KR20140007917A - 유압 텐셔너를 위한 가변 유량 체크 밸브 - Google Patents

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Abstract

가변 유량 체크 밸브(30) 및 그 제조 방법은, 복수의 밸브 시트(32)와 연통되는 유입 통로(38) 및 각각의 밸브 시트(32)에 인접한 볼 안내 통로(40)를 정의하는 하우징(36)을 포함할 수 있다. 복수의 볼(42)이 제공되며, 각각의 밸브 시트(32)에 대해 하나의 볼(42)이 제공된다. 각각의 볼(42)은 볼 안내 통로(40) 내에 맞물려 상응하는 밸브 시트(32)에 대해 상호 이동하며, 보통은 밸브 시트(32)를 향해 편향된다. 복수의 볼(42) 중 적어도 2개의 볼은, 각각의 볼의 크기, 각각의 볼에 대한 허용 가능 볼 이동 거리, 및 각각의 볼에 인가되는 편향력의 양을 포함한 그룹에서 선택된 적어도 하나의 상이한 유체 유동 특성을 가진다. 체크 밸브(30)는 자동차의 내연기관을 위한 무한 가요성 동력 전달 부재(12)를 위한 유압 텐셔너(10)와 조합될 수 있다.

Description

유압 텐셔너를 위한 가변 유량 체크 밸브{VARIABLE FLOW CHECK VALVE FOR HYDRAULIC TENSIONER}
본 발명은 체크 밸브 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 자동차의 내연기관에 사용되는 것과 같은, 구동 스프로킷 및 적어도 하나의 피동 스프로킷을 둘러싸는 무한 가요성 동력 전달 부재, 예컨대 타이밍 벨트 또는 타이밍 체인에 적절한 장력을 인가하기 위한 유압 텐셔너에 관한 것이다.
엔진의 체인 텐셔너는, 체인이 복수의 스프로킷 둘레를 이동할 때 동력 전달 체인을 제어하는 데에 이용된다. 엔진 온도가 올라가고 체인이 마모됨에 따라 체인의 느슨함(slack)이 달라진다. 체인이 마모되면, 체인이 신장되고 그 느슨한 정도도 증가한다. 느슨함의 증가는 체인과 스프로킷 톱니 사이에 소음, 헐거워짐(slippage), 또는 톱니의 튐 현상(jumping)을 일으킬 수 있다. 체인 피동 캠 샤프트를 구비한 엔진에서 예를 들어 텐셔너에 의해 체인의 느슨함의 증가가 줄어들지 않는다면, 헐거워짐이나 톱니의 튐 현상으로 인해 캠 샤프트 타이밍이 몇 도 정도 오정렬되기 때문에 엔진이 손상될 수 있다.
유압 텐셔너의 성능은 체크 밸브의 두 가지 주요 기능을 기반으로 한다. 첫째로, 체인의 느슨함을 조절하기 위해 피스톤이 연장됨에 따라, 오일은 체크 밸브를 통해 텐셔너의 고압 챔버 내로 흘러야 한다. 체크 밸브의 유동 제한이 너무 크면, 피스톤은 그 연장된 길이를 지지하기에 충분한 오일 체적을 갖지 않을 것이다. 둘째로, 체인이 다시 텐셔너 내로 피스톤을 밀기 시작함에 따라, 오일은 체크 밸브로부터 다시 흐르려고 한다. 이 때, 체크 밸브 볼은 오일 통로를 막도록 다시 이동해야 한다. 반응 시간이 너무 느리면, 피스톤을 지지하기 위해 필요한 압력을 형성하는 데에 오래 걸리고 체인 제어가 문제가 된다.
유압 텐셔너 체크 밸브는 미국 특허 제7,404,776호, 미국 특허 제7,427,249호, 및 미국 공개 출원 제2008/0261737호에 이미 개시된 바 있다. 현재의 단일 체크 밸브 볼 기술은 가변 유량을 제공하는 능력에 한계가 있다. 이러한 기술에는 유량을 증가시키는 두 가지 방법이 있다. 첫 번째 선택안은, 볼의 직경을 증가시켜서 시트와 볼 사이의 원뿔형 유동 영역을 증가시키는 것이다. 볼의 직경을 증가시키는 것의 역효과는 볼의 질량 역시 증가한다는 점이다. 볼의 질량이 증가함에 따라, 유입 개구를 막기 위해 볼의 방향을 반전시키기 위한 반응 시간 역시 증가한다. 유량을 증가시키는 두 번째 방법은 볼의 이동을 증가시키는 것이다. 시트로부터 더 멀리 볼을 이동시킴으로써 원뿔형 유동 영역을 증가시키게 되지만, 이 역시 반응 시간이 증가되는 것을 의미한다. 이들 방법은 모두 가변 유량을 제공하지 못한다.
볼 체크 밸브는 미국 특허 제1,613,145호, 미국 특허 제2,308,876호, 미국 특허 제4,018,247호, 및 미국 특허 제4,253,524호에 이미 개시되어 있다. 유사하지 않은 이들 특허는 유정, 고속 가스 압축기, 및 고압 유정 왕복 펌프로 이루어진 케이싱 스트링에 관련된다. 이들 특허 중 가장 빠른 것은 1927년에 등록되었지만, 공지된 유압 텐셔너들은 타이밍 체인 또는 타이밍 벨트 조립체를 위한 가변 유량 볼 체크 밸브를 포함하지 않는다. 이러한 적용이 없는 이유는, 작고 컴팩트한 경량 구성으로 복수의 볼들을 포함 및 제어하도록 비용 효율적인 패키지의 설계가 어렵기 때문인 것으로 여겨진다.
본 발명의 목적은, 동력 전달 부재에 적절한 장력을 인가하기 위한 유압 텐셔너를 위한 가변 유량 체크 밸브 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
현재의 유압 텐셔너는, 텐셔너의 고압 챔버 내로 오일의 단방향 유동을 제어하기 위해 단일 체크 밸브 볼을 구비한 체크 밸브를 이용한다. 특정 텐셔너 응용에서, 피스톤의 강성을 변화시키는 것이 유리할 수 있다. 이러한 한계들을 극복하고 유압 텐셔너의 성능을 향상시키는 가변 유량을 가능하게 하기 위해, 본 발명에 따른 유압 텐셔너용 체크 밸브는 복수의 체크 밸브 볼을 포함한다. 현재의 기술의 한계를 극복하기 위해, 본 발명의 다중 볼 체크 밸브는, 크기, 허용 가능한 볼 이동, 및 스프링 편향력으로 이루어진 독특한 패턴으로 복수의 체크 밸브 볼의 이용을 통합하여 피스톤 강성을 변화시키는 수단으로서 상이한 유입구 유체 압력들에서 가변 유량을 달성한다. 다수의 더 작고 가벼운 체크 밸브 볼들을 이용함으로써 하나의 큰 체크 밸브 볼과 동일하거나 더 큰 유량을 달성할 수 있다. 추가적으로, 적절한 개수의 체크 밸브 볼이 선택되면, 볼들의 이동이 감소될 수 있다. 각 볼의 이동 거리뿐만 아니라 질량이 크게 감소되므로, 유체 유입구를 막기 위한 반응시간이 개선된다. 다중 볼 체크 밸브는, 작고 컴팩트한 경량 구성으로 복수의 볼들을 포함 및 제어하기 위한 비용 효율적인 설계를 제공한다.
가변 유량 체크 밸브는, 복수의 밸브 시트와 연통되는 유입 통로 및 각각의 밸브 시트에 인접한 볼 안내 통로를 정의하는 하우징을 포함할 수 있다. 복수의 볼들은 복수의 밸브 시트의 개수에 상응하며, 각각의 밸브 시트에 하나의 볼이 제공된다. 각각의 볼은 하우징의 상응하는 볼 안내 통로 내에 수용되어 상응하는 밸브 시트에 대해 상호 이동할 수 있다. 각각의 볼은 보통 상응하는 밸브 시트를 향해 편향될 수 있다. 복수의 볼 중 적어도 2개의 볼은, 상이한 볼 크기, 상이한 허용 가능 볼 이동 거리, 및 상이한 볼 편향력을 포함한 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 상이한 유체 유동 특성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 가변 유량 체크 밸브의 제조 방법은, 적어도 하나의 프리폼에 복수의 밸브 시트를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 밸브 시트와 연통되는 유입 통로 및 각각의 밸브 시트에 인접한 볼 안내 통로를 정의하도록 하우징이 형성될 수 있다. 복수의 볼이 하우징 내에 삽입될 수 있으며, 각각의 밸브 시트에는 하나의 볼이 제공된다. 각각의 볼은 상응하는 볼 안내 통로 내에 수용되어 상응하는 밸브 시트에 대해 상호 이동할 수 있다 복수의 볼은 보통 상응하는 밸브 시트를 향해 편향될 수 있다. 복수의 볼 중 적어도 2개의 볼은, 상이한 볼 크기, 상이한 허용 가능 볼 이동 거리, 및 상이한 볼 편향력을 포함한 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 상이한 유체 유동 특성을 가질 수 있다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위해 고려되는 최적의 모드에 대한 다음 설명을 읽음으로써, 본 발명의 다른 응용들이 당업자에게 명백해질 것이다.
본원에서는 첨부 도면을 참조하여 설명이 이루어지며, 여기서 여러 도면에 걸쳐서 유사한 참조 번호들은 유사한 부분들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 유압 텐셔너를 위한 높은 유량/빠른 반응의 체크 밸브의 단면도이다.
도 2는 도 1의 높은 유량/빠른 반응의 체크 밸브의 상세 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 높은 유량/빠른 반응의 체크 밸브의 분해도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 높은 유량/빠른 반응의 체크 밸브의 상세 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 볼을 구비한 높은 유량/빠른 반응의 체크 밸브를 포함하는, 내연기관을 위한 무한 루프 가요성 동력 전달 부재, 예컨대 타이밍 체인 또는 타이밍 벨트를 위한 유압 텐셔너의 단순화된 개략도이다.
도 6은 단일 볼 체크 밸브에 해당하는 곡선, 높은 유량의 다중 볼 체크 밸브에 해당하는 곡선, 및 가변 유량 다중 볼 체크 밸브에 해당하는 곡선을 포함하는 유량(cc/sec) 대 압력(psi)을 보여주는 그래프이다.
본원에서 상호교환적으로 사용되는 바와 같은 용어 "벨트" 또는 "체인"은 무한 루프를 형성하는 임의의 동력 전달 부재이며, 가요성 재료 또는 관절식 강성 링크로 구성되어 부재가 풀리 또는 스프로킷 구동면의 곡률 반경에 순응하게 하며, 사용 시 무한 경로로 구동되도록 하고, 풀리 또는 스프로킷 구동면과 접촉함으로써 풀리 또는 스프로킷에 동력을 전달하거나 그로부터 동력을 추출한다. 본원에서 상호교환적으로 사용되는 바와 같은 용어 "풀리" 또는 "스프로킷"은, 축을 중심으로 회전 가능한 장치이며, 벨트 또는 체인과 의도하는 동력 전달 맞물림을 위한 회전 축으로부터 반경방향으로 이격된 구동면을 구비하여, 무한 경로 상에서 벨트 또는 체인을 구동시키거나 또는 벨트 또는 체인으로부터 동력을 추출하여 출력 부하 장치를 구동한다. 본원에 사용되는 바와 같은 용어 "가이드 롤"은, 축을 중심으로 회전 가능한 장치로서, 의도로 하는 이동 경로를 따라 벨트 또는 체인을 안내하는 것을 돕도록 벨트 또는 체인과 맞물리기 위한, 회전축으로부터 반경방향으로 이격된 벨트 또는 체인 접촉면을 가진다. 풀리 또는 스프로킷과 구별하여, 가이드 롤은 벨트 또는 체인에 구동력을 제공하거나 또는 이로부터 동력을 추출하고자 하는 것은 아니다. 본원에 사용되는 바와 같은 용어 "인장 아암"은 벨트 또는 체인과 맞물릴 수 있는 풀리 또는 스프로킷 이외의 부재이며, 벨트 또는 체인의 인장 응력의 증가나 감소 또는 팽팽하게 조이기(take-up)나 임의의 바람직하지 않은 벨트 또는 체인의 느슨함을 유발하는 방향으로 벨트 또는 체인에 대하여 조정 가능하거나 상대적으로 이동 가능하여, 벨트 또는 체인과 풀리 또는 스프로킷 구동면 사이의 바람직한 구동 트랙션을 유지한다. 가이드 롤과 구별하여 인장 아암은, 벨트 또는 체인과의 접촉되는 비회전 측면 부분을 가지며, 그로 인해 벨트 또는 체인이 인장 아암의 측면 부분 상에서 미끄럼 이동한다. 본원에 사용되는 바와 같은 용어 "유압 텐셔너" 또는 "장력 구동 메커니즘"은, 텐셔닝 장치를 구동하기 위한 힘을 인가하고, 유체 상에 힘을 가하여 유도되거나 이를 통해 전달되다.
이제 도 5를 간략하게 참조하면, 자동차의 내연기관을 위한 무한 루프의 가요성 동력 전달 부재(12)를 위한 유압 텐셔너(10)가 개략적으로 도시되어 있다. 동력 전달 부재(12)는, 엔진의 크랭크 샤프트와 같은 구동 샤프트에 의해 구동되는 구동 스프로킷(14) 및 엔진의 캠 샤프트와 같은 피동 샤프트로부터 지지되는 적어도 하나의 피동 스프로킷(16)을 둘러싼다. 원한다면 가이드 롤이 또한 제공될 수 있다. 동력 전달 부재(12)는, 화살표(18)로 나타난 바와 같이 회전 구동될 때, 구동 스프로킷(14)과 피동 스프로킷(16) 상을 통과하여 팽팽한 스트랜드(12a)와 느슨한 스트랜드(12b)를 정의한다. 동력 전달 부재(12)의 팽팽한 스트랜드(12a) 및 느슨한 스트랜드(12b) 중 적어도 하나의 외측에서, 적어도 하나의 인장 아암(20)에 동력 전달 부재(12)와의 미끄럼 맞물림을 위한 슈를 포함하는 측면 조립체가 위치된다. 인장 아암(20)은, 장력 구동 메커니즘 또는 유압 텐셔너(10)에 의해 가해진 힘에 반응하여 피봇(22)을 중심으로 회전할 수 있다. 피봇(22)을 중심으로 한 인장 아암(20)의 회전은 동력 전달 부재(12)에 장력을 인가하여 과도한 느슨함을 제거한다. 하기에 개시된 유압 텐셔너(10)는 본 발명의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고 인장 아암의 기타 대안적인 구성에 사용될 수 있으며, 도시된 구성은 단지 예시적인 것으로서 본 발명을 제한하는 것으로 간주되지 않음을 인식해야 한다.
이제 도 1 내지 도 4를 참조하면, 유압 텐셔너(10)를 위한 개선된 가변 유량 체크 밸브(30)가 도시되어 있다. 가변 유량 체크 밸브(30)는 적어도 하나의 프리폼(34)에 정의된 복수의 밸브 시트(32)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 프리폼(34) 상에 하우징(36)이 형성되어, 각각의 밸브 시트(32)와 연통된 유입 통로(38) 및 각각의 밸브 시트(32)에 인접한 볼 안내 통로(40)를 정의할 수 있다. 복수의 밸브 시트(32)의 개수에 상응하는 복수의 볼(42)이 제공되며, 각각의 밸브 시트(32)에 대해 하나의 볼(42)이 제공된다. 각각의 볼(42)은 하우징(36)의 상응하는 볼 안내 통로(40) 내부에 수용되어, 관련된 밸브 시트(32)에 대해서 가까워지거나 멀어지도록 상호 이동할 수 있다. 적어도 하나의 편향 부재 또는 스프링(44)이 제공되어, 밸브 시트(32)에 대해서 보통은 안착된 위치(도 4에서 실선으로 도시)를 향해, 그리고 비안착 또는 개방 위치(도 4에서 쇄선으로 도시)로 이동 가능하게 복수의 볼(42)을 편향시킬 수 있다. 하우징(36) 내부의 복수의 볼(42) 및 적어도 하나의 편향 스프링(44)을 유지하기 위해 리테이너(46)가 하우징(36)에 맞물릴 수 있다.
적어도 하나의 프리폼(34)은 스탬핑된 판금 재료로 형성될 수 있다. 하우징(36)은 사출 성형된 플라스틱으로 형성될 수 있다. 하우징(36)은 또한 리테이너 수용 리세스(36a)를 정의할 수 있다. 리테이너(46)는 하우징(36)의 리테이너 수용 리세스(36a) 내에 스내핑되어, 하우징(36) 내에 복수의 볼(42) 및 적어도 하나의 편향 스프링(44)을 유지할 수 있다. 리테이너(46)는 스탬핑된 판금 재료로 형성될 수 있다. 리테이너(46)는, 적어도 하나의 프리폼(34)의 복수의 밸브 시트(32)를 통한 유입 통로(38)와 유체-연통되고 하우징(36)의 볼 안내 통로(40)와 유체-연통되는 배출 통로(48)를 정의할 수 있다.
적어도 하나의 편향 부재 또는 스프링(44)은, 적어도 하나의 압축 코일 스프링 또는 적어도 하나의 스탬핑된 리드 스프링을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 편향 부재 또는 스프링 (44)은 스탬핑된 판금 재료로 형성되어, 반경방향으로 연장된 복수의 핑거(44b)를 가진 주변 허브(44a)를 정의할 수 있고, 각각의 핑거(44b)는 볼-맞물림 리드 스프링을 정의한다. 스탬핑된 리드 스프링의 두께 및 기하형상을 조절함으로써 리드 스프링은 "조정"될 수 있다(즉, 체크 밸브의 원하는 작동을 결정하고 달성할 수 있다). 스탬핑된 리드 스프링 구성은 하나 또는 다수의 압축 스프링에 비해 더 간단한 패키징을 제공할 수 있다.
가변 유량 체크 밸브(30)의 제조 방법은, 적어도 하나의 프리폼(34)에 복수의 밸브 시트(32)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 프리폼(34) 상에 성형함으로써 하우징(36)을 형성하여, 각각의 밸브 시트(32)와 연통되는 유입 통로(38) 및 각각의 밸브 시트(32)에 인접한 볼 안내 통로(40)를 정의할 수 있다. 복수의 볼(42)을 하우징 내로 삽입할 수 있으며, 각각의 밸브 시트(32)에 하나의 볼(42)을 제공한다. 각각의 볼(42)은 상응하는 볼 안내 통로(40) 내에 수용되어, 관련된 밸브 시트(32)에 대해 가까워지거나 멀어지도록 상호 이동할 수 있다. 적어도 하나의 편향 스프링(44)으로 관련 밸브 시트(32)에 대해 안착 위치를 향해 복수의 볼(42)을 편향시킬 수 있다. 리테이너(46)를 이용하여 적어도 하나의 편향 스프링(44) 및 복수의 볼(42)을 하우징(36) 내에 유지할 수 있다.
상기 방법은 또한, 판금 재료를 제공하는 단계, 및 판금 재료로부터 복수의 밸브 시트(32) 및 적어도 하나의 프리폼(34)을 스탬핑하는 단계를 포함할 수 있다. 하우징(36)은 적어도 하나의 프리폼(34) 상에 형성된 플라스틱 재료로 성형될 수 있다. 하우징(36) 내에 리테이너 수용 리세스(36a)를 형성할 수 있다. 리테이너(46)는 하우징(36)의 리테이너 수용 리세스(36a) 내에 스내핑되어, 하우징(36) 내에 복수의 볼(42) 및 적어도 하나의 편향 스프링(44)을 유지할 수 있다. 리테이너(46)는 판금 재료로부터 스탬핑될 수 있다. 적어도 하나의 프리폼(34)의 복수의 밸브 시트(32)를 통해 유입 통로(38)와 유체-연통되고 하우징(36)의 볼 안내 통로(40)와 유체-연통되도록 배출 통로(48)를 리테이너(46)에 형성할 수 있다.
상기 방법은, 판금 재료로부터 스탬핑된 적어도 하나의 리드 스프링 또는 적어도 하나의 압축 코일 스프링으로서 형성된 적어도 하나의 편향 부재 또는 스프링(44)을 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 편향 부재 또는 스프링(44)은 스탬핑된 판금 재료로 형성되어, 반경방향으로 연장된 복수의 핑거(44b)를 가진 주변 허브(44a)를 정의할 수 있으며, 각각의 핑거(44b)는 볼-맞물림 리드 스프링을 정의한다. 스탬핑된 리드 스프링의 두께 및 기하형상을 조절함으로써 리드 스프링은 ?뗍?될 수 있다(즉, 체크 밸브의 원하는 작동을 결정하고 달성할 수 있다). 스탬핑된 리드 스프링은 하우징(36) 내에 조립되고 리테이너(46)에 의해 제 위치에 고정될 수 있다.
작동 시, 가변 유량 체크 밸브(30)는 유압 텐셔너(10)의 고압 챔버(10a) 내로의 유압 오일의 단반향 유동을 제어한다. 체크 밸브(30)의 다수의 볼(42)은 가변 유량을 제공하여 유압 텐셔너(10)의 성능을 향상시킬 수 있다. 비제한적인 예로서, 이제 도 6의 곡선(100)을 참조하면, 체크 밸브(30)의 볼들 중 적어도 하나의 볼 편향력을 넘어 압력이 증가함에 따라, 유압 오일은 체크 밸브(30)의 적어도 하나의 볼을 통해 텐셔너(10)의 고압 챔버(10a) 내로 흐르고, 피스톤(10b)이 연장되어 동력 전달 부재(12)의 느슨함을 조이게 된다. 체크 밸브(30)의 또 다른 볼의 볼 편향력을 넘어 압력이 계속 증가함에 따라 유압 오일은 체크 밸브(30)의 적어도 2개의 볼을 통해 텐셔너(10)의 고압 챔버(10a) 내로 흐르고, 피스톤(10b)이 연장되어 동력 전달 부재(12)의 느슨함을 조이게 된다. 체크 밸브(30)의 세 번째 볼의 볼 편향력을 훨씬 더 넘어 압력이 계속 증가함에 따라, 유압 오일은 체크 밸브(30)의 3개의 볼을 통해 텐셔너(10)의 고압 챔버(10a) 내로 흐르고, 피스톤(10b)이 연장되어 동력 전달 부재(12)의 느슨함을 조이게 된다. 동력 전달 부재(12)가 유압 텐셔너(10) 내로 피스톤(10b)을 다시 밀기 시작함에 따라, 오일은 체크 밸브(30)로부터 역류하려고 한다. 이 때, 체크 밸브(30)의 복수의 볼(42)은 적어도 하나의 프리폼(34)에 형성된 상응하는 밸브 시트(32)에 대해 반대 순서로 안착된 위치로 다시 이동하여, 오일 유입 통로(38)를 막는다. 가변 유량을 제공하기 위해 복수의 체크 밸브 볼(42)을 사용함으로써 단일 볼 체크 밸브 구성의 결점을 극복한다. 다수의 더 작고 가벼운 체크 밸브 볼(42)을 이용함으로써 하나의 큰 체크 밸브 볼과 동일하거나 더 큰 유량을 달성할 수 있다. 추가적으로, 볼들(42)의 이동 거리를 감소시킬 수 있다. 각각의 볼(42)의 이동 거리뿐만 아니라 질량이 크게 감소되므로, 오일 유입구를 막기 위한 반응 시간이 개선된다. 또한, 본 발명은, 작고 컴팩트한 경량 구성의 체크 밸브(30)의 복수의 볼들(42)을 포함 및 제어하기 위한 비용 효율적인 설계를 제공할 수 있다.
복수의 볼(42) 중, 상이한 볼 크기, 상이한 허용 가능 볼 이동 거리 및 상이한 볼 편향력을 포함한 그룹에서 선택된 적어도 하나의 상이한 유체 유동 특성을 가진 적어도 2개의 볼을 제공함으로써, 가변 유량을 달성할 수 있다. 이러한 특성들은 단일 기반으로 또는 그 허용 가능한 조합에서 상이할 수 있다. 비제한적으로 예로서, 적어도 하나의 상이한 유체 유동 특성은 다음을 포함할 수 있다: 복수의 볼(42) 중 크기 또는 직경이 상이한 적어도 2개의 볼; 복수의 볼(42) 중 허용 가능 볼 이동 거리가 상이한 적어도 2개의 볼; 복수의 볼(42) 중 인가되는 볼 편향력이 상이한 적어도 2개의 볼; 또는 복수의 볼(42) 중 크기가 상이하고 허용 가능 볼 이동 거리가 상이한 적어도 2개의 볼의 조합; 또는 복수의 볼(42) 중 크기가 상이하고 인가되는 볼 편향력이 상이한 적어도 2개의 볼의 조합; 또는 복수의 볼(42) 중 허용 가능 볼 이동 거리가 상이하고 인가되는 볼 편향력이 상이한 적어도 2개의 볼의 조합; 또는 복수의 볼(42) 중 크기가 상이하고 허용 가능 볼 이동 거리가 상이하며 인가되는 볼 편향력이 상이한 적어도 2개의 볼의 조합. 임의의 특정 응용 설계 요건을 만족시키기 위해, 이러한 특성들 또는 파라미터들을 개별적으로 그리고 임의의 허용 가능한 조합으로 변화시킴으로써, 압력 특성들에 대한 상이한 유동의 곡선을 무한하게 만들 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 비제한적인 예로서 그래프에서는, 곡선(102)의 단일 볼 체크 밸브, 곡선(104)의 높은 유량/빠른 반응의 다중 볼 체크 밸브(3개의 볼이 균일한 볼 크기, 균일한 볼 이동 거리 및 인가되는 균일한 편향력을 가짐), 본 발명에 따른 곡선(100)의 가변 유량 다중 볼 체크 밸브(적어도 2개의 볼(42)이 불균일한 크기 및/또는 불균일한 볼 이동 거리 및/또는 인가되는 불균일한 편향력을 가짐)에 대한 유량(cc/sec) 대 압력(psi)을 비교한다. 예시된 유량 대 압력 그래프 곡선들은 선택된 볼(42)의 개수, 각각의 볼(42)에 대해 선택된 볼 크기, 각각의 볼(42)에 대해 선택된 허용 가능 볼 이동 거리, 및 각각의 볼(42)에 대해 선택된 인가될 편향력에 따라 도시된 것과는 다를 수 있음을 인식해야 한다. 비제한적인 예로서, 도 6에서 곡선(100)에 도시된 바와 같이, 각각의 볼(42)은 독특한 유동 특성으로 상이한 압력에서 팝-오프되도록 조정된다.
현재 가장 유용하고 바람직한 실시예로 간주되는 것과 관련하여 본 발명을 기술하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되는 것이 아니라 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주 내에 포함되는 다양한 변형 및 등가적인 구성들을 아우르고자 함이 이해될 것이며, 이러한 범주는, 법률에 따라 허용되는 바와 같이 이러한 변형 및 등가 구조들을 모두 포함하도록 가장 넓게 해석될 것이다.

Claims (15)

  1. 복수의 밸브 시트(32)와 연통되는 유입 통로(38) 및 각각의 밸브 시트(32)에 인접한 볼 안내 통로(40)를 정의하는 하우징(36); 및
    복수의 밸브 시트(32)의 개수와 상응하는 복수의 볼(42)로서, 각각의 밸브 시트(32)에 대해 하나의 볼(42)이 제공되고, 각각의 볼(42)은 하우징(36)의 볼 안내 통로(40) 내에 수용되어 상응하는 밸브 시트(32)에 대해 상호 이동하며 보통은 상응하는 밸브 시트(32)를 향해 편향되고, 복수의 볼(42) 중 적어도 2개의 볼은, 상이한 볼 크기, 상이한 허용 가능 볼 이동 거리, 및 상이한 볼 편향력을 포함한 그룹에서 선택된 적어도 하나의 상이한 유체 유동 특성을 가지는 것인 복수의 볼을 포함하는, 가변 유량 체크 밸브(30).
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 밸브 시트(32)를 정의하고 스탬핑된 판금 재료로 형성된 적어도 하나의 프리폼(34)을 더 포함하는 가변 유량 체크 밸브(30).
  3. 제1항에 있어서,
    성형된 플라스틱 재료로 형성된 하우징(36)을 더 포함하는 가변 유량 체크 밸브(30).
  4. 제1항에 있어서,
    복수의 볼(42)을 상응하는 밸브 시트(32)를 향해 편향시키는 적어도 하나의 편향 부재(44);
    리테이너 수용 리세스(36a)를 정의하는 하우징(36); 및
    하우징(36)의 리테이너 수용 리세스(36a) 내에 스내핑되어 복수의 볼(42) 및 적어도 하나의 편향 스프링(44)을 하우징(36) 내에 유지하는 리테이너(46)를 더 포함하는 가변 유량 체크 밸브(30).
  5. 제1항에 있어서,
    스탬핑된 판금 재료로 형성되어, 반경방향으로 연장되며 각각 볼-맞물림 리드 스프링을 정의하는 복수의 핑거를 구비한 주변 허브를 정의하는 적어도 하나의 편향 부재(44)를 더 포함하는 가변 유량 체크 밸브(30).
  6. 제1항에 있어서,
    스탬핑된 판금 재료로 형성되며 하우징(36) 내에 복수의 볼(42)을 유지하도록 하우징(36)에 맞물릴 수 있는 리테이너(46)를 더 포함하는 가변 유량 체크 밸브(30).
  7. 제1항에 있어서,
    복수의 밸브 시트(32)를 통해 유입 통로(38)와 유체-연통되고 하우징(36)의 볼 안내 통로(40)와 유체-연통되는 배출 통로(48)를 정의하는 리테이너(46)를 더 포함하는 가변 유량 체크 밸브(30).
  8. 가변 유량 체크 밸브(30)의 제조 방법으로,
    복수의 밸브 시트(32)와 연통되는 유입 통로(38) 및 각각의 밸브 시트(32)에 인접한 볼 안내 통로(40)를 정의하도록 하우징(36)을 형성하는 단계;
    복수의 볼(42)을 하우징(36) 내로 삽입하는 단계로서, 각각의 밸브 시트(32) 당 하나의 볼(42)이 제공되고, 각각의 볼(42)은 볼 안내 통로(40) 내에 수용되어 상응하는 밸브 시트(32)에 대해 상호 이동하고, 복수의 볼(42) 각각은 보통 상응하는 밸브 시트(32)를 향해 편향되는 것인 단계; 및
    복수의 볼(42) 중, 상이한 볼 크기, 상이한 허용 가능 볼 이동 거리, 및 상이한 볼 편향력을 포함한 그룹에서 선택된 적어도 하나의 상이한 유체 유동 특성을 가진 적어도 2개의 볼을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    판금 재료를 제공하는 단계; 및
    상기 판금 재료로부터 복수의 밸브 시트(32)를 구비한 적어도 하나의 프리폼(34)을 스탬핑하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 하우징(36) 형성 단계는,
    복수의 밸브 시트(32)를 정의하는 적어도 하나의 프리폼(34) 상에 플라스틱 재료의 하우징(36)을 성형하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    하우징(36)에 리테이너 수용 리세스(36a)를 형성하는 단계; 및
    하우징(36) 내에 복수의 볼(42)을 유지하도록 하우징(36)의 리테이너 수용 리세스(36a) 내에 리테이너(46)를 스내핑하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    판금 재료를 제공하는 단계; 및
    상기 판금 재료를 스탬핑하여, 반경방향으로 연장되며 각각 볼-맞물림 리드 스프링을 정의하는 복수의 핑거(44b)를 구비한 주변 허브(44a)를 정의하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    판금 재료를 제공하는 단계;
    상기 판금 재료로부터 리테이너(46)를 스탬핑하는 단계; 및
    하우징(36)에 리테이너(46)를 부착하여, 하우징(36) 내에 복수의 볼(42)을 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    복수의 밸브 시트(32)를 통해 유입 통로(38)와 유체-연통되고 하우징(36)의 볼 안내 통로(40)와 유체-연통되도록 리테이너(46)에 배출 통로(48)를 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 자동차의 내연기관을 위한 무한 가요성 동력 전달 부재(12)를 위한 유압 텐셔너(10)에서 개선된 가변 유량 체크 밸브(30)로서,
    복수의 밸브 시트(32)와 연통되는 유입 통로(38) 및 각각의 밸브 시트(32)에 인접한 볼 안내 통로(40)를 정의하는 하우징(36); 및
    복수의 밸브 시트(32)의 개수와 상응하는 복수의 볼(42)로서, 각각의 밸브 시트(32)에 대해 하나의 볼(42)이 제공되고, 각각의 볼(42)은 하우징(36)의 볼 안내 통로(40) 내에 수용되어 밸브 시트(32)에 대해 상호 이동하며 보통은 밸브 시트(32)를 향해 편향되고, 복수의 볼(42) 중 적어도 2개의 볼은, 각각의 볼의 크기, 각각의 볼에 대한 허용 가능 볼 이동 거리, 및 각각의 볼에 인가되는 편향력의 양을 포함한 그룹에서 선택된 적어도 하나의 상이한 유체 유동 특성을 가지는 것인 복수의 볼을 포함하는, 가변 유량 체크 밸브.

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