KR20030066619A - 직동형 전동밸브 - Google Patents

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KR20030066619A
KR20030066619A KR10-2003-7003677A KR20037003677A KR20030066619A KR 20030066619 A KR20030066619 A KR 20030066619A KR 20037003677 A KR20037003677 A KR 20037003677A KR 20030066619 A KR20030066619 A KR 20030066619A
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가부시키가이샤 이치마루기켄
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Abstract

공기압을 사용하는 일 없이 전동모터에 의해 스템(stem)을 왕복작동시키는 직동(直動)형 전동밸브이다.
스템 2의 상하 왕복이동에 따라 제 1유로 11와 제 2유로 12로 변환하는 직동형 전동밸브이다. 전동모터 40에 의해 왕복회전하는 편심캠 42의 회전 왕복동작을 상하 왕복동작으로 변환시키는 캠기구부 4가 형성되고, 편심캠을 상사점(上死點) X1을 조금 넘은 상측 잠금위치(Lock position) X와, 하사점(下死點) Y1을 조금 넘은 하측 잠금위치 Y에서 잠근다. 상측 스프링좌 32와 하측 스프링좌 34 사이에 미리 압축상태로 유지된 1체(體)의 코일스프링 35이 캠기구부로부터 연장된 스프링축 30에 장착된 상태에서 스템에 연결된 스프링 케이스 36내에 수용되어 있다.

Description

직동형 전동밸브{DIRECT-DRIVEN MOTOR-OPERATED VALVE}
종래 이 종류의 직동형 밸브로서는 스템의 구동수단으로 에어실린더가 사용되었다. 이 에어구동식 피스톤 밸브는 구동에 공기압을 사용하기 때문에 밸브체까지 공기배관(통상 동(銅)배관)을 필요로 하고, 또한 그 공기압의 온(ON), 오프(OFF)에 의해 피스톤부를 구동하기 때문에, 별도로 공기배관에 전자(電磁)밸브를 설치하여 원래의 압과 대기압의 변환을 하고 그것에 의해 밸브체(體)의 개폐동작을 조작하였다.
그러나 종래의 피스톤 밸브에서는 동배관이나 전자밸브에 시공이나 유지의 비용이 들며, 또 밸브가 증가하면 밸브 스탠드에서 전자밸브까지의 배관처리에도 품이 많이 든다. 또 전원이 정지했을 때에는 공기가 빠져서 피스톤이 스프링에 의해 복귀되므로 위험하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로 공기압을 사용하는 일 없이 전동모터에 의해 스템을 왕복작동 되게 한 직동형 전동(直動形 電動)밸브를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
본 발명은 스템의 왕복동작에 의해 밸브의 개폐를 행하도록 한 직동형(直動形) 밸브에 있어서 특히 전동모터를 스템의 구동수단으로 한 직동형 전동밸브에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 직동형 전동밸브의 정면단면도.
도 2는 이 직동형 전동밸브의 측면단면도.
도 3은 이 직동형 전동밸브의 작동설명도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예인 직동형 전동밸브의 측면 단면도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예인 직동형 전동밸브의 정면 단면도.
도 6은 이 직동형 전동밸브의 동작설명도.
도 7은 캠기구부의 나선상 캠홈을 나타낸 전개도.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 직동형 전동밸브(청구항1)는,
스템의 상하왕복이동에 따라 밸브체가 제 1 밸브구와 제 2 밸브구 사이를 왕복이동하고 밸브체에 의한 제 1 밸브구의 폐쇄상태에서 제 2 유로(流路)가 연통(連通)하고 밸브체에 의한 제 2 밸브구의 폐쇄상태에서 제 1유로가 연통되게 한 직동형 전동밸브로서,
전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체의 회전왕복동작을 상하 왕복동작으로 변환시키는 캠기구부와, 이 캠기구부와 스템 사이에 설치된 스프링기구부를 갖추고,
상기 캠기구부의 상향(上向)이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 상향 이동하여 밸브체가 제 1 밸브구를 폐쇄하는 동시에, 스프링기구부에 의해 스템이 상향으로 배력(配力)(energizing)되어 밸브체에 의한 제 1 밸브구의 폐쇄상태가 유지되고,
상기 캠기구부의 하향(下向)이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 하향 이동하여 밸브체가 제 2 밸브구를 폐쇄하는 동시에, 스프링기구부에 의해 스템이 하향으로 배력되어 밸브체에 의한 제 2 밸브구의 폐쇄상태가 유지되게 구성하였다.
이 직동형 전동밸브는 전동모터를 구동수단으로 한 회전체의 회전왕복동작이 캠기구부에 의해 상하왕복동작으로 변환되며 이 캠기구부의 상하 왕복동작이 스프링기구부를 통하여 스템에 전달된다.
이와 같이 하여, 스템이 상향이동하면, 밸브체가 제 1 밸브구를 폐쇄하는 동시에 스프링기구부에 의해 스템이 상향으로 배력되어 밸브체에 의한 제 1 밸브구의 폐쇄상태가 유지된다.
또 스템이 하향이동하면, 밸브체가 제 2 밸브구를 폐쇄하는 동시에, 스프링 기구부에 의해 스템이 하향으로 배력되어 밸브체에 의한 제 2 밸브구의 폐쇄상태가 유지되는 것이다.
또 스프링 기구부에는 스템을 상향으로 배력하기 위한 스프링과, 스템을 하향으로 배력하기 위한 스프링을 각각 설치해도 좋고 후술하는 바와 같이 1개의 스프링을 상향의 배력과 하향의 배력에 겸용하여도 좋다.
다음으로 본 발명의 직동형 전동밸브에 있어서,
전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체로서 상하로 왕복회전하는 편심캠이 사용되어, 이 편심캠의 회전왕복동작을 캠받이판의 상하왕복동작으로 변환시키는 캠기구부가 형성되고 상기 편심캠을 상사점을 조금 넘은 상측 잠금위치와 하사점을 조금 넘은 하측 잠금위치에서 잠그도록 한 양태(樣態)(청구항2)가 있다.
이 경우 캠기구부를 구성하는 회전체로서 폄심캠을 사용하고 편심캠의 회전왕복동작을 캠받이판의 상하 왕복동작으로 변환시키는 점에 특징이 있다.
밸브체에 의한 밸브구의 폐쇄상태를 유지하려면, 스프링 기구부에 의해 스템을 배력해 둘 필요가 있고, 이 때문에 편심캠에는 역(逆)방향의 반력(反力)이 작용한다. 따라서 밸브체가 밸브구를 폐쇄한 상태에서 전동모터가 정지하면 편심캠의 역방향 회동(回動)을 규제할 필요가 생긴다.
이 때 편심캠을 상사점을 조금 넘은 상측 잠금위치와 하사점을 조금 넘은 하측 잠금위치에서 잠글 수 있으므로, 편심캠의 역방향 회동을 규제할 수가 있어, 이것에 의해 각 부재를 각각의 위치에 유지시키어 밸브체에 의한 밸브구의 폐쇄상태를 유지할 수가 있다.
다음으로 상기 직동형 전동밸브에 있어서,
상측 스프링좌와 하측 스프링좌의 사이에 유지된 1체(體)의 코일스프링이 캠기구부(또는 스템)로부터 연장된 스프링 축에 장착된 상태에서 스템(또는 캠기구부)에 연결된 스프링 케이스내에 수용되어 있는 스프링 기구부가 형성되고,
상기 캠기구부의 상향이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 상향이동하여 밸브체가 제 1 밸브구를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링에 의한 배력으로 하측 스프링좌를 스프링축에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌(座)를 스프링케이스에 결합시킴으로써 스템을 상향으로 배력하여 밸브체에 의한 제 1 밸브구의 폐쇄상태를 유지하고,
상기 캠기구부의 하향이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 하향이동하여서 밸브체가 제 2 밸브구를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링에 의한 배력으로 상측 스프링좌를 스프링축에 고정시키는 동시에 하측 스프링좌를 스프링 케이스에 결합시킴으로써 스템을 하향으로 배력하여 밸브체에 의한 제 2 밸브구의 폐쇄상태를 유지하고,
상기 캠기구부에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 이동하여 밸브체가 제 1 밸브구와 제 2 밸브구 사이를 천이(遷移)하는 상태에서는 코일 스프링에 의한 배력으로 상측 스프링좌 및 하측 스프링좌를 스프링축에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌 및 하측 스프링좌를 스프링 케이스에 결합시킴으로써 스프링기구부를 일체화 되게 한 양태(청구항3)가 있다.
이 경우, 스프링기구부에 1체의 코일스프링이 설치된 점에 특징이 있다.
밸브체에 의한 밸브구의 폐쇄상태는 스프링기구부에 의해 스템을 배력하여 이루는 것으로 이 스프링기구부에는 본래, 스템을 상향으로 배력하기 위한 스프링과 스템을 하향으로 배력하기 위한 스프링이 필요하게 되는데, 이렇게 되면 부품개수가 많아지고 스프링기구부의 구조가 복잡하게 된다.
그래서 상측 스프링좌와 하측 스프링좌 사이에 코일스프링을 유지하여 스프링 케이스내에 수용한 스프링기구부를 구성한 것으로, 이것에 의해 1체의 코일스프링으로 상하 양방향으로의 배력을 얻을 수가 있고, 부품개수가 감소되며, 스프링기구부의 구조가 간단하게 된다.
다음으로 상기 직동형 전동밸브에 있어서,
전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체로서 좌우로 왕복회전하는 원통체가 사용되며, 이 원통체의 회전왕복동작을 상하방향의 나선상(螺旋狀) 캠홈과 이 나선상 캠홈에 슬라이딩 가능하게 끼워진 가이드 핀을 통하여 원통체 자신의 상하왕복동작으로 변환시키는 캠기구부가 형성되며, 상기 나선상 캠홈에는 상하 양단(兩端)의 약간 앞쪽부분으로부터 역방향의 경사부가 형성되어 있는 양태(청구항4)가 있다.
이 경우, 캠기구부를 구성하는 회전체로서 원통체를 사용하며, 나선상 캠홈과 가이드 핀을 통하여 원통체의 회전왕복동작을 원통체 자신의 상하 왕복동작으로변환시키는 점에 특징이 있다.
밸브체에 의한 밸브구의 폐쇄상태를 유지하려면 스프링기구부에 의해 스템을 배력하여 둘 필요가 있고 이 때문에 원통체에는 역방향의 반력(反力)이 작용한다.
따라서 밸브체가 밸브구를 폐쇄한 후 전동모터가 정지하면, 원통체의 회동을 규제할 필요가 생긴다.
이 때, 나선상 캠홈에는 상하 양단(兩端)의 약간 앞쪽부분으로부터 역방향의 경사부가 형성되어 있기 때문에 원통체의 역방향 회동을 규제할 수가 있고 이것에 의해 각 부재를 각각의 위치에 유지시키어 밸브체에 의한 밸브구의 폐쇄상태를 유지할 수가 있다.
다음으로 상기 직동형 전동밸브에 있어서,
상측 스프링좌와 하측 스프링좌의 사이에 유지된 1체의 코일스프링이 스템(또는 원통체)으로부터 연장된 스프링 축에 정착된 상태로 원통체(또는 스템)에 연결된 스프링 케이스 내에 수용되어 있는 스프링기구부가 형성되며,
상기 원통체의 상향이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 상향 이동하여 밸브체가 제 1 밸브구를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링에 의한 배력으로 하측 스프링좌를 원통체에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌를 스템에 결합시킴으로써 스템을 상향으로 배력하여 밸브체에 의한 제 1 밸브구의 폐쇄상태를 유지하고,
상기 원통체의 하향이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 하향이동하여밸브체가 제 2 밸브구를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링에 의한 배력으로 상측 스프링좌를 원통체에 고정시키는 동시에 하측 스프링좌를 스템에 결합시킴으로써 스템을 하향으로 배력하여 밸브체에 의한 제 2 밸브구의 폐쇄상태를 유지하며,
상기 캠기구부에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 이동하여 밸브체가 제 1 밸브구와 제 2 밸브구 사이를 천이(遷移)하는 상태에서는, 코일스프링에 의한 배력으로 상측 스프링좌 및 하측 스프링좌를 원통체에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌 및 하측 스프링좌를 스템에 결합시킴으로써 스프링기구부를 일체화시키도록 한 양태(청구항5)가 있다.
이 경우, 스프링기구부에 1체의 코일스프링이 설치되어 있는 점에 특징이 있다.
즉, 상측 스프링좌와 하측 스프링좌의 사이에 코일스프링을 유지하여 스프링케이스내에 수용된 스프링기구부를 구성한 것으로, 이것에 의해 1체의 코일스프링으로 상하 양방향으로의 배력을 얻을 수 있고, 부품개수가 감소되며, 스프링기구부의 구조가 간단하게 된다.
또 본 발명의 직동형 전동밸브에 있어서, 전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체를 왕복단(往復端)에 접촉하여 정지시키고 그 후에 타이머에 의해 전동모터를 정지시키는 양태(청구항6)가 있다.
이 경우 왕복회전하는 회전체가 왕복단(往復端)에 도달하면 왕복단 위치에서 접촉하여 정지된다. 전동모터가 운전을 계속한 상태에서는 과부하가 계속 걸리게 되므로 타이머에 의해 전동모터를 정지시킨다.
따라서 회전체의 왕복단 위치에서 전동모터를 정확하게 정지시키면서 모터 구동계의 파손을 방지할 수 있다.
또 본 발명의 직동형 전동밸브에 있어서 전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체의 왕복단을 위치센서에 의해 검출하고 이 위치센서로부터의 신호에 의해 전동모터를 정지시키도록 한 양태(청구항7)가 있다.
이 경우, 회전체가 상사점, 하사점에 도달하면 전동모터가 위치센서로부터의 신호에 의해 정지하며 후에는 관성력(慣性力)과 스프링의 힘으로 왕복단까지 도달하기 때문에 회전체를 왕복단 위치에서 정확하게 정지시키면서 전동모터의 구동계의 파손을 방지할 수가 있다.
또 본 발명의 직동형 전동밸브에 있어서 코일스프링이 압축상태로 장착되어 있는 양태(청구항 8)가 있다.
통상 스프링의 배력의 힘은 스프링을 압축한 스트로크에 비례하므로 큰 배력을 얻기 위해서는 큰 스트로크가 필요하게 되며 그 만큼 장치가 커지게 된다.
그래서 코일스프링을 상측 스프링좌, 하측 스프링좌, 스프링축(원통체), 스프링케이스(스템)로 구속하여 미리 압축상태로 장착해 두면, 밸브체로 밸브구를 폐쇄상태로 유지시키는 배력은 압축상태에서 부가적으로 짧은 스트로크로 압축시키면 되게 되어, 단(短)스트로크화(化)에 의한 콤팩트화 및 압축에 필요한 에너지의 경감화를 도모할 수 있다.
또 상기의 각 발명에서 편의상 스템의 작동방향을 상하방향으로 하여 각 부재의 작동방향을 설명하였으나 스템의 작동방향을 수평방향으로 할 수 있음은 물론이며 이 경우에는 각 부의 작동방향은 스템의 작동방향에 대응한 방향이 된다.
[발명을 실시하기 위한 최적 형태]
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의해 설명한다. 또 본 발명의 구체적인 구성은 이하의 각 실시예에 한정되지 않음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 직동형 전동밸브의 정면 단면도, 도 2는 이 직동형 전동밸브의 측면 단면도, 도 3은 이 직동형 전동밸브의 동작설명도이다.
도면에서 1은 밸브본체로 내부에 주유로(主流路) 10와, 주유로 10에 제 1 밸브구 10a를 통하여 연통하는 제 1유로 11와, 주유로 10에 제 2 밸브구 10b를 통하여 연통하는 제 2유로 12가 형성되어 있다.
그리고 스템 2의 상하 왕복이동에 따라 밸브체 20가 제 1 밸브구 10a와 제 2 밸브구 10b의 사이를 상하 왕복이동하는 것으로, 이 경우에, 스템 2을 상향으로 이동시켜 밸브체 20로 제1 밸브구 10a를 폐쇄시키면 주유로 10와 제 2유로 12가 연통되고 역으로, 스템 2을 하향으로 이동시켜 밸브체 20로 제 2 밸브구 10b를 폐쇄시키면 주유로 10와 제 1유로 11가 연통되도록 유로의 변환이 되는 직동형 전동밸브로 되어 있다.
상기 스템 2은 스프링기구부 3를 통하여 캠기구부 4에 연결되어 있다.
이 캠기구부 4에는 전동모터 40의 모터축 41에 상하로 왕복회전하는 편심캠(회전체) 42이 설치되며, 이 편심캠 42의 편심축 43이 캠받이판 44에 형성된 횡장공(橫長孔)45내에 롤러 46를 통하여 회전가능하게 끼워져 전동모터 40에 의한 편심캠 42의 회전왕복동작을 캠받이판 44의 상하왕복동작으로 변환하게 되어 있다.
또 캠받이판 44에는 편심캠 42을 상사점 X1을 조금 넘은 상측 잠금위치 X와 하사점 Y1을 조금 넘은 하측 잠금위치 Y에서 잠금하는 스톱퍼 47가 설치되며 이 스톱퍼 47는 스프링 48에 의해 탄성지지되어 있다.
상기 스프링기구 3는 캠받이판 44에서 아래쪽으로 연장된 스프링축 30을 갖추고 이 스프링축 30에 단차(段差)(턱) 31에 의해 상향이동이 규제된 상측 스프링좌 32와 너트 33에 의해 하향이동이 규제된 하측 스프링좌 34와, 양측 스프링좌 32, 34의 사이에 미리 압축상태로 유지된 1체의 코일스프링 35이 장착되고 또 이들 상측 스프링좌 32, 하측 스프링좌 34, 코일스프링 35이 스템의 상단(上端)에 연결된 스프링 케이스 36내에 수용된 구조로 되어 있다.
이 경우 스프링축 30을 스템 2의 상단에서 연장시켜 스프링케이스 36를 캠받이판 44에 연결한 구조로 해도 된다.
그리고 도 3 (가)에 나타낸 바와 같이, 캠기구부 4에 설치된 캠받이판 44의 상향이동에 의해 스프링기구부 3를 통하여 스템 2이 상향이동하여 밸브체 20가 제1 밸브구 10a를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링 35에 의한 배력으로 하측 스프링좌 34를 스프링축 30의 너트 33에 고정하는 동시에 상측스프링좌 32를 스프링 케이스 36의 상측 잠금부 37에 결합함으로써 스템 2을 상향으로 배력하여 밸브체 20에 의한 제 1 밸브구 10a의 폐쇄상태를 유지시킨다.
또 도 3 (나)에 나타낸 바와 같이, 캠기구부 4에 설치된 캠받이판 44의 하향이동에 의해 스프링기구부 3을 통하여 스템 2이 하향이동하여 밸브체 20가 제 2 밸브구 10b를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링 35에 의한 배력으로 상측 스프링좌 32를 스프링축 30의 단차(턱) 31에 고정시키는 동시에 하측 스프링좌 34를 스프링 케이스 36의 하측 잠금부 38에 결합시킴으로써 스템을 하향으로 배력하여 밸브체에 의한 제 2 밸브구의 폐쇄상태를 유지시킨다.
또 도3 (다)에 나타낸 바와 같이, 캠기구부 4에 의해 스프링기구부 3를 통하여 스템 2이 이동하여 밸브체 20가 제 1 밸브구 10a와 제 2 밸브구 10b 사이를 천이(遷移)하는 상태에서는 코일스프링 35에 의한 배력으로 상측 스프링좌 32 및 하측스프링좌 34를 스프링축 30의 단차 31및 너트 33에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌 32 및 하측 스프링좌 34를 스프링 케이스 36의 상측 잠금부 37 및 하측 잠금부 38에 결합시킴으로써 스프링기구부 3를 일체화시킬 수 있게 되어 있다.
이와 같이, 본 실시예에 관한 직동형 전동밸브는 전동모터 40를 구동수단으로 한 편심캠(회전체)의 회전왕복동작이 캠기구부 4에 의해 상하왕복동작으로 변환되며, 이 캠기구부 4의 상하왕복동작이 스프링기구부 3를 통하여 스템 2에 전달된다.
따라서 스템 2의 구동수단으로서 에어실린더를 사용한 종래의 에어구동식 피스톤 밸브와 달리, 공기배관(통상 동(銅)배관)을 필요로 하지 않으며 동배관이나 전자밸브에 시공이나 유지의 비용이 들지 않는다.
또 편심캠 42이 상사점 X1을 조금 넘은 상측 잠금위치 X와 하사점 Y1을 조금넘은 하측 잠금위치 Y에서 스톱퍼 47에 의해 잠가지게 하였기 때문에 편심캠 42의 역방향 회동을 규제하면서 스템 2을 계속 배력하여 둘 수 있고 이것에 의해 각 부재를 각각의 위치에 유지시켜 밸브체 20에 의한 밸브구 10a, 10b 의 폐쇄상태를 유지할 수가 있다.
따라서 종래의 에어구동식과 같은 전원이 정지하였을 때의 공기빠짐에 의해 피스톤이 스프링에 의해 복귀되는 위험도 해소된다.
또 상측 스프링좌 32와 하측 스프링좌 34의 사이에 코일스프링 35을 유지하고 스프링 케이스 36내에 수용한 스프링기구부 3를 구성하였기 때문에 1체의 코일스프링 35으로 상하 양 방향으로의 배력을 얻을 수 있고 부품개수가 감소되며, 스프링 기구부 3의 구조가 간단하게 된다.
또 전동모터 40의 제어는, 왕복단에 접촉하여 정지하고 그 후에는 타이머에 의해 전동모터 40를 정지하도록 하였기 때문에 편심 캠 42의 왕복단 위치에서 전동모터 40를 정확하게 정지시키면서 모터구동계의 파손을 방지할 수 있다.
또 코일스프링 35을 상측 스프링좌 32, 하측 스프링좌 34, 스프링축 30, 스프링케이스 36로 구속하여 미리 압축상태로 장착하였기 때문에 밸브체 20로 밸브구 10a, 10b를 폐쇄상태로 유지시키는 배력은 압축상태에서 부가적으로 짧은 스트로크로 압축시키면 되게 되고, 단(短)스트로크화에 의한 콤팩트화(소형화) 및 압축에 필요한 에너지의 경량화를 도모할 수 있다.
다음으로 도 4는 본 발명의 제 2 실시예인 직동형 전동밸브의 측면단면도이다. 이 직동형 전동밸브는 전동모터 50에 의해 왕복회전하는 편심캠(회전체) 42의 상사점 X1및 하사점 Y1을 검출하는 위치센서 51, 52를 설치한 것으로 이 위치센서 51, 52에 의해 편심캠 42이 왕복단을 검출하고 이 위치센서 51, 52로부터의 신호에 의해 전동모터 50를 정지시키도록 되어 있다.
따라서 편심캠 42이 상사점 X1 및 하사점 Y1의 근방에 도달하면 전동모터 50가 위치센서 51, 52로부터의 신호에 의해 정지하고 다음은 관성력과 스프링의 힘으로 왕복단까지 도달한다. 이로써 편심캠 42의 왕복단 위치에서 전동모터 50를 정확하게 정지시키면서 모터구동계의 파손을 방지할 수 있다.
또 그 외의 구성 및 작용은 제 1 실시예와 같다.
다음으로 도 5는 본 발명의 제 3 실시예인 직동형 전동밸브의 정면단면도, 도 6은 이 직동형 전동밸브의 동작설명도, 도 7은 캠기구부의 나선상 캠홈을 나타낸 전개도이다. 또 밸브본체 1의 구성은 상기 제 1 실시예와 같기 때문에 설명을 생략한다.
이 직동형 전동밸브의 캠기구부 6는 전동모터 60의 전동모터축 61에 좌우로 왕복회전하는 원통체(회전체) 62가 키 63를 통하여 회전방향으로 고정된 상태에서 상하방향으로 이동 가능하게 부착되고 이 원통체 62에 일체로 형성된 스프링 케이스 77에 상하방향의 나선상 캠홈 64이 형성되는 동시에 고정통체 65에 돌출되게 설치된 가이드 핀 66이 나선상 캠홈 64내에 슬라이딩 가능하게 끼워져, 전동모터 60에 의한 원통체 62의 회전왕복동작을 나선상 캠홈 64과 가이드 핀 66을 통하여 원통체 62 자신의 상하왕복동작으로 변환하게 되어 있다.
또 상기 나선상 캠홈 64에는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상하 양단의 조금 앞쪽부분으로부터 역방향의 경사부 64a, 64b가 형성되어 있다. 또 나선상 캠홈 64을 고정통체 65에 형성하고 가이드 핀 66을 원통체 62에 돌출되게 설치해도 된다.
또 전동모터 60의 제어는 제 2 실시예와 동일하게, 전동모터 60를 접촉정지시키고 타이머에 의해 정지시키도록 하고 있으나 경사부 64a, 64b의 변곡점(變曲点) 근방을 위치센서에 의해 검출하고 이 위치센서로부터의 신호에 의해 전동모터 60을 정지시키도록 해도 된다.
또 스프링기구부 7는 스템 2의 상단으로부터 연스프링 축 7a에 상측 스톱퍼 70에 의해 상향이동이 규제된 상측 스프링좌 71와, 하측 스톱퍼 72에 의해 하향이동이 규제된 하측 스프링좌 73와, 양 스프링좌 71, 73 사이에 미리 압축상태로 유지된 1체의 코일스프링 74이 장착되며 또 이들 상측 스프링좌 71, 하측 스프링좌 73, 코일스프링 74이 원통체 62와 일체로 형성된 스프링 케이스 77내에 수용된 구조로 되어 있다.
또 이 경우, 스프링축 7a을 원통체 62에서 연장시켜 스프링 케이스 77를 스템 2에 연결시킨 구조로 해도 된다.
그리고 도6 (가)에 나타낸 바와 같이 원통체 62의 상향이동에 의해 스프링기구부 7를 통하여 스템 2이 상향이동하여 밸브체 20가 제 1 밸브구 10a를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링 74에 의한 배력으로 하측스프링좌 73를 스프링 케이스 77의 하측 잠금부 75에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌 71를 스템 2의 상측 스톱퍼 70에 결합시킴으로써 스템 2을 상향으로 배력하여 밸브체 20에 의한 제 1 밸브구 10a의 폐쇄상태를 유지시킨다.
또 도 6 (나)에 나타낸 바와 같이, 원통체 62의 하향이동에 의해 스프링 기구부 7를 통하여 스템 2이 하향이동하여 밸브체 20가 제 2 밸브구 10b를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링 74에 의한 배력(配力)(energizing)으로 상측 스프링좌 71를 스프링 케이스77의 상측 잠금부 76에 고정시키는 동시에 하측 스프링좌 73를 스템 2의 하측 스톱퍼 72에 결합시킴으로써 스템 2을 하향으로 배력하여 밸브체 20에 의한 제 2 밸브구 10b의 폐쇄상태를 유지시킨다.
또 도6 (다)에 표시한 바와 같이, 캠기구부 6에 의해 스프링기구부 7를 통하여 스템 2이 이동하여 밸브체 20가 제 1 밸브구 10a와 제 2 밸브구 10b 사이를 천이하는 상태에서는 코일스프링 74에 의한 배력으로 상측 스프링좌 71 및 하측 스프링좌 73를 스프링 케이스 77의 상측 잠금부 76 및 하측 잠금부 75에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌 71및 하측 스프링좌 73를 스템 2의 상측 스톱퍼 70 및 하측 스톱퍼 72에 결합시킴으로써 스프링 기구부 7를 일체화하게 되어 있다.
이와 같이 본 실시예에 관한 직동형 전동밸브는 전동모터를 구동수단으로 한 원통체 62의 회전왕복동작이 캠기구부 6에 의해 상하 왕복동작으로 변환되며 이 캠기구부 6의 상하 왕복동작이 스프링 기구부 7를 통하여 스템에 전달된다.
또 나선상 캠홈 64의 상하 양단의 조금 앞쪽부분으로부터 역방향의 경사부64a, 64b를 형성하였기 때문에 원통체 62의 역방향 회동을 규제하면서 스템 2을 계속 배력하여 둘 수가 있고 이것에 의해 각 부재를 각각의 위치로 유지시키어 밸브체 20에 의한 밸브구 10a,10b의 폐쇄상태를 유지할 수가 있다.
또 그 외의 구성은 상기 제 1 실시예와 같다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 직동형 전동밸브(청구항1)에 있어서는 전동모터를 구동수단으로 하여 캠기구부 및 스프링 기구부를 갖추고 있기 때문에 종래의 에어 구동식의 피스톤밸브와 달리, 공기배관(통상 동배관)을 필요로 하지 않고 동배관이나 전자밸브에, 시공이나 유지의 비용이 드는 일이 없다.
또 편심캠이 상사점을 조금 넘은 상측 잠금위치와 하사점을 조금 넘은 하측 잠금위치에서 스톱퍼에 의해 잠그도록 하였기 때문에 (청구항2) 편심캠의 역방향 회동을 규제하면서 스템을 계속 배력한 상태로 유지할 수가 있고 이로 인하여 각 부재를 각각의 위치로 유지시켜 밸브체에 의한 밸브구의 폐쇄상태를 유지할 수가 있다.
따라서 종래의 에어구동식과 같은 전원이 정지하였을 때의 공기빠짐에 의해 피스톤이 스프링에 의하여 복귀되는 위험도 해소된다.
또 상측 스프링좌와 하측 스프링좌 사이에 코일스프링을 유지한 스프링기구부를 구성하였기 때문에(청구항3, 5) 1체의 코일스프링으로 상하 양방향으로의 배력을 얻을 수가 있고 부품개수가 감소되며 스프링기구부의 구조가 간단하게 된다.
나선상 캠홈의 상하 양단의 조금 앞쪽부분으로부터 역방향의 경사부를 형성하였기 때문에 (청구항4) 원통캠의 역방향 회동을 규제하면서 스템을 계속 배력해 둘 수 있어, 이것에 의해 각 부재를 각각의 위치로 유지시키어 밸브체에 의한 밸브구의 폐쇄상태를 유지할 수가 있다.
또 전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체를 왕복단에 접촉하여 정지시키고 그 후에 타이머에 의해 전동모터를 정지시키므로(청구항6) 전동모터에 과부하가 계속 걸리는 것을 방지하고 모터구동계의 파손을 방지할 수가 있다.
또 전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체의 왕복위치를 검출하는 위치센서를 설치하였기 때문에 (청구항7) 전동모터를 사용하여 회전체를 왕복단 위치에 정확하게 정지시키면서 모터구동계의 파손을 방지할 수가 있다.
또 코일 스프링을 미리 압축상태로 장착하였기 때문에 (청구항 8) 밸브체로 밸브구를 폐쇄상태로 유지시키는 배력의 힘은 압축상태에서 부가적으로 짧은 스크로크로 압축하면 되게 되고, 단 스크로크화에 의한 콤팩트화 및 압축에 필요한 에너지의 경감화를 도모할 수 있다.

Claims (8)

  1. 스템의 상하왕복이동에 따라 밸브체가 제 1 밸브구와 제 2 밸브구 사이를 왕복이동하여, 밸브체에 의한 제 1 밸브구의 폐쇄상태에서 제 2유로가 연통하고, 밸브체에 의한 제 2 밸브구의 폐쇄상태에서 제 1유로가 연통되게 한 직동형 전동밸브로서,
    전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체의 회전왕복동작을 상하 왕복동작으로 변환시키는 캠기구부와, 이 캠기구부와 스템 사이에 설치된 스프링기구부를 갖추고,
    상기 캠기구부의 상향 이동에 의해 스프링 기구부를 통하여 스템이 상향이동하여 밸브체가 제 1 밸브구를 폐쇄하는 동시에 스프링기구부에 의해 스템이 상향으로 배력(配力)(energizing)되어 밸브체에 의한 제 1 밸브구의 폐쇄상태가 유지되고,
    상기 캠기구부의 하향이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 하향이동하여 밸브체가 제 2 밸브구를 폐쇄하는 동시에 스프링기구부에 의해 스템이 하향으로 배력되어 밸브체에 의한 제 2 밸브구의 폐쇄상태가 유지되게 한 것을 특징으로 하는 직동형 전동밸브.
  2. 제 1항에 있어서, 전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체로서 상하로 왕복회전하는 편심캠이 사용되고, 이 편심캠의 회전왕복동작을 캠받이판의 상하 왕복동작으로 변환시키는 캠기구부가 형성되고, 상기 편심캠을 상사점을 조금 넘은 상측 잠금위치와 하사점을 조금 넘은 하측 잠금위치에서 잠그어지게 된 직동형 전동밸브.
  3. 제 2항에 있어서, 상측 스프링좌와 하측 스프링좌 사이에 유지된 1체의 코일스프링이 캠기구부(또는 스템)로부터 연장된 스프링축에 장착된 상태로 스템(또는 캠기구부)에 연결된 스프링 케이스내에 수용되어 있는 스프링기구부가 형성되고,
    상기 캠기구부의 상향이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 상향으로 이동하여 밸브체가 제 1 밸브구를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링에 의한 배력으로 하측 스프링좌를 스프링축에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌를 스프링케이스에 결합시킴으로써 스템을 상향으로 배력하여 밸브체에 의한 제 1 밸브구의 폐쇄상태를 유지하며,
    상기 캠기구부의 하향이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 하향으로 이동하여 밸브체가 제 2 밸브구를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링에 의한 배력으로 상측 스프링좌를 스프링축에 고정시키는 동시에 하측 스프링좌를 스프링케이스에 결합시킴으로써 스템을 하향으로 배력하여 밸브체에 의한 제 2 밸브구의 폐쇄상태를 유지하며,
    상기 캠기구부에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 이동하여 밸브체가 제 1 밸브구와 제 2 밸브구 사이를 천이(遷移)(transit)하는 상태에서는 코일스프링에 의한 배력으로 상측 스프링좌 및 하측 스프링좌를 스프링축에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌 및 하측 스프링좌를 스프링 케이스내에 결합시킴으로써 스프링기구부를 일체화시키게 된 직동형 전동밸브.
  4. 제 1항에 있어서, 전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체로서 좌우로 왕복회전하는 원통체가 사용되고, 이 원통체의 회전왕복동작을 상하방향의 나선상 캠홈과 이 나선상 캠홈에 슬라이딩가능하게 끼워진 가이드 핀을 통하여 원통체 자신의 상하왕복동작으로 변환시키는 캠기구부가 형성되고, 상기 나선상 캠홈에는 상하 양단의 조금 앞쪽부분으로부터 역방향의 경사부가 형성되어 있는 직동형 전동밸브.
  5. 제 4항에 있어서, 상측 스프링좌와 하측 스프링좌 사이에 유지된 1체의 코일스프링이 스템(또는 원통형)으로부터 연스프링축에 장착된 상태로 원통체(또는 스템)에 연결된 스프링 케이스의 내부에 수용되어 있는 스프링 기구부가 형성되고,
    상기 원통체의 상향이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 상향이동하여 밸브체가 제 1 밸브구를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링에 의한 배력으로 하측 스프링좌를 원통체에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌를 스템에 결합시킴으로써 스템을 상향으로 배력하여 밸브체에 의한 제 1 밸브구의 폐쇄상태를 유지하고,
    상기 원통체의 하향이동에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 하향이동하여 밸브체가 제 2 밸브구를 폐쇄한 상태에서는 코일스프링에 의한 배력으로 상측 스프링좌를 원통체에 고정시키는 동시에 하측 스프링좌를 스템에 결합시킴으로써 스탬을 하향으로 배력하여 밸브체의한 제 2 밸브구의 폐쇄상태를 유지하며,
    상기 캠기구부에 의해 스프링기구부를 통하여 스템이 이동하여 밸브체가 제1 밸브구와 제 2 밸브구 사이를 천이하는 상태에서는 코일스프링에 의한 배력으로 상측 스프링좌 및 하측 스프링좌를 원통체에 고정시키는 동시에 상측 스프링좌 및 하측 스프링좌를 스템에 결합시킴으로써 스프링기구부를 일체화되게 한 직동형 전동밸브.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체를 왕복단에 접촉하여 정지시키고, 그 후에 타이머에 의해 전동모터를 정지되게 한 직동형 전동밸브.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 전동모터에 의해 왕복회전하는 회전체의 왕복회전위치를 위치센서에 의해 검출하고 이 위치센서로부터의 신호에 의해 전동모터를 정지하도록 한 직동형 전동밸브.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 코일스프링이 압축상태로 장착되어 있는 직동형 전동밸브.
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