KR20090011579A

KR20090011579A - 배선용 차단기의 개폐기구

Info

Publication number: KR20090011579A
Application number: KR1020070075284A
Authority: KR
Inventors: 박진영
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2009-02-02
Also published as: KR100928931B1

Abstract

배선용 차단기의 개폐기구가 개시된다.

본 발명 배선용 차단기의 개폐기구 는, 다수의 회전축 지지수단을 구비한 두 장의 사이드플레이트; 상기 두 장의 사이드플레이트 사이에 위치하며 상기 사이드플레이트와 평행하게 회전가능한 레버; 상기 레버의 회전에 연동되어 회전하며 상기 사이트플레이트에 고정된 래치;상기 래치와 선택적으로 접속하는 래치홀더; 및 상기 래치홀더를 탄성바이어스하는 래치홀더스프링;을 포함하며, 상기 래치홀더스프링은 상기 배선용 차단기가 오프(리셋)상태에 있을 때, 상기 래치에 의해 상기 래치홀더에 작용하는 회전모멘트보다 상기 래치홀더스프링에 의해 상기 래치홀더에 작용하는 회전모멘트가 크거나 같도록 하는 탄성강도를 갖는 탄성부재로 구성된다.

이에 의하면, 배선용 차단기가 오프(리셋)상태에 있을 때 트립버튼에 의해 배선용 차단기가 트립이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 레버를 이용해 배선용 차단기를 트립상태에서 오프(리셋)상태로 전환할 때 조작력의 상이함으로 인한 불편을 감소시키게 된다. 또한, 배선용 차단기가 오프(리셋)상태에 있을 때 레버리셋핀에 걸리는 외력을 감소시켜 레버리셋핀의 변형을 방지할 수 있다.

배선용 차단기, 개폐기구, 래치홀더스프링

Description

배선용 차단기의 개폐기구{SWITCHING MECHANISM IN A MOLDED CASE CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 배선용 차단기의 개폐기구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배선용 차단기가 오프(리셋)상태에 있을 때에는 배선용 차단기의 커버에 구비된 트립버튼을 이용하여 트립을 시도하더라도 트립이 발생하지 않도록 하는 구성를 가진 배선용 차단기의 개폐기구에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 차단기(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)는 전기적으로 과부하 상태 시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기기기이다. 이러한 배선용 차단기에서 일정한 전류를 흐르기 위한 구성은 핸들의 다음과 같은 조작, 즉 트립-오프(리셋)-온에 의해 투입 완료가 되어 통전 상태가 유지되며, 투입해제를 위해서는 핸들을 오프위치로 조작하거나 외부의 트립장치를 이용하여 개로시킨다. 이때 트립을 시키는 일반적인 방법은 트립기능을 가지는 트립버튼을 이용한다.

한편, IEC(International Electrotechnical Commission, 국제 전기 표준 회의)의 규격에 의하면 트립장치의 정상작동 여부를 확인하는 방법으로는 오프(리셋) 상태가 아닌 온상태에서 동작을 검증하는 것을 원칙으로 한다. 따라서 오프상태에서 트립버튼을 눌러 트립을 시도하더라도 배선용 차단기의 핸들이 오프위치를 그대로 유지해야 하는 구조를 갖는 것이 필요하다.

이하, 일반적인 배선용 차단기의 구성을 간략히 소개한다.

일반적으로 배선용 차단기는 부품을 수납하는 케이스와 그 상측에 커버가 결합되어 있고, 케이스와 커버의 내측에는 전로를 기구적으로 온, 트립, 오프시키는 개폐기구부, 이상전류 및 사고전류의 발생시 이를 검출하여 전로를 차단시키는 트립장치부 및 차단시 접점 간에 발생하는 아크를 소멸시켜주는 소호장치부로 구성된다.

여기서 상기 개폐기구부는 각 상태 위치를 표시하는 핸들, 회전지점을 결정하는 레버, 오프상태로 리셋(RESET)을 위한 레버리셋핀, 레버를 지지하는 사이드플레이트 및 사이드플레이트 리벳, 사이드플레이트에 지지되는 래치홀더 핀, 래치홀더 핀에 회전가능하게 결합되는 래치홀더, 래치홀더와 선택적으로 접속되는 래치, 사이드플레이트에 고정되며 래치를 회전가능하게 고정하는 래치핀, 투입 및 개방을 위한 메인스프링, 메인스프링이 고정되는 메인스프링 핀, 상부링크, 하부링크, 상부링크와 하부링크를 연결하는 토글핀 및 가동접촉자가 고정접촉자에 접촉을 유지하기 위한 샤프트 어셈블리로 구성된다.

이하, 도면을 참조하여 일반적인 배선용 차단기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 배선용 차단기의 오프(리셋)상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 있어서 요부를 확대한 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 트립위치에 있던 상기 핸들(11)이 상기 레버(13)의 회전축인 상기 사이드플레이트핀(42)을 중심으로 도면상의 시계방향 회전을 하면서 오프(리셋)위치로 이동하면 상기 레버리셋핀(15)은 상기 래치(21)의 커브(21a)를 밀게되고, 래치(21)는 래치핀(23)을 중심으로 시계방향으로 회전하면서 래치홀더(31)와 접속하게 된다. 이로써 배선용 차단기는 오프(리셋)상태가 된다. 그러나, 이런 상태에서는 트립버튼에 의해 래치홀더(31)과 네일(33)의 구속이 해체되면서 트립이 일어나게 된다. 따라서, 별개의 트립방지구조가 필요하게 된다. 종래의 배선용 차단기는 트립방지를 위해 래치(21)가 래치홀더(31)와 접속하여 오프(리셋)상태가 된 후에도 핸들(11)을 시계방향으로 더 회전시켜 오프(리셋)상태에서 트립버튼에 의한 트립을 방지하게 된다. 도 2를 참조하여 상세히 설명하면, 종래 배선용 차단기에 있어서, 래치(21)는 핸들(11)의 회전력을 레버리셋핀(15)에 의해 래치에 전달하기 위한 배선용 차단기의 바닥 방향으로 만곡된 곡면(제1곡면)(21a)외에, 배선용 차단기의 커버방향으로 볼록하게 형성된 곡면(제2곡면)(22b)을 더 구비하고 있으며, 종래 배선용 차단기가 오프(리셋)상태일 때, 레버리셋핀(15)은 상기 제2곡면(21b)위에 위치하며, 래치(21)가 시계방향으로 더 회전할 수 있도록 힘을 제공하게 된다. 따라서, 트립버튼에 의해 네일(33)을 회전시키더라도, 래치홀더(31)의 회전을 유발하지 못하므로 래치(21)와 래치홀더(31)의 구속을 해체시키지 못하게 되고 따라서 트립이 발생되지 않게 된다.

하지만, 종래의 배선용 차단기의 개폐기구 중 상기 레버리셋핀(15)은 상기 핸들(11)이 오프위치에 있을 때 외력이 항상 가해지고 있으므로 그 특성변화 및 변형이 발생하게 되어 그 동작성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래 배선용 차단기의 개폐기구 중 상기 래치(15)는 제1곡면(21a)와 제2곡면(21b)를 구비하고 있는데, 이 경우 상기 핸들(11)을 조작하여 오프(리셋)위치로 이동할 때 레버리셋핀(15)은 상기 제2곡면(21b)의 최고점을 지나게 되므로 제2곡면(21b)의 최고점을 지나기 위한 큰 조작력이 필요하게 되는 불편한 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래 배선용 차단기의 개폐기구의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서,

첫째, 배선용 차단기가 오프(리셋)상태일 때, 트립버튼에 의한 트립이 일어나는 것을 방지하는 구조를 가지면서, 레버리셋핀에 작용하는 외력을 감소시키는 배선용 차단기의 개폐기구를 제공하는데 목적이 있다.

둘째, 배선용 차단기가 오프(리셋)상태일 때, 트립버튼에 의한 트립이 일어나는 것을 방지하는 구조를 가지면서, 핸들을 조작하여 오프(리셋)위치로 이동시킬 때 필요한 큰 조작력이 제거된 배선용 차단기의 개폐기구를 제공하는데 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명인 배선용 차단기의 개폐기구는, 다수의 회전축 지지수단을 구비한 두 장의 사이드플레이트; 상기 두 장의 사이드플레이트 사이에 위치하며 상기 사이드플레이트와 평행하게 회전가능한 레버; 상기 레버의 회전에 연동되어 회전하며 상기 사이트플레이트에 고정된 래치; 상기 래치와 선택적으로 접속하는 래치홀더; 및 상기 래치홀더를 탄성바이어스하는 래치홀더스프링;을 포함하며, 상기 래치홀더스프링은 상기 배선용 차단기가 오프(리셋)상태에 있을 때, 상기 래치에 의해 상기 래치홀더에 작용하는 회전모멘트보다 상기 래치홀더스프링에 의해 상기 래치홀더에 작용하는 회전모멘트가 크거나 같도록 하는 탄성 강도를 갖는 탄성부재로 구성된다. 이에 의해서 배선용 차단기가 오프(리셋)상태일 때, 트립버튼에 의한 트립이 일어나는 것을 방지하는 구조를 가지면서, 레버리셋핀에 작용하는 외력이 감소되거나 제거되어 레버리셋핀의 동작의 안정성을 보장하게 된다.

여기서, 상기 래치는, 하나의 곡면만을 구비하게 된다. 이에 의해서, 종래 핸들을 조작하여 오프(리셋)위치로 이동시킬 때 필요한 조작력을 제거하게 된다.

한편, 상기 사이드플레이트는, 상기 배선용차단기가 오프(리셋)상태일 때 상기 레버와 상기 배선용 차단기의 가상의 수직선이 이루는 각이 소정의 각도를 넘지 않도록 저지수단을 구비한다.

여기서, 상기 저지수단은 상기 사이트플레이트의 테두리 일측과 상기 레버의 테두리 일측이 맞닿도록 하여 상기 레버의 회전을 제한하게 된다. 이에 의해서 상기 래치홀더스프링의 강도가 과도하게 크게 되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 구성에 의해, 본 발명의 따른 배선용 차단기에 의하면,

첫째, 배선용 차단기가 오프(리셋)상태일 때, 트립버튼에 의한 트립이 일어나는 것을 방지하는 구조를 가지며, 레버리셋핀에 작용하는 외력을 감소시키게 된다.

둘째, 배선용 차단기가 오프(리셋)상태일 때, 트립버튼에 의한 트립이 일어나는 것을 방지하는 구조를 가지며, 핸들을 조작하여 오프(리셋)위치로 이동시킬 때 필요한 큰 조작력을 제거되어 사용자가 핸들을 조작하는 것이 용이해진다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 개폐기구를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 개폐기구의 내부구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기가 오프(리셋)상태일 때를 나타낸 도면이고, 도 5은 도 4에 있어서 요부를 확대한 사시도이고, 도 6은 도 4에 있어서 래치홀더에 작용하는 외력을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 개폐기구는, 다수의 회전축 지지수단을 구비한 두 장의 사이드플레이트(141)과, 상기 두 장의 사이드플레이트(141) 사이에 위치하며 상기 사이드플레이트(141)와 평행하게 회전가능한 레버(113)와, 상기 레버(113)의 회전에 연동되어 회전하며 상기 사이트플레이트(141)에 고정된 래치(121)와, 상기 래치(121)와 선택적으로 접속하는 래치홀더(131)와, 상기 래치홀더(131)를 탄성바이어스하는 래치홀더스프링(132)을 포함하며, 상기 래치홀더스프링(132)은 상기 배선용 차단기가 오프(리셋)상태에 있을 때, 상기 래치(121)에 의해 상기 래치홀더(131)에 작용하는 회전모멘트보다 상기 래치홀더스프링(132)에 의해 상기 래치홀더(131)에 작용하는 회전모멘트가 크거나 같도록 하는 탄성강도를 갖는 탄성부재로 구성된다.

상기 래치(121)는 하나의 곡면(121a)만을 구비하며, 래치핀(123)을 중심으로 회전가능하게 고정된다. 또한, 상기 래치(121)의 회전에 따라 선택적으로 상기 래치홀더(131)와 접속하게되며, 상기 래치(121)와 상기 래치홀더(131)의 접속을 유지 하도록 상기 래치홀더(131)을 상기 래치홀더스프링(132)이 탄성바이어스하게 된다.

상기 사이드플레이트(141)는, 배선용 차단기의 개폐기구의 양측면을 구성하며, 그 사이에 상기 개폐기구의 구성요소를 포함하게 된다. 또한 상기 사이드플레이트(141)는 상기 배선용 차단기가 오프(리셋)상태일 때 상기 레버(113)와 상기 배선용 차단기의 가상의 수직선이 이루는 각이 소정의 각도를 넘지 않도록 저지수단(144)을 구비한다.

이하, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 개폐기구의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3은 배선용 차단기가 트립상태에 있을 때를 나타낸 것이다. 여기서 사용자에 의해 핸들(111)이 사이드플레이트핀(143)을 중심으로 도면상의 시계방향으로 회전되면, 레버리셋핀(115)은 래치(121)에 구비된 하나의 곡면(121a)을 밀게되고, 상기 래치(121)는 래치핀(123)을 중심으로 도면상 시계방향으로 회전하게 된다.

상기 래치(121)의 회전이 더 진행되면, 도 4와 같이 배선용 차단기는 오프(리셋)상태가 된다. 즉, 상기 래치(121)의 걸림편(121b)이 상기 래치홀더(131)의 걸림턱(131a)에 걸리게 되어 상기 래치(121)는 도면상 반시계방향으로의 회전을 제약받게 된다. 한편, 이 상태는 상기 래치홀더(131)를 탄성바이어스하는 래치홀더스프링(133)과 상기 래치홀더(131)의 타단과 접촉되어 지지되는 네일(133)에 의해 유지된다.

이때, 도 5에 보인 바와 같이, 상기 레버리셋핀(115)는 상기 래치(121)의 최 고점을 넘지 않게 된다. 따라서, 상기 핸들(111)을 오프(리셋)위치로 회전될 때 큰 조작력이 필요하지 않게 된다.

한편, 상기 래치홀더(131)를 탄성바이어스하는 상기 래치홀더스프링(133)은 상기 래치(121)에 의해 상기 래치홀더(131)에 작용하는 회전모멘트보다 상기 래치홀더스프링(133)에 의해 상기 래치홀더(131)에 작용하는 회전모멘트가 크거나 같도록 하는 탄성강도를 갖는 탄성부재로 구비되므로, 도 6과 같이 상기 래치홀더(131)에 작용하는 회전모멘트의 합은 영(0)이거나 상기 래치홀더(131)가 반시계방향으로 회전시키려는 회전모멘트가 된다. 따라서, 트립버튼에 의해 상기 네일(133)의 일단부(도 4의 화살표)에 힘이 작용하여 상기 네일(133)이 도면상의 시계방향으로 회전하더라도, 상기 래치홀더(131)에는 상술한 바와 같이 영(0) 또는 상기 래치홀더(131)가 반시계방향으로 회전시키려는 회전모멘트가 작용하게 되므로, 상기 래치홀더(131)의 시계방향회전이 유발되지 않는다. 따라서, 상기 래치(121)와 상기 래치홀더(131)의 접속이 해체되지 않으므로, 트립이 발생하지 않게 된다.

또한, 상기 사이드플레이트(141)에 구비된 저지수단(144)은 상기 배선용 차단기가 오프(리셋)상태일 때 상기 레버(113)와 상기 배선용 차단기의 가상의 수직선이 이루는 각이 소정의 각도를 넘지 않도록 한다.

여기서 소정의 각도는, 배선용 차단기가 오프(리셋)상태일 때 상기 메인스프링(114)에 의한 복원력이 최소가 되는 각을 의미한다. 따라서, 상기 소정의 각도는 가동접촉자(161,162)에 회전력을 전달하는 상기 상부링크(151)와 하부링크(152)의 길이 및 상기 메인스프링(114)의 탄성강도 등과의 관계에서 결정될 수 있다.

상기 저지수단(144)을 구비함으로써 상기 래치홀더스프링(132)의 강도가 과도하게 크게 되는 것을 방지할 수 있다. 왜냐하면, 상기 저지수단(144)은 상기 메인스프링(114)에 의한 복원력이 최소가 되는 위치가 되므로, 상기 래치(121)에 작용하는 회전력이 작아지게 되고, 결과적으로 상기 래치(121)에 의해 상기 래치홀더(131)에 작용하는 회전모멘트가 작아지게 되기 때문이다.

이상에서는 본 발명인 배선용 차단기의 개폐기구를 첨부한 도면들을 참조를 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

도 1은 종래 배선용 차단기의 오프(리셋)상태를 나타낸 도면,

도 2는 도 1에 있어서 요부를 확대한 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 개폐기구의 내부구성을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기가 오프(리셋)상태를 나타낸 도면,

도 5은 도 4에 있어서 요부를 확대한 사시도,

도 6은 도 4에 있어서 래치홀더에 작용하는 외력을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

111 : 핸들 113 : 레버

114 : 메인스프링 121 : 래치

131 : 래치홀더 123 : 래치핀

132 : 래치홀더스프링 144 : 사이드플레이트

Claims

다수의 회전축 지지수단을 구비한 두 장의 사이드플레이트;

상기 두 장의 사이드플레이트 사이에 위치하며 상기 사이드플레이트와 평행하게 회전가능한 레버;

상기 레버의 회전에 연동되어 회전하며 상기 사이트플레이트에 고정된 래치;

상기 래치와 선택적으로 접속하는 래치홀더; 및

상기 래치홀더를 탄성바이어스하는 래치홀더스프링;을 포함하며,

상기 래치홀더스프링은 상기 배선용 차단기가 오프(리셋)상태에 있을 때, 상기 래치에 의해 상기 래치홀더에 작용하는 회전모멘트보다 상기 래치홀더스프링에 의해 상기 래치홀더에 작용하는 회전모멘트가 크거나 같도록 하는 탄성강도를 갖는 탄성부재로 구성되는 배선용 차단기의 개폐기구.
제 1 항에 있어서,

상기 래치는 하나의 만곡면을 구비하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 개폐기구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 배선용차단기가 오프(리셋)상태일 때 상기 레버와 상기 배선용 차단기의 가상의 수직선이 이루는 각이 소정의 각도를 넘지 않도록 상기 사이트플레이트 에 저지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 개폐기구.
제 3 항에 있어서, 상기 저지수단은,

상기 사이트플레이트의 테두리 일측과 상기 레버의 테두리 일측이 맞닿도록 하여 상기 레버의 회전을 제한하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 개폐기구.