KR100968918B1

KR100968918B1 - 개폐기용 조작기

Info

Publication number: KR100968918B1
Application number: KR1020067001471A
Authority: KR
Inventors: 다츠지 시로즈; 토미오 마츠오; 야스요시 야마다; 이사오 미야자키
Original assignee: 티케이디 가부시키가이샤
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2010-07-14
Also published as: KR20060122807A; JP4262012B2; CN1802721A; TW200504777A; EP1662532A4; CN100380551C; TWI256658B; EP1662532B1; WO2005013304A1; DE60326399D1; EP1662532A1; JP2005050613A

Abstract

본 발명은 전동 조작에서의 정지 위치 정밀도를 향상시킴과 동시에, 수동 조작에서의 정지 위치 정밀도(핸들 빼내기 허가 범위)를 향상시키고, 전동 조작에서의 정지 위치 정밀도 및 수동 조작에서의 정지 위치 정밀도(핸들 빼내기 허가 범위)를 향상시킨 개폐기용 조작기로서, 원통 표면에 롤러(13)와 걸어맞춤되는 홈(10)을 형성한 홈 캠축(5)의 회전이 롤러(13)를 구동하여 출력축(11)을 회전시키며, 정지 위치 근방에서는 홈 캠축(5)의 회전에 대한 축방향 변위를 없게 하여 홈 캠축(5)이 회전해도 출력축(11)이 회전하지 않도록 했다.

Description

개폐기용 조작기{Operating unit for switchgear}

본 발명은 개폐기용 조작기에 관한 것으로, 특히 단로기(斷路器)와 접지장치의 기능을 함께 가지며, “온(ON)”, “오프(OFF)”, “접지”의 세 가지의 위치 상태의 전환을 하나의 조작기로 행하는 개폐기용 조작기에 관한 것이다.

접지 장치가 부착된 단로기와 같이, 단로기와 접지 장치의 기능을 겸비하도록 구성하고, “온”, “오프”, “접지”의 세 가지의 위치 상태의 전환을 하나의 조작 장치로 행하는 삼위치 개폐기의 조작 기구로서는, 예컨대 특허 문헌 1(일본 특허공개 2003-22735호 공보)에 기재되어 있는 것이 있다.

상기 특허 문헌 1에 기재된 조작기는 모터 또는 수동 핸들로 출력축을 회전시켜 개폐기의 “온”, “오프”, “접지”를 전환하는 개폐기용 조작기에 있어서, 출력축에 마련된 캠판과, 캠판의 주연(周緣)에 개폐기의 “온”, “오프”, “접지”의 각 위치에 대응하는 부분에 형성된 오목부 및 캠판의 표면에 형성된, 모터를 정지시키는 스위치에 접촉하는 핀과, 캠판의 주연으로 바이어스되어 구름운동(轉動)하는 캠구름운동용 롤러 및 록킹용 롤러를 구비한, 캠판의 회전에 의해 상하 운동하는 캠종동 레버와, 캠구름운동용 롤러가 캠판의 “온”, “오프” 또는 “접지”의 위치에 있어서 록킹용 롤러가 그 오목부에 걸려서 출력축의 회전을 잠그는 유 지 래치와, 캠판의 오목부와 캠구름운동용 롤러의 걸어맞춤을 검출하는 마이크로 스위치와, 록킹 레버의 수평 운동에 의해 회동하며, 유지 래치의 오목부로부터 록킹용 롤러를 이탈시켜 록킹을 해제하는 록킹 해제 부재 및 마그넷으로 구동하는 록킹 해제용 로드를 구비하고 있다.

상기 특허 문헌 1에 기재된 개폐기용 조작기에는 다음 문제점이 있다.

(1) 전동 조작 시의 정지 위치가 분산됨: 정지 목표 위치의 바로 앞에서 리미트 스위치를 동작시켜 전동기에 전기 제동을 걸고 있지만, 제동 특성이 부하 및 조작 전압에 의존하기 때문에 정지 위치의 분산이 크다.

(2) 수동 조작시의 정지 위치 범위가 넓음: 소정의 위치 이외에서는 조작 핸들이 빠지지 않는 구조로 되어 있지만 그 범위가 넓다.

(3) 제어계가 복잡함: 정지 위치 검출용 리미트 스위치가 네 개 있어서 많은 보조 계전기(繼電器)를 필요로 한다.

본 발명은 전동 조작에서의 정지 위치 정밀도를 향상시킴과 동시에, 수동 조작에서의 정지 위치 정밀도(핸들 빼내기 허가 범위)를 향상시키고, 보조 계전기를 적게 하여 제어계를 간소하게 한 개폐기용 조작기를 제공하는 것이다.

(1) 본 발명은 홈 캠축의 회전에 의해 홈이 롤러를 구동하여 출력축을 회전시키는 구조로 하였다.

(2) 정지 위치 근방에서는 홈 캠축의 회전에 대한 홈의 축방향 변위를 없게 하여 전동기가 회전해도 출력축이 회전하지 않도록 했다.

(3) 개폐기 본체 쪽의 부하 토크에 대략 반비례하여 홈 캠축의 회전에 대한 홈의 축방향 변위율을 설정하고, 전동기가 부하하는 토크가 일정해지도록 하였다.

(4) 캠판의 오목부에 충돌 롤러를 충돌시켜 정지시킨다. 충돌에 의한 충격을 작게 하기 위해 감속기의 상류 쪽(저토크 쪽)에서 충돌시킨다.

(5) 충돌 롤러의 낙하를 리미트 스위치로 검출하여 전동기를 정지시킨다.

(6) 충돌 롤러가 낙하하지 않은 상태에서는 핸들의 착탈을 제한한다.

도 1은 본 발명 일 실시예를 도시한 조작 기구의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 의한 홈 캠축의 홈 궤적의 일례이다.

도 3은 도 2의 홈 궤적의 그래프 표시이다.

도 4는 도 2의 홈 궤적을 사용한 경우의 토크 변환율을 나타내는 그래프이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 도시하는 조작 기구의 사시도이다. 도 1에 있어서, 전동기(1)의 회전력을 전동기 축(2)의 평기어(3)와 이와 맞물리는 평기어(4)에 의해 전달하여 홈 캠축(5)을 회전시킨다.

그리고 전동기(1) 대신에 수동 핸들(6)을 전동기 축(2)에 연결하여 평기어(4)를 회전시켜 홈 캠축(5)을 회전시킬 수도 있다. 수동 핸들(6)에는 홈(7)이 형성되고, 홈(7)에는 핸들 착탈 제한판(8)이 출입 가능하게 되어 있다. 핸들 착탈 제한판(8)은 스프링(9)에 의해 홈(7)으로부터 이격되도록 바이어스되고, 홈(7)에 핸들 착탈 제한판(8)이 들어감으로써 수동 핸들(6)이 빠지지 않게 된다.

홈 캠축(5)의 외주면에는 축방향으로 연속적으로 홈(10)이 형성되어 있다. 홈(10)에는 개폐기의 출력축(11)의 레버(12)에 설치된 롤러(13)가 배치되고, 홈 캠축(5)의 회전에 의해 롤러(13)가 홈(10)에 안내되어 레버(12)가 좌우로 회동한다.

또한, 홈 캠축(5)의 단부에는 캠판(14)이 마련되고, 캠판(14)에 형성된 오목부(15)에 캠종동 레버(16)의 충돌 롤러(17)가 출입한다. 캠종동 레버(16)는 리셋 스프링(18)에 의해 충돌 롤러(17)가 오목부(15)에 들어가도록 바이어스되며, 릴리즈 코일(19)에 의해 캠종동 레버(16)가 눌리면, 충돌 롤러(17)가 오목부(15)로부터 이탈되어 홈 캠축(5)의 회전이 가능하게 된다. 캠종동 레버(16)가 눌리면, 리미트 스위치(20)가 이 상태를 검지하여 전동기 회로를 "온"으로 한다.

캠종동 레버(16)가 눌리면, 수동 핸들 조작의 경우는 핸들 착탈 제한판(8)이 수동 핸들(6)의 홈(7)에 들어가 수동 핸들(6)이 빠지지 않게 된다.

다음으로, 본 발명의 개폐기용 조작기의 동작에 대해 설명한다.

(1) 전동 조작

도 1은 중간 위치(온-오프-접지의 경우는 오프 위치)의 상태를 나타낸다. 이 상태에서는 충돌 롤러(17)가 캠판의 오목부(15)에 떨어져 홈 캠축(5)의 회전이 록킹되어 있다.

"온" 조작 지령을 받으면, 도시되어 있지 않은 제어 장치에 의해 릴리즈 코일(19)이 여자(勵磁)되고, 릴리즈 코일(19)에 눌려 캠종동 레버(16)가 리셋 스프링(18)에 대항하여 시계 방향으로 회전하여, 충돌 롤러(17)가 캠판(14)의 오목부(15) 로부터 빠져나가 홈 캠축(5)의 회전이 가능하게 된다. 리미트 스위치(20)가 이 상태를 검지하여 전동기 회로를 온으로 한다.

전동기(1)의 회전은 평기어(3), 평기어(4)에 의해 홈 캠축(5)에 전달되며, 홈 캠축(5)이 반시계 방향으로 회전한다. 홈 캠축(5)의 홈(10)과 걸어맞춤되어 있는 롤러(13)는 왼쪽 방향으로 구동되고, 출력축(11)은 레버(12)에 의해 반시계 방향(온 방향)에 회전한다. 홈 캠(5)이 어느 정도 회전하면, 충돌 롤러(17)는 캠판(14)의 원호면 가장자리에 타고올라 홈 캠축(5)의 회전 가능한 상태가 계속된다. 리미트 스위치(20)가 이 상태를 검지하여 릴리즈 코일(19)의 여자상태를 해제한다.

회전이 진행되어 홈 캠축(5)이 대략 한 바퀴 돌면, 충돌 롤러(17)가 캠판(14)의 오목부(15)에 낙하하고 캠종동 레버(16)가 반시계 방향으로 회전한다. 리미트 스위치(20)가 이 상태를 검지하여 전동기 회로를 오프시킨다. 전동기(1)는 잠시 동안 관성에 의해 회전을 계속하지만, 충돌 롤러(17)가 캠판의 오목부(15) 벽면에 충돌하여 완전히 정지한다.

도 2는 본 발명에 의한 홈 캠축(5)의 홈 궤적의 일례이며, 도 3은 이의 그래프 표시이며, 도 4는 그 토크 변환율을 나타내는 그래프이다. 세 군데의 정지 위치 근방에서는 축방향 변위가 일정하므로, 충돌 롤러(17)가 캠판(14)의 오목부(15) 내 어디서 정지하더라도 출력축(11)의 정지 위치는 변화하지 않는다.

도 2에 있어서 홈(10)의 각도에 대한 축방향 변위의 변화율은 온, 접지 쪽에서 적고, 오프 쪽에서 크게 설정했기 때문에, 토크 변환율(출력축 토크/전동기축 토크)은 도 4와 같이, 개폐기 본체 쪽의 부하 토크에 가까운 특성이 되어 전동기 (1)의 부하 토크를 거의 일정하게 할 수 있다.

(2) 수동 조작

도 1의 상태에서는 충돌 롤러(17)가 캠판(14)의 오목부(15)에 떨어져 홈 캠축(5)의 회전이 록킹되며, 또한 핸들 착탈 제한판(8)이 리셋되어 핸들의 착탈이 가능한 상태이다.

수동 핸들(6)을 전동기 축(2)에 장착한다. 도시되어 있지 않은 스위치를 누르면, 릴리즈 코일(19)이 여자되어 캠종동 레버(16)가 시계 방향으로 회전하고, 충돌 롤러(17)가 캠판의 오목부(15)로부터 빠져나가 홈 캠축(5)의 회전이 가능하게 된다.

수동 핸들(6)을 시계 방향으로 회전시키면, 홈 캠축(5)이 반시계 방향으로 회전한다. 홈 캠축(5)의 홈(10)과 걸어맞춤되어 있는 롤러(13)는 왼쪽 방향으로 구동되고, 레버(12)에 의해 출력축(11)은 반시계 방향(온 방향)으로 회전한다. 홈 캠축(5)이 어느 정도 회전하면, 충돌 롤러(17)는 캠판(14)의 원호면 가장자리에 타고올라 홈 캠축(5)의 회전이 가능한 상태가 계속된다. 리미트 스위치(20)가 이 상태를 검지하여 릴리즈 코일(19)의 여자상태를 해제한다. 이 상태(중도 위치)에서는 핸들 착탈 제한판(8)이 수동 핸들(6)의 홈(7)에 걸어맞춤되어 수동 핸들(6)이 빠지지 않는다.

회전이 진행되어 홈 캠축(5)이 대략 한 바퀴 돌면, 충돌 롤러(17)가 캠판(14)의 오목부(15)에 낙하하며, 캠종동 레버(16)가 반시계 방향으로 회전한다. 더 회전시키면, 충돌 롤러(17)가 캠판(14)의 오목부(15) 벽면에 충돌하여 완전히 정지 한다. 핸들 착탈 제한판(8)이 스프링(9)에 의해 리셋되어 수동 핸들(6)의 착탈이 가능한 상태가 된다.

본 발명의 개폐기용 조작기는 다음 효과를 가진다.

(1) 정지 위치 근방에서는 홈 캠축의 회전에 대한 홈의 축방향 변위가 없기 때문에, 전동기가 회전해도 출력축은 회전하지 않아 전동 조작에서의 정지 위치 정밀도가 향상한다.

(2) 충돌 롤러가 캠판의 오목부에 들어간 상태(이 범위에서는 핸들의 회전에 의해 출력축이 회전하지 않음)에서만 수동 핸들의 빼내기가 가능하므로, 수동 조작으로의 정지 위치 정밀도(핸들 빼내기 허가 범위)가 향상한다.

(3) 홈 캠축은 충돌 롤러가 캠판의 오목부에 충돌하여 정지하기 때문에, 전동기의 발전 제동이 불필요하게 된다.

(4) 홈의 각도에 대한 축방향 변위의 변화율을 온, 접지 쪽에서 적고, 오프 쪽에서 크게 설정했으므로, 토크 변환율(출력축 토크/전동기축 토크)은 개폐기 본체 쪽의 부하 토크에 가까운 특성이 되고, 전동기의 부하 토크를 거의 일정하게 할 수 있어서 전동기의 부담 토크가 경감된다.

(5) 정지용 리미트 스위치가 한 개이기 때문에, 제어계가 간소화된다.

Claims

개폐기 본체의 가동부에 구동력을 전달하는 출력축과, 출력축과 일체로 구성된 레버와, 레버의 선단에 회전 가능하게 설치된 롤러와, 원통 표면에 롤러와 걸어맞춤되는 홈을 형성한 홈 캠축에 의해 구성되고, 홈 캠축의 회전이 롤러를 구동하여 출력축을 회전시키는 개폐기용 조작기에 있어서,

상기 홈 캠축은, 개폐기의 정지 위치 근방에서 축의 회전에 대한 홈의 축방향 변위를 작게 한 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 개폐기용 조작기.
삭제
제1항에 있어서,

상기 홈 캠축의 홈 형상은 개폐기 본체 쪽의 부하 토크에 반비례하여 축의 회전에 대한 홈의 축방향 변위율을 설정한 것을 특징으로 하는 개폐기용 조작기.
제1항에 있어서,

상기 홈 캠축과 일체로 설치되어 원판의 일부에 오목부가 설치된 캠판과, 캠판의 주연에 탄성 바이어스되어 구름운동하는 충돌 롤러가 설치되고, 상기 홈 캠축이 한 바퀴 회전할 때마다 충돌 롤러가 상기 캠판의 오목부에 낙하 충돌하여 홈 캠 축의 회전이 정지하는 것을 특징으로 하는 개폐기용 조작기.
제1항에 있어서,

상기 홈 캠축과 일체로 설치되어 원판의 일부에 오목부가 설치된 캠판과, 캠판의 주연에 탄성 바이어스되어 구름운동하는 충돌 롤러가 설치되고,

상기 홈 캠축의 구동을 전동기에 의해 행하고, 상기 캠판의 오목부로의 상기 충돌 롤러의 낙하를 리미트 스위치로 검출하여 전동기를 정지시키는 것을 특징으로 하는 개폐기용 조작기.
제1항에 있어서,

상기 홈 캠축과 일체로 설치되어 원판의 일부에 오목부가 설치된 캠판과, 캠판의 주연에 탄성 바이어스되어 구름운동하는 충돌 롤러가 설치되고,

상기 홈 캠축의 구동을 수동 핸들로 행하고, 상기 캠판의 오목부로 상기 충돌 롤러가 낙하하지 않은 상태에서는 핸들의 착탈을 제한하는 것을 특징으로 하는 개폐기용 조작기.