KR102131740B1 - Actuator for electric power switch - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력선로를 차단하거나 연결하는 전력개폐기를 동작시키는 전력개폐기용 조작장치에 관한 것이다.The present invention relates to an operation device for a power switch that operates a power switch that blocks or connects a power line.
전력개폐기는 변전소 등과 같이 전력을 공급하는 공급측으로부터 공장이나 주택 등과 같이 전력을 소비하는 부하측으로 전력을 전송하는 선로에 설치될 수 있고, 투입 또는 개방을 통해 전력을 공급하거나 차단할 수 있다. The power switch can be installed on a line that transmits power from a supply side that supplies power, such as a substation, to a load side that consumes power, such as a factory or house, and can supply or cut power through input or open.
전력개폐기는 부하측의 전원 상태가 불안정할 때 선로를 개방하여 전기사고를 예방할 수 있다. 또 부하측 선로나 부하측에 연결된 각종 전기기기의 유지보수가 필요할 때 선로를 개방해 보수작업의 안정성을 확보할 수 있다. 전력개폐기는 전원 상태의 불안정을 해소하고 유지보수를 완료한 후 공급측과 부하측의 선로를 다시 연결할 수 있다.The power switch can prevent an electric accident by opening a line when the power state of the load side is unstable. In addition, when maintenance of various electric devices connected to the load side line or load side is necessary, the line can be opened to secure the stability of the repair work. The power switch eliminates the instability of the power supply and completes the maintenance, so that the lines on the supply side and the load side can be reconnected.
통상적인 전력개폐기는 공급측 선로가 연결되는 고정자와, 부하측 선로가 연결되는 가동자와, 가동자와 연결되는 절연암을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 전력개폐기를 동작시키는 조작장치는 전력개폐기의 가동자를 전진 또는 후진시키는 방식으로 투입 또는 개방시켜 전력의 공급과 차단이 이루어지도록 할 수 있다.A conventional power switch may include a stator connected to a supply-side line, a mover connected to a load-side line, and an insulating arm connected to the mover. The operation device for operating such a power switch can be input or opened in such a way that the operator of the power switch is moved forward or backward to supply and cut off power.
대한민국 등록특허공보 10-1247736호(2013.03.26. 공고) 및 10-1678002호(2016.11.21. 공고)는 전력개폐기를 동작시키는 조작장치를 제시하고 있다. 이러한 조작장치들은 신속한 투입과 개방동작을 구현하기 위해 인장스프링과 링크기구들을 채용하고 있다. Republic of Korea Registered Patent Publication Nos. 10-1247736 (2013.03.26. Announcement) and 10-1678002 (2016.11.21. Announcement) propose the operation device for operating the power switch. These operating devices employ tension springs and link mechanisms to realize rapid input and release operations.
그러나 이러한 전력개폐기용 조작장치는 길이가 긴 인장스프링과 링크기구들을 채용하기 때문에 기구적 구성이 복잡할 뿐 아니라, 장치의 크기가 커서 다양한 전력설비에 적용하는데 어려움이 있었다.However, since the operation device for the power switch uses a long tension spring and a link mechanism, it is not only complicated in mechanical configuration, but also has a difficulty in applying to various power facilities due to its large size.
본 발명의 일측면은 장치를 컴팩트화하면서도 순간 투입과 개방동작을 안정적으로 구현할 수 있고, 투입 후 전력개폐기의 안정된 연결을 유지할 수 있도록 하는 전력개폐기용 조작장치를 제공하고자 한다.One aspect of the present invention is to provide an operation device for a power switch that can compactly implement the instantaneous input and open operation while compacting the device, and maintain a stable connection of the power switch after input.
본 발명의 일 측면에 따르면, 입력축; 상기 입력축 외측에 설치되며 내측지지부와 외측지지부를 갖춘 스파이럴스프링; 회전중심이 상기 입력축과 일치하도록 설치되고 상기 스파이럴스프링의 내측지지부를 걸어서 지지하는 스프링지지부 및 반경방향으로 연장되는 연장부를 갖춘 내권지지부재; 회전중심이 상기 입력축과 일치하도록 설치되고, 중심에 출력축과 연결되는 축연결부를 구비하고, 반경방향으로 연장된 연장부의 단부에 마련되며 회전방향 일측에 상기 스파이럴스프링의 외측지지부가 걸려 지지되고 회전방향 타측에 상기 내권지지부재의 연장부가 걸려 지지되는 걸림턱을 갖춘 출력회전부재; 상기 출력회전부재의 정방향 회전과 역방향 회전을 각각 제한할 수 있도록 상기 출력회전부재의 양측에 각각 설치된 제1래치와 제2래치; 상기 제1래치 또는 상기 제2래치가 걸릴 수 있도록 상기 출력회전부재의 회전방향으로 상호 이격된 위치에 고정된 복수의 래치걸림부; 상기 입력축과 함께 회전하도록 상기 입력축에 고정되고, 반경방향으로 이격된 단부에 마련되며 회전방향 일측에 상기 스파이럴스프링의 외측지지부가 걸려 지지되고 회전방향 타측에 상기 내권지지부재의 연장부가 걸려 지지되는 권취제어턱을 갖춘 권취제어부재; 상기 권취제어부재의 상기 권취제어턱 반대편에 마련되며 회전에 따라 상기 제1래치 또는 상기 제2래치의 걸림을 선택적으로 해제시키는 걸림해제부; 및 상기 입력축을 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동부;를 포함하는 전력개폐기용 조작장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the invention, the input shaft; A spiral spring installed outside the input shaft and having an inner support portion and an outer support portion; An inner winding support member which is installed so that the rotation center coincides with the input shaft and has a spring support part for supporting the inner support part of the spiral spring and an extension part extending in a radial direction; The rotation center is installed to coincide with the input shaft, and has an axis connection portion connected to the output shaft at the center, provided at an end portion of the extension portion extending in a radial direction, and supported by an outer support portion of the spiral spring on one side of the rotation direction and rotated. An output rotating member having a locking jaw supported by an extension of the inner winding support member on the other side; First and second latches respectively installed on both sides of the output rotation member so as to limit the forward rotation and the reverse rotation of the output rotation member, respectively; A plurality of latching portions fixed at positions spaced apart from each other in the rotational direction of the output rotating member so that the first latch or the second latch can be caught; It is fixed to the input shaft to rotate together with the input shaft, and is provided at an end spaced in the radial direction, and the outer support portion of the spiral spring is supported on one side of the rotational direction and the extension portion of the inner winding support member is supported on the other side of the rotational direction. A winding control member having a control jaw; It is provided on the other side of the take-up control jaw of the take-up control member and the release unit for selectively releasing the catch of the first or second latch according to the rotation; And a driving unit that rotates the input shaft in a forward or reverse direction. An operation device for a power switch may be provided.
상기 조작장치는 중심부에 상기 입력축이 회전 가능하게 지지되고, 내부에 상기 권취제어부재, 상기 스파이럴스프링, 상기 내권지지부재, 상기 출력부재를 수용하며, 축방향의 한쪽 단이 개방된 원통형 하우징; 상기 하우징의 개방된 단부 쪽에 설치되며 상기 복수의 래치걸림부를 지지하는 링부재; 및 상기 링부재의 외측에서 상기 하우징의 개방부를 덮으며 그 중심부에 상기 출력회전부재의 축연결부가 회전 가능하게 지지되는 커버부재;를 더 포함할 수 있다.The manipulation device includes a cylindrical housing in which the input shaft is rotatably supported in a central portion, and the winding control member, the spiral spring, the inner winding support member, and the output member are accommodated therein, and one end in the axial direction is opened; A ring member installed at an open end side of the housing and supporting the plurality of latching parts; And a cover member that covers the opening of the housing from the outside of the ring member and that the shaft connecting portion of the output rotating member is rotatably supported at the center thereof.
상기 복수의 래치걸림부는 상기 링부재와 상기 커버부재 사이에 설치될 수 있고, 상기 제1래치와 상기 제2래치는 일단이 상기 출력회전부재에 회전 가능하게 지지된 상태로 상기 링부재와 커버부재 사이에 위치하고, 각각의 자유단이 토션스프링의 탄성에 의해 외측방향으로 펼쳐질 수 있다.The plurality of latching portions may be installed between the ring member and the cover member, and the first latch and the second latch may be rotatably supported by the output rotating member, and the ring member and the cover member may have one end. Located between, each free end can be spread outward by the elasticity of the torsion spring.
상기 걸림해제부는 상기 권취제어부재가 일방향으로 회전할 때 상기 제1래치의 걸림을 해제하는 제1걸림해제부; 및 상기 권취제어부재가 역방향으로 회전할 때 상기 제2래치의 걸림을 해제하는 제2걸림해제부를 포함할 수 있다.The jam release unit is a first jam release unit that releases the jam of the first latch when the winding control member rotates in one direction; And a second jam release unit that releases the jamming of the second latch when the winding control member rotates in the reverse direction.
상기 구동부는 상기 입력축에 고정되고 회전에 의해 상기 입력축을 회전시키며 반경방향으로 돌출된 캠돌기부를 갖춘 회전캠; 상기 캠돌기부의 회전궤적과 근접하는 위치에 마련된 나선이송축; 상기 나선이송축에 결합되고 상기 나선이송축의 회전에 의해 이동하면서 상기 캠돌기부를 걸어 회전시키는 방식으로 상기 회전캠을 일방향 또는 역방향으로 설정구간 회전시키는 이동부재; 및 상기 나선이송축을 일방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동모터;를 포함할 수 있다.The driving unit is fixed to the input shaft and rotates the input shaft by rotation, a rotating cam having a cam protrusion protruding in the radial direction; A spiral feed shaft provided at a position close to the rotational trajectory of the cam protrusion; A moving member coupled to the spiral feed shaft and rotating the rotary cam in a set section in one direction or in a reverse direction by rotating the cam protrusion while rotating by rotation of the spiral feed shaft; And a driving motor that rotates the spiral feed shaft in one direction or in the reverse direction.
상기 조작장치는 상기 권취제어부재가 일방향으로 회전하면 상기 내권지지부재 및 상기 출력회전부재의 회전이 제한된 상태에서 상기 권취제어턱이 상기 스파이럴스프링의 외측지지부를 회전시켜 회전에너지를 축적한 후 상기 걸림해제부가 상기 제1래치의 걸림을 해제함으로써 상기 내권지지부재 및 상기 출력회전부재가 축적된 회전에너지에 의해 일방향으로 급속 회전할 수 있다.In the operating device, when the winding control member rotates in one direction, the winding control jaw rotates the outer support part of the spiral spring to accumulate rotational energy while the rotation of the inner winding support member and the output rotating member is restricted, and then the jam The release unit releases the first latch, so that the inner winding support member and the output rotation member can rapidly rotate in one direction by the accumulated rotational energy.
상기 조작장치는 상기 권취제어부재가 역방향으로 회전하면 상기 출력회전부재의 회전이 제한된 상태에서 상기 권취제어턱이 상기 내권지지부재를 역방향으로 회전시킴으로써 상기 스파이럴스프링의 내측지지부를 역으로 회전시켜 회전에너지를 축적한 후 상기 걸림해제부가 상기 제2래치의 걸림을 해제함으로써 상기 출력회전부재가 축적된 회전에너지에 의해 역방향으로 급속 회전할 수 있다.When the winding control member rotates in the reverse direction, the winding control jaw rotates the inner support portion of the spiral spring in reverse by rotating the inner winding support member in the reverse direction while rotation of the output rotating member is restricted. After accumulating, the release unit releases the second latch, so that the output rotation member can rapidly rotate in the reverse direction by the accumulated rotational energy.
본 발명의 실시 예에 따른 전력개폐기용 조작장치는 순간 투입동작과 순간 개방동작을 위해 회전에너지를 축적하는 수단이 하나의 스파이럴스프링으로 구성되기 때문에 조작장치를 종래보다 컴팩트화하면서도 안정적인 투입동작과 개방동작을 구현할 수 있다. In the operation device for the power switch according to the embodiment of the present invention, since the means for accumulating rotational energy for the instantaneous input operation and the instantaneous opening operation is composed of one spiral spring, the operation device is more compact than the prior art, and has a stable input and opening You can implement the behavior.
본 발명의 실시 예에 따른 전력개폐기용 조작장치는 투입 후 출력회전부재의 역회전이 제한된 상태에서 스파이럴스프링의 탄성이 출력축을 통해 전력개폐기로 전달되어 가동자를 가압하도록 하기 때문에 투입상태에서 전력의 안정된 연결을 유지할 수 있다. The operation device for the power switch according to the embodiment of the present invention is stable in the power in the input state because the elasticity of the spiral spring is transferred to the power switch through the output shaft to press the operator after the input is rotated and the reverse rotation of the output rotating member is limited. You can stay connected.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력개폐기용 조작장치가 출력축을 통해 전력개폐기와 연결되는 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력개폐기용 조작장치의 구동부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력개폐기용 조작장치의 하우징 내에 설치되는 부품들을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력개폐기용 조작장치의 하우징 내부의 부품들이 조립된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전력개폐기용 조작장치의 구동부 및 하우징 내부의 부품들을 다른 각도에서 나타낸 사시도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 전력개폐기용 조작장치의 동작을 단계적으로 나타낸다.1 shows an example in which an operation device for a power switch according to an embodiment of the present invention is connected to a power switch through an output shaft.
2 is a perspective view showing a driving unit of an operation device for a power switch according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view showing parts installed in a housing of an operation device for a power switch according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing parts assembled inside a housing of an operation device for a power switch according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing the parts inside the drive unit and the housing of the operation device for the power switch according to an embodiment of the present invention from different angles.
6 to 10 show the operation of the operation device for a power switch according to an embodiment of the present invention step by step.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are presented to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art. The present invention is not limited to the embodiments presented herein, but may be embodied in other forms. To clarify the present invention, the illustration of parts irrelevant to the description may be omitted, and the size of components may be exaggerated to facilitate understanding.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력개폐기용 조작장치가 출력축을 통해 전력개폐기와 연결된 상태를 나타낸다. 1 shows a state in which an operation device for a power switch according to an embodiment of the present invention is connected to a power switch through an output shaft.
도 1을 참조하면, 조작장치(100)는 출력축(10), 회전암(20), 진퇴로드(30)를 통해 전력개폐기의 가동자(미도시)와 연결될 수 있다. 조작장치(100)는 전력개폐기의 투입 또는 개방이 필요할 때 출력축(10)을 투입방향(A) 또는 개방방향(B)으로 회전시킨다. 따라서 회전암(20)을 통하여 출력축(10)과 연결된 진퇴로드(30)는 전력개폐기의 투입을 위해 전진하거나 개방을 위해 후퇴할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
도면에 나타내지는 않았지만, 진퇴로드(30)가 전진하면 전력개폐기의 가동자를 고정자와 접촉시켜 전력의 공급이 이루어지도록 하고, 진퇴로드(30)가 후퇴하면 전력개폐기의 가동자가 고정자로부터 이격되어 전력의 공급이 차단되도록 할 수 있다.Although not shown in the drawing, when the advance/
여기서는 조작장치(100)와 전력개폐기를 연결하는 연결장치의 일 예로써 출력축(10), 회전암(20), 진퇴로드(30) 등을 제시한 것일 뿐 조작장치(100)와 전력개폐기를 연결하는 연결장치의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 조작장치(100)는 연결장치의 변경을 통해 다양한 형태의 전력개폐기를 동작시키는데 이용될 수 있다.Here, as an example of a connecting device that connects the
이처럼 전력개폐기의 동작을 위해 출력축(10)을 회전시키는 조작장치(100)는 도 2, 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 하우징(110), 입력축(120), 스파이럴스프링(130), 내권지지부재(140), 출력회전부재(150), 제1래치(161), 제2래치(162), 복수의 래치걸림부(163,164,165), 권취제어부재(170), 링부재(180), 커버부재(190), 구동부(200)를 포함할 수 있다.The
하우징(110)은 축방향의 한쪽 단이 개방된 원통형태로 마련될 수 있다. 하우징(110) 중심에는 입력축(120)이 회전 가능하게 설치되고, 하우징(110) 내부에는 안쪽으로부터 권취제어부재(170), 스파이럴스프링(130), 내권지지부재(140), 출력회전부재(150)가 순차 조립되는 방식으로 수용된다.The
입력축(120)은 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 하우징(110) 내부로부터 하우징(110)을 관통하여 외부로 연장되고, 하우징(110)의 외측에서 구동부(200)와 연결된다. 입력축(120)은 구동부(200)의 동작에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있다. 입력축(120)은 스플라인축으로 구성될 수 있고, 구동부(200)의 회전력을 하우징(110) 내부에 설치되는 권취제어부재(170)로 전달한다.2 and 3, the
스파이럴스프링(130)은 하우징(110) 내부의 입력축(120) 외측에 배치되고, 권취를 통하여 회전에너지를 축적할 수 있도록 양단 쪽에 절곡된 내측지지부(131)와 외측지지부(132)를 구비한다. 내측지지부(131)는 스파이럴스프링(130)의 내측 단부로부터 중심을 향하여 절곡된 후 소정길이 연장될 수 있다. 외측지지부(132)는 스파이럴스프링(130)의 외측 단부로부터 반경방향 외측을 향하여 절곡된 후 소정길이 연장될 수 있다. The
내권지지부재(140)는 회전중심이 입력축(120)과 일치하도록 설치된다. 내권지지부재(140)는 하우징(110) 내부의 입력축(120) 외면에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 내권지지부재(140)는 회전 가능하게 결합되는 회전결합부(141)와, 회전결합부(141)로부터 반경방향으로 연장된 연장부(142)를 구비한다. 내권지지부재(140)는 스파이럴스프링(130)의 내측지지부(131)가 걸려 지지될 수 있도록 회전결합부(141) 내면에 홈형태로 마련된 스프링지지부(143)를 포함한다.The inner
내권지지부재(140)는 회전결합부(141)에 스파이럴스프링(130)의 내측지지부(131)가 결려서 지지되므로 회전에 의해 내측으로부터 스파이럴스프링(130)을 권취시켜 회전에너지를 축적할 수 있고, 스파이럴스프링(130)에 축적된 회전에너지에 의해 회전할 수도 있다.The inner
출력회전부재(150)는 회전중심이 입력축(120)과 일치하도록 설치된다. 출력회전부재(150)는 중심이 입력축(120) 외면에 회전 가능하게 지지될 수도 있다. 따라서 출력회전부재(150)는 입력축(120) 및 내권지지부재(140)와 별도로 회전할 수 있다. The
출력회전부재(150)는 중심에 출력축(10, 도 1참조)이 분리와 접속 가능하게 연결되는 원통형 축연결부(151), 축연결부(151)로부터 반경방향으로 연장된 연장부(152), 연장부(152)의 단부로부터 스파이럴스프링(130)의 외측지지부(132) 쪽으로 절곡 연장된 걸림턱(153)을 구비한다. 출력회전부재(150)의 걸림턱(153)에는 도 5에 도시한 바와 같이, 회전방향 일측에 스파이럴스프링(130)의 외측지지부(132)가 걸려 지지되고 회전방향 타측에 내권지지부재(140)의 연장부(142)가 걸려 지지된다.The
제1래치(161)와 제2래치(162)는 출력회전부재(150)의 축연결부(151) 양측 어깨부분에 각각 회전 가능하게 설치된다. 제1래치(161)와 제2래치(162)는 각각의 일단이 출력회전부재(150)에 회전 가능하게 결합되고, 각각의 자유단이 회전결합부분에 설치된 제1토션스프링(161a)과 제2토션스프링(162a)의 탄성에 의해 평소 외측방향으로 펼쳐진 상태를 유지한다. The
복수의 래치걸림부(163,164,165)는 제1래치(161) 또는 제2래치(162)가 걸릴 수 있도록 출력회전부재(150)의 회전 방향으로 상호 이격된 위치에 고정된다. 복수의 래치걸림부(163,164,165)는 하우징(110)의 개방된 단부 쪽에 장착되는 링부재(180)에 각각 고정될 수 있다. 따라서 제1래치(161)와 제2래치(162)는 평소 복수의 래치걸림부(163,164,165)에 걸린 상태를 유지함으로써 출력회전부재(150)의 일방향 회전과 역방향 회전을 각각 제한할 수 있다. The plurality of latching
커버부재(190)는 원판형으로 마련되며 링부재(180)의 외측에서 하우징(110)의 개방부를 덮도록 설치된다. 하우징(110)의 개방단부에 마련된 플랜지부(111), 링부재(180), 커버부재(190)가 상호 겹쳐진 상태에서 복수의 고정나사 체결에 의해 상호 결합될 수 있다. 커버부재(190)는 중심부에 출력회전부재(150)의 축연결부(151)가 외부에 노출된 상태로 회전 가능하게 지지되는 축지지부(191)를 구비한다.The
커버부재(190)와 링부재(180)가 결합되면, 복수의 래치걸림부(163,164,165)는 링부재(180)와 커버부재(190) 사이에 고정된 상태로 설치되고, 제1래치(161)와 제2래치(162)는 링부재(180)와 커버부재(190) 사이 공간에 위치한다. 따라서 제1래치(161)와 제2래치(162)는 출력회전부재(150)의 회전에도 불구하고 이탈 없이 제 위치를 유지하면서 본연의 걸림 및 걸림해제 기능을 할 수 있다. When the
권취제어부재(170)는 금속판재의 절단 및 절곡성형에 의해 마련될 수 있다. 권취제어부재(170)는 하우징(110)의 가장 안쪽에 배치되고, 회전중심에 마련된 축지지부(171)가 입력축(120) 외면에 고정됨으로써 입력축(120)이 회전할 때 함께 회전한다. The winding
권취제어부재(170)는 회전중심으로부터 반경방향으로 이격된 단부로부터 스파이럴스프링(130)의 외측지지부(132) 쪽으로 절곡 연장된 권취제어턱(172)과, 회전중심을 기준으로 권취제어턱(172) 반대편에 마련되며 회전에 따라 제1래치(161) 또는 제2래치(162)의 걸림을 선택적으로 해제시킬 수 있는 걸림해제부(173)를 포함한다.The winding
권취제어턱(172)에는 도 5에 도시한 바와 같이, 회전방향 일측에 스파이럴스프링(130)의 외측지지부(132)가 걸려 지지되고, 회전방향 타측에 내권지지부재(140)의 연장부(142)가 걸려 지지된다. As shown in FIG. 5, the winding
걸림해제부(173)는 도 3에 도시한 바와 같이, 권취제어부재(170)가 일방향으로 회전할 때 제1래치(161)의 걸림을 해제하는 제1걸림해제부(173a)와, 권취제어부재(170)가 역방향으로 회전할 때 제2래치(162)의 걸림을 해제하는 제2걸림해제부(173b)를 포함할 수 있다. As illustrated in FIG. 3, the
권취제어부재(170)는 일방향(A, 투입을 위한 방향)으로 회전할 때 권취제어턱(172)이 스파이럴스프링(130)의 외측지지부(132)를 걸어서 회전시킬 수 있다. 이때 출력회전부재(150)는 제1래치(161)에 의해 회전이 제한되고, 내권지지부재(140) 역시 출력회전부재(150)의 걸림턱(153)에 걸려 회전이 제한되므로 스파이럴스프링(130)이 외측으로부터 권취되면서 회전에너지를 축적할 수 있다. 그리고 권취제어부재(170)가 설정구간 이상 회전하여 제1걸림해제부(173a)가 제1래치(161)를 밀어 제1래치(161)의 걸림을 해제함으로써 내권지지부재(140) 및 출력회전부재(150)가 스파이럴스프링(130)에 축적된 회전에너지에 의해 일방향(A)으로 순간 급속 회전하여 출력축(10)을 투입방향(A)으로 회전시킬 수 있다.When the winding
위 경우와 반대로 권취제어부재(170)는 역방향(B, 개방을 위한 방향)으로 회전할 때 권취제어턱(172)이 내권지지부재(170)의 연장부(142)를 걸어 역방향(B)으로 회전시킬 수 있다. 이때 출력회전부재(150)는 제2래치(162)에 의해 회전이 제한되고, 스파이럴스프링(130)의 외측지지부(132)는 출력회전부재(150)의 걸림턱(153)에 걸려 회전이 제한되며, 스파이럴스프링(130)의 내측지지부(131)는 내권지지부재(140)와 함께 역으로 회전한다. 따라서 이때는 스파이럴스프링(130)이 내측으로부터 역으로 권취되면서 회전에너지를 축적할 수 있다. 또 권취제어부재(170)가 설정구간 이상 역으로 회전하여 제2걸림해제부(173b)가 제2래치(162)를 밀어 제2래치(162)의 걸림을 해제함으로써 출력회전부재(150)가 스파이럴스프링(130)에 축적된 회전에너지에 의해 역방향(B)으로 순간 급속 회전하여 출력축(10)을 개방을 위한 회전방향(B)으로 회전시킬 수 있다.In contrast to the above case, when the winding
도 2와 도 5를 참조하면, 구동부(200)는 하우징(110) 내부의 권취제어부재(170)를 회전시킬 수 있도록 하우징(110)의 외측에서 입력축(120)을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨다. 이러한 구동부(200)는 회전캠(210), 나선이송축(220), 이동부재(230), 구동모터(240), 감속기어부(250), 구동부프레임(260)을 포함할 수 있다.2 and 5, the driving
구동부프레임(260)은 하우징(110)의 외측에 고정된 지지패널(261), 지지패널(261)의 하부 양측에 마련된 축지지부재(262)를 포함할 수 있다. The driving
회전캠(210)은 회전에 의해 입력축(120)을 회전시킬 수 있도록 회전중심부가 입력축(120)에 고정되고, 반경방향으로 돌출된 캠돌기부(211)를 구비한다. 회전캠(210)은 소정의 두께를 가진 강판으로 마련될 수 있고, 지지패널(261)의 표면과 근접한 상태에서 회전하도록 설치될 수 있다.The
나선이송축(220)은 캠돌기부(211)의 회전궤적과 근접하는 위치에 마련되며, 양단이 지지패널(261)에 고정된 축지지부재(262)에 의해 회전 가능하게 지지된다. The
이동부재(230)는 나선이송축(220) 외면에 설치되고, 한쪽에 캠돌기부(211)를 걸어서 회전시킬 수 있는 걸림부(231)를 구비한다. 걸림부(231)는 지지패널(261)에 나선이송축(220)의 길이방향으로 길게 형성된 가이드홈(265)에 지지될 수 있다. 따라서 이동부재(230)는 나선이송축(220)이 회전하면 회전이 제한된 상태에서 나선이송축(220)의 길이방향으로 이동하고, 이 과정에서 걸림부(231)가 회전캠(210)의 캠돌기부(211)를 걸어서 회전시킬 수 있다.The moving
구동모터(240)는 나선이송축(220) 하부에 설치된다. 구동모터(240)는 전력개폐기의 투입 또는 개방을 위한 제어신호에 따라 정회전 또는 역회전하도록 동작할 수 있다. 감속기어부(250)는 구동모터(240)의 축에 결합된 구동기어(251)와, 구동기어(251)와 치합된 상태로 나선이송축(220)의 일단에 결합된 피동기어(252)를 포함할 수 있다.The driving
구동부(200)는 구동모터(240)의 동작에 의해 나선이송축(220)이 일방향으로 회전하면 이동부재(230)가 횡방향으로 이동하면서 회전캠(210)을 일방향으로 회전시키고, 구동모터(240)의 동작에 의해 나선이송축(220)이 역방향으로 회전하면 다시 이동부재(230)가 반대방향으로 이동하면서 회전캠(210)을 역방향으로 회전시킬 수 있다. The driving
도 5를 기준으로 설명하면, 이동부재(230)의 걸림부(231)는 초기상태에서 회전캠(210)의 캠돌기부(211) 오른 쪽에 위치한 상태에서 왼쪽으로 이동하면서 캠돌기부(211)를 걸어서 회전시키고, 나선이송축(220)의 좌측단에 근접하면서 캠돌기부(211)를 넘어 캠돌기부(211)의 왼쪽에 위치할 수 있다. 따라서 이동부재(230)가 역으로 이동할 때는 이동부재(230)가 다시 캠돌기부(211)를 걸어 역방향으로 회전시킬 수 있다.Referring to FIG. 5, the engaging
도 5와 도 6을 참조하면, 나선이송축(220) 양단 쪽에는 고속으로 이동하는 이동부재(230)를 지지하는 완충부재들(271,272)과, 이동부재(230)가 나선이송축(220)의 양단 쪽으로 이동하였는지 여부를 감지하는 리미트스위치들(281,282)이 각각 설치될 수 있다. 5 and 6, both ends of the
조작장치(100)는 이러한 구동부(200)의 동작에 의해 회전캠(210)이 회전하면서 입력축(120)을 일방향(A, 투입방향) 또는 역방향(B, 개방방향)으로 회전시키면, 앞서 설명한 바와 같이 하우징(110) 내부의 권취제어부재(170)가 입력축(120)과 함께 회전하면서 스파이럴스프링(130)을 회전시켜 회전에너지를 축적할 수 있고, 축적된 회전에너지에 의해 출력회전부재(150)가 투입방향(A) 또는 개방방향(B)으로 순간 급속 회전하는 동작을 구현할 수 있다. 이러한 동작은 회전캠(210)이 설정된 범위로 회전하는 동안 이루어질 수 있다.The
다음은 도 6 내지 도 10를 참조하면서 조작장치(100)의 전체적인 동작에 대하여 설명한다.Next, the overall operation of the
도 6 내지 도 8은 전력개폐기의 투입을 위한 조작장치(100)의 동작을 단계적으로 나타낸다. 초기상태에서 출력축(10)과 연결된 출력회전부재(150)는 도 6에 도시한 바와 같이, 제1래치(161)가 래치걸림부(163)에 걸린상태를 유지하므로 투입방향(A) 회전이 제한되고, 내권지지부재(140)의 연장부(142)도 출력회전부재(150)의 걸림턱(153)에 걸린 상태이므로 역시 투입방향(A) 회전이 제한된다. 내권지지부재(140)의 회전이 제한되면 스파이럴스프링(130)의 내측지지부(131)가 고정된 상태를 유지한다.6 to 8 show the operation of the
이 상태에서 구동부(200)의 동작에 의해 권취제어부재(170)가 투입방향(A)으로 회전하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 권취제어턱(172)이 스파이럴스프링(130)의 외측지지부(132)를 걸어서 회전시킨다. 이때 출력회전부재(150)는 제1래치(161)에 의해 회전이 제한되고, 내권지지부재(140) 역시 회전이 제한되므로 스파이럴스프링(130)이 외측으로부터 권취되면서 회전에너지를 축적한다. In this state, when the winding
도 7의 상태에서 권취제어부재(170)가 설정구간 이상 투입방향(A)으로 더 회전하여 제1걸림해제부(173a)가 제1래치(161)를 밀어 제1래치(161)의 걸림을 해제하는 순간, 도 8에 도시한 바와 같이 내권지지부재(140) 및 출력회전부재(150)가 스파이럴스프링(130)에 축적된 회전에너지에 의해 투입방향(A)으로 급속 회전하여 출력축(10)을 투입방향(A)으로 회전시킨다. 따라서 전력개폐기는 진퇴로드(30)의 급속 전진에 의해 가동자가 고정자에 빠르게 밀착되면서 전력이 연결될 수 있다.In the state of FIG. 7, the winding
전력개폐기의 투입상태에서는 도 8에 도시한 바와 같이, 제2래치(162)가 래치걸림부(165)에 걸려 출력회전부재(150)의 역방향 회전이 제한되고, 스파이럴스프링(130)의 탄성이 출력회전부재(150)와 출력축(10)을 통해 전력개폐기로 전달되어 가동자를 가압하므로 가동자가 고정자에 강하게 접촉되어 전력의 안정된 연결을 유지할 수 있다.8, in the input state of the power switch, the
도 8의 상태에서 조작장치(100)가 전력개폐기를 개방할 때는 도 9에 도시한 바와 같이, 구동부(200)의 동작에 의해 권취제어부재(170)가 개방방향(B)으로 회전하면서 권취제어턱(172)이 내권지지부재(140)의 연장부(142)를 걸어 개방방향(B)으로 회전시킨다. 이때 출력회전부재(150)는 제2래치(162)가 래치걸림부(165)에 걸려 회전이 제한되고, 스파이럴스프링(130)의 외측지지부(132)는 출력회전부재(150)의 걸림턱(153)에 걸려 회전이 제한된 상태이므로, 투입동작과 반대로 스파이럴스프링(130)의 내측지지부(131)가 내권지지부재(140)와 함께 개방방향(B)으로 회전하여 내측으로부터 권취되면서 회전에너지를 축적한다.When the
도 9의 상태에서 권취제어부재(170)가 설정구간 이상 개방방향(B)으로 더 회전하여 제2걸림해제부(173b)가 제2래치(162)를 밀어 제2래치(162)의 걸림을 해제하는 순간, 도 10에 도시한 바와 같이 출력회전부재(150)가 스파이럴스프링(130)에 축적된 회전에너지에 의해 개방방향(B)으로 급속 회전하여 출력축(10)을 개방방향(B)으로 회전시킨다. 따라서 전력개폐기는 진퇴로드(30)의 급속 후퇴에 의해 가동자가 고정자로부터 빠르게 이격되면서 전력이 차단될 수 있다. In the state of FIG. 9, the winding
개방동작의 완료 후 조작장치(100)는 다시 도 6의 예처럼 초기상태로 돌아온다. 따라서 조작장치(100)는 필요에 따라 전술한 바와 같은 순간 투입동작과 순간 개방동작을 반복할 수 있다. After completion of the opening operation, the
본 발명의 실시 예에 따른 조작장치(100)는 순간 투입동작과 순간 개방동작을 위해 회전에너지를 축적하는 수단이 하나의 스파이럴스프링(130)으로 구성되기 때문에 조작장치(100)를 종래보다 컴팩트화하면서도 안정적인 투입동작과 개방동작을 구현할 수 있다. The
스파이럴스프링(130)은 권취제어부재(170)의 회전에 의해 내측 또는 외측으로부터 권취되면서 회전에너지를 축적하기 때문에 회전에너지 축적을 위해 동작하더라도 초기 상태에 비해 부피가 증가하지 않는다. 아울러 권취제어부재(170), 내권지지부재(140), 출력회전부재(150) 역시 거동이 회전으로 제한된다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 조작장치(100)는 다수의 부품들을 컴팩트한 원통형 하우징(110)에 수용시킬 수 있어 종래보다 부피를 현저하게 줄이면서도 안정적으로 동작할 수 있다.Since the
100: 조작장치, 110: 하우징,
120: 입력축, 130: 스파이럴스프링,
140: 내권지지부재, 150: 출력회전부재,
161: 제1래치, 162: 제2래치,
163,164,165: 래치걸림부, 170: 권취제어부재,
180: 링부재, 190: 커버부재,
200: 구동부, 210: 회전캠,
220: 나선이송축, 230: 이동부재,
240: 구동모터, 250: 감속기어부,
260: 구동프레임.100: operating device, 110: housing,
120: input shaft, 130: spiral spring,
140: inner winding support member, 150: output rotating member,
161: first latch, 162: second latch,
163,164,165: latch latch, 170: winding control member,
180: ring member, 190: cover member,
200: drive unit, 210: rotating cam,
220: spiral feed shaft, 230: moving member,
240: drive motor, 250: reduction gear unit,
260: drive frame.
Claims (6)
상기 입력축 외측에 설치되며 내측지지부와 외측지지부를 갖춘 스파이럴스프링;
회전중심이 상기 입력축과 일치하도록 설치되고 상기 스파이럴스프링의 내측지지부를 걸어서 지지하는 스프링지지부가 마련된 회전지지부 및 반경방향으로 연장되는 연장부를 갖춘 내권지지부재;
회전중심이 상기 입력축과 일치하도록 설치되고, 중심에 출력축과 연결되는 축연결부를 구비하고, 반경방향으로 연장된 연장부의 단부에 마련되며 회전방향 일측에 상기 스파이럴스프링의 외측지지부가 걸려 지지되고 회전방향 타측에 상기 내권지지부재의 연장부가 걸려 지지되는 걸림턱을 갖춘 출력회전부재;
상기 출력회전부재의 정방향 회전과 역방향 회전을 각각 제한할 수 있도록 상기 출력회전부재의 양측에 각각 설치된 제1래치와 제2래치;
상기 제1래치 또는 상기 제2래치가 걸릴 수 있도록 상기 출력회전부재의 회전방향으로 상호 이격된 위치에 고정된 복수의 래치걸림부;
상기 입력축과 함께 회전하도록 상기 입력축에 고정되고, 반경방향으로 이격된 단부에 마련되며 회전방향 일측에 상기 스파이럴스프링의 외측지지부가 걸려 지지되고 회전방향 타측에 상기 내권지지부재의 연장부가 걸려 지지되는 권취제어턱을 갖춘 권취제어부재;
상기 권취제어부재의 상기 권취제어턱 반대편에 마련되며 회전에 따라 상기 제1래치 또는 상기 제2래치의 걸림을 선택적으로 해제시키는 걸림해제부; 및
상기 입력축을 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동부;를 포함하는 전력개폐기용 조작장치.Input shaft;
A spiral spring installed outside the input shaft and having an inner support portion and an outer support portion;
An inner winding support member having a rotational center and an extension extending in a radial direction provided with a spring support for installing the center of rotation to coincide with the input shaft and supporting the inner support of the spiral spring;
The rotation center is installed to coincide with the input shaft, and has an axis connection portion connected to the output shaft at the center, provided at an end portion of the extension portion extending in a radial direction, and supported by an outer support portion of the spiral spring on one side of the rotation direction and rotated. An output rotating member having a locking jaw supported by an extension of the inner winding support member on the other side;
First and second latches respectively installed on both sides of the output rotation member so as to limit the forward rotation and the reverse rotation of the output rotation member, respectively;
A plurality of latching portions fixed at positions spaced apart from each other in the rotational direction of the output rotating member so that the first latch or the second latch can be caught;
It is fixed to the input shaft so as to rotate together with the input shaft, and is provided at an end spaced in the radial direction. A winding control member having a control jaw;
It is provided on the other side of the take-up control jaw of the take-up control member and the release unit for selectively releasing the catch of the first or second latch in accordance with rotation; And
A driving device for rotating the input shaft in the forward or reverse direction;
중심부에 상기 입력축이 회전 가능하게 지지되고, 내부에 상기 권취제어부재, 상기 스파이럴스프링, 상기 내권지지부재, 상기 출력회전부재를 수용하며, 축방향의 한쪽 단이 개방된 원통형 하우징;
상기 하우징의 개방된 단부 쪽에 설치되며 상기 복수의 래치걸림부를 지지하는 링부재; 및
상기 링부재의 외측에서 상기 하우징의 개방부를 덮으며 그 중심부에 상기 출력회전부재의 축연결부가 회전 가능하게 지지되는 커버부재;를 더 포함하는 전력개폐기용 조작장치. According to claim 1,
A cylindrical housing in which the input shaft is rotatably supported in a central portion and accommodates the winding control member, the spiral spring, the inner winding support member, and the output rotating member therein, and one end in the axial direction is opened;
A ring member installed at an open end side of the housing and supporting the plurality of latching parts; And
And a cover member that covers the opening of the housing from the outside of the ring member and that the shaft connecting portion of the output rotating member is rotatably supported at the center thereof.
상기 복수의 래치걸림부는 상기 링부재와 상기 커버부재 사이에 설치되고,
상기 제1래치와 상기 제2래치는 일단이 상기 출력회전부재에 회전 가능하게 지지된 상태로 상기 링부재와 커버부재 사이에 위치하고, 각각의 자유단이 토션스프링의 탄성에 의해 외측방향으로 펼쳐지는 전력개폐기용 조작장치. According to claim 2,
The plurality of latching portion is installed between the ring member and the cover member,
The first latch and the second latch are located between the ring member and the cover member in a state where one end is rotatably supported by the output rotating member, and each free end is extended outward by elasticity of the torsion spring. Operation device for power switch.
상기 걸림해제부는,
상기 권취제어부재가 일방향으로 회전할 때 상기 제1래치의 걸림을 해제하는 제1걸림해제부; 및
상기 권취제어부재가 역방향으로 회전할 때 상기 제2래치의 걸림을 해제하는 제2걸림해제부를 포함하는 전력개폐기용 조작장치.According to claim 1,
The jam release unit,
A first jam release unit for releasing the jamming of the first latch when the winding control member rotates in one direction; And
And a second jam release unit for releasing the jamming of the second latch when the winding control member rotates in the reverse direction.
상기 구동부는,
상기 입력축에 고정되고 회전에 의해 상기 입력축을 회전시키며 반경방향으로 돌출된 캠돌기부를 갖춘 회전캠;
상기 캠돌기부의 회전궤적과 근접하는 위치에 마련된 나선이송축;
상기 나선이송축에 결합되고 상기 나선이송축의 회전에 의해 이동하면서 상기 캠돌기부를 걸어 회전시키는 방식으로 상기 회전캠을 일방향 또는 역방향으로 설정구간 회전시키는 이동부재; 및
상기 나선이송축을 일방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동모터;를 포함하는 전력개폐기용 조작장치.According to claim 1,
The driving unit,
A rotating cam fixed to the input shaft, rotating the input shaft by rotation, and having a cam protrusion protruding in a radial direction;
A spiral feed shaft provided at a position close to the rotational trajectory of the cam protrusion;
A moving member coupled to the helical feed shaft and rotating the rotating cam in a set section in one direction or in a reverse direction by rotating the cam protrusion while rotating by rotation of the helical feed shaft; And
The driving device for a power switch comprising a; driving motor for rotating the spiral feed shaft in one direction or in the reverse direction.
상기 권취제어부재가 일방향으로 회전하면 상기 내권지지부재 및 상기 출력회전부재의 회전이 제한된 상태에서 상기 권취제어턱이 상기 스파이럴스프링의 외측지지부를 회전시켜 회전에너지를 축적한 후 상기 걸림해제부가 상기 제1래치의 걸림을 해제함으로써 상기 내권지지부재 및 상기 출력회전부재가 축적된 회전에너지에 의해 일방향으로 급속 회전하고,
상기 권취제어부재가 역방향으로 회전하면 상기 출력회전부재의 회전이 제한된 상태에서 상기 권취제어턱이 상기 내권지지부재를 역방향으로 회전시킴으로써 상기 스파이럴스프링의 내측지지부를 역으로 회전시켜 회전에너지를 축적한 후 상기 걸림해제부가 상기 제2래치의 걸림을 해제함으로써 상기 출력회전부재가 축적된 회전에너지에 의해 역방향으로 급속 회전하는 전력개폐기용 조작장치.
According to claim 1,
When the winding control member rotates in one direction, the winding control jaw rotates the outer support of the spiral spring in a state where rotation of the inner winding support member and the output rotating member is restricted, and then accumulates rotational energy, and then the release part is removed. By releasing the latch of one latch, the inner winding support member and the output rotating member rapidly rotate in one direction by the accumulated rotational energy,
When the winding control member rotates in the reverse direction, after the winding control jaw rotates the inner winding support member in the reverse direction while the rotation of the output rotation member is restricted, the inner support part of the spiral spring is rotated in reverse to accumulate rotational energy. An operation device for a power switch that rapidly rotates in the reverse direction by the rotational energy in which the output rotating member is accumulated by releasing the locking of the second latch.
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Citations (3)
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KR200342733Y1 (en) * | 2003-11-12 | 2004-02-18 | 현대중공업 주식회사 | Opening and closing drive mechanism of vacuum circuit breaker for gas insulated switchgear |
KR101247736B1 (en) | 2012-05-08 | 2013-03-26 | 신성산전주식회사 | Switch actuator for vacuum interrupter |
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Legal Events
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