KR20010108252A - 배기가스 재순환 밸브장치 - Google Patents

Abstract

배기가스 재순환 밸브장치는 모터샤프트(32)와, 이 모터샤프트(32)를 구동하는 스텝모터분체(20)와, 모터샤프트(32)의 일단에 대향하는 근위단으로서의 소경부 (6a)를 가지고, 또 원위단(遠位端)에 밸브(8)를 갖는 밸브샤프트(6)와, 이 밸브샤프트(6)를 폐밸브방향으로 작동하는 스프링(10)과, 이 스프링(10)을 보존하는 스프링홀더(9)를 구비하고 있다.

밸브(8)가 폐밸브상태에 있을 때에, 모터샤프트(32)의 일단과의 이간거리 L이 스테퍼모터 본체(20)에 의한 모터샤프트(32)의 스트로크량과 밸브(8)에 의한 개방밸브량과의 차가 되도록 밸브샤프트(6)의 소경부(6a)는 스프링홀더(9)에 코킹고정 되어있다.

Description

배기가스 재순환 밸브장치{EXHAUST GAS RECIRCULATION VALVE DEVICE}

[종래기술 1]

도 1은 종래의 배기가스 재순환 밸브장치의 내부구조를 표시하는 단면도이다. 도면에서 밸브하우징(1)은 내연기관으로서의 엔진의 배기계(도시않음)에 연통하는 입력포트(2)와, 엔진의 흡기계(도시않음)에 연통하는 출력포트(3)와, 상기 입력포트(2)와의 사이에 개재하는 통로(4)를 가지고 있다. 통로(4)내에는 밸브시트 (5)가 압입되어있다. 6은 부시(7)를 관통하는 밸브로드이고, 그 하단부에는 밸브시트(5)에 당접 또는 이간하는 밸브(8)가 부착되어있다. 9는 코일스프링(10)에 의해 위쪽으로 작동되고 있는 스프링홀더이고, 이 스프링홀더(9)의 중간부에는 관통공(11)이 형성되어있다. 이 관통공(11)에는 상기 밸브로드(6)의 소경부(6a)가 관통된 상태로 코킹고정 되어있다. 이 코킹고정에 의해 밸브로드(6)와 스프링홀더 (9)와는 일체화되고, 밸브로드(6)의 하부에 부착된 밸브(8)는 코일스프링(10)에 의해 밸브시트(5)에 대해 폐밸브방향으로 항상 작동된다. 또, 12는 밸브본체 및 후술하는 모터의 냉각을 하는 냉각수 통로이다.

20은 스테핑모터 본체이고, 부착나사(21)에 의해 축심이 일치하도록 밸브하우징(1)의 상부에 부착되어있다.

22는 모터하우징, 23은 모터하우징(22)에 동심이고, 밸브하우징(1)과의 사이에 배치된 모터홀더이다. 24는 보빈이고, 코일(25)이 감겨져 있고, 외주에 자로를 형성하는 요크(26) 및 요크(27)이 설치되어있다. 28은 터미널이고, 코일(25)과 전기적으로 접속되어 있고, 모터하우징(22)과 커넥터부를 구성하고 있다. 29는 2개의 코일부를 자기적으로 차폐하는 플레이트이다. 30은 마그넷, 31은 마그넷(30)을 보존하고 있고, 내주부에 모터샤프트(32)의 나사부(32a)와 나합하는 나사부(31a)를 갖는 로터, 33은 로터(31)의 상부에 부착된 베어링, 34는 베어링(33)의 베어링 자체이다. 35는 조정플레이트, 36은 로터(31)의 하부에 부착된 베어링이다.

이상과 같이 구성된 밸브하우징(1)과 모터하우징(22)이 부착나사(21)에 의해 동축상에 조립될 때에는 밸브하우징(1)측의 밸브로드(6)의 소경부(6a)의 상단면과 모터하우징(22)의 측의 모터샤프트(32)의 하단면과는 소정의 이간거리를 가지고 대향하도록 설정된다.

다음 동작에 대해 설명한다.

우선 밸브의 전폐상태에서 스타트하는 경우, 밸브개방 동작시는 컨트롤유닛(도시않음)으로부터 터미널(28)에 보내진 펄스상의 전압에 의해 마그넷(30)을 포함하는 로터(31)가 스텝상에 밸브개방방향으로 회전한다. 이 스텝상의 회전을 로터(31)의 나사부(31a)와 모터샤프트(32)의 나사부(32a)에 의해 직선운동으로 변환하고, 모터샤프트(32)는 벨브개방방향(하방향)으로 이동한다. 이동이 진행되고, 밸브하우징(1)측의 밸브로드(6)의 소경부(6a)의 상단면과 모터하우징(22)측의 모터샤프트(32)의 하단면이 당접한 순간, 모터샤프트(32)의 구동력에 의해 스프링(10)의 상방향으로의 작동력에 반해서 밸브로드(6)가 하강하는 동시에, 밸브로드(6)의 하단부에 부착된 밸브(8)도 밸브시트(5)에 대해 하강해서 밸브개방하고, 입력포트(2)와 출력포트(3)의 통로(4)를 통해서 연통한다.

밸브폐쇄동작시는 상기와는 반대의 작동이 되고, 컨트롤유닛(도시않음)에서 터미널(28)로 보내진 펄스상의 전압에 의해 마그넷(30)을 포함하는 로터(31)가 스텝상으로 밸브폐쇄방향으로 회전한다. 이 회전에 의해 모터샤프트(32)가 밸브폐쇄방향(상방향)으로 이동한다. 이 모터샤프트(32)의 이동과 함께 스프링(10)의 상방향에의 작동력에 의해 밸브로드(6)도 상승하고, 밸브(8)가 밸브시트(5)의 개구를 폐쇄한다.

그런데 이같은 배기가스 재순환 밸브장치에서는 특히 스테퍼모터인 경우, 밸브개방개시스텝이 변화하면 배기가스의 유량이 변동한다. 이때문에, 목표의 배기가스량을 흘리기 위해서는 밸브개방개시스텝을 일정하게 할 필요가 있다. 이 밸브개방개시스텝은 밸브로드(6)의 소경부(6a)의 상단면과 모터샤프트(32)의 하단면과의 이간거리 L에 의해 결정된다. 그런, 이 이간거리 L은 모터샤프트(32)의 상부에 배치되는 베어링(33) 및 베어링(34) 등의 부품치수의 정밀도 등에 의존하고 있으므로, 배기가스 재순환 밸브장치의 제품마다에 밸브하우징(1)과 모터하우징(22)을 조합하는 경우에 밸브로드(6)의 소경부(6a)의 상단면과 모터샤프트(32)의 하단면과의 이간거리 L을 조정할 필요가 있었다.

종래의 조정방법에서는 우선, 밸브로드(6)의 소경부(6a)의 상단면과 밸브하우징(1)의 상단면과의 거리 L1과, 모터샤프트(32)의 하단면과 모터하우징(22)의 하단면과의 거리 L2를 측정해서, 모터샤프트(32)의 스트로크량을 감안해서 설정된 적절한 이간거리 L이 되는 것과 같은 조정두께 L3를 산출한 후, 밸브하우징(1)과 모터하우징(22)과의 당접부에 조정두께 L3에 상당하는 두께의 조정플레이트(35)를 끼움으로써, 상기 이간거리 L을 일정하게 되도록 조정하고 있었다. 즉, 종래의 조정방법에서는 상기 이간거리 L은 L=(L1-L2)+L3이고, L1+L2는 각 제품마다 변화하므로, L3를 변화시킴으로써 상기 이간거리 L을 조정하고 있었다.

그러나, 종래의 배기가스 재순환 밸브장치는 상기와 같이 구성되어 있으므로, 조정플레이트(35)로서 예를 들면 0.1㎜두께의 금속플레이트를 1종류 준비하면, 조정해야할 량에 의해서는 많은 매수의 금속플레이트를 끼울 필요가 생기는 일이 있어, 제조코스트가 높아진다.

이때문에, 끼고 있는 금속플레이트의 매수를 줄이도록 조정플레이트(35)로서 예를 들면 0.1㎜조각으로 0.5㎜두께의 금속플레이트를 다수 준비하게 되면 공정능력에 의해 준비해 둔 금속플레이트 마다에 사용매수가 상이하게되고, 재고관리에 손이 간다는 과제가 있었다.

[종래기술 2]

일본국 특개평 9-256916호 공보는 배기가스의 순환통로의 개폐를 하는 시트밸브와, 이 시트밸브의 밸브체를 진퇴시켜서 상기 통로를 개폐하는 밸브액추에이터를 구비한 배기가스 재순환용 밸브를 개시한다.

이 배기가스 재순환용 밸브에서는 시트밸브의 밸브시프트와 밸브액추에이터의 센터피스톤과의 사이에 여러가지의 두께의 시트부재를 배치함으로써, 축방향의 부품치수의 흐트러짐을 흡수하고, 밸브개방량을 조정하고 있다.

그러나, 이러한 배기가스 재순환용 밸브에서도 두께조정용의 시트부재를 사용함으로써, 밸브샤프트 등의 축방향의 치수의 흐트러짐을 흡수하는 점에서 상기 종래기술 1과 같고, 여러가지 두께의 시트부재를 준비하기 위해 제조가격이 비싸지고, 재고관리에 손이 많이 간다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 된 것으로, 상기 조정플레이트나 시트부재를 사용하지 않고, 고정밀도로 밸브개방점을 조정할 수 있는 배기가스 재순환 밸브장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

(발명의 개시)

본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브장치는 축방향으로 왕복이동 가능하게 배치된 제 1의 샤프트와, 이 제 1의 샤프트를 구동하는 구동수단과, 상기 제 1의 샤프트의 일단에 대향하는 근위단을 갖고, 또 원위단에 밸브기구를 갖는 제 2의 샤프트와, 이 제 2의 샤프트를 밸브폐쇄방향으로 작동하는 작동수단과, 이 작동수단을 보존하는 보존수단을 구비하고, 상기 밸브기구가 밸브폐쇄상태에 있는 경우에상기 제 2의 샤프트와 상기 제 1의 샤프트의 대향단면의 이간거리가 규정치가 되도록 상기 보존수단에 코킹고정하는 상기 제 2의 샤프트의 코킹량을 결정한 것이다. 이로써, 상기 이간거리를 조정하는데 종래 사용하고 있던 조정플레이트나, 시트부재를 준비할 필요가 없으므로 재고관리의 간략화 및 제조비용의 삭감을 도모할 수 있는 동시에, 상기 이간거리를 무단계로 프렉시블조정 할 수 있으므로 고정밀도로 밸브개방점을 조정할 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브장치는 상기 구동수단으로 스테퍼모터를 사용한 것이고, 제 1의 샤프트와 제 2의 샤프트의 대향단면의 이간거리를 제 2의 샤프트에 대한 코킹량을 결정한다는 단일의 작업공정에 의해 효율좋게 흡수할 수가 있다.

또, 이 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브장치는 상기 제 2의 샤프트에 근위단에서 보존수단 근방까지 연재하는 중앙공을 설치한 것이다. 이로써, 제 2의 샤프트의 코킹고정부의 체적을 감소시킬 수 있으므로, 제 2의 샤프트에 대한 코킹고정의 작업시간의 단축을 도모할 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브장치는 제 2의 샤프트의 근위단으로서 역절두원추상의 코킹고정부와, 이 코킹고정부의 저면에 형성된 높이 조정부를 포함하는 것이다. 이로써, 코킹고정부에 의해 제 2의 샤프트의 보존수단에 대한 충분한 코킹력을 확보할 수 있는 동시에, 높이 조정부에 의해 제 2의 샤프트의 보존수단에 대한 제 2의 샤프트의 근위단의 코킹후의 충분한 높이를 확보할 수 있으므로, 상기 이간거리의 조정을 쉽게 할 수가 있다.

본 발명은 자동차 등의 내연기관의 배기가스 재순환로에 배치되는 배기가스 재순환 밸브장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술 1에 관한 배기가스 재순환 밸브장치에 내부구조를 표시하는 단면도.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 배기가스 재순환 밸브장치의 내부구조를 표시하는 단면도.

도 3은 도 2에 표시한 배기가스 재순환 밸브장치에서의 밸브샤프트의 코킹부의 구성을 확대해서 표시하는 도면으로 도 3(A)는 평면도, 도 3(B)는 정면도.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 배기가스 재순환 밸브장치에서의 밸브샤프트의 코킹부의 구성을 확대해서 표시하는 도면으로 도 4(A)는 평면도, 도 4(B)는 정면도.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 배기가스 재순환 밸브장치에서의 밸브샤프트의 코킹부의 구성을 확대해서 표시하는 정면도.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해 첨부한 도면에 따라 이를 설명한다.

실시의 형태 1.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 배기가스 재순환 밸브장치의 내부구조를 표시하는 단면도이고, 도 3은 도 2에 표시한 배기가스 재순환 밸브장치에서의밸브샤프트의 코킹부의 구성을 확대해서 표시하는 도면으로서 도 3(A)는 평면도, 도 3(B)는 정면도이다. 이 실시의 형태 1의 구성요소 중 도 1에 표시한 종래의 배기가스 재순환 밸브장치의 구성요소와 공통되는 것에 대해서는 동일 부호를 부치고, 그 부분의 설명은 생략한다.

이 실시의 형태 1에서는 도 3(A) 및 도 3(B)에 표시한 바와 같이 제 2의 샤프트로서의 밸브로드(6)의 근위단인 소경부(실선부분)(6a)를 원주상태의 충실부로서 형성하고 있다. 이 밸브로드(6)의 소경부(6a)는 스프링홀더(9)의 관통공(11)에 관통하고, 어깨부(6b)가 관통공(11)을 둘러싼 스프링홀더(9)의 하면(9a)에 당접한 상태에서 스프링홀더(9)에 대해 코킹고정 되어있다. 스프링홀더(9)의 상면(9b)에 대한 코킹고정후의 소경부(6a)의 높이는 밸브하우징(1)과 모터하우징(22)이 부착나사(21)에 의해 동축상에 조립될 때, 제 1의 샤프트로서의 모터샤프트(32)의 하단면과 밸브샤프트(6)의 코킹후의 소경부(파선부분(6a)의 상단면과의 이간거리 L이 구동수단으로서의 스테퍼모터 본체(20)에 의한 모터샤프트(32)의 스트로크량과 밸브 (8)에 의한 밸브개방량과의 차가 되도록 설정된다. 이때문에 종래 상기 이간거리 L을 조정하는데 사용하고 있던 조정플레이트(35)나 시트부재를 준비할 필요가 없으므로, 재고관리의 간략화 및 제조코스트의 삭감을 도모할 수 있는 동시에, 상기 조정플레이트(35) 및 시트부재를 사용하지 않고, 용이하고 또 고정밀도로 밸브개방점을 조정할 수가 있다.

이상과 같이 이 실시의 형태 1에 의하면, 상기 이간거리 L을 조정하는데 종래에 사용하고 있던 조정플레이트(35)나 시트부재를 준비할 필요가 없으므로, 재고관리를 간략화 할 수 있는 동시에, 제조코스트를 삭감할 수가 있다. 또, 이 실시의 형태 1에 의하면 각 부품의 치수정밀도나, 구동수단의 스트로크량에 흐트러짐이 생긴 경우에도 상기 조정플레이트(35) 및 시트부재를 사용할 필요가 없게 되어, 상기 이간거리 L을 무단계로 프렉시블조정 할 수가 있으므로, 고정밀도로 조정이 가능하고 밸브개방개시스텝을 일정하게 할 수가 있다.

또, 상기 실시의 형태 1에서는 구동수단으로서 스테퍼모터를 예시해서 설명하였으나, DC모터 또는 여러가지의 작동수단도 무방하다.

실시의 형태 2.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 배기가스 재순환 밸브장치에서의 밸브샤프트의 코킹부의 구성을 확대해서 표시하는 도면으로 도 4(A)는 평면도, 도 4(B)는 정면도이다.

이 실시의 형태 2의 특징은 밸브로드(6)의 소경부(6a)에 중앙공(6c)이 형성되어 있는 점에 있다. 소경부(6a)의 코킹후의 높이를 예를 들면 최소로 설정하는 경우에는 코킹량을 많게 할 필요가 있으므로, 코킹에 장시간을 요한다.

여기서 상기 중앙공(6c)은 소경부(6a)자체의 체적을 감소시켜 코킹시간을 대폭적으로 단축하는 것을 가능하게 하는 것이다.

또, 이 중앙공(6c)은 소경부(6a)의 상단면에서 스프링홀더(9) 근방까지 연재해 있고, 그 크기 및 길이는 밸브로드(6)의 소경부(6a)에 대한 코킹에 의해 스프링홀더(9)에 부여되는 코킹력을 충분히 확보하는 점과, 상기 이간거리 L을 일정하게보존하기 위해 필요한 코킹후의 스프링홀더(9)의 상면(9b)에 대한 높이를 확보하는 점을 비교해서 적절하게 결정된다.

이상과 같이 이 실시의 형태 2에 의하면, 밸브로드(6)의 소경부(6a)에 중앙공(6b)을 설치하였으므로, 상기 실시의 형태 1에 의한 우수한 효과를 나타내는 것이므로, 소경부(6a)의 체적을 감소시킴으로써 코킹시간을 대폭적으로 단축할 수 있는 효과를 나타낸다.

실시의 형태 3.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 배기가스 재순환 밸브장치에서의 밸브샤프트의 코킹부의 구성을 확대해서 표시하는 정면도이다.

이 실시의 형태 3의 특징은 밸브로드(6)의 소경부(6a)가 역절두원추형태의 코킹고정부(6d)와 이 코킹고정부(6d)의 저면에 형성된 높이조정부(6e)를 포함한다는 점에 있다. 소경부(6a)의 코킹후의 높이를 예를 들면 최대로 설정하는 경우에는 코킹량이 작으므로, 코킹력을 충분히 확보할 수가 없다. 그래서 작은 코킹량이라도 충분한 코킹력을 확보하기 위한 코킹고정부(6d)와, 소경부(6a)의 코킹후의 충분한 높이를 확보하기 위한 높이조정부(6e)를 적충시키고 있다.

이같은 소경부(6a)를 스프링홀더(9)에 코킹고정하기 위해서는 코킹고정부 (6d)의 저면에 당접하나 높이조정부(6e)에는 당접하지 않는 형태의 지그를 역원추형상의 정점을 중심으로 해서 그 외주면상에서 회전시킴으로써, 효율 좋게 코킹작업을 할 수가 있다.

이상과 같이, 이 실시의 형태 3에 의하면 상기 실시의 형태 1에 의한 우수한 효과를 나타내는 외에, 밸브로드(6)의 소경부(6a)에 대한 코킹에 의해 스프링홀더 (9)에 부여되는 코킹력을 충분히 확보하는 동시에, 코킹후의 스프링홀더(9)의 상면(9b)에 대한 충분한 높이를 확보할 수가 있다.

이상과 같이 본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브장치는 밸브기구가 밸브폐쇄상태에 있는 경우에, 제 1의 샤프트와 제 2의 샤프트의 대향단면의 이간거리가 규정치가 되도록 상기 제 2의 샤프트의 상기 보존수단에 대한 코킹량을 결정하였으므로, 상기 이간거리를 조정하는데 종래 사용하고 있던 조정플레이트나 시트부재를 준비할 필요가 없으므로, 재고관리의 간략화 및 제조코스트의 삭감을 도모할 수가 있다.

또, 상기 조정프레이트 및 시트부재를 사용할 필요가 없으므로 상기 이간거리를 무단계로 프렉시블조정 할 수가 있으므로, 고정밀도로 밸브개방점을 조정할 수가 있다.

Claims (3)

1. 축방향으로 왕복이동 가능하게 배치된 제 1의 샤프트와, 이 제 1의 샤프트를 구동하는 구동수단과, 상기 제 1의 샤프트의 일단에 대향하는 근위단을 갖고, 또 원위단에 밸브기구를 갖는 제 2의 샤프트와, 이 제 2의 샤프트를 밸브폐쇄방향으로 작동하는 작동수단을 보존하는 보존수단을 구비하고, 상기 밸브기구가 밸브폐쇄상태에 있는 경우에 상기 제 1의 샤프트와 제 2의 샤프트의 대향단면의 이간거리가 규정치가 되도록 상기 제 2의 샤프트의 상기 보존수단에 대한 코킹량을 결정한 배기가스 재순환 밸브장치.
2. 제 2의 샤프트는 근위단(近位端)으로부터 보존수단근방까지 연재하는 중앙공을 갖는 청구항 1에 기재한 배기가스 재순환 밸브장치.
3. 제 2의 샤프트의 근위단은 역절두원추상의 코킹고정부와 이 코킹고정부의 저면에 형성된 높이조정부를 포함하는 청구항 1기재의 배기가스 재순환 밸브장치.