KR101050589B1 - 개폐 장치의 축세(蓄勢) 기구 - Google Patents

Abstract

고정밀도 부품이 필요 없는 구조로 동력 전달의 분리와 재맞물림이 가능한 개폐장치의 축세 기구를 얻는다. 투입 스프링(22)의 축세시는, 축세 모터(3)에 의해 출력 기어(16), 중간 기어(33)를 거쳐 주 기어(5)가 회전되며, 투입 스프링(22)의 축세 완료시에는, 기어 A의 결치부(34)에서 기어 A와 중간 기어(33)와의 맞물림이 해제됨과 아울러, 중간 기어(33)와 기어 B의 외부 톱니(35)와의 맞물림이 계속되고, 개폐 장치의 투입시는 투입 스프링(22)의 방세에 의해 기어 A가 회전하며, 기어 A의 멈춤쇠(pawl)(41)와 기어 B의 내부 톱니(36)가 결합하여 기어 A의 톱니와 기어 B의 외부 톱니(35)의 위상이 같게 되어, 기어 A와 기어 B의 외부 톱니(35)에 중간 기어(33)가 맞물리도록 하였다.

개폐장치, 투입 스프링, 주 기어, 중간 기어, 외부 톱니, 결치부

Description

개폐 장치의 축세(蓄勢) 기구{ENERGY ACCUMULATOR FOR SWITCHGEAR}

본 발명은 차단기, 개폐기 등의 전력 개폐 장치에 투입 동작을 행하게 하는 투입 스프링을 축세(蓄勢)하는 기구에 관한 것이다.

차단기 등의 개폐 장치의 투입시에 있어서는 투입 동작, 보다 구체적으로는 접점(주 접점)을 구성하는 고정 접촉자에 대한 가동 접촉자의 접근 동작을 가급적 급준(急峻)하게 행하게 하기 위해서 스프링의 축세력을 이용하는 것이 있다. 이런 종류의 개폐 장치에 있어서는, 투입 동작을 행하게 하기 전에 상기 투입 스프링을 압축 또는 인장(引張)에 의해 축세하고 이 상태로 구속해 두며, 투입시에 있어서는, 상기 구속의 해제에 의해 해방되는 투입 스프링의 축세력에 의해 접점에 연계된 접점 투입 레버를 동작시켜 가동 접촉자를 고속 이동시키도록 하고 있다.

상기 투입 스프링을 축세하기 위한 축세 기구는, 축세의 해제 기구와 함께 여러 가지의 구성의 것이 제안되고 있다. 도 7은, 특허 문헌 1에 개시된 축세 기구의 주요부를 나타내는 측단면도이다.

이 축세 기구는 공통의 지지틀(4)에 서로 대략 평행으로 병렬 지지된 주축(1), 축세축(2) 및 축세 모터(3)를 구비하고 있다. 주축(1)은 지지틀(4)의 한쪽으로의 돌출단에 큰 기어(5)를, 또 그 중도부에 투입 캠(6)을 끼워 맞춰(嵌合) 유 지하고 있으며, 이들은 주축(1)의 회전에 따라 축 주위로 회전한다.

큰 기어(5)의 외측면에는, 주축(1)의 축심으로부터 적절한 길이로 편심(偏心)된 위치에 크랭크 핀(7)이 돌출 설치되어 있다. 크랭크 핀(7)에는 누름 로드(8)의 일단이 연결되어 있고, 누름 로드(8)의 타단은 스프링판(9)에 끼워 통과되어 지지되어 있다. 이 스프링판(9)은, 예를 들어 상기 지지틀(4)의 외측에 일체적으로 돌출 설치된 고정판이며, 스프링판(9)과 누름 로드(8)의 중도부에 고착된 누름판(10)과의 사이에 투입 스프링(22)이 넣어져 장착되어 있다.

투입 스프링(22)은, 도시한 바와 같이, 큰 기어(5)의 회전에 의해 크랭크 핀(7)의 돌출 설치 위치가 스프링판(9)에 접근한 상태로 되었을 때, 스프링판(9)과 누름판(10)과의 사이에서 압축되어 축세된다. 이 축세 상태는 큰 기어(5)의 회전 위치를 도시하지 않은 구속 수단에 의해 구속함으로써 유지되며, 이 구속이 해제되었을 경우, 투입 스프링(22)의 스프링력이 누름판(10), 누름 로드(8) 및 크랭크 핀(7)을 통하여 큰 기어(5)에 작용하여, 큰 기어(5)와 함께 주축(1)이 고속도로 회전하도록 되어 있다.

지지틀(4)의 내측에는 접점 투입 레버(11)가, 그 한쪽 면에 돌출 설치된 지축(12)을 통하여 요동이 자유롭게 회전할 수 있도록 피봇(pivot)되어 있다. 접점 투입 레버(11)의 다른 쪽 면에는 투입 캠(6) 외주의 캠면에 회전 접촉하는 롤러(13)가 지지되어 있으며, 접점 투입 레버(11)는 캠면에 추종하는 롤러(13)의 동작에 의해, 투입 캠(6)의 회전에 따라 지축(12) 주위로 요동하도록 되어 있고, 이 요동에 의해 투입 동작을 행하게 하도록 도시하지 않은 접점에 연계되어 있다.

또 축세축(2)은 지지틀(4)의 한쪽으로의 돌출단에 일체적으로 고착된 전동(傳動) 기어(14)를 구비하는 동시에, 전동 기어(14)와 지지틀(4)의 외측면과의 사이에 유동가능하게 끼워진 구동 기어(15)를 구비하고 있다. 전동 기어(14)는 주축(1)의 축단에 고착된 큰 기어(5)에 맞물리게 하고 있고, 구동 기어(15)는 축세 모터(3)의 출력단에 끼워 붙여진 출력 기어(16)에 맞물리게 하고 있다.

축세 모터(3)는, 모터 본체(3a)의 회전을 이들의 출력측에 연이어 설치된 감속 장치(3b)에 의해 감속하여 꺼내는 구성으로 한 기어드 모터(geared motor)이다. 출력 기어(16)는 감속 장치(3b)의 출력축(17)에 끼워 붙여져 있고, 출력축(17)과 감속 장치(3b)의 하우징과의 사이에는, 한 방향의 회전만을 허용하는 한 방향 클러치(18a)가 끼워 장착되어 있다.

출력 기어(16)에 맞물리는 구동 기어(15)는, 그 축심부를 관통하는 구멍 내에 끼워 붙여져 유지된 한 방향 클러치(18b) 및 맞물림 클러치(claw clutch )(19)를 통하여 상대 회전 및 축 길이 방향의 미끄럼 이동이 자유롭게 축세축(2)에 바깥으로 끼워져 있고, 지지틀(4)의 외측면과의 사이에 끼워 장착된 가압 스프링(20)에 의해 전동 기어(14)를 향하여 부세(付勢)되고 있다. 구동 기어(15)에 부설된 한 방향 클러치(18b)는, 감속 장치(3b)에 구비된 한 방향 클러치(18a)와 동일 방향의 회전을 허용하여, 출력 기어(16)로부터의 전동에 의한 구동 기어(15)의 회전을 내측의 맞물림 클러치(19)에 전달하는 한편, 맞물림 클러치(19)측으로부터의 역방향 회전에 대해서는 미끄러짐이 발생하도록 하고 있다.

구동 기어(15)는, 통상시에는 한 쪽에 탄성적으로 접하는 가압 스프링(20)의 스프링력에 의해 전동 기어(14)에 밀어붙여져, 맞물림 클러치(19)의 결합 작용에 의해 전동 기어(14)와 일체 회전하도록 하고 있다. 이 결합 상태는, 주축(1) 및 큰 기어(5)가 도시된 회전 위치에 있고, 투입 스프링(22)이 축세 상태로 되었을 때, 크랭크 핀(7)과 반경 방향으로 대략 대향하여 큰 기어(5)의 다른 쪽 면에 돌출 설치된 압압(押壓) 돌기(21)에 의해 구동 기어(15)를 압압하고, 구동 기어(15)가 가압 스프링(20)의 스프링력에 저항하여 전동 기어(14)로부터 이반(離反)함으로써 해제되도록 되어 있다.

이상과 같이 구성된 종래의 축세 기구에 있어서, 도면에 나타낸 상태로부터 큰 기어(5)의 구속을 해제하면, 투입 스프링(22)의 축세력의 해방에 의해 큰 기어(5)가 소정의 방향(투입 스프링(22)의 축세시의 방향과 같은 방향)으로 고속 회전하며, 이 회전이 투입 캠(6)을 거쳐 접점 투입 레버(11)에 전달되어, 접점 투입 레버(11)가 고속도로 요동하여 도시하지 않은 접점이 투입된다.

이와 같은 투입 동작시에 있어서는, 큰 기어(5)의 회전은 이에 맞물리는 전동 기어(14)에 전달되어 축세축(2)이 회전하지만, 이 때의 회전 방향은 구동 기어(15)에 내포된 한 방향 클러치(18b)에 미끄러짐을 발생시키는 방향이며, 구동 기어(15)는 회전하지 않아 회전력이 축세 모터(3)의 출력축(17)에 전달되는 일은 없다.

또한, 투입 스프링(22)의 방세(放勢)에 의한 큰 기어(5)의 회전은, 자신의 관성(慣性)에 의해 소정의 회전 위치(상사점(上死点))를 넘어 계속되며, 이 동안 투입 스프링(22)이 축세되는 것으로 인하여, 큰 기어(5) 및 주축(1)은 상기 상사점 을 넘은 후에 역전하려 한다. 그렇지만, 이 역전력은, 전동 기어(14)를 통하여 구동 기어(15)에 내포된 한 방향 클러치(18b)에 전달되고, 한 방향 클러치(18b)가 결합하여 구동 기어(15)에 전달되며, 다시 출력 기어(16)를 통하여 투입 모터(2)의 출력축(17)에 전달되어, 출력축(17)에 끼워 장착된 한 방향 클러치(18a)가 결합한 결과, 상기 역전은 저지되며, 큰 기어(5)는 상기 상사점을 넘은 회전 위치에 구속된다.

이와 같은 투입 상태가 얻어진 후, 축세 모터(3)를 회전 구동하면, 이 회전은 출력축(17)에 끼워 붙여진 출력 기어(16)를 통하여 구동 기어(15)에 전달되고, 다시 맞물림 클러치(19)를 통하여 전동 기어(14)에 전달되어 전동 기어(14)에 맞물리는 큰 기어(5)가 회전한다. 이 회전에 의해, 크랭크 핀(7)에 연결된 누름 로드(8)가 내려 눌러져, 누름판(10)과 스프링판(9)과의 사이에서 투입 스프링(22)이 압축되어 도시된 축세 상태가 얻어지며, 다음의 투입 동작이 가능한 상태로 된다. 축세 모터(3)의 회전에 의한 큰 기어(5)의 회전은, 소정의 회전 위치에서 상기 압압 돌기(21)가 구동 기어(15)를 압압하고, 맞물림 클러치(19)의 결합이 해제됨으로써 정지하며, 이 회전 위치는, 상술한 구속 수단에 의한 큰 기어(5)의 구속에 의해 유지된다.

특허 문헌 1: 일본국 특개평11-40010호 공보

<발명이 해결하고자 하는 과제>

이상과 같이 구성된 종래의 축세 기구에 있어서는, 투입 스프링(22)을 축세하기 위해서, 구동원인 축세 모터(3) 또는 수동(手動) 회전에 의해 출력 기어(16)가 회전하고, 그 회전이 구동 기어(15), 전동 기어(14), 큰 기어(5)로 전달되어 큰 기어(5)에 연결된 투입 스프링(22)을 축세한다. 투입 스프링(22)의 축세 완료 후는, 큰 기어(5)에 설치된 압압 돌기(21)에 의해 구동 기어(15)를 이동시키고 맞물림 클러치(19)를 분리함으로써 과잉 축세를 방지하고 있다. 또, 투입 동작 후는 맞물림 클러치(19)가 가압 스프링(20)에 의해 재연결된다. 큰 기어(5)가 역전하려고 하는 것을 한 방향 클러치로 방지한다.

그러나, 이들 기능을 만족시키기 위해서 큰 기어(5)의 압압 돌기(21)와 구동 기어(15)가 맞닿고, 맞물림 클러치(19)가 분리되도록 하는 치수 정밀도가 필요하며, 재연결을 위해 맞물림 클러치(19) 선단 형상도 고정밀도의 것으로 하지 않으면 안 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 고정밀도 부품이 필요 없는 구조로 동력 전달의 분리와 재맞물림이 가능한 개폐 장치의 축세 기구를 얻는 것을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명에 관한 개폐 장치의 축세 기구는 개폐 장치의 접점을 투입하는 작용을 하는 투입 캠과, 투입 스프링에 연계되는 크랭크부를 가지며, 축세 모터 또는 수동력에 의해서 회전되고, 상기 크랭크부의 작용에 의해 상기 투입 스프링이 축세되는 한편, 그 투입 스프링의 방세에 의해서 축세시와 동일 방향으로 회전되며, 상기 투입 캠의 작용에 의해 개폐 장치에 투입 동작을 행하게 하는 주 기어로서, 결치부(缺齒部)를 가지는 기어 A와, 직경과 톱니 주기가 상기 기어 A의 그것들과 같고 모든 톱니가 건전(健全)한 외부 톱니와 내부 톱니를 가지는 기어 B와, 상기 기어 A와 일체로 고정되어 바깥 방향으로 부세된 멈춤쇠(pawl)를 가지는 원판으로 구성되고, 상기 원판의 회전 방향이 한 방향 회전일 때만 상기 멈춤쇠가 상기 기어 B의 내부 기어와 결합하며, 결합시는 상기 기어 A의 톱니와 상기 기어 B의 외부 톱니의 위상이 동일하게 되어 회전할 수 있도록 구성된 상기 주 기어, 상기 축세 모터 또는 수동력의 출력축으로 회전되는 출력 기어, 상기 출력 기어에 맞물림과 아울러 상기 주 기어의 상기 기어 A와 상기 기어 B의 외부 톱니에 맞물리는 중간 기어를 구비하며, 상기 투입 스프링의 축세시는, 상기 축세 모터 또는 수동력에 의해 상기 출력 기어, 상기 중간 기어를 거쳐 상기 주 기어가 회전되고, 상기 투입 스프링의 축세 완료시에는, 상기 기어 A의 결치부에서 상기 기어 A와 상기 중간 기어와의 맞물림이 해제됨과 더불어, 상기 중간 기어와 상기 기어 B의 외부 톱니와의 맞물림이 계속되며, 개폐 장치의 투입시는, 상기 투입 스프링의 방세에 의해서 상기 기어 A가 회전하고, 상기 기어 A의 멈춤쇠와 상기 기어 B의 내부 톱니가 결합하여 상기 기어 A의 톱니와 상기 기어 B의 외부 톱니의 위상이 동일하게 되어, 상기 기어 A와 상기 기어 B의 외부 톱니에 상기 중간 기어가 맞물리도록 한 것이다.

<발명의 효과>

본 발명의 개폐 장치의 축세 기구에 의하면, 투입 스프링 축세 완료시, 기어 A의 결치부에서 중간 기어와의 맞물림이 해제되므로, 고정밀도 부품이 필요 없는 구조로 동력 전달의 분리가 가능하다. 또, 투입 과정에서 기어 A와 중간 기어가 재차 맞물릴 때는, 기어 A와 기어 B가 멈춤쇠와 내부 톱니로 결합하여, 기어 A의 톱니와 기어 B의 외부 톱니가 동일 위상으로 된 후가 되기 때문에, 고정밀도 부품이 필요 없는 구조로 재맞물림을 용이하게 달성할 수 있다.

본 발명의 상기 이외의 목적, 특징, 관점 및 효과는, 도면을 참조하는 이하의 본 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 축세 기구의 주요부를 나타내는 측단면도이다.

도 2는 도 1에 있어서의 개폐 장치의 축세 기구의 주된 구성을 설명하는 도면이다.

도 3은 실시의 형태 1에 의한 주 기어를 분해하여 구성을 설명하는 도면이다.

도 4는 실시의 형태 1에 의한 기어 C와 기어 B의 결합과 회전을 설명하는 도면이다.

도 5는 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 축세 기구의 동작을 설명하는 도면이다.

도 6은 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 축세 기구의 동작을 설명하는 도면이다.

도 7은 종래의 개폐 장치의 축세 기구의 주요부를 나타내는 측단면도이다.

<실시의 형태 1>

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 축세 기구의 주요부를 나타내는 측단면도이다. 도 2는 그 개폐 장치의 축세 기구의 주된 구성을 설명하는 도면으로, 투입 스프링의 축세 완료 상태를 설명하는 도면이다. 또한, 각 도면에서 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타낸다. 이 축세 기구는 공통의 지지틀(4)에 서로 대략 평행하게 병렬 지지된 주축(1), 회전축(25), 출력축(17)을 구비하고 있다. 주축(1)은 지지틀(4)의 한쪽으로의 돌출단에 주 기어(큰 기어)(5)를, 또 그 중도부에 투입 캠(6)을 끼워 맞춰 유지하고 있으며, 이들은 주축(1)의 회전에 수반하여 축 주위로 회전한다.

주 기어(5)의 외측면에는, 주축(1)의 축심으로부터 적절한 길이로 편심(偏心)된 크랭크부에 크랭크 핀(7)이 돌출되게 설치되어 있다. 크랭크 핀(7)에는 누름 로드(8)의 일단이 연결되어 있고, 누름 로드(8)를 눌러 내리는 것에 의해, 도 7과 동일하게 투입 스프링(22)이 압축되어 축세된다. 주축(1)의 회전에 의해 주축(1)의 크랭크부가 상하로 되어 투입 스프링(22)이 방세ㆍ축세된다.

주 기어(5)의 회전에 의해 크랭크 핀(7)의 돌출 설치 위치가 투입 스프링(22)에 접근한 상태로 되었을 때, 투입 스프링(22)은 압축되어서 축세된다. 이 축세 상태는 주 기어(5)의 회전 위치를 구속 수단(27)(도 6)에 의해 구속함으로써 유지되며, 이 구속이 해제된 경우, 투입 스프링(22)의 스프링력이 누름 로드(8) 및 크랭크 핀(7)을 통하여 주 기어(5)에 작용하여, 주 기어(5)와 함께 주축(1)이 고속도로 회전하도록 되어 있다.

지지틀(4)의 내측에는, 접점 투입 레버(11)가 그 한 면에 설치된 지축(12)을 통하여 요동이 자유롭게 회전할 수 있도록 피봇되어 있다. 접점 투입 레버(11)의 일단에는 투입 캠(6) 외주의 캠면에 회전 접촉하는 롤러(13)가 지지되고, 접점 투입 레버(11)는 캠면에 추종하는 롤러(13)의 동작에 의해 투입 캠(6)의 회전에 응하여 지축(12)의 둘레로 요동되며, 이 요동에 의해 투입 동작을 행하게 하도록 접점(28)에 연계되어 있다. 도 2에서 접점 투입 레버(11)에는 접점(28)을 동작시키는 링크 기구(29)가 연계되어 있고, 30은 지축, 31은 개방 스프링, 32는 접압(接壓) 스프링이다.

구동력이 되는 축세 모터(3)에 의해 출력축(17)이 회전되고, 출력축(17)에 끼워 맞춰져 유지된 출력 기어(16)가 회전되며, 그 회전이 중간 기어(33), 주 기어(5)로 전달되어, 주 기어(5)에 연결된 투입 스프링(22)이 축세된다. 또한, 축세 모터(3) 대신에 출력축(17)을 렌치 등을 사용하여 수동력으로 회전시키도록 해도 된다.

도 3은, 실시의 형태 1에 의한 주 기어(5)를 분해하여 구성을 설명하는 도면이다. 주 기어(5)는 동일 지름이며 동일 톱니 주기의 기어 A와 기어 B와 기어 C로 구성되고, 동축으로 배치되어 기어 A와 기어 C 사이에 기어 B를 끼워 겹쳐진다. 기어 A는 그 일부 톱니가 절결된 결치부(34a)를 가지고 있다. 기어 B는 외부 톱니(35)와 내부 톱니(36)를 가지는 링 형상이며, 외부 톱니(35)는 결치부가 없어 모든 톱니가 건전(健全)하며, 내부 톱니(36)는 모든 톱니가 건전하기는 하나, 기어 B의 회전 방향(기어 A에 대한 상대 회전 방향)에 의한 내부 톱니(36)의 경사에 완급 을 설정하고 있다. 기어 C는 대경 기어판(37)과 소경 원판(38)을 맞붙인 형상으로, 대경 기어판(37)의 기어는 기어 A와 동일 위상인 곳에 동일한 결치부(34b)를 가지며, 중앙부의 소경 원판(38)은 기어 B의 내부 톱니(36)의 내경부에 끼어 들어가서 기어 B를 지지한다.

기어 A의 결치부(34a)와 기어 C의 결치부(34b)가 원주상에서 같은 위상에 배치되고, 각 톱니 위상이 맞은 상태에서 기어 A와 기어 C는 일체로 고정되며, 주축(1)에 끼워 맞춰져 있다. 기어 B는 기어 A와 기어 C에 끼워져 기어 C의 소경 원판(38)으로 지지되며, 기어 A와 기어 C에 결합하지 않을 때는, 기어 A와 기어 C에 대하여 회전이 자유로운 부유(浮遊) 기어로 되어 있다. 기어 C의 소경 원판(38)에는, 이 예에서는 직경상의 양단부에 가이드 홈(39a, 39b)이 형성되고, 그 가이드 홈(39a, 39b) 내에 복귀 스프링(40)으로 바깥 방향(반(反)중심 방향)으로 압압(부세)된 멈춤쇠(41a, 41b)가 설치되어 있다. 멈춤쇠(41a, 41b)의 선단의 경사에는 기어 C의 회전 방향(기어 B에 대한 상대 회전 방향)에 대하여 완급(緩急)을 설정하고 있다.

이와 같이 주 기어(5)는 기어 A와 기어 B와 기어 C로 구성되어 있으며, 기어 A와 기어 C에 대한 기어 B의 결합과 회전을 이어서 설명한다. 도 4는 기어 C와 기어 B의 결합과 회전을 설명하는 도면이다. 또한, 기어 C는 기어 A와 일체로 고정되어 있으며, 기어 A는 생략하여 나타내고 있다. 도 4에서는(a)(b)(c)(d)(e)(f)의 순으로 경과하고 있다. (a)에서는, 기어 C가 주도로 회전하고 있는 경우이며, 기어 C의 멈춤쇠(41a)가 복귀 스프링(40)으로 압압되어서 기어 B의 내부 톱니(36)에 결합한 상태에서는, 멈춤쇠(41a)의 경사와 내부 톱니(36)의 경사가 모두 급준(急 峻)한 것끼리 맞부딪혀, 이 결합은 풀 수 없는 상태이며, 기어 C와 기어 B는 일체로 되어서 기어 C와 함께 기어 B는 회전한다. 또한, 기어 C의 멈춤쇠(41)가 기어 B의 내부 톱니(36)에 결합한 상태(도 4(a) 상태)에서는, 기어 C의 톱니와 기어 B의 톱니는 동일 위상이 되도록 구성되어 있다.

도 4(b)에서는, 기어 C가 구속되고, 기어 B가 구동원(후술)의 관성으로 계속 회전하는 경우이다. 이 경우는 기어 B가 주도로 회전하므로, 멈춤쇠(41a)의 경사와 내부 톱니(36)의 경사가 모두 느슨한 것끼리 맞부딪혀, 멈춤쇠(41a)가 중심 방향으로 밀어 넣어져 빠져나가기 때문에 결합이 해제된다. 그 때문에, 기어 B는 기어 C에 대하여 회전할 수 있다. 동일한 상태가 도 4(c),(d)로 이어지며, 멈춤쇠(41a)가 서서히 중심 방향으로 밀어 넣어져 있는 모습을 나타내고 있다.

도 4(e)에서는, 기어 B가 멈춰 있고, 구속이 해제된 기어 C가 주도로 다시 회전하기 시작하는(투입 초기의) 경우이다. 기어 C의 회전에 따라 멈춤쇠(41b)가 복귀 스프링(40)에 의해 외부 방향으로 압압되어 내부 톱니(36) 내로 뻗어 간다. 도 4(f)에서는, 기어 C가 다시 회전하여 멈춤쇠(41b)가 내부 톱니(36)와 결합하고, 기어 C와 함께 기어 B가 회전하기 시작한다. 기어 C의 멈춤쇠(41b)가 기어 B의 내부 톱니(36)에 결합한 상태에서는, 멈춤쇠(41b)의 경사와 내부 톱니(36)의 경사가 모두 급준한 것끼리 충돌하고 있어, 이 결합은 풀 수 없는 상태이며, 기어 C와 기어 B는 일체로 되어 기어 C와 함께 기어 B는 회전한다. 또한, 마찬가지로 기어 C의 멈춤쇠(41)가 기어 B의 내부 톱니(36)에 결합한 상태(도 4(f) 상태)에서는, 기어 C의 톱니와 기어 B의 톱니는 동일 위상이 된다.

또한, 주 기어(5)의 기어 C의 대경 기어판(37)의 기어는, 전술에서는 기어 A와 동일 지름이며 기어 A와 동일 위상인 곳에 동일한 결치부(34b)를 가지고 있다고 설명하였으나, 전 둘레에 톱니가 존재하지 않고 전 둘레가 결치부라도 무방하다. 요는, 기어 B는 기어 A와 기어 C에 끼워져 기어 C의 소경 원판(38)으로 지지되며, 기어 A와 기어 C에 결합하지 않을 때는, 기어 A와 기어 C에 대하여 회전이 자유로운 부유 기어로 되어 있으면 좋다. 이 경우는, 중간 기어(33)는 주 기어(5)의 기어 A와 기어 B와 맞물릴 수 있으나, 기어 C와는 당연히 맞물리지 않는다.

또, 주 기어(5)의 기어 C에는 소경 원판(38)을 설치하고 있으나, 가이드 홈(39)과 멈춤쇠(41)를 가지는 소경 원판(38)을 기어 A에 붙여서 고정해도 동일하게 동작시킬 수 있다.

도 1을 참조하여, 대경 기어(42)와 소경 기어(43)가 일체로 되어 구성된 중간 기어(33)는 출력 기어(16)와 맞물리고, 주 기어(5)와는 그 기어 A와 기어 B와 기어 C와 맞물리며, 투입 스프링(22)의 축세 완료 후, 중간 기어(33)는 기어 A와 기어 C의 결치부(34)에서 기어 A와 기어 C와 동력 전달이 분리된다. 그렇기 때문에, 투입 스프링(22)의 축세 완료 후, 중간 기어(33)는 주 기어(5)의 기어 A와 기어 C로 분리되고, 축세 모터(3)의 구동력이 주 기어(5)의 기어 A와 기어 C에 전동되지 않도록 분리된다. 이에 의해 과잉 축세를 방지하고 있다.

출력 기어(16)에 맞물리는 중간 기어(33)는, 그 축심부를 관통하는 구멍 내에 끼워 붙여져 유지된 한 방향 클러치(역전 방지 기구)(18)를 가지고 있다. 출력 기어(16)로부터의 전동에 의한 중간 기어(33)의 회전을 주 기어(5)에 전달하는 한 편, 주 기어(5)측으로부터의 역방향의 회전을 방지하고 있다. 또한, 출력 기어(16)의 출력축(17)과 출력축(17)을 지지하는 하우징과의 사이에, 한방향의 회전만을 허용하는 한 방향 클러치(역전 방지 기구)를 재차 끼워 장착시키고, 상술한 한 방향 클러치(18)가 허용하는 회전에 대해 허용하여, 주 기어(5)측으로부터의 역방향의 회전을 방지하도록 해도 된다.

다음에 축세 기구의 동작에 대하여 설명한다. 도 5, 도 6은 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 축세 기구의 동작을 설명하는 도면으로, 도 5의 (a), (b)에 계속되는 도 6의 (a), (b), (c)의 전체로 주 기어(5)의 1회전의 동작을 나타낸다. 또한, 도 5, 도 6 중의 실선 화살표는 기어의 회전 방향을 나타낸다. 도 5의 (a)는 스프링 축세 도중을 나타내고 있으며, 출력 기어(16)의 구동력이 중간 기어(33)를 통하여 주 기어(5)를 회전시킨다. 중간 기어(33)는 주 기어(5)의 기어 A와 기어 B와 맞물려 주 기어(5)를 회전시키고, 크랭크부를 눌러 내려 투입 스프링(22)을 축세해 간다.

도 5의 (b)는 주 기어(5)의 하사점 상태를 나타내고 있고, 중간 기어(33)는 주 기어(5)와 기어 A의 결치부(34)의 바로 앞에서 맞물려 있다. 도 6의 (a)는 축세 완료 상태를 나타내고 있다. 이 때, 중간 기어(33)는 주 기어(5)의 기어 A의 결치부(34)에 도달하고 있으므로, 중간 기어(33)와 기어 A와의 맞물림이 해제되어, 출력 기어(16)의 구동력이 기어 A에 전동되는 일이 없어, 축세 모터의 관성(inertia)이 기어 A에 전동되는 일은 없다. 투입 스프링(22)의 축세 상태는, 기어 A의 회전 위치를 구속 수단(27)에 의해 구속함으로써 유지된다. 기어 A의 구속 상태에도 불구하고, 중간 기어(33)는 기어 B와 계속해서 맞물려 있기 때문에, 축세 모터의 관성으로 기어 B가 다시 약간 회전된다.

이 구속이 해제되면, 투입 스프링(22)의 스프링력이 누름 로드(8) 및 크랭크 핀(7)을 통하여 기어 A에 작용하여, 주 기어(5)의 기어 A와 함께 주축(1)이 고속도로 회전하기 시작한다. 그러면, 기어 A의 회전에 수반하여 멈춤쇠(41)가 기어 B의 내부 톱니(36)에 결합하기 시작하고, 결합했을(결합 완료) 때에는, 기어 B의 외부 톱니(35) 위상과 기어 A의 톱니 위상이 일치하여 기어 B와 기어 A가 모두 회전하기 시작한다. 중간 기어(33)는 원래 기어 B의 외부 톱니(35)에 맞물려 있었기 때문에, 기어 B의 외부 톱니(35)와 위상이 맞는 기어 A(결치부를 넘은 기어 A)와 중간 기어(33)는, 이 끝이 닿는 일 없이 원활하게 다시 맞물릴 수 있어 회전한다. 도 6의 (b)는, 투입 도중을 나타내고 있다. 또한, 도 6의 (b)에서 희게 남겨진 화살표는, 투입 스프링(22)의 방세 방향을 나타내고 있다. 이렇게 하여, 주 기어(5)의 주축(1)의 회전에 따른 투입 캠(6)의 작용으로 개폐 장치의 접점이 투입된다.

또한, 이 때 중간 기어(33)의 소경 기어(43)도 회전하나, 중간 기어(33)의 축심부에는 한 방향 클러치(18)가 설치되어 있으므로, 소경 기어(43)는 공전(空轉)하여 중간 기어(33)의 대경 기어(42)와 출력 기어(16)는 회전하지 않는다.

투입 스프링(22)의 방세에 의한 주 기어(5)의 회전은 자신의 관성에 의해 소정의 회전 위치(상사점)를 넘어 계속되며, 그 동안 투입 스프링(22)이 축세되는 것으로 인하여 주 기어(5) 및 주축(1)은, 상기 상사점을 넘은 후에 역전하려고 한다. 그러나, 이 역전력은 중간 기어(33)에 설치한 한 방향 클러치(18)로 저지된다. 그 결과, 주 기어(5)는 상기 상사점을 넘은 회전 위치에 구속된다. 도 6의 (c)는 이 주 기어(5)의 역전 방지 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 6의 (c)에서 상부의 희게 남겨진 화살표는 주 기어(5)가 역전하려고 하는 방향을 나타내며, 하부의 희게 남겨진 화살표는 투입 스프링(22)의 방세 방향을 나타내고 있다.

투입 완료 후, 다시 투입 스프링(22)의 축세를 개시할 때는, 중간 기어(33)는 이미 주 기어(5)의 기어 A와 기어 B에 맞물려 있기 때문에, 출력 기어(16)의 구동력이 중간 기어(33)를 거쳐 주 기어(5)의 기어 A와 기어 B에 전동되어 투입 스프링(22)이 축세된다.

이상과 같이 구성된 축세 기구는, 투입 스프링(22)의 축세 완료시에는, 기어 A의 결치부(34)에서 기어 A와 중간 기어(33)와의 맞물림이 해제되므로, 분리 위치 정밀도로 인하여 고정밀도 부품이 필요 없는 간단한 구조로 동력 전달의 분리가 가능하다.

개폐 장치의 접점의 투입 과정에서는, 기어 A의 회전에 따라 멈춤쇠(41)가 기어 B의 내부 톱니(36)에 결합하기 시작하고, 결합했을 때에는 기어 B의 외부 톱니(35) 위상과 기어 A의 톱니 위상이 일치하여 기어 B와 기어 A가 모두 회전하기 시작한다. 중간 기어(33)는 원래 기어 B의 외부 기어(35)에 맞물려 있었기 때문에, 기어 B의 외부 톱니(35)와 위상이 맞는 기어 A(결치부를 넘은 기어 A)와 중간 기어(33)는 원활하게 다시 맞물릴 수 있어 회전된다.

또한, 본 발명의 각종의 변형 또는 변경은 관련된 숙련 기술자가, 본 발명의 범위와 정신을 일탈하지 않는 가운데서 실현 가능하며, 본 명세서에 기재된 각 실 시의 형태에는 제한되지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 개폐 장치의 접점을 투입하는 작용을 하는 투입 캠과 투입 스프링에 연계되는 크랭크부를 가지며, 축세(蓄勢) 모터 또는 수동력에 의해 회전되고, 상기 크랭크부의 작용에 의해 상기 투입 스프링이 축세되는 한편, 그 투입 스프링의 방세(放勢)에 의해서 축세시와 동일 방향으로 회전되며, 상기 투입 캠의 작용에 의해 개폐 장치에 투입 동작을 행하게 하는 주 기어로서, 결치부(缺齒部)를 가지는 기어 A와, 직경과 톱니 주기가 상기 기어 A의 그것들과 같고 모든 톱니가 건전한 외부 톱니와 내부 톱니를 가지는 기어 B와, 상기 기어 A와 일체로 고정되어 외부 방향으로 부세(付勢)된 멈춤쇠(pawl)를 가지는 원판으로 구성되고, 상기 원판의 회전 방향이 한 방향 회전시만 상기 멈춤쇠가 상기 기어 B의 내부 톱니와 결합하며, 결합시는 상기 기어 A의 톱니와 상기 기어 B의 외부 톱니의 위상이 동일하게 되어 회전할 수 있도록 구성된 상기 주 기어,

   상기 축세 모터 또는 수동력의 출력축으로 회전되는 출력 기어,

   상기 출력 기어에 맞물림과 더불어, 상기 주 기어의 상기 기어 A와 상기 기어 B의 외부 톱니에 맞물리는 중간 기어를 구비하고,

   상기 투입 스프링의 축세시는, 상기 축세 모터 또는 수동력에 의해 상기 출력 기어, 상기 중간 기어를 거쳐서 상기 주 기어가 회전되며,

   상기 투입 스프링의 축세 완료시에는, 상기 기어 A의 결치부에서 상기 기어 A와 상기 중간 기어와의 맞물림이 해제됨과 아울러, 상기 중간 기어와 상기 기어 B의 외부 톱니와의 맞물림이 계속되고,

   개폐 장치의 투입시는, 상기 투입 스프링의 방세에 의해서 상기 기어 A가 회전하고, 상기 기어 A의 멈춤쇠와 상기 기어 B의 내부 톱니가 결합하여 상기 기어 A의 톱니와 상기 기어 B의 외부 톱니의 위상이 동일하게 되며, 상기 기어 A와 상기 기어 B의 외부 톱니에 상기 중간 기어가 서로 맞물리도록 한 개폐 장치의 축세 기구.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 중간 기어 또는 상기 출력 기어에는, 상기 주 기어의 회전 방향과 역방향의 회전을 방지하는 역전 방지 기구를 설치한 개폐 장치의 축세 기구.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 기어 B의 내부 톱니의 내경부에 상기 원판이 끼워 들어가 상기 원판으로 상기 기어 B를 지지하고, 상기 멈춤쇠가 상기 기어 B의 내부 톱니와 결합하지 않을 때는, 상기 기어 A에 대해 상기 기어 B가 회전할 수 있도록 한 개폐 장치의 축세 기구.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 주 기어에는, 지름과 톱니 주기와 결치부가 상기 기어 A의 그것들과 같은 기어 C를 설치하고,

   상기 기어 A와 상기 기어 C 사이에 상기 원판으로 지지된 상기 기어 B를 개재시키고, 상기 기어 A와 상기 원판과 상기 기어 C는, 상기 기어 A의 결치부와 상기 기어 C의 결치부가 원주상에서 동일한 위상에 배치하며, 상기 기어 A와 상기 기어 C의 각 톱니 위상을 맞춘 상태에서 일체로 고정한 개폐 장치의 축세 기구.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 주 기어의 상기 원판에는 상기 멈춤쇠의 가이드 홈을 마련하고, 상기 가이드 홈으로 안내되는 상기 멈춤쇠를 복귀 스프링으로 외부 방향으로 부세하도록 한 개폐 장치의 축세 기구.

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