KR101870140B1 - 복원부재 고정돌기가 구비된 하우징을 포함하는 가변 터보차져의 전기식 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 복원부재 고정돌기가 구비된 하우징을 포함하는 가변 터보차져의 전기식 액추에이터는, 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 있어서, 회전력을 발생시키는 구동모터, 상기 구동모터에 연결되어 구동력을 증대시키는 감속기, 상기 감속기와 연결되어 회전되며 상기 감속기로부터 전달된 회전력을 상기 가변 터보차져에 전달하는 레버, 상기 레버를 복귀시키는 복원부재 및 내부 일측에 상기 복원부재가 수용되는 수용홈이 형성되고, 상기 수용홈에는 상기 복원부재에 접촉되어 상기 복원부재의 움직임을 제한하는 고정돌기를 포함하는 하우징을 포함한다.

Description

복원부재 고정돌기가 구비된 하우징을 포함하는 가변 터보차져의 전기식 액추에이터{Electrical Actuator For Variable Geometry Turbocharger Having Housing Having Fastening Bump for Restoration Member}

본 발명은 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징에 레버를 원래 위치로 복원시키는 복원부재를 고정시키는 고정돌기가 구비된 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 관한 것이다.

터보차져는 배기가스의 압력에 의해서 고속으로 회전되어 공기를 가압하는 임펠러(Impeller), 배기가스의 열에너지를 회전력으로 변환시키는 터빈(Turbine), 터빈 축을 지지하는 플로팅 베어링, 과급 압력이 규정 이상으로 상승되는 것을 방지하는 과급 압력 조절기, 과급된 공기를 냉각시키는 인터쿨러, 분사 시기를 조절하여 노킹이 발생되지 않도록 하는 노킹 방지 구조 등으로 구성된다.

일반적으로 스로틀 밸브가 열리고 터보차져가 추가 동력을 공급할 때까지 지연시간(터보차져 래그, Turbocharger Lag)이 발생하며, 이러한 지연시간을 최소화하기 위하여 가변 터보차져(Variable Geometry Turbocharger)가 개발되었다.

가변 터보차저는 크게 가변 노즐 터보차저와 가변 면적 터보차저로 나눌 수 있는데, 가변 노즐 터보차저는 터보 휠 주위에 회전 날개가 부착되고, 전자제어장치에 의해 제어되는 액추에이터는 회전 날개의 위치를 조정한다. 즉 낮은 엔진 속도에서는 회전 날개들이 부분적으로 개방되어 불필요한 과급압을 발생시키지 않도록 하여 배기 저항을 감소시킨다.

가변 면적 터보차저는 전자제어장치가 터빈 입구에 있는 하나 또는 그 이상의 회전 날개를 제어하여, 가스의 속도를 제어함으로써 터빈의 속도를 제어한다. 즉 가속 시 회전 날개들은 배기 가스의 속도를 증가시키도록 제어되어, 과급압을 신속히 공급하게 된다.

한편 이와 같은 가변 터보차져에 사용되는 전기식 액추에이터에는 감속기와 연결되어 회전되며, 감속기로부터 전달된 회전력을 상기 가변 터보차져에 전달하는 레버와, 레버 회전 시 이를 최초 위치로 복원시키는 토션스프링이 구비된다.

종래의 전기식 액추에이터의 경우, 하우징에 상기와 같은 스프링을 고정시키는 부분이 없어 작동 시 회전력에 의해 스프링의 끝단이 이동됨에 따라 하우징의 벽면과 간섭이 발생하고, 마모로 인한 분진이 발생하는 문제가 있었다.

그리고 이에 따라 하우징의 마모로 인한 장치의 수명 저하가 발생되며, 발생된 분진이 외부로 날리거나 또는 내부에 쌓이게 되어 고장을 유발하는 문제가 발생하였다.

따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구되고 있는 상황이다.

한국 등록특허 제10-0435958호

본 발명에 따른 가변 터보차져의 전기식 액추에이터는 레버를 복원시키는 복원부재의 회전에 의해 복원부재와 하우징 벽면 사이에 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 복원부재 고정돌기가 구비된 하우징을 포함하는 가변 터보차져의 전기식 액추에이터는 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 있어서, 회전력을 발생시키는 구동모터, 상기 구동모터에 연결되어 구동력을 증대시키는 감속기, 상기 감속기와 연결되어 회전되며 상기 감속기로부터 전달된 회전력을 상기 가변 터보차져에 전달하는 레버, 상기 레버를 복귀시키는 복원부재 및 내부 일측에 상기 복원부재가 수용되는 수용홈이 형성되고, 상기 수용홈에는 상기 복원부재에 접촉되어 상기 복원부재의 움직임을 제한하는 고정돌기를 포함하는 하우징을 포함한다.

그리고 상기 수용홈은 상기 복원부재의 바디부가 수용되는 안착부와, 상기 복원부재의 일단부가 수용되는 고정부를 포함하고, 상기 고정돌기는 상기 고정부에 구비될 수 있다.

또한 상기 고정부는 복수 개가 형성될 수 있다.

그리고 상기 고정돌기는 상기 복원부재 일단부의 외측에 접촉되는 외측 고정돌기와, 상기 복원부재 일단부의 내측에 접촉되는 내측 고정돌기를 포함할 수 있다.

또한 상기 외측 고정돌기 및 상기 내측 고정돌기는 서로 어긋난 위치에 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 복원부재 고정돌기가 구비된 하우징을 포함하는 가변 터보차져의 전기식 액추에이터는 복원부재 회전 시 복원부재의 움직임을 제한하는 고정돌기가 구비되므로 복원부재와 하우징 간의 간섭을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 이에 따라 하우징의 마모로 인한 분진 발생을 방지하여 장치의 수명을 증가시키고 고장 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 터보차져의 전기식 액추에이터의 전체 구조를 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 있어서, 하우징의 수용홈에 복원부재가 삽입된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 있어서, 하우징의 수용홈에 복원부재가 삽입된 모습을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 있어서, 수용홈의 모습을 보다 자세히 나타낸 평면도이다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 복원부재 고정돌기가 구비된 하우징을 포함하는 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 관하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 터보차져의 전기식 액추에이터의 전체 구조를 나타낸 분해사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 터보차져의 전기식 액추에이터는 구동모터(110)와, 감속기(120)와, 레버(130)와, 복원부재(150)와, 하우징(100)을 포함한다.

구체적으로 구동모터(110)는 회전력을 발생시키도록 구비되고, 그 출력측에 감속기(120)가 구비된다. 그리고 감속기(120)는 상기 구동모터(110)의 회전 구동력을 증대시킨다.

레버(130)는 상기 감속기(120)와 연결되어 회전되며, 상기 감속기(120)로부터 전달된 회전력을 가변 터보차져에 전달할 수 있도록 구비된다. 본 실시예의 경우, 레버(130)는 감속기(120)와 축에 의해 연결된다.

복원부재(150)는 레버(130)가 회전 시 이를 최초 위치로 복귀시키도록 구비되며, 본 실시예에서는 감속기(120)와 레버(130)를 연결하는 축 둘레를 감싸도록 구비된다. 또한 복원부재(150)로는 다양한 형태의 탄성부재 등이 사용될 수 있으며, 본 실시예의 경우 토션 스프링으로 형성된다.

하우징(100)은 상기 각 구성요소들을 감싸도록 구비되며, 특히 본 실시예에서는 상부커버(300)를 포함한다. 그리고 하우징(100)의 내부 일측에는 상기 복원부재(150)가 수용되는 수용홈(102)이 형성된다. 상기 수용홈에는 고정돌기가 형성되며, 이에 대해서는 후술하도록 한다.

한편 본 실시예에서 가변 터보차져의 전기식 액추에이터는 각 구성요소를 전자적으로 제어하는 기판(310)이 더 구비될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 있어서, 하우징(100)의 수용홈(102)에 복원부재(150)가 삽입된 모습을 나타낸 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(100)에는 복원부재(150)의 형상에 대응되는 수용홈(102)이 형성되어, 복원부재(150)가 삽입될 수 있다. 상기 수용홈(102)은 복원부재(150)가 비틀린 상태에서도 외부로 이탈되지 않도록 복원부재(150)를 고정하는 역할을 수행한다.

그리고 본 실시예에서 복원부재(150)는 토션 스프링으로 형성되므로, 수용홈(102)은 이에 대응되도록 전체적으로 원형의 형상을 가진다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 있어서, 하우징(100)의 수용홈(102)에 복원부재(105)가 삽입된 모습을 나타낸 평면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 수용홈(102)은 안착부(103)와, 고정부(104)를 포함한다. 상기 안착부(103)에는 상기 복원부재(150)의 코일을 형성하는 바디부가 수용되며, 고정부(104)에는 상기 바디부로부터 돌출된 상기 복원부재(150)의 일단부가 수용된다.

즉 복원부재(150)는 고정부(104)에 의해 돌출된 일단부가 고정되고, 이와 같은 상태에서 레버와 함께 바디부가 비틀릴 경우 탄성에 의해 레버를 원래 위치로 복원시킬 수 있다.

그리고 고정부(104)는 안착부(103)로부터 복수 개가 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우 고정부(104)는 한 쌍이 서로 선대칭되는 위치에 구비되어, 복원부재(150)의 일단부의 돌출 방향이 반대일 경우 하우징(100)의 설계를 바꾸지 않고 수용이 가능하다는 장점이 있다.

한편 수용홈(102)에는 상기 복원부재(150)에 접촉되어 상기 복원부재(150)의 움직임을 제한하는 고정돌기가 형성된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 있어서, 수용홈(102)의 모습을 보다 자세히 나타낸 평면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 수용홈(102)에는 고정돌기(106)가 형성된다. 상기 고정돌기(106)는 복원부재(150)가 수용홈(102) 내에서 작동 시 회전력에 의해 일단부(152)가 공간 내에서 다소 이동됨에 따라 수용홈(102)의 내면과 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉 복원부재(150) 회전되더라도 복원부재(150)의 일단부(152)가 흔들리거나 이동되는 것을 방지하여 수용홈(102) 내면의 마모를 원천적으로 차단이 가능하다.

특히 본 실시예의 경우, 상기 고정돌기(106)는 수용홈(102) 중 고정부(104)에 구비되며, 복수 개가 형성된다.

구체적으로 상기 고정돌기(106)는 상기 복원부재(150) 일단부(152)의 외측에 접촉되는 외측 고정돌기(106b)와, 상기 복원부재(150) 일단부(152)의 내측에 접촉되는 내측 고정돌기(106a)를 포함한다. 즉 각 고정돌기(106a, 106b)는 복원부재(150) 일단부(152)의 양측에 접촉되도록 돌출되어 복원부재(150)의 일단부(152)를 수용홈(102)의 내면으로부터 효과적으로 이격된 상태를 가지도록 할 수 있다.

또한 본 실시예에서 상기 외측 고정돌기(106b) 및 상기 내측 고정돌기(106a)는 서로 어긋난 위치에 구비된다. 특히 내측 고정돌기(106a)는 고정부(104)의 입구 측에 형성되며, 외측 고정돌기(106b)는 고정부(104)의 중앙부 측에 형성된다. 따라서 복원부재(150)가 회전 시 복원부재(150)의 일단부(152)를 보다 효과적으로 고정할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 하우징 102: 수용홈
103: 안착부 104: 고정부
106: 고정돌기 110: 구동모터
120: 감속기 130: 레버
150: 복원부재 300: 상부커버
310: 기판

Claims (5)

1. 가변 터보차져의 전기식 액추에이터에 있어서,
   회전력을 발생시키는 구동모터;
   상기 구동모터에 연결되어 구동력을 증대시키는 감속기;
   상기 감속기와 연결되어 회전되며 상기 감속기로부터 전달된 회전력을 상기 가변 터보차져에 전달하는 레버;
   상기 레버를 복귀시키는 복원부재; 및
   내부 일측에 상기 복원부재가 수용되는 수용홈이 형성되고, 상기 수용홈에는 상기 복원부재에 접촉되어 상기 복원부재의 움직임을 제한하는 고정돌기를 포함하는 하우징; 을 포함하며,
   상기 수용홈은 상기 복원부재의 바디부가 수용되는 안착부와, 상기 복원부재의 일단부가 수용되는 고정부를 포함하고,
   상기 고정돌기는 상기 고정부에 구비되며,
   상기 고정돌기는 상기 고정부의 중앙부 측에 형성되어 상기 복원부재 일단부의 외측에 접촉되는 외측 고정돌기와, 상기 고정부의 입구 측에 형성되어 상기 복원부재 일단부의 내측에 접촉되는 내측 고정돌기를 포함하며,
   상기 외측 고정돌기 및 상기 내측 고정돌기는 서로 어긋난 위치에 구비된 가변 터보차져의 전기식 액추에이터.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정부는 복수 개가 형성된 가변 터보차져의 전기식 액추에이터.
4. 삭제
5. 삭제

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