KR100529460B1 - 회로 차단기의 접촉자 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대향 배치된 1쌍의 고정 접촉자 사이를 교락(橋絡)하는 가동 접촉자를 갖는 접촉자 장치에 있어서, 가동 접촉자 분리 개방시에 있어서의 접촉 스프링의 반력을 억제하는 것을 목적으로 하며, 이를 위한 수단으로서 가동 접촉자(7)의 양측에 압축 코일 스프링으로 이루어지는 접촉 스프링(9)을 배치하고, 가동 접촉자(7)에 조합시킨 스프링 홀더(16)의 양 아암(16b)과 몰드 케이스(1)의 바닥부와의 사이에 접촉 스프링(9)을 삽입한다. 스프링 홀더(16)의 아암부(16b)의 상승에 의해, 접촉 스프링(9)의 삽입 공간의 높이 치수를 확대할 수 있기 때문에, 접촉 스프링(9)의 권취 수를 증가시켜 스프링 정수를 작게 하고, 그 길이가 커져도 몰드 케이스(1)의 높이를 확대할 필요가 없다. 따라서, 회로 차단기를 대형화하지 않고, 접촉 스프링(9)의 반력을 억제하여 가동 접촉자(7)의 분리 개방 속도를 높이고, 회로 차단기의 차단 성능을 높일 수 있다.

Description

회로 차단기의 접촉자 장치{Contact shoe device for circuit breaker}

본 발명은, 배선용 차단기나 누전 차단기 등의 회로 차단기에 있어서의 접촉자 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교락형의 가동 접촉자를 갖는 접촉자 장치에 관한 것이다.

(종래의 기술)

도 5는 이와같은 종류의 접촉자 장치를 구비한 3극 회로 차단기의 온(ON) 상태의 종단면도이다. 도 5에 있어서, 몰드 케이스(1) 내에 격벽에 의해 구획된 각 극의 전로(電路) 공간에는, 전후 1쌍의 고정 접촉자(2, 3)가 대향하여 배치되고, 각각의 대향 단부의 아랫면에 고정접점(2a, 3a)이 각각 장착되는 동시에, 고정 접촉자(2)에는 전원측 단자(4)가 일체로 형성되어 있다. 고정 접촉자(3)의 윗쪽에는, 내부 구성은 생략하였지만 열동작-전자식 과전류 인출장치(5)가 배치되고, 고정 접촉자(3)는 과전류 인출장치(5)를 통해서 부하측 단자(6)에 접속되어 있다.

도 5의 온 상태에 있어서, 고정 접촉자(2, 3)사이는 가동 접촉자(7)에 의해 교락되며, 가동 접촉자(7)는 양 단의 가동접점(7a)이 고정접점(2a, 3a)에 각각 접촉되고 있다. 가동 접촉자(7)는 절연물로 이루어지는 가동 접촉자 홀더(8)에 도 5의 상하방향으로 활주 자유롭게 안내 유지되고, 또한 가동 접촉자 홀더(8)는 몰드 케이스(1)에 도 5의 상하방향으로 활주 자유롭게 안내된다. 가동 접촉자(7)는, 몰드 케이스(1)의 바닥부와의 사이에 삽입된 압축 코일 스프링으로 이루어지는 접촉 스프링(9)에 의해 고정 접촉자(2, 3)를 향하여 부세(付勢)되고, 고정 ·가동접점 사이에 소정의 접촉압력을 발생시킨다. 가동 접촉자(7)의 전후에는, 간격을 두고 적층된 복수개의 아크 제거 그리드로 이루어지는 아크 제거실(10)이 배치되어 있다. 가동 접촉자(7)를 유지한 가동 접촉자 홀더(8)는, 중앙극 부분에 위치하는 개폐레버(11)에 의해 개폐 조작된다. 개폐레버(11)는 개폐축(12)을 지점으로 하여 몰드 케이스(1)에 회전 자유롭게 지지되며, 개폐기구(13)에 의해 개폐구동된다.

이러한 회로 차단기에 있어서, 전류는 화살표로 도시한 바와 같이, 전원측 단자(4) →고정 접촉자(2) →가동 접촉자(7) →고정 접촉자(3) →과전류 인출장치(5) →부하측 단자(6)의 경로로 흐른다. 이 상태에서 개폐기구(13)의 조작핸들(14)을 오프로 조작하면, 개폐레버(11)는 도 5의 시계방향으로 회전구동되고, 가동 접촉자 홀더(8)를 접촉 스프링(9)에 저항하여 눌러내린다. 이로써 가동 접촉자(7)가 고정 접촉자(2, 3)로부터 분리 개방되방 전로가 열린다.

또한, 회로 차단기를 단락전류와 같은 대전류가 흐르면, 가동 접촉자(7)는, 고정접점(2a, 3a)과 가동접점(7a)과의 돌출 접촉에 의한 전자 반발력 및 평행하게 배치된 고정 접촉자(2, 3)와 가동 접촉자(7)의 도체간의 전자 반발력에 의해 도 5의 아래방향으로 구동되고, 쇄선으로 도시한 바와 같이 고정 접촉자(2, 3)로부터 급속히 분리 개방된다. 이어서, 과전류 인출장치(5)의 작동에 의해 개폐기구(13)의 쇠사슬이 벗겨지고, 개폐기구(13)는 도시하지 않은 개폐 스프링에 축적된 에너지에 의해 개폐레버(11)를 시계방향으로 급속히 회전구동하고, 가동 접촉자 홀더(8)를 통해서 가동 접촉자(7)를 분리 개방 위치로 유지한다. 그 때, 고정접점(2a, 3a)과 가동접점(7a)과의 사이에는 아크(15)가 발생하지만, 이 아크(15)는 가동 접촉자(7)의 분리 개방에 수반하여 신장하고, 곧 아크 제거실(10)로 인입되어 아크 제거된다.

도 5에 도시한 종래의 회로 차단기에 있어서, 가동 접촉자(7)의 분리 개방시에 접촉 스프링(9)은 압축되기 때문에, 가동 접촉자(7)가 분리 개방됨에 따라서 접촉 스프링(9)으로부터의 반력이 증가하고, 가동 접촉자(7)의 분리 개방 속도가 점차로 저하된다. 이러한 분리 개방 속도의 저하를 될 수 있는 한 적게 하기 위해서는, 접촉 스프링(9)의 권취 수를 많게 하여 그 스프링 정수(定數)를 작게 할 필요가 있지만, 그것에 수반하여 접촉 스프링(9)이 길게된다. 그런데, 접촉 스프링이 길어지게 되면, 가동 접촉자(7)와 몰드 케이스(1) 바닥부와의 간격을 넓혀야 할 필요가 있으며, 그 결과, 몰드 케이스(1)의 높이가 커져서, 회로 차단기의 소형화가 저해된다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 문제에 대처하는 것으로, 접촉 스프링의 스프링 정수를 작게 하면서, 그 설치에 수반되는 몰드 케이스의 확대를 억제하고, 회로 차단기의 소형화를 저해하지 않고, 가동 접촉자의 분리 개방 속도를 높이는 것을 과제로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 각 극마다 대향하여 배치된 전후 1쌍의 고정 접촉자와, 이들 고정 접촉자를 교락하는 가동 접촉자를 가지며, 이 가동 접촉자는 케이스와의 사이에 삽입된 접촉 스프링에 의해 상기 고정 접촉자에 압압되어 각 극의 전로를 폐쇄하고, 상기 전로의 개방시에는 상기 접촉 스프링에 저항하여 상기 고정 접촉자로부터 분리 개방하는 회로 차단기의 접촉자 장치에 있어서, 상기 접촉 스프링을 압축 코일 스프링으로 구성하고, 이 접촉 스프링을 상기 각 가동 접촉자에 각각 2개 마련하는 것이다 (청구항 1).

압축 코일 스프링으로 이루어지는 접촉 스프링의 권취 수를 증가시켜, 스프링 정수를 작게 하고 가동 접촉자 분리 개방시의 접촉 스프링으로부터의 반력을 저하시키고자 하면, 접촉 스프링의 길이가 종래보다도 커지며, 또한 폐로시에 종래와 동일한 접촉압력을 발생시키기 위한 휘어짐 값도 커진다. 그 때문에, 가동 접촉자의 아랫면과 몰드 케이스와의 사이에 접촉 스프링을 삽입하는 종래의 구성 그대로, 긴 접촉 스프링을 삽입하고자 하면, 동일한 삽입 공간에서는 인접하는 선재 끼리 닿아서 필요한 가동 접촉자의 분리 개방 거리가 얻어지지 않는다.

여기서, 제 1항은, 각 가동 접촉자에 각각 2개의 압축 코일 스프링으로 이루어지는 접촉 스프링을 마련하고, 각 접촉 스프링의 부하 하중을 접촉 스프링이 1개인 경우의 1/2로 하는 것이다. 이로써, 각 접촉 스프링의 선 직경이 가늘어지기 때문에, 선재끼리 닿을 때까지 휘어짐 값이 커지며, 스프링 정수를 작게 하기 위하여 권취 수를 증가시켜도, 접촉 스프링의 삽입 공간을 그 만큼 크게하지 않고 필요한 가동 접촉자의 분리 개방 거리를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 제 1항에 있어서, 상기 접촉 스프링을 상기 가동 접촉자의 양측에 배치하는 동시에, 상기 가동 접촉자와 상기 접촉 스프링과의 사이에 스프링 홀더를 끼워 삽입하고, 상기 접촉 스프링의 상단을 상기 가동 접촉자의 위까지 높게 하는 것이다(청구항 2). 이것에 의해, 접촉 스프링을 가동 접촉자의 아랫면과 몰드 케이스와의 사이에 삽입하는 경우에 비해서, 동일한 몰드 케이스 높이로, 보다 용이하게 접촉 스프링의 삽입 공간을 확대할 수 있다.

한편, 상기 접촉 스프링은 비틀림 스프링으로 구성하는 것이 가능하다(청구항 3). 비틀림 스프링은 권취 수를 증가시켜도 높이 치수는 불변하기 때문에, 접촉 스프링의 스프링 정수를 작게 하기 위해, 몰드 케이스의 높이를 크게할 필요가 없다.

이하, 도 1 내지 도 4에 의거하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 여기서, 도 1은 회로 차단기의 폐쇄 상태의 종단면도, 도 2는 도 1에 있어서의 그 가동 접촉자 부분의 분해 사시도, 도 3은 도 1에 있어서의 몰드 케이스의 평면도, 도 4는 도 3의 P부의 확대 사시도이다. 또한, 종래 예에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 이용하고, 실질적으로 동일 구성 부분에 관해서는 설명을 생략한다. 그런데, 본 실시 형태에 있어서, 종래와 상위한 것은, 접촉 스프링(9)으로서 각 가동 접촉자(7)에 2개의 압축 코일 스프링이 각각 마련되고, 이들 접촉 스프링(9)은 가동 접촉자(7)의 양측에 배치되어 있다는 점이다. 가동 접촉자(7)와 접촉 스프링(9)과의 사이에 스프링 홀더(16)가 끼워져 삽입되고, 접촉 스프링(9)의 상단은 가동 접촉자(7)의 위까지 높게 되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 스프링 홀더(16)는 강판으로부터의 프레스 성형에 의해 Ω형상으로 형성되고, 중앙의 오목부(16a)에 가동 접촉자(7)가 조합되어, 좌우의 아암부(16b) 아랫면에서 접촉 스프링(9)의 상단면을 받친다. 한편, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 몰드 케이스(1)의 측벽(1a) 및 격벽(1b)에는 접촉 스프링(9)의 하단부를 받치는 바닥부착 원통형의 스프링 받이 오목부(17)가 형성되고, 스프링 홀더(16)의 아암부(16b)는 스프링 받이 오목부(17)의 윗쪽에 덮어 씌우도록 달아내어져 있다. 또한, 스프링 받이 오목부(17)의 측벽 좌우 대향부는 상하로 절결되어, 가동 접촉자 홀더(8)의 좌우 볼록부(8a)(도 2)를 활주시키는 안내부(18)를 형성하고 있다.

도 1의 회로 차단기의 동작은 종래 예와 같으며, 도시한 온 상태에서 개폐기구(13)의 조작핸들(14)을 오프로 조작하면, 개폐레버(11)가 회전구동되고, 가동 접촉자 홀더(8)는 접촉 스프링(9)에 저항하여 눌려 가동 접촉자(7)가 고정 접촉자(2, 3)로부터 분리 개방된다. 또한, 회로 차단기에 단락전류와 같은 대전류가 흐르면, 가동 접촉자(7)는 전자 반발력에 의해 도 1의 아래방향으로 구동되고, 고정 접촉자(2, 3)로부터 급속히 분리 개방된다. 이어서, 과전류 인출장치(5)의 작동에 의해 개폐기구(13)의 쇠고리가 벗겨지고, 개폐기구(13)는 도시하지 않은 개폐 스프링에 축적된 에너지에 의해 개폐레버(11)를 시계방향으로 급속히 회전구동하고, 가동 접촉자 홀더(8)를 통해서 가동 접촉자(7)를 분리 개방 위치로 유지한다.

이와 같은 회로 차단기에 있어서, 접촉 스프링(9)은 가동 접촉자(7)의 양측으로 나누어 배치되고, 각 접촉 스프링(9)은 종래보다도 가는 선 직경으로 다수회 감겨, 스프링 정수가 작게 설정되어 있다. 그 때문에, 접촉 스프링(9)은 종래보다도 길이가 커지고, 도시한 온 상태에 있어서의 휘어짐 값도 커지게 되지만, 선 직경이 작기 때문에 인접하는 선재간에 커다란 공간이 얻어짐과 함께, 스프링 홀더(16)를 끼워 삽입함 의해 아암부(16b)의 상승분 만큼 상단이 가동 접촉자(7)보다도 높아져 있기 때문에, 몰드 케이스(1)의 높이를 특히 크게 하지 않아도, 몰드 케이스(1)의 바닥부와 스프링 홀더(16)와의 사이에 접촉 스프링(9)을 삽입하는데 충분한 공간이 얻어지고 있다. 도시한 실시 형태에서는 접촉 스프링으로서 코일 스프링을 이용하였지만, 비틀림 스프링을 이용하려면 권취 수를 증가시켜도 접촉 스프링의 높이 치수는 변하지 않기 때문에, 그 경우에도 몰드 케이스의 높이에 영향을 주지 않고, 접촉 스프링의 스프링 정수를 작게 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 몰드 케이스의 높이를 넓히지 않고, 스프링 정수를 작게한 접촉 스프링을 삽입할 수 있기 때문에, 가동 접촉자 분리 개방시의 접촉 스프링으로부터의 반력을 억제하고, 회로 차단기의 대형화를 초래하지 않고 가동 접촉자의 분리 개방 속도를 높여 차단 성능을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태를 도시한 회로 차단기의 종단면도.

도 2는 도 1의 가동 접촉자 부분의 분해 사시도.

도 3은 도 1의 몰드 케이스의 평면도.

도 4는 도 3의 P부의 확대 사시도.

도 5는 종래 예를 도시한 회로 차단기의 종단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 몰드 케이스 2, 3 : 고정 접촉자

5 : 과전류 인출장치 7 : 가동 접촉자

8 : 가동 접촉자 홀더 9 : 접촉 스프링

11 : 개폐레버 13 : 개폐기구

16 : 스프링 홀더 17 : 스프링 받이 오목부

Claims (3)

1. 각 극마다 대향하여 배치된 전후 한쌍의 고정 접촉자와, 이들의 고정 접촉자를 교락(橋絡)하는 가동 접촉자를 가지며, 이 가동 접촉자는 몰드 케이스와의 사이에 삽입된 접촉 스프링에 의해 상기 고정 접촉자에 압압(押壓)되어 각극 전로(電路)를 닫고(close), 상기 전로의 개방시에는 상기 접촉 스프링에 대항하여(against) 상기 고정 접촉자로부터 분리(separated)하는 회로 차단기의 접촉자 장치에 있어서,

   상기 접촉 스프링을 압축 코일 스프링으로 구성하고, 이 접촉 스프링을 상기 각 가동 접촉자에 각각 2개 마련하며,

   상기 접촉 스프링을 상기 가동 접촉자의 양측에 배치함과 함께, 상기 접촉 스프링의 상단을 상기 가동 접촉자의 위까지 높게한 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 접촉자 장치.
2. 삭제
3. 각 극마다 대향하여 배치된 전후 한쌍의 고정 접촉자와, 이들의 고정 접촉자를 교락하는 가동 접촉자를 가지며, 이 가동 접촉자는 케이스와의 사이에 삽입된 접촉 스프링에 의해 상기 고정 접촉자에 압압되어 각 극전로를 닫고, 상기 전로의 개방시에는 상기 접촉 스프링에 대항하여 상기 고정 접촉자로부터 분리하는 회로 차단기의 접촉자 장치에 있어서,

   상기 접촉 스프링을 비틀림 스프링(torsion spring)으로 구성한 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 접촉자 장치.