KR100509143B1

KR100509143B1 - 포텐셔미터

Info

Publication number: KR100509143B1
Application number: KR10-2002-0009026A
Authority: KR
Inventors: 최종현
Original assignee: 최종현
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2005-08-24
Also published as: KR20030069406A

Abstract

본 발명은 포텐셔미터에 관한 것으로, 이지알(EGR) 밸브 등의 위치 변화에 따른 정확한 변위값을 출력함으로써 피드 백 제어시 오동작이 수행되지 않도록 함을 목적으로 한다.이는 내부에 공간이 형성된 바디와, 상기 바디의 내부 공간에 승강 가능하게 설치되고 상면에 피벗홈이 형성된 슬라이더와, 상단부는 이지알(EGR) 밸브에 연결되고, 하단부는 상기 슬라이더의 피벗홈에 결합되는 피벗부가 형성되며, 상기 이지알 밸브에 개도에 따라 승하강 되는 샤프트와, 상기 슬라이더에 설치되는 이동단자와, 상기 바디에 상기 이동단자와 접촉되도록 대응 설치되어 상기 슬라이더의 위치에 따라 다른 저항값을 출력하여 이시유(ECU)에 송신하는 저항체 센서; 를 포함하는 것이다.

Description

포텐셔미터{POTENTIOMETER}

본 발명은 포텐셔미터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이지알(EGR) 밸브의 변위에 대한 정확한 변위값을 출력함으로써 피드 백 제어시 오동작이 수행되지 않도록 한 포텐셔미터에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 배기계는 엔진의 연소실에서 연소된 배기 가스를 외부로 배출시키기 위해 배기 매니폴드, 배기파이프, 촉매 컨버터 및 사일런서를 구비하여 이루어진다.

이러한 배기계에 있어서, 연소실에서 배출되는 배기 가스는 인체에 무해한 수증기(H2O), 질소(N2), 탄산가스(CO2) 등도 있으나, 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소 산화물(NOX) 등의 유독성 물질도 포함되어 있다.

여기서, 유동성 물질인 질소 산화물을 줄이기 위한 것으로, 종래에는 흡기계로 배기가스의 일부를 재순환시켜 연소시 최소 온도를 낮추어주는 배기가스 재순환(exhaust gas recirculation) 장치가 공지되어 있다.

이러한 자동차의 엔진의 배기가스 재순환 장치는 제 1 도에 도시된 바와 같이, 엔진(1)의 연소실로부터 배출된 배기가스 중의 일부(혼합기의 약 15% 정도까지)를 배기 매니폴드(2)에서 끌어내, 흡기의 부압에 의해 개방되는 이지알(EGR) 밸브(4)를 통해 흡기 매니폴드(3)로 보내서 혼합기와 혼합하여 연소실에 유입되도록 한 것이다.

이와 같이 배기가스를 재순환시키면 새 혼합기의 충진율은 낮아지는 결과가 초래된다. 또한, 상기 재공급된 배기가스에는 질소에 비해 열용량이 큰 탄산가스가 많이 함유되어 재공급된 배기가스는 더 이상 연소작용을 할 수 없기 때문에 동력행정시의 연소온도가 낮아지게 된다. 이렇게 연소온도가 낮아지면 질소산화물의 양이 현저하게 감소되는 효과가 있다.

한편, 배기가스 재순환 장치에서는 이지알(EGR) 밸브가 이시유(ECU- Eletrictal Contol Unit)의 제어량만큼 개도되었는 가를 확인하기 위하여 밸브의 위치를 검출하는 포텐셔미터가 채용되고 있다. 이시유(ECU)는 포텐셔미터에 의해 밸브의 위치를 검출하여 피드 백 제어를 수행하게 된다.

종래 기술에 따른 포텐셔미터는, 바디와, 상기 바디의 내부에 승강 가능하게 설치되는 슬라이더와, 상기 슬라이더의 일측에 설치되는 전기 접촉자와, 상기 전기 접촉자와 접촉되어 상기 슬라이더의 위치에 따른 저항값을 이시유(ECU)에 송신하는 저항체를 포함하여 이루어진다.

슬라이더는 그 상부에 밸브의 개도에 따라 승강하는 샤프트가 일체로 형성되어 샤프트를 통해 승강하게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 포텐셔미터에 따르면, 슬라이더와 상기 슬라이더를 이지알(EGR) 밸브에 연결하는 샤프트가 일체로 형성되어 생산오차, 설치오차 등으로 인하여 샤프트가 슬라이더에 대해 편심될 수 있으며, 이렇게 되면, 슬라이더의 승강시 비틀림이 발생되어 슬라이더가 이지알(EGR) 밸브의 변위량에 해당하는 만큼 승강하지 못하게 되고, 밸브의 개도에 따른 정확한 저항값을 제공하지 못하며, 이시유(ECU)는 잘못된 출력 정보를 근거로 하여 밸브의 개도를 조절하면서 피드 백 제어를 수행하는 오동작이 발생된다.

그리고, 저항체 센서가 바디에 고정되어 슬라이더의 승강시 슬라이더를 통해 가해지는 충격과 진동을 흡수할 수 없기 때문에 슬라이더의 승강시 이동단자와 저항체 센서가 접촉 불연속되어 , 정확한 저항값을 출력하지 못하는 문제점도 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 이지알(EGR) 밸브의 개도에 따른 정확한 변위값을 감지하여 정확한 피드 백 제어가 이루어질 수 있도록 한 포텐셔미터를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 이동단자와 저항체 센서간의 접촉 불연속이 발생되지 않도록 하려는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포텐셔미터는, 내부에 공간이 형성된 바디와, 상기 바디의 내부 공간에 승강 가능하게 설치되고 상면에 피벗홈이 형성된 슬라이더와, 상단부는 이지알(EGR) 밸브에 연결되고, 하단부는 상기 슬라이더의 피벗홈에 결합되는 피벗부가 형성되며, 상기 이지알 밸브에 개도에 따라 승하강 되는 샤프트와, 상기 슬라이더에 설치되는 이동단자와, 상기 바디에 상기 이동단자와 접촉되도록 대응 설치되어 상기 슬라이더의 위치에 따라 다른 저항값을 출력하여 이시유(ECU)에 송신하는 저항체 센서; 를 포함하는 것이다.

삭제

상기 바디의 내주면에는 복수개의 가이드홈이 일정 간격을 두고 각각 형성되며, 상기 슬라이더의 외주면에는 상기 가이드홈에 각각 승강 가능하게 결합되는 가이드부가 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

상기 이동단자는, 탄성전도판과; 상기 탄성전도판의 양측에 각각 고정되는 전도성 탄성와이어로 이루어져 상기 가이드부 중 어느 하나의 가이드부에 설치될 수 있다.

상기 이동단자는, 탄성전도판과; 상기 탄성전도판에 결합되도록 디귿자 형태로 절곡된 전도성 탄성와이어로 이루어지며, 상기 가이드부 중 어느 하나의 가이드부에 설치될 수 있다.

상기 저항체 센서는, 입력부와 출력부로 나뉘어져 상기 이동 단자의 양측 전도성 탄성와이어에 각각 접촉되며, 상기 입력부와 출력부는, 각각 세라믹 재질로 이루이진 저항기판과; 상기 저항기판의 표면에 길이방향을 따라 선형으로 도포되는 제1도선저항 및 제2도선저항과; 제1도선저항의 단부에 형성되는 전압입력단자와; 상기 제2도선저항의 단부에 형성되는 출력단자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 저항체 센서는, 탄성부재를 매개로 하여 상기 이동 단자측으로 탄력 지지되는 것이 바람직하다.

상기 슬라이더의 저부에는 상기 슬라이더가 원위치로 복귀되도록 탄력 지지하는 탄성부재가 더 설치될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 2는 본 발명에 따른 포텐셔미터의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 포텐셔미터의 일부 절결 사시도이고, 도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명에 따른 포텐셔미터에 적용된 이동 단자의 다른 예시도이다.

도 2와 도 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 포텐셔미터는, 바디(10)와, 바디(10)의 내부에 승강 가능하게 설치되는 슬라이더(20)와, 이지알(EGR) 밸브(미도시)에 그 상단이 연결됨과 아울러 그 하단은 슬라이더(20)에 연결되어 이지알(EGR) 밸브의 변위에 따라 승강하면서 슬라이더(20)를 하강시키는 샤프트(30)와, 슬라이더(20)에 설치되는 이동단자(40)와, 이동단자(40)와 대응 설치되어 이동단자(40)의 위치변위에 따라 다른 저항값에 비례하여 전압을 출력하여 이시유(ECU)(미도시)에 송신하는 저항체 센서(50)로 이루어진다.

바디(10)는, 상측(도면 기준)이 개구되는 통 형상으로 이루어지며, 상측의 개구부에는 커버(60)가 고정된다. 커버(60)의 고정구조의 일 예로, 바디(10)의 상면에는 일정 간격을 두고 고정돌기(11)가 형성되며, 고정돌기(11)와 대응하는 커버(60)의 저면에는 고정돌기(11)가 끼워지는 고정홈(61)이 형성되어 고정돌기(11)가 고정홈(61)에 끼워져 커버(60)가 결합된다.

슬라이더(20)는 샤프트(30)에 연결되어 외력(밸브의 개도)에 의해 샤프트(30)와 함께 하강하며, 외력이 없어지면 탄성력에 의해 상승하도록 그 저면과 바디(10)의 바닥면 사이에는 코일스프링(70)이 설치될 수 있다.

슬라이더(20)가 비틀림없이 승강하도록 그 외주부에는 복수개의 가이드부(21a)(21b)(21c)가 돌출 형성되며, 바람직하게, 3개의 가이드부(21a)(21b)(21c)가 120°간격으로 형성되고, 바디(10)의 내주면에는 가이드부(21a)(21b)(21c)가 승강 가능하게 결합되는 가이드홈(12a)(12b)(12c)이 형성된다.

샤프트(30)는, 그 상단부가 이지알(EGR) 밸브에 연결되어 밸브의 개도에 따라 승강하는 것으로, 커버(60)에 승강 가능하게 관통되며 그 하단부가 슬라이더(20)에 연결된다. 샤프트(30)의 하단부에는 임의로 회전하면서 편심을 보정할 수 있도록 구형의 피벗부(31)가 형성되며, 슬라이더(20)에는 피벗부(31)가 회전 가능하게 결합되는 피벗홈(22)이 형성된다.

슬라이더(30)의 승강에 따른 저항값을 검출하기 위한 이동단자(40)와 저항체 센서(50)는 각각 슬라이더(20)와 바디(10)에 서로 대응 설치된다. 이동단자(40)는 복수의 가이드부(21a)(21b)(21c) 중 어느 하나의 가이드부(21a)에 설치될 수 있으며, 저항체 센서(50)는 이동단자(40)와 대응되는 가이드홈(12a)에 설치된다.

이동단자(40)는 탄성전도판(41)과, 이 탄성전도판(41)에 고정되는 전도성 탄성와이어(42)로 이루어진다.

이동단자(40)의 일 예로, 도 4a에서 보이는 바와 같이, 탄성전도판(41)이 디귿자 형태이며, 탄성전도판(41)의 양측에 각각 복수의 전도성 탄성와이어(42)가 용접되어 부착될 수 있다.

이동단자(40)의 다른 예로, 도 4b에서 보이는 바와 같이, 전도성 탄성와이어(42)가 디귿자 형태로 이루어져 그 중앙부가 탄성전도판(41)의 상면에 부착될 수도 있으며, 이동단자(40)의 또 다른 예로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 전도성 탄성와이어(42)가 디귿자 형태로 절곡되어 그 중앙부가 탄성전도판(41)의 저면에 부착되어 이루어질 수 있다.

이동단자(40)는 그 형태에 상관없이 탄성전도판(41)이 슬라이더(20)의 가이드부(21a)의 삽입홈(23)에 삽입되어 탄성전도판(41) 양측의 전도성 탄성와이어(42)가 가이드부(21a)의 양측벽에 배치된다.

도 3에서 보이는 바와 같이, 저항체 센서(50)는, 입력부(51)와 출력부(52)로 분리되어 이동단자(40)의 전도성 탄성와이어(42)와 전기적으로 접촉되도록 바디(10)의 가이드홈(12a)의 양측벽면에 대칭으로 설치된다.

입력부(51)와 출력부(52)는, 각각 세라믹 등을 재질로 하는 저항기판(51a)(52a)과, 저항기판(51a)(52a)의 표면에 길이방향을 따라 선형으로 도포되는 제1도선저항(51b) 및 제2도선저항(52b)과, 제1도선저항(51b)의 단부에 형성되는 전압입력단자(51c)와, 제2도선저항(52b)의 단부에 형성되는 출력단자(52c)와, 입/출력단자(51c)(52c)와 이시유(ECU)를 연결하는 전도성 도선(53)으로 이루어진다.

즉, 슬라이더(20)와 함께 이동단자(40)가 상하로 이동하게 되며, 이때, 전압입력단자(51c)에 기준전압을 인가하면, 출력부(52)의 출력단자(52c)를 통해 출력되는 출력전압이 이동단자(40)의 위치에 따라서 변화되고, 이시유(ECU)는 출력전압에 따른 이지알(EGR) 밸브의 위치가 프로그램되어 이를 근거로 하여 이지알(EGR) 밸브의 위치를 파악하게 된다.

슬라이더(20)의 승강시 저항체 센서(50)의 입력부(51)와 출력부(52)가 흔들리지 않고 이동단자(40)에 접촉되도록 저항체 센서(50)의 입력부(51)와 출력부(52)는 판스프링(54)(55)을 매개로 하여 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 포텐셔미터의 작용은 다음과 같다.

배기가스의 일부를 재순환시키기 위하여 이지알(EGR) 밸브의 위치가 결정되면, 이지알(EGR) 밸브는 액츄에이터에 의해 구동되면서 배기유로를 개폐한다.

이지알(EGR) 밸브의 구동에 따라 이에 연결된 샤프트(30)가 하강하게 되며, 샤프트(30)와 함께 슬라이더(20)가 하강하게 된다. 이때, 샤프트(30)는 피벗부(31)를 통해 슬라이더(20)에 연결되어 샤프트(30)가 슬라이더(20)에 편심되어도 피벗부(31)를 통해 슬라이더(20)가 임의로 회전하면서 편심이 보정되어 슬라이더(20)는 비틀림없이 하강하게 되고, 슬라이더(20)는 코일스프링(70)을 압축하면서 가이드부(21a)(21b)(21c)의 안내를 받아 하강하게 된다.

슬라이더(20)가 하강함에 따라 이동단자(40)가 함께 하강하게 되며, 이동단자(40)의 전도성 탄성와이어(42)가 저항체 센서(50)의 제1 및 제2도선저항(51b)(52b)에 접촉된 상태로 하강하게 되는데, 저항체 센서(50)의 입력부(51)와 출력부(52)가 각각 판스프링(54)(55)에 의해 이동단자(40)측으로 탄지되어 이동단자(40)와 제1 및 제2도선저항(51b)(52b)은 상시 전기적 접촉 상태를 유지하게 된다.

이때, 전압입력단자(51c)에 기준전압을 인가하면, 이동단자(40)의 위치에 따라 출력전압이 출력되어 전도성 도선(53)을 통해 이시유(ECU)에 인가되고, 이시유(ECU)는 출력전압을 근거로 하여 이지알(EGR) 밸브의 위치를 검출하여 피드 백 제어를 수행하게 된다.

한편, 이지알(EGR) 밸브의 위치가 변하여 샤프트(30)에 가해진 외력이 없어지면, 코일스프링(70)의 탄성력에 의해 슬라이더(20)가 상승하고, 슬라이더(20)의 상승시 이지알(EGR) 밸브의 위치에 따른 변위를 검출하는 것은 전술한 방법과 동일하다.

따라서, 이지알(EGR) 밸브에 연결되어 하강하는 샤프트(30)와 슬라이더(20)가 피벗부(31)로 연결되어 슬라이더(20)가 비틀림없이 승강함에 따라 이동단자(40)와 저항체 센서(50)가 접촉된 상태를 유지하므로 슬라이더(20)의 변위에 대한 선형적인 저항의 변화를 얻을 수 있다.

그리고, 슬라이더(20)가 가이드부(21a)(21b)(21c)의 안내를 받으면서 비틀림없이 승강하며, 저항체 센서(50)가 판스프링(54)(55)에 의해 탄력적으로 움직이면서 상시 이동단자(40)와 적정 수준의 접촉상태를 유지한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포텐셔미터에 의하면, 슬라이더가 비틀림없이 승강하여 이지알(EGR) 밸브의 변위에 대하여 선형적인 변위값을 출력할 수 있으므로 이지알(EGR) 밸브의 정확한 위치 검출이 가능해져 피드 백 제어를 정확하게 수행할 수 있다.

그리고, 이동단자와 저항체 센서가 적정 수준의 접촉 저항을 유지하면서 접촉되어 전도성 도포라인이 변형되지 않고, 정확한 저항값을 출력할 수 있으므로 역시 이지알(EGR) 밸브의 정확한 위치를 검출할 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 배기가스 재순환 장치의 개념도.

도 2는 본 발명에 따른 포텐셔미터의 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 포텐셔미터의 일부 절결 사시도.

도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명에 따른 포텐셔미터에 적용된 이동 단자의 다른 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 바디, 11 : 고정돌기

12a,12b,12c : 가이드홈, 20 : 슬라이더

21a,21b,21c : 가이드부, 22 : 피벗홈

30 : 샤프트, 31 : 피벗부

40 : 이동 단자, 41 : 탄성전도판

42 : 전도성 탄성와이어, 50 : 저항체 센서

51 : 입력부, 52 : 출력부

53 : 전도성 도선, 54,55 : 판스프링

60 : 커버, 61 : 고정홈

70 : 코일스프링

Claims

내부에 공간이 형성된 바디;

상기 바디의 내부 공간에 승강 가능하게 설치되고 상면에 피벗홈이 형성된 슬라이더;

상단부는 이지알(EGR) 밸브에 연결되고, 하단부는 상기 슬라이더의 피벗홈에 결합되는 피벗부가 형성되며, 상기 이지알 밸브에 개도에 따라 승하강 되는 샤프트;

상기 슬라이더에 설치되는 이동단자; 및

상기 바디에 상기 이동단자와 접촉되도록 대응 설치되어 상기 슬라이더의 위치에 따라 다른 저항값을 출력하여 이시유(ECU)에 송신하는 저항체 센서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 포텐셔미터.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 바디의 내주면에는 복수개의 가이드홈이 일정 간격을 두고 각각 형성되며, 상기 슬라이더의 외주면에는 상기 가이드홈에 각각 승강 가능하게 결합되는 가이드부가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 포텐셔미터.
제 3 항에 있어서, 상기 이동단자는, 탄성전도판과; 상기 탄성전도판의 양측에 양측에 각각 고정되는 전도성 탄성와이어로 이루어져 상기 가이드부 중 어느 하나의 가이드부에 설치되는 것을 특징으로 하는 포텐셔미터.
제 3 항에 있어서, 상기 이동단자는, 탄성전도판과; 상기 탄성전도판에 결합되도록 디귿자 형태로 절곡된 전도성 탄성와이어로 이루어지며, 상기 가이드부 중 어느 하나의 가이드부에 설치되는 것을 특징으로 하는 포텐셔미터.
제 1 항에 있어서, 상기 저항체 센서는, 입력부와 출력부로 나뉘어져 상기 이동 단자에 각각 접촉되며, 상기 입력부와 출력부는, 각각 세라믹 재질로 이루어진 저항기판과, 상기 저항기판의 표면에 길이방향을 따라 선형으로 도포되는 제1도선저항 및 제2도선저항과, 제1도선저항의 단부에 형성되는 전압입력단자와, 상기 제2도선저항의 단부에 형성되는 출력단자를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 포텐셔미터.
제 6 항에 있어서, 상기 저항체 센서는, 탄성부재를 매개로 하여 상기 이동 단자측으로 탄력 지지되는 것을 특징으로 하는 포텐셔미터.
제 1 항에 있어서, 상기 슬라이더의 저부에는 상기 슬라이더가 원위치로 복귀되도록 탄력 지지하는 탄성부재가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 포텐셔미터.