KR100463705B1 - 관로 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로 개폐장치에 관한 것으로서, 상세히, 액추에이터 내의 밸브 개폐수단을 단순화 하여, 보다 향상된 내구성을 위한 관로개폐장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 관로 개폐장치는 회전력이 발생하는 모터부(100); 상기 모터부의 저면에 소정 길이를 가지고 일체로 형성되어 상기 모터부의 회전력을 전달하는 출력축(130); 유체가 유입 및/또는 유출되는 적어도 하나 이상의 유입구 및/또는 토출구가 형성되는 액추에이터 바디(200); 상기 액추에이터 바디 내부에 장착되어 상기 출력축과 직접 연결되는 샤프트(242) 및 상기 샤프트의 하단부에 결합되어 상기 토출구를 개폐하는 볼(241)이 포함되는 볼 샤프트(240); 상기 모터부(100)를 보호하는 보호벽(150); 상기 샤프트(242)의 상단부에 삽입되어 일체로 회전하는 회전원판(250); 상기 회전원판(250)의 가장자리에 일측 끝단이 연결되고, 상기 보호벽(150)의 내주면 일측에 타측 끝단이 연결되며, 소정의 탄성력을 가지고 형성되는 지지 스프링(260); 및 상기 회전원판(250)의 하측에 장착되어 관로의 개폐를 자동 또는 수동으로 조정하기 위한 자동 변환레버(270)가 포함되고, 일측 관로의 개폐는 상기 모터부에 의하여 이루어지고, 타측 관로의 개폐는 상기 스프링의 탄성력에 의하여 이루어지며, 상기 출력축(130)의 중심과 상기 샤프트(242)의 중심이 동일 수직선 상에 위치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 관로 개폐장치에 의하면, 모터 저면에 설치된 전달부를 통하여 볼샤프트로 직접 회전력을 전달함으로써, 동력손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

관로 개폐장치{Bypass opening and shutting apparatus of actuator}

본 발명은 관로 개폐장치에 관한 것으로서, 상세히, 액추에이터 내의 밸브 개폐수단을 단순화 함으로써, 부품의 제조 공정을 간단히 하여 비용을 절감하고, 복잡한 동작체계를 단순화하기 위한 관로 개폐장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 관로 개폐장치를 보여주는 사시도이고, 도 2는 상기 관로 개폐장치에 부착된 모터를 보여주는 사시도이며, 도 3은 상기 관로 개폐장치중 액추에이터를 보여주는 사시도이고, 도 4는 상기 관로 개폐장치의 분해 사시도이다.

도 1, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 종래의 일반적인 관로 개폐장치는 개략적으로, 밸브개폐의 구동원이 되는 모터(10)와, 상측에 상기 모터(10)가 안착되어 상기 모터를 지지하는 지지판(30)과, 상기 지지판(30)이 안착되고, 상기 모터(10)와 축결합하는 액추에이터(20)가 포함된다.

상세히, 상기 액추에이터(20)는 유체가 액추에이터(20)내로 흘러들어오도록 하는 유입구((21), 상기 액추에이터(20)를 빠져나가도록 하는 제 1 토출구(22) 및 제 2 토출구(23)로 구성되는 액추에이터 바디(20a)와, 상기 모터(10)로 부터 전달되는 동력을 받아서 밸브가 개폐되도록 하는 섹터기어(25)와, 상기 모터가 안착되는 지지판(30)이 포함된다.

그리고, 상기 섹터기어(25)의 외주면에는 적어도 하나 이상의 지지 스프링(26)이 연결된다.

상세히, 상기 섹터 기어(25)는 볼 샤프트(24)와 연결되어 있으며, 소정의 곡률반경을 가진다. 그리고, 상기 볼 샤프트(24)는 상기 액추에이터 바디(20a)내부에 형성되고, 끝단에 볼(미도시)이 부착되어있다.

또한, 상기 모터(10)는 상측에 모터 본체(11)가 형성되고 하측에 적어도 하나 이상의 기어로 이루어진 감속장치(12)로 이루어진다. 그리고, 상기 모터(10)의 저면에는 일측 단부가 상기 감속장치의 감속기어와 맞물려서 회전하는 피니언(13)이 형성된다. 그리고, 상기 피니언(13)은 상기 섹터 기어(25)와 맞물려 형성된다.

이하에서는 상기 관로 개폐장치의 기능과 작동에 대하여 설명한다.

먼저 상기 모터(10)에 전원이 인가되면 모터(10)가 회전하게 되고, 모터 본체에 내장된 상기 감속장치(12)의 기어(미도시)가 회전하게 된다. 그리고, 상기 감속장치(12)의 기어가 회전하게 되면, 치합되어 있는 상기 피니언(13)이 회전을 하게 된다. 따라서, 상기 피니언(13)과 맞물려 있는 상기 섹터 기어(25)가 회전을 하게 된다. 그리고, 상기 섹터 기어(25)가 회전을 하게 됨에 따라, 상기 볼샤프트(24)가 회전하면서 볼이 열리고 닫히게 된다.

그러나, 상기에서 설명된 바와 같은 종래의 일반적인 관로 개폐장치에 있어서, 상기 밸브를 개폐하기 위해서 피니언(13)과 섹터 기어(25)가 별도로 구비되어야 하는문제가 있다.

따라서, 상기 섹터 기어(25)가 별도로 제작되어야 하고, 제작을 위한 공정이 부가되며, 제조비가 증가되며 기어의 마모로 내구성이 단축되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 모터로부터 동력이 전달되는 과정을 단순화 시킴으로써, 동력 손실을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 섹터 기어부를 제거함으로써 재료비를 감소시키고, 부품 제조 공정을 단순화하며 내구성 향상을 꾀하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 일반적인 관로 개폐장치를 보여주는 사시도.

도 2는 상기 관로 개폐장치에 부착된 모터를 보여주는 사시도.

도 3은 상기 관로 개폐장치중 액추에이터를 보여주는 사시도.

도 4는 상기 관로 개폐장치의 분해 사시도.

도 5는 본 발명의 사상에 따르는 관로 개폐장치를 보여주는 사시도.

도 6은 상기 관로 개폐장치의 분해 사시도.

도 7은 본 발명의 사상에 따르는 관로 개폐장치에 안착되는 모터의 정면 사시도.

도 8은 상기 모터의 저면 사시도.

도 9는 본 발명의 사상에 따르는 지지판의 사시도.

도 10은 본 발명의 사상에 따르는 액추에이터의 평면 사시도.

도 11은 본 발명의 사상에 따르는 액추에이터 바디 내부에 장착된 볼샤프트 구조를 보여주는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 모터 110 : 모터 본체 120 : 감속장치

130 : 전달부 140 : 체결익 150 : 모터 보호벽

200 : 액추에이터 210 : 흡입구 220 : 제 1 토출구

230 : 제 2 토출구 240 : 볼샤프트 250 : 회전원판

260 : 지지 스프링 270 : 자동 변환레버 280 : 스프링 연결단

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관로 개폐장치는 회전력이 발생하는 모터부(100); 상기 모터부의 저면에 소정 길이를 가지고 일체로 형성되어 상기 모터부의 회전력을 전달하는 출력축(130); 유체가 유입 및/또는 유출되는 적어도 하나 이상의 유입구 및/또는 토출구가 형성되는 액추에이터 바디(200); 상기 액추에이터 바디 내부에 장착되어 상기 출력축과 직접 연결되는 샤프트(242) 및 상기 샤프트의 하단부에 결합되어 상기 토출구를 개폐하는 볼(241)이 포함되는 볼 샤프트(240); 상기 모터부(100)를 보호하는 보호벽(150); 상기 샤프트(242)의 상단부에 삽입되어 일체로 회전하는 회전원판(250); 상기 회전원판(250)의 가장자리에 일측 끝단이 연결되고, 상기 보호벽(150)의 내주면 일측에 타측 끝단이 연결되며, 소정의 탄성력을 가지고 형성되는 지지 스프링(260); 및 상기 회전원판(250)의 하측에 장착되어 관로의 개폐를 자동 또는 수동으로 조정하기 위한 자동 변환레버(270)가 포함되고, 일측 관로의 개폐는 상기 모터부에 의하여 이루어지고, 타측 관로의 개폐는 상기 스프링의 탄성력에 의하여 이루어지며, 상기 출력축(130)의 중심과 상기 샤프트(242)의 중심이 동일 수직선 상에 위치되는 것을 특징으로 한다.

상기된 바와 같이 구성되는 관로 개폐장치에 의하여, 재료비가 감소되고, 부품 제조 공정이 단순화되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 5는 본 발명의 사상에 따르는 관로 개폐장치를 보여주는 사시도이고, 도 6은 상기 관로 개폐장치의 분해 사시도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 관로 개폐장치는 회전력이 제공되는 모터(100)와, 상기 모터(100)의 하측에 형성되어 상기모터(100)를 지지하는 지지판(300)과, 상기 지지판이 안착되고, 상기 모터(100)를 보호하는 모터 보호벽(150)과, 상기 모터 보호벽(150)이 안착되고, 상기 모터(100)로부터 전달되는 회전력을 이용하여 내부에 구비되어 있는 볼샤프트가 움직이게 하는 액추에이터 바디(200a)가 포함된다.

상기 관로 개폐장치의 결합 순서는, 도시된 바와 같이 모터(100)가 최상측에 위치하고, 상기 모터(100)의 하측에 지지판(300)이 형성되며, 상기 지지판(300)은 모터 보호벽(150)의 상측면에 안착된다. 그리고, 상기 모터 보호벽(150)은 상기 액추에이터 바디(200a)와 결합되게 된다.

도 7은 본 발명의 사상에 따르는 관로 개폐장치에 안착되는 모터의 정면 사시도이고, 도 8은 상기 모터의 저면 사시도이다.

도 7과 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 관로 개폐장치에 안착되는 모터의 내부 구성은, 상측에 형성되어 모터의 과도한 회전을 막기 위한 모터 브레이크와로터로 이루어지는 모터 본체(110)와, 상기 모터 본체(110)의 하측에 형성되어 모터축의 회전속도를 감소시키는 감속장치(120)로 이루어진다.

상세히, 상기 모터(100)의 저면에는 상기 모터(100)의 회전력을 상기 액추에이터(200)에 전달하기 위하여 전달부(130)가 구비되며, 상기 전달부(130)는 상기 감속장치(120)의 기어축(미도시)의 외주면에 일정 형상의 홈(135)이 구비되는 보스가 삽입되어 형성된다. 그리고, 상기 전달부(130)의 또다른 일 형태로서 상기 감속장치(120)의 기어축 자체가 전달부가 되어 하기에서 설명되는 샤프트와 직접 결합할 수도 있다.

또한, 상기 모터(100)의 하측 외주면에는 상기 모터(100)가 상기 지지판(300)에 긴밀하게 결합되기 위한 체결익(140)이 적어도 하나 이상 형성된다.

도 9는 본 발명의 사상에 따르는 지지판의 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 지지판은 상기 모터(100)의 저면에 돌출형성된 전달부(130)가 삽입되기 위한 전달부 삽입구(310)가 포함되고, 상기 지지판(300)과 상기 모터 보호벽(150)의 저면으로 부터 소정 간격 이격되도록 하기 위한 지지 부재(320)가 포함된다.

여기서, 상기 지지부재(320)의 형상은 본 발명의 실시예에 제한되지 아니하며, 지지판(300)과 지지 부재(320)가 일체형 기타 다양한 형상으로 제작 가능함을 밝혀 둔다.

도 10은 본 발명의 사상에 따르는 액추에이터의 일부를 보여주는 사시도이고, 도 11은 상기 액추에이터 바디 내부에 장착된 볼샤프트 구조를 보여주는 단면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 액추에이터(200)는 유입되는 유체를 수용하기 위한 유입구(210)와, 상기 유입구(210)로 들어온 유체가 흘러 나가기 위한 토출구(220)(230)가 포함되는 액추에이터 바디(200a), 상기 토출구(220)(230)의 상측에 안착되어 모터(100)를 보호하는 모터 보호벽(150) 및 상기 모터(100)가 안착되는 지지판(300)이 포함된다.

또한, 상기 액추에이터 바디(200a)의 대략 중심부에는 볼샤프트(240)가 형성되는데, 상기 볼샤프트(240)의 하측 단부는 볼(241)과 연결되고, 상측으로 샤프트(242)가 형성된다.

상세히, 상기 샤프트(242)의 상측 단부는 상기 모터(100)의 저면에 형성된 전달부(130)와 결합되어, 상기 모터(100)로부터 발생되는 회전력을 전달받게 된다.

더욱 상세히, 상기 전달부(130)의 중심에 형성된 결합홈(135)은 상기 샤프트(242)의 상측단부의 형상과 동일하므로, 상기 전달부(130)와 샤프트(242)는 긴밀하게 결합된다.

상기 전달부(130)에 인가된 동력을 상기 샤프트(242)로 전달하기 위해, 상기 설명된 바와 같이 상기 전달부(130)는 상기 모터(100)내의 감속장치로부터 일정 길이 연장된 기어축의 외주면에 일정 형상의 홈을 가지는 보스가 장착되도록 함으로써, 상기 샤프트(242)와 결합하는 방법이 있다.

또한, 상기 전달부(130)와 상기 샤프트(242)를 연결시켜주는 별도의 연결부재가 삽입되도록 함으로써, 상기 모터에서 발생되는 회전력을 상기 볼샤프트(240)로 전달할 수 있다.

반대로, 상기 샤프트(242)의 상측 단부에 홈을 형성하고, 상기 기어축이 길게 연장되도록 하고, 그 끝단을 상기 샤프트(242)의 상측 단부에 형성된 홈의 형상과 동일하게 가공하여 상기 기어축을 직접 상기 샤프트(242)에 삽입함으로써, 동일한 목적을 달성할 수 있다.

또한, 상기 샤프트(242)의 하단에 부착된 볼(241)은 상기 토출구의 관로를 개폐한다. 여기서, 상기 샤프트(242)의 하측 단부에 부착되는 관로 개폐 수단은 본 발명의 실시예인 구 형상에 제한되지 아니함을 밝혀 둔다.

또한, 상기 모터 보호벽(150)의 상측부에는 상기 샤프트(242)와 함께 회전하는 회전원판(250)이 삽입되고, 상기 회전원판(250)의 하측에는 밸브의 개폐를 자동 또는 수동으로 조정할 수 있는 자동 변환레버(270)가 삽입된다.

상세히, 상기 회전원판(250)의 외주면에는 소정의 탄성력이 구비된 지지 스프링(260)이 적어도 하나 결합되며, 상기 스프링(260)의 일단이 상기 회전원판(250)과 연결되도록 하기 위하여, 상기 회전원판(250)의 외주면에는 스프링 연결단(280)이 하측으로 연장 형성된다. 그리고, 상기 스프링(260) 타단은 상기 모터 보호벽(150)과 연결된다.

상기에서 설명한 유입구와 토출구의 갯수 기타 형상은 본 발명의 실시예에 제한되지 아니하며, 상기 장치가 설치되는 개소에 따라 다양하게 변할 수 있음을 밝혀 둔다.

이하에서는 상기 액추에이터의 작용 및 기능에 대하여 설명한다.

먼저, 모터(100)의 회전에 의하여 회전력이 상기 볼샤프트(240)로 전달되는 과정은 종래의 관로 개폐장치에 부착된 모터(10)의 동력 전달 과정과 동일하다.

그러나, 본 발명의 경우, 상기 전달부(130)로 전달된 회전력은 상기 샤프트(242)의 상단부에 직접 전달되는 것이 특징이다.

상세히, 상기 전달부(130)가 회전함에 따라 상기 볼샤프트(240)가 회전되고, 상기 볼샤프트(240)가 회전되면, 액추에이터 바디 (200a)내부에 구비된 볼(241)이 회동하여 관로가 개폐된다.

예를 들어 설명하면, 상기 액추에이터 바디(200a)내부에 형성된 볼이 제 1(2) 토출구를 막고 있는 상태인 경우, 상기 샤프트(242)이 회전함으로써, 상기 볼도 함께 소정의 각도만큼 회전하여, 상기 제 1(2) 토출구가 개구된다.

더욱 상세히, 상기 볼샤프트(240)가 회전하게 되면 동시에 회전원판(250)도 회전하게 되고, 따라서 상기 회전원판(250)의 외주면에 결합된 지지 스프링(260)이 신장되게 된다. 그리고, 상기 스프링(260)의 탄성력에 의하여 상기 회전원판(250)은 다시 원상태로 돌아올 수 있도록 기능한다.

또한, 상기 자동 변환레버(270)는 밸브의 개폐를 자동 또는 수동으로 조절 가능한 수단으로써, 자동 상태에 있게 되면 모터의 작동에 따라 자동으로 관로가 개폐되며, 수동 상태에 있게 되면 수동 상태가 해제되기 전까지 제 1 토출구와 제 2 토출구가 개구되어 있는 상태를 유지하게 된다. 그리고, 액추에이터 구조와 형상에 따라 밸브의 회동 또는 개구상태가 다양하게 변할 수 있다.

본 발명에 따른 관로 개폐장치에 의하면, 모터 저면에 설치된 전달부를 통하여 볼샤프트로 직접 회전력을 전달함으로써, 동력손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 볼샤프트로 동력을 전달하기 위하여 섹터 기어를 별도로 제작할 필요가 없게 됨으로써, 재료비 감소 및 제조 공정의 단순화를 가져올 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 회전력이 발생하는 모터부(100);

   상기 모터부의 저면에 소정 길이를 가지고 일체로 형성되어 상기 모터부의 회전력을 전달하는 출력축(130);

   유체가 유입 및/또는 유출되는 적어도 하나 이상의 유입구 및/또는 토출구가 형성되는 액추에이터 바디(200);

   상기 액추에이터 바디 내부에 장착되어 상기 출력축과 직접 연결되는 샤프트(242) 및 상기 샤프트의 하단부에 결합되어 상기 토출구를 개폐하는 볼(241)이 포함되는 볼 샤프트(240);

   상기 모터부(100)를 보호하는 보호벽(150);

   상기 샤프트(242)의 상단부에 삽입되어 일체로 회전하는 회전원판(250);

   상기 회전원판(250)의 가장자리에 일측 끝단이 연결되고, 상기 보호벽(150)의 내주면 일측에 타측 끝단이 연결되며, 소정의 탄성력을 가지고 형성되는 지지 스프링(260); 및

   상기 회전원판(250)의 하측에 장착되어 관로의 개폐를 자동 또는 수동으로 조정하기 위한 자동 변환레버(270)가 포함되고, 일측 관로의 개폐는 상기 모터부에 의하여 이루어지고, 타측 관로의 개폐는 상기 스프링의 탄성력에 의하여 이루어지며, 상기 출력축(130)의 중심과 상기 샤프트(242)의 중심이 동일 수직선 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 관로 개폐장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 출력축(130)은 저면에 일정 형상과 깊이로 함몰되는 함몰부가 포함되고,

   상기 출력축(130)에 직접 연결되는 상기 샤프트(242)는 상기 함몰부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 관로 개폐장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 샤프트(242)는 상부면에 일정 형상과 깊이로 함몰되는 함몰부가 포함되고,

   상기 출력축(130)은 상기 함몰부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 관로개폐장치.
4. 삭제