KR20060063488A

KR20060063488A - 배선용 차단기의 메카니즘 구조

Info

Publication number: KR20060063488A
Application number: KR1020040102675A
Authority: KR
Inventors: 박진영
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2006-06-12
Also published as: KR100618607B1

Abstract

본 발명은 배선용 차단기의 메카니즘 구조에 관한 것으로, 배선용 차단기의 기구부에 대한 아이소레이션(Isolation)을 샤프트 가이드와 이에 포함된 캠면과 레버의 특정캠면 연동에 의해 구현함으로써, 기구부가 내포하는 불안정적인 문제를 제거하고 보다 안정적인 기구부의 기능 구현이 가능하도록 하였다.

이를 위한 본 발명에 의한 배선용 차단기의 메카니즘 구조는 각 상태 위치를 표시하는 핸들; 상기 핸들의 회전지점을 결정하며 아이소레이션(Isolation) 기능을 하는 캠면을 구비한 레버; 가동자를 고정자에 접촉시키며 샤프트 로테이트 핀(Shaft-Rotate-Pin)이 연결된 샤프트 어셈블리; 및 상기 샤프트 로테이트 핀에 삽입되어 회전운동을 하며 상기 레버의 캠면과 연동하여 아이소레이션 기능을 하는 캠면을 구비한 샤프트 가이드(Shaft Guide);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배선용 차단기의 메카니즘 구조{MECHANISM STRUCTURE OF CIRCUIT BREAKER}

도 1은 종래기술에 따른 배선용 차단기의 구성도

도 2는 종래기술에 따른 배선용 차단기의 메카니즘 구조를 나타낸 구성도

도 3a는 종래의 배선용 차단기의 개폐기구부의 오프(리셋) 상태를 나타낸 구성도

도 3b는 종래의 배선용 차단기의 개폐기구부의 온 상태를 나타낸 구성도

도 4는 종래의 배선용 차단기의 개폐기구부의 트립 상태를 나타낸 구성도

도 5는 종래의 배선용 차단기의 개폐기구부의 트립 상태에서 리셋을 시도하는 상태를 나타낸 구성도

도 6은 본 발명에 의한 배선용 차단기의 메카니즘 구조를 나타낸 구성도

도 7a는 본 발명에 의한 배선용 차단기의 개폐기구부의 오프(리셋) 상태를 나타낸 구성도

도 7b는 본 발명에 의한 배선용 차단기의 개폐기구부의 온 상태를 나타낸 구성도

도 8a는 본 발명에 의한 배선용 차단기의 개폐기구부의 트립 상태를 나타낸 구성도

도 8b는 본 발명에 의한 배선용 차단기의 개폐기구부의 트립 상태에서 리셋 을 시도하는 상태를 나타낸 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

6-1 : 핸들 6-2 : 레버(Lever)

6-3 : 리셋핀 6-4 : 사이드 플레이트

6-5 : 사이드플레이트 리벳 6-6 : 래치홀더핀

6-7 : 래치홀더 6-8 : 래치

6-9 : 래치핀 6-10 : 메인스프링핀

6-11 : 메인스프링 6-12 : 어퍼링크

6-13 : 로어링크 6-12 : 어퍼링크

6-13 : 로어링크 6-14 : 토글핀

6-15 : 가동자 6-16a, 6-16b : 고정자

6-17 : 샤프트(Shaft) 어셈블리

6-18a, 6-18b : 샤프트 로테이트 핀(Shaft-Rotate-Pin)

6-19 : 샤프트 가이드(Shaft Guide)

6-20 : 샤프트 가이드의 캠면

6-21 : 레버의 캠면

본 발명은 배선용 차단기의 메카니즘(Mechanism) 구조에 관한 것으로, 특히 차단기의 오프-온(OFF-ON)시 샤프트(Shaft)와 레버(Lever)의 연동에 의해 아이소레이션(Isolation) 기능을 구현한 배선용 차단기의 메카니즘 구조에 관한 것이다.

배선용 차단기는 전기적으로 과부하 상태 시 또는 단락 시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기기기이다. 이러한 배선용 차단기에서 일정한 전류를 흐르기 위한 회로 구성을 위하여는 트립(TRIP)-오프(OFF)-온(ON)에 의해 투입 완료가 되어 통전 상태가 유지된다. 이때 만약 이상전류 등 기타 사고 전류발생시 차단기는 사고 전류를 차단하고 핸들 위치는 트립(TRIP) 상태를 표시하고 있어야 하고, 만약 가동자가 및 고정자의 융착등 기타 이유로 차단이 실패하여도 핸들 위치는 트립(TRIP) 상태를 표시하여야 하며, 이때 사용자가 핸들 오프(OFF) 조작을 시도하여도 핸들은 다시 복귀 하여 트립(TRIP) 상태 또는 이에 준하는 위치를 표시하므로 차단기의 이상유무를 판단하게 된다. 또한 차단성공 등 기타 정상작동의 경우에는 핸들 오프(OFF)조작이 가능한 구조를 갖는 메카니즘(Mechanism)이 필요하다. 상기의 기능은 차단기에서 아이소레이션(Isolation) 기능에 포함되며, 통상 안전상의 이유로 설비 또는 구역을 모든 전기적 에너지원으로부터 분리함으로써 설비 전체 또는 분리 구역으로부터 공급을 차단하는 의도 기능을 아이소레이션(Isolation)이라 칭한다.

상기 배선용 차단기는 크게 전원측과 부하측과의 연결을 이룰 수 있는 단자부와 배선용 차단기 내의 고정자와 가동자의 접촉을 이루어 지도록 개폐를 시켜주는 기구부와 전원측에서 과전류나 순시 전류 및 단락전류 발생시 이를 감지하여 개폐 기구부에 전원을 차단시켜주는 트립을 유도하는 트립부로 이루어 진다. 따라서 상기 배선용 차단기는 전원과 부하사이에서 이상전류 즉 과전류나 순시 전류 및 단락전류 발생시 이를 차단하여 부하 및 회로를 보호하여 주는 기능을 하는 것을 말한다.

한편, 이러한 통전 상태를 유지 하기 위하여 기구부에 의하여 가동자를 고정자에 접촉 시키는 구조가 필요하며, 통상적으로 이 접촉 구조는 인위적인 수동 조작에 의하여 개방이 되는 구조로 구현된다. 인위적 개방 수동 조작의 경우에는 오프(OFF) 및 트립(TRIP) 위치로 핸들의 위치를 결정할 수 있으며, 통상 가동자와 고정자의 접촉상태를 온(ON) 상태라 칭한다. 정상적인 온(ON) 상태에서 핸들을 수동조작에 의하여 오프(OFF)위치 상태로 전환이 가능하며, 기타 외부 신호에 의하여 트립(TRIP) 상태의 위치로 전환하는 것이 가능하다. 상기 트립시 핸들 위치는 외력에 반력을 작용하는 정도로 트립 위치를 찾아 정렬함과 이를 구현시 기타 외부장치를 사용하지 않았을 경우를 의미한다. 차단기에서 상기의 주기능을 담당하는 장치를 개폐기구부라 칭하며, 일반적으로 개폐기구부의 구성은 핸들, 레버(Lever), 메인스프링, 어퍼링크, 로어링크, 사이드 플레이트 그리고 기타 토글핀 등으로 구성이 된다. 상기의 구성부품들로 아이소레이션(Isolation)기능 및 트립(TRIP)전환 위치 구현시 다음과 같은 필요충분 조건을 만족한다.

아이소레이션(Isolation) : 토글핀 위치는 레버(Lever) 힌지포인트 좌측 또는 이에 준하는 상태에 있다.

트립위치 : 토글핀 위치는 레버(Lever) 힌지 포인트 우측 또는 이에 준하는 상태에 있다

일반적으로 배선용 차단기의 구성은 도 1에서와 같이 부품을 수납하는 커버(Cover)(1) 및 케이스(Case)(2)와, 전로를 기구적으로 온-오프(ON-OFF) 시켜주는 개폐기구부(3)와, 이상전류 및 사고전류의 발생시 이를 검출하는 트립부(4)와, 그리고 차단시 접점간에 발생하는 아크(ARC)를 소멸시켜주는 소호부(5)로 이루어져 있다.

그 중 기구부의 트립(TRIP)-오프(OFF)-온(ON) 구조는 도 2에서와 같이 각 상태 위치를 표시하는 핸들(2-1), 회전지점을 결정하는 레버(Lever)(2-2), 오프(OFF)위치의 리셋을 위한 리셋핀(2-3), 상기 레버(2-2)를 지지하는 사이드플레이트(2-4) 및 사이드플레이트 리벳핀(2-5), 상기 사이드플레이트(2-4)를 지지하는 래치홀더핀(2-6), 래치홀더(2-7), 래치홀더에 지지되는 래치(2-8) 및 래치핀(2-9), 투입 및 개방을 위한 메이스프링핀(2-10), 메인스프링(2-11), 어퍼링크(2-12), 로어링크(2-13), 상기 어퍼링크(2-12)와 상기 로어링크(2-13)를 연결하는 토글핀(2-14), 그리고 가동자(2-15)가 고정자(2-16a)(2-16b)에 접촉을 시키기위한 샤프트(Shaft) 어셈블리(2-17)로 이루어져 있다.

종래의 배선용 차단기 개폐기구부 동작은 다음과 같다. 도 2는 트립(TRIP) 상태를 나타내며, 상기 핸들(2-1)이 레버(Lever)힌지점인 상기 사이드플레이트 리벳핀(2-5)을 중심으로 시계방향을 회전을 하면, 도 3a와 같은 오프(OFF) 상태{또는 리셋(RESET) 상태}가 된다. 상기 상태에서 상기 핸들(2-1)을 다시 시계반대 방향으로 회전을 시키면 도 3b와 같은 온(ON) 상태가 된다.

상기 온(ON) 상태에서 사고전류 혹은 기타 작용에 의해 상기 가동자(2-15)가 상기 고정자(1-16a)(1-16b)와 융착이 된 후 트립(TRIP) 상태가 되면, 도 4와 같은 상태가 되며, 이 상태에서 도 5와 같이 리셋(RESET)을 시도 할 경우 리셋(RESET)이 안되고 도 4와 같은 상태로 전환을 해야 한다. 한편 사고가 없는 정상 상태의 경우에는 오프(OFF){또는 리셋(RESET)} - 온(ON)의 핸들조작이 정상적으로 작동을 해야한다.

도 5와 같이 아이소레이션(Isolation)을 구현 하기 위하여는 정상상태의 경우에는 오프(OFF) - 온(ON)이 정상작동을 해야하며, 사고전류등 기타 사고에 의해 상기 가동자(2-15)와 상기 고정자(2-16a)(2-16b)가 융착이 되었을 경우에는 도 4와 같이 전환을 해야하는 구조를 갖는 메카니즘(Mechanism)이 필요하다. 사고발생으로 인한 상기 가동자(2-15)와 상기 고정자(2-16a)(2-16b)의 융착의 경우 도 4와 같이 복귀가 되려면 토글핀 위치는 레버(Lever)힌지점 보다 좌측이거나 혹은 이에 준하는 상태로 있어야 한다. 한편, 트립(TRIP)상태의 경우에는 토글핀 위치는 레버(Lever) 힌지점보다 좌측에 위치를 해야 하므로 서로 상반대는 위치점이 필요하다.

이 상반대는 위치점을 찾기 위하여 각 절점의 위치 및 어퍼링크 및 로어링크의 비율을 조절할 필요성이 제기 되며, 상반되는 위치의 점들은 불안정적인 기구부 상태를 야기하는 윈인이 되는 구조적인 문제점들을 내포한다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 배선용 차단기의 기구부에 대한 아이소레이션(Isolation)을 샤프트 가 이드(Shaft Guide)와 이에 포함된 캠면과 레버(Lever)의 특정캠면 연동에 의해 구현함으로써, 기구부가 내포하는 불안정적인 문제를 제거하고 보다 안정적인 기구부의 기능 구현이 가능하도록 한 배선용 차단기의 메카니즘 구조를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배선용 차단기의 메카니즘 구조는,

각 상태 위치를 표시하는 핸들;

상기 핸들의 회전지점을 결정하며 아이소레이션(Isolation) 기능을 하는 캠면을 구비한 레버;

가동자를 고정자에 접촉시키며 샤프트 로테이트 핀(Shaft-Rotate-Pin)이 연결된 샤프트 어셈블리; 및

상기 샤프트 로테이트 핀에 삽입되어 회전운동을 하며 상기 레버의 캠면과 연동하여 아이소레이션 기능을 하는 캠면을 구비한 샤프트 가이드(Shaft Guide);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 배선용 차단기의 구성은 도 1에서와 같이 부품을 수납하는 커버(Cover)(1) 및 케이스(Case)(2)와, 전로를 기구적으로 온-오프(ON-OFF) 시켜주는 개폐기구부(3)와, 이상전류 및 사고전류의 발생시 이를 검출하는 트립부(4)와, 그 리고 차단시 접점간에 발생하는 아크(ARC)를 소멸시켜주는 소호부(5)로 이루어져 있다.

그 중 기구부의 트립(TRIP)-오프(OFF)-온(ON) 구조는 도 6에서와 같이, 각 상태 위치를 표시하는 핸들(6-1), 회전지점을 결정하는 레버(Lever)(6-2), 아이소레이션(Isolation) 기능을 하는 레버(Lever)에 포함된 캠면(6-21), 오프(OFF) 위치의 리셋을 위한 리셋핀(6-3), 상기 레버(Lever)(6-2)를 지지하는 사이드 플레이트(6-4) 및 사이드플레이트 리벳(6-5), 상기 사이드플레이트(6-4)를 지지하는 래치홀더핀(6-6), 래치홀더(6-7), 상기 래치홀더(6-7)에 지지되는 래치(6-8) 및 래치핀(6-9), 투입 및 개방을 위한 메인스프링핀(6-10), 메인스프링(6-11), 어퍼링크(6-12), 로어링크(6-13), 상기 어퍼링크(6-12)와 상기 로어링크(6-13)를 연결하는 토글핀(6-14), 그리고 가동자(6-15)가 고정자(6-16a)(6-16b)에 접촉을 시키기위한 샤프트(Shaft) 어셈블리(6-17), 그리고 샤프트 로테이트 핀(Shaft-Rotate-Pin)(6-18a)(6-18b)에 삽입되어 회전운동을 하는 샤프트 가이드(Shaft Guide)(6-19)와 이에 포함된 캠면(6-20)으로 구성된다.

본 발명의 배선용 차단기 개폐기구부 동작은 다음과 같다. 도 6은 트립(TRIP) 상태를 나타내며, 상기 핸들(6-1)이 레버(Lever)힌지점인 상기 사이드플레이트리벳핀(6-5)을 중심으로 시계방향을 회전을 하면, 도 7a와 같은 오프(OFF) 상태{또는 리셋(RESET) 상태}가 된다. 이 상태에서 핸들(6-1)을 다시 시계반대 방향으로 회전을 시키면 도 7b와 같은 온(ON) 상태가 된다.

상기 온(ON) 상태에서 사고전류 혹은 기타 작용에 의해 상기 가동자(6-15)가 상기 고정자(6-16a)(6-16b)와 융착이 된 후 트립(TRIP) 상태가 되면 도 8a와 같은 상태가 되며, 상기 상태에서 도 8b와 같이 리셋(RESET)을 시도 할 경우 상기 샤프트 가이드(6-19)에 포함된 상기 캠면(8-1)의 둥근 모서리에 상기 레버(6-2)에 포함된 상기 캠면(8-2)의 둥근모서리가 접촉을 하게되어 리셋(RESET)이 불가능하므로 도 8a의 상태로 전환되어 사고의 이상유무를 판단하며, 정상 작동의 경우 상기 샤프트 가이드(6-19)에 포함된 상기 캠면(8-1)의 둥근 모서리와 상기 레버(6-2)에 포함된 상기 캠면(8-2)의 둥근모서리 사이에 미끄럼 운동에 의해 도 7a와 같이 리셋(Reset){또는 오프(OFF)} 동작이 정상적으로 이루어지는 메카니즘(Mechanism)이다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 배선용 차단기의 메카니즘 구조에 의하면, 기구부 자체의 위치점들에 의한 구현에서 오는 불안정적인 문제점을 보완하고, 핸들의 각 위치점인 트립(TRIP)-오프(OFF)-온(ON) 전환에 정밀도를 높이며, 기구부 전체적인 안정성 및 기타 기능들의 성능 을 상승시키는 효과를 가져올 수 있다.

Claims

각 상태 위치를 표시하는 핸들;

상기 핸들의 회전지점을 결정하며 아이소레이션(Isolation) 기능을 하는 캠면을 구비한 레버;

가동자를 고정자에 접촉시키며 샤프트 로테이트 핀(Shaft-Rotate-Pin)이 연결된 샤프트 어셈블리; 및

상기 샤프트 로테이트 핀에 삽입되어 회전운동을 하며 상기 레버의 캠면과 연동하여 아이소레이션 기능을 하는 캠면을 구비한 샤프트 가이드(Shaft Guide);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 메카니즘 구조.