스냅 동작 폐쇄 기능을 갖는 스위치

스냅 동작 폐쇄 기능을 갖는 스위치{SWITCH WITH SNAP-ACTION CLOSURE}

본원은 적어도 두개의 상호 작용하는 접촉장치와 그 접촉 장치를 폐쇄된 지점으로 이동시키는 폐쇄 스프링과 폐쇄 스프링에 압축 응력을 주는 단계를 시작하는데 사용되는 동작 버튼과 압축 응력을 받은 폐쇄 스프링의 영향이 접촉 장치에 미치게 되는 소정의 순간까지 스위치을 폐쇄하여 접촉 장치를 잠그는 록킹 장치을 포함하는 스위치와 관련된다.

이런 특징의 스위치는 국제 특허 출원 WO 96/17368로 부터 알려져 있다.

이 공지된 스위치는 두개의 접촉 장치, 즉 고정된 접촉 장치와 접촉 암(arm)수단에 의해 스위치 샤프트에 설치된 이동 접촉 장치를 갖는다. 이 스위치 샤프트는 상기 접촉 장치를 폐쇄된 위치로 이동시키기 위해 압축 응력을 받은 폐쇄 스프링 수단에 의해 회전된다. 마지막으로 동작 버튼을 회전시켜 폐쇄 스프링에 먼저 압축 응력을 준다. 이 과정에서 캣치(catch)가 사용되고 사점(Dead center)을 넘는 연결장치(knee device)의 이동을 포함한다. 그결과로 접촉 장치가 해제되기 전에 스프링이 완전히 압축 응력을 받는 스냅 동작이 이루어진다. 또한 폐쇄 스프링은 접촉력을 조절한다. 이런 특징의 스위치에서는, 중개자와 독립된 방식, 즉 사람이 스위치를 동작하는 것과 무관하고, 폐쇄 속도와 접촉 압력을 가능한 빠르게 하여 스위치가 닫힐 수 있도록 설계하는 것이 목적이다. 이러한 특징은 너무 빨리 닫혀서 접촉 장치는 반동(bouncing)때문에 타버릴 수 있고 반대로 너무 늦게 닫혀서 접촉 압력이 천천히 강화되고 접촉 장치가 거기에 용접될 수 있는데, 스위치가 손상된 상태에서 접촉을 막는데 필요하므로 중요하다.

이 공지된 스위치는 폐쇄 스프링이 충분히 압축 응력을 받는 것을 보장하기 위해 캣치의 이론적인 전환 지점을 넘어서도 접촉 장치를 잠그는 록킹 장치을 제공한다.

그러나 여전히 문제는 남는데, 특히 버트(butt)접속 장치를 사용할 때 접촉 장치의 반동 위험이 높고, 그 결과 단락 회로가 형성될 때 접속 장치는 타버리거나 용접되어 버린다.

US 특허 4,687,891에서 상기 종류의 스위치가 기술되어 있는데, 접촉 장치의 개방 위치에서의 접촉 거리 보다 더 가까운 상태로 잠겨져 있는 접촉 거리에서, 압축 응력을 주는 단계 동안에 상호 작용하는 접촉 장치를 잠그도록 록킹 장치가 설계되어 있다.

본원은 적어도 두개의 상호 작용하는 접촉장치와 그 접촉 장치를 폐쇄된 지점으로 이동시키는 폐쇄 스프링과 폐쇄 스프링에 압축 응력을 주는 단계를 시작하는데 사용되는 동작 버튼과 압축 응력을 받은 폐쇄 스프링의 영향이 접촉 장치에 미치게 되는 소정의 순간까지 스위치을 폐쇄하여 접촉 장치를 잠그는 록킹 장치을 포함하는 스위치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 위에 언급된 문제를 피하고 서문에 언급된 형태의 스위치를 제공하는데 있다.

본 발명의 첫번째 양태에 따르면, 이 목적은 고정 접촉 장치와 이격된 이동 접촉 장치의 접촉 암 측상에 그 단부 사이 지점에서 선회할 수 있는 제어 레버가 있고, 한쪽 단부에 접촉 암이 인접하며, 이러한 단부의 프로파일(Profile)은 압축 응력을 받은 폐쇄 스프링의 영향하에 이 레버를 회전시킴으로써, 이동 접속 장치는 고정 접속 장치와 접촉하도록 이동할 수 있도록 하고, 록킹 장치는 폐쇄 스프링의 압축 응력을 받는 단계에서 이동 접촉 장치가 고정된 접촉 장치로 부터 잠기는 접촉 거리에 있는 지점에서 제어 레버를 체결하는 해제 가능한 체결 장치를 포함한다는 사실에 의해 달성된다.

이 발명의 두번째 양태에 따르면, 위의 목적은 고정 접촉 장치와 떨어진 이동 접촉 장치의 접촉 암 측상에 그 단부 사이 지점에서 선회할 수 있는 제1 레버와, 한쪽 단부가 접촉 암(3)으로 향해 있고 제 2 레버(18)의 끝에 선회할 수 있게 접속되고, 다른 단부는 접촉 암(3)과 선회할 수 있게 접속되고,록킹 장치는 폐쇄 스프링(5,21)에 압축 응력을 주는 단계에서 이동 접촉 장치가 고정된 접촉 장치(1)로 부터 잠기는 접촉 거리에 있는 지점에서 제1 레버(16)를 체결하는 체결 요소를 포함한다는 사실에 의해 달성된다.

그 결과로 접속 장치는 접속 장치 사이에 어떤 스파크의 가능성이 없도록 선택되는 거리 한도 내에선 폐/접촉력 스프링에 응력을 주는 동안 다른 쪽으로 이동한다.

폐/접촉력 스프링에 충분히 압축 응력이 가해진 후, 폐/접촉력 스프링의 효과가 접촉 장치상에 드러난다. 스위치를 폐쇄하는 종래의 방식과 비교하여, 단지 축적된 스프링 에너지의 작은 일부분이 폐/접촉력 스프링 시스템에서 접촉 장치로 전달되는 운동에너지로 전환될 것이다. 본 발명을 사용하여 상당히 반동하는 위험과 용접되는 위험을 줄일 수 있다.

스위치 샤프트가 개방된 지점으로 부터 반동하는, 가령 폐쇄된 지점을 향해 접촉 장치로 부터 반동하는 것을 막기 위한 블록킹 장치는 국제 특허 출원 WO 95/29499에 알려져 있다는 것에 주목해야 한다. 그러나 이 장치는 스위치가 개방될 때 반동 현상을 억제하는데 사용된다.

미국 특허 4,687,891에서 스위치의 블록킹 장치는 압축 응력을 주는 스프링과 접촉 암사이에 제공된다. 반대로 본원 발명의 록킹 장치는 개별적으로 위치한다. 그러므로 더 높은 전력이 전환되고, 이것은 미국 특허 4,687,891에 알려진 스위치로는 불가능하다.

본 발명의 실시예는 청구항에 기술된다.

본 발명은 도면을 참조하여 아래에 좀 더 자세히 설명될 것인데 도면 1~6은 본원을 도형적으로 묘사하고 있다.

스위치는 일련의 접촉 장치를 포함하는데, 그중 단지 2개가 상호 작용하는 접촉 장치로 고정 접촉 장치(1)과 이동 접촉 장치(2)이고 도면 1-6에 예시된 실시예에 나타나 있다. 이동 접촉 장치(2)은 접촉 암(3)에 부착되어 있다. 이동 접촉 장치(2)을 위한 폐쇄 드라이브는 연결부에 의해 형성되고, 연결부는 레버(4)와 폐쇄/접촉력 스프링(5)을 포함한다. 상기 연결부는 이동 접촉 장치(2)의 접촉 암(3)에 작용한다. 더욱이 스위치는 개방 상태에서 닫힐 수 없도록 접촉 장치를 잠그는 록킹 디바이스(6)를 포함한다.

도면에 나타난 스위치는 개방 위치를 묘사하고 있다. 개방 스프링은 도면1에는 나타나 있지 않다.

스위치가 폐쇄되었을 때, 동작 버튼은 연결 레버(4)와 폐쇄 스프링(5)을 포함하는 연결 장치의 연결부상에 화살표 방향으로 힘F를 발휘하는데 사용된다. 동작 버튼과 동작 버튼과 연결 장치의 연결부 사이의 링크는 명료함을 위해 나타내지는 않았으나 이 분야의 당업자은 명백히 용이하게 설계할 수 있다. 힘F가 연결장치(4,5)의 연결부와 접촉 암(3)의 자유단부에 발휘될 때, 그결과로 접촉 장치(2)는 고정된 접촉 장치(1)을 향해 우측으로 이동한다. 폐쇄력 F가 폐쇄/접촉력 스프링의 압축 응력 단계를 개시하고 계속 수행한다. 이 압축 응력을 주는 단계에서, 개시 기간 후에 이동 접촉 장치(2)는 록킹 장치(6)에 의해 잠긴다. 이 개시 기간의 끝에서, 이동 접촉 장치(2)은 고정 접촉 장치(1)로부터의 일정 거리로 이동하고 그 결과 접촉 장치 사이의 스파크의 가능성을 없어 진다. 이동 접촉 장치(2)는 록되는 접촉 거리를 유지하고, 그 거리는 접촉 장치의 개방 위치에서의 접촉 거리보다 더 적다. 이 개시 기간 후에, 폐쇄/접촉력 스프링은 두 접촉 장치(1,2)를 폐쇄하는데 충분한 압축 응력 레벨에 도달할 때까지 압축 응력이 더 가해진다 . 이 레벨에 도달하자마자 록킹 장치(6)은 해제된다.

압축 응력되는 단계의 초기 기간에는 이동 접촉 장치는 힘을 가하는 수단에 의해 압축되는 폐쇄 스프링에 의해 관계되는 고정 접촉 장치로 부터, 록되야 하는 상기의 더 짧은 접촉 거리로 이동되고, 반면 이동 접촉 단자는 아직 록되지 않는다. 그러나 더 짧은 접촉 거리에 대한 것은 다른 방식으로 해내는 것도 아주 쉽게 생각할 수 있고 한 예로 기계적인 방식도 가능하다.

도면 1에서 나타난 실시예에서, 록킹 장치는 폐쇄 스프링(5)에 압축 응력을 주는 단계에서, 록되는 상기 더 짧은 접촉 거리에 도달한 후에 이동 접촉 장치(2)를 체결하는 체결 장치(7)을 포함한다. 분명히 다양한 체결 장치가 가능한데, 한 예로 접촉 암의 다른 측에 있는 톱니 멈춤쇠 장치를 생각할 수고, 그것은 접촉 암(3)이 톱니 멈춤쇠(도면에 도시되지 않음)와 정면 충돌함으로써 이동 접속 장치를 잠그고, 그것이 회전할 때 접촉 암을 해제할 수 있다.

도면 1에 나타난 체결 장치는 단부에 선회할 수있게 부착된 그립(grip) 레버의 형태로 되어 있다. 압축 응력을 주는 스프링(도시되지 않음)수단에 의해, 그립 레버는 도시된 위치에서 압축 응력을 받는다. 그립 레버(7)의 자유단부에는 후크(8)이 제공되는데, 그것은 접촉 장치(1,2)가 개방된 위치에서 이동 접촉 장치의 접촉 암에 부착된 후크(9) 뒤에 위치하여 동작한다. 도면 1에 도시된 스위치의 개방 위치에서 후크(8,9)의 서로 마주한 그립 정면부는 록되는 접촉 위치 보다 적은 개방된 위치에서 접촉 거리와 동일한 거리로 위치해 있다.

폐쇄/접촉력 스프링(5)에 압축 응력을 주는 단계의 개시 기간 후에, 상기 스프링이 충분히 압축 응력을 받았을 때, 그립 레버(7)은 화살표 A방향으로 선회되고, 압축 응력을 주는 스프링의 힘을 카운트하고, 접촉 암(3)과 관계된 이동 접촉 장치(2)은 해제된다. 해제된 접촉 장치(2)는 중개자로부터 독립된 방식으로, 그리고 반동의 위험을 최소화한 상태에서 고정된 접촉 장치(1)과 접촉할 것이다.

A방향에서 그립 레버(7)의 회전은 스위치의 동작 버튼에 의해 도시되지 않은 방식으로도 발생할 수 있다.

더욱이 그립 레버와/ 또는 고정된 후크(8)은 다음과 같은 방식으로 부착되어 있음이 명백한데, 즉 접촉 암(3)이 폐쇄된 위치에서 접촉 장치의 개방 위치로 이동할 때, 도면 1에 나타난 위치에 도달할 때까지 자동적으로 상대편 쪽으로 미끄러진다.

도면 2의 실시예에서 스위치는 도면 1에 나타난 실시예와 같이 고정 접촉 장치(1)과 접촉암(3)을 가지는 이동 접촉 장치(2)와 록킹 장치(7,8,9)을 포함한다. 이런 이유로 이 구성 요소들은 설명되지 않을 것이다.

도면에서 또한 개방 스프링(10)을 보여준다.

도면 2에 나타나 실시예에서, 이동 접촉 장치(2)은 코일 스프링(11)에 의해 접촉 암(3)을 통해 구동된다. 코일 스프링(11)은 스위치의 동작 버튼(도시되지 않음)으로부터 구동되는 모멘트M에 의해 압축 응력을 받는데, 이것은 이 분야에 당업자에게는 표준 절차인 단순한 방식이다.

상기 모멘트는 고정 접촉 장치를 향해 이동 접촉 장치가 이동하게 하고, 이 이동은 그립 레버에 의해 잠기도록 하기 위한 것이다. 폐쇄 스프링이 충분히 압축 응력된 후, 이동 접촉 장치(2)는 화살표 A방향으로 회전하는 그립 레버에 의해 해제되고, 접촉 장치는 중개자로부터 독립되고 반동이 없는 방식으로 폐쇄될 것이다.

도면 3에서 나타난 스위치에서, 이동 접촉 장치는 지점13에서 선회할 수 있는 제어 레버(12)수단에 의해 구동된다. 제어 레버의 한 단부은 접촉 암과 상호 작용한다. 이 특별한 단부은 다음과 같은 프로파일을 갖는데, 즉 제어 레버의 회전을 통해, 접촉 암(3)과 접촉 장치(2)은 고정 접촉 장치로 이동한다. 또한 여기에 압축 응력된 폐쇄 스프링(5)가 존재한다. 제어 레버는 록킹 장치(6)에 의해 잠기는데, 이 실시예에서는 록킹 장치는 해제 가능한 체결 요소(14)를 포함하고 있다. 폐쇄 스프링의 압축 응력 단계에서, 체결 요소(14)은 이동 접촉 장치가 고정 접촉 장치로부터 체결되는 접촉 위치에 있는 지점에서 제어 레버(12)를 체결한다.

스위치를 폐쇄하기 위해, 폐쇄 스프링(5)은 스위치의 동작 버튼의 이동으로 부터 구동되는 힘F에 의해 압축 응력을 받는다. 폐쇄 스프링이 압축 응력되는 단계의 개시 기간에서, 제어 레버는 화살표 B의 방향으로 회전하고, 접촉 암(3)을 누르는 제어 레버의 단부 프로파일 수단에 의해, 이동 접촉 장치는 접촉 거리가 체결되는 상기 언급된 접촉 거리와 같아 질 때까지, 우측으로 짧은 거리만큼 이동된다. 이 접촉 거리에 도달하자마자, 제어 레버(12)는 체결 요소(14)에 의해 체결되고, 이 실시예에서 체결 요소는 선회할 수 있는 톱니멈춤쇠로서 설계되어 있다. 압축 응력을 주는 단계의 나머지 부분에서, 폐쇄 스프링(5)은 소정의 압축 응력 레벨에 도달할 때까지 더 압축 응력되고, 그후에 체결 요소(14)은 화살표 A방향으로 회전된다. 이 회전은 스위치의 동작 버튼의 이동에 의해 구동된다. 더구나 체결 요소는 도면 3에 도시된 위치에서 압축 응력된다는 것에 주목해야 한다.

스위치의 개방 위치에서, 체결 요소(14)의 자유 단부과 제어 레버의 반대면 사이의 거리는 록된 접촉 거리보다 적고 개방된 위치의 접촉 거리와 같다.

잠금 장치의 톱니멈춤쇠(14)는 제어 레버(12)의 우측 부분의 상면과 또한 상호 작용할 수 있다는 점에 주목해야 한다. 도면 4에 도시된 발명에 따른 스위치의 실시예에서,개방 스프링(10)이 또한 도시되어 있다. 이 실시예에서 제어 레버는 코일 스프링(15)에 의해 구동된다. 폐쇄 스프링(3)에 작용하는 동작 버튼으로부터 구동되는 모멘트 M에 의해, 제어 레버는 화살표 B의 방향으로 회전하고 그 결과 접촉 장치 1,2는 서로를 향해 이동한다. 접촉 암(3)의 이동은 체결 요소(14)나 제어 레버(12)를 체결하는 톱니멈춤쇠에 의해 일시적으로 종결된다. 접촉 암(3)과 이동 접촉 장치의 위치는 유지되고, 반면에 코일 스프링(15)은 더욱 압축 응력을 받는다. 코일 스프링(15)가 충분히 압축 응력되었을 때, 체결 요소는 화살표 A의 방향으로 회전되고, 적당하다면 회전은 스위치의 동작 버튼의 이동에 의해 구동될 수 있다. 그 결과로 제어 레버(12)는 해제되고, 압축 응력된 코일 스프링(15)의 영향하에서, 접촉장치 1,2는 중개자와 독립된 방식으로 반동의 위험이 최소한의 가능성을 갖는 상태에서 폐쇄될 것이다.

도면 5,6에 도시된 실시예에서, 이동 접촉 장치(2)는 지점17에서 선회할 수 있는 제1 레버(16)을 포함하는 일련의 레버에 의해 구동된다. 제1 레버(16)의 우측 단부은 제 2 레버(18)의 하나의 단부에 선회 가능하게 접속된다. 제2 레버(18)의 다른 단부는 접촉 암에 선회 가능하게 접속된다. 이 경우 록킹 장치(6)은 선회 가능한 톱니멈춤쇠의 형태로 있는 해제 가능한 체결 요소(20)를 포함한다.

도면 5에 도시된 실시예에서, 고정과 이동 접촉 장치를 포함하는 두개의 접촉 장치는 힘F에 의해 압축 응력된 폐쇄 스프링(5)에 의해 구동된다. 폐쇄 스프링(5)은 두개의 레버(16,18) 사이의 연결부에 작용한다. 분명히 스프링은 압축 응력을 주는 힘이 정정된 방향으로 작용하도록 제공된 일련의 레버상의 다른 위치에 대해 작용할 수 있다. 힘F를 발휘함으로써, 제1 레버(16)은 다음과 같은 방식으로 회전할 것이다. 즉, 제2 레버(18)에 의해 접촉암(3)과 이동 접촉 장치(2)은 고정 접촉 장치(1)로 이동하고, 이 이동은 체결 요소(20)에 의해 일시적으로 중단될 때 까지 이루어 진다. 폐쇄 스프링(5)가 충분히 압축 응력을 받으면 곧, 체결 요소(20)은 화살표 A의 방향으로 회전하고 제1 레버(16)은 해제되고, 레버 16,18의 시스템을 통한 압축 응력된 스프링(5)은 접촉 암과 접촉 장치(2)을 고정된 접촉 장치로 구동시키고, 접촉 장치는 중개자와 독립된 방식으로 반동의 위험을 최소화한 상태에서 폐쇄될 것이다.

도면 6에 도시된 실시예에서, 코일 스프링(21)은 폐쇄 스프링으로서 사용된다. 이 폐쇄 스프링(21)은 동작 버튼에 의해 구동될 수 있는 모멘트 M에 의해 압축 응력된다. 모멘트 M수단에 의해, 폐쇄 스프링(21)을 통해 제1 레버(16)은 다음과 같은 방식으로 회전될 것이다. 즉,제2 레버(18)수단에 의해 접촉 암(3)과 이동 접촉 장치(2)은 고정 접촉 장치(7)을 향해 이동하고, 이 이동은 체결 요소(20)에 의해 일시적으로 다시 중단될 때까지 진행된다. 코일 스프링(21)이 충분히 압축 응력되면 곧, 제1 레버는 체결 요소(20)가 화살표 A방향으로 회전함으로써 해제된다. 제1 레버(16)이 해제된 결과로, 접촉 장치 1,2는 제2 레버(18)과 접촉 암(3)을 통해 코일 스프링(21)에서의 압축 응력의 영향하에 중개자와 독립된 방식으로 그리고 반동의 위험이 최소화된 상태에서 폐쇄될 것이다.

체결 요소나 바퀴멈춤쇠(21)는 또한 선회 지점12의 우측에서 제1,2 레버와 상호 작용하거나 접속 위치에서도 작용할 수 있다. 후자의 경우에 바퀴멈춤쇠는 레버 셋트를 해제하기 위해 동작되어야 한다.

본 발명은 고정 접촉 장치와 이격된 이동 접촉 장치의 접촉 암 측상에 그 단부 사이 지점에서 선회할 수 있는 제어 레버가 있고, 한쪽 단부에 접촉 암이 인접하며, 이러한 단부의 프로파일(Profile)은 압축 응력을 받은 폐쇄 스프링의 영향하에 이 레버를 회전시킴으로써, 이동 접속 장치는 고정 접속 장치와 접촉하도록 이동할 수 있도록 하고, 록킹 장치는 폐쇄 스프링의 압축 응력을 받는 단계에서 이동 접촉 장치가 고정된 접촉 장치로 부터 잠기는 접촉 거리에 있는 지점에서 제어 레버를 체결하는 해제 가능한 체결 장치를 포함하는 구성을 통해 스위치의 손상을 방지한다.