KR101285844B1

KR101285844B1 - 제한기 및 제한기가 구비된 단로기용 구동장치

Info

Publication number: KR101285844B1
Application number: KR1020130055227A
Authority: KR
Inventors: 김상현
Original assignee: 주식회사 신효
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-07-16

Abstract

본 발명은 제한기 및 제한기가 구비된 단로기용 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평상시에는 구동모터의 회전력을 출력측으로 전달하고 단로기 고장등으로 인해 출력측에 설정된 범위 이상의 과부하가 발생할 경우 회전력의 전달을 자동적으로 차단할 수 있게 하되, 과부하 발생으로 인한 회전력 차단작동시 소음 발생을 최소화할 수 있도록 할 뿐만 아니라 회전력 차단작동을 위한 토크를 용이하게 조정할 수 있도록 하며, 또 전체적인 부피를 최소화할 수 있게 컴팩트하게 구성함으로써 가스절연 개폐장치에 장착할 경우 외관을 미려하게 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 외부 돌출로 인한 주변설비와의 간섭을 최소화하여 설치가 용이하도록 하는 제한기 및 제한기가 구비된 단로기용 구동장치에 관한 것이다.

Description

제한기 및 제한기가 구비된 단로기용 구동장치{Limiter and driving apparatus with limiter for disconnecting switch}

일반적으로 가스절연 개폐장치(GIS : Gas Insulation switchgear)는 차단기, 단로기 등의 개폐설비와 변성기, 피뢰기, 주회로 모선 등을 금속제 탱크 내에 일괄 수납하여 충전부는 고체 절연물로 지지하고 탱크내부에는 절연성능과 소호기능이 우수한 절연성 가스(SF₆)를 충전하여 밀봉한 개폐설비 시스템을 말한다.

이러한 가스절연 개폐장치에는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 부하를 개폐하거나 접지, 단락 등의 사고가 발생할 경우 전류를 차단시키는 주 역할을 수행하는 차단기(100)와, 유지보수 점검을 위해 개폐장치 내에 잔존하는 전류전압 및 잔류전류를 제거하는 접지스위치와, 기기의 점검 수리시 안전성을 확보하기 위해 정전부분을 전원으로부터 완전히 분리하는 단로기(200) 등이 구비된다.

상기 가스절연 개폐장치에 구비되는 단로기(斷路器, Disconnecting Switch, DS)는 평상시에는 닫혀 있다가 유사시 부하전류를 제거한 후 구분된 회로를 전원으로부터 격리하기 위한 장치인데, 이러한 단로기(200)는 전동식으로 작동하는 단로기용 구동장치(10)에 의해 구동된다.

기존의 단로기용 구동장치는 대부분 기어드 모터방식으로 구성되며, 이러한 기어드 모터는 캠과 캠에 의해 접점되는 리미트 스위치를 이용하여 제어하게 되는데, 이러한 제어방식은 캠과 리미트 스위치의 설정에 따라 그 특성이 달라져 오차가 발생될 우려가 있을 뿐만 아니라 정확한 설정이 되지 않을 경우 그 오작동을 제한하지 못하게 되므로 GIS 사고를 유발하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 종래에는 단로기용 구동장치의 제어오류를 방지하여 사고를 예방하고, 출력측에서 발생한 부하에 따라 회전력을 기구적으로 전달 또는 차단할 수 있도록 하는 단로기용 구동장치가 실용신안등록번호 제20-0456666호로 안출된 바 있었다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 단로기용 구동장치에는 구동부재에 연결되어 회전력을 전달하거나 과부하시 회전력 전달을 차단하기 위한 제한기가 구비되어 있는데, 이 제한기는 구동부재에 연결되는 입력부재와 기어부에 연결되는 출력부재가 입력부재의 전달홈와 출력부재의 전달홀에 삽입되는 볼형태의 전달부재와 코일스프링형태의 탄성부재로 이루어진 클러치부재에 의해 연결되거나 차단되도록 구성되어 있으므로, 과부하 발생으로 인한 회전력 차단작동을 위한 토크의 조정이 불가능함에 따라 토크를 조정하고자 할 경우 제한기 자체를 교체하거나 제한기를 분해하여 부품을 교환해야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 과부하 발생으로 인한 회전력 차단작동시 입력부재의 전달홈으로부터 이탈된 볼형태의 전달부재가 입력부재의 전달홈에 부딪히면서 심한 소음을 발생시키게 되는 문제점이 있었다.

아울러, 종래의 단로기용 구동장치는 제한기가 구동모터의 모터축에 직결되도록 구성됨에 따라 장치전체를 컴팩트하게 구성하는 데 한계가 있기 때문에 가스절연 개폐장치에 장착할 경우 큰 부피로 인해 외부로 많이 돌출됨으로 인해 외관상 미려하지 못하게 될 뿐만 아니라 주변설비와의 간섭을 피하기 위해 더욱더 넓은 설치공간을 필요로 하게 됨에 따라 설치가 용이하지 못한 문제점이 있었다.

대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0456666호

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 평상시에는 구동모터의 회전력을 출력측으로 전달하고 단로기 고장 등으로 인해 출력측에 설정된 범위 이상의 과부하가 발생할 경우 회전력의 전달을 자동적으로 차단할 수 있게 하되, 과부하 발생으로 인한 회전력 차단작동시 소음 발생을 최소화할 수 있도록 할 뿐만 아니라 회전력 차단작동을 위한 토크를 용이하게 조정할 수 있도록 하며, 또 전체적인 부피를 최소화할 수 있게 컴팩트하게 구성함으로써 가스절연 개폐장치에 장착할 경우 외관을 미려하게 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 외부 돌출로 인한 주변설비와의 간섭을 최소화하여 설치가 용이하도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제한기는 중앙부에는 축삽입공이 관통형성되며 하면중앙부에는 외주면에 하우징결합용 숫나사부가 구비된 원형관형상의 하우징결합부가 일체로 형성되는 종동헬리컬기어와, 상기 종동헬리컬기어의 축삽입공을 관통하도록 하우징결합부의 내부에 삽입되는 것으로 중앙부외주면에 라이닝지지용 플랜지부가 형성되는 샤프트와, 상기 라이닝지지용 플랜지부의 상ㆍ하면에 밀착되도록 샤프트의 외측에 각각 삽입되는 링형상의 라이닝과, 상기 라이닝지지용 플랜지부의 상ㆍ하면에 밀착된 라이닝을 가압하도록 샤프트의 외측에 링형상의 가압판을 개재한 상태로 각각 삽입되는 원추형 링형상의 판스프링과, 상기 종동헬리컬기어의 하우징결합부에 나사식으로 결합되는 것으로 상부는 개구되고 하부는 폐쇄된 원형관형상으로 이루어지며 내주면에는 상기 하우징결합부의 하우징결합용 숫나사부에 체결되는 암나사부가 형성되고 하면중앙부에는 상기 샤프트의 하단부가 삽입되는 축삽입공이 관통형성되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제한기가 구비된 단로기용 구동장치는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터에 장착되는 구동헬리컬기어에 축직각을 이루며 맞물리도록 설치되는 제한기와, 상기 제한기에 연결되는 단로기구동용 기어부를 포함하되, 상기 제한기는 상기 구동모터의 구동헬리컬기어에 축직각을 이루며 맞물리는 것으로 중앙부에는 축삽입공이 관통형성되며 하면중앙부에는 외주면에 하우징결합용 숫나사부가 구비된 원형관형상의 하우징결합부가 일체로 형성되는 종동헬리컬기어와, 상기 종동헬리컬기어의 축삽입공을 관통하도록 하우징결합부의 내부에 삽입되는 것으로 중앙부외주면에 라이닝지지용 플랜지부가 형성되는 샤프트와, 상기 라이닝지지용 플랜지부의 상ㆍ하면에 밀착되도록 샤프트의 외측에 각각 삽입되는 링형상의 라이닝과, 상기 라이닝지지용 플랜지부의 상ㆍ하면에 밀착된 라이닝을 가압하도록 샤프트의 외측에 링형상의 가압판을 개재한 상태로 각각 삽입되는 원추형 링형상의 판스프링과, 상기 종동헬리컬기어의 하우징결합부에 나사식으로 결합되는 것으로 상부는 개구되고 하부는 폐쇄된 원형관형상으로 이루어지며 내주면에는 상기 하우징결합부의 하우징결합용 숫나사부에 체결되는 암나사부가 형성되고 하면중앙부에는 상기 샤프트의 하단부가 삽입되는 축삽입공이 관통형성되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 제한기 및 제한기가 구비된 단로기용 구동장치는 평상시에는 구동모터의 회전력을 출력측으로 전달하고 단로기 고장 등으로 인해 출력측에 설정된 범위 이상의 과부하가 발생할 경우 회전력의 전달을 자동적으로 차단할 수 있게 되며, 또 과부하 발생으로 인한 회전력 차단작동시 소음 발생을 최소화할 수 있게 될 뿐만 아니라 회전력 차단작동을 위한 토크를 용이하게 조정할 수 있게 되며, 또 전체적인 부피가 최소화되도록 컴팩트하게 구성됨으로써 가스절연 개폐장치에 장착할 경우 외관을 미려하게 유지할 수 있게 될 뿐만 아니라 외부 돌출로 인한 주변설비와의 간섭이 최소화되어 설치가 용이하게 되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 가스절연 개폐장치(GIS)를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 제한기가 구비된 단로기용 구동장치를 나타내는 내부 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 단로기용 구동장치에 구비되는 제한기를 나타내는 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 단로기용 구동장치에 구비되는 제한기의 조립상태를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 단로기용 구동장치에 구비되는 제한기의 설치상태를 나타내는 단면도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 제한기가 구비된 단로기용 구동장치는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 케이스(20)와, 상기 케이스(20)의 내부에 설치되는 구동모터(30)와, 상기 구동모터(30)에 장착되는 구동헬리컬기어(40)에 축직각을 이루며 맞물리도록 설치되는 제한기(1)와, 상기 제한기(1)에 연결되는 단로기구동용 기어부(50)를 포함하여 구성된다.

상기 케이스(20)는 구동모터(30), 제한기(1), 기어부(50) 등을 설치하고 이를 보호하기 위한 것으로, 견고한 금속재질의 상자형태로 이루어진다.

상기 구동모터(30)는 전원이 인가됨에 따라 단로기를 구동하기 위한 동력을 발생시키는 것으로, 상기 구동모터(30)로는 전동기와 감속장치가 일체로 형성된 기어드 모터가 사용된다.

상기 구동모터(30)의 모터축에는 구동헬리컬기어(40)가 장착되는데, 이 구동헬리컬기어(40)는 상기 제한기(1)에 구비된 종동헬리컬기어(2)와 축직각을 이루도록 맞물리게 된다.

이와 같이 상기 구동모터(30)와 제한기(1)를 구동헬리컬기어(40)와 종동헬리컬기어(2)에 의해 축직각을 이루도록 맞물리게 구성한 이유는, 케이스(20)내에서 가장 많은 공간을 차지하게 되는 구동모터(30)의 배치상태를 고려하여 구동모터(30)와 제한기(1) 사이의 간격을 평기어나 베벨기어 등으로 연결하는 경우보다 감축시켜 전체적인 구성을 컴팩트하게 구현할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 제한기(1)는 회전력을 발생시키는 구동모터(30)와 출력측에 연결되는 단로기구동용 기어부(50) 사이에 설치되는 것으로, 평상시에는 구동모터(30)의 회전력을 출력측으로 전달하고, 단로기 고장 등으로 인해 출력측에 설정된 범위 이상의 과부하가 발생할 경우 회전력의 전달을 자동적으로 차단하게 된다.

상기 제한기(1)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 종동헬리컬기어(2), 샤프트(4), 라이닝(5), 가압판(6), 판스프링(7), 하우징(8)을 포함하여 구성된다.

상기 종동헬리컬기어(2)는 상기 구동모터(30)의 구동헬리컬기어(30a)에 축직각을 이루며 맞물리는 것으로, 중앙부에는 축삽입공(2a)이 관통형성되며 하면중앙부에는 외주면에 하우징결합용 숫나사부(3a)가 구비된 원형관형상의 하우징결합부(3)가 일체로 형성된다.

상기 샤프트(4)는 상기 종동헬리컬기어(2)의 축삽입공(2a)을 관통하도록 하우징결합부(3)의 내부에 삽입되는 것으로, 중앙부외주면에 라이닝지지용 플랜지부(4a)가 형성된다.

상기 라이닝(5)은 링형상으로 형성된 것으로, 상기 라이닝지지용 플랜지부(4a)의 상ㆍ하면에 밀착되도록 샤프트(4)의 외측에 각각 삽입된다.

상기 라이닝(5)으로는 자동차 브레이크 등에 사용되는 브레이크 라이닝과 동일한 재질로 된 것을 사용하되, 온도가 높아져도 타지 않으며 마찰 계수의 변화가 적은 라이닝을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 가압판(6)은 상기 라이닝(5)과 동일하게 링형상으로 형성된 것으로, 상기 판스프링(7)의 탄성력을 상기 라이닝(5)에 균일하게 전달하는 역할을 하게 된다.

상기 판스프링(7)은 원추형 링형상으로 형성된 것으로, 상기 라이닝지지용 플랜지부(4a)의 상ㆍ하면에 밀착된 라이닝(5)을 가압하도록 샤프트(4)의 외측에 링형상의 가압판(6)을 개재한 상태로 각각 삽입된다.

상기 판스프링(7)은 복수개를 적층시켜 사용하게 되는데, 그 개수와 적층 방향은 설계조건에 따라 다양한 조합이 가능하다.

상기 하우징(8)은 상기 종동헬리컬기어(2)의 하우징결합부(3)에 나사식으로 결합되는 것으로, 상부는 개구되고 하부는 폐쇄된 원형관형상으로 이루어지며, 내주면에는 상기 하우징결합부(3)의 하우징결합용 숫나사부(3a)에 체결되는 암나사부(8a)가 형성되고, 하면중앙부에는 상기 샤프트(4)의 하단부가 삽입되는 축삽입공(8b)이 관통형성된다.

이와 같이 구성되는 제한기(1)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 라이닝지지용 플랜지부(4a)를 중심으로 샤프트(4)의 상단부는 라이닝(5), 가압판(6), 판스프링(7)을 순서대로 삽입한 후 종동헬리컬기어(2)의 축삽입공(2a)에 삽입하고, 샤프트(4)의 하단부는 라이닝(5), 가압판(6), 판스프링(7)을 순서대로 삽입한 후 하우징(8)의 축삽입공(8b)에 삽입한 다음, 하우징(8)의 암나사부(8a)에 종동헬리컬기어(2)의 하우징결합부(3)의 하우징결합용 숫나사부(3a)가 체결되도록 함으로써 간편하게 조립할 수 있게 된다.

상기 제한기(1)는 판스프링(7)의 탄성력에 의해 샤프트(4)의 라이닝지지용 플랜지(4a)에 밀착되는 라이닝(5)의 마찰력을 이용하여 종동헬리컬기어(2)의 회전력을 샤프트(4)로 전달하거나 차단하게 되므로, 과부하 발생으로 인한 회전력 차단작동시 소음 발생을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 상기 제한기(1)는 종동헬리컬기어(2)의 하우징결합부(3)에 나사식으로 체결되는 하우징(8)을 풀거나 조임으로써 판스프링(7)에 의해 라이닝(5)에 가해지는 가압력을 조절할 수 있게 되므로 회전력 차단작동을 위한 토크를 용이하게 조정할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 제한기가 구비된 단로기용 구동장치의 작용관계를 요부구성인 제한기를 중심으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 제한기가 구비된 단로기용 구동장치는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 평상시 케이스(20)의 내부에 설치된 구동모터(30)에 전원이 인가되면, 구동모터(30)의 모터축에 장착된 구동헬리컬기어(40)가 회전함에 따라 구동헬리컬기어(40)와 축직각을 이루도록 맞물린 제한기(1)의 종동헬리컬기어(2)가 회전하게 되고, 상기 종동헬리컬기어(2)가 회전함에 따라 판스프링(7)의 탄성력에 의해 샤프트(4)의 라이닝지지용 플랜지(4a)에 밀착된 라이닝(5)의 마찰력이 작용하여 샤프트(4)도 함께 회전하게 되고, 상기 샤프트(4)가 회전함에 따라 샤프트(4)의 하부에 장착된 기어와 맞물린 단로기구동용 기어부(50)가 회전하게 됨으로써 출력측으로 회전력을 전달하여 단로기를 구동시키게 된다.

한편, 단로기 고장 등으로 인해 출력측에 설정된 범위 이상의 과부하가 발생할 경우에는, 케이스(20)의 내부에 설치된 구동모터(30)에 전원을 인가하여 구동모터(30)의 모터축에 장착된 구동헬리컬기어(40)가 회전하더라도, 판스프링(7)의 탄성력에 의해 샤프트(4)의 라이닝지지용 플랜지(4a)에 밀착된 라이닝(5)의 마찰력보다 큰 부하가 샤프트(4)에 가해짐에 따라 샤프트(4)의 라이닝지지용 플랜지(4a)와 라이닝(5) 사이에 슬립이 발생하게 되면서 샤프트(4)는 회전하지 않고 종동헬리컬기어(2)만 공회전하게 되므로 단로기구동용 기어부(50)로 전달되는 회전력을 완전히 차단할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 의한 단로기용 구동장치에 구비되는 제한기(1)는 판스프링(7)의 탄성력에 의해 샤프트(4)의 라이닝지지용 플랜지(4a)에 밀착되는 라이닝(5)의 마찰력을 이용하여 종동헬리컬기어(2)의 회전력을 샤프트(4)로 전달하거나 차단하게 되므로, 과부하 발생으로 인한 회전력 차단작동시 소음 발생을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 단로기용 구동장치에 구비되는 제한기(1)는 종동헬리컬기어(2)의 하우징결합부(3)에 나사식으로 체결되는 하우징(8)을 풀거나 조임으로써 판스프링(7)에 의해 라이닝(5)에 가해지는 가압력을 조절할 수 있게 되므로 회전력 차단작동을 위한 토크를 용이하게 조정할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 제한기가 구비된 단로기용 구동장치는 평상시에는 구동모터(30)의 회전력을 출력측으로 전달하고 단로기 고장 등으로 인해 출력측에 설정된 범위 이상의 과부하가 발생할 경우 회전력의 전달을 자동적으로 차단할 수 있게 되며, 또 과부하 발생으로 인한 회전력 차단작동시 소음 발생을 최소화할 수 있게 될 뿐만 아니라 회전력 차단작동을 위한 토크를 용이하게 조정할 수 있게 되며, 또 전체적인 부피가 최소화되도록 컴팩트하게 구성됨으로써 가스절연 개폐장치에 장착할 경우 외관을 미려하게 유지할 수 있게 될 뿐만 아니라 외부 돌출로 인한 주변설비와의 간섭이 최소화되어 설치가 용이하게 된다.

1 : 제한기 2 : 종동헬리컬기어
2a : 축삽입공 3 : 하우징결합부
3a : 하우징결합용 숫나사부 4 : 샤프트
4a : 라이닝지지용 플랜지부 5 : 라이닝
6 : 가압판 7 : 판스프링
8 : 하우징 8a : 암나사부
8b : 축삽입공 10 : 단로기 구동장치
20 : 케이스 30 : 구동모터
40 : 구동헬리컬기어 50 : 단로기구동용 기어부

Claims

중앙부에는 축삽입공이 관통형성되며 하면중앙부에는 외주면에 하우징결합용 숫나사부가 구비된 원형관형상의 하우징결합부가 일체로 형성되는 종동헬리컬기어와,
상기 종동헬리컬기어의 축삽입공을 관통하도록 하우징결합부의 내부에 삽입되는 것으로, 중앙부외주면에 라이닝지지용 플랜지부가 형성되는 샤프트와,
상기 라이닝지지용 플랜지부의 상ㆍ하면에 밀착되도록 샤프트의 외측에 각각 삽입되는 링형상의 라이닝과,
상기 라이닝지지용 플랜지부의 상ㆍ하면에 밀착된 라이닝을 가압하도록 샤프트의 외측에 링형상의 가압판을 개재한 상태로 각각 삽입되는 원추형 링형상의 판스프링과,
상기 종동헬리컬기어의 하우징결합부에 나사식으로 결합되는 것으로, 상부는 개구되고 하부는 폐쇄된 원형관형상으로 이루어지며 내주면에는 상기 하우징결합부의 하우징결합용 숫나사부에 체결되는 암나사부가 형성되고 하면중앙부에는 상기 샤프트의 하단부가 삽입되는 축삽입공이 관통형성되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 제한기.
케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터에 장착되는 구동헬리컬기어에 축직각을 이루며 맞물리도록 설치되는 제한기와, 상기 제한기에 연결되는 단로기구동용 기어부를 포함하되,
상기 제한기는,
상기 구동모터의 구동헬리컬기어에 축직각을 이루며 맞물리는 것으로, 중앙부에는 축삽입공이 관통형성되며 하면중앙부에는 외주면에 하우징결합용 숫나사부가 구비된 원형관형상의 하우징결합부가 일체로 형성되는 종동헬리컬기어와,
상기 종동헬리컬기어의 축삽입공을 관통하도록 하우징결합부의 내부에 삽입되는 것으로, 중앙부외주면에 라이닝지지용 플랜지부가 형성되는 샤프트와,
상기 라이닝지지용 플랜지부의 상ㆍ하면에 밀착되도록 샤프트의 외측에 각각 삽입되는 링형상의 라이닝과,
상기 라이닝지지용 플랜지부의 상ㆍ하면에 밀착된 라이닝을 가압하도록 샤프트의 외측에 링형상의 가압판을 개재한 상태로 각각 삽입되는 원추형 링형상의 판스프링과,
상기 종동헬리컬기어의 하우징결합부에 나사식으로 결합되는 것으로, 상부는 개구되고 하부는 폐쇄된 원형관형상으로 이루어지며 내주면에는 상기 하우징결합부의 하우징결합용 숫나사부에 체결되는 암나사부가 형성되고 하면중앙부에는 상기 샤프트의 하단부가 삽입되는 축삽입공이 관통형성되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 제한기가 구비된 단로기용 구동장치.