KR101775063B1 - 차단기의 스프링조작기 - Google Patents

Abstract

개시되는 차단기의 스프링조작기는 회전하여 차단기의 가동접촉자에 투입구동력을 가하는 투입샤프트; 상기 투입샤프트에 축방향으로 연결되고, 회전하여 상기 가동접촉자에 차단구동력을 가하는 차단샤프트; 탄성복원력을 상기 샤프트에 전달하여 상기 샤프트를 회전시키도록 일단이 상기 샤프트에 연결되고 타단의 위치가 고정되며, 상기 샤프트의 둘레를 따라 구비되는 복수의 스프링; 및 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트의 연결부위에 구비되며, 투입시 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트를 연결시키고, 차단시 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트 간의 연결을 해제하는 동력전달수단;을 포함하고, 상기 복수의 스프링은 서로 협력하여 상기 샤프트를 일방으로 회전시키도록 상기 샤프트의 회전축을 기준으로 회전대칭 구조로 구비된다.
이러한 차단기의 스프링조작기에 의하면, 복수의 저용량 소형 스프링을 출력특성이 균일하게 배치하여, 장치가 소형화되고 원가가 절감된다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

차단기의 스프링조작기{SPRING OPERATION DEVICE OF CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 차단기의 스프링조작기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스프링의 탄성복원력을 이용하여 가동접촉자를 가동시키는 차단기의 스프링조작기에 관한 것이다.

차단기는 전력계통에 사고전류가 발생하는 경우에 전력계통을 차단하는 장치로서, 이상상태 발생시 가동접촉자를 가동시켜 신속하게 전력계통의 전원을 차단하는 동작이 요구된다.

이러한 차단기의 투입동작과 차단동작을 수행하기 위해, 스프링의 탄성복원력을 이용하여 가동접촉자를 가동시키는 스프링조작기가 사용된다.

이러한 스프링조작기는 가동접촉자에 투입구동력을 인가하는 투입스프링과 가동접촉자에 차단구동력을 인가하는 차단스프링을 구비한다.

그러나, 종래의 기술에 의한 스프링조작기는 투입스프링과 차단스프링이 각각 단일형 스프링으로 구현되므로, 가동접촉자를 가동시킬 수 있는 정도의 높은 탄성복원력을 얻기 위해, 단일형 스프링으로 대용량 에너지를 저장할 수 있는 부피가 큰 스프링을 사용한다. 또한, 이러한 단일형 스프링으로는 높은 탄성복원력과 사용 내구성을 확보하기 위해, 소재 가격이 높은 열간 코일 스프링이 사용된다.

따라서, 종래의 기술에 의한 스프링조작기는 단일형의 열간 코일 스프링으로 인해 제작 비용이 높고, 장치의 부피 축소에 한계가 있으며 부품 배치에 제한이 있다는 단점이 있다.

또한, 종래의 기술에 의한 스프링조작기는 투입측과 차단측이 서로 분리된 샤프트로 구성되고, 투입측 샤프트와 차단측 샤프트를 서로 연동시키기 위한 메커니즘이 다수의 링크, 캠, 레버 등의 부품들로 구성되므로, 장치의 부피가 커진다는 단점이 있다.

전술한 바와 같은 단일형 스프링을 사용하는 스프링조작기는 공개특허공보 제2013-0072147호 및 등록특허공보 제1132909호에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 제작비용이 절감되고, 장치의 부피가 감소된 차단기의 스프링조작기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 회전하여 차단기의 가동접촉자에 투입구동력을 가하는 투입샤프트; 상기 투입샤프트에 축방향으로 연결되고, 회전하여 상기 가동접촉자에 차단구동력을 가하는 차단샤프트; 탄성복원력을 상기 샤프트에 전달하여 상기 샤프트를 회전시키도록 일단이 상기 샤프트에 연결되고 타단의 위치가 고정되며, 상기 샤프트의 둘레를 따라 구비되는 복수의 스프링; 및 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트의 연결부위에 구비되며, 투입시 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트를 연결시키고, 차단시 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트 간의 연결을 해제하는 동력전달수단;을 포함하고, 상기 복수의 스프링은 서로 협력하여 상기 샤프트를 일방으로 회전시키도록 상기 샤프트의 회전축을 기준으로 회전대칭 구조로 구비되는 차단기의 스프링조작기를 제공한다.

일 실시예에서, 상기 복수의 스프링은 상기 샤프트를 중심으로 상기 샤프트의 둘레를 따라 3방향에 구비되어 델타(Delta)구조를 이룰 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 복수의 스프링은 각각의 연장선이 상기 샤프트를 중심으로 하는 정삼각형 델타 구조를 이루도록 배치될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 샤프트의 둘레를 따라 3방향에 구비되는 각각의 스프링은 한 쌍의 스프링으로 구성될 수도 있다.

일 예로, 상기 스프링은 인장스프링일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 일 예로, 상기 스프링은 냉간 코일 스프링으로 구성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 일 실시예에서, 상기 샤프트는 투입샤프트 및 차단샤프트를 포함하고, 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트는 동축(同軸)을 이루되 서로 독립적으로 회전가능하며, 상기 복수의 스프링은, 상기 투입샤프트에 연결되는 복수의 투입스프링 및 상기 차단샤프트에 연결되는 복수의 차단스프링을 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 동력전달수단은 상기 투입스프링의 차징시 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트 간의 연결을 해제할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 동력전달수단은, 상기 투입샤프트에 회전거동이 일치되게 결합된 투입가동판; 상기 차단샤프트에 회전거동이 일치되게 결합되며, 투입시 상기 투입가동판의 회전력을 전달받고, 차단시 및 상기 투입스프링의 차징시 상기 투입가동판과 독립적으로 회전되는 차단가동판; 및 상기 투입가동판과 상기 차단가동판에 구비되며, 투입시 상기 투입가동판의 회전력을 상기 차단가동판에 전달하는 클러치유닛;을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기는, 상기 투입가동판을 상기 투입스프링이 차징되는 방향으로 회전시키는 차징캠을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기는, 상기 차징캠을 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기는, 상기 투입가동판의 회전을 구속하되, 투입시 상기 투입가동판의 회전구속을 해제하는 투입래치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기는, 상기 차단가동판의 회전을 구속하되, 차단시 상기 차단가동판의 회전구속을 해제하는 차단래치를 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 클러치유닛은, 상기 차단가동판에 구비되는 클러치프레임; 및상기 투입가동판에 구비되며, 이동 또는 회전되어 제1 위치 및 제2 위치에 배치될 수 있고, 상기 제1 위치에서 상기 클러치프레임에 체결되고 상기 제2 위치에서 상기 클러치프레임과 분리되는 클러치바;를 포함하고, 상기 클러치바는 상기 투입가동판이 상기 투입스프링의 차징완료 회전각도로 회전된 경우 제1 위치에 배치되고, 상기 투입가동판이 투입완료 회전각도로 회전된 경우 제2 위치에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기는, 상기 투입샤프트가 회전 가능하게 결합되고, 상기 투입가동판의 일면에 대향하도록 배치되는 투입측 지지플레이트를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 클러치바는 상기 투입가동판의 양면으로 회전가능하게 구비되고, 상기 투입가동판의 일면에서 돌출된 클러치롤러를 구비하며, 상기 투입측 지지플레이트에는, 상기 투입가동판이 상기 투입스프링의 차징완료 회전각도로 회전된 경우 상기 클러치롤러를 상방으로 가압하여 상기 클러치바를 상기 제1 위치로 회전시키는 연결캠과, 상기 투입가동판이 투입완료 회전각도로 회전된 경우 상기 클러치롤러를 하방으로 가압하여 상기 클러치바를 상기 제2 위치로 회전시키는 해제캠이 구비될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 복수의 차단스프링은 투입시 상기 복수의 투입스프링의 탄성복원력에 의해 회전되는 상기 투입샤프트 및 상기 차단샤프트의 회전력을 통해 차징될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기는, 상기 차단샤프트가 회전 가능하게 결합되 배치되는 차단측 지지플레이트를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 동력전달수단은 상기 투입측 지지플레이트와 상기 차단측 지지플레이트의 사이에 구비되며, 상기 투입스프링은 상기 투입측 지지플레이트의 외측에 배치되고, 상기 차단스프링은 상기 차단측 지지플레이트의 외측에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기는, 상기 샤프트에 회전거동이 일치되게 결합되며, 상기 샤프트의 반경방향으로 확장되고, 외곽에 상기 복수의 스프링이 연결되는 탄성전달부재를 포함할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 복수의 저용량 소형 스프링을 출력특성이 균일하게 배치하여, 장치가 소형화되고 원가가 절감된다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기를 투입스프링 측에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기를 차단스프링 측에서 바라본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기의 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 스프링조작기의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기에 포함되는 동력전달수단 및 구동부를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기의 동력전달수단의 측면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 동력전달수단의 클러치유닛에 포함되는 클러치바가 제1 위치에 배치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 6에 도시된 동력전달수단의 클러치유닛에 포함되는 클러치바가 제2 위치에 배치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기에 포함되는 투입스프링의 차징시 동력전달수단과 구동부를 도시한 작동상태도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기에 포함되는 투입스프링의 차징완료시 동력전달수단과 구동부를 도시한 작동상태도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기에 포함되는 투입스프링의 차징완료 상태를 도시한 측면도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기의 투입시 동력전달수단을 도시한 작동상태도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기의 투입시 레버, 링크 및 차단스프링의 동작을 도시한 측면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기의 차단시 동력전달수단을 도시한 측면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기의 차단시 레버, 링크 및 차단스프링의 동작을 도시한 측면도이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기의 구조 및 구성요소들에 대해서 설명한다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 이하에서는 회전되는 구성요소의 회전방향을 시계방향과 반시계방향으로 표현할 것이며, 시계방향과 반시계방향은 투입스프링(112) 측에서 장치를 바라본 시점을 기준으로 한다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 스프링조작기(10)는 회전하여 차단기의 가동접촉자(미도시)를 가동시키는 샤프트(101,102)와, 이러한 샤프트(101,102)에 탄성복원력을 전달하여 샤프트(101,102)를 회전시킬 수 있는 복수의 스프링(112,114)을 포함할 수 있다.

상기 복수의 스프링(112,114)은 일단이 샤프트(101,102)에 편심되게 연결되고 타단의 위치가 고정되며, 복수개가 샤프트(101,102)의 둘레를 따라 구비될 수 있다.

여기서, 복수의 스프링(112,114)은 서로 협력하여 샤프트(101,102)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키도록 샤프트(101,102)의 회전축을 기준으로 회전대칭 구조로 구비될 수 있다.

이러한, 본 발명에 따른 스프링조작기(10)는 복수의 스프링(112,114)이 협력하여 샤프트(101,102)에 높은 회전구동력을 가할 수 있으므로, 종래의 기술에 의한 조작기에 사용되는 단일형 스프링보다 탄성복원력이 낮고 부피가 작은 스프링을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스프링조작기(10)는 후술할 본 발명의 일 실시예와 같이 가동접촉자에 투입구동력을 가하는 투입스프링(112)과, 가동접촉자에 차단구동력을 가하는 차단스프링(114)을 구비하며, 투입스프링(112)의 투입시 발생하는 탄성복원력을 이용하여 차단스프링(114)을 차징(Charging)할 수 있다는 특징을 갖는다.

한편, 도 1 내지 도 18에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 복수의 스프링(112,114)이 샤프트(101,102)를 중심으로 상기 샤프트(101,102)의 둘레를 따라 3방향에 구비되어 델타(Delta)구조를 이루도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 2개의 스프링이 샤프트(101,102)의 양측에 하나씩 구비될 수도 있고, 4개 이상의 스프링이 샤프트(101,102)를 중심으로 다각형 구조를 이루도록 구비될 수도 있다.

또한, 도 1 내지 도 18에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 가동접촉자의 투입구동력과 차단구동력을 발생시킬 수 있도록 샤프트(101,102)가 투입샤프트(101) 및 차단샤프트(102)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 18에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 복수의 스프링(112,114)이 투입샤프트(101)를 회전시키는 복수의 투입스프링(112) 및 차단샤프트(102)를 회전시키는 복수의 차단스프링(114)을 포함하여 구성될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예 스프링조작기(10)에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 베이스플레이트(120), 투입측 지지플레이트(130), 차단측 지지플레이트(140), 투입샤프트(101), 차단샤프트(102), 레버(150), 링크(155), 복수의 투입스프링(112), 투입측 탄성전달부재(161), 복수의 차단스프링(114), 차단측 탄성전달부재(165), 동력전달수단(200), 차징캠(240), 구동부(250), 투입래치(260) 및 차단래치(270)를 포함할 수 있다.

상기 베이스플레이트(120)는 투입측 지지플레이트(130) 및 차단측 지지플레이트(140)가 서로 간격을 가지고 고정되도록 투입측 지지플레이트(130) 및 차단측 지지플레이트(140)를 지지할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 베이스플레이트(120)에는 후술할 투입래치(260) 및 차단래치(270)가 설치될 수 있다.

상기 투입측 지지플레이트(130)는 베이스플레이트(120)의 상면에 입설되며, 후술할 투입샤프트(101) 및 구동부(250)가 장착될 수 있는 구조물을 구성할 수 있다.

상기 차단측 지지플레이트(140)는 투입측 지지플레이트(130)에 대향하도록 베이스플레이트(120)의 상면에 입설될 수 있다.

일 실시예에서, 투입측 지지플레이트(130)와 차단측 지지플레이트(140)는 서로 이격되도록 구성될 수 있다.

여기서, 투입측 지지플레이트(130)와 차단측 지지플레이트(140) 사이의 공간에는 후술할 동력전달수단(200), 구동부(250), 투입래치(260) 및 차단래치(270)가 배치될 수 있다.

상기 투입샤프트(101)는 투입측 지지플레이트(130)에 회전 가능하게 구비될 수 있다. 이러한 투입샤프트(101)는 후술할 투입스프링(112)의 탄성복원력을 전달받아 회전될 수 있다.

상기 차단샤프트(102)는 차단측 지지플레이트(140)에 회전 가능하게 구비될 수 있다. 이러한 차단샤프트(102)는 후술할 차단스프링(114)의 탄성복원력을 전달받아 회전될 수 있다.

한편, 상기 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)는 서로 축방향으로 연결될 수 있다. 여기서, 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)는 투입측 지지플레이트(130)와 차단측 지지플레이트(140) 사이의 공간에서 서로 연결될 수 있다.

이러한 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)는 축방향으로 연결되어 전체적으로 동축(同軸)을 이루도록 구성될 수 있다.

단, 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)는 서로 독립적으로 회전 가능하도록 구성된다. 즉, 투입샤프트(101)는 차단샤프트(102)에 회전 가능하게 체결될 수 있다.

이를 위해, 일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 차단샤프트(102)의 끝단의 일부가 투입샤프트(101)의 끝단에 축방향으로 삽입될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이, 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)가 동축으로 이루어진 구조는 가동접촉자에 서로 역방향으로 동력을 가하는 투입샤프트(101) 및 차단샤프트(102)와 가동접촉자 간의 동력전달을 위한 기구적 연결구조가 단순화된다는 장점을 가진다.

이와 달리, 만약, 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)를 서로 다른 축으로 구성할 경우에는 투입샤프트(101) 또는 차단샤프트(102)를 가동접촉자에 연결하기 위한 복잡한 링크 및 레버 구조가 필요하기 때문에 기구적 연결구조가 복잡하고 부품 증가 및 장치가 대형화된다는 단점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)가 서로 독립적으로 회전가능하게 구성됨으로써, 후술할 바와 같이 차단시 차단샤프트(102)의 회전거동에 투입샤프트(101) 및 후술할 투입스프링(112)이 방해가 되지 않을 수 있다.

또한, 도시하지는 않았지만, 일 실시예에서, 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)는 원활한 회전거동을 위해 투입측 지지플레이트(130)와 차단측 지지플레이트(140)에 베어링(미도시)을 통해 결합될 수 있다.

상기 레버(150)는 차단샤프트(102)에 회전거동이 일치되게 결합될 수 있다. 이러한 레버(150)는 일단이 차단샤프트(102)에 결합되고 타단이 차단샤프트(102)의 반경방향으로 연장될 수 있다.

사기 링크(155)는 일단이 레버(150)의 끝단에 회전 가능하게 결합될 수 있고, 타단이 차단기의 가동접촉자(미도시)에 결합될 수 있다. 이러한 링크(155)는 레버(150)의 회전력을 가동접촉자에 전달할 수 있다.

상기 복수의 투입스프링(112)은 투입측 플레이트의 외측에 배치되며, 투입샤프트(101)에 반시계 방향으로 탄성복원력을 가할 수 있다. 이를 위해, 복수의 투입스프링(112)은 투입샤프트(101)를 기준으로 회전대칭되게 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 복수의 투입스프링(112)은 투입샤프트(101)를 중심으로 3방향에 구비되어 델타(Delta)구조를 이루도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 복수의 투입스프링(112)은 투입샤프트(101)의 하방에 수평하게 배치되는 제1 투입스프링(112a), 투입샤프트(101)의 좌측에 60도 각도로 경사지게 배치되는 제2 투입스프링(112b) 및 투입샤프트(101)의 상측에 120도 각도로 경사지게 배치되는 제3 투입스프링(112c)을 포함할 수 있다.

이와 같은 구성에서, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)은 각각의 연장선(L1)이 투입샤프트(101)를 중심으로 하는 정삼각형 델타 구조를 이루도록 배치될 수 있다.

여기서, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)은 일단이 베이스플레이트(120) 또는 투입측 지지플레이트(130)에 회전 가능하게 결합될 수 있고, 타단이 후술할 투입측 탄성전달부재(161)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)은 설계가 용이하도록 모두 실질적으로 동일한 스프링(112,114)으로 구성될 수 있다.

만약, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)의 길이, 두께 및 탄성복원력 등의 사양이 서로 다르면, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)의 탄성복원력을 효율적으로 이용하기 위해 각각의 배치구조가 복잡해진다.

또한, 서로 다른 사양의 스프링(112,114)을 정삼각형 델타 구조로 배치하는 경우에는 복수의 스프링(112,114)이 투입샤프트(101)에 가하는 힘이 불균형하기 때문에 일부 스프링(112,114)의 피로도가 상승하는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)은 병렬로 배치된 서로 동일한 한 쌍의 스프링(112,114)으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 참고로, 병렬로 복수의 스프링(112,114)이 배치되는 경우에는 더욱 높은 탄성복원력을 투입샤프트(101)에 가할 수 있게 된다.

따라서, 일 예로, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)은 열간 코일 스프링(112,114)에 비해 탄성복원력이 낮고 부피가 작은 냉간 코일 스프링(112,114)으로 구성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 기타 다른 재질 및 형태의 탄성체로 구성될 수 있다.

일반적으로, 냉간 코일 스프링(112,114)은 재료 및 제작방법 상의 차이로 인해 열간 코일 스프링(112,114)에 비해 가격이 저렴하다. 따라서, 냉간 코일 스프링(112,114)을 사용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 종래의 기술에 의한 조작기에 비해 제작비용이 절감되는 장점을 가진다.

한편, 상기 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)이 압축스프링(112,114)으로 구성되는 경우에는 압축량이 클 때 스프링(112,114)의 몸체가 접혀서 오작동할 우려가 있다. 따라서, 일 실시예에서, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)은 인장된 상태에서 압축되는 방향으로 탄성복원력을 가하는 인장스프링(112,114)으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다만, 투입샤프트(101)의 회전방향으로 힘을 받는 복수의 투입스프링(112)이 별도의 가이드 없이 단순히 양단이 고정된 압축스프링으로 구성될 경우에는 차징하기 위한 스프링 압축시 압축스프링이 절곡되어 오작동이 발생할 우려가 있다.

상기 투입측 탄성전달부재(161)는 투입샤프트(101)에 회전거동이 일치되게 결합되고, 외곽에 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)이 연결될 수 있다.

이러한 투입측 탄성전달부재(161)는 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)의 탄성복원력을 투입샤프트(101)에 전달할 수 있다.

상기 복수의 차단스프링(114)은 차단측 플레이트의 외측에 배치되며, 차단샤프트(102)에 시계방향으로 탄성복원력을 가할 수 있다. 이를 위해, 복수의 차단스프링(114)은 차단샤프트(102)를 기준으로 회전대칭되게 배치될 수 있다.

즉, 복수의 차단스프링(114)은 전술한 복수의 투입스프링(112)과 반대방향으로 차단샤프트(102)에 탄성복원력을 가할 수 있다.

일 실시예에서, 복수의 차단스프링(114)은 차단샤프트(102)를 중심으로 3방향에 구비되어 델타(Delta)구조를 이루도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 복수의 차단스프링(114)은 차단샤프트(102)의 하방에 수평하게 배치되는 제1 차단스프링(114a), 차단샤프트(102)의 좌측에 60도 각도로 경사지게 배치되는 제2 차단스프링(114b) 및 차단샤프트(102)의 상측에 120도 각도로 경사지게 배치되는 제3 차단스프링(114c)을 포함할 수 있다.

이와 같은 구성에서, 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)의 연장선(L2)은 차단샤프트(102)를 중심으로 하는 정삼각형 델타 구조를 이룰 수 있다.

여기서, 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)은 일단이 베이스플레이트(120) 또는 차단측 지지플레이트(140)에 회전 가능하게 결합될 수 있고, 타단이 후술할 차단측 탄성전달부재(165)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 전술한 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)과 마찬가지로, 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)은 설계가 용이하도록 모두 실질적으로 동일한 스프링(112,114)으로 구성될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)은 전술한 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)과 마찬가지로 병렬로 배치된 서로 동일한 한 쌍의 스프링(112,114)으로 구성될 수 있으며, 냉간 코일 스프링(112,114)으로 구성될 수 있고, 인장스프링(112,114)으로 구성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 기타 다른 재질 및 형태의 탄성체일 수 있다.

다만, 투입스프링(101)의 설명에서 전술한 바와 같이, 복수의 차단 스프링(114)도 차단샤프트(102)의 회전방향으로 힘을 받기 때문에 별도의 가이드 없이 단순히 양단이 고정된 압축스프링으로 구성될 경우에는 차징하기 위한 스프링 압축시 압축스프링이 절곡되어 오작동이 발생할 우려가 있다.

상기 차단측 탄성전달부재(165)는 차단샤프트(102)에 회전거동이 일치되게 결합되고, 외곽에 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)이 연결될 수 있다.

이러한 차단측 탄성전달부재(165)는 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)의 탄성복원력을 차단샤프트(102)에 전달할 수 있다.

상기 동력전달수단(200)은 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)를 연결하되, 투입시 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)가 함께 회전되도록 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)를 연결시키고, 차단시 및 투입스프링(112)의 차징시 및 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)가 독립적으로 회전되도록 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)의 연결을 해제할 수 있다.

여기서, 투입스프링(112)의 차징은 투입샤프트(101)가 시계방향으로 회전되어 투입스프링(112)이 인장됨으로써 투입스프링(112)에 탄성에너지가 저장되는 동작을 의미한다.

이러한 동작을 구현하기 위해, 일 실시예에서, 동력전달수단(200)은 투입가동판(210), 차단가동판(220) 및 클러치유닛(230)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 투입가동판(210)은 투입샤프트(101)에 회전거동이 일치되게 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 투입가동판(210)은 모터캠롤러(212), 후술할 클러치유닛(230)의 클러치바(235) 및 투입래치면(214)을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 모터캠롤러(212)는 투입가동판(210)에 편심되게 배치되며, 후술할 차징캠(240)이 투입가동판(210)을 회전시킬 수 있도록 차징캠(240)의 회전력을 투입가동판(210)에 전달하는 매개체 역할을 할 수 있다.

그리고, 상기 투입래치면(214)은 투입가동판(210)의 테두리의 일부에 형성되는 경사면으로서, 후술할 투입래치(260)에 걸려서 투입가동판(210)의 반시계 방향 회전을 구속하도록 마련된다.

한편, 상기 클러치바(235)에 대해서는 클러치유닛(230)의 설명부분에서 후술하도록 한다.

또한, 상기 차단가동판(220)은 차단샤프트(102)에 회전거동이 일치되게 구비되며, 투입시 투입가동판(210)과 회전거동이 일치되도록 투입가동판(210)의 회전력을 전달받고, 차단시 및 투입스프링(112)의 차징시 투입가동판(210)과 독립적으로 회전될 수 있다.

일 실시예에서, 차단가동판(220)은 후술할 클러치유닛(230)의 클러치프레임(231) 및 차단래치면(222)을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 클러치프레임(231)은 클러치유닛(230)의 설명부분에서 후술하도록 한다.

또한, 상기 차단래치면(222)은 차단가동판(220)의 테두리의 일부에 형성되는 경사면으로서, 후술할 차단래치(270)에 걸려서 차단가동판(220)의 시계방향 회전을 구속하도록 마련된다.

상기 클러치유닛(230)은 투입가동판(210)과 차단가동판(220)을 연동시키도록 구비되며, 투입시 투입가동판(210)의 회전력이 차단가동판(220)에 전달되도록 투입가동판(210)과 차단가동판(220)을 연결시키고, 차단시 및 투입스프링(112)의 차징시 투입가동판(210)과 차단가동판(220)의 연결을 해제할 수 있다.

이러한 동작을 구현하기 위해, 일 실시예에서, 클러치유닛(230)은 클러치프레임(231), 클러치바(235), 클러치롤러(236), 연결캠(238) 및 해제캠(239)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 클러치프레임(231)은 차단가동판(220)의 테두리에 돌출된 형태로 구비될 수 있으며, 차단가동판(220)에 고정될 수 있다.

이러한 클러치프레임(231)은 투입가동판(210)이 반시계 방향으로 회전함에 따라 클러치바(235)가 반시계 방향으로 선회하는 경우 클러치바(235)에 걸려서 투입가동판(210)의 회전력을 차단가동판(220)에 전달할 수 있다.

이와 반대로, 클러치프레임(231)은 투입가동판(210)이 시계방향으로 회전함에 따라 클러치바(235)가 시계 방향으로 선회하는 경우 클러치바(235)와의 연결이 해제되어 투입가동판(210)과 차단가동판(220)이 독립적으로 동작하도록 할 수 있다.

이를 위해, 일 실시예에서, 클러치프레임(231)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 차단가동판(220)의 테두리에서 돌출되며 클러치바(235)가 접할 수 있는 판상 구조로 구성되되, 반시계 방향 측에는 클러치바(235)가 걸릴 수 있는 걸림턱(232)을 구비할 수 있고, 시계방향 측은 클러치바(235)가 자유롭게 통과할 수 있도록 개방된 형태로 구성될 수 있다.

한편, 상기 클러치바(235)는 투입가동판(210)의 테두리에 돌출되도록 구비되며, 투입가동판(210)의 양면 방향으로 회전되거나 이동될 수 있다.

이러한 클러치바(235)는 클러치프레임(231)의 걸림턱(232)에 걸리는 제1 위치 및 클러치프레임(231)의 걸림턱(232)에 걸리지 않는 제2 위치에 배치될 수 있다.

상기 제1 위치에서 클러치바(235)는 클러치프레임(231)에 접한 상태가 되어 투입가동판(210)이 반시계 방향으로 회전하는 경우에 걸림턱(232)에 걸려서 투입가동판(210)의 회전력을 클러치프레임(231)에 전달할 수 있다.

또한, 상기 제2 위치에서 클러치바(235)는 클러치프레임(231)에서 분리된 상태가 되어 차단가동판(220)이 시계방향으로 회전하는 경우에 투입가동판(210)과 독립적으로 회전되도록 할 수 있다.

일 실시예에서, 클러치바(235)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 하단부가 투입가동판(210)에 힌지결합되어 회전될 수 있다. 도 8에는 클러치바(235)가 제1 위치에 배치된 상태가 도시되어 있으며, 도 9에는 클러치바(235)가 제2 위치에 배치된 상태가 도시되어 있다.

이러한 클러치바(235)는 후술할 연결캠(238) 및 해제캠(239)을 통해 이동하는 클러치롤러(236)에 의해 회전될 수 있다.

한편, 상기 클러치롤러(236)는 클러치바(235)의 외측면에 돌출되도록 구비되며, 연결캠(238) 및 해제캠(239)에 의해 가압되어 클러치바(235)가 회전되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 연결캠(238)은 투입측 지지플레이트(130)에 고정되며, 투입가동판(210)이 투입스프링(112)의 차징완료 회전각도로 회전된 경우 클러치롤러(236)를 상방으로 가압하여 클러치바(235)를 제1 위치로 회전시킬 수 있다. 여기서, 투입스프링(112)의 차징완료 회전각도는 투입스프링(112)의 차징이 완료될 때의 투입가동판(210)의 회전각도를 의미한다.

일 실시예에서, 연결캠(238)은 클러치롤러(236)를 상향 이동시킬 수 있도록 시계방향으로 상향 경사진 경사면(238s)을 구비할 수 있다. 클러치롤러(236)는 투입가동판(210)이 시계방향으로 회전됨에 따라 시계방향으로 선회하다가 연결캠(238)의 경사면(238s)을 타고 이동될 수 있다.

또한, 상기 해제캠(239)은 투입측 지지플레이트(130)에 고정되며, 투입가동판(210)이 투입완료 회전각도로 회전된 경우 클러치롤러(236)를 하방으로 가압하여 클러치바(235)를 제2 위치로 회전시킬 수 있다. 여기서, 투입완료 회전각도는 가동접촉자(미도시)의 투입이 완료될 때의 투입가동판(210)의 회전각도를 의미한다.

일 실시에에서, 해제캠(239)은 클러치롤러(236)를 하향 이동시킬 수 있도록 반시계 방향으로 하향 경사진 경사면(239s)을 구비할 수 있다. 클러치롤러(236)는 투입가동판(210)이 반시계 방향으로 회전됨에 따라 반시계 방향으로 선회하다가 해제캠(239)의 경사면(239s)을 타고 이동될 수 있다.

이와 같은 구성에서, 투입스프링(112)의 차징이 완료되면 클러치바(235)와 클러치프레임(231)은 서로 연결될 수 있고, 가동접촉자의 투입이 완료되면 클러치바(235)와 클러치프레임(231) 간의 연결이 해제될 수 있다.

상기 차징캠(240)은 도 6에 도시된 바와 같이 투입가동판(210)의 일측에 배치되어 투입가동판(210)을 투입스프링(112)이 차징되는 방향 즉, 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.

일 실시예에서, 차징캠(240)은 구동부(250)에 의해 반시계 방향으로 회전되며, 회전시 테두리가 투입가동판(210)의 모터캠롤러(212)를 가압하여 투입가동판(210)을 시계방향으로 회전시킬 수 있다.

상기 구동부(250)는 차징캠(240)을 시계방향으로 회전시킬 수 있다.

일 실시예에서, 구동부(250)는 차징캠(240)에 결합된 웜기어(251)와, 회전되며 웜기어(251)를 회전시키는 웜(252)과, 웜(252)을 회전시키기 위한 구동모터(253)와, 구동모터(253)의 동력을 웜(252)에 전달하는 베벨기어(254)를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 차징캠(240)을 회전시킬 수 있는 어떠한 기계요소로 구성되어도 무방하다.

상기 투입래치(260)는 투입가동판(210)의 일측에 구비되며, 투입가동판(210)의 투입래치면(214)에 걸려서 투입가동판(210)의 반시계 방향 회전을 구속할 수 있으며, 투입시 투입래치면(214)과의 접촉을 해제하여 투입가동판(210)의 회전구속을 해제할 수 있다.

이러한 투입래치(260)는 외부신호에 의해 동작이 제어될 수 있으며, 투입신호가 전달되면 반시계 방향으로 회전되어 투입가동판(210)의 회전구속을 해제할 수 있다.

상기 차단래치(270)는 차단가동판(220)의 일측에 구비되며, 차단가동판(220)의 차단래치면(222)에 걸려서 차단가동판(220)의 시계방향 회전을 구속할 수 있으며, 차단시 차단래치면(222)과의 접촉을 해제하여 차단가동판(220)의 회전구속을 해제할 수 있다.

이러한 차단래치(270)는 투입래치(260)와 마찬가지로 외부신호에 의해 동작이 제어될 수 있으며, 차단신호가 전달되면 시계방향으로 회전되어 차단가동판(220)의 회전구속을 해제할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)에서, 동력전달수단(200), 구동부(250), 투입래치(260) 및 차단래치(270)는 투입측 지지플레이트(130)와 차단측 지지플레이트(140) 사이에 배치될 수 있고, 투입스프링(112)은 투입측 지지플레이트(130)의 외측에 배치되고, 차단스프링(114)은 차단측 지지플레이트(140)의 외측에 배치될 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 장치의 기본 골조를 구성하는 투입측 지지플레이트(130)와 차단측 지지플레이트(140)의 양면에 부품을 취부하는데 활용할 수 있으므로, 장치의 부피 및 부품수가 최소화된다는 장점을 가진다.

이하, 도 10 내지 도 18을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)의 차징동작, 투입동작 및 차단동작에 대해서 설명한다.

먼저, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 투입스프링(112)의 차징동작에 대해서 설명한다.

도 10 및 도 11에는 투입스프링(112)의 차징시 동력전달부와 구동부(250)의 작동상태가 도시되어 있으며, 도 12에는 투입스프링(112)의 차징이 완료된 경우의 동력전달부와 구동부(250)가 도시되어 있고, 도 13에는 차징이 완료된 투입스프링(112)의 상태가 도시되어 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 가동접촉자(미도시)의 투입이 완료된 경우, 투입가동판(210)은 반시계 방향으로 회전된 상태가 되고, 클러치바(235)는 해제캠(239)에 의해 제2 위치에 배치된 상태가 된다.

여기서, 구동부(250)가 작동되면, 도 11에 도시된 바와 같이 차징캠(240)이 반시계 방향으로 회전되면서 투입가동판(210)의 모터캠롤러(212)를 가압하여 투입가동판(210)을 시계방향으로 회전시킨다.

투입가동판(210)이 시계방향으로 회전되면, 투입샤프트(101)와 투입측 탄성전달부재(161)가 시계방향으로 회전되어, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)이 인장되어 탄성에너지를 저장하게 된다.

이때, 클러치유닛(230)의 클러치바(235)는 클러치프레임(231)으로부터 시계방향으로 이동하므로, 투입가동판(210)은 차단가동판(220)과 독립적으로 회전되고 차단가동판(220)은 고정될 수 있다.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 투입스프링(112)의 차징이 완료되는 각도까지 투입가동판(210)이 회전된 경우, 차징캠(240)은 시계방향으로 계속 회전하여 모터캠롤러(212)를 더 이상 이동시키지 않게 되고, 투입래치(260)가 투입래치면(214)에 걸리게 된다.

이때, 투입래치(260)는 투입스프링(112)의 탄성복원력으로 인해 투입가동판(210) 및 투입샤프트(101)가 반시계 방향으로 회전하려는 동작을 구속할 수 있다.

그리고, 투입스프링(112)의 차징이 완료된 경우 클러치유닛(230)의 클러치바(235)는 연결캠(238)에 의해 제1 위치에 배치되게 된다.

한편, 투입스프링(112)의 차징이 완료되고 투입래치(260)에 의해 투입가동판(210)의 회전이 구속되는 경우, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)은 도 13에 도시된 바와 같이 인장되어 탄성에너지를 저장한 상태를 유지한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 투입스프링(112)의 차징동작이 차단기의 투입이 완료된 직후 자동으로 수행되도록 구성될 수 있다.

다음으로, 도 14 내지 도 16을 참조하여, 투입동작에 대해서 설명한다.

도 14 및 도 15에는 투입시 동력전달부의 작동상태가 도시되어 있으며, 도 16에는 투입시 레버(150), 링크(155) 및 차단스프링(114)의 동작이 도시되어 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 가동접촉자를 투입하기 위해서는 계통이 개로된 차단상태가 전제된다. 차단상태에서 차단가동판(220)은 클러치프레임(231)이 연결캠(238)의 위치에 배치되도록 시계방향으로 회전된 상태가 된다.

이러한 상태에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 투입래치(260)가 작동되어 투입가동판(210)의 회전구속을 해제하면, 제1 투입스프링(112a), 제2 투입스프링(112b) 및 제3 투입스프링(112c)의 탄성복원력을 통해 투입샤프트(101) 및 투입가동판(210)은 반시계 방향으로 회전된다.

이때, 클러치바(235)가 제1 위치에 배치되어 클러치프레임(231)의 걸림턱(232)에 걸린 상태이므로, 투입가동판(210)의 회전력이 클러치바(235) 및 클러치프레임(231)을 통해 차단가동판(220)에 전달된다.

이를 통해, 투입시 차단가동판(220)은 반시계 방향으로 회전되고, 차단가동판(220)의 회전에 따라 차단샤프트(102)도 반시계 방향으로 회전된다.

또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 차단샤프트(102)가 반시계 방향으로 회전됨에 따라, 레버(150)가 반시계 방향으로 회전됨으로써 레버(150)에 연결된 링크(155)가 이동되어 가동접촉자를 투입방향으로 이동시키게 된다.

이때, 차단측 탄성전달부재(165)를 통해 차단샤프트(102)에 연결된 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)은 차단샤프트(102)의 반시계 방향 회전에 따라 인장되어 탄성에너지를 저장할 수 있다.

다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 차단기의 투입시 투입스프링(112)의 방세동작에 의해 발생하는 탄성복원력을 이용하여 차단스프링(114)을 차징할 수 있다.

한편, 차단기의 투입이 완료되면, 차단가동판(220)은 차단래치면(222)에 차단래치(270)가 걸려서 시계방향으로 회전이 구속될 수 있다. 이때, 회전된 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)은 차단가동판(220)에 시계방향으로 탄성복원력을 가할 수 있다.

마지막으로, 도 17 및 도 18을 참조하여, 차단동작에 대해서 설명한다.

도 17에는 차단시 동력전달부의 작동상태가 도시되어 있으며, 도 18에는 차단시 레버(150), 링크(155) 및 차단스프링(114)의 동작이 도시되어 있다.

먼저, 차단기의 차단동작을 수행하기 위해서는 차단기가 투입된 상태가 전제된다.

차단기가 투입된 상태일 때, 차단가동판(220)은 도 15에 도시된 바와 같이 반시계 방향으로 회전된 상태이다. 이때, 전술한 바와 같이 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)은 투입시 반시계 방향으로 회전된 차단샤프트(102)에 의해 차징된 상태이다.

또한, 차징된 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)은 차단샤프트(102) 및 차단가동판(220)에 시계방향으로 탄성복원력을 가한다. 그러나, 차단가동판(220)은 차단래치(270)에 의해 시계방향 회전이 구속된 상태이다.

여기서, 도 17에 도시된 바와 같이, 계통에 사고전류가 발생하여 차단래치(270)가 시계방향으로 작동되면, 차단래치(270)는 차단가동판(220)의 회전구속을 해제하게 되어, 차단가동판(220) 및 차단샤프트(102)가 제1 차단스프링(114a), 제2 차단스프링(114b) 및 제3 차단스프링(114c)의 탄성복원력으로 인해 시계방향으로 회전된다.

차단가동판(220) 및 차단샤프트(102)가 시계방향으로 회전되면, 도 18에 도시된 바와 같이 레버(150)가 차단샤프트(102)의 회전에 따라 시계방향으로 회전되고, 레버(150)에 연결된 링크(155)가 가동접착자의 인출방향으로 이동하게 된다.

한편, 차단시 투입가동판(210)이 도 17에 도시된 바와 같이 반시계 방향으로 회전된 상태인 경우에도, 클러치바(235)는 해제캠(239)에 의해 제2 위치에 배치되므로 클러치프레임(231)에서 분리된 상태가 유지된다. 따라서, 차단시 차단가동판(220)이 투입가동판(210)과 독립적으로 시계방향으로 회전될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 저용량 에너지를 저장할 수 있는 복수의 소형 스프링(112,114)을 사용하므로, 장치의 제작비용이 절감된다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 복수의 스프링(112,114)을 델타 구조로 배치하여, 복수의 스프링(112,114)의 출력특성을 균일화하면서 동시에 축소 설계가 가능하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링조작기(10)는 투입샤프트(101)와 차단샤프트(102)가 동축구조로 이루어지고 클러치유닛(230)을 통해 연동하도록 구성되므로, 장치가 소형화된다는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

10: 스프링조작기
101: 투입샤프트
102: 차단샤프트
110: 스프링 112: 투입스프링
112a: 제1 투입스프링 112b: 제2 투입스프링
112c: 제3 투입스프링 114: 차단스프링
114a: 제1 차단스프링 114b: 제2 차단스프링
114c: 제3 차단스프링
120: 베이스플레이트 130: 투입측 지지플레이트
140: 차단측 지지플레이트 150: 레버
155: 링크 161: 투입측 탄성전달부재
165: 차단측 탄성전달부재
200: 동력전달수단
210: 투입가동판 212: 모터캠롤러
214: 투입래치면 220: 차단가동판
222: 차단래치면 230: 클러치유닛
231: 클러치프레임 232: 걸림턱
235: 클러치바 236: 클러치롤러
238: 연결캠 238s: 연결캠의 경사면
239: 해제캠 239s: 해제캠의 경사면
240: 차징캠 250: 구동부
251: 웜기어 252: 웜
253: 구동모터 254: 베벨기어
260: 투입래치 270: 차단래치

Claims (19)

1. 회전하여 차단기의 가동접촉자에 투입구동력을 가하는 투입샤프트;
   상기 투입샤프트에 축방향으로 연결되고, 서로 독립적으로 회전가능하며, 회전하여 상기 가동접촉자에 차단구동력을 가하는 차단샤프트;
   탄성복원력을 상기 투입샤프트에 전달하여 상기 투입샤프트를 회전시키도록 일단이 상기 투입샤프트에 연결되고 타단의 위치가 고정되며, 상기 투입샤프트의 둘레를 따라 구비되는 복수의 투입스프링;
   탄성복원력을 상기 차단샤프트에 전달하여 상기 차단샤프트를 회전시키도록 일단이 상기 차단샤프트에 연결되고 타단의 위치가 고정되며, 상기 차단샤프트의 둘레를 따라 구비되는 복수의 차단스프링; 및
   상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트의 연결부위에 구비되며, 투입시 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트를 연결시키고, 차단시 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트 간의 연결을 해제하는 동력전달수단;을 포함하고,
   상기 복수의 투입스프링은 서로 협력하여 상기 투입샤프트를 일방으로 회전시키도록 상기 투입샤프트의 회전축을 기준으로 회전대칭 구조로 구비되며,
   상기 복수의 차단스프링은 서로 협력하여 상기 차단샤프트를 일방으로 회전시키도록 상기 차단샤프트의 회전축을 기준으로 회전대칭 구조로 구비되고,
   상기 투입스프링이 상기 투입샤프트를 중심으로 상기 투입샤프트의 둘레를 따라 3방향에 구비되어 델타(Delta)구조를 이루며,
   상기 차단스프링이 상기 차단샤프트를 중심으로 상기 차단샤프트의 둘레를 따라 3방향에 구비되어 델타(Delta)구조를 이루는 차단기의 스프링조작기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 투입스프링 및 차단스프링은 각각의 연장선이 상기 투입샤프트 또는 상기 차단샤프트를 중심으로 하는 정삼각형 델타 구조를 이루도록 배치되는 차단기의 스프링조작기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 투입샤프트 또는 상기 차단샤프트의 둘레를 따라 3방향 각각에 구비되는 투입스프링 및 차단스프링은 한 쌍의 스프링으로 구성되는 차단기의 스프링조작기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 투입스프링 및 상기 차단스프링은 인장스프링인 차단기의 스프링조작기.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 투입스프링 및 상기 차단스프링은 냉간 코일 스프링으로 구성된 차단기의 스프링조작기.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 동력전달수단은 상기 투입스프링의 차징시 상기 투입샤프트와 상기 차단샤프트 간의 연결을 해제하는 차단기의 스프링조작기.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 동력전달수단은,
   상기 투입샤프트에 회전거동이 일치되게 결합된 투입가동판;
   상기 차단샤프트에 회전거동이 일치되게 결합되며, 투입시 상기 투입가동판의 회전력을 전달받고, 차단시 및 상기 투입스프링의 차징시 상기 투입가동판과 독립적으로 회전되는 차단가동판; 및
   상기 투입가동판과 상기 차단가동판에 구비되며, 투입시 상기 투입가동판의 회전력을 상기 차단가동판에 전달하는 클러치유닛;을 포함하는 차단기의 스프링조작기.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 투입가동판을 상기 투입스프링이 차징되는 방향으로 회전시키는 차징캠을 포함하는 차단기의 스프링조작기.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 차징캠을 회전시키는 구동부를 포함하는 차단기의 스프링조작기.
    
12. 제9항에 있어서,
    상기 투입가동판의 회전을 구속하되, 투입시 상기 투입가동판의 회전구속을 해제하는 투입래치를 포함하는 차단기의 스프링조작기.
    
13. 제9항에 있어서,
    상기 차단가동판의 회전을 구속하되, 차단시 상기 차단가동판의 회전구속을 해제하는 차단래치를 포함하는 차단기의 스프링조작기.
    
14. 제9항에 있어서,
    상기 클러치유닛은,
    상기 차단가동판에 구비되는 클러치프레임; 및
    상기 투입가동판에 구비되며, 이동 또는 회전되어 제1 위치 및 제2 위치에 배치될 수 있고, 상기 제1 위치에서 상기 클러치프레임에 체결되고 상기 제2 위치에서 상기 클러치프레임과 분리되는 클러치바;를 포함하고,
    상기 클러치바는 상기 투입가동판이 상기 투입스프링의 차징완료 회전각도로 회전된 경우 제1 위치에 배치되고, 상기 투입가동판이 투입완료 회전각도로 회전된 경우 제2 위치에 배치되는 차단기의 스프링조작기.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 투입샤프트가 회전 가능하게 결합되고, 상기 투입가동판의 일면에 대향하도록 배치되는 투입측 지지플레이트를 포함하는 차단기의 스프링조작기.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 클러치바는 상기 투입가동판의 양면으로 회전가능하게 구비되고, 상기 투입가동판의 일면에서 돌출된 클러치롤러를 구비하며,
    상기 투입측 지지플레이트에는, 상기 투입가동판이 상기 투입스프링의 차징완료 회전각도로 회전된 경우 상기 클러치롤러를 상방으로 가압하여 상기 클러치바를 상기 제1 위치로 회전시키는 연결캠과, 상기 투입가동판이 투입완료 회전각도로 회전된 경우 상기 클러치롤러를 하방으로 가압하여 상기 클러치바를 상기 제2 위치로 회전시키는 해제캠이 구비된 차단기의 스프링조작기.
    
17. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 차단스프링은 투입시 상기 복수의 투입스프링의 탄성복원력에 의해 회전되는 상기 투입샤프트 및 상기 차단샤프트의 회전력을 통해 차징되는 차단기의 스프링조작기.
    
18. 제15항에 있어서,
    상기 차단샤프트가 회전 가능하게 결합되 배치되는 차단측 지지플레이트를 포함하고,
    상기 동력전달수단은 상기 투입측 지지플레이트와 상기 차단측 지지플레이트의 사이에 구비되며,
    상기 투입스프링은 상기 투입측 지지플레이트의 외측에 배치되고,
    상기 차단스프링은 상기 차단측 지지플레이트의 외측에 배치되는 차단기의 스프링조작기.
    
19. 제1항에 있어서,
    상기 투입샤프트 또는 상기 차단샤프트에 회전거동이 일치되게 결합되며, 상기 투입샤프트 또는 상기 차단샤프트의 반경방향으로 확장되고, 외곽에 상기 복수의 투입스프링 또는 상기 복수의 차단스프링이 연결되는 탄성전달부재를 포함하는 차단기의 스프링조작기.

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