KR0170175B1 - 전동밸브장치 - Google Patents

Abstract

[과제]

조작스위치의 조작에 의히여 모터(M)를 한쪽방향으로 회전구동시켜서 밸브체를 개폐구동시키는 전동밸브장치에 있어서, 밸브장치가 모터에 의하여 구동되어 밸브폐쇄상태 또는 밸브개방상태로 되었을 때, 캠스위치의 접점상태를 안정시키도록 하는 것.

[해결수단]

상기 모터(M)의 동력을 전달하고 또한 상기 밸브체를 구동하는 출력축(J)과, 상기 출력축(J)의 회전각도에 따라서 상기 밸브체를 개폐하는 개폐기구와, 상기 출력축(J)과 일체회동하는 갬과, 상기 캠과 연동하여 상기 모터(M)를 정지시키기 위한 정지신호를 출력하는 캠스위치(13)와, 조작스위치에 의한 밸브작동신호가 입력되었을때, 상기 캠스위치(13)로부터 상기 정지신호가 입력된 후 일정시간 경과후 에 모터 (M)를 정시키도록 하는 것.

Description

전동밸브 장치

제1도는 본 발명의 실시형태 전체의 대략적인 설명도.

제2도는 급수밸브(20)의 구동기구, 캠기구 및 캠스위치(13)의 설명도.

제3도는 캠기구와 캠스위치 (13)의 동작설명도.

제4도는 제어장치(C)의 플로챠트도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 급수밸브 10 : 조작스위치

11 : 제1캠 21 : 제2캠

31 : 수압응동가스밸브 13 : 캠스위치

14 : 액추에이터

[발명에 속하는 기술 분야]

본 발명은, 전동 밸브장치, 특히, 밸브구동용의 모터에 의하여 회전구동되는 캠과 연동하는 캠스위치에 의하여 상기 모터를 제어하도록 한 전동밸브장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

전동 밸브장치는, 예를 들면, 소형급탕기의 급수회로개폐용 밸브장치에 이용된다. 이러한 종류의 전동밸브장치는, 전지구동되는 소형모터에 의하여 밸브체를 개폐구동함과 아울러, 상기 개폐위치에서 모터를 정지시키기 위하여, 상기 모터의 동력을 전달하는 감속기의 출력축에 부착된 캠과 연동하는 캠스위치가 설치되어 있다. 그리고, 상기 출력축과 일체회동하는 캠이, 밸브체의 밸브개방상태 또는 밸브폐쇄상태에 일치하였을 때의 상기 캠스위치의 출력에 의하여, 상기 모터를 정지시키도록 하고 있다.

즉, 시동시에 밸브장치가 개방상태인 경우에는, 모터에 의하여 상기 밸브체가 개방구동되어 상기 밸브개방상태로 되면, 이 시점에서 상기 캠의 연동에 의하여 캠스위치가 ON-OFF 또는 OFF-ON으로 전환되고, 이 출력신호의 변화(반전)에 의하여 모터를 정지시킨다. 역으로, 모터를 구동시켜서 밸브체를 폐쇄시키는 경우에도, 상기 캠스위치의 출력변화에 의하여 마찬가지로 모터가 정지된다.

그런데, 상기 종래의 전동밸브장치는, 상기 캠스위치의 상기 출력상태가 불안정하다고 하는 문제점이 있다.

[발명이 해결하려고 하는 과제]

상기 종래의 전동밸브장치는, 캠에 의하여 캠스위치가 ON상태에서 OFF로 절환된 시점, 혹은 역으로 절환된 시점에서 모터가 정지되도록 하고 있으므로 , 모터 정지시점에서 상기 캠스위치의 접점이 사안(思安) 상태로 있고, 모터를 정지시킨 후, 진동등에 의하여 상기 캠이 미동하면 접점이 반전되는 경우가 있다. 이 상태에서, 조작스위치에 의하여 재시동된 경우에는, 그 직후에 상기 시점이 반전하여 모터가 정지하는, 소위 공타(空打)상태가 발생한다. 결국, 밸브체가 소기의 상태까지 회동되지 않은채로 모터가 정지한다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 점을 감안한 것으로 『조작스위치의 조작에 의하여 모터(M)를 한쪽방향으로 회전구동시켜서 밸브체를 개폐구동시키는 전동밸브장치』에 있어서, 밸브장치가 모터에 의하여 구동되어 밸브폐쇄상태 또는 밸브 개방상태로 된때에, 캠스위치의 접점상태를 안정시키는 것을 그 과제로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 과제를 해결하기 위하여 채용된 특허청구범위 제 1항 발명의 해결 수단은 『상기 모터(M)의 동력을 전달하고 또한 상기 밸브체를 구동하는 출력축(J)과, 상기 출력축(J)의 회전각도에 따라서 상기 밸브체를 개폐하는 개폐기구와, 상기 출력축(J)과 일체회동하는 캠과, 상기 캠과 연동하여 상기 모터(M)를 정지시키기 위한 정지신호를 출력하는 캠스위치(13)와, 조작스위치에 의한 밸브작동신호가 입력되었을때, 상기 캠스위치(13)로부터의 상기 정지신호가 입력된 후 일정시간 경과 후에 모터(M)를 정지시키도록 하였다.』인것이다.

상기 해결수단을 채용한 전동밸브장치는, 조작스위치에 의하여 모터(M)가 시동된 후, 캠스위치(13)로부터 정지신호가 입력되더라도, 그 시점에서 모터(M)가 정지되는 것이 아니라 일정시간 경과 후에 정지되므로, 이 사이에 모터(M)가 일정각도 회동하여 캠과 캠스위치(13)의 연동관계는 캠스위치(13)접점이 절환된 상태에서 오히려 캠이 회동한 상태로 정지된다.

특허청구범위 제2항의 발명은 지연제어장치에 의하여 상기 동작을 실행시키도록 한 것으로, 이때문에 채용되는 수단은 『상기 캠스위치(13)로부터 정지신호가 입력된 후 일정시간 모터(M)의 운전을 계속시킨 후 상기 모터(M)를 정지시키는 지연제어장치를 설치하였다. 』인 것으로 이 지연제어장치에 의하여 상기 작용이 확실하게 된다.

특허청구범위 제3항의 발명은, 상기 지연제어장치를 시동시키기 위한 정지신호를 캠의 형상과의 관계로 한정한 것으로, 이 한정된 수단은 『상기 캠은 둘레일부에 오목부를 형성한 원판형상 캠체이고, 상기 캠체의 둘레에 캠스위치(13)의 스위치작동용 액추에이터(14)가 서로접한 구성으로 되어 있고, 상기 오목부에서 상기 액추에이터(14)가 탈출하였을 때의 캠스위치(13)의 신호를 상기 정지신호로 하였다.』인것이다.

액추에이터(14)가 오목부에서 탈출한 시점은 캠스위치(13)의 접점이 가장 불안정한 상태이지만, 본 발명의 전동밸브장치에서는, 상기 시점에서 오히려 캠이 회동하여 액추에이터(14)가 상기 오목부에서 완전히 탈출한 안정상태로 정지하게 됨으로써, 캠스위치(13)의 접점의 안정성은 한층 안정된 것이 된다.

특허 청구범위 제4항의 발명은, 밸브장치가 개방상태에서 폐쇄상태로 변하였을때의 캠스위치(13) 접점의 작동 후의 상태의 안정성을 확보한 것으로, 이 때문에 채용된 해결수단은 『상기 오목부와 상기 액추에이터(14)가 서로 접하고 있을 때 상기 밸브체는 개방상태이고, 상기 오목부에서 상기 액추에이터(14)가 탈출하였을 때 상기 밸브체는 폐쇄상태로, 상기 액추에이터(14)가 상기 오목부에 침입한 시점 및 상기 액추에이터(14)가 상기 오목부에서 탈출한 시점에서 상기 캠스위치(13)가 정지신호를 출력하고 후자의 정지신호 입력에 의하여 지연제어장치가 작동되는 구성으로 하였다. 』인 것이다.

상기 전동밸브장치는 , 모터(M)에 의하여 상기 밸브체가 개폐되고, 이 개폐 동작과 동시에 회전하는 캠에 의하여 캠스위치(13)가 작동되고, 이 캠스위치(13)의 정지신호에 의하여 모터(M)를 정지시킬 때, 가장 불안정한 접점상태, 즉,상기 밸브체가 개방상태에서 폐쇄상태로 변화하였을 때의 접점상태의 안정성 확보됨과 아울러, 액추에이터(14)가 오목부에 침입한 시점에서는 캠스위치(13)의 접점상태는 안정되어 있으므로 지연작동되지 않는다. 따라서, 캠스위치(13)의 접점의 안정성을 확보함과 아울러, 상기 밸브체의 개폐동작에 대하여 캠스위치(13)와 캠과의 관계가 가장 합리적인 것이 된다.

[발명의 효과]

특허청구 범위 제 1항의 발명은, 캠스위치(13)의 접점이 절환된 상태에서 오히려 캠이 회동한 상태로 모터(M)가 정지하기 때문에, 모터(M)의 정지상태에서는 캠스위치(13)의 접점이 안정한 상태가 되므로, 재시동시 등에 있어서 이미 설명한 공타상태, 즉, 밸브체가 소기의 개방상태 또는 폐쇄상태로 회동되지 않고 모터가 정지하는 문제점을 해소할 수 있다.

특허청구범위 제2항의 발명에 의하면, 지연제어장치에 의하여 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.

특허청구범위 제3항의 발명에 의하면, 상기 효과가 한층 확실한 것이 된다.

또, 특허청구범위 제4항의 발명은, 상기 효과를 확보하기 위한 밸브체의 구성을 간소화할 수 있어서 각부를 합리적으로 구성할 수 있다. 이것은 접점의 작동후의 상태가 안정한 상기 밸브개방작동시에는 지연제어장치를 이용하지 않기 때문이다.

[발명의 실시 형태]

이하. 상기한 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

이 예는, 소형급탕기에 상기 발명을 실시한 것으로, 이 예의 급탕기는, 제 1도에 나타낸 바와 같이, 마이크로컴퓨터식의 제어장치(C)에 의하여 각부가 제어됨과 아울러 제어동작 및 모터 (M)등의 출력장치로는 건전지(BT)가 채용된다.

상기 급탕기는 원래 고정식이고, 상기제어장치(C)에 조작신호를 입력하는 조작스위치(10)의 조작에 의하여, 급수회로에 삽입된 급수밸브(20)가 개폐되고, 가스버너(B)가 연소상태로 되어 급탕되고, 이 급탕동작 중에 상기 조작 스위치(10)가 조작되면, 상기 급수밸브(20)가 폐쇄되어 급수회로가 차단됨과 아울러 가스버너(B)가 소화되어 급탕동작이 정지된다.

상기 급수밸브(20)는, 모터(M)의 동력을 전달시킨 감속기(G)의 출력축(J)에 부착된 제2캠(21)과 , 이것에 연동하는 개폐레버(23)의조합에 의하여 개폐되도록 되어 있다. 이 때문에, 상기 개폐레버(23)의 입력단에 형성된 캠종절(24)이 상기 제2캠(21)의 외측둘레면에 대하여 반지름 방향으로 서로 접하고 있다. 그리고, 상기 개폐레버(23)는, 스프링에 의하여 상기 캠종절(24)이 제2캠(21)측으로 눌려져서 접히도록 탄지되어 있다. 상기 개폐레버(23)의 출력단(26)에는 상기 급수밸브(20)의 밸브축(22)이 연결되어 있다. 상기 급수밸브(20)는 상기 밸브축(22)이 빠지면 밸브개방상태로 되고, 역으로 눌러 끼워지면 밸브폐쇄상태가 되는 형식이고, 제2도의 상태는, 스프링(25)의 탄지력에 의하여 제2캠(21) 및 개폐레버(23)가 초기상태이며, 급수밸브(20)도 폐쇄상태이다.

상기 출력축(J)에는 제 1캠(11)이 상기 제2캠(21)과 일정한 간격을 두고 같은 축에 부착되어 있다. 상기 제 1캠(11)은, 상기 제2캠(21)에 의하여 개폐구동되는 급수밸브(20)의 개폐상태에 의거하여 오목부의 위치 및 형태가 결정된 원판형상의 캠이다. 상기 제 1캠(11) 및 제2캠(21)은 일체적으로 회전구동됨과 아울러, 제2도의 화살표로 나타낸 방향(제2도의 반시계방향)으로 회전구동되도록 되어 있다.

상기 제 1캠(11)은 전체가 원형상이고, 그 일부에는 일정간격에 걸쳐서 오목부(111)가 형성되어 있고, 상기 회전구동방향에 있어서 전방 경계부(112)와 후방 경계부(113)의 협각(夾角)은 약 120도 정도로 설정되어 있다. 그리고, 캠스위치(13)의 액추에이터(14)가 상기 경계부(112)를 넘어서 오목부(111)에 끼워넣어졌을 때 급수밸브(20)는 폐쇄상태에서 개방상태로 되고, 상기 액추에이터(14)가 상기 경계부(113)를 넘었을 때 밸브개방상태에서 폐쇄상태가 된다.

상기 구성의 급수밸브(20)는 급수회로에 있어서 열교환기 상류측 회로의 상류단에 설치되고, 그 하류측에는 수압응동(水壓應動) 가스밸브(31)의 거버너 (37)가 설치되고, 그 하류측에서 상기 열교환기(36)와의 사이에 수량조절밸브 (34)가 설치되어 있다.

또, 상기 열교환기(36)를 가열하기 위한 가스버너(B)의 가스회로 상류단에는 , 이것을 개폐하기 위한 가스밸브(30)가 설치되고, 그 하류측에 상기 수압응동가스밸브(31)의 출력밸브(40)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 출력밸브(40)와 상기 가스버너(B)와의 사이에 가스거버너(41)와 가스량조절밸브(33)가 설치되어 있다.

상기 수압응동가스밸브(31)에는, 급수회로의 수류의 유무를 검지하는 수류스위치(32)가 부착되어 있고, 또한, 가스버너(B)의 연소면에는 점화상태를 검지하기 위한 플레임로드(38)가 형성되어 있음과 아울러, 연소면의 실화를 검지하기 위한 열전대 (42)가 형성되어 있다.

급수회로에 있어서 상기 열교환기(36)의 출그측에는, 가요성이 있는 배관단말부(39)의 선단에 샤워꼭지(35)가 설치되고, 이 샤워꼭지(35)에는 상기 조작스위치(10)와는 별도로 상기 제어장치(C)에 조작신호를 출력하는 손잡이스위치(100)가 설치 되어있다.

상기 실시형태에서는, 조작스위츠(10)또는 상기 손잡이스위치(100)의 조작에 의거하여 신호가 입력되면, 제어장치(C)의 제어동작에 의하여 각 동작이 실행된다.

초기 상태에서는 각부가 정지되어 있고, 제 1캠(11)과 제2캠(21)은 제2도의 상태이다.

상기 상태에서 손잡이스위치(100) 또는 조작스위치(10)을 ON으로 하면, 모터 (M)의 작동에 의하여 출력축(J)이 회전하여 급수밸브(20)가 개방된다. 이 밸브개방 동작시, 제 1캠(11)과 제2캠(21)에 대하여 캠스위치(13)의 액추에이터(14) 및 급수밸브(20)를 구동시키기 위한 개폐레버(23)의 캠종절(24)이, 제3도의 ①상태에서 액추에이터(14)가 경계부(112)를 넘어서 오목부(111)로 침입한 ②의 상태로 된다. 이것에 의하여 , 상기 캠스위치(13)는 OFF에서 ON으로 되고 동시에 급수밸브(20)가 개방상태가 되고 수압응동가스밸브(31)의 작동에 의하여 가스회로도 개방됨과 아울러, 수류스위치(32)의 작동에 의하여가스밸브(30)가 개방되고, 이때 점화장치(도시하지 않았다.)의 동작에 의하여 가스버너(B)가 점화되고, 열교환기(36)에 의하여 급수회로의 물이 열교환되어 샤워꼭지(35)에서 온수가 토출된다. 상기 ON신호는 상기 밸브체가 개방상태가 되었을 때이고, 이때는 오목부(111)에 액추에이터(14)가 끼워넣어진 상태가 되므로 이작동 후의 접점의 상태가 안정되어 있다.

온수의 토출을 정지시키기 위해서는 다시 조작스위치(10) 또는 손잡이스위치(100)를 조작한다. 이후의 동작은 제4도에 나타낸 프롤챠트에 따라서 설명한다.

상기 조작에 의하여 가스밸브(30)를 폐쇄시키기 위한 신호가 출력된다. (단계 S50). 그 후, 연소중에 상기 조작이 이루어지는지 아닌지가 판단된다. (단계 S51). 또, 상기 판단은 온수절환스위치(101)의 상태에 의하여 판정된다.

상기 온수절환스위치(101)가 온수측으로 세트되어 있으면 상기 조작 전에 가스버너(B)가 연소 중이다라고 판단된다.

상기 급탕 후 급탕정지의 경우에는, 단계 S52가 실행되고, 0.6초의 대기시간이 경과하여 모터 (M)가 시동된다. (단계 S53). 그 후, 캠스위치(13)가 OFF상태인지 아닌지가 우선 검지되고(단계 S53), 캠스위치(13)가 OFF(상기 정지신호에 해당한다.)로 되면 (즉, 제3도 ④와 같이 액추에이터(14)가 경계부(113)에 일치하면), 단계 S56이 실행되고, 46밀리초가 경과하면 이것이 단게 S56에 의하여 판단되어 모터(M)가 정지되고, 각부가 대기상태로 세트된다.

상기 단계 S56이 캠스위치(13)로 부터의 정지신호출력에 의하여 작동되는 상술한 지연 제어장치에 해당한다.

또, 어떠한 이상에 의하여 상기 캠스위치(13)가 OFF로 되지 않는 경우에는 단계 S57이 실행되고, 모터(M)가 ON되고 나서 5초 경과 후에는 일단 모터(M)가 OFF되고, 그 후 30분이 경과하면 (단계 S58), I=I+1이 된 후, 다시 모터(M)를 ON하는 신호가 출력되고, 그 후 , 상기 단계 S54가 실행되고, 캠스위치(13)가 OFF가 되는지 아닌지가 다시판정된다.

하지만 캠스위치(13)로부터 OFF신호가 출력되지 않을 때에는 다시 상기 일련의 동작(단계 S57, S58)이 실행된다. 단계 S59에 의하여 I=2로 판정되면, 모터(M)가 다시 ON되어 수류스위치(32)가 OFF되고, 결국 급수회로의 수류가 정지되어 모터(M)가 정지되고 각부는 대기상태로 세트된다. 이상의 제어동작을 실행함으로써, 급수회로를 차단시키기 위하여 급수밸브(20)를 폐쇄하면, 제 1캠(11)과의 관계에 의하여 캠스위치(13)가 밸브폐쇄를 검지한 후, 즉, 액추에이터(14)가 제3도의 ④와 같이 경계부(113)를 넘고난 후, 모터(M)가 다시 46밀리초만 제3도의 화살표방향으로 회동하므로, 액추에이터 (14)가 오목부(111)에서 완전히 탈출한 상태로 모터(M), 캠스위치(13) 및 액추에이터(14)가 초기상태로 복귀하게 되고, 밸브폐쇄 상태에 있어서의 캠스위치(13)의 접점이 안정된다.

또, 상기 예에서는, 급수밸브(20) 개방시, 액추에이터(14)가 오목부(111)에 끼워넣어진 시점에서 캠스위치(13)의 접점이 반전하여 ON됨으로써 모터(M)를 정지시키도록 하고 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는, 급수 밸브 (20)를 개방상태로 하였을때, 액추에이터(14)의 상태가 안정된다. 즉, 접점의 상태가 안정되어 있다. 이것은 상기 접점반전시에 액추에이터(14)와 제 1캠(11)의 마찰력에 의한 모터(M)에 대한 부하가 급격하게 감소함으로써, 상기 접점이 중간의 사안상태를 넘어서 안정한 반전상태로 이행된 시점에서 모터(M)가 정지되기 때문이다. 따라서, 상기 밸브개방시의 캠스위치(13)의 접점의 안정성을 확보할 수 있다.

상기 실시예는,

캠기구에 의하여 슬라이딩되는 개폐레버(23)에 의하여 급수밸브(20)가 개폐되는 구성이지만, 나사기구등의 다른 기구에 의하여 급수밸브(20)가 개폐되는 구성을 채용하여도 된다.

상기 실시예에서는, 제 1캠(11)에 오목부(111)를 형성하였지만, 이 오목부에 상당하는 범위를 볼록부로 변경시켜도 된다. 상기와 같이 변경된 경우에는, 스위치구동용의 액추에이터(14)가 상기 볼록부 위에 올라가 있는 시점과, 상기 볼록부에서 떨어지는 시점에서 캠스위치(13)가 정지신호를 출력하지만, 전자의정지신호를 이미 서술한 바와 같이 지연시키게 된다.

Claims (4)

1. 조작스위치의 조작에 의하여 모터(M)를 한쪽방향으로 회전구동시켜서 밸브체를 개폐구동시키는 전동밸브장치에 있어서, 상기 모터(M)의 동력을 전달하고 또한 상기 밸브체를 구동하는 출력축(J)과, 상기 출력축(J)의 회전각도에 따라서 상기 밸브체를 개폐하는 개폐기구와, 상기 출력축(J)과 일체회동하는 캠과, 상기 캠과 연동하여 상기 모터(M)를 정지시키기 위한 정지신호를 출력하는 캠스위치(13)와, 조작스위치에 의한 밸브 작동신호가 입력되었을 때, 상기 캠스위치(13)로부터 상기 정지신호가 입력된 후 일정시간 경과후에 모터(M)를 정지시키도록 한 것을 특징으로 하는 전동 밸브장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 캠스위치(13)로부터 정지신호가 입력된 후 일정시간 모터(M)의 운전을 계속시킨 후 상기 모터(M)를 정지시키는 지연제어장치를 설치한 것을 특징으로 하는 전동밸브장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캠은 둘레일부에 오목부를 형성한 원판형상 캠체이고, 상기 캠체의 둘레 캠스위치(13)의 스위치작동용 액추에이터(14)가 서로접하는 구성으로 되어 있고, 상기 오목부에서 상기 액추에이터(14)가 탈출하였을 때의 캠스위치(13)의 신호를 상기 정지신호로 한 것을 특징으로 하는 전동밸브장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 오목부와 사익 액추에이터(14)가 서로 접하고 있을때 상기 밸브체는 개방상태이고, 상기 오목부에서 상기 액추에이터(14)가 탈출하였을 때 상기 밸브체는 폐쇄상태로 상기 액추에이터(14)가 상기 오목부에 침입한 시점 및 상기 액추에이터(14)가 상기 오목부에서 탈출한 시점에서 상기 캐스위치(13)가 정지신호를 출력하고, 후자의 정지신호입력에 의하여 지연제어장치가 작동되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 전동밸브장치.