KR20220132261A - 통합형 레귤레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통합형 레귤레이터에 관한 것이다.
본 발명에 의한 통합형 레귤레이터는, 외형을 이루며 내부에는 다수의 부품이 설치되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 구비되며 두 개의 입력 포트와 하나의 출력 포트를 가짐으로써 두 개의 입력 포트로 공급되는 압축유 중 높은 압력을 갖는 어느 한 압축유만을 스풀 또는 피스톤부로 공급하는 셔틀 밸브와, 상기 하우징의 내부에 구비되며 피스톤부에 의하여 절환됨으로써 모터의 속도를 변경하는 스풀과, 상기 스풀의 일측에 구비되며 셔틀 밸브 또는 외부로부터 공급되는 압축유의 압력 차이에 의하여 스풀을 선택적으로 절환시키는 피스톤부를 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 소형화와 함께 조립 공수가 줄어들게 된다.

Description

통합형 레귤레이터{Integrated regulator}

본 발명은 통합형 레귤레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스풀과 셔틀 밸브가 하우징의 내부에 일체로 구성됨으로써 소형화와 함께 조립 공수가 줄어들 수 있도록 한 통합형 레귤레이터에 관한 것이다.

일반적으로, 대형 선박에는 배가 특정 지점에서 멈춰있을 수 있도록 하는 닻이 구비되고, 이 닻을 풀어서 내리거나 감아서 올려주는 윈치(Winch)가 구비된다.

이와 같이, 닻을 풀어서 내리거나 감아서 올려주는 윈치에는 동력을 제공하는 레이디얼 피스톤 모터(Radial Piston Motor)가 포함된다.

여기서, 레이디얼 피스톤 모터는 유압 모터에 해당하고, 이 레이디얼 피스톤 모터에는 부하 압력에 따라 레이디얼 피스톤 모터의 속도를 조절하기 위한 레귤레이터(Regulator)가 더 구비된다.

더불어, 레귤레이터 외에도 셔틀 밸브(Shuttle valve)와, 서브 블럭(Sub Block)과 같은 추가 부품을 함께 구성하여야 본 기능을 제공할 수 있게 된다.

이처럼, 레이디얼 피스톤 모터에는 레귤레이터와, 셔틀 밸브와, 서브 블럭 등이 조립되어야만 하는 것이었다.

즉, 레이디얼 피스톤 모터에 각각의 부품을 조립 및 설치하기 위해서는 많은 작업 공수가 소요되는 문제점이 있었던 것이다.

그리고, 레귤레이터와, 셔틀 밸브와, 서브 블럭은 여타 장치에서도 범용적으로 사용될 수 있도록 규격화된 제품에 해당하는 것으로, 제조 원가가 높게 책정되는 문제점이 있었다.

한국 등록 특허 제10-0240092호 한국 등록 특허 제10-1274067호

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스풀과 셔틀 밸브가 하우징의 내부에 일체로 구성됨으로써 소형화와 함께 조립 공수가 줄어들 수 있도록 한 통합형 레귤레이터를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 외형을 이루며 내부에는 다수의 부품이 설치되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 구비되며 두 개의 입력 포트와 하나의 출력 포트를 가짐으로써 두 개의 입력 포트로 공급되는 압축유 중 높은 압력을 갖는 어느 한 압축유만을 스풀 또는 피스톤부로 공급하는 셔틀 밸브와, 상기 하우징의 내부에 구비되며 피스톤부에 의하여 절환됨으로써 모터의 속도를 변경하는 스풀과, 상기 스풀의 일측에 구비되며 셔틀 밸브 또는 외부로부터 공급되는 압축유의 압력 차이에 의하여 스풀을 선택적으로 절환시키는 피스톤부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 피스톤부는, 상기 스풀의 일측에 구비되며 외부로부터 선택적으로 압축유를 공급받아 일측으로 가압하는 제1 피스톤과, 상기 제1 피스톤의 일측에 구비되며 셔틀 밸브로부터 압축유를 공급받아 제1 피스톤과 반대되는 방향으로 가압하는 제2 피스톤을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제1 피스톤과 제2 피스톤은 동일 면적으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 스풀의 일측에는 피스톤부로부터 스풀에 가해지는 압력이 일정 수치 이상일 경우에만 스풀이 일측으로 이송될 수 있도록 하는 절환 제한부가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 절환 제한부는, 상기 스풀의 일측에 결합되며 제1 탄성 부재로부터 압력을 제공받는 제1 시트와, 상기 제1 시트와는 이격되게 구비되며 제1 탄성 부재에 압력을 제공하는 스토퍼와, 상기 제1 시트와 스토퍼 사이에 구비되며 탄성을 가짐으로써 제1 시트와 스토퍼를 가압하는 제1 탄성 부재와, 상기 스토퍼의 일측에 구비되며 제1 탄성 부재의 탄성력을 조정하는 조정 볼트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 통합형 레귤레이터는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에서는 하우징의 내부에 스풀과 셔틀 밸브 등을 일체로 구성함으로써 소형화가 이루어질 수 있게 됨과 더불어 조립 공수가 줄어들게 된 장점이 있다.

본 발명에서는 하우징의 내부에 스풀과 셔틀 밸브 등을 일체로 구성함으로써 유로를 간소화할 수 있게 됨과 더불어 제조 원가가 크게 저감되게 된 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도
도 2는 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 평면도
도 3은 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도

이하 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터에 대한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 내지 도 3에는 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터의 일 실시예가 도시되어 있다. 즉, 도 1에는 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 평면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터는, 외형을 이루며 내부에는 다수의 부품이 설치되는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 내부에 구비되며 두 개의 입력 포트와 하나의 출력 포트를 가짐으로써 두 개의 입력 포트로 공급되는 압축유 중 높은 압력을 갖는 어느 한 압축유만을 스풀(300) 또는 피스톤부(400)로 공급하는 셔틀 밸브(200)와, 상기 하우징(100)의 내부에 구비되며 피스톤부(400)에 의하여 절환됨으로써 모터의 속도를 변경하는 스풀(300)과, 상기 스풀(300)의 일측에 구비되며 셔틀 밸브(200) 또는 외부로부터 공급되는 압축유의 압력 차이에 의하여 스풀(300)을 절환시키는 피스톤부(400) 등을 포함하여 구성된다.

상기 하우징(100)은, 도 1에서 도시된 바와 같이, 직육면체와 유사한 형상으로 이루어지면서 내부에는 다수의 부품이 장착되는 공간이 형성되며, 다수의 부품 간을 잇는 압축유 공급 또는 배출 유로가 형성된다.

더불어, 하우징(100)의 하부(도 1에서)에는 여타 장치와 결합될 수 있도록 하는 돌출단(110)이 형성된다.

상기 돌출단(110)은, 하우징(100)으로부터 전후(도 2에서 상하) 방향으로 연장되게 형성되는 것이다.

이러한, 돌출단(110)에는 하우징(100)이 여타 장치와 볼팅 결합될 수 있도록 하는 결합홀(111)이 적어도 하나 이상 형성된다.

상기 결합홀(111)은, 돌출단(110)의 상면(도 1에서)으로부터 하측 방향으로 관통 형성되는 것이다.

그리고, 하우징(100)의 내부에는 셔틀 밸브(200)가 구비된다.

상기 셔틀 밸브(200)는, 도 3에서 도시된 바와 같이, 하우징(100)의 내부에서도 하측에 구비된다.

이러한, 셔틀 밸브(200)는 두 개의 입력 포트와 하나의 출력 포트를 갖는 것으로, 두 개의 입력 포트로부터 공급되는 압축유 중에서 보다 높은 압력을 가진 어느 한 압축유를 출력 포트로 배출하는 구성을 갖는다.

이 때, 셔틀 밸브(200)로부터 배출되는 압축유는 스풀(300) 또는 피스톤부(400)로 공급되게 된다.

보다 상세하게는, 셔틀 밸브(200)로부터 배출되는 압축유는 스풀(300) 또는 제2 피스톤(420)으로 공급되거나, 스풀(300) 또는 제1 피스톤(410) 및 제2 피스톤(420)으로 공급되게 된다.

또한, 셔틀 밸브(200)로 공급되는 압축유는 모터 또는 펌프로부터 공급되는 것이다.

여기서, 셔틀 밸브(200)로부터 배출되는 압축유가 스풀(300) 또는 제2 피스톤(420)으로 공급되게 될 경우에는 모터를 통해 닻을 감아 올리는 경우에 해당하며, 셔틀 밸브(200)로부터 배출되는 압축유가 스풀(300) 또는 제1 피스톤(410) 및 제2 피스톤(420)으로 공급되게 될 경우에는 모터를 통해 닻을 풀어 내리는 경우에 해당한다.

또한, 모터를 통해 닻을 감아 올리는 경우에는 제2 피스톤(420)에 가해지는 압력이 일정 수치 이상이 되면 모터가 저속 회전되게 되며, 모터를 통해 닻을 풀어 내리는 경우에는 제1 피스톤(410)과 제2 피스톤(420)의 합력이 상쇄되면서 모터가 계속해서 고속 회전되게 된다.

그리고, 셔틀 밸브(200)의 상측(도 3에서)에는 스풀(300)이 구비된다.

상기 스풀(300)은, 셔틀 밸브(200)로부터 공급되는 압축유가 모터 내부로 재공급됨에 있어서 압축유의 공급 방향을 결정하는 부위이다.

즉, 스풀(300)은 셔틀 밸브(200)로부터 공급되는 압축유의 공급 방향을 결정함으로써 모터의 속도를 절환하기 위한 것이다.

이러한, 스풀(300)은 피스톤부(400)에 의하여 하우징(100)의 내부에서 좌우(도 3에서)로 이송되게 되는데, 이 과정에서 셔틀 밸브(200)로부터 모터 내부로 공급되는 압축유의 공급 방향이 결정된다.

보다 상세히 설명하면, 스풀(300)은 초기 상태에 하우징(100)의 내부에서 우측(도 3에서)에 밀착되도록 구성되는데, 이 때 모터는 고속 회전이 이루어지게 된다.

이와는 달리, 셔틀 밸브(200)로부터 공급되는 압축유는 스풀(300) 뿐만이 아니라 피스톤부(400)의 제2 피스톤(420)으로도 공급되며, 셔틀 밸브(200)로부터 제2 피스톤(420)으로 공급되는 압축유가 일정 수치 이상의 고압력을 가지게 될 경우 피스톤부(400)가 스풀(300)을 좌측(도 3에서)으로 가압하게 되면서 스풀(300)은 좌측(도 3에서)으로 이송되게 되는데, 이 때 압축유의 공급 방향이 변경되면서 모터는 저속 회전이 이루어지게 되는 것이다.

따라서, 스풀(300)의 우측(도 3에서)에는 피스톤부(400)가 구비된다.

상기 피스톤부(400)는, 상기 스풀(300)의 일측에 구비되며 외부로부터 선택적으로 압축유를 공급받아 일측으로 가압하는 제1 피스톤(410)과, 상기 제1 피스톤(410)의 일측에 구비되며 셔틀 밸브(200)로부터 압축유를 공급받아 제1 피스톤(410)과 반대되는 방향으로 가압하는 제2 피스톤(420) 등을 포함하여 구성된다.

상기 제1 피스톤(410)은, 스풀(300)의 우측(도 3에서)에 구비되는 것으로, 외부로부터 압축유를 선택적으로 공급받음으로써 우측(도 3에서) 방향으로 가압력을 제공하는 부위이다.

즉, 제1 피스톤(410)은 외부로부터 압축유를 공급 받을 경우 우측(도 3에서) 방향으로 가압력을 발생하게 된다.

여기서, 제1 피스톤(410)에 공급되는 압축유는, 모터를 통해 닻을 풀어 내릴 경우에 제1 피스톤(410)으로 유입됨이 바람직할 것이다.

한편, 상기 제2 피스톤(420)은 제1 피스톤(410)의 우측(도 3에서)에 구비되는 것으로, 셔틀 밸브(200)로부터 압축유를 공급받음으로써 좌측(도 3에서) 방향으로 가압력을 제공하는 부위이다.

즉, 제2 피스톤(420)은 셔틀 밸브(200)로부터 압축유를 공급 받을 경우 좌측(도 3에서) 방향으로 가압력을 발생하게 된다.

이 때, 제1 피스톤(410)과 제2 피스톤(420)의 가압 방향이 마주보는 방향으로 이루어짐으로써 제2 피스톤(420)으로 공급되는 압축유의 압력이 제1 피스톤(410)으로 공급되는 압축유의 압력보다 높거나 또는 제1 피스톤(410)에 압축유가 공급되지 않을 경우 제2 피스톤(420)은 제1 피스톤(410)과 함께 스풀(300)을 좌측(도 3에서)으로 밀게 됨으로써 스풀(300)의 절환이 이루어지게 된다.

반대로, 제1 피스톤(410)으로 공급되는 압축유의 압력이 제2 피스톤(420)으로 공급되는 압축유의 압력보다 높거나 또는 같을 경우 제2 피스톤(420)은 제1 피스톤(410)을 좌측(도 3에서)으로 밀어내지 못하므로 스풀(300)의 절환은 이루어지지 않게 되는 것이다.

즉, 피스톤부(400)가 스풀(300)을 밀지 못할 경우 모터는 고속 회전하게 되며, 피스톤부(400)가 스풀(300)을 좌측(도 3에서)으로 밀게 될 경우 모터는 저속 회전하게 된다.

여기서, 상기 제1 피스톤(410)과 제2 피스톤(420)은 동일 면적으로 이루어지며, 이를 통해 제1 피스톤(410)과 제2 피스톤(420)에 동일한 압력이 가해질 경우 합력이 0이 될 수 있도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 스풀(300)의 일측에는 피스톤부(400)로부터 스풀(300)에 가해지는 압력이 일정 수치 이상일 경우에만 스풀(300)이 일측으로 이송될 수 있도록 하는 절환 제한부(500)가 구비된다.

상기 절환 제한부(500)는, 상기 스풀(300)의 일측에 결합되며 제1 탄성 부재(530)로부터 압력을 제공받는 제1 시트(510)와, 상기 제1 시트(510)와는 이격되게 구비되며 제1 탄성 부재(530)에 압력을 제공하는 스토퍼(520)와, 상기 제1 시트(510)와 스토퍼(520) 사이에 구비되며 탄성을 가짐으로서 제1 시트(510)와 스토퍼(520)를 가압하는 제1 탄성 부재(530)와, 상기 스토퍼(520)의 일측에 구비되며 제1 탄성 부재(530)의 탄성력을 조정하는 조정 볼트(540) 등을 포함하여 구성된다.

상기 스풀(300)의 좌측(도 3에서)에는, 제1 시트(510)가 구비된다.

상기 제1 시트(510)는, 스풀(300)의 좌측(도 3에서)에 결합되며, 제1 탄성 부재(530)의 우측단(도 3에서)을 지지하면서 제1 탄성 부재(530)에 의한 탄성력이 스풀(300)측으로 안정적으로 작용될 수 있도록 하는 부위이다.

이러한, 제1 시트(510)의 좌측(도 3에서)에는 스토퍼(520)가 구비된다.

상기 스토퍼(520)는, 제1 시트(510)로부터 좌측(도 3에서)으로 소정 거리 이격된 상태로 구비되는 것으로, 제1 탄성 부재(530)에 압력을 제공하기 위한 부위이다.

이와 같은, 스토퍼(520)와 제1 시트(510) 사이에는 제1 탄성 부재(530)가 구비된다.

상기 제1 탄성 부재(530)는, 스토퍼(520)와 제1 시트(510) 사이에 위치되면서 탄성력을 가짐으로써 스토퍼(520)와 제1 시트(510) 양측으로 탄성력을 제공하는 부위이다.

그리고, 스토퍼(520)의 좌측(도 3에서)에는 조정 볼트(540)가 구비된다.

상기 조정 볼트(540)는, 하우징(100)과 결합되며, 회전 가능하게 구비됨으로써 회전 방향에 따라 스토퍼(520)가 좌측(도 3에서) 방향으로 이송되거나 또는 우측(도 3에서) 방향으로 이송될 수 있도록 하는 부위이다.

즉, 조정 볼트(540)가 회전됨으로써 스토퍼(520)가 우측(도 3에서)으로 이송되게 되면 제1 탄성 부재(530)가 받는 압축력이 증가되게 되며, 이에 따라 제1 탄성 부재(530)가 제1 시트(510)로 제공하는 탄성력은 증가되게 된다.

따라서, 피스톤부(400)가 스풀(300)을 좌측(도 3에서)으로 밀기 위해서 제2 피스톤(420)에 제공되는 필요 압력 수치가 증가되게 되는 것이다.

반대로, 조정 볼트(540)가 역회전됨으로써 스토퍼(520)가 좌측(도 3에서)으로 이송되게 되면 제1 탄성 부재(530)가 받는 압축력은 감소되게 되며, 이에 따라 제1 탄성 부재(530)가 제1 시트(510)로 제공하는 탄성력은 감소되게 된다.

따라서, 피스톤부(400)가 스풀(300)을 좌측(도 3에서)으로 밀기 위해서 제2 피스톤(420)에 제공되는 필요 압력 수치가 감소되게 되는 것이다.

여기서, 탄성력은 제1 탄성 부재(530)가 스토퍼(520)와 제1 시트(510) 사이에서 스토퍼(520)에 의하여 압축되면서 발생되는 반력을 의미한다.

이와 같은, 절환 제한부(500)에 의하여 제2 피스톤(420)이 스풀(300)을 좌측(도 3에서)으로 밀기 위해서 필요로 하는 압축유의 압력 수치를 조정할 수 있게 된다.

한편, 스풀(300)과 피스톤부(400) 사이에는 댐퍼부(600)가 구비된다.

상기 댐퍼부(600)는, 스풀(300)의 우측(도 3에서)에 구비되는 것으로, 스풀(300)이 피스톤부(400)에 의하여 좌측(도 3에서)으로 이송되고, 다시 초기 상태(도 3에서 우측으로 밀착된 스풀의 상태)로 복귀하는 과정에서 스풀(300)에 작용되는 충격량을 흡수하기 위한 부위이다.

이러한, 댐퍼부(600)는 상기 스풀(300)의 일측에 결합되며 제2 탄성 부재(620)로부터 압력을 제공받는 제2 시트(610)와, 상기 하우징(100)과 결합되며 제2 시트(610)를 일측으로 가압하는 제2 탄성 부재(620) 등을 포함하여 구성된다.

상기 제2 시트(610)는, 스풀(300)의 우측(도 3에서)에 결합되며, 제2 탄성 부재(620)의 좌측단(도 3에서)을 지지하면서 제2 탄성 부재(620)에 의한 탄성력이 스풀(300)측으로 안정적으로 작용될 수 있도록 하는 부위이다.

이와 같은, 제2 시트(610)의 우측(도 3에서)에는 제2 탄성 부재(620)가 구비된다.

상기 제2 탄성 부재(620)는, 하우징(100)의 내부에 결합되고, 제2 시트(610)의 우측(도 3에서)에 위치되면서 탄성력을 가짐으로써 제2 시트(610)측으로 탄성력을 제공하는 부위이다.

이와 같이 구성되는 댐퍼부(600)에 의하여 스풀(300)의 절환이 반복되는 과정에서 발생되는 스풀(300)의 손상은 방지될 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터에서는 하우징의 내부에 스풀과 셔틀 밸브 등을 일체로 구성함으로써 소형화가 이루어질 수 있게 됨과 더불어 조립 공수가 줄어들게 된 것이다.

더불어, 본 발명에 의한 통합형 레귤레이터에서는 하우징의 내부에 스풀과 셔틀 밸브 등을 일체로 구성함으로써 유로를 간소화할 수 있게 됨과 더불어 제조 원가가 크게 저감되게 된 것이다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술 범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100. 하우징 110. 돌출단
111. 결합홀 200. 셔틀 밸브
300. 스풀 400. 피스톤부
410. 제1 피스톤 420. 제2 피스톤
500. 절환 제한부 510. 제1 시트
520. 스토퍼 530. 제1 탄성 부재
540. 조정 볼트 600. 댐퍼부
610. 제2 시트 620. 제2 탄성 부재

Claims (5)

1. 외형을 이루며, 내부에는 다수의 부품이 설치되는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 구비되며, 두 개의 입력 포트와 하나의 출력 포트를 가짐으로써 두 개의 입력 포트로 공급되는 압축유 중 높은 압력을 갖는 어느 한 압축유만을 스풀 또는 피스톤부로 공급하는 셔틀 밸브;
   상기 하우징의 내부에 구비되며, 피스톤부에 의하여 절환됨으로써 모터의 속도를 변경하는 스풀;
   상기 스풀의 일측에 구비되며, 셔틀 밸브 또는 외부로부터 공급되는 압축유의 압력 차이에 의하여 스풀을 선택적으로 절환시키는 피스톤부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 통합형 레귤레이터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 피스톤부는,
   상기 스풀의 일측에 구비되며, 외부로부터 선택적으로 압축유를 공급받아 일측으로 가압하는 제1 피스톤;
   상기 제1 피스톤의 일측에 구비되며, 셔틀 밸브로부터 압축유를 공급받아 제1 피스톤과 반대되는 방향으로 가압하는 제2 피스톤;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 통합형 레귤레이터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 피스톤과 제2 피스톤은 동일 면적으로 이루어짐을 특징으로 하는 통합형 레귤레이터.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 스풀의 일측에는 피스톤부로부터 스풀에 가해지는 압력이 일정 수치 이상일 경우에만 스풀이 일측으로 이송될 수 있도록 하는 절환 제한부;가 구비됨을 특징으로 하는 통합형 레귤레이터.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 절환 제한부는,
   상기 스풀의 일측에 결합되며, 제1 탄성 부재로부터 압력을 제공받는 제1 시트;
   상기 제1 시트와는 이격되게 구비되며, 제1 탄성 부재에 압력을 제공하는 스토퍼;
   상기 제1 시트와 스토퍼 사이에 구비되며, 탄성을 가짐으로써 제1 시트와 스토퍼를 가압하는 제1 탄성 부재;
   상기 스토퍼의 일측에 구비되며, 제1 탄성 부재의 탄성력을 조정하는 조정 볼트;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 통합형 레귤레이터.
   

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