KR20070111966A

KR20070111966A - 모터 안전밸브

Info

Publication number: KR20070111966A
Application number: KR1020070030622A
Authority: KR
Inventors: 노리오 와다; 마사노리 시미즈; 게이이찌 미즈다니
Original assignee: 린나이코리아 주식회사; 린나이가부시기가이샤
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2007-11-22
Also published as: CN101074735B; TW200743754A; KR100812801B1; CN101074735A; JP2007309437A

Abstract

[과제] 홀더(31)에 장착된 가동전자석(3)으로 가동철편(5)을 흡착한 상태에서 스텝핑모터(2)로 밸브체(6)를 끌어 올리도록 함으로써 밸브구(13)를 개방하는 모터 안전밸브(1)에는, 가동전자석(3)을 가동철편(5)으로 가압 밀착시킬 때에 스텝핑모터(2)에 소정값 이상의 부하가 작용하면, 스텝핑모터(2)가 탈조하고, 불쾌한 소음이 발생한다. 또한, 스텝핑모터(2)를 대형화하여 밸브체(6)가 휘어지도록 하면 소음의 발생은 방지할 수는 있지만, 스텝핑모터(2)가 대형화되고, 비용이 상승하게 된다.

[해결수단] 로드(51)의 하단에 맞닿아 있는 중앙부분(62)을 환상의 변형부(61)로 둘러싸고, 밸브체(6)가 밸브구(13)를 폐쇄시에 가동철편(5)이 한층 더 내려 누르면, 중앙부분(62)이 하방으로 이동하여 스텝핑모터(2)에 작용하는 부하가 제한되도록 하였다.

모터 안전밸브, 밸브체, 가동전자석, 스텝핑모터, 로드

Description

모터 안전밸브{Method for controlling safety valve of motors}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 안전밸브의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 2a, 2b는 A에 나타낸 부분에 부하제한기구를 설치한 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 3a, 3b는 A에 나타낸 부분에 다른 부하제한기구를 설치한 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 4a, 4b는 B에 나타낸 부분에 부하제한기구를 설치한 실시예를 나타낸 단면도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 모터 안전밸브 2 : 스텝핑모터

3 : 가동전자석 4 : 코일스프링

5 : 가동철편 6 : 밸브체

7 : 가압로드

본 발명은 모터 안전밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스텝핑모터에 의해 전후 이동하는 가동전자석을, 밸브체에 연결된 가동철편에 가압 밀착하여, 가동전자석을 가동철편이 흡착된 상태에서 밸브체를 끌어 올려 개방하는 모터 안전밸브에 관한 것이다.

종래의 이러한 종류의 모터 안전밸브로서, 스텝핑모터를 구비하고, 이 스텝핑모터의 회전축에 수나사부재를 연결하며, 또한 이 수나사부재에 나사 결합되는 홀더를 구비한 것이 알려져 있다. 이 홀더는 회전이 정지되어 있기 때문에, 스텝핑모터의 회전축이 정역 회전하면, 회전축의 회전운동이 직선운동으로 변환되어 홀더는 전후 방향으로 이동한다.

홀더에는 가동전자석이 장착되어 있고, 한편, 밸브구를 개폐하는 고무제의 밸브체에 봉상(棒狀)의 로드를 계합(係合)시키며, 또한 로드의 단부에 가동철편이 형성되어 있다. 이 가동철편은 가동전자석과 대치되어 있다.

밸브체는 스프링에 의해 폐쇄 방향으로 탄성 지지되어 있고, 통상은 스프링의 탄성 지지력에 의해 밸브구는 밸브체에 의해 폐쇄되어 있다. 밸브구를 개방할 때에는 가동전자석을 가동철편을 향해 이동시켜, 가동철편을 가동전자석에 흡착시킨다. 이 흡착시에는, 가동전자석의 자극(磁極)을 가동철편에 단지 맞닿게만 하는 게 아니라, 확실히 흡착시키기 위해 가동전자석의 자극을 가동철편에 가압 밀착시킨다.

이렇게 가동전자석에 가동철편을 흡착시키면, 스텝핑모터를 역 회전시켜 가 동전자석을 후퇴시킨다. 가동철편은 가동전자석에 흡착되어 있기 때문에, 가동철편으로부터 로드를 통해 밸브체가 밸브구에서 떨어져 밸브구가 개방된다. 또한, 가스버너의 소화(消火)시 등에는 가동전자석으로의 통전을 정지시킴으로써, 가동철편이 가동전자석에 흡착되지 않게 되어, 밸브체는 스프링의 탄성 반발력에 의해 폐쇄 상태로 이동된다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본특허공개 2005-304440호 공보(도 1)

이러한 종래 기술의 모터 안전밸브는, 가동전자석에 가동철편을 흡착시킬 때에, 가동철편을 밸브체의 밸브구 폐쇄 상태에서 한층 더 폐쇄시키는 방향으로 가압함으로써, 스텝핑모터에는 큰 부하가 걸리게 된다. 특히, 각 부품의 가공 공차 및 조립 공차가 누적되어, 가동전자석과 가동철편 사이의 거리가 짧은 경우에는 스텝핑모터에 큰 부하가 걸린다.

스텝핑모터에 걸리는 부하가 커지게 되면 스텝핑모터는 구동펄스가 입력되어도 회전되지 않고, 이른바 탈조라고 불리는 현상이 발생한다. 이 탈조가 생기면 구동펄스와 같은 주기의 불쾌한 소음이 발생한다. 이 때문에, 모터 안전밸브가 조립되어 있는 가스기구의 상품성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다. 또, 탈조가 생기면, 탈조 중에는 스텝핑모터의 소비 전력이 증가하게 되므로, 건전지를 전원으로 하는 경우에는 건전지의 수명이 단축되는 문제점이 있었다. 또한, 스텝핑모터를 대형화하여 출력 토크를 크게 하면, 밸브체 등의 부재가 탄성 변형되어 탈조는 방지할 수 있지만, 스텝핑모터가 대형화됨에 따라 비용이 상승하고, 설치 공간이 제한되며, 건전지의 수명이 단축되는 등의 새로운 문제점이 생겨 바람직하지 못하다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여, 스텝핑모터를 대형화하지 않고도 탈조에 의한 소음의 발생을 방지할 수 있는 모터 안전밸브를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 모터 안전밸브는, 스텝핑모터를 구비하고, 이 스텝핑모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하여, 가동전자석을 전후로 이동이 자유롭게 하는 동시에, 밸브구를 폐쇄하는 방향으로 탄성 지지되는 고무제의 밸브체를 구비하며, 이 밸브체에 계합(係合)시킨 로드의 가동전자석 측의 단부에 가동철편을 형성하고, 상기 가동전자석을 전진시켜 가동철편에 맞닿게 하여 가동전자석에 가동철편을 흡착시키며, 가동철편을 흡착시킨 상태에서 가동전자석을 후퇴시킴으로써 밸브체를 밸브구로부터 분리시켜 밸브구를 개방시키는 모터 안전밸브에 있어서, 상기 밸브체가 폐쇄 상태이고 상기 가동전자석을 가동철편에 맞닿게 한 때에, 스텝핑모터에 걸리는 부하를 소정값 이하로 제한하는 부하제한기구를, 스텝핑모터와 상기 밸브체 사이에 개설(介設)한 것을 특징으로 한다.

가동전자석이 가동철편을 흡착할 때에, 가동전자석의 자극이 가동철편에 맞닿은 상태에서, 가동전자석을 한층 더 폐쇄 방향으로 이동시키려고 하여도, 밸브체가 폐쇄 상태에 있기 때문에 가동철편은 그 이상 폐쇄 측으로 이동될 수 없다. 이 때문에 가동전자석의 자극은 가동철편에 가압 밀착되지만, 그 가압 밀착시의 응력은 스텝핑모터에 부하로서 작용한다. 그리고, 이 부하가 소정값을 초과하면 스텝핑 모터가 탈조된다. 여기서, 상술한 부하제한기구를 설치함으로써, 스텝핑모터에 작용하는 부하가 소정값 이하로 제한되어 탈조가 방지된다.

이 부하제한기구로서는, 예를 들면, 밸브체의 폐쇄시에, 로드의 밸브체 측단부가 밸브체를 폐쇄 방향으로 가압하면, 이 로드의 단부에 맞닿아 있는 밸브체의 일부가 폐쇄 방향으로 변형하여, 로드의 폐쇄 방향으로의 이동을 허용하도록 하는 것에 의해 상기 부하제한기구를 구성하여도 좋다.

또는, 상기 로드의 밸브체 측의 단부에, 밸브체에 대해 전후로 신축이 자유롭고, 밸브체 와의 사이에 개설된 탄성부재를 상기 부하제한기구로 설치하며, 밸브체의 폐쇄시에 탄성부재가 가압되는 것에 의해 로드의 폐쇄 방향으로의 이동을 허용하도록 구성하여도 좋다.

또한, 이 경우, 예를 들면 탄성부재로서 스프링 등을 이용하면, 탄성부재가 밸브체에 대해 협소한 면적에 대해서만 접촉하는 경우가 생긴다. 밸브체가 고무제의 비교적 부드러운 재료로 형성되어 있을 경우, 밸브체에 탄성부재가 파고들거나 밸브체가 국소적으로 변형되는 것을 생각할 수 있다. 이러한 문제점이 생기는 경우에는, 상기 탄성부재와 밸브체 사이에, 밸브체에 대해 작용하는 탄성부재의 탄성 반발력을 분산시키는 가압부재를 개설하는 것이 바람직하다.

또, 상기 스텝핑모터에 의해 회전되는 나사부재에 나사 결합되고, 전후방향으로 이동하는 홀더를 설치하는 동시에, 이 홀더에 대해 가동전자석을 전후 방향으로 이동이 자유롭게 장착하며, 또한 홀더와 가동전자석 사이에, 가동전자석을 가동철편 측으로 탄성 지지하는 탄성부재를 개설하는 것에 의해 상기 부하제한기구를 구성할 수가 있다.

이상의 설명에서 밝혀지듯이, 본 발명은, 상기 부하제한기구를 설치함으로써 스텝핑모터의 탈조를 방지할 수가 있기 때문에, 스텝핑모터를 대형화하지 않아도 되고, 그러므로, 모터 안전밸브의 설치위치의 자유도가 증가하며, 한편 모터 안전밸브의 비용 상승을 방지할 수가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1을 참조하여, 부호 1은 본 발명에 의한 모터 안전밸브의 일례이다. 이 모터 안전밸브의 하우징(11)에는 가스가 유입되는 유입구(12)와 가스가 유출되는 밸브구(13)가 설치되어 있다. 하우징(11)의 상부에는 스텝핑모터(2)가 장착되어 있다. 이 스텝핑모터(2)는 입력되는 구동펄스의 펄스 수에 비례하는 회전각으로 회전되는 것이고, 또한 정역 회전이 자유롭게 전환될 수 있는 것이다.

상기 스텝핑모터(2)의 회전축에는 수나사(21)가 마련되어 있다. 한편, 부호 3은 가동전자석이고, 상기 수나사(21)에 나사 결합되어 있는 홀더(31)에 지지되어 있다. 이 홀더(31)는 회전멈춤부(14) 내로 진퇴(進退)가 자유롭도록 삽입되어 있다. 또, 회전멈춤부(14)의 하단은 홀더(31)의 상방 진행에 대한 스톱퍼로서의 기능을 수행한다. 가동전자석(3)은 홀더(31)에 고정된 케이스(32)로 감싸여져 있다.

가동전자석(3)의 하방에 대치하여 가동철편(5)이 배치되어 있다. 이 가동철편(5)은 원기둥 형상의 로드(51)의 상단에 형성되어 있고, 로드(51)의 하단에는 고무제의 밸브체(6)가 장착되어 있다. 그리고, 밸브체(6)와 케이스(32) 사이에는 코일스프링(4)이 장착되어 있다. 따라서, 밸브체(6)는 코일스프링(4)에 의해 항상 폐 쇄방향인 하방으로 탄성 지지되어, 도시의 상태에서는, 코일스프링(4)의 탄성 지지력에 의해 밸브구(13)의 테두리에 가압 밀착된 상태가 된다. 이 때문에, 밸브구(13)는 폐쇄되어 있다.

도 1에 나타내는 상태는 가동전자석(3)의 상하 방향의 이동 범위에서의 상단위치에 가동전자석(3)이 위치된 상태를 나타내고 있다. 밸브구(13)를 개방할 때에는 도 1에 나타낸 위치에서 스텝핑모터(2)를 작동시켜서 가동전자석(3)을 하강시킨다.

그러면 가동전자석(3)은 가동철편(5)에 맞닿지만, 가동전자석(3)에 가동철편(5)을 확실하게 흡착시키기 위해서, 스텝핑모터(2)를 아울러 구동시켜 가동전자석(3)을 폐쇄 방향으로 이동시킨다. 단, 밸브체(6)가 밸브구(13)의 테두리에 맞닿아 있고, 가동철편(5)이 더 이상 폐쇄 방향으로 이동이 불가능한 상태이면, 스텝핑모터(2)에 큰 부하가 작용하여 탈조(脫調)될 우려가 있다.

여기서, 도 2a, 2b에 나타낸 것과 같이, 로드(51)의 하단부(52)가 접촉되어 있는 중앙부분(62)을 환상(環狀)의 변형부(61)로 둘러싸고, 가동철편(5)이 폐쇄되는 방향으로 내려 누르는 경우에, 도 2a에 나타낸 상태에서 도 2b에 나타낸 것과 같이, 중앙부분(62)이 하방으로 이동하게 되어, 스텝핑모터(2)에 소정값 이상의 부하가 작용되지 않도록 하였다.

또한, 부하제한기구는 도 2a, 2b에 나타낸 것 이외의 구성이어도 좋고, 예를 들면, 도 3a, 3b에 나타낸 것과 같이, 로드(51)의 하단부(52)로부터 한층 더 하방으로 돌출되도록 가압로드(7)를 진퇴(進退)가 자유롭게 장착하며, 이 가압로드(7) 를 스프링(71)을 통해 하방으로 탄성 지지되도록 하여도 좋다.

이렇게 구성하면, 밸브체(6)의 밸브구(13) 폐쇄시에 가동철편(5)이 한층 더 내려 눌려지도록 한 경우, 도 3a의 상태로부터 도 3b에 나타낸 것과 같이 가압로드(7)가 로드(51) 내로 삽입되어, 스프링(71)이 압축됨으로써 스텝핑모터(2)에 작용하는 부하를 소정값 이하로 제한할 수가 있다.

또한, 도 3a, 3b에 나타낸 실시예에서는, 가압로드(7)의 단부(72)의 면적을 넓게 하여 밸브체(6)에 작용하는 스프링(71)의 탄성 지지력을 분산하고, 밸브체(6)의 국소적인 변형을 방지하는 동시에, 밸브체(6)를 확실하게 가압할 수가 있도록 하였으나, 밸브체(6)의 재질에 의해서도 가압로드(7)를 이용하지 않고 스프링(71) 만으로 밸브체(6)를 직접 가압하도록 하여도 좋다. 또, 가압로드(7) 또는 이것에 상당하는 부재를 밸브체(6) 측에 일체로 고정하여도 좋다.

여기서, 상술한 도 2a, 2b 및 도 3a, 3b에 나타낸 것에서는, 도 1의 A의 부분에 부하제한기구를 설치한 것이지만, B의 부분에 부하제한기구를 설치할 수도 있다.

예를 들면, 도 4a, 4b에 나타낸 것과 같이, 홀더(31)와 가동전자석(3) 사이에 스프링(33)을 축설(縮設)해 두고, 가동전자석(3)을 가동철편(5)에 맞닿는 위치로부터 한층 더 폐쇄 방향으로 이동시키면 스프링(33)이 압축되면서 스텝핑모터(2)에 작용하는 부하를 제한하도록 하여도 좋다.

또한, 본 발명은 상기한 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형을 가해도 상관없다.

이상의 설명에서 밝혀진 바와 같이, 본 발명은, 상기 부하제한기구를 설치함으로써 스텝핑모터의 탈조를 방지할 수가 있기 때문에, 스텝핑모터를 대형화하지 않고, 그러므로 모터 안전밸브의 장착 위치의 자유도가 증가하고, 한편 모터 안전밸브의 비용 상승을 방지할 수가 있다.

Claims

스텝핑모터를 구비하고, 이 스텝핑모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하여, 가동전자석을 전후로 이동이 자유롭게 하는 동시에, 밸브구를 폐쇄하는 방향으로 탄성 지지되는 고무제의 밸브체를 구비하며, 이 밸브체에 계합(係合)시킨 로드의 가동전자석 측의 단부에 가동철편을 형성하고, 상기 가동전자석을 전진시켜 가동철편에 맞닿게 하여 가동전자석에 가동철편을 흡착시키며, 가동철편을 흡착시킨 상태에서 가동전자석을 후퇴시킴으로써 밸브체를 밸브구로부터 분리시켜 밸브구를 개방시키는 모터 안전밸브에 있어서,

상기 밸브체가 폐쇄 상태이고 상기 가동전자석을 가동철편에 맞닿게 한 때에, 스텝핑모터에 걸리는 부하를 소정값 이하로 제한하는 부하제한기구를, 스텝핑모터와 상기 밸브체 사이에 개설(介設)한 것을 특징으로 하는 모터 안전밸브.
제1항에 있어서,

상기 밸브체의 폐쇄시에, 로드의 밸브체 측단부가 밸브체를 폐쇄 방향으로 가압하면, 이 로드의 단부에 맞닿아 있는 밸브체의 일부가 폐쇄 방향으로 변형하여, 로드의 폐쇄 방향으로의 이동을 허용하는 것에 의해 상기 부하제한기구를 구성하는 것을 특징으로 하는 모터 안전밸브.
제1항에 있어서,

상기 로드의 밸브체 측의 단부에, 밸브체에 대해 전후로 신축이 자유롭고, 밸브체와의 사이에 개설된 탄성부재를 상기 부하제한기구로 설치하며, 밸브체의 폐쇄시에 탄성부재가 가압되는 것에 의해 로드의 폐쇄 방향으로의 이동을 허용하는 것을 특징으로 하는 모터 안전밸브.
제3항에 있어서,

상기 탄성부재와 밸브체 사이에, 밸브체에 대해 작용하는 탄성부재의 탄성 지지력을 분산시키는 가압부재를 개설한 것을 특징으로 하는 모터 안전밸브.
제1항에 있어서,

상기 스텝핑모터에 의해 회전되는 스프링부재에 나사 결합되어, 전후방향으로 이동하는 홀더를 설치하는 동시에, 이 홀더에 대해 가동전자석을 전후방향으로 이동이 자유롭게 장착하고, 또한 홀더와 가동전자석 사이에, 가동전자석을 가동철편 측으로 탄성 지지하는 탄성부재를 개설하는 것에 의해 상기 부하제한기구를 구성하는 것을 특징으로 하는 모터 안전밸브.