KR20100076713A - 유압식 미터밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압식 미터밸브에 관한 것으로, 축압기 또는 유압공급장치에서 유압을 공급받아 유압을 필요로 하는 작동기 또는 브레이크 등으로 유압을 공급함에 있어서 토출압력을 조절할 수 있는 유압식 미터밸브에 관한 것이다.

본 발명의 구성은, 압력이 유입되는 입구포트와, 상기 입구포트에서 유입된 압력을 토출시키는 토출포트가 형성되는 하우징; 상기 하우징에 결합되는 제1,2캡;상기 제1캡에는 입구포트에서 형성되는 압력을 조절하는 압력조절부; 및 상기 제2캡에 관통 결합되며 전단부에 제2스풀이 형성되는 인풋로드; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

유압식 미터밸브, 스프링, 스풀, 체크밸브

Description

유압식 미터밸브{Hydraulic Meter Valve}

본 발명은 유압계통에 사용되는 미터밸브에서 입구포트로 들어오는 압력을 조절하여 토출포트로 전달함에 있어서 조절과정에서 발생하는 유압유의 누설을 최소화하고 토출압력을 일정하게 유지할 수 있는 장치에 관한 것이다.

항공기의 휠브레이크 계통은 일반적으로 항공기 유압계통에서 공급되는 고압의 3,000 psi의 유압을 사용하여, 유압력에 의해서 작동되며, 유압이 공급되지 않으면 작동력을 상실한다. 항공기의 유압계통이 고장나면 결과적으로 휠브레이크 계통에 유압을 공급할 수 없게 되는데 이때는 별도의 축압기를 통해서 제동에 필요한 유압을 공급할 수 있다.

이때 항공기 유압계통과 휠브레이크 계통이 필요로 하는 압력이 다를 경우 토출압력을 조절할 수 있는 미터밸브를 이용할 수 있으며, 일반적으로 미터밸브는 내부의 스프링과 유압력의 밸런스를 이용하여 압력을 조절하는데 이 과정에서 누설이 많이 발생하고 압력편차가 발생할 수 있으며, 미터밸브는 일반적으로 스프링을 이용한 유압조절방식을 적용하여 높은 압력의 유압을 필요한 범위의 토출압력으로 조절하는 역할을 하며, 이를 통해 다양한 요소에 유압을 공급한다.

일반적으로 미터밸브의 압력조절은 내부의 스프링과 유압의 밸런스 유지가 중요하며, 스풀과 체크밸브의 미세한 조절을 통해 이루어진다. 기존의 미터밸브는 입구포트로 들어온 유압을 조절할 때 하나의 체크밸브와 복수의 스프링을 이용하는 방식으로 압력조절시 누설이 많고 결과적으로 토출압력의 편차가 크게 나타난다.

본 발명은 유압계통에 사용되는 미터밸브에서 입구포트로 들어오는 압력을 조절하여 토출포트로 전달함에 있어서 조절과정에서 발생하는 유압유의 누설을 최소화하고 토출압력을 일정하게 유지할 수 있는 장치에 관한 것으로, 인풋로드 작동 스트로크에 비례하여 토출압력이 조절되며 미터밸브 내부의 스프링과 유압력의 밸런스에 따라서 토출압력을 일정하게 유지할 수 있으며, 특히 항공기 휠브레이크용 축압기에 사용될 수 있는데, 항공기의 유압계통의 오작동 또는 파손시(비상시) 축압기로부터 압력을 공급받아 휠브레이크 제동에 필요한 압력을 자체적으로 조절하여 토출시킬 수 있는 유압식 미터밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유압식 미터밸브는, 압력이 유입되는 입구포트와, 상기 입구포트에서 유입된 압력을 토출시키는 토출포트가 형성되는 하우징; 상기 하우징에 결합되는 제1,2캡; 상기 제1캡에는 입구포트에서 형성되는 압력을 조절하는 압력조절부; 및 상기 제2캡에 관통 결합되며 전단부에 제2스풀이 형성되는 인풋로드;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1캡에는, 상기 입구포트를 통해 유입된 압력을 조절하는 제1체크밸브와 상기 제1체크밸브를 구동시키는 제1스풀이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압력조절부는, 상기 인풋로드의 스트로크에 따라 상기 하우징 내부에서 구동되는 제1,2가이드; 상기 제1,2가이드에는 상기 인풋로드의 스트로크에 따라 상기 제1,2가이드를 이동시키는 제1스프링; 상기 제1스프링이 이탈되지 않도록 상기 제1,2가이드에 각각 형성되는 스프링안착단턱; 상기 제2가이드에는 상기 제1스풀이 결합되는 결합관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합관에는, 상기 제1체크밸브에서 유입되는 압력을 조절하는 제2체크밸브; 상기 제2가이드를 압축시키는 제2스프링; 및 상기 제2체크밸브를 구동시키는 제2스풀이 삽입되는 삽입턱;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2가이드에는, 상기 제2스프링이 안착되는 안착턱이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1가이드에는, 상기 인풋로드가 안착되는 안착단턱이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징에는, 상기 제1,2체크밸브를 통해 유입되는 압력을 상기 하우징 외부로 배출되는 리턴포트를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 다양한 압력조절범위에서 누설을 최소화하고 토출압력을 일정하게 유지할 수 있으며, 다양한 유압회로 또는 항공기 휠브레이크 계통의 일정한 토출압력을 필요로 하는 조건에서 불필요한 누설을 최소화하고 시스템의 운용압력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 유압식 미터밸브의 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 유압식 미터밸브의 초기상태의 작동 상태도이며, 도 3 은 본 발명의 유압식 미터밸브의 토출압력 공급 시 작동되는 상태를 나타낸 상태도이고, 도 4 는 본 발명의 유압식 미터밸브의 토출압력 공급 후 작동되는 상태를 나타낸 상태도이며, 도 5 은 본 발명의 유압식 미터밸브의 토출압력 해제 시 작동되는 상태를 나타낸 상태도이다.

특히, 일반적으로 유압식 미터밸브의 설계시에는 유압밸브의 압력조절과정에서 누설이 어느 정도 발생할 수 있으며 이때 발생하는 누설량을 고려하여 전체 시스템의 용량을 설계하며, 누설량이 클 경우 유압시스템의 전체 용량이 불필요하게 증가하게 되므로 설계단계에서 누설을 최소화하는 것이 필요하며, 미터밸브의 성능에 있어서 누설 특성이 중요한 설계요소로 고려되어 설계하여야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유압식 미터밸브는, 압력이 유입되는 입구포트(110)와, 상기 입구포트(110)에서 유입된 압력을 토출시키는 토출포트(120)가 형성되는 하우징(100) 그리고, 상기 하우징(100)에 결합되는 제1,2캡(200,300)과 상기 제1캡(200)에는 입구포트(110)에서 형성되는 압력을 조절하는 압력조절부 및 상기 제2캡(300)에 관통 결합되며 전단부에 제2스풀(410)이 형성되는 인풋로드(400) 를 포함하여 이루어지게 된다.

또한, 상기 제1캡(200)에는, 상기 입구포트(110)를 통해 유입된 압력을 조절하는 제1체크밸브(220)와 상기 제1체크밸브(220)를 구동시키는 제1스풀(210)이 더 구비되며, 상기 압력조절부(500)는, 상기 인풋로드(400)의 스트로크에 따라 상기 하우징(100) 내부에서 구동되는 제1,2가이드(510,550)와 상기 제1,2가이드(510,550)에는 상기 인풋로드(400)의 스트로크에 따라 상기 제1,2가이드(510,550)를 이동시키는 제1스프링(500a) 그리고, 상기 제1스프링(500a)이 이탈되지 않도록 상기 제1,2가이드(510,550)에 각각 형성되는 스프링안착단턱(520,560) 및 상기 제2가이드(550)에는 상기 제1스풀(210)이 결합되는 결합관(500b)을 포함하여 이루어지게 된다.

또한, 상기 결합관(500b)에는, 상기 제1체크밸브(220)에서 유입되는 압력을 조절하는 제2체크밸브(510b)와 그리고 상기 제2가이드(550)를 압축시키는 제2스프링(520b) 및 상기 제2체크밸브(510b)를 구동시키는 제2스풀(410)이 삽입되는 삽입턱(530b)을 포함하여 이루어지며, 상기 제2가이드(550)에는, 상기 제2스프링(520b)이 안착되는 안착턱(570)이 더 구비되며, 상기 제1가이드(510)에는, 상기 인풋로드(400)가 안착되는 안착단턱(530)이 더 구비된다.

아울러, 상기 하우징(100)에는, 상기 제1,2체크밸브(220,510b)를 통해 유입되는 압력을 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 리턴포트(130)가 형성되어 본 발명의 유압식 미터밸브가 구성되게 되고, 특히, 본 발명의 유압식 미터밸브는 전체적으로 하우징(100) 내부에 장착된 형식이며, 인풋로드(400)와 제1가이드(510), 제1스프링(500a), 제2가이드(550), 제2스프링(520b), 제1스풀(210), 제1체크밸브(220), 제2체크밸브(510a), 입구포트(110), 토출포트(120), 리턴포트(130), 제1캡(200), 제2캡(300)으로 구성되며, 상기 입구포트(110)와 토출포트(120) 그리고 리턴포트(130)는 하우징(100) 내부의 유로 형식으로 구성된다.

이상 본 발명의 구성에 따른 유압식 미터밸브의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

상기 인풋로드(400)는 외부에서 가해지는 하중에 의해서 미터밸브 내부에서 일정한 스트로크를 갖는 왕복운동을 하며, 상기 인풋로드(400)의 작동 스트로크에 따라서 상기 제1가이드(510)가 상기 제1스프링(500a)에 힘을 전달하고, 이는 다시 제2가이드(550)에 의해 상기 제1스풀(210)을 작동시켜서 상기 제1체크밸브(220)를 개폐시킨다.

또한, 토출압력이 정해지면 상기 제1스프링(500a)과 제2스프링(520b)의 압축력 및 유압의 밸런스에 의해 상기 제1스풀(210)과 제1가이드(510)의 위치가 결정되며 제1가이드(510)는 제2스풀(410)이 결합된 상태를 유지하고 이에 의해 제1체크밸브(220)와 제2체크밸브(510b)의 개폐조절에 의해 토출압력이 유지된다.

상기와 같은 본 발명의 작동상태를 도 2 내지 도 5를 참조하여 각 작동 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 유압식 미터밸브의 초기상태의 작동 상태도로 초기 상태에서 상기 입구포트(110)에 압력이 공급되고 상기 인풋로드(400)의 스트로크가 0인 조건에서, 기본적으로 제1체크밸브(220)는 폐쇄된 상태가 되며 제2체크밸브(510b)는 제2스프링(520b)과 제1스프링(500a)에 의해서 개방되게 된다.

또한, 도 3은 본 발명의 유압식 미터밸브의 토출압력 공급 시 작동되는 상태를 나타낸 상태도로, 상기 토출포트(120)에 압력을 공급할 경우(일반적으로 입구압력보다 낮은 압력을 공급), 상기 인풋로드(400)를 위쪽으로 움직이면 서서히 토출압력이 증가한다.

또한, 상기 인풋로드(400)의 스트로크가 증가하면 상기 제1가이드(510)에 의해 상기 제1스프링(500a)이 압축되면서 상기 제2가이드(550)쪽으로 밀리며, 상기 제1스프링(500a)의 작동에 의해 제2가이드(550)와 상기 결합관(500b)에 결합된 제1스풀(210)이 제1캡(200)쪽으로 밀리면서 제2체크밸브(220)의 볼을 밀어 유압이 공급되기 시작한다.

이때 상기 제2체크밸브(520b)는 폐쇄된 상태를 유지하게 되고, 이때 상기 인풋로드(400)의 스트로크에 따라서 필요한 수준의 토출압력을 조절할 수 있다.

그리고 도 4 는 본 발명의 유압식 미터밸브의 토출압력 공급 후 작동되는 상 태를 나타낸 상태도로, 상기 토출포트(120)에 압력이 공급된 후 토출압력이 증가되어 일정한 압력에 도달하면 상기 제1스풀(210)의 수압면적에 의해 제1스풀(210)이 하 방향으로 움직이게 되고, 이때 상기 제1스풀(210)의 수압면적에 의한 힘과 제2스프링(520b)이 제2가이드(550)를 미는 힘의 합이 제1스프링(500a)에 의한 힘과 평형을 이룰 때 상기 제1스풀(210)의 움직임이 멈추게 되며 상기 제1체크밸브(220)는 폐쇄되고 토출압력은 일정하게 유지되며 상기 제2체크밸브(510b)는 계속해서 폐쇄된 상태를 유지한다.

또한, 도 5 는 본 발명의 유압식 미터밸브의 토출압력 해제 시 작동되는 상태를 나타낸 상태도로, 토출압력을 완전히 해제할 경우 상기 인풋로드(400)를 반대방향인 제2캡(300) 쪽으로 당겨 초기위치(스트로크 0)까지 내리면 상기 제1체크밸브(220)가 폐쇄된 상태에서 상기 제2스풀(410)에 의해 제2체크밸브(510b)가 개방되며, 상기 토출포트(120)의 유압이 제1스풀(210) 및 제2가이드(550)의 내부 유로를 통해서 리턴포트(130)로 모두 빠져나간다.

또한, 상기 토출포트(120)의 유압의 일부만 해제할 경우 상기 인풋로드(400)를 하 방향으로 일정 위치까지 스트로크를 조절이 가능하며, 이때 제1체크밸브(220)는 폐쇄된 상태이고 제2체크밸브(510b)가 개방되면서 제1스풀(210)의 수압 면적에 의한 힘과 제2스프링(520b)이 제2가이드(550)를 미는 힘이 제1스프링(500a)에 의한 힘보다 커지므로 상기 제1스프링(500a)은 압축되고 제2가이드(550)와 제1스풀(210)이 하 방향으로 움직이면서 상기 토출포트(120)의 유압이 리턴포트(130)로 일부 빠져나간다.

또한, 상기 리턴포트(130)로 일부 유압이 빠져나가면 상기 토출포트(120)의 압력이 낮아지므로 압축되어있던 제1스프링(500a)이 늘어나게 되고 제2가이드(550)와 제1스풀(210)이 상 방향으로 이동하게 되어 상기 제2체크밸브(510b)는 폐쇄되게 된다.

반면에 토출압력을 일부 증가시킬 경우 상기 인풋로드(400)를 상 방향으로 일정 위치까지 스트로크를 조절할 수 있으며, 상기 인풋로드(400)의 스트로크가 증가하면 다시 제1스프링(500a)의 힘에 의해 제1스풀(210)이 제1체크밸브(220)를 개방되어 압력이 공급되고 제2체크밸브(510b)는 폐쇄된다.

또한, 토출압력이 증가되어 일정한 압력에 도달하면 상기 제1스풀(210)의 수압면적에 의해 상기 제1스풀(210)이 하 방향으로 움직이게 되며, 이때 상기 제1스풀(210)의 수압면적에 의한 힘과 제2스프링(520b)이 제2가이드(550)를 미는 힘의 합이 제1스프링(500a)에 의한 힘과 평형을 이룰 때 제1스풀(210)의 움직임이 멈추게 되며, 상기 제1체크밸브(220)는 폐쇄되고, 상기 제2체크밸브(510b)도 계속해서 폐쇄된 상태를 유지한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정하지 아니하며, 특허 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 유압식 미터밸브의 구성도,

도 2 는 본 발명의 유압식 미터밸브의 초기상태의 작동 상태도,

도 3 은 본 발명의 유압식 미터밸브의 토출압력 공급 시 작동되는 상태를 나타낸 상태도,

도 4 는 본 발명의 유압식 미터밸브의 토출압력 공급 후 작동되는 상태를 나타낸 상태도,

도 5 은 본 발명의 유압식 미터밸브의 토출압력 해제 시 작동되는 상태를 나타낸 상태도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 하우징

110 : 입구포트

120 : 토출포트

130 : 리턴포트

200 : 제1캡

210 : 제1스풀

220 : 제1체크밸브

300 : 제2캡

400 : 인풋로드

410 : 제2스풀

500 : 압력조절부

500a : 제1스프링

500b : 결합관

510b : 제2체크밸브

520b : 제2스프링

530b : 삽입턱

510 : 제1가이드

520 : 스프링안착단턱

530 : 안착단턱

550 : 제2가이드

560 : 스프링안착단턱

570 : 안착턱

Claims (7)

1. 압력이 유입되는 입구포트(110)와, 상기 입구포트(110)에서 유입된 압력을 토출시키는 토출포트(120)가 형성되는 하우징(100);

   상기 하우징(100)에 결합되는 제1,2캡(200,300);

   상기 제1캡(200)에는 입구포트(110)에서 형성되는 압력을 조절하는 압력조절부(500); 및

   상기 제2캡(300)에 관통 결합되며 전단부에 제2스풀(410)이 형성되는 인풋로드(400);

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압식 미터밸브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1캡(200)에는,

   상기 입구포트(110)를 통해 유입된 압력을 조절하는 제1체크밸브(220)와 상기 제1체크밸브(220)를 구동시키는 제1스풀(210)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 유압식 미터밸브.
3. 제 1항에 있어서, 상기 압력조절부(500)는,

   상기 인풋로드(400)의 스트로크에 따라 상기 하우징(100) 내부에서 구동되는 제1,2가이드(510,550);

   상기 제1,2가이드(510,550)에는 상기 인풋로드(400)의 스트로크에 따라 상기 제1,2가이드(510,550)를 이동시키는 제1스프링(500a);

   상기 제1스프링(500a)이 이탈되지 않도록 상기 제1,2가이드(510,550)에 각각 형성되는 스프링안착단턱(520,560); 및

   상기 제2가이드(550)에는 상기 제1스풀(210)이 결합되는 결합관(500b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 미터밸브.
4. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 결합관(500b)에는,

   상기 제1체크밸브(220)에서 유입되는 압력을 조절하는 제2체크밸브(510b);

   상기 제2가이드(550)를 압축시키는 제2스프링(520b); 및

   상기 제2체크밸브(510b)를 구동시키는 제2스풀(410)이 삽입되는 삽입턱(530b);

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압식 미터밸브.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 제2가이드(550)에는,

   상기 제2스프링(520b)이 안착되는 안착턱(570)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 유압식 미터밸브.
6. 제 3항에 있어서, 상기 제1가이드(510)에는,

   상기 인풋로드(400)가 안착되는 안착단턱(530)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 유압식 미터밸브.
7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(100)에는,

   상기 제1,2체크밸브(220,510b)를 통해 유입되는 압력을 상기 하우징(100) 외부로 배출되는 리턴포트(130)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유압식 미터밸브.

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