KR100398080B1 - 압력/유량 제어밸브 - Google Patents

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에스엠씨 가부시키 가이샤
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Abstract

본 발명은 압력/유량 제어밸브에 관한 것이다. 상기 압력/유량 제어밸브는 압력조절부(32)를 구비한다. 상기 압력조절부(32)는 구멍(94)과 그 자신 사이의 틈새를 관통하여 유동하는 압력 유체의 압력을 감소시키기 위한 밸브플러그(82), 상기 밸브플러그(82)와 함께 일체적으로 변위가능하게 되면서 패킹(89)이 설치되는 스템(86), 및 상기 밸브플러그(82)를 제1 밸브바디(12)의 내부 벽 표면에 형성되는 환형 돌출부(92)를 향하여 압압하기 위해 상기 스템(86)의 일단부에 고정되는 스프링 부재(76)를 갖는다.

Description

압력/유량 제어밸브{Pressure Flow Rate Control Valve}
본 발명은 실린더와 같은 액츄에이터에 공급되는 또는 액츄에이터로부터 배출되는 압력 유체의 압력 및 유량을 제어하는 것이 가능하게 되도록 하는 압력/유량 제어밸브에 관한 것이다.
실린더와 같은 액츄에이터에 공급되는 또는 액츄에이터로부터 배출되는 압력유체의 압력 및 유량을 제어하기 위해 사용되는 압력/유량 제어밸브는 당 업계에 공지되어 있다.
본 출원인은 압력이 실린더에 공급될 때 체크밸브로서 작용하는 유량 조절용 밸브가 장착된 압력 제어밸브를 제안한 바 있다. 상기 유량 조절용 밸브가 장착된 압력 제어밸브는 압력 유체가 실린더로부터 배출될 때 그 밸브플러그의 개도에 따라 그를 관통하여 유동하는 압력 유체의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브, 및 압력이 실린더에 공급될 때 압력 조절용 스프링에 의해 발생되는 힘에 따라 감소되는 압력을 갖는 압력 유체를 공급하기 위한 압력제어밸브를 구비한다. 상기 유량 조절밸브 및 상기 압력제어밸브는 서로 평행하게 배열된다(이상, 일본국 실용신안 공고 제62-12081호 참조).
본 발명의 목적은 간단하고 편리한 기구에 의해 이차 압력을 조절할 수 있도록 하며, 부품의 개수를 감소시킬 수 있도록 하고 작은 크기 및 가벼운 중량을 구현할 수 있도록 하는 압력/유량 제어밸브를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압력/유량 제어밸브를 나타낸 사시도;
도 2는 도 1의 II-II 선 수직 단면도;
도 3은 밸브플러그가 변위되어 착지부상에 착지되는 밸브 폐쇄상태를 나타낸 부분 수직 단면도;
도 4는 도 1에 도시한 압력/유량 제어밸브를 구성하는 밸브 기구를 나타낸 분해 사시도;
도 5는 도 2의 V-V 선 수직 단면도;
도 6은 도 1에 도시한 압력/유량 제어밸브를 통합하는 유체 압력 회로의 개략 도면;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력/유량 제어밸브를 나타낸 축방향 수직 단면도;
도 8은 도 7의 VIII-VIII 선 측 단면도;
도 9는 도 7에 도시한 압력/유량 제어밸브의 회로 배열을 나타낸 도면;
도 10은 도 7에 도시한 압력/유량 제어밸브를 구성하는 밸브스토퍼를 나타낸 사시도;
도 11은 도 7에 도시한 압력/유량 제어밸브를 사용하는 미터-아웃 제어의 회로 배열을 나타낸 도면;
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력/유량 제어밸브를 나타낸 축방향 수직 단면도;
도 13은 도 12에 도시한 압력/유량 제어밸브를 사용하는 미터-인 제어의 회로 배열을 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
12: 제1 밸브바디, 14: 제2 밸브바디, 16: 돌출부, 18: 제3 밸브바디,
22: 튜브 조인트부, 24: 일차 포트, 30: 이차 포트, 32: 압력조절부,
35: 체크밸브부, 36: 유량조절부, 50: 제2 연통통로, 54: 통로,
56: 제1 연통통로, 76: 스프링부재, 82: 밸브플러그, 86: 스템,
89: 패킹, 92: 환형 돌출부, 94: 착지부, 202,204,206: 메인 밸브바디,
210: 유량조절부, 212: 제1 체크밸브, 214: 압력조절부, 216: 제2 체크밸브,
217: 연통통로
본 발명의 상기한 목적 및 다른 목적, 특성 및 장점을 일예로서 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 첨부한 도면을 참조로 하여 이하에 상술하기로 한다.
도 1을 참조하면, 도면부호 10은 본 발명의 일실시예에 따른 압력/유량 제어밸브를 나타낸다.
압력/유량 제어밸브(10)는 제2 밸브바디(14) 및 제3 밸브바디(18)를 구비한다. 상기 제2 밸브바디(14)는 대체로 수직한 방향에서 서로 일체로 결합되는 두 개의 대체로 원통형인 부재로 구성되고 원통형 형상을 가지면서 내부에 끼워지는 제1 밸브바디(12)의 회전 중심 둘레에서 화살표 A의 방향으로 회전가능하게 된다. 상기 제3 밸브바디(18)는 대체로 L형의 절곡된 형상을 가지며 상기 제2 밸브바디(14)의 돌출부(16)(도 2 참조)의 회전 중심 둘레에서 화살표 B의 방향으로 회전가능하게 결합된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 링형의 제1 내지 제3 시일부재(seal members)(20a 내지 20c)이 상기 제1 밸브바디(12)의 원주방향 외면상의 환형 홈내에 설치된다. 링형 제4 시일부재(20d)는 상기 제2 밸브바디(14)의 돌출부(16)의 환형 홈에 설치된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 도시하지 않은 튜브를 경유하여 압력 유체 공급원에 연결되는 튜브 조인트부(22)는 제3 밸브바디(18)의 일단부에 제공된다. 공지된 소위 원-터치 조인트는 상기 튜브 조인트부(22)를 위해 배열된다. 상기 원-터치 조인트는 밀려짐으로써 상기 튜브 조인트(22)로부터 상기 튜브를 분리시키기 위한 분리용 부시(25)를 갖도록 배열되며, 분리용 부시(25)는 대체로 일차 포트(24)로서 작용하는 구멍을 갖는다. 상기 제3 밸브바디(18)에는 제1 통로(26)가 형성되고, 상기 제1 통로(26)는 상기 제3 밸브바디(18)를 따라 절곡되며 상기 일차 포트(24)와 연통된다.
차후에 상술하는 실린더의 포트내로 나사결합되는 숫나사부(28)는 제1 밸브바디(12)의 하단부에서 원주방향 외면상에 형성된다. 대체로 이차 포트(30)로서 작용하는 구멍이 상기 수나사부(28)의 원주방향 내면에 의해 형성된다. 상기 일차 포트(24)로부터 공급되는 압력 유체의 압력을 예정된 압력값을 갖도록 조절하기 위한 압력조절부(32) 및 체크밸브(34)가 배열되는 체크밸브부(35)는 상기 제1 밸브바디(12)의 내부에 대체로 동축적으로 제공된다. 상기 압력조절부(32) 및 상기 체크밸브부(35)의 축선에 대체로 평행한 방향에서 연장되는 유량조절부(36)는 상기 제2 밸브바디(14)의 내부에 제공된다.
상기 튜브 조인트부(22) 및 상기 유량조절부(36)는 상기 튜브 조인트부(22)가 상기 제2 밸브바디(14)내에 배열되고 상기 유량조절부(36)가 상기 제3 밸브바디(18) 내에 제공되도록 서로 교체될 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 유량조절부(36)는 상기 제2 밸브바디(14)에 내부적으로 끼워지는 대체로 원통형의 유지용 부재(38), 상기 유지용 부재(38)의 중심 부분에 형성되는 계단형(stepped) 관통구멍(40)을 따라 연장되며 상기 관통구멍(40)내에서 회전가능하게 유지되는 조절용 스크루우 부재(42), 상기 조절용 스크루우부재(42)의 제1 단부에 결합되는 손잡이부(44), 및 상기 조절용 스크루우부재(42)를 요구되는 위치에 고정시키기 위한 너트부재(46)를 포함한다. 상기 조절용 스크루우부재(42)의 제1 단부(48)는 대체로 테이퍼되는 횡간 단면을 갖도록 형성된다. 상기 조절용 스크루우부재(42)의 상기 제1 단부(48) 및 상기 계단형 관통구멍(40)의 내부 벽표면 사이의 격리 거리는 손잡이부(44)를 이용하여 상기 조절용 스크루우부재(42)의 나사 조임량을 증가시키거나 감소시킴으로써 조절된다. 그러므로, 상기 계단형 관통구멍(40)을 관통하여 유동하는 압력 유체는 상기 조절용 스크루우부재(42)의 상기 제1 단부(48) 및 상기 계단형 관통구멍(40)의 상기 내부 벽표면 사이의 격리 거리에 따라 예정된 유속(유량)을 갖도록 교축된다. 상기 계단형 관통구멍(40)의 제1 단부는 상기 제2 밸브바디(14)에 형성되는 제2 통로(제2 연통통로)(50)와 연통되도록 형성된다.
환형의 제1 챔버(52)는 상기 유지용 부재(38)의 원주방향 외면과 상기 제2 밸브바디(14)의 원주방향 내면 사이에 형성된다. 상기 제1 챔버(52)는 상기 계단형 관통구멍(40)에 대체로 수직한 방향에서 연장되는 제3 통로(54)를 경유하여 상기 계단형 관통구멍(40)과 연통되도록 형성된다. 또한, 상기 제1 챔버(52)은 상기 계단형 관통구멍(40)에 대체로 평행하게 연장되는 제4 통로(제1 연통통로)(56)와 연통되도록 형성된다.
본 실시예에 있어서, 도 5에 도시한 바와 같이, 서로 대체로 평행하게 연장되는 상기 제2 통로(50) 및 상기 제4 통로(56)는 예정된 격리 거리 만큼 서로로부터 수직방향을 따라 격리되도록 형성된다. 상기 제4 통로(56)의 상부 내부 벽표면(58a) 및 하부 내부 벽표면(58b)은 상기 제2 밸브바디(14)의 상부 윤곽(60)을 따라 커어브되는 형상을 갖도록 형성된다. 상기 제2 통로(50)의 하부 내부 벽표면(52)은 상기 제2 밸브바디(14)의 하부 윤곽(64)을 따라 반원형의 형상을 갖도록 형성된다. 상기 제2 통로(50) 및 상기 제4 통로(56)를 상기한 바와 같이 상기 제2 밸브바디(14)의 상부 윤곽(60) 및 하부 윤곽(64)을 각각 따르는 횡간 단면 형상들을 갖도록 형성하므로써 상기 제2 밸브바디(14)의 벽 두께가 감소될 수 있고, 전체장치는 작은 크기 및 가벼운 중량을 가질 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 원통형 형상을 갖는 하부-장착 캡부재(68)는 링 부재(66)에 의해 상기 제1 밸브바디(12)의 상부 구멍내에 유지된다. 환형의 제5 및 제6 시일부재(20e, 20f)이 상기 캡부재(68) 및 상기 제1 밸브바디(12)의 내부 벽표면 사이의 환형 홈들에 설치된다. 상기 링부재(66)는 상기 제1 밸브바디(12)의 원주방향 내면상에 형성되는 환형 고정용 폴(pawl)(70)을 환형 홈에 고정시킴으로써 상기 제1 밸브바디(12)의 개구부내에 고정된다.
상기 캡부재(68)의 축방향에서 슬라이딩가능하게 되는 밸브 기구(74)는 상기 캡부재(68)에 의해 둘러싸여지는 제2 챔버(72)내에 제공된다. 상기 밸브 기구(74)는 상기 캡부재(68)의 내부 벽표면에 고정되는 스프링부재(76)의 탄성력에 의해 항상 하방으로 압압되는 상태에 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 스프링 부재(76)의 탄성력(스프링력)은 예정된 값을 갖도록 사전에 세팅된다. 그러나, 나사조임 시스템에 기초해서 상기와 같은 작용을 달성하기 위해, 도시하지 않은 나사부가 상기 캡부재(68)상에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 스프링부재(76)의 탄성력을 자유롭게 조절하므로써 이차 압력을 제어하는 것도 또한 가능하게 된다.
도 2 및 4에 도시한 바와 같이, 상기 밸브 기구(74)는 원주방향을 따라 서로로부터 90°의 각도만큼 격리되는 네 개의 다리들(78a 내지 78d)을 가지며 예컨대 천연고무 및 합성고무와 같은 탄성부재(80)로 코팅되는 밸브플러그(82), 및 상기 밸브플러그(82)의 상부 부분에 형성되는 구멍(84) 내에 일체적으로 결합되는스템(86)을 포함한다. 상기 스템(86)에는 한 쌍의 팽창된 디스크부(88a, 88b)가 형성되고, 상기 한 쌍의 팽창된 디스크부(88a, 88b)는 대체로 동일한 직경을 가지며 예정된 격리 거리만큼 서로로부터 격리된다. 가요성 재료로 제조되면서 대체로 V형의 횡간 단면을 갖는 패킹(89)이 상기 한 쌍의 디스크부(88a, 88b) 사이에 설치된다. 오리피스로서 작용하는 다수의 구멍(90)이 상기 밸브플러그(82)의 근접한 다리(78a 내지 78d) 사이에 형성된다.
본 실시예에 있어서, 상기 밸브 기구(74)는 상기 밸브플러그(82)의 다리(78a 내지 78d)가 상기 제1 밸브바디(12)의 내부벽 표면상에 형성되는 환형 돌출부(92)의 상부 표면에 접지될 때, 밸브 개방상태에 있게 된다(도 2 참조). 상기 밸브 기구(74)는 상기 스프링부재(76)의 탄성력을 극복하면서 상기 제1 밸브바디(12) 상에 형성되는 테이퍼 구멍(94) 상에 착지되므로써 밸브 폐쇄상태에 있게 된다(도 3 참조). 이러한 과정에 있어서, 상기 구멍(94)은 상기 밸브플러그(82)를 위한 착지부로서 작용한다. 상기 구멍(94)은 상기 패킹(89)의 직경이 상기 구멍(94)의 직경과 대체로 동일하게 되도록 설계된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 환형 제3 챔버(96)는 상기 밸브플러그(82)와 상기 스템(86)의 결합 부분에 형성된다. 상기 제3 챔버(96)는 상기 제4 통로(56) 및 상기 제2 밸브바디(14) 내에 형성되어 절곡된 형상을 갖는 제5 통로(98)를 경유하여 상기 제1 챔버(52)와 연통되도록 형성된다.
체크밸브부(35)는 상기 제1 밸브바디(12)의 구멍의 하부 부분에 설치되고, 그 중심 부분에 원통형 부재(102)를 갖는다. 상기 원통형 부재(102)에는 축방향으로 연장되는 계단형 관통구멍(100)이 형성된다. 제4 챔버(104)는 상기 제1 밸브바디(12)의 내부벽 표면과 상기 원통형 부재(102)의 원주방향 상부 외면 사이에 형성된다. 제5 챔버(106)는 상기 제1 밸브바디(12)의 상기 내부벽 표면과 상기 원통형 부재(102)의 원주방향 하부 외면 사이에 형성된다.
설부(tongue)(108)를 갖는 체크밸브(34)는 상기 원통형 부재(102)의 중간 부분에 형성되는 환형 홈에 설치된다. 상기 체크밸브(34)는 이하와 같이 설계된다. 즉, 상기 제4 챔버(104)와 제5 챔버(106) 사이의 연통은 상기 설부(108)가 상기 제4 챔버(104) 측으로부터 공급되는 압력 유체의 작용에 따라 상기 제1 밸브바디(12)의 외부벽 표면에 접촉되도록 하용하므로써 차단된다. 한편, 상기 설부(108)가 상기 제5 챔버(106) 측으로부터 공급되는 유체 압력의 작용에 따라 내측으로 가요적으로 이동될 때, 상기 제4 챔버(104)는 상기 제5 챔버(106)와 연통된다.
상기 제4 챔버(104)는 상기 제2 밸브바디(14)에 형성되는 상기 제2 통로(50)를 경유하여 상기 유량조절부(36)의 상기 계단형 관통구멍(40)과 연통되도록 형성된다. 상기 제5 챔버(106)는 상기 원통형 부재(102)에 형성되는 구멍(110)을 경유하여 상기 이차 포트(30)와 연통되도록 형성된다.
본 실시예에 따른 압력/유량 제어밸브(10)는 기본적으로 상기한 바와 같이 구성된다. 이하, 이러한 압력/유량 제어밸브(10)의 작동, 작용 및 효과를 설명하기로 한다.
우선, 도 6에 도시한 바와 같은 유체 압력 회로가 본 실시예에 따른 압력/유량 제어밸브(10)를 사용하므로써 구성된다. 즉, 상기 압력/유량 제어밸브(10)의 일차 포트(24)는 도시하지 않은 튜브를 사용하므로써 방향 제어밸브(112)에 연결되고, 상기 이차 포트(30)는 실린더(114)의 제1 포트(116a)에 연결된다. 다른 제어밸브(118)는 실린더(114)의 제2 포트(116b)와 상기 방향 제어밸브(112) 사이에 삽입된다. 압력 유체 공급원(120)은 상기 방향 제어밸브(112)에 연결된다.
상기한 바와 같이 구조되는 유체 압력 회로에 있어서, 압력 유체(예컨대, 압축 공기)는 상기 압력 유체 공급원(120)의 구동작용에 따라 상기 일차 포트(24)를 경유하여 공급된다. 이 상황에서, 상기 밸브플러그(82)는 밸브 개방상태에 있게 되므로써, 상기 다리(78a 내지 78d)이 스프링부재(76)의 탄성력에 따라 상기 환형 돌출부(92)의 상부 표면에 접지된다(도 2 참조).
상기 일차 포트(24)를 경유하여 공급되는 압력 유체는 상기 제1 통로(26) 및 제1 챔버(52)에 도달하며, 상기 제1 챔버(52)와 연통되는 상기 제4 통로(56) 및 제5 통로(98)를 경유하여 상기 압력조절부(32)내로 도입된다. 상기 압력 유체는 상기 밸브플러그(82)와 착지부로서 작용하는 상기 구멍(94) 사이의 틈새를 통과할 때 압력이 감소된다. 상기 압력 유체는 근접한 다리(78a 내지 78d) 사이에 형성되는 구멍(90) 및 상기 원통형 부재(102)의 상기 계단형 관통구멍(100)을 관통하여 통과한다. 상기 압력 유체는 상기 이차 포트(30) 및 포트(116a)를 경유하여 실린더(114)의 제1 실린더챔버로 공급된다.
상기 일차 포트(24)로부터 공급되는 압력 유체는 상기 제1 통로(26) 및 제1 챔버(52)를 경유하여 상기 유량조절부(36)의 계단형 관통구멍(40)을 통과하고, 상기 체크밸브부(35) 내로 도입된다. 그러나, 상기 압력 유체의 유동은 상기 체크밸브(34)의 체킹작용에 따라 차단된다.
상기 이차 포트(30)로부터 안내되는 이차 압력은 상기 밸브플러그(82)와 상기 구멍(94) 사이의 틈새에 의해 교축되는 압력 유체가 상기한 바와 같이 상기 이차 포트(30)로부터 실린더(114)의 상기 제1 실린더챔버로 공급되는 상태에서 상기 스프링부재(76)의 탄성력과 평형화된다. 상기 밸브플러그(82)는 스프링부재(76)의 탄성력을 극복하면서 상방향으로 이동되고 착지부(구멍(94)) 상에 착지된다. 따라서, 압력 유체의 유동은 차단된다.
즉, 상기 스템(86)에 설치되는 패킹(89)의 직경이 상기 착지부로서 작용하는 구멍(94)의 직경과 대체로 동일하게 되도록 세팅된다. 상기 이차 포트(30)로부터 안내되는 이차 압력이 상기 스프링 부재(76)의 탄성력에 일치하는 평형화된 압력이 될 때, 상기 밸브플러그(82)는 상방향으로 이동되며 상기 착지부(구멍(94))상에 착지된다. 그러므로, 밸브플러그(82)는 밸브 폐쇄상태에 있고, 압력 유체의 유동은 차단된다(도 3 참조). 결과적으로, 실린더(114)의 제1 실린더챔버는 예정된 압력으로 유지되는 상태에 있게 된다. 피스톤은 상기한 바와 같이 예정된 압력으로 유지되는 압력 유체의 작용에 따라 화살표 D의 방향에서 종착 단부 위치를 향하여 변위된다.
이어서, 상기 방향 제어밸브(112)의 밸브 위치가 상기 방향과 반대되는 방향(화살표 C의 방향)에서 피스톤을 변위시키도록 절환될 때, 상기 이차 포트(30)로부터 도입되는 압력 유체는 스프링부재(76)의 탄성력을 극복하면서 상기 밸브플러그(82)를 상방향으로 압압한다. 따라서, 상기 밸브플러그(82)가 상기 착지부 상에 착지되는 밸브 폐쇄상태가 유지된다.
그러므로, 피스톤이 화살표 C의 방향에서 변위될 때, 실린더(114)의 상기 제1 실린더챔버로부터 공급되어 상기 이차 포트(30)를 통과하는 압력 유체는 상기 실린더부재(102)의 구멍(110) 및 제5 챔버(106)를 관통하여 유동한다. 상기 체크밸브(34)의 설부(108)는 그에 따라 내부를 향하여 가요적으로 이동되고, 압력 유체는 상기 체크밸브부(35)를 관통하여 통과한다. 그 후, 상기 압력 유체는 상기 제2 통로(50)를 경유하여 상기 유량조절부(36)내로 도입된다. 압력 유체는 상기 계단형 관통구멍(40)의 내부벽 표면 및 조절용 스크루우부재(42)의 제1 단부(48) 사이의 미리 세팅된 격리 거리에 따라 예정된 유량을 갖도록 교축된다. 그 후에, 상기 압력 유체는 상기 일차 포트(24)로부터 상기 계단형 관통구멍(40)과 연통되는 제3 통로(54), 제1 챔버(52) 및 제1 통로(26)를 경유하여 안내된다.
본 실시예에 있어서, 상기 스템(86)에 설치되는 패킹(89)의 직경은 상기 착지부로서 작용하는 상기 구멍(94)의 직경과 대체로 동일하게 세팅된다. 상기 밸브플러그(82)는 상기 이차 포트(30)로부터 안내되는 이차 압력이 상기 스프링부재(76)의 탄성력에 일치하는 평형화된 압력이 될 때 변위된다. 그러므로, 본 실시예에 있어서는, 단일 스프링부재(76)를 사용하므로써 밸브플러그(82)를 작동시키는 것이 가능하게 된다. 이에 따라, 상기 밸브 기구(74)의 배열이 단순화되고 부품들의 개수가 감소된다. 그러므로, 더욱 작은 크기 및 더욱 가벼운 중량을 구현하는 것이 가능하게 된다.
본 실시예에 있어서, 상기 일차 포트(24)와 이차 포트(30) 사이에서 상기 압력조절부(32) 및 유량조절부(36)를 평행한 방식으로 각각 연통시키고 연결시키기 위한 제2 통로(50) 및 제4 통로(56)는 상기 제2 밸브바디(14)의 상부 및 하부 윤곽(60, 64)을 따라 각각 형성되는 횡간 단면 형상을 갖는다. 따라서, 상기 제2 밸브바디(14)의 벽 두께가 감소되며, 전체 장치의 작은 크기 및 가벼운 중량을 구현하는 것이 가능하게 된다.
본 실시예에 있어서, 상기 튜브 조인트부(22)는 튜브와 같은 튜브부재를 탈착가능하게 연결시키기 위해 제공된다. 또한, 상기 튜브부재의 안내 방향에 관한 한 상기 튜브부재는 모든 방향에서 자유롭게 안내된다. 따라서, 상기 압력/유량 제어밸브를 사용할 때 편의성이 증대된다.
다음에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력/유량 제어밸브(200)를 도 7 및 8에 도시한다. 전기한 실시예의 경우에 있어서와 동일한 구성 부품은 동일한 도면부호를 사용하여 도시하며 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 압력/유량 제어밸브(200)는 제2 밸브바디(204) 및 제3 밸브바디(206)를 구비한다. 상기 제2 밸브바디(204)는 대체로 수직한 방향에서 서로 일체로 결합되는 두 개의 대체로 원통형인 부재로 구성되고 원통형 형상을 가지면서 내부에 끼워지는 제1 밸브바디(202)의 축선(axis)의 회전 중심 둘레에서 회전가능하게 된다. 상기 제3 밸브바디(206)는 상기 제2 밸브바디(204)의 돌출부(16)의 회전 중심 둘레에서 회전가능하게 결합된다.
링형의 제1 및 제2 시일부재(208a, 208b)이 상기 제1 밸브바디(202)의 원주방향 외면상의 환형 홈에 설치된다(도 7 참조). 링형의 제3 시일부재(208c)는 상기 제2 밸브바디(204)와 상기 제3 밸브바디(206) 사이의 결합 부분에서 환형 홈에 설치된다(도 8 참조). 도시하지 않은 튜브를 경유하여 압력 유체 공급원에 연결되는 튜브 조인트부(22)가 제3 밸브바디(206)의 단부에 제공된다.
일차 포트(24)로부터 공급되는 압력 유체의 유량을 조절하기 위한 유량조절부(210) 및 제1 체크밸브(212)가 상기 제1 밸브바디(202)의 내부에 대체로 동축적으로 제공된다. 압력조절부(214) 및 제2 체크밸브(216)는 상기 제2 밸브바디(204)의 내부에서 상기 제1 밸브바디(202)의 축선에 대체로 수직한 방향에서 동축적으로 제공된다. 상기 유량조절부(210) 및 상기 압력조절부(214) 사이의 연통을 제공하기 위한 연통통로(217)가 상기 제1 밸브바디(202)와 상기 제2 밸브바디(204) 사이의 결합 부분에 형성된다(도 9 참조).
상기 압력조절부(214)는 제2 밸브바디(204)의 개구부에 결합되는 캡부재(218), 상기 캡부재(218)에 형성되는 관통구멍(220)의 나사부 내로의 조임량을 증가시키거나 감소시킴으로써 이후에 상술하는 바와 같이 스프링부재(222)의 탄성력을 세팅하기 위해 상기 나사부에 계합되는 압력 조절용 스크루우(224), 및 상기 압력 조절용 스크루우(224)를 예정된 위치에 고정시키기 위한 체결용 너트(226)를 포함한다.
상기 압력조절부(214)는 상기 압력 조절용 스크루우(224)와 동축적으로 배열되는 밸브플러그(228), 상기 밸브플러그(228)의 일단부에 형성되는 단일 다리(230)에 대해 접지되는 밸브스토퍼(232), 탄성력의 작용에 따라 밸브스토퍼(232)를 향하여 상기 밸브플러그(228)를 압압하기 위해 상기 압력 조절용 스크루우(224)와 상기 밸브플러그(228) 사이에 삽입되는 스프링부재(222), 및 상기 일차 포트(24)로부터 공급되는 압력 유체가 이차 포트(30)를 향하여 유동하는 것을 방지하기 위한 제2 체크밸브(216)를 포함한다.
상기 밸브스토퍼(232)는 대체로 디스크 형상을 갖도록 성형된다. 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 밸브스토퍼(232)에는 동심적으로 배설되는 중심을 갖는 다수의 원형 구멍(236a 내지 236d)이 제공된다. 상기 밸브플러그(228)는 밸브스토퍼(232)의 대체로 중심 부분에 대해 접지되어 그 변위를 조절하게 된다.
상기 밸브플러그(228)는 상기 스프링부재(222)의 탄성력을 극복하면서 착지부(238) 상에 착지되기 위해 러버와 같은 탄성부재로 코팅되는 테이퍼된 표면(240), 상기 밸브플러그(228)에 일체적으로 그리고 동축적으로 결합되는 스템(242), 및 상기 스템(242) 상의 환형 홈에 설치되는 패킹(244)을 포함한다.
이러한 배열에 있어서, 상기 스템(242)에 설치되는 패킹(244)의 직경은 상기 착지부(238)의 직경과 대체로 동일하게 되도록 형성된다. 상기 이차 포트(30)로부터 안내되는 이차 압력은 상기 스프링부재(222)의 탄성력에 일치되도록 평형화된다. 따라서, 밸브플러그(228)는 상기 밸브스토퍼(232)로부터 분리되는 방향에서 변위되고 착지부(238)상에 착지된다.
본 발명의 본 실시예에 따른 압력/유량 제어밸브(200)는 기본적으로 상기한 바와 같이 구성된다. 이하, 이러한 압력/유량 제어밸브(200)의 작동, 작용 및 효과를 설명하기로 한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 미터-아웃 제어를 수행하기 위한 유체 압력 회로가 본 실시예에 따른 압력/유량 제어밸브(200)를 이용하여 구성된다. 즉, 상기 압력/유량 제어밸브(200)의 일차 포트(24)는 도시되지 않은 튜브에 의해 방향 제어밸브(112)에 연결되며, 상기 이차 포트(30)는 실린더(114)의 제1 포트(116a)에 연결된다. 다른 제어밸브(118)는 상기 방향 제어밸브(112)와 상기 실린더(114)의 제2 포트(116b) 사이에 삽입된다. 압력 유체 공급원(120)은 상기 방향 제어밸브(112)에 연결된다.
상기한 바와 같이 구성되는 유체 압력 회로(246) 내에서 압력 유체 공급원(120)의 구동 작용에 따라 다른 제어밸브(118)에 의해 상기 헤드측에 배설되는 실린더챔버(248)에 압력 유체가 공급되면 피스톤(250)이 화살표 F의 방향으로 변위된다. 로드측에 배설되는 실린더챔버(252)로부터 안내되는 압력 유체는 상기 압력/유량 제어밸브(200)의 이차 포트(30)로 공급된다. 상기 압력 유체는 유량조절부(210)에 의해 예정된 유량을 갖도록 교축된다. 그 후, 상기 압력 유체는 상기 연통통로(217)를 경유하여 상기 압력조절부(214) 내로 도입된다.
상기 압력조절부(214) 내로 도입된 압력 유체는 상기 밸브스토퍼(232)의 구멍(236a 내지 236d)을 관통하여 통과한다. 상기 압력 유체는 상기 착지부(238) 및 밸브플러그(228)의 상기 테이퍼진 표면(240) 사이의 공간을 유통하여 상기 일차 포트(24)로부터 도출된다. 이러한 과정에 있어서, 상기 이차 포트(30)로부터 공급되는 이차 압력은 상기 스프링부재(222)의 탄성력에 일치하도록 평형화된다. 따라서, 상기 밸브플러그(228)는 상기 착지부(238)상에 착지되어 밸브 폐쇄상태를 제공한다. 이러한 과정은 전기한 실시예의 과정과 동일한 방식으로 수행된다. 상기 유량조절부(210)에 의해 예정된 유량을 갖도록 교축된 압력 유체의 일부는 상기 제2 체크밸브(216)의 설부(108)를 내측으로 절곡시키면서 유동하고, 상기 일차 포트(24)로부터 안내된다.
본 실시예에 있어서는, 예컨대, 로드측의 실린더챔버(252)의 압력이 상기 압력 조절용 스크루우(224)에 의해 세팅된 사전 세팅 압력보다 낮게 되는 경우에도, 상기 연통통로(217)를 경유하여 도입된 압력 유체는 상기 제2 체크밸브(216)를 통과하여 상기 일차 포트(24)로부터 도출된다. 본 실시예는 상기와 같은 경우에 있어서도 피스톤(250)에 대한 속도 제어가 연속적으로 수행될 수 있다는 점에 장점이 있다.
또한, 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력/유량 제어밸브(200a)는 제1 체크밸브(212)가 상기 방향과 반대되는 방향에서 조립되어 상기한 방향과 반대되는 방향에서 체킹작용이 이루어지도록 구성된다. 따라서, 본 발명은 미터-인 제어에 기초해서 유체압력회로(254)에도 적용이 가능하게 된다(도 13 참조). 이러한 배열에 있어서, 다른 제어밸브(118a)에서의 체킹방향이 상기한 방향과 반대가 되도록 세팅된다.
상기한 바와 같이, 제1 체크밸브(212)의 방향은 조립시 상기한 방향들중의 특정의 하나로 선택된다. 그러므로, 미터-아웃 제어에 기초한 유체 압력 회로(246) 및 미터-인 제어에 기초한 유체 압력 회로(254)중의 특정의 어느 하나에 적용될 수 있는 압력/유량 제어밸브(200, 200a)를 얻는 것이 가능하게 된다.
본 발명은 간단하고 편리한 기구에 의해 이차 압력을 조절할 수 있어 부품 개수를 감소시킬 수 있으며 소형 경량화할 수 있다.

Claims (7)

  1. 압력/유량 제어밸브에 있어서, 제1 단부에 형성되는 이차 포트(30)를 구비하면서 원통 형상을 갖도록 성형되는 제1 밸브바디(12),
    대체로 서로 수직한 방향에서 일체로 결합되는 두 개의 원통형 부재를 포함하고 상기 제1 밸브바디(12)의 회전 중심 둘레에서 회전가능하게 되는 제2 밸브바디(14),
    대체로 절곡된 L형 형상을 갖도록 성형되며 상기 제2 밸브바디(14)의 돌출부(16)의 회전 중심 둘레에서 회전가능하게 되는 제3 밸브바디(18),
    상기 제3 밸브바디(18)내에 배열되고 튜브부재를 일차 포트(24)에 탈착가능하게 연결시키기 위한 튜브 조인트가 제공되는 튜브 조인트부(22),
    상기 일차 포트(24)와 연통되는 통로(54)를 관통하여 유동하는 압력 유체를 조절하여 예정된 유량을 얻기 위해 상기 제2 밸브바디(14) 내에 배열되는 유량조절부(36),
    상기 일차 포트(24)와 연통되는 제1 연통통로를 경유하여 도입되는 상기 압력 유체의 압력을 조절하기 위해 상기 제1 밸브바디(12)의 제1 단부측에 배열되는 압력조절부(32), 및
    상기 이차 포트(30)로부터 상기 유량조절부(36)로 지향되는 상기 압력 유체만이 제2 연통통로를 경유하여 그리고 그 자신을 관통하여 유동되는 것을 허용하기 위해 상기 제1 밸브바디(12)의 제2 단부측에 배열되는 체크밸브부(35)를 구비하고;
    상기 압력조절부(32)가 착지부와 그 자신 사이의 틈새에 따라 상기 압력 유체의 상기 압력을 감소시키기 위한 밸브플러그(82), 상기 밸브플러그(82)와 함께 일체적으로 변위되기 위한 패킹(89)이 설치되는 스템(86), 및 상기 밸브플러그(82)를 제1 밸브바디(12)의 내부벽 표면에 형성되는 환형 돌출부(92)를 향하여 압압하기 위해 상기 스템(86)의 제1 단부에 고정되는 스프링 부재(76)를 포함하며;
    상기 이차 포트(30)로부터 안내되는 이차 압력이 상기 스프링부재(76)의 탄성력과 평형을 이룰 때 상기 밸브플러그(82)가 상기 착지부(94) 상에 착지되는 밸브 폐쇄상태가 주어지는 것을 특징으로 하는 압력/유량 제어밸브.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 일차 포트(24)는 상기 튜브부재가 탈착가능하게 연결되는 상기 튜브 조인트부(22)에 제공되며, 상기 튜브부재는 모든 방향에서 탈착가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 압력/유량 제어밸브.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 연통통로는 단면이 원호상으로 되어 있고, 상기 제2 연통통로는 단면이 반원상으로 되어 있으며, 상기 제1 연통통로와 제2 연통통로는 각각 직경방향으로 소정 거리만큼 떨어져 형성되는 것을 특징으로 하는 압력/유량 제어밸브.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 스템(86)에 설치되는 상기 패킹(89)의 직경이 상기밸브플러그(82)를 위한 상기 착지부로서의 상기 제2 밸브바디(14)의 구멍(94)의 직경과 대체로 동일하게 세팅되는 것을 특징으로 하는 압력/유량 제어밸브.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 압력조절부(32) 및 상기 체크밸브부(35)가 상기 제1 밸브바디(12)의 내부에서 축방향으로 대체로 동축적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 압력/유량 제어밸브.
  6. 압력/유량 제어밸브에 있어서, 이차 포트(30) 및 유량조절부(210)를 갖는 제1 밸브바디(202),
    압력조절부(214)를 갖는 제2 밸브바디(204),
    일차 포트(24)를 갖는 제3 밸브바디(206)를 구비하고,
    상기 유량조절부(210)는 상기 일차 포트(24)쪽으로 압력유체의 유통을 저지하는 제1 체크밸브(212)를 가지며, 상기 이차 포트(30)로부터 도입된 압력유체를 소정의 유량으로 조정하는 것이고,
    상기 압력조정부(214)는 상기 이차 포트(30)쪽으로 압력유체의 유통을 저지하는 제2 체크밸브(216)를 가지며, 상기 일차 포트(24)로부터 도입된 압력유체를 소정의 압력으로 감압하여 상기 이차 포트(30)로부터 도출시키는 것이며,
    상기 압력조절부(214)와 상기 유량조절부(210)를 상호 연통시키는 연통통로(217)가 설치되는 것을 특징으로 압력/유량 제어밸브.
  7. 제6 항에 있어서, 미터-아웃 제어 및 미터-인 제어중의 특정의 하나가 상기 제1 체크밸브(212)의 체킹방향을 변화시킴으로써 선택가능하게 되는 것을 특징으로 하는 압력/유량 제어밸브.
















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