KR20050044777A - 스로틀 밸브 포트의 제조방법 - Google Patents

스로틀 밸브 포트의 제조방법 Download PDF

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KR20050044777A
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토마스 한네발트
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지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본원발명은 주조과정에 의해, 내부 부품(4)들에 대해 상응하는 요부를 구비하여 제 1 하우징 부분(1)과 제 2 하우징 부분(2)을 제조하는 제 1 단계, 이후, 상기 내부 부품(4)들이 제 1 하우징 반부(1) 또는 제 2 하우징 반부(2)에 배치되는 제 2 단계, 이후, 제 1 하우징 반부(1)와 제 2 하우징 반부(2)가 서로 결합되는 제 3 단계를 포함하는 스로틀 밸브 포트의 제조방법에 관해서 개시하고 있다.

Description

스로틀 밸브 포트의 제조방법 {METHOD FOR THE PRODUCTION OF A THROTTLE VALVE PORT}
본원발명은 스로틀 밸브 포트의 제조방법에 관련된 것이다.
스로틀 밸브 포트는 공지되어 있다. 이러한 스로틀 밸브 포트는 공기 덕트를 구비하는 단일체의 하우징을 포함하고 있으며, 상기 공기 덕트에는 스로틀 밸브가 회전가능하게 장착되어 있는 스로틀 밸브 축 상에 배치되어 있다. 스로틀 밸브 포트는 스로틀 밸브를 작동시키기 위해 필요한 기어 부품과 구동 조립체를 포함하고 있다. DE 40 27 269 A1 호에는 스로틀 밸브 축을 구비하는 스로틀 밸브 포트가 개시되어 있는데, 여기서는 전기 모터에 의해 작동되며 또한 조정 레버에 의해 기계적으로 작동되고 있다. 상기 전기모터는 커플링의 내부연결이 없이 스로틀 밸브 축 상에 배치된 스텝모터이다. 이경우 조정 레버는 커플링 스프링에 의하여 스로틀 밸브 축에 연결되어 있다. DE 198 25 727 A1 호에는 스로틀 밸브 하우징에 회전가능하게 장착되고 트랜스미션 엘리먼트(transmission element)에 의하여 조정될 수 있는 스로틀 밸브를 구비하는 스로틀 밸브 포트가 개시되어 있다. 이 트랜스미션 엘리먼트는 엘리먼트 캐리어(element carrier) 상에 배치되어 있거나 또는 엘리먼트 캐리어의 근방에 배치되어 있으며, 상기 엘리먼트 캐리어는 스로틀 밸브 하우징에 고정되어 있다. 이와 같은 형태의 스로틀 밸브 포트를 제작하는데 있어서 단점은, 단일체의 스로틀 밸브 하우징 안에 결합되어야 할, 예를 들어 전기 모터, 스프링, 기어 휠 부분, 및 스로틀 밸브와 스로틀 밸브 축과 같은 내부 부품들이 조립체의 방향으로 한 측면 상에서 스로틀 밸브 포트의 하우징으로 삽입되어 장착되어야 한다는 점이다. 정확한 공차가 유지되어야 하므로, 이러한 제조방식은 비교적 복잡하다. 따라서 스로틀 밸브 포트의 매우 자동화된 조립은 매우 복잡하며 많은 투자비용이 들어가게 된다.
도 1에는 내부부품들을 구비하는 스로틀 밸브 포트의 제 1 하우징 반부와 제 2 하우징 반부가 도시되어 있다.
도 2에는 내부부품들로 결합된 서브유닛이 도시되어 있다.
도 3에는 공기 덕트의 영역에서, 제 1 하우징 반부와 제 2 하우징 반부의 배치가 횡단면으로 도시되어 있다.
도 4에는 공기 덕트의 영역에서, 제 1 하우징 반부와 제 2 하우징 반부 배치의 대안적인 실시예가 횡단면으로 도시되어 있다.
따라서 본원발명은 비교적 간단하고 자동화된 방식으로 실행될 수 있는 스로틀 밸브 포트의 제조방법을 제공하고자 하는 목적에 기초를 두고 있다.
이와 같은 본원발명의 목적은, 주조과정에 의해, 내부 부품들에 대해 상응하는 요부를 구비하여 제 1 하우징 부분과 제 2 하우징 부분을 제조하는 제 1 단계, 이후, 상기 내부 부품들이 제 1 하우징 반부 또는 제 2 하우징 반부에 배치되는 제 2 단계, 이후, 제 1 하우징 반부와 제 2 하우징 반부가 서로 결합되는 제 3 단계를 포함하는 스로틀 밸브 포트의 제조방법에 의해 달성된다. 제 1 하우징 반부와 제 2 하우징 반부는 수평으로 서로 결합되고, 따라서 공기 덕트의 종방향에 수직하게 연장하는 연결부를 갖는다. 이러한 하우징 반부들은, 예를 들어 금속 또는 플라스틱으로 제조되며, 이때 선택되는 주조과정은, 예를 들어 사출 성형/다이캐스팅이다. 내부 부품들은 스로틀 밸브 포트 내에 배치되는 모든 기술적 구성요소들을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 내부부품들은, 예를 들어 스로틀 밸브, 스로틀 밸브 축, 모터, 스프링, 스탬프 그레이팅(stamped grating), 기어 휠 부분, 전기 적 요소 및 커넥터 등이다. 이러한 내부부품들은 제 1 하우징 반부나 제 2 하우징 반부에 배치되는데, 이는 예를 들어 내부부품들을 안에 배치하거나 또는 클램핑(clamping)시킴으로써 이루어질 수 있다. 제 1 하우징 반부는, 예를 들어 나사 체결이나 접착에 의해 제 2 하우징 반부에 결합될 수 있다. 이로써 동시에 내부부품들이 고정되게 된다. 따라서, 비교적 접근이 어려운 개구부들이 없어도 되므로, 스로틀 밸브 포트는, 그 조립이 비교적 복잡하고 어려움에도 불구하고, 비교적 신속하고 간단하게 제조될 수 있게 된다. 이러한 방법은 수동 조립이나 자동화된 제조공정에 매우 적합하게 된다.
본원발명의 바람직한 다른 실시예에서는, 제 2 단계에서 내부부품들이 제 1 하우징 반부나 제 2 하우징 반부에만 배치된다. 이러한 실시예에서는, 내부부품이 배치되지 않은 하우징 반부가 덮개로서 다른 하우징 반부 상에 간단하게 배치될 수 있게 되므로 자동화된 제조공정을 간단하게 한다.
본원발명의 바람직한 또 다른 실시예에서는, 제 2 단게에 앞서, 내부부품들 중 적어도 일부가 서브유닛(subunit)을 형성하도록 결합된다. 따라서, 예를 들어 각각의 부품들로 모터를 제조하고 돔(dome) 형태의 슬라이딩 베어링(sliding bearing)을 구비하는 모터 장치를 먼저 제조하는 것이 가능하다. 제 1 하우징 반부 및 제 2 하우징 반부의 제조공정 동안의 주조 공정에서 상응하는 요부가 미리 용이하게 배치될 수 있으므로, 돔 형태의 슬라이딩 베어링의 사용이 비교적 간단하고 유리한 방식으로 이루어질 수 있게 된다.
본원발명의 바람직한 또 다른 실시예에서는, 스로틀 밸브와 스로틀 밸브 축이 결합되어 서브유닛을 형성한다. 이러한 경우에는, 스로틀 밸브와 스로틀 밸브 축을 제 1 하우징 반부나 제 2 하우징 반부에 배치시키기에 앞서 서로 결합시킬 수 있다는 점에서 유리한데, 이는 종래의 방법에서는 공차를 유지시켜야 하므로 가능하지 않았었다.
본원발명의 바람직한 또 다른 실시예에서는, 제 3 단계에서, 제 1 하우징 반부와 제 2 하우징 반부 사이에 배치될 실(seal)이 제공된다. 이러한 경우에 사용되는 밀봉물질은, 예를 들어 약 150℃까지 열적으로 안정한 플라스틱이다.
본원발명의 바람직한 또 다른 실시예에서는, 제 1 단계에서, 제 1 하우징 반부 또는 제 2 하우징 반부가 플라스틱으로 제조되고, 각각에 있어 다른 하우징 반부는 알루미늄으로 제조된다. 이경우에는, 내부부품들이 비교적 간단하고 용이하게 플라스틱 하우징 반부에 클램프될 수 있고 알루미늄 하우징 반부가 그 위에 덮개로서 배치될 수 있어서 유리하다. 사용되는 플라스틱은 적절한 열적 안정성을 갖는 듀로플라스틱(duroplastic)이나 열가소성 수지이다.
본원발명의 바람직한 또 다른 실시예에서는, 제 3 단계에서, 제 2 하우징 반부는 공기 덕트(duct)의 영역에 제 1 하우징 반부와 맞물리는 주변 칼라(encircling collar)를 구비하여 배치된다. 공기 덕트는 일반적으로 원형이다. 주변 칼라는 제 3 단계에서 제 1 하우징 반부와 맞물리는 돌출부이다. 결과적으로, 제 1 하우징 반부와 제 2 하우징 반부는 비교적 간단하고 유리한 방식으로 서로 고정될 수 있으며, 따라서 스로틀 밸브 포트 내에 내부부품들을 용이하게 배치시킬 수 있게 된다.
본원발명의 바람직한 또 다른 실시예에서는, 제 1 단계에서, 주조과정에 의해 제 1 하우징 반부가 비교적 큰 제 1 요부를 구비하고 제 2 하우징 반부는 비교적 적은 제 2 요부를 구비하도록 제조되며, 이러한 제 1 요부와 제 2 요부는 공기 덕트를 형성하며, 제 3 단계에서 내부 테이퍼(internal taper)를 구비하는 삽입부재가 제 1 하우징 반부와 제 2 하우징 반부 사이에 배치되며, 삽입부재의 내부 테이퍼는 비교적 큰 제 1 요부로부터 비교적 작은 제 2 요부까지의 연속적인 전이부를 형성한다. 내부 테이퍼를 구비하는 삽입부재를 배치시킴으로써 공기 덕트의 횡단면을 요구되는 정도로 감소시킬 수 있어서 특히 유리하다. 이를 위해서는 제 2 하우징 반부를 적절히 교환하고 내부 테이퍼를 구비한 삽입부재를 배치시키기만 하면 된다. 이경우에 있어서는, 기존의 스로틀 밸브 포트가 적절히 개장(retrofit)될 수 있어서 특히 유리하다.
이하의 실시예를 통해 도면(도 1 내지 도 4)을 참조하여 본원발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1에는 스로틀 밸브 포트(throttle valve port)의 제 1 하우징 반부(1)와 제 2 하우징 반부(2)가 도시되어 있다. 스로틀 밸브 포트를 제조하는 방법에 있어서, 제 1 단계로, 제 1 하우징 반부(1)와 제 2 하우징 반부(2)가 주조과정에 의해 내부 부품(4)들에 대한 요부를 구비하여 제조된다. 제 2 단계에서, 상기 내부 부품(4)들은 제 1 하우징 반부(1)에 배치된다. 이는 화살표의 방향으로 이루어진다. 이러한 경우에 있어서는, 제 2 단계에 앞서 내부 부품(4)들의 적어도 일부를 결합하여 서브유닛(subunit; 5)를 형성하는 것이 일반적으로 유리하다. 제 1 하우징 반부(1)에는 제 1 요부(3a)가, 제 2 하우징 반부(2)에는 제 2 요부(3b)가 구비되어 있으며, 이는 공기 덕트를 형성한다. 스로틀 밸브 포트를 제조하는 방법의 제 3 단계에서는, 제 1 하우징 반부(1)와 제 2 하우징 반부(2)가 서로 결합된다. 이와 같은 결합은, 예를 들어 나사체결이나 접착 등에 의해 이루어질 수 있다. 도 2는 다수의 내부 부품들을 포함하는 서브유닛(5)의 사시도이다. 서브유닛에는 제 1 하우징 반부(1)에 배치되는 전기 모터가 포함되어 있다. 각각의 경우에 있어, 서브유닛(5)을 형성하기 위하여 내부부품들을 결합시킴으로써 돔(dome) 형태의 슬라이딩 베어링(4')을 유리하게 배열시킬 수 있는데, 이 슬라이딩 베어링은 비교적 간단하게 제 1 하우징 반부(1) 또는 제 2 하우징 반부(도시되지 않음)의 요부에 삽입될 수 있다.
도 3은 제 1 요부(3a) 및 제 2 요부(3b)를 구비하는 공기 덕트의 영역에서 제 1 하우징 반부(1)와 제 2 하우징 반부(2)의 횡단면도를 도시하고 있다. 이경우, 제 2 하우징 반부(2)는 주위를 둘러싸는 주변 칼라(2')를 구비하고 있다. 스로틀 밸브 포트를 제조하기 위한 방법의 제 3 단계에서, 제 2 하우징 반부(2)는 공기 덕트의 영역에 제 1 하우징 반부(1)와 맞물리는 주변 칼라(2')를 구비하여 배치된다. 이는 제 1 하우징 반부(1)와 제 2 하우징 반부(2) 간의 결합을 향상시킴과 동시에 내부 부품들(도시되지 않음)의 설치에 있어서도 향상을 가져온다.
도 4는 공기 덕트의 영역에서, 제 1 하우징 반부(1)와 제 2 하우징 반부(2)의 배치에 대한 대안적인 실시예를 횡단면도로 도시하고 있다. 스로틀 밸브 포트를 제조하기 위한 방법의 제 1 단계에서, 주조과정에 의해, 제 1 하우징 반부(1)가 비교적 큰 제 1 요부(3a)를 구비하고 제 2 하우징 반부(2)가 비교적 작은 제 2 요부(3b)를 구비하도록 제조된다. 제 1 요부(3a)와 제 2 요부(3b)는 공기 덕트를 형성한다. 스로틀 밸브 포트 제조방법의 제 3 단계에서는, 내부 테이퍼(taper)를 갖는 삽입부재(6)가 제 1 하우징 반부(1)와 제 2 하우징 반부(2) 사이에 배치된다. 삽입부재의 내부 테이퍼는 비교적 큰 제 1 요부(3a)로부터 비교적 작은 제 2 요부(3b)까지의 연속적인 전이부를 형성한다. 여기서 공기 덕트의 지름이 다른 제 2 하우징 반부(2)와 삽입부재(6)의 배치에 의하여 거슬러 올라가며 감소할 수도 있는 점은 유리하며, 이는 일부 경우에 있어 바람직하다.
본원발명에 따른 스로틀 밸브 포트의 제조방법에 의해서 스로틀 밸브 포트를 비교적 간단하고 자동화된 방식으로 제조할 수 있으므로, 스로틀 밸브 포트의 제조에 사용이 유망시된다.

Claims (8)

  1. 주조과정에 의해, 내부 부품(4)들에 대해 상응하는 요부를 구비하여 제 1 하우징 부분(1)과 제 2 하우징 부분(2)을 제조하는 제 1 단계,
    이후, 상기 내부 부품(4)들이 제 1 하우징 반부(1) 또는 제 2 하우징 반부(2)에 배치되는 제 2 단계,
    이후, 제 1 하우징 반부(1)와 제 2 하우징 반부(2)가 서로 결합되는 제 3 단계를 포함하는 스로틀 밸브 포트의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서, 상기 내부 부품(4)들이 제 1 하우징 반부(1)에만, 또는 제 2 하우징 반부(2)에만 배치되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브 포트의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 단계 이전에, 상기 내부 부품(4)들 중 적어도 일부가 서브유닛(5)을 형성하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브 포트의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    서브유닛(5)은 스로틀 밸브와 스로틀 밸브 축의 결합체인 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브 포트의 제조방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서, 상기 제 1 하우징 반부(1)와 상기 제 2 하우징 반부(2) 사이에 실이 배치되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브 포트의 제조방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서, 제 1 하우징 반부(1) 또는 제 2 하우징 반부(2)가 플라스틱으로 제조되고, 각각에 있어 나머지 하우징 반부(1,2)가 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브 포트의 제조방법.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서, 상기 제 2 하우징 반부(2)는 공기 덕트의 영역에 제 1 하우징 반부(1)와 맞물리는 주변 칼라(2')를 구비하여 배치되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브 포트의 제조방법.
  8. 제 1 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서, 주조과정에 의해, 제 1 하우징 반부(1)는 비교적 큰 제 1 요부(3a)를 구비하고 제 2 하우징 반부(2)는 비교적 적은 제 2 요부(3b)를 구비하여 제조되며,
    상기 제 1 요부(3a)와 제 2 요부(3b)는 공기 덕트를 형성하며,
    상기 제 3 단계에서 내부 테이퍼를 구비하는 삽입부재(6)가 제 1 하우징 반부(1)와 제 2 하우징 반부(2) 사이에 배치되며,
    상기 삽입부재의 내부 테이퍼는 비교적 큰 제 1 요부(3a)로부터 비교적 작은 제 2 요부(3b)까지의 연속적인 전이부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브 포트의 제조방법.
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