KR101121925B1 - 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스절연 개폐장치를 이루는 각종 접점의 개폐를 위해 모터의 구동력을 구동주축으로 전달하는 구조를 개선하여 안정적이면서도 정확한 동력의 전달이 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태의 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 모터축에 동력 전달 가능하게 연결되는 구동링크; 접점 가동자와 연결된 구동주축에 동력 전달 가능하게 연결되는 가동링크; 그리고, 양단이 상기 구동링크 및 가동링크에 각각 회전 가능하게 연결되어, 상기 구동링크를 통해 제공되는 구동력을 상기 가동링크로 전달하는 연결링크:를 포함하여 구성되며, 모터축과 구동링크 간의 연결 부위와, 구동주축과 가동링크 간의 연결 부위와, 각 링크들 간의 연결 부위 중 적어도 어느 한 연결 부위는 볼 조인트로 연결되도록 구성됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리가 제공된다.

가스절연 개폐장치, 접점, 동력 전달 어셈블리, 링크, 볼 조인트

Description

가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리{power transmission assembly of gas insulation switchgear}

본 발명은 가스절연 개폐장치를 이루는 각종 접점의 개폐를 위해 모터의 구동력을 구동주축으로 전달하는 구조를 개선하여 안정적이면서도 정확한 동력의 전달이 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태의 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 가스절연 개폐장치(GIS;Gas Insulation switchgear)는 금속제 밀폐용기(탱크)에 절연성능과 소호기능이 우수한 절연용 가스(SF6)를 절연매체로 사용하여 도체와 각종 보호기기들을 수납시켜 신뢰성을 향상시킨 수변전 설비이며, 차단기(Circuit Breaker), 단로기(Disconnecting Switch), 접지개폐기(Earthing Switch) 등 여러 가지 구성들이 복합적으로 구성되어 이루어진다.

상기 가스절연 개폐장치의 차단, 접지, 통전을 위한 접점의 구동은 모터의 구동으로 이루어진다.

상기한 모터의 구동력을 접점(구체적으로는 접점 가동자)으로 전달하는 구조는 다양하게 이루어질 수 있지만, 일반적으로는 상기 모터의 구동력 전달에 대한 효율을 높이기 위하여 4절 링크 구조가 주로 사용되고 있다.

첨부된 도 1 및 도 2은 종래의 4절 링크에 대한 구조가 도시되고 있으며, 이를 통해 알 수 있듯이, 기존의 구동력 전달 구조는 모터축(11)에 연결된 구동링크(10)와, 구동주축(21)에 연결된 가동링크(20)와, 상기 구동링크(10) 및 가동링크(20) 간을 연결시키는 연결링크(30)를 포함하여 구성되며, 상기한 각 링크(10,20,30)들 간의 연결 부위는 베어링(40) 등에 의해 회전 가능하게 결합된다. 이때, 상기 구동주축(21)은 접점 가동자(도시는 생략됨)와 연결된다.

이러한 4절 링크 구조는 전달력의 크기, 기구운동의 범위, 속도를 제한된 범위 내에서 설계자의 의도에 따라 다양하게 사용할 수 있다는 장점을 가진다.

하지만, 전술한 기존의 4절 링크는 각 링크(10,20,30) 간의 연결 부위에 대한 회전축(50)이 상기 링크(10,20,30)들이 이루는 평면에 수직하여야만 한다는 구동 제한조건을 만족하여야만 기구학적으로 동작 가능한 반면, 구동 제한조건을 만족하지 못한다면 동작이 불가능하게 되는 것이다.

이러한, 구동 제한조건의 불만족은 각 링크(10,20,30)의 제작 및 조립공차의 오차 등에 따른 원인뿐만 아니라 가스절연 개폐장치의 접점부가 열변형에 취약함을 고려할 때 상기한 열변형으로 인해 접점부의 위치 이동이 발생되고, 이로 인한 각 링크(10,20,30)의 과다한 비틀림 하중 발생으로 인해 상기 구동 제한조건을 만족하지 못하는 경우가 발생되었다.

이에 따라, 전술된 종래의 통상적인 4절 링크 구조는 가스절연 개폐장치의 단락 혹은, 누락 등의 사고발생시 각 링크의 동작 불능에 따른 안전사고 발생의 우려가 항상 존재한다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 각 링크 간의 연결 부위에 대한 회전축이 상기 링크들이 이루는 평면에 수직하여야만 한다는 구동 제한조건을 만족하지 않더라도 안정적인 구동력의 전달 동작이 가능한 새로운 형태의 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리에 따르면 모터축에 동력 전달 가능하게 연결되는 구동링크; 접점 가동자와 연결된 구동주축에 동력 전달 가능하게 연결되는 가동링크; 그리고, 양단이 상기 구동링크 및 가동링크에 각각 회전 가능하게 연결되어, 상기 구동링크를 통해 제공되는 구동력을 상기 가동링크로 전달하는 연결링크:를 포함하여 구성되며, 모터축과 구동링크 간의 연결 부위와, 구동주축과 가동링크 간의 연결 부위와, 각 링크들 간의 연결 부위 중 적어도 어느 한 연결 부위는 볼 조인트로 연결되도록 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 볼 조인트로 연결되는 연결 부위는 구동링크와 연결링크 간의 연결 부위 및 가동링크와 연결링크 간의 연결 부위임을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결링크는 두 개로 구성되어 서로 간이 별도의 볼 조인트에 의해 연결되도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결링크는 그 둘레면 일부를 감싸는 적어도 하나 이상의 가이드에 의해 그 유동 범위가 제한되도록 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리는 각 링크 간의 연결 부위가 볼 조인트로 연결되도록 구성함으로써 조립 공차나 가스절연 개폐장치의 접점부 발열로 인해 각 링크 간의 연결 부위에 대한 미세한 비틀림이 발생되더라도 모터의 구동력은 구동주축으로 원활히 전달될 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 상기한 효과로 인해 가스절연 개폐장치의 동작에 대한 신뢰성이 확보될 수 있게 된 효과를 가진다.

이하, 본 발명의 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리에 대한 구조를 개략적으로 나타내고 있다.

이를 통해 알 수 있듯이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리는 크게, 구동링크(100)와 가동링크(200) 및 연결링크(300)를 포함하여 구성됨과 더불어 각 링크(100,200,300)들의 연결 부위 중 적어도 어느 한 연결 부위는 볼 조인트(400)로 연결되도록 구성됨을 특징으로 제시한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 구동링크(100)는 모터축(110)에 일단이 동력 전달 가능하게 연결되는 부위이고, 상기 가동링크(200)는 구동주축(210)에 일단이 동력 전달 가능하게 연결되는 부위이다.

이때, 상기 모터축(110)은 가스절연 개폐장치의 이상 발생이나 작업자의 수동 제어에 의해 동작되는 모터(도시는 생략됨)와 결합된 축이고, 상기 구동주축(210)은 점점의 개폐를 위한 접점 가동자(도시는 생략됨)에 결합된 축으로써, 상기한 구동링크(100) 및 가동링크(200)는 상기한 각각의 축(110,210)이 향하는 방향(축방향)과는 수직한 방향으로 회전되도록 구성된다.

다음으로, 상기 연결링크(300)는 상기 구동링크(100) 및 가동링크(200)를 서로 연결시키는 링크로써, 상기 구동링크(100)로부터 제공받은 모터의 구동력을 상기 가동링크(200)로 전달하는 역할을 수행한다.

이때, 상기한 연결링크(300)는 일단이 상기 구동링크(100)에 회전 가능하게 연결되고, 타단은 상기 가동링크(200)에 회전 가능하게 연결된다.

다음으로, 상기 볼 조인트(400)는 상기 모터축(110) 및 상기 구동링크(100) 간의 연결 부위와, 상기 구동주축(210) 및 가동링크(200) 간의 연결 부위와, 상기 각 링크들 간의 연결 부위(구동링크 및 연결링크 간의 연결 부위, 가동링크 및 연결링크 간의 연결 부위) 중 적어도 어느 한 연결 부위에 제공되면서 해당 연결 부위에 대한 비틀림 자유도(DOF;Degree of freedom)가 추가로 확보되도록 하는 역할을 수행한다.

즉, 상기한 볼 조인트(400)의 구조로 인해 해당 연결 부위로 그 동작 중 제공되는 비틀림 응력이 해소될 수 있도록 한 것이다.

이때, 상기 볼 조인트(400)라 함은 어느 한 연결 부위는 구형(求刑)의 볼(410)로 형성됨과 더불어 이에 상대되는 다른 한 연결 부위는 상기 볼(410)의 일부(과반을 초과하는 일부)를 감싸는 구형의 캡(420)으로 형성되는 구성을 의미한다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 구동링크(100) 및 가동링크(200)의 끝단(연결링크와 연결되는 측)에 상기 구형의 볼(410)이 각각 연장 형성되고, 상기 연결링크(300)의 양 끝단에는 상기 볼(410)을 감싸도록 캡(420)이 형성되어 이루어짐을 제시한다.

물론, 상기 구동링크(100) 및 모터축(110) 간의 연결 부위 혹은, 상기 가동링크(200)와 구동주축(210) 간의 연결 부위에 대한 구조를 볼 조인트로 형성할 수도 있지만, 실질적으로 모터축(110)이나 구동주축(210)의 끝단을 볼 형상으로 가공하는 것이 어려울 뿐 아니라 수리 등의 유지보수시가 어려울 수 있기 때문에 실시예에서와 같이 각 링크(100,200,300) 간의 연결 부위를 볼 조인트(400)로 형성함이 가장 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 연결링크(300)의 유동 범위를 제한하는 유동 제한 가이드(500)가 더 포함되어 구성됨을 추가로 제시한다.

이때, 상기 유동 제한 가이드(500)는 상기한 볼 조인트(400)의 구조로 인해 연결링크(300)의 유동이 과도하게 이루어짐을 방지할 수 있도록 하는 일련의 구성 으로써 상기 연결링크(300)가 연장되는 부위의 벽면(가스절연 개폐장치의 벽면)(10)에 고정되면서 상기 연결링크(300)의 둘레면 일부를 감싸도록 형성된다.

상기한 유동 제한 가이드(500)는 단순히 하나로만 제공될 수도 있지만, 상기 연결링크(300)의 유동이 가장 심하게 발생될 수 있는 양 끝단 부위(볼 조인트로 연결되는 부위)를 지지하도록 구성함이 더욱 바람직하다.

하기에서는, 전술된 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리에 대한 작용을 설명하도록 한다.

먼저, 가스절연 개폐장치의 이상이 발생될 경우(예컨대, 과부하 발생 및 이상 전류 발생 등) 혹은, 사용자의 필요에 의해 접점 가동자를 동작시켜야 하는 상황이 발생되면 제어회로의 동작 제어에 의해 모터의 구동이 이루어진다.

이로 인해, 상기 모터와 축결합된 모터축(110)의 회전이 이루어지면서 이 모터축(110)에 결합된 구동링크(100)가 상기 모터축(110)의 회전 방향으로 회전되며, 상기 구동링크(100)의 회전에 의해 이 구동링크(100)에 일단이 연결된 연결링크(300) 역시 상기 구동링크(100)의 회전 방향으로 전진 혹은, 후진 이동된다.

이와 함께, 상기한 연결링크(300)의 전진 혹은, 후진 이동이 이루어지면 상기 연결링크(300)의 타단에 연결된 가동링크(200)는 구동주축(210)과 결합된 부위를 회전 중심으로 하여 상기 연결링크(300)의 이동 방향을 향해 회전된다.

따라서, 상기 구동주축(210)은 상기 가동링크(200)의 회전에 의한 구동력을 전달받아 회전되면서 그에 연결된 접점 가동자(도시는 생략됨)를 동작시키게 됨으로써 가스절연 개폐장치가 개방 혹은, 차단 상태를 이루도록 하게 된다.

특히, 전술한 일련의 과정에서 상기 구동링크(100)와 연결링크(300) 간의 연결 부위 및 상기 가동링크(200)와 연결링크(300) 간의 연결 부위는 볼 조인트(400)로 연결됨을 고려할 때 각 링크(100,200,300)에 대한 조립 공차 혹은, 가스절연 개폐장치의 접점부로부터 발생된 열에 의한 열변형이 발생된다 하더라도 각 링크(100,200,300)의 위치 이동에 따른 비틀림 응력은 상기 볼 조인트(400)에 의해 해소된다.

즉, 상기 볼 조인트(400)에 의해 각 링크(100,200,300) 간의 연결 부위가 자유로운 방향으로 회전될 수 있기 때문에 비틀림 응력이 적용되는 방향으로의 회전을 통해 해당 비틀림 응력이 해서될 수 있게 되는 것이다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 구동력 전달 어셈블리는 모터의 구동력을 구동주축(210)으로 정확히 전달할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 구동력 전달 어셈블리를 구성하는 연결링크(300)는 전술된 실시예의 구조로만 제공될 수 있는 것은 아니다.

즉, 2개소의 볼 조인트(400) 제공에도 불구하고, 예컨대, 각 볼 조인트(400) 중 어느 한 볼 조인트의 동작 불량 등과 같은 미처 예상치 못한 외부 요인에 의한 각 링크(100,200,300)의 동작 불량이 발생될 수도 있는 것이다.

이에 따라, 상기한 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 상기 연결링크(300)를 첨부된 도 5와 같이 2개로 분할 구성함과 더불어 서로 간은 별도의 볼 조인트(600)에 의해 연결되도록 구성함이 더욱 바람직하다.

결국, 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 구동력 전달 어셈블리는 모터의 구동력을 구동주축(210)으로 전달하는 동작상의 신뢰성이 확보될 수 있게 되고, 이로 인해 안전 사고의 예방이 더욱 철저해 질 수 있게 된 장점을 가진다.

도 1 및 도 2는 종래의 일반적인 4절 링크 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 정면도

도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리 및 이의 동작 상태를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 정면도

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 정면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100. 구동링크 110. 모터축

200. 가동링크 210. 구동주축

300. 연결링크 400. 볼조인트

410. 볼 420. 캡

500. 유동 제한 가이드

Claims (4)

1. 모터축에 동력 전달 가능하게 연결되는 구동링크;

   접점 가동자와 연결된 구동주축에 동력 전달 가능하게 연결되는 가동링크; 그리고,

   양단이 상기 구동링크 및 가동링크에 각각 회전 가능하게 연결되어, 상기 구동링크를 통해 제공되는 구동력을 상기 가동링크로 전달하는 연결링크:를 포함하여 구성되며,

   구동링크와 연결링크 간의 연결 부위와, 연결링크와 가동링크 간의 연결 부위 중 적어도 어느 한 연결 부위를 볼 조인트로 연결하여 구성됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 볼 조인트로 연결되는 연결 부위는

   구동링크와 연결링크 간의 연결 부위 및 가동링크와 연결링크 간의 연결 부위임을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결링크는 두 개로 구성되어 서로 간이 별도의 볼 조인트에 의해 연결 되도록 구성됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결링크는 그 둘레면 일부를 감싸는 적어도 하나 이상의 가이드에 의해 그 유동 범위가 제한되도록 구성됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 접점 개폐용 동력 전달 어셈블리.

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