KR20130131296A - 밸브 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘 - Google Patents

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KR20130131296A
KR20130131296A KR1020137003274A KR20137003274A KR20130131296A KR 20130131296 A KR20130131296 A KR 20130131296A KR 1020137003274 A KR1020137003274 A KR 1020137003274A KR 20137003274 A KR20137003274 A KR 20137003274A KR 20130131296 A KR20130131296 A KR 20130131296A
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테르제 쇠라스
존 에이릭 브렌발
토르 에릭 내브
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엘토르퀴에 에이에스
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Abstract

이 공개는 다른 측에서 회전을 자제하는 동안 일측에서 회전을 허용하는 회전 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘(100)에 관한 것이다. 매카니즘(100)은 스프링(114, 118)에 의해 분리되고 그리고 하우징(101) 및 밸브 커넥터(102) 사이에 배열되는 하나 이상의 한 셋트 롤러(113)를 포함한다. 밸브 커넥터(102)는 하우징(101)의 내부 벽에 대하여 각 세트로 하나의 롤러(113)를 누르는 형태로 구성되며 그리고 매카니즘이 밸브 측으로부터 휘어지게 하면 잠겨진다. 게다가, 매카니즘은 잠금 위치의 외부를 롤러(113)가 누르고 그리고 모터 커넥터(105)가 밸브 커넥터(102)와 연결되고 토크 전달을 시작하기 전에 잠금을 해제하도록 구성되는 모터 커넥터(105)를 제공한다. 스프링(114, 118)이 롤러(113) 사이에 제공되면, 스프링(114, 118)은 위치에서 롤러(113)를 유지하기 위해 적절한 힘을 제공하지만 롤러(113) 및 하우징(101) 사이에 고려해야할 마찰을 충분히 야기시키지 않는 강성과 길이를 가져야 하며, 그것에 의해 자체 잠금 매카니즘(100)에 상대적으로 작은 토크와 힘 손실로 자체 잠금 매카니즘(100)을 통하여 기어를 모터가 회전시키는 것을 허용한다. 스프링(114, 118) 위치에서, 롤러(113)가 분리되고 그리고 윙(117) 대신에 밸브 커넥터(102)에 유지된다.

Description

밸브 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘{SELF LOCK MECHANISM FOR VALVE ACTUATOR}
본 발명은 모터가 토크 및 회전을 제공하면 자동으로 잠기는 브레이크와 같은 자체 잠금 매카니즘에 관한 것이다. 모터가 멈추면 다시 자동적으로 잠금을 해제한다.
버터플라이 밸브는 90도로 회전될 수 있는 튜브 내에 설치된 평평한 회전 디스크이고 그것에 의해 파이프를 통하여 유체가 유동하는 것을 허용하거나 방지한다. 밸브가 거의 폐쇄되는 경우 유동을 제한하는 조절판과 같은 기능을 할 수 있다. 유사한 방법으로 작동하는 다른 밸브가 있지만, 그러나 버터플라이 밸브는 100mm보다 큰 지름을 갖는 파이프를 통하여 유동하는 액체를 제어하기 위해 사용되는 큰 밸브에 대하여 가장 흔하게 선택한다. 그러한 밸브의 유형은 모터 또는 다른 액츄에이터 유형에 의해 회전될 수 있다.
전기 액츄에이터는 폐쇄로에서 개구 위치 및 어떤 위치까지 밸브를 회전하는데 사용되는 일 유형의 액츄에이터이며, 보통 모터가 회전 쿼터를 회전하는 밸브에 대해 많은 시간을 회전할 수 있도록 기어와 결합된 전기 모터로 이루어진다.
밸브가 모터를 회전할 수 없는 것이 바람직하다. 이것은 모터가 해제됨에도 불구하고, 밸브를 통하여 유동하는 유체에 의해 발생된 토크 또는 밸브 실링에 의해 야기된 토크처럼 밸브 위에서 작동하는 토크에 의해 야기되어 밸브가 이동하지 않는다는 것을 의미한다. 안전에 대해서는 전기력이 사라진다면 밸브가 개구 또는 폐쇄되지 않는 것이 일반적으로 가장 좋다. 더욱이, 지속적으로 정지된 경우 모터를 통하여 유동하는 전류, 모터가 위치에서 밸브를 유지하기 위해 토크를 생성하는데 필요할 수 있는 어떤 것을 가지지 않는 것이 바람직하다. 이동을 시작하기 전에 모터가 극복해야만 하는 브레이크 마찰 또는 상당한 크기의 마찰을 생성하는 기어에 의해 달성될 수 있다. 밸브를 이동하는데 필요한 토크에 추가로, 브레이크를 극복하기 위해 충분한 토크를 생성해야 하기 때문에 모터가 절대적으로 필요하다는 것을 의미한다. 또한 비효율적인 힘이고 그리고 마찰은 많은 마모를 야기시킨다.
본 발명은 Ringspann GmbH에 의해 제작된 제조품에 의해 갖게 된다. 출원인 RINGSPANNTM의 잠금은 조절하는 매카니즘의 자동 잠금에 대한 것이다. 그러한 사용에 대하여 좀처럼 잠금은 조금의 회전보다 더 회전되지 않으며 그리고 상당한 토크가 조절되어 적용되는 것이 바람직하다. 이 유형의 철회할 수 없는 잠금은 다수의 회전이 몇 백개인 버터 플라이 밸브 액츄에이터에서 기어 및 모터 사이에 사용되어 시도된다. 하지만, 그러한 철회할 수 없는 잠금은 많은 불필요한 마찰을 생성할 것이며, 액츄에이터 모터의 요구된 크기를 증가시키고 그리고 문제를 야기시킬 수 있는 열 및 마모를 생성시킨다.
이런 이유로, 밸브가 모터를 회전하는 것을 바람직하게 방지하는 매카니즘이 필요하다. 모터가 해제됨에도 불구하고, 이것은 밸브를 통하여 유동하는 유체에 의해 제공되는 토크 또는 밸브 실링에 의해 야기되는 토크와 같이 밸브에 의해 생성된 토크에 의해 이동하지 않다는 것을 의미한다.
안전 이유에 대하여 전기력이 사라진다면, 밸브가 개방 또는 폐쇄되는 것을 방지하는 매카니즘에 대해 일반적으로 필요하다.
또한, 지속적으로 정지된 경우 모터를 통하여 유동하는 전류, 모터가 위치에서 밸브를 유지하기 위해 토크를 형성하는데 필요할 수 있는 어떤 것을 가지지 않는 시스템이 필요하다.
또한, 모터로부터 토크에 종속되는 경우 외에 밸브가 이동하는 것을 방지하는 자제 잠금 매카니즘이 필요하다. 실제 목적에 대하여 모터가 회전하는 경우 해제된 브레이크이다.
추가로 모터에 의해 작동되고 정지되는 깨끗한 기계인 자체 잠금 매카니즘이 요구된다. 또한 매우 신뢰할 수 있어야 한다.
본 발명의 목적은 모터에 의해 생성된 토크에 종속되지 않고 밸브가 이동하는 것을 방지하는 자체 잠금 매카니즘을 제공하는 것이다. 실제 목적에 있어서 본 발명은 모터가 회전하는 경우 해제된 브레이크에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 모터에 의해 작동되고 정지되는 깨끗한 기계인 개선된 자체 잠금 매카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 매우 신뢰할 수 있는 개선된 자체 잠금 메커니즘을 제공하는 것입니다.
본 발명의 추가 목적은 모터가 토크 및 회전을 제공하면 자동으로 해제되고 그리고 모터가 정지하면 다시 자동적으로 해제되는 브레이크처럼 작동하는 개선된 자체 잠금 매카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 밸브가 모터를 회전하는 것을 방지하는, 즉 모터 전원 공급 장치를 차단하는 경우에도 밸브에 의해 모터에 이용되는 토크를 저지할 수 있거나 또는 모터에 실링 연결하는 개선된 자체 잠금 메커니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전력이 사라진다면, 밸브가 개방 또는 폐쇄되는 것을 방지하는 자동 잠금 메커니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 지속적으로 정지되고 그리고 요구된 위치에 밸브를 유지시키는 경우 모터를 통하여 유동하는 전류가 필요하지 않는 자체 잠금 매카니즘 및 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립 청구항, 실시 형태에 의해 추가 한정, 옵션 및 자체 잠금 매카니즘의 대안은 종속 청구항에 의해 한정된 것처럼 자체 잠금 매카니즘에 의해 달성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 가능한 스프링 수단(114, 118)에 의해 분리되고 그리고 하우징(101) 및 하우징(101) 벽 가까이 각 세트 롤러 중 하나를 누를 수 있고 그리고 매카니즘이 밸브 측에서부터 휘어지면 잠궈질 수 있는 형상을 갖는 밸브 커넥터(102) 사이에 배열되는 하나 또는 그 이상의 롤러(113) 세트, 및 잠금 위치의 외부를 롤러가 누르고 그리고 모터 커넥터(105)가 밸브 커넥터(102)와 접촉하여 토크 전달을 시작하기 전에 잠금을 해제하도록 구성되는 모터 커넥터(105)를 포함하고, 타측으로부터 회전을 제지하는 동안 일측으로부터 회전을 허용하는 회전 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘(100)에 있어서, 상기 롤러(113) 사이에 스프링(114, 118)은 위치에서 롤러(113)를 유지하기 위한 충분한 힘을 제공하지만 롤러(113)와 하우징(101) 사이에 상당한 마찰을 야기시키기 충분하지 않은 힘을 제공하기 위해서 강성 및 길이를 가지며, 그렇게 함으로써 상기 자체 잠금 매카니즘(100)에서 비교적 작은 토크 및 전력 손실을 갖는 상기 자체 잠금 매카니즘(100) 기어 트로프를 모터가 회전시키는 것을 특징으로 하는 밸브 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘을 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 하우징(101) 및 하우징(101) 벽 가까이 각 세트 롤러 중 하나를 누를 수 있고 그리고 매카니즘이 밸브 측에서부터 휘어지면 잠궈질 수 있는 형상을 갖는 밸브 커넥터(102) 사이에 배열되는 롤러(113) 세트, 및 위치를 잠그는 롤러 외주 및 밸브 커넥터(102) 가까이를 눌러 롤러를 통하여 토크를 전달하는 형상인 모터 커넥터(105)를 포함하고, 타측으로부터 회전을 제지하는 동안 일측으로부터 회전을 허용하는 회전 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘(100)에 있어서, 상기 롤러(113)는 분리되고 그리고 스프링 대신에 밸브 커넥터(102) 위에 윙(117)에 의해 가동 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 밸브 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘을 제공한다.
또한 실시 형태에 따르면, 위치를 잠그는 롤러(113) 외주를 누르는 모터 접촉부(105) 위에 핀(108)은 윙(117)에 대한 롤러(113)를 누르며, 이렇게 하여 매카니즘을 통하여 토크를 전달하고, 따라서 불필요한 토크 전송 핀(110)을 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한 실시 형태에 따르면, 윙(117)은 삼각형에서 측면이 필연적으로 일직선일 필요가 없고 그리고 일측이 하우징(101)의 내부를 따라가는 동안 삼각형의 일 끝이 밸브 커넥터(102)에 고정되고, 해제 핀(108)이 윙(117)에 대한 롤러(113)를 누를때 하우징(101) 벽과 접촉하는 것에서 롤러(113)를 보호하는 삼각형과 같은 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 실시 형태에 따르면, 밸브 커넥터(102) 위에 두 개 또는 그 이상의 롤러(113) 세트, 해제 핀(108), 및 잠금 표면(119)이 있으며, 셋트는 서로에 대하여 잠금에서 힘이 서로 균형있게 배열되고, 따라서 베어링의 마모가 감소되며 그리고 모터 측에서 매카니즘을 더 쉽게 회전시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 형태는 수반한 도면을 참조하여 아래 상세히 설명된다.
도 1a 및 도 1b는 자체 잠금 매카니즘의 실시 형태에 따른 다양한 부품의 분해 사시도를 나타내고, 도 1a는 측면도를 도시한다.
도 2a는 도 1a 및 도 1b에 도시한 실시 형태의 개략적인 평면도를 나타내며, 그리고 도 2b는 도 1a 및 도 1b에 도시한 실시 형태 따른 수직 단면으로, 도 2a에서 2-2선을 따라 본 조립 상태를 도시한다.
도 3은 도 1 및 도 1b에 자체 잠금 매카니즘에 따른 개략적은 수평 단면으로 모터 토크를 갖고 있지 않고 그리고 자체 잠금 매카니즘이 잠긴 상태를 아래에서 본 도면을 도시한다.
도 4는 도 1a 및 도 1b에 도시한 자체 잠금 매타니즘에 따른 개략적인 수평 단면도임, 토크가 제공된 모터 및 자체 잠금 매카니즘 회전 상태를 아래에서 본 매카니즘을 도시한다.
도 5a는 모터가 토크를 제공하고 그리고 자체 잠금 매카니즘이 회전하는 상태를 도 5b에 C-C 선을 따라 아래에서 본 자체 잠금 매카니즘의 또 다른 실시 형태에 따른 개략적인 수평 단면도를 도시한다.
도 5b는 자체 잠금 매카니즘의 실시 형태에서 다른 부품을 점선으로 표시한 것으로, 도 5a에 도시한 실시 형태의 측면도를 도시한다.
도 6은 도 1 내지 도 4에 도시한 자체 잠금 매카니즘의 다양한 실시 형태를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명에 따라 롤러용 스프링으로서 유연한 고무 실린더를 사용한 추가 변형된 자체 잠금 매카니즘의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 8은 잠금 단계 및 밸브 커넥션 및 밸브 단게가 회전하는 동안 롤러의 위치를 나타낸 것으로, 밸브 커넥션의 일부, 롤러, 및 하우징의 내면의 위치를 확장한 규모를 개략적으로 도시한다.
다음에, 본 발명의 다양한 실시형태는 상세한 설명 내에서 동일하거나 또는 유사한 부품에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하여 더욱더 상세히 설명될 것이다.
더욱이, 본 발명은 일반적으로 예를 들어 전기 모터와 같은 액츄에이팅 수단(미도시) 및 버터플라이 밸브(butterfly valve)와 같은 액츄에이터된 수단(미도시) 사이에 위치되고, 유체가 유동하는 관로에 위치되게 구성되는 자체 잠금 매카니즘(100)에 대하여 설명하고 있다. 게다가, 액츄에이팅 수단 및 액츄에이터 수단 사이에 배열되는 필수 기어는 도시되지 않는다.
도 1a 및 도 1b에 도시한 실시형태에 따르면, 그리고 도 2 내지 도 4를 참조하면, 자체 잠금 매카니즘(100)은 자체 잠금 매카니즘(100)의 다양한 요소를 수용하는 하우징(101)을 포함한다. 하우징(101)은 이동 또는 회전하는 것을 방지하기 위하여 액츄에이터(미도시)의 프레임(미도시)에 볼트홀(103)을 통하여 볼트로 고정된다. 볼트홀(103)은 하우징(101)에 일체형으로 형성되는 플랜지(104)에 배열된다.
또한 자체 잠금 매카니즘(100)은 모터 샤프트(107)를 수용하도록 구성되는 중앙 배열 홀(106)을 갖는 모터 샤프트 커넥터(105)를 포함한다. 중앙 배열 홀(106) 뿐만 아니라 대응하는 모터 샤프트(107)는 미끄러지거나 고장나는 리스크 없이 모터 샤프트 커넥터(105)가 적절히 안전하게 회전할 수 있는 형상으로 형성된다. 그러한 형상은 숙련된 기술자가 잘 알고 있어 더욱 상세히 설명하지 않는다. 모터 샤프트 커넥터(105)에는 도면에서 직면한 하방향 측면에서 모터 샤프트 커넥터(105)에 단단히 고정되고 다수의 하방향 돌출 해제핀(108)이 제공된다. 게다가, 모터 샤프트 커넥터(105)에는 또한 대응하는 토크 전달핀(110) 각각을 수용하도록 구성되는 다수의 홀(109)이 제공된다. 토크 전달핀(110)은 밸브 커넥터(102)에 단단히 부착된다. 밸브 커넥터(102)의 크기 및 형상은 하우징(101)의 중심 공간에 설치되게 구성되고, 밸브 커넥터(102)가 하우징(101)의 내면에 대하여 회전한다. 밸브 커넥터(102) 및 대응하는 플랜지 말단(104)에는 중심에 구성되어 밸브 기어(미도시) 및 밸브 커넥터(102)에 연결되는 샤프트(112)의 말단을 수용하도록 구성되는 조절 홀(111)이 제공된다. 다양한 부품 사이에 요구되는 토크를 전달하는 안전한 방법으로 두 개의 샤프트(107, 112)를 모터 샤프트 커넥터(105) 및 밸브 커넥터(102)에 고정한다. 그러한 형상은 기술에 숙련된 자가 더욱 잘 알고 있고 그리고 더욱 상세히 설명하지 않는다. 게다가, 도 1 내지 4에 도시한 실시형태에 따르면, 자체 잠금 매카니즘(100)에는 두 쌍의 롤러(113) 및 중간에 배열된 스프링(114)이 제공된다.
밸브 기어 커넥터 샤프트(112)를 수용하기 위해 중심에 배열된 홀을 갖는 슬라이드 베어링 디스크(115)는 배열되는 밸브 커넥터(102)의 하부 구멍에 위치되게 구성되고, 밸브 커넥터(102)의 회전 동안 하우징(101)에 대하여 마찰을 감소시키도록 구성된다.
도 1a 및 도 1b는 자체 잠금 매카니즘(100)의 실시형태를 형성하는 다양한 부품을 도시하는 분해 사시도를 나타내며, 도 1a는 측면도를 나타내고, 도 1b는 도 2a에 2-2라인을 따라 나타낸 수직 단면도를 나타낸다. 도 2a는 도 1a 및 도 1b에 도시한 실시형태의 개략적인 평면도를 도시하며, 도 2b는 도 2a에 2-2라인을 따라 도시한 조립 상태의 실시형태를 통한 수직 단면도를 도시한다.
도 3은 도 1a 및 도 1b에 도시한 모터 토크 없이 아래에서 본 자체 잠금 매카니즘(100)을 통하여 본 개략적인 수직 단면도를 나타내며, 도 4는 토크를 제공하는 모터 및 회전하는 자체 잠금 매카니즘(100)을 갖고 아래에서 본 자체 잠금 매카니즘(100)을 통한 개략적인 수직 단면도를 도시한다.
이 실시형태에 따른 해결책은 다음과 같은 원칙을 나타내고, 특별히 도 3 및 도 4를 참조하여 작용될 것이다.
도 3은 밸브측에서 회전되는 경우 매카니즘 잠금을 도시한다. 마찰을 일으키고 그리고 매카니즘을 잠기게 하는 일반적인 큰 힘을 나타내도록 기어 샤프트(112)가 연결되는 밸브 커넥터(102)에 개입된 롤러(113)의 이등분이 어떻게 이루어지는지 주목한다. 여기서, 회전 방향 즉, 시계 방향의 회전을 나타내는 화살표는 토크를 제공하는 샤프트(107) 즉, 이 경우에 기어/모터로부터 샤프트에 연결되는 부품에서 시작된다. 토크 전달핀은 밸브 커넥터(102)의 일부이다.
밸브 커넥터(102)가 도 3에 도시한 것 처럼 밸브/기어에 의해 회전하는 즉, 밸브 커넥터(102)가 반시계 방향으로 회전한다면, 하우징(101)의 내부 표면 벽에 대하여 4개 롤러(113) 중 두 개를 누를 것이다. 롤러(113) 사이에 설정된 마찰, 하우징(101)의 내부 벽 표면, 및 밸브 커넥터(102)는 상기 마찰력에 의해 잠김 효과를 야기시킬 것이다. 제 1 방향으로 회전하는 동안 가동되지 않는 서로 다른 롤러(113)가 반대 방향으로 회전된다면, 위에 설명된 바와 같이 동일한 방법으로 잠길 것이다. 밸브 커넥터(102)위에 표면(119, 4개지만, 단지 하나만 표시됨)이 제대로 작동하기 위해 자체 잠금 매카니즘에 필수적이라는 것을 이해해야 한다.
표면(119)은 밸브 커넥터(102)가 휘어질때 롤러(113)가 하우징(101)의 벽 내부 표면으로 마찰 접촉으로 눌리게 고정되는 하우징(101)의 내부 지름에 대한 형상을 갖도록 구성되어야 한다. 이는 도 8에 도시된다.
도 8에 밸브 커넥터(102)가 시계 방향으로 휘어지면, 롤러(113)는 위치(113B)로 이동하게 되고, 하우징(101)의 내벽 표면에 대한 가압 및 커넥트 지점(122)에 밸브 커넥터(102) 위에 표면(119) 모두 롤러(113)는 요구된 락킹 효과를 야기할 것이다. 밸브 커넥션의 일 방식은 해제 핀(108)이 락킹 위치(122)의 외부로 롤러를 누르면 시계 방향으로 휘어질수 있지만, 모터로부터 토크를 필요로 한다.
도 8에서 밸브 커넥터(102)가 반 시계 방향으로 휘어진다면, 롤러는 위치(113A)를 따라 움직일 것이고, 그 때문에 롤러(113)는 하우징(101)의 내부 표면에 대한 가압 및 밸브 커넥터(102)에 표면 모두 잠금을 야기하지 않는다. 모터가 밸브 커넥터(102) 및 밸브를 회전시키는 것을 허용하는 갭(121)에 주목한다. 스프링(114, 도 8에 미도시) 또는 밸브 커넥터(102)에 윙(117)(도 5a 및 도 7에 도시한 실시 형태 참조) 또는 유사한 장치는 잠금을 야기하는 또 다른 위치를 롤러(113)가 찾는 것을 방지한다.
표면(119)은 직선, 굴곡을 가질 수 있고 그리고 가능한 롤러(113)가 잠금을 야기하는 위치로 이동하는 다른 형상을 가질 수 있다. 잠금 해제 핀(108)이 위치(113A)로 롤러(113)를 누른다면 토크 전달 핀(110)은 밸브 커넥터(102) 및 시작 전달 토크로 밀기 시작한다.
한 쌍으로 두 개 롤러(113) 사이에 스프링(114)은 회전 또는 휘어짐이 밸브 측에서 샤프트(112)의 회전에 의해 야기되는 경우 매카니즘이 즉시 잠길 수 있는 위치에 롤러(113)를 유지하도록 도와준다. 스프링(114)은 위치에서 롤러(113)를 유지하기 위한 충분한 힘이 제공되도록 정확한 강성 및 길이를 가지며, 일반적인 큰 힘이 많은 강성을 가지지 않고, 그것에 의해 롤러(113) 및 하우징(101)의 내부 표면 사이에 많은 마찰을 가진다. 이는 장착된 경우 스프링이 한 쌍의 일 롤러의 반지름과 같이 거의 동일한 거리를 압축한다는 것을 의미한다. 전체 매카니즘의 동일 무게 힘은 각 스프링의 총 압축 길이의 5%보다 더 스프링을 압축시킬 것이다. 이 단락은 각 스프링(114)이 청구항 1에 필수적인 많은 마찰을 야기시키지 않은 위치에서 롤러를 수용하는 충분한 힘을 주도록 설계될 수 있다는 것을 포함한다. 스프링 강성 및 길이의 많은 변형이 있다.
도 4는 모터가 자체 잠금 매카니즘(100)을 통하여 기어를 어떻게 회전시키는지를 보여준다. 밸브 커넥터(102) 및 롤러(113) 사이의 연결없이 해제 핀(108)이 롤러(113)을 어떻게 누르는지 주목한다. 작동에서 모터 토크가 사라지면 롤러(113)가 즉시 잠기는 위치에 대하여 롤러(113)를 누르기 위해 스프링(114)이 연결되지만, 그러나 자체 잠금 매카니즘이 회전을 허용하는 큰 연결 힘은 없다. 이 모터 커넥터(105)가 제 1 모터에서 토크를 얻기 때문에 회전 방향을 나타내는 화살표는 해제 핀 중 하나에서 시작한다.
도 4를 참조하여, 매카니즘이 모터 측에서 휘어지는 경우, 롤러(113)가 위치에서 있어야 하는 해제 핀과 접촉하지 않는 롤러를 밀어주는 스프링이다. 기어측에서 휘어지는 경우 매카니즘 잠금 전에 스프링(114) 없는 이동을 고려한다. 회전 방향이 짧은 매 시간 롤러 잠금에 대해 회전, 실시 예에서 진동에 의해 야기되는 동안 이동하는 경우 기어 측에서 매카니즘 회전을 가능하게 할 수 있다.
단일 셋트의 롤러(113)는 잠금을 일으키기에 충분하지만, 그러나 베어링에서 불균형 또는 편향된 힘을 제공할 것이다. 밸브 액츄에이터와 같은 큰 토크 시스템에 대하여 베어링에 힘의 리드를 얻고 그리고 마찰을 감소시키는 자체 잠금 매카니즘(100)이 대칭을 갖는 것은 중요하며 그리고 그에 의해 매카니즘에 손실이 있다.
모터 샤프트(107)가 회전되면, 모터 커넥터(105)도 회전할 것이다. 모터 커넥터(105)에 홀(109)은 밸브 커넥터(102)의 토크 전달핀(110)이 홀(109)의 벽과 접촉되기 전에 모터 커넥터(105)를 약간의 각도로 회전하도록 한다. 밸브 커넥터(102)의 토크 전달핀(110) 및 모터 커넥터(105)의 홀(109)이 연결되어 모터에서 기어 및 밸브까지 토크를 전달하기 시작하기 전에 위치 외부를 잠글 수 있는 것과 달리 모터 커넥터(105)의 해제 핀(108)이 롤러(113)를 충분히 누를 수 있다.
도 4에서, 모터 커넥터(105)의 홀(109) 및 밸브 커넥터(102)의 토크 전달 핀(110) 사이에 접촉 포인트(116, 참조 번호 116에 두꺼운 선으로 표시됨)가 있다. 이 접촉 포인트(116)는 단면도의 평면에 없다. 밸브 커넥터(102)의 토크전달 핀(110)을 이동하는 모터 커넥터(105)에 홀(109) 벽에 있다.
도 3 및 도 4는 부품 사이에 이동 관계를 나타내지만, 액츄얼 잠금 매카니즘(100)에서 회전을 제외한 이동 관계는 눈으로 볼 수 없다.
도 5a 및 도 5b는 스프링 없이 대체 가능한 자체 자금 매카니즘(100)을 도시하지만, 그 외에는 구성 및 기능이 유사한 원칙에 기초된다. 도 6a는 자체 잠금 매카니즘(100)의 다른 실시예로서 도 5b에서 C-C 라인을 따라 저면에서 본 개략적인 수평 단면도를 도시하며, 도면은 모터가 토크를 공급하고 자체 잠금 매카니즘(100)이 시계 방향으로 회전하는 단계를 도시하고, 그리고 도 5b는 도 5a에 도시한 실시 형태의 측면을 도시하며, 자체 잠금 매카니즘(100)의 실시형태의 다양한 부품을 점선으로 표시한다.
대체 가능한 자체 잠금 매카니즘(100)을 위해 스프링은 도 1 내지 도 4에 따른 스프링(114)과 같은 방법으로 롤러(113)를 분리하거나 토크를 전달하도록 구성된 윙(117)이 대신한다. 윙(117)은 도시한 바와 같이 밸브 커넥터(102)에 일체된 부품으로 형성될 수 있다. 도 5a에서 윙(117)은 해제 핀(108)이 롤러(113)를 누르는 형상을 가지며, 롤러(113)는 하우징(101)과 접촉되지 않는다. 즉, 해제 핀(108)은 하우징(101)의 중심을 향하는 방향인 내부로 롤러(113)를 누르기 쉽다. 롤러(101)가 하우징(101)의 내부 벽 또는 해제 핀(108)에 대하여 쓸릴 필요가 없기 때문에 바람직하지만, 이 환경에서 큰 힘이 하우징(101)에 대하여 롤러(113)를 누르는 공간에 롤러(113)가 있기 때문에 절대적으로 필요하지 않다. 이런 이유로, 어떠한 경우에 있어서라도 단지 작은 마찰이 있을 것이다. 밸브 커넥터(102)가 밸브 측으로부터 회전하는 경우, 롤러(113) 바닥과 하우징(101)의 내면 사이에 작은 마찰은 잠금 효과를 제공하는 위치로 이동하는 양분한 롤러(113)를 단단히 고정시키기 충분할 것이다.
대체 가능한 자체 잠금 매카니즘(100)의 이점은 작은 마찰이다. 단점은 밸브가 진동을 받게 되는 경우 완벽한 잠금이 보장되지 않을 수 있다는 것이다.
윙(117)의 형상은 롤러(113)가 빠른 잠금을 제공하도록 형성될 수 있다. 저항력이 정확해야 하고 윙(117)이 받은 스틱에서 롤러(113)를 보호하는 형상을 갖는 것이 보장한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 각 윙(117)은 마찰로 롤러(113)를 강요하는 표면(119)을 제공하며, 그리고 이런 이유로 하우징(101)의 내면으로 접촉하여 잠근다. 추가로 각 윙(117)에는 윙(117)의 각 말단에 팁(123)이 제공되며, 모터가 밸브 커넥터(102)를 회전시키는 경우 팁(123)은 롤러(113)가 하우징(101)의 내면과 접촉하게 보호하도록 고정되고, 그리하여 롤러(113) 및 하우징(101)의 내면 사이에 마찰이 제외되거나 또는 적어도 상당히 감소된다. 표면(119)와 팁(123) 사이에서, 윙의 각 측면은 더 많이 또는 적게 롤러(113)의 형상에 대응하는 톱니 형상으로 제공된다. 시계 방향으로 회전하는 경우 롤러(113) 및 각 대응하는 팁 사이가 최초로 연결되는 동안, 롤러(113)는 하우징(101)의 내부 표면으로부터 조금 떨어져 강요될 것이다.
이 실시 형태에 따라서, 밸브 커넥터(102)의 토크 전달 핀(110) 및 모터 샤프트 커넥터(105)의 대응하는 홀(109)은 어떠한 기능을 가지지 않은 부품과 같아 제거된다.
도 6은 도 1 내지 도 4에 도시한 자체 잠금 매카니즘(100)의 다양한 실시 형태를 개략적으로 도시한다. 이 실시 형태에 따라서 밸브 커넥터(102)에 고정된 토크 전달 핀(110, 도 6에 미도시) 및 모터 샤프트 커넥터(109)에 대응하는 홀(109)은 기능을 가지지 않으므로 이들 기능이 해제 핀(108) 수단에 의해 달성되도록 생략한다. 롤러(113)에 대하여 누르지 않는 한 쌍의 해제 핀(108)은 밸브 커넥터(102)에 대하여 누를 것이고 그리고 모터 샤프트 커넥터(105)에 불필요한 토크 전달핀(110) 및 홀(109)이 제공된다. 홀(109)은 도면에 도시되지만, 그러나 기능은 없다. 핀(110)은 제거된다. 본 발명에 따라서 롤러(113) 및 밸브 커넥터(102)는 크기 조절되며 그리고 단지 두 개 해제 핀(108)이 사용된다. 도 1 내지 도 4에 도시한 실시 형태에 사용된 스프링은 빠르게 확보하고 그리고 밸브 커넥터(102)에 이들 슬롯의 외부에서 롤러(113)를 가압하는 힘을 제공함으로써 자체 잠금 효과를 더욱 신뢰할 수 있는 유연한 고무 실린더(118)로 대체된다. 고무 실린더(118)는 오목부 또는 밸브 커넥터(102)에서 상기 슬롯의 깊은 말단에 제공된 슬롯에 위치된다. 반 시계 방향으로 회전하는 즉, 밸브 커넥터(102)가 밸브/기어에 의해 회전하는 경우, 각 롤러(113) 및 각 롤러에 대해 대응하는 슬롯 부품 사이에 연결 포인트(119)는 하우징(101)의 내면에 잠김이 연결되어 롤러를 누르도록 설정된다. 그러한 잠김 연결 포인트는 밸브 커넥터(102)의 회전 축 가까이 롤러(113)의 오목부 부분에 있을 것이다. 유닛이 모터 측으로부터 회전되면, 밸브 커넥터(102)는 시계 방향으로 회전될 것이다. 하우징(101)의 내벽에 가까운 연결 포인트(120)를 설정하고, 하우징(101)의 내면과 접촉한 잠김에서 떨어져 회전 축을 향하여 내부로 바로 롤러(113)를 강요한다.
표면(119)의 형상, 구성 및 기능은 도 5a 및 도 7에 도시한 실시 형태에 대하여 상술한 바와 동일한 것을 알 수 있다. 또한, 도 7에 도시한 실시 형태의 윙(117)에는 상술한 바와 같이 팁(123)이 제공된다.
본 발명에 따라, 마찰은 매카니즘을 대칭으로 제작하고 그리고 최소한의 스프링 강성을 조절함으로써 철저하게 감소된다. 선택적으로 스프링은 제외될 수 있다. 본 출원에서 상당한 힘이 매카니즘을 통하여 전달되어 사용되기에 더욱 편리한 매카니즘을 제작한다.
도면에 나타난 바와 같이, 롤러(113), 해제 핀(108), 및 노크 전달 핀(110) 및 상기 유닛에 대해 대응하는 개방 또는 홀은 원형 단면 형상을 갖는 실린더 형상을 갖는다.
모터 샤프트(107) 및 밸브 기어 샤프트(112)가 보통 모터의 일부 및 밸브 기어인 것을 알 수 있으며, 자체 잠금 매카니즘(100)의 기능을 설명하기 위하여 여기에 단지 도시한다. 모터 커넥터(105) 및 밸브 커넥터(102) 각각에 홀(106, 111)은 축 사양 이후에 제조되어야 한다.
더욱이, 모터 및 밸브는 도시하지 않는다. 조립된 시스템에 베어링(미도시, 적합한 타입으로 롤러 베어링와 같은)이 제공된다는 것을 알 수 있다. 그러한 베어링의 구성 및 위치는 기술에 숙련된 자가 잘 알고 있고 그리고 추가로 상세히 설명되지 않는다. 롤러 베어링이 절대적으로 필요하지 않도록, 자체 잠금이 회전을 시작하기 전에 베어링은 어떤 각도로 회전할 수 있다는 것을 알 수 있다.
100 : 자체 잠금 매카니즘 101 : 하우징
102 : 밸브 커넥터 105 : 모터 커넥터
107 : 모터 샤프트 110 : 전달 핀
113 : 롤러 114, 118 : 스프링

Claims (5)

  1. 가능한 스프링 수단(114, 118)에 의해 분리되고 그리고 하우징(101) 및 하우징(101) 벽 가까이 각 세트 롤러 중 하나를 누를 수 있고 그리고 매카니즘이 밸브 측에서부터 휘어지면 잠궈질 수 있는 형상을 갖는 밸브 커넥터(102) 사이에 배열되는 하나 또는 그 이상의 롤러(113) 세트, 및 잠금 위치의 외부를 롤러가 누르고 그리고 모터 커넥터(105)가 밸브 커넥터(102)와 접촉하여 토크 전달을 시작하기 전에 잠금을 해제하도록 구성되는 모터 커넥터(105)를 포함하고, 타측으로부터 회전을 제지하는 동안 일측으로부터 회전을 허용하는 회전 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘(100)에 있어서,
    상기 롤러(113) 사이에 스프링(114, 118)은 위치에서 롤러(113)를 유지하기 위한 충분한 힘을 제공하지만 롤러(113)와 하우징(101) 사이에 상당한 마찰을 야기시키기 충분하지 않은 힘을 제공하기 위해서 강성 및 길이를 가지며, 그렇게 함으로써 상기 자체 잠금 매카니즘(100)에서 비교적 작은 토크 및 전력 손실을 갖는 상기 자체 잠금 매카니즘(100) 기어 트로프를 모터가 회전시키는 것을 특징으로 하는 밸브 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘.
  2. 하우징(101) 및 하우징(101) 벽 가까이 각 세트 롤러 중 하나를 누를 수 있고 그리고 매카니즘이 밸브 측에서부터 휘어지면 잠궈질 수 있는 형상을 갖는 밸브 커넥터(102) 사이에 배열되는 롤러(113) 세트, 및 위치를 잠그는 롤러 외주 및 밸브 커넥터(102) 가까이를 눌러 롤러를 통하여 토크를 전달하는 형상인 모터 커넥터(105)를 포함하고, 타측으로부터 회전을 제지하는 동안 일측으로부터 회전을 허용하는 회전 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘(100)에 있어서,
    상기 롤러(113)는 분리되고 그리고 스프링 대신에 밸브 커넥터(102) 위에 윙(117)에 의해 가동 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 밸브 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘.
  3. 제 2 항에 있어서,
    위치를 잠그는 롤러(113) 외주를 누르는 모터 커넥터(105) 위에 핀(108)은 윙(117)에 대한 롤러(113)를 누르며, 이렇게 하여 매카니즘을 통하여 토크를 전달하고, 따라서 불필요한 토크 전송 핀(110)을 제거하는 것을 특징으로 하는 밸브 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘.
  4. 제 2 항에 있어서,
    윙(117)은 삼각형에서 측면이 필연적으로 일직선일 필요가 없고 그리고 일측이 하우징(101)의 내부를 따라가는 동안 삼각형의 일 끝이 밸브 커넥터(102)에 고정되고, 해제 핀(108)이 윙(117)에 대해 롤러(113)를 누를 때 하우징(101) 벽과 접촉하는 것에서 롤러(113)를 보호하는 삼각형과 같은 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘.
  5. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,
    밸브 커넥터(102) 위에 두 개 또는 그 이상의 롤러(113) 세트, 해제 핀(108), 및 잠금 표면(119)이 있으며, 셋트는 서로에 대하여 잠금에서 힘이 서로 균형있게 배열되고, 따라서 베어링의 마모가 감소되며 그리고 모터 측에서 매커니즘을 더 쉽게 회전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 액츄에이터용 자체 잠금 매카니즘.
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