KR101721105B1

KR101721105B1 - 회로차단기의 간격 조정방법

Info

Publication number: KR101721105B1
Application number: KR1020110061954A
Authority: KR
Inventors: 김웅재
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2031-06-24
Also published as: US20120324715A1; CN102842464A; US8898887B2; CN102842464B; KR20130001060A; ES2563759T3; JP5480334B2; JP2013008676A; BR102012015589B1; EP2538430B1; BR102012015589A2; EP2538430A1

Abstract

본 발명은 사고전류를 검출하고 회로를 차단하는 회로차단기의 검출기구부에서 시연동작특성과 관련된 바이메탈과 크로스바 사이 간격의 자동 설정이 가능하도록 하는 회로차단기의 간격 조정방법에 관한 것으로, 바이메탈의 만곡에 의해 가압부재가 크로스바를 가압 회전시켜, 고정접촉자로부터 가동접촉자를 분리시켜서 회로를 차단하는 회로차단기에 있어서, 상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공에 상기 가압부재가 자유이동이 가능한 상태에서 설정전류를 인가하여 상기 바이메탈을 만곡시키는 간격형성단계; 및 설정시간 도달시에 상기 설정전류를 차단하고 상기 바이메탈에 상기 가압부재를 용접하는 간격고정단계;를 포함한다.

Description

회로차단기의 간격 조정방법{A METHOD FOR CONTROLLING GAP OF CIRCUIT BRAKER}

본 발명은 사고전류를 검출하고 회로를 차단하는 회로차단기의 검출기구부에서 시연동작특성과 관련된 바이메탈과 크로스바 사이 간격의 자동 설정이 가능하도록 하는 회로차단기의 간격 조정방법에 관한 것이다.

회로차단기는 송,변전이나 전기회로 등에서 부하를 개폐하거나 접지 또는 단락 등의 사고가 발생할 경우에 전류를 차단시키는 장치를 말한다. 회로차단기는 사용자의 조작에 의해 전기 선로를 개로(off)나 폐로(on)상태로 전환시키며, 선로에 과부하 및 단락사고가 발생하였을 때에는 회로를 차단하여 부하기기 및 선로를 보호하게 된다.

이 중에서 회로차단을 중심으로 살펴보면, 일반적으로 사용되는 회로차단기는 한시트립특성과 순시트립특성을 가진다. 한시트립특성은 과전류치에 반비례한 동작시간을 가지는 과전류 트립특성을 말하며, 바이메탈(bi-metal) 등의 열적 요소를 이용하는 열동전자형과 ODP(oil dash pot)의 제동 작용을 이용하는 완전전자형이 있다.

순시트립특성은 단락전류 등 비교적 큰 과전류에 의해 빠르게 차단기를 트립하고, 한시트립특성은 정격전류 이상의 과전류가 흐르면 전선이 줄(joule)열에 의해 온도가 위험한 상태에 이르기 전에 차단기를 트립한다.

이 중에서 한시트립특성을 살펴보면, 보호의 측면에서 차단기가 재빨리 동작하는 것이 좋겠지만, 전로에는 정상적인 부하전류 이외에 전동기의 시동전류와 같은 과도적인 과전류가 흐르므로, 차단기가 이와 같은 과전류에 의해 동작되지 않도록 전로의 온도가 허용온도를 넘지 않는 범위내에서 시간지연을 가지고 동작하는 것이 좋다. 그러한 의미에서 시연동작특성이라고도 한다.

전술한 시연동작특성은 회로차단기에 과전류가 흐르면 히터에 열이 발생하게 되고, 이때 발생한 열이 바이메탈에 전도되어 바이메탈을 구성하는 두 부재의 열전도차이에 의해 바이메탈이 만곡되어 크로스바를 가압함에 의해 크로스바가 회전하게 된다. 그에 따라 개폐기구가 작동되어 전기선로를 개로상태로 전환하여 회로를 차단하게 된다.

시연동작특성에 있어서 시간지연을 결정하는 것은 과전류가 흘러 바이메탈이 만곡되기 시작하면서부터 크로스바의 회전에 의해 개폐기구가 작동되기 전까지의 시간에 해당한다. 이러한 지연시간은 바이메탈과 크로스바의 초기 간격(gap), 바이메탈이 크로스바와 접촉한 시점에서부터 바이메탈의 만곡하중이 크로스바를 회전시키기 시작할 때까지의 무효만곡량, 크로스바가 회전하여 개폐기구부가 작동되기 시작하는 시점까지의 크로스바의 회전거리를 중요한 요인으로 하여 결정된다.

전술한 요인들에 의해 바이메탈의 회전정도인 만곡량을 형성한다. 상기 요인들 중에서, 무효만곡량과 크로스바의 회전거리는 개별적인 회로차단기의 특성에 영향을 받기 때문에 부품을 교체하지 않는 한 미세한 조정이 어렵다. 따라서, 시연동작특성에 있어서, 필요도 하는 지연시간을 조정할 수 있는 요인은 바이메탈과 크로스바의 간격(gap)이다.

상기 간격이 너무 작으면 회로차단기의 트립시간이 단축되며 너무 빨리 트립되어 시동전류와 같은 과도적인 과전류에도 회로가 차단될 수 있다. 또한, 상기 간격이 너무 크면 회로차단기의 트립시간이 지연되거나 트립되지 않아 회로에 과전류가 공급되어 회로에 손상이 발생할 수 있다.

통상적으로 회로차단기는 동일구조내에서 여러 정격전류가 전개되기 때문에, 바이메탈 및 히터의 원재료의 종류수를 고려하면, 하나의 회로차단기에서 일정한 간격을 가지며 과전류에 대한 시연동작특성을 만족시키기는 현실적으로 불가능하다.

따라서, 일반적으로 회로차단기는 과전류가 흐를 때의 히터 발명량 및 이에 따른 바이메탈의 만곡량을 계산하여 몇가지의 부품으로 전개하고, 정확한 시연동작특성을 위하여 제조시에 바이메탈과 크로스바의 간격을 조정한다.

이러한 간격 조절은 각 정격별로 상이하게 조정되고, 이러한 조정 공정은 일반적으로 사람에 의해 이루어진다. 구체적으로, 바이메탈의 상부에 결합되는 나사를 조절하여, 나사가 크로스바에 접촉되는 간격을 형성하게 한다. 이를 위해 작업자는 갭게이지(gap gauge)를 크로스바와 나사 사이에 삽입하고, 나사를 회전시켜 갭게이지에 밀착되도록 하여 간격을 조정한다. 그 후 갭게이지를 제거하고 나사가 움직이지 않도록 고정시킨다.

하지만 통상적으로 상기 간격은 0.1mm 미세조정이 필요한데 전술한 간격 조정 과정은 수작업을 진행하게 되어, 작업자별로 오차가 발생하게 된다. 또한, 동일한 작업자라고 하더라도 각 제품별로 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차에 의해 회로차단기의 시연동작특성은 영향을 받아 회로차단기의 품질이 저하되는 문제가 발생한다.

또한, 상기 공정을 수작업으로 진행하게 되면 조정과정에서 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회로차단기에 있어서 시연동작특성을 결정하는 중요한 요인이 되는 바이메탈과 크로스바 사이 간격을 자동으로 설정할 수 있는 회로차단기의 간격 조정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.

본 발명의 회로차단기의 간격 조정방법의 일 실시예는, 바이메탈의 만곡에 의해 가압부재가 크로스바를 가압 회전시켜, 고정접촉자로부터 가동접촉자를 분리시켜 회로를 차단하는 회로차단기에 있어서, 상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공에 상기 가압부재가 자유이동이 가능한 상태에서 설정전류를 인가하여 상기 바이메탈을 만곡시키는 간격형성단계; 및 설정시간 도달시에 상기 설정전류를 차단하고 상기 바이메탈에 상기 가압부재를 용접하는 간격고정단계;를 포함한다.

상기 간격형성단계는, 상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공에 상기 가압부재가 자유이동이 가능한 상태에서 상기 가압부재를 상기 크로스바에 밀착시키는 밀착단계; 및 설정시간 동안 설정전류를 인가하여 상기 바이메탈을 만곡시켜 상기 가압부재가 상기 크로스바에 밀착된 상태에서 상기 바이메탈측에 상대적으로 이동되는 전류인가단계;를 포함한다.

상기 간격고정단계는, 설정시간 도달시에 상기 설정전류를 차단하는 전류차단단계; 및 상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공에 상기 가압부재를 용접하여 결합시키는 용접단계;를 포함한다.

상기 용접단계는 레이저용접에 의해 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 용접단계는 반사형 광센서를 사용하여 상기 바이메탈의 만곡위치를 파악하고 레이저용접이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 회로차단기의 간격 자동 조정방법의 일 실시예는, 상기 고정접촉자로부터 상기 가동접촉자가 분리되기 위해 필요한 상기 크로스바의 회전 변위의 정도를 측정하는 트립 스트로크 측정단계;를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 트립 스트로크 측정단계에서 측정된 상기 크로스바의 회전 변위가 기준값을 초과하는 경우 상기 설정전류를 줄이고, 상기 트립 스트로크 측정단계에서 측정된 상기 크로스바의 회전 변위가 기준값에 미달하는 경우 상기 설정전류를 늘이는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 간격고정단계의 후에 가열된 상기 바이메탈과 가압부재를 냉각하는 냉각단계;를 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 가압부재가 상기 바이메탈의 결합공에서 이탈되지 못하도록 가압부재의 단부를 리벳팅하는 리벳팅 단계;를 더 포함할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 수작업에 의하지 않고 자동으로 간격을 조정하고 고정시켜 생산성을 향상시킬 수 있어서 비용을 절감하는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 수작업에 의하지 않고 자동으로 간격을 조정하고 고정시켜 오차 발생의 가능성을 줄이게 되어, 회로차단기의 품질을 향상시키는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 회로차단기의 개략도.
도 2는 본 발명의 회로차단기의 간격 조정방법의 일 실시예를 보여주는 흐름도.
도 3은 본 발명의 회로차단기의 간격 조정방법의 다른 실시예를 보여주는 흐름도.
도 4은 본 발명의 회로차단기의 간격 조정방법에 의해 조정되는 검출기구부의 정면도와 측면도.
도 5는 도 4의 검출기구부에서 바이메탈의 정면도와 측면도.
도 6는 도 4의 검출기구부에서 가압부재의 다양한 실시예를 보여주는 개략도.
도 7은 가압부재와 크로스바의 위치 및 간격을 보여주는 개략도.
도 8은 본 발명의 회로차단기의 간격 조정방법의 일 실시예에 따라 조정되는 검출기구부의 상태를 보여주는 개략도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 회로차단기의 간격 조정방법에 의해 조정되는 회로차단기의 개략도이다. 도 1을 참고하면, 회로차단기(100)는 부품을 수납하는 절연성 케이스(10)를 구비한다. 상기 케이스(10)는 절연물로 몰드되어 내부를 외부와 절연시켜준다. 이러한 구조는 일반적인 것으로 보다 상세한 설명은 생략한다.

상기 케이스(10)의 내측에는 전로를 기구적으로 온/오프시키는 개폐기구부(20), 전원 및 부하가 연결되는 고정접촉자(51)와 가동접촉자(52)를 포함하는 단자부(50), 과전류와 같은 이상전류 및 사고전류를 검출하는 검출기구부(30), 차단시 가동접촉자(52)와 고정접촉자(51)의 접점 간에 발생하는 아크(arc)를 소멸시켜주는 소호장치부(40) 등이 구비된다.

상기 단자부(50)는 입력측 전원에 연결되며 케이스(10)에 고정되어 있는 고정접촉자(51)와, 부하측에 연결되어 상기 고정접촉자와 분리 또는 접촉이 되도록 상기 케이스(10)에 대해 회동가능하게 장착되는 가동접촉자(52)를 포함한다.

상기 가동접촉자(52)는 개폐기구부(20)에 기구적으로 연결되어 있으며, 레버에 의해 수동으로 가동되거나, 검출기구부(30)에 의해 동작이 격발된 개폐기구부(20)에 의해 가동된다.

한편, 사고전류 발생시에 고정접촉자(51)로부터 가동접촉자(52)를 분리시켜 회로를 차단(trip)하여 회로를 보호할 때, 접점들 사이의 전류에 의해 공기중의 절연이 파괴되어 고온의 플라즈마 상태인 아크가 발생하게 된다. 또한 아크에 의해 주변의 절연물 등이 용융되어 가스가 발생하여 아크 압력이 발생할 수도 있다. 이러한 아크를 분할하고 냉각시키고, 아크 압력을 밖으로 배출하는 기능을 하는 것이 소호장치부(40)다.

한편 검출기구부(30)는 정격전류를 초과하는 과전류가 검출되는 경우 회로를 차단하는 시연동작을 구현하는 구성을 포함한다. 이러한 검출기구부(30)는 도 4와 도 8에 상세히 도시되어 있다.

도 4와 도 8을 참고하면, 검출기구부(30)의 구성으로 과전류 발생시 적정량의 열을 발생시키는 히터(34), 상기 히터에 접속된 상태로 히터로부터 적정량의 열이 전달되면 일측으로 만곡되는 바이메탈(31), 상기 바이메탈의 단부에 결합되고 돌출되어 있는 가압부재(32), 상기 가압부재가 돌출된 방향에 상기 바이메탈과 마주하고 있는 크로스바(33)를 포함하고 있다.

상기 바이메탈(31)은 열팽창정도가 다른 두개의 금속을 맞대어 형성되는 장치로, 열이 전달되면 일측으로 만곡된다. 도 5는 상기 바이메탈(31)을 상세히 보여주고, 도 8은 만곡되는 바이메탈을 보여준다.

도 5를 참고하면, 상기 바이메탈(31)은 긴 사각판 형상의 구성으로, 상부에는 후술할 가압부재(32)가 결합될 수 있는 결합공(35)이 구비되어 있다. 상기 결합공 주변에는 후술할 가압부재의 결합을 위한 탭(36)이 형성될 수도 있다.

상기 바이메탈(31)은 상기 결합공(35)을 중심으로 좌우 대칭으로 형성된다. 또한, 상기 바이메탈(31)은 상부에 식별수단이 도포되어 있을 수 있다. 예를 들어 식별이 용이하도록 하기 위하여 바이메탈의 상부에 백색 페인트를 도포하는 방법이 있을 수 있다. 하지만, 본 발명은 단순히 페인트를 도포하는 것에 제한되는 것은 아니고, 광센서에 의해 바이메탈의 위치 추적이 용이할 수 있도록 식별 기능을 할 수 있는 방법도 해당한다.

또한, 상기 바이메탈의 상부는 셰이빙(shaving) 가공될 수 있다. 이러한 바이메탈(31)의 형상 및 가공에 의한 특성은 후술할 바이메탈과 크로스바의 간격 자동조정시 레이저 용접을 위해 바이메탈의 위치를 광센서를 사용하여 자동으로 정확하게 추적하기 위함이다.

도 6과 도 7은 가압부재(32)를 상세히 보여주고, 도 8은 상기 가압부재(32)를 상기 바이메탈(31)에 결합시키는 과정을 보여준다. 특히 도 6은 상기 가압부재(32)의 다양한 실시예를 보여준다.

상기 바이메탈(31)의 상부에 형성되는 결합공(35)에 결합되는 가압부재(32)는 도 6과 같이 다양한 실시예를 가진다. 도 6의 (a)는 단순한 기둥 형태의 가압부재를 보여준다. 이러한 경우 상기 결합공을(35)를 관통하는 기둥형태의 몸통부(37)를 구비하고 있으며, 일측 단부는 후술할 크로스바(33)와의 접촉을 위해 곡면처리될 수 있다.

도 6의 (b)에서는 상기 가압부재는 리벳형태를 가진다. 이러한 가압부재(32)는 상기 결합공(35)을 관통하는 몸통부(37), 상기 몸통부의 일측 단부에 상기 결합공의 내경보다 큰 이탈방지부(38)를 포함한다. 여기서 상기 이탈방지부(38)는 후술할 크로스바(33)측 단부에 형성된다.

도 6의 (a)와 (b)에 도시된 실시예에서, 상기 가압부재의 몸통부(37)의 외경은 상기 결합공(35)의 내경보다 작은 것을 특징으로 한다. 이는 후술할 바이메탈과 크로스바의 간격 자동 조정시 상기 가압부재(32)가 결합공(35)에 이동이 자유로운 상태로 초기에 결합되어야 하기 때문이다. 다만, 이는 한시적인 것으로, 후술하겠지만, 사전에 정해진 인가전류의 통전에 의해 상기 가압부재(32)와 상기 크로스바(33)와의 간격(D)이 결정된 후 상기 가압부재가 상기 결합공에 접합된다.

또한, 상기 몸통부(37)의 길이(L2)는 도 7과 같이 크로스바(33)와 바이메탈(31) 사이의 초기 간격(L1)보다 길게 형성된다. 이는 상기 가압부재가 상기 바이메탈의 결합공에 자유이동이 가능하게 결합된 초기 상태에서, 상기 가압부재가 상기 결합공에서 이탈되어 상기 바이메탈과의 결합이 해제되는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 도 6의 (c)에서는 상기 몸통부(37)의 타측 단부에 리벳팅(revetting)을 할 수 있는 리벳팅 홈(39)이 형성될 수 있다. 여기서 타측 단부는 상기 몸통부에서 상기 크로스바가 위치하는 측과 반대되는 방향의 단부를 말한다. 그에 따라, 상기 가압부재가 결합공에 결합된 후 상기 리벳팅 홈에 리벳팅하여 상기 가압부재가 상기 결합공에서 이탈되어 상기 바이메탈과의 결합이 해제되는 것을 방지할 수 있다.

상기 바이메탈(31)과 마주하도록 상기 케이스(10)에 장착되는 크로스바(33)는, 상기 바이메탈의 상부에 결합되는 가압부재(32)와 설정간격(D)만큼 이격되어 있다. 다만, 여기서는 상기 가압부재가 상기 바이메탈에 자유이동이 되지 못하도록 용접되고 난 후의 상태를 말한다.

상기 크로스바(33)는 전술한 개폐기구부(20)에 연동되어 있다. 즉 상기 크로스바(33)의 회전에 의해 개폐기구부(20)가 작동되어 상기 가동접촉자(52)를 상기 고정접촉자(51)로부터 분리시키게 된다.

여기서, 상기 크로스바(33)는 상기 바이메탈(31)의 만곡에 의해 상기 가압부재(32)와 접촉되어 가압된다. 그에 따라, 상기 크로스바는 회전력을 가지게 되어 개폐기구부를 작동시킨다.

본 발명의 회로차단기의 간격 조정방법의 일 실시예는 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참고하면, 상기 실시예는 트립 스트로크 측정단계(S50), 간격형성단계(S100), 간격고정단계(S200), 냉각단계(S300)을 포함하여 구성된다.

상기 트립 스트로크 측정단계(S50)는 바이메탈의 가압부재와 크로스바 사이의 간격(D)을 형성하기 위한 사전 과정이라고 할 수 있다. 그에 따라, 상기 고정접촉자(51)로부터 상기 가동접촉자(52)가 분리되기 위해 필요한 상기 크로스바의 회전 변위의 정도를 측정하게 된다.

여기서, 상기 크로스바의 회전 변위는 기준값을 가지고 있다. 이러한 기준값은 생산과정에서 자동화를 위해 요구되는 수치로 회로차단기가 사용되는 정격별로 사전에 결정되어 있다.

상기 트립 스트로크 측정단계(S50)에서 측정된 상기 크로스바의 회전 변위가 기준값을 초과하는 경우 후술할 바이메탈과 크로스바 사이의 간격(D)를 형성하기 위해 인가하는 설정전류의 값을 줄이고, 상기 트립 스트로크 측정단계에서 측정된 상기 크로스바의 회전 변위가 기준값에 미달하는 경우 상기 설정전류를 늘이게 된다.

상기 간격형성단계(S100)는 상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공(35)에 상기 가압부재(32)가 자유이동이 가능한 상태에서 설정전류를 인가하여 상기 바이메탈(31)을 만곡시키는 단계를 말한다. 도 8은 상기 간격형성단계(S100)가 적용되는 것을 도시한다.

도 2와 도 8을 참고하면, 상기 간격형상단계(S100)는 상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공(35)에 상기 가압부재가 자유이동이 가능한 상태에서 상기 가압부재를 상기 크로스바에 밀착시키는 밀착단계(S110)과, 설정시간 동안 설정전류를 인가하여 상기 바이메탈을 만곡시켜 상기 가압부재가 상기 크로스바에 밀착된 상태에서 상기 바이메탈측에 상대적으로 이동되는 전류인가단계(S120)를 포함한다.

상기 밀착단계(S110)은 도 8의 (a)에 도시되듯이 상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공(35)에 상기 가압부재(32)가 자유이동이 가능한 상태에서 상기 크로스바에 밀착되어 있다. 즉, 상기 가압부재(32)는 상기 바이메탈(31)에 고정적으로 결합되어 있지 않다.

상기 전류인가단계(S120)는 도 8의 (b)에 도시되듯이 설정시간 동안 설정전류를 인가하여 상기 바이메탈을 만곡시키게 된다. 그에 따라 상기 가압부재가 상기 크로스바에 밀착된 상태에서 상기 바이메탈측으로 상대적으로 이동된다. 여기서 상기 설정시간은 생산과정에서 자동화를 위해 요구되는 수치로 회로차단기가 사용되는 정격별로 사전에 결정되어 있다.

또한, 상기 설정전류는 전술하였듯이 상기 트립 스트로크 측정단계(S50)에서 측정된 상기 크로스바의 회전 변위를 고려하여 결정된 인가전류를 말하며, 과전류에 해당하여 시연동작특성이 나타날 수 있는 수치를 가진다. 상기 크로스바의 회전 변위가 기준값을 초과하는 경우 바이메탈의 가압부재와 크로스바 사이의 간격(D)을 형성하기 위해 인가하는 설정전류의 값을 줄이고, 상기 크로스바의 회전 변위가 기준값에 미달하는 경우 상기 설정전류를 늘이게 된다.

상기 가압부재(32)가 상기 크로스바에 밀착된 상태에서 상기 바이메탈(31)측으로 상대적으로 이동함에 의해 간격(D)이 형성된다. 도 8의 (c)는 상기 가압부재가 바이메탈에 고정된 후의 상태를 보여주며, 상기 가압부재(32)의 단부와 상기 크로스바(33) 사이의 간격(D)가 형성되어 있는 것을 보여준다.

한편, 상기 간격고정단계(S200)는 설정시간 도달시에 상기 설정전류를 차단하고 상기 바이메탈(31)에 상기 가압부재(32)를 용접하는 단계를 말한다. 여기서 도 2를 참고하면 상기 간격고정단계(S200)는, 설정시간 도달시에 상기 설정전류를 차단하는 전류차단단계(S210)와, 상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공에 상기 가압부재를 용접하여 결합시키는 용접단계(S220)를 포함한다.

상기 전류차단단계(S210)는 전술한 설정시간 도달시에 상기 설정전류를 차단하여 도 8의 (b)와 같은 상태에서 상기 가압부재(32)와 바이메탈(31)간의 상대적인 이동을 정지시키켜 상기 간격(D)에 변화가 없도록 하는 단계를 말한다.

상기 용접단계(S220)는 상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공(35)에 상기 가압부재(32)를 용접하여 결합시키는 단계를 말한다. 즉, 도 8의 (b)와 같은 상태에서 상기 간격(D)를 고정시키는 단계인 것이다.

상기 용접단계(S220)에서의 용접은 레이저용접에 의해 자동으로 이루어진다. 여기서, 상기 용접단계(S220)는 반사형 광센서를 사용하여 상기 바이메탈의 만곡위치를 파악하고 레이저용접이 이루어지도록 한다.

전술하였듯이, 반사형 광센서를 사용하여 상기 바이메탈의 만곡위치를 파악하는 것은, 상기 바이메탈(31)을 상기 결합공(35)을 중심으로 좌우 대칭으로 형성하고, 상기 바이메탈(31)의 상부에 식별수단을 도포하고, 상기 바이메탈의 상부에 셰이빙(shaving) 가공을 하여 보다 효율적으로 이루어지게 된다. 예를 들어 식별이 용이하도록 하기 위하여 바이메탈의 상부에 백색 페인트를 도포하는 방법이 있을 수 있다. 이는 바이메탈의 위치를 광센서를 사용하여 자동으로 정확하게 추적하기 위함이다.

도 8의 (c)는 상기 냉각단계(S300)에 의해 냉각된 상태의 검출기구부를 보여준다. 상기 냉각단계(S300)는 상기 간격고정단계의 후에 가열된 상기 바이메탈(31)과 가압부재(32)를 냉각하는 단계를 말한다. 이는 자연냉각 또는 여러가지 냉각방식을 사용할 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 회로차단기의 간격 조정방법의 다른 실시예를 보여준다. 여기서는 상기 가압부재(32)가 상기 바이메탈의 결합공(35)에서 이탈되지 못하도록 가압부재의 단부를 리벳팅하는 리벳팅 단계(S70)를 더 포함할 수도 있다.

즉, 도 3을 참고하면 상기 리벳팅 단계(S70)는 상기 간격형성단계(S100)이전에 수행될 수 있다. 상기 간격형성단계(S100)의 이전에는 상기 가압부재가 상기 바이메탈의 결합공(35)에 자유이동이 가능한 상태에 있기 때문에 이탈될 가능성이 있다. 따라서, 도 6의 (c)와 같이 가압부재(32)의 몸통부(37)의 타측단부에 형성되는 리벳팅 홈(39)에 리벳팅을 하여 상기 가압부재가 결합공에서 이탈되지 않도록 할 수 있다. 다만, 상기 리벳팅 단계(S70)는 상기 간격고정단계(S200) 이후에 간격(D)이 고정되고 난 후에 수행될 수도 있다.

이상 첨부도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 그러한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되고 후술하는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 결정된다. 그리고 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의 당업자에게 자명한 개량, 변경, 수정 등도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명백하게 이해되어야 한다.

10 : 케이스 20 : 개폐기구부
30 : 검출기구부 31 : 바이메탈
32 : 가압부재 33 : 크로스바
34 : 히터 35 : 결합공
37 : 몸통부 38 : 이탈방지부
39 : 리벳팅 홈 40 : 소호장치부
50 : 단자부 51 : 고정접촉자
52 : 가동접촉자 100 : 회로차단기
S50 : 트립 스트로크 측정단계
S70 : 리벳팅 단계
S100 : 간격형성단계
S110 : 밀착단계
S120 : 전류인가단계
S200 : 간격고정단계
S210 : 전류차단단계
S220 : 용접단계
S300 : 냉각단계

Claims

바이메탈의 만곡에 의해 가압부재가 크로스바를 가압 회전시켜, 고정접촉자로부터 가동접촉자를 분리시켜 회로를 차단하는 회로차단기의 간격 조정방법에 있어서,
상기 고정접촉자로부터 상기 가동접촉자가 분리되기 위해 필요한 상기 크로스바의 회전 변위의 정도를 측정하는 트립 스트로크 측정단계;
상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공에 상기 가압부재가 자유이동이 가능한 상태에서 설정전류를 인가하여 상기 바이메탈을 만곡시키는 간격형성단계; 및
설정시간 도달시에 상기 설정전류를 차단하고 상기 바이메탈에 상기 가압부재를 용접하는 간격고정단계;를 포함하고,
상기 결합공 주변에는 상기 가압부재의 결합을 위한 탭이 형성되고,
상기 가압부재는 상기 결합공을 관통하는 몸통부, 상기 몸통부의 크로스바측 단부에 상기 결합공의 내경보다 크게 형성되는 이탈방지부를 포함하고,
상기 몸통부의 길이는 상기 크로스바와 바이메탈 사이의 초기 간격보다 길게 형성되는,
회로차단기의 간격 조정방법.
제1항에 있어서,
상기 간격형성단계는,
상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공에 상기 가압부재가 자유이동이 가능한 상태에서 상기 가압부재를 상기 크로스바에 밀착시키는 밀착단계; 및
설정시간 동안 설정전류를 인가하여 상기 바이메탈을 만곡시켜 상기 가압부재가 상기 크로스바에 밀착된 상태에서 상기 바이메탈측에 상대적으로 이동되는 전류인가단계;를 포함하는,
회로차단기의 간격 조정방법.
제1항에 있어서,
상기 간격고정단계는,
설정시간 도달시에 상기 설정전류를 차단하는 전류차단단계; 및
상기 바이메탈의 상부에 형성된 결합공에 상기 가압부재를 용접하여 결합시키는 용접단계;를 포함하는,
회로차단기의 간격 조정방법.
제3항에 있어서,
상기 용접단계는 레이저용접에 의해 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 간격 조정방법.
제4항에 있어서,
상기 용접단계는 반사형 광센서를 사용하여 상기 바이메탈의 만곡위치를 파악하고 레이저용접이 이루어지는 것을 특징으로 하는,
회로차단기의 간격 조정방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 트립 스트로크 측정단계에서 측정된 상기 크로스바의 회전 변위가 기준값을 초과하는 경우 상기 설정전류를 줄이고,
상기 트립 스트로크 측정단계에서 측정된 상기 크로스바의 회전 변위가 기준값에 미달하는 경우 상기 설정전류를 늘이는 것을 특징으로 하는,
회로차단기의 간격 조정방법.
제1항에 있어서,
상기 간격고정단계의 후에 가열된 상기 바이메탈과 가압부재를 냉각하는 냉각단계;를 더 포함하는,
회로차단기의 간격 조정방법.
제1항에 있어서,
상기 가압부재가 상기 바이메탈의 결합공에서 이탈되지 못하도록 가압부재의 단부를 리벳팅하는 리벳팅 단계;를 더 포함하는,
회로차단기의 간격 조정방법.