KR20040091401A - 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로 차단기에 관한 것이다.

본 발명은 단자부가 구비된 차단기 케이스와, 핸들의 하부에 링크로 연결된 레버가 트립바의 구속여부에 따라 개폐 기구부 몸체에서 상하로 이동되게 하고, 레버의 이동으로 크로스바가 연동하여 가동접점이 고정접점에 선택적으로 접촉하거나 분리시켜 개폐로를 제공하는 개폐 기구부와, 바이메탈을 갖는 검출 기구부와, 상기 개폐 기구부와 상기 검출 기구부가 상기 차단기 케이스의 단자부 사이로 구성된 회로 차단장치에 있어서, 상기 트립바는 간격조절용 나사가 삽입되는 상단부 양측에 제 1날개부를 대칭 되도록 형성하고, 하단부 일측에 제 2날개부를 형성하여서 사고 전류 발생시 발생되는 고압의 아아크 압력으로 트립바를 신속하게 작동시켜 접점이 개리되도록 한 것이다.

따라서, 사고 전류가 접점 사이를 흐르는 과정에서 발생되는 고온의 접점열에 의해 접점부위가 융착되는 것을 방지하여 동작의 신뢰성을 높이도록 하면서 피해를 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

회로 차단기{Circuit braker}

본 발명은 회로 차단기에 관한 것으로서, 특히 단락 전류시 발생되는 고압의아아크 압력을 이용하여 개폐 기구부의 트립바를 신속하게 작동시켜 접점이 개리되도록 함으로써, 정격전류 이상의 사고전류가 접점 사이를 흐르는 과정에서 발생되는 고온의 접점열에 의해 접점부위가 융착되는 것을 방지하여 차단기의 파손 및 그로인한 부하기기의 피해를 줄일 수 있도록 차단율을 향상시킨 것이다.

일반적으로 배선용 차단기, 누전 차단기( 이하, "회로 차단기"라 칭함)는 온/오프의 수동 또는 자동조작에 의해 전기 선로를 개로(OFF) 또는 폐로(ON)의 상태로 신속하게 전환시켜 선로에 발생된 과부하 및 단락사고로 인한 부하기기의 파손 및 선로를 보호하는 주된 기능을 갖는 전기기기이다.

이러한 기능을 갖는 회로 차단기는 도 1에 도시된 바와 같이, 차단기 케이스(10)와, 상기 차단기 케이스(10)의 양측에 구비된 단자부(20) 및 상기 단자부(20) 사이에 구비된 개폐 기구부(30) 그리고 상기 단자부(20) 사이에 구비된 검출 기구부(40)로 구성된다.

여기에서, 상기 차단기 케이스(10)는 몰드로 사출 성형된 절연체로서, 양측에 상기 단자부(20)를 고정하기 위한 공간과, 내부에 상기 개폐 기구부(30)와 검출 기구부(40)를 고정하기 위한 공간이 제공되도록 케이스 몸체(11)와 케이스 커버(12)로 구비되어 있다.

상기 단자부(20)는 인입측의 선로에 연결 접속되는 인입단자(21)와, 부하측의 선로에 연결 접속되는 부하단자(22)로 구비되어 있고, 스크류(23)를 이용하여 각각의 선로와 고정 접속이 되도록 구비되어 있다. 또한, 상기 인입단자(21)에는 고정접점(24)이 고정되어 있다.

상기 개폐 기구부(30)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 검출 기구부(40)로 부터 검출된 신호에 따라 접점을 선택적으로 접속 또는 단락시켜 사고 전류를 단속하는 주된 기능을 갖는 것으로서, 상기 케이스 몸체(11)에 제 1고정나사(31)로 고정된 개폐 기구부 몸체(32)와, 핸들(33)과, 레버(34)와, 링크(35)와, 트립바(36) 및 크로스바(37), 그리고 가동대(38)로 구성되어 있다.

여기에서, 상기 개폐 기구부 몸체(32)는 내부가 비어 있는 직사각의 형태로 전면이 개방되어 있고, 양측면은 상향으로 돌출된 아암형태로 구비되어 있다.

상기 핸들(33)은 개폐 기구부 몸체(32)의 상부로 돌출된 끝단에 양측이 회동 가능하게 구비되어 있다.

상기 레버(34)는 내부가 비어 있는 개폐 기구부 몸체(32)의 전방에 삽입되는 형태로 구비되어 시소(seesaw)형태로 작동이 되도록 되어 있으며, 이를 위해 상기 핸들(33)의 하부와 레버(34)의 중앙 부위는 절곡된 링크(35)가 연결되어 있다.

상기 트립바(36)는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 레버(34)의 일측단을 언록킹 시키는 기능을 갖는 것으로서, 상기 개폐 기구부 몸체(32)의 하부에 스프링(36a)을 개재하여 힌지축(36b)으로 회동 가능하게 구비되어 있고, 상부가 개방된 사각형의 가장자리를 따라 가는 형태를 가지며, 개방된 상부의 말단부는 바깥쪽 방향으로 소정의 폭만큼 돌출되어 간격조절용 나사(36c)가 삽입되어 있다.

또한, 폐쇄된 하부에는 상기 레버(34)의 일측단을 언록킹 하는 스토퍼(39)가 일체로 형성되어 있다.

상기 크로스바(37)는 레버(34)의 타단이 위치하는 케이스 몸체(11)에 코일스프링(37a)의 탄성력에 의해 상부로 슬라이드 이동하고, 레버(34)에 누름에 따라 하부로 슬라이드 이동하여 가동대(38)를 상하로 신속하고도 확실하게 이동 시키도록 상기 케이스 몸체(11)에 형성된 가이드홈(11a)에 삽입되어 있다.

상기 가동대(38)는 케이스 몸체(11)의 양측단부가 제 2고정나사(38a)로 고정되어 있고, 제 2고정나사(38a)의 하부는 너트(38b)에 가요성 도체(38c)을 구비하여 부하단자(22)와 연결되어 있고, 상기 가동대(38)의 자유단부는 크로스바(37)의 이동에 따라 상하 연동하여 고정대(24)와 접속 또는 분리가 되도록 구비되어 있다.

상기 검출 기구부(40)는 바이메탈(41)로 구비되어 하단은 상기 제 2고정나사(38a)로 고정된 가동대(38)에 같이 고정되어 있고, 상단은 상기 트립바(36)의 상단에 형성된 간격조절용 나사(36c)에 근접되도록 구비되어 있다.

이와 같이 구성된 회로 차단기는 먼저, 핸들(33)을 중앙에서 좌측으로 이동시키면 핸들(33)에 연결된 링크(35)가 레버(34)의 좌측단을 가압하고 있는 상태가 되면서 우측단이 트립바(36)에 형성된 스토퍼(39)에 걸리게 된다.

이와 동시에 레버(34)의 좌측단부가 크로스바(37)를 상부에서 하부로 누르게 됨에 따라 가동대(38)의 자유단부가 하부로 굽혀지면서 고정대(24)에 접속됨으로써, 전류는 인입단자(21) → 고정접점(24)→ 가동접점(38)→ 제 2고정나사(38a)→ 너트(38b)→ 가요성 도체(38c)→ 부하단자(22)를 통해 부하기기로 인가된다.

이러한 상태에서 선로상에 사고가 발생하여 과부하전류나 단락전류가 흐름과 동시에 검출기구부(40)의 바이메탈(41)에서 열이 발생하게 되며, 발생된 열에 의한 만곡특성에 따라 트립바(36)의 방향으로 바이메탈(41)이 휘어지게 된다.

다음, 바이메탈(41)의 휘어짐이 점차 진행되어 트립바(36)를 밀게 됨과 동시에 트립바(36)가 시계방향으로 회동하면서 스토퍼(39)에 의해 구속되어 있던 레버(34)의 일측이 해제된다.

다음, 구속력이 해제된 레버(34)의 우측단부가 상향으로 이동하면서 이와 연결된 링크(35)가 핸들(33)을 밀게 됨에 따라 핸들(33)은 좌측에서 우측으로 이동하게 된다.

이와 동시에 코일 스프링(37a)의 탄성력을 받고 있던 크로스바(37)가 케이스 몸체(11)에 형성된 가이드 홈(11a)을 따라 상부로 이동하면서 고정대(24)에 접속되어 있던 가동대(38)가 분리되어 사고전류를 차단시키게 된다.

그리고, 선로상에 사고 원인을 해소한 후 우측으로 젖혀있는 핸들(33)을 좌측으로 위치시킴과 동시에 분리되어 있던 가동접점(38)가 역동작을 통해 다시 고정접점(24)에 접속됨으로써, 부하측으로 전류를 계속해서 흘러 보낼 수 있게 된다.

그러나 검출 기구부를 구성하는 바이메탈의 특성상 사고전류가 흐름과 동시에 발생되는 열에 의해 휘어지는 속도가 신속하지 못함에 따라 정격전류 이상의 사고전류가 고정접점와 가동접점를 통해 흐르는 과정에서 사고전류를 차단하기까지 흐르는 전류에 의해 발생된 열에 의해 접점부위가 융착되는 원인으로 사고전류를 차단시키지 못해 고가의 선로 및 전기기기 그리고 부하기기 등이 파손되는 많은 피해를 입게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 사고 전류시발생되는 고압의 아아크 압력을 이용하여 바이메탈이 휘어지면서 트립바를 밀기에 앞서 개폐 기구부의 트립바를 작동시켜 접점이 신속하게 개리되도록 하여 그 피해를 줄일 수 있는 회로 차단기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 단자부가 구비된 차단기 케이스와, 핸들의 하부에 링크로 연결된 레버가 트립바의 구속여부에 따라 개폐 기구부 몸체에서 상하로 이동되게 하고, 레버의 상하 이동으로 크로스바가 연동하여 가동대를 고정접점에 선택적으로 접속하거나 분리시켜 개폐로를 제공하는 개폐 기구부와, 바이메탈을 갖는 검출 기구부와, 상기 개폐 기구부와 상기 검출 기구부가 상기 차단기 케이스의 단자부 사이로 구성된 회로 차단장치에 있어서, 상기 트립바는 간격조절용 나사가 삽입되는 상단부 양측에 제 1날개부를 대칭 되도록 형성하고, 하단부 일측에 제 2날개부를 형성하여서 구성됨을 특징으로 하는 회로 차단기를 제공함에 달성된다.

또한, 상기 제 1날개부는 양측에 가이드 플레이트를 형성하고, 상기 가이드 플레이트 사이로 노출되는 부분은 제 1만곡면을 갖도록 형성되어져 구성됨을 특징으로 하는 회로 차단기를 제공함에 그 목적이 달성된다.

그리고, 상기 제 2날개부는 상부에 걸림턱을 형성하고, 상기 걸림턱의 선단부로 부터 제 2날개부의 하단으로 향하는 제 2만곡면을 갖도록 형성되어져 구성됨을 특징으로 하는 회로 차단기를 제공함에 그 목적이 달성된다.

도 1은 종래 기술에 따른 회로 차단기의 ON 상태를 도시한 종단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 회로 차단기의 기구부를 도시한 사시도.

도 3은 종래 기술에 따른 회로 차단기의 개폐 기구부가 록킹된 상태를 도시한 요부 확대 사시도.

도 4는 종래 기술에 따른 회로 차단기의 개폐 기구부를 구성하는 트립바의 정면과 배면을 도시한 사시도.

도 5는 종래 기술에 따른 회로 차단기의 OFF 상태를 도시한 종단면도.

도 6은 본 발명에 따른 회로 차단기의 내외부를 도시한 요부절개 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 회로 차단기의 개폐 기구부를 요부 확대 도시한 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 회로 차단기의 개폐 기구부를 구성하는 트립바의 정면과 배면을 도시한 사시도.

도 9는 본 발명에 따른 회로 차단기의 개폐 기구부를 구성하는 트립바의 요부 확대 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10;차단기 케이스 11;케이스 몸체

11a;가이드홈 12;케이스 커버

20;단자부 21;인입단자

22;부하단자 23;스크류

24;고정대 30;개폐 기구부

31;제 1고정나사 32;개폐 기구부 몸체

33;핸들 34;레버

35;링크 36;트립바

36a;스프링 36b;힌지축

37a;코일 스프링 38;가동대

38a;제 2고정나사 38b;너트

38c;케이블 39;스토퍼

40;검출 기구부 41;바이메탈

50;트립바 51;제 1날개부

51a;가이드 플레이트 51b;제 1만곡면

52;제 2날개부 52a;걸림턱

52b;제 2만곡면

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하되, 종래와 동일한구성에 대해서는 동일부호를 사용한다.

먼저, 본 발명에 따른 회로 차단기를 설명하기에 앞서, 종래와 연계하여 회로 차단기를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

회로 차단기는 도 1에 도시된 바와 같이, 차단기 케이스(10)와, 상기 차단기 케이스(10)의 양측에 구비된 단자부(20) 및 상기 단자부(20) 사이에 구비된 개폐 기구부(30) 그리고 상기 단자부(20) 사이에 구비된 검출 기구부(40)로 구성된다.

상기 차단기 케이스(10)는 양측에 상기 단자부(20)를 고정하기 위한 공간과, 내부에 상기 개폐 기구부(30)와 검출 기구부(40)를 고정하기 위한 공간이 제공되도록 케이스 몸체(11)와 케이스 커버(12)로 구비되어 있다.

상기 단자부(20)는 인입측의 선로에 연결 접속되는 인입단자(21)와, 부하측의 선로에 접속되는 부하단자(22)로 구비되어 있고, 스크류(23)를 이용하여 각각의 선로에 접속이 되도록 구비되어 있다. 또한, 상기 인입단자(21)에는 고정접점(24)가 고정되어 있다.

상기 개폐 기구부(30)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 상기 케이스 몸체(11)에 제 1고정나사(31)로 고정된 개폐 기구부 몸체(32)와, 핸들(33)과, 레버(34)와, 링크(35)와, 트립바(36) 및 크로스바(37), 그리고 가동접점(38)로 구성되어 있다.

상기 개폐 기구부 몸체(32)는 내부가 비어 있는 직사각의 형태로 전면이 개방되어 있고, 양측면은 상향으로 돌출된 형태로 구비되어 있다.

상기 핸들(33)은 개폐 기구부 몸체(32)의 상부에 아암형태로 돌출된 끝단에양측이 회동 가능하게 구비되어 있다.

상기 레버(34)는 내부가 비어 있는 개폐 기구부 몸체(32)의 전방에 형성되어 시소형태로 작동 되도록 구비되어 있으며, 이를 위해 상기 핸들(33)의 하부와 레버(34)의 중앙 부위는 절곡된 링크(35)가 연결되어 있다.

상기 트립바(36)는 개폐 기구부 몸체(32)의 하부에 스프링(36a)을 개재하여 힌지축(38b)으로 회동 가능하게 구비되어 있고, 상부가 개방된 사각형의 가장자리를 따라 가는 형태로 개방된 상부의 말단부는 바깥쪽 방향으로 소정의 폭만큼 돌출되어 있으며, 돌출된 부위에는 간격조절용 나사(36c)가 삽입되어 있다.

또한, 폐쇄된 하부에는 상기 레버(34)의 일측단을 언록킹 하도록 하는 스토퍼(39)가 일체로 형성되어 있다.

상기 크로스바(37)는 레버(34)의 타단이 위치하는 케이스 몸체(11)에 코일 스프링(37a)의 탄성력에 의해 상부로 슬라이드 이동하고, 레버(34)에 누름에 따라 하부로 슬라이드 이동하여 가동접점(38)를 상하로 신속하고도 확실하게 이동 시키도록 상기 케이스 몸체(11)에 형성된 가이드홈(11a)에 삽입되어 있다.

상기 가동접점(38)는 케이스 몸체(11)의 양측단부가 제 2고정나사(38a)로 고정되어 있고, 제 2고정나사(38a)의 하부는 너트(38b)에 플렉시블한 케이블(38c)을 구비하여 부하단자(22)와 연결되어 있고, 상기 가동접점(38)의 자유단부는 크로스바(37)의 이동에 따라 상하 연동하여 고정접점(24)와 접속 또는 분리가 되도록 구비되어 있다.

상기 검출 기구부(40)는 바이메탈(41)로 구비되어 하단은 상기 제2고정나사(38a)로 고정된 가동접점(38)에 같이 고정되어 있고, 상단은 상기 트립바(36)의 상단에 형성된 간격조절용 나사(36c)에 근접되도록 구비되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 회로 차단기는 선로상에 사고가 발생하여 과부하전류나 단락전류가 흐름과 동시에 검출기구부(40)의 바이메탈(41)에 열이 발생하게 되며, 발생된 열에 의한 만곡특성에 따라 트립바(36)의 방향으로 휘어지게 된다.

다음, 바이메탈(41)의 휘어짐이 점차 진행되어 트립바(36)를 밀게 됨과 동시에 트립바(36)가 시계방향으로 회동하면서 스토퍼(39)에 의해 레버(34)의 일측을 구속하고 있던 구속력이 해제된다.

그리고, 구속력이 해제된 레버(34)의 우측단부가 상향으로 이동하면서 이와 연결된 링크(35)가 핸들(33)을 밀게 됨에 따라 핸들(33)은 좌측에서 우측으로 이동하게 된다.

이와 동시에 코일 스프링(37a)의 탄성력을 받고 있던 크로스바(37)가 케이스 몸체(11)에 형성된 가이드 홈(11a)을 따라 상부로 이동하면서 고정접점(24)에 접속되어 있던 가동접점(38)가 분리되면서 사고전류를 차단시키는 과정에서 본 발명은 검출 기구부를 구성하는 바이메탈의 특성상 사고전류가 흐름과 동시에 발생되는 열에 의해 휘어지는 속도가 신속하지 못함으로 인해 발생되는 차단 지연의 현상을 해소하여 그로 인한 피해를 줄이기 위해 도 6 내지 9에 도시된 바와 같이, 사고전류시 발생되는 고압의 아아크를 이용하여 신속하게 사고전류를 차단시킬 수 있도록 날개부를 일체로 갖는 트립바로 구성된다.

본 발명에 바람직한 실시예는 도 8,9에 도시된 바와 같이, 트립바(50)는 간격조절용 나사(36c)가 삽입되는 상단부 양측에 제 1날개부(51)를 대칭 되도록 형성하고, 그 하단 일측에 제 2날개부(52)를 일체로 구성한다.

또한, 상기 제 1날개부(51)는 양측에 가이드 플레이트(51a)를 형성하여 아아크의 압력이 한곳으로 집중될 수 있도록 형성되어 있고, 아아크의 압력이 가이드 플레이트(51a)에 집중된 후 상부로 튀어나가 유실되는 것을 방지하기 위해 상기 가이드 플레이트(51a) 사이로 노출되는 부분은 제 1만곡면(51b)을 갖도록 구비되어 있다.

즉, 아아크의 압력이 가이드 플레이트(51a) 사이로 노출된 부분에 고속으로 부딪칠 경우, 경사각을 최소한으로 줄여 많은 량의 압력이 작용하도록 하여 트립바(50)가 용이하게 작동될 수 있게 된다.

상기 제 2날개부(52)는 상부의 넓은 공간에 비해 하부의 협소한 공간에 구비되도록 하기 위한 방안으로 제 1날개부(51)에 비해 가이드 플레이트만이 제거된 형태로 이루어져 있다.

이를 위해, 상부에 걸림턱(52a)을 형성하고, 상기 걸림턱(52a)의 선단부로 부터 제 2날개부(52)의 하단으로 향하는 제 2만곡면(52b)을 일체로 갖도록 구비되어 있다.

이와 같이 구성된 회로 차단기는 레버(34)의 좌측단부가 크로스바(37)를 상부에서 하부로 누르게 됨에 따라 복수개인 가동접점(38)의 자유단부가 하부로 굽혀지면서 고정접점(24)에 가동접점(38)가 접속됨으로써, 전류는 종래의 도 1, 5에 도시된 바와 같이, 인입단자(21) → 고정접점(24)→ 가동접점(38)→ 제2고정나사(38a)→ 너트(38b)→ 가요성 도체(38c)→ 부하단자(22)를 통해 부하기기로 인가된다.

이러한 상태에서 선로상에 사고로 인해 과부하전류나 단락전류가 흐름과 동시에 가동접점(38)와 고정접점(24) 사이에서 고온, 고압의 아아크가 발생하게 되고, 발생된 아아크의 압력이 개폐 기구부(30)의 양측으로 제공된 공간을 통해 검출 기구부(40)가 구비된 방향으로 이동하게 된다.

다음, 검출 기구부(40)의 방향으로 이동한 고압의 아아크는 바이메탈(41)의 상부 일측으로 노출된 형태로 구비된 트립바(50)의 제 1날개부(51)로 전달됨과 동시에 그 압력에 의해 트립바(50)가 회전되면서 레버(34)의 구속력이 해제됨에 따라 전술한 바와 같은 과정을 통해 사고전류가 차단된다.

이때, 바이메탈(41)이 충분히 휘어지져 트립바(50)를 작동시키기 전에 아아크의 압력으로 트립바(50)를 먼저 작동시킴에 따라 사고전류의 차단시 지연되는 시간을 줄일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 사고 전류시 발생되는 고압의 아아크 압력을 이용하여 개폐 기구부의 트립바를 신속하게 작동시켜 접점이 개리되도록 함으로써, 정격전류 이상의 사고전류가 접점 사이를 흐르는 과정에서 발생되는 고온의 접점열에 의해 접점부위가 융착되는 것을 방지하여 고가의 선로와 전기기기 및 부하기기 등이 파손되는 피해를 줄일 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 단자부가 구비된 차단기 케이스와, 핸들의 하부에 링크로 연결된 레버가 트립바의 구속여부에 따라 개폐 기구부 몸체에서 상하로 이동되게 하고, 레버의 상하 이동으로 크로스바가 연동하여 가동접점를 고정접점에 선택적으로 접속하거나 분리시켜 개폐로를 제공하는 개폐 기구부와, 바이메탈을 갖는 검출 기구부와, 상기 개폐 기구부와 상기 검출 기구부가 상기 차단기 케이스의 단자부 사이로 구성된 회로 차단장치에 있어서,

   상기 트립바는 간격조절용 나사가 삽입되는 상단부 양측에 제 1날개부를 대칭 되도록 형성하고, 하단부 일측에 제 2날개부를 형성하여서 구성됨을 특징으로 하는 회로 차단기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1날개부는 양측에 가이드 플레이트를 형성하고, 상기 가이드 플레이트 사이로 노출되는 부분은 제 1만곡면을 갖도록 형성되어져 구성됨을 특징으로 하는 회로 차단기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2날개부는 상부에 걸림턱을 형성하고, 상기 걸림턱의 선단부로 부터 제 2날개부의 하단으로 향하는 제 2만곡면을 갖도록 형성되어져 구성됨을 특징으로하는 회로 차단기.