KR101863400B1 - 조절가능한 원심 거버너 속도 제어장치 - Google Patents

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Abstract

에어모터용 회전 속도 거버너는 하우징, 밸브, 샤프트, 크로스 바, 플레이트와 한 쌍의 웨이트를 포함한다. 상기 하우징은 에어 흡입구와 에어 배출구를 구비한다. 상기 밸브는 에어 흡입구와 에어 배출구 사이에 배치된다. 상기 샤프트는 하우징 내에서 일 축을 따라 연장되어 있다. 상기 크로스 바는 상기 샤프트에 연결되어 있다. 상기 플레이트는 상기 밸브와 크로스바 사이에서 샤프트와 교차한다. 상기 웨이트는 피벗 포인트에서 크로스 바에 회동가능하게 연결된다. 각각의 웨이트는 플레이트와 결합하기 위해 크로스 바를 넘어 펼쳐지는 아치형으로 프로파일된 에지(arcuately profiled edges)를 포함한다. 상기 아치형으로 프로파일된 에지는 상기 웨이트가 상기 샤프트로부터 멀리 떨어져 회전함에 따라 상기 플레이트 상의 모멘트 암을 증가시키도록 하는 형상으로 되어 있다.

Description

조절가능한 원심 거버너 속도 제어장치{ADJUSTABLE CENTRIFUGAL GOVERNOR SPEED CONTROL}
본 발명은 일반적으로 공압 장치의 속도 제어에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 로터리 베인 에어모터(rotary vane air motors)와 같은 로터리 에어모터용 원심 거버너(centrifugal governor)에 관한 것이다.
많은 공압 공구는 입력으로 로터리 베인 에어모터를 사용한다. 로터리 베인 에어모터는 샤프트를 회전하기 위해 압축 공기의 흐름을 이용한다. 로터리 베인 에어모터에서 허브는 복수의 베인(vane)을 포함하는데, 상기 복수의 베인을 가로질러 압력차가 생성되어 샤프트를 회전시킨다. 일반적으로 이러한 모터는 일정한 압력으로 제공되는 압축 공기의 공급에 의해 구동된다. 따라서 모터의 속도는 샤프트에 걸리는 부하에 따라서만 변화한다. 예를 들어, 페인트 교반기에서, 상기 교반기를 회전시키기 위해 사용되는 에어모터의 속도는 컨테이너 안의 페인트 양이 감소함에 따라 증가한다. 에어모터 속도 제어의 부족은 정밀한 속도 제어가 필요하지 않거나 오퍼레이터가 능숙하게 공압 공구의 성능을 제어할 수 있는 특정 상황에서는 허용될 수 있다. 그러나, 공압 공구의 불리한 작동 조건을 방지하기 위해 에어모터가 작동할 수있는 속도를 제한하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 페인트 내로 공기가 불필요하게 도입되는 것을 방지하기 위해 페인트 교반기의 속도를 제한하는 것이 바람직하다. 따라서, 많은 로터리 베인 에어모터는 단순히 출력 샤프트의 최고 속도를 제한하는 거버너가 마련되어 있다.
종래 원심 거버너(centrifugal governors)는 로터리 베인 에어모터에 의해 구동되는 공압 공구로 사용되었다. 원심 거버너는 일반적으로 에어모터 샤프트에 결합된 한 쌍의 웨이트(weight)를 포함한다. 샤프트가 회전할 때, 상기 웨이트는 원심력으로 인하여 반경방향으로 바깥쪽으로 밀쳐지게 된다. 정지 매커니즘은 상기 웨이트에 인접하여 배치되어, 샤프트가 상기 웨이트를 정지 매커니즘으로 몰고 갈 정도로 충분히 빨리 회전할 때 상기 모터에 공급되는 공기가 차단되도록 한다. 이와 같은 유형의 원심 거버너는 따라서 단순한 온/오프 매커니즘을 제공할 뿐이다. 샤프트가 임계속도 아래로 회전하는 한, 에어모터는 샤프트 부하에 의해 결정되는 어떤 속도로 회전할 것이다. 임계속도에서, 에어모터는 샤프트 속도가 느려질 때까지 일시적으로 모든 공기의 흐름이 박탈된다.
공압 공구 및 로터리 베인 에어모터에는 에어모터 샤프트 속도의 변화를 허용하는 외부 속도 제어장치가 구비될 수 있다. 예를 들어, 니들 밸브와 같은 제한장치가 모터를 높은 속도로 둘 수 있는 공기의 양을 제한하기 위하여 에어모터의 배기관에 제공될 수 있고, 이로써 속도 증가를 방지하기 위해 모터에 걸쳐 압력 강하를 제한할 수 있다. 마찬가지로, 모터 입구는 동일한 결과를 달성하기 위해 스로틀(throttle)될 수 있다. 그러나, 이 스로틀은 샤프트 상에 걸리는 부하의 변화에 따라 샤프트 속도를 그다지 잘 제어하지 못한다. 페인트 교반기 애플리케이션과 같은 데에 사용되기 위하여, 샤프트에 회전력을 정지시키지 않고 샤프트 상에 놓이는 부하에 독립하여 에어모터의 속도를 좀 더 정확하게 제어할 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 공압 공구 및 에어모터의 개선된 속도제어장치 및 거버너 시스템이 필요하다.
따라서, 본 발명은 샤프트에 회전력을 정지시키지 않고 샤프트 상에 놓이는 부하에 독립하여 에어모터의 속도를 좀 더 정확하게 제어할 수 있는 원심 거버너 속도제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 에어모터의 회전 속도 거버너에 관한 것이다. 회전속도 거버너는 하우징, 밸브, 샤프트, 크로스 바, 플레이트와 한 쌍의 웨이트를 포함한다. 상기 하우징은 공기 흡입구와 공기 배출구를 구비한다. 상기 밸브는 상기 공기 흡입구와 공기 배출구 사이에 배치된다. 상기 샤프트는 하우징 내에서 일 축을 따라 연장된다. 상기 크로스 바는 샤프트에 연결되어 있다. 상기 플레이트는 밸브와 크로스 바 사이에서 상기 샤프트와 교차한다. 상기 웨이트는 피벗 포인트(pivot point)에서 상기 크로스 바에 회전가능하게 연결된다. 각각의 웨이트는 플레이트와 결합하기 위해 크로스 바를 넘어 펼쳐지는 아치형으로 프로파일된 에지(arcuately profiled edges)를 포함한다. 상기 아치형으로 프로파일된 에지는 상기 웨이트가 상기 샤프트로부터 멀리 떨어져 회전함에 따라 상기 플레이트 상의 모멘트 암(moment arm)을 증가시키도록 형성되어 있다.
상기한 본 발명에 의하면, 샤프트에 회전력을 정지시키지 않고 샤프트 상에 놓이는 부하에 독립하여 에어모터의 속도를 좀 더 정확하게 제어할 수 있는 에어모터용 회전속도 거버너를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 공압 모터에 사용하기 위한 조절가능한 속도 제어장치를 구비한 본 발명의 원심 거버너의 사시도,
도 2는 거버너 하우징 내에 배치된 원심 거버너 매커니즘을 보여주는 도 1의 원심 거버너의 분해도,
도 3은 거버너 샤프트에 결합된 프로파일된 웨이트 암과 리프팅 플레이트를 나타내는 도 2의 거버너 매커니즘에 대한 사시도,
도 4는 거버너 매커니즘을 통과하는 공기흐름 경로를 나타내는 도 1의 원심 거버너의 횡단면도,
도 5는 도 4의 공기흐름 경로와 거버너 매커니즘의 상호작용을 보여주는 도 1의 원심 거버너의 횡단면도,
도 6a 및 6b는 도 2 내지 도 5의 거버너 매커니즘의 프로파일된 웨이트 암의 다양한 위치에 대한 리프팅 플레이트의 변위를 나타내는 도면.
도 1은 공압 모터에 사용하기 위한 조절가능한 속도 제어장치를 가지는 원심 거버너(10)의 사시도이다. 원심 거버너(10)는 하부 하우징(12), 상부 하우징(14), 캡(16), 손잡이(18), 흡입구(20), 배출구(22) 및 커플러(24)를 포함한다. 거버너(10)는 공압 전동 공구를 구동하는데 사용되는 에어모터로 제공되는 압축 공기 의 공급을 제한하는데 사용된다. 거버너(10)는 커플러(24)에서 에어모터의 샤프트에 연결되어 있다. 일반적으로, 커플러(24)는 구동단 맞은편의 샤프트의 노출단에 결합된다. 에어모터를 구동하는데 사용되기 전에, 압축 공기는 거버너(10)를 통해흡입구(20)의 안으로, 및 배출구(22)의 밖으로 보내진다. 하부 하우징(12) 및 상부 하우징(14)은 본 발명의 원심 거버너 매커니즘을 둘러싸기 위해 함께 조립된다. 특히, 거버너 샤프트는 커플러(24)로부터 밸브 매커니즘으로 연장된다. 상기 밸브 매커니즘은 손잡이(18)까지 확장된다. 상기 밸브 매커니즘은 흡입구(20)와 배출구(22) 사이의 공기흐름 경로에 위치한다. 흡입구(20)와 배출구(22) 사이의 공기흐름은 거버너 샤프트의 특정 임계 회전속도에서 밸브 매커니즘으로 차단된다. 따라서, 에어모터로의 공기흐름은 모터 샤프트와 거버너 샤프트의 속도가 감소할 때까지 차단된다. 또한, 본 발명의 원심 거버너는 임계 속도 아래로, 에어모터 샤프트상의 부하가 불확정적인, 에어 모터 샤프트의 일정한 속도 출력을 제공하도록 흡입구(20) 및 배출구(22) 사이의 공기 흐름이 제어되도록 허용한다. 상기 거버너 매커니즘이 에어모터로의 공기흐름을 차단하는 임계속도 지점은 손잡이(18)로 조정된다.
도 2는 도 1의 원심 거버너(10)의 분해도로서, 하부 하우징(12) 및 상부 하우징(14) 사이에 배치된 원심 거버너 매커니즘(26)을 나타낸다. 원심 거버너(10)는 또한 캡(16), 손잡이(18), 흡입구(20) 및 배출구(22)를 포함한다. 거버너 매커니즘(26)은 거버너 샤프트(28), 크로스 바(30A, 30B), 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B), 리프팅 플레이트(34), 밸브 스템(36) 및 밸브 시트(38)를 포함한다. 거버너 매커니즘(26)은 파스너(40), 너트(42), 핀(44A, 44B), 부싱(46A, 46B), 상부 베어링(48), 하부 베어링(50), 씰(seal)(52) 및 씰(54)을 더 포함한다.
크로스 바(30A, 30B)는 너트(42)안으로 끼워지는 파스너(40)를 이용하여 거버너 샤프트(28)에 결합된다. 또한 크로스 바(30A, 30B)는 리베트와 같은 다른 수단으로 샤프트(28)에 고정될 수도 있다. 또한, 다른 실시예에서는, 오직 단일의 크로스 바가 사용될 수도 있다. 파스너(40)는 각각의 크로스 바(30A, 30B) 내의 중심 보어를 관통하여 삽입되고, 보어(56)는 샤프트(28)를 관통하여 연장된다. 부싱(46A, 46B)은 각각 리프팅 암(32A, 32B) 내의 홀(58A, 58B) 안으로 삽입된다. 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)의 상단 부분은 크로스 바(30A, 30B) 사이에 삽입되어, 보어(58A, 58B)가 각각의 크로스 바(30A, 30B)의 측면 보어와 정렬되도록 한다. 핀(44A, 44B)은 크로스 바(30A, 30B) 및 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)을 통해 삽입된다. 샤프트(28)는 하우징(12, 14)에서 베어링(50) 및 베어링(48) 사이에 연장된다. 리프팅 플레이트(34)의 보어(60)는 샤프트(28) 둘레에 위치되어 리프팅 플레이트(44)가 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)에 받쳐지도록 되어 있다. 밸브 스템(36)은 베어링(48)을 관통하는 샤프트(28)의 일 부분에 장착된다. 밸브 스템(36)은 상부 하우징(14) 안의 포켓에 꼭 맞는다. 밸브 시트(38)는 밸브 스템(36)에 결합하기 위해 상부 하우징(14)에 개구를 갖는 소켓으로 연장된다. 캡(16)은 밸브 시트(38)에 조립되며, 손잡이(18)가 밸브 시트(38)에 결합되도록 허용하기 위하여 보어를 포함한다.
에어모터의 출력 샤프트는 거버너 샤프트(28)에 결합하기 위하여 커플러(24)에 삽입된다. 거버너 샤프트(28), 크로스 바(30A, 30B), 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B) 및 리프팅 플레이트(34)는 상기 출력 샤프트로부터 입력 회전에 따라 회전한다. 밸브 스템(36) 및 밸브 시트(38)는 샤프트(28)로부터 연장되어 채널(62)이 흡입구(20)와 배출구(22) 사이의 가압된 공기흐름과 교차되도록 한다. 씰(52, 54)은 상부 하우징(14) 및 하부 하우징(12)으로 가압된 공기가 이동하는 것을 방지하기 위하여, 상부 하우징(14) 및 밸브 시트(38) 둘레에 각각 고정된다. 원심력에 기인한 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)의 이동은 리프팅 플레이트(34)를 들어올려 채널(62)에 대하여 밸브 스템(36)의 위치를 제어하게 되고, 이로써 흡입구(20) 및 배출구(22) 사이의 흐름을 조절하게 된다. 손잡이(18)는 독립하여 밸브 스템(36)에 대한 벨브 시트(38)의 위치를 이동시키도록 회전될 수 있으며, 이로써 밸브 스템(36)이 이동될 수 있는 거리 및 거버너 샤프트(28)의 상한 임계 회전속도를 설정할 수 있게 된다.
도 3은 도 2의 거버너 매커니즘(26)의 사시도로서, 거버너 샤프트(28)에 결합된 리프팅 플레이트(34)와 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)을 나타낸다. 거버너 매커니즘은 크로스 바(30A, 30B), 밸브 스템(36), 파스너(40), 핀(44A, 44B) 및 베어링(48, 50)을 더 포함한다.
베어링(50)은 샤프트(28) 상의 넥(64)에 위치한다. 또한, 넥(64)은 헥스(66) 또는 에어모터 샤프트에 결합하기 위한, 다른 다각의 결합수단(faceted engagement)을 포함한다. 파스너(40)는 크로스 바(30A, 30B)를 샤프트(28)에 연결한다. 너트(42)(도 2)가 파스너(40)에 조여져, 크로스 바(30A, 30B)가 샤프트(28)의 회전 축과 일반적으로 수직 정렬되어 고정되도록 이루어진다. 샤프트(28)는 크로스 바(30A, 30B)의 고정 및 정렬을 유지하기 위해 숄더(도 2 및 도 4)를 포함한다. 핀(44A, 44B)은 단단히 크로스 바 보어(68A, 68B)에 끼워맞춰진다(예를 들면, 압력 끼워맞춤(force fit)). 핀(44A, 44B)은 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)의 홀(58A, 58B)(도 2) 내에 위치한 부싱(46A, 46B)을 통해 삽입된다(도 2). 핀(44A, 44B)은 부싱(44A, 44B)이 홀(58A, 58B) 안에서 회전할 수 있도록 상기 부싱 안으로 단단히 끼워 맞춰질 수 있거나, 또는 부싱(46A, 46B)은 핀(44A, 44B)이 상기 부싱과 함께 회전할 수 있도록 홀(58A, 58B)에 단단히 끼워 맞춰질 수 있다(도 2 및 도 5 참조). 모든 실시예에서, 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)은 크로스 바(30A, 30B) 사이에서 핀(44A, 44B)에 대해 회전할 수 있다.
프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)은 상부 커넥터부(70A, 70B), 하부 매스부(mass portion)(72A, 72B), 및 프로파일된 에지(profiled edges) (또는 캠)(74A, 74B)을 구비한다. 커넥터부(70A, 70B)는 크로스 바(30A, 30B) 사이에 배치된다. 매스부(72A, 72B)는 커넥터부(70A, 70B)로부터 굳게(rigidly) 매달려 있다. 샤프트(28)가 크로스 바(30A, 30B)를 통해 웨이트 암(32A, 32B)을 회전시킬 때, 매스부(72A, 72B)의 원심력은 각각 핀(44A, 44B) 둘레에 대해 회전을 일으킨다. 특히, 매스부(72A, 72B)는 샤프트(28)로부터 떨어져 리프팅 플레이트(34)를 향해 이동한다. 프로파일된 에지(74A, 74B)는 리프팅 플레이트(34)의 슬롯(76)을 따라 돌아간다. 슬롯(76)은 대략 커넥터부(70A, 70B)의 두께만큼 넓은 플레이트(34)의 길이를 따라 연장된, 직사각형 채널을 구비한다. 슬롯(76)과 커넥터부(70A, 70B)의 결합은 리프팅 플레이트(34)가 샤프트(28)와 함께 회전하는 것을 보장한다.
베어링(48)은 플레이트(34) 및 밸브 스템(36) 사이에 배치되고, 밸브 스템은 상부 하우징(14) 내에서 회전하는 것이 방지된다(도 2). 그러나 밸브 스템(36)은 리프팅 암(32A, 32B)으로부터의 힘에 의해 크로스 바(30A, 30B)에서 멀리 옮겨지도록 허용된다. 특히, 프로파일된 에지(74A, 74B) 표면과 핀(44A, 44B) 사이의 거리가 변화하여 핀(44A, 44B) 상의 리프팅 암(32A, 32B)의 회전 위치가 리프팅 플레이트(34)와 크로스 바(30A, 30B) 사이의 거리를 결정하도록 된다. 리프팅 플레이트(34)가 크로스 바(30A, 30B)에서 멀리 이동함에 따라, 밸브 스템(36)을 밸브 시트(38)로 더욱 밀어넣음으로써(도 2) 거버너(10)를 통과하는 공기흐름을 제한하게 된다. 본 발명에서, 프로파일된 에지(74A, 74B)는 매스부(72A, 72B)가 샤프트(28)에 상한 임계속도를 제공하기 위해 더 높은 회전속도에서 샤프트(28)로부터 더 멀리 이동함에 따라 리프팅 플레이트(34)를 점점 상승시킬 수 있는 형상으로 되어 있다. 또한, 프로파일된 에지(74A, 74B)는 매스부(72A, 72B)가 샤프트(28)의 속도를 임계속도 아래로 일정하게 유지하기 위해 더 높은 회전속도에서 샤프트(28)로부터 더 멀리 이동함에 따라, 리프팅 플레이트(34)에 대해 증가하는 레버리지(leverage)를 제공할 수 있는 형상으로 되어 있다. 아래에서 논의 되는 바와 같이, 거버너(10)의 오퍼레이터는 거버너(10)가 그것이 부착된 에어모터가 작동되도록 할 수 있는 최대 임계속도를 변경하기 위해 밸브 시트(38)의 위치를 변경할 수 있다.
도 4는 도 1의 원심 거버너(10)의 횡단면도로서, 거버너 매커니즘(26)을 관통하는 공기흐름 경로(78A-78E)를 보여준다. 하부 하우징(12)은 포켓(80)을 포함하며 연결부위(82)에서 상부 하우징(14)에 결합된다. 샤프트(28)는 넥(84)을 포함한다. 밸브 스템(36)은 캠(86), 보어(88) 및 스템 포스트(90)를 포함한다. 상부 하우징은 소켓(92), 보어(94), 씰(96), 숄더(98) 및 소켓(99)을 포함한다. 캡(16)은 림(100), 포스트(102), 소켓(104), 보어(106)를 포함한다. 밸브 시트(38)는 베이스(108), 채널(62) 및 수평 시트(111)를 포함하는 실린더(110), 포스트(112) 및 씰(114)을 포함한다. 손잡이(18)는 보어(116)를 포함한다.
베어링(50)은 하부 하우징(12)의 포켓(80)에 장착된다. 포켓(80)은 에어모터 상의 결합 스레드(thread)에 결합하기 위한 내부 또는 외부 스레드를 갖는 원통형 플랜지를 포함하는 커플러(24)에 연결된다. 샤프트(28)의 넥(64)은 베어링(50)에 삽입되어 헥스(66)가 커플러(24)로 확장되도록 한다. 일 실시예에서, 헥스(66)는 에어모터 샤프트에 결합하기 위한 콜릿 스타일 모터 커넥션(collet style motor connection)에 연결된다. 거버너 샤프트(28)는 중심 축(CA)을 따라 하부 하우징(12)의 내부로 연장된다. 상부 하우징(14)이 연결부위(82)에서 하부 하우징(12)에 결합되기 전에, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 거버너 조립체(26)는 샤프트(28)에 연결된다. 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)이 샤프트(28)에 결합된 후에, 리프팅 플레이트(34)는 슬롯(76)에 라이드(ride)되어 있는 커넥터부(70A, 70B)의 상단에 놓여지기 위해 넥(84)의 둘레에 위치된다. 베어링(48) 역시 리프팅 플레이트(34)의 상단에 얹혀지기 위해 넥(84) 주위에 장착된다. 리프팅 플레이트(34) 및 베어링(48)은 중심축(CA)을 따라 거버너 샤프트(28)와 동축이 되는 중앙 보어를 포함한다. 또한, 밸브 스템(36)의 보어(88)는 중심축(CA)과 정렬되어, 스템 포스트(90)가 넥(84)에서 축방향으로 연장되도록 한다. 그러나, 캠(86)은 상부 하우징(14)이 하부 하우징(12)에 조립될 때 밸브 스템(36)의 회전을 방지하기 위해 스템 포스트(90)와 중심축(CA)에서 중심을 효과적으로 변위시키는 편평한 부분이 구비된 원형의 외벽을 포함한다.
상부 하우징(14)은, 스냅 피팅(snap-fitting)과 같이 적절한 재사용가능한 기계적 커플링을 포함할 수 있는, 연결 부분(82)에서 하부 하우징(12)과 결합한다. 상부 하우징(14) 및 하부 하우징(12)은, 따라서 중심축(CA)에 대해 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)의 반경방향으로 바깥쪽으로의 회전을 허용하기에 적절한 공간을 가지는 거버너 매커니즘(26)을 수용하기 위한 내부 챔버를 형성한다. 소켓(92) 및 상부 하우징(14)의 보어(94)는 캠(86) 및 스템 포스트(90)를 각각 수용할 수 있다. 보어(94)는 스템 포스트(90)와 동축이며 따라서 샤프트(28)와도 동축이다. 캠(86)의 외부 프로파일과 결합하는 내부 프로파일을 포함하는 소켓(92)과, 캠(86)은 중심축(CA)으로부터 동축으로 오프셋(offset)된다. 소켓(92)과 캠(86)의 상호 작용은 샤프트(28)가 회전할 때 스템 포스트(90)의 회전을 방지한다. 베어링(48, 50)은 거버너 샤프트(28) 및 리프팅 플레이트(34)가 하부 하우징(12) 및 밸브 스템(36) 사이에서 회전하는 것을 허용한다. 상부 하우징(14)이 하부 하우징(12)과 연결된 후에, 씰(96)이 스템 포스트(90) 둘레에 배치된다.
캡(16), 손잡이(18) 및 밸브 시트(38)는 상부 하우징(12)에 조립되기 전에 먼저 부분 조립된다. 씰(114)은 실린더(110)의 주위에 배치된다. 포스트(112)는 보어(106)에 삽입되어 포스트(112)의 말단부가 캡(16)으로부터 돌출되도록 한다. 포스트(112)는 실린더(110)가 소켓(104)에 결합할 정도로 충분히 멀리까지 캡(16)을 관통하여 연장된다. 실린더(110)와 소켓(104)은 모두 원형 단면을 가져 실린더(110)가 소켓(104) 내에서 회전할 수 있다. 실린더(110), 소켓(104) 및 포스트(112)는 중심축(CA)과 동축으로 정렬된다. 씰(54)은 베이스(108)의 주위에 배치된다. 캡(18)에 밸브 시트(38)가 연결된 채, 림(100)이 상부 하우징(14)의 숄더(98) 상에 끼워진다. 씰(52)은 림(100)과 상부 하우징(14) 사이에 위치한다. 베이스(108)는 조립될 때 상부 하우징(112)의 소켓(99)에 장착된다. 또한, 스템 포스트(90)는 베이스(108)의 수평 시트(111)에 결합된다. 밸브 시트(38)의 포스트(112)는 손잡이(18)의 보어(116)에 압력 끼워맞춤(force fit)된다. 손잡이(18)는 캡(18)의 포스트(102)를 둘러싸지만, 포스트(102)와 단단히 결합하지는 않아서 손잡이(18)의 회전은 제한되지 않는다.
손잡이(18)의 회전은 공기흐름 경로(78A-78E)를 통해 공기흐름을 제어하기 위하여 채널(62) 및 밸브 스템(38)의 시트(111)의 위치를 조정하는데 사용된다. 압축된 공기는 흡입구(20)에서 상부 하우징(12)으로 도입된다. 흡입구(20)로부터, 경로(78A)로 유입되는 공기는 경로(78B)를 관통하여 위쪽으로(도 4의 방향 참조) 다시 보내지고, 여기서 상기 경로(78B)는 경로(78A)와 결합하기 위해 상부 하우징(14)으로 연장되는 작은 직경의 보어를 포함한다. 경로(78B)로부터, 공기는 상부 하우징(14) 및 캡(16) 사이의 공간을 포함하는 경로(78C)로 분산된다. 공기는 양쪽으로부터 채널(62)로 들어가고 시트(111)로 이동한다(도 5 참조). 따라서, 채널(62)의 양단부는 배출구를 포함하는 시트(111)가 구비된 흡입구를 포함한다. 베이스(108)를 통과한 후에, 공기는 경로(78E)로 들어가서 배출구(22)에서 상부 하우징(14)을 떠나기 전에, 경로(78D)로 안쪽으로 이동한다(도 4의 방향 참조). 경로 (78D)는 경로(78E)와 결합하기 위해 상부 하우징(14)으로 연장되는 작은 직경의 보어를 포함한다. 도 4는 스템 포스트(90)가 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)이 바깥쪽으로 회전하는 것을 방지하기 위하여 시트(111)와 완전히 결합된, 잠금 위치에서의 거버너 조립체(26)를 나타낸다. 그와 같은 위치에서는, 공기가 시트(111)를 통과하는 것이 허용되지 않는다. 상기 잠금 위치에서, 오퍼레이터는 스템 포스트(90)에 대해 시트(111)의 위치를 조절하기 위해 손잡이(18)를 돌린다. 손잡이(18)는 스템 포스트(90)로부터 베이스(108)를 리트랙트(retract)하기 위해 회전된다. 도 5 내지 도 6b에서 더 자세히 논의될 바와 같이, 베이스(108)가 더 리트랙트될 수록 프로파일된 웨이트 암은 더 멀리 회전하도록 허용되며, 이로써 샤프트(18)의 더 빠른 회전속도가 허용된다.
도 5는 도 1의 원심 거버너(10)의 횡단면도로서, 거버너 매커니즘(26)의 도 4에 도시된 공기흐름 경로(78A-78E)와의 상호작용을 보여준다. 거버너(10)가 연결되어있는 에어모터의 작동은 에어모터 샤프트와 같은 속도로 거버너 샤프트(28)를 회전시킨다. 샤프트(28)의 회전은 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)을 원심력의 영향하에 놓이게 한다. 원심력은, 이 기술분야에서 알려진 바와 같이, (거버너 샤프트(28)의 회전속도에 의해 결정되는) 웨이트 암의 회전속도, (주로 매스부(72A, 72B)에 의해 영향을 받는) 웨이트 암의 질량 및 샤프트(28)의 중심축(CA)과 매스부(72A, 72B) 사이의 거리에 의해 결정된다. 샤프트(28)의 회전속도가 증가함에 따라, 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)에 작용하는 원심력은 매스부(72A, 72B)를 샤프트(28)에서 떨어져 반경방향 바깥쪽으로 밀어낸다. 커넥터부(70A, 70B)의 핀(44A, 44B)에서의 핀 연결은 웨이트 암(32A, 32B)이 핀(44A, 44B)에 대해 회전하도록 한다. 암(32A, 32B)을 들어올림으로써 핀(44A, 44B)에 적용되는 토크는 매스부(72A, 72B)의 질량 모멘트 암(예를 들어 매스부(72A, 72B)의 질량중심과 핀(44A, 44B)에서의 피벗 포인트 사이의 거리)에 의해 결정된다. 이 회전은 프로파일된 에지(74A, 74B)가 리프팅 플레이트(34)의 슬롯(76)을 따라 돌아가도록 한다. 프로파일된 에지(74A, 74B)의 형상은 리프팅 암(32A, 32B)이 리프팅 플레이트(34)를 위쪽으로(도 5의 방향 참조) 밀도록 한다. 프로파일된 에지(74A, 74B)는 리프팅 플레이트 레버 암(예를 들면, 핀(44A)에서 피벗 포인트와 리프팅 플레이트(34)와 프로파일된 에지(74A) 사이의 컨택트 포인트 사이의 거리)에 비례하여 리프팅 플레이트(34)에 힘을 인가한다.
리프팅 플레이트(34)의 상승은 베어링(48)과 밸브 스템(36)을 상방으로(도 5의 방향 참조) 누른다. 샤프트 넥(84)은 베어링(48)과 밸브 스템(36)의 보어(88) 내로 연장되고 거버너 샤프트(28)의 회전에 의해 회전한다. 캠(86)과 소켓(92)의 결합은 밸브 스템(36)의 회전을 방지한다. 베어링(48)은 리프팅 플레이트(34)와 밸브 스템(36) 사이의 상대적인 회전을 허용한다. 그러나, 베어링(48)은 밸브 스템(36)을 축방향 위쪽으로 눌러 스템 포스트(90)가 보어(94) 안으로 더 이동하도록 한다. 밸브 스템(36)의 이동은 스템 포스트(90)를 밸브 시트(38)의 수평 시트(111)에 더 가깝게 밀게 되고, 이는 수평 시트(111)가 접촉될 때까지 공기흐름 경로(78C, 78D) 사이의 공기흐름을 제한한다(도 4). 스템 포스트(90)와 수평 시트(111)의 결합은 에어모터의 임계속도를 결정한다. 시트(111)의 위치는 손잡이(18)를 이용하여 조절된다.
밸브 시트(38)의 포스트(112)는 손잡이(18)의 보어(116) 내로 삽입된다. 포스트(112)는 토크를 전달할 수 있도록 보어(116)에 부착된다. 예를 들면, 포스트(112)는 압력 끼워맞춤되거나 손잡이(18)를 관통하여 연장되는 고정나사로 고정될 수 있다. 손잡이(18)의 벽은 상단 캡(16)의 포스트(112)를 둘러싼다. 손잡이(18)는 포스트(102)와 밀착되어 있어 먼지와 파편이 캡(16)에 들어가는 것을 방지할 수 있는 한편, 손잡이(18)의 회전을 방해하지는 않도록 되어 있다. 손잡이(18)의 회전은 보어(106)와 나사결합된 포스트(112)를 회전시키고, 이는 밸브 시트(38)를 소켓(104) 내에서 상방 또는 하방으로 이동시킨다. 밸브 시트(38)의 이동은 또한 베이스(108)와 수평 시트(111)를 소켓(99) 내에서 이동시킴으로써, 공기흐름 경로(78C) 및 공기흐름 경로(78D)(도 4) 사이의 제한 형상을 변경한다.
스템 포스트(90)와 수평 시트(111)의 결합은 2 자유도로 구비되는데, 하나는 밸브 스템(36)의 이동으로부터, 하나는 밸브 시트(38)의 이동으로부터이다. 밸브 시트(38)와 수평 시트(111)의 이동은 거버너 샤프트(28)가 얼마나 빨리 회전할 수 있는지 제어한다. 특히, 소켓(99) 내에서 수평 시트(111)의 하강은 스템 포스트(90)가 더 낮은 위치에서 시트(111)와 결합하도록 조정한다. 상기 더 낮은 위치는 리프팅 플레이트(34)가 리프팅 암(32A, 32B)에 의해 이동될 수 있는 최상부 점을 정의한다. 리프팅 플레이트(34)의 상한을 내리는 것은 또한 매스부(74A, 74B)가 거버너 샤프트(28)로부터 얼마나 멀리 스윙될 수 있는지를 제한한다. 매스부(74A, 74B)가 더 적게 스윙할 수 있을수록, 매스부(74A, 74B)를 이동시켜 시트(111)와 결합시키기 위한 샤프트의 필요한 회전속도는 더 낮아지게 된다. 따라서, 샤프트(28)의 최고 속도는 샤프트(28)에 대한 더 낮은 입력속도에서 제한된다. 심각한 과속 조건의 경우에서, 암(32A, 32B)은 리프팅 플레이트(34)와 스템 포스트(90)를 수평 시트(111) 내로 밀어 넣어 공기흐름 경로(78C)에서 공기흐름 경로(78D)까지 관통하는 모든 공기흐름을 차단할 것이다. 이 임계속도 이하에서, 본 발명의 리프팅 암(32A, 32B)은 거버너 샤프트(28)가 연결된 에어모터 샤프트(28) 상의 부하에 무관하게, 거버너 샤프트(28)의 회전을 일정 속도로 유지할 수 있도록 형성된다. 특히, 프로파일된 에지(74A, 74B)는 공기흐름 경로(78A-78E)의 공기로부터 및 리프팅 암(32A, 32B)으로부터 리프팅 플레이트(34) 상에 작용하는 힘과 균형을 이루도록 형성되어 있다.
도 6a 및 6b는 도 2 내지 5의 거버너 매커니즘(26)의 프로파일된 웨이트 암(32A, 32B)의 서로 다른 위치에 대한 리프팅 플레이트(34)의 변위를 보여준다. 특히, 도 6a는 낮은 회전속도의 거버너 샤프트(28)에 대해 웨이트 암(32A)의 위치를 나타내며, 도 6b는 높은 회전속도의 거버너 샤프트(28)에 대해 웨이트 암(32A)의 위치를 보여준다. 프로파일된 에지(74A)는 슬롯(76) 내의 컨택트 포인트(CP)에서 리프팅 플레이트(34)와 접촉한다. 컨택트 포인트(CP)는 에지 모멘트 암(AE)을 형성하는 거리만큼 핀(44A)의 피벗 포인트로부터 늘려져 있다. 매스부(72A)는 매스 모멘트 암(Am)을 형성하는 거리만큼 핀(44A)의 피벗 포인트로부터 늘려져 있다.
원심력(FC)과 모멘트 암(Am)은 얼마나 큰 회전력을 매스부(72A)가 핀(44A) 주위의 리프팅 암(32A)에 발생시킬지를 결정하며, 이것은 궁극적으로 프로파일된 에지(74A)가 리프팅 플레이트(34)에 대항하여 미는 리프팅 힘(FL)을 결정한다. 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 상기 리프팅 힘(FL)은 리프팅 플레이트를 평형상태에서 정지상태로 유지하기 위해 리프팅 플레이트(34)에 작용하는 압축 공기로부터의 압력(Fp)과 동등해야 한다.
Figure 112013096201006-pct00001
또한, 압력(FP)과 원심력(FC)에 의해 핀(44A)에서 발생되는 모멘트는 평형상태에서 리프팅 암(32A)이 회전하는 것을 방지하기 위해, 수학식 2에 나타낸 바와 같이, 균형을 이뤄야한다. 매스부(72A)로부터의 핀(44A)에서의 모멘트는 원심력(FC)에 매스 모멘트 암(Am)을 곱하여 결정된다. 압축 공기로부터의 핀(44A)에서의 모멘트는 압력(FP)을 에지 모멘트 암(AE)으로 곱하여 결정된다.
Figure 112013096201006-pct00002
도 6a 및 6b에서 볼 수 있듯이, 모멘트 암(Am)은 매스부(72A)가 샤프트(28)로부터 떨어져 리프팅 플레이트(34)에 가까이 이동할수록 더 작아진다. 반대로, 매스부(72A)가 샤프트(28)로부터 멀리 이동하고 컨택트 포인트(CP)가 슬롯(76)에서 핀(44A)으로부터 더 멀리 돌아갈수록 모멘트 암(AE)은 더 커진다. 따라서, 거버너 샤프트(28)의 회전속도가 느릴 때, 매스부(72A)는 리프팅 암(32A)을 더 많이 회전시킬 것이며, 이에 따라 프로파일된 에지(74A)가 리프팅 플레이트(34)를 들어올리게 된다. 모멘트 암(Am)이 작아질수록, 리프팅 암(32A)의 회전으로부터 리프팅 힘은 더 약해진다. 그러나, 프로파일된 에지(74A)로부터의 리프팅 힘은 점점 더 강해진다. 이것은 리프팅 암(32A)이 리프팅 플레이트(34)를 올리는 힘을 유지하도록 허용한다. 프로파일된 에지(74A)의 형상으로부터 유도되는 이러한 특징은 거버너 조립체(26)가 일정한 샤프트(28) 속도를 유지하도록 허용한다.
거버너 샤프트(28)의 속도는 공기흐름 경로(78D)로 통과하도록 허용되는 압축 공기의 양에 의해 결정된다. 더 많은 공기흐름은 샤프트(28)가 연결된 에어모터가 더 빨리 회전하도록 허용한다. 또한, 샤프트(28)의 속도는 그것이 구동하는 공구에 의해 에어모터에 걸리는 부하에 의해 늦춰진다. 따라서, 압축공기가 에어모터에 고정적으로 공급되더라도, 부하가 많이 걸려있는 경우에 그 속도는 줄어들 수 있다.
본 발명에서, 거버너 조립체(26)는 부하가 많이 걸려있는 동안 추가적인 공기흐름이 공급되도록 허용되어 에어모터의 속도가 줄어들지 않는다. 그와 같은 결과는, 1) (밸브 스템(36)과 베어링(48)을 통해 이동하는) 압축공기로부터 리프팅 플레이트(34) 상에 작용하는 하방력과, 2) 리프팅 암(32A, 32B)으로부터 리프팅 플레이트(34) 상에 작용하는 상방력의 균형을 유지시키는 거버너 조립체(26)의 능력에 의해 달성된다. 압축공기로부터의 힘은 흡입구(20)(도 4)에 공급되는 일정한 압축 공기의 압력에 의해 결정된다. 예를 들어, 흡입구(20)는 일반적으로 공장에서 압축공기의 소스에 연결된다. 따라서, 에어모터 샤프트상의 부하가 증가함에 따라, 에어모터 샤프트는 거버너 샤프트(28)의 회전을 늦추게 되고, 이것은 리프팅 암(32A, 32B)을 내려가게 한다. 리프팅 암(32A, 32B)의 하강은 추가적인 공기흐름이 시트(111)와 배출구(22)로 들어가도록 허용하고, 이로써 부하로 인한 속도 감소를 상쇄시키기 위해 에어모터의 속도를 증가시키게 된다. 리프팅 플레이트(34)가 평형상태로 될 때까지 리프팅 암(32A, 32B)은 핀(44A, 44B)에 대해 바깥쪽으로 스윙할 것이다. 평형상태는 프로파일된 에지(74A, 74B)의 형상에 의해 얻어진다. 프로파일된 에지(74A, 74B)는 AE와 Am 사이의 비율을 변경하여 수학식 1의 균형을 유지하기 위하여, 컨택트 포인트(CP)의 순간적인 중심을 이동시킨다. 예를 들어, 더 높은 회전속도에서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 웨이트 암(32A, 32B)은 더 큰 원심력으로 인하여 모멘트 암(Am)을 감소시키면서 더 높은 각도 위치에 있다. 따라서, 웨이트 암(32A, 32B)은 평형상태를 얻기 위해 더 큰 모멘트 암(AE)을 필요로 한다.
본 발명이 실시예(들)을 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 기술자들은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있으며 본 발명의 구성요소에 대해 등가물로 대체될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명이 시사하는 바에 다양한 수정이 특정 상황 또는 물질에 적용하기 위해 가해질 수 있다. 따라서, 본 발명은 기재된 상기 특정 실시예(들)에 국한되지 않으며, 특허 청구의 범위에 속하는 모든 실시예들을 포함한다 할 것이다.

Claims (20)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 장착되는 밸브 시트;
    일 축을 따라 회전하기 위하여 상기 하우징에 장착되는 거버너 샤프트;
    상기 축으로부터 반경방향으로 연장되도록, 피벗 포인트(pivot point)에서 상기 거버너 샤프트에 회전 가능하게 연결된 원심 암으로서, 상기 피벗 포인트에 대해 불균일하게 배치된 아치형으로 프로파일된 에지(arcuately profiled edge)를 포함하는 원심 암(centrifugal arm); 및
    상기 밸브 시트와 결합하기 위하여 상기 하우징 내에서 상기 아치형으로 프로파일된 에지에 기계적으로 받쳐지는 밸브 스템;을 포함하는 원심 거버너(centrifugal governer)로서,
    상기 원심 암의 회전은 상기 밸브 시트에 대하여 상기 밸브 스템을 변위시키고,
    상기 밸브 시트는 상기 원심 암이 상기 밸브 스템을 변위시킬 수 있는 거리를 변경하기 위하여 상기 하우징에 조정가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 원심 거버너.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 거버너 샤프트는 상기 거버너 샤프트에 강결된(rigidly joined) 크로스 바로서, 상기 피벗 포인트를 포함하는 크로스 바를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원심 거버너.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 원심 암은,
    상기 피벗 포인트에서 상기 거버너 샤프트에 연결하기 위한 플레이트를 포함하는 커넥터부; 및
    상기 거버너 샤프트로부터 떨어져 회전할 수 있도록 상기 커넥터부로부터 연장되는 매스부(mass portion)를 포함하며,
    상기 커넥터부는 상기 아치형으로 프로파일된 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 거버너.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 거버너 샤프트가 관통하여 연장되며, 상기 프로파일된 에지와 상기 밸브 스템 사이에 배치되는 리프팅 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 거버너.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 거버너 샤프트의 제1 단부와 상기 하우징 사이의 상기 거버너 샤프트 둘레에 위치하는 제1 베어링; 및
    상기 밸브 스템과 리프팅 플레이트 사이의 상기 거버너 샤프트의 제2 단부 둘레에 위치하는 제2 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 거버너.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 거버너 샤프트는 상기 밸브 스템에 동축으로 연장되고, 상기 밸브 스템은 상기 밸브 시트에 동축으로 연장되는 것을 특징으로 하는 원심 거버너.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 밸브 스템은 상기 밸브 스템의 회전을 방지하기 위하여 축으로부터 오프셋된 소켓 내의 상기 하우징에 장착된 캠을 포함하고;
    상기 리프팅 플레이트는 상기 프로파일된 에지가 라이드(ride)하여 상기 리프팅 플레이트가 상기 거버너 샤프트와 회전하도록 하는 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 거버너.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 거버너 샤프트에 강결된(rigidly joined) 크로스 바;
    제1 피벗 포인트에서 상기 크로스 바에 회전가능하게 결합되어, 제1 프로파일된 에지가 상기 크로스 바를 넘어 상기 밸브 스템을 향해 펼쳐지는 제1 원심 암; 및
    제2 피벗 포인트에서 상기 크로스 바에 회전가능하게 결합되어, 제2 프로파일된 에지가 상기 크로스 바를 넘어 상기 밸브 스템을 향해 펼쳐지는 하는 제2 원심 암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 거버너.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징 내에 상기 밸브 시트를 수용하기 위하여 상기 하우징에 결합된 캡;
    상기 캡 내의 보어에 삽입되는 밸브 시트 포스트; 및
    상기 밸브 시트를 회전하기 위하여 상기 밸브 시트 포스트에 결합된 손잡이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 거버너.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 시트를 관통하여 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장되는 채널;
    상기 채널의 제1 단부에 유동적으로(fluidly) 결합되도록 상기 하우징 내로 연장되는 흡입구; 및
    상기 채널의 제2 단부에 유동적으로 결합되도록 상기 하우징 내로 연장되는 배출구;를 더 구비하고,
    상기 아치형으로 프로파일된 에지는 상기 흡입구로부터 상기 배출구로의 공기흐름을 제한하기 위하여 제1 단부 및 제2 단부 사이의 상기 채널로 상기 밸브 스템을 누르기 위해 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 원심 거버너.
  12. 에어모터용 회전속도 거버너로서, 상기 거버너는,
    에어 흡입구와 에어 배출구를 구비하는 하우징;
    상기 에어 흡입구와 상기 에어 배출구 사이에 배치되는 밸브;
    상기 하우징 내에서 일 축을 따라 연장되는 샤프트;
    상기 샤프트에 연결된 크로스 바;
    상기 밸브 및 크로스 바 사이에서 상기 샤프트에 교차하는 플레이트;
    피벗 포인트에서 상기 크로스 바에 회전가능하게 연결된 한 쌍의 웨이트;
    상기 에어 흡입구와 상기 에어 배출구 사이에 배치되고, 채널을 포함하는 밸브 시트; 및
    상기 플레이트와 결합되고 상기 밸브 시트의 채널을 향하여 연장되는 스템 포스트를 가지는 밸브 스템을 포함하고,
    각각의 웨이트는 상기 플레이트와 결합하기 위해 상기 크로스 바를 넘어 펼쳐지는 프로파일된 에지를 포함하고, 상기 프로파일된 에지는 상기 웨이트가 상기 샤프트로부터 멀리 회전할수록 상기 플레이트 상의 모멘트 암을 증가시키는 형상으로 되고,
    에어는 상기 에어 흡입구와 상기 에어 배출구 사이의 상기 밸브 시트를 통해 상기 채널을 통과하여 흐르고,
    상기 밸브 시트는 상기 스템 포스트와 상기 채널 사이의 거리를 변경하기 위하여 상기 하우징에 대해 조정가능한 것을 특징으로 하는 에어모터용 회전속도 거버너.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 프로파일된 에지는 아치형(arcuate)으로 상기 피벗 포인트에 대해 불균일하게 배치된 것을 특징으로 하는 에어모터용 회전속도 거버너.
  14. 청구항 12에 있어서,
    각각의 웨이트는,
    피벗 포인트에서 상기 크로스 바에 결합하기 위한 플레이트를 구비하는 커넥터부; 및
    상기 샤프트로부터 떨어져 회전가능하도록 상기 커넥터부로부터 연장되는 매스부(mass portion)를 포함하고,
    상기 커넥터부는 상기 프로파일된 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어모터용 회전속도 거버너.
  15. 삭제
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 샤프트의 제1 단부와 상기 하우징 사이에서 상기 샤프트 둘레에 위치하는 제1 베어링; 및
    상기 밸브 스템과 플레이트 사이에 제2 단부에서 상기 샤프트 둘레에 위치하는 제2 베어링을 더 포함하고,
    상기 샤프트는 상기 밸브 스템에 동축으로 연장되고, 상기 밸브 스템은 상기 밸브 시트에 동축으로 연장되는 것을 특징으로 하는 에어모터용 회전속도 거버너.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 밸브 스템은 상기 밸브 스템의 회전을 방지하기 위해 상기 축으로부터 오프셋된 소켓 내에서 상기 하우징에 장착된 캠을 포함하고,
    상기 플레이트는, 상기 프로파일된 에지가 라이드(ride)하여 상기 플레이트가 상기 샤프트와 회전하도록 하는 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어모터용 회전속도 거버너.
  18. 에어모터용 원심 거버너로서, 상기 원심 거버너는,
    에어 흡입구;
    에어 배출구;
    제1 밸브 소켓;
    제2 밸브 소켓; 및
    샤프트 소켓을 구비하는 하우징과;
    상기 제1 밸브 소켓 내에서 조절가능하게 이동하도록 구성되고, 상기 에어 흡입구와 에어 배출구 사이에 연장되는 에어경로를 포함하는 밸브 시트와;
    상기 제2 밸브 소켓 내에서 자유롭게 슬라이드하도록 구성되고, 상기 밸브 시트의 에어경로와 교차하는 스템 포스트를 포함하는 밸브 스템과;
    일 축을 따라 연장되고, 상기 샤프트 소켓에 위치하는 제1 단부; 및
    상기 밸브 스템과 결합하는 제2 단부;를 구비하는 거버너 샤프트; 및
    원심력 아래에서 상기 제2 밸브 소켓 내의 상기 거버너 샤프트의 제2 단부를 따라 상기 밸브 스템을 누르는 상기 거버너 샤프트에 결합되는 거버너 매커니즘;
    을 포함하고,
    상기 거버너 매커니즘은,
    상기 거버너 샤프트의 제2 단부가 관통하여 연장되는 리프팅 플레이트;
    상기 거버너 샤프트에 강결된(rigidly joined) 크로스 바; 및
    원심 부하(centrifugal loading) 하에서 상기 거버너 샤프트로부터 멀리 떨어져 회전하기 위하여 상기 크로스 바의 말단부에 결합된 한 쌍의 웨이트 암;을 포함하고, 각각의 웨이트 암은 상기 리프팅 플레이트와 결합하는 프로파일된 에지를 가지며, 상기 프로파일된 에지는 상기 웨이트 암이 상기 거버너 샤프트로부터 더 멀리 이동함에 따라 상기 리프팅 플레이트 상의 모멘트 암을 증가시키도록 형성되고, 프로파일된 표면은 상기 거버너 샤프트의 회전속도가 증가함에 따라 상기 밸브 스템에 점점 힘을 인가하는 것을 특징으로 하는 에어모터용 원심 거버너.
  19. 삭제
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 제1 밸브 소켓 내에 상기 밸브 시트를 수용하기 위하여 상기 하우징에 결합된 캡을 더 포함하고,
    상기 밸브 시트는,
    상기 제1 밸브 소켓 내에서 이동하는 실린더; 및
    상기 캡의 스레디드(threaded) 보어와 결합하기 위하여 상기 실린더로부터 연장되는 스레디드 포스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어모터용 원심 거버너.
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