 크래들(73)의 상단부가 걸림 구속된다. 이때, 상기 크래들(73)은 상기 걸림링크(74)를 통해 상기 링크부(81,82)와 링크 연결되므로 상기 링크부(81,82)와 상기 크래들(73) 간의 이격간격이 상기 걸림링크(74)의 중앙부 길이에 대응하여 구속된다. 따라서, 상기 크래들(73)이 상기 걸림링크(74)에 의해 상기 크래들회전축(73b)을 중심으로 전방으로 지지되는 힘을 통해 상기 래치걸림돌기(72)에 걸림된 구속력이 증가한다.

이와 동시에, 상기 래치부(70)는 상기 크래들(73)과 상기 링크부(81,82) 간의 링크 결합 구조를 통해 상기 래치회전축(71)을 중심으로 상단부가 전방측으로 견인된다. 따라서, 상기 래치부(70)의 하단부에 연결된 상기 트립바(75)의 중심이 실질적으로 상기 래치회전축(71)과 수직방향으로 정렬될 수 있다.

한편, 상기 핸들부(80)의 상단부가 전방을 향하도록 회전된 상태에서 상기 링크부(81,82)가 하향 이동되되, 상기 링크부(81,82)는 상기 걸림링크(74)에 의해 상호 링크 연결된 부분이 상기 크래들(73)측으로 후향 이동된다. 따라서, 상기 제1링크부(81)와 상기 제2링크부(82)가 상하로 수직 또는 수직에 가까운 둔각으로 배열되며, 하강되는 상기 가압바(83)에 상기 크로스바(30)가 가압되면서 상기 콘텍판부(21a)가 상기 전원입력부(11)와 접점 연결될 수 있다.

이때, 상기 아마츄어(50)는 상기 구동단부(52)가 상기 복귀스프링(55)을 통해 상기 요크(60)의 전면에 인접하도록 탄발 견인되므로, 상기 구동단부(52)와 상기 트립바(75)가 불필요하게 접촉됨을 방지할 수 있다.

그리고, 도 3을 참조하면, 상기 차단기(200)가 차단 상태에서 상기 아마츄어(50)가 시소 이동되면서 상기 구동단부(52)가 상기 트립바(75)를 전측으로 가압한다. 이때, 상기 래치부(70)는 상기 래치회전축(71)을 중심으로 회전되며 상기 래치걸림돌기(72)가 상기 크래들(73)의 상단부로부터 이격된다.

구속력이 해제된 사이 크래들(73)은 상기 크래들회전축(73b)을 중심으로 상단부가 전방으로 회전되며, 상기 견인스프링(84)의 복원력에 의해 상기 제1링크부(81)의 상단부와 상기 제2링크부(82)의 하단부 사이 간격이 좁아진다. 이때, 상기 링크부(81,82)에서 상기 걸림링크(74)의 전방측 일단이 결합된 부분이 전측으로 이동되면서 상기 제1링크부(81)와 상기 제2링크부(82) 사이 각도가 좁아지며, 상기 가압바(83)가 상향 이동된다.

상기 가압바(83)가 상향 이동되면 상기 크로스바(30)를 가압하던 힘이 해제되며, 상기 콘텍판부(21a)가 상기 전원입력부(11)와 이격되도록 상측으로 탄발 이동됨에 따라 전원이 단락될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기에서 온도감지 트립장치를 나타낸 분해사시도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 회전구속형 온도감지 차단기에서 온도감지 트립장치의 구동 상태를 나타낸 예시도이다.

도 2 내지 도 5b를 참조하면, 상기 차단기(200)는 상기 하우징부(10)의 주변온도가 기설정된 온도 이상으로 상승시 상기 온도감지 트립장치(290)를 통해 전원이 차단되도록 작동된다. 상기 온도감지 트립장치(290)는 플런저(291) 및 온도감지 바이메탈(292)을 포함함이 바람직하다. 이러한 온도감지 트립장치(290)의 각 구성부품은 상기 커버부(1)에 형성된 상기 장착홀에 장착되는 트립케이스(293)의 내부에 장착된다.

상기 트립케이스(293)는 몸체부(293a) 및 트립커버(293g)를 포함한다. 상기 몸체부(293a)의 내부에는 상기 플런저(291)가 승강 이동 가능하도록 삽입되는 가이드연장부(293c)가 형성됨이 바람직하다. 상기 가이드연장부(293c)는 후술되는 승강로드부(295)의 하단부가 관통되도록 상기 트립케이스(293)에 형성된 관통홀(293b)의 테두리로부터 상향 연장되며, 내부에 승강공간이 형성된다.

상기 가이드연장부(293c)의 상단부 테두리를 따라 후술되는 회전로드부(294)가 안착 결합되는 단차부(293p)가 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 단차부(293p)에는 후술되는 상기 회전로드부(294)에 돌설된 걸림핀(294c)이 회전 이송되는 회전슬라이드홈(293h)이 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 절개 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 가이드연장부(293c)의 길이방향을 따라 후술되는 상기 승강로드부(295)에 돌설된 정렬핀(295c)이 승강 이동되는 정렬슬롯홈(293e)이 형성됨이 바람직하다.

상기 플런저(291)는 상기 가이드연장부(293c)에 삽입되되 하단이 상기 흡인단부(53)의 상면에 대향 배치되며 상측으로 탄발 지지된다.

상세히, 상기 플런저(291)는 상기 회전로드부(294)와 상기 승강로드부(295)를 포함함이 바람직하다. 상기 회전로드부(294)는 상기 플런저(291)의 상부측 구성부품으로, 하단부의 반경방향 외측으로 링 형상의 제1걸림단(294a)이 돌설된다. 그리고, 상기 제1걸림단(294a)의 상측으로 고온감지표시부(294b)가 상향 돌설되며, 하측으로 돌설단부(이하 제1돌설단부,294d)가 하향 돌설된다. 상기 고온감지표시부(294b)는 상기 트립케이스(293)의 외측으로 노출되되, 선택적으로 회전됨에 따라 상기 차단기(200)의 차단 상태를 가시적으로 확인 가능한 표식으로 기능한다. 상기 고온감지표시부(294b)의 상면에는 'ㅡ'자 단면형상의 그립돌출부가 일체로 상향 연장됨이 바람직하다. 더불어, 상기 제1걸림단(294a)의 반경방향 외측으로 상기 정렬핀(295c)이 돌설된다.

상기 승강로드부(295)는 상기 회전로드부(294)의 하측에 구비되는 상기 플런저(291)의 하부측 구성품으로, 상단부의 반경방향 외측으로 링 형상의 제2걸림단(295a)이 돌설된다. 이때, 상기 제2걸림단(295a)의 상측으로 상기 제1돌설단부(294d)와 대향 배치되는 돌설단부(이하 제2돌설단부,295d)가 구비되며, 하측으로 가압돌기(295g)가 돌설된다. 더불어, 상기 제2걸림단(295a)의 반경방향 외측으로 상기 걸림핀(294c)이 돌설된다.

더불어, 상기 트립케이스(293)의 하면, 즉 상기 관통홀(293b)의 테두리와 상기 제2걸림단(295a) 사이에는 상기 플런저(291)를 상향 탄발 지지하는 압축스프링(295f)이 상기 가압돌기(295g)의 외주를 감싸 구비됨이 바람직하다. 상기 압축스프링(295f)은 상기 차단기(200)의 정상 상태에서 탄발 복원력을 통해 상기 플런저(291)를 상향 탄발 지지한다. 따라서, 상기 플런저(291)와 상기 아마츄어(53)가 이격될 수 있다. 그리고, 상기 차단기(200)의 차단 상태에서 상기 온도감지 바이메탈(292)이 열변형되어 팽창됨에 따라 상기 승강로드부(295)가 하향 가압되면 상기 가압돌기(295g)가 상기 아마츄어(50)를 시소 회전되도록 가압할 수 있다.

이때, 상기 압축스프링(295f)는 상기 온도감지 바이메탈(292)의 팽창 열변형에 따른 가압력보다 작은 탄발 복원력을 가지도록 구비됨이 바람직하다. 따라서, 상기 온도감지 바이메탈(292)이 팽창 열변형되어 상기 승강로드부(295)가 하향 가압되면 상기 관통홀(293b)의 테두리와 상기 제2걸림단(295a) 사이에서 상기 압축스프링(295f)이 압축된다. 이를 통해, 상기 차단기(200)의 차단 상태에서 상기 온도감지 바이메탈(292)의 열변형 팽창에 의한 전원 차단 동작이 안정적으로 이루어질 수 있다.

상기 온도감지 바이메탈(292)은 일단이 상기 제1걸림단(294a)의 하면에 접촉 지지되고 타단이 상기 제2걸림단(295a)의 상면에 접촉 지지되되 각 상기 돌설단부(294d,295d)의 외면을 감싸는 코일 스프링 형태로 구비됨이 바람직하다. 상기 온도감지 바이메탈(292)은 상기 하우징부(10)의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상하방향으로 열변형 팽창되도록 전후면이 상이한 열팽창계수를 가지도록 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 안전온도는 70~100℃ 범위로 설정됨이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 80℃로 설정될 수 있다. 즉, 과전류가 발생한 상태가 아니더라도 화재와 같이 상기 하우징부(10)의 주변온도의 상승으로 인한 위험이 감지되면 상기 온도감지 바이메탈(292)이 팽창 변형됨에 따라 상기 콘텍판부(21a)를 상기 전원입력부(11)로부터 분리하여 전류의 흐름을 자동으로 차단함으로써 2차 안전사고를 미연에 예방하므로 사용안전성이 현저히 향상될 수 있다.

한편, 상기 회전로드부(294)와 상기 승강로드부(295)의 각 상기 돌설단부(294d,295d) 중 일측단에 이격지지돌기(295e)가 길이방향으로 돌설되고 타측단에 형합홈(294e)이 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 형합홈(294e)는 상기 이격지지돌기(295e)가 선택적으로 형합되는 내면 윤곽으로 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 형합홈(294e)은 바람직하게는 개구된 단폭간격이 상기 이격지지돌기(295e)의 돌설된 단폭두께에 대응되도록 형성됨이 바람직하다. 더욱이, 상기 이격지지돌기(295e)는 상기 온도감지 바이메탈(292)이 팽창되기 전 길이와 팽창 후 길이 간의 차이보다 작은 높이로 돌설됨이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 이격지지돌기(295e)가 상기 승강로드부(295)의 상측에 돌설되고 상기 형합홈(294e)이 상기 회전로드부(294)에 형성되는 것을 예로써 설명하였으나 이는 반대로 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 회전로드부(294)가 선택적으로 일방향 회전되도록 탄발 복원력을 제공하는 회전압축스프링(294f)이 구비됨이 바람직하다. 상기 회전압축스프링(294f)은 상기 제1걸림단(294a)의 상측에 안착되며 중앙에 코일링된 탄발부가 상기 고온감지표시부(294b)의 외주를 감싸도록 구비된다. 이때, 상기 회전압축스프링(294f)의 일단은 상기 걸림핀(294c)에 걸림 고정되며, 타단은 상기 가이드연장부(293c)에 형성된 구속홈(293k)에 걸림 구속됨이 바람직하다.

더욱이, 도 5a 및 도 5b의 각 a를 참조하면, 상기 차단기(200)의 정상 상태에서 상기 온도감지 바이메탈(292)은 상기 이격지지돌기(295e)와 상기 형합홈(294e)이 결합된 상태의 각 상기 돌설단부(294d,295d)의 전체 길이 미만의 길이로 구비된다. 이때, 상기 압축스프링(295f)의 탄발 복원력에 의해 상기 승강로드부(295)가 상향 탄발 지지되므로 상기 가압돌기(295g)가 상기 아마츄어(50)의 상면, 즉 상기 흡인단부(53)와 이격되도록 상기 플런저(291)가 상향 구속될 수 있다.

또한, 상기 이격지지돌기(295e)가 상기 형합홈(294e)에 결합되되, 상기 정렬핀(295c)이 상기 정렬슬롯홈(293e) 내에서 승강 이동되도록 구비된다. 따라서, 상기 회전압축스프링(294f)의 탄발 복원력이 가해지더라도 상기 회전로드부(294)가 상기 승강로드부(295)에 결합 구속되어 회전이 제한될 수 있다. 이때, 상기 회전로드부(294)가 상기 승강로드부(295)에 결합 구속된 상태에서 상기 정렬핀(295c)과 상기 걸림핀(294c)이 상하로 정렬됨이 바람직하다.

이때, 도 5a 및 도 5b의 b를 참조하면, 상기 하우징부(10)의 주변온도가 상기 안전온도 이상으로 상승시 상기 온도감지 바이메탈(292)이 열변형 팽창되면서 상기 회전로드부(294)와 상기 승강로드부(295)가 상하방향으로 이격된다. 이때, 상기 회전로드부(294)는 상기 고온감지표시부(294b)가 상기 트립커버(293g)의 상측으로 관통 노출된 상태가 유지되며 상기 제1걸림단(594a)이 상기 단차부(293p)에 안착된다. 따라서, 상기 회전로드부(294)는 상기 트립커버(293g)와 상기 단차부(293p) 사이 간격에 대응하여 승강 위치가 구속될 수 있다. 이를 통해, 상기 온도감지 바이메탈(292)이 열변형 팽창되면서 가해지는 가압력이 상기 승강로드부(295)측으로 실질적으로 전달될 수 있다.

상기 온도감지 바이메탈(292)이 열변형 팽창되어 상기 승강로드부(295)가 하향 가압되면, 상기 제1걸림단(294a)와 상기 제2걸림단(295a) 사이가 이격되며 상기 이격지지돌기(295e)가 상기 형합홈(294e)으로부터 분리된다. 그리고, 상기 승강로드부(295)가 상기 흡인단부(53)를 가압하며, 상기 아마츄어(50)가 시소 회전되면서 전술된 차단 상태의 동작이 진행될 수 있다. 이에 따라, 상기 콘텍판부(21a)가 상기 전원입력부(11)로부터 이격되면서 전원이 차단될 수 있다.

여기서, 도 5a 및 도 5b의 c를 참조하면, 상기 온도감지 바이메탈(292)이 열변형 팽창되면서 상기 이격지지돌기(295e)가 상기 형합홈(294e)으로부터 완전히 분리되면, 상기 회전로드부(294)가 상기 회전압축스프링(294f)의 탄발 복원력에 의해 일방향 회전된다. 이때, 상기 가이드연장부(293c)의 상단 테두리를 따라 상기 회전슬라이드홈(293h)이 형성되므로 상기 걸림핀(294c)이 상기 회전슬라이드홈(293h)을 따라 회전 이송되되, 회전방향 일단에 걸림되어 회전각도가 구속될 수 있다.

즉, 상기 걸림핀(294c)이 회전되는 상기 회전슬라이드홈(293h)이 소정의 각도로 일방향 개구되므로 상기 회전압축스프링(294f)에 의해 상기 회전로드부(294)가 일방향 회전된 상태에서 지속적인 탄발 복원력이 전달될 수 있다. 따라서, 상기 회전로드부(294)가 일방향 회전된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

이때, 상기 이격지지돌기(295e)는 상기 승강로드부(295)의 단부 외면으로부터 기설된 형상의 돌출면적으로 돌설되되, 상기 회전로드부(294)의 회전시 상기 이격지지돌기(295e)의 외측단이 상기 형합홈(294e)의 외곽 테두리에 지지되어 승강 구속이 제한되도록 구비됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 이격지지돌기(295e)는 단면형상이 'ㅡ'자형의 돌기로 돌출되고 상기 형합홈(294e)은 상기 제1돌설단부(294d)에 'ㅡ'자형으로 함몰된 홈으로 형성될 수 있다.

이를 통해, 상기 회전로드부(294)가 회전된 상태에서 상기 이격지지돌기(295e)와 상기 형합홈(294e)의 외곽 테두리가 어긋나게 배치되어 상하로 포개지도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 승강로드부(295)가 하향 가압되어 상기 흡인단부(53)를 누르는 힘이 유지될 수 있다.

여기서, 상기 회전로드부(294)가 일방향 회전됨에 따라 상기 고온감지표시부(294b)의 상부에 'ㅡ'자형으로 형성된 상기 그립돌출부가 정상 상태와 상이한 각도로 회전 배치된다. 따라서, 사용자는 상기 고온감지표시부(294b)의 단부가 회전된 방향를 통해 상기 차단기(200)의 차단 상태를 직관적으로 확인할 수 있다.

한편, 상기 하우징부(10)의 주변온도가 상기 안전온도 범위로 냉각되면 상기 온도감지 바이메탈(292)이 원래 형상으로 복원되되, 상기 회전로드부(294)가 회전됨에 따라 상기 승강로드부(295)가 하향 이동된 상태로 대기된다. 이때, 상기 차단기(200)의 재구동을 위해 사용자가 상기 그립돌출부를 타방향 복귀 회전하면, 상기 상기 이격지지돌기(295e)와 상기 형합홈(294e)이 정렬되는 위치에서 상기 압축스프링(295f)의 탄발 복원력에 의해 상기 이격지지돌기(295e)가 상기 형합홈(294e)에 삽입된다. 이를 통해, 상기 플런저(292)가 상향 탄발 지지됨에 따라 상기 차단기(200)가 재구동 가능한 상태로 복귀될 수 있다.

더욱이, 상기 회전로드부(294)가 상기 회전압축스프링(294f)의 탄발 복원력에 의해 일방향 회전된 상태이므로, 사용자가 상기 차단기(200)의 차단 상태를 확인 후 상기 고온감지표시부(294b)를 수동으로 회전하기 전 상기 플런저(291)의 불필요한 승강 복귀가 방지된다. 이를 통해, 상기 차단기(200)를 안전하게 재사용할 수 있도록 조작할 수 있어 안전성이 도욱 향상될 수 있다.

물론, 상기 차단기(200)는 과전류를 감지하는 과전류감지수단(40)을 통해 전류가 차단되도록 동작될 수도 있다. 상세히, 상기 흡인단부(53)의 하부에 상기 과전류감지수단(40)이 구비될 수 있으며, 과전류에 의해 상기 과전류감지수단(40)이 자화됨에 따라 상기 흡인단부(53)가 상기 과전류감지수단(40)측으로 흡인되면서 전술된 차단 동작이 진행될 수 있다. 이처럼, 본 발명에 따른 차단기(200)는 과전류상태 뿐만 아니라 고온 상태에서도 전류가 신속하게 차단되므로 안전성이 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.

200: 스프링 회전구속형 온도감지 차단기
11: 전원입력부 12: 부하출력부
20: 가동스위칭부 30: 크로스바
40: 과전류 감지수단 50: 아마츄어
60: 요크 70: 래치부
73: 크래들 75: 트립바
290: 온도감지 트립장치 291: 플런저
292: 온도감지 바이메탈

Claims (5)

1. 전원입력부와 부하출력부가 전후측에 이격되어 구비되는 하우징부;
   상기 전원입력부와 상기 부하출력부 사이의 선택적인 전원 연결을 위해 일측이 상기 전원입력부에 선택적으로 접점 연결되는 콘텍판부가 구비된 가동스위칭부;
   상기 콘텍판부를 선택적으로 가압하도록 구비되는 크로스바;
   일단이 하향 연장되고 타단이 후향 연장되도록 절곡되되, 상기 크로스바의 후단에 직립 배치되는 요크의 상단에 시소 지지되도록 구비되는 아마츄어;
   상기 아마츄어의 일단 전면에 대향 배치되며, 상기 아마츄어의 타단이 하향 이동시 시소 회전되는 일단에 가압되어 전측으로 이동되는 트립바;
   하단에 상기 트립바가 연결되되, 상기 트립바의 이동시 상기 하우징부에 구비되는 핸들장착부에 고정된 래치회전축을 기준으로 연동 회전되도록 구비되는 래치부;
   상기 래치부의 전측에 구비되며 상단부가 상기 래치부에 걸려 구속되되, 구속이 해제되면 상기 핸들장착부에 고정된 크래들회전축을 기준으로 자유 회전되는 크래들;
   상기 크래들의 전측에 구비되어 링크 연결되며 전후 회전 조작되도록 결합되되, 회전방향에 따라 상기 크로스바를 하향 가압하는 링크부가 연결된 핸들부; 및
   상하부로 분할된 하부측이 상기 아마츄어의 타단 상면에 대향 배치되되 상측으로 탄발 지지되는 플런저와, 분할된 상기 플런저의 상하부 사이에 구비되되 상기 하우징부의 주변온도가 기설정된 안전온도 이상으로 상승시 상기 아마츄어가 시소 회전되면서 상기 콘텍판부가 상기 전원입력부로부터 이격되도록 상기 플런저의 분할된 하부를 하향 가압하기 위해 상하방향으로 팽창되도록 전후면이 상이한 열팽창계수로 형성된 온도감지 바이메탈이 구비된 온도감지 트립장치를 포함하되,
   상기 플런저는
   하단부의 반경방향 외측으로 링 형상의 제1걸림단이 돌설된 회전로드부와,
   상기 회전로드부의 하측에 구비되되 상단부의 반경방향 외측으로 링 형상의 제2걸림단이 돌설되고 상기 제2걸림단의 하측으로 상기 플런저를 상향 탄발 지지하는 압축스프링이 구비된 승강로드부를 포함하며,
   상기 온도감지 바이메탈은 상기 제1걸림단 및 상기 제2걸림단 사이에 배치되되 상기 회전로드부와 상기 승강로드부의 대향면에 돌설된 각 돌설단부를 감싸는 코일스프링 형태로 구비됨을 특징으로 하는 스프링 회전구속형 온도감지 차단기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전로드부와 상기 승강로드부의 대향 배치되는 각 돌설단부 중 일측단에는 이격지지돌기가 길이방향으로 돌설되고 타측단에는 상기 이격지지돌기가 선택적으로 형합되는 형합홈이 형성되며,
   상기 제1걸림단의 상측으로 돌설되어 상기 회전로드부의 회전방향을 안내하는 고온감지표시부의 외주를 감싸 구비되되, 일단이 상기 제1걸림단의 반경방향 일측으로 돌설된 걸림핀에 걸림 고정되며 상기 온도감지 바이메탈이 팽창 변형되어 상기 이격지지돌기가 상기 형합홈으로부터 분리되면 상기 회전로드부가 일방향 회전되도록 탄발 복원력을 제공하는 회전압축스프링이 구비됨을 특징으로 하는 스프링 회전구속형 온도감지 차단기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 이격지지돌기는 상기 승강로드부의 단부 외면으로부터 기설정된 형상의 돌출면적으로 돌설되되, 상기 회전로드부의 회전시 상기 이격지지돌기의 외측단이 상호 어긋나게 배치되는 상기 형합홈의 외곽 테두리에 지지되어 승강 이동이 제한되도록 구비됨을 특징으로 하는 스프링 회전구속형 온도감지 차단기.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 온도감지 트립장치는 상기 아마츄어의 타단 상측에 구비되되 상기 승강로드부가 관통되도록 형성된 관통홀의 테두리로부터 상향 연장되는 가이드연장부가 내부에 형성된 트립케이스를 포함하되,
   상기 가이드연장부에는 상기 제1걸림단의 하단 테두리가 안착되는 단차부가 내주에 형성된 상단 테두리를 따라 상기 걸림핀이 회전 이송되도록 기설정된 각도 간격으로 절개된 회전슬라이드홈과, 상기 제2걸림단의 반경방향 외측으로 돌설된 정렬핀이 승강 이동되는 정렬슬롯홈이 형성됨을 특징으로 하는 스프링 회전구속형 온도감지 차단기.

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