KR100694672B1 - 모터형 온도조절밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터형 온도조절밸브장치에 관한 것으로, 가이드 또는 플레이트와 캠의 마찰에 의해 일어나는 마모현상을 감소시키고, 내구성을 향상시켜 기계적 손실을 최소화시킬 수 있는 데 목적이 있다.

이를 위해 본 발명에서는 밸브스탬(121)을 상하이동시켜 개폐구(126)를 개폐시키는 모터형 온도조절밸브에 있어서, 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키도록 구동되는 모터(111);와, 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 위치하고, 하부에 밸브스탬(121)을 통해 개폐구(126)가 연결되는 플런저(117);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

모터형 온도조절밸브장치 {Apparatus for controlling of temperature of motor-driven-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 횡방향 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브의 종방향 구성도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브의 크랭크축과 베어링의 작동상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 밸브구동부 111 : 모터

112 : 크랭크축 113 : 편심부

114 : 베어링 115 : 가이드

116 : 상부압축스프링 117 : 플런저

120 : 밸브조절부 121 : 밸브스탬

122 : 밸브콘 123 : 콘커버

124 : 스프링이동구 125 : 하부압축스프링

126 : 개폐구 127 : 개폐공

128 : 오리피스 130 : 체결구

본 발명은 모터형 온도조절밸브장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터로 작동되는 밸브의 개폐에 있어서, 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 롤러베어링부와 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, 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 밸브스탬(121)을 상하이동시켜 개폐구(126)를 개폐시키는 모터형 온도조절밸브에 있어서, 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키도록 구동되는 모터(111);와, 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 위치하고, 하부에 밸브스탬(121)을 통해 개폐구(126)가 연결되는 플런저(117);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 플런저(117)는 베어링(114) 하부에 위치하는 가이드(115)가 내측에서 상하이동하고, 가이드(115) 하부에는 상하이동시 완충되도록 상부압축스프링(116)이 삽설되며, 하부에 밸브스탬(121)이 위치되는 것을 특징으로 하는 모터형 온도조절밸브장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브의 횡방향 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브의 종방향 구성도이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 모터형 온도조절밸브의 크랭크축(112)과 베어링(114)의 작동상태도이다.

도 4 및 도 5에서 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.

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(110a) 내부에 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키도록 구동되는 모터(111)가 구비된다.

아울러 상기 모터(111)에 크랭크축(112) 단부가 모터(111)의 회전축에 연결 되어 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 플런저(117)가 베어링(114)의 하부에 위치하고, 상기 플런저(117)의 하부에 밸브스탬(121)을 통해 개폐구(126)가 연결 형성된다.

상기 베어링은 통상의 롤러베어링이나 저널베어링으로 형성할 수 있는 것은 물론이지만, 회전속도가 크지 않고, 회전수가 많지 않으므로 일정 간극에 의한 오일리스베어링으로 형성하는 것도 가능하다. 가이드와 밀착된 베어링의 외주면은 단지 롤링을 하고 베어링의 내측에서 편심부가 회전하게 되는 것이다.

또한 플런저(117)는 상부가 개방되면서 내부에 압축스프링(116)이 안착되고 가이드가 왕복운동을 할 수 있도록 상부개방 중공형상으로 이루어진다. 즉, 모터의 구동에 따라 베어링(114)의 외주면에 밀착되는 가이드(115)가 내측에서 상하이동하고, 가이드(115)와 플런저 사이에는 상부압축스프링(116)이 삽설된다.

그리고 플런저(117)의 하단 측부는 개폐공에 이물질이 끼어 개폐구가 닫힐 때 완충시키도록 내측으로 단차지게 움푹들어가게 형성되어 단차지게 움푹들어간 측부의 외측에 중간압축스프링(118)이 설치된다.

상기와 같이 밸브구동부(110)는 모터, 크랭크축, 베어링(114) 그리고 플런저(117)로 이루어지고, 체결구(130)에 의해 상기 밸브구동부(110)의 하부에 체결되는 밸브조절부(120)는 다음과 같다. 미설명 120a는 조절부몸체이다.

플런저(117)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 삽입되며, 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.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 모터형 온동조절밸브의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

도 5 및 도 6a에서 보는 바와 같이 온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키기 위한 모터(111)가 회전하면 크랭크축(112)의 편심부(113)가 편심회전하게 된다. 편심부와 베어링은 미끄럼 접촉을 하며, 베어링의 외주면은 가이드의 상면에 밀착되어 롤링하게 되며, 이에 따라 베어링(114)이 하방으로 가이드(115)를 상하운동 시킨다.

아울러 가이드(115)가 플런저(117)의 내면을 따라 하방으로 이동하면서 플런저(117)까지 하방으로 이동하게 되고, 플런저(117)가 하방으로 이동함에 따라 밸브스탬(121)이 하방으로 이동한다.

밸브의 오리피스부분에 이물질이 없는 경우에는 상부압축스프링(116)의 탄성 력은 거의 작용하지 않는다. 즉, 정상적인 작동환경하에서 탄성력이 작용하지 않도록 코일스프링을 설계한다.

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. 이 때 오리피스에 이물질이 끼었을 때 밸브스탬을 통해 상부압축스프링(116)에서 탄성력이 작용하여 완충시키게 된다.

한편 도 5 및 도 6b에서 보는 바와 같이 모터(111)가 회전하여 편심부(113)가 하측에서 상측으로 회전하게 되면 베어링(114)은 가이드(115)를 하방으로 밀지 않게 되어 하부압축스프링(125)의 복원력에 의해 밸브스탬을 밀게되고 밸브스탬과 접촉하고 있는 플런저(117)는 상방으로 올라가게 된다.

또한 상부에 중간압축스프링(118)을 구비하고 있는 경우에는 플런저를 항상 베어링의 외주면에 밀착시키도록 하는 작용을 한다.

밸브콘(122)이 상방으로 올라감에 따라 개폐구(126)도 상방으로 올라가게 되어 폐쇄되었던 개폐공(127)은 개방되고, 오리피스(128)에는 유체가 다시 이동하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 모터형 온도조절밸브는 편심부의 외경보다 큰 내경의 베어링 하부가 가이드와 밀착된 상태에서 편심부가 베어링 내부에서 편 심회전함에 따라 베어링을 통해 가이드를 하방으로 이동시킬 수 있도록 이루어짐으로써, 가이드 또는 플레이트와 캠의 마찰에 의해 일어나는 마모현상을 감소시키고, 내구성을 향상시켜 기계적 손실을 최소화시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 밸브스탬(121)을 상하이동시켜 개폐구(126)를 개폐시키는 모터형 온도조절밸브에 있어서,

   온도조절용 밸브의 개폐를 자동으로 작동시키도록 구동되는 모터(111);와,

   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 위치하고, 하부에 밸브스탬(121)을 통해 개폐구(126)가 연결되는 플런저(117);를 포함하여 이루어지며,

   상기 플런저(117)의 하단 측부는 개폐공에 이물질이 끼어 개폐구가 닫힐 때 완충시키도록 내측으로 단차지게 형성되어 외측에 중간압축스프링(118)이 설치되는 것을 특징으로 하는 모터형 온도조절밸브장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 플런저(117)는 베어링(114) 하부에 위치하는 가이드(115)가 내측에서 상하이동하고, 가이드(115) 하부에는 상하이동시 완충되도록 상부압축스프링(116)이 삽설되며, 하부에 밸브스탬(121)이 위치되는 것을 특징으로 하는 모터형 온도조절밸브장치.
3. 삭제

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