KR101135075B1 - 가변제어밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소음기 내에 설치되어 차량의 출력 성능 및 소음 성능을 향상시킬 수 있는 가변제어밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 속도(RPM) 구간에 따라 밸브의 개폐량을 임의적이면서 비선형적으로 조절할 수 있는 가변제어밸브에 관한 것이다.
본 발명에 의한 가변제어밸브는, 개구를 가진 브라켓, 회전축을 매개로 상기 브라켓의 개구를 개폐하도록 설치되는 밸브부재, 및 상기 밸브부재를 폐쇄방향으로 편향시키는 비틀림스프링을 포함하고, 상기 비틀림스프링은 제1 및 제2 레그를 가지고, 상기 제1레그는 상기 브라켓 측에 지지되며, 상기 제2레그의 단부에는 회전체가 회전가능하게 설치되며, 상기 밸브부재는 상기 브라켓의 개구를 개폐하는 개폐부를 가지고, 상기 개폐부에는 상기 제2레그의 회전체가 구름접촉하면서 안내되는 안내구조가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

가변제어밸브{VARIABLE CONTROL VALVE}
본 발명은 소음기 내에 설치되어 차량의 출력 성능 및 소음 성능을 향상시킬 수 있는 가변제어밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 속도(RPM) 구간에 따라 밸브의 개폐량을 임의적이면서 비선형적으로 조절할 수 있는 가변제어밸브에 관한 것이다.
차량용 소음기(muffler)라 함은 엔진에서 배출되는 고온, 고압의 배기가스를 차량 외부의 대기중으로 배출시키기 전에 압력과 온도를 낮춰줌으로써 배기가스의 급격한 팽창에 의해 발생하는 폭발음을 줄이기 위한 장치이다.
소음기는 작동원리에 따라 가는 관에서 넓은 공간으로 확산시켜 소리를 작게 하는 팽창식, 가는 관의 많은 구멍에서 넓은 공명실(共鳴室)로 확산시켜 서로 음을 상쇄시키는 공명식(共鳴式), 스틸울(금속을 실 모양으로 한 것)에 흡수시키는 흡수식, 앞의 세 가지 방식을 혼합한 격벽식(隔壁式) 등이 있다.
그리고, 소음기는 소음(消音)효과를 높이기 위하여 소음기의 저항을 크게 하면 배기소음을 줄일 수 있으나 배기 행정에 가해지는 저항 즉, 배압이 높아져 엔진의 출력을 저하시키고, 이와 반대로 배압을 줄이기 위하여 소음기의 저항을 작게 하면 배기소음(排氣騷音)이 증대되는 문제점이 대두되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 배기소음과 배압을 동시에 만족시킬 수 있는 가변제어밸브 부착형 소음기가 개시되어 있다. 이러한 가변제어밸브 부착형 소음기는 소음기 내의 바이패스 파이프 또는 격벽 상에 설치되어 배기가스의 압력에 따라 그 개도가 가변가능한 가 밸브를 가진 것을 특징으로 한다.
이러한 가변밸브는 저속영역에서 배기가스의 압력이 낮기 때문에 닫힘 상태가 되어 저주파 소음을 감쇄시킬 수 있고, 가변밸브의 닫힘 상태에서도 배기가스의 압력이 낮기 때문에 엔진의 출력에는 영향을 미치지 않는다. 그리고, 고속영역에서 배기가스의 압력이 높아짐에 따라 가변 밸브는 점차 열리면서 고주파 소음을 감소시킴과 더불어 배기가스의 저항을 줄일 수 있으므로 또한 엔진의 출력에 영향을 미치지 않는다. 이와 같이 가변밸브 부착형 소음기는 배기소음 및 배압을 동시에 만족시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 종래의 가변밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 배기가스가 통과하는 개구(1a)를 가진 브라켓(1), 브라켓(1)의 개구(1a)를 개폐하는 밸브부재(2), 상기 밸브부재(2)의 개폐작동을 제어하는 비틀림스프링(3) 등을 포함한다.
비틀림스프링(3)은 브라켓(1)의 일측에 지지되는 제1레그(3a) 및 그 단부가 밸브부재(2)와 접촉하는 제2레그(3b)를 가진다. 한편, 가변제어밸브의 개폐변위는 비틀림스프링(3)이 밸브부재(2)에 인가하는 스프링력(Fs)에 따라 달라지는데, 이 비틀림스프링(3)의 스프링력(Fs)는 다음의 식(1)으로부터 용이하게 도출될 수 있다.
T=Fs×ds ...식(1)
여기서, T는 비틀림스프링(3)이 인가하는 토크(Torque)이고, ds는 스프링(3)의 중심에서 제2레그(3b)가 밸브부재(2)와 접촉하는 지점까지의 거리 즉, 모멘트 암(moment arm)이다.
한편, 도 2는 비틀림스프링(3)의 스프링력(Fs)에 따른 밸브부재(2)의 개폐변위(mm)을 나타낸 그래프이다. 토크 또는 스프링력(Fs)은 제1레그(3a)와 제2레그(3b) 사이의 각도(θ) 즉, 비틀림스프링(3)의 장착각도(θ)가 클수록 커진다. 도 2에서 비틀림스프링(3)의 장착각도(θ)는 1계열(장착각도가 대략 10°), 2계열(장착각도가 대략 20°), 3계열(장착각도가 대략 30°) 순으로 커지고, 1계열에 의한 개폐변위와 속도(RPM) 사이의 기울기는 A이며, 2계열에 의한 개폐변위와 속도(RPM) 사이의 기울기는 B이고, 3계열에 의한 개폐변위와 속도(RPM) 사이의 기울기는 C이다. 그리고, 1계열의 기울기(A), 2계열의 기울기(B), 3계열의 기울기(C)는 A>B>C의 관계에 있음을 알 수 있다.
이에 도 2로부터 알 수 있듯이, 스프링력(Fs)이 클수록 엔진의 속도(RPM)에 비례하여 밸브부재(2)는 선형적으로 작게 개방되고, 스프링력(Fs)이 작을수록 엔진의 속도(RPM)에 비례하여 밸브부재(2)는 선형적으로 크게 개방됨을 알 수 있다. 즉, 종래의 가변밸브는 비틀림스프링(3)의 장착각도(θ) 및 그에 따른 스프링력(Fs)에 의해 그 밸브부재(2)의 개폐변위가 선형비례적으로 미리 결정된다.
이와 같이 종래의 가변밸브는 밸브부재(2)의 개폐변위가 비틀림스프링(3)의 장착각도(θ) 및 스프링력(Fs)에 의해 선형비례적으로 결정됨에 따라 엔진의 특정 속도(RPM) 구간에서 밸브부재(2)의 개폐변위를 어느 정도로 유지할 것인지를 설계자가 자유롭게 조절할 수 없다. 즉, 종래의 가변제어밸브는 설계자가 밸브부재(2)의 임의적이면서 비선형적인 개폐변위를 자유롭게 조절할 수 없고, 이로 인해 저ㆍ중속 영역에서의 소음성능 향상 및 중ㆍ고속 영역에서의 출력성능 향상 등의 목적을 용이하게 달성하지 못하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 선형적으로 증가하는 엔지의 속도(RPM) 구간에 대응하여 밸브부재의 개폐변위를 임의적이면서 비선형적으로 적절히 조절할 수 있고, 이를 통해 저ㆍ중속 영역에서의 소음성능 향상 및 중ㆍ고속 영역에서의 출력성능 향상 등을 보다 효과적으로 구현할 수 있는 가변제어밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변제어밸브는,
개구를 가진 브라켓, 회전축을 매개로 상기 브라켓의 개구를 개폐하도록 설치되는 밸브부재, 및 상기 밸브부재를 폐쇄방향으로 편향시키는 비틀림스프링을 포함하고,
상기 비틀림스프링은 제1 및 제2 레그를 가지고, 상기 제1레그는 상기 브라켓 측에 지지되며, 상기 제2레그의 단부에는 회전체가 회전가능하게 설치되며,
상기 밸브부재는 상기 브라켓의 개구를 개폐하는 개폐부를 가지고, 상기 개폐부에는 상기 제2레그의 회전체가 구름접촉하면서 안내되는 안내구조가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 비틀림스프링의 제2레그는 역"V"자 형상으로 절곡되고, 상기 제2레그의 단부에는 장착부가 형성되며, 상기 제2레그의 장착부에 회전체가 회전가능하게 설치되고, 상기 밸브부재의 안내구조는 상기 제2레그의 회전체가 안내되도록 함몰된 홈구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 안내구조는 그 상단에 라운드부가 형성되고, 상기 라운드부의 하부에는 소정반경의 곡면부가 형성되며, 상기 곡면부의 하부에는 바닥면이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 곡면부의 중심은 상기 회전축의 중심과 일치하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 안내구조의 라운드부로부터 바닥면에 걸쳐 한 쌍의 가이드돌출부가 형성되고, 상기 한 쌍의 가이드돌출부 사이의 간격은 상기 회전체의 폭에 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 곡면부에는 하나 이상의 보조 라운드부가 외측으로 돌출되게 형성되고, 상기 보조 라운드부의 하부에는 보조 곡면부가 연장되어 형성되며, 상기 보조 곡면부의 중심은 상기 회전축의 중심과 일치하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 선형적으로 증가하는 엔지의 속도(RPM) 구간에 대응하여 밸브부재의 개폐변위를 임의적이면서 비선형적으로 적절히 조절할 수 있고, 이를 통해 저ㆍ중속 영역에서의 소음성능 향상 및 중ㆍ고속 영역에서의 출력성능 향상 등을 보다 효과적으로 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 가변제어밸브를 예시한 측단면도이다.
도 2는 종래의 가변제어밸브에 있어서 스프링력에 따른 변위를 계열별로 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변제어밸브를 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변제어밸브를 도시한 사시도이다 .
도 5는 도 4의 A-A선을 따라 도시한 측단면도이다.
도 6은 엔진의 저ㆍ중속 영역에서의 가변제어밸브 거동을 나타낸 도면이다.
도 7은 엔진의 중ㆍ고속 영역에서의 가변제어밸브 거동을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변제어밸브를 도시한 측단면도이다.
도 9는 엔진의 저ㆍ중속 영역에서의 가변제어밸브 거동을 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 12는 엔진의 중ㆍ고속 영역에서의 가변제어밸브 거동을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변제어밸브를 도시한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 가변제어밸브는 개구(11)를 가진 브라켓(10), 상기 브라켓(10)의 개구(11)를 개폐하는 밸브부재(20), 상기 밸브부재(20)를 폐쇄방향으로 편향시키는 비틀림스프링(30)를 포함한다.
브라켓(10)은 배기가스가 통과할 수 있는 개구(11)를 가지고, 개구(11)의 주변에는 밸브시트(12, valve seat)가 형성되며, 밸브시트(12)의 내주면에는 내열성 완충시크(13)가 전둘레방향(원주방향)으로 설치된다. 내열성 완충시트(13)는 와이어메쉬 재질로 이루어지며, 밸브부재(20)의 폐쇄 작동 시에 밸브부재(20)는 내열성 완충시트(13)와 접촉함에 따라 밸브시트(12)의 개구(11)에 대한 밀봉성을 향상시킬 뿐만 아니라 밸브부재(20)의 급격한 폐쇄작동 시에 충격음 발생을 방지할 수 있고, 배기가스의 저주파소음이 확실하게 차단될 수 있다.
브라켓(10)의 일단에는 한 쌍의 축지지부(15)가 상호 마주보게 배치되고, 각 축지지부(15)는 제1관통공(15a) 및 제2관통공(15b)을 가진다. 한 쌍의 축지지부(15)의 제1관통공(15a)에는 회전축(25)의 양단부가 회동가능하게 설치되고, 한 쌍의 축지지부(15)의 제2관통공(15b)에는 스프링지지축(35)의 양단부가 삽입되어 설치된다. 한 쌍의 축지지부(15) 중에서 어느 하나의 축지지부(15)는 그 후방에 지지턱(16)이 형성되고, 이 지지턱(16)에는 비틀림스프링(30)의 제1레그(31)가 지지된다. 한편, 회전축(25)의 중심이 스프링지지축(35)의 중심(즉, 비틀림스프링(30)의 중심)으로부터 일정간격으로 이격되어 배치되고, 특히 회전축(25)의 중심이 스프링지지축(35)의 중심 보다 브라켓(10)의 개구(11)에 더 근접하여 위치한다. 이에 의해 밸브부재(20)의 비선형적인 개폐변위를 보다 용이하게 조절할 수 있다.
밸브부재(20)는 개폐부(21)를 가지고, 이 개폐부(21)의 하측 가장자리가 밸브시트(12)에 안착 및 이탈됨으로써 브라켓(10)의 개구(11)를 개폐한다. 개폐부(21)의 중앙부에는 후술하는 비틀림스프링(30)의 제2레그(32)를 안내하는 안내구조(26)가 형성되며, 안내구조(26)의 주변에는 평탄면(21a)이 형성된다.
밸브부재(20)의 일단에는 한 쌍의 힌지부(22)가 상호 마주보게 형성되고, 각 힌지부(22)는 힌지공(22a)을 가진다. 이에, 밸브부재(20)의 힌지공(22a)이 축지지부(15)의 제1관통공(15a)과 그 축선이 서로 일치된 상태에서 회전축(25)이 밸브부재(20)의 힌지공(22a)과 축지지부(15)의 제1관통공(15a)에 설치된다. 이와 같이, 밸브부재(20)는 회전축(25)을 매개로 브라켓(10)의 개구(11)를 개폐하도록 설치됨에 따라, 배기가스의 압력에 따라 개폐되도록 구성된다.
그리고, 밸브부재(20)의 힌지부(22)와 축지지부(15)사이에는 완충성 부시(24)가 개재되고, 이 완충성 부시(24)는 와이어메쉬 등과 같은 완충성 재질로 구성된다. 완충성 부시(24)에 의해, 밸브부재(20)의 진동이 흡수될 뿐만 아니라 밸브부재(20)의 힌지부(22)와 축지지부(15) 사이의 진동 및 충격 등이 흡수되어 그 이음 발생을 최소화한다.
비틀림스프링(30)은 스프링지지축(35)의 외주면에 설치되고, 스프링지지축(35)은 축지지부(15)의 제2관통공(15b)에 설치된다.
비틀림스프링(30)은 그 일단에 제1레그(31)를 가지고, 그 타단에는 제2레그(32)를 가진다. 제1레그(31)는 축지지부(15)의 지지턱(16)에 지지되고, 제2레그(32)의 단부에는 회전체(32b)가 회전가능하게 설치된다.
비틀림스프링(30)의 제2레그(32)는 역 "V"자 형상으로 절곡되어 형성되고, 제2레그(32)의 단부에는 회전축(25)과 평행한 장착부(32a)가 절곡되어 형성되며, 제2레그(32)의 장착부(32a)에는 회전체(32b)가 회전가능하게 장착된다. 그리고, 회전체(32b)가 밸브부재(20)의 안내구조(26)와 구름접촉하도록 비틀림스프링(30)의 제2레그(32)는 개폐부(21)의 일측에 인접하도록 설치된다.
한편, 밸브부재(20)의 안내구조(26)는 초기상태에서 엔진의 속도(RPM)가 점차 증가함에 따라 밸브부재(20)가 개방되는 경우, 제2레그(32)의 회전체(32b)가 밸브부재(20)의 안내구조(26)를 따라 안내되도록 개폐부(21)의 하부로 함몰된 홈구조로 형성됨이 바람직하다.
함몰 홈구조의 안내구조(26)는 그 상단에 라운드부(26a)가 형성되고, 라운드부(26a)의 하부에는 소정반경(R)의 곡면부(26b)가 형성되며, 이 곡면부(26b)의 하부에는 바닥면(26c)이 형성된다.
안내구조(26)의 라운드부(26a)는 제2레그(32)의 회전체(32b)가 안내구조(26) 내로 진입하기 시작하는 시작점으로서, 제2레그(32)의 회전체(32b)가 라운드부(26a)를 따라 구름접촉하면서 곡면부(26b)을 타고 이동함에 따라 밸브부재(20)는 회전축(25)을 중심으로 회전하고, 이에 개폐부(21)가 브라켓(10)의 개구(11)를 개방시킨다.
한편, 곡면부(26b)의 중심은 회전축(25)의 중심(25a)과 일치하도록 구성되고, 이에 곡면부(26b)의 반경(R)은 회전축(25)의 중심(25a)에서 곡면부(26b)의 표면까지의 거리로 설정되며, 이러한 곡면부(26b)의 반경(R)에 대응하도록 가상적으로 연장되는 회전궤적(S)을 따라 밸브부재(20)가 회전하여 브라켓(10)의 개구(11)를 개폐한다.
그리고, 안내구조(26)의 라운드부(26a)로부터 바닥면(26c)에 걸쳐 한 쌍의 가이드돌출부(26d)가 형성되고, 한 쌍의 가이드돌출부(26d) 사이의 간격은 회전체(32b)의 폭에 대응하도록 형성되며, 이에 회전체(32b)는 그 회전 이동 시에 좌우 이탈이 효과적으로 방지될 수 있다.
본 발명에 의한 가변제어밸브의 초기 장착상태는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2레그(32)의 회전체(32b)가 안내구조(26)의 라운드부(26a)에 인접한 개폐부(21)의 평탄면(21a)과 접촉하도록 설치되고, 또한 비틀림스프링(30)의 제1 및 제2 레그(31, 32) 사이의 각도(θ) 즉, 비틀림스프링(30)의 장착각도(θ)에 의해 밸브부재(20)의 초기 토크가 결정된다.
특히, 비틀림스프링(30)의 장착각도(θ)를 종래의 가변제어밸브 보다 크게 함으로써 높은 토크값을 유지함으로써 엔진의 초기 시동 시에 소음성능 향상을 도모할 수도 있다.
한편, 엔진의 저ㆍ중속구간에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 배기가스의 유량 증대에 따라 밸브부재(20)가 그 회전축(25)을 중심으로 상향으로 회전하고, 이에 제2레그(32)의 회전체(32b)는 라운드부(26a)와 구름접촉하면서 이동함에 따라 비틀림스프링(30)의 제2레그(32)가 상승하여 토크값이 증가하고, 이에 밸브부재(20)의 개폐부(21)는 브라켓(10)의 개구(11)를 개방한다.
그리고, 엔진의 중ㆍ고속구간에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 배기가스의 유량이 더욱 증대함에 따라 밸브부재(20)가 곡면부(26b)의 반경(R)에 대응하는 회전궤적(S)을 따라 상향으로 더욱 상승한다. 이때, 제2레그(32)의 회전체(32b)가 안내구조(26)의 곡면부(26b)와 구름접촉하면서 상대 이동함으로써 밸브부재(20)는 비틀림스프링(30)의 스프링력에 의한 영향을 받지 않으면서 자연스럽게 곡면부(26b)의 회전궤적(S)을 따라 회전할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 밸브부재(20)가 비틀림스플링(30)의 스프링력에 의한 영향을 받지 않으므로 즉, 밸브부재(20)가 회전하는 도중에 토크의 증가없이 자연스럽게 회전할 수 있으므로, 중ㆍ고속구간에서의 개폐변위가 저ㆍ중속구간에 비해 비선형적으로 더욱 증대될 수 있고, 이에 의해 소음기 내부의 압력이 저하되어 중ㆍ고속 구간에서의 엔진 출력을 개선할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 제2레그(32)의 회전체(32b) 및 밸브부재(20)의 안내구조(26)에 의해, 중ㆍ고속구간에서 비틀림스프링(30)의 스프링력에 의한 영향을 받지 않으므로 엔진의 속도(RPM) 구간에 따른 밸브부재(20)의 개폐변위를 보다 자유롭게 조절할 수 있고, 이를 통해 저ㆍ중속 영역에서의 소음성능 향상 및 중ㆍ고속 영역에서의 출력성능 향상 등을 보다 효과적으로 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변제어밸브를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변제어밸브는 곡면부(26b)에는 하나 이상의 보조 라운드부(26f)가 외측으로 돌출되게 형성될 수 있고, 보조 라운드부(26f)의 하부에는 보조 곡면부(26g)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
선행하는 실시예와 동일하게, 곡면부(26b)의 중심은 회전축(25)의 중심(25a)과 일치하도록 구성되고, 이에 곡면부(26b)의 반경(R)은 회전축(25)의 중심(25a)에서 곡면부(26b)의 표면까지의 거리로 설정되며, 이러한 곡면부(26b)의 반경(R)에 대응하는 회전궤적(S)을 따라 밸브부재(20)가 회전하여 브라켓(10)의 개구(11)를 개폐한다.
보조 곡면부(26g)의 중심은 회전축(25)의 중심(25a)과 일치하고, 이에 보조 곡면부(26g)의 반경(R1)은 회전축(25)의 중심(25a)에서 보조 곡면부(26g)의 표면까지의 거리로 설정되며, 이러한 곡면부(26g)의 반경(R1)에 대응하도록 연장되는 회전궤적(S1)을 따라 밸브부재(20)가 회전하여 브라켓(10)의 개구(11)를 개폐할 수 있다.
엔진의 저ㆍ중속구간에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 밸브부재(20)가 그 회전축(25)을 중심으로 상향으로 회전하고, 이에 제2레그(32)의 회전체(32b)는 라운드부(26a)와 구름접촉하면서 이동함에 따라 비틀림스프링(30)의 제2레그(32)가 상승하여 토크값이 증가하고, 이에 밸브부재(20)의 개폐부(21)는 브라켓(10)의 개구(11)를 개방한다.
그리고, 엔진의 중ㆍ고속구간에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변제어밸브는 보조 라운드부(26f) 및 보조 곡면부(26g)에 의해 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 밸브부재(20)의 개폐거동이 단계적으로 진행된다.
먼저, 도 10에 도시된 바와 같이 엔진의 속도 증대에 따라 배기가스의 유량이 더욱 증대되면, 밸브부재(20)는 곡면부(26b)의 반경(R)에 대응하는 회전궤적(S)을 따라 상향으로 더욱 상승한다. 이때, 제2레그(32)의 회전체(32b)가 안내구조(26)의 곡면부(26b)와 구름접촉하면서 상대 이동함으로써 밸브부재(20)는 비틀림스프링(30)의 스프링력에 의한 영향을 받지 않으면서 자연스럽게 곡면부(26b)의 회전궤적(S)을 따라 회전할 수 있다.
그리고, 엔진의 속도가 더욱 증가하면, 도 11에 도시된 바와 같이 밸브부재(20)는 더욱 상향으로 회전하여 제2레그(32)의 회전체(32b)는 보조 라운드부(26f)와 구름접촉하면서 이동하고, 이에 비틀림스프링(30)의 제2레그(32)가 상승하여 토크가 증가하면서 밸브부재(20)의 개폐변위가 더욱 증대된다.
그 후에, 엔진의 속도가 더욱 증가하면, 도 12에 도시된 바와 같이 밸브부재(20)는 밸브부재(20)는 보조 곡면부(26g)의 반경(R1)에 대응하는 회전궤적(S1)을 따라 상향으로 더욱 상승한다. 이때, 제2레그(32)의 회전체(32b)가 안내구조(26)의 보조 곡면부(26g)와 구름접촉하면서 상대 이동함으로써 밸브부재(20)는 비틀림스프링(30)의 스프링력에 의한 영향을 받지 않으면서 자연스럽게 보조 곡면부(26g)의 회전궤적(S1)을 따라 회전할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 곡면부(26b)측에 하나 이상의 보조 라운드부(26f) 및 보조 곡면부(26g)가 형성됨으로써 본 발명의 가변제어밸브는 엔진의 중ㆍ고속 구간에서 개폐 변위가 단계적으로 수행되고, 이에 가변제어밸브의 개폐변위를 보다 비선형적으로 자유롭게 조절할 수 있다.
10: 브라켓 11: 개구
20: 밸브부재 21: 개폐부
22: 힌지부 26: 안내구조
26a: 라운드부 26b: 곡면부
26f: 보조 라운드부 26g: 보조 곡면부
30: 비틀림스프링 31: 제1레그
32: 제2레그 32a: 장착부
32b: 회전체

Claims (6)

  1. 개구를 가진 브라켓, 회전축을 매개로 상기 브라켓의 개구를 개폐하도록 설치되는 밸브부재, 및 상기 밸브부재를 폐쇄방향으로 편향시키는 비틀림스프링을 포함하고,
    상기 비틀림스프링은 제1 및 제2 레그를 가지고, 상기 제1레그는 상기 브라켓 측에 지지되며, 상기 제2레그의 단부에는 회전체가 회전가능하게 설치되며,
    상기 밸브부재는 상기 브라켓의 개구를 개폐하는 개폐부를 가지고, 상기 개폐부에는 상기 제2레그의 회전체가 구름접촉하면서 안내되는 안내구조가 형성되며,
    상기 비틀림스프링의 제2레그는 역"V"자 형상으로 절곡되고, 상기 제2레그의 단부에는 장착부가 형성되며, 상기 제2레그의 장착부에 회전체가 회전가능하게 설치되고, 상기 밸브부재의 안내구조는 상기 제2레그의 회전체가 안내되도록 함몰된 홈구조로 형성되며,
    상기 안내구조는 그 상단에 라운드부가 형성되고, 상기 라운드부의 하부에는 소정반경의 곡면부가 형성되며, 상기 곡면부의 하부에는 바닥면이 형성되고,
    상기 곡면부의 중심은 상기 회전축의 중심과 일치하도록 구성되며,
    상기 안내구조의 라운드부로부터 바닥면에 걸쳐 한 쌍의 가이드돌출부가 형성되고, 상기 한 쌍의 가이드돌출부 사이의 간격은 상기 회전체의 폭에 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가변제어밸브.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 곡면부에는 하나 이상의 보조 라운드부가 외측으로 돌출되게 형성되고, 상기 보조 라운드부의 하부에는 보조 곡면부가 연장되어 형성되며, 상기 보조 곡면부의 중심은 상기 회전축의 중심과 일치하는 것을 특징으로 하는 가변제어밸브.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101405644B1 (ko) * 2012-07-06 2014-06-10 현대자동차주식회사 게이트 형상을 최적화한 머플러용 배기 가변밸브 장치
JP7359817B2 (ja) * 2021-10-06 2023-10-11 フタバ産業株式会社 バルブの取り付け構造

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001090529A (ja) 1999-09-24 2001-04-03 Calsonic Kansei Corp 自動車用制御型消音器
JP2004162651A (ja) 2002-11-14 2004-06-10 Calsonic Kansei Corp 排気制御弁
JP2005325820A (ja) 2004-05-17 2005-11-24 Calsonic Kansei Corp 排気制御弁
JP2009097376A (ja) 2007-10-15 2009-05-07 Nissan Motor Co Ltd 消音器用バルブ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001090529A (ja) 1999-09-24 2001-04-03 Calsonic Kansei Corp 自動車用制御型消音器
JP2004162651A (ja) 2002-11-14 2004-06-10 Calsonic Kansei Corp 排気制御弁
JP2005325820A (ja) 2004-05-17 2005-11-24 Calsonic Kansei Corp 排気制御弁
JP2009097376A (ja) 2007-10-15 2009-05-07 Nissan Motor Co Ltd 消音器用バルブ装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160013673A (ko) * 2014-07-28 2016-02-05 현대자동차주식회사 판스프링 타입 가변밸브
KR101596701B1 (ko) 2014-07-28 2016-02-23 현대자동차주식회사 판스프링 타입 가변밸브
US9482186B2 (en) 2014-07-28 2016-11-01 Hyundai Motor Company Leaf spring type variable valve

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