KR20050037345A - 밸브 및 배기가스 재순환 제어용 밸브 및 밸브의 조립 방법 - Google Patents

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Abstract

축 활주 지지부의 클리어런스로부터 배기가스나 이물, 수분 등이 축의 활주 부분이나, 밸브를 구동하는 액추에이터 부분 등으로 침입하여, 축의 활주성의 저하나 액추에이터의 동작 성능 저하를 초래하고 있다. 하우징과, 밸브체를 갖는 축과, 이 축이 활주하는 축 활주 지지부를 구비한 밸브로서, 상기 축 활주 지지부에 소정의 범위에서 이동·변형이 가능한 실 부재를 마련하였다.

Description

밸브 및 배기가스 재순환 제어용 밸브 및 밸브의 조립 방법{VALVE, EXHAUST GAS RECIRCULATION CONTROL VALVE AND VALVE ASSEMBLING METHOD}
기술분야
본 발명은 밸브 및 배기가스 재순환 제어용 밸브 또는 밸브의 조립 방법에 관한 것으로, 예를 들면, 자동차에 탑재되는 차량탑재용 밸브, 특히, 배기가스 재순환 제어 밸브 등에 이용되는 것이다.
종래기술
종래의 밸브는 활주하는 축과의 열팽창을 고려하여, 축받이와 축과의 사이에 클리어런스를 마련하고 있다.
[특허 문헌 1] 특개평11-336616호 공보
종래의 밸브는 축 활주 지지부의 클리어런스로부터 배기가스나 이물, 수분 등이 축의 활주 부분이나, 밸브를 구동하는 액추에이터 부분 등에 침입하여, 축의 활주성의 저하나 액추에이터의 동작 성능 저하를 초래하고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 축 활주 지지부로부터 누설된 배기가스나 이물, 수분 등이, 활주 부분이나 액추에이터부에 침입하지 않는 밸브를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 밸브는 하우징과, 밸브체를 갖는 축과, 이 축이 활주하는 축 활주 지지부를 구비한 밸브로서, 상기 축 활주 지지부에 소정의 범위에서 이동·변형이 가능한 실 부재를 마련한 것이다.
본 발명에 관한 배기가스 재순환 제어용 밸브는 하우징과, 배기가스 통로를 개폐하는 밸브체를 갖는 축과, 이 축이 활주하는 축 활주 지지부를 구비한 배기가스 재순환 밸브로서, 상기 축 활주 지지부에 소정의 범위에서 이동·변형이 가능한 실 부재를 마련하고, 이 실 부재는 배기가스 통로의 압력에 응하여 변형하도록 탄성재로 형성되는 것이다.
본 발명에 관한 밸브의 조립 방법은, 하우징과, 밸브체를 갖는 축과, 이 축이 활주하는 축 활주 지지부와, 상기 축 활주 지지부에 소정의 범위에서 이동·변형이 가능한 실 부재를 구비한 밸브의 조립 방법으로서, 상기 실 부재에 상기 축을 삽입할 때에, 정압(正壓)을 인가하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 관해 설명한다.
또한, 각 도면에 있어서, 동일 부호는 동일 또는 상당하는 것을 나타낸다.
제1의 실시예
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 배기가스 재순환 밸브의 축방향 단면도이다.
상기 도면에 있어서, 도시하지 않은 모터 등의 액추에이터가 부착되는 부착면(1a)이나, 도시하지 않은 엔진이나 그 구성 부품에의 부착면(1e)을 갖는 하우징(1)의 내부에는 원환주(圓環柱) 형상의 축 활주 지지 부품(부시)(9)과, 이 축 활주 지지 부품(9)의 내주 부분을 상하로 활주하는 축(4)이 있고, 이 축(4)에는 배기가스 유량을 제어하는 밸브(3)가 연결되고, 또한, 축 활주 지지 부품(9)의 축 활주 지지부(9a)로 지지되어 있다.
도 2는 상기 축 활주 지지부(9a)의 부분 확대도이다.
축 활주 지지 부품(9)의 축 활주 지지부(9a)와, 그 축 활주 지지부(9a)에 지지되는 축(4a)은 다른 재질로 형성되어 있고, 각각 고온하에 있어서의 열팽창차의 관계 때문에, 초기, 즉 상온하에서는 어느 정도의 클리어런스(20)가 마련되어 있다. 또한, 동일 재질로 형성되었다 하여도 어느 정도의 클리어런스는 필요하게 된다.
또한, 본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브가 작동한 경우, 즉 배기가스 통로 내(1b)에 배기가스의 흐름이 생긴 때에는 하우징(1), 축 활주 지지 부품(9), 축(4) 기타, 본 배기가스 재순환 밸브를 구성하고 있는 부품은 전부 온도가 올라간다.
이 때, 상기 축 활주 지지부(9a) - 축(4a) 사이의 클리어런스(20)도, 양측의 부재의 열팽창에 의해 줄어들지만, 고온하에서도 축(4)은 상하로 활주시킬 필요가 있기 때문에, 그 클리어런스(20)가 O으로 되도록 설계되는 일은 없고, 고온하에서도 어느 일정한 클리어런스(20)가 존재한다.
본 실시예는 그 클리어런스(20)로부터의 배기가스나 이물, 수분 등의 누설을 억제하고, 액추에이터부로의 침입을 막기 위해, 도 1(도 3)에 도시한 바와 같이, 축 활주 지지 부품(9)의 상부에 실(7)을 마련하고, 플러그(6) 및 축 활주 지지 부품(9)으로 실(7)을 지지한다.
도 3은 도 1 중의 점선 A부분의 확대도이고, 도 4는 축 활주 지지부를 구성하는 부재의 각각의 사시도이다.
실(7)에는 축(4)에 따르도록 구멍(7a)이 뚤리여 있고, 축 활주 지지 부품(9)과 플러그(6)의 사이에 조립되어 있다. 실(7)은 거기에 마련된 스페이스(15) 내에 존재하고 있고, 리지드하게 고정되어 있지 않고, 스페이스(15) 내를 어느 정도의 범위는 이동 또는 변형 가능하게 되어 있다. 또한, 축(4)을 기준으로 하여, 축(4)에 접촉하도록 조립되고, 또한, 축(4)에 의해 어느 정도 위치 결정되기 때문에, 다른 부재로서의 위치 결정을 필요로 하지 않는데다, 변형 가능한 탄성재로 형성되어 있다. 요컨대, 축(4)에 클리어런스(20)분의 기우러짐이 생기더라도, 상기한 바와 같이 실(7)은 축(4)에 따라서 조립되어 있기 때문에, 그 기우러짐에 응하여 실(7)도 움직여서, 내경부의 구멍(7a)이 편마모하기 어려운 구성으로 되어 있다.
플러그(6)는 하우징(1)에 고정되어 있고, 상기 실(7)을 지지함과 함께, 링(8)을 사이에 끼위 축 활주 지지 부품(9)도 고정하고 있다. 또한, 가령 축 활주 지지부(9a)로부터 배기가스나 이물, 수분 등이 누설되어 오더라도, 근접하는 하우징(1c)에 달하는 것을 막아서, 하우징(1c)의 부식 등에 의한 손상도 예방하고 있다.
또한, 실(7)이 존재하는 스페이스(15)의 주위의 면은, 기본적으로 평면을 갖는 형상으로 형성되어 있고, 그 평면부(6a)와 실(7)의 평면부(7b)가 접촉하고, 그 부분에서도 누설 대책, 즉 축 활주 지지부(9a)로부터 누설된 배기가스나 이물, 수분 등에 대해, 실로서 기능한다.
또한, 축 활주 지지 부품(9)에 릴리프, 즉 홈(9b)을 마련함으로써, 실(7a)의 씹혀들어감 방지가 가능해진다.
여기서, 제1의 실시예에 관해 도 5를 이용하여 설명을 행한다.
도 5는 본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브가 작동한 경우, 즉 배기가스 통로 내(1b)에 배기가스의 흐름이 생긴 때에, 배기가스 통로 내외(1b-1d)에서 압력차가 생김으로써, 축 활주 지지부(9a)로부터 배기가스나 이물, 수분 등의 누설이 발생한다. 이 때의 실(7)에 의한 누설 억제 상황, 즉 실(7)의 작용 상황에 관해 설명하기 위한 설명도이다.
배기가스 통로 내(1b)에 배기가스의 흐름이 생긴 때에, 배기가스 통로 내외(1b-1d)에서 압력차가 생기고, 실(7) 하면에 축 활주 지지부(9a)로부터 압력(30)이 가하여진다. 압력(30)이 가하여진 실(7)은, 그 힘, 또는 축(4)의 상하의 활주에 조장되어, 미리 마련된 스페이스(15)의 상부로 이동함과 함께, 실(7b) - 플러그(6a)부, 및 실(7a) - 축(4)부가 밀착하고, 그 양자에서 실 된다. 링(8)에서도, 상술한 바와 같이 하우징(1c)에 대해 실이 이루어져 있기 때문에, 결과적으로 배기가스 통로 내(1b) - 배기가스 통로 외(1d)에서 통기(通氣)가 없어진다. 따라서 배기가스 통로 외(1d)로의 배기가스나 이물, 수분 등의 누설이 억제된다.
제2의 실시예
도 6은 제2의 실시예를 도시한, 도 1 중의 점선 A부분에 상당하는 확대 단면도이다
상기 도 6에 도시한 바와 같이, 축 활주 지지 부품(9)의 상부에 마련하는 실(7)의 매수를 늘리거나, 축(4)과의 접촉부(7a)의 두께를 두껍게 함으로써, 축(4)과의 사이의 실 성(性) 향상으로 이여지고, 실 내경부(7a)의 내마모성 향상으로도 이여진다. 결과적으로 배기가스 재순환 밸브로서의 내구성 향상이 가능해진다.
특히, 실을 2장 이상으로 한 경우에는 압력(30)을 받는 실(72)과, 평면(6a)과 접촉하는 실(71)이 별도의 실로 되기 때문에, 압력(30)의 국소적인 편차나 변동이 실(71)에 전해지기 어렵게 되어, 안정된 실 성능을 얻을 수 있다.
또한, 제1의 실시예, 2에서는 이하와 같은 특징도 갖는 것이다.
배기가스 통로 내외(1b-1d)에서 압력차가 생기고, 실(7) 하면에 축 활주 지지부(9a)로부터 압력(30)이 가하여진 때, 상술한 바와 같이, 실(7b) - 플러그(6a)부, 및 실(7a) - 축(4)부가 밀착하고, 그 양자에서 실 된다. 예를 들면 본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브가 장시간 작동한 경우 등에서는 상기 실(7a) - 축(4)부에서 마모가 발생하는데, 실(7)을 탄성재로 형성함에 의해, 실 내경부(7a)의 마모가 진행되더라도, 축(4)부와 밀착할 수 있고, 즉 실 기능을 확보할 수 있다.
도 7을 이용하여, 더욱 설명한다.
도 7은 본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브가 장시간 작동한 경우의, 실의 작용 상황을 설명하기 위한 설명도이다.
도 7에서, 초기, 즉 배기가스 재순환 밸브가 그다지 사용되지 않은 상황하에서의 실(7)의 실 상태를 파선으로 도시하고 있고, 실 내경부(7a) - 축(4)부에 실이 이루어져 있다. 한편, 배기가스 재순환 밸브가 장시간 작동한 때, 즉 실 내경부(7a)의 마모가 진행된 상황하에서의 실(7)의 실 상태를 실선으로 도시하고 있고, 이 때, 실 내경부(7c) - 축(4)부에 실이 이루어지고 있다.
여기서, 실 내경부의 위치가 마모에 의해 7a로부터 7c로 변화하고 있지만, 기본적으로 축 활주 지지부(9a)로부터 가하여지는 압력(30)은 동일하고, 실 기능으로서의 변화는 없다. 요컨대, 실 내경부(7a)의 마모에 의해, 실 기능이 손상되는 일 없이, 마모 후의 실 상태(7c)에서도, 초기(7a)와 동등한 실 성능을 확보할 수 있다.
이것은, 실(7)이 압력(30)이 걸리는 방향측으로 돌출한 원추(圓錐) 형상을 하고 있기 때문이고, 이로 인해, 압력(30)에 의한 가압력에 의해 축(4)에 밀착하는 방향으로 힘이 걸려서, 마모가 진행된 상태에서도 축(4)과의 사이의 실 성능의 저하를 막을 수 있는 것이다.
실시예 3
조립 순서로서, 도 1을 이용하여 설명하면, 밸브 시트(2)가 설치된 하우징(1)의 내부에 필터(5), 축 활주 지지 부품(9)을 삽입하고, 실(7)을 설치한다. 다음에 링(8)을 세트하고, 플러그(6)를 압입 고정한다. 또한, 플러그(6)의 압입에 의해, 상술한 바와 같이 축 활주 지지 부품(9)의 고정도 동시에 가능하게 하고 있다.
다음에 배기가스 유량 제어 밸브(3)와 연결된 축(4)을 삽입하고, 축(4)에 스프링(10), 스프링 홀더(11), 스토퍼(12)를 조립한다.
여기서, 배기가스 유량 제어 밸브(3)와 연결된 축(4)을 삽입할 때의, 조립 방법을 도 8을 이용하여 설명한다.
도 8은 제1, 제2의 실시예에 관한 축받이부 실 구조의 조립 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
실(7)은 상술한 바와 같이 탄성재로 형성되어 있기 때문에, 축(4) 삽입시에 배기가스 통로 외(1d)의 방향으로 반전(反轉)하지 않도록, 주의할 필요가 있다. 그래서, 조립의 한 방법으로서, 예를 들면 도 8에 도시한 바와 같이 배기가스 통로 외(1d)의 방향으로부터 정압(31)을 인가함으로써, 축(4)이 실(7)에 근접한 때에, 도 8 중의 실선과 같이, 배기가스 통로 내(1b)의 방향으로 변형한다. 다음에 축(4)을 삽입하고, 삽입 후는 정압(31)의 인가를 멈춘다. 실(7)은 단품(單品)으로는 실 내경부(7a)가 축(4)에 따르도록 형성되어 있기 때문에, 정압(31)의 인가를 멈춤으로써 축(4)에 따라서, 도 8중의 파선과 같이 된다. 실(7)이 탄성재로 형성되어 있는 것을 이용한 이 방법으로, 실(7)의 조립 불량을 방지할 수 있고, 본래의 실 기능을 얻을 수 있다.
이들 실시예의 축받이부 실 구조는 액추에이터 부착면이나 엔진 구성 부품에의 부착면을 갖는 하우징과, 이 하우징의 내부에 마련된 축 활주 지지부와, 이 축 활주 지지부를 상하로 활주하는 배기가스 재순환 밸브의 유량 제어 밸브와 연결된 축을 가지며, 축 활주 지지부에 실 부재를 마련함에 의해, 배기가스 통로 내에 배기가스의 흐름이 생긴 때에, 배기가스 통로 내외에서 압력차가 생김으로써, 축 활주 지지부로부터의 배기가스 통로 외로의 배기가스나 이물, 수분 등의 누설이 억제되는 것이다.
또한, 축 활주 지지부에 마련하는 실 부재는 배기가스 통로 내외에 생기는 압력차에 응하여 변형하도록, 탄성재로 형성된 것이다.
또한, 축 활주 지지부에 마련하는 실 부재는 도너츠 형상으로, 외경과 내경에는 고저차가 있는 박판 형상이고, 이 고저차를 마련함으로써 배기가스 통로 내외에서 생기는 압력차에 대해, 압력을 받는면이 형성되고, 작용 응력에 응하여 기밀성을 향상시키는 것이 가능한 것이다.
또한, 실 부재 설치부에는 높은 기밀을 확보하기 위해 플러그가 마련되어 있는 것이다.
또한, 축 활주 지지부에 마련하는 실 부재는 리지드하게 고정되어 있지 않고, 축에 지지되어 있기 때문에, 실 부재의 구멍 중심과 축의 중심은 일치하고 있고, 내마모성에 유리한 것이다.
또한, 실 부재를 설치하는 축 활주 지지 부품에는 축 활주 지지부에 실 부재가 씹혀들어가지 않도록, 릴리프 부분, 즉 홈이 마련되어 있는 것이다.
또한, 축 활주 지지 부품은, 플러그와 링에 의해 고정되어 있고, 그 링은 축 활주 지지 부품을 고정함과 함께, 축 활주 지지부로부터의 배기가스나 이물, 수분 등의 누설에 대해, 하우징 부분으로의 침입를 막는 역할을 갖게 한 것이다.
또한, 축 활주 지지부에 마련되는 실 부재는 그 마련되는 실 부재의 매수를 늘리거나, 축과의 접촉부의 두께를 두껍게 함으로써, 요구되는 내구성에 대응할 수 있는 것이다.
또한, 실 부재에 축을 삽입할 때에는 예를 들면 적절한 방향으로부터 정압을 인가함으로써 용이하게 삽입 가능해지는 등, 조립성에도 우수한 것이다.
또한, 이들 실시예에 관한 축받이부 실 구조는 축 활주 지지부로부터의 배기가스나 이물, 수분 등의 누설을 억제할 수 있고, 액추에이터부로의 침입을 방지할 수 있다.
또한, 실은 탄성재로 형성되어 있기 때문에, 가령 실 내경부가 마모하더라도, 초기와 동등한 실성능을 확보할 수 있고, 축과의 높은 기밀을 확보할 수 있다.
마찬가지로, 실은 탄성재로 형성되어 있기 때문에, 조립시에 정압을 인가하는 등의 방법에 의해, 실에 상처를 입히는 일 없이, 또한 반전을 방지할 수 있어서, 조립성을 향상시킬 수 있고, 본래의 실 성능을 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 밸브는 축 활주 지지부에 소정의 범위에서 이동·변형이 가능한 실 부재를 마련한 것이기 때문에, 실 부재는 축의 클리어런스로부터 도입되는 압력에 의해 실 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 배기가스 재순환 제어용 밸브는 축 활주 지지부에 소정의 범위에서 이동·변형이 가능한 실 부재를 마련하고, 이 실 부재는 배기가스 통로의 압력에 응하여 변형하도록 탄성재로 형성되는 것이기 때문에, 배기가스 통로의 압력에 의해 실 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 밸브의 조립 방법은, 실 부재에 축을 삽입할 때에, 정압을 인가하는 것이기 때문에, 조립시의 실 부재의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.
도 1은 제1의 실시예에 있어서의 배기가스 재순환 밸브의 축방향 단면도.
도 2는 축 활주 지지부(9a)의 확대도.
도 3은 도 1 중의 점선 A부분의 확대도.
도 4는 축 활주 지지부를 구성한 부재의 각각의 사시도.
도 5는 축 활주 지지부(9a)로부터 배기가스나 이물, 수분 등의 누설이 발생한 때의, 실의 작용 상황을 설명하기 위한 설명도.
도 6은 제2의 실시예를 도시한, 도 1중의 점선 A부분의 확대도.
도 7은 본 발명에 관한 배기가스 재순환 밸브가 장시간 작동한 경우의, 실의 작용 상황을 설명하기 위한 설명도.
도 8은 제1의 실시예, 제2의 실시예에 관한 축받이부 실 구조의 조립 방법을 설명하기 위한 설명도.
<부호의 설명>
1 : 하우징 1b : 배기가스 통로 내
1d : 배기가스 통로 외 3 : 배기가스 유량 제어 밸브
4 : 축 6 : 플러그
7 : 실 7a : 실 내경부
8 : 링 9 : 축 활주 지지 부품
9a : 축 활주 지지부
15 : 축 활주 지지 부품(9) - 플러그(6) 사이 스페이스
30 : 실(7)이 받는 압력 31 : 부착시의 인가 압력

Claims (10)

  1. 하우징과, 밸브체를 갖는 축과, 상기 축이 활주하는 축 활주 지지부를 구비한 밸브로서, 상기 축 활주 지지부에 소정의 범위에서 이동·변형이 가능한 실 부재를 마련한 것을 특징으로 하는 밸브.
  2. 하우징과, 배기가스 통로를 개폐하는 밸브체를 갖는 축과, 상기 축이 활주하는 축 활주 지지부를 구비한 배기가스 재순환 밸브로서, 상기 축 활주 지지부에 소정의 범위에서 이동·변형이 가능한 실 부재를 마련하고, 상기 실 부재는 배기가스 통로의 압력에 응하여 변형하도록 탄성재로 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 제어용 밸브.
  3. 제 1항에 있어서,
    실 부재는 도너츠 형상이고, 외경과 내경에는 고저차가 있는 박판 형상인 것을 특징으로 하는 밸브.
  4. 제 2항에 있어서,
    배기가스 통로로부터 압력을 받은 때에 실 부재가 맞닿는 플러그가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 제어용 밸브.
  5. 제 3항에 있어서,
    실 부재는 축에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
  6. 제 5항에 있어서,
    축 활주 지지 부품의 내주부에 실 부재의 씹혀들어감 방지용의 릴리프부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
  7. 제 4항에 있어서,
    축 활주 지지 부품과 플러그와의 사이에 링을 마련한 것을 특징으로 하는 밸브.
  8. 제 1항에 있어서,
    실 부재는 2장 이상의 실 부재를 적층하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
  9. 제 1항에 있어서,
    실 부재는 축과의 접촉부의 두께가 두꺼워지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
  10. 하우징과, 밸브체를 갖는 축과, 상기 축이 활주하는 축 활주 지지부와, 상기 축 활주 지지부에 소정의 범위에서 이동·변형이 가능한 실 부재를 구비한 밸브의 조립 방법으로서, 상기 실 부재에 상기 축을 삽입할 때에, 정압을 인가하는 것을 특징으로 하는 밸브의 조립 방법.
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