KR20130078191A - 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치의 실시예의 일 양태는, PCB에서 트립 구동부에 인가되는 구동 전류는 회로 상에 인가되는 전원의 전압에 비례하여 감소되고, 회로 상에 인가되는 전압이 정격 전압 이상인 경우에는, 상기 트립 구동부가 정지되고, 트립 레버에 의하여 트립 구동 기구의 동작이 구속되며, 회로 상에 인가되는 전압이 정격 전압 미만인 경우에는, 상기 트립 구동부가 동작하고, 이에 연동하여 회동하는 상기 트립 레버에 의하여 상기 트립 구동 기구의 구속이 해방된다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면, 보다 간단하게 회로를 개폐할 수 있고, 제품의 동작신뢰성이 증진되며, 제품이 보다 간단하게 구성될 수 있다.
Description
본 발명은 배선용 차단기에 관한 것이다.
배선용 차단기는, 예를 들면, 수백 볼트 이하의 비교적 저전압 전력회로를 개폐하고, 전력 회로 상에 이상 전류 통전시 전력 회로를 자동으로 차단하는 트립(trip) 동작을 수행하는 전력기기이다. 이와 같은 배선용 차단기는, 공지된 바와 같이, 전력 회로를 개폐하는 접점부, 상기 접점부를 수동으로 개폐하기 위한 핸들, 상기 접점부의 개폐를 위한 구동력을 제공하는 개폐 기구, 개폐 기구가 트립 동작하도록 트리거(trigger)하는 트립 바(trip bar), 전력 회로 상에 과전류나 단락 전류와 같은 이상 전류를 검출하여 상기 트립 바를 동작시키는 트립 기구(trip mechanism), 및 트립 동작시 접점부에서 발생하는 아크(arc)를 소호하는 소호기구(arc extinguishing mechanism) 등을 포함한다.
이와 같은 배선용 차단기에는, 정격 전압보다 낮은 전압이 인가될 때 상기 배선용 차단기의 회로 투입을 차단하고, 이를 표시하는 부족 전압 트립 장치가 추가될 수 있다. 도 1은 종래 기술에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치를 보인 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치를 구성하는 트립 구동 기구를 보인 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치(1)(이하에서는 '트립 장치'라 칭함)의 케이싱(10)의 내부에는 회로 상에 정격 전압 미만의 전압이 인가되면, 배선용 차단기의 개폐 기구를 동작시켜서 회로를 개방, 즉 개로하기 위한 각종 부품이 설치된다.
보다 상세하게는, 상기 케이싱(10)의 내부에는 PCB(11)가 구비된다. 상기 PCB(11)는 라인측 터미널(13) 및 전원측 터미널(15)에 연결되어 회로 상에 인가되는 전압을 계산하여 정격 전압 미만인지 여부를 판단한다.
그리고 상기 케이싱(10)의 내부에는, 회로 상에 인가되는 전압이 정격 전압 미만인 경우에는, 회로의 차단을 위하여 배선용 차단기를 동작시키는 트립 기구(10)가 설치된다. 상기 트립 기구(10)는, 트립 레버(17), 리셋 버튼(19), 및 트립 구동부(20)를 포함한다.
상기 트립 레버(17)는 상기 케이싱(10)의 내부에 회동 가능하게 설치된다. 상기 트립 레버(17)는, 회로 상에 정격 전압 미만의 전압이 인가되면, 회로의 차단을 위하여 배선용 차단기의 개폐 기구를 구동시킨다. 즉, 실질적으로 상기 트립 레버(17)는, 회로를 폐로하는 트립 위치와 회로를 개로하는 정상 위치 사이에서 회동한다.
상기 리셋 버튼(19)은, 상기 트립 레버(17)가 회동하여 상기 트립 위치에 위치되면, 상기 트립 레버(17)의 회동에 연동하여 상기 케이싱(10)의 외부로 돌출된다. 따라서 사용자는 상기 케이싱(10)의 외부로 돌출되는 상기 리셋 버튼(19)에 의하여 트립 상태임을 인지할 수 있게 된다. 또한 상기 리셋 버튼(19)은, 상기 트립 구동부(20)로부터 상기 트립 레버(17)로의 구동력의 전달이 종료된 경우, 즉 상기 코일(23)에 인가되는 구동 전류가 차단된 상태에서, 상기 트립 위치에서 상기 정상 위치에 위치되도록 상기 트립 레버(17)가 회동하기 위한 구동력을 제공한다. 즉, 사용자가 상기 리셋 버튼(19)을 상기 케이싱(10)의 내부로 삽입되는 방향으로 가압하여 누르면, 이에 연동하여 상기 트립 레버(17)가 상기 트립 위치에서 상기 정상 위치에 위치되도록 회동한다.
상기 트립 구동부(20)는, 회로 상에 인가되는 전압이 정격 전압 미만인 경우에 상기 트립 레버(17)의 회동을 위한 구동력을 제공한다. 도 2를 참조하면, 상기 트립 구동부(20)는, 무빙 코어(21), 코일(23), 보빈(25), 코어 스프링(27) 및 요크(29)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 무빙 코어(21)는, 기설정된 방향으로 이동가능하게 설치되어 상기 트립 레버(17)가 상기 트립 위치에 위치되도록 회동시키는 역할을 한다. 그리고 상기 코일(23)은, 상기 무빙 코어(21)를 둘러싸도록 설치되고, 회로상에 정격 전압 미만의 전압이 인가된 경우에, 상기 PCB(11)로부터 구동 전류를 공급받는다. 그리고 상기 코일(23)에 구동 전류가 인가되면 전자기력이 발생되고, 이에 의하여 상기 무빙 코어(21)가 이동하여 상기 트립 레버(17)가 상기 트립 위치에 위치되도록 회동한다. 상기 보빈(25)은 원통 형상으로 형성되고, 상기 보빈(25)의 외주면에 상기 코일(23)이 감긴다. 실질적으로 상기 무빙 코어(21)의 상기 보빈(25)의 내부에 설치된다. 상기 코어 스프링(27)은, 상기 코일(23)에 인가되는 구동 전류가 차단되면, 상기 무빙 코어(21)가 최초의 위치로 이동하도록 하는 탄성력을 무빙 코어(21)에 제공한다. 이를 위하여 상기 코어 스프링(27)은, 구동 전류의 인가에 의하여 상기 코일(23)에서 발생되는 전자기력에 의하여 이동하는 상기 무빙 코어(21)에 의하여 압축된다. 상기 요크(29)는, 상기 코일(23)에서 발생되는 전자기력의 증폭을 위한 것이다.
이와 같이 구성되는 상기 트립 장치(1)에서는, 상기 PCB(11)가 회로 상에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압 미만인지 여부를 판단한다. 그리고 상기 PCB(11)에 의하여 회로 상에 인가되는 전압이 정격 전압 미만으로 판단되면, 상기 PCB(11)가 상기 트립 구동부(20)에 구동 전류를 인가한다. 따라서 상기 트립 구동부(20)가 구동, 실질적으로 상기 무빙 코어(21)가 이동하여 상기 트립 레버(17)가 상기 정상 위치에서 상기 트립 위치에 위치되도록 회동한다. 이때 상기 코어 스프링(27)은 상기 무빙 코어(21)에 의하여 압축된다.
그리고 상기 트립 레버(17)가 회동하여 상기 트립 위치에 위치되면, 상기 차단기의 개폐 기구가 구동하여 회로가 개로된다. 또한 상기 트립 레버(17)의 회동에 연동하여 상기 리셋 버튼(19)이 상기 케이싱(10)의 외부로 돌출됨으로써, 사용자가 트립 상태를 인지할 수 있게 된다.
한편 회로 상에 인가되는 전원의 전압이 증가되어 정격 전압 이상이 되면, 이를 상기 PCB(11)가 판단한다. 그리고 상기 PCB(11)는 상기 트립 구동부(20)에 인가되는 구동 전류가 차단된다. 따라서 상기 무빙 코어(21)는, 상기 코어 스프링(27)의 탄성력에 의하여 초기의 위치로 복원된다. 이와 같은 상태에서, 사용자가 상기 리셋 버튼(19)을 상기 케이싱(10)의 내부로 삽입되도록 가압하면, 상기 리셋 버튼(19)의 이동에 연동하여 상기 트립 레버(17)가 상기 트립 위치에서 상기 정상 위치에 위치되도록 회동한다. 그리고 상기 트립 레버(17)가 상기 정상 위치에 위치된 후, 사용자가 상기 차단기의 개폐 기구를 구동하면, 회로가 폐로된다.
그러나 이와 같이 구성되는 종래 기술에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치에는 다음과 같은 문제점이 발생된다.
먼저 종래에는, 상기 트립 장치(1)에 의하여 트립된 회로를 폐로하기 위해서는, 상기 트립 장치(1)의 동작(상기 리셋 버튼(19)의 조작) 및 상기 차단기의 동작(상기 개폐 기구의 조작)이 요구된다. 따라서 사용자가 2단계의 동작을 수행하여 회로를 폐로하여야 하는 불편이 따르게 된다.
또한 종래에는, 실질적으로 상기 트립 장치(1)의 트립 동작을 위한 구동 전류가 상기 PCB(11)를 통하여 상기 트립 구동부(20)에 전달된다. 따라서 회로에 인가되는 전원의 전압이 0볼트인 경우에는, 상기 PCB(11)로부터 상기 트립 구동부(20)에 구동 전류가 인가되지 않는다. 본 발명의 출원인의 실험에 의하면, 회로에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압의 0-15%의 범위인 경우에는, 실질적인 트립 동작이 수행되지 않는 단점이 발생되었다.
그리고 종래에는, 상기 PCB(11)가 회로에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압 미만인지 여부를 판단한다. 따라서 상기 PCB(11) 상에 전압의 비교를 위한 소자 등이 구비되어야 하므로, 상기 PCB(11)의 가격이 증가됨으로써, 실질적으로 제품의 제조 비용이 증가된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 보다 용이하게 회로를 개폐할 수 있도록 구성되는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 보다 정확하게 트립 동작을 수행할 수 있도록 구성되는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 보다 저렴하게 제조될 수 있도록 구성되는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치의 실시예의 일 양태는, 고정 접점 및 가동 접점의 이격을 위하여 조작하는 핸들이 구비되는 배선용 차단기에 의하여 개폐되는 회로 상에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압 미만인 경우에 트립 동작을 수행하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치에 있어서: 케이싱; 상기 케이싱에 회동 가능하게 설치되고, 오프 위치 및 온 위치에 선택적으로 위치되는 트립 핸들; 상기 케이싱에 설치되고, 회로의 라인측 터미널 및 전원측 터미널에 선택적으로 연결되는 PCB; 상기 트립 핸들의 회동에 연동하여 동작하는 트립 구동 기구; 상기 라인측 터미널 및 전원측 터미널에 연결된 상기 PCB로부터 선택적으로 전자기력을 전달받고, 상기 PCB로부터 전달받은 자기력의 크기에 따라서 동작 또는 정지되는 트립 구동부; 상기 케이싱의 내부에 회동 가능하게 설치되고, 상기 트립 구동부의 동작에 연동하여 회동하여 상기 트립 구동 기구의 동작을 선택적으로 구속하거나 해방하거나 상기 트립 구동부가 정지한 상태를 유지하도록 하는 트립 레버; 및 상기 트립 구동부가 정지한 상태를 유지시키는 방향으로 회동하도록 상기 트립 레버에 탄성력을 부여하거나, 오프 위치에 위치되는 상기 트립 핸들의 회동에 연동하는 동작을 하도록 상기 트립 구동 기구에 탄성력을 부여하는 제1트립 스프링; 을 포함하고, 상기 PCB에서 상기 트립 구동부에 인가되는 구동 전류는 회로 상에 인가되는 전원의 전압에 비례하여 감소되고, 회로 상에 인가되는 전압이 정격 전압 이상인 경우에는, 상기 트립 구동부가 정지되고, 상기 트립 레버에 의하여 상기 트립 구동 기구의 동작이 구속되며, 회로 상에 인가되는 전압이 정격 전압 미만인 경우에는, 상기 트립 구동부가 동작하고, 이에 연동하여 회동하는 상기 트립 레버에 의하여 상기 트립 구동 기구의 구속이 해방된다.
본 발명의 실시예의 다른 양태는, 배선용 차단기에 의하여 개폐되는 회로에 연결되는 온 동작, 회로로부터 차단되는 오프 동작, 및 회로 상에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압 미만인 경우에 트립 동작을 수행하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치에 있어서: 케이싱; 상기 케이싱에 회동 가능하게 설치되는 트립 핸들; 상기 케이싱에 설치되고, 라인측 터미널 및 전원측 터미널에 선택적으로 연결되는 PCB; 상기 트립 핸들의 회동에 연동하여 동작하는 트립 구동 기구; 상기 케이싱의 내부에 설치되고, 상기 라인측 터미널 및 전원측 터미널에 연결된 상기 PCB로부터 선택적으로 구동 전력을 전달받는 트립 구동부; 상기 케이싱의 내부에 회동 가능하게 설치되고, 상기 트립 구동부에 연동하여 회동하여 상기 트립 구동 기구의 동작을 선택적으로 구속하는 트립 레버; 및 상기 트립 레버 또는 트립 구동 기구에 선택적으로 탄성력을 부여하는 제1트립 스프링; 을 포함하고, 상기 트립 구동 기구는, 이동 가능하게 설치되는 무빙 코어; 상기 PCB로부터 전달받은 구동 전류에 의하여 전자기력을 발생시키는 코일; 상기 무빙 코어에 작용하는 자력을 발생시키는 영구 자석; 및 상기 무빙 코어에 탄성력을 부여하는 코어 스프링; 을 포함하고, 상기 코일의 자기력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F1) 및 상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2)은, 상기 코어 스프링의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F3)과 반대 방향으로 작용하고, 상기 트립 레버에 부여되는 상기 제1트립 스프링의 탄성력은, 상기 코일의 자기력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F1) 및 상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2)과 동일한 방향으로 상기 무빙 코어에 외력(F4)으로 작용한다.
본 발명에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치의 실시예에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있게 된다.
먼저 본 발명의 실시예에서는, 배선용 차단기의 핸들 및 트립 장치의 트립 핸들이 서로 연동하여 동작한다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면, 사용자가 상기 핸들 또는 트립 핸들 중 어느 하나를 조작함으로써, 보다 간단하게 회로를 개폐할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 실시예에서는, 실질적으로 회로 상에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압 미만인 경우에는, 그 범위나 크기에 무관하게 트립 동작이 수행될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면, 제품의 동작신뢰성이 증진될 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에서는, PCB가 회로 상에 인가되는 전원의 전압의 크기를 비교 또는 판단할 필요없이, 전원의 전압에 비례하여 트립 구동부에 작용하는 외력에 따라서 트립 동작이 수행된다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면, 실질적으로 제품이 보다 간단하게 구성될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치를 보인 사시도.
도 2는 종래 기술에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치를 구성하는 트립 구동 기구를 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치의 실시예를 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예를 구성하는 트립 구동 기구를 보인 분해사시도.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치의 동작을 보인 사시도.
도 2는 종래 기술에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치를 구성하는 트립 구동 기구를 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치의 실시예를 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예를 구성하는 트립 구동 기구를 보인 분해사시도.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치의 동작을 보인 사시도.
이하에서는 본 발명에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치의 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치의 실시예를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예를 구성하는 트립 구동 기구를 보인 분해사시도이다.
먼저 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치(100)(이하에서는 '트립 장치'라 칭함)는 배선용 차단기(미도시)(이하에서는 '차단기'라 칭함)에 결합된다. 그리고 상기 트립 장치(100)는, 회로 상에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압 미만인 경우에는, 트립 동작을 수행하여 상기 차단기가 회로를 개로하도록 한다. 상기 트립 장치(100)는, 실질적으로 회로 상에 인가되는 전원과 연결되기 전인 오프 동작, 회로 상에 인가되는 전원과 연결된 온 동작, 및 회로 상에 인가된 전원의 전압에 따라서 회로를 개로하는 트립 동작 중 어느 하나의 동작을 수행한다. 상기 트립 장치(100)의 케이싱(110)의 내부에는, 트립 핸들(120), PCB(130), 트립 구동 기구(200), 트립 구동부(300), 트립 레버(400), 및 제1 및 제2트립 스프링(510)(520)이 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 트립 핸들(120)은, 상기 오프 동작, 온 동작 및 트립 동작을 위하여 사용자가 조작하는 곳이다. 상기 트립 핸들(120)은, 상기 케이싱(110)의 내부에 위치되는 핸들 회동축(111)을 중심으로 회동가능하게 설치된다. 이때 상기 트립 핸들(120)의 일부는 상기 케이싱(110)의 외부로 노출되고, 상기 핸들 회동축(111)을 포함하는 상기 트립 핸들(120)의 나머지는 상기 케이싱(110)의 내부에 위치된다. 상기 트립 핸들(120)은, 오프 위치(도 3참조) 및 온 위치(도 5참조) 사이에서 회동한다. 상기 오프 위치 및 온 위치는 상기 오프 동작 또는 트립 동작시 상기 트립 핸들(120)이 위치되는 곳이고, 상기 온 위치는 상기 온 동작시 상기 트립 핸들(120)이 위치되는 곳이다.
그리고 상기 케이싱(110)의 외부로 노출되는 상기 트립 핸들(120)의 일측에는 연동홀(113)이 형성된다. 상기 연동홀(113)은, 트립 동작시 상기 차단기, 실질적으로 상기 차단기에 구비되는 핸들(미도시)과의 연동을 위한 연동 부재(미도시)가 삽입되는 곳이다. 상기 연동 부재는, 상기 연통홀(113) 및 상기 핸들에 구비되는 홀(미도시)를 관통한다.
또한 도시되지는 않았으나, 상기 트립 핸들(120)에는 핸들 스프링이 구비된다. 상기 핸들 스프링은, 상기 오프 위치 및 온 위치 사이에서 회동하는 상기 트립 핸들(120)의 궤적 중 어느 한 위치에서 사점(death point)을 갖는다. 따라서 상기 오프 위치 및 상기 사점에 해당하는 위치 사이에서는, 상기 핸들 스프링의 탄성력이 상기 트립 핸들(120)이 상기 오프 위치로 위치되도록 작용한다. 그러나 상기 온 위치 및 상기 사점에 해당하는 위치 사이에서는, 상기 핸들 스프링의 탄성력이 상기 트립 핸들(120)이 상기 온 위치로 위치되도록 작용한다.
상기 PCB(130)는, 상기 온 동작시 회로 상에 인가되는 전원과 전기적으로 연결되고, 상기 트립 구동부(300)에 구동 전류를 공급한다. 상기 PCB(130)는 라인측 터미널(111) 및 후술할 가동 레버(240)를 통하여 전원측 터미널(113)에 연결된다. 상기 PCB(130)는, 회로에 인가되는 전원의 전압에 비례하는 구동 전류를 상기 트립 구동부(300)에 공급한다. 실질적으로 본 실시예에서는, 회로에 인가되는 전원의 전압을 계산하기 위한 구성 등이 상기 PCB(130)로부터 삭제될 수 있다.
그리고 상기 트립 구동 기구(200)는, 상기 트립 핸들(120)의 회동에 연동하여 동작한다. 또한 상기 트립 구동 기구(200)는, 상기 트립 구동부(300)에 연동하는 상기 트립 레버(400)에 의하여 그 동작이 선택적으로 구속된다. 상기 트립 구동 기구(200)는, 링크(210), 샤프트(220), 래치(230), 가동 레버(240), 및 구동 스프링(미도시)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 링크(210)는, 상기 트립 핸들(120)의 회동과 상기 샤프트(220)의 회동이 서로 연동되도록 한다. 이를 위하여 상기 링크(210)의 일단은 상기 트립 핸들(120)에 힌지 연결된다.
상기 샤프트(220)는, 상기 케이싱(110)의 내부에 샤프트 회동축(221)을 중심으로 회동가능하게 설치된다. 그리고 상기 샤프트(220)에는, 상기 링크(210)의 타단이 힌지 연결된다. 상기 샤프트(220)는, 상기 온 동작시에, 상기 제1트립 스프링(510)를 가압하여 상기 제1트립 스프링(510)에 모멘트를 제공한다. 그리고 상기 샤프트(220)는, 상기 트립 동작시에 상기 제1트립 스프링(510)으로부터 탄성력을 부여받는다.
상기 래치(230)는, 상기 케이싱(110)의 내부에 래치 회동축(231)을 중심으로 회동 가능하게 설치된다. 상기 래치(230)의 일측은, 상기 샤프트(220)의 회동에 연동하여 상기 래치(230)가 회동하도록, 상기 샤프트(220)와 힌지 연결될 수 있다. 실질적으로 상기 래치(230)의 다른 일측은, 상기 오프 동작 및 온 동작시에 상기 트립 레버(400)에 구속된다. 그러나 상기 트립 동작시에는, 상기 래치(230)의 일측이 상기 트립 레버(400)에 의한 구속이 해방된다.
또한 상기 가동 레버(240)는, 상기 샤프트(220)의 일측에 연결된다. 상기 가동 레버(240)는, 상기 PCB(130)와 전기적으로 연결된다. 그리고 상기 가동 레버(240)는, 상기 샤프트(220)의 회동에 연동하여 회동하여 상기 전원측 터미널(113)에 선택적으로 접촉된다. 즉, 상기 오프 동작 및 트립 동작시에는, 상기 가동 레버(240)가 상기 전원측 터미널(113)로부터 이격되고, 온 동작시에는 상기 가동 레버(240)가 상기 전원측 터미널(113)에 접촉된다.
상기 구동 스프링은, 상기 샤프트(220), 래치(230) 및 가동 레버(240)에 탄성력을 부여한다. 보다 상세하게는, 상기 구동 스프링은, 상기 오프 동작 및 온 동작시 회동하는 상기 샤프트(220), 래치(230) 및 가동 레버(240)의 궤적 중 어느 한 위치에서 사점(death point)를 가진다. 따라서 상기 오프 동작시 상기 샤프트(220), 래치(230) 및 가동 레버(240)의 위치 및 상기 사점에서의 위치 사이에서는, 상기 구동 스프링의 탄성력이 상기 샤프트(220), 래치(230) 및 가동 레버(240)가 상기 오프 동작시 위치로 회동하도록 방향으로 작용한다. 반대로, 상기 온 동작시 상기 샤프트(220), 래치(230) 및 가동 레버(240)의 위치 및 상기 사점에서의 위치 사이에서는, 상기 구동 스프링의 탄성력이 상기 샤프트(220), 래치(230) 및 가동 레버(240)가 상기 온 동작시 위치로 회동하도록 작용한다.
한편, 상기 트립 구동부(300)는, 상기 PCB(130)로부터 전달받은 구동 전류에 의하여 동작하여 상기 트립 구동 기구(200)의 동작, 실질적으로 상기 래치(230)의 회동을 구속 또는 해제하도록 하는 상기 트립 레버(400)에 구동력을 제공한다. 도 4를 참조하면, 상기 트립 구동부(300)는, 보빈(310), 무빙 코어(320), 코일(330), 영구 자석(340), 코어 스프링(350), 및 보빈 캡(360)을 포함한다.
상기 보빈(310)은, 대략 기설정된 길이를 가지는 중공의 원통 형상으로 형성된다. 상기 보빈(310)의 내부에는 상기 무빙 코어(320), 영구 자석(340) 및 코어 스프링(350)이 설치되고, 상기 보빈(310)의 외부에는 상기 코일(330)이 설치된다.
그리고 상기 무빙 코어(320)는, 상기 보빈(310)의 내부에 이동 가능하게 설치된다. 상기 무빙 코어(320)에는 구동 돌기(321)가 구비된다. 상기 구동 돌기(321)는, 상기 무빙 코어(320)의 일측에서 연장된다. 상기 구동 돌기(321)는, 상기 무빙 코어(320)의 이동에 따라서 상기 보빈(310)의 외부로 선택적으로 돌출된다. 이하에서는 상기 구동 돌기(321)가 상기 보빈(310)의 내부에 위치되는 경우의 상기 무빙 코어(320)의 위치를 제1위치(도 3 및 도 5참조), 상기 구동 돌기(321)가 상기 보빈(310)의 외부로 최대로 돌출되는 경우의 상기 무빙 코어(320)의 위치를 제2위치(도 6참조)라 칭한다. 상기 무빙 코어(320)는, 상기 오프 동작 및 온 동작시에는 상기 제1위치에 위치되고, 트립 동작시에는 상기 제2위치에 위치된다.
상기 코일(330) 및 영구 자석(340)은, 상기 무빙 코어(320)가 상기 제1위치에 위치되도록 하는 전자기력을 제공한다. 보다 상세하게는, 상기 코일(330)은, 상기 PCB(130)로부터 구동 전류를 공급받아서 상기 무빙 코어(320)가 상기 제1위치에 위치되도록 하는 전자기력을 제공한다. 또한 상기 영구 자석(340)은, 상기 코일(330)이 상기 제1위치에 위치되도록 하는 자력을 제공한다. 이때 상기 코일(330)의 전자기력 및 상기 영구 자석(340)의 자력에 의하여 상기 무빙 코어(320)에 작용하는 외력은, 동일한 방향, 실질적으로 도 3에서 도면상 우측을 향한다.
한편 상기 코어 스프링(350)은, 상기 무빙 코일(330)이 상기 제2위치에 위치되도록 하는 탄성력을 제공한다. 예를 들면, 상기 코어 스프링(350)은, 상기 무빙 코일(330)이 상기 코일(330) 및 영구 자석(340)에 의하여 상기 제1위치에 위치된 상태에서, 상기 무빙 코일(330)에 의하여 압축된다. 따라서 상기 코어 스프링(350)의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어(320)에 작용하는 외력은, 상기 코일(330)의 전자기력 및 상기 영구 자석(340)의 자력에 의하여 상기 무빙 코어(320)에 작용하는 외력과 반대 방향, 즉 도 3에서 도면상 좌측을 향한다.
상기 보빈 캡(360)은, 상기 보빈(310)의 일단을 차폐하는 역할을 한다. 실질적으로 상기 무빙 코어(320)는, 상기 보빈 캡(360)에 의하여 차폐된 상기 보빈(310)의 내부에서 이동한다. 상기 보빈 캡(360)에는, 상기 구동 돌기(321)가 관통하는 관통홀(361)이 형성된다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 트립 레버(400)는, 상기 케이싱(110)의 내부에 레버 회동축(410)을 중심으로 회동가능하게 설치된다. 상기 트립 레버(400)는, 상기 트립 구동부(300)의 동작을 제한하거나 상기 트립 구동부(300)의 동작에 연동하여 상기 래치(230)의 회동을 선택적으로 구속하는 역할을 한다. 실질적으로, 상기 트립 레버(400)는, 상기 오프 동작시에 상기 트립 구동부(300), 실질적으로 상기 무빙 코어(320)가 상기 제1위치에 위치되도록 상기 구동 돌기(321)를 가압한다. 그리고 상기 트립 레버(400)는, 상기 온 동작시에 상기 래치(230)의 회동을 구속한다. 또한 상기 트립 레버(400)는, 상기 트립 동작시에 상기 래치(230)의 회동을 해방시킨다.
상기 트립 레버(400)에는, 구속 돌기(420), 연동 리브(430), 및 제1 및 제2지지 돌기(440)(450)가 구비된다. 상기 구속 돌기(420)에는, 상기 트립 레버(400)의 일측이 선택적으로 지지된다. 그리고 상기 연동 리브(430)는, 상기 트립 레버(400)의 일측에서 연장되어 상기 트립 구동부(300), 실질적으로 상기 구동 돌기(321)와 선택적으로 접촉된다. 상기 제1지지 돌기(440)에는, 상기 제1트립 스프링(510)의 일단이 지지된다. 이때 상기 제1지지 돌기(440)에는, 상기 오프 동작시에만 상기 제1트립 스프링(510)의 일단이 지지된다. 상기 제2지지 돌기(450)에는, 상기 제2트립 스프링(520)의 일단이 지지된다. 상기 제2지지 돌기(450)는 서로 이격되게 위치되는 한쌍으로 구성되고, 상기 제2지지 돌기(450)에 상기 제2트립 스프링(520)의 일단이 지지된 상태에서, 상기 제2지지 돌기(450)가 상기 제2트립 스프링(520)의 양측에 위치된다.
상기 제1트립 스프링(510)은, 상기 샤프트(220) 또는 상기 트립 레버(400)에 탄성력을 부여한다. 보다 상세하게는, 상기 제1트립 스프링(510)로는, 상기 레버 회동축(410) 상에 설치되는 토션 스프링이 사용된다. 상기 제1트립 스프링(510)의 일단은, 상기 샤프트(220)의 일측에 지지되거나 상기 제1지지 돌기(440)에 지지되고, 상기 제1트립 스프링(510)의 타단은 상기 케이싱(110)의 일측에 지지된다. 즉, 상기 제1트립 스프링(510)의 일단은, 상기 오프 동작시 상기 제1지지 돌기(440)에 지지된다. 그리고 상기 제1트립 스프링(510)의 일단은, 온 동작 및 트립 동작시에 상기 샤프트(220)의 일측에 지지된다. 실질적으로는, 상기 제1트립 스프링(510)의 일단이, 상기 샤프트(220)에 의하여 가압됨으로써, 상기 제1트립 스프링(510)에 추가적으로 모멘트가 작용한다. 한편 상기 제1트립 스프링(510)은, 항상 도 3에서 도면상 시계 방향으로 모멘트를 받는 상태를 유지한다. 따라서 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력은, 상기 오프 동작시에 상기 트립 레버(400)에 도 3에서 도면상 반시계 방향으로 작용하고, 상기 온 동작 및 트립 동작시에 상기 샤프트(220)에 도 3에서 도면상 반시계 방향으로 작용한다. 또한 실질적으로 상기 트립 레버(400)에 부여되는 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력은, 상기 무빙 코어(320)에는 도 3에서 도면상 우측 방향으로 작용할 것이다.
상기 제2트립 스프링(520)은, 상기 트립 레버(400)에 선택적으로 탄성력을 부여한다. 보다 상세하게는, 상기 제2트립 스프링(520)은, 핸들 회동축(111) 상에 설치된다. 상기 제2트립 스프링(520)의 일단은, 상술한 바와 같이, 상기 제2지지 돌기(450)에 그 일단이 지지된 상태에서, 상기 제2트립 스프링(520)의 타단은 자유단으로 유지된다. 이때 상기 제2트립 스프링(520)의 일단은, 상기 트립 레버(400)가 반시계 방향으로 회동하도록 하는 탄성력을 상기 트립 레버(400)에 부여하도록 기설정된 각도 또는 곡률로 밴딩된 상태로 상기 제2지지 돌기(450)에 지지된다. 따라서 상기 트립 레버(400)에 부여되는 상기 제2트립 스프링(520)의 탄성력도, 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력과 동일하게, 도 3에서 도면상 우측 방향으로 작용할 것이다.
한편 본 실시예에서는, 상기 코일(330)의 전자기력에 의하여 상기 무빙 코어(320)에 작용하는 외력(F1), 상기 영구 자석(340)의 자력에 상기 무빙 코어(320)에 작용하는 외력(F2), 상기 코어 스프링(350)의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어(320)에 작용하는 외력(F3), 상기 트립 레버(400)에 부여되는 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어(320)에 작용하는 외력(F4), 및 상기 트립 레버(400)에 부여되는 상기 제2트립 스프링(520)의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어(320)에 작용하는 외력(F5)은 아래의 수학식을 만족할 것이다.
[수학식 1]- 오프 동작시
F2 + F4 + F5 ≥ F3
[수학식 2]- 온 동작시(정격 전압 이상)
F1 + F2 + F5 > F3
[수학식 3]- 트립 동작시(정격 전압 미만)
F1 + F2 + F5 < F3
상기 수학식 1은 상기 오프 동작시에 적용된다. 즉, 상기 오프 동작의 경우에는, 상기 코일(330)에 구동 전류가 인가되지 않으므로, 실질적으로 상기 무빙 코어(320)에는 상기 영구 자석(340), 코어 스프링(350), 및 제1 및 제2트립 스프링(510)(520)에 의한 외력만 작용한다. 그런데 상기 영구 자석(340) 및 제1 및 제2트립 스프링(510)(520)에 의한 외력과 상기 코어 스프링(350)에 의한 외력은, 상기 무빙 코어(320)에 서로 반대 방향으로 작용하므로, 도 3에 도시된 바와 같은 상태를 유지하기 위하서는 수학식 1을 만족하여야 한다.
한편 상기 온 동작시에는, 회로 상에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압 또는 그 이상을 유지할 것이다. 그리고 상기 온 동작시에는 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력이 상기 샤프트(220)에 부여되므로, 상기 무빙 코어(320)에는, 상기 코일(330), 영구 자석(340), 코어 스프링(350) 및 제2트립 스프링(520)에 의한 외력만 작용한다. 그런데 상기 코일(330), 영구 자석(340) 및 제2트립 스프링(520)에 의한 외력과 상기 코어 스프링(350)에 의한 외력은 서로 반대 방향으로 작용한다. 따라서 상기 온 동작(도 5참조)을 유지하기 위해서는, 수학식 2를 만족하여야 한다.
반면에 상기 트립 동작시에는, 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력은 계속하여 상기 샤프트(220)에 부여된다. 따라서 상기 트립 동작시에는, 상기 온 동작시와 동일하게, 상기 무빙 코어(320)에 외력이 부여된다. 그런데 실질적으로 상기 코일(330)에 인가되는 구동 전류는 상기 온 동작시보다 감소되므로, 상기 코일(330)에 의하여 상기 무빙 코어(320)에 작용하는 외력은 감소되므로, 상기 수학식 2를 만족하여야 한다.
이하에서는 본 발명에 의한 배선용 차단기의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치의 동작을 보인 사시도이다.
먼저 도 3을 참조하면, 트립 장치(100)의 오프 동작 상태에서는, 트립 핸들(120)은 오프 위치에 위치된다. 그리고 래치(230)의 회동은, 트립 레버(400)의 구속 돌기(420)에 지지되어 구속된 상태를 유지한다. 또한 제1트립 스프링(510)의 일단은 상기 트립 레버(400)에 지지된 상태를 유지한다.
한편 가동 레버(240)는 전원측 터미널(113)로부터 이격된 상태이므로, PCB(130)로부터 코일(330)로의 구동 전류의 공급이 이루어지지 않는다. 따라서 무빙 코어(320)에는 영구 자석(340)에 의한 외력(F2), 코어 스프링(350)에 의한 외력(F3), 상기 트립 레버(400)에 부여되는 상기 제1트립 스프링(510)에 의한 외력(F4) 및 상기 트립 레버(400)에 부여되는 상기 제2트립 스프링(520)에 의한 외력(F5)만 작용한다. 그런데 상기 외력(F2)(F3)(F4)(F5)은 수학식 1을 만족하므로, 실질적으로 상기 무빙 코어(320)에는 도면상 우측 방향으로 외력이 작용한다. 따라서 상기 무빙 코어(320)는 제1위치에 위치된 상태를 유지한다.
이와 같은 상태에서, 도 5를 참조하면, 상기 트립 장치(100)의 온 동작을 위하여 핸들 회동축(111)을 중심으로 도면상 시계 방향으로 상기 트립 핸들(120)을 회동시킨다. 따라서 상기 트립 핸들(120)의 회동에 연동하여 상기 차단기의 핸들이 회동함으로써, 회로가 폐로된다.
또한 상기 트립 핸들(120)이 회동하면, 이에 연동하여 샤프트(220)가 샤프트 회동축(221)을 중심으로 도면상 반시계 방향으로 회동한다. 또한 상기 샤프트(220)가 회동하면, 이에 연동하여 가동 레버(240)가 도면상 반시계 방향으로 회동한다. 이때 상기 래치(230)는, 상기 트립 레버(400)에 의하여 회동이 구속된 상태이므로, 상기 샤프트(220)의 회동에 연동하여 회동하지 않는다. 이때 상기 샤프트(220) 및 가동 레버(240)의 회동은, 구동 스프링의 탄성력을 극복하면서 이루어진다.
그리고 상기 트립 핸들(120)이 회동하여 온 위치에 위치되면, 상기 샤프트(220)가 상기 샤프트 회동축(221)을 중심으로 회동하여 상기 제1트립 스프링(510)의 일단을 도면상 시계 방향으로 가압한다. 따라서 상기 트립 레버(400)에 지지된 상기 제1트립 스프링(510)의 일단이 상기 샤프트(220)의 일측에 지지됨으로써, 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력이 상기 샤프트(220)에 부여된다. 이때 상기 샤프트(220)의 회동에 의한 상기 구동 스프링의 사점을 지나면서, 상기 구동 스프링의 탄성력은 상기 샤프트(220)가 상기 샤프트(220)가 도면상 반시계 방향으로 회동하도록 작용한다. 또한 상기 래치(230)의 회동이 상기 트립 레버(400)에 의하여 구속된 상태이므로, 상기 샤프트(220)가 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력에 의하여 회동하지 않게 된다.
한편 상기 트립 핸들(120)이 회동하여 상기 온 위치에 위치되면, 상기 가동 레버(240)가 상기 전원측 터미널(113)에 접촉된다. 따라서 상기 PCB(130)가 회로 인가되는 전원과 전기적으로 연결되고, 상기 PCB(130)로부터 상기 코일(330)에 구동 전류가 인가된다.
이와 같은 상기 트립 핸들(120)의 회동 및 상기 코일(330)로의 구동 전류의 인가에 의하여, 상기 트립 레버(400)에 부여되는 상기 제2트립 스프링(520)의 탄성력에 의한 외력(F5) 및 상기 코일(330)의 전자기력에 의한 외력(F1)이 상기 무빙 코어(320)에 추가적으로 작용한다. 또한 상기 샤프트(220)의 회동에 의하여, 상기 트립 레버(400)에 부여되는 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어(320)에 작용하던 외력(F4)이 제거된다. 그런데 상기 무빙 코어(320)에 작용하는, 상기 코일(330)의 전자기력에 의한 외력(F1), 상기 영구 자석(340)의 탄성력에 의한 외력(F2), 상기 코어 스프링(350)의 탄성력에 의한 외력(F3) 및 상기 제2트립 스프링(520)의 탄성력에 의한 외력(F5)는 수학식 2를 만족한다. 따라서 상기 무빙 코어(320)에는 도면상 우측 방향으로 외력이 작용하여, 상기 무빙 코어(320)가 상기 제1위치를 유지할 수 있게 된다.
한편 상기 트립 장치(100)의 온 동작을 위하여 상기 트립 핸들(120)이 회동하면, 이에 연동하여 배선용 차단기의 핸들이 회동할 수 있다. 따라서 실질적으로 상기 트립 장치(100)의 온 동작과 상기 배선용 차단기의 온 동작이 동시 또는 한번에 이루어질 수 있다.
그리고 회로에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압 미만으로 강하되는 경우에는, 상기 트립 장치(100)가 트립 동작을 수행한다. 먼저, 회로에 인가되는 전원의 전압이 강하되면, 이에 비례하여 상기 PCB(130)에서 상기 코일(330)에 인가되는 구동 전류값이 감소된다. 따라서 상기 코일(330)의 전자기력이 감소됨으로써, 상기 무빙 코어(320)에 작용하는, 상기 코일(330)의 전자기력에 의한 외력(F1), 상기 영구 자석(340)의 탄성력에 의한 외력(F2), 상기 코어 스프링(350)의 탄성력에 의한 외력(F3) 및 상기 제2트립 스프링(520)의 탄성력에 의한 외력(F5)는 수학식 3을 만족하게 된다. 즉, 상기 무빙 코어(320)에는 도면상 좌측 방향으로 외력이 작용한다. 따라서 상기 무빙 코어(320)가 도면상 좌측, 즉 상기 제1위치에서 제2위치를 향하여 이동하게 된다.
그리고 상기 무빙 코어(320)가 상기 제2위치를 향하여 이동하면, 상기 무빙 코어(320), 실질적으로 구동 돌기(321)에 의하여 상기 트립 레버(400), 즉 연동 리브(430)가 가압된다. 따라서 상기 트립 레버(400)가 레버 회동축(410)을 중심으로 도면상 반시계 방향으로 회동한다.
상기 트립 레버(400)가 회동하면, 상기 래치(230)의 일측이 상기 구속 돌기(420)에 지지된 상태에서 이격된다. 그런데 상기 샤프트(220)에는 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력이 도면상 반시계 방향으로 작용한다. 따라서 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력에 의하여 상기 샤프트(220)가 상기 샤프트 회동축(221)을 중심으로 시계 방향으로 회동한다. 그리고 상기 샤프트(220)의 회동에 의하여 상기 구동 스프링이 사점을 지나면, 상기 구동 스프링의 탄성력에 의하여 상기 샤프트(220)의 회동이 이루어질 것이다. 또한 상기 샤프트(220)의 회동에 연동하여 상기 래치(230)도 상기 래치 회동축(231)을 중심으로 도면상 시계 방향으로 회동한다.
한편 상기 샤프트(220)의 회동에 연동하여, 상기 트립 핸들(120)이 상기 핸들 회동축(111)을 중심으로 도면상 반시계 방향으로 회동한다. 실질적으로 상기 샤프트(220)의 회동에 연동하여 상기 트립 핸들(120)이 회동하여, 상기 핸들 스프링의 사점을 지나면, 상기 핸들 스프링의 탄성력에 의하여 상기 트립 핸들(120)이 회동하여 상기 오프 위치에 위치된다.
그리고 상기 샤프트(220)의 회동에 연동하여 상기 가동 레버(240)도 도면상 반시계 방향으로 회동하여 상기 전원측 터미널(113)로부터 이격된다. 따라서 상기 PCB(130)에 인가되는 전원이 차단되고, 상기 PCB(130)로부터 상기 코일(330)에 인가되는 구동 전류도 차단된다. 그리고 상기 PCB(130)에 인가되는 구동 전류가 차단되면, 실질적으로 상기 코일(330)의 전자기력에 의하여 상기 무빙 코어(320)에 작용하는 외력(F1)이 제거될 것이다.
또한 상기 샤프트(220)가 회동하면, 상기 제1트립 스프링(510)의 일단이 상기 샤프트(220)의 일측에 지지된 상태에서, 상기 트립 레버(400)에 지지된다. 따라서 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력은, 상기 트립 레버(400)에 작용하게 된다. 그리고 상기 트립 레버(400)는, 상기 제1트립 스프링(510)의 탄성력에 의하여 상기 레버 회동축(410)을 중심으로 도면상 반시계 방향으로 회동하여 상기 무빙 코어(320)가 상기 제1위치에 위치되는 방향으로 가압하여 밀어준다. 또한 상기 무빙 코어(320)가 상기 제1위치를 향하여 이동하여 상기 영구 자석(340)에 인접하게 되면, 상기 무빙 코어(320)에는 상기 영구 자석(340)에 의한 외력(F2), 상기 코어 스프링(350)에 의한 외력(F3), 및 상기 트립 레버(400)에 부여되는 상기 제1트립 스프링(510)에 의한 외력(F4)이 작용한다. 그런데 상기 외력(F2)(F3)(F4)는, 수학식 1과 같은 관계를 만족하므로, 상기 무빙 코어(320)는 상기 제1위치에 위치된 상태를 유지할 수 있게 된다.
이와 같은 상기 트립 장치(100)의 트립 동작시 트립 구동부(300)의 동작은 도 6 및 도 7을 참조하면 이해될 수 있다. 그리고 최종적으로 상기 트립 장치(100)는, 트립 동작 후 도 3에 도시된 바와 같이, 오프 동작과 동일하게 위치된다. 이때 상기 트립 핸들(120)이 상기 오프 위치에 위치되면, 이에 연동하여 상기 차단기의 핸들도 오프 위치에 위치된다. 따라서 상기 차단기에 의하여 회로가 차단된다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
상술한 실시예에서는, 상기 트립 구동부의 동작을 실질적으로 상기 무빙 코어의 위치에 대하여 한정하여 설명하였다. 그러나 실질적으로 상기 무빙 코어가 상기 제1위치에 위치된 경우는, 상기 트립 구동부가 정지한 상태이고, 상기 무빙 코어가 상기 제2위치에 위치된 경우는, 상기 트립 구동부가 동작한 상태라고 설명할 수도 있다.
또한 상술한 실시예에서는, 상기 제2트립 스프링의 탄성력이 상기 트립 레버에 계속적으로 작용하는 것으로 설명되었다. 그러나 실질적으로 상기 제2트립 스프링의 탄성력은, 상기 코어 스프링이나 제1트립 스프링 등에 비하여 무시할 수 있을 정도로 작은 것이다. 따라서 상기 제2트립 스프링이 삭제되어도 트립 동작이 수행될 수도 있다. 다만, 상기 제2트립 스프링의 탄성력은, 상기 트립 동작시 위치에서 상기 오프 동작시 위치로 상기 트립 레버가 회동하는 과정에서, 상기 트립 레버의 유동을 방지할 수 있을 것이다.
Claims (15)
- 고정 접점 및 가동 접점의 이격을 위하여 조작하는 핸들이 구비되는 배선용 차단기에 의하여 개폐되는 회로 상에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압 미만인 경우에 트립 동작을 수행하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치에 있어서:
케이싱;
상기 케이싱에 회동 가능하게 설치되고, 오프 위치 및 온 위치에 선택적으로 위치되는 트립 핸들;
상기 케이싱에 설치되고, 회로의 라인측 터미널 및 전원측 터미널에 선택적으로 연결되는 PCB;
상기 트립 핸들의 회동에 연동하여 동작하는 트립 구동 기구;
상기 라인측 터미널 및 전원측 터미널에 연결된 상기 PCB로부터 선택적으로 전자기력을 전달받고, 상기 PCB로부터 전달받은 자기력의 크기에 따라서 동작 또는 정지되는 트립 구동부;
상기 케이싱의 내부에 회동 가능하게 설치되고, 상기 트립 구동부의 동작에 연동하여 회동하여 상기 트립 구동 기구의 동작을 선택적으로 구속하거나 해방하거나 상기 트립 구동부가 정지한 상태를 유지하도록 하는 트립 레버; 및
상기 트립 구동부가 정지한 상태를 유지시키는 방향으로 회동하도록 상기 트립 레버에 탄성력을 부여하거나, 오프 위치에 위치되는 상기 트립 핸들의 회동에 연동하는 동작을 하도록 상기 트립 구동 기구에 탄성력을 부여하는 제1트립 스프링; 을 포함하고,
상기 PCB에서 상기 트립 구동부에 인가되는 구동 전류는 회로 상에 인가되는 전원의 전압에 비례하여 감소되고,
회로 상에 인가되는 전압이 정격 전압 이상인 경우에는, 상기 트립 구동부가 정지되고, 상기 트립 레버에 의하여 상기 트립 구동 기구의 동작이 구속되며,
회로 상에 인가되는 전압이 정격 전압 미만인 경우에는, 상기 트립 구동부가 동작하고, 이에 연동하여 회동하는 상기 트립 레버에 의하여 상기 트립 구동 기구의 구속이 해방되는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 트립 핸들은, 상기 배선용 차단기의 핸들과 연동하여 동작하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 트립 구동 기구는,
상기 트립 핸들에 링크에 의하여 연결되는 샤프트;
상기 샤프트의 회동에 연동하여 회동하고, 상기 트립 레버에 선택적으로 구속되는 래치;
상기 샤프트의 회동에 연동하여 회동하고, 상기 PCB에 전기적으로 연결된 상태에서 상기 라인측 터미널 및 전원측 터미널 중 어느 하나와 선택적으로 접촉되는 가동 레버; 및
상기 샤프트, 래치, 가동 레버에 탄성력을 부여하는 구동 스프링; 을 포함하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 샤프트는, 상기 트립 핸들이 회동하여 오프 위치에서 온 위치에 위치되면, 이에 연동하여 회동하면서 상기 제1트립 스프링을 가압하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 래치는, 상기 트립 레버에 의하여 선택적으로 구속 또는 해방되는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1트립 스프링은 상기 트립 레버의 회동축 상에 설치되는 토션 스프링인 부족 전압 트립 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 제1트립 스프링의 일단은 상기 케이싱의 내부에 지지되며,
상기 제1트립 스프링의 타단은 상기 트립 레버 또는 상기 트립 구동 기구의 일측에 선택적으로 지지되는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 배선용 차단기에 의하여 개폐되는 회로에 연결되는 온 동작, 회로로부터 차단되는 오프 동작, 및 회로 상에 인가되는 전원의 전압이 정격 전압 미만인 경우에 트립 동작을 수행하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치에 있어서:
케이싱;
상기 케이싱에 회동 가능하게 설치되는 트립 핸들;
상기 케이싱에 설치되고, 라인측 터미널 및 전원측 터미널에 선택적으로 연결되는 PCB;
상기 트립 핸들의 회동에 연동하여 동작하는 트립 구동 기구;
상기 케이싱의 내부에 설치되고, 상기 라인측 터미널 및 전원측 터미널에 연결된 상기 PCB로부터 선택적으로 구동 전력을 전달받는 트립 구동부;
상기 케이싱의 내부에 회동 가능하게 설치되고, 상기 트립 구동부에 연동하여 회동하여 상기 트립 구동 기구의 동작을 선택적으로 구속하는 트립 레버; 및
상기 트립 레버 또는 트립 구동 기구에 선택적으로 탄성력을 부여하는 제1트립 스프링; 을 포함하고,
상기 트립 구동 기구는,
이동 가능하게 설치되는 무빙 코어;
상기 PCB로부터 전달받은 구동 전류에 의하여 전자기력을 발생시키는 코일;
상기 무빙 코어에 작용하는 자력을 발생시키는 영구 자석; 및
상기 무빙 코어에 탄성력을 부여하는 코어 스프링; 을 포함하고,
상기 코일의 자기력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F1) 및 상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2)은, 상기 코어 스프링의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F3)과 반대 방향으로 작용하고,
상기 트립 레버에 부여되는 상기 제1트립 스프링의 탄성력은, 상기 코일의 자기력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F1) 및 상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2)과 동일한 방향으로 상기 무빙 코어에 외력(F4)으로 작용하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 오프 동작시에는,
상기 영구 자석의 자력에 의한 외력(F2), 상기 코어 스프링의 탄성력에 의한 외력(F3) 및 상기 트립 레버에 부여되는 상기 제1트립 스프링의 탄성력에 의한 외력(F4)만 상기 무빙 코어에 작용하고,
상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2) 및 상기 트립 레버에 부여되는 상기 제1트립 스프링의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F4)의 합이, 상기 코어 스프링의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F3)을 초과하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 온 동작시에는,
상기 코일의 자기력에 의한 외력(F1), 상기 무빙 코어에 상기 영구 자석의 자력에 의한 외력(F2) 및 상기 코어 스프링의 탄성력에 의한 외력(F3)만 상기 무빙 코어에 작용하고,
상기 코일의 자기력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F1) 및 상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2)의 합이, 상기 코어 스프링의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F3)을 초과하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 트립 동작 시에는,
상기 온 동작시 상기 무빙 코어에 작용하는 외력 중 상기 코일의 자기력에 의한 외력(F1)이 회로 상에 인가되는 전원의 전압의 감소에 비례하여 감소됨으로써, 상기 코어 스프링의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F3)이 상기 코일의 자기력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F1) 및 상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2)의 합을 초과하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 트립 레버에 탄성력을 부여하는 제2트립 스프링을 더 포함하고,
상기 트립 레버에 부여되는 상기 제2트립 스프링의 탄성력은, 상기 코일의 자기력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F1) 및 상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2)과 동일한 방향으로 상기 무빙 코어에 외력(F5)으로 작용하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 오프 동작시에는,
상기 영구 자석의 자력에 의한 외력(F2), 상기 코어 스프링의 탄성력에 의한 외력(F3), 상기 트립 레버에 부여되는 상기 제1트립 스프링의 탄성력에 의한 외력(F4), 및 상기 트립 레버에 부여되는 상기 제2트립 스프링의 탄성력에 의한 외력(F5)만 상기 무빙 코어에 작용하고,
상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2), 상기 트립 레버에 부여되는 상기 제1트립 스프링의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F4) 및 상기 트립 레버에 부여되는 상기 제2트립 스프링의 탄성력에 의한 외력(F5)의 합이, 상기 코어 스프링의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F3)을 초과하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 온 동작시에는,
상기 코일의 자기력에 의한 외력(F1), 상기 무빙 코어에 상기 영구 자석의 자력에 의한 외력(F2), 상기 코어 스프링의 탄성력에 의한 외력(F3) 및 상기 트립 레버에 부여되는 상기 제2트립 스프링의 탄성력에 의한 외력(F5)만 상기 무빙 코어에 작용하고,
상기 코일의 자기력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F1), 상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2) 및 상기 트립 레버에 부여되는 상기 제2트립 스프링의 탄성력에 의한 외력(F5)의 합이, 상기 코어 스프링의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F3)을 초과하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
- 제 14 항에 있어서,
상기 트립 동작 시에는,
상기 온 동작시 상기 무빙 코어에 작용하는 외력 중 상기 코일의 자기력에 의한 외력(F1)이 회로 상에 인가되는 전원의 전압의 감소에 비례하여 감소됨으로써, 상기 코어 스프링의 탄성력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F3)이 상기 코일의 자기력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F1), 상기 영구 자석의 자력에 의하여 상기 무빙 코어에 작용하는 외력(F2) 및 상기 트립 레버에 부여되는 상기 제2트립 스프링의 탄성력에 의한 외력(F5)의 합을 초과하는 배선용 차단기의 부족 전압 트립 장치.
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