KR900005711B1 - 유량제어밸브 - Google Patents

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KR900005711B1
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flow control
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가스요시 우찌노
마사야 나까이도오
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지도오샤 기기 가부시기가이샤
도오무라 도시오
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Abstract

내용 없음.

Description

유량제어밸브
제1도는 본 발명의 실시예에 관한 유량제어밸브의 종단면도.
제2도는 제1도의 유량제어밸브와 종래의 유량제어밸브와를 비교한 특성선도.
제3도는 유니온의 확대단면도.
제4도는 본 실시예와 종래의 구성과의 유량특성의 변화를 비교한 특성선도.
제5도 내지 제9도는 각각 슬리이브의 변형예를 표시하는 종단면도.
본 발명은 유량제어밸브에 관한 것으로서, 특히 유량의 수하특성(Drooping), 극 펌프토출유량의 증가에 수반하여 유압기기에의 공급유량이 감소하는 특성을 보유하고, 또한 이 공급유량이 유압기기의 압력변동의 영향을 받아서 복귀할 염려가 없는 이른바 무복귀 드루우핑(Drooping) 특성을 보유하는 유량제어밸브에 관한 것이다.
상기한 특성을 보유하는 유량제어밸브는, 일반적으로 차량의 동력조향 장치에 사용되어서 고속주행시의 차량안정성, 소비 마력의 경감 등에 유용한 것이며, 이 종류의 장치로서 예컨대 펌프로부터 토출된 압력유체를 유압기기에 공급하는 공급통로내에 오리피스를 설치하고, 이 오리프스 전후의 압력차에 의해서 수푸울 밸브를 개방하여 압력유체의 일부를 환류시킴과 아울러, 상기한 공급통로내에 제한 통로를 설치하고, 이 제한통로 전후의 압력차에 따라서 움직이는 제어 스푸울에 의해서 상기한 오리피스를 축소하도록 구성된 것이 종래부터 알려져 있다(일본 특개소 56-104186호 공보, 특개소 57-4469호 공보 등).
그러나, 상기한 구성에 관한 유량제어밸브는, 어느것이나 구조가 복잡하고 부품수도 많으며, 제작정밀도를 요하는 것이며, 또 특성의 조정을 행하는 것도 곤란하였다.
그래서 본 발명자 등은 극히 간단한 구조로 드루우핑 특성을 얻을 수 있도록, 스푸울밸브를 수나비하는 구멍의 개구부에 통형상의 유니온을 고정하여 부착하고, 이 유니온에 스푸울밸브를 압력차에 의해서 밸브를 개방시키기 위한 오리피스를 형성함과 아울러, 슬리이브를 유니온에 끼워맞추어서 이 슬리이브의 외측면에 압력유체의 통과를 제한하는 제어통로를 형성하고, 이 제한통로의 상류측과 하류측과의 압력차에 의해서 슬리이브를 맞닿게 하여서 상기한 오리피스를 축소 제어하도록 구성한 유량제어밸브를 제안하였다(한국특허출원번호 1985-6736호).
그러나, 상기한 구성에 의한 유량제어밸브는 간단한 구조에 의해서 무복귀 드루우핑 특성을 얻는 목적은 달성할 수 있었으나, 제한통로가 수프울밸브 수납구멍과 슬리이브의 외면쪽에 의해서 구성되어 있고, 통로의 개구면적이 일정하기 때문에 그 제한통로를 흐르는 유량에 의해서만 슬리이브 전후의 압력차가 결정되어, 특성의 자유도가 적은 것이었다.
또, 슬리이브를 부세하는 스프링의 한쪽 자리면으로서 리테이너링(retainer ring)을 사용하고 있기 때문에 가공공정수, 부품수 등의 점에서 약간의 문제가 남아 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 극히 간단한 구조이며, 더욱이 특성을 임으로 설정할 수 있는 유량제어밸브를 제공하는 것에 있다.
이러한 목적은, 하우징의 구멍내에 통형상의 유니온을 배치하고, 이 유니온에 스푸울밸브를 개방시키기 위한 오리피스를 형성함과 아울러, 외경이 축선방향을 따라서 변화하는 형상의 슬리이브를 유니온에 끼워 맞추어서 이 슬리이브의 외주면과 상기한 하우징 구멍내면과의 사이에 제한통로를 형성함으로써 달성된다.
또, 본 발명의 제2목적은, 극히 간단한 구조로서 무복귀 드루우핑 특성을 얻음과 아울러 가공공정, 부품수를 감소하여, 결합성을 더욱 향상시킬 수 있는 유량제어밸브를 제공함에 있다.
이러한 목적은, 하우징의 구멍내에 통형상의 유니온을 배치하고, 이 유니온에 스푸울밸브를 개방시키기 위한 오리피스를 형성함과 아울러, 슬리이브를 유니온에 미끄럼운동 가능하게 끼워맞추어서 슬리이브 외면쪽에 제한통로를 형성하고, 또한 유니온의 한쪽 끝에 설치한 플랜지와 슬리이브의 끝면과의 사이에 스프링을 설치하는 것에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 목적과 이점은 첨부도면에 대한 설명에 의해 명백해질 것이다.
이하 도면에 표시한 실시예에 따라서 본 발명을 설명한다.
제1도는 본 발명의 실시예에 관한 유량제어밸브를 표시하는 것으로서, 펌프하우징(1)에는 개구측이 대경(大徑)으로 된 스푸울밸브 수납구멍(2)이 형성되어, 이 구멍(2)의 소경부(小徑部)(2a)내에 스푸울밸브(3)가 수납되며, 대경부(2b)에는 한쪽끝이 커넥터(10)의 축심부의 구멍(10a)내에 압입고착된 통형상의 유니온(4)이 삽입되어 있으며, 이 유니온(4)은 커넥터(10)를 하우징(1)에 나사결합 하는 것에 의해 밸브수납구멍(2)내에 고정되어 있다.
밸브수납구멍(2)의 대경부(2b)는 공급로(5)를 개재하여 펌프(6)에, 그리고 소경부(2a)는 환류로(7)를 개재하여 탱크(8)에 각각 연통하고 있으며, 소경부(2a)내의 스푸울밸브(3)가 스프링(9)에 의해서 대경부(2b)쪽으로 부세되어 유니온(4) 앞끝면에 맞닿아서 정지하여, 공급로(5)와 환류로(7)와의 연통을 차단하고 있다.
통형상의 유니온(4)은, 스푸울밸브(3) 근처의 부분에, 그 내부를 스푸울밸브쪽의 실(室)(4a)과 커넥터쪽의 실(4b)과 구획하는 격벽(4c)이 설치되며, 이들 양실(4a)(4b)은 격벽에 형성된 고정오리피스(4d)에 의해서 연통하고 있다.
또, 유니온(4)의 격벽(4c)보다도 스푸울밸브 근처의 부분이, 커넥터(10) 근처의 부분보다도 대경으로 되어 있고, 이 부분에 밸브수납구멍(2) 내부와 실(4a)내를 연통하는 연통구멍(4e)이, 또 소경부분(4f)의 격벽(4c) 근방에는 축방향의 위치를 다르게 하여서 1쌍의 오리피스(4g)(4h)가 형성되어 있다.
따라서, 공급통로(5)는 밸브수납구멍(2)내, 연통구멍(4e), 실(4a), 고정오리피스(4d)를 개재하여, 그리고 양오리피스(4g),(4h)를 개재하여 유니온(4)의 소경부분(4f)내의 실(4b)에 연통하고, 또한 커넥터(10)의 축심부의 통로(10a)를 개재하여 동력조향장치(P.S)에 접속되어 있다.
또, 커넥터의 통로(10a)는 커넥터(10)에 형성된 반경방향통로(10b)을 하우징(1)에 형성된 연통로(1a) 등을 개재하여 스프링(9)을 수용한 실(11)내에 연통하고 있다.
따라서, 펄프(6)로부터 토출된 압유(壓油)의 유량이 일정한 값을 넘으면, 고정오리피스(4d) 및 오리피스(4g)(4h) 전후의 압력차가 스푸울밸브(3)의 양끝면에 작용하고, 스프링을 압축하면 스푸울밸브(3)를 도면에서 보는 왼쪽방향으로 이동하여 펌프(6)로부터 공급된 압유의 일부를 탱크(8)로 환류시키도록 되어 있다.
유니온(4)의 소경부분(4f)의 외주에는 슬리이브(13)가 미끄럼운동 가능하게 끼워져서 설치되어 있다.
이 슬리이브(13)에는 스푸울밸브(3)쪽 끝부분에 스푸울밸브쪽으로 뻗어있는 대경의 통형상부분(13a)이 형성되어 있으며, 슬리이브(13)는 이 통형상부분(13a)의 저면과 유니온(4)의 스푸울밸브(3)쪽 끝부분에 형성된 환상홈(10c)의 저면에 맞닿아서 정지하고 있다.
슬리이브(13)의 대경통형사우분(13a)의 외주면에는, 스푸울밸브(3) 근처의 동일외경부(13b)와, 커넥터(10) 방향으로 점차 외경이 작게되는 데이퍼부분(13c)을 보유하고 있다.
이 대경통형상부분(13a)의 외주면과 밸브수납구멍(2) 내주면과의 사이에는 간격(15)이 형성되어 있으며, 이 간격(15)이 오일펌프(6)로부터 공급되는 압유의 유량을 제한하는 제한통로를 구성하고 있다.
따라서, 오일펌프(6)로부터의 공급유량이 소정값을 초과하면, 그 제한통로(15)전후의 압력차에 의해서, 슬리이브(13)의 스프링(14)에 대향하여 스푸울밸브(3)의 방향(도면에서는 왼쪽방향)으로 이동된다.
상기한 1쌍의 오리피스(4g)(4h)는 슬리이브(13)가 커넥터(10)의 환상홈(10c) 저면에 맞닿아서 정지하고 있으 때에는 개방되고, 슬리이브(13)가 이동하였을 때에는 이 슬리이브(13)에 의해서 순차적으로 폐쇄되는 위치에 설치되어, 가변오리피스로서 작용하도록 되어 있다.
그리고, 밸브수납구멍(2) 대경부(2b)의 소경부(2a) 근처의 부분, 즉 유니온(4)의 스푸울밸브(3)쪽 끝부분으로부터 1쌍의 오리피스(4g)(4h)에 도달하는 부분의 주위에는 확대대경부(2d)가 형성되어 있다.
이상과 같이 구성된 유량제어밸브의 작동에 대하여 설명하면, 차량엔진으로 구동되는 펌프(6)의 저속회전역(저유량역)에서는 스푸울밸브(3)는 스프링(9)의 힘에 의해서 유니온(4)에 맞닿아, 공급로(5)와 환류로(7)와를 차단하고 있으며, 슬리이브(13)도 스프링(14)에 의해서 커넥터(10)의 환상홈(10c) 저면에 맞닿아서 정지하고 있다.
따라서, 펌프로부터 토출된 압유의 전량이 동력조향장치(P.S)로 공급된다.
다음에 펌프회전수가 점차 상승하면, 토출유량이 증대하여 고정오리피스(4d) 및 오리피스(4g)(4h) 전후의 압력차에 의해서 스푸울밸브(3)가 왼쪽으로 움직이기 시작하고, 환류로(7)의 공급로(5)쪽과 연통하면 잉여유량이 환류되어, 동력조향장치(P.S)로 공급되는 유량은 거의 일정하게 유지된다.
또한, 펌프회전수가 상승하면, 이번에는 제한통로(15) 전후의 압력차가 크게 되어서 이 힘이 스프링(14)의 부세력을 극복하여 슬리이브(13)를 왼쪽으로 이동시킨다.
그 결과, 슬리이브(13)가 먼저 제1오리피스(4g)를 좁히게 시작하고, 다음에 제2올리피스(4h)도 점차 좁혀서 동력조향장치(P.S)에 공급하는 유량을 점차 감소시킴과 아울러, 오리피스(4g)(4h) 전후의 압력차가 증대하여 스푸울밸브(3)을 다시 왼쪽으로 이동시켜 환류량을 증가시킨다.
이와같이 동력조향장치(P.S)에의 공급유량을 감소시킴으로서 차량의 고속안정성이 높아짐과 아울러, 고속주행시에 있어서의 소비마력의 경감을 도모할 수가 있다.
위에서 설명한 바와같이, 슬리이브(13)의 외줌녀에는 테이퍼부분(13c)이 형성되어 있으므로, 슬리이브(!3)가 이동하면 그 이동에 수반하여 슬리이브(13)의 대경통형상부분(13a)이 밸브수납구멍(2)의 확대대경부(2d)내로 이동하고, 그 외주면과 밸브수납구멍(2) 내면과의 간격에 의해서 구성되는 제한통로(15)의 면적이 점차 확대되기 때문에, 제한통로(15) 상하의 압력차의 증대가 제한된다.
따라서, 종래와 같은 슬리이브의 구성에서는 제2도에 점손(a)으로 표시한 바와같이 급격하게 유량이 감소하는데 대하여, 본 실시예에 관한 유량제어밸브에서는 제2도에 실선(b)으로 표시한 바와같이, 유량이 완만하게 감소한다.
또, 테이퍼부분(13c)의 경사를 이 실시예와 다른 각도로 하는 것에 의해서 유량의 감소량을 변화시킬 수 있다.
그리고, 상기 실시예에서는 슬리이브(13)의 대경통형상부분(13a)의 일부에 테이퍼부분(13c)을 형성하였으나, 대경통형상부분(13a) 외주면전체를 테이퍼형상으로 하거나, 혹은 슬리이브 외주면 전체를 테이퍼형상으로 하는 것도 가능하다(제5도 참조).
또, 테이퍼부분을 곡면으로 구성하여(제6도 참조), 외경의 변화량을 점차 변화시키거나, 혹은 경사가 다른 복수의 테이퍼부분을 설치(제7도-제9도 참조)하는 등에 의해서 슬리이브(13)의 이동에 따라서 제한통로(15)의 면적을 자유롭게 변화시켜서 특서을 임의로 설정하는 것도 가능하다.
펌프회전수의 상승이 더욱 진행되어 펌프(6)으로부터의 토출유량이 그 이상의 증가를 나타내면, 슬리이브(13)는 다시 왼쪽으로 이동하고, 밸브수납구멍(2)의 확대대경부(2d)내에 도달하면, 제한통로 즉 간격(15)이 급격하게 확대되어 제한통로(15)의 상류측과 하류측과의 압력차의 증대가 억제된다.
따라서, 펌프(6)에 대해서 지나친 부하가 걸리지 않아, 소비마력을 경감시키는 효과를 얻을 수가 있다.
펌프(6)로부터의 토출유량이 그 이상 증가를 계속하면 슬리이브(13)는 다시 왼쪽으로 이동하여, 슬리이브(13)의 대경통형상부분(13a)의 저면이 유니온(4)의 대경부분과 소경부분과의 사이의 단부(段部)(4j)에 맞닿아서 슬리이브(13)가 정지해서 필요이상의 이동이 규제된다.
슬리이브(13)가 왼쪽으로 이동한 상태에서 유압기기(동력조향장치(P.S))에 압력변동이 발생하여도 제한통로(15)를 흐르는 유량에 변호가 생기지 않기 때문에, 제한통로(15) 전후의 압력차는 변하지 않고, 따라서 슬리이브(13)가 이동하지 않아 유압기기(동력조향장치(P.S))로의 공급유량은 변화하지 않는다.
이와같이 본 실시예에 의하면, 유니온(4)의 외주에 끼워서 설치한 슬리이브(13)와 하우징(1)의 구멍(2)과의 사이에 제한통로(15)를 구성하고, 이 제한통로 전후의 압력차에 의해서 슬리이브(13)를 이동시켜서 오리피스(4g)(4h)를 점차적으로 좁힌다고 하는 간단한 구조에 의해 두루우핑 특성을 얻을 수가 있고, 더욱이 유니온(4), 슬리이브(13) 및 스프링(14)을 일체로 한 부분조립(sub assembly)으로서 조립을 행하므로, 조립에 실수 등이 없이 신뢰성이 높은 유량제어밸브를 얻을 수가 있다.
또, 스프링(14)을 유니온(4)의 앞끝에 결합하였기 때문에 스프링의 권선사이를 통과하는 압유는 동력조향장치(P.S)로 보내어지는 조정유량뿐으로, 따라서 특히 슬리이브(13)가 이동해서 스프링(14)을 휘게하였을 때의 압력손실이 적어 특성에 부여하는 영향도 적으므로, 스프링(14)의 축방향길이를 짧게하여 전체를 소형화하는 것도 가능하다.
또, 종래의 구성과는 달리 유니온(4)에 일체적으로 플랜지(4i)를 형성하여, 스프링(14)의 고정좌면(座面)으로 한 것에 의해 가공공정수, 부품수를 줄여서 저코스트화를 달성할 수 있고, 더욱이 조립성을 양호하게 하여, 신회성·강도도 향상시킬 수가 있다.
또한, 종래의 구성에서는 부품수가 많기 때문에 치수의 불균일이 발생하기 쉽고, 유량특성도 변화가 크다고 하는 결점도 있었으나, 본 실시예에서는 슬리이브(13)의 이동에 의해서 순차적으로 폐쇄되는 오리피스(4g)(4h)의 끝부분으로부터 한쪽방향의 스프링시이트인 플랜지(4i)의 끝면까지의 각각의 거리(L1)(L2)(제3도 참조)의 불균일을 종래와 같이 리테이너링을 유니온에 형성한 홈에 끼워서 설치한 경우보다도 적게할 수가 있으며, 그 결과 유량특성도 제4도에 표시한 바와같이, 종래는 점선(c)(d)의 범위까지 변화가 생기는 것에 대하여 본 실시예의 경우에는 유량특성의 변화를 2개의 실선(e)(f)의 범위내로 할 수가 있다.
그리고, 유니온(4)의 형상은 상기한 것에 한정하지 않고, 고정오리피스(4d), 가변오리피스(4g)(4h)의 위치·형상·수 등을 여러 가지로 선택할 수가 있으며, 또 슬리이브(13)의 스톱퍼도 유니온(4)에 단부(4j)를 설치하는 것으로 바꾸어서, 링을 끼우도록 하여도 좋다.

Claims (8)

  1. 펌프로부터 토출된 압력유체를 유압기기로 공급하는 공급통로내에 오리피스를 설치하고 이 오리피스 전후의 압력차에 으해서 스푸울밸브를 개방하여, 압력유체의 일부를 환류시키는 유량제어밸브에 있어서, 하우징(1)에 형성된 구멍(2)내에 통형상의 유니온(4)을 삽입하여 하우징(1)에 고정부착하고, 이 유니온(4)에 상기한 오리피스(4d)(4g)(4h)를 형성함과 아울러, 외경이 그 축선방향을 따라서 변화하는 형상의 슬리이브(13)를 유니온(4)에 끼워맞춤하여 이 슬리이브(13)의 외주면과 상기한 하우징구멍 내면고의 사이에 제한통로(15)를 형성하고, 이 제한통로(15)의 상류쪽과 하류쪽과의 압력차에 의해서 슬리이브(13)를 미끄럼운동시켜서 상기한 오리피스(4g)(4h)를 축소제어하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  2. 제1항에 있어서, 슬리이브(13)가 그 외주면의 일부에 테이퍼부분(13c)을 보유하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  3. 제2항에 있어서, 슬이이브(13)가 동일 외경부(13b)와 그것에 연속되는 테이퍼부분(13c)을 보유하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  4. 제1항에 있어서, 슬리이브(13)는 그 외주면 전체가 테이퍼 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  5. 제1항에 있어서, 슬리이브(13)가 그 외주면에 경사가 다른 복수의 테이퍼부분을 보유하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  6. 제1항에 있어서, 슬리이브(13)가 그 외주면에 곡면으로 이루어진 부분을 보유하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  7. 펌프로부터 토출된 압력유체를 유압기기로 공급하는 공급통로내에 오리피스를 설치하고, 이 오리피스 전후의 압력차에 의해서 스푸울밸브를 개방하여 압력유체의 일부를 환류시키는 유량제어밸브에 있어서, 전기한 오리피스(4d)(4g)(4h)가 형성된 통형상의 유니온(4)을 하우징의 구멍(2)내에 배치하여서 이 하우징에 고정부착하고, 또한 유니온(4)에 슬리이브(13)를 미끄럼운동 가능하게 끼워맞춤과 아울러, 유니온(4)의 한쪽끝에 설치한 플랜지(4i)와 슬리이브(13)의 끝부분과의 사이에 배치하여 설치한 스프링(14)에 의하여 슬리이브(!3)를 한쪽방향으로 부세하며, 이 슬리이브(13)의 비작동시에는 상기한 오리피스(4g)(4h)를 개방시키고, 또한 전기한 슬리이브 외면쪽에 형성된 제한통로(15)의 상류쪽과 하류쪽과의 압력차에 의해서 슬리이브(13)를 미끄럼운동시켜 상기한 오리피스(4g)(4h)를 축소제어하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  8. 제7항에 있어서, 유니온(4)은 커넥터(10)를 개재하여 하우징(1)에 고정부착되어 있으며, 이 유니온(4)과, 유니온이 고정부착된 커넥터(10)와, 유니온에 끼워맞춤된 슬리이브(13)와, 유니온(4) 앞끝의 플랜지(4i)와 슬리이브(13)의 끝부분과의 사이에 설치되어서 슬리이브(13)를 커넥터(10)의 끝면쪽으로 부세하는 스프링(14)이 일체적으로 조립체를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
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