KR101604415B1 - 원통캠을 이용한 밸브조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체는, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며, 중심축 상에 다각형홀이 형성된 회전기어; 상기 다각형홀에 삽입되는 다각형헤드가 상측에 구비되어 상기 회전기어와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며, 외주면에 비스듬히 경사진 슬라이드홈이 형성되는 슬라이더 원통캠; 상기 슬라이더 원통캠과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록, 상기 슬라이더 원통캠의 회전 중심부를 관통하는 승강샤프트; 상기 승강샤프트의 하측에 결합되는 밸브시트; 상기 슬라이더 원통캠을 둘러싸는 하우징; 및 일측이 상기 슬라이드홈에 슬라이딩 가능한 구조로 삽입되며 타측이 상기 하우징에 고정결합되는 베어링유닛;을 포함하여 구성된다.

Description

원통캠을 이용한 밸브조립체 {Valve assembly using cylindrical cam}

본 발명은 원통캠을 이용하여 회전운동을 직선운동으로 변환시킴으로써 밸브시트를 승강시키는 밸브조립체에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 때 밸브시트가 회전되는 것이 아니라 원통캠이 회전되는 구조로 구성되는 밸브조립체에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기가스는 연료가 실린더 내에서 고온/고압으로 압축되어 팽창된 다음 배기 매니폴드를 통해 대기 속으로 배출되는 가스이다. 이러한 배기가스는 대부분 수증기와 이산화탄소이며, 그밖에 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등의 유해물질을 포함하고 있다.

배기가스 재순환장치(EGR: Exhaust Gas Recirculation System)는 배기가스 중의 질소산화물을 감소시키는 수단으로서, 배기가스의 일부를 흡기 매니폴드로 다시 돌려보내어 혼합기가 연소될 때 연소 온도를 낮추어 질소산화물(NOx)의 생성량을 저감한다. 즉, 상기 질소산화물(NOx)은 연소온도를 저하시켜 발생량을 감소시킬 수 있고, 이러한 연소온도는 연소속도의 영향을 가장 많이 받는 것이므로 실린더 혼합기 자체의 공연비를 변화시키지 않고 밀도를 저하시키게 된다. 그러므로 연소속도가 저하되고 연소온도의 상승이 억제되면, 결과적으로 질소산화물을 저감시킬 수 있게 된다.

한편 배기가스 재순환밸브(Exhaust Gas Recirculation Valve, 이하 'EGR 밸브'라 함)는 배기 매니폴드와 흡기매니폴드 사이에 설치되어 공전 및 워밍업 이외의 회전에서만 EGR 밸브의 제어에 의해 통로를 개폐한다. 공전 및 워밍업 전에는 작동되지 않다가 공전 및 워밍업 이외의 회전에서 스로틀 밸브가 열리는 양에 따라 EGR밸브를 열어 엔진의 흡기 매니폴드에 배기가스의 일부를 재순환시켜 가능한 한 엔진 출력의 감소를 최소로 하면서 연소온도를 낮추어 질소산화물(NOx)의 배출량을 감소시키는 역할을 한다.

이와 같이 구성되는 종래의 EGR밸브는 고정된 원통캠을 이용하여 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 구조로 구성된다. 즉, 종래의 EGR밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 외력에 의해 회전되는 기어(10)와, 상기 기어(10)에 상하방향으로 슬라이딩 가능한 구조로 결합되는 슬라이딩바(20)와, 상기 슬라이딩바(20)의 외측으로 돌출되도록 장착되는 베어링유닛(60)과, 수직으로 세워져 상측이 상기 슬라이딩바(20)에 결합되고 하측에는 밸브시트(40)가 구비된 샤프트(30)와, 상기 슬라이딩바(20)와 샤프트(30)를 둘러싸는 원통형상을 이루되 상기 베어링유닛(60)이 삽입되어 슬라이딩되는 경사슬라이드홈(52)이 형성된 고정형원통캠(50)을 포함하여 구성된다.

따라서 종래의 EGR밸브는, 기어(10)가 회전됨에 따라 상기 기어(10)와 연결된 슬라이드바(20) 및 이에 결합된 베어링유닛(60) 역시 회전하게 되는데, 이때 상기 베어링유닛(60)은 경사슬라이드홈(52)을 타고 점진적으로 상승 또는 하강하게 되는바, 상기 베어링유닛(60)과 일체로 연결된 슬라이딩바(20), 샤프트(30), 밸브시트 역시 상승 또는 하강하면서 통로를 개폐시키게 된다.

이때 종래의 EGR밸브는 기어(10)가 회전력을 전달받았을 때 원통캠(50)은 고정되어 있고 슬라이딩바(20)와 베어링유닛(60), 샤프트(30), 밸브시트(40)가 회전되도록 구성되는데, 이와 같이 회전되는 부품이 많아지면 제품의 내구성이 떨어지고 진동 및 소음이 증가된다는 문제점이 있다. 특히, 밸브시트(40)가 통로를 개폐시킬 때 상하방향으로 승강 운동만 하는 것이 아니라 회전운동까지 같이 하게 되면, 밸브시트(40)의 마모가 증가되고 이에 따라 개폐 신뢰성이 낮아진다는 문제도 발생된다.

KR 10-1225682 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 밸브시트 승강 시 회전되는 부품수를 최소화시켜 내부 구조가 단순해질 수 있고, 밸브시트의 마모를 줄여 개폐동작의 신뢰성이 높아질 수 있으며, 동작 시 발생되는 진동 및 소음을 최소화시킬 수 있는 밸브조립체를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체는, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며, 중심축 상에 다각형홀이 형성된 회전기어; 상기 다각형홀에 삽입되는 다각형헤드가 상측에 구비되어 상기 회전기어와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며, 외주면에 비스듬히 경사진 슬라이드홈이 형성되는 슬라이더 원통캠; 상기 슬라이더 원통캠과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록, 상기 슬라이더 원통캠의 회전 중심부를 관통하는 승강샤프트; 상기 승강샤프트의 하측에 결합되는 밸브시트; 상기 슬라이더 원통캠을 둘러싸는 하우징; 및 일측이 상기 슬라이드홈에 슬라이딩 가능한 구조로 삽입되며 타측이 상기 하우징에 고정결합되는 베어링유닛;을 포함하여 구성된다.

상기 승강샤프트는 원형봉 형상을 이루되, 상기 슬라이더 원통캠에 삽입된 부위에 단턱이 형성되고, 상기 슬라이더 원통캠의 상면과 대응되는 지점에는 원반 형상의 플랜지가 구비된다.

상기 슬라이더 원통캠의 상측으로 돌출된 상기 승강샤프트의 상단에 장착되는 마그네트와, 상기 마그네트의 높이를 감지하는 홀센서를 더 포함한다.

상기 슬라이더 원통캠이 위치한 지점을 둘러싸는 코일형상으로 형성되어, 상기 회전기어에 하향 탄성력을 인가하는 리턴스프링을 더 포함한다.

상기 승강샤프트 중 상기 밸브시트가 결합된 지점의 상측 외주면에는 그루브가 형성되고, 상기 승강샤프트가 최대한 하강되었을 때 상기 그루브를 덮을 수 있는 원통형상으로 형성되되 상기 그루브와 대응되는 부위의 내경은 상기 승강샤프트의 외경보다 크고 하단은 상기 승강샤프트의 외측면에 밀착되는 커버를 더 포함한다.

상기 슬라이드홈은, 길이방향 양측이 가운데 부위보다 경사가 완만한 형상으로 형성된다.

본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체는, 밸브시트 승강 시 회전되는 부품수가 최소화되어 내부 구조가 간단하며, 밸브시트의 마모를 줄여 개폐동작의 신뢰성이 향상되고, 동작 시 발생되는 진동 및 소음이 감소되며, 밸브시트 개폐 시 승강샤프트의 외측면을 타고 이물질이 유입되는 현상이 방지된다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 밸브조립체 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체의 내부구조를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체의 사시단면도이다.
도 4는 회전기어와 슬라이더 원통캠의 결합구조를 도시하는 분해사시도이다.
도 5는 승강샤프트에 슬라이더 원통캠 및 베어링유닛이 장착되는 구조를 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체의 작동상태도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체의 내부구조를 도시하는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체의 사시단면도이며, 도 4는 회전기어와 슬라이더 원통캠의 결합구조를 도시하는 분해사시도이다.

본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체는 외부로부터 전달받은 회전력을 직선 이송력으로 변환시켜 밸브시트(400)를 승강시키기 위한 장치로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며 중심축 상에 다각형홀(102)이 형성된 회전기어(100)와, 상기 다각형홀(102)에 삽입되는 다각형헤드(220)가 상측에 구비되고 외주면에 비스듬히 경사진 슬라이드홈(210)(도 6 참조)이 형성되는 슬라이더 원통캠(200)과, 상기 슬라이더 원통캠(200)의 회전 중심부를 관통하는 승강샤프트(300)와, 상기 승강샤프트(300)의 하측에 결합되는 밸브시트(400)와, 상기 슬라이더 원통캠(200)을 둘러싸는 하우징(700)과, 일측이 상기 슬라이드홈(210)에 슬라이딩 가능한 구조로 삽입되며 타측이 상기 하우징(700)에 고정결합되는 베어링유닛(600)을 포함하여 구성된다.

상기 회전기어(100)는 가장자리 부위가 하향 연장된 캡 형상을 이루되, 하향으로 연장된 부위의 외측면에 기어이빨이 형성되어 구동모터(110)로부터 제공되는 회전력에 의해 회전하도록 구성된다. 일반적으로 구동모터(110)의 회전력을 매우 빠르므로 본 실시예에 도시된 바와 같이 복수 개의 기어를 통해 감속된 이후 상기 회전기어(100)로 전달되도록 구성됨이 바람직하다.

상기 슬라이더 원통캠(200)의 상측에 구비된 다각형헤드(220)는 회전기어(100)의 다각형홀(102)에 비해 약간 작은 크기로 제작되는바, 상기 슬라이더 원통캠(200)은 회전기어(100)가 회전될 때 상기 회전기어(100)와 일체로 회전되지만, 외부로부터 승강력을 전달받았을 때에는 회전기어(100)에 결합된 상태를 유지하며 독립적으로 상승 또는 하강을 할 수 있게 된다. 즉, 다각형헤드(220)가 다각형홀(102)에 삽입되고 베어링유닛(600)의 일측이 슬라이드홈(210)에 삽입된 상태에서 구동모터(110)가 작동되어 회전기어(100)가 회전되면, 상기 슬라이더 원통캠(200) 역시 회전기어(100)와 함께 회전을 하게 되며, 베어링유닛(600)의 일측은 슬라이드홈(210)의 길이방향을 따라 슬라이딩하게 된다. 이때, 상기 베어링유닛(600)은 하우징(700)에 고정 결합되어 있으므로 슬라이더 원통캠(200)이 회전을 하게 되는데, 본 발명에 의한 밸브조립체는 이와 같이 슬라이더 원통캠(200)이 회전이나 승강 중 어느 한 동작만을 하는 것이 아니라, 회전과 승강을 동시에 구현하면서 승강샤프트(300) 및 이에 결합된 밸브시트(400)를 수직방향으로 이동시키도록 구성된다는 점에 구성상의 특징이 있다. 이와 같이 슬라이더 원통캠(200)이 회전 및 승강이 동시에 이루어짐에 따라 밸브시트(400)가 작동되는 동작원리나, 이에 따른 효과 등에 대해서는 이하 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

또한 상기 승강샤프트(300)는 슬라이더 원통캠(200)의 회전축을 관통하도록 삽입 설치되는데, 이때 상기 승강샤프트(300)가 슬라이더 원통캠(200)에 끼워맞춤 방식으로 삽입되어 상기 슬라이더 원통캠(200)과 일체로 회전되는 것이 아니라, 승강은 상기 슬라이더 원통캠(200)과 일체로 이루어지지만 회전은 슬라이더 원통캠(200)과 독립적으로 이루어지도록 구성된다는 점에 구성상의 특징이 있다. 즉, 상기 승강샤프트(300)는 슬라이더 원통캠(200)과 독립적으로 회전될 수 있도록 횡단면이 원형으로 형성되는 봉 형상(원형봉 형상)으로 제작되며, 상기 슬라이더 원통캠(200)과 일체로 승강될 수 있도록 상기 슬라이더 원통캠(200)에 삽입된 부위의 중단에 단턱이 형성되고 상기 슬라이더 원통캠(200)의 상면과 대응되는 지점에는 원반 형상의 플랜지(310)가 장착되도록 구성된다.

따라서 슬라이더 원통캠(200)이 회전을 하면서 승강될 때, 상기 승강샤프트(300) 및 이에 결합된 밸브시트(400)는 회전은 하지 아니하고 슬라이더 원통캠(200)을 따라 승강만 하게 된다는 점에 가장 큰 특징이 있다. 즉, 종래의 밸브조립체와 같이 샤프트(30) 및 이에 결합된 밸브시트(40)가 회전을 하면서 승강을 하게 되면, 상기 밸브시트(40)가 유로 입구를 개폐시킬 때 상기 유로 입구와 미끄럼마찰이 발생되므로, 밸브시트(40)의 마모가 빠르게 진행되어 상기 밸브시트(40)의 수명이 현저히 단축될 뿐만 아니라, 밸브시트(40) 손상에 의해 유로 입구의 개폐가 확실하게 이루어지지 못하는 경우가 발생될 수 있다는 문제점이 있다. 그러나 본 발명에 의한 밸브조립체는 밸브시트(400)가 유로 입구를 개폐시키기 위해 승강될 때 회전동작을 하지 아니하므로, 유로 입구와의 미끄럼마찰이 발생되지 아니하여 밸브시트(400)의 마모가 쉽게 이루어지지 아니하게 된다는 장점이 있다. 또한 밸브시트(400)의 마모가 발생되지 아니하면 유로 입구의 개폐 신뢰성이 높아지므로, 본 발명에 의한 밸브조립체의 전체적인 성능이 향상된다는 장점이 있다.

한편, 승강샤프트(300)가 원형봉 형상으로 형성된다 하더라도, 승강샤프트(300)와 슬라이더 원통캠(200) 사이에 마찰력이 일정 수준 이상 형성되면 승강샤프트(300)가 슬라이더 원통캠(200)을 따라 일정 각도 회전될 수도 있다. 이와 같이 승강샤프트(300)가 회전하는 것을 강제적으로 방지할 수 있도록 즉, 상기 승강샤프트(300)가 회전은 절대로 이루어지지 아니하고 승강만이 이루어질 수 있도록, 상기 승강샤프트(300)의 외측면에는 수직방향의 직선홈(미도시)이 형성되고 상기 하우징(700)에는 직선홈에 삽입되는 가이드돌기(미도시)가 마련될 수도 있다. 이와 같이 외력에 의해 움직이는 부재가 어느 일방향으로만 왕복 이송될 수 있도록 직선홈 및 가이드돌기를 형성하는 기술은 본 발명이 해당하는 기술분야에서 이미 상용화된 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 종래의 밸브조립체는 샤프트(30)의 승강과 회전이 동시에 이루어지므로, 샤프트(30)의 승강 거리를 정확하게 측정하는데 한계가 있었다. 따라서 기어(10)에 장착된 마그넷의 필드 변화량을 감지하여 샤프트(30)의 승강 거리를 산출하는 방식을 사용해 왔는데, 이와 같은 방식 역시 샤프트(30)의 승강 거리를 간접적으로 측정하는 것이므로 정확도가 떨어진다는 단점이 있었다.

본 발명에 의한 밸브조립체는 상기 슬라이더 원통캠(200)의 상측으로 돌출된 승강샤프트(300)의 상단에 마그네트(500)를 장착시키고, 상기 마그네트(500) 일측에 마그네트(500)의 높이를 감지하는 홀센서(510)를 설치하여, 상기 마그네트(500)의 위치를 감지함으로써 승강샤프트(300)의 승강 거리를 직접적으로 측정할 수 있도록 구성된다는 점에 특징이 있다. 본 발명에 포함되는 승강샤프트(300)는 회전은 하지 아니하고 상하방향으로의 직선 왕복운동만을 하게 되므로, 본 실시예와 같이 승강샤프트(300)에 마그네트(500)를 직접 장착시키고 상기 마그네트(500)의 직선 변위를 직접 감지하더라도 오차가 거의 발생하지 아니하고, 이에 따라 밸브시트(400)의 유로 개폐량 산출을 보다 정확하게 수행할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 승강샤프트(300)가 원활하게 승강될 수 있기 위해서는 승강샤프트(300)와 하우징(700) 사이에 약간의 이격거리가 확보되어야 하는데, 외부로부터 유입된 먼지나 이물질이 승강샤프트(300)와 하우징(700) 사이의 이격공간을 통해 슬라이더 원통캠(200)이나 회전기어(100) 측으로 유입되면 승강샤프트(300)의 동작이 정상적으로 이루어지지 아니할 수 있다.

따라서 본 발명에 의한 밸브조립체는 밸브시트(400)를 지나 내측으로 인입된 먼지나 이물질이 승강샤프트(300)의 외측면을 타고 유입되지 못하도록, 상기 승강샤프트(300) 중 상기 밸브시트(400)가 결합된 지점의 상측 외주면에는 그루브(320)가 형성되고, 상기 승강샤프트(300)의 그루브(320)는 원통 형상의 커버(720)에 의해 덮이도록 구성될 수 있다. 상기 커버(720)는 도 3에 도시된 바와 같이 승강샤프트(300)가 최대한 하강되었을 때 그루브(320)를 덮도록 위치되며, 그루브(320)와 대응되는 부위(가운데 부위와 상측 부위)의 내경은 상기 승강샤프트(300)의 외경보다 크되, 하측은 아래로 갈수록 지름이 점차적으로 좁아져 하단이 승강샤프트(300)의 외측면에 밀착되도록 구성된다.

상기 커버(720)는 하우징(700)에 고정 결합되고 승강샤프트(300)와는 단순히 접촉된 상태를 유지하는바, 승강샤프트(300)가 상승하여 그루브(320)가 형성된 부위가 하우징(700) 내측으로 인입되면, 상기 그루브(320)와 커버(720) 사이의 내부공간에 채워져 있던 기체가 순간적으로 아래로 밀려 커버(720)의 하단을 통해 외부로 배출된다. 즉, 승강샤프트(300)가 상승함에 따라 그루브(320)를 채우고 있던 기체가 커버(720) 하단과 승강샤프트(300) 외측면 사이를 통해 배출되므로, 먼지나 이물질이 승강샤프트(300)의 외측면과 커버(720) 사이로 유입되어 원통캠이나 회전기어(100) 등과 같은 구동유닛 내측으로 전달되는 현상이 발생되지 아니하게 되고, 이에 따라 밸브조립체의 내구성이 향상된다는 장점이 있다.

도 5는 승강샤프트(300)에 슬라이더 원통캠(200) 및 베어링유닛(600)이 장착되는 구조를 도시하는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 원통캠을 이용한 밸브조립체의 작동상태도이다.

도 3에 도시된 상태에서 외부로부터 인가된 회전력이 회전기어(100)로 전달되어 도 5에 도시된 바와 같이 상기 회전기어(100)가 시계방향으로 회전하게 되면, 상기 슬라이더 원통캠(200) 역시 시계방향으로 회전하게 된다. 이때 하우징(700)에 고정 결합되어 있는 베어링유닛(600)이 슬라이드홈(210)의 좌상측 끝단에 위치하고 있는 상태에서 슬라이더 원통캠(200)이 시계방향으로 회전하면 상기 베어링유닛(600)이 슬라이드홈(210)의 우하측 끝단에 위치되도록 상기 슬라이더 원통캠(200)이 상승하게 된다. 반대로, 슬라이더 원통캠(200)이 상승하여 있는 상태에서 회전기어(100)가 반시계방향으로 회전하면, 상기 슬라이더 원통캠(200)은 반시계방향으로 회전하면서 하강을 하게 된다. 또한 상기 슬라이더 원통캠(200)이 회전을 하면서 승강하는 동안 승강샤프트(300) 및 이에 결합된 밸브시트(400)는 회전운동은 하지 아니하고 상승 및 하강을 하면서 유로를 개폐시키게 된다.

이와 같이 본 발명에 의한 밸브조립체는 슬라이더 원통캠(200)만이 회전을 하면서 승강하고 나머지 승강샤프트(300) 및 밸브시트(400)는 승강만 하게 되므로, 유로 개폐 작동 시 발생되는 소음 및 진동이 현저히 감소되고, 각 부품들의 마모가 감소하여 수명이 길어진다는 장점이 있다.

또한, 회전운동이 직선운동으로 변환되는 것은 베어링유닛(600)과 슬라이드홈(210) 사이에서 이루어지는바, 베어링유닛(600)과 슬라이드홈(210) 사이에는 비교적 진동이 크게 발생된다. 이때 종래의 밸브조립체는 베어링유닛(60)이 샤프트(30)에 결합되어 있으므로 베어링유닛(60)과 슬라이드홈(52) 사이에서 발생되는 진동이 샤프트(30)로 전달되어, 밸브시트(40)의 안착위치에 오차가 발생될 수 있다는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에 의한 밸브조립체는, 슬라이드홈(210)을 따라 슬라이딩하는 베어링유닛(600)이 승강샤프트(300)에 결합되는 것이 아니라 하우징(700)에 결합되므로, 베어링유닛(600)과 슬라이드홈(210) 사이에서 발생되는 진동이 승강샤프트(300)로 전달되지 아니하게 되고, 이에 따라 밸브시트(400)가 정확한 위치로 안착될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 슬라이더 원통캠(200)이 상승할 때 회전기어(100)는 상승하지 아니하고 슬라이더 원통캠(200)만이 상승해야 하는데, 다각형헤드(220)와 다각형홀(102) 간의 마찰력에 의해 회전기어(100)가 슬라이더 원통캠(200)을 따라 상승하는 현상이 발생될 수 있다. 이와 같이 회전기어(100)가 슬라이더 원통캠(200)을 따라 상승하면 작동 소음 및 진동이 증가될 뿐만 아니라, 회전기어(100)와 슬라이더 원통캠(200)이 모두 상승하여 있는 상태에서 슬라이더 원통캠(200)만이 하강하게 되면 상기 다각형헤드(220)가 다각형홀(102)로부터 탈거될 우려가 있으므로, 상기 회전기어(100)는 승강되지 아니하고 시계방향 또는 반시계방향으로 회전만 가능하도록 구성됨이 바람직하다.

따라서 본 발명에 의한 밸브조립체는 상기 회전기어(100)에 하향 탄성력을 인가함으로서 상기 회전기어(100)의 승강을 방지하는 리턴스프링(710)이 추가로 장착됨이 바람직하다. 상기 리턴스프링(710)은 상기 회전기어(100)에 하향 탄성력을 인가할 수만 있다면 핀스프링이나 판스프링 등 어떠한 종류의 스프링으로도 적용될 수 있으나, 장시간 동안 지속적으로 외력이 인가되더라도 소성변형되지 아니하고 일정하게 탄성력을 발생시킬 수 있도록, 슬라이더 원통캠(200)이 위치한 지점을 둘러싸는 코일형 스프링으로 적용됨이 바람직하다.

또한, 밸브시트(400)의 개폐가 빠르게 구현되기 위해서는 슬라이드홈(210)의 경사도가 크게 형성되어야 하는데, 상기 슬라이드홈(210)의 경사도가 크게 형성되면 밸브시트(400)가 유로입구에 빠르게 부딪히게 되어 상기 밸브시트(400)에 큰 충격력이 인가되므로 밸브시트(400)의 내구성이 저하된다는 문제가 발생된다. 밸브시트(400)의 내구성을 높이기 위해서는 즉, 밸브시트(400)가 유로입구에 천천히 안착되도록 하기 위해서는 슬라이드홈(210)의 경사도를 완만하게 제작해야 하는데, 슬라이드홈(210)의 경사도가 완만해지면 밸브시트(400)의 개폐에 많은 시간이 소요된다는 문제가 발생된다.

본 발명에 의한 밸브조립체는 이와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 즉, 밸브조립체가 개폐되는데 소요되는 시간을 기준치 이하로 유지하면서도 밸브시트(400)가 유로입구에 천천히 안착될 수 있도록, 상기 슬라이드홈(210)은 길이방향 양측이 가운데 부위보다 경사가 완만한 형상으로 형성됨이 바람직하다.

이와 같이 슬라이드홈(210)의 경사도가 부위별로 상이한 프로파일을 갖게 되면, 밸브시트(400)의 개폐가 완료되는 시점의 밸브시트(400) 승강속도가 감소되므로 상기 밸브시트(400)에 인가되는 충격력을 최소화시킬 수 있으면서, 밸브시트(400)의 개폐가 완료되는 시점을 제외한 나머지 시점에서는 밸브시트(400)의 승강이 빠르게 이루어지므로 밸브시트(400)의 개폐에 많은 시간이 소요되지 아니하게 된다는 장점을 얻을 수 있다.

또한, 밸브시트(400)가 유로입구를 닫는 시점에서 밸브시트(400) 속도가 감소되면, 밸브시트(400)가 유로입구를 닫는 시점에서의 밸브시트(400) 이송력은 커지게 되므로, 밸브 닫힘력이 극대화된다는 효과도 얻을 수 있게 된다.

상기 슬라이드홈(210)의 경사각은 본 발명에 의한 밸브조립체의 용도 및 밸브시트(400)의 강도 등 여러 조건에 따라 다양하게 변경 적용될 수 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 : 회전기어 102 : 다각형홀
110 : 구동모터 200 : 슬라이더 원통캠
210 : 슬라이드홈 220 : 다각형헤드
300 : 승강샤프트 310 : 플랜지
320 : 그루브 400 : 밸브시트
500 : 마그네트 510 : 홀센서
600 : 베어링유닛 700 : 하우징
710 : 리턴스프링 720 : 커버

Claims (6)

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3. 삭제
4. 삭제
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6. 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며, 중심축 상에 다각형홀이 형성된 회전기어;
   상기 다각형홀에 삽입되는 다각형헤드가 상측에 구비되어 상기 회전기어와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며, 외주면에 비스듬히 경사진 슬라이드홈이 형성되는 슬라이더 원통캠;
   상기 슬라이더 원통캠과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록, 원형봉 형상으로 형성되어 상기 슬라이더 원통캠의 회전 중심부를 관통하며, 상기 슬라이더 원통캠에 삽입된 부위에 단턱이 형성되고, 상기 슬라이더 원통캠의 상면과 대응되는 지점에는 원반 형상의 플랜지가 구비되는 승강샤프트;
   상기 슬라이더 원통캠이 위치한 지점을 둘러싸는 코일형상으로 형성되어, 상기 회전기어에 하향 탄성력을 인가함으로써 상기 회전기어의 승강을 방지하는 리턴스프링;
   상기 승강샤프트의 하측에 결합되는 밸브시트;
   상기 슬라이더 원통캠을 둘러싸는 하우징;
   일측이 상기 슬라이드홈에 슬라이딩 가능한 구조로 삽입되며 타측이 상기 하우징에 고정결합되는 베어링유닛;
   상기 슬라이더 원통캠의 상측으로 돌출된 상기 승강샤프트의 상단에 장착되는 마그네트; 및
   상기 마그네트의 높이를 감지하는 홀센서;
   를 포함하되,
   상기 승강샤프트 중 상기 밸브시트가 결합된 지점의 상측 외주면에는 그루브가 형성되고, 상기 승강샤프트가 최대한 하강되었을 때 상기 그루브를 덮을 수 있는 원통형상으로 형성되되 상기 그루브와 대응되는 부위의 내경은 상기 승강샤프트의 외경보다 크고 하단은 상기 승강샤프트의 외측면에 밀착되는 커버가 추가로 구비되고,
   상기 슬라이드홈은, 길이방향 양측이 가운데 부위보다 경사가 완만한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.

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