KR100459750B1 - 가변 용량 터빈용 베인 조정 기구 및 그 조립 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발되었다. 본 발명의 목적은, 보다 적은 구성요소 및 보다 간단한 설계를 가지며, 안정적으로 작동하고, 또한 내구성이 매우 높은, 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구를 제공하는 것이다. 베이스 유닛은 제 1 및 제 2 플랜지를 갖는 내부 베이스 유닛 및 이 내부 베이스 유닛(2A)이 압입되는 외부 베이스 유닛(2B)을 포함한다. 상기 제 1 플랜지(2a)부터 상기 제 2 플랜지(2b)까지 상기 내부 또는 외부 베이스 유닛의 내표면상에 일정한 각도 간격으로 복수의 U-자형 오목부(2c)가 형성되어 있어서, 상기 베인 레버 유닛의 회전이 자유롭도록 상기 내부 베이스 유닛을 상기 외부 베이스 유닛 내로 압입하여 상기 U-자형 오목부를 막을 때, 상기 U-자형 오목부가 상기 베인 레버 유닛을 수용하는 베인 축 구멍을 형성한다. 링크 플레이트(4)는 당해 링크 플레이트(4)의 원주 에지 전체를 따라서, 상기 베인 레버 유닛의 돌출부와 결합하는 U-자형으로 잘라낸 또는 오목한 오목부를 갖는다.

Description

가변 용량 터빈용 베인 조정 기구 및 그 조립 방법 {VANE ADJUSTMENT MECHANISM FOR VARIABLE-CAPACITY TURBINE, AND ASSEMBLING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 배기 가스의 양을 조절하기 위해 가변 용량 터빈에서 사용되는 베인 조정 기구에 관한 것이다. 상기 베인 조정 기구는 종래의 기구보다 더 적은 수의 부품 및 보다 간단한 구성을 가지며, 안정적으로 작동하고, 내구성이 매우 높다. 본 발명은 또한 상기 베인 조정 기구를 조립하는 방법에 관한 것이다.

배기 가스를 보다 깨끗하게 하는 방법, 즉, 배기 가스에서 유해한 질소 산화물(NOx) 및 미립자들을 줄이는 방법에 관한 문제는, 특히 디젤 엔진에 대하여 환경적인 관심사가 되어왔다. 다른 한편으로, 디젤 엔진의 동적 능력, 즉, 토크 및 출력은 과급기를 설치함으로써 증가될 수 있다. 과급기에서는, 다량의 흡입 공기를 엔진으로 공급할 수 있는 공기 압축기를 구동하기 위해, 배기 가스에 의해 동력을 공급받는 터빈이 사용된다. 보다 많은 공기를 엔진내로 밀어넣음으로써, 엔진에서의 연소율이 증가하고 그에 따라서 출력도 증가할 것이다.

과급기에 대한 상세한 내용은 이미 공지되어 있기 때문에 본 명세서에서는 설명하지 않을 것이지만, 동적 능력을 증가시킬 뿐만 아니라 디젤 엔진에서의 요구조건을 충족시키기 위해 사용된 하나의 수단은, 엔진으로부터 배기 가스의 양을 조절하는 가변 용량 베인이 장착된 베인 조정 기구를 포함하는 과급기이다.

도 7 에 도시된 것처럼, 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구(51)는 과급기(60)의 터빈 하우징(61)내에 위치하며, 엔진으로 이어지는 흡입관(E1) 및 배기관(E2)상에 설치된다. 상기 기구(51)는 축(62)의 일단부상에 있는 터빈 블레이드(63)의 외측에 존재한다. 도 7 에서, 도면 부호 64 는 터빈 축(62)의 타단부상에 설치된 압축기 임펠러이다.

배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구(51)의 종래 설계가 도 8 및 도 9 에 도시되어 있다. 도면 부호 52 는 짧은 관 부재에 의해 형성된 베이스 유닛이고, 이 베이스 유닛의 단부상에는 베이스 플랜지(52a)가 존재한다. 터빈 블레이드(63)는 상기 베이스 유닛(52)의 내부영역 안으로 끼워맞춤하며, 베이스 유닛의 내부영역과 동축이다.

상기 플랜지(52a)가 형성된 단부에 대향하는 베이스 유닛(52)의 단부상에는 제 2 플랜지(52b)가 형성된다. 베인 축 구멍(52c)의 수는, 플랜지 (52a) 로부터 플랜지 (52b) 로 이어지는 노즐 베인 유닛(53)의 수와 동일하다. 커버(52d)는 플랜지(52a)상에서 하기에 간략하게 설명될 노즐 베인 유닛(53)을 보호한다.

각 노즐 베인 유닛(53)은 가변 용량 베인으로서, 베인 축 구멍(52c)에 미끄러져 들어간 베인 축(53a)을 가지며, 상기 베인 축 구멍은 베인 축(53a)에 끼워맞춤된다. 노즐 베인 유닛(53)은 플랜지(52a)로부터 이 플랜지의 표면에 대해 수직하게 돌출한다. 노즐 베인 유닛(53)의 표면의 경사각은, 베이스 유닛(52)의 중심에 대한 반경 각도와 호 각도 사이에서 조정될 수 있다. 베인 축(53a)의 일단부는 노즐 베인 유닛(53)을 가지고, 베인 축(53a)의 타단부는 레버(54)의 관통구멍(54a)에 리벳으로 죄어져 고정되며, 하기에서 간략하게 설명될 것이다.

도면 부호 54 는 플랜지(52b) 상부에 존재하는 레버이다. 이 레버(54)의 수는 노즐 베인 유닛(53)의 수와 동일하다. 관통 구멍(54a)이 레버(54)의 일단부에 제공되고, 이 관통 구멍을 통하여 노즐 베인 유닛(53)의 베인 축(53a)이 베이스 유닛(52)을 관통한다. 레버(54)의 타단부상에는, 즉 노즐 베인 유닛(53)이 위치해 있는 단부에 대향하는 표면상에는 돌출부(54b)가 존재하고, 이 돌출부는 링크 플레이트(55)의 구멍(55a) 중 하나와 결합하며, 하기에서 간략하게 설명될 것이다.

레버(54)의 구멍(54a)에 삽입된 축인, 노즐 베인 유닛(53)의 베인 축(53a)의 단부는 리벳으로 죄어지기 때문에 노즐 베인 유닛(53) 및 레버(54)가 단일 피스(piece)를 형성한다. 그래서, 노즐 베인 유닛(53) 및 레버(54) 양자는 베이스 유닛(52)을 통해 연결된다. 베인 축(53a)의 단부가 리벳으로 죄어지기 때문에, 노즐 베인 유닛(53)의 표면의 각도 배향은 레버(54)의 이동에 의해 변하게 될 것이다.

도면 부호 55 는 링크 플레이트이다. 링크 플레이트(55)의 원형 중심부는 베이스 유닛(52)의 외표면과 결합한다. 상기 원형부의 호에 대하여 편심 구멍(55a)이 존재하고, 이 구멍에서 레버(54)의 돌출부(54b)와 결합한다. 링크 플레이트(54)는 또한 플레이트의 원주 부분상에 액추에이터 유닛과 결합하는 링크부(55b)를 갖는다.

상술된 구성을 갖는, 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구(51)는 링크플레이트(55)의 링크부(55b)에 연결된 액추에이터(도시되지 않음)에 의해 구동된다. 링크 플레이트(55)가 주어진 회전 각도에 대하여 회전할 때, 레버(54)의 돌출부(54b)가 회전하고, 베인 축(53a)에 고정된 레버(54)의 타단부 또한 회전한다. 이런 방법으로, 베인 축(53a)이 축으로서 회전하게 되고 노즐 베인 유닛(53)의 각도가 변하게 된다. 이런 방법으로 구동되는 베인 조정 기구(51)는, 엔진의 성능을 최적화하기 위해 과급기(60)로 공급되는 배기 가스의 양을 조정할 수 있다.

도 8 및 도 9 에 도시된 것처럼 배기 가스의 양을 조절하는 종래의 베인 조정 기구(51)에서는, 노즐 베인 유닛(53)의 베인 축(53a)용으로 베이스 유닛(52)에 제공된 베인 축 구멍(52c)이 정밀한 치수로 드릴링되어야 할 필요가 있다. 기구(51)를 제조하는 동안 이러한 구멍(52c)을 형성하는 것은 세심한 작업을 필요로 한다. 또한, 베인 축(53a)은 베인 축 구멍(52c)에서 꼭맞게 끼워맞춤되어야 하기 때문에, 표면에 부착되는 배기가스의 미립자들이 삽입된 축 및 베인 축 구멍(52c)의 표면에서 용해되어 내구성에 악영향을 끼칠 것이다.

종래의 베인 조정 기구(51)는 리벳으로 함께 죄어진 레버(54) 및 베인 축(53a)을 갖는다. 이는 베인 축(53a) (노즐 베인 유닛(53)) 및 레버(54)와 같은 많은 구성요소를 필요로 하기 때문에, 부품 수 및 조립 공정의 수가 증가하게 된다. 서두에 설명한 것처럼, 이러한 구성요소들은 또한 고도의 정밀 가공을 필요로 한다. 노즐 베인 유닛(53)을 레버(54)에 고정시키도록 정확한 위치(즉, 적절한 각도)를 결정하는 것 또한 고도의 정밀도를 필요로 한다.

종래의 베인 조정 기구(51)에서는, 링크 플레이트(55)의 구멍(55a)과레버(54)의 돌출부(54b) 사이에서 상술된 것과 동일한 문제점이 발생하였다.

사용시에 과급기의 심한 상태를 견디도록 배기 가스의 양을 조절하기 위해, 종래의 베인 조정 기구(51)에서는 고도의 정밀 가공이 요구되고 이로인해 제조시에 필요한 비용 및 수고가 증가되었다. 게다가, 많은 수의 구성요소가 요구되기 때문에, 기구의 구성이 복잡해지고 제조 시간이 증가되어 생산 효율이 감소되고 비용이 증가하게 된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 개발되었다. 본 발명의 목적은, 보다 적은 수의 구성요소와 보다 단순한 설계를 가지고, 안정적으로 작동하며, 또한 내구성이 매우 높은, 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 베인 조정 기구는 다음의 필수적인 특징을 갖는다. 종래의 베인 조정 기구에서 드릴링으로써 구멍이 형성되었던 베이스 유닛 및 링크 플레이트에 대하여, 본 발명에서는 관통 구멍을 형성하기 위한 드릴링 공정을 제거하기 위해 U-자형의 오목부가 사용된다. 많은 부품으로 구성된, 배기 가스의 양을 조절하는 종래의 기구에서 베인 및 레버를 조정하는 구성요소들에 대하여, 본 발명에서는 부품수를 줄이기 위해 단일 부품이 사용된다. 배기 가스의 양을 조절하는 종래의 기구에서 선형이었던, 베인 레버 유닛의 삽입축에 대하여, 본 발명에서는 축의 제조시에 정밀 가공 공정을 줄이기 위해 축의 길이를 따라 어느 정도까지 삽입부의 직경이 좁아진다. 이러한 개선점들의 일부 또는 모두를 채택함으로써, 제조업자들은 요구되는 부품의 수를 줄일 수 있고, 기구의 구성을 간단하게 할 수 있고, 기구의 작동 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있으며, 또한 베인 조정 기구의 조립 방법을 향상시킬 수 있다.

본 출원에서 개시된 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구는, 짧은 관 모양을 가지며 외표면상의 제 1 플랜지 및 배기 가스의 방향으로 내측에 제 2 플랜지를 갖는 베이스 유닛과, 이 베이스 유닛의 원주방향을 따라 위치하여 배기 가스의 양을 조정하는 복수의 베인과, 상기 베이스 유닛의 제 2 플랜지상에 설치되고 회전이 자유롭도록 내부 원형 에지가 상기 베이스 유닛의 외부 에지와 결합하는 링크 플레이트와, 상기 베이스 유닛의 베인 축 구멍을 관통하여 복수의 베인과 링크 플레이트를 연결하는 복수의 베인 레버 유닛을 갖는다.

상기 기구는 다음의 구성에서 구별된다. 상기 베이스 유닛은 제 1 및 제 2 플랜지를 갖는 내부 베이스 유닛과, 이 내부 베이스 유닛(2A)이 압입되는 외부 베이스 유닛을 포함하고, 상기 제 1 플랜지부터 제 2 플랜지까지 내부 또는 외부 베이스 유닛의 내표면상에 일정한 각도 간격으로 복수의 U-자형 오목부가 형성되어, 베인 레버 유닛의 회전이 자유롭도록 내부 베이스 유닛을 외부 베이스 유닛내로 압입하여 U-자형 오목부를 막을 때, 상기 U-자형 오목부는 베인 레버 유닛을 수용하는 베인 축 구멍을 형성한다. 본 발명에 따른 조립 방법에서도 동일한 특징들이 종래 기술과 구별된다.

상기 방식으로 내부 베이스가 외부 베이스내로 압입될 때, 각 오목부의 일부분이 막힐 것이다. 따라서, 상기 오목부는 베인 축 구멍으로서 기능할 것이다. 다시 말해서, 오목부가 외부 베이스 유닛의 내측에 또는 내부 베이스 유닛의 외측에 제공된다면, 어떠한 펀칭 공정이 필요하지 않을 것이다. 게다가, 리머로써 마무리해야 하는 영역이 더 적어지게 되어, 상기 기구를 제조하는데 요구되는 작업이 보다 간단해진다.

상기 베인 및 베인 레버 유닛은 일체의 피스로서 성형된다. 실제 구성에서는, 제 1 플랜지면에 직각인 면을 갖는 베인으로 각각 구성되고 상기 제 1 플랜지의 상부에 배치된 베인 유닛과, 이 베인 유닛으로부터 제 2 플랜지쪽으로 연장하여 오목부 중 하나와 결합하는 베인 축으로 각각 구성된 레버와, 상기 제 2 플랜지면에 평행하게 위치한 상기 베인 축에 링크되는 커넥터와, 이 커넥터에 연결되어 상기 제 2 플랜지면에 수직하게 이어진 돌출부를 갖는다. 상기 베인 유닛 및 레버는 일체의 피스로서 성형된다.

상기 베인 유닛 및 레버를 단일 피스로서 성형함으로써, 부품수를 줄일 수 있으며 같은 이유로, 조립 공정의 수를 줄일 수 있다. 게다가, 레버와 베인 유닛 표면 사이의 정확한 각도를 결정할 필요가 없게 되어 요구되는 수고를 덜 수 있다.

링크 플레이트는 당해 링크 플레이트의 원주 방향 에지 전체를 따라서, 베인 레버 유닛의 돌출부가 결합하는 U-자형으로 잘라낸 또는 오목한 오목부를 갖는다. 링크 플레이트에 구멍을 제공하는 방법과 비교할 때, 상기 방법은 열 변형면에서 뛰어난 강도를 제공하고 실행이 용이하다.

베인 레버 유닛의 베인 축의 중간 부분은, U-자형 오목부와의 접촉 표면적을감소시켜서 베인 축이 상기 U-자형 오목부에서 움직이지 않게 되는 것을 방지하도록, 베인 축의 단부보다 더 작은 직경을 갖는 좁은 부분을 갖는다. 베인 축의 중앙 부분을 좁게 만들어서 베인 축이 오목부의 표면적과 덜 접촉하게 유지될 것이다. 이는 정밀 마무리에 대한 필요성을 제거하여 그만큼의 생산 시간을 단축시킨다. 또한 부품들이 움직이지 않게 되는 경우가 방지될 것이다.

도 1 은 본 발명이 실행되는 가변 용량 과급기용 베인 조정 기구의 개략적인 도면이다. (a) 는 링크 플레이트로부터 바라본 도면이고, (b) 는 베인 레버 유닛의 확대도이다.

도 2 는 본 발명이 실행되는 가변 용량 과급기용 베인 조정 기구의 개략적인 도면으로서, 도 1에서 선 B-B를 따라 취한 단면도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조정하는 기구의 베이스 유닛을 도시하는 도면이다. (a) 는 제 2 플랜지측으로부터 바라본 도면이고, (b) 는 내부 베이스 유닛이 외부 베이스 유닛 내로 삽입되는 것을 나타내는, 선 C-C를 따라 취한 단면도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 베인 각도를 조정하기 위한, 상기 기구용 액추에이터 베인 링크 유닛을 도시하는 도면이다. (a) 는 돌출부로부터 바라본 도면이고, (b) 는 (a) 의 측면으로부터 바라본 도면이다.

도 5 는 본 발명에 따른 베인 조정 기구의 링크 플레이트를 도시하는 도면이다. (a) 는 상부에서부터 바라본 도면이고, (b) 는 선 D-D를 따라 취한 단면도이다.

도 6 은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 베인 조정 기구의 링크 플레이트를 도시하는 도면이다. (a) 는 상부에서부터 바라본 도면이고, (b) 는 선 E-E를 따라 취한 단면도이다.

도 7 은 종래 기술에 따라, 가변 용량 과급기가 설치된 엔진에서 베인 조정 기구의 위치를 도시하는 도면이다.

도 8 은 종래 기술에 따른 가변 용량 과급기용 베인 조정 기구의 개략적인 도면이다. (a) 는 링크 플레이트로부터 바라본 도면이고, (b) 는 (a) 의 선 A-A 로부터 취한 단면도이다.

도 9 는 종래 기술에 따른 가변 용량 과급기용 베인 조정 기구의 개략적인 도면이다. (a) 는 변할 수 있는 베인 및 레버를 나타내는 확대도이고, (b) 는 베인측으로부터 바라본 베인용 보호 커버를 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 베인 조정 기구 2 : 베이스 유닛

2A : 내부 베이스 유닛 2B : 외부 베이스 유닛

2a : 제 1 플랜지 2b : 제 2 플랜지

2c : 오목부 3 : 베인 레버 유닛

3A : 베인 3B : 레버

3a : 베인 축 3b : 커넥터

3c : 돌출부 3d : 좁은 부분

4 : 링크 플레이트

4a : U-자형으로 잘라낸 또는 오목한 오목부

4b : 작동 부분

이제 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 여러 가지 바람직한 실시예를 설명할 것이다. 이러한 실시예들에서 설명되는 모양, 상대적 위치, 및 다른 부분들의 특징들이 명확하게 규정되지 않는 경우에, 본 발명의 범위는 단지 예시의 목적을 위해 도시된 부분들에만 한정되는 것은 아니다.

하기에서는 도 1 내지 도 6 을 참조하여 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구의 바람직한 실시예를 설명할 것이다.

도 1 및 도 2 는 본 발명에 따른 가변 과급기용의 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3 은 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 기구의 베이스 유닛을 도시한 도면이다. 도 4 는 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 상기 기구에서 베인 각도를 조정하는 베인 레버 유닛을 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6 은 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 상기 기구에서의 링크 플레이트를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 6 에서, 도면 부호 1 은 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구를 나타내며, 이 기구는 터빈 블레이드를 회전시키는 배기가스의 양을 조절하는 베인을 갖는다. 상기 기구는 도시되지 않은 과급기에 장착되며 하기에 설명되는 것과 같은 구성을 갖는다.

도면 부호 2 는 짧은 관 모양을 갖는 베이스 유닛을 나타낸다. 도 2에서 볼 수 있는 것처럼, 상기 베이스 유닛(2)은, 베이스 유닛의 내부 부분을 형성하는 내부 베이스 유닛(2A)과, 이 내부 베이스 유닛(2A)이 압입되는 외부 베이스 유닛(2B)으로 구성된다.

상기 외부 베이스 유닛(2B)의 표면상에는 플랜지(2a)가 존재하고, 그 대향측상에는 제 2 플랜지(2b)가 존재한다. 이 실시예에서, 상기 외부 베이스 유닛(2B)은, 내측 표면상에 플랜지 (2a) 에서부터 플랜지 (2b) 까지의 범위내에서 일정한 각도 간격으로 U-자형 오목부(2c)를 갖는다. 외부 베이스 유닛(2B)에서, 플랜지 (2a), 플랜지 (2b), 및 오목부(2c)는 모두 단일 피스의 재료로부터 성형된다.

도 3 에 도시된 것처럼, 내부 베이스 유닛(2A)이 외부 베이스 유닛(2B)내로 압입될 때, 외부 베이스 유닛(2B)상의 오목부(2c)의 개방 단부는 내부 베이스 유닛(2A)의 외표면에 의해 덮여진다. 그래서, 내부 베이스 유닛(2A) 및 외부 베이스 유닛(2B)을 조립할 때, 오목부(2c)는 베인 축 구멍으로서 기능한다. 이러한 방식의 구성을 갖는 기구는 드릴링 공정이 필요할지 않을 것이다.

도 4 에 도시된 것처럼, 도면 부호 3 은 베인 레버 유닛을 나타낸다. 그 일단부상에는 베인(3A)이 존재하고, 타단부상에는 상기 베인(3A)의 표면 각도를 변하게 하는 레버(3B)가 존재한다. 상기 양 단부는 단일 피스의 재료로서 성형된다. 베인 레버 유닛(3)에서, 이 베인 레버 유닛의 일단부를 형성하는 베인(3A)은 상기 플랜지(2a)의 위에 배치되어, 상기 베인의 표면이 플랜지의 표면에 대해 직각이다. 상기 표면의 각도는 레버(3B)에 의해 회전방향으로 변하게 된다.

베인 레버 유닛(3)에서, 이 베인 레버 유닛의 일단부상에 존재하는 레버(3B)는, 플랜지 (2a) 에서부터 플랜지 (2b) 까지 이어지는 오목부(2c)내로 끼워맞춤하는 베인 축(3a)과, 이 베인 축(3a)의 단부로부터 플랜지(2b)에 평행하게 연장하는 커넥터(3b)와, 이 커넥터(3b)의 단부로부터 플랜지(2b)에 수직하게 연장하는 돌출부(3c)로 구성된다.

베인 축(3a)의 중간 부분에는, 축의 단부보다 더 작은 직경을 갖는 좁은 부분(3d)이 존재한다. 이 좁은 부분(3d)은 오목부(2c)와 접촉하는 축의 접촉 표면적을 감소시켜서, 축이 상기 오목부내에서 움직이지 않게 되는 것을 방지한다. 가변 베인 레버 유닛(3)은 베인(3A)과, 레버(3B)에서의 베인 축(3a), 커넥터(3b), 및 돌출부(3c)로 형성되며, 이 모두는 단일 피스 유닛으로서 성형된다.

도면 부호 4 는 링크 플레이트를 나타내며, 이 링크 플레이트의 내부 원형 에지는 상기 링크 플레이트가 회전이 자유롭도록 내부 베이스 유닛(2A)의 외부 에지와 결합한다. 예컨대, 도 5 에 도시된 링크 플레이트(4)는, 일측에서부터 타측으로 연장하며 링크 플레이트의 외부 에지 전체를 따라 U-자형으로 잘라낸 오목부(4a)를 가지며, 이 오목부에서 돌출부(3c)와 결합한다.

도 6 에 도시된 링크 플레이트(4)에서는, 다른 바람직한 실시예로서, 상기 플레이트의 배면으로부터 압력을 가함으로써, 돌출부(3c)와 결합하는 U-자형의 오목한 오목부(4a)가 펀치(punch)된다. 상기 링크 플레이트(4)의 외부 에지에는작동 부분(4b)이 제공되어, 상기 링크 플레이트(4)를 회전시키는 액추에이터(도시되지 않음)와 결합한다.

도 5 에 도시된 링크 플레이트(4)에서, 작동 부분(4b)이 형성된 부분은 잘라낸 오목부(4a) 대신에 구멍을 갖는다. 그러나, 잘라낸 오목부(4a)가 없는 플레이트의 부분상에 상기 작동 부분(4b)을 배치한다면, 잘라낸 오목부를 링크 플레이트(4)의 외부 에지 둘레 전체에 제공할 수 있다.

도면 부호 5 는 베인(3A)용 보호 커버를 나타낸다(도 2 참조). 보호 커버(5)는 모난 모양을 갖는다. 상기 보호 커버는 커넥터 하드웨어(5a)에 의해서 당해 보호 커버와 플랜지 사이에 일정한 간격을 갖고 플랜지(2a)에 부착되며, 상기 보호 커버는 베인(3A)의 폭보다 약간 더 넓다.

상기 구성을 가질 때, 과급기에서 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구(1)는 그 조립된 방식으로 인해 다음처럼 작동할 것이다. 액추에이터(도시되지 않음)가 작동 부분(4b)을 주어진 각도에 대하여 회전 구동시킬 때, 링크 플레이트(4)는 동일한 각도에 대하여 회전할 것이다.

상기 링크 플레이트(4)가 회전할 때, 이 링크 플레이트(4)의 오목부(4a)와 결합하는, 베인 레버 유닛(3)에서의 레버(3B)상의 돌출부(3c) 또한 회전한다. 커넥터(3b)도 차례로 회전하게 되어, 베인 축(3a)이 자신의 축을 중심으로 회전한다. 베인 축(3a)이 자신의 축을 중심으로 회전할 때, 베인 레버 유닛(3)에서 베인(3A)의 표면 각도는 변할 것이다. 이로써 내부 베이스 유닛(2A) 내로 흘러 들어오는 배기 가스의 양이 조정될 것이다.

이제, 본 발명의 실시예인, 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구(1)가 도 8 및 도 9 에 도시된 종래 기구(51)와 어떻게 다른지를 고찰함으로써, 본 발명의 효과를 설명한다.

(1) 배기 가스의 양을 조절하는 종래의 베인 조정 기구(51)에서는, 베인 축 구멍(52c)이 노즐 베인 유닛(53)의 베인 축(53a)용으로 작은 직경을 갖는 드릴 비트(bit)로써 베이스 유닛(52)에서 제조된다. 그래서, 배기 가스의 양을 조절하는 종래 기구(51)는, 노즐 베인 유닛(53)이 존재하기 때문에 동일한 수의 베인 축 구멍(52c)을 드릴링할 필요가 있어서, 상당한 시간 및 수고를 수반하였다. 베인 축(53a)이 상기 구멍(52c)과 만나는 표면은 고도의 정밀도로 가공되어야 하기 때문에 보다 많은 시간 및 수고가 포함된다.

이와는 대조적으로, 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구(1)는, 베이스 유닛(2)의 외부 베이스 유닛(2B)의 플랜지 (2a) 에서부터 플랜지 (2b) 까지 연장하는 오목부(2c)를 갖는다. 내부 베이스 유닛(2A)이 외부 베이스 유닛(2B) 내로 압입될 때, 상기 오목부(2c)의 개방 단부는 내부 베이스 유닛(2A)의 외표면에 의해 막힌다. 그래서, 상기 오목부는 3 지점에서 베인 레버 유닛(3)의 베인 축(3a)을 지지하는 베인 축 구멍으로 기능할 수 있다.

그래서, 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구(1)에서의 오목부(2c)는 피스를 브로칭(broaching) 또는 냉간단조함으로써 성형할 수 있다. 내부 베이스 유닛(2A)이 외부 베이스 유닛(2B)내로 압입될 때, 오목부(2c)는 상술된 것처럼 3 지점에서 베인 축을 지지하는 베인 축 구멍으로서 기능할 수 있다. 이는, 가공 시간 및 수고를 감소시키며, 베인 축(3a)이 내부 베이스 유닛(2A) 및 오목부(2c)에 의해 형성된 베인 축 구멍에서 움직이지 않게 되는 경우가 보다 덜 일어날 것이다.

(2) 배기 가스의 양을 조절하는 종래의 베인 조정 기구(51)에서는, 노즐 베인 유닛(53)에서 베인 축(53a)이 선형이었으며, 레버(54)에 리벳으로 죄어졌다. 그래서, 배기 가스의 양을 조절하는 종래 기구(51)에서 베인 축(53a)(노즐 베인 유닛(53)) 및 레버(54)는 많은 수의 부품을 필요로 하였다. 이는 부품수 및 조립 공정의 수 양자에 영향을 끼쳤다. 또한, 상술된 것처럼, 축의 가공시에 고도의정밀도가 요구되어, 제조할 때에 시간, 수고, 및 비용이 증가하게 된다.

이와는 대조적으로, 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구(1)의 베인 레버 유닛(3)을 제조하기 위해서는, 베인(3A) 및 레버(3B)의 베인 축(3a)과, 커넥터(3b)와, 돌출부(3c) 각각을 단일 피스로서 단조할 수 있다. 그래서, 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 기구(1)는 보다 적은 부품, 결과적으로 보다 적은 조립 공정을 필요로 한다. 레버(3B)를 베인(3A)에 장착하는 지점에서 각도를 조정하는 작업을 제거할 수 있으며, 이로 인해, 요구되는 수고를 현저하게 감소시킨다.

(3) 배기 가스의 양을 조절하는 종래의 베인 조정 기구(51)에서, 링크 플레이트(55)의 구멍(55a)은 레버(54)의 돌출부(54b)가 끼워맞춤하는 실제 구멍이다. 그래서, 배기 가스의 양을 조절하는 종래의 기구(51)는 노즐 베인 유닛(53)과 동수의 구멍(55a)을 필요로 하였으며, 이는 가공시에 상당한 수고를 요구하였다. 서로 접촉하게 되는 돌출부(54b) 및 구멍(55a)의 표면들을 정밀 가공으로 마무리할 필요가 있었기 때문에, 제조시에 상당한 수고를 요구하였다.

이와는 대조적으로, 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구(1)는 링크 플레이트(4) 주위로, 베인 레버 유닛(3)에서 레버(3B)의 돌출부(3c)가 결합하는 규칙적인 오목부(4a)를 갖는다. 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 기구(1)에서의 돌출부(3c)가 드릴링된 실제 구멍내로 끼워맞춤하지 않고 링크 플레이트(4)의 오목부(4a)내로 끼워맞춤하기 때문에, 구성요소들을 가공하는데 보다 용이할 뿐만 아니라 상기 구성요소들이 열 변형에 훨씬 더 잘 견디게 된다.

그래서, 본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구(1)는 종래 기구보다 더 적은 부품을 필요로 하고, 보다 간단한 구성을 가지며, 보다 적은 정밀 가공 공정을 필요로 한다. 그래서, 상기 기구는 보다 우수한 생산성 및 보다 저렴한 비용으로 보다 짧은 시간에 제조될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법으로 변형될 수 있다. 예컨대, 상기 실시예에서, 외부 베이스 유닛(2B)의 내부 에지상에 오목부(2c)가 존재하고, 내부 베이스 유닛(2A)이 장착부내로 끼워맞춤된다. 그러나, 오목부(2c)는 또한 내부 베이스 유닛(2A)의 외부 에지상에 존재할 수 있으며, 이 내부 베이스 유닛이, 내부 에지상에 어떠한 오목부(2c)를 갖지 않는 외부 베이스 유닛(2B)내로 끼워맞춤될 것이다. 이것은 상기 구성과 동일한 작동 효과를 달성할 것이다.

이미 설명한 것처럼, 본 발명에 다른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구는, 장착부의 내부 에지를 따라서 또는 내부 베이스 유닛의 외부 에지를 따라서 일정한 간격으로 U-자형 오목부를 갖는다. 내부 베이스 유닛이 장착부내로 끼워맞춤될 때, 상기 오목부는 베인 축 구멍으로서 기능한다. 구멍을 드릴링하는데 요구되는 시간 및 수고를 제거하며, 정밀하게 마무리해야할 영역이 보다 작아진다. 상기 작업은 마무리하기가 보다 용이하며, 오목부와 결합하는 레버의 부분이 움직이지 않게 되는 경우가 훨씬 더 적게 일어날 것이다.

본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구에서, 제 1 플랜지의 표면에 직각인 표면을 가지며 가변 베인으로서 기능하는 베인 부분을 갖는 베인과, 축과, 커넥터와, 돌출부가 단일 피스의 재료로서 전체적으로 제조된다. 이로 인해 부품수 및 조립 공정의 수가 감소된다. 또한, 레버에 대한 베인의 각도를 조정할 필요가 없어진다.

본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구에서, 베인 조정 기구는 링크 플레이트의 외부 에지상에서 일면으로부터 타면으로 연장하는 U-자형 오목부를 가지며, 이 오목부에서 베인 레버 유닛의 레버의 돌출부와 결합한다. 이는 플레이트에서 구멍을 드릴링할 수고를 제거하고, 열 변형을 훨씬 덜 받는 제품을 제조하며, 가공하기가 보다 용이하다.

본 발명에 따른 배기 가스의 양을 조절하는 베인 조정 기구에서, 베인 레버 유닛의 베인 축 각각의 좁아진 중간 부분이 오목부내로 들어간다. 이는, 축이오목부와 접촉하는 표면적을 감소시키고, 상기 피스를 정밀 마무리하는데 요구되는 가공 시간을 단축시키며, 상기 2 개의 부품이 움직이지 않게 되는 것을 방지한다.

Claims (6)

1. 짧은 관 모양을 가지며 외표면상의 제 1 플랜지 및 배기 가스의 방향으로 내측에 제 2 플랜지를 갖는 베이스 유닛과,

   상기 베이스 유닛의 원주방향을 따라 위치하여 배기 가스의 양을 조정하는 복수의 베인과,

   상기 베이스 유닛의 상기 제 2 플랜지상에 설치되고, 회전이 자유롭도록 내부 원형 에지가 상기 베이스 유닛의 외부 에지와 결합하는 링크 플레이트와,

   상기 베이스 유닛의 베인 축 구멍을 관통하여 상기 복수의 베인과 상기 링크 플레이트를 연결하는 복수의 베인 레버 유닛을 포함하는, 배기 가스의 양을 조절하기 위해 가변 용량 터빈에서 사용되는 베인 조정 기구로서,

   상기 베이스 유닛이, 상기 제 1 및 제 2 플랜지를 갖는 내부 베이스 유닛 및 이 내부 베이스 유닛(2A)이 압입되는 외부 베이스 유닛을 포함하고,

   상기 제 1 플랜지부터 상기 제 2 플랜지까지 상기 내부 또는 외부 베이스 유닛의 내표면상에 일정한 각도 간격으로 복수의 U-자형 오목부가 형성되어, 상기 베인 레버 유닛의 회전이 자유롭도록 상기 내부 베이스 유닛을 상기 외부 베이스 유닛내로 압입하여 상기 U-자형 오목부를 막을 때, 상기 U-자형 오목부가 상기 베인 레버 유닛을 수용하는 베인 축 구멍을 형성하는 베인 조정 기구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 베이스 유닛의 외부 원주 표면이, 상기 링크 플레이트의 회전이 자유롭도록 상기 링크 플레이트의 원형 중앙부와 결합하는 것을 특징으로 하는 베인 조정 기구.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 베인 및 상기 베인 레버 유닛이 일체의 피스로서 성형되는 것을 특징으로 하는 베인 조정 기구.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 링크 플레이트는 당해 링크 플레이트의 원주 에지 전체를 따라서, 상기 베인 레버 유닛의 돌출부가 결합하는 U-자형으로 잘라낸 또는 오목한 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 베인 조정 기구.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 베인 레버 유닛의 베인 축의 중간 부분은, 상기 U-자형 오목부와의 접촉 표면적을 감소시켜서 상기 베인 축이 상기 U-자형 오목부에서 움직이지 않게되는 경우를 방지하도록, 상기 베인 축의 단부보다 더 작은 직경을 갖는 좁은 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 베인 조정 기구.
6. 짧은 관 모양을 가지며 외표면상의 제 1 플랜지 및 배기 가스의 방향으로 내측에 제 2 플랜지를 갖는 베이스 유닛과,

   상기 베이스 유닛의 원주방향을 따라 위치하여 배기 가스의 양을 조정하는 복수의 베인과,

   상기 베이스 유닛의 상기 제 2 플랜지상에 설치되고, 회전이 자유롭도록 내부 원형 에지가 상기 베이스 유닛의 외부 에지와 결합하는 링크 플레이트와,

   상기 베이스 유닛의 베인 축 구멍을 관통하여 상기 복수의 베인과 상기 링크 플레이트를 연결하는 복수의 베인 레버 유닛을 포함하는, 배기 가스의 양을 조절하기 위해 가변 용량 터빈에서 사용되는 베인 조정 기구의 조립 방법으로서,

   상기 제 1 및 제 2 플랜지를 갖는 내부 베이스 유닛 및 이 내부 베이스 유닛(2A)이 압입되는 외부 베이스 유닛을 포함하는 상기 베이스 유닛을 제공하는 단계,

   상기 베인 레버 유닛을 수용하는 베인 축 구멍을 형성하도록, 상기 제 1 플랜지부터 상기 제 2 플랜지까지 상기 내부 또는 외부 베이스 유닛의 내표면상에 일정한 각도 간격으로 형성된 복수의 U-자형 오목부를 제공하는 단계, 및

   상기 베인 레버 유닛의 회전이 자유롭도록, 상기 내부 베이스 유닛을 상기 외부 베이스 유닛 내로 압입하여 U-자형 오목부를 막는 단계를 포함하는 베인 조정 기구의 조립 방법.