KR100631055B1 - 모터형 온도조절밸브장치 - Google Patents

모터형 온도조절밸브장치 Download PDF

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KR100631055B1
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Abstract

본 발명은 모터형 온도조절밸브장치에 관한 것으로, 개폐공에 끼인 이물질에 의한 조절부몸체의 하방이동력의 반발력이 완충시킬 수 있고, 가이드 또는 플레이트와 캠의 마찰에 의해 일어나는 마모현상을 감소시키고, 내구성을 향상시켜 기계적 손실을 최소화시킬 수 있는 데 목적이 있다.
이를 위해 본 발명에서는밸브구동부(110)와 밸브조절부(120)로 구성되어 밸브스탬(121)을 상하이동시켜 조절부몸체(120a) 내부의 개폐구(126)를 개폐시키는 모터형 온도조절밸브에 있어서, 구동부몸체(110a) 내부에서 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키도록 구동되는 모터(111);와, 모터(111)의 회전운동을 밸브개폐를 위한 직선운동으로 변환시키는 동력변환수단;과, 상기 구동부몸체(110a) 하단 측부와 상기 조절부몸체(120a) 상단 측부가 슬라이딩 가능하게 체결하면서 조절부몸체(120a)의 압력이 구동부몸체(110a)에서 완충시킬 수 있도록 상기 구동부몸체(110a) 하단 측부와의 사이에 완충스프링(131)이 설치되는 체결구(130);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

모터형 온도조절밸브장치 {Apparatus for controlling of temperature of motor typed valve}
도 1은 종래의 모터형 온도조절밸브의 구성도.
도 2는 종래 다른 구조의 모터형 온도조절밸브의 구성도.
도 3은 종래의 또 다른 모터형 온도조절밸브의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브의 제1실시예 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브의 제2실시예 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 밸브구동부 111 : 모터
112 : 크랭크축 113 : 편심부
114 : 베어링 115 : 가이드
116 : 상부압축스프링 120 : 밸브조절부
121 : 밸브스탬 122 : 밸브콘
123 : 콘커버 124 : 스프링이동구
125 : 하부압축스프링 126 : 개폐구
127 : 개폐공 128 : 오리피스
130 : 체결구 220 : 캠축
221 : 캠 223 : 회전롤러
본 발명은 모터형 온도조절밸브장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터로 작동되는 밸브의 개폐에 있어서, 개폐공에 끼인 이물질에 의한 조절부몸체의 하방이동력의 반발력이 완충시킬 수 있고, 가이드 또는 플레이트와 캠의 마찰에 의해 일어나는 마모현상을 감소시키고, 내구성을 향상시켜 기계적 손실을 최소화시킬 수 있는 모터형 온도조절밸브에 관한 것이다.
일반적으로 모터에 의한 밸브구동기는 모터가 구비되어 있고, 모터에는 캠샤프트가 설치되어 상기 모터의 구동력으로 회전하도록 구성되어 있다.
또한 상기 캠샤프트의 중간부에는 편심된 캠이 일체로 구비되어 상기 캠샤프트와 함께 회전하도록 되어 있고, 캠의 하부측에는 캠과 미끄럼접촉하면서 상하 직선운동을 하는 푸시로드가 구비되어 있다.
그리고 도 1은 밸브구동기에 의해서 개폐작동을 하는 자동온도조절밸브에 있어 이물질이 밸브사이에 끼었을 때 완충할 수 있는 구조로서, 케이스 내부 일측에 외부의 전원공급으로 구동력을 발생하는 모터(11)가 구비된다.
또한 모터에는 캠샤프트(12)가 설치되고 캠(13)이 샤프트에 일체로 구비되어 회전하게 된다. 캠의 하부측 가이드(14)가 캠(13)에 의해 눌려져압축코일스프링(16)을 가압하게 되고, 상기 압축코일 스프링은 하부측 플런저(15)를 가압하여 밸브스템을 누르게 된다. 밸브스템의 하단부측 개폐구(미도시)는 오리피스를 막아 유량의 흐름을 폐쇄시키게 된다. 미설명된 10은 케이스이고, 17은 인쇄회로기판이다.
캠의 회전위치가 바뀌게 되면, 캠에 의한 가이드의 누르는 힘이 해제되고, 상기 가이드와 플런저는 가이드와 플런저 사이의 압축코일스프링의 복원력에 의해 다시 상승하여 개폐구를 상승시킴으로써 밸브의 오리피스를 개방시키게 된다.
이는 밸브사이에 이물질이 끼었을 때 가이드와 플런저 사이에 설치된 압축코일스프링이 이물질에 의한 반력을 중간에서 흡수함으로써 모터의 과부하를 미연에 방지하는 효과를 가진 장치이나, 캠과 가이드 사이의 마찰에 의한 기계적 손실과 내구성이 저하되는 단점이 있다.
한편 종래의 다른 예로서 도 2에 캠과 가이드 간의 마찰력을 최소화하기 위해 캠(21)과 가이드(22) 사이에 회전롤러(23)가 설치되는 구성도 개시되어 있으나, 일반적으로 단일 롤러가 마모되면 롤러의 원형이 왜곡될 뿐 만 아니라 별도의 저널베어링부와 같은 회전부가 필요하게 되는 단점이 있다.
다른 한편 도 3은 종래의 또 다른 구조로서 플런저와 밸브가이드의 구조를 더욱 간단하게 한 기술이 사용되는데, 이는 모터축에 설치된 캠(32)에 의해 플레이트(34)에 가압력을 가하고 플레이트와 플런저(35)사이에 설치된 압축코일스프링(36)에 의해 완충작용을 하도록 하고 있다.
이 때 플레이트는 플런저의 일단에 구비된 걸림턱(37)에 의해 걸려 있는 상 태에서 캠이 작용하여 푸쉬로드(38)를 밀 때는 밸브가이드(24)가 스프링의 압축력을 이기고 푸쉬로드에 힘을 가하게 되어 밸브의 오리피스(39)가 닫히게 된다.
그러나 이와 같은 종래기술에서는 캠과 플레이트 사이에는 항상 마찰 접촉이 발생하게 되어 캠과 플레이트의 내구성을 저감시키는 요인이 된다.
따라서 본 발명은 이러한 사정을 감안하여 개발된 것으로, 개폐공에 끼인 이물질에 의한 조절부몸체의 하방이동력의 반발력이 완충시킬 수 있고, 가이드 또는 플레이트와 캠의 마찰에 의해 일어나는 마모현상을 감소시키고, 내구성을 향상시켜 기계적 손실을 최소화시킬 수 있는 모터형 온도조절밸브를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터형 온도조절밸브장치는, 밸브구동부(110)와 밸브조절부(120)로 구성되어 밸브스탬(121)을 상하이동시켜 조절부몸체(120a) 내부의 개폐구(126)를 개폐시키는 모터형 온도조절밸브에 있어서, 구동부몸체(110a) 내부에서 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키도록 구동되는 모터(111);와, 모터(111)의 회전운동을 밸브개폐를 위한 직선운동으로 변환시키는 동력변환수단;과, 상기 구동부몸체(110a) 하단 측부와 상기 조절부몸체(120a) 상단 측부가 슬라이딩 가능하게 체결하면서 조절부몸체(120a)의 압력이 구동부몸체 (110a)에서 완충시킬 수 있도록 상기 구동부몸체(110a) 하단 측부와의 사이에 완충스프링(131)이 설치되는 체결구(130);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 동력변환수단은 모터(111)의 회전축에 연결되어 회전하며 회전축중심에서 일정거리 이격되어 일체로 형성된 편심부(113)를 구비한 크랭크축(112);과, 상기 편심부(113)의 외측에 회동가능하게 형성되면서 상기 편심부(113)의 외경보다 큰 내경을 가지는 베어링(114);과, 상기 편심부(113)의 편심회전으로 상하이동되도록 베어링(114)의 하부에 위치하면서 하부에 조절부몸체(120a)의 밸브스탬(121)을 통해 개폐구(126)가 연결되는 가이드(115)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터형 온도조절밸브장치를 제공한다.
또한 동력변환수단은 모터(111)의 회전축에 연결되어 회전하는 캠축(220)에 회전중심이 편심되도록 일체 형성된 캠(221)과, 상기 캠(221)의 편심회전으로 상하이동되도록 캠(221)과의 사이에 회전가능한 회전롤러(223)가 설치되고, 하부에 조절부몸체(120a)의 밸브스탬(121)을 통해 개폐구(126)가 연결되는 가이드(115)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터형 온도조절밸브장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브의 제1실시예 구성도로 좌측도면은 횡방향 단면도이고 우측도면은 편심부를 나타내기 위한 종방향 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브의 제2실시예 구성도이다.
도면에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브는 편심부(113)의 외경보다 큰 내경의 베어링(114) 하부가 가이드(115)와 밀착된 상태에서 편심부(113)가 베어링(114) 내부에서 편심회전함에 따라 베어링(114)을 통해 가이드(115)를 하방으로 이동시킬 수 있도록 이루어진다.
따라서 도 4에서 보는 바와 같이 본 발명의 제1실시예는 밸브스탬(121)을 상하이동시켜 개폐구(126)를 개폐시키는 모터형 온도조절밸브는 크게 밸브구동부(110)와 밸브조절부(120)로 나누어 설명할 수 있는 데, 그 중에서 밸브구동부(110)는 구동부몸체 내부에 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키도록 구동되는 모터(111)가 구비된다.
아울러 상기 모터(111)에 크랭크축(112) 단부가 모터(111)의 회전축에 연결되어 회전하도록 끼움 형성되며, 상기 크랭크축(112) 중간에 편심부(113)가 회전축중심에서 일정거리 이격되어 일체로 형성된다.
또한 편심부(113)의 외측에 베어링(114)이 회동가능하게 형성되되, 상기 베어링(114)은 상기 편심부(113)의 외경보다 큰 내경을 가지며, 상기 편심부(113)의 편심회전으로 상하이동되도록 가이드(115)가 베어링(114)의 하부에 위치하고, 상기 가이드(115)의 하부에 밸브스탬(121)을 통해 개폐구(126)가 연결 형성된다.
그리고 가이드(115) 하부는 내측으로 단차가 형성되어 가이드가 상하이동하여 이물질이 낀 개폐공에 개폐구가 폐쇄될 때 완충되도록 구동부몸체(110a)와의 사이에 상부압축스프링(116)이 삽설된다.
상기와 같이 밸브구동부(110)는 모터, 크랭크축, 베어링(114) 그리고 가이드 (115)로 이루어지고, 체결구(130)에 의해 상기 밸브구동부(110)의 하부에 체결되는 밸브조절부(120)는 다음과 같다.
가이드(115)의 하부에 크랭크축(112)을 통한 상하이동이 개폐구(126)에 전달되도록 밸브스탬(121)이 위치되고, 밸브스탬(121)은 밸브콘(122)의 상부 내측에 끼움 결합된 콘커버(123)의 상측 중앙에 관통 삽입된다.
그리고 삽입된 밸브스탬(121)의 상측에는 스프링이동구(124)가 일체 형성되고, 상기 밸브콘(122) 내부의 밸브스탬(121) 외측이면서 스프링이동구(124)의 하부에는 하부압축스프링(125)이 내설된다.
또한 밸브콘(122) 하부에는 개폐 가능하도록 신축성이 있는 개폐구(126)가 설치되고, 상기 개폐구(126)와 인접한 하부에는 개폐공(127)이 형성되어 유체가 이동되거나 차단되는 오리피스(128)가 형성된다.
한편 본 발명의 제2실시예는 도 5에서 보는 바와 같이 밸브스탬(121)을 상하이동시켜 개폐구(126)를 개폐시키는 모터형 온도조절밸브는 크게 밸브구동부(110)와 밸브조절부(120)로 나누어 설명할 수 있는 데, 그 중에서 밸브구동부(110)는 구동부몸체 내부에 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키도록 구동되는 모터(111)가 구비된다.
아울러 상기 모터(111)에 캠축(220) 단부가 모터(111)의 회전축에 연결되어 회전하도록 끼움 형성되며, 상기 캠축(220)에 회전중심이 편심되도록 캠(221)이 일체 형성된다.
상기 캠(221)의 편심회전으로 상하이동되도록 캠(221)과의 가이드(115) 사이 에 회전가능한 회전롤러(223)가 설치되고, 가이드 하부에 조절부몸체(120a)의 밸브스탬(121)을 통해 개폐구(126)가 연결된다.
그리고 가이드(115) 하부는 내측으로 단차가 형성되어 가이드가 상하이동하여 이물질이 낀 개폐공에 개폐구가 폐쇄될 때 완충되도록 구동부몸체(110a)와의 사이에 상부압축스프링(116)이 삽설된다.
상기와 같은 제2실시예의 밸브구동부(110)는 모터, 캠축, 캠 그리고 가이드(115)로 이루어지고, 체결구(130)에 의해 상기 밸브구동부(110)의 하부에 제1실시예와 같은 밸브조절부(120)가 체결된다.
한편 상기와 같은 본 발명의 제1,2실시예에 공통적으로 체결구에 의해 구동부몸체 하단과 조절부몸체 상단이 체결되되, 구동부몸체 하단 측부와 상기 조절부몸체 상단 측부가 슬라이딩 가능하게 체결되고, 조절부몸체(120a)의 압력이 구동부몸체에서 완충시킬 수 있도록 상기 구동부몸체 하단 측부와의 사이에 완충스프링(131)이 설치된다.
상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
도 4에서 보는 바와 같이 제 1실시예의 작용은 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키기 위한 모터(111)가 회전하면 크랭크축(112)이 회전하면서 편심부(113)가 편심회전하게 되고, 편심부(113)가 편심회전하면서 상측에서 하측으로 회전하여 다시 상측으로 회전할 때 편심부(113) 외경보다 큰 내경의 베어링(114)이 하방으로 가이드(115)를 밀어내린다.
아울러 가이드(115)가 구동부몸체의 내면을 따라 하방으로 이동하고 상부압축스프링(116)의 탄성력을 극복하면서 하방으로 이동함에 따라 밸브스탬(121)이 하방으로 이동한다.
또한 밸브스탬(121)이 하방으로 이동하면서 스프링이동구(124)에 의해 하부압축스프링(125)의 탄성력을 극복하여 밸브콘(122)을 전체적으로 하방이동시키고, 이에 따라 개폐구(126)가 개폐공(127)을 폐쇄시킴으로써 오리피스(128)에 유체가 차단된다.
한편 도 5에서 보는 바와 같이 제2실시예의 작용은 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키기 위한 모터(111)가 회전하면 캠축(220)이 회전하면서 캠(221)이 편심회전하게 되고, 캠(221)이 편심회전하면서 일방향으로 돌출된 부위가 상측에서 하측으로 회전하여 다시 상측으로 회전할 때 회전롤러(223)가 함께 회전하면서 하방으로 회전롤러(223)와 더불어 가이드(115)를 밀어 내린다.
아울러 가이드(115)가 구동부몸체의 내면을 따라 하방으로 이동하고 상부압축스프링(116)의 탄성력을 극복하면서 하방으로 이동함에 따라 밸브스탬(121)이 하방으로 이동한다.
또한 밸브스탬(121)이 하방으로 이동하면서 스프링이동구(124)에 의해 하부압축스프링(125)의 탄성력을 극복하여 밸브콘(122)을 전체적으로 하방이동시키고, 이에 따라 개폐구(126)가 개폐공(127)을 폐쇄시킴으로써 오리피스(128)에 유체가 차단된다.
한편 이때 본 발명의 모터형 온도조절밸브의 제1,2실시예를 도 및 도에서 보는 바와 같이 개폐공 또는 개폐공에 인접한 조절부몸체(120a)에 이물질이 끼인 경우 개폐구가 개폐공을 완전히 폐쇄하지 못 하여 편심부의 회전에 따른 베어링에 무리가 발생하면서 하방으로 가이드를 이동시키려는 베어링에 반발력이 작용하게 된다.
아울러 베어링의 하방이동시키려는 반발력이 상방으로 이동시키려하게 되어 조절부몸체(120a)는 상방으로 힘이 작용하고 이에 따라 체결구(130)와 상방으로 슬라이딩되면서 완충스프링(131)을 상방으로 밀어 탄성력을 극복함으로써 베어링이 회전하는 데 무리가 생기지 않고 회전할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 모터형 온도조절밸브는 구동부몸체와 조절부몸체를 완충스프링이 내설된 체결구에 의해 체결시킴으로써, 개폐공에 끼인 이물질에 의한 조절부몸체의 하방이동력의 반발력이 완충시킬 수 있고, 가이드 또는 플레이트와 캠의 마찰에 의해 일어나는 마모현상을 감소시키며, 내구성을 향상시켜 기계적 손실을 최소화시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 밸브구동부(110)와 밸브조절부(120)로 구성되어 밸브스탬(121)을 상하이동시켜 조절부몸체(120a) 내부의 개폐구(126)를 개폐시키는 모터형 온도조절밸브에 있어서,
    구동부몸체(110a) 내부에서 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키도록 구동되는 모터(111);와,
    모터(111)의 회전운동을 밸브개폐를 위한 직선운동으로 변환시키는 동력변환수단;과,
    상기 구동부몸체(110a) 하단 측부와 상기 조절부몸체(120a) 상단 측부가 슬라이딩 가능하게 체결하면서 조절부몸체(120a)의 압력이 구동부몸체(110a)에서 완충시킬 수 있도록 상기 구동부몸체(110a) 하단 측부와의 사이에 완충스프링(131)이 설치되는 체결구(130);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터형 온도조절밸브장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력변환수단은 모터(111)의 회전축에 연결되어 회전하며 회전축중심에서 일정거리 이격되어 일체로 형성된 편심부(113)를 구비한 크랭크축(112);과,
    상기 편심부(113)의 외측에 회동가능하게 형성되면서 상기 편심부(113)의 외 경보다 큰 내경을 가지는 베어링(114);과,
    상기 편심부(113)의 편심회전으로 상하이동되도록 베어링(114)의 하부에 위치하면서 하부에 조절부몸체(120a)의 밸브스탬(121)을 통해 개폐구(126)가 연결되는 가이드(115)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터형 온도조절밸브장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력변환수단은 모터(111)의 회전축에 연결되어 회전하는 캠축(220)에 회전중심이 편심되도록 일체 형성된 캠(221)과,
    상기 캠(221)의 편심회전으로 상하이동되도록 캠(221)과의 사이에 회전가능한 회전롤러(223)가 설치되고, 하부에 조절부몸체(120a)의 밸브스탬(121)을 통해 개폐구(126)가 연결되는 가이드(115)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터형 온도조절밸브장치.
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