KR102625650B1 - 밸브 액튜에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 액튜에이터에 관한 것으로, 본 발명의 한 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터는 모터; 상기 모터의 모터의 구동력에 의해 회전하는 입력 기어와, 상기 입력 기어의 회전력을 전달받는 출력 기어, 및 상기 입력 기어의 회전력을 상기 출력 기어에 전달하는 적어도 하나의 동력 전달 기어를 구비하는 기어 조립체; 상기 출력 기어가 결합되며, 밸브의 유로를 폐쇄하도록 작동하는 밸브 출력축; 및 상기 입력 기어의 회전력에 의해 상기 출력 기어가 설정 각도만큼 회전된 후에는 상기 출력 기어의 회전을 차단하는 선택적 동력 전달부를 포함하고, 선택적 동력 전달부는 상기 출력 기어가 설정 각도만큼 회전된 후에는 상기 기어 조립체에 구비된 기어 중 어느 한 기어를 상측으로 이동시켜 이동된 기어와 다른 기어의 물림을 해제하는 리프트 수단을 포함하거나, 상기 출력 기어가 설정 각도만큼 회전된 후에는 상기 제1 기어와 접촉하여 상기 제1 기어의 회전을 제동하도록 상기 출력 기어에 구비되는 마찰 부재를 포함한다..
따라서, 밸브가 유로를 폐쇄하도록 작동된 후에는 모터의 구동력이 밸브 출력축에 전달되지 않는다.

Description

밸브 액튜에이터 {VALVE ACTUATOR}

본 발명은 밸브를 자동으로 개방/폐쇄하기 위한 밸브 액튜에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과토크 차단 기능을 가진 밸브 액튜에이터에 관한 것이다.

공조장치의 하나인 에어컨에는 냉매가 필수적으로 사용되는데, 냉매로 사용되는 프레온 가스는 지구 온난화의 한 요인으로 작용한다.

따라서, 근래에는 지구 온난화의 우려가 없는 냉매가 개발되고 있는데, 새로 개발되고 있는 냉매는 지구 온난화의 요인으로 작용하지는 않지만, 발화성으로 인해 냉매 누설 시에 화재 위험이 있으므로, 냉매 누설 시에 누설을 차단하기 위한 밸브를 자동으로 작동시키기 위한 밸브 액튜에이터가 개발되고 있다.

에어컨의 실외기와 실내기의 사이에 설치되어 냉매 누설을 차단하는 밸브 로는 주로 볼 밸브가 사용되고 있으며, 도 1에 도시한 바와 같이, 볼 밸브(10)는 유로가 형성된 볼(11)과, 볼(11)이 삽입되는 배관(12)과, 배관(12)에 연결된 스템(13)과, 스템(13)에 설치되는 씨일 부재(14)와, 스템 고정 볼트(15)를 포함한다.

이러한 구성의 볼 밸브를 제어하기 위한 밸브 액튜에이터는 통상적으로 모터 및 상기 모터의 구동력을 밸브에 전달하는 기어 조립체를 구비하며, 리미트 스위치 등의 센서를 이용하여 모터의 회전을 제어하거나, 스텝 모터를 이용하여 모터의 회전을 제어하는 것에 의해 밸브를 제어한다.

한 예로, 대한민국 특허출원번호 10-2007-0141333호(이하, "선행특허"라 함)는 기어 조립체에 구비된 복수의 기어들 중에서 볼 밸브의 스템에 연결된 출력 기어의 돌출부가 90도 이상 회전할 때 전자식 리미트 스위치가 눌려져서 모터가 정지되도록 구성한 밸브 액튜에이터를 개시하고 있다.

그런데, 전자식 리미트 스위치를 갖는 상기 선행특허의 밸브 액튜에이터는 가혹 환경에서 센서류 특유의 불안정성을 갖는 문제점이 있고, 모터 정지 신호를 위한 별도의 PCB를 구비해야 하며, 전자식 리미트 스위치 체결을 위한 별도의 공간과 구조물이 필요한 등의 문제점이 있다.

대한민국 특허출원번호 10-2007-0141333호

본 발명의 목적은, 내구성과 구동 안정성을 확보할 수 있는 밸브 액튜에이터를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전자식 센서가 갖는 불안정성을 제거한 밸브 액튜에이터를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 모터 정지 신호를 위한 별도의 PCB를 구비할 필요가 없는 밸브 액튜에이터를 제공함에 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다.

또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터는 모터; 상기 모터의 모터의 구동력에 의해 회전하는 입력 기어와, 상기 입력 기어의 회전력을 전달받는 출력 기어, 및 상기 입력 기어의 회전력을 상기 출력 기어에 전달하는 적어도 하나의 동력 전달 기어를 구비하는 기어 조립체; 상기 출력 기어가 결합되며, 밸브의 유로를 폐쇄하도록 작동하는 밸브 출력축; 및 상기 입력 기어의 회전력에 의해 상기 출력 기어가 설정 각도만큼 회전된 후에는 상기 출력 기어의 회전을 차단하는 선택적 동력 전달부를 포함하고, 선택적 동력 전달부는 상기 출력 기어가 설정 각도만큼 회전된 후에는 상기 기어 조립체에 구비된 기어 중 어느 한 기어를 상측으로 이동시켜 이동된 기어와 다른 기어의 물림을 해제하는 리프트 수단을 포함하거나, 상기 출력 기어가 설정 각도만큼 회전된 후에는 상기 제1 기어와 접촉하여 상기 제1 기어의 회전을 제동하도록 상기 출력 기어에 구비되는 마찰 부재를 포함한다.

본 발명에 의하면, 모터의 구동력이 기어 조립체를 통해 밸브 출력축에 전달되어 밸브가 폐쇄 작동된 후에는 상기 선택적 동력 전달부에 의해 모터의 구동력이 밸브 출력축에 전달되지 않으므로, 과토크로 인한 기어 조립체 및/또는 모터의 파손을 방지할 수 있고, 회전수 제어가 부정확한 유형의 모터를 적용하는 것이 가능하다.

그리고 전자식 센서를 사용하지 않으므로, 전자식 센서가 가지는 불안정성을 제거할 수 있고, 모터 정지 신호를 위한 별도의 PCB를 구비할 필요가 없으므로, 내구성을 증가시킬 수 있고, 복잡도 및 재료비를 개선할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 일반적인 볼 밸브의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터와 볼 밸브의 결합 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 밸브 액튜에이터의 외관 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 기어 조립체와 리프트 수단의 결합 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 기어 조립체와 리프트 수단의 저면 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터의 작동 상태를 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터에 구비된 리프트 수단의 변형 실시예를 나타내는 주요부 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터의 작동 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터의 사시도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터에서 출력 기어를 상하 방향으로 이동시키기 위한 주요부 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터와 볼 밸브의 결합 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시한 밸브 액튜에이터의 외관 사시도이다.

도시한 바와 같이, 볼 밸브(10)에 밸브 액튜에이터(100)를 설치하기 위해, 볼 밸브(10)의 상부에는 플레이트(20)가 설치될 수 있고, 플레이트(20)에는 밸브 액튜에이터(100)가 결합될 수 있다.

플레이트(20)는 체결 나사 등의 체결 부재에 의해 볼 밸브(10)의 상단에 고정될 수 있고, 밸브 액튜에이터(100)는 체결 나사 등의 체결 부재에 의해 플레이트(20)에 고정될 수 있다.

밸브 액튜에이터(100)는 케이스(110)를 포함한다.

케이스(110)는 밸브 액튜에이터(100)에 구비된 모터(120)와 기어 조립체(130)가 설치되는 공간을 제공하며, 케이스(110)의 외부로 케이스(110)의 상부면에는 모터(120)가 설치되고, 케이스(110)의 내부 공간에는 기어 조립체(130)가 배치된다.

모터(120)는 회전 수 제어가 정확한 유형의 모터일 수 있다. 하지만, 이는 필수적이지 않으며, 회전 수 제어가 부정확한 유형의 모터일 수도 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터는 기계식 구조에 의해 동력 전달을 선택적으로 할 수 있으므로, 회전 수 제어가 부정확한 유형의 모터를 사용하면서도 기어 조립체의 파손을 방지함과 아울러, 볼 밸브를 정확하게 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터의 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시한 기어 조립체와 리프트 수단의 결합 상태를 나타내는 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시한 기어 조립체와 리프트 수단의 저면 사시도이다.

그리고 도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터의 작동 상태를 나타내는 도면이다.

도시한 바와 같이, 기어 조립체(130)는 모터(120)의 회전축과 결합 및/또는 연결되어 상기 모터(120)의 구동력을 입력받는 입력 기어(131), 밸브 출력축(140)에 결합되며 입력 기어(131)의 회전력을 밸브 출력축(140)에 전달하는 출력 기어(132), 및 입력 기어(131)의 회전력을 출력 기어(132)에 전달하는 적어도 하나의 동력 전달 기어를 포함한다.

이하에서는 동력 전달 기어가 제1 기어 내지 제3 기어로 구성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 동력 전달 기어의 개수는 적절하게 변경할 수 있다.

그리고, 본 실시 예에서, 제1 기어의 회전력이 동력 전달 기어를 통해 제2 기어에 전달되는 동안에는 기어 조립체 또는 동력 전달 기어에 의해 감속이 이루어진다.

입력 기어(131)는 치부(tooth portion, 131a)를 포함한다.

입력 기어(131)와 결합되는 제1 기어(133)는 입력 기어(131)의 치부(131a)와 물리적으로 직접 결합되는 제1 치부(133a)와, 제1 기어(133)의 축 상에서 제1 치부(133a)의 하부에 배치되는 제2 치부(133b)를 구비한다.

제1 기어(133)의 제2 치부(133b)에는 제2 기어(134)의 제1 치부(134a)가 물리적으로 직접 결합되고, 제2 기어(134)의 축 상에서 제1 치부(134a)의 상측에는 제2 치부(134b)가 위치한다.

그리고 제3 기어(135)는 제2 기어(134)의 제2 치부(134b)와 물리적으로 직접 결합되는 제1 치부(135a)와, 제3 기어(135)의 축 상에서 제1 치부(135a)의 하측에 위치하는 제2 치부(135b)를 포함한다.

그리고 출력 기어(132)의 치부(132a)는 제3 기어(135)의 제2 치부(135b)와 물리적으로 직접 결합되며, 출력 기어(132)는 밸브 출력축(140)에 결합된다.

출력 기어(132)의 치부(tooth portion)(132a)는 호(arc) 형상으로 형성될 수 있다.

본 실시 예에 있어서, 입력 기어(131)의 회전력에 의해 출력 기어(132)가 설정 각도(예, 90도)만큼 회전된 후에는 출력 기어(132)의 회전을 차단하기 위한 선택적 동력 전달부는 제1 기어(133)를 상측으로 이동시켜 제1 기어(133)와 제2 기어(134)의 물림을 해제하는 리프트 수단을 구비한다.

본 실시 예에서, 리프트 수단(150)은 출력 기어(132)의 상측에서 밸브 출력축(140)에 결합되는 몸체(150a)와, 몸체(150a)로부터 연장되어 단부가 제1 기어(131)의 하측에 위치하는 레버(150b)를 포함한다.

그리고 리프트 수단(150)을 상하 방향으로 이동시키기 위해, 출력 기어(132)에는 돌출부(132c)가 형성되고, 리프트 수단(150)의 몸체(150a)에는 출력 기어(132)의 돌출부(132c)가 삽입되는 홈부(150c)가 형성된다.

그리고 밸브 출력축(140)에는 리프트 수단(150)의 상하 이동을 가이드하는 가이드홈(140a)이 형성되고, 리프트 수단(150)의 몸체(150a)에는 가이드홈(140a)에 삽입되는 가이드부(150d)가 형성된다.

그리고 제1 기어(133)의 상측에는 제1 기어(133)를 하측으로 가압하는 탄성 부재, 예를 들어 코일 스프링(160)이 위치한다.

따라서, 기어 조립체(130)와 리프트 수단(150)이 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 결합된 상태에서, 밸브 액튜에이터의 정상 작동 범위 내에서는 출력 기어(132)의 돌출부(132c)가 리프트 수단(150)의 몸체(150a)에 구비된 홈부(150c) 내에 위치한다.

그리고 이 상태에서는 리프트 수단(150)의 몸체(150c)가 출력 기어(132)에 안착되어 있다.

여기에서, "밸브 액튜에이터의 정상 작동 범위"는 모터(120)의 구동이 정지된 상태와, 볼 밸브(10)를 제어하여 유로를 폐쇄하기 위해, 모터(120)가 구동되는 초기 상태를 의미한다.

그런데, 볼 밸브(10)를 제어하여 유로를 폐쇄하기 위해 모터(120)가 구동되면, 출력 기어(132)가 회전된다.

이때, 출력 기어(132)의 돌출부(132c)가 리프트 수단(150)의 몸체(150a)에 구비된 홈(150c) 내에 위치하고 있으므로, 리프트 수단(150)은 정지된 상태에서 출력 기어(132)만 회전된다.

그런데, 출력 기어(132)가 설정 각도, 예를 들어 90도만큼 회전하여 볼 밸브의 유로가 폐쇄된 후에는 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 출력 기어(132)의 돌출부(132c)가 리프트 수단(150)의 몸체(150a)에 구비된 홈부(150c)를 벗어나게 되며, 돌출부(132c)가 리프트 수단(150)의 몸체(150a)에 구비된 홈부(150c)를 벗어나기 시작하면서는 리프트 수단(150)이 상측으로 이동한다.

이때, 리프트 수단(150)은 밸브 출력축(140)에 구비된 가이드홈(140a)과 리프트 수단(150)의 몸체(150a)에 구비된 가이드부(150d)의 상호 작용에 의해 상측으로 이동한다.

따라서, 리프트 수단(150)에 구비된 레버(150b)가 제1 기어(133)를 상측으로 이동시키므로, 제1 기어(133a)의 제2 치부(133b)와 제2 기어(134)의 제1 치부(134a)의 맞물림이 해제되고, 이에 따라, 입력 기어(131)의 회전력이 출력 기어(132)에 전달되지 않는다.

한편, 제1 기어(133)의 상측 이동이 보다 효과적으로 이루어지도록 하기 위해, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 레버(150b)의 단부에는 마찰 패드(150e) 또는 마찰 돌기(150f) 중 적어도 하나가 구비될 수도 있으며, 마찰 패드 또는 마찰 돌기 중 적어도 하나는 제1 기어(133)의 하부면에도 구비될 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시 예들에 대해 설명한다.

도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터의 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터의 작동 상태를 나타내는 도면이다.

본 실시 예의 밸브 액튜에이터에 있어서, 리프트 수단을 제외한 나머지 구성은 전술한 제1 실시 예와 동일 내지 유사하게 구성되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 예의 리프트 수단(150')은 출력 기어(132)의 측부에 고정되는 몸체(150'a)와, 몸체(150'a)로부터 연장되어 단부가 제1 기어(133)의 하측에 위치하는 레버(150'b)를 포함한다.

따라서, 기어 조립체(130)와 리프트 수단(1506)이 결합된 상태에서, 밸브 액튜에이터의 정상 작동 범위 내에서는 출력 기어(132)의 치부(132a)가 리프트 수단(150')의 몸체(150'a)와 이격되어 있다.

그런데, 볼 밸브(10)를 제어하여 유로를 폐쇄하기 위해 모터(120)가 구동되면, 출력 기어(132)가 회전된다.

그리고, 출력 기어(132)가 설정 각도, 예를 들어 90도만큼 회전하여 볼 밸브의 유로가 폐쇄된 후에는 출력 기어(132)의 치부(132a)가 리프트 수단(150')의 몸체(150'a)와 접촉하고, 출력 기어(132)가 계속 회전되면 리프트 수단(150')의 몸체(150'a)가 회살표 방향으로 변형되면서 레버(150'b)가 상측으로 들어올려지게 된다.

따라서, 리프트 수단(150')에 구비된 레버(150'b)에 의해 제1 기어(133)가 상측으로 이동되므로, 제1 기어(133a)의 제2 치부(133b)와 제2 기어(134)의 제1 치부(134a)의 맞물림이 해제되고, 이에 따라, 입력 기어(131)의 회전력이 출력 기어(132)에 전달되지 않는다.

한편, 제1 기어(133)의 상측 이동이 보다 효과적으로 이루어지도록 하기 위해, 전술한 실시 예에서 설명한 바와 같이, 레버(150'b)의 단부에는 마찰 패드 또는 마찰 돌기 중 적어도 하나가 구비될 수도 있으며, 마찰 패드 또는 마찰 돌기 중 적어도 하나는 제1 기어(133)의 하부면에도 구비될 수 있다.

이상의 실시 예들에서는 밸브 액튜에이터의 선택적 동력 전달부가 리프트 수단을 구비하여 제1 기어와 제2 기어의 맞물림을 해제하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 제1 기어와 제2 기어의 맞물림을 해제하는 대신에 제1 기어가 회전되지 않도록 제동하는 것도 가능하다.

이하, 도 13 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 제3 실시 예에 따른 밸브 액튜에이터에 대해 설명한다.

제3 실시 예의 밸브 액튜에이터는 전술한 제1 실시 예 및 제2 실시 예의 리프트 수단을 구비하지 않고, 출력 기어의 회전을 이용하여 제1 기어를 제동하기 위해 출력 기어에 구비되는 마찰 부재를 포함한다.

본 실시 예에서, 출력 기어(132)는 밸브 출력축(140)에 상하 이동이 가능하게 결합된다.

이를 위해, 출력 기어(132)의 하부면에는 돌기부(132d)를 형성하고, 케이스(110)에는 돌기부(132d)가 위치하는 경사면(110a)을 형성할 수 있다.

그리고 출력 기어(132)에는 마찰 패드(132e) 등의 마찰 부재가 구비될 수 있고, 출력 기어(132)의 마찰 패드(132e)와 마주하는 위치의 제1 기어(133)에도 마찰 패드 등의 마찰 패드가 구비될 수 있다.

본 실시 예에서 출력 기어(132)의 마찰 패드(132e)를 이용하여 제1 기어(133)를 제동하는 것은 제1 기어 내지 제3 기어 중에서 제1 기어의 안전율이 가장 높기 때문이다.

예를 들어, 입력 기어(131)는 3.0의 안전율을 가질 수 있고, 제1 기어는 1.8의 안전율을 가질 수 있으며, 제2 기어는 1.6의 안전율을 가질 수 있고, 제3 기어는 1.1의 안전율을 가질 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 밸브 액튜에이터의 정상 작동 범위 내에서 출력 기어(132)의 돌기부(132d)는 케이스(110)의 경사면(110a)에 위치한다.

그런데, 모터(120)가 구동되어 출력 기어(132)가 회전되면 볼 밸브의 유로가 폐쇄되고, 이후에도 모터(120)가 계속 구동되면 출력 기어(132)의 돌기부(132c)는 케이스(110)의 경사면(110a)을 타고 이동한 후 경사면(110a)을 벗어나게 된다.

따라서, 돌기부(132c)가 경사면(110a)을 타고 이동하면서 출력 기어(132)가 상측으로 이동하게 되고, 이에 따라, 출력 기어(132)의 마찰 패드(132e)가 제1 기어(133)의 하부면과 밀착하여 제1 기어(133)가 제동된다.

이와 달리, 도 15에 도시한 바와 같이, 출력 기어(132)와 밸브 출력축(140)에는 서로 맞물리는 쓰레드(140b)가 형성될 수 있다.

이 경우, 밸브 액튜에이터의 정상 작동 범위 내에서 출력 기어(132)의 쓰레드(132f)와 밸브 출력축(140)의 쓰레드(140b)는 서로 맞물려 있지 않고, 출력 기어(132)는 밸브 출력축(140)과 함께 회전할 수 있다.

따라서, 밸브 액튜에이터의 정상 작동 범위 내에서 출력 기어(132)의 쓰레드(132f)와 밸브 출력축(140)의 쓰레드(140b)는 일정한 높이 차이를 두고 형성될 수 있다.

그런데, 모터(120)가 구동되어 출력 기어(132)가 회전되면 볼 밸브의 유로가 폐쇄되고, 이후에도 모터(120)가 계속 구동되면 출력 기어(132)의 쓰레드(132f)와 밸브 출력축(140)의 쓰레드(140b)가 맞물리게 되고, 이에 따라, 출력 기어(132)가 상측으로 이동하면서 출력 기어(132)의 마찰 패드(132e)가 제1 기어(133)의 하부면과 밀착하여 제1 기어(133)를 제동한다.

따라서, 밸브 출력축(140)이 회전하여 볼 밸브의 유로가 폐쇄된 후에는 모터(120)의 구동이 정지되지 않고 계속 구동되더라도 모터(120)의 구동력이 밸브 출력축(140)에는 전달되지 않는다.

따라서, 과토크로 인해 모터 및/또는 기어 조립체가 파손되는 것이 방지된다.

그리고, 본 발명의 밸브 액튜에이터는 구조가 간단한 리프트 수단 또는 마찰 부재를 이용하므로, 밸브 액튜에이터의 내구성과 구동 안정성이 확보된다.

그리고 본 발명의 밸브 액튜에이터는 모터 정지 신호를 위한 별도의 전자식 스위치 및 PCB를 구비하지 않아도 되므로, 전자식 스위치 또는 전자식 센서가 가지는 불안정성이 제거되고, 장치의 복잡도 및 재료비가 개선된다.

이상에서는 에어컨에 구비되는 볼 밸브를 제어하기 위한 밸브 액튜에이터에 대해 설명하였으나, 가스 또는 유체의 유로를 제어하기 위한 밸브에는 본 발명의 밸브 액튜에이터가 사용될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100: 밸브 액튜에이터 110: 케이스
120: 모터 130: 기어 조립체
131: 입력 기어 132: 출력 기어
133 내지 135: 제1 내지 제3 기어
150, 150': 리프트 수단

Claims (16)

1. 모터;
   기어 조립체와 모터가 설치되는 케이스;
   상기 모터의 구동력에 의해 회전하는 입력 기어, 상기 입력 기어의 회전력을 전달받는 출력 기어, 및 상기 입력 기어의 회전력을 상기 출력 기어에 전달하는 적어도 하나의 동력 전달 기어를 구비하는 기어 조립체;
   상기 출력 기어가 결합되며, 밸브의 유로를 폐쇄하도록 작동하는 밸브 출력축; 및
   상기 입력 기어의 회전력에 의해 상기 출력 기어가 설정 각도만큼 회전된 후에는 상기 출력 기어의 회전을 차단하는 선택적 동력 전달부
   를 포함하며,
   상기 동력 전달 기어는 상기 입력 기어에 결합되는 제1 기어와, 상기 제1 기어에 결합되는 제2 기어와, 상기 제2 기어 및 상기 출력 기어에 각각 결합되는 제3 기어를 포함하고,
   상기 선택적 동력 전달부는 상기 출력 기어가 설정 각도만큼 회전된 후에는 상기 제1 기어를 상측으로 이동시켜 상기 제1 기어와 상기 제2 기어의 물림을 해제하는 리프트 수단을 포함하며,
   상기 리프트 수단은 상기 출력 기어의 상측에서 상기 밸브 출력축에 결합되는 몸체와, 상기 몸체로부터 연장되어 단부가 상기 제1 기어의 하측에 위치하는 레버를 포함하는 밸브 액튜에이터.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 모터는 상기 케이스의 외부에 설치되며, 상기 기어 조립체는 상기 케이스의 내부에 설치되는 밸브 액튜에이터.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항 또는 제3항에서,
   상기 출력 기어에는 돌출부가 형성되고, 상기 몸체에는 상기 돌출부가 삽입되는 홈부가 형성되며,
   상기 밸브 출력축에는 상기 몸체의 상하 이동을 가이드하는 가이드홈이 형성되고, 상기 몸체에는 상기 가이드홈에 삽입되는 가이드부가 형성되는 밸브 액튜에이터.
8. 제7항에서,
   상기 제1 기어의 상측에는 상기 제1 기어를 하측으로 가압하는 탄성 부재가 위치하는 밸브 액튜에이터.
9. 제7항에서,
   상기 레버의 단부에는 상기 제1 기어에 마찰력을 제공하는 마찰 패드가 형성되는 밸브 액튜에이터.
10. 제7항에서,
    상기 레버의 단부에는 상기 제1 기어에 마찰력을 제공하는 마찰 돌기가 형성되는 밸브 액튜에이터.
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15. 삭제
16. 삭제

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