KR100807546B1

KR100807546B1 - 기중 차단기 및 그에 사용되는 링크

Info

Publication number: KR100807546B1
Application number: KR1020060101064A
Authority: KR
Inventors: 양홍익; 이상철; 김기환; 안길영
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-02-29
Also published as: RU2357315C1; CN101174524B; EP1914777A1; MY154867A; CN101174524A

Abstract

본 발명에 따른 기중 차단기는 회전축에 연결되어 회전되는 캠과; 상기 캠과 연결되어 회동되는 구동레버와; 상기 구동레버와 연결되어 상기 구동레버의 회동에 의하여 압축되는 투입스프링과; 상기 투입스프링이 인장될 때 발생되는 구동력을 가동접촉자와 연결되는 개폐축에 전달하는 다수개의 링크를 포함하여 구성되는 기중 차단기에 있어서, 상기 다수개의 링크 중 적어도 어느 하나는 복수의 부재가 서로 결합된 구조를 갖도록 구성됨으로써, 기중 차단기의 동작 시 링크의 마모나 파손을 방지하여 동작의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

기중 차단기, 링크

Description

기중 차단기 및 그에 사용되는 링크{AIR CIRCUIT BREAKER AND LINK THEREOF}

도1은 종래의 기중 차단기가 도시된 단면도,
도2는 종래의 기중 차단기의 투입스프링이 압축된 상태가 도시된 단면도,
도3은 종래의 기중 차단기의 투입 상태가 도시된 단면도,
도4는 종래의 기중 차단기의 링크가 도시된 정면도,
도5는 본 발명에 따른 기중 차단기가 도시된 단면도,
도6은 본 발명에 따른 기중 차단기의 투입스프링이 압축된 상태가 도시된 단면도,
도7은 본 발명에 따른 기중 차단기의 투입 상태가 도시된 단면도,
도8은 본 발명에 따른 기중 차단기의 링크가 도시된 사시도,
도9는 본 발명에 따른 기중 차단기의 링크가 도시된 측면도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
2: 개폐기구부 3: 개폐축
21: 회전축 22: 캠
24: 구동레버 25: 투입스프링
27: 제1래치 29: 제1링크
31: 제2래치 34: 제2링크
35: 제3링크 36: 연결축
37: 차단스프링 38: 가동접촉자
39: 터미널 71, 72, 73: 결합점
81, 82, 83: 결합부재

본 발명은 기중 차단기 및 그에 사용되는 링크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강도가 향상된 링크를 구비하여 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기중 차단기 및 그에 사용되는 링크에 관한 것이다.
일반적으로, 기중 차단기는 부하의 온, 오프, 과부하, 단락사고, 누전 및 감전 발생 시 선로를 차단하는 장치이다.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 종래의 기중 차단기는 가동접촉자(138)을 터미널(139)로 이동시켜 회로를 개폐하는 개폐기구부(102)가 구비되는 데, 상기 개폐기구부(102)는 회전축(121)에 연결되어 수동 또는 자동에 의하여 회전되는 캠(122)과; 상기 개폐기구부(102)의 양측을 지지하는 프레임(109)에 회동 가능하게 설치되고 레버롤러(123)를 구비하여 상기 캠(122)이 회전될 때 상기 레버롤러(123)가 상기 캠(122)의 곡면을 따라 구동하는 것에 의하여 회동되는 구동레버(124)와; 일단은 상기 구동레버(124)의 하측 단부와 연결되고 타단은 프레임(109)에 지지되어 상기 캠(122)의 회전에 따른 상기 구동레버(124)의 회동에 의하여 압축되면서 탄성에너지를 저장하는 투입스프링(125)과; 상하측 방향으로 연장되어 상기 프레임(109)에 탄성적으로 설치되고, 그 하측면에 소정의 홈이 형성되어, 상기 캠(122)에 설치된 핀(126)이 홈에 걸리는 것에 의하여 구속되는 제1래치(127)와; 상기 제1래치(127)의 상측에 설치되어 상기 제1래치(127)의 구속을 해제시키는 투입스위치(128)와; 상기 회전축(121)에 회동 가능하게 설치되고 상하측으로 연장되며, 그 하측 단부가 상기 구동레버(124)의 상측 단부와 연결되어 상기 구동레버(124)의 회동에 의하여 회동되고, 그 상측에 소정의 홈(149)이 형성되는 제1링크(129)와; 상기 제1링크(129)의 상측에 배치되고, 상기 제1링크(129)의 상면과 접촉되는 래치롤러(130)가 구비되어, 상기 제1링크(129)의 회동에 따라 회동되고, 상기 래치롤러(130)가 상기 제1링크(129)의 홈(149)에 걸리는 것에 의하여 구속되는 제2래치(131)와; 상기 제2래치(131)의 상측에 설치되어 상기 제2래치(131)의 구속을 해제시키는 차단스위치(132)와; 하측 단부가 상기 제1링크(129)와 함께 상기 구동레버(124)와 연결되고 상기 구동레버(124)에 형성된 핀(133)에 접촉되게 배치되는 제2링크(134)와; 상기 제2링크(134)의 상단과 연결핀(141)으로 연결되어 상기 제2링크(134)의 변위에 따라 회동되는 제3링크(135)와; 상기 프레임(109)에 회동 가능하게 설치되고, 상기 제3링크(135)와 연결되어 상기 제3링크(135)의 이동에 의하여 회동되는 개폐축(103)과; 상기 제3링크(135)를 상기 개폐축(103)에 연결시키는 연결축(136)과; 일단은 상기 연결축(136)에 고정되고 타단은 프레임(109)에 지지되는 차단스프링(137)과; 상기 개폐축(103)에 고정되어 상기 개폐축(103)이 회동될 때 가동접촉자(138)를 터미널(139)쪽으로 이동시키는 레그(140)를 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 제1링크(129)는, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 제2래치(131)의 래치롤러(130)가 접촉되고 상기 래치롤러(130)가 구속되는 홈(149)이 형성되는 제1부(151)와; 상기 제1부(151)로부터 절곡되어 연장되고 상기 회전축(121)에 회전 가능하게 지지되도록 상기 회전축(121)이 삽입되는 삽입공(161)이 형성되는 제2부(152)와; 상기 제2부(152)로부터 하측 방향으로 연장되고 상기 구동레버(124)에 연결되도록 연결공(162)이 형성되는 제3부(153)로 구성된다.
한편, 상기 제1링크(129)의 제3부(153)의 아래쪽에는 기중 차단기의 차단 동작 시, 상기 제1링크(129)의 일정 변위 이상의 회동을 방지하는 스토퍼(142)가 상기 프레임(109)에 지지된다.
상기와 같이 구성되는 종래의 기중 차단기는, 상기 투입스프링(125)에 탄성에너지를 축적시키는 차징 동작과 상기 투입스프링(125)의 탄성복원력에 의하여 상기 가동접촉자(138)를 상기 터미널(139)에 접속시키는 투입 동작 및 상기 가동접촉자(138)를 상기 터미널(139)로부터 분리시키는 차단 동작을 수행하게 된다.
먼저, 기중 차단기의 차징 동작은, 도2에 도시된 바와 같이, 가동접촉자(138)가 터미널(139)로부터 분리된 차단 상태에서, 수동 또는 자동에 의하여 상기 회전축(121)을 회전시키면 상기 캠(122)이 회전하게 되고, 이에 따라, 상기 구동레버(124)가 회전되면서 상기 투입스프링(125)를 압축시키게 되는 과정으로 수행된다.
그리고, 기중 차단기의 투입 동작은, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 투입스프링(125)의 탄성에너지가 상기 개폐기구부(102)의 각 링크기구들을 통하여 전달되어, 상기 제3링크(135)와 연결된 개폐축(103)이 회전되면서, 가동접촉자(138)가 터미널(139)에 접촉되어 전류가 통전되는 과정으로 수행된다. 이와 같은 과정에서, 상기 차단스프링(137)은 상기 연결축(136)의 이동에 따라 인장된다.
또한, 기중 차단기의 차단 동작은, 회로의 차단 시에는 인장된 차단스프링(137)의 탄성복원력에 의하여 상기 가동접촉자(138)가 터미널(139)로부터 이격되어, 도1에 도시된 바와 같이, 최초의 상태로 복귀되는 과정으로 수행된다.
상기한 바와 같은 종래의 기중 차단기의 동작과정 중, 차징 동작 시에는 상기 제1링크(129)는 상기 구동레버(124)의 회동에 따라 상기 회전축(121)을 중심으로 회동되며, 상기 제2래치(131)의 래치롤러(130)가 상기 제1링크(129)의 홈(149)에 걸리게 되는 것에 의하여 상기 제2래치(131)를 구속시키게 되는데, 이때, 상기 래치롤러(130)의 접촉력 및 상기 제2래치(131)의 하중이 상기 제1링크(129)의 제1부(151)에 작용된다.
또한, 기중 차단기의 투입 동작 시에는 상기 제2링크(134)와 제3링크(135)를 연결하는 연결핀(141)이 상기 제1링크(129)의 상기 제2부(152)에 충돌하면서, 상기 투입스프링(125)이 급격히 인장되면서 발생하는 구동력의 일부 및 상기 제2링크(134)와 상기 제3링크(135)의 하중이 상기 제1링크(129)의 상기 제2부(152)에 작용된다.
또한, 기중 차단기의 차단 동작 시에는 상기 제1링크(129)가 상기 스토퍼(142)에 충돌하면서, 상기 제1링크(129)의 일정 변위 이상의 회동을 방지하게 되는 데, 이때, 상기 스토퍼(142)에 충돌하면서 발생하는 충격력이 상기 제1링크(129)의 제3부(153)에 작용하게 된다.
상기한 바와 같이, 상기 제1링크(129)에는 기중 차단기의 차징 동작, 투입 동작 및 차단 동작 시 각각의 부위에서 큰 하중 및 충격을 받게 되는 데, 이러한 하중 및 충격에 의하여 상기 제1링크(129)가 마모되거나 파손되는 현상이 발생되어 기중 차단기의 동작에 큰 편차가 발생되고, 기중 차단기의 개폐 시 부하의 전원 불평형이 심해져 부하단에 피해를 가져올 뿐만 아니라, 기중 차단기의 수명이 현저하게 저하된다는 문제점이 있다.
한편, 상기 제1링크(129)에 작용하는 하중이나 충격을 견딜 수 있도록, 상기 제1링크(129)의 두께를 증가시키는 방법을 고려할 수 있으나, 상기 제1링크(129)의 두께를 증가시키는 경우, 경도가 높은 재질을 갖는 상기 제1링크(129)를 프레스 가공을 통하여 제조하는 것이 매우 어렵고, 프레스 가공을 통하지 않고 레이저 등을 이용하여 절삭 가공을 하는 경우에는 제품의 원가가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기중 차단기의 차징 동작, 투입 동작 및 차단 동작 시 큰 하중이 작용되는 링크를 다수개의 판이 서로 부착된 구조로 형성시킴으로써, 링크가 마모되거나 파손되는 현상을 방지하여, 동작의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있고, 제품의 원가를 상승시키지 않고 용이하게 제조할 수 있는 기중 차단기를 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기중 차단기는 회전축에 연결되어 회전되는 캠과; 상기 캠과 연결되어 회동되는 구동레버와; 상기 구동레버와 연결되어 상기 구동레버의 회동에 의하여 압축되는 투입스프링과; 상기 투입스프링이 인장될 때 발생되는 구동력을 가동접촉자와 연결되는 개폐축에 전달하는 다수개의 링크를 포함하여 구성되는 기중 차단기에 있어서, 상기 다수개의 링크 중 적어도 어느 하나는 복수의 부재가 서로 결합된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기중 차단기의 링크는 회전축의 회전운동을 변환하여 투입스프링을 압축시키는 개폐기구부를 포함하여 구성되어 상기 투입스프링의 탄성복원력에 의하여 가동접촉자를 이동시켜 회로를 개폐하는 기중 차단기에 구비되어 상기 개폐기구부에서 발생되는 구동력을 전달하고, 복수의 부재가 서로 결합된 구조로 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기중 차단기의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도5 내지 도7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기중 차단기는 가동접촉자(38)를 터미널(39)로 이동시켜 회로를 개폐하는 개폐기구부(2)가 구비되는 데, 상기 개폐기구부(2)는 회전축(21)에 연결되어 수동 또는 자동에 의하여 회전되는 캠(22)과; 상기 개폐기구부(2)의 양측을 지지하는 프레임(9)에 회동 가능하게 설치되고 레버롤러(23)를 구비하여 상기 캠(22)이 회전될 때 상기 레버롤러(23)가 상기 캠(22)의 곡면을 따라 구동하는 것에 의하여 회동되는 구동레버(24)와; 일단은 상기 구동레버(24)의 하측 단부와 연결되고 타단은 상기 프레임(9)에 지지되어 상기 캠(22)의 회전에 따른 상기 구동레버(24)의 회동에 의하여 압축되면서 탄성에너지를 저장하는 투입스프링(25)과; 상하측 방향으로 연장되어 상기 프레임(9)에 탄성적으로 설치되고, 그 하측면에 소정의 홈이 형성되어, 상기 캠(22)에 설치된 핀(26)이 홈에 걸리는 것에 의하여 구속되는 제1래치(27)와; 상기 제1래치(27)의 상측에 설치되어 상기 제1래치(27)의 구속을 해제시키는 투입스위치(28)와; 상기 회전축(21)에 회동 가능하게 설치되고 상하측으로 연장되며, 그 하측 단부가 상기 구동레버(24)의 상측 단부와 연결되어 상기 구동레버(24)의 회동에 의하여 회동되고, 그 상측에 소정의 홈(49)이 형성되는 제1링크(29)와; 상기 제1링크(29)의 상측에 배치되고, 상기 제1링크(29)의 상면과 접촉되는 래치롤러(30)가 구비되어, 상기 제1링크(29)의 회동에 따라 회동되고, 상기 래치롤러(30)가 상기 제1링크(29)의 홈(49)에 걸리는 것에 의하여 구속되는 제2래치(31)와; 상기 제2래치(31)의 상측에 설치되어 상기 제2래치(31)의 구속을 해제시키는 차단스위치(32)와; 상기 프레임(9)의 하측에 설치되어 기중 차단기의 차단 동작 시, 상기 제1링크(29)의 일정 변위 이상의 회동을 방지하는 스토퍼(42)와; 하측 단부가 상기 제1링크(29)와 함께 상기 구동레버(24)와 연결되고 상기 구동레버(24)에 형성된 핀(33)에 접촉되게 배치되는 제2링크(34)와; 상기 제2링크(34)의 상단과 연결핀(41)으로 연결되어 상기 제2링크(34)의 변위에 따라 회동되는 제3링크(35)와; 상기 프레임(9)에 회동 가능하게 설치되고, 상기 제3링크(35)와 연결되어 상기 제3링크(35)의 이동에 의하여 회동되는 개폐축(3)과; 상기 제3링크(35)를 상기 개폐축(3)에 연결시키는 연결축(36)과; 일단은 상기 연결축(36)에 고정되고 타단은 프레임(9)에 지지되는 차단스프링(37)과; 상기 개폐축(3)에 고정되어 상기 개폐축(3)이 회동될 때 가동접촉자(38)를 터미널(39)쪽으로 이동시키는 레그(40)를 포함하여 구성된다.
여기에서, 기중 차단기의 투입 동작 시, 상기 투입스프링(25)이 인장되면서 발생되는 구동력을 전달하는 다수개의 링크에는 하중이나 충격이 작용하게 되는바, 이와 같은 하중이나 충격에 대한 강도를 향상시킬 수 있도록 다수개의 링크는 복수의 부재가 서로 결합된 구조로 이루어진다.
이하, 상기 제1링크(29)를 예로 들어 강도가 향상된 링크에 대하여 설명한다.
즉, 도8에 도시된 바와 같이, 상기 제1링크(29)는 복수의 부재가 서로 겹친 구조로 형성되고, 상기 제2래치(31)의 래치롤러(30)가 접촉되고 상기 래치롤러(30)가 구속되는 홈(49)이 형성되는 제1부(51)와; 상기 제1부(51)로부터 절곡되어 연장되고 상기 회전축(21)에 회전 가능하게 지지되도록 상기 회전축(21)이 삽입되는 삽입공(61)이 형성되는 제2부(52)와; 상기 제2부(52)로부터 하측 방향으로 연장되고 상기 구동레버(24)에 연결되도록 연결공(62)이 형성되는 제3부(53)로 구성된다.
도9에 도시된 바와 같이, 상기 제1링크(29)는 복수의 부재가 다수의 결합점(71, 72, 73)에서 리벳 또는 나사와 같은 결합부재(81, 82, 83)를 통하여 서로 결합된 구조를 이루는 바, 이에 한정되지 아니하고 복수의 부재가 점용접등의 방법을 통하여 서로 결합된 구조로 형성될 수 있다.
한편, 기중 차단기의 차징 동작 시, 상기 제2래치(31)의 래치롤러(30)가 상기 제1링크(29)의 홈(49)에 걸리게 되는 것에 의하여 상기 제2래치(31)가 구속되면서 상기 제1링크(29)의 제1부(51)에 상기 래치롤러(30)의 접촉력 및 상기 제2래치(31)의 하중이 작용하게 되는 바, 상기 제1링크(29)의 강도를 보다 향상시킬 수 있도록, 상기 제1링크(29)를 이루는 복수의 부재가 결합되는 결합점(71, 72, 73) 중 어느 하나(71)는 상기 제1부(51)에 위치되는 것이 바람직하다.
또한, 기중 차단기의 투입 동작 시, 상기 제2링크(34)와 제3링크(35)를 연결하는 연결핀(41)이 상기 제1링크(29)의 상기 제2부(52)에 충돌하면서, 상기 투입스프링(25)이 급격히 인장되면서 발생하는 구동력의 일부 및 상기 제2링크(34)와 상기 제3링크(35)의 하중이 상기 제1링크(29)의 상기 제2부(52)에 작용되는 바, 상기 제1링크(29)의 강도를 보다 향상시킬 수 있도록, 상기 제1링크(29)를 이루는 복수의 부재가 결합되는 결합점(71, 72, 73) 중 어느 하나(72)는 상기 제2부(52)에 위치되는 것이 바람직하다.
또한, 기중 차단기의 차단 동작 시, 상기 제1링크(29)가 상기 스토퍼(42)에 충돌하면서, 상기 스토퍼(42)에 충돌하면서 발생하는 충격력이 상기 제1링크(29)의 제3부(53)에 작용하게 되는 바, 상기 제1링크(29)의 강도를 보다 향상시킬 수 있도록, 상기 제1링크(29)를 이루는 복수의 부재가 결합되는 결합점(71, 72, 73) 중 어느 하나(73)는 상기 제3부(53)에 위치되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 기중 차단기는, 상기 투입스프링(25)에 탄성에너지를 축적시키는 차징 동작과 상기 투입스프링(25)의 탄성복원력에 의하여 상기 가동접촉자(38)를 상기 터미널(39)에 접속시키는 투입 동작 및 상기 가동접촉자(38)를 상기 터미널(39)로부터 분리시키는 차단 동작을 수행하게 된다.
먼저, 기중 차단기의 차징 동작은, 도6에 도시된 바와 같이, 가동접촉자(38)가 터미널(39)로부터 분리된 차단 상태에서, 수동 또는 자동에 의하여 상기 회전축(21)을 회전시키면 상기 캠(22)이 회전하게 되고, 이에 따라, 상기 구동레버(24)가 회전되면서 상기 투입스프링(25)를 압축시키게 되는 과정으로 수행된다.
그리고, 기중 차단기의 투입 동작은, 도7에 도시된 바와 같이, 상기 투입스프링(25)의 탄성에너지가 상기 개폐기구부(2)의 각 링크기구들을 통하여 전달되어, 상기 제3링크(35)와 연결된 개폐축(3)이 회전되면서, 가동접촉자(38)가 터미널(39)에 접촉되어 전류가 통전되는 과정으로 수행된다. 이와 같은 과정에서, 상기 차단스프링(37)은 상기 연결축(36)의 이동에 따라 인장된다.
또한, 기중 차단기의 차단 동작은, 회로의 차단 시에는 인장된 차단스프링(37)의 탄성복원력에 의하여 상기 가동접촉자(38)가 터미널(39)로부터 이격되어, 도5에 도시된 바와 같이, 최초의 상태로 복귀되는 과정으로 수행된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 기중 차단기는 상기 제1링크(29)를 복수의 부재가 서로 결합된 구조로 형성시킴으로써, 상기 제1링크(29)의 두께를 증가시키지 아니하고도 강도를 향상시킬 수 있으므로, 기중 차단기의 차징 동작, 투입 동작 및 차단 동작 시 상기 제1링크(29)의 각각의 부위에 작용되는 하중이나 충격에 따른 마모나 파손을 방지하여, 동작의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 기중 차단기는 상기 제1링크(29)를 이루는 복수의 부재가 결합되는 결합점(71, 72, 73)을 기중 차단기의 차징 동작, 투입 동작 및 차단 동작 시 하중이 작용되는 부위에 위치시킴으로써, 상기 제1링크(29)의 각각의 부위에 작용되는 하중이나 충격에 보다 적절하게 대응할 수 있는 효과가 있다.

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회전축의 회전운동을 변환하여 투입스프링을 압축시키는 개폐기구부를 포함하여 구성되어 상기 투입스프링의 탄성복원력에 의하여 가동접촉자를 이동시켜 회로를 개폐하는 기중 차단기에 구비되어 상기 개폐기구부에서 발생되는 구동력을 전 달하고, 복수의 부재가 서로 결합된 구조로 구성되는 기중 차단기의 링크.
제4항에 있어서, 상기 링크를 이루는 복수개의 부재는 적어도 하나 이상의 결합부재를 통하여 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 기중 차단기의 링크.
제5항에 있어서, 상기 결합부재는 하중이 작용되는 부위에 위치되는 것을 특징으로 하는 기중 차단기의 링크.