KR20140003832U - 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치는, 고정접촉자; 고정접촉자에 접촉되는 위치와 고정접촉자로부터 분리되는 위치로 회동가능한 가동접촉자; 가동접촉자를 회전구동하도록 가동접촉자에 접속되고 제 1 회동 축을 중심으로 회동가능한 아 암; 제 1 회동 축에 동축 접속되어 아암과 같은 방향으로 함께 회동가능한 샤프트 부재; 일 단이 상기 샤프트 부재에 의해 지지되는 메인 스프링; 핸들; 핸들에 접속되는 일 단 부와 샤프트 부재에 접속되는 타 단 부를 가지는 링크; 링크를 구속하는 위치와 링크를 해방하는 위치로 제 2 회동 축을 중심으로 회동가능하며, 구속 또는 해방되는 일 단 부를 가지는 래치; 래치의 일 단 부를 구속하는 구속위치와 상기 래치의 일 단 부를 해방하는 해방위치로 회동가능한 트립 바; 트립 바를 상기 해방위치로 회동하도록 접촉하여 가압하는 제 1 위치와 상기 트립 바로부터 분리되는 제 2 위치로 직선이동 가능한 플런저를 가지며, 플런저를 직선이동하도록 구동하는 전자석을 가지는 전자석 기구; 및 아 암에 접속되는 일단 부와 상기 트립 바에 접속되는 타단 부를 가지며, 한류동작시 아 암의 회동에 따라 직선이동하여 트립 바를 해방위치로 회동하도록 구동하는 한류 접속자;를 포함한다.

Description

소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치{CURRENT LIMITING TRIP MECHANISM FOR MINIATURE CIRCUIT BREAKER}

본 고안은 가정용 소형 배선용 차단기에 관한 것으로서, 특히 소형 배선용 차단기에 있어서 회로 상 이상전류 통전 시 접점 간에 발생하는 전자반발력(electromagnetic repulsive force)을 지연 없이 트립(trip) 동작으로 연결시킬 수 있어 한류 성능을 갖는 소형 배선용 차단기를 제공하는 한류 트립 장치에 관한 것이다.

본 고안의 기술이 속하는 가정용 소형 배선용 차단기(miniature circuit breaker)는 예컨대 본 고안의 출원인이 등록한 대한민국 등록실용신안 제20-0462420호(고안의 명칭: 소형 배선용 차단기의 아크 소호 장치)에 개시된 소형 배선용 차단기의 구성을 참조할 수 있다.

3상 회로를 개폐 및 보호하는 기능을 위해 하나의 외함 내에 3개(3상용) 또는 4개(4극용)의 가동접촉자와 고정접촉자의 주회로 부와, 3개 또는 4개(4극용)의 소호기구, 3개 또는 4개(4극용)의 과전류 트립 기구 및 3개 또는 4개(4극용)의 순시 트립 기구를 가진 일반적인 산업용 배선용 차단기와 달리, 이러한 소형 배선용 차단기는 하나의 외함 내에 1개 또는 2개(단상 2선 식)의 가동접촉자와 고정접촉자의 주회로 부와, 1개 또는 2개(단상 2선 식)의 과전류 트립 기구 및 1개 또는 2개(단상 2선 식)의 순시 트립 기구를 가진 배선용 차단기로서, 그 크기가 일반적인 산업용 배선용 차단기의 1/3 또는 1/4이하에 불과하다.

이러한 소형 배선용 차단기에 있어서 회로 상 이상전류 발생시 회로를 차단하기 위한 검출기구로서는, 회로 상 정격전류의 수십 퍼센트를 초과하는 과전류를 검출하여 개폐기구의 트립 동작을 트리거(trigger)하는 바이메탈을 주 구성요소로 하는 과전류 트립기구가 있고, 회로 상 정격전류의 수 배 내지 10배에 달하는 단락전류와 같은 큰 사고전류 발생시 이를 검출하여 상기 과전류 트립기구보다 더욱 신속한 속도로 개폐기구의 트립 동작을 트리거하는 전자석을 주 구성요소로 하는 순시 트립 기구(instant trip mechanism)이 있다.

그러나 상기 대한민국 등록실용신안 제20-0462420호로 소개된 소형 배선용 차단기를 포함하는 종래기술에 따른 소형 배선용 차단기에 있어서 순시 트립 기구는 전자석이 여자(magnetizing)되어 개폐기구를 트립 동작하도록 트리거하고 가동접촉자가 대응 고정접촉자로부터 분리되어 최종적으로 회로를 자동으로 차단(트립 동작)하기까지의 시간이 긴 문제점이 있다. 특히 순시 트립 기구의 플런저(plunger)가 트립 바(trip bar)를 접촉 가압하는 데까지의 스트로크(stroke)가 긴 것이 그 주요인이었다.

따라서 본 고안은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 고안의 목적은 소형 배선용 차단기에 있어서 회로 상 이상전류 발생 시 접점 간에 발생하는 전자반발력을 시간 지연 없이 트립 동작으로 연결시킬 수 있어 이상전류 발생으로부터 트립 동작에 소요되는 시간을 감축할 수 있는 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치를 제공하는 것이다.

상기 본 고안의 목적은, 전원 측과 부하 측 간의 회로 중 어느 일 측에 전기적으로 접속되는 고정접촉자;

상기 고정접촉자에 접촉되는 위치와 상기 고정접촉자로부터 분리되는 위치로 회동가능하며 상기 회로의 타 측에 전기적으로 접속되는 가동접촉자;

상기 가동접촉자를 회전구동하도록 상기 가동접촉자에 접속되고 제 1 회동 축을 중심으로 회동가능한 아암;

상기 제 1 회동 축에 동축 접속되어 상기 아암과 같은 방향으로 함께 회동가능한 샤프트 부재;

탄성 에너지를 축세한 위치와, 트립(TRIP)동작을 위한 구동력으로서 탄성 에너지를 제공하도록 탄성 에너지를 방세하는 위치를 가지며, 일 단이 상기 샤프트 부재에 의해 지지되는 메인 스프링;

사용자에게 수동 개폐조작을 위한 수단을 제공하는 핸들;

상기 핸들에 접속되는 일 단 부와 상기 샤프트 부재에 접속되는 타 단 부를 가지는 링크;

상기 링크를 구속하는 위치와 상기 링크를 해방하는 위치로 제 2 회동 축을 중심으로 회동가능하며, 구속 또는 해방되는 일 단 부를 가지는 래치(LATCH);

상기 래치의 일 단 부를 구속하는 구속위치와 상기 래치의 일 단 부를 해방하는 해방위치로 회동가능한 트립 바(TRIP BAR);

상기 트립 바를 상기 해방위치로 회동하도록 접촉하여 가압하는 제 1 위치와 상기 트립 바로부터 분리되는 제 2 위치로 직선이동 가능한 플런저(PLUNGER)를 가지며, 상기 플런저를 직선이동하도록 구동하는 전자석을 가지는 전자석 기구; 및

상기 아암에 접속되는 일단 부와 상기 트립 바에 접속되는 타단 부를 가지며, 전자반발력에 의해 상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자로부터 분리되는 위치로 회동하는 한류동작시 상기 아암의 회동에 따라 직선이동하여 상기 트립 바를 상기 해방위치로 회동하도록 구동하는 한류 접속자;를 포함하는 본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치는, 상기 가동접촉자에 접속되어 함께 회동가능한 아암과 트립 바 사이에 연결되어 직선이동하는 한류 접속자를 구비하므로, 전자반발력에 의해 상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자로부터 분리되는 위치로 회동하는 한류동작시, 회동하는 가동접촉자와 아암에 의해 한류 접속자가 직선이동하여 트립 바가 래치를 해방시키는 위치로 회동시킴으로써, 한류 동작이 바로 트립 동작으로 연결되어 사고전류 발생시 신속한 회로차단이 가능한 효과를 제공할 수 있다.

본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치에 있어서, 상기 한류 접속자는, 몸체 부와, 아암에 접속되는 일 단 부로서 제 1 접속 로드 부 및 트립 바에 접속되는 타단 부로서 제 2 접속 로드 부를 가지는 U자형 로드(ROD)로 구성되므로, 간단한 구성의 추가로 소형 배선용 차단기의 사고전류 대응 차단속도가 감축될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치에 있어서, 상기 아암과 상기 트립 바는 상기 한류 접속자의 일 단 부로서 제 1 접속 로드 부와 타 단 부로서 제 2 접속 로드 부가 끼워지는 한류 접속자 삽입 홈 부를 각각 구비하므로, 아암과 트립 바의 삽입 홈 부에 한류 접속자의 양 단 부를 간단히 끼워 설치할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치에 있어서, 상기 각각의 한류 접속자 삽입 홈 부는 수평 장공 부로 구성되므로, 상기 한류 접속자의 직선이동시 상기 한류 접속자의 일 단 부와 타 단 부의 수평 유동이 허용될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 온(ON) 상태인 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치의 구성을 보여주는 소형 배선용 차단기의 종 단면도이고,
도 2는 오프(OFF) 상태인 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치의 구성을 보여주는 소형 배선용 차단기의 종 단면도이며,
도 3은 한류 동작 상태인 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치의 구성을 보여주는 소형 배선용 차단기의 종 단면도이고,
도 4는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치 중 코일을 제외한 전자석 기구의 내부 구성을 보여주는 일부 절개 사시 도이며,
도 5는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치 중 트립 바의 구성을 보여주는 트립 바의 사시 도이고,
도 6은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치 중 아 암의 구성을 보여주는 아 암의 사시 도이며,
도 7은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치 중 한류 접속자의 구성을 보여주는 한류 접속자의 사시 도이다.

상술한 본 고안의 목적과 이를 달성하는 본 고안의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도 1 내지 도 7을 참조한 본 고안의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 소형 배선용 차단기(100)는 외함(17), 소호 기구(arc extinguishing mechanism)(21), 과전류 트립 기구(overcurrent trip mechanism)(25), 단자 부 및 본 고안에 따른 한류 트립 장치를 포함한다.

외함(17)은 소형 배선용 차단기(100)의 구성부품들을 내장하고 지지하며 보호하는 수단으로서 전기적 절연성을 갖는 수지 재를 재료로 주조(molding)하여 제작될 수 있다.

소호 기구(21)는 잘 알려진 바와 같이 복수의 "U"자형 아크 그리드(arc grid)를 한 쌍의 양 측 판에 의해 지지하여 적층하게 설치함으로써 구성될 수 있으며, 복수의 아크 그리드는 강 자성체로 형성되어 회로 개방동작시 접점 간에서 발생되는 아크를 유도하고 각각의 아크 그리드 사이에서 분할하여 소멸시킨다.

과전류 트립 기구(25)는 후술하는 가동접촉자 측과 부하 측 단자 부(26)사이의 전류 경로에 접속되는 바이메탈(bi-metal)(25)로 구성되며, 따라서 회로 상 정격전류보다 수십 퍼센트 많은 과전류가 흐를 때 바이메탈(25)이 열동하여 만곡함으로써 후술하는 트립 바(24)를 접촉 가압하여 회동시킨다.

단자 부는 제 1 단자 부(19a)와 제 2 단자 부(26)를 포함한다.

제 1 단자 부(19a)는 회로의 전원 측 또는 부하 측(실시 예에 따라 전원 측)과 전기적으로 접속되는 고정접촉자(19)의 일 단 부로 구성된다.

제 2 단자 부(26)는 회로의 전원 측 또는 부하 측 중 제 1 단자 부(19a)가 접속되는 측의 나머지 측(실시 예에 따라 부하 측)에 전기적으로 접속되는 도전 재판으로 구성된다.

도 1 내지 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 고안에 따른 한류 트립 장치는 고정접촉자(19), 가동접촉자(18), 아 암(arm)(15), 샤프트 부재(shaft member)(12), 메인 스프링(main spring)(13), 핸들(handle)(10), 링크(link)(11), 래치(latch)(22), 트립 바(trip bar)(24), 전자석 기구(electromagnetic mechanism)(20) 및 한류 접속자(27)를 포함한다.

도 1 내지 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 고안에 따른 한류 트립 장치는 접압 스프링(16), 복귀 스프링(23) 및 가요성 접속자(28)를 더 포함한다.

고정접촉자(19)는 전원 측과 부하 측 간의 회로 중 어느 일 측에 전기적으로 접속되는 도전 재 접촉자로 구성된다. 고정접촉자(19)의 일 단 부는 상술한 바와 같이 제 1 단자 부(19a)를 형성한다.

가동접촉자(18)는 도전 재 접촉자로 구성되어 고정접촉자(19)에 접촉되는 위치와 고정접촉자(19)로부터 분리되는 위치로 회동가능하며, 상기 회로의 타 측에 전기적으로 접속된다.

아 암(15)은 가동접촉자(18)를 회전구동하도록 가동접촉자(18)에 접속되고 제 1 회동 축(14)을 중심으로 회동가능한 수단이다.

아 암(15)은 도 6을 참조할 수 있는 바와 같이, 접촉자 접속 홈 부(15a), 접압 스프링 지지 돌 부(15b), 지지 돌 부 삽입 구 부(15c) 및 제 1 한류 접속자 삽입 홈 부(15d)를 포함한다.

접촉자 접속 홈 부(15a)는 가동접촉자(18)의 상부가 삽입되어 수용되는 홈 부로서 아 암(15)의 하부에 가동접촉자(18)의 상부 형상에 대응하도록 마련된다. 접촉자 접속 홈 부(15a)는 나사 구 부(15a1)를 가져, 미 도시의 접속나사를 가동접촉자(18) 및 접촉자 접속 홈 부(15a)에 체결하여 가동접촉자(18)와 결합(접속) 될 수 있다.

여기서, 아 암(15)의 접촉자 접속 홈 부(15a)와 가동접촉자(18)를 용접하여 접속시키는 변형 실시 예가 가능하다.

접압 스프링 지지 돌 부(15b)는 접압 스프링(16)의 중앙 권회 부(winded portion)를 끼워 접압 스프링(16)의 중앙 권회 부를 지지하는 돌 부로서, 아 암(15)의 길이 방향 상 중앙 부위에 마련된다.

지지 돌 부 삽입 구 부(15c)는 후술하는 샤프트 부재(12)의 제 1 스프링 지지 돌 부(12b)가 삽입되도록 허용하는 삽입 구 부이며 바람직한 실시 예에 따라서 수직방향 길이 보다 횡 방향 길이가 긴 장공 형 삽입 구 부로 형성되며, 실시 예에 따라서 상기 접압 스프링 지지 돌 부(15b) 보다 상부에 마련된다. 또한 지지 돌 부 삽입 구 부(15c)를 형성하는 벽면은 접압 스프링(16)의 일 단 부가 제공하는 탄성력을 도 1에서 가동접촉자(18)를 반 시계방향 즉 고정접촉자(19)에 접촉하는 위치로 회동하는 방향으로 제 1 스프링 지지 돌 부(12b)를 통해서 받는다.

제 1 한류 접속자 삽입 홈 부(15d)는 한류 접속자(27)의 한 쌍의 접속 로드 부(connecting rod portion)(도 7의 부호 27b 참조)의 삽입 접속을 허용하는 홈 부 또는 구멍 부로서, 아 암(15)의 상단 부에 바람직하게 마련된다.

본 고안의 바람직한 일 양상에 따라서 제 1 한류 접속자 삽입 홈 부(15d)는한류 접속자(27)의 직선이동시 상기 접속 로드 부의 수평 유동을 허용하도록 수평 장공(long hole) 부로 구성된다.

샤프트 부재(12)는 제 1 회동 축(14)에 동 축 접속되어 아 암(15)과 같은 방향으로 함께 회동가능한 개략 "L"자형의 판재로 구성되며, 일 측(도 1에 있어서 좌측)에 링크(11)가 끼워져 접속되는 링크 접속 홈 부(부호 미부여)를 가지고, 타 측(도 1에 있어서 우측)의 상단 부에 절곡 형성되어 메인 스프링(13)의 일 단 부를 지지하는 스프링 지지 부(12a)를 가진다. 또한 샤프트 부재(12)는, 상기 타 측(도 1에 있어서 우측) 하단 부에 제 1 회동 축(14)이 관통하도록 허용하는 미 도시의 축수 구 부를 가지고, 상기 타 측(도 1에 있어서 우측)의 중앙 부 및 측 단 부에 판 면으로부터 상방으로 돌출 형성되어 접압 스프링(16)의 양 단 부를 각각 지지하는 제 1 스프링 지지 돌 부(12b) 및 제 2 스프링 지지 돌 부(12c)를 가진다.

접압 스프링(16)은 바람직한 실시 예에 따라서 비틀림 스프링(torsion spring)으로 구성되며, 상술한 바와 같이 상기 중앙 권회 부가 아 암(15)의 접압 스프링 지지 돌 부(15b)에 지지되고, 일 단 부는 샤프트 부재(12)의 제 1 스프링 지지 돌 부(12b)에 지지되며 타 단 부는 샤프트 부재(12)의 제 2 스프링 지지 돌 부(12c)에 지지된다.

접압 스프링(16)은 상술한 바와 같이 일 단 부와 제 1 스프링 지지 돌 부(12b)를 통해서 아 암(15)의 지지 돌 부 삽입 구 부(15c)에 도 1에서 가동접촉자(18)를 반 시계방향 즉 고정접촉자(19)에 접촉하는 위치로 회동하는 방향으로 탄성력을 제공한다. 따라서 가동접촉자(18)는 접압 스프링(16)으로부터의 탄성력을 받아 고정접촉자(19)에 접촉한 폐로 위치(ON 위치)에서 해당 폐로 위치를 유지할 수 있게 된다.

메인 스프링(13)은 탄성 에너지를 축세한 위치와, 트립(TRIP)동작을 위한 구동력으로서 탄성 에너지를 제공하도록 탄성 에너지를 방세하는 위치를 가지며, 일 단이 샤프트 부재 중 스프링 지지 부(12a)에 의해 지지되고 타 단은 외함(17) 중 상부 커버(upper cover)의 저 면에 오목하게 형성되는 스프링 지지 시트 부(spring supporting seat portion, 부호 미 부여)에 의해 지지된다. 바람직한 실시 예에 따라서 메인 스프링(13)은 코일 스프링(coil spring)으로 구성될 수 있다.

따라서 메인 스프링(13)은 일 단은 이동하는 스프링 지지 부(12a)에 의해 지지되고 타 단은 위치가 고정된 외함(17) 중 상기 스프링 지지 시트 부에 의해 지지되므로, 스프링 지지 부(12a)가 도 1에 있어서 반 시계방향으로 회동하면 메인 스프링(13)의 일 단은 상기 스프링 지지 시트 부 측으로 압축되어 탄성 에너지를 축세(charging)하고, 스프링 지지 부(12a)가 도 1에 있어서 시계방향으로 회동하면 메인 스프링(13)의 일 단은 상기 스프링 지지 시트 부를 따라서 신장하면서 축세한 탄성 에너지를 방세(discharging)한다.

핸들(10)은 사용자에게 소형 배선용 차단기의 수동 개폐조작을 위한 수단을 제공하며, 회동을 지지하기 위한 축 부(부호 미부여), 상기 축 부로부터 외함(17) 중 상기 상부 커버의 개구부(opening portion)를 통해 상방 외측으로 노출되어 사용자가 파지할 수 있는 손잡이를 제공하는 손잡이 부, 상기 축 부로부터 하방으로 연장 형성되어 링크(11)의 일 단 부가 끼워져 접속되는 접속 구 부를 갖는 링크 접속 부(부호 미부여)를 포함한다.

링크(11)는 핸들(10)의 상기 링크 접속 부에 접속되는 일 단 부와 샤프트 부재(12)의 상기 링크 접속 홈 부에 접속되는 타 단 부를 가지는 개략 "U"자형의 연결 봉으로 구성된다.

래치(22)는 링크(11)를 구속하는 위치와 상기 링크(11)를 해방하는 위치로 제 2 회동 축(22a)을 중심으로 회동가능한 "V"자형의 부재이다. 래치(22)는 트립 바(24)에 걸려 정지됨에 의해서 구속되거나 또는 트립 바(24)의 회동에 따라 해방되는 일 단 부{도 1에 있어서 좌측 아 암(arm) 부}와, 링크(11)가 우측으로 비스듬히 상승하는 것을 접촉하여 정지시킴으로써 구속하는 타 단 부{도 1에 있어서 우측 아 암 부}를 가진다.

래치(22)는 제 2 회동 축(22a)을 축수(shaft receiving)하기 위해 하 단 부에 축 공이 마련된 축 수 돌 부(부호 미부여)를 가지며, 복귀 스프링(23)이 상기 축 수 돌 부에 중앙 권회 부가 지지되게 설치된다.

여기서, 복귀 스프링(23)은 바람직한 실시 예에 따라서 비틀림 스프링으로 구성되며, 상기 중앙 권회 부가 래치(22)의 상기 축 수 돌 부 주위에 감겨져 지지되고, 복귀 스프링(23)의 일 단 부는 트립 바(24)의 스프링 지지 부(도 5의 부호 24d 참조)에 지지되고 복귀 스프링(23)의 타 단 부는 래치(22)의 지지 돌 부(부호 미부여)에 의해 지지된다.

따라서, 트립 바(24)는 래치(22)를 구속하는 위치(도 1 또는 도 2에 도시된 위치)에 위치하도록 복귀 스프링(23)의 상기 일 단 부에 의해 탄성 가압된다.

트립 바(24)는 트립 바 회동 축(24a)에 의해 지지되어 래치(22)의 일 단 부를 구속하는 구속위치와 래치(22)의 일 단 부를 해방하는 해방위치로 회동가능한 레버(lever)로 구성된다.

도 5를 참조할 수 있는 바와 같이 트립 바(24)는 회동 축수 구 부(24b), 동력접수 부(24c), 스프링 지지 부(24d), 바이메탈 접촉 돌 부(24e) 및 제 2 한류 접속자 삽입 홈 부(24f)를 포함한다.

도 5를 참조하여 트립 바(24)의 세부 구성을 설명한다.

회동 축수 구 부(24b)는 트립 바 회동 축(24a)을 받는 축수 구(shaft receiving opening)를 형성하는 부분으로서 트립 바(24)의 상부에 마련된다.

동력접수 부(24c)는 트립 바(24)의 하단부에 마련되어 후술하는 전자석 기구(도 1 또는 도 4의 부호 20 참조)로부터 회동을 위한 동력을 받는 부분이다.

스프링 지지 부(24d)는 트립 바(24)의 중앙 후위에 원기둥 형상으로 마련되는 부분으로서 복귀 스프링(23)의 상기 일 단 부를 지지한다.

바이메탈 접촉 돌 부(24e)는 도 1 내지 도 3의 바이메탈(25)에 접촉 및 가압될 수 있는 부분으로서 트립 바(24)의 상단 부에서 바이메탈(25) 측으로 돌출하게 마련된다.

제 2 한류 접속자 삽입 홈 부(24f)는 바이메탈 접촉 돌 부(24e)와 회동 축수 구 부(24b) 사이의 트립 바(24)의 상부에 마련되어, 한류 접속자(27)의 접속 로드 부(27b)가 삽입되어 한류 접속자(27)와 트립 바(24)가 접속되는 부분이다.

본 고안의 바람직한 일 양상에 따라서 제 2 한류 접속자 삽입 홈 부(24f)는 한류 접속자(27)의 직선이동시 접속 로드 부(27b)의 수평 유동을 허용하도록 수평 장공(long hole) 부로 구성된다.

한편, 도 1 내지 도 3에 있어서 전자석 기구(20)는 트립 바(24)를 상기 해방위치로 회동하도록 접촉하여 가압하는 제 1 위치와 트립 바(24)로부터 분리되는 제 2 위치로 직선이동 가능한 플런저(PLUNGER)와, 상기 플런저를 직선이동하도록 구동하는 전자석을 가진다.

전자석 기구(20)의 상세 구성을 도 4를 참조하여 설명한다.

전자석 기구(20)는 보빈(bobin)(20b), 코일(coil)(20a), 고정 코어(stationary core)(20c), 가동 코어(movable core)(20d) 및 복귀 스프링(20e)를 포함한다.

보빈(20b)은 그 외주면에 코일(20a)이 권회되어 코일(20a)을 지지하는 수단인 동시에 고정 코어(20c), 가동 코어(20d) 및 복귀 스프링(20e)을 내장하는 하우징(housing)을 제공한다.

코일(coil)(20a)은 보빈(20b)의 주위에 감겨지는 구리 와이어(wire)와 같은 도전재 와이어로 구성되며, 제 2 단자 부(26)와 가요성 접속자(28)를 통해서 부하 측 및 전원 측 회로에 전기적으로 접속된다. 따라서 회로를 통해서 흐르는 단락 전류와 같은 큰 사고전류(fault current)에 의해서 코일(20a)이 강력히 자화(magnetizing)되면, 복귀스프링(20e)의 탄성력을 극복하고 가동 코어(20d)의 코어 몸체 부(20d1)에 고정 코어(20c) 측으로 접근하는 방향으로 직선이동하도록 큰 자기력을 부과하며, 회로를 통해서 흐르는 전류가 정상 전류로서 코일(20a)이 제공하는 자기력이 복귀스프링(20e)의 탄성력보다 작아지면, 가동 코어(20d)의 코어 몸체 부(20d1)는 복귀스프링(20e)에 의해 고정 코어(20c)로부터 멀어지게 분리된다.

고정 코어(20c)는 보빈(20b) 내에서 일측에 위치고정되게 설치되는 코어로서, 코일(20a)에 흐르는 원형의 전류의 방향에 직각인 중심 축 방향으로 자계(magnetic field)를 형성한다.

코일(20a)에 흐르는 전류가 단락 전류와 같은 큰 사고전류인 경우, 고정 코어(20c)는 복귀스프링(20e)의 탄성력을 극복하고 가동 코어(20d)를 접근하도록 자기 흡인하며, 코일(20a)에 흐르는 전류가 정상전류인 경우 고정 코어(20c)는 복귀스프링(20e)의 탄성력보다 작은 자기 흡인력만을 가동 코어(20d)의 코어 몸체 부(20d1)에 부과한다.

가동 코어(20d)는 코어 몸체 부(20d1), 제 1 플런저(plunger) 부(20d2) 및 제 2 플런저 부(20d3)를 포함하며, 코어 몸체 부(20d1), 제 1 플런저 부(20d2) 및 제 2 플런저 부(20d3)는 일체로 함께 같은 방향으로 이동하도록 구성된다.

코어 몸체 부(20d1)는 가동 코어(20d)의 몸체를 형성하는 부분으로서 보빈(20b) 내에서 직선이동 가능하도록 보빈(20b)의 내경 보다 작은 외경을 가진 원기둥형상의 부재로 구성된다. 상술한 바와 같이 코일(20a)에 흐르는 전류가 단락 전류와 같은 큰 사고전류인 경우, 코어 몸체 부(20d1)는 강력하게 자화된 고정 코어(20c)에 접근한 위치로 직선이동하며, 코일(20a)에 흐르는 전류가 정상전류인 경우 고정 코어(20c)로부터의 자기 흡인력이 복귀스프링(20e)의 탄성력보다 작으므로 고정 코어(20c)로부터 멀어지는 위치로 직선이동한다.

제 1 플런저 부(20d2)는 코어 몸체 부(20d1)로부터 도 4에 있어서 보빈(20b)의 좌측 단부 개구와 마주보게 배치되는 트립 바(도 1의 부호 24 참조) 측으로 연장하게 형성되는 로드(rod) 부재로 구성되며, 상술한 바와 같은 코어 몸체 부(20d1)의 직선이동에 따라서 같은 방향으로 전진 또는 후퇴하게 동작한다. 따라서 코어 몸체 부(20d1)가 고정 코어(20c)에 접근한 위치로 직선이동하는 경우, 제 1 플런저 부(20d2)는 트립 바(도 1의 부호 24 참조)를 접촉하여 회동하도록 가압하게 전진한 위치에 위치하며, 코어 몸체 부(20d1)가 고정 코어(20c)로부터 멀어지는 위치로 직선이동하는 경우, 제 1 플런저 부(20d2)는 트립 바(도 1의 부호 24 참조)에 접촉이 없는 위치로 분리되게 후퇴하게 된다.

제 2 플런저 부(20d3)는 코어 몸체 부(20d1)로부터 도 4에 있어서 보빈(20b)의 우측 단부 개구와 마주보게 배치되는 제 1 단자 부(도 1의 부호 19a 참조) 측으로 연장하게 형성되는 로드(rod) 부재로 구성되며, 상술한 바와 같은 코어 몸체 부(20d1)의 직선이동에 따라서 같은 방향으로 전진 또는 후퇴하게 동작한다. 따라서 코어 몸체 부(20d1)가 고정 코어(20c)에 접근한 위치로 직선이동하는 경우, 제 2 플런저 부(20d3)는 제 1 단자 부(도 1의 부호 19a 참조) 측으로부터 멀어지게 후퇴한 위치에 위치하며, 코어 몸체 부(20d1)가 고정 코어(20c)로부터 멀어지는 위치로 직선이동하는 경우, 제 2 플런저 부(20d3)는 제 1 단자 부(도 1의 부호 19a 참조) 측으로 접근하는 위치로 전진한 위치에 위치하게 된다.

복귀 스프링(20e)은 고정 코어(20c)와 가동 코어(20d)의 코어 몸체 부(20d1) 사이에 설치되는 코일 스프링으로 구성되며, 가동 코어(20d)의 코어 몸체 부(20d1) 에 고정 코어(20c)로부터 멀어지는 위치에 위치하도록 탄성력을 부과한다.

한류 접속자(27)는 도 1을 참조할 수 있는 바와 같이 아 암(15)에 접속되는 일단 부와 트립 바(24)에 접속되는 타단 부를 가지며, 전자반발력(electromagnetic repulsive force)에 의해 가동접촉자(18)가 고정접촉자(19)로부터 분리되는 위치로 회동하는 한류동작시 아 암(15)의 회동에 따라 직선이동하여 트립 바(24)를 상기 해방위치로 회동하도록 구동하는 수단이다.

도 7을 참조할 수 있는 바와 같이, 한류 접속자(27)는 몸체 부(27a)와 한 쌍의 접속 로드 부(27b)를 포함하는 U자형 로드(rod)로 구성된다.

한 쌍의 접속 로드 부(27b)는 아 암(15)에 접속되는 일 단 부로서 제 1 접속 로드 부와, 트립 바(24)에 접속되는 타단 부로서 제 2 접속 로드 부를 포함한다.

한 쌍의 접속 로드 부(27b)에 대응해서, 상술한 바와 같이 아 암(15)과 트립 바(24)는 상기 한류 접속자의 상기 일 단 부와 타 단 부가 끼워지는 제 1 한류 접속자 삽입 홈 부(15d)와 제 2 한류 접속자 삽입 홈 부(24f)를 각각 구비한다.

한편 상술한 바와 같이 구성되는 본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치의 동작을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 폐로 동작(circuit closing, 일명 ON 동작)을 설명한다.

도 2에 도시된 개로 위치(OFF 위치)에서, 사용자가 핸들(10)을 파지하고 도면상 시계방향으로 회동시키면, 핸들(10) 중 링크(11)의 일 단 부가 끼워져 접속되는 접속 구 부도 시계방향을 따라 도 1에 도시된 바와 같은 위치로 회동하고 링크(11)는 그에 따라 하강한다.

그러면 링크(11)의 타 단 부가 끼워져 접속된 샤프트 부재(12)는 제 1 회동 축(14)을 중심으로 반 시계방향을 따라 도 1에 도시된 바와 같은 위치로 회동하고, 이때 반 시계방향을 따라 회동하는 샤프트 부재(12)의 스프링 지지 부(12a)에 의해 가압되어 메인 스프링(13)은 압축되어 탄성 에너지를 축세한다.

또한 반 시계방향을 따라 회동하는 샤프트 부재(12)의 제 1 스프링 지지 돌 부(12b)가 아 암(15) 중 지지 돌 부 삽입 구 부(15c)의 도면상 좌측 내벽 부를 가압함에 의해서, 아 암(15)이 제 1 회동 축(14)을 중심으로 반 시계방향으로 회동한다.

또한, 이때 반 시계방향을 따라 회동하는 아 암(15)에 의해서 아 암(15)중 상 단 부의 제 1 한류 접속자 삽입 홈 부(15d)에 일 단 부의 접속 로드 부(27b)가 삽입접속된 한류 접속자(27)는 도면상 좌측방향으로 직선이동하려고 하지만, 한류 접속자(27)의 타 단 부의 접속 로드 부(27b)가 삽입접속된 트립 바(24)의 하 단 부가 전자석 기구(20)에 접촉하여 회동이 저지되므로, 제 1 한류 접속자 삽입 홈 부(15d)와 제 2 한류 접속자 삽입 홈 부(24f)의 수평 장공 부의 한계 내에서 수평 유동하는 정도에서 좌측방향 직선이동이 제한된다.

한편, 아 암(15)의 접촉자 접속 홈 부(15a)에 결합(접속)된 가동접촉자(18)도 반 시계방향으로 회동하면서 고정접촉자(19)에 접촉함으로서, 소형 배선용 차단기의 폐로 동작(ON 동작)이 완료된다.

다음, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 개로 동작(circuit opening, 일명 OFF 동작)을 설명한다.

도 1에 도시된 폐로 위치(ON 위치)에서, 사용자가 핸들(10)을 파지하고 도면상 반 시계방향으로 회동시키면, 핸들(10) 중 링크(11)의 일 단 부가 끼워져 접속되는 접속 구 부도 반 시계방향을 따라 도 2에 도시된 바와 같은 위치로 회동하고 링크(11)는 그에 따라 상승한다.

그러면 링크(11)의 타 단 부가 끼워져 접속된 샤프트 부재(12)는 제 1 회동 축(14)을 중심으로 시계방향을 따라 도 2에 도시된 바와 같은 위치로 회동하고, 이때 시계방향을 따라 회동하는 샤프트 부재(12)의 스프링 지지 부(12a)에 의해 가압되었던 메인 스프링(13)은 신장되어 탄성 에너지를 방세한다.

또한 시계방향을 따라 회동하는 샤프트 부재(12)의 제 1 스프링 지지 돌 부(12b)가 아 암(15) 중 지지 돌 부 삽입 구 부(15c)의 도면상 우측 내벽 부를 가압함에 의해서, 아 암(15)이 제 1 회동 축(14)을 중심으로 시계방향으로 회동한다.

또한, 이때 시계방향을 따라 회동하는 아 암(15)에 의해서 아 암(15)중 상 단 부의 제 1 한류 접속자 삽입 홈 부(15d)에 일 단 부의 접속 로드 부(27b)가 삽입접속된 한류 접속자(27)는 도면상 우측방향으로 직선이동하려고 하지만, 한류 접속자(27)의 타 단 부의 접속 로드 부(27b)가 삽입접속된 트립 바(24)가 래치(22)에 의해 회동이 구속되므로, 제 1 한류 접속자 삽입 홈 부(15d)와 제 2 한류 접속자 삽입 홈 부(24f)의 수평 장공 부의 한계 내에서 수평 유동하는 정도에서 우측방향 직선이동이 제한된다.

한편, 아 암(15)의 접촉자 접속 홈 부(15a)에 결합(접속)된 가동접촉자(18)도 시계방향으로 회동하면서 고정접촉자(19)로부터 분리됨으로써, 소형 배선용 차단기의 개로 동작(OFF 동작)이 완료된다.

마지막으로 도 3을 주로 참조하여 본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 동작을 설명한다.

도 1에 도시된 폐로 위치에서 회로 상 단락전류와 같은 사고전류가 발생하면, 전류의 방향이 서로 반대인 가동접촉자(18)와 고정접촉자(19) 간의 전자반발력이 커져서 도 3에 도시된 것과 같이 접압 스프링(16)의 탄성력을 극복하고 가동접촉자(18)가 고정접촉자(19)로부터 분리되게 시계방향으로 회동하는 한류동작이 개시된다.

그러면, 가동접촉자(18)와 결합(접속)된 아 암(15)이 제 1 회동 축(14)을 중심으로 시계방향으로 회동한다.

따라서 아 암(15)의 상 단 부에 위치한 제 1 한류 접속자 삽입 홈 부(15d)에 일 단 부의 접속 로드 부(27b)가 삽입접속된 한류 접속자(27)는 도면상 우측 방향으로 직선이동하기 시작한다.

이때 전자석 기구(20)도 큰 사고전류에 의한 코일(20a)의 자화에 이은 가동 코어(20d)의 코어 몸체 부(20d1)가 고정 코어(20c)에 접근한 위치로 직선이동함에 따라, 제 1 플런저 부(20d2)가 트립 바(24)를 접촉 가압하여 해방 위치로 회동시킨다.

이에 트립 바(24)가 트립 바 회동 축(24a)을 중심으로 시계방향으로 회동하면서 래치(22)를 해방한다.

여기서, 본 고안에 따라서 한류 접속자(27)가 트립 바(24)를 해방위치로 회동시킴과 함께 전자석 기구(20)의 제 1 플런저 부(20d2)가 트립 바(24)를 접촉 가압하므로, 본 고안에 따라서 트립 바(24)가 래치(22)를 해방하는 속도가 매우 짧은 순간에 성취될 수 있다.

래치(22)의 해방에 따라 래치(22)는 링크(11)의 상승 이동을 허용하고, 따라서 메인 스프링(13)이 신장하면서 축세한 탄성 에너지를 방세하며, 이에 메인 스프링(13)의 일 단 부를 지지하고 있는 샤프트 부재(12)가 제 1 회동 축(14)을 중심으로 시계방향으로 급격히 회동한다.

시계방향을 따라 회동하는 샤프트 부재(12)의 제 1 스프링 지지 돌 부(12b)가 아 암(15) 중 지지 돌 부 삽입 구 부(15c)의 도면상 우측 내벽 부를 가압함에 의해서, 아 암(15)이 제 1 회동 축(14)을 중심으로 시계방향으로 더욱 회동한다.

아 암(15)의 접촉자 접속 홈 부(15a)에 결합(접속)된 가동접촉자(18)도 시계방향으로 더욱 회동하면서 고정접촉자(19)로부터 분리됨으로써, 소형 배선용 차단기의 한류 트립 동작이 완료된다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치는, 가동접촉자(18)에 접속되어 함께 회동가능한 아 암(15)과 트립 바(24) 사이에 연결되어 직선이동하는 한류 접속자(27)를 구비하므로, 전자반발력에 의해 가동접촉자(18)가 고정접촉자(19)로부터 분리되는 위치로 회동하는 한류동작시, 회동하는 가동접촉자(18)와 아 암(15)에 의해 한류 접속자(27)가 직선이동하여 트립 바(24)가 래치(22)를 해방시키는 위치로 회동시킴으로써, 한류 동작이 바로 트립 동작으로 연결되어 사고전류 발생시 신속한 회로차단이 가능한 효과를 제공할 수 있다.

10: 핸들 11: 링크
12: 샤프트 부재 12a: 스프링 지지 부
12b: 제 1 스프링 지지 돌 부 12c: 제 2 스프링 지지 돌 부
13: 메인 스프링
14: 제 1 회동 축 15: 아 암
15a: 접촉자 접속 홈 부 15a1: 나사 구 부
15b: 접압 스프링 지지 돌 부 15c: 지지 돌 부 삽입 구 부
15d: 제 2 한류 접속자 삽입 홈 부
16: 접압 스프링 17: 외함
18: 가동접촉자 19: 고정접촉자
19a: 제 1 단자 부 20: 전자석 기구
20a: 코일 20b: 보빈
20c: 고정 코어 20d: 가동 코어
20d1: 코어 몸체 부 20d2: 제 1 플런저 부
20d3: 제 2 플런저 부 20e: 복귀 스프링
21: 소호 기구 22: 래치
23: 복귀스프링 24: 트립 바
24a: 트립 바 회동 축 24b: 회동 축수 구 부
24c: 동력접수 부 24d: 스프링 지지 부
24e: 바이메탈 접촉 돌 부 24f: 제 2 한류 접속자 삽입 홈 부
25: 바이메탈 26: 제 2 단자 부
27: 한류 접속자 27a: 몸체 부
27b: 접속 로드 부 28: 가요성 접속자
100: 소형 배선용 차단기

Claims (4)

1. 전원 측과 부하 측 간의 회로 중 어느 일 측에 전기적으로 접속되는 고정접촉자;
   상기 고정접촉자에 접촉되는 위치와 상기 고정접촉자로부터 분리되는 위치로 회동가능하며 상기 회로의 타 측에 전기적으로 접속되는 가동접촉자;
   상기 가동접촉자를 회전구동하도록 상기 가동접촉자에 접속되고 제 1 회동 축을 중심으로 회동가능한 아 암(ARM);
   상기 제 1 회동 축에 동축 접속되어 상기 아암과 같은 방향으로 함께 회동가능한 샤프트 부재(SHAFT MEMBER);
   탄성 에너지를 축세한 위치와, 트립(TRIP)동작을 위한 구동력으로서 탄성 에너지를 제공하도록 탄성 에너지를 방세하는 위치를 가지며, 일 단이 상기 샤프트 부재에 의해 지지되는 메인 스프링(MAIN SPRING);
   사용자에게 수동 개폐조작을 위한 수단을 제공하는 핸들(HANDLE);
   상기 핸들에 접속되는 일 단 부와 상기 샤프트 부재에 접속되는 타 단 부를 가지는 링크(LINK);
   상기 링크를 구속하는 위치와 상기 링크를 해방하는 위치로 제 2 회동 축을 중심으로 회동가능하며, 구속 또는 해방되는 일 단 부를 가지는 래치(LATCH);
   상기 래치의 일 단 부를 구속하는 구속위치와 상기 래치의 일 단 부를 해방하는 해방위치로 회동가능한 트립 바(TRIP BAR);
   상기 트립 바를 상기 해방위치로 회동하도록 접촉하여 가압하는 제 1 위치와 상기 트립 바로부터 분리되는 제 2 위치로 직선이동 가능한 플런저(PLUNGER)를 가지며, 상기 플런저를 직선이동하도록 구동하는 전자석을 가지는 전자석 기구; 및
   상기 아 암에 접속되는 일단 부와 상기 트립 바에 접속되는 타단 부를 가지며, 전자반발력(ELECTROMAGNETIC REPULSIVE FORCE)에 의해 상기 가동접촉자가 상기 고정접촉자로부터 분리되는 위치로 회동하는 한류동작시 상기 아 암의 회동에 따라 직선이동하여 상기 트립 바를 상기 해방위치로 회동하도록 구동하는 한류 접속자;를 포함하는 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 한류 접속자는,
   몸체 부와, 상기 아 암에 접속되는 일 단 부로서 제 1 접속 로드 부 및
   상기 트립 바에 접속되는 타단 부로서 제 2 접속 로드 부를 가지는 U자형 로드(ROD)로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 아 암과 상기 트립 바는 상기 한류 접속자의 일 단 부와 타 단 부가 끼워지는 한류 접속자 삽입 홈 부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 한류 접속자의 직선이동시 상기 한류 접속자의 일 단 부와 타 단 부의 수평 유동을 허용하도록, 상기 각각의 한류 접속자 삽입 홈 부는 수평 장공 부로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 배선용 차단기의 한류 트립 장치.

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