KR102258745B1

KR102258745B1 - 소음기용 능동전자밸브

Info

Publication number: KR102258745B1
Application number: KR1020190101707A
Authority: KR
Inventors: 김희진; 김덕한; 공영근; 김종일
Original assignee: 디젠스 주식회사
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2021-05-31
Also published as: KR20200021899A

Abstract

배기가스 유로를 가지는 하우징과, 하우징을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 회전샤프트와, 회전샤프트에 결합되어 함께 회전하면서 배기가스 유로의 배기량을 제어하는 플랩과, 하우징의 상부에 설치되어 회전샤프트를 회전시키는 회전력을 제공하며 차량의 ECU 제어신호에 의해 구동 제어되는 액추에이터 및, 액추에이터의 구동샤프트와 상기 회전샤프트 사이에 설치되어 구동샤프트의 회전력을 회전샤프트로 전달하고, 플랩에 발생하는 진동이 구동샤프트로 전달되는 것을 차단하는 와이어형 탄성체를 포함하며,
와이어형 탄성체는, 회전샤프트에 결합되는 제1결합부와, 제1결합부와 대칭되어 이격되게 매치되어 구동샤프트에 결합되는 제2결합부와, 제1 및 제2결합부를 연결하는 연결부 및, 제2결합부에서 연장되어 구동샤프트의 외주를 접촉 클램핑하는 클램핑 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음기용 능동전자밸브가 개시된다.

Description

소음기용 능동전자밸브{ACTIVE ELECTRIC VALVE FOR MUFFLER}

본 발명은 차량의 소음기에 설치되는 능동전자밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액추에이터의 동력전달을 정확하고 용이하게 전달하여 개폐량을 능동적으로 조정할 수 있는 소음기용 능동전자밸브에 관한 것이다.

차량용 소음기(muffler)는 엔진에서 배출되는 고온, 고압의 배기가스를 차량 외부의 대기 중으로 배출시키기 전에 압력과 온도를 낮춰줌으로써 배기가스의 급격한 팽창에 의해 발생하는 폭발음을 줄이기 위한 장치이다.

소음기는 음의 흡수, 팽창, 간섭 등의 원리를 이용해 소음을 감소시키는 기구로 작동원리에 따라 팽창형, 공명형 및 흡음형으로 구분된다. 상기 팽창형은 음의 입구와 출구 사이에 이보다 큰 공동을 갖게 하여 음의 통로를 급하게 팽창시켜 음의 간섭, 반사, 팽창 등으로 소리에너지를 감소시키는 원리를 이용한다. 상기 공명형은 음향관의 일부에 많은 작은 구멍을 내고 그 주위에 적당한 용적의 공명실을 만들어 헬름홀츠(Helmholtz)의 공명실처럼 음을 감쇄시키는 원리를 이용한다. 상기 흡음형은 덕트 내에 다공질의 그라스울(glass wool) 등을 충진시켜 음이 관내를 통과할 때 음 에너지가 흡수되어 약해지는 흡음형 등이 있다.

그리고 소음기는 소음(消音)효과를 높이기 위하여 소음기의 저항을 크게 하면 배기소음은 줄일 수 있으나 배기행정에 가해지는 저항 즉, 배압이 높아져 엔진의 출력을 저하시키고, 이와 반대로 배압을 줄이기 위하여 소음기의 저항을 작게 하면 배기소음(排氣騷音)이 증대되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 배기소음과 배압을 동시에 만족시킬 수 있는 엔진 ECU의 신호를 받아 밸브를 제어하는 능동전자밸브 소음기가 개발되었다.

도 1에 도시된 바와 같이, 능동전자밸브(220)는 배기시스템(200)의 메인 소음기(210) 전단에 설치되거나, 도 2에 도시된 바와 같이 메인 소음기(210)의 테일 파이프단에 설치되어 엔진의 부하 및 RPM에 따라 그 개도가 조정 가능하도록 동작된다.

상기 능동전자밸브(220)는 저속영역에서 배기가스의 압력이 낮으므로 닫힌 상태가 되어 저주파 소음을 감쇄시킬 수 있고, 능동전자밸브(220)의 닫힘 상태에서도 배기가스의 압력이 낮으므로 엔진의 출력에는 영향을 미치지 않는다.

그리고 고속영역에서 배기가스의 압력이 높아짐에 따라 능동전자밸브(220)는 점차 열리면서 고주파 소음을 감소시킴과 더불어 배기가스의 저항을 줄일 수 있으므로 또한, 엔진의 출력에 영향을 미치지 않는다. 이처럼, 능동전자밸브 부착형 소음기는 배기소음 및 배압을 동시에 만족시킬 수 있는 장점이 있다.

상기 능동전자밸브(220) 중 하나인 플랩 밸브(flap valve)는 배기가스의 통로인 하우징과, 상기 하우징에 대해 수직 방향으로 관통하여 설치되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트에 결합된 상태로 하우징의 내부에 설치되어 회전샤프트와 함께 회전하면서 하우징의 배기가스 통로를 개폐하는 배기 플랩(flap) 및 구동샤프트의 회전력을 상기 회전샤프트에 전달하여 상기 배기 플랩을 작동시키는 액추에이터로 구성된다.

상기 액추에이터는 차량의 ECU로부터 배기가스 통로 개폐에 관한 신호를 전달받아 상기 배기 플랩을 회전시킬 수 있다. 상기 액추에이터의 작동으로 구동샤프트가 회전되고, 상기 구동샤프트와 연결된 상기 회전샤프트가 회전됨으로써 상기 배기 플랩을 회전시킬 수 있다.

상기 액추에이터의 구동력을 전달하기 위하여 상기 구동샤프트와 상기 회전샤프트는 코일 스프링으로 연결되어 있다.

그런데 상기 액추에이터의 작동 시 상기 코일 스프링이 좌우 방향으로 틸팅되기 때문에 동력의 안정적인 전달이 어렵다는 문제가 있었다. 상기 구동샤프트와 회전샤프트를 연결하는 코일 스프링의 조립구조가 견고하지 않기 때문에 코일 스프링의 유동에 따른 플랩 밸브의 부품 조립성 저하가 우려되는 실정이다.

또한, 상기 액추에이터의 작동 시 상기 코일 스프링이 압축되면서 액추에이터의 동력이 상기 배기 플랩에 정확히 전달되기 어렵다는 문제가 있다.

즉, 상기 액추에이터의 작동으로 상기 구동샤프트가 회전되면, 이와 동시에 상기 코일 스프링이 비틀리면서 압축되기 때문에 코일 스프링의 유동으로 인해 액추에이터의 동력이 상기 배기 플랩에 정확히 전달되기 어렵다.

예컨대, 상기 액추에이터가 상기 배기 플랩의 열림 각도를 30°로 설정하여 작동하는 경우, 상기 코일 스프링의 비틀림 및 압축으로 인한 정확한 동력전달이 어려워 상기 배기 플랩의 열림 각도가 30°이상 또는 미만이 될 수 있다.

이에 따라, 상기 액추에이터 내의 위치 센서의 측정범위를 벗어나게 되어 플랩 밸브의 오작동 가능성이 크다는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1568338호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 액추에이터의 구동샤프트와 배기 플랩의 회전샤프트 간의 동력전달을 확실하게 하여 장치의 오작동 및 동력 손실을 방지할 수 있는 소음기용 능동전자밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소음기용 능동전자밸브는, 배기가스 유로를 가지는 하우징; 상기 하우징을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 회전샤프트; 상기 회전샤프트에 결합되어 함께 회전하면서 상기 배기가스 유로의 배기량을 제어하는 플랩; 상기 하우징의 상부에 설치되어 상기 회전샤프트를 회전시키는 회전력을 제공하며, 차량의 ECU 제어 신호에 의해 구동 제어되는 액추에이터; 및 상기 액추에이터의 구동샤프트와 상기 회전샤프트 사이에 설치되어 상기 구동샤프트의 회전력을 상기 회전샤프트로 전달하고, 상기 플랩에 발생하는 진동이 상기 구동샤프트로 전달되는 것을 차단하는 와이어형 탄성체;를 포함하며,

상기 와이어형 탄성체는, 상기 회전샤프트에 결합되는 제1결합부; 상기 제1결합부와 대칭되어 이격되게 매치되어 상기 구동샤프트에 결합되는 제2결합부; 상기 제1 및 제2결합부를 연결하는 연결부; 및 상기 제2결합부에서 연장되어 상기 구동샤프트의 외주를 접촉 클램핑하는 클램핑 결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이로써, 구동샤프트의 회전력을 회전샤프트로 정확하게 전달하여 배기 플랩을 정확하게 제어할 수 있다.

여기서, 상기 연결부는 상기 제1 및 제2결합부의 서로 대응되는 단부에서 연장되어 라운드 형상을 가지고, 상기 클램핑 결합부는, 상기 제2결합부에서 절곡 연장되어 상기 구동샤프트의 외주면의 적어도 1/2을 감싸서 결합하도록 반원형으로 형성된 것이 좋다.

이로써, 와이어형 탄성체를 구동샤프트에 안정적으로 결합할 수 있고, 회전력을 안정적으로 전달하면서 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다.

또한, 상기 연결부는 상기 제1 및 제2결합부의 서로 대응되는 단부에서 직각으로 절곡 연장되어 직선형으로 형성되고, 상기 클램핑 결합부는, 상기 제2결합부를 중심으로 서로 대칭되고 나란하게 배치되며, 상기 구동샤프트의 외주면을 접촉 지지하는 제1 및 제2접촉지지부; 상기 제2결합부와 상기 제1접촉지지부를 연결하는 제1클램핑 연결부; 및 상기 제1 및 제2접촉지지부를 연결하는 제2클램핑 연결부;를 포함하는 것이 좋다.

이로써, 구동샤프트의 회전력을 회전샤프트로 안정적으로 전달하는 동시에, 회전샤프트의 진동이나 떨림이 구동샤프트로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

본 발명의 소음기용 능동전자밸브에 따르면, 배기가스 유로를 전동식으로 자동 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 액추에이터의 작동 시 전달되는 진동을 최소화함으로써 각 부품의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 밸브의 동작 시 동력전달이 효과적으로 이루어짐으로써 동력전달의 신뢰성이 높아져 안정적인 작동이 가능하며, 액추에이터의 동력이 확실하게 전달됨에 따라 능동전자밸브의 오작동 및 동력 손실을 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2 각각은 종래의 능동전자밸브가 배기시스템에 적용되는 예를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소음기용 능동전자밸브를 나타내 보인 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 소음기용 능동전자밸브의 정면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 와이어형 탄성체와 구동샤프트의 결합상태를 나타내 보인 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 구동샤프트와 웜 휠을 나타내 보인 사시도이다.
도 7은 와이어형 탄성체가 구동샤프트와 회전샤프트에 연결된 상태를 나타내 보인 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 와이어형 탄성체를 발췌하여 보인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어형 탄성체를 나타내 보인 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 와이어형 탄성체를 적용한 소음기용 능동전자밸브를 나타내 보인 사시도이다.
도 11은 도 10의 요부를 나타내 보인 단면도이다.
도 12는 도 9에 도시된 와이어형 탄성체가 구동샤프트에 결합된 상태를 보인 저면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 소음기용 능동전자밸브를 자세히 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소음기용 능동전자밸브(100)는 배기시스템(200의 메인 소음기(210, 도 1 참조)의 전단 또는 메인 소음기(210)의 테일 파이프단(도 2 참조)에 설치되어 차량의 출력 성능 및 소음 성능을 향상시키기 위한 것이다. 이러한 소음기용 능동전자밸브(100)는 내부에 배기가스 유로가 마련된 하우징(110), 상기 하우징(110) 내부를 관통하도록 설치되는 회전샤프트(120), 상기 회전샤프트(120)에 결합되어 배기유량을 제어하는 배기 플랩(130), 상기 회전샤프트(120)를 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 액추에이터(140) 및 상기 액추에이터(140)의 회전력을 상기 회전샤프트(120)로 전달하도록 연결되는 와이어형 탄성체(150)를 구비한다.

상기 하우징(110)은 관 형상을 가지며, 그 내부에 회전샤프트(120)가 배기가스 유로에 직교하도록 관통되게 설치된다. 회전샤프트(120)의 하단은 하부 카본베어링(미도시)에 의해 하우징(110)에 대해 회전 가능하게 지지된다. 상기 하부 카본베어링의 외측에는 하부 베어링캡(미도시)에 의해 커버되어 보호된다.

상기 하우징(110) 내부에 위치하는 회전샤프트(120)에는 배기가스 유로를 개폐하기 위한 배기 플랩(130)이 결합되어, 회전샤프트(120)와 일체로 회전되면서 배기가스 유로를 개폐한다. 상기 배기 플랩(130)은 디스크형상을 가진다.

상기 회전샤프트(120)의 상단에는 상기 와이어형 탄성체(150)의 제1결합부(151)가 끼워져 결합되는 결합홈(121)이 형성된다. 상기 결합홈(121)은 회전샤프트(120)의 상단에서 소정 깊이로 형성되며, 양측면으로 개방되도록 형성되고, 바람직하게는 와이어형 탄성체(150)의 두께보다 깊게 형성된다.

상기 액추에이터(140)는 회전샤프트(120)의 길이 방향 단부와 이격된 지점에서 회전샤프트(120)와 동축적으로 설치되는 구동샤프트(145)를 가진다. 구동샤프트(145)는 웜 휠(141)의 회전중심에 결합된다. 이러한 액추에이터(140)는 차량의 ECU로부터 배기가스 통로 개폐에 관한 신호를 전달받아 하우징(110)의 내부의 배기 플랩(130)을 회전시키도록 동작된다.

여기서 상기 구동샤프트(145)의 단부(145b)에도 와이어형 탄성체(150)의 일부분이 끼워져 결합되는 고정홈(145a)이 형성된다. 고정홈(145a)의 폭은 와이어형 탄성체(150)의 두께에 대응되며, 그 깊이는 와이어형 탄성체(150)의 두께 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 고정홈(145a)은 후술할 와이어형 제2결합부(153)가 끼워져 결합되도록 구동샤프트(145)의 단부(145b)에서 인입되고, 외주면으로 연통되게 형성된다.

상기 와이어형 탄성체(150)는 구동샤프트(145)와 회전샤프트(120) 사이에 설치되어, 구동샤프트(145)의 회전력을 회전샤프트(120)로 전달하는 역할을 하고, 배기가스에 의한 떨림이나 진동이 구동샤프트(145)로 직접 전달하는 것을 차단하는 역할을 한다. 즉, 배기가스의 배출압력에 의해 플랩(130)이 떨리게 되는데, 이러한 진동이 회전샤프트(120)를 통해 구동샤프트(145)로 직접 전달되면, 액추에이터(140)의 손상이 발생될 수 있으므로, 이러한 점을 방지할 수 있도록 와이어형 탄성체(150)는 각 샤프트(145)(120) 사이에 설치된다.

이러한 와이어형 탄성체(150)는 회전샤프트(120)의 결합홈(121)에 끼워져 결합되는 제1결합부(151)와, 구동샤프트(145)의 고정홈(145a)에 끼워져 결합되는 제2결합부(153), 상기 제1 및 제2결합부(151,153)를 연결하는 연결부(155), 제2결합부(153)에서 연장되어 구동샤프트(145)의 외주면에 접촉되어 결합되는 클램핑 결합부(157)를 구비한다.

상기 제1 및 제2결합부(151,153)는 서로 마주하여 대응되는 형상을 가지며, 서로 이격되어 나란하게 배치되며, 직선형으로 형성된다. 제1 및 제2결합부(151,153)는 원기둥 형상을 가지며, 동일한 외경을 갖는다.

상기 연결부(155)는 제1 및 제2결합부(151,153)의 서로 마주하는 단부를 연결하며, 소정 곡률을 가지는 라운드 형상을 가진다.

제1 및 제2결합부(151,153)와 연결부(155)는 일체로 형성되며, 소위 옆으로 누운 알파벳 'U'자 형상을 가진다. 이러한 구성의 연결부(155)는 구동샤프트(145)와 회전샤프트(120)를 탄력적으로 연결하여 진동 등을 감쇄하면서도, 회전 방향으로 변형되지 않으면서 동력을 정확하게 전달할 수 있게 된다.

상기 클램핑 결합부(157)는 제2결합부(153)에서 절곡되어 구동샤프트(145)의 외주면을 접촉하여 감싸도록 연장된다. 이러한 클램핑 결합부(157)는 구동샤프트(145)의 외주를 원주 방향으로 접촉하여 감싸되, 구동샤프트(145)의 외측면을 원주 방향으로 적어도 1/2 감싸도록 반원형으로 연장 형성된다. 이처럼 클램핑 결합부(157)가 제2결합부(153)와 동일 높이에서 수평 방향으로 절곡되어 구동 샤프트(145) 외주를 일부분 감싸도록 결합된 구성을 가짐으로써, 구동샤프트(145)에 대해 와이어형 탄성체(150)를 안정적으로 견고하게 결합할 수 있고, 와이어 탄성체(150)의 변형이나 틀어짐을 방지하면서 구동샤프트(145)의 회전력을 회전샤프트(120)로 안정적으로 전달할 수 있고, 구동샤프트(145)의 진동을 잡아줄 수 있게 된다.

이에 따라서 본 발명의 소음기용 능동전자밸브(100)의 작동 시, 구동샤프트(145)와 와이어형 탄성체(150) 및 회전샤프트(120)는 안정적으로 회전되도록 회전력을 전달할 수 있으며, 액추에이터(140)의 동력 손실을 최소화할 수 있다.

그리고 상기 구성의 와이어형 탄성체(150)를 이용하여 구동샤프트(145)와 회전샤프트(120) 각각에 안정적으로 연결 및 설치됨으로써, 와이어형 탄성체(150)를 통해 액추에이터(140)의 동력을 회전샤프트(120)로 정확하게 전달하여 신뢰성을 높임으로써, 배기 플랩(130)의 개폐를 정밀하게 제어할 수 있다.

또한, 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 와이어용 탄성체(150')가 적용될 수도 있다. 상기 와이어 탄성체(150')는 회전샤프트(120)의 결합홈(121)에 결합되는 제1결합부(151)와, 구동샤프트(145)의 고정홈(145a)에 결합되는 제2결합부(153)와, 제1 및 제2결합부(151,153)를 연결하는 연결부(155'), 제2결합부(153)에서 연장되어 구동샤프트(145)의 외주면을 접촉하여 결합되는 클램핑 결합부(157')를 구비한다.

제1 및 제2결합부(151,153)는 서로 이격되어 나란하게 배치되고, 연결부(155')에 의해 일체로 형성된다. 연결부(155')는 제1 및 제2결합부(151,153) 각각의 대응되는 단부에서 90도 각도로 절곡되어 수직으로 연결된다. 이를 위해 연결부(155')는 상하 수직봉 형상을 갖는 것이 좋다.

상기 클램핑 결합부(157)는 제2결합부(153)를 중심으로 서로 대칭되고 나란하게 배치되는 제1 및 제2접촉지지부(157a,157b)와, 제2결합부(153)와 제1접촉지지부(157a)를 연결하는 제1클램핑 연결부(157c)와, 제1 및 제2접촉지지부(157a,157b)를 연결하는 제2클램핑 연결부(157d)를 구비한다.

클램핑 결합부(157)는 제2결합부(153)와 동일한 높이로 형성되며, 제2결합부(153)의 연결부(155')가 연결된 일단의 반대 측 타단에서 일체로 연장되어 형성된다.

상기 제1 및 제2접촉지지부(157a,157b)는 제2결합부(153)를 사이에 두고 대칭되게 배치되어 구동샤프트(145)의 외주면을 탄력적으로 접촉 지지한다. 이러한 제1 및 제2접촉지지부(157a,157b)는 제2결합부(153)와 나란하며, 제2클램핑 연결부(157d)에 의해 연결된다. 그리고 제1접촉지지부(157a)는 제1클램핑 연결부(157c)에 의해 연결된다. 제1 및 제2접촉지지부(157a,157b)의 길이는 제1 및 제2결합부(151,153)의 길이에 대응되게 형성되는 것이 좋다.

상기 구성을 가지는 와이어형 탄성체(150')는 제1결합부(151)는 회전샤프트(120)의 결합홈(121)에 끼워져 결합되고, 제2결합부(153)는 구동샤프트(145)의 고정홈(145a)에 끼워져 결합된다. 그리고 클램핑 결합부(157)는 구동샤프트(145)의 외주면을 감싸도록 클램핑 결합된다. 특히, 제1 및 제2접촉지지부(157a,157b)는 구동샤프트(145)의 외주면을 각각 탄력적으로 접촉 지지하여 클램핑함으로써, 구동샤프트(145)에 와이어형 탄성체(150')를 견고하고 안정되게 결합할 수 있다.

특히, 도 12에 도시된 바와 같이, 구동샤프트(145)의 단면에 형성된 화살표와 나란하게 제2결합부(153)가 결합 될 때, 제2클램핑 연결부(157d)가 화살표가 향하는 방향에 위치하도록 결합되는 것이 좋다. 도 12와 같이 와이어형 탄성체(150')를 구동샤프트(145)에 결합하면, 액추에이터(140)가 구동하여 구동샤프트(145)가 회전할 경우, 와이어형 탄성체(150')의 변형이 최소화되는 안정적인 자세를 유지할 수 있게 되고, 구동샤프트(145)를 통한 진동을 효과적으로 흡수하여 제거할 수 있게 된다.

즉, 와이어형 탄성체(150')의 제2클램핑 연결부(157d)가 구동샤프트(145)의 단면에 형성된 화살표로 향하는 방향에 위치하도록 결합되는 것이 제2클램핑 연결부(157d)가 화살표 반대 방향에 위치하도록 하는 경우보다 형상 변경 없이 본래의 와이어형상을 유지하는 사실을 액추에이터(140)의 작동 시험을 통해 확인한 바 있다.

또한, 상기 구성을 가지는 와이어형 탄성체(150')는 구동샤프트(145)의 회전력을 회전샤프트(120)로 전달하여 플랩(130)이 회전될 수 있도록 기준치 이상의 강성을 가지고, 하측에서 발생된 진동이 상측까지 전달되는 것을 차단하도록 기준치 이상의 탄성을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 클램핑 결합부(157')는 도 12와 같이, 저면에서의 감긴 형태가 시계방향으로 감긴 형상을 가지도록 결합되는 것이 바람직하다. 이를 위해 구동샤프트(145)의 단부에 화살표가 표시되어 있고, 클램핑 결합부(157')의 닫힌 부분 즉, 제2클램핑 연결부(157d)가 화살표 방향에 위치하도록 결합되는 것이 좋다. 이처럼 클램핑 결합부(157')가 시계방향으로 감긴 형태로 설치되면, 반시계방향으로 감긴 상태로 결합되는 경우보다 더욱 강성(스프링 모멘트)이 유지되어 구동샤프트(145)의 동력을 회전샤프트(120)로 효과적으로 전달하는 동시에 플랩(130)에 작용하는 배기압력에 의해 연결부(155')를 포함하여 와이어형 탄성체(150')가 변형되어 열리거나 닫히는 등 움직이는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 되어 플랩(130)의 열림과 닫힘을 더욱 정확하게 제어할 수 있게 된다. 예를 들어, 플랩(130)이 초기위치에서 시계방향으로 회전되어 배기가스 유로의 개폐량을 조절하도록 동작될 경우, 초기위치로 복귀하기 위해서는 반시계방향으로 회전되어야 하는데, 이 경우 액추에이터(140)를 반시계방향으로 회전 구동하지 않은 상태에서는, 와이어형 탄성체(150')가 시계방향으로 클램핑 결합부(157')가 각진 형태로 감긴 구조이므로, 와이어 탄성체(150')의 하단(제1결합부;151)에서 반시계방향으로 작용하는 배기가스의 압력에 의해 와이어 탄성체(150')가 뒤틀리거나 휘어짐과 같은 변형되는 것을 방지될 수 있게 된다.

상기 와이어형 탄성체(150')의 제2결합부(153)는 구동샤프트(145)의 고정홈(145a)에 끼워져 결합될 때 제2접촉지지부(157a,157b)는 와이어의 탄성으로 인해 구동샤프트(145)를 더욱 견고하게 양쪽에서 지지함으로 와이어형 탄성체(150')가 회전시 넘어지지 않는 특징이 있다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 다른 소음기용 능동전자밸브(100)는, 앞서 도 1 및 도 2를 통해 설명한 바와 같이, 배기시스템(200)의 메인 소음기(210, 도 1 참조)의 전단 또는 메인 소음기(210)의 테일 파이프단(도 2 참조)에 설치될 수 있다.

설치된 소음기용 능동전자밸브(100)는 액추에이터(140)가 차량의 ECU로부터 배기가스 유로 개폐에 대한 신호를 전달받아 플랩(130)을 회전시키도록 구동 제어된다.

즉, 액추에이터(140)가 구동되어 구동샤프트(145)가 회전 구동되면, 와이어형 탄성체(150)가 시계방향으로 회전되면서 회전샤프트(120)로 회전력을 전달한다. 그러면, 회전샤프트(120)에 연결된 플랩(130)이 회전하면서 배기가스 유로를 원하는 만큼 개폐할 수 있다. 이때 와이어형 탄성체(150)에 의해 구동샤프트(145)의 회전력이 회전샤프트(120)로 효과적으로 전달되는 동시에, 플랩(130)의 떨림에 의해 와이어형 탄성체(150)가 반시계방향으로 회전되는 것이 차단되어 쉽게 열리지 않도록 강성(스프링 모멘트)을 유지할 수 있게 된다. 따라서 플랩(130)의 개폐 상태를 정확하게 유지할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

100..소음기용 능동전자밸브 110..하우징
120..회전샤프트 130..플랩
140..액추에이터 145..구동샤프트
150,150'..와이어형 탄성체 200..배기시스템

Claims

배기가스 유로를 가지는 하우징;
상기 하우징을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 회전샤프트;
상기 회전샤프트에 결합되어 함께 회전하면서 상기 배기가스 유로의 배기량을 제어하는 플랩;
상기 하우징의 상부에 설치되어 상기 회전샤프트를 회전시키는 회전력을 제공하며, 차량의 ECU 제어신호에 의해 구동 제어되는 액추에이터; 및
상기 액추에이터의 구동샤프트와 상기 회전샤프트 사이에 설치되어 상기 구동샤프트의 회전력을 상기 회전샤프트로 전달하고, 상기 플랩에 발생하는 진동이 상기 구동샤프트로 전달되는 것을 차단하는 와이어형 탄성체;를 포함하며,
상기 와이어형 탄성체는,
상기 회전샤프트에 결합되는 제1결합부;
상기 제1결합부와 대칭되어 이격되게 배치되어 상기 구동샤프트에 결합되는 제2결합부;
상기 제1 및 제2결합부를 연결하는 연결부; 및
상기 제2결합부에서 연장되어 상기 구동샤프트의 외주를 접촉 클램핑하는 클램핑 결합부;를 포함하고,
상기 클램핑 결합부는,
상기 제2결합부를 중심으로 서로 대칭되고 나란하게 배치되며, 상기 구동샤프트의 외주면을 접촉 지지하는 제1 및 제2접촉지지부;
상기 제2결합부와 상기 제1접촉지지부를 동일 높이에서 수평으로 연결하는 제1클램핑 연결부; 및
상기 제1 및 제2접촉지지부를 연결하며 탄성을 가지는 제2클램핑 연결부;를 포함하며,
상기 제2결합부와 상기 제1 및 제2접촉지지부는 동일 높이에서 상기 구동샤프트를 접촉 지지하는 것을 특징으로 하는 소음기용 능동전자밸브.
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배기가스 유로를 가지는 하우징;
상기 하우징을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 회전샤프트;
상기 회전샤프트에 결합되어 함께 회전하면서 상기 배기가스 유로의 배기량을 제어하는 플랩;
상기 하우징의 상부에 설치되어 상기 회전샤프트를 회전시키는 회전력을 제공하며, 차량의 ECU 제어신호에 의해 구동 제어되는 액추에이터; 및
상기 액추에이터의 구동샤프트와 상기 회전샤프트 사이에 설치되어 상기 구동샤프트의 회전력을 상기 회전샤프트로 전달하고, 상기 플랩에 발생하는 진동이 상기 구동샤프트로 전달되는 것을 차단하는 와이어형 탄성체;를 포함하며,
상기 와이어형 탄성체는,
상기 회전샤프트에 결합되는 제1결합부;
상기 제1결합부와 대칭되어 이격되게 배치되어 상기 구동샤프트에 결합되는 제2결합부;
상기 제1 및 제2결합부를 연결하는 연결부; 및
상기 제2결합부에서 연장되어 상기 구동샤프트의 외주를 접촉 클램핑하는 클램핑 결합부;를 포함하고,
상기 연결부는 상기 제1 및 제2결합부의 서로 대응되는 단부에서 연장되어 라운드 형상을 가지고,
상기 클램핑 결합부는,
상기 제2결합부에서 절곡 연장되어 상기 구동샤프트의 외주면의 적어도 1/2을 감싸서 접촉된 상태로 결합하도록 반원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 소음기용 능동전자밸브.
제1항에 있어서,
상기 연결부는 상기 제1 및 제2결합부의 서로 대응되는 단부에서 직각으로 절곡 연장되어 직선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 소음기용 능동전자밸브.
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