KR20170002432U - 진공차단기용 수동 차징 장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 진공차단기용 수동 차징 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수동 차지 핸들을 이용하여 개폐기구부의 스프링에 대한 차징 작업시 작업자를 보호할 수 있도록 안전장치가 구비된 진공차단기용 수동 차징 장치에 관한 것이다.
본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치는 진공차단기 본체에 설치된 투입스프링 장전용 모터; 상기 모터에 의해 동력을 받아 회전하는 차징축; 상기 차징축의 일단에 끼워져 상기 차징축을 수동으로 회전시킬 수 있는 수동 차지 핸들;을 포함하고, 상기 수동 차지 핸들은, 상기 차징축의 일단에 끼워지고, 일방향으로만 회전을 하도록 회전 방향을 제한하는 회전방향 제한 수단이 구비되는 삽입부; 상기 삽입부로부터 수직 절곡되어 회전 토크를 증가시키도록 연장 형성되는 연장부; 상기 연장부로부터 수직 절곡되어 수동 조작력을 가할 수 있도록 형성되는 손잡이부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진공차단기용 수동 차징 장치{Manual Charging Apparatus for Vacuum Interrupter}
본 고안은 진공차단기용 수동 차징 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수동 차지 핸들을 이용하여 개폐기구부의 스프링에 대한 차징 작업시 작업자를 보호할 수 있도록 안전장치가 구비된 진공차단기용 수동 차징 장치에 관한 것이다.
일반적으로 진공차단기는 특고압/고압 배전 선로의 과전류, 단락 및 지락사고 등 이상전류 발생시 외부의 별도 계전기에 의해 차단기 내부의 진공 인터럽터(Vacuum Interrupter : VI)에서 진공 소호방식으로 회로를 차단하여 인명 및 부하기기를 보호하는 제품이다. 이러한 진공차단기는 발전소 및 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 여러 전기기기를 넣어 관리하는 배전반에 설치되며, 배전반에 고정된 크래들 내부에 차단기 본체가 수납되어 설치되는 것이 일반적이다.
진공차단기는, 투입 및 트립 동작을 하기 위해 스프링을 이용한다. 이때 사용되는 스프링을 장전(차징, cjarging)하기 위하여 모터 장치를 이용하게 되는데, 전기적으로 모터를 회전시킬 수도 있고, 제어전원 이용 불가 시 수동으로도 모터를 회전시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 진공차단기의 개폐장치를 도시한 것으로, 개폐장치는 모터(1)가 구동되면 모터(1)의 회전력이 체인(2)에 의해 차징축(3)에 전달되어 차징축(3)이 도면상 시계방향으로 회전하게 되고, 차징축(3)과 연결되어 있는 차징폴(4)이 주축(5)에 고정되어 있는 차징기어(6)의 기어치를 하나씩 밀면서 차징기어(6)를 회전시키게 된다.
상기 차징기어(6)가 회전되면 주축(5)에 고정된 차징캠(7)이 도면상 시계방향으로 회전되고, 차징캠(7)의 회전에 따라 차징레버(9)가 레버축(9a)을 중심으로 회전되면서 투입 스프링(10)을 인장시키게 되며, 상기 차징폴(4)은 차징기어(6)의 역회전을 방지하게 된다.
상기와 같이 주축(5)이 일정각도 회전되면 투입 스프링(10)이 최대 인장상태로 인장되어 에너지가 축적되어 투입 대기상태로 되며, 이때 리미트스위치 동작편(11)이 회동되면서 리미트스위치를 동작시켜 모터(1)의 전원은 차단된다.
차단기의 투입신호에 의해 투입래치(12)가 해제되면 투입롤러가 투입스프링(10)의 순간적인 탄성에너지로 차징레버(9)를 밀어 차징레버(9)는 레버축(9a)을 중심으로 회전되고, 차징레버(9)에 연결된 링크기구(미도시)가 연동되어 투입레버가 개폐축(13)을 중심으로 투입위치까지 회전이동되어 투입동작이 완료되며, 동시에 트립스프링(14)이 차징되어 개로 대기상태가 된다.
도 3에 종래기술에 따른 수동 차지 핸들(H)이 도시되어 있다. 일반적으로 상기 모터(1)는 제어전원에 의해 회전하여 투입 스프링(10)을 인장시키게 되지만, 별도로 수동으로 모터(1)를 회전시킬 수도 있는데 이러한 용도로 사용하는 것이 수동 차지 핸들(H)이다.
수동 차지 핸들(H)을 차징축(3)에 끼우고 돌리면 투입 스프링(10)이 차지된다. 이때, 차징축(3)의 홈에 수동 차지 핸들(H)의 돌기부를 끼워 동력을 전달하게 된다.
그런데, 이러한 수동 차지 작업 중에 제어전원이 들어오거나 실수로 전원을 넣게 되면 모터(1)의 회전에 의해 차징축(3)이 고속으로 회전하면서 수동 차지 핸들(H)을 통해 작업자에게 전달되어 작업자가 부상을 입을 수 있다는 문제점이 있다.
본 고안과 관련된 선행기술로 대한민국등록특허 제10-0319405호 '진공인터럽터용 조작메커니즘의 스프링 장전장치' 및 대한민국등록특허 제10-0479672호 '진공차단기의 차징 장치'를 참조할 수 있다.
본 고안은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 수동 차지 핸들을 이용하여 개폐기구부의 스프링에 대한 차징 작업시 작업자를 보호할 수 있도록 안전장치가 구비된 진공차단기용 수동 차징 장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치는 진공차단기 본체에 설치된 투입스프링 장전용 모터; 상기 모터에 의해 동력을 받아 회전하는 차징축; 상기 차징축의 일단에 끼워져 상기 차징축을 수동으로 회전시킬 수 있는 수동 차지 핸들;을 포함하고, 상기 수동 차지 핸들은, 상기 차징축의 일단에 끼워지고, 일방향으로만 회전을 하도록 회전 방향을 제한하는 회전방향 제한 수단이 구비되는 삽입부; 상기 삽입부로부터 수직 절곡되어 회전 토크를 증가시키도록 연장 형성되는 연장부; 상기 연장부로부터 수직 절곡되어 수동 조작력을 가할 수 있도록 형성되는 손잡이부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 회전방향 제한 수단은, 원통형으로 형성되고, 내주면에 쐐기형 홈이 복수 개 형성되는 외륜; 상기 외륜의 내측에 이격되어 설치되고 복수 개의 관통홀이 형성되는 내륜; 상기 외륜과 내륜 사이에 복수 개 구비되는 롤러부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 쐐기형 홈은 비대칭의 'U'자형 홈으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외륜의 외경은 상기 삽입부의 내경과 동일하거나 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전방향 제한 수단은 원웨이 클러치 베어링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차징축은 기어부와 축부로 구성되고 축부는 일자형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 모터와 차징축 사이에는 동력전달수단이 마련되고, 상기 동력전달수단은 상기 모터에 연결되는 모터기어와 상기 모터기어와 차징축을 연결하는 체인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치에 의하면 수동 차지 핸들을 이용하여 투입 스프링에 대한 차징 작업을 수행하는 과정 중에 전기적으로 외부(배전반)로부터 제어전원이 공급되더라도 회전방향 제한 수단에 의해 공회전이 일어나 수동 차지 핸들에는 영향이 없으므로 발생할 수 있는 사고로부터 작업자를 보호하게 된다.
도 1은 종래기술에 따른 진공차단기의 개폐장치부의 사시도이다.
도 2는 도 1의 후면사시도이다.
도 3은 종래기술에 따른 수동 차지 핸들의 사시도이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치의 사시도이다.
도 5는 도 4의 결합사시도이다.
도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차지 핸들의 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치에 적용되는 회전 방향 제한 수단의 사시도, 평면도, 종단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치의 작용도로서, 도 8은 수동 차지 핸들이 선제적으로 회전하는 경우를 나타내고, 도 9는 차징축이 선제적으로 회전하는 경우를 나타낸다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 고안의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 결합사시도이다. 도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치의 사시도이다. 도 7a 내지 도 7c는 각각 본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치에 적용되는 회전 방향 제한 수단의 사시도, 평면도, 종단면도이다. 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치는 진공차단기 본체(미도시)에 설치되어 투입스프링(미도시)의 차지를 위한 동력을 제공하는 모터(20); 상기 모터(20)에 의해 동력을 받아 회전하는 차징축(25); 상기 차징축(25)의 일단에 끼워져 상기 차징축(25)을 수동으로 회전시킬 수 있는 수동 차지 핸들(30);을 포함하고, 상기 수동 차지 핸들(30)은, 상기 차징축(25)의 일단에 끼워지고, 일방향으로만 회전을 하도록 회전 방향을 제한하는 회전방향 제한 수단(40)이 구비된 삽입부(31); 상기 삽입부(31)로부터 수직 절곡되어 회전 토크를 증가시키도록 연장 형성되는 연장부(34); 상기 연장부(34)로부터 수직 절곡되어 수동 조작력을 가할 수 있도록 형성되는 손잡이부(37);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
진공차단기 본체(미도시)는 종래기술과 동일하게 적용될 수 있으므로 도시를 생략하였다. 진공차단기 본체에는 투입스프링을 차지하기 위하여 모터(20)가 구비된다. 모터(20)에는 제어전원이 연결되어 회전할 수 있다.
모터(20)의 회전력은 차징축(25)에 전달되어 차징축(25)을 회전시키게 된다. 차징축(25)은 기어부(26)와 축부(27)로 구성될 수 있다.
모터(20)와 차징축(25) 사이에는 동력전달수단이 구비될 수 있다. 이러한 동력전달수단의 예로 모터기어(21)와 체인(22)이 구성될 수 있다.
모터기어(21)는 모터(20)에 축연결되어 있어서 모터(20)와 동일한 회전비로 회전하게 된다.
체인(22)은 모터(20)의 회전력을 차징축(25)에 전달하기 위하여 마련된다. 체인(22)은 모터기어(21)와 기어부(26)를 연결한다. 이때, 모터기어(21)와 기어부(26)의 크기에 따라 회전비가 조절될 수 있다.
모터(20)에 제어전원이 입력되는 경우 모터(20)의 회전력은 모터기어(21) 및 체인(22)을 거쳐 기어부(26)를 회전시킴으로써 차징축(25)의 축부(27)가 회전하게 된다.
축부(27)는 일자형 축으로 형성될 수 있다. 즉, 별다른 결합수단 없이 매끄러운 외주면으로 형성될 수 있다.
이러한 모터(20)와 모터기어(21), 체인(22) 및 차징축(25)을 보호하기 위하여 케이스(29)가 마련될 수 있다. 케이스(29)는 금속재 또는 합성수지재로 형성되어 모터(20)와 모터기어(21), 체인(22) 및 차징축(25)을 감싸도록 형성될 수 있다.
수동 차지 핸들(30)은 상기 차징축(25)을 수동으로 회전시키기 위하여 마련된다. 수동 차지 핸들(30)은 크게 삽입부(31)와 연장부(34) 및 손잡이부(37)로 구성될 수 있다.
삽입부(31)는 원통형으로 형성되어 상기 차징축(25)의 일단에 끼워질 수 있다. 삽입부(31)에는 일방향으로만 회전을 하도록 회전 방향을 제한하는 회전방향 제한 수단(40)이 구비될 수 있다.
연장부(34)는 'ㄱ'자형으로 형성되는 로드로 구성될 수 있다. 연장부(34)는 상기 삽입부(31)로부터 연장되고 수직 절곡되어 회전 토크를 증가시키도록 마련된다.
손잡이부(37)는 상기 연장부(34)로부터 수직 절곡되어 수동 조작력을 가할 수 있도록 형성된다. 손잡이부(37)에는 손으로 쥐기 용이하도록 외주면 상에 요철부가 형성될 수 있다.
삽입부(31)를 차징축(25)의 축부(27)에 끼운 상태에서 손잡이부(37)를 잡고 회전을 시키면 연장부(34)에 의해 토크가 증대되면서 축부(27)를 회전시키게 된다
수동 차지 핸들(30)과 차징축(25) 사이의 동력 전달이 일방향으로만 이루어지도록 삽입부(31) 내에 회전방향 제한 수단(40)이 마련된다.
상기 회전방향 제한 수단(40)은, 수동 차지 핸들(30)을 회전시키는 경우 차징축(25)으로 회전력을 전달하고, 차징축(25)이 회전하는 경우 수동 차지 핸들(30)로 회전력을 전달하지 못하도록 하는 역할을 한다.
회전방향 제한 수단(40)은 외륜(41)과 내륜(44) 및 상기 외륜(41)과 내륜(44) 사이에 복수 개로 구비되는 롤러부재(47)로 구성될 수 있다.
외륜(41)은 내주면에 비대칭의 'U'자형 홈(42)을 갖는 링으로 형성된다. 외륜(41)의 외경은 삽입부(31)의 내경과 일치하거나 억지끼움이 될 수 있을 정도로 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 외륜(41)은 삽입부(31)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있다.
외륜(41)의 내주면에는 쐐기형 홈(42)이 복수 개 마련될 수 있다. 상기 쐐기형 홈(42)은 일측은 좁고 타측은 넓게 형성된다. 상기 쐐기형 홈(42)은 비대칭의 'U'자형 홈으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 롤러부재(47)가 일측의 좁은 부분에서는 끼어서 회전이 일어나지 않고, 타측의 넓은 부분에서는 자유롭게 회전이 일어날 수 있다.
내륜(44)은 외륜(41)의 내부에 외륜(41)보다 작은 직경으로 형성되고 복수 개의 관통홀(45)을 갖는다. 내륜(44)을 롤러부재(47)를 고정 지지하는 역할을 한다.
롤러부재(47)는 외륜(41)과 내륜(44) 사이에 구비된다. 보다 상세하게는, 롤러부재(47)는 외륜(41)의 쐐기형 홈(42)과 내륜(44) 사이에 구비된다. 롤러부재(47)는 내륜(44)의 관통홀(45)을 통해 일부 노출될 수 있다.
외륜(41)이 시계 방향으로 회전하여 롤러부재(47)가 쐐기형 홈(42)의 좁은 부분에 자리하는 경우에는 롤러부재(47)가 외륜(41)과 내부의 축(예를 들면, 축부(27)) 사이에 끼어 마찰이 발생하므로 외륜(41)의 회전이 내륜(44) 내부의 축에 그대로 전달된다. 즉, 외륜(41)이 시계 방향으로 회전하는 경우에는 외륜(41)의 회전이 그대로 내륜(44) 내부의 축에 전달된다. 다시 말하면, 수동 차지 핸들(30)을 시계 방향으로 회전시키면 회전방향 제한 수단(40)을 거쳐 차징축(25)은 회전하게 된다.
만일, 내륜(44) 내부의 축(예를 들면, 축부(27)이 시계 방향으로 회전하여 롤러부재(47)가 쐐기형 홈(42)의 넓은 부분에 자리하는 경우에는 롤러부재(47)가 외륜(41)과 내륜(44) 사이에서 자유롭게 회전하므로 내륜(44) 내부의 축의 회전은 외륜(41)에 전달되지 않는다. 즉, 내륜(44) 내부의 축이 시계 방향으로 회전하는 경우에는 롤러부재(47)는 공회전하게 되어 내륜(44) 내부의 축의 회전이 외륜(41)으로 전달되지 못한다. 다시 말하면, 수동 차지 핸들(30)을 이용한 작업 중에 모터(20)가 회전하여 차징축(25)이 회전하더라도 이 회전은 롤러부재(47)를 회전시킬 뿐, 외륜(41)에는 전달되지 않으므로 수동 차지 핸들(30)은 그대로 있게 된다.
이와 같은 회전방향 제한 수단(40)은 기성제품으로 원웨이 클러치 베어링을 적용하여 사용할 수 있다.
도 8 내지 도 9를 참조하여, 본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 자치 장치의 작용을 설명하기로 한다. 도 8 및 도 9는 수동 차지 핸들(30)이 차징축(25)의 축부(27)에 끼워진 상태에서 삽입부(31)의 횡단면도를 나타낸 것으로, 도 8은 수동 차지 핸들(30)이 선제적으로 회전하는 경우를 나타내고, 도 9는 차징축(25)이 선제적으로 회전하는 경우를 나타낸다.
먼저, 도 8을 참조하자. 수동 차지 핸들(30)을 시계 방향으로 회전시키면 회전방향 제한 수단(40)을 거쳐 차징축(25)은 회전하게 된다. 상세히 살펴보면, 수동 차지 핸들(30)과 억지끼움된 외륜(41)이 시계 방향으로 회전하여 롤러부재(47)가 쐐기형 홈(42)의 좁은 부분에 자리하는 경우에는 롤러부재(47)가 외륜(41)과 축부(27) 사이에 끼어 마찰이 발생하므로 외륜(41)의 회전이 축부(27)에 그대로 전달된다. 즉, 수동 차지 핸들(30)이 시계 방향으로 회전하는 경우에는 수동 차지 핸들(30)의 회전이 그대로 축부(27)에 전달된다.
다음으로, 도 9를 참조하자. 수동 차지 핸들(30)을 이용한 작업 중에 모터(20)가 회전하여 차징축(25)이 회전하더라고 이 회전은 롤러부재(47)를 회전시킬 뿐, 외륜(41)에는 전달되지 않으므로 수동 차지 핸들(30)은 그대로 있게 된다. 상세히 살펴보면, 축부(27)가 시계 방향으로 회전하여 롤러부재(47)가 쐐기형 홈(42)의 넓은 부분에 자리하는 경우에는 롤러부재(47)가 외륜(41)과 내륜(44) 사이에서 자유롭게 회전하므로 축부(27)의 회전은 외륜(41)에 전달되지 않는다. 즉, 차징축(25)이 시계 방향으로 회전하는 경우에는 롤러부재(47)는 공회전하게 되어 차징축(25)의 회전이 수동 차지 핸들(30)로 전달되지 못한다.
본 고안의 일 실시예에 따른 진공차단기용 수동 차징 장치에 의하면 수동 차지 핸들을 이용하여 투입 스프링에 대한 차징 작업을 수행하는 과정 중에 전기적으로 외부(배전반)로부터 제어전원이 공급되더라도 회전방향 제한 수단에 의해 공회전이 일어나 수동 차지 핸들에는 영향이 없으므로 이로 인해 발생할 수 있는 안전사고로부터 작업자를 보호하게 된다.
이상에서 설명한 실시예들은 본 고안을 구현하는 실시예들로서, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 고안에 개시된 실시예들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
20 모터 21 모터기어
22 체인 25 차징축
26 기어부 27 축부
29 케이스 30 수동 차지 핸들
31 삽입부 34 연장부
37 손잡이부 40 회전 방향 제한 수단
41 외륜 42 쐐기형 홈
44 내륜 45 관통홀
47 롤러부재

Claims (7)

  1. 진공차단기 본체에 설치된 투입스프링 장전용 모터;
    상기 모터에 의해 동력을 받아 회전하는 차징축;
    상기 차징축의 일단에 끼워져 상기 차징축을 수동으로 회전시킬 수 있는 수동 차지 핸들;을 포함하고,
    상기 수동 차지 핸들은,
    상기 차징축의 일단에 끼워지고, 일방향으로만 회전을 하도록 회전 방향을 제한하는 회전방향 제한 수단이 구비되는 삽입부;
    상기 삽입부로부터 수직 절곡되어 회전 토크를 증가시키도록 연장 형성되는 연장부;
    상기 연장부로부터 수직 절곡되어 수동 조작력을 가할 수 있도록 형성되는 손잡이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 수동 차징 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전방향 제한 수단은,
    원통형으로 형성되고, 내주면에 쐐기형 홈이 복수 개 형성되는 외륜;
    상기 외륜의 내측에 이격되어 설치되고 복수 개의 관통홀이 형성되는 내륜;
    상기 외륜과 내륜 사이에 복수 개 구비되는 롤러부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 수동 차징 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 쐐기형 홈은 비대칭의 'U'자형 홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 수동 차징 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 외륜의 외경은 상기 삽입부의 내경과 동일하거나 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 수동 차징 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회전방향 제한 수단은 원웨이 클러치 베어링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 수동 차징 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 차징축은 기어부와 축부로 구성되고 축부는 일자형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 수동 차징 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 모터와 차징축 사이에는 동력전달수단이 마련되고, 상기 동력전달수단은 상기 모터에 연결되는 모터기어와 상기 모터기어와 차징축을 연결하는 체인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 수동 차징 장치.
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