KR20210023855A - 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브 - Google Patents

자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브를 개시한다. 상기 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브는 밸브 몸체, 모터 동력전달 구조, 방향전환밸브 디스크를 포함한다. 상기 밸브 몸체는 밸브 시트, 상기 밸브 시트 상단면에 용접된 격리 슬리브관, 및 상기 밸브 시트 하단면에 연결된 D관, S관, C관, E관을 포함한다. 상기 모터 동력전달 구조체는 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체 및 유성 감속 구조체를 포함한다. 상기 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체는 외측 구동륜의 축공을 통해 상기 격리 슬리브관의 외벽의 상부를 둘러싸며, 상기 밸브 시트의 정중앙에는 관통되지 않은 블라인드홀이 형성되고, 상기 블라인드홀 상에 중심축이 끼워지고, 상기 중심축에 순서대로 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 유성 감속 구조체가 연결되며, 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 유성 감속 구조체가 상기 격리 슬리브관 내부에 장착된다. 상기 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브의 구조는 가공 기술 측면에서 간단할 뿐만 아니라 에너지가 절약되며, 심지어 전기 안전을 확보할 수 있다.

Description

자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브
본 발명은 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브에 관한 것이다.
현재 국내외의 4방향 전환밸브의 구조에는 파일럿 솔레노이드식 제어 구조가 적용되고 있다. 즉, 파일럿 솔레노이드 밸브를 이용하여 방향전환밸브를 제어하는데, 이러한 구조 방식은 원가가 높을 뿐만 아니라 기술도 복잡하다. 동절기에 열 제어를 하는 경우에 이러한 4방향 전환밸브는 방향 전환이 필요하기 때문에, 파일럿 솔레노이드 밸브에 대해 통전이 필요하다. 하지만 이러한 제어 방식은 장시간 통전이 필요하다. 따라서, 이러한 통제 방식은 전력 낭비가 발생할 뿐만 아니라 전기 안전상에 있어서도 사고 위험을 야기할 수 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 가공 기술 측면에서 간단할 뿐만 아니라 에너지 절약에 유리하며, 심지어 전기 안전을 확보할 수 있는 구조를 갖는 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 기술 방안은 다음과 같다:
자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브는 밸브 몸체, 모터 동력전달 구조체, 방향전환밸브 디스크를 포함한다.
상기 밸브 몸체는 밸브 시트, 상기 밸브 시트 상단면에 용접된 격리 슬리브관, 및 상기 밸브 시트 하단면에 연결된 D관, S관, C관, 및 E관을 포함한다. 상기 모터 동력전달 구조체는 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체 및 유성 감속 구조체를 포함한다. 상기 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체는 외측 구동륜의 축공을 통해 상기 격리 슬리브관의 외벽의 상부를 둘러싸며, 상기 밸브 시트의 정중앙에는 관통되지 않은 블라인드홀이 형성되고, 상기 블라인드홀 상에 중심축이 끼워지고, 상기 중심축에 순서대로 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 유성 감속 구조체가 연결되어, 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 유성 감속 구조체가 상기 격리 슬리브관 내부의 상기 밸브 시트의 상단면에 장착된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 방향전환밸브 디스크에 제1 내측 리세스 및 상기 제1 내측 리세스에 대응하는 제2 내측 리세스가 형성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제1 내측 리세스의 하단면이 상기 밸브 시트의 상단면과 접촉하고, 상기 제2 내측 리세스가 상기 밸브 시트의 상단면과 이격되며, 상기 제2 내측 리세스 상방으로 2개의 통공이 형성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 방향전환밸브 디스크의 중심에는 상기 중심축에 맞는 제1 통공이 형성되고, 상기 제1 내측 리세스 및 제2 내측 리세스 상방으로 제1 유성 기어에 맞는 제1 위치축이 형성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제1 위치축은 2개 내지 6개일 수 있고, 상기 제1 위치축들은 모두 동일한 원궤도 상에 분포한다.
도 5를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면, 상기 밸브 시트에 D홀, S홀, C홀, 및 E홀이 형성된다. 상기 D홀과 상기 S홀이 서로 대응하고 상기 C홀과 상기 E홀이 서로 대응한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 D홀은 통공이고 상기 S홀, 상기 C홀, 및 상기 E홀은 스텝홀이다. 상기 D홀 상단면의 위치는 상기 밸브 시트의 상단면보다 높고, 상기 제2 내측 리세스 내측에 위치한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 밸브 시트의 외부에는 상기 격리 슬리브관에 맞는 단차가 형성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 유성 감속 구조체는 상기 방향전환밸브 디스크 상의 제1 위치축, 상기 제1 유성 기어, 유성 기어 판, 내측 구동륜, 내측 기어링, 상기 중심축, 및 베어링판을 포함한다. 상기 중심축에는 아래에서 위의 순서로 상기 방향전환 디스크, 상기 유성 기어 판, 상기 내측 구동륜, 상기 베어링 판이 함께 연접되어 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제1 유성 기어는 상기 방향전환밸브 디스크의 제1 위치축 및 상기 유성 기어 판의 제2 위치축 상에 장착되고, 상기 제2 위치축의 개수와 상기 제1 위치축의 개수는 서로 동일하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 유성 기어 판의 제2 유성 기어는 상기 제1 위치축에 맞는 상기 제1 유성 기어와 서로 맞물리며, 동일 평면 상에 배치된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 내측 구동륜 상에 설치된 제3 유성 기어는 상기 제2 위치축에 맞는 상기 제1 유성 기어와 서로 맞물리며, 동일 평면 상에 배치된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 유성 기어 판 및 상기 제1 유성 기어는 상기 내측 기어링 내에 삽입된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 내측 기어링은 상기 격리 슬리브관의 내벽에 고정되고, 상기 내측 기어링은 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 내측 구동륜 사이에 고정되며, 상기 내측 기어링의 내측 톱니는 상기 제1 위치축과 상기 제2 위치축에 장착된 상기 유성 기어의 외측 톱니와 서로 맞물린다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 유성 기어 판의 중심에는 상하로 관통하고 상기 중심축에 맞는 제2 통공이 형성되며, 상기 제2 유성 기어의 상면에 기어판이 형성되고, 상기 기어 판의 형태는 삼각형, 정사각형, 또는 원형이다. 상기 기어 판은 상기 제2 유성 기어의 직경보다 크고 상기 내측 기어링의 내측 구멍보다 다소 작다. 상기 제2 위치축은 상기 기어 판의 상단면에 형성되고, 상기 제2 위치축은 원궤도를 이루며 상기 기어 판 상에 고르게 분포한다. 상기 유성 감속 구조체에는 2개의 상기 위성 기어 판이 장착되고, 상기 1개 또는 다수의 위성 기어 판은 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 내측 구동륜 사이에 위치한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 내측 구동륜의 중심에는 상하로 관통하고 상기 중심축에 맞는 제3 통공이 형성되고, 상기 제3 유성 기어 상단면에 제2 구동륜이 형성되며, 상기 제2 구동륜의 외경은 상기 제3 유성 기어의 외경보다 다소 크고 상기 내측 기어링의 외경보다 다소 크거나 동일하다. 상기 제2 구동륜 상에는 제2 자석강과 매칭되는 제2 슬롯이 형성되며, 상기 제2 슬롯은 2개 이상일 수 있고 상기 제2 구동륜의 외주면에 고르게 분포된다. 상기 제2 구동륜 상에 상기 베어링판이 배치되며, 상기 베어링판의 중심에는 상하로 관통하고 상기 중심축에 맞는 통공이 형성된다. 상기 베어링판의 외벽은 상기 격리 슬리브관 내벽에 고정되거나, 상기 격리 슬리브관과의 사이에 미세한 간격이 존재하는데, 상기 간격은 0.1 mm 내지 1.5 mm이다. 상기 베어링판의 목적은 상기 유성 감속 구조체가 동력전달을 하는 중에 상기 중심축이 흔들리는 것을 방지하는 것이다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제1 유성 기어에는 상기 제1 및 제2 위치축에 대응하는 통공이 형성되며, 상기 제1 유성 기어의 외측 톱니는 상기 내측 기어링, 상기 제2 유성 기어, 및 상기 제2 유성 기어와 맞물린다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체는 방수 모터, 웜, 및 외측 구동륜을 포함한다. 상기 외측 구동륜 내부에는 제1 자석강에 맞는 제1 슬롯이 형성되고, 외부에는 상기 웜에 맞물리는 웜휠이 형성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제1 슬롯은 상기 제2 슬롯의 개수와 동일하며, 균일하게 분포된다. 상기 외측 구동륜은 상기 제2 구동륜과 동일한 높이로 배치되며, 상기 외측 구동륜은 상기 격리 슬리브관의 외부에 위치한다. 상기 외측 구동륜은 상기 격리 슬리브관의 내부에 위치한다. 상기 방수 모터는 모터 브래킷 상의 2개의 나사 구멍 및 이에 대응하는 나사에 의해 상기 모터 브래킷에 고정되며, 상기 모터 브래킷에는 모터축 슬리브홀 및 웜 고정슬리브홀이 형성된다. 상기 모터축 슬리브홀 및 상기 나사 구멍은 상기 모터 브래킷의 동일한 일측면에 위치하며, 상기 웜 고정슬리브홀은 상기 모터 브래킷의 타측면에 위치한다. 상기 모터 브래킷의 일측면과 상기 모터 브래킷의 타측면은 서로 대응하며 평행하다. 상기 모터 브래킷은 상기 격리 슬리브관의 외벽에 고정되고, 상기 모터 브래킷은 상기 외측 구동륜의 하단면에 배치된다. 상기 웜 고정슬리브홀은 웜 고정슬리브의 제2 단차에 형성된 외주원에 부합한다. 상기 격리 슬리브관의 상부는 보호 덮개의 웜휠 보호 덮개 상의 슬리브홀에 의해 고정되고, 상기 외측 구동륜은 상기 보호 덮개의 웜휠 보호 덮개 내에 배치되며, 상기 웜휠 보호 덮개의 하단면이 상기 외측 구동륜의 하단면과 동일한 높이로 배치되거나 상기 외측 구동륜의 하단면보다 미세하게 높다. 상기 외측 구동륜의 상단면은 상기 웜휠 보호 덮개의 상부 내벽과 서로 이격되며, 상기 외측 구동륜의 외부는 상기 웜휠 보호 덮개 상의 원형 내벽과 서로 이격된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 웜 외부에는 상기 웜휠에 맞물리는 스크류가 형성되고, 내부에는 상기 방수 모터의 출력축이 끼워지는 작은 구멍이 형성된다. 상기 웜의 타측 일단은 상기 웜 고정슬리브에 끼워지며, 상기 웜 고정슬리브 내부에는 통공이 형성되고 외부에는 제1 단차 및 제2 단차가 형성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 웜휠 보호 덮개는 상기 격리 슬리브관에 맞는 축슬리브홀이 형성되고, 측면에는 웜 개구가 형성되며, 상기 웜 개구의 길이는 상기 스크류의 길이에 대응한다. 상기 보호 덮개는 웜 보호 덮개를 더 포함하는데, 상기 웜 개구가 상기 웜 보호 덮개의 일측면과 결합되고 타측면은 상기 모터 브래킷의 상단면의 높이와 같다. 상기 웜 보호 덮개는 각진 형상이거나 원호 형상이고, 상기 웜 보호 덮개의 내벽이 상기 스크류와 접촉되어서는 안된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제1 자석강의 자기장 N극면(자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관의 외벽을 향하고, 상기 제2 자석강의 자기장 N극면(자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관의 내벽을 향한다. 또는, 상기 제1 자석강의 자기장 N극면(자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관의 외벽을 향하고, 상기 제2 자석강의 자기장 N극면(자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관의 내벽을 향한다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다:
본 발명은, 우선 모터가 웜-웜휠을 구동한 후 상기 웜휠이 자성 결합하는 방식으로 내부 구동륜을 구동하고, 이후 내부 구동륜 상의 제3 유성 기어가 유성 감속기를 구동하여, 최종적으로 방향전환밸브의 방향 전환을 구현한다. 방향 전환이 종료한 후, 통전이 불필요할 수 있다. 이러한 모터 동력전달 구조체 방식을 통해, 본 발명에 따른 자기 유지 기능을 구현할 수 있다.
본 발명에서의 외측 구동륜, 내측 구동륜, 유성 기어, 제1 유성 기어, 웜, 내측 기어링, 방향전환밸브 디스크에 사용된 가공 방식은 사출 성형이며, 상기 재료는 윤활성이 양호하고, 마찰계수가 적어서, 제품의 사용 수명을 크게 증가시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 이러한 가공 방식을 통해, 재료 원가를 낮출 수 있고, 자원을 절약할 수 있다.
본 발명은 방향전환밸브 디스트의 제1 내측 리세스가 밸브 시트 상단면과 탄력적인 밀착 방식으로 결합함으로써, 4방향 전환밸브에 누출 방지가 구현될 수 있다.
도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도1은 본 발명의 외부 구조의 개념도.
도2는 본 발명의 내부 구조의 개념도.
도 3은 본 발명의 유성 감속 구조체의 분해 개념도.
도 4는 본 발명의 유성 감속 구조체의 개념도.
도 5는 본 발명의 밸브 시트의 개념도.
도 6은 본 발명의 방향전환밸브 디스크의 개념도.
도 7은 본 발명의 제1 유성 기어의 개념도.
도 8은 본 발명의 유성 기어판의 개념도.
도 9는 본 발명의 내측 기어링의 개념도.
도 10은 본 발명의 내측 구동륜의 개념도.
도 11은 본 발명의 보호 덮개의 개념도.
도 12는 본 발명의 베어링판의 개념도.
도 13은 본 발명의 외측 구동륜의 개념도.
도 14는 본 발명의 웜 및 웜 고정슬리브의 개략도.
도 15는 본 발명의 모터 브래킷의 개념도.
이하, 제1 실시예를 통해 본 발명의 기술 방안을 구체적으로 설명한다.
도 1, 2, 3, 내지 15에 도시된 바와 같이, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브는 밸브 몸체, 모터 동력전달 구조체, 방향전환밸브 디스크(13)를 포함하며, 상기 밸브 몸체는 밸브 시트(1; valve seat), 상기 밸브 시트(2) 상단면에 용접된 격리 슬리브(2), 및 상기 밸브 시트(1) 하단면에 연결된 D관(9), S관(11), C관(10), E관(12)을 포함한다.
상기 모터 동력전달 구조체는 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체 및 유성 감속 구조체를 포함한다. 상기 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체는 외측 구동륜(22)의 축공(2203)을 통해 상기 격리 슬리브(2)의 외벽의 상부를 둘러싸며, 상기 밸브 시트(1)의 정중앙에 관통되지 않은 블라인드홀(105)이 형성되고, 상기 블라인드홀(105) 상에 중심축(14)이 끼워지고, 상기 중심축(14)에 순서대로 상기 방향전환밸브 디스크(13) 및 상기 유성 감속 구조체를 연결하여, 상기 방향전환밸브 디스크(13) 및 상기 유성 감속 구조체가 상기 격리 슬리브(2) 내부의 상기 밸브 시트(1)의 상단면에 장착된다.
도 3 및 도 6을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면, 상기 방향전환밸브 디스크(13)에 제1 내측 리세스(1305) 및 상기 제1 내측 리세스(1305)에 대응하는 제2 내측 리세스(1304)가 형성된다. 상기 제1 내측 리세스(1305)의 하단면이 상기 밸브 시트(1)의 상단면과 접촉하고, 상기 제2 내측 리세스(1304)가 상기 밸브 시트(1)의 상단면과 이격되며, 상기 제2 내측 리세스(1304) 상방으로 2개의 통공(1302)이 형성된다. 상기 방향전환밸브 디스크(13)의 중심에는 상기 중심축(14)에 맞는 제1 통공(1301)이 형성되고, 상기 제1 내측 리세스(1305) 및 제2 내측 리세스(1304) 상방으로 제1 유성 기어(18)에 맞는 제1 위치축(1303)이 형성된다. 상기 제1 위치축(1303)은 2개 내지 6개일 수 있고, 상기 제1 위치축(1303)들은 모두 동일한 원궤도 상에 분포한다.
도 5를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면, 상기 밸브 시트(1)에 D홀(101), S홀(102), C홀(103), 및 E홀(104)이 형성된다. 상기 D홀(101)과 상기 S홀(102)이 서로 대응하며, 상기 C홀(103)과 상기 E홀(104)이 서로 대응한다. 상기 D홀(101)은 통공이며, 상기 S홀(102), 상기 C홀(103), 및 상기 E홀(104)은 스텝홀이다. 상기 D홀(10) 상단면의 위치는 상기 밸브 시트(1)의 상단면보다 높으며, 상기 제2 내측 리세스(1304) 내측에 위치한다. 상기 밸브 시트(1)의 외부에는 상기 격리 블리브관(2)에 맞는 단차(103)가 형성된다.
도 2, 3, 4, 6 내지 10, 및 12를 참조하여 본 발명을 더 설명하면, 상기 유성 감속 구조체는 상기 방향전환밸브 디스크(13) 상의 제1 위치축(1303), 상기 제1 유성 기어(18), 유성 기어 판(15), 내측 구동륜(16), 내측 기어링(17), 상기 중심축(14), 및 베어링판(19)을 포함한다.
상기 중심축(14)에는 아래에서 위의 순서로 상기 방향전환 디스크(13), 상기 유성 기어 판(15), 상기 내측 구동륜(16), 상기 베어링 판(19)이 함께 연접되어 있다.
상기 제1 유성 기어(18)는 상기 방향전환밸브 디스크(13)의 제1 위치축(1303) 및 상기 유성 기어 판(15)의 제2 위치축(1501) 상에 장착되고, 상기 제2 위치축(1501)의 개수와 상기 제1 위치축(1303)의 개수는 서로 동일하다.
상기 유성 기어 판(15)의 제2 유성 기어(1503)는 상기 제1 위치축(1303)에 맞는 상기 제1 유성 기어(18)와 서로 맞물리며, 동일 평면 상에 배치된다.
상기 내측 구동륜(16)의 제3 유성 기어(1601)는 상기 제2 위치축(1501)에 맞는 상기 제1 유성 기어(18)와 서로 맞물리며, 동일 평면 상에 배치된다.
상기 유성 기어 판(15) 및 상기 제1 유성 기어(18)는 상기 내측 기어링(17) 내에 삽입된다.
상기 내측 기어링(17)은 상기 격리 슬리브관(2)의 내벽에 고정되고, 상기 내측 기어링(17)은 상기 방향전환밸브 디스크(13) 및 상기 내측 구동륜(16) 사이에 고정되며, 상기 내측 기어링(17)의 내측 톱니(1701)는 상기 제1 위치축(1303)과 상기 제2 위치축(1501)에 장착된 상기 유성 기어(18)의 외측 톱니(1801)와 서로 맞물린다.
상기 유성 감속 구조체에는 2개의 상기 위성 기어 판(15)이 장착되고, 상기 2개의 위성 기어 판은 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 내측 구동륜 사이에 위치한다.
도 8을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면, 상기 유성 기어 판(15)의 중심에는 상하로 관통하고 상기 중심축(14)에 맞는 제2 통공(1502)이 형성되며, 상기 제2 유성 기어(1503)의 상면에 기어판(1504)이 형성되고, 상기 기어 판(1504)의 형태는 삼각형, 정사각형, 또는 원형이다. 상기 기어 판(1504)은 상기 제2 유성 기어(1503)의 직경보다 크고 상기 내측 기어링(17)의 내측 구멍보다 다소 작다. 상기 제2 위치축(1501)은 상기 기어 판(1504)의 상단면에 형성되고, 상기 제2 위치축(1501)은 원궤도를 이루며 상기 기어 판(1504) 상에 고르게 분포한다.
도 10 및 12를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면, 상기 내측 구동륜(16)의 중심에는 상하로 관통하고 상기 중심축(14)에 맞는 제3 통공(1602)이 형성되고, 상기 제3 유성 기어(1601) 상단면에 제2 구동륜(1604)이 형성되며, 상기 제2 구동륜(1604)의 외경은 상기 제3 유성 기어(1601)의 외경보다 다소 크고 상기 내측 기어링(17)의 외경보다 다소 크거나 동일하다. 상기 제2 구동륜(1604) 상에는 제2 자석강과 매칭되는 제2 슬롯(1603)이 형성되며, 상기 제2 슬롯(1603)은 2개 이상일 수 있고 상기 제2 구동륜(1604)의 외주면에 고르게 분포된다. 상기 제2 구동륜(1604) 상에 상기 베어링판(18)이 배치되며, 상기 베어링판(18) 중심에는 상하로 관통하고 상기 중심축(14)에 맞는 통공(1801)이 형성된다. 상기 베어링판의 외벽은 상기 격리 슬리브관 내벽에 고정될 수 있고, 상기 격리 슬리브관과의 사이에 미세한 간격이 존재할 수도 있는데 상기 간격은 0.1 mm 내지 1.5 mm일 수 있다. 상기 베어링판(18)의 목적은 상기 유성 감속 구조체가 동력전달을 하는 중에 상기 중심축(14)이 흔들리는 것을 방지하는 것이다.
도 1, 2, 11, 및 13 내지 15를 참조하여 본 발명을 더 설명하면, 상기 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체는 방수 모터(4), 웜(6), 및 외측 구동륜(22)을 포함한다.
상기 외측 구동륜(22) 내부에는 제1 자석강(21)에 맞는 제1 슬롯(2202)이 형성되고, 외부에는 상기 웜(6)에 맞물리는 웜휠(2201)이 형성된다. 상기 제1 슬롯(2202)은 상기 제2 슬롯(1603)의 개수와 동일하며, 균일하게 분포된다. 상기 외측 구동륜(22)은 상기 제2 구동륜(1604)과 동일한 높이로 배치되며, 상기 외측 구동륜(22)은 상기 격리 슬리브관(22)의 외부에 위치한다.
상기 방수 모터(4)는 모터 브래킷(5) 상의 2개의 나사 구멍(502) 및 이에 대응하는 나사(8)에 의해 상기 모터 브래킷(5)에 고정되며, 상기 모터 브래킷(5)에는 모터축 슬리브홀(501) 및 웜 고정슬리브홀(503)이 형성된다. 상기 모터축 슬리브홀 및 상기 나사 구멍은 상기 모터 브래킷(5)의 동일한 일측면에 위치하며, 상기 웜 고정슬리브홀은 상기 모터 브래킷(5)의 타측면에 위치한다. 상기 모터 브래킷(5)의 일측면과 상기 모터 브래킷(5)의 타측면은 서로 대응하며 평행하다. 상기 모터 브래킷(5)은 상기 격리 슬리브관(2)의 외벽에 고정되고, 상기 모터 브래킷(5)은 상기 외측 구동륜(22)의 하단면에 배치된다. 상기 웜 고정슬리브홀(503)은 웜 고정슬리브(7)의 제2 단차(703)에 형성된 외주원에 부합한다. 상기 격리 슬리브관(2)의 상부는 보호 덮개(3)의 웜휠 보호 덮개(301) 상의 슬리브홀(303)에 의해 고정되고, 상기 외측 구동륜(22)은 상기 보호 덮개(3)의 웜휠 보호 덮개(301) 내에 배치되며, 상기 웜휠 보호 덮개(301)의 하단면이 상기 외측 구동륜(22)의 하단면과 동일한 높이로 배치되거나 상기 외측 구동륜(22)의 하단면보다 미세하게 높을 수 있다. 상기 외측 구동륜(22)의 상단면은 상기 웜휠 보호 덮개(301)의 상부 내벽과 서로 이격되며, 상기 외측 구동륜(22)의 외부는 상기 웜휠 보호 덮개(301) 상의 원형 내벽과 서로 이격된다.
상기 웜(6) 외부에는 상기 웜휠(2201)에 맞물리는 스크류(602)가 형성되고, 내부에는 상기 방수 모터(4)의 출력축이 끼워지는 작은 구멍(601)이 형성된다. 상기 웜(6)의 타측 일단(603)은 상기 웜 고정슬리브(7)에 끼워지며, 상기 웜 고정슬리브(7) 내부에는 통공(701)이 형성되고 외부에는 제1 단차(702) 및 제2 단차(703)가 형성된다.
상기 웜휠 보호 덮개(301) 측면에 웜 개구가 형성되는데, 상기 웜 개구의 길이는 상기 스크류(602)의 길이에 대응한다. 상기 보호 덮개(3)는 웜 보호 덮개(302)를 더 포함하는데, 상기 웜 개구가 상기 웜 보호 덮개(302)의 일측면과 결합되고 타측면은 상기 모터 브래킷(5)의 상단면의 높이와 같다. 상기 웜 보호 덮개(302)는 각진 형상이거나 원호 형상이고, 상기 웜 보호 덮개(302)의 내벽이 상기 스크류(602)와 접촉되어서는 안된다.
도 2를 참조하여 본 발명을 더 설명하면, 상기 제1 자석강(21)의 자기장 N극면(자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관(2)의 외벽을 향하고, 상기 제2 자석강(20)의 자기장 N극면(자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관(2)의 내벽을 향한다. 또는, 상기 제1 자석강(21)의 자기장 N극면(자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관(2)의 외벽을 향하고, 상기 제2 자석강(20)의 자기장 N극면(자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관(2)의 내벽을 향한다.
도 1, 2, 3 및 4에 도시된 바와 같이, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브의 작동 원리는 다음과 같다: 상기 방수 모터(4)가 구동할 때(구동 방향은 정회전 또는 역회전일 수 있음), 상기 웜(6)도 방수 모터(4)를 따라서 회전하고, 이어서 상기 외측 구동륜(22) 상의 웜휠(2201)이 상기 웜(6)을 따라서 회전한다. 상기 제1 내측 슬롯(2202) 내에 삽입된 상기 제1 자석강(21) 및 상기 제2 내측 슬롯(1603) 내에 삽입된 상기 제2 자석강(20) 사이에 발생한 서로 밀어내는 자기장 또는 서로 끌어당기는 자기장에 의해 척력 또는 인력이 발생하여, 상기 내측 구동륜(16)이 자성 결합하는 방식으로 상기 외측 구동륜(22)을 따라 상반되거나 동일한 방향의 회전 운동을 하게 된다. 상기 내측 구동륜(16)이 회전 운동을 하면, 상기 유성 기어판(15) 상의 상기 제1 유성 기어(18)가 상기 내측 구동륜(16) 상의 상기 제3 유성 기어(1601)에 의해 구동되고, 상기 내측 기어링(17)이 고정되어 움직이지 않으므로 상기 제1 유성 기어(18)가 상기 유성 기어판(15)의 원주 운동을 유도하게 되는데, 이를 1단 변속이라고 한다. 마찬가지로, 상기 유성 기어판(15) 상의 상기 제1 유성 기어(18)가 상기 유성 기어판(15) 상의 상기 제2 유성 기어(1503)에 의해 구동되고, 상기 내측 기어링(17)이 고정되어 움직이지 않으므로 상기 제1 유성 기어(18)가 상기 유성 기어판(15)의 원주 운동을 유도하게 되는데, 이를 2단 변속이라고 한다. 마지막으로, 상기 방향전환밸브 디스크(13) 상의 상기 제1 유성 기어(18)가 상기 유성 기어판(15) 상의 상기 제2 유성 기어(1503)에 의해 구동되고, 상기 내측 기어링(17)이 고정되어 움직이지 않으므로 상기 제1 유성 기어(18)가 상기 방향전환밸브 디스크(13)의 원주 운동을 유도하게 되는데, 이를 3단 변속이라고 한다. 상기 밸브 시트(1)의 상단면보다 높은 상기 D관(9)의 위치 제한 효과를 이용하여 D관(9) 및 C관(10)가 서로 연통되고 S관(11) 및 E관(12)가 서로 연통되게 한다(또는 D관(9) 및 E관(12)가 서로 연통되고 S관(11) 및 C관(10)가 서로 연통되게 한다). 방향 전환을 구현한 후, 오랫동안 통전을 할 필요가 없어, 방향 전환 후의 상태를 오랫동안 유지할 수 있으므로, 이를 통해, 4방향 전환밸브의 자기 유지 기능을 구현하게 된다.
본 발명에서 전술한 상기 자성 결합 방식의 작동 원리에는 다음의 2가지가 존재한다:
제1 자성 결합 작동 원리: 상기 제1 자석강(21)의 자기장 N극면(또는 자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관(2)의 외벽을 향하면서 상기 제2 자석강(20)의 자기장 N극면(또는 자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관(2)의 내벽을 향한다. 동일한 극성은 서로 밀어내고 상이한 극성은 서로 끌어당기는 법칙에 따라, 상기 제1 자석강(21) 및 상기 제2 자석강(20)이 서로 밀어내게 된다. 또한, 상기 제1 자석강(21)의 자기장 N극면(또는 자기장 S극면)과 상기 격리 슬리브관(2)의 외벽 사이에 미세한 간격이 존재하고 상기 제2자석강(20)의 자기장 N극면(또는 자기장 S극면)과 상기 격리 슬리브관(2)의 내벽에도 미세한 간격이 존재하므로, 상기 외측 구동륜(22)이 회전 운동을 할 때 상기 제1 자석강(21) 및 상기 제2 자석강(20)과 상기 격리 슬리브관(2) 사이에 발생한 마찰력은 무시한다. 상기 제1 자석강(21) 및 상기 제2 자석강(20)의 표면 자성은 적어도 500 GS 이상에 이르며, 상기 외측 구동륜(22)의 회전 속도는 상기 방수 모터(4)의 회전 속도에 의해 결정된다. 상기 방수 모터(4)는 상기 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체를 통해 회전 토크 및 회전 속도을 상기 외측 구동륜(22)에 전달한다. 상기 제1 자석강(21) 및 상기 제2 자석강(20) 상호간에 발생한 자기장 척력으로 인해, 상기 내측 구동륜(16)의 회전 운동 방향이 상기 외측 구동륜(22)의 회전 운동 방향과 상반된다.
제2 자성 결합 작동 원리: 상기 제1 자석강(21)의 자기장 N극면(또는 자기장 S극면)이 상기 격리 슬리브관(2)의 외벽을 향하고 상기 제2 자석강(20)의 자기장 S극면(또는 자기장 N극면)이 상기 격리 슬리브관(2)의 내벽을 향하는 경우, 동일한 극성은 서로 밀어내고 상이한 극성은 서로 끌어당기는 법칙에 따라, 상기 제1 자석강(21) 및 상기 제2 자석강(20)이 서로 끌어당기게 된다. 또한, 상기 제1 자석강(21)의 자기장 N극면(또는 자기장 S극면)과 상기 격리 슬리브관(2)의 외벽 사이에 미세한 간격이 존재하고 상기 제2자석강(20)의 자기장 S극면(또는 자기장 N극면)과 상기 격리 슬리브관(2)의 내벽에도 미세한 간격이 존재하므로,
상기 외측 구동륜(22)이 회전 운동을 할 때 상기 제1 자석강(21) 및 상기 제2 자석강(20)과 상기 격리 슬리브관(2) 사이에 발생한 마찰력은 무시한다. 상기 제1 자석강(21) 및 상기 제2 자석강(20)의 표면 자성은 적어도 500 GS 이상에 이르며, 상기 외측 구동륜(22)의 회전 속도는 상기 방수 모터(4)의 회전 속도에 의해 결정된다. 상기 방수 모터(4)는 상기 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체를 통해 회전 토크 및 회전 속도을 상기 외측 구동륜(22)에 전달한다. 상기 제1 자석강(21) 및 상기 제2 자석강(20) 상호간에 발생한 자기장 안력으로 인해, 상기 내측 구동륜(16)의 회전 운동 방향이 상기 외측 구동륜(22)의 회전 운동 방향과 동일하게 된다.
본 발명에서, 상기 방향전환밸브 디스크(13)의 제1 내측 리세스(1304)가 상기 밸브 시트(1)의 상단면과 결합하는 탄력 밀착 방식, 및 내부 기압이 방향전환밸브 디스크(13)의 제1 리세스(1304)에 가하는 압력으로 인해, 4방향 전환밸브에 누출이 없거나 미량으로 누출되는 것을 구현하게 된다.
다만, 상기 제1 실시예는 본 발명의 따른 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브에서의 상기 유성 감속 구조체의 3단 변속 원리를 설명하기 위한 것일 뿐임을 유의한다. 이하, 제2 실시예를 설명한다. 제2 실시예가 제1 실시예와 구별되는 주요 내용은 다음과 같다: 상기 유성 감속 구조체는 1개 또는 3개 이상(3개 포함)의 상기 유성 기어판(15)을 구비할 수 있고, 상기 1개 또는 3개 이상의 유성 기어판(15)는 상기 방향전환밸브 기어 디스크(13) 및 상기 내층 구동륜(16)의 사이에 장착될 수 있다. 상기 유성 감속 구조체의 변속 단수는 2단 변속 또는 4단 변속 이상(4단 변속 포함)일 수 있다.
상기 실시예는 다만 본 발명의 기술적 사상 및 특징을 설명하기 위한 것으로서, 그 목적은 해당 분야에 속하는 통상의 기술자가 본 발명의 내용을 이해하여 그에 따라 실시하도록 하는 것에 있으며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것은 아니다. 본 발명 내용에 의거한 실질적인 변형 또는 개량 및 그 등가물은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 밸브 몸체, 모터 동력전달 구조체, 방향전환밸브 디스크를 포함하며,
    상기 밸브 몸체는 밸브 시트, 상기 밸브 시트 상단면에 용접된 격리 슬리브관, 및 상기 밸브 시트 하단면에 연결된 D관, S관, C관, 및 E관을 포함하며;
    상기 모터 동력전달 구조체는 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체 및 유성 감속 구조체를 포함하며;
    상기 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체는 외측 구동륜의 축공을 통해 상기 격리 슬리브관의 외벽의 상부를 둘러싸고, 상기 밸브 시트의 정중앙에는 관통되지 않은 블라인드홀이 형성되고, 상기 블라인드홀 상에 중심축이 끼워지고, 상기 중심축에 순서대로 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 유성 감속 구조체가 연결되고, 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 유성 감속 구조체가 상기 격리 슬리브관 내부의 상기 밸브 시트의 상단면에 장착되는, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방향전환밸브 디스크에 제1 내측 리세스 및 상기 제1 내측 리세스에 대응하는 제2 내측 리세스가 형성되며, 상기 제1 내측 리세스의 하단면이 상기 밸브 시트의 상단면과 접촉하고, 상기 제2 내측 리세스가 상기 밸브 시트의 상단면과 이격되고, 상기 제2 내측 리세스 상방으로 2개의 통공이 형성되며, 상기 방향전환밸브 디스크의 중심에는 상기 중심축에 맞는 제1 통공이 형성되고, 상기 제1 내측 리세스 및 제2 내측 리세스 상방으로 제1 유성 기어에 맞는 제1 위치축이 형성되고, 상기 제1 위치축은 2개 내지 6개이고, 상기 제1 위치축들은 모두 동일한 원궤도 상에 분포하는, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 시트에 D홀, S홀, C홀, 및 E홀이 형성되는데, 상기 D홀과 상기 S홀이 서로 대응하고 상기 C홀과 상기 E홀이 서로 대응하며, 상기 D홀은 통공이고 상기 S홀, 상기 C홀, 및 상기 E홀은 스텝홀이며, 상기 D홀 상단면의 위치는 상기 밸브 시트의 상단면보다 높고, 상기 제2 내측 리세스 내측에 위치하며, 상기 밸브 시트의 외부에는 상기 격리 슬리브관에 맞는 단차가 형성되는, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유성 감속 구조체는 상기 방향전환밸브 디스크 상의 제1 위치축, 상기 제1 유성 기어, 유성 기어 판, 내측 구동륜, 내측 기어링, 상기 중심축, 및 베어링판을 포함하며, 상기 중심축에는 아래에서 위의 순서로 상기 방향전환 디스크, 상기 유성 기어 판, 상기 내측 구동륜, 상기 베어링 판이 함께 연접되어 있으며, 상기 제1 유성 기어는 상기 방향전환밸브 디스크의 제1 위치축 및 상기 유성 기어 판의 제2 위치축 상에 장착되고, 상기 제2 위치축의 개수와 상기 제1 위치축의 개수는 서로 동일하며, 상기 유성 기어 판의 제2 유성 기어는 상기 제1 위치축에 맞는 상기 제1 유성 기어와 서로 맞물리고 동일 평면 상에 배치되며, 상기 내측 구동륜의 제3 유성 기어는 상기 제2 위치축에 맞는 상기 제1 유성 기어와 서로 맞물리고 동일 평면 상에 배치되며, 상기 유성 기어 판 및 상기 제1 유성 기어는 상기 내측 기어링 내에 삽입되며, 상기 내측 기어링은 상기 격리 슬리브관의 내벽에 고정되고 상기 내측 기어링은 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 내측 구동륜 사이에 고정되며, 상기 내측 기어링의 내측 톱니는 상기 제1 위치축과 상기 제2 위치축에 장착된 상기 유성 기어의 외측 톱니와 서로 맞물리는, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유성 기어 판의 중심에는 상하로 관통하고 상기 중심축에 맞는 제2 통공이 형성되며, 상기 제2 유성 기어의 상면에 기어판이 형성되고, 상기 기어 판의 형태는 삼각형, 정사각형, 또는 원형이며, 상기 기어 판은 상기 제2 유성 기어의 직경보다 크고 상기 내측 기어링의 내측 구멍보다 다소 작으며, 상기 제2 위치축은 상기 기어 판의 상단면에 형성되고 상기 제2 위치축은 원궤도를 이루며 상기 기어 판 상에 고르게 분포하며, 상기 유성 감속 구조체에는 2개의 상기 위성 기어 판이 장착되고, 상기 1개 또는 다수의 위성 기어 판은 상기 방향전환밸브 디스크 및 상기 내측 구동륜 사이에 위치하는, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 내측 구동륜의 중심에는 상하로 관통하고 상기 중심축에 맞는 제3 통공이 형성되고, 상기 제3 유성 기어 상단면에 제2 구동륜이 형성되며, 상기 제2 구동륜의 외경은 상기 제3 유성 기어의 외경보다 다소 크고 상기 내측 기어링의 외경보다 다소 크거나 동일하며, 상기 제2 구동륜 상에는 제2 자석강과 매칭되는 제2 슬롯이 형성되고, 상기 제2 슬롯은 2개 이상일 수 있고 상기 제2 구동륜의 외주면에 고르게 분포되며, 상기 제2 구동륜 상에 상기 베어링판이 배치되고, 상기 베어링판의 중심에는 상하로 관통하고 상기 중심축에 맞는 통공이 형성되며, 상기 베어링판의 외벽은 상기 격리 슬리브관 내벽에 고정되거나 상기 격리 슬리브관과의 사이에 미세한 간격이 존재하는데, 상기 간격은 0.1 mm 내지 1.5 mm인, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 유성 기어에는 상기 제1 및 제2 위치축에 대응하는 통공이 형성되며, 상기 제1 유성 기어의 외측 톱니는 상기 내측 기어링, 상기 제2 유성 기어, 및 상기 제2 유성 기어와 맞물리는, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 모터 웜휠-웜형 동력전달 구조체는 방수 모터, 웜, 및 외측 구동륜을 포함하며, 상기 외측 구동륜 내부에는 제1 자석강에 맞는 제1 슬롯이 형성되고, 외부에는 상기 웜에 맞물리는 웜휠이 형성되며, 상기 제1 슬롯은 상기 제2 슬롯의 개수와 동일하고 균일하게 분포되며, 상기 외측 구동륜은 상기 제2 구동륜과 동일한 높이로 배치되고 상기 외측 구동륜은 상기 격리 슬리브관의 외부에 위치하고, 상기 외측 구동륜은 상기 격리 슬리브관의 내부에 위치하며, 상기 방수 모터는 모터 브래킷 상의 2개의 나사 구멍 및 이에 대응하는 나사에 의해 상기 모터 브래킷에 고정되고, 상기 모터 브래킷에는 모터축 슬리브홀 및 웜 고정슬리브홀이 형성되고, 상기 모터축 슬리브홀 및 상기 나사 구멍은 상기 모터 브래킷의 동일한 일측면에 위치하고 상기 웜 고정슬리브홀은 상기 모터 브래킷의 타측면에 위치하되, 상기 모터 브래킷의 일측면과 상기 모터 브래킷의 타측면은 서로 대응하고 평행하며, 상기 모터 브래킷은 상기 격리 슬리브관의 외벽에 고정되고, 상기 모터 브래킷은 상기 외측 구동륜의 하단면에 배치되며, 상기 웜 고정슬리브홀은 웜 고정슬리브의 제2 단차에 형성된 외주원에 부합하며, 상기 격리 슬리브관의 상부는 보호 덮개의 웜휠 보호 덮개 상의 슬리브홀에 의해 고정되고, 상기 외측 구동륜은 상기 보호 덮개의 웜휠 보호 덮개 내에 배치되며, 상기 웜휠 보호 덮개의 하단면이 상기 외측 구동륜의 하단면과 동일한 높이로 배치되거나 상기 외측 구동륜의 하단면보다 미세하게 높으며, 상기 외측 구동륜의 상단면은 상기 웜휠 보호 덮개의 상부 내벽과 서로 이격되고, 상기 외측 구동륜의 외부는 상기 웜휠 보호 덮개 상의 원형 내벽과 서로 이격되는, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 웜 외부에는 상기 웜휠에 맞물리는 스크류가 형성되고, 내부에는 상기 방수 모터의 출력축이 끼워지는 작은 구멍이 형성되며, 상기 웜의 타측 일단은 상기 웜 고정슬리브에 끼워지며, 상기 웜 고정슬리브 내부에는 통공이 형성되고 외부에는 제1 단차 및 제2 단차가 형성되며, 상기 웜휠 보호 덮개의 측면에 웜 개구가 형성되는데, 상기 웜 개구의 길이는 상기 스크류의 길이에 대응하며, 상기 보호 덮개는 웜 보호 덮개를 더 포함하는데, 상기 웜 개구가 상기 웜 보호 덮개의 일측면과 결합되고 타측면은 상기 모터 브래킷의 상단면의 높이와 같으며, 상기 웜 보호 덮개는 각진 형상이거나 원호 형상이고, 상기 웜 보호 덮개의 내벽이 상기 스크류와 접촉되지 않는, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브.
  10. 제6항 및 제8항에 있어서,
    상기 제1 자석강의 자기장 N극면 또는 자기장 S극면이 상기 격리 슬리브관의 상기 외벽을 향하면서 상기 제2 자석강의 자기장 N극면 또는 자기장 S극면이 상기 격리 슬리브관의 상기 내벽을 향하거나, 상기 제1 자석강의 자기장 N극면 또는 자기장 S극면이 상기 격리 슬리브관의 상기 외벽을 향하면서 상기 제2 자석강의 자기장 S극면 또는 자기장 N극면이 상기 격리 슬리브관의 상기 내벽을 향하는, 자체 유지 및 자성 결합하는 직접 구동식 4방향 전환밸브.

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