KR0150476B1 - 스풀 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부 스풀 수용 공간을 가지고 스풀 수용공간내에 밸브 스풀이 배열되는 밸브 하우징을 구비한 스풀 밸브에 관한 것으로, 이 스풀 밸브에는 다수의 밀봉링이 축방향으로 순서대로 배열되고 상기 밀봉링은 밸브하우징과 일체로 형성된 지지홈내에 지탱된다. 밸브 하우징 자체는 종방향으로 분할되며, 지지홈의 결합된 원둘레부를 포함하는 스풀 수용공간의 원둘레 방향으로 약간의 거리만큼 연장된 벽부를 각각 구성하는 다수의 하우징부로 구성된다. 밀봉링은 하우징부가 분리된 상태에서 어려움 없이 스풀 수용 공간내로 삽입될 수 있고, 그후에 하우징부는 함께 끼워맞춰지기만 하면 된다.

Description

스풀 밸브

제1도는 파선으로 도시한 밸브 일부와 밸브 스풀로 제2도의 I-I선을 따라 취한 스풀 밸브의 양호한 일실시예를 도시한 종단면도.

제2도 및 제3도는 두개의 하우징부를 도시하는 연결부의 다른 일실시예를 II-II선을 따라 취한 제1도에 따른 스풀 밸브의 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스풀 밸브 2 : 밸브 하우징

3 : 스풀 수용 공간 5, 6 : 하우징 공간

7 : 밀봉링 9 : 밸브 스풀

10 : 피스톤 11 : 복귀 장치

14 : 밸브 덕트 16 : 제어 홈

20 : 지지용 홈

본 발명은, 밸브 스풀이 배치되는 축방향 연장의 스풀 수용 공간이 내부에 제공되고, 상기 스풀 수용 공간의 영역에서 종방향으로 분할되어 다수의 종방향 연장 하우징부가 형성되는 밸브 하우징과, 유체 경로를 형성하도록 밸브 스풀과 직접적으로 밀봉 접촉되어 서로 간격을 두고 밸브 스풀에 대해 동축방향으로 순서대로 배열된 다수의 밀봉링을 구비하는 스풀 밸브(spool valve)에 관한 것이다.

이와 같은 밸브는 공지되어 있는 것으로 유럽 특허 공보 제 0 122 247 B1호를 참조할 수 있다. 상기 특허 공보에는, 내부 공간에 슬리브가 배열되어 있고, 스풀 수용 공간으로서 기능하며, 종방향으로 미끄럼 운동을 하는 밸브 스풀을 수용하는 밸브 하우징이 개시되어 있다. 슬리브와 밸브 스풀의 삽입을 위해, 밸브 하우징은 스풀 수용 공간의 범위에 걸쳐 종방향으로 2개의 절반부로 분할된다. 슬리브는 원주방향을 따라 다수의 구멍을 구비하며 그 구멍들을 통해 밸브 덕트(duct)와 스풀 수용 공간이 서로 연통됨으로써, 스풀의 위치 결정에 따라 밸브내의 유체 경로를 미리 설정하는 것이 가능하다. 유체가 슬리브와 밸브 스풀 사이에서 유체 제어되지 않는 상태로 종방향으로 흐르지 않도록 하기 위해, 밸브 스풀에는 슬리브의 내주 또는 보어상에서 서로 기밀하게 밀봉 결합된 상태로 미끄럼 이동할 수 있는 다수의 환형 밀봉부가 제공된다.

스풀 수용 공간은 슬리브에 의해 형성되기 때문에 만족스러운 안내 작용이 얻어지는 이점이 있고 작동 상태에서 압력이 급상승하는 것을 방지하기 위해 쵸크 개방부를 적절히 조절하는 것이 가능하다. 그러나, 하우징부와 슬리브 사이에서 반경방향으로 연장하는 부분에서 유체의 종방향 흐름을 막기 위하여 밸브 하우징과 슬리브 사이에 고정적인 밀봉이 이루어져야 하는 단점이 있다. 밀봉 작용은 하우징부의 홈에 위치하면서 여러 위치에서 동축상으로 슬리브를 둘러싸는 밀봉링에 의해 형성된다. 슬리브의 조립과 삽입은 비교적 복잡한데, 그것은 슬리브가 하우징의 절반부내에 배치되기 이전에 밀봉링에 끼워져야 하기 때문이며, 하우징부 사이에 하우징 밀봉부가 설치되어 있는 경우에 특히, 슬리브의 조립이 곤란하다는 점이 있다.

슬리브에 기인하는 과도한 구성상의 복잡성 이외에도, 누설의 위험이 더욱 배가된다는 문제가 있는데, 이는 내측 및 외측 양방향에 대해 필요한 반경 방향 밀봉의 경우 상당수의 밀봉 연결부가 필요하기 때문이다. 게다가, 유체 경로를 미리 결정하는데 필요하고 밸브 스풀과 직접 밀봉 접촉되는 밀봉링은 밸브 스풀내의 홈안으로 스냅식으로 체결되며, 그에 따라 그 밀봉링들은 조립 과정중에 밸브 스풀상에서 미끄러지면서 과도하게 인장되어 손상되거나, 또는 그 밀봉링들이 실제 의도한 바의 스풀내 홈에 도달하기 이전에 선행의 수납 홈 위로 미끄럼 이동되어야만 하고, 그렇게 미끄럼 이동되는 동안 날카로운 홈 연부 위를 지나가야 하기 때문에 손상될 가능성이 있다.

전술한 바와 같은 이런 문제를 해결하기 위하여 독일 특허 공보 제 4,027,520 C2호에서는 둘레가 차단된 밸브 하우징의 스풀 수용 공간 안으로 별도로 삽입되는 카트리지형 장치의 형태로 밀봉링을 구성할 것을 제안하고 있다. 그러나, 이를 위해서는 비교적 복잡한 위치 조정 수단 및, 해당 부분의 공차 사이의 관계가 극히 정확하게 대응되는 것이 필요하다. 독일 특허 공보 제 3,641,383 A1호에 개시된 또다른 선택적인 대안으로는 둘레가 폐쇄되고 횡단 슬롯을 구비한 밸브 하우징을 제공하는 것으로서, 밀봉링은 상기 횡단 슬롯안으로 삽입되어, 밀봉부를 갖지 않는 스풀 밸브와 결합가능한 스풀 수용 공간내의 여러 위치에 자리하게 된다. 삽입 슬롯의 개구부는 밸브 하우징의 외부에 설치된 덮개 판으로 덮여진다. 밀봉링이 스풀 밸브에 일단 삽입되면 밀봉링은 손상 가능성에 따라 접근이 불가능하다. 더욱이, 상기 독일 특허공보 제 4,027,520 C2호의 경우에 있어, 전체 크기가 작은 밸브의 경우, 스풀 수용 공간을 세공하는 것이 불가능하다.

따라서, 서두에 언급한 형태의 스풀 밸브를 기초로, 저가의 구조체로서 밀봉링에 대한 손상 가능성을 저감시키는 한편으로 간단, 신속, 정확하게 조립될 수 있는 스풀 밸브를 구성할 필요성이 있다.

본 발명에 따르면, 전술한 목적 또는 기타의 목적을 달성하기 위하여, 밸브 하우징에서 종방향을 따라 분리되어 구획된 하우징부는 밸브 스풀 수용 공간에서 밸브 스풀의 둘레 방향으로 소정 거리 만큼 연장하는 하나의 벽부를 각기 구성하며, 밸브 스풀에 직접 접촉되도록 제공된 밀봉링은 종방향을 따라 구획된 밸브 하우징에 직접적으로 형성된 환형의 지지용 홈내에 유지되어 하우징에 대해 고정되며, 그러한 홈은 별체의 하우징부로 구성된 스풀 수용 공간의 벽부에 형성된 원주부에 의해 형성된다.

이런 방식으로 구성된 스풀 밸브의 경우, 스풀 수용 공간을 형성하는 별도의 슬리브가 더이상 존재하지 않기 때문에, 제조 비용이 절감되는 동시에 밸브 구조가 단순화된다. 스풀 수용 공간은 종방향 분리에 따라 나타나는 부분들에 의해 직접적으로 형성되고, 그 스풀 수용 공간의 벽부는 스풀 수용공간의 외벽으로서 조립된다. 그러므로, 밸브 스풀과 밸브 하우징 사이에 단지 고정적으로만 작용하는 추가적인 밀봉링 또는 가스켓 링을 더이상 필요로 하지 않으며, 그에 따라 여러가지 문제점들을 야기할 수 있는 밀봉부는 그만큼 감소된다. 밸브 스풀과의 직접적인 밀봉 접촉에 필요한 밀봉링은 환형의 지지용 홈에 수용되며, 그 환형의 지지용 홈은 밸브 하우징의 구성 요소임에 따라 밸브 스풀에 직접 탄력적으로 밀봉 접촉된다. 스풀 수용 공간을 구획하는 하우징부가 각각의 지지용 홈에 하나의 원주부를 각기 형성하고, 상호 연관된 원주부들이 상호 결합되어 환형의 형상을 취하도록 구성된다. 그러므로, 밀봉링을 밸브 스풀내의 홈에 스냅식 체결하거나, 밀봉링을 다수의 요소로써 구성하는 것이 더 이상 필요치 않게 되어, 조립시의 손상이 방지됨은 물론, 비교적 단순 구조의 밸브 스풀을 구성하는 것이 가능해진다. 또한, 밀봉링이 동적인 하중을 받는 부분에서 불균형적으로 마모되지 않도록 하는 것이 보장된다. 밀봉링이 밸브 스풀상에 장착된다면, 밀봉링이 하우징부내에서 마모없이 이동될 수 있도록 하기 위해 하우징부의 조립후에 스풀 수용 공간을 가공할 필요가 있다.

상기 유럽 특허 공보 제 0 122 247 B1호는 주로 슬리브를 생략할 수 있는 밸브를 개시하고 있지만, 밸브 하우징과 슬리브 사이에 배열된 밀봉링이 단지 슬리브를 밸브 하우징으로부터 고정적으로 밀봉할 목적으로만 사용되기 때문에, 밀봉링을 수용하기 위한 홈을 하우징내에 구비하므로 밀봉링은 대응하는 형태의 어떠한 변형 밸브에도 존재하지 않게 된다. 밀봉링을 반드시 고려할 필요는 없지만, 밀봉링을 남겨둔 경우, 스풀에 고정된 밀봉링과 밸브 스풀과의 사이에 원하지 않는 접촉이 생기는 경우가 있다. 밀봉링은 순전히 고정적 밀봉 작용을 다루도록 되어 있어서, 이동하는 밸브 스풀에 대한 동적인 밀봉 접촉은 의도되어 있지 않다. 따라서, 상기의 종래 기술에 있어서도 전술한 바와 같은 단점 및 문제점이 존재한다. 유럽 특허 제 0 122 247 B1호에 개시되어 있는 슬리브의 목적은 밸브 스풀의 밀봉에 의해 개구가 개폐조절됨으로써 밸브 스풀내의 압력이 적절하게 조정되도록 하는 것으로, 이러한 종래기술에 따른 밸브에 있어서 밀봉링을 밸브 하우징에 고정하는 것은 그리 쉽지 않은 것이다.

유럽 특허 제 0 033 303 A1호도 역시 종방향으로 분할된 하우징을 구비한 밸브를 개시하고 있다. 이 밸브는 유럽 특허 제 0 122 247 B1호에 따른 밸브와 동일한 형태로서, 원통형 슬리브를 구비한다. 그 슬리브는 반경방향 내측에서, 밸브 스풀에 고정된 밀봉링과 협동하며, 반대 방향 외측으로는 밸브 하우징에 고정된 밀봉링과 협동한다.

미국 특허 제 3,153,550호는 정적으로 작용하는 밀봉링들만이 설치되어 있는 파이프 커플링에 관련된 것이다. 상기 밀봉링은 밸브에 설치되어 있는 밀봉링과는 상이한 것으로, 동적인 부하를 받지 않는다. 밸브의 변형예를 고안하려는 당업자가 그에 무관한 파이프 커플링 기술을 고려에 넣을 것이라고는 예상되지 않는다.

독일 특허 제 8,607,094 U1호도 역시 분할되어 있는 밸브 하우징을 특징으로 하는 밸브를 개시하고 있지만, 밸브의 형태는 다른 것으로, 압전(壓電)으로 작동하는 밸브에 관련된 것이다. 이러한 밸브는 밸브 스풀과 스풀 수용 공간을 구비하지 않으며, 2개의 부품 사이에 설치되는 밀봉링은 설치되어 있지 않다.

본 발명의 다른 유리한 형태는 특허청구범위에 상술되어 있다.

밸브 하우징은 종방향으로 분할된 2개의 하우징부로 구성되는 것이 바람직하며, 그 하우징부에 의해 구성된 벽부는 하나의 원주 절반부를 차지하는 것이 바람직하다. 그러한 구성에서, 하우징의 단면이 개구를 구비하고 각각의 하우징부에 삽입공간이 존재함에 따라 밀봉링은 용이하게 삽입된다.

하우징부는 접합면에 인접된 부분에 예컨대 접착 또는 용접에 의해 서로 영구적으로 고정될 수 있다. 또한, 하우징부는 가령 나사, 클립 또는 클램프에 의해 착탈가능하게 서로 접합될 수도 있다. 특히, 착탈가능하게 접합하는 경우, 접합면에 하우징 밀봉부를 설치하는 것이 바람직하다. 그러나, 이와 같은 밀봉수단은 하우징부가 언제나 정확한 조립 치수로 접촉면에서 서로 견고하게 끼워 맞춰질 수 있도록 배열되어야 한다. 이와 관련하여, 하우징 시스템의 접촉면은 랩핑(lapping) 가공 등을 통해 정밀 가공되는 것이 바람직하다.

또한, 제조 비용이 저렴한 또다른 유리한 형태에 따르면, 하우징부는 합성수지로 이루어진다. 그것은 주조 또는 성형 부품의 문제인데, 특히 사출성형되는 것이 바람직하다. 성형시, 지지용 홈 또는 지지용 홈의 외주부도 역시 직접 성형하는 것이 가능하기 때문에, 그 부분을 후가공하는 비용은 불필요하다. 특히, 충분한 양의 유동 단면적을 얻기 위해, 반경 방향으로 연장하는 돌출부에 설치되어 있는 지지용 홈을 측방향으로 한정하는 표면을 제공하는 것이 바람직할 수 있는데, 그 표면은 반경 방향으로 연장하는 스풀 수용 공간으로 돌출함과 동시에, 스풀 수용 공간의 외주 방향으로도 연장하고, 또한 축방향으로 상호 인접한 반경 방향 돌출부 사이에, 축방향으로 인접한 지지용 홈이 형성되어 있으며, 그에 따라 밸브내에 충분한 양의 유체가 얻어지며 밸브 덕트(duct)는 효과적으로 접속된다. 스풀 밸브의 경우, 지지용 홈은 스풀 수용 공간에 있어서의 축방향 간극에 의해 개방된다.

스풀 수용 공간 안으로, 또는 밸브 스풀, 복원 스프링, 기타 제어 요소를 수용하기 위해 동축으로 스풀 수용 공간과 인접하는 하나 이상의 하우징 공간에, 센터링(centering) 디스크를 동축상으로 삽입하는 것이 가능하다. 그러한 센터링 디스크는 상호 삽입 결합된 하우징부를 정렬시키는 작용을 한다. 하나 이상의 센터링 디스크가 밸브 하우징의 종단부의 커버 플레이트를 구성하는 것이 바람직하다.

밸브 하우징은 통틀어 2개의 하우징부만으로도 구성될 수 있다. 그러나, 하우징의 양단부 또는 일단부에 별개의 분리가능한 하우징 커버를 착탈가능하게 설치하는 것도 가능하다. 밸브 하우징이 하우징부에 분할되어 있기 때문에, 밸브 스풀은 밀봉링과 동시에, 또는 밀봉링에 이어서 부착하는 것이 가능하다. 게다가, 하우징부의 조립후에는 일단부측의 하우징 개구로부터 밸브 스풀로 접근하는 것이 가능하다. 하우징에 착탈가능한 폐쇄 수단을 설치하는 것에 의해, 보수 정비가 용이하게 된다.

라운드 스풀(round spool)로도 지칭되기도 하는 밸브 스풀은 원형 단면을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 또다른 유리한 개량례와 편리한 형태는 첨부된 도면에 관한 이후의 상세한 설명으로 부터 이해될 것이다.

스풀 밸브(1)는 특히 직사각형 외형을 가진 밸브 하우징(2)을 구비한다. 밸브 하우징(2)의 내부에는 공동 또는 스풀 수용 공간(3)이 존재하며, 스풀 수용 공간은 밸브 하우징(2)의 종축(4) 방향으로 연장하는 긴 형상으로 되어 있다. 축방향의 연장선상에서, 스풀 수용 공간(3)의 각 단부에는 추가로 동축으로 배열된 하우징 공간(5, 6)이 존재한다. 하우징 공간(5, 6)은 밸브 하우징(2)의 내부에 존재하며, 소정의 구성상의 변형이 있더라도 그 하우징 공간은 더더욱 밸브 하우징의 단부에 배열된 부가 하우징 요소일 수 있다.

스풀 수용 공간(3)내에는 다수의 밀봉링(7)이 동축으로 배열되어 있다. 본 일실시예의 스풀 밸브(1)는 5중 밸브로, 모두 여섯개의 밀봉링(7)이 설치되어 있다. 밀봉링(7)은 연질의 탄성 합성수지, 특히 탄성 중합체로된 단일의 환형 밀봉체를 구비하는 일명 소프트 밀봉재인 것이 바람직하다.

보다 정확하게 도면을 작성하기 위하여 파선으로 도시한, 라운드 스풀 또는 피스톤이라고도 불리는 밸브 스풀(9)은 스풀 수용 공간(3)에서 동축으로 연장한다. 밸브 스풀은 모든 밀봉링(7)을 통해 연장하며 종축(4) 방향으로 왕복 이동될 수 있다. 이를 위해, 밸브 스풀(9)의 단부에는 축방향 이동을 위한 전술한 바의 하우징 공간(6) 중의 하나에 수용되는 작동 피스톤(10)이 제공된다. 그러나, 작동 피스톤(10) 대신에 다이어프램형 부품등의 구동 요소에 의한 제어도 가능하다. 맞은편 하우징 공간(5)에는 밸브 스풀(9) 측 및 밸브 하우징(2) 측에 각각의 단부가 지지되는 압축 스프링 구성의 복귀 장치(11)가 설치된다.

밸브 스풀(9)을 좌측으로 이동시키기 위해, 작동 피스톤(10)의 오른쪽에 있는 하우징 공간(6)의 제어실(12)에는 특히 압축 공기와 같은 작동유체가 밸브 하우징(2)내의 조절 구멍(13)을 통해 공급된다. 복귀 운동은 제어실이 복귀장치(11)의 복원력에 기인하여 배기될 때 발생된다. 원칙적으로 밸브 스풀(9)의 전환 동작은 다른 방식으로도 유발될 수 있다.

밸브 하우징(2)의 외주에 설치되어 있는 밸브 덕트(14)는 일방, 스풀 수용 공간(3)에서 축방향으로 밀봉링(7)과 교대로 설치된 중간부품에 대해 개방되어 있다. 밸브 덕트(14)의 타방은 밸브 하우징(2)의 외부 연결 측면(15)으로 개방되어 있고, 도시되어 있지 않은 유체 라인 또는 덕트와 접촉하는 것에 의해 시스템의 다른 부분과 연결 가능하다. 스풀 밸브(1)는 유체 동력을 접속 또는 분배하기 위해 필요한 유체 덕트를 갖는 블록에, 적절한 중간 가스킷과 함께 부착되는 것이 바람직하다. 전기로 작동되는 파일롯 밸브에 의해 밸브 스풀을 작동시키고자 하는 경우에는 전기 제어 라인을 설치하는 것도 가능하다.

밸브 스풀은 라운드 스풀 또는 피스톤이라 지칭되기도 한다. 일 실시예에서, 밸브 스풀은 원통 형상이며, 그 외주에는 축방향으로 서로 이격된 제어홈(16)이 설치되어 있다. 밸브 스풀(9)에 제어홈(16)과 같은 적절한 설비를 제공함으로써, 축방향으로 인접한 밸브 덕트(14) 사이에는 유체 동력이 접속될 수 있으며, 한편으로 제어홈(16)에 인접한 피스톤은 밀봉링(7)과 협동하여 유체의 흐름을 차단한다. 스풀 밸브의 기본 구성과 그 작동 방법은 일반적으로 알려져 있음에 따라 그것에 대한 상세한 설명은 필요치 않다.

밀봉링(7)은 밸브 하우징(2)의 일체형 요소인 지지용 홈(20)에 고정되어 있다. 지지용 홈(20)과 밸브 하우징(2)은 서로 일체로 형성된다. 밸브 하우징(2)과 밸브 스풀(9) 사이에 배치되어 밀봉링 캐리어로서 작용하는 추가 슬리브 장치는 필요로 하지 않기 때문에 스풀 밸브(1) 전체는 단순 구조를 가지며, 그 제조 비용은 감소된다.

스풀 밸브(1)는 밸브 하우징(2)의 공간이 종방향으로 연장되어 있는 것에 의해 잇점을 갖는다. 스풀 밸브는 다수의 하우징부(21, 22)로 구성되며, 그 각각의 하우징부는 외주 방향(양방향 화살표(29)로 지시됨)으로 다소 연장하는 벽부(23, 24)를 구성하며, 그 벽부는 지지용 홈(20)의 원주부(25, 26)도 포함하여 적어도 스풀 수용 공간(3)의 길이, 바람직하게는 밸브 하우징(2)의 전체 길이를 따라, 밸브 하우징(2)을 높이 방향으로 분할하지 않고 연장한다. 도시된 구성은, 그 밸브 하우징(2)이 2개의 하우징부(21, 22)로 구성됨에 따라 그 하우징부로써 구성된 벽부(23, 24)가 스풀 수용 공간(3)의 한쪽 반원을 따라 연장함으로써 유리한 점이 있다. 스풀 수용 공간(3)의 반쪽 원통부는 원주부(25, 26)에도 구성되어 있다. 그 반쪽 원통부는 세미-셸(semi-shell) 구조로 지칭되기도 한다.

각각의 하우징부(21, 22)는 스풀 수용 공간(3)을 한정하며, 그렇게 한정된 스풀 수용 공간의 2개의 공간은 하우징부(21, 22)가 조립된 상태에서 스풀 수용 공간(3)을 형성한다. 이 경우에 있어서 벽부(23, 24) 및 원주부(25, 26)의 원호 길이는 180°에 대응한다. 하우징부(21 및 22)사이에서 연장하는 접합면(27)에 의해 형성되는 부분 평면(28)은 길이방향 및 반경방향으로 연장한다. 그러므로, 밸브 하우징(2)은 실제적으로 2개의 하우징 절반부로 분할되어 있으며, 밸브 덕트(14)는 그 하우징 절반부의 한쪽(예, 하우징부(22))에만 제공되어 있어서, 다른 하우징부(21)는 아무런 덕트를 갖지 않도록 구성될 수 있다.

지지용 홈(20)은 벽부(23, 24)의 보어나 내면을 홈 등을 깍아내어 형성될 수 있어서, 스풀 수용 공간(3)의 전체 길이에 설치되어 있는 지지용 홈(20) 사이의 중간 부품은 일정 직경을 갖는다. 그러나, 유동 특성의 측면에서는 특히, 전체 길이가 비교적 작은 밸브측이 우수한 유동 특성을 가지기 때문에 지지용 홈(20)을 높이 방향으로 한정하는 면(32, 33)은 제2도의 양방향 화살표(29)가 지시하는 스풀 수용 공간(3)의 외주 방향으로 설치되어 있는 반경 방향 돌출부(34, 35)상에 구성되어 있다. 하우징부(21, 22)가 조립 부착되어 있는 상태에 있어, 돌출부(34, 35)에 의해 형성된 링형의 구조가 스풀 수용 공간(3)과 동심으로 좁아지는 부분 또는 목부를 구성한다. 본 실시예에 있어서, 연속 설치된 지지용 홈(20)을 구성하는 반경 방향 돌출부(34, 35)와 그에 인접한 반경 방향 돌출부(34, 35)사이에, 반경 방향으로 환형의 절삭부가 존재한다. 그 절삭부에 밸브 덕트(14)가 개방되어 있어서, 스풀 밸브(1) 전체에 있어 유체의 유동성이 양호하게 된다.

일실시예의 하우징부(21, 22)는 합성 수지로 이루어지며, 특히 사출 성형과 같은 성형에 의해 제조된다. 지지용 홈(20)과 돌출부(34, 35) 각각은 하우징부에 일체로 성형된다. 그 하우징부(21, 22)에 지지용 홈(20)을 후가공하는 것 및/또는 금속으로부터 하우징부를 성형하는 것도 가능하지만, 그에 비해 본실시예에 의한 성형 방법에 따르면, 제조 비용이 감소되고, 성형에 필요한 공구도 복잡하지 않다.

스풀 밸브를 조립할 때, 우선 2개의 하우징부(21, 22)는 별개의 요소로 제조된다. 그러므로, 스풀 수용 공간(3)의 원주는 개방되어 있어서, 하우징부(21, 22)의 원주부(25, 26) 각각에 밀봉링(7)을 삽입하는 것이 가능하다. 따라서, 부품을 눈으로 관찰하여 조립 부착을 행하는 것이 가능하다고 하는 장점이 있다. 본 실시예에 의한 부품은 높이 방향, 즉 종축(4)의 직각 방향으로 삽입된다. 전체 밀봉링(7)의 외주 절반부는 한쪽의 하우징부(21 또는 22)의 원주부(25 또는 26)에 간격을 두고 삽입되며, 밀봉링(7)의 외주의 나머지 절반부는 하우징부(21 또는 22)로부터 돌출한다. 그런 다음, 다른 한쪽의 하우징부(22 또는 21)가 밀봉링(7)이 삽입된 쪽의 하우징부(21 또는 22)에 조립 부착되는 경우, 밀봉링(7)은 조립 부착된 하우징부(22 또는 21)에 설치되어 있는 지지용 홈(20)의 원주부(26 또는 25)에 삽입된다. 밀봉링(7)은 변형되지 않게 정확하고 용이하게 소망의 위치에 부착될 수 있다. 따라서, 조립 부착시의 치수는 허용 범위가 넓고, 표면 거칠기에 관한 요건도 감소된다.

2개의 하우징부(21, 22)는 접합면(27)에서 밀봉링 상태로 접합되어 있다. 이를 위해, 제2도의 좌측에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징부(21, 22)사이의 접합면(27)에 하우징 밀봉부(36)가 인접 배치되어 있다면 유익하다. 스풀 밸브(1)의 조립 부착 후에, 스풀 수용 공간(3)의 반경 및 원주를 확실히 조절하기 위해, 하우징 밀봉부(36)는 하우징부(21, 22) 사이에 직접 접촉하는 것도 가능하다. 본 실시예에서 하우징 밀봉부(36)는 밸브 하우징(2)에 설치되어 있는 홈(37)에 위치되어 있다. 홈(37)은 하우징부(21, 22)의 한쪽 또는 양쪽으로 인접하게 기계 가공된다. 따라서 하우징부(21, 22)의 조립 부착시, 하우징부(21, 22)는 높이 방향으로 서로 확실하게 삽입되어, 하우징 밀봉부(36)의 치수가 조립 부착된 밸브 하우징(2)의 전체 높이, 즉 분할면(28)에 대해 횡방향으로 측정한 치수에 영향을 미치지 않는다.

하우징부(21, 22)는 나사로 체결하는 것에 의해 확실히 접합될 수 있다. 그것은 상당하는 지지용 나사(38)가 제2도의 좌측에 파선으로 도시되어 있다. 밸브 덕트(14)와 반대쪽, 즉 위에서 관찰한 스풀 밸브(1)의 평면도에 있어서, 지지용 나사(38)가 적어도 스풀 밸브(1)의 4개의 코너에, 하우징부(21, 22)의 분할면(28)에 대해 수직 방향으로 설치되는 것도 바람직하다.

또한, 클립 수단에 의해 하우징부(21, 22)가 확실히 접합되는 것도 가능하다. 이 경우, 제3도에 도시된 바와 같이, 탄성재로 된 하나 이상의 클립(49)의 일단이 한쪽의 하우징부(21)에, 타단이 다른 하우징부(22)에 고정되어 있다. 하우징부(21, 22)에는 클립(49)이 삽입되기 위한 다수의 지지부(50)가 접합면(27)에 인접하게 각기 설치되어 있다. 지지부(50)는 하우징부(21, 22)의 외측 표면에서 길이 방향으로 가공된 홈 (52)의 접합면(27)에 면해 있는 벽부에 의해 구성된다. 밸브 하우징(2)의 전체 길이에 인접한 홈(52)이 길이방향으로 설치되는 것에 의해, 밸브 하우징(2)의 접합면(27)을 포함한 외부 측면의 각각에 단일의 클립(49)을 설치하는 것이 가능하다. 즉, 클립(49)은 밸브 하우징(2)의 전체 길이에 인접하게 연장하는 것으로, 밸브 하우징(2)의 양단에는 클립(49)을 설치하는 것이 필요치 않다. 클립 체결은 이미 언급한 나사 체결과 마찬가지로 착탈가능하게 구성하는 것이 가능하다.

또한, 하우징부(21, 22)를 서로 영구 결합시키는 것도 가능하다. 이 경우에 있어서, 하우징부(21, 22)는 접합면(27)에 접착 또는 용접된다. 제2도의 우측에 용접부(43)가 도시되어 있으며, 레이저 용접이 바람직하다. 용접부(43)는 접합면(27)의 외주 전체에 설치되는 것에 의해 밀봉 효과가 얻어진다.

두개의 하우징부(21, 22)를 서로 정확하게 접합하기 위하여, 조립된 상태로 서로 맞대어 놓여있는 접촉면(39, 40)은 정확하게 기계 가공, 바람직하게는 래핑(lapping) 가공되어져야 한다.

단일 스풀 밸브의 경우, 하우징부(21, 22) 사이에는 단지 하나의 접속 방식만이 존재하며, 제2도 및 제3도는 단지 접속 방식을 선택적으로 나타내려 한 것이다.

두개의 하우징 공간(5, 6)의 외부 단부는 하우징부(21, 22)에 일체로 성형된 하우징 덮개(44, 45)에 의해 형성된다. 하우징 덮개(44, 45)는 밸브 하우징(2)의 길이방향으로 분할되어, 2개의 하우징부(21, 22)의 성형시에 형성된다.

조립 부착되기 이전 상태에서, 밸브 하우징(2)은 2개의 박스형 하우징부(21, 22)로 분할되어 있으며, 하우징부 각각은 바닥면, 2개의 종방향 벽 및 2개의 측벽으로 구성되며, 바닥면의 반대측에 있는 개구측에서 상호 조립 부착된다. 접촉면(39, 40)은 하우징부의 측벽 연부에 의해 구성된다.

각각의 하우징 덮개는 부가 하우징(55)에 의해서도 구성될 수 있으며, 그 하우징은, 파선으로 도시된 부분(54)에서 밸브 하우징에 단부에 추가되며 제어요소(10, 11)중 하나를 수용한다.

그러나, 하나 이상의 단부 하우징 덮개(44, 45)를 분리된 요소의 형태로 구성하는 것도 가능하다. 본 실시예세서는, 밸브 스풀(9) 및 밸브 스풀을 구동하기 위해 필요한 부품을 부착한 이후에, 2개의 하우징부(21, 22)가 조립 부착되지만, 하우징 덮개(44, 45)중 적어도 한쪽을 별개의 부품으로 구성하는 경우, 그러한 부품은 하우징부(21, 22)의 조립 부착후에 단부로 부터 삽입된다. 하우징 덮개(44, 45)를 착탈 가능하게 부착하는 경우, 조립 부착후의 보수 정비도 용이하게 된다.

제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 별체의 하우징 덮개(44, 45)는 도면부호(46)의 위치에서 관련 하우징 공간(5 또는 6)의 내부로 적어도 부분적으로 동축으로 삽입된다. 하우징 덮개가 조립 하우징부(21, 22) 사이의 상대적 설치가 정확하게 행해지도록 하는 센터링 부품(47)으로서 기능하는 것은 이와 같은 방식이다. 소정의 센터링 핀 또는 특정의 조립용 지그와 같은 기타의 센터링 수단 또는 센터링 방법은 불필요하다. 센터링 부품(47)은 동시에 하우징 덮개(44, 45)이어야 하는 것은 아니며, 일종의 추가 부품으로서 하우징 공간(5, 6) 및/또는 스풀 수용 공간(3)의 적절한 위치에 배치됨은 분명할 것이다. 중심 개구부의 유무에 무관하게 조립체의 위치에 의존하는 이와 같은 디스크형 센터링 부품은 하우징부(21, 22)의 조립 이전에 측면으로부터 삽입되는 밀봉링(7)의 형태와 유사할 수도 있다. 밀봉링이 견고한 전용 하우징에 사용된다면, 그 밀봉링은 어떤 환경하에서도 센터링 부품으로서 기능할 수 있다.

본 실시예에서, 별체로서 접합되지 않은 밀봉링(7)은 밸브 하우징(2) 및 밸브 스풀(9)과 협동으로 밀봉되어 있기 때문에 소수의 밀봉링(7)만이 필요하다. 본 실시예에서는 밀봉링(7)으로서 원형의 단면을 갖는 O-링이 사용되고 있지만, 그외의 형태의 단일 부분 또는 복수 부분으로 된 밀봉링(7)을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 동축으로 설치된 다수의 밀봉체로 된 밀봉링 또는 립 밀봉링이 사용될 수 있다. 탄성재로 구성된 환형의 링 밀봉체(18)를 갖는 밀봉링(7')을 사용하는 것도 가능하다. 이 밀봉링(7')에는 조립 부착후, 동축으로 설치되는 지지용 홈(20)에 삽입되는 지지링(19)이 설치되어 있다. 그 지지링(19)은 예를 들면, 금속으로 구성되어 동축으로 설치된다. 지지링(19)은 밀봉체(18)에 매립되거나 또는 부분적으로 배치되는 것에 의해 밀봉체(18)에 완전히 또는 부분적으로 지지된다. 따라서, 밀봉링(7')의 구조는 강성을 갖기 때문에 용이한 조립 부착이 가능하여 지지용 홈(20)에 확실히 지지되어 진다. 제1도에는 도시의 용이를 위해 원형 단면을 갖는 밀봉링(7')의 밀봉체가 파선으로 도시되어 있지만, 밀봉체(18)는 타원형의 단면을 갖는 것도 가능하다. 그 경우, 밀봉체(18)의 반경 방향 외측의 지지부에 지지링(19)을 설치하는 것도 가능하며, 이러한 지지링(19)에 의해 지지용 홈(20)에 배치되어 진다. 더욱이, 밀봉체(18)가 가지는 테이퍼진 밀봉링이 반경 방향 내측으로 돌출하여 밸브 스풀(9)과 접속하는 것도 가능하다.

스풀 밸브에 대해 사용되는 밀봉링 및 그에 대응하는 지지용 홈의 개수는 스풀 밸브의 형태에 따라 용이하게 변화될 수 있다. 본 실시예는 매우 적은 수의 부품으로 된 5중 밸브를 제공하며, 그 밸브는 구동 부품을 무시한다면, 2개의 하우징부, 하나의 밸브 스풀, 6개의 밀봉링만이 존재할 따름이다.

처음에 언급한 바와 같이, 구동에 필요한 수단 및/또는 초기 위치로 되돌리기 위해 필요한 수단(10, 11)은 별체의 하우징에 설치되어 있어서, 그것을 종방향으로 분할할 필요가 없다. 종방향 공간이 적어도 하우징을 구성하고 있다는 점이 중요하며, 그러한 하우징에 밸브 스풀(9)과 협동하는 밀봉링(7)이 설치된다. 하우징을 종방향으로 분할하는 것에 의해 조립 부착이 용이해진다.

본 실시예에 따른 밸브는 인력을 그다지 필요로 하지 않는 자동화 조립에 적합하다. 전술한 종래 기술과 비교하면, 조립 시간은 약 40% 감소될 수 있다. 또한, 취급 부품의 수도 적고, 더욱이 조립 장치에 대한 투자는 종래 기술의 약 70% 정도로 감소한다. 하우징 부분의 재료는 다양한 용도에 따라 선택 가능하며, 합성 수지 이외에도 예로써, 아연 합금 등의 금속을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 홈이나 구멍 등의 부분의 가공이 없기 때문에 기능면에서 신뢰도가 높다.

Claims (18)

1. 밸브 스풀이 설치되는 스풀 수용 공간이 내부에서 축방향으로 연장하는 밸브 하우징과, 유체 경로를 형성하도록 상기 밸브 스풀과 직접 밀봉 접촉하는 다수의 밀봉링을 구비하고, 상기 밸브 하우징은 상기 스풀 수용 공간의 영역에서 종방향으로 연장하는 다수의 하우징부로 형성되어 종방향으로 분할되며, 상기 밀봉링은 상기 밸브 스풀과 동축으로 상호 간격을 두고 축방향으로 배열되어 있는 스풀 밸브에 있어서, 상기 하우징부는 각각 상기 스풀 수용 공간의 하나의 벽부를 구성하고, 그 벽부는 상기 밸브 스풀의 외주 방향으로 연장하고, 상기 밸브 스풀과 직접 밀봉 접촉하는 상기 밀봉링은 상기 밸브 스풀이 상기 밸브 하우징에 고정되도록 상기 밸브 하우징에 직접 형성되는 지지용 홈에 의해 지지되며, 상기 지지용 홈은 상기 하우징부에 의해 이루어진 상기 스풀 수용 공간의 상기 벽부에 형성되어 있는 원주부로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브 하우징은 종방향으로 연장하는 2개의 하우징부로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 하우징부에 의해 형성된 2개의 벽부 각각은 상기 스풀 수용 공간 및 상기 지지용 홈의 외주 절반을 구성하는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
4. 제1항에 있어서, 상기 하우징부는 접합면에서 서로 영구 접합되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
5. 제1항에 있어서, 상기 하우징부는 클립, 나사, 클램프에 의해 함께 체결 고정되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
6. 제1항에 있어서, 접합면에서 상기 하우징부 사이에 밀봉체가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
7. 제1항에 있어서, 접합면에서 상호 접촉되어 있는 상기 하우징부의 접촉면은 정밀 기계 가공되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
8. 제1항에 있어서, 상기 하우징부는 합성 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
9. 제1항에 있어서, 상기 지지용 홈을 축방향으로 한정하는 경계면은 상기 스풀 수용 공간에서 반경방향으로 돌출함과 함께 상기 스풀 수용 공간의 원주 방향으로 연장하는 반경 방향 돌출부 전체에 또는 일부에 형성되며, 상기 하우징부가 조립된 상태에서 상기 돌출부는 환형 구조를 취하며, 2개의 인접한 지지용 홈의 축방향으로 인접한 경계면 사이에 환형의 반경 방향 절삭부가 설치되며, 상기 밸브 하우징을 관통하는 밸브 덕트가 상기 절삭부 안으로 개방되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
10. 제1항에 있어서, 상기 각각의 밀봉링은 환형의 탄성 중합체 밀봉재로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
11. 제1항에 있어서, 스풀 수용 공간, 또는 스풀 수용 공간 사이에 동축으로 인접한 하나 이상의 하우징 공간내에 동축으로 삽입된 센터링 부품을 또한 구비하며, 상기 센터링 부품은 상기 하우징부의 위치 조절을 위해 설치되는 동시에 상기 밸브 하우징 덮개를 구성하는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
12. 제1항에 있어서, 상기 하우징부는 성형에 의해 형성되며, 지지용 홈은 성형중에 오목부로서 직접 형성되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
13. 제1항에 있어서, 상기 밸브 하우징은 2개의 하우징부로 구성되고, 상기 하우징 양단부에 각각 하우징 덮개를 구비하며, 하나 이상의 상기 하우징 덮개는 하우징부와 일체로 형성된 부품으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
14. 제1항에 있어서, 상기 스풀 수용 공간의 양측에 밸브 작동용 제어 요소를 수용하기 위하여 분할된 상기 밸브 하우징의 내측에 위치되는 하우징 공간, 또는 상기 밸브 하우징의 단부에 배치된 추가의 하우징의 부품을 구비하는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
15. 제1항에 있어서, 상기 스풀 수용 공간내로 개방된 밸브 덕트는 상기 하우징부들중 하나의 하우징부에만 설치되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
16. 제1항에 있어서, 상기 밸브 하우징의 조립후에 상기 스풀 수용 공간으로의 접근을 가능케 하도록 하우징 개구부가 상기 밸브 하우징의 하나 이상의 단부측에 설치되며, 상기 하우징 개구부는 하우징 덮개에 의해 폐쇄될 수 있으며, 상기 하우징 덮개는 밸브를 작동시키는 제어 요소를 수용하기 위해 추가의 하우징에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
17. 제1항에 있어서, 각각의 상기 밀봉링은 탄성재의 밀봉체를 구비하며, 상기 밀봉체는 지지링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.
18. 제4항에 있어서, 상기 하우징부는 서로 용접 또는 접착되는 것을 특징으로 하는 스풀 밸브.