KR20110039891A - 소형 배선용 차단기의 개폐기구 - Google Patents

소형 배선용 차단기의 개폐기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개극거리를 증가시킬 수 있는 소형 배선용 차단기의 개폐기구를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따라서 핸들; 동력전달 레버(power transmission lever); 상기 동력전달 레버를 통해 전달되는 동력에 의해 회전하는 래치(latch); 회로의 전원 또는 부하에 접속되는 고정접촉자; 회로를 개폐하도록 상기 고정접촉자에 접촉하는 위치 또는 상기 고정접촉자로부터 분리되는 위치로 회전이동 가능하며, 상기 래치에 접속되는 일 단부를 갖는 가동접촉자; 상기 가동접촉자에 접속되는 일 단부와 상기 소형 배선용 차단기에 고정되는 타 단부를 가지며,
상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자에 접촉하는 투입 동작시, 상기 고정접촉자에 접촉하는 압력으로서 탄성력을 상기 가동접촉자에 부과하고,
상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자로부터 분리되는 차단 동작시, 상기 고정접촉자로부터 분리되는 방향으로 탄성력을 부과하는 스프링; 및
회로 개폐를 위한 상기 가동접촉자의 회전이동시에 상기 가동접촉자의 외측면에 접촉하여 회전지지점을 제공하는 고정축;을 포함하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구가 개시된다.
소형 배선용 차단기, 개폐기구

Description

소형 배선용 차단기의 개폐기구{SWITCHING MECHANISM FOR SMALL MOLD CASED CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 소형 배선용 차단기에 관한 것으로, 특히 소형 배선용 차단기의 개폐기구에 관한 것이다.
소형 배선용 차단기는 가정, 건물, 공장내 공작기계등 소규모 부하를 개폐하고 회로를 과전류 및 단락전류와 같은 사고전류로부터 보호하기 위해 사용되는 전력기기이다.
통상 소형 배선용 차단기는 분전반내에 다수가 설치되며, 많은 수량이 사용되므로 제조원가와 조립생산성이 요구되는 전력기기이다. 따라서 크기가 작고 간단한 구조의 개폐기구와 아크 소호기구의 개발이 소형 배선용 차단기의 개발에 있어 핵심적으로 요구된다.
또한, 소형 배선용 차단기의 개폐기구에 있어서 작지만 차단(트립) 동작시 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되는 거리 즉, 개극거리(opening distance)가 큼에 의해 높은 정격전류 특성을 갖는 차단성능이 우수한 개폐기구가 요구된다.
그러나 종래기술에 따른 소형 배선용 차단기의 개폐기구는 크기가 크고 스프 링도 메인 스프링, 트립 스프링, 접압 스프링등 3개가 사용되고 복잡한 조립구조를 가지며, 개극거리가 짧아 차단 성능 즉 정격전류가 작은 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은 이러한 소형 배선용 차단기의 개폐기구에 있어서 요구되는 크기가 작고 간단한 구조이면서 개극거리가 커서 차단성능이 우수한 소형 배선용 차단기의 개폐기구를 제공하는 것이다.
상기 본 발명이 목적은, 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구에 있어서,
수동 개폐조작을 위한 수단을 제공하는 핸들;
상기 핸들에 일단이 접속된 동력전달 레버(power transmission lever);
상기 동력전달 레버의 타단에 접속되고, 상기 동력전달 레버를 통해 전달되는 동력에 의해 회전하는 래치(latch);
회로의 전원 또는 부하에 접속되는 고정접촉자;
회로를 개폐하도록 상기 고정접촉자에 접촉하는 위치 또는 상기 고정접촉자로부터 분리되는 위치로 회전이동 가능하며, 상기 래치와 같은 방향으로 회전하도록 상기 래치에 접속되는 일 단부를 가지고, 회전지지점과 접촉하는 다수의 접촉면을 갖는 가동접촉자;
상기 가동접촉자에 접속되는 일 단부와 상기 몰드 케이스에 고정되는 타 단부를 가지며,
상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자에 접촉하는 투입 동작시, 상기 고정접촉 자에 접촉하는 압력으로서 탄성력을 상기 가동접촉자에 부과하고,
상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자로부터 분리되는 차단 동작시, 상기 고정접촉자로부터 분리되는 방향으로 탄성력을 부과하는 하나의 스프링; 및
회로 개폐를 위한 상기 가동접촉자의 회전이동시에 상기 가동접촉자의 외측면에 접촉하여 회전지지점을 제공하는 고정축;을 포함하는 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구를 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구는, 하나의 스프링만을 포함하여, 회로 투입(circuit closing) 동작시에는 해당 스프링이 가동접촉자와 고정접촉자의 접촉압력을 증가시키게 작용하고, 회로 차단(cicuit opening)동작시에는 해당 스프링이 가동접촉자의 분리속도를 가속화하게 작용함으로써, 구성부품이 간소화되고 조립생산성이 향상될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구는, 가동접촉자에 회전지지점을 제공하는 고정축을 포함하고, 가동접촉자는 회전시에 상기 고정축에 접촉하는 다수의 접촉면을 가져서, 회로차단동작시에 가동접촉자의 회전각도가 증가함에 의해서 가동접촉자와 고정접촉자간의 개극거리가 증대됨에 의해서 차단성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구는, 가동접촉자에 회전지지점을 제공하는 고정축을 포함하고, 가동접촉자는 고정접촉자에 접촉하는 위치에서 상기 고정축에 접촉하는 제 1 면과 상기 고정접촉자로부터 분리하여 회전 하는 위치에서 상기 고정축에 접촉하는 제 2 면을 가지며, 제 1 면은 경사면으로 구성되고 상기 가동접촉자의 제 2 면은 원호면으로 구성되어, 회로차단 동작시에 가동접촉자의 회전각도가 증가함에 의해서 가동접촉자와 고정접촉자간의 개극거리가 증대됨에 의해서 차단성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구는, 가동접촉자에 회전지지점을 제공하는 고정축을 포함하고, 가동접촉자는 고정접촉자에 접촉하는 위치에서 상기 고정축에 접촉하는 제 1 면과 상기 고정접촉자로부터 분리하여 회전하는 위치에서 상기 고정축에 접촉하는 제 2 면을 가지며, 제 1 면은 미리 결정된 제 1 곡률반경을 가진 원호면으로 구성되고 상기 가동접촉자의 제 2 면은 상기 제 1 곡률반경보다 작은 제 2 원호면으로 구성되므로, 회로차단 동작시에 가동접촉자의 회전각도가 증가함에 의해서 가동접촉자와 고정접촉자간의 개극거리가 증대됨에 의해서 차단성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구는, 가동접촉자를 구성하는 접촉자 지지대부와 상기 접촉자부를 철 또는 구리의 단일재료로 만들어진 일체형 부재로 구성함에 의해서, 제조원가를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구에 있어서, 이해를 돕기 위해 트립레버를 제거한 상태에서, 차단동작 (circuit opening)상태일 때를 보여주는 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 종 단면도인 도 1을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구는, 핸들(21), 동력전달 레버(power transmission lever)(22), 래치(latch)(23), 고정접촉자(29), 가동접촉자(27), 스프링(26) 및 고정축(25)을 포함하여 구성된다.
핸들(21)은 소형 몰드 케이스 회로차단기의 수동 개폐조작을 위한 수단을 제공한다. 즉, 사용자는 핸들(21)을 파지하고 온(on) 또는 오프(off) 위치로 조작함으로써, 소형 몰드 케이스 회로차단기를 전원으로부터 부하측으로의 회로를 접속하여 전류가 흐를 수 있는 상태인 온 위치로 또는 전원으로부터 부하측으로의 회로를 차단하여 전류가 흐를 수 없는 상태인 오프 위치로 조작할 수 있다. 핸들(21)은 후술하는 몰드 케이스(40)의 상단에 일체로 형성된 지지축부에 접속되는 축수부를 구비하여 축수부에 상기 지지축부를 끼워서 회전가능하게 지지되어 설치된다. 몰드 케이스(40)의 상면에는 핸들(21)의 온 위치 또는 오프 위치로의 조작을 허용하는 핸들 조작구가 마련되어있어, 해당 핸들 조작구의 범위내에서 핸들(21)을 온 또는 오프 위치로 조작 가능하다.
동력전달 레버(22)는 핸들(21)에 일단이 접속되어, 사용자가 핸들(21)을 통해 전달한 수동력을 다른 개폐기구의 구성부품에 전달하거나 다른 개폐기구의 구성부품으로부터의 동력을 핸들(21)에 전달한다. 동력전달 레버(22)는 개략적으로 알파벳 "M"자형의 레버부재로서, 상기 일단부와 타단부에 해당하는 양 다리부분이 각 각 핸들(21) 및 래치(23)에 마련된 레버 접속구부에 삽입되어, 핸들(21) 및 래치(23)에 구동 접속된다.
래치(23)는 동력전달 레버(22)의 타단에 접속되고, 동력전달 레버(22)를 통해 전달되는 동력에 의해 회전한다. 래치(23)의 더욱 상세한 형상 접속 구성에 대해서는 도 6 및 도 9를 참조하여 후술될 것이다.
고정접촉자(29)는 회로(전력회로)의 전원 또는 부하 측에 접속되며, 단부에 접점(29a)을 구비한다. 고정접촉자(29)가 회로의 전원 측에 전기적으로 접속되면 가동접촉자(27)는 회로의 부하 측에 전기적으로 접속되고, 고정접촉자(29)가 회로의 부하 측에 전기적으로 접촉되면 가동접촉자(27)는 회로의 전원 측에 전기적으로 접속된다. 고정접촉자(29)는 도 1을 참조할 수 있는 바와 같이 접점(29a)을 갖는다.
가동접촉자(27)는 회로를 개폐하도록 고정접촉자(29)에 접촉하는 위치 또는 고정접촉자(29)로부터 분리되는 위치로 회전이동 가능하다. 가동접촉자(27)는, 래치(23)와 같은 방향으로 회전하도록 래치(23)에 접속되는 일 단부를 가지고, 회전지지점과 접촉하는 다수의 접촉면을 갖는다. 여기서 회전 지지점은 고정축(25)을 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 가동접촉자(27)는 도 1을 참조할 수 있는 바와 같이 접점(27b-1)을 갖는다.
스프링(26)은, 가동접촉자(27)에 접속되는 일 단부와 몰드 케이스(mold case)(40)에 고정되는 타 단부를 가진다. 여기서 몰드 케이스(40)는 배선용 차단기 또는 회로차단기로 불리는 소형 회로차단기의 외함을 제공하기 위해서 전기적 절연 재를 주조(molding)하여 제조한 것을 의미한다. 이러한 몰드 케이스(40)는 회로차단기의 외함으로서 회로차단기의 구성부분들 즉, 개폐기구, 트립기구, 소호기구등을 내부에 수용한다. 스프링(26)은, 가동접촉자(27)가 고정접촉자(29)에 접촉하는 투입 동작시, 고정접촉자(29)에 접촉하는 압력으로서 탄성력을 가동접촉자(27)에 부과한다. 또한, 스프링(26)은, 가동접촉자(27)가 고정접촉자로부터 분리되는 차단 동작시, 고정접촉자(29)로부터 분리되는 방향으로 탄성력을 가동접촉자(27)에 부과한다.
고정축(25)은, 회로 개폐를 위한 가동접촉자(27)의 회전이동시에 가동접촉자(27)의 외측면에 접촉하여 회전지지점을 제공한다. 고정축(25)은, 스프링(26)의 일단부에 접속되는 가동접촉자(27)의 부분에 인접하게 위치한다. 고정축(25)은, 몰드 케이스(40)에 고정되는 별도의 금속재 축으로 구성되거나 몰드 케이스(40)에 일체로 성형된 축형 돌부로 구성될 수 있다.
도 1에 있어서 부호 40a는 몰드 케이스(40)중 소호기구 설치부 즉, 소호기기구(도 7의 부호 33 참조)가 설치될 자리를 지시하며, 부호 40b는 몰드 케이스(40)중 트립기구 설치부 즉, 도 7 및 도 8을 참조할 수 있는 트립기구를 설치할 자리를 지시하고, 40c1. 40c2는 각각 전원측 및 부하측 단자가 설치될 단자 설치부를 지시한다.
부호 24는 트립 레버(trip lever)로서, 소형 몰드 케이스 회로차단기에 포함되는 트립기구(trip mechanism)에 의해 가압되어 회전가능하며, 래치(23)에 축에 의해 접속되는 구성부재이다. 트립 레버(24)의 더욱 상세한 구성은 도 6을 참조하 여 더욱 상세히 후술될 것이다.
부호 30은 가동접촉자(27)와 함께 래치(23)에 축으로 접속되며, 고정축(25)을 끼워지는 축수공부를 가져, 고정축(25)을 중심으로 래치(23)와 같은 방향으로 회전가능한 가동접촉자 커버(movable contactor cover)를 지시한다. 가동접촉자 커버(30)의 더욱 상세한 형상과 접속관계 등 구성의 설명은 도 6 및 9를 참조하여 후술될 것이다.
한편, 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구중 가동접촉자의 특징적 구성을 보여주는 사시도인 도 3과, 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구중 가동접촉자의 제 1 실시예에 따른 구성을 보여주는 부분확대 설명도인 도 4 및 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구중 가동접촉자의 제 2 실시예에 따른 구성을 보여주는 부분확대 설명도인 도 5를 참조하여 설명한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 특징적 구성에 따라서, 가동접촉자(27)는 회전지지점 즉, 상기 고정축(도 1의 부호 25 참조)과 접촉하는 외측면으로서 다수의 접촉면을 갖는다. 여기서, 바람직한 실시 예에 따라서 가동접촉자(27)의 다수의 접촉면은 곡률반경이 다른 다수의 면으로 구성될 수 있다. 실시 예에 따라서 도 3의 부호 A부분을 참조할 수 있는 바와 같이, 가동접촉자(27)의 상기 다수의 접촉면은, 상기 고정접촉자에 접촉하는 위치에서 상기 고정축(도 1의 부호 25 참조)에 접촉하는 제 1 면과 상기 고정접촉자로부터 분리하여 회전한 위치에서 상기 고정축에 접촉하는 제 2 면을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 바람직한 제 1 실시 예에 따라서, 가동접촉자(27)의 상기 제 1 면은 도 4를 참조할 수 있는 바와 같이 경사면(27a-3)으로 구성되고, 가동접촉자(27)의 제 2 면은 원호면(27a-4)으로 구성될 수 있다.
여기서, 바람직한 제 2 실시 예에 따라서, 가동접촉자(27)의 상기 제 1 면은 도 5를 참조할 수 있는 바와 같이 미리 결정된 제 1 곡률반경을 가진 제 1 원호면(27a'-3)으로 구성되고, 가동접촉자(27)의 제 2 면은 상기 제 1 곡률반경보다 작은 제 2 원호면(27a'-4)으로 구성될 수 있다.
또한, 가동접촉자(27)는, 도 3에 잘 나타나 있는 바와 같이 접촉자 지지대부(27a)와 접점을 갖는 접촉자부(27b)를 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따라서, 접촉자 지지대부(27a)는 철로 만들어진 부재이고, 접촉자부(27b)는 구리로 만들어진 부재로서 이종(異種)의 재료로 만들어진 부재로 구성될 수 있다. 다른 실시예에 따라서, 접촉자 지지대부(27a)와 접촉자부(27b)는 철 또는 구리의 단일재료로 만들어진 일체로 형성된 부재로 구성될 수 있다.
도 3에서 부호 27a-1은 후술하는 래치(23)의 접촉자 접속축부(도 7의 부호 23a 참조)가 삽입되는 축공부(27a-1)를 지시한다. 도 3에 있어서 부호 27a-2는 스프링(도 1의 부호 26 참조)의 단부를 걸어서 지지하는 스프링 걸이부를 지시한다. 스르링 걸이부(27a-2)는 바람직하게 후크(hook)형으로 형성된다.
한편, 도 6 및 도 9를 참조해서 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구의 상대위치와 형상 및 조립방법을 설명하면 다음과 같다.
가동접촉자(27)는 도 3을 참조하여 상세히 그 구성을 설명한 바 있으므로, 중복되는 가동접촉자(27)의 구성설명은 생략하기로 한다.
가동접촉자 커버(30)는 알파벳 "V"자형의 한 쌍의 판재부를 후면에서 연결하여 횡단면 형상이 "U"자형인 구성부재이다. 가동접촉자 커버(30)는, 상기 한 쌍의 판재부의 상단부를 관통하게 마련되는 한 쌍의 래치 접속 축공부(30a)와, 상기 한 쌍의 판재부의 중앙부를 관통하게 마련되는 한 쌍의 고정축수공 부(30b) 및 상기 한 쌍의 판재부의 하단부를 관통하게 마련되는 트립 레버 접속공(30c)을 구비한다.
래치(23)는, 타원형상의 몸체부와, 상기 몸체부로부터 전방과 후방측으로 각각 돌출하게 형성되는 접촉자 접속축부(23a) 및 동력전달 레버 접속관부(23b)를 갖는 구성부재이다.
트립 레버(trip lever)(24)는, 원호형의 일 측면과 돌출부를 가진 평면형의 타 측면을 가진 구성부재이다. 트립 레버(24)는, 상기 원호형의 일 측면의 상단부로서 곡선형으로 돌출한 상단부(24a)와, 도 6에서 볼 수 있는 전면(도면상 좌측면)의 상측 위치에 가동접촉자 커버 접속돌부(24b)와, 하단부에 측면을 향하게 마련되어 도 7을 참조할 수 있는 트립기구(trip mechanism)(32)로부터의 트립(회로 차단)을 위한 동력을 받기 위한 트립작동력 작용부(24c)와, 도 9에 있어서 트립 레버(24)의 후면 도면부(도 9중 점선 박스내 우측 도면부)를 참조할 수 있는 바와 같이 트립레버 커버(31)를 접속하도록 허용하는 트립레버 커버 접속관부(24d)를 포함한다.
도 9를 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구는 트립레버 커버(31)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 트립레버 커 버(31)는, 타원형의 몸체부와, 해당 몸체부로부터 측방으로 돌출하여 연장하게 마련되는 커버 연장부(31c)와, 해당 몸체부의 일 위치에 전후방향으로 형성된 커버 홈부(31a)와, 해당 몸체부로부터 전방(도 9에서 우측)으로 돌출하게 형성되는 레버 접속 돌부(31b)를 포함한다.
여기서, 커버 요홈부(31a)는, 가동접촉자 커버(30)의 트립 레버 접속공(도 6의 부호 30c 참조)를 관통하여 연장한 트립 레버(24)의 가동접촉자 커버 접속돌부(도 6의 부호 24b 참조)의 단부를 끼우는 요홈부로서 도 9의 가장 우측 도면부를 참조할 수 있듯이 커버 요홈부(31a)의 후방부는 막혀있다. 따라서 트립레버 커버(31)의 상기 막혀있는 후방부를 가진 커버 요홈부(31a)에 트립 레버(24)의 가동접촉자 커버 접속돌부(도 6의 부호 24b 참조)의 자유단부가 끼워짐에 의해서, 접속된 가동접촉자 커버(30)와 트립 레버(24)의 조립 상태가 유지될 수 있다.
레버 접속 돌부(31b)는, 도 9를 참조할 수 있는 바와 같이 트립레버(24)의 후면에 마련된 트립레버 커버 접속관부(24d)에 끼워짐에 의해서 트립레버(24)와 트립레버 커버(31)가 결합된다.
도 9의 가장 우측 도면부를 참조할 수 있는 바와 같이, 트립레버 커버(31)의 커버 연장부(31c)의 단부는, 가동접촉자 커버(30)의 래치 접속 축공부(도 6의 부호 30a 참조)에 인접한 가동접촉자 커버(30)의 상부면에 밀착함과 동시에, 래치 접속 축공부(도 6의 부호 30a 참조)와 가동접촉자(27)의 축공부(27a-1)를 관통한 래치(23)의 접촉자 접속축부(23a)의 단부에 밀착하게 위치한다. 가동접촉자(27)와 가동접촉자 커버(30) 및 래치(23)의 접속부위에 밀착한 상태를 유지하도록 탄성력을 갖게, 바람직한 실시예에 따라서 커버 연장부(31c)는 구불구불한 형상의 부재로 구성될 수 있다. 이러한 기능을 위해서 트립레버 커버(31)는 합성 수지재를 주조하여 만들어질 수 있다. 따라서, 커버 연장부(31c)에 의해서, 가동접촉자(27)와 가동접촉자 커버(30) 및 래치(23)의 접속상태(조립 상태)가 유지될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구의 조립방법을 설명한다.
가장 먼저, 가동접촉자 커버(30)의 양 판재부 사이에 가동접촉자(27)의 상부 즉, 접촉자 지지대부(27a)가 위치하도록, 가동접촉자(27)의 상부를 둘러싸게 가동접촉자 커버(30)를 설치한다. 이때 후속공정을 위해서 가동접촉자(27)의 축공부(27a-1)와 가동접촉자 커버(30)의 래치 접속 축공부(30a)를 연통하도록 정렬시킨다.
다음, 가동접촉자(27)의 축공부(27a-1)와 가동접촉자 커버(30)의 래치 접속 축공부(30a)를 관통하도록, 래치(23)의 접촉자 접속축부(23a)를 가동접촉자(27)의 축공부(27a-1)와 가동접촉자 커버(30)의 래치 접속 축공부(30a)내로 삽입하여, 가동접촉자(27)와 가동접촉자 커버(30)와 래치(23)의 중간 조립체를 형성한다.
다음, 가동접촉자 커버(30)의 트립 레버 접속공(30c)를 관통하도록, 가동접촉자 커버(30)의 트립 레버 접속공(30c)내로 트립 레버(24)의 가동접촉자 커버 접속돌부(24b)를 삽입하여, 상기 중간 조립체에 트립 레버(24)가 부가 장착된 조립체를 얻는다.
다음, 트립레버 커버(31)를 조립한다. 즉, 트립레버 커버(31)의 커버 요홈 부(31a)에 트립 레버(24)의 가동접촉자 커버 접속돌부(도 6의 부호 24b 참조)의 자유단부를 끼움과 동시에, 레버 접속 돌부(31b)는, 도 9를 참조할 수 있는 바와 같이 트립레버(24)의 후면에 마련된 트립레버 커버 접속관부(24d)에 끼워 트립레버(24)와 트립레버 커버(31)를 결합함과 아울러, 커버 연장부(31c)의 단부는, 가동접촉자 커버(30)의 래치 접속 축공부(도 6의 부호 30a 참조)에 인접한 가동접촉자 커버(30)의 상부면에 밀착함과 동시에, 래치 접속 축공부(도 6의 부호 30a 참조)와 가동접촉자(27)의 축공부(27a-1)를 관통한 래치(23)의 접촉자 접속축부(23a)의 단부에 밀착하게 위치시킨다. 이로서, 가동접촉자(270, 가동접촉자 커버(30), 래치(23), 트립 레버(24) 및 트립레버 커버(31)의 조립체를 얻는다.
다음, 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구에 포함되는 스프링, 동력전달 레버 및 핸들의 조립하면 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구를 얻을 수 있으며 이를 도 1을 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.
핸들(21)은 몰드 케이스(40)의 상단에 일체로 형성된 지지축부에 접속되는 축수부를 구비하여 축수부에 상기 지지축부를 끼워서 회전가능하게 지지되도록 설치한다.
핸들(21)은 일 위치에 부호를 부여하지 않은 동력전달 레버(22)의 다리부가 접속될 수 있도록 허용하는 하나의 레버 접속구부를 가진다.
따라서, 핸들(21)의 상기 레버 접속구부에 동력전달 레버(22)의 한 쌍의 다리부중 하나의 다리부를 삽입하여 접속하고, 동력전달 레버(22)의 나머지 한 다리 부는 래치(23)의 동력전달 레버 접속관부(도 6의 부호 23b 참조)에 삽입하여, 핸들(21)과 동력전달 레버(22)와 래치(23)을 서로 연동하도록 접속한다.
다음, 스프링(26)의 일단부를 가동접촉자(27)의 스프링 걸이부(도 6의 부호 27a-2 참조)에 걸어 접속하고, 스프링(26)의 타단부는 몰드 케이스(mold case)(40)에 돌출하게 고정적으로 마련되는 스프링 지지돌부(부호 미부여)에 걸어서 설치한다. 이로서, 본 발명에 따른 형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구의 조립을 완료한다.
한편, 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구의 동작을 도 1 내지 도 3과 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
먼저 도 1에 도시된 차단 상태 즉, 다른 표현으로 가동접촉자와 고정접촉자가 분리되어 회로가 개방된 상태(circuit opened position)로부터, 도 2에 도시된 바와 같은 온(on) 상태, 다른 표현으로 가동접촉자와 고정접촉자가 접촉하여 회로가 폐회로가 된 상태(circuit closed position)로의 동작을 먼저 설명한다.
도 1의 상태에서 사용자가 핸들(21)을 파지하고 도면상 우측의 온 위치로 조작하면, 해당 사용자의 수동 조작력은 동력전달 레버(22)를 통해서 래치(23)으로 전달된다. 즉, 핸들(21)의 우측 이동과 함께 핸들(21)중 동력전달 레버(22)의 접속부가 시계방향으로 회전(도1에서는 우측 하방으로 이동)함에 따라서, 동력전달 레버(22)도 우측 하방으로 이동한다. 따라서, 동력전달 레버(22)에 접속된 래치(23)도 우측 하방으로 이동하게 된다. 래치(23)가 우측 하방으로 이동함에 따라서, 래치(23)에 접속된 가동접촉자(27)와 가동접촉자 커버(30)도 우측 하방으로 이동하려 고 한다. 그러나 가동접촉자 커버(30)는 고정축(25)에 의해 회전만 가능하게 축접속되어 있으므로, 제자리에서 시계방향으로 회전한다. 이때 가동접촉자(27)는 제 2면 즉, 도 5에서 원호면(27a-4) 또는 도 6에서 제 2 원호면(27a'-4)이 고정축(25)에 접촉하는 상태로부터 제 1 면 즉, 도 5의 경사면(27a-3) 또는 도 6의 제 1 원호면(27a'-3)이 고정축(25)에 접촉하는 상태로 고정축(25)을 회전중심으로 시계방향으로 회전한다. 특히 고정축(25)이 곡률반경이 작은 제 2 원호면(27a'-4)이 고정축(25)에 접촉하는 상태로부터 곡률반경이 큰 제 1 원호면(27a'-3) 또는 경사면(27a-3)에 접촉함에 따라서, 가동접촉자(27)는 도2 및 도 도3에 있어서 시계방향으로 회전하고, 이때 스프링(26)은 가동접촉자(27)가 고정접촉자(29)에 접촉하는 방향으로 탄성력을 부과함으로써, 가동접촉자(27)가 고정접촉자(29)로 더욱 신속하게 접촉하도록 회전한다. 가동접촉자(27)가 고정접촉자(29)와 접촉한 이후에 스프링(26)의 탄성력은 가동접촉자(27)와 고정접촉자(29)가 접촉하는 상태를 확실하게 유지하도록 접촉압력으로 작용한다.
다음, 도 2 및 도 8에 도시된 온(on) 상태, 다른 표현으로 가동접촉자와 고정접촉자가 접촉하여 회로가 폐회로가 된 상태(circuit closed position)로부터 도 1 및 도 7에 도시된 차단 상태 즉, 다른 표현으로 가동접촉자와 고정접촉자가 분리되어 회로가 개방된 상태(circuit opened position)로의 동작을 설명한다.
도 8에 있어서, 회로상 단락전류와 같은 이상전류가 통전하면 회로에 전기적으로 접속되는 코일(coil)과 코일의 전자기력에 의해서 이동가능한 가동코어를 포함하여 구성되는 트립기구(trip mechanism)의 가동코어측 작용단부가 도면상 우측 으로 이동한다. 이에 따라서 우측으로 이동하는 가동코어의 작용단부가 트립레버(24)의 트립작동력 작용부(24c)를 밀고 따라서 트립레버(24)가 반시계방향으로 회전하여 도 7에 도시된 바와 같은 상태로 된다. 트립레버(24)의 반시계방향 회전은 가동접촉자 커버 접속돌부(24b)에 의해서 접속된 가동접촉자 커버(30)의 반시계방향 회전을 일으키고, 가동접촉자 커버(30)와 접촉자 접속축부(23a)에 의해서 접속된(도 6을 참조) 가동접촉자(27)와 래치(23)도 반시계방향으로 회전하게 된다. 이때 가동접촉자(27)는 제 1 면 즉, 도 5의 경사면(27a-3) 또는 도 6의 제 1 원호면(27a'-3)이 고정축(25)에 접촉하는 상태로부터 제 2 면 즉 도 5에서 원호면(27a-4) 또는 도 6에서 제 2 원호면(27a'-4)이 고정축(25)에 접촉하는 상태로 고정축(25)을 회전중심으로 반시계방향으로 회전한다. 특히 곡률반경이 큰 제 1 원호면(27a'-3) 또는 경사면(27a-3)이 고정축(25)에 접촉하는 상태로부터로부터 곡률반경이 작은 제 2 원호면(27a'-4)이 고정축(25)에 접촉함에 따라서 가동접촉자(27)는 도1 및 도 도2에 있어서 시계방향으로 더욱 큰 각도로 회전 즉, 고정접촉자(27)로부터 가동접촉자(27)가 분리되는 거리인 개극거리가 크게 회전한다. 이때 스프링(26)은 가동접촉자(27)가 고정접촉자(29)로부터 분리되는 방향으로 탄성력을 부과함으로써, 가동접촉자(27)가 고정접촉자(29)로부터 더욱 신속하게 분리되도록 회전하고 가동접촉자(27)가 고정접촉자(29)로부터 분리된 이후에 스프링(26)의 탄성력은 가동접촉자(27)가 고정접촉자(29)로부터 분리된 상태를 유지하는 바이어스 력(biasing force)로 작용한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구 는, 하나의 스프링만을 포함하여, 회로 투입(circuit closing) 동작시에는 해당 스프링이 가동접촉자와 고정접촉자의 접촉압력을 증가시키게 작용하고, 회로 차단(cicuit opening)동작시에는 해당 스프링이 가동접촉자의 분리속도를 가속화하게 작용함으로써, 구성부품이 간소화되고 조립생산성이 향상될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구는, 가동접촉자에 회전지지점을 제공하는 고정축을 포함하고, 가동접촉자는 회전시에 상기 고정축에 접촉하는 다수의 접촉면을 가져서, 회로차단동작시에 가동접촉자의 회전각도가 증가함에 의해서 가동접촉자와 고정접촉자간의 개극거리가 증대됨에 의해서 차단성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구에 있어서, 이해를 돕기 위해 트립레버를 제거한 상태에서, 차단동작 (circuit opening)상태일 때를 보여주는 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 종 단면도이며,
도 2는 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구에 있어서, 이해를 돕기 위해 트립레버를 제거한 상태에서, 투입동작(circuit closing) 상태일 때를 보여주는 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 종 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구중 가동접촉자의 특징적 구성을 보여주는 사시도이며,
도 4는 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구중 가동접촉자의 제 1 실시예에 따른 구성을 보여주는 도 3중 이점쇄선 A 부분의 확대 설명도이고,
도 5는 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구중 가동접촉자의 제 2 실시예에 따른 구성을 보여주는 도 3중 이점쇄선 A 부분의 부분확대 설명도이며,
도 6은 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구중 가동접촉자, 가동접촉자 커버, 래치, 트립레버의 상대위치와 형상 및 조립위치를 보여주는 분해 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구가 차단동작 상태일 때를 보여주는 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 종 단면도로 서 트립기구가 도시된 상태의 종 단면도이며,
도 8은 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구가 투입동작 상태일 때를 보여주는 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 종 단면도로서 트립기구가 도시된 상태의 종 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구의 구성부품들의 형상과 단계적 조립과정을 보여주는 부품 조립공정도이다.
*도면의 주요부에 대한 부호의 설명
21: 핸들 22: 동력전달 레버
23: 래치 23a: 접촉자 접속축부
23b: 동력전달 레버 접속관부
24: 트립 레버 24a: 상부 돌출부
24b: 가동접촉자 커버 접속돌부 24c: 트립작동력 작용부
24d: 트립레버 커버 접속관부
25: 고정축 26: 스프링
27: 가동접촉자 27a: 접촉자 지지대부
27a-1: 축공부
27a-2: 스프링 걸이부 27a-3: 경사면
27a-4: 원호면
27a'-3: 제 1 원호면 27a'-4: 제 2 원호면
27b: 접촉자부 27b-1: 접점 29a: 접점 29: 고정접촉자
30: 가동접촉자 커버 30a: 래치 접속 축공부
30b: 고정축수공 부 30c: 트립 레버 접속공
31: 트립레버 커버 31a: 커버 요홈부(cover recess portion)
31b: 레버 접속 돌부 31c: 커버 연장부
32: 트립기구 33: 소호기구
40: 몰드 케이스(mold case) 40a: 소호기구 설치부
40b: 트립기구 설치부 40c1, 40c2: 단자 설치부

Claims (11)

  1. 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구에 있어서,
    수동 개폐조작을 위한 수단을 제공하는 핸들;
    상기 핸들에 일단이 접속된 동력전달 레버(power transmission lever);
    상기 동력전달 레버의 타단에 접속되고, 상기 동력전달 레버을 통해 전달되는 동력에 의해 회전하는 래치(latch);
    회로의 전원 또는 부하에 접속되는 고정접촉자;
    회로를 개폐하도록 상기 고정접촉자에 접촉하는 위치 또는 상기 고정접촉자로부터 분리되는 위치로 회전이동 가능하며, 상기 래치와 같은 방향으로 회전하도록 상기 래치에 접속되는 일 단부를 가지고, 회전지지점과 접촉하는 다수의 접촉면을 갖는 가동접촉자;
    상기 가동접촉자에 접속되는 일 단부와 상기 몰드 케이스에 고정되는 타 단부를 가지며,
    상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자에 접촉하는 투입 동작시, 상기 고정접촉자에 접촉하는 압력으로서 탄성력을 상기 가동접촉자에 부과하고,
    상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자로부터 분리되는 차단 동작시, 상기 고정접촉자로부터 분리되는 방향으로 탄성력을 부과하는 하나의 스프링; 및
    회로 개폐를 위한 상기 가동접촉자의 회전이동시에 상기 가동접촉자의 외측면에 접촉하여 회전지지점을 제공하는 고정축;을 포함하는 소형 몰드 케이스 회로 차단기의 개폐기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가동접촉자의 다수의 접촉면은 곡률반경이 다른 다수의 면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정축은 상기 스프링의 일단부에 접속되는 상기 가동접촉자의 부분에 인접하게 위치하고,
    상기 가동접촉자는,
    상기 고정접촉자에 접촉하는 위치에서 상기 고정축에 접촉하는 제 1 면; 및
    상기 고정접촉자로부터 분리하여 회전한 위치에서 상기 고정축에 접촉하는 제 2 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가동접촉자의 제 1 면은 경사면으로 구성되고,
    상기 가동접촉자의 제 2 면은 원호면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 가동접촉자의 제 1 면은 미리 결정된 제 1 곡률반경을 가진 원호면으로 구성되고,
    상기 가동접촉자의 제 2 면은 상기 제 1 곡률반경보다 작은 제 2 원호면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가동접촉자는,
    접촉자 지지대부; 및
    접점을 갖는 접촉자부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접촉자 지지대부는 철로 만들어진 부재이고, 상기 접촉자부는 구리로 만들어진 부재인 것을 특징으로 하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 접촉자 지지대부와 상기 접촉자부는 철 또는 구리의 단일재료로 만들어진 일체로 형성된 부재인 것을 특징으로 하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가동접촉자와 함께 상기 래치에 축으로 접속되며, 지지를 위해 상기 고정축이 끼워지는 축수공부를 가져, 상기 고정축을 중심으로 상기 래치와 같은 방향으로 회전가능한 가동접촉자 커버(movable contactor cover); 및
    소형 몰드 케이스 회로차단기에 포함되는 트립기구(trip mechanism)에 의해 가압되어 회전가능하며, 상기 가동접촉자 커버에 접속되는 접속돌부를 갖는 트립 레버(trip lever);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구.
  10. 제9항에 있어서,
    몸체부와,
    상기 몸체부에 마련되고 상기 트립 레버의 접속돌부의 자유단부를 끼우기 위한 요홈부와,
    상기 가동접촉자와 상기 가동접촉자 커버 및 상기 래치의 접속상태가 유지되도록, 상기 몸체부로부터 상기 가동접촉자와 상기 가동접촉자 커버 및 상기 래치의 접속부위에 밀착하게 연장하는 커버 연장부를 구비하는 트립레버를 더 포함하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 트립레버의 커버 연장부는,
    상기 가동접촉자와 상기 가동접촉자 커버 및 상기 래치의 접속부위에 밀착한 상태를 유지하도록 탄성력을 갖게, 구불구불한 형상의 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 몰드 케이스 회로차단기의 개폐기구.
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