KR20010023052A - 부하 세팅 장치 - Google Patents

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Abstract

세팅 샤프트(2)상에 배치되어 내연기관의 파워를 결정하는 세팅 부재(4)용 부하 세팅 장치는 비틀림 스프링(18)을 갖는다. 상기 비틀림 스프링(18)은 최소 부하 위치와 최소 부하 기어박스의 비상 작동 위치 사이에서 그리고 전부하 위치와 세팅 기어 박스(5)의 비상 작동 위치 사이에서 응력을 받는다. 최소 부하 기어박스는 중간 톱니바퀴(8)상에 배치된 톱니바퀴(9)와 동일한 방향으로 선회 가능한 캠(10)을 갖는다. 상기 캠은 비상 작동 위치에서 스토퍼(13)에 놓인 비틀림 스프링(18)의 단부(12)를 변위시키기 위해 제공된다. 비틀림 스프링(18)은 세팅 부품(4) 및 세팅 샤프트(2)에 예비 응력을 제공하여 상기 세팅 부품(4) 및 세팅 샤프트(2)가 영구히 비상 작동 위치에 놓이게 한다.

Description

부하 세팅 장치 {LOAD SETTING DEVICE}
상기 방식의 부하 세팅 장치는 일반적으로 차량 내연기관의 파워를 세팅하기 위한 E-가스로 공지되어 있다. 이러한 부하 세팅 장치에서는 연비를 최소화하기 위해, 내연기관이 무부하시에도 균일하게 작동되도록 최소 부하 위치가 설계된다. 이로 인해, 최소 부하 위치에서는 차량을 움직이는데 충분한 토크가 발생될 수 없다. 그러나, 이것은 차량이 위험 지역으로부터 벗어나야 하는데 전자 제어 장치 또는 세팅 기어박스의 고장으로 인해 부하 세팅 장치가 가속 페달의 작동에 의해 더 이상 조절될 수 없는 경우에 필요하다. 이러한 이유 때문에, 공지된 부하 세팅 장치에서는 풀백 스프링에 부가해서 비상 작동 스프링이 제공된다. 비상 작동 스프링은 전자 제어 장치 또는 세팅 기어박스의 고장시 세팅 부품이 최소 부하 위치로부터 강제로 비상 작동 위치로 이동되게 하기 위해 제공된다. 상기 비상 작동 위치에서는 내연기관이 낮은 속도로 차량을 움직이는데 충분한 크기의 토크를 발생시킨다. 비상 작동 위치는 풀백 스프링의 힘에 대항해서 이동되는 스토퍼에 의해 정해진다. 세팅 부품은 비상 작동 스프링에 의해 상기 스토퍼에 대해 응력을 받는다. 세팅 부품이 비상 작동 위치로부터 전부하 위치의 방향으로 이동되면, 상기 스토퍼가 풀백 스프링의 힘에 대항해서 세팅 부품으로부터 이동될 수 있다.
비상 작동 위치에 도달하기 위해 필요한 비상 작동 스프링은 -비용을 도외시하더라도- 조립 공간을 필요로 하고, 결함시 비상 작동 위치로 강제로 이동되지 않는 부하 세팅 장치에 비해 중량의 증가를 야기시킨다.
본 발명은 세팅 샤프트를 최소 부하 방향으로 이동시키는, 비틀림 스프링으로 형성된, 예비 응력을 받는 풀백(pull-back) 스프링, 및 세팅 샤프트를 전부하 방향으로 비상 작동 위치까지 이동시킬 수 있는 비상 작동 스프링을 포함하며, 세팅 샤프트가 그것에 비틀리지 않게 접속된 세팅 부품을 통해 반전 가능한 세팅 기어박스를 이용해서 최소 부하 위치와 전부하 위치 사이로 구동될 수 있도록 구성된, 세팅 샤프트상에 배치되어 내연기관의 파워를 결정하는, 특히 드로틀 밸브로서 형성된 세팅 부품용 부하 세팅 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 부하 세팅 장치의 단면도이고,
도 2는 전부하 위치에서 도 1의 부하 세팅 장치의 측면도이며,
도 3은 비상 작동 위치에서 도 1의 부하 세팅 장치의 측면도이고,
도 4는 최소 부하 위치에서 도 1의 부하 세팅 장치의 측면도이다.
본 발명의 목적은 가급적 컴팩트하게 구성되고 저렴하게 제조될 수 있는 부하 세팅 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 풀백 스프링 및 비상 작동 스프링이 단 하나의 비틀림 스프링으로 형성되고, 상기 스프링의 제 1 단부가 세팅 샤프트에 접속되며 상기 스프링의 제 2 단부가 세팅 기어박스에 결합된 최소 부하 기어박스에 의해 비틀림 스프링의 힘에 대항해서 비상 작동 위치와 최소 부하 위치 사이로 이동됨으로써 달성된다.
이러한 디자인에 의해, 단 하나의 비틀림 스프링이 풀백 스프링 및 비상 작동 스프링으로 이중으로 사용되고 세팅 샤프트의 세팅 각에 따라 직접 세팅 기어박스를 통해 또는 세팅 기어박스에 결합된 최소 부하 기어박스를 통해 응력을 받는다. 따라서, 세팅 기어박스에 힘이 가해지지 않으면, 세팅 샤프트가 각각의 위치로부터 자동으로 비상 작동 위치로 선회된다. 스프링 중 하나를 생략함으로써, 본 발명에 따른 부하 세팅 장치가 매우 컴팩트하므로 매우 저렴하게 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 부하 세팅 장치는 세팅 기어박스와 더불어 단 하나의 매우 간단하게 구성된 최소 부하 기어박스를 필요로 한다.
최소 부하 기어박스에 의한 비틀림 스프링의 예비 응력은 예컨대, 비틀림 스프링의 제 2 단부가 최소 부하 기어박스에 의해 조절 가능한 고정 부품상에 고정됨으로써 얻어진다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 비틀림 스프링의 제 2 단부가 비상 작동 위치와 전부하 위치 사이에서 스토퍼에 접하고 비상 작동 위치와 최소 부하 위치 사이에서는 스토퍼로부터 떨어져 이동될 수 있으면, 최소 부하 기어박스에 의한 비틀림 스프링의 예비 응력이 매우 적은 구조적 비용을 필요로 한다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 세팅 부품이 세팅 기어박스의 톱니바퀴와 맞물리도록 형성된 톱니 세그먼트를 가지면, 세팅 기어박스가 작은 장소로 부하 세팅 장치에 배치될 수 있다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 세팅 기어박스가 구동 피니언에 의해 구동되는, 큰 직경의 중간 톱니바퀴를 포함하고, 상기 중간 톱니바퀴가 세팅 부품을 선회시키는, 작은 직경의 톱니바퀴와 비틀리지 않게 동축으로 결합되면, 세팅 기어박스가 특히 낮은 높이를 갖는다. 이러한 디자인은 비틀림 스프링의 파손시 세팅 샤프트가 세팅 기어박스에 의해 선회된다는 장점을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 부하 세팅 장치의 단 하나의 부품의 결함이 내연기관의 완전한 고장을 일으키지 않는다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 비틀림 스프링의 제 2 단부를 움직이기 위한 캠이 중간 톱니바퀴상에 배치되면, 최소 부하 기어박스가 특히 적은 구조적 비용을 필요로 한다. 이 경우, 캠은 여러 가지 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 캠은 중간 톱니바퀴와 일체로 제조된 페그로 형성되거나 또는 자유로이 회전 가능한 롤러로 형성될 수 있다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 비틀림 스프링이 나사선형 스프링이면, 그것이 매우 작은 장소를 차지한다. 스프링 파손에 대한 매우 높은 안전성이 요구되면, 중첩되어 배치된 2개의 동일한 나사선형 스프링이 비틀림 스프링으로 사용된다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 비틀림 스트링에 측면으로 접한 가이드 부품이 중간 톱니바퀴를 지지하는 하우징내에 고정되면, 비틀림 스프링이 그 위치에 고정된다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 최소 부하 위치 및 전부하 위치에서 하우징에 고정된 스토퍼에 도달하는 정지 플레이트가 세팅 샤프트상에 비틀리지 않게 고정되면, 세팅 샤프트의 세팅 범위 제한이 매우 적은 구조적 비용으로 이루어질 수 있다.
세팅 부품 및 정지 플레이트가 일체로 제조되면, 본 발명에 따른 부하 세팅 장치의 제조 비용이 더욱 감소된다.
본 발명은 여러 가지 실시예가 가능하다. 여러 실시예 중 하나를 도시한 도면을 참고로 본 발명의 기본 원리를 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
도 1은 드로틀 밸브 연결부의 하우징(1)의 일부를 나타낸다. 세팅 샤프트(2)가 하우징(1)내에 지지된다. 상기 샤프트는 드로틀 밸브 샤프트일 수 있고, 상기 샤프트상에는 도시되지 않은 드로틀 밸브가 배치된다. 톱니 세그먼트(3)를 가진 세팅 부품(4)이 세팅 샤프트(2)상에 비틀리지 않게 배치된다. 세팅 부품(4)은 세팅 기어박스(5)에 의해 선회될 수 있다.
세팅 기어박스(5)는 구동 피니언(7)을 통해 큰 직경의 중간 톱니 바퀴(8)를 구동시키는 서보 모터를 갖는다. 중간 톱니 바퀴(8)는 작은 직경의 톱니 바퀴(9) 및 방사방향으로 돌출한 캠(10)과 일체로 제조되며 축선(11)상에 지지된다. 톱니 세그먼트(3)를 가진 세팅 부품(4)은 중간 톱니 바퀴(8)상에 배치된 톱니 바퀴(9)와 영구히 맞물린다. 또한, 드로틀 밸브 연결부가 비틀림 스프링(18)을 갖는다. 비틀림 스프링(18)의 한 단부는 세팅 샤프트(2)에 고정되고 다른 단부(12)는 하우징에 고정된 스토퍼(13)에 접한다. 또한, 정지 플레이트(14)가 세팅 샤프트(2)상에 비틀리지 않게 배치된다. 하우징(1)은 정지 플레이트(14)의 영역에 스토퍼(15)를 갖는다.
도 2 내지 4는 상이한 위치에서 도 1의 드로틀 밸브 연결부의 동작을 나타낸 평면도이다. 여기서 나타나는 바와 같이, 정지 플레이트(14)는 전부하 암(16) 및 최소 부하 암(17)을 포함한다. 비틀림 스프링(18)의 제 2 단부(12)가 휘어지며, 중간 톱니 바퀴(8)상에 배치된 캠(10)의 이동 궤도까지 스토퍼(13) 위로 돌출한다. 또한, 볼트로 형성된 가이드 부품(19)이 드로틀 밸브 연결부의 하우징(1)내에 통합된다(특히 가압된 다음, 고정되거나 또는 하우징(1) 자체로 형성됨). 가이드 부품(19)는 비틀림 스프링(18)을 측면 영역에 고정시킨다. 정지 플레이트(14)를 적합하게 디자인하면, 가이드 부품(19)이 최소 부하 위치에 대한 스토퍼로도 사용될 수 있다.
도 2는 전부하 위치에서 부하 세팅 장치를 나타낸다. 전부하 위치에 도달하기 위해, 중간 톱니 바퀴(8)가 도 1에 도시된 서보 모터(6)에 의해 시계 방향으로 휘어진다. 이로 인해, 세팅 기어박스(5)의 톱니 바퀴(9)가 세팅 부품(4)의 톱니 세그먼트(3)를 반시계 방향으로, 정지 플레이트(14)의 전부하 암(16)이 하우징(1)의 스토퍼(15)에 이를 때까지, 선회시킨다. 측면 부품(4) 및 비틀림 스프링(18)의 한 단부가 세팅 샤프트(2)에 비틀리지 않게 연결되기 때문에, 세팅 샤프트(2)가 휘어지고 비틀림 스프링(18)이 응력을 받는다. 비틀림 스프링(18)의 제 2 단부(12)는 스토퍼(13)에 접한다.
예컨대, 도 1에 도시된 서보 모터(6)의 결함에 의해 더 이상 전류가 공급되지 않으면, 세팅 샤프트(2) 및 세팅 부품(4) 및 중간 톱니 바퀴(8)가 비틀림 스프링(18)의 힘에 의해, 중간 톱니 바퀴(8)에 배치된 캠(10)이 비틀림 스프링(18)의 제 2 단부에 이를 때까지, 재선회된다. 상기 위치가 도 3에 도시된 비상 작동 위치이다. 비상 작동 위치는 최소 부하 암(17) 및 정지 플레이트(14)의 전부하 암(16)이 하우징에 고정된 스토퍼(15)에 접하지 않는 것을 특징으로 한다.
도 4는 정지 플레이트(14)의 최소 부하 암(17)이 하우징에 고정된 스토퍼(15)에 접하는 최소 부하 위치에서 드로틀 밸브 연결부를 나타낸다. 상기 최소 부하 위치는 비상 작동 위치로부터 도 1에 도시된 서보 모터(6)의 구동 피니언(7)이 중간 톱니 바퀴(8)를 반시계 방향으로 이동시킴으로써 도달된다. 이로 인해, 세팅 샤프트(2)가 세팅 기어박스(5)에 의해 휘어진다. 동시에, 캠(10)은 비틀림 스프링(18)의 제 2 단부(12)를 스토퍼(13)로부터 들어 올린다. 따라서, 캠(10) 및 비틀림 스프링(18)의 제 2 단부가 최소 부하 기어박스(20)를 형성한다. 서보 모터(6)에 더 이상 전류가 공급되지 않으면, 비틀림 스프링(18)의 제 2 단부(12)가 캠(10)을 도 3에 도시된 비상 작동 위치로 이동시킨다. 따라서, 도 1에 도시된 서보 모터(10)에 더 이상 전류가 공급되지 않으면, 비틀림 스프링(18)의 힘에 의해 강제로 비상 작동 위치에 도달된다.

Claims (9)

  1. 세팅 샤프트를 최소 부하 방향으로 이동시키는, 비틀림 스프링으로 형성된, 예비 응력을 받는 풀백(pull-back) 스프링, 및 세팅 샤프트를 전부하 방향으로 비상 작동 위치까지 이동시킬 수 있는 비상 작동 스프링을 포함하며, 세팅 샤프트가 그것에 비틀리지 않게 접속된 세팅 부품을 통해 반전 가능한 세팅 기어박스를 이용해서 최소 부하 위치와 전부하 위치 사이로 구동될 수 있도록 구성된, 세팅 샤프트상에 배치되어 내연기관의 파워를 결정하는, 특히 드로틀 밸브로서 형성된 세팅 부품용 부하 세팅 장치에 있어서, 풀백 스프링 및 비상 작동 스프링이 단 하나의 비틀림 스프링(18)으로 형성되고, 상기 스프링의 제 1 단부가 세팅 샤프트(2)에 접속되며 상기 스프링의 제 2 단부가 세팅 기어박스(5)에 결합된 최소 부하 기어박스(20)에 의해 비틀림 스프링(18)의 힘에 대항해서 비상 작동 위치와 최소 부하 위치 사이로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 부하 세팅 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 비틀림 스프링(18)의 제 2 단부(2)가 비상 작동 위치와 전부하 위치 사이에서 스토퍼(13)에 접하고 비상 작동 위치와 최소 부하 위치 사이에서 스토퍼(13)으로부터 떨어져 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 부하 세팅 장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 세팅 부품(4)이 세팅 기어박스(5)의 톱니바퀴(9)와 맞물리도록 형성된 톱니 세그먼트(3)를 갖는 것을 특징으로 하는 부하 세팅 장치.
  4. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 세팅 기어박스(5)가 구동 피니언(7)에 의해 구동되는, 큰 직경의 중간 톱니바퀴(8)를 포함하며, 상기 톱니바퀴(8)는 세팅 부품(4)을 선회시키는, 작은 직경의 톱니바퀴(9)와 비틀리지 않게 동축으로 접속되는 것을 특징으로 하는 부하 세팅 장치.
  5. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 비틀림 스프링(18)의 제 2 단부(12)를 이동시키기 위한 캠(10)이 중간 톱니바퀴(8)상에 배치되는 것을 특징으로 하는 부하 세팅 장치.
  6. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 비틀림 스프링(18)이 나사선형 스프링인 것을 특징으로 하는 부하 세팅 장치.
  7. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 비틀림 스프링에 측면으로 접한 가이드 부품(19)이 중간 톱니바퀴(8)를 지지하는 하우징(1)내에 고정되는 것을 특징으로 하는 부하 세팅 장치.
  8. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 최소 부하 위치 및 전부하 위치에서 하우징에 고정된 스토퍼(15)에 이르는 정지 플레이트(14)가 세팅 샤프트상에 비틀리지 않게 고정되는 것을 특징으로 하는 부하 세팅 장치.
  9. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 세팅 부품(4) 및 정지 플레이트(14)가 일체로 제조되는 것을 특징으로 하는 부하 세팅 장치.
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