KR20200018970A

KR20200018970A - 비례감압밸브용 압력 조절부재를 구비한 스풀 및 이를 포함하는 비례감압밸브

Info

Publication number: KR20200018970A
Application number: KR1020180094461A
Authority: KR
Inventors: 윤소남; 칸 하룬; 함영복; 박중호
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2020-02-21
Also published as: KR102142136B1

Abstract

본 발명은 비례감압밸브용 스풀 및 이를포함하는 비례감압밸브에 관한 것으로, 일 실시예에서, 제1 단부와 제2 단부를 갖는 실린더 형상의 스풀 본체; 상기 스풀 본체의 직경보다 큰 직경을 가지며 서로 이격되어 상기 스풀 본체에 형성된 복수개의 랜드부; 상기 스풀 본체의 내부에 길이방향으로 형성되고 상기 제1 단부 및 상기 스풀 본체의 측면으로 각각 입구를 갖는 오리피스; 및 상기 제1 단부에 탈착가능하게 결합되는 선단부재;를 포함하고, 상기 선단부재는 원통형의 본체부 및 이 본체부의 중심을 관통하는 제1 직경의 관통구를 포함하고, 상기 선단부재가 상기 스풀 본체에 체결되었을 때 상기 관통구와 상기 오리피스가 연통하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비례감압밸브용 스풀을 개시한다.

Description

비례감압밸브용 압력 조절부재를 구비한 스풀 및 이를 포함하는 비례감압밸브 {Spool with pressure-controllable member and proportional pressure-reducing valve with the spool}

본 발명은 비례감압밸브용 스풀에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스풀의 선단부의 직경을 변경함으로써 비례감압밸브의 제어압력 범위를 변경할 수 있도록 구성된 스풀 및 이를 포함하는 비례감압밸브에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기, 크레인, 지게차 등과 같은 산업용 장비는 장비를 구동시키기 위한 유압 시스템을 구비하며, 이러한 유압 시스템은 시스템내의 작동유체 압력을 제어하기 위한 전자 비례감압밸브를 포함한다. 비례감압밸브는 솔레노이드 코일을 구비한 액추에이터에서 발생하는 전자기력에 비례하는 2차 제어압력을 얻을 수 있는 밸브로서, 주요 구성요소와 동작원리가 예컨대 한국 공개특허공보 제1999-0010175호, 공개특허공보 제2014-0010251호 등에 공지되어 있다.

종래의 비례감압밸브의 주요 부품인 스풀(spool)은 실린더형의 본체와 이 본체보다 큰 직경의 다수의 랜드(land)로 구성된다. 실린더형 본체 내부에는 길이방향으로 오리피스가 형성되며, 오리피스의 직경에 따라 양쪽 랜드의 압력차이가 결정되며 이에 따라 비례감압밸브의 제어압력 범위가 결정된다.

그런데 비례감압밸브의 다양한 사용 용도에 따라 제어압력 범위를 증감해야 할 경우가 발생하지만, 위와 같은 종래 구성에서는 스풀의 오리피스의 직경이 정해지면 비례감압밸브의 제어압력 범위도 정해지게 되어 제어압력 범위를 변경시킬 수 없는 단점이 있었다.

특허문헌1: 한국 공개특허 제1999-0010175호 (1999년 2월 5일 공개) 특허문헌2: 한국 공개특허 제2014-0010251호 (2014년 1월 24일 공개)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 압력 조절부재를 구비한 스풀 및 이를 장착한 비례감압밸브를 제공함으로써 사용자가 압력 조절부재의 교체 등을 통해 제어압력 범위를 용이하게 변경할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비례감압밸브용 스풀로서, 제1 단부와 제2 단부를 갖는 실린더 형상의 스풀 본체; 상기 스풀 본체의 직경보다 큰 직경을 가지며 서로 이격되어 상기 스풀 본체에 형성된 복수개의 랜드부; 상기 스풀 본체의 내부에 길이방향으로 형성되고 상기 제1 단부 및 상기 스풀 본체의 측면으로 각각 입구를 갖는 오리피스; 및 상기 제1 단부에 탈착가능하게 결합되는 선단부재;를 포함하고, 상기 선단부재는 원통형의 본체부 및 이 본체부의 중심을 관통하는 제1 직경의 관통구를 포함하고, 상기 선단부재가 상기 스풀 본체에 체결되었을 때 상기 관통구와 상기 오리피스가 연통하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비례감압밸브용 스풀을 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비례감압밸브로서, 상술한 비례감압밸브용 스풀; 개방된 제1 단부와 제2 단부를 갖는 원통 형상이며, 상기 스풀과 동축으로 정렬되어 스풀을 둘러싸며 제1 내지 제3 관통구가 형성된 원통형의 슬리브; 상기 슬리브의 제2 단부에 결합되며 상기 스풀이 상기 슬리브 내에서 움직이도록 스풀의 제2 단부에 힘을 가할 수 있는 액추에이터; 상기 슬리브를 수용하는 내부 공간을 가지며, 상기 슬리브의 제1 내지 제3 관통공과 각각 연통하는 제1 내지 제3 유로를 갖는 하우징; 상기 하우징의 내부 벽면에 부착되어 상기 스풀의 관통구에 적어도 부분적으로 삽입된 핀; 및 상기 하우징의 내부 벽면과 상기 스풀의 제1 단부 사이에 개재된 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브를 개시한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 관통구의 직경이 상이한 선단부재로 교체하는 것만으로 비례감압밸브의 제어압력을 변경할 수 있으며, 이 때 선단부재의 교체작업이 용이할 뿐만 아니라 스풀을 통째로 교체할 필요가 없으므로 장치 비용을 감소시키는 이점이 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스풀을 구비한 비례감압밸브의 측단면도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스풀의 사시도,
도3은 일 실시예에 따른 스풀의 측단면도,
도4는 일 실시예에 따른 스풀의 일 단부의 확대 사시도,
도5는 일 실시예에 따른 스풀의 일 단부의 확대 단면도,
도6은 대안적 실시예에 따른 스풀의 일 단부의 확대 사시도,
도7은 대안적 실시예에 따른 스풀의 일 단부의 확대 단면도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스풀을 구비한 비례감압밸브의 측단면도이다.

도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 비례감압밸브는 스풀(10), 슬리브(20), 플랜지(30), 액추에이터(40), 및 하우징(50)을 포함할 수 있다. 하우징(50)은 슬리브(20)를 수용하는 내부 공간을 갖는 육면체의 블록이며 내부에 복수개의 유로가 형성될 수 있다. 도시한 실시예에서 하우징(50)은 제1 내지 제3 유로(51,52,53)를 포함하며, 후술하겠지만 이들 유로(51,52,53)의 각각은 슬리브(20)의 제1 내지 제3 관통공(21,22,23)과 각각 연통하도록 구성된다.

일 실시예에서 제1 유로(51)는 유체를 공급하는 유체탱크와 연결되고 제2 유로(52)는 예컨대 굴삭기 등의 부하에 적용되는 실린더에 연결되고 제3 유로(53)는 유체가 복귀하는 저장탱크에 연결될 수 있으며, 비례감압밸브의 동작에 따라 제1 유로(51)에서 제2 유로(52)를 통해 실린더에 유체가 공급되어 실린더를 작동시키거나 실린더의 유체가 제2 유로(52)에서 제3 유로(53)를 통해 저장탱크로 복귀할 수 있다.

액추에이터(40)는 플랜지(30)를 통해 슬리브(20)의 일 단부에 결합되며, 슬리브(20) 내부에 배치되는 스풀(10)이 슬리브(20) 내에서 움직이도록 스풀(10)에 힘을 가할 수 있다. 일 실시예에서 액추에이터(40)는 케이스 및 케이스 내부에 배치된 플런저(plunger)(41)와 피스톤 로드(45)를 포함할 수 있다. 케이스는 플런저(41)를 둘러싸며 내부에 솔레노이드 코일을 포함하는 원통형의 하우징 부재이다. 플런저(41)는 실린더형의 부재일 수 있고, 전자기력에 의해 케이스 내에서 왕복운동 할 수 있다. 플런저(41)의 일 단부에는 피스톤 로드(45)가 결합되어 있다. 플랜지(30)는 슬리브(20)와 액추에이터(40) 사이에 개재되어 액추에이터(40)와 슬리브(20)를 결합시킨다.

피스톤 로드(45)는 플랜지(30)를 관통하여 플랜지(30) 외부로 돌출되어 있으며 피스톤 로드(45)의 단부가 슬리브(20) 내에 배치된 스풀(10)과 접촉하도록 구성된다. 스풀(10)의 좌측에 스풀(10)의 단부와 하우징(50)의 내부 벽면 사이에 개재된 제1 스프링(57)이 배치되고 플런저(41)의 우측에는 플런저(41)와 액추에이터(40)의 케이스 사이에 개재된 제2 스프링(42)이 배치되어 있다. 이에 따라 플런저(41), 피스톤 로드(45), 및 스풀(10)이 제1 스프링(57)과 제2 스프링(42) 사이에서 스프링의 탄성력에 의해 지지되고 있다. 솔레노이드 코일에 전류가 인가되면 전자기력에 의해 플런저(41)와 피스톤 로드(45)가 도면상에서 좌측으로 움직여서 스풀(10)을 좌측으로 밀어내고, 솔레노이드 코일에 인가되는 전류 공급이 중단되면 플런저(41)와 피스톤 로드(45)가 오른쪽으로 움직여 복귀할 수 있다.

슬리브(20)는 개방된 제1 단부와 제2 단부를 갖는 원통형의 부재이다. 슬리브(20)는 스풀(10)과 동축으로 정렬되어 스풀(10)을 둘러싸도록 배치되며 슬리브(20)의 표면에는 복수개의 관통구가 형성될 수 있다. 도시한 실시예에서 슬리브(20)는 제1 내지 제3 관통구(21,22,23)를 포함한다. 슬리브(20)의 제1 내지 제3 관통구(21,22,23)의 각각은 하우징(50)의 제1 내지 제3 유로(51,52,53)의 각각과 연통하는 위치에 형성된다.

스풀(spool)(10)은 슬리브(20) 내부에 배치되어 액추에이터(40)의 동작에 의해 좌우로 왕복운동 할 수 있는 부재이다. 이제 도2와 도3을 참조하여 일 실시예에 따른 스풀(10)을 설명하기로 한다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스풀(10)의 사시도이고 도3은 스풀의 측단면도이다.

도면을 참조하면, 스풀(10)은 제1 단부(101)와 제2 단부(102)를 갖는 소정 직경의 실린더형 본체(100)와 이 본체의 직경보다 큰 직경을 가지며 서로 이격되어 배치된 제1 내지 제4 랜드(land)부(110,120,130,140)를 구비할 수 있다.

도1에 도시한 것처럼 스풀(10)의 제1 단부(101)에는 제1 스프링(57)이 부분적으로 끼워질 수 있고, 제2 단부(102)는 피스톤 로드(45)의 일 단부와 직접적으로 또는 간접적으로 접촉하도록 배치된다.

일 실시예에서 스풀(10)의 제1 내지 제4 랜드부(110,120,130,140)의 직경은 슬리브(20)의 내경과 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제4 랜드부(110,120,130,140)는 모두 동일한 직경(외경)을 가진다.

제1 랜드부(110)의 표면에 랜드부(110)의 둘레를 따라 하나 이상의 홈을 포함할 수 있다. 스풀(10)이 슬리브(20) 내부에 끼워진 상태에서 홈에 유체가 채워질 수 있으며, 스풀(10)이 슬리브(20) 내에서 움직일 때 홈에 채워진 유체가 윤활 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서 본체(100)와 제1 내지 제4 랜드부(110,120,130,140)는 일체로 제조될 수 있으며, 대안적 실시예에서 본체(100)와 랜드부(110,120,130,140)가 각기 개별적으로 제조된 후 결합될 수도 있다.

도시한 실시예에서 스풀(10)의 제1 단부(101)에서 제2 단부(102) 방향으로 제1 랜드부(110), 제2 랜드부(120), 제3 랜드부(130), 및 제4 랜드부(140)가 차례로 배치된다. 각 랜드부(110,120,130,140)의 폭이나 이격 거리는 슬리브(20)의 관통구(21,22,23)가 형성된 위치에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에서 제1 랜드부(110)와 제2 랜드부(120) 사이에 슬리브(20)의 제1 관통구(21)가 위치하고, 제2 랜드부(120)와 제4 랜드부(140) 사이에 슬리브(20)의 제2 관통구(22)가 위치하고, 제4 랜드부(140)가 적어도 부분적으로 슬리브(20)의 제3 관통구(23)와 중첩할 수 있도록 각 랜드부(110,120,130,140)가 배치된다. 이러한 구성에 의해, 스풀(10)이 좌우로 왕복운동 함에 따라 스풀(10)의 제1 및 제2 랜드부(110,120)가 슬리브(20)의 제1 관통구(21)를 개폐하고 스풀(10)의 제4 랜드부(140)가 슬리브(20)의 제3 관통구(23)를 개폐할 수 있다.

제3 랜드부(130)는 스풀(10)의 왕복 운동을 가이드 하는 역할을 한다. 즉 스풀(10)이 슬리브(20) 내에서 왕복 운동하는 동안 스풀(10)과 슬리브(20)의 중심축이 어긋나지 않도록 스풀(10)의 움직임을 가이드 한다. 따라서 슬리브(20) 내부의 제2 랜드부(120)와 제4 랜드부(140) 사이의 공간에서 유체가 자유롭게 이동할 수 있기 위해 제3 랜드부(130)의 표면에 길이방향으로 다수의 그루브가 형성되거나, 도2에 도시한 것처럼 제3 랜드부(130)의 표면이 부분적으로 절개될 수 있으며, 이렇나 구성에 의해 제2 랜드부(120)와 제4 랜드부(140) 사이에서 유체가 제3 랜드부(130)에 방해받지 않고 좌우로 자유롭게 흐를 수 있다.

도1과 도3을 참조하면 스풀(10)은 본체(100)의 내부에 길이방향으로 형성된 오리피스(105)를 포함한다. 오리피스(105)는 양쪽으로 개방되어 있으며, 도시한 것처럼 스풀(10)의 제1 단부(101) 및 스풀 본체(100)의 측면으로 각각 개방된 입구를 가질 수 있다. 이 때 스풀 본체(100)의 측면에 형성된 입구는 제2 랜드부(120)와 제4 랜드부(140) 사이의 임의의 위치일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서 스풀(10)은 제1 단부(101)측에 탈착가능하게 결합되는 선단부재(150)를 포함한다. 선단부재(150)는 원통형의 본체부(151) 및 이 본체부의 중심을 관통하는 소정 직경의 관통구(155)를 포함할 수 있고, 선단부재(150)가 스풀의 본체(100)에 결합되었을 때 관통구(155)와 오리피스(105)가 연통하도록 구성된다.

한편 일 실시예에서 하우징(50)의 내부 벽면에는 선단부재(150)의 관통구(155)에 부분적으로 삽입되도록 설치된 핀(55)을 더 포함한다. 핀(55)의 일단부(도1에서 왼쪽 단부)는 하우징(50)의 내부 벽면에 결합되어 고정되고 핀(55)의 타단부(도1에서 오른쪽 단부)는 선단부재(150)의 관통구(155)에 삽입되어 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 핀(55)의 직경(외경)은 선단부재(150)의 관통구(155)의 내경과 동일하다. 따라서 예컨대 슬리브(20) 내부 공간에 유체가 채워지면 이 유체 중 일부가 오리피스(105) 내부에도 채워지므로 유체의 압력이 핀(55)의 상기 타단부에도 가해지게 된다.

도3에 표시한 것처럼 제2 랜드부(120)의 단면적을 "A", 제4 랜드부(140)의 단면적을 "B"라 하고 제2 랜드부(120)와 제4 랜드부(140) 사이에 채워진 유체의 압력을 "P"라 할 때 이 유체가 제2 랜드부(120)의 단면적(A)에 작용하는 힘(F1)과 제4 랜드부(140)의 단면적(B)에 작용하는 힘(F2)는 각각 랜드부의 단면적(A,B)에 비례한다. 제2 랜드부(120)와 제4 랜드부(140) 사이에는 관통구(155)의 직경 (또는 핀(55)의 단면적) 만큼의 면적 차이가 있으므로 이 면적 차이에 비례하여 제4 랜드부(140)측으로의 힘이 발생하여 스풀(10)을 (도3의 도면상에서) 오른쪽으로 움직이려고 하며, 이 상태에서 예컨대 운전자가 액추에이터(40)를 조절하여(예컨대 솔레노이드 코일에 인가하는 전류 세기를 조절하여) 스풀(10)이 오른쪽으로 움직이지 않도록 제어할 수 있다.

이 때 선단부재(150)의 관통구(155)의 직경을 변경하면 상기 제2 및 제4 랜드부(120,140) 사이의 면적 차이를 변경시킬 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예와 같이 선단부재(150)를 탈착식으로 구성하고 선단부재(150)의 관통구(155)의 직경을 가변할 수 있도록 구성하면 비례감압밸브의 제어압력 범위를 변경할 수 있다.

이와 관련하여 일 실시예에 따른 탈착식 선단부재(150)를 도4와 도5를 참조하여 설명하기로 한다.

도4는 일 실시예에 따른 스풀의 제1 단부(101) 영역의 확대 사시도이고 도5는 확대 단면도이다. 도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 선단부재(150)는 원통형의 본체부(151) 및 이 본체부의 중심을 관통하는 소정 직경의 관통구(155)를 포함한다. 선단부재(150)가 스풀의 본체(100)에 체결되었을 때 선단부재(150)의 관통구(155)와 오리피스(105)가 연통하도록 구성된다. 이 때 관통구(155)의 직경(D1)은 오리피스(105)의 직경(D2)과 동일하거나 그보다 작은 임의의 직경을 가질 수 있다.

스풀의 본체(100)의 제1 단부(101)측에는 선단부재(150)를 수용하기 위한 수용부(107)가 형성될 수 있다. 수용부(107)는 선단부재(150)의 본체부(151)에 대응하여 본체부(151)와 맞물리는 형상일 수 있다.

선단부재(150)는 공지의 임의의 결합방식에 의해 스풀(10)의 제1 단부(101)에 결합될 수 있다. 예를 들어 도시한 실시에에서, 선단부재(150)의 본체부(151)의 외측면과 스풀 본체(100)의 수용부(107)의 내측면에 각각 서로 맞물리는 나사산이 형성되어, 선단부재(150)가 나사결합 방식에 의해 스풀 본체(100)의 제1 단부(101)에 결합될 수 있다.

일 실시예에서 선단부재(150)는 본체부(151)의 일 단부(158)에 볼트헤드 형상으로 형성된 돌출부(152)를 더 포함할 수 있다. 도4에 도시한 바와 같이 이 돌출부(152)가 육각형 형상의 단면을 가질 수 있으며, 따라서 렌치나 스패너 등을 이용하여 선단부재(150)를 스풀의 제1 단부(101)에 용이하게 탈착할 수 있다.

한편 선단부재(150)의 일 단부(159)와 접하는 수용부(107)의 바닥면에는 환형의 홈(109)이 형성될 수 있고, 이 환형의 홈(109)에 오-링(O-ring)이 배치될 수 있다. 이와 같이 수용부(107)의 바닥면에 홈(109)에 오-링을 설치할 경우, 스풀의 오리피스(105) 내에 채워진 유체가 수용부(107)와 선단부재(150) 사이의 틈을 통해 외부로 누설하는 것을 방지할 수 있다.

상술한 실시예에 따른 선단부재(150) 구성에 의하면 필요에 따라 서로 상이한 직경(D1)의 관통구(155)를 갖는 선단부재(150)를 스풀의 본체(100)에 체결할 수 있다. 예를 들어 현재 제1 직경의 관통구(155)의 제1 선단부재(150)가 체결된 스풀(10)이 비례감압밸브에 장착된 상태에서 이 비례감압밸브의 제어압력 범위를 변경하고자 할 경우, 상기 제1 선단부재(150)를 스풀(10)에서 제거한 후 상기 제1 직경과 상이한 제2 직경의 관통구(155)의 제2 선단부재(150)를 스풀(10)에 체결하여 사용할 수 있고, 또는 대안적으로, 제1 선단부재(150)를 스풀에서 탈거한 후 직경을 더 넓히도록 가공한 후 다시 스풀에 장착하여 사용할 수도 있다. 또한 이 경우 관통구(155)의 직경을 제2 직경으로 변경함에 따라 핀(55)도 상기 제2 직경의 핀(55)으로 교체하여 하우징(50)에 설치할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 관통구(155)의 직경이 상이한 선단부재(150)로 교체하는 것만으로 비례감압밸브의 제어압력을 변경할 수 있고, 이 경우 스풀을 통째로 교체할 필요가 없으므로 장치 비용도 감소시킬 수 있다.

도6과 도7은 대안적 실시예에 따른 선단부재를 나타내며, 도6은 대안적 실시예에 따른 스풀의 제1 단부(101) 영역의 확대 사시도이고 도7은 확대 단면도이다.

도면을 참조하면, 대안적 실시예에 따른 선단부재(150)는 도4의 실시예와 동일 또는 유사하게 원통형의 본체부(151) 및 이 본체부의 중심을 관통하는 소정 직경의 관통구(155)를 포함한다.

스풀의 본체(100)의 제1 단부(101)측에는 선단부재(150)를 수용하기 위한 수용부(107)가 형성되고, 선단부재(150)가 나사결합 등의 결합방식에 의해 스풀의 수용부(107) 내에 결합될 수 있다. 선단부재(150)가 스풀의 본체(100)에 체결되었을 때 선단부재(150)의 관통구(155)와 오리피스(105)가 연통하도록 구성된다.

도시한 대안적 실시예에서, 선단부재(150)는 본체부(151)의 일 단부(158)에 다각형 단면의 다각홈(156)이 형성된다. 예를 들어 다각홈(156)은 사각형, 육각형 등의 단면을 가질 수 있고, 이 다각홈(156)에 예컨대 렌치를 삽입하여 선단부재(150)를 돌려서 수용부(107)에 체결할 수 있다. 이와 같은 대안적 실시예에 따르면, 도4 및 도5의 실시예의 돌출부(152)가 필요 없으므로 돌출부(152) 길이만큼 선단부재(150)의 길이가 짧아질 수 있어 장치의 소형화에 기여할 수 있다.

이상과 같이 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 스풀
20: 슬리브
30: 플랜지
40: 액추에이터
50: 하우징
100: 스풀 본체
110,120,130,140: 랜드부
150: 선단부재
151: 관통구

Claims

비례감압밸브용 스풀(10)로서,
제1 단부(101)와 제2 단부(102)를 갖는 실린더 형상의 스풀 본체(100);
상기 스풀 본체의 직경보다 큰 직경을 가지며 서로 이격되어 상기 스풀 본체에 형성된 복수개의 랜드부;
상기 스풀 본체의 내부에 길이방향으로 형성되고 상기 제1 단부(101) 및 상기 스풀 본체의 측면으로 각각 입구를 갖는 오리피스(105); 및
상기 제1 단부(101)에 탈착가능하게 결합되는 선단부재(150);를 포함하고,
상기 선단부재(150)는 원통형의 본체부(151) 및 이 본체부의 중심을 관통하는 제1 직경의 관통구(155)를 포함하고, 상기 선단부재(150)가 상기 스풀 본체(100)에 체결되었을 때 상기 관통구(155)와 상기 오리피스(105)가 연통하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비례감압밸브용 스풀.
제 1 항에 있어서,
상기 선단부재의 상기 관통구(155)의 직경을 상기 제1 직경과 상이한 제2 직경으로 변경함으로써 비례감압밸브의 제어압력 범위를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브용 스풀.
제 1 항에 있어서,
상기 선단부재의 본체부(151)를 수용하기 위해 상기 스풀 본체의 상기 제1 단부(101)에 수용부(107)가 형성된 것을 특징으로 하는 비례감압밸브용 스풀.
제 3 항에 있어서,
상기 선단부재의 본체부(151)의 외측면과 상기 수용부의 내측면에 각각 서로 맞물리는 나사산이 형성되어, 상기 선단부재(150)가 상기 스풀 본체(100)의 상기 제1 단부(101)에 나사결합 방식으로 체결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 비례감압밸브용 스풀.
제 3 항에 있어서, 상기 수용부(107)가,
상기 선단부재(150)의 일 단부(159)와 접하는 상기 수용부(107)의 바닥면에 형성된 환형의 홈(109); 및
상기 환형의 홈(109)에 안착된 오-링(O-ring);을 포함하는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브용 스풀.
제 3 항에 있어서,
상기 선단부재의 본체부(151)의 일 단부(158)에 볼트헤드 형상의 돌출부(152)가 형성된 것을 특징으로 하는 비례감압밸브용 스풀.
제 3 항에 있어서,
상기 선단부재의 본체부(151)의 일 단부(158)에 다각렌치가 삽입가능한 다각홈(156)이 형성된 것을 특징으로 하는 비례감압밸브용 스풀.
비례감압밸브로서,
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 비례감압밸브용 스풀(10);
개방된 제1 단부와 제2 단부를 갖는 원통 형상이며, 상기 스풀(10)과 동축으로 정렬되어 스풀을 둘러싸며 제1 내지 제3 관통구(21,22,23)가 형성된 원통형의 슬리브(20);
상기 슬리브(20)의 제2 단부에 결합되며 상기 스풀(10)이 상기 슬리브 내에서 움직이도록 스풀의 제2 단부에 힘을 가할 수 있는 액추에이터(40);
상기 슬리브(20)를 수용하는 내부 공간을 가지며, 상기 슬리브의 제1 내지 제3 관통공(21,22,23)과 각각 연통하는 제1 내지 제3 유로(51,52,53)를 갖는 하우징(50);
상기 하우징(50)의 내부 벽면에 부착되어 상기 스풀(10)의 관통구(155)에 적어도 부분적으로 삽입된 핀(110); 및
상기 하우징(50)의 내부 벽면과 상기 스풀(10)의 제1 단부(101) 사이에 개재된 스프링(57);을 포함하는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브.
제 8 항에 있어서,
상기 스풀의 상기 복수개의 랜드부가 서로 이격되어 배치된 제1 내지 제4 랜드부(110,120,130,140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브.
제 9 항에 있어서,
상기 스풀의 상기 제1 내지 제4 랜드부가 동일한 외경을 갖는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브.
제 9 항에 있어서,
상기 스풀의 제1 및 제2 랜드부(110,120)가 슬리브의 제1 관통구(21)를 개폐하고 스풀의 제4 랜드부(140)가 슬리브의 제3 관통구(23)를 개폐하는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브.
제 9 항에 있어서,
상기 스풀의 제1 랜드부(110)와 제2 랜드부(120) 사이에 슬리브의 제1 관통구(21)가 위치하고, 제2 랜드부(120)와 제4 랜드부(140) 사이에 슬리브의 제2 관통구(22)가 위치하고, 제4 랜드부(140)가 적어도 부분적으로 슬리브의 제3 관통구(23)와 중첩하면서 위치하는 것을 특징으로 하는 비례감압밸브.