KR102846362B1 - Position measurement unit and electric actuator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위치 측정 유닛 및 전동 엑츄에이터에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 모터 축의 회전력을 동력 전달 메카니즘을 통해 밸브 구동축으로 전달하도록 구성된 전동 엑츄에이터의 구동 위치를 측정하되, 변속기어 트레인에 연결된 인디케이터부를 통해 기계식 위치 측정이 가능하며, 변속기어 트레인에 포함된 변속조정 기어의 전후 방향 위치를 가변 고정하여 입력된 회전력의 변속비를 조정 가능하도록 하여, 전동 엑츄에이터의 회전수를 고려한 용이한 장치 설정이 가능하도록 구성된 위치 측정 유닛 및 전동 엑츄에이터가 개시된다. The present invention relates to a position measuring unit and an electric actuator.
According to one aspect of the present invention, a position measuring unit and an electric actuator are disclosed, which measure the driving position of an electric actuator configured to transmit the rotational force of a motor shaft to a valve drive shaft through a power transmission mechanism, and enable mechanical position measurement through an indicator unit connected to a transmission gear train, and enable easy device setting in consideration of the rotational speed of the electric actuator by variably fixing the forward and backward position of a gear adjustment gear included in the transmission gear train so as to adjust the gear ratio of the input rotational force.
Description
본 발명은 위치 측정 유닛 및 전동 엑츄에이터에 관한 것으로서, 모터 축의 회전력을 동력 전달 메카니즘을 통해 밸브 구동축으로 전달하도록 구성된 전동 엑츄에이터의 구동 위치를 측정하되, 변속기어 트레인에 연결된 인디케이터부를 통해 기계식 위치 측정이 가능하며, 변속기어 트레인에 포함된 변속조정 기어의 전후 방향 위치를 가변 고정하여 입력된 회전력의 변속비를 조정 가능하도록 하여, 전동 엑츄에이터의 회전수를 고려한 용이한 장치 설정이 가능하도록 구성된 위치 측정 유닛 및 전동 엑츄에이터에 관한 것이다. The present invention relates to a position measuring unit and an electric actuator, and more particularly, to a position measuring unit and an electric actuator configured to measure the driving position of an electric actuator configured to transmit the rotational force of a motor shaft to a valve drive shaft through a power transmission mechanism, wherein mechanical position measurement is possible through an indicator unit connected to a transmission gear train, and the forward/reverse direction position of a gear adjustment gear included in the transmission gear train is variably fixed so as to adjust the transmission ratio of the input rotational force, thereby enabling easy device setting in consideration of the rotational speed of the electric actuator.
밸브와 같은 피동 요소를 회전식으로 제어하기 위해 전동 엑츄에이터가 사용된다. 일예로, 전동 엑츄에이터는 모터 축의 회전력을 기어 메카니즘을 통해 밸브 구동축으로 전달하도록 구성된다.Electric actuators are used to rotary control passive elements such as valves. For example, electric actuators are configured to transmit the rotational force of a motor shaft to a valve drive shaft through a gear mechanism.
일반적으로 전동 엑츄에이터는 구동 위치를 기계식으로 측정 표시하는 인디케이터를 구비하거나, 구동 위치를 전자식으로 측정하고 제어부를 통해 표시하는 엔코더 중의 어느 하나를 구비한다. Typically, electric actuators are equipped with either an indicator that mechanically measures and displays the driving position, or an encoder that electronically measures and displays the driving position through a control unit.
종래기술의 일예로, 본 출원인이 선등록한 대한민국 등록특허 10-1868328(2018년06월11일)는, 구동모터의 회전축에 로타리엔코더를 함께 내장시켜 사용이 편리하고, 삼상 벡터제어를 수행하는 보드를 밸브구동부 내부에서 설치하여 정밀한 제어를 가능토록 하는 로터리 엔코더 내장형 삼상 벡터제어 멀티턴 액추에이터를 제안하였다. As an example of prior art, the applicant of the present invention, Republic of Korea Patent No. 10-1868328 (June 11, 2018), proposed a three-phase vector control multi-turn actuator with a built-in rotary encoder, which is convenient to use by incorporating a rotary encoder into the rotational shaft of the drive motor, and enables precise control by installing a board that performs three-phase vector control inside the valve drive unit.
그런데, 구동 위치를 인디케이터를 이용하여 기계식으로 측정 표시하는 전동 엑츄에이터의 경우, 모터로 구동되는 구동축과 인디케이터 중간에 다양한 구성의 기어트레인을 설치하여 회전력을 전달하는데, 전동 엑츄에이터의 회전 조건에 따라 인디케이터의 표시 위치를 설정하는데 불편함이 있었다. However, in the case of an electric actuator that mechanically measures and displays the driving position using an indicator, a gear train of various configurations is installed between the driving shaft driven by the motor and the indicator to transmit the rotational force, and there was an inconvenience in setting the display position of the indicator according to the rotation conditions of the electric actuator.
예를 들어, "OPEN", "CLOSE" 표시를 위해 인디케이터가 270도를 회전하는데 필요한 기어트레인의 출력 기어의 최대 회전수가 100 회전이라고 할 때, 출력 기어가 150 회전, 200 회전하게 되면 인디케이터가 360도 이상 다회전하게 되는데, 현장에서 다회전하는 인디케이터의 위치를 정확하게 판단할 수 없으므로, 회전수 설정을 위해 기어트레인의 변속비를 변경하기 위하여 변속기어를 추가적으로 준비하는데 추가적인 시간이 소요될 수 있다는 불편함이 있었다. For example, when the maximum rotation number of the output gear of the gear train required for the indicator to rotate 270 degrees to display "OPEN" and "CLOSE" is 100 rotations, if the output gear rotates 150 and 200 times, the indicator will rotate more than 360 degrees. However, since the position of the indicator rotating multiple times cannot be accurately determined in the field, there was an inconvenience in that additional time may be required to prepare an additional transmission gear to change the transmission ratio of the gear train for setting the rotation number.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 모터 축의 회전력을 동력 전달 메카니즘을 통해 밸브 구동축으로 전달하도록 구성된 전동 엑츄에이터의 구동 위치를 측정하되, 변속기어 트레인에 연결된 인디케이터부를 통해 기계식 위치 측정이 가능하며, 변속기어 트레인에 포함된 변속조정 기어의 전후 방향 위치를 가변 고정하여 입력된 회전력의 변속비를 조정 가능하도록 하여, 전동 엑츄에이터의 회전수를 고려한 용이한 장치 설정이 가능하도록 구성된 위치 측정 유닛 및 전동 엑츄에이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been devised in consideration of the above-described problems, and the purpose of the present invention is to provide a position measuring unit and an electric actuator configured to measure the driving position of an electric actuator configured to transmit the rotational force of a motor shaft to a valve drive shaft through a power transmission mechanism, and to enable mechanical position measurement through an indicator unit connected to a transmission gear train, and to enable easy device setting in consideration of the rotational speed of the electric actuator by variably fixing the forward and backward position of a gear adjustment gear included in the transmission gear train so as to adjust the gear ratio of the input rotational force.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 제1 변속기어축에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되는 하나 이상의 제1 변속기어와; 상기 제1 변속기어축과 평행하게 배치된 제2 변속기어축에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 상기 제1 변속기어와 맞물리는 하나 이상의 제2 변속기어와; 상기 제1 변속기어축과 평행하게 배치된 제3 변속기어축에 축결합 설치되며 전후 방향 위치가 가변 고정 가능하고, 가변 고정된 전후 방향 위치에 따라 상기 하나 이상의 제1 변속기어 및 상기 하나 이상의 제2 변속기어 중 어느 하나와 맞물림 상태를 이루고, 상기 제1 변속기어에 기초하여 입력된 회전력을 맞물림 위치에 따라 결정되는 변속비로 변속하여 전달받는 변속조정 기어와; 상기 제3 변속기어축에 일체로 축결합 설치되어 함께 회전하는 변속 출력 기어;를 포함하는 변속기어 트레인; 및 상기 제3 변속기어축과 평행하게 배치된 기어축의 일측에 상기 변속 출력 기어 측으로부터 변속된 회전력을 입력받는 위치 입력 기어가 축결합되고, 타단부 측에 기계식 위치 측정 결과를 표시하는 인디케이터가 설치된 인디케이터부;를 포함하여 구성된 위치 측정 유닛이 개시된다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a transmission gear train comprising: at least one first transmission gear rotatably installed in a first transmission gear shaft; at least one second transmission gear rotatably installed in a second transmission gear shaft arranged parallel to the first transmission gear shaft and meshed with the first transmission gear; a shift adjustment gear rotatably installed in a third transmission gear shaft arranged parallel to the first transmission gear shaft and having a variably fixed forward/rearward position, meshing with one of the at least one first transmission gear and the at least one second transmission gear according to the variably fixed forward/rearward position, and receiving a rotational force input based on the first transmission gear by shifting it at a gear ratio determined according to an engagement position; and a shift output gear integrally installed in a axial connection with the third transmission gear shaft and rotating together therewith. A position measurement unit is disclosed, which comprises an indicator unit having a position input gear that receives rotational force shifted from the shift output gear side and is coupled to one end of a gear shaft arranged parallel to the third transmission gear shaft, and an indicator unit that displays a mechanical position measurement result is installed on the other end.
본 발명의 또다른 일측면에 따르면, 평행하게 배치된 2개의 변속기어축에 각각 기초하여 하나 이상의 변속기어가 각각 설치되며, 상기 2개의 변속기어축과 평행하게 배치된 또다른 1개의 변속기어축에 기초하여 전후 방향 위치가 가변 고정 가능한 변속조정 기어와 회전력을 출력하는 변속 출력 기어가 설치되며, 상기 변속기어 중 어느 하나에 기초하여 회전력이 입력되며, 상기 변속기어 중 어느 하나와 상기 변속조정 기어가 맞물리며, 상기 입력된 회전력을 상기 변속조정 기어의 맞물림 위치에 따라 결정되는 변속비로 변속하여 상기 변속 출력 기어를 통해 출력하는 변속기어 트레인; 및 상기 또다른 1개의 변속기어축과 평행하게 배치된 기어축의 일측에 상기 변속 출력 기어 측으로부터 변속된 회전력을 입력받는 위치 입력 기어가 축결합되고, 타단부 측에 기계식 위치 측정 결과를 표시하는 인디케이터가 설치된 인디케이터부;를 포함하여 구성된 위치 측정 유닛이 개시된다.According to another aspect of the present invention, a position measuring unit is disclosed, comprising: a transmission gear train in which at least one transmission gear is respectively installed based on two parallelly arranged transmission gear shafts, a transmission adjustment gear whose front-rear position can be variably fixed and a transmission output gear that outputs rotational force are installed based on another transmission gear shaft that is arranged parallel to the two transmission gear shafts, a rotational force is input based on one of the transmission gears, the transmission adjustment gear meshes with one of the transmission gears, and the input rotational force is shifted at a transmission ratio determined according to the engagement position of the transmission adjustment gear and outputted through the transmission output gear; and an indicator unit in which a position input gear that receives the shifted rotational force from the transmission output gear side is shaft-coupled to one end of a gear shaft arranged parallel to the other one transmission gear shaft, and an indicator that displays a mechanical position measuring result is installed on the other end.
본 발명의 또다른 일측면에 따르면, 상기 위치 측정 유닛을 포함하는 전동 엑츄에이터로서, 모터 축의 회전력을 동력 전달 메카니즘을 통해 웜이 설치된 웜 축으로 전달하고, 웜의 회전력을 밸브 구동축에 동축 상으로 설치된 웜 휠을 통해 상기 밸브 구동축으로 전달하고, 상기 모터 축과 웜 축과 밸브 구동축이 케이싱에 기초하여 회동 가능하도록 지지되고, 상기 밸브 구동축에 동축 상으로 설치된 링기어로부터 회전력을 입력받는 전달 기어 트레인을 통해 상기 위치 측정 유닛이 회전력을 입력받도록 구성된 것을 특징으로 하는 전동 엑츄에이터가 개시된다.According to another aspect of the present invention, an electric actuator including the position measuring unit is disclosed, wherein the rotational force of the motor shaft is transmitted to a worm shaft having a worm installed through a power transmission mechanism, the rotational force of the worm is transmitted to the valve driving shaft through a worm wheel installed coaxially to the valve driving shaft, and the motor shaft, the worm shaft, and the valve driving shaft are rotatably supported based on a casing, and the position measuring unit receives the rotational force through a transmission gear train that receives the rotational force from a ring gear installed coaxially to the valve driving shaft.
이와 같은 본 발명은, 모터 축의 회전력을 동력 전달 메카니즘을 통해 밸브 구동축으로 전달하도록 구성된 전동 엑츄에이터의 구동 위치를 측정하되, 변속기어 트레인에 연결된 인디케이터부를 통해 기계식 위치 측정이 가능하며, 변속기어 트레인에 포함된 변속조정 기어의 전후 방향 위치를 가변 고정하여 입력된 회전력의 변속비를 조정 가능하도록 하여, 전동 엑츄에이터의 회전수를 고려한 용이한 장치 설정이 가능하다. The present invention measures the driving position of an electric actuator configured to transmit the rotational force of a motor shaft to a valve drive shaft through a power transmission mechanism, and enables mechanical position measurement through an indicator unit connected to a transmission gear train, and adjusts the transmission ratio of the input rotational force by variably fixing the forward and backward position of a gear adjustment gear included in the transmission gear train, thereby enabling easy device setting considering the rotational speed of the electric actuator.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 엑츄에이터의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전동 엑츄에이터의 주요 구성요소를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 유닛의 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 유닛의 주요 구성요소를 나타낸 측면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 유닛의 주요 구성요소를 나타낸 측단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변속기어 트레인과 인디케이터부의 주요 구성요소를 나타낸 사시도,
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변속기어 트레인과 인디케이터부의 주요 구성요소를 나타낸 평면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 엔코더 유닛의 사시도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 엔코더 유닛의 다른 방향에서의 단면 사시도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 엔코더 유닛의 측단면도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 엔코더 유닛의 회전디스크의 사시도,
도 13 및 도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 변속기어 트레인과 인디케이터부의 주요 구성요소를 나타낸 사시도이다. Figure 1 is a perspective view of an electric actuator according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a perspective view showing the main components of an electric actuator according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a perspective view of a position measuring unit according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a side view showing the main components of a position measuring unit according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a cross-sectional side view showing the main components of a position measuring unit according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a perspective view showing the main components of the transmission gear train and indicator unit according to an embodiment of the present invention.
Figures 7 and 8 are plan views showing the main components of the transmission gear train and indicator unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a perspective view of an encoder unit according to an embodiment of the present invention;
Fig. 10 is a cross-sectional perspective view of an encoder unit according to an embodiment of the present invention in another direction;
Fig. 11 is a side cross-sectional view of an encoder unit according to an embodiment of the present invention;
Fig. 12 is a perspective view of a rotating disk of an encoder unit according to an embodiment of the present invention;
FIGS. 13 and 14 are perspective views showing the main components of a transmission gear train and an indicator section according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.The present invention may be embodied in various forms without departing from its technical spirit or essential characteristics. Therefore, the embodiments of the present invention are merely illustrative in all respects and should not be construed as limiting.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as "first" and "second" are used solely to distinguish one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component could be referred to as a "second component," and similarly, a second component could also be referred to as a "first component."
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected or connected to that other component, but there may also be other components in between.
본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. The singular expressions used in this application include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "include," "have," and "have" are intended to indicate the presence of components or combinations thereof described in the specification, but do not preclude the possibility of other components or features being present or added.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 엑츄에이터의 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전동 엑츄에이터의 주요 구성요소를 나타낸 사시도이다. FIG. 1 is a perspective view of an electric actuator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing main components of an electric actuator according to an embodiment of the present invention.
본 실시예의 전동 엑츄에이터(A)는 모터(10)의 구동력을 이용하여 밸브(미도시)와 같은 피동 요소를 회전식으로 제어한다. The electric actuator (A) of this embodiment uses the driving force of the motor (10) to rotary control a passive element such as a valve (not shown).
도 1을 참조하면, 본 실시예의 전동 엑츄에이터(A)는 주요 구성요소로서, 구동력을 제공하는 모터(10), 입력된 제어 명령 및 미리 설정된 제어 로직에 의해 모터(10)의 구동을 제어하는 제어부(50), 제어부(50)와 연결되어 외부(예, 제어반)와 제어/측정 신호를 송수신하는 터미널(60), 필요 시 수동 조작을 가능하도록 하는 수동핸들(70), 밸브 구동축(32)에 관한 기계식 위치 측정 결과를 표시하는 인디케이터부(500)를 포함한다. 인디케이터부(500)는 전동 엑츄에이터(A)의 회전 구동 위치가 "OPEN" 또는 "CLOSE" 위치인지를 표시한다. 일예로, 본 실시예의 전동 엑츄에이터(A)는 360도보다 큰 회전 각도로 밸브 구동축(32)의 회전 구동이 가능한 멀티턴 방식의 전동 엑츄에이터(A)일 수 있다. 멀티턴 방식의 전동 엑츄에이터(A)는 360도보다 큰 회전 각도로 회전 구동이 이뤄지므로, 회전 제어를 위해 1회전보다 더 큰 회전수에 대한 절대 회전 각도의 측정이 필요하다. Referring to FIG. 1, the electric actuator (A) of the present embodiment includes, as main components, a motor (10) that provides driving force, a control unit (50) that controls the driving of the motor (10) by an input control command and a preset control logic, a terminal (60) that is connected to the control unit (50) and transmits and receives control/measurement signals with the outside (e.g., a control panel), a manual handle (70) that enables manual operation when necessary, and an indicator unit (500) that displays the mechanical position measurement result for the valve drive shaft (32). The indicator unit (500) indicates whether the rotational drive position of the electric actuator (A) is the "OPEN" or "CLOSE" position. For example, the electric actuator (A) of the present embodiment may be a multi-turn type electric actuator (A) that is capable of rotationally driving the valve drive shaft (32) at a rotation angle greater than 360 degrees. Since the multi-turn type electric actuator (A) is driven to rotate at a rotation angle greater than 360 degrees, measurement of the absolute rotation angle for a rotation number greater than 1 rotation is required for rotation control.
바람직하게, 본 실시예의 전동 엑츄에이터(A)는 기계식 위치 측정과 함께 전자식 위치 측정을 더욱 수행하기 위해 엔코더 유닛(200)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(50)는 미리 설정된 제어 로직에 기초하여 엔코더 유닛(200)으로부터 제공받은 전자식 위치 측정 신호를 이용하여 밸브 구동축(32)의 절대적 회전 위치를 실시간으로 인식하고 이를 모터(10)의 구동 제어를 위한 피드백 정보로 이용할 수 있다. 또한, 상기 제어부(50)는 제어 입력/출력에 관한 내용을 표시하는 디스플레이를 포함하며, 인식한 밸브 구동축(32)의 절대적 회전 위치를 디스플레이를 통해 표시할 수도 있다. Preferably, the electric actuator (A) of the present embodiment may include an encoder unit (200) to further perform electronic position measurement together with mechanical position measurement. In this case, the control unit (50) may recognize the absolute rotational position of the valve drive shaft (32) in real time using the electronic position measurement signal provided from the encoder unit (200) based on a preset control logic and use this as feedback information for driving control of the motor (10). In addition, the control unit (50) may include a display that displays information regarding control input/output, and may also display the recognized absolute rotational position of the valve drive shaft (32) through the display.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 전동 엑츄에이터(A)는 모터(10)의 구동에 의해 생성된 모터 축(12)의 회전력을 동력 전달 메카니즘(14)을 통해 웜(20)이 설치된 웜 축(22)으로 전달하고, 웜(20)의 회전력을 밸브 구동축(32)에 동축 상으로 설치된 웜 휠(30)을 통해 상기 밸브 구동축(32)으로 전달한다. 상기 밸브 구동축(32)의 하단부에는 밸브(미도시)와 같은 피동 요소의 회동축(예, 밸브축)이 결합 설치된다. 상기 동력 전달 메카니즘(14)은 공지의 다양한 기어 메카니즘, 축 전달 메카니즘 등이 적용될 수 있다. 상기 모터 축(12)과 웜 축(22)과 밸브 구동축(32)은 케이싱(2)에 기초하여 베어링(부호 미도시)을 이용하여 회동 가능하도록 지지된다. Referring to FIG. 2, the electric actuator (A) of the present embodiment transmits the rotational force of the motor shaft (12) generated by the driving of the motor (10) to the worm shaft (22) on which the worm (20) is installed through the power transmission mechanism (14), and transmits the rotational force of the worm (20) to the valve drive shaft (32) through the worm wheel (30) installed coaxially to the valve drive shaft (32). A rotational shaft (e.g., a valve shaft) of a driven element such as a valve (not shown) is coupled and installed at the lower end of the valve drive shaft (32). Various known gear mechanisms, shaft transmission mechanisms, etc. can be applied to the power transmission mechanism (14). The motor shaft (12), the worm shaft (22), and the valve drive shaft (32) are supported to be rotatable using bearings (not shown) based on the casing (2).
위치 측정 유닛(PU)의 입력 기어(100)는 상기 밸브 구동축(32)에 동축 상으로 설치된 링기어(34)로부터 회전력을 입력받는 전달 기어 트레인(36)을 통해 회전력을 입력받도록 구성된다. 밸브 구동축(32)의 회전수에 따라 입력 기어(100)가 몇 회전을 할지 미리 설정될 수 있다. 전달 기어 트레인(36)은 전동 엑츄에이터(A)의 상세 구성에 따라 다양하게 변형 구성이 가능하다. 부호 36a는 입력 기어(100)와 맞물려 회전력을 전달하는 전달 기어 트레인(36)의 기어이다. The input gear (100) of the position measuring unit (PU) is configured to receive rotational force through a transmission gear train (36) that receives rotational force from a ring gear (34) installed coaxially on the valve drive shaft (32). The number of rotations of the input gear (100) can be preset according to the rotational speed of the valve drive shaft (32). The transmission gear train (36) can be configured in various ways according to the detailed configuration of the electric actuator (A). Reference numeral 36a denotes a gear of the transmission gear train (36) that meshes with the input gear (100) to transmit rotational force.
입력된 제어 명령 및 미리 설정된 제어 로직에 의해 제어부(50)는 모터(10)의 정방향 또는 역방향 회전을 구동하며, 이에 따라 밸브 구동축(32)이 정방향 또는 역방향 회동하여 밸브를 개방 또는 폐쇄하게 되고, 위치 측정 유닛(PU)은 밸브 구동축(32)의 구동 위치를 실시간으로 측정 내지 표시한다. The control unit (50) drives the motor (10) to rotate in the forward or reverse direction by the input control command and preset control logic, and accordingly, the valve drive shaft (32) rotates in the forward or reverse direction to open or close the valve, and the position measuring unit (PU) measures or displays the driving position of the valve drive shaft (32) in real time.
본 실시예의 위치 측정 유닛(PU)은 변속기어 트레인(400) 및 인디케이터부(500)를 이용하여 밸브 구동축(32)의 구동 위치의 기계식 위치 측정 및 육안 표시가 가능하다. 또한, 본 실시예의 위치 측정 유닛(PU)이 엔코더 유닛(200)을 포함하는 경우, 엔코더 유닛(200)을 이용하여 밸브 구동축(32)의 전자식 위치 측정 신호를 생성하여 제어부(50)로 제공한다. 제어부(50)는 엔코더 유닛(200)으로부터 제공받은 전자식 위치 측정 신호에 기초하여 밸브 구동축(32)의 절대적 회전 위치를 실시간으로 인식하고, 이를 이용하여 모터(10)를 제어 명령(예, 오픈/클로즈)에 따라 오픈 위치/클로즈 위치로 회전시키기 위한 정방향/역방향 회전 제어를 하거나, 오픈 위치/클로즈 위치에 도달에 따른 정지 제어를 할 수 있다. The position measuring unit (PU) of the present embodiment can mechanically measure the position and visually display the driving position of the valve drive shaft (32) using the transmission gear train (400) and the indicator unit (500). In addition, when the position measuring unit (PU) of the present embodiment includes an encoder unit (200), an electronic position measuring signal of the valve drive shaft (32) is generated using the encoder unit (200) and provided to the control unit (50). The control unit (50) recognizes the absolute rotational position of the valve drive shaft (32) in real time based on the electronic position measuring signal provided from the encoder unit (200), and can use this to perform forward/reverse rotation control to rotate the motor (10) to the open position/close position according to a control command (e.g., open/close), or perform stop control upon reaching the open position/close position.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 유닛의 사시도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 유닛의 주요 구성요소를 나타낸 측면도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 유닛의 주요 구성요소를 나타낸 측단면도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변속기어 트레인과 인디케이터부의 주요 구성요소를 나타낸 사시도, 도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변속기어 트레인과 인디케이터부의 주요 구성요소를 나타낸 평면도, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 엔코더 유닛의 사시도, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 엔코더 유닛의 다른 방향에서의 단면 사시도, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 엔코더 유닛의 측단면도, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 엔코더 유닛의 회전디스크의 사시도이다. FIG. 3 is a perspective view of a position measuring unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a side view showing main components of a position measuring unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a side sectional view showing main components of a position measuring unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a perspective view showing main components of a transmission gear train and an indicator unit according to an embodiment of the present invention, FIGS. 7 and 8 are plan views showing main components of a transmission gear train and an indicator unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 9 is a perspective view of an encoder unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a cross-sectional perspective view of an encoder unit according to an embodiment of the present invention from another direction, FIG. 11 is a side sectional view of an encoder unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a perspective view of a rotating disk of an encoder unit according to an embodiment of the present invention.
상기 도면에서는 설명 편의 상 부호 F는 전면 방향, 부호 R은 후면 방향을 각각 나타낸다. 전면 방향(F)은 위치 측정 유닛(PU)의 입력 측인 입력 기어(100) 측을 나타내고 후면 방향(R)은 그 반대 측인 인디케이터부(500) 측을 나타낸다. 또한 부호 FR은 각각의 요소가 설치되기 위한 프레임을 나타내며, 일부 도면에서는 설명 편의상 프레임(FR) 중 일부 삭제하고 주요 구성요소만 도시한다. In the above drawings, for convenience of explanation, the symbol F represents the front direction, and the symbol R represents the rear direction. The front direction (F) represents the input gear (100) side, which is the input side of the position measuring unit (PU), and the rear direction (R) represents the indicator unit (500) side, which is the opposite side. In addition, the symbol FR represents a frame for installing each element, and in some drawings, for convenience of explanation, some of the frames (FR) are deleted and only major components are shown.
본 실시예의 위치 측정 유닛(PU)은 입력 기어(100), 엔코더 유닛(200), 출력 기어(300), 변속기어 트레인(400) 및 인디케이터부(500)를 포함하여 구성되어, 기계식 위치 측정이 가능하며, 이와 함께 전자식 위치 측정도 가능하다. The position measurement unit (PU) of this embodiment is configured to include an input gear (100), an encoder unit (200), an output gear (300), a transmission gear train (400), and an indicator unit (500), and is capable of mechanical position measurement, and also electronic position measurement.
상기 입력 기어(100)는 제1 기어축(101)의 일단부 측에 축결합되어 회전력을 입력받는다. 일예로, 입력 기어(100)는 공지의 스퍼 기어, 헬리컬 기어의 형태로 구성될 수 있으며, 다만 이에 한정되지는 않는다. 별도의 설명이 없는 경우, 이하의 다른 기어들도 유사한 형태로 구성될 수 있다. The above input gear (100) is axially coupled to one end of the first gear shaft (101) and receives rotational force. For example, the input gear (100) may be configured in the form of a known spur gear or helical gear, but is not limited thereto. Unless otherwise specified, other gears below may also be configured in a similar form.
상기 엔코더 유닛(200)은, 상기 제1 기어축(101)에 축결합되어 상호 평행하게 이격 설치되고 동심트랙을 이루는 패턴슬릿(211)을 각각 갖는 복수의 회전디스크(210)와, 상기 제1 기어축(101)과 평행하게 배치된 제2 기어축(201)에 축결합되어 설치되며 상기 복수의 회전디스크(210) 상호 간에 회전력을 전달하는 복수의 아이들 기어(220)와, 엘이디광(L)을 투광하여 회전디스크(210)의 패턴슬릿(211)을 통과하도록 하는 투광부(230)와, 패턴슬릿(211)을 통과한 엘이디광(L)을 수광하는 수광부(240)를 포함하여, 전자식 위치 측정 신호를 생성한다. 생성된 전자식 위치 측정 신호는 제어부(50)로 입력된다. The encoder unit (200) includes a plurality of rotating disks (210) that are axially coupled to the first gear shaft (101) and spaced apart from each other in parallel and each having a pattern slit (211) that forms a concentric track, a plurality of idle gears (220) that are axially coupled to the second gear shaft (201) that is arranged parallel to the first gear shaft (101) and transmit rotational force between the plurality of rotating disks (210), a light-emitting unit (230) that projects LED light (L) to pass through the pattern slit (211) of the rotating disk (210), and a light-receiving unit (240) that receives the LED light (L) that has passed through the pattern slit (211), thereby generating an electronic position measurement signal. The generated electronic position measurement signal is input to the control unit (50).
제1 기어축(101) 및 제2 기어축(201)은 프레임(FR)에 기초하여 회전 가능한 형태로 지지된다. 프레임(FR)은 케이싱(2) 내부에 설치되며 그 구조가 기어 및 기어축을 지지 가능한 형태로 변형 구성 가능하다. The first gear shaft (101) and the second gear shaft (201) are supported in a rotatable manner based on a frame (FR). The frame (FR) is installed inside the casing (2) and its structure can be modified to support the gear and the gear shaft.
상기 출력 기어(300)는 제1 기어축(101)의 타단부 측에 축결합되어 회전력을 출력한다. The above output gear (300) is coupled to the other end of the first gear shaft (101) and outputs rotational force.
상기 변속기어 트레인(400)은, 상기 제1 기어축(101)과 평행하게 배치된 하나 이상의 변속기어축(401,402)에 기초하여 변속기어(410,420)가 설치되며, 상기 출력 기어(300)로부터 회전력을 입력받아 변속된 회전력을 변속 출력 기어(440)를 통해 출력한다. The above-mentioned transmission gear train (400) has transmission gears (410, 420) installed based on one or more transmission gear shafts (401, 402) arranged parallel to the first gear shaft (101), receives rotational power from the output gear (300), and outputs the converted rotational power through the transmission output gear (440).
보다 상세하게, 상기 변속기어 트레인(400)은, 평행하게 배치된 2개의 변속기어축(401,402)에 각각 기초하여 하나 이상의 변속기어(410,420)가 각각 설치되며, 상기 2개의 변속기어축(401,402)과 평행하게 배치된 또다른 1개의 변속기어축(403)에 기초하여 전후 방향 위치가 가변 고정 가능한 변속조정 기어(430)와 회전력을 출력하는 변속 출력 기어(440)가 설치된다. More specifically, the above-described transmission gear train (400) has one or more transmission gears (410, 420) installed on each of two transmission gear shafts (401, 402) arranged in parallel, and a transmission adjustment gear (430) whose forward/reverse position can be variably fixed and a transmission output gear (440) that outputs rotational force are installed on another transmission gear shaft (403) arranged in parallel with the two transmission gear shafts (401, 402).
또한, 상기 변속기어 트레인(400)은, 상기 변속기어 중 어느 하나(410)에 기초하여 회전력이 입력되며, 상기 변속기어 중 어느 하나(410 또는 420)와 상기 변속조정 기어(430)가 맞물리며, 상기 입력된 회전력을 상기 변속조정 기어(430)의 맞물림 위치에 따라 결정되는 변속비로 변속하여 상기 변속 출력 기어(440)를 통해 출력하도록 구성된다. In addition, the transmission gear train (400) is configured to input rotational force based on one of the transmission gears (410), mesh with one of the transmission gears (410 or 420) and the shift adjustment gear (430), and output the input rotational force through the shift output gear (440) by shifting the gear ratio determined according to the engagement position of the shift adjustment gear (430).
상기 인디케이터부(500)는, 상기 변속기어축(401,402)과 평행하게 배치된 제3 기어축(501)의 일측에 상기 변속 출력 기어(440) 측으로부터 변속된 회전력을 입력받는 위치 입력 기어(510)가 축결합되고, 타단부 측에 기계식 위치 측정 결과를 표시하는 인디케이터(520)가 설치된다. 상기 변속 출력 기어(440)와 위치 입력 기어(510)의 중간에는 동력 전달 기어 트레인(492)이 구비될 수도 있다. The above indicator unit (500) is configured such that a position input gear (510) that receives a rotational force shifted from the shift output gear (440) is coupled to one end of a third gear shaft (501) arranged parallel to the transmission gear shafts (401, 402), and an indicator (520) that displays a mechanical position measurement result is installed on the other end. A power transmission gear train (492) may be provided between the shift output gear (440) and the position input gear (510).
일예로, 상기 인디케이터(520)는 원형 디스크 형태로 구성되고 제3 기어축(501)의 단부에 결합되어, 제3 기어축(501)의 회전 위치에 따라 "OPEN", "CLOSE" 중 어느 회전 위치에 있는지를 육안으로 확인할 수 있도록 구성된다. For example, the indicator (520) is configured in the form of a circular disk and is coupled to the end of the third gear shaft (501) so that it can be visually confirmed which rotational position it is in, between “OPEN” and “CLOSE,” depending on the rotational position of the third gear shaft (501).
상기 변속기어 트레인(400)과 인디케이터부(500)에 대하여 보다 상세하게 설명한다. The above-mentioned transmission gear train (400) and indicator unit (500) will be described in more detail.
상기 변속기어 트레인(400)은, 제1 변속기어축(401), 제1 변속기어(410), 제2 변속기어축(402) 및 제2 변속기어(420)를 포함한다. 제1 변속기어축(401) 및 제2 변속기어축(402)은 프레임(FR)에 기초하여 지지된다. The above-described transmission gear train (400) includes a first transmission gear shaft (401), a first transmission gear (410), a second transmission gear shaft (402), and a second transmission gear (420). The first transmission gear shaft (401) and the second transmission gear shaft (402) are supported based on a frame (FR).
상기 제1 변속기어축(401)은 상기 제1 기어축(101)과 평행하게 배치된다. The above first transmission gear shaft (401) is arranged parallel to the above first gear shaft (101).
상기 제1 변속기어(410)는 상기 제1 변속기어축(401)에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 외주연을 따라 미리 설정된 기어비에 따른 이빨 수를 각각 가지며 서로 다른 크기를 갖는 제1 변속입력 기어(411)와 제1 변속출력 기어(412)가 일체로 결합된다. 일예로, 제1 변속입력 기어(411)가 제1 변속출력 기어(412)보다 더 큰 직경을 가지며, 더 많은 이빨 수를 가질 수 있으며, 그 결과 제1 변속입력 기어(411)로 입력된 회전을 제1 변속출력 기어(412)로 출력 시에 감속 출력이 이뤄질 수 있다. The first transmission gear (410) is rotatably installed on the first transmission gear shaft (401) and is coupled to the first transmission input gear (411) and the first transmission output gear (412) which have different sizes and each have a number of teeth according to a preset gear ratio along the outer periphery and are integrally connected. For example, the first transmission input gear (411) may have a larger diameter and a larger number of teeth than the first transmission output gear (412), and as a result, when the rotation input to the first transmission input gear (411) is output to the first transmission output gear (412), a deceleration output may be achieved.
상기 제2 변속기어축(402)은 상기 제1 기어축(101)과 평행하게 배치되며 상기 제1 변속기어축(401)과 이격 설치된다. The above second transmission gear shaft (402) is arranged parallel to the first gear shaft (101) and is installed spaced apart from the first transmission gear shaft (401).
상기 제2 변속기어(420)는 상기 제2 변속기어축(402)에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 외주연을 따라 미리 설정된 기어비에 따른 이빨 수를 각각 가지며 서로 다른 크기를 갖는 제2 변속입력 기어(421)와 제2 변속출력 기어(422)가 일체로 결합된다. 일예로, 제2 변속입력 기어(421)가 제2 변속출력 기어(422)보다 더 큰 직경을 가지며, 더 많은 이빨 수를 가질 수 있으며, 그 결과 제2 변속입력 기어(421)로 입력된 회전을 제2 변속출력 기어(422)로 출력 시에 감속 출력이 이뤄질 수 있다. The second transmission gear (420) is rotatably installed on the second transmission gear shaft (402) and is coupled to the second transmission input gear (421) and the second transmission output gear (422), which each have a number of teeth according to a preset gear ratio along the outer periphery and have different sizes, are integrally connected. For example, the second transmission input gear (421) may have a larger diameter and a larger number of teeth than the second transmission output gear (422), and as a result, when the rotation input to the second transmission input gear (421) is output to the second transmission output gear (422), a deceleration output may be achieved.
일예로, 제1 변속입력 기어(411)와 제2 변속입력 기어(421)는 동일한 이빨 수를 가질 수 있으며, 제1 변속출력 기어(412)와 제2 변속출력 기어(422)도 동일한 이빨 수를 가질 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. For example, the first gear input gear (411) and the second gear input gear (421) may have the same number of teeth, and the first gear output gear (412) and the second gear output gear (422) may also have the same number of teeth, but are not limited thereto.
상기 제1 변속기어축(401)에는 하나 이상의 제1 변속기어(410)가 설치된다. One or more first transmission gears (410) are installed on the first transmission gear shaft (401).
상기 제2 변속기어축(402)에는 하나 이상의 제2 변속기어(420)가 설치된다. One or more second transmission gears (420) are installed on the second transmission gear shaft (402).
상기 제1 변속입력 기어(411)를 통해 상기 출력 기어(300)로부터 회전력을 입력받아 상기 제1 변속기어(410)가 회전한다. The first transmission gear (410) rotates by receiving rotational force from the output gear (300) through the first transmission input gear (411).
상기 제2 변속입력 기어(421)를 통해 상기 제1 변속출력 기어(412)로부터 회전력을 입력받아 상기 제2 변속기어(420)가 회전한다. The second transmission gear (420) rotates by receiving rotational force from the first transmission output gear (412) through the second transmission input gear (421).
상기 제1 변속기어(410) 및 제2 변속기어(420) 중 어느 하나의 회전에 기초하여 상기 변속 출력 기어(440)를 통해 변속된 회전력을 출력한다. The rotational power is output through the transmission output gear (440) based on the rotation of either the first transmission gear (410) or the second transmission gear (420).
더욱 바람직한 일예로, 상기 제1 변속기어축(401) 및 제2 변속기어축(402)에는 각각 복수의 변속기어(410,420)가 설치될 수 있다. As a more preferable example, a plurality of transmission gears (410, 420) may be installed on each of the first transmission gear shaft (401) and the second transmission gear shaft (402).
일예로, 상기 제1 변속기어축(401)에는 2 이상의 제1 변속기어(410-1~410-5)가 설치되고, 상기 제2 변속기어축(402)에는 2 이상의 제2 변속기어(420-1~420-5)가 설치된다. For example, two or more first transmission gears (410-1 to 410-5) are installed on the first transmission gear shaft (401), and two or more second transmission gears (420-1 to 420-5) are installed on the second transmission gear shaft (402).
상기 2 이상의 제1 변속기어(410-1~410-5) 중 적어도 어느 하나(예, 410-2)는 제1 변속입력 기어(411)를 통해 2 이상의 제2 변속기어(420-1~420-5) 중 어느 하나(예, 420-1)의 제2 변속출력 기어(412)로부터 회전력을 입력받아 회전한다. 이 과정에서 감속 회전이 이뤄진다. At least one (e.g., 410-2) of the two or more first transmission gears (410-1 to 410-5) receives rotational power from the second transmission output gear (412) of one (e.g., 420-1) of the two or more second transmission gears (420-1 to 420-5) through the first transmission input gear (411) and rotates. In this process, a reduced rotation is achieved.
예를 들어, 상기 변속기어 트레인(400)에서, 제1 변속기어 410-1의 제1 변속입력 기어(411)는 출력 기어(300)로부터 회전력을 입력받아 회전하고, 제2 변속기어 420-1의 제2 변속입력 기어(411)는 제1 변속기어 410-1의 제1 변속출력 기어(412)로부터 회전력을 입력받아 회전하고, 제1 변속기어 410-2의 제1 변속입력 기어(411)는 제2 변속기어 420-1의 제2 변속출력 기어(412)로부터 회전력을 입력받아 회전하고, 제2 변속기어 420-2의 제2 변속입력 기어(411)는 제1 변속기어 410-2의 제1 변속출력 기어(412)로부터 회전력을 입력받아 회전하는 방식으로, 전단의 변속기어에서 후단의 변속기어로 갈수록 변속비(감속비)가 높아지는 변속기(감속기)의 기능을 제공하게 된다. For example, in the above transmission gear train (400), the first transmission input gear (411) of the first transmission gear 410-1 rotates by receiving rotational force from the output gear (300), the second transmission input gear (411) of the second transmission gear 420-1 rotates by receiving rotational force from the first transmission output gear (412) of the first transmission gear 410-1, the first transmission input gear (411) of the first transmission gear 410-2 rotates by receiving rotational force from the second transmission output gear (412) of the second transmission gear 420-1, and the second transmission input gear (411) of the second transmission gear 420-2 rotates by receiving rotational force from the first transmission output gear (412) of the first transmission gear 410-2, so that the transmission ratio (reduction ratio) increases as it goes from the front transmission gear to the rear transmission gear. It provides the function of a transmission (reducer).
제1 변속기어(410-1~410-5) 각각의 출력/입력 기준의 이빨 수 비, 제2 변속기어(420-1~420-5) 각각의 출력/입력 기준의 이빨 수 비는 설계 사양에 따라 변경 가능하다. The ratio of the number of teeth based on the output/input of each of the first transmission gears (410-1 to 410-5) and the ratio of the number of teeth based on the output/input of each of the second transmission gears (420-1 to 420-5) can be changed according to the design specifications.
상기 변속기어 트레인(400)은, 제3 변속기어축(403), 변속조정 기어(430) 및 변속 출력 기어(440)를 포함한다. 제3 변속기어축(403)은 프레임(FR)에 기초하여 회전 가능한 형태로 지지된다. The above-mentioned transmission gear train (400) includes a third transmission gear shaft (403), a transmission adjustment gear (430), and a transmission output gear (440). The third transmission gear shaft (403) is supported in a rotatably manner based on a frame (FR).
상기 제3 변속기어축(403)은 상기 제1 기어축(101)과 평행하게 배치된다. The above third gear shaft (403) is arranged parallel to the above first gear shaft (101).
상기 변속 출력 기어(440)는 상기 제3 변속기어축(403)에 일체로 축결합 설치되어 함께 회전한다. The above-mentioned transmission output gear (440) is integrally installed and shaft-coupled to the third transmission gear shaft (403) and rotates together.
상기 변속조정 기어(430)는 상기 제3 변속기어축(403)에 축결합 설치되며 전후 방향 위치가 가변 고정 가능하고, 가변 고정된 전후 방향 위치에 따라 상기 하나 이상의 제1 변속기어(410) 및 상기 하나 이상의 제2 변속기어(420) 중 어느 하나와 맞물림 상태를 이루고, 상기 제1 변속기어(410)에 기초하여 입력된 회전력을 맞물림 위치에 따라 결정되는 변속비로 변속하여 전달받는다. The above-mentioned transmission adjustment gear (430) is installed in a shaft-joint manner on the third transmission gear shaft (403) and has a variable and fixed front-rear position. Depending on the variable and fixed front-rear position, it meshes with one of the one or more first transmission gears (410) and one or more second transmission gears (420), and receives the input rotational force based on the first transmission gear (410) by changing it at a transmission ratio determined according to the meshing position.
일예로, 상기 변속조정 기어(430)는 제1 변속기어(410) 중 어느 하나의 제1 변속출력 기어(412)로부터 회전력을 입력받아 회전하거나, 제2 변속기어(420)의 제2 변속출력 기어(422)로부터 회전력을 입력받아 회전한다. For example, the above-described gear adjustment gear (430) rotates by receiving rotational force from the first gear output gear (412) of one of the first gears (410), or rotates by receiving rotational force from the second gear output gear (422) of the second gear (420).
상술한 바와 같이, 제1 변속기어(410-1~410-5) 및 제2 변속기어(420-1~420-5)는 전단의 변속기어에서 후단의 변속기어로 갈수록 변속비(감속비)가 높아지는 변속기(감속기)의 기능을 제공하므로, 어느 순서에 위치한 변속기어에 상기 변속조정 기어(430)가 맞물리는지에 따라 상기 출력 기어(300)의 1회전에 따라 상기 변속조정 기어(430)가 몇회전을 하는지가 변경 설정될 수 있다. As described above, the first transmission gear (410-1 to 410-5) and the second transmission gear (420-1 to 420-5) provide the function of a transmission (reducer) in which the transmission ratio (reduction ratio) increases from the front transmission gear to the rear transmission gear. Therefore, depending on the order in which the transmission adjustment gear (430) is engaged, the number of rotations of the transmission adjustment gear (430) per one rotation of the output gear (300) can be changed and set.
이를 위해, 바람직하게, 상기 변속조정 기어(430)의 전후 방향 위치를 가변 고정할 수 있도록, 상기 제3 변속기어축(403)에는 축방향을 따라 복수의 요홈부(403a)가 간격을 두고 형성된다. To this end, preferably, a plurality of grooves (403a) are formed at intervals along the axial direction on the third transmission gear shaft (403) so as to be able to variably fix the forward/reverse direction position of the transmission adjustment gear (430).
또한, 상기 변속조정 기어(430)의 일측에 형성된 관통공(430a)에 조정볼트(435)가 관통 결합되어 상기 복수의 요홈부(403a) 중의 어느 하나의 위치에 상응하여 상기 변속조정 기어(430)의 전후 방향 위치를 고정시키도록 구성된다. In addition, an adjustment bolt (435) is connected to a through hole (430a) formed on one side of the gear adjustment gear (430) to fix the forward/backward position of the gear adjustment gear (430) corresponding to the position of any one of the plurality of grooves (403a).
예를 들어, 상기 변속조정 기어(430)의 전후 방향 위치를 전단 측에 가깝게 고정할수록 출력 기어(300) -> 변속조정 기어(430)로의 회전력 전달과정에서 감속비가 상대적으로 낮아지며, 상기 변속조정 기어(430)의 전후 방향 위치를 후단 측에 가깝게 고정할수록 출력 기어(300) -> 변속조정 기어(430)로의 회전력 전달과정에서 감속비가 상대적으로 높아지게 되도록 설정할 수 있다. For example, the closer the forward/rearward position of the above-described gear adjustment (430) is fixed to the front end, the lower the reduction ratio becomes in the process of transmitting rotational power from the output gear (300) to the gear adjustment gear (430), and the closer the forward/rearward position of the above-described gear adjustment (430) is fixed to the rear end, the higher the reduction ratio becomes in the process of transmitting rotational power from the output gear (300) to the gear adjustment gear (430).
도 7은 상기 변속조정 기어(430)가 전단에서 2번째 제1 변속기어 410-2에 맞물린 경우를 예시하고, 도 8은 상기 변속조정 기어(430)가 전단에서 4번째 제1 변속기어 410-4에 맞물린 경우를 예시한다. 도 8의 경우가 도 7의 경우보다 출력 기어(300) -> 변속조정 기어(430)로의 회전력 전달과정에서 감속비가 상대적으로 높아지도록 설정한 상태이다. 변속조정 기어(430)는 제2 변속기어(420)에도 동일한 방식으로 맞물릴수 있다. Fig. 7 illustrates a case where the above-described shift adjustment gear (430) is engaged with the second first shift gear 410-2 from the front end, and Fig. 8 illustrates a case where the above-described shift adjustment gear (430) is engaged with the fourth first shift gear 410-4 from the front end. In the case of Fig. 8, the reduction ratio is set to be relatively higher in the process of transmitting rotational power from the output gear (300) to the shift adjustment gear (430) than in the case of Fig. 7. The shift adjustment gear (430) can also be engaged with the second shift gear (420) in the same manner.
예를 들어, "OPEN", "CLOSE" 표시를 위해 인디케이터(520)가 270도를 회전하는데 필요한 출력 기어(300)의 최대 회전수가 100 회전이라고 할 때, 출력 기어(300)가 150 회전, 200 회전하게 되면 인디케이터(520)가 다회전하게 된다. For example, when the maximum number of rotations of the output gear (300) required for the indicator (520) to rotate 270 degrees to display “OPEN” and “CLOSE” is 100 rotations, when the output gear (300) rotates 150 and 200 degrees, the indicator (520) rotates multiple times.
그런데, 현장에서 다회전하는 인디케이터(520)의 위치를 정확하게 판단할 수 없으므로, 기존에는 전동 엑츄에이터(A) 설치 과정에서 변속기어 트레인(400)에 설치되는 제1 변속기어(410) 및/또는 제2 변속기어(420)의 설치 개수를 증감시키고 제1 변속기어축(401) 또는 제2 변속기어축(402)에 출력 기어(300)를 설치하는 방식을 회전수를 조정 설정하여 사용하였다. However, since the position of the multi-rotation indicator (520) cannot be accurately determined on site, in the past, during the installation process of the electric actuator (A), the number of first transmission gears (410) and/or second transmission gears (420) installed in the transmission gear train (400) was increased or decreased, and the output gear (300) was installed on the first transmission gear shaft (401) or the second transmission gear shaft (402) by adjusting and setting the rotation speed.
그런데, 이러한 기존 방식의 경우, 변속기어가 추가적으로 필요한 경우, 추가로 필요한 기어를 준비하는데 추가적인 시간이 소요될 수 있다는 한계점이 있었지만, 본 실시예의 변속조정 기어(430)를 사용하는 구성의 경우 이러한 한계점을 해소할 수 있으며, 현장에서 조정볼트(435)를 이용하여 변속조정 기어(430)의 전후 방향 위치를 가변 고정하는 것만으로 출력 기어(300)의 회전에 따른 변속조정 기어(430)/변속 출력 기어(440)/인디케이터(520)의 회전수를 변경 설정할 수 있다. However, in the case of this conventional method, there was a limitation that additional time may be required to prepare the additional gears when an additional transmission gear is required, but in the case of the configuration using the transmission adjustment gear (430) of the present embodiment, this limitation can be resolved, and the rotation speed of the transmission adjustment gear (430)/transmission output gear (440)/indicator (520) can be changed and set according to the rotation of the output gear (300) only by variably fixing the forward and backward position of the transmission adjustment gear (430) using the adjustment bolt (435) in the field.
상기 엔코더 유닛(200)에 대하여 보다 상세하게 설명한다. The above encoder unit (200) will be described in more detail.
본 실시예의 엔코더 유닛(200)은 투광부(230)와 수광부(240)를 포함한다. The encoder unit (200) of this embodiment includes a light-emitting unit (230) and a light-receiving unit (240).
상기 투광부(230)는 상기 복수의 회전디스크(210) 중 임의의 회전디스크(210)의 일측에 설치되며 엘이디(231)에서 투광된 엘이디광(L)을 반사면(232)을 통해 방향 전환하여 상기 임의의 회전디스크(210)의 패턴슬릿(211)을 통과하도록 구성된다. The above-mentioned light-emitting unit (230) is installed on one side of any rotating disk (210) among the plurality of rotating disks (210) and is configured to change the direction of the LED light (L) projected from the LED (231) through the reflective surface (232) and pass through the pattern slit (211) of any rotating disk (210).
도 10에 예시된 것처럼, 상기 패턴슬릿(211)은 각각의 회전디스크(210)의 중심축을 기준으로 동심을 갖도록 서로 다른 반경 위치에 각각 형성된 원호 형태의 슬릿이다. 일예로, 각각의 회전디스크(210)의 회전 각도에 따라 투광부(230)에서 투광된 엘이디광(L)들 중에서 일부는 해당 회전디스크(210)의 패턴슬릿(211)을 통과하고, 일부는 통과하지 않게 된다. 패턴슬릿(211)을 통과한 엘이디광(L)들을 해당 위치에 상응하여 배치된 수광부(240)의 포토 다이오드가 수광하여 비트 데이터 형태로 회전디스크(210)의 회전 위치에 관한 전자식 위치 측정 신호를 생성한다. 예를 들어, 회전디스크(210)의 반경 방향을 기준으로 외곽 측에 위치한 패턴슬릿(211)을 통과한 엘이디광(L)은 상위 비트를 나타내고, 그보다 중심 측에 위치한 패턴슬릿(211)을 통과한 엘이디광(L)은 하위 비트를 나타내는 방식으로, 비트 데이터 형태의 전자식 위치 측정 신호를 각각의 회전디스크(210) 별로 생성할 수 있다. As illustrated in Fig. 10, the pattern slits (211) are arc-shaped slits formed at different radial positions so as to be concentric with respect to the central axis of each rotating disk (210). For example, depending on the rotation angle of each rotating disk (210), some of the LED lights (L) projected from the light-projecting unit (230) pass through the pattern slit (211) of the corresponding rotating disk (210), and some do not pass through. The LED lights (L) that pass through the pattern slit (211) are received by the photodiode of the light-receiving unit (240) arranged corresponding to the corresponding position, and an electronic position measurement signal regarding the rotational position of the rotating disk (210) is generated in the form of bit data. For example, an LED light (L) passing through a pattern slit (211) located on the outer side with respect to the radial direction of the rotating disk (210) represents an upper bit, and an LED light (L) passing through a pattern slit (211) located on the central side represents a lower bit, so that an electronic position measurement signal in the form of bit data can be generated for each rotating disk (210).
일예로, 상기 투광부(230)는, 상기 임의의 회전디스크(210)의 직경 방향을 따라 복수의 엘이디(231)가 배열된 딥(Dip) 타입 엘이디 어레이 형태로 구성된다. 일예로, 상기 투광부(230)는 엔코더 유닛(200)의 프레임(FR) 또는 프레임(FR)에 부착된 인쇄회로기판에 설치되며, 회전디스크(210)의 반경 방향 외측에 설치된다. 상기 반사면(232)은 회전디스크(210)의 반경 방향 내측에 상기 투광부(230)의 투광 방향에 대향하여 설치되며, 투광부(230)에서 투광된 엘이디광(L)을 90도 꺾인 방향으로 반사되도록 설치된다. For example, the light-emitting part (230) is configured in the form of a dip type LED array in which a plurality of LEDs (231) are arranged along the radial direction of the arbitrary rotating disk (210). For example, the light-emitting part (230) is installed on the frame (FR) of the encoder unit (200) or a printed circuit board attached to the frame (FR), and is installed on the radially outer side of the rotating disk (210). The reflective surface (232) is installed on the radially inner side of the rotating disk (210) so as to face the light-emitting direction of the light-emitting part (230), and is installed so as to reflect the LED light (L) projected from the light-emitting part (230) in a direction bent by 90 degrees.
상기 수광부(240)는 상기 임의의 회전디스크(210)의 타측에 설치되며 패턴슬릿(211)을 통과한 엘이디광(L)을 수광하도록 구성되며, 복수의 SMD 타입 수광소자가 엘이디 어레이에 상응하는 위치에 배열된 수광소자 어레이 형태로 구성된다. 일예로, 수광소자로서는 포토다이오드(PD), 어발란체 포토다이오드(abalanche photo-diode) 등이 사용될 수 있다. 일예로, 상기 수광부(240)는 엔코더 유닛(200)의 프레임(FR) 또는 프레임(FR)에 부착된 인쇄회로기판에 기초하여 설치되며 회전디스크(210) 측면 방향으로 연장된 기판에 설치된다. The above light receiving unit (240) is installed on the other side of the arbitrary rotating disk (210) and is configured to receive LED light (L) that has passed through the pattern slit (211), and is configured in the form of a light receiving element array in which a plurality of SMD type light receiving elements are arranged at positions corresponding to the LED array. For example, a photodiode (PD), an abalance photodiode, etc. may be used as the light receiving element. For example, the light receiving unit (240) is installed based on a frame (FR) of the encoder unit (200) or a printed circuit board attached to the frame (FR), and is installed on a substrate extending in the lateral direction of the rotating disk (210).
본 실시예의 엔코더 유닛(200)은, 투광부(230)에서 투광된 엘이디광(L)이 상기 반사면(232)에서 90도 꺾인 방향으로 반사되고 회전디스크(210)의 패턴슬릿(211)을 통과하여 회전디스크(210) 반대측에 설치된 수광부(240)의 수광소자에서 직접 수광하도록 구성되므로, 90도로 꺾인 경로를 통해 수광이 가능하도록 구성된다. 이러한 투광/수광 경로 구성은 본 출원인의 선등록특허 10-1452364(2014년10월13일)에서 제안한 2번의 반사를 통해 180도로 꺾이는 투광/수광 경로 구성에 비해, 반사 과정에서 발생되는 광손실이 감소하고 광경로가 짧아져서 더 정확하고 빠른 측정이 가능하다. The encoder unit (200) of the present embodiment is configured so that the LED light (L) projected from the light-projecting portion (230) is reflected in a direction bent at 90 degrees from the reflecting surface (232), passes through the pattern slit (211) of the rotating disk (210), and is directly received by the light-receiving element of the light-receiving portion (240) installed on the opposite side of the rotating disk (210), so that light reception is possible through a path bent at 90 degrees. This light-projecting/receiving path configuration reduces the optical loss occurring during the reflection process and shortens the optical path, enabling more accurate and faster measurement, compared to the light-projecting/receiving path configuration that is bent at 180 degrees through two reflections proposed in the applicant's prior patent application No. 10-1452364 (October 13, 2014).
바람직하게, 엔코더 유닛(200)의 복수의 회전디스크(210)는 상호 간에 아이들 기어(220)를 통해 회전력을 전달할 수 있다. Preferably, the plurality of rotating disks (210) of the encoder unit (200) can transmit rotational force to each other through idle gears (220).
일예로, 상기 엔코더 유닛(200)의 복수의 회전디스크(210) 중 적어도 어느 하나(예, 210-2)는, 상기 제1 기어축(101)에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 외주연을 따라 전면 측과 후면 측에 미리 설정된 기어비에 따른 이빨 수를 각각 갖는 회전입력 기어(212-2)와 회전출력 기어(213-2)를 각각 가진다. For example, at least one (e.g., 210-2) of the plurality of rotary disks (210) of the encoder unit (200) is rotatably installed on the first gear shaft (101) and has a rotary input gear (212-2) and a rotary output gear (213-2) each having a number of teeth according to a preset gear ratio on the front side and the rear side along the outer periphery.
상기 회전디스크(예, 210-2)는, 상기 회전입력 기어(212-2)를 통해 하나의 아이들 기어(예, 220-1)로부터 회전력을 입력받으며, 상기 회전출력 기어(213-2)를 통해 또다른 하나의 아이들 기어(예, 220-2)로 회전력을 출력한다. The above-described rotating disk (e.g., 210-2) receives rotational power from one idle gear (e.g., 220-1) through the rotational input gear (212-2) and outputs rotational power to another idle gear (e.g., 220-2) through the rotational output gear (213-2).
일예로 회전디스크 210-2은 n 개(n>1)의 이빨 수를 갖는 회전입력 기어 212-2와 1 개의 이빨 수를 갖는 회전출력 기어 213-2를 갖는다. 이러한 구성을 통해 회전디스크 210-2는 아이들 기어 220-1로부터 회전입력 기어 212-2가 회전력을 전달받아 n 개의 이빨 수만큼 회전하여 1회전할 때마다 회전출력 기어 213-2를 통해 아이들 기어 220-2를 이빨 1개 만큼 회전시키는 변속기(감속기)의 기능을 제공하게 된다. For example, the rotating disk 210-2 has a rotating input gear 212-2 having n teeth (n>1) and a rotating output gear 213-2 having 1 tooth. Through this configuration, the rotating disk 210-2 provides a function of a transmission (reducer) in which the rotating input gear 212-2 receives rotational force from the idle gear 220-1 and rotates by n teeth, thereby rotating the idle gear 220-2 by 1 tooth through the rotating output gear 213-2 for each rotation.
일예로, 도 9 내지 도 12에 예시된 엔코더 유닛(200)은 총 4개의 회전디스크(210)를 포함한다. 이 경우, 상기 예는 제2 회전디스크(210-2)의 경우이며, 도 12에 예시된 제3 회전디스크(210-3)도 동일한 구성을 가질 수 있다. For example, the encoder unit (200) illustrated in FIGS. 9 to 12 includes a total of four rotating disks (210). In this case, the example is for the second rotating disk (210-2), and the third rotating disk (210-3) illustrated in FIG. 12 may also have the same configuration.
제1 회전디스크(210-1)는 제1 기어축(101)에 일체로 축결합 설치되어 함께 회전하므로, 회전력을 아이들 기어로부터 받지 않는다. The first rotary disk (210-1) is installed as an integral shaft-joint with the first gear shaft (101) and rotates together, so it does not receive rotational force from the idle gear.
제4 회전디스크(210-4)는 회전디스크의 마지막 순서에 위치하므로, 아이들 기어로 회전력을 전달하지 않는다. The fourth rotating disk (210-4) is located at the end of the rotating disks and therefore does not transmit rotational power to the idle gear.
만일, 제1 회전디스크(210-1) 내지 제3 회전디스크(210-3)가 각각 출력/입력 기준으로 1/n의 이빨 수 비를 갖는다면, 상기 구성을 통해, 제1 회전디스크(210-1)는 제1 기어축(101)의 회전력을 입력받고 일체로 회전하고, 제2 회전디스크(210-2)는 제1 아이들 기어(220-1)를 통해 제1 회전디스크(210-1)의 회전력을 입력받고 1/n으로 감속 회전하고, 제3 회전디스크(210-3)는 제2 아이들 기어(220-2)를 통해 제2 회전디스크(210-2)의 회전력을 입력받고 1/n으로 감속 회전하고, 제4 회전디스크(210-4)는 제3 아이들 기어(220-3)를 통해 제3 회전디스크(210-3)의 회전력을 입력받고 1/n으로 감속 회전한다. 제1 회전디스크(210-1) 내지 제3 회전디스크(210-3)의 각각의 출력/입력 기준의 이빨 수 비는 설계 사양에 따라 변경 가능하다. If the first to third rotating disks (210-1) to (210-3) each have a tooth ratio of 1/n based on the output/input, through the above configuration, the first rotating disk (210-1) receives the rotational force of the first gear shaft (101) and rotates integrally, the second rotating disk (210-2) receives the rotational force of the first rotating disk (210-1) through the first idle gear (220-1) and rotates at a reduced speed of 1/n, the third rotating disk (210-3) receives the rotational force of the second rotating disk (210-2) through the second idle gear (220-2) and rotates at a reduced speed of 1/n, and the fourth rotating disk (210-4) receives the rotational force of the third rotating disk (210-3) through the third idle gear (220-3) and rotates at a reduced speed of 1/n. The tooth count ratio of each output/input standard of the first rotating disk (210-1) to the third rotating disk (210-3) can be changed according to the design specifications.
각각의 회전디스크(210-1~210-4)의 회전 위치는 각각의 회전디스크(210) 별로 수광부(240)에서 생성하는 비트 데이터 형태의 전자식 위치 측정 신호를 이용하여 인식할 수 있다. The rotational position of each rotating disk (210-1 to 210-4) can be recognized using an electronic position measurement signal in the form of bit data generated by the light receiving unit (240) for each rotating disk (210).
각각의 회전디스크(210-1~210-4)의 회전 위치의 조합을 이용하여, 제1 기어축(101)의 회전 위치의 변화를 산출할 수 있으며, 이를 통해 제어부(50)는 제1 기어축(101)과 밸브 구동축(32)의 회전수 관계에 기초하여 밸브 구동축(32)의 절대적 회전 위치를 산출할 수 있다. By using the combination of the rotational positions of each of the rotating disks (210-1 to 210-4), the change in the rotational position of the first gear shaft (101) can be calculated, and through this, the control unit (50) can calculate the absolute rotational position of the valve drive shaft (32) based on the rotational speed relationship between the first gear shaft (101) and the valve drive shaft (32).
도 9 내지 도 12에 예시된 것처럼 총 4개의 회전디스크(210)를 포함하는 엔코더 유닛(200)의 구성을 바람직한 일예로서 설명한다. As a preferred example, the configuration of an encoder unit (200) including a total of four rotating disks (210) as illustrated in FIGS. 9 to 12 is described.
상기 엔코더 유닛(200)은, 제1 회전디스크(210-1), 제1 아이들 기어(220-1), 제2 회전디스크(210-2), 제2 아이들 기어(220-2), 제3 회전디스크(210-3), 제3 아이들 기어(220-3) 및 제4 회전디스크(210-4)를 포함한다. The above encoder unit (200) includes a first rotating disk (210-1), a first idle gear (220-1), a second rotating disk (210-2), a second idle gear (220-2), a third rotating disk (210-3), a third idle gear (220-3), and a fourth rotating disk (210-4).
상기 제1 회전디스크(210-1)는 상기 제1 기어축(101)에 일체로 축결합 설치되어 함께 회전하며, 외주연을 따라 미리 설정된 기어비에 따른 이빨 수를 갖는 제1 회전출력 기어(213-1)를 가지며, 동심트랙을 이루는 패턴슬릿(211)을 갖는다. The above first rotary disk (210-1) is integrally installed and coupled to the first gear shaft (101) and rotates together with it, has a first rotary output gear (213-1) having a number of teeth according to a preset gear ratio along the outer periphery, and has a pattern slit (211) forming a concentric track.
상기 제1 아이들 기어(220-1)는 상기 제2 기어축(201)에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 상기 제1 회전출력 기어(213-1)로부터 회전력을 입력받는다. The above first idle gear (220-1) is rotatably installed on the second gear shaft (201) and receives rotational force from the first rotational output gear (213-1).
상기 제2 회전디스크(210-2)는 상기 제1 기어축(101)에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 외주연을 따라 전면 측과 후면 측에 미리 설정된 기어비에 따른 이빨 수를 각각 갖는 제2 회전입력 기어(212-2)와 제2 회전출력 기어(213-2)를 각각 가지며, 상기 제2 회전입력 기어(212-2)를 통해 상기 제1 아이들 기어(220-1)로부터 회전력을 입력받으며, 동심트랙을 이루는 패턴슬릿(211)을 갖는다. The second rotary disk (210-2) is rotatably installed on the first gear shaft (101) and has a second rotary input gear (212-2) and a second rotary output gear (213-2) each having a number of teeth according to a preset gear ratio on the front side and the rear side along the outer periphery, receives rotary force from the first idle gear (220-1) through the second rotary input gear (212-2), and has a pattern slit (211) forming a concentric track.
상기 제2 아이들 기어(220-2)는 상기 제2 기어축(201)에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 상기 제2 회전출력 기어(213-2)로부터 회전력을 입력받는다. The above second idle gear (220-2) is rotatably installed on the second gear shaft (201) and receives rotational force from the second rotational output gear (213-2).
상기 제3 회전디스크(210-3)는 상기 제1 기어축(101)에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 외주연을 따라 전면 측과 후면 측에 미리 설정된 기어비에 따른 이빨 수를 각각 갖는 제3 회전입력 기어(212-3)와 제3 회전출력 기어(213-3)를 각각 가지며, 상기 제3 회전입력 기어(212-3)를 통해 상기 제2 아이들 기어(220-2)로부터 회전력을 입력받으며, 동심트랙을 이루는 패턴슬릿(211)을 갖는다. The third rotary disk (210-3) is rotatably installed on the first gear shaft (101) and has a third rotary input gear (212-3) and a third rotary output gear (213-3) each having a number of teeth according to a preset gear ratio on the front side and the rear side along the outer periphery, and receives rotary power from the second idle gear (220-2) through the third rotary input gear (212-3) and has a pattern slit (211) forming a concentric track.
상기 제3 아이들 기어(220-3)는 상기 제2 기어축(201)에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 상기 제3 회전출력 기어(213-3)로부터 회전력을 입력받는다. The above third idle gear (220-3) is rotatably installed on the second gear shaft (201) and receives rotational force from the third rotational output gear (213-3).
상기 제4 회전디스크(210-4)는 상기 제1 기어축(101)에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 외주연을 따라 미리 설정된 기어비에 따른 이빨 수를 갖는 제4 회전입력 기어(212-4)를 가지며, 상기 제4 회전입력 기어(212-4)를 통해 상기 제3 아이들 기어(220-3)로부터 회전력을 입력받으며, 동심트랙을 이루는 패턴슬릿(211)을 갖는다. The fourth rotary disk (210-4) is rotatably installed on the first gear shaft (101) and has a fourth rotary input gear (212-4) having a number of teeth according to a preset gear ratio along the outer periphery, receives rotary force from the third idle gear (220-3) through the fourth rotary input gear (212-4), and has a pattern slit (211) forming a concentric track.
상기 구성과 함께, 상기 제1 회전디스크(210-1)의 후면과 제2 회전디스크(210-2)의 전면 사이에 제1 투광부(230-1)가 설치되며 상기 제1 투광부(230-1)의 엘이디(231)에서 투광된 엘이디광(L)을 양면 반사면(232a,232b)을 통해 전방 및 후방 측으로 각각 방향 전환하여 상기 제1 회전디스크(210-1)와 제2 회전디스크(210-2)의 패턴슬릿(211)을 각각 통과하도록 구성된다. With the above configuration, a first light-emitting part (230-1) is installed between the rear surface of the first rotating disk (210-1) and the front surface of the second rotating disk (210-2), and the LED light (L) emitted from the LED (231) of the first light-emitting part (230-1) is configured to be directed to the front and rear sides through the double-sided reflective surfaces (232a, 232b) and to pass through the pattern slits (211) of the first rotating disk (210-1) and the second rotating disk (210-2), respectively.
또한, 상기 제3 회전디스크(210-3)의 후면과 제4 회전디스크(210-4)의 전면 사이에 제2 투광부(230-2)가 설치되며 상기 제2 투광부(230-2)의 엘이디(231)에서 투광된 엘이디광(L)을 양면 반사면(232a,232b)을 통해 전방 및 후방 측으로 각각 방향 전환하여 상기 제3 회전디스크(210-3)와 제4 회전디스크(210-4)의 패턴슬릿(211)을 각각 통과하도록 구성된다. In addition, a second light-emitting part (230-2) is installed between the rear surface of the third rotating disk (210-3) and the front surface of the fourth rotating disk (210-4), and the LED light (L) emitted from the LED (231) of the second light-emitting part (230-2) is configured to be directed to the front and rear sides through the double-sided reflective surfaces (232a, 232b) and to pass through the pattern slits (211) of the third rotating disk (210-3) and the fourth rotating disk (210-4), respectively.
또한, 상기 제1 회전디스크(210-1)의 전면 측에 설치된 제1 수광부(240-1)가 상기 제1 회전디스크(210-1)의 패턴슬릿(211)을 통과한 엘이디광(L)을 수광한다.In addition, the first light receiving unit (240-1) installed on the front side of the first rotating disk (210-1) receives the LED light (L) that has passed through the pattern slit (211) of the first rotating disk (210-1).
또한, 상기 제2 회전디스크(210-2)의 후면과 제3 회전디스크(210-3)의 전면 사이에 설치된 제2 수광부(240-2)가 상기 제2 회전디스크(210-2)의 패턴슬릿(211)을 통과한 엘이디광(L)과 상기 제3 회전디스크(210-3)의 패턴슬릿(211)을 통과한 엘이디광(L)을 각각 수광한다. 일예로, 제2 수광부(240-2)는 제1 투광부(230-1)의 엘이디(231)에서 투광된 엘이디광(L)과 제2 투광부(230-2)의 엘이디(231)에서 투광된 엘이디광(L)을 모두 수광할 수 있도록 인쇄회로기판의 전면 측에도 수광소자 어레이가 설치되고, 후면측에도 수광소자 어레이가 설치된다. In addition, the second light receiving unit (240-2) installed between the rear surface of the second rotating disk (210-2) and the front surface of the third rotating disk (210-3) receives the LED light (L) passing through the pattern slit (211) of the second rotating disk (210-2) and the LED light (L) passing through the pattern slit (211) of the third rotating disk (210-3), respectively. For example, the second light receiving unit (240-2) can receive both the LED light (L) projected from the LED (231) of the first light projecting unit (230-1) and the LED light (L) projected from the LED (231) of the second light projecting unit (230-2), and a light receiving element array is installed on the front surface of the printed circuit board and on the rear surface.
또한, 상기 제4 회전디스크(210-4)의 후면 측에 설치된 제3 수광부(240-3)가 상기 제4 회전디스크(210-4)의 패턴슬릿(211)을 통과한 엘이디광(L)을 수광한다. Additionally, the third light receiving unit (240-3) installed on the rear side of the fourth rotating disk (210-4) receives the LED light (L) that has passed through the pattern slit (211) of the fourth rotating disk (210-4).
본 실시예의 엔코더 유닛(200)은, 제1 회전디스크(210-1) 내지 제4 회전디스크(210-4)를 제1 기어축(101)을 따라 일렬로 배치하고, 그 사이 공간에 투광부 및 수광부를 설치하되 엘이디광(L)의 양방향 반사를 위해 양면 반사면(232a,232b)을 설치하고, 제2 수광부(240-2)를 구성하는 인쇄회로기판의 전면 측 및 후면 측에 수광소자 어레이가 각각 설치되는 구성을 취하므로, 컴팩트한 구성을 제공할 수 있으며 이를 통해 전동 엑츄에이터(A)의 크기가 불필요하게 증가하는 것을 방지할 수 있다. The encoder unit (200) of the present embodiment is configured to arrange the first rotating disk (210-1) to the fourth rotating disk (210-4) in a row along the first gear shaft (101), and to install a light-emitting unit and a light-receiving unit in the space between them, and to install a double-sided reflective surface (232a, 232b) for bidirectional reflection of LED light (L), and to install a light-receiving element array on the front side and the rear side of the printed circuit board constituting the second light-receiving unit (240-2), thereby providing a compact configuration, and thereby preventing the size of the electric actuator (A) from increasing unnecessarily.
또한, 본 실시예의 전동 엑츄에이터(A)는, 엔코더 유닛(200)을 통해 제어부(50)가 밸브 구동축(32)의 절대적 회전 위치를 인식할 수 있으므로, 기존에 설치되던 기계식 리미트 스위치 또는 포텐쇼미터를 설치하지 않고도 밸브 구동축(32)의 회전 위치(오픈/클로즈/개도)를 정확하게 인식하고 이에 따른 회전 구동 제어를 하는 것이 가능하다. In addition, since the electric actuator (A) of this embodiment can have the control unit (50) recognize the absolute rotational position of the valve drive shaft (32) through the encoder unit (200), it is possible to accurately recognize the rotational position (open/close/opening degree) of the valve drive shaft (32) and perform rotational drive control accordingly without installing a mechanical limit switch or potentiometer that was previously installed.
특히, 본 실시예의 전동 엑츄에이터(A)는, 엔코더 유닛(200)이 입력 기어(100)와 가까운 쪽에 설치되므로, 기어 트레인의 백래시 등에 의해 측정값에 오류가 발생할 소지가 근원적으로 방지될 수 있다. In particular, since the electric actuator (A) of the present embodiment has the encoder unit (200) installed close to the input gear (100), the possibility of errors occurring in the measured value due to backlash of the gear train, etc. can be fundamentally prevented.
도 13 및 도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 변속기어 트레인과 인디케이터부의 주요 구성요소를 나타낸 사시도이다. FIGS. 13 and 14 are perspective views showing the main components of a transmission gear train and an indicator section according to another embodiment of the present invention.
본 실시예의 변속기어 트레인(400)은 도 10 내지 도 12의 실시예와 기본 구성은 공통되며, 다만 변속조정 기어(430)가 가변 고정된 전후 방향 위치에 따라 제1 변속기어(410) 및 제2 변속기어(420) 중 어느 것과 맞물림 상태를 이루는지에 따라 변속 출력 기어(440)의 회전력의 동력 전달 경로를 다르게 설정할 수 있도록 구성되어, 맞물림 상태와 무관하게 인디케이터(520)의 회전 방향이 동일한 방향으로 유지되도록 하는 점에 특징이 있다.The transmission gear train (400) of this embodiment has a basic configuration common to the embodiments of FIGS. 10 to 12, but is configured so that the power transmission path of the rotational force of the transmission output gear (440) can be set differently depending on which of the first transmission gear (410) and the second transmission gear (420) is engaged with depending on the variable fixed forward/rearward position of the transmission adjustment gear (430), so that the rotational direction of the indicator (520) is maintained in the same direction regardless of the engagement state.
도 13 및 도 14를 참조하면, 제1 변속기어(410)가 A2 방향으로 회전할 때, 이에 맞물린 제2 변속기어(420)는 그 대칭 방향인 A3 방향으로 회전한다. 역으로, 제1 변속기어(410)가 A1 방향으로 회전할 때, 이에 맞물린 제2 변속기어(420)는 그 대칭 방향인 A4 방향으로 회전한다. Referring to FIGS. 13 and 14, when the first transmission gear (410) rotates in the A2 direction, the second transmission gear (420) engaged therewith rotates in the symmetrical direction A3. Conversely, when the first transmission gear (410) rotates in the A1 direction, the second transmission gear (420) engaged therewith rotates in the symmetrical direction A4.
그러므로, 상기 변속조정 기어(430)가 제1 변속기어(410)에 맞물리는지 또는 제2 변속기어(420)에 맞물리는지에 따라 변속조정 기어(430) 및 변속 출력 기어(440)의 회전 방향이 A5 방향이 되거나 그 역방향인 A6 방향이 될 수 있다. Therefore, depending on whether the above-mentioned gear adjustment (430) is engaged with the first gear (410) or the second gear (420), the rotation direction of the gear adjustment gear (430) and the gear output gear (440) can be in the A5 direction or the opposite direction, the A6 direction.
그런데, 전동 엑츄에이터(A)의 회전 구동 위치가 "OPEN" 위치가 되기 위한 제1 변속기어(410) 및 제2 변속기어(420)의 각각의 회전 방향과, 전동 엑츄에이터(A)의 회전 구동 위치가 "CLOSE" 위치가 되기 위한 제1 변속기어(410) 및 제2 변속기어(420)의 각각의 회전 방향이 동일하게 유지되더라도, 상기 변속조정 기어(430)가 제1 변속기어(410)에 맞물리는지 또는 제2 변속기어(420)에 맞물리는지에 따라 변속조정 기어(430) 및 변속 출력 기어(440)의 회전 방향이 A5 방향 또는 A6 방향으로 변경되므로, 그 회전 방향을 그대로 인디케이터(520) 측으로 전달하면, 상기 변속조정 기어(430)가 제1 변속기어(410)에 맞물리는지 또는 제2 변속기어(420)에 맞물리는지에 따라 인디케이터(520)의 "OPEN", "CLOSE" 표시 방향이 반대로 표시될 수 있다. However, even if the rotational directions of the first transmission gear (410) and the second transmission gear (420) for the rotational drive position of the electric actuator (A) to become the "OPEN" position and the rotational directions of the first transmission gear (410) and the second transmission gear (420) for the rotational drive position of the electric actuator (A) to become the "CLOSE" position are maintained the same, the rotational directions of the transmission adjustment gear (430) and the transmission output gear (440) are changed to the A5 direction or the A6 direction depending on whether the transmission adjustment gear (430) is engaged with the first transmission gear (410) or the second transmission gear (420), so if the rotational directions are transmitted as they are to the indicator (520), depending on whether the transmission adjustment gear (430) is engaged with the first transmission gear (410) or the second transmission gear (420), The “OPEN” and “CLOSE” indication directions of the indicator (520) may be displayed in reverse.
이를 감안하여, 본 실시예의 변속기어 트레인(400)은 상기 변속조정 기어(430)가 제1 변속기어(410) 및 제2 변속기어(420) 중 어느 것과 맞물림 상태를 이루는지에 따라 변속 출력 기어(440)의 회전력의 동력 전달 경로를 다르게 설정할 수 있도록 구성되어, 전동 엑츄에이터(A)의 회전 구동 위치에 따른 인디케이터(520)의 회전 방향이 동일한 방향을 유지하도록 구성된다. In consideration of this, the transmission gear train (400) of the present embodiment is configured so that the power transmission path of the rotational force of the transmission output gear (440) can be set differently depending on which of the first transmission gear (410) and the second transmission gear (420) the transmission adjustment gear (430) is in mesh with, so that the rotational direction of the indicator (520) according to the rotational driving position of the electric actuator (A) is configured to maintain the same direction.
이를 위해, 본 실시예의 변속기어 트레인(400)은 제1 동력 전달 기어(492) 및 제2 동력 전달 기어(494)를 포함하여 구성된다. To this end, the transmission gear train (400) of the present embodiment is configured to include a first power transmission gear (492) and a second power transmission gear (494).
상기 제1 동력 전달 기어(492)는 상기 제1 변속기어축(401)의 단부 측에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 상기 변속 출력 기어(440)에 맞물리도록 설치된다. The first power transmission gear (492) is rotatably installed on the end side of the first transmission gear shaft (401) and is installed to mesh with the transmission output gear (440).
상기 제2 동력 전달 기어(494)는 상기 제2 변속기어축(402)의 단부 측에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 기어의 이(齒) 폭의 일부 구간이 상기 제1 동력 전달 기어(492)에 맞물리고 기어의 이 폭의 다른 일부 구간이 상기 제1 동력 전달 기어(492)에 맞물리지 않도록 설치된다. The second power transmission gear (494) is installed in a rotatably axially coupled manner on the end side of the second transmission gear shaft (402), and is installed so that a portion of the width of the teeth of the gear meshes with the first power transmission gear (492), and another portion of the width of the teeth of the gear does not mesh with the first power transmission gear (492).
상기 구성을 통해, 본 실시예의 변속기어 트레인(400)은 상기 위치 입력 기어(510)를 상기 제3 기어축(501) 상에서 전방(F) 또는 후방(R)으로 위치 이동하여 설치함에 따라, 상기 위치 입력 기어(510)가 상기 제1 동력 전달 기어(492)와 맞물려 회전력을 입력받는 제1 설치 상태를 갖거나, 상기 제2 동력 전달기어(494)와 맞물려 회전력을 입력받는 제2 설치 상태를 갖도록 구성된다. 위치 입력 기어(510)를 상기 제3 기어축(501) 상에서 전방(F) 또는 후방(R)으로 위치 이동하여 설치하는 것은 공지의 다양한 기어 고정 구조를 통해 할 수 있다. Through the above configuration, the transmission gear train (400) of the present embodiment is configured such that the position input gear (510) is installed by moving the position input gear (510) forward (F) or backward (R) on the third gear shaft (501), thereby having a first installation state in which the position input gear (510) meshes with the first power transmission gear (492) to receive rotational force, or a second installation state in which the position input gear (510) meshes with the second power transmission gear (494) to receive rotational force. The position input gear (510) can be installed by moving the position input gear (510) forward (F) or backward (R) on the third gear shaft (501) through various known gear fixing structures.
도 13은 변속조정 기어(430)가 가변 고정된 전후 방향 위치에 따라 제2 변속기어(420) 중 2번째 순번에 위치한 제2 변속기어 420-2에 맞물리도록 설치된 경우이다. 이 경우, 위치 입력 기어(510)를 제3 기어축(501) 상에서 후방(R)으로 위치 이동하여 설치함에 따라, 상기 위치 입력 기어(510)가 상기 제2 동력 전달기어(494)와 맞물려 회전력을 입력받는 제2 설치 상태를 갖게 된다. Fig. 13 shows a case where the gear adjustment gear (430) is installed to mesh with the second transmission gear 420-2 located in the second order among the second transmission gears (420) according to the variable fixed forward/backward position. In this case, as the position input gear (510) is installed by moving the position to the rear (R) on the third gear shaft (501), the position input gear (510) is engaged with the second power transmission gear (494) to receive rotational force in a second installation state.
일예로, 제2 변속기어(420)가 A4 방향으로 회전할 때, 이에 맞물린 변속조정 기어(430) 및 변속 출력 기어(440)는 그 대칭 방향인 A5 방향으로 회전하고, 변속 출력 기어(440)에 맞물린 제1 동력 전달 기어(492)는 그 대칭 방향인 A2 방향으로 회전하고, 제1 동력 전달 기어(492)에 맞물린 제2 동력 전달 기어(494)는 그 대칭 방향인 A3 방향으로 회전하고, 제2 동력 전달 기어(494)에 맞물린 위치 입력 기어(510) 및 제3 기어축(501)을 통해 일체로 연결 설치된 인디케이터(520)는 그 대칭 방향인 A8 방향으로 회전한다. For example, when the second transmission gear (420) rotates in the A4 direction, the gear adjustment gear (430) and the gear output gear (440) engaged with it rotate in the symmetrical direction A5, the first power transmission gear (492) engaged with the gear output gear (440) rotates in the symmetrical direction A2, the second power transmission gear (494) engaged with the first power transmission gear (492) rotates in the symmetrical direction A3, and the indicator (520) integrally connected through the position input gear (510) and the third gear shaft (501) engaged with the second power transmission gear (494) rotates in the symmetrical direction A8.
이 과정에서, 상기 제2 동력 전달 기어(494)는 기어의 이(齒) 폭의 일부 구간(전방측 구간)이 상기 제1 동력 전달 기어(492)에 맞물리고 기어의 이 폭의 다른 일부 구간(후방측 구간)이 상기 제1 동력 전달 기어(492)에 맞물리지 않도록 설치되고 위치 입력 기어(510)에 맞물리도록 설치되어, 제1 동력 전달 기어(492)로부터 전달받은 회전력을 위치 입력 기어(510)로 전달한다. In this process, the second power transmission gear (494) is installed so that a portion of the tooth width of the gear (front portion) is engaged with the first power transmission gear (492) and another portion of the tooth width of the gear (rear portion) is not engaged with the first power transmission gear (492), and is installed so as to engage with the position input gear (510), thereby transmitting the rotational power received from the first power transmission gear (492) to the position input gear (510).
도 14는 변속조정 기어(430)가 가변 고정된 전후 방향 위치에 따라 제1 변속기어(420) 중 2번째 순번에 위치한 제1 변속기어 410-2에 맞물리도록 설치된 경우이다. 이 경우, 위치 입력 기어(510)를 제3 기어축 상에서 전방(F)으로 위치 이동하여 설치함에 따라, 상기 위치 입력 기어(510)가 상기 제1 동력 전달기어(492)와 맞물려 회전력을 입력받는 제1 설치 상태를 갖게 된다. Fig. 14 shows a case where the gear adjustment gear (430) is installed to mesh with the first transmission gear 410-2 located in the second order among the first transmission gears (420) according to the variable fixed forward/backward position. In this case, as the position input gear (510) is installed by moving the position forward (F) on the third gear shaft, the position input gear (510) is engaged with the first power transmission gear (492) to have a first installation state in which rotational force is input.
앞의 예와 동일하게, 제2 변속기어(420)가 A4 방향으로 회전할 때, 제1 변속기어(410)는 A1 방향으로 회전하는 상태이며, 이에 맞물린 변속조정 기어(430) 및 변속 출력 기어(440)는 그 대칭 방향인 A6 방향으로 회전하고, 변속 출력 기어(440)에 맞물린 제1 동력 전달 기어(492)는 그 대칭 방향인 A1 방향으로 회전하고, 제1 동력 전달 기어(492)에 맞물린 위치 입력 기어(510) 및 제3 기어축(501)을 통해 일체로 연결 설치된 인디케이터(520)는 그 대칭 방향인 A8 방향으로 회전한다. 결과적으로, 변속조정 기어(430)의 맞물림 상태가 변경되더라도 인디케이터(520)의 회전 방향에 영향이 없는 것을 알 수 있다. As in the previous example, when the second transmission gear (420) rotates in the A4 direction, the first transmission gear (410) rotates in the A1 direction, and the gear adjustment gear (430) and the gear output gear (440) engaged therewith rotate in the symmetrical direction A6, the first power transmission gear (492) engaged with the gear output gear (440) rotates in the symmetrical direction A1, and the indicator (520) integrally connected through the position input gear (510) and the third gear shaft (501) engaged with the first power transmission gear (492) rotates in the symmetrical direction A8. As a result, it can be seen that even if the engagement state of the gear adjustment gear (430) changes, the rotational direction of the indicator (520) is not affected.
이 과정에서 제1 동력 전달 기어(492)에 맞물린 제2 동력 전달 기어(494)는 A4 방향으로 회전하지만, 위치 입력 기어(510)와는 맞물린 상태가 아니므로 위치 입력 기어(510)에 대한 회전력 전달에는 관여하지 않는다. In this process, the second power transmission gear (494) engaged with the first power transmission gear (492) rotates in the A4 direction, but is not engaged with the position input gear (510) and therefore does not participate in transmitting rotational power to the position input gear (510).
상기 구성을 통해, 본 실시예의 변속기어 트레인(400)은 제1 변속기어(410) 및 제2 변속기어(420) 중 어느 것과 맞물림 상태를 이루는지에 따라 변속 출력 기어(440)의 회전력의 동력 전달 경로를 다르게 설정할 수 있도록 구성되어, 맞물림 상태와 무관하게 인디케이터(520)의 회전 방향이 동일한 방향으로 유지될 수 있다. Through the above configuration, the transmission gear train (400) of the present embodiment is configured to set the power transmission path of the rotational force of the transmission output gear (440) differently depending on which of the first transmission gear (410) and the second transmission gear (420) it is in mesh with, so that the rotational direction of the indicator (520) can be maintained in the same direction regardless of the meshing state.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, focusing on preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that numerous obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should be construed as encompassing these numerous modifications as defined by the claims.
2: 케이싱
10: 모터
12: 모터 축
14: 동력 전달 메카니즘
20: 웜
22: 웜 축
30: 웜 휠
32: 밸브 구동축
34: 링기어
36: 전달 기어 트레인
100: 입력 기어
101: 제1 기어축
200: 엔코더 유닛
201: 제2 기어축
210: 회전디스크
211: 패턴슬릿
220: 아이들 기어
230: 투광부
240: 수광부
300: 출력 기어
400: 변속기어 트레인
401,402,403: 변속기어축
410,420: 변속기어
440: 변속 출력 기어
500: 인디케이터부
501: 제3 기어축
510: 위치 입력 기어
520: 인디케이터
A: 전동 엑츄에이터
L: 엘이디광
PU: 위치 측정 유닛2: Casing
10: Motor
12: Motor shaft
14: Power transmission mechanism
20: Worm
22: Worm axis
30: Worm wheel
32: Valve drive shaft
34: Ring gear
36: Transmission gear train
100: Input gear
101: First gear shaft
200: Encoder unit
201: Second gear shaft
210: Rotating disk
211: Pattern Slit
220: Idle Gear
230: Projector
240: Photoreceptor
300: Output gear
400: Transmission gear train
401,402,403: Transmission shaft
410,420: Transmission
440: Shift output gear
500: Indicator section
501: Third gear shaft
510: Position input gear
520: Indicator
A: Electric actuator
L: LED light
PU: Position Measuring Unit
Claims (10)
상기 제3 변속기어축과 평행하게 배치된 기어축의 일측에 상기 변속 출력 기어 측으로부터 변속된 회전력을 입력받는 위치 입력 기어가 축결합되고, 타단부 측에 기계식 위치 측정 결과를 표시하는 인디케이터가 설치된 인디케이터부;를 포함하여 구성된 위치 측정 유닛.
A transmission gear train comprising: at least one first transmission gear rotatably installed on a first transmission gear shaft; at least one second transmission gear rotatably installed on a second transmission gear shaft arranged parallel to the first transmission gear shaft and meshed with the first transmission gear; a gear adjustment gear rotatably installed on a third transmission gear shaft arranged parallel to the first transmission gear shaft and having a variably fixed forward/backward position, meshing with one of the at least one first transmission gear and the at least one second transmission gear according to the variably fixed forward/backward position, and receiving a rotational force input based on the first transmission gear by changing it at a gear ratio determined according to an engagement position based on a forward/backward position; and a gear output gear integrally installed on the third transmission gear shaft and rotating together therewith; and
A position measuring unit comprising: an indicator unit, which includes a position input gear that receives rotational force shifted from the shift output gear side and is coupled to one end of a gear shaft arranged parallel to the third transmission gear shaft, and an indicator unit that displays a mechanical position measurement result on the other end.
상기 제1 변속기어는 외주연을 따라 미리 설정된 기어비에 따른 이빨 수를 각각 가지며 서로 다른 크기를 갖는 제1 변속입력 기어와 제1 변속출력 기어가 일체로 결합된 구성을 가지며,
상기 제2 변속기어는 외주연을 따라 미리 설정된 기어비에 따른 이빨 수를 각각 가지며 서로 다른 크기를 갖는 제2 변속입력 기어와 제2 변속출력 기어가 일체로 결합된 구성을 가지며,
상기 제1 변속입력 기어를 통해 회전력을 입력받아 상기 제1 변속기어가 회전하고,
상기 제2 변속입력 기어를 통해 상기 제1 변속출력 기어로부터 회전력을 입력받아 상기 제2 변속기어가 회전하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 유닛.
In the first paragraph,
The above first transmission gear has a configuration in which a first transmission input gear and a first transmission output gear having different sizes and having a number of teeth according to a preset gear ratio along the outer periphery are integrally combined.
The above second transmission gear has a configuration in which a second transmission input gear and a second transmission output gear having different sizes and having a number of teeth according to a preset gear ratio along the outer periphery are integrally combined.
The first transmission gear rotates by receiving rotational force through the first transmission input gear,
A position measuring unit characterized in that the second transmission gear rotates by receiving rotational force from the first transmission output gear through the second transmission input gear.
상기 제1 변속기어축에는 2 이상의 제1 변속기어가 설치되고,
상기 제2 변속기어축에는 2 이상의 제2 변속기어가 설치되고,
상기 2 이상의 제1 변속기어 중 적어도 어느 하나는 제1 변속입력 기어를 통해 2 이상의 제2 변속기어 중 어느 하나의 제2 변속출력 기어로부터 회전력을 입력받아 회전하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 유닛.
In the second paragraph,
Two or more first transmission gears are installed on the first transmission gear shaft,
Two or more second transmission gears are installed on the second transmission gear shaft,
A position measuring unit characterized in that at least one of the two or more first transmission gears rotates by receiving rotational force from the second transmission output gear of one of the two or more second transmission gears through the first transmission input gear.
상기 제3 변속기어축에는 축방향을 따라 복수의 요홈부가 간격을 두고 형성되고,
상기 변속조정 기어의 일측에 형성된 관통공에 조정볼트가 관통 결합되어 상기 복수의 요홈부 중의 어느 하나의 위치에 상응하여 상기 변속조정 기어의 전후 방향 위치를 고정시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 위치 측정 유닛.
In the first paragraph,
The third gear shaft has a plurality of grooves formed at intervals along the axial direction,
A position measuring unit characterized in that an adjustment bolt is connected through a through hole formed on one side of the above-mentioned gear to fix the forward/backward position of the above-mentioned gear corresponding to the position of any one of the plurality of grooves.
상기 제1 변속기어축과 평행하게 배치된 제1 기어축의 일단부 측에 축결합되어 회전력을 입력받는 입력 기어;
상기 제1 기어축에 축결합되어 상호 평행하게 이격 설치되고 동심트랙을 이루는 패턴슬릿을 각각 갖는 복수의 회전디스크와, 상기 제1 기어축과 평행하게 배치된 제2 기어축에 축결합되어 설치되며 상기 복수의 회전디스크 상호 간에 회전력을 전달하는 복수의 아이들 기어와, 엘이디광을 투광하여 회전디스크의 패턴슬릿을 통과하도록 하는 투광부와, 패턴슬릿을 통과한 엘이디광을 수광하는 수광부를 포함하여, 전자식 위치 측정 신호를 생성하는 엔코더 유닛; 및
제1 기어축의 타단부 측에 축결합되어 회전력을 출력하는 출력 기어;를 포함하며,
상기 변속기어 트레인은,
상기 출력 기어로부터 회전력을 입력받는 것을 특징으로 하는 위치 측정 유닛.
In the first paragraph,
An input gear that receives rotational force by being coupled to one end of a first gear shaft arranged parallel to the first transmission gear shaft;
An encoder unit that generates an electronic position measurement signal, including a plurality of rotating disks that are axially coupled to the first gear shaft and spaced apart from each other in parallel and having pattern slits forming concentric tracks, a plurality of idle gears that are axially coupled to the second gear shaft arranged parallel to the first gear shaft and that transmit rotational force between the plurality of rotating disks, a light-emitting unit that projects LED light to pass through the pattern slits of the rotating disks, and a light-receiving unit that receives the LED light passing through the pattern slits; and
An output gear that is coupled to the other end of the first gear shaft and outputs rotational force;
The above gear train is,
A position measuring unit characterized by receiving rotational force from the above output gear.
상기 엔코더 유닛은,
상기 투광부가 상기 복수의 회전디스크 중 임의의 회전디스크의 일측에 설치되며 엘이디에서 투광된 엘이디광을 반사면을 통해 방향 전환하여 상기 임의의 회전디스크의 패턴슬릿을 통과하도록 구성되고,
상기 수광부가 상기 임의의 회전디스크의 타측에 설치되며 패턴슬릿을 통과한 엘이디광을 수광하도록 구성된 것을 특징으로 하는 위치 측정 유닛.
In paragraph 5,
The above encoder unit,
The above light-emitting unit is installed on one side of any rotating disk among the plurality of rotating disks, and is configured to change the direction of the LED light emitted from the LED through a reflective surface and pass through the pattern slit of any rotating disk.
A position measuring unit characterized in that the light receiving unit is installed on the other side of the arbitrary rotating disk and is configured to receive LED light passing through the pattern slit.
상기 엔코더 유닛의 복수의 회전디스크 중 적어도 어느 하나는,
상기 제1 기어축에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며,
외주연을 따라 전면 측과 후면 측에 미리 설정된 기어비에 따른 이빨 수를 각각 갖는 회전입력 기어와 회전출력 기어를 각각 가지며,
상기 회전입력 기어를 통해 하나의 아이들 기어로부터 회전력을 입력받으며, 상기 회전출력 기어를 통해 또다른 하나의 아이들 기어로 회전력을 출력하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 유닛.
In paragraph 5,
At least one of the plurality of rotating disks of the encoder unit,
The first gear shaft is installed in a rotatably connected state,
It has a rotation input gear and a rotation output gear, each having a number of teeth according to a preset gear ratio on the front side and the rear side along the outer periphery, respectively.
A position measuring unit characterized in that it receives rotational force from one idle gear through the rotational input gear and outputs rotational force to another idle gear through the rotational output gear.
상기 변속기어 트레인은,
상기 제1 변속기어축의 단부 측에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 상기 변속 출력 기어에 맞물리는 제1 동력 전달 기어; 및
상기 제2 변속기어축의 단부 측에 회동 가능한 상태로 축결합 설치되며, 기어의 이(齒) 폭의 일부 구간이 상기 제1 동력 전달 기어에 맞물리고 기어의 이 폭의 다른 일부 구간이 상기 제1 동력 전달 기어에 맞물리지 않도록 설치되는 제2 동력 전달 기어;를 포함하며,
상기 위치 입력 기어를 상기 제3 변속기어축과 평행하게 배치된 기어축 상에서 전방 또는 후방으로 위치 이동하여 설치함에 따라, 상기 위치 입력 기어가 상기 제1 동력 전달 기어와 맞물려 회전력을 입력받는 제1 설치 상태를 갖거나, 상기 제2 동력 전달기어와 맞물려 회전력을 입력받는 제2 설치 상태를 갖는 것을 특징으로 하는 위치 측정 유닛.
In the first paragraph,
The above gear train is,
A first power transmission gear that is rotatably installed on the end side of the first transmission gear shaft and is engaged with the transmission output gear; and
A second power transmission gear is installed in a rotatably coupled manner on the end side of the second transmission gear shaft, and is installed such that a portion of the width of the teeth of the gear meshes with the first power transmission gear and another portion of the width of the teeth of the gear does not mesh with the first power transmission gear;
A position measuring unit characterized in that the position input gear has a first installation state in which it meshes with the first power transmission gear and receives rotational force, or a second installation state in which it meshes with the second power transmission gear and receives rotational force, by moving the position input gear forward or backward on a gear shaft arranged parallel to the third transmission gear shaft.
상기 또다른 1개의 변속기어축과 평행하게 배치된 기어축의 일측에 상기 변속 출력 기어 측으로부터 변속된 회전력을 입력받는 위치 입력 기어가 축결합되고, 타단부 측에 기계식 위치 측정 결과를 표시하는 인디케이터가 설치된 인디케이터부;를 포함하여 구성된 위치 측정 유닛.
A transmission gear train in which at least one transmission gear is installed based on two transmission gear shafts arranged in parallel, and a transmission adjustment gear whose front-rear position can be variably fixed and a transmission output gear that outputs rotational force are installed based on another transmission gear shaft arranged in parallel with the two transmission gear shafts, rotational force is input based on one of the transmission gears, and the transmission adjustment gear meshes with one of the transmission gears, and the input rotational force is output through the transmission output gear at a transmission ratio determined according to an engagement position based on the front-rear position of the transmission adjustment gear; and
A position measuring unit comprising: an indicator unit, which includes a position input gear that receives a rotational force shifted from the gear output gear side and is coupled to one end of a gear shaft arranged parallel to another gear shaft, and an indicator unit that displays a mechanical position measurement result on the other end.
모터 축의 회전력을 동력 전달 메카니즘을 통해 웜이 설치된 웜 축으로 전달하고,
웜의 회전력을 밸브 구동축에 동축 상으로 설치된 웜 휠을 통해 상기 밸브 구동축으로 전달하고,
상기 모터 축과 웜 축과 밸브 구동축이 케이싱에 기초하여 회동 가능하도록 지지되고,
상기 밸브 구동축에 동축 상으로 설치된 링기어로부터 회전력을 입력받는 전달 기어 트레인을 통해 상기 위치 측정 유닛이 회전력을 입력받도록 구성된 것을 특징으로 하는 전동 엑츄에이터.An electric actuator comprising a position measuring unit of any one of claims 1 to 9,
The rotational power of the motor shaft is transmitted to the worm shaft on which the worm is installed through the power transmission mechanism,
The rotational power of the worm is transmitted to the valve drive shaft through a worm wheel installed coaxially to the valve drive shaft,
The above motor shaft, worm shaft and valve drive shaft are supported so as to be rotatable based on the casing,
An electric actuator characterized in that the position measuring unit receives rotational force through a transmission gear train that receives rotational force from a ring gear installed coaxially on the valve drive shaft.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020240164565A KR102846362B1 (en) | 2024-11-18 | 2024-11-18 | Position measurement unit and electric actuator |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020240164565A KR102846362B1 (en) | 2024-11-18 | 2024-11-18 | Position measurement unit and electric actuator |
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| KR102846362B1 true KR102846362B1 (en) | 2025-08-25 |
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| KR1020240164565A Active KR102846362B1 (en) | 2024-11-18 | 2024-11-18 | Position measurement unit and electric actuator |
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101239384B1 (en) | 2011-11-28 | 2013-03-06 | 주식회사 한성시스코 | Actuator for driving valve |
| KR101452364B1 (en) | 2014-04-30 | 2014-10-22 | 주식회사 은하 | Optical encoder of electric powered valve actuator |
| KR20160138619A (en) * | 2015-05-26 | 2016-12-06 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for measuring the transmission error of gears |
| KR101868328B1 (en) | 2016-10-27 | 2018-07-23 | 주식회사 노아 엑츄에이션 | Multiturn actuator with a 3phase vector control means and an embeded rotary encoder |
| KR102203050B1 (en) * | 2020-02-06 | 2021-01-14 | 주식회사 노아 엑츄에이션 | Fault detection device of electric actuator and valve |
| KR20230099854A (en) * | 2021-12-28 | 2023-07-05 | 신희찬 | A rotation information measuring device that measures the rotation information of the shaft through a plurality of gears |
| KR20230152245A (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-03 | 동의대학교 산학협력단 | Miniaturized mobile dynamo system |
-
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- 2024-11-18 KR KR1020240164565A patent/KR102846362B1/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101239384B1 (en) | 2011-11-28 | 2013-03-06 | 주식회사 한성시스코 | Actuator for driving valve |
| KR101452364B1 (en) | 2014-04-30 | 2014-10-22 | 주식회사 은하 | Optical encoder of electric powered valve actuator |
| KR20160138619A (en) * | 2015-05-26 | 2016-12-06 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for measuring the transmission error of gears |
| KR101868328B1 (en) | 2016-10-27 | 2018-07-23 | 주식회사 노아 엑츄에이션 | Multiturn actuator with a 3phase vector control means and an embeded rotary encoder |
| KR102203050B1 (en) * | 2020-02-06 | 2021-01-14 | 주식회사 노아 엑츄에이션 | Fault detection device of electric actuator and valve |
| KR20230099854A (en) * | 2021-12-28 | 2023-07-05 | 신희찬 | A rotation information measuring device that measures the rotation information of the shaft through a plurality of gears |
| KR20230152245A (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-03 | 동의대학교 산학협력단 | Miniaturized mobile dynamo system |
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