KR20120030450A

KR20120030450A - 투 포지션 쓰리웨이 밸브

Info

Publication number: KR20120030450A
Application number: KR1020117030821A
Authority: KR
Inventors: 데일 에이. 스트레치
Original assignee: 이턴 코포레이션
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2012-03-28
Also published as: KR101747450B1; CA2764364C; CA2764364A1; US20090293976A1; US8235070B2; WO2010141625A1; EP2438309A1; JP5773994B2; CN102459921A; CN102459921B; JP2012530879A; BRPI1010106A2

Abstract

밸브 매니폴드는 제1방출포트와 제2방출포트와, 그리고 제1부재와 상기 제1부재에 대해 제1위치와 제2위치 사이에서 이동할 수 있는 제2부재를 가지는 제1밸브를 포함한다. 제2부재가 제1위치에 배열될 때 제1부재는 제1방출포트에 유동적으로 연결되는 제1오리피스와, 제2밸브 부재가 제2위치에 배열될 때 제2방출포트에 유동적으로 연결되는 제2오리피스를 포함한다.

Description

투 포지션 쓰리웨이 밸브{TWO POSITION THREE WAY VALVE}

본 발명은 여기에서 전체가 참조로 통합되는, 2009년 6월 2일 출원된 미국특허출원 제12/476,996호와 2009년 6월 2일 출원된 국제특허출원 PCT/US09/45984호를 우선권 주장한다.

유압시스템은 다수의 유압 부하(hydraulic loads)들을 포함할 수 있는데, 부하들 각각은 시간에 대해 변할 수 있는 상이한 흐름 및 압력 조건들을 가진다. 유압시스템은 가압된 유체의 흐름을 유압 부하들에 공급하기 위한 펌프를 포함할 수 있다. 펌프는 가변 또는 고정 용적 구성을 가진다. 고정 용적(fixed displacement) 펌프들은 가변 용적(variable displacement) 펌프들보다 작고, 가볍고 또한 가격이 저렴하다. 일반적으로 고정 용적 펌프들은 펌프작동의 각 싸이클 동안에 규정된 체적의 유체를 전달한다. 고정 펌프의 출력 양은 펌프의 속도를 조절함으로써 제어할 수 있다. 고정 용적펌프의 배출구를 밀폐하거나 또는 제한하는 것은, 시스템 압력에서 대응하는 증가를 일으키게 된다. 유압시스템을 과도하게 가압하는 것을 방지하기 위하여, 고정 용적펌프는 전형적으로 압력 조절기 또는 언로드 밸브(unloading valve)를 사용하여, 펌프 출력이 다수의 유압 부하들의 흐름 조건들을 초과하게 되는 주기들 동안에 시스템 내 압력레벨을 제어한다. 유압시스템은 다수의 부하들로 가압된 유체의 분산을 제어하기 위한 다양한 밸브를 포함할 수 있다.

본 발명의 목적은 가변 흐름 및 압력 필요조건들을 가지는 다수의 유압부하들에 가압된 유체의 분배를 제어하기 위한 예시적인 유압 매니폴드를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유압 매니폴드는 첨부된 청구항에 따라 구성된다.

본 발명에 따라, 가변 흐름 및 압력 필요조건들을 가지는 다수의 유압부하들에 가압된 유체를 효율적으로 분배하게 된다.

도 1a는 메인 스테이지(main-stage) 매니폴드와 파일럿 밸브 매니폴트를 포함하는 예시적인 밸브 매니폴드의 측단면도.
도 1b는 도 1a의 메인 스테이지 매니폴드부의 확대도.
도 1c는 도 1a의 메인 스테이지 매니폴드의 확대도.
도 2a는 동일 수평선상 구성으로 배열된 다수의 메인 스테이지 밸브들을 채용하는 예시적인 다단 매니폴드를 설명하는 도면.
도 2b는 도 2a의 동일 수평선상 밸브 구성의 개략도.
도 3a는 방사상 구성으로 배열되는 다수의 메인 스테이지 밸브들을 채용하는 예시적인 다단 매니폴드를 설명하는 도면.
도 3b는 도 3a의 방사상 밸브 구성의 개략도.
도 4는 도 1a의 동일선상 밸브 구성의 개략도.
도 5는 분할된 동일선상 구성으로 배열되는 다수의 메인 스테이지 밸브들을 채용하는 예시적인 메인 스테이지 매니폴드의 개략적인 대표도.
도 6a는 환형 구성으로 배열되는 다수의 메인 스테이지 밸브들을 채용하는 예시적인 메인 스테이지 매니폴드를 설명하는 도면.
도 6b는 도 6a의 환형 밸브구성을 설명하는 개략도.
도 7a는 2x2 동축구성으로 배열되는 다수의 메인 스테이지 밸브들을 채용하는 예시적인 메인 스테이지 매니폴드를 도시한 도면.
도 7b는 도 7a의 동축밸브 구성을 설명하는 개략도.
도 8은 메인 스테이지밸브의 세로측을 따라 외부에 배열되는 파일럿 밸브를 가지는 밸브조립체의 개략적인 도면
도 9는 메인 스테이지밸브의 단부 근처에 외부에 배열되는 파일럿 밸브를 가지는 밸브조립체의 개략적인 도면.
도 10은 메인 스테이지밸브에 내부적으로 배열되는 파일럿 밸브를 가지는 밸브조립체의 개략적인 도면.
도 11은 각각이 메인 스테이지밸브를 개방하기 위한 파일럿 밸브와 메인 스테이지밸브를 폐쇄하기 위한 리턴 스프링을 채용하는 다수의 메인 스테이지밸브를 포함하는 예시적인 유압시스템의 개략적인 도면.
도 12는 각각이 메인 스테이지밸브를 개방하기 위한 파일럿 밸브와 메인 스테이지밸브를 폐쇄하기 위한 공유 리턴 압력밸브를 채용하는 다수의 메인 스테이지밸브들을 포함하는 예시적인 유압시스템의 개략적인 도면.
도 13은 각각이 메인 스테이지밸브를 개방하기 위한 파일럿 밸브와 메인 스테이지밸브를 폐쇄하기 위한 파일럿 밸브를 채용하는 다수의 메인 스테이지밸브들을 포함하는 예시적인 유압시스템의 개략도.
도 14는 메인 스테이지밸브들의 개방과 폐쇄를 위해 다수의 파일럿 밸브들을 채용하는 다수의 메인 스테이지밸브들을 포함하는 예시적인 유압시스템의 개략도.
도 15는 도 14의 예시적인 유압시스템에 채용되는 메인 스테이지밸브들의 동작을 제어하기 위한 다양한 옵션 확인 논리표.
도 16은 메인 스테이지 스풀을 폐쇄위치로 프리로드(preload)하기 위한 바이어싱 부재를 채용하는 도 14의 예시적인 유압시스템의 개략도.
도 17은 도 16의 예시적인 유압시스템에 채용되는 메인 스테이지밸브들의 동작을 제어하기 위한 다양한 옵션 확인 논리표.
도 18a 및 18b는 도 16의 예시적인 유압시스템에 채용되는 메인 스테이지밸브들의 동작을 제어하기 위한 다양한 부가옵션 확인 논리표.
도 19a는 업스트림 압력에 응해 메인 스테이지밸브를 개방하도록 구성되는 통합된 압력보조 매카니즘을 채용하는 예시적인 메인 스테이지밸브의 단면도.
도 19b는 폐쇄위치에 배열된 것으로 도시된, 도 19a의 메인 스테이지밸브 부분의 확대도.
도 19c는 개방위치에 배열된 것으로 도시된 도 19b에 도시된 메인 스테이지밸브 부분을 보여주는 도면.
도 20a는 업스트림 압력에 응해 메인 스테이지밸브를 폐쇄하도록 구성되는 통합된 압력보조 매카니즘을 채용하는 예시적인 메인 스테이지밸브의 단면도.
도 20b는 폐쇄위치에 배열된 도 20a에 도시된 메인 스테이지밸브의 확대도.
도 20c는 개방위치에 배열된 도 20b에 도시된 메인 스테이지밸브의 부분을 도시한 도면.
도 21a는 다운스트림 압력에 응해 메인 스테이지밸브를 개방하도록 구성되는 통합된 압력보조 매카니즘을 채용하는 예시적인 메인 스테이지밸브의 단면도.
도 21b는 폐쇄위치에 배열된 도 21a에 도시된 메인 스테이지밸브의 확대도.
도 21c는 개방위치에 배열된 도 21b에 도시된 메인 스테이지밸브 부분을 도시한 도면.
도 22a는 다운스트림 압력에 응해 메인 스테이지밸브를 폐쇄하도록 구성되는 통합된 압력보조 매카니즘을 채용하는 예시적인 메인 스테이지밸브의 단면도.
도 22b는 폐쇄위치에 배열된 도 22a의 메인 스테이지밸브 부분의 도면.
도 22c는 개방위치에 배열된 도 22b에 도시된 메인 스테이지밸브 부분의 도면.
도 23은 메인 스테이지밸브의 스풀이 폐쇄위치와 개방위치 사이에서 이동할때 발생하는 충격력을 저감하기 위해 메인 스테이지밸브에 채용되는 감쇠시스템의 부분 단면도.
도 24는 도 23의 감쇠시스템의 확대 부분 단면도.
도 25a는 메인 스테이지밸브가 폐쇄위치로 이동할 때 발생하는 충격력을 저감시키기 위해 메인 스테이지밸브에 채용되는 감쇠시스템의 부분 단면도.
도 25b는 도 25a에 도시된 것과 같은 감쇠링과 스풀의 분해도.
도 26은 유압펌프조립체와 통합된 도 1a와 도 4의 동일선상 밸브 배열의 부분 단면도.
도 28a는 제1위치에 배열된 공통스풀과 그리고 슬리브를 공유하는 메인 스테이지밸브들을 채용하는 예시적인 메인 스테이지 매니폴드의 부분 단면도.
도 28b는 스풀이 제2위치에 배열되어 있는, 도 28a의 예시적인 메인 스테이지 매니폴드의 부분 단면도.
도 29a는 스풀의 외측 단부표면 근처에 위치하는 스풀 작동표면을 채용하는 예시적인 메인 스테이지 매니폴드의 부분 단면도.
도 29b는 스풀의 내측 단부표면 근처에 위치하는 스풀 작동표면을 채용하는, 도 29a에 도시된 예시적인 메인 스테이지 매니폴드의 부분 단면도.
도 30은 링형 밸브 액츄에이터를 채용하는 예시적인 메인 스테이지 매니폴드의 부분 단면도.
도 31a는 핀형 밸브 액츄에이터를 채용하는 예시적인 메인 스테이지 매니폴드의 부분 단면도.
도 31b는 도 31a에 도시된 메인 스테이지 매니폴드의 부분 단면도.
도 32는 압축할 수 있는 유체량을 최소화하고 또한 시스템 동작효율을 개선하기 위해 통합된 유압 유체분산 모듈의 개략적인 도면.

후술하는 설명과 또한 도면들을 참조해, 기술한 시스템과 방법들에 대한 설시적인 해결책들을 상세히 도시한다. 도면들이 가능한 몇몇 해결책들을 나타낸다 하더라도, 도면들을 반드시 크기 조절할 필요가 없고 또한 몇몇 특징부들은 기술한 장치의 더 나은 설시와 설명을 위해 생략되거나, 제거되거나 또는 부분적으로 단면화될 수 있다. 게다가, 여기에서 주어진 상세한 설명은 배타적이거나 또는 청구항들을 도면에 도시된 특정 형태와 구성으로 또한 다음의 상세한 설명에 기술되는 것들로 제한하고자 하는 것은 아니다.

도 1a는 가변 흐름 및 압력 필요조건들을 가지는 다수의 유압부하(hydraulic loads)들에 가압된 유체의 분배를 제어하기 위한 예시적인 유압 매니폴드(20)를 설명한다. 설명의 목적은 위해, 매니폴드(20)는, 메인 스테이지밸브(main-stage valve)(30, 32, 34 및 36)들로 각각 식별되는 네 개의 독립밸브들을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 매니폴드(20)가 네 개의 밸브(30, 32, 34 및 36)들을 포함하는 것으로 도시되어 있다 하더라도, 매니폴드(20)는 특정의 응용의 필요조건들에 따라 더 적은 또는 더 많은 밸브들을 포함할 수 있다. 메인 스테이지밸브 각각은 하나 이상의 유압 부하들에 유동적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 한정하는 것은 아니지만 유체 부하들은 유압실린더와 유압모터와 같은 다양한 유압 작동 장치들을 포함할 수 있다. 메인 스테이지밸브들은 유압 부하들 각각에 대한 유체의 압력과 흐름을 선택적으로 조절함으로써 유압 부하들의 동작을 제어한다.

밸브(30, 32, 34 및 36)들은 메인 스테이지 매니폴드(main-stage manifold)를 형성하기 위해 밸브들이 다양한 구성들로 상호연결될 수 있도록 적절히 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 메인 스테이지 매니폴드 구성에서, 메인 스테이지밸브들은 동일선상 형태(co-linear fashion)로 함께 적층된다. 용어 "동일선상"은, 개별적인 밸브 스풀(valve spool)들이 일반적으로 선형 형태로 한 줄로(end-to-end) 배열되는 것을 나타낸다. 메인 스테이지밸브들은 또한 다양한 다른 구성들로 배열될 수 있는데, 이들의 예는 아래에서 설명한다.

예시적인 메인 스테이지 매니폴드는, 고압 유체가 매니폴드(20)로 도입되게 해주는 유입포트(inlet port)(42)를 포함할 수 있다. 네 개의 메인 스테이지 밸브들 각각에 대해 하나씩, 네 개의 방출포트(exit port)(44, 46, 48 및 50)들이 대응하는 유압 부하에 유동적으로 연결될 수 있다. 유입포트(42)는 고정 용적펌프(미도시)와 같은 가압 유체원에 유동적으로 연결될 수 있다. 한정하는 것은 아니지만, 기어펌프, 베인펌프, 축방향 피스톤 펌프 및 레이디얼(radial) 피스톤 펌프를 포함하는, 다양한 펌프구성들을 사용할 수 있다. 그러나, 가압된 유체의 흐름을 생성할 수 있는 다른 장치들로 사용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 유체원으로부터 받은 가압된 유체는 유입포트(42)를 통해 매니폴드(20)에 도입되고 그리고 하나 이상의 방출포트(44, 46, 48 및 50)를 통해 메인 스테이지 매니폴트로 방출된다. 밸브(30, 32,34 및 36)들은 유입포트(42)에서 방출포트(44, 46, 48 및 50)들로 가압된 유체의 흐름을 선택적으로 제어한다.

밸브(30, 32,34 및 36)들 각각은 유압으로 작동하는 스풀밸브(40)를 포함할 수 있다. 밸브(30, 32,34 및 36)들 각각은 밸브몸체(38)와 밸브몸체(38) 내에 배치되는 스풀밸브(40)를 포함한다. 스풀밸브(40)들 각각은 밸브몸체(38)에 대해 고정되는 슬리브(64)로서 도시된 원통형 중공 슬리브와, 슬리브(64)의 외부 둘레에 활주가능하게 배치되는, 스풀(66)로서 도시된 원통형 스풀을 포함할 수 있다. 스풀(66)들은 슬리브(64)의 길이의 일부분 위에서 뒤로, 앞으로 자유롭게 이동할 수 있다. 용어 "스풀"과 "슬리브"들은 스풀밸브의 부품들을 설명하는데 공통적으로 사용된다고 하더라고, 용어들은 항상 동일한 부품들을 지속적으로 언급하지 않는다. 따라서, 이 출원서 전체를 통해서, 용어 "슬리브"는 정지 부품들을 언급하고, 용어 "스풀"은 상기 정지 부품에 관해 이동할 수 있는 부품들을 언급한다. 그러므로, 현재 설명하는 스풀밸브(40)에 관해서는, 내측부재가 밸브몸체(38)에 관해 고정되기 때문에, "슬리브"로서 언급되어야 하는 반면, 슬리브에 관해 이동할 수 있는 것으로 설명되는 외측부재는 "스풀"로서 언급되어야 한다. 다른 한편으로, 외측부재가 밸브몸체에 대해 고정되고 또한 내측부재가 외측부재에 대해 이동할 수 있다면, 내측부재는 "스풀"로서 언급할 수 있고, 외측부재는 "슬리브"로서 언급할 수 있다.

슬리브(64)들과 스풀(66)들 각각은 각 부품들의 벽들을 통해 연장하는 일련의 오리피스(orifice)들을 포함할 수 있는데, 스풀(66)들 각각은 일련의 오리피스(80)들을 포함하고, 슬리브(64)들 각각은 일련의 오리피스(82)를 포함한다. 오리피스(80 및 82)들은 공통 패턴으로 배열되어, 도 1c에 도시한 바와 같이 스풀(66)이 슬리브(64)에 관해 개방위치에 위치할 때 스풀(66)의 오리피스(80)가 슬리브(64)의 오리피스(82)와 정렬이 되도록 한다. 스풀(66)의 오리피스(80)들과 슬리브(64)의 오리피스(82)들을 정렬시키기 위해, 밸브(30, 32, 34 및 36)들은 스풀(66)을 슬리브(74)에 대해 축방향으로 활주시킴으로써 개방위치에 배열될 수 있다(예컨대, 도 1c에 도시된 밸브(36)). 이러한 배열은 가압된 유체가 스풀밸브(40)를 통해 밸브(30, 32, 34 및 36)들의 방출포트(44, 46, 48 및 50)로 통과시킨다. 밸브를 통한 유체의 흐름을 차단하기 위해 스풀(66)과 슬리브(64)의 오리피스들을 의도적으로 오정렬(misalign)시키기 위하여 슬리브(64)에 관해 스풀(66)을 축방향으로 활주시킴으로서 스풀(66)은 폐쇄위치로 리턴(return)할 수 있다. 네 개의 밸브(30, 32, 34 및 36)들 각각의 스풀(66)은 도 1a에서 폐쇄위치에 있는 것으로 묘사되어 있다.

밸브(30, 32, 34 및 36)은, 솔레노이드로 작동하는 파일럿 밸브(pilot valve)(62)에 의해 유압적으로 작동할 수 있다. 파일럿 밸브(62)는 압력원에 유동적으로 연결되는 유입포트(92)를 포함할 수 있다. 도 1b로 돌아가 보면, 파일럿 밸브(62)의 방출포트(96)는 스풀(66) 내 노치영역(notched region)(100)과 밸브몸체(38)의 벽(102)에 의해 적어도 부분적으로 규정되는 유체 공동(fluid cavity)(98)에 유동적으로 연결된다. 스풀(66) 각각의 노치영역(100)은 수직으로 배향되는 표면(108)을 포함한다. 유체 공동(98)을 가압하면, 스풀(66)의 표면(108)에 대해 축방향 힘을 부여하게 되고, 이는 슬리브(64)에 대해 스풀(66)을 개방위치로 변위시키는 경향이 있다.

도 1a로 다시 돌아가면, 스풀밸브들 각각은, 스풀(66)을 개방위치에서 폐쇄위치로 이동시키기 위해 코일 스프링과 판 스프링(leaf spring)과 같은 다양한 구성을 포함하는 바이어싱부재(106)를 채용할 수 있다. 스풀밸브는 또한 상기 바이어싱부재가 스풀(66)을 폐쇄위치에서 개방위치로 이동시키게 하도록 구성될 수 있다. 바이어싱부재(106)는, 스풀(66)의 대향단부에서 유체 공동(98)을 가압함으로써 생성도는 바이어싱력에 반대되는 바이어싱력을 스풀(66)에 대해 인가한다. 밸브(30, 32, 34 및 36)들은, 바이어싱부재(106)에 생성되는 바이어싱력을 극복하도록 유체 공동(98)을 충분히 가압함으로써 개방위치에 위치할 수 있다. 이렇게 함으로써, 도 1c에 도시한 바와 같이, 슬리브(64)의 오리피스(82)들과 스풀(66)의 오리피스(80)들을 유동적으로 연결시키기 위해 스풀(66)을 슬리브(64)에 대해 축방향으로 활주시키게 된다. 슬리브(64)에 대해 스풀(66)을 위치시키는 것은, 스풀(66)의 오리피스(80)들이 슬리브(64)의 오리피스(82)들과 유동적으로 연결될 때 스풀(66)의 제1단부(1120 또는 스풀(66)의 다른 적절한 영역과 결합하는 스톱(stop)(100)에 의해 제어될 수 있다. 스풀(66)에 관해 슬리브(64)를 위치시키는 것을 제어하는데 다른 매카니즘도 채용할 수 있다.

유체 공동(98)을 감압시키기 위하여, 스풀(66)은 파일럿 밸브(62)를 조정함으로써 폐쇄위치에 위치할 수 있다. 이는, 바이어싱부재(106)에 의해 인가되는 바이어싱력이 스풀(66)을 폐쇄위치로 축방향으로 활주시키게 한다. 스풀(66)이 폐쇄위치에 위치할 때 스풀(66)의 오리피스(80)들은 슬리브(64)의 오리피스(82)들과 의도적으로 축방향으로 오정렬된다. 스풀(66)을 폐쇄위치에 위치시키는 것은, 스풀(66)의 단부(113), 또는 스풀(66)의 다른 적절한 영역이 스톱(110)에 반대되게 위치되는 제2스톱(114)과 결합하게 함으로써 제어할 수 있다.

밸브(30, 32, 34 및 36)들은, 내측 또는 외측부재가 스풀(66)로서 동작하도록 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 예시적인 메인 스테이지밸브에서, 내측부재는 슬리브(64)로서 기능하고, 외측부재는 스풀(66)로서(즉, 슬리브에 대해 이동이 가능하게) 기능한다. 그러나, 다른 대안에서, 내측부재는 스풀(66)로서 동작하고 또한 외측부재는 슬리브(64)로서 동작하도록 구성할 수 있다. 게다가, 밸브(30, 32, 34 및 36)들은, 내측 및 외측부재들 둘 다가 서로에 대해 또한 밸브몸체(38)에 대해 반대방향으로 동시에 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 후자의 구성은 빠른 밸브동작 속도를 생산하지만, 시스템이 보다 복잡해질 수 있다.

비록 예시적인 밸브(30, 32, 34 및 36)들이 개방위치에 있을 때 가압된 유체의 흐름이 예시적인 밸브들을 통해 방사상 외측으로 통과하는 것을 설명하였지만, 메인 스테이지 매니폴드는 또한, 흐름이 방사상 내측으로 통과하도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 도 1a에서 방출포트(44, 46, 48 및 50)들로서 표시되는 통로들이 유입포트로서 동작할 수 있고 또한 유입포트(42)로서 표시된 통로는 방출포트로서 동작할 수 있다. 가압된 유체가 밸브(30, 32, 34 및 36)들을 통과하는 방향은, 내측 또는 외측부재가 스풀로서 동작하는지, 또는 밸브들이 작동할 때 두 부재 모두가 서로에 대해 이동가능한지에는 의존하지 않는다.

밸브(30, 32, 34 및 36)들과 파일럿 밸브(62)는 독립된 압력원을 가지거나 또는 공통이 압력원을 공유할 수 있다. 도 1a에 도시된 예시적인 매니폴드 구성에서, 밸브(30, 32, 34 및 36)들과 파일럿 밸브(62)들은 공통의 압력원을 공유하는 것으로 도시되어 있다. 밸브(30, 32, 34 및 36)들과 파일럿 밸브(62)들에 공급하기 위한 가압된 유체는 유입포트(42)를 통해 메인 스테이지 매니폴드로 도입된다. 유입포트(42)는 제1밸브(30)의 슬리브(64)에 유동적으로 연결된다.

밸브(30, 32, 34 및 36)들의 슬리브(64)들은 직렬로 연결되어 세장된 플리넘(elongated plenum)(120)을 형성할 수 있다. 마지막 밸브(36)의 슬리브(64)의 다운스트림 말미(downstream end)에 파일럿 매니폴드(122)가 직렬로 유동적으로 연결된다. 파일럿 매니폴드(122)는 파일럿 공급통로(124)를 포함함하고, 이 통로를 통해 가압된 유체의 일부가 메인 스테이지 유체원으로부터 빠져나와 파일럿 밸브(62)에 전달된다. 파일럿 밸브(62)들 각각의 유입포트(92)는 파일럿 공급통로(124)에 유동적으로 연결될 수 있다. 파일럿 밸브(62)들 중 적어도 하나를 작동시키면, 파일럿 유체통로(124) 내에 존재하는 유체의 일부가 파일럿 밸브(62)를 지나, 스풀(66)에 인접한 유체 공동(98)으로 전달되어, 밸브(30, 32, 34 및 36)들 중 적어도 하나를 개방위치로 작동시킨다.

도 1a를 계속 참조하면, 파일럿 매니폴드(122)는 체크밸브(130)를 포함할 수 있다. 체크밸브(130)는 파일럿 매니폴드(122)로 전달되는 가압된 유체의 흐름을 제어하고 또한 파일럿 매니폴드(122)에서 플래넘(120)으로 유체가 역으로 흐르는 것을 차단하도록 동작한다. 체크밸브(130)는 다양한 구성들 중 하나를 가질 수 있다. 이러한 구성의 한 예가 도 1a에 도시되어 있는데, 파일럿 매니폴드(122)로 또한 로부터 유체의 흐름을 제어하는데 볼 체크밸브를 사용한다. 체크밸브(130)는 파일럿 매니폴드(122)의 유입통로(134)와 선택적으로 결합하는 볼(132)을 포함한다. 볼(132)이 파일럿 매니폴드(122)의 유입통로(134)와 결합하도록 바이어싱하기 위해 스프링(136)이 제공될 수 있다. 체크밸브(130) 전체에 걸친 압력강하가 스프링(136)에 의해 부여되는 바이어싱력을 초과하면, 볼(132)이 파일럿 매니폴드(122)의 유입통로(134)와 분리되어 가압된 유체가 플러넘(120)에서 파일럿 매니폴드(122)로 흘러가도록 한다. 유압 매니폴드(20)에서 파일럿 매니폴드(122)로 흐르는 유체의 비율은, 체크밸브(130) 전체에 걸친 압력강하에 따라 다르다. 압력강하가 크면 클수록, 흐름율은 높다. 체크밸브(130) 전체에 걸친 압력강하가 스프링(136)의 바어이싱력보다 작은 경우, 또는 파일럿 매니폴드(122) 내 압력이 플러넘(120) 내 압력을 초과하는 경우에, 체크밸브 볼(132)이 파일럿 매니폴드(122)의 유입통로(134)와 결합하여, 체크밸브(130)을 통해 양방향으로 흐름을 차단하게 된다. 체크밸브(134) 전체에 걸쳐 원하는 압력강하가 이루어지기 전까지 체크밸브(130)가 개방되는 것을 방지하도록 스프링(136)의 스프링율(spring rate)을 선택할 수 있다.

파일럿 매니폴드(122)는 또한 유압유체로부터 이물질을 제거하기 위하여 필터(140)를 채용할 수 있다. 파일럿 밸브(62)들을 매니폴드(20)에 연결시키는 파일럿 공급통로(124)에 필터(140)를 전개할 수 있다. 광범위한 필터(140)들을 채용할 수 있는데, 제한하는 것은 아니지만 밴드 필터와 카트리지 필터뿐만 아니라 다른 필터들을 사용할 수 있다. 밴드 필터는 비용 효율적이 장점을 가지고, 일반적으로 카트리지 필터보다 작은 패키징 용기를 가지고, 또한 잠재적으로 고압력 강하를 견뎌낼 수 있다. 한편, 카트리지 필터는 막혔을 때 교체할 수 있고 또한 밴드 필터보다 큰 필터링 표면을 가지지만, 큰 패키징 용기를 필요로 할 수 있다.

파일럿 매니폴드(122)는 또한 밸브(30, 32, 34 및 36)들을 작동시키는데 사용하는 가압된 유체를 저장하기 위한 축압기(accumulator)(142)를 포함할 수 있다. 축압기(142)는 다양한 구성들 중 하나를 가질 수 있다. 예컨대, 도 1a에 도시된 하 형태는 가압된 유체를 받아들여 저장하기 위한 유체 저유기(144)를 포함한다. 저유기(144)는 파일럿 매니폴드(122)에 유동적으로 연결될 수 있다. 축압기(142)는 저유기(144) 내에 위치하는 가동 피스톤(moveable piston)(146)을 포함할 수 있다. 저유기(144) 내에서 피스톤(146)의 위치를 조정하여 저유기(144)의 체적을 선택적으로 변경시킬 수 있다. 코일 스프링과 같은 바이어싱 매카니즘(148)은, 저유기(144)의 체적을 최소화시키는 방향으로 피스톤(146)을 밀친다. 바이어싱 매카니즘(148)은 파일럿 매니폴드(122) 내에 존재하는 가압된 유체에 의해 부여되는 압력에 반대되는 바이어싱력을 부여한다. 만일 두 개의 반대되는 힘들이 균형 맞지 않는다면, 피스톤(146)은 저유기(144)의 체적을 증가 또는 감소시키도록 변위하게 되어, 두 대향하는 힘들 간에 균형을 복원한다. 적어도 몇몇 상황에서, 저유기(144) 내 압력레벨은 파일럿 매니폴드(122) 내 압력에 대응한다. 만일 저유기(144) 압력이 바이어싱 매카니즘(148)에 의해 생성되는 반대힘을 초과한다면, 피스톤(146)은 바이어싱 매카니즘(148)을 향해 변위하게 되어, 저유기(144)의 체적과 그리고 축압기(142) 내에 저장될 수 있는 유체의 양을 증가시킨다. 저유기(144)가 지속적으로 유체를 충전하면, 바이어싱 매카니즘(148)에 의해 생성되는 반대되는 힘 또한, 바이어싱력과 저유기(144) 내에서부터 부여되는 반대되는 실질적으로 동일하게 되는 시점까지 증가한다. 두 개의 상반되는 힘들이 규형 상태에 있으면 저유기(144)의 체적 용량은 실질적으로 일정하게 남아있게 된다. 다른 한편으로, 파일럿 밸브(62)들 중 하나 이상을 작동시키게 되면, 파일럿 매니폴드(122) 내 압력레벨이 저유기(144) 내 압력레벨 아래로 강하하게 한다. 이는, 피스톤(146) 전체에 걸친 압력이 불균형하게 되어, 저유기(144) 내에 저장된 유체가, 밸브(30, 32, 34 및 36)들을 작동시키는데 사용하기 위해 파일럿 매니폴드(122)로 방출되게 한다는 사실과 관련있다.

밸브(30, 32, 34 및 36)들은 매니폴드(20) 내에 다양한 구성으로 배열될 수 있다. 다양한 밸브 구성들의 예는 아래에서 설명하는데, 한정하는 것은 아니지만 도 2a와 2b에 도시된 바와 같은 동일 수평선상(co-parallel) 구성과; 도 3a와 3b에 도시된 바와 같은 방사상 구성과; 도 1a와 4에 도시된 바와 같은 동일선상(collinear) 구성과; 도 5에 도시된 바와 같은 분할된 동일선상 구성과; 그리고 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같은 환형 구성과; 그리고 도 7a와 7b에 도시된 바와 같은 쌍쌍이(2x2) 동축 구성을 포함할 수 있다. 다양한 밸브 배열을 나타내는 도면들은 메인 스테이지 밸브의 배열을 나타내는 매니폴드(20)의 단면도와, 그리고 메인 스테이지 매니폴드와 개별적인 메인 스테이지 밸브(도 5에 도시된 분할된 동일선상 배열은 제외)를 통해 유체가 통과하는 방법을 설명하는 매니폴드(20)의 개략도를 포함한다. 이들은 단지 가능한 밸브 배열들이며, 실제로 특정 응용의 필요조건들에 따라 다른 배열들을 채용할 수 있다. 예시적인 밸브 배열들은 제한적 의도가 아니고, 다른 배열들 또한 사용할 수 있다.

도 2a를 참조하면, 매니폴드(20)는 동일 수평선상 구성으로 배열되는 두 개 이상의 밸브(230)들을 포함하는데, 밸브(230)들의 세로축(A-A)은 서로에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된다. 각 밸브(230)의 스풀(266)과 슬리브(264)들은, (이동가능한 부재)스풀(266)은 외측부재이고 (정지부재)슬리브(264)는 내측부재가 되도록 배열될 수 있다. 밸브(230)는 또한, 외측부재가 슬리브(264)로서 동작하고 내측부재가 스풀(266)로서 동작하도록 구성될 수 있다. 밸브의 세로축과 일치하는, 밸브(230)들 각각의 스풀(266)의 이동궤적은 실질적으로 서로에 대해 평행하게 배열될 수 있다. 스풀(266)들 간의 이동궤적은 실질적으로 공통 평면(common plane) 내에 놓일 수 있다. 밸브(230)들은 매니폴드 공급통로(222)의 공통 측면에 배열될 수 있다.

도 2b를 다시 참조하면, 각 밸브(230)의 유입구(292)는 매니폴드 공급통로(222)에 유동적으로 연결될 수 있다. 가압된 유체는. 압력원에 유동적으로 연결되는 유입구(242)를 통해 매니폴드 공급통로(222)로 도입된다. 유체는 매니폴드 공급통로(222)를 통과해 각 밸브(230)의 유입구(292)로 통과한다. 밸브(230)들 중 하나 이상을 작동시켜면(즉, 개방하면), 가압된 유체가 매니폴드 공급통로(222)에서 밸브(230)의 스풀(266)의 내부 공동(232)로 통과하도록 한다. 이 지점에서부터, 유체는 방사상 외측으로 슬리브(264)의 오리피스(280)들과 스풀(266)의 오리피스들을 통과하고, 그리고 대응하는 유압회로를 통해 유압부하로 향할 수 있다. 소정의 성능 장점들을 제공하는 이외에도, 동일 수평선상 밸브 배열은 또한 기계가공과 조립 공정을 단순화시킴으로써 제조비용을 줄일 수 있다. 이 특정 배열은 또한, 특정 응용의 필요조건들에 따라서 매니폴드(220)가 소정수의 밸브들을 포함하도록 쉽게 수정될 수 있도록 해준다.

도 3a 및 3b를 참조하면, 매니폴드(320)는 방사상 구성으로 배열된 두 개 이상의 밸브(330)들을 포함할 수 있는데, 밸브(330)들은 공통 유체노드(fluid node)(342)의 축(A-A) 둘레에 원형 패턴으로 배열될 수 있다. 매니폴드(320)는, 예컨대 도 3b에 도시된 바와 같이 바퀴의 바퀴살을 닮은 형식으로 공통 유체노드(342)에서부터 방사상 외측으로 연장하는 일련의 공급통로(391)를 포함할 수 있다. 밸브(330)들의 유입포트(392)는 공급통로(391)에 유동적으로 연결된다. 각 밸브(330)의 스풀(366)과 슬리브(364)들은, 기능들이 반전되도록 밸브(330)들이 배열될 수 있다 하더라도, (이동가능한 부재)스풀(366)이 외측부재이고, (정지부재)슬리브(364)가 내측부재가 되도록 배열될 수 있다. 가압된 유체는 압력원에 유동적으로 연결될 수 있는 유입포트(393)를 통과해 공급통로(391)로 도입될 수 있다. 유체는 공급통로(391)를 통과해 각 밸브(330)의 유입통로들로 통과한다. 밸브(330)들 중 하나 이상을 작동시킴으로써(즉, 개방함으로써), 가압된 유체는 방사상 외측으로 슬리브(364)의 오리피스(380)들과 스풀(366)의 오리피스(382)들을 통과하고, 계속하여 대응하는 유체회로를 통과해 유압부하로 전달될 수 있다.

도 1a와 4를 참조하면, 매니폴드에 동일선상 구성으로 배열된 밸브(30, 32, 34, 36)들이 도시되어 있는데, 밸브(30, 32, 34, 36)들의 슬리브(64)들은 공통 세로축(A-A)를 따라 끝과 끝을 잇는(end-to-end) 방식으로 배열된다. 도 4는 매니폴드를 통한 유체경로를 보여주는, 도 1a의 매니폴드의 개략도이다. 각 밸브(30, 32, 34, 36)들의 스풀(66)과 슬리브(64)들은, (이동가능한 부재)스풀(66)이 외측부재이고 (정지부재)슬리브(64)가 내측부재가 되도록 배열될 수 있다. 이 구성에서, 슬리브(64)들은 공통의 세로축(A-A)를 따라 함께 연결되어 연속적인 원통형 공급통로(91)를 형성한다. 가압된 유체는 압력원에 유동적으로 연결되는 유입포트(42)를 통과해 공급통로로 도입된다. 밸브(30, 32, 34, 36)들 중 하나 이상을 작동시키면(즉, 개방하면), 가압된 유체가 방사상 외측으로 스풀(66)의 오리피스(80)와 슬리브(64)의 오리피스(82)들을 통과해, 유압부하 공급을 위해 상호연결된 유압회로에 전달된다. 특정 밸브로 전달된 유체는, 특저 밸브에 전달되기 이전의 선행 밸브들 각각의 슬리브(64)를 통과한다. 예컨대, 마지막 밸브(36)에 전달된 유체는 선행하는 밸브(30, 32 및 34)들 각각의 슬리브(64)를 통과한다. 공통선상 밸브 배열은 메인 스테이지 유입구 체적을 극소화시켜, 유압시스템의 전체 작동효율을 개선할 수 있다. 밸브(30)들 각각의 스풀(66)의 이동궤적은 실질적으로 서로에 대해 평행하게 정렬될 수 있는데, 스풀(66)들 간의 이동궤적은 공통축을 따라 실질적으로 연장할 수 있다. 밸브(30, 32, 34, 36)들 각각은 스풀(66)의 이동궤적에 실질적으로 평행하도록 배열될 수 있는 공통의 세로축(A-A)을 가질 수 있다. 세로축(A-A)은 매니폴드(20)에서 밸브(30, 32, 34, 36)들이 공유하는 공통축일 수 있다. 공급통로(91)는 실질적으로 밸브들의 축(A-A)과 일치할 수 있다.

도 5에 도시된 예시적인 밸브 배열은 매니폴드(52)를 포함하는, 도 4에 도시된 동일선상 밸브 배열의 수정된 버전의 개략도이다. 분할된 동일선상 구성으로 언급하는 이 배열은, 공급통로(592)의 두 대향단들 상에 두 쌍으로 분할된 네 개의 밸브(530)들을 포함할 수 있다. 밸브(530)들 각각은 동일선상 배열에 관해 상기에서 설명한 끝과 끝을 잇는 방식으로 배열된다. 가압된 유체는 공급통로(5920)를 통해 각 쌍의 밸브(530)들로 공급된다. 가압된 유체는, 도 1a에 도시된 바와 같이 공통선상 밸브 배열에 관해 앞서 기술한 것과 같이 각 쌍의 밸브(530)를 통과할 수 있다. 각 세트의 밸브(530)들은 두 개보다 적거나 또는 두 개 이상의 밸브(530)들을 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다. 밸브(530)들 각각의 스풀의 이동궤적은 실질적으로 서로에 대해 평행하게 정렬된다. 스풀들의 이동궤적은 실질적으로 공통축을 따라 연장할 수 있다. 예컨대, 밸브(530)들은 스풀들의 이동궤적에 실질적으로 평행하게 연장하는 공통의 세로축(A-A)을 따라 배열될 수 있어서, 세로축(A-A)는 매니폴드(520)의 모든 밸브(530)들이 공유하는 공통축이다.

도 6a와 6b를 참조하면, 매니폴드(620)는 도 3a와 3b에 도시된 배열과 유사한 환형 구성으로 배열되는 두 개 이상의 밸브(630)들을 포함할 수 있다. 밸브(630)들은 환형 플러넘(693)의 축(A-A) 둘레에 원형 패턴으로 배열될 수 있다. 메인 스테이지 매니폴드(620)는 압력원에 유동적으로 연결될 수 있는 유입포트(692)를 포함한다. 유입포트(692)는 가압된 유체를 환형의 플러넘(693)에 전달한다. 밸브(630)들은 환형의 플러넘(693)에 둘레에 유동적으로 연결되도록 배열된다. 밸브(630)들의 스풀(666)과 슬리브(664)들은, (이동가능한 부재)스풀(666)이 외측부재이고 (정지부재)슬리브(664)가 내측부재가 되도록 배열된다. 그러나, 밸브(630)들은 또한, 외측부재가 슬리브(664)로서 동작하고 내측부재가 스풀(666)로서 동작하도록 구성될 수 있다는 것을 알아야 한다. 가압된 유체는 압력원에 연결된 유입포트(692)로 도입된다. 유체는 유입포트(692)를 통과해 환형의 플러넘(693)으로 전달된다. 밸브(630)들 중 하나 이상을 작동시키면(즉, 개방하면), 가압된 유체는 밸브(630)들을 통해 환형의 플러넘(693)에서 방출포트(644)로 흐름다. 앞서 설명한 밸브 구성들과는 반대로, 가압된 유체는 스풀(666)과 슬리브(664)들의 오리피스들을 통과해 방사상 내측으로 슬리브(664)의 내부로 통과한다. 슬리브(664)의 내부는 밸브(630)의 방출포트(644)에 유동적으로 연결될 수 있다. 방출포트(644)는 유압부하에 유동적으로 연결될 수 있다.

도 7a와 7b를 참조하면, 매니폴드(720)는 도 2a와 2b에 도시된 배열과 유사한 이열(2x2) 동축 배열로 배열되는 다수의 밸브(730)를 포함할 수 있다. 이 구성은 공통 매니폴드 공급통로(793)의 대향 단부들 위에 배열되는 두 세트의 밸브(730)들을 포함할 수 있다. 주어진 세트의 밸브(730)들의 세로축(A-A)은 서로에 대해 평행하게 정렬된다. 각 밸브(730)의 스풀(766)과 슬리브(764)들은, (이동가능한 부재)스풀(766)이 내측부재이고, (정지부재)슬리브(764)가 외측부재가 되도록 배열된다. 그러나, 밸브(730)는, 내측부재가 슬리브(764)로서 동작하고, 외측부재가 스풀(766)로서 동작하도록 구성될 수 있다는 것을 알아야 한다. 각 밸브(730)의 유입구(791)는 매니폴드 공급통로(793)에 유동적으로 연결된다. 가압된 유체는 압력원에 유동적으로 연결되는 유입포트(792)를 통해 매니폴드 공급통로(793)로 도입된다. 유체는 매니폴드 공급통로(793)를 통과해 각 밸브(730)의 유입통로(791)로 공급된다. 밸브(730)들 중 하나 이상을 작동시키면(즉, 개방하면), 가압된 유체는 매니폴드 공급통로(793)에서 스풀(766)의 내부 공동(732)으로 통과된다. 이 지점에서부터, 유체는 스풀(766)의 오리피스(780)들과 슬리브(764)의 오리피스(782)들을 통해 방사상 외측으로 통과하고 그리고 대응하는 유압회로를 통해 유압부하로 전달될 수 있다. 밸브(730)들 각각의 스풀(766)의 이동궤적은 적어도 하나의 다른 밸브(730)에 실질적으로 평행하게 정열되고 또한 적어도 하나의 다른 밸브(730)와의 공통평면 내에 놓일 수 있다. 밸브(730)들 각각은 적어도 하나의 다른 밸브(730)와 공통 세로축(A-A)을 공유할 수 있다.

메인 스테이지 밸브에 파일럿 밸브를 설치하기 위해 다양한 옵션들이 존재한다. 세 개의 예시적인 파일럿 밸브 설치옵션들이 도 8 내지 10에 개략적으로 도시되어 있다. 예컨대, 파일럿 밸브(862)는 도 8에 도시된 바와 같이 관련 메인 스테이지 밸브(830)의 측면에 외부적으로 설치될 수 있다. 이 배열은 도 1에 도시된 메인 스테이지 밸브와 파일럿 밸브 배열과 유사하다. 파일럿 밸브(962)는 또한 도 9에 도시된 바와 같이 메인 스테이지 밸브(930)의 한 단부에 외부적으로 설치될 수 있다. 파일럿 밸브(1062)는 또한 도 10에 도시된 바와 같이 메인 스테이지 밸브(1030) 내에 적어도 부분적으로 통합될 수 있다.

도 1a 내지 10에 도시된 밸브 배열들은 다양한 작동방법을 채용할 수 있다. 밸브들을 작동시키기 위한 한 배열의 예가 도 11에 개략적으로 도시되어 있다. 이 배열은 파일럿 밸브(1162)와, 그리고 각 메인 스테이지 밸브(1130)의 동작을 제어하기 위해 리턴 스프링(1106)과 같은 바이어싱부재를 사용한다. 리턴 스프링(1106)은 제한하고자 하는 것은 아니지만 코일 스프링과 판 스프링을 포함하는 다양한 구성들 중 하나를 가질 수 있다. 펌프(1133 및 1135)와 같은 독립 압력원들이, 파일럿 밸브(1162)와 메인 스테이지 밸브(1130)로 각각 가압된 유체의 흐름을 공급하기 위해 제공될 수 있다. 압력 조절기가 제공되어 압력원들의 방출 압력을 제어할 수 있다. 그러나, 파일럿 밸브(1162)와 메인 스테이지 밸브(1130)은 또한 공통 압력원을 사용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 공통 압력원을 사용하도록 구성된, 통합된 파일럿 밸브(1162)와 메인 밸브 매니폴드의 예가 도 1a, 2a 및 도 3a에 도시되어 있다.

도 11을 계속 참조하면, 메인 스테이지 밸브의 동작은 파일럿 밸브(1162)와 리턴 스프링(1106)에 의해 제어될 수 있다. 한 예에서, 파일럿 밸브(1162)는 하나 이상의 솔레노이드에 의해 작동할 수 있다. 솔레노이드는, 에너지를 받으면 개방위치와 덤프위치(dump position) 사이에서 파일럿 밸브(1162)를 움직이게 되는 코일을 포함할 수 있다. 개방위치에 파일럿 밸브(1162)를 배열하게 되면, 가압된 유체가 펌프(1133)에서부터 파일럿 밸브(1162)를 통해 메인 스테이지 밸브(1130)로 흘러가게 한다. 파일럿 밸브(1162)로부터의 가압된 유체는 메인 스테이지 밸브(1130)의 스풀이 (도 1a와 관련해 앞서 기술한 것과 같은)개방위치로 이동하도록 하여, 가압된 유체가 펌프(1135)에서부터 밸브(1130)를 통해 유압부하(1137)로 흘러가게 한다. 펌프위치에 파일럿 밸브(1162)를 배열하게 되면, 파일럿 밸브가 밸브(1130)을 개방하는데 사용되는 가압된 유체의 흐름을 차단하게 하고 또한 파일럿 밸브를 저압의 저유기(1163)에 유동적으로 연결시킨다. 이는, 리턴 스프링(1006)의 바이어스력이 메인 스테이지 밸브(1130)의 스풀이 폐쇄위치로 다시 이동하도록 하여, 유압부하(1137)로 가압된 유체의 흐름을 차단한다.

메인 스테이지 스풀을 폐쇄위치로 리턴하기 위해(복귀시키기 위해) 리턴 스프링(1106)을 사용하는 것은, 시스템압력에 강하가 있는 경우에 자동안전 매카니즘(failsafe mechanism)을 제공한다는 장점을 가진다. 만일 발생한다면, 리턴 스프링(1106)은 밸브(1130)을 폐쇄하도록 작동하게 된다.

리턴 스프링(1106)은 메인 스테이지 밸브 개방과 폐쇄 응답 시간들 간에 원하는 균형을 달성하도록 그 크기를 조절할 수 있다. 리턴 스프링(1106)의 스프링율을 증가시키거나 감소시키는 것은, 개방 및 폐쇄 응답시간에 상이하게 영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 스프링율을 증가시키면, 주어진 공급압력에 대해 폐쇄 응답시간에서는 대응하는 감소가 그리고 개방 응답시간에서는 대응하는 증가가 일어나게 된다. 개방 응답시간에서 대응하는 증가는, 리턴 스프링(1106)의 바이어싱력이 파일럿 제어 작동력(pilot controlled actuation force)의 움직임에 저항하는 경향이 있다는 사실에 기인한다. 개방 응답시간에서 대응하는 증가는 예컨대, 비록 항상 실행 가능한 대안은 아닐지라도 메인 스테이지 밸브(1130)를 작동시키는데 사용되는 압력을 증가시킴으로써 극복할 수 있다. 역으로, 리턴 스프링(1106)의 스프링율을 감소시키는 것은, 폐쇄 응답시간에서 대응하는 증가를 그리고 개방 응답시간에서 대응하는 감소를 일으키게 된다. 따라서, 리턴 스프링(1106)의 크기를 조절하는 것은, 제한하는 것은 아니지만, 파일럿 제어 작동력의 크기뿐만 아니라 특정을 응용을 위해 필요한 원하는 밸브 개방 및 폐쇄 응답시간을 포함하는 다양한 인자들에 따라 정해질 수 있다.

도 12를 참조하면, 도 11에 도시된 메인 스테이지 작동방법은, 메인 스테이지 리턴 스프링(1106)을 제거하고, 대신에 메인 스테이지 밸브(1230)를 폐쇄히는데 유압을 사용함으로써 수정되었다. 메인 스테이지 밸브(1230)을 폐쇄하는데 사용하는 리턴 압력(return pressure)은 단일 리턴 압력밸브(1232)로 제어할 수 있다. 이 방식은, 펌프(1233)으로 도시된 공통 압력원을 사용한다. 압력원들의 방출 압력을 제어하기 위해 압력조절기를 제공할 수 있다. 펌프(1233)는 메인 스테이지 밸브(1230)를 개방하고 또한 폐쇄하기 위해 필요한 압력을 공급하는데 사용할 수 있다. 이 구성에 대한 폐쇄 응답시간은 리턴 압력밸브(1232)의 출력 압력에 비례한다. 리턴 압력밸브(1232)의 출력 압력을 증가시키게 되면, 밸브(1232) 폐쇄 응답시간에서 대응하는 감소를 생성하는 한편, 출력 압력을 감소시키면 응답시간에서 대응하는 증가를 일으키게 된다. 러턴 압력밸브(1232)는, 원하는 응답시간 내에 메인 스테이지 밸브(1230)의 스풀을 폐쇄위치로 이동시키기 위한 충분한 압력을 제공하기 위하여 파일럿 밸브(1262)으로부터 유체를 뽑아내는데 필요한 압력보다 큰 최소 출력 압력을 생성하도록 구성될 수 있다. 파일럿 밸브(1232)에서 메인 스테이지 밸브(1230)으로 공급되는 압력을 제어하기 위해 압력 조절기(1240)가 제공될 수 있다. 압력 조절기는 파일럿 밸브(1232)의 방출포트(1242)를 저압 저유기(1263)에 선택적으로, 유동적으로 연결함으로써 파일럿 밸브(1232)로부터 방출되는 압력을 제어한다. 압력 조절기는, 파일럿 밸브 방출압력이 규정된 압력을 초과할 때 파일럿 밸브(1232)로부터 방출되는 가압된 유체의 적어도 일부분이 저유기(1263)로 다시 돌아가도록 한다. 파일럿 밸브(1262)와 메인 스테이지 밸브(1230)에 가압된 유체의 흐름을 각각 공급하기 위해 펌프(1233 및 1235)와 같은 독립 압력원들이 제공될 수 있다. 파일럿 밸브(1262)와 메인 스테이지 밸브(1230)들은 도 1a, 2a 및 3a에 도시된 것과 같은 공통 압력원을 사용할 수 있다.

메인 스테이지 밸브(1230)의 동작은 파일럿 밸브(1262)와 단일 리턴 압력밸브(1232)에 의해 제어된다. 한 예에서, 파일럿 밸브(1262)는 하나 이상의 솔레노이드들에 의해 작동될 수 있다. 솔레노이드 각각은, 에너지를 받으면 개방위치와 폐쇄위치 사이를 이동하도록 파일럿 밸브(1262)를 밀치는 코일을 포함할 수 있다. 개방위치에 배열되면, 파일럿 밸브(1262)는 가압된 유체가 펌프(1233)에서부터 파일럿 밸브(1262)를 통해 메인 스테이지 밸브(1230)로 흐르게 한다. 파일럿 밸브(1262)로부터의 가압된 유체는 메인 스테이지 밸브(1230)의 스풀이 개방위치(예컨대, 도 1a와 관련해 기술한 방식으로)로 이동하도록 하여, 가압된 유체가 펌프(1235)에서부터 메인 스테이지 밸브(1230)를 통해 유압부하(1237)로 흐르게 한다. 파일럿 밸브(1262)를 폐쇄위치에 배열하는 것은, 메인 스테이지 밸브(1230)를 개방하느데 사용하는 가압된 유체의 흐름을 차단하게 된다. 단일 리턴 압력밸브(1232)는, 메인 스테이지 밸브(1230)의 스풀을 폐쇄위치로 역으로 이동시키는데 필요한 압력을 제어하는데 사용할 수 있어서, 유압부하(1237)로 가압된 유체의 흐름을 차단하게 된다.

도 12를 계속 참조하면, 비록 이 배열이 메인 스테이지 스풀을 폐쇄위리초 이동시키는데 리턴 스프링을 사용하지 않음에도 불구하고, 시스템압력에서 손실 또는 강하의 경우에 메인 스테이지 밸브(1230)를 폐쇄하기 위한 자동안전 매카니즘을 제공하기 위하여 리턴 스프링을 사용할 수 있다. 메인 스테이지 스풀을 폐쇄위치로 리턴시키기 위한 주 수단으로서 리턴 스프링을 사용하지 않기 때문에, 리터 스프링의 스프링율은, 압력원이 압력을 인가하지 않았을 대 메인 스테이지 밸브(1230)를 폐쇄하기 위해 필요한 것보다 상당히 낮을 수 있다.

도 13은 도 12에 도시된 것과 유사한 메인 스테이지 제어방법을 설명한다. 도 12에 도시된 구성을 가지는 경우에서와 같이, 메인 스테이지 밸브(1330)를 폐쇄하기 위해 리턴 스프링보다는 유압 압력을 사용한다. 그러나, 도 12에 도시된 구성과는 대조적으로, 이 구성은 밸브들을 폐쇄하기 위한 메인 스테이지 밸브(1330)에 전달되는 압력을 제어하기 위하여 단일 리턴 압력밸브(즉, 도 12의 밸브(1232)) 보다는 개별적인 파일럿 밸브(1332)들을 사용한다. 그러므로, 메인 스테이지 밸브(1330) 각각은 두 개의 개별적인 파일럿 밸브(1332 및 1362)들을 채용할 수 있다. 파일럿 밸브(1362)는 메인 스테이지 밸브(1330)의 개방을 제어하고 그리고 다른 파일럿 밸브(1332)는 메인 스테이지 밸브(1330)의 폐쇄를 제어한다. 비록 이 배열이 메인 스테이지 스풀을 폐쇄위치로 이동시키는데 리턴 스프링을 사용하지 않음에도 불구하고, 시스템압력에서 손실 또는 강하가 발생하는 경우에 메인 스테이지 밸브(13330)를 폐쇄하기 위한 자동안전 매카니즘을 제공하기 위해 리턴 스프링을 채용할 수 있다. 메인 스테이지 스풀을 폐쇄위치로 리턴시키기 위한 주 수단으로서 리턴 스프링을 사용하지 않기 때문에, 리턴 스프링의 스프링율은, 압력원이 압력을 인가하지 않았을 때 메인 스테이지 밸브(1330)를 폐쇄하는데 필요한 것보다 상당히 낮을 수 있다. 밸브(1330)들 뿐만 아니라 파일럿 밸브(1332 및 1362)에 가압된 유체의 흐름을 각각 공급하기 위해 펌프(1333 및 1335)와 같은 독립된 압력원들이 제공될 수 있다. 압력원들의 방출압력을 제어하기 위해 압력 조절기가 제공될 수 있다. 그러나, 메인 스테이지 밸브(1330)들 뿐만 아니라 파일럿 밸브(1332 및 1362)들은 도 1a, 2a 및 3a에 도시된 것과 같은 공통 압력원을 사용할 수 있다는 것을 알아야 한다.

메인 스테이지 밸브(1330)의 동작은 파일럿 밸브(1332 및 1362)에 의해 제어된다. 한 예에서, 파일럿 밸브(1332 및 1362)들은 하나 이상의 솔레노이드들에 의해 작동할 수 있다. 솔레노이드들은, 에너지를 받게 되면 개방위치와 덤프위치 사이에서 파일럿 밸브(1332 및 1362)들을 이동하도록 밀치는 코일을 포함할 수 있다. 개방위치에 배열되면, 파일럿 밸브(1362)는 가압된 유체가 펌프(1333)에서부터 파일럿 밸브(1362)를 통해 메인 스테이지 밸브(1330)로 흐르게 한다. 파일럿 밸브(1362)로부터의 가압된 유체는 메인 스테이지 밸브(1330)의 스풀이 개방위치로 이동하도록 하여, 가압된 유체가 펌프(1335)에서부터 메인 스테이지 밸브(1330)을 통해 유압부하(1337)로 흐르게 한다. 덤프위치에 파일럿 밸브(1362)를 배열하게 되면, 메인 스테이지 밸브(1330)를 개방하는데 사용되는 가압된 유체의 흐름을 차단하고 또한 파일럿 밸브(1362)를 저유기(1363)과 유동적으로 연결시킨다. 파일럿 밸브(1362)가 펌프위치에 배열되면, 파일럿 밸브(1332)가 개방되어 메인 스테이지 밸브(1330)를 폐쇄위치로 역으로 이동시키는데 필요한 압력을 공급하여, 유압부하(1337)로 가압된 유체의 흐름을 차단한다.

도 14는 메인 스테이지 밸브(1430)를 개방하고 또한 폐쇄하는데 필요할 수 있는 파일럿 밸브(1462)들 숫자를 최소화하기 위하여 인접한 메인 스테이지 밸브 스풀(1430)들의 결합 작동면적(combined actuating areas)의 장점을 취하는 메인 스테이지 밸브 작동방법을 개략적으로 설명한다. 파일럿 밸브(1462)와 메인 스테이지 밸브(1430)에 가압된 유체의 흐름을 각각 공급하기 위해 펌프(1433 및 1435)들과 같은 독립된 압력원들이 제공될 수 있다. 압력원들의 방출압력을 제어하기 위해 압력 조절기가 제공될 수 있다. 그러나, 메인 스테이지 밸브(1430)뿐만 아니라 파일럿 밸브(1462)들은 도 1a, 2a 및 3a에 도시된 것과 같이 공통의 압력원을 사용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 메인 스테이지 밸브(1430) 각각은 두 개의 개별적인 파일럿 밸브(1462)들을 채용할 수 있다. 한 파일럿 밸브(1462)는 메인 스테이지 밸브(1430)를 개방하도록 동작하고 또한 다른 파일럿 밸브(1462)는 메인 스테이지 밸브(1430)을 폐쇄하도록 동작한다. 밸브 시리즈들의 단부들에 위치하는 메인 스테이지 밸브(1430)는 인접한 메인 스테이지 밸브(1430)과 파일럿 밸브(1462)를 공유한다. 예컨대, 메인 스테이지 밸브(1)(도 14의 네 개의 메인 스테이지 밸브(1430)들은 개별적으로 밸브(1) 내지 (4)로서 식별된다)는 인접 메인 스테이지 밸브(2)와 파일럿 밸브(B)(도 14의 다섯 개의 파일럿 밸브(1462)들은 개별적으로 밸브(A ~ E)로서 식별된다)를 공유하게 되고, 그리고 메인 스테이지 밸브(4)는 인접 메인 스테이지 밸브(3)와 파일럿 밸브(D)를 공유하게 된다. 밸브 시리즈의 중간에 위치하는 밸브(1430)들은 두 개의 파일럿 밸브(1462)를 공유하게 된다. 예컨대, 메인 스테이지 밸브(2)는 인접 메인 스테이지 밸브(1)와 파일럿 밸브(B)를 공유하고, 인접 메인 스테이지 밸브(3)와는 파일럿 밸브(C)를 공유한다.

파일럿 밸브(1462)는 하나 이상의 솔레노이드에 의해 작동할 수 있다. 솔레노이드는, 에너지를 받게 되면 개방위치와 덤프위치 사이에서 이동하도록 파일럿 밸브(1462)를 밀칠 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 개방위치에 위치하면, 파일럿 밸브(1462)는 가압된 유체가 펌프(1433)에서부터 파일럿 밸브(1462)를 통해 메인 스테이지 밸브(1430)로 흘러가게 한다. 파일럿 밸브(1462)를 덤프위치에 배열하게 되면, 파일럿 밸브를 저압 저유기(1463)에 유동적으로 연결하게 된다. 공유된 파일럿 밸브(1462)는 공유된 밸브(1430)들 중 하나에는 개방압력을 그리고 공유된 밸브(1430) 중 다른 하나에 폐쇄압력 동시에 인가하도록 동작할 수 있다. 예컨대, 개방위치에 파일럿 밸브(B)를 배열하게 되면, 가압된 유체가 펌프(1433)에서부터 파일럿 밸브(B)를 통해 메인 스테이지 밸브(2)로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(A 및 C)들이 덤프위치에 배열되면, 파일럿 밸브(B)로부터의 가압된 유체는 메인 스테이지 밸브(2)의 스풀이 개방위치로 이동하도록 하여, 가압된 유체가 펌프(1433)에서 메인 스테이지 밸브(2)를 통해 유체부하(1437)로 흘러가게 한다. 파일럿 밸브(B)를 개방위치에 배열하는 것은, 메인 스테이지 밸브(1)에 폐쇄압력을 동시에 인가한다. 메인 스테이지 밸브들은 또한, 공유된 파일럿 밸브(1462)들이 공유된 메인 스테이지 밸브(1430)들 둘 다에 개방압력을 또는 공유된 메인 스테이지 밸브(1430)들 둘 다에 폐쇄압력을 동시에 인가하게끔 동작하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 파일럿 밸브(B)를 개방하게 되면, 메인 스테이지 밸브(1)와 메인 스테이지 밸브(2) 둘 다에 폐쇄압력을 동시에 인가할 수 있다. 이 배열은, 두 개의 메인 스테이지 밸브(1430)들의 동작을 제어하기 위하여 단일 파일럿 밸브(1462)를 사용함으로써 파일럿 밸브(1462)의 숫자를 최소화시킬 수 있다.

도 14의 메인 스테이지 밸브(1430)들 각각을 개방하고 폐쇄하기 위한 다양한 제어방법을 식별하기 위한 논리표가 도 15의 표 1에 제공된다. 표는, 다양한 파일럿 밸브 작동조건들이 대응하는 메인 스테이지 밸브의 동작에 대해 가지는 효과를 기술한다. 예컨대, 파일럿 밸브(A)를 압력에 개방하게 되면(밸브위치 "1"), 메인 스테이지 밸브(1)를 개방하게 된다(밸브 위치 "1"). 이는, 잔여 파일럿 밸브들이 드레인(drain)으로 개방된다면(밸브 위치 "0") 그들의 이전 위치들(밸브 위치 "LC")을 유지하게 되는 잔여 세 개의 메인 스테이지 밸브들의 위치에 영향을 미치지 않게 된다. 메인 스테이지 밸브(1) 및 (2)가 공유하는 파일럿 밸브(B)를 개방하고(밸브 위치 "1") 또한 파일럿 밸브(A)가 드레인으로 개방되게 되면, 메인 스테이지 밸브(1)을 폐쇄하고(밸브 위치 "0") 그리고 메인 스테이지 밸브(2)를 개방(밸브 위치 "1")하게 된다. 관련 파일럿 밸브들이 드레인으로 개방된다면 메인 스테이지 밸브(3 및 4)들은 그들의 이전 위치들(밸브 위치 "LC")를 유지하게 된다. 다른 파일럿 밸브들(즉, 파일럿 밸브(C, D 및 E))의 개방하는 것이메인 스테이지 밸브들의 동작에 미치는 영향은 도 15의 표 1로부터 쉽게 결정할 수 있다.

도 16은 도 14와 유사한 메인 스테이지 밸브 작동방법을 개략적으로 설명한다. 차이점은, 메인 스테이지 밸브(1630)의 스풀을 폐쇄위치로 프리로드(preload)하기 위해 작동하는 바이어싱부재(1606)의 추가이다. 바이어싱부재(1606)는 또한, 인접 메인 스테이지 밸브(1630)들이 작동할 때 발생할 수 있는 압력변화로 인한 피드백 영향(feedback effect)을 최소화할 수 있다.

파일럿 밸브(1662)와 메인 스테이지 밸브(163)로 가압된 유체의 흐름을 각각 공급하기 위해 펌프(1633 및 1635)들과 같은 독립된 압력원들이 제공될 수 있다. 압력원들의 방출압력을 제어하기 위해 압력 조절기가 제공될 수 있다. 메인 스테이지 밸브(163)뿐만 아니라 파일럿 밸브(1662)들은 또한, 예컨대 도 1a, 2a 및 3a에 도시된 것과 같이 공통 압력원을 사용할 수 있다. 메인 스테이지 밸브(1630)(네 개의 메인 스테이지 밸브들은 도 16에서 밸브(1) ~ (4)로 개별적으로 식별된다)는 두 개의 독립된 파일럿 밸브(1662)(다섯 개의 파일럿 밸브들이 도 16에서 밸브(A ~ E)들로 개별적으로 식별된다)를 채용할 수 있다. 한 파일럿 밸브(1662)는 메인 스테이지 밸브(1630)를 개방하도록 동작하고 또한 다른 파일럿 밸브(1662)는 메인 스테이지 밸브(163)를 폐쇄하도록 동작한다. 밸브 시리즈의 단부들에 위치하는 메인 스테이지 밸브(1630)는 인접 메인 스테이지 밸브(1630)과 파일럿 밸브(1662)를 공유하게 된다. 예컨대, 메인 스테이지 밸브(1)는 인접 메인 스테이지 밸브(2)와 파일럿 밸브(B)를 공유하게 되고, 메인 스테이지 밸브(4)는 인접 메인 스테이지 밸브(3)와 파일럿 밸브(E)를 공유하게 된다. 밸브 시리즈의 중간에 위치하는 메인 스테이지 밸브(1630)들은 두 개의 파일럿 밸브(1662)들을 공유하게 된다. 예컨대, 메인 스테이지 밸브(2)는 인접 메인 스테이지 밸브(1)와 파일럿 밸브(B)를 공유하고, 인접 파일럿 밸브(3)와는 파일럿 밸브(C)를 공유한다.

파일럿 밸브(1662)들은 하나 이상의 솔레노이드들에 의해 작동할 수 있다. 솔레노이드들은, 에너지를 받게 되면 개방위치와 덤프위치 사이에서 이동하도록 파일럿 밸브(1662)를 밀칠 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 개방위치에 위치하면, 파일럿 밸브(1662)는, 가압된 유체가 펌프(1633)에서 파일럿 밸브(1662)를 통해 메인 스테이지 밸브(1630)로 흐르게 한다. 파일럿 밸브(1662)를 펌프위치에 배열하게 되면, 파일럿 밸브를 저압 저유기(1663)에 유동적으로 연결시키게 된다. 공유된 파일럿 밸브(1662)들은, 공유된 메인 스테이지 밸브(1630)들 하나에는 개방압력을, 공유된 메인 스테이지 밸브(1630)들 중 다른 하나에는 폐쇄압력을 동시에 인가하도록 작동한다. 예컨대, 개방위치에 파일럿 밸브(B)를 위치키면, 가압된 유체가 펌프(1633)에서 파일럿 밸브(B)를 통해 메인 스테이지 밸브(2)로 흐르게 한다. 파일럿 밸브(A 및 C)들이 펌프위치에 배열됨으로써, 파일럿 밸브(B)로부터의 가압된 유체는 메인 스테이지 밸브(2)의 스풀이 개방위치로 이동하도록 하여, 가압된 유체가 펌프(1633)에서 메인 스테이지 밸브(2)를 통해 유체부하(1637)로 흐르게 한다. 파일럿 밸브(B)를 개방위치에 배열하게 되면, 메인 스테이지 밸브(1)에 폐쇄압력을 동시에 인가하게 된다. 바이어싱부재(1606)는, 시스템압력에서 손실 또는 저감의 경우에 메인 스테이지 밸브(1630)를 폐쇄하기 위한 자동안전 매카니즘을 제공한다. 메인 스테이지 밸브들은 또한, 공유된 파일럿 밸브(1662)들이 공유된 메인 스테이지 밸브들 둘 다에 개방압력을 또는 공유된 메인 스테이지 밸브(1662)들 둘 다에 폐쇄압력을 동시에 인가하도록 작동한다. 예컨대, 파일럿 밸브(B)를 개방하면, 메인 스테이지 밸브(1)와 메인 스테이지 밸브(2) 둘 다에 폐쇄압력을 동시에 인가할 수 있다. 이 배열은, 두 메인 스테이지 밸브(1630)들의 동작을 제어하기 위해 단일의 파일럿 밸브(1662)를 사용함으로써 파일럿 밸브(1662)의 숫자를 최소화할 수 있다.

도 16에 도시된 제어방법에 채용되는 메인 스테이지 밸브(1630)의 개방과 폐쇄를 제어하기 위한 예시적인 제어논리가 도 17의 표 2에 제공된다. 예컨대, 만일 파일럿 밸브(A)가 압력에 개방되고(표 2에서 밸브 위치 "1") 또한 파일럿 밸브(B ~ E)들이 드레인으로 개방되면(표 2에서 밸브 위치 "2"), 메인 스테이지 밸브(1)가 개방되고(표 2에서 밸브 위치 "1") 그리고 잔여 메인 스테이지 밸브(1630)들은 폐쇄상태로 남는다(표 2에서 밸브 위치 "0"). 다양한 다른 파일럿 밸브 작동순서들의 영향을 도 17의 표 2로부터 쉽게 결정할 수 있다.

도 18a 및 18b의 표 3은 도 16에 도시된 제어방법에 채용될 수 있는 예시적인 제어논리를 설명한다. 단지 하나의 메인 스테이지 밸브만이 주어진 시간에 개방되는 도 17의 표 2에 제공된 제어논리와는 달리, 표 3에 제공되는 제어논리는 다수의 메인 스테이지 밸브들이 동시에 개방되도록 한다. 도 18a 및 18b의 표 3에서 제어데이터는 도 17의 표 2의 제어데이터와 동일한 방식으로 해석할 수 있다.

도 19a 내지 22b는 통합된 압력보조 매카니즘을 채용하는 다양한 예시적인 메인 스테이지 밸브 구성들을 설명한다. 통합된 압력보조 매카니즘은, 규정된 업스트림 또는 다운스트림 압력의 존재에 응해서, 압력보조 매카니즘의 특정 구성에 따라서 메인 스테이지 밸브의 스풀을 개방위치 또는 폐쇄위치를 향해 밀치도록 작동한다. 설명의 목적을 위해, 외측부재는 스풀로서 동작하고 또한 내측부재는 슬리브로서 동작하며, "업스트립 압력"(Pu)은 슬리브의 내부 내에서 발생하는 압력을 나타내고, "다운스트림 압력"(Pd)은 스풀의 외측을 둘러싸는 영역에서 압력을 나타낸다.

더 19a는 규정된 업스트림 압력(Pu)에 응해 밸브(1930)를 개방하도록 구성되는 예시적인 압력보조 매카니즘(1910)을 설명한다. 도 20a는 규정된 업스트림(Pu)에 응해 밸브(2030)를 폐쇄하도록 구성되는 예시적인 압력보조 매카니즘(2010)을 설명한다. 도 21a는 규정된 다운스트림 압력(Pd)에 응해 밸브(2130)를 개방하도록 구성되는 예시적인 압력보조 매카니즘(2110)을 설명한다. 도 22a는 규정된 다운스트림 압력(Pd)에 응해 밸브(2230)을 폐쇄하도록 구성되는 예시적인 압력보조 매카니즘(2230)을 설명한다.

압력보조 매카니즘은 압력보조 매카니즘(1910, 2010, 2220 및 2210) 각각에 스텝(1911, 2011, 2111 및 2211)를 제공함으로써 메인 스테이지 밸브 내로 통합될 수 있다. 각 스텝은 도 19a 내지 22b에 도시된 바와 같이 대응하는 밸브 스풀(1966, 2066, 2166 및 2266)에 각각 형성되는 스텝(1912, 2012, 2112 및 2212)들로 구성된다. 대응하는 스텝(1914, 2014, 2114 및 2214)들 또한 슬리브(1964, 2064, 2164 및 2264)에 각각 통합된다. 스텝은, 반대하는 압력으로 유도되는 축방향 힘들이 스풀과 슬리브에 대해 가해지도록 하여, 압력보조 매카니즘의 특정 구성에 따라서 밸브가 개방 또는 폐쇄되도록 한다. 반대하는 힘들의 크기는 적어도 부분적으로 스텝의 크기로 결정된다. 스텝이 커지면 커질수록 주어진 압력 강하에 대한 반대하는 힘들도 커진다.

도 19a 내지 22b를 계속 참조하면, 슬리브의 오리피스들(즉, 오리피스(1982, 2082, 2182 및 2282))과 스풀의 오리피스(즉, 오리피스(1980, 2080, 2180 및2280))에 대해 스텝의 변위(displacement)는, 압력보조 매카니즘이 업스트립 압력(Pu) 또는 다운스트림 압력(Pd)에 감응해야할지를 결정한다. 만일 도 19a와 20a에 도시된 바와 같이, 밸브가 폐쇄될 때 슬리브의 오리피스 전체에 걸쳐 스텝이 발생한다면, 압력보조 매카니즘은 업스트림 압력(Pu)에 감응하게 된다. 만일 도 21a 와 22a에 도시된 바와 같이 밸브가 폐쇄될 때 스풀의 오리피스 전체에 걸쳐 스텝이 발생한다면, 압력보조 매카니즘은 다운스트림 압력(Pd)에 감응하게 된다.

도 19a 내지 22b로부터 알 수 있듯이, 스텝의 한 측면은 스풀에 의해 규정되고, 스텝의 반대 측면은 슬리브에 의해 규정될 수 있다. 스풀과 슬리브의 스텝은 밸브가 개방될 때 적어도 부분적으로 스풀의 오리피스와 슬리브의 대응하는 오리피스 사이에 유체통로(1913, 2013, 2113 및 2213)를 규정한다. 압력보조 매카니즘이 밸브를 개방 또는 폐쇄하도록 동작하는지는, 스텝의 스풀부(spool portion)가 위치하는 오리피스의 측면에 의해 결정된다. 도 19a와 21a에 도시된 구성과 같이, 리턴 스프링에 가장 가까운 오리피스의 가장자리와 나란히 스텝의 스풀부를 위치시키면, 규정된 압력이 달성될 때 압력보조 매카니즘이 메인 스테이지 밸브를 개방시키게 된다. 도 20a와 22a에 도시된 구성과 같이, 리턴 스프링으로부터 떨어진 오리피스의 반대 가장자리와 나란히 스템의 스풀부를 위치시키면, 규정된 압력이 달성될 때 압력보조 매카니즘이 메인 스테이지 밸브를 폐쇄하게 한다.

도 19a 내지 19c를 참조하면, 밸브(1930)가 폐쇄위치에 배열될 때, 압력보조 매카니즘(1910)의 스텝(1911)이 슬리브(1964)(정지부재)의 오리피스(1982) 전체에 걸쳐 위치하고(즉 도 19a와 19b), 따라서, 압력보조 매카니즘(1910)은 업스트림 압력(Pu)(즉, 슬리브(1964)의 내부 영역 내에서 발생하는 압력)에 감응하게 된다. 도 19b는 스풀(1966)의 스텝(1912)과 슬리브(1964)의 스텝(1914)을 보여주는 압력보조 매카니즘(1910)의 확대도이다. 스텝(1912)의 스풀부는 리턴 스프링(1906)에 가장 인접한 오리피스(1982)와 나란히 위치된다. 리턴 스프링(1906)은 적어도 스풀(1966)과 연통할 수 있어서, 스풀(1966)을 개방위치(즉, 도 19c)에서부터 폐쇄위치(즉, 도 19a 및 19b)를 향해 밀치도록 동작한다. 그러므로, 슬리브(1964)의 오리피스(1982) 내에서 발생하는 압력은 스텝(1912)을 슬리브(1964)의 스텝(1914)로부터 떨어지게 또한 리턴 스프링(1906)을 향하게 밀치는 경향이 있어서, 도 19c에 도시한 바와 같이 규정된 압력이 도달되면 밸브(1930)를 개방한다.

도 19c에 도시된 바와 같이, 밸브(1930)가 개방위치에 배열될 때 스텝(1912 및 1914)들은 서로 협동하여 슬리브(1964)의 오리피스(1982)와 스풀(1966)의 오리피스(1980) 사이에 유체통로(1913)를 적어도 부분적으로 규정한다. 밸브(1930)가 개방위치에 배열됨으로써, 스텝(1912 및 1914)들은 오리피스(1980 및 1982)에 유동적으로 연결될 수 있다. 도 19a 및 19b에 도시된 바와 같이 밸브(1930)이 폐쇄위치에 배열될 때 스텝(1912 및1914)들은 실질적으로 오리피스(1980)으로부터 유동적으로 분리되지만, 오리피스(1982)에는 유동적으로 연결된 상태로 있는다.

도 20a 내지 20c를 참조하면, 밸브(2030)이 폐쇄위치에 배열될 때(즉, 도 20a 및 20b) 압력보조 매카니즘의 스텝(2011)은 슬리브(2064)(정지부재)의 오리피스(2082) 전체에 걸쳐 위치하여, 따라서 압력보조 매카니즘(2010)은 업스트립 압력(Pu)(즉, 슬리브(2064)의 내부 영역 내에서 발생하는 압력)에 감응하게 된다. 스텝(2012)의 스풀부(2066)는 리턴 스프링(2006)으로부터 가장 멀리 있는 오리피스(2082)와 나란히 위치한다. 리턴 스프링(2006)은 스풀(2066)을 개방위치(즉, 도 20c)에서 폐쇄위치(20a 및20b)를 향해 밀치도록 동작한다. 도 20b는, 밸브(2030)이 폐쇄위치에 배열될 때 스풀(2066)의 스텝(2012)뿐만 아니라 슬리브(2064)의 대응하는 스텝(2014)를 위치시키는 것을 설명하는, 압력보조 매카니즘(2010)의 확대도이다. 도 20c는, 스풀(2066)의 오리피스(2080)들이 슬리브(2064)들의 오리피스(2082)들에 유동적으로 연결되어 있는, 개방위치에 배열된 밸브(2030)의 확대도이다. 슬리브(2064)의 오피리스(2082) 내에서 발생하는 압력은 스풀(2006)의 스텝(2012)을 슬리브(2064)의 스텝(2014)로부터 떨어지게 또한 리턴 스프링(2006)으로부터 떨어지게 밀치게 되는 경향이 있게 되어, 도 20a와 20b에 도시된 바와 같이 규정된 압력이 달성될 때 밸브(2030)를 폐쇄하게 된다.

도 20c에 도시된 바와 같이 밸브(2030)가 개방위치에 배열될 때 스텝(2012 및 2014)들은 서로 협동하여 슬리브(2064)의 오리피스(2082)와 스풀(2066)의 오리피스(2080) 사이에 적어도 부분적으로 유체통로(2013)를 규정한다. 밸브(2030)가 개방위치(도 20c)에 배열되면, 스텝(2012 및 2014)들은 오리피스(2080 및 2082)에 유동적으로 연결될 수 있다. 도 20a와 20b에 도시된 바와 같이 밸브(2030)가 폐쇄위치에 배열되면 스텝(2012 및 2014)들은 실질적으로 오리피스(2080)으로부터 유동적으로 분리되지만, 오리피스(2082)에 유동적으로 연결된 채로 있게 된다.

도 21a 내지 21c를 참조하면, 스풀(2166)이 폐쇄위치(즉, 도 21a 및 21b)에 배열될 때 압력보조 매카니즘(2110)의 스텝(2111)은 스풀(2166)(이동가능한 부재)의 오리피스(2180) 전체에 걸쳐 위치하게 되어, 따라서 압력보조 매카니즘(2010)은 다운스트림 압력(Pd)(즉, 스풀(2166)의 외부 영역 둘레에 발생하는 압력)에 감응하게 된다. 스텝(2111)의 스풀부는 리턴 스프링(2106)에 가장 가까운 오리피스(2180)에 나란히 위치한다. 리턴 스프링(2106)은 스풀(2166)를 폐쇄위치(즉, 도 21a 및 21b)를 향해 밀치도록 동작한다. 도 21b는, 밸브(2130)가 폐쇄위치에 배열되고, 스풀(2166)에는 스텝(2112)을 위치시키고 또한 슬리브(2164)에는 대응하는 스텝(2114)를 위치시키는 것을 보여주는, 압력보조 매카니즘(2110)의 확대도이고, 그리고 도 21c는 개방위치에 배열된 스풀(2166)을 가지는 밸브(2130)의 확대도이다. 스풀(2166)의 오리피스(2180) 내에서 발생하는 압력은 스텝(2112)을 스풀(2166)의 스텝(2114)에서부터 떨어지게 밀치고 또한 리턴 스프링(2106)을 향해 밀치는 경향이 있게 되어, 도 21c에 도시한 바와 같이 규정된 압력이 도달되면 밸브(2130)를 개방하게 된다.

도 21c에 도시된 바와 같이 밸브(2130)가 개방위치에 배열될 때 단계(2112 및 2114)들은 서로 협동하여 슬리브(2164)의 오리피스(2182)와 스풀(2166)의 오리피스(2180) 사이에 유체통로(2113)을 적어도 부분적으로 규정한다. 밸브(2130)가 개방위치에 배열됨으로써, 스텝(2112 및 2114)들은 오리피스(2180 및 2182)에 유동적으로 연결된다. 도 21a 및 21b에 도시되 바와 같이 밸브(2130)가 폐쇄위치에 배열되면 스텝(2112 및 2114)들은 오리피스(2182)로부터 유동적으로 분리되지만, 오리피스(2180)에 유동적으로 연결된 상태로 있을 수 있다.

도 22a 내지 22c를 참조하면, 스풀이 폐쇄위치(즉, 도 22a 및 22b)에 배열될 때 압력보조 매카니즘(2210)의 스텝(2211)이 스풀(2266)(이동가능한 부재)의 오리피스(2280) 전체에 걸쳐 위치하게 되므로, 압력보조 매카니즘(2210)은 다운스트림 압력(Pd)(즉, 스풀(2266)의 외부 영역 둘레에 발생하는 압력)에 감응하게 된다. 도 22b는, 밸브(2230)이 폐쇄위치에 배열될 때 스풀(2266)에 스텝(2212)를 위치시키고 또한 슬리브(2264)에 스텝(2214)을 위치시키는 것을 보여주는 압력보조 매카니즘(2210)의 확대도이고, 도 22c는 개방위치에 배열된 스풀(2266)을 가지는 밸브(2230)의 확대도이다. 스텝(2212)의 스풀부는 리턴 스프링(2206)으로부터 가장 멀리 떨어진 오리피스(2280)에 나란히 위치한다. 도 22a와 22b에 도시된 바와 같이, 리턴 스프링(2206)은 스풀(2266)을 폐쇄위치로 밀치도록 동작한다. 그러므로, 스풀(2266)의 오리피스(2280) 내에서 발생하는 압력은 스텝(2212)를 스풀(2266)의 스텝(2214)로부터 떨어지게 밀치고 또한 리턴 스프링(2206)으로부터 떨어지게 밀치게 되는 경향이 있게 되어, 규정된 압력이 달성되면 밸브(2230)를 폐쇄위치로 밀치게 된다.

도 22c에 도시된 바와 같이, 밸브(2230)가 개방위치에 배열되면 스텝(2212 및 2214)들은 서로 협동하여 슬리브(2264)의 오리피스(2282)와 스풀(2266)의 오리피스(2280) 사이에 유체통로(2213)를 적어도 부분적으로 규정한다. 밸브(2230)가 개방위치에 있게 됨으로써, 스텝(2212 및 2214)들은 오리피스(2280 및 2282)에 유동적으로 연결될 수 있다. 도 22a 및 22b에 도시된 바와 같이, 밸브(2230)가 폐쇄위치에 배열되면 스텝(2212 및 2214)들은 오리피스(2282)로부터 유동적으로 분리될 수 있지만, 오리피스(2280)에 유동적으로 연결된 채로 남아 있게 된다.

비록 압력보조 매카니즘(1910, 2010, 2110 및 2210)들이 리턴 스프링에서 가장 멀게 또는 가장 가깝게 위치한 오리피스 전체에 걸쳐 위치하는 것으로 설명하였다 하더라도, 압력보조 매카니즘(1910, 2010, 2110 및 2210)의 스텝은 스풀 또는 슬리브 내 오리피스들의 중 소정의 것 전체에 걸쳐 위치할 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 다른 예에서, 압력보조 매카니즘이 슬리브 또는 스풀의 오리피스와 유체 연통을 한다면, 압력보조 매카니즘(1910, 2010, 2110 및 2210)의 스텝들은 스풀 또는 슬리브를 따라 소정의 위치에 위치할 수 있다.

스풀이 스풀의 이동을 제한하는 스톱들과 접촉할 때 개방위치와 폐쇄위치들 사이에서 메인 스테이지 밸브를 순환시키는 것(cycling)은 높은 충격력(impact force)을 발생할 수 있다. 이는 단지 바람직하지 않은 잡음을 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 메인 스테이지 밸브의 내구성과 또한 밸브를 제어할 수 있는 정확도에 충격을 줄 수 있다. 도 23은 스풀의 한 단부에 고정되게 부착되는 댐퍼(damper)(2312)를 가지는 스풀(2366)을 채용하는 예시적인 밸브(2330)를 설명한다. 밸브가 개방위치에서 폐쇄위치로 이동할 때 발생하는 충격력의 적어도 일부분을 흡수하기 위해 댐퍼(2312)는 탄성적으로 유연한 재료로 구성될 수 있다. 밸브의 대향 단부는, 밸브가 폐쇄위치에서 개방위치로 이동할 때 발생하는 충격력을 완화하도록 작동하는 제2댐퍼(2310)을 포함할 수 있다. 도 24는, 밸브가 폐쇄위치에 배열될 때 밸브 하우징(2319)의 스톱(2320)과 접촉하는 댐퍼(2312)의 스톱 영역(2311)을 보여주는, 메인 스테이지 스풀(2366)의 단부의 확대도이다.

밸브(2330)는 밸브 하우징(2319)에 대해 고정되는 원통형 중공 슬리브(2364)와, 슬리브(2364)의 외측 주위에 활주가능하게 배치되는 원통형 스풀(2366)을 포함할 수 있다. 스풀(2366)은 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 슬리브(2364)의 일부분 위에서 전후로 자유롭게 이동한다. 도 23과 24는 폐쇄위치에 배열된 밸브(2330)를 설명한다. 밸브(2330)는 개방위치에서 폐쇄위치로 스풀(2366)을 이동시키기 위한, 피턴 스프링(2306)으로 표시되는 바이어싱부재를 채용할 수 있다.

도 23을 참조하면, 슬리브(2364)와 스풀(2366)은 각각은 각 부품들의 벽을 통해 연장하는 일련의 오리피스(2382 및 2380)들을 포함할 수 있다. 스풀(2366)의 오리피스(2380)는, 스풀(2366)이 슬리브(2364)에 대해 개방위치에 위치할 때 슬리브(2364)의 오리피스(2382)들에 유동적으로 연결된다. 스풀(2366)이 슬리브(2364)에 대해 폐쇄위치에 위치할 때 오리피스(2380 및 2382)들은 실질적으로 슬리브(2364)의 오리피스(2382)로부터 유동적으로 분리된다.

도 23을 계속 참조하면, 밸브(2330)를 개방할 때 생성되는 충격력들은, 댐퍼(2310)를 탄성적으로 유연한 재료로 구성함으로써 완화할 수 있다. 제한하는 것은 아니지만, 적절한 재료들은 거의 20% 탄소섬유 충전제(filler)를 가지는 폴리에테르에테르케오네(polyetheretherkeone)와 같은 엔지니어링 플라스틱을 포함할 수 있다. 댐퍼(2310)는 스풀(2366)의 한 단부와 결합하는 베어링면(bearing surface)(2308)를 포함할 수 있다. 댐퍼(2310)는, 개방시 메인 스테이지 스풀(2366)의 이동을 제한하기 위해 밸브 하우징(2319)와 결합하는 단부(2317)를 가지는 스톱 영역(2316)을 더 포함할 수 있다. 밸브(2330)을 개방하면, 스풀(2366)이 하우징(2319)을 향해 댐퍼(2310)을 변위시키도록 한다. 밸브 하우징(2319)에 충격시에 충격에너지의 적어도 일부분을 흡수하기 위해 댐퍼(2310)는 탄성적으로 변형될 수 있다. 댐퍼(2310)는 또한 바이어싱부재(2306)의 단부와 결합하는 플랜지(2313)를 포함할 수 있다. 바이어싱부재의 대향 단부는 밸브 하우징(2319)와 결합한다. 댐퍼(2310)의 적어도 일부분은 바이어싱부재(2306) 내에 배치될 수 잇다. 바이어싱부재(2306)는, 폐쇄위치를 향해 스풀(2366)을 밀치도록 동작한다. 스풀(2366)이 개방위치에서부터 떨어지개 변위될 때 댐퍼(2310)의 단부(2317)는 하우징(2319)로부터 분리된다.

도 24를 참조하면, 밸브(2330)를 폐쇄할 때 생성되는 충격력은 댐퍼(2312)를 탄성적으로 유연한 재료로 형성함으로써 완화할 수 있다. 댐퍼(2312)의 스톱 영역(2311)는, 밸브(2330)의 스풀(2366)이 폐쇄위치로 이동할 때 밸브 하우징(2319)에 형성되는 스톱(2320)과 결합하는 숄더(shoulder)(2314)를 포함할 수 있다. 숄더(2314)는, 밸브(2330)가 폐쇄될 때 밸브 하우징의 스톱(2320)의 표면과 접촉하는 댐퍼(2312)의 소정 표면일 수 있다.

댐퍼(2312)는, 밸브(2330)가 폐쇄될 때 댐퍼의 숄더(2314)가 밸브 하우징의 스톱(2320)과 접촉할 때 생성되는 충격격의 적어도 일부분을 흡수하도록 탄성적으로 변형될 수 있다. 밸브(2330)가 개방위치로 이동하면 숄더(2314)는 스톱(2320)과 분리된다. 댐퍼(23120의 적절한 재료는 거의 20% 탄소섬유 충전제를 가지는 폴리에테르에테르케오네와 같은 엔지니어링 플라스틱을 포함할 수 있다. 밸브(2330)를 폐쇄할 때 댐퍼(23121)가 스톱(2320)을 충격하면, 탄성적으로 유연한 재료가 탄성적으로 변형하여 충격에너지의 적어도 일부분을 흡수하여, 충격을 완화시킨다. 탄성적으로 유연한 재료는 스풀(2366)의 잔여 부분을 구성하는데 사용되는 재료와 동일하거나 또는 상이한 재료일 수 있다.

도 25a를 참조하면, 밸브(2530)를 폐쇄할 때 생성되는 충격력은 밸브 하우징과 접촉하는 스풀(2566)의 일부분을, 밸브가 폐쇄될 때 발생하는 충격력의 적어도 일부분을 흡수할 수 있는 탄성적으로 유연한 재료로 형성함으로써 완화될 수 있다. 밸브(2530)는 밸브 몸체(151)에 대해 고정되는 원통형 중공 슬리브(2564)와, 그리고 슬리브(2564)의 외측 둘레에 활주가능하게 배치되는 원통형 스풀(2566)를 포함할 수 잇다. 스풀(2566)은 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 슬리브(2564)의 길이의 일부분 위에서 전후로 자유롭게 이동할 수 있다. 도 25a는 폐쇄위치에 배열된 밸브(2530)를 설명한다. 슬리브(2564)와 스풀(2566) 각각은 각 부품들의 벽들을 통해 연장하는 일련의 오리피스(2582 및 2580)들을 포함할 수 있다. 오리피스(2580 및 2582)들은 공통 패턴으로 배열되어, 스풀(2566)이 슬리브(2564)에 대해 개방위치에 위치할 때 스풀(2566)의 오리피스(2580)들이 슬리브(2564)의 오리피스(2582)들과 정렬되도록 한다. 스풀(2566)이 슬리브(2564)에 대해 폐쇄위치에 위치할 때 오리피스(2580 및 2582)들은 슬리브(2564)의 오리피스(2582)와 오정렬된다.

스풀(2566)은 밸브 하우징(2519) 내에 형성되는 스톱(2510)과 결합하는 스텝 영역(2518)을 포함할 수 있다. 스텝 영역(2518)은 스풀(2566)에 부착되는 링(2512)를 포함할 수 있다. 한 예에서, 링(2512)은 거의 20%의 탄소섬유 충전제를 가지는 폴리에테르에테르케오네 같은 엔지니어링 플라스틱과 같은 탄성적으로 유연한 재료로 형성될 수 있다. 그러나, 다른 탄성적으로 유연한 재료들을 채용할 수 이Te는 것을 알아야 한다.

도 25b는 스풀(2566)로부터 제거된 것으로 도시된 탄성적으로 유연한 링(2512)를 가지는 스풀(2566)의 분해도이다. 밸브(2530)을 폐쇄할 시에 탄성적으로 유연한 링(2512)은 밸브 하우징(2519) 내 스톱(2510)에 충격을 준다. 탄성적으로 유연한 링(2512)은 스톱(2510)에 충돌할 시에 탄성적으로 변형되어, 밸브(2530)를 폐쇄할 때 발생되는 충격에너지의 적어도 일부분을 흡수한다. 스풀(2566)의 탄성적으로 유연한 부분은 스풀(2566)에 탄성적으로 유연한 링(2512)을 오버-몰딩(over-molding)함으로써 형성할 수 있다. 탄성적으로 유연한 링(2512)은, 스풀(2566)에 형성된 대응하는 개구(aperture)(2517)와 결합하는, 적어도 하나의 내측으로 연장하는 보스(boss)(2516)를가지는 링(2512)을 제공함으로써 스풀(2566)에 고정될 수 있다. 그러나, 다른 방식과 마찬가지로 링(2512)을 스풀(2566)에 고정할 수 있다는 것을 알아야 한다. 예컨대, 유연한 링(2512)은 스풀(2566)에 형성된 환형의 원주 슬롯과 결합할 수 있다.

도 26을 참조하면, 도 1a에 도시된 바와 같이 동일선상 밸브 배열을 채용하는 밸브 매니폴드(2620)는 일련의 밸브(2630)에 가압된 유체를 공급하기 위한 펌프조립체(2610)와 통합될 수 있다. 이 배열은 매니폴들 체적을 최소화하여, 펌프조립체(2610)를 포함하는 유압시스템의 전체적인 동작효율을 개선시킬 수 있다. 펌프조립체(2610)는, 제한하는 아니지만, 기어펌프와, 베인펌프와, 축방향 피스톤펌프와 그리고 레이디얼 피스톤펌프를 포함하는, 다양한 공지의 고정 변위펌프들을 중 하나를 포함할 수 있다. 펌프조립체(2610)는 펌프조립체(2610)를 구동하기 위한 펌프 입력축(2612)을 포함할 수 있다.

밸브 매니폴드(2620)는 다수의 유압으로 작동하는 스풀 밸브(2630)을 포함할 수 있다. 밸브(2630)들 각각은 매니폴드(2620)에 대해 고정되는 원통형 중공 슬리브(2664)와, 슬리브(2664)의 외측 둘레에 활주가능하게 배치되는 원통형 스풀(2666)을 포함할 수 있다. 스풀(2666)들은 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 슬리브(2664)의 길이의 일부분 위에서 자유롭게 전후로 이동할 수 있다.

슬리브(2664)와 스풀(2666)들 각각은 각 부품들의 벽을 통해 연장하는 일련의 오리피스들을 포함할 수 있다. 스풀(2666)은 일련의 오리피스(2680)들을 포함하고, 슬리브(2664)는 일련의 오리피스(2682)를 포함한다. 오리피스(2680 및 2682)들은 공통 패턴으로 배열되어, 스풀(2666)이 슬리브(2664)에 대해 개방위치에 위치하면 스풀(2666)의 오리피스(2680)들이 슬리브(2664)의 오리피스(2682)들과 정렬되도록 한다. 도 26은 폐쇄위치에 위치한 스풀(2666)을 설명하는 것으로, 오리피스(2680 및 2682)들은 서로에 대해 오정렬되어, 스풀(2666)과 슬리브(2664) 간의 유체 연통을 실질적으로 제한한다. 밸브(2630)들 각각은, 개방위치에서 폐쇄위치로 스풀(2666)을 이동시키기 위해 리턴 스프링(2606)으로 도시된 바이어싱부재를 채용할 수 잇다.

펌프 입력축(2612)이 펌프(2610)로부터 연장한다. 펌프 입력축(2612)은 개별적인 밸브(2630)의 상호연결된 밸브 슬리브(2664)들에 의해 형성되는 플러넘(26140을 통해 길이방향으로 연장할 수 있다. 펌프 입력축(2612)의 단부(2616)는 메인 스테이지 매니폴드(2620)의 단부 캡(2618)을 통해 연장하고, 또한 엔진, 전기모터와 같은 동력원, 또는 회전토크를 출력할 수 있는 다른 동력원에 연결될 수 있다. 단부 캡(2618)은 매니폴드(2620)의 하우징(2619)에 부착될 수 있고, 또한 펌프 입력축(2612)의 단부(2616)를 회전가능하게 지지하기 위한, 니들 베어링, 롤러 베어링, 또는 슬리브 베어링과 같은 베어링(2612)을 포함할 수 있다.

밸브(2630)들은 솔레노이드로 동작하는 파일럿 밸브(2662)에 의해 유압적으로 작동할 수 있다. 파일럿 밸브(2662)는 펌프(2660)와 같은 압력원에 유동적으로 연결될 수 있다. 파일럿 밸브가 가동하면, 파일럿 밸브(2662)는 가압된 유체가 펌프(2660)에서부터 파일럿 밸브(2662)를 통해 밸브(2630)으로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(2662)로부터의 가압된 유체는, 밸브(2630)의 스풀(2666)이 개방위치로 이동하도록 하여, 가압된 유체가 펌프(2610)에서부터 밸브(2630)을 통해 유압부하로 흐르도록 한다. 파일럿 밸브(2662)를 폐쇄하면, 밸브(2630)로 가압된 유체의 흐름을 차단하여, 리턴 스프링(2606)이 밸브(2630)의 스풀(2666)을 폐쇄위치로 다시 이동하도록 한다.

펌프조립체(2610)는 유입통로(2627)를 통해 펌프조립체(2610)로 유체가 도입되도록 구성될 수 있다. 유입통로(2627)는, 제한하는 것은 아니지만 펌프조립체(2610)의 외측 원주(2623) 상과, 밸브 매니폴드(2620)에 반대되는 펌프조립체(2610)의 측면(2625) 상에, 또는 다른 적절한 위치를 포함하는 펌프조립체 상으 다양한 위치들 중 하나에 위치할 수 있다. 설명의 목적을 위해, 펌프의 외측 원주(2623)을 따라 유입통로(2627)가 배열되는 것이 도 26에 도시되어 있다. 유체는 유입통로(2627)를 통해 펌프조립체(2610)로 도입되고 또한 유체가 펌프조립체(2610)를 통과할 때 방사상 내측으로 이동한다. 가압된 유체는, 펌프조립체(2610)의 측면(2626)을 따라 배열되는 하나 이상의 방출포트(2628)을 통해 펌프조립체(2610)로부터 배출된다. 가압된 유체는 펌프조립체에서부터 밸브(2630)의 상호연결된 슬리브(2664)들에 의해 형성되는 플러넘(2614) 내로 방출될 수 있다. 가압된 유체는 슬리브(2664)들의 내벽(2627)과 각 밸브(2630)들의 입력축(2612) 사이에 형성되는 환형의 통로(2625)를 따라 이동할 수 있다. 밸브(2630)들 중 하나 이상을 개방위치로 작동시키면, 가압된 유체가 스풀(2666)의 오리피스(2680)들과 슬리브(2664)의 오리피스(2682)들을 통과해 밸브(2630)의 배출포트(2629)로 이동하도록 한다.

도 27은 도 5에 도시된 분할 공통선상 밸브 배열을 채용하는 밸브 매니폴드(2720)에 통합되는 펌프조립체(2710)를 도시한다. 이 배열을 또한 매니폴드 유입 체적을 최소화하여, 유압시스템의 전체적인 작동효율을 개선할 수 있다. 이 구성에서, 펌프조립체(2710)는 두 세트의 밸브(2730)들 사이에 배열된다. 밸브(2730)들 사이에 펌프조립체(2710)를 배열하는 것은, 펌프조립체(2710)의 외측 원주(2723)를 따라 펌프조립체(2710)의 유입구(2727)가 위치되게 되는 것을 필요로 한다. 그러나, 펌프조립체(2710)의 크기와 구성에 따라서, 펌프 상의 다른 위치에 펌프 유입구(2727)를 위치시키는 것도 가능할 수 있다.

밸브 매니폴드(2720)는 다수의 유압 작동 스풀밸브(2730)를 포함할 수 있다. 밸브(2730)들 각각은 매니폴드(2720)에 관해 고정되는 원통형 중공 슬리브(2764)와, 슬리브(2764)의 외측 둘레에 활주가능하게 배치되는 원통형 스풀(2766)을 포함할 수 있다. 스풀(2766)들은 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 슬리브(2764)의 길이의 일부분 위에서 자유롭게 전후로 이동할 수 있다.

슬리브(2764)와 스풀(2766)들 각각은 각 부품들의 벽들을 통해 연장하는 일련의 오리피스들을 포함할 수 있다. 스풀(2766)은 일련의 오리피스(2780)들을 포함하고, 슬리브(2764)는 일련의 오리피스(2782)들을 포함한다. 오리피스(2780 및 2782)들은 공통 패턴으로 배열되어, 스풀(276)이 슬리브(2764)에 관해 정지위치로 위치하게 되면 스풀(2766)의 오리피스(2780)들이 슬리브(2764)의 오리피스(2782)들과 정렬될 수 있게 해준다. 밸브(2730)들 각각은 정지위치에서 폐쇄위치로 스풀(2766)을 이동시키기 위해, 리턴 스프링(2706)으로 도시되는 바이어싱부재를 포함할 수 있다.

밸브(2730)들은 솔레노이드로 작동하는 파일럿 밸브(2762)에 의해 유압적으로 작동할 수 있다. 파일럿 밸브(2762)는 펌프(2760)과 같은 압력원에 유동적으로 연결될 수 있다. 파일럿 밸브가 개방되면, 파일럿 밸브(2762)는 가압된 유체가 펌프(2760)에서부터 파일럿 밸브(2762)를 통해 밸브(2730)들로 흐르게 한다. 파일럿 밸브(2762)로부터의 가압된 유체는, 밸브(2730)의 스풀이 개방위치로 이동하게 하여, 가압된 유체가 펌프조립체(2710)에서부터 밸브(2730)들을 통해 유압부하로 흐르게 한다. 파일럿 밸브(2762)를 폐쇄하게 되면, 밸브로 가압된 유체의 흐름을 차단하고 또한 리턴 스프링(2706)이 스풀(2766)을 폐쇄위치로 다시 이동시키게 한다.

펌프조립체(2710)는 펌프조립체(2710)의 적어도 한 측면으로부터 외방으로 연장하는 펌프 입력축(2712)을 포함할 수 있다. 펌프 입력축(2712)은 개별적인 밸브(2730)들의 상호연결된 밸브 슬리브(2764)들에 의해 형성되는 플러넘(27140을 통해 길이방향으로 연장한다. 펌프 입력축(2712)의 단부(2716)는 매니폴드(2720)의 단부 캡(2718)을 통해 연장하고 또한 니들 베어링, 롤러 베어링 또는 슬리브 베어링과 같은 것을 포함할 수 있는 베어링(2721)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다. 단부 갭(2718)은 매니폴드(2720)의 하우징(2719)에 부착될 수 있고 또한 베어링(2721)을 포함할 수 있다. 펌프 입력축(2712)의 단부(2716)는 노출될 수 있고 또한 엔진, 전기모터와 같은 외부의 동력원, 또는 회전토크를 출력할 수 있는 다른 동력원에 연결될 수 있다. 펌프조립체(2710)는 펌프 입력축(2712)이 펌프조립체(2710)의 양측에서부터 연장하도록 구성될 수 있는데, 이 경우 펌프 입력축(2712)의 대향 단부(2731)는 매니폴드 하우징(2719)에 부착되는 매니폴드 단부 캡(2729)에 설치되는 베어링(2722)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다.

유체는 펌프 유입구(2727)를 통해 펌프조립체(2710)에 도입되고 또한 펌프조립체(2710)를 유체가 통과할 때 방사상 내측으로 이동한다. 가압된 유체는 펌프조립체(2710)의 대향 측면들(2726 및 2727)을 따라 배열되는 하나 이상의 방출포트(2728)을 통해 펌프조립체(2710)에서 배출될 수 있다. 가압된 유체는 펌프조립체(2710)에서부터 밸브(2730)들의 상호연결된 슬리브(2764)들에 의해 형성되는 플러넘(2714)로 방출될 수 있다. 가압된 유체는 슬리브(2764)의 내벽(2727)들과 펌프 입력축(2712) 사이에 형성되는 환형의 통로(2725)를 따라 각 밸브(2730)들로 이동할 수 있다. 밸브(2730)를 개방위치로 작동시키면, 가압된 유체가 스풀(2766)의 오리피스(2780)들과 슬리브(2664)의 오리피스(2782)들을 통해 밸브(2730)의 배출포트(2729)로 흐르게 할 수 있다.

도 28a 내지 28b는 가변 흐름 및 압력 필요조건들을 가지는 다수의 유압부하들로 가압된 유체의 분배를 제어하기 위한 매니폴드(2820)를 설명한다. 매니폴드(2820)는 단일 슬리브(2864)와 단일 스풀(2866)을 채용하는 한 쌍의 밸브(2830 및 2832)들을 포함한다. 비록 매니폴드(2820)가 두 개의 밸브(2830 및 2832)를 가지는 것으로 도 28a와 28b에 도시되어 있다 하더라도, 실제로 매니폴드(2820)는 적어도 부분적으로 특정 응용의 필요조건들에 따라 보다 많은 밸브들을 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다.

밸브(2830 및 2832)들 각각은 매니폴드(2820)에 관해 고정되는 원통형 중공 슬리브(2864)와, 슬리브(2864)의 외측 둘레에 활주가능하게 배치되는 원통형 스풀(2866)을 공유한다. 스풀(2866)은 제1위치와 제2위치 사이에서 슬리브(2864)의 길이의 일부분 위에서 자유롭게 전후로 이동할 수 있다.

슬리브(2864)와 스풀(2866)들 각각은 각 부품들의 벽을 통해 연장하는 일련의 오리피스들을 포함할 수 있다. 스풀(2866)은 일련의 오리피스(2880)들을 포함하고 또한 슬리브(2864)는 일련의 오리피스(2882)들을 포함한다. 밸브(2830)에 대한 스풀(2866)의 오리피스(2882)와 대응하는 슬리브(2864)의 오리피스(2880)는 셋트 1로 표시되고, 또한 밸브(2832)에 대한 스풀(2866)의 오리피스(2882)들과 대응하는 슬리브(2864)의 오리피스(2880)들은 세트 2로 표시된다. 스풀(2866)은 제1위치와 제2위치 사이에서 슬리브(2864)에 대해 축방향으로 이동할 수 있다. 스풀(2866)은, 스풀이 제1위치(도 28a)에 있을 때 유체가 슬리브(2864)의 내부 영역에서부터 밸브(2830)의 배출포트(2842)로 통과하도록 하고, 그리고 스풀(2866)은 스풀이 제2위치(도 28b)에 있을 때 유체가 슬리브(2864)의 내부 영역에서 밸브(2832)의 배출포트(2844)로 통과하도록 한다. 세트 1의 오리피스(2880 및 2882)들은 공통 패턴으로 배열되어, 스풀(2866)이 제1위치(도 28a)에 있을 때 스풀(2866)의 오리피스(2880)들이 슬리브(2864)의 오리피스(2882)들과 정렬되게 해준다. 유사하게, 세트 2의 오리피스(2880 및 2882)들은, 스풀(2866)이 제2위치(도 28b)에 있을 때 스풀(2866)의 오리피스(2880)들이 슬리브(2864)의 오리피스(2882)와 정렬되게 해준다. 스풀(2866)이 제1위치(도 28a)에 배열됨으로써, 세트 2(즉, 밸브 (2832))의 오리피스(2880 및 2882)들은, 밸브(2832)의 스풀(2866)이 밸브(2832)의 슬리브(2864)로 실질적으로 유동적으로 분리되도록 오정렬된다. 스풀(2866)을 제2위치(도 28b)에 배열함으로써, 세트 1(즉, 밸브 (2830))의 오리피스(2880 및 2882)들은, 밸브(2830)의 스풀(2866)이 밸브(2830)의 슬리브(2864)로부터 실질적으로 유동적으로 분리되도록 오정렬된다.

도 28 a에서 스풀(2866)은 제1위치에 있는 것으로 도시되는데, 밸브(2830)는 개방되고, 밸브(2832)는 폐쇄된다. 도 28b에 도시된 바와 같이, 밸브(2830)는 스풀(2866)을 슬리브(2864)에 대해 축방향으로 활주시킴으로써 폐쇄위치에 배열될 수 있고, 또한 동시에 밸브(2832)를 개방한다. 밸브(2830 또는 2832)들 어느 하나를 개방하면, 가압된 유체가 밸브(2830 및 2832)를 통해 각 배출포트(2842 및 2844)로 통과하게 한다. 밸브(2830 및 2832)들 중 하나를 폐쇄하면 다른 밸브를 개방되게 한다. 마찬가지로, 밸브(2830 및 2932)들 중 하나를 개방하면 다른 밸브가 폐쇄되게 한다.

매니폴드(2820)는 제2위치와 제1위치 사이에서 스풀(2866)을 작동시키기 위한 파일럿 밸브(2862)를 포함할 수 있다. 밸브(2830 및 2832)들은, 솔레노이드로 동작하는 파일럿 밸브일 수 있는 파일럿 밸브(2862)에 의해 유압적으로 작동할 수 있다. 파일럿 밸브(2862)는 압력원에 유동적으로 연결되는 유입포트(2863)를 포함할 수 있다. 파일럿 밸브(2862)는, 유체 압력이 스풀(2866)의 단부(2865)에 인가되도록 하여, 밸브(2832)가 개방되고 밸브(2830)가 폐쇄되는 제2위치(도 28b)에서 밸브(2830)가 개방되고 밸브(2832)가 폐쇄되는 제1위치(도 28a)로 스풀을 이동시키도록 선택적으로 작동할 수 있다. 밸브(2830 및 2832)들은 또한, 밸브(2830)가 개방되고 밸브(2832)가 폐쇄되는 제1위치(도 28a)와 밸브(2830)이 폐쇄되고 밸브(2832)가 개방되는 제2위치(도 28b) 사이에서 스풀(2866)을 이동시키기 위하여 리턴 스프링(2830)으로 표시되는 바이어싱부재를 채용할 수 있다.

스풀(2866)이 제1위치(도 28a)에 배열될 때 슬리브(2864)에 대해 스풀(2866)을 위치시키는 것은 스풀(2866)의 제1단부(2812) 또는 스풀(2866)의 다른 적절한 영역과 결합하는 스톱(2811)에 의해 제어할 수 있다. 스풀(2866)이 제2위치(도 28b)에 배열될 때 슬리브(2864)에 대해 스풀(2866)을 위치시키는 것은 스풀(2866)의 제2단부(2815) 또는 스풀(2866)의 다른 적절한 영역과 결합하는 제2스톱(2813)에 의해 제어할 수 있다.

한 예에서, 스풀(2866)은 도 28a에 도시한 바와 같이, 파일럿 밸브(2862)를 개방위치에 배열함으로써 제1위치로 이동할 수 있고, 이는 밸브(230)를 개방하고 또한 밸브(2832)를 폐쇄한다. 개방위치에 파일럿 밸브(2862)를 배열함으로써, 가압된 유체를 스풀(2866)의 단부(2815)에 인접한 공동(2898)에 전달하게 된다. 가압된 유체에 의해 부여되는 힘은 리턴 스프링(2806)에 의해 부여되는 바이어싱력을 극복하여, 스풀(2866)을 스톱(2811)을 향해 또한 제1위치로 변위시킨다. 스풀(2866)은 제2위치로 리턴(복원)될 수 있는데, 이는 공동(2898)을 감압하기 위해 파일럿 밸브(2862)를 폐쇄함으로써 밸브(2830)를 폐쇄하고 또한 배브(2832)를 개방한다(도 28b). 이는, 리턴 스프링(2806)에 의해 부여되는 바이어싱력이 스풀(2866)을 제2위치로 축방향으로 활주시키게 한다. 만일 리턴 스프링(206)이 스풀(2866)의 타단에 위치한다면, 매니폴드는 또한, 파일럿 밸브(2862)를 개방위치에 배열하게 되면 밸브(2832)를 개방하고 또한 파일럿 밸브는 폐쇄위치게 배열하면 밸브(2830)을 개방하도록 구성될 수 있다.

밸브(2830 및 28332)들은, 내측 또는 외측부재 중 어느 것이 스풀(2866)로서 동작하도록 구성될 수 있다. 도 28a 및 28b에 도시된 예시적인 밸브에서, 내측부재는 슬리브(2864)로서 기능하고, 외측부재는 스풀(2866)(즉 슬리브에 대해 이동이 가능한)로서 기능한다. 그러나, 실제로 내측부재는 스풀(2866)로서 동작하도록 구성하고 또한 외측부재는 슬리브(2864)로서 동작하도록 구성할 수 있다는 것을 알아야 한다. 게다가, 밸브(2830 및 2832)들은 또한, 내측부재 및 외측부재 둘 다가 밸브몸체에 대해 동시에 이동하도록 구성할 수 있다. 후자의 구성은 빠른 밸브 동작속도를 생성할 수 있지만, 이렇게 하면 복잡성과 비용이 상승할 수 있다.

개방위치에 배열될 때 가압된 유체의 흐름은 예시적인 밸브(2830 및 2832)들을 통해 방사상 외측으로 통과하는 것으로 설명하였지만, 메인 스테이지 매니폴드는 또한, 흐름이 방사상 내측으로 통과하도록 구성할 수 있다는 것을 알아야 한다. 이 경우에, 배출포트(2842 및 2844)로서 표시되는 통로들은 유입포트로서 동작할 수 있고, 또한 유입포트(2842)로 표시되는 통로는 배출포트로서 동작할 수 있다. 가압된 유체가 밸브(2830 및 2832)를 통과하는 방향은, 내측부재 또는 외측부재가 스풀로서 동작하는지, 또는 밸브들이 작동할 때 양 부재들이 서로에 대해 이동할 수 있는지에는 상관없다.

밸브(2830 및 2832)들과 파일럿 밸브(2862)는 독립된 압력 공급기를 가지거나 또는 공통의 압력원을 공유할 수 있다. 도 28a 및 28b에 도시된 예시적인 매니폴드 구성에서, 밸브(2830 및 2832)와, 파일럿 밸브(2862)들은 공통의 압력원을 공유하는 것으로 도시되어 있다. 밸브(2830 및 2832)들과 파일럿 밸브(2862) 둘 다에 공급하기 위한 가압된 유체는, 유입포트(2842)를 통해 메인 스테이지 매니폴드에 도입된다. 유입포트(2842)는 슬리브(2864)에 유동적으로 연결된다.

슬리브(2830 및 2832)들은 직렬로 연결되어 세장된 플러넘(2823)를 형성할 수 있다. 파일럿 매니폴드(2825)가 밸브(2832)의 슬리브(2864)의 다운스트림 단부에 유동적으로 연결된다. 파일럿 매니폴드(2825)는 파일럿 공급통로(2827)을 포함하고, 이 공급통로를 통해 가압된 유체의 일부가 메인 스테이지 유체 공급으로부터 빠져나와 파일럿 밸브(2862)로 전달된다. 파일럿 밸브(2862)의 유입포트(2863)는 파일럿 공급통로(2827)에 유동적으로 연결될 수 있다.

파일럿 매니폴드(2825)는 체크밸브(2870)를 포함할 수 있다. 체크밸브(2870)는 파일럿 매니폴드(2825)로 전달되는 가압된 유체의 흐름을 제어하도록 동작하고, 또하 파일럿 매니폴드(2825)에서 플러넘(2823)으로 유체가 역류하는 것을 방지한다. 체크밸브(2870)는 다양한 구성들 중 하나를 가질 수 있다. 이러한 구성의 한 예가 도 28a 및 28b에 도시되어 있는데, 파일럿 매니폴드(2825)로 및 로부터 유체의 흐름을 제어하는 볼 체크밸브(ball check valve)를 사용한다. 체크밸브(2870)는 파일럿 매니폴드(2825)의 유입통로(2874)와 선택적으로 결합하는 볼(2872)을 포함한다. 파일럿 매니폴드(2825)의 유입통로(2874)와 결합하도록 볼(2872)를 바이어싱하기 위한 스프링(2876)이 제공될 수 있다. 체크밸브(2870) 전체에 걸친 압력 강하가 스프링(2876)에 의해 부여되는 바이어싱력을 초과하면, 볼(2872)은 파일럿 매니폴드(2825)의 유입통로(2874)로부터 분리되게 되어, 가압된 유체가 플러넘(2823)에서 파일럿 매니폴드(2825)로 흐르게 해준다. 유압 매니폴드(2820)에서 파일럿 매니폴드(2825)로 흐르는 유체의 비율은, 체크밸브(2870) 전체에 걸친 압력 강하에 따라 다를 수 있다. 압력강하가 크면, 흐름율도 높아진다. 체크밸브(2870) 전체에 걸된 압력강하가 스프링(2876)의 바이어싱력보다 작거나, 또는 파일럿 매니폴드(2825) 내 압력이 유압 매니폴드(2820) 내 압력을 초과하는 경우에, 체크밸브 볼(2872)는 파일럿 매니폴드(2825)의 유입통로(2874)와 결합하여 흐름이 체크밸브(2870)를 통과하는 것을 차단하게 된다. 스프링(2876)의 스프링율은, 체크밸브(2870) 전체에 걸쳐 원하는 압력강하가 달성되기 전까지 체크밸브(2870)가 개방되는 것을 방지하기 위해 선택될 수 있다.

파일럿 매니폴드(2825)는 또한 밸브(2830 및 2832)를 작동시키는데 사용되는 가압된 유체를 저장하기 위한 축압기(2890)를 포함할 수 있다. 축압기(2890)는 다양한 구성들 중 하나를 가질 수 있다. 예컨대, 가압된 유체를 받아들여 저장하기 위한 유체 저유기(2892)를 포함할 수 있다. 저유기(2892)는 파일럿 매니폴드(2825)에 유동적으로 연결될 수 있다. 축압기(2890)는 저유기(2892) 내에 위치하는 이동가능한 피스톤(2894)를 포함할 수 있다. 저유기(2892) 내에 피스톤(2894)을 위치는, 저유기(2892)의 체적을 선택적으로 변경하기 위해 조정될 수 있다. 코일 스프링과 같은 바이어싱 매카니즘(2896)은, 저유기(2892)을 체적을 최소화하는 방향으로 피스톤(2894)을 밀친다. 바이어싱 매카니즘(2896)은, 파일럿 매니폴드(2825) 내에 존재하는 가압된 유체에 의해 부여되는 압력에 반대되는 바이어싱력을 부여한다. 만일 두 개의 반대되는 힘들이 균형 맞지 않는다면, 피스톤(2894)은 저유기(2892)의 체적을 증가 또는 감소시키도록 변위되어, 두 개의 반대되는 힘들 간에 균형을 복원한다. 몇몇 상황에서, 저유기(2892) 내 압력레벨이 파일럿 매니폴드(2825) 내 압력에 대응한다. 만일 저유기(2892)내 압력이 바이어싱 매카니즘(2896)에 의해 생성되는 반대되는 힘을 초과한다면, 피스톤(2894)은 바이어싱 매카니즘(2896)을 향해 변위되어, 저유기(2892)의 체적과 축압기(2890)에 저장될 수 있는 유체의 양을 증가시키게 된다. 저유기(2892)가 유체로 계속 충전을 지속함에 따라, 바이어싱 매카니즘(2896)에 의해 생성되는 반대되는 힘 또한, 바이어싱력과 저유기(2892) 내에서부터 부여되는 반대되는 압력이 실질적으로 동일하게 되는 시점까지 증가하게 된다. 두 개의 반대되는 힘들이 균형 상태에 있을 때 저유기(2892)의 체적 용량은 실질적으로 일정하게 남아있게 된다. 다른 한편으로, 파일럿 밸브(2862)를 작동시키면, 파일럿 매니폴드(2825) 내 압력레벨이 저유기(2892) 내 압력레벨 아래로 강하하도록 한다. 이는, 피스톤(2894) 전체에 걸친 압력이 지금 불균형하기 때문에, 저유기(2892) 내에 저장된 유체가, 밸브(2830 및 2832)들을 작동시키는데 사용하기 위해 파일럿 매니폴드(2825)로 방출되게 한다.

도 29a는 밸브(2930)를 포함하는 매니폴드(2920)을 보여준다. 밸브(2930)는 작동표면(actuation surface)(2910)을 가지는 액츄에이터(2909)를 포함하는 스풀(2966)를 채용한다. 밸브(2930)는 매니폴드(2920)에 대해 고정되는 원통형 중공 슬리브(2964)와, 슬리브(2964)의 외측 둘레에 활주가능하게 배치되는 원통형 스풀(2966)을 포함하는 유압 작동 스풀 밸브일 수 있다. 스풀(2966)은 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 슬리브(2964)의 길이의 일부분 위에서 전후로 자유롭게 이동할 수 있다. 슬리브(2964)와 스풀(2966) 각각은 각 부품들의 벽들을 통해 연장하는 일련의 오리피스들을 포함할 수 있는데, 스풀(2966)은 일련의 오리피스(2982)를 포함하고, 슬리브(2964)는 일련의 오리피스(2980)를 포함한다.

밸브(2930)는 폐쇄위치에서 개방위치로 스풀(2966)을 이동시키기 위해 파일럿 밸브와 같은 작동장치에 의해 유압적으로 작동할 수 있다. 밸브(2930)는 또한, 개방위치에서 폐쇄위치로 스풀(2866)을 이동시키기 위해 리턴 스프링(2906)과 같은 바이어싱부재를 채용할 수 있다. 개방위치에 파일럿 밸브를 배열하면, 작동표면(2910)과 유체 연통하는 공동(2998)로 가압된 유체의 흐름이 전달되게 한다. 가압된 유체는 스풀(2966)의 작동표면(2910)에 대해 축방향 힘을 가하여, 리턴 스프링(2906)을 향하는 방향으로 슬리브(2964)에 대해 스풀(2966)을 축방향으로 변위시키게 된다. 파일럿 밸브를 폐쇄하면 공동(2998)을 감압하여, 리턴 스프링(2906)이 스풀(2966)을 폐쇄위치로 리턴(복원)시키게 한다.

액츄에이터(2909)는 리턴 스프링(2906)에 대향하는 스풀(2966)의 단부부분(2914)에 위치할 수 있다. 스풀(2966)의 오리피스(2982)는 세로축(A-A)를 포함할 수 있는데, 치수 L은, 오리피스(2982)의 길이를 축 A-A에 실질적으로 평행하게 측정한 것을 나타낸다. 작동표면(2910)은 또한 두께 "T"를 포함할 수 있는데, 두께 "T"는 오리피스(2982)의 치수 "L" 미만일 수 있다.

스풀(2966)의 벽 두께(T)는 작동표면(2910)의 벽 두께(T')보다 클 수 있고, 또한 한 예에서 벽 두께(T)는 치수(L)와 실질적으로 동일할 수 있다. 벽 두께(T)는, 스풀(2966) 전체에 걸친 압력강하의 결과로서 발생할 수 있는 벽의 변형을 최소화하도록 선택할 수 있다. 예컨대, 슬리브(2964) 내 내부 영역 내의 압력이 스풀(2966)의 외측 주변부를 둘러싸는 압력보다 높을 수 있다. 스풀(2966) 전체에 걸쳐 발생하는 압력강하는, 스풀의 벽이 외측으로 변형되게 할 수 있다. 변형의 양은, 제한하는 것은 아니지만 벽 두께(T)와, 스풀의 재료 특성과, 스풀 전체에 걸쳐 발생하는 압력강하의 크기를 포함하는 다양한 인자들에 의해 다르다. 벽 변형은 무엇보다도, 벽 두께(T)를 증가시킴으로써 최소화할 수 있다.

적어도 한 예에서, 스풀(2966)은, 예컨대 벽 두께(T')와 같은 벽 두께(T)의 일부 상에 힘을 가함으로써 작동할 수 있다. 스풀(2966)에 인가되는 힘의 크기는 작동표면(2910)의 면적과 인가된 압력의 크기의 함수이다. 인가된 압력을 증가시키거나 또는 표면적을 증가시키면, 스풀(2966)에 인가되는 축방향 작동힘(actuation force)에서 대응하는 증가를 생성하게 된다. 작동힘의 크기는 작동표면(2910)의 두께(T)를 조정함으로써 제어할 수 있다.

작동표면(2910)은 스풀(2966)의 외측 표면(2914)에 인접하게 위치할 수 있다. 다르게는, 도 29b에 도시된 바와 같이, 작동표면(2910')은 스풀(296)의 내측 표면(2916) 근처에 위치할 수 잇다. 도 29a와 29b 둘 다를 참조하면, 작동표면(2910(도 29a) 및 2910'(도 29b))들은, 가압된 유체가 스풀(2966)에 축방향 힘을 인가하여 스풀이 개방위치로 활주하게 되는 영역을 제공한다. 작동표면(2910 및 2910')에 대해 인가된 압력은 스풀(2966)을 개방위치로 밀친다.

도 30은 밸브(3030)를 포함하는 매니폴드(3020)를 설명한다. 밸브(3030)는 매니폴드(3020)에 대해 고정되는 원통형 중공 슬리브(3064)와, 슬리브(3064)의 외측 둘레에 활주가능하게 배치도는 원통형 스풀(3066)을 포함하는 유압 작동 스풀 밸브일 수 있다. 스풀(3066)은 개방위치와 정지위치 사이에서 슬리브(3064)의 길이의 일부 위에서 전후로 자유롭게 이동할 수 있다. 슬리즈(3064)와 스풀(3066) 각각은 각 부품들의 벽들을 통해 연장하는 일련의 오리피스들을 포함할 수 있는데, 스풀(3066)은 일련의 오리피스(3080)들을 포함하고, 슬리브(3064)는 일련의 오리피스(3082)들을 포함한다. 스풀(3066)은 도 30에서 폐쇄위치에 배열되는 것으로 도시되는데, 스풀(306)의 오리피스(3080)들은 슬리브(3064)의 오리피스(3082)들로부터 실질적으로 유동적으로 분리된다. 개방위치에 스풀(3066)를 위치시키면(즉, 도 30에서 스풀을 좌측으로 활주시킴으로써), 스풀의 오리피스(3080)들을 슬리브(3064)의 오리피스(3082)들과 유동적으로 연결시키게 된다.

밸브(3030)는 개방위치와 정지위치 사이에서 스풀(3066)을 이동시키기 위해 스풀(3066)의 말단부(distal end)에 배열되는 액츄에이터(3008)를 포함할 수 잇다. 액츄에이터(3008)는 도 29b에 도시된 액츄에이터(2909)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 한 예에서, 스풀 액츄에이터(3008)는 케넉터(3010)를 통해 스풀(3066)에 고정적으로 부착될 수 있는 환형의 링일 수 있다. 액츄에이터(3008)는 작동표면(3011)을 제공하는데, 작동력이 폐쇄위치에서 개방위치로 상기 작동표면에 대해 스풀(3066)를 밀치도록 인가될 수 있다. 밸브(3030)는 또한 개방위치에서 폐쇄위치로 스풀(3066)를 이동시키기 위해, 리턴 스프링(3006)으로 표시되는 바이어싱부재를 포함할 수 있다.

스풀 액츄에이터(3008)는 벽 두께(T)를 포함할 수 있다. 도 28a 내지 28b와 유사하게, 오리피스(3080)들을 포함하는 스풀(3066)의 부분 전체에 걸쳐 원하는 벽 두께(T)를 스풀(3066)이 유지하도록 하는 한편 원하는 작동력을 달성하기 위하여 스풀 액츄에이터(3008)의 두께(T')는 스풀(3066)의 벽 두께(T)보다 작을 수 있다. 스풀(3066)을 작동시키기 위해 필요한 힘은 스풀 액츄에이터(3008)의 두께(T)를 변경시킴으로써 변경할 수 있다. 이 구성은, 스풀 액츄에이터(3008)의 두께(T')가 원하는 작동력을 얻을 수 있는 크기가 되도록 하고 또한 스풀(3066)의 벽 두께(T)가 스풀(3066)의 외측방향 변형을 최소화하는 크기가 되도록 한다.

스풀 액츄에이터(3008)는 연결부재(3010)를 사용하여 스풀(3066)에 연결될 수 있다. 연결부재(3010)는 스풀 액츄에이터(3008) 상의 대응하는 립(lip)(3016)과 결합하는 립(3014)과, 스풀(3066) 상의 대응하는 립(3019)와 결합하는 제2립(3018)을 포함할 수 있다. 연결부재(3010)를 스풀(3066)과 스풀 액츄에이터(3008)에 연결시키는데 사용할 수 있는 다른 수단은, 한정하는 것은 아니지만 경납땜(brazing), 용접(welding) 및 접착(gluing)을 포함한다. 채용한 연결방법의 유형은, 사용하는 재료의 유형과 접속의 구조적 필요조건에 따라 다르게 된다.

매니폴드(3020)는 스풀 액츄에이터(3008)의 작동표면(3010)과 유체 연통하는 작동챔버(actuation chamber)(3012)를 포함할 수 있다. 스풀 액츄에이터(3008)는 작동챔버(3012) 내에 적어도 부분적으로 위치할 수 있다. 밸브를 작동하기 위해 작동챔버(3012)에 가압된 유체를 공급하기 위한 작동 흐름포트(actuation flow port)(3014) 또한 제공될 수 있다. 작동 흐름포트(3014)는 펌프와 같은 압력원에 유동적으로 연결될 수 있다. 작동챔버(3012)는 작동 흐름포트(3014)로부터 유압을 받아들인다. 작동챔버(3012) 내 유압은, 매니폴드(3020) 내에서 스풀(4066)을 개방위치로 축방향으로 이동시키는데 사용하는 작동력을 제공한다. 스풀(3066)을 개방위치로 향해 변위시키기 위하여 작동챔버(3012) 내에 위치하는 가압된 유체에 의해 작동력은 스풀 액츄에이터(3008)에 인가될 수 있다. 가압된 유체는 작동챔버(3012)에서부터 방출되어, 리턴 스프링(3006)이 스풀(3066)을 폐쇄위치로 밀치게 한다.

도 31a를 참조하면, 스풀 액츄에이터(3108)의 다른 구성은 스풀(3166)의 작동 말단부(distal actuation end)(3113)과 연통할 수 있는 적어도 하나의 핀(3102)을 포함한다. 핀(3102)은 핀(3102)을 액츄에이터 하우징 내에서 축방향으로 활주시키기 위한 가이드로서 작용하는 스풀 액추에이터 하우징(3106) 내에 하우징될 수 있다. 작동챔버(3112)는 핀(3102)이 한 단부 근처에 위치한다. 핀(3102)의 적어도 일부분은 작동챔버(3012)와 유체 연통한다.

작동챔버(3112)는 압력원으로부터 가압된 유체를 받아들인다. 가압된 유체는, 매니폴드(3120) 내에서 스풀(3166)을 폐쇄위치로 향해 축방향으로 이동시키는데 사용되는 작동력을 제공한다. 작동력은 작동챔버(3112) 내에 위치하는 가압된 유체에 이해 핀(3102)에 가해질 수 있다. 핀(3102)의 단부들에 부여되는 작동력은, 스풀(3166)을 개방위치로 밀치게 된다. 스풀(3166)을 폐쇄위치로 다시 밀치기 위하여 리턴 스프링(3106)로 표시되는 바이어싱부재가 제공될 수 있다.

도 31b에 도시된 바와 같이, 한 예시적인 구성에서, 액츄에이터 하우징(3106) 내에 네 개의 핀(3102)들이 배열될 수 있다. 액츄에이터 하우징(3106)는 밸브 하우징(3115)에 고정적으로 부착될 수 있다. 액츄에이터 하우징(3106)는 밸브 하우징(3115)의 일부로서 구성될 수 있다. 도 31b가 액츄에이터 하우징(3106) 내에 배열되고 또한 서로로부터 등간격으로 배치되는 네 개의 핀(3102)들을 설명하지만, 상이한 수의 핀들 또는 상이한 분포를 사용하는 다른 구성도 마찬가지로 사용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 예컨대, 핀 하우징(3102)은 서로로부터 균등한 간격으로 이격되는 다섯 개 이상의 핀(3102)들을 포함할 수 있다.

도 1과 32를 참조하면, 유압 매니폴드(20)(도 1a 참조)는 펌프(3212)와 일체화되어 통합된 유체 분배모듈(integrated fluid distribution module)(3210)을 형성할 수 있다. 다양한 장치들을 통합하게 되면, 유압시스템 내에 존재하는 압축가능한 유체의 체적을 줄임으로써 시스템효율을 개선할 수 있고, 이는 유압시스템 내에 존재하는 유체를 압축시키는데 필요한 전체 작업량을 줄일 수 있다.

명료성을 위해, 유압 매니폴드(20)와 공통인 유체 분배모듈(3210)의 부품들과 특징들은 도 32에서 동일한 참조번호를 사용하여 식별된다. 유체 분배모듈(3210)은 유압 매니폴드(20)의 제어밸브(30, 32, 34 및 36)들을 포함할 수 있다. 제어밸브(30, 32, 34 및 36)들은 공통 하우징(3212) 내에 배치될 수 있다. 제어밸브(30, 32, 34 및 36)의 방출포트(44, 46, 48 및 50)들 각각은 유체 분배모듈(3210)에 다양한 유압부하(미도시)를 유동적으로 연결하기 위해 하우징(3212) 외측에서부터 접근할 수 있다. 제어밸브 각각을 작동하기 위해 제어밸브들 중 하나 이상은 솔레노이드 작동 파일럿 밸브를 채용할 수 있다.

제어밸브에 유동적으로 연결된 다양한 유압부하(미도시)를 구동하기 위한 가압딘 유체는 고정된 변위펌프(3214)에 의해 제공될 수 있다. 펌프(3214)는, 제한하는 것은 아니지만 기어펌프, 베인펌프, 축방향 피스톤펌프 및 레이디얼 피스톤펌프를 포함하는, 다양한 공지의 고정 변위펌프들 중 하나를 포함할 수 있다. 펌프(3214)는 펌프를 구동하기 위한 구동축(3216)을 포함한다. 구동축(3216)은 엔진, 전기모터와 같은 외부의 동력원, 또는 회전 토크를 출력할 수 있는 다른 동력원에 연결될 수 있다. 펌프(3214)의 유입포트(3218)는 유체 저유기(미도시)에 유동적으로 연결될 수 있다. 유입 매니폴드의 유입포트(42)는 펌프(3214)의 방출포트(3220)에 유동적으로 연결될 수 있다.

비록 설명의 목적을 위해 단일의 펌프(3214)가 도시되었다 gke라도, 유체 분배모듈(3210)는 다수의 펌프들을 포함할 수 있고, 펌프들 각각은, 개별적인 유체 회로들이 가압된 유체를 공급받을 수 있는 공통의 유체노드에 유동적으로 연결되는 그들의 방출포트들을 가진다. 다수의 펌프들은 예컨대, 높은 흐름율을 달성하기 위해 병렬로, 또는 주어진 흐름율에 대해 높은 압력이 필요할 때와 같은 경우에는 직렬로 유동적으로 연결될 수 있다.

여기에서 설명한 프로세스, 시스템들, 방법들과 관련해, 이러한 프로세스들의 단계들이 소정의 순서화된 시퀀스에 따라 발생하는 것으로 설명하였다 하더라도, 이러한 프로세스들은 여기에서 설명한 순서와는 다른 순서로 수행되는 기술한 단계들로 실행할 수 있는 것을 알아야 한다. 또한, 소정의 단계들이 동시에 수행될 수 있고, 다른 단계들이 부가될 수 있거나, 또는 여기에서 설명한 소정의 단계들이 생략될 수 있다는 것을 알아야 한다. 즉 달리 말하자면, 여기에서 프로세스의 설명들은 소정 실시예들의 설명 목적을 위해 제공되고, 또한 본 발명의 청구범위를 제한하는 것으로 조금도 이해해서는 안된다.

상기 명세서는 설명을 위한 것이고 또한 제한하는 것이 아니라는 것을 알아야 한다. 상기 상세한 설명을 읽으면, 제공된 예들 이외의 많은 실시예들과 응용들이 본 기술분야의 당업자에게 자명하게 될 것이다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명의 기준으로 결정되어서는 안되며, 대신에 청구항들이 권리를 주장하는 등가물의 완전한 범위와 함께 첨부한 청구항들을 기준으로 결정되어야 한다. 여기서 논의한 기술분야에서 미래의 개발이 일어나고, 또한 기술한 시스템들과 방법들이 이러한 미래의 실시예에 통합될 수 있다는 것을 예상할 수 있다. 요컨대, 본 발명은 수정과 변형이 이루어질 수 있고 또한 다음의 청구항들에 의해서만 제한되지 않는다는 것을 알아야 한다.

청구항에서 사용하는 모든 용어들은, 여기에서 명확한 표시가 없다면 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는, 이들의 광범위한, 이해할 수 있는 의미와 통상적인 의미로 주어진다. 특히, "a", "the", "said"와 같은 단일 관사의 사용은, 청구항이 명확한 제한을 인용하지 않는다면 표시된 요소들 중 하나 이상을 인용하는 것으로 파악해야만 한다.

Claims

제1방출포트와 제2방출포트와; 그리고
제1부재와 상기 제1부재에 대해 제1위치와 제2위치 사이에서 이동할 수 있는 제2부재를 포함하는 제1밸브를 포함하고, 상기 제1부재는 상기 제2부재가 상기 제1위치에 배열될 때 상기 제1방출포트에 유동적으로 연결되는 제1오리피스와, 상기 제2밸브 부재가 상기 제2위치에 배열될 때 상기 제2방출포트에 유동적으로 연결되는 제2오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제1항에 있어서, 상기 제2부재가 제2위치에 배열될 때 상기 제1오리피스는 상기 제1방출포트로부터 실질적으로 유동적으로 분리되고, 또한 상기 제2부재가 상기 제1위치에 배열될 때 상기 제2오리피스는 상기 제2방출포트로부터 실질적으로 유동적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제1항에 있어서, 상기 제1밸브의 상기 제2부재에 유동적으로 연결되는 제2밸브를 더 포함하고, 상기 제2밸브는 상기 제2부재를 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이에서 이동시키기 위해 상기 제2부재에 압력을 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제3항에 있어서, 상기 제1부재는 상기 제1부재의 상기 제1 및 제2오리피스들에 유동적으로 연결되는 플러넘을 규정하고, 상기 밸브 매니폴드는 상기 제2밸브와 상기 플러넘 사이의 유체 경로에 배열되는 체크밸브를 더 포함하고, 상기 체크밸브는 상기 제2밸브를 상기 플러넘에 선택적으로 유동적으로 연결시키도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제4항에 있어서, 상기 체크밸브는 유체가 상기 플러넘에서 상기 제2밸브로 흐르도록 하고 또한 유체가 상기 제2밸브에서 상기 플러넘으로 흐르는 것을 실질적으로 방지하도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제4항에 있어서, 상기 체크밸브를 상기 제2밸브에 연결하는 유체 경로에 유도적으로 연결되는 축압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제1항에 있어서, 상기 제2부재에 작동적으로 연결되는 바이어싱부재를 더 포함하고, 상기 바어이싱부재는 상기 제2부재를 상기 제2위치를 향해 밀치도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제4항에 있어서, 상기 제2밸브는 상기 제2부재를 상기 제1위치를 향해 이동시키도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제1항에 있어서, 상기 제1오리피스와 상기 제2오리피스는 상기 제1부재에 의해 규정되는 공통의 유체 플러넘에 유동적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제1항에 있어서, 상기 제2부재가 상기 제1위치에 있을 때 상기 제1방출포트에 유동적으로 연결되고, 또한 상기 제2부재가 상기 제2위치에 있을 때 상기 제2방출포트에 유동적으로 연결되는 유입포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제1항에 있어서, 상기 제2부재는 상기 제2밸브 부재에 대해 축방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
유입포트와;
제1방출포트와;
제2방출포트와;
제1오리피스와 제2오리피스를 포함하고, 제1밸브 부재의 제1 및 제2오리피스들에 유동적으로 연결되는 플러넘을 규정하는, 원통형의 상기 제1밸브 부재와;
상기 제1밸브 부재와 활주가능하게 결합하는 원통형의 제2밸브 부재를 포함하고, 상기 제2밸브 부재는 제1위치와 제2위치 사이에서 상기 제1밸브 부재에 대해 이동가능하며, 상기 제2밸브 부재는 상기 제1방출포트에 유동적으로 연결되는 제1오리피스와 상기 제2방출포트에 유동적으로 연결되는 제2오리피스를 포함하고, 상기 제1밸브 부재의 제1오리피스는 상기 제2밸브 부재가 상기 제1위치에 배열될 때 상기 제2밸브 부재의 상기 제1오리피스에 유동적으로 연결되고, 그리고 상기 제1밸브 부재의 상기 제2오리피스는 상기 제2밸브 부재가 상기 제2위치에 배열될 때 상기 제1밸브 부재의 상기 제2오리피스에 유동적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제12항에 있어서, 상기 제2밸브 부재의 상기 제1오리피스는 상기 제2밸브 부재가 상기 제2위치에 배열될 때 상기 제1밸브 부재의 오리피스로부터 실질적으로 유동적으로 분리되고, 또한 상기 제2밸브 부재의 상기 제2오리피스는 상기 제2밸브 부재가 상기 제1위치에 배열될 때 상기 제1밸브 부재의 상기 제2오리피스로부터 실질적으로 유동적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제12항에 있어서, 상기 제1밸브 부재의 상기 제1오리피스는 상기 제2밸브 부재가 상기 제1위치에 배열될 때 상기 제1방출포트에 유동적으로 연결되고, 또한 상기 제2밸브 부재가 상기 제2위치에 배열될 때 상기 제1방출포트로부터 실질적으로 유동적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제12항에 있어서, 상기 플러넘에 유동적으로 연결될 수 있는 유입포트와 상기 제2방출포트에 유동적으로 연결되는 방출포트를 가지는 제2밸브를 더 포함하고, 상기 제2밸브는 상기 제2밸브를 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 밀치기 위해 상기 제2밸브 부재에 가압된 유체의 흐름을 전달하도록 선택적으로 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제15항에 있어서, 상기 제2밸브 부재에 결합하는 바이어싱부재를 더 포함하고, 상기 바이어싱부재는 상기 제2밸브 부재를 상기 제2위치에서 상기 제1위치로 밀치도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제15항에 있어서, 상기 플러넘과 상기 제2밸브 사이의 유체 경로에 배치되는 제3밸브를 더 포함하고, 상기 제3밸브는 유체가 상기 플러넘에서 상기 제2밸브로 선택적으로 흐르도록 하고, 또한 상기 제2밸브에서 상기 플러넘으로 유체 흐름을 실질적으로 방지하도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제1방출포트를 포함하고;
제2방출포트를 포함하고;
플러넘을 규정하고, 상기 플러넘에 유동적으로 연결되는 제1오리피스와 상기 플러넘에 유동적으로 연결되는 제2오리피스를 가지는 원통형의 제1밸브 부재를 포함하고;
상기 제1방출포트에 유동적으로 연결되는 제1오리피스와 상기 제2방출포트에 유동적으로 연결되는 제2오리피스를 포함하는 원통형의 제2밸브 부재를 포함하되, 상기 제2밸브 부재와 상기 제1밸브 부재는 공통의 세로축을 따라 배열되고, 항기 제2밸브 부재는, 상기 제1밸브 부재의 상기 제1오리피스가 상기 제2밸브 부재의 상기 제1오리피스에 유동적으로 연결되고 또한 상기 제1밸브 부재의 상기 제2오리피스가 상기 제2밸브 부재의 상기 제2밸브 부재로부터 실질적으로 유동적으로 분리되는 제1위치와 상기 제1밸브 부재의 상기 제1오리피스가 상기 제2밸브 부재의 상기 제1오리피스로부터 실질적으로 유동적으로 분리되고 또한 상기 제1밸브 부재의 상기 제2오리피스가 상기 제2밸브 부재의 상기 제2오리피스에 유동적으로 연결되는 제2위치 사이에서 이동가능하게 구성되고;
상기 제2밸브 부재를 상기 제2위치로 밀치도록 동작할 수 있는, 상기 제2밸브 부재와 결합하는 바이어싱부재를 포함하고;
상기 플러넘에 유동적으로 연결되는 유입포트와 상기 제2밸브 부재에 유동적으로 연결되는 방출포트를 포함하고, 상기 제2밸브 부재를 상기 제2위치를 향해 밀치기 위하여 상기 플러넘으로부터 받은 가압된 유체를 상기 제2밸브 부재로 전달하도록 동작할 수 있는 밸브를 포함하고; 그리고
상기 플러넘에 유동적으로 연결되는 유입포트와 상기 밸브에 유동적으로 연결되는 방출포트를 가지고, 상기 플러넘을 상기 밸브에 선택적으로 유동적으로 연결시키도록 동작할 수 있는 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제18항에 있어서, 상기 제2밸브 부재는 상기 제1밸브 부재에 대해 축방향으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.
제18항에 있어서, 상기 플러넘에 유동적으로 연결되는 유입포트를 더 포함하고, 상기 유입포트는 상기 제2밸브 부재가 상기 제1위치에 배열될 때 상기 제1방출포트에 유동적으로 연결되고 또한 상기 제2방출포트로부터 실질적으로 유동적으로 분리되며, 또한 상기 유입포트는 상기 제2밸브 부재가 상기 제2위치에 배열될 때 상기 제2방출포트에 유동적으로 연결되고 또한 상기 제1방출포트로부터 실질적으로 유동적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 밸브 매니폴드.