KR101895458B1 - 터보차저의 스프링와셔 - Google Patents

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KR101895458B1
KR101895458B1 KR1020170060251A KR20170060251A KR101895458B1 KR 101895458 B1 KR101895458 B1 KR 101895458B1 KR 1020170060251 A KR1020170060251 A KR 1020170060251A KR 20170060251 A KR20170060251 A KR 20170060251A KR 101895458 B1 KR101895458 B1 KR 101895458B1
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이종선
장재규
김두광
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동아공업 주식회사
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Abstract

본 발명에 따르면, 스프링와셔의 내측단 또는 외측단 또는 내, 외측단에 적어도 한층 이상의 중첩부를 형성시킴으로써,주변부품으로부터 과압축 및 지속적인 압축력이 작용할 경우에도 스프링 반발력을 일정 수준 이상으로 유지시킬 수 있는 터보차저의 스프링와셔를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 터보차저의 바이패스밸브에 설치되는 스프링와셔에 있어서, 상기 스프링와셔는, 편평한 외측단과, 상기 외측단으로부터 이어지되 상방으로 경사지게 형성되는 비드부와, 상기 비드부의 단부측으로 이어지는 편평한 내측단으로 구성되며, 상기 내측단 또는 외측단 또는 내, 외측단에 적어도 한층 이상의 중첩부가 형성되는 것이다.

Description

터보차저의 스프링와셔{spring washer of turbo charger}
본 발명은 터보차저의 스프링와셔에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 터보차저 내부의 바이패스밸브에 설치되는 스프링와셔로서, 밸브 작동시 발생되는 진동 및 소음을 저감 또는 제거할 수 있는 터보차저의 스프링와셔에 관한 것이다.
통상의 배기 터보차저에 있어서는, 배기 가스에 의해 구동되는 배기 터빈으로의 배기 통로로부터, 상기 배기 터빈을 바이패스시켜서 배기 가스 출구 통로로 통하는 배기 바이패스 통로를 개폐하는 바이패스 밸브를 구비한다.
일반적으로 바이패스 밸브 장치는 엔진의 배기매니 폴드로부터 배기관에 이르는 배기 가스의 경로 중 터빈을 우회하는 바이패스 통로상에 바이패스 밸브를 설치하고, 바이패스 밸브의 작동에 따른 바이패스 통로의 개폐를 액츄에이터의 구동을 통해 구현시킨다. 이때, 액츄에이터에서 발생하는 동력은 바이패스 밸브와 액츄에이터 사이를 연결하는 링크에 의해 전달된다.
여기서 도 1은 일반적인 터보차저의 구성도이고, 도 2는 도 1의 터보차저에서 바이패스 밸브의 일 예의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
터보차저(1)에는 컴프레셔 하우징(10)과 터빈하우징(20), 액츄에이터(30) 등이 구비되며, 액츄에이터(30)와 링크로 연결되고, 터빈하우징(20)과 근접하여 바이패스밸브(40)가 설치되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 바이패스밸브(40)는, 밸브몸체(42)와 서포트부(44) 그리고 와셔부(50)로 크게 구성되며, 밸브몸체(42)는 하단에 유로를 개폐하기 위한 개폐플레이트(42a)가 일체로 형성된다.
그리고 서포트부(44)는 밸브몸체(42)에 연결 설치되며, 일단으로는 연장되어 회전단(44a)이 형성된다.
와셔부(50)는 밸브몸체(42)의 상단에 끼움홈에 리벳으로 위치 고정되는 와셔(52)가 설치되고, 이 와셔(52)의 하단에는 스프링와셔(54)가 설치된다.
여기서 스프링와셔(54)는 스프링 특성 및 내열 특성을 갖는 금속재 재질로 이루어져서 서포트부(44)의 움직임과 유격을 제한하게 되고, 링 형상에 상방으로 경사진 비드(54a)를 통해 탄성을 갖게 된다.
그러나, 이와 같은 스프링와셔(54)의 구조에서는 주변부품으로부터 과압축 및 지속적인 압축력이 작용할 경우 스프링 반발력을 유지하는 비드(54a)의 경사진 부분이 과도하게 펴지는 현상이 발생하여 본래의 탄성 기능을 유지하지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 특허등록번호 제10-1251536호(공고일 2013.04.05)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스프링와셔의 내측단 또는 외측단 또는 내, 외측단에 적어도 한층 이상의 중첩부를 형성시킴으로써, 주변부품으로부터 과압축 및 지속적인 압축력이 작용할 경우에도 스프링 반발력을 일정 수준 이상으로 유지시킬 수 있는 터보차저의 스프링와셔를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 터보차저의 바이패스밸브에 설치되는 스프링와셔에 있어서, 상기 스프링와셔는, 편평한 외측단과, 상기 외측단으로부터 이어지되 상방으로 경사지게 형성되는 비드부와, 상기 비드부의 단부측으로 이어지는 편평한 내측단으로 구성되며, 상기 내측단 또는 외측단 또는 내, 외측단에 적어도 한층 이상의 중첩부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 중첩부는, 동일 재질이 동일 면적으로 적층되어 용접 설치되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 중첩부는, 상기 내측단 또는 상기 외측단이 연장 형성되어 면접촉되도록 벤딩 형성되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 중첩부는, 상기 내측단 또는 상기 외측단이 연장 형성되어 간격 이격되도록 벤딩 형성되는 것이다.
본 발명에 의한 터보차저의 스프링와셔에서는, 내측단과 외측단에 벤딩 또는 용접 설치되는 중첩부를 통하여 주변부품으로부터 과압축 및 지속적인 압축력이 작용할 경우에도 스프링 반발력을 일정 수준 이상으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반적인 터보차저의 구성도이고,
도 2는 도 1의 터보차저에서 바이패스 밸브 일 예의 구성을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 스프링와셔의 제1실시예의 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 스프링와셔의 제2실시예의 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 스프링와셔의 제3실시예의 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
여기서 도 3은 본 발명에 따른 스프링와셔의 제1실시예의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스프링와셔의 제2실시예의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스프링와셔의 제3실시예의 단면도이다.
먼저, 일반적인 터보차저의 설명을 도 1과 도 2를 참고하여 설명하며, 동일 부품에 대해서는 동일 번호로 설명한다.
터보차저(1)는, 터빈하우징(20) 및 액츄에이터(30)를 통해 터빈하우징(20)에 연결된 컴프레셔 하우징(10)을 구비한다.
각 하우징(10)(20) 들은 도면부호 미표시된 회전축을 따라 배치되며, 액츄에이터(30)와 링크로 연결되고, 터빈하우징(20)과 근접하여 바이패스밸브(40)가 설치되어 있다.
바이패스밸브(40)는, 터빈에 과잉된 가스가 유입되는 것을 방지할 목적으로 설치되며, 터빈 입구와 터빈 출구를 단락하는 유로의 개폐를 행하는 밸브로서, 밸브몸체(42)와 서포트부(44) 그리고 와셔부(50)로 크게 구성된다.
밸브몸체(42)는 하단에 유로를 개폐하기 위한 개폐플레이트(42a)가 일체로 형성된다.
그리고 서포트부(44)는 밸브몸체(42)에 연결 설치되며, 일단으로는 연장되어 회전단(44a)이 형성된다.
여기서 본 발명에 따른 터보차저의 스프링와셔(100)는, 링형상으로 스프링 특성 및 내열 특성을 갖는 금속재 재질로 이루어져서 서포트부(44)의 움직임과 유격을 제한하게 된다.
구조는 크게 링 형상으로 편평한 외측단(120)과 내측단(110) 이들 내측단(110)과 외측단(120)을 연결하는 비드부(130)로 구성될 수 있다.
여기서 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 내측단(110) 또는 외측단(120) 또는 내, 외측단(110)(120)에 주변부품으로부터 과압축 및 지속적인 압축력이 작용할 경우에도 스프링 반발력을 일정 수준 이상으로 유지할 수 있도록 적어도 한 층 이상의 중첩부(140)를 형성하였다.
제 1 일시예
도 3에 도시된 바와 같이, 중첩부(140)는 내측단(110)과 외측단(120) 또는 내측단(110)과 외측단(120) 중 어느 한곳에 동일 재질로 이루어진 동일면적의 편(片)을 적층하듯이 덧댄 후, 용접을 통하여 고정 설치한 것이다.
바람직하게 용접은, 전기용접, CO2용접, 알곤용접이 가능하며, 홈용접으로 외측단(120)은 상면에 적층되어 중첩부(140)가 설치되고, 내측단(110)에는 하면에 적층되어 중첩부(140)가 설치될 수 있다.
제 2 일시예
도 4에 도시된 바와 같이, 중첩부(140)는 내측단(110)과 외측단(120) 또는 내측단(110)과 외측단(120) 중 어느 한곳에 형성되며, 금형 제작시 내측단(110)과 외측단(120)을 연장 형성시키고, 이 연장부를 비드부(130)를 향하여 벤딩하는 것이다.
바람직하게 외측단(120)은 상면으로 면접촉되도록 벤딩되어 중첩부(140)가 형성되고, 내측단(110)에는 하면으로 면접촉되도록 벤딩되어 중첩부(140)가 형성될 수 있다.
제 3 일시예
도 5에 도시된 바와 같이, 중첩부(140)는 내측단(110)과 외측단(120) 또는 내측단(110)과 외측단(120) 중 어느 한곳에 형성되며, 금형 제작시 내측단(110)과 외측단(120)을 연장 형성시키고, 이 연장부를 비드부(130)를 향하여 벤딩하는 것이다.
바람직하게 제2실시예와는 달리 외측단(120)은 상면으로 어느 정도 간격 이되도록 벤딩되어 중첩부(140)가 형성되고, 내측단(110)에는 하면으로 간격 이격되도록 벤딩되어 중첩부(140)가 형성될 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 터보차저의 스프링와셔의 작용을 설명한다.
스프링와셔(100)는 서포트부(도 2에 도시:44)의 움직임과 유격을 제한하도록 설치되는 것으로서, 제1,2,3 실시예에서와 같이 내측단(110)과 외측단(120) 또는 내측단(110)과 외측단(120) 중 어느 하나에 중첩부(140)가 설치 또는 형성되는 것이다.
따라서 중첩부(140)를 통하여 하기의 그래프와 같이 압축시 필요 이상의 반발력이 작용하지 않으며, 복원시에는 비드부(130)의 변형을 방지하여 복원 특성을 유지 또는 향상시킬 수 있다.
Figure 112017046169299-pat00001
즉, 본 발명과 종래의 일반적인 스프링와셔를 비교하면, 압축전의 A와 A', B와 B' 그리고 C와 C'는 같으나, 압축 시에는 중첩부(140)를 통하여 B<B' 그리고 C<C'가 높게 나타나게 되어, 비드부(130)의 변형을 방지할 수 있다.
Figure 112017046169299-pat00002
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 터보차저의 스프링와셔에 의하면, 내측단과 외측단에 벤딩 또는 용접 설치되는 중첩부를 통하여 주변부품으로부터 과압축 및 지속적인 압축력이 작용할 경우에도 스프링 반발력을 일정 수준 이상으로 유지시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
100 : 스프링와셔 110 : 내측단
120 : 외측단 130 : 비드부
140 : 중첩부

Claims (4)

  1. 터보차저의 바이패스밸브에 설치되는 스프링와셔에 있어서,
    상기 스프링와셔는,
    편평한 외측단과,
    상기 외측단으로부터 이어지되 상방으로 경사지게 형성되는 비드부와,
    상기 비드부의 단부측으로 이어지는 편평한 내측단으로 구성되며,
    상기 내측단 또는 외측단 또는 내, 외측단에 적어도 한층 이상의 중첩부가 형성되고,
    상기 중첩부는,
    동일 재질의 상기 내측단 및/또는 상기 외측단이 연장 형성되어 동일 면적으로 면접촉 또는 이격되도록 벤딩 형성되는 것을 특징으로 하는 터보차저의 스프링와셔.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101251536B1 (ko) 2011-12-01 2013-04-05 기아자동차주식회사 소음 감소용 와셔 및 이를 이용한 웨이스트 게이트 밸브 장치의 소음 감소 시스템
JP2015500955A (ja) * 2011-12-27 2015-01-08 三菱重工業株式会社 ウエストゲートバルブおよびウエストゲートバルブを備えた排気ターボチャージャ

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