KR101697565B1 - 특히 고전압 또는 중전압 차단기를 제어하기 위한 기계적인 제어 장치 - Google Patents

Abstract

제어 장치(10)는, 제어되어야 하는 기구에 결합되도록 적합화된 전동 샤프트(12), 상기 전동 샤프트(12)상에 장착되어 회전되고 모터 유닛(14)에 의해 구동되는 구동 디스크(66), 상기 전동 샤프트(12)와 함께 회전하도록 제한된 피구동 디스크(68) 및, 적어도 하나의 인덱싱 수단(58)을 유지하는 회전 부재(52)를 구비하고, 상기 인덱싱 수단은, 상기 회전 부재(52)의 회전에 기인하여, 상기 전동 샤프트(12)가 회전되게 구동되도록 상기 2 개의 디스크(66,68)들중 2 개의 갭려적인 슬롯(90,104,128)들과 동시에 맞물리고, 상기 전동 샤프트(12)가 회전에 대하여 잠기도록 상기 슬롯들중 하나로부터 맞물림 해제될 수 있다.

제어 장치, 전동 샤프트, 인덱싱 수단,

Description

특히 고전압 또는 중전압 차단기를 제어하기 위한 기계적인 제어 장치{A mechanical control device especially for controlling a high-voltage or medium-voltage disconnector}

본 발명은 전기 스위치기어(electrical switchgear), 특히 고전압 또는 중간 전압용 차단기(disconnector)를 위한 기계적인 제어 장치들의 분야에 관한 것이며, 보다 일반적으로는 전동 샤프트를 회전 구동하기 위한 수단 및 일련의 분리되어 있는 미리 결정된 각도 위치들에 샤프트를 잠기게 하는 수단을 포함하는 유형의 기계적인 제어 장치들의 분야에 관한 것이다.

고전압 및 중간 전압 차단기(disconnector)는 예를 들면 작업자가 안전하게 접근할 수 있도록, 고전압선, 전기 변압기 또는 전기 변전소의 일부와 같은, 전기가 통하는 전기 네트워크의 일부를 격리시키도록 이용된다.

이러한 차단기들은 전기 회로를 개방하는 위치와 전기 회로를 폐쇄하는 위치 사이에서 움직일 수 있는 접촉부(contactor)를 포함한다. 일부 차단기들은 전용의 접지를 위한 제 3 위치를 가지며, 그것의 접촉부는 상기 개방 위치와 상기 접지 위치 사이에서 움직일 수도 있다.

차단기를 제어하기 위한 장치는 기능 불량 및 차단기의 손상의 위험성을 감 소시키고 고전압 및 중간 전압 선과 스위치기어에서 작업하는 작업자들이 직면하는 사고의 위험성을 감소시키기 위하여 특히 신뢰성이 있어야 한다.

3 위치 차단기 제어 장치는, 특히 폐쇄 위치로부터 접지 위치로의 그 어떤 직접적인 통과 및 그 역의 통과(reverse passage)라도 방지하도록 설계되어야 하고, 반대로 폐쇄 위치 또는 접지 위치를 떠날 때 차단기가 개방 위치를 반드시 통과하여야 한다.

높은 수준의 신뢰성을 달성하도록, 이러한 제어 장치들은 다수의 기계적인 부품들이 협동하고 있는 복잡한 메카니즘을 포함하며, 이것은 장치를 상대적으로 비싸고, 무겁고 부피가 크게 만든다.

상기 유형의 제어 장치는 유럽 특허 EP 1 659 601 A1에 개시되어 있다. 장치는 슬롯이 형성된 디스크를 유지하는 전동 샤프트를 구비하고, 3 개의 스위치 위치들을 가진 전기 스위치기어의 가동 접촉부들에 디스크를 결합시키는 수단을 구비한다. 또한 장치는 보조 샤프트를 포함하는데 보조 샤프트에 치 휘일(toothed wheel)이 설치되고, 치 휘일은 전기 모터에 의해 회전 구동되며 2 개의 대각선 방향으로 대향하는 롤러들을 유지한다.

작동시에, 전동 샤프트는 회전 단계와 정지 단계 사이에서 번갈아 있게 되는데, 회전 단계에서는 롤러들중 하나가 슬롯이 형성된 디스크의 슬롯내에 맞물리고 상기 디스크를 회전 구동하며, 정지 단계에서는 롤러들중 아무 것도 슬롯이 형성된 디스크의 슬롯과 맞물리지 않는다. 따라서 치 휘일 및 슬롯이 형성된 디스크는 함 께 "제네바 휠 메카니즘(Geneva wheel mechanism)"을 형성하며, 이것은 때로 "말티즈 크로스 메카니즘(Maltese cross mechanism)"으로 불리운다. 전동 샤프트의 정지 단계 동안에, 샤프트는 3 개의 스위치 위치들중 하나에 있으며, 잠금 수단에 의해 회전에 대하여 잠긴다.

더욱이, 상기 언급된 문헌에 설명된 장치는 전기 모터에 의해 전동 샤프트에 전동되는 토크를 제한하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.

이러한 토크 제한기 수단은 전동 샤프트에 설치되고, 장치가 결합되는 전기 스위치기어의 가동 접촉부가 움직이지 않게되는(jamming) 것과 같은 경우에 제어 장치에 대한 손상의 위험성을 제한한다.

그러나, 그러한 수단은 무겁고 부피가 크다는 단점을 가지는데, 이는 상기 수단이 전동 샤프트에 설치되고 샤프트에 의해서 전동되는 토크가 크기 때문에 필요하다.

제네바 휠 메카니즘에 고유한 방식에서, 보조 샤프트와 전동 샤프트 사이의 토크 전동 비율은 전동 샤프트를 회전 구동하는 각각의 단계 동안에 제로값과 최대값 사이에서 변화되며, 이는 전동 샤프트가 아닌 다른 곳에 토크 제한기 수단을 제공할 수 있는 가능성을 제한한다.

본 발명의 목적은 상기 언급된 단점들을 회피하는, 간단하고, 경제적이며, 효과적인 문제의 해법을 제공하는 것이다.

특히 본 발명은 기구를 제어하기 위한 기계적인 제어 장치를 제공하고, 특히 전기적인 스위치기어를 제어하기 위한 제어 장치를 제공하며, 이러한 제어 장치는 상대적으로 집약적이고 상대적으로 가벼운 것이다.

또한 본 발명은, 전체적인 크기 및 토크 제한기 수단의 질량을 최소화하기 위하여, 모터 유닛에 의해 구동되는 회전 구동 부재와 결합 수단을 구동하도록 의도된 회전 피구동 부재 사이의 전동 비율을 일정하거나 또는 약간만 변화시킴으로써, 피구동 부재에 전동되는 토크를 제한하기 위한 수단이 모터 유닛과 구동 부재 사이에 제공될 수 있고, 특히 모터 유닛에 근접하게 제공될 수 있는 기계적인 제어 장치를 제공한다.

이러한 목적을 위해서, 본 발명은, 제어되어야 하는 기구에 결합되도록 적합화된 결합 수단을 포함하는 제어 장치를 제안하는데, 상기 결합 수단은 회전가능하게 움직일 수 있고 또한 제어되어야 하는 상기 기구의 상이한 작동 상태들에 대응하는 미리 결정된 각도 위치들에서 잠길 수 있으며, 제어 장치는 모터 유닛에 의해 축 둘레로 회전 구동되는 구동 디스크, 상기 축 둘레에서 회전하도록 설치되고 상기 결합 수단과 함께 회전하도록 제한되는 피구동 디스크 및, 상기 피구동 디스크를 회전 구동시키기 위하여 상기 구동 디스크가 상기 피구동 디스크에 기계적으로 연결되는, 상기 결합 수단을 회전 구동하기 위한 구동 모드와, 2 개의 디스크들이 서로에 대하여 자유롭게 회전 가능한, 상기 결합 수단의 각도 위치를 잠그는 잠금 모드 사이를 전환시키기 위한 스위치 수단을 포함한다. 상기 스위치 수단은 상기 디스크들의 상기 축에 평행한 축 둘레로 회전되도록 장착된 회전 부재를 포함한다. 상기 회전 부재는 적어도 하나의 인덱싱 수단을 유지하는데, 이것은 상기 회전 부재의 회전 때문에, 상기 구동 모드로의 전환을 일으키기 위하여 상기 2 개의 디스크들의 주위 가장자리에 각각 형성된 2 개의 슬롯들로 동시에 맞물릴 수 있고, 상기 잠금 모드로의 전환을 일으키기 위하여 상기 슬롯들중 적어도 하나로부터 맞물림 해제될 수 있다.

상기 스위치 수단은 장치에 의해서 제어되는 기구의 작동 모드를 변화시킬 때 상기 2 개의 공동 축의 디스크들의 기계적인 연결을 가능하게 함으로써, 구동 디스크는 피구동 디스크를 회전 구동하고 따라서 장치의 결합 수단도 회전 구동하며, 상기 스위치 수단은 결합 수단이 상기 기구의 필요한 작동 모드에 대응하는 위치에 도달했을 때 상기 2 개의 디스크들을 서로에 대하여 자유롭게 회전될 수 있도록 함으로써, 모터 유닛이 정지할 때까지 구동 디스크가 계속 회전할지라도 피구동 디스크 및 결합 수단은 더 이상 회전 구동되지 않는다.

상기 회전 부재의 회전 때문에, 상기 적어도 하나의 인덱싱 수단은 결합 수단을 제 1 각도 위치로부터 제 2 각도 위치로 구동시키기 위하여, 상기 2 개의 동축상에 있는(coaxial) 디스크들이 기계적으로 연결될 수 있게 하고 다음에 서로에 대하여 자유롭게 할 수 있다.

이러한 구성은 상기 구동 모드에서 상기 피구동 디스크와 상기 구동 디스크 사이의 전동 비율 변화의 크기를 제한한다.

특히, 상기 구동 모드에서, 상기 2 개의 디스크들 사이의 전동 비율은 0.5 내지 1.5 의 범위인 것이 바람직스럽다.

다음의 설명으로부터 명백해지는 바로서, 이러한 범위의 값은, 종래 기술 장치의 제네바 휠 메카니즘에서 마주치는 문제를 회피하기에 충분히 높은 전동 비율을 유지함과 동시에, 필요할 때 전동 비율을 감소시킴으로써 상기 피구동 디스크에 가해지는 토크를 증가시킬 수 있다는 점에서 유리하다.

특히, 상기 구동 모드에서, 상기 2 개의 디스크들은 상기 스위치 수단에 의해서 함께 회전되도록 유리하게 구속될 수 있다.

이러한 상황에서, 상기 결합 수단과 함께 회전하도록 구속되는 피구동 디스크는 상기 모터 유닛에 의해 구동되는 구동 디스크와 조화를 이루어 회전되며, 결과적으로 2 개 디스크들 사이의 전동 비율은 1 과 같다. 따라서 모터 유닛과 결합 수단 사이의 전동 비율은 일정하다.

본 발명의 일 구현예에서, 디스크들에 있는 상기 슬롯들은 반경 방향으로 연장되고, 결과적으로 상기 2 개의 디스크들은 상기 구동 모드에서 함께 조화되어 회전하도록 구속된다.

위에서 언급된 바와 같이, 모터 유닛과 결합 수단 사이의 전동 비율은 상기 구동 모드에서 일정하다.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 슬롯들중 적어도 하나는 만곡된 형상을 가지며, 결과적으로 상기 결합 수단을 상기 미리 결정된 각도 위치들중 제 1 각도 위치로부터 미리 결정된 각도 위치들중 제 2 각도 위치로 구동하기 위하여 상기 구동 모드로 스위치 전환될 때 상기 2 개 디스크들 사이의 전동 비율은 1 보다 작다.

따라서 피구동 디스크에 가해지는 토크는 디스크가 회전 구동되기 시작할 때 높은데, 이것은 유리할 수 있으며, 특히 만약 제어되어야 하는 기구가 제 1 각도 위치에 대응하는 특정의 작동 모드로부터 상기 제 2 각도 위치에 대응하는 다른 모드로 변화하기 시작할 때 상대적으로 높은 저항 토크를 가져야 하는 경우에 유리할 수 있다. 이는 예를 들면 폐쇄 작동 모드로부터 개방 작동 모드로 가는, 고전압 전기 차단기의 가동 접촉부 및 고정 접촉부의 분리시에 발생된다.

상기 회전 부재가 바람직스럽게는 그 축의 둘레에 배치된 복수개의 인덱싱 수단(indexing means)을 포함하고, 상기 디스크들 각각이 바람직스럽게는 원주의 일부에 있는 복수개의 슬롯들을 포함한다.

구동 디스크에 있는 슬롯들의 수는 결합 수단의 미리 결정된 위치들의 수보다 하나가 적으며, 결과적으로 구동 디스크에 있는 하나의 슬롯은 2 개의 미리 결정된 위치들 사이의 각각의 움직임에 대응한다.

피구동 디스크에 있는 슬롯들이 바람직스럽게는 2 개의 얕은 단부 슬롯들 및 깊은 중간 슬롯들을 포함한다. 상기 중간 슬롯들의 수는 구동 디스크에 있는 슬롯들의 수와 일치한다.

아래에서 보다 명백해지는 바로서, 상기 중간 슬롯들은 구동 디스크에 의해서 피구동 디스크를 구동하기 위한 것이고, 또한 결합 수단의 미리 결정된 각도 위치들에 대응하는 각도 위치들에 피구동 디스크를 잠그게 하기 위한 것인 반면에, 상기 단부 슬롯들은 오직 피구동 디스크를 잠그는 데에만 기여한다.

상기 슬롯들이 바람직스럽게는 디스크들 각각의 원주의 부분에 걸쳐서 규칙 적으로 분포된다.

대안으로서, 미리 결정된 결합 수단의 각도 위치들이 규칙적인 각도 간격으로 한정되지 않는다면, 슬롯들은 적절한 불규칙적 방식으로 분포될 수 있다.

회전 부재의 2 개의 연속적인 인덱싱 수단은 상기 결합 수단이 상기 미리 결정된 각도 위치들중 하나에 있을 때 피구동 디스크가 회전되지 않게 잠기도록 피구동 디스크에 있는 개별의 근접한 슬롯들에 부분적으로 맞물리는 것이 유리하다.

따라서 인덱싱 수단은 피구동 디스크 및 회전 부재를 서로 움직이지 않게 함으로써 피구동 디스크 및, 따라서 결합 수단이 미리 결정된 각도 위치들에 잠길 수 있게 한다.

상기 2 개의 디스크들 및 상기 회전 부재는, 결합 수단이 상기 미리 결정된 각도 위치들중 하나에 있을 때 상기 2 개의 연속적인 인덱싱 수단이 구동 디스크의 주위 가장자리에 대하여 가압되도록 하는 것이 바람직스럽다.

상기 잠금 모드에서, 피구동 디스크에 있는 2 개의 슬롯들에 부분적으로 맞물려 있는 2 개의 연속적인 인덱싱 수단이 구동 디스크의 가장자리에 대하여 지탱되는 사실은 상기 회전 부재의 회전에 대한 정지를 가능하게 하며, 따라서 피구동 디스크 및 결합 수단의 정지를 가능하게 한다.

상기 2 개의 연속적인 인덱싱 수단과 피구동 디스크의 상기 언급된 근접 슬롯들의 측면과의 개별적인 접촉 지점들은, 결합 수단이 상기 미리 결정된 각도 위치들중 하나에 있을 때, 회전 부재의 축 및 상기 2 개의 연속적인 인덱싱 수단의 개별적인 축들을 통과하는 평면에 있는 것이 유리하며, 결과적으로 회전 부재의 회 전은 상기 인덱싱 수단들중 하나가 상기 슬롯들중 하나에 맞물리는 것과, 다른 인덱싱 수단이 다른 슬롯으로부터 맞물림 해제되는 것을 동시에 일으킨다.

따라서, 미리 결정된 각도 위치들중 하나에 상기 결합 수단을 잠기게 하는 상태로부터 시작하여, 구동 디스크의 슬롯의 입구가 피구동 디스크에 있는 상기 슬롯의 입구와 일치하여 상기 인덱싱 수단이 맞물리도록 하는 각도 위치에 구동 디스크의 슬롯이 있을 때, 회전 부재의 작은 회전 운동은 상기 결합 수단을 다른 각도 위치로 회전 구동시키도록 상기 구동 모드로 진입하기에 충분하다.

구동 디스크의 주위 가장자리는 유리하게도 치(teeth)를 가지며, 치들중 하나는 상기 2 개의 연속적인 인덱싱 수단들중 하나에 반경 방향 외측으로 압력을 가하여, 제어되어야 하는 상기 기구의 작동 모드를 변경하라는 명령이 있을 경우에 회전 부재를 회전시킨다.

그러한 회전은 피구동 디스크에 있는 슬롯으로부터 상기 인덱싱 수단을 맞물림 해제시키며, 이와 함께 상기 인덱싱 수단들중 다른 것이 2 개의 디스크들에 있는 개별의 슬롯에 맞물리게 한다.

상기 치가 바람직스럽게는 만곡된 측면을 가지고, 그 측면에 대하여 인덱싱 수단이 구르거나 미끄러질 수 있어서 상기 잠금 모드로부터 상기 구동 모드로 점진적인 변화가 이루어질 수 있다.

일반적으로 이야기하면, 상기 치는 회전 부재의 각도 위치를 제어하는 수단을 형성한다.

구동 디스크는 구동 디스크의 반경(R1) 보다 큰 반경을 가진 디스크 부분을 구비하는 것이 유리하며, 그 주위 가장자리는 반경 방향 테두리에 의해서 반경(R1)의 구동 디스크의 가장자리 부분들에 연결된 단부들을 가지고, 결합 수단이 상기 미리 결정된 각도 위치들중 하나인 극단의 위치에 있을 때, 반경 방향 테두리들은 상기 연속적인 인덱싱 수단들중 하나에 가압되어 구동 디스크의 회전을 제한할 수 있다.

따라서 이러한 반경 방향 테두리들은 장치의 모터 유니트가 지연되어 정지되는 경우에 구동 디스크를 위한 제한 정지부들을 형성한다.

상기 회전 부재가 바람직스럽게는 2 개의 동일한 중첩된 삼각형 플레이트들을 포함하고, 그 플레이트들은 아래에서 보조 샤프트라고 지칭되는 샤프트상에 장착되고, 플레이트들은 개별의 꼭지점들을 가져서, 꼭지점들은 리벳들에 의해 쌍(pair)으로 연결되고 또한 원형 단면의 실린더형 롤러들을 유지하며, 롤러들은 리벳들에 설치되어 회전되고 상기 인덱싱 수단을 형성한다.

상기 원형 단면의 실린더형 롤러들은 그들이 구동 디스크의 가장자리와 접촉하여 구를 수 있고 또한 양쪽 디스크들에 있는 상기 슬롯들의 측면들과 접촉하여 구를 수 있다는 장점을 가진다.

2 개의 중첩된 플레이트들을 가진 구조는 회전 부재에 우수한 강성(stiffness)을 제공하고 롤러들이 각각의 리벳들에 보유되는 것을 보장한다.

제어 장치가 바람직스럽게는 모터 유닛에 의해 전동된 토크를 구동 디스크에 제한시키는 수단을 구비하며, 상기 수단은 모터 유닛과 구동 디스크 사이에서 디스크들의 축으로부터 분리된 축에 배치된다.

구동 디스크와 피구동 디스크 사이의 전동 비율의 변동 크기(amplitude of variation)가 제한되기 때문에, 모터 유닛으로부터 구동 디스크로 동력을 전동시키는 시스템의 임의의 지점에 토크 제한기 수단을 통합할 수 있다. 따라서 이러한 수단을 모터 유닛에 근접하게 위치된 축에 제공할 수 있는데, 상대적으로 낮은 질량, 상대적으로 작은 전체 크기 및 상대적으로 저렴한 제조 비용으로 이루어지는 토크 제한기 수단을 이용할 수 있도록 하기 위하여 토크는 상대적으로 낮다.

모터 유닛은 장치의 섀시 플레이트(chassis plate)에 평행한 회전축을 가진 전기 모터를 구비하는 것이 유리하며, 이것은 각도 기어들을 구동하는데, 각도 기어들은 모터의 축에 평행한 하나의 축 및, 섀시 플레이트에 직각이고 디스크들의 축에 평행한 다른 축을 가진다.

이러한 구성은 장치를 특히 집약적으로(compact) 만든다.

대안으로서, 만약 실질적인 장점이 있다면, 모터의 회전축은 디스크들의 축에 평행할 수 있다.

더욱이, 제어 장치는 상기 모터 유닛을 제어하기 위한 수단에 대한 상기 결합 수단의 각도 위치를 지시하는 지시 수단을 포함하는 것이 바람직스럽다.

이러한 지시 수단은, 결합 수단이 소망의 각도 위치에 도달된 이후에, 결합 수단의 각도 위치를 변화시키는 작동의 끝에서 모터 유닛을 자동적으로 정지시킬 수 있게 한다.

결합 수단이 유리하게는 피구동 디스크를 유지하는 전동 샤프트의 일 단부에 형성되며, 구동 디스크는 그 위에서 자유롭게 회전하도록 설치된다.

이러한 구성은 피구동 디스크와 결합 수단 사이에서 간단하고 신뢰성 있는 기계적인 연결을 제공한다.

제어 장치가 유리하게는 구동 치 휘일(driving toothed wheel)을 포함하는데, 이것은 구동 디스크에 고정되고 전동 샤프트에 설치되어 자유롭게 회전한다.

따라서 치 휘일은 모터 유닛으로부터 구동 디스크로 동력을 전동시킨다.

상기 결합 수단이 유리하게는 고전압 또는 중간 전압의 전기 차단기에 결합되도록 적합화되며, 예를 들면 2 개의 스위치 위치들을 가진 차단기에 결합되도록 적합화된다.

본 발명의 장치는 높은 신뢰성 및 전체적으로 작은 크기 때문에 상기 유형의 전기적인 스위치기어를 제어하는데 특히 적절하다.

그러나, 본 발명은 그러한 차단기를 제어하는데 제한되지 않으며, 본 발명의 장치는 분리된 일련의 각도 위치들에서 회전 운동할 수 있는 결합 요소를 가진 임의 유형의 기구를 제어하도록 유리하게 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 고전압 또는 중간 전압의 전기 차단기에 결합되도록 적합화될 수 있다. 또한 본 발명의 장치는 높은 신뢰성 및 전체적으로 작은 크기 때문에 전기적인 스위치기어를 제어하는데 특히 적절하다.

도 1 은 고전압 또는 저전압 회로를 위한 3 개의 스위치 지점을 가진 차단기(disconnector, 미도시)를 제어하기 위한 기계 장치(10)를 도시한다.

장치(10)는 상기 언급된 유형의 차단기의 가동 접촉부에 결합되도록 적합화된 전동 샤프트(12), 전기 모터(14)로부터 전동 샤프트(12)로 동력을 전동시키는 수단, 특히 전기 모터를 제어하고 또한 전동 샤프트(12)의 각도 위치를 신호하기 위하여, 보조 스위치(16)에 대한 전동 샤프트(12)의 각도 위치를 지시하기 위한 수단(15) 및, 장치의 주요 구성 요소들이 장착되는 섀시 플레이트(17)를 포함한다.

장치(10)는 상부 섀시 플레이트를 더 포함하는데, 상부 섀시 플레이트는 장치의 내부 구성 요소들을 노출시키기 위하여 도면에 도시되지 않는다. 상부 섀시 플레이트는 섀시 플레이트(17)에 연결된 직립부(upright, 19)에 고정되고, 아래에서 보다 명백하게 설명되는 바와 같이 장치의 특정 구성 요소들을 지지하는데 기여한다.

도 2 는 전기 모터(14)가 회전 출력 샤프트(20)를 가지고 상기 모터가 섀시 플레이트(17)에 고정됨으로써, 그 회전 샤프트(20)가 섀시 플레이트에 평행한 것을 도시한다.

전기 모터(14)의 회전 샤프트(20)는 피니언(도 2 에 숨겨져 있음)을 유지하고, 피니언은 감속 기어(22)와 맞물리고 감속 기어는 차례로 다른 감속 기어(24)와 맞물리며, 상기 2 개의 감속 기어들은 전기 모터(14)의 회전 샤프트(20)에 평행한 개별의 회전 샤프트(26,28)들에 의해서 유지된다.

감속 기어(24)는 베벨 피니언(29)을 포함하는데, 베벨 피니언은 상기 샤프트(28)의 일 단부에 의해서 유지되고 베벨 피니언(30)과 맞물린다. 이러한 베벨 피니언(30)은 샤프트(32)의 상단부에 고정되며, 샤프트(32)는 섀시 플레이트(17)상에 장착되어 그에 직각이고, 따라서 상기 샤프트(28)에 직각이다.

베벨 피니언(29,30)들은 각도 기어들을 형성함으로써 섀시 플레이트(17)에 평행한 축을 중심으로 하는 상기 전기 모터(14)의 회전 운동이 토크 제한기 수단(torque limiter means, 33)으로 전동될 수 있게 하며, 토크 제한기 수단은 상기 섀시 플레이트(17)에 직각인 회전축을 가진다.

이러한 목적을 위해서, 샤프트(32)는 상기 샤프트(32)에 평행한 샤프트(38)에 장착된 치 휘일(toothed wheel, 36)과 맞물린 피니언(34)을 유지함으로써 샤프트(32)에서 피니언(34)이 회전한다. 상기 샤프트(38)는 감속 피니언을 유지한다(도 2 에서는 감춰져 있다). 도 2 에 도시된 예에서, 샤프트(38)에 있는 감속 기어는 섀시 플레이트(17)상에 장착된 샤프트의 하부 단부와 상기 샤프트상의 치 휘일(36) 사이에 있다.

샤프트(38)는 상기 토크 제한기 수단(33)을 유지하는데, 이것은 치 휘일(36)에 의해서 상기 샤프트(38)상의 감속 기어로 전동되는 토크를 제한한다.

토크 제한기 수단(33)은 공지된 유형일 수 있으며, 예를 들면 이것은 감속 피니언과 치 휘일(36)의 개별적인 대향 측면 사이에 배치된 볼(ball), 상기 볼을 부분적으로 수용하도록 측면의 개별적인 표면에 형성된 컵(cup) 및, 상기 볼을 상기 컵 안에 유지하도록 감속 피니언의 방향으로 축방향 압력을 치 휘일(36)로 적용하는 코일 스프링(40)을 구비하며, 따라서 때로는 "볼 토크 제한기"로서 지칭되는 맞물림 해제 가능한 전동 메카니즘을 형성하고, 그것의 하나의 예는 상기 언급된 종래 기술의 문헌인 유럽 특허 EP 1 659 601 의 도 5 에 도시되어 있다.

장치(10)는 보조 샤프트(42)를 더 구비하고, 보조 샤프트는 섀시 플레이트(17)상에 장착되며 축(43)을 따라서 섀시 플레이트에 직각으로 연장된다.

도 3에서 보다 명확하게 알 수 있는 바로서, 보조 샤프트(42)는 슬리이브(44)를 가지는데, 슬리이브는 샤프트(42)에 장착되어 그 위에서 자유롭게 회전되고 치로 형성된 상부 부분(46) 및 하부 부분(48)을 가지고, 상기 하부 부분은 예를 들면 6 각형인 다각형 부분을 가진 외부 표면을 구비한다.

치 휘일(50)은 슬리이브(44)의 하부 부분(48) 둘레에 맞춰지고 샤프트(38)상의 감속 피니언과 맞물린다. 이러한 치 휘일(50)은 중앙의 오리피스를 구비하는데, 그 오리피스의 섹션(section)은 슬리이브(44)의 하부 부분(48)의 섹션과 결합한다. 이러한 구성은 슬리이브(44)의 치가 형성된 상부 부분(46) 및 치 휘일(toothed wheel, 50)을 함께 회전하도록 구속한다.

장치(10)는 보조 샤프트(42)에서 자유롭게 회전하도록 보조 샤프트에 장착된 회전 부재(52)를 더 구비함으로써, 동일한 보조 샤프트에 의해 유지된 슬리이브(44)에 대하여 회전 부재가 자유롭게 회전할 수 있다.

회전 부재(52)는 실질적으로 등변 삼각형 형상의 제 1 플레이트(54)를 구비하는데, 이것은 보조 샤프트(42)상에 장착되도록 중앙의 오리피스를 구비한다. 상기 제 1 플레이트(54)의 각각의 꼭지점에서 플레이트의 평면에 직각으로 리벳(56)의 일 단부가 실질적으로 통과한다. 각각의 리벳(56)은 상기 리벳에 설치되어 회전하게 되어 있는 실린더형 롤러(58)를 유지하며, 리벳의 다른 단부는 제 1 플레이트(54)와 동일한 제 2 플레이트(59)의 꼭지점에 고정되어 축방향으로 회전 롤 러(58)를 유지한다.

전동 샤프트(12)는 보조 샤프트(42)에 평행하고, 섀시 플레이트(17)에 장착된 하부 단부를 가지며 섀시 플레이트로부터 하부로 돌출된 돌출 부분을 구비하여, 이것은 차단기(disconnector)(도면에는 도시되어 있지 않음)와 전동 샤프트(12)의 결합이 제어될 수 있도록 구성된 결합 수단(60)을 형성한다 .

슬리이브(62)는 전동 샤프트(12)상에 자유롭게 회전하도록 설치된다. 구동 치 휘일(64) 및 구동 디스크(66)는 슬리이브(62) 둘레에 고정되게 장착되고, 피구동 디스크(68)는 전동 샤프트(12)의 상단부에 장착되어, 구동 치 휘일(64) 및 2 개의 디스크(66,68)들은 동일한 축(coaxial)에 있게 된다.

구동 치 휘일(64) 및 구동 디스크(66)는 예를 들면 리벳(70)에 의해 슬리이브(62)에 고정되는데, 리벳들 각각은 슬리이브(62) 둘레에 장착된 링(ring, 74) 및, 슬리이브(62)상의 고리형 어깨부(72)에 각각 형성된 2 개의 정렬된 오리피스들을 통과한다. 도 3 에서 알 수 있는 바와 같이, 어깨부(72)는 구동 디스크(66)의 하부 측면과 구동 치 휘일(64)의 상부 측면 사이에 있으며, 링(74)은 상기 리벳(70)에 의해 상기 치 휘일(64)의 하부 측면에 대하여 유지된다.

피구동 디스크(68)는 예를 들면 6 각형인 다각형 단면의 중앙 오리피스를 구비하고, 그 오리피스를 통하여 전동 샤프트(12)의 부분(76)이 통과하며, 상기 전동 샤프트의 부분의 형상은 피구동 디스크(68)에 있는 오리피스의 형상과 결합됨으로써 피구동 디스크(68) 및 전동 샤프트(12)는 함께 회전하도록 구속된다.

도 4 는 구동 디스크(66)를 슬리이브(62) 둘레에 장착하도록 구동 디스 크(66)가 원형 단면의 중앙 오리피스(78)를 구비하는 것을 도시한다.

상기 구동 디스크(66)는 상기 구동 디스크의 축(82)에 중심을 두고 반경(R1)을 가진, 전체적으로 원형의 주위 가장자리(80)를 가진다. 상기 주위 가장자리(80)는 원주 둘레에 규칙적으로 분포된 3 개의 치(84,86,88)를 구비하며, 상기 치들은 만곡된 측면을 나타낸다.

구동 디스크(66)는 디스크의 주위 가장자리(80) 안에 절삭된 U 형상을 가진 2 개의 반경 방향 슬롯(90,92)들을 더 구비하는데, 상기 슬롯은 치(84)와 치(86) 사이의 중간 및, 치(86)와 치(88) 사이의 중간에 각각 형성된다. 슬롯(90,92)의 내측 폭은 롤러(58)들의 단면의 직경 보다 약간 커서 롤러(58)들이 그 슬롯들과 맞물릴 수 있다.

슬롯(90) 또는 슬롯(92)이 회전 부재(52)의 제 1 롤러(58)를 향하는 각도 위치에 구동 디스크(66)가 있을 때, 상기 언급된 슬롯에 대향하는 치의 측부에 있는 치(86)의 측면이 회전 부재(52)의 제 2 롤러(58)와 접촉되도록, 슬롯(90,92)들이 치(86)에 대하여 위치된다. 이러한 상황은 도 8을 참조하여 다음에 보다 상세하게 설명되는데, 상기 언급된 2 개의 롤러들은 각각 도면 번호 58a 및 58b 로 표시되어 있다.

슬롯(90,92)들의 저부는 구동 디스크(66)의 주위 가장자리(80)로부터 반경 방향의 거리를 가지는데, 그 거리는 회전 부재(52)가 회전하는 동안 슬롯의 저부에 의해 차단되지 않으면서 회전 부재(52)의 롤러(58)가 슬롯(90,92)들중 하나 또는 다른 것의 측면을 따라 이동할 수 있도록 충분하다.

구동 디스크(66)는 디스크 부분(94)도 구비하는데, 디스크 부분은 반경(R1)보다 큰 반경을 가지고 또한 주위 가장자리(96)를 가지며, 상기 주위 가장자리의 2 개 단부들은 개별적인 반경 방향 테두리(98,100)에 의해 디스크(66)의 주위 가장자리(80)에 연결되고, 테두리(98,100)는 상기 구동 디스크(66)를 위한 제한 정지부들을 형성한다.

도 5 는 피구동 디스크(68)가 상기 디스크의 외부 가장자리의 원형의 원호 형상 부분(110)으로 규칙적인 간격으로써 절단된 4 개의 반경 방향 슬롯(102,104,106,108)을 구비하는 것을 도시한다. 이러한 원형의 원호 형상 부분(110)은 180°보다 약간 큰 각도에 대(對)하게 된다.

도시된 예에서, 이용되지 않는 피구동 디스크(68)의 일부는 장치를 가볍게 하도록 절단되었다. 이것은 피구동 디스크(68)의 가장자리가 실질적으로 직선의 부분(112)을 포함하고, 그 직선 부분이 원형의 원호 형상 부분(110)의 단부들에 연결되기 때문이다.

피구동 디스크(68)의 외부 가장자리의 원형의 원호 형상 부분(110)의 반경(R2)은 구동 디스크(66)의 반경(R1) 및 롤러(58)의 부분의 반경의 합과 실질적으로 같다.

피구동 디스크(68)에 있는 슬롯들은 반원형 형상인 2 개 단부의 슬롯(102,108)들을 포함하고, 상기 반원형 형상의 반경은 실린더형 롤러(68)의 단면(section) 및 U 자 형상을 가진 2 개의 중간 슬롯(104,106)의 반경과 실질적으로 같다.

피구동 디스크(68)에 있는 슬롯들 사이의 각도 거리는 2 개의 연속적인 미리 결정된 지점들 사이에서 전동 샤프트(12)의 회전 각도에 의존한다. 도시된 예에서, 그 각도는 60°이고, 결과적으로 단부 슬롯(102,108)들은 서로 대각선 방향으로 반대로 되어 있다.

중간 슬롯(104,106)의 저부는 피구동 디스크(68)의 외부 가장자리의 원형 원호 형상 부분(110)으로부터 반경 방향의 거리를 두고 있는데, 그 거리는 회전 부재(52)의 회전 동안 상기 슬롯의 저부에 의한 차단 없이 상기 중간 슬롯(104,106)들중 하나 또는 다른 것의 측면상에서 회전 부재(52)의 롤러(58)가 이동할 수 있기에 충분하다.

전동 샤프트(12)와 보조 샤프트(42) 사이의 거리, 회전 부재(52)의 개별적인 축들과 그것의 롤러(58)들 사이의 거리 및, 피구동 디스크(68)에 있는 중간 슬롯(104,106)들의 중간의 반경 방향 평면들 중심에서의 각도는, 회전 부재(52)의 2 개의 연속적인 롤러(58)들이, 피구동 디스크(68)에 있는 2 개의 연속적인 슬롯들, 예를 들면 중간 슬롯(104,106)들에 부분적으로 진입하면서, 구동 디스크(66)의 주위 가장자리(80)에 대하여 동시에 지탱될 수 있도록 되어 있다.

이러한 위치에서, 각각의 슬롯(104,106) 측면과 각각의 롤러(58a,58b) 사이의 접촉 지점(P), 롤러(58a,58b)의 각각의 축 및, 회전 부재(52)의 축(43)은 도 6 에 도시된 바와 같이 각각 공통의 평면(115a,115b)에 있다.

본 발명의 장치(10)의 작동에 대한 다음의 설명으로부터 보다 명백해지는 바와 같이, 상기와 같은 특징은 피구동 디스크(68)에 있는 상기 언급된 슬롯들로부터 상기 2 개의 롤러(58)들중 하나가 맞물림 해제되는 것과 동시에, 피구동 디스크(68)에 있는 대응 슬롯에 상기 2 개의 롤러(58)들중 다른 하나가 완전히 맞물리는 것을 용이하게 한다.

더욱이, 전동 샤프트(12)의 슬리이브(62)는 랙(rack, 118)과 맞물린 치 하부 부분(toothed lower portion, 116, 도 3)을 가지고 랙(118)은 스위치(16)에 연결된 치 휘일(120)과 맞물려서(도 1), 스위치는 전기 모터(14)의 전력 공급을 제어하고 전동 샤프트(12)의 위치를 신호하며 결과적으로 연결 해제부의 접촉 위치가 본 발명의 장치에 의해 제어된다.

따라서 슬리이브(62)의 치 하부 부분(116) 및 랙(118)은 전기 모터를 제어하기 위하여 스위치(16)들에게 전동 샤프트(12)의 각도 위치를 지시하는 수단(15)을 형성한다.

장치(10)의 다양한 샤프트들은 예를 들면 볼 베어링(122)과 같은 임의의 적절한 수단에 의해서 플레이트(17), 상부 섀시 플레이트 및 직립부(19)와 같은 각각의 지지부에 장착될 수 있다.

도 6 내지 도 10 은 위에 설명된 제어 장치의 작동을 설명하며, 보다 상세하게는 장치의 전동 샤프트(12)를 구동하도록 적합화된 회전 부재(52) 및 2 개의 디스크(66,68)들을 나타낸다.

도 6 은 전기 모터(14)가 정지되고 전동 샤프트(12)가 중간 위치에 있는 상태로서 장치(10)를 나타내는데, 이는 전동 샤프트(12)에 결합된 차단기의 개방 모드 작동에 대응한다.

이러한 위치에서, 2 개의 롤러(58a,58b)들은 구동 디스크(66)의 주위 가장자리(80)에서 하나씩 치(86)의 각 측부에 놓이며, 이는 회전 부재(52)의 회전을 방지한다. 이러한 롤러(58a,58b)들은 각각 피구동 디스크(68)의 중간 슬롯(104,106)에 각각 부분적으로 맞물리며, 결과적으로 피구동 디스크의 회전이 방지된다.

도 7 은 차단기의 작동 모드를 예를 들면 폐쇄 모드로 변화시키는 작동의 개시 직후에 장치(10)를 도시한다.

이러한 작동 동안에, 전기 모터는 처음에 수동으로 작업자에 의해서 또는 제어 시스템에 의해서 제 1 회전 방향으로 시동되어 구동 디스크(66)가 시계 방향으로 회전되게 하는데, 이러한 회전은 도 7에서 화살표(126)로 표시되어 있다.

이러한 목적을 위해서, 전기 모터(14)의 샤프트(20)의 회전은, 감속 기어(22,24), 베벨 피니언(29,30), 피니언(34), 치 휘일(36), 토크 제한기(33), 휘일(50), 슬리이브(44)의 치 상부 부분(46) 및 구동 디스크(66)에 고정된 구동 휘일(64)로 연속적으로 전동된다.

피구동 디스크(68)는 롤러(58a,58b)들에 의해서 회전이 계속 방지되는데, 롤러들은 구동 디스크(66)의 주위 가장자리(80)에 대하여 구르고, 이때 구동 디스크는 롤러(58b)가 구동 디스크(66)에 있는 치(86)의 만곡된 측면(124)에 대하여 지탱될 때까지 회전한다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 구동 디스크(66)에 있는 슬롯(90)은 피구동 디스크(68)에 있는 슬롯(104)에 중첩되는데, 그 슬롯에는 롤러(58a)가 이미 맞물려 있어서, 결과적으로 롤러(58b)가 치(86)의 측면(124)의 곡선을 따를 수 있으며 따라 서 회전 부재(52)가 구동 디스크(66)에 대하여 반대 방향으로 회전하게 되며 (화살표 119), 동시에 구동 디스크(66)에 있는 슬롯(90) 안에 롤러(58a)가 맞물리게 되고 롤러(58b)는 피구동 디스크(68)에 있는 슬롯(106)으로부터 맞물림 해제된다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 구동 디스크(66) 및 피구동 디스크(68)에 있는 개별의 슬롯(90,104)에 동시에 맞물린 롤러(58a)는 이들 2 개의 디스크들이 함께 회전하도록 제한하며, 결과적으로 피구동 디스크(68) 및 전동 샤프트(12)가 구동 디스크(66)와 함께 회전되어, 전기 모터(14)에 의해 계속 구동된다.

2 개의 디스크(66,68)들은 같은 속도로 회전되며, 결과적으로 전기 모터(14)와 전동 샤프트(12) 사이의 전동 비율은 일정하다.

2 개의 디스크(66,68)들의 결합된 회전 동안에, 롤러(58a)는 회전 부재(52)를 회전 상태로 구동하며 슬롯(90,104) 안에서 요동하는 운동(to-and-fro movement)을 이루어서, 그 슬롯들의 측면에 대하여 구른다.

도 10 에 도시된 바와 같이 롤러(58a)가 구동 디스크(66)에 있는 슬롯(90)으로부터 맞물림 해제될 때, 회전 부재(52)는 구동 디스크(66)에 의한 회전으로 구동되는 것이 중지되고, 제 3 롤러(58c)는 피구동 디스크(68)의 단부 슬롯(102)에 부분적으로 맞물린다.

롤러(58a)는 피구동 디스크(68)에 있는 슬롯(104)에 부분적으로 맞물린 상태로 남아 있어서, 구동 디스크(66)의 주위 가장자리(80)에 대하여 놓이게 되며, 결과적으로 회전 부재(52) 및 피구동 디스크(68)는 회전이 방지된다.

다음에 전동 샤프트(12)는 샤프트가 결합된 차단기의 폐쇄 모드에 대응하는 미리 결정된 위치에 있게 된다.

전동 샤프트(12)의 각도 위치를 지시하는 랙(118)의 운동에 따라서 제어 스위치(16)가 전기 모터(14)를 정지시킬 때까지 구동 디스크(66)는 계속 회전할 수 있다.

마찬가지 방식으로, 위에서 설명된 것에 대하여 역으로 움직이는 시퀀스에 따라서 차단기가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 전환된다.

이러한 스위치 작용은 전기 모터(14)가 그 모터(14)의 제 1 회전 방향에 반대인 제 2 방향으로 시작될 것을 필요로 하여, 구동 디스크(66)를 도 7 에 도시된 화살표(126)에 반대인 방향으로 구동될 수 있게 한다. 구동 디스크(66)의 회전은 그 구동 디스크상에 있는 치(84)의 측면을 회전 부재(52)의 롤러(58c)에 대하여 지탱하게 하여 롤러(58c)를 피구동 디스크(68)에 있는 단부 슬롯(102)으로부터 맞물림 해제시키며, 동시에 구동 디스크(66) 및 피구동 디스크(68)에 각각 있는 슬롯(90,104)들에 롤러(58a)를 맞물린다.

다음에 롤러(58a)가 구동 디스크(66)에 있는 슬롯(90)으로부터 맞물림 해제될 때까지, 롤러(58a)는 피구동 디스크(68)를 구동 디스크(66)로써 일정한 전동 비율로 구동될 수 있게 한다.

회전 부재(52)의 롤러(58b)는 이때 슬롯(106) 안에 맞물리며, 결과적으로 피구동 디스크(68)는 전기 모터(14)가 정지되기 약간 이전에 도 6 에 도시된 바와 같이 움직이지 않게 된다.

차단기는 상기에 설명된 것과 유사한 방식으로 개방 모드와 접지 모드 사이 에서 전환된다. 이러한 상황에서 피구동 디스크(68)와 구동 디스크(66)는 회전 부재(52)의 롤러(58b)에 의해 함께 잠겨지고, 접지 모드에서 피구동 디스크(68)는 피구동 디스크(68)에 있는 각각의 슬롯(106,108)에 롤러(58b,58c)들이 맞물림으로써 움직이지 않게 된다.

개방 모드로부터 접지 모드로 가는 모터(14) 및 구동 디스크(66)의 회전 방향은 도 7 에 도시된 화살표(126)에 의해 표시된 것과 반대이다.

제어 장치(10)의 작동 동안에, 토크 제한기 수단(33)은 전기 모터(14)로부터 치 휘일(50)로 동력을 전동시킨다.

그러나, 장치에 의해 제어되는 차단기 또는 장치의 그 어떤 회전 요소라도 우발적으로 움직이지 않는다면, 그러한 움직이지 않는 현상(jamming)은 샤프트(38)에 의해 유지된 감속 피니언으로 전달되며, 결과적으로 스프링(40)에 의해 가해지는 압력은 치 휘일(36) 및 피니언의 각각의 컵들에 맞물린 볼(ball)들을 유지하기에 더 이상 충분하지 않다. 이러한 현상이 발생되자마자, 치 휘일(36)은 샤프트(38)상의 기어와 함께 회전되도록 구속되지 않으며, 기어를 회전되게 구동시키지 않으면서 자유롭게 회전할 수 있다.

따라서 토크 제한기 수단(33)은 우발적으로 움직이지 않게 되는 경우(jamming)에 장치의 회전 부재들에 전동되는 힘을 최소화시키고, 따라서 장치 및 장치에 결합된 차단기에 대한 손상의 위험성을 최소화시킨다.

특히, 디스크의 반경 방향 테두리(98 또는 100)중 하나가 회전 부재(52)의 롤러(58)들중 하나의 실린더형 표면에 대하여 맞닿고 토크 제한기 수단(33)의 맞물 림 해제를 일으킬 때까지, 토크 제한기 수단(33)은 전동 샤프트(12)의 위치를 지시하는 수단(15) 또는 전기 모터(14)의 제어 스위치(16)의 고장에 대한 대비를 제공하는데, 그러한 고장은 구동 디스크(66)가 정상적인 이동을 벗어나서 구동되는 결과를 가져온다.

제어 장치(10)에 결합된 차단기의 접촉부들이 우발적으로 움직이지 않게 되는 경우에, 상기 결합 수단(60)의 상기 축(82)으로부터 분리된 축에 토크 제한기 수단(33)을 배치하는 것은 보조 스위치(16)들이 그 접촉부들의 위치를 정확하게 신호하는 것을 보장할 수 있다.

도 11 은 본 발명의 다른 구현예에 따른 장치를 나타낸다.

도 11 에 있어서, 상기에 설명된 장치의 요소들과 동일한 장치의 요소들은 동일한 참조 번호로써 표시되어 있다.

이 장치는 만곡된 형상의 슬롯(128)이 피구동 디스크(68)에 있는 반경 방향 슬롯(104)을 대체한다는 점에서 상기에 설명된 장치와 상이하다.

슬롯(128)의 곡률은 그 슬롯(128)의 저부가 피구동 디스크(68)에 있는 슬롯(102)에 근접하도록 되어 있다.

슬롯(128) 형상의 중간 곡률 반경은 롤러(58)들이 배치되는 회전 부재(52)의 축(43)에 중심을 두고 있는 원(C)의 반경(R)보다 크다.

전동 샤프트(12)에 결합된 차단기 작동의 폐쇄 모드에 대응하는, 도 11 에 도시된 위치로부터, 구동 디스크(66)가 화살표(130)로 표시된 방향으로 모터(14)에 의해 회전 구동되어 회전 부재(52)를 화살표(132)로 표시된 방향으로 회전되게 구 동할 때, 위에서 설명된 바와 유사하게, 회전 부재(52)의 롤러(58a)는 구동 디스크(66)에 있는 반경 방향 슬롯(90) 및 피구동 디스크(68)에 있는 만곡의 슬롯(128)에 함께 맞물려서, 이들 슬롯들의 바닥을 향하여 개별의 측면들을 따라 움직인다.

슬롯(128)의 곡률 때문에, 피구동 디스크(68)는 처음에 구동 디스크(66)의 속도 보다 낮은 속도로 회전하고, 결과적으로 2 개 디스크들 사이의 전동 비율은 이때 1 보다 작게 된다.

롤러(58a)가 회전하는 동안에 중간 위치에 도달했을 때, 슬롯들에 대한 움직임의 방향이 역전되고, 결과적으로 롤러(58a)는 슬롯들의 바깥을 향하는 반경 방향으로 슬롯(90,128)들의 측면을 따라서 움직이기 시작한다.

슬롯(128)의 곡률 때문에, 피구동 디스크(68)는 구동 디스크(66) 보다 빠른 속도로 회전하며, 결과적으로 2 개의 디스크들 사이의 전동 비율은 이때 1 보다 크게 된다.

이러한 구성으로써, 전동 비율은 피구동 디스크(68)가 회전하는 동안 만곡을 따라서 전개되어, 처음에는 1 보다 작고 다음에 1 보다 크다. 따라서 차단기가 폐쇄 모드로부터 개방 모드로 가면서, 피구동 디스크(68)가 회전되도록 구동되기 시작할 때, 슬롯(128)의 곡률은 롤러(58a)에 의해서 피구동 디스크(68)에 가해지는 토크를 증가시킨다.

이것은 폐쇄 모드로부터 개방 모드로의 변화가 차단기의 2 개 접촉부들의 분리를 필요로 하고, 일반적으로 그러한 분리는 상대적으로 강한 힘을 필요로 한다는 점에서 유리한 것이다.

위에서 언급된 바와 같이, 본 발명은 첨부된 도면들에 참조하여 설명된 상기의 장치들에만 한정된 것은 아니다.

예를 들면, 본 발명의 제어 장치는 3 개 이상의 작동 위치들을 가질 수 있으며, 따라서 구동 디스크(66) 및 피구동 디스크(68)에 있는 슬롯들의 수는 위에서 설명된 예들에 있는 것보다 많다.

더욱이 디스크(66,68)들에 있는 슬롯들은 디스크들의 축(82) 둘레에 불규칙적인 방식으로 분포될 수 있으며, 이는 회전 부재(52)의 롤러(58)들이 회전 부재의 축(43) 둘레에 대응되게 배치될 것을 필요로 한다. 이러한 것은 장치에 결합된 차단기의 다양한 작동 모드들에 대응되는 각도 위치들이 균일한 각도로 분리되어 있지 않을 때 유리할 수 있다.

더욱이, 회전 부재(52)는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 상이한 형상들을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 설명된 예에 비하여 롤러(58)들의 수를 증가시키려면, 회전 부재(52)의 플레이트(54,59)들이 3 개 보다 많은 꼭지점들을 가진 정다각형의 형상을 가질 수 있다.

회전 부재(52)의 제조 비용을 절감하도록, 플레이트(54,59)들이 디스크의 형상을 가질 수 있고, 롤러(58)들이 그 디스크들의 원주상에 배치될 수 있다.

또한 롤러(58)들이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들면 원형의 단면이 아닌 실린더일 수 있다. 롤러들은 디스크(66,68)들에 있는 슬롯들 안에서 최소의 마찰로 움직일 수 있도록 충분히 미끄러운 접촉 표면을 가지는 것이 매우 바람직스럽다.

더욱이, 모터(14)의 축은 회전 부재(52) 및 전동 샤프트(12)의 각각의 축(43,82)에 대하여 평행할 수 있다.

또한, 결합 수단(60)은, 구동 디스크(66) 및 피구동 디스크(68)의 샤프트로부터 분리된 샤프트상에 있을 수 있고, 피구동 디스크(68)와 함께 회전되도록 구속되기 위하여 예를 들면 기어들에 의해서 피구동 디스크(68)에 기계적으로 연결될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 주어진 다음의 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이며, 다른 상세한 내용, 장점 및 특징들이 명백해질 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 제 1 구현예에 따른 제어 장치의 개략적인 사시도이다.

도 2 는 도 1 의 장치의 일부에 대한 실질적으로 위로부터의 개략적인 사시도이다.

도 3 은 장치의 보조 샤프트 및 전동 샤프트의 개별적인 회전축을 통과하는 단면 평면을 가진 도 1 의 일부에 대한 확대 사시도이다.

도 4 는 도 1 의 장치의 구동 디스크에 대한 개략적인 사시도이다.

도 5 는 도 1 의 장치의 피구동 디스크에 대한 개략적인 사시도이다.

도 6 내지 도 10 은 도 1 의 장치의 부분적인 개략적 평면도이며, 장치의 다양한 작동 단계들에서 장치의 회전 부재 및 2 개의 디스크들을 도시한다.

도 11 은 본 발명의 바람직한 제 2 구현예에 따른 장치를 나타내는, 도 10 과 유사한 도면이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>

10. 장치 12. 전동 샤프트

14. 전기 모터 16. 보조 샤프트

17. 섀시 플레이트 19. 직립부

20. 회전 출력 샤프트 22. 감속 기어

Claims (13)

1. 제어되어야 하는 기구에 결합되도록 구성된 결합 수단(60)을 구비한 제어 장치(10)로서, 상기 결합 수단(60)은, 회전 가능하게 움직일 수 있고, 제어되어야 하는 상기 기구의 상이한 작동 상태에 대응하는 미리 결정된 각도 위치들에 잠길 수 있고, 상기 제어 장치는 모터 유닛(14)에 의해 축(82)을 중심으로 회전 구동되는 구동 디스크(66), 상기 축(82)을 중심으로 회전되게 장착되고 상기 결합 수단(60)과 함께 회전하도록 구속되는 피구동 디스크(68) 및, 상기 구동 디스크(66)가 상기 피구동 디스크(68)에 기계적으로 연결됨으로써 상기 구동 디스크(66)가 상기 피구동 디스크(68)를 회전되게 구동시킬 수 있는, 상기 결합 수단(60)을 회전되게 구동하는 구동 모드와, 상기 2 개의 디스크(66,68)들이 서로에 대하여 자유롭게 회전되는, 상기 결합 수단(60)의 각도 위치가 잠기게 되는 잠금 모드 사이에서 전환되게 하는 스위치 수단을 포함하고, 상기 스위치 수단은 상기 디스크(66,68)의 상기 축(82)에 평행한 축(43)을 중심으로 회전하도록 장착된 회전 부재(52)를 포함하고,

   제어 장치는 상기 회전 부재(52)가 적어도 하나의 인덱싱 수단(58)을 포함하고, 인덱싱 수단은, 상기 회전 부재(52)의 회전 때문에, 상기 구동 모드로의 전환을 일으키기 위하여 상기 구동 디스크(66)의 주위 가장자리(80) 및 상기 피구동 디스크(68)의 주위 가장자리에 각각 형성된 2 개의 슬롯(90,104;90,128)들에 동시에 맞물릴 수 있고, 상기 잠금 모드로의 전환을 일으키기 위하여 상기 슬롯들중 적어도 하나로부터 맞물림 해제될 수 있는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 2 개의 디스크(66,68)들에 있는 상기 슬롯(90,104)들은 반경 방향으로 연장됨으로써 결과적으로 상기 2 개의 디스크(66,68)들이 상기 구동 모드에서 함께 회전하도록 구속되는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동 디스크(66) 또는 상기 피구동 디스크(68)에 있는 상기 슬롯들중 적어도 하나(128)는 만곡된 형상을 가지며, 결과적으로 상기 디스크(66,68)들 사이의 전동 비율은, 상기 미리 결정된 각도 위치들중 제 1 각도 위치로부터 상기 미리 결정된 각도 위치들중 제 2 각도 위치로 결합 수단(60)을 구동하기 위하여 상기 잠금 모드로부터 상기 구동 모드로 전환될 때, 1 보다 작은 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 인덱싱 수단(58)은 상기 회전 부재(52)의 축(43) 둘레에 배치된 복수개의 인덱싱 수단(58a,58b,58c)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 디스크(66,68)들 각각은 디스크의 원주의 일부에 있는 복수개의 슬롯(90,92,102,104,106,108;90,92,102,128,106,108)들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 회전 부재(52)의 상기 복수개의 인덱싱 수단(58a, 58b, 58c)들중 2 개의 연속적인 인덱싱 수단들은, 상기 결합 수단(60)이 상기 미리 결정된 각도 위치들중 하나에 있을 때 피구동 디스크가 회전에 대하여 잠기도록 상기 피구동 디스크(68)에 있는 각각의 근접한 슬롯(102,104,106,108;102,128,106,108)들 내에 부분적으로 맞물리는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 디스크(66,68) 및 상기 회전 부재(52)는, 상기 결합 수단(60)이 상기 미리 결정된 각도 위치들중 하나에 있을 때 상기 2 개의 연속적인 인덱싱 수단들이 상기 구동 디스크(66)의 주위 가장자리(80)에 대하여 눌려지도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 2 개의 연속적인 인덱싱 수단들과 상기 피구동 디스크(68)의 상기 근접한 슬롯(104,106;128,106)들 측면과의 각각의 접촉 지점(P)은, 결합 수단(60)이 상기 미리 결정된 각도 위치들중 하나에 있을 때, 상기 2 개의 연속적인 인덱싱 수단들의 각각의 축 및 상기 회전 부재(52)의 축(43)을 각각 통과하는 평면(115a,115b)들에 존재함으로써, 결과적으로 상기 회전 부재(52)의 회전은 상기 2 개의 연속적인 인덱싱 수단들중 하나가 상기 슬롯(104,106;128,106)들중 하나에 맞물리는 것 및 다른 인덱싱 수단이 다른 슬롯(102,104,106,108;102,128,106,108)으로부터 맞물림 해제되는 것을 동시에 야기하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 구동 디스크(66)의 상기 주위 가장자리(80)는 치(84,86,88)를 가지고, 제어되어야 하는 기구의 작동 모드를 수정하려는 명령이 있는 경우에, 상기 치들중 하나는 상기 2 개의 연속적인 인덱싱 수단들중 하나에 반경 방향 외측으로 압력을 가하여 상기 회전 부재(52)가 회전되게 하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 구동 디스크(66)는 구동 디스크(66)의 반경(R1) 보다 큰 반경을 가진 디스크 부분(94) 및, 반경 방향 테두리(98,100)에 의해서 구동 디스크(66)의 상기 주위 가장자리(80)에 연결된 주위 가장자리(96)를 구비하고, 반경 방향 테두리는 상기 결합 수단(60)이 상기 미리 결정된 각도 위치들중 하나에 있을 때 상기 구동 디스크(66)의 회전을 제한하도록 상기 2 개의 연속적인 인덱싱 수단들중 하나에 대하여 눌려질 수 있는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
11. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 회전 부재(52)는 샤프트(42)상에 장착된 2 개의 동일하고 중첩된 삼각형 플레이트(54,59)를 포함하고, 플레이트들의 꼭지점들 각각은 리벳(56)에 의해 쌍(pair)으로 연결되며 원형 단면의 실린더형 롤러들을 유지하고, 상기 롤러들은, 리벳들에서 회전하도록 상기 리벳(56)들에 설치되고 상기 인덱싱 수단(58)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
12. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 모터 유닛(14)에 의해 상기 구동 디스크(66)로 전동되는 토크를 제한하는 수단(33)을 포함하고, 상기 수단(33)은 디스크(66,68)들의 상기 축(82)으로부터 분리된 축에서 구동 디스크(66)와 모터 유니트(14) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
13. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제어 장치는 고전압 또는 중간 전압 전기 스위치기어(switchgear)를 제어하기 위하여 이용되는, 제어 장치.

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