KR101180667B1

KR101180667B1 - 전원절환개폐기

Info

Publication number: KR101180667B1
Application number: KR1020120068978A
Authority: KR
Inventors: 이승석; 이충현
Original assignee: 주식회사 비츠로테크
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2012-09-07

Abstract

본 발명은 전원절환개폐기가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스부와, 상기 베이스부에 고정설치되는 전원투입코일과, 상기 전원투입코일에서 발생되는 자기력에 의해 이동가능하게 설치되되, 탄성복원력을 갖도록 설치되는 이동플런저와, 상기 이동플런저와 연결부재에 의해 연결되며 상기 이동플런저의 이동에 따라 회전되는 메인샤프트를 포함하는 전원절환개폐기가 제공될 수 있다.

Description

전원절환개폐기{Power transfer switch}

본 발명은 구조를 간소화한 전원절환개폐기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상용전원과 비상전원과 같은 2개의 서로 다른 전원을 택일적으로 전환시 사용되던 2개의 전원투입코일을 단일의 전원투입코일로 가능해지도록 함으로써, 구조를 간소화하여 제조단가를 절감할 수 있도록 하는 동시에 구동부의 메인샤프트(150)를 회전시키는데 필요한 운동량의 손실을 최소화할 수 있도록 한 전원절환개폐기에 관한 것이다.

일반적으로 전원절환개폐기는 자체 발전설비가 구비된 사업장이나 빌딩 등에 변전소로부터 전력공급이 차단되면 옥내 배선단자를 자체발전기측으로 자동절환시켜 지속적으로 전원을 공급받을 수 있게 하면서 변전소측의 전력공급이 정상적으로 이루어지면 다시 자동절환되어 변전소측의 전원이 공급되도록 하는 것이다.

이러한 전원절환개폐기는 상용전원과 비상전원 또는 스타결선전원과 델타결선전원 같은 2개의 서로 다른 전원을 택일적으로 부하측에 접속하는 것으로, 그 용량이나 용도에 따라 다양한 형태가 개발되어 사용되고 있다.

우리나라 실용신안공고 제87-1383호에는 조작레버, 제어축, 가동접촉자, 포인트판 및 래치 등으로 이루어지는 전원절환개폐기를 개시하고 있다. 또한 본 출원인은 상기 실용신안의 고안보다 더 개량된 전원절환개폐기를 개발하여 특허출원 제1998-0024896호(1998. 6. 29 출원)로서 출원한 바 있다.

도 1 은 일반 가정용을 비롯하여 작은 용량에 사용하는 전원절환개폐기를 도시한 평면도로서, 이를 참조하면, 종래의 전원절환개폐기(1)는 크게 상용전원과 비상전원 또는 스타결선전원과 델타결선전원 같은 2개의 상이한 전원을 접속 또는 차단시킬 수 있도록 구성되는 것으로, 각 상(R,S,T,N)이 외부로 표출되는 차단부(10)와, 자력이 발생되는 구동부(20)로 구성되어 송전측인 변전소측의 접지에 따라 부하측인 옥내배선단자와의 접점이 가변되면서 전력이 필요한 제품 등에 지속적인 전력공급이 원활하게 이루어지도록 구성되어 있다.

구체적으로, 도 1을 참고하면, 종래의 전원절환개폐기(1)는 차단부(10)와 구동부(20)가 직접 연결되고, 상기 차단부(10)는 상용(nomal) 전류가 공급되는 복수개의 상용전원(11)과, 비상시의 전류가 공급되는 복수개의 비상전원(12)과, 상기 상용전원(11) 또는 비상전원(12)에 접속하여 전류를 흐르게 하는 복수개의 통전단자(13)와, 상기 통전단자(13)에 각각 연결된 부하(14)로 이루어질 수 있다.

또한, 구동부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 자력에 의하여 한 쌍의 이동플런저(moving plunger)(25)를 좌우로 이동시키기 위한 한 쌍의 동작코일(21)과, 상기 한 쌍의 이동플런저(25)를 연결하기 위한 연결부재(22)와, 일단이 상기 연결부재(22)와 연결되어 상기 연결부재(22)의 이송에 따라 좌우로 회전는 메인샤프트(23)와, 상기 메인샤프트(23)와 결합되며, 메인샤프트(23)의 회전에 따라 상기 복수개의 통전단자(13)와 접촉되어 전원을 인가할 수 있도록 한 작동레버(24)를 포함할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 종래의 전원절환개폐기(1)는 상기 구동부(20)의 작동에 의해 상기 차단부(10)가 작동되어 평상시에는 상용전원을 공급하고, 정전시와 같이 변전소로부터 전력공급이 차단되면 옥내 배선단자를 자체 발전기측으로 자동절환시켜 지속적으로 전원을 공급받을 수 있게 하면서 변전소측의 전력공급이 정상적으로 이루어지면 다시 자동절환되어 변전소측의 전원이 공급되도록 한 것이다.

그러나, 상술한 종래의 전원절환개폐기(1)는 구동부(20)의 메인샤프트(23)를 회전시키기 위해 한 쌍의 동작코일(21)이 요구되는 등 그 구성이 복잡하고, 또한, 제조시 제조단가가 상승되는 단점이 있다.

따라서, 본 출원인은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결할 수 있도록 한 전원절환개폐기를 강구하게 되었다.

대한민국 실용신안공고 제87-1383호 대한민국 특허출원 제1998-0024896호

본 발명의 일 실시예들은 전원절환시 작동되는 구동부 전원투입코일 구조를 기존 2개의 전원투입코일을 사용하던 구성을 단일의 전원투입코일로도 신속하고 정확하게 운동량의 손실 없이 전원이 절활될 수 있도록 하는 한편, 구조를 간소화하고, 제조단가를 절감할 수 있도록 한 전원절환개폐기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스부와, 상기 베이스부에 고정설치되는 전원투입코일과, 상기 전원투입코일에서 발생되는 자기력에 의해 이동가능하게 설치되되, 탄성복원력을 갖도록 설치되는 이동플런저와, 상기 이동플런저와 연결부재에 의해 연결되며 상기 이동플런저의 이동에 따라 회전되는 메인샤프트를 포함하는 전원절환개폐기가 제공될 수 있다.

또한, 상기 베이스부는 판 형상으로 형성되되 일측이 상방향으로 구부러지게 형성되어 수직편 및 수평편을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스부에 형성되는 수평편에 상기 전원투입코일이 안착되게 고정설치되며, 상기 수직편에 상기 이동플런저와 연결된 상기 연결부재가 이동가능하게 지지되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스부는 판 형상으로 형성되는 수평편과, 상기 수평편의 양측 끝단이 상방향으로 돌출되게 형성되는 수직편으로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스부는 상기 수평편의 양측 끝단에 형성된 수직편 사이에 상기 전원투입코일을 고정시킬 수 있는 격벽을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부재는 상기 이동플런저와 결합되는 가이드핀과, 상기 가이드핀에 일단이 회동가능하게 결합되는 링크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드핀은 상기 베이스부의 수직편에 일단이 이동가능하게 설치되며, 상기 수직편 상에는 상기 가이드핀이 이동될 수 있도록 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메인샤프트는, 상기 연결부재의 링크와 결합되는 머리부와, 상기 머리부의 일측으로 돌출되게 형성되는 샤프트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는 압축코일 스프링인것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예들은 전원절환시 작동되는 구동부의 전원투입코일 구조를 기존 2개의 전원투입코일을 사용하던 구성을 단일의 전원투입코일로 형성함으로써, 구조를 간소화하여 구동부의 운동량 손실을 최소화할 수 있는 동시에 제조단가를 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 전원절환개폐기를 도시한 평면도이다.
도 2는 종래의 전원절환개폐기의 구동부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기의 구동부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기의 측면도이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기의 작동도이다.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전원절환개폐기에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기의 구동부를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 분해사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기(100)는 단일의 전원투입코일(120)을 사용함으로써, 구조를 간소화하여 제조비를 절감할 수 있는 동시에, 메인샤프트(150)를 회전시키는데 필요한 구동부(100a)의 운동량 손실을 최소화할 수 있는 것으로, 베이스부(110)와, 전원투입코일(120)과, 이동플런저(moving plunger)(130)와, 연결부재(140), 및 메인샤프트(150)를 포함할 수 있다.

상기 베이스부(110)는 후술하는 구성요소를 지지하여 고정시킬 수 있도록 한 것으로, 소정의 면적을 갖도록 한 판 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 일측이 상방향으로 구부러지게 형성하여 수직편(112)과 수평편(114)으로 이루어지도록 직각 형태로 형성할 수 있으며, 경우에 따라선 양측이 상방향으로 돌출되게 "ㄷ"자 형상으로 형성하여 전원절환개폐기(100)의 구동부(100a)와 차단부(100b)를 구획할 수도 있다.

전원투입코일(120)은 상기 베이스부(110)의 수평편(114) 상측에 안착되게 설치될 수 있다. 이때, 상기 전원투입코일(120)은 전원을 공급받아 자기력을 발생시킬 수 있도록 한 것으로, 원통형상으로 형성되되, 기존 전원절환개폐기에서와 같이 한 쌍으로 이루어지는 것이 아니라, 단일로 이루어진다.

여기서, 상기 전원투입코일(120)이 안착되게 설치되는 베이스부(110)는 도면에 도시된 바와 같이 상기 양측에 상방향으로 구부러지게 형성된 사이에 상기 전원투입코일(120)을 고정시켜 견고한 지지가 이루어질 수 있도록 한 격벽(116)을 구비할 수도 있다.

이동플런저(130)는 상기 전원투입코일(120)에서 발생되는 자기력에 의해 상하방향으로 승하강되는 것으로, 일단이 원통형상으로 이루어진 상기 전원투입코일(120)의 내측으로 삽입 또는 인출될 수 있도록 형성된다.

이때, 상기 이동플런저(130)는 상기 전원투입코일(120)에 대해 탄성복원력을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 본원발명의 일 실시예에서는 상기 전원투입코일(120)의 상측에 관통공(117a)이 형성된 코일플랜지(117)를 상기 수직편(112) 상에 고정되게 설치한 후, 상기 코일플랜지(117)와 이동플런저(130) 사이에 탄성부재(118)를 설치함으로써, 상기 이동플런저(130)가 탄성지지되도록 할 수 있다.

상기 탄성부재(118)는 압축코일 스프링으로서, 상기 전원투입코일(120)에 자기력이 발생되면 상기 이동플런저(130)가 하방향으로 이동되게 되며, 상기 전원투입코일(120)에 자기력이 소멸되면 상기 이동플런저(130)가 탄성부재(118)의 탄성복원력에 의해 상방향으로 상승할 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 이동플런저(130)의 상측에는 도 6에 도시된 바와 같이, 연결부재(140)가 설치될 수 있다. 상기 연결부재(140)는 상기 이동플런저(130)와, 후술하는 메인샤프트(150)를 연결하여 상기 이동플런저(130)의 승하강에 따라 상기 메인샤프트(150)를 회전시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 연결부재(140)는 상기 이동플런저(130)와 결합되는 가이드핀(142)과, 상기 가이드핀(142)에 일단이 회동 가능하게 결합되는 링크(144)로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 가이드핀(142)은 상기 베이스(110)의 수직편(112)에 일단이 상하방향으로 승하강 될 수 있도록 결합되며, 타단은 링크(144)와 결합될 수 있다.

이때, 상기 가이드핀(142)의 일단이 결합되는 베이스의 수직편(112) 상에는 상기 가이드핀(142)이 상하방향으로 승하강될 수 있도록 한 가이드홈(112a)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 이동플런저(130)의 승하강시 가이드핀(142)을 안내하여 상하방향으로 상기 가이드핀(142)이 승하강되도록 형성할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 베이스(110)의 양 끝단에 수직편(112)이 돌출되게 형성될 경우에는, 가이드핀(142) 상에 링크(144)를 결합한 후 상기 가이드핀(142)의 양단을 상기 수직편(112)에 승하강 가능하도록 결합하여 보다 안정된 상태로 상기 가이드핀(142)이 승하강되도록 할 수 있다.

즉, 상기 베이스(110)의 양측에 상방향으로 돌출되게 형성된 수직편(112)에 각각 가이드홈(112a)을 형성하고, 이 가이드홈(112a)에 가이드핀(142)이 상하방향으로 승하강 가능하도록 결합하여 상기 가이드핀(142)의 승하강 시 가이드핀(142)이 좌우로 움직이지 않도록 함으로써, 힘이 분산되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 일단이 상기 가이드핀(142)에 회동 가능하게 결합된 링크(144)는 타단이 링크핀(145)을 통해 메인샤프트(150)와 이동 가능하게 결합될 수 있다. 상기 메인샤프트(150)는 이동플런저(130)의 승하강에 따라 차단부(100b)의 통전단자(미도시)를 회전시켜 상용전원 또는 비상전원과 같은 전류가 흐를 수 있도록 한 것이다.

구체적으로, 상기 메인샤프트(150)는 내부에 굴곡으로 이루어진 가이드공(153)이 형성된 머리부(152)와, 상기 머리부(152)의 전면 일측방향으로 돌출되게 형성되며 통전단자가 결합될 수 있도록 한 샤프트부(154)로 이루어질 수 있다.

상기 머리부(152)의 가이드공(153)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상측에 상기 링크핀(145)을 통해 링크(144)와 연결되어 링크(144)의 승하강에 따라 메인샤프트(150)를 회전시킬 수 있도록 한 제1회전홈(153a) 및 제2회전홈(153b)과, 상기 제1회전홈(153a)과 제2회전홈(153b) 사이에 위치되며 상기 링크(144)의 승하강에 따라 링크핀(145)이 이동되는 제1경유홈(153c) 및 제2경유홈(153d)을 포함할 수 있다.

즉, 도 8a에 도시된 바와 같이, 최초 상기 전원투입코일(120)이 여자되지 않은 상태에서는 기자력이 발생되지 않아 탄성부재의 탄성력에 의해 이동플런저(130)는 상승되어 있다. 따라서, 상기 이동플런저(130)의 상측에 결합된 가이드핀(142) 역시 상측에 위치되고 링크(144) 또한 상측에 위치되며 링크(144)의 일단에 결합된 링크핀(145)은 가이드공(153)의 제1경유홈(153c)에 위치되어 있다.

이 상태에서, 전원투입코일(120)이 여자되면서 기전력이 발생되어 상기 이동플런저(130)가 수직으로 하강하게 된다. 이에 따라 가이드핀(142)에 연결된 링크(144)가 하강하게 되어 링크핀(145)이 상기 가이드공(153)의 제1회전홈(153a)에 위치되면서 지속적인 링크(144)의 하강에 의해 링크핀(145)이 제1회전홈(153a)을 가압하여 메인샤프트(150)가 회전되게 된다.

또한, 상기 전원투입코일(120)의 여자가 끝나면 기전력이 소멸되어 이동플런저(130)를 탄성지지하고 있는 탄성부재의 탄성복원력에 의해 이동플런저(130)가 상승하게 되고, 이에 따라 링크(144)가 상승하게 되어 링크핀(145)이 제1경유홈(153c)을 거쳐 제2경유홈(153d)으로 이동되게 된다.

즉, 상기와 같은 동작에 의해 상용전원에서 비상전원으로 절환되어 수요자측으로 전원을 지속적으로 공급할 수 있게 되는 것이다.

한편, 비상전원에서 상용전원으로 절환시킬 경우에는 도 8b에 도시된 바와 같이, 전원투입코일(120)이 여자되면서 상기 이동플런저(130)가 하강하게 되고 연결부재(140)의 링크핀(145)이 가이드공(153)의 제2회전홈(153b)으로 하강하여 메인샤프트(150)를 회전시켜 상용전원을 수요자측으로 공급할 수 있게 된다.

이 상태에서, 상기 전원투입코일(120)의 여자가 끝나면 이동플런저(130)가 상승하게 되고, 이에 따라 링크(144)가 상승하게 되어 링크핀(145)이 제2경유홈(153d)을 거쳐 제1경유홈(153c)으로 이동되게 되는 것이다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원절환개폐기는 기존 2개의 전원투입코일(120)을 사용하던 구성을 단일의 전원투입코일(120)로 형성함으로써, 구조를 간소화하여 구동부(100a)의 운동량 손실을 최소화할 수 있는 동시에 제조단가를 절감할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100 : 전원절환개폐기 100a : 구동부
100b : 차단부 110 : 베이스부
112 : 수직편 112a : 가이드홈
114 : 수평편 116 : 격벽
117 : 코일플랜지 117a : 관통공
118 : 탄성부재 120 : 전원투입코일
130 : 이동플런저 140 : 연결부재
142 : 가이드핀 144 : 링크
145 : 링크핀 150 : 메인샤프트
152 : 머리부 153 : 가이드공
153a : 제1회전홈 153b : 제2회전홈
153c : 제1경유홈 153d : 제2경유홈
154 : 샤프트부

Claims

베이스부와;
상기 베이스부에 고정설치되는 전원투입코일과;
상기 전원투입코일에서 발생되는 자기력에 의해 이동가능하게 설치되되, 탄성복원력을 갖도록 설치되는 이동플런저와;
상기 이동플런저와 연결부재에 의해 연결되며 상기 이동플런저의 이동에 따라 회전되는 메인샤프트를 포함하는 전원절환개폐기.
청구항 1에 있어서, 상기 베이스부는
판 형상으로 형성되되 일측이 상방향으로 구부러지게 형성되어 수직편 및 수평편을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전원절환개폐기.
청구항 2에 있어서, 상기 베이스부에 형성되는 수평편에 상기 전원투입코일이 안착되게 고정설치되며, 상기 수직편에 상기 이동플런저와 연결된 상기 연결부재가 이동가능하게 지지되도록 한 것을 특징으로 하는 전원절환개폐기
청구항 1에 있어서, 상기 베이스부는
판 형상으로 형성되는 수평편과,
상기 수평편의 양측 끝단이 상방향으로 돌출되게 형성되는 수직편으로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 전원절환개폐기.
청구항 4에 있어서, 상기 베이스부는
상기 수평편의 양측 끝단에 형성된 수직편 사이에 상기 전원투입코일을 고정시킬 수 있는 격벽을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 전원절환개폐기.
청구항 1에 있어서, 상기 연결부재는
상기 이동플런저와 결합되는 가이드핀과,
상기 가이드핀에 일단이 회동가능하게 결합되는 링크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원절환개폐기.
청구항 6에 있어서, 상기 가이드핀은
상기 베이스부의 수직편에 일단이 이동가능하게 설치되며, 상기 수직편 상에는 상기 가이드핀이 이동될 수 있도록 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전원절환개폐기.
청구항 1에 있어서, 상기 메인샤프트는,
상기 연결부재의 링크와 결합되는 머리부와,
상기 머리부의 일측으로 돌출되게 형성되는 샤프트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원절환개폐기.
청구항 1에 있어서, 상기 이동플런저는 탄성부재인 압축코일 스프링에 의해 탄성복원력을 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 전원절환개폐기.