KR20080112092A

KR20080112092A - 누전 경보 부착 배선용 차단기

Info

Publication number: KR20080112092A
Application number: KR1020080019428A
Authority: KR
Inventors: 히사노부 아사노; 히데토 야마가타
Original assignee: 후지 덴키 기기세이교 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2008-12-24
Also published as: JP2009004101A; JP5070949B2; FR2917891A1; CN101329969A; CN101329969B; KR100958988B1

Abstract

본 발명은, 기존의 누전 차단기에 표준 장비되어 있는 누전 트립 유닛의 주요부품을 전용(轉用)하고, 이것에 약간의 부품을 추가한 간이한 구조로 트립 프리 기능을 부여한 누전 경보 부착 배선용 차단기의 누전 경보 유닛을 제공하기 위한 것으로,

영상변류기, 누전 검출 회로, 누전 경보 유닛을 탑재하고, 누전이 생긴 때에 누전 경보를 출력하는 누전 경보 부착 배선용 차단기에서, 그 누전 경보 유닛(15)이 누전 검출 회로(5)의 출력 신호로 작동하는 트립 유닛(16), 해당 트립 유닛의 동작에 연동하는 경보 스위치(12), 리셋 버튼 겸용의 팝업식 누전 표시 버튼(13)으로 이루어지는 것에 있어서, 누전 표시 버튼을 밀어 넣은 채의 구속 상태에서도, 전로에 지락 전류가 흐른 때에는 트립 유닛을 자유롭게 작동시켜서 경보 스위치로부터 누전 경보를 출력시키는 트립 프리 기구의 일부로서, 트립 유닛의 슬라이더(17)에 단체 부품 구조의 캠식 조작 레버(20)를 장비하여 누전 표시 버튼(13)에 연계하고, 해당 조작 레버를 통하여 누전 경보 유닛을 세트, 트립, 리셋, 및 트립 프리의 각 동작에 대응시킨다.

배선용 차단기, 누전 경보 유닛, 트립 프리

Description

누전 경보 부착 배선용 차단기{WIRING CIRCUIT BREAKER HAVING LEAKAGE ALARM}

본 발명은, 차단기 본체에 누전 경보 유닛을 탑재한 누전 경보 부착 배선용 차단기에 관한 것으로, 상세하게는 트립 프리(trip free) 기능을 구비한 누전 경보 유닛의 구성에 관한 것이다.

전로(電路)에 누전 사고가 생긴 경우에도 전원을 끊고 싶지 않은 중요 회로에서는, 누전 차단기를 사용하지 않고 누전 경보 부착 배선용 차단기를 사용하여 전로의 누전 발생을 검지하도록 하고 있다.

이 누전 경보 부착 배선용 차단기로서, 과부하, 단락 보호 기능을 구비한 차단기 본체에 영상(零相)변류기, 누전 검출 회로, 및 누전 경보 릴레이를 탑재하고, 전로에 누전이 생겨서 지락(地絡) 전류가 흐른 때에는, 전로를 단로(斷路)하지 않고 누전 경보 릴레이로부터 누전 경보를 출력하도록 한 구성의 누전 경보 부착 배선용 차단기가 공지이고(예를 들면, 특허 문헌 1 참조), 그 회로도를 도 15에 도시 한다.

도 l5에서, 1은 3상 전로에 접속한 누전 경보 부착 배선용 차단기, 2는 차단기(1)의 주회로(U, V, W상), 3은 주회로(2)의 개폐 접점, 4는 주회로(2)를 1차 도체로 하여 전로의 누전 발생에 의해 주회로(2)에 흐르는 지락 전류를 검출하는 영상변류기, 5는 영상변류기(4)에 접속한 누전 검출 회로, 6은 누전 검출 회로(5)의 출력측에 접속한 누전 릴레이, 6a는 릴레이 접점, 7은 릴레이 접점(6a)의 각 단자로부터 외부로 인출된 누전 경보 출력용의 리드선, 8은 누전 표시용 LED(Light Emitting Diode), 9는 누전 검출 회로(5)의 리셋 버튼, 10은 누전 테스트 버튼이다.

상기한 누전 경보 부착 배선용 차단기(1)에 있어서, 전로에 누전 사고가 발생하여 주회로(2)에 지락 전류가 흐르면, 영상변류기(4)가 지락 전류를 검출한다. 그리고, 지락 전류가 미리 누전 검출 회로(5)에서 설정한 감도 전류를 초과하면 누전 릴레이(6)가 작동하여 그 릴레이 접점(6a)을 전환하여, 출력 리드선(7)을 통하여 외부에 누전 경보를 출력한다. 또한, 동시에 차단기(1)에 마련한 누전 표시용의 LED(8)가 점등한다. 여기서, 누전 릴레이(6)로부터의 누전 경보 출력, LED(8)의 점등은, 회로 차단기(1)에 부설한 상기 리셋 버튼(9)을 눌러서 누전 검출 회로(5)로부터 출력하는 누전 검출 신호를 끊거나, 또는 전로의 전원이 오프가 되고 전기적인 접속 상태가 해제될 때까지 계속한다.

그런데, 누전 릴레이(6)를 장비한 상기한 누전 경보 부착 배선용 차단기(1)에서는, 기능면에서 다음 기재와 같은 문제가 있다. 즉, 회로 차단기(1)의 사용 상 태에서, 리셋 버튼(9)이 눌린 채로 된 불측(不測)의 상태(예를 들면, 리셋 버튼(9)의 동작 불비가 원인으로 버튼이 리셋 위치에 걸려서 자동적으로 세트 위치로 복귀하지 않는, 또한 차단기(1)의 표면에 외부로부터 이물이 묻어서 리셋 버튼(9)이 리셋 위치에 눌린 채로 구속되어 있는 등)에서 전로에 누전이 생긴 경우에는, 누전 검출 회로(5)로부터의 출력이 정지하고 있기 때문에 누전 릴레이(6)가 동작하지 않고, 또한 LED(8)도 점등하지 않는다. 이 때문에, 전로에 발생한 누전 사고가 적확하게 검지될 수 없게 된다.

한편, 상기한 문제에 대처하고, 누전 검출부의 리셋 버튼이 눌린 채로 리셋 위치에 구속된 불측의 상태에서도, 이 동안에 전로에 발생한 누전 사고를 올바르게 검지하여 외부에 누전 경보를 출력할 수 있도록 기능을 업시킨 누전 경보 부착 배선용 차단기가 알려져 있다(특허 문헌 2 참조).

다음에, 상기 특허 문헌 2에 개시되어 있는 경보 부착 배선용 차단기의 회로도를 도 16에 도시한다. 이 누전 경보 부착 배선용 차단기에서는, 도 15에서의 누전 릴레이(6), 누전 표시용 LED(8) 대신에, 다음 기재와 같은 조립체가 되는 누전 경보 유닛을 이용하고 있다. 즉, 트립 코일(전자석)(11), 해당 트립 코일(11)의 동작에 연동하여 외부에 누전 경보를 출력하는 경보 스위치(마이크로 스위치)(12), 리셋 버튼을 겸한 팝업식의 누전 표시 버튼(13), 및 트립 코일(11)의 가동 철심과 누전 표시 버튼(13) 사이를 연계하는 트립 프리 기구(14)로 누전 경보 유닛(15)을 조립하여 구성하고, 이 누전 경보 유닛(15)을 배선용 차단기의 본체 케이스에 탑재하고 있다.

여기서, 트립 프리 기구(14)의 구조, 기능은 특허 문헌 2에 상세하게 기술되어 있고, 누전 표시 버튼(13)에 연결한 트립 바와, 트립 코일(11)의 가동 철심에 연계시킨 트립 레버와, 트립 바와 트립 레버를 연계하는 조작 스프링 부착의 액추에이터(모두 부도시)의 조립체로 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 누전 표시 버튼(13)이 리셋 위치에 밀어 넣은 채의 구속 상태에서도, 이 동안에 전로에 누전 사고가 발생한 경우에는, 누전 표시 버튼(13)에 방해되는 일 없이 트립 코일(11)이 동작하여 경보 스위치(12)를 전환하여, 해당 경보 스위치(12)를 통하여 외부에 누전 경보를 출력한다.

특허 문헌 1 : 일본 특개평2-239533호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특개2001-160354호 공보

상기한 특허 문헌 2의 누전 경보 부착 배선용 차단기에 의하면, 누전 표시 버튼(13)이 리셋 위치에 밀어 넣은 채의 구속 상태에서도, 전로에 누전 사고가 발생한 경우에는 트립 코일(11)이 동작하여 경보 스위치(12)를 전환하여, 그 경보 스위치(12)를 통하여 외부에 누전 경보를 출력할 수 있다. 또한, 이 기능을 「트립 프리 기능」이라고 칭한다.

그러나, 상기 구성의 누전 경보 유닛에서는, 그 중핵을 이루는 트립 프리 기구는 구조가 복잡한 전용 부품의 조립체로서 부품 갯수도 많고, 이 때문에 누전 경보 유닛을 소형, 컴팩트하게 구성하는 것이 곤란한 외에, 제작비도 높은 비용으로 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 상기 과제를 해결하고, 기존의 누전 차단기에 표준 장비되어 있는 누전 트립 유닛의 주요부품을 전용(轉用)하여 이것에 근소한 전용(專用) 부품을 추가함에 의해, 저비용으로 소형 컴팩트한 누전 경보 유닛을 구성하여 특허 문헌 2와 같은 트립 프리 기능을 부여한 누전 경보 부착 배선용 차단기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면, 과부하, 단락 보호 기능을 구비한 배선용 차단기에 영상변류기, 누전 검출 회로, 및 누전 경보 유닛을 탑재하 고, 전로에 누전이 생겨서 지락 전류가 흐른 때에 전로를 단로하지 않고 누전 경보 유닛으로부터 누전 경보를 출력하는 누전 경보 부착 배선용 차단기로서, 상기 누전 경보 유닛이 누전 검출 회로의 출력 신호를 받아서 작동하는 트립 유닛과, 해당 트립 유닛의 동작에 연동하여 외부에 누전 경보를 출력하는 경보 스위치, 및 리셋 버튼 겸용의 팝업식 누전 표시 버튼으로 이루어지는 것에 있어서,

상기 누전 표시 버튼을 밀어 넣은 채의 상태에서 전로에 지락 전류가 흐른 때에, 트립 유닛을 자유롭게 작동시켜서 경보 스위치로부터 누전 경보를 출력시키는 트립 프리 기구의 일부로서, 상기 트립 유닛의 조작단과 누전 표시 버튼 사이를 연계하여 평상시는 누전 표시 버튼을 밀어 넣는 위치(세트 위치)에 결합 고정하여 지지하고, 트립 유닛의 트립 동작에 의해 누전 표시 버튼을 석방(釋放)하여 누전 표시 위치에 팝업시키고, 또한 누전 표시 버튼을 리셋 위치에 밀어 넣은 채의 구속 상태에서도 트립 유닛의 자유로운 동작을 방해하지 않도록 기능하는 캠식 조작 레버를 구비한 것으로 하고(청구항 1), 구체적으로는 상기 캠식 조작 레버를 포함하여 누전 경보 유닛을 다음에 기재하는 바와 같은 양태로 조립하여 구성한다.

(1) 상기 트립 프리 기구의 캠식 조작 레버는, 그 선단부에 누전 표시 버튼을 세트 위치에 결합 고정하여 지지하는 차양형상의 끼워 맞춤 단부, 해당 끼워 맞춤 단부에 직교하는 끼워 맞춤 석방용의 경사 캠면, 및 정부(頂部) 선단에 리셋용의 경사 캠면을 형성하고, 또한 종축의 지축(支軸) 핀, 가세 스프링을 통하여 트립 유닛의 조작단(操作端)에 회동 가능하게 연결한다(청구항 2).

(2) 상기한 트립 유닛은, 가동 철심, 해당 가동 철심을 세트 위치에 흡착 지 지하는 영구자석, 및 역여자(逆勵磁)에 의해 상기 영구자석의 자력을 지우는 여자 코일로 이루어지는 플런저형 전자석과, 상기 가동 철심의 선단 축부에 연결하여 그 일단을 경보 스위치에 대치(對峙)시킨 슬라이더와, 해당 슬라이더와 전자석 사이에 개재시켜 장착한 구동 스프링(압축 코일 스프링)과, 상기 가동 철심의 축상(軸上)에 끼워 삽입하여 가동 철심과 슬라이더 사이에 개재시켜 장착한 복귀 스프링으로 구성한다(청구항 3).

(3) 전항 (2)에 있어서, 슬라이더를 가동 철심의 선단 축부에 유동 가능하게 끼운 다음, 해당 선단 축부와 슬라이더 사이에 축방향의 활주 저항 부재로서 기능하는 고무제의 O링을 개재시켜 장착하여 상호 연결한다(청구항 4).

(4) 상기한 트립 유닛, 경보 스위치, 및 누전 표시 버튼을 유닛 케이스에 조립하고, 또한 이 유닛 케이스에 누전 검출 회로를 포함하는 제어 기판을 탑재하여 누전 경보 유닛을 구성한다(청구항 5).

(5) 상기한 경보 스위치가 유닛 케이스에 카세트식으로 장착하는 마이크로 스위치이고, 이 스위치 장착 위치에서 마이크로 스위치의 액추에이터를 트립 유닛의 슬라이더 선단에 대치시켜서 배치한다(청구항 6).

상기한 구성에 있어서, 트립 코일, 리셋 버튼을 겸용하는 누전 표시 버튼, 경보 스위치, 누전 검출 회로, 및 유닛 케이스 등은, 현재 시장에 전개되어 있는 누전 차단기의 제품에 표준 장비되어 있는 누전 트립 기구의 부품을 전용(轉用)한 것으로, 그 트립 코일에 슬라이더, 트립 프리 기구의 캠식 조작 레버, O링 등의 부품을 추가하여 트립 프리 기능에 대응하는 누전 경보 유닛을 구성하고 있다. 이로써, 새롭게 설계, 제작한 전용(專用) 부품을 조합하여 구성한 특허 문헌 2의 누전 경보 유닛에 비하여 부품 갯수, 제작 비용의 저감화를 도모할 수 있다.

게다가, 본 발명의 누전 경보 유닛은, 재래(在來)의 누전 차단기에 표준 장비되어 있는 누전 트립 기구와 동등한 컴팩트 사이즈로 구성되어 있어, 누전 차단기의 본체 케이스와 같은 외형 사이즈의 배선용 차단기라도 이 누전 경보 유닛을 문제없이 탑재하여 누전 경보 부착 배선용 차단기를 구성할 수 있다,

여기서, 트립 프리 기구의 일부로서, 캠식 조작 레버(청구항 2)를 트립 유닛의 조작단(슬라이더)에 조립하고 누전 표시 버튼 사이를 연계시킴에 의해, 이 단체(單體) 부품의 캠식 조작 레버를 통하여 트립 유닛을 세트, 트립, 리셋, 및 트립 프리의 각 동작에 대응시킬 수 있고, 앞서 기재한 특허 문헌 2의 트립 프리 기구에 비하여 구조를 대폭적으로 간략화할 수 있다.

또한, 트립 유닛의 가동 철심에 대하여, 그 선단 축부와 슬라이더 사이에 축방향의 활주 저항 부재로서 기능하는 O링을 개재시켜 장착하여 상호 연결함(청구항 4)으로써, 리셋 상태로부터 세트 상태로 이행하는 과정에서 구동 스프링(압축 코일 스프링)의 축세(畜勢) 스프링 힘이 순발적(瞬發的)으로 방세(放勢)되는 것을 억제하여, 트립 유닛을 안정적으로 리셋할 수 있다.

또한, 누전 경보 유닛과 이것에 관련되는 누전 검출 회로를 조합하여 각 부품을 유닛 케이스에 일괄 수납하여 조립한 유닛 구성(청구항 5)에 의해, 배선용 차 단기에의 조립 구조가 간단하게 된다.

또한, 경보 스위치를 마이크로 스위치로 하여 누전 경보 유닛의 유닛 케이스에 카세트식으로 장착함(청구항 6)으로써, 경보 스위치의 조립, 메인터넌스성(性)의 간편화를 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도 1 내지 도 14에 도시하는 실시예에 의거하여 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 4는 누전 경보 유닛 전체의 조립 구조도, 도 5 내지 도 7은 트립 유닛, 및 트립 프리 기구의 상세한 구조도, 도 8 내지 도 10은 누전 경보 유닛의 세트 상태, 트립 동작, 트립 프리 동작의 설명도, 도 11 내지 도 13은 트립 유닛의 세트 상태, 트립 동작, 리셋 동작을 도시하는 상세도, 도 14는 누전 경보 부착 배선용 차단기의 회로도이고, 도 16에 대응하는 부재에는 같은 부호를 붙이고 있다.

우선, 도 14에 도시하는 본 발명의 실시예의 회로는, 기본적으로 특허 문헌 2에 개시되어 있는 누전 경보 부착 배선용 차단기의 회로(도 16 참조)와 유사하지만, 트립 코일(11), 해당 트립 코일(11)과 누전 표시 버튼(13) 사이를 연계하는 트립 프리 기구(14), 및 누전 경보 유닛(15)의 조립 구조에 관해서는, 뒤에 기술하는 바와 같이 특허 문헌 2에 개시되어 있는 구조와 다르다.

다음에, 본 발명의 실시예에 의한 누전 경보 유닛의 조립 구조(15)를 도 1 내지 도 4에 도시한다. 누전 경보 유닛(15)은, 크게 나누어 트립 코일(11)에 슬라 이더(17)를 연결한 트립 유닛(16)과, 트립 코일(11)의 동작에 연동하여 외부에 누전 경보를 출력하는 경보 스위치(12)와, 리셋 버튼을 겸한 팝업식의 누전 표시 버튼(13)과, 상기한 슬라이더(17)에 장착하여 슬라이더(17)와 누전 표시 버튼(13) 사이를 연계하는 캠식 조작 레버(트립 프리 기구)(20)와, 이들의 각 부품과 누전 검출 회로(5)를 포함하는 제어 기판을 조립한 유닛 케이스(21)와의 조립체가 된다.

여기서, 상기 유닛 케이스(21)는 하부 케이스(21a), 상부 케이스(21b). 케이스 커버(21c)로 이루어지고, 하부 케이스(21a)에는 트립 유닛(16), 누전 표시 버튼(13), 경보 스위치(12)를 탑재하고, 상부 케이스(21b)에는 누전 검출 회로(5), 누전 테스트 스위치(10a), 정격 감도 전류/동작 시간의 설정 스위치(22)를 구비한 제어 기판(프린트판)(23)을 탑재하여 유닛을 구성하고 있다.

또한, 상기한 트립 코일(11)은, 도 5에서 도시하는 바와 같이 가동 철심(11a), 해당 가동 철심을 세트 위치에 흡착 지지하는 영구자석(11b), 역여자에 의해 영구자석(11b)의 자력을 지우는 여자 코일(11c), 및 자기 요크(11d)로 이루어지는 플런저형 전자석이다. 또한, 이 트립 코일(11)의 가동 철심(11a)의 선단 축부(11a-1)에 슬라이더(17)를 연결한 다음, 해당 슬라이더(17)와 트립 코일(11)의 프레임(11e) 사이에 걸친 구동 스프링(18)(압축 코일 스프링으로서, 그 스프링 힘은 영구자석(11b)에 의한 가동 철심(11a)의 흡착력보다도 작게 설정되어 있다)을 개재시켜 장착하도록 가동 철심(11a)에 삽입하고, 또한 가동 철심(11a)에 형성한 잘록한 부분의 단부(段部)와 슬라이더(17) 사이에 유동 가능하게 끼운 복귀 스프링(코일 스프링)(19)으로 트립 유닛(16)을 구성하고 있다.

또한, 상기 가동 철심(11a)은 그 선단 축부(11a-1)를 슬라이더(17)에 천공한 단(段)이 있는 연결구멍(17b)에 끼워 삽입하고 나서, 가동 철심(11a)의 잘록한 부분 주면(周面)과 슬라이더(17)에 천공한 연결구멍(17b)의 내주면 사이에는 축방향의 활주 저항 부재로서 기능하는 탄성재(예를 들면 고무제)의 O링(26)을 개재시켜 장착하고, 해당 O링(26)을 통하여 가동 철심(11a)과 슬라이더(17) 사이를 연결하고 있다. 또한, 슬라이더(17)의 형상은 L형이고, 측방으로 연재한 다리부를 유닛 케이스(21)의 하부 케이스(21a)의 측면에 형성한 가이드 레일로 전후 방향으로 슬라이드 가능하게 안내 지지하고 있다.

또한, 팝업식의 누전 표시 버튼(13)은, 그 기부(基部)로부터 측방으로 끼워 맞춤 돌기(13a)가 돌출하고, 구동 스프링(압축 코일 스프링)(13b)과 조합하여 상기 유닛 케이스(21)의 하부 케이스(21a)에 상하 가동(可動)하게 장착 지지되어 있다.

한편, 본 발명의 중핵 부품인 캠식 조작 레버(20)는, 도 6에서 도시하는 바와 같이 레버 선단부에 차양형상으로 돌출한 끼워 맞춤 단부(20a)와, 해당 끼워 맞춤 단부(20a)의 하면에 직교하여 대략 전후 방향에 형성한 석방용 경사 캠면(20b)과, 끼워 맞춤 단부(20a)의 차양(庇) 윗면에 형성한 리셋용 경사 캠면(20c)을 가지며, 레버 기부(基部)에 세로 방향의 관통축구멍(20d)을 형성한 구조가 된다. 그리고, 조작 레버(20)는 5에서 도시하는 바와 같이 지축 핀(24), 및 조작 레버(20)를 누전 표시 버튼(13)의 끼워 맞춤 돌기(13a)를 향하여 가압하는 가세 스프링(비틀림 코일 스프링)(25)을 통하여 상기 슬라이더(17)에 회동 가능하게 장착되어 있다.

또한, 도 1로 되돌아와, 경보 스위치(12)는 그 케이스 하면에 액추에이터가 돌출하고, 상부로부터 리드선(7)을 인출한 마이크로 스위치이고, 유닛 케이스(21)의 하부 케이스(21a)의 측면에 형성한 포켓형상의 오목개소에 카세트식으로 삽입하여 장착한다. 이 장착 위치에서는, 상기 슬라이더(17)의 선단부(17a)(도 5 참조)가 유닛 케이스(21)의 측벽을 관통하여 경보 스위치(12)의 액추에이터에 대치한다.

도 7(a) 내지 (c)는 상기 누전 경보 유닛(15)의 트립 유닛(16)과 누전 표시 버튼(13)의 연계를 도시하는 조립도이다. 여기서, 트립 코일(11)의 가동 철심(11a)이 세트 위치에 흡착 지지되고, 또한 누전 표시 버튼(13)을 밀어 넣은 도시(圖示) 상태(세트 상태)에서는, 슬라이더(17)에 장착한 캠식 조작 레버(20)의 끼워 맞춤 단부(20a)가 누전 표시 버튼(13)의 끼워 맞춤 돌기(13a) 위에 겹쳐져 누전 표시 버튼(13)을 밀어 넣는 위치에 결합 고정하여 지지하고 있다.

다음에, 누전 경보 유닛(15)의 세트 상태 및 트립, 트립 프리의 각 동작을 도 8 내지 도 10에서 설명한다. 또한, 도 11 내지 도 13에 세트 상태, 트립 동작, 및 리셋 동작에 대응한 트립 유닛(16)을 도시한다.

우선, 도 8(a) 내지 (e), 및 도 11(a), (b)는 정상시의 세트 상태(도 7 참조)를 나타내고 있다. 이 세트 상태에서는 트립 코일(11)의 가동 철심(11a)에 연결한 슬라이더(17)가 도시(圖示)의 좌측으로 끌어 당겨져서 가동 철심(11a)은 영구자석(11b)에 흡착 지지되고, 이 흡착 위치에서 슬라이더(17)의 선단부(17a)가 경보 스위치(12)를 ON으로 함과 함께, 슬라이더(17)에 장착한 캠식 조작 레버(20)의 끼워 맞춤 단부(20a)가 누전 표시 버튼(13)의 끼워 맞춤 돌기(13a)에 끼워 맞춤하여 해당 표시 버튼(13)을 밀어 넣은 세트 위비치에 구속 지지한다.

이 상태로부터 전로에 누전이 생겨서 배선용 차단기(1)(도 14 참조)의 주회로(2)에 지락 전류가 흐르면, 이 지락 전류를 영상변류기(4)가 검출하고, 누전 검출 회로(5)를 통과하여 트립 코일(11)의 코일(11c)을 역여자한다. 이로써, 영구자석(11b)의 자력이 지워지고, 가동 철심(11a)에 연결한 슬라이더(17)가 구동 스프링(18)의 스프링 힘을 받아서 도 9의 트립 위치로 이동하고, 경보 스위치(12)를 OFF로 전환하여 누전 경보(전기 신호)를 외부에 출력한다(도 9(e) 참조). 또한, 이 경우에 슬라이더(17)에 연결한 가동 철심(11a)도 슬라이더(17)와 함께 트립 위치로 이동한다(도 12(a), (b) 참조). 또한 동시에, 슬라이더(17)에 장착한 캠식 조작 레버(20)는, 석방용 경사 캠면(20b)을 누전 표시 버튼(13)의 끼워 맞춤 돌기(13a)에 눌러대면서 가세 스프링(25)에 대항하여 시계방향으로 회동하고, 끼워 맞춤 단부(20a)와 끼워 맞춤 돌기(13a) 사이의 끼워 맞춤을 석방한다.

이로써, 누전 표시 버튼(13)은 밀어 넣음의 구속이 풀려서 구동 스프링(13b)의 스프링 힘에 의해 팝업 동작하고, 버튼(13)의 선단을 차단기 케이스로부터 상방으로 돌출시켜서 누전이 생긴 것을 표시한다. 또한, 이 팝업 동작으로 누전 표시 버튼(13)의 끼워 맞춤 돌기(13a)가 캠식 조작 레버(20)로부터 상방으로 이행하면, 조작 레버(20)는 가세 스프링(25)의 스프링 힘을 받아서 반시계 방향으로 회동하여 끼워 맞춤 돌기(13b)의 하측으로 잠입(潛入)한다. 또한, 누전 경보 유닛(15)의 트립 동작에서는 누전 경보를 발할 뿐, 배선용 차단기(1)의 주회로 접점(3)은 닫힌 채로 전로를 차단하지 않는다.

그리고, 이 트립 동작에 의한 누전 경보를 확인하여 관리자가 전로의 누전 발생 원인을 점검, 수복한 다음, 차단기 케이스로부터 돌출하여 있는 누전 표시 버튼(13)을 밀어 넣어 리셋 조작하면, 트립 유닛(16)은 다음 기재와 같이 동작하여 당초의 세트 상태로 복귀한다. 즉, 도 9의 트립 동작 상태에서 누전 표시 버튼(13)을 밀어 넣으면, 끼워 맞춤 돌기(13a)가 상방에서 캠식 조작 레버(20)의 리셋용 경사 캠면(20c)을 누른다. 이로써, 슬라이더(17)는 구동 스프링(18)을 압축하면서 도 13a의 좌방향으로 이동하고, 동시에 슬라이더(17)가 복귀 스프링(19)을 통하여 트립 코일의 가동 철심(11a)을 밀어 되돌리면, 가동 철심(11a)은 세트 위치로 되돌아와 영구자석(11b)에 흡착 지지된다. 또한, 이 리셋 동작의 과정에서는, 앞에 기재한 O링(26)이 슬라이더(17)의 연결구멍(17b)의 구멍 내주면을 활주하여 도 13(b)의 위치로 이동한다.

또한, 도 13의 위치에서 누전 표시 버튼(13)을 더욱 깊게 밀어 넣으면, 끼워 맞춤 돌기(13a)가 캠식 조작 레버(20)에 형성한 끼워 맞춤 단부(20a)의 선단을 타고넘어 그 하측의 경사 캠면(20b)에 맞닿는다. 동시에 상기한 리셋 동작에 의해 축세(蓄勢)되어 있던 구동 스프링(18)의 스프링 힘을 받아서 슬라이더(17)가 우방향으로 이동하여 당초의 세트 상태로 복귀한다.

또한, 이 경우에 구동 스프링(18)에 축세(蓄勢)되어 있던 스프링 힘이 순발적으로 방출하고, 이 방출 스프링 힘이 과도적으로 트립 코일(11)의 가동 철심(11a)을 흡착 지지하고 있는 영구자석(11b)의 자력을 극복하게 되면, 슬라이더(17)에 연결되어 있는 가동 철심(11a)이 트립 위치로 이동하여 누전 경보 유닛이 트립 동작하여 버릴 우려가 있다. 이러한 점, 도시한 실시예에서는 가동 철심(11a) 의 선단 축부(11a-1)와 슬라이더(17) 사이에 활주 저항 부재로서 기능하는 O링(26)이 개재시켜 장착되어 있고, 이 O링(26)이 슬라이더(17)의 연결구멍(17b)의 구멍 내주면을 활주함으로써 슬라이더(17)를 통하여 가동 철심(11a)을 영구자석(11b)으로부터 떼어놓는 구동 스프링(18)의 스프링 힘의 방출에 브레이크가 걸린다. 이로써, 가동 철심(11a)을 세트 위치에 흡착 지지한 채로, 슬라이더(17)가 세트 위치로 복귀하여 일련의 리셋 조작을 안전하게 행할 수 있다.

다음에, 본 발명의 주목적인 누전 경보 유닛(15)의 트립 프리 동작을 도 10(a) 내지 (e)로 설명한다. 즉, 도 10(a)와 같이 누전 표시 버튼(13)의 위에 이물(異物)(27)(예를 들면, 배선용 차단기(1)를 수납한 판넬의 문 등)이 묻어서 누전 표시 버튼(13)이 밀어 넣는 위치에 구속된 채의 상태에서, 전로에 누전이 생겨서 트립 코일(11)이 역여자되면, 구동 스프링(18)(도 5 참조)의 스프링 힘을 받아서 슬라이더(17)가 트립 위치를 향하여 이동한다. 이 경우에 슬라이더(17)에 장착한 캠식 조작 레버(20)는, 그 석방용 경사 캠면(20b)이 누전 표시 버튼(13)의 끼워 맞춤 돌기(13a)에 눌려 후퇴하여 시계 방향으로 회동한다(도 10(b) 참조). 이로써, 캠식 조작 레버(20)의 측면이 끼워 맞춤 돌기(13a)에 겹친 상태 그대로(도 10(d) 참조), 슬라이더(17)가 누전 표시 버튼(13)에 방해받는 일 없이 트립 위치로 이동하여 경보 스위치(12)를 OFF로 전환한다. 이로써, 누전 표시 버튼(13)은 밀어 넣은 채여서 누전 표시는 기능하지 않지만, 경보 스위치(12)를 통과하여 외부에 누전 경보를 출력할 수 있다.

이상의 설명으로 알수 있는 바와 같이, 도시한 실시예의 누전 경보 유닛(15) 에 의하면, 트립 프리의 기능 수단의 일부로서 도 5, 도 6에서 기술한 단체 구조 부품이 되는 캠식 조작 레버(20)를 트립 유닛(16)의 조작단(슬라이더(17))에 장착하고 누전 표시 버튼(13) 사이를 연계시킴에 의해, 이 캠식 조작 레버(20)를 통하여 누전 경보 유닛(15)을 세트, 트립, 리셋, 및 트립 프리 동작에 대응시킬 수 있다.

게다가, 그 구조는 앞에 기재한 특허 문헌 2에 개시되어 있는 트립 프리 기구에 비하여 부품 갯수도 적어도 좋고, 또한 트립 코일(11), 누전 표시 버튼(13) 등의 부품은 기존의 누전 차단기에 표준 장비되어 있는 부품을 그대로 전용(轉用)하여 사용할 수 있어, 누전 경보 유닛은 염가로 제작할 수 있다. 또한, 도 1에서 기술한 바와 같이 도시한 실시예의 조립 구조에서는, 누전 경보 유닛(15)의 구성 부품과 함께, 누전 검출 회로(5), 테스트 버튼(10), 감도 전류/동작 시간 설정 스위치(22) 등을 장비한 제어 기판(23)을 유닛 케이스(21)에 탑재하여 유닛을 구성함에 의해, 장치 전체의 소형, 컴팩트화를 도모할 수 있는 외에, 해당 유닛을 옵션품으로서 배선용 차단기에 추가 장비하는 것에도 간단하게 대응할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 누전 경보 유닛의 조립 구조를 도시하는 분해 사시도

도 2는 도 1의 누전 경보 유닛의 조립 상태의 외관 사시도

도 3은 도 2의 측면도

도 4는 도 3에서의 화살표시에서 본 X-X 단면도

도 5는 도 1에서의 트립 유닛 및 누전 표시 버튼의 분해 사시도

도 6은 도 5에서의 캠식 조작 레버의 상세 구조를 도시하는 외형 사시도

도 7은 도 5의 조립 상태도로서, (a)는 측면도, (b)는 (a)에서의 주요부의 저면도, (c)는 (b)의 화살표시에서 본 Y-Y 단면 확대도

도 8은 본 발명 실시예의 누전 경보 유닛의 세트 상태도로서, (a)는 유닛의 측면도, (b)와 (c)는 트립 유닛의 사시도 및 저면도, (d)는 (c)에서의 A부분 확대도, (e)는 경보 스위치의 회로도

도 9는 본 발명 실시예의 누전 경보 유닛의 트립 동작도로서, (a)는 유닛의 측면도, (b)와 (c)는 트립 유닛의 사시도 및 저면도, (d)는 (c)에서의 B부분 확대도, (e)는 경보 스위치의 회로도

도 10은 본 발명 실시예의 누전 경보 유닛의 트립 프리 동작도로서, (a)는 유닛의 측면도, (b)와 (c)는 트립 유닛의 사시도 및 저면도, (d)는 (c)에서의 C부분 확대도, (e)는 경보 스위치의 회로도

도 11은 도 8의 세트 상태에 대응한 트립 유닛의 상세도로서, (a)는 트립 유 닛 조립체를 저면측에서 본 횡단면도, (b)는 (a)의 P부분 확대도

도 12는 도 9의 트립 동작에 대응한 트립 유닛의 상세도로서, (a)는 트립 유닛 조립체를 저면측에서 본 횡단면도, (b)는 (a)의 P부분 확대도

도 13은 리셋 동작에 대응한 트립 유닛의 상세도로서, (a)는 트립 유닛 조립체를 저면측에서 본 횡단면도, (b)은 (a)의 P부분 확대도

도 14는 본 발명의 실시예에 의한 누전 경보 부착 배선용 차단기의 회로도

도 15는 종래의 누전 릴레이를 탑재한 누전 경보 부착 배선용 차단기의 회로도

도 16은 종래의 누전 경보 유닛을 탑재한 누전 경보 부착 배선용 차단기의 회로도

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 누전 경보 부착 배선용 차단기

2 : 주회로

4 : 영상변류기

5 : 누전 검출 회로

10: 테스트 버튼

11 : 트립 코일

11a : 가동 철심

11b : 영구자석

11c : 여자 코일

12 : 경보 스위치

13 : 누전 표시 버튼

13a : 끼워 맞춤 돌기

13b : 버튼의 구동 스프링

14 : 트립 프리 기구

15 : 누전 경보 유닛

16 : 트립 유닛

17 : 슬라이더

18 : 구동 스프링

19 : 복귀 스프링

20 : 캠식 조작 레버

20a : 끼워 맞춤 단부

20b : 석방용 경사 캠면

20c : 리셋용 경사 캠면

21 : 유닛 케이스

23 : 제어 기판

24 : 캠식 조작 레버의 지축 핀

25 : 캠식 조작 레버의 가세 스프링

26 : O링

Claims

과부하, 단락 보호 기능을 구비한 배선용 차단기에 영상변류기, 누전 검출 회로, 및 누전 경보 유닛을 탑재하고, 전로에 누전이 생겨서 지락 전류가 흐른 때에 전로를 단로하지 않고 누전 경보 유닛으로부터 누전 경보를 출력하는 누전 경보 부착 배선용 차단기이고,

상기 누전 경보 유닛이, 누전 검출 회로의 출력 신호를 받아서 작동하는 트립 유닛과, 해당 트립 유닛의 동작에 연동하여 외부에 누전 경보를 출력하는 경보 스위치, 및 리셋 버튼 겸용의 팝업식 누전 표시 버튼으로 이루어지는 것에 있어서,

상기 누전 표시 버튼을 밀어 넣은 채의 상태에서 전로에 지락 전류가 흐른 때에, 트립 유닛을 자유롭게 작동시켜서 경보 스위치로부터 누전 경보를 출력시키는 트립 프리 기구의 일부로서, 상기 트립 유닛의 조작단과 누전 표시 버튼 사이를 연계하여 평상시는 누전 표시 버튼을 밀어 넣는 위치에 결합 고정하여 지지하고, 트립 유닛의 동작에 의해 누전 표시 버튼을 석방하여 누전 표시 위치에 팝업시키고, 또한 누전 표시 버튼을 밀어 넣은 채의 구속 상태에서도 트립 유닛의 자유로운 동작을 방해하지 않도록 기능하는 캠식 조작 레버를 마련한 것을 특징으로 하는 누전 경보 부착 배선용 회로 차단기.
제 1항에 있어서,

트립 프리 기구의 캠식 조작 레버는, 그 선단부에 누전 표시 버튼을 세트 위 치에 결합 고정하여 지지하는 차양 형상의 끼워 맞춤 단부, 해당 끼워 맞춤 단부에 직교하는 끼워 맞춤 석방용의 경사 캠면, 및 정부 선단에 리셋용의 경사 캠면을 형성하고, 또한 종축의 지축 핀, 가세 스프링을 통하여 트립 유닛의 조작단에 회동 가능하게 연결한 것을 특징으로 하는 누전 경보 부착 배선용 회로 차단기.
제 1항에 있어서,

트립 유닛이, 가동 철심, 해당 가동 철심을 세트 위치에 흡착 지지하는 영구자석, 및 역여자에 의해 상기 영구자석의 자력을 지우는 여자 코일로 이루어지는 플런저형 전자석과, 상기 가동 철심의 선단 축부에 연결하여 그 일단을 경보 스위치에 대치시킨 슬라이더와, 해당 슬라이더와 전자석 사이에 개재시켜 장착한 구동 스프링과, 상기 가동 철심의 축상에 끼워 삽입하여 슬라이더 사이에 개재시켜 장착한 복귀 스프링으로 구성한 것을 특징으로 하는 누전 경보 부착 배선용 회로 차단기.
제 3항에 있어서,

슬라이더를 가동 철심의 선단 축부에 유동 가능하게 끼운 다음에, 해당 선단 축부와 슬라이더와의 사이에 축방향의 활주 저항 부재로서 기능하는 O링을 개재시켜 장착하여 상호 연결한 것을 특징으로 하는 누전 경보 부착 배선용 차단기.
제 1항에 있어서,

트립 유닛, 경보 스위치, 및 누전 표시 버튼을 누전 경보 유닛의 유닛 케이스에 조립하고, 또한 해당 유닛 케이스에 누전 검출 회로를 포함하는 제어 기판을 탑재하여 누전 경보 유닛을 구성한 것을 특징으로 하는 누전 경보 부착 배선용 회로 차단기.
제 5항에 있어서,

경보 스위치가 유닛 케이스에 카세트식으로 장착하는 마이크로 스위치이고, 이 스위치 장착 위치에서 마이크로 스위치의 액추에이터를 트립 유닛의 슬라이더 선단에 대치시켜서 배치한 것을 특징으로 하는 누전 경보 부착 배선용 차단기.