KR20180014164A

KR20180014164A - 일체형 체크-릴리프 밸브

Info

Publication number: KR20180014164A
Application number: KR1020187000966A
Authority: KR
Inventors: 토루 신노야마
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2015-06-27
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2018-02-07
Also published as: US20180180191A1; DE112016002550T5; CN107743560A; JP6564630B2; WO2017003733A1; JP2017015107A

Abstract

릴리프 밸브가 작동 중일 때 밸브 시트 부재의 후퇴량이 조절될 수 있는 일체형 체크-릴리프 밸브가 제공된다. 양단부가 개방되는 관형 밸브 하우징2()을 포함하는 일체형 체크-릴리프 밸브(1)가 제공된다. 밸브 하우징(2)의 내부에, 체크 볼(3) 및 체크 볼(3)이 접촉할 수 있는 밸브 디스크(4)가 축 방향으로 이동 가능하도록 제공되며, 체크 볼(3)을 밸브 디스크(4) 측으로 압박하는 체크 스프링(5) 및 밸브 디스크(4)를 체크 볼3()로 압박하는 릴리프 스프링(6)이 제공된다. 릴리프 스프링(6)이 수축하는 측에 대한 밸브 디스크(4)의 이동량을 조절하는 조절 부분인 계단 부분(20)은 밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(2b)에 제공된다.

Description

일체형 체크-릴리프 밸브

본 발명은 일체형 체크-릴리프 밸브(integrated check-relief valve)에 관한 것이며, 구체적으로 그의 구조의 개선에 관한 것이다.

JP-A-10-306857호는 릴리프 밸브의 기능을 갖는 체크 밸브가 제공되는 텐셔너(tensioner)를 개시한다. 체크 밸브는 밸브 하우징, 그 내부에 이동 가능한 방식으로 내장되는 밸브 부재, 밸브 부재가 내부에 안착되는 제1 밸브 시트 부재, 밸브 하우징의 내부에 고정되는 제2 밸브 시트 부재, 밸브 부재를 제1 밸브 시트 부재 측으로 압박하는 체크 스프링, 및 제1 밸브 시트 부재를 제2 밸브 시트 부재 측으로 압박하는 릴리프 스프링을 가진다(JP-A-10-306857호의 문단 [0060] 내지 [0066] 및 도 1 내지 도 3, 도 5 및 도 6 참조).

PTL 1에 개시된 텐셔너에서, 플런저가 외측으로 이동하며 챔버 내부의 압력이 작동 중에 미리 결정된 최솟값보다 낮아질 때, 밸브 부재가 체크 스프링의 스프링력에 반작용하는 제1 밸브 시트 부재로부터 분리되는 측으로 이동함에 따라서, 체크 밸브가 개방된다. 따라서, 유체는 외부의 가압 유체 공급원으로부터 체크 밸브를 통과하는 텐셔너 하우징의 유체 도입 구멍을 경유하여 챔버 내로 유동한다(JP-A-10-306857호의 문단 [0072] 및 도 5 참조).

한편, 플런저가 내측으로 이동하며 챔버 내측의 압력이 작동 중에 미리 결정된 최댓값보다 높아지게 될 때, 제1 밸브 시트 부재가 릴리프 스프링의 스프링력에 반작용하는 제2 밸브 시트 부재로부터 분리되는 측으로 이동함에 따라서, 릴리프 밸브가 개방된다. 따라서, 챔버 내측의 고압 유체는 텐셔너 하우징의 유체 도입 구멍을 경유하여 릴리프 밸브를 통해 유출된다(JP-A-10-306857호의 문단 [0078] 및 도 6 참조).

전술한 구성을 갖는 텐셔너에서, 챔버 내측의 압력이 작동 중에 과도하게 되는 경우에, 제1 밸브 시트 부재의 이동량(후퇴량)은 과도하게 된다. 그 결과로써, 제1 밸브 시트 부재가 밸브 하우징 내측에서 경사짐으로써, 제1 밸브 시트 부재가 밸브 하우징의 내측에 고착될 가능성을 유발한다. 또한, 제1 밸브 시트 부재의 이동량(후퇴량)이 과도하게 될 때, 제1 밸브 시트 부재와 함께 이동하는 밸브 부재의 이동량이 또한 과도하게 된다. 그 결과로써, 밸브 부재를 압박하는 체크 스프링이 수축 상태를 초과하고 밸브 부재에 의해 반작용되는 가압력이 존재하지 않는 자유 길이 상태에 있을 가능성이 있다.

본 발명은 관련 기술의 상황을 고려하여 이루어졌다. 본 발명에 의해 달성될 목적은 릴리프 밸브가 작동 중일 때 밸브 시트 부재의 후퇴량을 조절할 수 있는 일체형 체크-릴리프 밸브를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 간단한 구조로 이와 같은 일체형 체크-릴리프 밸브를 실현한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따라서, 양단부가 개방되는 관형 밸브 하우징을 포함하는 일체형 체크-릴리프 밸브가 제공된다. 밸브 하우징의 내부에, 밸브 부재 및 밸브 부재가 접촉할 수 있는 밸브 시트 부재가 축 방향으로 이동 가능하게 되도록 제공되며, 밸브 부재를 밸브 시트 부재 측으로 압박하는 체크 스프링 및 밸브 시트 부재를 밸브 부재 측으로 압박하는 릴리프 스프링이 제공되며, 릴리프 스프링이 수축하는 측에 대한 밸브 시트 부재의 이동량을 조절하는 조절 부분이 내벽 표면으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하는 방향으로 연장되도록 밸브 하우징의 내벽 표면에 제공된다(제1항 참조).

본 발명에 따라서, 체크 밸브가 작동 중에 개방될 때, 밸브 부재가 체크 스프링의 스프링력에 반작용하는 밸브 시트 부재로부터 분리되는 측으로 이동함에 따라서, 갭이 밸브 부재와 밸브 시트 부재 사이에 형성되며, 따라서 체크 밸브가 개방된다. 한편, 릴리프 밸브가 작동 중에 개방될 때, 릴리프 스프링이 수축하는 측으로 밸브 부재가 이동하여 릴리프 스프링의 스프링력에 반작용함에 따라서, 갭이 밸브 시트 부재의 주변에 형성되며, 따라서 릴리프 밸브가 개방된다.

또한, 밸브 시트 부재의 이동량이 크게 되는 경우에, 밸브 하우징의 내벽 표면에 제공되는 조절 부분은 밸브 시트 부재의 이동량(후퇴량)을 조절한다. 따라서, 릴리프 밸브가 작동 중일 때, 밸브 시트 부재의 후퇴량이 과도하게 되기 이전에, 밸브 시트 부재의 후퇴가 조절될 수 있다. 그러므로, 밸브 시트 부재가 밸브 하우징의 내부에서 경사지고 고착되며, 체크 스프링이 수축 상태를 초과하여 자유 길이 상태에 있을 가능성을 신뢰성 있게 방지하는 것이 가능하다. 또한, 이 경우에, 조절 부분은 내측 반경 방향으로 돌출하는 방향으로 밸브 하우징의 내벽 표면으로부터 연장되도록 내벽 표면에 제공된다. 그러므로, 밸브 시트 부재의 후퇴량이 조절될 수 있는 간단한 구조로 일체형 체크-릴리프 밸브를 실현하는 것이 가능하다.

본 발명에서, 조절 부분은 밸브 하우징의 내벽 표면에 형성되는 소경을 갖는 계단 부분이다(제2항 참조). 이 경우에, 밸브 시트 부재의 후퇴량은 분리 부재의 채택없이 극히 간단한 구조로 조절될 수 있다.

본 발명에서, 조절 부분은 밸브 하우징의 내벽 표면에 보유되는 스토퍼 링이다(제3항 참조). 이 경우에, 상업적으로 이용 가능한 스토퍼 링이 사용될 수 있다. 그러므로, 유지 보수시 비용을 감소시키고 교체를 쉽게 수행하는 것이 가능하다.

본 발명에서, 밸브 부재는 체크 볼(check ball)이다(제4항 참조).

본 발명에서, 하나 또는 복수의 유동 채널이 밸브 시트 부재의 외부 원주 표면에 형성된다(제5항 참조). 이 경우에, 릴리프 밸브가 작동 중일 때, 유체는 밸브 시트 부재의 주변에 있는 갭뿐만 아니라 그의 유동 채널을 경유하여 릴리프 밸브를 통과한다. 그러므로, 유체가 부드럽게 이동되게 하고 유동 채널에 의해 이동 유체의 양을 조절하는 것이 가능하다.

본 발명에서, 유동 채널은 밸브 시트 부재의 외부 원주 표면에 있는 서로 반경 방향으로 향하는 적어도 두 개의 위치에 제공된다(제6항 참조).

본 발명에서, 밸브 하우징의 내벽 표면으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하고 중심에 개방 구멍을 가지는 플랜지 부분이 일 단부 측에서 밸브 하우징의 개방 부분에서 밸브 하우징과 일체로 형성되며, 릴리프 스프링의 일 단부가 플랜지 부분과 접촉한다(제7항 참조).

본 발명에서, 밸브 부재 및 체크 스프링을 수용하는 리테이너(retainer)가 다른 단부 측에 있는 밸브 하우징의 개방 부분에 압입되며, 릴리프 스프링에 의해 압박되는 밸브 시트 부재가 리테이너와 접촉할 수 있다(제8항 참조).

본 발명에 따른 액체 압력 텐셔너는 제1항에 개시된 일체형 체크-릴리프 밸브를 포함한다(제9항 참조).

본 발명에서, 적어도 하나의 단부에서 개방되는 구멍을 가지는 텐셔너 하우징, 구멍 내에 미끄럼 가능하게 수용되고 구멍에 대해 챔버를 형성하는 플런저, 및 구멍 내에 제공되고 구멍으로부터 돌출하는 방향으로 플런저를 압박하는 플런저 스프링이 포함된다. 일체형 체크-릴리프 밸브가 챔버 내부에 제공되며, 일 단부 측에 있는 밸브 하우징의 개방 부분은 텐셔너 하우징 내에 제공되는 유체 도입 구멍과 연통한다(제10항 참조).

본 발명에서, 플런저가 길어질 때, 챔버 내부의 유체 압력이 미리 결정된 최소 압력보다 낮게 되면, 밸브 부재는 밸브 부재와 밸브 시트 부재 사이에 갭을 형성하도록 체크 스프링이 수축하는 측으로 이동하며, 밸브 하우징 내부의 유체는 갭을 통해 챔버의 내부로 도입된다. 또한, 플런저가 수축할 때, 챔버 내부의 유체 압력이 미리 결정된 최대 압력을 초과하면, 밸브 시트 부재는 밸브 시트 부재의 주변에 갭을 형성하도록 릴리프 스프링이 수축하는 측으로 이동하며 챔버 내부의 유체는 갭을 통해 밸브 하우징 내로 유동하고 일 단부 측에 있는 밸브 하우징의 개방 부분으로부터 유출하며, 챔버 내부의 유체 압력이 더 높아지면, 밸브 시트 부재의 추가 이동은 조절 부분에 의해 조절된다(제11항 참조).

전술한 바와 같이, 본 발명의 일체형 체크-릴리프 밸브에 따라서, 릴리프 스프링이 수축하는 측에 대한 밸브 시트 부재의 이동량을 조절하는 조절 부분이 내벽 표면으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하는 방향으로 연장되도록 밸브 하우징의 내벽 표면에 제공된다. 그러므로, 릴리프 밸브가 개방될 때 밸브 시트 부재의 이동량이 커지게 되는 경우에, 밸브 시트 부재의 이동량(후퇴량)이 조절 부분에 의해 조절될 수 있다. 따라서, 밸브 시트 부재의 후퇴량이 과도하게 되기 이전에, 밸브 시트 부재의 후퇴가 조절될 수 있다. 그러므로, 밸브 시트 부재가 밸브 하우징 내부에서 경사지고 고착될 가능성 및 체크 스프링이 수축 상태를 초과하여 자유 길이 상태에 있을 가능성을 신뢰성 있게 방지하는 것이 가능하다. 또한, 조절 부분은 밸브 하우징의 내벽 표면으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하는 방향으로 연장되도록 내벽 표면에 제공된다. 그러므로, 밸브 시트 부재의 후퇴량이 조절될 수 있는 간단한 구조로 일체형 체크-릴리프 밸브를 실현하는 것이 가능하다.

도 1은 플런저가 최대 수축 상태에 있는 본 발명의 예시적인 구현예의 일체형 체크-릴리프 밸브를 포함하는 체인 텐셔너의 길이 방향 단면도의 개략도이다.
도 2는 일체형 체크-릴리프 밸브(도 1)의 구성을 예시하는 길이 방향 단면도이다.
도 3은 일체형 체크-릴리프 밸브(도 2)의 부분 확대도이다.
도 4는 일체형 체크-릴리프 밸브(도 2)를 구성하는 리테이너의 저면도이다.
도 5는 일체형 체크-릴리프 밸브(도 2)를 구성하는 밸브 시트 부재의 저면도이다.
도 6은 체크 밸브가 개방될 때 일체형 체크-릴리프 밸브(도 3)의 상태를 설명하기 위한 다이어그램이다.
도 7은 릴리프 밸브가 개방될 때 일체형 체크-릴리프 밸브(도 3)의 상태를 설명하기 위한 다이어그램이다.
도 8은 일체형 체크-릴리프 밸브(도 3)의 릴리프 밸브가 개방될 때 조절 부분의 기능을 설명하기 위한 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 변형 예에서 일체형 체크-릴리프 밸브의 구성을 예시하는 길이 방향 단면도이다.
도 10은 일체형 체크-릴리프 밸브(도 9)의 부분 확대도이다.
도 11은 일체형 체크-릴리프 밸브(도 10)의 릴리프 밸브가 개방될 때 조절 부분의 기능을 설명하기 위한 다이어그램이다.

이후, 본 발명의 예시적인 구현예가 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 예시적인 구현예의 일체형 체크-릴리프 밸브(이후, 간단히 "체크-릴리프 밸브"로 지칭함)를 설명하기 위한 다이어그램이다. 여기서, 체크 릴리프 밸브가 액체 압력 텐셔너에 적용되는 예가 예시된다. 아래의 설명에서, 설명의 편의상, 플런저의 말단부가 상향으로 배향된 것으로서 예시되는 액체 압력 텐셔너 및 체크-릴리프 밸브의 각각의 길이 방향 단면도에서, 각각의 다이어그램의 상향 방향(상측) 및 하향 방향(하측)은 액체 압력 텐셔너 및 체크-릴리프 밸브의 상향 방향(상측) 및 하향 방향(하측, 바닥 측, 바닥 표면 측)으로 각각 지칭된다.

도 1에 예시된 바와 같이, 액체 압력 텐셔너(100)는 일 단부에서 개방되는 구멍(101a)을 가지는 텐셔너 하우징(101), 구멍(101a)의 내부에 미끄럼 가능하게 수용되는 중공형 플런저(102), 구멍(101a)의 내부에 배열되고 구멍(101a)으로부터 돌출하는 방향으로 플런저(102)를 압박하는 플런저 스프링(103), 및 구멍(101a)의 바닥 부분에 제공되는 체크-릴리프 밸브(1)를 포함한다. 예를 들어, 플런저(102)의 말단부 부분(102a)은 체인(예시되지 않음)과 접촉함으로써, 체인에 인장력을 가하도록 사용된다. 유체 도입 구멍(102a₁)은 말단부 부분(102a)에 형성된다. 도 1은 플런저(102)가 최대로 수축하는(즉, 플런저(102)가 후퇴 방향으로 이동하는)상태를 예시한다.

텐셔너(101)의 구멍(101a)의 바닥 벽에서, 유체 도입 구멍(오일 공급 구멍)(101b)이 관통 방식으로 형성되며, 외부 가압 유체 공급원(예시되지 않음)으로부터 공급되는 유체가 유체 도입 구멍(오일 공급 구멍)(101b)을 통해 도입된다. 플런저(102)와 구멍(101a)의 내부 공간은 유체를 축적하는 챔버(104)를 형성하며, 유체 도입 구멍(101b)은 챔버(104)와 연통한다. 챔버(104)의 내부에서, 챔버(104) 내로 통합되는 공기를 유체와 함께 플런저(102)의 말단부 부분(102a)에 있는 유체 도입 구멍(102a₁)을 통해 배출하기 위한 배기 디스크(105)가 배치된다. 배기 디스크(105)는 대경을 가지고 유동 채널(105a₁)이 내부에 형성되는 헤드 부분(105a), 및 소경을 가지고 헤드 부분(105a)의 하부 표면으로부터 하향으로 연장되는 샤프트 부분(105b)을 가진다. 헤드 부분(105a)의 상부 표면은 플런저(102)의 말단부 부분(102a)의 내벽 표면과 접촉하며, 플런저 스프링(103)의 상단부는 헤드 부분(105a)의 하부 표면과 접촉한다. 샤프트 부분(105b)은 플런저 스프링(103)의 내부 공간 내로 삽입된다. 또한, 텐셔너 하우징(101)은 외향으로 돌출하는 플랜지(110)를 가진다. 플랜지(110)에서, 스크류 삽입 구멍(110a)이 관통 방식으로 형성되며, 외부 설치 벽(예를 들어, 엔진 블록 등)에 액체 압력 텐셔너(100)를 부착하기 위한 부착 스크류가 스크류 삽입 구멍(110a) 내로 삽입된다.

도 2에 예시된 바와 같이, 체크-릴리프 밸브(1)는 상단부와 하단부 둘 모두가 개방되는 원통형 밸브 하우징(2)을 가진다. 밸브 하우징(2) 내부에, 중실형 볼로 구성되는 체크 볼(밸브 부재)(3), 및 안착되도록 체크 볼(3)이 접촉하는 밸브 디스크(밸브 시트 부재)(4)가 축 방향으로 이동 가능한 방식으로 제공된다. 또한, 밸브 하우징(2) 내부에, 체크 볼(3)을 밸브 디스크(4) 측으로 압박하는 체크 스프링(5), 및 밸브 디스크(4)를 체크 볼(3) 측으로 압박하는 릴리프 스프링(6)이 제공된다.

밸브 하우징(2)의 상측 개방 부분(2a)에서, 실질적으로 원통형 리테이너(7)가 압입 등을 수행함으로써 고정되게 부착된다. 리테이너(7)에서, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이, 그의 바닥 표면 측에, 중심에 배치되는 막힌 구멍(7a), 및 막힌 구멍(7a)과 부분적으로 중첩되고 원주에 등간격으로 배치되는 3개의 관통 구멍(7b)이 형성된다. 체크 볼(3) 및 체크 스프링(5)은 리테이너(7)의 막힌 구멍(7a) 내부에 수용된다. 각각의 관통 구멍(7b)은 액체 압력 텐셔너(100)의 챔버(104)와 연통한다(도 1 참조). 밸브 디스크(4)의 상부 표면(4a)은 리테이너(7)의 하부 표면(7c)과 접촉하며, 리테이너(7)의 하부 표면(7c)은 밸브 디스크(4)의 시트 표면으로서의 기능을 한다. 밸브 하우징(2)으로서, 축 방향으로 실질적으로 직선으로 연장되는 원통형 부재가 채택되며, 리테이너(7)는 뒤로부터 밸브 하우징(2)의 상측 개방 부분(2a)으로 압입된다. 그러므로, 밸브 하우징(2) 내부에 수용되는 각각의 구성 요소는 밸브 하우징(2)의 상측 개방 부분(2a)으로부터 밸브 하우징(2) 내부로 도입될 수 있다.

도 3 및 도 5에 예시된 바와 같이, 밸브 디스크(4)는 실질적으로 디스크-형상 부재이며, 외부 원주 표면(4b)은 밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(내벽 표면)에 대해 미세 갭을 갖는 정도의 크기를 갖도록 설계된다. 밸브 디스크(4)의 바닥 표면 측에, 외부 원주 표면(4b)에서 개방되는 하나 또는 복수(이와 같은 예에서 4개)의 배기 홈(유동 채널)이 형성된다. 바람직하게, 배기 홈(4c)은 서로 반경 방향으로 향하는 적어도 두 개의 위치에서 밸브 디스크(4)에 제공된다. 그러나, 배기 홈(4c)의 수는 체크-릴리프 밸브(1)가 적용되는 용례에 따라서 적합하게 설정된다. 관통 구멍(4d)은 밸브 디스크(4)의 중심에 형성된다. 체크 볼(3)은 관통 구멍(4d)의 상측 개방 에지 부분과 접촉하며, 관통 구멍(4d)의 상측 개방 에지 부분은 체크 볼(3)의 시트 표면으로서의 기능을 한다. 또한, 밸브 디스크(4)의 하부 표면(4e) 상의 외부 원주 에지 부분은 전체 원주에 걸쳐서 챔퍼 가공되고 챔버 가공된 부분(4f)을 가진다.

밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(2b)에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 원주 표면(2b)으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하는 방향으로 연장되는 계단 부분(조절 부분)(20)이 형성된다. 이와 같은 예에서, 계단 부분(20)은 내부 원주 표면(2b)의 전체 원주에 걸쳐서 제공된다. 계단 부분(20)은 내부 원주 표면(2b)과 내부 원주 표면(2c) 사이의 경계선에 형성되며, 이 경우 내부 원주 표면(2c)은 내부 원주 표면(2b) 아래에 배치되어 있고 내부 원주 표면(2b)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 계단 부분(20)은 밸브 디스크(4)가 과도하게 하향으로 이동하는 경우에 밸브 디스크(4)의 이동량(후퇴량)을 조절하는 스토퍼로서의 기능을 한다.

밸브 하우징(2)의 하측 개방 부분에서, 도 2에 예시된 바와 같이, 밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(2c)으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하고 중심에 개방 구멍(21a)을 가지는 플랜지 부분(21)이 밸브 하우징(2)과 일체로 형성된다. 릴리프 스프링(6)의 하단부는 플랜지 부분(21)과 접촉한다. 플랜지 부분(21)의 개방 구멍(21a)은 액체 압력 텐셔너(100)의 텐셔너 하우징(101)의 유체 도입 구멍(101b)과 연통한다(도 1 참조). 또한, 밸브 하우징(2)의 하측 외부 원주 부분에서, 대경을 갖는 보스(boss) 부분(22)이 형성된다. 도 1에 예시된 바와 같이, 보스 부분(22)은 시일 부재(106)를 경유하여 텐셔너 하우징(101) 구멍(101a)의 바닥 부분에 고정되도록 구성된다.

다음에, 본 발명의 예시적인 구현예의 작동 효과가 설명될 것이다.

액체 압력 텐셔너(100)의 작동 중에, 외부 가압 유체 공급원으로부터의 유체는 텐셔너 하우징(101)의 유체 도입 구멍(101b)을 통해 챔버(104) 내부로 도입되며, 챔버(104)는 유체로 충전되며, 챔버(104) 내부의 유체에 의해 가해진 액체 압력에 의해 유발되는 플런저(102)에 대한 외향 가압력 및 플런저 스프링(103)의 압박력은 플런저(102)의 말단부 부분(102a)과 접촉하는 체인으로부터의 가압력과 균형을 이룬다.

체인이 작동 중에 신장될 때, 플런저(102)는 길어지고(즉, 돌출 방향으로 이동하고) 챔버(104) 내부의 액체 압력은 낮아진다. 그러나, 이 경우에, 챔버(104) 내부의 액체 압력이 미리 결정된 최소 압력보다 낮아지면, 체크 스프링(5)의 스프링력에 반작용하는 체크 볼(3)이 상향으로 이동한다. 그 결과로써, 갭이 체크 볼(3)과 밸브 디스크(4) 사이에 형성되며, 따라서 체크 볼이 개방된다(도 6 참조). 따라서, 밸브 하우징(2) 내부의 유체가 갭을 통해 상향으로 이동하며(도 6의 화살표 참조), 그 유체는 리테이너(7)의 관통 구멍(7b)을 통해 챔버(104)의 내로 도입된다. 그 후에, 챔버(104) 내부의 액체 압력의 합력(resultant force)에 의해 가해진 체인에 대한 플런저로부터의 가압력과 플런저 스프링(103)의 압박력이 플런저(102)에 의해 반작용되는 체인으로부터의 가압력과 균형을 이룰 때, 체크 볼(3)은 하향으로 이동하고 밸브 디스크(4)와 접촉하며, 체크 밸브는 폐쇄된다.

한편, 작동 중에, 플런저(102)에 의해 반작용되는 체인으로부터의 가압력이 증가될 때, 플런저(102)는 수축 방향(후퇴 방향)으로 이동하는 경향이 있으며 챔버(104) 내부의 액체 압력은 증가한다. 그러나, 이 경우에, 챔버(104) 내부의 액체 압력이 미리 결정된 최대 압력을 초과할 때, 릴리프 스프링(6)의 스프링력에 반작용하는 밸브 디스크(4)가 하향으로 이동한다(후퇴한다). 그 결과로써, 갭이 밸브 디스크(4)의 상부 표면(4a)과 리테이너(7)의 하부 표면(7c) 사이에 형성되며, 따라서 릴리프 밸브가 개방된다(도 7 참조). 따라서, 챔버(104) 내부의 유체는 리테이너(7)의 관통 구멍(7b)을 경유하여 갭과 밸브 디스크(4)의 배기 홈(4c)을 통해 하향으로 이동하고(도 7의 화살표 참조) 밸브 하우징(2)의 하측 개방 부분의 개방 구멍(21a)을 통해 유출된다.

다음에, 챔버(104) 내부의 액체 압력이 더 높아지게 되는 경우에, 밸브 디스크(4)의 이동량이 미리 결정된 이동량에 도달할 때, 밸브 디스크(4)의 하부 표면(4e)에 있는 외부 원주 에지 부분 내에 형성되는 챔퍼 가공된 부분(4f)은 위로부터 밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(2b)의 계단 부분(20)과 접촉한다(도 8 참조). 따라서, 밸브 디스크(4)의 이동이 조절된다. 이 경우에, 밸브 디스크(4)의 상부 표면(4a)과 리테이너(7)의 하부 표면(7c) 사이의 갭은 더 넓다. 그러므로, 갭을 통해 밸브 하우징(2) 내로 유동하는 유체의 양이 증가한다.

이런 방식으로, 릴리프 밸브가 작동 중일 때, 밸브 디스크(4)의 후퇴량이 과도하게 되기 이전에, 밸브 디스크(4)의 후퇴가 조절된다. 그러므로, 밸브 디스크(4)가 밸브 하우징(2) 내부에서 기울어지며, 고착되거나 체크 스프링(5)이 수축 상태를 초과하여 자유 길이 상태에 있을 가능성을 신뢰성 있게 방지하는 것이 가능하다. 또한, 이 경우에, 조절 부분은 밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(2b)으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하는 방향으로 연장되도록 내부 원주 표면(2b)에 제공된다. 그러므로, 밸브 디스크(4)의 후퇴량이 조절될 수 있는 간단한 구조로 일체형 체크-릴리프 밸브를 실현하는 것이 가능하다. 또한, 조절 부분이 밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(2)에 형성되는 계단 부분(20)으로 형성되도록 구성되고 소경을 갖기 때문에, 밸브 디스크(4)의 후퇴량이 분리 부재의 채택 없이 극히 간단한 구조로 조절될 수 있다.

이전에, 본 발명의 선호되는 예시적인 구현예가 설명되었다. 그러나, 본 발명의 용례는 그에 제한되지 않으며, 본 발명은 다양한 변형 예를 포함한다. 이후에, 여러 변형 예가 예시될 것이다.

<제1 변형 예>

전술한 예시적인 구현예는 밸브 디스크(4)의 후퇴량을 조절하는 조절 부분이 밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(2b)에 형성되는 계단 부분(20)으로 형성되도록 구성되고 소경을 갖는 예를 제시했다. 그러나, 본 발명의 용례는 그에 제한되지 않는다.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 제1 변형 예의 일체형 체크-릴리프 밸브를 예시한다. 도 9 내지 도 11에서, 전술한 예시적인 구현예의 것과 동일한 참조 번호 및 부호는 동일한 것을 또는 그의 대응 부분을 나타낸다.

도 9 및 도 10에 예시된 바와 같이, 원주 홈(20b)은 밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(2b)에 형성되며, 스토퍼 링(8)은 원주 홈(20b)의 내부에 장착되고 보유된다. 이 예에서, 스토퍼 링(8)으로서, 원형 형상의 횡단면을 갖는 링이 채택된다. 또한, 이 예에서, 밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(2b 및 2c)들 사이의 계단 차이는 없으며, 내부 원주 표면(2a)으로부터 아래의 내부 원주 표면 구역은 원주 홈(20b)의 구역을 제외한 직선 구멍을 형성한다.

액체 압력 텐셔너(100)의 작동 중에, 체크 밸브가 플런저(102)의 연장으로 인해 개방될 때 수행되는 작동은 전술한 예시적인 구현예에서의 작동과 대략적으로 유사하며, 릴리프 밸브가 플런저(102)의 수축으로 인해 개방될 때 수행되는 작동은 전술한 예시적인 구현예에서의 작동과 또한 유사하다. 그러나, 릴리프 밸브가 개방될 때, 밸브 디스크(4)의 이동량이 미리 결정된 이동량에 도달하는 경우의 작동은 전술한 예시적인 구현예에서의 작동과 상이하다.

도 11에 예시된 바와 같이, 밸브 디스크(4)의 이동량이 미리 결정된 이동량에 도달할 때, 밸브 디스크(4)의 하부 표면(4e)에 있는 외부 원주 에지 부분에 형성되는 챔퍼 가공된 부분(4f)은 위로부터 밸브 하우징(2)의 내부 원주 표면(2b)에 있는 원주 홈(20b) 내에 장착되는 스토퍼 링(8)과 접촉한다. 따라서, 밸브 디스크(4)의 이동이 조절된다. 이 경우에, 전술한 예시적인 구현예와 유사하게, 밸브 디스크(4)의 상부 표면(4a)과 리테이너(7)의 하부 표면(7c) 사이의 갭이 더 넓다. 그러므로, 갭을 통해 밸브 하우징(2) 내로 유동하는 액체의 양은 증가한다.

이런 방식으로, 릴리프 밸브가 작동 중일 때, 전술한 예시적인 구현예와 유사하게, 밸브 디스크(4)의 후퇴량이 과도하게 되기 이전에, 밸브 디스크(4)의 후퇴가 조절될 수 있다. 그러므로, 밸브 디스크(4)가 하우징(2) 내부에서 기울어지며, 고착되거나, 체크 스프링(5)이 수축 상태를 초과하여 자유 길이 상태에 있을 가능성을 신뢰성 있게 방지하는 것이 가능하다. 또한, 이 경우에, 시중의 스토퍼 링이 채택될 수 있다. 그러므로, 유지 보수시 비용을 감소시키고 교체를 쉽게 수행하는 것이 가능하다.

<제2 변형 예>

전술한 예시적인 구현예에서, 밸브 하우징(2)의 예로서, 실질적으로 원통형 형상을 가지는 부재에 관한 설명이 주어졌다. 그러나, 다른 관형 형상이 사용될 수 있다.

<제3 변형 예>

전술한 예시적인 구현예에서, 밸브 부재의 바람직한 예로서, 중실형 볼이 되도록 구성되는 체크 볼(3)이 제시된다. 그러나, 밸브 부재의 기하학적 형상은 요구되는 응답 특성에 따라서 적합하게 결정된다. 예를 들어, 중공형 볼, 디스크 형상 부재, 테이퍼링된 부재 등이 사용될 수 있다.

<제4 변형 예>

전술한 예시적인 구현예에서, 밸브 시트 부재의 일 예로서, 디스크 형상 밸브 디스크(4)에 관한 설명이 주어졌다. 그러나, 밸브 시트 부재의 형상은 전술한 예시적인 구현예의 형상으로 제한되지 않으며, 다양한 형상이 사용될 수 있다. 예를 들어, 밸브 시트 부재의 두께, 개방 구멍의 크기, 유동 채널의 수와 깊이 등이 적합하게 변경될 수 있다. 또한, 전술한 예시적인 구현예는 밸브 디스크(4)의 외부 원주 에지 부분이 챔퍼 가공되며 챔퍼 가공된 부분(4f)이 밸브 하우징 내부 원주 표면(2b)의 계단 부분(20)과 접촉하게 되는 일 예를 제시했다. 이 경우에, 길이 방향 단면 형상을 볼 때, 밸브 디스크(4)의 외부 원주 에지 부분의 평탄한 챔퍼 가공된 부분(4f)은 밸브 하우징 내부 원주 표면(2b)에 있는 평탄한 계단 부분(20)과 접촉한다. 그러나, 챔버 가공된 부분(4f)과 계단 부분(20) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 곡선 표면 형상(곡선 볼록 표면 또는 곡선 오목 표면)을 가질 수 있다.

<제5 변형 예>

밸브 하우징(2)의 바람직한 예로서, 전술한 예시적인 구현예는 반경 방향 내측으로 돌출하는 플랜지 부분(21)이 밸브 하우징(2)의 하측 개방 부분 내의 밸브 하우징(2)과 일체로 형성되는 일 예를 제시했다. 그러나, 본 발명의 용례는 그에 제한되지 않는다. 플랜지 부분(21)에 대응하는 부재가 분리 부재로서 제조될 수 있으며, 분리 부재는 압입 등을 수행함으로써 밸브 하우징(2)의 하측 개방 부분 내부에 고정되게 부착될 수 있다.

<제6 변형 예>

제5 변형 예에서, 밸브 하우징(2)의 내부에 내장되는 각각의 부재는 밸브 하우징(2)의 하측 개방 부분으로부터 밸브 하우징(2) 내로 삽입될 수 있다. 그러나, 이 경우에, 밸브 하우징(2)의 상측 개방 부분 내에 압입되는 리테이너(7)는 밸브 하우징(2)과 일체로 형성될 수 있다.

<제7 변형 예>

전술한 예시적인 구현예는 밸브 하우징(2) 내부의 리테이너(7) 내에 형성되는 3개의 구멍이 원주에 등간격으로 배치되는 일 예를 제시했다. 그러나, 개방 구멍의 수, 배치, 크기 등은 적합하게 변경될 수 있다.

<제8 변형 예>

전술한 예시적인 구현예는 스토퍼 링(8)의 횡단면 형상이 원형인 일 예를 제시했다. 그러나, 스토퍼 링의 횡단면 형상은 그에 제한되지 않으며, 직사각형 형상, 사다리꼴 형상 등과 같은 다양한 형상이 사용될 수 있다. 직사각형 형상, 사다리꼴 형상 등과 같은 다각형 형상이 사용되는 경우에, 밸브 디스크(4)를 향하는 측에 있는 모서리 부분은 챔퍼 가공될 수 있으며, 밸브 디스크(4)의 챔퍼 가공된 부분(4f)은 챔퍼 가공된 부분과 접촉할 수 있다.

<다른 변형 예>

전술한 예시적인 구현예 및 각각의 변형 예는 모든 양태에서 본 발명의 단지 간단한 예시가 되는 것으로 간주되어야 하며 제한되지 않는다. 본 발명과 관련된 분야의 당업자가 전술한 교시를 고려할 때, 본 명세서에서 특별한 개시가 없더라도, 본 발명의 요지와 본질적인 특징 부분으로부터 이탈함이 없이, 본 발명의 원리를 사용하는 다양한 변형 예와 다른 예시적인 구현예를 설정하는 것이 가능하다.

<대체 적용 예>

전술한 예시적인 구현예에서, 본 발명의 일체형 체크-릴리프 밸브가 액체 압력 텐셔너에 적용되는 일 예에 관한 설명이 주어졌다. 그러나, 본 발명은 다른 액체 압력 장치(유압 장치)에도 또한 적용될 수 있다.

산업상의 이용 가능성

본 발명은 일체형 체크-릴리프 밸브에 유용하고, 릴리프 밸브가 작동 중일 때 밸브 시트 부재의 후퇴량이 조절될 것이 요구되는 요소에 특히 적합하다.

Claims

일체형 체크-릴리프 밸브로서:
양단부가 개방되는 관형 밸브 하우징을 포함하며,
밸브 하우징 내부에, 밸브 부재 및 밸브 부재에 접촉할 수 있는 밸브 시트 부재가 축 방향으로 이동 가능하게 되도록 제공되며, 밸브 부재를 밸브 시트 부재 측으로 압박하는 체크 스프링 및 밸브 시트 부재를 밸브 부재 측으로 압박하는 릴리프 스프링이 제공되며, 릴리프 스프링이 수축하는 측에 대한 밸브 시트 부재의 이동량을 조절하는 조절 부분이 내벽 표면으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하는 방향으로 연장되도록 밸브 하우징의 내벽 표면에 제공되는, 일체형 체크-릴리프 밸브.
제1항에 있어서,
상기 조절 부분은 밸브 하우징의 내벽 표면에 형성되는 소경을 갖는 계단 부분인, 일체형 체크-릴리프 밸브.
제1항에 있어서,
상기 조절 부분은 밸브 하우징의 내벽 표면에 보유되는 스토퍼 링인, 일체형 체크-릴리프 밸브.
제1항에 있어서,
상기 밸브 부재는 체크 볼인, 일체형 체크-릴리프 밸브.
제1항에 있어서,
하나 또는 복수의 유동 채널이 밸브 시트 부재의 외부 원주 표면에 형성되는, 일체형 체크-릴리프 밸브.
제5항에 있어서,
상기 유동 채널은 밸브 시트 부재의 외부 원주 표면에 있는 서로 반경 방향으로 향하는 적어도 두 개의 위치에 제공되는, 일체형 체크-릴리프 밸브.
제1항에 있어서,
상기 밸브 하우징의 내벽 표면으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하고 중심에 개방 구멍을 가지는 플랜지 부분이 일 단부 측에서 밸브 하우징의 개방 부분에서 밸브 하우징과 일체로 형성되며, 상기 릴리프 스프링의 일 단부가 플랜지 부분과 접촉하는, 일체형 체크-릴리프 밸브.
제1항에 있어서,
상기 밸브 부재 및 체크 스프링을 수용하는 리테이너가 다른 단부 측에 있는 밸브 하우징의 개방 부분에 압입되며, 상기 릴리프 스프링에 의해 압박되는 밸브 시트 부재가 리테이너와 접촉할 수 있는, 일체형 체크-릴리프 밸브.
액체 압력 텐셔너로서:
제1항에 개시된 일체형 체크-릴리프 밸브를 포함하는, 액체 압력 텐셔너.
제9항에 있어서:
적어도 하나의 단부에서 개방되는 구멍을 가지는 텐셔너 하우징;
구멍 내에 미끄럼 가능하게 수용되고 구멍에 대해 챔버를 형성하는 플런저; 및
구멍 내에 제공되고 구멍으로부터 돌출하는 방향으로 플런저를 압박하는 플런저 스프링을 더 포함하며,
상기 일체형 체크-릴리프 밸브가 챔버 내부에 제공되며, 일 단부 측에 있는 밸브 하우징의 개방 부분은 텐셔너 하우징 내에 제공되는 유체 도입 구멍과 연통하는, 액체 압력 텐셔너.
제10항에 있어서,
상기 플런저가 길어질 때, 챔버 내부의 유체 압력이 미리 결정된 최소 압력보다 낮게 되면, 밸브 부재는 밸브 부재와 밸브 시트 부재 사이에 갭을 형성하도록 체크 스프링이 접촉하는 측으로 이동하며, 상기 밸브 하우징 내부의 유체는 갭을 통해 챔버의 내부로 도입되며,
상기 플런저가 수축할 때, 챔버 내부의 유체 압력이 미리 결정된 최대 압력을 초과하면, 밸브 시트 부재는 밸브 시트 부재의 주변에 갭을 형성하도록 릴리프 스프링이 수축하는 측으로 이동하며 챔버 내부의 유체는 갭을 통해 밸브 하우징 내로 유동하고 일 단부 측에 있는 밸브 하우징의 개방 부분으로부터 유출하며, 상기 챔버 내부의 유체 압력이 더 높아지면, 밸브 시트 부재의 추가 이동은 조절 부분에 의해 조절되는, 액체 압력 텐셔너.