KR100968919B1

KR100968919B1 - 개폐기용 스프링 조작기

Info

Publication number: KR100968919B1
Application number: KR1020057003956A
Authority: KR
Inventors: 다츠지 시로즈; 도미오 마츠오; 야스요시 야마다
Original assignee: 티케이디 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2010-07-14
Also published as: CN1311490C; JP4249964B2; CN1682330A; WO2004027805A1; KR20050057265A; JP2004111121A; TW200405377A; TWI272629B

Abstract

본 발명은 회전 가능한 토글 레버(5)에 토글 스프링(8)이 연결되고, 토글 레버(5)가 회전하여 토글 레버(5)와 토글 스프링(8)이 사점을 형성하며, 토글 레버(5)가 더 회전하여 상기 사점을 넘은 직후에 토글 레버(5)가 빠른 동작하고, 토글 레버(5)에 의해 구동된 출력축(11)의 회전에 의해 개폐기(14)의 온/오프 조작을 하는 개폐기용 스프링 조작기에 있어서, 토글 레버(5)와 토글 스프링(8)을 회전 방향에 따라 다른 출력축 토크 특성이 얻어지도록 중계 레버(7)와 링크(6)에 의해 연결한 개폐기용 스프링 조작기.

Description

개폐기용 스프링 조작기{Spring operator for switch}

본 발명은 스프링힘을 축적하여 그 에너지로 단로기(斷路器, disconnecting switch) 등의 개폐기 가동부를 구동하는 개폐기용 스프링 조작기에 관한 것이다.

단로기 등의 개폐기의 온/오프(on/off) 조작을 행하기 위하여 스프링 조작기가 사용되고 있다.

도 4는 종래의 개폐기용 스프링 조작기의 사시도이다. 개폐기용 스프링 조작기는 출력축에 부착한 연결 레버에 연결된 조작 로드를 매개로 단로기의 온/오프 조작을 하는 것이다.

도 4에 있어서, 기어드 모터(1)의 회전력을 기어드 모터(1)의 출력축에 직결된 워엄 축(2)과 쌍을 이루는 워엄 휠(4)로 감속하여, 워엄 휠(4)에 걸어맞춤 단부(4a, 5a)에 의해 걸어맞춤된 토글 레버(5)를 회전시킨다. 기어드 모터(1)를 대신하여 수동 조작 핸들(2c)을 베벨 기어(2b)의 조작축(2d)에 연결하여 회전시킬 수도 있다.

토글 레버(5)의 회전에 의해, 일단이 고정되고 타단이 토글 레버(5)에 연결되어 있는 토글 스프링(8)을 압축한다. 토글 레버(5)와 토글 스프링(8)이 일직선으로 되어 사점(死点)을 형성했을 때 토글 스프링(8)은 최대로 압축되고, 토글 레버 (5)가 더 회전하여 토글 스프링(8)의 사점을 넘은 직후에 스프링힘이 방출되어, 토글 레버(5)는 빠른 동작한다. 이 때 토글 레버(5)는 워엄 휠(4)과의 걸어맞춤이 해제되고, 토글 스프링(8)의 방출힘에 의해 토글 레버(5)를 구동하며, 또한 토글 레버(5)의 걸어맞춤 단부(5b)와 레버(9)의 걸어맞춤 단부(9a)의 걸어맞춤에 의해 구동된 레버(9)는, 레버(9)에 마련된 롤러(10)와 걸어맞춤되는 포크 모양의 가위형 레버(12)를 매개로 하여 출력축(11)을 구동하고, 출력축(11)의 연결 레버(13)에 연결된 조작 로드(15)를 매개로 하여 단로기(14)의 온/오프 조작을 한다.

도 5는 종래의 스프링 조작기의 부하 토크와 조작기의 출력 토크 특성을 나타내는 도면이다. 종래의 스프링 조작기는 출력축이 동작하기 시작하는 사점에서는 토글 스프링의 하중은 크지만, 토글 레버의 모멘트 아암(moment arm)이 작고, 또한 출력축의 동작이 종료되는 시점에서는 토글 레버의 모멘트 암은 크지만, 토글 스프링의 하중은 작아지기 때문에, 토글 레버의 토크는 동작 도중에 정점을 가지는 산 모양의 특성이 된다.

한편, 스프링 조작기가 적용되는 개폐기의 부하 특성은 행정(行程) 초기 또는 행정 종기에 큰 토크를 필요로 하기 때문에, 상기 가위형 레버에 의해 동작 도중에 바닥을 갖는 욕조(bathtub)모양의 특성으로 변환되고 있다.

개폐기의 부하 특성은 도 5에 도시한 바와 같이 온/오프시에 전혀 다르다. 한편, 가위형 레버에 의해 변환되는 토크 특성은 온/오프시에 똑같은 특성이 되지 않을 수 없어, 행정 초기와 행정 종기에 과대한 토크가 발생하며, 다음에 나타내는 과제가 있다.

(1) 불필요한 에너지를 방출하므로 필요 이상의 스프링 하중이 되고, 조작기의 크기가 커진다.

(2) 행정 초기에 과대한 토크가 발생하므로, 완충 장치가 대형으로 된다.

(3) 가위형 레버 부분의 미끄럼 마찰에 의한 손실이 크다.

그래서 본 발명은 출력 토크 특성을 임의로 설정 가능하게 하고, 부하에 따른 토크 특성을 실현할 수 있는 개폐기용 스프링 조작기를 제공하는 것이다.

본 발명은 회전 가능한 토글 레버에 토글 스프링이 연결되고, 토글 레버가 회전하여 토글 레버와 토글 스프링이 사점을 형성하며, 토글 레버가 더 회전하여 상기 사점을 넘은 직후에 토글 레버가 빠른 동작하고, 토글 레버에 의해 구동된 출력축의 회전에 의해 개폐기의 온/오프 동작을 하는 개폐기용 스프링 조작기에 있어서, 토글 레버와 토글 스프링 사이에 중계축과 링크를 마련하고, 중계축의 레버 각도의 설정에 의해 출력 토크 특성을 임의로 설정하여, 부하에 따른 토크 특성을 실현할 수 있다.

회전 방향에 따라 다른 출력축 토크 특성을 구비하고, 한 쪽의 회전 방향에서는 회전 초기가 회전 종기보다 크고, 다른 쪽의 회전 방향에서는 회전 초기가 회전 종기보다 작은 출력축 토크 특성을 구비할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스프링 조작기의 사시도이다.

도 2의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 스프링 조작기의 토글 레버와 토글 스프링 이 변화하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명과 종래의 출력축의 토크 특성을 나타내는 도면이다.

도 4는 종래의 개폐기용 스프링 조작기의 사시도이다.

도 5는 종래의 스프링 조작기의 부하 토크와 조작기의 출력 토크 특성을 나타내는 도면이다.

도 1은 본 발명의 스프링 조작기의 사시도이다. 도 1에는 기어드 모터, 워엄 축 등은 편의상 도시하지 않았지만, 도 4에 도시된 종래의 스프링 조작기의 기어드 모터, 워엄 축과 다름없이, 본 발명의 스프링 조작기는, 도 4에 도시한 바와 같이 기어드 모터(1)의 출력축에는 선단에 워엄(2a)이 마련된 워엄 축(2)이 직결되고, 워엄(2a)은 축(3)에 회전 가능하도록 축지지된 워엄 휠(4)과 맞물려 있으며, 기어드 모터(1)를 구동하여 워엄 축(2)을 회전시킴으로써 워엄 휠(4)을 감속하여 회전시킬 수 있다. 종래의 스프링 조작기와 마찬가지로, 워엄 축(2)은 베벨 기어(2b)를 마련하여, 수동 조작 핸들(2c)을 베벨 기어(2b)의 조작축(2d)에 연결하여 회전시키도록 할 수도 있다.

워엄 휠(4)에 인접하여 토글 레버(5)가 축(3)에 회전 가능하도록 축지지되어 있다. 토글 레버(5)의 워엄 휠쪽에는 워엄 휠(4)의 걸어맞춤 단부(4a)와 걸어맞춤되는 걸어맞춤 단부(5a)가 형성되고, 양 걸어맞춤 단부(4a, 5a)의 걸어맞춤에 의해 토글 레버(5)를 회전시킨다.

토글 레버(5)에는 링크(6)의 일단이 피봇결합되고, 링크(6)의 타단은 축(7a) 에 축지지된 중계 레버(7)의 일단이 피봇결합되어 있다. 중계 레버(7)의 타단은 일단이 고정된 토글 스프링(8)의 타단에 피봇결합되어 있다. 토글 레버(5)의 회전으로 링크(6)을 매개로 하여 중계 레버(7)가 회전하여 토글 스프링(8)을 압축한다.

토글 레버(5)에 인접하여 연결 레버(13)가 회전 가능하도록 배치되고, 연결 레버(13)의 토글 레버쪽에는 토글 레버(5)의 걸어맞춤 단부(5b)와 걸어맞춤되는 걸어맞춤 단부(13a)가 형성되고, 양 걸어맞춤 단부(5b, 13a)의 걸어맞춤에 의해 토글 레버(5)가 레버(13)를 회전시킨다. 토글 레버(5)의 걸어맞춤 단부(5b)와 연결 레버(13)의 걸어맞춤 단부(13a)는 압축된 토글 스프링(8)이 사점을 형성했을 때 걸어맞춤되도록 형성한다. 연결 레버(13)에는 단로기(14)의 조작 로드(15)가 연결된다.

이어서 본 발명의 스프링 조작기의 동작에 대해 설명한다. 도 2의 (a) 내지 도 2의 (c)는 토글 레버와 토글 스프링이 변화하는 상태를 나타내는 도면이다.

오프 상태에서 기어드 모터(1) 또는 수동 핸들(2c)에 의해 워엄 축(2)이 회전하면, 워엄 휠(4)이 회전하여, 워엄 휠(4)의 걸어맞춤 단부(4a)와 토글 레버(5)의 걸어맞춤 단부(5a)의 걸어맞춤에 의해 토글 레버(5)를 시계방향으로 회전시킨다.

토글 레버(5)의 회전은 링크(6)를 매개로 하여 중계 레버(7)를 반시계 방향으로 회전시켜, 토글 스프링(8)을 압축한다(도 2의 (a) 참조).

워엄 휠(4)의 회전에 의해 토글 레버(5)의 회전이 진행되고, 토글 레버(5)와 링크(6)가 직선상에 위치하면, 토글 레버(5)에 토크가 작용하지 않는 사점의 상태가 된다(도 2의 (b) 참조).

이 사점을 넘어 더 회전하면, 중계 레버(7)의 회전 방향이 시계 방향으로 회전하여, 토글 스프링(8)의 압축 상태가 해제되고, 가속되어 토글 레버(5)를 시계방향으로 더 회전시키고, 연결 레버(13)를 시계 방향으로 회전시키며, 이에 연결된 조작 로드(15)를 매개로 하여 단로기(14)를 온(on) 상태로 한다(도 2의 (c) 참조).

본 발명은 도 3에 도시한 바와 같이, 회전 방향에 따라 다른 출력축 토크 특성을 구비하여, 한쪽의 회전 방향에서는 회전 초기가 회전 종기보다 크고, 다른 쪽의 회전 방향에서는 회전 초기가 회전 종기보다 작은 출력축 토크 특성을 얻을 수 있다.

본 발명은 토글 레버와 토글 스프링 사이에 중계축과 링크를 마련하고, 중계축의 레버 각도의 설정에 의해 출력 토크 특성을 임의로 설정하여 부하에 따른 토크 특성을 실현할 수 있다.

불필요한 에너지 방출을 억제할 수 있으므로, 스프링 조작기를 컴팩트하게 할 수 있다. 행정 초기의 과대한 토크 발생을 억제할 수 있으므로, 완충 장치를 작게 할 수 있다.

본 발명은 출력 토크 특성을 임의로 설정 가능하도록 하고, 부하에 따른 토크 특성을 실현할 수 있는 개폐기의 프링 조작기에 이용할 수 있다.

Claims

회전 가능한 토글 레버에 토글 스프링이 연결되고, 토글 레버가 회전하여 토글 레버와 토글 스프링이 사점을 형성하며, 토글 레버가 더 회전하여 상기 사점을 넘은 직후에 토글 레버가 빠른 동작하고, 토글 레버에 의해 구동된 출력축의 회전에 의해 개폐기의 온/오프 조작을 하는 개폐기용 스프링 조작기에 있어서,

토글 레버에 링크의 일단이 피봇결합되고, 링크의 타단은 축에 축지지된 중계 레버의 일단에 피봇결합되며, 중계 레버의 타단은 일단이 고정된 토글 스프링의 타단에 피봇결합되어 연결되며 또한 중계 레버를 레버 각도의 설정에 의해 회전 방향에 따라 다른 출력축 토크 특성이 얻어지도록 연결한 것을 특징으로 하는 개폐기용 스프링 조작기.
제 1 항에 있어서,

상기 회전 방향에 따라 다른 출력축 토크 특성이, 한쪽의 회전 방향에서는 회전 초기가 회전 종기보다 크고, 다른 쪽의 회전 방향에서는 회전 초기가 회전 종기보다 작은 출력축 토크 특성인 것을 특징으로 하는 개폐기용 스프링 조작기.