KR20040021583A - 회로차단기 - Google Patents

Abstract

내열성 대 아크성 및 접점간의 오버트라벨 특성, 또 리사이클 또는 리유즈에 적합한 회로차단기를 제공한다.

회로차단기는 가동접촉자(5, 25)를 회동가능하게 유지하는 유지홀더(6, 26)를 개폐하는 개폐기구(7, 28, 29, 31, 32)와 유지홀더(6, 26)를 회동가능하게 유지하는 동시에 고정측 접촉자(10, 23)를 유지하는 베이스(2, 21)를 소유하고, 과전류를 검출했을 대 가동접촉자(5, 25)를 회동기켜 접점간에 발생한 아크를 소호장치 (9, 24)에 의해 소를 하는 것으로 베이스(2, 21)는 결정성 열가소성 수지를 주수지로 하는 동시에 성형후에 전자선 조사가 실시된 절연성의 성형품을 사용하였다.

Description

회로차단기{CIRCUIT BREAKER}

종래의 회로차단기의 베이스는 내열성, 내아크성, 기계적 강도 등의 요구를 비교적 쉽게 달성할 수 있는 것으로부터 열경화성 수지를 주성분으로 하는 것이 많이 사용되어 왔다. 그런데, 열경화성 수지는 성형시에 발생하는 돌출물, 사출성형시에 발생하는 스프루나 전선 등의 소각 또는 매립이 필요하고, 돌출물, 스프루, 런너 등의 리사이클 또는 리유즈가 곤란하였었다.

한편, 열가소성 수지를 주성분으로 하는 성형품을 채용하는 것도 검토되고 있다. 예를들면, 일본국 특개평 08-171847호 공보에 표시된 나일론 6, 나일론 66, 나일론 MXD6으로 된 열가소성 수지와, 200℃ 이상에서 탈수반응하는 무기화합물과 강화재를 함유하는 성형품은 난연성 및 전극개폐후의 절연성능이 우수하고, 회로차단기용의 성형품으로도 적합하다.

그러나, 정격전류가 큰 회로차단기의 베이스에 적용할 때는 베이스로서 요구되는 특성, 특히 내열성이 불충분하다는 것이 알려지게 되었다.

발명자 등의 실험에 의하면, 상술한 특개평 08-171847호 공보에 기재된 베이스(주수지가 되는 나일론 6의 융점 약 215℃)를 225A 프레임, 정격전류 225A의 회로차단기에 적용하고, 과부하 차단시험(정격전류의 6배를 통전해 차단하는 시험(JIS C8370 및 C8371), 이경우 225A ×6 = 1350A을 통전)을 실시한 바, 접점간의 오버트라벨치가 감소하고, 접점간의 전압이 이상하게 감소하는 일이 없었다. 이때, 베이스측에 고정되는 접촉자를 고정하고 있는 베이스의 표면근방이 용융하고 있었던 것이 판명되었다. 이들 오버트라벨치의 감소, 접점간의 접압의 감소, 베이스 근방부위의 용융은 차단에 따라 발생하는 아크발열이 주요인이라고 생각된다.

그리고, 고정접촉자를 고정하고 있는 베이스의 근방부위가 용융하면 접점간의 접압이 불안정하게 될 뿐아니라, 개폐를 반복함으로써 베이스의 고정접촉자와의 접촉부가 변형하고, 또 오버트라벨치의 감소를 유인하는 것이 걱정되었다.

여기서, 오버트라벨치와는 접점이 접촉한 상태에서 고정측의 접점을 제거했을 때에 가동측의 접점이 고정측의 접점측으로 이동하는 량이고, 접압을 일정하게 유지하기 위해 여유를 가지고, 접점두께의 수배로 설정하고 있다.

그리고, 접점을 유지하는 구조를 예를들면 베이스 가동접촉자, 고정접촉자 등은 접점간의 접압을 유지하기 위해 그 반력을 받고 있고, 이 반력에 기인해서 구조물이 변형, 예를들면 크리프 변형하고, 시간이 경과하면 오버트라벨치는 감소한다.

또, 열가소성 수지로의 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(약칭 PBT, 융접 약 220℃)나 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(약칭 PET, 융점 약 255℃)를 주성분으로 했을 때도 같았다.

그래서, 수지재료를 더욱 고융점인 폴리페닐렌설파이트(약칭 PPS, 융점 약 290℃)로 변경해서 같은 과전류 스트립시험을 실시해도 같은 문제를 발생하였다.

(발명의 개시)

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 된 것으로 내열성 및 아크성이 우수하고, 특히 과전류 트립핑때에 발생 또는 이를 반복함으로써 발생되는 고온의 열이력을 받아도 용융이나 열변형의 발생이 적은 회로차단기를 얻는 것을 목적으로 한다.

또, 과전류를 검출했을 때에 가동접촉자를 회동시켜, 이 가동접촉자의 접점과 대향하는 위치에 설치된 다른 접점간에 발생한 아크를 소호장치에 의해 소호하는 회로차단기에서 결정성 열가소성 수지를 주수지로 하는 동시에 성형후에 전자선 조사가 실시된 절연성의 성형품을 사용하였으므로 고온의 열이력을 받아도 용융이나 열변형의 발생이 적고, 또 내 아크에 대해 우수한 회로차단기를 얻을 수가 있다.

또, 내 아크에 대해 우수한 회로차단기를 얻을 수가 있다.

또, 회로차단기는 가동접촉자와, 이 가동접촉자를 회동가능하게 유지하는 유지홀더를 갖는 개폐기구, 다른 접점 및 소호장치가 설치되고, 상기 유지홀더를 회동가능하게 유지하는 동시에 상기 다른 접점을 유지하는 베이스와, 이 베이스에 씨워지고, 광채를 이루는 커버를 구비하고, 성형품은 상기 베이스이므로 내열성 및 접점간의 오버트라벨 특성이 우수하다.

또, 베이스는 보존홀더, 다른 접점 및 소호장치가 배치되는 저부와, 이 저부에 직교해서 설치되고, 외부와 경계를 이루는 측면벽을 갖는 것으로 상기 베이스의 저부에 전자선 조사가 되고, 또 상기 베이스의 상기 측면벽에는 전자선 조사가 실시되지 않으므로 아크 발생시의 아크 발열에 의한 내열성 및 광채내압의 상술에 대한 내충격성이 우수하다.

또, 베이스는 가동접촉자가 회동면을 따라 설치된 배치부에 유지홀더, 다른 접점 및 소호장치가 배치된 것으로 이 배치부에 전자선 조사가 실시되었으므로 내열성 및 아크성이 우수한 동시에 미세한 가공이 가능해지고, 외경의 소형화 및 부품의 고밀도화에 기여할 수 있다.

또, 성형품은 수지성분 100 중량부에 대해 60 ~ 200 중량부의 강화재를 포함하므로 용융이나 열변형의 발생이 적고, 또 내 아크성 및 강도가 우수하다.

본 발명은 과전류를 검출했을 때, 가동접촉자를 회동시켜 접점간에 발생한 아크를 소호장치에 의해 소호하는 회로차단기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 회로차단기의 외관을 표시하는 도면.

도 2는 도 1의 외관도에서 커버를 제거한 도면.

도 3은 도 2의 유지홀더의 외관을 표시하는 도면.

도 4는 도 1의 접점부분을 확대해서 표시하는 단면도.

도 5는 도 1의 베이스를 모식적으로 표시하는 상면도.

도 6은 도 5에 표시한 베이스에의 전자선 조사의 설명도.

도 7은 도 6의 전자선 조사시의 베이스와 전자선 차폐지그와의 위치관계를 표시하는 도면.

도 8은 도 6의 전자선 조사지그의 다른 예를 표시하는 도면.

도 9는 도 6의 전자선 조사지그의 다른 예를 표시하는 도면.

도 10은 본 발명의 실시예 1에 관한 225 암페어 프레임용 베이스 성형용 금형을 표시하는 도면.

도 11은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 회로차단기의 외관을 표시하는 도면.

도 12는 도 11 회로차단기의 일부를 잘라내고 표시한 설명도.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 회로차단기의 외관을 표시하는 도면, 도 2는 도 1의 외관도에서 커버를 제거한 도면, 도 3은 도 2의 유지홀더의 외관을 표시하는 도면, 도 4는 접점부분을 확대해서 표시한 단면도, 도 5는 도 1의 베이스를 모식적으로 표시한 상면도이다.

도면에서 1은 회로차단기, 2는 절연성의 수지성형품으로 형성된 베이스, 3은 절연성의 수지성형품에 의해 형성되어 베이스(2)에 씨워지고, 베이스(2)에 의해 광체를형성하는 커버, 4는 커버(3)의 외부로부터 개폐기구(7) 및 유지홀더(6)를 통해서 가동접촉자(5)를 개폐하는 핸들, 6은 가동자 유지부 6A(도 3)에 가동접촉자(5)를 회동가능하게 유지하는 유지홀더, 7은 금속제의 프레임(7A)이 베이스(2)에 지지되고, 유지홀더(6)를 개폐구동하는 개폐기구, 8은 과전류를 검출하고, 개폐기구를 트립시키는 과전류 검출기, 9는 접점 5A, 10A간에 발생한 다크를 소호하는 소호장치이고, 다수의 금속제의 소호그리드판 9A(도 4)를 절연성의 그리드측판(9B)에 의해 지지하고 있다. 10은 가동접점(5A)에 대향하는 접점(10A)이 설치된 베이스측 접촉자(고정접촉자에 상당한다), 11은 베이스측 접촉자(10)를 지지핀(12) 주위에 회동가능에 지지하는 동시에 전로를 형성하는 지지부재, 13은 지지부재(10)와 고정도체 (14)를 전기적으로 접속하는 가요성동선, 15는 고정도체(14)를 덮는 절연부재이다.

계속해 베이스(2)에 대해 상설한다.

베이스(2)에는 그 저부 2C(도 5, 도 7)에 개폐기구(7), 과전류 검출기(8), 소호장치(9), 지지부재(11)를 통해서 베이스측 접점(10A)이 배치되어 있고, 단자판 유지부 2D, 2E에는 단자판(14A), 16(도 4, 도 2)가 배치되고, 또 유지홀더받는부 2F에서 유지홀더(6)의 회전축 6B(도 3)을 지지한다. 이들 중에서 소호장치(9)와 베이스측 접점(10A)은 접점(5A) 및 (10A)간에 발생한 아크에 가깝고, 아크에 의한 발열의 영향이 큰 영역이고, 2G(도 5)라고 번호 붙인, 또 베이스(2)의 저부(2C)에 직교해서 외부와의 경계를 이루는 측면벽(2A) 및 상간을 절연하는 상간벽(2B)이 일체 성형에 의해 설치되어 있다. 또, 접점(10A)이 설치된 베이스측 접촉자(10)의 지지부(11)과의 접측부, 개폐기구의 지지부, 유지홀더(6)의 회전축(6B)의 지지부에큰 힘이 작용한다.

베이스 2는 결정성의 열가소성 수지를 주수지로 한 성형품이고, 전자선이 조사되고 있다. 여기서, 전자선이라는 것은 전자의 흐름을 가늘게 조이고, 대략 직선상으로 한 것으로 살균을 목적으로 해서 의료용품의 분야에서 널리 사용되고 있다.

결정성이면 특히 제약을 두지 않으나, 회로차단기가 시장에서 10 ~ 15년에 걸쳐 연속 연속사용되는 것으로부터 생각해서 내열연속 사용온도가 120℃ 이상인 폴리에스텔 폴리아미드가 바람직하다.

흡습의 영향이 극히 적은 점에서 폴리에스텔이 바람직하고, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET)나 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(PBT)가 적합하다. 또, 이들의 알로이라도 된다.

트랙킹성능이나 차단후의 절연성능이 양호한 점에서 벤젠환을 갖지 않는 수지, 예를들면 폴리아미드가 바람직하고, 나일론 12나 나일론 6, 나일론 66 등이 적합하다.

가교촉진제는 전자선 조사에 의해 결정성 수지중의 비결정 부위가 주로 가교디는 것을 촉진하는 목적으로 0.5 ~ 2부 첨가되어 있다. 가교촉진제로서 예를들면 다관능성 모노머인 트리아릴 이소시아네이트(약칭 TAIC), 트리스 하이드로 옥시에틸 이소시아누릭 아크릴레이트(약칭 THEICA), 트리스 하이드로 옥시에틸 이소시아투릭 메타클리레이트(약칭 THEICM), 트리메탈을 프로판트리 아클리레이트(약칭 TMPTA)가 바람직하다. 또, 이들을 조합해서 첨가해도 된다.

동일 전자선 조사량에서의 겔분율이 높은 점에서 TAIC 또는 THEICA의 첨가가 바람직하다.

산화방지제는 재료혼전시에 가교촉진제의 자기가교를 방지하는 것을 목적으로 해서 0.2 ~ 0.9부 첨가되어 있다. 또, 0.4 ~ 0.6부가 바람직하다. 산화방지제로서는 예를들면 힌더드 페놀릭계 산화방지제가 바람직하고, 2, 6 디-t-부틸-P-크레졸(약칭 BHT), 트리에틸렌 글리콜비스 [3-(3-t-부틸-5-메틸-4-하이드록시페닐) 프로피오네이트], 1, 6-헥산디올-비스 [3-(3,5 디-t-부틸-4-하이드록시페닐) 프로피오네이트], 펜타에리스저틸 테트라키스[3-(3, 5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐) 프로피오네이트], N, N'-헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시-히드로신나마이드), 3, 5-디-t-부틸-4-하이드록시 벤질 포스포네이트 디에틸에스텔 등을 들 수 있다.

이들은 단체로 첨가해도 조합해서 첨가해도 된다.

강화재는 유리섬유로 대표된다. 유리섬유는 유리로 된 섬유상의 것을 발하며, 유리소재로서는 E유리, S유리, D유리, T유리 또는 실리카 글래스 등을 들 수 있다. 일반적으로, 알려진 바와 같이 유리섬유의 직경이 6 ~ 13㎛, 아스펙트비가 10 이상인 것이 내충격 강도향상의 점에서 바람직하다.

무기질의 충전재는 알루미나, 탄산칼슘, 마이카, 클레이, 탈크카오린, 왈라스트나이트 등을 들 수 있ㄷ.

난연재로는 적린계, 리산에스텔계, 할로겐계 등을 들 수 있으나, 접점 5A, 10A를 위시한 금속부식이 극히 적은 점에서 린산에스텔, 할로겐계가 바람직하다.또, 린산에스텔계와 비교해서 적은 첨가량으로 난연성을 발휘하는 점에서 할로겐계가 바람직하다. 또, 성형시에 실린더 체류한 경우라도 분해하기가 어렵다는 점에서 디부로모 폴리스틸렌이 바람직하다.

난연조재로는 할로겐계와의 상승효과가 증가하는 점에서 3산화 안티모니가 바람직하다.

계속해서 베이스에의 전자선 조사에 대해 설명한다.

도 6은 도 5의 표시하는 베이스에의 전자선 조사의 모식도, 도 7은 도 6의 전자선 조사시의 베이스와 전자선 차폐지그와의 위치관계를 표시하는 도면이고, 베이스를 파선으로 표시하고 있다. 도 8, 도 9는 도 6의 전자선 조사지그(Zig)의 다른 예를 표시하는 도면이다.

도면에서 40은 전자선 조사장치, 41은 전자선, 50은 전자선 차폐지그이고, 예를들면 판두께 4mm의 철판에 전자선(41)을 통과시키는 통과공(51)이 설치되어 있다.

통과공(51)은 도 7에 표시한 바와 같이 베이스(2)의 저부 2C에 대해 개구하고, 다른 한편 베이스(2)의 측면벽 2A 및 단자판 보존부 2D, 2E는 전자차단지그 (50)에 의해 차단되어 있다. 또, 도 6에서는 전자선 차폐지그(50)가 베이스(2)에서 이간한 예를 표시하고 있으나, 전자선 차례지그(50)는 베이스 2에 놓아도 된다.

전자선 조사장치(40)에서 서로 평행으로 조사된 전자선(41)은 곧바로 피조사체인베이스(2)에 조사되고, 저부 2C를 투과한다. 전자선차폐지그(50)에 의해 베이스(2)의 저면 2C는 가교하고, 한편 측면벽 2A 및 단자판 보존부 2D, 2E는 전자선(41)이 차단되므로 가교하지 않는다. 일반적으로 결정성 열가소수지는 결정화도의 비율에 따라 비정성 부분이 포함되어 있고, 성형품(베이스 2)에 전자선(41)이 조사되면 성형품중의 비정성 부분을 가교해서 3차원 방목구조가 형성된다.

당해 성형품 수지재로는 베이스레진, 강화재, 무기충전재, 난연재, 난연조재 등 통상의 수지를 구성하는 재로에 더해 가교촉진제, 산화방지제가 첨가되어 있다.

전자선(41)의 조조에 의해 17점성부분이 가교되나, 전자선(41)의 강도가 약하고, 성형품을 관통하지 않으면 성형품 내부에 전자가 잔류하게 되는 문제가 있으므로 전자선(41)은 성형품을 관통하는 강도가 있는 것이 바람직하다.

전자선 조사의 가속전압은 베이스(2)의 저부(2C)의 판두께 2mm를 관통하고, 또 가교가 되는 조건으로부터 2MV 이상이 바람직하나, 조사전자선을 재료내에 공간전하로 잔존시키지 않으려면 3 ~ 5MV가 최적이다.

또, 전자의 잔류를 방지하는 관점에서는 두께가 얇은 유지홀더받이 2F부분 이외의 상간벽 2B에는 전자선을 조사하지 않는 것이 좋다. 즉, 전자선 차폐지그(55),(56)(도 8, 도 9)와 같이 상간벽 2B의 전부 또는 유지홀더받이 2F 부분을 제외한 상간벽 2B를 차폐하는 형상의 지그를 사용하는 것이 바람직하다.

도 4에 표시하는 폐로상태에서 과전류가 발생하면 과전류검출기(8)가 과전류를 검출하고, 개폐기구(7)에 트립지령을 부여한다. 이로써, 개폐기구(7)는 토글링크기구의 축세력에 의해 유지홀더(6)를 도 2, 도 4에서 반시계 방향으로 회동시켜 가동접촉자(5)도 이에 따라 유지홀더(6)와 같은 방향으로 회동하고, 접점 5A, 10A가 개리하고, 접점 5A, 10A간에 아크가 발생한다. 이 아크는 소호장치(9)에 전자기적으로 흡인되어 소호된다. 또, 과전류의 크기가 대단히 클 때에는 개폐기구(7)의 개리동작전에 전자반발력에 의해 접점 5A, 10A는 개리한다. 이 아크발생시에 아크에 의해 다대한 열적영향을 받는 영역이 소호장치(9)나 접점 5A, 10A가 설치된 영역 2G(도 5)이다. 또, 접점(10A)가 설치된 베이스측 접촉자(10)의 지지부(11)와의 접촉부(2G), 개폐기구(7)의 프레임(7A)의 지지부, 유지홀더(6)의 회전축(6B)의 지지부에 큰 힘이 작용한다.

이상과 같이 결정성 열가소성 수지를 주수지로 하는 동시에 성형후에 전자선 조사가 실시된 절연성의 베이스(2)를 사용하였으므로 열가소성 수지의 미세가공성, 스프루, 런너 등의 리사이클성의 메리트를 향유하면서 내열성 및 내아크성이 우수한 베이스(2)를 얻을 수가 있었다. 또, 고온의 열이력을 받아도 용융이나 열변형의 발생이 적고, 또 내크리프성이 우수하고, 따라서 접점 5A, 10A간의 접압에 영향이 적은 베이스(2)를 얻을 수가 있었다. 또, 상간벽(2B)의 유지홀더받이(2F)에도 전자선 조사가 실시되어 있고, 내열성 접점간의 오버트라벨 특성도 우수하다.

또, 성형품은 수지성분 100중량부에 대해 60 ~ 200중량부의 강화재를 포함할 때 베이스(2)의 용융이나 열변형의 발생이 적고, 또 내크리프성이 우수하고, 강도도 우수하여 접압의 감소가 특히 적었었다. 이와 같이, 강화재가 다량으로 포함된 구조재로 국소적인 힘을 받아 그 장소에 아크열과 같은 고온이 작용하는 베이스(2)에 적용할 때에 대단히 유용하였었다.

또, 베이스(2)의 저부 2C는 가교하고, 측면벽 2A는 전자선이 차폐되어 가교되지 않으므로 회로차단기의 과부하 차단시에 고열이 되기 쉬운 베이스(2)의저부(2C)는 용융이나, 열변형하는 일이 적고, 내크리프성이 우수하다. 측면벽은 역으로 가교에 의해 충격성능이 저하하면 단락 차단시에 발생하는 내압을 받어 파손하는 경우가 있으나, 베이스 측면벽 2A는 각교되어 있지 않고, 내충격성도 우수하므로 내열성과 내충격성을 겸해 구비한 베이스(2)를 얻을 수가 있다.

실시예 1.

이하, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예 1에서는 225암페어 프레임용의 회로차단기에 대해 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시예 1에 관한 225암페어 프레임용 베이스성형용의 금형을 표시하는 도면이다. 도 10에서 90은 고정금형(90A) 및 가동금형(90B)으로 되고, 그 내부가 베이스(2)에 따른 형태로 형성된 금형이다. 91은 고정금형 90A에 형성된 혼합재료의 주입구이다. 혼합재료를 고정금형(90A)의 중심에 위치하는 주입구(91)로부터 250톤 사출성형기로 가동금형온도 85 ~ 95℃, 고정금형온도 85 ~ 95℃, 실린더온도 230 ~ 280, 보압시간과 사출시간과의 합계가 10초의 조건으로 베이스 2를 성형하였다.

계속해서 당해 성형품을 도 6에 표시하는 방법으로 4방의 측면벽 2A, 2D, 2E(도 5)를 두께 4mm의 철제의 전자선 차폐지그(50)로 덮은 상태로 일부제 닛신 하이볼테이지 전자선 조사장치를 사용해서 가속전압 2MV로 전자선 조사를 하였다.

다음 시험방법, 판정방법 및 그 결과에 대해 설명한다.

상술의 방법으로 성형, 전자선 조사한 베이스(11) ~ (15)를 사용해서 회로차단기(225 암페어 프레임)를 조립, 과부하차단시험(정격전류의 6배(225A ×6 = 1350A)를 통전)을 하였다.

시험후, 고정접촉자의 접촉부 및 그 근방(도 5에서의 베이스측 접촉자(10)의 지지부(11)와 베이스(2C)의 저부(2C)이고, 영역 2G의 일부)의 표충이 용융하고 있지 않은 경우를 합격으로 하고, 용융한 경우를 불합격으로 하였다.

표 1 ~ 표 2에 시험결과를 표시한다. 표중의 레진(수지)에는 난연재와 난연조재도 포함한 부수로 되어 있다. 샘플(11) ~ (15), 비교예(21) ~ (24)에는 난연재로서 디부로모 폴리스틸렌을 15부, 난연조재로서 3산화안티모니를 5부 첨가하였다.

또, 샘플(11) ~ (15), 비교예(22),(24)에는 가교촉진제로서 트리아릴 이소시아레이트(약칭 TAIC), 산화방지제로서 2, 6, 디-t-부틸-P-크레졸(약칭 BHT)를 첨가하였다.

또, 샘플(14)~ (15), 비교예(23),(24)에는 충격흡수재로서 에틸렌/프로필렌 공중합체 8부를 포함한다.

또, 샘플(11) ~ (15), 비교예(21),(23)에는 전자선을 조사하고, 비교예(22), (24)에는 전자선을 조사하지 않았다.

이상과 같이, 가교촉진제와 산화방지제를 첨가한 나일론 6 복합재료로 된 베이스(2)로 구성된 샘플(11) ~ (15)를 사용한 회로차단기는 과부하 차단시험후도 베이스(2)의 고정자 접촉부 및 그 근방이 용융하지 않고, 전자선 조사를 실시하지 않은 베이스를 사용한 회로차단기에 비교해 내열성 및 아크성이 우수했다. 따라서, 경년사용시에서의 접점간의 오버트라벨 특성도 우수하는 것이 쉽게 예측된다.

또, 샘플(14) ~ (15)을 사용한 회로차단기는 내충격성도 우수하고, 특히 도 10의 금형으로 성형한 베이스(2)의 경우에는 베이스(2)의 저부(2C)는 전자선의 조사에 의한 가교에 의해 기계적 강도가 증가해 있고(단, 내충격성은 저하해 있다), 측벽부 2A는 전자선이 조사되지 않고, 내충격성이 우수하므로 아크발생에 따라 생기는 내압상승에도 충분히 견딜 수가 있어 바람직한 것이었다.

또, 전자선을 조사하지 않았던 비교예(22),(24)는 내열특성이 떨어지는 것이었다.

실시의 형태 2.

이하, 본 발명의 실시의 형태 2에 대해 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시의 형태 2에 대해 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 회로차단기의 외관을 표시하는 도면, 도 12는 도 11 회로차단기의 일부를 절결해서 표시하는 설명도이다.

도면에서 20은 절연광체이고, 실시의 형태 1 및 실시예 1에서 설명한 베이스 2와 같은 재료로 형성된 베이스 21 및 커버(22)로 되어 있다. 베이스 21은 회로차단기의 한 측면을 구성하는 측면부(배치부) 21A와, 이 측면부 21A의 외주면으로부터 당해 측면부 21A에 직교해서 벽부 21B가 일체로 형성되어 있다. 측면부(21)의 내측에는 가동접촉자(25)의 회동면을 따라 소호장치(38)나 고정접촉자(23)가 배치된다. 커버(22)는 평판상으로 형성되고, 베이스(21)의 측면부(21A)에 대향해서 설치되고, 회로차단기의 타측면을 구성하고 있고, 베이스(21)에 나사 또는 리베트에 의해 고정되어 있다.

또, 베이스(21)의 측면부(21A) 및 커버(22)는 실시의 형태 1 및 실시예 1과 같이 해서 전자선이 조사되어 있다.

또, 베이스(21)에의 전자선의 조사시에는 도 6에 표시한 바와 같이 전자선 차폐지그(50)를 사용하고, 통상의 벽부(21B)에 전자선이 전혀 조사되지 않게 하면, 커버(22)와의 접촉하는 부분이 경고해 지지않고, 깨어지거나 떨어지는 일이 없이 바람직하다.

한편, 전자선 조사의 작업효율로부터는 전자선 차폐지그(50)를 사용하지 않는 것이 바람직하다.

차폐회로에는 고정접촉자(23)와, 이 고정접촉자(23)에 고착된 고정접점(24)과, 이 고정접점(24)에 대향해서 접리하는 가동접점(25a)을 갖는 가동접촉자(25)가 설치되어 있다. 26은 이 가동접촉자(25)를 일체로 지지하는 암(가동접촉자 25를 가동접촉자(25)를 일체로 지지하는 암(가동접촉자 25를 회동가능하게 유지하는 유지부재)이고, U자상홈(26a)과 스토퍼계지부(26b)와 축(27)이 걸어맞는 장공(26c)이 형성되어 있다.

27은 암(26)(유지부재) 및 가동접촉자(25)의 회동중심이 되는 축이고, 절연광체(20)에 지지되어 있다. 28은 가동접촉자(25)를 고정접점(24)으로부터 항상 개리시키는 방향으로 작동하도록 설치한 메인스프링(29)은 합성수지로 형성되고, 외부에서 개폐조작을 하는 핸들, 30은 핸들(29)을 반시계 방향으로 작동하는 리세트 스프링, 31은 환봉재를 U자형으로 구부려 형성한 조작링크이고, 일단은 핸들(29)과 계합하고, 타단은 래치(32)의 링크계합홈(32a)에 계합한다. 또, 핸들(29)은 절연광체(20)의 밖으로 돌출한 손잡이부(29b)와, 조작링크(31)를 연결하는 돌출부(29c)로 구성되어 있다.

32는 축(27)에 지지된 래치이고, 조작링크(31)의 타단에 계합하는 링크계합홈(32a)과 전자트리핑부(34)의 로드(37)의 압압력을 받는 트리거편(32b)과 바이메탈(33)의 만곡으로 인한 압압력으로 조작링크(31)와 링크계합홈(32a)과의 계합을 해탈시키는 방향으로의 힘을 받는 트리거편(32c)이 형성되어 있다. 또, 암(26)과 래치(32)사이에는 복귀스프링(32d)이 압축되어 설치되어 있어, 상시 래치(32)를 암(26)에 대해 반시계 방향으로 작동한다. U자상홈(26a)에 끼워진 조작링크(31)의 타단은 스프링(32d)의 스프링력에 의해 래치(32)의 링크계합홈(32a)으로 협지되어 록상태로 되어 있다. 그리고, 고정접점(24)에 대해 가동접점(25a)이 탄접해 있고, 차단회로가 형성된다(도 12의 상태).

이렇게 해서, 상기 암(26)과 메인스프링(28)과 핸들(29)과 리세트스프링(30)과 조작링크(31)와 래치(32)에 의해 개폐기구가 구성된다.

33은 통전전류에 대응해서 도 12에서 우방향으로 가열만곡되는 바이메탈, 34는 전자트리핑장치이고, 전자석(35)에의 통전에 의한 전자력에 의해 구동되는 플런저(36)와 이 플런저(36)의 흡인동작에 의해 도 12에서 좌방향으로 돌출하는 로드(37)을 가지고 있다. 바이메탈(33)과 전자트리핑장치(34)에 의해 과전류 트리핑장치가 형성되어 있다. 38은 소호장치, 39는 이 소호장치(38)의 소호판이다.

40은 상기 고정접점(24)과 가동접촉자(25)를 포함하는 아크발생실이고, 가동접촉자(25)가 개리시에 발생하는 아크가 충만하다. 41은 아크를 소호장치(38)의 방향으로 유도하는 아크런너이다.

이와 같이 구성된 회로차단기에서 전로에 단락전류가 흐르면, 전자트리핑장치(34)의 전자석(35)이 이를 감지해서 작동하고, 플런저(36)가 흡인되고, 이에 연동하는 로드(37)가 좌방향으로 이동한다. 그러면, 그 트리거편(32b)이 로드(37)로 압압되어 래치(32)는 복귀스프링(32d)의 스프링력에 반해서 시계방향으로 회동한다. U자상홈(26a)내에서 링크계합홈(32a)에 의해 시정상태가 되어 끼워져 있던 조작링크(31)의 타단은 래치(32)가 시계방향으로 회동함으로써 암(26)에 대해 프리한 상태가 된다.

이 때문에, 암(26)은 개방기구로서의 메인스프링(28)의 스프링력에 의해 축 (27)을 중심으로 해서 시계방향으로 강제적으로 회동해서 조립동작을 한다. 이렇게 해서, 가동접촉자(25)는 고속개리하고, 차단동작을 한다.

여기서, 베이스(21)에 배치된 부품에서 베이스(21)에 응력이 작용하는 부분, 예를들면 베이스(21)에 일체성형에 의해 설치된 돌리(21a), 핸들베어링부(21b), 암베어링부(21c) 및 전자트립핑고정부(21d)에 대해 설명한다.

돌기(21a)는 메인스프링(28)의 일단을 지지하도록 돌설해서 설정되고, 메인스프링(28)으로부터 힘이 작용하고 있다. 핸들베어링부(21b)는 핸들(29)의 회동축을 지지하도록 설치되고, 그 축으로부터 힘이 작용하고 있다. 암베어링부(21c)는 암(26) 및 가동접촉자(25)의 회동축(27)으로부터 힘이 작용하고 있다. 전자트리핑고정부(21d)는 전자트리핑장치(34)를 베이스(21)에 위치결정하도록 설치된 리브이고, 고정접촉자(23) 및 전자트리핑장치(34)을 통해서 가동접촉자(25)로부터 힘이 작용하고 있다.

이상과 같이, 베이스(21)의 측면부(배치부)(21A)에 전자선을 조사하였으므로 열가소성 수지의 미세가공성, 스프루런너 등의 리사이클성의 메리트를 향유하면서 내열성이 향상해서 내아크성이 향상된다. 또, 커버(22)에도 전자선을 조사하였으므로 내열성이 향상하고, 내아크성이 향상된다.

또, 실시의 형태 2와 같이 가동접촉자(25)의 회동면을 따라 암(26)이나 고정접촉자(23)이나, 소호장치(38)가 배치되는 회로차단기는 실시의 형태 1과 같은 베이스의 저부에 유지홀더, 다른 접점 및 소호장치가 배치되는 회로차단기에 비교하고, 차단용량이 작고, 차단시에 발생하는 아크의 에너지가 작은 것도 있고, 베이스 (21)나 커버(22) 등의 절연성형품의 아크에 의해 근접하는 위치에 배치되는 경향에 있다.

그리고, 베이스(21)의 측면부(21A) 및 커버(22)에 전자선을 조사하고, 이들 부분의 기계적 강도내열성 및 내아크성이 향상하므로 아크의 에너지가 작고, 아크의 발생에 따른 폭압에 의한 내부의 압력상승보다도 아크에 의한 발열에 대한 내성을 만족하는 것을 얻을 수가 있다.

또, 내열성 내아크성이 향상하므로 소호판(39)을 고정하기 위한 소호측벽을 필요로 하지 않고, 직접베이스(21) 및 커버(22)의 홈에 끼워넣으므써 소호장치(8)를 구성할 수 있고, 부품수를 삭감하고, 또 소호판(39)의 회로차단기의 폭방향 치수(도 12의 지면을 관통하는 방향)을 길게 할 수 있어 아크의 소호성능을 향상하게 기여할 수 있다.

또, 돌기(21a), 핸들베어링부(21b), 암베어링부(21c) 및 전자트리핑고정부 (21d)도 전자선 조사에 의해 기계적 강도가 향상하므로 열강화성 수지에 비해 연하고, 위치결정정밀도에 뒤떨어지는 열가소성 수지 특히, 나일론의 결점을 보완할 수 있다.

또, 실시의 형태 2에서는 베이스(21)가 상자상태, 커버(22)가 평판상의 것에 대해 설명하였으나, 이 형상에 한정되는 것이 아니고, 베이스(21) 및 커버(22)의 양쪽이 상자상태의 형상이라도 된다.

또, 실시의 형태 2에서는 단극의 회로차단기에 대해 설명하였으나, 베이스 (21)와 커버(22)사이에 회로차단기의 두께방향으로 병설해서 2극이 설치되는 2극의 회로차단기라도 무방하고, 이 경우에는 병설하는 2극간을 절연하는 센터베이스를 설치하고, 이 센터베이스에 가동접촉자(25), 핸들(29), 전자트리핑장치(34) 등을 설치해도 된다.

이때, 센터베이스는 실시의 형태 2의 베이스와 같은 조성으로 형성된 성형품에 전자선이 조사된 것을 사용하면 좋다.

본 발명은 내열성, 대크성 및 접점간의 오버트라벨 특성이 요구되고, 또 열가소성 수지를 주성분으로 해서 밀려나온 것, 스프루런너 등의 리사이클 또는 리유즈 가능한 회로차단기의 성형품으로서 사용할 수가 있다.

Claims (5)

1. 과전류를 검출했을 때, 가동접촉자를 회동시켜 이 가동접촉자의 접점과, 대향하는 위치에 설치된 다른 접점간에 발생한 아크를 소호장치에 의해 소호하는 회로차단기에서 결정성 열가소성 수지를 주수지로 하는 동시에 성형후에 전자선 조사가 실시된 절연성의 성형품을 사용한 것을 특징으로 하는 회로차단기.
2. 제1항에 있어서, 회로차단기는 가동접촉자를 회동가능하게 유지하는 유지홀더를 개폐하는 개폐기구와, 다른 접점 및 소호장치가 설치되고, 상기 유지홀더를 회동가능하게 유지하는 동시에 상기 다른 접점을 유지하는 베이스와, 이 베이스에 씌워져서 광체를 이루는 커버를 구비하고, 성형품은 상기 베이스인 것을 특징으로 하는 회로차단기.
3. 제2항에 있어서, 베이스는 유지홀더, 다른 접점 및 소호장치가 배치되어 있는 저부와, 이 저부에 직교해서 설치되고 외부와 경계를 이루는 측면벽을 갖는 것으로 상기 베이스 저부에 전자선 조사가 실시되고, 또 상기 베이스의 상기 측면벽에는 전자선 조사가 실시되지 않는 것을 특징으로 하는 회로차단기.
4. 제2항에 있어서, 베이스는 가동접촉자의 회동면을 따라 설치된 배치부에 유지홀더, 다른 접점 및 소호장치가 배치된 것으로 이 배치부에 전자선 조사가 실시된 것을 특징으로 하는 회로차단기.
5. 제1항에 있어서, 성형품은 수지성분 100중량부에 대해 60 ~ 200중량부의 강화재를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기.