KR20160054109A - 스위치 구동 장치 - Google Patents

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KR20160054109A
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변정무
배종헌
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치는 이격 배치되는 전방 및 후방 플레이트; 상기 전방 플레이트의 외측으로 돌출 배치되며 구동력을 전달하는 구동력 전달축부; 상기 구동력전달축부가 내부를 통과하는 회전부재 축부; 상기 회전부재 축부에 회전가능하게 설치되며, 코일 스프링을 구비하는 구동력 전달부; 상기 구동력 전달축부에 연결되어 상기 코일 스프링의 신축에 의해 구동되는 링크부; 상기 회전부재 축부에 회전가능하게 결합되어 상기 링크부의 역회전을 방지하는 멈춤 랫치; 및 상기 링크부에 연결되어 상기 링크부의 구동에 의해 회전되는 회전축;을 포함할 수 있다.

Description

스위치 구동 장치{Switch driving device}
본 발명은 스위치 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 배전반은 절연 매체에 따라 공기 절연 배전반(Air insulated switch-gear), 고체 절연 배전반(Solid insulated switch-gear) 및 가스 절연 배전반(Gas insulated switch-gear)으로 대별된다.
그리고, 상기한 가스 절연 배전반은 개폐 및 차단시에 발생하는 아크(Arc)를 소호하고 사고 발생시 신속하게 회로를 분리시키는 진공 용기(vaccum linterrupter)와 이를 동작시키는 차단 기구장치 및 주모선과 분기 회로를 단속할 수 있는 접지 스위치 기능을 부가한 3상 스위치(3-position switch) 등의 주회로 기기로 구성되어 있다.
또한, 가스 절연 배전반에서 절연 매체로 사용되는 육불화황(SF6) 가스는 상온에서 안정도가 높은 무색, 무취, 무독, 불연성 기체로 공기보다 3.7배 높은 절연 내력을 가지며 현재까지 상업적으로 가장 많이 사용되는 절연매체이다. 비교적 적은 전계치의 변화로도 쉽게 절연이 파괴되는 전자 상태(Avalanche)가 발생하기 때문에 실제 기기의 설계, 제작에는 전계 분포의 저감과 평등화를 도모하고 금속 입자 및 습기 등의 이물 혼입을 막는 것이 중요하다.
한편, 배전반의 경우 상기한 바와 같이 개방 및 차단을 위한 차단기가 구비된다. 한편, 차단기에는 전원의 개방 및 차단을 위한 스위치가 구비되며, 상기한 차단기의 구동을 제어하기 위한 스위치 구동 장치가 차단기에 연결되어 스위치를 개방 및 차단하기 위한 구동력을 제공한다.
그런데, 개방 및 차단을 스위치가 정밀하게 제어되지 않는 경우 아크의 과도한 발생으로 인하여 스위치가 쉽게 파손되는 문제가 있다.
따라서, 차단기에 구비되는 스위치의 구동을 정밀하게 조정할 수 있으며, 구조가 간단한 스위치 구동 장치에 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 스위치의 구동을 정밀하게 조정할 수 있는 스위치 구동장치를 제공하는데에 있다.
또한, 링크부의 역회전을 방지할 수 있는 스위치 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치는 이격 배치되는 전방 및 후방 플레이트; 상기 전방 플레이트의 외측으로 돌출 배치되며 구동력을 전달하는 구동력 전달축부; 상기 구동력전달축부가 내부를 통과하는 회전부재 축부; 상기 회전부재 축부에 회전가능하게 설치되며, 코일 스프링을 구비하는 구동력 전달부; 상기 구동력 전달축부에 연결되어 상기 코일 스프링의 신축에 의해 구동되는 링크부; 상기 회전부재 축부에 회전가능하게 결합되어 상기 링크부의 역회전을 방지하는 멈춤 랫치; 및 상기 링크부에 연결되어 상기 링크부의 구동에 의해 회전되는 회전축;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에서 상기 멈춤 랫치는 일단부가 상기 회전부재 축부에 회전가능하게 결합되며, 타단부가 상기 링크부에 걸림될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에서 상기 링크부는, 상기 회전부재 축부를 중심으로 회전가능하게 설치되는 제1 링크부재; 일단이 상기 제1 링크부재와 제1 연결축을 통해 연결되는 제2 링크부재; 일단이 상기 제2 링크부재의 타단과 제2 연결축을 통해 연결되며 타단이 상기 회전축에 연결되는 제3 링크부재; 및 상기 회전축에 고정설치되어 상기 회전축과 연동하여 회전하는 제4 링크부재를 포함하고, 상기 멈춤 랫치는 상기 제4 링크부재에 걸림될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에서 상기 제4 링크부재에는 상기 멈춤 랫치의 타단부가 걸림되는 멈춤랫치 걸림부가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에서 상기 멈춤 랫치는 상기 구동력 전달부와 접촉하는 동력전달바 접촉부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에서 상기 구동력 전달부는, 상기 구동력 전달 축부와 연동하여 회전되는 동력전달부재; 상기 동력전달부재에 일측이 지지되어 상기 동력전달부재의 회전 시 상기 회전부재축부를 중심으로 회전되는 동력전달바; 상기 동력전달바에 고정설치되어 상기 동력전달바의 회전에 의해 연동하여 회전되는 제1, 2 회전 부재; 및 상기 제1, 2 회전부재에에 연결되어 상기 제1, 2회전부재의 회전 시 신축되는 상기 코일 스프링을 구비하는 스프링 유닛;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에서 상기 스프링 유닛은 상기 제1, 2 회전부재의 끝단에 연결되는 상부 지지부재; 상기 상부 지지부재에 일단이 지지되는 상기 코일 스프링; 및 상기 전방 및 후방 플레이트를 연결하는 연결부재 중 어느 하나에 지지되며, 상기 코일 스프링의 타단을 지지하는 하부 지지부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에서 상기 상부 지지부재는 원판 형상을 가져 상기 코일 스프링을 지지하는 상부 지지판과, 상기 상부 지지판으로부터 상부측으로 연장형성되는 연결부 및 상기 상부 지지판으로부터 하부측으로 연장 형성되는 중공의 가이드부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에서 상기 하부 지지부재는 연결부재가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 하부 지지대와. 상기 하부 지지대로부터 연장형성되고, 상기 하부 지지대보다 작은 직경을 가지는 단차부 및 상기 단차부로부터 연장 형성되는 하부 가이드부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에서 상기 하부 지지부재는 상기 코일 스프링의 압축 시 상기 상부 지지부재에 인입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에서 상기 코일 스프링은 직경이 서로 다른 제1, 2 코일 스프링으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 다른 스위치 구동장치는 링크부를 통해 회전축을 회전시킴으로써 회전축의 회전 각도를 보다 정밀하게 조정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 코일 스프링을 통한 구동력 전달 구조를 채용함으로써 부품 수를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 멈춤랫치를 통해 전자반발력에 의한 회전축의 역회전을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 스토퍼 부재를 통해 회전축의 정확한 회전 각도를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치의 도 1과 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스위치 구동장치에서 전방플레이트가 제거된 모습을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 스위치 구동장치를 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에 구비되는 동력전달부의 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 스위치 구동장치를 다른 각도에서 바라본 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치의 동력전달부에 구비되는 스프링 유닛을 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 조정장치에 구비되는 링크부를 나타내는 구성도이다.
도 9는 도 8에 도시된 링크부를 다른 각도에서 바라본 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치의 도 1과 다른 각도에서 바라본 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 스위치 구동장치에서 전방 플레이트가 제거된 모습을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 스위치 구동장치를 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 조정 장치(100)는 일예로서, 전방 플레이트(110), 후방 플레이트(120), 구동력 전달축부(130), 회전부재축부(140), 구동력 전달부(150), 링크부(180), 회전축(200), 멈춤 랫치(210) 및 구동부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
전방 플레이트(110)는 사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 한편, 전방 플레이트(110)의 중앙부에는 상기한 링크부(180)의 구동상태 확인축(190)이 관통되는 관통홀(미도시)이 구비될 수 있다.
그리고, 전방 플레이트(110)의 전면에는 구동부(220)가 설치될 수 있다.
또한, 전방 플레이트(110)에는 구동력 전달부(150)의 회전을 안내하기 위한 가이드홀(114)이 구비될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
후방 플레이트(120)는 전방 플레이트(110)로부터 소정 간격 이격 배치되며, 전방 플레이트(110)와 같이 사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 그리고, 후방 플레이트(120)의 중앙부에는 상기한 회전축(200)이 관통되는 회전축 설치홀(미도시)이 형성될 수 있다.
한편, 전,후방 플레이트(110,120)는 연결부재(102)에 의해 소정 간격 이격 배치되도록 상호 결합될 수 있다. 그리고, 연결부재(102)는 제1 내지 제4 연결부재(102a, 102b, 102c, 102d)로 구성될 수 있다.
그리고, 전,후방 플레이트(110,120)에는 스토퍼부재(192)가 결합되기 위한 설치바(104)가 설치될 수 있다. 설치바(104)는 전,후방 플레이트(110,120)의 하단부에 배치될 수 있다.
구동력 전달축부(130)는 일단이 상기한 전방 플레이트(110)의 외측으로 돌출 배치되며, 상기한 구동부(220)에 연결되어 구동부(220)로부터의 동력을 전달하는 역할을 수행한다.
그리고, 구동력 전달축부(130)는 전,후방 플레이트(110,120)의 상단부에 배치될 수 있다.
회전부재축부(140)는 구동력 전달축부(130)가 내부를 통과하도록 배치된다. 즉, 회전부재축부(140)는 구동력 전달축부(130)의 외부를 감싸도록 배치되어 구동력 전달축부(130)가 회전되더라도 회전되지 않는다.
구동력 전달부(150)는 회전부재축부(140)에 회전 가능하게 설치되며, 코일 스프링(164)을 구비할 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 7에 보다 자세하게 도시된 바와 같이, 구동력 전달부(150)는 동력전달부재(152), 동력전달바(154), 제1 회전부재(156), 제2 회전부재(158), 스프링 유닛(160)을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치에 구비되는 동력 전달부의 구성도이고, 도 6은 도 5에 도시된 스위치 구동장치를 다른 각도에서 바라본 구성도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치의 동력전달부에 구비되는 스프링 유닛을 나타내는 분해사시도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 동력전달부재(152)는 구동력 전달축부(130)와 연동하여 회전된다. 즉, 동력전달부재(152)는 구동력 전달축부(130)에 고정 설치되어 구동력 전달축부(130)의 회전 시 회전되어 구동력을 전달한다.
한편, 동력전달부재(152)에는 상기한 전방 플레이트(110)의 가이드홀(114)에 삽입되어 회전 시 가이드홀(114)을 따라 이동되는 돌출바(152a)가 구비될 수 있다.
이와 같이, 돌출부(152a)가 가이드홀(114)에 삽입 배치됨으로써, 동력전달부재(152)의 회전 정도가 조절될 수 있는 것이다.
또한, 동력전달부재(152)의 상단부에는 동력전달바(154)의 일단이 삽입되는 동력전달바 지지홈(152b)이 형성될 수 있다. 즉, 동력전달부재(152)의 회전 시 동력전달바 지지홈(152b)의 측벽이 상기 동력전달바(154)를 지지하여 동력전달바(154)가 회전될 수 있는 것이다.
동력 전달바(154)는 동력전달부재(152)에 일측이 지지되어 동력전달부재(152)의 회전 시 회전부재축부(140)를 중심으로 회전된다. 즉, 동력전달바(154)의 일단부가 상기한 동력전달바 지지홈(152b)을 형성하는 측벽에 지지되어 동력전달바(154)와 동력전달부재(152)가 연덩하여 회전될 수 있다.
한편, 동력전달바(154)의 타측은 상기한 후방 플레이트(120)의 내부면에 인접 배치되며, 회전 시 상기한 멈춤 랫치(210)를 회전시킨다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
제1 회전부재(156)는 동력전달바(154)에 고정 설치되어 동력전달바(154)의 회전에 의해 연동하여 회전된다. 보다 자세하게 살펴보면, 제1 회전부재(156)는 일단이 동력전달바(154)에 고정 설치되고, 타단은 상기한 스프링 유닛(160)에 고정 설치된다. 또한, 제1 회전부재(156)는 회전부재축부(140)에 고정 설치된다.
그리고, 동력전달바(154)의 회전에 의해 제1 회전부재(156)는 회전부재축부(140)를 중심으로 회전된다.
다시 말해, 제1 회전부재(156)는 회전부재축부(140)에 회전 가능하게 설치되어 동력전달바(154)와 함께 회전될 수 있다.
제2 회전부재(158)는 제1 회전부재(156)와 동일한 형상을 가질 수 있으며, 제1 회전부재(156)와 소정 간격 이격 배치된다.
또한, 제2 회전부재(158)도 제1 회전부재(156)와 같이 동력전달바(154)에 고정 설치되어 동력전달바(154)의 회전에 의해 연동하여 회전된다. 즉, 제2 회전부재(158)는 일단이 동력전달바(154)에 고정 설치되고, 타단은 스프링 유닛(160)에 고정 설치된다. 그리고, 동력전달바(154)의 회전에 의해 제2 회전부재(156)는 회전부재축부(140)를 중심으로 회전된다.
다시 말해, 제2 회전부재(158)도 회전부재축부(140)와 함께 회전 가능하게 설치되어 동력전달바(154)에 의해 회전될 수 있다.
스프링 유닛(160)은 제1,2 회전부재(156,158)에 연결되어 제1,2 회전부재(156,158)의 회전시 압축되는 코일 스프링(164)을 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 스프링 유닛(160)은 상부 지지부재(162), 코일 스프링(164) 및 하부 지지부재(166)를 구비할 수 있다.
상부 지지부재(162)는 제1,2 회전부재(156,158)의 타단에 연결되어 제1,2 회전부재(156,158)의 회전 시 연동하여 회전된다.
한편, 상부 지지부재(162)는 원판 형상을 가져 코일 스프링(164)을 지지하는 상부 지지판(162a)과, 상부 지지판(162a)로부터 상부 측으로 연장 형성되는 연결부(162b) 및 상부 지지판(162a)로부터 하부 측으로 연장 형성되는 중공의 가이드부(162c)를 구비할 수 있다.
한편, 연결부(162b)에는 제1,2 회전부재(156,158)와의 결합을 위한 연결바(163)이 설치될 수 있다. 그리고, 연결바(163)의 양단부는 연결부(162b)로부터 돌출되도록 배치될 수 있다. 한편, 제1 회전부재(156)는 연결바(163)의 일측에 결합되고, 제2 회전부재(158)는 연결바(163)의 타측에 결합된다.
이와 같이, 제1,2 회전부재(156,158)의 회전 시 상부 지지부재(162)가 제1,2 회전부재(156,158)와 연동하여 회전되면서, 코일 스프링(164)를 신축할 수 있는 것이다.
코일 스프링(164)은 일단이 상부 지지부재(162)에 지지되고 타단이 하부 지지부재(166)에 지지될 수 있다. 그리고, 코일 스프링(164)은 제1,2 코일 스프링(164a,164b)로 구성될 수 있으며, 제2 스프링(164b)는 구동력의 크기에 따라 추가적으로 설치되는 구성일 수 있다. 또한, 제1 코일 스프링(164a)의 직경이 제2 코일 스프링(164b)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 제2 코일 스프링(164b)는 제1 코일 스프링(164a)의 내부에 삽입 배치될 수 있다.
이와 같이, 제1,2 코일 스프링(164a,164b)으로 구성되는 코일 스프링(164)을 통해 충분한 구동력을 제공할 수 있으며, 구동력의 크기를 조절할 수 있다.
하부 지지부재(166)는 연결부재(102)가 삽입되는 삽입홈(166d)이 형성되는 하부 지지대(166a)와, 하부 지지대(166a)로부터 연장 형성되되 하부 지지대(166a)보다 작은 직경을 가지는 단차부(166b) 및 상기 단차부(166b)로부터 연장 형성되는 하부 가이드부(166c)를 구비할 수 있다.
그리고, 하부 지지대(166a)의 삽입홈(166d)에는 연결부재(102) 중 제2 연결부재(102b)가 삽입 배치되다. 이에 따라, 하부 지지대(166a)는 제2 연결부재(102b)를 중심으로 소정 각도 회전될 수 있다.
한편, 하부 지지대(166a)는 제1 코일 스프링(164a)을 지지하며, 단차부(166b)는 제2 코일 스프링(164b)를 지지한다.
또한, 하부 가이드부(166c)는 상부 지지부재(162)의 회전시 상기한 중공의 가이드부(162c)에 삽입될 수 있다.
이와 같이, 하부 지지부재(166)의 하부 가이드부(166c)가 상부 지지부재(162)의 가이드부(166c)에 삽입되면서 코일 스프링(164)이 압축되는 것이다.
여기서, 구동력 전달부(150)의 작동에 대하여 간략하게 설명하기로 한다.
먼저, 구동부(220)로부터 동력이 전달되면 구동력 전달축부(130)가 일방향으로 소정 각도 회전된다.
이에 따라, 구동력 전달축부(130)에 설치되는 동력전달부재(152)가 구동력 전달축부(130)와 연동하여 회전된다.
이때, 동력전달부재(152)의 동력전달바 지지홈(152b)에 일단이 삽입되는 동력전달바(154)가 동력전달부재(152)에 의해 회전부재축부(140)를 중심으로 회전된다.
또한, 동력전달부재(152)의 회전에 의해 제1,2 회전부재(156,158)도 회전부재축부(140)를 중심으로 회전된다.
이에 따라, 제1,2 회전부재(156,158)에 연결되는 스프링 유닛(160)의 상부 지지부재(162)가 제1,2 회전부재(156,158)와 연동하여 회전된다.
또한, 상부 지지부재(162)가 회전됨으로써, 상부 지지부재(162)에 의해 코일 스프링(164)이 압축되는 것이다.
한편, 상부 지지부재(162)의 회전시 하부 지지부재(166)는 연결부재(102)를 중심으로 회전된다. 또한, 하부 지지부재(166)의 하부 가이드부(166c)가 상부 지지부재(162)의 가이드부(162c)로 삽입되면서 코일 스프링(164)이 압축된다.
즉, 하부 지지부재(166)가 연결부재(102)를 중심으로 회전되면서 코일 스프링(164)이 압축되는 것이다.
한편, 하부 지지부재(166)가 연결부재(102)를 중심으로 소정 각도 회전되면 코일 스프링(164)의 압축이 완료되고, 이후 코일 스프링(164)의 복원력에 의해 코일 스프링(164)이 신장된다.
이때, 코일 스프링(164)은 소정 각도 경사지게 배치되며, 이후 코일 스프링(164)의 신장에 의해 동력전달바(154)는 초기 회전 방향으로 소정 각도 더 회전된다.
그리고, 동력전달부재(152)는 돌출부(152a)가 가이드홀(114)의 일측으로부터 타측으로 이동될 때까지 회전되고, 이후 동력전달부재(152)의 회전이 정지되면서 코일 스프링(164)의 신축이 완료된다.
링크부(180)는 상기 구동력 전달축부(130)에 연결되어 코일 스프링(164)의 신장 시 구동된다.
한편, 링크부(180)는 도 8 및 도 9에 보다 자세하게 도시된 바와 같이, 제1 링크부재(182), 제2 링크부재(184), 제3 링크부재(186), 제4 링크부재(188), 구동상태 확인축(190) 및 스토퍼부재(192)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동장치의 동력전달부에 구비되는 링크부를 나타내는 구성도이고,
도 9는 도 8에 도시된 링크부를 다른 각도에서 바라본 구성도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 링크부재(182)는 회전부재축부(140)에 회전 가능하게 설치되며, 제2 링크부재(184)에 연결된다. 한편, 제1 링크부재(182)는 회전부재축부(140)에 설치되는 제1-1 링크부재(182a)와, 상기 제1-1 링크부재(182a)로부터 소정 간격 배치되도록 상기 회전부재축부(140)에 설치되는 제1-2 링크부재(182b)를 구비할 수 있다.
한편, 제1-1 링크부재(182a)와 제1-2 링크부재(182b)는 동일한 형상을 가질 수 있다.
또한, 제1-1 링크부재(182a)와 제1-2 링크부재(182b)의 하단부에는 후방 플레이트(120)에 고정 설치되고 충격 흡수 기능를 가지는 규제바(128)가 삽입되는 규제바 삽입홈(182c)이 형성될 수 있다.
나아가 제1-1 링크부재(182a)와 제1-2 링크부재(182b)에는 동력전달부(154)에 의해 일방향으로 회전되도록 제1 접촉부(182e)가 형성될 수 있다.
즉, 코일 스프링(164)의 신장시 동력전달바(154)는 일 방향으로 소정각도 더 회전되는데, 이때 제1 접촉부(182e)가 동력전달바(154)에 접촉되어 제1 링크부재(182)가 회전될 수 있다.
이와 같이, 코일 스프링(164)의 신장시 동력전달바(154)에 의해 제1 링크부재(182)가 비로소 회전 구동될 수 있다.
제2 링크부재(184)는 일단이 제1 링크부재(182)와 제1 연결축(184a)를 통해 연결된다. 또한, 제2 링크부재(184)의 타단은 제3 링크부재(186)와 제4 링크부재(188)에 제2 연결축(185)를 통해 연결된다.
즉, 제1 링크부재(182)의 회전시 제2 링크부재(184)는 제1 연결축(184a)를 축으로 하여 회전되며, 제1 링크부재(182)로부터 전달되는 회전력을 제3 링크부재(186) 및 제4 링크부재(188)로 전달하는 역할을 수행한다.
그리고, 제2 링크부재(184)는 상기한 바와 같이 코일 스프링(164)의 신장에 의해 제1 링크부재(182)가 회전되면, 제1 링크부재(182)와 연동하여 구동된다.
이때, 제2 링크부재(184)는 제1 연결축(184a)를 중심으로 회전되면서 하부 측으로 이동될 수 있다.
제3 링크부재(186)는 일단이 제2 링크부재(184)의 타단과 제2 연결축(185)을 통해 연결되며 타단이 상기 회전축(200)에 연결된다.
그리고, 제3 링크부재(186)는 제2 링크부재(184)의 구동에 의해 제4 링크부재(188)와 함께 회전축(200)을 회전시키는 역할을 수행한다.
한편, 제4 링크부재(188)는 회전축(200)에 고정 설치되어 회전축(200)과 연동하여 회전된다.
또한, 제4 링크부재(188)는 대략 'ㄷ'자 형상을 가질 수 있다. 그리고,, 제4 링크부재(188)의 일단은 상기한 제2 연결축(185)을 통해 제2 링크부재(184)에 연결되고, 타단에는 회전축의 회전 상태를 확인할 수 있는 구동상태 확인축(190)이 연결될 수 있다.
한편, 제4 링크부재(188)에는 스토퍼부재(192)에 결합되는 돌기 삽입홈(188a)이 복수개 구비될 수 있다.
이와 같이, 제4 링크부재(188)는 스토퍼부재(192)에 의해 제2 링크부재(184)에 의해 구동되기 전까지 회전되지 않을 수 있다.
다시 말해, 회전축(200)은 제2 링크부재(184)에 의해 구동되기 전까지 스토퍼부재(192)에 의해 회전되지 않을 수 있다.
한편, 제4 링크 부재(188)의 일측에는 후술할 멈춤 랫치(210)가 걸림되는 멈춤랫치 걸림부(188b)가 구비될 수 있다.
멈춤 랫치 걸림부(188b)에는 멈춤 랫치(210)가 걸림되어 제4 링크부재(188)의 회전을 방지할 수 있으며, 멈춤 랫치(210)가 동력전달바(154)에 의해 회전되어 멈춤 랫치 걸림부(188b)로부터 분리되는 경우 비로소 제4 링크부재(188)는 회전 가능하다.
구동상태 확인축(190)은 상기한 바와 같이 제4 링크부재(188)에 설치되어 제4 링크부재(188)의 회전 시 제4 링크부재(188)와 연동하여 회전될 수 있다. 또한, 구동상태 확인축(190)은 전방 플레이트(110)를 관통하여 전방 플레이트(110)로부터 돌출 배치될 수 있다.
이에 따라, 제4 링크부재(188)가 회전되는 경우 구동상태 확인축(190)이 회전되므로, 전방 플레이트(110)에 전방에서도 회전축(200)의 회전 상태를 인지할 수 있는 것이다.
스토퍼부재(192)는 후방 플레이트(120) 내부면에 인접 배치되도록 설치바(104)에 설치되어 제4 링크부재(188)의 회전을 규제한다. 이를 위해 스토퍼부재(192)에는 제4 링크부재(188)의 돌기 삽입홈(188a)에 삽입되는 돌기(192a)가 구비될 수 있다.
즉, 스토퍼부재(192)는 제2 링크부재(184)에 의해 제4 링크부재(188)가 회전되기 전까지 제4 링크부재(188)가 회전되는 것을 방지하여 정밀하게 회전을 제어할 수 있다.
회전축(200)은 링크부(180)에 연결되어 링크부(180)의 구동에 의해 회전될 수 있다. 또한, 회전축(200)은 후방 플레이트(120)를 관통하도록 배치된다. 즉, 회전축(200)의 일측은 링크부(180)와의 연결을 위해 전,후방 플레이트(110,120)의 사이 공간에 배치되며, 타측을 후방 플레이트(120)로부터 돌출 배치된다.
한편, 회전축(200)에는 스위치(미도시)가 연결되어 회전축(200)의 회전에 의해 스위치가 단로, 통전 상태로 구동될 수 있다.
멈춤 랫치(210)는 회전부재 축부(140)에 회전가능하게 결합되어 링크부(180)의 역회전을 방지한다.
즉, 멈춤 랫치(210)는 회전부재 축부(140)에 회전가능하게 결합되어 링크부(180)에 걸림됨으로써 링크부(180)의 역회전을 방지할 수 있으며, 링크부(180) - 보다 상세하게는 제4 링크부재(188) -에는 멈춤 랫치가(210)가 걸림되는 멈춤 랫치 걸림부(188b)가 구비될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 멈춤 랫치(210)의 일단부는 회전부재 축부(140)에 회전가능하게 결합되며, 타단부는 링크부(180) - 보다 상세하게는 멈춤 랫치 걸림부(188b)에 걸림될 수 있다.
또한, 멈춤 랫치(210)는 동력 전달바(154)의 회전 시 동력 전달바(154)의 타단부에 접촉될 수 있도록 동력전달바 접촉홈(212)이 구비될 수 있다. 즉, 동력 전달바(154)의 회전 시 멈춤랫치(210)의 동력전달바 접촉홈(212)이 동력전달바(154)의 타단부에 접촉되어 멈춤 랫치(210)는 회전부재 축부(140)를 중심으로 회전된다.
이에 따라, 멈춤 랫치(210)의 타단부가 멈춤 랫치 걸림부(188b)로부터 분리되게되며 제4 링크부재(188)가 회전될 수 있다.
결과적으로 각각의 링크부재는 서로 연결되어 있기 때문에, 멈춤 랫치(210)가 멈춤 랫치 걸림부(188b)로부터 분리된 후에야 링크부(180)는 구동될 수 있다.
구동부(220)는 전방 플레이트(110)의 전면에 배치되며, 구동력을 전달하는 구동력 전달축부(130)에 연결될 수 있다. 즉, 구동부(220)는 구동모터(미도시)에 연결되어 구동력 전달축부(130)로 구동력을 전달하는 적어도 하나의 기어(미도시)를 구비할 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 구동부(220)를 구비하여 구동력 전달축부(130)가 회전되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 구동력 전달축부(130)는 작업자에 의해 수동으로 회전될 수도 있다.
상기한 바와 같이, 구동력 전달부(150)와 링크부(180)가 분리되는 구조를 채용함으로써 보다 정밀하게 회전축(200)의 회전을 제어할 수 있다.
또한, 링크부(180)를 통해 회전축(200)의 회전각을 결정함으로써, 회전축(200)의 회전 각도가 보다 더 정밀하게 제어될 수 있는 것이다.
일예로서, 제1 링크부재(182)에 구비되는 규제바 삽입홈(182c)을 통해 제1 링크부재(182)의 회전 각도를 규제할 수 있으므로, 정확한 회전 각도를 구현할 수 있다.
나아가, 제1,2 코일 스프링(164a,164b)로 구성되는 코일 스프링(164)을 통해 회전축(200)의 회전에 필요한 구동력에 따라 구동력을 용이하게 조정할 수 있다.
즉, 제1,2 코일 스프링(164a,164b)의 크기 및 수량을 조정하여 필요한 구동력에 맞추어 코일 스프링(164)의 구동력을 조절할 수 있는 것이다.
또한, 스토퍼부재(192)를 통해 제2 링크부재(184)에 의해 제4 링크부재(188)가 회전될 때까지 제4 링크부재(188)의 회전을 방지할 수 있으므로, 보다 정밀한 회전축(200)의 회전을 구현할 수 있다.
또한, 멈춤 랫치(210)를 통해 회전축(200)의 역회전을 방지할 수 있다. 다시 말해, 전자반발력에 의해 회전축(200)이 역회전되는 것을 멈춤 랫치(210)를 통해 방지할 수 있는 것이다.
이하에서는 상기한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 구동 장치에 대한 작동을 설명하기로 한다.
먼저, 구동부(220)로부터 동력이 전달되면 구동력 전달축부(130)가 일방향으로 소정 각도 회전된다.
이에 따라, 구동력 전달축부(130)에 설치되는 동력전달부재(152)가 구동력 전달축부(130)와 연동하여 회전된다.
이때, 동력전달부재(152)의 동력전달바 지지홈(152b)에 일단이 삽입되는 동력전달바(154)가 동력전달부재(152)에 의해 회전부재축부(140)를 중심으로 회전된다.
또한, 동력전달부재(152)의 회전에 의해 제1,2 회전부재(156,158)도 회전부재축부(140)를 중심으로 일 방향으로 회전된다. 이때, 제1,2 회전부재(156,158)의 회전은 동력전달바(154)에 의해 이루어진다.
그리고, 제1,2 회전부재(156,158)의 회전에 의해 제1,2 회전부재(156,158)에 연결되는 스프링 유닛(160)의 상부 지지부재(162)가 제1,2 회전부재(156,158)와 연동하여 회전된다.
또한, 상부 지지부재(162)가 회전됨으로써, 상부 지지부재(162)에 의해 코일 스프링(164)이 압축되는 것이다.
한편, 상부 지지부재(162)의 회전시 하부 지지부재(166)는 연결부재(102)를 중심으로 회전된다. 또한, 하부 지지부재(166)의 하부 가이드부(166c)가 상부 지지부재(162)의 가이드부(162c)로 삽입되면서 코일 스프링(164)이 압축된다.
즉, 하부 지지부재(166)가 연결부재(102)를 중심으로 회전되면서 코일 스프링(164)이 압축되는 것이다.
한편, 하부 지지부재(166)가 연결부재(102)를 중심으로 소정 각도 회전되면 코일 스프링(164)의 압축이 완료되고, 이후 코일 스프링(164)의 복원력에 의해 코일 스프링(164)이 신장된다.
이때, 코일 스프링(164)은 지면에 대하여 소정 각도 경사지게 배치되며, 이후 코일 스프링(164)의 신장에 의해 동력전달바(154)는 초기 회전 방향(즉, 일 방향)으로 소정 각도 더 회전된다.
이에 따라, 동력전달바(154)는 링크부(180)를 구동시킬 수 있는 것이다.
이에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 코일 스프링(164)의 압축이 완료된 후 코일 스프링(164)이 신장되면 상기한 바와 같이 동력전달바(154)는 일 방향으로 소정 각도 더 회전된다.
이에 따라, 동력전달바(154)는 제1 링크부재(182)의 제1 접촉부(182e)를 밀면서 제1 링크부재(182)를 회전부재축부(140)를 중심으로 회전시킨다. 이때, 제1 링크부재(182)는 규제바(128)가 규제바 삽입홈(182c)의 일측에서 타측으로 이동될 때까지 회전된다.
즉, 제1 링크부재(182)는 규제바(128)에 의해 회전 각도가 규제될 수 있다.
그리고, 제1 링크부재(182)와 연동하여 제2 링크부재(184)가 구동되며, 제2 링크부재(184)의 구동에 의해 제3,4 링크부재(186,188)가 회전된다.
결국, 제3,4 링크부재(186,188)에 고정 설치되는 회전축(200)이 일방향으로 회전될 수 있는 것이다.
한편, 회전축(200)은 제4 링크부재(188)가 스토퍼부재(192)로부터 이격될 때까지 회전되지 않을 수 있다. 즉, 제2 링크부재(184)에 의해 제4 링크부재(188)가 회전될 때까지 회전축(200)은 회전되지 않을 수 있다.
그리고, 동력전달부재(152)는 돌출부(152a)가 가이드홀(114)의 일측으로부터 타측으로 이동될 때까지 회전되고, 이후 동력전달부재(152)의 회전이 정지되면서 코일 스프링(164)의 신축이 완료된다.
한편, 타방향으로의 회전 구동에 의해 살펴보면 구동부(220)에 의해 동력이 전달되면 구동력 전달축부(130)가 타방향으로 소정 각도 회전된다.
이에 따라, 구동력 전달축부(130)에 설치되는 동력전달부재(152)가 구동력 전달축부(130)와 연동하여 타 방향으로 회전된다.
이때, 동력전달부재(152)의 동력전달바 지지홈(152b)에 일단이 삽입되는 동력전달바(154)가 동력전달부재(152)에 의해 회전부재축부(140)를 중심으로 회전된다.
그리고, 동력전달바(154)의 회전에 의해 제1,2 회전부재(156,158)도 회전부재축부(140)를 중심으로 타 방향으로 회전된다.
그리고, 제1,2 회전부재(156,158)의 회전에 의해 스프링 유닛(160)의 상부 지지부재(162)가 제1 회전부재(156,158)와 연동하여 회전된다.
또한, 상부 지지부재(162)가 회전됨으로써, 상부 지지부재(162)에 의해 코일 스프링(164)이 압축되는 것이다. 이때, 스프링 유닛(160)은 지면에 대하여 소정 각도 기울어진 상태에 있으며, 상부 지지부재(162)의 회전시 하부 지지부재(166)는 연결부재(102)를 중심으로 회전된다.
그리고, 하부 지지부재(166)의 하부 가이드부(166c)는 상부 지지부재(162)의 가이드부(162c)로 삽입되면서 코일 스프링(164)이 압축된다.
즉, 하부 지지부재(166)가 연결부재(102)를 중심으로 타 방향으로 회전되면서 코일 스프링(164)이 압축되는 것이다.
이후, 하부 지지부재(166)가 연결부재(102)를 중심으로 소정 각도 타 방향으로 회전되면 코일 스프링(164)의 압축이 완료되고, 이후 코일 스프링(164)의 복원력에 의해 코일 스프링(164)이 신장된다.
이때, 코일 스프링(164)은 지면에 대하여 평행하게 배치되며, 이후 코일 스프링(164)의 신장에 의해 동력전달바(154)는 초기 회전 방향(즉, 타 방향)으로 소정 각도 더 회전된다.
이에 따라, 동력전달바(154)는 링크부(180)를 구동시킬 수 있는 것이다.
이에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 코일 스프링(164)의 압축이 완료된 후 코일 스프링(164)이 신장되면 상기한 바와 같이 동력전달바(154)는 타 방향으로 소정 각도 더 회전된다.
이에 따라, 동력전달바(154)는 제1 링크부재(182)의 제2 접촉부(182f)를 밀면서 제1 링크부재(182)를 회전부재축부(140)를 중심으로 타 방향으로 회전시킨다. 이때, 제1 링크부재(182)는 규제바(128)가 규제바 삽입홈(182c)의 타측에서 일측으로 이동될 때까지 회전된다.
즉, 제1 링크부재(182)는 규제바(128)에 의해 회전 각도가 규제될 수 있다.
그리고, 제1 링크부재(182)와 연동하여 제2 링크부재(184)가 구동되며, 제2 링크부재(184)의 구동에 의해 제3,4 링크부재(186,188)가 회전된다.
결국, 제3,4 링크부재(186,188)에 고정 설치되는 회전축(200)이 타 방향으로 회전될 수 있는 것이다.
한편, 회전축(200)은 제4 링크부재(188)가 스토퍼부재(192)로부터 이격될 때까지 회전되지 않을 수 있다. 즉, 제2 링크부재(184)에 의해 제4 링크부재(188)가 회전될 때까지 회전축(200)은 회전되지 않을 수 있다.
그리고, 동력전달부재(152)는 돌출부(152a)가 가이드홀(144)의 타측으로부터 일측으로 이동될 때가지 회전되고, 이후 동력전달부재(152)의 회전이 정지되면서 코일 스프링(164)의 신장이 완료된다.
한편, 동력전달바(154)의 타방향으로의 회전에 의해 멈춤 랫치(210)가 원래 위치로 복귀되며, 멈춤 랫치 걸림부(188b)에 걸림될 수 있다.
이에 따라 회전축(200)이 전자반발력에 의해 역회전 되는 것을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이, 구동력 전달부(150)와 링크부(180)가 분리되는 구조를 채용함으로써 보다 정밀하게 회전축(200)의 회전을 제어할 수 있다.
또한, 링크부(180)를 통해 회전축(200)의 회전각을 결정함으로써, 회전축(200)의 회전 각도가 보다 더 정밀하게 제어될 수 있는 것이다.
일예로서, 제1 링크부재(182)에 구비되는 규제바 삽입홈(182c)을 통해 제1 링크부재(182)의 회전 각도를 규제할 수 있으므로, 정확한 회전 각도를 구현할 수 있다.
나아가, 제1,2 코일 스프링(164a,164b)로 구성되는 코일 스프링(164)을 통해 회전축(200)의 회전에 필요한 구동력에 따라 구동력을 용이하게 조정할 수 있다.
즉, 제1,2 코일 스프링(164a,164b)의 크기 및 수량을 조정하여 필요한 구동력에 맞추어 코일 스프링(164)의 구동력을 조절할 수 있는 것이다.
또한, 스토퍼부재(192)를 통해 제2 링크부재(184)에 의해 제4 링크부재(188)가 회전될 때까지 제4 링크부재(188)의 회전을 방지할 수 있으므로, 보다 정밀한 회전축(200)의 회전을 구현할 수 있다.
또한, 멈춤 랫치(210)를 통해 회전축(200)의 역회전을 방지할 수 있다. 다시 말해, 전자반발력에 의해 회전축(200)이 역회전되는 것을 멈춤 랫치(210)를 통해 방지할 수 있는 것이다.
100 : 스위치 구동 장치 110 : 전방 플레이트
120 : 후방 플레이트 130 : 구동력 전달축부
140 : 회전부재축부 150 : 구동력 전달부
152 : 동력전달부재 154 : 동력전달바
156 : 제1 회전부재 158 : 제2 회전부재
160 : 스프링 유닛 162 : 상부 지지부재
164 : 코일 스프링 166 ; 하부 지지부재
180 : 링크부 182 : 제1 링크부재
184 : 제2 링크부재 186 : 제3 링크부재
188 : 제4 링크부재 190 : 구동상태 확인축
192 : 스토퍼부재 200 : 회전축
210 : 멈춤 랫치 220 : 구동부

Claims (11)

  1. 이격 배치되는 전방 및 후방 플레이트;
    상기 전방 플레이트의 외측으로 돌출 배치되며 구동력을 전달하는 구동력 전달축부;
    상기 구동력전달축부가 내부를 통과하는 회전부재 축부;
    상기 회전부재 축부에 회전가능하게 설치되며, 코일 스프링을 구비하는 구동력 전달부;
    상기 구동력 전달축부에 연결되어 상기 코일 스프링의 신축에 의해 구동되는 링크부;
    상기 회전부재 축부에 회전가능하게 결합되어 상기 링크부의 역회전을 방지하는 멈춤 랫치; 및
    상기 링크부에 연결되어 상기 링크부의 구동에 의해 회전되는 회전축;을 포함하는 스위치 구동장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 멈춤 랫치는 일단부가 상기 회전부재 축부에 회전가능하게 결합되며, 타단부가 상기 링크부에 걸림되는 스위치 구동장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 링크부는,
    상기 회전부재 축부를 중심으로 회전가능하게 설치되는 제1 링크부재;
    일단이 상기 제1 링크부재와 제1 연결축을 통해 연결되는 제2 링크부재;
    일단이 상기 제2 링크부재의 타단과 제2 연결축을 통해 연결되며 타단이 상기 회전축에 연결되는 제3 링크부재; 및
    상기 회전축에 고정설치되어 상기 회전축과 연동하여 회전하는 제4 링크부재를 포함하고,
    상기 멈춤 랫치는 상기 제4 링크부재에 걸림되는 스위치 구동장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제4 링크부재에는 상기 멈춤 랫치의 타단부가 걸림되는 멈춤랫치 걸림부가 구비된 스위치 구동장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 멈춤 랫치는 상기 구동력 전달부와 접촉하는 동력전달바 접촉부를 구비하는 스위치 구동장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 구동력 전달부는,
    상기 구동력 전달 축부와 연동하여 회전되는 동력전달부재;
    상기 동력전달부재에 일측이 지지되어 상기 동력전달부재의 회전 시 상기 회전부재축부를 중심으로 회전되는 동력전달바;
    상기 동력전달바에 고정설치되어 상기 동력전달바의 회전에 의해 연동하여 회전되는 제1, 2 회전 부재; 및
    상기 제1, 2 회전부재에에 연결되어 상기 제1, 2회전부재의 회전 시 신축되는 상기 코일 스프링을 구비하는 스프링 유닛;을 포함하는 스위치 구동장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 스프링 유닛은
    상기 제1, 2 회전부재의 끝단에 연결되는 상부 지지부재;
    상기 상부 지지부재에 일단이 지지되는 상기 코일 스프링; 및
    상기 전방 및 후방 플레이트를 연결하는 연결부재 중 어느 하나에 지지되며, 상기 코일 스프링의 타단을 지지하는 하부 지지부재;를 포함하는 스위치 구동장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 상부 지지부재는 원판 형상을 가져 상기 코일 스프링을 지지하는 상부 지지판과, 상기 상부 지지판으로부터 상부측으로 연장형성되는 연결부 및 상기 상부 지지판으로부터 하부측으로 연장 형성되는 중공의 가이드부를 구비하는 스위치 구동장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 하부 지지부재는 연결부재가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 하부 지지대와. 상기 하부 지지대로부터 연장형성되고, 상기 하부 지지대보다 작은 직경을 가지는 단차부 및 상기 단차부로부터 연장 형성되는 하부 가이드부를 구비하는 스위치 구동장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 하부 지지부재는 상기 코일 스프링의 압축 시 상기 상부 지지부재에 인입되는 스위치 구동장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 코일 스프링은 직경이 서로 다른 제1, 2 코일 스프링으로 구성되는 스위치 구동장치.
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