KR20130131165A

KR20130131165A - 조작기의 제동 장치

Info

Publication number: KR20130131165A
Application number: KR1020120055031A
Authority: KR
Inventors: 이종혁
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2013-12-03
Also published as: KR101846220B1

Abstract

본 발명은 조작기의 제동 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 모터의 회전력에 의해 회전을 하도록 구비되는 전동축과, 전동축에 결합되거나 분리되도록 전동축에 삽입되는 제1 부재와, 제1 부재에 결합되어 모터의 회전력을 감속하여 임의의 기구에 전달하는 제2 부재와, 제1 부재가 전동축에 결합되거나 또는 제1 부재가 전동축으로부터 분리되도록 전동축에 삽입되는 연결부재를 포함함으로써, 특정 부품의 동작을 강제로 구속하지 않고 모터를 공회전시켜 조작기의 오버런을 방지하게 되므로 모터에 과부하가 부과되어 모터가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있고 다른 부품이 강제 구속에 의해 파손되어 조작기의 안정성이나 신뢰성이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Description

조작기의 제동 장치{BRAKING DEVICE FOR ACTUATOR}

본 발명은 조작기의 오버런(over run)을 제동하는 조작기의 제동 장치에 관한 것이다.

수백 볼트(volt) 정도의 저전압용 차단기와 수십 킬로 볼트 이상의 고전압용 또는 수백 킬로 볼트 이상의 초고전압용 차단기는 접점의 개폐 구동력을 제공하기 위해 조작기(actuator)가 사용되고 있다. 조작기는 스프링에 축세(charging)된 탄성 에너지를 방세(discharging)하여 개폐 구동력을 얻는 스프링 방식과 유압 및 공기 압력을 이용하여 개폐 구동력을 얻는 유공압 방식이 알려져 있다.

도 1은 종래 스프링 방식으로 된 조작기의 일례를 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 조작기는, 외함(미도시)에 결합되는 모터(1)와, 모터(1)의 전동축에 기어식으로 결합되어 상기 모터(1)의 회전력을 전달하는 웜(worm)(2)과, 웜(2)에 치합되어 모터의 회전속도를 감속하는 동시에 차단기의 주축(5)에 회전력을 전달하는 웜휠(worm wheel)(3)과, 주축(5)에 결합되어 상기 주축을 탄력 지지하는 차징스프링(4)을 포함하고 있다.

상기와 같은 종래의 조작기에서는 모터의 회전력이 웜(2)과 웜휠(3)로 이루어진 웜기어를 통해 주축(5)으로 전달되면서 개폐동작이 이루어지게 된다. 하지만, 조작기에 의한 동작이 일정범위 이상으로 진행되는 오버런(over run)이 발생할 수 있으므로 종래에는 핀(pin)(미도시)을 이용하여 웜(2)의 회전을 강제로 구속하는 등 강제적인 장치를 이용하여 조작기의 오버런을 방지하고 있다.

그러나, 상기와 같이 조작기의 오버런을 방지하기 위해 특정 부품의 동작을 강제로 구속하는 경우에는 모터(1)에 과부하가 부과되어 모터가 손상될 수 있을 뿐만 아니라 강제 구속되는 부품, 예를 들어 웜(2) 등이 파손되어 조작기의 안정성이나 신뢰성이 크게 저하될 수 있었다.

본 발명의 목적은, 조작기를 이루는 각 부품의 동작을 강제로 구속하지 않고도 조작기의 오버런 동작을 방지할 수 있는 조작기의 제동 장치를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 모터; 상기 모터의 회전력을 전달하도록 구비되는 전동부재; 상기 전동부재에 결합되어 상기 모터의 회전력에 의해 회전을 하도록 구비되는 전동축; 상기 전동축에 결합되거나 분리되도록 상기 전동축에 삽입되는 제1 부재; 상기 제1 부재에 결합되어 상기 모터의 회전력을 감속하여 임의의 기구에 전달하는 제2 부재; 및 상기 제1 부재가 상기 전동축에 결합되거나 또는 상기 제1 부재가 상기 전동축으로부터 분리되도록 상기 전동축에 삽입되는 연결부재;를 포함하는 조작기의 제동 장치가 제공된다.

여기서, 상기 연결부재를 축방향으로 이동시키기 위한 래치레버가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 래치레버는 전동축이 지지되는 프레임에 힌지 결합되고, 상기 연결부재에는 상기 래치레버의 일단이 가세되도록 가세부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 래치레버의 일측에는 상기 래치레버를 선택적으로 가세하기 위한 래치핀이 축방향으로 미끄러지게 구비될 수 있다.

그리고, 상기 연결부재의 일측에는 상기 연결부재를 복귀시키는 복귀스프링이 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 전동축에는 반경방향으로 연결핀이 구비되고, 상기 연결부재에는 상기 연결핀이 삽입되어 결합되도록 핀구멍이 형성되며, 상기 제1 부재에는 상기 연결핀이 축방향으로 미끄러지면서 결합되거나 또는 분리되도록 핀홈이 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 조작기의 제동 장치는, 특정 부품의 동작을 강제로 구속하지 않고 모터를 공회전시켜 조작기의 오버런을 방지하게 되므로 모터에 과부하가 부과되어 모터가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있고 다른 부품이 강제 구속에 의해 파손되어 조작기의 안정성이나 신뢰성이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 스프링 방식으로 된 조작기의 일례를 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 스프링 방식으로 된 조작기의 일례를 보인 사시도,
도 3은 도 2에 따른 조작기에서 전동유닛을 전방측면에서 보인 사시도,
도 4는 도 3의 "I-I"선단면도,
도 5는 도 2에 따른 조작기에서 전동유닛을 후방측면에서 보인 사시도,
도 6 및 도 7은 도 2에 따른 조작기에서 전동유닛의 동작을 보인 평면도로서, 도 6은 정상운전시, 도 7은 오버런 운전시 동작을 보인 평면도.

이하, 본 발명에 의한 조작기의 제동 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 스프링 방식으로 된 조작기의 일례를 보인 사시도이고, 도 3은 도 2에 따른 조작기에서 전동유닛을 전방측면에서 보인 사시도이며, 도 4는 도 3의 "i-I"선단면도이고, 도 5는 도 2에 따른 조작기에서 전동유닛을 후방측면에서 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 조작기는, 차단기 등의 외함(미도시)에 고정되는 모터(motor)(11)와, 모터(1)의 상측에 설치되어 상기 모터(1)의 회전력을 차단기의 주축(5) 등에 전달하는 전동유닛(gearing unit)(100)을 포함한다. 모터(1)의 일측에는 그 모터(1)의 구동축(미도시)에 결합되는 구동기어(11)가 설치되고, 구동기어(11)는 종동기어(12)에 치합되며, 종동기어(12)는 후술할 프레임(110)에 회전 가능하게 결합되는 전동축(120)의 일단에 결합된다. 그리고 전동축(120)의 상측에는 그 전동축(120)을 통해 모터(1)의 회전력을 전달받아 차단기의 개폐동작을 발생하는 주축(5)이 전동축(120)과 평행하게 구비되고, 주축(5)의 일단에는 차단기의 개폐동작을 탄력적으로 지지하는 차징스프링(4)이 설치된다.

전동유닛(100)은 모터(1)의 상측에서 외함에 고정되는 프레임(110)이 설치되고, 프레임(110)에는 모터(1)의 구동축(미도시)과 평행하게 전동축(120)이 회전 가능하게 결합된다. 전동축(120)은 프레임(110)의 양쪽 측벽부(111)에 구비되는 축구멍(112)에 회전 가능하게 삽입되어 결합된다.

전동축(120)에는 웜 형상의 제1 부재(, 이하 웜으로 약칭함)(130)가 상기 전동축(120)에 삽입되어 그 전동축(120)에 대해 회전 가능하게 결합되고, 웜(130)의 축방향 일측에는 웜(130)이 전동축(120)에 결합되거나 또는 웜(130)이 전동축(120)으로부터 분리되도록 하는 연결부재(140)가 상기 전동축(120)에 삽입되어 결합된다. 연결부재(140)의 일측에는 그 연결부재(140)를 웜(130)에서 멀어지는 방향으로 가세하여 연결부재(140)가 웜(130)과 분리되도록 하는 래치레버(150)가 프레임(110)의 바닥면에 힌지 결합되고, 연결부재(140)의 타측에는 래치레버(150)에 전해지는 외력이 제거되면 연결부재(140)를 원위치로 복귀시켜 연결부재(140)가 웜(130)과 결합되도록 하는 복귀스프링(160)이 설치된다.

전동축(120)에는 연결핀(170)이 반경방향으로 삽입되어 축방향으로 움직일 수 있도록 축방향으로 길게 미끄럼구멍(121)이 형성되고, 연결부재(140)에는 연결핀(170)이 삽입되어 결합되도록 핀구멍(143)이 형성되며, 웜(130)의 일단에는 연결핀(170)이 미끄러져 축방향으로 삽입되는 동시에 원주방향으로 걸려 구속되도록 핀홈(133)이 축방향으로 길게 형성된다. 핀홈(133)은 웜(130)의 끝단으로는 개구되어 연결핀(170)이 웜(130)과 경우에 따라서는 완전히 분리되도록 형성된다.

웜(130)의 내주면은 전동축(120)의 외주면에서 축방향으로 미끄러지는 동시에 회전할 수 있도록 원통모양으로 형성되고, 웜(130)의 외주면은 웜을 이루도록 나선형의 기어(131)가 형성된다. 웜(130)의 일단에는 외주면에 나선형 기어가 형성되지 않은 내측 미끄럼부(132)가 형성되고, 내측 미끄럼부(132)의 끝단에 상기 핀홈(133)이 형성된다.

연결부재(140)는 웜(130)의 내측 미끄럼부(132)가 삽입될 수 있도록 원통모양으로 형성되고, 연결부재(140)의 일단에는 래치레버(150)의 일단에 의해 가세되도록 플랜지 모양의 가세부(141)가 형성될 수 있다. 가세부(141)의 일측에는 웜(130)의 내측 미끄럼부(132)의 외주면에 회전 가능하게 삽입되도록 외측 미끄럼부(142)가 형성되고, 외측 미끄럼부(142)에는 상기 연결핀(170)이 삽입되어 결합되도록 핀구멍(143)이 형성된다.

프레임(110)의 일측 측벽부(111)에는 축방향에 직교하는 방향으로 연장되는 핀홀부(113)가 형성되고, 핀홀부(113)에는 상기 래치레버(150)의 타단을 선택적으로 밀어 그 래치레버(150)가 힌지부(151)를 중심으로 회전하도록 래치핀(155)이 미끄러지게 삽입되는 미끄럼구멍(114)이 형성된다. 래치핀(155)은 전동축(120)과 평행하게 배치된다.

한편, 프레임(110)의 상측에는 웜(130)와 맞물려 모터(1)의 회전력을 전달받도록 웜휠 모양의 제2 부재(이하, 웜휠로 약칭함)(3)가 구비된다. 웜휠(3)은 웜(130)의 축방향과 직교하는 방향으로 배치되는 주축(5)에 결합되고, 주축(5)의 타단에는 상기 차징스프링(4)이 결합된다.

상기와 같은 본 발명에 의한 조작기의 제동 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 해당 조작기에 동작 신호가 전달되면, 모터(1)가 동작한다. 그러면 구동축(미도시)에 결합된 구동기어(11)와 그 구동기어(11)에 맞물린 종동기어(12)가 회전을 하면서 모터의 회전력을 전동축(120)에 전달하게 된다.

이때, 조작기가 정상적으로 작동되도록 하려면 래치핀(155)이 가세되지 않은 상태에서 래치레버(150)와 이격된 상태를 유지하게 된다. 그러면 연결부재(140)가 복귀스프링(160)에 밀려 웜(130)쪽으로 가세되어 연결핀(170)이 웜(130)의 핀홈(133)에 결합된 상태가 유지된다. 그러면 웜(130)이 연결부재(140)에 의해 전동축(120)과 결합된 상태가 되어 그 전동축(120)의 회전력이 웜(130)에 전달되고, 웜(130)에 맞물린 웜휠(3)에 의해 주축(5)이 회전력을 전달받게 된다.

하지만, 조작기가 일정 범위 이상으로 작동되는 경우에는 조작기를 포함한 장비의 안정성 자체가 훼손될 수 있으므로 조작기의 오버런을 방지하기 위한 동작이 실행되도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 작업자가 래치핀(155)을 도면의 화살표 방향으로 밀면 그 래치핀(155)이 래치레버(150)를 가세하여 래치레버(150)가 도면의 화살표 방향으로 회전을 하게 된다. 그러면 래치레버(150)가 연결부재(150)의 가세부(141)를 밀어 그 연결부재(140)가 도면의 화살표 방향, 즉 웜(130)에서 분리되는 방향으로 이동을 시킨다. 그러면 연결핀(170)이 전동축(120)의 미끄럼구멍(121)에서 복귀스프링(160)이 축쇄되는 방향으로 이동하면서 연결부재(140)를 웜(130)으로부터 분리시키게 된다.

그러면 모터(1)가 작동을 하여 회전력이 전동축(120)에 전달되더라도 그 전동축(120)과 웜(130)이 분리된 상태이므로 모터(1)의 회전력이 웜(130)으로 회전되지 않아 웜휠(3)과 주축(5)이 모터(1)의 회전력을 전달받지 못하게 되어 모터는 공회전을 하게 되는 것이다.

이후, 래치핀(155)을 래치레버로부터 멀어지는 방향으로 이동시키면 연결부재(140)는 복귀스프링(160)의 복원력에 의해 웜 방향으로 이동하면서 그 웜(130)이 연결부재(140)에 의해 전동축(120)과 결합되어 모터(1)의 회전력을 웜휠(3)과 주축으로 전달하게 되는 것이다.

이렇게 하여, 특정 부품의 동작을 강제로 구속하지 않고 모터를 공회전시켜 조작기의 오버런을 방지하게 되므로 모터에 과부하가 부과되어 모터가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있고 다른 부품이 강제 구속에 의해 파손되어 조작기의 안정성이나 신뢰성이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

1 : 모터 3 : 웜휠
5 : 주축 100 : 전동유닛
110 : 프레임 120 : 전동축
121 : 미끄럼구멍 130 : 웜
133 : 핀홈 140 : 연결부재
141 : 가세부 150 : 래치레버
155 : 래치핀 160 : 복귀스프링
170 : 연결핀

Claims

모터;
상기 모터의 회전력을 전달하도록 구비되는 전동부재;
상기 전동부재에 결합되어 상기 모터의 회전력에 의해 회전을 하도록 구비되는 전동축;
상기 전동축에 결합되거나 분리되도록 상기 전동축에 삽입되는 제1 부재;
상기 제1 부재에 결합되어 상기 모터의 회전력을 감속하여 임의의 기구에 전달하는 제2 부재; 및
상기 제1 부재가 상기 전동축에 결합되거나 또는 상기 제1 부재가 상기 전동축으로부터 분리되도록 상기 전동축에 삽입되는 연결부재;를 포함하는 조작기의 제동 장치.
제1항에 있어서,
상기 연결부재를 축방향으로 이동시키기 위한 래치레버가 더 구비되는 조작기의 제동 장치.
제2항에 있어서,
상기 래치레버는 전동축이 지지되는 프레임에 힌지 결합되고, 상기 연결부재에는 상기 래치레버의 일단이 가세되도록 가세부가 형성되는 조작기의 제동 장치.
제2항에 있어서,
상기 래치레버의 일측에는 상기 래치레버를 선택적으로 가세하기 위한 래치핀이 축방향으로 미끄러지게 구비되는 조작기의 제동 장치.
제1항에 있어서,
상기 연결부재의 일측에는 상기 연결부재를 복귀시키는 복귀스프링이 더 구비되는 조작기의 제동 장치.
제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서,
상기 전동축에는 반경방향으로 연결핀이 구비되고, 상기 연결부재에는 상기 연결핀이 삽입되어 결합되도록 핀구멍이 형성되며,
상기 제1 부재에는 상기 연결핀이 축방향으로 미끄러지면서 결합되거나 또는 분리되도록 핀홈이 형성되는 조작기의 제동 장치.