KR101611058B1 - 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치에 관한 것으로, 모터의 회전력을 전달받아 밸브유닛을 직선 이동시켜 자동차의 내연기관에서 발생된 배기가스를 흡기 매니폴드로 재순환시키는 통로를 개폐하고, 상기 모터의 회전력을 전달받아 상기 밸브유닛을 직선 이동시키는 동력전달 기어부, 작동 기어부를 상기 밸브유닛의 직선이동 방향과 일직선으로 배치하여 축력 및 마찰력을 저감시켜 동력 전달 과정에서 발생하는 동력 손실을 최소화하고, 가스 유로를 개폐하는 데 있어 안정적인 작동을 가능하게 하고, 작동 신뢰도를 향상시킨다.

Description

링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치{Exhaust Gas Re-circulation valve}

본 발명은 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 밸브유닛으로 동력을 전달하는 기어 및 밸브의 이동축을 일직선 상에 배치하여 안정적으로 모터의 동력을 전달받아 작동되는 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치에 관한 발명이다.

일반적으로 자동차에 설치된 엔진에서 배기되는 배기가스에서 발생되는 질소산화물(NOx)의 생성을 억제하기 위해 배기가스 재순환(EGR ; Exhaust Gas Recirculation) 밸브로 냉각된 배기가스의 일부를 혼합기에 더하여 실린더 내로 흡입시키고 있다.

배기가스를 재순환하기 위해 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드의 스로틀 밸브의 하류사이에서 배기가스를 재순환시키기 위한 통로를 형성하고, 상기 통로에 배기가스 재순환 밸브를 설치하여 상기 통로를 개폐하고 있다.

상기 배기가스 재순환 밸브는 배기가스가 흡입되고 배출되는 가스 유로를 구비하는 하우징과, 상기 가스 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브유닛과, 밸브유닛을 작동시키는 동력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 회전력을 상기 밸브유닛으로 전달하는 동력전달부를 포함한다.

상기 동력전달부는 상기 모터의 회전력을 직선이동으로 변환하여 상기 밸브유닛으로 전달하여 상기 모터의 작동에 의해 상기 밸브유닛이 직선 이동하여 상기 가스 유로를 선택적으로 개폐한다.

도 1을 참고하면, 국내특허등록 제1225682호 'EGR밸브 및 EGR밸브용 캠 그리고, EGR밸브용 캠의 제조방법'은 하우징(100) 내에서 구동모터(3)의 회전력을 구동모터(3)의 모터축에 마련되는 피니언기어에 맞물리는 제1기어(410)과 상기 제1기어(410)에 맞물리는 제2기어(420)로 전달하고, 상기 제2기어(420)의 회전축(430)에 연결되는 작동캠(210)으로 전달하여 상기 작동캠(210)의 회전으로 상기 작동캠(210)에 형성된 안내홈(211)에 삽입된 롤러(224)의 이동으로 하부스탬(222)을 직선이동시켜 밸브플레이트(223)으로 배기가스 유입구(121a)를 개폐하는 것을 개시하고 있다.

더 상세하게 도 2를 참고하면, 상기 국내특허등록 제1225682호의 EGR밸브는 모터축(30)에 마련된 피니언기어(405)에 상기 제1기어(410)의 상대적으로 직경이 큰 제1기어층(411)이 맞물리고, 상기 제1기어(420)의 상대적으로 직경이 작은 제2기어층(412)에 상기 제2기어(420)가 치합되며, 상기 제2기어(420)의 돌출된 회전축(430)에 상기 작동캠(210)이 결합되고, 상기 작동캠(210)의 일측에서 상부스탬(221)이 상기 롤러(224)에 연결되는 구조를 가진다.

즉, 국내특허등록 제1225682호의 EGR밸브는 상기한 바와 같이 상기 작동캠(210)이 실질적으로 구동모터(3)의 회전력을 전달받는 제2기어(420)와 별도로 제작되어 상기 제2기어(420)의 돌출된 회전축(430)에 결합되어 상기 회전축(430)의 축방향으로 이격되고, 구동모터(3)의 회전력을 전달받아 직선이동하는 상부스탬(221)은 상기 작동캠(210)의 안내홈(211)에 삽입되어 이동되는 롤러(224)와 연결되는 상기 작동캠(210)의 일측에서 연결되어 상기 회전축(430)의 축방향으로 상기 작동캠(210)과 이격된다.

그러나, 국내특허등록 제1225682호의 EGR밸브는 상기한 바와 같이 실질적으로 구동모터(3)의 회전력을 전달받는 상기 제2기어(420), 상기 제2기어(420)의 회전력을 전달받아 회전하는 상기 작동캠(210), 상기 작동캠(210)의 회전에 의해 직선이동하는 상부스탬(221) 및 하부스탬(222)가 각각 상기 회전축(430)의 방향으로 이격되게 배치되어 작동 중 축력(Side force)이 크게 발생되고 이에 따라 마찰력이 크게 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 국내특허등록 제1225682호의 EGR밸브는 구동모터(3)의 회전력을 전달하는 중에 축력 및 마찰력에 의해 동력 손실이 많이 발생하고, 작동이 안정적이지 못하여 배기가스를 재순환시키기 위한 가스 유로를 개폐하는 데 있어 신뢰도가 낮은 문제점이 있었다.

또한, 국내특허등록 제1225682호의 EGR밸브는, 실질적으로 구동모터(3)의 회전력을 전달받는 상기 제2기어(420)와 상기 작동캠(210)이 별도로 제작되어 제조비용이 많이 소요되고, 별도로 작동되므로 배기가스 재순환 시 가스 유로를 개폐하는 데 있어 신뢰도가 낮은 문제점이 있었다.

또한, 국내특허등록 제1225682호의 EGR밸브는 실질적으로 구동모터(3)의 회전력을 전달받는 상기 제1기어와 상기 제2기어(420)의 회전축이 일단부만 하우징에 지지되는 구조를 가져 작동 중 회전축에서 진동이 발생되어 동력 전달이 원활하지 못하고 동력 손실이 많이 발생하여 작동 신뢰도가 낮고, 회전축 및 기어가 진동에 의해 빈번하게 파손되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 모터의 회전력을 전달받는 기어와 밸브의 이동축을 일직선 상에 배치하여 축력 저감에 따른 마찰력을 감소시켜 안정적인 작동을 통해 배기가스 재순환을 위한 밸브 작동 신뢰성을 향상시킨 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는, 자동차의 내연기관에서 발생된 배기가스를 흡기 매니폴드로 재순환시키는 통로를 개폐하는 배기가스 재순환 밸브장치이며,

배기가스가 흡입되고 배출되는 가스 유로를 구비한 밸브 하우징;

직선이동하여 상기 가스 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브유닛;

상기 밸브유닛을 작동시키는 동력을 발생시키는 모터;

상기 모터의 회전력을 전달받아 상기 밸브유닛을 직선이동시키는 밸브작동부; 및

상기 모터의 회전력을 상기 밸브작동부로 전달하는 동력전달부를 포함하며,

상기 동력전달부는 상기 모터의 회전력을 전달하는 동력전달 기어부를 포함하고,

상기 밸브작동부는, 상기 동력전달 기어부에 맞물려 회전하는 작동 기어부; 및 일단부가 상기 작동 기어부의 측면에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 밸브유닛에 회전 가능하게 연결되어 상기 작동 기어부와 상기 밸브유닛을 상기 밸브유닛의 직선이동 방향과 일직선으로 배치되게 하는 작동 링크부를 포함한 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치를 제공함으로써 해결된다.

본 발명에서 상기 밸브작동부는, 상기 밸브유닛을 탄성 지지하는 스프링부를 더 포함한다.

본 발명에서 상기 밸브유닛은, 상기 밸브작동부에 의해 직선 이동하는 밸브 이동축과; 상기 밸브 이동축의 단부에 구비되어 가스 유로의 배출구를 개폐하는 밸브 디스크를 포함하며, 상기 작동 링크는, 상기 작동 기어부의 일 측면에 일단부가 회전 가능하게 연결되는 제1작동 링크, 및 상기 작동 기어부의 타 측면에 일단부가 회전 가능하게 연결되는 제2작동 링크를 포함한다.

본 발명에서 상기 밸브작동부는, 상기 밸브 이동축의 단부에 장착된 링크연결 브라켓트부를 포함하며, 상기 링크연결 브라켓트부는, 상기 밸브 이동축의 단부가 장착되는 브라켓트 바닥부; 상기 브라켓트 바닥부의 일 측에서 돌출되어 상기 제1작동 링크가 회전 가능하게 연결되는 제1링크 연결부; 및 상기 브라켓트 바닥부의 타 측에서 돌출되어 상기 제2작동 링크가 회전 가능하게 연결되는 제2링크 연결부를 포함한다.

본 발명에서 상기 모터의 모터 샤프트에는 메인 기어부가 구비되고, 상기 동력 전달기어부는 상기 메인 기어부에 맞물리는 제1중간기어부; 및 상기 제1중간기어부보다 작은 직경을 가지고 상기 제1중간기어부의 일측에 돌출되어 상기 작동 기어부에 맞물리는 제2중간기어부를 포함하며, 상기 제2중간기어부는 상기 작동 기어부에 맞물려 상기 작동 기어부와 상기 밸브 이동축이 직선 이동하는 방향과 일치되게 배치된다.

본 발명에서 상기 제1중간기어부와 상기 메인 기어부는 서로 맞물려 상기 작동 기어부와 이격되고 나란하게 배치된다.

본 발명에서 상기 동력전달 기어부는 제1회전축에 의해 회전 가능하게 상기 밸브 하우징에 지지되고, 상기 작동 기어부는 제2회전축에 의해 회전 가능하게 상기 밸브 하우징에 지지되고, 상기 밸브 하우징에는 상기 제1회전축의 양 단부와 상기 제2회전축의 양 단부를 각각 지지하는 제1축지지부와 제2축지지부가 구비된다.

본 발명에서 상기 밸브 하우징은, 배기가스가 유입되어 배출되는 가스 유로가 형성된 유로 몸체부; 및 상기 유로 몸체부 상에 일체로 구비되고, 상기 가스 유로와 연통되며 상기 밸브 이동축이 관통되는 이동축 관통구멍이 형성된 베이스 몸체부를 포함하며, 상기 제1축지지부와 상기 제2축지지부는 상기 베이스 몸체부 상에 이격되게 세워져 구비된다.

본 발명에서 상기 밸브작동부는, 상기 작동 기어부의 회전을 설정된 범위 내에서 제한하는 회전스토퍼부를 더 포함한다.

본 발명에서 상기 작동 기어부의 측면에는 상기 작동 기어부의 회전반경을 제한하도록 원호 형상의 스토퍼 홈 또는 스토퍼 구멍이 형성되고, 상기 회전스토퍼부는 상기 제1축지지부와 상기 제2축지지부 중 어느 한측에서 돌출되어 상기 스토퍼 홈 또는 상기 스토퍼 구멍 내로 삽입되는 스토퍼 핀을 포함한다.

본 발명은 모터의 회전력을 전달받는 기어와 밸브의 이동축을 일직선 상에 배치하여 축력 및 마찰력을 저감시켜 동력 전달 과정에서 발생하는 동력 손실을 최소화하고, 가스 유로를 개폐하는 데 있어 안정적인 작동을 가능하게 하고, 작동 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 간단한 링크 연결 구조로 모터의 회전력을 직선이동으로 변환시켜 가스 유로를 개폐함으로써 제조비용을 절감하고, 가스 유로를 개폐하는 데 있어 더 안정적인 작동을 가능하게 하고, 작동 신뢰도를 더 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 동력을 전달하는 기어의 회전축을 양단 지지하여 기어의 작동 시 진동발생을 최소화하며 기어 및 회전축의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 배기가스 재순환 밸브장치를 도시한 사시도.
도 2는 종래 배기가스 재순환 밸브장치를 도시한 개략도
도 3은 본 발명에 따른 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치를 도시한 단면도
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치의 작동 예를 도시한 개략도
도 7은 본 발명에 따른 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치의 일 실시 예를 도시한 개략도

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

본 발명은 자동차의 내연기관에서 발생된 배기가스를 흡기 매니폴드로 재순환시키는 통로를 개폐하는 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치에 관한 것이며, 도 3 및 도 4 참고하면, 본 발명에 따른 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치는 배기가스가 흡입되고 배출되는 가스 유로(11a)를 구비한 밸브 하우징(10), 상기 가스 유로(11a)를 선택적으로 개폐하는 밸브유닛(20), 상기 밸브유닛(20)을 작동시키는 동력을 발생시키는 모터(30), 및 상기 모터(30)의 회전력을 상기 밸브유닛(20)으로 전달하여 상기 밸브유닛(20)을 작동시키는 동력전달부(50)를 포함한다.

본 발명에 따른 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치는, 상기 동력전달부(50)로부터 상기 모터(30)의 회전력을 전달받아 상기 밸브유닛(20)을 직선이동시키는 밸브작동부(40)를 더 포함한다. 상기 밸브작동부(40)는, 상기 밸브유닛(20)을 직선 이동시켜 상기 밸브 하우징(10)의 상기 가스 유로(11a)를 선택적으로 개폐하도록 한다.

상기 밸브유닛(20)은 상기 밸브작동부(40)에 의해 직선 이동하는 밸브 이동축(21)과 상기 밸브 이동축(21)의 단부에 구비되어 가스 유로(11a)의 배출구를 개폐하는 밸브 디스크(22)를 포함한다.

상기 동력전달부(50)는 상기 모터(30)의 회전력을 상기 밸브작동부(40)로 전달하는 동력전달 기어부(51)를 포함하며, 상기 동력전달 기어부(51)는 제1회전축(50a)에 의해 회전 가능하게 상기 밸브 하우징(10)에 지지된다.

상기 밸브 하우징(10)에는 상기 제1회전축(50a)의 양 단부를 각각 지지하는 제1축지지부와 제2축지지부(14)가 구비된다.

즉, 상기 제1회전축(50a)의 양 단부는 각각 상기 제1축지지부와 상기 제2축지지부(14)에 결합되어 지지된다.

상기 밸브 하우징(10)은, 배기가스가 유입되어 배출되는 가스 유로(11a)가 형성된 유로 몸체부(11); 유로 몸체부(11) 상에 일체로 구비되고, 상기 가스 유로(11a)와 연통되며 상기 밸브 이동축(21)이 관통되는 이동축 관통구멍(12a)이 형성된 베이스 몸체부(12)를 포함하며, 상기 제1축지지부와 상기 제2축지지부(14)는 상기 베이스 몸체부(12) 상에 이격되게 세워져 구비된다.

상기 가스 유로(11a)는 배기가스가 유입되는 유입구와 배기가스를 배출시켜 자동차의 내연기관으로 공기를 흡입시키는 흡기 매니폴드로 유입시키는 배출구가 구비된다. 상기 배출구는 상기 밸브유닛(20)의 직선이동방향에서 상기 이동축 관통구멍(12a)과 연통되게 형성되어 상기 밸브 이동축(21)의 직선 이동 시 상기 밸브 디스크(22)에 의해 개폐되도록 한다.

상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14) 중 어느 한 측에는 상기 모터(30)가 내부로 삽입되는 모터 삽입부(15)가 구비되며, 상기 모터 삽입부(15)의 내부와 연통되며 상기 모터(30)의 모터 샤프트가 관통되는 샤프트 관통공(15a)이 구비된다.

상기 모터 삽입부(15) 내로 삽입된 상기 모터(30)는 모터 샤프트가 상기 샤프트 관통공(15a)을 통해 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)의 사이로 돌출된다.

상기 모터 샤프트에는 상기 동력전달 기어부(51)와 맞물리는 메인 기어부(60)가 구비된다. 상기 메인 기어부(60)는 피니언 기어인 것을 일 예로 한다.

상기 밸브작동부(40)는, 외주면의 적어도 일부에 상기 동력전달 기어부(51)에 맞물려 회전하며 상기 밸브 하우징(10)에 지지되는 제2회전축(41b)을 중심으로 회전하는 작동 기어부(41); 및 일단부가 상기 작동 기어부(41)의 측면에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 밸브유닛(20)에 회전 가능하게 연결되어 상기 작동 기어부(41)와 상기 밸브유닛(20)을 상기 밸브유닛(20)의 직선이동 방향과 일직선으로 배치되게 하는 작동 링크부(43)를 포함한다.

상기 작동 링크부(43)는 상기 작동 기어부(41)의 회전 중심에서 이격되게 일단부가 상기 작동 기어부(41)의 측면에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 밸브 이동축(21)의 단부 측에 회전 가능하게 연결된다.

상기 밸브작동부(40)는, 상기 밸브유닛(20)을 탄성 지지하는 스프링부(42)를 더 포함한다.

상기 밸브작동부(40)는, 상기 작동 링크부(43)의 타단부가 회전 가능하게 연결되며 상기 밸브 이동축(21)의 단부에 장착된 링크연결 브라켓트부(44)를 더 포함하며, 상기 링크연결 브라켓트부(44)는 상기 밸브 이동축(21)과 상기 작동 기어부(41)와 상기 밸브 이동축(21)의 직선 이동 방향과 일직선되게 배치된다.

상기 작동 링크부(43)는, 상기 작동 기어부(41)의 일 측면에 일단부가 회전 가능하게 연결되는 제1작동 링크(43a), 및 상기 작동 기어부(41)의 타 측면에 일단부가 회전 가능하게 연결되는 제2작동 링크(43b)를 포함하여 상기 작동 기어부(41)의 회전력을 상기 밸브유닛(20)으로 안정적으로 전달할 수 있도록 하고, 작동 중 하중을 분산시켜 내구성을 증대시키는 것이 바람직하다.

상기 링크연결 브라켓트부(44)는 상기 밸브 이동축(21)의 단부가 장착되는 브라켓트 바닥부(44a); 상기 브라켓트 바닥부(44a)의 일 측에서 돌출되어 상기 제1작동 링크(43a)가 회전 가능하게 연결되는 제1링크 연결부(44b), 상기 브라켓트 바닥부(44a)의 타 측에서 돌출되어 상기 제2작동 링크(43b)가 회전 가능하게 연결되는 제2링크 연결부(44c)를 포함한다.

상기 작동 기어부(41)는 양 측면에 상기 제1작동 링크(43a)의 일단부와 상기 제2작동 링크(43b)의 일단부가 각각 회전 가능하게 연결되고, 상기 제1작동 링크(43a)의 타단부와 상기 제2작동 링크(43b)의 타단부는 상기 제1링크 연결부(44b)와 상기 제2링크 연결부(44c)에 각각 회전 가능하게 연결됨으로써 상기 작동 기어부(41), 상기 링크연결 브라켓트부(44), 상기 밸브 이동축(21)은 동일 직선 상에 배치되고, 이는 상기 밸브 이동축(21)의 직선 이동방향과 일치한다.

상기 모터(30)의 작동에 의해 상기 가스 유로(11a)의 배출구를 여는 방향으로 즉, 상기 작동 링크부(43)의 일단부 측이 상기 밸브유닛(20)의 단부측과 근접하는 방향으로 상기 작동 기어부(41)가 상기 제2회전축(41b)을 중심으로 회전하면, 상기 작동 링크부(43)는 상기 작동 기어부(41)의 측면에 회전 가능하게 연결된 일단부 측이 상기 밸브유닛(20)의 단부측과 근접하는 방향으로 회전하여 이동하게 되고, 이 때 상기 작동 링크부(43)에 회전 가능하게 연결된 상기 밸브 이동축(21)이 상기 작동 링크부(43)에 의해 밀려 상기 가스 유로(11a)의 배출구를 여는 방향으로 직선이동되고, 상기 밸브 디스크(22)가 상기 가스 유로(11a)의 배출구를 열게 되어 배기가스를 내연 기관의 흡기 매니폴드 내로 유입되도록 한다. 이 때 상기 스프링부(42)는 압축된다.

상기 모터(30)의 작동에 의해 상기 가스 유로(11a)의 배출구를 닫는 방향 즉, 상기 작동 링크부(43)의 일단부 측이 상기 밸브유닛(20)의 단부측과 멀어지는 방향으로 상기 작동 기어부(41)가 회전하면 상기 작동 링크부(43)가 상기 밸브 이동축(21)을 당겨 상기 가스 유로(11a)를 닫는 방향으로 직선이동 시키며 이에 따라 상기 밸브 디스크(22)가 상기 가스 유로(11a)의 배출구를 닫어 배기가스가 내연 기관의 흡기 매니폴드 내로 유입되는 것을 차단한다.

상기 스프링부(42)는 상기 작동 링크부(43)에 의해 상기 밸브유닛(20)이 직선 이동할 때 발생하는 충격을 흡수하고, 완충하여 상기 밸브유닛(20)의 손상 및 파손을 방지하고, 상기 밸브유닛(20)의 내구성을 증대시킨다.

상기한 바와 같이 상기 밸브유닛(20)이 직선이동하여 상기 가스 유로(11a)의 배출구를 개폐할 때 상기 작동 기어부(41), 상기 밸브 이동축(21)이 상기 밸브 이동축(21)이 직선 이동하는 방향과 일치되게 배치됨으로써 작동 중 축력(Side force) 및 마찰력을 저감시켜 동력 전달 과정에서 발생하는 동력 손실을 최소화한다.

또한, 상기 작동 기어부(41)의 회전력이 상기 작동 링크부(43)에 의해 간단히 직선 이동으로 변환되어 상기 밸브 이동축(21)을 직선이동시킨다.

한편, 상기 제2회전축(41b)의 양 단부는 각각 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)에 결합되어 지지된다.

상기 동력전달 기어부(51)는 상기 메인 기어부(60)에 맞물리는 제1중간기어부(51a);

상기 제1중간기어부(51a)보다 작은 직경을 가지고 상기 제1중간기어부(51a)의 일측에 돌출되어 상기 작동 기어부(41)에 맞물리는 제2중간기어부(51b)를 포함한다.

상기 제1중간기어부(51a) 및 상기 제2중간기어부(51b)는 상기 제1회전축(50a)을 중심으로 동일한 회전중심에서 회전된다.

상기 동력전달 기어부(51)와 상기 동력전달 기어부(51)의 회전력을 전달받아 회전하는 상기 작동 기어부(41)는 각각 상기 제1회전축(50a)과 상기 제2회전축(41b)을 중심으로 회전하며, 상기 제1회전축(50a)은 양단부가 각각 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)에 결합되어 지지되고, 상기 제2회전축(41b)은 양단부가 각각 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)에 결합되어 지지된다.

상기 제1중간기어부(51a)와 상기 메인 기어부(60)는 서로 맞물려 상기 작동 기어부(41)와 이격되고 나란하게 배치되며, 상기 제2중간기어부(51b)는 상기 작동 기어부(41)에 맞물려 상기 작동 기어부(41)와 상기 밸브 이동축(21)이 직선 이동하는 방향과 일치된다.
상기 작동 기어부(41)와 상기 제2중간기어부(51b), 상기 링크연결 브라켓트부(44), 상기 밸브 이동축(21)은 상기 밸브 디스크(22)를 기준으로 동일수직선 상에 일직선으로 배치된다.
또한, 상기 동력전달기어부(51)의 제1회전축(50a)과 상기 작동기어부(41)의 제2회전축(41b)은 양단부가 각각 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)에 지지되고, 상기 작동 기어부(41)와 상기 제2중간기어부(51a), 상기 링크연결 브라켓트부(44), 상기 밸브 이동축(21)이 이루는 일직선과 수직으로 교차하도록 서로 나란하게 배치된다.
또한, 상기 제1회전축(50a)과 상기 제2회전축(41b)의 사이에서 상기 메인 기어부(60) 즉, 상기 피니언 기어와 상기 제1중간기어부(51b)는 맞물린다.

따라서, 상기 제2중간기어부(51b), 상기 작동 기어부(41), 상기 밸브 이동축(21)이 상기 밸브 이동축(21)이 직선 이동하는 방향과 일치되게 배치됨으로써 작동 중 축력(Side force) 및 마찰력을 더 저감시켜 동력 전달 과정에서 발생하는 동력 손실을 더 최소화한다.

또한, 상기 동력전달 기어부(51)는 상기 제1회전축(50a)의 양단부가 각각 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)에 지지된 상태에서 회전되며, 상기 작동 기어부(41)는 상기 제2회전축(41b)의 양단부가 각각 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)에 지지된 상태에서 회전됨으로써, 상기 동력전달부(50)와 상기 작동 기어부(41)는 회전 시 진동발생이 최소화되며 안정적으로 정확한 기어비로 작동 제어가 가능한 것이다.

한편, 상기 밸브작동부(40)는, 상기 작동 기어부(41)의 회전을 설정된 범위 내에서 제한하는 회전스토퍼부(70)를 더 포함한다.

상기 회전스토퍼부(70)는, 상기 작동 기어부(41)가 상기 밸브유닛(20)의 직선이동범위를 제한하여 상기 밸브유닛(20)이 과도하게 이동하여 상기 가스 유로(11a) 내에서 파손되는 것을 방지한다.

상기 작동 기어부(41)는 상기 밸브유닛(20)이 상기 가스 유로(11a)의 배출구를 닫고, 배출구를 여는 범위 내에서만 회전되도록 상기 회전스토퍼부(70)에 의해 회전반경이 제한된다.

상기 작동 기어부(41)의 측면에는 상기 작동 기어부(41)의 회전반경을 제한하도록 원호 형상의 스토퍼 홈(41a) 또는 스토퍼 구멍이 형성되고, 상기 회전스토퍼부(70)는 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14) 중 어느 한측에서 돌출되어 상기 스토퍼 홈(41a) 또는 상기 스토퍼 구멍 내로 삽입되는 스토퍼 핀(71)을 포함한다.
상기 스토퍼 핀(71)은 상기 제1회전축(50a)과 상기 제2회전축(41b) 사이에서 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)의 사이로 돌출되며 상기 제1회전축(50a)과 상기 제2회전축(41b)과 나란하게 배치된다.

본 발명에서, 상기 작동 기어부(41)의 측면에는 상기 스토퍼 핀(71)의 단부가 삽입되어 상기 작동 기어부(41)의 회전반경 범위 내에서 걸리도록 원호 형상의 스토퍼 홈(41a)이 형성되는 것을 일 예로 한다.

상기 모터(30)의 작동에 의해 상기 모터(30)의 회전력은 상기 동력전달 기어부(51)를 통해 상기 작동 기어부(41)로 전달되어 상기 작동 기어부(41)를 회전시킨다.

또한, 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치는, 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)의 외측 둘레를 감싸 커버하는 하우징 커버부(80)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 하우징 커버부(80)는 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)의 사이에 배치되는 상기 동력전달부(50)와 상기 밸브작동부(40)의 노출을 방지하여 작동 시 이물질이 기어 사이에 끼임으로써 발생되는 고장 또는 사고를 방지할 수 있다.

상기 하우징 커버부(80)는 상기 밸브 하우징(10)에 분리 가능하게 결합되어 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14)의 사이를 선택적으로 개방하여 상기 제1축지지부(13)와 상기 제2축지지부(14) 사이의 상기 동력 전달 기어부, 상기 작동 기어부(41) 및 상기 작동 링크부(43)를 보수 및 정비할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치의 작동에 대한 일 예를 도 5 및 도 6을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 5를 참고하면, 상기 모터(30)의 작동에 의해 상기 작동 링크부(43)의 일단부 측이 상기 밸브유닛(20)의 단부측과 근접하는 방향으로 상기 작동 기어부(41)가 상기 제2회전축(41b)을 중심으로 회전하면, 상기 작동 링크부(43)는 상기 작동 기어부(41)의 측면에 회전 가능하게 연결된 일단부 측이 상기 밸브유닛(20)의 단부측과 근접하는 방향으로 회전하여 이동하게 되고, 바람직하게 상기 작동 링크부(43)의 일단부가 상기 밸브유닛(20)의 직선 이동방향과 일치되게 위치하여 상기 밸브 이동축(21)을 밀어 직선이동시킴으로써 상기 밸브 디스크(22)가 상기 가스 유로(11a)의 배출구를 열게 된다.

도 6을 참고하면, 상기 모터(30)의 작동에 의해 상기 작동 링크부(43)의 일단부 측이 상기 밸브유닛(20)의 단부측과 멀어지는 방향으로 상기 작동 기어부(41)가 상기 제2회전축(41b)을 중심으로 회전하면 상기 작동 링크부(43)는 상기 작동 기어부(41)의 측면에 회전 가능하게 연결된 일단부 측이 상기 밸브유닛(20)의 단부 측과 멀어지는 방향으로 회전하여 이동하게 되고, 이에 따라 상기 밸브 이동축(21)을 당겨 직선이동시킴으로써 상기 밸브 디스크(22)가 상기 가스 유로(11a)의 배출구를 닫게 된다.

상기 작동 기어부(41)의 회전력은 상기 작동 링크부(43)에 의해 상기 밸브 이동축(21)으로 전달되어 상기 밸브 이동축(21)을 직선 이동시키는 단순한 구조를 가진다.

또한, 도 7을 참고하면, 상기 작동 기어부(41)는 상기 스토퍼 핀(71)의 단부가 상기 스토퍼 홈(41a)의 양 단부 측에서 각각 걸려 회전 반경이 제한된다.

즉, 상기 스토퍼 핀(71)의 단부가 상기 스토퍼 홈(41a)의 일단부 측에 걸려 상기 가스 유로(11a)의 배출구를 닫는 방향으로의 상기 작동 기어부(41)의 회전 반경이 제한되고, 상기 스토퍼 홈(41a)의 타단부 측에 걸려 상기 가스 배출유로의 배출구를 여는 방향으로의 상기 작동 기어부(41)의 회전 반경이 제한된다.

본 발명은 모터(30)의 회전력을 전달받는 기어와 밸브의 이동축을 일직선 상에 배치하여 축력 및 마찰력을 저감시켜 동력 전달 과정에서 발생하는 동력 손실을 최소화하고, 가스 유로(11a)를 개폐하는 데 있어 안정적인 작동을 가능하게 하고, 작동 신뢰도를 향상시킨다.

본 발명은 간단한 링크 연결 구조로 모터(30)의 회전력을 직선이동으로 변환시켜 가스 유로(11a)를 개폐함으로써 제조비용을 절감하고, 가스 유로(11a)를 개폐하는 데 있어 더 안정적인 작동을 가능하게 하고, 작동 신뢰도를 더 향상시킨다.

본 발명은 동력을 전달하는 기어의 회전축을 양단 지지하여 기어의 작동 시 진동발생을 최소화하며 기어 및 회전축의 내구성을 향상시킨다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

10 : 밸브 하우징 11 : 유로 몸체부
11a : 가스 유로 12 : 베이스 몸체부
12a : 이동축 관통구멍 13 : 제1축지지부
14 : 제2축지지부 15 : 모터 삽입부
15a : 샤프트 관통공 20 : 밸브유닛
21 : 밸브 이동축 22 : 밸브 디스크
30 : 모터 40 : 밸브작동부
41 : 작동 기어부 41a : 스토퍼 홈
41b : 제2회전축 42 : 스프링부
43 : 작동 링크부 44 : 링크연결 브라켓트부
44a : 브라켓트 바닥부 44b : 제1링크 연결부
44c : 제2링크 연결부 50 : 동력전달부
50a : 제1회전축 51 : 동력전달 기어부
51a : 제1중간기어부 51b : 제2중간기어부
60 : 메인 기어부 70 : 회전스토퍼부
71 : 스토퍼 핀 80 : 하우징 커버부

Claims (10)

1. 자동차의 내연기관에서 발생된 배기가스를 흡기 매니폴드로 재순환시키는 통로를 개폐하는 배기가스 재순환 밸브장치이며,
   배기가스가 흡입되고 배출되는 가스 유로를 구비한 밸브 하우징;
   직선이동하여 상기 가스 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브유닛;
   상기 밸브유닛을 작동시키는 동력을 발생시키는 모터;
   상기 모터의 회전력을 전달받아 상기 밸브유닛을 직선이동시키는 밸브작동부; 및
   상기 모터의 회전력을 상기 밸브작동부로 전달하는 동력전달부를 포함하며,
   상기 동력전달부는 상기 모터의 회전력을 전달하는 동력전달 기어부를 포함하고,
   상기 밸브작동부는, 상기 동력전달 기어부에 맞물려 회전하는 작동 기어부; 및 일단부가 상기 작동 기어부의 측면에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 밸브유닛에 회전 가능하게 연결되어 상기 작동 기어부와 상기 밸브유닛을 상기 밸브유닛의 직선이동 방향과 일직선으로 배치되게 하는 작동 링크부를 포함하고,
   상기 동력전달 기어부는 제1회전축에 의해 회전 가능하게 상기 밸브 하우징에 지지되고,
   상기 밸브 하우징에는 상기 제1회전축의 양 단부를 각각 지지하는 제1축지지부와 제2축지지부가 구비되며,
   상기 밸브유닛은,
   상기 밸브작동부에 의해 직선 이동하는 밸브 이동축과;
   상기 밸브 이동축의 단부에 구비되어 가스 유로의 배출구를 개폐하는 밸브 디스크를 포함하며,
   상기 밸브 하우징은,
   배기가스가 유입되어 배출되는 가스 유로가 형성된 유로 몸체부; 및
   상기 유로 몸체부 상에 일체로 구비되고, 상기 가스 유로와 연통되며 상기 밸브 이동축이 관통되는 이동축 관통구멍이 형성된 베이스 몸체부를 포함하며,
   상기 밸브작동부는, 외주면의 적어도 일부에 상기 동력전달 기어부가 맞물려 회전하며 상기 밸브 하우징에 지지되는 제2회전축을 중심으로 회전하는 작동 기어부를 포함하며, 상기 작동 기어부의 제2회전축의 양단부는 상기 제1축지지부와 상기 제2축지지부에 각각 지지되며,
   상기 밸브 하우징은,
   상기 제2축지지부의 외측면에 구비되며 상기 모터가 내부로 삽입되는 모터 삽입부; 및
   상기 제1축지지부와 상기 제2축지지부의 외측 둘레를 감싸 커버하며 상기 베이스 몸체부에 분리가능하게 결합하는 하우징 커버부를 더 포함하고,
   상기 제2축지지부에는 상기 모터 삽입부의 내부와 연통되며 상기 모터의 모터 샤프트만 관통될 수 있는 샤프트 관통공이 구비되며,
   상기 모터의 모터 샤프트는 상기 샤프트 관통공을 통해 상기 제1축지지부와 상기 제2축지지부의 사이로 돌출되며,
   상기 모터 샤프트에는 상기 동력전달 기어부와 맞물리는 메인 기어부가 구비되며,
   상기 밸브작동부는,
   일단부가 상기 작동 기어부의 측면에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 밸브유닛에 회전 가능하게 연결되는 작동 링크부;
   상기 밸브 이동축을 탄성 지지하는 스프링부; 및
   상기 밸브 이동축의 단부에 장착된 링크연결 브라켓트부를 더 포함하며,
   상기 작동 링크부는,
   상기 작동 기어부의 일 측면에 일단부가 회전 가능하게 연결되는 제1작동 링크, 및
   상기 작동 기어부의 타 측면에 일단부가 회전 가능하게 연결되는 제2작동 링크를 포함하고,
   상기 링크연결 브라켓트부는,
   상기 밸브 이동축의 단부가 장착되는 브라켓트 바닥부;
   상기 브라켓트 바닥부의 일 측에서 돌출되어 상기 제1작동 링크가 회전 가능하게 연결되는 제1링크 연결부; 및
   상기 브라켓트 바닥부의 타 측에서 돌출되어 상기 제2작동 링크가 회전 가능하게 연결되는 제2링크 연결부를 포함하며,
   상기 동력 전달기어부는 상기 메인 기어부에 맞물리는 제1중간기어부;
   상기 제1중간기어부보다 작은 직경을 가지고 상기 제1중간기어부의 일측에 돌출되어 상기 작동 기어부에 맞물리는 제2중간기어부를 포함하여,
   상기 밸브작동부는, 상기 작동 기어부의 회전을 설정된 범위 내에서 제한하는 회전스토퍼부를 더 포함하며,
   상기 작동 기어부의 측면에는 상기 작동 기어부의 회전반경을 제한하도록 원호 형상의 스토퍼 홈 또는 스토퍼 구멍이 형성되고,
   상기 회전스토퍼부는 상기 제1축지지부에서 돌출되어 상기 스토퍼 홈 또는 상기 스토퍼 구멍 내로 삽입되는 스토퍼 핀을 포함하며,
   상기 작동 기어부와 상기 제2중간기어부, 상기 링크연결 브라켓트부, 상기 밸브 이동축은 상기 밸브 디스크를 기준으로 동일수직선 상에 일직선으로 배치되며,
   상기 동력전달기어부의 제1회전축과 상기 작동기어의 제2회전축은 양단부가 각각 상기 제1축지지부와 상기 제2축지지부에 지지되고, 상기 작동 기어부와 상기 제2중간기어부, 상기 링크연결 브라켓트부, 상기 밸브 이동축이 이루는 일직선과 수직으로 교차하도록 서로 나란하게 배치되며,
   상기 제1회전축과 상기 제2회전축의 사이에서 상기 메인 기어부와 상기 제1중간기어부는 맞물리며,
   상기 스토퍼 핀은 상기 제1회전축과 상기 제2회전축 사이에서 상기 제1축지지부와 상기 제2축지지부의 사이로 돌출되며 상기 제1회전축과 상기 제2회전축과 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 링크 구조의 배기가스 재순환 밸브장치.
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