KR100848562B1 - 배선용 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배선용 차단기에 관한 것으로서, 복수의 고정자와; 상기 각 고정자에 대해 접촉 및 이격되는 복수의 가동자와; 상기 고정자에 대해 상기 가동자를 개폐하는 핸들과, 상기 핸들의 투입(on) 시 상기 핸들이 투입 상태를 유지하게 하며 일 측은 전원의 각 상별로 분기된 분기단부가 형성되어 있는 트립바를 구비한 개폐기구부와; 전원의 각 상 별 가동자에 연결되고 과전류시 만곡 변형되어 상기 트립바의 분기단부를 가압하여 트립(trip)시키는 복수의 바이메탈과; 각 상 별 바이메탈을 사이에 두고 각 상 별 분기단부의 대향 측에 배치되며 일 측은 각 상 별 상기 바이메탈에 연결되고 타 측은 해당 상 별 부하측 연결부에 연결되는 복수의 순시코일과, 상기 각 순시코일의 내부에 배치되고 상기 순시코일에 단락 전류 통전 시 상기 바이메탈에 비해 빠른 속도로 상기 트립바의 분기단부를 타격하여 트립시키는 샤프트를 구비한 단락전류차단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 단락 전류를 신속하게 차단하여 사고의 확산을 줄일 수 있고 부품 손상을 억제할 수 있도록 한 배선용 차단기가 제공된다.

Description

배선용 차단기{MOLDED CASE CIRCUIT BREAKER}

도 1은 종래의 배선용 차단기의 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 단면도,

도 3은 도 2의 요부확대도,

도 4는 도 2의 바이메탈의 정면도,

도 5는 도 2의 트립 상태를 도시한 도면,

도 6은 도 5의 요부확대도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 케이스 112 : 전원측 연결부

114 : 부하측 연결부 121 : 고정자

131 : 가동자 140 : 개폐기구부

141 : 핸들 144 : 크로스바

145 : 트립바 146 : 분기단부

147 : 스프링 151 : 바이메탈

153 : 도피부 170 : 단락전류차단부

171 : 보빈 175 : 순시코일

177 : 고정코어 179 : 가동코어

181 : 샤프트 183 : 복귀스프링

본 발명은, 배선용 차단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 단락 전류를 신속하게 차단하여 사고의 확산을 줄일 수 있고 부품 손상을 억제할 수 있도록 한 배선용 차단기에 관한 것이다.

배선용 차단기는 저압회로에 있어서 전기 선로 상에 과전류나 단락 등에 의한 이상 전류가 발생한 때, 이를 감지하여 자동으로 차단함으로써 부하 기기 및 회로 손상을 방지하기 위해 사용되는 차단기의 일종이다.

도 1은 종래의 배선용 차단기의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 배선용 차단기는, 내부 공간을 형성하는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 일 측에 배치되는 전원측 연결부(12)와, 상기 케이스(10)의 타 측에 부하 기기가 연결되게 형성되는 부하측 연결부(14)와, 상기 전원측 연결부(12)에 연결되는 고정자(21)와, 상기 고정자(21)에 대해 접촉 및 이격되게 배치되는 가동자(31)와, 상기 가동자(31)가 고정자(21)와 접촉 및 이격되게 하는 개폐기구부(40)와, 과전류 발생 시 열변형되면서 개폐기구부(40)와 연계하여 가동자(31)가 고정자(21)로부터 이격되게 트립(trip)하여 과전류를 차단하는 바이메탈(51)을 구비하고 있다.

상기 개폐기구부(40)는, 상기 케이스(10)의 상면에 상기 가동자(31)와 상기 고정자(21)가 접촉되는 투입(on)위치와 상기 가동자(31)가 상기 고정자(21)로부터 이격되는 차단(off)위치 간을 회동가능하게 설치되는 핸들(41)과, 상기 핸들(41)에 연결되어 상기 핸들(41)의 투입 시 상기 가동자(31)를 가압하여 상기 가동자(31)가 상기 고정자(21)에 접촉되게 하는 크로스바(44)와, 상기 핸들(41)의 투입 시 상기 핸들(41)과 연결된 레버(43)의 일단이 접촉되어 투입 상태를 유지하도록 하는 트립바(45)와, 상기 크로스바(44)가 복귀할 수 있도록 탄성력을 가하는 스프링(47)을 포함하여 구성된다.

상기 바이메탈(51)은 일 측이 상기 가동자(31)에 통전 가능하게 연결되어 있으며, 타 측은 상향 연장되어 트립바(45)와 소정의 간격을 두고 이격되게 배치되어 있다. 상기 가동자(31) 및 상기 바이메탈(51)은 상기 부하측 연결부(14)에 도선(53)으로 연결되어 있으며, 상기 바이메탈(51)은 과전류의 통전 시 상기 트립바(45)측으로 만곡 변형되어 상기 트립바(45)를 가압함으로써 상기 트립바(45)에 의해 투입 위치에 구속되어 있는 레버(43)를 구속 해제하여 상기 핸들(41)이 차단위치로 회동되도록 한다. 한편, 상기 바이메탈(51)의 일 측에는 단락 전류 통전 시 발생되는 자기력에 의해 상기 바이메탈(51)이 상기 트립바(45)측으로 흡인되도록 하는 자성체(55)가 설치되어 있다.

단락 전류 통전 시 바이메탈(51)은 저항 열에 의해 상기 트립바(45)측으로 만곡 변형됨과 아울러 단락 전류의 통전에 의해 발생된 자기력에 의해 상기 자성체(55)측으로 흡인되어 상기 트립바(45)를 가압하여 상기 레버(43)의 구속을 해제하게 된다. 이에 따라 상기 크로스바(44) 및 상기 가동자(31)는 상기 스프링(47)의 탄성력에 의해 상방으로 이동되어 단락 전류를 차단하게 된다.

그런데, 이러한 종래의 배선용 차단기에 있어서는, 바이메탈(51)의 자체 열 팽창 및 자성체(55)에 의한 흡인력에 의해 바이메탈(51)이 트립바(45)측으로 만곡 변형되면서 트립바(45)를 구동시키도록 되어 있어, 단락 전류 통전 시 트립바(45)를 구동시키는 시간을 단축하는 데에는 한계가 있다고 하는 문제점이 있다. 트립바(45)의 구동까지 시간이 연장되는 경우 단락 전류 통전에 의한 재산 및 인명의 손상이 막대하게 증가할 수 있기 때문에 트립바(45)의 구동까지 시간을 단축시키는 것이 절실하게 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은, 단락 전류를 신속하게 차단하여 사고의 확산을 줄일 수 있고 부품 손상을 억제할 수 있도록 한 배선용 차단기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 복수의 고정자와; 상기 각 고정자에 대해 접촉 및 이격되는 복수의 가동자와; 상기 고정자에 대해 상기 가동자를 개폐하는 핸들과, 상기 핸들의 투입(on) 시 상기 핸들이 투입 상태를 유지하게 하며 일 측은 전원의 각 상별로 분기된 분기단부가 형성되어 있는 트립바를 구비한 개폐기구부와; 전원의 각 상 별 가동자에 연결되고 과전류시 만곡 변형되어 상기 트립바의 분기단부를 가압하여 트립(trip)시키는 복수의 바이메탈과; 각 상 별 바이메탈을 사이에 두고 각 상 별 분기단부의 대향 측에 배치되며 일 측은 각 상 별 상기 바이메탈에 연결되고 타 측은 해당 상 별 부하측 연결부에 연결되는 복수의 순시코일과, 상기 각 순시코일의 내부에 배치되고 상기 순시코일에 단락 전류 통전 시 상기 바이메탈에 비해 빠른 속도로 상기 트립바의 분기단부를 타격하여 트립시키는 샤프트를 구비한 단락전류차단부;를 포함하는 배선용 차단기를 제공한다.

여기서, 상기 단락전류차단부는, 상기 순시코일의 내측에 배치되는 보빈과, 상기 보빈의 내측에 서로 이격 배치되는 고정코어 및 가동코어와, 상기 보빈의 둘레에 자로를 형성하는 요크와, 상기 고정코어 및 상기 가동코어가 서로 이격되게 탄성력을 가하는 복귀스프링을 더 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

상기 샤프트는 일단이 상기 가동코어에 연결되고 타 단은 상기 트립바의 분기단부에 이격되게 배치되는 것이 바람직하다.

상기 바이메탈에는 상기 샤프트의 접촉을 방지할 수 있도록 절취된 도피부가 형성되어 있는 것이 효과적이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 단면도이고, 도 3은 도 2의 요부확대도이며, 도 4는 도 2의 바이메탈의 정면도이고, 도 5는 도 2의 트립 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 요부확대도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 배선용 차단기는, 복수의 고정자(121)와; 상기 각 고정자(121)에 대해 접촉 및 이격되는 복수의 가동자(131)와; 상기 고정자(121)에 대해 상기 가동자(131)를 개폐하는 핸들(141)과, 상기 핸들(141)의 투입(on) 시 상기 핸들(141)이 투입 상태를 유지하게 하며 일 측은 전원의 각 상별로 분기된 분기단부(146)가 형성되어 있 는 트립바(145)를 구비한 개폐기구부(140)와; 전원의 각 상 별 가동자(131)에 연결되고 과전류시 만곡 변형되어 상기 트립바(145)의 분기단부(146)를 가압하여 트립(trip)시키는 복수의 바이메탈(151)과; 일 측은 각 상 별 상기 바이메탈(151)에 연결되고 타 측은 해당 상 별 부하측 연결부(114)에 연결되는 복수의 순시코일(175)과, 상기 순시코일(175)에 단락 전류 통전 시 상기 바이메탈(151)에 비해 빠른 속도로 상기 트립바(145)의 분기단부(146)를 가압하여 트립시키는 샤프트(181)를 구비한 단락전류차단부(170)를 포함하여 구성되어 있다.

내부에 공간을 형성하는 케이스(110)의 일 측에는 전원이 연결될 수 있도록 각 상별 전원측 연결부(112)가 형성되어 있으며, 타 측에는 각 상별 부하측 연결부(114)가 형성되어 있다. 전원측 연결부(112)에는 각 상별로 고정자(121)가 배치되어 있으며, 각 고정자(121)에는 고정자(121)와의 접촉 및 이격에 의해 전원을 개폐할 수 있도록 가동자(131)가 각각 배치되어 있다. 상기 가동자(131)의 상측에는 전원을 수동으로 개폐할 수 있게 개폐기구부(140)가 설치되어 있다.

상기 개폐기구부(140)는, 상기 케이스(110)의 상면에 외부에 노출되게 설치되는 핸들(141)과, 상기 핸들(141)과 연동되어 상기 가동자(131)가 상기 고정자(121)에 접촉되게 하는 크로스바(144)와, 상기 핸들(141)의 투입(on) 위치로의 회동 시 상기 핸들(141)이 차단(off)위치로 회동되는 것을 억제하는 트립바(145)와, 상기 크로스바(144)가 초기 위치로 복귀 되게하는 스프링(147)을 구비하고 있다. 상기 핸들(141)을 투입 위치, 즉 도면 상 좌측으로 회동시키면 상기 핸들(141)과 연결된 레버(143)가 상기 크로스바(144)를 가압하고 상기 크로스바(144) 는 상기 가동자(131)를 하향 가압함으로써 상기 가동자(131)가 상기 고정자(121)에 접촉됨으로써 통전이 이루어지게 된다. 이때 트립바(145)는 상기 레버(143)를 구속함으로써 상기 핸들(141)은 투입 상태를 유지하게 된다.

상기 각 가동자(131)에는 규격 이상의 과전류가 통전되는 경우 이를 감지하여 자동으로 전원 공급을 차단할 수 있도록 바이메탈(151)이 연결되어 있다. 각 바이메탈(151)은 각 상 별로 분기된 트립바(145)의 분기단부(146)의 일 측에 소정 거리 이격되게 배치되어 과전류 통전 시 열에 의한 자체의 만곡변형으로 해당 트립바(145)의 분기단부(146)를 가압함으로써 가동자(131)가 고정자(121)로부터 이격되게 하는 트립(trip) 동작이 이루어지도록 한다. 바이메탈(151)의 일 측에는 도 4에 도시된 바와 같이, 바이메탈(151)을 지나는 샤프트(181)와의 접촉을 방지하기 위한 도피부(153)가 절취 형성되어 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 단락전류차단부(170)는, 상기 바이메탈(151)의 일 측에 배치되는 순시코일(175)과, 상기 순시코일(175)의 내측에 배치되는 보빈(171)과, 상기 보빈(171)의 내 측에 서로 접근 및 이격되게 배치되는 고정코어(177) 및 가동코어(179)와, 상기 가동코어(179)에 일단이 연결되고 타단은 상기 바이메탈(151)의 도피부(153)를 통과해 상기 트립바(145)의 해당 분기단부(146)와 소정 이격되게 배치되는 샤프트(181)를 구비하고 있다. 상기 보빈(171)의 일 단부에는 판 상의 제1요크(172)가 배치되어 있으며, 상기 보빈(171)의 외측과 상기 제1요크(172)의 대향측에는 제2요크(173)가 결합되어 있다. 상기 보빈(171)의 내측에는 고정코어(177)가 고정 배치되어 있으며, 상기 고정코어(177)의 일 측에는 소정 거리 이격되게 가동코어(179)가 배치되어 있다. 상기 고정코어(177)의 축심에는 일단이 상기 가동코어(179)에 연결된 샤프트(181)가 통과할 수 있도록 샤프트공(178)이 형성되어 있으며, 상기 고정코어(177)와 상기 가동코어(179) 사이에는 상기 가동코어(179)가 상기 고정코어(177)로부터 이격되게 탄성력을 가하는 복귀스프링(183)이 구비되어 있다. 상기 순시코일(175)의 일 측은 상기 바이메탈(151)과 도선(176)에 의해 연결되어 있으며, 타 측은 상기 부하측 연결부(114)에 도선(176)에 의해 각각 연결되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 규격 이상의 과전류가 통전되는 경우, 상기 바이메탈(151)은 상기 트립바(145)측으로 만곡 변형되어 해당 분기단부(146)를 가압하게 된다. 이에 의해 상기 트립바(145)는 도면 상의 시계방향으로 회동되고, 상기 트립바(145)에 의해 구속된 레버(143)가 구속 해제됨으로써 스프링(147)의 탄성력에 의해 크로스바(144)는 초기 위치로 복귀되고 상기 가동자(131)는 고정자(121)로부터 이격되어 과전류를 차단하게 된다.

한편, 사고 등에 의해 정격 전류의 수십 배 내지 수백 배에 달하는 단락 전류의 유입 시 순시코일(175)은 순간적으로 자기 구동력을 발생시키고, 가동코어(179)는 자기저항이 작아지는 방향, 즉 고정코어(177)측으로 이동하게 된다. 이에 의해 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 샤프트(181)가 트립바(145)측으로 이동되어 트립바(145)의 해당 분기단부(146)를 타격함으로써 트립바(145)가 도면 상의 시계방향으로 회전되어 트립 동작이 연속적으로 이루어지게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 각 상 별로 순시코일을 구비한 단락전류차단부를 배치함으로써, 단락 전류 통전 시 이를 신속하게 차단할 수 있어 사고의 확산을 방지할 수 있어 재산상, 인명상의 손해를 줄일 수 있는 배선용 차단기가 제공된다.

Claims (5)

1. 복수의 고정자와;

   상기 각 고정자에 대해 접촉 및 이격되는 복수의 가동자와;

   상기 고정자에 대해 상기 가동자를 개폐하는 핸들과, 상기 핸들의 투입(on) 시 상기 핸들이 투입 상태를 유지하게 하며 일 측은 전원의 각 상별로 분기된 분기단부가 형성되어 있는 트립바를 구비한 개폐기구부와;

   전원의 각 상 별 가동자에 연결되고 과전류시 만곡 변형되어 상기 트립바의 분기단부를 가압하여 트립(trip)시키는 복수의 바이메탈과;

   각 상 별 바이메탈을 사이에 두고 각 상 별 분기단부의 대향 측에 배치되며 일 측은 각 상 별 상기 바이메탈에 연결되고 타 측은 해당 상 별 부하측 연결부에 연결되는 복수의 순시코일과, 상기 각 순시코일의 내부에 배치되고 상기 순시코일에 단락 전류 통전 시 상기 바이메탈에 비해 빠른 속도로 상기 트립바의 분기단부를 타격하여 트립시키는 샤프트를 구비한 단락전류차단부;를

   포함하는 배선용 차단기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 단락전류차단부는, 상기 순시코일의 내측에 배치되는 보빈과, 상기 보빈의 내측에 서로 이격 배치되는 고정코어 및 가동코어와, 상기 보빈의 둘레에 자로를 형성하는 요크와, 상기 고정코어 및 상기 가동코어가 서로 이격되게 탄성력을 가하는 복귀스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서,

   상기 샤프트는 일단이 상기 가동코어에 연결되고 타 단은 상기 트립바의 분기단부에 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
5. 제1항, 제2항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 바이메탈에는 상기 샤프트의 접촉을 방지할 수 있도록 절취된 도피부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.

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