KR100967249B1

KR100967249B1 - 차단기

Info

Publication number: KR100967249B1
Application number: KR1020087001068A
Authority: KR
Inventors: 요 마키타; 도시에 다케우치; 가즈노리 후쿠야
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2010-07-01
Also published as: DE112005003632T5; CN101223619A; WO2007010608A1; DE112005003632B4; CN101223619B; KR20080026613A

Abstract

본 발명에 관한 차단기는, 축심(91)을 중심으로서 회동 가능하게 마련된 샤프트(9)와, 축심(91)에 대하여 수직방향으로 제 1 소정거리(ra)를 두고 제 1 연결부에 의해 샤프트(9)에 회동 가능하게 연결됨과 동시에 가동자에 제 2 연결부에 의해 연결된 조작 아암(7)과, 제 1 연결부에 대하여 샤프트(9)의 원주방향의 다른 위치에 마련된 제 3 연결부에 의해 샤프트(9)에 연결되어 축심(91)에 대하여 제 2 소정거리(rb)를 두고 직교하는 직선상에서 이동하도록 구동되는 구동축(16)을 갖는 전자 조작수단(10)을 구비하고, 이 전자 조작수단(10)을 가압하여 구동축(16)을 구동함으로써 샤프트(9)를 회전시켜 조작 아암(7)을 거쳐서 가동자를 구동하도록 한 것으로, 조작 기구부의 간략화 및 소형화를 할 수 있는 동시에, 차단기의 제어성 및 신뢰성을 향상할 수 있다.

Description

차단기{BREAKER}

본 발명은, 고정접점 및 가동접점을 갖고, 이 가동접점을 고정접점에 대하여 접촉하거나 또는 분리하기 위한 전자 조작기구를 구비한 차단기에 관한 것이다.

종래의 저 전압 차단기는, 축적된 스프링이 개방되었을 때 방출되는 에너지를 이용하여, 가동접점의 접촉 또는 분리 조작을 하는 스프링 조작식의 차단기가 주류였다.(예컨대 특허문헌 1 참조)

한편, 진공 스위치의 가동접점을 전자 조작기구를 이용하여 접촉 또는 분리를 행하도록 한 차단기도 등장하고 있다.(예컨대 특허문헌 2 참조)

특허문헌 1 : 일본 특허공개 평성 제6-89650호 공보(도 1∼5, 제2페이지)

특허문헌 2 : EP1214727B1호 공보(도 1∼도 2, 제2∼5페이지)

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

특허문헌 1에 표시된 저전압 차단기는, 조작기구에 다수의 래치나 링크(rink)를 사용하고 있어, 기기 치수의 대형화를 초래하고, 또한 부품 수가 많아서 기기 신뢰성을 보상하기 위해서 일정기간마다의 유지 보수가 필요했다.

또한 특허문헌 2에 표시된 차단기는, 가동접점과 고정접점의 접촉 또는 분리 조작을 하는 조작 축과 전자 조작기구의 구동축의 사이에 마련되는 링크도 길게 되어, 여전히 기기의 신뢰성의 향상, 및 소형화에는 개선이 필요하다. 또한, 특허문헌 2에 표시된 차단기는, 접점부의 단시간 통전성능을 달성하기 위한 U 자형 전기회로를 구비하고 있지만, 전류용량에 의존하여 U 자형 전기회로의 형상 및 치수를 각각 변경시킬 필요가 있다. 여기서 말하는 단시간 통전성능(short-time conduction performance)이란, 상기 차단기를 주간 차단기로서 사용하는 경우에 필요하게 되는 성능의 하나로, 단락사고 등의 대전류 통전시에 보호 릴레이 장치가 동작하여 안전한 차단동작이 행해질 때까지의 사이에, 단락전류를 통전하기를 계속하는 성능이다. 일반적으로 대전류 통전시에는 접점사이에 큰 전자 반발력이 발생하여, 가동접점이 부상할 가능성이 있기 때문에, 특허문헌 2에 표시되는 U 자형 전기회로와 같은 가동접점의 부상을 발생시키지 않는 구조가 요구된다.

본 발명은, 이러한 종래의 차단기에 있어서의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 조작기구의 간략화 및 소형화를 도모하는 동시에, 제어성 및 신뢰성의 향상을 도모한 차단기를 얻는 것을 목적으로 하고있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 관한 차단기는, 고정접점을 갖는 고정도체와, 가동접점을 갖고 해당 가동접점을 상기 고정접점에 대하여 접촉하거나 분리하도록 구동되는 가동자와, 축심을 중심으로 하여 회동 가능하게 마련된 샤프트와, 상기 축심에 대하여 수직방향으로 제 1 소정거리를 두고 제 1 연결부에 의해 상기 샤프트에 회동 가능하게 연결됨과 동시에 상기 가동자에 제 2 연결부에 의해 연결된 조작 아암과, 상기 제 1 연결부에 대하여 상기 샤프트의 원주방향의 다른 위치에 마련된 제 3 연결부에 의해 상기 샤프트에 연결되고 상기 축심에 대하여 제 2 소정거리를 두고 직교하는 직선상에서 이동하도록 구동되는 구동축을 갖는 전자 조작수단을 구비하고, 해당 전자 조작수단을 가압하여 상기 구동축을 구동함으로써 상기 샤프트를 회전시켜 상기 조작 아암을 거쳐서 상기 가동자를 구동하도록 한 것이다.

본 발명에 있어서, 샤프트와 조작 아암을 연결하는 제 1 연결부는, 상기 샤프트와 상기 조작 아암을 직접 연결하는 연결부인 경우와, 다른 부재를 거쳐서 상기 샤프트와 상기 조작 아암을 간접적으로 연결하는 연결부인 경우의, 쌍방을 포함한다. 또한, 본 발명에 있어서, 조작 아암과 가동자를 연결하는 제 2 연결부는, 상기 조작 아암과 상기 가동자를 직접 연결하는 연결부인 경우와, 다른 부재를 거쳐서 상기 조작 아암과 상기 가동자를 간접적으로 연결하는 연결부인 경우의, 쌍방을 포함한다.

또한, 본 발명에 있어서, 샤프트와 구동축을 연결하는 제 3 연결부는, 상기 샤프트와 상기 구동축을 직접 연결하는 연결부인 경우와, 다른 부재를 거쳐서 상기 샤프트와 상기 구동축을 간접적으로 연결하는 연결부인 경우의, 쌍방을 포함한다.

발명의 효과

본 발명에 의한 차단기에 의하면, 축심에 대하여 수직방향으로 제 1 소정거리를 두고 제 1 연결부에 의해 샤프트에 회동 가능하게 연결됨과 동시에 가동자에 제 2 연결부에 의해 연결된 조작 아암과, 상기 제 1 연결부에 대하여 상기 샤프트의 원주방향의 다른 위치에 마련된 제 3 연결부에 의해 상기 샤프트에 연결되어 상기 축심에 대하여 제 2 소정거리를 두고 직교하는 직선상에서 이동하도록 구동되는 구동축을 갖는 전자 조작수단을 구비하고, 해당 전자 조작수단을 가압하여 상기 구동축을 구동함으로써 상기 샤프트를 회전시켜 상기 조작 아암을 거쳐서 상기 가동자를 구동하도록 했기 때문에, 조작 기구부의 간략화 및 소형화를 할 수 있는 동시에, 차단기의 제어성 및 신뢰성을 향상할 수 있다.

도 1은 발명의 실시예 1에 관한 차단기를 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예1에 관한 차단기의 동작을 설명하기 위한 주요부의 구성도,

도 3은 본 발명의 실시예 1에 관한 차단기의 동작을 설명하기 위한 주요부의 구성도,

도 4는 본 발명의 실시예 1에 관한 차단기의 동작을 설명하기 위한 그래프,

도 5는 본 발명의 실시예 2에 관한 차단기의 주요부의 구성도,

도 6은 본 발명의 실시예 3에 관한 차단기의 주요부의 구성도,

도 7은 본 발명의 실시예 4에 관한 차단기의 주요부의 구성도,

도 8은 본 발명의 실시예 5에 관한 차단기의 주요부의 구성도,

도 9는 본 발명의 실시예 5에 관한 차단기의 동작을 설명하기 위한 주요부의 구성도,

도 10은 본 발명의 실시예 6에 관한 차단기의 주요부의 구성도,

도 11은 본 발명의 실시예 7에 관한 차단기의 주요부의 구성도,

도 12는 본 발명의 실시예 8에 관한 차단기의 주요부의 구성도,

도 13은 본 발명의 실시예 9에 관한 차단기의 주요부의 구성도.

부호의 설명

1 : 절연 케이스 101, 102 : 공간부

103 : 절연 벽 21, 22 : 고정도체

211, 21la, 21lb, 211c : 고정접점

3 : 가동자 311, 311a, 311b, 311c : 가동접점

4 : 링크 핀 5 : 접압 스프링

6 : 가요 도체 7 : 조작 아암

71, 161, 1611, 1612 : 연결 핀

8, 8a, 8b, 8c, 8d : 연결판 81, 810, 820 : 연결구멍

811, 821 : 제 1 구멍부 812, 822 : 제 2 구멍부

9 : 샤프트 91 : 축심

10 : 전자 조작기구 11 : 요크

12 : 제 1 코일 13 : 제 2 코일

14 : 영구자석 15 : 가동철심

16 : 구동축 17 : 연결 링크

801, 8011 : 스토퍼핀 802 : 핀 지지부

1601 : 연동축 1602 : 스토퍼 레버

1613 :지지 핀 171, 172 : 베어링

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

실시형태 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 차단기를 나타내는 구성도, 도 2 및 도 3은 실시예 1에 관한 차단기의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

도 1에 있어서, 절연 케이스(1)는 내부에 절연벽(103)으로 구획된 공간부(101, l02)를 갖고, 외부에서 공간부(101)에 관통하는 한 쌍의 고정도체(21, 22)를 구비하고 있다. 고정도체(21, 22)는 각각 도시하지 않는 전원측 도체 및 부하측 도체에 접속된다. 고정도체(21) 및 고정도체(22)는, 각각 전원측 단자 및 부하측 단자라고도 칭해진다. 절연 케이스(1)의 공간부(101)에 노출하는 고정도체(21)의 단부에는 고정 접점(211)이 고정되어 있다.

가동자(3)는 링크 핀(4)에 의해 회동 가능하게 지지되고, 고정접점(211)에 대항하는 위치에 가동접점(311)이 고정되어 있다. 접압 스프링(contct pressure spring)(5)은, 가동접점(311)이 고정접점(211)에 접촉된 때에 양 접점사이에 접촉압력을 부여하도록, 가동자(3)를 링크 핀(4)을 중심으로서 시계방향으로 회동시키는 방향으로 가압한다. 가동자(3)와 고정도체(22)는 휘어지는 것이 가능한 가요 도체(6)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

절연 케이스(1)의 공간부(102) 내에 마련된 판형상의 연결판(8)은, 축심(91)의 주위에 회동가능하게 지지된 샤프트(9)에 고정되어 있다. 연결판(8)은, 그 외주부로부터 내측을 향하여 경사한 긴 홈형상의 연결구멍(81)을 구비하고 있다. 조작 아암(7)은, 절연 케이스(1)의 절연 벽(103)에 마련된 관통 구멍(104)을 관통하여, 그 한쪽 단부가 가동자(3)에 회동 가능하게 연결되고, 다른쪽 단부가 연결핀(71)에 의해 연결판(8)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 연결핀(71)에 의한 연결판(8)과 조작 아암(7)의 다른쪽 단부의 연결부는 제 1 연결부를 구성하고, 이 제 1 연결부는, 샤프트(9)의 축심(91)으로부터 제 1 소정거리인 반경(r)의 위치에 마련된다. 도 1의 경우, 축심(91)과 연결핀(71)은 y 축상에서 겹치고 있기 때문에, 축심(91)에 대한 제 1 연결부의 y 축방향의 거리(ra)는 반경(r)과 같지만, 주지와 같이 이 y 축방향의 거리(ra)는, 연결판(8) 및 샤프트(9)의 회전각에 의존하여 감소한다. 조작 아암(7)의 한쪽 단부와 가동자(3)의 연결부는 제 2 연결부를 구성하고 있다.

전자 조작수단으로서의 전자 조작기구(10)는, 절연 케이스(1)의 공간부(102) 내에 마련되어, 자성체로 형성된 요크(11)와, 이 요크(11)의 내측에 고정된 제1 코일(12) 및 제2 코일(13)과, 제1 코일(12)과 제2 코일(13)의 사이에 고정된 영구자석(14)과, 제1 코일(12)과 제2 코일(13)및 영구자석(14)의 내측을, 도 1의 y 축의 방향으로 이동가능한 가동철심(15)과, 이 가동철심(15)에 고정되어, 가동철심(15)의 이동에 따라 y 축방향의 직선상에서 왕복 이동하는 구동축(16)을 구비하고 있다.

전자 조작기구(10)는, 가동접점(311)의 접촉 및 분리의 상태를 유지하는 것이 필요하며, 쌍안정형 구조(bistable structure)로 구성되어 있다. 도 1에서는, 가동철심(15)은 영구자석(14)의 자력에 의해 요크(11)의 도 1의 상방부에 흡착되어 안정하고 있지만, 코일(13)을 가압하면, 코일(13)이 발생하는 자속의 작용에 의해, 가동철심(15)은 도 1의 아래쪽으로 구동되어, 요크(11)의 하방부에 접촉한다. 이 때 코일(13)에는 전류가 차단되지만, 영구자석(14)의 자력에 의해 가동철심(15)은 요크(11)의 아래쪽에 흡착된 채로 안정한다. 다음에, 이 상태의 코일(12)을 가압하면, 코일(12)의 자력에 의해 가동철심(15)은 도 1의 윗쪽에 구동되어, 도 1에 도시하는 바와 같이 요크(11)의 상방부에 흡착된다. 이 때 코일(13)은 전류가 차단되지만, 영구자석(14)의 자력에 의해 요크(11)의 아래쪽에 흡착된 채로 안정한다.

구동축(16)은, 연결판(8)의 연결구멍(81)에 삽입되는 연결핀(161)에 의해 연결판(8)에 연결되어 있다. 연결핀(161)및 연결구멍(81)에 의한 연결부는 제 3 연결부를 구성한다. 구동축(16)은, 축심(91)에 대하여 거리(rb)를 거쳐서 직교하고 있는 y 축방향의 직선상에서 이동한다. 이 거리(rb)는 제 2 소정거리에 상당한다. 연결판(8)은 샤프트(9)와 동시에 축심(91)의 주위에서 회전하지만, 연결구멍(81)이 연결판(8)의 외주부에서 내측을 향하여 경사하는 형상으로 형성되어 있기 때문에, 연결판(8)이 회전하더라도, 연결핀(161)은, 축심(91)과의 사이의 x 축방향의 거 리(rb)를 항상 일정하게 유지한 채로 연결구멍(81)과 결합한다.

도 1은, 가동안점(311)을 고정접점(211)으로부터 분리한 상태를 나타내고 있지만, 이 상태에 있어서 전자 조작기구(10)의 코일(13)을 가압하면, 그 가동철심(15)은 도 1의 하방으로 구동되어, 가동철심(15)에 고정된 구동축(16)은 y 축상에서 아래쪽으로 이동한다. 구동축(16)이 y 축상에서 하방으로 이동함으로써, 구동축(16)에 연결된 연결판(8)이 연결핀(161)및 연결구멍(81)으로 이루어지는 제 3 연결부를 거쳐서 구동되어 반시계방향으로 회동한다. 연결판(8)이 반시계방향으로 회동함으로써, 연결핀(71)에 의해 연결판(8)에 연결된 조작 아암(7)은, x 축상에서 오른쪽방향으로 구동되어, 가동자(3)를 도 1의 오른쪽방향으로 구동한다.

도 2는, 가동자(3)가 도 1의 오른쪽방향으로 구동되는 것에 의해, 가동접점(311)이 고정접점(211)에 접촉을 개시한 접촉초기의 상태를 나타내고 있다. 이 접촉동작시, 접압 스프링(5)의 작용에 의해 고정접점(211)및 가동접점(311)의 사이에는 접촉압력이 가해져, 조작 아암(3)에는 화살표방향의 부하력(Fa)이 발생한다. 한편, 전자 조작기구(10)의 구동축(16)에는, 가동철심(15)에 작용하는 흡인력에 근거하는 조작력(Fb)이 화살표방향으로 발생하고 있다. 따라서, 연결판(8)을 고정하고 있는 샤프트(9)에 작용하는 회전 모멘트는, 샤프트(9)를 시계방향으로 회전시키고자 하는 부하 모멘트(Ma)(= Fa·ra)와, 샤프트(9)를 반시계방향으로 회전시키고자 하는 조작 모멘트(Mb)(= Fb·rb)이다.

여기서,

Ma = Fa·ra

Mb = Fb·rb 이며, 샤프트(9) 및 연결판(8)을 반시계방향으로 회동시키기 위해서는, Mb> Ma의 관계가 필요하다.

부하 모멘트(Ma)를 능가하는 조작 모멘트(Mb)가 연결판(8)에 인가되는 것에 의해, 연결판(8)은 도 2에 위치로부터 더 반시계방향으로 회동하여, 도 3에 나타내는 가동접점(311)의 접촉완료의 위치에 도달한다. 이 접촉완료의 상태에서는, 샤프트(9)의 축심(91)과 연결핀(71)의 중심과 링크 핀(4)의 중심은 일직선상에 위치하고, 구동축(16), 연결판(8), 샤프트(9), 조작 아암(7) 및 가동자(3)는, 그 위치에서 정지하여, 가동접점(311)의 고정접점(211)으로의 접촉이 계속된다.

상술한 바와 같이, 축심(91)과 연결핀(71)의 y 축방향의 거리(ra)는, 도 1에 나타내는 위치일 때 최대지만, 연결판(8)의 회전각에 의존하여 감소한다. 한편, 연결핀(161)과 축심(91)의 사이의 x 축방향의 거리(rb)는 항상 일정하다. 따라서, 부하 모멘트(Ma)는, 접압 스프링(5)에 의한 부하력(Fa)을 일정하게 하면, 도 1의 위치를 기점으로서 연결판(8)의 회전각에 의존하여 감소한다. 한편, 조작 모멘트(Mb)는, 연결판(8)이 회전하더라도 거리(rb)가 일정하기 때문에, 전자 조작기구(10)의 구동력(Fb)에만 의존하여 변화된다.

접압 스프링(5)에 의해 연결판(8)에 작용하는 부하력(Fa)과, 부하 모멘트(Ma)의 관계를 도 4에 나타낸다. 도 4에 있어서, 가로축은 조작 아암(7)의 스토로크[mm], 종축은 힘[N]을 나타낸다. 조작 아암(7)의 스토로크(t1)에서, 접압 스프링(5)에 의한 부하력(Fa)이 상승하고, 그후, 조작 아암(7)이 도 1에 나타내는 위치로부터 도 2에 나타내는 위치를 지나서, 도 3에 나타내는 가동접점(311)의 접촉완료의 위치에 이를 때까지, 그 스토로크의 증대에 대응하여 도 4에 실선으로 도시하는 바와 같이 부하력(Fa)은 직선적으로 증대한다. 한편, 조작 아암(7)이 도 1의 위치로부터 도 3의 위치로 이동하는 것에 대응하여 연결판(8) 및 샤프트(9)는 회전하기 때문에, 상술한 바와 같이 축심(91)과 연결핀(71)의 y 축방향의 거리(ra)는, 연결판(8)과 샤프트(9)의 회전각에 의존하여 감소한다. 그 결과, 연결판(8) 및 샤프트(9)에 작용하는 부하 모멘트(Ma)는, 도 4의 파선으로 도시하는 바와 같이 변화되어, 도 3의 가동접점(311)의 접촉 완료위치에서 거의 최소가 된다. 이 접촉완료 위치에 있어서의 조작 아암(7)의 스토로크는 도 4의 t2로 표시된다.

가동접점(311)을 고정접점(211)에 접촉하여 도 3에 나타내는 접촉완료 상태를 유지하기 위해서는, 부하 모멘트(Ma) 이상의 조작 모멘트(Mb)를 연결판(8)에 계속적으로 가할 필요가 있지만, 상기한 바와 같이 부하 모멘트(Ma)는 연결판(8)의 회전각에 의존하여 감소하여 접촉완료 상태에서 최소가 되기 때문에, 접촉완료를 유지하는 조작 모멘트(Mb)는 그 최소시의 부하 모멘트(Ma) 이상이면 좋고, 비교적 소형의 전자 조작기구(10)의 영구자석(14)에 의한 가동철심(15)의 흡착력에 의해 접촉 완료상태를 유지할 수 있다.

다음에, 도 3에 나타내는 접촉완료 상태로부터 가동접점(311)을 분리하는 경우의 동작을 설명한다. 도 3의 접촉완료 상태에 있을 때, 전자 조작기구(10)의 가동철심(15)은, 도 1에 나타내는 위치와는 반대의 위치, 즉 요크(11)의 도 1의 하측에 흡착되어 안정하고 있다. 이 때 코일(12)을 가압하면, 코일(12)이 발생하는 자속의 작용에 의해 가동철심(15)은 도 1의 상방에 흡인되어, 도 2에 나타내는 방향과는 역방향의 조작력(Fb)을 조작 아암(16)에 발생한다. 이 조작력(Fb)에 근거하는 조작 모멘트(Mb)(= Fb·rb)에 의해, 연결판(8)은 샤프트(9)의 축심(91)의 주위에 시계방향으로 회동하기 시작한다.

도 3에 나타내는 접촉완료 상태에서는, 축심(91)과, 연결핀(71) 및 링크 핀(4)이 일직선상에 정렬하여 정지하고 있지만, 연결판(8)의 시계방향의 회동에 의해 그 정렬이 붕괴되어, 조작 아암(7)은 도 4의 스토로크(t2)로부터 스토로크(t1)의 방향으로 이행한다. 이 때, 시계방향으로 회전하는 연결판(8)의 회전각에 의존하여, 축심(91)과 연결핀(71)의 y 축방향의 거리(ra)는 증대하기 때문에, 도 4에 도시하는 바와 같이 부하 모멘트(Ma)는 급격히 증대한다. 그 결과, 연결판(8)은 큰 부하 모멘트(Ma)를 받아 급격히 시계방향으로 회전하고, 조작 아암(7)은 가동자(3)의 가동접점(311)을 고정접점(211)으로부터 분리하여, 도 1에 나타내는 분리 상태가 되어 안정한다.

도 3에 나타내는 접촉완료 상태에서 고정도체(21, 22)의 사이에 접속된 외부회로[도시하지 않음]을 닫아 통전하고 있을 때, 예컨대 단락사고 등이 발생하면, 고정접점(211)과 가동접점(311)의 사이에 대 전류에 의한 큰 전자 반발력이 발생하지만, 도 3에 도시하는 바와 같이 접촉완료의 상태에서는, 샤프트(9)의 축심(91)과 연결핀(71)의 중심과 링크 핀(4)의 중심은 일직선상에 위치하고 있기 때문에, 전자반발력에 의해 연결판(8)을 시계방향으로 회동시키고자 하는 부하 모멘트는 감소되어서 연결판(8)은 회동하지 않고, 가동접점(311)이 고정접점(211)으로부터 분리되는 일은 없다. 따라서, 이 차단기가 주간 차단기로서 사용되고 있더라도, 단시간 통전 성능을 달성할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예 1에 관한 차단기에 의하면, 종래의 장치와 같이 전자 조작기구에 요하는 구동력을 경감하기 위해서 다수의 링크를 이용하여 그 링크 비에 의해서 부하력을 경감할 필요가 없고, 조작 기구부를 간단히 또한 소형화 할수 있음과 동시에, 차단기의 제어성 및 신뢰성의 향상과 보수유지 없는 작동을 도모할 수 있다.

실시형태 2

도 5는, 본 발명의 실시예 2에 관한 차단기의 주요부의 구성도이다. 도 5에 있어서, 연결 링크(17)는, 전자 조작기구(10)의 구동축(16)과 연결판(8)과 각기 연결핀(171, 172)에 의해 회동 가능하게 연결되어 있다. 이 연결 링크(17)에 의한 구동축(16)과 연결판(8)의 연결은 제 3 연결부를 구성하고 있고, 실시예 1에 있어서의 연결판(8)의 연결구멍(81)과 연결핀(161)에 의한 제 3 연결부에 상당하는 것으로, 구동축(l6)의 도 5에 있어서의 상하방향(y 축방향)의 직선상에서의 이동을 유지한 채로 구동축(16)과 연결판(8)을 연결하는 것이다.

그 밖의 구성은, 실시예 1에 관한 차단기와 마찬가지다.

이 실시예 2에 관한 차단기에 의하면, 연결구멍을 마련할 필요가 없이 제조가 용이하게 된다.

실시형태 3

도 6은 본 발명의 실시예 3에 관한 차단기의 주요부의 구성도이다. 도 6에 있어서, 스토퍼핀(801)은 연결판(8)에 고정되어 있다. 핀 지지부(802)는, 연결판(8)이 접촉완료 위치(도 6에 나타내는 위치)까지 회동했을 때, 스토퍼 핀(801)과 계합하여 연결판(8)을 정지시켜, 샤프트(9)의 축심(91)과 연결핀(71) 및 링크 핀(4)을 일직선상에 위치시켜 그 상태를 유지한다.

그 밖의 구성은 실시예 1과 동일하다.

이 실시예 3에 관한 차단기에 의하면, 장기간의 사용에 의한 접점의 마모나, 조립의 격차 등에 의한 접촉완료 상태에서의 위치 어긋남을 방지하여 안정한 동작성능을 얻을 수 있다.

실시형태 4

도 7은 본 발명의 실시예 4에 관한 차단기의 주요부의 구성도이다. 도 7에 있어서, 연동축(1601)은, 그 한쪽 단부가 연결핀(1611)에 의해 전자 조작기구(10)의 구동축(16)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 스토퍼 레버(1602)는, 한쪽 단부가 지지 핀(1613)에 의해 회동 가능하게 지지되고, 거의 중앙부가 연결핀(1612)에 의해 연동축(1601)의 다른쪽 단부에 회동 가능하게 연결되어 있다. 이 스토퍼 레버 (1602)의 다른쪽 단부에는 스토퍼 핀(801)이 고정되어 있다. 스토퍼 핀(8011)은, 도 7에 도시하는 바와 같이 차단기의 접촉동작 완료 후, 연결판(8)의 노치부[도시하지 않음]에, 쐐기를 삽입하는 것과 같이 계합하여, 접촉 완료시에 있어서의 연결판(8) 및 샤프트(9)의 위치를 유지하여, 연결판(8)의 시계방향 및 반시계방향의 회동을 저지하는 것이다.

차단기를 분리 동작시킬 때는, 전자 조작기구 분리 지령을 부여하여 구동축(16)을 도 7의 상방으로 구동시킨다. 이것에 의해서 구동축(16)에 연동축(1601) 을 거쳐서 연결된 스토퍼 레버(1602)는, 지지 핀(1613)을 중심으로서 반시계방향으로 회동되어, 스토퍼 핀(8011)과 연결판(8)의 노치부와의 계합이 해제되고, 연결판(8)이 시계방향에 회동하여 가동접점(311)의 분리 동작이 행하여진다.

실시예 3에서는, 스토퍼 핀(801)은, 접촉 완료위치를 지나서 연결판(8) 및 샤프트(9)가 반시계방향으로 더 회전하는 것을 방지하는 것이 주된 목적이었던 것에 대하여, 이 실시예 4에서는, 스토퍼 핀(801)은 접촉완료시의 연결판(8)이 시계방향 및 반시계방향 중 어느 방향으로도 회동하는 것을 방지하여, 접촉완료시의 연결판(8)의 회전각도를 완전히 유지하는 것을 목적으로서 설치된다.

실시예 4에서는 도 7에 나타내는 바와 같이, 접촉완료 후의 샤프트(9), 연결핀(71), 링크 핀(4)의 각각의 축심이 일직선상에 정렬되지 않고, 샤프트(9)의 축심(91)을 중심으로 하여, 연결핀(71)이 링크 핀(4)보다 시계방향으로 진행한 위치에 있다. 따라서 단락 등으로 대전류가 접점사이에 흐른 때에 발생하는 큰 전자 반발력에 의해, 연결판(8)에 시계방향의 큰 회전력이 작용하지만, 연결판(8)의 노치부에 계합하고 있는 스토퍼 핀(8011)에 의해서 연결판(8) 및 샤프트(9)의 회전은 방지되어, 단시간 통전성능은 달성된다. 그 밖의 구성은, 실시예 1과 마찬가지다.

또한, 도 7에서는, 연동축(1601) 및 스토퍼 레버(1602)를 이용하여 구동축(16)과 스토퍼 핀(8011)을 기계적으로 연동시키고 있지만, 전자 조작기구(10)의 동작과 스토퍼 핀(8011)의 동작을 전기적으로 연동시키는 등, 다른 수단으로 연동시키더라도 좋다.

실시형태 5

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예 5에 관한 차단기의 주요부의 구성도로, 도 8은 분리 완료상태, 도 9는 접촉 완료상태를 나타낸다. 도 8, 도 9에 도시하는 바와 같이 연결판(8)에 마련된 연결구멍(810)은, L 자형으로 굴곡하여 연결되는 제 1 구멍부(811)와 제 2 구멍부(812)로 구성되어 있다. 도 8에 나타내는 분리 완료상태에서는, 구동축(16)에 마련된 연결핀(161)은 연결구멍(810)의 제 2 구멍부에 삽입하고 있지만, 도 9에 나타내는 접촉 완료상태에서는, 연결핀(161)은 연결구멍(810)의 제 1 구멍부(811)에 삽입한다.

다른 구성은 실시예 1과 마찬가지다.

가동접점(311)의 접촉 완료상태에서는, 조작 아암(7)에 작용하는 부하력(Fa)에 의해서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 연결판(8)을 거쳐서 연결핀(161)에 부하분력(Fb2)이 화살표의 방향으로 작용한다. 연결핀(161)과 계합하는 연결구멍(810)의 제 1 구멍부(811)의 접촉면이, 구동축(16)의 이동방향과 평행하면 부하분력(Fb2)은 도 9의 수평방향 성분만이며, 도 9의 상하방향, 즉 전자 조작기구(10)의 구동축(16)의 이동방향에는, 부하분력은, 제작의 격차에 의한 미소성분을 제외하고 거의 발생하지 않는다. 따라서, 전자 조작기구(10)에는 접촉완료 상태를 유지하는 데 큰 유지력은 요구되지 않고, 전자 조작기구(10)를 대형화하는 일 없이 접촉완료상태를 유지할 수 있다.

실시형태 6

도 10은 본 발명의 실시예 6에 관한 차단기의 주요부의 구성도이다. 이 실시예 6에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이 연결구멍(820)은, 약 120도의 각도로 굴곡하여 연결되는 제 1 구멍부(821)와 제 2 구멍부(822)를 구비하고 있다. 가동접점의 접촉완료 상태에서는, 구동축(도시하지 않음)에 마련된 연결핀(161)은, 연결구멍(820)의 제 2 구멍부(822)의 경사한 벽부에 계합하고 있다.

도 10은 접촉완료 상태에 있어서의, 연결핀(161)과 연결구멍(820)의 계합상태를 나타내고, 조작 아암에 작용하는 도 9에 나타낸 부하력(Fa)과 동일한 부하력(Fa)(도시하지 않음)에 의해서 연결핀(161)에는 부하분력(Fb3)이 화살표의 방향으로 작용하지만, 도 10에 도시하는 바와 같이 x축, y 축의 방향을 정의하면, 구동축의 이동방향과 동일방향의 부하 분력(Fb3y)이 화살표방향으로 발생하여, 전자조작기구의 구동축에 작용한다. 한편, 연결핀(161)과 제 2 구멍부(822)의 벽부와 계합에 의한 마찰력(Fc)이 제 2 구멍부(822)의 벽부에 따라 작용하여, 그 y 축방향의 분력이 구동축의 이동방향에 마찰 분력(Fcy)으로서 작용한다.

여기서,

Fcy=μ·Fb3

단, μ는 마찰계수이다.

이 마찰 분력(Fcy)은, 부하 분력(Fb3y)과는 역방향이며, 연결핀(161)을 거쳐서 구동축을 분리 방향으로 이동시키고자 하는 부하 분력(Fb3y)을 상쇄한다. 마찰력(Fc)은 연결구멍(820)의 제 2 구멍부(822)의 측면의 마찰계수(μ)에 비례하기 때문에, 연결구멍(820)의 적어도 제 2 구멍부(822)의 벽부에 큰 마찰계수를 갖는 고마찰부재를 배치하여, 마찰력(Fc)을 적극적으로 연결핀(161)에 작용시키면, 차단기의 접촉완료 상태를 유지하는 큰 마찰 분력(Fcy)이 발생하여, 대전류 통전시의 내전자 반발력 특성을 향상시킬 수 있다.

또한, 그 밖의 구성은 실시예 1과 마찬가지이다.

실시형태 7

도 11은 본 발명의 실시예7에 관한 차단기의 주요부의 구성도이다.

차단기의 접촉완료 상태로 상기한 부하력(Fa)이 연결핀(161)에 작용한 경우, 구동축(16)의 이동방향에 평행한 방향(y 축방향)의 부하분력과, 이것에 수직인 방향(x 축방향)의 부하분력이 구동축(16)에 작용하여, 수직방향(x 방향)의 부하분력의 영향으로 구동축(16)이 변형할 가능성이 있다.

그래서 도 11에 나타내는 실시예 7에서는, 전자 조작기구(10)의 구동축(16)을 길게하여, 이 구동축(16)을, 연결판(8)의 양측에서 한 쌍의 베어링(171, 172)에 의해 지지하도록 하고 있다. 연결핀(161)은, 이들 베어링(171, 172)의 사이에서 구동축(16)에 마련되어, 연결판(8)의 연결구멍(810)에 삽입하고 있다.

이 실시예 7에 의하면, 한 쌍의 베어링(171, 172)에 의해 구동축(16)을 지지하고 있기 때문에, 구동축(16)의 변형을 방지하여, 대전류 통전시의 내전자력 특성의 향상을 도모할 수 있다.

실시형태 8

저전압 차단기는 일반적으로 3상회로에 적용되는 것이 많아, 3상의 각 상에 대응하는 고정접점 및 가동접점을 구비한 3상용 차단기가 보급하고 있다. 이 3상용차단기의 경우, 전자 조작기구에 의한 조작의 방법으로서, 3상 일괄해서 접촉 및 분리조작을 하더라도 무방하거나, 혹은 각 상 각각 개별적으로 접촉 및 분리 조작하도록 하더라도 무방하다.

도 12는, 본 발명의 실시예 8에 관한 3상용 차단기의 주요부의 구성을 나타내고, 각 상을 1개의 전자 조작기구(10)에 의해 일괄 조작하도록 한 것이다. 도 12에 있어서, 샤프트(9)는 동일구조의 3개의 연결판(8a, 8b, 8c)을 고정하고 있다. 이들 연결판(8a, 8b, 8c)은, 각각 가동접점(311a, 311b, 311c)에 연결되어 있다. 각 연결판(8a, 8b, 8c)과 가동접(311a, 311b, 311c)의 연결은, 실시예 1∼7중 어느 하나와 같이 구성되어 있다. 가동접점(311a, 311b, 311c)은, 각각 3상의 각 상의 도체에 접속되는 고정접점(21la, 21lb, 211c)에 대하여 접촉 또는 분리된다.

전자 조작기구(10)의 구동축(16)은 1개의 연결판(8b)에 연결되어 있고, 이 연결판(8b)을 구동하여 샤프트(9)를 회동시켜, 3상 일괄해서 접촉 또는 분리 조작을 한다. 연결판(8b)과 구동축(16)의 연결은, 실시예 1∼7중 어느 하나와 같이 구성되어 있다. 이 실시예 8에 의하면, 실시예 1∼7의 어느 하나와 동일한 효과를 갖는 3상용의 차단기를 얻을 수 있다.

실시형태 9

도 13은 본 발명의 실시예 9에 관한 차단기의 주요부의 구성을 나타내고, 전자 조작기구(10)의 구동축(16)과 연결하는 연결판(8d)을 별개로 마련한 것이다. 그 밖의 구성은 실시예 8과 마찬가지다.

이 실시예 9에 의하면, 가동접점(311a, 311b, 311c)과 연결하는 연결판(8a, 8b, 8c)과, 구동축(16)과 연결하는 연결판(8d)을, 다른 각도로 샤프트(9)에 고정하 여, 각각의 연결에 최적의 구성으로 할 수 있다.

이상의 각 실시예 1∼9에서는, 통상의 가동접점 및 고정접점을 이용했지만, 이들의 접점을 진공밸브에 의해 구성하더라도 좋은 것은 물론이다.

본 발명에 관한 차단기는, 저전압 배전선 등을 개폐하는 차단기로서 이용할 수 있다.

Claims

고정접점을 갖는 고정도체와, 가동접점을 갖고 상기 가동접점을 상기 고정접점에 대하여 접촉 또는 분리하도록 구동되는 가동자와, 축심을 중심으로 하여 회동가능하게 마련된 샤프트와, 상기 축심에 대하여 수직방향으로 제 1 소정거리를 두고 제 1 연결부에 의해 상기 샤프트에 회동 가능하게 연결되는 동시에 제 2 연결부에 의해 상기 가동자에 연결된 조작 아암과, 상기 제 1 연결부에 대하여 상기 샤프트의 원주방향의 다른 위치에 마련된 제 3 연결부에 의해 상기 샤프트에 연결되고 상기 축심에 대하여 제 2 소정거리를 두고 직교하는 직선상에서 이동하도록 구동되는 구동축을 갖는 전자 조작수단을 구비하고, 상기 전자 조작수단을 가압하여 상기 구동축을 구동함으로써 상기 샤프트를 회전시켜 상기 조작 아암을 거쳐서 상기 가동자를 구동하도록 한 것을 특징으로 하는

차단기.
제 1 항에 있어서,

상기 고정접점과 상기 가동접점의 접촉이 완료했을 때, 상기 샤프트의 축심 과 상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부가 일직선상에 정렬되도록 구성한 것을 특징으로 하는

차단기.
제 2 항에 있어서,

상기 접촉이 완료했을 때, 상기 샤프트의 축심과 상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부를 상기 일직선상에 유지하는 스토퍼 수단을 마련한 것을 특징으로 하는

차단기.
제 3 항에 있어서,

상기 가동접점을 상기 고정접점으로부터 분리할 때, 상기 스토퍼 수단에 의한 상기 유지를 해제하는 것을 특징으로 하는

차단기.
제 1 항에 있어서,

상기 조작 아암과 상기 구동축은 상기 샤프트에 고정된 연결부재를 거쳐서 상기 샤프트에 연결된 것을 특징으로 하는

차단기.
제 5 항에 있어서,

상기 연결부재는 판형상부재로 구성되고, 상기 제 3 연결부는 상기 연결부재에 마련된 연결구멍과 상기 구동축에 마련되어 상기 연결구멍에 미끄럼운동 가능하게 삽입되는 연결핀에 의하여 구성된 것을 특징으로 하는

차단기.
제 6 항에 있어서,

상기 연결구멍은, 상기 고정접점과 상기 가동접점의 접촉이 완료됐을 때 상기 구동축이 구동되는 방향과 평행하게 연장하는 내벽을 구비한 굴곡부를 갖고, 상기 접촉이 완료됐을 때에 상기 연결핀이 상기 굴곡부의 상기 내벽에 접촉하는 것을 특징으로 하는

차단기.
제 7 항에 있어서,

상기 연결구멍의 굴곡부의 내벽에, 상기 내벽의 마찰계수보다 큰 마찰계수를 갖는 고 마찰부재를 마련한 것을 특징으로 하는

차단기.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동축은 상기 연결핀이 마련된 위치의 양측에서 베어링에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는

차단기.