KR100286708B1 - 스풀 - Google Patents

Abstract

스풀에 형성된 패킹부착구멍(16)이 구멍폭이 넓은 넓은폭 부분(16a)과 구멍폭이 좁은 좁은폭 부분(16b)을 보유하고, 그 패킹부착구멍(16)에 부착된 패킹(12)이 상기한 넓은폭 부분(16a)에 끼워맞추는 제1부분(12a)과 좁은폭 부분(16b)에 끼워맞추는 제2부분(12b)을 보유하고, 그 제2부분(12b)의 양측면에 각각 동심원형상으로 형성된 복수의 고정용 돌출부분(22A)을 상기한 좁은폭 부분(16b)의 구멍벽에 눌러서 접하게 하는 것에 의해서, 그 패킹(12)을 부착구멍(16)내에 고정적으로 부착한다.

Description

스풀

본 발명은 스풀밸브에 내장되어 유로의 전환에 사용하는 스풀에 관련된 것이다.

이 종류의 스풀은 일반적으로 공기의 유로를 형성하는 적어도 1개의 잘록한 부분과, 그 잘록한 부분에 인접하여 위치하는 적어도 1개의 실 랜드(seal land)와, 그 실 랜드에 둘레방향에 형성된 고리형상의 패킹부착구멍을 보유하는 막대형상의 스풀본체와, 상기한 패킹부착구멍에 부착된 고리형상의 패킹을 구비한 구성을 보유하고 있다.

그리고, 상기한 패킹으로서 일반적으로 중앙부분이 잘록한 타원형의 단면형상을 가지는 것을 사용하고, 이것을 패킹부착구멍에 끼워 넣어서 사용하였지만, 그 패킹이 패킹부착구멍으로부터 떠올라서 미끄럼이동저항이 커지게 되어 패킹부착구멍으로부터 벗겨지기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 이것은 스풀에 의한 유로의 전환시에, 상기한 패킹과 밸브구멍 내주면과의 사이의 미끄럼이동저항이나 패킹에 작용하는 유체압 등에 의해서 그 패킹이 변형되어 바깥방향으로 잡아당겨지는 것에 의해서, 그 패킹과 패킹부착구멍과의 사이에 간격이 생겨서 그 간격으로부터 압축공기가 패킹 내주면과 구멍밑바닥과의 사이에 공간부분으로 유입되고, 이것이 패킹을 외주측으로 향해서 밀어 올리기 때문에 그 패킹이 떠오른 상태로 되어서 미끄럼이동저항이 커져서 부착구멍으로부터 벗겨지기 쉽게 된다.

이 문제를 해결하기 위해서 본 출원인은 예를 들면 실용신안등록 제2521876호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 패킹의 떠오름방지기능을 보유하는 스풀을 제안하였다. 이 스풀은 패킹의 양측면에 실 립(seal lip)을 보유하고 있고, 이 실 립을 패킹부착구멍의 구멍벽에 항상 접하게 하여 구멍밑바닥 공간으로의 압축공기의 유입을 방지하는 것에 의해서, 그 구멍밑바닥 공간을 공기의 유입에 대하여 밀폐하고, 패킹이 떠오르면 그 구멍밑바닥 공간이 부압(負壓)으로 되어서 그 떠오름을 방지하도록 한 것이다.

따라서, 상기한 개량형의 스풀은 패킹이 실 립을 보유하고, 그 패킹을 패킹부착구멍에 끼워맞출 때에 상기한 실 립이 부착구멍의 측벽에 접한 상태에서 구멍밑바닥측에 이동하기 때문에, 그 실 립에 의해서 구멍안의 공기가 압축되고, 공기저항에 의해서 부착작업에 지장을 주게 되거나 압축된 공기가 구멍밑바닥 공간에 가두어 봉해질 우려가 있다.

본 발명의 주요한 목적은 패킹에 실 립을 설치하지 않고, 그 패킹을 부착구멍내에 고정적으로 부착할 수 있는 구조가 간단하며 밀봉 정밀도가 양호한 스풀을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 구성을 보유하는 스풀에 있어서, 패킹의 유연성을 높여서 전환시의 미끄럼이동저항을 경감시키는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의하면 패킹부착구멍과 그 부착구멍내에 부착된 패킹을 구비한 스풀이 제공된다.

상기한 부착구멍은 구멍폭이 넓은 구멍입구측의 넓은폭 부분과, 그 넓은폭 부분보다 구멍폭이 좁은 구멍밑바닥측의 좁은폭 부분을 구비하고, 상기한 넓은폭 부분의 깊이가 좁은폭 부분의 깊이보다 크게 형성되어 있다.

한편, 상기한 패킹은 상기한 넓은폭 부분에 끼워맞추는 제1부분과 좁은폭 부분에 끼워맞추는 제2부분을 구비하는 것과 동시에, 그 제2부분의 양측면에, 상기한 좁은폭 부분의 구멍벽에 눌러서 접하게 하는 것에 의해서 그 패킹을 부착구멍내에 고정하는 복수의 동심원형상의 고정용 돌출부분과, 이들 고정용 돌출부분을 패킹의 반지름방향으로 가로절단하는 적어도 1개의 통기용 오목홈부를 구비하고 있다.

도 1은 본 발명의 스풀을 사용한 스풀밸브의 일례를 표시한 단면도이다.

도 2는 스풀의 중요부분 확대단면도이다.

도 3은 상기한 스풀에 사용하는 패킹의 일례를 표시한 사시도이다.

도 4는 패킹의 다른 예를 표시한 사시도이다.

도 5는 또 다른 패킹을 부착한 스풀의 중요부분 확대단면도이다.

도1은 본 발명의 스풀을 사용하는 스풀밸브의 일례를 표시한 것으로서, 이 스풀밸브(1)의 밸브본체(2)는 공급포트(P), 출력포트(A, B) 및 배출포트(EA, EB), 이들 포트가 개구하는 밸브구멍(3)을 구비하고 있다.

상기한 밸브구멍(3)내에는 스풀(10)이 기밀하게 미끄럼이동이 가능하도록 삽입되고, 도면에 표시하지 않은 적당한 구동수단으로 구동되도록 되어 있고, 그 구동에 의해서 상기한 출력포트(A, B)가 공급포트(P)와 배출포트(EA, EB)에 서로 접속되도록 되어 있다.

상기한 스풀(10)은 막대형상의 스풀본체(11)와 그 스풀본체(11)에 부착된 고리형상의 패킹(12A)으로 구성되어 있다.

상기한 스풀본체(11)는 공기의 유로를 구성하는 복수의 잘록한 부분(14), 그 잘록한 부분(14)에 인접하여 위치하는 복수의 실 랜드(15), 이들 실 랜드(15)의 외주에 형성된 복수의 패킹부착구멍(16)을 보유하고, 각 패킹부착구멍(16)에 상기한 패킹(12A)이 각각 끼워붙이기되어 있다. 또한, 상기한 스풀본체(11)의 축방향의 양단 근방에 형성된 구멍에는 밸브구멍(3)과의 사이를 밀봉하는 고리형상의 밀봉부재(17)가 끼워붙이기 되어 있다.

상기한 패킹부착구멍(16)은 도2에 표시하듯이 구멍입구측에 위치하는 넓은폭 부분(16a)과, 구멍밑바닥측에 위치하는 좁은폭 부분(16b)으로 되어 있고, 그 좁은폭 부분(16b)의 깊이(b)가 부착구멍 전체의 깊이(c)의 1/2 이하로 형성되어 있다. 바꿔서 말하면, 상기한 넓은폭 부분(16a)의 깊이(a)는 좁은폭 부분(16b)의 깊이(b)보다 크게 형성되어 있다.

한편, 상기한 패킹(12A)은 고무나 합성고무 혹은 합성수지처럼 유연하게 밀봉성을 보유하는 소재로 되어 있으므로, 도3에서도 나뉘어져 있듯이 상기한 부착구멍(16)의 넓은폭 부분(16a)에 끼워맞추는 외주측의 제1부분(12a)과, 좁은폭 부분(16b)에 끼워맞추는 내주측의 제2부분(12b)으로 되어 있다.

상기한 제1부분(12a)은 패킹 반지름방향의 길이가 제2부분(12b)보다 길게 형성되는 것과 동시에, 두께가 제2부분(12b)의 두께보다 약간 작게 형성되어서 부착구멍(16)의 넓은폭 부분(16a)내에 여유를 가지고 끼워맞추어져 있다.

또한, 상기한 제2부분(12b)의 양측면에는 패킹(12A)의 중심축선의 둘레에 동심원형상으로 위치하는 복수의 고리형상을 한 고정용 돌출부분(22A)이 각각 형성되고, 이들 고정용 돌출부분(22A)을 부착구멍(16)의 좁은폭 부분(16b)의 구멍벽에 압축상태로 눌러서 접하게 하는 것에 의해서, 이 눌러서 접하는 힘으로 그 패킹(12A)을 부착구멍(16)내에 고정적으로 부착하도록 되어 있다. 이 때에, 패킹 내주면과 부착구멍(16)의 구멍밑바닥과의 사이의 구멍밑바닥 공간(19)에 압축공기가 막아서 봉해지지 않도록 하기 위해서, 상기한 제2부분(12b)의 양측면에는 상기한 각 고정용 돌출부분(22A)을 방사(放射)방향으로 가로절단하는 통기용 오목홈부(24)가 동등한 간격으로 복수개 형성되고, 이들 오목홈부(24)에 의해서 구멍밑바닥 공간(19)을 부착구멍(16)의 외부에 개방하고 있다.

상기한 각 고정용 돌출부분(22A)은 각각 고리형상으로 연속하는 1개의 선에 의해 형성되어서, 그 일부를 패킹(12A)의 반지름방향으로 제거하는 것에 의해서 상기한 오목홈부(24)가 형성되어 있다. 이 경우의 상기한 고정용 돌출부분(22A)의 단면형상은 임의이고, 예를 들면 사다리꼴형상, 삼각형상, 정현곡선형상으로 할 수 있다.

상기한 패킹(12A)은 적당한 치구(治具)로 지름을 확장시킨 상태에서 부착구멍(16)에 끼워넣는 것에 의해서, 도2에 표시하듯이 제2부분(12b)이 좁은폭 부분(16b)에 끼워맞추어지고, 제1부분(12a)이 넓은폭 부분(16a)에 끼워맞추어진 상태로 부착되고 있다. 그리고, 상기한 제2부분(12b)의 측면에 있는 복수의 고정용 돌출부분(22A)이 좁은폭 부분(16b)의 구멍벽에 압축상태에서 눌러서 접하게 되고, 그 눌러서 접하는 힘으로 부착구멍(16)내에 고정된다.

이때, 복수의 고정용 돌출부분(22A)을 동심형상으로 형성하고, 이들 고정용 돌출부분(22A)을 좁은폭 부분(16b)의 구멍벽에 눌러서 접하게 하도록 함으로서, 이와 같은 고정용 돌출부분(22A)을 구비하지 않은 패킹을 부착구멍내에 눌러서 넣는 경우와 비교해서, 복수의 고정용 돌출부분(22A)을 작은 힘으로 순차 압축변형하면서 부착할 수 있기 때문에, 이 부착이 용이하게 되고, 부착된다면 복수의 고정용 돌출부분(22A)의 눌러서 접하게 하는 힘이 가산되기 때문에, 각각의 고정용 돌출부분(22A)의 눌러서 접하게 하는 힘은 작아져도, 이들 합계의 눌러서 접하게 하는 힘에 의해서 그 부착은 매우 강고하게 된다.

또한, 상기한 제2부분(12b)의 측면에는 상기한 고정용 돌출부분(22A)을 가로절단하는 오목홈부(24)가 형성되어 있기 때문에, 패킹(12A)의 부착시에 구멍밑바닥 공간(19)에 압축공기가 막혀서 봉해지지 않아서, 그 부착작업이 용이하게 되는 것과 동시에 부착후에 패킹(12A)이 떠올라서 미끄럼이동저항이 증대되거나 부착구멍(16)으로부터 벗겨질 우려가 없다.

더욱이 또한, 상기한 제1부분(12a)의 길이가 제2부분(12b)보다 길게 형성되는 것과 동시에, 두께가 제2부분(12b)보다 약간 작게 형성되어서, 그 제1부분(12a)이 부착구멍(16)의 넓은폭 부분(16a)내에 여유를 가지고 끼워맞추어지기 때문에, 스풀의 미끄럼이동시에 그 제1부분(12a)이 넓은폭 부분(16a)내에서 유연하게 변형할 수 있고, 그 스풀의 미끄럼이동저항이 경감된다.

도4에는 패킹의 다른예가 표시되어 있다. 이 패킹(12B)이 도3에 표시한 패킹(12A)과 다른점은, 각 고정용 돌출부분(22B)이 각각 독립하는 복수의 작은 돌기(29)를 고리형상으로 배열하는 것에 의해 형성된다고 하는 점이다. 그리고 인접하는 작은 돌기(29, 29)간의 간격에 의해서 상기한 오목홈부(24)가 형성되어 있다.

그리고, 상기한 작은 돌기(29)의 형상은 임의로서, 원기둥형도, 각기둥형도 혹은 부정형도 괜찮다.

상기한 이외의 구성은 실질적으로 도3의 패킹(12A)과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

도5에는 또 다른 패킹을 부착한 스풀의 중요부분이 표시되어 있다. 이 패킹(12C)이 상기한 도3 및 도4에 표시한 패킹(12A, 12B)과 서로 다른점은, 제1부분(12a)과 제2부분(12b)과의 사이에 잘록한 부분(33)을 설치하는 것에 의해서 이부분으로 패킹(12C)의 유연성을 높이는 점이다. 상기한 잘록한 부분(33)은 패킹(12C)의 전체둘레에 걸쳐서 형성하여도 좋지만, 간격을 두어서 부분적으로 형성하여도 좋다. 그리고, 그 잘록한 부분(33)은 패킹(12C)의 양면에 오목부(33a)를 설치하는 것에 의해 형성된다.

상기한 잘록한 부분(33)의 형성에 의해서 패킹(12C)의 유연성을 높여서 미끄럼이동저항을 한층 경감할 수가 있다.

그리고, 상기한 패킹(12C)에 있어서의 고정용 돌출부분(22C)은 도3에 표시한 패킹(12A)과 같이 연속하는 선도 괜찮고, 도4에 표시한 패킹(12B)과 같이 복수의 작은 돌기(29)가 나란히 된 것도 괜찮다.

상기한 구성을 보유하는 본 발명의 스풀에 있어서, 부착구멍내에 끼워붙이기 된 상기한 패킹은, 제2부분에 형성된 고정용 돌출부분이 좁은폭 부분의 구멍벽에 눌러서 접하게 되는 것에 의해서 그 부착구멍내에 고정된다. 이 경우, 상기한 고정용 돌출부분이 복수개 설치되어 있고, 이들 고정용 돌출부분이 좁은폭 부분의 구멍벽에 압축상태에서 강하게 눌러서 접하기 때문에, 그 패킹은 매우 강고하게 고정되어서 부착구멍으로부터 떠올라서 벗겨지게 되는 일이 없고, 뛰어난 밀봉 기능을 발휘한다.

또한, 상기한 패킹 내주면과 부착구멍의 구멍밑바닥과의 사이의 구멍밑바닥공간이 상기한 고정용 돌출부분을 가로절단하는 통기용 오목홈부에서 부착구멍의 외부와 연이어 통하게 하기 때문에, 이 구멍밑바닥 공간에 압축공기가 가두어 봉해지지 않고, 따라서, 이 가두어 봉해진 공기에 의해서 패킹이 떠오를 우려도 없다.

또한, 상기한 부착구멍이 넓은폭 부분과 좁은폭 부분으로 나뉘어져서, 넓은폭 부분의 깊이가 좁은폭 부분의 깊이보다 크기 때문에, 이것들에 끼워맞추는 패킹도 제1부분의 반지름방향길이가 제2부분보다도 길게 되고, 제1부분이 넓은폭 부분내에 여유를 가지고 끼워맞추는 것으로 된다. 이 때문에, 스풀의 미끄럼이동시에 제1부분이 넓은폭 부분내에 있어서 유연하게 변형될 수 있고, 그 결과 그 스풀의 미끄럼이동저항이 경감된다.

본 발명의 1개의 구체적인 실시형태에 의하면, 상기한 각 고정용 돌출부분이 각각 연속하는 선형상으로 형성되어서, 그 일부를 잘라내어 깎아내는 것에 의해서 상기한 오복홈부가 형성되어 있다.

본 발명의 다른 구체적인 실시형태에 의하면, 상기한 각 고정용 돌출부분이 각각 독립하는 복수의 작은 돌기를 고리형상으로 배열하는 것에 의해서 형성되어서, 인접하는 작은 돌기사이의 간격에 의해서 상기한 오목홈부가 형성되어 있다.

본 발명에 의하면, 상기한 패킹에 있어서의 제1부분의 두께가 제2부분의 두께보다 작게 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기한 패킹의 유연성을 높이기 위하여, 상기한 제1부분과 제2부분과의 사이의 적어도 일부에 잘록한 부분을 설치할 수 있다.

Claims (5)

1. 공기의 유로를 형성하는 적어도 1개의 잘록한 부분, 그 잘록한 부분에 인접하여 위치하는 적어도 1개의 실 랜드 및 그 실 랜드에 둘레방향으로 형성된 고리형상의 패킹부착구멍을 보유하는 막대형상의 스풀본체와, 상기한 패킹부착구멍에 부착된 고리형상의 패킹을 구비하고, 상기한 부착구멍은 구멍폭이 넓은 구멍입구측의 넓은폭 부분과, 그 넓은폭 부분보다 구멍폭이 좁은 구멍밑바닥측의 좁은폭 부분을 구비하여서 상기한 넓은폭 부분의 깊이가 좁은폭 부분의 깊이보다 크게 형성되어 있고, 상기한 패킹은 상기한 부착구멍의 넓은폭 부분에 끼워맞추는 제1부분과 좁은폭 부분에 끼워맞추는 제2부분을 구비하는 것과 동시에, 제2부분의 양측면에, 상기한 좁은폭 부분의 구멍벽에 눌러서 접할 때의 눌러서 접하는 힘으로 그 패킹을 부착구멍내에 고정하는 복수의 동심원형상으로 위치하는 고리형상의 고정용 돌출부분과, 이들 고정용 돌출부분을 패킹의 반지름방향으로 가로절단하는 적어도 1개의 통기용 오목홈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스풀.
2. 제1항에 있어서, 상기한 각 고정용 돌출부분이 각각 연속하는 선형상으로 형성되어서 그 일부를 잘라내어 깎아내는 것에 의해서 상기한 오목홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스풀.
3. 제1항에 있어서, 상기한 각 고정용 돌출부분이 각각 독립하는 복수의 작은 돌기를 고리형상으로 배열하는 것에 의해서 형성되고, 인접하는 작은 돌기간의 간격에 의해서 상기한 오목홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스풀.
4. 제1항에 있어서, 상기한 패킹에 있어서의 제1부분의 두께가 제2부분의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 스풀.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기한 패킹이 상기한 제1부분과 제2부분과의 사이의 적어도 한 부분에, 유연성을 높이기 위하여 잘록한 부분을 보유하는 것을 특징으로 하는 스풀.