WO2012150759A1 - 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치는, 상부에 안착부가 형성되는 베이스와, 상기 안착부에 전후좌우로 회전 동작이 가능하게 결합되는 센터조인트와, 상기 센터조인트의 상부에 결합되는 플레이트와, 상기 플레이트에 설치되는 노즐과, 상기 플레이트에 일측이 결합되어 상기 플레이트를 전후좌우로 회전시킬 수 있도록 동력을 제공하는 구동모터 및, 상기 구동모터의 동력을 상기 플레이트에 전달하는 로드 어셈블리를 포함한다.

Description

듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치

본 발명은 멀티벡터 제어 노즐장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 노즐이 전후좌우 방향으로 교차회전될 수 있도록 함으로써, 노즐을 통해 분사되는 물줄기가 다양한 형태로 연출될 수 있도록 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 분수장치는 호수, 연못 및 하천 등에 설치되어 물의 정화 또는 공기정화의 기능 등을 수행함과 동시에 힘찬 물줄기를 품어냄으로써, 관람자가 여러 감각을 통해 시원함 및 정서적 안정감 등을 느낄 수 있도록 하는 일종의 조경시설이다.

그리고, 분수장치는 분사되는 물줄기와 함께 조명과 음악이 부가적으로 연출되도록 하고 있다. 즉, 물줄기와 함께 연출되는 조명을 통해 야간에 주변경치를 아름답게 연출할 수 있어 관람자가 다양한 형태의 분수를 감상할 수 있도록 하며, 물줄기와 함께 연출되는 음악을 통해 청각적인 즐거움도 함께 느낄 수 있도록 한다.

이와 같은 분수장치는, 주로 공원, 호수 및 하천 등에 설치되어 노즐을 통해 물줄기가 분사되도록 하고 있으며, 노즐을 통해 분사되는 물줄기는 노즐 또는 펌프의 용량에 따라 고압분사 및 저압분사가 가능하다. 그리고 노즐의 종류에 따라 다양한 형태의 분수가 연출되도록 하고 있다.

그러나, 종래의 분수장치는 단순히 펌프의 압력을 조절하여 노즐을 통해 상향 분사되는 물줄기의 높이만을 조절하는 형태가 대부분이므로, 분수의 연출형태가 다양하지 못하였으며, 분수의 연출형태가 단조로워 관람자가 쉽게 실증을 느끼는 단점이 있었다.

이러한 문제점을 보완하기 위하여, 단방향으로만 물줄기를 분사하던 고정식 노즐이 양방향으로 회동되도록 함으로써, 물줄기가 분사되는 각도를 가변시킬 수 있는 가동식 노즐이 사용되고 있었다.

그러나, 종래의 가동식 노즐은 물줄기를 양방향으로 가변시켜 연출할 수는 있으나, 이러한 가동식 노즐 역시 물줄기가 분사되는 방향이 양방향으로 한정되어 있어 분수의 연출형태가 제한적이었다.

따라서, 본 발명에서는 하나의 가동식 노즐이 전후좌우 방향으로 자유롭게 회동되도록 하여 물줄기가 분사되는 방향으로 다양하게 가변함으로써, 분수 연출의 다양성을 확보할 수 있는 기술을 제시하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물을 분사하기 위한 노즐이 교차회전 가능한 조인트들과 한 쌍의 구동모터에 의해 전후좌우로 회전될 수 있도록 함으로써, 노즐의 물줄기 방향이 단방향 또는 양방향에 국한되지 않고 여러 방향으로 가변될 수 있어 분수연출의 다양성을 확보할 수 있는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치는, 상부에 안착부가 형성되는 베이스와, 상기 안착부에 전후좌우로 회전 동작이 가능하게 결합되는 센터조인트와, 상기 센터조인트의 상부에 결합되는 플레이트와, 상기 플레이트에 설치되는 노즐과, 상기 플레이트에 일측이 결합되어 상기 플레이트를 전후좌우로 회전시킬 수 있도록 동력을 제공하는 구동모터 및, 상기 구동모터의 동력을 상기 플레이트에 전달하는 로드 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 센터조인트는, 상기 안착부의 상단에 결합되는 제1센터브래킷과, 상기 노즐의 하단에 결합되는 제2센터브래킷 및, 상기 제1센터브래킷 및 상기 제2센터브래킷이 서로 어긋나게 직각으로 축 결합되도록 교차 축을 형성하는 센터크로스샤프트가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 플레이트는, 중앙 부위에 공간부를 형성하는 노즐헤더가 일체로 구비되며, 상기 노즐헤더는, 상기 공간부로 물이 공급되는 과정에서 발생하는 맥동 및 와류를 정렬시켜 상기 노즐로 공급하는 것이 바람직하다.

상기 노즐헤더는, 일측에 물이 공급될 수 있도록 물 공급관이 연결되는 유입구 및, 상기 유입구로 유입되는 물이 분출되도록 상기 노즐이 결합되는 유출구가 형성될 수 있다.

상기 플레이트는, 테두리로부터 측 방향으로 돌출되며, 채결부재에 의해 하단에 상기 제2사이드조인트가 결합되는 다수의 연장부가 구비될 수 있다.

상기 구동모터는, 전후와 좌우를 각각 제어할 수 있게 2개 이상으로 상기 베이스의 테두리에 구동축이 직각을 이루도록 각각 설치되며, 상기 구동축에 편심 회전가능하게 크랭크가 결합되는 것이 바람직하다.

상기 로드 어셈블리는, 상기 크랭크의 편심 회전되는 일단에 축 방향으로 결합되어, 전후좌우로 교차회동가능하게 결합되는 한 쌍의 제1사이드조인트와, 상기 제1사이드조인트의 상부에서 상기 플레이트의 양측 테두리에 각각 결합되어, 전후좌우로 교차회동가능하게 결합되는 한 쌍의 제2사이드조인트 및, 상기 제1사이드조인트의 상단과 상기 제2사이드조인트의 하단에 상하 양단이 각각 결합되며, 양단 중 어느 하나가 수평 또는 자유회전 가능하게 구비되어 상기 플레이트가 전후좌우로 회전되도록 구동력을 전달하는 한 쌍의 작동로드를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1사이드조인트는, 상기 작동로드의 하단에 결합되는 제1사이드브래킷 및, 상기 제1사이드브래킷과 상기 크랭크의 편심 회전되는 일단이 서로 어긋나게 직각으로 축 결합되며, 상기 센터크로스샤프트와 동일 축 선을 갖도록 교차 축을 형성하는 제1사이드크로스샤프트를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제2사이드조인트는, 상기 작동로드의 상단에 결합되는 제2사이드브래킷과, 상기 플레이트의 테두리에 상단이 결합되는 제3사이드브래킷 및, 상기 제2사이드브래킷 및 상기 제3사이드브래킷이 서로 어긋나게 직각으로 축 결합되며, 상기 제1사이드크로스샤프트와 동일 축 선을 갖도록 교차 축을 형성하는 제2사이드크로스샤프트가 구비되는 것이 비람직하다.

상기 베이스의 테두리에는, 상기 안착부 방향으로 일면이 향하도록 수직으로 지지판이 더 구비되며, 상기 지지판은, 상기 구동모터의 구동축이 상기 안착부 방향으로 노출되도록 고정하는 것이 바람직하다.

상기 제1사이드브래킷의 상단 또는 상기 제2사이드브래킷의 하단 중 어느 하나에는, 개방된 부위가 내부 지름보다 좁게 형성되는 원통 형상의 삽입홈이 형성되며, 상기 작동로드의 일단에는, 상기 삽입홈 내에 대응삽입되어 수평회전되도록 단턱을 갖는 걸림단이 일체로 형성될 수 있다.

한편, 상기 제1사이드브래킷의 상단 또는 상기 제2사이드브래킷의 하단 중 어느 하나에는, 개방된 부위가 내부 지름보다 좁게 형성되는 구 형상의 삽입홈이 형성되며, 상기 작동로드의 일단에는, 상기 삽입홈 내에 대응삽입되어 자유회전되도록 볼(Ball) 형태의 걸림단이 일체로 형성될 수 있다.

또 한편, 상기 제1사이드브래킷의 상단 또는 상기 제2사이드브래킷의 하단 중 어느 하나에는, 내주 면에 수직으로 다단을 이루는 암 또는 수 나사산이 형성되는 삽입홈이 형성되며, 상기 작동로드의 일단에는, 상기 삽입홈에 대응 삽입되어 수평으로 회전되도록 외주 면을 따라 수직으로 다단을 이루는 암 또는 수 나사산이 형성된 걸림단이 일체로 형성될 수도 있다.

또 한편, 상기 제2사이드조인트는, 하단에 개방부가 좁게 형성되는 구 형상의 삽입홈이 형성되며, 상기 작동로드의 일단에는, 상기 삽입홈 내에 대응삽입되어 자유회전되도록 볼(Ball) 형태의 걸림단이 일체로 형성될 수도 있다.

상기 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치에는, 상기 구동모터의 구동을 제어하기 위한 제어부가 더 포함되어 구성되며, 상기 구동모터의 내부에는, 상기 구동축과 함께 회전되며, 일면에 상기 플레이트의 초기 대기위치를 표시하기 위한 표식이 형성되는 감지판과, 상기 플레이트의 작동을 중지시키는 경우, 상기 표식을 감지한 위치신호를 상기 제어부로 인가하여 상기 플레이트 초기위치를 결정할 수 있도록 하는 감지센서 및, 상기 구동모터의 회전각을 감지하여 상기 제어부로 인가하며, 현재의 회전각을 피드백시켜 제어신호에 따른 정확한 위치에 정지하도록 하는 엔코더를 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명은 노즐이 특정 방향에 국한되지 않고 전후좌우방향으로 회동될 수 있도록 함으로써, 노즐이 수직 또는 전후좌우 방향에 고정적으로 위치되는 경우에는 고정적인 물줄기를 연출할 수 있고, 노즐을 연속적으로 동작시키는 경우에는 원 또는 반원 형태의 물줄기를 유동적으로 연출할 수 있어 분수연출의 다양성을 확보할 수 있고, 구동모터의 회전운동을 직선운동으로 전환시켜 노즐헤더로 전달하는 구동방식이므로, 노즐을 전후좌우 방향으로 회전시키기 위한 구동반경이 넓지 않아 설치공간 확보가 용이하고 구조가 단순한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치를 도시한 결합사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치를 도시한 분리사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치를 도시한 정면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치를 도시한 평면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치의 작동로드와 제2사이드브래킷이 볼(Ball) 타입으로 결합되는 것을 보여주기 위한 요부단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치의 작동로드와 제2브래킷이 나사 타입으로 결합되는 것을 보여주기 위한 요부단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치의 작동로드와 제3브래킷이 볼(Ball) 타입으로 결합되는 것을 보여주기 위한 요부단면도이다.

도 8a는 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치의 작동상태를 결합사시도에 도시한 제1작동상태도이다.

도 8b는 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치의 작동상태를 정면도에 도시한 제1작동상태도이다.

첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

도 1 내지 8b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치(100)는, 분수장치의 수조부 등에 설치되며, 전후좌우로 회동가능한 노즐(500)을 통해 다양한 형태의 분수를 연출하기 위한 것이다.

이를 위해, 본 발명의 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치(100)는 상부에 안착부(210)가 형성되는 베이스(200)와, 안착부(210)에 전후좌우로 회전 동작이 가능하게 결합되는 센터조인트(300)와, 센터조인트(300)의 상부에 결합되는 플레이트(400)와, 플레이트(400)의 상부에 설치되는 노즐(500)과, 플레이트(400)에 일측이 결합되어, 플레이트(400)를 전후좌우로 회전시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 구동모터(600)와, 구동모터(600)의 구동력을 플레이트(400)에 전달하는 로드 어셈블리(700)를 포함한다. 또한, 상기 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치에는, 상기 구동모터(600)의 구동을 제어하기 위한 제어부(미도시)가 더 포함되어 구성된다.

상기한 구성들 중, 베이스(200)는 센터조인트(300), 플레이트(400), 노즐(500)을 비롯하여 구동모터(600)와 로드 어셈블리(700)가 설치되는 것으로, 베이스(200)에 구비된 안착부(210)는 일정 높이를 갖는 기둥 형태로 돌출 형성될 수 있고, 센터조인트(300)가 결합될 수 있도록 상단이 수평면을 이룰 수 있다. 그리고 안착부(210)에는 센터조인트(300)를 고정하기 위한 적어도 하나의 체결 홀(211)이 형성된다.

또한, 안착부(210)는 기둥 형태의 외주를 따라 다수의 보강판(230)이 결합되거나 일체로 구비될 수 있다. 즉, 보강판(230)은 수직으로 길이를 갖는 안착부(210)가 진동에 의해 흔들리거나, 외력에 의해 각도가 틀어지는 것을 방지하기 위한 보강의 역할을 한다.

베이스(200)에는, 구동모터(600)를 고정하기 위한 지지판(220)이 구비된다. 여기서 지지판(220)은, 구동축이 안착부(210) 방향으로 노출되도록 구동모터(600)의 축 방향 일면이 고정될 수 있으며, 베이스(200)에 수직 판 형태로 설치될 수 있다.

센터조인트(300)는, 베이스(200)의 안착부(210) 상단에 결합되어 노즐(500)을 전후좌우로 교차회전가능하게 결합시키기 위한 것으로, 안착부(210)의 상단에 하단이 결합되는 제1센터브래킷(310)과, 노즐(500)이 결합되는 플레이트(400) 하단에 상단이 결합되는 제2센터브래킷(320) 및, 제1센터브래킷(310)과 제2센터브래킷(320)이 서로 어긋나게 직각으로 축 결합되도록 90°의 교차 축을 형성하는 "+" 형상의 센터크로스샤프트(330)가 구비된다.

따라서, 제1센터브래킷(310) 및 제2센터브래킷(320)은 안착부(210)와 플레이트(400)에 고정할 수 있도록 하는 브래킷고정부(310a, 320a)와, 브래킷고정부(310a, 320a)에서 연장되어 센터크로스샤프트(330)의 교차 축이 축 결합될 수 있도록 도넛 형태의 홀을 형성하는 축 고정부(310b, 320b)가 결합 또는 일체로 구비된다. 여기서 브래킷고정부(310a, 320a)에는 축 고정부(310b, 320b)가 양측에 각각 돌출되어 ?ㄷ?자 형상으로 구비된다.

그리고 제1센터브래킷(310) 및 제2센터브래킷(320)은, 센터크로스샤프트(330)에 결합하기 위해, 제1센터브래킷(310)의 축 고정부(310b)가 상부에 위치토록 하고, 제2센터브래킷(320)의 축 고정부(320b)가 하부에 위치토록 하되 서로 직각으로 어긋나게 배치하여 축 결합한다.

이때, 제1센터브래킷(310) 및 제2센터브래킷(320)의 축 고정부(310b, 320b)의 홀은 도넛 형태로 형성된다. 이처럼 축 고정부(310b, 320b)의 홀을 도넛 형태로 형성하는 이유는, 센터크로스샤프트(330)를 중심으로 회전시 간섭이 발생하지 않도록 하기 위함이다.

즉, 제1센터브래킷(310)의 축 고정부(310b)와, 제2센터브래킷(320)의 축 고정부(320b)가 센터크로스샤프트(330)에 의해 서로 크로스 결합됨으로써, 좌우로 된 축을 중심으로 전후 회전이 가능하고, 전후로 된 축을 중심으로 좌우 회전이 가능하므로 센터조인트(300)의 상단에 결합되는 플레이트(400)가 전후좌우로 회동될 수 있다.

그리고, 브래킷고정부(310a, 320a)의 테두리에는 베이스(200)의 안착부(210)에 결합하기 위한 다수의 체결 홀(부호 미도시)이 수직으로 관통형성될 수 있다. 즉, 제1센터브래킷(310)의 체결 홀을 통해 안착부(210)의 체결 홀(211)로 체결부재(B)를 체결함으로써, 안착부(210)의 상단에 제1센터브래킷(310)을 일체로 결합시킬 수 있다.

센터크로스샤프트(330)는, 제1센터브래킷(310)을 기준으로 제2센터브래킷(320)이 전후좌우로 회전될 수 있도록 90°의 교차 축을 형성하는 것으로, 하나의 단일 몸체를 이루는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 축의 폭 방향을 통해 다른 하나의 축이 관통결합된 형태를 가질 수 있다.

이때, 관통결합된 축은 키를 삽입하여 위치를 고정하거나, 별도의 볼트 및 용접 등에 의해 위치를 고정할 수 있으며, 이와 다르게 4개의 방향에 체결용 홀 또는 홈을 형성하는 몸체를 구비하고, 4개의 홀 또는 홈에 4개의 축을 각각 끼움 및 용접 결합시킬 수도 있다.

또한, 센터크로스샤프트(330)의 교차 축 끝단 부위에는, 링 형상의 홈이 형성될 수 있으며, 링 형상의 홈에 일단이 절개된 링 타입의 고정링(L)이 결합될 수 있다.

고정링(L)은, 센터크로스샤프트(330)의 교차 축에 제1센터브래킷(310) 및 제2센터브래킷(320)의 축 고정부(310b, 320b)가 축 결합된 상태에서 분리되지 않도록 한다.

그리고 축 고정부(310b, 320b)의 홀과 센터크로스샤프트(330)의 축 사이에는 원활한 회전이 가능하게 베어링(오일래스, 슬라이드, 볼(Ball), 구름 등)이 설치되는 것이 좋다.

플레이트(400)는, 베이스(200)의 상측에서 센터조인트(300)에 의해 전후좌우로 회전되도록 설치되며, 공급되는 물이 토출될 수 있도록 하는 노즐(500)이 설치된다. 따라서 플레이트(400)가 전후좌우로 회전되면, 플레이트(400)에 설치된 노즐(500)이 함께 전후좌우로 회전되면서 분사되는 물줄기가 다양한 형태로 연출되게 된다.

그리고, 공급되는 물의 수격 및 맥동을 완화하기 위해 노즐(500)의 전단에 노즐헤더(410)가 구비된다. 따라서 플레이트(400)에 노즐헤더(410)가 결합되고, 노즐헤더(410)에 노즐(500)이 설치되어, 노즐(500)로 펌프(미도시)에서 노즐(500)로 공급되는 물은 노즐헤더(410)를 통해 외부로 토출된다.

여기서, 노즐헤더(410)는 일측에 물이 공급될 수 있도록 물 공급관(800)이 연결되는 유입구(411) 및, 유입구(411)로 유입되는 물이 분출될 수 있도록, 노즐(500)이 결합되는 유출구(412)가 형성될 수 있다.

유입구(411)는, 노즐헤더(410)의 하부에 형성될 수 있고, 유출구(412)는 상부 중앙 부위에 형성될 수 있으나, 유입구(411)와 유출구(412)의 위치는 한정하지 않고 다양한 위치에 적용이 가능하다.

그리고, 유입구(411)에는 펌프에서 공급된 물이 유입될 수 있도록 니쁠, 엘보 및 유니온 형태의 배관 류들 이용한 물 공급관(800)이 연결될 수 있다. 여기서, 물 공급관(800)은 유연성을 갖는 재질(합성수지, 고무 호스 등) 또는 유연성이 제공되는 종류(다관절 금속관) 등이 사용될 수 있다.

반면, 플레이트(400)에 전술한 노즐헤더(410)를 적용하지 않는 경우에는, 물 공급관(800)을 노즐(500)에 직접적으로 연결하여 물을 공급할 수 있으나, 가급적 노즐헤더(410)를 적용하는 것이 노즐(500)을 통해 물이 미려하게 연출될 수 있어 바람직하다.

이와 같은, 플레이트(400)는 형상에 구애받지 않고 다양한 형상으로 제작할 수 있으나, 원형 또는 사각 판 형태 또는 길이를 갖는 바(Bar)를 크로스 결합시킨 형태로 제작될 수 있다.

그리고, 플레이트(400)는 테두리로부터 측 방향으로 돌출되며, 채결부재에 의해 하단에 제2사이드조인트(720)가 결합되는 다수의 연장부(420)가 구비될 수 있다.

예를 들어, 플레이트(400)를 사각 판 형태로 제작하는 경우, "+" 또는 "<" 형태로 제작할 수 있다. 이와 다르게 길이를 갖는 바(Bar)를 크로스 결합시킨 형태로 제작하는 경우에는 바를 90°로 교차시켜 "+" 형태로도 제작할 수 있다.

연장부(420)에는, 수직으로 관통된 적어도 하나 이상의 체결 홀(부호 미도시)이 형성될 수 있으며, 연장부(420)의 체결 홀을 통해 체결부재(B)를 수직으로 체결함으로써, 연장부(420)의 하단에 후술 될 제3사이드브래킷(722)의 상단을 결합시킬 수 있다. 여기서, 연장부(420)의 길이방향을 따라 다수의 체결 홀을 형성시켜 결합 위치를 가변할 수 있도록 한다.

또한, 연장부(420)는 "ㅗ" 와 같은 단면 형태로 연장될 수 있다. 즉, 중앙에 수직한 부위를 기준으로 양측의 수평한 부위에 체결 홀이 수직으로 관통형성될 수 있다.

이때, 연장부(420)는 원형 또는 사각형상으로만 구비되는 경우, 플레이트(400) 몸체에 체결 홀이 다수 형성된다. 그리고 체결 홀은 후술 될 제3사이드브래킷(722)의 체결 위치를 조절할 수 있도록 일정한 간격으로 다수 형성된다.

한 쌍의 구동모터(600)는, 플레이트(400)의 하방에서 구동력을 전달하기 위해, 베이스(200)의 테두리에 각각 대응되게 설치된다. 이때, 구동모터(600)의 구동축은 서로 직각을 이루도록 배치되며, 각각의 구동축에는 회전운동을 직선운동으로 전환하기 위해 편심 회전되는 크랭크(610)가 결합된다.

그리고, 구동모터(600)는 지지판(220)에 결합되고, 지지판(220)은 베이스(200)의 테두리 양측에 서로 직각을 이루도록 한 쌍으로 설치되며, 지지판(220)의 하단은 베이스(200)의 상부 면에 용접 또는 체결부재(B)에 의해 일체로 결합될 수 있다. 여기서, 체결부재(B)는 볼트 류를 사용할 수 있다.

여기서, 한 쌍의 구동모터(600)에 구비된 각각의 크랭크(610)는 회전 방향이 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 일측에 위치된 크랭크(610)의 일단이 상부로 편심 회전될 때, 타측에 위치된 크랭크(610)의 일단이 하부로 편심 회전되도록 회전편차를 가지도록 할 수 있다. 여기서, 각각의 크랭크(610)는 연출 형태에 따라 편차를 다양하게 설정할 수 있다.

그리고, 구동모터(600)의 외부에는 모터케이스(620)가 더 구비될 수 있는데, 모터케이스(620)는 합성수지재로 이루어진 실링부재(미도시)에 의해 기밀을 유지되도록 결합될 수 있다.

또한, 모터케이스(620)의 내부에는 결로 방지를 위한 히터(미도시)와, 습기를 감지할 수 있는 습도센서(미도시)가 더 구비될 수 있다. 즉, 습도센서가 습기를 감지하는 경우에, 습도센서의 감지신호가 제어부로 인가되며, 제어부는 히터를 동작시켜 모터케이스(620)의 내부에 생성된 습기를 열기를 이용해 제거할 수 있다.

아울러, 한 쌍의 구동모터(600)에는 구동축과 함께 회전되며, 일면에 플레이트(400)의 초기 대기위치를 표시하기 위한 표식(631)이 형성되는 감지판(630)과, 감지판(630)을 감지하는 감지센서(660, 포토센서 등)가 구비된다. 따라서 감지판(630)과 감지센서(660)에 의해 플레이트(400)의 초기 위치를 결정할 수 있게 된다.

또한, 구동모터(600)의 회전을 감지하는 엔코더(640)가 구비된다. 여기서 엔코더(640)는 구동모터(600)의 회전각을 감지할 수 있도록 하여 피드백시키는 것으로, 현재의 회전각을 피드백 시킴으로써 제어신호에 따른 정확한 위치(회전각)에서 정지하게 된다. 이때 구동모터(600)의 정확한 정지는 플레이트(400)의 정확한 위치로 제어 가능하다는 것이다.

여기서, 감지판(630)은 원 또는 반원 형태의 판재로 구동축에 결합되어 함께 회전될 수 있고, 표식(631)은 오목한 홈, 볼록한 돌기 및 그림으로 형성될 수 있다.

또한, 구동모터(600)에는 구동축의 회전속도를 감속하기 위한 감속기(650)가 구비될 수 있다. 즉, 감속기(650)에 의해 구동모터(600)의 회전이 감속되어 플레이트(400)가 저속이면서 고출력의 파워로 회전할 수 있다.

이에 따라, 관리자가 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치(100)의 구동을 중지시키는 경우에, 구동이 중지된 플레이트(400)가 최초의 대기위치로 복귀될 수 있다.

예를 들어, 노즐(500)이 수직을 향하는 상태가 플레이트(400)의 초기 대기위치라고 제어부에 기설정한다면, 작동 후 정지되는 시점에서 플레이트(400)가 수평한 상태로 다시 복귀되는 동작이 이루어질 수 있다. 즉, 한 쌍의 구동모터(600)가 중지되는 경우에 초기 대기위치가 되도록 구동될 수 있다.

뿐만 아니라, 구동모터(600)에는 제어부의 제어 컴퓨터와 통신을 할 수 있도록 하는 통신모듈(미도시)과, 통신모듈로부터 수신된 신호에 따라 구동모터(600)를 제어하는 컨트롤러(미도시)가 더 구비될 수 있다. 즉, 관리자가 원거리에서 구동모터(600)를 제어할 수 있도록 한 것이다.

로드 어셈블리(700)는, 크랭크(610)의 편심 회전되는 일단에 축 방향으로 결합되어 전후좌우로 교차회동가능하게 결합되는 한 쌍의 제1사이드조인트(710)와, 제1사이드조인트(710)의 상부에서 플레이트(400)의 직각방향 양측 테두리에 각각 결합되어 전후좌우로 교차회동가능하게 결합되는 한 쌍의 제2사이드조인트(720) 및, 제1사이드조인트(710)의 상단과 제2사이드조인트(720)의 하단에 상하 양단이 각각 결합되며, 양단 중 어느 하나가 자유회전 가능하게 구비되어, 플레이트(400)가 전후좌우로 회전되도록 구동력을 전달하는 한 쌍의 작동로드(730)를 포함한다.

여기서, 한 쌍의 제1사이드조인트(710)는 크랭크(610)의 편심 회전되는 일단에 축 방향으로 결합되어 전후좌우로 교차회동가능하게 결합되는 것으로, 작동로드(730)의 하단에 결합되는 제1사이드브래킷(711) 및, 제1사이드브래킷(711)과 크랭크(610)의 편심 회전되는 일단이 서로 어긋나게 직각으로 축 결합되며, 90°의 교차 축을 형성하는 "+" 형상의 제1사이드크로스샤프트(712)를 포함한다.

여기서, 제1사이드브래킷(711)의 하단 양측에는 제1사이드크로스샤프트(712)의 교차 축에 축 결합되도록 각각 연장되어 제1사이드크로스샤프트(712)의 축이 결합될 수 있도록 홀을 형성하는 축 고정부(711a)가 구비된다. 여기서, 제1사이드브래킷(711)은 축 고정부(711a)가 양측에 각각 돌출되어 ?ㄷ?자 형상으로 구비된다.

즉, 제1사이드브래킷(711)의 하단 양측에 각각 돌출된 축 고정부(711a)와 전술한 크랭크(610)의 편심 회전되는 일단이 제1사이드크로스샤프트(712)에 의해 크로스 결합됨으로써, 제1사이드조인트(710)에 연결되는 작동로드(730)가 전후좌우로 회동될 수 있다.

그리고, 한 쌍의 제2사이드조인트(720)는 제1사이드조인트(710)의 상부에서 플레이트(400)의 양측 테두리에 각각 결합되어 전후좌우로 교차회동가능하게 결합되는 것으로, 작동로드(730)의 상단에 결합되는 제2사이드브래킷(721)과, 플레이트(400)의 테두리에 상단이 결합되는 제3사이드브래킷(722) 및, 제2사이드브래킷(721)과 제3사이드브래킷(722)이 서로 어긋나게 직각으로 축 결합되며, 제1사이드크로스샤프트(712)와 동일 축 선을 갖도록 90°의 교차 축을 형성하는 "+" 형상의 제2사이드크로스샤프트(723)가 구비된다. 여기서, 제2사이드크로스샤프트(723)는 전술한 센터크로스샤프트(330)와 동일 축선을 이룬다.

여기서, 제2사이드브래킷(721)의 하단 양측과 제3사이드브래킷(722)의 상단 양측에는, 서로 교차되게 돌출되어 제2사이드크로스샤프트(723)의 교차 축에 각각 어긋나게 축 결합되도록 연장되어, 제2사이드크로스샤프트(723)의 교차 축이 결합될 수 있도록 홀을 형성하는 축 고정부(721a, 722a)가 각각 구비된다. 여기서 제2사이드브래킷(721) 및 제3사이드브래킷(722)은 축 고정부(721a, 722a)가 양측에 각각 돌출되어 ?ㄷ?자 형상으로 구비된다.

그리고, 제3사이드브래킷(722)의 상부에는 전술한 플레이트(400)의 연장부(420)가 체결부재(B)에 의해 결합될 수 있도록 다수의 체결 홀(부호 미도시)이 형성될 수 있다.

따라서, 제2사이드브래킷(721)의 하단 양측에 각각 돌출된 축 고정부(721a)와, 제3사이드브래킷(722)의 상단 양측이 각각 돌출된 축 고정부(722a)가 제2사이드크로스샤프트(723)에 의해 크로스 결합됨으로써, 제2사이드조인트(720)에 연결되는 플레이트(400)가 전후좌우로 회동될 수 있다.

또한, 전술한 제1사이드크로스샤프트(712) 및 제2사이드크로스샤프트(723)의 교차 축의 끝단 부위에는, 링 형상의 홈(부호 미도시)이 형성될 수 있으며, 링 형상의 홈에 일단이 절개된 링 타입의 고정링(L)이 결합될 수 있다.

고정링(L)은, 제1사이드크로스샤프트(712)의 교차 축에 제1사이드브래킷(711)의 축 고정부(711a)가 축 결합된 상태에서 분리되지 않도록 하며, 제2사이드크로스샤프트(723)의 교차 축에 제2사이드브래킷(721)과 제3사이드브래킷(722)의 축 고정부(721a, 722a)가 축 결합된 상태에서 분리되지 않도록 한다.

한 쌍의 작동로드(730)는, 구동모터(600)의 회전운동을 직선운동으로 전환하여 플레이트(400)로 구동력을 전달하기 위한 것으로, 제1사이드조인트(710)에 상단이 수평 또는 자유회전가능하게 결합되며, 제2사이드조인트(720)에 하단이 결합되어 플레이트(400)가 전후좌우로 교차회전될 수 있도록 구동력을 전달한다.

그리고, 전술한 제1사이드브래킷(711)의 상단 또는 제2사이드브래킷(721)의 하단에는, 개방부가 좁게 형성되는 원통 형상의 삽입홈(721b)이 형성될 수 있으며, 작동로드(730)의 일단에는 삽입홈(721b)에 대응 삽입되어 수평회전되도록 단턱을 갖는 걸림단(731)이 일체로 형성될 수 있다.

따라서, 걸림단(731)이 원통 형상의 삽입홈(721b)에 삽입된 상태에서 제1사이드브래킷(711) 또는 제2사이드브래킷(721)이 작동로드(730)의 일단을 기준으로 수평회전될 수 있다.

한편, 도 5에서와 같이 전술한 제1사이드브래킷(711)의 상단 또는 제2사이드브래킷(721)의 하단에는, 개방부가 좁게 형성되는 구 형상의 삽입홈(721b')이 형성될 수 있다. 그리고 작동로드(730)의 일단에는 삽입홈(721b')에 대응 삽입되어 자유회전되는 볼(Ball) 형태의 걸림단(731')이 일체로 형성될 수도 있다.

따라서, 볼(Ball) 형상을 갖는 걸림단(731')이 구 형상의 삽입홈(721b')에 대응되게 삽입된 상태에서 제1사이드브래킷(711) 또는 제2사이드브래킷(721)이 작동로드(730)의 일단을 기준으로 자유회전될 수도 있다.

또 한편, 도 6에서와 같이 상기 제2사이드브래킷(721)의 하단에는 내주 면에 수직으로 다단을 이루는 암 또는 수 나사산이 형성되는 삽입홈(721b'')이 형성될 수도 있다. 그리고 작동로드(730)의 일단에는 삽입홈(721b'')에 대응 삽입되어 수평으로 회전되도록 외주 면을 따라 수직으로 다단을 이루는 암 또는 수 나사산이 형성된 걸림단(731'')이 형성될 수도 있다.

따라서, 나사산이 형성된 걸림단(731'')이 대응되는 나사산이 형성된 삽입홈(721b'') 내에 삽입된 상태에서 제2사이드브래킷(721)이 작동로드(730)의 일단을 기준으로 회전될 수 있다.

또 한편, 도 7에서와 같이 전술한 제3사이드브래킷(722)의 하단에는, 개방부가 좁게 형성되는 구 형상의 삽입홈(722b)이 형성될 수 있다. 그리고 작동로드(730)의 일단에는 삽입홈(722b)에 대응 삽입되어 자유회전되는 볼(Ball) 형태의 걸림단(731')이 일체로 형성될 수도 있다.

따라서, 볼(Ball) 형상의 걸림단(731')이 삽입홈(722b)에 삽입된 상태에서 제1사이드브래킷(711) 또는 제2사이드브래킷(721)이 작동로드(730)의 일단을 기준으로 자유회전될 수도 있다.

첨부된 도 8a와 8b를 참조로 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치(100)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 관리자의 제어부 조작에 의해 한 쌍의 구동모터(600)를 함께 구동시키는 경우, 한 쌍의 구동축에 결합된 각각의 크랭크(610)가 일정한 편차를 가지면서 동일 방향으로 회전하게 된다.

이때, 크랭크(610)의 편심회전되는 일단에 축 결합된 제1사이드크로스샤프트(712)와 제1사이드브래킷(711) 및 작동로드(730)가 상하 및 전후좌우로 연동하게 된다.

그리고, 작동로드(730)의 상단에 결합된 제2사이드브래킷(721)과 제2사이드크로스샤프트(723) 및 제3사이드브래킷(722)이 상하 및 전후좌우로 연동하게 되며, 제2사이드브래킷(721)에 연결된 플레이트(400)의 일측과 직각을 이루는 플레이트(400)의 타측이 반대되게 상승과 하강을 반복하게 된다.

즉, 일측의 제1사이드조인트(710)와 제2사이드조인트(720) 및 작동로드(730)가 크랭크(610)의 편심 회전에 의해 상승함과 동시에, 타측의 제1사이드조인트(710)와 제2사이드조인트(720) 및 작동로드(730)가 크랭크(610)의 편심 회전에 의해 하강하게 된다.

이와 같은 동작을 연속적으로 실시하게 되면, 플레이트(400)는 일측으로 기울어진 상태에서 하단의 센터조인트(300)를 중심으로 상단이 수평회전하게 되며, 노즐(500)이 기울어진 상태에서 수평으로 회전되므로, 노즐(500)을 통해 수평으로 원을 이루는 형태의 물줄기가 반복적으로 연출될 수 있다.

물론, 상기한 구동패턴과 다르게 한 쌍의 구동모터(600)를 정역 방향으로 회전시킴으로써, 노즐(500)이 기울어진 상태에서 반복적으로 양방향으로 왕복구동되도록 할 수도 있다. 이때, 노즐(500)을 통해 반원 형태의 물줄기가 연출될 수 있다.

뿐만 아니라, 하나의 구동모터(600)만을 구동시킴으로써 노즐(500)이 전후 또는 좌우 방향으로만 왕복회전되도록 할 수 있으며, 플레이트(400)를 수직 또는 전후좌우 방향에 고정적으로 위치시킨 후, 노즐(500)을 통해 고정적인 물줄기가 분사되도록 할 수도 있다.

이와 같이 설명된, 본 발명의 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치(100)는, 종래에 한 번도 시도된바 없는 기술로서, 노즐(500)을 수직 또는 전후좌우 방향에 고정적으로 위치시키는 경우에는 고정적인 물줄기를 연출할 수 있고, 노즐(500)을 연속적으로 동작시키는 경우에는 원 형태의 물줄기를 유동적으로 연출할 수 있어 분수연출의 다양성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 구동모터(600)의 회전운동을 직선운동으로 전환시켜 플레이트(400)로 전달하는 구동방식이므로, 노즐(500)을 전후좌우 방향으로 회전시키기 위한 구동반경이 넓지 않아 설치공간 확보가 용이하고 구조가 단순한 장점이 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치(100)에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

본 발명은 노즐이 특정 방향에 국한되지 않고 전후좌우방향으로 회동됨은 물론, 구동모터의 회전운동을 직선운동으로 전환시켜 노즐헤더로 전달하는 구동방식을 가지는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치를 분수 연출시스템에 적용하여, 분수 연출의 다양성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

Claims (15)

1. 상부에 안착부가 형성되는 베이스;

   상기 안착부에 전후좌우로 회전 동작이 가능하게 결합되는 센터조인트;

   상기 센터조인트의 상부에 결합되는 플레이트;

   상기 플레이트에 설치되는 노즐;

   상기 플레이트에 일측이 결합되어 상기 플레이트를 전후좌우로 회전시킬 수 있도록 동력을 제공하는 구동모터; 및

   상기 구동모터의 동력을 상기 플레이트에 전달하는 로드 어셈블리; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 센터조인트는,

   상기 안착부의 상단에 결합되는 제1센터브래킷;

   상기 노즐의 하단에 결합되는 제2센터브래킷; 및

   상기 제1센터브래킷 및 상기 제2센터브래킷이 서로 어긋나게 직각으로 축 결합되도록 교차축을 형성하는 센터크로스샤프트; 가 구비되는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 플레이트는, 중앙 부위에 공간부를 형성하는 노즐헤더가 일체로 구비되며,

   상기 노즐헤더는, 상기 공간부로 물이 공급되는 과정에서 발생하는 맥동 및 와류를 정렬시켜 상기 노즐로 공급하는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 노즐헤더는, 일측에 물이 공급될 수 있도록 물 공급관이 연결되는 유입구; 및 상기 유입구로 유입되는 물이 분출되도록 상기 노즐이 결합되는 유출구;가 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 플레이트는, 테두리로부터 측 방향으로 돌출되며, 채결부재에 의해 하단에 제2사이드조인트가 결합되는 다수의 연장부; 가 구비되는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 구동모터는 전후와 좌우를 각각 제어할 수 있게 2개 이상으로 상기 베이스의 테두리에 구동축이 직각을 이루도록 각각 설치되며,

   상기 구동축에 편심 회전가능하게 크랭크가 결합되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 로드 어셈블리는, 상기 크랭크의 편심 회전되는 일단에 축 방향으로 결합되어, 전후좌우로 교차회동가능하게 결합되는 한 쌍의 제1사이드조인트;

   상기 제1사이드조인트의 상부에서 상기 플레이트의 양측 테두리에 각각 결합되어, 전후좌우로 교차회동가능하게 결합되는 한 쌍의 제2사이드조인트; 및

   상기 제1사이드조인트의 상단과 상기 제2사이드조인트의 하단에 상하 양단이 각각 결합되며, 양단 중 어느 하나가 수평 또는 자유회전 가능하게 구비되어 상기 플레이트가 전후좌우로 회전되도록 구동력을 전달하는 한 쌍의 작동로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제1사이드조인트는, 상기 작동로드의 하단에 결합되는 제1사이드브래킷; 및

   상기 제1사이드브래킷과 상기 크랭크의 편심 회전되는 일단이 서로 어긋나게 직각으로 축 결합되며, 상기 센터크로스샤프트와 동일 축 선을 갖도록 교차 축을 형성하는 제1사이드크로스샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 제2사이드조인트는, 상기 작동로드의 상단에 결합되는 제2사이드브래킷;

   상기 플레이트의 테두리에 상단이 결합되는 제3사이드브래킷; 및

   상기 제2사이드브래킷 및 상기 제3사이드브래킷이 서로 어긋나게 직각으로 축 결합되며, 제1사이드크로스샤프트와 동일 축 선을 갖도록 교차 축을 형성하는 제2사이드크로스샤프트; 가 구비되는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 베이스의 테두리에는, 상기 안착부 방향으로 일면이 향하도록 수직으로 지지판이 더 구비되며,

    상기 지지판은, 상기 구동모터의 구동축이 상기 안착부 방향으로 노출되도록 고정하는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
11. 제8항에 있어서,

    상기 제1사이드브래킷의 상단 또는 제2사이드브래킷의 하단 중 어느 하나에는, 개방된 부위가 내부 지름보다 좁게 형성되는 원통 형상의 삽입홈이 형성되며,

    상기 작동로드의 일단에는, 상기 삽입홈 내에 대응삽입되어 수평회전되도록 단턱을 갖는 걸림단이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
12. 제8항에 있어서,

    상기 제1사이드브래킷의 상단 또는 제2사이드브래킷의 하단 중 어느 하나에는, 개방된 부위가 내부 지름보다 좁게 형성되는 구 형상의 삽입홈이 형성되며,

    상기 작동로드의 일단에는, 상기 삽입홈 내에 대응삽입되어 자유회전되도록 볼(Ball) 형태의 걸림단이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
13. 제8항에 있어서,

    상기 제1사이드브래킷의 상단 또는 제2사이드브래킷의 하단 중 어느 하나에는, 내주 면에 수직으로 다단을 이루는 암 또는 수 나사산이 형성되는 삽입홈이 형성되며,

    상기 작동로드의 일단에는, 상기 삽입홈에 대응 삽입되어 수평으로 회전되도록 외주 면을 따라 수직으로 다단을 이루는 암 또는 수 나사산이 형성된 걸림단이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
14. 제7항에 있어서,

    상기 제2사이드조인트는, 하단에 개방부가 좁게 형성되는 구 형상의 삽입홈이 형성되며,

    상기 작동로드의 일단에는, 상기 삽입홈 내에 대응삽입되어 자유회전되도록 볼(Ball) 형태의 걸림단이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.
15. 제1항에 있어서,

    상기 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치에는, 상기 구동모터의 구동을 제어하기 위한 제어부가 더 포함되어 구성되며,

    상기 구동모터의 내부에는, 상기 구동축과 함께 회전되며, 일면에 상기 플레이트의 초기 대기위치를 표시하기 위한 표식이 형성되는 감지판;

    상기 플레이트의 작동을 중지시키는 경우, 상기 표식을 감지한 위치신호를 상기 제어부로 인가하여 상기 플레이트 초기위치를 결정할 수 있도록 하는 감지센서; 및

    상기 구동모터의 회전각을 감지하여 상기 제어부로 인가하며, 현재의 회전각을 피드백시켜 제어신호에 따른 정확한 위치에 정지하도록 하는 엔코더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼틸트 멀티벡터 제어 노즐장치.

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