KR100406086B1 - 스텝밸브 - Google Patents

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루크 라멜렌 운트 쿠플룽스바우 베타일리궁스 카게
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Abstract

본 발명은 유압 시스템내에 삽입되는 밸브장치에 관한 것이다. 이 밸브장치는 케이싱(17a, 17b)을 지니고 있으며, 상기 케이싱은 2개의 접속부(22, 23)와 폐쇄요소(14)를 지니고 있으며, 이 폐쇄요소(14)는 중립위치에서 밸브시트(6)에 접한다. 본 발명에 따르면, 밸브부재(11)가 설치되어 있으며, 그 밸브부재(11)는 각각 한 개의 유동방향으로 배속된 상호 간격을 두고 배치된 스텝 밸브(15a, 15b)를 지니고 있으며, 그 스텝 밸브의 폐쇄요소(14)는 스프링력에 의해 부하를 받는다.

Description

스텝 밸브
유압 시스템에, 압력매체 유동을 일방향으로 통과시켜, 역류를 차단시키기 위하여, 일방향 밸브(역지 밸브 또는 압력 제한 밸브로도 불리워진다)를 설치하는 것이 공지되어 있다. 이러한 유형의 공지된 밸브는, 스프링 부하를 받는 폐쇄요소를 지니고 있으며, 이 폐쇄요소는 일방향 밸브의 차단위치에서 그 시일 시트에 접촉하여 그것을 시일하도록 되어 있다. 이러한 밸브의 구조에 따르면, 개방압력은, 스프링의 예하중력 및 압력 유체에 의해 부하를 받는 밸브면에 현저하게 의존하고 있다. 이에따라, 용적류가 증대함에 따라, 상승하는 유동 저항이 조절된다. 이러한 특성은 다양한 사용예에 있어서 부적절하다.
독일 특허 제27 28 486호 명세서에 따르면, 폐쇄요소가 폐쇄위치에 있어서 케이싱측의 밸브 시트에 기밀방식으로 접촉하도록 되어 있는 상기 언급된 형식의밸브 장치가 공지되어 있다. 이 경우, 케이싱내에서 입구를 통하여 폐쇄요소를 향하여 유입하는 압력매체는, 제2의 밸브면보다도 작은 제1의 밸브면에 부하를 가한다. 제2의 밸브면은, 압력유체가 폐쇄요소를 밸브시트로부터 변위시킨 후에 조절된다. 이 경우, 제2의 밸브면은, 구형의 밸브요소의 직경에 상당하며, 폐쇄요소가 밸브시트로부터 들어올려진 직후에는, 관통 유동 횡단면이 일방향 밸브에 의해 조절되지 않는다. 왜냐하면, 폐쇄요소는 아직 스텝 구멍의 단차진 부분에서 안내되어야 하기 때문이다. 그 스텝 구멍의 직경은, 폐쇄요소의 직경보다도 약간 크다. 폐쇄요소가 스텝 구멍의 다음의 큰 부분으로 더 벗어나면, 관통 유동 횡단면이 조절된다. 공지의 일방향 밸브는, 개방위치에 있어서 폐쇄요소의 조절불가능한 이동을 허용하며, 이에따라, 폐쇄요소는 케이싱에 충돌하며, 나아가서는 부적절한 잡음이 조장되는 것으로 된다.
발명의 목적
본 발명의 목적은, 압력유체에 의해 2개의 유동방향으로 부하를 받으며, 유동 저항을 감소시키는 밸브장치로서, 이 경우에 잡음의 효과적 감소가 가능하도록 되는 밸브장치를 제공하는 것이다.
발명의 요약
상기 목적은 본 발명에 따르면, 청구항 제1항의 특징부에 기재된 특징에 의해 달성된다.
본 발명의 해결책은, 1개의 밸브 부재에, 상호 간격을 두고 배치된, 각각 1개의 유동방향에 소속하는 2개의 스텝 밸브를 배치하고, 이들 스텝 밸브가 상호 합치하여 만나는 밸브 시트와 스프링 부하를 받는 폐쇄요소를 구비하고 있는 점에 있다. 본 발명에 따른 밸브 부재는, 예를들면 교호의 유동방향을 지니는 유압순환경로에 접속된 밸브장치내에 삽입되어 있으며, 유리하게는 점점 저하하는, 폐쇄요소의 개방특성을 지니고 있다. 이것은, 폐쇄요소의 개방후에 유동 저항이 폐쇄요소에 설치된 큰 부하면에 기인하여, 폐쇄시의 폐쇄요소와 비교하여 감소되는 것에 의해 얻어진다. 압력유체에 의해 부하를 받는, 폐쇄상태와 개방상태 사이의 폐쇄요소의 여러 가지 다른 면과 함께, 폐쇄요소를 밸브시트의 방향으로 접동(摺動)시키는 비교적 유연한 스프링이, 밸브부재의 유동저항을 바람직하게 감소시키도록 작용한다.
구조적인 구성에 기초하여, 스텝 밸브를 개방시키기 위하여, 개방상태의 스텝 밸브에 대하여 비교적 높은 압력이 필요하게 된다. 이러한 작용 형식은, 유압 시스템내의 압력 맥동(脈動)을 보상하기 위하여 유용하다. 이에따라, 예를들면, 고주파에서 발생하는 압력 진동이, 밸브의 부적절한 개방을 초래하지 않도록 되어 있다. 본 발명에 따르면, 유압식으로 작용하는 면의 변화 또는 스텝 밸브에서의 압력 손실의 변화를, 용적류에 관련하여 바람직하게 조절하는 것이 가능하다. 유리한 형식으로, 스텝 밸브를 차량의 유압식의 클러치 조작에 사용함으로써, 클러치 페달에서의 페달 감각을 개선하는 것이 가능하다.
본 발명의 유리한 구성에 따르면, 밸브 장치는, 밸브 디스크에서 반경방향으로 간격을 두고 배치되며, 각각 한 개의 유동방향으로 배속된 2개의 밸브시트를 지니고 있으며, 그 밸브시트 각각에 1개의 폐쇄요소가 배속되어 있다. 이러한 2개의 유동방향으로 배속된 콤팩트한 2개의 스텝 밸브 장치는, 2개의 유동방향을 위한 한개의, 점점 저하하는 개방특성을 가능하게 한다. 구조 스페이스에 관련된 최적의 구조형식에 기초하여, 예를들면, 이와같이 구성된 스텝 밸브는, 유압 시스템의 다른 구성부재와 조합시키는 것이 가능하다.
각각의 폐쇄요소에 배속된 압축 코일 스프링은, 폐쇄요소의 개방상태와 폐쇄상태의 사이에서 거의 균일한 스프링력이 조절되도록 설계되어 있다.
이를 위해, 비교적 유연하게 설계된 구성된 스프링이 사용된다. 이 스프링은, 본 발명에 따라, 폐쇄요소의 여러 가지 다른 밸브면과 조합하여, 스텝 밸브의 점차로 저하하는 바람직한 개방특성이 달성되도록 한다.
폐쇄요소로서, 회전 대칭적으로 구성된 구성부재를 사용하면 유리하다. 이를 위하여, 구(球)로서 구성된 폐쇄요소가 특히 적합하다. 더욱이, 마찬가지로, 스러스트 와셔로 구성된 폐쇄요소를 사용할 수도 있다. 이 스러스트 와셔는, 직경 단차부에 합쳐진, 직경의 단차진 밸브 시트를 지니고 있다. 선택적인 다른 구성으로서, 원통형 구조의 회전대칭적인 폐쇄요소를 사용하는 것도 가능하다. 이러한 회전대칭적인 폐쇄요소는, 양단면측이 원뿔대를 이루는 원추형으로 형성되어 있다. 질량을 감소시키기 위하여, 원통형으로 형성된 폐쇄요소를 중공체(中空休)로서 구성한다.
점차로 저하하는 개방특성을 확실한 것으로 하든가, 또는 약화하기 위하여, 큰쪽의 밸브면을, 폐쇄한 스텝 밸브에 있어서 압력매체에 의해 부하를 받는 밸브면의 1.2배 내지 5배로 하면 유리하다.
본 발명의 다른 유리한 구성요건에 따르면, 밸브 디스크는 폐쇄요소를 가이드하기 위한 가이드 부재를 지니고 있으며, 이 가이드 부재에 의해, 폐쇄요소는 개방상태에 있어서도 반경방향의 가이드를 지니고 있다. 이에따라, 종래의 일방향 밸브 또는 스텝 밸브에 있어서, 폐쇄요소가 예를들면 제어되지 않고 케이싱 부재에 충돌함에 따라 발생하는, 부적절한 잡음 발생이 효과적으로 억제된다. 이 경우, 폐쇄요소를 위한 반경방향의 가이드는 여러 가지 형상으로 구성하는 것이 가능하다. 이를 위하여, 유리하게는, 예를들면, 스텝 밸브의 케이싱 또는 밸브 디스크와 일체적으로 결합된, 원주방향으로 분배하여 배치된 웨브 또는 핀이 적절하다. 더욱이, 가이드 부재로서 밸브 디스크에 또는 밸브 디스크를 둘러싸는 구성부재에 배치된 가이드 로드의 슬리브, 부시를 사용할 수 있다. 게다가, 적당한 횡단면 프로파일을 지니는 선택적인 가이드 부재가 절절하다. 본 발명에 따르면, 가이드 부재는, ≤ 0.1mm 의 가이드 간극(play)을 보장하도록 되어 있으며, 이에따라, 효과적인 잡음 억제와 결부되어, 정확한 폐쇄요소 가이드가 달성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 폐쇄요소는, 차단위치 예를들면 폐쇄상태에서 기밀방식으로 시일 디스크에 접하여 높은 시일성이 얻어진다. 잡음 억제 및 최적의시일성을 확실히 얻기 위한 수단으로서, 본 발명에 따르면, 폐쇄요소를 위한 시일 시트 또는 밸브 시트는, 플라스틱, 특히 폴리머 재료로 제조되어 있으므로, 빠른 폐쇄속도에 따라 폐쇄요소가 시일 시트에 충돌하여도, 부적절한 잡음 발생의 원인으로 되는 것은 아니다. 선택적으로, 플라스틱으로 제조된 밸브 디스크를 사용할 수도 있다. 본 발명에 따르면, 보조적인 수단으로서, 가이드 부재가, 폐쇄요소를 향한 측에 코팅, 예를들면, PTEF 코팅을 구비하고 있으며, 이에따라, 마찬가지로, 잡음 레벨에 부적절하게 작용하는, 강대강(鋼對鋼)의 접촉은 회피된다.
규정된 누출 슬릿을 폐쇄요소에 배속함으로써, 점차로 저하하는 개방특성이 보조된다. 이와같은, 유리하게는, 가이드 부재내에 설치된 누출 슬릿은 폐쇄요소의 전체 조절 경로에 걸쳐 연장하고 있다. 이러한 수단에 의한 유리한 형식으로, 폐쇄요소의 개방 단계 중에, 유동저항에 영향을 주는 것이 가능하다. 누출 슬릿의 치수 및/또는 기하학적 형상에 의해, 유동저항의 특성곡선에 영향을 주는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 폐쇄요소에 배속된 적어도 하나의 유출제어횡단면이 설치되어 있으며, 이 유출제어횡단면을 통하여, 폐쇄요소의 축방향의 접동후에, 스텝 밸브를 통한 압력매체유동이 얻어진다. 유출제어횡단면으로서는, 예를들면, 상호 간격을 둔 오목부가 가이드 부재의 벽부내에 설치되어 있으며, 이 경우, 유출제어횡단면은 구멍으로서도 또는 종방향 슬릿으로서도 구성하는 것이 가능하다. 최대 용적의 관통 유동의 범위내에서 유동 저항에 영향을 주기 위한 유리한 구성은, 본 발명에 따르면, 유출제어횡단면의 축방향에서 상호 단차를 갖는 배치가 설치되어 있다. 이를 위하여, 선택적으로, 마찬가지로 유출제어횡단면의 나선상으로 연장하는 배치가 제공된다.
1개 또는 복수의 유출제어횡단면을, 폐쇄요소의 스트로크 후에 0.1 내지 2 mm의 압력매체 유동이 얻어지도록 배치하면 유리하다. 유출제어횡단면의 이러한 배치에 의해, 고주파에 의해 발생하는 작은 진폭을 지니는 진동(유압시스템내에서 부적절하게 연속시키고 싶지 않다)이 효과적으로 보상된다.
폐쇄요소의 잡음 발생을 억제하는 다른 수단으로서, 본 발명에 따르면, 좌우비대칭적으로 배치된 가이드 부재 및 유출제어횡단면이 설치된다. 개방상태에서 한 개 또는 다수의 가이드 부재에 폐쇄요소를 의도적으로 접촉시키기 위하여, 가이드 부재는 상호 다른 횡단면을 지니고 있다. 이에 따른 유리한 형식으로, 폐쇄요소를 의도적으로 한쪽 방향으로 변위시키는, 방향성 유동이 조절된다.
본 발명의 유리한 구성에 따르면, 각각의 유동방향으로 배속된 폐쇄요소가, 상호 다른 개방 압력을 지니고 있다. 이에 따라, 경우에 따라서는, 2개의 유동방향의 사이에서 여러 가지 다른 개방특성이 얻어진다. 다른 개방 압력을 얻기 위하여, 예를들면, 폐쇄요소에 배속된 압축 코일 스프링은 여러 가지 다른 특성 곡선을 지니는 것이 가능하다. 선택적으로, 여러 가지 다른 개방 압력을 얻기 위하여, 폐쇄요소를 개방하도록 부하를 가하는 밸브면이 여러 가지 다른 크기로 구성된다.
본 발명에 따르면, 스프링 대신에, 폐쇄요소의 점차로 저하하는 개방특성을 얻기 위한 자석식 수단을 설치하는 것이 제안되어 있다. 이를 위하여 특별한 영구자석이 적절하다. 그 영구자석은, 금속으로 제조된 폐쇄요소를 시일 시트를 향하여 마찰접속(마찰에 의한 속박)식으로 변위시키도록 작용한다. 이 경우, 본 발명의 구성에 따르면, 자석식 수단의 힘은, 폐쇄요소와 자석식 수단의 사이에 조절되는 간격으로 반비례하도록 되어 있다. 자석식 수단을 사용함으로써, 유리한 형식으로, 구조 스페이스에 최적의 스텝 밸브를 실현하기 위한 요구를 개선할 수 있다. 왜냐하면, 자석식 수단은 압축코일스프링과 비교하여, 필요한 구조 스페이스가 작기 때문이다.
본 발명에 따른 밸브 장치는, 차량의 유압식으로 조절되는 마찰 클러치를 위한 유압 시스템내에 사용하기에 적절하다. 이러한 유압 시스템은 내연기관의 종방향 진동에 항상 노출된다. 그 종방향 진동은, 연소충격에 의해 발생되며, 크랭크 샤프트의 크랭크 측면 및 크랭크 핀을 굽힘변형시키며, 그 굽힘변형이 마찰 클러치를 통하여 유압 시스템에 전달되며, 주행 쾌적성에 부적절한 영향을 미치는, 클러치 페달의 부적절한 크롤링(crawling)을 발생시키는 원인이 된다.
본 발명에 따른 밸브 부재를 위한 다른 사용영역으로서는, 내연기관의 가스교환밸브를 조작하기 위한, 유압식으로 절환가능한 밸브 구동 부재가 적절하다. 본 발명의 밸브에 의해 실현된 개방특성은, 유압식의 밸브간극 보상부재, 및 절환 로드를 위한 압력매체 도관내에 사용하기에 특히 적절하다. 본 발명에 따른 밸브 부재에 대한 다른 사용영역으로서는, 인장매체 구동장치를 위한 유압식의 긴축장치 및 유압식의 조타 보조장치가 있다.
본 발명은, 스텝 밸브로서 구성된 유압 시스템의 밸브장치로서, 케이싱을 지니고 있으며, 그 케이싱은 접속부와 적어도 한 개의 밸브를 구비하고 있으며, 그것들의 밸브 시트에는 폐쇄요소가 배속되어 있으며, 그 폐쇄요소는 폐쇄위치에서 제1의 밸브면을 지니고 있으며, 그 제1의 밸브면은 밸브 시트로부터 벗어난 위치에서 조절되는 제2의 밸브면보다도 작은 형식의 스텝 밸브에 관한 것이다.
이하, 도1 내지 도6을 참조하여 3개의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 스텝 밸브의 기본 구조의 단면도이다.
도2는 반경방향으로 서로 간격을 두고 배치된 2개의 스텝 밸브를 지니는 밸브 부재의 종단면도이다.
도3은 도2에 도시된 밸브 부재의 정면도이다.
도4는 완충부재를 형성하기 위한 2개의 케이싱 사이에 삽입된, 도2에 도시된 밸브 부재이다.
도5는 도4에 대하여 선택적으로 구성된, 원통형의 폐쇄요소를 구비한 완충부재를 제시한다.
도6은 종래의 일방향 밸브와 비교한, 본 발명에 따른 스텝 밸브의 유동저항의 특성곡선을 제시하는 선도이다.
도1에는 밸브부재(1)의 종단면도가 도시되어 있으며, 상기 밸브부재(1)는, 스텝 밸브(5)와 케이싱(2)을 지니는 일방향 밸브로서 구성되어 있다. 상기 케이싱(2)은, 한쪽 방향으로 연장하는 가이드 부재(3)를 지니고 있으며, 상기 가이드 부재(3)는 케이싱(2)에 일체적으로 결합되어, 폐쇄요소(4)를 반경방향으로 둘러싸도록 배치되어 있다. 이 경우, 폐쇄요소(4)는 압축코일스프링(10)에 의해 힘이 가해져, 밸브 시트(6)를 형성하면서 케이싱(7)에 접촉하여 있으며, 상기 압축코일스프링(10)은, 폐쇄요소(4)와는 반대측에서 케이싱(7)에 지지되어 있다. 가이드 부재(3)는 좁은 가이드 간극을 유지하면서 폐쇄요소를 형성하고 있다. 스텝 밸브(5)를 통한 압력매체 유동을 얻기 위하여, 밸브면"d"을 통하여 폐쇄요소(4)에 부하를 가하는 압력매체는, 폐쇄요소를 화살표 방향으로 변위시킨다. 폐쇄요소(4)가 밸브 시트(6)로부터 들어올려지면 즉시, 폐쇄요소(4)에 부하를 가한 압력매체는, 폐쇄요소(4)의 적도, 다시말하면, 최대직경에 상당하는 밸브면"D"에 부하를 가한다. 밸브면"d"와 "D" 사이의 면적차이에 기인하여, 그리고, 비교적 유연한 압축코일스프링(10)을 사용한 것에 기인하여, 유동저항은 작게 되며, 따라서, 폐쇄요소(4)의 개방각도가 커진다. 폐쇄요소(4)가 밸브시트(6)로부터 들어올려지면 즉시, 압력매체의 일부는 누출 슬릿(8)을 통하여 유출한다. 이러한, 부적절하게 작용하는 강한 압력단(壓力段) 또는 압력이행을 피하기 위한 누출 슬릿(8)은 종방향 홈으로서 형성되어 가이드 부재(3)내에 배치되어 있다. 폐쇄요소(4)가 위치"A"에 도달하면, 다시말하면, 폐쇄요소(4)의 적도 영역이 위치"A"를 넘으면, 압력매체는 유출제어횡단면(9a)을 통하여 무압(無壓)으로 유출한다. 폐쇄요소(4)가 더 변위되어 위치"B"를 넘으면, 압력매체가 유출제어횡단면(9b)을 통하여 더 도출된다. 위치 "A" 와 "B" 사이의 치수를 변화시킴으로써, 유동저항에 영향을 미칠 수 있다. 도1에 도시된, 유출제어횡단면(9a, 9b)의 2단계구성 대신에, 본 발명의 사상에 따르면, 유출제어횡단면을 가이드 부재(3)에 원주방향에 걸쳐 단차지게 배치하여도 좋다. 마찬가지로, 선택적으로, 나성형으로 구성된 유출제어횡단면을 설치하여도 좋다.
밸브 부재의 작동 모드
밸브면 "d"를 통하여 밸브 부재(1)에 적용되는 압력매체유동(화살표 참조)은 도1에 도시된 폐쇄요소(4)에 부하를 가한다. 밸브면 "d"와 압력매체의 압력의 적(積; product)에 의한 힘이 압축코일스프링(10)의 힘보다도 크게 되면, 폐쇄요소(4)는 화살표 방향으로 축방향의 접동운동을 행한다. 서로 다른 크기의 밸브면 "d" 및 "D" 를 구비한 폐쇄요소(4)가 접동함에 따라, 접동후에, 다시 말하면, 폐쇄요소(4)가 밸브시트(6)로부터 들어올려지면, 압력매체에 의해 부하를 받는 큰 밸브면 "D" 에 기인하여, 폐쇄요소(4)의 접동운동이 가속된다. 이때, 압력매체의 일부가 가이드 부재(3)에 배치된 누설 슬릿(8)을 통하여 유출제어된다. 폐쇄요소(4)의 적도가 위치 "A"에 도달하면 즉시, 스텝 밸브(5)에 의해 압력매체유동이 증대된다. 최대의유동 횡단면은, 폐쇄요소(4)가 위치 "B"를 통과한 때에 얻어지며, 압력매체는 유출제어횡단면(9b)을 통하여 유출한다.
본 발명에 따른 밸브 부재(11)의 다른 실시예(도2 및 도3 참조)에 있어서, 제1 실시예와 합치하는 구성부에는, 동일한 부호에 10을 더한 부호가 사용되어 있다. 따라서, 그것들의 설명에 관하여는, 제1 실시예의 설명을 참조하면 된다.
도2에 도시된 밸브 부재(11)는, 반경방향으로 상호 간격을 두고 배치된 2개의 스텝 밸브(15a, 15b)를 지니고 있다. 이들 스텝 밸브(15a, 15b)는 밸브 디스크(12)내에 배치되어 있으며, 이 경우, 밸브 디스크(12)의 기능은, 도1에 도시된 제1 실시예에 따른 케이싱(2)의 기능에 상당한다. 일렬로 배치된 스텝 밸브(15a, 15b)는, 각각 한 개의 유동방향으로 배속되어 있다. 각각의 화살표는, 압력매체유동을 얻기 위하여 폐쇄요소(4)가 유압매체에 의해 어느 방향으로 접동가능한가를 표시하고 있다. 최적의 유동을 얻기 위하여, 밸브 디스크(12)는 각각 위치 "A" 또는 "B"로 부터 시작하여 반경방향 외측으로 향하여 확대되는, 밸브면 "d" 의 유입측에서 각각 둥글게 된 입구 또는 유출제어횡단면(19)을 지니고 있다. 밸브부재(1; 도1에 따른)와는 다르게, 가이드 부재(13)는 밸브 디스크(12)의 구성부분이며, 그 가이드부재(13)는, 밸브 디스크(12)내에 설치된 구멍에 의해 형성되어 있다. 밸브 부재(11; 도3 참조)의 정면도에 의해, 유출제어횡단면(19)의 배치가 제시되어 있으며, 그 유출제어횡단면(19)은, 각각 밸브 디스크(12)에 원주방향으로 분할하여 설치되어 있으며, 각각 폐쇄요소(4)에 대응하여 배치되어 있다. 이러한 배치에 의해, 위치 "A"의 환형으로 연장하는 축방향의 단부(段部)가 얻어지며, 이에따라, 유출제어횡단면의 합계의 거의 연속적인 증대가 조절된다.
도4에는 완충부재(21)가 도시되어 있으며, 그 완충부재(12)는 차량의 마찰 클러치를 유압식으로 조작하기 위한 "크롤 필터(crawl filter)" 로서 사용가능하며, 2개의 케이싱(17a, 17B)을 지니고 있다. 이러한 케이싱은, 접속부(22 또는 23)를 지니고 있으며, 이 경우, 케이싱(17a)과 케이싱(17b) 사이에는 도2에 도시된 밸브 부재(11)가 삽입되어 있다. 분실을 방지하도록 하나의 유닛을 얻기 위하여, 케이싱(17a, 17b)은 중앙 영역이 부시에 의해 둘러싸여 있으며, 그 부시는 양단면측에, 반경방향 내측으로 각각 한 개의 링 플랜지를 둘러싸는 연곡부를 구비하고 있다.
도5에는, 도4에 비교하여 선택적으로 구성된 완충부재(41)가 도시되어 있으며, 이 완충부재(41)는 밸브 디스크(32)내에 반경방향으로 간격을 두고 삽입된, 원통형 구조의 폐쇄요소(24)를 구비하고 있다. 그 폐쇄요소(24)는 양단면측에 원뿔대형의 이행부를 지니고 있으며, 그 폐쇄요소의 한쪽의 단면측은, 한쪽이 밸브 부재(31)의 폐쇄상태에서 밸브 시트(26)에 접하여 있으며, 다른쪽은 압축코일스프링(30)을 센터링하고 있다. 밸브 부재(31)는, 플라스틱으로 제조된 밸브 디스크(32)로서 구성되어 있으며, 그 밸브 디스크(32)내에 유출제어횡단면(29a, 29b)이 형성되어 있으며, 각 폐쇄요소(24)에 누출 슬릿(28a, 28b)이 배향되어 있다. 가이드 부재(33)로서는, 밸브 디스크(32)에 일체적으로 결합된 탄성적인, 밸브 디스크(32)로부터 축방향으로 돌출하는 보지 핑거(retention finger)가 이용된다. 이러한, 상호 간격을 두고 폐쇄요소(24)를 둘러싸게 배치된 가이드 부재(33)는, 스텝 밸브(25a, 25b)를 형성하는 폐쇄요소(24)를 정확히 가이드하는 것을 보장한다. 더욱이, 완충부재(41)는, 밸브 디스크(32)의 양측에 배속된 케이싱(27a, 27b)을 지니고 있다. 이 케이싱(27a, 27b)은, 유닛을 형성하기 위하여 슬리브(34)에 의해 둘러싸여 있으며, 그 슬리브(34)는, 단면측에서 케이싱(27a, 27b)에 형상접속식(form-locking manner)으로 결합되어 있다.
도6은 일방향 밸브 구조의 종래의 방식으로 구성된 볼 밸브와 비교한, 본 발명에 따른 스텝 밸브(5 또는 15a, 15b) 의 유동 저항의 경과를 제시하는 선도이다. 종축은 유동저항 "Δp"을 표시하고, 횡축은 용적류 "V"를 표시하고 있다. 스텝 밸브(5 또는 15a, 15b)에 대응하는 특성곡선 "a" 은 현저하게 하강하는 곡선을 제시하고 있다. 다시 말하면, 폐쇄요소(4, 14)를 개방하기 위하여 필요한 압력은, 비교적 작은 통과 유량에 있어서 개방상태에서 조절되는 압력보다도 현저히 높다. 압력 상승은 통과 유량 용적에 관련하여 이루어진다. 이와는 달리, 특성곡선 "b"는 구(球) 구조의 폐쇄요소를 구비한 종래구조의 일방향 밸브를 위한 유동저항을 제시한다. 이 특성곡선 "b" 에 있어서는 일방향 밸브의 개방 개시시점에서 이미 유동저항이 상승하여 있다.
* 도면 부호
1. 밸브부재 2. 케이싱 3. 가이드 부재
4. 폐쇄요소 5. 스텝 밸브 6. 밸브 시트
7. 케이싱 8. 누출 슬릿 9a. 유출제어횡단면
9b. 유출제어횡단면 10. 압축코일스프링 11. 밸브부재
12. 밸브 디스크 13. 가이드 부재 14. 폐쇄요소
15a. 스텝 밸브 15b. 스텝 밸브 16. 밸브 시트
17a. 케이싱 17b. 케이싱 18. 누출 슬릿
19. 유출제어횡단면 20. 압축코일스프링 21. 완충부재
22. 접속부 23. 접속 24. 폐쇄요소
25a. 스텝 밸브 25b. 스텝 밸브 26. 밸브 시트
27a. 케이싱 27b. 케이싱 28a. 누출 슬릿
28b. 누출 슬릿 29a. 유출제어횡단면 29b. 유출제어횡단면
30. 압축코일스프링 31. 밸브부재 32. 밸브 디스크
33. 가이드 부재 34. 슬리브 41. 완충부재

Claims (20)

  1. 스텝 밸브(15a, 15b; 25a, 25b)로서 구성된, 유압 시스템의 밸브장치로서, 접속부(22, 23)를 구비한 케이싱(17a, 17b; 27a, 27b)과 밸브부재(11, 31)를 지니고 있으며, 상기 밸브부재는, 서로 간격을 두고 배치되며, 각각 한쪽의 유동방향으로 배속된 2개의 스텝 밸브(15a, 15b; 25a, 25b)를 지니고 있으며, 상기 스텝 밸브는, 밸브 시트(16, 26)와, 스프링력에 의해 부하를 받는 폐쇄요소(14, 24)를 구비하고 있으며, 상기 폐쇄요소(4, 14, 24)가 폐쇄위치에서 제1의 밸브면(d)을 지니고 있으며, 상기 제1의 밸브면은 밸브 시트(6, 16, 26)로부터 변위된 위치에서 조절되는 제2의 밸브면(D) 보다도 작은 형식의 밸브장치에 있어서,
    스텝 밸브(15a, 15b; 25a, 25b)가, 밸브 디스크(12, 32)내에서 반경방향으로 간격을 두고 배치된 2개의 밸브 시트(16, 26)와, 규정된 누출 슬릿(8, 18, 28)을 지니고 있으며, 상기 누출 슬릿이, 폐쇄요소(4, 14, 24)의 전체 축방향 접동에 걸쳐 폐쇄요소(4, 14, 24)에 배속되어 있으며, 폐쇄요소(14, 24)를 가이드하기 위하여 밸브 디스크(12, 32)가 가이드 부재(13, 33)를 구비하고 있으며, 폐쇄요소(14, 24)에 부하를 가하기 위하여 압축코일스프링(10, 20, 30)이 설치되어 있으며, 상기 압축코일스프링은 폐쇄요소(4, 14, 24)의 개방한 상태와 폐쇄한 상태 사이에서 거의 동일한 스프링력이 조절되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폐쇄요소로서, 회전 대칭적인 구성부재 특히 구(球)가설치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  3. 제1항에 있어서, 양단면측에서 원뿔형의 단부를 지니는 원통형 구조의 회전 대칭적인 폐쇄요소(24)가 설치되어 있는(도 5) 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  4. 제1항에 있어서, 제2의 밸브면(D)이 제1의 밸브면(d)의 1.2배 내지 5배에 상당하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 밸브 디스크(12, 32)가 상기 폐쇄요소(14, 24)의 개방방향으로 배향된 부시 또는 슬리브를 지니는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폐쇄요소(14, 24)를 가이드하기 위하여 핀이 설치되어 있으며, 상기 핀은 밸브 디스크(12, 32)내에 삽입되어 있거나 또는 밸브 디스크에 일체적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 밸브 디스크(12, 32) 또는 상기 밸브 디스크(12, 32)를 둘러싸는 구성부재가 웨브를 지니고 있으며, 상기 웨브가 폐쇄요소(14, 24)를 위한 가이드 부재(13, 33)를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 폐쇄요소(4, 14, 24)와 상기 가이드 부재(13, 33)의사이에 ≤ 0.1mm 의 값의 가이드 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 밸브 디스크(12, 32) 또는 상기 밸브 시트(6, 16)만이 플라스틱, 특히 폴리머 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 누설 슬릿(8, 18, 28)은 바람직하게는 반원형, 삼각형 또는 직사각형으로 성형된 윤곽형상을 지니는 것을 특징으로 밸브 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 폐쇄요소(4, 14, 24)에 적어도 하나의 유출제어횡단면(9a, 9b ; 19 ; 29a, 29b)이 배속되어 있으며, 상기 유출제어횡단면을 통하여, 폐쇄요소(4, 14, 24)의 축방향 접동 후에, 스텝 밸브(5, 15a, 15b, 25a, 25b)에 의한 압력매체유동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  12. 제11항에 있어서, 서로 축방향으로 단차진 적어도 2개의 유출제어횡단면(9a, 9b ; 19 ; 29a, 29b)이 설치되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  13. 제11항에 있어서, 원주방향으로 분배하여 배치된 다수의 유출제어횡단면(9a, 9b, 19, 29a, 29b)이 배치되어 있으며, 상기 유출제어횡단면의 밸브시트(6, 16)에 대한 축방향 간격이 나선형으로 변화하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  14. 제11항에 있어서, 압력매체의 유동을 얻기 위하여 폐쇄요소(4, 14, 24)가 축방향으로 0.1 내지 2.0mm 접동가능한 정도의, 밸브 시트(6, 16, 26)에 대한 유출제어횡단면의 축방향의 간격이 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  15. 제11항에 있어서, 개방상태에서 상기 폐쇄요소(4, 14, 24)의 한 개 또는 다수의 가이드 부재(3, 13, 33)에 대하여 소정의 접촉을 이루기 위하여, 가이드 부재(3, 13, 33)와 유출제어횡단면(9a, 9b ; 19 ; 29a, 29b)이 좌우 비대칭으로 배치되거나 및/또는 서로 다른 횡단면을 지니는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  16. 제1항에 있어서, 스텝 밸브(15a, 15b, 25a, 25b)의, 각각 한쪽의 유동방향으로 배속된 폐쇄요소(14, 24)가 서로 다른 개방 압력을 지니는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  17. 제1항에 있어서, 차량의 유압식으로 조작가능한 마찰 클러치에 사용되는 밸브 부재(11, 31)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 밸브 부재(11, 31)가, 내연기관의 가스교환 밸브를 조작하기 위한 유압식으로 절환가능한 밸브구동부재에 삽입되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 밸브 부재(11, 31)가, 유압식으로 조작가능한 인장매체 긴장장치내에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 밸브 부재(11, 31)가, 차량의 유압식으로 조작 가능한 조타 보조 시스템에 사용되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
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