KR20000015647A - 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로 차단기에 관한 것으로서, 상기 회로 차단기를 구성하는 개폐기구의 각 결합구조를 개선하여 상호간의 결합을 간편이 이룰 수 있도록 함으로써 제조비용 및 조립시간을 줄이고, 또한 각 부분으로의 무효한 외력을 최소화 함으로써 상기 각 부분의 동작성능을 높이도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 전원측 단자(2)로 부터 전류가 유입되는 고정접촉자(4)와 선택적인 접촉 및 단락을 행하면서 회동하는 가동접촉자(110)와, 일측이 외부케이스(1) 내에 고정되고 다른 일측이 상기 가동접촉자와 연결되어 전원측 단자(2)로 부터 유입되는 전류를 부하측 단자(3)로 전달하는 접속도체(120)와, 상기 가동접촉자와 접속도체와의 결합부위를 감싸도록 설치되어 상기 가동접촉자와 함께 회동하는 절연물홀더(130)를 구비하여서 된 것에 있어서, 상기 가동접촉자의 양 측면 적소에 돌기(111)를 각각 돌출형성하고, 상기 접속도체의 양 측면 적소에는 가동접촉자(110)의 돌기(111)가 회동가능하게 끼워질 수 있도록 요홈부(121)를 각각 형성하며, 상기 접속도체의 각 요홈부(121)와 절연물홀더(130) 사이에는 접속도체(120) 및 가동접촉자(110)의 유동을 방지하기 위한 고정부재(140)를 각각 장착하여서 됨을 특징으로 하는 회로 차단기가 제공된다.

Description

회로 차단기

본 발명은 배선용 차단기나 누전차단기등 소형의 회로 차단기에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 회로 차단기를 구성하는 개폐기구에 의해 구동되어 개폐운동을 하는 가동접촉자와 케이스에 고정된 접속도체를 전기적으로 접속하는 회로 차단기의 접속구조에 관한 것이다.

일반적으로 회로 차단기(Circuit Breakers)는 각종 배선설비에 있어서 정상부하시의 개폐 및 접지·단락 등의 사고가 발생할 경우 전류를 차단시켜 각종 회로 및 기기를 보호하는데 사용되고 있다.

이와 같은 종래 회로 차단기는 도 1 및 도 2 에서와 같이 외부를 이루면서 전원측단자(2)와 부하측단자(3)가 각각 구성되어져 있는 외부케이스(1) 내부에는 상기 전원측단자와 접속되어 고정된 상태로 전로를 차단기 내부로 연장해 주는 고정접촉자(4)가 설치되어 있다.

상기 외부케이스 내에는 과전류 또는 단락전류를 검출하여 회로 차단기를 트립(trip)시키는 트립장치가 설치되어 있고, 상기 트립장치의 트립 및 수동조작에 의해 가동접촉자(5)를 구동하면서 자동차단 및 개폐동작을 행하는 개폐기구가 일단이 외부케이스(1) 외부로 돌출된 상태로 회동가능하게 탄력설치된 핸들(6)과 연결되어 있다.

이 때, 상기 트립장치는 회로 차단기에 정격전류 이상의 과전류가 흐를 경우 발열하는 히터(7)와, 상기 히터의 발열에 따라 휘는 바이메탈(8)과, 상기 바이메탈의 휨에 따라 연동하면서 개폐기구에 연결된 크로스바(9)를 동작시키는 조정나사(10)로 구성되어져 있고, 상기 외부케이스내 고정접촉자(4)가 위치되어 있는 측에는 가동접촉자(5) 및 고정접촉자(4)간에 발생하는 아크(arc)를 소멸시키는 소호장치(11)가 설치되어 있으며, 상기 소호장치(11)는 적단한 간격을 이루면서 아크 발생경로와 수직으로 배치한 형태를 이루도록 “V”자형 홈을 가진 복수개의 그리드(grid)(12)로 구성되어 있다.

또한, 상기 개폐기구에는 핸들(6)의 조작에 의해 메인스프링(13)을 구동하여 내부의 각 링크(도시는 생략함)를 반전시켜 가동접촉자(5)를 회전시키는 링크기구부(14)가 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 회로 차단기에 있어서, 상기 회로 차단기를 통과하는 전류가 과전류일 경우 회로 차단기가 상기 전류를 차단시키는 동작과정에 대하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

최초 가동접촉자(5)와 고정접촉자(4)가 서로 밀착(접촉)되어져 있는 즉, 전류가 회로 차단기를 통과하고 있는 상태에서 상기 회로 차단기의 전원측단자(2)를 통해 정격전류의 열배정도인 과부하전류가 일정시간 이상 지속적으로 흐르게 되면 트립장치의 히터(7)에서 열이 발생된다.

결국, 상기와 같은 열은 바이메탈(8)을 가열시키게 되어 상기 바이메탈이 만곡지는 형태로 변형을 하면서 조정나사(10)를 회동시키게 됨에 따라 링크기구부(14)에 연결된 크로스바(9)는 상기 조정나사의 회동에 따른 힘을 받아 회전하면서 상기 링크기구부를 동작시키게 되고 이에 따라 개폐기구가 연동하면서 전류는 트립된다.

또한, 이 때에는 각 접촉자(4)(5) 사이인 소호실 내부에는 아크가 발생되는데, 이렇게 발생된 아크는 전자력에 의해 V자형 그리드(12)의 안쪽으로 이동하여 소멸된다.

한편, 상기와 같이 동작하는 회로 차단기에 있어서, 차단기의 회로를 개폐시키는 개폐기구의 구성에 대하여 도 3 및 도 4 를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 후술하는 바와 같다.

개폐기구는 링크기구부(14)와 연결되어 상기 링크기구부의 동작에 따라 연동하는 절연물홀더(15)가 회동가능하게 설치되어 있고, 상기 절연물홀더 내에는 외부케이스(1)내에 고정된 고정접촉자(4)와 접촉 및 단락을 행하는 가동접촉자(5)의 일단이 설치되어 있으며, 상기 가동접촉자와 절연물홀더(15)내 양 측면 사이에는 일단이 부하측단자(3)와 연결됨과 함께 외부케이스(1)내에 고정된 접속도체(16)가 상기 가동접촉자와 함께 연결핀(17)에 의해 핀결합 되어 있다.

이 때, 상기 절연물홀더는 복수개가 구성되어 개폐축(15a)에 의해 서로 연동하도록 결합되어 있는데, 이렇게 결합된 절연물홀더(15)의 회동은 상기 연결핀의 위치를 기점으로 하여 이루어지게 되며, 상기 연결핀은 가동접촉자(5)의 회동시 상기 가동접촉자와 접속도체(16)가 서로 탈거됨을 방지하도록 하는 역할을 행하게 된다.

또한, 상기 접속도체와 가동접촉자가 서로 밀착 될 수 있도록 하기 위하여 상기 접속도체와 가동접촉자 사이인 연결핀(17)의 외주면에는 가동접촉자(5) 방향으로 가압력을 발생시키는 스프링(18)이 삽입되어 있는데, 이는 상기 가동접촉자를 통해 유입된 전류가 접속도체(16)를 통해 부하측 단자(3)로 원활히 전달될 수 있도록 한다.

결국 전류는 전원측 단자(2)로 부터 유입되는 전류가 고정접촉자(4) 및 가동접촉자(5)를 거쳐 부하측 단자(3)로 흐르게 된다.

하지만, 종래 회로 차단기를 구성하는 개폐기구에 있어서, 전술한 바와 같은 구성은 다음과 같은 여러가지 문제점을 발생하게 되었다.

첫째, 회로 차단기를 구성하는 개폐기구중 각 부분에서의 외력이 항상 가해지고 있는 연결핀은 그 직경이 비교적 가늘기 때문에 계속적인 외력에 의해 특성변화 및 변형이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

둘째, 가동접촉자의 회동에 따른 유동에 의해 가동접촉자가 접속도체에서 어긋나게 되어 가동접촉자와 접속도체간의 접촉이 제대로 이루어지지 않아 전원이 제대로 전달되지 않는 등 회로 차단기의 동작 성능을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다.

셋째, 상기와 같은 문제점은 연결핀에 장착된 스프링이 일정 힘으로 상기와 같은 가동접촉자의 유동을 방지하도록 하는 역할을 행하게 되지만 이는 단순히 상기 연결핀의 축방향으로의 유동만 제지할 수 있을 뿐 가동접촉자의 회동방향측 유동은 제지할 수 없음에 따라 상기와 같은 가동접촉자의 유동을 방지하기 위한 별도의 부품(와셔)을 장착하여야 하는데, 이는 조립상 매우 복잡한 과정을 거쳐야 하므로 조립 시간이 오래걸리며, 또한 제조 단가가 상승되는 등의 문제점이 다시 발생하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 회로 차단기를 구성하는 각 부분의 구조를 개선하여 각 부분간의 접촉을 정확히 이루어질 수 있도록 하고, 또한 외력에 따른 특성변화 및 변형을 방지하도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면 전원측 단자로 부터 전류가 유입되는 고정접촉자와 선택적인 접촉 및 단락을 행하면서 회동하는 가동접촉자와, 일측이 외부케이스 내에 고정되고 다른 일측이 상기 가동접촉자와 연결되어 전원측 단자로 부터 유입되는 전류를 부하측 단자로 전달하는 접속도체와, 상기 가동접촉자와 접속도체와의 결합부위를 감싸도록 설치되어 상기 가동접촉자와 함께 회동하는 절연물홀더를 구비하여서 된 것에 있어서, 상기 가동접촉자의 양 측면 적소에 돌기를 각각 돌출형성하고, 상기 접속도체의 양 측면 적소에는 가동접촉자의 돌기가 회동가능하게 끼워질 수 있도록 요홈부를 각각 형성하며, 상기 접속도체의 각 요홈부와 절연물홀더 사이에는 접속도체 및 가동접촉자의 유동을 방지하기 위한 고정부재를 각각 장착하여서 됨을 특징으로 하는 회로 차단기가 제공된다.

도 1 은 종래 일반적인 회로 차단기의 모습을 나타낸 사시도

도 2 는 종래 회로 차단기를 나타낸 종단면도

도 3 은 종래 회로 차단기를 구성하는 개폐기구를 나타낸 분해사시도

도 4 는 도 3의 결합상태를 배면에서 본 종단면도

도 5 는 본 발명에 따른 회로 차단기의 개폐기구를 나타낸 분해사시도

도 6 은 도 5 의 결합상태를 배면에서 본 종단면도

도 7 은 도 6 의 요부 횡단면도

도 8 은 본 발명 개폐기구를 구성하는 고정부재의 다른 형태를 나타낸 사시도

도 9 는 도 8의 고정부재가 장착된 모습을 나타낸 개폐기구의 요부 횡단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110. 가동접촉자 111. 돌기

120. 접속도체 121. 요홈부

130. 절연물홀더 131. 걸림홈

140. 고정부재 141. 결합공

142. 결합부 143. 절곡부

이하, 본 발명의 설명을 일 실시예로 도시한 첨부된 도 5 내지 도 7을 참조로하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 는 본 발명에 따른 회로 차단기의 개폐기구를 나타낸 분해사시도이고, 도 6 은 도 5 의 결합상태를 배면에서 본 종단면도이며, 도 7 은 도 6 의 요부 횡단면도로서, 본 발명은 개폐기구를 구성하는 가동접촉자(110)의 일단 양 측면인 회전중심부에 외향 돌출된 원형의 돌기(111)를 각각 돌출형성한다.

이 때, 각 도면에 나타낸 가동접촉자(110)는 양 측을 이루는 두 부분을 서로 일체로 구성한 것이고, 상기 가동접촉자의 중앙에 형성된 빈 공간은 상기 가동접촉자의 돌기(111)를 형성하기 위해 펀치 혹은 프레스 작업을 행함에 따라 자연스럽게 발생하는 것으로서 특별한 의미는 없으며, 또한 상기한 바와 같이 두 부분을 서로 일체화 하지 않은 단일체로 이루어진 가동접촉자의 양 측면에 돌기(111)를 형성하여도 상관은 없다.

한편, 접속도체(120)는 양 측면이 각각 별개로 이루어질 수 있도록 서로 대칭되는 두 부분으로 분할하고, 상기 분할된 접속도체(120)의 양 측면에는 상기 가동접촉자(110)의 돌기(111)가 회동가능하게 끼워질 수 있도록 요홈부(121)를 각각 형성하며, 상기 접속도체의 각 요홈부(121)와 절연물홀더(130) 사이에는 접속도체(120) 및 가동접촉자(110)의 유동을 방지함과 함께 상기 접속도체와 가동접촉자가 서로 밀착될 수 있도록 고정부재(140)를 각각 장착한다.

이 때, 상기 고정부재는 접속도체(120)의 요홈부(121)가 삽입될 수 있도록 결합공(141)이 형성된 결합부(142)와, 상기 결합부의 외곽에 일정 각도만큼 경사지도록 절곡 형성함으로써 탄성을 발휘할 수 있도록 한 절곡부(143)가 일체로 이루어진 것이다.

또한, 상기 절연물홀더내 양 측면에는 고정부재(140)의 절곡부(143)가 삽입되어 걸릴 수 있도록 걸림홈(131)을 각각 형성하여 가동접촉자의 회동에 따른 고정부재(140)의 유동을 방지하도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 결합과정을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 가동접촉자(110)의 일단 양측에 형성된 돌기(111)를 외부케이스(1)내에 고정된 접속도체(120)의 각 요홈부(121)에 삽입시킨다.

이 때, 상기 요홈부가 형성된 접속도체(120)는 양 측으로 각각 분할되어 있음에 따라 상기 접속도체에 가동접촉자(110)가 쉽게 결합될 수 있음은 이해 가능하다.

이 상태에서 상기 접속도체의 요홈부(121)를 고정부재(140)의 결합공(141)에 삽입하고, 상기고정부재를 구성하는 절곡부(143)는 절연물홀더(130)의 내측면에 형성된 각 걸림홈(131)에 끼운다.

이 때, 상기 고정부재는 그 형태가 다양하게 이루어질 수 있는데, 상기와 같은 각 형태중 두 가지만을 일 예로써 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첫 번째 형태는 도 5 및 도 7 과 같이 고정부재(141)에 절곡부(143)가 단지 한 곳만 형성된 형태로써 이 경우 상기 절곡부가 걸리게 되는 절연물홀더(130) 내의 걸림홈(131)은 단지 하나씩만 양 측에 형성하면 된다.

이와 같은 형태는 상기 절연물홀더 내에서 가동접촉자(110)와 접속도체(120)가 항상 밀착되도록 힘을 가하게 됨과 동시에 상기 가동접촉자의 회동방향측 유동을 방지하게 되는데, 이는 가동접촉자(110)의 돌기(111)가 접속도체(120)의 요홈부(121)내에서 밀착되어 유동이 방지되고, 상기 접속도체의 요홈부(121)가 고정부재(140)의 결합공(141)에 삽입되어 유동이 방지되며, 상기 고정부재의 절곡부(143)가 절연물홀더(130)의 걸림홈(131)에 걸려 유동이 방지되는등 각 부분의 복합적인 구성상 특징에 의해 상기 가동접촉자의 회동방향측 뿐만이 아니라 축방향측 유동 역시 방지되기 때문이다.

한편, 또 상기 고정부재의 또 다른 형태는 도 8 및 도 9 와 같이 고정부재(140)의 절곡부(143)가 양 측에 각각 형성된 형태로써 이 경우 상기 절곡부가 걸리게 되는 절연물홀더(130) 내의 걸림홈(131)은 상기 각 절곡부에 대응되도록 각각 형성하여야 한다.

이와 같은 형태는 전술한 첫 번째 형태와 동일한 작용을 행하게 됨과 동시에 상기 고정부재의 구성상 안정성을 제공하게 된다.

결국 상기와 같은 각 형태의 고정부재(140)에 의해 접속도체(120)와 가동접촉자(110)의 일단 양 측면은 항상 접속할 수 있게 되고, 또한, 상기 가동접촉자의 유동이 방지됨으로써 보다 원활한 회로 차단기의 동작이 이루어질 수 있게 됨은 이해 가능하다.

또한, 개폐기구를 구성하는 각 부분중 외력을 전달받게 되는 부위가 가동접촉자(110)의 돌기(111) 및 접속도체(120)의 요홈부(121) 등과 같이 비교적 큰 직경을 이루면서 형성되어 있음에 따라 오랜 기간 사용으로 인한 형태변화가 방지될 수 있음은 이해 가능하다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 회로 차단기의 작용은 종래와 동일하게 상기 회로 차단기내로 과전류가 유입되면 자동적으로 상기 과전류를 차단하게 하는 동작을 행하므로 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 회로 차단기를 구성하는 개폐기구의 각 구성부분을 개선함에 따라 계속적인 외력을 받는 부분이 가동접촉자의 돌기 및 접속도체의 요홈부등 여러 부분으로 분산되어 그 특성변화 및 변형 발생이 방지되었고, 상기 개폐수단의 동작시 가동접촉자의 유동을 방지됨과 함께 접속도체와 가동접촉자를 항상 접촉된 상태를 유지할 수 있도록 가압력을 발생하는 고정부재가 장착됨에 따라 회로 차단기의 동작 성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 전체적인 구조가 간단해져 제작시간의 단축 효과를 얻을 수 있고, 고가의 부품(스프링,와셔)사용이 줄어들게 되어 결국 제조비용의 감소를 이룰 수 있는 효과 역시 있다.

Claims (4)

1. 전원측 단자로 부터 전류가 유입되는 고정접촉자와 선택적인 접촉 및 단락을 행하면서 회동하는 가동접촉자와, 일측이 외부케이스 내에 고정되고 다른 일측이 상기 가동접촉자와 연결되어 전원측 단자로 부터 유입되는 전류를 부하측 단자로 전달하는 접속도체와, 상기 가동접촉자와 접속도체와의 결합부위를 감싸도록 설치되어 상기 가동접촉자와 함께 회동하는 절연물홀더를 구비하여서 된 것에 있어서,

   상기 가동접촉자의 양 측면 적소에 돌기를 각각 돌출형성하고,

   상기 접속도체의 양 측면 적소에는 가동접촉자의 돌기가 회동가능하게 끼워질 수 있도록 요홈부를 각각 형성하며,

   상기 접속도체의 각 요홈부와 절연물홀더 사이에는 접속도체 및 가동접촉자의 유동을 방지하기 위한 고정부재를 각각 장착하여서 됨을 특징으로 하는 회로 차단기.
2. 제 1 항에 있어서,

   접속도체는 가동접촉자에 형성된 각 돌기의 삽입이 원활히 이루어질 수 있도록 양 측을 서로 대칭되게 각각 분할하여서 됨을 특징으로 하는 회로 차단기.
3. 제 1 항에 있어서,

   고정부재는 접속도체의 요홈부가 회동가능하게 장착될 수 있도록 결합공이 형성된 결합부와, 상기 결합부의 외곽에 일정 각도만큼 경사지도록 절곡 형성되어 탄성을 발휘할 수 있도록 한 절곡부가 일체로 형성된 것임을 특징으로 하는 회로 차단기.
4. 제 3 항에 있어서,

   절연물홀더내 양 측면에 고정부재의 절곡부가 삽입될 수 있도록 걸림홈을 각각 형성하여 상기 걸림홈에 고정부재의 절곡부가 삽입되어 걸림으로써 타측으로의 유동을 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 회로 차단기.