KR101775376B1 - 회로차단기의 투입스프링 차징 장치 - Google Patents

회로차단기의 투입스프링 차징 장치 Download PDF

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Abstract

가동자의 투입 동력을 제공하는 투입스프링을 압축하여 축세시키는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치가 개시된다.
개시되는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치는 일단이 투입스프링의 자유단에 결합되고, 타단이 상기 투입스프링의 자유단에 대향하도록 배치되며, 일단과 타단 사이에 몸체가 접히는 절첩부를 구비하고, 몸체의 펴짐 동작에 따라 상기 투입스프링을 압축시키는 절첩링크; 일방으로 회전하면서 상기 절첩링크가 펴지도록 상기 절첩부를 가압하는 차징캠; 상기 차징캠에 회전거동이 일치되게 결합된 래칫기어; 상기 래칫기어에 맞물리도록 구비되며, 상기 래칫기어가 타방으로 회전하려는 동작을 제한하는 스토퍼; 상기 차징캠 및 상기 래칫기어와 독립적으로 회전 작동되는 차징핸들; 상기 래칫기어에 맞물리도록 구비되되, 상기 차징핸들에 결합되어 상기 차징핸들의 회전력을 상기 래칫기어에 전달하여 상기 래칫기어를 일방으로 회전시키는 피드레버;를 포함한다.

Description

회로차단기의 투입스프링 차징 장치{CLOSING SPRING CHARGING DEVICE OF CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 회로차단기의 투입스프링 차징 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가동자의 투입 동력을 제공하는 투입스프링을 압축하여 축세시키는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치에 관한 것이다.
송변전 계통이나 전기회로에 사고전류가 발생할 경우에 회로를 차단시키는 회로차단기 중에서 기중차단기(ACB, Air circuit Breaker)는 아크를 소호시키는 소호매체로서 공기를 사용한다.
일반적으로 기중차단기는 메커니즘에 의해 가동되는 가동자를 고정자에 접촉 및 분리시킴으로써, 계통이나 회로를 개폐할 수 있다.
한편, 기중차단기 중에는 스프링(투입스프링)의 탄성에너지를 축세(차징, Charging)하고 축세된 탄성에너지를 방세하여 가동자를 투입시키는 구동력을 제공하는 스프링 구동타입이 있다.
이러한 스프링 구동타입 기중차단기는 투입스프링을 압축하여 차징하는 동작이 필요하다.
사용자는 메커니즘에 구비된 차징 장치를 차징모터나 수동핸들로 작동시켜 투입스프링을 차징할 수 있다.
그러나, 종래의 기술에 의한 투입스프링 차징 장치는 복잡한 기계구성으로 이루어지고 동작이 복잡하므로, 오작동이 자주 발생하고 압축된 투입스프링을 안정적으로 지탱하지 못한다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 구성이 단순하고 투입스프링을 안정적으로 지탱할 수 있는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 일단이 투입스프링의 자유단에 결합되고, 타단이 상기 투입스프링의 자유단에 대향하도록 배치되며, 일단과 타단 사이에 몸체가 접히는 절첩부를 구비하고, 몸체의 펴짐 동작에 따라 상기 투입스프링을 압축시키는 절첩링크; 일방으로 회전하면서 상기 절첩링크가 펴지도록 상기 절첩부를 가압하는 차징캠; 상기 차징캠에 회전거동이 일치되게 결합된 래칫기어; 상기 래칫기어에 맞물리도록 구비되며, 상기 래칫기어가 타방으로 회전하려는 동작을 제한하는 스토퍼; 상기 차징캠 및 상기 래칫기어와 독립적으로 회전 작동되는 차징핸들; 및 상기 래칫기어에 맞물리도록 구비되되, 상기 차징핸들에 결합되어 상기 차징핸들의 회전력을 상기 래칫기어에 전달하여 상기 래칫기어를 일방으로 회전시키는 피드레버;를 포함하는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 차징핸들, 상기 차징캠 및 상기 래칫기어는 동일한 회전샤프트에 구비될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 스토퍼 및 상기 피드레버는 상기 래칫기어에서 탈거되는 방향으로 회전 가능하게 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 스토퍼를 상기 래칫기어에 맞물리는 방향으로 탄성지지하는 제1 탄성부재; 및 상기 피드레버를 상기 래칫기어에 맞물리는 방향으로 탄성지지하는 제2 탄성부재;가 포함될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 래칫기어의 일면에 배치되며, 상기 투입스프링의 차징이 완료되면 상기 피드레버가 상기 래칫기어에 맞물리는 동작을 제한하는 작동플레이트가 포함될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 작동플레이트는 상기 래칫기어의 외측에 회전가능하게 구비되며, 상기 투입스프링의 차징 완료 전에 상기 래칫기어의 기어이가 상기 작동플레이트의 테두리보다 외측으로 돌출되는 제1 위치에 배치되고, 상기 투입스프링의 차징이 완료되면, 일방으로 회전되어 상기 작동플레이트의 테두리가 상기 래칫기어의 기어이를 덮는 제2 위치에 배치되도록 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 작동플레이트는 구속홀을 구비하고, 상기 회전샤프트가 상기 구속홀을 관통하도록 배치되어, 이동 범위가 상기 구속홀과 상기 회전샤프트 간의 간격으로 제한되도록 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 피드레버에는 상기 작동플레이트의 테두리를 타고 이동되도록 상기 작동플레이트 방향으로 돌출된 가이드핀이 구비될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 작동플레이트를 일방으로 회전되도록 탄성지지하는 제3 탄성부재; 외력이 제거된 경우에 상기 작동플레이트가 상기 제1 위치에 배치되도록 상기 작동플레이트를 지지하며, 상기 작동플레이트가 상기 제2 위치로 회전하는 동작을 구속하는 구속부재; 및 상기 차징캠에 구비되며 상기 투입스프링의 차징이 완료될 때 상기 구속부재를 작동시켜 상기 구속부재의 상기 작동플레이트에 대한 구속동작을 해제시키는 작동부;가 포함될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 외력이 제거된 경우에 상기 구속부재가 상기 작동플레이트를 구속하는 상태를 유지하도록 상기 구속부재를 탄성지지하는 제4 탄성부재가 포함될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 스토퍼, 상기 작동플레이트 및 상기 구속부재는 동일한 회전축에 회전 가능하게 구비될 수도 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 장치의 구조가 간단하며, 오작동 염려없이 투입스프링을 차징할 수 있고, 차징된 투입스프링을 안정적으로 지탱할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차징 장치가 차단기본체에 설치된 예시를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 차징 장치가 적용되는 차단부 메커니즘의 투입스프링 방세시 상태를 개략적으로 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차징 장치가 적용되는 차단부 메커니즘의 투입스프링 차징시 상태를 개략적으로 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차징 장치의 분해사시도.
도 5는 차징캠과 래칫기어 조립체의 측면도.
도 6은 래칫기어, 스토퍼 및 피드레버의 배치구조를 나타내는 측면도.
도 7은 차징핸들 및 피드레버 조립체의 측면도.
도 8은 래칫기어, 스토퍼, 피드레버 및 차징핸들의 배치구조를 나타내는 측면도.
도 9 내지 도 11은 도 4에 도시된 차징 장치의 투입스프링 차징동작을 나타내는 작동상태도.
도 12는 도 4에 도시된 차징 장치의 차징완료 시점의 상태를 나타내는 작동상태도.
도 13은 작동플레이트의 사시도.
도 14는 구속부재의 사시도.
도 15는 도 4에 도시된 차징 장치의 차징완료 전의 작동플레이트 및 구속부재를 나타내는 작동상태도.
도 16은 도 4에 도시된 차징 장치의 차징완료 시점의 작동플레이트 및 구속부재를 나타내는 작동상태도.
도 17은 도 4에 도시된 차징 장치의 차징완료 후 차징핸들이 작동되는 경우를 나타내는 작동상태도.
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.
참고로, 설명의 편의를 위해, 이하에서 언급되는 부재들의 회전방향(시계방향 및 반시계방향)은 첨부된 도면 2 내지 17을 기준으로 한다는 점을 미리 밝혀둔다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차징 장치(100)가 적용될 수 있는 회로차단기의 차단부 메커니즘에 대해서 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차징 장치(100)가 적용될 수 있는 회로차단기의 차단부 메커니즘은 차단기본체(10)에 설치될 수 있으며, 가동자(20), 고정자(30), 투입스프링(40) 및 가동링크부(50)를 포함할 수 있다.
상기 가동자(20)는 후술할 투입 링크부의 동작에 연동하여 후술할 고정자(30)에 전기적으로 연결 및 분리될 수 있다.
상기 고정자(30)는 가동자(20)에 대향하도록 위치가 고정되며, 가동자(20)와 연계하여 통전경로를 구성할 수 있다.
상기 투입스프링(40)은 탄성에너지를 축적하도록 압축되어 축세(차징)된 후 차단기 투입시 방세되면서 후술할 투입 링크부를 동작시켜 가동자(20)에 투입동력을 제공할 수 있다.
상기 가동링크부(50)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 투입스프링(40)의 자유단과 가동자(20) 간에 연결되어, 투입스프링(40)이 방세되면서 발생하는 탄성에너지를 가동자(20)에 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 가동링크부(50)는 복수의 관절을 가지는 복수의 링크부재 및 레버부재로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 가동링크부(50)는 투입스프링(40)의 투입동력을 가동자(20)에 전달하는 기능뿐만 아니라, 가동자(20)가 투입된 상태를 유지시키는 기능 및 가동자(20)가 접점반발력을 통해 트립되는 경우에 가동자(20)의 후퇴동작을 지지하는 기능도 수행할 수 있다.
참고로, 도 2는 투입스프링(40)이 차징되지 않은 상태 즉, 투입스프링(40)이 방세된 상태를 나타내며, 도 3은 투입스프링(40)이 차징된 상태를 나타낸다. 이러한 투입스프링(40)의 차징 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
다음으로, 도 4 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차징 장치(100)에 대해서 살펴본다.
도 4 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차징 장치(100)는 프레임(110), 절첩링크(120), 걸림레버(140), 방세링크(150), 투입라치(160), 투입샤프트(170), 차징캠(180), 래칫기어(190), 스토퍼(200), 제1 탄성부재(205), 차징핸들(230), 피드레버(240), 제2 탄성부재(245), 회전샤프트(250), 작동플레이트(260), 제3 탄성부재(265), 구속부재(270), 제4 탄성부재(275) 및 리미트스위치(280)를 포함할 수 있다.
상기 프레임(110)은 차단기본체(10)의 내측에 입설되는 플레이트 형태의 부재로 구성될 수 있다.
이러한 프레임(110)은 상기 가동자(20), 고정자(30), 투입스프링(40) 및 가동링크부(50)와, 본 발명의 일 실시예에 따른 차징 장치(100)에 포함되는 각종 부품들이 설치될 수 있는 구조물이다.
상기 절첩링크(120)는 일단이 투입스프링(40)의 자유단에 결합되고, 타단이 투입스프링(40)의 자유단에 대향하는 위치에 고정될 수 있다.
또한, 절첩링크(120)는 일단과 타단 사이에 몸체가 상측으로 접힐 수 있도록 절첩부(122)를 구비한다.
이러한 절첩링크(120)는 몸체의 펴짐 동작에 따라 일단이 투입스프링(40)의 자유단을 가압하여 투입스프링(40)을 압축시킬 수 있고, 투입스프링(40)이 방세되는 경우에 절첩부(122)가 접힘으로써 투입스프링(40)의 탄성복원 동작을 허용할 수 있다.
일 실시예에서, 절첩링크(120)는 2개의 바 형태 부재가 서로 힌지결합되어 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 걸림레버(140)는 프레임(110)에 상하로 회전가능하게 구비되며, 후술할 투입라치(160)에 투입스프링(40)의 탄성복원력을 전달하여 투입라치(160)를 반시계방향으로 회전시키려는 힘을 작용할 수 있다.
즉, 도 3 및 도 12에 도시된 바와 같이, 투입스프링(40)의 차징완료 상태에서, 절첩링크(120)는 투입스프링(40)의 탄성복원력으로 인해 절첩부(122)가 상방으로 접히는 힘을 받고, 걸림레버(140)는 후술할 방세링크(150)를 통해 절첩부(122)가 상방으로 미는 힘을 작용 받을 수 있다.
이로 인해, 걸림레버(140)는 시계방향으로 회전되려고 하면서 후술할 투입라치(160)의 지지핀(164)을 상방으로 밀어서 결과적으로 투입라치(160)를 반시계방향으로 회전시키려는 힘을 작용할 수 있게 된다.
상기 방세링크(150)는 절첩링크(120)의 절첩부(122)와 걸림레버(140) 간에 연결되어, 절첩링크(120)에 전해지는 투입스프링(40)의 탄성복원력을 걸림레버(140)에 전달할 수 있다.
상기 투입라치(160)는 프레임(110)에 회전축(162)를 통해 회전가능하게 구비되며, 후술할 투입샤프트(170)의 몸체에 걸려서 반시계방향으로 회전이 제한되되, 투입샤프트(170)가 반시계방향으로 회전되는 경우에 구속이 해제되어 반시계방향으로 회전이 가능할 수 있다.
이러한 투입라치(160)는 후술할 투입샤프트(170)에 의해 일방으로 회전이 제한되어 투입스프링(40)이 압축된 상태를 지지하되, 일방(반시계방향)으로 회전되면 투입스프링(40)을 방세시킬 수 있다.
여기서, 투입라치(160)가 일방으로 회전되려는 동작은 후술할 투입샤프트(170)에 의해 구속될 수 있다.
또한, 이러한 투입라치(160)는 투입스프링(40)의 차징이 완료되면 타방(시계방향)으로 회전될 수 있다.
즉, 투입스프링(40)이 차징완료된 경우에 투입라치(160)는 도 3 및 도 12에 도시된 바와 같이 시계방향으로 기울어지게 배치될 수 있다.
이를 위해, 투입라치(160)의 회전축(162)에는 투입스프링(40)에 외력이 제거된 경우에 투입라치(160)을 시계방향으로 회전되도록 탄성지지하는 토션스프링(미도시)이 구비될 수 있다.
여기서, 투입스프링(40)의 차징이 완료되지 않은 경우에는 걸림레버(140)가 시계방향으로 회전된 상태이므로, 걸림레버(140)의 상단 테두리가 투입라치(160)의 지지핀(164)을 밀어서 투입라치(160)를 반시계방향을 회전된 상태로 유지시킬 수 있다.
이후, 투입스프링(40)의 차징이 완료되어 절첩링크(120)가 펴지면 걸림레버(140)가 반시계방향으로 회전하게 되고, 걸림레버(140)가 도 3에 도시된 바와 같이 회전 배치되면 투입라치(160)의 지지핀(164)이 걸림레버(140)의 상단 테두리에서 벗어나게 되어, 걸림레버(140)는 투입라치(160)의 시계방향 회전을 구속하는 동작을 해제하게 되다.
이때, 투입라치(160)는 상기 토션스프링의 탄성복원력으로 인해 시계방향으로 회전된다.
상기 투입샤프트(170)는 외력이 작용하지 않는 경우에 도 3 및 도 12에 도시된 바와 같이 몸체가 투입라치(160) 상단의 회전 궤적에 배치되어 투입라치(160)의 회전동작을 구속할 수 있다.
여기서, 투입스프링(40)의 탄성복원력은 걸림레버(140)를 시계방향을 회전시키도록 작용하고, 이러한 걸림레버(140)는 투입라치(160)의 지지핀(164)을 통해 투입라치(160)를 반시계방향으로 회전시키도록 힘을 작용한다.
이때, 투입라치(160)는 투입샤프트(170)에 의해 반시계방향으로 회전동작이 구속되므로, 투입스프링(40)의 차징 상태가 유지될 수 있다.
이러한 투입샤프트(170)는 반시계방향으로 회전되면 투입라치(160)의 회전 구속을 해제하여 차단기가 투입(Close)될 수 있도록 구성된다.
일 실시예에서, 투입샤프트(170)는 투입라치(160)가 통과할 수 있는 구속해제홈(172)을 구비할 수 있다.
이러한 투입샤프트(170)는 도 2에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 회전되어 구속해제홈(172)으로 투입라치(160)의 상단이 수용될 수 있도록 함으로써, 투입라치(160)의 회전 구속동작을 해제할 수 있다.
이를 통해, 투입라치(160)가 반시계방향으로 회전되면, 걸림레버(140)가 시계방향으로 회전될 수 있는 상태가 되어 절첩링크(120)가 접힐 수 있게 됨으로써 투입스프링(40)이 방세될 수 있다.
방세된 투입스프링(40)은 전술한 가동링크부(50)를 통해 가동자(20)에 투입동력을 제공할 수 있다.
상기 차징캠(180)은 후술할 차징핸들(230)의 회전력을 절첩링크(120)에 전달하여, 절첩링크(120)가 펴지도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 차징캠(180)은 일방으로 회전하면서 절첩링크(120)가 펴지도록 절첩부(122)를 가압할 수 있다.
이러한 차징캠(180)은 회전중심을 기준으로 일 회전방향으로 갈수록 점점 직경이 커지는 비대칭 형태의 부채꼴 형상으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 차징캠(180)은 시계방향으로 회전되면서 테두리가 후술할 절첩링크(120)의 절첩부(122)를 하방으로 가압하도록 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 차징캠(180)은 후술할 회전샤프트(250)에 회전가능하게 결합될 수 있다.
한편, 일 실시예에서, 차징캠(180)에는 작동부(182)가 구비될 수 있다.
상기 작동부(182)는 투입스프링(40)의 차징이 완료되면 후술할 구속부재(270)를 작동시켜 구속부재(270)의 작동플레이트(260)에 대한 구속동작을 해제시킬 수 있다.
일 실시예에서, 작동부(182)는 차징캠(180)의 일면에 돌출된 핀 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 래칫기어(190)는 차징캠(180)에 회전거동이 일치되게 결합될 수 있다.
이러한 래칫기어(190)는 각각의 기어이가 반시계방향으로 경사지게 형성되어 후술할 피드레버(240)를 통해 시계방향으로만 회전될 수 있다.
일 실시예에서, 래칫기어(190)는 후술할 회전샤프트(250)에 회전가능하게 결합될 수 있다.
상기 스토퍼(200)는 래칫기어(190)의 기어이에 맞물리도록 구비되며, 래칫기어(190)가 반시계방향으로 회전하려는 동작을 제한할 수 있다.
이러한 스토퍼(200)는 프레임(110)에 고정된 회전축(220)에 시계방향 및 반시계방향으로 회전가능하게 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 스토퍼(200)는 래칫기어(190)가 시계방향으로 회전되는 경우에 래칫기어(190)에 의해 밀려서 래칫기어(190)에서 탈거되는 방향 즉, 반시계방향으로 회전가능하게 구성될 수 있다.
상기 제1 탄성부재(205)는 스토퍼(200)를 래칫기어(190)에 맞물리는 방향으로 탄성지지할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 탄성부재(205)는 스토퍼(200)의 회전축(220)에 구비되어, 외력이 제거되는 경우에 스토퍼(200)가 시계방향으로 회전되도록 스토퍼(200)를 탄성지지하는 토션스프링으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 차징핸들(230)은 차징캠(180) 및 래칫기어(190)와 독립적으로 회전 작동될 수 있다.
일 실시예에서, 차징핸들(230)은 후술할 회전샤프트(250)에 구비될 수 있으나, 회전샤프트(250)의 회전동작과 독립적으로 회전된다.
이와 같이, 차징핸들(230), 차징캠(180) 및 래칫기어(190)가 하나의 회전샤프트(250)에 구비되는 구조는 서로 연동하여 회전동작을 하는 부재들을 하나의 축에 구비하여 장치의 구조가 단순해진다는 장점이 있다.
상기 피드레버(240)는 래칫기어(190)에 맞물리도록 구비되되, 차징핸들(230)에 결합되어 차징핸들(230)의 회전력을 래칫기어(190)에 전달함을써 래칫기어(190)를 일방(시계방향)으로 회전시킬 수 있다.
이러한 피드레버(240)는 차징핸들(230)의 회전중심에서 벗어난 위치에 시계방향 및 반시계방향으로 회전가능하게 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 피드레버(240)는 차징핸들(230)이 반시계방향으로 회전되어 래칫기어(190)의 둘레를 따라 반시계방향으로 선회할 때 래칫기어(190)에 의해 밀려서 래칫기어(190)에서 탈거되는 방향 즉, 반시계방향으로 회전가능하게 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 피드레버(240)에는 후술할 작동프레이트의 테두리를 타고 이동되도록 작동플레이트(260) 방향으로 돌출된 가이드핀(242)이 구비될 수 있다.
상기 제2 탄성부재(245)는 피드레버(240)를 래칫기어(190)에 맞물리는 방향으로 탄성지지할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 탄성부재(245)는 피드레버(240)의 회전축(220)에 구비되어, 외력이 제거되는 경우에 피드레버(240)가 시계방향으로 회전되도록 피드레버(240)를 탄성지지하는 토션스프링으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 회전샤프트(250)는 프레임(110)에 회전가능하게 구비되며, 차징캠(180) 및 래칫기어(190)가 회전거동이 일치되게 결합될 수 있는 부재이다.
상기 작동플레이트(260)는 래칫기어(190)의 일면에 배치되며, 투입스프링(40)의 차징이 완료되면 피드레버(240)가 레칫기어에 맞물리는 동작을 제한할 수 있다.
일 실시예에서, 작동플레이트(260)는 도 13 및 도 15 내지 도 16에 도시된 바와 같이 래칫기어(190)의 외측에 회전가능하게 구비되며, 회전거동을 통해 제1 위치 및 제2 위치에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1 위치는 도 15에 도시된 바와 같이 래칫기어(190)의 기어이가 작동플레이트(260)의 테두리보다 외측으로 돌출되는 위치이다.
또한, 상기 제2 위치는 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 작동플레이트(260)의 테두리가 래칫기어(190)의 기어이를 덮는 위치이다.
작동플레이트(260)는 투입스프링(40)이 차징 완료되기 전에 제1 위치에 배치된 상태를 유지할 수 있고, 투입스프링(40)의 차징이 완료되면 제2 위치에 배치될 수 있다.
이러한 동작을 구현하기 위해, 일 실시예에서, 작동플레이트(260)는 축홈(261), 구속홀(262) 및 걸림부(263)를 구비할 수 있다.
상기 작동플레이트(260)의 축홈(261)은 스토퍼(200)의 회전축(220)에 결합되는 부분으로서, 작동플레이트(260)가 스토퍼(200)의 회전축(220)을 중심으로 회전 가능하도록 할 수 있다.
상기 구속홀(262)은 작동플레이트(260)의 중앙부근에 관통구멍 형태로 형성될 수 있다.
이러한 구속홀(262)에는 회전샤프트(250)가 관통 배치될 수 있다.
이러한 구조를 통해, 작동플레이트(260)는 이동 범위가 구속홀(262)과 회전샤프트(250) 간의 간격으로 제한될 수 있다.
즉, 작동플레이트(260)는 도 15에 도시된 바와 같이 회전샤프트(250)가 구속홀(262)의 하단에 걸림으로써 반시계방향으로의 회전범위가 제한될 수 있고, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 회전샤프트(250)가 구속홀(262)의 상단에 걸림으로써 시게방향으로의 회전번위가 제한될 수 있다.
그리고, 상기 걸림부(263)는 작동플레이트(260)의 일측에 돌출되어, 후술할 구속부재(270)의 구속단턱(272)에 걸리도록 구성될 수 있다.
상기 제3 탄성부재(265) 작동플레이트(260)를 일방(시계방향)으로 회전되도록 탄성지지할 수 있다.
일 실시예에서, 제3 탄성부재(265)는 일단이 작동플레이트(260)에 연결되고 타단이 프레임(110)에 연결되어, 작동플레이트(260)에 시계방향으로 힘을 가하는 인장코일스프링으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 구속부재(270)는 외력이 제거된 경우에 작동플레이트(260)가 제1 위치에 배치되도록 작동플레이트(260)를 지지할 수 있다.
또한, 구속부재(270)는 작동플레이트(260)가 제2 위치로 회전하려는 동작을 구속할 수 있다.
그리고, 구속부재(270)는 투입스프링(40)의 차징이 완료될 때 차징캠(180)의 작동부(182)에 의해 작동되어 작동플레이트(260)를 구속하는 동작을 해제할 수 있다.
이러한 동작을 구현하기 위해, 일 실시예에서, 구속부재(270)는 축홈(271), 구속단턱(272) 및 작동단턱(273)을 포함할 수 있다.
상기 구속부재(270)의 축홈(271)은 스토퍼(200)의 회전축(220)에 결합되는 부분으로서, 구속부재(270)가 스토퍼(200)의 회전축(220)을 중심으로 회전 가능하도록 할 수 있다.
이와 같은 구조를 통해, 스토퍼(200), 작동플레이트(260) 및 구속부재(270)는 동일한 회전축(220)에 회전 가능하게 구비될 수 있게 된다.
이와 같이 스토퍼(200), 작동플레이트(260) 및 구속부재(270)가 하나의 회전축(220)에 구비되는 구조는 회전동작하는 부재들을 하나의 축에 구비하여 장치의 구조가 단순해진다는 장점이 있다.
한편, 상기 구속단턱(272)은 구속부재(270)의 끝단에서 일면으로 돌출되는 형태로 구성될 수 있다.
이러한 구속단턱(272)은 상기 작동플레이트(260)의 걸림부(263)의 이동을 구속하도록 구성되어, 구속부재(270)가 작동플레이트(260)의 회전을 구속하는 동작을 주관한다.
또한, 상기 작동단턱(273)은 구속부재(270)의 끝단에서 구속단턱(272)의 반대측에 타면으로 돌출되는 형태로 구성될 수 있다.
이러한 작동단턱(273)은 차징캠(180)의 작동부(182)의 회전궤적 상에 배치되어, 투입스프링(40)의 차징이 완료된 경우에 작동부(182)에 의해 밀려서 상방으로 이동되도록 구성된다.
작동부(182)에 의해 작동단턱(273)이 상방으로 밀림으로써, 구속부재(270)는 시계방향으로 회전될 수 있다.
이후, 차징캠(180)이 시계방향으로 계속 회전하게 되면, 구속부재(270)가 시계방향으로 회전되어 작동단턱(273)이 작동부(182)의 회전 궤적에서 벗어나는 위치가 생기며, 이 위치에서 작동부(182)와 작동단턱(273)이 탈거될 수 있다.
작동부(182)와 작동단턱(273)이 탈거된 후, 구속부재(270)는 후술할 제4 탄성부재(275)의 탄성복원력으로 인해 최초 위치로 원위치될 수 있다.
상기 제4 탄성부재(275)는 구속부재(270)에 작용하는 외력이 제거된 경우에, 구속부재(270)가 작동플레이트(260)를 구속하는 상태를 유지하도록 구속부재(270)를 탄성지지할 수 있다.
일 실시예에서, 제4 탄성부재(275)는 일단이 구속부재(270)의 끝단에 연결되고 타단이 프레임(110)에 고정되어, 구속부재(270)에 반시계방향으로 힘을 가하는 인장코일스프링으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 리미트스위치(280)는 도 4에 도시된 바와 같이 프레임(110)에 구비되며, 작동플레이트(260)에 의해 온오프되며, 차징모터(미도시)의 구동을 제어할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 차징모터는 본 발명의 일 실시예에 따른 차징 장치(100)에 포함될 수 있으며, 차징캠(180)을 차징핸들(230)이 아닌 모터 구동력으로 회전시킬 수 있다.
이러한 구성에서, 리미트스위치(280)는 투입스프링(40)의 차징이 완료된 경우에 작동플레이트(260)에 의해 온되거나 오프되어 차징모터를 정지시킬 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 다른 차징 장치(100)의 차징동작에 대해서 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 사용자가 차징핸들(230)을 시계방향을 회전시키면 피드레버(240)가 래칫기어(190)에 맞물리서 래칫기어(190)를 시계방향으로 회전시킨다.
이때, 래칫기어(190)에 회전거동이 일치되는 차징캠(180)이 시계방향으로 회전하게 된다.
이후, 도 10에 도시된 바와 같이 사용자가 차징핸들(230)을 반시계방향으로 회전시켜 원위치시키면, 래칫기어(190)는 스토퍼(200)에 맞물려서 반시계방향으로의 회전이 제한되고, 피드레버(240)는 차징핸들(230)의 동작에 따라 최초의 위치로 원위치된다.
상기 동작을 복수회에 걸쳐 반복하면, 도 11에 도시된 바와 같이 차징캠(180)이 회전되어 절첩링크(120)의 절첩부(122)를 하방으로 가압하게 된다. 이러한 동작을 통해, 투입스프링(40)이 차징될 수 있다.
최종적으로 투입스프링(40)의 차징이 완료되면, 도 12에 도시된 바와 같이 투입라치(160)의 지지핀(164)이 걸림레버(140)의 상단 테두리에서 벗어나게 되어 투입라치(160)가 시계방향으로 회전하게 된다.
한편, 도 15 내지 도 17을 참조하여, 작동플레이트(260) 및 구속부재(270)의 동작에 대해서 설명한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 차징이 완료되지 않은 경우, 구속부재(270)는 제4 탄성부재(275)를 통해 반시계방향으로 회전되려는 힘을 받고, 이를 통해, 구속부재(270)의 구속단턱(272)은 작동플레이트(260)의 걸림부(263)를 반시계방향으로 가압하여 작동플레이트(260)의 하단 모서리가 상향 위치한 상태를 유지시킨다.
즉, 작동플레이트(260)는 걸림부(263)가 구속부재(270)의 구속단턱(272)에 걸림으로써 시계방향으로 회전이 제한된다.
이후, 도 16에 도시된 바와 같이 차징이 완료된 경우, 차징캠(180)의 작동부(182)가 구속부재(270)의 작동단턱(273)을 눌러서 구속부재(270)를 시계방향으로 회전시킨다.
구속부재(270)가 시계방향으로 회전되면, 구속단턱(272)이 상향 이동하게 되므로, 작동플레이트(260)의 걸림부(263)가 상향될 수 있는 공간이 확보된다.
이때, 작동플레이트(260)는 제3 탄성부재(265)의 탄성복원력을 통해 시계방향으로 회전된다.
이를 통해, 작동플레이트(260)는 하단 모서리가 도 16에 도시된 바와 같이 래칫기어(190)를 덮도록 배치된다.
이후, 도 17에 도시된 바와 같이, 차징핸들(230)이 시계방향으로 작동되면, 피드레버(240)의 가이드핀(242)이 작동플레이트(260)의 하단 모서리(테두리)를 타고 이동하게 되므로, 피드레버(240)가 래칫기어(190)에 맞물리지 못하게 된다.
이를 통해, 투입스프링(40)의 차징이 완료되면 차징핸들(230)이 작동되더라도 래칫기어(190) 및 차징캠(180)이 회전되지 않게 된다.
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: 차단기본체 20: 가동자
30: 고정자 40: 투입스프링
50: 가동링크부
100: 차징 장치 110: 프레임
120: 절첩링크 122: 절첩부
140: 걸림레버 150: 방세링크
160: 투입라치 162: 투입라치의 회전축
164: 지지핀 170: 투입샤프트
172: 구속해제홈 180: 차징캠
182: 작동부 190: 래칫기어
200: 스토퍼 205: 제1 탄성부재
220: 회전축 230: 차징핸들
240: 피드레버 242: 가이드핀
245: 제2 탄성부재 250: 회전샤프트
260: 작동플레이트 261: 작동플레이트의 축홈
262: 구속홀 263: 걸림부
265: 제3 탄성부재 270: 구속부재
271: 구속부재의 축홈 272: 구속단턱
273: 작동단턱 275: 제4 탄성부재
280: 리미트스위치

Claims (11)

  1. 일단이 투입스프링의 자유단에 결합되고, 타단이 상기 투입스프링의 자유단에 대향하도록 배치되며, 일단과 타단 사이에 몸체가 접히는 절첩부를 구비하고, 몸체의 펴짐 동작에 따라 상기 투입스프링을 압축시키는 절첩링크;
    일방으로 회전하면서 상기 절첩링크가 펴지도록 상기 절첩부를 가압하는 차징캠;
    상기 차징캠에 회전거동이 일치되게 결합된 래칫기어;
    상기 래칫기어에 맞물리도록 구비되며, 상기 래칫기어가 타방으로 회전하려는 동작을 제한하는 스토퍼;
    상기 차징캠 및 상기 래칫기어와 독립적으로 회전 작동되는 차징핸들; 및
    상기 래칫기어에 맞물리도록 구비되되, 상기 차징핸들에 결합되어 상기 차징핸들의 회전력을 상기 래칫기어에 전달하여 상기 래칫기어를 일방으로 회전시키는 피드레버; 및
    상기 래칫기어의 일면에 배치되며, 상기 투입스프링의 차징이 완료되면 상기 피드레버가 상기 래칫기어에 맞물리는 동작을 제한하는 작동플레이트를 포함하고,
    상기 작동플레이트는, 상기 래칫기어의 외측에 회전가능하게 구비되며, 상기 투입스프링의 차징 완료 전에 상기 래칫기어의 기어이가 상기 작동플레이트의 테두리보다 외측으로 돌출되는 제1 위치에 배치되고, 상기 투입스프링의 차징이 완료되면, 일방으로 회전되어 상기 작동플레이트의 테두리가 상기 래칫기어의 기어이를 덮는 제2 위치에 배치되도록 구성된 회로차단기의 투입스프링 차징 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차징핸들, 상기 차징캠 및 상기 래칫기어는 동일한 회전샤프트에 구비되는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼 및 상기 피드레버는 상기 래칫기어에서 탈거되는 방향으로 회전 가능하게 구성된 회로차단기의 투입스프링 차징 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스토퍼를 상기 래칫기어에 맞물리는 방향으로 탄성지지하는 제1 탄성부재; 및
    상기 피드레버를 상기 래칫기어에 맞물리는 방향으로 탄성지지하는 제2 탄성부재;를 포함하는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제2항에 있어서,
    상기 작동플레이트는 구속홀을 구비하고, 상기 회전샤프트가 상기 구속홀을 관통하도록 배치되어, 이동 범위가 상기 구속홀과 상기 회전샤프트 간의 간격으로 제한되도록 구성된 회로차단기의 투입스프링 차징 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 피드레버에는 상기 작동플레이트의 테두리를 타고 이동되도록 상기 작동플레이트 방향으로 돌출된 가이드핀이 구비되는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 작동플레이트를 일방으로 회전되도록 탄성지지하는 제3 탄성부재;
    외력이 제거된 경우에 상기 작동플레이트가 상기 제1 위치에 배치되도록 상기 작동플레이트를 지지하며, 상기 작동플레이트가 상기 제2 위치로 회전하는 동작을 구속하는 구속부재; 및
    상기 차징캠에 구비되며 상기 투입스프링의 차징이 완료될 때 상기 구속부재를 작동시켜 상기 구속부재의 상기 작동플레이트에 대한 구속동작을 해제시키는 작동부;
    를 포함하는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    외력이 제거된 경우에 상기 구속부재가 상기 작동플레이트를 구속하는 상태를 유지하도록 상기 구속부재를 탄성지지하는 제4 탄성부재를 포함하는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 스토퍼, 상기 작동플레이트 및 상기 구속부재는 동일한 회전축에 회전 가능하게 구비되는 회로차단기의 투입스프링 차징 장치.
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