KR20010113853A

KR20010113853A - 배기가스 재순환 밸브장치

Info

Publication number: KR20010113853A
Application number: KR1020017012023A
Authority: KR
Inventors: 히사시 요코야마; 야스히코 카토; 타케시 이카이
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2001-12-28
Also published as: US6672293B1; WO2001055579A1; EP1164279A4; DE60026820T2; DE60026820D1; CN1217096C; CN1344351A; EP1164279A1; EP1164279B1

Abstract

본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브장치는 밸브로드(6)를 통해 밸브(8)를 개폐방향으로 구동제어 하는 모터본체(20)와, 이 모터본체(20)의 하부개구를 폐쇄하는 모터홀더(21)를 구비하고 있다. 모터본체(20)의 하부개구 및 모터홀더(21)의 상부 중, 어느 한쪽에 원주홈(50)을 형성하고 또 다른쪽에 원주홈(50)에 감합하는 돌출부(60)를 형성하는 동시에 이 돌출부(60)의 정상부인 상면(61)과 이 상면(61)에 대향하는 원주홈(50)의 저부인 저면(50a)과의 사이에 액상실제층(70)이 배치설치되어 있다.

Description

배기가스 재순환 밸브장치{EXHAUST GAS RECIRCULATING VALVE DEVICE}

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, 이 출력포트(3)와 상기 입력포트(2) 사이에 개재하는 통로(4)를 가지고 있다. 통로(4) 내에는 밸브시트(5)가 압입되어 있다. 6은 부시(7)를 관통하는 밸브로드이고, 그 하단부에는 밸브시트(5)에 당접 또는 이간하는 밸브(8)가 부착되어 있다.

9는 부시(7)에의 디포지트 진입방지를 위한 홀더이고, 10은 코일스프링(11)에 의해 상방으로 작동하고 있는 스프링홀더이고, 이 스프링홀더(10)의 중앙부에는 관통공(12)이 형성되어 있다. 이 관통공(12)에는 상기 밸브로드(6)의 선단부(6a)가 관통된 상태로 코킹고정되어 있다. 이 코킹고정에 의해, 밸브로드(6)와 스프링홀더(10)와는 일체화되고, 밸브로드(6)의 하부에 부착된 밸브(8)는 코일스프링(11)에 의해 밸브시트(5)에 대해 폐쇄밸브방향으로 항상 작동된다. 13은 밸브본체 및 후술하는 모터의 냉각을 하는 냉각수통로이다.

20은 후술하는 모터부분에 대한 스테이터어셈블리로서의 스테퍼모터본체이고, 그 하부에는 스테퍼모터본체(20) 내에의 물의 침입을 방지하기 위한 모터홀더 (21)가 O-링(22)을 통해서 체결나사(23)에 의해 고정되어 있다. 모터홀더(21)의 중앙개구부에는 모터샤프트(24)를 보존하는 모터부시(25)가 배치되어 있다. 모터샤프트(24)의 하단부는 스프링홀더(26) 및 조인트(27)에 코킹고정되어 있다. 28은 모터홀더(21)와 스프링홀더(26) 사이에 배치되고, 밸브(8)가 개방되는 방향으로 모터샤프트(24)를 작동하는 스프링이다.

30은 보빈이고, 코일(31)이 감겨져 있고, 외주에 자로를 설치하는 요크(32) 및 요크(33)가 설치되어 있다.

34는 터미널이고, 코일(31)과 전기적으로 접속되어 있고, 모터하우징(35)과 커넥터부를 형성한다.

36은 2개의 코일부를 자기적으로 차폐하는 플레이트, 37은 모터하우징(35)이 외장성형 될 때에 코일부 내부에 수지가 흘러드는 것을 방지하는 플레이트이다.

40은 마그넷, 41은 마그넷(40)을 보존하고 내주부에 모터샤프트(24)의 나사부(24a)와 나합하는 나사부(41a) 및 모터샤프트(24)의 축방향스토퍼(41b)를 갖는 로터, 42는 로터(41)의 양단에 부착된 베어링, 43은 모터샤프트(24)에 압입된 스토퍼핀이다.

이같은 스테퍼모터본체(20)는 그 하부에 고정된 모터홀더(21)에 의해 방수구조를 유지하면서 부착나사(44)에 의해 축심이 일치하도록 상기 밸브하우징(1)의 상부에 부착되어 있다.

다음 동작에 대해 설명한다.

우선, 밸브의 전폐상태에서 스타트하는 경우, 개방밸브동작시는 컨트롤유닛(도시않음)으로부터 터미널(34)로 이송된 펄스상의 전압에 의해 마그넷(40)을 포함하는 로터(41)가 스텝상으로 개방밸브방향으로 회전한다. 이 스텝상의 회전을 로터(41)의 나사부(41a)와 모터샤프트(24)의 나사부(24a)에 의해 직선운동으로 변환하고, 모터샤프트(24)는 개방밸브방향(하방향)으로 이동한다. 이동이 진행해서 밸브하우징(35)측의 모터샤프트(24)의 하단면이 당접한 순간, 모터샤프트(24)의 구동력에 의해 코일스프링(11)의 상방향에의 작동력에 반해서 밸브로드(6)가 하강하는 동시에 밸브로드(6)의 하단부에 부착된 밸브(8)도 밸브시트(5)에 대해 하강해서 밸브개방이 되고, 입력포트(2)와 출력포트(3)가 통로(4)를 통해서 연통한다.

폐쇄밸브동작시는 상기한 바와는 반대의 작동이 되어 컨트롤유닛(도시않음)에서 터미널(34)에 이송된 펄스상의 전압에 의해 마그넷(40)을 포함하는 로터(41)가 스텝상으로 폐쇄밸브방향으로 회전한다. 이 회전에 의해 모터샤프트(24)가 폐밸브방향(상방향)으로 이동한다. 이 이동에 추종해서 코일스프링(11)의 상방향에의 작동력에 의해 밸브로드(6)도 상승하고, 밸브(8)가 밸브시트(5)의 개구를 폐쇄한다.

그런데, 이같은 배기가스 재순환 밸브장치에서의 스테퍼모터(20)의 방수구조는 스테퍼모터본체(20)의 하부에 O-링(22)을 통해서 모터홀더(21)를 대고 스테퍼모터본체(20)와 모터홀더(21)와의 사이의 간극을 O-링(22)이 망가질 정도로 체결나사로 조여서 폐쇄함으로써 달성되고 있다.

그러나, 상기 O-링(22)은 비교적 부품단가가 높고, 배기가스 재순환 밸브장치전체의 코스트저감을 도모하는데는 상기 O-링(22)을 사용하지 않고, 상기 스테퍼모터(20)의 방수구조를 유지할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 된 것으로, 상기 O-링(22)을 사용하지 않고 상기 스테퍼모터본체(20)의 방수구조를 유지할 수 있는 배기가스 재순환 밸브장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

(발명의 개시)

본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브장치는 밸브로드를 통해서 밸브를 개폐방향으로 구동제어하는 모터를 갖는 모터본체와, 이 모터본체의 하부개구를 폐쇄하는 모터홀더를 구비하고, 상기 모터본체의 하부개구 및 상기 모터홀더의 상부중 어느 한쪽에 원주홈을 형성하고, 또 다른쪽에 상기 원주홈에 감합하는 돌출부를 형성하는 동시에, 이 돌출부의 정부와 이 정부에 대향하는 상기 원주홈의 저부와의 사이에 액상실제를 도포한 것이다. 이로써, 종래와 달리 부품단가가 높은 O-링을 사용할 필요가 없는 것으로부터, 배기가스 재순환 밸브장치 전체의 제조코스트를 저감시킬 수 있는 동시에, 도포부의 표면형상 등에 잘맞는 액상실제를 사용함으로써, 나사고정하지 않고 모터본체의 방수구조를 확실하게 유지할 수가 있다.

또, 본 발명은 저부 및 이 저부에 인접하는 최내주부를 갖는 원주홈과, 정부및 이 정부에 인접하는 최내주부를 갖는 돌출부를 설치하고, 상기 원주홈의 최내주부에 상기 凸조의 최내주부를 감합시킨 상태에서, 이 돌출부의 정부와 상기 원주홈의 저부를 액상실제를 통해서 접촉시키도록 구성하였으므로, 원주홈과 凸조와의 감합부에 의해 돌출부의 정부와 상기 원주홈의 저부와의 사이에 개재하는 액상실제의 잉여본이 모터본체 내에 흘러들지 않고, 상기 액상실제에 의한 모터의 동작불량의 발생을 미연에 방지할 수가 있다.

또, 본 발명은 돌출부의 최외주부에 원주홈의 최외주부의 일부를 코킹고정하였으므로, 액상실제의 잉여분의 회피할 곳을 확보하면서 모터본체와 모터홀더를 고정할 수가 있고, 모터본체의 방수구조를 확실하게 유지할 수가 있다.

또, 본 발명은 원주홈의 최외주부와 이 최외주부에 대향하는 돌출부의 최외주부와의 클리어린스를 상기 원주홈의 최내주부와, 상기 돌출부의 최내주부와의 클리어린스 보다 크게 되도록 한 것이다. 이로써, 액상실제의 잉여분을 모으기 위한 공극을 원주홈 및 돌출부의 각각의 최외주부간에 형성할 수가 있다.

또, 본 발명은 돌출부의 최외주부에 액상실제의 잉여분을 담는 절결부를 형성하도록 한 것이다. 이로써, 상기 절결부에 액상실제의 잉여분을 효과적으로 담아둘 수가 있다.

또, 본 발명은 원주홈의 저부와 이 저부에 대향하는 돌출부의 정부와의 클리어린스를 상기 원주홈의 최내주부와 상기 돌출부의 최내주부와의 클리어린스 보다 크게 되도록 한 것이다. 이로써, 액상실제의 잉여분을 담아두기 위한 공극을 원주홈 및 돌출부의 각각의 최외주부간에 형성할 수가 있다.

또, 본 발명은 원주홈의 최외주측의 저부에 액상실제의 잉여분을 담은 凹부를 형성하도록 한 것이다. 이로써, 상기 凹부에 액상실제의 잉여분을 효과적으로 담을수가 있다.

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

도 1은 종래의 배기가스 재순환 밸브장치의 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 방수부 A를 확대해서 표시하는 단면도.

도 4는 도 2의 B-B선 화살표방향 도면.

도 5는 도 4의 C-C선 단면도.

도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 배기가스 재순환 밸브장치에서의 방수부 A를 표시하는 단면도.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 배기가스 재순환 밸브장치에서의 방수부 A를 표시하는 단면도.

도 8은 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 배기가스 재순환 밸브장치의 내부구조를 표시하는 단면도.

(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 발며의 실시의 형태 1에 의한 배기가스 재순환 밸브장치의 내부구조를 표시하는 단면도이고, 도 3은 도 2에 표시한 배기가스 재순환 밸브장치에서의 방수부 A를 확대해서 표시하는 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B선 화살표방향 도면이고, 도 5는 도 4의 C-C선 단면도이다.

이 실시의 형태 1의 구성요소 중, 도 1에 표시한 종래의 배기가스 재순환 밸브장치의 구성요소와 공통하는것에 대해서는 동일부호를 붙이고, 그 부분의 설명은 생략한다. 또, 도 2에서 45는 로터(41)의 상부에 부착한 베어링, 46은 베어링(45)의 베어링이다.

이 실시의 형태 1에서 도 2에 표시하는 방수부 A는 도 3에 표시하는 바와 같이 모터하우징(35)의 하부에 단면구형에 움푹패이게 형성된 원주홈(50)과, 이 원주홈(50)에 감합하도록 모터홀더(21)의 상부에 형성된 단면구형의 돌출부(60)의 정부인 상면(61)과 상기 원주홈(50)의 저부인 저면(50a)과의 사이에 개재하는 액상실제층(70)으로 개략 구성되어 있다. 또, (50b) 및 (50c)는 원주홈(50)의 내주면 및 외주면을 표시하는 것이다.

원주홈(50)의 외측에는 도 4 및 도 5에 표시하는 바와 같이, 원주홈(50)과 동심상으로 외홈(51)이 형성되고, 이 외홈(51)에는 대략 등간격으로 이간된 위치에코킹구멍(52)이 다수(이 예에서는 4개) 형성되어 있다. 이 코킹구멍(52) 중 원주홈(50) 및 돌출부(60)에 가까운 측의 벽면이 열코킹 또는 기계적인 코킹에 의해 돌출부(60)의 일부를 덮는 방향으로 변형되고, 이 코킹에 의해 모터하우징(35)의 하부에 모터홀더(21)가 확실하게 고정되어 있다. 또, 도 4에서 (53)은 코킹부이다. 액상실제층(70)을 구성하는 액상실제는 액상패킹 또는 액상가스켓이라 불리고, 액상으로 도포하고, 도포후에 공기 등에 접촉됨으로써, 고화하는 특성을 가지고 있고, 예를 들면 실리콘제의 실제가 호적하게 사용가능하다. 또, 이 액상실제는 상기 원주홈(50)의 저면(50a) 및 상기 돌출부(60)의 상면(61)의 어느 한쪽, 또는 쌍방에 예를 들어 로봇의 매니퓨레이터의 선단에서 소정량 만큼 균일하게 도포되는 것이 바람직하다.

이 액상실제는 상기 원주홈(50)의 저면(50a) 또는 상기 돌출부(60)의 상면(61) 등의 실면에 凹凸이 있어 거칠어져 있어도, 이 凹凸에 익숙해지는 것이 가능하므로 실면의 표면형상으로 플렉시블에 대응해서 방수구조를 유지할 수가 있다.

이상과 같이 도 1에 표시한 종래의 배기가스 재순환 밸브장치에서는 방수구조를 유지하는데 O-링(22)을 사용하고 있고, 그 O-링(22)이 찌그러진 상태에서도 어느 정도의 높이 방향으로 스페이스가 필요하였으나, 이 실시의 형태 1에 의하면 약간의 클리어린스가 있으면 액상실제층(70)에 의해 실가능하고, 장치 전체의 소형화를 도모할 수가 있다.

또, 이와 같이 액상실제층(70)은 상기 O-링(22)과 비교해서 대단히 얇고, 상기 실면의 형상에 익숙해지는 것이 가능하므로, 상기 돌출부(60)의 외부형상을 상기 원주홈(50)의 내부형상에 대응해서 형성할 수가 있고, 모터하우징(35) 및 모터홀더(21)의 금형형상의 간소화 및 설계작업의 용이화를 도모할 수가 있다.

또, 이 실시의 형태 1에서는 원주홈을 모터하우징(35)측에 형성하고, 돌출부를 모터홀더(21)측에 형성하였으나, 원주홈을 모터홀더(21)측에 형성하고, 돌출부를 모터하우징(35)측에 형성해도 된다.

또, 이 실시의 형태 1에서 사용된 액상실제는 도포시에는 유동성을 갖는 액체이나, 공기 등에 접촉됨으로써 고화하는 성질을 갖고 있고, 이 액상실제가 모터하우징(35) 내의 회전부에 침입해버리면 모터구동에 지장을 초래할 가능성이 있다.

아래의 실시의 형태 2 및 실시의 형태 3은 이같은 불편함의 발생을 미리 방지하는 개량에 관한 것이다.

실시의 형태 2.

도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 배기가스 재순환 밸브장치에서의 방수부 A를 표시하는 단면도이다.

이 실시의 형태 2의 특징은 모터하우징(35)의 원주홈(50)의 내주부인 내주면(50b)에 모터홀더(21)의 돌출부(60)의 내주부인 내주면(62)이 감합하고, 상기 원주홈(50)의 내주면(50b)에 인접하는 저면(50a)과 상기 돌출부(60)의 내주면 (62)에 인접하는 상면(61)과의 사이에 액상실제층(70)을 개재시켜, 원주홈(50)의 최외주부인 외주면(50c)과 돌출부(60)의 최외주부인 외주면(63)과의 클리어린스를상기 원주홈(50)의 내주면(50b)과 돌출부(60)의 내주면(62)과의 클리어린스 보다 크게 설정되고, 또 액상실제의 잉여분을 모이게 하는 凹부(54)를 원주홈(50)의 최외주측에 저면(50a)에 설치한 점에 있다.

이 실시의 형태 2에서는 모터하우징(35)의 원주홈(50)의 내주부인 내주면 (50b)에 모터홀더(21)의 돌출부(60)의 내주부인 내주면(62)을 감합시켜 양 내주면간의 클리어린스를 거의 0으로 함으로써, 액상실제층(70)을 구성하는 액상실제의 잉여분의 모터하우징(35)내의 회전부에의 침입을 방지하는 동시에, 원주홈(50)의 최외주부인 외주면(50c)과 돌출부(60)의 최외주부인 외주면(63)과의 클리어린스를 내측의 클리어린스에 비해 크게 하고, 凹부(54)를 설치함으로써, 액상실제층(70)을 구성하는 액상실제의 잉여분을 모을수가 있고, 모터하우징(35)의 외측으로 보내 액상실제의 침입을 확실하게 방지할 수가 있다.

또, 이 실시의 형태 2에서는 돌출부(60)의 상면(61)을 원주홈(50)의 저면(50a)에 대해 평행이 되도록 구성하였으나, 액상실제의 잉여분을 모터하우징 (35)의 외측으로 효율좋게 내보내기 위해, 상면(61)을 내주면(62)측에서 외주면 (63)측으로 원주홈(50)의 저면(50a)과의 이간거리가 서서히 크게 되도록 경사시켜, 상면(61)과 저면(50a)과의 사이의 클리어린스를 테이퍼상으로 형성해도 된다.

이같은 상면(61)의 구성을 특히 원주홈(50)에 凹부(54)를 갖는 상기 실시의 형태 2에서 채용함으로써, 액상실제의 잉여분을 모터하우징(35)에의 침입로로부터 더욱 효율좋게 멀리 할 수가 있으므로, 액상실제의 모터하우징(35) 내에의 침입을 확실하게 방지할 수가 있다.

실시의 형태 3.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 배기가스 재순환 밸브장치에서의 방수부 A를 표시하는 단면도이다.

이 실시의 형태 3의 특징은 돌출부(60)의 상면(61) 및 외주면(63)을 일부 절결해서 형성한 절결부(64)를 설치한 점에 있다. 이 절결부(64)는 원주홈(50)과의 사이에 액상실제의 잉여분을 모아두는 스페이스를 확보하는 것이다.

또, 이 절결부(64)가 설치됨으로써 돌출부(60)에 절결부(64)가 형성되어 있지 않은 예를 들면 도 3에 표시하는 구성과 비해서 돌출부(60)를 원주홈(50) 내에 감합할 때에, 돌출부(60)의 상면(61)과 원주홈(50)의 저면(50a)이 당접해서 액상실제 S가 양면간에 전개하기 전에 우선 내주면(50b)과 상면(61)의 능선(55)이 원주홈 (50)의 내주면(50b)에 당접하므로, 액상실제 S의 모터하우징(35)에의 침입로를 차단할 수가 있고, 그 후에 액상실제 S가 상기 양면간에 전개해도, 그 잉여분은 원주홈(50)과 돌출부(60)의 절결부(64)와의 사이의 스페이스로 들어감으로써, 액상실제 S의 모터하우징(35) 내에의 침입을 확실하게 방지할 수가 있다.

실시의 형태 4.

도 8은 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 배기가스 재순환 밸브장치의 내부구조를 표시하는 단면도이다.

상기 실시의 형태 1, 실시의 형태 2 및 실시의 형태 3에서는 모터본체(20) 내의 모터로서 스테퍼모터를 채용하고 있는데 대해, 이 실시의 형태 4에서는 직류모터를 채용하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 이 실시의 형태 4의 구성요소 중 도 1에 표시한 종래의 배기가스 재순환 밸브장치 및 도 2에 표시한 배기가스 재순환 밸브장치의 구성요소와 공통한 것에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 부분의 설명은 생략한다.

도 8에서 80은 정류자, 81은 철침, 82는 자계마그넷이다.

이 실시의 형태 4에서도 모터본체(20)의 방수구조에 상술한 액상실제를 채용함으로써, 종래 사용되고 있던 O-링(22)을 사용할 필요가 없어지고, 부품점수의 삭감에 의한 제조코스트의 저감화를 도모할 수 있는 동시에, 종래와 비교해 모터하우징(35)과 모터홀더(21)와의 접근거리를 짧게 할 수 있으므로, 배기가스 재순환 밸브장치 전체의 소형화를 도모할 수가 있다.

또, 이 실시의 형태 4에서는 도 3, 도 6 및 도 7에 표시한 바와 같이 액상실제의 잉여분의 도피로를 모터하우징(35) 내에의 침입로로부터 멀리한 위치에 설치함으로써, 모터본체(20)의 방수구조를 확실하게 유지할 수가 있다.

이상과 같이 본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브장치는 종래와 달리 부품단가가 높은 O-링을 사용할 필요가 없으므로 배기가스 재순환 밸브장치 전체의 제조코스트를 저감할 수 있는 동시에, 도포부의 표면형상 등에 잘맞는 액상실제를 사용함으로써, 나사고정하지 않고 모터본체의 방수구조를 확실하게 유지할 수가 있다. 또, 모터본체와 모터홀더 사이의 원주홈과 이 원주홈에 감합하는 돌출부와의 사이에 전개하는 액상실제의 도피로를 확보함으로써 액상실제의 잉여분의 모터본체 내에의 침입을 확실하게 방지할 수가 있다.

Claims

밸브로드를 통해서 밸브를 개폐방향으로 구동제어하는 모터를 갖는 모터본체와, 이 모터본체의 하부개구를 폐쇄하는 모터홀더를 구비하고, 상기 모터본체의 하부개구 및 상기 모터홀더의 상부 중 어느 한쪽에 원주홈을 형성하고, 또 다른쪽에 상기 원주홈에 감합하는 돌출부를 형성하는 동시에, 이 돌출부의 정상부와 이 정상부에 대향하는 상기 원주홈의 밑부분 사이에 액상실제가 도포되어 있는 배기가스 재순환 밸브장치.
원주홈은 밑부분 및 이 밑부분에 인접하는 최내주부를 소유하고, 또 돌출부는 정상부 및 이 정상부에 인접하는 최내주부를 소유하는 동시에 상기 원주홈의 최내주부에 상기 돌출부의 최내주부를 감합시킨 상태에서 이 돌출부의 정상부와 상기 원주홈의 밑부분이 액상실제를 통해서 접촉해 있는 청구의 범위 제 1항 기재의 배기가스 재순환 밸브장치.
돌출부의 최외주부에 원주홈의 최외주부의 일부가 코킹고정되어 있는 청구의 범위 제 2항 기재의 배기가스 재순환 밸브장치.