KR20130078725A - 스위치기어의 3위치 조작기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오버런 현상 발생의 방지에 따라 단락사고 또는 지락사고의 발생을 방지할 수 있고, 수동과 자동 조작에 작은 힘으로 용이하게 수행될 수 있으며 위치 변위를 위한 스프링의 탄성력 이용이 없는 새로운 구성의 스위치기어의 3위치 조작기를 제공하려는 것으로서, 단로기와 접지 개폐기를 갖는 스위치기어용으로서,본 발명에 따른 3위치 조작기는, 단로기 개폐 구동축; 상기 단로기 개폐 구동축에 축결합되는 제 1 구동 기어; 제 1 구동 기어와 치가 맞물려 회전구동되는 제 1 종동 기어; 상부 면의 일 측에 회동가능한 제 1 구동 롤러를 갖는 제 1 구동 디스크; 제 1 종동 기어와 상기 제 1 구동 디스크를 축 지지하는 제 1 회전 축; 접지 개폐기 개폐 구동축; 접지 개폐기 개폐 구동축에 축결합되어 회전가능한 제 2 구동 기어; 제 2 구동 기어와 치가 맞물려 회전구동되는 제 2 종동 기어; 상부 면의 일 측에 제 2 구동 롤러를 갖는 제 2 구동 디스크; 제 2 회전 축; 제 1 구동 롤러가 끼워지거나 이탈하는 제 1 동력 전달 홈 부와, 제 2 구동 롤러가 끼워지거나 이탈하는 제 2 동력 전달 홈 부를 가지는 제네바 디스크; 및 제네바 디스크의 회전에 따라서 회전함으로써 상기 단로기 또는 상기 접지 개폐기를 개폐구동하는 주 축;을 포함한다.

Description

스위치기어의 3위치 조작기{3 POSITION ACTUATOR FOR SWITCHGEAR}

본 발명은 단로기와 접지개폐기를 가진 스위치기어에 관한 것으로, 특히 오버런(over run)에 의한 단락사고 위험이 있는 1축 구동에 의한 스위치기어의 3위치 조작기의 문제점을 해소할 수 있는 스위치기어의 3위치 조작기에 관한 것이다.

단로기와 접지개폐기를 가진 스위치기어는 전력계통의 운전 및 유지보수시 선로(전력회로)를 개폐할 수 있는 수변전 장비로서, 상간 절연매질로서 절연가스가 외함 내에 충진된 가스절연 스위치기어 및 절연매질로서 에폭시와 같은 고체절연재를 사용하는 고체절연 스위치기어가 사용되고 있다.

이러한 스위치기어에 있어서 단로기의 개폐와 접지의 구동을 위해서 폐로 위치(closing position), 개로 위치(open position), 접지 위치(earthing position)의 3위치로 조작할 수 있는 3위치 조작기(3 position actuator)가 사용되고 있다.

이러한 스위치기어의 3위치 조작기의 종래기술 예1로서 본 발명의 출원인이 등록한 대한민국 특허등록 제10-0146092호(발명의 명칭: 가스절연 부하 개폐기 및 그 개폐기를 이용한 접지방법)에서 3위치 조작기가 개시된 바 있고, 또 다른 종래기술 예2로서 본 발명의 출원인이 등록한 대한민국 특허등록 제10-0566435호(발명의 명칭: 순시트립 메커니즘을 구비한 3-포지션 부하개폐기)가 개시된 바 있다.

상기 종래기술 예1은 1축 구동에 의한 폐로 위치, 개로 위치, 접지 위치의 3위치 조작을 수행할 수 있는 조작기로서, 구동하는 1축의 회동이 각각의 위치조작에 요구되는 각도이상으로 오버런(over run)하면 단락사고 또는 지락사고가 발생할 위험성이 있는 문제점이 있었다.

또한 종래기술 예2에 개시된 조작기는 종래기술 예1에 따른 3위치 조작기에 추가적으로 순시 트립기구를 부가한 조작기로서, 종래기술 예1과 마찬가지로 3위치 조작을 위한 구동축이 1축으로 구성되어, 마찬가지로 구동하는 1축의 회동이 각각의 위치조작에 요구되는 각도이상으로 오버런(over run)할 수 있고 그에 따라 단락사고 또는 지락사고가 발생할 위험성이 있는 문제점이 있었다.

또한 종래기술 예1과 예2에 따른 3위치 조작기는 단로기 및 접지 개폐기의 개폐위치 구동을 위해서 스프링의 탄성력을 보조적으로 이용하는 구성이므로, 스프링의 인장과 수축에 따른 변위기구와 변위를 제한하는 스토퍼(stopper) 기구의 충돌로 인한 소음발생의 문제점과 수동조작시 소요되는 수 동력이 커서 비 숙련자의 조작이 어렵고 조작이 불완전하게 수행될 수 있는 문제점 그리고 충돌에 의한 부품들의 마모와 손상발생의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기 종래기술들의 문제점들을 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은 오버런 현상 발생의 방지에 따라 단락사고 또는 지락사고의 발생을 방지할 수 있고, 수동과 자동 조작에 작은 힘으로 용이하게 수행될 수 있으며 위치 변위를 위한 스프링의 탄성력 이용이 없는 새로운 구성의 스위치기어의 3위치 조작기를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은, 단로기와 접지 개폐기를 갖는 스위치기어용으로서 스위치기어의 3위치 조작기에 있어서,

상기 단로기를 폐로 위치 또는 개로 위치로 개폐 구동하도록 회전 구동력을 제공하는 단로기 개폐 구동축;

상기 단로기 개폐 구동축에 축결합되어 회전가능한 제 1 구동 기어;

상기 제 1 구동 기어와 치가 맞물려 회전구동되는 제 1 종동 기어;

상기 제 1 종동 기어와 동 축으로 접속되어 함께 같은 방향으로 회동 가능하고 상부 면의 일 측에 제 1 구동 롤러(roller)를 갖는 제 1 구동 디스크;

상기 제 1 종동 기어와 상기 제 1 구동 디스크를 축 지지하는 제 1 회전 축;

상기 접지 개폐기를 폐로 위치 또는 개로 위치로 개폐 구동하도록 회전 구동력을 제공하는 접지 개폐기 개폐 구동축;

상기 접지 개폐기 개폐 구동축에 축결합되어 회전가능한 제 2 구동 기어;

상기 제 2 구동 기어와 치가 맞물려 회전구동되는 제 2 종동 기어;

상기 제 2 종동 기어와 동 축으로 접속되어 함께 같은 방향으로 회동 가능하고 상부 면의 일 측에 제 2 구동 롤러를 갖는 제 2 구동 디스크;

상기 제 2 종동 기어와 상기 제 2 구동 디스크를 축 지지하는 제 2 회전 축;

상기 제 1 구동 디스크의 제 1 구동 롤러가 끼워지거나 이탈하는 제 1 동력 전달 홈 부와, 상기 제 2 구동 디스크의 제 2 구동 롤러가 끼워지거나 이탈하는 제 2 동력 전달 홈 부를 가지며, 상기 제 1 구동 디스크 또는 상기 제 2 구동 디스크와 미리 결정된 각도범위만큼 구동 접속되어, 상기 제 1 구동 디스크 또는 상기 제 2 구동 디스크의 동력전달에 따라 회전하고, 해당 미리 결정된 각도범위를 벗어나면 자동적으로 동력전달이 중지됨에 따라 정지되는 제네바 디스크(ZENEVA DISC); 및

상기 제네바 디스크에 축결합되고 상기 단로기 및 상기 접지 개폐기에 접속되어, 상기 제네바 디스크의 회전에 따라서 상기 단로기 또는 상기 접지 개폐기를 개폐구동하며, 상기 제 1 구동 디스크 또는 상기 제 2 구동 디스크와 미리 결정된 각도범위만큼 구동 접속되어, 상기 제 1 구동 디스크 또는 상기 제 2 구동 디스크의 동력전달에 따라 회전하고, 해당 미리 결정된 각도범위를 벗어나면 자동적으로 동력전달이 중지됨에 따라 정지되는 주 축;을 포함하는 본 발명에 따른 스위치기어의 3위치 조작기를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 스위치기어의 3위치 조작기는 단로기 개폐 구동축과 접지 개폐기 개폐 구동축이 각각 별도로 구성되고, 단로기 개폐 구동용과 접지 개폐기 개폐 구동으로 각각 별도로 구동 롤러를 가진 구동 디스크을 구성하며, 단로기와 접지 개폐기에 공통으로 하나의 제네바 디스크와 주 축을 구성하여, 단로기 개폐 구동축 또는 접지 개폐기 개폐 구동축이 일 위치로 회동한 후 오버런 하더라도 구동 롤러의 이탈로 제네바 디스크에는 동력전달이 중단되므로 단락사고 또는 지락사고의 발생이 방지될 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 스위치기어의 3위치 조작기는, 개폐 스프링의 탄성력을 개폐구동력으로 이용하지 않고, 전동 또는 수동 구동축에 축결합된 구동기어와 종동기어의 접속과, 제네바 디스크와 롤러의 접속 및 이탈에 의한 동력 전달로 단로기와 접지 개폐기의 개폐구동하는 구성이므로, 스프링의 순간적 탄성에너지 방세에 따른 충격과 소음이 발생하지 않고 원활하게 개폐구동이 수행될 수 있고 비숙련자가 조작하더라도 불완전한 동작가능성이 현저히 감소될 수 있으며 구성부품들의 손상도 최소화될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스위치기어의 3위치 조작기의 전체적 구성을 보여주는 상방에서 비스듬히 내려다본 사시 도인 동시에 단로기도 개방상태이고 접지개폐기도 개방상태인 동작 상태 도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스위치기어의 3위치 조작기 중 단로기의 투입 위치 구동을 위한 동작 상태를 보여주는 동작 상태 도이며,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스위치기어의 3위치 조작기 중 접지개폐기의 투입 동작 상태를 보여주는 동작 상태 도이다.

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도 1 내지 도 3을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예의 구성과 작용에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3위치 조작기는 미 도시한 단로기와 접지 개폐기를 갖는 스위치기어에 설치되어 사용될 수 있다.

여기서 단로기는 잘 알려진 바와 같이 수배전 기기 중 선로의 전환, 구분, 분기, 무 부하의 기기를 전력회로로부터 분리하는 용도로 사용되는 전력기기로서 회로차단기와 달리 회로의 이상을 검출하여 자동으로 회로를 차단하는 보호기능이 없이 단순히 회로의 개폐기능만을 가지고 있다.

접지 개폐기는 단로기의 차단 후 잔여할 수 있는 충전전류를 대지로 방전(접지)시켜 작업자를 보호하기 위한 기기이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3위치 조작기는 도 1을 참조할 수 있는 바와 같이 단로기 개폐 구동축(11), 제 1 구동 기어(12), 제 1 종동 기어(13), 제 1 구동 디스크(disc)(14), 제 1 회전 축(15), 접지 개폐기 개폐 구동축(21), 제 2 구동 기어(22), 제 2 종동 기어(23), 제 2 구동 디스크(14), 제 2 회전 축(25), 제네바 디스크(zeneva disc)(16), 주 축(main shaft)(17)을 포함한다.

도 1에서 부호 10은 제 1 구동모터를 지시하고, 부호 15a는 제 1 레버를 지시하며, 부호 20은 제 2 구동모터를 지시하고, 부호 25a는 제 2 레버를 지시하며, 부호 부호 30은 지지 기대(supporting base)를 지시하고, 부호 31은 제 1 모터 지지 브라켓(bracket)을 지시하며, 부호 32a는 제 1 축 지지 판, 부호 32b는 제 2 축 지지 판, 부호 33은 제 2 모터 지지 브라켓, 부호 34a는 제 3 축 지지 판, 부호 34b는 제 4 축 지지 판을 각각 지시한다.

단로기 개폐 구동축(11)은 상기 단로기를 폐로 위치 또는 개로 위치로 개폐 구동하도록 회전 구동력을 제공하는 축이다. 단로기 개폐 구동축(11)이 제공하는 회전 구동력은 상기 제 1 구동모터(10)로부터의 전동력 또는 사용자의 수동력으로부터 얻으며, 이를 위해서 단로기 개폐 구동축(11)의 일 단 부는 제 1 구동모터(10)의 출력 축과 연결되고 단로기 개폐 구동축(11)의 타 단 부(11a)는 미 도시의 핸들과 접속될 수 있다.

제 1 구동 기어(12)는 단로기 개폐 구동축(11)에 축결합(shaft receiving)되어 회전가능한 기어이다.

제 1 종동 기어(13)는 제 1 구동 기어(12)와 치(齒)가 맞물려 회전구동된다. 다시 말해서, 제 1 종동 기어(13)는 제 1 구동 기어(12)와 치(齒)가 맞물려 제 1 구동 기어(12)가 회전함에 따라서 같이 회전하고 제 1 구동 기어(12)가 회전을 정지하면 따라서 회전을 정지한다.

제 1 종동 기어(13)는 제 1 회전 축(15)에 축결합되어 회동하며, 제 1 구동 기어(12)를 축결합하는 단로기 개폐 구동축(11)은 제 1 회전 축(15)과 직각을 이루게 설치된다. 도 1에 도시된 실시 예에 따라서, 단로기 개폐 구동축(11)은 수평방향으로 뉘어진 자세로 설치되고 제 1 회전 축(15)은 수직방향으로 세워진 자세로 설치된다.

제 1 구동 디스크(14)는 제 1 종동 기어(13)로부터 전달되는 회전구동력을 제네바 디스크(16)에 전달하는 원반형의 부재로서, 제 1 종동 기어(13)와 동 축으로 접속되어 제 1 종동 기어(13)의 회동에 따라 함께 같은 방향으로 회동 가능하다. 제 1 구동 디스크(14)는 상부 면의 일 측에 제 1 구동 롤러(roller)(14a)를 갖는다.

제 1 구동 롤러(roller)(14a)는 제 1 구동 디스크(14)의 회전구동력을 최종적으로 제네바 디스크(16)에 전달하는 부재이다. 제 1 구동 롤러(roller)(14a)는 같은 기능을 수행하도록 같은 위치에 고정된 핀(pin)으로 대체될 수 있으나, 제네바 디스크(16)의 제 1 동력 전달 홈 부(16a)에 접촉시 충격을 최소화하고 제 1 동력 전달 홈 부(16a)로부터 이탈시에도 원활한 이탈을 위해서 바람직한 실시 예에 따라서 회동가능한 롤러로 구성하였다. 또한 제 1 구동 롤러(roller)(14a)의 외부는 고무와 같은 천연 탄성 재 또는 합성 탄성 재로 구성하는 것이 바람직하다.

또한 제 1 구동 디스크(14)는 중심의 축결합 부로부터 반경 방향으로 연장하고 상방으로 돌출하게 원호 형으로 형성되는 제 1 공회전 돌 부(14b)를 구비한다. 제 1 공회전 돌 부(14b)에 대응하게 후술하는 제네바 디스크(16)에는 원호 형 홈 부인 제 1 공회전 홈 부(16c)가 마련되어 제 1 공회전 돌 부(14b)가 제네바 디스크(16)에 걸려서 회전이 방해됨이 없도록 회동이 허용된다.

제 1 회전 축(15)은 제 1 종동 기어(13)와 제 1 구동 디스크(14)를 회동가능하도록 축 지지한다.

접지 개폐기 개폐 구동축(21)은 상기 접지 개폐기를 폐로 위치(즉 접지 위치) 또는 개로 위치(접지 중단 위치)로 개폐 구동하도록 회전 구동력을 제공하는 축이다.

접지 개폐기 개폐 구동축(21)이 제공하는 회전 구동력은 상기 제 2 구동모터(20)로부터의 전동력 또는 사용자의 수동력으로부터 얻으며, 이를 위해서 접지 개폐기 개폐 구동축(21)의 일 단 부는 제 2 구동모터(20)의 출력 축과 연결되고 접지 개폐기 개폐 구동축(21)의 타 단 부(21a)는 사용자가 수동력을 제공하기 위해서 접속하는 미 도시의 핸들과 접속될 수 있다.

제 2 구동 기어(22)는 접지 개폐기 개폐 구동축(21)에 축결합되어 회전가능한 기어이다.

제 2 종동 기어(23)는 제 2 구동 기어(22)와 치(齒)가 맞물려 회전구동된다. 다시 말해서, 제 2 종동 기어(23)는 제 2 구동 기어(22)와 치(齒)가 맞물려 제 2 구동 기어(22)가 회전함에 따라서 같이 회전하고 제 2 구동 기어(22)가 회전을 정지하면 따라서 회전을 정지한다.

제 2 종동 기어(23)는 제 2 회전 축(25)에 축결합되어 회동하며, 제 2 구동 기어(22)를 축결합하는 접지 개폐기 개폐 구동축(21)은 제 2 회전 축(25)과 직각을 이루게 설치된다. 도 1에 도시된 실시 예에 따라서, 접지 개폐기 개폐 구동축(21)은 수평방향으로 뉘어진 자세로 설치되고 제 2 회전 축(25)은 수직방향으로 세워진 자세로 설치된다.

제 2 구동 디스크(24)는 제 2 종동 기어(23)로부터 전달되는 회전구동력을 제네바 디스크(16)에 전달하는 원반형의 부재로서, 제 2 종동 기어(23)와 동 축으로 접속되어 제 2 종동 기어(23)의 회동에 따라 함께 같은 방향으로 회동 가능하다. 제 2 구동 디스크(24)는 상부 면의 일 측에 제 2 구동 롤러(24a)를 갖는다.

제 2 구동 롤러(24a)는 제 2 구동 디스크(24)의 회전구동력을 최종적으로 제네바 디스크(16)에 전달하는 부재이다. 제 2 구동 롤러(24a)는 같은 기능을 수행하도록 같은 위치에 고정된 핀(pin)으로 대체될 수 있으나, 제네바 디스크(16)의 제 2 동력 전달 홈 부(16b)에 접촉시 충격을 최소화하고 제 2 동력 전달 홈 부(16b)로부터 이탈시에도 원활한 이탈을 위해서 바람직한 실시 예에 따라서 회동가능한 롤러로 구성하였다. 또한 제 2 구동 롤러(24a)의 외부는 고무와 같은 천연 탄성 재 또는 합성 탄성 재로 구성하는 것이 바람직하다.

또한 제 2 구동 디스크(24)는 중심의 축결합 부로부터 반경 방향으로 연장하고 상방으로 돌출하게 원호 형으로 형성되는 제 2 공회전 돌 부(24b)를 구비한다. 제 2 공회전 돌 부(24b)에 대응하게 후술하는 제네바 디스크(16)에는 원호 형 홈 부인 제 2 공회전 홈 부(16d)가 마련되어 제 2 공회전 돌 부(24b)가 제네바 디스크(16)에 걸려서 회전이 방해됨이 없도록 회동이 허용된다.

제 2 회전 축(25)은 제 2 종동 기어(23)와 제 2 구동 디스크(24)를 회동가능하도록 축 지지한다.

제네바 디스크(16)는 제 1 구동 디스크(14) 또는 제 2 구동 디스크(24)와 미리 결정된 각도범위만큼 구동 접속되어, 제 1 구동 디스크(14) 또는 제 2 구동 디스크(24)의 동력전달에 따라 회전하고, 해당 미리 결정된 각도범위를 벗어나면 자동적으로 동력전달이 중지됨에 따라 정지되는 피동 소자이다.

미리 결정된 회전각도만큼 제네바 디스크(16)는 제 1 구동 디스크(14)의 제 1 구동 롤러(14a)가 끼워지거나 이탈하는 제 1 동력 전달 홈 부(16a)와, 제 2 구동 디스크(24)의 제 2 구동 롤러(24a)가 끼워지거나 이탈하는 제 2 동력 전달 홈 부(16b)를 포함한다. 제 1 동력 전달 홈 부(16a)와 제 2 동력 전달 홈 부(16b)는 제네바 디스크(16)의 외주면의 미리 결정된 두 위치에서 제네바 디스크(16)의 회전중심 쪽으로 길게 형성되며 서로 미리 결정된 각도 이격되고 서로 대칭되게 형성된다.

또한 제네바 디스크(16)는, 제 1 구동 디스크(14)의 제 1 공회전 돌 부(14b)에 대응하게 마련되는 원호 형 홈 부인 제 1 공회전 홈 부(16c)와, 제 2 구동 디스크(24)의 제 2 공회전 돌 부(24b)에 대응하게 마련되는 원호 형 홈 부인 제 2 공회전 홈 부(16d)를 더 포함한다.

주 축(17)은 제네바 디스크(16)에 축결합되고 상기 단로기 및 상기 접지 개폐기에 미 도시한 레버(lever), 링크(link)와 같은 동력전달기구를 통해 접속되어, 제네바 디스크(16)의 회전에 따라서 회전함으로써 상기 단로기 또는 상기 접지 개폐기를 개폐구동한다.

도 1에서 제 1 구동모터(10)는 미 도시한 상기 단로기를 전동 개폐구동하기 위한 동력원을 제공하는 수단이고, 제 2 구동모터(20)는 미 도시한 상기 접지 개폐기를 개폐구동하기 위한 전동 동력원을 제공하는 수단이다.

제 1 레버(15a)는 제 1 회전 축(15)에 축결합되어 제 1 회전 축(15)의 회전에 따라서 회동가능한 레버이며, 제 1 레버(15a)는 제 1 구동모터(10)의 회전정지를 위한 미 도시한 리미트 스위치(limit switch) 또는 제 1 레버(15a)의 회전을 미리 결정된 위치에서 정지시키는 미 도시한 스토퍼(stopper)에 접촉가능하다.

제 2 레버(25a)는 제 2 회전 축(25)에 축결합되어 제 2 회전 축(25)의 회전에 따라서 회동가능한 레버이며, 제 2 레버(25a)는 제 2 구동모터(20)의 회전정지를 위한 미 도시한 리미트 스위치(limit switch) 또는 제 2 레버(25a)의 회전을 미리 결정된 위치에서 정지시키는 미 도시한 스토퍼(stopper)에 접촉가능하다.

지지 기대(30)는 3위치 조작기의 구성부품들을 지지하는 기대(base)이다.

제 1 모터 지지 브라켓(31)은 제 1 구동모터(10)를 지지하는 브라켓이고, 제 2 모터 지지 브라켓(33)은 제 2 구동모터(20)를 지지하는 브라켓이다.

제 1 축 지지 판(32a)과 제 2 축 지지 판(32b)은 각각 단로기 개폐 구동축(11)을 양 단 부에서 지지하는 지지 부재이다.

제 3 축 지지 판(34a)과 제 4 축 지지 판(34b)은 각각 접지 개폐기 개폐 구동축(21)을 양 단 부에서 지지하는 지지 부재이다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스위치기어의 3위치 조작기의 동작을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

단로기도 개방상태이고 접지개폐기도 개방상태일 때 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3위치 조작기의 동작 상태 도인 도 1과, 단로기의 투입 위치 구동을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3위치 조작기의 동작 상태를 보여주는 도 2를 참조하여, 단로기의 투입 위치 구동을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3위치 조작기의 동작과정을 설명한다.

도 1에 도시된 것과 같은 상태에서 단로기의 투입 위치 구동을 위해서 전기적 명령신호에 의해서 제 1 구동모터(10)를 구동하거나 단로기 개폐 구동축(11)의 타 단 부(11a)에 미 도시의 핸들을 접속하여 사용자가 수동으로 단로기 개폐 구동축(11)을 단로기의 투입 위치 구동을 위한 회전방향인 시계방향으로 회동시킨다.

그러면, 단로기 개폐 구동축(11)에 축결합된 제 1 구동 기어(12)도 시계방향으로 회동한다.

이에 제 1 구동 기어(12)에 치가 맞물려 접속된 제 1 종동 기어(13)은 반 시계방향으로 회동하고, 제 1 종동 기어(13)와 제 1 회전 축(15)에 동 축으로 접속된 제 1 구동 디스크(14)도 반 시계방향으로 회동한다.

그러면, 제 1 구동 디스크(14)의 일 측에 설치된 제 1 구동 롤러(14a)도 반 시계방향으로 회동하면서, 제네바 디스크(16)의 제 1 동력 전달 홈 부(16a)에 제 1 구동 롤러(14a)가 삽입되어 제 1 동력 전달 홈 부(16a)를 가압하여 제네바 디스크(16)를 시계방향으로 회동시킨다. 제 1 구동 디스크(14)가 더욱 반 시계방향으로 회전함에 따라서 제 1 구동 롤러(14a)는 제 1 동력 전달 홈 부(16a)로부터 이탈하고 따라서 제네바 디스크(16)는 도 1의 위치로부터 약 60도 시계방향으로 회동한 위치에서 정지하여 제네바 디스크(16)는 도 2에 도시된 상태(위치)가 된다.

따라서 제네바 디스크(16)와 동 축 접속되어 회전가능한 주 축(17)이 시계방향으로 약 60도 회전하면서 주 축(17)에 접속된 미 도시의 레버(lever), 링크(link)와 같은 동력전달기구를 통해 접속된 단로기가 투입 위치로 이동한다.

이후 제 1 구동 디스크(14)가 더욱 반 시계방향으로 회전하면, 제네바 디스크(16)의 제 1 공회전 홈 부(16c)를 마주보게 제 1 구동 디스크(14)의 제 1 공회전 돌 부(14b)가 위치하면서 제 1 구동 디스크(14)는 공회전한다.

이때 제 1 회전 축(15)에 축 결합된 제 1 레버(15a)가 미도시의 스토퍼에 의해 회동이 정지되거나 제 1 레버(15a)가 미리 결정된 위치에 설치된 미도시의 리미트스위치를 동작시켜 해당 리미트스위치가 제 1 구동모터(10)에 공급하는 전원을 차단하여 정지시킴으로써 투입 위치 동작이 완료된다.

한편, 도 2의 단로기 투입 위치 동작 상태로부터 도 1의 단로기 개방 위치로의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 것과 같은 상태에서 단로기의 개방 위치 구동을 위해서 전기적 명령신호에 의해서 제 1 구동모터(10)를 구동하거나 단로기 개폐 구동축(11)의 타 단 부(11a)에 미 도시의 핸들을 접속하여 사용자가 수동으로 단로기 개폐 구동축(11)을 단로기의 개방 위치 구동을 위한 회전방향인 반 시계방향으로 회동시킨다.

그러면, 단로기 개폐 구동축(11)에 축결합된 제 1 구동 기어(12)도 반 시계방향으로 회동한다.

이에 제 1 구동 기어(12)에 치가 맞물려 접속된 제 1 종동 기어(13)는 시계방향으로 회동하고, 제 1 종동 기어(13)와 제 1 회전 축(15)에 동 축으로 접속된 제 1 구동 디스크(14)도 시계방향으로 회동한다.

그러면, 제 1 구동 디스크(14)의 일 측에 설치된 제 1 구동 롤러(14a)도 시계방향으로 회동하면서, 제네바 디스크(16)의 제 1 동력 전달 홈 부(16a)에 제 1 구동 롤러(14a)가 삽입되어 제 1 동력 전달 홈 부(16a)를 가압하여 제네바 디스크(16)를 반 시계방향으로 회동시킨다. 제 1 구동 디스크(14)가 더욱 시계방향으로 회전함에 따라서 제 1 구동 롤러(14a)는 제 1 동력 전달 홈 부(16a)로부터 이탈하고 따라서 제네바 디스크(16)는 도 1의 위치로부터 약 60도 반 시계방향으로 회동한 위치에서 정지하여 제네바 디스크(16)는 도 1에 도시된 상태(위치)가 된다.

따라서 제네바 디스크(16)와 동 축 접속되어 회전가능한 주 축(17)이 반 시계방향으로 약 60도 회전하면서 주 축(17)에 접속된 미 도시의 레버(lever), 링크(link)와 같은 동력전달기구를 통해 접속된 단로기가 개방 위치로 이동한다.

이후 제 1 구동 디스크(14)가 더욱 시계방향으로 회전하면, 제네바 디스크(16)의 제 1 공회전 홈 부(16c)를 마주보게 제 1 구동 디스크(14)의 제 1 공회전 돌 부(14b)가 위치하면서 제 1 구동 디스크(14)는 공회전한다.

이때 제 1 회전 축(15)에 축결합된 제 1 레버(15a)가 미도시의 스토퍼에 의해 회동이 정지되거나 제 1 레버(15a)가 미리 결정된 위치에 설치된 미도시의 리미트스위치를 동작시켜 해당 리미트스위치가 제 1 구동모터(10)에 공급하는 전원을 차단하여 정지시킴으로써 단로기의 개방 위치 동작이 완료된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같은 접지 개폐기 개방 위치(상태)로부터 접지 개폐기 투입 위치(상태)로 동작하는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3위치 조작기의 동작을 설명한다.

도 1에 도시된 것과 같은 상태에서 접지 개폐기의 투입 위치(다시 말해 접지 위치) 구동을 위해서 전기적 명령신호에 의해서 제 2 구동모터(20)를 구동하거나 접지개폐기 개폐 구동축(21)의 타 단 부(21a)에 미 도시의 핸들을 접속하여 사용자가 수동으로 접지개폐기 개폐 구동축(21)을 접지 개폐기의 투입 위치 구동을 위한 회전방향인 반 시계방향으로 회동시킨다.

그러면, 접지개폐기 개폐 구동축(21)에 축결합된 제 2 구동 기어(22)도 반 시계방향으로 회동한다.

이에 제 2 구동 기어(22)에 치가 맞물려 접속된 제 2 종동 기어(23)는 시계방향으로 회동하고, 제 2 종동 기어(23)와 제 2 회전 축(25)에 동 축으로 접속된 제 2 구동 디스크(24)도 시계방향으로 회동한다.

그러면, 제 2 구동 디스크(24)의 일 측에 설치된 제 2 구동 롤러(24a)도 시계방향으로 회동하면서, 제네바 디스크(16)의 제 2 동력 전달 홈 부(16b)에 제 2 구동 롤러(24a)가 삽입되어 제 2 동력 전달 홈 부(16b)를 가압하여 제네바 디스크(16)를 반 시계방향으로 회동시킨다. 제 2 구동 디스크(24)가 더욱 시계방향으로 회전함에 따라서 제 2 구동 롤러(24a)는 제 2 동력 전달 홈 부(16b)로부터 이탈하고 따라서 제네바 디스크(16)는 도 1의 위치로부터 약 60도 반 시계방향으로 회동한 위치에서 정지하여 제네바 디스크(16)는 도 3에 도시된 상태(위치)가 된다.

따라서 제네바 디스크(16)와 동 축 접속되어 회전가능한 주 축(17)이 반 시계방향으로 약 60도 회전하면서 주 축(17)에 접속된 미 도시의 레버(lever), 링크(link)와 같은 동력전달기구를 통해 접속된 접지 개폐기가 투입 위치(접지 위치)로 이동한다.

이후 제 2 구동 디스크(24)가 더욱 시계방향으로 회전하면, 제네바 디스크(16)의 제 2 공회전 홈 부(16d)를 마주보게 제 2 구동 디스크(24)의 제 2 공회전 돌 부(24b)가 위치하면서 제 2 구동 디스크(24)는 공회전한다.

이때 제 2 회전 축(25)에 축 결합된 제 2 레버(25a)가 미도시의 스토퍼에 의해 회동이 정지되거나 제 2 레버(25a)가 미리 결정된 위치에 설치된 미도시의 리미트스위치를 동작시켜 해당 리미트스위치가 제 2 구동모터(20)에 공급하는 전원을 차단하여 정지시킴으로써 접지 개폐기 투입 위치 동작이 완료된다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같은 접지 개폐기 투입 위치(상태)로부터 도 1에 도시된 바와 같은 접지 개폐기 개방 위치(상태)로 동작하는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3위치 조작기의 동작을 설명한다.

도 3에 도시된 것과 같은 상태에서 접지 개폐기의 개방 위치(다시 말해 접지 중단 위치) 구동을 위해서 전기적 명령신호에 의해서 제 2 구동모터(20)를 구동하거나 접지개폐기 개폐 구동축(21)의 타 단 부(21a)에 미 도시의 핸들을 접속하여 사용자가 수동으로 접지개폐기 개폐 구동축(21)을 접지 개폐기의 투입 위치 구동을 위한 회전방향인 시계방향으로 회동시킨다.

그러면, 접지개폐기 개폐 구동축(21)에 축결합된 제 2 구동 기어(22)도 시계방향으로 회동한다.

이에 제 2 구동 기어(22)에 치가 맞물려 접속된 제 2 종동 기어(23)는 반 시계방향으로 회동하고, 제 2 종동 기어(23)와 제 2 회전 축(25)에 동 축으로 접속된 제 2 구동 디스크(24)도 반 시계방향으로 회동한다.

그러면, 제 2 구동 디스크(24)의 일 측에 설치된 제 2 구동 롤러(24a)도 반 시계방향으로 회동하면서, 제네바 디스크(16)의 제 2 동력 전달 홈 부(16b)에 제 2 구동 롤러(24a)가 삽입되어 제 2 동력 전달 홈 부(16b)를 가압하여 제네바 디스크(16)를 시계방향으로 회동시킨다. 제 2 구동 디스크(24)가 더욱 시계방향으로 회전함에 따라서 제 2 구동 롤러(24a)는 제 2 동력 전달 홈 부(16b)로부터 이탈하고 따라서 제네바 디스크(16)는 도 3의 위치로부터 약 60도 시계방향으로 회동한 위치에서 정지하여 제네바 디스크(16)는 도 1에 도시된 상태(위치)가 된다.

따라서 제네바 디스크(16)와 동 축 접속되어 회전가능한 주 축(17)이 시계방향으로 약 60도 회전하면서 주 축(17)에 접속된 미 도시의 레버(lever), 링크(link)와 같은 동력전달기구를 통해 접속된 접지 개폐기가 개방 위치(접지 중단 위치)로 이동한다.

이때 제 2 회전 축(25)에 축 결합된 제 2 레버(25a)가 미도시의 스토퍼에 의해 회동이 정지되거나 제 2 레버(25a)가 미리 결정된 위치에 설치된 미도시의 리미트스위치를 동작시켜 해당 리미트스위치가 제 2 구동모터(20)에 공급하는 전원을 차단하여 정지시킴으로써 접지 개폐기 개방 위치 동작이 완료된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스위치기어의 3위치 조작기는 단로기 개폐 구동축(11)과 접지 개폐기 개폐 구동축(21)이 각각 별도로 구성되고, 단로기 개폐 구동용과 접지 개폐기 개폐 구동으로 각각 별도로 제 1 구동 롤러(14a)와 제 2 구동 롤러(24a)를 가진 제 1 구동 디스크(14)와 제 2 구동 디스크(24)를 구성하며, 단로기와 접지 개폐기에 공통으로 하나의 제네바 디스크(16)와 주 축(17)을 구성하여, 단로기 개폐 구동축(11) 또는 접지 개폐기 개폐 구동축(21)이 각각 개폐 위치로 회동한 후 상기 스토퍼의 손상이나 리미트스위치의 오동작으로 제 1 회전 축(15) 또는 제 2 회전 축(25)이 오버런을 하더라도 제 1 구동 롤러(14a) 또는 제 2 구동 롤러(24a)의 이탈로 제네바 디스크(16)에는 동력전달이 중단되므로 최종 출력 축인 주 축(17)은 오버런을 하지 않아 단락사고 또는 지락사고의 발생이 근본적으로 방지될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 스위치기어의 3위치 조작기는, 개폐 스프링의 탄성력을 개폐구동력으로 이용하지 않고, 전동 또는 수동 구동축 즉, 단로기 개폐 구동축(11)과 접지 개폐기 개폐 구동축(21)에 축결합된 제 1 구동 기어(12) 또는 제 2 구동 기어(22)와 제 1 종동 기어(13) 또는 제 2 종동 기어(23)의 접속과, 제네바 디스크(16)와 제 1 구동 롤러(14a) 또는 제 2 구동 롤러(24a)의 접속 및 이탈에 의한 동력 전달로 단로기와 접지 개폐기의 개폐구동하는 구성이므로, 스프링의 순간적 탄성에너지 방세에 따른 충격과 소음이 발생하지 않고 원활하고 조용하게 개폐구동이 수행될 수 있고 비숙련자가 조작하더라도 불완전한 동작가능성이 현저히 감소될 수 있으며 구성부품들의 손상도 최소화될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

10: 제 1 구동모터 11: 단로기 개폐 구동축
12: 제 1 구동 기어 13: 제 1 종동 기어
14: 제 1 구동 디스크 14a: 제 1 구동 롤러
14b: 제 1 공회전 돌 부 15: 제 1 회전 축
16: 제네바 디스크 16a: 제 1 동력 전달 홈 부
16b: 제 2 동력 전달 홈 부 16c: 제 1 공회전 홈 부
16d: 제 2 공회전 홈 부 17: 주 축
20: 제 2 구동모터 21: 접지 개폐기 개폐 구동축
22: 제 2 구동 기어 23: 제 2 종동 기어
24: 제 2 구동 디스크 24a: 제 2 구동 롤러
24b: 제 2 공회전 돌 부
25: 제 2 회전 축
30: 지지 기대(supporting base) 31: 제 1 모터 지지 브라켓(bracket)
32a: 제 1 축 지지 판 32b: 제 2 축 지지 판
33: 제 2 모터 지지 브라켓 34a: 제 3 축 지지 판
34b: 제 4 축 지지 판

Claims (3)

1. 단로기와 접지 개폐기를 갖는 스위치기어용으로서, 스위치기어의 3위치 조작기에 있어서,
   상기 단로기를 폐로 위치 또는 개로 위치로 개폐 구동하도록 회전 구동력을 제공하는 단로기 개폐 구동축;
   상기 단로기 개폐 구동축에 축결합되어 회전가능한 제 1 구동 기어;
   상기 제 1 구동 기어와 치가 맞물려 회전구동되는 제 1 종동 기어;
   상기 제 1 종동 기어와 동 축으로 접속되어 함께 같은 방향으로 회동 가능하고 상부 면의 일 측에 회동가능한 제 1 구동 롤러(ROLLER)를 갖는 제 1 구동 디스크;
   상기 제 1 종동 기어와 상기 제 1 구동 디스크를 축 지지하는 제 1 회전 축;
   상기 접지 개폐기를 폐로 위치 또는 개로 위치로 개폐 구동하도록 회전 구동력을 제공하는 접지 개폐기 개폐 구동축;
   상기 접지 개폐기 개폐 구동축에 축결합되어 회전가능한 제 2 구동 기어;
   상기 제 2 구동 기어와 치가 맞물려 회전구동되는 제 2 종동 기어;
   상기 제 2 종동 기어와 동 축으로 접속되어 함께 같은 방향으로 회동 가능하고 상부 면의 일 측에 제 2 구동 롤러를 갖는 제 2 구동 디스크;
   상기 제 2 종동 기어와 상기 제 2 구동 디스크를 축 지지하는 제 2 회전 축;
   상기 제 1 구동 디스크의 제 1 구동 롤러가 끼워지거나 이탈하는 제 1 동력 전달 홈 부와, 상기 제 2 구동 디스크의 제 2 구동 롤러가 끼워지거나 이탈하는 제 2 동력 전달 홈 부를 가지며, 상기 제 1 구동 디스크 또는 상기 제 2 구동 디스크와 미리 결정된 각도범위만큼 구동 접속되어, 상기 제 1 구동 디스크 또는 상기 제 2 구동 디스크의 동력전달에 따라 회전하고, 해당 미리 결정된 각도범위를 벗어나면 자동적으로 동력전달이 중지됨에 따라 정지되는 제네바 디스크(ZENEVA DISC); 및
   상기 제네바 디스크에 축결합되고 상기 단로기 및 상기 접지 개폐기에 접속되어, 상기 제네바 디스크의 회전에 따라서 회전함으로써 상기 단로기 또는 상기 접지 개폐기를 개폐구동하는 주 축;을 포함하는 스위치기어의 3위치 조작기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제 1 동력 전달 홈 부와 상기 제 2 동력 전달 홈 부는 상기 제네바 디스크의 외주 면의 미리 결정된 두 위치에서 상기 제네바 디스크의 회전중심 쪽으로 길게 형성되며 서로 미리 결정된 각도 이격되고 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치기어의 3위치 조작기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제 1 구동 디스크는 중심의 축결합 부로부터 반경 방향으로 연장하고 상방으로 돌출하게 원호 형으로 형성되는 제 1 공회전 돌 부를 포함하고,
   상기 제 2 구동 디스크는 중심의 축결합 부로부터 반경 방향으로 연장하고 상방으로 돌출하게 원호 형으로 형성되는 제 2 공회전 돌 부를 포함하며,
   상기 제네바 디스크는,
   상기 제 1 구동 디스크의 상기 제 1 공회전 돌 부에 대응하게 마련되는 원호 형 홈 부인 제 1 공회전 홈 부와, 상기 제 2 구동 디스크의 제 2 공회전 돌 부에 대응하게 마련되는 원호 형 홈 부인 제 2 공회전 홈 부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치기어의 3위치 조작기.

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