KR101936265B1 - 회전기어 동작이 개선된 밸브조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 회전기어 동작이 개선된 밸브조립체는, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며, 중심축 상에 비원형(non-circular)의 삽입홀이 형성된 회전기어; 상단이 상기 삽입홀에 삽입되어 상기 회전기어와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며, 외주면에는 비스듬히 경사진 슬라이드홈이 둘 이상 형성되는 원통캠; 상기 원통캠과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록, 상기 원통캠의 회전축을 관통하는 포핏샤프트; 상기 포핏샤프트의 하측에 결합되는 밸브시트; 상기 원통캠의 저면과 측면을 둘러싸는 하우징; 일측이 상기 하우징에 고정결합되고 타측이 각각의 슬라이드홈에 슬라이딩 가능한 구조로 각각 삽입되는 둘 이상의 베어링유닛; 상기 회전기어의 상면과 측면을 둘러싸되 상기 회전기어의 상면과 대응되는 부위에 하향으로 연장되는 가압돌부를 구비하는 커버; 및 상기 회전기어의 상면과 상기 가압돌부의 하단 사이에서 압축되어 상기 회전기어에 하향 탄성력을 인가하는 판스프링;을 포함하여 구성된다.

Description

회전기어 동작이 개선된 밸브조립체 {Valve assembly with improved rotary gear operation}

본 발명은 원통캠을 이용하여 회전기어의 회전운동을 포핏샤프트의 직선운동으로 변환시킴으로써 밸브시트를 승강시키는 밸브조립체에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전기어가 상하로 롤링되지 아니하도록 회전기어를 탄성적으로 가압하도록 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 구성되는데, 이와 같은 종래의 EGR밸브는 밸브시트가 통로를 개폐시킬 때 상하방향으로 승강 운동만 하는 것이 아니라 회전운동까지 같이 하므로, 밸브시트의 마모가 증가되고 이에 따라 개폐 신뢰성이 낮아진다는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 밸브시트가 통로를 개폐시킬 때 회전운동은 하지 아니하고 승강운동만 하도록 구성되는 밸브조립체(대한민국 등록특허 제10-1604415호)가 본원발명의 출원인에 의해 출원되어 등록된바 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 밸브조립체에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 밸브조립체 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 밸브조립체는, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며 중심축 상에 다각형홀(11)이 형성된 회전기어(10)와, 상기 다각형홀(11)에 삽입되는 다각형헤드(22)가 상측에 구비되고 외주면에 비스듬히 경사진 슬라이드홈(21)이 형성되는 원통캠(20)과, 상기 원통캠(20)의 회전 중심부를 관통하는 포핏샤프트(30)와, 상기 포핏샤프트(30)의 하측에 결합되는 밸브시트(40)와, 상기 원통캠(20)을 둘러싸는 하우징(미도시)과, 일측이 상기 슬라이드홈(21)에 슬라이딩 가능한 구조로 삽입되며 타측이 상기 하우징에 고정결합되는 베어링유닛(60)을 포함하여 구성된다.

상기 원통캠(20)의 상측에 구비된 다각형헤드(22)는 회전기어(10)의 다각형홀(11)에 비해 약간 작은 크기로 제작되는바, 상기 원통캠(20)은 회전기어(10)가 회전될 때 상기 회전기어(10)와 일체로 회전되지만, 외부로부터 승강력을 전달받았을 때에는 회전기어(10)에 결합된 상태를 유지하며 독립적으로 상승 또는 하강을 할 수 있게 된다. 즉, 다각형헤드(22)가 다각형홀(11)에 삽입되고 베어링유닛(60)의 일측이 슬라이드홈(21)에 삽입된 상태에서 회전기어(10)가 회전되면, 상기 원통캠(20) 역시 회전기어(10)와 함께 회전을 하게 되며, 베어링유닛(60)의 일측은 슬라이드홈(21)의 길이방향을 따라 슬라이딩하게 된다. 이때, 상기 베어링유닛(60)은 하우징에 고정 결합되어 있으므로 원통캠(20)이 회전을 하게 되는데, 본 발명에 의한 밸브조립체는 이와 같이 원통캠(20)이 회전이나 승강 중 어느 한 동작만을 하는 것이 아니라, 회전과 승강을 동시에 구현하면서 포핏샤프트(30) 및 이에 결합된 밸브시트(40)를 수직방향으로 이동시키도록 구성된다는 점에 구성상의 특징이 있다.

상기 포핏샤프트(30)는 원통캠(20)과 독립적으로 회전될 수 있도록 횡단면이 원형으로 형성되는 봉 형상(원형봉 형상)으로 제작되되, 상기 원통캠(20)과 일체로 승강될 수 있도록 상기 원통캠(20)에 삽입된 부위의 중단에 단턱이 형성되고 상기 원통캠(20)의 상면과 대응되는 지점에는 원반 형상의 플랜지가 장착되도록 구성된다. 따라서 원통캠(20)이 회전을 하면서 승강될 때, 상기 포핏샤프트(30) 및 이에 결합된 밸브시트(40)는 회전은 하지 아니하고 원통캠(20)을 따라 승강만 하게 된다.

이때, 상기와 같이 구성되는 종래의 밸브조립체는 회전기어(10)가 별도의 커버(미도시)에 의해 하향 가압되는데, 상기 커버가 과도하게 큰 힘으로 회전기어(10)를 가압하면 회전기어(10)가 정상적으로 회전하지 아니하고, 상기 커버와 회전기어(10) 사이에 유격이 발생되면 회전기어(10)가 상하로 움직이면서 롤링을 하게 된다는 문제점이 있다.

물론, 회전기어(10)의 상하 흔들림을 방지하기 위해 별도의 볼베어링을 사용하는 방법도 있지만, 일반적으로 볼베어링은 부품 단가가 높아 밸브조립체의 전체적인 제조원가가 상승되는 문제점이 있다.

KR 10-1604415 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 회전기어를 탄성적으로 하향 가압하여 회전기어가 정상적으로 회전할 수 있으면서 상하 롤링이 발생되지 아니하도록 할 수 있고, 회전기어를 하향 가압하는 탄성력의 크기를 조절할 수 있으며, 볼베어링을 사용하는 경우에 비해 제조원가를 낮출 수 있는 밸브조립체를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 회전기어 동작이 개선된 밸브조립체는, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며, 중심축 상에 비원형(non-circular)의 삽입홀이 형성된 회전기어; 상단이 상기 삽입홀에 삽입되어 상기 회전기어와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며, 외주면에는 비스듬히 경사진 슬라이드홈이 둘 이상 형성되는 원통캠; 상기 원통캠과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록, 상기 원통캠의 회전축을 관통하는 포핏샤프트; 상기 포핏샤프트의 하측에 결합되는 밸브시트; 상기 원통캠의 저면과 측면을 둘러싸는 하우징; 일측이 상기 하우징에 고정결합되고 타측이 각각의 슬라이드홈에 슬라이딩 가능한 구조로 각각 삽입되는 둘 이상의 베어링유닛; 상기 회전기어의 상면과 측면을 둘러싸되 상기 회전기어의 상면과 대응되는 부위에 하향으로 연장되는 가압돌부를 구비하는 커버; 및 상기 회전기어의 상면과 상기 가압돌부의 하단 사이에서 압축되어 상기 회전기어에 하향 탄성력을 인가하는 판스프링;을 포함하여 구성된다.

상기 가압돌부는 길이방향 중심축이 상기 회전기어의 회전축과 일치하는 원형관 형상으로 형성되고, 상기 판스프링은 상기 회전기어와 중심축이 일치하는 링 형상으로 형성된다.

상기 판스프링의 내주면에는 상기 판스프링의 중심점을 향해 상향으로 경사지게 연장되었다가 수평으로 연장되는 복수 개의 탄성편이 구비된다.

상기 복수 개의 탄성편은 상기 판스프링의 수직중심축을 기준으로 방사형으로 배열된다.

상기 탄성편의 상면은 상향으로 볼록한 곡면으로 형성된다.

상기 회전기어의 저면 중 상기 삽입홀이 형성된 부위에는 상기 하우징의 내부로 삽입되도록 하향으로 연장되는 삽입관이 구비되고, 상기 삽입관의 외측면을 둘러싸는 중공관 형상을 이루되, 상단에는 상기 하우징의 상면에 안착되도록 외측으로 벤딩된 플랜지부가 형성되고, 하단에는 상기 삽입관의 하단을 지지하도록 내측으로 벤딩된 복수 개의 지지단이 형성되는 부시를 더 포함한다.

상기 지지단의 상면은 상향으로 볼록한 곡면으로 형성된다.

본 발명에 의한 밸브조립체는, 회전기어가 탄성적으로 하향 가압되므로 회전기어가 정상적으로 회전할 수 있으면서 상하 롤링이 발생되지 아니하고, 탄성편의 벤딩각도를 조절하여 회전기어를 하향 가압하는 탄성력의 크기를 조절할 수 있으며, 제조원가가 매우 저렴하다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 밸브조립체 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 밸브조립체의 내부구조를 도시하는 단면사시도이다.
도 3은 회전기어에 판스프링과 부시가 결합되는 구조를 도시하는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 회전기어에 판스프링과 부시가 결합되는 구조를 도시하는 사시도 및 분해사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 회전기어 동작이 개선된 밸브조립체의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 밸브조립체의 내부구조를 도시하는 단면사시도이고, 도 3은 원통캠에 베어링유닛이 장착되는 구조를 도시하는 사시도이다.

본 발명에 의한 원통캠(200)을 이용한 밸브조립체는 외부로부터 전달받은 회전력을 직선 이송력으로 변환시켜 밸브시트(400)를 승강시키기 위한 장치로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며 중심축 상에 비원형(non-circular)의 삽입홀(110)이 형성된 회전기어(100)와, 상단이 상기 삽입홀(110)에 삽입되어 상기 회전기어(100)와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며 외주면에는 비스듬히 경사진 슬라이드홈이 둘 이상 형성되는 원통캠(200)과, 상기 원통캠(200)과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록 상기 원통캠(200)의 회전축을 관통하는 포핏샤프트(300)와, 상기 포핏샤프트(300)의 하측에 결합되는 밸브시트(400)와, 상기 원통캠(200)의 저면과 측면을 둘러싸는 하우징(510)과, 일측이 상기 하우징(510)에 고정결합되고 타측이 각각의 슬라이드홈에 슬라이딩 가능한 구조로 각각 삽입되는 둘 이상의 베어링유닛(600)과, 상기 회전기어(100)의 상면과 측면을 둘러싸는 커버(520)를 포함하여 구성된다.

상기 회전기어(100)는 가장자리 부위가 하향 연장된 캡 형상을 이루되, 하향으로 연장된 부위의 외측면에 기어이빨이 형성되어 구동모터(800)로부터 제공되는 회전력에 의해 회전하도록 구성된다. 일반적으로 구동모터(800)의 회전력이 매우 빠르므로 복수 개의 기어를 통해 감속된 이후 상기 회전기어(100)로 전달되도록 구성됨이 바람직하다. 이때 상기 삽입홀(110) 및 이에 삽입되는 원통캠(200)의 상단이 원형으로 형성되면 상기 원통캠(200)과 회전기어(100)가 각각 독립적으로 회전될 수 있으므로, 상기 삽입홀(110)은 원형이 아닌 형상 예를 들어 본 실시예에 도시된 바와 같이 내주면에 돌출부가 형성된 형상으로 형성되고, 상기 원통캠(200) 상단은 상기 삽입홀(110)과 형합되는 형상으로 형성됨이 바람직하다. 상기 삽입홀(110)의 형상은 비원형을 이룰 수 있다면 즉, 원형이 아닌 형상이라면 다각형 형상이나 기타 다양한 형이상학적 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 원통캠(200)의 상단은 회전기어(100)의 삽입홀(110)과 형합되는 형상을 이루되 상기 삽입홀(110)에 비해 약간 작은 크기로 제작되는바, 상기 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, 원통캠(200) 상단이 삽입홀(110)에 삽입되고 베어링유닛(600)의 타단이 슬라이드홈에 삽입된 상태에서 구동모터(800)가 작동되어 회전기어(100)가 회전되면, 상기 원통캠(200) 역시 회전기어(100)와 함께 회전을 하게 되며, 베어링유닛(600)의 타측은 슬라이드홈의 길이방향을 따라 슬라이딩하게 된다.

이때, 상기 베어링유닛(600)은 하우징(510)에 고정 결합되어 있으므로 원통캠(200)이 회전을 하게 되는데, 본 발명에 의한 밸브조립체는 이와 같이 원통캠(200)이 회전이나 승강 중 어느 한 동작만을 하는 것이 아니라, 회전과 승강을 동시에 구현하면서 포핏샤프트(300) 및 이에 결합된 밸브시트(400)를 수직방향으로 이동시키도록 구성된다. 즉, 상기 포핏샤프트(300)는 원통캠(200)과 독립적으로 회전될 수 있도록 횡단면이 원형으로 형성되는 봉 형상(원형봉 형상)으로 제작되며, 상기 원통캠(200)과 일체로 승강될 수 있도록 상기 원통캠(200)에 삽입된 부위의 중단에 단턱이 형성되고 상기 원통캠(200)의 상면과 대응되는 지점에는 원반 형상의 플랜지가 장착된다. 또한 상기 포핏샤프트(300)의 상부에는 포핏샤프트(300)가 상하방향으로 승강만 할 수 있도록 포핏샤프트(300)의 이동방향을 가이드하기 위한 가이드파이프(700)가 구비된다. 따라서 원통캠(200)이 회전 및 승강이 동시에 이루어질 때 포핏샤프트(300) 및 밸브시트(400)는 상하방향으로의 승강만 하게 된다. 또한, 가이드파이프(700)의 외측면에는 포핏샤프트(300)의 승강거리를 감지하기 위한 마그네트(710)가 구비되고, 가이드파이프(700)의 내주면에는 포핏샤프트(300)와 용접되는 인서트파이프(730)가 구비된다.

한편, 상기 원통캠(200)이 상승할 때 회전기어(100)는 상승하지 아니하고 원통캠(200)만이 승강해야 하는데, 원통캠(200)의 상측과 삽입홀(110) 간의 마찰력에 의해 회전기어(100)가 원통캠(200)을 따라 승강하는 현상이 발생될 수 있다. 이와 같이 회전기어(100)가 원통캠(200)을 따라 승강하면 작동 소음 및 진동이 증가될 우려가 있으므로, 상기 회전기어(100)의 저면과 하우징(510)의 상면 사이에는 회전기어(100)에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링(530)이 구비된다. 이와 같이 리턴스프링(530)이 구비되면 상기 회전기어(100)는 항상 커버(520)에 접촉된 상태를 유지하는바, 회전기어(100)가 원통캠(200)을 따라 승강하는 현상이 발생되지 아니하게 된다.

이때, 본 발명에 의한 밸브조립체는 회전기어(100)가 상하방향으로 유동하는 롤링현상이 발생되지 아니하도록, 상기 회전기어(100)는 하우징(510)의 상면과 커버(520)의 저면에 접촉되는 구조로 장착된다. 즉, 본 발명에 의한 밸브조립체는, 상기 커버(520) 중 회전기어(100)의 상면과 대응되는 부위에 하향으로 연장되는 가압돌부(522)가 형성되고, 상기 회전기어(100)의 상면과 상기 가압돌부(522)의 하단 사이에서 압축되어 상기 회전기어(100)에 하향 탄성력을 인가하는 판스프링(120)이 추가로 구비된다는 점에 구성상의 가장 큰 특징이 있다.

이와 같이 커버(520)의 가압돌부(522)가 직접 회전기어(100)를 하향 가압하는 것이 아니라 가압돌부(522)에 의해 압축된 판스프링(120)이 회전기어(100)를 탄성적으로 하향 가압하도록 구성되면, 상기 가압돌부(522)의 길이가 설계치보다 약간 길게 제작되더라도 회전기어(100)가 가압돌부(522)의 가압력에 의해 고착되지 아니하고 원활하게 회전될 수 있다는 장점이 있다. 이때, 상기 판스프링(120)은, 커버(520)를 하우징(510)에 결합시켰을 때 가압돌부(522)와 회전기어(100) 사이에서 압축되어 상기 회전기어(100)로 하향 탄성력을 인가할 수 있다면 어떠한 형상으로도 대체될 수 있다.

도 4 및 도 5는 회전기어(100)에 판스프링(120)과 부시(130)가 결합되는 구조를 도시하는 사시도 및 분해사시도이다.

판스프링(120)을 하향 가압하는 커버(520)의 가압돌부(522)가 하나의 돌기 형상으로 형성되면, 판스프링(120) 중 어느 일측(더 명확하게는 가압돌부(522)와 접촉되는 측)만이 집중적으로 압축되는바, 회전기어(100)를 탄성 가압하는 힘 역시 회전기어(100)의 일측에만 집중되고, 이에 따라 상기 회전기어(100)가 일측으로 기울어질 우려가 있다.

따라서 상기 가압돌부(522)는 길이방향 중심축이 상기 회전기어(100)의 회전축과 일치하는 원형관 형상으로 형성되고, 상기 판스프링(120)은 상기 회전기어(100)와 중심축이 일치하는 링 형상으로 형성됨이 바람직하다. 이와 같이 가압돌부(522)가 원형관 형상으로 형성되고 판스프링(120)이 가압돌부(522)의 하단과 형합하는 링 형상으로 형성되면, 가압돌부(522)가 판스프링(120)을 전체적으로 고르게 압축시킬 수 있고, 이에 따라 회전기어(100)에 인가되는 탄성력도 회전기어(100)의 모든 방향에 걸쳐 고르게 분산될 수 있다는 장점이 있다.

한편, 가압돌부(522)와 판스프링(120) 간의 접촉면적이 넓으면, 상기 판스프링(120)이 회전기어(100)를 따라 회전할 때 가압돌부(522)와 판스프링(120) 간의 마찰이 크게 발생되므로, 소음 및 진동이 발생될 수 있고, 더 나아가 회전기어(100)가 정상적으로 회전하지 못하는 경우가 발생될 수 있다. 본 발명에 의한 밸브조립체는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 즉, 가압돌부(522)와 판스프링(120) 간의 접촉면적을 줄이기 위하여, 상기 판스프링(120)의 내주면으로부터 상기 판스프링(120)의 중심점을 향해 돌출되어 가압돌부(522)에 의해 하향 가압되는 복수 개의 탄성편(122)이 형성될 수 있다. 상기 탄성편(122)은 상향으로 경사지게 연장되었다가 수평으로 연장되는 형상으로 형성되는바, 가압돌부(522)의 하단은 판스프링(120)의 상면 전체에 접촉되는 것이 아니라 탄성편(122)의 상면과만 접촉된다.

이와 같이 판스프링(120)에 다수 개의 탄성편(122)이 형성되면, 가압돌부(522)와 판스프링(120) 간의 접촉면적을 현저히 줄일 수 있으므로 가압돌부(522)와 판스프링(120) 간의 마찰을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 소음 및 진동이 발생되지 아니하면서 회전기어(100)가 정상적으로 회전될 수 있다. 상기 가압돌부(522)와 판스프링(120) 간의 접촉면적을 더욱 감소시킬 수 있도록, 상기 탄성편(122)의 상면은 상향으로 볼록한 곡면으로 형성될 수도 있다. 이와 같이 탄성편(122)의 상면이 상향으로 볼록한 곡면으로 형성되면, 상기 가압돌부(522)와 탄성편(122)은 점접촉을 이루게 되는바, 가압돌부(522)와 탄성편(122) 간의 마찰을 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다.

이때, 상기 탄성편(122)이 판스프링(120)의 어느 일측에만 형성되면 가압돌부(522)의 가압력이 판스프링(120)의 어느 일측으로만 집중될 우려가 있으므로, 상기 복수 개의 탄성편(122)은 판스프링(120)의 수직중심축을 기준으로 방사형으로 배열됨이 바람직하다.

또한, 상기 가압돌부(522)가 다수 개의 탄성편(122)을 하향 가압하도록 구성되면, 사용자는 탄성편(122)의 경사각도를 조절하여 회전기어(100)로 인가되는 탄성 가압력을 증감시킬 수 있다는 장점도 있다. 예를 들어 가압돌부(522)의 길이가 설계치보다 약간 짧게 형성되어 가압돌부(522)가 탄성편(122)을 충분히 하향 가압하지 못하는 경우, 상기 탄성편(122)의 상향 경사각이 증가되도록 탄성편(122)을 벤딩시켜 가압돌부(522)가 탄성편(122)을 정상적으로 가압하도록 할 수 있다. 반대로 가압돌부(522)의 길이가 설계치보다 약간 길게 형성되어 가압돌부(522)가 탄성편(122)을 과도하게 하향 가압하는 경우, 상기 탄성편(122)의 상향 경사각이 감소되도록 탄성편(122)을 벤딩시켜 가압돌부(522)가 탄성편(122)을 가압하는 힘을 줄일 수 있게 된다. 따라서 사용자는 탄성편(122)의 벤딩 각도를 조절함으로써 가압돌부(522)가 탄성편(122)을 가압하는 힘의 크기를 증감시킬 수 있고, 이에 따라 회전기어(100)로 인가되는 탄성 가압력을 조정할 수 있다는 장점이 있다.

일반적으로 하우징(510)은 마찰계수가 높은 금속으로 제작되는바, 판스프링(120)에 의해 탄성적으로 하향 가압되는 회전기어(100)가 하우징(510)에 직접 접촉되면 회전 시 하우징(510)과의 마찰로 인해 안정적인 회전이 어려워질 뿐만 아니라, 하우징(510)과 마찰되는 부위가 쉽게 마모될 우려가 있다.

따라서 본 발명에 의한 밸브조립체는, 회전기어(100)와 하우징(510) 사이에 별도의 부시(130)가 추가로 구비될 수 있다. 상기 회전기어(100)의 저면 중 상기 삽입홀(110)이 형성된 부위에 하우징(510)의 내부로 삽입되도록 하향으로 연장되는 삽입관(112)이 구비되고, 상기 부시(130)는 삽입관(112)의 외측면을 둘러싸는 중공관 형상을 이루되 상단에는 상기 하우징(510)의 상면에 안착되도록 외측으로 벤딩된 플랜지부(132)가 형성되고 하단에는 상기 삽입관(112)의 하단을 지지하도록 내측으로 벤딩된 복수 개의 지지단(134)이 형성된다.

상기 부시(130)는 하우징(510)에 비해 마찰계수가 낮게 제작되는바, 본 실시예에 도시된 바와 같이 회전기어(100)가 하우징(510)과 직접 결합되지 아니하고 회전기어(100)의 삽입관(112) 하단이 부시(130)의 지지단(134)에 안착되도록 구성되면, 회전기어(100)가 보다 원활하게 회전될 수 있고 회전기어(100)의 마모를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

이때, 삽입관(112)과 지지단(134) 간의 마찰력을 더욱 줄일 수 있도록, 상기 지지단(134)의 상면은 상향으로 볼록한 곡면으로 형성될 수 있다. 이와 같이 지지단(134)의 상면이 볼록한 곡면으로 형성되면, 삽입관(112)의 하단과 지지단(134)의 상면은 점접촉을 이루게 되는바, 삽입관(112)과 지지단(134) 간의 마찰력을 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다.

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 110 : 삽입홀
112 : 삽입관 120 : 판스프링
122 : 탄성편 130 : 부시
132 : 플랜지부 134 : 지지단
200 : 원통캠 300 : 포핏샤프트
400 : 밸브시트 510 : 하우징
520 : 커버 522 : 가압돌부
530 : 리턴스프링 600 : 베어링유닛
700 : 가이드파이프 710 : 마그네트
730 : 인서트파이프 800 : 구동모터

Claims (7)

1. 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며, 중심축 상에 비원형(non-circular)의 삽입홀이 형성된 회전기어;
   상단이 상기 삽입홀에 삽입되어 상기 회전기어와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며, 외주면에는 비스듬히 경사진 슬라이드홈이 둘 이상 형성되는 원통캠;
   상기 원통캠과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록, 상기 원통캠의 회전축을 관통하는 포핏샤프트;
   상기 포핏샤프트의 하측에 결합되는 밸브시트;
   상기 원통캠의 저면과 측면을 둘러싸는 하우징;
   일측이 상기 하우징에 고정결합되고 타측이 각각의 슬라이드홈에 슬라이딩 가능한 구조로 각각 삽입되는 둘 이상의 베어링유닛;
   상기 회전기어의 상면과 측면을 둘러싸되 상기 회전기어의 상면과 대응되는 부위에 하향으로 연장되는 가압돌부를 구비하는 커버; 및
   상기 회전기어의 상면과 상기 가압돌부의 하단 사이에서 압축되어 상기 회전기어에 하향 탄성력을 인가하는 판스프링;을 포함하여 구성되고,
   상기 가압돌부는 길이방향 중심축이 상기 회전기어의 회전축과 일치하는 원형관 형상으로 형성되고,
   상기 판스프링은 상기 회전기어와 중심축이 일치하는 링 형상으로 형성되며,
   상기 판스프링의 내주면에는 상기 판스프링의 중심점을 향해 상향으로 경사지게 연장되었다가 수평으로 연장되는 복수 개의 탄성편이 구비되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수 개의 탄성편은 상기 판스프링의 수직중심축을 기준으로 방사형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성편의 상면은 상향으로 볼록한 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전기어의 저면 중 상기 삽입홀이 형성된 부위에는 상기 하우징의 내부로 삽입되도록 하향으로 연장되는 삽입관이 구비되고,
   상기 삽입관의 외측면을 둘러싸는 중공관 형상을 이루되, 상단에는 상기 하우징의 상면에 안착되도록 외측으로 벤딩된 플랜지가 형성되고, 하단에는 상기 삽입관의 하단을 지지하도록 내측으로 벤딩된 복수 개의 지지단이 형성되는 부시를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 지지단의 상면은 상향으로 볼록한 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
   

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