KR20160032292A - 아마추어 자중 복귀식 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로 차단기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 트립장치는 "ㄴ"자 형상으로 형성되는 바이메탈(10)과; 상기 바이메탈(10)을 지지 고정하도록 상기 바이메탈(10)의 상부에 밀착되어 설치되는 서포터(20)와; 상기 바이메탈(10)의 후면 부분에 위치되는 아마추어(30)로 구성되고, 상기 하부하우징(40)에는 상기 아마추어(30)의 양단부가 각각 안착되어 지지되는 한 쌍의 안착부(41, 42)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 회로 차단기는 아마추어가 하부 하우징에 의해 지지되므로 별도로 아마추어를 지지 고정하기 위한 구성이 요구되지 않고, 이에 의해 제작과 조립이 용이하다.

Description

회로 차단기{Circuit Breaker}

본 발명은 회로 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과전류 및 과전류보다 상대적으로 큰 단락전류가 회로 또는 전로로 흐르는 것을 차단함으로써 회로 및 전기기기 등을 보호하는 회로 차단기에 관한 것이다.

최근에 들어, 주택용 누전차단기의 규격 KS에서 IEC(K61009-1,주택용 및 이와 유사한 용도의 과전류 보호장치를 가진 누전차단기) 변경됨에 따라, 단락차단 성능에 대한 기술이 만족하여야 하고, 극한 단락의 조건에서 단락성능을 만족해야 하는 기술이 필요하게 되었다.

일반적으로, 소형 과전류차단기는 그 크기를 줄이면서도 ICE 규격에 맞춰 단락성능이 500A 이상에서도 순시기능을 할 수 있어야 한다.

이와 같은 소형 과전류차단기의 규격에 따라 과전류의 발생시 코일의 자력에 의해 이동되어 트립이 가능하도록 하기 위한 아마추어장치들이 개발되어 왔다.

이와 같은 목적의 종래 기술로는 특허 제10-0923683호에는 소형 과전류차단기에 적용되는 아마추어장치가 개시되어 있는데, 이 특허문헌에 개시된 과전류차단기는 바이메탈, 고정코어, 아마추어 및 고정대로 이루어지고, 고정코어 상부의 요크는 아마추어가 회동가능하게 결합되는 힌지구를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 아마추어가 구비되는 과전류차단기는 통전회로에서 과전류보다 큰 단락전류가 흐를 때 아마추어가 흡인력에 의하여 고정 코어 쪽으로 이동하여 차단기의 트립바를 트립 위치로 만들어 단락전류를 차단하게 된다.

그러나 상기 특허문헌에 개시된 과전류차단기는 아마추어를 고정하는 고정대가 추가로 설치되기 때문에 설치 공간의 제약이 있고, 이에 의해 상대적으로 차단기를 소형으로 제작하기 어려운 문제가 있다.

또한 아마추어의 복귀 동작에서 탄성력을 제공하는 부분이 없이 요크에 아마추어가 힌지 결합되기 때문에 조립성이 나쁘고, 제조가 용이하지 않은 단점도 있다.

KR 10-0923683 B1 KR 10-1098226 B1

본 발명은 상기와 같은 종래의 회로 차단기가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 바이메탈을 이용한 열동기구와, 자로저항을 이용한 아마추어가 함께 구비하되, 구조가 간단하여 잔고장이나 오동작이 감소되고, 또한 조립 및 제작이 용이하며, 전류의 차단 동작을 정확하게 수행할 수 있는 회로 차단기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 회로 차단기의 트립장치가 "ㄴ"자 형상으로 형성되는 바이메탈과; 상기 바이메탈을 지지 고정하도록 상기 바이메탈의 상부에 밀착되어 설치되는 서포터와; 상기 바이메탈의 후면 부분에 위치되는 아마추어로 이루어지고, 하부하우징에는 상기 아마추어의 양단부가 각각 안착되어 지지되는 한 쌍의 안착부가 형성되는 것에 의해 달성된다.

더욱이 본 발명은 한 쌍의 안착부에 각각 서로 마주하는 측면과 상부가 개방된 제1, 2안착홈이 형성되고, 제1안착홈에는 아마추어의 저면을 경사지게 지지하는 지지부가 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 아마추어가 사각 판 형상으로 형성되되, 상부 일측에는 상부로 돌출 형성되는 연장부가 형성되고, 연장부로부터 연장되어 90°로 돌출 형성되는 타격부가 형성되는 것이 바람직하다.

이에 더해 본 발명은 아마추어의 하부 일측면에는 측면으로 돌출 형성되어 제2안착홈에 걸림 고정되는 걸림돌기가 더 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 타격부가 바이메탈의 측면으로부터 일정 간격 이격되어 돌출되도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

그리고 본 발명은 서포터가 조립나사가 관통 설치되는 관통공이 형성되는 고정판과; 고정판의 일단과 연결되어 "ㄴ"자 형상을 이루도록 절곡 형성되는 지지판 및; 지지판의 양측면과 연결되어 90°로 절곡되어 바이메탈의 측면을 가이드 하는 가이드판으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 바이메탈을 이용한 열동 기구와 자로저항을 이용한 아마추어가 함께 구비되므로 과전류 또는 합선 등에 의한 이상전류가 회로나 전로로 흐르지 않도록 보호된다.

그리고 본 발명은 아마추어를 지지하기 위한 별도의 고정기구를 설치하지 않고, 하부하우징을 이용하여 아마추어를 지지 및 가이드하기 때문에 조립 및 제작이 용이하고, 아울러 조립 구조가 간단하기 때문에 오동작 및 고장이 적은 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바이메탈, 서포터 및 아마추어가 조립된 예를 보인 사시도이며,
도 2는 도 1의 분리 사시도이고,
도 3은 본 발명의 하부하우징의 예를 보인 사시도이며,
도 4는 본 발명의 하부하우징에 바이메탈, 서포터 및 아마추어가 조립된 예를 보인 사시도이고,
도 5는 본 발명의 하부하우징에 상부하우징이 결합된 예를 보인 사시도이며,
도 6은 본 발명의 상,하부하우징이 분리된 예를 보인 사시도이고,
도 7은 본 발명의 상,하부하우징을 부분 단면하여 내부를 도시한 사시도이며,
도 8은 도 7의 정면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 첨부도면을 통해 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 바이메탈과 아마추어가 구비된 회로 차단기에 관한 것으로, 일반적으로 회로 차단기는 크게 상, 하부하우징(40, 50)과, 하부하우징(40)에 설치되어 전원을 인가 또는 차단하는 핸들(도면부호 없음)과, 이상전류 발생시 핸들을 트립시켜 전원을 차단하는 트립바(1)와, 트립바(1)를 구동하는 트립장치로 이루어진다. 이때 트립바(1)에는 열동 기구인 후술하는 바이메탈(10)과 접촉되는 접촉나사(1A)가 바이메탈(10) 방향으로 돌출되도록 스크루 결합된다.

이와 같이 구성되는 회로 차단기 중에서, 본 발명에 따른 트립장치는 도 1에 도시된 바와 같이 바이메탈(10)과, 서포터(20) 및 아마추어(30)로 이루어지며, 이하에서는 각각의 구성들에 대하여 설명한다.

먼저, 바이메탈(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 "ㄴ"자 형상으로 형성된 금속 판재로서 전류가 흐르면 가열되면서 변형되고, 이에 의해 자유단이 트립바(1)를 타격하여 핸들을 트립시키게 된다.

이를 위한 바이메탈(10)은 크게 후술하는 서포터(12) 및 조립나사(S)에 의해 하부하우징(40)에 설치 고정되는 고정판(11)과, 고정판(11)의 일단과 연결되어 상향 경사지게 형성되는 열동부(12)로 이루어진다.

한편, 바이메탈(10)의 상부에 설치되어 바이메탈(10)을 가이드 하는 서포터(20)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 조립나사(S)가 관통 설치되는 관통공(21A)이 형성되는 고정판(21)과, 고정판(21)의 일단과 연결되어 "ㄴ"자 형상을 이루도록 절곡 형성되는 지지판(22) 및 지지판(22)의 양측면과 연결되어 90°로 절곡되어 바이메탈(10)의 측면을 가이드 하는 가이드판(23)으로 이루어진다.

상기와 같은 서포터(20)의 구성에 의해 본 발명은 바이메탈(10)에 전류가 흐르면서 열변형되어 트립바(1)를 타격하여 핸들을 트립시킬 때, 바이메탈(10)이 트립바(1)에서 벗어나지 않고 정확하게 트립바(1)를 타격할 수 있도록 가이드된다.

또한 바이메탈(10)의 고정판(11) 후면 부분에 위치되어 큰 전류에 의해 저화되어 자로 저항에 의해 트립바(1)를 타격하는 아마추어(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 전체적으로 사각 형상으로 형성되고, 그 하부 일측면에는 측면으로 돌출 형성되는 걸림돌기(32)가 형성된다.

그리고 상부 일측에는 상부로 돌출 형성되는 연장부(31A)가 형성되며, 이 연장부(31A)로부터 연장되어 바이메탈(10)의 측면으로부터 일정 간격 이격되고 트립바(1)를 향하여 90°로 돌출 형성되는 타격부(31)가 돌출 형성된다.

이러한 본 발명에 따른 아마추어(30)는 바이메탈(10) 또는 서포터(20)와 연결되거나 결합되기 위한 별도의 브래킷이 설치되지 않는 대신, 도 3에 도시된 바와 같이 하부하우징(40)에 아마추어(30)가 안착되어 지지될 수 있는 별도의 안착부(41, 42)가 마련되는데, 이하에서는 하부하우징(40)의 구조에 대해서 설명한다.

하부하우징(40)에는 일반적인 차단기에서와 같이 복수 개의 접촉 단자(도면부호 없음)와 핸들 및 트립바(1) 등이 설치되고, 트립바(1)를 타격하는 트립장치가 설치되는데, 이때 본 발명에서는 트립장치가 위치되는 양측 방향에 각각 아마추어(30)의 양단부가 각각 안착되어 지지되는 한 쌍의 안착부(41, 42)가 돌출 형성되고, 바이메탈(10)과 서포터(20)를 차례로 관통하는 조립나사(S)가 스크루 결합되기 위한 체결공(43)이 형성된다.

그리고 한 쌍의 안착부(41, 42) 각각에는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 마주하여 측면과 상부가 개방된 제1, 2안착홈(41A, 42A)이 형성되고, 아울러 제1안착홈(41A)에는 아마추어(30)의 저면을 경사지게 지지하는 지지부(41B)가 형성된다.

상기와 같은 제1, 2안착홈(41A, 42A)에는 도 4에 도시된 바와 같이 아마추어(30)가 안착된 다음, 자중에 의해 지지부(41B)의 경사면을 따라 아마추어(30)가 바이메탈(10)과 일정 간격 이격된 상태로 지지 설치된다.

이상과 같이 하부하우징(40)에 핸들, 트립바(1), 트립장치, 접촉 단자 등의 부품들이 설치 고정되고 나면, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상부하우징(50)이 설치되어 부품들이 내부에 수용되어 보호된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 회로 차단기는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상,하부하우징(40, 50)의 내부에 설치되며, 과전류와 같이 상대적으로 작은 단락전류(이상전류)가 흐르는 경우에는 열동 기구인 바이메탈(10)에 의해 트립바(1)가 타격되면서 핸들이 트립되어 전원이 차단되며, 합선 등과 같이 순간적으로 큰 단락전류(이상전류)가 흐르는 경우에는 아마추어(30)가 전류에 의해 자화되어 바이메탈(10)과 부착되려는 자력이 발생하고, 이에 의해 아마추어(30)의 타격부(31)가 신속하게 트립바(1)를 타격하여 회로를 차단하게 되므로 더욱 안정적으로 회로 및 전로가 보호된다.

본 발명은 바이메탈과 아마추어를 이용하여 상대적으로 작거나 큰 단락전류에 대응하여 정확하게 회로 및 전로를 차단할 수 있고, 그 결과 과전류 및 합선 등에 의한 이상전류로부터 회로 및 전로가 보호된다.

이에 더해 본 발명은 아마추어를 지지하기 위한 별도의 브래킷이 설치되지 않고, 하부하우징에 형성된 안착홈 및 경사지게 형성된 지지부를 이용하여 아마추어가 평상시에는 자중에 의해 바이메탈로부터 이격된 상태로 지지 유지되고, 자화되어 바이메탈에 부착되는 경우에는 더욱 신속하게 동작될 수 있다.

그리고 본 발명은 별도로 브래킷이 설치되지 않기 때문에 제조 및 조립이 용이하고, 그 결과 제품의 생산성이 향상된다.

1: 트립바 1A: 접촉나사
10: 바이메탈 11: 고정판
11A: 관통공 12: 열동부
20: 서포터 21: 고정판
21A: 관통공 22: 지지판
23: 가이드판 30: 아마추어
31: 타격부 31A: 연장부
32: 걸림돌기 40: 하부하우징
41, 42: 안착부 41A: 제1안착홈
41B: 지지부 42A: 제2안착홈
43: 체결공 50: 상부하우징
S: 조립나사

Claims (6)

1. 상,하부하우징과 전원을 인가 또는 차단하는 핸들과, 핸들을 트립시켜 전원을 차단하는 트립바 및, 트립바를 구동하는 트립장치로 구성되는 회로 차단기에 있어서,
   상기 트립장치는,
   "ㄴ"자 형상으로 형성되는 바이메탈(10)과;
   상기 바이메탈(10)을 지지 고정하도록 상기 바이메탈(10)의 상부에 밀착되어 설치되는 서포터(20)와;
   상기 바이메탈(10)의 후면 부분에 위치되는 아마추어(30)로 이루어지고,
   상기 하부하우징(40)에는 상기 아마추어(30)의 양단부가 각각 안착되어 지지되는 한 쌍의 안착부(41, 42)가 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 한 쌍의 안착부(41, 42)에는 각각 서로 마주하여 측면과 상부가 개방된 제1, 2안착홈(41A, 42A)이 형성되고,
   상기 제1안착홈(41A)에는 상기 아마추어(30)의 저면을 경사지게 지지하는 지지부(41B)가 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 아마추어(30)의 하부 일측면에는 측면으로 돌출 형성되어 상기 제2안착홈(42A)에 걸림 고정되는 걸림돌기(32)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 아마추어(30)는 사각 판 형상으로 형성되되, 상부 일측에는 상부로 돌출 형성되는 연장부(31A)가 형성되고, 상기 연장부(31A)로부터 연장되어 90°로 돌출 형성되는 타격부(31)가 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 타격부(31)는 상기 바이메탈(10)의 측면으로부터 일정 간격 이격되어 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
   
6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 서포터(20)는 조립나사(S)가 관통 설치되는 관통공(21A)이 형성되는 고정판(21)과;
   상기 고정판(21)의 일단과 연결되어 "ㄴ"자 형상을 이루도록 절곡 형성되는 지지판(22) 및;
   상기 지지판(22)의 양측면과 연결되어 90°로 절곡되어 상기 바이메탈(10)의 측면을 가이드 하는 가이드판(23)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.

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