KR20220066852A - 유량조정 밸브 - Google Patents

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유타 오시마
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

본체(12)의 유체 통로(18)에 면하여 니들 밸브(34)가 배치된 유량조정 밸브(10)는, 수동으로 회전 조작하기 위한 핸들(56)과, 원격조작이 가능한 전동 모터(58)와, 핸들의 회전 조작력 및 전동 모터의 구동력을 선택적으로 전환시켜 니들 밸브에 전달하는 동력 전달 기구를 구비한다. 핸들을 회전축 방향으로 이동시킴으로써 해당 전환을 행한다.

Description

유량조정 밸브 {FLOW RATE ADJUSTING VALVE}
본 발명은 유체 통로에 있어서의 유량을 조정하는 유량조정 밸브에 관한 것이다.
종래부터, 유체압 실린더의 속도를 조정하는 수단으로서, 수동 조작에 의해 유로 면적을 조정 가능한 유량조정 밸브(스피드 컨트롤러)는 공지되어 있다. 유량조정 밸브는, 예를 들어, 유체압 실린더와 유체 공급원을 접속하는 유로, 혹은 유체압 실린더와 배출 포트를 접속하는 유로에 설치된다.
또, 일본 특허 제5061258호 공보에 나타난 바와 같이, 전동 모터에 의해 밸브 개도를 조절하여 액추에이터에 공급하는 유체의 유량을 원격조작할 수 있도록 한 전동식 니들 밸브도 알려져 있다.
원격조작으로 전동 모터를 구동하여 밸브 개도를 조정하는 유량조정 밸브라도, 설비 가동을 시작하려면, 수동으로 밸브 개도를 조정하여 동작 확인 등을 행해야만 한다. 일반적으로, 생산설비의 조립공정은, 기계 몸체 조립, 공기압 배관, 전기 배선, 및 PLC 등으로의 프로그램 다운로드의 순서로 실시된다. 프로그램 다운로드까지 완료하고 처음 전동 모터에 원격조작 신호를 보낼 수 있다. 기기를 운전하면서의 동작 확인은, 그 이전의 단계에서 행할 필요가 있고, 그 때는 수동에 의해서 확인할 수밖에 없다.
또, PLC를 경유하여 원격조작을 하는 경우, 일반적으로 시스템 오퍼레이터 또는 소프트웨어 기술자가 필요하다. 장치의 보전(유지보수)을 실시하는 사람이 원격조작을 위해서 필요한 능력을 가지지 않은 경우도 있다. 유량조정 밸브의 개도를 수동으로 조정할 수 없다고 한하면, 시스템 오퍼레이터 또는 소프트웨어 기술자의 협력을 구해야만 하므로 시간이 걸린다.
전동 모터를 구동시켜 밸브 개도를 조정하는 유량조정 밸브에 대해, 수동에 의한 조작부를 설치하는 것은 물론 가능하다. 그렇지만, 큰 감속비의 감속기를 갖춘 소형의 전동 모터를 사용하는 경우, 해당 조작부가 감속기의 종동 측에서 전동 모터와 접속된 상태에서는, 수동에 의한 조작이 곤란한 사태가 발생한다.
상기한 바와 같이, 수동과 전동 모터의 양쪽 모두로 밸브 개도를 조정할 수 있는 유량조정 밸브가 요구되고 있다. 그렇지만, 실용적인 것은 아직 충분히 개발되어 있지 않다. 본 발명은 상술한 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 유량조정 밸브는, 본체의 유체 통로에 면하여 니들 밸브가 배치된 것으로서, 수동으로 회전 조작하기 위한 핸들과, 원격조작이 가능한 전동 모터와, 핸들의 회전 조작력 및 전동 모터의 구동력을 선택적으로 전환시켜 니들 밸브에 전달하는 동력 전달 기구를 구비하여, 핸들을 회전축 방향으로 이동시킴으로써 해당 전환이 행해지도록 하는 것이다.
상기 유량조정 밸브에 의하면, 전동 모터의 사양에 관계없이, 수동에 의한 핸들 조작을 용이하게 실현할 수 있다. 또, 핸들을 회전축 방향으로 이동시키는 푸쉬-풀 동작으로 핸들의 회전 조작력과 전동 모터의 구동력을 선택적으로 전환시킬 수 있으므로 조작성이 양호하다. 게다가, 전동 모터에 의해 핸들이 함께 따라 돌지 않기 때문에, 현장의 작업원의 안전도 확보된다.
본 발명에 따른 유량조정 밸브는, 핸들의 회전 조작력 및 전동 모터의 구동력을 선택적으로 전환시켜 니들 밸브에 전달하는 동력 전달 기구를 구비한다. 이 때문에, 전동 모터의 사양에 관계없이, 수동에 의한 핸들 조작을 용이하게 실현할 수 있는 것 외에도, 현장의 작업원의 안전도 확보된다. 또, 핸들을 회전축 방향으로 이동시키는 푸쉬-풀 동작으로 상기 전환을 행할 수 있으므로 조작성이 양호하다.
상기의 목적, 특징 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 설명되는 이하의 실시형태의 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 핸들이 하한 위치에 있고, 또한, 밸브 개도가 최대로 되어 있을 때(완전개방 상태)의 본 발명의 실시형태에 따른 유량조정 밸브의 단면도이다.
도 2는 핸들이 하한 위치에 있고, 또한, 밸브 개도가 0으로 되어 있을 때(완전폐쇄 상태)의 도 1의 유량조정 밸브의 단면도이다.
도 3은 도 1의 유량조정 밸브를 부품 내지 부품군으로 전개시킨 전개도이다.
도 4는 핸들이 상한 위치에 있을 때의 도 1의 유량조정 밸브의 주요부 단면도이다.
도 5는 핸들을 상한 위치로부터 하한 위치로 밀어내리는 도중의 상태에 있어서의 도 1의 유량조정 밸브의 주요부 단면도이다.
도 6은 핸들을 하한 위치로부터 상한 위치로 끌어올리는 도중의 상태에 있어서의 도 1의 유량조정 밸브의 주요부 단면도이다.
본 발명의 실시형태에 따른 유량조정 밸브(10)는, 압축공기 등의 유체의 유량을 조정하기 위해서 이용된다. 이하의 설명에 있어서, 상하좌우의 방향에 관한 용어를 사용할 때는, 편의상, 도면 상에서의 방향을 말하는 것이며, 각 부재의 실제의 배치 등을 한정하는 것은 아니다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유량조정 밸브(10)는, 본체(12), 커버(14), 밸브 시트 몸체(28), 니들 밸브(34), 핸들(56), 스텝핑 모터(전동 모터)(58) 및 동력 전달 기구를 포함한다. 동력 전달 기구는, 핸들(56)의 회전 조작력 및 스텝핑 모터(58)의 구동력을 선택적으로 전환시켜 니들 밸브(34)에 전달하는 기구이며, 그 상세에 대해서는 후술한다. 스텝핑 모터(58)는, 도시하지 않은 감속기를 내장하고 있다. 본 실시형태에서는, 전동 모터로서 스텝핑 모터(58)를 이용하고 있지만, 다른 형식의 전동 모터일 수도 있다.
상자 형상의 본체(12)는, 커버(14)와 협동하여 스텝핑 모터(58) 및 동력 전달 기구를 수용하는 수용실(40)을 갖는다. 커버(14)는, 후술하는 지지 프레임(60)에 부착된다. 커버(14)의 상면은, 그 길이방향 중앙 부근의 위치에서 아래쪽으로 함몰되어 있다. 이 함몰부(14a)의 저면 중앙은 개구되어 있다. 함몰부(14a)의 개구 둘레로부터 위쪽으로 세워지는 통 형상의 핸들 지지부(16)가 커버(14)와 일체로 설치되어 있다.
본체(12)의 하부는, 양단이 개구되어 좌우방향으로 연장되는 유체 통로(18)를 갖는다. 유체 통로(18)의 일단부에서 개구되는 제1 포트(20) 및 유체 통로(18)의 타단부에서 개구되는 제2 포트(22)는, 각각 도시하지 않은 외부의 배관에 접속된다. 본 실시형태에서는, 후술하는 체크 밸브(30)의 작용에 의해, 제1 포트(20)로부터 제2 포트(22)를 향해 유체가 흐를 때 유량을 조정할 수 있도록 구성되어 있다.
밸브 시트 몸체(28) 및 니들 밸브(34)는, 유체 통로(18)에 교차하는 방식으로 배치된다. 유체 통로(18)의 길이방향 중앙에는, 유체를 안내하는 원통형의 가이드벽(24)이 배치되어 있다. 가이드벽(24)의 축심은 밸브 시트 몸체(28) 및 니들 밸브(34)의 축심과 정합한다. 가이드벽(24)은 제1 포트(20) 부근의 위쪽 부위에 제1 윈도부(24a)를 갖는다. 가이드벽(24)은 제2 포트(22) 부근의 아래쪽 부위에 제2 윈도부(24b)를 갖는다. 제1 포트(20)는 제1 윈도부(24a)와 제2 윈도부(24b)를 통하여 제2 포트(22)에 연결되어 있다. 가이드벽(24)은 수용실(40)을 향해 연장되고, 해당 연장부가 밸브 시트 몸체(28)를 지지하는 지지벽(26)을 구성하고 있다.
통 형상의 밸브 시트 몸체(28)는, 그 길이방향 중앙의 지지부(28a)에 있어서, 본체(12)의 지지벽(26)의 내측에 끼워맞춤 고정된다. 밸브 시트 몸체(28)의 내측에는, 니들 밸브(34)가 그 축심방향인 X방향으로 이동 가능하게 되도록 삽입 및 배치되어 있다. 니들 밸브(34)의 선단은 유체 통로(18)에 면하고 있다. 니들 밸브(34)의 선단 근방의 외주는, 가늘어지는 형상의 테이퍼면(34a)을 갖는다.
밸브 시트 몸체(28)의 지지부(28a)보다 아래쪽 부위는, 밸브 시트 몸체(28)의 측벽을 관통하는 복수의 횡방향 구멍(28b)을 갖는다. 밸브 시트 몸체(28)는, 이 횡방향 구멍(28b)보다 아래쪽 부위에 있어서, 니들 밸브(34)의 테이퍼면(34a)에 맞닿음 가능한 밸브 시트(28c)를 구비한다. 니들 밸브(34)가 밸브 시트(28c)로부터 이격된 상태에서는, 밸브 시트 몸체(28)의 횡방향 구멍(28b) 및 밸브 시트 몸체(28)의 하단 개구부(28e)를 통하여 제1 윈도부(24a)가 제2 윈도부(24b)와 연통한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 니들 밸브(34)가 밸브 시트(28c)에 맞닿은 상태에서는, 밸브 시트 몸체(28)의 횡방향 구멍(28b) 및 밸브 시트 몸체(28)의 하단 개구부(28e)를 통한 제1 윈도부(24a)와 제2 윈도부(24b)와의 연통이 차단된다.
밸브 시트 몸체(28)의 하단부 외주에는, 본체(12)의 가이드벽(24)의 내주에 압접 가능한 체크 밸브(30)가 장착되어 있다. 체크 밸브(30)는, 밸브 시트 몸체(28)의 하단부와 가이드벽(24)과의 사이의 간극을 통하여 유체가 제1 윈도부(24a)로부터 제2 윈도부(24b)로 흐르는 것을 저지한다. 체크 밸브(30)는, 상기 간극을 통하여 유체가 제2 윈도부(24b)로부터 제1 윈도부(24a)로 흐르는 것을 허용한다. 니들 밸브(34)가 밸브 시트(28c)에 맞닿은 상태에서는, 제1 포트(20)로부터 제2 포트(22)로 향하는 유체의 흐름은 저지된다. 니들 밸브(34)가 밸브 시트(28c)로부터 이격된 상태에서는, 그 이격 거리에 따라서 변화하는 유로 면적에 알맞는 유량으로, 제1 포트(20)로부터 제2 포트(22)를 향해 유체가 흐른다.
밸브 시트 몸체(28)의 내면에는, 지지부(28a)보다 위쪽 부위에 있어서, 니들 밸브(34)의 상단부를 지지하는 원통형의 칼라(38)가 고정되어 있다. 니들 밸브(34)의 외주 및 칼라(38)의 내주는 서로 맞닿는 2조의 평면부(34c, 38a)를 구비하고 있다. 이것에 의해, 니들 밸브(34)는 축심 주위에서의 회전이 규제됨과 함께 축심방향의 이동이 가능해지도록 칼라(38)에 지지되고 있다. 본 실시형태에서는, 칼라(38)에 대한 니들 밸브(34)의 회전 멈춤 수단으로서 2조의 평면부가 이용되고 있다. 단, 1조의 평면부(D컷), 스플라인 등의 수단이 이용될 수도 있다.
밸브 시트 몸체(28)의 지지부(28a)의 외주에는, 본체(12)의 지지벽(26)의 내주에 맞닿는 환형상의 씰 부재(32)가 장착되어 있다. 또, 니들 밸브(34)의 외주에는, 밸브 시트 몸체(28)의 지지부(28a)의 내주에 슬라이딩 접촉하는 환형상의 니들 패킹(36)이 장착되어 있다. 유체 통로(18)는, 씰 부재(32) 및 니들 패킹(36)에 의해, 수용실(40)로부터 기밀적으로 이격되어 있다. 니들 밸브(34)는 축심 주위에서 회전하지 않는 구조로 되어 있으므로, 니들 패킹(36)에 걸리는 부하가 경감되어, 니들 패킹(36)의 내구성이 향상된다.
동력 전달 기구는, 이송 나사(42), 스템(44), 핸들 홀더(46), 밸브 기어(48) 및 모터 기어(50)를 포함한다. 핸들(56)의 회전 조작력은, 핸들 홀더(46), 스템(44) 및 이송 나사(42)를 통하여 니들 밸브(34)에 전달된다. 스텝핑 모터(58)의 구동력은, 모터 기어(50), 밸브 기어(48), 스템(44) 및 이송 나사(42)를 통하여 니들 밸브(34)에 전달된다. 다시 말해서, 핸들(56)과 니들 밸브(34)와의 사이의 동력 전달 경로는, 핸들 홀더(46), 스템(44) 및 이송 나사(42)에 의해 구성되어 있다. 스텝핑 모터(58)와 니들 밸브(34)와의 사이의 동력 전달 경로는, 모터 기어(50), 밸브 기어(48), 스템(44) 및 이송 나사(42)에 의해 구성되어 있다. 이하, 동력 전달 기구의 상세를 설명한다.
이송 나사(42)는 그 길이방향 중앙에 플랜지(42a)를 가지며, 또한, 플랜지(42a)보다 아래쪽 부위의 외주에 수나사(42b)를 갖는다. 이송 나사(42)는, 플랜지(42a)보다 위쪽 부위에 있어서, 밸브 시트 몸체(28)의 상단 개구부(28d)에 구비된 베어링(52)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 이송 나사(42)의 상단부는 베어링(52)으로부터 위쪽으로 돌출하고, 후술하는 스템(44)의 원통부(44b)의 내측에 끼워맞춰진다.
니들 밸브(34)는, 해당 니들 밸브(34)의 상단에서 개구되는 바닥이 있는 형상의 나사구멍(34b)을 갖는다. 이송 나사(42)의 하부 부분은, 이 나사구멍(34b)에 나사결합한다. 이송 나사(42)의 플랜지(42a)는 베어링(52)의 하면과 칼라(38)의 상면과의 사이에 끼워지는 형태로 배치되어 있다. 이것에 의해, 축심방향인 X방향으로의 이송 나사(42)의 이동은 규제되고 있다. 이송 나사(42)가 회전하면, 축심 주위에서의 회전이 규제된 니들 밸브(34)가 축심방향으로 이동한다.
스템(44)은, 수평방향으로 연장되는 판 형상의 플랜지부(44a)와, 플랜지부(44a)로부터 아래쪽으로 연장되고 선단이 개구되는 원통부(44b)와, 플랜지부(44a)로부터 위쪽으로 돌출하는 돌출부(44c)를 구비한다. 스템(44)의 원통부(44b)가 이송 나사(42)의 상단부에 소정의 회전멈춤 수단으로 연결되어 있다. 이것에 의해, 이송 나사(42)는 스템(44)과 일체로 회전하고, 스템(44)은 이송 나사(42)에 대해서 축심방향인 X방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 본 실시형태에서는, 이 회전멈춤 수단으로서 2조의 평면부가 이용되고 있지만, 1조의 평면부(D컷), 스플라인 등의 수단이 이용될 수도 있다.
스템(44)의 위쪽으로의 이동은, 스템(44)의 플랜지부(44a)가 커버(14)의 핸들 지지부(16)의 내주에 돌출설치된 단차부(16a)에 맞닿는 것에 의해 규제된다. 스템(44)의 원통부(44b)의 상단부 외주는, 후술하는 밸브 기어(48)의 스플라인(48d)과 맞물리는 스플라인(44d)을 구비하고 있다(도 4 참조). 스템(44)의 돌출부(44c)에는, 설치 나사(54)에 의해 핸들 홀더(46)가 고정되어 있다. 핸들 홀더(46)의 외주는 후술하는 핸들(56)의 제1 스플라인(56f)과 맞물리는 스플라인(46a)을 구비하고 있다(도 5 참조).
핸들(56)은, 링 형상의 시트부(56a)와, 시트부(56a)의 외주부에서 아래쪽으로 연장되는 외측 통부(56b)와, 시트부(56a)의 내주부에서 아래쪽으로 연장되는 내측 통부(56c)를 갖는다. 외측 통부(56b)의 하단은 직경방향 내측으로 돌출하는 리브(56d)를 구비하고 있다. 내측 통부(56c)의 하단은 직경방향 내측으로 연장되는 플랜지(56e)를 구비하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 내측 통부(56c)의 하단 부근의 내주는 핸들 홀더(46)의 스플라인(46a)과 맞물리는 제1 스플라인(56f)을 구비하고 있다. 또, 내측 통부(56c)의 상단 부근의 외주는 커버(14)의 핸들 지지부(16)의 내주에 구비된 스플라인(16d)과 맞물리는 제2 스플라인(56g)을 구비하고 있다.
핸들(56)은 푸쉬-풀 동작이 가능한 것으로서, 이하에서 설명하는 상한 위치(위쪽으로의 이동단)와 하한 위치(아래쪽으로의 이동단)와의 사이에서, 그 회전축 방향인 X방향(상하방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 핸들(56)의 플랜지(56e)의 상면이 핸들 홀더(46)의 하면에 맞닿아 핸들 홀더(46)를 끌어올리면, 핸들 홀더(46)와 일체로 움직이는 스템(44)의 플랜지부(44a)가 핸들 지지부(16)의 단차부(16a)에 맞닿는다. 이 결과, 핸들(56)은 상한 위치에 도달한다(도 4 참조).
핸들 지지부(16)는 핸들(56)의 내측 통부(56c)와 외측 통부(56b)와의 사이의 공간에 들어가 있다. 핸들(56)의 시트부(56a)의 하면이 핸들 지지부(16)의 상단에 맞닿을 때, 핸들(56)은 하한 위치에 도달한다(도 1 참조). 핸들(56)은, 상한 위치에 있을 때, 커버(14)로부터 위쪽으로 크게 돌출하여 회전 조작을 하기 쉬워진다. 핸들(56)은, 하한 위치에 있을 때, 커버(14)의 함몰부(14a)에 들어간다.
핸들(56)이 위쪽(제1 방향)으로 이동하면, 내측 통부(56c)의 제1 스플라인(56f)이 핸들 홀더(46)의 스플라인(46a)과 맞물린다. 그 결과, 핸들(56), 핸들 홀더(46) 및 스템(44)의 삼자가 일체로 회전 가능하게 된다. 또, 핸들(56)이 상한 위치까지 이동하면, 내측 통부(56c)의 제2 스플라인(56g)과 핸들 지지부(16)의 스플라인(16d)과의 맞물림이 해제된다.
핸들(56)이 아래쪽(제2 방향)으로 이동하면, 내측 통부(56c)의 제1 스플라인(56f)과, 스템(44)과 일체화된 핸들 홀더(46)의 스플라인(46a)과의 맞물림이 해제된다. 핸들(56)이 아래쪽으로 이동하면, 내측 통부(56c)의 제2 스플라인(56g)이 핸들 지지부(16)의 스플라인(16d)과 맞물려, 핸들(56)의 회전이 방지된다. 또, 내측 통부(56c)의 제2 스플라인(56g)이 핸들 지지부(16)의 스플라인(16d)과 맞물리기 시작하면, 내측 통부(56c)의 플랜지(56e)가 스템(44)의 플랜지부(44a)에 맞닿는다. 플랜지(56e)가 플랜지부(44a)를 아래쪽으로 누름으로써, 스템(44)은 핸들(56)과 함께 아래쪽으로 이동한다.
커버(14)의 핸들 지지부(16)의 외주는 상하방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 제1 리브(16b) 및 제2 리브(16c)를 구비한다. 제1 리브(16b) 및 제2 리브(16c)는 핸들(56)의 외측 통부(56b)의 리브(56d)와 맞물린다. 핸들(56)을 상한 위치까지 끌어올리면, 핸들(56)의 리브(56d)가 핸들 지지부(16)의 제1 리브(16b)와 스냅식으로 맞물린다. 핸들(56)을 하한 위치까지 밀어내리면, 핸들(56)의 리브(56d)가 핸들 지지부(16)의 제2 리브(16c)와 스냅식으로 맞물린다. 따라서, 상한 위치 또는 하한 위치에 도달한 핸들(56)은 외력이 가해지지 않는 한 상한 위치 또는 하한 위치에 안정적으로 유지된다.
수용실(40)에는 스텝핑 모터(58)를 지지하는 지지 프레임(60)이 수평방향으로 배열설치되어 있다. 지지 프레임(60)은 도시하지 않은 고정 수단에 의해 본체(12)에 장착된다. 밸브 기어(48)는 스텝핑 모터(58)의 출력축(58a)에 장착된 모터 기어(50)와 맞물리고, 스텝핑 모터(58)의 출력축(58a)과 연동하여 회전한다. 밸브 기어(48)와 모터 기어(50)는 지지 프레임(60)의 상면에 배치된다. 밸브 기어(48)는, 외주에 톱니를 가지는 기어부(48a)와, 기어부(48a)로부터 아래쪽으로 돌출하는 축부(48b)로 이루어진다. 기어부(48a)와 축부(48b)는 이들의 축심방향인 X방향으로 관통하는 중앙구멍(48c)을 갖는다. 기어부(48a)의 내주는, 스템(44)의 스플라인(44d)과 맞물리는 스플라인(48d)을 구비하고 있다(도 4 참조).
지지 프레임(60)은 이송 나사(42) 및 스템(44)이 삽입되는 삽입구멍(60a)을 갖는다. 삽입구멍(60a)의 상부는 직경이 확대되어, 밸브 기어(48)의 축부(48b)를 지지하는 제1 오목부(60b)가 된다. 삽입구멍(60a)의 하부는 단계적으로 직경이 확대되어, 밸브 시트 몸체(28)의 상단부가 삽입되는 제2 오목부(60c)가 된다. 밸브 기어(48)의 축부(48b)는 제1 오목부(60b)에 삽입되어 있다. 기어부(48a)의 상면에 구비된 볼록부(48e)는 커버(14)에 맞닿는다. 이것에 의해, 밸브 기어(48)는, 축심방향인 X방향으로의 이동이 규제되면서, 축심 주위에서 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 밸브 시트 몸체(28)의 상단부가 지지 프레임(60)의 제2 오목부(60c)에 끼워맞춰지는 것에 의해, 지지 프레임(60)은 수용실(40)의 내부에서 위치결정된다.
스템(44)의 원통부(44b)는 밸브 기어(48)의 중앙구멍(48c) 및 지지 프레임(60)의 삽입구멍(60a)에 삽입된다. 핸들(56)을 밀어내림으로써 스템(44)이 아래쪽으로 이동하면, 스템(44)의 스플라인(44d)이 밸브 기어(48)의 스플라인(48d)과 맞물린다. 이것에 의해, 스텝핑 모터(58)의 구동력은 모터 기어(50), 밸브 기어(48) 및 스템(44)을 통하여 이송 나사(42)에 전달된다. 한편, 핸들(56)을 끌어올림으로써 스템(44)이 위쪽으로 이동하면, 스템(44)의 스플라인(44d)과 밸브 기어(48)의 스플라인(48d)과의 맞물림이 해제된다.
지지 프레임(60)에 대해서 수직인 기판(62)이 수용실(40)에 배치되어 있다. 스텝핑 모터(58)를 구동하기 위한 전자 부품이 기판(62)에 실장되어 있다. 기판(62)에 세워 설치된 침 형상의 단자(64)는 본체(12)의 측면에 구비된 통 형상의 커넥터부(66)의 내측에서 연장되어 있다. 기판(62)과 스텝핑 모터(58)와의 사이에는 도시하지 않은 배선이 설치되어 있다. 스텝핑 모터(58)는 단자(64)로부터 공급되는 원격조작 신호에 의해 구동된다.
본 실시형태에 따른 유량조정 밸브(10)는 이상과 같이 구성된다. 이하, 원격조작에 의해 밸브 개도를 조정하는 경우 및 수동에 의해 밸브 개도를 조정하는 경우에 대해 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 핸들(56)이 상한 위치에 있는 상태를 초기 상태로 한다.
원격조작에 의해 스텝핑 모터(58)를 구동하여 밸브 개도를 조정하기 위해서는, 상한 위치에 있는 핸들(56)을 하한 위치까지 밀어내린다. 도 5에 도시된 바와 같이, 핸들(56)을 아래쪽을 향해 밀어내려 가면, 우선, 핸들(56)의 내측 통부(56c)의 제1 스플라인(56f)과 핸들 홀더(46)의 스플라인(46a)과의 맞물림이 해제되고, 핸들 홀더(46)와 일체화된 스템(44)은 핸들(56)과의 연결 상태로부터 해방된다. 즉, 핸들(56)과 니들 밸브(34)와의 사이의 동력 전달 경로는, 그 도중의 핸들(56)과 핸들 홀더(46)와의 사이에서 분단된다. 또한, 이송 나사(42)의 상단부가 스템(44)의 원통부(44b)에 끼워맞춰지는 부위, 또는, 스템(44)의 원통부(44b)가 밸브 기어(48)의 중앙구멍(48c)에 삽입하는 부위에서 적당한 마찰력이 작용하고 있다. 이 때문에, 핸들(56)을 밀어내릴 때 스템(44)이 즉시 아래쪽으로 이동하지 않는다.
또, 핸들(56)의 제1 스플라인(56f)과 핸들 홀더(46)의 스플라인(46a)과의 맞물림이 해제되는 것과 거의 동시에, 핸들(56)의 내측 통부(56c)의 제2 스플라인(56g)이 핸들 지지부(16)의 스플라인(16d)과 맞물리기 시작해, 핸들(56)의 회전이 방지된 상태가 된다.
그리고, 핸들(56)을 하한 위치의 근방까지 밀어내리면, 스템(44)이 핸들(56)의 플랜지(56e)에 의해 밀려내려 가고, 스템(44)의 스플라인(44d)이 밸브 기어(48)의 스플라인(48d)에 맞물린다(도 1 참조). 이것에 의해, 스텝핑 모터(58)의 구동력을 모터 기어(50), 밸브 기어(48), 스템(44) 및 이송 나사(42)를 통하여 니들 밸브(34)에 전달하는 것이 가능한 상태가 된다. 즉, 스텝핑 모터(58)와 니들 밸브(34)와의 사이의 동력 전달 경로가 연속한 것으로 된다.
이상과 같이, 핸들(56)을 밀어내리면, 핸들(56)과 니들 밸브(34)와의 사이의 동력 전달 경로가 도중에 분단됨과 함께, 핸들(56)의 회전이 방지된 상태가 된다. 핸들(56)을 하한 위치까지 더욱 밀어내리면, 스텝핑 모터(58)와 니들 밸브(34)와의 사이의 동력 전달 경로가 연속한 것으로 된다. 이 상태에서, 원격조작에 의해 스텝핑 모터(58)를 구동시켜, 니들 밸브(34)를 축선방향으로 이동시키고, 밸브 개도를 조정할 수 있다.
다음에, 수동에 의해 밸브 개도를 조정하기 위해서는, 하한 위치에 있는 핸들(56)을 상한 위치까지 끌어올린다. 도 6에 도시된 바와 같이, 핸들(56)을 위쪽으로 끌어올려 가면, 우선, 내측 통부(56c)의 제1 스플라인(56f)이 핸들 홀더(46)의 스플라인(46a)과 맞물리고, 핸들(56)과 핸들 홀더(46)와 스템(44)의 삼자가 회전방향으로 일체로 연결된다. 이것에 의해, 핸들(56)과 니들 밸브(34)와의 사이의 동력 전달 경로가 연속한 것으로 된다. 다만, 핸들(56)을 상한 위치의 근방까지 끌어올리지 않으면, 내측 통부(56c)의 제2 스플라인(56g)과 핸들 지지부(16)의 스플라인(16d)과의 맞물림이 해제되지 않는다. 이 때문에, 이 시점에서는, 핸들(56)을 회전시킬 수 없다.
계속해서, 핸들(56)을 상한 위치의 근방까지 끌어올리면, 핸들 홀더(46)가 핸들(56)의 플랜지(56e)에 의해 밀려올라간다. 이것에 의해, 핸들 홀더(46)와 일체로 움직이는 스템(44)의 스플라인(44d)과 밸브 기어(48)의 스플라인(48d)과의 맞물림이 해제된다(도 4 참조). 또, 핸들(56)의 내측 통부(56c)의 제2 스플라인(56g)과 핸들 지지부(16)의 스플라인(16d)과의 맞물림이 해제된다. 스템(44)의 스플라인(44d)과 밸브 기어(48)의 스플라인(48d)과의 맞물림이 해제됨으로써, 스텝핑 모터(58)와 니들 밸브(34)와의 사이의 동력 전달 경로가 도중에 분단된다.
따라서, 핸들(56)을 상한 위치까지 끌어올리면, 수동에 의해 핸들(56)을 회전할 수 있게 된다. 이 때문에, 핸들(56)의 회전에 의해, 핸들 홀더(46)와 스템(44)과 이송 나사(42)를 통하여 니들 밸브(34)를 축선방향으로 이동시켜, 밸브 개도를 조정할 수 있다.
현장의 작업자가 핸들(56)을 끌어올리는 도중에, 밸브 기어(48)의 스플라인(48d)과 스템(44)의 스플라인(44d)과의 맞물림이 해제되기 전에 스텝핑 모터(58)가 원격조작 신호에 의해 구동되어 그 구동력이 스템(44)을 거쳐 핸들(56)에 전달되는 경우를 상정한다. 이 경우에도, 핸들(56)의 내측 통부(56c)의 제2 스플라인(56g)이 핸들 지지부(16)의 스플라인(16d)과 맞물려 있다. 그 때문에, 핸들(56)이 갑자기 회전하지 않고, 핸들(56)을 파지하고 있는 작업자의 안전이 확보된다.
본 실시형태에 따른 유량조정 밸브(10)에 의하면, 핸들(56)의 회전 조작력 및 스텝핑 모터(58)의 구동력을 선택적으로 전환시켜 니들 밸브(34)에 전달하는 동력 전달 기구를 구비한다. 이 때문에, 스텝핑 모터(58)의 사양에 관계없이, 수동에 의한 핸들 조작을 용이하게 실현할 수 있는 것 외에도, 현장의 작업원의 안전이 확보된다. 또, 핸들(56)을 회전축 방향으로 이동시키는 푸쉬-풀 동작으로 상기 전환을 행할 수 있으므로, 조작성이 양호하다.
본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고 다양한 구성을 채택할 수 있다.

Claims (10)

  1. 본체(12)의 유체 통로(18)에 면하여 니들 밸브(34)가 배치된 유량조정 밸브(10)로서,
    수동으로 회전 조작하기 위한 핸들(56)과, 원격조작이 가능한 전동 모터(58)와, 상기 핸들의 회전 조작력 및 상기 전동 모터의 구동력을 선택적으로 전환시켜 상기 니들 밸브에 전달하는 동력 전달 기구를 포함하며,
    상기 핸들을 회전축 방향으로 이동시킴으로써 상기 전환이 행해지도록 하는 유량조정 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 핸들은 서로 반대방향인 제1 및 제2 방향으로 상기 핸들의 회전축을 따라 이동 가능하고,
    상기 핸들을 당겨 상기 제1 방향으로 이동시키면 상기 핸들과 상기 니들 밸브와의 사이의 동력 전달 경로가 연속한 것으로 됨과 함께 상기 전동 모터와 상기 니들 밸브와의 사이의 동력 전달 경로가 도중에 분단되고,
    상기 핸들을 눌러 상기 제2 방향으로 이동시키면 상기 핸들과 상기 니들 밸브와의 사이의 상기 동력 전달 경로가 도중에 분단됨과 함께 상기 전동 모터와 상기 니들 밸브와의 사이의 상기 동력 전달 경로가 연속한 것으로 되는 유량조정 밸브.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 핸들 및 상기 본체의 핸들 지지부(16)는 서로 맞물림 가능한 스플라인(16d, 56g)을 포함하며,
    상기 핸들이 상기 제1 방향의 이동단으로부터 상기 제2 방향으로 이동하면 상기 핸들의 상기 스플라인이 상기 핸들 지지부의 상기 스플라인에 맞물려 상기 핸들의 회전이 방지되는 유량조정 밸브.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 본체와 함께 상기 전동 모터 및 상기 동력 전달 기구를 수용하는 커버(14)를 포함하며, 상기 커버는 상기 핸들이 상기 제2 방향의 이동단까지 이동했을 때 상기 핸들이 들어가는 함몰부(14a)를 가지는 유량조정 밸브.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 동력 전달 기구는 상기 니들 밸브에 나사결합하는 이송 나사(42)를 포함하며,
    상기 니들 밸브는 축심 주위에서의 회전이 규제되고,
    상기 이송 나사는 축심방향의 이동이 규제되고,
    상기 이송 나사가 회전하면 상기 니들 밸브가 축심방향으로 이동하는 유량조정 밸브.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 동력 전달 기구는 상기 이송 나사의 축심방향으로 이동 가능한 스템(44)을 포함하며,
    상기 이송 나사는 상기 스템과 일체로 회전하고,
    상기 핸들의 회전 조작력 및 상기 전동 모터의 구동력은 상기 스템 및 상기 이송 나사를 통하여 상기 니들 밸브에 전달되는 유량조정 밸브.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 핸들이 상기 제2 방향의 이동단으로부터 상기 제1 방향으로 이동하면 상기 핸들에 구비된 스플라인(56f)이 상기 스템에 고정되는 핸들 홀더(46)에 구비된 스플라인(46a)과 맞물리고,
    상기 핸들이 상기 제2 방향으로 이동하면 상기 스템이 이것과 동일 방향으로 이동하여 상기 스템에 구비된 스플라인(44d)이 상기 전동 모터의 출력축(58a)과 연동하는 밸브 기어(48)에 구비된 스플라인(48d)과 맞물리는 유량조정 밸브.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 핸들에 맞닿아 이동할 수 있는 상기 핸들 홀더와 일체화된 상기 스템이 핸들 지지부에 구비된 단차부(16a)와 맞닿을 때 상기 핸들은 상기 제1 방향의 이동단에 도달하고,
    상기 핸들이 상기 핸들 지지부의 단부에 맞닿을 때 상기 핸들은 상기 제2 방향의 이동단에 도달하는 유량조정 밸브.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 핸들이 상기 제1 방향의 이동단에 도달하면 상기 핸들에 구비된 리브(56d)가 상기 핸들 지지부에 구비된 제1 리브(16b)와 스냅식으로 맞물리고,
    상기 핸들이 상기 제2 방향의 이동단에 도달하면 상기 핸들에 구비된 상기 리브가 상기 핸들 지지부에 구비된 제2 리브(16c)와 스냅식으로 맞물리는 유량조정 밸브.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 니들 밸브는 상기 본체에 고정되는 밸브 시트 몸체(28)의 내측에 삽입 배치되고,
    상기 니들 밸브의 외주에는 상기 밸브 시트 몸체에 슬라이딩 접촉하는 니들 패킹(36)이 장착되어 있는 유량조정 밸브.
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