KR101651918B1 - 짧은 작동 시간을 갖는 고전압／중전압 전기 기기용 제어 - Google Patents

Abstract

고전압/중전압 기기의 스위치를 개방/폐쇄시키기 위한 적어도 하나의 액츄에이터(6, 12)를 포함하는 고전압/중전압 기기용 제어가 제공되는바, 상기 기기는 상기 스위치의 가동성 부분을 이동시킬 수 있는 메카니즘을 포함하고 또한 상기 메카니즘과 액츄에이터(6, 12) 간에 힘을 전달하기 위한 힘 전달 요소(8, 14)를 포함하며, 상기 전달 요소(8, 14)는 유연성 스트랩에 의하여 형성된다.

Description

짧은 작동 시간을 갖는 고전압／중전압 전기 기기용 제어{Control for a high-voltage/medium-voltage electrical device having a short actuation time}

본 발명은 고전압 및 중전압 스위치기어, 특히 고전압 및 중전압 인터럽터를 위한 구동 기기 및 기계적 전달 기기(mechanical transmission device)에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 인터럽터에서 개방 및 폐쇄 사이클을 수행하기 위하여 스프링을 포함하는 구동 기기에 관한 것이다.

고전압 및 중전압 스위치기어를 위한 알려진 유형의 구동 기기는, 인터럽터를 개방하기 위한 (개방용 스프링이라 불리는) 스프링, 및 인터럽터를 폐쇄하기 위한 (폐쇄용 스프링이라 불리는) 스프링을 포함한다. 폐쇄용 스프링에는 사전부하(preload)가 걸리고, 또한 폐쇄용 스프링은 그 상태로 유지되어서, 인터럽터를 폐쇄하라는 명령이 주어지는 때에 그 스프링에 있는 에너지가 해제되어 기계적 결합 수단을 거쳐서 인터럽터가 닫히게 한다. 그 구동 기기는, 폐쇄용 스프링의 저장된 에너지의 해제가 개방용 스프링에 사전부하가 걸리도록 구성되는바, 개방용 스프링은 인터럽터를 개방시키라는 명령을 받을 때까지 그 상태로 유지된다.

개방 및 폐쇄를 위하여 사전부하가 걸린 스프링을 이용하는 것은, 작동이 상대적으로 짧고 일정한 시간 길이 동안에 이루어지게 하는바, 그것은 작동 소요시간이 스프링내의 부하(에너지의 양) 및 움직이는 부품들의 관성에 의하여 기계적으로 설정되기 때문이다.

그러한 유형이 구동 기기에 있어서의 요구조건들 중의 하나는, 기계적인 개방 및 폐쇄가 1초 미만의 짧은 스위칭 시간(예를 들어 폐쇄를 위하여는 90 밀리초(millisecond; ms), 그리고 개방을 위하여는 20 내지 30 ms) 내에 수행되어야 한다는 점에 유의한다.

또한, 전달 요소들은 개방 또는 폐쇄를 위하여 명령이 주어질 때까지 사전 부하가 걸린 상태로 유지된다.

그 결과, 전달 요소들은 매우 오랜 시간 동안 이와 같은 방식으로 기계적 에너지를 계속하여 저장하고 있을 수 있어야 한다.

또한, 전달 요소들은 매우 짧은 시간에 걸쳐서 막대한 작용력을 받게 되는바, 특히 스프링 및 대응되는 샤프트에 대한 고정부(fastening)의 영역에서 그러하다. 개방 작동 중에, 스프링의 모든 에너지는 순간적으로 해제되어서, 그 해제로부터 상당한 인장 응력(tensile stress)의 힘이 발생하고, 그 힘은 전달 요소와 개방용 스프링 사이의 고정부와 전달 요소와 개방 샤프트 사이의 고정부 둘 다의 영역에 있는 전달 요소에 가해진다. 그 인장 응력은 수십 킬로뉴튼(kilonewtons; kN), 통상적으로는 30 kN 에 달할 수도 있다.

그러므로, 전달 요소들 및 그들의 스프링 및 샤프트에 대한 결합은, 그들이 관련된 응력을 견딜 수 있도록 설계된다.

또한, 그러한 구동 기기는 날씨의 응력(stress of weather)을 받을 수도 있고, 구동 기기의 내부는, -50℃ 내지 +50℃ 범위의 온도에 견딜 수 있게 그리고 간혹 발생하는 응축을 허용할 수 있도록 구성되어야 한다.

또한 그러한 구동 기기들은 매우 오랜 기간, 예를 들어 수십년 동안 이용되도록 의도된다.

마지막으로, 그 구동 기기들은 안전 장비인 바, 그들의 신뢰성이 보장되어야 한다.

결국, 그러한 구동 기기, 특히 개방 및 폐쇄의 힘이 전달되는 요소들은, 가해지는 응력과 외부 상태의 측면에서 가혹한 조건 하에서, 매우 오랜 시간에 걸쳐서 신뢰성있는 작동을 보장하도록 설계된다.

예를 들어 문헌 FR　2　778　492 에 기술된 구동 기기와 같이 전달 요소로서 금속 롤러의 체인 또는 케이블을 이용하는 것이 알려져 있다.

그 롤러 체인 및 케이블은 오랜 시간 기간에 걸쳐서 안전성을 제공한다.

그러나, 그들은 질량이 커서, 인터럽터의 작동 속도를 저감시킨다.

또한, 롤러 체인은 힘의 전달 시에 있을 수 있는 오작동을 방지하기 위하여 그리스(grease)를 필요로 한다. 또한, 그들은 침식에 취약한데, 이것 또한 구동 기기의 오작동을 일으킬 수 있는 것이다. 제어 신호의 전달을 위하여 단일의 케이블이 제공되는 경우에는, 그 케이블의 직경이 그에 가해지는 힘을 견딜 수 있도록 충분히 커야 한다. 이와 같이 큰 직경은 케이블의 강직성을 증가시키는데, 이것은 큰 직경의 안내 풀리(안내 풀리)를 이용할 필요성을 일으켜서, 그러한 구동 기기를 위한 공간 조건을 증가시킨다.

따라서, 본 발명은 고전압 또는 중전압 스위치기어를 위한 완전히 신뢰할 수 있는 구동 기기를 제공하는 것을 목적으로 하는바, 그것은 움직이는 부품들의 관성이 더 작아서 특성 시간(characteristic time) 또는 작동 시간을 감소시키며, 또한 공지된 유형의 구동 기기에 비하여 유지보수의 필요성 및 비용이 감소된다.

전술된 목적은 고전압 또는 중전압 스위치기어용 구동 기기에 의하여 달성되는바, 그 구동 기기는 개방용 액츄에이터와 개방용 샤프트 사이에 유연성 스트랩을 포함하는 전달 요소를 포함하고, 폐쇄용 액츄에이터와 폐쇄용 샤프트 간에도 유연성 스트랩을 포함하는 전달 요소가 있다.

이 유연성 스트랩은 복수의 평행한 케이블들 또는 직물 섬유들로 이루어진 스트랩일 수 있는바, 그 케이블들은 그들의 길이의 적어도 일부에 걸쳐서 유연성 매트릭스 내에 파묻힌 것이다.

따라서 전달 요소의 질량이 감소되고, 그에 따라 작동 시간도 단축될 수 있다. 또한, 전달 요소의 그리싱(greasing)을 제공할 필요가 더 이상 없어서 유지보수가 용이하게 된다. 또한, 비용은 체인을 갖는 종류의 구동 기기에 비하여 저렴하다.

그러한 힘 전달 요소를 이용하는 것은, 액츄에이터들에 의하여 가해지는 응력들을 받는 위치들에서 적절히 적합화된 특수한 커넥터들을 제공함에 의하여 가능하게 된다.

복수의 케이블들을 포함하는 유연성 스트랩은 다음과 같은 장점들을 갖는다.

그것은 유연하여서, 작은 직경의 복귀 풀리들이 이용될 수 있다. 곡면의 반경은 케이블들의 직경과 평행하게 배치되는 케이블들의 갯수를 결정함에 의하여 최적화될 수 있다. 그러므로 전체적인 크기는 감소된다.

유연성 스트랩은 유지보수가 거의 또는 전혀 필요없다.

유연성 스트랩의 관성이 감소되기 때문에 작동 시간이 감소된다.

그러므로 본 발명은 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기를 주요하게 제공하는바, 그 구동 기기는 상기 장치의 인터럽터를 개방/폐쇄시키기 위한 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하고, 또한 상기 인터럽터의 가동성 부분을 움직이기에 적합한 메카니즘과 힘 전달 요소를 포함하는바, 상기 전달 요소는 유연성 스트랩(flexible strap)을 포함한다.

상기 유연성 스트랩은 예를 들어 상기 메카니즘과 액츄에이터 사이에 배치된다.

유연성 스트랩은 유연성 스트랩의 두 단부들에서 상기 메카니즘과 액츄에이터에의 결합을 위한 단부 커넥터들을 구비할 수 있는데, 각 단부 커넥터는 유연성 스트랩의 단부에의 고정을 위한 고정 단부, 및 유연성 스트랩의 움직임 방향에서 연장된 로드 또는 상기 움직임에 대해 직각인 핀에 대하여 커넥터를 고정시키기 위한 고정 단부를 구비한다.

일 실시예에서, 유연성 스트랩은 서로에 대하여 평행하게 배치된 복수의 케이블들을 포함하고, 그 케이블들은 그들의 길이의 적어도 일부에 걸쳐서 유연성 매트릭스 내에 파묻힌다. 그러면 상기 매트릭스는 상기 케이블들의 길이의 많은 부분에 걸쳐서 연속적으로 연장될 수 있다.

상기 매트릭스는 예를 들어 폴리에틸렌과 같은 열가소성 재료로 만들어질 수 있다.

상기 케이블들은 스탬핑에 의하여 단부 커넥터에 파지되어 보유되는 것이 바람직하다.

상기 매트릭스도 단부 커넥터들 내에 파지되어 보유될 수 있다.

일 실시예에서, 단부 커넥터들 중 적어도 하나에는 보어들이 형성되는데, 그 보어들의 축은 유연성 스트랩의 움직임 방향으로 지향되고, 각 보어는 상기 케이블의 자유 단부를 수용하며, 각 케이블은 스탬핑에 의하여 제 위치에 보유된다. 단부 커넥터들 중 적어도 하나는 상기 보어들의 축들에 대해 직각으로 그리고 케이블들을 위한 상기 보어들의 축들을 포함하는 평면에 대해 평행하게 연장된 횡단 구멍을 구비할 수 있으며, 핀은 상기 횡단 구멍 안으로 도입되고, 핀은 해당되는 보어의 주변부와 핀 사이에 각 케이블의 단부들을 파지하기 위하여 횡단 구멍의 직경과 같은 직경을 가짐으로써, 스탬핑에 의한 최종 조립 전에 사전 조립체를 제공한다.

유리하게는, 단부 커넥터들 중의 적어도 하나가 상기 보어들의 축들을 포함하는 평면에 대해 경사진 면을 구비하여, 스탬핑에 의하여 얻어지는 케이블들에 대한 보유력은 보어들의 개방 단부들 측에서보다 보어들의 막힌 단부들의 측에서 더 크게되는바, 상기 면은 보어들의 축들을 포함하는 평면에 대하여 예를 들어 1.5°의 각도로 경사진다.

다른 일 실시예에서, 유연성 스트랩은 직조되거나 또는 꼬여진 직물 섬유들로 만들어진다. 이 직물 섬유들은 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 또는 아라미드이다.

직조 또는 꼬여진 섬유들을 포함하는 유연성 스트랩에 있어서, 단부 커넥터들 중의 적어도 하나는 유연성 스트랩의 움직임 방향에 대해 직각이고 서로에 대해 평행한 제1 굴대 및 제2 굴대를 포함할 수 있는데, 그 두 개의 굴대들은 액츄에이터 또는 상기 메카니즘에의 고정을 위하여 단부 커넥터의 고정 요소에 고정되고, 유연성 스트랩의 각 단부는 단부 커넥터의 굴대들 주위로 권취되며, 제2 굴대는 제1 굴대와 단부 커넥터의 상기 고정 요소 사이에 배치되고, 유연성 스트랩의 단부 부분은 겹쳐져서 폐쇄 루프를 형성하며, 유연성 스트랩의 단부 부분은 단부 커넥터에 고정되는바, 상기 루프는 외측 면 및 내측 면을 가지며, 루프는 그 내측 표면이 제1 굴대와 접촉하도록 제1 굴대 주위로 지나가고 또한 그 외측 표면이 제2 굴대와 접촉하도록 제2 굴대 주위로 지나가며, 제2 굴대 주위로 지나가는 루프 부분은 유연성 스트랩이 중첩되어 2배의 두께를 가지고, 유연성 스트랩의 자유 단부에 의하여 형성되는 루프의 단부 부분은 제1 굴대를 따라서 연장됨으로써 단부 커넥터 밖으로 지나간다.

상기 적어도 하나의 액츄에이터는 스프링을 포함할 수 있고, 상기 메카니즘은 인터럽터의 가동성 부분에 결합되도록 적합화된 샤프트에 회전가능하게 고정된 레버를 포함한다.

구동 기기는 스프링의 축을 따라서 스프링과 유연성 스트랩 간에 힘의 전달을 위하여 스프링과 유연성 스트랩을 함께 결합시키기 위한 결합 수단을 더 포함할 수도 있다.

유연성 스트랩과 스프링을 함께 결합시키는 결합 수단은 스프링 내에 장착된 절두원추형 부재를 포함할 수 있는데, 그 절두원추형 부재는 절두원추형 부재의 베이스부(base portion)를 통하여 스프링의 끝에 있는 권취부에 맞닿으며, 상기 절두원추형 부재는 단부 커넥터에 나사체결되는 나사가 형성된 로드를 거쳐서 단부 커넥터에 결합되고, 상기 나사가 형성된 로드는 제1 너트에 의하여 절두원추형 부재에 고정된다.

구동 기기는 튜브 및 제2 너트를 포함하는 잠금너트 수단을 더 포함하는 것이 바람직할 수 있는데, 상기 튜브는 제1 너트 및 제2 너트 사이에 파지된다. 유리하게는, 상기 튜브의 길이가 나사가 형성된 로드의 직경의 적어도 5배이다.

본 발명의 구동 기기는 유연성 스트랩과 레버를 함께 결합시키기 위한 결합 수단을 더 포함할 수도 있는데, 그 결합수단은 상기 샤프트의 축에 대해 평행한 축 주위에서 피봇 연결을 제공한다.

레버는 샤프트의 축에 대해 평행한 돌출 굴대를 구비할 수 있고, 단부 커넥터는 유연성 스트랩의 움직임 방향에 대해 직각인 보어를 구비하며, 상기 보어는 굴대를 수용하고, 단부 커넥터는 굴대 주위로 회전가능하다.

단부 커넥터는 결합용 로드에 의하여 서로 힌지 결합된 두 개의 부분들을 포함하는 것이 바람직할 수 있는데, 그 힌지의 축은 유연성 스트랩의 표면에 대해 직각이다.

액츄에이터는 예를 들어 인터럽터 개방용 액츄에이터이고, 레버는 개방용 레버이며, 상기 샤프트는 메인 샤프트이고, 구동 기기는 인터럽터 폐쇄용 액츄에이터를 이루는 제2 액츄에이터를 더 구비한다.

폐쇄용 액츄에이터는 상기 유연성 스트랩을 통하여 폐쇄용 레버에 연결된 스프링을 포함할 수 있는데, 폐쇄용 레버는 개방용 레버가 고정된 메인 샤프트에 평행한 폐쇄용 샤프트에 고정되고, 폐쇄용 레버는 캠에 의하여 회전할 수 있도록 고정되며, 그 캠은 인터럽터가 폐쇄되는 것을 유발하도록 개방용 레버에 대해 작용하도록 적합화된다.

구동 기기는 폐쇄용 레버를 회전되게 구동하기 위한 기어치가 형성된 구동 휠을 더 포함할 수도 있는데, 그 기어치가 형성된 구동 휠은 전기 모터에 의하여 구동되는 기어 트레인과 맞물려서 스프링에 부하가 걸리게 한다.

또한, 본 발명은 본 발명의 구동 기기를 갖는 고전압 또는 중전압 스위치기어를 제공하기도 한다.

본 발명은 유연성 스트랩과 단부 커넥터를 함께 조립하는 방법을 더 제공하는바, 그 유연성 스트랩은 서로에 대해 평행하게 배치된 복수의 케이블들을 포함하고, 그 케이블들은 그들의 길이의 적어도 일부에 걸쳐서 유연성 매트릭스 내에 파묻히며, 그 케이블들의 자유 단부는 매트릭스 내에 파묻히지 않고, 그 단부 커넥터에는 보어들이 형성되며, 상기 보어들의 갯수는 케이블들의 갯수와 동일하고, 상기 방법은 하기의 단계들을 포함한다:

개별의 보어 안으로 각 케이블의 일 단부를 도입시키는 단계; 및

주로 스탬핑에 의하여 보어들을 변형시키는 방식으로, 상기 보어들에서 단부 커넥터에, 케이블들에 직각으로 스탬핑 힘을 가하는 단계.

본 발명의 방법은 최종 조립 전에 상기 보어들 내에 케이블들을 사전 조립하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 방법은, 예를 들어 폴리우레탄 유형의 페이스트를 적용함으로써, 단부 커넥터와 유연성 스트랩 사이의 접합부에 밀봉 수단을 적용하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 의하여, 고전압 또는 중전압 스위치기어를 위한 완전히 신뢰할 수 있는 구동 기기가 제공되는바, 그것은 움직이는 부품들의 관성이 더 작아서 특성 시간(characteristic time) 또는 작동 시간을 감소시키며, 또한 공지된 유형의 구동 기기에 비하여 유지보수의 필요성 및 비용이 감소된다.

본 발명은 하기의 첨부 도면들을 참조로 하는 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 일 실시예의 고전압 또는 중전압 스위치기어 장치(high or medium voltage switchgear apparatus)를 위한 구동 기기의 사시도이고;
도 2 는 도 1 에 도시된 구동 기기의 일부를 도시하는 사시도이고;
도 3 은 인터럽터-폐쇄용 액츄에이터 수단만의 사시도이고;
도 4 는 폐쇄용 스프링과 유연성 스트랩 사이의 결합에 관한 일 실시예의 부분 사시도이고;
도 5 는 유연성 스트랩과 액츄에이터의 요소 사이의 결합을 도시하는 것으로서, 도 3 으로부터 취해진 상세도이고;
도 6 은 본 발명의 특징들을 갖는 유연성 스트랩의 일 실시예를 도시하는 단면도이고;
도 7a 내지 도 7c 는 본 발명의 구동 기기에서 이용되는 안내 풀리(guide pulley)의 일 실시예의 절개도들이고;
도 8a 내지 도 8c 는 도 6 에 도시된 유연성 스트랩을 고정시키기에 특히 적합한 단부 커넥터의 일 예를 도시하는 사시도, 평면도, 및 측면도이고;
도 9a 는 종단면도이고, 도 9b 및 도 9c 는 사시도로서, 이들은 직물 섬유(woven textile fibers)로 만들어진 스트랩(strap)인 유연성 스트랩의 고정에 특히 적합한 단부 커넥터의 다른 일 예를 도시하고;
도 9d 및 도 9e 는 도 9a 내지 도 9c 에 도시된 단부 커넥터의 다른 형태에 관한 사시도와 측면도이다.

도 1 및 도 2 에는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 구동 기기가 도시되어 있는데, 그 구동 기기는 개방용 액츄에이터 및 폐쇄용 액츄에이터로서 스프링들을 구비한다. 물론, 상이한 액츄에이터 및 상이한 기계적 결합부를 이용하는 구동 기기가 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 이와 같은 특정 예의 구동 기기는, 예를 들어 회로 차단기(회로 차단기(circuit breaker)(미도시)를 위한 인터럽터를 개방시키기 위한 개방용 메카니즘(opening mechanism; MO), 및 인터럽터를 폐쇄시키기 위한 폐쇄용 메카니즘(closing mechanism; MF)을 포함하는바, 이 메카니즘들은 케이싱(casing; 2) 내에 옆으로 배치된다. 그 두 개의 메카니즘들(MO, MF)은 메인 샤프트(main shaft; 7)에 결합되는바, 메인 샤프트 자신은 인터럽터의 가동성 부분(movable part)에 결합된다.

개방용 메카니즘(MO)은: 변형에 의하여 기계적 에너지를 저장하고 인터럽터를 개방시키라는 명령에 응답하여 그 에너지를 해제시키도록 적합화된 탄성 수단(elastic means; 6); 탄성 수단(6)에 의하여 인가되는 힘을 전달하기 위한 전달 요소(8); 및 메인 샤프트(7)와 함께 회전가능한 레버(10)를 포함한다. 도시된 예에서, 탄성 수단(6)은 사전 부하가 걸린 상태에 있는 채로 유지된 나선 스프링으로 제시되어 있다.

전달 요소(8)의 단부들 중의 하나(미도시)는 스프링(6)의 일 단부에 결합되고, 전달 요소의 다른 단부(8.2)는 레버(10)에 결합되어, 전달 요소를 거쳐서 스프링에 의하여 레버에 인가되는 힘은, 제1 잠금 시스템(first locking system)(미도시)이 레버(10)를 해제시키자마자 메인 샤프트가, 주어진 제1 회전 방향으로 회전하게끔하여, 인터럽터가 개방되게 한다.

폐쇄용 메카니즘(MF)는: 변형에 의하여 기계적 에너지를 저장하고 인터럽터를 폐쇄시키라는 명령에 응답하여 그 에너지를 해제시키도록 적합화된 탄성 수단(12); 및 탄성 수단(12)에 의하여 인가된 힘을 전달하는 전달 요소(14); 폐쇄용 샤프트라 불리고 메인 샤프트에 평행한 샤프트(19)에 고정된 캠(cam; 18);을 포함하며, 상기 캠은 폐쇄용 샤프트와 함게 회전가능하고 레버(10)와 협력한다. 도시된 예에서, 탄성 수단(12)은 사전 부하가 걸린 상태로 유지된 나선 스프링이다.

전달 요소(14)은 일 단부(14.1)를 통하여 스프링(12)의 단부에 결합되고 또한 다른 단부(14.2)를 통하여 디스크(disk; 20)에 결합되는바, 그 전달 요소는 폐쇄용 샤프트와 회전하도록 결합되기도 하여서, 스프링에 의하여 디스크(20)에 인가되는 힘은, 폐쇄 위치에 잠그기 위하여 잠금 수단(locking means; 11)이 디스크(20)를 해제시키자마자 캠이 회전하게끔한다. 이것은, 레버(10)와의 협력에 의하여, 메인 샤프트(7)가 제1 회전 방향에 대해 반대인 제2 회전 방향으로 회전하게하여, 인터럽터가 폐쇄된다.

디스크(20)는 기어치가 형성된 주변부(toothed perimeter)를 구비하는바, 그것은 폐쇄용 스프링(12)에 사전 부하가 걸리게 하기 위한 목적을 위하여 전기 모터(미도시)에 의하여 구동되는 기어 트레인(gear train; 21)과 협력하도록 구성된 것이다.

본 발명에 따르면, 전달 요소들(8, 14)은 유연한 스트랩 또는 유연성 스트랩인바, 이것은 두께가 폭보다 작은 단면을 갖는 실질적으로 편평한 형상을 갖는다.

일 실시예에서, 이 유연성 스트랩은 예를 들어 직물 섬유를 직조(weaving)하거나 또는 꼬음(braiding)으로써 형성될 수 있는데, 그러한 섬유로서는 예를 들어 폴리에틸렌 섬유 또는 아라미드 섬유가 있으며, 구체적인 예로서는 케블라(KEVLAR: 등록상표)를 들 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서는, 유연성 스트랩이 예를 들어 스틸 케이블(steel cable)들인 복수의 금속 케이블들을 포함할 수 있는바, 그 케이블들은 서로에 대해 평행하게 배치되고 또한 그들의 길이의 적어도 일부에 걸쳐서 예를 들어 폴리우레탄과 같은 열가소성의 유연성 재료 내에 파묻힌다(embeded). 이와 같은 유형의 유연성 스트랩의 일 예가 도 6 에 도시되어 있는데, 여기에서는 유연성 재료의 매트릭스(24)와 함께 서로에 대해 평행하게 배치된 케이블(22)들을 볼 수 있다.

매트릭스(24)는 케이블들을 함께 고정시키고, 유연성 스트랩의 취급을 용이하게 하며, 케이블들의 표면 압력으로부터 귀결되는 응력을 저감시킨다.

유리하게는, 매트릭스(24)가 케이블들의 전체 길이를 덮도록 구성될 수 있는데, 이 경우에는 그 케이블들을 침식으로부터 보호하게 된다.

아래에서 설명되는 바와 같이, 유연성 스트랩을 안내하기 위한 안내 풀리가 제공된다. 변형된 실시예에서는, 매트릭스(24)가 케이블들의 구역 둘레에만 배치되고 풀리에서는 슬라이딩되지 않도록 되는데, 이와 같은 매트릭스의 (부분적) 부재는 유연성 스트랩의 굽혀지는 구역에서의 유연성 스트랩의 유연성을 더 증대시킨다. 안내 풀리(도 7c 참조)의 형태는 이와 같은 변형예를 위하여 적합하게 될 수 있다.

이하에서는 유연성 스트랩과 스프링, 그리고 다른 기계적 요소들 간의 결합에 관하여 상세히 설명한다.

아래에서는 폐쇄용 메카니즘에 기초하여 설명하지만, 이것은 개방용 메카니즘에 대하여도 동등하게 적용된다.

도 3 에는 폐쇄용 메카니즘만이 도시되어 있는바, 그 일부는 길이방향으로 절개되어 도시되어 있다.

유연성 스트랩(14)의 제1 단부(14.1)는 결합 수단(26)에 의하여 스프링(12)의 일 단부에 부착된다.

결합 수단(26)은 스프링의 축과 그에 부착되는 유연성 스트랩의 부분 간의 정렬을 보장하여서, 스프링의 축을 따라서 유연성 스트랩과 스프링 간에 힘이 전달되는 것을 보장한다.

결합 수단은 절두원추형 부재(28)를 포함하는바, 절두원추형 부재(28)는, 스프링 내측에 배치되고, 그 부재(28)의 베이스부(30)의 제1 종단부(first longitudinal end)는 스프링의 맨 끝 권취부(endmost turn; 32)에 맞닿는다. 바람직하게는, 베이스부(30)가 단차진 형상(stepped shape)을 가지며, 제2 스프링이 끼워질 수 있도록 상대적으로 작은 원통부(cylindrical portion; 33)를 포함하는데, 제2 스프링은 제1 스프링보다 작은 직경을 가지며 제1 스프링 내에 동축상으로 배치된다.

절두원추형 부재는 자신의 제2 종단부(second longitudinal end)에 통로(35)를 구비한다.

결합 수단(26)은 로드(34)도 포함하는데, 로드는 유연성 스트랩(14)의 제1 단부(14.1)를 절두원추형 부재(28)에 접합시키기 위한 것으로서 통로(35)를 통하여 연장된다.

도시된 예에서, 로드(34)에는 나사가 형성되어 있고, 일 단부(34.1)를 통하여 단부 커넥터(36) 안으로 나사체결되는데, 단부 커넥터(36)는 나사가 형성된 보어(38)를 구비하며 또한 유연성 스트랩(14)의 제1 단부(14.1)에 고정된다.

제1 너트(first nut; 40)는, 절두원추형 부재(28)의 내부 안에서 나사가 형성된 로드(34)에 나사체결되고, 절두원추형상의 단부 벽에 대해 맞닿는다. 도시된 예에서, 제1 너트(40)와 절두원추형상의 폐쇄된 단부 사이에는 와셔(washer; 42)가 배치된다.

너트(40)의 우연한 풀림을 방지하기 위한 목적으로, 잠금너트 수단(locknut means; 44)이 제공되는 것이 유리할 수 있다.

도시된 예에서, 잠금너트 수단은 튜브(tube ;46) 및 제2 너트(second nut; 48)을 포함하는바, 이 튜브는 로드(34)를 둘러싸며 제1 너트(40)와 제2 너트(48) 사이에 압축되어 장착된다.

튜브(46)는 스크류(screw; 34)의 직경의 적어도 5배인 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 길이는 조립체에 있어서의 나사풀림을 방지한다.

로드(34)의 최소 길이는, 첫째로는 스프링이 휴지 위치(rest position)로부터 사전-인장(pre-tension)을 받고 조립될 수 있으면서, 둘째로는 스프링의 사전-인장력이 올바른 값으로 조정된 후에 튜브(46)와 잠금너트(48)가 끼워지는 것을 가능하게 하도록 선택된다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 단부 커넥터(36)가 보어(38) 안으로 개방된 관통공(through hole; 49)을 구비하는 것이 바람직한데, 이것은 로드를 국지적으로 변형시키기 위하여 공구가 삽입되는 것을 가능하게 하여 로드(14)가 나사풀림되는 것을 방지하는 간편한 방안을 제공한다. 로드(34)와 단부 커넥터가 서로로부터 결합해제되는 것을 방지하기 위한 임의의 다른 수단이 고찰될 수 있다.

유연성 스트랩(14)의 제2 단부(14.2)는 피봇 부재(pivoting member)에 고정되고, 폐쇄용 메카니즘(MF)의 본 특정의 예에서는 이것이 디스크(20)이다. 그러므로, 유연성 스트랩(14)과 디스크 간의 결합은 자체적인 움직임 없이 그 회전을 수용하는 방식으로 이루어진다.

이를 위하여, 단부(14.2)는 유연성 스트랩의 움직임 방향에 대해 직각이고 또한 디스크(20)의 회전축에 대해 평행한 보어(52)를 구비한 단부 커넥터(50)를 포함하며, 보어(52)는 디스크 축(disk axis)에 평행하고 디스크에에 고정된 굴대(54)를 수용하도록 구성된다. 단부 커넥터(50)는 굴대(54)에서 자유로이 회전될 수 있으며, 따라서 회전축을 형성한다.

단부 커넥터(50) 및 굴대(54)는 도 2 에서 알 수 있는 바와 같이 스터드(stud; 56)에 의하여 디스크에 보유된다.

도 5 에 도시된 다른 일 실시예에서는, 단부 커넥터(50')에 일 자유도(degree of freedom)가 더해지는데, 그 단부 커넥터는 여기에서 일체로 만들어지지 않고 유연성 스트랩에 고정된 제1 부분(58), 굴대(54)에 회전가능하게 장착되게끔 적합화된 제2 부분(60), 제1 부분(58) 및 제2 부분(60)을 함께 접합시키는 결합용 로드(62), 및 제2 부분(60) 상에서의 결합용 로드의 회전축을 한정하는 피봇 굴대(pivot axle; 63)을 포함하며, 상기 축은 굴대(54)을 수용하는 보어(52)의 축에 대해 직각이다.

이와 같은 추가적인 자유도는, 유연성 스트랩, 특히 복수의 평행한 케이블들을 포함하는 유연성 스트랩의 전체 폭에 걸쳐서 부하가 균형잡히는 것을 가능하게 하는 추가적인 유연성을 가지게 하고, 또한 모든 케이블들에 걸쳐서 부하가 동등하게 퍼지는 것을 가능하게 한다. 그러면 이것은 유연성 스트랩에 인가될 수 있는 부하가 증가되는 것을 가능하게 한다.

유리하게는, 단부 커넥터들(36, 50)이 어떠한 인가되는 충격에도 견딜 수 있도록 스틸(steel)로 만들어진다.

아래에서는 단부 커넥터에 유연성 스트랩의 코어를 고정시키는 예에 관하여 설명한다.

바람직하게는, 유연성 스트랩의 케이블들이 단부 커넥터들(36, 50) 내에 파지되어, 단부 커넥터에 대한 유연성 스트랩의 완전히 의존적인 고정을 보장한다.

도 4 및 도 8a 내지 도 8c 에는, 복수의 평행한 케이블들을 포함하는 유연성 스트랩에 특히 적합한 유형의 부착부가 도시되어 있다. 단부 커넥터(36)는, 보어(38)가 형성된 단부의 반대측 단부에, 복수의 막힌 보어(64)들을 구비하는바, 그 막힌 보어들 각각은 케이블의 일 단부를 수용하며, 케이블들은 그 안에서 단단히 보유된다. 보어(64)들의 축은, 보어(38)의 축을 포함하는 평면 내에 포함된다.

보어(64)들은 서로에 대해 평행하고, 이 보어들 각각은 케이블의 단부를 위한 하우징(housing)을 이룬다. 보어들은, 유연성 스트랩에서 케이블들의 상대적인 거리에 대응되는 방식인 서로에 대한 관계로 배치된다.

도 8b 에는 케이블이 없는 단부 커넥터가 도시되어 있다.

바람직하게는, 보어(64)들의 개방 또는 삽입 단부들이 모따기될 수 있는데, 이것은 케이블들의 보어들 안으로의 삽입을 용이하게 하기 위한 것이다.

케이블들의 단부들은, 스탬핑(stamping)에 의한 보어들의 변형에 의하여 보어들 안에 보유되는데, 그 스탬핑에 의한 보어의 변형은 케이블들이 단단히 파지되게끔 한다.

각 보어(64)의 직경은 케이블들의 직경보다 약간 더 크게 만들어질 것이다.

상기 변형은 간헐적인 것이 바람직할 수 있으며, 보어들을 따라서 수행된다. 힘은 보어들의 축을 포함하는 평면에 대해 평행한 단부 커넥터의 면(69)에 대해서, 그리고 보어들의 축들을 따라서 인가되고, 단부 커넥터의 전체 표면에 걸쳐서 인가되지는 않는다. 그러므로, 예를 들어 스틸인 단부 커넥터의 재료는 케이블들의 단부들 주위로 변형되고, 케이블들을 이루는 와이어들과 보어의 내측 표면 사이의 빈 공간의 적어도 일부분을 채운다.

도 8a 에는 편평한 표면을 갖지 않는 변형용 공구(deforming tool; DF)가 도시되어 있는바, 그 변형용 공구의 표면은 각각 보어(64)의 축에 대해 평행하게 연장되고 서로에 대해 평행한 돌출 손가락부(projecting finger; 65)들에 의하여 형성된다.

유리하게는, 보어의 개방 단부(64b)의 영역에서보다 보어의 베이스(64a)의 영역에서 파지(gripping)가 더 많이 이루어지는데; 이것은 고정을 향상시킨다.

도 8c 에서 알 수 있는 바와 같이, 이것은 예를 들어 변형력이 인가되는 면(69)을 변형력이 인가되는 평면에 대해 경사지게 만듦으로써 달성될 수 있는바, 그 경사는 예를 들어 1.5°이다. 그와는 달리, 변형을 가하는 공구를 그와 같은 각도로 경사지게 할 수도 있다.

단부 커넥터에 만들어지는 눌림부(impression)는 예를 들어 케이블 직경의 0.5배 정도이다.

조립 작업을 수행함에 있어서는, 변형시키는 단계 전에 케이블들의 단부들을 보어(64)들 내에 보유시키기 위한 수단을 제공하는 것이 특히 유리한데, 그럼으로써 단부 커넥터의 변형 단계 중에 케이블들 중의 하나가 이탈 또는 이동될 가능성이 방지된다.

도 8a 내지 도 8c 에 도시된 바와 같이, 이것은 보어(64)들에 대해 직각이고 보어(64)들 각각 안으로 반경방향으로 연장된 보어(70)를 형성함에 의하여 달성된다. 케이블들이 보어(64)들 내에 위치된 때에, 횡단 보어(70)의 직경과 동일한 직경을 갖는 은못(dowel; 72)은 보어 안으로 도입되고 케이블들을 약간 변형시키는데, 이것은 케이블들과 단부 커넥터가 이미 함게 조립되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 은못(72)은 보어(64)들 안으로 대략 0.3mm 만큼 침투할 수 있다.

또한, 핀(72)은 케이블(72)들과 단부 커넥터(36) 사이의 접합의 인장 강도를 향상시킨다.

접착 접합에 의하여 사전 조립체를 마련하는 것도 가능할 수 있는데, 여기에서 접착제는 예를 들어 보어(64)들의 베이스(64a)에만 부분적으로 가해지는 것이 바람직하다.

이와 같은 조립 방법에 의하면, 파지 구역의 영역에서의 강도는 유연성 스트랩 자체의 강도와 적어도 동일하다.

케이블들의 파지 구역의 영역에서 침식으로부터 케이블들을 보호하기 위하여 밀봉이 제공될 수 있는데, 그 밀봉은 예를 들어 단부 커넥터(36)의 측부들과 매트릭스(24)의 측부들에 폴리우레탄 페이스트(polyurethane paste)를 적용함에 의하여 이루어질 수 있다. 매트릭스(24)는, 보어들의 상류측에서 단부 커넥터 안에 형성되고 슬롯을 형성하는 하우징(미도시) 내에 직접 파지되도록 배치될 수도 있다.

도 9a 내지 도 9c 에는 직물 섬유로 만들어진 유연성 스트랩의 고정의 예가 도시되어 있다.

도 9a 내지 도 9c로부터 알 수 있는 바와 같이, 유연성 스트랩은 단부 커넥터에 있는 두 개의 굴대 주위에 감겨진다.

단부 커넥터(36')는 두 개의 평행한 측벽(76)들을 구비한 등자 부재(stirrup member; 74)를 포함하는데, 그 측벽들은 보어(38')를 구비한 기저벽(base wall; 78)에 의하여 함께 접합되고, 그 보어 안에서는 구동 기기의 요소에 고정되도록 적합화되고 나사가 형성된 로드(34)가 나사체결된다. 단부 커넥터(36')는 짧은 핀들에 의하여 형성되고 서로에 대하여 평행한 제1 굴대(80) 및 제2 굴대(82)를 구비하는데, 그 짧은 핀들 각각의 단부는 측벽(76)에 고정되며, 제2 굴대는 기저벽(78)와 제1 굴대(80) 사이에 배치된다.

이하에서는, 유연성 스트랩이 굴대들(80, 82)에 어떻게 감기는지에 관하여 설명한다. 유연성 스트랩의 단부 부분은 둘로 접혀지고, 유연성 스트랩의 자유 단부는 예를 들어 접착 접합 또는 꿰맴에 의하여 둘러막음(hem)되어, 폐쇄 루프(90)를 형성하게 된다. 이 유연성 스트랩은 제1 굴대를 수용하고, 두 개의 유연성 스트랩 스트립은 함께 놓여져서 제2 굴대 주위로 감겨진 후에, 제1 굴대를 따라서 지나감에 의하여 단부 커넥터로부터 나오게 된다.

루프는 유연성 스트랩이 굴대들 위로 감겨진 후 또는 그 전에 형성되고, 그러므로 루프 안으로 삽입될 수 있도록 분리가능하게 만들어지는 것은 제1 굴대이다.

유연성 스트랩에 의하여 단부 커넥터(36')에 인가되는 힘에 대해 반대 방향으로 단부 커넥터(36')에 작용하는 인장 응력은 단부 커넥터(36')로부터 나오는 루프의 단부를 수용하는 평면과 동일한 평면에 가해진다.

도 9b 및 도 9c 는 도 9a 의 단부 커넥터의 사시도로서, 유연성 스트랩이 없는 상태가 도시되어 있다.

이 예에서, 측벽(76)들은 굴대들의 종방향 단부들이 끼워지는 구멍들을 구비하는데, 각 굴대는 제1 단부에 어깨부(88)를 구비하고 또한 제2 단부에 나사가 형성된 보어(89)를 구비하여, 횡방향으로 굴대들을 보유하기 위한 볼트(91)가 끼워지는 것을 가능하게 한다. 도시된 예에서, 볼트는 육각형 머리를 갖는다.

도 9d 에는 단부 커넥터(36')의 변형된 형태인 단부 커넥터(36")가 도시되어 있다. 이 단부 커넥터(36")는 유연성 스트랩이 그에 실질적으로 고정되는 방식의 면에서 단부 커넥터(36')와 상이하다.

이 형태에서는, 단부 커넥터(36")가 유연성 스트랩을 단부 커넥터에 고정시키기 위한 제1 판 부분(first plate portion; 100) 및 제1 판 부분(100)에 대해 실질적으로 직각이고 단부 커넥터(36")가 구동 기기의 적당한 요소에 결합되는 것을 가능하게 하는 제2 판 부분(second plate portion; 102)을 포함한다.

이 예에서, 제2 판 부분(102)은 보어(미도시)를 구비하는데, 그 보어 안에는 구동 기기의 적당한 요소에 고정되는 나사가 형성된 로드(34)가 나사체결된다.

제1 판 부분(100)는, 나사가 형성된 로드(34)의 축을 포함하는 방식으로 제2 판 부분(102)에 대한 방위를 갖는다.

도시된 예에서, 단부 커넥터는 시트 스틸 블랭크(sheet steel blank)를 프레스-성형(press-forming)함에 의하여 단일체로 만들어지는 것이 바람직하고; 굽힘부(profiled portion; 104)는 제1 판 부분(100)을 제2 판 부분과 연결시키며; 굽힘부(104)는 제1 판 부분에 대하여 제2 판 부분(102)을 이격시키도록 된 각도를 이루는 형상을 가져서, 나사가 형성된 로드(34)의 축이 제1 판 부분(100)의 평면에 놓이게 되는바, 이는 도 9e 에서 도시된 바와 같으며, 도 9e 에서는 단부 커넥터(36")가 측면도로서 도시되어 있으며 길이방향에서 부분적으로 절개되어 있다.

제1 판 부분(100)은 유연성 스트랩을 단부 커넥터에 감음으로써 유연성 스트랩을 고정시키기 위한 수단을 포함하는바, 이것은 단부 커넥터(36')에 고정시키는 방식과 유사하다.

이를 위하여, 제1 판 부분(100)은 세 개의 긴 구멍들(108, 110, 112)을 구비하는데, 그 각각은 유연성 스트랩의 축에 대해 직각을 이루며, 그 세 개의 구멍들은 유연성 스트랩(14)이 감겨지는 바아 요소(bar element)들(114, 116)에 의하여 분리된다.

그 구멍들은 예를 들어 펀칭 공구에 의하여 스탬핑됨으로써 형성된다.

유연성 스트랩의 감김은 도 9a 의 것과 동일한바, 바아 요소(114)는 굴대(80)와 동일한 기능을 가지며, 바아 요소(116)는 굴대(82)와 동일한 기능을 갖는다. 그러나, 유연성 스트랩이 바아 요소들(114, 116) 둘레로 감겨진 후에 유연성 스트랩이 다시 구멍(103) 안으로 통과하도록 하는 것이 유리한데, 그러면 제1 판 부분(100)의 하측면을 따라서 지나가게 된다.

단부 커넥터(36")는 제작이 매우 간편한데, 이것은 단 하나의 프레스-성형과 스탬핑 단계가 필요할 뿐이기 때문이다.

위에서는 단부 커넥터에 고정된 유연성 스트랩의 일 단부만이 설명되었으나, 유연성 스트랩의 다른 단부도 당연히 동일한 유형의 단부 커넥터와 함께 구성될 수 있다.

도 2 에는 디스크(20)에 고정된 보강용 레버(66)가 도시되어 있는데, 유연성 스트랩의 제2 단부(14.2)는 단부 커넥터(50)에 의하여 레버(66)에 고정된다. 레버(66)는 디스크(20)의 유연성을 감소시킴에 의하여 힘의 전달을 돕는다.

전술된 바와 같이, 유연성 스트랩들은 유연성 스트랩들의 방향을 변경하기 위한 안내 풀리(68)들에 의하여 안내된다.

풀리의 최소 반경은 풀리가 안내하는 유연성 스트랩의 직경에 관한 함수로서 계산된다. 여기에서, 본 발명에 의하면, 케이블이 단 하나의 큰 케이블이 있는 때에 비하여 각각이 작은 직경을 갖는 복수의 케이블들을 포함하는 유연성 스트랩에 있어서는, 작은 직경의 풀리가 이용될 수 있다. 따라서, 구동 기기의 전체적인 크기는 감소될 수 있다.

도 7a 내지 도 7c 에는 이 풀리들의 일부 실시예들이 도시되어 있다. 그 풀리들은 구름 베어링(92)들 상에 장착된다.

유연성 스트랩과 접촉하는 풀리들의 표면(94)은 다양한 유형의 것일 수 있다. 그것은, 도 7a 에 도시된 바와 같이 두 개의 측부 안내부(96)들에 의한 옆부분을 갖는 원형 단면의 원통에 의하여 매끄럽게 형성된 것일 수 있다.

그 표면은 도 7b 에서의 표면(94')에서와 같이 그 중앙에서 실질적으로 부풀려진 형태를 가질 수 있는데, 이것은 유연성 스트랩에 대한 안내를 개선시킨다.

도 7c 에서, 표면(94")은 풀리의 축과 동축을 이루는 고리형 홈(98)을 구비하는데, 그 홈들 각각은 케이블들이 노출되는 유연성 스트랩의 부분들에서 케이블의 부분을 수용하도록 적합화된다.

(도 1 및 도 2 참조) 레버(10)에 대한 유연성 스트랩(8)의 결합은, 디스크(20)에 대한 유연성 스트랩(14)의 단부 연결과 동일한 방식으로 이루어지는바, 즉 주된 축에 대해 평행한 피봇 핀 주위로의 회전을 위하여 장착된 단부 커넥터(77)에 의하여 이루어진다. 본 특정의 예에서, 이 피봇 핀은 레버(10)의 부분인 두 개의 판(81)들 사이에 장착된다.

스프링(6)에 대한 유연성 스트랩(8)의 결합은 유연성 스트랩(14)과 스프링(12) 간의 결합과 유사한바, 즉 그들은 절두원추형 부재와 나사가 형성된 로드에 의하여 함께 결합된다 (도 3 참조).

유연성 스트랩의 두 단부들에서 상이한 구조를 갖는 두 개의 단부 커넥터들을 구비한 유연성 스트랩도 본 발명의 범위 내에 속한다는 것이 명확히 이해되어야 할 것이다.

이하에서는, 예로서 위에서 설명된 구동 기기의 작동에 관하여 설명한다.

모터는 기어치가 형성된 디스크(20)를 기어 트레인(21)을 거쳐서 회전하도록 구동하고, 따라서 굴대(54)는 폐쇄용 샤프트(19) 주위로 회전되게 구동된다. 이것은 유연성 스트랩(14)의 제2 단부(14.2)를 움직이게 하는데, 그 방향은 유연성 스트랩의 제1 단부(14.1)도 스프링(12)을 압축시키도록 움직이게 되는 방향이다.

제1 잠금 기기(first locking device; 11)는, 스프링(12) 내에 저장된 에너지의 수준이 충분한 때에 디스크(20)의 회전을 방지하도록 구성되는바, 그 충분한 때라 함은 디스크의 회전 움직임이 상사점을 몇 도 정도로 넘은 때에 해당된다.

인터럽터를 폐쇄시키라는 명령이 주어지면, 제1 잠금 기기(11)는 디스크(20)를 해제시키는데, 그 디스크는 유연성 스트랩(14)을 거쳐서 스프링(12)에 의하여 인가되는 힘에 의하여 회전되게 구동되어서, 폐쇄용 샤프트(19) 및 캠(18)을 구동한다. 그러면 캠(18)은 레버(10)와 접촉하게 되고, 레버는 메인 샤프트(7)를 제2 회전 방향으로 회전시키도록 피봇되며, 이것은 인터럽터의 가동 요소(접촉부)가 움직여지게 유발하여 인터럽터를 폐쇄시킨다. 제2 잠금 기기(second locking device)는, 인터럽터 접촉부에 의하여 폐쇄 위치가 도달된 때에 레버(10)를 잠근다.

동시에, 레버(10)의 움직임은 유연성 스트랩(8)에 당기는 힘을 인가하는바, 그것은 개방용 스프링(6)이 압축되게 한다.

그에 후속하여 모터가 구동되어서 전술된 바와 같이 폐쇄용 스프링을 재장전시킨다.

인터럽터를 개방시키라는 명령이 주어지면, 제2 잠금 기기는 레버(10)를 해제시키고, 이것은 유연성 스트랩(8)를 거쳐서 스프링(6)에 인가되는 힘에 의하여 회전되게 구동되어, 메인 샤프트(7)를 제1 회전 방향으로 회전시킴으로써 인터럽터를 개방시킨다.

전달 요소들로서 유연성 스트랩을 이용하는 본 발명의 고전압 및 중전압 구동 기기는, 충분히 오랜 기간의 시간에 걸쳐서 신뢰성있는 작동을 제공한다.

이 점에 있어서, 본 발명의 구동 기기는 윤활을 필요로 하지 않고서 작동하여, 유지보수가 필요없으며 열악한 윤활로 인한 마모의 위험도 제거된다는 장점을 갖는다.

또한, 전달 요소들은 침식에 취약하지 않다.

전달 요소들은 일반적으로 이용되는 롤러 트레인(roller train)들보다 작은 질량을 가지고, 따라서 개방 및 폐쇄 작동을 위하여 필요한 에너지의 양은 상대적으로 작게 된다. 또한, 움직이는 질량이 감소되기 때문에, 개방 및 폐쇄의 시간도 대략 3　ms 내지 4　ms 로 감소될 수 있다.

또한, 유연성 스트랩의 전체적인 크기는 롤러 트레인의 크기보다 작아서, 구동 기기의 전체적인 크기 자체도 작아질 수 있다.

마지막으로, 그 유연성 스트랩 구동 구성요소들은 일반적으로 이용되는 것들보다 훨씬 저렴한 제1 비용을 갖는바, 이것은 구동 기기 자체의 제1 비용이 절감되는 것을 가능하게 하며, 이것은 두 개의 힘 전달 요소들을 이용하는 유형의 구동 기기에 있어서 무엇보다도 현저하게 구별되는 효과이다.

상기 설명은 제어 메카니즘의 레버들과 액츄에이터 사이의 힘 전달을 위하여 유연성 스트랩이 이용되는 경우를 참조로 하여 이루어졌다. 그러나, 전술된 유연성 스트랩들은 유연성 스트랩들에 인장력이 가해지는 고전압 또는 중전압 스위치 기기의 움직이는 접촉부와 예를 들어 스프링인 액츄에이터 간의 힘 전달용 체인에 있어서도 이용될 수 있다는 것이 명확히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 위에서 설명된 유연성 스트랩들은 회로 차단기와 제어 메카니즘 간에 힘을 전달하기 위하여 이용될 수 있는바, 이 경우 개방용 스프링은 회로 차단기의 영역에 배치된다.

6: 탄성 수단 7: 메인 샤프트
8: 전달 요소 10: 레버
11: 잠금 수단 12: 탄성 수단
14: 전달 요소 18: 캠
19: 샤프트 20: 디스크
MO: 개방용 메카니즘 MF: 폐쇄용 메카니즘

Claims (29)

1. 고전압 및 중전압 스위치기어(high and medium voltage switchgear)용 구동 기기(drive device)로서, 상기 구동 기기는 상기 스위치기어의 인터럽터(interrupter)를 개방 및 폐쇄시키기 위한 적어도 하나의 액츄에이터(actuator; 6, 12), 상기 인터럽터의 가동성 부분을 움직이기 위한 메카니즘(mechanism), 및 힘이 전달되어야 하는 두 개의 구역(zone)들을 연결하는 힘 전달 요소(force transmission element; 8, 14)를 포함하고, 상기 전달 요소는, 힘이 전달되어야 하는 두 개의 구역들을 연결하도록 의도된 복수의 유연성 종장형 요소(flexible longitudinal element)들을 포함하는 유연성 스트랩(flexible strap), 및 종장형 요소들 간에 연장된 적어도 하나의 유연성 횡단 요소(flexible transversal element)에 의하여 형성되고, 유연성 스트랩(8, 14)은 직조되거나 또는 꼬여진 직물 섬유들로 만들어진, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유연성 스트랩(flexible strap)은 상기 메카니즘과 액츄에이터(6, 12) 사이에 배치된, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
3. 제 2 항에 있어서,
   유연성 스트랩(8, 14)은 유연성 스트랩의 두 단부들에서 상기 메카니즘에 그리고 액츄에이터 (6, 12)에의 결합을 위한 단부 커넥터들(end connectors; 36, 36', 36", 50, 50')을 구비하고, 각 단부 커넥터는 유연성 스트랩의 단부에의 고정을 위한 고정 단부(fastening end), 및 유연성 스트랩의 움직임 방향으로 연장된 로드(rod) 또는 상기 움직임에 대해 직각인 핀(pin)에 커넥터를 고정시키기 위한 고정 단부를 구비하는, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   직물 섬유들은 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에스테르(polyester), 또는 아라미드(aramid)로 된, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
5. 제 3 항에 있어서,
   각 단부 커넥터(36', 36")는 유연성 스트랩의 움직임 방향에 대해 직각이고 서로에 대해 평행한 제1 굴대(first axle; 80, 114) 및 제2 굴대(second axle; 82, 116)를 포함하고, 두 개의 굴대들(80, 82, 114, 116)은 상기 메카니즘 또는 액츄에이터에의 고정을 위하여 단부 커넥터의 고정 요소(fastening element; 78, 102)에 고정되며, 유연성 스트랩의 각 단부는 단부 커넥터(36', 36")의 굴대들(80, 114, 82, 116) 주위로 감겨지고, 제2 굴대(82, 116)는 제1 굴대(80, 114)와 단부 커넥터(36', 36")의 상기 고정 요소(78, 102) 사이에 배치되며, 유연성 스트랩의 단부 부분은 접혀지고, 유연성 스트랩의 단부 부분은 폐쇄 루프(closed loop; 90)를 형성하도록 단부 커넥터에 고정되며, 상기 루프(90)는 내측 면 및 외측 면을 구비하고, 루프(90)는 그 내측 표면이 제1 굴대(80, 114)와 접촉하도록 제1 굴대(80, 114) 주위로 지나가며 또한 그 외측 표면이 제2 굴대(82, 116)와 접촉하도록 제2 굴대(82, 116) 주위로 지나가고, 제2 굴대(82, 116) 주위를 지나가는 루프 부분은 유연성 스트랩이 중첩되어 2배 두께를 가지며, 유연성 스트랩의 자유 단부에 의하여 한정되는 루프(90)의 단부 부분은 제1 굴대(80, 114)를 따라서 연장됨으로써 단부 커넥터(36', 36") 밖으로 지나가는, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 액츄에이터는 스프링(spring; 6, 12)을 포함하고, 상기 메카니즘은 인터럽터의 가동성 부분에 결합되는 샤프트(shaft; 7, 19)에 회전가능하게 고정된 레버(lever; 10, 66)를 포함하는, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
7. 제 6 항에 있어서,
   스프링(12)의 축을 따라서 스프링(12)과 유연성 스트랩(14) 사이에 힘을 전달하기 위하여 스프링(12)과 유연성 스트랩(14)을 함께 결합시키기 위한 결합 수단(coupling means; 26)을 더 포함하는, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
8. 제 7 항에 있어서,
   유연성 스트랩(14)과 스프링(12)을 함께 결합시키는 결합 수단(26)은 스프링(12) 내에 장착된 절두원추형 부재(frusto-conical member; 28)를 포함하고, 절두원추형 부재는 절두원추형 부재의 베이스부(30)를 통하여 스프링(12)의 단부 권취부(32)에 맞닿으며, 상기 절두원추형 부재(28)는 단부 커넥터(36)에 나사체결된 나사가 형성된 로드(34)를 거쳐서 단부 커넥터(36)에 결합되고, 상기 나사가 형성된 로드(34)는 제1 너트(40)에 의하여 절두원추형 부재(28)에 고정된, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
9. 제 8 항에 있어서,
   고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기는 튜브(46) 및 제2 너트(48)를 포함하는 잠금 너트 수단을 더 포함하고, 상기 튜브(46)는 제1 너트(40)와 제2 너트(48) 사이에 파지되는, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 튜브(46)의 길이는 나사가 형성된 로드(34)의 직경보다 적어도 5배인, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
11. 제 6 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기는, 유연성 스트랩(8, 14)과 레버(10, 66)를 함께 결합시키고 또한 상기 샤프트(7, 19)의 축에 평행한 축 주위로의 피봇을 이루는 결합 수단을 더 포함하는, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
12. 제 11 항에 있어서,
    레버(10, 66)는 샤프트(7, 19)의 축에 대해 평행한 돌출된 굴대를 구비하고, 단부 커넥터(50, 50')는 유연성 스트랩(8, 14)의 움직임 방향에 대해 직각인 보어(52)를 구비하며, 상기 보어(52)는 굴대를 수용하고, 단부 커넥터(50, 50')는 굴대 주위로 회전가능한, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
13. 제 11 항에 있어서,
    단부 커넥터는 결합용 로드(62)에 의하여 서로 관절연결된 두 개의 부분들(58, 60)을 포함하고 관절연결용 핀(63)은 유연성 스트랩(8, 14)의 표면에 대해 직각인, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
14. 제 6 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 인터럽터 개방용 액츄에이터이고, 레버(10)는 개방용 레버이며, 상기 샤프트(7)는 메인 샤프트이고, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기는 인터럽터 폐쇄용 액츄에이터를 이루는 제2 액츄에이터를 더 구비하는, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
15. 제 14 항에 있어서,
    폐쇄용 액츄에이터는 상기 유연성 스트랩(14)을 통하여 폐쇄용 레버(66)에 연결된 스프링(12)을 포함하고, 폐쇄용 레버(66)는 개방용 레버가 고정되는 메인 샤프트(7)에 평행한 폐쇄용 샤프트(19)에 고정되며, 폐쇄용 레버(66)는 캠과의 회전을 위하여 캠(18)에 고정되고, 캠은 개방용 레버(10)에 작용하여 인터럽터가 폐쇄되게 하는, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
16. 제 15 항에 있어서,
    고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기는 폐쇄용 레버(66)를 회전되게 구동하기 위한 기어치가 형성된 구동 휠(toothed driving wheel; 20)을 더 포함하고, 기어치가 형성된 구동 휠(20)은 전기 모터에 의하여 구동되는 기어 트레인(21)과 맞물려서 스프링(12)이 부하 상태에 놓이게 하는, 고전압 및 중전압 스위치기어용 구동 기기.
17. 제 1 항 내지 제 3 항과 제 5 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 따른 구동 기기; 및
    가동성 부분을 구비한 인터럽터;를 포함하는, 고전압 또는 중전압 스위치기어로서,
    상기 구동 기기의 힘 전달 요소가, 상기 인터럽터의 가동성 부분을 움직이게 하기 위하여 힘이 전달되어야 하는 두 개의 구역(zone)들 사이에서 연결된, 고전압 또는 중전압 스위치기어.
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