KR102329087B1

KR102329087B1 - 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터

Info

Publication number: KR102329087B1
Application number: KR1020210044357A
Authority: KR
Inventors: 곽유현
Original assignee: 주식회사 이스턴기어
Priority date: 2021-04-06
Filing date: 2021-04-06
Publication date: 2021-11-19

Abstract

본 발명은 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에 관한 것으로 밸브 작동축부의 회전에 의해 유로를 개폐하는 밸브를 작동시키는 밸브 액추에이터이며, 웜기어와 웜휠의 기어치가 면접촉을 통해 회전력을 감속하여 전달하는 중에 발생되는 백래쉬를 최소화하여 동력 전달 효율 및 안전율이 높고, 셀프 락킹(Self-Locking)이 가능하다.

Description

웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터{VALVE ACTUATOR HAVING A WORM REDUCER}

본 발명은 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에 관한 것으로 더 상세하게는 웜기어와 웜휠의 면접촉을 통해 작동 중 백래쉬가 최소화되고, 셀프 락킹이 가능한 밸브 액추에이터에 관한 발명이다.

일반적으로 밸브는 유체가 흐르는 유로를 개폐하는 장치로 버터플라이 밸브, 볼 밸브, 플러그 밸브, 댐퍼 밸브 등의 산업용 밸브가 여러 용도에 맞게 설치되어 사용되고 있다.

밸브 액추에이터는 통상적으로 모터에 의한 구동력을 웜감속부로 감속시켜 밸브로 전달하여 유로의 개폐를 제어한다.

즉, 밸브 액추에이터는 구동력을 발생시키는 구동부, 구동부의 회전력을 감속시켜 밸브로 전달하는 웜감속기를 포함한다.

종래의 웜감속기는 웜기어선접촉을 통해 구동부의 회전력을 감속시켜 전달하여 백래쉬에 의한 흔들림이 발생되어 회전력의 전달 시 동력 전달 효율이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 웜기어와 웜휠을 포함한 종래의 웜 감속기는 하나의 기어축에 웜휠 또는 웜기어만 구비되어 직각축을 두번 적용한 감속 구조를 설계하기 어렵고, 이에 따른 공간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

0001)한국실용신안등록 제0415404호 "다양한 모터를 위한 인쇄회로기판을 갖는 밸브용액추에이터"(2006.05.03.등록)

본 발명의 목적은 웜기어와 웜휠의 면접촉을 통해 감속 시 발생되는 백래쉬를 최소화하고, 셀프 락킹(Self-Locking)이 가능한 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 기어축에 웜휠과 웜기어가 함께 일체로 구비되는 이중 웜기어 구조를 이용하여 로보암의 감속 구조 설계 시 자유도를 증대시키는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 웜 감속부 내에 오일을 공급하여 웜과 웜휠의 마찰로 인한 발열 문제를 해결하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 일 실시예는 밸브 작동축부의 회전에 의해 유로를 개폐하는 밸브를 작동시키는 밸브 액추에이터이며, 상기 밸브 작동축부에 연결되는 웜 감속부, 상기 웜 감속부에 연결되어 상기 밸브 작동축부를 회전시키는 회전력을 발생시키는 밸브 구동부를 포함하고, 상기 웜 감속부는, 감속기 하우징부; 상기 감속기 하우징부 내에 위치되고, 상기 밸브 작동축부가 결합되어 상기 밸브 작동축부를 축으로 하여 회전되는 웜휠, 상기 감속기 하우징부 내에 회전 가능하게 위치되고, 상기 밸브 구동부에 연결되어 상기 웜휠과 면접촉을 통해 회전력을 전달하는 웜기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 일 실시예는 밸브 작동축부의 회전에 의해 유로를 개폐하는 밸브를 작동시키는 밸브 액추에이터이며, 상기 밸브 작동축부에 연결되는 웜 감속부, 상기 웜 감속부에 연결되어 상기 밸브 작동축부를 회전시키는 회전력을 발생시키는 밸브 구동부를 포함하고, 상기 웜 감속부는 감속기 하우징부, 상기 감속기 하우징부 내에 회전 가능하게 위치되고, 제1웜기어부와 제1웜휠부가 일체로 구비된 이중 웜기어축부, 상기 밸브 구동부에 연결되어 회전력을 전달받아 회전되고, 상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜휠부에 맞물려 위치되는 제2웜기어부, 상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜기어부에 맞물려 회전되며 상기 밸브 작동축부에 연결되어 상기 밸브 작동축부를 회전시키는 제2웜휠부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 일 실시예는 상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부로 오일 분사하는 오일 분사노즐부; 및 상기 오일 분사노즐부로 오일을 공급하는 오일 공급부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 오일 분사노즐부는 상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부에 각각 오일 노즐을 분사하는 제1오일 분사노즐과 제2오일 분사노즐을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 일 실시예는 상기 감속기 하우징본 내에서 상기 오일 분사노즐부를 이동시켜 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부에 각각 오일을 분사하게 하는 노즐 이동부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 노즐 이동부는 상기 감속기 하우징부 내에서 상기 이중 웜기어축부와 나란하게 회전 가능하게 위치되고 상기 오일 분사노즐부를 관통하여 상기 오일 분사노즐부에 나사결합하는 노즐 이동용 스크류부재 및 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 상기 노즐 이동용 스크류부재로 전달하는 노즐 이동용 회전력 전달부를 포함하며, 상기 감속기 하우징부에는 상기 오일 분사노즐부의 직선 이동을 안내하는 노즐 이동 안내 레일부가 위치되고, 상기 오일 분사노즐부에는 상기 노즐 이동 안내 레일부에 삽입되어 직선 이동하는 레일 삽입용 돌출부재가 구비될 수 있다.

본 발명에서 상기 노즐 이동용 회전력 전달부는 상기 이중 웜기어축부의 일단부 측에 위치되어 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재로 전달하여 노즐 이동용 스크류부재를 시계방향으로 회전시켜 오일 분사노즐부를 일방향으로 직선 이동시키는 제1동력 전달 기어부 및 상기 이중 웜기어축부의 타단부 측에 위치되고 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 상기 노즐 이동용 스크류부재로 전달하여 상기 노즐 이동용 스크류부재를 반시계방향으로 회전시켜 상기 오일 분사노즐부를 일방향의 반대방향으로 직선 이동시키는 제2동력 전달 기어부를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 노즐 이동용 회전력 전달부는 상기 제1동력 전달 기어부를 공회전시커나 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달하여 상기 노즐 이동용 스크류부재를 회전시키는 제1기어 회전제어부, 상기 제2동력 전달 기어부를 공회전시커나 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달하여 상기 노즐 이동용 스크류부재를 회전시키는 제2기어 회전제어부를 포함하고, 상기 제1기어 회전제어부와 상기 제2기어 회전제어부는 상기 제1동력 전달 기어부가 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달할 때 상기 제2동력 전달 기어부를 공회전시키고, 상기 제2동력 전달 기어부가 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달할 때 상기 제1동력 전달 기어부를 공회전시킬 수 있다.

본 발명에서 상기 제1동력 전달 기어부는 상기 이중 웜기어축부의 일측에 위치되는 제1베벨 기어, 상기 노즐 이동용 스크류부재의 일측에 위치되는 제2베벨 기어 및 상기 제1베벨 기어와 상기 제2베벨 기어 사이에 위치되어 상기 제1베벨 기어와 상기 제2베벨 기어에 각각 맞물려 위치되는 제3베벨 기어를 포함하고, 상기 제2동력 전달 기어부는 상기 이중 웜기어축부의 타측에 위치되는 제4베벨 기어, 상기 노즐 이동용 스크류부재의 타측에 위치되는 제5베벨 기어 및 상기 제4베벨 기어와 상기 제5베벨 기어 사이에 위치되어 상기 제4베벨 기어와 상기 제5베벨 기어에 각각 맞물려 위치되는 제6베벨 기어를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 제1베벨 기어는 상기 제4베벨 기어와 대칭되게 위치되고, 상기 제2베벨 기어는 상기 제5베벨 기어와 대칭되게 위치되고, 상기 제3베벨 기어는 상기 제6베벨 기어와 대칭되게 위치될 수 있다.

본 발명에서 상기 노즐 이동용 회전력 전달부는 상기 제1웜기어부에 오일을 분사하는 상기 오일 분사노즐부의 제1위치를 감지하는 제1노즐 위치감지부 및 상기 제1웜휠부에 오일을 분사하는 상기 오일 분사노즐부의 제2위치를 감지하는 제2노즐 위치감지부를 더 포함하며, 상기 제1노즐 위치감지부에서 상기 오일 분사노즐부의 제1위치를 감지하면 상기 제1기어 회전제어부는 상기 제1동력 전달 기어부를 공회전되게 전환하고, 상기 제2기어 회전제어부는 상기 제2동력 전달 기어부를 통해 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 상기 노즐 이동용 스크류부재로 전달시키도록 전환되고, 상기 제2노즐 위치감지부에서 상기 오일 분사노즐부의 제2위치를 감지하면 상기 제2기어 회전제어부는 상기 제2동력 전달 기어부를 공회전되게 전환하고, 상기 제1기어 회전제어부는 상기 제1동력 전달 기어부를 통해 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재로 전달시키도록 전환될 수 있다.

본 발명에서 상기 제1기어 회전제어부는 상기 이중 웜기어축부에 위치된 제1삽입부에 삽입되어 이동 가능하게 위치되고, 상기 이중 웜기어축부의 외주면으로 돌출되게 위치되어 이중 웜기어축부에 위치된 제1기어의 제1돌기 삽입부에 삽입되며 영구자석을 포함하는 제1축걸림부재, 상기 제1삽입부의 내부에 위치되어 상기 제1축걸림부재를 탄성 지지하여 상기 제1삽입부 내에 위치시켜 상기 제1기어를 공회전시키는 제1스프링부재 및 상기 이중 웜기어축부 내에 위치되고 자력으로 상기 제1축걸림부재를 척력으로 밀어 상기 제1돌기 삽입부 내로 위치시켜 상기 제1기어가 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달하도록 하는 제1전자석부재를 포함하며, 상기 제2기어 회전제어부는 상기 이중 웜기어축부에 위치된 제2삽입부에 삽입되어 이동 가능하게 위치되고, 상기 이중 웜기어축부의 외주면으로 돌출되게 위치되어 상기 이중 웜기어축부에 위치된 제2기어의 제2돌기 삽입부에 삽입되며 영구자석을 포함하는 제2축걸림부재, 상기 제2삽입부의 내부에 위치되어 상기 제2축걸림부재를 탄성 지지하여 상기 제2삽입부 내에 위치시켜 상기 제2기어를 공회전시키는 제2스프링부재 및 상기 이중 웜기어축부 내에 위치되고 자력으로 상기 제2축걸림부재를 척력으로 밀어 상기 제2돌기 삽입부 내로 위치시켜 상기 제2기어가 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달하도록 하는 제2전자석부재를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 제1기어 회전제어부와 상기 제2기어 회전제어부는 상기 제1전자석부재와 상기 제2전자석부재 중 어느 한 측에 전류가 인가되고, 다른 한측에 전류가 차단되는 것을 반복하면서 상기 오일 분사노즐부가 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부 사이에서 직선 왕복되면서 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부에 각각 오일을 주기적으로 분사시킬 수 있다.

본 발명은 웜기어와 웜휠의 기어치가 면접촉을 통해 회전력을 감속하여 전달하는 중에 발생되는 백래쉬를 최소화하여 동력 전달 효율 및 안전율이 높고, 셀프 락킹(Self-Locking)이 가능한 효과가 있다.

본 발명은 하나의 기어축에 웜휠과 웜기어가 함께 일체로 구비되는 이중 웜기어 구조를 이용하여 직각축을 두번 적용한 밸브 액추에이터의 감속 구조를 용이하게 설계할 수 있고, 밸브 액추에이터의 감속 구조 설계 시 자유도를 크게 향상시키고, 컴팩트한 설계를 가능하게 하는 효과가 있다.

본 발명은 웜 감속부 내에 오일을 공급하여 웜과 웜휠의 마찰로 인한 발열 문제를 해결하고 이중 웜기어 구조체의 내구성 및 감속 시 안정성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에서 웜 감속부의 일 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에서 웜 감속부의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에서 웜 감속부의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에서 제1기어 회전제어부의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에서 제2기어 회전제어부의 일 실시예를 도시한 단면도.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 1은 밸브 구동부(30)가 작업자가 조작하여 회전시키는 핸들부(31)를 포함하는 예를 도시한 것이고, 도 2는 밸브 구동부(30)가 밸브 작동용 모터(32)인 것을 예시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 일 실시예를 하가에서 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터는 밸브 작동축부(1)의 회전에 의해 유로를 개폐하는 밸브를 작동시키는 밸브 액추에이터이다.

밸브는 밸브 작동축부(1)의 회전에 의해 유로를 개폐하는 구조를 가지는 버터 플라이 밸브, 볼 밸브, 플러그 밸브, 댐퍼 밸브 등 공지의 다양한 산업용 밸브를 포함하는 것을 일 예로 하고, 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 일 실시예는 밸브 작동축부(1)에 연결되는 웜 감속부(50)와 웜 감속부(50)에 연결되어 밸브 작동축부(1)를 회전시키는 회전력을 발생시키는 밸브 구동부(30)를 포함한다.

웜 감속부(50)는 감속기 하우징부와 감속기 하우징부 내에 위치되고, 밸브 작동축부(1)가 결합되어 밸브 작동축부(1)를 축으로 하여 회전되는 웜휠(10)을 포함한다.

밸브 작동축부(1)는 웜휠(10)의 기어축이 될 수 있고, 즉, 웜휠(10)에는 밸브 작동축부(1)가 결합되는 축삽입부가 회전 중심에 위치될 수있다.

밸브 작동축부(1)는 웜휠(10)의 축삽입부에 삽입되어 웜휠(10)의 기어축이 되거나, 웜휠(10)의 기어축에 커플링 등의 축 결합구를 이용하여 결합되어 일체로 회전될 수도 있음을 밝혀둔다.

또한, 감속기 하우징부의 내부에는 밸브 구동부(30)와 연결되며 웜휠(10)과 맞물려 밸브 구동부(30)의 회전력을 웜휠(10)로 전달하는 웜기어(20)가 회전 가능하게 위치된다.

웜기어(20)와 웜휠(10)은 서로 맞물려 회전하되, 면접촉을 통해 맞물려 회전하여 밸브 구동부(30)에서 발생된 회전력을 감속하여 밸브 작동축부(1)로 전달한다.

밸브 구동부(30)는 도 1에서 도시한 바와 같이 작업자가 조작하여 회전시키며 웜기어(20)의 기어축에 결합되는 핸들부(31)를 포함할 수도 있고, 도 2에서 도시한 바와 같이 모터 샤프트가 웜기어(20)의 기어축에 결합되는 밸브 작동용 모터(32)를 포함할 수도 있다.

웜기어(20)의 기어축은 밸브 구동부(30)의 구동축과 결합되어 구동축과 일체로 회전되며, 밸브 구동축부는 핸들부(31)의 핸들 회전축 또는 밸브 작동용 모터(32)의 모터 샤프트일 수 있다.

웜기어(20)와 웜휠(10)은 면접촉하되, 웜기어(20)의 기어치에서 웜기어(20)의 기어치가 맞물릴 수 있는 일면의 전체 면적 중 적어도 1/8에 해당되는 면적으로 웜기어(20)의 기어치가 면접촉하여 맞물리게 된다.

본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터의 일 실시예는 웜기어(20)와 웜휠(10)의 기어치가 면접촉을 통해 회전력을 감속하여 전달하는 중에 발생되는 백래쉬를 최소화하여 동력 전달 효율 및 안전율이 높고, 셀프 락킹(Self-Locking)이 가능한 효과가 있다.

도 3은 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에서 웜 감속부(50)의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 3을 참고하면, 웜 감속부(50)는 감속기 하우징부(400), 감속기 하우징부(400) 내에 회전 가능하게 위치되고, 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130)가 일체로 구비된 이중 웜기어축부(100), 밸브 구동부(30)에 연결되어 회전력을 전달받아 회전되고, 감속기 하우징부(400) 내에서 제1웜휠부(130)에 맞물려 위치되는 제2웜기어부(300), 감속기 하우징부(400) 내에서 제1웜기어부(120)에 맞물려 회전되며 밸브 작동축부(1)에 연결되어 밸브 작동축부(1)를 회전시키는 제2웜휠부(200)를 포함한다.

제2웜휠부(200)는 밸브 작동축부(1)가 관통되어 삽입되는 축 삽입부가 위치되어 밸브 작동축부(1)를 기어축으로 밸브 작동축부(1)와 일체로 회전되고, 제2웜기어부(300)는 밸브 구동부(30)의 구동축부에 설치되거나 구동축부와 커플링 등의 축 결합구로 결합되어 구동축부와 일체로 회전된다.

밸브 구동부(30)의 구동축부는 밸브 작동용 모터(32)의 모터 샤프트(32a)인 것을 일 예로 하고, 작업자가 손으로 잡고 조작할 수 있는 핸들부의 핸들 회전축일 수도 있고, 이외에도 회전력을 발생시킬 수 있는 공지의 구동축 구조를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

제2웜휠부(200)의 기어축 즉, 밸브 작동축부(1)와 이중 웜기어축부(100)는 서로 수직 방향으로 위치되고, 제2웜기어부(300)의 기어축 즉, 모터 샤프트(32a)에 축결합된 제2웜기어부(300)의 기어축은 이중 웜기어축부(100)는 서로 수직 방향으로 위치되는 것을 일 예로 한다.

제1웜기어부(120)와 제2웜휠부(200)는 기어치가 면접촉되어 회전력을 전달하고, 제1웜휠부(130)와 제2웜기어부(300)는 기어치가 면접촉되어 회전력을 전달한다.

이중 웜기어축부(100)는 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130)가 일체로 함께 위치되어 제2웜휠부(200)와 제2웜기어부(300)에 각각 맞물려 회전되어야 하므로 안정적으로 회전력을 전달하기 위해서는 기어치가 면접촉으로 맞물려야 한다.

웜 감속부(50)는 이중 웜기어축부(100)에 회전력이 입력되어 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130)에 맞물린 제2웜휠부(200), 제2웜기어부(300)로 각각 회전력을 전달하여 감속시킬 수 있다.

또한, 웜 감속부(50)는 제2웜휠부(200)와 제2웜기어부(300) 중 어느 하나를 입력축으로 하고, 다른 하나를 출력축부(40)로 하여 사이에 위치되는 이중 웜기어 구조를 통해 웜기어를 이용한 이중 감속 구조를 가질 수도 있음을 밝혀둔다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에서 웜 감속부(50)의 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 4를 참고하면 웜 감속부(50)의 다른 실시예는 감속기 하우징부(400) 내에서 제1웜기어부(120) 또는 제1웜휠부(130)로 오일 분사하는 오일 분사노즐부(500), 오일 분사노즐부(500)로 오일을 공급하는 오일 공급부(600)를 더 포함한다.

웜 기어와 웜휠을 포함한 웜 감속 구조는 구조가 간단하고 경제적이며, 소음 및 진동이 적고, 감속비가 큰 경우 셀프로킹(Self locking)이 가능하여 역전을 제어할 수 있으며, 관성모멘트가 적어 빈번한 기동 및 정지에 유리한 여러 가지의 장점을 보유하나 웜 감속부(50)는 웜과 웜휠의 마찰로 인한 발열이 크게 발생하는 문제점이 있다.

또한, 이중 웜기어축부(100) 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130)가 일체로 함께 위치되어 제2웜휠부(200)와 제2웜기어부(300)에 각각 맞물려 회전되어야 하므로 안정적으로 회전력을 전달하기 위해서는 기어치가 면접촉으로 맞물려야 되므로 회전력 전달 시 면접촉으로 동력을 전달하는 제1웜기어부(120)와 제1웜휠기어부에서 각각 고열이 발생되고, 이로 인해 기어가 손상되는 문제점이 발생되고, 기어의 수명이 낮아지며 회전력을 전달하는데 효율이 크게 낮아지는 문제점이 있었다.

이에 웜 감속부(50)는 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130)에 각각 오일을 오일 분사노즐부(500)를 분사하여 기어치의 면접촉으로 인해 발생되는 고열을 냉각시키고, 기어치의 마모를 저감하며 회전력 전달 시 효율을 향상시킨다.

오일 분사노즐부(500)는 감속기 하우징부(400) 내에서 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130)에 각각 오일 노즐을 분사하는 제1오일 분사노즐(510)과 제2오일 분사노즐(520)을 포함하고, 오일 공급부(600)는 오일 분사노즐부(500)로 각각 오일을 공급하는 오일 공급라인(610)과 오일 공급라인(610)에 위치되는 오일 공급펌프(620), 오일 공급라인(610)의 유로를 개폐하는 유로개폐밸브(630), 오일 공급라인(610)과 연결되고 오일을 저장하는 오일저장탱크(640)를 포함하는 것을 일 예로 한다.

오일 공급부(600)는 노즐로 오일을 공급하는 공지의 오일 공급구조로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

제1오일 분사노즐(510)과 제2오일 분사노즐(520)은 분기된 오일 공급라인(610)을 통해 공급받은 오일을 각각 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130)에 분사하여 제1웜기어부(120)와 맞물린 제2웜휠부(200)와의 동력 전달 및 제1웜휠부(130)와 맞물린 제2웜기어부(300)와의 동력 전달을 원활하게 하고, 동력 전달 시 발생되는 기어치의 마모량을 줄이고, 동력 전달 시 발생되는 열을 냉각시켜 기어의 내구성을 증대시키고 수명을 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에서 웜 감속부(50)의 또 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 5를 참고하면 웜 감속부(50)는 감속기 하우징부(400) 내에서 오일 분사노즐부(500)를 이동시켜 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130)에 각각 오일을 분사하게 하는 노즐 이동부(700)를 더 포함할 수 있다.

노즐 이동부(700)는 감속기 하우징부(400) 내에서 이중 웜기어축부(100)와 나란하게 회전 가능하게 위치되고 오일 분사노즐부(500)를 관통하여 오일 분사노즐부(500)에 나사결합하는 노즐 이동용 스크류부재(800), 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하는 노즐 이동용 회전력 전달부(900)를 포함한다.

또한, 감속기 하우징부(400)에는 오일 분사노즐부(500)의 직선 이동을 안내하는 노즐 이동 안내 레일부(410)가 위치되고, 오일 분사노즐부(500)에는 노즐 이동 안내 레일부(410)에 삽입되어 직선 이동하는 레일 삽입용 돌출부재(500a)가 구비된다.

노즐 이동 안내 레일부(410)는 감속기 하우징부(400)의 내측면에 오일 분사노즐부(500)의 이동 방향으로 파여진 형태로 길게 형성되는 것을 일 예로 한다.

오일 분사노즐부(500)는 레일 삽입용 돌출부재(500a)가 노즐 이동 안내 레일부(410)재에 삽입되어 노즐 이동용 스크류부재(800)의 회전 시 노즐 이동 안내 레일부(410)를 따라 직선 이동한다.

오일 분사노즐부(500)는 노즐 이동용 스크류부재(800)의 회전 방향에 따라 좌, 우로 서로 반대 방향으로 직선 이동된다.

노즐 이동용 회전력 전달부(900)는 이중 웜기어축부(100)의 일단부 측에 위치되어 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하여 노즐 이동용 스크류부재(800)를 시계방향으로 회전시켜 오일 분사노즐부(500)를 일방향으로 직선 이동시키는 제1동력 전달 기어부(910), 이중 웜기어축부(100)의 타단부 측에 위치되고 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하여 노즐 이동용 스크류부재(800)를 반시계방향으로 회전시켜 오일 분사노즐부(500)를 일방향의 반대방향으로 직선 이동시키는 제2동력 전달 기어부(920)를 포함한다.

또한, 노즐 이동용 회전력 전달부(900)는 제1동력 전달 기어부(910)를 공회전시커나 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 전달하여 노즐 이동용 스크류부재(800)를 회전시키는 제1기어 회전제어부(930)와 제2동력 전달 기어부(920)를 공회전시커나 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 전달하여 노즐 이동용 스크류부재(800)를 회전시키는 제2기어 회전제어부(940)를 포함하고, 제1기어 회전제어부(930)와 제2기어 회전제어부(940)는 제1동력 전달 기어부(910)가 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 전달할 때 제2동력 전달 기어부(920)를 공회전시키고, 제2동력 전달 기어부(920)가 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 전달할 때 제1동력 전달 기어부(910)를 공회전시키는 것을 일 예로 한다.

노즐 이동부(700)는 노즐 이동용 스크류부재(800)가 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 제1동력 전달 기어부(910)로 전달받아 시계방향으로 회전되거나 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 제2동력 전달 기어부(920)로 전달받아 반시계방향으로 회전된다.

제1동력 전달 기어부(910)는 복수의 제1기어를 포함하고, 제2동력 전달 기어부(920)는 복수의 제2기어를 포함하여 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하는 것을 일 예로 한다.

더 상세하게 제1동력 전달 기어부(910)는 이중 웜기어축부(100)의 일측에 위치되는 제1베벨 기어(911), 노즐 이동용 스크류부재(800)의 일측에 위치되는 제2베벨 기어(912), 제1베벨 기어(911)와 제2베벨 기어(912) 사이에 위치되어 제1베벨 기어(911)와 제2베벨 기어(912)에 각각 맞물려 위치되는 제3베벨 기어(913)를 포함한다.

제2동력 전달 기어부(920)는 이중 웜기어축부(100)의 타측에 위치되는 제4베벨 기어(921), 노즐 이동용 스크류부재(800)의 타측에 위치되는 제5베벨 기어(922), 제4베벨 기어(921)와 제5베벨 기어(922) 사이에 위치되어 제4베벨 기어(921)와 제5베벨 기어(922)에 각각 맞물려 위치되는 제6베벨 기어(923)를 포함한다.

제1기어 회전제어부(930)는 이중 웜기어축부(100)에 위치되어 제1베벨 기어(911)를 이중 웜기어축부(100)와 일체로 회전시키거나 제1베벨 기어(911)를 공회전시키는 것을 일 예로 하고, 제2기어 회전제어부(940)는 이중 웜기어축부(100)에 위치되어 제1베벨 기어(911)를 이중 웜기어축부(100)와 일체로 회전시키거나 제1베벨 기어(911)를 공회전시키는 것을 일 예로 한다.

제1베벨 기어(911)는 제4베벨 기어(921)와 대칭되게 위치되고, 제2베벨 기어(912)는 제5베벨 기어(922)와 대칭되게 위치되고, 제3베벨 기어(913)는 제6베벨 기어(923)와 대칭되게 위치된다.

즉, 제1동력 전달 기어부(910)의 베벨기어들과 제2동력 전달 기어부(920)의 베벨 기어들은 서로 대칭되는 방향으로 위치되어 일방향으로 회전되는 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 전달받아 노즐 이동 스크류부재를 시계방향으로 회전시키거나 반시계 방향으로 회전시키게 된다.

노즐 이동용 스크류부재(800)는 일방향으로 회전되는 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 전달받아 시계 방향으로 회전되거나 반시계 방향으로 회전되면서 오일 분사노즐부(500)를 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130) 사이에서 직선 왕복 이동시킨다.

오일 분사노즐부(500)는 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130) 사이에서 직선 왕복되면서 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130)에 각각 오일을 분사하게 된다.

노즐 이동용 회전력 전달부(900)는 제1웜기어부(120)에 오일을 분사하는 오일 분사노즐부(500)의 제1위치를 감지하는 제1노즐 위치감지부(950), 제1웜휠부(130)에 오일을 분사하는 오일 분사노즐부(500)의 제2위치를 감지하는 제2노즐 위치감지부(960)를 더 포함한다.

제2기어 회전제어부(940)는 제1동력 전달 기어부(910)를 통해 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)가 전달받아 오일 분사노즐부(500)가 이동하는 중에 제2동력 전달 기어부(920)를 공회전되도록 유지시키며, 반대로 제1기어 회전제어부(930)는 제2동력 전달 기어부(920)를 통해 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)가 전달받아 오일 분사노즐부(500)가 반대 방향 이동하는 중에 제1동력 전달 기어부(910)를 공회전되도록 유지시킨다.

제1노즐 위치감지부(950)에서 오일 분사노즐부(500)의 제1위치를 감지하면 제1기어 회전제어부(930)는 제1동력 전달 기어부(910)를 공회전되게 전환하고, 제2기어 회전제어부(940)는 제2동력 전달 기어부(920)를 통해 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하도록 전환된다.

또한, 제2노즐 위치감지부(960)에서 오일 분사노즐부(500)의 제2위치를 감지하면 제2기어 회전제어부(940)는 제2동력 전달 기어부(920)를 공회전되게 전환하고, 제1기어 회전제어부(930)는 제1동력 전달 기어부(910)를 통해 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하도록 전환된다.

제1노즐 위치감지부(950)와 제2노즐 위치감지부(960)는 좌, 우로 직선 왕복이동하는 오일 분사노즐부(500)가 접촉되어 이를 감지하는 리미트 스위치인 것을 일 예로 하고, 이외에도 좌, 우로 직선 왕복이동하는 오일 분사노즐부(500)의 제1위치와 제2위치를 감지할 수 있는 공지의 위치 감지 센서를 이용하여 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에서 제1기어 회전제어부(930)의 일 실시예를 도시한 단면도이고, 도 5는 제1축걸림부재(931)가 제1베벨 기어(911)의 제1돌기 삽입부(910a)에서 빠져 공회전되는 상태를 예시한 도면이고, 도 6은 제1축걸림부재(931)가 제1베벨 기어(911)의 제1돌기 삽입부(910a)에 삽입되어 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 회전 스크류부재에 전달하는 예를 도시한 것이다.

도 6 및 도 7을 참고하면 제1기어 회전제어부(930)는 이중 웜기어축부(100)에 위치된 제1삽입부(110a)에 삽입되어 이동 가능하게 위치되고, 이중 웜기어축부(100)의 외주면으로 돌출되게 위치되어 이중 웜기어축부(100)에 위치된 제1기어 즉, 제1베벨 기어(911)의 제1돌기 삽입부(910a)에 삽입되며 영구자석을 포함하는 제1축걸림부재(931), 제1삽입부(110a)의 내부에 위치되어 제1축걸림부재(931)를 탄성 지지하여 제1삽입부(110a) 내에 위치시켜 제1베벨 기어(911)를 공회전시키는 제1스프링부재(932), 이중 웜기어축부(100) 내에 위치되고 자력으로 제1축걸림부재(931)를 척력으로 밀어 제1돌기 삽입부(910a) 내로 위치시켜 제1동력 전달 기어부(190)가 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 전달하도록 하는 제1전자석부재(933)를 포함한다.

제1전자석부재(933)에 전류가 차단된 상태에서 제1축걸림부재(931)는 제1스프링부재(932)에 의해 탄성 지지되어 제1삽입부(110a)의 내부로 삽입되어 제1돌기 삽입부(910a)에서 완전히 빠진 상태로 위치되어 제1동력 전달 기어부(910)가 공회전되도록 한다.

제1전자석부재(933)가 작동하지 않으면 제1동력 전달 기어부(910) 즉, 제1베벨 기어(911), 제2베벨 기어(912), 제3베벨 기어(913)는 각각 공회전되면서 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하지 않는다.

제1축걸림부재(931)는 영구자석으로 제조되거나 제1전자석부재(933)와 마주하는 부분에 영구자석부가 구비된다.

그리고, 제1축걸림부재(931)와 제1전자석부재(933)는 서로 마주보는 부분에 서로 같은 극을 가지도록 위치되어 제1전자석부재(933)에 전류가 인가되어 자력이 발생되면 척력으로 제1축걸림부재(931)가 밀려 이동된다.

제1전자석부재(933)의 척력에 의해 제1축걸림부재(931)가 밀려 이동되어 이중 웜기어축부(100)의 외측으로 돌출되게 위치되면서 돌기 삽입부 내로 삽입되면 제1베벨 기어(911)는 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 전달받아 회전하게 되고, 이에 제2베벨 기어(912), 제3베벨 기어(913)가 연동되면서 노즐 이동용 스크류부재(800)를 회전시켜 오일 분사노즐부(500)를 일방향으로 이동시킬 수 있게 된다.

제1축걸림부재(931)는 영구자석으로 제1전자석부재(933)의 자력에 의해 제1삽입부(110a) 내로 원활하게 삽입되어 제1베벨 기어(911)에 걸리지 않도록 위치된다.

제1전자석부재(933)에 전류가 인가된 상태에서 제1축걸림부재(931)가 제1돌기 삽입부(910a)에 일치되지 않더라도 이중 웜기어축부(100)가 회전되면서 제1축걸림부재(931)와 제1돌기 삽입부(910a)의 위치가 일치되게 되고, 이 때 제1축걸림부재(931)는 제1전자석부재(933)의 자력에 의한 척력으로 밀려 이동하면서 이중 웜기어축부(100)의 외주면으로 돌출되게 위치되면서 제1돌기 삽입부(910a)의 내부로 삽입된다.

제1기어 회전제어부(930)는 제1전자석부재(933)에 전류가 인가되지 않으면 제1동력 전달 기어부(910)가 공회전되어 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하기 않도록 하고, 제1전자석부재(933)에 전류가 인가된 경우에만 제1축걸림부재(931)를 제1돌기 삽입부(910a) 내로 삽입시킴으로써 제1동력 전달 기어부(910)가 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하도록 제어한다.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터에서 제2기어 회전제어부(940)의 일 실시예를 도시한 단면도이고, 도 8은 제2축걸림부재(941)가 제4베벨 기어(921)의 제2돌기 삽입부(920a)에서 빠져 공회전되는 상태를 예시한 도면이고, 도 9는 제2축걸림부재(941)가 제4베벨 기어(921)의 제2돌기 삽입부(920a)에 삽입되어 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 회전 스크류부재에 전달하는 예를 도시한 것이다.

도 8 및 도 9를 참고하면 제2기어 회전제어부(940)는 이중 웜기어축부(100)에 위치된 제2삽입부(110b)에 삽입되어 이동 가능하게 위치되고, 이중 웜기어축부(100)의 외주면으로 돌출되게 위치되어 이중 웜기어축부(100)에 위치된 제2기어 즉, 제4베벨 기어(921)의 제2돌기 삽입부(920a)에 삽입되며 영구자석을 포함하는 제2축걸림부재(941), 제2삽입부(110b)의 내부에 위치되어 제2축걸림부재(941)를 탄성 지지하여 제2삽입부(110b) 내에 위치시켜 제4베벨 기어(921)를 공회전시키는 제2스프링부재(942), 이중 웜기어축부(100) 내에 위치되고 자력으로 제2축걸림부재(941)를 척력으로 밀어 제2돌기 삽입부(920a) 내로 위치시켜 제2동력 전달 기어부(920)가 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 전달하도록 하는 제2전자석부재(943)를 포함한다.

제2전자석부재(943)에 전류가 차단된 상태에서 제2축걸림부재(941)는 제2스프링부재(942)에 의해 탄성 지지되어 제2삽입부(110b)의 내부로 삽입되어 제2돌기 삽입부(920a)에서 완전히 빠진 상태로 위치되어 제2동력 전달 기어부(920)가 공회전되도록 한다.

제2전자석부재(943)가 작동하지 않으면 제2동력 전달 기어부(920) 즉, 제4베벨 기어(921), 제5베벨 기어(922), 제6베벨 기어(923)는 각각 공회전되면서 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하지 않는다.

제2축걸림부재(941)는 영구자석으로 제조되거나 제2전자석부재(943)와 마주하는 부분에 영구자석부가 구비된다.

그리고, 제2축걸림부재(941)와 제2전자석부재(943)는 서로 마주보는 부분에 서로 같은 극을 가지도록 위치되어 제2전자석부재(943)에 전류가 인가되어 자력이 발생되면 척력으로 제2축걸림부재(941)가 밀려 이동된다.

제2전자석부재(943)의 척력에 의해 제2축걸림부재(941)가 밀려 이동되어 이중 웜기어축부(100)의 외측으로 돌출되게 위치되면서 돌기 삽입부 내로 삽입되면 제4베벨 기어(921)는 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 전달받아 회전하게 되고, 이에 제4베벨 기어(921), 제3베벨 기어(913)가 연동되면서 노즐 이동용 스크류부재(800)를 회전시켜 오일 분사노즐부(500)를 일방향으로 이동시킬 수 있게 된다.

제2축걸림부재(941)는 영구자석으로 제2전자석부재(943)의 자력에 의해 제2삽입부(110b) 내로 원활하게 삽입되어 제4베벨 기어(921)에 걸리지 않도록 위치된다.

제2전자석부재(943)에 전류가 인가된 상태에서 제2축걸림부재(941)가 제2돌기 삽입부(920a)에 일치되지 않더라도 이중 웜기어축부(100)가 회전되면서 제2축걸림부재(941)와 제2돌기 삽입부(920a)의 위치가 일치되게 되고, 이 때 제2축걸림부재(941)는 제2전자석부재(943)의 자력에 의한 척력으로 밀려 이동하면서 이중 웜기어축부(100)의 외주면으로 돌출되게 위치되면서 제2돌기 삽입부(920a)의 내부로 삽입된다.

제2기어 회전제어부(940)는 제2전자석부재(943)에 전류가 인가되지 않으면 제2동력 전달 기어부(920)가 공회전되어 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하기 않도록 하고, 제2전자석부재(943)에 전류가 인가된 경우에만 제2축걸림부재(941)를 제2돌기 삽입부(920a) 내로 삽입시킴으로써 제2동력 전달 기어부(920)가 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하도록 제어한다.

도 4 내지 도 9를 참고하면 제1전자석부재(933)에 전류가 인가된 상태에서 제2전자석부재(943)에는 전류가 인가되지 않으며, 제2전자석부재(943)에 전류가 인가된 상태에서는 제1전자석부재(933)에 전류가 인가되지 않는다.

노즐 이동용 스크류부재(800)는 제1전자석부재(933)에 전류가 인가된 상태에서 제1동력 전달 기어부(910)를 통해 회전력을 전달받아 시계방향으로 회전되면서 오일 분사노즐부(500)를 제1웜기어부(120) 측으로 이동시킨다.

오일 분사노즐부(500)가 제1웜기어부(120)에 오일을 분사할 수 있는 제1위치로 이동되면 제1노즐 위치감지부(950)에서 이를 감지하여 제1전자석부재(933)에 인가된 전류를 차단한다.

제1전자석부재(933)에 인가된 전류가 차단되면 제1스프링부재(932)의 탄성 복원력으로 제1돌기 삽입부(910a)에서 빠진 상태로 위치되어 제1동력 전달 기어부(910)가 공회전되고 이에 제1동력 전달 기어부(910)는 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하지 않는 상태가 된다.

제1전자석부재(933)에 인가된 전류가 차단되어 기설정된 시간이 흐른 뒤 즉, 오일 분사노즐부(500)에서 제1웜기어부(120)에 오일을 분사한 후 제2기어 회전제어부(940)는 제2전자석부재(943)에 전류가 인가하여 제2동력 전달 기어부(920)를 통해 노즐 이동용 스크류부재(800)가 회전력을 전달받을 수 있도록 한다.

노즐 이동용 스크류부재(800)는 제2전자석부재(943)에 전류가 인가된 상태에서 제2동력 전달 기어부(920)를 통해 회전력을 전달받아 시계방향으로 회전되면서 오일 분사노즐부(500)를 제1웜휠부(130) 측으로 이동시킨다.

오일 분사노즐부(500)가 제1웜휠부(130)에 오일을 분사할 수 있는 제2위치로 이동되면 제2노즐 위치감지부(960)에서 이를 감지하여 제2전자석부재(943)에 인가된 전류를 차단하고, 오일 분사노즐부(500)가 제1웜휠부(130)로 오일을 분사하도록 한다.

제2전자석부재(943)에 인가된 전류가 차단되면 제2스프링부재(942)의 탄성 복원력으로 제2돌기 삽입부(920a)에서 빠진 상태로 위치되어 제2동력 전달 기어부(920)가 공회전되고 이에 제2동력 전달 기어부(920)는 이중 웜기어축부(100)의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재(800)로 전달하지 않는 상태가 된다.

즉, 제1전자석부재(933)와 제2전자석부재(943) 중 어느 한 측에 전류가 인가되고, 다른 한측에 전류가 차단되는 것이 반복되면서 오일 분사노즐부(500)는 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130) 사이에서 직선 왕복되면서 제1웜기어부(120)와 제1웜휠부(130)에 각각 오일을 주기적으로 분사한다.

본 발명은 하나의 기어축에 웜휠과 웜기어가 함께 일체로 구비되는 이중 웜기어 구조를 이용하여 직각축을 두번 적용한 밸브 액추에이터의 감속 구조를 용이하게 설계할 수 있고, 밸브 액추에이터의 감속 구조 설계 시 자유도를 크게 향상시키고, 컴팩트한 설계를 가능하게 한다.

본 발명은 웜 감속부 내에 오일을 공급하여 웜과 웜휠의 마찰로 인한 발열 문제를 해결하고 이중 웜기어 구조체의 내구성 및 감속 시 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

1 : 밸브 작동축부 10 : 웜휠
20 : 웜기어 50 : 웜 감속부
30 : 밸브 구동부 31 : 핸들부
32 : 밸브 작동용 모터 32a : 모터 샤프트
50 : 웜 감속부 100 : 이중 웜기어축부
110a : 제1삽입부 110b : 제2삽입부
120 : 제1웜기어부 130 : 제1웜휠부 200 : 제2웜휠부 210 : 축 삽입부
300 : 제2웜기어부 400 : 감속기 하우징부
410 : 노즐 이동 안내 레일부 500 : 오일 분사노즐부
500a : 레일 삽입용 돌출부재 510 : 제1오일 분사노즐
520 : 제2오일 분사노즐 600 : 오일 공급부
610 : 오일 공급라인 620 : 오일 공급펌프
630 : 유로개폐밸브 640 : 오일저장탱크
700 : 노즐 이동부 800 : 노즐 이동용 스크류부재
900 : 노즐 이동용 회전력 전달부 910 : 제1동력 전달 기어부
910a : 제1돌기 삽입부 911 : 제1베벨 기어
912 : 제2베벨 기어 913 : 제3베벨 기어
920 : 제2동력 전달 기어부 920a : 제2돌기 삽입부
921 : 제4베벨 기어 922 : 제5베벨 기어
923 : 제6베벨 기어 930 : 제1기어 회전제어부
931 : 제1축걸림부재 932 : 제1스프링부재
933 : 제1전자석부재 940 : 제2기어 회전제어부
941 : 제2축걸림부재 942 : 제2스프링부재
943 : 제2전자석부재 950 : 제1노즐 위치감지부
960 : 제2노즐 위치감지부

Claims

밸브 작동축부의 회전에 의해 유로를 개폐하는 밸브를 작동시키는 밸브 액추에이터이며, 상기 밸브 작동축부에 연결되는 웜 감속부; 및
상기 웜 감속부에 연결되어 상기 밸브 작동축부를 회전시키는 회전력을 발생시키는 밸브 구동부를 포함하고,
상기 웜 감속부는,
감속기 하우징부;
상기 감속기 하우징부 내에 회전 가능하게 위치되고, 제1웜기어부와 제1웜휠부가 일체로 구비된 이중 웜기어축부;
상기 밸브 구동부에 연결되어 회전력을 전달받아 회전되고, 상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜휠부에 맞물려 위치되는 제2웜기어부;
상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜기어부에 맞물려 회전되며 상기 밸브 작동축부에 연결되어 상기 밸브 작동축부를 회전시키는 제2웜휠부;
상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부로 오일 분사하는 오일 분사노즐부; 및
상기 오일 분사노즐부로 오일을 공급하는 오일 공급부를 포함하며,
상기 오일 분사노즐부는,
상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부에 각각 오일 노즐을 분사하는 제1오일 분사노즐과 제2오일 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터.
밸브 작동축부의 회전에 의해 유로를 개폐하는 밸브를 작동시키는 밸브 액추에이터이며, 상기 밸브 작동축부에 연결되는 웜 감속부; 및
상기 웜 감속부에 연결되어 상기 밸브 작동축부를 회전시키는 회전력을 발생시키는 밸브 구동부를 포함하고,
상기 웜 감속부는,
감속기 하우징부;
상기 감속기 하우징부 내에 회전 가능하게 위치되고, 제1웜기어부와 제1웜휠부가 일체로 구비된 이중 웜기어축부;
상기 밸브 구동부에 연결되어 회전력을 전달받아 회전되고, 상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜휠부에 맞물려 위치되는 제2웜기어부;
상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜기어부에 맞물려 회전되며 상기 밸브 작동축부에 연결되어 상기 밸브 작동축부를 회전시키는 제2웜휠부;
상기 감속기 하우징부 내에서 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부로 오일 분사하는 오일 분사노즐부;
상기 오일 분사노즐부로 오일을 공급하는 오일 공급부; 및
상기 감속기 하우징부 내에서 상기 오일 분사노즐부를 이동시켜 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부에 각각 오일을 분사하게 하는 노즐 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터.
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청구항 2에 있어서,
상기 노즐 이동부는,
상기 감속기 하우징부 내에서 상기 이중 웜기어축부와 나란하게 회전 가능하게 위치되고 상기 오일 분사노즐부를 관통하여 상기 오일 분사노즐부에 나사결합하는 노즐 이동용 스크류부재; 및
상기 이중 웜기어축부의 회전력을 상기 노즐 이동용 스크류부재로 전달하는 노즐 이동용 회전력 전달부를 포함하며,
상기 감속기 하우징부에는 상기 오일 분사노즐부의 직선 이동을 안내하는 노즐 이동 안내 레일부가 위치되고, 상기 오일 분사노즐부에는 상기 노즐 이동 안내 레일부에 삽입되어 직선 이동하는 레일 삽입용 돌출부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터.
청구항 6에 있어서,
상기 노즐 이동용 회전력 전달부는,
상기 이중 웜기어축부의 일단부 측에 위치되어 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 상기 노즐 이동용 스크류부재로 전달하여 상기 노즐 이동용 스크류부재를 시계방향으로 회전시켜 상기 오일 분사노즐부를 일방향으로 직선 이동시키는 제1동력 전달 기어부; 및
상기 이중 웜기어축부의 타단부 측에 위치되고 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 상기 노즐 이동용 스크류부재로 전달하여 상기 노즐 이동용 스크류부재를 반시계방향으로 회전시켜 상기 오일 분사노즐부를 일방향의 반대방향으로 직선 이동시키는 제2동력 전달 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터.
청구항 7에 있어서,
상기 노즐 이동용 회전력 전달부는,
상기 제1동력 전달 기어부를 공회전시커나 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달하여 상기 노즐 이동용 스크류부재를 회전시키는 제1기어 회전제어부; 및
상기 제2동력 전달 기어부를 공회전시커나 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달하여 상기 노즐 이동용 스크류부재를 회전시키는 제2기어 회전제어부를 포함하고,
상기 제1기어 회전제어부와 상기 제2기어 회전제어부는 상기 제1동력 전달 기어부가 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달할 때 상기 제2동력 전달 기어부를 공회전시키고, 상기 제2동력 전달 기어부가 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달할 때 상기 제1동력 전달 기어부를 공회전시키는 것을 특징으로 하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터.
청구항 8에 있어서,
상기 제1동력 전달 기어부는,
상기 이중 웜기어축부의 일측에 위치되는 제1베벨 기어;
상기 노즐 이동용 스크류부재의 일측에 위치되는 제2베벨 기어; 및
상기 제1베벨 기어와 상기 제2베벨 기어 사이에 위치되어 상기 제1베벨 기어와 상기 제2베벨 기어에 각각 맞물려 위치되는 제3베벨 기어를 포함하고,
상기 제2동력 전달 기어부는,
상기 이중 웜기어축부의 타측에 위치되는 제4베벨 기어;
상기 노즐 이동용 스크류부재의 타측에 위치되는 제5베벨 기어; 및
상기 제4베벨 기어와 상기 제5베벨 기어 사이에 위치되어 상기 제4베벨 기어와 상기 제5베벨 기어에 각각 맞물려 위치되는 제6베벨 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터.
청구항 9에 있어서,
상기 제1베벨 기어는 상기 제4베벨 기어와 대칭되게 위치되고, 상기 제2베벨 기어는 상기 제5베벨 기어와 대칭되게 위치되고, 상기 제3베벨 기어는 상기 제6베벨 기어와 대칭되게 위치되는 것을 특징으로 하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터.
청구항 8에 있어서,
상기 노즐 이동용 회전력 전달부는,
상기 제1웜기어부에 오일을 분사하는 상기 오일 분사노즐부의 제1위치를 감지하는 제1노즐 위치감지부; 및
상기 제1웜휠부에 오일을 분사하는 상기 오일 분사노즐부의 제2위치를 감지하는 제2노즐 위치감지부를 더 포함하며,
상기 제1노즐 위치감지부에서 상기 오일 분사노즐부의 제1위치를 감지하면 상기 제1기어 회전제어부는 상기 제1동력 전달 기어부를 공회전되게 전환하고, 상기 제2기어 회전제어부는 상기 제2동력 전달 기어부를 통해 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 상기 노즐 이동용 스크류부재로 전달시키도록 전환되고,
상기 제2노즐 위치감지부에서 상기 오일 분사노즐부의 제2위치를 감지하면 상기 제2기어 회전제어부는 상기 제2동력 전달 기어부를 공회전되게 전환하고, 상기 제1기어 회전제어부는 상기 제1동력 전달 기어부를 통해 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 노즐 이동용 스크류부재로 전달시키도록 전환되는 것을 특징으로 하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터.
청구항 11에 있어서,
상기 제1기어 회전제어부는,
상기 이중 웜기어축부에 위치된 제1삽입부에 삽입되어 이동 가능하게 위치되고, 상기 이중 웜기어축부의 외주면으로 돌출되게 위치되어 이중 웜기어축부에 위치된 제1기어의 제1돌기 삽입부에 삽입되며 영구자석을 포함하는 제1축걸림부재;
상기 제1삽입부의 내부에 위치되어 상기 제1축걸림부재를 탄성 지지하여 상기 제1삽입부 내에 위치시켜 상기 제1기어를 공회전시키는 제1스프링부재; 및
상기 이중 웜기어축부 내에 위치되고 자력으로 상기 제1축걸림부재를 척력으로 밀어 상기 제1돌기 삽입부 내로 위치시켜 상기 제1기어가 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달하도록 하는 제1전자석부재를 포함하며,
상기 제2기어 회전제어부는 상기 이중 웜기어축부에 위치된 제2삽입부에 삽입되어 이동 가능하게 위치되고, 상기 이중 웜기어축부의 외주면으로 돌출되게 위치되어 상기 이중 웜기어축부에 위치된 제2기어의 제2돌기 삽입부에 삽입되며 영구자석을 포함하는 제2축걸림부재;
상기 제2삽입부의 내부에 위치되어 상기 제2축걸림부재를 탄성 지지하여 상기 제2삽입부 내에 위치시켜 상기 제2기어를 공회전시키는 제2스프링부재; 및
상기 이중 웜기어축부 내에 위치되고 자력으로 상기 제2축걸림부재를 척력으로 밀어 상기 제2돌기 삽입부 내로 위치시켜 상기 제2기어가 상기 이중 웜기어축부의 회전력을 전달하도록 하는 제2전자석부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터.
청구항 12에 있어서,
상기 제1기어 회전제어부와 상기 제2기어 회전제어부는 상기 제1전자석부재와 상기 제2전자석부재 중 어느 한 측에 전류가 인가되고, 다른 한측에 전류가 차단되는 것을 반복하면서 상기 오일 분사노즐부가 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부 사이에서 직선 왕복되면서 상기 제1웜기어부와 상기 제1웜휠부에 각각 오일을 주기적으로 분사시키는 것을 특징으로 하는 웜 감속기를 포함하는 밸브 액추에이터.