KR20220069682A - 쌍접점형 배선용 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배선용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쌍접점형 배선용 차단기에 있어서, 전원측 접점부와 부하측 접점부의 비대칭 접촉이 방지되는 쌍접점형 배선용 차단기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 쌍접점형 배선용 차단기는 베이스 어셈블리 외함에 각각 고정 설치되는 전원측 고정접촉자와 부하측 고정접촉자; 상기 전원측 고정접촉자와 부하측 고정접촉자의 사이에 회동 가능하게 설치되는 샤프트 바디; 상기 샤프트 바디로부터 돌출되도록 설치되어 상기 상기 전원측 고정접촉자와 부하측 고정접촉자에 각각 접촉 또는 분리되는 전원측 가동접촉자와 부하측 가동접촉자;를 포함하고, 상기 베이스 어셈블리 외함에는 보정부가 돌출 형성되고, 상기 전원측 가동접촉자 및 부하측 가동접촉자에는 걸림부가 각각 돌출 형성되어 상기 가동 접촉자가 상기 샤프트 바디의 중심으로부터 소정 반경으로 설정되는 정상 회전범위를 벗어나는 경우 상기 보정부에 접촉하여 상기 정상 회전범위 이내로 유지되는 특징으로 한다.

Description

쌍접점형 배선용 차단기{Moled Case Circuit Breaker with Twin Contacts}

본 발명은 배선용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쌍접점형 배선용 차단기에 있어서, 전원측 접점부와 부하측 접점부의 비대칭 접촉이 방지되는 쌍접점형 배선용 차단기에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 차단기는 공장, 빌딩 등의 수배전 설비중에서 주로 배전반에 설치되어 무부하 상태에서는 부하측에 전원을 공급 또는 차단하는 개폐장치의 역할을 하고, 부하 사용중에는 부하 전로에 이상 현상이 발생하여 부하전류를 초과하는 대전류가 흐를 경우 전로의 전선 및 부하측 기기를 보호하기 위하여 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전원을 차단하는 차단기의 역할을 한다.

배선용 차단기는 과부하 및 단락보호를 겸한 차단기로서, 몰드 케이스(Moled Case) 내에 수용되는 것이 특징이며, 상간 절연 및 제품간 절연을 위하여 절연 배리어(Insulation Barrier)가 사용된다.

도 1 내지 도 5에 종래기술에 따른 배선용 차단기에 적용되는 베이스 어셈블리의 내부 사시도 및 작용도가 도시되어 있다.

베이스 어셈블리 외함(1)의 양측에는 전원측 고정접촉자(2)와 부하측 고정접촉자(3)가 설치된다. 전원측 고정접촉자(2)와 부하측 고정접촉자(3)의 사이에는 샤프트 어셈블리(4)가 회동 가능하게 설치된다. 샤프트 어셈블리(4)에는 가동접촉자(5,6)가 설치된다. 샤프트 어셈블리(4)는 샤프트 바디(7)에 가동접촉자(5,6)가 회전 가능하게 설치된다. 가동접촉자(5,6)는 전원측 가동접촉자(5) 및 부하측 가동접촉자(6)로 구성된다. 가동접촉자(5,6)는 샤프트 바디(7)에 핀(8)과 스프링(9)에 의해 지지된다.

종래의 쌍접점(twin contacts) 구조 배선용 차단기는 가동접촉자(5,6)에 연결된 4개의 스프링(9)에 의해 샤프트 바디(7)의 중심에 대칭적으로 위치하며, 샤프트 어셈블리(4)가 회전하면서 가동접촉자(5,6)와 고정접촉자(2,3)의 접점이 접촉 또는 분리된다. 그런데, 배선용 차단기를 장기간 사용함에 따라, 고온, 고압 또는 반복하중에 의해 샤프트 바디(7), 가동접촉자(5,6), 핀(8)의 치수가 변형되거나 스프링(9)의 장력이 변화되어 가동접촉자(5,6)의 중심은 샤프트 바디(7)의 중심에서 벗어나 비대칭적으로 위치하게 된다. 또는 샤프트 어셈블리(4)가 전체적으로 중심에서 이탈하기도 한다.

이러한 경우, 전원 및 부하측의 접점들이 비대칭적으로 접촉하며, 접촉이 불안전한 접점측에서는 저항 및 온도가 과도하게 상승하고, 차단시 에너지가 한쪽으로 집중되어 불량의 원인이 된다.

도 2 및 도 3에는 정상 작동시의 상태가 나타나 있다. 도 2와 같이, 샤프트 어셈블리(4)가 회전하여 가동접촉자(5,6)가 고정접촉자(2,3)에 접촉하면 회로는 통전이 되어 전류가 흐른다. 이때, 샤프트 어셈블리(4)의 중심으로부터 전원측 접점부와 부하측 접점부의 거리는 동일하다. 즉, 대칭적이다. 구체적으로는 샤프트 어셈블리(4)의 중심으로부터 전원측 접점부의 접촉점까지의 거리와 샤프트 어셈블리(4)의 중심으로부터 부하측 접점부의 접촉점까지의 거리는 동일하다.

도 3과 같이, 차단시에는 샤프트 어셈블리(4)가 반대 방향으로 회전하여 가동접촉자(5,6)가 고정접촉자(2,3)로부터 분리된다. 전원측 가동접촉자(5)와 부하측 가동접촉자(6)가 분리되는 속도는 동일하게 이루어지고 아크에 의해 전원측, 부하측에 가해지는 에너지도 거의 동일하게 형성된다. 정상적인 차단 작동 상태이다.

도 4에는 가동접촉자(5,6)가 샤프트 어셈블리(4)의 중심에서 일측으로 치우친 상태가 도시되어 있다. 여기서는 샤프트 어셈블리(4)의 중심에서 전원측 접점부의 접촉점까지의 거리가 샤프트 어셈블리(4)의 중심에서 부하측 접점부의 접촉점까지의 거리보다 긴 경우가 도시되어 있다.

이와 같이 가동접촉자(5,6)의 중심이 샤프트 어셈블리(4)의 중심에서 벗어나 한쪽으로 치우칠 경우, 전원측 접점부와 부하측 접점부에서의 접촉은 서로 비대칭적으로 형성된다.

이러한 경우 도 5와 같이 전원측 접점부와 부하측 접점부에서 발생하는 아크의 양상은 서로 상이하며 비대칭적 에너지 발생으로 인하여 회전력에 미치는 힘이 다르게 작용한다. 또한, 가동접촉자(5,6)의 치우침으로 인해 회전도 안정적이지 않고 일측으로 치우치는 힘도 발생한다. 이와 같은 사항들은 결국 차단 불량으로 이어진다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 쌍접점형 배선용 차단기에서 전원측, 부하측 접점부 접촉점의 대칭성이 유지되는 배선용 차단기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쌍접점형 배선용 차단기는 베이스 어셈블리 외함에 각각 고정 설치되는 전원측 고정접촉자와 부하측 고정접촉자; 상기 전원측 고정접촉자와 부하측 고정접촉자의 사이에 회동 가능하게 설치되는 샤프트 바디; 상기 샤프트 바디로부터 돌출되도록 설치되어 상기 상기 전원측 고정접촉자와 부하측 고정접촉자에 각각 접촉 또는 분리되는 전원측 가동접촉자와 부하측 가동접촉자;를 포함하고, 상기 베이스 어셈블리 외함에는 보정부가 돌출 형성되고, 상기 전원측 가동접촉자 및 부하측 가동접촉자에는 걸림부가 각각 돌출 형성되어 상기 가동 접촉자가 상기 샤프트 바디의 중심으로부터 소정 반경으로 설정되는 정상 회전범위를 벗어나는 경우 상기 보정부에 접촉하여 상기 정상 회전범위 이내로 유지되는 특징으로 한다.

여기서, 상기 전원측 가동접촉자와 부하측 가동접촉자에는 상기 걸림부가 삽입 결합되는 삽입홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 걸림부는 서로 소정 각도로 벌어지도록 배치되는 제1 걸림부와 제2 걸림부로 구성되고, 상기 보정부에는 상기 제1 걸림부가 접촉하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 걸림부는 상기 전원측 가동접촉자와 부하측 가동접촉자의 양측으로 각각 돌출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 어셈블리 외함에서 상기 샤프트 바디가 설치되는 샤프트 장착부로부터 소정 거리 이격하여 지지벽이 형성되고, 상기 지지벽에는 상기 보정부가 삼각형 형태로 형성되어, 상기 보정부는 상부 경사부 및 하부 경사부를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 투입 작용 시에는 상기 제1 걸림부가 상기 상부 경사부에 접촉하고, 차단 작용 시에는 상기 제1 걸림부가 상기 하부 경사부에 접촉하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트 장착부의 둘레벽에는 홈이나 단턱으로 형성되는 회전제한부가 마련되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 걸림부가 상기 회전제한부에 접촉하는 경우에는 상기 가동접촉자의 투입 작용이 제한되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쌍접점형 배선용 차단기에 의하면 걸림부와 보정부에 의해 가동접촉자의 치우침 현상이 보정되어 정상 회전 범위 내에 유지되므로 전원측 및 부화측 접점부 접촉 성능이 일관성을 유지한다.

따라서, 쌍접점형 배선용 차단기의 차단 성능이 장기간 사용에 있어서도 안정적으로 유지된다.

만일, 가동접촉자의 치우침이 보정 불가능할 정도로 과도한 경우에는 보정부와 회전 제한부에 의해 투입 작동이 방지되므로 차단 불량을 미연에 방지한다.

더불어, 보정부는 가동접촉자의 양측으로 날개처럼 돌출되어 차단시 발생하는 아크 압력에 의한 힘을 받으므로 차단 속도 증대에 기여한다.

도 1은 종래기술에 따른 배선용 차단기에 적용되는 베이스 어셈블리의 내부 사시도이다.
도 2 내지 도 5는 종래기술에 따른 배선용 차단기의 작용도이다. 여기서, 도 2 및 도 3은 정상 작동(접점부 대칭 상태) 시의 투입 상태 및 차단 상태를 나타낸 것이고, 도 4 및 도 5는 비정상 작동(접점부 비대칭 상태) 시의 투입 상태 및 차단 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 단면도이다.
도 7은 도 7에 적용되는 베이스 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에서 정상 작동(접점부 대칭 상태) 시의 작동 상태도이다.
도 9 및 도 10은 도 7에서 비정상 작동(접점부 비대칭 상태) 시의 작동 상태도로서, 도 9는 가동접촉자의 치우침이 발생하여 투입 시 걸림부가 보정부에 접촉하는 상태를 나타낸 것이고, 도 10은 가동접촉자가 정상 동작 범위로 복귀한 상태를 나타낸다.
도 11은 도 7에서 가동접촉자의 치우침이 과도하게 발생한 경우 걸림부가 회전 제한부에 접촉하여 투입이 정지되는 상태를 나타낸다.
도 12는 도 7에서 샤프트 어셈블리의 정면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 배선용 차단기에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 단면도, 도 7은 도 7에 적용되는 베이스 어셈블리의 분해 사시도, 도 8은 도 7에서 정상 작동(접점부 대칭 상태) 시의 작동 상태도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쌍접점형 배선용 차단기는 베이스 어셈블리 외함(50)에 각각 고정 설치되는 전원측 고정접촉자(95)와 부하측 고정접촉자(96); 상기 전원측 고정접촉자(95)와 부하측 고정접촉자(96)의 사이에 회동 가능하게 설치되는 샤프트 바디(21); 상기 샤프트 바디(21)로부터 돌출되도록 설치되어 상기 상기 전원측 고정접촉자(95)와 부하측 고정접촉자(96)에 각각 접촉 또는 분리되는 전원측 가동접촉자(22)와 부하측 가동접촉자(23);를 포함하고, 상기 베이스 어셈블리 외함(50)에는 보정부(62)가 돌출 형성되고, 상기 전원측 가동접촉자(22) 및 부하측 가동접촉자(23)에는 걸림부(27,27)가 각각 돌출 형성되어 상기 가동 접촉자(22,23)가 상기 샤프트 바디(21)의 중심으로부터 소정 반경으로 설정되는 정상 회전범위를 벗어나는 경우 상기 보정부(622)에 접촉하여 상기 정상 회전범위 이내로 유지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쌍접접형 배선용 차단기(100)의 외함(91)은 배선용 차단기의 구성요소들을 수용하고 지지한다. 외함(91)은 개략적으로 상자형으로 형성된다. 외함(91)의 상면에는 핸들(93)이 노출된다. 핸들(93)은 사용자의 수동적인 조작력에 의해 개폐기구(92)를 동작시킨다.

외함(91)의 전,후면에는 전원 또는 부하와 연결될 수 있는 단자부(98,99)가 마련된다. 단자부(98,99)는 각 상별로 (또는 각 극별로) 마련된다. 예를 들어, 3상 4극 배선용 차단기의 경우에는 전원측 및 부하측에 각 4개의 단자부가 마련될 수 있다.

외함(91) 내부에는 베이스 어셈블리 외함(50)이 삽입 설치된다. 베이스 어셈블리 외함(50)은 각 상별로 (또는 각 극별로) 마련된다. 베이스 어셈블리 외함(50)에는 고정접촉자(95,96)와 가동접촉자(22,23) 및 아크 소호부(30)가 설치된다.

고정접촉자(95,96)가 베이스 어셈블리 외함(50) 내부에 고정 설치된다. 고정접촉자(95,96)는 단자부(98,99)에 연결된다. 쌍접점형 배선용 차단기의 경우, 고정접촉자(95,96)는 전원측 및 부하측에 각각 마련된다. 즉, 전원측 고정접촉자(95)와 부하측 고정접촉자(96)가 구비된다. 이때, 전원측 고정접촉자(95)는 전원측 단자부(98)에 직접 연결되거나 일체로 형성될 수 있다. 부하측 고정접촉자(96)는 트립기구(특히 히터(81))를 통해 부하측 단자부(99)에 연결될 수 있다.

고정접촉자(95,96)에는 각각 고정접점(95a,96a)이 마련된다. 고정접점(95a,96a)은 크롬-동(Cr-Cu) 합금 등 전도성 및 내구성이 우수한 재질로 제작될 수 있다.

접점부(고정접점과 가동접점) 주변에는 차단시 발생하는 아크를 소호하기 위하여 아크 소호부(소호장치)(30)가 마련된다. 쌍접점형 배선용 차단기의 경우 아크 소호부(30)는 전원측 및 부하측에 각각 마련된다. 아크 소호부(30)는 한 쌍의 측판과 상기 측판에 소정 간격으로 결합되는 복수 개의 그리드를 포함한다.

회로에 흐르는 이상전류를 검출하고 개폐기구를 트립시키기 위한 트립부(80)가 외함(91)의 일부에 마련된다. 트립부(80)는 부하측에 마련되는 것이 보통이다. 트립부(80)는 부하측 단자부(99)에 연결되는 히터(81), 히터(81)에 결합되어 열을 감지하고 열량에 따라 만곡되는 바이메탈(82), 히터(81) 주변에 설치되는 마그넷(83)과 아마추어(84), 상기 바이메탈(82) 또는 아마추어(84)의 접촉에 의해 회전할 수 있도록 설치되는 크로스바(85), 크로스바(85)의 회전에 의해 구속 또는 해제되어 개폐기구(92)의 네일(미도시)을 구속 또는 해제하는 슈터(86)를 포함할 수 있다.

통상적으로 소전류 지연 차단시에는 히터(81)에 발생하는 열에 의해 바이메탈(82)이 만곡하여 크로스바(85)가 회전하여 개폐기구(92)를 작동시키게 되고, 대전류 순시 차단시에는 마그넷(83)에 여자되는 자력에 의해 아마추어(84)가 흡인되면서 크로스바(85)를 회전시켜 개폐기구(92)가 작동하게 된다.

사용자의 조작력은 핸들(93)을 통해 개폐기구(92)에 전달된다. 개폐기구(92)의 동력을 각 상에 전달하기 위하여 개폐기구(92)에는 한 쌍의 회전핀(94)이 설치된다. 회전핀(94)은 모든 상을 가로지르는 길이로 형성되어 샤프트 어셈블리(또는 가동자 어셈블리)(20)에 설치된다.

샤프트 어셈블리(20)가 마련된다. 샤프트 어셈블리(20)에는 회전핀(94)이 관통 설치된다. 샤프트 어셈블리(20)는 회전핀(94)에 의해 개폐기구(92)의 개폐 동력을 전달받아 회전한다. 샤프트 어셈블리(20)가 회전함에 따라 가동접촉자(22,23)도 회전하여 고정접촉자(95,96)에 접촉되거나 분리된다.

샤프트 어셈블리(20)는 샤프트 바디(21)와 가동접촉자(22,23)를 포함하여 구성된다.

샤프트 바디(21)는 원기둥 형태로 형성된다. 샤프트 바디(21)의 평평한 양측면(원판면)에 축(24)이 돌출 형성된다. 샤프트 바디(21)에는 축(24) 방향에 나란하게 관통되어 회전핀(94)이 삽입될 수 있는 핀홀(26)이 한 쌍 형성된다.

가동접촉자(22,23)는 샤프트 바디(21)에 회전 가능하게 설치된다. 가동접촉자(22,23)는 샤프트 바디(21)와 함께 또는 독자적으로 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전하면서 고정접촉자(95,96)에 접촉 또는 분리되어 선로를 통전시키거나 차단시킨다.

가동접촉자(22,23)의 양단부에는 고정접촉자(95,96)의 고정접점(95a,96a)에 접촉될 수 있는 가동접점(22a,23a)이 각각 구비된다. 가동접점(22a,23a)은 크롬-동(Cr-Cu) 합금 등 전도성 및 내구성이 우수한 재질로 제작될 수 있다.

가동접촉자(22,23)는 일반적인 소전류나 대전류 차단 상황에서는 샤프트 바디(21)와 함께 회전하지만, 한류 차단시에는 급격한 전자반발력에 의해 가동접촉자(22,23)가 독자적으로 회전한다.

가동접촉자(22,23)에는 걸림부(26,27)가 삽입 결합될 수 있는 삽입홀(28)이 각각 형성된다. 삽입홀(28)은 'ㄱ'자 형태로 형성될 수 있다.

가동접촉자(22,23)의 운동궤적의 보정을 위해 걸림부(26,27)가 마련된다. 걸림부(26,27)는 단면이 'ㄱ'자 형태의 플레이트로 구성될 수 있다. 걸림부(26,27)는 가동접촉자(22,23)의 삽입홀(28)에 삽입 설치되고, 가동접촉자(22,23)의 양 측면으로 돌출 형성된다.

걸림부(26,27)는 제1 걸림부(26a,27a)와 제2 걸림부(26b,27b)를 갖는다. 제1 걸림부(26a,27a)와 제2 걸림부(26b,27b)는 서로 소정 각도로 벌어진다. 예를 들면, 제1 걸림부(26a,27a)와 제2 걸림부(26b,27b)는 서로 직각으로 배치될 수 있다. 이때, 대략적으로 제1 걸림부(26a,27a)는 가동접촉자(22,23)의 회전 방향에 수직으로 배치되고, 제2 걸림부(26b,27b)는 가동접촉자(22,23)의 회전 방향에 평행하게 배치될 수 있다.

회로가 정상상태에 있는 경우 고정접촉자(95,96)의 고정접점(95a,96a)과 가동접촉자(22,23)의 가동접점(22a,23a)이 연결되어 전류가 흐르게 된다. 회로에 사고전류가 발생하여 기구부(미도시)에 의해 샤프트 어셈블리(20)가 회전하고 이에 연동하여 가동접촉자(22,23)가 회전하여 가동접점(22a,23a)이 고정접점(95a,96a)으로부터 분리되어 전류가 차단된다. 이때, 가동접점(22a,23a)과 고정접점(95a,96a) 사이에서 아크가 발생하게 된다. 이 아크는 아크 소호부(30)의 그리드(32) 사이사이로 들어가면서 짧은 아크로 분할되며 아크전압이 상승하게 된다. 더불어, 아크 소호부 내에 존재하는 SF6 등 아크소호용 가스에 의해서 아크전압은 더욱 상승하게 된다. 이에 따라, 아크는 자유전자의 방출이 억제되면서 소멸되게 된다.

베이스 어셈블리 외함(간략히 베이스)(50)이 마련된다. 베이스 어셈블리 외함(50)은 사출성형물로 형성될 수 있다. 베이스 어셈블리 외함(50)은 대략적으로 박스 형태로 형성된다.

베이스 어셈블리 외함(50)에는 고정 접촉자 장착부(51,52)가 형성된다. 고정 접촉자 장착부(51,52)에는 고정접촉자(95,96)가 각각 설치된다. 즉, 고정 접촉자 장착부(51,52)는 전원측 고정 접촉자 장착부(51)와 부하측 고정 접촉자 장착부(52)가 마련된다.

베이스 어셈블리 외함(50)에는 소호장치 장착부(53,54)가 형성된다. 소호장치 장착부(53,54)에는 아크 소호부(30)가 각각 설치된다. 즉, 소호장치 장착부(53,54)는 전원측 소호장치 장착부(53)와 부하측 소호장치 장착부(54)가 마련된다.

베이스 어셈블리 외함(50)에는 소호장치 장착부(53,54)로부터 외부로 연결되는 배기구(55,56)가 형성된다. 배기구(55,56)는 전원측 배기구(55)와 부하측 배기구(56)가 마련된다. 배기구(55,56)를 통해 아크 소호부(30)를 거친 아크 가스는 외부로 배출된다.

베이스 어셈블리 외함(50)의 상부에는 개폐기구(92)가 설치될 수 있다. 베이스 어셈블리 외함(50)의 상부에는 개폐기구 장착부(65)가 마련된다.

베이스 어셈블리 외함(50)의 중앙부에는 샤프트 어셈블리(20)가 설치될 수 있는 샤프트 장착부(57)가 마련된다. 샤프트 장착부(57)는 원형홈으로 형성될 수 있다.

샤프트 장착부(57)에는 중앙부에 샤프트 바디(21)의 축(24)을 설치할 수 있는 축홀(58)이 형성된다.

샤프트 장착부(57)에는 회전핀(94)이 작동할 수 있는 핀 작동홀(59)이 축홈(58)에 대칭적으로 형성된다. 핀 작동홀(59)은 호(弧)의 형상으로 형성될 수 있다.

샤프트 장착부(57)의 외주면은 원관 형태의 둘레벽(60)으로 형성될 수 있다.

둘레벽(60)으로부터 소정 거리에 지지벽(61)이 형성된다.

지지벽(61)에는 둘레벽(60) 즉 샤프트 바디(21)의 방향으로 보정부(62)가 돌출 형성된다.

보정부(62)는 삼각형 형태로 형성되어 상부 경사부(62a)와 하부 경사부(62b)를 포함한다. 상부 경사부(62a)에는 제1 걸림부(26a,27a)가 정상 회전 범위 밖에서 투입 작동시 접촉하게 되고, 하부 경사부(62b)에는 제1 걸림부(26a,27a)가 정상 회전 범위 밖에서 차단 작용시 접촉하게 된다.

걸림부(26,27)는 둘레벽(60)과 지지벽(61) 사이에 배치된다. 정상적인 동작 상태에서 즉, 가동접촉자(22,23)의 정상 회전 범위(또는 정상 작동 범위) 내에 있을 경우 걸림부(26,27)는 둘레벽(60)과 지지벽(61) 사이에서 운동한다. 여기서, 가동접촉자(22,23)의 정상 회전 범위는 가동접촉자(22,23)가 고정접촉자(95,96)에 정상적으로 접촉할 수 있는 범위를 가르키는 것으로, 걸림부(26,27)가 샤프트 바디(21)의 축(24)으로부터 소정 거리 범위(예를 들면, 10mm~11mm)에 있는 경우를 말한다. 또는, 가동접촉자(22,23)의 정상 회전 범위는 가동접촉자(22,23)의 가동접점(22a,23a)이 샤프트 바디(21)의 축(24)으로부터 소정 거리 범위(예를 들면, 20mm~21mm)에 있는 경우를 말한다.

도 9 및 도 10에는 비정상 작동(접점부 비대칭 상태, 접점부의 접촉이 어긋난 상태) 시의 작동 상태가 도시되어 있다. 도 9에는 가동접촉자의 치우침이 발생하여 투입 시 걸림부가 보정부에 접촉하는 상태가 도시되어 있고, 도 10에는 가동접촉자가 정상 회전 범위로 복귀한 상태를 나타낸다.

만일, 차단기의 장기간 사용에 따라 스프링의 장력 변화 등에 의해 샤프트 어셈블리(20)의 힘의 균형에 변화가 생겨 가동접촉자(22,23)가 전원측 또는 부하측의 어느 일측으로 치우칠 경우 접점부 접촉면이 어긋나게 된다. 도 9를 참조하면, 전원측 가동접촉자(22)의 가동접점(22a)은 전원측 고정접촉자(95)의 고정접점(95a)으로부터 어긋나게 배치된 것을 볼 수 있다. 즉, 가동접촉자(22,23)가 전원측으로 치우침(bias)이 발생하여 각 접점부는 서로 일부 어긋남이 발생하였다.

가동접촉자(22,23)의 가동접점(22a,23a)이 정상적인 접촉 범위를 벗어나는 경우, 즉 가동접촉자(22,23)가 정상 회전 범위를 벗어나는 경우 걸림부(26,27)가 보정부(62)에 접촉하게 되고, 걸림부(26,27)는 보정부(62)에 밀려 정상 운동 범위 내로 복귀하게 된다. 도 9를 참조하면, 전원측 가동접촉자(22)의 제1 걸림부(26a)는 보정부(62)의 상부 경사부(62a)에 접촉하여 밀려 이동하게 된다. 이에 따라, 전원측 가동접촉자(22)는 도 10과 같이 정상 회전 범위 이내로 복귀한다. 가동접촉자(22,23)의 치우침은 걸림부(26,27)와 보정부(62)의 작용에 의해 보정되므로 장시간 사용에 따른 변형에 있어서도 정상 작동이 일어나고 이에 따라 배선용 차단기의 차단 성능이 유지된다.

투입 과정 중의 가동접촉자(22,23)의 치우침(이탈) 보정은 제1 걸림부(26a,27a)가 상부 경사부(62a)에 접촉하여 이루어지고, 차단 과정 중의 가동접촉자(22,23)의 치우침(이탈) 보정은 제1 걸림부(26a,27a)가 하부 경사부(62b)에 접촉하여 이루어진다. 도 9 및 도 10에는 투입 과정 중의 가동접촉자(22,23)의 이탈이 보정되는 과정이 도시되어 있다.

가동접촉자(22,23)의 치우침 보정은 걸림부(26,27)의 제1 걸림부(26a,27a)가 보정부(62)에 접촉함으로써 이루어진다.

도 11에는 가동접촉자의 치우침이 과도하게 발생한 경우 걸림부가 회전 제한부에 접촉하여 투입이 정지되는 상태가 도시되어 있다.

샤프트 장착부(27)의 둘레벽(60)에는 양측(전원측, 부하측)에 회전제한부(60a,60b)가 각각 형성된다. 회전제한부(60a,60b)는 투입 방향의 회전을 제한하도록 마련된다. 회전제한부(60a,60b)는 둘레벽(60)의 일부에 형성되는 홈이나 단턱으로 구성된다.

가동접촉자(22,23)의 치우침(이탈)이 과도한 경우 정상적인 작동이나 보정이 불가능하므로 가동접촉자(22,23)의 회전이 원천적으로 차단(제한)된다. 사용자는 투입이 불가능한 경우 해당 부품을 수리하거나 차단기 제품을 교체하여야 한다.

가동접촉자(22,23)의 치우침이 보정 가능 범위도 벗어난 경우, 걸림부(26,27)의 제2 걸림부(26b,27b)는 회전제한부(60a,60b)에 걸려 회전이 제한되고 따라서 투입 동작이 방지된다.

도 11을 참조하면, 부하측 가동접촉자(23)는 내측으로 치우침이 과하게 발생하여 투입 작용시 제2 걸림부(27b)가 회전제한부(60b)에 걸리는 상태가 도시되어 있다.

가동접촉자(22,23)의 치우침이 보정 가능 범위도 벗어나 과도하게 이탈한 경우에는 제2 걸림부(26b,27b)가 회전제한부(60a,60b)에 가로막혀 투입 작동이 제한된다.

도 12는 도 7에서 샤프트 어셈블리의 정면도이다. 도 12는 접점부의 차단시 보정부(62)의 다른 기능을 나타낸다. 보정부(62)는 가동접촉자(22,23)의 양측으로 날개와 같이 돌출되므로, 접점부의 차단시 보정부(62)는 아크의 압력에 의해 샤프트 어셈블리(20)의 회전이 증대되어 차단이 빠르게 일어나도록 보조한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쌍접점형 배선용 차단기에 의하면 걸림부와 보정부에 의해 가동접촉자의 치우침 현상이 보정되어 정상 회전 범위 내에 유지되므로 전원측 및 부화측 접점부 접촉 성능이 일관성을 유지한다.

따라서, 쌍접점형 배선용 차단기의 차단 성능이 장기간 사용에 있어서도 안정적으로 유지된다.

만일, 가동접촉자의 치우침이 보정 불가능할 정도로 과도한 경우에는 보정부와 회전 제한부에 의해 투입 작동이 방지되므로 차단 불량을 미연에 방지한다.

더불어, 보정부는 가동접촉자의 양측으로 날개처럼 돌출되어 차단시 발생하는 아크 압력에 의한 힘을 받으므로 차단 속도 증대에 기여한다.

이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

20 샤프트 어셈블리 21 샤프트 바디
22,23 가동접촉자 24 축
26,27 걸림부 28,29 삽입홀
50 베이스 어셈블리 외함 57 샤프트 장착부
60 둘레벽 60a, 60b 회전제한부
61 지지벽 62 보정부
62a 상부 경사부 62b 하부 경사부

Claims (8)

1. 베이스 어셈블리 외함에 각각 고정 설치되는 전원측 고정접촉자와 부하측 고정접촉자;
   상기 전원측 고정접촉자와 부하측 고정접촉자의 사이에 회동 가능하게 설치되는 샤프트 바디;
   상기 샤프트 바디로부터 돌출되도록 설치되어 상기 상기 전원측 고정접촉자와 부하측 고정접촉자에 각각 접촉 또는 분리되는 전원측 가동접촉자와 부하측 가동접촉자;를 포함하고,
   상기 베이스 어셈블리 외함에는 보정부가 돌출 형성되고,
   상기 전원측 가동접촉자 및 부하측 가동접촉자에는 걸림부가 각각 돌출 형성되어, 상기 가동 접촉자가 상기 샤프트 바디의 축으로부터 소정 거리 범위로 설정되는 정상 회전 범위를 벗어나는 경우 상기 보정부에 접촉하여 상기 정상 회전 범위 이내로 유지되는 특징으로 하는 쌍접점형 배선용 차단기.
2. 제1항에 있어서, 상기 전원측 가동접촉자와 부하측 가동접촉자에는 상기 걸림부가 삽입 결합되는 삽입홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 쌍접점형 배선용 차단기.
3. 제2항에 있어서, 상기 걸림부는 서로 소정 각도로 벌어지도록 배치되는 제1 걸림부와 제2 걸림부로 구성되고, 상기 보정부에는 상기 제1 걸림부가 접촉하는 것을 특징으로 하는 쌍접점형 배선용 차단기.
4. 제1항에 있어서, 상기 걸림부는 상기 전원측 가동접촉자와 부하측 가동접촉자의 양측으로 각각 돌출되는 것을 특징으로 하는 쌍접점형 배선용 차단기.
5. 제3항에 있어서, 상기 베이스 어셈블리 외함에서 상기 샤프트 바디가 설치되는 샤프트 장착부로부터 소정 거리 이격하여 지지벽이 형성되고,
   상기 지지벽에는 상기 보정부가 삼각형 형태로 형성되어,
   상기 보정부는 상부 경사부 및 하부 경사부를 갖는 것을 특징으로 하는 쌍접점형 배선용 차단기.
6. 제5항에 있어서, 투입 작용 시에는 상기 제1 걸림부가 상기 상부 경사부에 접촉하고, 차단 작용 시에는 상기 제1 걸림부가 상기 하부 경사부에 접촉하는 것을 특징으로 하는 쌍접점형 배선용 차단기.
7. 제5항에 있어서, 상기 샤프트 장착부의 둘레벽에는 홈이나 단턱으로 형성되는 회전제한부가 마련되는 것을 특징으로 하는 쌍접점형 배선용 차단기.
8. 제7항에 있어서, 상기 제2 걸림부가 상기 회전제한부에 접촉하는 경우에는 상기 가동접촉자의 투입 작용이 제한되는 것을 특징으로 하는 쌍접점형 배선용 차단기.

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