KR101469390B1 - 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스로틀밸브의 리턴스프링이 밸브하우징에 형성된 외측홈에 안착될 때 상기 리턴스프링과 외측홈이 밀착되게 하여 상기 리턴스프링이 안정적으로 구동할 수 있는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징에 관한 것이다.
이를 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 중앙에 관통 형성되어 상기 스로틀밸브의 회전축이 삽입되는 삽입공과, 상기 삽입공의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어가 안착되는 내측홈과, 상기 내측홈의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어에 구비되어 상기 스로틀밸브의 원위치 복귀구동을 위한 리턴스프링이 안착되고, 내부면에는 상기 리턴스프링의 측부에 밀착되는 지지부가 형성되는 외측홈을 포함한다.

Description

전자식 스로틀밸브의 밸브하우징{VALVE HOUSING OF ELECTRONIC THROTTLE}

본 발명은 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스로틀밸브의 리턴스프링이 밸브하우징에 형성된 외측홈에 안착될 때 상기 리턴스프링과 외측홈이 밀착되게 하여 상기 리턴스프링이 안정적으로 구동할 수 있는 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, 밸브하우징에 형성되어 리턴스프링이 안착되는 외측홈의 벽면이 상기 리턴스프링의 외주면에 밀착되게 하여 리턴스프링 장착시 안정적으로 안착되도록 하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 리턴스프링이 외측홈의 벽면에 밀착되어 외부에서 진동 발생시 상기 리턴스프링이 안정적으로 위치를 유지할 수 있는데 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 중앙에 관통 형성되어 상기 스로틀밸브의 회전축이 삽입되는 삽입공과, 상기 삽입공의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어가 안착되는 내측홈과, 상기 내측홈의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어에 구비되어 상기 스로틀밸브의 원위치 복귀구동을 위한 리턴스프링이 안착되고, 내부면에는 상기 리턴스프링의 측부에 밀착되는 지지부가 형성되는 외측홈을 포함한다.

상기 지지부는, 상기 외측홈의 내부면 중에서 외측홈의 외주연에 형성된 벽면이 상기 리턴스프링의 측부에 밀착된다.

상기 외측홈의 외주연에 형성된 벽면은 상기 벽면의 하부에서 상부로 이어지는 복수의 구배가 형성된다.

상기 외측홈의 외주연에 형성된 벽면은 벽면의 하부에서 상부로 갈수록 직경이 증가하는 테이퍼 형상인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제의 해결 수단에 의하여,

본 발명은, 밸브하우징에 형성되어 리턴스프링이 안착되는 외측홈의 벽면이 상기 리턴스프링의 외주면에 밀착되게 하여 리턴스프링을 안정적으로 장착할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 리턴스프링이 외측홈의 벽면에 밀착되어 외부에서 진동 발생시 상기 리턴스프링이 안정적으로 위치를 유지할 수 있는 효과도 있다.

도 1은, 전자식 스로틀밸브를 도시한 도면.
도 2는, 본 발명에 따른 밸브하우징을 도시한 도면.
도 3은, 본 발명에 따른 외측홈을 도시한 도면.
도 4는, 외측홈에 형성된 구배를 도시한 단면도.

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 구통모터는 도면에 도시되지 않은 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 개페하는 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 내측홈(322)이 형성된다.

상기 내측홈(322)의 주위에는 내측홈(322)의 내주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어에 구비되는 리턴스프링이 안착되는 외측홈(323)이 형성된다. 상기 리턴스프링은 상기 스로틀밸브(200)의 개폐시 원위치로 복귀구동을 하기 위한 구동력을 제공한다.

상기 외측홈(323)의 내부면에는 상기 리턴스프링의 측부에 밀착되는 지지부가 형성되어 상기 리턴스프링의 유동을 방지한다.

상기 리턴스프링은 상기 외측홈(323)에 안착되어 상기 세그먼트기어의 회동에 의해 탄성변형 되는데, 이 때, 상기 외측홈(323) 내에서 리턴스프링이 원활하게 탄성변형 되도록 하기 위하여 상기 외측홈(323)은 리턴스프링의 직경보다 큰 외경을 가지도록 충분한 공간을 형성한다.

그러나, 리턴스프링의 탄성변형을 고려하여 충분한 도넛 형상의 공간을 형성하는 외측홈(323) 내부에서 리턴스프링이 유동되어 소음을 유발하거나, 또는 리턴스프링의 탄성변형으로 인하여 발생하는 구동력이 손실되기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 상기 외측홈(323)의 내부면에 상기 지지부가 형성되는 것을 주요 기술적 특징으로 한다.

도 3은, 본 발명에 따른 외측홈(323)을 도시한 도면이고, 도 4는, 외측홈(323)에 형성된 구배(324)를 도시한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 지지부는 상기 외측홈(323)의 내부면 중에서 외측홈(323)의 외주연에서 상방으로 형성된 벽면이 상기 리턴스프링의 측부에 밀착되게 형성된다.

이 때, 상기 벽면의 전체 면적이 상기 리턴스프링의 측부에 밀착될 경우 오히려 상기 탄성스프링의 정상적인 탄성변형을 방해하여 스로틀밸브(200)의 원위치 복귀구동을 기대할 수 없다.

상기 탄성스프링은 세그먼트기어가 탄성스프링의 코일링 방향에 대하여 정방향, 또는 역방향으로 회전할 때 탄성스프링의 직경이 일부 증가하거나 감소하게 되는데, 상기 벽면이 린턴스프링에 완전히 밀착된 경우에는 상기 탄성스프링의 직경이 일부 증가하는 탄성변형시 밀착된 벽면으로 인하여 탄성스프링이 원활한 탄성변형될 수 없는 문제가 발생한다.

따라서 본 발명에서는 상기 외측홈(323)의 외주연에서 상방으로 연장된 벽면에 있어서, 해당 벽면의 하부에서 상부로 이어지는 복수의 구배(324)가 형성된다.

즉, 해당 벽면은 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 하부에서 상부로 갈수록 직경이 증가하는 테이퍼 형상이 된다.

이 때, 상기 구배(324)는 벽면의 하부에서 상부로 이어지는 단일한 경사면을 형성하거나, 또는 계단식의 단턱이 복수로 구비될 수 있다.

본 발명에서는 상기 벽면에 2단 내지 3단 구배(324)가 형성되되, 벽면의 하부와 상부를 완만하게 연결하는 경사면으로 형성된다.

상기 벽면의 형상으로 인하여 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 내측홈(322)에 세그먼트기어 장착시 상기 리턴스프링이 외측홈(323)에 정확히 안착되도록 안내하여 조립을 용이하게 하는 효과가 있다.

그리고 상기 탄성스프링의 원형에서는 벽면의 하부가 탄성스프링의 측부를 지지하여 유동을 방지하고, 상기 탄성스프링의 탄성변형으로 인하여 탄성스프링의 직경이 증가할 때에는 상기 벽면에 형성된 구배(324)와 벽면의 하부에 대비하여 더 큰 직경을 갖는 상부로 인하여 탄성스프링의 탄성변형이 원활히 되는 이점이 있다.

또, 상기 벽면의 지지부로 인하여 외측홈(323) 내에서 탄성스프링의 유동을 방지하여 이로 인한 소음을 방지하는 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 : 내측홈
323 : 외측홈
324 : 구배

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 중앙에 관통 형성되어 상기 스로틀밸브의 회전축이 삽입되는 삽입공;
   상기 삽입공의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어가 안착되는 내측홈; 및
   상기 내측홈의 외주연을 따라 함몰되어 상기 세그먼트기어에 구비되어 상기 스로틀밸브의 원위치 복귀구동을 위한 리턴스프링이 안착되고, 내부면에는 상기 리턴스프링의 측부에 밀착되는 지지부가 형성되는 외측홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지부는,
   상기 외측홈의 내부면 중에서 외측홈의 외주연에 형성된 벽면이 상기 리턴스프링의 측부에 밀착되는 것을 특징으로 하는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 외측홈의 외주연에 형성된 벽면은 상기 벽면의 하부에서 상부로 이어지는 복수의 구배가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 외측홈의 외주연에 형성된 벽면은,
   벽면의 하부에서 상부로 갈수록 직경이 증가하는 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 전자식 스로틀밸브의 밸브하우징.

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