KR100325408B1

KR100325408B1 - 회로차단기용 접점개폐장치

Info

Publication number: KR100325408B1
Application number: KR1019990046592A
Authority: KR
Inventors: 윤석중
Original assignee: 이종수; 엘지산전 주식회사
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2002-03-04
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: CN1294399A; DE10052412A1; CN1227688C; KR20010038563A; US6472627B1; ID27697A; DE10052412B4

Abstract

본 발명은, 회로차단기용 접점개폐장치에 관한 것으로서, 고정접점부와 가동접점부를 상호 접촉 및 분리시키도록 회동가능하게 배치되는 개폐레버와; 상기 개폐레버의 일측에 연장형성된 트립아암과; 일단이 피벗가능하게 고정되어 상기 개폐레버를 상기 차단위치로 탄성가압하는 차단스프링과; 상기 개폐레버의 차단위치로의 회동을 저지하는 트립래치와; 상기 개폐레버의 회전축과 상호 평행하게 배치된 회전축을 중심으로 회전가능한 구동휠과; 상기 구동휠을 회동구동시키는 휠구동수단과; 상기 구동휠의 회전축과 평행하게 배치된 회전축을 중심으로 회동가능하도록 배치된 구동아암과; 상기 구동휠과 상기 구동아암사이에 개재되어 상기 구동휠의 회전운동을 상기 구동아암의 회동운동으로 전환하는 전동링크와; 상기 구동아암의 회동에 연동하여 신축되는 투입스프링과; 상기 투입스프링의 신장상태를 유지시키는 투입래치와; 상기 구동아암과 상기 개폐레버사이에 개재되어 상기 투입래치의 해제시 상기 투입스프링의 탄성력을 상기 개폐레버에 제공하는 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 구성요소의 추가가 용이하며, 구성요소의 변형을 방지할 수 있어 동작의 신뢰성을 확보할 수 있는 회로차단기용 접점개폐장치가 제공된다.

Description

회로차단기용 접점개폐장치{CONTACT POINT CLOSING/OPEN APPARATUS FOR CIRCUIT BREAKER}

본 발명은, 회로차단기용 접점개폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구성요소의 추가가 용이하며, 구성요소의 변형을 방지할 수 있어 동작의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 회로차단기용 접점개폐장치에 관한 것이다.

회로차단기는 발전소 또는 변전소로부터 수용가의 전기설비에 이르기까지 전기회로에서 단락발생 등의 이상 상태에 의한 사고전류로부터 부하기기 및 선로보호를 목적으로 전기회로를 개폐하는 장치로서, 선로적용에 따라 교류차단기 및 직류차단기로 분류되고, 소호매체에 따라 진공차단기, 가스차단기 등으로 분류되고 있다.

한편, 회로차단기에는 밀폐된 공간내를 진공 또는 절연매질로 충전하고, 진공 또는 절연매질의 충전공간내에 고정접점부 및 가동접점부를 배치하여 이들의 개폐시 발생되는 아크(Arc)를 소호할 수 있도록 한 소호부가 구비되며, 밀폐공간으로부터 노출되도록 설치된 가동접점부의 회전축의 노출단부에는 고정접점부와 가동접점부를 상호 접촉 및 분리시키기 위한 접점개폐장치가 설치된다.

도 1은 종래의 회로차단기용 접점개폐장치의 개략적인 측면도이고, 도 2는 도 1의 점점개폐장치의 투입상태를 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 접점개폐장치는, 일단이 가동접점부(105)에 연결되고 연결지점으로부터 소정 이격된 지점에 마련된 회동축(113)을 중심으로 고정접점부(103)와 가동접점부(105)가 상호 접촉되는 투입위치와, 상호 분리되는 차단위치간을 회동가능하도록 결합되어 고정접점부(103)에 대해 가동접점부(105)를 접촉 및 분리시키는 개폐레버(111)와, 개폐레버(111)를 회동구동시키기 위한 레버구동부(121)를 가진다.

개폐레버(111)는 긴판상부재로 형성되며, 일단에는 가동접점부(105)가 연결되어 있으며 타단에는 길이방향에 가로로 연장된 작용아암(115)이 형성되어 있다. 작용아암(115)의 자유단부에는 후술할 캠과 상호 작용할 수 있도록 종동롤러(116)가 회전가능하도록 결합되어 있으며, 회동축(113)으로부터 소정 이격된 지점에는 개폐레버(111)를 차단위치로 탄성가압할 수 있도록 차단스프링(117)이 결합되어 있다.

한편, 레버구동부(121)는, 고정된 회동축을 중심으로 회동가능하도록 결합된 지지체(123)와, 종동롤러(116)와 상호 접촉되어 상대운동하는 캠(129)과, 일단이 캠(129)에 결합되어 캠(129)을 회동구동시킴으로써 개폐레버(111)를 투입위치로 회동시키는 투입스프링(135)과, 캠(129)의 일측에 회동가능하도록 결합되어 캠(129)의 회동을 억제시켜 투입스프링(135)을 신장상태로 유지되도록 하는 투입래치(137)와, 지지체(123)의 단부영역에 회동가능하도록 배치되어 지지체(123)에 접촉됨으로써 지지체(123)의 회동을 억제시키는 트립래치(139)를 가진다.

지지체(123)의 자유단부영역에는 지지체(123)가 차단스프링(117)에 의해 가압되어 회동하는 것을 저지할 수 있도록 트립래치(139)가 회동가능하게 설치되어 있다. 트립래치(139)의 일측에는 지지체(123)와 상호 접촉되어 지지체(123)의 회동을 억제시키는 스톱퍼(127)가 형성되어 있다.

캠(129)은 지지체(123)의 판면으로부터 돌출된 회동축(131)을 중심으로 정역회동가능하도록 설치되어 있으며, 일측에는 캠(129)을 회동시킬 수 있도록 투입스프링(135)의 일단이 결합되어 있다. 캠(129)의 일측 표면에는 걸림핀(133)이 돌출형성되어 있으며, 걸림핀(133)에는 투입래치(137)의 자유단부에 접촉될 수 있도록 롤러(134)가 회동가능하도록 설치되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 가동접점부(105)와 고정접점부(103)를 상호 접촉시키고자 할 때는, 투입래치(137)를 캠(129)의 걸림핀(133)의 롤러(134)로부터 이격되도록 회동시킨다. 투입래치(137)가 롤러(134)로부터 이격됨과 거의 동시에 캠(129)은 투입스프링(135)의 인장력에 의해 시계방향으로 회동하게 된다. 캠(129)이 회동함에 따라 종동롤러(116)에는 캠(129)의 회전축(131)으로부터 멀어지는 방향으로 가압력이 작용하게 되고, 이에 의해 개폐레버(111)는 회동축(113)을 중심으로 투입위치로 회동하게 된다. 이 때, 고정접점부(103)와 가동접점부(105)는 상호 접촉되며, 차단스프링(117)은 개폐레버(111)의 회동에 연동하여 신장되어 탄성력을 축적하게 된다.

한편, 고정접점부(103)와 가동접점부(105)를 상호 분리시키고자 할 때는, 먼저 트립래치(139)를 지지체(123)의 단부로부터 이격되도록 회동시킨다. 트립래치(139)가 지지체(123)로부터 이탈되면, 개폐레버(111)는 차단스프링(117)의 인장력에 의해 회동축(113)을 중심으로 회동하고, 이와 거의 동시에 지지체(123)는 회동축(124)을 중심으로 순간적으로 회동하여 스톱퍼(127)에 접촉됨으로써 회동저지된다. 개폐레버(111)가 회동함에 따라 가동접점부(105)는 고정접점부(103)로부터 이격되어 상호 분리되게 된다.

그런데, 이러한 종래의 회로차단기용 접점개폐장치에 있어서는, 차단 또는 트립동작시 차단스프링(117)의 인장력에 의해 지지체(123)가 회동축(124)을 중심으로 회동하여 스톱퍼(127)와 상호 충격적으로 접촉함으로써 회동저지하도록 되어 있어, 스톱퍼(127)와의 접촉시 발생된 충격력이 반복적으로 작용할 경우 캠(129)을 비롯한 구성부품의 변형 및 상대적인 위치이동을 초래할 우려가 있다. 뿐만 아니라, 이러한 충격력에 기인한 구성부품의 변형에 의해 투입동작 및 차단 또는 트립동작이 원활하지 못하게 되어 기기의 신뢰성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 지지체(123)를 비롯한 구성부품이 회동하도록 되어 있어 새로운 기능을 추가하고자 할 경우, 추가 구성부품의 설계 및 설치가 용이하지 않다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 구성요소의 추가가 용이하며, 구성요소의 변형을 방지할 수 있어 동작의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 회로차단기용 접점개폐장치을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 회로차단기용 접점개폐장치의 개략적인 측면도,

도 2는 도 1의 점점개폐장치의 투입상태를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기용 접점개폐장치의 개략적인 정면도,

도 4는 도 3의 투입스프링의 신장상태를 도시한 도면,

도 5는 도 3의 개폐레버의 투입위치를 도시한 도면,

도 6은 도 3의 투입스프링 및 차단스프링의 신장상태를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 고정접점부 5 : 가동접점부

7 : 개폐레버 13 : 차단스프링

15,25 : 가동지지부재 17,27 : 고정지지부재

33 : 구동휠 36 : 치형구간부

38 : 비치형구간부 39 : 구동폴

41 : 구동모터 43 : 회동억제폴

45 : 투입캠 47 : 투입래치

48 : 회동저지롤러 49 : 투입솔레노이드

53 : 투입래치잠금핀 55 : 전동링크

57 : 구동아암 59 : 작용아암

61 : 트립아암 63 : 제1링크

65 : 제2링크 67 : 연결핀

69 : 제3링크 71 : 트립래치

73 : 트립레버 75 : 트립솔레노이드

77 : 제1개폐스위치 79 : 제2개폐스위치

상기 목적은, 본 발명에 따라, 고정접점부와 가동접점부를 상호 접촉 및 분리시키는 투입위치 및 차단위치간을 회동가능하도록 배치되는 개폐레버와; 상기 개폐레버의 회동축을 사이에 두고 상기 개폐레버의 대향측에 연장형성된 트립아암과; 일단이 피벗가능하도록 고정되어 상기 개폐레버를 상기 차단위치로 탄성가압하는 차단스프링과; 상기 트립아암의 자유단부영역에 접촉되어 상기 개폐레버의 차단위치로의 회동을 저지하는 트립래치와; 상기 개폐레버의 회전축과 상호 평행하게 배치된 회전축을 중심으로 회전가능한 구동휠과; 상기 구동휠을 회동구동시키는 휠구동수단과; 상기 구동휠의 회전축과 평행하게 배치된 회전축을 중심으로 회동가능하도록 배치된 구동아암과; 상기 구동휠과 상기 구동아암사이에 개재되어 상기 구동휠의 회전운동을 상기 구동아암의 회동운동으로 전환하는 전동링크와; 일단이 피벗가능하게 고정되고 타단이 상기 구동아암에 결합되어 상기 구동아암의 회동에 연동하여 신축되는 투입스프링과; 상기 구동휠의 회동을 억제시킴으로써 상기 투입스프링의 신장상태를 유지시키는 투입래치와; 상기 구동아암과 상기 개폐레버사이에 개재되어 상기 투입래치의 해제시 상기 투입스프링의 탄성력을 상기 개폐레버에 제공하여 상기 개폐레버를 상기 투입위치로 회동시키는 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 구동휠의 외주면에는 톱니형상의 치형이 형성된 치형구간과, 원호상의 비치형구간이 형성되어 있으며; 상기 휠구동수단은, 일단이 상기 구동휠의 치형부에 맞물림결합되어 상기 구동휠을 단위치형씩 회동시키는 구동폴과, 상기 구동휠의 치형부에 맞물림결합되어 상기 구동휠의 일방향으로의 회동을 허용함과 동시에 반대방향으로의 회동을 억제시키는 회동억제폴과, 상기 구동폴의 타단에 결합되어 상기 구동폴을 상기 구동휠의 회전축과 평행하게 배치된 축선을 중심으로 선회시키는 폴구동수단을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 폴구동수단은, 상기 구동휠의 회전축과 상호 평행하게 배치된 회전축을 갖는 전동모터와, 상기 구동휠의 비치형구간과 상기 구동폴이 접촉된 것을 감지하는 감지수단을 포함하는 것이 효과적이다.

상기 투입래치는 상기 구동휠의 회동을 허용하는 허용위치와, 억제시키는 억제위치간을 회동가능하도록 배치되며, 상기 투입래치의 일측에 배치되어 상기 투입래치를 회동구동시키는 투입래치구동수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 트립래치는 상기 트립아암의 단부에 접촉되어 상기 트립아암의 회동을 억제하는 억제위치와, 상기 트립아암의 회동을 허용하는 허용위치간을 회동가능하도록 배치되며, 상기 트립래치의 일측에 배치되어 상기 트립래치를 회동구동시키는 트립래치구동수단을 더 포함하는 것이 효과적이다.

그리고, 상기 전동수단은, 일단이 각각 개폐레버 및 트립아암에 상대운동가능하도록 결합되고 내각이 예각을 이루도록 연결핀에 의해 결합되는 제1 및 제2링크와, 상기 구동아암의 회동축에 일방향으로 자유회동가능함과 동시에 반대방향으로 회동억제되는 작용아암과, 일단이 상기 작용아암의 자유단부에 상대운동가능하도록 결합되고 타단은 상기 연결핀에 상대운동가능하도록 결합되는 제3링크를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전동수단은 상기 작용아암의 일단에 결합되어 상기 작용아암이 상기 구동아암에 의해 회동저지되도록 탄성력을 가하는 복귀스프링을 더 포함하는 것이 효과적이다.

그리고, 상기 구동휠과 동축적으로 일체회동가능하도록 결합되어 상기 투입래치의 일단에 접촉되는 투입캠을 더 포함하며, 상기 전동링크는 상기 투입캠에 상대운동가능하도록 결합되는 것이 바람직하다.

상기 투입래치의 회동축의 일측에 배치되어 상기 투입스프링의 신장시 상기투입래치의 회동을 허용하며, 상기 투입스프링의 축소시 상기 투입래치의 회동을 억제시키는 투입래치잠금핀을 더 포함하는 것이 효과적이다.

상기 투입스프링과 상기 차단스프링중 적어도 어느 하나에는 인장력을 조절할 수 있도록 인장력조절수단이 구비되도록 하고, 상기 인장력조절수단은, 상기 투입스프링과 상기 차단스프링중 적어도 어느 하나의 단부영역에 고정설치되는 고정부재와, 상기 스프링중 어느 하나의 일단을 피벗가능하고 축선방향을 따라 맞물림되어 상기 고정부재에 대해 상기 맞물림된 스프링의 일단을 신축시킬 수 있도록 상기 고정부재에 나사결합되는 가동지지부재를 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기용 접점개폐장치의 개략적인 정면도이다. 도시된 바와 같이, 본 접점개폐장치는, 소호부(1)의 고정접점부(3) 및 가동접점부(5)를 상호 접촉시키는 투입위치와, 상호 분리시키는 차단위치간을 회동가능하도록 설치되는 개폐레버(7)와, 일단이 개폐레버(7)에 결합되어 개폐레버(7)가 차단위치로 회동할 수 있도록 탄성력을 가하는 차단스프링(13)과, 일단이 피벗가능하도록 고정설치되어 개폐레버(7)를 투입위치로 회동시킴과 동시에 차단스프링(13)이 신장되도록 하는 구동력을 제공하는 투입스프링(23)을 가진다.

개폐레버(7)는 일단이 회동축(9)을 중심으로 회동가능하도록 설치되어 있으며, 자유단부에는 일단이 가동접점부(5)와 연결된 연결링크(11)가 상대운동가능하도록 결합되어 있다. 개폐레버(7)에는 개폐레버(7)를 차단위치로 탄성가압할 수 있도록 차단스프링(13)의 일단이 결합되어 있으며, 차단스프링(13)의 타단에는 차단스프링(13)의 인장력을 조절할 수 있도록 가동지지부재(15)가 결합되어 있다. 차단스프링(13)의 단부에는 걸림턱(21)이 형성되어 있으며, 가동지지부재(15)는 걸림턱(21)영역을 피벗가능하게 수용지지할 수 있도록 거의 “Ｕ”단면형상을 가진다. 가동지지부재(15)의 외면에는 수나사부(16)가 형성되어 있으며, 고정지지부재(17)에 형성된 암나사부(19)에 나사결합되어 고정지지부재(17)에 대해 축선방향을 따라 유동함으로써 차단스프링(13)의 인장력을 조절하게 된다.

개폐레버(7)의 일측에는 구동휠(33)이 개폐레버(7)의 회동축과 평행하게 배치된 회전축(35)을 중심으로 회전가능하도록 설치되어 있다. 구동휠(33)의 둘레면에는 소정 길이구간에 걸쳐 치형이 형성된 치형구간부(36)와, 원호상을 가지는 비치형구간부(38)가 각각 형성되어 있다. 구동휠(33)의 일측에는 치형과 상호 맞물림결합되어 구동휠(33)을 일치형 구간씩 회동시키는 구동폴(39)이 설치되어 있으며, 타측에는 구동휠(33)의 치형과 상호 맞물림결합되어 구동휠(33)의 일방향으로의 회동을 허용함과 동시에 반대방향으로의 회동을 저지시키는 회동억제폴(43)이 설치되어 있다. 구동폴(39)의 회전축은 구동폴(39)을 회동구동시키는 구동모터(41)의 회전축으로부터 편심운동가능하게 소정 거리 이격배치되어 있어 구동모터(41)가 회전함에 따라 구동모터(41)의 회전축을 중심으로 편심운동을 하게 된다.

구동휠(33)의 회전축에는 구동휠(33)과 일체로 회전가능하도록 투입캠(45)이 설치되어 있으며, 투입캠(45)이 회전평면에는 투입캠(45)과 상호 접촉됨으로써 투입캠(45) 및 구동휠(33)의 회동을 저지시키는 투입래치(47)가 배치되어 있다. 투입래치(47)의 접촉단부에는 회동저지롤러(48)가 결합되어 있으며, 회동축을 사이에 두고대향측 단부에는 회동저지롤러(48)를 투입캠(45)으로부터 이격회동시킬 수 있도록 투입솔레노이드(49)가 설치되어 있다. 투입래치(47)에는 회동축에 인접하여 외측으로 돌출된 걸림돌기(51)가 형성되어 있으며, 이 걸림돌기(51)에는 작용아암(59)의 좌우 회동운동에 연동하여 회동함으로써 걸림돌기(51)와 접촉 및 접촉해제되어 투입래치(47)의 회동을 제한 또는 허용하는 투입래치잠금핀(53)이 형성되어 있다.

투입캠(45)에는 회전축(35)으로부터 소정 거리 이격된 지점에 상대운동가능하도록 전동링크(55)의 일단이 결합되어 있으며, 전동링크(55)의 타단에는 구동휠(33)의 회전과 연동하여 가역적으로 회동할 수 있도록 구동아암(57)이 설치되어 있다. 구동아암(57)의 타단에는 구동아암(57)의 회동에 연동하여 축선방향을 따라 신장 및 축소될 수 있도록 투입스프링(23)의 일단이 결합되어 있다. 투입스프링(23)의 타단에는 투입스프링(23)의 인장력을 조절할 수 있도록 가동지지부재(25)가 결합되어 있다.

가동지지부재(25)는 거의 “Ｕ”단면형상을 가지며 외면에는 수나사부(26)가 형성되어 있어, 고정지지부재(27)에 형성된 암나사부(29)에 나사결합되어 있다. 투입스프링(23)의 단부에는 걸림턱(31)이 형성되어 있으며, 가동지지부재(25)는 투입스프링(23)의 단부를 피벗가능함과 동시에 축선방향을 따라 걸림고정되도록 수용하여 고정지지부재(27)에 대해 축선방향을 따라 유동함으로써 투입스프링(23)의 인장력을 조절하게 된다.

구동아암(57)의 회동축에는 시계방향으로의 회동저지됨과 동시에 반시계방향을 따라 소정 구간에 걸쳐 자유회동가능한 작용아암(59)이 결합되어 있다. 구동아암(57)에는 판면으로부터 돌출되어 작용아암(59)의 시계방향으로의 회동을 저지시키는 걸림부(58)가 형성되어 있으며, 작용아암(59)의 일측에는 작용아암(59)이 걸림부(58)에 접촉될 수 있도록 탄성력을 가하는 복귀스프링(60)이 결합되어 있다.

개폐레버(7)의 회동축(9)에는 개폐레버(7)에 대해 시계방향으로 회동저지됨과 동시에 반시계방향으로 자유회동가능하도록 트립아암(61)이 결합되어 있다. 트립아암(61)의 자유단부에는 제1링크(63)가 상대운동가능하도록 결합되어 있으며, 개폐레버(7)에는 제2링크(65)가 상대운동가능하도록 결합되어 있다. 이들 제1 및 제2링크(63,65)는 내각이 상호 예각을 이루도록 연결핀(67)에 의해 결합되며, 연결핀(67)에는 일단이 작용아암(59)의 자유단부에 상대운동가능하도록 결합된 제3링크(69)의 일단이 결합되어 있다.

트립아암(61)의 자유단부에는 롤러(62)가 결합되어 있으며, 이 롤러(62)에는 일측에 형성된 회동축을 중심으로 회동가능하도록 설치된 트립래치(71)가 접촉되어 있다. 트립래치(71)에는 래치핀(72)이 형성되어 있으며, 이 래치핀(72)에는 일측에 형성된 회동축을 중심으로 회동가능하도록 배치된 트립레버(73)의 일단이 접촉되어 있다. 트립레버(73)의 타단에는 트립레버(73)를 회동구동시킴으로써 트립래치(71)가 트립아암(61) 및 개폐레버(7)의 차단위치로의 회동을 허용할 수 있도록 하는 트립솔레노이드(75)가 결합되어 있다.

한편, 구동폴(39)의 구동모터(41)의 전원공급회로에는 구동휠(33)의 비치형구간부(38)와 구동폴(39)이 접촉되어 구동폴(39)이 공회전하게 되는 것을 감지하여 구동모터(41)의 전원을 차단하도록 제1개폐스위치(77)가 연결되어 있으며, 제1개폐스위치(77)는 구동모터(41)의 전원을 차단함과 동시에 투입솔레노이드(49)의 전원회로를 연결시키게 된다. 투입솔레노이드(49)와 트립솔레노이드(75)사이에는 일단이 개폐레버(7)에 연결되어 개폐레버(7)의 개폐회동과 연동하여 개폐레버(7)의 차단위치시 투입솔레노이드(49)의 전원회로가 연결되도록 함과 동시에 트립솔레노이드(75)의 전원회로가 차단되도록하며, 개폐레버(7)의 투입위치시 트립솔레노이드(75)의 전원회로가 연결되도록 하고 동시에 투입솔레노이드(49)의 전원회로가 분리되도록 하는 제2개폐스위치(79)가 설치되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 제1개폐스위치(77)에 의해 구동모터(41)의 전원회로가 연결되고 전원이 인가되어 구동모터(41)가 회전하게 되면, 구동모터(41)의 회전축을 중심으로 구동폴(39)이 선회하게 된다. 이 때, 구동폴(39)이 1회전을 하게 되면 구동휠(33)은 1치형구간씩 회동하게 되고, 타측에 결합된 회동억제폴(43)에 의해 반시계방향으로의 회동은 저지된다. 구동휠(33)이 회동하면 투입캠(45)에 결합된 전동링크(55)에 의해 구동아암(57)은 시계방향을 따라 회동하게 되고 구동아암(57)의 타단에 결합된 투입스프링(23)은 신장하게 된다.

이 때, 구동아암(57)이 회동함에 따라 복귀스프링(60)에 의해 탄성가압된 작용아암(59)은 구동아암(57)을 따라 반시계방향으로 회동하게 된다. 그러면, 작용아암(59)의 자유단부영역에 결합된 제3링크(69)는, 제1 및 제2링크(63,65)의 상호 작용에 의해 작용아암(59)에 대해 상대회동하게 된다. 이에 따라, 연결핀(67)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 구동휠(33)의 회전축(35)측으로 이동하게 되고, 제2링크(65)는 제3링크(69)와 거의 일직선상에 배치된다.

구동휠(33)이 소정 회동하게 되면 투입스프링(23)은 최대신장지점에 도달하게 되고, 투입캠(45)의 자유단부영역은 회동저지롤러(48)에 접촉되어 회동저지된다. 이 때, 구동폴(39)은 비치형구간부(38)와 상호 접촉하게 되어 구동휠(33)을 회동시킴없이 공회전을 하게된다. 그러면, 도시 않은 감지장치에 의해 구동휠(33)의 정지상태가 감지되면, 제1개폐스위치(77)는 구동모터(41)의 전원회로를 분리시킴과 동시에 투입솔레노이드(49)의 전원회로가 연결되도록 동작하게 된다. 한편,투입스프링(23)이 신장되고 작용아암(59)이 복귀스프링(60)에 의해 회동하게 되면, 투입래치잠금핀(53)은 투입래치(47)의 회동을 허용하는 회동허용위치로 회동하게 된다.

도 4는 도 3의 투입스프링(23)의 신장상태를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 고정접점부(3)와 가동접점부(5)를 상호 접촉시키고자 할 때는, 투입솔레노이드(49)의 전원회로가 연결되도록 한 상태에서, 투입솔레노이드(49)에 전원을 인가하면 투입래치(47)는 회동저지롤러(48)가 투입캠(45)의 자유단부로부터 이탈되도록 회동하게 된다. 그러면, 투입스프링(23)의 인장력에 의해 투입캠(45) 및 구동휠(33)은 시계방향으로 회동하게 되고, 투입스프링(23)은 축소되면서 작용아암(59)을 반시계방향으로 가압회동시키게 된다. 작용아암(59)의 자유단부영역에 결합된 제3링크(69)는 연결핀(67)을 매개로 결합된 제1 및 제2링크(63,65)를 가압하여 개폐레버(7)를 투입위치로 회동시키게 된다.

개폐레버(7)의 회동에 의해 개폐레버(7)에 일단이 결합된 차단스프링(13)은 신장되어 탄성력이 충진되고, 개폐레버(7)와 연결링크(11)에 의해 연결된 가동접점부(5)는 고정접점부(3)와 상호 접촉하게 된다. 이 때, 개폐레버(7)와 일체로 회동가능하도록 결합된 트립아암(61)은 개폐레버(7)를 따라 회동하게 되고, 트립아암(61)의 자유단부영역에 결합된 롤러(62)는 트립래치(71)를 지나 회동하게 된다. 트립래치(71)는 시계방향을 따라 회동하도록 도시 않은 스프링에 의해 탄성력을 받고 있어 롤러(62)가 트립래치(71)를 지나침과 동시에 회동하여 롤러(62)의 반시계방향으로의 회동을 저지하게 된다. 이에 의해, 개폐레버(7)는 투입위치상태로 유지된다. 개폐레버(7)가 투입위치로 회동하게 되면, 개폐레버(7)에 연결된 제2개폐스위치(79)는 개폐레버(7)의 회동과 연동하여 투입솔레노이드(49)의 전원회로를 분리시킴과 동시에 트립솔레노이드(75)의 전원회로를 연결하도록 동작하게 된다.

도 5는 도 3의 개폐레버의 투입위치를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 투입스프링(23)은 개폐레버(7)를 투입위치로 회동시키면서 축소되어 있고, 투입래치잠금핀(53)은 작용아암(59)의 회동에 연동하여 투입래치(47)의 회동을 저지할 수 있도록 회동저지위치에 있다. 개폐레버(7)가 투입위치로 회동함과 거의 동시에 제1개폐스위치(77)는 구동휠(33)의 회동과 연동하여 투입솔레노이드(49)의 전원회로를 분리시킴과 동시에 구동모터(41)의 전원회로가 연결되도록 동작하게 된다. 이 때, 도시 않은 제어부에 의해 구동모터(41)가 구동되면, 구동폴(39)은 구동모터(41)의 회전축을 중심으로 선회하게 되어 구동휠(33)을 1치형구간씩 회동시키게 된다. 그러며, 도 3과 관련하여 설명한 바와 같이, 구동휠(33)의 회동과 연동하여 전동링크(55)에 의해 구동아암(57)이 회동하게 되고, 구동아암(57)의 회동과 연동하여 투입스프링(23)은 신장되어 탄성력을 충진하게 된다.

도 6은 도 3의 투입스프링(23) 및 차단스프링의 신장상태를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 전기회로의 단락 또는 지락 등에 의한 사고전류 등이 감지되면, 제어부는 트립솔레노이드(75)에 전원을 인가하여 트립레버(73)를 회동구동시킨다. 트립레버(73)는 트립래치(71)의 래치핀(72)을 당기면서 반시계방향으로 회동구동하고, 이에 의해 트립래치(71)는 트립아암(61)의 단부로부터 이탈되도록 회동하게 된다. 그러면, 트립아암(61) 및 개폐레버(7)는 차단스프링(13)의 인장력에 의해 반시계방향으로 순간적으로 회동하여 고정접점부(3)로부터 가동접점부(5)가 분리되도록 한다. 이 때, 투입스프링(23)은 신장상태로 대기하고 있어 트립과 동시에 투입동작이 가능하다.

전술 및 도시한 실시예에서는, 구동휠의 둘레면에 치형구간 및 비치형구간을 각각 형성하고, 구동휠이 단위치형씩 회동할 수 있도록 구동폴 및 구동억제폴을 구성한 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 구동휠의 둘레면에 연속적으로 치형이 형성되도록 하고 구동모터의 회전축에 구동휠과 치형결합되는 구동기어를 마련하여 구동휠을 회전구동시키도록 구성할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 투입 및 차단동작시 각 구성요소들이 선회함으로써 선회시 발생된 충격력에 의해 각 구성요소들이 변형되던 종래와는 달리, 각 구성요소들이 고정지지된 회동축을 중심으로 회동하도록 되어 있어 구성요소의 변형을 억제할 수 있으며 이에 의해 동작의 신뢰성을 확보할 수 있는 회로차단기용 접점개폐장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따른 회로차단기용 접점개폐장치는, 각 구성요소들이 고정지지된 회동축을 중심으로 회동하도록 되어 있어 다기능화에 따른 새로운 구성요소의 추가설치가 상대적으로 용이하다.

Claims

고정접점부와 가동접점부를 상호 접촉 및 분리시키는 투입위치 및 차단위치간을 회동가능하도록 배치되는 개폐레버와; 상기 개폐레버의 회동축을 사이에 두고 상기 개폐레버의 대향측에 연장형성된 트립아암과; 일단이 피벗가능하도록 고정되어 상기 개폐레버를 상기 차단위치로 탄성가압하는 차단스프링과; 상기 트립아암의 자유단부영역에 접촉되어 상기 개폐레버의 차단위치로의 회동을 저지하는 트립래치와; 상기 개폐레버의 회전축과 상호 평행하게 배치된 회전축을 중심으로 회전가능한 구동휠과; 상기 구동휠을 회동구동시키는 휠구동수단과; 상기 구동휠의 회전축과 평행하게 배치된 회전축을 중심으로 회동가능하도록 배치된 구동아암과; 상기 구동휠과 상기 구동아암사이에 개재되어 상기 구동휠의 회전운동을 상기 구동아암의 회동운동으로 전환하는 전동링크와; 일단이 피벗가능하게 고정되고 타단이 상기 구동아암에 결합되어 상기 구동아암의 회동에 연동하여 신축되는 투입스프링과; 상기 구동휠의 회동을 억제시킴으로써 상기 투입스프링의 신장상태를 유지시키는 투입래치와; 상기 구동아암과 상기 개폐레버사이에 개재되어 상기 투입래치의 해제시 상기 투입스프링의 탄성력을 상기 개폐레버에 제공하여 상기 개폐레버를 상기 투입위치로 회동시키는 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.
제1항에 있어서,

상기 구동휠의 외주면에는 톱니형상의 치형이 형성된 치형구간과, 원호상의 비치형구간이 형성되어 있으며;

상기 휠구동수단은, 일단이 상기 구동휠의 치형부에 맞물림결합되어 상기 구동휠을 단위치형씩 회동시키는 구동폴과, 상기 구동휠의 치형부에 맞물림결합되어 상기 구동휠의 일방향으로의 회동을 허용함과 동시에 반대방향으로의 회동을 억제시키는 회동억제폴과, 상기 구동폴의 타단에 결합되어 상기 구동폴을 상기 구동휠의 회전축과 평행하게 배치된 축선을 중심으로 선회시키는 폴구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.
제2항에 있어서,

상기 폴구동수단은, 상기 구동휠의 회전축과 상호 평행하게 배치된 회전축을 갖는 전동모터와, 상기 구동휠의 비치형구간과 상기 구동폴이 접촉된 것을 감지하는 감지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.
제1항에 있어서,

상기 투입래치는 상기 구동휠의 회동을 허용하는 허용위치와, 억제시키는 억제위치간을 회동가능하도록 배치되며, 상기 투입래치의 일측에 배치되어 상기 투입래치를 회동구동시키는 투입래치구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.
제1항에 있어서,

상기 트립래치는 상기 트립아암의 단부에 접촉되어 상기 트립아암의 회동을 억제하는 억제위치와, 상기 트립아암의 회동을 허용하는 허용위치간을 회동가능하도록 배치되며, 상기 트립래치의 일측에 배치되어 상기 트립래치를 회동구동시키는 트립래치구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.
제1항에 있어서,

상기 전동수단은, 일단이 각각 개폐레버 및 트립아암에 상대운동가능하도록 결합되고 내각이 예각을 이루도록 연결핀에 의해 결합되는 제1 및 제2링크와, 상기 구동아암의 회동축에 일방향으로 자유회동가능함과 동시에 반대방향으로 회동억제되는 작용아암과, 일단이 상기 작용아암의 자유단부에 상대운동가능하도록 결합되고 타단은 상기 연결핀에 상대운동가능하도록 결합되는 제3링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.
제6항에 있어서,

상기 전동수단은 상기 작용아암의 일단에 결합되어 상기 작용아암이 상기 구동아암에 의해 회동저지되도록 탄성력을 가하는 복귀스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.
제1항에 있어서,

상기 구동휠과 동축적으로 일체회동가능하도록 결합되어 상기 투입래치의 일단에 접촉되는 투입캠을 더 포함하며, 상기 전동링크는 상기 투입캠에 상대운동가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.
제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서,

상기 투입래치의 회동축의 일측에 배치되어 상기 투입스프링의 신장시 상기 투입래치의 회동을 허용하며, 상기 투입스프링의 축소시 상기 투입래치의 회동을 억제시키는 투입래치잠금핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.
제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서,

상기 투입스프링과 상기 차단스프링중 적어도 어느 하나에는 인장력을 조절할 수 있도록 인장력조절수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.
제10항에 있어서,

상기 인장력조절수단은, 상기 투입스프링과 상기 차단스프링중 적어도 어느 하나의 단부영역에 고정설치되는 고정부재와, 상기 스프링중 어느 하나의 일단을 피벗가능하고 축선방향을 따라 맞물림되어 상기 고정부재에 대해 상기 맞물림된 스프링의 일단을 신축시킬 수 있도록 상기 고정부재에 나사결합되는 가동지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 접점개폐장치.