KR101604747B1 - 유량조절밸브 - Google Patents

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쯔지앙 산화 컴퍼니 리미티드
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Abstract

밸브시트(1) 및 케이스(2)를 포함하며, 케이스(2)의 내부에 모터(21)가 설치되어 있고 모터(21)는 그 출력축을 통하여 스크류 로드(3)와 연결되며 스크류 로드(3)는 너트(4)와 연결되고 너트(4)는 밸브 로드(5)와 연결되는 유량조절밸브에 있어서, 밸브 로드(5)의 내부에 장착홈(51)이 설치되고 너트(4)는 반경방향에서 틈새끼워맞춤에 의해 장착홈(51)에 배합되며, 장착홈(51)의 내벽에 환형 위치제한홈(52)이 개설되어 있고 환형 위치제한홈(52)에는 너트(4)에 대하여 축방향의 위치를 제한하는 동시에 틈새끼워맞춤에 의해 너트(4) 외부에 배합되는 위치제한 부재(53)가 설치되어 있는 유량조절밸브에 관한 것이다. 상기와 같은 유량조절밸브의 구조적 설계는 부품 가공 및 조립에 따른 스크류 로드와 너트 사이의 동축도 오차를 피면하고 너트의 축방향에서의 위치제한의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Description

유량조절밸브{FLOW REGULATING VALVE}
본원 발명은 2011년 06월 27일에 중국 특허청에 제출한 출원번호가 201110176275.7이고 발명의 명칭이 "유량조절밸브"인 중국특허출원의 우선권을 주장하고, 그 전반 내용을 인용으로서 본원 발명에 결부시킨다.
본 발명은 유체 제어부품의 기술분야에 관한 것으로, 특히는 유량조절밸브에 관한 것이다.
유량조절밸브는 냉각 시스템을 구성하는 중요한 부품으로서, 냉각 시스템의 4개 기본부품에서 증발기, 압축기 및 응축기를 제외한 또 다른 기본부품이다. 유량조절밸브의 일반적인 작동 과정에 의하면, 코일장치의 전기 인가 또는 전기 차단에 따라 밸브 니들(valve needle)이 밸브포트의 개방도를 조절함으로써 냉매의 유량을 조절한다. 이 외에, 유량조절밸브는 액압 시스템과 석유 수송 등 기타 유체 제어 분야에서도 광범위하게 응용되고 있다.
선행기술의 경우, 특허번호가 200580023202.7인 중국특허에서는 유량조절밸브에 대하여 개시하였고, 구체적인 내용은 도 1과 도 2를 참조한다. 도 1은 선행기술에 따른 유량조절밸브의 구조 설명도이고 도 2는 도 1의 유량조절밸브의 일부 확대도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모터 케이스(62)의 내부에 모터(70)가 설치되어 있고 상기 모터 케이스(62)의 하부 케이스(60)는 나사산 배합을 통하여 헤드부(48)에 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 유닛(40)은 배출 피스톤(130)(너트에 해당됨)을 포함하고 상기 배출 피스톤(130)은 암나사산을 구비하며 수나사산을 구비한 구동축(78)(스크류 로드에 해당됨)을 수용하기 위한 것이다. 상기 배출 피스톤(130)은 축방향을 따라 비교적 길게 연장되는 동시에 슬라이딩 가능하게 케이싱 파이프(146)에 장착되고 상기 케이싱 파이프(146)는 하부 케이스(60)에 장착된다. 배출 피스톤(130)은 케이싱 파이프(146)에 의해 원주방향에서의 회동이 불가능하게 제한되며, 모터(70)가 기어 시스템을 통하여 수나사산을 구비한 구동축(78)을 구동하여 회전시킬 경우, 배출 피스톤(130)이 원주방향을 따라 회동할 수 없기 때문에 축방향을 따라 운동할 수밖에 없게 되어 밸브 유닛(40)을 구동시켜 밸브시트(22)의 밸브포트의 개방도를 조절한다. 하지만 상기와 같은 선행기술에 따른 유량조절밸브는 하기와 같은 흠결이 존재한다.
첫째, 밸브 유닛(40)은 후방부재(94)를 포함하고, 상기 후방부재(94)는 나사산 배합을 통하여 중간부재(96)에 연결됨으로써 배출 피스톤(130)에 대하여 축방향에서의 위치제한을 진행한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 배출 피스톤(130)은 소형 밸브포트(120b)를 개폐해야 하기 때문에 배출 피스톤(130)은 반경방향에서의 흔들림이 없어야 한다. 즉, 배출 피스톤(130)과 후방부재(94) 혹은 중간부재(96)는 반경방향에서 틈새가 없어야 한다. 그렇지 않을 경우, 소형 밸브포트(120b)를 밀봉하는 밀봉성능에 영향을 주게 된다. 밸브체의 각 부품의 가공 및 조립이 비교적 큰 동축도 오차를 가져오게 되어 구동축(78)과 배출 피스톤(130) 사이에는 비교적 큰 동축도 오차가 존재한다. 배출 피스톤(130)이 반경방향에서의 흔들림이 발생할 수 없기 때문에 쉽게 구동축(78)의 걸림 현상을 초래한다.
둘째, 후방부재(94)와 중간부재(96)는 나사산 배합을 통하여 연결되어, 배출 피스톤(130) 및 밸브 유닛(40)이 축방향을 따라 운동하는 과정에서 나사산 배합에 쉽게 풀림현상이 발생하기 때문에 배출 피스톤(130)에 대하여 축방향에서의 위치결정을 진행하는 신뢰도가 비교적 낮게 된다.
셋째, 배출 피스톤(130)은 하부 케이스(60)의 케이싱 파이프(146)에 고정되어야 하고 상기 케이싱 파이프(146)에 의해 배출 피스톤(130)이 원주방향을 따라 회동할 수 없도록 제한하기 때문에, 배출 피스톤(130)은 상기 케이싱 파이프(146)에 진입할 수 있도록 밸브 유닛(40)으로부터 그 길이가 충분하게 돌출되어야 한다. 이러한 구조적 설계는 배출 피스톤(130)과 배합되는 구동축(78)도 비교적 긴 길이를 갖게 하여 구동축(78)의 휨도가 커지게 하며 배출 피스톤(130)과 구동축(78)을 조립할 시의 동축도를 확보할 수 없게 된다. 편향으로 장착될 경우, 저항토크가 증가되며 심지어는 구동축(78)의 걸림 현상을 초래한다.
넷째, 상기와 같이, 배출 피스톤(130)은 밸브 유닛(40)으로부터 그 길이가 충분하게 돌출해야 상기 케이싱 파이프(146)에 진입할 수 있다. 이로 인해 구동축(78)과 하부 케이스(60)가 축방향을 따라 비교적 긴 길이를 갖게 되어 자재 원가가 증가된다.
상기 문제점을 감안하면, 선행기술에 따른 유량조절밸브에 대한 개선을 통하여 부품 가공 및 조립에 따른 스크류 로드와 너트 사이의 동축도 오차를 피하고 너트의 축방향에서의 위치제한의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 해결해야 할 과제이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 구조적 설계를 통해 부품 가공 및 조립에 따른 스크류 로드와 너트 사이의 동축도 오차를 피면하고 너트의 축방향에서의 위치제한의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 유량조절밸브를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 밸브시트 및 밸브시트에 연결되는 케이스를 포함하며, 상기 케이스의 내부에 모터가 설치되어 있고 상기 모터는 그 출력축을 통하여 스크류 로드와 연결되며 상기 스크류 로드는 나사산 배합을 통하여 너트와 연결되고 상기 너트는 밸브 로드와 연결되며 상기 밸브 로드는 축방향을 따라 운동하면서 상기 밸브시트의 밸브포트의 개방도를 조절하는 유량조절밸브에 있어서, 상기 밸브 로드의 내부에 장착홈이 설치되어 있고 상기 너트의 전체 혹은 상기 너트의 하부가 반경방향에서 틈새끼워맞춤에 의해 상기 장착홈에 배합되며, 상기 장착홈의 내벽에 환형 위치제한홈이 개설되어 있고, 상기 환형 위치제한홈에는 상기 너트에 대하여 축방향의 위치를 제한하는 동시에 틈새끼워맞춤에 의해 상기 너트의 외부에 배합되는 위치제한 부재가 설치되어 있는 유량조절밸브에 관한 것이다.
상기 위치제한 부재는 리테이너 링을 포함하고, 상기 너트의 원주방향의 측벽에는 위치제한 단차면이 개설되어 있으며, 상기 리테이너 링은 상기 환형 위치제한홈에 장착되는 동시에 상기 위치제한 단차면에 지지되고, 상기 리테이너 링의 내벽과 상기 너트의 대응되는 측벽 사이에 틈새가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 위치제한 부재는 클로징 링을 더 포함하며, 상기 클로징 링은 원주방향을 따라 상기 위치제한 단차면에 장착 지지되는 동시에 그 내벽과 상기 너트의 대응되는 측벽 사이에 틈새가 구비되며, 상기 리테이너 링은 상기 클로징 링을 통하여 상기 위치제한 단차면에 지지되는 것이 바람직하다.
상기 클로징 링은 상면에 클로징 링 단차면이 개설되어 있고 상기 리테이너 링은 상기 클로징 링 단차면에 지지되는 동시에 상기 리테이너 링의 내벽과 상기 클로징 링의 대응되는 측벽 사이에 틈새가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 위치제한 단차면은 제1원추면이고 상기 클로징 링의 저면은 제2원추면이며 또한 상기 제1원추면의 끼인각은 상기 제2원추면의 끼인각보다 작은 것이 바람직하다.
상기 장착홈의 밑벽과 상기 너트의 밑벽 중 하나에 원주방향의 위치제한홈이 개설되어 있고, 다른 하나에 위치제한 돌출부가 설치되어 있으며, 상기 위치제한 돌출부가 상기 원주방향의 위치제한홈에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 밸브 로드는 사출체 및 상기 사출체를 감싸는 금속 케이스 부재를 포함하고, 상기 사출체의 상부의 내부 챔버에 상기 장착홈을 형성하는 동시에 상기 환형 위치제한홈이 상기 사출체의 내벽에 개설되는 것이 바람직하다.
상기 밸브 로드는 사출체 및 상기 사출체를 감싸는 금속 케이스 부재를 포함하고, 상기 금속 케이스 부재의 상단부의 내측에 금속 돌출부가 설치되며, 상기 사출체의 상부의 내부 챔버와 상기 금속 돌출부의 내부 챔버에 상기 장착홈이 형성되고 상기 환형 위치제한홈은 상기 금속 돌출부의 내벽에 개설되는 것이 바람직하다.
상기 너트는 전체가 상기 장착홈에 설치되고, 상기 모터의 출력축은 기어 시스템을 통하여 상기 스크류 로드와 연결되고, 상기 기어 시스템은 상기 밸브시트의 밸브 챔버에 위치한 기어시트에 지지되고, 상기 스크류 로드는 상기 기어시트를 관통하여 상기 너트와 나사산 배합되며, 상기 기어시트의 하부에는 제1위치제한부가 설치되어 있고 상기 밸브 로드의 상부에는 상기 제1위치제한부와 배합되는 제2위치제한부가 설치되어, 상기 밸브 로드가 상기 기어시트에 대해 원주방향의 위치는 제한되지만 축방향의 슬라이딩은 가능하는 것이 바람직하다.
상기 제1위치제한부는 비원형 챔버이고, 상기 제2위치제한부는 축방향을 따라 슬라이딩 가능하게 상기 비원형 챔버에 설치되는 비원형부인 것이 바람직하다.
상기 기어시트에는 축방향을 따라 연장되는 복수개의 제1위치결정 로드 부재가 설치되고 상기 제1위치제한부는 상기 제1위치결정 로드 부재이며, 각 상기 제1위치결정 로드 부재 중 적어도 한조의 인접한 제1위치결정 로드 부재 사이의 간격에 위치제한 간격이 형성되고, 상기 제2위치제한부는 상기 밸브 로드의 측벽에 설치되는 제2위치결정 로드 부재이며, 상기 밸브 로드의 상부는 각 상기 제1위치결정 로드 부재가 원주방향을 따라 포위해 형성한 공간에 진입하는 동시에 상기 제2위치결정 로드 부재가 상기 위치제한 간격에 삽입되는 것이 바람직하다.
선행기술을 토대로, 본 발명에 의해 제공되는 유량조절밸브의 밸브 로드의 내부에는 장착홈이 설치되어 있고, 상기 너트의 전체 혹은 상기 너트의 하부는 반경방향에서 틈새끼워맞춤에 의해 상기 장착홈에 배합되며, 상기 장착홈의 내벽에는 환형 위치제한홈이 설치되어 있고 상기 환형 위치제한홈에는 상기 너트에 대하여 축방향의 위치를 제한하는 동시에 틈새끼워맞춤에 의해 상기 너트 외부에 배합되는 위치제한 부재가 설치되어 있다. 본 발명에서, 너트의 전체 혹은 상기 너트의 하부가 반경방향에서 틈새끼워맞춤에 의해 상기 장착홈에 배합되고 또한 위치제한 부재와 너트가 반경방향에서 틈새끼워맞춤에 의해 배합되기 때문에, 조립후 너트는 스크류 로드에 의해 밸브 로드에서 반경방향을 따라 작은 틈새로 흔들릴 수 있으므로 부품 가공 및 조립에 따른 너트와 스크류 로드 사이의 동축도 오차를 피면할 수 있고 스크류 로드가 걸리는 현상을 피면할 수 있다.
이 외에, 본 발명에 있어서, 장착홈의 내벽에 환형 위치제한홈이 개설되어 있고, 상기 환형 위치제한홈에 위치제한 부재가 장착되어 있으며, 상기 위치제한 부재를 통하여 너트에 대하여 축방향의 위치를 제한하고, 상기와 같은 위치제한 구조는 나사산 배합 연결로 인한 풀림 문제를 피면할 수 있으며 상기와 같은 구조는 너트에 대해 축방향의 위치제한을 진행하는 신뢰도를 향상시킨다.
상기 내용을 종합해보면, 본 발명에 의해 제공되는 유량조절밸브는 부품 가공 및 조립에 따른 스크류 로드와 너트 사이의 동축도 오차를 피면하고 너트의 축방향에서의 위치제한의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 선행기술에 따른 유량조절밸브의 구조 설명도이다.
도 2는 도 1의 유량조절밸브의 일부 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량조절밸브의 구조 설명도이다.
도 4는 도 3의 유량조절밸브의 밸브 로드의 구조 설명도이다.
도 4a는 도 4의 밸브 로드의 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 밸브 로드의 입체 조립도이다.
도 4c는 도 4a의 밸브 로드의 A부위의 일부 확대도이다.
도 4d는 도 4a의 밸브 로드의 클로징 링와 너트의 조립 설명도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 로드의 구조 설명도이다.
도 5a는 도 5의 밸브 로드의 단면도이다.
도 5b는 도 5의 밸브 로드의 입체 조립도이다.
도 5c는 도 5a의 밸브 로드의 B부위의 일부 확대도이다.
도 6은 도 4의 밸브 로드와 배합되는 기어시트의 구조 설명도이다.
도 7은 도 5의 밸브 로드와 배합되는 기어시트의 구조 설명도이다.
여기서, 도 1과 도 2의 도면부호와 구성요소 명칭 사이의 대응관계는 하기와 같다.
62: 모터 케이스；70: 모터；48: 헤드부；40: 밸브 유닛；130: 배출 피스톤；78: 구동축；146: 케이싱 파이프；60: 하부 케이스；22: 밸브시트；94: 후방부재；96: 중간부재；120b: 소형 밸브포트.
도 3 내지 도 7의 도면부호와 구성요소 명칭 사이의 대응관계는 하기와 같다.
1: 밸브시트；11: 상부 밸브시트；12: 하부 밸브시트；13: 슬리브；2: 케이스；21: 모터；22: 기어 시스템；3: 스크류 로드；4: 너트；41: 위치제한 단차면；42: 위치제한 돌출부；5: 밸브 로드；51: 장착홈；52: 환형 위치제한홈；53: 위치제한 부재；531: 리테이너 링；532: 클로징 링；532a: 클로징 링 단차면；532b: 제2원추면；54: 원주방향의 위치제한홈；55: 사출체；56: 금속 케이스 부재；56a: 금속 돌출부；57: 비원형부；58: 제2위치결정 로드 부재；6: 기어시트；61: 비원형 챔버；62: 제1위치결정 로드 부재；63: 위치제한 간격.
본 발명의 핵심은 구조적 설계를 통해 부품 가공 및 조립에 따른 스크류 로드와 너트 사이의 동축도 오차를 피면하고 너트의 축방향에서의 위치제한의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 유량조절밸브를 제공하는 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들로 하여금 본 발명의 기술방안을 더욱 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여, 아래에 도면과 구체적인 실시예를 결부하여 본 발명에 대하여 상세한 설명을 하기로 한다.
도 3 내지 도 4d를 동시에 참조하면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량조절밸브의 구조 설명도이다. 도 4는 도 3의 유량조절밸브의 밸브 로드의 구조 설명도이다. 도 4a는 도 4의 밸브 로드의 단면도이다. 도 4b는 도 4a의 밸브 로드의 입체 조립도이다. 도 4c는 도 4a의 밸브 로드의 A부위의 일부 확대도이다. 도 4d는 도 4a의 밸브 로드의 클로징 링(closing ring)과 너트의 조립 설명도이다.
기초 기술방안에 있어서, 본 발명에 의해 제공되는 유량조절밸브는 밸브시트(1) 및 밸브시트(1)에 연결되는 케이스(2)를 포함하며, 케이스(2) 내에는 모터(21)가 설치되어 있고 모터(21)의 출력축은 기어시트(6)에 지지되는 기어 시스템(22)을 통하여 스크류 로드(3)와 동력 전달 가능하게 연결되며, 따라서 스크류 로드(3)는 모터(21)의 출력축에 의해 회동이 발생한다. 스크류 로드(3)는 나사산 배합을 통하여 너트(4)와 연결되고 너트(4)는 밸브 로드(5)와 연결되며 모터(21)의 출력축의 회동에 따라 스크류 로드(3)에 회전이 발생하며 스크류 로드(3)는 밸브 로드(5)가 축방향을 따라 운동하게 하며, 밸브 로드는 이로써 밸브시트(1)의 밸브포트의 개방도를 조절한다.
상기와 같은 구조를 토대로, 도 4a와 도 4b를 동시에 참조하면, 밸브 로드(5)의 내부에는 장착홈(51)이 설치되어 있고 너트(4)의 전체 혹은 너트(4)의 하부는 반경방향에서 틈새끼워맞춤에 의해 장착홈(51)에 배합되며, 장착홈(51)의 내벽에는 환형 위치제한홈(52)이 개설되어 있고 환형 위치제한홈(52)에는 너트(4)에 대하여 축방향에서의 위치제한을 진행하는 동시에 너트(4) 외부와 틈새끼워맞춤에 의해 배합되는 위치제한 부재(53)가 설치되어 있다.
본 발명에 있어서, 너트(4)의 전체 혹은 너트(4)의 하부가 반경방향에서 틈새끼워맞춤에 의해 장착홈(51)에 배합되고 위치제한 부재(53)와 너트(4)가 반경방향에서 틈새끼워맞춤에 의해 배합되기때문에, 조립후 너트(4)는 스크류 로드(3)에 의해 밸브 로드(5)에서 반경방향을 따라 작은 틈새로 흔들릴 수 있다. 따라서 부품 가공 및 조립에 따른 너트(4)와 스크류 로드(3) 사이의 동축도 오차를 피면할 수 있으며 스크류 로드(3)의 걸림현상의 발생을 피면할 수 있다.
이 외에 본 발명에 있어서, 장착홈(51)의 내벽에는 환형 위치제한홈(52)이 개설되어 있고 상기 환형 위치제한홈(52)에 위치제한 부재(53)가 장착되며 상기 위치제한 부재(53)를 통하여 너트(4)에 대하여 축방향에서의 위치제한을 진행한다. 상기와 같은 위치제한 구조는 나사산 배합 연결로 인한 풀림 문제를 피면할 수 있으며 따라서 상기와 같은 구조는 너트에 대하여 축방향에서의 위치제한을 진행하는 신뢰도를 향상시킨다.
설명해야 할 것은, 상기 기초 기술방안의 중점은 너트(4)의 전체를 밸브 로드(5)에 내장시켰는지 여부가 아니라 너트(4)를 밸브 로드(5)에 어떻게 연결시키느냐에 있다. 따라서 본 발명에 따른 너트(4)와 밸브 로드(5)의 연결구조를 채용하기만 하면, 도 4a에 도시된 바와 같이 너트(4)의 전체가 밸브 로드(5)의 장착홈(51)에 내장되거나 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 배출 피스톤(130)(본 발명의 너트(4)에 해당됨)의 하부가 밸브 유닛(40)(본 발명의 밸브 로드(5)에 해당됨)에 내장됨에 관계없이 모두 본 발명의 보호범위 내에 속해야 할 것이다.
이 외에, 설명해야 할 것은, 도3에 도시된 바와 같이, 밸브시트(1)는 분할체구조로서 상부 밸브시트(11), 하부 밸브시트(12)와 슬리브(13)를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에 있어서, 밸브시트(1)의 구조는 이에 한정되지 않으며 밸브시트(1)는 일체화 구조물 즉 상부 밸브시트(11), 하부 밸브시트(12)와 슬리브(13) 삼자의 일체화 구조물일 수 있다. 또한, 상부 밸브시트(11)와 하부 밸브시트(12)가 일체화 구조물이고 해당 구조물과 슬리브(13)가 밸브시트(1)를 형성할 수 있다. 이에 대하여 본 발명은 한정하지 않는다.
상기와 같은 기초 기술방안에 있어서, 위치제한 부재(53)의 구조에 대하여 구체적인 설계작업을 진행할 수 있다. 예하면, 도 4a, 도 4b와 도 4c에 도시된 바와 같이, 위치제한 부재(53)는 리테이너 링(531)을 포함하고 너트(4)의 원주방향의 측벽에는 위치제한 단차면(41)이 개설되어 있으며 리테이너 링(531)은 환형 위치제한홈(52)에 장착되는 동시에 위치제한 단차면(41)에 지지되며 리테이너 링(531)의 내벽과 너트(4)의 대응되는 측벽 사이에 틈새를 구비한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 리테이너 링(531)은 개방구조로서 그 자체가 힘을 받아 수축이 발생하게 하기 때문에 간편하게 환형 위치제한홈(52)에 걸림 장착시킬 수 있으며 환형 위치제한홈(52)에 장착한 후, 리테이너 링(531)은 원상태로 복귀되어 위치제한 단차면(41)에 장착되어 지지된다. 이러한 구조적 설계는 매우 간편하게 너트(4)에 대한 축방향에서의 위치제한을 실현하였고 또한 구조가 간단하고 원가가 비교적 낮다.
도 4a, 도 4b와 도 4c에 도시된 바와 같이, 위치제한 부재(53)는 클로징 링(532)을 더 포함할 수 있으며, 클로징 링(532)은 원주방향을 따라 위치제한 단차면(41)에 장착되어 지지되며 또한 그 내벽과 너트(4)의 대응되는 측벽 사이에 틈새를 구비한다. 리테이너 링(531)은 클로징 링(532)을 통하여 위치제한 단차면(41)에 지지된다. 리테이너 링(531)과 클로징 링(532)이 공동으로 작용을 발휘한다. 이러한 구조적 설계는 너트(4)에 대하여 축방향에서의 위치제한을 진행하는 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
이 외에, 도 4c에 도시된 바와 같이, 클로징 링(532)의 내벽과 너트(4)의 대응되는 측벽 사이에 틈새(a)를 구비하는 동시에 장착홈(51)의 내벽과 대응되는 너트(4)의 측벽 사이에 틈새(b)를 구비한다. 상기 2개 틈새가 동시에 존재하도록 하는 것에 의해 너트(4)가 장착홈(51) 내에서 반경방향을 따라 작은 틈새로 흔들리게 할 수 있다. 이 외에, 도 4c에 도시된 바와 같이, 리테이너 링(531)의 내벽과 대응되는 클로징 링(532)의 측벽 사이에 틈새(c)를 더 구비하며, 상기 틈새(c)를 가진 구조는 리테이너 링(531)이 간편하게 환형 위치제한홈(52)에 걸림 장착되게 할 수 있다.
상기 내용을 종합해보면, 리테이너 링(531)과 클로징 링(532)의 구조적 설계는 너트(4)가 반경방향에서 작은 틈새로 흔들리게 하는 것을 매우 간편하게 실현할 수 있고 너트(4)에 대한 축방향에서의 위치제한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
이 외에, 도 4d에 도시된 바와 같이, 위치제한 단차면(41)은 제1원추면이고 클로징 링(532)의 저면은 제2원추면(532b)이다. 또한, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 제1원추면의 끼인각(β)은 상기 제2원추면(532b)의 끼인각(α)보다 작다. 제1원추면의 끼인각(β)이 제2원추면(532b)의 끼인각(α)보다 작기 때문에 제1원추면과 제2원추면(532b)이 접촉할 시, 양자 사이는 면 접촉이 아닌 선 접촉으로 접촉면적이 작고 제1원추면과 제2원추면(532b) 사이의 마찰력이 작다. 따라서, 너트(4)가 반경방향으로 흔들릴 때의 저항을 현저하게 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 기초 기술방안에 대하여 개선작업을 더 진행할 수 있다. 구체적으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 장착홈(51)의 밑벽에는 원주방향의 위치제한홈(54)이 개설되어 있고 너트(4)의 밑벽에는 위치제한 돌출부(42)가 설치되어 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 위치제한 돌출부(42)는 원주방향의 위치제한홈(54)에 설치된다. 상기와 같은 구조적 설계는 너트(4)가 밸브 로드(5)에 대하여 원주방향의 회동이 발생하는 것을 제한할 수 있으며 또한 구조가 간단하고 가공원가가 낮다. 물론, 장착홈(51)의 밑벽에 위치제한 돌출부(42)를 개설하는 동시에 너트(4)의 밑벽에 원주방향의 위치제한홈(54)을 개설할 수 있다. 상기와 같은 구조 역시 상기 기술효과를 실현할 수 있음에 분명하다.
상기와 같은 기초 기술방안을 토대로, 개선작업을 더 진행함으로써 본 발명의 일 실시예를 얻을 수 있다. 구체적으로, 일 실시예에 있어서, 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 밸브 로드(5)는 사출체(55) 및 상기 사출체(55)를 감싸는 금속 케이스 부재(56)를 포함하고, 상기 사출체(55)의 상부의 내부 챔버에 상기 장착홈(51)을 형성하는 동시에 상기 환형 위치제한홈(52)이 상기 사출체(55)의 내벽에 개설된다. 환형 위치제한홈(52)의 형성방식은 가공공법이 간단하고 가공원가가 비교적 낮다.
이 외에, 상기와 같은 기초 기술방안을 토대로, 개선작업을 더 진행함으로써 본 발명의 제2실시예를 얻을 수 있다. 구체적으로, 도 5 내지 도 5c를 참조하면, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 로드의 구조 설명도이다. 도 5a는 도 5의 밸브 로드의 단면도이다. 도 5b는 도 5의 밸브 로드의 입체 조립도이다. 도 5c는 도 5a의 밸브 로드의 B부위의 일부 확대도이다.
설명해야 할 것은, 본 발명에 의해 제공되는 제2실시예의 밸브 로드(5)의 구조적 설계는 일 실시예의 밸브 로드(5)의 구조적 설계와 기본적으로 동일하며 구별점은 하기와 같다. 제2실시예의 경우, 도 5a와 도 5c에 도시된 바와 같이, 금속 케이스 부재(56)의 상단부의 내측에는 금속 돌출부(56a)가 설치되어 있고 사출체(55)의 상부의 내부 챔버와 금속 케이스 돌출부(56a)의 내부 챔버는 장착홈(51)을 형성하며 환형 위치제한홈(52)은 금속 돌출부(56a)의 내벽에 개설된다.
상기와 같은 일 실시예에 있어서, 환형 위치제한홈(52)은 사출체(55)에 개설되기 때문에 금속 케이스 부재(56)의 내부에 사출체(55)를 형성한 후, 밸브 로드(5)를 지그로 고정시켜 환형 위치제한홈(52)을 가공해 낸다. 상기 가공과정에서 밸브 로드(5)에 대한 지그 고정은 밸브 로드(5)의 하단 사출체(55)가 형성한 밀봉면에 영향을 끼쳐 밸브 로드(5)의 밀봉성능에 영향주게 된다.
반면에, 제2실시예에서는, 금속 케이스 부재(56)가 사출 전에 이미 가공 성형되어, 즉 금속 케이스 부재(56)의 내부에 사출체(55)를 형성하기 전에 금속 돌출부(56a)에 이미 환형 위치제한홈(52)을 가공해 내기 때문에 사출체(55)가 형성된 후, 밸브 로드(5)를 지그 고정시켜 환형 위치제한홈(52)을 가공할 필요가 없다. 따라서, 지그 고정이 밸브 로드(5)의 하단 사출체(55)가 형성한 밀봉면에 미치는 영향을 피면할 수 있으며 밸브 로드(5)의 밀봉성능이 영향받지 않도록 확보할 수 있다.
상기와 같은 어느 한 기술방안을 토대로, 개선작업을 더 진행할 수 있다. 예하면, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7을 동시에 참조하면, 도 6은 도 4의 밸브 로드와 배합되는 기어시트의 구조 설명도이다. 도 7은 도 5의 밸브 로드와 배합되는 기어시트의 구조 설명도이다.
구체적으로, 기어시트(6)의 하부에는 제1위치제한부가 설치되고 상기 밸브 로드(5)의 상부에는 상기 제1위치제한부와 배합되는 제2위치제한부가 설치될 수 있어, 밸브 로드(5)가 기어시트(6)에 대해 원주방향의 위치은 제한되지만 축방향의 슬라이딩은 가능하도록 할 수 있다. 이를 토대로, 너트(4)의 전체는 밸브 로드(5)의 장착홈(51)에 설치될 수 있으며 또한 너트(4)는 축방향과 원주방향의 위치가 모두 제한되도록 상기 장착홈(51)에 연결될 수 있다.
밸브 로드(5) 전체가 기어시트(6)에 대해 원주방향의 위치는 제한되지만 축방향의 슬라이딩은 가능하도록 되어 있고, 또한 너트(4)는 축방향과 원주방향의 위치가 모두 제한되도록 밸브 로드(1)의 장착홈(51)에 연결되기 때문에, 스크류 로드(3)에 회동이 발생함에 따라 너트(4)는 밸브 로드(5)가 축방향을 따라 슬라이딩하게 함으로써 밸브 로드(5)가 밸브포트의 개방도를 조절하는 목적을 달성한다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 배출 피스톤(130)은 하부 케이스(60)의 케이싱 파이프(146)에 고정되어야 하고 상기 케이싱 파이프(146)에 의해 원주방향의 회동이 제한받기 때문에 배출 피스톤(130)은 밸브유닛(40)으로부터 그 길이가 충분하게 돌출되어야 상기 케이싱 파이프(146)에 진입될 수 있다. 이런 구조적 설계는 배출 피스톤(130)과 배합되는 구동축(78)도 비교적 긴 길이를 가지게 해 구동축(78)의 휨도가 커지게 하며 배출 피스톤(130)과 구동축(78)을 조립할 시의 동축도를 확보할 수 없게 된다. 편향으로 장착될 경우, 저항토크가 증가되며 심지어는 구동축(78)의 걸림 현상을 초래한다.
그러나, 본 발명에 있어서, 기어시트(6)를 통하여 직접 밸브 로드(5)의 전체에 대하여 원주방향의 위치를 제한하는 동시에, 직접 너트(4)에 대하여 원주방향의 위치를 제한하는 것이 아니라 너트(4)를 축방향과 원주방향의 위치가 모두 제한되도록 밸브 로드(1)의 장착홈(51)에 연결시킴으로써 너트(4)가 밸브 로드(5)에서 돌출되지 않아도 된다. 따라서 너트(4)는 밸브 로드(5)에 내장될 수 있으며 너트(5)의 축방향에서의 길이를 현저히 감소시킬 수 있으며 스크류 로드(3)의 길이를 현저히 감소시키고 그 휨도를 감소시킬 수 있으며 스크류 로드(3)와 너트(4)가 조립될 시의 동축도 오차를 쉽게 확보하고 스크류 로드(3)의 걸림 현상을 피면할 수 있다.
상기와 같은 기술방안에 있어서, 제1위치제한부와 제2위치제한부의 구조에 대하여 구체적인 설계를 진행할 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1위치제한부는 비원형 챔버(61)이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2위치제한부는 축방향을 따라 슬라이딩 가능하게 비원형 챔버(61)에 설치되는 비원형부(57)이다. 상기와 같은 구조적 설계는 밸브 로드(5)가 기어시트(6)에 대해 원주방향의 위치가 제한되도록 고정되는 동시에 축방향의 슬라이딩이 가능하도록 하는 목적을 매우 간편하게 달성하였다.
설명해야 할 것은, 도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 비원형 챔버(61)와 비원형부(57)는 모두 6각형이지만 이에 한정되지 않는다. 밸브 로드(5)가 기어시트(6)에 대해 회동이 발생하는 것을 제한할 수 있는 임의의 비원 형상은 모두 본 발명의 보호범위 내에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기어시트(6)에는 축방향을 따라 연장되는 복수개의 제1위치결정 로드 부재(62)가 설치되어 있고 상기 제1위치제한부는 제1위치결정 로드 부재(62)이며, 각 제1위치결정 로드 부재(62) 중 적어도 한 조의 인접한 제1위치결정 로드 부재(62) 사이의 간격에 위치제한 간격(63)이 형성되어 있다. 구체적으로 도 7에 도시된 바와 같이, 기어시트(6)에는 4개의 제1위치결정 로드 부재(62)가 설치될 수 있으며 상기 4개의 제1위치결정 로드 부재(62)에는 2개의 위치제한 간격(63)이 형성되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2위치제한부는 밸브 로드(5)의 측벽에 설치되는 제2위치결정 로드 부재(58)이다. 이를 토대로, 밸브 로드(5)의 상부는 각 제1위치결정 로드 부재(62)가 원주방향을 따라 포위해 형성한 공간에 진입하며 또한 제2위치결정 로드 부재(58)는 위치제한 간격(63)에 삽입된다. 상기와 같은 구조적 설계도 밸브 로드(5)가 기어시트(6)에 대해 원주방향의 위치가 제한되도록 고정되지만 축방향의 슬라이딩이 가능하도록 하는 목적을 달성할 수 있다. 또한 기어시트(6)에 약간한 개수의 제1위치결정 로드 부재(62)만 설치되게 할 수 있어 기어시트(6)의 자재 원가를 현저히 감소시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 의해 제공되는 유량조절밸브에 대하여 상세하게 설명하였다. 본문에서는 구체적인 예를 응용하여 본 발명의 원리 및 실시방식에 대하여 설명하였다. 상기 실시예의 설명은 단지 본 발명의 방법 및 그 핵심적인 사상에 대한 이해를 돕기 위한 것이다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 본 발명의 원리를 벗어나지 않는 전제하에 본 발명에 대해 약간의 개선 및 수식을 진행할 수 있는 바, 이는 모두 본 발명이 보호하고자 하는 범위 내에 포함되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 밸브시트(1) 및 밸브시트(1)에 연결되는 케이스(2)를 포함하며, 상기 케이스(2)의 내부에 모터(21)가 설치되어 있고 상기 모터(21)는 그 출력축을 통하여 스크류 로드(3)와 연결되며 상기 스크류 로드(3)는 나사산 배합을 통하여 너트(4)와 연결되고 상기 너트(4)는 밸브 로드(5)와 연결되며 상기 밸브 로드(5)는 축방향을 따라 운동하면서 상기 밸브시트(1)의 밸브포트의 개방도를 조절하는 유량조절밸브에 있어서,
    상기 밸브 로드(5)의 내부에 장착홈(51)이 설치되어 있고 상기 너트(4)의 전체 혹은 상기 너트(4)의 하부가 반경방향에서 틈새끼워맞춤에 의해 상기 장착홈(51)에 배합되며, 상기 장착홈(51)의 내벽에 환형 위치제한홈(52)이 개설되어 있고, 상기 환형 위치제한홈(52)에는 상기 너트(4)에 대하여 축방향의 위치를 제한하는 동시에 틈새끼워맞춤에 의해 상기 너트(4) 의 외부에 배합되는 위치제한 부재(53)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치제한 부재(53)는 리테이너 링(531)을 포함하고, 상기 너트(4)의 원주방향의 측벽에는 위치제한 단차면(41)이 개설되어 있으며, 상기 리테이너 링(531)은 상기 환형 위치제한홈(52)에 장착되는 동시에 상기 위치제한 단차면(41)에 지지되고, 상기 리테이너 링(531)의 내벽과 상기 너트(4)의 대응되는 측벽 사이에 틈새가 구비되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위치제한 부재(53)는 클로징 링(532)을 더 포함하며, 상기 클로징 링(532)은 원주방향을 따라 상기 위치제한 단차면(41)에 장착 지지되는 동시에 그 내벽과 상기 너트(4)의 대응되는 측벽 사이에 틈새가 구비되며, 상기 리테이너 링(531)은 상기 클로징 링(532)을 통하여 상기 위치제한 단차면(41)에 지지되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 클로징 링(532)은 상면에 클로징 링 단차면(532a)이 개설되어 있고 상기 리테이너 링(531)은 상기 클로징 링 단차면(532a)에 지지되는 동시에 상기 리테이너 링(531)의 내벽과 상기 클로징 링(532)의 대응되는 측벽 사이에 틈새가 구비되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 위치제한 단차면(41)은 제1원추면이고 상기 클로징 링(532)의 저면은 제2원추면(532b)이며 또한 상기 제1원추면의 끼인각은 상기 제2원추면(532b)의 끼인각보다 작은 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
  6. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 장착홈(51)의 밑벽과 상기 너트(4)의 밑벽 중 하나에 원주방향의 위치제한홈(54)이 개설되어 있고, 다른 하나에 위치제한 돌출부(42)가 설치되어 있으며, 상기 위치제한 돌출부(42)가 상기 원주방향의 위치제한홈(54)에 설치되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
  7. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 로드(5)는 사출체(55) 및 상기 사출체(55)를 감싸는 금속 케이스 부재(56)를 포함하고, 상기 사출체(55)의 상부의 내부 챔버에 상기 장착홈(51)을 형성하는 동시에 상기 환형 위치제한홈(52)이 상기 사출체(55)의 내벽에 개설되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
  8. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 로드(5)는 사출체(55) 및 상기 사출체(55)를 감싸는 금속 케이스 부재(56)를 포함하고, 상기 금속 케이스 부재(56)의 상단부의 내측에 금속 돌출부(56a)가 설치되며, 상기 사출체(55)의 상부의 내부 챔버와 상기 금속 돌출부(56a)의 내부 챔버에 상기장착홈(51)이 형성되고 상기 환형 위치제한홈(52)은 상기 금속 돌출부(56a)의 내벽에 개설되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
  9. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 너트(4)는 전체가 상기 장착홈(51)에 설치되고, 상기 모터(21)의 출력축은 기어 시스템(22)을 통하여 상기 스크류 로드(3)와 연결되고, 상기 기어 시스템(22)은 상기 밸브시트(1)의 밸브 챔버에 위치한 기어시트(6)에 지지되고, 상기 스크류 로드(3)는 상기 기어시트(6)를 관통하여 상기 너트(4)와 나사산 배합되며, 상기 기어시트(6)의 하부에는 제1위치제한부가 설치되어 있고 상기 밸브 로드(5)의 상부에는 상기 제1위치제한부와 배합되는 제2위치제한부가 설치되어, 상기 밸브 로드(5)가 상기 기어시트(6)에 대해 원주방향의 위치는 제한되지만 축방향의 슬라이딩은 가능하는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1위치제한부는 비원형 챔버(61)이고, 상기 제2위치제한부는 축방향을 따라 슬라이딩 가능하게 상기 비원형 챔버(61)에 설치되는 비원형부(57)인 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기어시트(6)에는 축방향을 따라 연장되는 복수개의 제1위치결정 로드 부재(62)가 설치되고 상기 제1위치제한부는 상기 제1위치결정 로드 부재(62)이며, 각 상기 제1위치결정 로드 부재(62) 중 적어도 한조의 인접한 제1위치결정 로드 부재(62) 사이의 간격에 위치제한 간격(63)이 형성되고, 상기 제2위치제한부는 상기 밸브 로드(5)의 측벽에 설치되는 제2위치결정 로드 부재(58)이며, 상기 밸브 로드(5)의 상부는 각 상기 제1위치결정 로드 부재(62)가 원주방향을 따라 포위해 형성한 공간에 진입하는 동시에 상기 제2위치결정 로드 부재(58)가 상기 위치제한 간격(63)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
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