KR20180123877A - Spring return type actuator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스프링 리턴 타입 액추에이터에 관한 것으로서, 상세하게는 유성기어체 및 릴스프링을 구비하여 전원 오프시 회동축의 자동적인 복원 회전이 이뤄지도록 하되, 솔레노이드를 이용하여 전원 온/오프에 따라 링크 부재의 회동에 따른 위치가 변경되어 전원 오프시 링기어의 회전 잠금이 이뤄지도록 함으로써 적은 부피를 차지하면서도 안정적인 복원 회전이 가능한 스프링 리턴 타입 액추에이터에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a spring return type actuator, and more particularly, to a spring return type actuator having a planetary gear unit and a reel spring so as to automatically rotate and restore the rotation shaft when the power is off, The present invention relates to a spring return type actuator capable of stable restoration rotation while occupying a small volume by allowing rotation of a ring gear when a power is turned off.
액추에이터는 시스템을 움직이거나 제어하는데 쓰이는 기계 장치로, 스프링 리턴 타입 액추에이터는 전원 공급 차단시 스프링에 의해 자동으로 회동축이 회전하여 밸브 등이 개방되도록 하는 원동 구동장치이다.The actuator is a mechanical device used to move or control the system, and the spring return type actuator is a driving device that automatically opens the valve when the power is turned off.
예를 들어, 스프링 리턴 밸브 액추에이터는 화재 등으로 인해 전원 공급이 차단되었을 때 연기에 의한 질식사를 막기 위해 밸브가 개방됨으로써 환기구가 자동으로 열리도록 설계된다.For example, a spring return valve actuator is designed such that the vent opening is automatically opened by opening the valve to prevent smoke-induced suffocation when the power supply is cut off due to a fire or the like.
액추에이터는 전원 공급시 구동력을 제공하는 방식에 따라 공기 압축식이나 모터 구동식으로 분류되며, 전원 공급 차단시에 복원 회전을 위한 구동력을 제공하는 방식에 따라 배터리식이나 릴스프링(태엽 스프링)식으로 분류된다.Actuator is divided into air compressing type and motor driving type according to the method of providing driving force at the time of power supply, and it is classified into a battery type or a reel spring type .
모터 구동식 액추에이터는 공기 압축식에 비해 사용이 간단하여 일반적으로 많이 이용된다.Motor-driven actuators are generally used because they are simpler to use than air compressors.
또한 모터 구동식 액추에이터 중에서 스프링 리턴 타입 액추에이터는 비상 동작에 의한 밸브의 개방이 기계식 요소들에 의해 이뤄지도록 구성되므로 비상 배터리에 의해 비상 동작이 이뤄지는 배터리식 액추에이터에 비해 안정적으로 구동될 수 있다는 장점이 있어 선호된다.Also, among the motor-driven actuators, the spring return type actuator has an advantage in that it can be stably driven as compared with the battery type actuator in which the emergency operation is performed by the emergency battery because the valve is opened by the mechanical elements by the emergency operation Is preferred.
이러한 스프링 리턴 타입 액추에이터에 관한 종래기술의 일예로, 본 출원인에 의해 선출원 및 등록된 대한민국 등록특허 제10-1130983호의 "하나의 유성기어체를 이용한 스프링리턴밸브 액추에이터"가 있다.As an example of the prior art relating to such a spring return type actuator, there is a " spring return valve actuator using one planetary gear unit ", which was filed by the present applicant and is registered in Korean Patent Registration No. 10-1130983.
상기 종래기술은 하나의 유성기어체를 이용한 스프링 리턴타입 액추에이터로, 종래 2개의 유성기어를 길이방향으로 이어지게 설치하는 구조를 개선하여 하나의 유성기어체를 이용함으로써 전체적인 액추에이터 사이즈가 감소되고 원가 절감이 이뤄지도록 하는 장점이 있었다.The conventional art is a spring return type actuator using one planetary gear unit. In the past, two planetary gears have been conventionally installed in a longitudinal direction so that a single planetary gear unit is used, thereby reducing overall actuator size and cost reduction. .
그러나 상기 종래기술은 전원 공급 상태에서 링기어를 회전 잠금하고, 전원 차단 상태에서 링기어의 회전 잠금 해제가 이뤄지도록 하기 위해 전자브레이크를 사용하므로, 높은 토크를 갖는 링기어의 회전 잠금을 위해서 고가의 고사양(예, 큰 사이즈)의 전자브레이크 사용이 요구되는 바 액추에이터의 사이즈 및 제작 비용을 감소시키는데 한계가 있었다.However, the above-mentioned prior art uses an electromagnetic brake for rotationally locking the ring gear in the power supply state and for releasing the rotational unlocking state of the ring gear in the power-off state, so that, for the rotation locking of the ring gear having a high torque, There has been a limit in reducing the size and manufacturing cost of the actuator, which is required to use a high-grade (e.g., large size) electromagnetic brake.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 유성기어체 및 릴스프링을 구비하여 전원 오프시 회동축의 자동적인 복원 회전이 이뤄지도록 하되, 솔레노이드를 이용하여 전원 온/오프에 따라 링크 부재의 회동에 따른 위치가 변경되어 전원 오프시 링기어의 회전 잠금이 이뤄지도록 함으로써 적은 부피를 차지하면서도 안정적인 복원 회전이 가능한 스프링 리턴 타입 액추에이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a planetary gear device and a reel spring, which are capable of automatically restoring rotation of a rotating shaft when power is turned off, And it is an object of the present invention to provide a spring return type actuator capable of stable restoration rotation while occupying a small volume by rotating the ring gear when the power is turned off.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 케이싱 일측에 설치되며, 구동 기어가 회전 축에 동축 상으로 결합된 모터; 구동 기어 트레인을 통해 상기 구동 기어와 구동 연결되는 선기어와, 상기 선기어 외측에 구비되어 기어 결합되는 유성기어와, 상기 유성기어가 상기 선기어를 중심으로 공전시에 자전이 이뤄지도록 결합되는 캐리어와, 상기 유성기어 외측에 구비되어 기어 결합되는 링기어를 포함하는 유성기어체; 상기 캐리어와 일체로 회동되어 상기 모터의 구동력을 출력 측으로 전달하도록 구성된 회동축; 상기 회동축의 외주면 일측에 설치되며, 상기 모터의 구동력을 탄성 복원력으로 변환하여 저장하고 모터의 전원 오프 시에 상기 회동축의 복원 회전이 가능하도록 상기 탄성 복원력을 제공하도록 구성된 릴스프링; 상기 케이싱의 타측에 설치되는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드와 연결되어 솔레노이드의 전원 온 상태에서 제1 위치를 유지하며 전원 오프 상태에서 스프링에 의해 제2 위치로 회동되도록 구성된 링크 부재와, 상기 링크 부재의 링크 축의 타측에 설치된 걸림 부재와 걸림 또는 해제 상태를 이루는 걸림 기어와, 상기 걸림 기어와 잠금 기어 트레인을 통해 구동 연결되어 상기 링크 부재의 제1 위치 시에 상기 링기어의 외면에 잠금 체결되며 제2 위치 시에 잠금 해제되도록 구성된 잠금 기어를 포함하는 회전 잠금 수단;을 포함하여 구성된 스프링 리턴 타입 액추에이터가 개시된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a motor comprising: a motor installed at one side of a casing and coaxially coupled to a rotation shaft of a drive shaft; A sun gear coupled to the drive gear through a drive gear train, a planetary gear mounted outside the sun gear, a carrier coupled to the planetary gear so that the planetary gear rotates when revolving around the sun gear, A planetary gear body including a ring gear provided outside the planetary gear and gear-coupled; A pivot shaft configured to rotate integrally with the carrier and to transmit a driving force of the motor to an output side; A reel spring installed on one side of the outer circumferential surface of the rotating shaft to convert the driving force of the motor into an elastic restoring force and to provide the elastic restoring force so that the rotating shaft can be restored and rotated when the motor is powered off; A link member connected to the solenoid and configured to rotate in a power-off state to a second position by a spring while maintaining a first position in a power-on state of the solenoid; A lock gear engaged with the engaging member provided on the other side of the shaft and driven by the engaging gear and the lock gear train to be locked with the outer surface of the ring gear at the first position of the link member, And a rotation locking means including a lock gear configured to be unlocked at the time of unlocking the spring return type actuator.
바람직하게, 상기 액추에이터는 링기어의 외측에 기어 결합이 가능하도록 설치되며, 레버에 의해 회동하는 편심캠과 일단에서 연동하여 상기 링기어의 외측에 분리 또는 결합 상태를 이루도록 구성된 가변웜축; 및 상기 가변웜축에 동축 상으로 결합되며, 상기 링기어의 외측에 결합 상태를 이룬 상기 가변웜축을 통해 링기어에 수동 회전력을 전달하는 수동 핸들;을 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. Preferably, the actuator includes a variable worm shaft installed to be able to engage with the outer side of the ring gear, a variable worm shaft interlocked with the eccentric cam rotated by the lever, and configured to be separated or engaged with the outer side of the ring gear; And a manual handle coupled coaxially to the variable worm shaft and transmitting a manual rotational force to the ring gear via the variable worm shaft having an engaged state outside the ring gear.
바람직하게, 상기 회전 잠금 수단은, 상기 케이싱 내측에 구비된 상부 프레임의 상측면에 설치된 솔레노이드와, 상기 상부 프레임을 관통하여 설치된 링크 축을 중심으로 회동 가능하도록 설치되며, 일측이 상기 솔레노이드의 구동축에 의해 제1 위치로 회동이 이뤄지도록 연결되고 타측이 상기 상부 프레임에 고정된 상기 스프링에 의해 상기 제1 위치로의 회동과 반대 방향인 제2 위치로 회동이 이뤄지도록 연결된 링크 부재와, 상기 링크 축의 타측에 설치된 걸림 부재와 상기 제1 위치 시에 상호 걸림 상태를 이루고 제2 위치 시에 상호 해제 상태를 이루는 걸림 기어와, 상기 링기어의 외면에 기어 결합되며, 상기 걸림 기어와 잠금 기어 트레인을 통해 구동 연결되어 상기 제1 위치 시에 상기 링기어의 외면에 잠금 체결되며 제2 위치 시에 잠금 해제되도록 구성된 잠금 기어를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the rotation locking means includes a solenoid provided on the upper side of the upper frame provided inside the casing, and a solenoid provided on the upper side of the casing so as to be rotatable around a link shaft extending through the upper frame, A link member connected to be pivoted to the first position and pivoted to the second position opposite to the pivotal movement to the first position by the spring fixed to the upper frame; And a lock gear which is engaged with an outer surface of the ring gear and which is engaged with the engaging gear and the lock gear train And is locked to the outer surface of the ring gear at the first position and unlocked at the second position And a lock gear configured to be locked.
바람직하게, 상기 걸림 기어는 래치(ratchet) 기어로 이뤄지며, 상기 걸림 부재는 걸림 기어의 래치 사이에 삽입 또는 인출되는 걸림 돌기를 구비한 것을 특징으로 한다.Preferably, the engaging gear is a ratchet gear, and the engaging member is provided with a latching protrusion inserted or drawn out between the latches of the engaging gear.
이와 같은 본 발명은, 전원 오프시 회동축의 복원 회전을 위한 구성 요소가 차지하는 부피(사이즈)가 작고, 저가의 저사양의 전자 제어 요소(솔레노이드)로 구성이 가능한 스프링 리턴 타입 액추에이터를 제공하는 장점이 있다. It is an advantage of the present invention to provide a spring return type actuator having a small volume occupied by components for restoring rotation of a rotary shaft when the power is off and being constructed of an electronic control element (solenoid) have.
특히, 본 발명은 링기어의 회전 잠금을 위해 전기적 요소 사용을 최소화하고 기계적 요소로 걸림 동작이 이뤄지도록 함으로써, 내구성이 뛰어난 스프링 리턴 타입 액추에이터를 제공하는 장점이 있다.Particularly, the present invention has an advantage of providing a durable spring return type actuator by minimizing the use of electric elements for rotation locking of the ring gear and by engaging with a mechanical element.
또한 본 발명은 전원 오프 상태에서 수동으로 액추에이터를 작동시킬 수 있다는 장점이 있다.The present invention also has the advantage that the actuator can be operated manually in the power off state.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱을 생략한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임을 생략한 일부 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임을 생략한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임을 생략한 배면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱을 생략한 평면 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임을 생략한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임을 생략한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임이 결합된 상태의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터의 수동 핸들측이 링기어와 구동 연결 해제된 상태의 일부 사시도이다.
도 11은 도 10의 수평 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터의 수동 핸들측이 링기어와 구동 연결된 상태의 일부 사시도이다.
도 13은 도 12의 수평 단면도이다.1 is a perspective view of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, in which a casing is omitted.
2 is a partially exploded perspective view of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, in which a casing and an upper frame are omitted.
3 is a front view of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, in which a casing and an upper frame are omitted.
4 is a rear view of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention in which a casing and an upper frame are omitted.
5 and 6 are schematic plan views of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, in which a casing is omitted.
7 is a cross-sectional view of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, in which a casing and an upper frame are omitted.
8 is a perspective view of a spring return type actuator according to another embodiment of the present invention, in which a casing and an upper frame are omitted.
9 is a cross-sectional view of a spring return type actuator according to another embodiment of the present invention in which a casing and an upper frame are coupled.
10 is a partial perspective view of the spring return type actuator according to another embodiment of the present invention in which the manual handle side is disengaged from the ring gear.
11 is a horizontal sectional view of Fig.
12 is a partial perspective view of the spring return type actuator according to another embodiment of the present invention in a state in which the manual handle side is drivingly connected to the ring gear.
13 is a horizontal sectional view of Fig.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.The present invention may be embodied in many other forms without departing from its spirit or essential characteristics. Accordingly, the embodiments of the present invention are to be considered in all respects as merely illustrative and not restrictive.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may be present in between.
본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. The singular expressions used in the present application include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms " comprises ", " comprising ", " having ", and the like, are used to denote that there is an element described in the specification or a combination thereof, It is not excluded in advance.
본 발명의 설명에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱을 생략한 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임을 생략한 일부 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임을 생략한 정면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임을 생략한 배면도, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임을 생략한 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially exploded perspective view of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, 3 is a front view of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, in which a casing and an upper frame are omitted, FIG. 4 is a rear view of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, And FIG. 7 is a cross-sectional view of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, in which a casing and an upper frame are omitted.
본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터는 모터(15)의 구동에 의한 스프링 리턴 타입 액추에이터이며, 모터(15)에 의해 구동되는 선기어(31)를 포함한 유성기어체(30), 모터(15)의 구동력을 전달하는 회동축(41), 상기 회동축(41)의 외주면 일측에 설치되어 모터(15)의 구동력을 저장하는 릴스프링(태엽 스프링, 55) 및 전원의 온/오프 상태 변화에 따라 유성기어체(30)의 구동 상태를 변화시키는 회전 잠금 수단(60)을 포함하여 이뤄진다.The spring return type actuator according to an embodiment of the present invention is a spring return type actuator driven by a
상기 스프링 리턴 타입 액추에이터는, 일예로, 회동축(41)의 회전에 의해 밸브를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된 스프링 리턴 밸브 액추에이터일 수 있다.The spring return type actuator may be, for example, a spring return valve actuator configured to open or close the valve by rotation of the
이하, 본 발명의 설명의 이해를 돕기 위해 스프링 리턴 밸브 액추에이터의 동작을 기준으로 설명하며, 상기 모터(15)의 구동에 의한 회동축(41)의 회전 방향은 밸브를 개방하는 방향 또는 밸브를 폐쇄하는 방향으로 구분하여 설명한다. In order to facilitate understanding of the present invention, the operation of the spring return valve actuator will be described below. The direction of rotation of the
상기 모터(15)는 케이싱(1, 도 9 참조) 일측에 설치되며, 구동 기어(12)가 회전 축(11)에 동축 상으로 결합된다.The
상기 유성기어체(30)는 구동 기어 트레인(13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f) 및 종동 기어(14)를 통해 상기 구동 기어(12)와 구동 연결되는 선기어(31)와, 상기 선기어(31) 외측에 구비되어 기어 결합되는 유성기어(33)와, 상기 유성기어(33)가 상기 선기어(31)를 중심으로 공전시에 자전이 이뤄지도록 결합되는 캐리어(34)와, 상기 유성기어(33) 외측에 구비되어 기어 결합되는 링기어(35)를 포함한다.The
예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전원 온 상태에서 액추에이터의 구동시 상기 모터 회전 축(11)이 모터(15)에 의해 회전되면서 상기 구동 기어(12)를 회전시키고, 상기 구동 기어(12)는 다수의 기어(13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f)가 순차적으로 기어 결합(및/또는 동일 축상 결합)되는 구동 기어 트레인(13)을 통해 종동 기어(14)로 구동력을 전달한다.For example, as shown in FIGS. 3 and 4, when the actuator is driven in a power-on state, the
상기 종동 기어(14)는 동축 상으로 결합된 선기어(31)로 구동력을 전달하며, 선기어(31)의 회전이 이뤄진다.The driven
이때, 상기 링기어(35)는 회전 잠금 수단(60)에 의해 회전 잠금 상태를 유지하며, 상기 선기어(31)의 회전이 유성기어(33)를 통해 캐리어(34)로 전달되어, 상기 링기어(35) 내측의 캐리어(34)가 상기 선기어(31)와 동일한 방향으로 회전한다.At this time, the
상기 캐리어(34)의 회전에 의해 상기 회동축(41)의 회전이 이뤄진다.The rotation of the
상기 회동축(41)은 상기 모터(15)의 구동력을 출력 측으로 전달하도록 구성되며, 일예로, 상기 캐리어(34)와 일체로 형성되어 상기 캐리어(34)와 함께 일체로 회동된다.The
상기 회동축(41)의 회전 방향이 밸브 폐쇄 방향인 경우, 상기 모터(15)의 구동력을 저장하는 릴스프링(55)은 상기 회동축(41)이 회전할 때 동일 방향으로 일부 회전하면서 감김이 이뤄진다. 이러한 릴스프링(55)의 감김에 의해 상기 모터(15)의 구동력이 탄성 복원력으로 변환하여 저장되며, 밸브 폐쇄 상태에서 릴스프링(55)의 감김 상태가 유지된다.When the rotation direction of the
상기 탄성 복원력은 정전이나 화재 등에 의한 모터(15)의 전원 오프 시에 상기 회동축(41)의 복원 회전이 가능하도록 하기 위한 것으로, 전원 오프시 상기 링기어(35)의 회전 잠금 상태가 해제되면 상기 릴스프링(55)에 저장된 탄성 복원력이 상기 회동축(41)에 제공되어 상기 회동축(41)을 역방향으로 회전시킴으로써 액추에이터의 밸브 비상 개방 상태가 이뤄지게 된다.The elastic restoring force is for restoring rotation of the
일예로, 상기 회동축(41)의 중앙측 상단에는 회전 인식축(38)이 결합되며, 상기 회전 인식축(38)의 상단부에는 회전상태 표시판(39)이 구비된다.For example, a
상기 회전상태 표시판(39)은 밸브의 개방 또는 폐쇄 상태를 나타내는 것으로, 상기 회동축(41)의 회동시 상기 회동축(41) 및 회전 인식축(38)과 함께 동일한 방향으로 회전하도록 구성된다.The rotation
상기 회전 상태 표시판(39)으로 인해 모터(15)의 구동 상태는 물론, 전원 오프 시 밸브가 개방 또는 폐쇄 상태 중 어느 위치에 있는지를 용이하게 확인할 수 있으며(도 5 및 도 6 참조), 상기 케이싱(1) 상단에는 상기 회전상태 표시판(39)을 외부에서 확인할 수 있는 투명창(2, 도 8 참조)이 형성될 수 있다.It is possible to easily determine whether the
일예로, 상기 회동축(41)의 하부에는 상기 회동축(41)의 회전 각도를 일정 범위로 제한하는 스토퍼(52, 도 8 및 도 9 참조)가 구비된다.For example, a stopper 52 (see FIGS. 8 and 9) for restricting the rotation angle of the
예를 들어, 상기 스토퍼(52)는 상기 회동축(41)과 결합되어 회동축(41)의 회전시 동일한 방향으로 함께 회전되며, 케이싱(1) 일측 상기 스토퍼(52)와 대응되는 위치에 형성된 고정볼트(6)에 의해 회전이 제한되어 설정된 각도 범위 내에서만 회동축(41)의 회전이 이뤄져, 정확한 밸브 개방 또는 폐쇄가 이뤄지도록 한다.For example, the
미설명 부호 84는 상기 구동 기어(12) 및 액추에이터 구동을 위한 다수의 기어로 이뤄진 구동 기어 트레인을 하부에서 지지하는 지지 프레임(84)이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱을 생략한 평면 모식도이다.5 and 6 are schematic plan views of a spring return type actuator according to an embodiment of the present invention, in which a casing is omitted.
도 5는 전원 온 시 회전 잠금 수단(60)의 동작을 설명하기 위한 모식도이며, 도 6은 전원 오프 시 회전 잠금 수단(60)의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.FIG. 5 is a schematic view for explaining the operation of the rotation locking means 60 when the power is turned on, and FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the rotation locking means 60 when the power is off.
전원의 온/오프 상태 변화에 따른 유성기어체(30)의 구동 상태 변화는 상기 링기어(35)의 회전 잠금 및 잠금 해제에 따른 캐리어(34)의 회전 여부, 회전 방향 변화로 이해될 수 있으며, 상기 회전 잠금 수단(60)에 의해 상기 링기어(35)의 회전 잠금 및 잠금 해제가 이뤄진다.The change in the driving state of the planetary gear set 30 due to the change of the on / off state of the power supply can be understood as a change in rotation direction or rotation direction of the
일예로, 상기 회전 잠금 수단(60)은 상기 케이싱(1)의 타측에 설치되는 솔레노이드(62)와, 상기 솔레노이드(62)와 연결되어 솔레노이드(62)의 전원 온 상태에서 제1 위치를 유지하며 전원 오프 상태에서 스프링(65)에 의해 제2 위치로 회동되도록 구성된 링크 부재(64)와, 상기 링크 부재(64)의 링크 축의 타측에 설치된 걸림 부재(67)와 걸림 또는 해제 상태를 이루는 걸림 기어(68a)와, 상기 걸림 기어(68a)와 잠금 기어 트레인(69a, 69b)을 통해 구동 연결되어 상기 링크 부재(64)의 제1 위치 시에 상기 링기어(35)의 외면에 잠금 체결되며 제2 위치 시에 잠금 해제되도록 구성된 잠금 기어(68b)를 포함한다.For example, the rotation locking means 60 includes a
상기 솔레노이드(62)는 상기 케이싱(1) 내측에 구비된 상부 프레임(82)의 상측면에 설치된다.The
일예로, 상기 솔레노이드(62)는 전원 공급(전원 온)시 자기장에 의해 구동축(62a)을 일측(예, 솔레노이드 본체 측)으로 당기도록 구성되며, 전원 차단(전원 오프)시 구동축(62a)을 당기는 힘이 해제되도록 구성된다.For example, the
상기 링크 부재(64)는 상기 상부 프레임(82)을 관통하여 설치된 링크 축(66)을 중심으로 회동 가능하도록 설치된다.The
상기 링크 부재(64)는 일측이 상기 솔레노이드(62)의 구동축(62a)과 연결부재(63)에 의해 연결되며, 타측이 상기 상부 프레임(82)에 고정된 스프링(65)에 의해 연결된다. 상기 스프링(65)은 공지의 코일 스프링으로 이해될 수 있다.One side of the
이때, 상기 링크 부재(64)는 상기 솔레노이드(62)의 구동축(62a)에 의해 제1 위치로 회동이 이뤄지도록 연결되고, 상기 스프링(65)에 의해 상기 제1 위치로의 회동과 반대 방향인 제2 위치로 회동이 이뤄지도록 연결된다.At this time, the
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 전원 온 상태에서 상기 솔레노이드(62)에 전원이 공급되면 상기 구동축(62a)이 일측 방향(예, 솔레노이드 측)으로 당겨지면서 상기 링크 부재(64)가 제1 위치로 회동되며, 상기 당기는 힘에 의해 링크 부재(64)의 타측에 연결된 스프링(65)이 늘어나게 된다.5, when power is supplied to the
도 6에 도시된 바와 같이, 전원 오프 상태가 되면, 상기 솔레노이드(62)에 전원 공급이 차단되고, 상기 구동축(62a)을 솔레노이드(62) 측으로 당기는 힘이 제거되며, 상기 링크 부재(64)는 상기 스프링(65)이 원상태로 줄어들려는 탄성력에 의해 타측 방향(예, 스프링 측)으로 당겨져 제2 위치로 회동된다.6, the power supply to the
상기 걸림 기어(68a)는 상기 링크 축의 타측에 설치된 걸림 부재(67)와 상기 제1 위치 시에 상호 걸림 상태를 이루고 제2 위치 시에 상호 해제 상태를 이룬다.The
일예로, 상기 걸림 기어(68a)는 래치(ratchet) 기어로 이뤄지며, 상기 걸림 부재(67)는 걸림 기어(68a)의 래치 사이에 삽입 또는 인출되는 걸림 돌기(67a)를 구비한다.For example, the
이 경우, 상기 걸림 부재(67) 및 걸림 돌기(67a)는 공지의 멈춤쇠 형태를 갖는 것으로 이해될 수 있다.In this case, it can be understood that the latching
상기 걸림 기어(68a)가 래치 기어로 이뤄지므로, 상기 걸림 돌기(67a)와 걸림 기어(68a)의 중심 거리가 정확히 일치하지 않은 경우에도 걸림 기어(68a)에 걸림 돌기(67a)가 용이하게 결합될 수 있다.The engaging
따라서, 전원 오프 상태에서 전원 온 상태로 변경시 상기 걸림 돌기(67a)가 걸림 기어(68a)에 용이하게 삽입되어 걸림이 이뤄질 수 있으며, 정확하고 유격을 최소화한 회전 잠금이 가능하게 된다.Accordingly, when the power supply is turned off, the latching
상기 잠금 기어(68b)는 상기 링기어(35)의 외면에 기어 결합된다.The
상기 잠금 기어(68b)는 상기 걸림 기어와 잠금 기어 트레인(69a, 69b)을 통해 구동 연결되어 상기 제1 위치 시에 상기 링기어(35)의 외면에 잠금 체결되며 제2 위치 시에 잠금 해제되도록 구성된다.The
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 전원 온 상태에서 상기 링크 부재(64)가 제1 위치로 회동되면, 상기 걸림 돌기(67a)가 걸림 기어(68a)에 삽입되며, 상기 걸림 기어(68a)의 회전 잠금이 이뤄진다. 5, when the
이때, 상기 걸림 기어(68a)와 기어 결합(및/또는 동일 축상 결합)되는 잠금 기어 트레인(69a, 69b)을 통해 구동 연결된 잠금 기어(68b) 및 상기 잠금 기어(68b)와 기어 결합된 링기어(35)가 잠금 체결되며, 링기어(35)의 회전 잠금 상태가 이뤄진다.At this time, a
도 6에 도시된 바와 같이, 전원 오프 상태가 되면, 상기 링크 부재(64)는 제2 위치로 회동되고, 상기 걸림 돌기(67a)가 걸림 기어(68a)로부터 인출되며, 상기 걸림 기어(68a)의 회전 잠금 해제가 이뤄진다.6, when the power supply is turned off, the
이때, 상기 걸림 기어(68a)와 기어 결합(및/또는 동일 축상 결합)되는 잠금 기어 트레인(69a, 69b)을 통해 구동 연결된 잠금 기어(68b)가 회전이 가능한 상태가 되어, 상기 잠금 기어(68b)와 기어 결합된 링기어(35)가 잠금 해제되고, 링기어(35)의 회전 잠금 상태가 해제됨에 따라 링기어(35)의 회전이 가능하게 되며, 상기 릴스프링(55)에 의한 탄성 복원 및 후술하는 수동 핸들(77)에 의한 회동축(41)의 수동 회동에 따른 밸브의 개방 또는 폐쇄가 이뤄질 수 있다.At this time, the
미설명 부호 61은 상기 솔레노이드(62)에 전원을 공급하는 전원 공급부로 이해될 수 있으며, 공지의 전원 공급 수단이 이용될 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임을 생략한 사시도, 도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터에서 케이싱 및 상부 프레임이 결합된 상태의 단면도이다.FIG. 8 is a perspective view of a spring return type actuator according to another embodiment of the present invention, in which a casing and an upper frame are omitted; FIG. 9 is a perspective view of a spring return type actuator according to another embodiment of the present invention, Fig.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터의 수동 핸들측이 링기어와 구동 연결 해제된 상태의 일부 사시도, 도 11은 도 10의 수평 단면도이며, 도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터의 수동 핸들측이 링기어와 구동 연결된 상태의 일부 사시도, 도 13은 도 12의 수평 단면도이다.FIG. 10 is a partial perspective view of the spring return type actuator according to another embodiment of the present invention in a state in which the manual handle side is disengaged from the ring gear, FIG. 11 is a horizontal sectional view of FIG. FIG. 13 is a horizontal sectional view of FIG. 12; FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the spring return type actuator according to another embodiment in a state in which the manual handle side is drive-
본 발명의 또다른 실시예에 따른 스프링 리턴 타입 액추에이터는, 수동 핸들(77)을 구비하여, 전원 오프 상태에서 수동으로 액추에이터의 회동축(41)을 회동시킬 수 있도록 구성된다.The spring return type actuator according to another embodiment of the present invention is provided with a
이를 위해, 상기 스프링 리턴 타입 액추에이터는 가변웜축(70) 및 상기 가변웜축(70)에 동축 상으로 결합된 수동 핸들(77)을 더욱 포함하여 구성된다.To this end, the spring return type actuator further comprises a
일예로, 상기 수동 핸들(77)은 가변웜축(70)에 힌지핀(75)으로 링크된다.For example, the
일예로, 상기 가변웜축(70)은, 상기 링기어(35)의 외측에 기어 결합이 가능하도록 설치되며, 레버(71)에 의해 회동하는 편심캠(73)과 일단에서 연동하여 상기 링기어의 외측에 분리 또는 결합 상태를 이루도록 구성된다.For example, the
상기 가변웜축(70)과 편심캠(73)은 종동바(74)를 통해 상호 결합되며, 편심캠(73)의 편심축(73-1)은 종동바(74)에 부가된 종동바 작동슬릿(74-1)을 따라 결합 및 분리가 이뤄지도록 구성된다.The eccentric shaft 73-1 of the
일예로, 상기 케이싱(1)의 내측에는 상기 종동바(74)가 이동 가능한 공간이 형성되도록 하는 종동바 제한벽(1-1)이 더 구비된다.For example, a movable bar limiting wall (1-1) is formed inside the casing (1) so that a space through which the driven bar (74) can be moved is formed.
일예로, 상기 수동 핸들(77)은, 상기 링기어(35)의 외측에 결합 상태를 이룬 상기 가변웜축(70)을 통해 링기어(35)에 수동 회전력을 전달한다.For example, the
예를 들어, 전원 오프 상태에서, 수동 핸들(77)을 이용하여 회동축(41)을 회동시키기 위해서, 도 12에 도시된 바와 같이, 레버(71)를 시계방향으로 회동시키면 상기 레버(71)와 일체 형성된 편심캠(73)이 편심 회전하면서 가변웜축(70)이 링기어(35)의 외면과 기어 결합하게 된다.12, when the
상술하면, 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 편심캠(73)의 편심 회동에 의해 편심축(73-1)이 작동슬릿(74-1) 통해 종동바(74)를 도면상 하측 방향으로 당기게 되며, 상기 종동바(74)가 이동하면서 종동바(74)와 연결된 가변웜축(70)이 링기어(35) 측으로 이동하여 링기어(35) 외면에 기어 결합이 이뤄진다. 11 and 13, by the eccentric rotation of the
이 상태에서 상기 수동 핸들(77)을 회전시키면 회전 방향에 따라 링기어(35)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 되며, 상기 캐리어(34)가 링기어(35)의 회전 방향으로 회전하게 된다.In this state, when the
상기 캐리어(34)의 회전에 의해 상기 캐리어(41)와 일체로 회동되는 회동축(41)이 캐리어(34)와 동일 방향으로 회전하게 되며, 상기 회동축(41)의 회전 방향에 따라 릴스프링(55)이 감겨져 탄성 복원력을 저장하면서 회전하거나 릴스프링(55)이 풀려지면서 회전하는 동작이 이뤄진다.The
전원 온 상태에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 레버(71)를 반시계 방향으로 회동시켜 상기 레버(71)와 일체 형성된 편심캠(73)이 편심 회전하면서 상기 가변웜축(70)이 링기어(35)의 외면과 분리되도록 함으로써 수동 핸들(77)의 구동력이 링기어(35)에 전달되지 않도록 하는 것이 바람직하다.10, the
미설명 부호 36은 상기 캐리어(34)가 유성기어(33)의 상하로 분리 형성될 때 이를 상호 결합하면서 상기 유성기어(33)의 회전이 이뤄지도록 하는 체결볼트이며, 미설명 부호 37은 회동축(41) 중앙에 형성된 수직통공으로 상기 회전 인식축(38)이 상기 수직통공(37)에 구비된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many other obvious modifications can be made therein without departing from the scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention should be interpreted by the appended claims to cover many such variations.
1: 케이싱
2: 투명창
6: 고정볼트
11: 모터 회전 축
12: 구동 기어
13, 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f: 구동 기어 트레인
14: 종동 기어
15: 모터
30: 유성기어체
31: 선기어
33: 유성기어
34: 캐리어
35: 링기어
38: 회전 인식축
39: 회전상태 표시판
41: 회동축
52: 스토퍼
55: 릴스프링
60: 회전 잠금 수단
62: 솔레노이드
62a: 구동축
63: 연결부재
64: 링크 부재
65: 스프링
66: 링크 축
67: 걸림 부재
67a: 걸림 돌기
68a: 걸림 기어
68b: 잠금 기어
69a, 69b: 잠금 기어 트레인
70: 가변웜축
71: 레버
73: 편심캠
77: 수동 핸들
82: 상부 프레임
84: 지지 프레임1: casing 2: transparent window
6: Fixing bolt 11: Motor rotation axis
12: drive gear
13, 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f: drive gear train
14: driven gear 15: motor
30: planetary gear body 31: sun gear
33: planetary gear 34: carrier
35: ring gear 38: rotation recognition axis
39: rotation state indicating plate 41:
52: stopper 55: reel spring
60: rotation locking means
62:
63: connecting member 64: link member
65: spring 66: link shaft
67: engaging
68a:
69a, 69b: Lock gear train
70: Variable worm shaft 71: Lever
73: eccentric cam 77: manual handle
82: upper frame 84: support frame
Claims (4)
구동 기어 트레인을 통해 상기 구동 기어와 구동 연결되는 선기어와, 상기 선기어 외측에 구비되어 기어 결합되는 유성기어와, 상기 유성기어가 상기 선기어를 중심으로 공전시에 자전이 이뤄지도록 결합되는 캐리어와, 상기 유성기어 외측에 구비되어 기어 결합되는 링기어를 포함하는 유성기어체;
상기 캐리어와 일체로 회동되어 상기 모터의 구동력을 출력 측으로 전달하도록 구성된 회동축;
상기 회동축의 외주면 일측에 설치되며, 상기 모터의 구동력을 탄성 복원력으로 변환하여 저장하고 모터의 전원 오프 시에 상기 회동축의 복원 회전이 가능하도록 상기 탄성 복원력을 제공하도록 구성된 릴스프링;
상기 케이싱의 타측에 설치되는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드와 연결되어 솔레노이드의 전원 온 상태에서 제1 위치를 유지하며 전원 오프 상태에서 스프링에 의해 제2 위치로 회동되도록 구성된 링크 부재와, 상기 링크 부재의 링크 축의 타측에 설치된 걸림 부재와 걸림 또는 해제 상태를 이루는 걸림 기어와, 상기 걸림 기어와 잠금 기어 트레인을 통해 구동 연결되어 상기 링크 부재의 제1 위치 시에 상기 링기어의 외면에 잠금 체결되며 제2 위치 시에 잠금 해제되도록 구성된 잠금 기어를 포함하는 회전 잠금 수단;을 포함하여 구성된 스프링 리턴 타입 액추에이터.
A motor installed at one side of the casing, the driving gear being coaxially coupled to the rotating shaft;
A sun gear coupled to the drive gear through a drive gear train, a planetary gear mounted outside the sun gear, a carrier coupled to the planetary gear so that the planetary gear rotates when revolving around the sun gear, A planetary gear body including a ring gear provided outside the planetary gear and gear-coupled;
A pivot shaft configured to rotate integrally with the carrier and to transmit a driving force of the motor to an output side;
A reel spring installed on one side of the outer circumferential surface of the rotating shaft to convert the driving force of the motor into an elastic restoring force and to provide the elastic restoring force so that the rotating shaft can be restored and rotated when the motor is powered off;
A link member connected to the solenoid and configured to rotate in a power-off state to a second position by a spring while maintaining a first position in a power-on state of the solenoid; A lock gear engaged with the engaging member provided on the other side of the shaft and driven by the engaging gear and the lock gear train to be locked with the outer surface of the ring gear at the first position of the link member, And a rotation lock means including a lock gear configured to be unlocked at the time of unlocking the spring return type actuator.
상기 링기어의 외측에 기어 결합이 가능하도록 설치되며, 레버에 의해 회동하는 편심캠과 일단에서 연동하여 상기 링기어의 외측에 분리 또는 결합 상태를 이루도록 구성된 가변웜축; 및
상기 가변웜축에 동축 상으로 결합되며, 상기 링기어의 외측에 결합 상태를 이룬 상기 가변웜축을 통해 링기어에 수동 회전력을 전달하는 수동 핸들;을 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스프링 리턴 타입 액추에이터.
The method according to claim 1,
A variable worm shaft installed on the outer side of the ring gear so as to be able to be engaged with the gear and configured to be separated or connected to the outside of the ring gear by interlocking with the eccentric cam rotated by the lever; And
And a manual handle coupled coaxially to the variable worm shaft and transmitting a manual rotational force to the ring gear via the variable worm shaft having an engaged state outside the ring gear.
상기 회전 잠금 수단은,
상기 케이싱 내측에 구비된 상부 프레임의 상측면에 설치된 솔레노이드와,
상기 상부 프레임을 관통하여 설치된 링크 축을 중심으로 회동 가능하도록 설치되며, 일측이 상기 솔레노이드의 구동축에 의해 제1 위치로 회동이 이뤄지도록 연결되고 타측이 상기 상부 프레임에 고정된 상기 스프링에 의해 상기 제1 위치로의 회동과 반대 방향인 제2 위치로 회동이 이뤄지도록 연결된 링크 부재와,
상기 링크 축의 타측에 설치된 걸림 부재와 상기 제1 위치 시에 상호 걸림 상태를 이루고 제2 위치 시에 상호 해제 상태를 이루는 걸림 기어와,
상기 링기어의 외면에 기어 결합되며, 상기 걸림 기어와 잠금 기어 트레인을 통해 구동 연결되어 상기 제1 위치 시에 상기 링기어의 외면에 잠금 체결되며 제2 위치 시에 잠금 해제되도록 구성된 잠금 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 리턴 타입 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the rotation locking means comprises:
A solenoid provided on the upper side of the upper frame provided inside the casing,
And a second spring fixed to the upper frame to be rotatable about a link shaft installed through the upper frame, one side of which is connected to the first frame by the drive shaft of the solenoid to rotate to the first position, A link member connected to be pivoted to a second position opposite to the pivotal movement of the link member,
A retaining member provided on the other side of the link shaft and a retaining gear engaged with each other at the first position and releasing from each other at a second position,
And a lock gear that is gear-engaged with the outer surface of the ring gear and is configured to be unlocked at a second position when the lock gear is engaged with the outer surface of the ring gear at the first position, And the spring return type actuator.
상기 걸림 기어는 래치(ratchet) 기어로 이뤄지며, 상기 걸림 부재는 걸림 기어의 래치 사이에 삽입 또는 인출되는 걸림 돌기를 구비한 것을 특징으로 하는 스프링 리턴 타입 액추에이터.The method of claim 3,
Wherein the latching gear is a ratchet gear, and the latching member includes a latching protrusion inserted or withdrawn between the latches of the latching gear.
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2017
- 2017-05-10 KR KR1020170058168A patent/KR101987891B1/en active IP Right Grant
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