KR101469389B1 - 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스로틀 밸브의 리턴스프링이 안착될 때 코일형 스프링의 단부로 인하여 기울기가 형성되는 것을 방지하고, 밸브 하우징을 경량화 하는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징에 관한 것이다.

Description

전자식 스로틀밸브의 밸브하우징{VALVE HOUSING OF ELECTRONIC THROTTLE}

본 발명은 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스로틀 밸브의 리턴스프링이 안착될 때 코일형 스프링의 단부로 인하여 기울기가 형성되는 것을 방지하고, 밸브 하우징을 경량화 하는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 엔진 등 내연기관에 적용되는 스로틀장치는 차량의 가속페달과 기계적으로 연결되어 있어 운전자가 운행 중 가속페달을 밟으면, 스로틀밸브가 열리는 방향으로 작동하여 자동차가 가속하는데 필요한 엔진의 공기량을 충분히 공급해주는 장치이다.

이와 같은 스로틀 장치 중 흡기통로 상에 별도의 바이패스(bypass)통로가 마련되어 있지 않은 스로틀 장치에서는 주행중이라 하더라도 가속을 하지 않거나 시동시와 같은 아이들링 상태일 때 엔진제어시스템의 신호의 의하여 엔진이 멈추지 않을 정도의 최소한의 공기량을 공급할 수 있도록 스로틀밸브가 일정 각도만큼 자동으로 열리도록 구성된다.

종래의 스로틀 장치는 아이들링 상태에서는 스로틀밸브가 엔진제어시스템의 제어에 따라 자동으로 개방되고, 가속시에는 운전자가 가속페달을 밟는 힘이 스로틀밸브샤프트에 기계적으로 전달되어 스로틀밸브가 개장되는 형태의 반전자식으로 구성되었다.

또한, 스로틀바디의 내측에서 소정의 위치에는 스로틀밸브의 회전각도를 감지하여 전기적 신호를 발생시키는 스로틀 위치센서가 마련되며, 스로틀바디의 일측에는 아이들링 상태에서 엔진구동에 필요한 최소량의 공기가 유입되도록 스로틀밸브를 개방시켜주기 위한 모터가 설치되며, 스로틀바디의 외측에서 소정의 위치에는 커넥터가 구비되었다.

그러나, 이와 같은 종래의 스로틀장치에서는 아이들링 구간에서 엔진제어시템의 전기적 신호에 의한 모터의 구동에 의해 스로틀밸브가 개방되지만 가속구간에서는 가속페달과 연결된 풀리의 회전동작에 의해 스로틀밸브샤프트 및 스로틀밸브가 회전됨에 따라 자동차의 성능 및 운전성이 저하된다는데 문제가 있다.

그리고, 종래의 스로틀 장치에서는 스로틀밸브의 각도를 감지하여 신호를 발생시키는 스로틀 위치센서 및 커넥터가 스로틀바디 상에 장착되고, 가속페달과 연동되어 회전되는 풀리 및 복귀스프링이 스로틀바디의 외측에 설치됨에 따라 조립성이 매우 불량하고 제품의 크기가 커지는 문제가 있다.

게다가, 종래의 스로틀 장치에서는 아이들링 상태에서 요구되는 최소한의 공기량을 조정하기 위해 스로틀밸브의 최소 열림각도를 미리 산출한 후 제조공정에서 용접 등의 물리적 방법으로 고정 결합하는데, 이 경우 부품의 가공 및 조립오차에 의해 공기량 설정시 변화의 폭이 크므로 정확한 최소 공기량을 설정하기 어려문 문제도 있다.

이와 관련한 선행기술로, 국내 공개특허공보 제1998-0083373호(전자 제어식 스로틀 개폐 장치, 1998.12.05. 공개)가 있다.

본 발명은, 밸브하우징에서 리턴스프링이 안착될 때 상기 리턴스프링이 수직으로 직립되도록 하여 코일형 스프링의 구조적인 문제를 해결할 수 있는 데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 리턴스프링이 안착되는 제2안착홈의 저면에 복수의 홈부를 형성하여 제2안착홈의 저면과 리턴스프링 간의 마찰을 감소하는 한편, 상기 밸브 하우징을 경량화 할 수 있는 데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,

본 발명은, 구동모터에 의해 흡기구에 구비된 스로틀밸브의 개도량을 제어하고, 상기 구동모터의 동력을 상기 스로틀밸브에 전달하는 세그먼트기어가 안착되는 수용홈이 형성되는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징에 있어서, 상기 수용홈은, 상기 수용홈의 중앙을 관통 형성되어 상기 스로틀밸브의 회전축이 삽입되는 삽입공과, 상기 삽입공의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어의 하부가 안착되는 제1안착홈 및 상기 제1안착홈의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어에 내장되는 리턴스프링이 안착되며, 저면에는 상기 리턴스프링이 상기 회전축에 대하여 동일한 동심축을 형성하도록 하는 수평조절부가 구비되는 제2안착홈을 포함한다.

상기 수평조절부는, 상기 제2안착홈의 저면이 경사지게 형성된다.

상기 수평조절부는, 상기 제2안착홈의 저면이 경사지는 높이는 상기 리턴스프링을 형성하는 선재 직경의 1/2~1배 인 것을 특징으로 한다.

상기 제2안착홈은, 상기 제2안착홈의 저면에서 일정 간격으로 이격되어 함몰되는 홈부가 더 구비된다.

상기와 같은 과제의 해결 수단에 의하여,

본 발명은, 밸브하우징에서 리턴스프링이 안착될 때 상기 리턴스프링이 수직으로 직립되도록 하여 코일형 스프링의 구조적인 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

그리고 상기 리턴스프링이 안착되는 제2안착홈의 저면에 복수의 홈부를 형성하여 제2안착홈의 저면과 리턴스프링 간의 마찰을 감소하는 효과도 있다.

또, 상기 밸브 하우징을 경량화 하는 효과도 있다.

도 1은, 전자식 스로틀밸브를 도시한 도면.
도 2는, 본 발명에 따른 밸브하우징을 도시한 도면.
도 3은, 본 발명에 따른 수용홈을 도시한 도면.
도 4는, 리턴스프링을 도시한 도면.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기서, 반복되는 설명과 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

그리고 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은, 전자식 스로틀밸브(200)를 도시한 도면이고, 도 2는, 본 발명에 따른 밸브하우징(300)을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스로틀밸브(200)는 밸브하우징(300)에 장착되는 구동모터(100)에 의해 스로틀밸브(200)의 개도량을 제어하며, 상기 구동모터(100)는 엔진제어유닛의 신호에 따라 정회전 또는 역회전 된다.

상기 밸브하우징(300)에는 흡기구(310)가 형성되며, 이 흡기구(310)에는 회전축(210)에 의해 회전하면서 흡기구(310)를 개폐하는 스로틀밸브(200)가 구비된다.

상기 회전축(210)은 밸브하우징(300)의 상부에 구비되는 세그먼트기어(미도시)에 의해 구동모터(100)의 구동력을 전달받아 회전된다.

이를 위하여 상기 밸브하우징(300)의 상부에는 세그먼트기어가 안착되는 수용홈(320)이 형성된다.

상기 수용홈(320)은 그 중앙을 관통 형성되어 상기 스로틀밸브(200)의 회전축(210)이 삽입되는 삽입공(321)이 형성된다.

그리고, 삽입공(321)의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어의 하부가 안착되는 제1안착홈(322)이 형성된다.

상기 제1안착홈(322)의 주위에는 제1안착홈(322)의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어에 내장되는 리턴스프링(400)이 안착되며, 그 저면에는 상기 리턴스프링(400)이 상기 회전축(210)에 대하여 동일한 동심축을 형성하도록 하는 수평조절부가 구비되는 제2안착홈(323)이 형성된다.

상기 리턴스프링(400)은 상기 스로틀밸브(200)가 구동모터(100)의 구동에 의해 개방되거나, 또는 폐쇄될 때 상기 구동모터(100)로부터 동력의 전달이 정지되면 상기 스로틀밸브(200)가 초기위치로 원위치 되도록 한다.

여기에서 상기 리턴스프링(400)은 일직선의 강선을 코일링 하여 형성되는 코일 스프링을 이용한다.

이러한 코일 스프링은 평면에 대하여 기울어 질수밖에 없는 구조적인 문제가 있다.

그 이유는, 코일형 스프링의 단부가 상부와 하부에 각각 필연적으로 배치되는데, 이로 인하여 리턴스프링(400)의 하부면을 보면, 단부(410)가 위치한 곳이 다른 곳에 대비하여 코일층이 한 층 더 형성됨으로써 평평한 곳에 리턴스프링(400)을 놓으면 코일형 스프링의 단부(410)로 인하여 상기 리턴스프링(400)이 상기 제2안착홈(323)의 저면에 대하여 수직하게 직립할 수 없게 된다.

본 발명은 상기 제2안착홈(323)에 상기 리턴스프링(400)이 직립할 수 있도록 하는 상기 수평조절부가 구비된다.

도 3은, 본 발명에 따른 수용홈(320)을 도시한 도면이고, 도 4는, 리턴스프링(400)을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하여 상기 수평조절부를 더욱 상세히 설명하면, 상기 수평조절부는 제2안착홈(323)의 저면이 경사지게 형성된다.

즉, 상기 리턴스프링(400)이 안착되는 제2안착홈(323)의 저면에 경사면을 형성하고, 상기 리턴스프링(400)의 단부(410)가 경사면 중 위상이 낮은 곳에 배치되도록 하여 리턴스프링(400)의 동심축이 상기 회전축(210)과 동일한 수직축을 형성할 수 있게 하는 것이다.

이를 위하여 상기 수평조절부는, 제2안착홈(323)의 저면이 경사지는 높이가 상기 리턴스프링(400)을 형성하는 선재 직경의 1/2~1배가 되도록 한다.

즉, 상기 제2안착홈(323)의 저면 중에서 위상이 가장 낮은 곳과 위상이 가장 높은 곳의 높이 차이가 리턴스프링(400)을 형성하고 있는 선재의 직경에 대비하여 1/2~1배가 되는 것이다.

이에 따라, 상기 리턴스프링(400)의 기울임을 방지하여 상기 스로틀밸브(200)의 안정적인 리턴구동을 도모할 수 있다.

또, 상기 제2안착홈(323)의 저면에는, 일정 간격으로 이격되어 함몰되는 홈부(324)가 복수로 형성된다.

상기 홈부(324)는, 제2안착홈(323)의 저면과 상기 리턴스프링(400)의 하부와의 마찰을 감소시켜 구동모터(100)에 의한 스로틀밸브(200) 개방을 원활하게 한다.

특히, 제2안착홈(323)의 저면과 리턴스프링(400)의 하부와의 접촉면적을 감소시킴으로써 세그먼트기어 구동시 소음을 저감하는 한편, 상기 밸브하우징(300)의 중량을 저감할 수 있는 효과도 있다.

이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.

100 : 구동모터
200 : 스로틀밸브
210 : 회전축
300 : 밸브하우징
310 : 흡기구
320 : 수용홈
321 : 삽입공
322 : 제1안착홈
323 : 제2안착홈
324 : 홈부
400 : 리턴스프링
410 : 리턴스프링의 단부

Claims (4)

1. 구동모터에 의해 흡기구에 구비된 스로틀밸브의 개도량을 제어하고, 상기 구동모터의 동력을 상기 스로틀밸브에 전달하는 세그먼트기어가 안착되는 수용홈이 형성되는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징에 있어서,
   상기 수용홈은,
   상기 수용홈의 중앙을 관통 형성되어 상기 스로틀밸브의 회전축이 삽입되는 삽입공;
   상기 삽입공의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어의 하부가 안착되는 제1안착홈; 및
   상기 제1안착홈의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어에 내장되는 리턴스프링이 안착되며, 저면에는 상기 리턴스프링이 상기 회전축에 대하여 동일한 동심축을 형성하도록 하는 수평조절부가 구비되는 제2안착홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 수평조절부는,
   상기 제2안착홈의 저면이 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 수평조절부는,
   상기 제2안착홈의 저면이 경사지는 높이는 상기 리턴스프링을 형성하는 선재 직경의 1/2~1배 인 것을 특징으로 하는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2안착홈은,
   상기 제2안착홈의 저면에서 일정 간격으로 이격되어 함몰되는 홈부;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징.

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