KR20090071608A - 모듈러 멀티-속도 제어 메커니즘을 구비한 회전 유체 압력 장치 - Google Patents

모듈러 멀티-속도 제어 메커니즘을 구비한 회전 유체 압력 장치 Download PDF

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Abstract

회전 유체 압력 장치(11)는, 플레이트 부재(71) 및 플레이트 부재(71)의 외부면(77)과 실링 맞물림하도록 적응된 장착면(107)을 규정하는 하나 이상의 커버 플레이트(105), 또는 외부면(77)과 실링 맞물림하도록 적응된 장착면(117)을 큐정하는 하나 이상의 제어 밸브 어셈블리(105)를 구비한 플레이트 어셈블리(17)를 포함한다. 커버 플레이트 어셈블리(105)가 외부면(77)에 장착될 때, 업스트림 및 다운스트림 유체 통로들(91, 93)의 개구들(95, 97) 사이의 유체 연통을 제공하여, 단일-속도 기능성을 제공한다. 제어 밸브 어셈블리(115)는 외부면(77)에 실장될 때, 업스트림 및 다운스트림 유체 통로들(19, 93)의 개구들(95, 97) 사이의 선택적인 유체 연통을 제공하여, 다중-속도 기능성을 제공한다.
Figure P1020097008130
게로터 유형, 매니폴드 통로, 셀렉터 플레이트 어셈블리, 디스크 밸브 모터.

Description

모듈러 멀티-속도 제어 메커니즘을 구비한 회전 유체 압력 장치{ROTARY FLUID PRESSURE DEVICE WITH MODULAR MULTI-SPEED CONTROL MECHANISM}
본 발명은 회전 유체 압력 장치에 관한 것이며, 특히, 단일-속도 옵션(option) 및 멀티-속도 옵션이 제공되는 그러한 장치에 관한 것이다.
본 발명이 캠 로브 유형(cam lobe type)과 같은 다양한 유형의 유체 치환 메커니즘을 포함하는 다양한 펌프 및 모터 구성에 관련하여 사용될 수 있을지라도, 게로터(gerotor) 유형의 유체 치환 메커니즘을 갖는 유체 모터로서 사용될 때 특히 이점이 있으므로, 그에 관해서 논의될 것이다. 본 발명은 또한 다양한 유형의 밸브 장치를 구비한 유체 모터에 관련하여 사용될 수 있을지라도, 특히 디스크 밸브 유형의 유체 모터에 관하여 사용될 때 이점이 있다. 그러므로, 본 발명은 상기 발명의 범위를 제한하고자 하지는 않지만 디스크 밸브 게로터 모터에 관해서 논의될 것이다.
게로터 치환 메커니즘을 사용하여 유체 압력을 회전 출력으로 전환하는 유형의 유체 모터는 다양한 저속, 고 토크(torque)의 상업적 애플리케이션, 예를 들면 스키드-스티어 로더(skid-steer loader)에서 널리 사용되고 있다. 저속, 고 토크의 상업적 애플리케이션에서의 유체 모터에 대해 하나의 통상적인 사용은 차량 추진으 로서, 상기 차량은 가압 유체를 한 쌍의 유체 모터로 제공하는 엔진 구동 펌프를 포함하고, 각각의 모터는 드라이브 휠들 중 하나와 연관된다.
수년 동안, 차량 제작자들은 저속, 고-토크 모드에서만 동작 가능한 유체 모터(단일-속도 모터) 또는 저속, 고-토크 모드 및 고속, 저-토크 모드 둘 모두에서 동작 가능한 유체 모터(2-속도 모터)의 옵션을 차량에 제공했다. 단일 추진 모터 차량 또는 차량 애플리케이션용 2-속도 추진 모터 중 하나를 선택하는 것은 차량 제작자의 고객들이 그들의 특정한 요구들에 대한 최선의 차량을 선택하도록 하는 반면에, 이 추진 모터 옵션은 차량 제작자들에게 다소의 어려움을 발생시킨다. 이와 같은 어려움 중 하나가 제작자는 동일한 차량 모델에 대해서 사용되는 모터에 대한 2개의 부품 항목을 요구받는다는 것이다. 즉, 제작자는 고객의 옵션 선택에 따르기 위해서 추진 모터의 단일-속도 버전뿐만 아니라 추진 모터의 2-속도 버전에 대한 부품 항목을 유지해야 한다. 단일-속도 모터 및 2-속도 모터가 하나는 단지 단일-속도 기능성만이 가능하고 다른 하나는 2-속도 기능성이 가능하도록 주어져서 동일하지 않은 반면에, 모터 마운팅(mounting), 치환, 밸브 유형, 출력 샤프트, 및 포팅(porting) 유형은 일반적으로 동일하다.
차량 제작자들이 고객에게 이 옵션을 제공하는데 가지는 다른 어려움은 이 옵션이 제작자들에게 조립 공정에 앞서서 정확한 빌드 오더(build order)를 가질 것을 요구한다는 점이다. 일반적으로, 유체 모체는 조립 공정에서 아주 초기에 차량 프레임 상에 조립된다. 여러 번, 유체 모터는 빌드 오더가 배치되기 전에 차량에 설치된다. 그러므로, 조립기들이 차량의 단일-속도 버전을 조립하고 인입 빌드 오더가 조립이 시작한 이후에 제출되어서 차량에 대한 2-속도 버전을 요구하는 경우, 단일-속도 유체 모터는 부분적으로 조립된 차량으로부터 제거되고 2-속도 유체 모터들로 대체되어야만 한다. 이는 까다로운 것으로서, 왜냐하면 유체 모터 및 다른 차량 구성 요소들이 프레임에 조립된 이후에는, 유체 모터의 장착면으로의 접근이 제한되기 때문이다.
이러한 어려움에 더하여, 일부 차량 제작자들은 고객으로부터 단일-속도 기능성으로 구성된 자신의 현재 차량을 2-속도 기능성을 구비한 차량으로의 "업그레이드" 해 달다는 요청을 받는다. 차량 제작자들은 과거에 이것을 성공적으로 수행했었을지라도, 단일-속도 유체 모터를 2-속도 유체 모터들로 제거 및 치환하는 것은 많은 노동력을 요하는 일이다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래기술의 단점을 극복한 회전 유체 압력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 종래 기술의 단점을 극복한 회전 유체 압력 장치의 변화 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 유체 인입구 및 유체 배출구를 규정하는 하우징, 제 1 부재 및 상기 제 1 부재와 동작적으로 연관된 제 2 부재를 포함한 유체 에너지-전환 치환 수단을 포함하는 회전 유체 압력 장치를 제공한다. 상기 유체 에너지-변환 치환 수단의 제 1 부재 및 제 2 부재는 상대적인 이동을 하고 그 상대적인 이동에 응답하여 다수 N의 확장 및 수축 유체 체적 챔버를 규정하기 위해 상호 맞물린다. 회전 유체 압력 장치는 또한 상기 유체 인입구 및 상기 확장 체적 챔버들 간, 그리고 상기 유체 배출구 및 상기 수축 체적 챔버들 간의 유체 연통(communication)을 제공하기 위해 상기 하우징 수단과 협동하는 밸브 수단을 포함한다. 상기 밸브 수단은 상기 하우징 수단에 대하여 회전하지 않도록 고정된 정적 밸브 부재 및 상기 정적 밸브 부재에 대하여 이동하도록 동작 가능한 동적 밸브 부재를 포함한다. 셀렉터(selector) 플레이트 부재는 상기 밸브 수단과의 유체 연통을 방향 커뮤테이팅(commutatiting)하는 다수 N의 업스트림(upstream) 유체 통로들 및 다수 N의 다운스트림(downstream) 유체 통로들을 규정하고, 다운스트림 유체 통로들 각각은 상기 다수의 체적 챔버들 중 하나와 개방 유체 연통된다. 다수의 업스트림 유체 통로들은 다수의 다운스트림 유체 통로들과 직접적이고, 상대적으로 제한이 없으며, 연속적인 유체 연통을 한다.
회전 유체 압력 장치는 상기 셀렉터 플레이트 부재 및 커버 플레이트 어셈블리 및 제어 밸브 어셈블리로 구성된 그룹으로부터 선택된 어셈블리를 포함한 셀렉터 플레이트 어셈블리를 특징으로 한다. 상기 셀렉터 플레이트 부재는 다수 M의 업스트림 유체 통로들과 개방 유체 연통하고 상기 셀렉터 평면 부재의 외부면에 개구를 갖는 다수 M의 업스트림 통로들을 포함한다. 상기 셀렉터 플레이트 부재는 또한 다수 M의 다운스트림 유체 통로들과 유체 연통하고 상기 셀렉터 플레이트 부재의 외부면에 개구를 갖는 다수 M의 다운스트림 통로들을 포함한다. 상기 커버 플레이트 어셈블리는 상기 셀렉터 플레이트 부재의 외부면과 실링(sealing) 맞물림 상태에 있는 표면을 규정하면서 상기 커버 플레이트 어셈블리는 상기 셀렉터 플레이트 부재 내의 상기 업스트림 통로들 및 상기 다운스트림 통로들 간 제한되지 않는 유체 연통을 제공한다. 상기 제어 밸브 어셈블리는 상기 셀렉터 플레이트 부재의 외부면과 실링 맞물림 상태에 있는 표면을 규정하면서 상기 제어 밸브 어셈블리는 제 1 위치에서 상기 셀렉터 플레이트 부재 내의 상기 업스트림 통로들 및 상기 다운스트림 통로들 간 상대적으로 제한되지 않는 흐름을 제공하도록 동작 가능하고, 제 2 위치에서 상기 셀렉터 플레이트 부재 내에서의 상기 업스트림 통로들 및 상기 다운스트림 통로들 간 유체 연통을 봉쇄하도록 동작 가능하다.
상술한 목적을 더 달성하기 위해서, 본 발명은 또한 단일-속도 회전 유체 압력 장치를 다중-속도 유체 압력 장치로 변환하는 방법을 제공하고, 상기 방법에서 상기 회전 유체 압력 장치는 유체 인입구 및 유체 배출구를 규정하는 하우징 수단, 제 1 부재 및 상기 제 1 부재와 동작적으로 연관된 제 2 부재를 포함하는 유체 치환 수단을 포함하는 유형이다. 상기 제 1 부재 및 제 2 부재는 상대적인 이동을 하며 상기 상대적인 이동에 응답하여 다수의 확장 및 수축 유체 체적 챔버를 규정하기 위해 상호 맞물린다. 상기 회전 유체 압력 장치는 또한 상기 유체 인입구 및 상기 확장 체적 챔버들 간의 유체 연통을 제공하기 위해 상기 하우징 수단과 협동하는 밸브 수단 및 셀렉터 플레이트 부재를 포함하는 셀렉터 플레이트 어셈블리를 포함한다. 단일-속도 회전 유체 압력 장치를 다중-속도 유체 압력 장치로 변환하는 방법은, 상기 셀렉터 플레이트 부재의 적어도 하나의 외부면으로부터 적어도 하나의 커버 플레이트 어셈블리를 제거하는 단계로서, 상기 외부면은 상기 셀렉터 플레이트 부재에서의 다수의 업스트림 통로들과 유체 연통되는 다수의 개구들 및 을 상기 셀렉터 플레이트 부재에서의 다수의 다운스트림 통로들과 유체 연통되는 다수의 개구들을 규정하는, 커버 플레이트 어셈블리를 제거하는 단계, 표면을 포함한 적어도 하나의 제어 밸브 어셈블리를 제공하는 단계, 상기 셀렉터 플레이트 부재의 외부면에 상기 제어 밸브 어셈블리의 표면을 장착하는 단계로서, 상기 제어 밸브는 상기 셀렉터 플레이트 부재에서의 상기 업스트림 통로들 및 상기 다운스트림 통로들 간 상대적으로 제한되지 않는 유체 연통을 제공하기 위해 제 1 위치에서 동작가능하고, 상기 셀렉터 플레이트 부재에서의 상기 업스트림 통로들 및 상기 다운스트림 통로들 간 유체 연통을 봉쇄하기 위해 제 2 위치에서 동작가능한, 제어 밸브의 표면을 장착하는 단계를 특징으로 한다.
도 1은 단일-속도 회전 유체 압력 장치의 축 단면도.
도 2는 도 1의 2-2선 상에서 취한 유체 치환 메커니즘의 횡평면도.
도 3은 도 1의 3-3선 상에서 취한 셀렉터 플레이트의 횡평면도.
도 4는 도 1의 4-4선 상에서 취한 셀렉터 를레이트의 횡평면도.
도 5는 도면상에 중첩되고 점선으로 도시된 도 3으로부터의 매니폴드(manifold) 통로를 구비한 도 1의 5-5선 상에서 취한 셀렉터 플레이트의 횡단면도.
도 6은 도 1의 6-6선 상에서 취한 셀렉터 를레이트의 횡평면도.
도 7은 도 1의 7-7선 상에서 취한 셀렉터 를레이트의 횡평면도.
도 8은 커버 플레이트의 장착면을 주로 도시하는 커버 플레이트의 직각도.
도 9는 2-속도 회전 유체 압력 장치의 축 단면도.
도 10은 저속 모드 위치에서의 제어 밸브 스풀(spool)을 도시한 도 9의 10-10선에 대해서 취해진 제어 밸브 어셈블리의 축 단면도.
도 11은 제어 밸브 스풀이 고속 모드 위치에서 도시된 것을 제외한, 도 10과 유사한 제어 밸브 어셈블리의 축 단면도.
도 12는 도 1의 12-12선에 대해서 취해진, 도 5와 유사한 셀렉터 플레이트의 대안적인 실시예의 횡단면도.
도 13은 도 1의 13-13선에 대해서 취해진, 도 7과 유사한 셀렉터 플레이트의 대안적인 실시예의 매니폴드 표면의 횡평면도.
도 14는 커버 플레이트의 장착면을 주로 도시한 커버 플레이트의 대안적인 실시예의 직각도.
도 15는 저속 모드 위치에서의 제어 밸브 스풀을 도시한, 도 10과 유사한 제어 스풀 어셈블리의 대안적인 실시예의 축 단면도.
상기 발명을 제한하려는 것이 아니며, 이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따라 제작된 양방향 디스크 모터의 축 단면도이다. 일반적으로 (11)로 지정된 디스크-밸브 모터는 장착 플레이트(13), 일반적으로 (15)로 지정된 게로터 치환 메커니즘, 일반적으로 (17)로 지정된 셀렉터 플레이트 어셈블리, 및 밸브 하우징(19)을 포함한다. 상기 부분들은 장착 플레이트(13)와 쓰래딩(threading)되어 맞물리게 된 다수의 볼트들(21)을 통해서 서로 단단하게 실링 맞물림 되어 유지된다.
이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 게로터 치환 메커니즘(15)은 당업계에 충분하게 공지되고 따라서 본원에서는 단지 간략하게 기술될 것이다. 특히, 주제 실시예에서, 게로터 치환 메커니즘(15)은 내부에 톱니 모양의 링 어셈블리(23)를 포함하는 Geroler® 치환 메커니즘이다. 내부가 톱니 모양인 링 어셈블리(23)는 다수의 일반적인 반원통형 개구들(27)을 규정하는 정적 링 부재(25)를 포함한다. 원통형 부재(29)는 당업계에 현재 충분히 공지되어 있는 바와 같이, 반원통형 개구들(27) 각각의 내부에 회전가능하게 배치된다. 이후에 "별" 부재로서 칭해지는 외부가 톱니 모양인 로터(rotor) 부재(31)는 내부가 톱니 모양인 링 어셈블리(23) 내에 편심하도록 배치되고, 일반적으로 원통형 부재(29)의 수보다 하나 적은 외부 톱니를 가짐으로써, 별 부재(31)는 내부가 톱니 모양인 링 어셈블리(23)에 상대적으로 선회하며 회전하는 것이 가능하다. 내부가 톱니 모양인 링 어셈블리(23) 및 별 부재(31) 간 상대적인 선회 및 회전 이동은 다수의 확장 및 수축 체적 챔버(33)를 규정한다. 별 부재(31)는 별 부재(31)의 내부 지름에 형성된 일단의 내부 스플라인(spline)들(35)을 규정한다. 별 부재(31)의 내부 스플라인들(35)은 메인 구동 샤프트(39) 상에서 일단의 외부, 크라운형 스플라인들(37)과 맞물림 상태에 있다. 다른 일단의 외부, 크라운형 스플라인들(41)은 샤프트(도시되지 않음)와 같은, 고객-제공 출력 장치에서 일단의 내부 스플라인들(도시되지 않음)과 맞물리기 위해, 메인 구동 샤프트(39)의 반대쪽 종단에 배치된다.
또한, 밸브 구동 샤프트(45)의 한 종단에 대해 형성된 일단의 외부 스플라인들(43)은 별 부재(31)의 내부 스플라인들(35)과 맞물리고, 밸브 구동 샤프트(45) 는, 회전가능한 밸브 부재(51)의 내부의 주변에 대해 형성된 일단의 내부 스플라인들(49)과 맞물림 상태에 있는 다른 일단의 외부 스플라인들(47)을 자체의 반대 종단에서 갖는다. 밸브 부재(51)는 밸브 하우징(19) 내부에 회전가능하게 배치되고, 밸브 구동 샤프트(45)는 일반적으로 당업계에 충분히 공지된 바와 같이, 적절한 밸브 타이밍을 유지하기 위해 별 부재(31) 및 회전가능 밸브 부재(51) 둘 모두에 스플라이닝된다.
다시 도 1을 참조하면, 밸브 하우징(19)은 제 1 유체 통로(55)와 개방 유체 연통되는 제 1 유체 포트(53)를 규정한다. 제 1 유체 통로(55)는 환형 유체 챔버(57)와 개방 유체 연통된다. 밸브 하우징(19)은 제 2 유체 통로(도시되지 않음)와 개방 유체 연통되는 제 2 유체 포트(도시되지 않음)를 규정한다. 제 2 유체 통로는 밸브 하우징(19)의 내부 환형면 및 회전가능 밸브 부재(51)에 의해서 공동으로 규정된 환형 캐비티(59)와 개방 유체 연통된다.
회전가능 밸브 부재(51)는 다수의 교차하는 밸프 통로들(61 및 63)을 규정한다. 밸브 통로들(61)은 밸브 하우징(19)에서 환형 유체 챔버(57)와 연속적 유체 연통되는 반면에, 밸브 통로(63)는 환형 캐비티(59)와 연속적 유체 연통된다. 주제 실시예에서, 단지 예를 위한 것이지만, 별 부재(31) 상에 8개의 톱니들 또는 로브들에 대응하는, 8개의 밸브 통로들(61)이 있고, 8개의 밸브 통로들(63)이 있다.
계속 도 1을 참조하면, 일반적으로 (65)로 지정된 밸브-시팅(valve-seating) 메커니즘은 회전가능 밸브 부재(51)와 슬라이딩 및 실링 맞물림된다. 밸브-시팅 메커니즘(65)의 목적은 회전가능 밸브 부재(51)에 의해 규정되는 밸브 대면(67) 및 셀렉터 플레이트 어셈블리(17)에 의해 규정되는 횡단 밸브면(69) 간 실링 맞물림을 유지하는 것이다. 도 1에 도시된 밸브-시팅 메커니즘(65)은 본 발명의 양수인에게 양도되고 본원에 참조되어 있는 "양방향 디스크-밸브 모터 및 그에 대한 개선된 밸브-시팅 메커니즘"이라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 11/453,490에 상세하게 기술되어 있다. 그러므로, 밸브-시팅 메커니즘(65)에 대한 부가적인 설명은 본원에서 제공되지 않을 것이다. 주제 실시예가 미국 특허 출원 번호 11/453,490에 개시된 개선된 밸브-시팅 메커니즘(65)으로 기술되고 도시될지라도, 본 발명은 그와 같은 밸브-시팅 메커니즘을 이용한 회전 유체 압력 장치로 제한되지 않는다는 것이 당업계의 당업자에 의해 이해되어야 한다.
도 1 및 3을 참조하면, 셀렉터 플레이트 어셈블리(17)는 중심 개구(73)를 규정하는 셀렉터 플레이트(71)를 포함하고, 상기 개구(73)는 셀렉터 플레이트(71)를 통하여 축 상으로 신장된다. 상기 셀렉터 플레이트(71)는 횡단 밸브면(69), 횡단 게로터면(75)(도 1 및 도 4에 도시됨) 및 매니폴드 표면(77)을 더 규정한다. 셀렉터 플레이트(71)의 횡단 밸브면(69)은 일반적으로 (79)로 지정된 다수의 유체 통로들(첨부된 청구항에서 "업스트림 유체 통로들"로 칭해진다)을 규정하고, 상기 유체 통로들은 회전가능 밸브 부재(51)에서 통로들(61 및 63)과의 유체 연통을 커뮤테이팅한다. 유체 통로들(79)은 다수의 매니폴드 통로들(79m) 및 다수의 쓰루(thru) 통로들(79t)을 포함한다. 주제 실시예에서, 단지 예를 위한 것이지만, 9개의 유체 통로들(79)이 있는데, 그 중 3개는 매니폴드 통로들(79m)이고 6개는 쓰루 통로들(79t)이다. 매니폴드 통로들(79m) 및 쓰루 통로들(79t)은 이후에 보다 상세하게 설명될 것이다. 횡단 밸브면(69)은 횡단 밸브면(69)에서 유체 통로들(79)과 교차하여 위치된 다수의 유체 슬롯들(81)을 규정한다. 당업계의 당업자에게 충분히 공지되어 있는 바와 같이, 유체 슬롯들(81)은 블라인드(blind) 슬롯들이고 회전가능 밸브 부재(51)의 횡단 밸브면(69) 및 밸브 대면(67) 간 평편한 접촉을 유지하는 기능을 한다. 유체 통로들(79) 및 유체 슬롯들(81)이 셀렉터 플레이트(71)의 통합된 특징으로서 주제 실시예에 도시되었을지라도, 본 발명은 유체 통로들(79) 및 셀렉터 플레이트(71)를 구비한 유체 슬롯들(81)의 그와 같은 통합으로 제한되지 않음이 본 발명의 당업계의 당업자에 의해 이해될 것이다. 본 발명은 또한 셀렉터 플레이트(71)와 유체 연통되는 개별 플레이트는 유체 통로들(79) 및 유체 슬롯들(81)을 규정한다.
횡단 밸브면(69)은 케이스 배출 통로(83) 및 가압 유체 통로(85)를 더 규정한다. 케이스 배출 통로(83)는 셀렉터 플레이트(71)를 통해 축 상으로 신장되고 밸브 하우징(19) 내의 케이스 배출 포트(87)(도 1에만 도시됨)와 유체 연통된다. 셀렉터 플레이트(71)에서의 가압 유체 통로(85)는 밸브 하우징(19) 내의 유체 통로(도시되지 않음)와 개방 유체 연통된다. 밸브 하우징(19) 내의 유체 통로(도시되지 않음)는 셔틀 밸브 장치(도시되지 않음)와 유체 연통되고, 상기 셔틀 밸브 장치는 제 1 유체 포트(53)이거나 제 2 유체 포트(도시되지 않음) 중 하나 및 유체 통로(도시되지 않음) 사이에서 유체 연통되는데, 이 유체 연통은 밸브 하우징(19)에서의 상기 유체 포트들 중 고압 유체가 어느 쪽에 공급되느냐에 따라서 좌우된다. 그러므로, 동작 중에, 밸브 하우징(19) 내의 제 1 유체 포트(53) 또는 제 2 유체 포 트(도시되지 않음) 중 하나로부터 가압 유체는 셀렉터 플레이트(71)에서 가압 유체 통로(85)로 공급된다. 이전에 기술된 바와 같이 기능하는 셔틀 밸브 어셈블리는 당업계의 당업자에게 충분히 공지되어 있으므로, 이와 같은 어셈블리는 본원에서 설명되지 않는다.
이제 도 4를 참조하면, 셀렉터 플레이트(71)의 횡단 게로터면(75)은 (89)로 지정된 다수의 유체 포트들을 포함한다(첨부된 청구항에서는 "다운스트림 유체 통로"로 칭해진다). 각각의 유체 포트(89)는 게로터 치환 메커니즘(15)에서 인접한 체적 챔버(33)와 개방 유체 연통된다. 유체 포트들(89)은 다수의 유체 매니폴드 포트들(89m) 및 다수의 유체 쓰루 포트들(89t)을 포함한다. 주제 실시예에서, 단지 예를 위한 것이지만, 9개의 유체 포트들(89)이 있고, 그 중 3개는 유체 매니폴드 포트들(89m)이고, 6개는 유체 쓰루 포트들(89t)이다. 유체 쓰루 포트들(89t)은 쓰루 통로들(79t)과 개방 및 상대적인 비제한 유체 연통된다.
이제 도 5를 참조하면, 셀렉터 플레이트(71)의 단면도가 도시된다. 설명의 편의를 위해, 매니폴드 통로들(79m)은 셀렉터 플레이트(71)의 단면도 상으로 중첩되고 점선으로 표시되었다. 각각의 매니폴드 통로(79m)는 다수의 유체 통로들(91a, 91b 및 91c)(첨부된 청구항에서는 "업스트림 매니폴드 통로"라 칭한다) 중 하나와 유체 연통된다. 각각의 유체 통로(91a, 91b 및 91c)는 각각의 매니폴드 통로(79m)로부터 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)까지 신장된다.
이제 도 6을 참조하면, 각각의 유체 매니폴드 포트(89m)는 다수의 유체 통로들(93a, 93b 및 93c)(첨부된 청구항에서 "다운스트림 매니폴드 통로"라 칭한다) 중 하나와 개방 유체 연통된다. 각각의 유체 통로(93a, 93b 및 93c)는 대응하는 유체 매니폴드 포트(89m)로부터 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)까지 신장된다.
이제 도 7을 참조하면, 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)이 도시된다. 매니폴드 표면(77)은 다수의 유체 통로 개구들(95a, 95b 및 95c)을 규정하며, 각각의 개구(95a, 95b 및 95c)는 다수의 유체 통로들(91a, 91b 및 91c)(도 5에 도시된) 중 하나와 각각 개방 유체 연통된다. 매니폴드 표면(77)은 다수의 유체 통로 개구들(97a, 97b 및 97c)을 더 규정하며, 각각의 개구(97a, 97b 및 97c)는 다수의 유체 통로들(93a, 93b 및 93c)(도 6에 도시된) 중 하나와 개방 유체 연통된다. 또한, 다수의 쓰레딩된 장착 홀(99)들이 매니폴드 표면(77)에 의해 규정된다. 매니폴드 표면(77)은 또한 배출 통로(101) 및 유체 통로(103)를 규정한다. 매니폴드 표면(77)에서의 배출 통로(101) 및 유체 통로(103)는 케이스 배출 통로(83) 및 가압 유체 통로(85)와 각각 개방 유체 연통된다.
이제 도 1, 7 및 8을 참조하면, 커버 플레이트(105)는 디스크 밸브 모터(11)의 단일-속도 기능성만이 필요할 때 사용된다. 커버 플레이트(105)는 내부에 다수의 유체 그루브(groove)들(109a, 109b 및 109c)이 배열되어 있는 장착면(107)을 규정한다. 커버 플레이트(105)는 커버 플레이트(105)에서 복수의 홀들(113)을 통과해서 셀렉터 플레이트(71)에서 장착면(77) 내의 장착 홀들(99)로 쓰래딩된 다수의 볼트들(111)(도 1에서만 도시됨)에 의해 셀렉터 플레이트(71)와 단단하게 실링 맞물림 상태로 유지된다. 커버 플레이트(105)의 장착면(107)이 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)과 단단하게 실링 맞물림 상태에 있으므로, 유체 그로브들(109a, 109b 및 109c)은 유체 통로 개구들(95a, 95b 및 95c) 및 유체 통로 개구들(97a, 97b 및 97c) 간의 개방 유체 연통을 각각 제공한다. 커버 플레이트(105)가 단일 플레이트로서 기술되고 도시되었을지라도, 본 발명은 이와 같은 구조로 제한되지 않음이 당업계의 당업자에 의해 이해되어야 한다. 커버 플레이트(105)는 유체 통로 개구들(95a, 95b 및 95c) 및 유체 통로 개구들(97a, 97b 및 97c) 사이의 유체 연통을 제공하는 다수의 개별 플레이트들을 포함할 수 있다는 것이 당업계의 당업자에 의해 이해되어야 한다.
이제 도 1 내지 8을 참조하면, 동작 중에, 제 1 유체 포트(53)로 들어가는 가압 유체는 유체 통로(55)를 통해서 환형 유체 챔버(57)로 흐른다. 가압 유체는 이후에 셀렉터 플레이트(71)에서 유체 통로들(79)과의 유체 연통의 방향을 커뮤테이팅하는 회전가능 밸브 부재(51)에서 밸브 통로들(61) 내부로 흐른다. 셀렉터 플레이트(71)에서의 유체 통로들(79t)로 들어가는 가압 유체는 셀렉터 플레이트(71)에서의 유체 쓰루 포트들(89t) 및 게로터 치환 메커니즘(15)에서의 인접한 확장 체적 챔버들(33)로 개방하여 연통된다. 셀렉터 플레이트(71)에서의 유체 통로들(79m)로 들어가는 가압 유체는 대응하는 유체 통로들(91a, 91b 및 91c)를 통해서 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)에서의 유체 통로 개구들(95a, 95b 및 95c)로 각각 흐른다. 그리고 나서 가압 유체는 유체 통로 개구들(95a, 95b 및 95c)로부터 커버 플레이트(105)의 장착면(107)에서의 유체 그루브들(109a, 109b 및 109c)을 통해서 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)에서의 유체 통로 개구들(97a, 97b 및 97c)로 각각 흐른다. 그리고 나서 가압 유체는 유체 통로들(93a, 93b 및 93c) 및 대응하는 유체 매니폴드 포트들(89m)로 연통되고, 이로부터 상기 가압 유체는 게로터 치환 메커니즘(15) 내의 인접한 확장 체적 챔버(33)로 들어간다. 게로터 치환 메커니즘(15)에서 수축 체적 챔버들(33)로 인해 소비된 유체는 이전에 기술된 역 경로를 따라가고 셀렉터 플레이트(71)를 통해서 회전가능 밸브 부재(51)에서의 밸브 통로들(63)로 그리고 밸브 하우징(19)에서의 제 2 유체 포트(도시되지 않음)까지 이른다.
이전에 언급한 바와 같이, 커버 플레이트(105)는 디스크 밸브 모터(11)의 단일 속도 기능성만이 요구될 때 사용된다. 그러나, 상업적으로 적용하는 제작자가 디스크 밸브 모터(11)로부터의 단일-속도 기능성 대신에 다중 속도 기능성을 필요로 하는 경우에, 그 전환은 커버 플레이트(105)를 일반적으로 (115)로 지정되고 이후에 더 상세하게 설명될 제어 밸브 어셈블리로 대체하여 달성될 수 있다. 이제 도 1, 8 및 9를 참조하면, 단일-속도 디스크 밸브 모터(11)로부터 다중-속도 디스크 밸브 모터(11)로의 전환은 커버 플레이트(105)의 장착면(107) 및 셀렉터 플레이트(71) 간 단단한 실링 맞물림을 유지하는 다수의 볼트들(111)의 제거 및 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)으로부터의 커버 플레이트(105)의 제거를 필요로 한다. 커버 플레이트(105)가 제거되면, 제어 밸브 어셈블리(115)가 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)에 장착된다. 다수의 볼트들(116)(도 9에만 도시됨)은 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77) 및 제어 밸브 어셈블리(115)의 장착 표면(117) 사이에 단단한 실링 맞물림을 유지한다.
이제 도 9 및 10을 참조하면, 제어 스풀 어셈블리(115)가 지금 설명될 것이다. 본 실시예에서, 단지 예를 위한 것이지만, 제어 스풀 어셈블리(115)는 2개의 동작 모드, 즉 저속 모드 및 고속 모드를 제공한다. 도 10은 저속 모드에서의 제어 스풀 어셈블리(115)를 도시한다.
지금 주로 도 10을 참조하면, 제어 스풀 어셈블리(115)는 스풀 블록(119), 제어 밸브 스풀(121), 및 스프링 부재(123)를 포함한다. 스풀 블록(119)은 내부에 제어 밸브 스풀(121)이 배치된 스풀 보어(bore)(125)를 규정한다. 스풀 블록(119)은 스풀 보어(125)와 유체 연통되는 다수의 밸브 제어 통로들(127a, 127b, 및 127c), 다수의 게로터 제어 통로들(129a, 129b, 및 129c) 및 다수의 고압 통로들(131a, 131b, 및 131c)을 더 규정한다. 설명의 편의를 위해, 밸브 제어 통로들(127), 게로터 제어 통로들(129), 및 고압 통로들(131)은 도 10 및 11에서 평면으로 도시되었다. 그러나, 밸브 제어 통로들(17), 게로터 제어 통로들(129), 및 고압 통로들(131)은 스풀 블록(119)에서 다른 평면상에 배치될 수 있음이 당업계의 당업자에 의해 이해되어야 한다. 밸브 제어 통로들(127) 및 게로터 제어 통로들(129)에 대응하는 평면은 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77) 및 스풀 블록(119)에서의 스풀 보어(125)에서의 유체 통로 개구들(95) 및 유체 통로 개구들(97)의 위치에 의해 각각 규정된다. 게로터 제어 통로들(129)의 방향은 도 9에 도시된다. 그러나, 본 발명은 평면이 아닌 밸브 제어 통로들(127), 게로터 제어 통로들(129), 및 고압 통로들(131)로 제한되지 않음이 당업계의 당업자에 의해 이해되어야 한다.
고압 통로들(131a, 131b, 및 131c)과 각각 유체 연통되는 압력 통로(133)는 또한 스풀 블록(119)에 의해 규정된다. 고압 통로들(131a, 131b, 및 131c)이 압력 통로(133)에 의해 상호 연결되는 것이 도 10에 도시되어 있을지라도, 가압 유체는 각각의 고압 통로들(131a, 131b, 및 131c)로 개별적으로 제공될 수 있기 때문에 스풀 블록(119)에서의 이와 같은 통로의 존재로 제한되지 않음이 당업계의 당업자에 의해 이해되어야 한다. 스풀 보어(125)는 제 1 축 종단(135) 및 제 2 축 종단(137)을 포함한다. 제 1 축 종단(135)은 파이럿(pilot) 압력 포트(139)와 유체 연통되고 제 2 축 종단(137)은 유체 통로(141)를 통해서 매니폴드 표면(77) 내의 배출 통로(101)와 유체 연통된다.
계속 주로 도 10을 참조하면, 제어 밸브 스풀(121)은 다수의 랜드(land)들(143, 145, 147, 및 149) 및 제어 밸브 스풀(121)의 축 종단(153)으로부터 신장된 돌출부(151)를 규정한다. 제어 밸브 스풀(121)의 축 종단(153) 및 스풀 보어(125)의 제 2 축 종단(137)과 쓰레딩되어 맞물리는 플러그 부재(155)는 도 10에서 좌측으로, 즉 저속 동작 모드로 제어 밸브 스풀(121)을 바이어싱(biasing)하는 스프링 부재(123)에 대한 시트(seat) 역할을 한다.
본 실시예의 제어 밸브 스풀(121)과 유사한 제어 밸브 스풀의 동작은 본 발명의 양수인에게 양도되고 본원에 참조되어 있는 미국 특허 번호 6,099,280에 더욱 상세하게 설명되어 있으므로, 제어 밸브 스풀(121)의 동작은 본원에서 다만 간략하게 설명될 것이다. 그러나, 당업계의 당업자는 이후에 기술하는 정도 및 첨부된 청구항에서의 기술을 제외하고, 제어 밸브 스풀(121)의 세부적인 동작이 본 발명의 필수적인 요소가 아님을 이해할 것이다.
저속 동작 모드에서, 스프링 부재(123)는 제어 밸브 스풀(121)을 도 10에서의 좌측으로 바이어싱한다. 이 위치에서, 제어 밸브 스풀(121)은 다수의 밸브 제어 통로들(127a, 127b, 및 127c) 및 게로터 제어 통로들(129a, 129b, 및 129c) 각각의 사이에서의 유체 연통을 가능하게 하며, 반면에 제어 밸브 스풀(121)의 랜드들(145, 147 및 149)은 고압 통로들(131a, 131b, 및 131c)을 각각 봉쇄한다.
이제 도 2 내지 7, 9, 및 10을 참조하면, 동작 중에, 제 1 유체 포트(53)로 들어가는 가압 유체는 유체 통로(55)를 통하여 환형 유체 챔버(57)로 흐를 것이다. 그리고 나서 가압 유체는 셀렉터 플레이트(71)에서의 유체 통로들(79)과 유체 연통을 커뮤테이팅하는, 회전가능 밸브 부재(51)에서의 밸브 통로들(61)로 흐를 것이다. 셀렉터 플레이트(71)에서의 유체 통로들(79t)로 들어가는 가압 유체는 셀렉터 플레이트(71)에서의 대응하는 쓰루 포트들(89t) 및 게로터 치환 메커니즘(15)에서의 인접한 확장 체적 챔버들(33)로 개방하여 연통된다. 셀렉터 플레이트(71)에서의 유체 통로들(79m)로 들어가는 가압 유체는 셀렉터 프레이트(71)에서의 각각의 유체 통로들(91a, 91b, 및 91c)을 통하고, 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)에서의 각각의 유체 통로 개구들(95a, 95b, 및 95c)을 통해서, 각각의 밸브 제어 통로들(127a, 127b, 및 127c)로 흐른다. 이전에 진술한 바와 같이, 제어 밸브 스풀(121)은 저속 동작 모드로 바이어싱되므로, 밸브 제어 통로들(127a, 127b, 및 127c) 및 게로터 제어 통로들(129a, 129b, 및 129c)은 개방 유체 연통 상태에 있다. 그러므로, 밸브 제어 통로들(127a, 127b, 및 127c)에서의 가압 유체는 각각의 게로터 제어 통로들(129a, 129b, 및 129c)로 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)에서의 각각의 유체 통로 개구들(97a, 97b 및 97c)를 통해서 연통된다. 그리고 나서 가압 유체는 각각의 유체 통로들(93a, 93b, 및 93c) 및 각각의 유체 매니폴드 포트들(89m)로 연통되고, 그로부터, 가압 유체는 대응하는 게로터 치환 메커니즘(15)에서의 인접한 확장 체적 챔버(33)로 들어간다. 게로터 치환 메커니즘(15)에서의 수축 체적 챔버들(33)로부터의 유체는 이전에 기술된 것과 유사한 역 경로를 따라가고 셀렉터 플레이트(71)를 통해서 회전가능 밸브 부재(51)에서의 밸브 통로들(63)로 그리고 밸브 하우징(19)에서의 제 2 유체 포트(도시되지 않음)까지 이른다.
이제 도 11을 참조하면, 제어 스풀 어셈블리(115)는 고속 동작 모드에서 도시된다. 이 동작 모드에서, 제어 밸브 스풀(121)은 파일럿 압력 포트(139)로 공급되는 파일서 압력에 의해 도 11의 우측으로 바이어싱되어서, 그로 인해 스프링 부재(123)의 압축을 발생시킨다. 단지 예를 위한 것이지만, 폐쇄 루프 추진 시스템에서, 충전 펌프(charge pump)에서의 압력(일반적으로 200에서 400psi)은 파일럿 압력 역할을 할 수 있다. 제어 밸브 스풀(121)의 축 종단(153)으로부터 신장된 돌출부(151)는 플러그 부재(155)와 동작적으로 연관되어서 제어 밸브 스풀(121)이 소정의 축상 거리로 이동된 후에 플러그 부재(155)는 제어 밸브 스풀(121)의 돌출부(151)에 대한 포지티브 정지(positive stop)를 제공한다. 스풀 보어(125)의 제 2 축 종단에서의 유체의 트래핑(trapping)을 방지하기 위해서, 스풀 보어(125)의 제 2 축 종단(137)으로 유출되는 어떤 유체라도 스플 블록에서의 배출 통로(141)로, 매니폴드 표면(77)에서의 배출 통로(101)를 통하고, 그리고 상기 유체가 밸브 하우징(19)에서의 케이스 배출 유체 포트(87)로 연통되는 셀렉터 플레이트(71)에서의 케이스 배출 통로(83)로 흐른다.
제어 밸브 스풀(121)이 고속 모드 위치에 있으면, 제어 밸브 스풀(121)의 랜드들(143, 145, 및 147)은 밸브 제어 통로들(127a, 127b, 및 127c)을 봉쇄한다. 셀렉터 플레이트(71)에서의 가압 유체 통로(85)로부터의 가압 유체는 매니폴드 표면(77)에서의 유체 통로(103)를 통해서 고압 통로(131b)로 흐르며 여기서 가압 유체는 스플 블록(119)에서의 압력 통로(133)를 통해 다른 고압 통로들(131a 및 131b)로 연통된다. 제어 밸브 스풀(121)이 밸브 제어 통로들(127a, 127b, 및 127c)을 봉쇄하고 있으면, 고압 통로들(131a, 131b, 및 131c)는 현재 각각의 게로터 제어 통로들(129a, 129b, 및 129c)과 개방 유체 연통된다.
이제 도 2 내지 7, 9, 및 10을 참조하면, 동작 중에, 제 1 유체 포트(53)로 들어가는 가압 유체는 유체 통로(55)를 통해서 환형 유체 챔버(57)로 흐를 것이다. 그리고 나서 가압 유체는 셀렉터 플레이트(71)에서의 유체 통로들(79)과의 유체 연통을 커뮤테이팅하는 회전 밸브 부재(51)에서의 밸브 통로들(61)로 흐른다. 셀렉터 플레이트(71)에서의 유체 통로들(79t)로 들어가는 가압 유체는 셀렉터 플레이트(71)에서의 유체 쓰루 포트들(89t) 및 게로터 치환 메커니즘(15)에서의 확장 체적 챔버들(33)로 개방하여 연통된다. 셀렉터 플레이트(71)에서의 각각의 유체 통로들(91a, 91b, 및 91c)를 통하고 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)에서의 각각의 유체 통로 개구들(95a, 95b, 및 95c)을 통하며, 각각의 밸브 제어 통로 들(127a, 127b, 및 127c)로 흐른다. 이전에 진술한 바와 같이, 제어 밸브 스풀(121)이 고속 동작 모드로 바이어싱되면, 밸브 제어 통로들(127a, 127b, 및 127c)은 봉쇄된다. 셀렉터 플레이트(71)에서의 가압 유체 통로(85)로부터의 가압 유체는 매니폴드 표면(77)에서의 유체 통로(103)를 통해서 고온 통로(131b)로 흐르고, 여기서 가압 유체는 스풀 블록(119)에서의 압력 통로(133)를 통해 다른 고압 통로들(131a 및 131c)로 연통된다. 고압 통로들(131a, 131b, 및 131c)은 각각의 게로터 제어 통로들(129a, 129b, 및 129c)와 개방 유체 연통된다. 그리고 나서 가압 유체 통로(85)로부터의 가압 유체는 셀렉터 플레이트(71)의 매니폴드 표면(77)에서의 각각의 유체 통로 개구들(97a, 97b, 및 97c)을 통해 각각의 유체 통로들(93a, 93b, 및 93c)로 흐른다. 그리고 나서 셀렉터 플레이트(71)에서의 가압 유체 통로(85)로부터의 가압 유체는 각각의 유체 매니폴드 포트들(89m)로 흐르고, 포트들로부터의 유체는 체적 챔버(33)가 팽창하느냐 또는 수축하느냐와는 관계없이, 게로터 치환 메커니즘(15)에서의 인접한 체적 챔버들(33)로 들어간다. 당업계의 당업자에게 충분히 공지되어 있는 바와 같이, 가압 유체를 수축 체적 챔버(33)로 공급함으로써 소정의 유체 흐름 비율에 대해서 고속을 발생시키는 게로터 치환 메커니즘(15)의 효율적인 치환이 감소된다.
유체 쓰루 포트들(89t)과 인접한 수축 체적 챔버들로부터의 유체는 셀렉터 플레이트(71)를 통해서 쓰루 통로들(79t)로 흐른다. 그리고 나서 유체는 회전가능 밸브 부재(51)에서의 밸브 통로들(63)를 통해 밸브 하우징에서의 제 2 유체 포트(도시되지 않음)로 흐른다.
이제 주로 도 4와 유사한 도 12를 참조하면, 동일한 또는 유사한 구성요소들이 동일한 참조 번호를 지니고 "200"을 더한 셀렉터 플레이트(271)의 대안적인 실시예를 도시한다. 셀렉터 플레이트(271)의 이 실시예 및 셀렉터 플레이트(71)의 이전 기술된 실시예 간 주요한 차이는 이 대안적인 셀렉터 플레이트(271)의 실시예는 다수의 매니폴드 표면들(277a, 277b, 277c)을 규정하는 것이다. 다수의 매니폴드 표면들(277a, 277b, 및 277c)의 결과로서, 셀렉터 플레이트(271)는 밸브 하우징(19)에서의 케이스 배출 포트(87)(도 1에서만 도시됨)와 유체 연통되는 케이스 배출 통로들(283a, 283b, 및 283c) 및 셔틀 밸브 장치(도시되지 않음)를 통해 제 1 유체 포트(53) 및 제 2 유체 포트(도시되지 않음)와 유체 연통되는 다수의 가압 유체 통로들(285a, 285b, 285c)을 더 규정한다. 도 12 상으로 중첩되고 설명의 편의를 위해 점선으로서 표현되었던 다수의 매니폴드 통로들(279m) 각각은 다수의 유체 통로들(291a, 291b, 291c) 중 하나와 유체 연통된다. 각각의 유체 통로(291a, 291b, 291c)는 매니폴드 통로들(279m)로부터 매니폴드 표면들(277a, 277b, 277c)까지 각각 신장된다.
이제 도 13을 참조하면, 셀렉터 플레이트(271)의 매니폴드 표면들(277a, 277b, 및 277c)이 도시된다. 각각의 매니폴드 표면(277a, 277b, 및 277c)은 유체 통로들(291a, 291b, 291c) 중 하나와 각각 유체 연통되는 다수의 유체 통로 개구들(295a, 295b, 295c) 중 하나 및 유체 통로들(277a, 277b, 293b, 293c) 중 하나와 각각 유체 연통되는 다수의 유체 통로 개구들(297a, 297b, 297c) 중 하나를 각각 규정한다. 다수의 쓰레딩된 장착 홀들(299)이 또는 매니폴드 표면들(277a, 277b, 277c)에 의해 규정된다. 각각의 매니폴드 표면(277a, 277b, 277c)은 다수의 배출 통로들(301a, 301b, 301c) 중 하나 및 케이스 배출 통로들(283a, 283b, 283c) 및각가압 유체 통로들(285a, 285b, 285c)과 각각 개방 유체 연통되는 다수의 유체 통로들(303a, 303b, 303c) 중 하나를 더 규정한다.
이제 도 14를 참조하면, 커버 플레이트(305)의 대안적인 실시예가 도시된다. 커버 플레이트(305)는 내부에 유체 그루브(309)가 배치된 장착면(307)을 규정한다. 커버 플레이트(305)는 매니폴드 표면들(277a, 277b, 277c)에서의 장착 홀들(299)과 쓰레딩된 맞물림 상태에 있는 다수의 볼트들(도시되지 않으나 참조 번호(111)로서 도 1에 참조된 볼트들과 유사하다)이 통과하는 다수의 홀들(313)을 더 규정한다. 커버 플레이트(305)가 셀렉터 플레이트(271)의 장착면(277b)과 단단히 실링 맞물림되면, 유체 그루브(309)는 유체 통로 개구(295b) 및 유체 통로 개구(297b) 사이의 개방 유체 연통을 제공한다. 유사하게, 커버 플레이트(305)가 장착면(277a, 277c)과 단단히 실링 맞물림되면, 유체 그루브(309)는 유체 통로 개구(295a) 및 유체 통로 개구(297a 및 297c) 사이의 개방 유체 연통을 각각 제공한다.
이제 도 15를 참조하면, 저속 모드에서의 제어 스풀 어셈블리(315)에 대한 대안 실시예가 도시된다. 제어 스풀 어셈블리(315)는 스풀 블록(319), 제어 밸브 스풀(321), 및 스프링 부재(323)를 포함한다. 스풀 블록(319)은 내부에 제어 밸브 스풀(321)이 배치된, 스풀 보어(325)를 규정한다. 스풀 블록(319)은 밸브 제어 통로(327), 게로터 제어 통로(329), 및 스풀 보어(325)와 유체 연통되는 고압 톤로(331)를 더 규정한다. 도 10과 유사하게, 밸브 제어 통로(327), 게로터 제어 통 로(329), 및 고압 통로(331)는 설명의 편의를 위해 평면으로 도시되었다. 제어 스풀 어셈블리(315)의 동작이 이전에 설명된 제어 스풀 어셈블리(115)의 동작과 유사하므로, 제어 스풀 어셈블리(315)의 동작의 설명은 본원에서 제공되지는 않을 것이다.
대안적인 실시예에서, 디스트 밸브 모터(11)의 단일 속도 기능성만이 요구될 때, 다수의 커버 플레이트들(305)은 다수의 장착면들(277a, 277b, 277c)과 단단하게 실링 맞물림으로 장착된다. 그러나, 상업적 애플리케이션의 제작자가 디스크 밸브 모터(11)로부터의 단일-속도 기능성 대신에 다중-속도 기능성을 필요로 하는 경우, 상기 전환은 다수의 커버 플레이트들(305) 중 적어도 하나를 제어 밸브 어셈블리(315)로 대체됨으로써 달성될 수 있다. 제어 밸브 어셈블리들(315)로 대체되는 커버 플레이트들(305)의 수는 단지 디스크 밸브 모터(11)의 저속 모드 및 고속 모드 간 속도 비율에만 영향을 미친다. 단일-속도 디스크 밸브 모터(11)로부터 다중-속도 디스크 밸브 모터(11)로의 전환은 다수의 커버 플레이트들(305) 중 적어도 하나의 장착면(307) 및 셀렉터 플레이트(271)의 매니폴드 표면들(277a, 277b, 277c) 중 적어도 하나 사이의 단단한 실링 맞물림을 유지하는 다수의 볼트들(도시되지 않음)의 제거 및 셀렉터 플레이트(271)의 매니폴드 표면들(277a, 277b, 277c) 중 적어도 하나로부터의 커버 플레이트들(305) 중 적어도 하나의 제거를 필요로 한다. 제어 밸브 어셈블리(315)는 커버 플레이트(305)가 제거되었던 셀렉터 플레이트(271)의 매니폴드 표면(277a, 277b, 277c)에 장착된다. 복수의 볼트들(도시되지 않으나 참조 번호(116)에 의해 도 9에서 참조되는 볼트들과 유사한)은 셀렉터 플레 이트(271)의 매니폴드 표면(277a, 277b, 277c) 및 제어 밸브 어셈블리(315)의 장착 표면(317) 간 단단한 실링 밀봉을 유지한다.
상기 발명은 전술한 명세서에서 더욱 상세하게 설명되었고, 상기 발명의 다양한 변형 및 변경이 본 명세서의 판독 및 이해로부터 당업계의 당업자에게 명확해질 것이라는 것이라고 고려될 것이다. 모든 이와 같은 변형 및 변경은 첨부된 청구함의 범위 내에 해당하는 한, 본 발명에 포함되도록 의도된다.

Claims (16)

  1. 유체 인입구 및 유체 배출구를 규정하는 하우징 수단; 제 1 부재 및 상기 제 1 부재와 동작적으로 연관된 제 2 부재를 포함하며, 상기 제 1 부재 및 상기 제 2 부재는 상대적인 이동을 하고, 상기 상대적인 이동에 응답하여 다수 N의 확장 및 수축 유체 체적 챔버를 규정하기 위해 상호 맞물리는 유체 에너지-전환 치환 수단; 상기 유체 인입구 및 상기 확장 체적 챔버들 간, 그리고 상기 유체 배출구 및 상기 수축 체적 챔버들 간의 유체 연통을 제공하기 위해 상기 하우징 수단과 협동하며, 상기 하우징 수단에 대하여 회전하지 않도록 고정된 정적 밸브 부재 및 상기 정적 밸브 부재에 대하여 이동하도록 동작 가능한 동적 밸브 부재를 포함하며, 상기 정적 밸브 부재는 상기 동적 밸브 부재와 유체 연통을 커뮤테이팅하는 밸브 수단; 상기 밸브 수단과의 유체 연통을 커뮤테이팅하는 다수 N의 업스트림 유체 통로들 및 다수 N의 다운스트림 유체 통로들을 규정하면서 상기 다운스트림 유체 통로 각각은 상기 다수의 체적 챔버들 중 하나와 개방 유체 연통되며, 상기 다운스트림 유체 통로들 각각은 상기 다수의 체적 챔버들 중 하나와 개방 유체 연통되며, 다수 M의 업스트림 유체 통로들은 다수 M의 다운스트림 유체 통로들과 직접적이고, 상대적으로 제한이 없으며, 연속적인 유체 연통을 하는, 플레이트 부재; 를 포함하는 유형의 회전 유체 압력 장치에 있어서:
    (a) 플레이트 어셈블리는 상기 플레이트 부재 및 커버 플레이트 어셈블리 및 제어 밸브 어셈블리로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 어셈블리를 포함하 고;
    (b) 상기 플레이트 부재는 다수 M의 업스트림 매니폴드 통로들 및 다수 M의 다운스트림 매니폴드 통로들을 포함하고, 상기 다수의 업스트림 매니폴드 통로들 중 각각은 다수 M의 업스트림 유체 통로들 중 하나와 개방 유체 연통되고 상기 플레이트 부재의 외부면에 개구를 가지며, 상기 다수 M의 다운스트림 매니폴드 통로들 중 각각은 다수 M의 다운스트림 유체 통로들 중 하나와 유체 연통하고 상기 플레이트 부재의 상기 외부면에 개구를 가지며,
    (ⅰ) 상기 커버 플레이트 어셈블리는 상기 플레이트 부재의 상기 외부면과 실링 맞물림 상태에 있는 장착면을 규정하면서 상기 커버 플레이트 어셈블리는 상기 플레이트 부재 내의 상기 다수의 업스트림 매니폴드 통로들 중 하나 이상 및 상기 다수의 다운스트림 매니폴드 통로들 중 하나 이상 사이에 제한되지 않는 유체 연통을 제공하고; 그리고
    (ⅱ) 상기 제어 밸브 어셈블리는 상기 플레이트 부재의 상기 외부면과 실링 맞물림 상태에 있는 장착면을 규정하면서 상기 제어 밸브 어셈블리는 제 1 위치에서 상기 플레이트 부재 내의 상기 다수의 업스트림 매니폴드 통로들 중 하나 이상 및 상기 다수의 다운스트림 매니폴드 통로들 사이에 상대적으로 제한되지 않는 유체 연통을 제공하도록 동작 가능하고, 제 2 위치에서 상기 플레이트 부재 내에서의 상기 다수의 업스트림 매니폴드 통로들 중 하나 이상 및 상기 다수의 다운스트림 매니폴드 통로들 중 하나 이상 사이의 유체 연통을 봉쇄하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 치환 수단은 게로터 유형인 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 밸브 수단은 디스크 밸브 유형인 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트 부재의 횡단면은 상기 회전 밸브 부재와의 유체 연통을 방향 커뮤테이팅하는 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 밸브 어셈블리는 상기 제 2 위치에서 상기 다수의 다운스트림 매니폴드 통로의 각각 사이에 상대적으로 제한되지 않은 유체 연통을 제공하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 밸브 어셈블리는 가압 유체의 소스(source)와 유체 연통되는데 통 로를 규정하는 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 밸브 어셈블리 내의 상기 통로는 상기 플레이트 부재 내의 가압 유체 통로와 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  8. 단일-속도 회전 유체 압력 장치를 다중-속도 회전 유체 압력 장치로 변환하는 방법으로서, 상기 회전 유체 압력 장치는 유체 인입구 및 유체 배출구를 규정하는 하우징 수단; 제 1 부재 및 상기 제 1 부재와 동작적으로 연관된 제 2 부재를 포함하고, 상기 제 1 부재 및 제 2 부재는 상대적인 이동을 하며 상기 상대적인 이동에 응답하여 다수의 확장 및 수축 유체 체적 챔버를 규정하기 위해 상호 맞물리는 유체 치환 수단; 상기 유체 인입구 및 상기 확장 체적 챔버들 간의 유체 연통을 제공하기 위해 상기 하우징 수단과 협동하는 밸브 수단; 및 플레이트 부재를 포함하는 플레이트 어셈블리를 포함하는 상기 장치에서의, 단일-속도 회전 유체 압력 장치를 다중-속도 회전 유체 압력 장치로 변환하는 방법에 있어서:
    (a) 상기 플레이트 부재의 하나 이상의 외부면으로부터 하나 이상의 커버 플레이트 어셈블리를 제거하는 단계로서, 상기 외부면은 상기 플레이트 부재에서 하나 이상의 업스트림 매니폴드 통로와 유체 연통되는 하나 이상의 개구 및 상기 플레이트 부재에서 하나 이상의 다운스트림 매니폴드 통로와 유체 연통되는 하나 이상의 개구를 규정하는, 커버 플레이트 어셈블리를 제거하는 단계;
    (b) 장착면을 포함한 하나 이상의 제어 밸브 어셈블리를 제공하는 단계; 및
    (c) 상기 플레이트 부재의 상기 외부면에 상기 제어 밸브 어셈블리의 장착면을 장착하는 단계로서, 상기 제어 밸브는 상기 플레이트 부재에서의 상기 업스트림 매니폴드 통로들 중 적어도 하나 및 상기 다운스트림 매니폴드 통로들 중 적어도 하나 사이에 상대적으로 제한되지 않는 유체 연통을 제공하기 위해 제 1 위치에서 동작가능하고, 상기 플레이트 부재에서의 상기 업스트림 매니폴드 통로들 중 적어도 하나 및 상기 다운스트림 매니폴드 통로들 중 적어도 하나 사이에 유체 연통을 봉쇄하기 위해 제 2 위치에서 동작가능한, 제어 밸브의 표면을 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일-속도 회전 유체 압력 장치를 다중-속도 회전 유체 압력 장치로 변환하는 방법.
  9. 유체 인입구 및 유체 배출구를 규정하는 하우징 수단; 제 1 부재 및 상기 제 1 부재와 동작적으로 연관된 제 2 부재를 포함하며, 상기 제 1 부재 및 상기 제 2 부재는 상대적인 이동을 하고, 상기 상대적인 이동에 응답하여 다수 N의 확장 및 수축 유체 체적 챔버를 규정하기 위해 상호 맞물리는 유체 에너지-전환 치환 수단; 상기 유체 인입구 및 상기 확장 체적 챔버들 간, 그리고 상기 유체 배출구 및 상기 수축 체적 챔버들 간의 유체 연통을 제공하기 위해 상기 하우징 수단과 협동하며, 상기 하우징 수단에 대하여 회전하지 않도록 고정된 정적 밸브 부재 및 상기 정적 밸브 부재에 대하여 이동하도록 동작 가능한 동적 밸브 부재를 포함하는 밸브 수단; 상기 밸브 수단과의 유체 연통을 커뮤테이팅하는 다수 N의 업스트림 유체 통로 들 및 다수 N의 다운스트림 유체 통로들을 규정하면서, 상기 다운스트림 유체 통로 각각은 상기 다수의 체적 챔버들 중 하나와 개방 유체 연통되고 상기 다운스트림 유체 통로들 각각은 상기 다수의 체적 챔버들 중 하나와 개방 유체 연통되며, 다수 M의 업스트림 유체 통로들은 다수 M의 다운스트림 유체 통로들과 직접적이고, 상대적으로 제한이 없으며, 연속적인 유체 연통을 하는, 플레이트 부재; 를 포함하는 유형의 회전 유체 압력 장치에 있어서:
    (a) 플레이트 어셈블리는 상기 플레이트 부재, 하나 이상의 커버 플레이트 어셈블리 및 하나 이상의 제어 밸브 어셈블리를 포함하고;
    (b) 상기 플레이트 부재는, 다수 M의 업스트림 유체 통로들과 개방 유체 연통되고 상기 플레이트 부재의 외부면에 개구를 가지는 다수 M의 업스트림 매니폴드 통로들 및 다수 M의 다운스트림 유체 통로들과 유체 연통하고 상기 플레이트 부재의 상기 외부면에 개구를 가지는 다수 M의 다운스트림 매니폴드 통로들을 포함하며,
    (ⅰ) 상기 커버 플레이트 어셈블리는 상기 플레이트 부재의 상기 외부면과 실링 맞물림 상태에 있는 장착면을 규정하면서 상기 커버 플레이트 어셈블리는 상기 플레이트 부재 내의 상기 다수의 업스트림 매니폴드 통로들 중 하나 이상 및 상기 다수의 다운스트림 매니폴드 통로들 중 하나 이상 사이에 제한되지 않는 유체 연통을 제공하고; 그리고
    (ⅱ) 상기 제어 밸브 어셈블리는 상기 플레이트 부재의 상기 외부면과 실링 맞물림 상태에 있는 장착면을 규정하면서 상기 제어 밸브 어셈블리는 제 1 위 치에서 상기 플레이트 부재 내의 상기 업스트림 매니폴드 통로들 중 하나 이상 및 상기 다운스트림 매니폴드 통로들 사이에 상대적으로 제한되지 않는 유체 연통을 제공하도록 동작 가능하고, 제 2 위치에서 상기 플레이트 부재 내에서의 상기 업스트림 매니폴드 통로들 중 하나 이상 및 상기 다운스트림 매니폴드 통로들 중 하나 이상 사이의 유체 연통을 봉쇄하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트 어셈블리는 각각이 상기 플레이트 부재의 외부면과 실링 맞물림되는 장착면을 규정하는, 다수의 개별 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 유체 치환 수단은 게로터 유형인 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 밸브 수단은 디스크 밸브 유형인 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 플레이트 부재의 횡단면은 상기 회전 밸브 부재와의 유체 연통을 방향 커뮤테이팅하는 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 밸브 어셈블리는 상기 다수의 다운스크림 매니폴드 통로의 각각 사이에 상대적으로 제한되지 않은 유체 연통을 제공하기 위해 상기 제 2 위치에서 동작가능한 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 밸브 어셈블리는 가압 유체의 소스와 유체 연통되는 통로를 규정하는 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 밸브 어셈블리 내의 통로는 상기 플레이트 부재 내의 가압 유체 통로와 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 회전 유체 압력 장치.
KR1020097008130A 2006-09-21 2007-09-20 모듈러 멀티-속도 제어 메커니즘을 구비한 회전 유체 압력 장치 KR101456932B1 (ko)

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