KR200256588Y1 - 밸브개폐용 액츄에이터의 모드 절환장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밸브 개폐용 액츄에이터의 모드(Mode)를 수동 및 자동으로 절환시키기 위한 수동 및 자동모드 절환장치에 관한 것이다.

본 고안은 케이스의 외부로 돌출된 모드절환용 레버와 수동조작용 핸들을 이용하여 밸브를 자동인 상태에서 수동모드로 또는 액츄에이터 동작시 수동모드에서 자동모드로 절환시킬 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 된 본 고안은 액츄에이터의 케이스 외부로 돌출된 모드절환용 레버를 이용하여 밸브개폐시 자동모드인 상태에서 수동모드로 또는 수동모드에서 자동모드로 손쉽게 전환시킬 수 있으므로 부품수가 적고 구조가 간단하여 원가절감에 기여할 수 있으며, 조작이 간편하여 숙련된 작업자가 필요 없으므로 인건비를 절감할 수 있다.

또한, 조립공정이 간단하므로 이 또한 제작원가의 절감에 기여할 수 있다.

Description

밸브개폐용 액츄에이터의 모드 절환장치{Actuator switching device for valve operating}

본 고안은 밸브 개폐용 액츄에이터의 모드(Mode)를 자동에서 수동으로 또는 수동에서 자동으로 절환시켜 주기 위한 모드 절환장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 케이스의 외부로 돌출된 수동모드 절환용 레버 및 수동조작용 핸들을 이용하여 밸브를 자동모드에서 수동모드로 액츄에이터 동작시 수동모드에서 자동모드로 절환시킬 수 있도록 한 밸브개폐용 액츄에이터의 모드 절환장치에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이 밸브와 볼 밸브 등의 밸브류와 댐퍼 등의 회전기기 등을 개폐하는데 사용하는 액츄에이터는 외부로부터 인가되는 전기적인 신호에 의해 작동하고, 이 전기적인 신호는 통상 마이크로 스위치를 통해 전달받으며, 상기의 밸브 및 회전기기를 약 90°의 범위 내에서 자동 또는 수동으로 회전시켜 개폐하게 된다.

또한, 이러한 액츄에이터에는 밸브로부터 전달되는 역토오크에 의한 회전을 방지하기 위하여 셀프 록킹(Self-locking) 장치와, 수동 및 자동모드 절환장치, 과부하 및 과전류 보호장치, 응축 및 응결방지를 위한 히터 등이 내장되어 있어서 항상 최적의 운전상태를 유지하도록 되어 있다.

이중, 수동 및 자동모드 절환장치는 밸브 또는 회전기기를 개폐함에 있어 모터의 동력이나 수작업 중 어느 한 가지를 선택하여 밸브를 개폐할 수 있도록 하는장치로서, 수동/자동모드의 절환여부에 따라 밸브개폐를 모터의 동력 또는 수작업으로 실시할 수 있다.

종래에는 상기와 같은 수동/자동모드 절환장치를 구성함에 있어서, 변환레버에 의해 모터의 동력과 수동핸들의 동력이 연결 및 차단되는 변속기 타잎 또는 슬라이딩 방식으로 구성하여 사용자가 상기 변환레버를 슬라이딩 이동시킴에 따라 수동 및 자동으로 절환되었던 것이다.

그런데, 이와 같은 장치는 부품수가 많고 복잡하며, 고도의 정밀도를 요하기 때문에 제조원가를 상승시킬 뿐만 아니라 숙련된 작업자가 필요하여 인건비 상승을 유발하는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 기술적인 과제는 액츄에이터의 케이스 외부로 돌출된 모드절환용 레버를 이용하여 자동에서 신속히 수동모드로 또는 수동에서 자동모드로 절환시킬 수 있는 모드 절환장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안의 조립 평단면도

도 2와 도 3은 요부의 측단면도

도 4는 절환레버와 요크의 분해도

도 5의 (A)(B)(C)는 본 고안에서 수동모드시의 동작을 나타낸 요부의 평단면도와 정단면도 및 측단면도

도 6의 (A)(B)(C)는 본 고안에서 자동모드시의 동작을 나타낸 요부의 평단면도와 정단면도 및 측단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 케이스 20 : 모터

30 : 1차 웜샤프트 31 : 1차 웜기어

40 : 수동핸들 50 : 고정 클러치

51 : 돌기 60 : 핸들축

70 : 2차 웜휠 80 : 2차 웜샤프트

81 : 웜기어 82 : 평기어

90 : 1차 웜휠 91 : 돌기

100 : 가동 클러치 101 : 평기어

102,103 : 돌기 104 : 가이드홈

110 : 절환레버 120 : 요크

121 : 돌출부 122 : 가이드핀

123,124 : 걸림돌기 130 : 스프링

140 : 스토퍼판 141,142 : 절곡부

150 : 비틀림 스프링 160,170 : 핀

상기의 과제를 달성하기 위한 본 고안은 케이스 내부에 구동원인 모터로부터 동력을 전달받는 1차 웜샤프트를 입설하고, 그 측면에는 고정 클러치가 축설된 핸들축을 수평으로 설치하여 케이스 외부로 돌출된 단부에 수동핸들을 축설하며, 상기 핸들축과 동축상에 밸브개폐용 1차 웜휠을 회전시켜 주기 위한 또 다른 2차 웜샤프트를 설치하고, 상기 2차 웜샤프트에는 1차 웜샤프트의 웜기어와 치차 접속하는 1차 웜휠을 공회전이 가능토록 축설하며, 상기 1차 웜휠과 고정 클러치 사이의 2차 웜샤프트에 가동 클러치를 축방향으로 이동 가능하게 축설하고, 절환레버에는 그와 함께 회동하면서 상기 가동 클러치를 고정 클러치 및 1차 웜휠과 선택적으로 결합시키는 요크를 설치하여서 된 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안은 절환레버를 수동위치로 회동시키면, 요크에 의해 가동 클러치가 축방향으로 이동하면서 고정 클러치 및 1차 웜휠과 선택적으로 결합되어 2차 웜샤프트 및 밸브개폐용 2차 웜휠을 회전시키게 된다.

즉, 절환레버를 수동위치로 회전시키면, 요크에 의해 가동 클러치가 축방향으로 이동하여 고정 클러치와 결합되므로써 수동핸들의 회전력이 핸들축→고정 클러치→가동 클러치→2차 웜샤프트→2차 웜기어→2차 웜휠로 전달되어 밸브를 수동으로 개폐할 수 있게 된다.

이때, 2차 웜샤프트에 축설된 1차 웜휠은 제자리에서 공회전을 하게 되어 모터의 동력이 2차 웜샤프트에 전달되지 않는다.

또한, 자동모드는 절환레버를 조작하지 않더라도 액츄에이터가 동작할 경우 자동으로 수동에서 자동모드로 절환된다.

즉, 전원이 인가되면, 모터가 회전함과 동시 1차 웜휠이 공회전을 하면서 그 측면의 돌기가 요크를 구속하고 있던 스토퍼를 쳐서 요크의 록킹상태가 해제되고, 이와 동시 압축되었던 스프링이 이완되면서 가동 클러치를 밀어 1차 웜휠과 결합시키므로 결국 모터의 동력이 1차 웜샤프트→1차 웜휠→가동 클러치→2차 웜샤프트→2차 웜기어→2차 웜휠로 전달되어 밸브가 모터에 의해 자동으로 개폐된다.

이때는, 수동핸들을 회전시키더라도 고정 및 가동 클러치가 서로 이격되어 있으므로 핸들축과 고정 클러치가 제자리에서 공회전만 하게 되어 그 회전력이 1차 웜샤프트에 전달되지 않는다.

이하에서 본 고안을 첨부된 실시예의 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 평단면도로서 수동조작시의 결합상태를 나타낸 것이고, 도 2와 도 3은 요부의 측단면도를 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이 본 고안은 케이스(10) 내부에 입설되어 구동원인 모터(20)와 직결되므로써 모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 1차 웜샤프트(30)와;

상기 케이스(10)에 수평으로 지지되어 외부의 수동핸들(40)과 연결되며 그 단부에 고정 클러치(50)가 고정 축설되는 핸들축(60)과;

상기 핸들축(60)과 동축상에 설치되며 밸브개폐용 1차 웜휠(70)을 회전시켜 주기 위한 2차 웜기어(81)를 구비하는 2차 웜샤프트(80)와;

상기 2차 웜샤프트(80)에 공회전이 가능토록 축설되어 1차 웜샤프트(30)에 형성된 1차 웜기어(31)와 치차 접속되므로써 모터(20)에 의해 제자리에서 회전하는 1차 웜휠(90)과;

상기 1차 웜휠(90)과 고정 클러치(50) 사이의 2차 웜샤프트(80)에 축방향으로 이동 가능하게 축설되는 가동 클러치(100) 및;

상기 케이스(10)에 회전 가능토록 지지된 절환레버(110)에 비틀림스프링(150) 및 스토퍼판(140)과 함께 축설되어 그와 함께 회동하면서 상기 가동 클러치(100)를 수평 이동시켜 고정 클러치(50) 및 1차 웜휠(90)과 선택적으로 결합시키는 요크(120);로 구성된다.

1차 웜샤프트(30)는 케이스(10) 내부에 입설되어 그 상단이 구동원인 모터(20)와 직결되고, 하단은 케이스에 지지되므로써 모터에 의해 회전하게 되며, 그 주연에는 1차 웜휠(90)과 치차 접속되는 1차 웜기어(31)가 일체로 형성된다.

핸들축(60)은 케이스(10)에 수평으로 지지되어 그 외측에 수동핸들(40)이 핀(160)을 통하여 고정되고, 내측 단부에는 핀(170)을 통하여 고정 클러치(50)가 축설된다.

상기 고정 클러치(50)의 내측면에는 한 쌍의 돌기(51)가 대향된 위치에 형성되고, 그 내측으로는 스프링(130)이 삽입될 수 있는 요홈(52)이 일체로 형성된다.

2차 웜샤프트(80)는 핸들축(60)과 일직선상에 설치되고, 그 일측에는 밸브개폐용 2차 웜휠(70)과 치차 접속되는 2차 웜기어(81)가 일체로 형성되며, 핸들측의 단부에 평기어(82)가 길게 형성된다.

1차 웜휠(90)은 2차 웜샤프트(80)에 끼워져 공회전하고, 1차 웜샤프트(30)의 1차 웜기어(31)와 치차 접속되며, 그 일측면(가동 클러치쪽)에는 한 쌍의 돌기(91)가 대향된 위치에 형성된다.

2차 웜샤프트(80)에 끼워지는 가동 클러치(100)는 그 중심에 상기 평기어(82)와 치차 접속되는 원통형의 평기어(101)가 일체로 형성되어 평기어(82)를 따라서 축방향으로 이동이 가능함과 동시 회전력을 전달하게 되고, 양측면에는전술한 돌기(51,91)와 대응하는 위치에 각각 한 쌍의 돌기(102,103)가 일체로 형성되며, 돌기 사이의 주연에는 가이드홈(104)이 일체로 형성된다.

상기 가동 클러치(100)와 고정 클러치(50)의 요홈(52) 사이에는 스프링(130)이 탄설된다.

요크(120)는 도 4와 같이 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 절환레버(110)에 고정되고, 그 몸체가 고정 및 가동 클러치(50,100)의 저면부에 위치하며, 고정 및 가동 클러치의 양측으로 돌출된 돌출부(121)의 내측에는 가동 클러치(100)의 가이드홈(104)에 끼워지는 가이드핀(122)이 일체로 형성된다.

상기 요크에 형성된 일측의 가이드핀 외측에는 일정한 간격을 두고 2개의 걸림돌기(123,124)가 형성되어 이중 가이드핀(122)의 외측에 위치한 걸림돌기(123)에 스토퍼판(140)이 비틀림 스프링(150)과 함께 끼워진다.

상기 스토퍼판(140)은 'ㄹ'자 형태로 절곡된 것으로서 외측의 절곡부(141)가 비틀림 스프링(150)의 양단부 사이에 위치하고, 내측의 절곡부(142)는 2차 웜휠(90)의 측면에 근접된다.

도면중, 미설명 부호 180은 2차 웜휠(90)이 가동 클러치(100) 쪽으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 스냅링이고, 190은 요크(120)를 절환레버(110)에 고정시키기 위한 볼트이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 동작 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 밸브를 수동으로 개폐할 경우에는 절환레버(110)를 수동위치(도면에서는 수직상태)로 회동시킨다.

이렇게 하면, 도 5와 같이 절환레버(110)에 고정된 요크(120)도 절환레버와 함께 회동하면서 가이드핀(122)을 통하여 가동 클러치(100)를 고정 클러치(50) 쪽으로 이동시켜 돌기(51,102)가 서로 결합되므로써 고정 클러치의 회전력이 상기 돌기(51,102)를 통하여 가동 클러치에 전달되고, 가동 클러치의 회전력은 평기어(101,82)를 통하여 2차 웜샤프트(80)에 전달된다.

이때, 가동 클러치(100)의 타측 돌기(103)와 2차 웜휠(90)의 돌기(91)는 서로 이격되어 전동이 차단되며, 스프링(130)은 압축된다.

이와 같은 상태에서 수동핸들(40)을 회전시키면, 이 회전력이 핸들축(60)→고정 클러치(50)→가동 클러치(100)→2차 웜샤프트(80)→2차 웜기어(81)→2차 웜휠(80)로 전달되어 밸브를 수동으로 개폐할 수 있다.

이때, 2차 웜샤프트(80)에 축설된 1차 웜휠(90)은 공회전 만을 하게 되므로 모터(20)의 동력이 1차 웜휠(90)에만 전달될 뿐 더 이상은 전달되지 않는다.

반대로, 자동모드로 절환하고자 할 경우에는 별도의 레버조작을 하지 않아도 자동으로 절환된다.

즉, 수동모드인 상태에서 전원을 인가하면, 모터의 회전과 동시 2차 웜샤프트(80)에 축설된 1차 웜휠(90)이 공회전을 하면서 그 측면의 돌기(91)가 요크(120)를 구속하고 있던 스토퍼판(140)을 치고, 이 순간 스토퍼판은 비틀림 스프링(150)의 복원력에 의해 눕혀지게 되므로써 요크(120)의 록킹상태가 해제된다.

이와 동시 압축되었던 스프링(130)의 탄발력에 의해 가동 클러치(100)가 밀리면서 그 일측의 돌기(103)가 1차 웜휠(90)의 돌기(91)와 결합된다.

따라서, 모터의 동력이 1차 웜샤프트→1차 웜휠→가동 클러치→2차 웜샤프트→2차 웜기어→2차 웜휠로 전달되어 밸브가 모터에 의해 자동으로 개폐된다.

이때는, 수동핸들을 회전시키더라도 고정 및 가동 클러치가 서로 이격되어 있으므로 핸들축과 고정 클러치가 제자리에서만 공회전을 하게 되어 그 회전력이 1차 웜샤프트에 전달되지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 액츄에이터의 케이스 외부로 돌출된 모드절환용 레버를 이용하여 밸브개폐시 수동 또는 자동모드로 손쉽게 전환시킬수 있으므로 부품수가 적고 구조가 간단하여 원가절감에 기여할 수 있으며, 조작이 간편하여 숙련된 작업자가 필요없으므로 인건비를 절감할 수 있다.

또한, 조립공정이 간단하므로 이 또한 제작원가의 절감에 기여할 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 밸브개폐용 액츄에이터의 케이스(10) 내부에 입설되어 구동원인 모터(20)와 직결되므로써 모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 1차 웜샤프트(30)와;

   상기 케이스(10)에 수평으로 지지되어 외부의 수동핸들(40)과 연결되며 그 단부에 고정 클러치(50)가 축설되는 핸들축(60)과;

   상기 핸들축(60)과 동축상에 설치되며 밸브개폐용 1차 웜휠(70)을 회전시켜 주기 위한 2차 웜기어(81)를 구비하는 2차 웜샤프트(80)와;

   상기 2차 웜샤프트(80)에 공회전이 가능토록 축설되어 1차 웜샤프트(30)에 형성된 1차 웜기어(31)와 치차 접속되므로써 모터(20)에 의해 제자리에서 회전하는 1차 웜휠(90)과;

   상기 1차 웜휠(90)과 고정 클러치(50) 사이의 2차 웜샤프트(80)에 축방향으로 이동 가능하게 축설되는 가동 클러치(100) 및;

   상기 케이스(10)에 회전 가능토록 지지된 절환레버(110)에 축설되어 그와 함께 회동하면서 상기 가동 클러치(100)를 수평 이동시켜 고정 클러치(50) 및 1차 웜휠(90)과 선택적으로 결합시키는 요크(120);로 구성됨을 특징으로 하는 밸브개폐용 액츄에이터의 모드 절환장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고정 클러치(50)의 내측면과 가동 클러치(100)의 양측면 및 1차 웜휠(90)의 일측면에는 서로 마주보는 위치에 한 쌍의돌기(51,102,103,91)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 밸브개폐용 액츄에이터의 모드 절환장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가동 클러치(100)와 고정 클러치(50) 사이에 스프링(130)이 탄설된 것을 특징으로 하는 밸브개폐용 액츄에이터의 모드 절환장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 2차 웜샤프트(80)와 거기에 끼워지는 가동 클러치(100)의 중심에는 평기어(82,101)가 일체로 형성되어 축방향으로의 이동이 가능함과 동시 이를 통하여 회전력이 전달되도록 구성함을 특징으로 하는 밸브개폐용 액츄에이터의 모드 절환장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 요크(120)는 고정 및 가동 클러치(50,100)의 양측으로 돌출된 돌출부(121)의 내측에 가동 클러치(100)의 가이드홈(104)에 끼워지는 가이드핀(122)이 일체로 형성되고, 일측의 가이드핀 외측에는 일정한 간격을 두고 2개의 걸림돌기(123,124)가 형성되어 이중 일측 가이드핀(122)의 외측에 위치한 걸림돌기(123)에 스토퍼판(140)이 비틀림 스프링(150)과 함께 끼워지며, 상기 스토퍼판(140)은 외측의 절곡부(141)가 비틀림 스프링(150)의 양단부 사이에 위치하고, 내측의 절곡부(142)는 2차 웜휠(90)의 측면에 근접되도록 설치된 것을 특징으로 하는 밸브개폐용 액츄에이터의 모드 절환장치.