KR20200052489A - 댐퍼 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 댐퍼 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 댐퍼하우징의 내부에 별도의 충전부재가 설치되어 화재 또는 사고발생시 외부에서 공급되는 전기가 차단되더라도 충전부재에 의해 구동부재의 동작이 이루어질 수 있도록 함으로써 비상상황이 발생되더라도 화재로 인한 연기의 확산을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 추가적인 피해를 예방할 수 있도록 하는 댐퍼 액츄에이터에 관한 것이다.

Description

댐퍼 액츄에이터{Damper Actuator}
본 발명은 댐퍼 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 댐퍼하우징의 내부에 별도의 충전부재가 설치되어 화재 또는 사고발생시 외부에서 공급되는 전기가 차단되더라도 충전부재에 의해 구동부재의 동작이 이루어질 수 있도록 함으로써 비상상황이 발생되더라도 화재로 인한 연기의 확산을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 추가적인 피해를 예방할 수 있도록 하는 댐퍼 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 건물 또는 철도 차량 등에 적용되는 덕트의 풍량 제어 및 개폐의 용도로 다양한 댐퍼(풍량조절 댐퍼, 방화 댐퍼, 릴리프 댐퍼, 전동 댐퍼) 등이 사용되고 있는데, 각각의 댐퍼는 댐퍼 액츄에이터에 의해 구동된다.
이러한 댐퍼는 일반적으로 작업자가 진입하기 어려운 곳에 설치되기 때문에 댐퍼를 구동시키는 댐퍼 액츄에이터의 내구성이 매우 중요시된다.
이러한 댐퍼 액츄에이터의 일실시예로 대한민국 등록특허공보 10-1080692호에는 방화 댐퍼가 게재되어 있다.
상기 종래기술에서 댐퍼 액츄에이터는 복수의 블레이드 좌우로 분할형의 샤프트가 고정되며, 복수의 블레이드가 동일 방향으로 회전 개폐될 수 있도록 복수의 블레이드 중 하나의 샤프트에는 제1링크 및 댐퍼액츄에이터가 축연결되도록 구성되어 있다.
하지만, 상기 종래기술을 포함한 기존에 사용되던 일반적인 댐퍼 액츄에이터는 일반적인 동기모터를 사용하기 때문에 댐퍼를 구동하기 위한 힘을 얻기 위한 감속구조가 복잡하였으며, 복잡한 구조로 인해 고장이 자주 발생하는 문제점이 있다.
또한, 화재 또는 사고로 인한 비상상황시 외부에서 동기모터로 전달되는 전기에너지가 차단되면 댐퍼 액츄에이터의 작동이 정지되어 댐퍼의 작동이 불가능한 문제점이 있다.
1. 대한민국 등록특허공보 제10-1080692호(2011. 11. 08. 공고)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 댐퍼하우징의 내부에 별도의 충전부재를 설치하여 화재 또는 사고발생시 외부에서 공급되는 전기가 차단되더라도 충전부재에 의해 구동부재의 동작이 이루어질 수 있도록 하는 댐퍼 액츄에이터를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
하부면이 댐퍼어셈블리에 고정 설치되고, 상부면이 개방된 형태로 이루어지며, 내부에 설치공간이 구비된 댐퍼하우징과; 덮개 형태로 이루어져 상기 댐퍼하우징의 상부면에 결합되는 커버와; 상기 댐퍼하우징의 내부에 설치되어, 제어부의 제어신호에 따라 구동축을 회전시키는 구동부재와; 상기 구동부재의 구동축과 치차 결합되어 구동부재로부터 전달되는 회전력 및 토크를 조절하는 감속부와; 상기 감속부와 치차 결합되어 감속부의 회전력을 전달받아 정,역회전되고, 댐퍼어셈블리의 회동샤프트에 연결 설치되어 댐퍼를 열림 및 닫힘 동작시키는 댐퍼회전부; 및 상기 댐퍼하우징의 내부에 설치되어, 외부로부터의 전원공급이 중단되는 경우 상기 구동부재에 전기를 공급하여 작동시키는 충전부재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 댐퍼하우징과 커버에는 댐퍼회전부가 결합되는 제1,2장착홀이 각각 형성되고, 상기 댐퍼하우징과 커버의 각 모서리부 대응되는 위치에는 삽입돌기와, 상기 삽입돌기가 끼움 결합되는 삽입홈이 서로 엇갈리도록 번갈아 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동부재는 BLDC모터인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 감속부는 구동부재의 구동축과 댐퍼회전부의 사이에 연결 설치되는 제1 내지 제6스퍼기어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 댐퍼회전부는 내측으로 댐퍼어셈블리의 회동샤프트가 삽입 고정되는 중공 형상의 댐퍼회전축과, 상기 댐퍼회전축에 삽입 결합되어 제6스퍼기어에 연결 설치되는 회전동력전달기어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 댐퍼회전축의 양측 단부에는 복수 개의 절개부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제6스퍼기어의 상부에는 댐퍼회전부의 회전각도를 감지하는 각도센서가 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 충전부재는 외부로부터 공급되는 전기를 충전하는 슈퍼캐패시터로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 댐퍼하우징의 내부에 설치되는 피씨비플레이트와, 상기 피씨비플레이트의 하부에 설치되어 감속부를 회전 가능한 상태로 지지하는 기어고정플레이트 및 상기 기어고정플레이트의 상부에 고정 설치되어 구동부재를 지지하는 모터고정플레이트를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 댐퍼 액츄에이터의 내부에 별도의 충전부재가 설치되어 철도 차량의 전원 공급이 중단되더라도 추가적인 전원을 댐퍼 액츄에이터에 공급함으로써 댐퍼어셈블리의 개폐플레이트를 원위치로 복귀시킬 수 있고, 그에 따라 철도 차량의 전원 공급이 중단되는 비상상황이 발생되더라도 충전부재에 의해 구동부재에 전원이 공급되어 환기 시스템의 공기 순환이 차단됨으로써 화재로 인한 연기의 확산을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 추가적인 피해를 예방할 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 구동부재로 BLDC모터를 적용하여 기존의 동기모터가 적용된 댐퍼 액츄에이터에 비해 동작속도를 향상시키고, 소음 발생을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 감속부에 각도센서를 설치하여 실시간으로 댐퍼회전축을 감지함으로써 보다 정밀한 댐퍼 어셈블리의 제어 동작이 이루어질 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 댐퍼 액츄에이터가 댐퍼어셈블리에 장착된 상태를 나타낸 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 댐퍼 액츄에이터를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 저면 사시도.
도 4 및 도 5는 도 2에 나타낸 본 발명의 분리 사시도.
도 6은 도 2에 나타낸 본 발명 중 감속기어부의 구성을 나타낸 사시도.
도 7은 도 6에 나타낸 감속기어부의 구성을 나타낸 측면도.
도 8은 도 6에 나타낸 본 발병 중 감속기어부 및 댐퍼회전부의 구성을 나타낸 사시도.
도 9는 도 2에 나타낸 본 발명 중 커버를 세부적으로 나타낸 사시도.
이하, 본 발명에 따른 댐퍼 액츄에이터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 댐퍼 액츄에이터가 댐퍼어셈블리에 장착된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 댐퍼 액츄에이터를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 저면 사시도이고, 도 4 및 도 5는 도 2에 나타낸 본 발명의 분리 사시도이며, 도 6은 도 2에 나타낸 본 발명 중 감속기어부의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6에 나타낸 감속기어부의 구성을 나타낸 측면도이며, 도 8은 도 6에 나타낸 본 발병 중 감속기어부 및 댐퍼회전부의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 2에 나타낸 본 발명 중 커버를 세부적으로 나타낸 사시도이다.
본 발명은 댐퍼하우징의 내부에 별도의 충전부재가 설치되어 화재 또는 사고발생시 외부에서 공급되는 전기가 차단되더라도 충전부재에 의해 구동부재의 동작이 이루어질 수 있도록 하는 댐퍼 액츄에이터(10)에 관한 것으로, 본 발명에 따른 댐퍼 액츄에이터(10)는 댐퍼어셈블리(1)에 설치된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 댐퍼어셈블리(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 사각프레임으로 이루어지는 하우징(2)과, 직사각형 판재 형태로 이루어져, 상기 하우징(2)의 내부에 회동 가능하게 설치되어 공기의 흐름을 개방 및 폐쇄하는 복수 개의 개폐플레이트(3)와, 상기 개폐플레이트(3)의 중앙 양측에 각각 고정 설치되며, 상기 개폐플레이트(3)를 회전시키는 회동샤프트(4)를 포함하여 이루어지는데, 상기 댐퍼 액츄에이터(10)는 상기 회동샤프트(4)에 연결 설치되어 개폐플레이트(3)를 정,역 회전시킴으로써 상기 하우징(2)의 공기유로를 개방 및 폐쇄시키는 역할을 한다.
이러한 댐퍼 액츄에이터(10)와 댐퍼어셈블리(1)는 철도차량의 환기 설비에 다수 개가 구비되어, 철도차량의 실외에서 내부로 유입되는 공기를 조절하거나, 철도차량의 실내에서 외부로 배출되는 공기를 조절하는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 댐퍼 액츄에이터(10)와 상기 댐퍼어셈블리(1)는 철도차량의 냉난방 시스템과 연동되어 냉난방 시스템의 제어에 따라 동작이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 댐퍼 액츄에이터(10)는, 박스 형태로 이루어져, 하부면이 댐퍼어셈블리(1)에 결합되고, 상부면이 개방된 형태로 이루어지며, 내부에 다수의 부품이 설치되는 설치공간이 구비되는 댐퍼하우징(12)과, 상기 댐퍼하우징(12)의 상측에 설치되며, 덮개 형태로 이루어져, 상기 댐퍼하우징(12)의 개방부위를 폐쇄하는 커버(22)와, 상기 댐퍼하우징(12)의 내부에 설치되며, 제어부의 제어신호에 따라 전원이 인가되어 구동축을 회전시키는 구동부재(42)와, 상기 구동부재(42)의 구동축과 치차 결합되며, 복수개의 동력전달기어로 이루어져 상기 구동부재(42)에서 전달되는 회전력 및 토크를 조절하는 감속부(44)와, 상기 감속부(44)와 치차 결합되며, 상기 감속부(44)의 회전력을 전달받아 정,역회전되고, 내부에 댐퍼어셈블리(1)의 회동샤프트(4)가 고정 설치되어 댐퍼를 열림 및 닫힘 동작시키는 댐퍼회전부(60)와, 상기 댐퍼하우징(12)의 내부에 설치되며, 외부에서 공급되는 전기가 충전되고, 전원공급이 중단되는 경우 상기 구동부재(42)에 전기를 공급하여 상기 구동부재(42)를 작동시키는 충전부재(70)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 댐퍼하우징(12)은 상부면이 개방된 박스 형태로 이루어져, 내부에 다수의 부품이 설치되는 설치공간이 형성된 것으로, 제품의 외관을 형성하며, 외부의 충격으로 부터 내부에 설치된 부품들을 보호하는 역할을 한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 댐퍼하우징(12)의 하부면, 즉 댐퍼어셈블리(1)에 장착되는 면의 상측에는 제1장착홀(14)이 형성되는데, 상기 제1장착홀(14)은 그 내측으로 후술할 댐퍼회전축(62)이 관통 삽입되도록 하여 댐퍼어셈블리(1)의회동샤프트(4)가 댐퍼회전축(62)에 결합될 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
또한, 상기 댐퍼하우징(12)의 상측 테두리부(15)에는 삽입돌기(16)가 형성되는데, 상기 삽입돌기(16)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 댐퍼하우징(12)의 우측 상단과 좌측 하단에 각각 소정 높이 만큼 돌출 형성된다.
즉, 상기 삽입돌기(16)는 상기 댐퍼하우징(12)의 상측 테두리부(15)를 따라 상부 방향으로 돌출 형성되어, 후술할 커버(22)에 형성된 삽입홈(18)에 삽입 고정되는 것으로, 댐퍼하우징(12)에 커버(22)를 결합시키는 경우 커버(22)의 삽입홈(18) 내측으로 수용되어 댐퍼하우징(12)과 커버(22)의 고정력을 향상시키는 역할을 한다.
그리고, 상기 댐퍼하우징(12)의 상측 테두리부(15)에는 삽입홈(18)이 형성될 수도 있는데, 상기 삽입홈(18)은 댐퍼하우징(12)의 좌측 하단과 우측 상단에 각각 소정 깊이 만큼 함몰 형성된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 삽입홈(18)은 상기 댐퍼하우징(12)의 상측 테두리부(15)를 따라 하부 방향으로 함몰 형성되어, 커버(22)에 형성된 삽입돌기(16)가 삽입 고정될 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 전술한 삽입돌기(16)와 마찬가지로 댐퍼하우징(12)과 커버(22)의 고정력을 향상시키는 역할을 한다.
즉, 상기 댐퍼하우징(12)의 상단 테두리 네 모서리 부분과, 후술할 커버(22)의 가장자리 네 모서리 부분에는 삽입돌기(16)와 삽입홈(18)이 서로 대응되도록 형성되어 있는데, 댐퍼하우징(12)을 기준으로 할 경우 일측 상부에 삽입돌기(16)가 형성되면, 일측 하부 및 타측 상부에는 삽입홈(18)이 형성되고, 타측 하부에 삽입돌기(16)가 형성되어 있다.
따라서, 상기와 같이 삽입돌기(16)와 삽입홈(18)이 서로 엇갈리도록 번갈아 형성되어 있으므로, 댐퍼하우징(12)에 커버(22)를 조립하는 경우 커버(22)의 방향이 일치하는 경우에만 조립이 가능하고, 커버(22)의 방향이 일치하지 않는 경우에는 댐퍼하우징(12)의 삽입돌기(16)와 커버(22)의 삽입홈(18)이 서로 대응되지 않아 결합이 이루어지지 않도록 함으로써 커버(22)의 오조립을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 댐퍼하우징(12)의 상측 테두리부(15)에는 고정리브(20)가 형성된다. 상기 고정리브(20)는 소정 두께를 가지는 벽체로 이루어져, 상기 상측 테두리부(15)를 따라 소정 높이 만큼 돌출 형성된다. 상기 고정리브(20)는 후술할 커버(22)의 조립시 후술할 커버(22)의 고정홈(26)에 삽입되어 외부로 부터 유입되는 이물질을 차단할 뿐만 아니라 외부로 배출되는 소음을 차단하는 역할을 한다.
다음, 상기 커버(22)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 댐퍼하우징(12)의 개방부위에 설치되는 것으로, 소정 두께를 가지는 직사각형 판재로 이루어지고, 댐퍼하우징(12)의 상부면에 나사 결합 등에 의해 고정되어 댐퍼하우징(12)의 개방부위를 폐쇄하는 역할을 한다.
이때, 상기 커버(22)의 상측 중앙에는 제2장착홀(24)이 형성되는데, 상기 제2장착홀(24)은 전술한 댐퍼하우징(12)의 제1장착홀(14)에 대응되는 위치에 형성되어 내측으로 후술할 댐퍼회전축(62)이 관통 삽입될 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 커버(22)의 하측 테두리부(25) 네 모서리 부분에는 삽입돌기(16)와 삽입홈(18)이 교대로 형성되는데, 전술한 댐퍼하우징(12)에 형성된 삽입돌기(16) 및 삽입홈(18)과 그 역할 및 작용효과가 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이때, 댐퍼하우징(12)에 형성된 삽입돌기(16)가 커버(22)에 형성된 삽입홈(18)에 결합되고, 댐퍼하우징(12)에 형성된 삽입홈(18)에는 커버(22)에 형성된 삽입돌기(16)가 결합됨은 물론이다.
또한, 상기 커버(22)의 하측 테두리부(25)에는 고정홈(26)이 소정 깊이 만큼 함몰 형성되는데, 상기 고정홈(26)의 내측으로는 상기 댐퍼하우징(12)의 고정리브(20)가 삽입 고정된다.
한편, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 댐퍼하우징(12)의 내부에는 피씨비플레이트(28)가 설치되는데, 상기 피씨비플레이트(28)는 일반적인 피씨비(PCB) 기판으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 단, 상기 피씨비플레이트(28)에는 상기 댐퍼 액츄에이터(10)를 제어하기 위한 다양한 전자부품이 설치되어 상기 댐퍼 액츄에이터(10)의 제어가 이루어진다.
또한, 상기 피씨비플레이트(28)의 제어부(미도시)는 철도 차량의 냉난방 시스템과 연결되어 철도 차량의 냉난방 시스템에 의해 상기 댐퍼어셈블리(1)의 동작이 제어된다.
또한, 상기 피씨비플레이트(28)의 하부에는 기어고정플레이트(30)가 설치되는데, 상기 기어고정플레이트(30)는 소정 두께를 가지는 직사각형 판재 형상으로 이루어져, 댐퍼하우징(12)의 내부에 설치된다.
이때, 상기 기어고정플레이트(30)의 상부면에는 후술할 감속부(44)를 구성하는 스퍼기어들의 기어회동축(미도시)이 고정되는 다수 개의 기어고정홀(32)이 관통 형성되어, 스퍼기어들을 회전 가능한 상태로 고정시킬 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 상기 기어고정플레이트(30)의 상측 중앙에는 회전축관통홀(34)이 형성되는데, 상기 회전축관통홀(34)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 기어고정플레이트(30)의 일측 중앙에 관통 형성되어, 후술할 댐퍼회전축(62)의 관통되는 부분이다.
상기 기어고정플레이트(30)의 하측에는 모터축관통홀(36)이 형성되는데, 상기 모터축관통홀(36)은 기어고정플레이트(30)의 타측 하부에 상하로 관통 형성되어, 후술할 구동부재(42)의 구동축(미도시)이 하부방향으로 관통되도록 안내하는 역할을 한다.
즉, 상기 댐퍼하우징(12)의 내부에 상기 기어고정플레이트(30)가 고정 설치되어, 상기 피씨비플레이트(28)를 고정 지지함과 더불어, 상기 기어고정홀(32)을 통해 후술할 감속부(44)를 구성하는 스퍼기어들의 기어회동축(미도시)을 회전 가능하게 지지한다.
그리고, 상기 기어고정플레이트(30)의 상부면에는 모터고정플레이트(38)가 설치되는데, 상기 모터고정플레이트(38)는 소정 두께를 가지는 판재 형상으로 이루어져, 기어고정플레이트(30)의 상부면 하측에 고정 설치된다.
이때, 상기 모터고정플레이트(38)의 상부면에는 일정한 간격으로 다수 개의 나사홀(미도시)이 형성되어 상기 기어고정플레이트(30)에 견고하게 고정될 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 모터고정플레이트(38)의 상부면에는 후술할 구동부재(42)가 고정 설치되어 지지된다.
또한, 상기 모터고정플레이트(38)의 중앙에는 모터축삽입홀(40)이 형성되는데, 상기 모터축삽입홀(40)은 상기 모터고정플레이트(38)에 관통 형성되어, 후술할 구동부재(42)의 구동축(미도시)이 감속부(44)측으로 돌출되도록 안내하는 역할을 한다.
다음, 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 모터고정플레이트(38)의 상부면에는 구동부재(42)가 설치되는데, 상기 구동부재(42)는 제어부(미도시)로부터의 제어신호에 따라 외부로부터 공급되는 전원에 의해 구동하여 회전력을 발생시키는 역할을 하는 것이다.
이때, 상기 구동부재(42)로는 BLDC모터가 사용될 수 있으며, 상기 구동부재(42)의 구동축(미도시)은 후술할 감속부(44)와 치차 결합되어 감속부(44)에 회전력을 전달할 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 구동부재(42)로 일반적인 동기모터가 아니라 BLDC모터를 사용함에 따라 고속 동작이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 소음을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.
다음, 상기 구동부재(42)의 하부에는 감속부(44)가 설치되는데, 상기 감속부(44)는 복수의 스퍼기어(평기어)로 이루어져, 후술할 댐퍼회전부(60)에 전달되는 토크 및 기어비를 조절하는 역할을 한다.
즉, 상기 감속부(44)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 구동부재(42)의 모터축에 치합되는 제1스퍼기어(46)와, 상기 제1스퍼기어(46)에 맞물리는 제2스퍼기어(48), 상기 제2스퍼기어(48)에 맞물리는 제3스퍼기어(50), 상기 제3스퍼기어(50)에 맞물리는 제4스퍼기어(52), 상기 제4스퍼기어(52)에 맞물리는 제5스퍼기어(54) 및 상기 제5스퍼기어(54)와 댐퍼회전부(60) 사이에 연결 설치되는 제6스퍼기어(56)의 조합으로 이루어져 있는데, 상기 스퍼기어들의 크기와 치차의 갯수 등은 댐퍼 액츄에이터(10)의 사양에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
따라서, 상기 제1스퍼기어(46)에서 상기 구동부재(42)로부터의 회전력을 전달 받은 후 상기 제2스퍼기어(48) 내지 상기 제6스퍼기어(56)로 회전력이 전달되는 과정에서 토크 및 기어비가 조절되고, 최종적으로 제6스퍼기어(56)를 통해 후술할 댐퍼회전부(60)의 회전 동작이 이루어진다.
한편, 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 제6스퍼기어(56)의 상측에는 각도센서(58)가 설치될 수 있는데, 상기 각도센서(58)는 상기 제6스퍼기어(56)의 회전각도를 감지하여 후술할 댐퍼회전부(60)의 회전각도를 감지하는 역할을 하게 된다.
다음, 상기 감속부(44)의 일측, 즉 제6스퍼기어(56)에는 댐퍼회전부(60)가 연결 설치되는데, 상기 댐퍼회전부(60)는 댐퍼어셈블리(1)의 회동샤프트(4)를 작동시키는 역할을 하는 것으로, 댐퍼회전축(62) 및 회전동력전달기어(66)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 댐퍼회전축(62)은 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 내부가 중공된 원통 형상으로 이루어져 댐퍼하우징(12) 및 커버(22)에 각각 형성된 제1 및 제2장착홀(14,24)을 통해 삽입되어 댐퍼어셈블리(1)의 내측으로 삽입 결합되는 것으로, 중앙에는 회동샤프트(4)가 삽입 결합되는 체결홀(63)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 댐퍼회전축(62)은 후술할 회전동력전달기어(66)의 회전에 따라 상기 회동샤프트(4)를 정,역 회전시키는 역할을 하게 된다.
이때, 상기 댐퍼회전축(62)의 양측 단부에는 복수 개의 절개부(64)가 형성될 수 있는데, 상기 절개부(64)는 댐퍼회전축(62)의 중심축을 기준으로 하여 테두리 부분에 일정 간격으로 함몰 형성되는 것이다.
즉, 상기 절개부(64)는 댐퍼회전축(62)의 양단에 각각 형성되어, 상기 회동샤프트(4)의 삽입 동작시 상기 댐퍼회전축(62)이 방사상으로 탄성 변형될 수 있도록 함으로써 회동샤프트(4)의 삽입 동작이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
다음, 상기 회전동력전달기어(66)는 댐퍼회전축(62)의 중앙 하부에 설치되는 것으로, 댐퍼회전축(62)의 외주면을 따라 부채 형상으로 돌출 형성된다.
즉, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 회전동력전달기어(66)의 외측 단부에는 원호 형상을 따라 다수 개의 기어가 형성되어 감속부(44)의 제6스퍼기어(56)에 치차 결합됨으로써, 상기 제6스퍼기어(56)를 통해 전달되는 구동부재(42)의 회전력을 전달받아 상기 댐퍼회전축(62)을 회전시키는 역할을 하게 된다.
한편, 상기 댐퍼하우징(12)의 내부, 감속부(44)의 우측에는 충전부재 설치공간(68)이 형성되는데, 상기 충전부재 설치공간(68)에는 충전부재(70)가 설치된다.
상기 충전부재(70)는 화재 또는 사고 등의 비상상황으로 인해 전원 공급이 중단되는 경우, 상기 구동부재(42)에 전원을 공급하는 역할을 한다.
예를 들면, 철도 차량의 비상상황으로 인하여 전원 공급이 중단되는 경우, 상기 충전부재(70)를 이용하여 구동부재(42)에 전원을 공급함으로써 구동부재(42)로부터의 회전력을 감속부(44)를 통해 댐퍼회전부(60)에 전달하여 댐퍼어셈블리(1)의 회동샤프트(4)를 작동시킬 수 있게 되어, 상기 댐퍼어셈블리(1)의 개폐플레이트(3)를 초기 위치로 복귀시키는 동작이 이루질 수 있게 된다.
이때, 상기 충전부재(70)로는 슈퍼 커패시터(super capacitor)가 사용될 수 있는데, 상기 슈퍼 커패시터를 사용할 경우 기존의 일반 배터리 또는 충전지에 비해 충방전 속도가 빨라지고, 충반전 사이클 수명이 증가되며 상기 구동부재(42)에 공급되는 전력 품질이 확보될 수 있는 장점이 있다.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 댐퍼 액츄에이터(10)의 작동관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서는 상기 댐퍼 액츄에이터(10)가 철도차량에 설치되는 경우를 예를 들어 설명하지만, 기타 다른 건물이나 시스템 등에 설치되어 적용될 수도 있음은 물론이다.
먼저, 철도차량의 객차별 냉난방 시스템 또는 환기 시스템에 설치된 댐퍼어셈블리(1)의 측면에 댐퍼 액츄에이터(10)를 고정 설치하는데, 이때, 댐퍼하우징(12)의 제1장착홀(14)을 통해 돌출된 댐퍼회전부(60)의 댐퍼회전축(62) 내측으로 개폐플레이트(3)의 회동샤프트(4)가 삽입 고정된다.
상기 댐퍼어셈블리(1)의 구동이 필요한 경우, 제어부(미도시)의 제어신호에 따라 댐퍼 액츄에이터(10)의 구동부재(42)에 전원이 인가되고, 상기 구동부재(42)가 작동된다.
상기 구동부재(42)의 작동에 따라 상기 구동부재(42)와 연결된 감속부(44)의 제1 내지 제6스퍼기어(46,48,50,52,54,56)가 순차적으로 회전되고, 이로 인해 상기 구동부재(42)에서 전달되는 회전력의 토크 및 기어비가 조절된다.
상기 감속부(44)에 전달된 회전력은 제6스퍼기어(56)를 통해 댐퍼회전부(60)의 회전동력전달기어(66)에 전달되고, 그에 따라 회전동력전달기어(66)가 결합된 댐퍼회전축(62)이 회전하게 되어, 상기 댐퍼회전축(62)의 내측으로 삽입 고정된 회동샤프트(4)가 정 또는 역 방향으로 회전된다.
상기와 같은 상기 댐퍼회전축(62) 및 회동샤프트(4)의 정,역 회전에 따라 상기 개폐플레이트(3)의 개방 및 닫힘 동작이 이루어져, 철도 차량의 실내외 공기의 순환이 이루어질 수 있게 된다.
상기 댐퍼 액츄에이터(10)의 내부에는 충전부재(70)가 설치된다. 상기 충전부재(70)는 슈퍼커패시터로 이루어져, 일정량의 전기가 충전되어 있으며, 평상시에는 상기 충전부재(70)에 충전된 전기가 사용되지 않고, 비상상황시에만 상기 충전부재(70)의 충전된 전기가 사용된다.
보다 상세히 설명하면, 철도차량에 화재, 사고 등의 비상상황이 발생되어 상기 댐퍼 액츄에이터(10)에 공급되는 전원이 중단된 경우에, 이를 제어부에서 감지하고, 각도센서(58)를 통해 상기 댐퍼회전축(62)의 회전각도를 감지한 후, 상기 충전부재(70)에 충전된 전기를 상기 구동부재(42)에 공급한다.
상기와 같은 상기 충전부재(70)의 전원 공급에 따라 상기 구동부재(42)가 작동되어 상기 댐퍼 액츄에이터(10)에 전원 공급이 중단되더라도 상기 개폐플레이트(3)는 원래의 초기 위치로 복귀하는 동작을 실시할 수 있게 된다.
즉, 철도차량의 전원 공급이 중단되는 비상상황이 발생되더라도 상기 충전부재(70)에 의해 구동부재(42)로 전원이 공급될 수 있게 되어 환기 시스템의 공기 순환을 차단시킬 수 있게 되고, 그에 따라 화재로 인한 연기의 확산을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 추가적인 피해를 예방할 수 있게 된다.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 댐퍼 액츄에이터(10)에 의하면, 댐퍼 액츄에이터(10)의 내부에 별도의 충전부재(70)가 설치되어 철도차량의 전원 공급이 중단되더라도 추가적인 전원을 댐퍼 액츄에이터(10)에 공급함으로써 댐퍼어셈블리(1)의 개폐플레이트(3)를 원위치로 복귀시킬 수 있고, 그에 따라 철도차량의 전원 공급이 중단되는 비상상황이 발생되더라도 충전부재(70)에 의해 구동부재(42)에 전원이 공급되어 환기 시스템의 공기 순환이 차단됨으로써 화재로 인한 연기의 확산을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 추가적인 피해를 예방할 수 있게 되고, 구동부재(42)로 BLDC 모터를 적용하여 기존의 동기모터가 적용된 댐퍼 액츄에이터에 비해 동작속도를 향상시키고, 소음 발생을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 감속부(44)에 각도센서(58)를 설치하여 실시간으로 댐퍼회전축(62)을 감지함으로써 보다 정밀한 댐퍼 어셈블리(1)의 제어 동작이 이루어질 수 있도록 하는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 댐퍼 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 댐퍼하우징의 내부에 별도의 충전부재가 설치되어 화재 또는 사고발생시 외부에서 공급되는 전기가 차단되더라도 충전부재에 의해 구동부재의 동작이 이루어질 수 있도록 함으로써 비상상황이 발생되더라도 화재로 인한 연기의 확산을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 추가적인 피해를 예방할 수 있도록 하는 댐퍼 액츄에이터에 관한 것이다.
1 : 댐퍼어셈블리 2 : 하우징
3 : 개폐플레이트 4 : 회동샤프트
10 : 댐퍼 액츄에이터 12 : 댐퍼하우징
14 : 제1장착홀 15 : 상측 테두리부
16 : 삽입돌기 18 : 삽입홈
20 : 고정리브 22 : 커버
24 : 제2장착홀 25 : 하측 테두리부
26 : 고정홈 28 : 피씨비플레이트
30 : 기어고정플레이트 32 : 기어고정홀
34 : 회전축관통홀 36 : 모터축관통홀
38 : 모터고정플레이트 40 : 모터축삽입홀
42 : 구동부재 44 : 감속부
46 : 제1스퍼기어 48 : 제2스퍼기어
50 : 제3스퍼기어 52 : 제4스퍼기어
54 : 제5스퍼기어 56 : 제6스퍼기어
58 : 각도센서 60 : 댐퍼회전부
62 : 댐퍼회전축 64 : 절개부
66 : 회전동력전달기어 68 : 충전부재 설치공간
70 : 충전부재

Claims (9)

  1. 하부면이 댐퍼어셈블리에 고정 설치되고, 상부면이 개방된 형태로 이루어지며, 내부에 설치공간이 구비된 댐퍼하우징과;
    덮개 형태로 이루어져 상기 댐퍼하우징의 상부면에 결합되는 커버와;
    상기 댐퍼하우징의 내부에 설치되어, 제어부의 제어신호에 따라 구동축을 회전시키는 구동부재와;
    상기 구동부재의 구동축과 치차 결합되어 구동부재로부터 전달되는 회전력 및 토크를 조절하는 감속부와;
    상기 감속부와 치차 결합되어 감속부의 회전력을 전달받아 정,역회전되고, 댐퍼어셈블리의 회동샤프트에 연결 설치되어 댐퍼를 열림 및 닫힘 동작시키는 댐퍼회전부; 및
    상기 댐퍼하우징의 내부에 설치되어, 외부로부터의 전원공급이 중단되는 경우 상기 구동부재에 전기를 공급하여 작동시키는 충전부재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 댐퍼 액츄에이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 댐퍼하우징과 커버에는 댐퍼회전부가 결합되는 제1,2장착홀이 각각 형성되고,
    상기 댐퍼하우징과 커버의 각 모서리부 대응되는 위치에는 삽입돌기와, 상기 삽입돌기가 끼움 결합되는 삽입홈이 서로 엇갈리도록 번갈아 형성된 것을 특징으로 하는 댐퍼 액츄에이터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동부재는 BLDC모터인 것을 특징으로 하는 댐퍼 액츄에이터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 감속부는 구동부재의 구동축과 댐퍼회전부의 사이에 연결 설치되는 제1 내지 제6스퍼기어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 댐퍼 액츄에이터.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 댐퍼회전부는 내측으로 댐퍼어셈블리의 회동샤프트가 삽입 고정되는 중공 형상의 댐퍼회전축과, 상기 댐퍼회전축에 삽입 결합되어 제6스퍼기어에 연결 설치되는 회전동력전달기어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 댐퍼 액츄에이터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 댐퍼회전축의 양측 단부에는 복수 개의 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 댐퍼 액츄에이터.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제6스퍼기어의 상부에는 댐퍼회전부의 회전각도를 감지하는 각도센서가 구비된 것을 특징으로 하는 댐퍼 액츄에이터.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 충전부재는 외부로부터 공급되는 전기를 충전하는 슈퍼캐패시터로 이루어진 것을 특징으로 하는 댐퍼 액츄에이터.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 댐퍼하우징의 내부에 설치되는 피씨비플레이트와,
    상기 피씨비플레이트의 하부에 설치되어 감속부를 회전 가능한 상태로 지지하는 기어고정플레이트 및
    상기 기어고정플레이트의 상부에 고정 설치되어 구동부재를 지지하는 모터고정플레이트를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 댐퍼 액츄에이터.
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