KR101703375B1 - 유압모터용 제어장치 및 유압모터 조립체 - Google Patents

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Abstract

유압모터(22)의 속도를 제어하기 위한 제어장치(20)는 제1공동(28)을 형성하는 하우징(26)을 포함한다. 속도밸브(30)가 제1공동(28) 내에 배치되어, 상기 제1속도밸브위치(98)와 제2속도밸브위치(100) 사이에서 이동가능하다. 제1공동(28)은 속도밸브(30)의 한 단부에 배치되는 속도밸브 압력챔버(42)를 포함한다. 속도밸브 스프링(44)이 속도밸브(30)의 타단에 배치된다. 하우징(26)은 속도변경 포트(94)와 그리고 속도밸브(30)에 압력을 인가하고 또한 제1속도밸브위치(98)와 제2속도밸브위치(100) 사이에서 속도밸브(30)를 이동시키기 위해 속도밸브 스프링(44)에 대해 바이어스하기 위하여 가압된 유체를 속도밸브 압력챔버(42)으로 직접 보내기 위한 속도변경 압력챔버와 속도변경 포트(94)를 상호연결시키는 속도변경통로(96)를 더 형성한다.

Description

유압모터용 제어장치 및 유압모터 조립체{CONTROL DEVICE FOR A HYDRAULIC MOTOR AND HYDRAULIC MOTOR ASSEMBLY}
본 발명은 일반적으로 유압모터에 관한 것으로서, 특히 제1속도와 제2속도 사이에서 유압모터의 속도를 변경하기 위한 제어장치에 관한 것이다.
유압모터는 유압과 흐름을 토크, 즉 회전으로 변환시키는 기계적 액추에이터이다. 유압모터는 한정하는 것은 아니지만, 윈치(winch), 크레인 구동장치, 군용차량, 자주 크레인 및 굴삭기와 같은 중장비용 구동모터, 드릴 굴착장치, 트렌치 커터와 같은 많은 상이한 응용에서 활용된다.
유압모터는 단일 방향으로만, 또는 제1회전방향과 반대되는 제2회전방향 둘 다로 회전할 수 있다. 즉, 유압모터는 순방향 및 역방향으로 작동할 수 있다. 부수적으로, 유압모터는 제1속도 또는 제2속도에서 작동할 수 있다. 제1속도는 일반적으로 높은 토크 출력을 생성하는 저속인 한편, 제2속도는 낮은 토크 출력을 생성하는 고속이다.
유압모터는 유압모터의 속도를 제어하기 위한, 즉 유압모터의 동작을 제1속도와 제2속도 사이에서 전환하기 위한 제어장치를 포함할 수 있다. 만일 유압모터가 제1방향과 반대되는 제2방향 둘 다에서 작동하도록 구성된다면, 유압모터가 제1방향과 제2방향 둘 다에서 작동할 때 제어장치는 유압모터의 작동속도를 전환할 수 있어야만 한다.
본 발명은 유압모터용 제어장치를 제공하는 것이다.
유압모터용 제어장치는 하우징을 포함한다. 하우징은 제1공동(void)과 다수의 통로를 형성한다. 제어장치는 속도밸브를 더 포함한다. 속도밸브는 제1공동 내에 배치된다. 속도밸브는 스프링 단부와 그리고 속도밸브 세로축을 따라 상기 스프링 단부로부터 이격된 압력 단부를 포함한다. 상기 속도밸브는 제1속도밸브위치와 제2속도밸브위치 사이에서 이동가능하다. 제1속도밸브위치는 유압모터가 제1속도에서 동작하도록 구성되고, 그리고 제2속도밸브위치는 유압모터가 제2속도에서 동작하도록 구성된다. 제1공동은 하우징에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 속도밸브 압력챔버와 속도밸브를 포함한다. 속도밸브 압력챔버는 속도밸브의 압력 단부 근처이다. 하우징은 속도변경 포트를 형성하고 또한 다수의 통로들은 제1공동의 속도변경 포트와 속도밸브 압력챔버를 상호연결하는 속도변경통로를 포함한다. 속도변경통로는, 제1속도밸브위치와 제2속도밸브위치 사이에서 속도밸브를 이동시키기 위해 속도밸브 세로축을 따라 속도밸브에 압력을 인가하기 위하여 속도변경 포트에서 제1공동의 속도밸브 압력챔버 내로 제어유체를 직접 보내도록 구성된다.
다른 실시예에서, 유압모터 조립체는 유압모터와 그리고 유압모터에 연결되는 제어장치를 포함한다. 제어장치는 하우징을 포함한다. 하우징은 제1공동과, 제2공동과, 제1주 포트와, 제2주 포트와, 그리고 다수의 통로를 포함한다. 제어장치는 속도밸브와 방향밸브를 더 포함한다. 속도밸브는 제1공동 내에 배치된다. 속도밸브는 스프링 단부와 그리고 속도밸브 세로축을 따라 스프링 단부로부터 이격된 압력 단부를 포함한다. 속도밸브는 제1속도밸브위치와 제2속도밸브위치 사이에서 이동가능하다. 제1속도밸브위치는 유압모터가 제1속도에서 동작하도록 구성되고, 제2속도밸브위치는 유압모터가 제2속도에서 동작하도록 구성된다. 방향밸브는 제2공동 내에 배치된다. 방향밸브는 제1방향밸브위치와 제2방향밸브위치 사이에서 이동가능하다. 제1방향밸브위치는 유압모터가 제1회전방향에서 동작하도록 구성되고, 제1방향밸브위치는 유압모터가 제2회전방향에서 동작하도록 구성된다. 제2회전방향은 제1회전방향에 반대된다. 다수의 통로들은 제1주 포트와 제2공동과 유체 연통하는 제1공급통로와, 제2공동과 제1공동과 유체 연통하는 제2공급통로와, 제2주 포트와 제2공동과 유체 연통하는 제3공급통로와, 제2공동과 제1공동과 유체 연통하는 제4공급통로와, 제2공동과 제1공동과 유체 연통하는 제5공급통로와, 그리고 제1공동과 유체모터와 유체 연통하는 다수의 엔진통로를 포함한다. 다수의 엔진통로들은 제1엔진통로와, 제2엔진통로와, 제3엔진통로와 그리고 제4엔진통로를 포함한다. 제1공동은 하우징과 속도밸브에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 속도밸브 압력챔버를 포함한다. 속도밸브 압력챔버는 속도밸브의 압력 단부 근처에 있다. 하우징은 속도변경 포트를 형성한다. 다수의 통로들은 제1공동의 속도밸브 압력챔버와 속도변경 포트를 상호연결하는 속도변경통로를 포함한다. 속도변경통로는, 제1속도밸브위치와 제2속도밸브위치 사이에서 속도밸브를 이동시키기 위해 속도밸브 세로축을 따라 속도밸브에압력을 인가하기 위하여 속도변경 포트로부터 제1공동의 속도밸브 압력챔버 내로 제어유체를 직접 보내도록 구성된다.
따라서, 제어장치는 제어유체를 속도밸브 압력챔버 내로 직접 보내어 속도밸브를 제1속도밸브위치와 제2속도밸브 위치 사이에서 이동시킨다. 이와 같이, 제1속도밸브위치와 제2속도밸브위치 사이에서 속도밸브를 작동시키기 위하여 필요한 개입밸브 또는 유체제어 매카니즘이 없다. 속도밸브는 제1속도밸브위치와 제2속도밸브위치 사이에서 이동에 응해 제어장치 내에서 유체 흐름 경로를 변경시켜 제1속도와 제2속도 사이에서 유압모터의 속도를 변경시키다. 부수적으로, 속도밸브는 단지 두 위치, 즉 제1위치와 제2위치를 포함하고, 또한 유압모터가 제1동작방향 또는 제2동작방향에서 동작할 때 유압모터의 속도를 제어한다.
본 발명의 상기 특징들 및 장점들과 다른 특징들과 장점들은, 첨부도면과 관련해 이루어졌을 때 본 발명을 실시하기 위한 최고의 모드에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 쉽게 이해할 것이다.
본 발명에 따라, 속도밸브는 제1속도밸브위치와 제2속도밸브위치 사이에서 이동에 응해 제어장치 내에서 유체 흐름 경로를 변경시켜 제1속도와 제2속도 사이에서 유압모터의 속도를 변경시키다.
도 1은 유압모터의 제1속도에 대한 제1속도밸브위치에 있는 제어장치의 속도밸브와, 유압모터의 제1회전방향에 대한 제1방향밸브위치에 있는 제어장치의 방향밸브를 보여주는, 유압모터용 제어장치의 도식적 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 선 2-2을 따라 취한 제어장치의 도식적 단면도.
도 3은 유압모터의 제2속도에 대한 제2속도밸브위치에 있는 속도밸브와, 유압모터의 제2회전방향에 대한 제2방향밸브위치에 있는 제어장치의 방향밸브를 보여주는 제어장치의 도식적 단면도.
여러 도면을 통해 동일 참조부호가 대응하는 부분을 나타내는 도면을 참조하면, 제어장치는 참조번호 20으로 도시되어 있다. 제어장치는 유압모터(22)에 연결되고 유압모터를 제어하도록 구성되어 유압모터 조립체(24)를 구성한다.
유압모터(22)는 선-결정된 고압 및 흐름율로 제어장치(20)로부터 작업유체, 즉 유압유체를 받아, 유압유체의 고압 및 흐름을 토크, 즉 출력축(미도시)의 회전 운동으로 변환한다. 유압모터(22)가 작업유체의 고압을 토크로 변환함에 따라 작업유체의 압력은 감소된다. 작업유체는 감소된 압력에서 유압모터(22)에서부터 역으로 제어장치(20)를 통해 흐른다.
유압모터(22)를 통과하는 작업유체의 흐름율이 일정하면, 유압모터(22)의 변위를 증가시키는 유압모터(22)의 작동속도를 줄이지만, 유압모터(22)에 의해 발생되는 토크를 증가시킨다. 반대로, 유압모터(22)의 변위를 줄이는 것은 유압모터(22)의 작동속도를 증가시키지만, 유압모터(22)에 의해 발생되는 토크를 줄인다.
유압모터(22)는, 제한하고자 하는 것은 아니지만, 탠덤모터(tandem motor) 또는 이중 변위모터(dual displacement motor)를 포함할 수 있다. 유압모터(22)는 기어와 베인형(gear and vane type) 유압모터와, 축방향 플린저형(axial plunger type) 유압모터와, 방사상 피스톤형(radial piston type) 유압모터와 같은 소정의 적절한 유형의 유압모터, 또는 여기에서 기술하지 않는 다른 유형의 유압모터를 포함할 수 있다. 여기에서 기술한 제어장치는 특히, 제로터/제롤러(gerotor/geroler)형 유압모터와 잘 어울린다.
제어장치(20)는 유압모터(22)로 또는 유압모터로부터 작업유체의 공급과 회수를 제어한다. 이와 같이, 제어장치(20)는 제1변위를 위한 제1흐름회로와 제2변위를 위한 제2흐름회로 중 하나에서 유압모터(22)로 작업유체를 공급한다. 제1흐름회로가 도 1에서 참조번호 25로 도시되어 있다. 제2흐름회로는 도 3에서 참조번호 27로 도시되어 있다. 제1변위를 위한 제1흐름회로는 유압모터(22)를 제1속도로 동작시키고, 제2변위를 위한 제2흐름회로는 제2속도로 유압모터(22)를 동작시킨다.
제어장치(20)는 하우징(26)을 포함한다. 하우징(26)은 유압모터(22)에 연결된다. 하우징(26)은 유압모터(22)에 직접 부착될 수 있거나, 그렇지 않으면 유압모터(22)로부터 원격적으로 설치되어 유압모터(22)와 유체 연통할 수 있다.
하우징은 제1공동(void)(28)을 형성한다. 바람직하게, 제1공동(28)은 실린더 형상을 포함한다. 그러나, 제1공동(18)은 여기에서 도시되지 않거나 설명되지 않은 몇몇 다른 형상을 포함할 수 있다.
속도밸브(30)가 제1공동(28) 내에 배치된다. 속도밸브(30)는 스프링 단부(32)와 압력 단부(34)를 포함한다. 압력 단부(34)는 속도밸브 세로축(36)을 따라 스프링 단부(32)로부터 이격된다. 속도밸브(30)는 도 1에 도시된 제1속도밸브위치(98)와, 도 3에 도시된 제2속도밸브위치(100) 사이에서 이동가능하다. 제1속도밸브위치(98)는 유압모터(22)를 제1속도에서 동작시키도록 구성되고, 그리고 제2속도밸브위치(100)는 유압모터(22)를 제2속도에서 동작시키도록 구성된다. 따라서, 제1속도밸브위치(98)와 제2속도밸브위치(100) 사이에서 속도밸브(30)의 이동은 제어장치(20)를 통과하는 작업유체의 흐름경로들을 변경시켜, 제1변위를 위한 제1유체흐름회로 또는 제2변위를 위한 제2유체흐름회로를 달성한다.
제어장치(20)는 하우징(26)에 연결되어 밀봉결합하는 적어도 하나의 속도밸브 캡을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 속도밸브 캡은 제1공동(18)의 축방향 단부를 밀봉하고, 또한 제1공동(28) 내에서 속도밸브(30)를 보호하도록 구성된다. 도면들에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 속도밸브 캡은 제1공동(18)의 끝쪽들에 배치되는 제1속도밸브 캡(38)과 제2속도밸브 캡(40)을 포함한다. 그러나, 하우징(26)은, 속도밸브 캡들 중 하나 이상이 제1공동(28)을 밀봉하는 것을 필요로 하지 않는 방식으로 제작할 수 있다는 것을 알아야 한다.
제1공동(28)은 속도밸브 압력챔버(42)를 포함한다. 속도밸브 압력챔버(42)는 속도밸브(30)의 압력 단부(34) 근처에서, 하우징(26)과 속도밸브(30)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 도시된 바와 같이, 속도밸드 캡들 중 하나는 제1공동(28)과 속도밸브(30)와 협동하여 속도밸브 압력챔버를 형성한다. 아래에서 알게 되는 바와 같이, 속도밸브 압력챔버는 소정의 압력에서 제어유체를 받아들인다. 가압된 제어유체는 속도밸브 세로축(36)을 따라 속도밸브(30)에 압력을 가하여, 속도밸브(30)를 제2속도밸브위치(100)로 이동시키기 위해 A에 표시된 제1방향으로 속도밸브(30)를 밀치게 된다.
속도밸브(30)의 스프링 단부(32) 근처에서, 속도밸브 스프링(44)이 제2공동(28) 내에 배치된다. 도시된 바와 같이, 속도밸브 캡들 중 하나는 속도밸브 캡과 속도밸브(30)의 스프링 단부(32) 사이에서 속도밸브 스프링(44)을 제 위치에 억제한다. 속도밸브 스프링(44)은 B로 표시된 제2방향으로 속도밸브 세로축(36)을 따라 속도밸브(30)를 바이어싱하도록 구성된다. 속도밸브 스프링(44)은 제2속도밸브 캡(40)과 속도밸브(30) 사이에 배치되어 이들에 대해 바이어스된다. 속도밸브 스프링(44)은 제2속도밸브 압력챔버(42) 내 제어유체에 의해 인가되는 압력에 대해 바이어스된다. 따라서, 제어유체가 속도밸브 압력챔버(42) 내로 도입되면, 제어유체에 의해 제공되는 압력이 속도밸브 스프링(44)의 스프링력에 반대하여 작용해 속도밸브 스프링(44)을 압축시키고 또한 속도밸브(30)를 제1방향(A)으로 이동시킨다. 제어유체의 감소된 압력에 응해, 속도밸브 스프링(44)은 제어유체에 의해 인가되는 압력을 극복하고, 속도밸브(30)를 제2방향(B)으로 이동시킨다.
하우징(26)은 제2공동(46)을 더 형성한다. 바람직하게, 제2공동(46)은 원통형 형상이다. 그러나, 제2공동(46)은 여기에서 도시되지 않고 설명되지 않은 몇몇 다른 형상을 포함할 수 있다.
제어장치(20)는 방향밸브(48)를 더 포함할 수 있다. 방향밸브(48)는 균형유지 밸브 기능(counter balance valve function)을 가질 수 있다. 방향밸브(48)는 제2공동(46) 내에 배치된다. 방향밸브(48)는 도 1에 도시된 제1방향밸브위치(102)와, 도 3에 도시된 제2방향밸브위치(104) 사이에서 이동가능하다. 제1방향밸브위치(102)는 제1회전방향으로 유압모터(22)를 동작시키도록 구성되고, 제2방향밸브위치(104)는 제2회전방향으로 유압모터(22)를 동작시키도록 구성된다. 제2회전방향은 제1회전방향에 반대된다. 제1회전방향은 예컨대, 순반향 및/또는 시계방향 중 하나를 포함하고, 제2회전방향은 역방향 및/또는 반시계방향 중 하나를 포함한다. 방향밸브(48)는 제어장치(20)를 통과하는 유체흐름에 응해 움직인다. 이와 같이, 제어장치(20) 내에서 작업유체의 흐름을 반전시키는 것은 방향밸브(48)를 제1방향밸브위치(102)와 제2방향밸브위치(104) 사이에서 이동시키게 된다.
제어밸브(20)는 하우징(26)에 연결되어 밀봉 결합되는 적어도 하나의 방향밸브 캡을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 방향밸브 캡은 제2공동(46)을 밀봉하고 또한 제2공동(46) 내 방향밸브(48)를 보호하도록 구성된다. 도면들에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 방향밸브 캡은 제2공동(46)의 양 끝단에 배치되는 제1방향밸브 캡(50)과 제2방향밸브 캡(52)을 포함하다. 그러나, 하우징(26)은, 제2공동(46)을 밀봉하기 위해 하나 이상의 방향밸브 캡들을 필요로 하지 않는 방식으로 제조할 수 있다는 것을 알아야 한다.
방향밸브(48)는 제1단부(54)와 제2단부(56)를 포함한다. 방향밸브(48)의 제2단부(56)는 방향밸브 세로축(58)을 따라 제1단부(54)로부터 이격된다. 제1방향밸브 스프링(60)이 방향밸브(48)의 제1단부(4)에 인접한 제2공동(46) 내에 배치된다. 제1방향밸브 스프링(60)은 C로 표시되는 방향으로 방향밸브 세로축(58)을 따라 방향밸브(48)를 바이어스한다. 제2방향밸브 스프링(62)은 방향밸브(48)의 제2단부(56) 근처에서 제2공동(46) 내에 배치된다. 제2방향밸브 스프링(62)은 D로 표시된 방향으로 방향밸브 세로축(58)을 따라 제1방향밸브 스프링(60)에 대항하여 방향밸브(48)를 바이어스시킨다.
도시된 바와 같이, 제1방향밸브 캡(50)은 제2공동(46) 내에서 제1방향밸브 스프링(60)을 억제하고 상기 제1방향밸브 스프링(60)은 제1방향밸브 캡(50)과 방향밸브(48)의 제1단부(54) 사이에 배치되어 이들을 바이어싱한다. 제1방향밸브 캡(52)은 제2공동(46) 내에서 제1방향밸브 스프링(62)을 억제하고, 제2방향밸브 스프링(62)은 제1방향밸브 캡(52)과 방향밸브(48)의 제2단부(56) 사이에서 배치되어 이들을 바이어싱한다.
제2공동(46)은 제1방향밸브 압력챔버(64)와 제2방향밸브 압력챔버(66)를 포함한다. 제1방향밸브 압력챔버(64)는 제2공동(46)과 방향밸브(48)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 도시된 바와 같이, 제1방향밸브 캡(50)은 제2공동(46)과 방향밸브(48)와 협력하여 제1방향밸브 압력챔버(64)를 형성한다. 제1방향밸브 압력챔버(64)는 방향밸브(48)의 제1단부(54) 근처에 배치된다. 제2방향밸브 압력챔버(66)는 제2공동(46)과 방향밸브(48)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 도시된 바와 같이, 제2방향밸브 캡(52)은 제2공동(46)과 방향밸브(48)와 협력하여 제2방향밸브 압력챔버(66)를 형성한다. 제2방향밸브 압력챔버(66)는 방향밸브(48)의 제2단부(56) 근처에 배치된다.
방향밸브(48)는 방향밸브(48)의 제1단부(54) 근처에 배치된 제1체크밸브(68)와 방향밸브(48)의 제2단부(56)근처에 배치된 제2체크밸브(70)를 포함한다. 제1체크밸브(68)와 제2체크밸브(70)는, 방향밸브(48)가 제1속도밸브위치(98)와 제2속도밸브위치(100) 사이에서 이동하면 방향밸브(48) 내에서 유체 통로들을 개방하고 또한 폐쇄하도록 동작한다. 제1속도밸브위치(98)에 있으면, 제1체크밸브(68)가 방향밸브(48) 내 통로들의 제1부분들 간에 유체 연통을 개방하고, 제2체크밸브(70)는 방향밸브(48) 내 통로들의 제2부분 간에 유체 연통을 폐쇄한다. 제2속도밸브위치(100)에 있으면, 제1체크밸브(68)는 방향밸브(48) 내 통로들의 제1부분 간의 유체 연통을 폐쇄하고, 제2체크밸브는 방향밸브(48) 내 통로들의 제2부분 간의 유체 연통을 개방한다.
하우징(26)은 제1주 포트(a first primary port)(72)와 제2주 포트(74)를 더 형성한다. 유압모터(22)가 제1회전방향으로 동작하면, 작업유체(20)는 제어장치(20) 내로 흘러들어가 제1주 포트(72) 내로 흘러들어가고, 제2주 포트(74)를 통해 유압모터(22)를 통해 순환한 후에 제어장치(20)로부터 방출된다. 유압모터(22)가 제2회전방향에서 동작하면, 작업유체가 제어장치(20) 내로 흘러들어가 제2주 포트(74) 내로 흘러들어가고, 제2주 포트(72)를 통해 유압모터(22)를 통해 순환한 후에 제어장치(20)로부터 방출된다.
제1방향밸브 압력챔버(64)는 유체 통로를 통해 제1공급통로(76)와 유체 연통하고, 또한 작업유체를 받아들여 방향밸브 세로축(58)을 따라 방향밸브(48)에 반대해 압력을 제공하여 방향밸브(48)를 제1방향밸브위치(102)와 제2방향밸브위치(104) 사이에서 이동시키도록 구성된다. 제2방향밸브 압력챔버(66)는 다른 유체통로를 통해 제3공급통로(80)와 유체 연통하고, 그리고 유체를 받아들여 방향밸브 세로축(58)을 따라 방향밸브(48)에 반대해 압력을 제공하여 방향밸브(48)를 제1방향밸브위치(102)와 제2방향밸브위치(104) 사이에서 이동시키도록 구성된다. 따라서, 만일 가압된 작업유체가 제1주 포트(72)를 통해 제어장치(20) 내로 들어가면, 고압의 작업유체가 제1방향밸브 압력챔버(64) 내로 흘러들어가고 그리고 방향밸브(48)에 힘을 가하여 방향밸브(48)를 C로 표시한 방향으로 제1방향밸브위치(102)로 이동시키게 된다. 반대로, 만일 가압된 작업유체가 제2주 포트(74)를 통해 제어장치(20) 내로 들어가면, 고압의 작업유체가 제2방향밸브 압력챔버(66) 내로 흘러들어가고 그리고 방향밸브(48)에 힘을 가하여 방향밸브(48)를 D로 표시한 방향으로 제2방향밸브위치(104)로 이동시키게 된다.
하우징(26)은 다수의 통로들을 더 형성한다. 다수의 통로들은 제1공급통로(76)와, 제2공급통로(78)와, 제3공급통로(80)와, 제4공급통로(82)와, 제5공급통로(84)와 그리고 다수의 엔진 통로들을 포함한다. 제1공급통로(76)는 제1주 포트(72)와 제2공동(46)과 유체 연통한다. 제2공급통로(78)는 제2공동(46)과 제1공동(28)과 유체 연통한다. 제3공급통로(80)는 제2주 포트(74)와 제2공동(46)과 유체 연통한다. 제4공급통로(82)는 제2공동(46)과 제1공동(28)과 유체 연통한다. 제5공급통로(84)는 제2공동(46)과 제1공동(28)과 유체 연통한다. 다수의 엔진통로들은 제1공동(28)과 유체 연통하고, 또한 유압모터(22)와 유체 연통하도록 구성된다. 다수의 엔진통로들은 제1엔진통로(86)와, 제2엔진통로(88)와, 제3엔진통로(90)와 그리고 제4엔진통로(92)를 포함한다.
하우징(26)은 속도변경 포트(94)를 형성하고, 다수의 통로들을 속도변경통로(96)를 더 포함한다. 속도변경통로(96)는 속도변경 포트(94)와 제1공동(28)의 속도밸브 압력챔버(42)를 상호연결시킨다. 속도변경통로(96)는 속도변경 포트(94)에서부터 제1공동(28)의 속도밸브 압력챔버(42) 내로 제어유체를 직접 보내도록 구성된다. 따라서, 제어유닛은 속도밸브 압력챔버(42)로 작업유체가 도입하기 위해 밸브를 개방하도록 작동하지 않지만, 제어유체는 속도밸브 압력챔버(42)로 직접 흘러 속도밸브(30)에 직접 작용한다. 제어유체는 유압유체의 다른 형태이고, 반드시 포함하는 것은 아니지만 작업유체로서 사용하는 동일한 유압유체를 포함할 수 있다. 상기에서 기술하였듯이, 제어유체는 형성된 압력이 있고 또한 속도밸브 세로축(36)을 따라 속도밸브(30)에 압력을 가한다. 압력은 속도밸브 스프링(44)에 대해 작용하여 속도밸브(30)를 제1속도밸브위치(98)와 제2속도밸브위치(100) 사이에서 이동시킨다. 압력이 속도밸브 스프링(44)의 스프링력보다 크면, 압력은 속도밸브(30)를 방향 A로 제2속도밸브위치(100)로 밀친다.
속도밸브 스프링(44)의 스프링력이 제어유체에 의해 인가되는 압력보다 크면, 속도밸브 스프링(44)은 속도밸브(30)를 방향 B로 제1속도밸브위치(98)로 이동시킨다.
속도밸브(30)가 제1속도밸브위치(98)에 있으면, 다수의 엔진통로들 중 두 개는 작업유체를 유압모터(22)로 보내도록 구성되고, 다수의 엔진통로들 중 다른 두 개는 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들이도록 구성된다. 엔진통로들 중 어느 두 개가 작업유체를 유압모터(22)로 보내고 또한 유압모터(22)를 통한 순환 후에 엔진통로들 중 어느 두 개가 작업유체를 유압모터(22)로 받아들이는 지는 유압모터(22)가 작동하는 회전방향에 따라 다르다. 유압모터(22)가 제1회전방향으로 작동하면, 제1엔진통로(86)와 제2엔진통로(88)는 작업유체를 유압모터(22)로 보내고 그리고 제3엔진통로(90)와 제4엔진통로(92)는 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들인다. 유압모터(22)가 제2회전방향으로 작동하면, 제4엔진통로(92)와 제3엔진통로(90)는 작업유체를 유압모터(22)로 보내고 그리고 제2엔진통로(88)와 제1엔진통로(86)는 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들인다.
제어장치(20)는, 제1회전방향과 제2회전방향 각각에서 제1속도로 유압모터(22)를 동작시키는 동안, 속도밸브(30)가 제1위치에 위치하고 또한 방향밸브(48)가 제1방향밸브위치(102)와 제2방향밸브위치(104) 각에 있을 때 다음의 유체 흐름경로를 포함한다. 유체 흐름경로는, 제1공급통로(76)가 제2공급통로(78)와 유체 연통하고 있는 것과, 제2공급통로(78)가 제1엔진통로(86)와 제2엔진통로(88)와 유체 연통하고 있는 것과, 제3공급통로(80)가 제4공급통로(82)와 유체 연통하고 있는 것과, 그리고 제4공급통로(82)가 제3엔진통로(90)와 제4엔진통로(92)와 유체 연통하고 있는 것을 포함한다.
속도밸브(30)가 제1속도밸브위치(100)에 있으면, 다수의 엔진통로들 중 세 개는 작업유체를 유압모터(22)로 보내도록 구성되고 또한 다수의 엔진통로들 중 다른 하나는 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들이도록 구성된다. 어느 엔진통로들이 작업유체를 유압모터(22)로 보내고 또한 유압모터(22)를 통한 순환 후에 엔진통로들 중 어느 하나가 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들이는지는 유압모터(22)가 작동하는 회전방향에 따라 다르다. 유압모터(22)가 제1회전방향으로 동작하면, 제1엔진통로(86)와, 제2엔진통로(88)와 제3엔진통로(90)는 작업유체를 유압모터(22)로 보내고, 제4엔진통로(92)는 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들인다. 유압모터(22)가 제2회전방향에서 작동하면, 제4엔진통로(92)와, 제3엔진통로(90)와 제2엔진통로(88)는 작업유체를 유압모터(22)로 보내고, 제1엔진통로(86)는 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들인다.
제1회전방향으로 제2속도로 유압모터(22)를 작동하는 동안, 속도밸브(30)가 제2회전위치에 위치하고 또한 방향밸브(48)가 제1방향밸브위치(102)에 위치할 때 제어장치(20)는 다음의 유체 흐름경로들을 포함한다. 유체 흐름경로는, 제1공급통로(76)가 제2공급통로(78)와 제5공급통로(84)와 유체 연통하는 것과, 제2공급통로(78)가 제1엔진통로(86)와 유체 연통하는 것과, 제2공급통로(78)가 제1엔진통로(86)와 유체 연통하는 것과, 제5공급통로(84)가 제2엔진통로(88)와 제3엔진통로(90)와 유체 연통하는 것과, 제4엔진통로(92)가 제4공급통로(82)와 유체 연통하는 것과, 그리고 제4공급통로(82)가 제3공급통로(80)와 유체 연통하는 것을 포함한다.
제2회전방향으로 제2속도에서 유압모터(22)를 동작시키는 동안, 속도밸브(30)가 제2위치에 위치하고 또한 방향밸브(48)가 제2방향밸브위치(104)에 위치할 때 제어장치(20)는 다음의 유체 흐름경로들을 포함한다. 유체 흐름경로들은, 제3공급통로(80)가 제4공급통로(82)와 제5공급통로(84)와 유체 연통하는 것과, 제4공급통로(82)가 제4엔진통로(92)와 유체 연통하는 것과, 제5공급통로(84)가 제3엔진통로(90)와 제2엔진통로(88)와 유체 연통하는 것과, 제1엔진통로(86)가 제2공급통로(78)와 유체 연통하는 것과, 그리고 제2공급통로(78)가 제1공급통로(76)와 유체 연통하는 것을 포함한다.
본 발명을 수행하기 위한 최고의 모드를 상세히 설명하였지만, 본 기술분야의 당업자라면, 첨부한 청구항의 범위 내에서 본 발명을 수행하기 위한 다양한 다른 디자인과 실시예들을 알게 될 것이다.

Claims (19)

  1. 유압모터(22)용 제어장치(20)에 있어서,
    상기 제어장치(20)는,
    제1공동(28), 제2공동(46) 및 다수의 통로를 형성하는 하우징(26)과;
    상기 제1공동(28) 내에 배치되고, 스프링 단부(32)와 속도밸브 세로축(36)을 따라 상기 스프링 단부(32)로부터 이격되는 압력 단부(34)를 포함하는 속도밸브(30)를 포함하는데, 상기 속도밸브(30)는 제1속도밸브위치(98)와 제2속도밸브위치(100) 사이에서 이동가능하고, 상기 제1속도밸브위치(98)는 유압모터(22)를 제1속도에서 작동시키도록 구성되고, 상기 제2속도밸브위치(100)는 유압모터(22)를 제2속도에서 작동시키도록 구성되며;
    상기 제1공동(28)은 상기 속도밸브(30)의 상기 압력 단부(34) 근처에서 상기 하우징(26)과 상기 속도밸브(30)에 의해 형성된 속도밸브 압력챔버를 포함하고;
    상기 하우징(26)은 속도변경 포트(94)를 형성하고, 상기 다수의 통로는 상기 속도변경 포트(94)와 상기 제1공동(28)의 상기 속도밸브 압력챔버(42)를 상호연결시키는 속도변경통로(96)를 포함하고, 상기 속도변경통로(96)는 상기 제1속도밸브위치(98)와 상기 제2속도밸브위치(100) 사이에서 상기 속도밸브(30)를 이동시키기 위해 상기 속도밸브 세로축(36)을 따라 상기 속도밸브(30)에 압력을 인가하기 위하여 상기 속도변경 포트(94)에서 상기 제1공동(28)의 상기 속도밸브 압력챔버(42)로 제어유체를 직접 보내도록 구성되고;
    상기 제어 장치는 상기 제2공동(46) 내에 배치되고, 제1방향밸브위치(102)와 제2방향밸브위치(104) 사이에 이동가능한 방향밸브(48)를 더 포함하는데, 상기 제1방향밸브위치(102)는 제1회전방향으로 유압모터(22)를 동작시키도록 구성되고, 상기 제2방향밸브위치(104)는 상기 제1회전방향에 반대되는 제2회전방향으로 유압모터(22)를 동작시키도록 구성되며,
    상기 속도밸브(30)는 상기 방향밸브(48)가 상기 제1방향밸브위치(102) 또는 상기 제2방향밸브위치(104) 내에 배치될 때 상기 제1속도밸브위치(98)와 상기 제2속도밸브위치(100) 사이에서 변경하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(26)은 제1주 포트(72)와 제2주 포트(74)를 형성하고 또한 상기 다수의 통로들은 상기 제1주 포트(72)와 상기 제2공동(46)과 유체 연통하는 제1공급통로(76)와, 상기 제2공동(46)과 상기 제1공동(28)과 유체 연통하는 제2공급통로(78)와, 상기 제2주 포트(74)와 상기 제2공동(46)과 유체 연통하는 제3공급통로(80)와, 상기 제2공동(46)과 상기 제1공동(28)과 유체 연통하는 제4공급통로(82)와, 상기 제2공동(46)과 상기 제1공동(28)과 유체 연통하는 제5공급통로(84)와, 그리고 상기 제1공동(28)과 유체 연통하고 또한 상기 유압모터(22)와 유체 연통하도록 구성되는 다수의 엔진통로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 엔진통로들은 제1엔진통로(86)와, 제2엔진통로(88)와, 제3엔진통로(90)와 그리고 제4엔진통로(92)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 속도밸브(30)가 상기 제1속도밸브위치(98)에 위치하면, 상기 다수의 엔진통로들 중 두 개는 작업유체를 유압모터(22)로 보내도록 구성되고 또한 상기 다수의 엔진통로들 중 다른 두 개는 상기 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    제1회전방향 또는 제2회전방향에서 제1속도로 유압모터(22)를 동작시키기 위해 상기 속도밸브(30)가 상기 제1속도밸브위치(98)에 있고 또한 상기 방향밸브(48)가 상기 제1방향밸브위치(102) 또는 상기 제2방향밸브위치(104)에 있을 때, 상기 제1공급통로(76)는 상기 제2공급통로(78)와 유체 연통하고 있고, 상기 제2공급통로(78)는 상기 제1엔진통로(86)와 상기 제2엔진통로(88)와 유체 연통하고 있고, 상기 제3공급통로(80)는 상기 제4공급통로(82)와 유체 연통하고 있고, 그리고 상기 제4공급통로(82)는 상기 제3엔진통로(90)와 제4엔진통로(92)와 유체 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 속도밸브(30)가 상기 제2속도밸브위치(100)에 있으면, 상기 다수의 엔진통로들 중 세 개는 작업유체를 유압모터(22)로 보내도록 구성되고 또한 상기 다수의 엔진통로들 중 다른 하나는 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    제1회전방향으로 제2속도에서 유압모터(22)를 작동시키기 위해 상기 속도밸브(30)가 상기 제2속도밸브위치(100)에 있고 또한 상기 방향밸브(48)가 상기 제1방향밸브위치(102)에 있으면, 상기 제1공급통로(76)는 상기 제2공급통로(78)와 상기 제5공급통로(84)와 유체 연통하고, 상기 제2공급통로(78)는 상기 제1엔진통로(86)와 유체 연통하고, 상기 제5공급통로(84)는 상기 제2엔진통로(88)와 상기 제3엔진통로(90)와 유체 연통하고, 상기 제4엔진통로(92)는 제4공급통로(82)와 유체 연통하고, 그리고 상기 제4공급통로(82)는 상기 제3공급통로(80)와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  8. 제6항에 있어서,
    제2회전방향으로 제2속도로 유압모터(22)를 동작시키기 위해 상기 속도밸브(30)가 상기 제2속도밸브위치(100)에 있고 또한 상기 방향밸브(48)가 상기 제2방향밸브위치(104)에 있으면, 상기 제3공급통로(80)는 상기 제4공급통로(82)와 상기 제5공급통로(84)와 유체 연통하고, 상기 제4공급통로(82)는 상기 제4엔진통로(92)와 유체 연통하고, 상기 제5공급통로(84)는 상기 제3엔진통로(90)와 상기 제2엔진통로(88)와 유체 연통하고, 상기 제1엔진통로(86)는 상기 제2공급통로(78)와 유체 연통하고, 그리고 상기 제2공급통로(78)는 상기 제1공급통로(76)와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방향밸브(48)는 제1단부(54)와 방향밸브 세로축(58)을 따라 상기 제1단부(54)부터 이격된 제2단부(56)를 포함하고, 그리고 상기 제어장치(20)는 상기 방향밸브 세로축을 따라 상기 방향밸브를 바이어싱하기 위해 상기 방향밸브(48)의 상기 제1단부(54)에 인접하여 상기 제2공동(46) 내에 배치되는 제1방향밸브 스프링(60)을 포함하고 또한, 상기 방향밸브 세로축(58)을 따라 상기 제1방향밸브 스프링(60)에 대항해서 상기 방향밸브(48)을 바이어싱하기 위해 상기 방향밸브(48)의 상기 제2단부(56)에 인접해 상기 제2공동(46) 내에 배치되는 제2방향밸브 스프링(62)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징(26)에 연결되어 밀봉 결합하고, 또한 상기 제2공동(46)을 밀봉하고 또한 상기 제2공동(46) 내에 상기 방향밸브(48)를 보호하도록 구성되는 적어도 하나의 방향밸브 캡(50, 52)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2공동(46)은 이 제2공동(46)과 상기 방향밸브(48)에 의해 형성되고 또한 상기 방향밸브(48)의 상기 제1단부(54)에 인접하여 배치되는 제1방향밸브 압력챔버(64)와 그리고 상기 제2공동(46)과 상기 방향밸브(48)에 의해 형성되고 또한 상기 방향밸브(48)의 상기 제2단부(56)에 인접하여 배치되는 제2방향밸브 압력챔버(66)를 포함하고, 상기 제1방향밸브 압력챔버(64)는 제1공급통로(76)와 유체 연통하고 또한 제1공급통로로부터 작업유체를 받아들여 상기 방향밸브 세로축(58)을 따라 상기 방향밸브(48)에 대항해 압력을 제공하여 상기 방향밸브(48)를 상기 제1방향밸브위치(102)와 제2방향밸브위치(104) 사이에 이동시키도록 구성되고, 그리고 상기 제2방향밸브 압력챔버(66)는 제3공급통로(80)와 유체 연통하고 또한 상기 제3공급통로로부터 작업유체를 받아들여 상기 방향밸브 세로축(58)을 따라 상기 방향밸브(48)에 대항해 압력을 제공하여 상기 방향밸브(48)를 상기 제1방향밸브위치(102)와 상기 제2방향밸브위치(104) 사이에서 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 속도밸브(30)의 상기 스프링 단부(32)에 인접하여 상기 제1공동(28) 내에 배치되고 또한 상기 속도밸브 압력챔버(42) 내 제어유체에 의해 인가되는 압력에 대항해 상기 세로축을 따라 상기 속도밸브(30)를 바이어싱하도록 구성되는 속도밸브 스프링(44)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(26)에 연결되어 밀봉 결합하고 또한 상기 제1공동(28)을 밀봉하고 또한 상기 제1공동 내에 상기 속도밸브(30)을 보호하도록 구성되는 속도밸브 캡(38, 40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압모터용 제어장치.
  14. 유압모터 조립체에 있어서,
    유압 모터(22); 및
    상기 유압 모터에 결합된 제어장치(20)를 포함하는데,
    상기 제어장치(20)는,
    제1공동(28), 제2공동(46), 제1주 포트, 제2주 포트 및 다수의 통로를 형성하는 하우징(26); 및
    상기 제1공동(28) 내에 배치되고, 스프링 단부(32)와 속도밸브 세로축(36)을 따라 상기 스프링 단부(32)로부터 이격되는 압력 단부(34)를 포함하는 속도밸브(30)를 포함하는데, 상기 속도밸브(30)는 제1속도밸브위치(98)와 제2속도밸브위치(100) 사이에서 이동가능하고, 상기 제1속도밸브위치(98)는 유압모터(22)를 제1속도에서 작동시키도록 구성되고, 상기 제2속도밸브위치(100)는 유압모터(22)를 제2속도에서 작동시키도록 구성되며;
    상기 제어 장치는, 상기 제2공동(46) 내에 배치되고, 제1방향밸브위치(102)와 제2방향밸브위치(104) 사이에 이동가능한 방향밸브(48)를 더 포함하는데, 상기 제1방향밸브위치(102)는 제1회전방향으로 유압모터(22)를 동작시키도록 구성되고, 상기 제2방향밸브위치(104)는 상기 제1회전방향에 반대되는 제2회전방향으로 유압모터(22)를 동작시키도록 구성되며,
    상기 속도밸브(30)는 상기 방향밸브(48)가 상기 제1방향밸브위치(102) 또는 상기 제2방향밸브위치(104) 내에 배치될 때 상기 제1속도밸브위치(98)와 상기 제2속도밸브위치(100) 사이에서 변경하도록 동작 가능하고,
    상기 다수의 통로는 상기 제1주 포트(72)와 상기 제2공동(46)과 유체 연통하는 제1공급통로(76)와, 상기 제2공동(46)과 상기 제1공동(28)과 유체 연통하는 제2공급통로(78)와, 상기 제2주 포트(74)와 상기 제2공동(46)과 유체 연통하는 제3공급통로(80)와, 상기 제2공동(46)과 상기 제1공동(28)과 유체 연통하는 제4공급통로(82)와, 상기 제2공동(46)과 상기 제1공동(28)과 유체 연통하는 제5공급통로(84)와, 상기 제1공동(28)과 상기 유압모터(22)와 유체 연통하는 다수의 엔진통로를 더 포함하고;
    상기 다수의 엔진통로는 제1엔진통로(86), 제2엔진통로(88), 제3엔진통로(90) 및 제4엔진통로(92)를 포함하고;
    상기 제1공동(28)은 상기 속도밸브(30)의 상기 압력 단부(34) 근처에서 상기 하우징(26)과 상기 속도밸브(30)에 의해 형성된 속도밸브 압력챔버를 포함하며;
    상기 하우징(26)은 속도변경 포트(94)를 형성하고, 상기 다수의 통로는 상기 속도변경 포트(94)와 상기 제1공동(28)의 상기 속도밸브 압력챔버(42)를 상호연결시키는 속도변경통로(96)를 포함하고, 상기 속도변경통로(96)는 상기 제1속도밸브위치(98)와 상기 제2속도밸브위치(100) 사이에서 상기 속도밸브(30)를 이동시키기 위해 상기 속도밸브 세로축(36)을 따라 상기 속도밸브(30)에 압력을 인가하기 위하여 상기 속도변경 포트(94)에서 상기 제1공동(28)의 상기 속도밸브 압력챔버(42)로 제어유체를 직접 보내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압모터 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 속도밸브(30)가 상기 제1속도밸브위치(98)에 위치하면, 상기 다수의 엔진통로들 중 두 개는 작업유체를 유압모터(22)로 보내도록 구성되고 또한 상기 다수의 엔진통로들 중 다른 두 개는 상기 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압모터 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    제1회전방향 또는 제2회전방향에서 제1속도로 유압모터(22)를 동작시키기 위해 상기 속도밸브(30)가 상기 제1속도밸브위치(98)에 있고 또한 상기 방향밸브(48)가 상기 제1방향밸브위치(102) 또는 상기 제2방향밸브위치(104)에 있을 때, 상기 제1공급통로(76)는 상기 제2공급통로(78)와 유체 연통하고 있고, 상기 제2공급통로(78)는 상기 제1엔진통로(86)와 상기 제2엔진통로(88)와 유체 연통하고 있고, 상기 제3공급통로(80)는 상기 제4공급통로(82)와 유체 연통하고 있고, 그리고 상기 제4공급통로(82)는 상기 제3엔진통로(90)와 제4엔진통로(92)와 유체 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 유압모터 조립체.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 속도밸브(30)가 상기 제2속도밸브위치(100)에 있으면, 상기 다수의 엔진통로들 중 세 개는 작업유체를 유압모터(22)로 보내도록 구성되고 또한 상기 다수의 엔진통로들 중 다른 하나는 유압모터(22)로부터 작업유체를 받아들이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압모터 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    제1회전방향으로 제2속도에서 유압모터(22)를 작동시키기 위해 상기 속도밸브(30)가 상기 제2속도밸브위치(100)에 있고 또한 상기 방향밸브(48)가 상기 제1방향밸브위치(102)에 있으면, 상기 제1공급통로(76)는 상기 제2공급통로(78)와 상기 제5공급통로(84)와 유체 연통하고, 상기 제2공급통로(78)는 상기 제1엔진통로(86)와 유체 연통하고, 상기 제5공급통로(84)는 상기 제2엔진통로(88)와 상기 제3엔진통로(90)와 유체 연통하고, 상기 제4엔진통로(92)는 제4공급통로(82)와 유체 연통하고, 그리고 상기 제4공급통로(82)는 상기 제3공급통로(80)와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 유압모터 조립체.
  19. 제17항에 있어서,
    제2회전방향으로 제2속도로 유압모터(22)를 동작시키기 위해 상기 속도밸브(30)가 상기 제2속도밸브위치(100)에 있고 또한 상기 방향밸브(48)가 상기 제2방향밸브위치(104)에 있으면, 상기 제3공급통로(80)는 상기 제4공급통로(82)와 상기 제5공급통로(84)와 유체 연통하고, 상기 제4공급통로(82)는 상기 제4엔진통로(92)와 유체 연통하고, 상기 제5공급통로(84)는 상기 제3엔진통로(90)와 상기 제2엔진통로(88)와 유체 연통하고, 상기 제1엔진통로(86)는 상기 제2공급통로(78)와 유체 연통하고, 그리고 상기 제2공급통로(78)는 상기 제1공급통로(76)와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 유압모터 조립체.
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