KR101788872B1 - 밸브 매니폴드 - Google Patents

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KR101788872B1
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데일 에이. 스트레치
제프리 찰스 톰슨
마헤시 조시
쉬리칸트 바수테카르
제리 칼슨
아론 에이취. 자고다
자이 라바터
오토 슐테시스
지. 클라크 포투니
폴 브렌너
토마스 제이. 스톨츠
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이턴 코포레이션
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Abstract

제 1 밸브 부재(64) 및 제 2 밸브 부재(66)를 포함하는 밸브가 제공된다. 제 1 밸브 부재(64)는 제 1 단계 및, 상기 제 1 단계에 인접한 제 1 오리피스(82)를 포함한다. 제 2 밸브 부재(66)는 제 2 단계 및, 상기 제 2 단계에 인접한 제 2 오리피스(80)를 포함한다. 제 2 밸브 부재(66)는, 상기 제 1 오리피스가 상기 제 2 오리피스에 유동적으로 연결되는 개방 위치와, 상기 제 1 오리피스가 실질적으로 상기 제 2 오리피스에서 유동적으로 분리되는 폐쇄 위치 간에 상기 제 1 밸브 부재(64)에 대해 이동 가능하다. 제 1 및 2 단계는 제 2 오리피스에 유동적으로 연결되고, 제 2 밸브 부재(66)가 폐쇄 위치에 있을 시에 실질적으로 제 1 오리피스에서 유동적으로 분리되며, 제 1 및 2 단계는 제 2 밸브 부재(66)가 개방 위치에 있을 시에는 제 1 및 2 오리피스에 유동적으로 연결된다.

Description

밸브 매니폴드{VALVE MANIFOLD}
이 출원은 2008년 6월 2일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/058,083호에 대한 우선권을 청구하며, 이는 전적으로 참조로 포함된다.
유압 시스템은 다수의 유압식 부하(hydraulic loads)를 포함할 수 있는데, 이의 각각은 시간이 지남에 따라 변화할 수 있는 서로 다른 유량 및 압력 요건(flow and pressure requirements)을 가질 수 있다. 유압 시스템은 가압 유체의 유량을 유압식 부하에 공급하기 위한 펌프를 포함할 수 있다. 이 펌프는 가변 또는 고정된 변위 구성(displacement configuration)을 가질 수 있다. 고정된 변위 펌프는 종종 가변 변위 펌프보다 더 작고, 가벼우며, 저가이다. 일반적으로, 고정된 변위 펌프는 펌프 동작의 각 사이클 동안에 한정된 량의 유체를 분출시킨다.
고정된 변위 펌프의 출력 볼륨(output volume)은 펌프의 속도를 조절함으로써 제어될 수 있다. 고정된 변위 펌프의 출구의 폐쇄 또는 제한에 의해, 시스템 압력이 증가될 것이다.
유압 시스템의 과압력을 회피하기 위해, 고정된 변위 펌프는 전형적으로 압력 조절기 또는 무부하 밸브(unloading valve)를 이용하여, 펌프 배출이 다수의 유압식 부하의 유량 요건을 초과하는 주기 동안에 시스템 내의 압력 레벨을 제어한다.
유압 시스템은 다수의 부하로의 가압 유체의 분배를 제어하기 위한 여러 밸브를 더 포함할 수 있다.
도 1a는 주요 단계 매니폴드 및 파일럿 밸브 매니폴드를 포함하는 예시적 밸브 매니폴드의 측단면도이다.
도 1b는 도 1a의 주요 단계 매니폴드의 일부의 확대도이다.
도 1c는 도 1a의 주요 단계 매니폴드의 일부의 확대도이다.
도 2a는 동일 평행(co-parallel) 구성으로 배치되는 다수의 주요 단계 밸브를 채용하는 예시적 주요 단계 매니폴드를 도시한 것이다.
도 2b는 도 2a의 동일 평행 밸브 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3a는 방사형 구성(radial configuration)으로 배치되는 다수의 주요 단계 밸브를 채용하는 예시적 주요 단계 매니폴드를 도시한 것이다.
도 3b는 도 3a의 방사형 밸브 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 1a의 공선형(collinear) 밸브 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 스플릿 공선형 구성으로 배치되는 다수의 주요 단계 밸브를 채용하는 예시적 주요 단계 매니폴드를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6a는 고리형 구성으로 배치되는 다수의 주요 단계 밸브를 채용하는 예시적 주요 단계 매니폴드를 도시한 것이다.
도 6b는 도 6a의 고리형 밸브 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7a는 2×2 동축 구성으로 배치되는 다수의 주요 단계 밸브를 채용하는 예시적 주요 단계 매니폴드를 도시한 것이다.
도 7b는 도 7a의 동축 밸브 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 주요 단계 밸브의 길이 방향 측을 따라 외부에 배치되는 파일럿 밸브를 가진 밸브 조립체를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 주요 단계 밸브의 단부에 인접하여 외부에 배치되는 파일럿 밸브를 가진 밸브 조립체를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 주요 단계 밸브의 내부에 배치되는 파일럿 밸브를 가진 밸브 조립체를 개략적으로 도시한 것이다.
도 11은 주요 단계 밸브를 개방하기 위한 파일럿 밸브 및, 주요 단계 밸브를 폐쇄하기 위한 위한 리턴 스프링을 채용하는 각각의 다수의 주요 단계 밸브를 포함하는 예시적 유압 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 주요 단계 밸브를 개방하기 위한 파일럿 밸브 및, 주요 단계 밸브를 폐쇄하기 위한 위한 공유 리턴(shared return) 압력 밸브를 채용하는 각각의 다수의 주요 단계 밸브를 포함하는 예시적 유압 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 13은 주요 단계 밸브를 개방하기 위한 파일럿 밸브 및, 주요 단계 밸브를 폐쇄하기 위한 위한 파일럿 밸브를 채용하는 각각의 다수의 주요 단계 밸브를 포함하는 예시적 유압 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 14는 주요 단계 밸브를 개방 및 폐쇄하기 위한 위한 다수의 파일럿 밸브를 채용하는 다수의 주요 단계 밸브를 포함하는 예시적 유압 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 15는 도 14의 예시적 유압 시스템을 채용한 주요 단계 밸브의 동작을 제어하기 위한 여러 옵션(options)을 식별하는 논리 테이블을 도시한 것이다.
도 16은 주요 단계 스풀(spool)을 폐쇄 위치에 사전 적재(preloading)하기 위한 바이어스 부재를 채용하는 도 14의 예시적 유압 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 17은 도 16의 예시적 유압 시스템을 채용한 주요 단계 밸브의 동작을 제어하기 위한 여러 옵션을 식별하는 논리 테이블을 도시한 것이다.
도 18a 및 18b는 도 16의 예시적 유압 시스템을 채용한 주요 단계 밸브의 동작을 제어하기 위한 여러 부가적 옵션을 식별하는 논리 테이블을 도시한 것이다.
도 19a는 업스트림 압력에 응답하여 주요 단계 밸브를 개방하도록 구성되는 통합된 압력 보조(integrated pressure assist) 메카니즘을 채용한 예시적 주요 단계 밸브의 단면도이다.
도 19b는 폐쇄 위치로 배치된 것으로 도시되는 도 19a의 주요 단계 밸브의 일부의 확대도이다.
도 19c는 개방 위치로 배치되는 도 19b에 도시된 주요 단계 밸브의 일부를 도시한 것이다.
도 20a는 업스트림 압력에 응답하여 주요 단계 밸브를 폐쇄하도록 구성되는 통합된 압력 보조 메카니즘을 채용한 예시적 주요 단계 밸브의 단면도이다.
도 20b는 폐쇄 위치로 배치되는 도 20a에 도시된 주요 단계 밸브의 일부의 확대도이다.
도 20c는 개방 위치로 배치되는 도 20b에 도시된 주요 단계 밸브의 일부를 도시한 것이다.
도 21a는 다운스트림 압력에 응답하여 주요 단계 밸브를 개방하도록 구성되는 통합된 압력 보조 메카니즘을 채용한 예시적 주요 단계 밸브의 단면도이다.
도 21b는 폐쇄 위치로 배치되는 도 21a의 주요 단계 밸브의 일부의 확대도이다.
도 21c는 개방 위치로 배치되는 도 21b에 도시된 주요 단계 밸브의 일부를 도시한 것이다.
도 22a는 다운스트림 압력에 응답하여 주요 단계 밸브를 폐쇄하도록 구성되는 통합된 압력 보조 메카니즘을 채용한 예시적 주요 단계 밸브의 단면도이다.
도 22b는 폐쇄 위치로 배치되는 도 22a의 주요 단계 밸브의 일부를 도시한 것이다.
도 22c는 개방 위치로 배치되는 도 22b에 도시된 주요 단계 밸브의 일부를 도시한 것이다.
도 23은 폐쇄 위치와 개방 위치 간에 주요 단계 밸브의 스풀이 이동될 시에 일어나는 충격력을 감소시키기 위한 주요 단계 밸브를 채용한 댐핑(damping) 시스템의 부분 단면도이다.
도 24는 도 23의 댐핑 시스템의 확대된 부분 단면도이다.
도 25a는 주요 단계 밸브의 스풀이 폐쇄 위치로 이동될 시에 일어나는 충격력을 감소시키기 위한 주요 단계 밸브를 채용한 댐핑 시스템의 부분 단면도이다.
도 25b는 도 25a에 도시된 바와 같은 댐핑 링 및 스풀의 분해도이다.
도 26은 유압 펌프 조립체와 통합된 도 5의 공선형 밸브 배치의 부분 단면도이다.
도 27은 유압 펌프 조립체와 통합된 도 5의 스플릿 공선형 밸브 배치의 부분 단면도이다.
도 28a는 공통 스풀 및 슬리브를 공유하는 다수의 주요 단계 밸브를 채용한 예시적 주요 단계 매니폴드의 부분 단면도로서, 상기 스풀은 제 1 위치에 배치된다.
도 28b는 도 28a의 예시적 주요 단계 매니폴드의 부분 단면도로서, 상기 스풀은 제 2 위치에 배치된다.
도 29a는 스풀의 외부 단부면에 인접하여 위치되는 스풀 구동면(actuation surface)을 채용한 예시적 주요 단계 매니폴드의 부분 단면도이다.
도 29b는 스풀의 내부 단부면에 인접하여 위치되는 스풀 구동면을 채용한 도 29a에 도시된 예시적 주요 단계 매니폴드의 부분 단면도이다.
도 30은 링 형상의 밸브 구동기를 채용한 예시적 주요 단계 매니폴드의 부분 단면도이다.
도 31a는 핀 형상의 밸브 구동기를 채용한 예시적 주요 단계 매니폴드의 부분 단면도이다.
도 31b는 도 31a에 도시된 주요 단계 매니폴드의 부분 단면도이다.
도 32는 압축성 유체량을 최소화하고, 시스템 동작 효율을 개선하기 위한 통합된 유압식 유체 분배 모듈을 개략적으로 도시한 것이다.
이제, 다음의 논의 및 또한 도면을 참조하면, 개시된 시스템 및 방법에 대한 예시적 접근법이 상세히 도시된다. 도면이 일부 가능 접근법을 나타내지만, 도면은 반드시 일정한 비율로 도시되지 않으며, 어떤 특징은 본 발명을 더욱 양호하게 도시하고 설명하기 위해 과장되고, 제거되거나, 부분적으로 구획될 수 있다. 또한, 여기에 진술된 설명은 도면에 도시되고, 다음의 상세한 설명에서 개시되는 정확한 형태 및 구성으로 철저하거나, 청구범위를 제한하거나 한정하는 것으로 의도되지 않는다.
도 1a는 가변 유량 및 압력 요건을 가진 다수의 유압식 부하로의 가압 유체의 분배를 제어기하기 위한 예시적 유압 매니폴드(20)를 도시한다. 논의를 위해, 매니폴드(20)는, 제각기 주요 단계 밸브(30, 32, 34 및 36)로서 식별되는 4개의 분리 밸브를 포함하도록 도시된다. 매니폴드(20)가 4개의 밸브(30, 32, 34 및 36)를 포함하는 것으로 도시되지만, 매니폴드(20)는 특정 응용의 요건에 따라 더욱 적거나 더욱 많은 밸브를 포함할 수 있다. 각 주요 단계 밸브는 하나 이상의 유압식 부하에 유동적으로 연결될 수 있다. 예로서, 유압식 부하는, 유압식 실린더 또는 유압식 모터와 같은 여러 유압식 구동 장치를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 주요 단계 밸브는, 선택적으로 유체의 압력 및 유량을 각각의 유압식 부하로 조절함으로써 유압식 부하의 동작을 제어한다.
밸브(30, 32, 34 및 36)는 상기 밸브들이 여러 구성으로 상호 연결되어 주요 단계 매니폴드를 형성할 수 있도록 적절히 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 주요 단계 매니폴드 구성에서, 주요 단계 밸브는 서로 공선형 형식으로 스택(stack)된다. 용어 "공선형"은 개별 밸브 스풀이 일반적으로 선형 형식으로 종단간(end-to-end) 배치된다는 것을 의미한다. 주요 단계 밸브는 또한 다양한 다른 구성에 배치될 수 있으며, 이의 예들은 다음에 기술된다.
예시적 주요 단계 매니폴드는 입구 포트(42)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 고압력 유체가 매니폴드(20)에 들어간다. 4개의 출구 포트(44, 46, 48 및 50) - 4개의 주요 단계 밸브의 각각에 대해 하나의 출구 포트가 대응하는 유압식 부하에 유동적으로 연결될 수 있다. 입구 포트(42)는 (도시되지 않은) 고정된 변위 펌프와 같은 가압 유체원에 유동적으로 연결될 수 있다. 기어 펌프, 베인 펌프(vane pump), 액시얼 피스톤 펌프(axial piston pump), 및 방사형 피스톤 펌프를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 펌프 구성이 이용될 수 있다. 그러나, 가압 유체의 유량을 생성시킬 수 있는 다른 장치가 또한 이용될 수 있음을 알아야 한다. 유체원으로부터 수납되는 가압 유체는 입구 포트(42)를 통해 매니폴드(20)에 들어가고, 하나 이상의 출구 포트(44, 46, 48 및 50)를 통해 주요 단계 매니폴드에서 나간다. 밸브(30, 32, 34 및 36)는 입구 포트(42)에서 각각의 출구 포트(44, 46, 48 및 50)로 가압 유체의 유량을 선택적으로 제어한다.
밸브(30, 32, 34 및 36)의 각각은 유압 구동식 스풀 밸브(40)를 포함할 수 있다. 밸브(30, 32, 34 및 36)의 각각은 밸브 본체(38) 및, 이 밸브 본체(38) 내에 배치된 스풀 밸브(40)를 포함한다. 스풀 밸브(40)의 각각은, 밸브 본체(38)에 대해 고정된 슬리브(64)로서 도시되는 일반적으로 원통형 중공 슬리브, 및 슬리브(64)의 외부의 주변에 슬라이드 가능하게 배치되는 스풀(66)로서 도시되는 일반적으로 원통형 스풀을 포함할 수 있다. 이 스풀(66)은 슬리브(64)의 길이의 일부에 걸쳐 앞뒤로 자유로이 이동한다. 용어 "스풀" 및 "슬리브"가 공통으로 스풀 밸브의 구성 요소를 기술하는데 이용되지만, 이들 용어는 항상 일관되게 동일한 구성 요소를 나타내는데 이용되지 않는다. 따라서, 이 출원에서, 용어 "슬리브"는 정지 구성 요소를 나타내고, 용어 "스풀"은 이 정지 구성 요소에 대해 이동 가능한 구성 요소를 나타낸다. 따라서, 현재 기술된 스풀 밸브(40)에 대해, 내부 부재가 밸브 본체(38)에 대해 고정되므로, 그것은 "슬리브"로서 지칭되는 반면에, 슬리브에 대해 이동 가능한 것으로 기술되는 외부 부재는 "스풀"로서 지칭된다. 다른 한편으로는, 외부 부재가 밸브 본체에 대해 고정되고, 내부 부재가 외부 부재에 대해 이동 가능하면, 내부 부재는 "스풀"로서 지칭되고, 외부 부재는 "슬리브"로서 지칭된다.
슬리브(64) 및 스풀(66)은 제각기 각각의 부품의 벽(walls)을 통해 연장하는 오리피스의 시리즈를 포함할 수 있으며, 여기서, 스풀(66)의 각각은 오리피스(80)의 시리즈를 포함하고, 슬리브(64)는 오리피스(82)의 시리즈를 포함한다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 스풀(66)이 슬리브(64)에 대해 개방 위치에 위치될 시에, 오리피스(80 및 82)는 일반적으로 공통의 패턴으로 스풀(66)의 오리피스(80)가 일반적으로 슬리브(64)의 오리피스(82)와 정렬될 수 있도록 배치된다. 밸브(30, 32, 34 및 36)는, 슬리브(64)의 오리피스(82)와 스풀(66)의 오리피스(80)를 정렬하기 위해 스풀(66)을 슬리브(64)에 대해 축방향으로 슬라이드함으로써 개방 위치에 배치될 수 있다 (예컨대, 도 1c에 도시된 바와 같은 밸브(36)). 이와 같은 배치는 가압 유체가 스풀 밸브(40)를 통해 제각기 밸브(30, 32, 34 및 36)의 출구 포트(44, 46, 48 및 50)로 통과시키도록 한다. 밸브를 통해 유체의 유량을 차단하도록 스풀(66) 및 슬리브(64) 내의 오리피스를 임의로 오정렬시키기 위해 슬리브(64)에 대해 축방향으로 스풀(66)을 슬라이드함으로써 스풀(66)은 폐쇄 위치로 복귀될 수 있다 (예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같은 밸브(36)). 4개의 밸브(30, 32, 34 및 36)의 각각의 스풀(66)은 도 1a에서 폐쇄 위치로 도시된다.
밸브(30, 32, 34 및 36)는 예컨대 솔레노이드 변환(solenoid operated) 파일럿 밸브(62)를 경유하여 유압식으로 구동될 수 있다. 파일럿 밸브(62)는 압력원에 유동적으로 연결되는 입구 포트(92)를 포함할 수 있다. 도 1b를 참조하면, 파일럿 밸브(62)의 출구 포트(96)는, 스풀(66)에서 노치 영역(notched region)(100)으로 적어도 부분적으로 정의되는 유체 공동부(fluid cavity)(98) 및 밸브 본체(38)의 벽(102)에 유동적으로 연결될 수 있다. 각 스풀(66)의 노치 영역(100)은 일반적으로 수직으로 지향된 표면(108)을 포함한다. 유체 공동부(98)를 가압함으로써, 일반적으로 축력을 스풀(66)의 표면(108)에 가하며, 이는 슬리브(64)에 대해 축방향으로 스풀(66)을 개방 위치로 변위시키는 경향이 있다.
도 1a를 다시 참조하면, 스풀 밸브는 제각기, 스풀(66)을 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동시키기 위해 코일 스프링 및 리프 스프링(leaf spring)과 같은 다양한 구성을 포함할 수 있는 바이어스 부재(106)를 채용할 수 있다. 스풀 밸브는 또한 바이어스 부재가 스풀(66)을 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동시키도록 구성될 수 있다. 바이어스 부재(106)는 바이어스 힘을 스풀(66)에 가하며, 이는 일반적으로 스풀(66)의 대향 단부에 있는 유체 공동부(98)를 가압함으로써 생성되는 바이어스 힘과 반대일 수 있다. 밸브(30, 32, 34 및 36)는, 바이어스 부재(106)에 의해 생성되는 바이어스 힘을 압도하도록 유체 공동부(98)를 충분히 가압함으로써 개방 위치 내에 위치될 수 있다. 그렇게 함으로써, 도 1c에 도시된 바와 같이, 스풀(66)이 슬리브(64)의 오리피스(82)와 스풀(66)의 오리피스(80)를 유동적으로 연결하기 위해 슬리브(64)에 대해 축방향으로 슬라이드하도록 한다. 슬리브(64)에 대한 스풀(66)의 위치는, 스풀(66)의 오리피스(80)가 슬리브(64)의 오리피스(82)에 유동적으로 연결될 시에, 스풀(66)의 제 1 단부(112), 또는 스풀(66)의 다른 적절한 영역을 맞물리게 하는 정지부(stop)(110)에 의해 제어될 수 있다. 다른 메카니즘은 또한 스풀(66)에 대한 슬리브(66)의 위치를 제어하기 위해 채용될 수 있다.
스풀(66)은, 유체 공동부(98)를 감압하기 위해 파일럿 밸브(62)를 조절함으로써 폐쇄 위치에 위치될 수 있다. 이것은, 바이어스 부재(106)에 의해 가해지는 바이어스 힘이 스풀(66)을 폐쇄 위치에 축방향으로 슬라이드하도록 한다. 스풀(66)의 오리피스(80)는 임의로, 스풀(66)이 폐쇄 위치에 위치될 시에 슬리브(64)의 오리피스(82)와 축방향으로 오정렬된다. 폐쇄 위치의 스풀(66)의 위치는, 스풀(66)의 한 단부(113), 또는 스풀(66)의 다른 적절한 영역이 정지부(110)의 반대편에 위치된 제 2 정지부(114)를 맞물리게 함으로써 제어될 수 있다.
밸브(30, 32, 34 및 36)는 내부 또는 외부 부재가 스풀(66)로서 동작하도록 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 예시적 주요 단계 밸브에서, 내부 부재는 슬리브(64)의 역할을 하고, 외부 부재는 스풀(66)의 역할을 한다 (즉, 슬리브에 대해 이동 가능하다). 그러나, 선택적인 예시로서, 내부 부재는 스풀(66)로서 동작하고, 외부 부재는 슬리브(64)로서 동작하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 밸브(30, 32, 34 및 36)는 또한, 내부 또는 외부 부재의 양방이 서로에 대해 및 밸브 본체(38)에 대해 대향 방향으로 동시에 이동하도록 구성될 수 있다. 이런 후자 구성은 보다 고속의 밸브 구동 속도를 생성할 수 있지만, 또한 더욱 복잡한 시스템을 생성할 수 있다.
가압 유체의 유량이 개방 위치에 있을 시에 예시적 밸브(30, 32, 34 및 36)를 통해 방사상 외향으로(radially outward) 통과하는 것으로 기술되지만, 주요 단계 매니폴드는 또한 유량이 방사상 내향으로 통과하도록 구성될 수 있음을 알게 된다. 그 경우에, 도 1a에서 각각의 출구 포트(44, 46, 48 및 50)로서 명시된 통로는 입구 포트로서 동작하고, 입구 포트(42)로서 명시된 통로는 출구 포트로서 동작한다. 가압 유체가 밸브(30, 32, 34 및 36)를 통해 통과하는 방향은, 내부 또는 외부 밸브 부재가 스풀로서 동작하는지, 또는 양방의 부재가 이들 밸브가 구동될 시에 서로에 대해 이동 가능한지에 의존하지 않는다.
밸브(30, 32, 34 및 36) 및 파일럿 밸브(62)는 개별 압력 공급원(separate pressure supplies)을 가질 수 있거나, 공통 압력원을 공유할 수 있다. 도 1a에 도시된 예시적 매니폴드 구성에서, 밸브(30, 32, 34 및 36) 및 파일럿 밸브(62)는 공통 압력원을 공유하는 것으로 도시된다. 밸브(30, 32, 34 및 36) 및 파일럿 밸브(62)의 양방을 공급하기 위한 가압 유체는 입구 포트(42)를 통해 주요 단계 매니폴드에 들어간다. 입구 포트(42)는 제 1 밸브(30)의 슬리브(64)에 유동적으로 연결된다.
밸브(30, 32, 34 및 36)의 슬리브(64)는 직렬로 연장된 플레넘(elongated plenum)(120)을 형성하도록 연결될 수 있다. 상기 직렬에서 최종 밸브(36)의 슬리브(64)의 다운스트림 단부에 유동적으로 연결된 것은 파일럿 매니폴드(122)이다. 파일럿 매니폴드(122)는 파일럿 공급 통로(124)를 포함하고, 이를 통해 가압 유체의 일부가 주요 단계 유체 공급원으로부터 흘러나와, 파일럿 밸브(62)로 배출될 수 있다. 파일럿 밸브(62)의 각각의 입구 포트(92)는 파일럿 공급 통로(124)에 유동적으로 연결될 수 있다. 파일럿 밸브(62) 중 하나 이상을 구동할 시에, 파일럿 공급 통로(124) 내에 있는 유체의 일부는 파일럿 밸브(62)를 통해 스풀(66)에 인접한 유체 공동부(98)로 통과하여, 밸브(30, 32, 34 및 36) 중 하나 이상을 개방 위치로 구동시킨다.
도 1a를 계속 참조하면, 파일럿 매니폴드(122)는 체크 밸브를 포함할 수 있다. 체크 밸브(130)는, 파일럿 매니폴드(122)로 배출되는 가압 유체의 유량을 제어하고, 또한 유체가 파일럿 매니폴드(122)에서 플레넘(120)으로 역류하는 것을 방지하도록 동작한다. 체크 밸브(130)는 어떤 다양한 구성을 가질 수 있다. 이와 같은 구성 중 하나의 일례는 도 1a에 도시되며, 여기서, 볼 체크 밸브는 파일럿 매니폴드(122)로 및 파일럿 매니폴드(122)로부터의 유체의 유량을 제어하는데 이용된다. 체크 밸브(130)는 파일럿 매니폴드(122)의 입구 통로(134)에 선택적으로 맞물리는 볼(132)을 포함한다. 스프링(136)은 볼(132)을 파일럿 매니폴드(122)의 입구 통로(134)와의 맞물림으로 바이어스하기 위해 제공될 수 있다. 체크 밸브(130)에 걸친 압력 강하가 스프링(136)에 의해 가해지는 바이어스 힘을 초과하면, 볼(132)은 파일럿 매니폴드(122)의 입구 통로(134)를 분리하여, 가압 유체가 플레넘(120)에서 파일럿 매니폴드(122)로 흐르도록 할 것이다. 유체가 유압 매니폴드(20)에서 파일럿 매니폴드(122)로 흐르는 율(rate)은 체크 밸브(130)에 걸친 압력 강하에 의존한다. 압력 강하가 클수록 유량은 높다. 체크 밸브(130)에 걸친 압력 강하가 스프링(136)의 바이어스 힘보다 작거나, 파일럿 매니폴드(122) 내의 압력이 플레넘(120) 내의 압력을 초과하는 경우에, 체크 밸브 볼(132)은 파일럿 매니폴드(122)의 입구 통로(134)와 맞물려, 체크 밸브(130)를 통해 어느 한 방향으로 흐르는 것을 방지할 것이다. 스프링(136)의 스프링율은, 체크 밸브(130)가 체크 밸브(134)에 걸친 원하는 압력 강하가 달성될 때까지 개방하는 것을 방지하기 위해 선택될 수 있다.
파일럿 매니폴드(122)는 또한 유압 유체로부터 잔해(debris)를 제거하기 위해 필터(140)를 채용할 수 있다. 이 필터(140)는 파일럿 밸브(62)를 매니폴드(20)에 연결하는 파일럿 공급 통로(124)에 배치될 수 있다. 다양한 필터(140)가 채용되고, 밴드 필터, 카트리지 필터 뿐만 아니라 다른 필터를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 밴드 필터는 비용면에서 효율적인 이점을 가지고, 일반적으로 카트리지 필터보다 작은 패키징 엔벨로프(packaging envelope)를 가지며, 잠재적으로 보다 높은 압력 강하에 견딜 수 있다. 반면에, 카트리지 필터는, 막히게 되어, 일반적으로 밴드 필터보다 큰 필터링 표면적을 가질 경우에 대체될 수 있지만, 또한 보다 큰 패키징 엔벨로프를 필요로 할 수 있다.
파일럿 매니폴드(122)는 또한 밸브(30, 32, 34 및 36)를 구동시키는데 이용되는 가압 유체를 저장하기 위한 어큐뮬레이터(accumulator)(142)를 포함할 수 있다. 어큐뮬레이터(142)는 어떤 다양한 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 도 1a에 도시된 하나의 버전(version)은 가압 유체를 수납하여 저장하는 유체 저장소(144)를 포함할 수 있다. 저장소(144)는 파일럿 매니폴드(122)에 유동적으로 연결될 수 있다. 어큐뮬레이터(142)는 저장소(144) 내에 위치된 이동 가능한 피스톤(146)을 포함할 수 있다. 저장소(144) 내의 피스톤(146)의 위치는 저장소(144)의 볼륨을 선택적으로 변화시키도록 조절될 수 있다. 코일 스프링과 같은 바이어스 메카니즘(148)은 저장소(144)의 볼륨을 최소화시키는 경향이 있는 방향으로 피스톤(146)을 몰아댄다. 바이어스 메카니즘(148)은 파일럿 매니폴드(122) 내에 존재하는 가압 유체에 의해 가해지는 압력 힘과 반대되는 바이어스 힘을 가한다. 2개의 반대되는 힘이 불균형되면, 피스톤(146)은 저장소(144)의 볼륨을 증대 또는 감소하도록 변위되어, 2개의 반대되는 힘 간의 균형을 회복시킬 것이다. 적어도 어떤 상황에서, 저장소(144)내의 압력 레벨이 파일럿 매니폴드(122) 내의 압력에 대응한다. 저장소(144) 내의 압력 힘이 바이어스 메카니즘(148)에 의해 생성되는 반대의 힘을 초과하면, 피스톤(146)은 바이어스 메카니즘(148)을 향해 변위되어, 저장소(144)의 볼륨 및, 어큐뮬레이터(142) 내에 저장될 수 있는 유체의 량을 증가시킬 것이다. 저장소(144)가 계속 유체를 채울 시에, 바이어스 메카니즘(148)에 의해 생성되는 반대의 힘은 또한 바이어스 힘 및, 저장소(144) 내로부터 가해지는 반대의 압력 힘이 실질적으로 동일한 지점까지 증가할 것이다. 저장소(144)의 볼륨 용량은 2개의 반대되는 힘이 평행 상태에 있을 시에는 실질적으로 일정할 것이다. 반면에, 하나 이상의 파일럿 밸브(62)를 구동하면, 일반적으로 파일럿 매니폴드(122) 내의 압력 레벨이 저장소(144) 내의 압력 레벨 이하로 강하하도록 할 것이다. 이것이 피스톤(146)에 걸친 압력 힘이 불균형된다는 사실과 결부되면, 저장소(144) 내에 저장된 유체가 밸브(30, 32, 34 및 36)를 구동시키는데 이용하기 위한 파일럿 매니폴드(122)로 배출될 것이다.
밸브(30, 32, 34 및 36)는 여러 구성으로 매니폴드(20) 내에 배치될 수 있다. 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같은 동일 평행 구성; 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같은 방사형 구성; 도 1a 및 4에 도시된 바와 같은 공선형 구성; 도 5에 도시된 바와 같은 스플릿 공선형 구성; 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같은 고리형 구성; 및 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같은 투 바이 투 (2×2) 동축 구성을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 여러 밸브 배치의 예들이 아래에 기술된다. 여러 밸브 배치를 도시한 도면들은 제각기, 주요 단계 밸브의 배치를 도시한 매니폴드(20)의 단면도 및, 유체가 주요 단계 매니폴드 및 개별 주요 단계 밸브를 통해 통과하는 식으로 도시한 매니폴드(20)의 하나 이상의 개략도를 포함한다 (도 5에 도시된 스플릿 공선형 배치는 제외함). 이들은 단지 몇몇 가능한 밸브 배치이고; 사실상, 다른 배치는 또한 특정 응용의 요건에 따라 채용될 수 있다. 예시적 밸브 배치는 다른 배치가 또한 이용될 수 있을 시에 어떤 방법으로든 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
도 2a를 참조하면, 매니폴드(220)는 동일 평행 구성으로 배치되는 2 이상의 밸브(230)를 포함하는데, 여기서, 밸브(230)의 길이 방향 축 A-A는 실질적으로 서로 평행하게 정렬된다. 각 밸브(230)의 슬리브(264) 및 스풀(266)은, 스풀(266)(이동 가능한 부재)이 외부 부재이고, 슬리브(264)(정지 부재)가 내부 부재이도록 배치될 수 있다. 밸브(230)는 또한, 외부 부재가 슬리브(264)로서 동작하고, 내부 부재가 스풀(266)로서 동작하도록 구성될 수 있다. 일반적으로 밸브의 길이 방향 축과 일치하는 밸브(230)의 각각의 스풀(266)의 이동 경로는 실질적으로 서로 평행하게 정렬될 수 있다. 스풀(266) 간의 이동 경로는 실질적으로 공통 평면 내에 있을 수 있다. 밸브(230)는 매니폴드 공급 통로(222)의 공통 측면 상에 배치될 수 있다.
또한, 도 2b를 참조하면, 각 밸브(230)의 입구(292)는 매니폴드 공급 통로(222)에 유동적으로 연결될 수 있다. 가압 유체는 압력원에 유동적으로 연결되는 입구(242)를 통해 매니폴드 공급 통로(222)에 들어간다. 유체는 매니폴드 공급 통로(222)를 통해 각각의 밸브(230)의 입구(292)로 통과한다. 하나 이상의 밸브(230)의 구동(즉, 개방)에 의해, 가압 유체가 매니폴드 공급 통로(222)에서 밸브(230)의 스풀(266)의 내부 공동부(232)로 통과된다. 이 지점에서, 유체는, 슬리브(264) 내의 오리피스(280) 및 스풀(266) 내의 오리피스(282)를 통해 방사상 외향으로 통과하여, 후속하여 대응하는 유압 회로를 통해 유압식 부하로 지향될 수 있다. 어떤 성능의 이득을 제공하는 것 이외에, 동일 평행 밸브 배치는 또한 기계 및 조립 동작을 간소화함으로써 제조 비용을 줄일 수 있다. 이런 특정 배치는 또한 매니폴드(220)가 특정 응용의 요건에 따라 어떤 수의 밸브를 포함하도록 쉽게 수정되도록 할 수 있다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 매니폴드(320)는 방사형 구성으로 배치되는 2 이상의 밸브(330)를 포함할 수 있는데, 여기서, 밸브(330)는 공통 유체 노드(342)의 축 A-A의 주변에서 일반적 원형 패턴으로 배치될 수 있다. 예컨대, 도 3b에 도시된 바와 같이, 매니폴드(320)는, 바퀴의 스포크(spokes)와 닯은 식으로 공통 유체 노드(342)에서 방사상 외향으로 연장하는 공급 통로(391)의 시리즈를 포함할 수 있다. 밸브(330)의 입구 포트(392)는 공급 통로(391)에 유동적으로 연결된다. 밸브(330)가 기능을 전환시키도록 구성될 수 있을 지라도, 각 밸브(330)의 슬리브(364) 및 스풀(366)은 스풀(366)(이동 가능한 부재)이 외부 부재이고, 슬리브(364)(정지 부재)가 내부 부재이도록 배치될 수 있다. 가압 유체는 압력원에 유동적으로 연결될 수 있는 입구 포트(393)를 통해 공급 통로(391)에 들어갈 수 있다. 유체는 공급 통로(391)를 통해 각각의 밸브(330)의 입구 통로로 통과한다. 하나 이상의 밸브(330)의 구동(즉, 개방)에 의해, 가압 유체는 슬리브(364) 내의 오리피스(380) 및 스풀(366) 내의 오리피스(382)를 통해 방사상 외향으로 통과하여, 후속하여 대응하는 유압 회로를 통해 유압식 부하로 통과할 수 있다.
도 1a 및 4를 참조하면, 밸브(30, 32, 34 및 36)는 매니폴드(20)의 공선형 구성으로 배치되는 것으로 도시되는데, 여기서, 밸브(30, 32, 34 및 36)의 슬리브(64)는 공통 길이 방향 축 A-A을 따라 종단간에 배치된다. 도 4는 이 매니폴드를 통해 유체 경로를 도시하는 도 1a의 매니폴드를 개략적으로 도시한 것이다. 각 밸브(30, 32, 34 및 36)의 슬리브(64) 및 스풀(66)은 스풀(66)(이동 가능한 부재)이 외부 부재이고, 슬리브(64)(정지 부재)가 내부 부재이도록 배치된다. 이 구성에서, 슬리브(64)는 공통 길이 방향 축 A-A을 따라 서로 연결되어 연속 원통형 공급 통로(91)를 형성한다. 가압 유체는 압력원에 유동적으로 연결되는 입구 포트(42)를 통해 공급 통로에 들어간다. 하나 이상의 밸브(30, 32, 34 및 36)의 구동(즉, 개방)에 의해, 가압 유체는 스풀(66) 내의 오리피스(80) 및 슬리브(64) 내의 오리피스(82)를 통해 유압식 부하를 공급하기 위한 상호 연결된 유압 회로로 방사상 외향으로 통과하도록 한다. 특정 밸브로 배출되는 유체는 특정 밸브로 배출되기 전에 이전의 밸브의 각각의 슬리브(64)를 통해 통과한다. 예컨대, 밸브의 시리즈 중 최종 밸브(36)로 배출되는 유체는 이전의 밸브(30, 32, 34 및 36)의 각각의 슬리브(64)를 통해 통과한다. 공선형 밸브 배치는 주요 단계 입구 볼륨을 최소화하여, 결과적으로 유압 시스템의 전체 동작 효율을 개선할 수 있다. 밸브(30)의 각각의 스풀(66)의 이동 경로는 실질적으로 서로 평행하게 정렬될 수 있으며, 여기서, 스풀(66) 간의 이동 경로는 실질적으로 공통 축을 따라 연장할 수 있다. 밸브(30, 32, 34 및 36)는 제각기 스풀(66)의 이동 경로와 실질적으로 평행하게 배치될 수 있는 공통 길이 방향 축 A-A을 가질 수 있다. 길이 방향 축 A-A은 매니폴드(20) 내에서 모든 밸브(30, 32, 34 및 36)에 의해 공유되는 공통 축일 수 있다. 공급 통로(91)는 실질적으로 이들 밸브의 축 A-A과 일치할 수 있다.
도 5에 도시된 예시적 밸브 배치는, 도 4에 도시된 공선형 밸브 배치의 수정된 버전의 개략도로서, 매니폴드(520)를 포함한다. 스플릿 공선형 구성으로 지칭되는 이 배치는 공급 통로(592)의 반대 측면 상에 배치되는 2개의 쌍으로 분리되는 4개의 밸브(530)를 포함할 수 있다. 밸브(530)의 각 쌍은 공선형 배치에 대해 상술한 식으로 종단 간에 배치된다. 가압 유체는 공급 통로(592)를 통해 밸브(530)의 각 쌍에 공급된다. 도 1a 및 4에 도시된 바와 같이, 가압 유체는 공선형 밸브 배치에 대해 상술한 바와 같이 밸브(530)의 각 쌍을 통해 통과할 수 있다. 밸브(530)의 각 세트는 2 이상의 밸브(530)를 포함할 수 있음을 알게 될 것이다. 밸브(530)의 각각의 스풀의 이동 경로는 실질적으로 서로 평행하게 정렬될 수 있다. 스풀의 이동 경로는 실질적으로 공통 축을 따라 연장할 수 있다. 예컨대, 밸브(530)는 스풀의 이동 경로와 실질적으로 평행하게 연장하는 공통 길이 방향 축 A-A을 따라 배치됨으로써, 길이 방향 축 A-A이 매니폴드(520) 내의 모든 밸브(530)에 의해 공유되는 공통 축이 된다.
도 6a 및 6b를 참조하면, 매니폴드(620)는, 도 3a 및 3b에 도시된 배치와 유사한 고리형 구성으로 배치되는 2 이상의 밸브(630)를 포함할 수 있다. 밸브(630)는 고리형 플레넘(693)의 축 A-A의 주변에서 일반적 원형 패턴으로 배치될 수 있다. 주요 단계 매니폴드(620)는 압력 공급원에 유동적으로 연결될 수 있는 입구 포트(692)를 포함한다. 입구 포트(692)는 가압 유체를 고리형 플레넘(693)으로 배출한다. 밸브(630)는 고리형 플레넘(693)의 주변에 배치되어 유동적으로 연결된다. 각 밸브(630)의 슬리브(664) 및 스풀(666)은 스풀(666)(이동 가능한 부재)이 외부 부재이고, 슬리브(664)(정지 부재)가 내부 부재이도록 배치될 수 있다. 그러나, 밸브(630)는 또한, 외부 부재가 슬리브(664)로서 동작하고, 내부 부재가 스풀(666)로서 동작하도록 구성될 수 있다. 가압 유체는 압력원에 연결되는 입구 포트(692)에 들어간다. 유체는 입구 포트(692)를 통해 고리형 플레넘(693)으로 통과한다. 하나 이상의 밸브(630)를 구동(즉, 개방)할 시에, 가압 유체는 밸브(630)를 통해 고리형 플레넘(693)으로부터 출구 포트(644)로 흐른다. 상술한 밸브 배치와는 대조적으로, 가압 유체는 슬리브(664) 및 스풀(666) 내의 오리피스를 통해 슬리브(664)의 내부로 방사상 내향으로 통과한다. 슬리브(664)의 내부는 밸브(630)의 출구 포트(644)에 유동적으로 연결될 수 있다. 이 출구 포트(644)는 유압식 부하에 유동적으로 연결될 수 있다.
도 7a 및 7b를 참조하면, 매니폴드(720)는, 도 2a 및 2b에 도시된 배치와 유사한 투 바이 투 (2×2) 동축 배치로 배치되는 다수의 밸브(730)를 포함할 수 있다. 이 구성은 공통 매니폴드 공급 통로(793)의 대향 측면 상에 배치된 2 세트의 밸브(730)를 포함할 수 있다. 주어진 세트의 밸브(730)의 길이 방향 축 A-A은 일반적으로 서로 평행하게 정렬된다. 각 밸브(730)의 슬리브(764) 및 스풀(766)은 스풀(766)(이동 가능한 부재)이 내부 부재이고, 슬리브(764)(정지 부재)가 외부 부재이도록 배치된다. 그러나, 밸브(730)는 또한, 내부 부재가 슬리브(764)로서 동작하고, 외부 부재가 스풀(766)로서 동작하도록 구성될 수 있다. 각 밸브(730)의 입구(791)는 매니폴드 공급 통로(793)에 유동적으로 연결된다. 가압 유체는 압력원에 유동적으로 연결되는 입구 포트(792)를 통해 매니폴드 공급 통로(793)에 들어간다. 유체는 매니폴드 공급 통로(793)를 통해 각각의 밸브(730)의 입구 통로(791)로 통과한다. 하나 이상의 밸브(730)의 구동(즉, 개방)에 의해, 가압 유체는 매니폴드 공급 통로(793)로부터 스풀(766)의 내부 공동부(732)로 통과된다. 이 지점에서, 유체는, 스풀(766) 내의 오리피스(780) 및 슬리브(764) 내의 오리피스(782)를 통해 방사상 외향으로 통과하여, 후속하여 대응하는 유압 회로를 통해 유압식 부하로 지향될 수 있다. 밸브(730)의 각각의 스풀(766)의 이동 경로는 하나 이상의 다른 밸브(730)와 실질적으로 평행하게 정렬될 수 있고, 실질적으로 하나 이상의 다른 밸브(730)와 공통 평면 내에 있을 수 있다. 밸브(730)의 각각은 하나 이상의 다른 밸브(730)와 공통 길이 방향 축 A-A을 공유할 수 있다.
파일럿 밸브를 주요 단계 밸브에 설치하기 위한 여러 옵션이 존재한다. 3개의 예시적 파일럿 밸브 설치 옵션이 도 8-10에 개략적으로 도시된다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 파일럿 밸브(862)는 관련된 주요 단계 밸브(830)의 한 측면의 외부에 설치될 수 있다. 이런 배치는 도 1에 도시된 주요 단계 밸브 및 파일럿 밸브 배치와 유사하다. 도 9에 도시된 바와 같이, 파일럿 밸브(962)는 또한 주요 단계 밸브(930)의 단부의 외부에 설치될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 파일럿 밸브(1062)는 또한 주요 단계 밸브(1030)의 내부에 적어도 부분적으로 통합될 수 있다.
도 1a-10에 도시된 밸브 배치는 여러 구동 방식을 채용할 수 있다. 밸브를 구동하기 위한 이와 같은 배치 중 하나의 일례는 도 11에 개략적으로 도시된다. 이 배치는 각 주요 단계 밸브(1130)의 구동을 제어하기 위한 파일럿 밸브(1162) 및 바이어스 부재, 예컨대 리턴 스프링(1106)을 이용한다. 리턴 스프링(1106)은 코일 스프링 및 리프 스프링을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 어떤 다양한 구성을 가질 수 있다. 펌프(1133 및 1135)와 같은 개별 압력원은 제각기 가압 유체의 유량을 파일럿 밸브(1162) 및 주요 단계 밸브(1130)에 공급하기 위해 제공될 수 있다. 압력 조절기는 압력원의 배출 압력을 제어하기 위해 제공될 수 있다. 그러나, 파일럿 밸브(1162) 및 주요 단계 밸브(1130)는 또한 공통 압력원을 이용할 수 있다. 공통 압력원을 이용하도록 구성되는 통합된 파일럿 밸브(1162) 및 주요 단계 밸브 매니폴드의 일례는 도 1a, 2a 및 3a에 도시되어 있다.
계속 도 11을 참조하면, 주요 단계 밸브의 동작은 파일럿 밸브(1162) 및 리턴 스프링(1106)에 의해 제어될 수 있다. 한 예에서, 파일럿 밸브(1162)는 하나 이상의 솔레노이드에 의해 구동될 수 있다. 이 솔레노이드는, 가동될 시에, 개방 위치와 덤프(dump) 위치 간에 파일럿 밸브(1162)를 이동하는 코일을 포함할 수 있다. 파일럿 밸브(1162)를 개방 위치에 배치함으로써, 펌프(1133)로부터의 가압 유체가 파일럿 밸브(1162)를 통해 주요 단계 밸브(1130)로 흐르게 된다. 파일럿 밸브(1162)로부터의 가압 유체는 주요 단계 밸브(1130)의 스풀이 (도 1a에 대해 상술된 바와 같이) 개방 위치로 이동하도록 하여, 가압 유체가 밸브(1130)를 통해 펌프(1135)로부터 유압식 부하(1137)로 흐르게 한다. 파일럿 밸브(1162)를 덤프 위치로 배치함으로써, 파일럿 밸브가 밸브(1130)를 개방하는데 이용되는 가압 유체의 유량을 중지시키고, 파일럿 밸브를 저압력 저장소(1163)에 유동적으로 연결한다. 이것에 의해, 리턴 스프링(1106)의 바이어스 힘이 주요 단계 밸브(1130)의 스풀을 폐쇄 위치로 되돌려지게 하여, 유압식 부하(1137)로의 가압 유체의 유량을 차단한다.
리턴 스프링(1106)을 이용하여 주요 단계 스풀을 폐쇄 위치로 리턴하는 것은 시스템 압력 강하가 있는 경우에 안전 메카니즘(failsafe mechanism)을 제공한다는 이점이 있다. 압력 강하가 일어나면, 리턴 스프링(1106)은 밸브(1130)를 폐쇄하도록 동작할 것이다.
리턴 스프링(1106)은 주요 단계 밸브의 개방 및 폐쇄 응답 시간 간의 바람직한 균형을 달성하도록 사이즈가 정해질 수 있다. 리턴 스프링(1106)의 스프링율의 증가 또는 감소는 개방 및 폐쇄 응답 시간에 서로 다르게 영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 스프링율의 증가는 일반적으로 주어진 공급 압력에 대해 폐쇄 응답 시간의 대응하는 감소 및 개방 응답 시간의 대응하는 증가를 생성시킬 것이다. 개방 응답 시간의 대응하는 증가는 리턴 스프링(1106)의 바이어스 힘이 파일럿 제어 구동력의 운동을 저지하는 경향이 있다는 사실에 기인한다. 그렇게 하는 것이 항상 확실한 대안이 아닐지라도, 개방 응답 시간의 대응하는 증가는, 예컨대, 주요 단계 밸브(1130)를 구동하는데 이용되는 압력을 증가시킴으로써 극복될 수 있다. 역으로, 리턴 스프링(1106)의 스프링율의 감소는 일반적으로 폐쇄 응답 시간의 대응하는 증가 및 개방 응답 시간의 대응하는 감소를 생성시킬 것이다. 리턴 스프링(1106)의 사이즈 결정은 특정 응용에 요구되는 바람직한 밸브 개방 및 폐쇄 응답 시간 뿐만 아니라 파일럿 제어 구동력의 크기를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 여러 요소에 의존할 수 있다.
도 12를 참조하면, 도 11에 도시된 주요 단계 밸브 구동 방식은 주요 단계 리턴 스프링(1106)을 제거하여 수정되고, 대신에 유압 압력을 이용하여 주요 단계 밸브(1230)를 폐쇄할 수 있다. 주요 단계 밸브(1230)를 폐쇄하는데 이용되는 리턴 압력은 단일 리턴 압력 밸브(1232)를 경유하여 제어될 수 있다. 이런 배치는 펌프(1233)로서 도시된 공통 압력원을 이용한다. 압력 조절기는 압력원의 배출 압력을 제어하기 위해 제공될 수 있다. 펌프(1233)는 주요 단계 밸브(1230)를 개방 및 폐쇄하기 위해 필요한 압력을 공급하는데 이용될 수 있다. 이런 구성에 대한 폐쇄 응답 시간은 일반적으로 리턴 압력 밸브(1232)의 압력 출력에 비례한다. 리턴 압력 밸브(1232)의 출력 압력의 증가는 일반적으로 밸브(1230)의 폐쇄 응답 시간의 대응하는 감소를 생성시키는 반면에, 출력 압력의 감소는 일반적으로 응답 시간의 대응하는 증가를 생성시킬 것이다. 주요 단계 밸브(1230)의 스풀을 바람직한 응답 시간 내에서 폐쇄 위치로 이동시키기에 충분한 압력을 제공하기 위해, 리턴 압력 밸브(1232)는 파일럿 밸브(1262)로부터 유체를 배수(drain)하는데 필요한 압력보다 큰 최소 출력 압력을 생성시키도록 구성될 수 있다. 압력 조절기(1240)는 파일럿 밸브(1232)로부터 주요 단계 밸브(1230)에 공급된 압력을 제어하기 위해 제공될 수 있다. 압력 조절기는, 선택적으로 파일럿 밸브(1232)의 배출 포트(1242)를 저압력 저장소(1263)에 유동적으로 연결함으로써 파일럿 밸브(1232)로부터 배출되는 압력을 제어한다. 파일럿 밸브의 배출 압력이 미리 정해진 압력을 초과할 시에, 압력 조절기는 파일럿 밸브(1232)로부터 배출되는 가압 유체의 적어도 일부가 저장소(1263)으로 다시 지향되도록 한다. 펌프(1233 및 1235)와 같은 개별 압력원은 제각기 가압 유체의 유량을 파일럿 밸브(1262) 및 주요 단계 밸브(1230)에 공급하기 위해 제공될 수 있다. 파일럿 밸브(1262) 및 주요 단계 밸브(1230)는 또한 도 1a, 2a 및 3a에 도시된 바와 같이 공통 압력원을 이용할 수 있다.
주요 단계 밸브(1230)의 동작은 파일럿 밸브(1262) 및 단일 리턴 압력 밸브(1232)에 의해 제어될 수 있다. 한 예에서, 파일럿 밸브(1262)는 하나 이상의 솔레노이드에 의해 구동될 수 있다. 각 솔레노이드는, 가동될 시에, 파일럿 밸브(1262)가 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 이동하게 하는 코일을 포함할 수 있다. 파일럿 밸브(1262)가 개방 위치에 배치되면, 파일럿 밸브(1262)는 펌프(1233)로부터의 가압 유체가 파일럿 밸브(1262)를 통해 주요 단계 밸브(1230)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(1262)로부터의 가압 유체는 주요 단계 밸브(1230)의 스풀이 (예컨대, 도 1a에 대해 기술된 방식으로) 개방 위치로 이동하도록 하여, 가압 유체가 주요 단계 밸브(1230)를 통해 펌프(1235)로부터 유압식 부하(1237)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(1262)를 폐쇄 위치에 배치하면, 주요 단계 밸브(1230)를 개방하는데 이용되는 가압 유체의 유량이 중지된다. 단일 리턴 압력 밸브(1232)는 주요 단계 밸브(1230)의 스풀을 폐쇄 위치로 다시 이동하여, 유압식 부하(1237)로의 가압 유체의 유량을 차단하는데 필요한 압력을 제어하는데 이용될 수 있다.
계속 도 12를 참조하면, 이 배치가 주요 단계 스풀을 폐쇄 위치로 이동시키기 위해 리턴 스프링을 이용하지 않을지라도, 리턴 스프링은 시스템 압력의 손실 또는 강하가 있는 경우에 주요 단계 밸브(1230)를 폐쇄하기 위한 안전 메카니즘을 제공하기 위해 채용될 수 있다. 리턴 스프링이 주요 단계 스풀을 폐쇄 위치로 리턴하기 위한 제 1 수단으로서 이용되지 않으므로, 리턴 스프링의 스프링율은 압력원이 주요 단계 밸브(1230)를 폐쇄하기 위해 압력을 가하지 않았을 경우에 필요로 될 수 있는 것보다 상당히 낮을 수 있다.
도 13은 도 12에 도시된 것과 유사한 주요 단계 밸브 제어 방식을 도시한다. 도 12에 도시된 구성의 경우인 것처럼, 리턴 스프링보다는 유압 압력이 주요 단계 밸브(1330)를 폐쇄하기 위해 이용된다. 그러나, 도 12에 도시된 구성과는 대조적으로, 이 구성은, 단일 리턴 압력 밸브 (즉, 도 12의 밸브(1232))보다는 개별 파일럿 밸브(1332)를 이용하여 밸브를 폐쇄하기 위해 주요 단계 밸브(1330)로 배출되는 압력을 제어한다. 따라서, 각 주요 단계 밸브(1330)는 2개의 개별 파일럿 밸브(1332 및 1362)를 채용할 수 있다. 파일럿 밸브(1362)는 주요 단계 밸브(1330)의 개방을 제어하고, 다른 파일럿 밸브(1332)는 주요 단계 밸브(1330)의 폐쇄를 제어한다. 이 배치가 주요 단계 스풀을 폐쇄 위치로 이동시키기 위해 리턴 스프링을 이용하지 않을지라도, 리턴 스프링은 시스템 압력의 손실 또는 강하가 있는 경우에 주요 단계 밸브(1330)를 폐쇄하기 위한 안전 메카니즘을 제공하기 위해 채용될 수 있다. 리턴 스프링이 주요 단계 스풀을 폐쇄 위치로 리턴하기 위한 제 1 수단으로서 이용되지 않으므로, 리턴 스프링의 스프링율은 압력원이 주요 단계 밸브(1330)를 폐쇄하기 위해 압력을 가하지 않았을 경우에 필요로 될 수 있는 것보다 상당히 낮을 수 있다. 펌프(1333 및 1335)와 같은 개별 압력원은 제각기 가압 유체의 유량을 파일럿 밸브(1332 및 1362) 뿐만 아니라 밸브(1330)에도 공급하기 위해 제공될 수 있다. 압력 조절기는 압력원의 배출 압력을 제어하기 위해 제공될 수 있다. 그러나, 파일럿 밸브(1332 및 1362) 뿐만 아니라 주요 단계 밸브(1330)는 또한 도 1a, 2a 및 3a에 도시된 바와 같이 공통 압력원을 이용할 수 있다.
주요 단계 밸브(1330)의 동작은 파일럿 밸브(1332 및 1362)에 의해 제어된다. 한 예에서, 파일럿 밸브(1332 및 1362)는 하나 이상의 솔레노이드에 의해 구동될 수 있다. 이 솔레노이드는, 가동될 시에, 파일럿 밸브(1332 및 1362)를 개방 위치와 덤프 위치 간에 이동시키는 코일을 포함할 수 있다. 파일럿 밸브(1362)가 개방 위치에 배치되면, 파일럿 밸브(1362)는 펌프(1333)로부터의 가압 유체가 파일럿 밸브(1362)를 통해 주요 단계 밸브(1330)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(1362)로부터의 가압 유체는 주요 단계 밸브(1330)의 스풀이 개방 위치로 이동하도록 하여, 가압 유체가 주요 단계 밸브(1330)를 통해 펌프(1335)로부터 유압식 부하(1337)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(1362)를 덤프 위치로 배치함으로써, 주요 단계 밸브(1330)를 개방하는데 이용되는 가압 유체의 유량이 중지되고, 파일럿 밸브(1362)가 저장소(1363)와 유동적으로 연결된다. 덤프 위치에 배치된 파일럿 밸브(1362)에 의해, 파일럿 밸브(1332)는 이때 주요 단계 밸브(1330)의 스풀을 폐쇄 위치로 다시 이동하여, 유압식 부하(1337)로의 가압 유체의 유량을 차단하는데 필요한 압력을 공급하도록 개방될 수 있다.
도 14는, 주요 단계 밸브(1430)를 개방 및 폐쇄하는데 필요로 될 수 있는 파일럿 밸브(1462)의 수를 최소화하도록 인접한 주요 단계 밸브 스풀(1430)의 조합된 구동 영역을 이용하는 주요 단계 밸브 구동 방식을 개략적으로 도시한다. 펌프(1433 및 1435)와 같은 개별 압력원은 제각기 가압 유체의 유량을 파일럿 밸브(1462) 및 주요 단계 밸브(1430)에 공급하기 위해 제공될 수 있다. 압력 조절기는 압력원의 배출 압력을 제어하기 위해 제공될 수 있다. 그러나, 파일럿 밸브(1462) 뿐만 아니라 주요 단계 밸브(1430)는 또한 예컨대 도 1a, 2a 및 3a에 도시된 바와 같이 공통 압력원을 이용할 수 있다. 각 주요 단계 밸브(1430)는 2개의 개별 파일럿 밸브(1462)를 채용할 수 있다. 한 파일럿 밸브(1462)는 주요 단계 밸브(1430)를 개방하도록 동작하고, 다른 파일럿 밸브(1432)는 주요 단계 밸브(1430)를 폐쇄하도록 동작한다. 밸브 시리즈의 단부에 위치된 주요 단계 밸브(1430)는 파일럿 밸브(1462)를 인접한 주요 단계 밸브(1430)와 공유시킨다. 예컨대, 주요 단계 밸브 (1) (도 14에서 4개의 주요 단계 밸브(1430)는 개별적으로 밸브 (1)-(4)로서 식별됨)는 파일럿 밸브 B (도 14에서 5개의 파일럿 밸브(1462)는 개별적으로 밸브 A-E로서 식별됨)를 인접한 주요 단계 밸브 (2)와 공유시킬 것이고, 주요 단계 밸브 (4)는 파일럿 밸브 D를 인접한 주요 단계 밸브 (3)와 공유시킬 것이다. 밸브 시리즈의 중간에 위치된 밸브(1430)는 2개의 파일럿 밸브(1462)를 공유할 것이다. 예컨대, 주요 단계 밸브 (2)는 파일럿 밸브 B를 인접한 주요 단계 밸브 (1)와 공유시키고, 파일럿 밸브 C를 인접한 주요 단계 밸브 (3)와 공유시킨다.
파일럿 밸브(1462)는 하나 이상의 솔레노이드에 의해 구동될 수 있다. 이 솔레노이드는, 가동될 시에, 파일럿 밸브(1462)를 개방 위치와 덤프 위치 간에 이동시킬 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 파일럿 밸브(1462)가 개방 위치에 배치되면, 파일럿 밸브(1462)는 펌프(1433)로부터의 가압 유체가 파일럿 밸브(1462)를 통해 주요 단계 밸브(1430)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(1462)를 덤프 위치에 배치함으로써, 파일럿 밸브가 저압력 저장소(1463)에 유동적으로 연결된다. 공유 파일럿 밸브(1462)는 동시에 공유 밸브(1430)의 하나에는 개방 압력을 가하고, 공유 밸브(1430)의 다른 것에는 폐쇄 압력을 가하도록 동작할 수 있다. 예컨대, 파일럿 밸브 B를 개방 위치에 배치함으로써, 펌프(1433)로부터의 가압 유체는 파일럿 밸브 B를 통해 주요 단계 밸브 (2)로 흐르게 된다. 덤프 위치에 배치된 파일럿 밸브 A 및 C에 의해, 파일럿 밸브 B로부터의 가압 유체는 주요 단계 밸브(2)의 스풀이 개방 위치로 이동하도록 하여, 가압 유체가 주요 단계 밸브(2)를 통해 펌프(1433)로부터 유압식 부하(1437)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브 B를 개방 위치에 배치하면, 동시에 폐쇄 압력이 주요 단계 밸브(1)에 가해진다. 주요 단계 밸브는 또한, 공유 파일럿 밸브(1462)가 동시에 개방 압력을 양방의 공유 주요 단계 밸브(1430)에 가하거나 폐쇄 압력을 양방의 공유 주요 단계 밸브(1430)에 가하기 위해 동작하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 개방 파일럿 밸브 B는 동시에 폐쇄 압력을 양방의 주요 단계 밸브 (1) 및 주요 단계 밸브 (2)에 가할 수 있다. 이런 배치는 단일 파일럿 밸브(1462)를 이용하여 2개의 주요 단계 밸브(1430)의 동작을 제어함으로써 파일럿 밸브(1462)의 수를 최소화할 수 있다.
도 14의 주요 단계 밸브(1430)의 각각을 개방 및 폐쇄하기 위한 여러 제어 방식을 식별하는 논리 테이블은 도 15의 테이블 1에 제공된다. 이 테이블은 여러 파일럿 밸브의 동작 조건이 대응하는 주요 단계 밸브의 동작에 미치는 영향을 기술한다. 예컨대, 압력을 가할 개방 파일럿 밸브 A (밸브 위치 "1")는 주요 단계 밸브 (1)(밸브 위치 "1")를 개방할 것이다. 이것은, 잔여 파일럿 밸브가 배수하도록 개방되는 경우에 (밸브 위치 "0"), 이전의 위치 (밸브 위치 "LC")를 유지하는 잔여 3개의 주요 단계 밸브의 위치에 영향을 미치지 않을 것이다. 주요 단계 밸브 (1) 및 (2)에 의해 공유되는 개방 파일럿 밸브 B (밸브 위치 "1"), 및 배수할 개방 파일럿 밸브 A (밸브 위치 "0")는 주요 단계 밸브 (1) 폐쇄 (밸브 위치 "0") 및 주요 단계 밸브 (2) 개방 (밸브 위치 "1")을 생성시킬 것이다. 주요 단계 밸브 3 및 4는, 관련된 파일럿 밸브가 배수하도록 개방할 경우에 이전의 위치 (밸브 위치 "LC")를 유지할 것이다. 다른 파일럿 밸브 (즉, 파일럿 밸브 C, D 및 E)의 개방이 주요 단계 밸브의 동작에 미치는 영향은 도 15의 테이블 1에서 쉽게 결정될 수 있다.
도 16은 도 14에 도시된 것과 유사한 주요 단계 밸브 구동 방식을 개략적으로 도시한다. 차로서는 주요 단계 밸브의 스풀을 폐쇄 위치에 사전 적재하도록 동작하는 바이어스 부재(1606)가 첨가된다는 것이다. 바이어스 부재(1606)는 또한 시스템 압력의 손실 또는 감소가 있는 경우에 주요 단계 밸브(1630)를 폐쇄하기 위한 안전 메카니즘을 제공한다. 바이어스 부재(1606)는 또한, 인접한 주요 단계 밸브(1630)가 구동될 시에 일어날 수 있는 압력 변화로 인해 피드백 영향을 최소화할 수 있다.
펌프(1633 및 1635)와 같은 개별 압력원은 제각기 가압 유체의 유량을 파일럿 밸브(1662) 및 주요 단계 밸브(1630)에 공급하기 위해 제공될 수 있다. 압력 조절기는 압력원의 배출 압력을 제어하기 위해 제공될 수 있다. 또한, 파일럿 밸브(1662) 뿐만 아니라 주요 단계 밸브(1630)는 예컨대 도 1a, 2a 및 3a에 도시된 바와 같이 공통 압력원을 이용할 수 있다. 각 주요 단계 밸브(1630) (도 16에서 4개의 주요 단계 밸브가 개별적으로 밸브 (1)-(4)로서 식별됨)는 2개의 개별 파일럿 밸브(1662) (도 16에서 5개의 파일럿 밸브가 개별적으로 밸브 A-E로서 식별됨)를 채용할 수 있다. 한 파일럿 밸브(1662)는 주요 단계 밸브(1630)를 개방하도록 동작하고, 다른 파일럿 밸브(1632)는 주요 단계 밸브(1630)를 폐쇄하도록 동작한다. 밸브 시리즈의 단부에 위치된 주요 단계 밸브(1630)는 파일럿 밸브(1662)를 인접한 주요 단계 밸브(1630)와 공유시킬 것이다. 예컨대, 주요 단계 밸브 (1)는 파일럿 밸브 B를 인접한 주요 단계 밸브 (2)와 공유시킬 것이고, 주요 단계 밸브 (4)는 파일럿 밸브 E를 인접한 주요 단계 밸브 (3)와 공유시킬 것이다. 밸브 시리즈의 중간에 위치된 주요 단계 밸브(1630)는 2개의 파일럿 밸브(1662)를 공유시킬 것이다. 예컨대, 주요 단계 밸브 (2)는 파일럿 밸브 B를 인접한 주요 단계 밸브 (1)와 공유시키고, 파일럿 밸브 C를 인접한 주요 단계 밸브 (3)와 공유시킨다.
파일럿 밸브(1662)는 하나 이상의 솔레노이드에 의해 구동될 수 있다. 이 솔레노이드는, 가동될 시에, 파일럿 밸브(1662)를 개방 위치와 덤프 위치 간에 이동시킬 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 파일럿 밸브(1662)가 개방 위치에 배치되면, 파일럿 밸브(1662)는 펌프(1633)로부터의 가압 유체가 파일럿 밸브(1662)를 통해 주요 단계 밸브(1630)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(1662)를 덤프 위치에 배치함으로써, 파일럿 밸브가 저압력 저장소(1663)에 유동적으로 연결된다. 공유 파일럿 밸브(1662)는 동시에 공유 주요 단계 밸브(1630)의 하나에는 개방 압력을 가하고, 공유 주요 단계 밸브(1430)의 다른 것에는 폐쇄 압력을 가하도록 동작한다. 예컨대, 파일럿 밸브 B를 개방 위치에 배치함으로써, 펌프(1633)로부터의 가압 유체는 파일럿 밸브 B를 통해 주요 단계 밸브 (2)로 흐르게 된다. 덤프 위치에 배치된 파일럿 밸브 A 및 C에 의해, 파일럿 밸브 B로부터의 가압 유체는 주요 단계 밸브(2)의 스풀이 개방 위치로 이동하도록 하여, 가압 유체가 주요 단계 밸브(2)를 통해 펌프(1633)로부터 유압식 부하(1637)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브 B를 개방 위치에 배치하면, 동시에 폐쇄 압력이 주요 단계 밸브(1)에 가해진다. 바이어스 부재(1606)는 시스템 압력의 손실 또는 감소가 있는 경우에 주요 단계 밸브(1630)를 폐쇄하기 위한 안전 메카니즘을 제공한다. 주요 단계 밸브는 또한, 공유 파일럿 밸브(1662)가 동시에 개방 압력을 양방의 공유 주요 단계 밸브에 가하거나 폐쇄 압력을 양방의 공유 주요 단계 밸브(1662)에 가하기 위해 동작하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 개방 파일럿 밸브 B는 동시에 폐쇄 압력을 양방의 주요 단계 밸브 (1) 및 주요 단계 밸브 (2)에 가할 수 있다. 이런 배치는 단일 파일럿 밸브(1662)를 이용하여 2개의 주요 단계 밸브(1630)의 동작을 제어함으로써 파일럿 밸브(1662)의 수를 최소화할 수 있다.
도 16에 도시된 제어 방식에 채용되는 주요 단계 밸브(1630)의 개방 및 폐쇄를 위한 예시적 제어 논리는 도 17의 테이블 2에 제공된다. 예컨대, 파일럿 밸브 A가 압력을 가하도록 개방하고 (테이블 2의 밸브 위치 "1"), 파일럿 밸브 B-E가 배수하도록 개방하면 (테이블 2의 밸브 위치 "0"), 이것은, 주요 단계 밸브 (1) 개방 (테이블 2의 밸브 위치 "1") 및 잔여 주요 단계 밸브 (1630) 폐쇄 (테이블 2의 밸브 위치 "0")를 생성시킬 것이다. 여러 다른 파일럿 밸브의 동작 시퀀스의 영향은 도 17의 테이블 2에서 쉽게 결정될 수 있다.
도 18a 및 18b의 테이블 3은 도 16에 도시된 제어 방식과 함께 채용될 수 있는 예시적 제어 논리를 기술한다. 하나의 주요 단계 밸브만이 주어진 시간에 개방되는 도 17의 테이블 2에 제공된 제어 논리와는 달리, 테이블 3에 제공된 제어 논리는 다수의 주요 단계 밸브가 동시에 개방되도록 한다. 도 18a 및 18b의 테이블 3의 제어 데이터는 도 17의 테이블 2의 제어 데이터와 동일한 방식으로 해석될 수 있다.
도 19a-22b는 통합된 압력 보조 메카니즘을 채용한 예시적 주요 단계 밸브의 구성을 도시한 것이다. 통합된 압력 보조 메카니즘은, 미리 정해진 업스트림 또는 다운스트림 압력의 존재에 응답하여 압력 보조 메카니즘의 특정 구성에 따라 주요 단계 밸브의 스풀을 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 지향시키도록 동작한다. 논의를 위해, 외부 부재는 스풀로서 동작하고, 내부 부재는 슬리브로서 동작하며, "업스트림 압력" (Pu)은 슬리브의 내부에서 발생하는 압력을 나타내고, "다운스트림 압력" (Pd)은 스풀의 외부를 둘러싸는 영역 내의 압력을 나타낸다.
도 19a는 미리 정해진 업스트림 압력 Pu에 응답하여 밸브(1930)를 개방하도록 구성된 예시적 압력 보조 메카니즘(1910)을 도시한 것이다. 도 20a는 미리 정해진 업스트림 압력 Pu에 응답하여 밸브(2030)를 폐쇄하도록 구성된 예시적 압력 보조 메카니즘(2010)을 도시한 것이다. 도 21a는 미리 정해진 다운스트림 압력 Pd에 응답하여 밸브(2130)를 개방하도록 구성된 예시적 압력 보조 메카니즘(2110)을 도시한 것이다. 도 22a는 미리 정해진 다운스트림 압력 Pd에 응답하여 밸브(2230)를 폐쇄하도록 구성된 예시적 압력 보조 메카니즘(2210)을 도시한 것이다.
압력 보조 메카니즘은, 단계(1911, 2011, 2111 및 2211)를 각각의 압력 보조 메카니즘(1910, 2010, 2110 및 2210)에 제공함으로써 주요 단계 밸브 내에 포함될 수 있다. 도 19a-22b에 도시된 바와 같이, 각 단계는 제각기 대응하는 밸브 스풀(1966, 2066, 2166 및 2266) 내에 형성된 단계(1912, 2012, 2112 및 2212)로 구성된다. 대응하는 단계(1914, 2014, 2114 및 2214)는 또한 제각기 슬리브(1964, 2064, 2164 및 2264) 내에 포함된다. 이 단계는 반대 압력의 유도 축방향 힘(opposing pressure induced axial forces)이 스풀 및 슬리브에 가해지도록 하여, 밸브가 압력 보조 메카니즘의 특정 구성에 따라 개방 및 폐쇄하도록 하는 경향이 있다. 반대 힘의 크기는, 적어도 부분적으로, 단계의 사이즈에 의해 결정된다. 단계가 크면 클수록, 주어진 압력 강하에 대한 반대의 힘은 커진다.
계속 도 19a-22b를 참조하면, 슬리브의 오리피스 (즉, 오리피스(1982, 2082, 2182 및 2282)) 및 스풀의 오리피스 (즉, 오리피스(1980, 2080, 2180 및 2280))에 대한 단계의 배치는 압력 보조 메카니즘이 업스트림 압력 Pu에 응답하는지 다운스트림 압력 Pd에 응답하는지를 결정한다. 도 19a 및 20a에 도시된 구성과 같이 밸브가 폐쇄될 시에 단계가 슬리브의 오리피스에 걸쳐 생성하면, 압력 보조 메카니즘은 업스트림 압력 Pu에 응답할 것이다. 도 21a 및 22a에 도시된 구성과 같이 밸브가 폐쇄될 시에 단계가 스풀의 오리피스에 걸쳐 생성하면, 압력 보조 메카니즘은 다운스트림 압력 Pd에 응답할 것이다.
도 19a-22b에서 관측될 수 있는 바와 같이, 단계의 한 측면은 스풀로 정의될 수 있고, 단계의 반대 측면은 슬리브로 정의될 수 있다. 스풀 및 슬리브의 단계는 적어도 부분적으로, 밸브가 개방될 시에 스풀의 오리피스와 슬리브의 대응하는 오리피스 간에 유체 경로(1913, 2013, 2113 및 2213)를 정의한다. 압력 보조 메카니즘이 밸브를 개방 또는 폐쇄하도록 동작하는 여부는 단계의 스풀 부분이 위치되는 오리피스의 어느 측면에 의해 결정된다. 도 19a 및 21a에 도시된 구성과 같이 리턴 스프링과 근접한 오리피스의 에지(edge)와 나란히 단계의 스풀 부분을 위치시키는 것은 미리 정해진 압력이 달성될 시에 압력 보조 메카니즘에서 주요 단계 밸브를 개방시킬 것이다. 도 20a 및 22a에 도시된 구성과 같이 리턴 스프링에서 떨어진 오리피스의 반대 에지와 나란히 단계의 스풀 부분을 위치시키는 것은 미리 정해진 압력이 달성될 시에 압력 보조 메카니즘에서 주요 단계 밸브를 폐쇄시킬 것이다.
도 19a 내지 19c를 참조하면, 압력 보조 메카니즘(1910)의 단계(1911)는 밸브(1930)가 폐쇄 위치에 배치될 시에 (즉, 도 19a 및 19b) 슬리브(1964) (정지 부재)의 오리피스(1982)에 걸쳐 위치되어, 결과적으로 압력 보조 메카니즘(1910)은 업스트림 압력 Pu (즉, 슬리브(1964)의 내부 영역 내에서 생성하는 압력)에 응답할 것이다. 도 19b는 스풀(1966)의 단계(1912), 및 슬리브(1964)의 단계(1914)를 도시한 압력 보조 메카니즘(1910)의 확대도이다. 단계(1912)의 스풀 부분은 리턴 스프링(1906)에 근접한 오리피스(1982)와 나란히 위치된다. 리턴 스프링(1906)은 적어도 스풀(1966)과 연통할 수 있고, 스풀(1966)을 개방 위치 (즉, 도 19c)에서 폐쇄 위치 (즉, 도 19a 및 19b)로 지향시키도록 동작한다. 따라서, 슬리브(1964)의 오리피스(1982) 내에서 생성하는 압력은 단계(1912)를 슬리브(1964)의 단계(1914)에서 밀어내고, 리턴 스프링(1906)으로 향하도록 하여, 도 19c에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 압력이 달성될 시에 밸브(1930)를 개방할 것이다.
도 19c에 도시된 바와 같이, 단계(1912 및 1914)는 서로 협력하여, 적어도 부분적으로, 밸브(1930)가 개방 위치에 배치될 시에 슬리브(1964)의 오리피스(1982)와 스풀(1966)의 오리피스(1980) 간의 유체 경로(1913)를 정의한다. 개방 위치에 배치된 밸브(1930)에 의해, 단계(1912 및 1914)는 오리피스(1980 및 1982)에 유동적으로 연결될 수 있다. 도 19a 및 19b에 도시된 바와 같이, 단계(1912 및 1914)는, 밸브(1930)가 폐쇄 위치에 배치될 시에 실질적으로 오리피스(1980)에서 유동적으로 분리될 수 있지만, 오리피스(1982)에는 유동적으로 연결되어 있다.
도 20a 내지 20c를 참조하면, 압력 보조 메카니즘(2010)의 단계(2011)는 밸브(2030)가 폐쇄 위치에 배치될 시에 (즉, 도 20a 및 20b) 슬리브(2064) (정지 부재)의 오리피스(2082)에 걸쳐 위치되어, 결과적으로 압력 보조 메카니즘(2010)은 업스트림 압력 Pu (즉, 슬리브(2064)의 내부 영역 내에서 생성하는 압력)에 응답할 것이다. 단계(2012)의 스풀 부분(2066)은 리턴 스프링(2006)에서 가장 먼 오리피스(2082)와 나란히 위치된다. 리턴 스프링(2006)은 스풀(2066)을 개방 위치 (즉, 도 20c)에서 폐쇄 위치 (즉, 도 20a 및 20b)로 지향시키도록 동작한다. 도 20b는, 밸브(2030)가 폐쇄 위치에 배치될 시에 스풀(2066)의 단계(2012) 뿐만 아니라 슬리브(2064)의 대응하는 단계(2014)의 위치를 도시한 압력 보조 메카니즘(2010)의 확대도이다. 도 20c는, 개방 위치에 배치되고, 스풀(2066)의 오리피스(2080)가 슬리브(2064)의 오리피스(2082)에 유동적으로 연결되는 밸브(2030)의 확대도이다. 슬리브(2064)의 오리피스(2082) 내에서 생성하는 압력은 스풀(2066)의 단계(2012)를 슬리브(2064)의 단계(2014) 및 리턴 스프링(2006)에서 떨어지게 하여, 도 20a 및 20b에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 압력이 달성될 시에 밸브(2030)를 폐쇄할 것이다.
도 20c에 도시된 바와 같이, 단계(2012 및 2014)는 서로 협력하여, 적어도 부분적으로, 밸브(2030)가 개방 위치에 배치될 시에 슬리브(2064)의 오리피스(2082)와 스풀(2066)의 오리피스(2080) 간의 유체 경로(2013)를 정의한다. 밸브(2030)가 개방 위치에 배치되면 (도 20c), 단계(2012 및 2014)는 오리피스(2080 및 2082)에 유동적으로 연결될 수 있다. 도 20a 및 20b에 도시된 바와 같이, 단계(2012 및 2014)는, 밸브(2030)가 폐쇄 위치에 배치될 시에 실질적으로 오리피스(2080)에서 유동적으로 분리될 수 있지만, 오리피스(2082)에는 유동적으로 연결되어 있다.
도 21a 내지 21c를 참조하면, 압력 보조 메카니즘(2110)의 단계(2111)는 스풀(2166)이 폐쇄 위치에 배치될 시에 (즉, 도 21a 및 21b) 스풀(2166) (이동 가능한 부재)의 오리피스(2180)에 걸쳐 위치되어, 결과적으로 압력 보조 메카니즘(2010)은 다운스트림 압력 Pd (즉, 스풀(2166)의 외부 영역 주변에서 생성하는 압력)에 응답할 것이다. 단계(2111)의 스풀 부분은 리턴 스프링(2106)에 근접한 오리피스(2180)와 나란히 위치된다. 리턴 스프링(2106)은 스풀(2166)을 폐쇄 위치 (즉, 도 21a 및 21b)로 지향시키도록 동작한다. 도 21b는, 스풀(2166)의 단계(2112) 및 슬리브(2164)의 대응하는 단계(2114)의 위치를 도시하고, 밸브(2130)가 폐쇄 위치에 배치되는 압력 보조 메카니즘(2110)의 확대도이다. 도 21c는 스풀(2166)이 개방 위치에 배치되는 밸브(2130)의 확대도이다. 스풀(2166)의 오리피스(2180) 내에서 생성하는 압력은 단계(2112)를 스풀(2166)의 단계(2114)에서 밀어내고, 리턴 스프링(2106)으로 향하도록 하여, 도 21c에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 압력이 달성될 시에 밸브(2130)를 개방할 것이다.
도 21c에 도시된 바와 같이, 단계(2112 및 2114)는 서로 협력하여, 적어도 부분적으로, 밸브(2130)가 개방 위치에 배치될 시에 슬리브(2164)의 오리피스(2182)와 스풀(2166)의 오리피스(2180) 간의 유체 경로(2113)를 정의한다. 개방 위치에 배치된 밸브(2130)에 의해, 단계(2112 및 2114)는 오리피스(2180 및 2182)에 유동적으로 연결된다. 도 21a 및 21b에 도시된 바와 같이, 단계(2112 및 2114)는, 밸브(2130)가 폐쇄 위치에 배치될 시에 실질적으로 오리피스(2182)에서 유동적으로 분리될 수 있지만, 오리피스(2180)에는 유동적으로 연결되어 있다.
도 22a 내지 22c를 참조하면, 압력 보조 메카니즘(2210)의 단계(2211)는 스풀이 폐쇄 위치에 배치될 시에 (즉, 도 22a 및 22b) 스풀(2266) (이동 가능한 부재)의 오리피스(2280)에 걸쳐 위치되어, 결과적으로 압력 보조 메카니즘(2210)은 다운스트림 압력 Pd (즉, 스풀(2266)의 외부 영역 주변에서 생성하는 압력)에 응답할 것이다. 도 22b는, 밸브(2230)가 폐쇄 위치에 배치될 시에 스풀(2266)의 단계(2212) 및 슬리브(2264)의 단계(2214)의 위치를 도시하는 압력 보조 메카니즘(2210)의 확대도이고, 도 22c는 스풀(2266)이 개방 위치에 배치되는 밸브(2230)의 확대도이다. 단계(2212)의 스풀 부분은 리턴 스프링(2206)에서 가장 먼 오리피스(2280)와 나란히 위치된다. 도 22a 및 22b에 도시된 바와 같이, 리턴 스프링(2206)은 스풀(2266)을 폐쇄 위치로 지향시키도록 동작한다. 따라서, 스풀(2266)의 오리피스(2280) 내에서 생성하는 압력은 단계(2212)를 스풀(2266)의 단계(2214) 및 리턴 스프링(2206)에서 밀어내어, 미리 정해진 압력이 달성될 시에 밸브(2230)를 폐쇄 위치로 지향시킬 것이다.
도 22c에 도시된 바와 같이, 단계(2212 및 2214)는 서로 협력하여, 적어도 부분적으로, 밸브(2230)가 개방 위치에 배치될 시에 슬리브(2264)의 오리피스(2282)와 스풀(2266)의 오리피스(2280) 간의 유체 경로(2213)를 정의한다. 개방 위치에 배치된 밸브(2230)에 의해, 단계(2212 및 2214)는 오리피스(2280 및 2282)에 유동적으로 연결된다. 도 22a 및 22b에 도시된 바와 같이, 단계(2212 및 2214)는, 밸브(2230)가 폐쇄 위치에 배치될 시에 실질적으로 오리피스(2282)에서 유동적으로 분리될 수 있지만, 오리피스(2280)에는 유동적으로 연결되어 있다.
압력 보조 메카니즘(1910, 2010, 2110 및 2210)이 리턴 스프링에 가장 멀거나 가장 근접하여 위치된 오리피스에 걸쳐 위치되는 것으로 도시되지만, 압력 보조 메카니즘(1910, 2010, 2110 및 2210)의 단계는 스풀 또는 슬리브의 어느 오리피스에 걸쳐 위치될 수 있다. 또한, 다른 예에서, 압력 보조 메카니즘(1910, 2010, 2110 및 2210)의 단계는 스풀 또는 슬리브를 따른 어느 위치에 위치될 수 있고, 압력 보조 메카니즘은 슬리브 또는 스풀의 오리피스와 유체 전달(fluid communication)을 한다.
개방 위치와 폐쇄 위치 간의 주요 단계 밸브를 순환함으로써, 스풀이 스풀의 이동을 제한하는 정지부에 접촉할 시에 고 충격력(impact force)이 생성될 수 있다. 이것은, 바람직하지 않은 잡음을 생성할 뿐만 아니라, 주요 단계 밸브의 내구성 및, 밸브가 제어될 수 있는 정확도에도 영향을 미칠 수 있다. 도 23은 스풀의 단부에 고정 부착되는 댐퍼(damper)(2312)를 가진 스풀(2366)을 채용한 예시적 밸브(2330)를 도시한 것이다. 댐퍼(2312)는, 밸브가 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동될 시에 생성하는 충격력의 적어도 일부를 흡수하기 위한 탄성의 유연성 재료(elastically compliant material)로부터 구성될 수 있다. 일반적으로 밸브(2330)의 대향 단부는, 밸브가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동될 시에 생성하는 충격력을 완충하도록 동작하는 제 2 댐퍼(2310)를 포함할 수 있다. 도 24는 주요 단계 스풀(2366)의 단부의 확대도이고, 밸브가 폐쇄 위치에 배치될 시에 밸브 하우징(2319)의 정지부(2320)에 접촉하는 댐퍼(2312)의 정지 영역(2311)을 도시한다.
밸브(2330)는, 밸브 하우징(2319)에 대해 고정되는 일반적으로 원통형 중공 슬리브(2364), 및 슬리브(2364)의 외부 주변에 슬라이드 가능하게 배치되는 일반적으로 원통형 스풀(2366)을 포함할 수 있다. 스풀(2366)은, 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 슬리브(2364)의 길이의 일부에 걸쳐 앞뒤로 자유로이 이동한다. 도 23 및 24는 폐쇄 위치에 배치된 밸브(2330)를 도시한다. 밸브(2330)는, 리턴 스프링(2306)으로서 도시되고, 스풀(2366)을 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동시키기 위한 바이어스 부재를 채용할 수 있다.
도 23을 참조하면, 슬리브(2364) 및 스풀(2366)은 제각기 각각의 구성 요소의 벽을 통해 연장하는 오리피스(2382 및 2380)의 시리즈를 포함할 수 있다. 스풀(2366)의 오리피스(2380)는, 스풀(2366)이 슬리브(2364)에 대해 개방 위치에 위치될 시에 슬리브(2364)의 오리피스(2382)에 유동적으로 연결된다. 오리피스(2380 및 2382)는, 스풀(2366)이 슬리브(2364)에 대해 폐쇄 위치에 위치될 시에 실질적으로 슬리브(2364)의 오리피스(2382)에서 유동적으로 분리된다.
계속 도 23을 참조하면, 밸브(2330)를 개방할 시에 생성되는 충격력은 탄성의 유연성 재료로부터 댐퍼(2310)를 구성함으로써 완충될 수 있다. 적절한 재료는, 거의 20 퍼센트의 탄소 섬유 충진재(carbon fiber filler)를 가진 폴리에테르에테르케온과 같은 엔지니어드 플라스틱(engineered plastics)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 댐퍼(2310)는 스풀(2366)의 단부에 맞물리는 베어링 표면(2308)을 포함할 수 있다. 댐퍼(2310)는, 개방할 시에 주요 단계 스풀(2366)의 이동을 제한하도록 밸브 하우징(2319)와 맞물리는 단부(2317)를 가진 정지 영역(2316)을 더 포함할 수 있다. 밸브(2330)를 개방함으로써, 스풀(2366)이 댐퍼(2310)를 하우징(2319)으로 배치하도록 한다. 댐퍼(2310)는 충격 에너지의 적어도 일부를 흡수하도록 밸브 하우징(2319)에 영향을 미칠 시에 탄성적으로 변형될 수 있다. 댐퍼(2310)는 또한 바이어스 부재(2306)의 단부에 맞물리는 플랜지(2313)를 포함할 수 있다. 바이어스 부재의 대향 단부는 밸브 하우징(2319)과 맞물린다. 댐퍼(2310)의 적어도 일부는 바이어스 부재(2306) 내에 배치될 수 있다. 바이어스 부재(2306)는 스풀(2366)이 폐쇄 위치로 지향하도록 동작한다. 댐퍼(2310)의 단부(2317)는 스풀(2366)이 개방 위치에서 변위될 시에 하우징(2319)에서 분리된다.
도 24를 참조하면, 밸브(2330)를 폐쇄할 시에 생성되는 충격력은 탄성의 유연성 재료로부터 댐퍼(2312)를 형성함으로써 완충될 수 있다. 댐퍼(2312)의 정지 영역(2311)은, 밸브(2330)의 스풀(2366)이 폐쇄 위치로 이동될 시에 밸브 하우징(2319) 내에 형성된 정지부(2320)와 맞물리는 숄더(shoulder)(2314)를 포함할 수 있다. 숄더(2314)는 밸브(2330)가 폐쇄될 시에 밸브 하우징의 정지부(2320)의 표면에 접촉하는 댐퍼(2312)의 어떤 표면일 수 있다.
댐퍼(2312)는, 밸브(2330)가 폐쇄될 시에 밸브 하우징의 정지부(2320)에 댐퍼의 숄더(2314)가 접촉할 시에 생성되는 충격 에너지의 적어도 일부를 흡수하도록 탄성적으로 변형될 수 있다. 숄더(2314)는 밸브(2330)가 개방 위치로 이동될 시에 정지부(2320)를 분리한다. 댐퍼(2312)에 대한 적절한 재료는, 거의 20 퍼센트의 탄소 섬유 충진재를 가진 폴리에테르에테르케온과 같은 엔지니어드 플라스틱을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 댐퍼(2312)가 밸브(2330)를 폐쇄할 시에 정지부(2320)에 영향을 미치면, 탄성의 유연성 재료는 충격 에너지의 적어도 일부를 흡수하여, 이 충격을 완화하도록 탄성적으로 변형시킨다. 탄성의 유연성 재료는 스풀(2366)의 잔여 부분을 구성하는데 이용되는 재료와 동일하거나 상이한 재료일 수 있다.
도 25a를 참조하면, 밸브(2530)를 폐쇄할 시에 생성되는 충격력은, 밸브가 폐쇄될 시에 생성하는 충격력의 적어도 일부를 흡수할 수 있는 탄성의 유연성 재료에서 밸브 하우징에 접촉하는 스풀(2566)의 일부를 형성함으로써 완충될 수 있다. 밸브(2530)는, 밸브 본체(1519)에 대해 고정되는 일반적으로 원통형 중공 슬리브(2564), 및 슬리브(2564)의 외부 주변에 슬라이드 가능하게 배치되는 일반적으로 원통형 스풀(2566)을 포함할 수 있다. 스풀(2566)은, 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 슬리브(2564)의 길이의 일부에 걸쳐 앞뒤로 자유로이 이동한다. 도 25a는 폐쇄 위치에 배치된 밸브(2530)를 도시한다. 슬리브(2564) 및 스풀(2566)은 제각기 각각의 구성 요소의 벽을 통해 연장하는 오리피스(2582 및 2580)의 시리즈를 포함할 수 있다. 오리피스(2580 및 2582)는 일반적으로, 스풀(2566)이 슬리브(2564)에 대해 개방 위치에 배치될 시에 스풀(2566)의 오리피스(2580)가 일반적으로 슬리브(2564)의 오리피스(2582)와 정렬될 수 있게 하도록 공통 패턴으로 배치된다. 오리피스(2580 및 2582)는 일반적으로, 스풀(2566)이 슬리브(2564)에 대해 폐쇄 위치에 배치될 시에 슬리브(2564)의 오리피스(2582)와 오정렬된다.
스풀(2566)은 밸브 하우징(2519) 내에 형성되는 정지부(2510)에 맞물리는 계단형 영역(stepped region)(2518)을 포함할 수 있다. 계단형 영역(2518)은 스풀(2566)에 부착된 링(2512)을 포함할 수 있다. 일례에서, 링(2512)은, 엔지니어드 플라스틱, 예컨대, 거의 20 퍼센트의 탄소 섬유 충진재를 가진 폴리에테르에테르케온과 같은 탄성의 유연성 재료로부터 형성될 수 있다. 그러나, 다른 일반적 탄성의 유연성 재료가 또한 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 25b는 스풀(2566)에서 제거되어 도시된 탄성의 유연성 링(2512)을 가진 스풀(2566)의 분해도이다. 탄성의 유연성 링(2512)은 밸브(2530)를 폐쇄할 시에 밸브 하우징(2519) 내의 정지부(2510)에 영향을 준다. 탄성의 유연성 링(2512)은 밸브(2530)를 폐쇄할 시에 충격 에너지의 적어도 일부를 흡수하도록 정지부(2510)에 영향을 줄 시에 탄성적으로 변형된다. 스풀(2566)의 탄성의 유연성 부분은 탄성의 유연성 링(2512)을 스풀(2566)에 오버몰딩(over-molding)함으로써 형성될 수 있다. 탄성의 유연성 링(2512)은, 스풀(2566) 내에 형성된 대응하는 개구(2517)와 맞물리는 적어도 하나의 내부로 연장하는 보스(boss)(2516)를 링(2512)에 제공함으로써 스풀(2566)에 고정될 수 있다. 그러나, 링(2512)은 또한 다른 방식으로 스풀(2566)에 고정될 수 있다. 예컨대, 유연성 링(2512)은 스풀(2566) 내에 형성된 고리형 주변 슬롯과 맞물릴 수 있다.
도 26을 참조하면, 도 1a에 도시된 바와 같이, 공선형 밸브 배치를 채용한 밸브 매니폴드(2620)는 가압 유체를 밸브(2630)의 시리즈에 공급하기 위한 펌프 조립체(2610)와 통합될 수 있다. 이런 배치는 매니폴드 볼륨을 최소화하여, 결과적으로 펌프 조립체(2610)를 포함하는 유압 시스템의 전체 동작 효율을 개선할 수 있다. 펌프 조립체(2610)는, 기어 펌프, 베인 펌프, 액시얼 피스톤 펌프, 및 방사형 피스톤 펌프를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 어느 다양한 공지된 고정 변위 펌프를 포함할 수 있다. 펌프 조립체(2610)는 펌프 조립체(2610)를 구동하기 위한 펌프 입력 샤프트(2612)를 포함할 수 있다.
밸브 매니폴드(2620)는 다수의 유압 구동식 스풀 밸브(2630)를 포함할 수 있다. 밸브(2630)의 각각은, 매니폴드(2620)에 대해 고정되는 일반적으로 원통형 중공 슬리브(2664), 및 슬리브(2664)의 외부의 주변에 슬라이드 가능하게 배치되는 일반적으로 원통형 스풀(2666)을 포함할 수 있다. 이 스풀(2666)은 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 슬리브(2664)의 길이의 일부에 걸쳐 앞뒤로 자유로이 이동한다.
슬리브(2664) 및 스풀(2666)은 제각기 각각의 구성 요소의 벽을 통해 연장하는 오리피스의 시리즈를 포함할 수 있다. 스풀(2666)은 오리피스(2680)의 시리즈를 포함하고, 슬리브(2664)는 오리피스(2682)의 시리즈를 포함한다. 스풀(2666)이 슬리브(2664)에 대해 개방 위치에 배치될 시에, 오리피스(2680 및 2682)는 일반적으로 공통의 패턴으로 스풀(2666)의 오리피스(2680)가 일반적으로 슬리브(2664)의 오리피스(2682)와 정렬될 수 있도록 배치된다. 도 26은 폐쇄 위치에 배치된 스풀(2666)을 도시하며, 여기서, 오리피스(2680 및 2682)는 일반적으로 서로 오정렬되어, 스풀(2666)과 슬리브(2664) 간의 유체 전달을 실질적으로 제한한다. 밸브(2630)는 제각기, 리턴 스프링(2606)으로서 도시되고, 스풀(2666)을 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동하기 위한 바이어스 부재를 채용할 수 있다.
펌프 입력 샤프트(2612)는 펌프(2610)에서 연장한다. 펌프 입력 샤프트(2612)는 개별 밸브(2630)의 상호 연결된 밸브 슬리브(2664)에 의해 형성되는 플레넘(2614)를 통해 세로로 연장할 수 있다. 펌프 입력 샤프트(2612)의 단부(2616)는 주요 단계 매니폴드(2620)의 단부 캡(end cap)(2618)을 통해 연장하여, 엔진, 전기 모터, 또는 회전 토크를 출력할 수 있는 다른 전원과 같은 외부 전원에 연결될 수 있다. 단부 캡(2618)은 매니폴드(2620)의 하우징(2619)에 부착될 수 있고, 펌프 입력 샤프트(2612)의 단부(2616)를 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링(2621), 예컨대, 니들 베어링, 롤러 베어링, 또는 슬리브 베어링을 포함할 수 있다.
밸브(2630)는 솔레노이드 변환 파일럿 밸브(2662)에 의해 유압식으로 구동될 수 있다. 파일럿 밸브(2662)는 펌프(2660)와 같은 압력원에 유동적으로 연결될 수 있다. 파일럿 밸브(2662)가 개방되면, 파일럿 밸브(2662)는 펌프(2660)로부터의 가압 유체가 파일럿 밸브(2662)를 통해 밸브(2630)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(2662)로부터의 가압 유체는 밸브(2630)의 스풀(2666)이 개방 위치로 이동하도록 하여, 가압 유체가 밸브(2630)를 통해 펌프(2610)에서 유압식 부하로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(2662)를 폐쇄함으로써, 밸브(2630)로의 가압 유체의 유량이 정지되어, 리턴 스프링(2606)이 밸브(2630)의 스풀(2666)을 폐쇄 위치로 다시 이동하도록 한다.
펌프 조립체(2610)는 유체가 입구 통로(2627)를 통해 펌프 조립체(2610)로 들어가도록 구성될 수 있다. 입구 통로(2627)는, 펌프 조립체(2610)의 외부 주변(2623), 밸브 매니폴드(2620)에 대향하는 펌프 조립체(2610)의 측면(2625), 또는 어떤 다른 적절한 위치를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 펌프 조립체의 어떤 다양한 위치에 배치될 수 있다. 논의를 위해, 도 26에서, 펌프의 외부 주변(2623)을 따라 배치되는 입구 통로(2627)가 도시된다. 유체는 입구 통로(2627)를 통해 펌프 조립체(2610)에 들어가, 유체가 펌프 조립체(2610)를 통과할 시에 방사상 내부로 이동한다. 가압 유체는 펌프 조립체(2610)의 측면(2626)을 따라 배치되는 하나 이상의 배출 포트(2628)을 통해 펌프 조립체(2610)에서 나갈 수 있다. 가압 유체는, 펌프 조립체에서, 밸브(2630)의 상호 연결된 슬리브(2664)에 의해 형성되는 플레넘(2614)으로 배출될 수 있다. 가압 유체는 슬리브(2664)의 내부벽(2627)과 입력 샤프트(2612)의 사이에 형성된 고리형 통로(2625)를 따라 각각의 밸브(2630)로 이동할 수 있다. 하나 이상의 밸브(2630)를 개방 위치로 구동함으로써, 가압 유체가 스풀(2666)의 오리피스(2680) 및 슬리브(2664)의 오리피스(2682)를 통해 밸브(2630)의 출구 포트(2629)로 통과하게 된다.
도 27은 도 5에 도시된 스플릿 공선형 밸브 배치를 채용한 밸브 매니폴드(2720)에 통합된 펌프 조립체(2710)를 도시한다. 이런 배치는 매니폴드 입구 볼륨을 최소화하여, 결과적으로 유압 시스템의 전체 동작 효율을 개선할 수 있다. 이런 구성에서, 펌프 조립체(2710)는 2 세트의 밸브(2730)의 사이에 배치된다. 밸브(2730)의 사이에 펌프 조립체(2710)를 배치하는 것은, 펌프 조립체(2710)의 외부 주변(2723)을 따라 배치될 펌프 조립체(2710)의 입구(2727)를 필요로 할 수 있다. 그러나, 펌프 조립체(2710)의 사이즈 및 구성에 따라, 또한, 펌프 상의 다른 위치에 펌프 입구(2727)를 배치할 수 있다.
밸브 매니폴드(2720)는 다수의 유압 구동식 스풀 밸브(2730)를 포함할 수 있다. 밸브(2730)의 각각은, 매니폴드(2720)에 대해 고정되는 일반적으로 원통형 중공 슬리브(2764), 및 슬리브(2764)의 외부의 주변에 슬라이드 가능하게 배치되는 일반적으로 원통형 스풀(2766)을 포함할 수 있다. 이 스풀(2766)은 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 슬리브(2764)의 길이의 일부에 걸쳐 앞뒤로 자유로이 이동한다.
슬리브(2764) 및 스풀(2766)은 제각기 각각의 구성 요소의 벽을 통해 연장하는 오리피스의 시리즈를 포함할 수 있다. 스풀(2766)은 오리피스(2780)의 시리즈를 포함하고, 슬리브(2764)는 오리피스(2782)의 시리즈를 포함한다. 스풀(2766)이 슬리브(2764)에 대해 개방 위치에 배치될 시에, 오리피스(2780 및 2782)는 일반적으로 공통의 패턴으로 스풀(2766)의 오리피스(2780)가 일반적으로 슬리브(2764)의 오리피스(2782)와 정렬될 수 있도록 배치된다. 밸브(2730)는 제각기, 리턴 스프링(2706)으로서 도시되고, 스풀(2766)을 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동하기 위한 바이어스 부재를 채용할 수 있다.
밸브(2730)는 솔레노이드 변환 파일럿 밸브(2762)에 의해 유압식으로 구동될 수 있다. 파일럿 밸브(2762)는 펌프(2760)와 같은 압력원에 유동적으로 연결될 수 있다. 파일럿 밸브(2762)가 개방되면, 파일럿 밸브(2762)는 펌프(2760)로부터의 가압 유체가 파일럿 밸브(2762)를 통해 밸브(2730)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(2762)로부터의 가압 유체는 밸브(2730)의 스풀이 개방 위치로 이동하도록 하여, 가압 유체가 밸브(2730)를 통해 펌프 조립체(2710)에서 유압식 부하로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(2762)를 폐쇄함으로써, 밸브로의 가압 유체의 유량이 정지되어, 리턴 스프링(2706)이 스풀(2766)을 폐쇄 위치로 다시 이동하도록 한다.
펌프 조립체(2710)는 펌프 조립체(2710)의 적어도 한 측면으로부터 외부로 연장하는 펌프 입력 샤프트(2712)를 포함할 수 있다. 펌프 입력 샤프트(2712)는 개별 밸브(2730)의 상호 연결된 밸브 슬리브(2764)에 의해 형성되는 플레넘(2714)를 통해 세로로 연장한다. 펌프 입력 샤프트(2712)의 단부(2716)는 매니폴드(2720)의 단부 캡(2718)을 통해 연장하여, 예컨대, 니들 베어링, 롤러 베어링, 또는 슬리브 베어링을 포함할 수 있는 베어링(2721)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 단부 캡(2718)은 매니폴드(2720)의 하우징(2719)에 부착될 수 있고, 베어링(2721)을 포함할 수 있다. 펌프 입력 샤프트(2712)의 단부(2716)는 노출되어, 엔진, 전기 모터, 또는 회전 토크를 출력할 수 있는 다른 전원과 같은 외부 전원에 연결될 수 있다. 펌프 조립체(2710)는 또한 펌프 입력 샤프트(2712)가 펌프 조립체(2710)의 양방의 측면으로부터 연장하게 하도록 구성될 수 있으며, 어느 경우에 펌프 입력 샤프트(2712)의 대향 단부(2731)는 매니폴드 하우징(2719)에 부착되는 매니폴드 단부 캡(2729)에 장착되는 베어링(2722)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
유체는 펌프 입구(2727)를 통해 펌프 조립체(2710)로 들어가, 유체가 펌프 조립체(2710)를 통과할 시에 방사상 내부로 이동한다. 가압 유체는 펌프 조립체(2710)의 대향 측면(2726 및 2727)을 따라 배치되는 하나 이상의 배출 포트(2728)를 통해 펌프 조립체(2710)에서 나갈 수 있다. 가압 유체는, 펌프 조립체(2710)에서, 밸브(2730)의 상호 연결된 슬리브(2764)에 의해 형성되는 플레넘(2714)으로 배출될 수 있다. 가압 유체는 슬리브(2764)의 내부벽(2727)과 펌프 입력 샤프트(2712)의 사이에 형성된 고리형 통로(2725)를 따라 각각의 밸브(2730)로 이동할 수 있다. 밸브(2730)를 개방 위치로 구동함으로써, 가압 유체가 스풀(2766)의 오리피스(2780) 및 슬리브(2764)의 오리피스(2782)를 통해 밸브(2730)의 출구 포트(2729)로 통과하게 된다.
도 28a-28b는 가변 유량 및 압력 요건을 가진 다수의 유압 부하로의 가압 유체의 분배를 제어하기 위한 매니폴드(2820)를 도시한다. 매니폴드(2820)는 단일 슬리브(2864) 및 단일 스풀(2866)을 채용한 한쌍의 밸브(2830 및 2832)를 포함한다. 매니폴드(2820)가 도 28a 및 도 28b에서 2개의 밸브(2830 및 2832)를 가지는 것으로 도시되지만, 사실상 매니폴드(2820)는 적어도 부분적으로 특정 응용의 요건에 따라 더욱 많은 밸브를 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
밸브(2830 및 2832)의 각각은, 매니폴드(2620)에 대해 고정되는 일반적으로 원통형 중공 슬리브(2864), 및 슬리브(2864)의 외부의 주변에 슬라이드 가능하게 배치되는 일반적으로 원통형 스풀(2866)을 공유한다. 이 스풀(2866)은 제 1 위치와 제 2 위치 간에 슬리브(2864)의 길이의 일부에 걸쳐 앞뒤로 자유로이 이동한다.
슬리브(2864) 및 스풀(2866)은 제각기 각각의 구성 요소의 벽을 통해 연장하는 오리피스의 시리즈를 포함할 수 있다. 스풀(2866)은 오리피스(2880)의 시리즈를 포함하고, 슬리브(2864)는 오리피스(2882)의 시리즈를 포함한다. 밸브(2830)에 대한 스풀(2866)의 오리피스(2882)에 대응하는 슬리브(2864)의 오리피스(2880)는 Set 1로서 명시되고, 밸브(2832)에 대한 스풀(2866)의 오리피스(2882)에 대응하는 슬리브(2864)의 오리피스(2880)는 Set 2로서 명시된다. 스풀(2866)은 제 1 위치와 제 2 위치 간에 슬리브(2864)에 대해 축방향으로 이동 가능하다. 스풀이 제 1 위치에 있을 시에, 스풀(2866)은 유체가 슬리브(2864)의 내부 영역에서 밸브(2830)의 출구 포트(2842)로 통과하도록 하며 (도 28a), 스풀이 제 2 위치에 있을 시에는, 스풀(2866)은 유체가 슬리브(2864)의 내부 영역에서 밸브(2832)의 출구 포트(2844)로 통과하도록 하며 (도 28b). 스풀(2866)이 제 1 위치에 있을 시에, Set 1의 오리피스(2880 및 2882) (즉, 밸브(2830))는 일반적으로 공통의 패턴으로 배치되어, 스풀(2866)의 오리피스(2880)가 일반적으로 슬리브(2864)의 오리피스(2882)와 정렬될 수 있도록 한다 (도 28a). 마찬가지로, 스풀(2866)이 제 2 위치에 있을 시에, Set 2의 오리피스(2880 및 2882) (즉, 밸브(2832))는 일반적으로 공통의 패턴으로 배치되어, 스풀(2866)의 오리피스(2880)가 일반적으로 슬리브(2864)의 오리피스(2882)와 정렬될 수 있도록 한다 (도 28b). 제 1 위치에 배치된 스풀(2866)(도 28a)에 의해, Set 2의 오리피스(2880 및 2882)(즉, 밸브(2832))는 밸브(2832)의 스풀(2866)이 실질적으로 밸브(2832)의 슬리브(2864)에서 유동적으로 분리되도록 오정렬된다. 제 2 위치에 배치된 스풀(2866)(도 28b)에 의해, Set 1의 오리피스(2880 및 2882)(즉, 밸브(2830))는 밸브(2830)의 스풀(2866)이 실질적으로 밸브(2830)의 슬리브(2864)에서 유동적으로 분리되도록 오정렬된다.
도 28a에서 스풀(2866)은 제 1 위치에 있는 것으로 도시되며, 여기서, 밸브(2830)는 개방되고, 밸브(2832)는 폐쇄된다. 도 28b에 도시된 바와 같이, 밸브(2830)는, 스풀(2866)을 슬리브(2864)에 대해 축방향으로 슬라이드함으로써 폐쇄 위치에 배치될 수 있고, 또한 동시에 밸브(2832)를 개방한다. 밸브(2830 또는 2832) 중 어느 하나를 개방함으로써, 가압 유체가 밸브(2830 및 2832)를 통해 각각의 출구 포트(2842 및 2844)로 통과하게 된다. 밸브(2830 및 2832) 중 어느 하나를 폐쇄함으로써, 다른 밸브가 개방하게 된다. 마찬가지로, 밸브(2830 및 2832) 중 어느 하나를 개방함으로써, 다른 밸브가 폐쇄하게 된다.
매니폴드(2820)는 또한 제 2 위치와 제 1 위치 간에 스풀(2866)을 구동하기 위한 파일럿 밸브(2862)를 포함할 수 있다. 밸브(2830 및 2832)는 솔레노이드 변환 파일럿 밸브일 수 있는 파일럿 밸브(2862)에 의해 유압식으로 구동될 수 있다. 파일럿 밸브(2862)는 압력원에 유동적으로 연결되는 입구 포트(2863)를 포함할 수 있다. 밸브(2832)가 개방되고, 밸브(2830)가 폐쇄되는 제 2 위치 (도 28b)에서, 밸브(2830)가 개방되고, 밸브(2832)가 폐쇄되는 제 1 위치 (도 28a)로 스풀을 이동시키기 위해, 파일럿 밸브(2862)는 유체 압력이 스풀(2866)의 단부(2865)에 가해지게 하도록 선택적으로 구동될 수 있다. 밸브(2830 및 2832)는 또한, 리턴 스프링(2806)으로서 도시되고, 밸브(2830)가 개방되고, 밸브(2832)가 폐쇄되는 제 1 위치 (도 28a)와, 밸브(2830)가 폐쇄되고, 밸브(2832)가 개방되는 제 2 위치 (도 28b)의 사이로 스풀(2866)을 이동하기 위한 바이어스 부재를 채용할 수 있다.
스풀(2866)이 제 1 위치에 배치될 시에 (도 28a), 슬리브(2864)에 대한 스풀(2866)의 위치는 스풀(2866)의 제 1 단부(2812), 또는 스풀(2866)의 다른 적절한 영역과 맞물리는 정지부(2811)에 의해 제어될 수 있다. 스풀(2866)이 제 2 위치에 배치될 시에 (도 28b), 슬리브(2864)에 대한 스풀(2866)의 위치는 또한, 스풀(2866)의 제 2 단부(2815), 또는 스풀(2866)의 다른 적절한 영역과 맞물리는 제 2 정지부(2813)에 의해 제어될 수 있다.
한 예에서, 도 28a에 도시된 바와 같이, 스풀(2866)은, 파일럿 밸브(2862)를 개방 위치에 배치함으로써, 밸브(2830)를 개방하고, 밸브(2832)를 폐쇄하는 제 1 위치로 이동될 수 있다. 파일럿 밸브(2862)를 개방 위치에 배치함으로써, 가압 유체가 스풀(2866)의 단부(2815)에 인접한 공동부(2898)로 배출된다. 가압 유체에 의해 가해지는 힘은 리턴 스프링(2806)에 의해 가해지는 바이어스힘을 압도하여, 스풀(2866)을 정지부(2811)를 향해 변위시켜 제 1 위치로 변위시킨다. 파일럿 밸브(2862)를 폐쇄하여 공동부(2898)를 감압시킴으로써, 스풀(2866)은, 밸브(2830)를 폐쇄하고, 밸브(2832)를 개방하는 제 2 위치로 리턴될 수 있다 (도 28b). 이것은, 리턴 스프링(2806)에 의해 가해지는 바이어스힘이 축방향으로 스풀(2866)을 제 2 위치로 슬라이드하도록 한다. 리턴 스프링(2806)이 스풀(2866)의 다른 단부 상에 위치되면, 매니폴드는 또한, 파일럿 밸브(2862)를 개방 위치에 배치함으로써 밸브(2832)가 개방되고, 파일럿 밸브를 폐쇄 위치에 배치함으로써 밸브(2830)가 개방되도록 구성될 수 있다.
밸브(2830 및 2832)는 내부 또는 외부 부재가 스풀(2866)로서 동작하도록 구성될 수 있다. 도 28a 및 28b에 도시된 예시적 밸브에서, 내부 부재는 슬리브(2864)의 역할을 하고, 외부 부재는 스풀(2866)의 역할을 한다 (즉, 슬리브에 대해 이동 가능하다). 그러나, 사실상, 내부 부재는 스풀(2866)로서 동작하고, 외부 부재는 슬리브(2864)로서 동작하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 밸브(2830 및 2832)는 또한, 내부 및 외부 부재의 양방이 밸브 본체에 대해 동시에 이동하도록 구성될 수 있다. 이런 후자 구성은 보다 고속의 밸브 구동 속도를 생성할 수 있지만, 복잡성 및 비용의 증가의 위험을 가질 수 있다.
가압 유체의 유량이 개방 위치에 배치될 시에 예시적 밸브(2830 및 2832)를 통해 방사상 외향으로 통과하는 것으로 기술되지만, 주요 단계 매니폴드는 또한 유량이 방사상 내향으로 통과하도록 구성될 수 있음을 알게 된다. 그 경우에, 각각의 출구 포트(2842 및 2844)로서 명시된 통로는 입구 포트로서 동작하고, 입구 포트(2842)로서 명시된 통로는 출구 포트로서 동작한다. 가압 유체가 밸브(2830 및 2832)를 통해 통과하는 방향은, 내부 또는 외부 밸브 부재가 스풀로서 동작하는지, 또는 양방의 부재가 이들 밸브가 구동될 시에 서로에 대해 이동 가능한지에 의존하지 않는다.
밸브(2830 및 2832) 및 파일럿 밸브(2862)는 개별 압력 공급원을 가질 수 있거나, 공통 압력원을 공유할 수 있다. 도 28a 및 28b에 도시된 예시적 매니폴드 구성에서, 밸브(2830 및 2832) 및 파일럿 밸브(2862)는 공통 압력원을 공유하는 것으로 도시된다. 밸브(2830 및 2832) 및 파일럿 밸브(2862)의 양방을 공급하기 위한 가압 유체는 입구 포트(2842)를 통해 주요 단계 매니폴드에 들어간다. 입구 포트(2842)는 슬리브(2864)에 유동적으로 연결된다.
밸브(2830 및 2832)는 연장된 플레넘(2823)을 형성하도록 직렬로 연결될 수 있다. 밸브(2832)의 슬리브(2864)의 다운스트림 단부에 유동적으로 연결된 것은 파일럿 매니폴드(2825)이다. 파일럿 매니폴드(2825)는 파일럿 공급 통로(2827)를 포함하고, 이를 통해 가압 유체의 일부가 주요 단계 유체 공급원으로부터 흘러나와, 파일럿 밸브(2862)로 배출될 수 있다. 파일럿 밸브(2862)의 입구 포트(2863)는 파일럿 공급 통로(2827)에 유동적으로 연결될 수 있다.
파일럿 매니폴드(2825)는 체크 밸브(2870)를 포함할 수 있다. 체크 밸브(2870)는, 파일럿 매니폴드(2825)로 배출되는 가압 유체의 유량을 제어하고, 또한 유체가 파일럿 매니폴드(2825)에서 플레넘(2823)으로 역류하는 것을 방지하도록 동작한다. 체크 밸브(2870)는 어떤 다양한 구성을 가질 수 있다. 이와 같은 구성 중 하나의 일례는 도 28a 및 28b에 도시되며, 여기서, 볼 체크 밸브는 파일럿 매니폴드(2825)로 및 파일럿 매니폴드(2825)로부터의 유체의 유량을 제어하는데 이용된다. 체크 밸브(2870)는 파일럿 매니폴드(2825)의 입구 통로(2874)에 선택적으로 맞물리는 볼(2872)을 포함한다. 스프링(2876)은 볼(2872)을 파일럿 매니폴드(2825)의 입구 통로(2874)와의 맞물림으로 바이어스하기 위해 제공될 수 있다. 체크 밸브(2870)에 걸친 압력 강하가 스프링(2876)에 의해 가해지는 바이어스 힘을 초과하면, 볼(2872)은 파일럿 매니폴드(2825)의 입구 통로(2874)를 분리하여, 가압 유체가 플레넘(2823)에서 파일럿 매니폴드(2825)로 흐르도록 할 것이다. 유체가 유압 매니폴드(2820)에서 파일럿 매니폴드(2825)로 흐르는 율은 체크 밸브(2870)에 걸친 압력 강하에 의존한다. 압력 강하가 클수록 유량은 높다. 체크 밸브(2870)에 걸친 압력 강하가 스프링(2876)의 바이어스 힘보다 작거나, 파일럿 매니폴드(2825) 내의 압력이 유압 매니폴드(2820) 내의 압력을 초과하는 경우에, 체크 밸브 볼(2872)은 파일럿 매니폴드(2825)의 입구 통로(2874)와 맞물려, 유량이 체크 밸브(2870)를 통해 어느 한 방향으로 통과하는 것을 방지할 것이다. 스프링(2876)의 스프링율은, 체크 밸브(2870)가 체크 밸브(2870)에 걸친 원하는 압력 강하가 달성될 때까지 개방하는 것을 방지하기 위해 선택될 수 있다.
파일럿 매니폴드(2825)는 또한 밸브(2830 및 2832)를 구동시키는데 이용되는 가압 유체를 저장하기 위한 어큐뮬레이터(2890)를 포함할 수 있다. 어큐뮬레이터(2890)는 어떤 다양한 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 가압 유체를 수납하여 저장하는 유체 저장소(2892)가 포함될 수 있다. 저장소(2892)는 파일럿 매니폴드(2825)에 유동적으로 연결될 수 있다. 어큐뮬레이터(2890)는 저장소(2892) 내에 위치된 이동 가능한 피스톤(2894)을 포함할 수 있다. 저장소(2892) 내의 피스톤(2894)의 위치는 저장소(2892)의 볼륨을 선택적으로 변화시키도록 조절될 수 있다. 코일 스프링과 같은 바이어스 메카니즘(2896)은 저장소(2892)의 볼륨을 최소화시키는 경향이 있는 방향으로 피스톤(2894)을 몰아댄다. 바이어스 메카니즘(2896)은 파일럿 매니폴드(2825) 내에 존재하는 가압 유체에 의해 가해지는 압력 힘과 반대되는 바이어스 힘을 가한다. 2개의 반대되는 힘이 불균형되면, 피스톤(2894)은 저장소(2892)의 볼륨을 증대 또는 감소하도록 변위되어, 2개의 반대되는 힘 간의 균형을 회복시킬 것이다. 적어도 어떤 상황에서, 저장소(2892)내의 압력 레벨은 파일럿 매니폴드(2825) 내의 압력에 대응한다. 저장소(2892) 내의 압력 힘이 바이어스 메카니즘(2896)에 의해 생성되는 반대의 힘을 초과하면, 피스톤(2894)은 바이어스 메카니즘(2896)을 향해 변위되어, 저장소(2892)의 볼륨 및, 어큐뮬레이터(2890) 내에 저장될 수 있는 유체의 량을 증가시킬 것이다. 저장소(2892)가 계속 유체를 채울 시에, 바이어스 메카니즘(2896)에 의해 생성되는 반대의 힘은 또한 바이어스 힘 및, 저장소(2892) 내로부터 가해지는 반대의 압력 힘이 실질적으로 동일한 지점까지 증가할 것이다. 저장소(2892)의 볼륨 용량은 2개의 반대되는 힘이 평행 상태에 있을 시에는 실질적으로 일정할 것이다. 반면에, 파일럿 밸브(2862)를 구동하면, 일반적으로 파일럿 매니폴드(2825) 내의 압력 레벨이 저장소(2892) 내의 압력 레벨 이하로 강하되도록 할 것이다. 이것이 피스톤(2894)에 걸친 압력 힘이 불균형된다는 사실과 결부되면, 저장소(2892) 내에 저장된 유체가 밸브(2830 및 2832)를 구동시키는데 이용하기 위한 파일럿 매니폴드(2825)로 배출되도록 할 것이다.
도 29a는 밸브(2930)를 포함하는 매니폴드(2920)를 도시한다. 밸브(2930)는 구동면(2910)을 가진 구동기(2909)를 포함하는 스풀(2966)을 채용한다. 밸브(2930)는, 매니폴드(2920)에 대해 고정되는 일반적으로 원통형 중공 슬리브(2964), 및 슬리브(2964)의 외부 주변에 슬라이드 가능하게 배치되는 일반적으로 원통형 스풀(2966)을 포함하는 유압식 구동 스풀 밸브일 수 있다. 스풀(2966)은, 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 슬리브(2964)의 길이의 일부에 걸쳐 앞뒤로 자유로이 이동한다. 슬리브(2964) 및 스풀(2966)은 제각기 각각의 구성 요소의 벽을 통해 연장하는 오리피스의 시리즈를 포함할 수 있으며, 여기서, 스풀(2966)은 오리피스(2982)의 시리즈를 포함하고, 슬리브(2964)는 오리피스(2980)의 시리즈를 포함한다.
밸브(2930)는 스풀(2966)을 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동하기 위해 파일럿 밸브와 같은 구동 장치에 의해 유압식으로 구동될 수 있다. 밸브(2930)는 또한 스풀(2866)을 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동하기 위해 리턴 스프링(2906)으로서 도시된 바이어스 부재를 채용할 수 있다. 파일럿 밸브를 개방 위치로 배치하면, 가압 유체의 유량이 구동면(2910)과 유체 전달하는 공동부(2998)로 배출되도록 한다. 가압 유체는, 일반적으로 축력을 스풀(2966)의 구동면(2910)에 가하며, 이는 슬리브(64)에 대해 축방향으로 스풀(2966)을 리턴 스프링(2906)을 향한 방향으로 변위시키는 경향이 있다. 파일럿 밸브를 폐쇄함으로써, 공동부(2998)가 감압되어, 리턴 스프링(2906)이 스풀(2966)을 폐쇄 위치로 리턴되도록 한다.
구동기(2909)는 리턴 스프링(2906)과 대향하는 스풀(2966)의 단부 부분(2914)에 위치될 수 있다. 스풀(2966)의 오리피스(2982)는 길이 방향 축 A-A를 포함할 수 있으며, 여기서, 오리피스(2982)의 길이를 나타내는 치수 L는 실질적으로 축 A-A와 평행한 것으로 측정될 수 있다. 구동면(2910)은 또한 두께 T'를 포함할 수 있으며, 여기서, 두께 T'는 오리피스(2982)의 치수 L보다 작을 수 있다.
스풀(2966)의 벽 두께 T는 구동면(2910)의 벽 두께 T'보다 클 수 있으며, 한 예에서, 벽 두께 T는 또한 실질적으로 치수 L과 동일할 수 있다. 벽 두께 T는 스풀(2966)에 걸친 압력 강하의 결과로서 발생할 수 있는 벽의 편향을 최소화하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 슬리브(2964)의 내부 영역 내의 압력은 스풀(2966)의 외부 주변을 둘러싸는 압력보다 높을 수 있다. 전체 편향은 벽 두께 T, 스풀의 재료 특성, 및 스풀에 걸쳐 발생하는 압력 강하의 크기를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 요소에 의존한다. 벽 편향은 특히, 벽 두께 T를 증대시킴으로써 최소화될 수 있다.
적어도 한 예에서, 스풀(2966)은, 예컨대, 벽 두께 T'와 같은 벽 두께 T의 일부에 힘을 가함으로써 구동될 수 있다. 스풀(2966)에 인가되는 힘의 크기는 일반적으로 구동면(2910)의 영역의 함수 및 인가된 압력의 크기이다. 인가된 압력 또는 표면 영역을 증대시킴으로써, 일반적으로, 스풀(2966)에 인가되는 축 구동력의 대응하는 증가가 이루어질 것이다. 구동력의 크기는 구동면(2910)의 두께 T'를 조정함으로써 제어될 수 있다.
구동면(2910)은 스풀(2966)의 외부 표면(2914)에 인접하여 위치될 수 있다. 선택적으로, 도 29b에 도시된 바와 같이, 구동면(2910')은 스풀(2966)의 내부 표면(2916)에 인접하여 위치될 수 있다. 도 29a 및 29b의 양방을 참조하면, 구동면(2910)(도 29a) 및 구동면(2910')(도 29b)은 가압 유체가 스풀을 개방 위치로 슬라이드하도록 스풀(2966)에 축력을 가할 수 있는 영역을 제공한다. 구동면(2910 및 2910')에 인가된 압력은 스풀(2966)을 개방 위치로 몰아댄다.
도 30은 밸브(3030)를 포함하는 매니폴드(3020)를 도시한다. 밸브(3030)는, 매니폴드(3020)에 대해 고정되는 일반적으로 원통형 중공 슬리브(3064), 및 슬리브(3064)의 외부 주변에 슬라이드 가능하게 배치되는 일반적으로 원통형 스풀(3066)을 포함하는 유압식 구동 스풀 밸브일 수 있다. 스풀(3066)은, 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 슬리브(3064)의 길이의 일부에 걸쳐 앞뒤로 자유로이 이동한다. 슬리브(3064) 및 스풀(3066)은 제각기 각각의 구성 요소의 벽을 통해 연장하는 오리피스의 시리즈를 포함할 수 있으며, 여기서, 스풀(3066)은 오리피스(3080)의 시리즈를 포함하고, 슬리브(3064)는 오리피스(3082)의 시리즈를 포함한다. 도 30에서 스풀(3066)은 폐쇄 위치에 배치되는 것으로 도시되며, 여기서, 스풀(3066)의 오리피스(3080)는 실질적으로 슬리브(3064)의 오리피스(3082)로부터 유동적으로 분리된다. 스풀(3066)을 개방 위치에 배치함으로써 (즉, 스풀을 도 30의 좌측으로 슬라이드함으로써), 스풀의 오리피스(3080)는 슬리브(3064)의 오리피스(3082)와 유동적으로 연결된다.
밸브(3030)는, 스풀(3066)을 개방 위치와 폐쇄 위치의 사이로 이동하기 위해 스풀(3066)의 말단부에 배치되는 구동기(3008)를 포함할 수 있다. 구동기(3008)는 도 29b에 도시된 구동기(2909)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 한 예에서, 스풀 구동기(3008)는 연결자(connector)(3010)에 의해 스풀(3066)에 고정하여 부착될 수 있는 일반적으로 고리형 링일 수 있다. 구동기(3008)는 스풀(3066)을 폐쇄 위치에서 개방 위치로 지향시키도록 구동력이 인가될 수 있는 구동면(3011)을 제공한다. 밸브(3030)는 또한 스풀(2866)을 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동하기 위해 리턴 스프링(3006)으로서 도시된 바이어스 부재를 포함할 수 있다.
스풀 구동기(3008)는 벽 두께 T'를 포함할 수 있다. 도 29a-29b에 도시된 것과 유사하게도, 스풀 구동기(3008)의 두께 T'는, 스풀(3066)이 오리피스(3080)를 포함하는 스풀(3066)의 부분에 걸쳐 바람직한 벽 두께 T를 유지하도록 하면서, 바람직한 구동력을 달성하기 위해 스풀(3066)의 벽 두께 T보다 작을 수 있다. 스풀(3066)을 구동시키는데 필요한 힘은 스풀 구동기(3008)의 두께 T'를 변경함으로써 변화될 수 있다. 이런 구성은, 스풀 구동기(3008)의 벽 두께 T'가 바람직한 구동력을 획득하기 위해 사이즈가 정해지도록 하고, 스풀(3066)의 벽 두께 T가 스풀(3066)의 외향 편향을 최소화하기 위해 사이즈가 정해지도록 한다.
스풀 구동기(3008)는 연결 부재(3010)를 이용하여 스풀(3066)에 연결될 수 있다. 연결 부재(3010)는 스풀 구동기(3008)에 대응하는 립(3016)을 맞물리게 하는 립(3014), 및 스풀(3066)에 대응하는 립(3019)을 맞물리게 하는 제 2 립(3018)을 포함할 수 있다. 연결 부재(3010)를 스풀(3066) 및 스풀 구동기(3008)에 연결하는데 이용될 수 있는 다른 수단은 땜질, 용접, 및 아교칠을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 채용된 연결 방법의 타입은 적어도 부분적으로 사용된 재료의 타입 및 연결의 구조적 요건에 의존할 것이다.
매니폴드(3020)는 스풀 구동기(3008)의 구동면(3010)과 유체 전달하는 구동실(3012)을 포함할 수 있다. 스풀 구동기(3008)는 적어도 부분적으로 구동실(3012) 내에 위치될 수 있다. 구동 유량 포트(3014)는 또한 밸브를 구동하기 위한 구동실(3012)에 가압 유체를 공급하기 위해 제공될 수 있다. 구동 유량 포트(3014)는 펌프와 같은 압력원에 유동적으로 연결될 수 있다. 구동실(3012)은 구동 유량 포트(3014)로부터 유체 압력을 받는다. 구동실(3012) 내의 유체 압력은 매니폴드(3020) 내에 축방향으로의 스풀(3066)을 개방 위치로 이동하는데 이용되는 구동력을 제공한다. 이 구동력은, 스풀(3066)을 개방 위치로 변위하도록 구동실(3012) 내에 위치된 가압 유체에 의해 스풀 구동기(3008)에 가해질 수 있다. 가압 유체는, 리턴 스프링(3006)이 스풀(3066)을 폐쇄 위치로 지향시키도록 하기 위해 구동실(3012)로부터 배출될 수 있다.
도 31a를 참조하면, 스풀 구동기(3108)의 선택적 구성은 스풀(3166)의 구동 말단부(3113)와 전달할 수 있는 하나 이상의 핀(3102)을 포함한다. 핀(3102)은 구동기 하우징 내에서 축방향으로 슬라이드하도록 핀(3102)에 대한 가이드로서 작용하는 스풀 구동기 하우징(3106) 내에 하우징될 수 있다. 구동실(3112)은 핀(3102)의 한 단부에 인접하여 위치된다. 핀(3102)의 적어도 일부는 구동실(3012)와 유체 전달한다.
구동실(3112)은 압력원으로부터 가압 유체를 수납한다. 가압 유체는 매니폴드(3120) 내에 축방향으로의 스풀(3166)을 개방 위치로 이동하는데 이용되는 구동력을 제공한다. 구동력은 구동실(3112) 내에 위치된 가압 유체에 의해 핀(3102)에 가해질 수 있다. 핀(3102)의 단부에 가해진 구동력은 스풀(3066)을 개방 위치로 지향시킨다. 리턴 스프링(3106)으로 도시된 바이어스 부재는 스풀(3166)을 폐쇄 위치로 되돌리도록 제공될 수 있다.
도 31b에 도시된 바와 같이, 한 예시적 구성에서, 구동기 하우징(3106) 내에는 4개의 핀(3102)이 배치될 수 있다. 구동기 하우징(3106)은 밸브 하우징(3115)에 고정하여 부착될 수 있다. 구동기 하우징(3106)은 또한 밸브 하우징(3115)의 부분으로서 구성될 수 있다. 도 31b는 구동기 하우징(3106) 내에 배치되고, 서로 등거리에 위치되는 4개의 핀(3102)을 도시하지만, 서로 다른 수의 핀 또는 서로 다른 분배를 이용한 다른 구성이 또한 이용될 수 있음에 주목되어야 한다. 예컨대, 핀 하우징(3102)은 서로 다른 거리에 떨어져 있는 5 이상의 핀(3102)을 포함할 수 있다.
도 1 및 32를 참조하면, 유압 매니폴드(20)(도 1a 참조)는 통합 유체 분배 모듈(3210)을 형성하도록 펌프(3212)와 통합될 수 있다. 여러 장치를 통합함으로써, 유압 시스템 내에 제공되는 압축성 유체의 볼륨을 감소시켜, 시스템 효율이 개선되어, 결과적으로 유압 시스템 내에 제공되는 유체를 압축하는데 필요한 전체 작업량을 감소시킬 수 있다.
명료히 하기 위해, 유압 매니폴드(20)와 공통인 유체 분배 모듈(3210)의 구성 요소 및 특징은 도 32에서 동일한 참조 번호를 이용하여 식별된다. 유체 분배 모듈(3210)은 유압 매니폴드(20)의 제어 밸브(30, 32, 34 및 36)를 포함할 수 있다. 제어 밸브(30, 32, 34 및 36)는 공통 하우징(3212) 내에 배치될 수 있다. 제어 밸브(30, 32, 34 및 36)의 출구 포트(44, 46, 48 및 50)는 제각기 (도시되지 않은) 여러 유압식 부하를 유체 분배 모듈(3210)에 유동적으로 연결하기 위해 외부 하우징(3212)에서 접근 가능하다. 하나 이상의 제어 밸브는 또한 각각의 제어 밸브를 구동하는 솔레노이드 변환 파일럿 밸브를 채용할 수 있다.
제어 밸브에 유동적으로 연결되는 (도시되지 않은) 여러 유압식 부하를 구동하기 위한 가압 유체는 고정 변위 펌프(3214)에 의해 제공될 수 있다. 펌프(3214)는, 기어 펌프, 베인 펌프, 액시얼 피스톤 펌프, 및 방사형 피스톤 펌프를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 어느 다양한 공지된 고정 변위 펌프를 포함할 수 있다. 펌프(3214)는 펌프를 구동하기 위한 구동 샤프트(3216)를 포함한다. 구동 샤프트(3216)는 엔진, 전기 모터, 또는 회전 토크를 출력할 수 있는 다른 전원과 같은 외부 전원에 연결될 수 있다. 펌프(3214)의 입구 포트(3218)는 (도시되지 않은) 유체 저장소에 유동적으로 연결될 수 있다. 유압 매니폴드의 입구 포트(42)는 펌프(3214)의 배출 포트(3220)에 유동적으로 연결될 수 있다.
단일 펌프(3214)가 논의를 위해 도시되었지만, 유체 분배 모듈(3210)은 다수의 펌프를 포함할 수 있으며, 이들 펌프의 각각은 개별 유체 회로에 가압 유체가 공급될 수 있는 공통 유체 노드에 유동적으로 연결된 각각의 배출 포트를 갖는다. 다수의 펌프는, 예컨대, 주어진 유량에 대한 고 압력이 바람직할 시와 같이 고 유량을 달성하기 위해 병렬로 또는 직렬로 유동적으로 연결될 수 있다.
여기에 기재된 프로세스, 시스템, 방법 등에 대해, 이와 같은 프로세스 등의 단계가 어떤 순서의 시퀀스에 따라 일어나는 것으로 기술되었지만, 이와 같은 프로세스는 여기에 기재된 순서와 다른 순서로 실행되는 기술된 단계로 실시될 수 있다. 어떤 단계가 동시에 실행되고, 다른 단계가 부가되며, 또는 여기에 기재된 어떤 단계가 생략될 수 있는 것으로 더 이해된다. 환언하면, 여기서 프로세스의 설명은 어떤 실시예를 예시하기 위해 제공되고, 청구된 발명을 제한하기 위해 구성되지 않는다.
상기 설명은 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 의도되는 것으로 이해될 수 있다. 제공된 예들과 다른 많은 실시예 및 응용은 상기 설명을 판독할 시에 당업자에게는 자명하다. 본 발명의 범주는, 상기 설명과 관련하지 않고, 첨부한 청구범위의 자격이 있는 등가의 전체 범주에 따라, 이와 같은 청구범위와 관련하여 결정된다. 장래 개발이 여기에 논의된 기술 분야에서 일어나고, 개시된 시스템 및 방법이 이와 같은 장래 실시예에 포함되는 것을 알게 되고, 의도된다. 요컨대, 본 발명은 수정 및 변형을 할 수 있고, 다음의 청구범위만으로 제한되는 것으로 이해된다.
청구범위에 이용된 모든 용어는, 여기서 그렇지 않다는 명백한 지시가 없으면 당업자에 의해 이해되는 가장 광범한 타당한 구성 및 보통의 의미가 제공되는 것으로 의도된다. 특히, "상기" 등과 같은 단수 관사의 사용은 청구범위가 반대에 대한 명백한 제한을 열거하지 않으면 하나 이상의 지시된 요소를 열거하는 것으로 판독된다.
20; 유압 매니폴드, 30, 32, 34 및 36; 밸브, 38; 밸브 본체, 40; 스풀 밸브, 42; 입구 포트, 44, 46, 48 및 50; 출구 포트, 64; 슬리브, 66; 스풀.

Claims (29)

  1. 밸브 매니폴드(20)에 있어서,
    공급 통로(124);
    상기 공급 통로(124)에 유동적으로 연결되고, 제 1 오리피스(80)를 가진 제 1 밸브 부재(66) 및, 제 2 오리피스(82)를 가진 제 2 밸브 부재(64)를 포함하는 제 1 밸브(30)로서, 상기 제 1 밸브 부재(66)는 상기 제 1 오리피스(80)가 상기 제 2 오리피스(82)에 유동적으로 연결되는 개방 위치와, 상기 제 1 오리피스(80)가 상기 제 2 오리피스(82)에 유동적으로 분리되는 폐쇄 위치 간에 상기 제 2 밸브 부재(64)에 대한 이동 경로를 따라 이동 가능한 상기 제 1 밸브(30);
    상기 공급 통로(124)에 유동적으로 연결되고, 제 3 오리피스(제 1 밸브(30)의 제 1 밸브 부재(66) 내의 오리피스(80)와 부합하는 제 2 밸브 영역내의 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 3 밸브 부재(66-제 2 밸브(32)와 부합함) 및, 제 4 오리피스(제 2 밸브(32)의 영역 내의 제 2 밸브 부재(64) 내의 오리피스(82)와 부합하는 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 4 밸브 부재(64-제 2 밸브(32)의 영역 내)를 포함하는 제 2 밸브(32)로서, 상기 제 3 밸브 부재(66)는 상기 제 3 오리피스가 상기 제 4 오리피스에 유동적으로 연결되는 개방 위치와, 상기 제 3 오리피스가 상기 제 4 오리피스에서 유동적으로 분리되는 폐쇄 위치 간에 상기 제 4 밸브 부재(64)에 대한 이동 경로를 따라 이동 가능하고, 상기 제 1 밸브 부재(66) 및 상기 제 3 밸브 부재(66)의 이동 경로는 공통면 내에 있는 상기 제 2 밸브(32); 및
    상기 공급 통로(124)에 유동적으로 연결되고, 제 5 오리피스(제 1 밸브(30)의 제 1 밸브 부재(66) 내의 오리피스(80)와 부합하는 제 3 밸브 영역내의 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 5 밸브 부재(66-제 3 밸브(34)와 부합함) 및, 제 6 오리피스(제 3 밸브(34)의 영역 내의 제 3 밸브 부재(64) 내의 오리피스(82)와 부합하는 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 6 밸브 부재(64-제 3 밸브(34)의 영역 내)를 포함하는 제 3 밸브(34)을 포함하는데, 상기 제 5 밸브 부재(66)는 상기 제 5 오리피스가 상기 제 6 오리피스에 유동적으로 연결되는 개방 위치와, 상기 제 5 오리피스가 상기 제 6 오리피스에서 유동적으로 분리되는 폐쇄 위치 간에 상기 제 6 밸브 부재(64)에 대한 이동 경로를 따라 이동 가능하고, 상기 제 5 밸브 부재(66)의 이동 경로는 상기 제 1 및 3 밸브 부재(66, 66)의 이동 경로와 평행하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 부재(66)의 이동 경로는 상기 제 3 밸브 부재(66)의 이동 경로와 평행하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 밸브(30, 32)는 상기 공급 통로(124)의 공통 측면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공급 통로(124)에 유동적으로 연결되고, 제 5 오리피스(제 1 밸브(30)의 제 1 밸브 부재(66) 내의 오리피스(80)와 부합하는 제 3 밸브 영역내의 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 5 밸브 부재(66-제 3 밸브(34)와 부합함) 및, 제 6 오리피스(제 3 밸브(34)의 영역 내의 제 3 밸브 부재(64) 내의 오리피스(82)와 부합하는 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 6 밸브 부재(64-제 3 밸브(34)의 영역 내)를 포함하는 제 3 밸브(34)로서, 상기 제 5 밸브 부재(66)는 상기 제 5 오리피스가 상기 제 6 오리피스에 유동적으로 연결되는 개방 위치와, 상기 제 5 오리피스가 상기 제 6 오리피스에서 유동적으로 분리되는 폐쇄 위치 간에 상기 제 6 밸브 부재(64)에 대한 이동 경로를 따라 이동 가능한 상기 제 3 밸브(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1, 3 및 5 밸브 부재의 이동 경로는 공통축을 따라 있는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 밸브(30, 32)는 상기 공급 통로(124)의 반대 측면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 부재(66)의 이동 경로는 상기 제 3 밸브 부재(66)의 이동 경로와 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공급 통로(124)에 유동적으로 연결되고, 제 5 오리피스(제 1 밸브(30)의 제 1 밸브 부재(66) 내의 오리피스(80)와 부합하는 제 3 밸브 영역내의 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 5 밸브 부재(66-제 3 밸브(34)와 부합함) 및, 제 6 오리피스(제 3 밸브(34)의 영역 내의 제 3 밸브 부재(64) 내의 오리피스(82)와 부합하는 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 6 밸브 부재(64-제 3 밸브(34)의 영역 내)를 포함하는 제 3 밸브(34)로서, 상기 제 5 밸브 부재(66)는 상기 제 5 오리피스가 상기 제 6 오리피스에 유동적으로 연결되는 개방 위치와, 상기 제 5 오리피스가 상기 제 6 오리피스에서 유동적으로 분리되는 폐쇄 위치 간에 상기 제 6 밸브 부재(64)에 대한 이동 경로를 따라 이동 가능한 상기 제 3 밸브(34)를 더 포함하는데, 상기 제 5 밸브 부재의 이동 경로는 상기 제 1 및 3 밸브 부재(66, 66)의 이동 경로와 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급 통로(124)에 유동적으로 연결되고, 제 5 오리피스(제 1 밸브(30)의 제 1 밸브 부재(66) 내의 오리피스(80)와 부합하는 제 3 밸브 영역내의 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 5 밸브 부재(66-제 3 밸브(34)와 부합함) 및, 제 6 오리피스(제 3 밸브(34)의 영역 내의 제 3 밸브 부재(64) 내의 오리피스(82)와 부합하는 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 6 밸브 부재(64)를 포함하는 제 3 밸브(34)로서, 상기 제 5 밸브 부재(66)는 상기 제 5 오리피스가 상기 제 6 오리피스에 유동적으로 연결되는 개방 위치와, 상기 제 5 오리피스가 상기 제 6 오리피스에서 유동적으로 분리되는 폐쇄 위치 간에 상기 제 6 밸브 부재(64)에 대한 이동 경로를 따라 이동 가능한 상기 제 3 밸브(34)를 더 포함하는데, 상기 제 5 밸브 부재(66)의 이동 경로는 상기 제 1 및 3 밸브 부재(66, 66)의 이동 경로와 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 부재(66)의 길이 방향 축 및 상기 제 2 밸브 부재(64)의 길이 방향 축은 상기 공급 통로(124)의 길이 방향 축과 평행하는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 밸브 부재(64)의 공급 통로(124)의 다운스트림에 유동적으로 연결된 입구 포트(92) 및, 상기 제 1 밸브 부재(66)에 유동적으로 연결된 출구 포트(44)를 가진 파일럿 밸브(62)를 더 포함하는데, 상기 파일럿 밸브(62)는 상기 폐쇄 위치와 상기 개방 위치 사이로 상기 제 1 밸브 부재(66)를 이동하기 위해 상기 제 1 밸브(30)에 압력을 선택적으로 인가하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 밸브 부재(64)와 상기 파일럿 밸브(62) 간의 유체 경로에 배치된 체크 밸브(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급 통로(124)에 유동적으로 연결되고, 제 5 오리피스(제 1 밸브(30)의 제 1 밸브 부재(66) 내의 오리피스(80)와 부합하는 제 3 밸브 영역내의 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 5 밸브 부재(66-제 3 밸브(34)와 부합함) 및, 제 6 오리피스(제 3 밸브(34)의 영역 내의 제 3 밸브 부재(64) 내의 오리피스(82)와 부합하는 라벨되지 않은 오리피스)를 가진 제 6 밸브 부재(64-제 3 밸브(34)의 영역 내)를 포함하는 제 3 밸브(34)로서, 상기 제 5 밸브 부재(66)는 상기 제 5 오리피스가 상기 제 6 오리피스에 유동적으로 연결되는 개방 위치와, 상기 제 5 오리피스가 상기 제 6 오리피스에서 유동적으로 분리되는 폐쇄 위치 간에 상기 제 6 밸브 부재(64)에 대한 이동 경로를 따라 이동 가능한 상기 제 3 밸브(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
  17. 제 16 항에 있어서,
    공통 유체 노드(342)에서 방사상 외향으로 연장하는 다수의 공급 통로(391)를 더 포함하는데, 각 공급 통로(391)는 상기 제 1 밸브(30), 상기 제 2 밸브(32) 및 상기 제 3 밸브(34) 중 하나에 유동적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
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