KR20060025125A - 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법 - Google Patents

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Abstract

제 1 밸브(25)가 압입 고정된 밸브 샤프트(29)에 제 2 밸브(27)를 거리(L1)와 동등하게 되도록 거리(L2)를 측정하면서 압입하는 공정을 포함하고, 밸브 샤프트(29)에 대해 제 1 밸브(25) 및 제 2 밸브(27)를 압입하고, 코킹하여 고정하고, 압입부에 오일을 개재시킨다. 제 1밸브(25) 등의 구성 부품이 소결 부품인 경우에는 소결 부품 자체에 포함되는 오일을 압입부의 체결력의 증가에 이용한다.
밸브, 가스 유량, 제어, 더블 밸브

Description

가스 유량 제어 밸브의 조립 방법{METHOD OF ASSEMBLING GAS FLOW CONTROL VALVE}
본 발명은, 더블 밸브 방식의 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법에 관한 것이고, 특히 디젤 엔진, 가솔린 엔진 등의 내연기관(이하, 엔진이라고 한다)의 연소실로부터의 배기 가스를 재차 연소실로 되돌리기 위한 배기 가스 환류로에 배치되는 더블 밸브 방식의 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법에 관한 것이다.
종래, 더블 밸브 방식에 의한 가스 유량 제어 밸브로서는, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3 등에 개시된 더블 밸브 방식에 의한 배기 가스 환류 밸브가 알려져 있다. 더블 밸브 방식에 의한 배기 가스 환류 밸브는, 내연기관의 배기 가스 환류로에 접속 가능하고, 또한 상기 내연기관의 연소실로부터 배출되는 배기 가스를 받아들이는 유입구와 상기 연소실로 배기 가스를 되돌리는 유출구를 갖는 밸브 하우징과, 이 밸브 하우징 내의 상기 유입구의 부근에 형성된 1차측 유로와, 이 1차측 유로에서 분기되어 형성되고, 또한 상기 유출구에 연통하는 2개의 2차측 유로와, 이 2차측 유로와 상기 1차측 사이에 형성된 제 1 및 제 2의 유로 개구부와, 이 2개의 유로 개구부에 각각 마련된 밸브 시트를 통하여 상기 2개의 유로 개구부를 동시에 개폐하는 제 1 및 제 2의 밸브와, 이 제 1 및 제 2의 밸브를 갖는 밸브 샤프트와, 이 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징의 축방향으로 왕복 이동시키는 액추에이터부를 구비하고 있다.
이와 같은 더블 밸브 방식에 의한 배기 가스 환류 밸브에서는, 예를 들면 상온에서 2개의 유로 개구부에서의 밸브 시트에 대해 2개의 밸브를 동시에 또한 확실하게 위치시키지 않으면, 어느 한쪽 또는 양쪽의 유로 개구부로부터 배기 가스가 누설될 우려가 있다. 즉, 2개의 밸브 사이 거리와 2개의 밸브 시트 사이 거리가 완전히 동등한 경우 이외는, 반드시 배기 가스가 누설되어 버리게 된다. 이 배기 가스의 누설량(이하, 밸브 시트 누설량이라고 한다)을 제로로 하기 위해, 밸브나 밸브 시트 등의 구성 부품에 대해 높은 치수 정밀도가 요구되고 있다.
종래의 더블 밸브 방식에 의한 배기 가스 환류 밸브에서는, 높은 치수 정밀도의 요구를 충족하기 위해, 밸브나 밸브 시트 등의 구성 부품을 총절삭(總切削) 가공에 의해 제작되고 있다. 그러나, 구성 부품을 총절삭 가공에 의해 제작하면, 치수 정밀도를 높일 수는 있지만, 상당히 긴 제작 시간이 필요해지고, 비용의 증가를 초래한다는 과제가 있다. 또한, 총절삭 가공에 의해 상기 구성 부품을 제작하는 경우에는 조립시의 편차가 있기 때문에, 밸브간 거리에 큰 편차가 발생하는 일이 있다. 이 경우에는, 밸브 시트 누설량의 목표치의 규격폭을 작게 하는 것이 곤란해지고, 소(小)유량의 배기 가스를 취급하는 배기 가스 환류 밸브에서는 큰 문제로 되지 않지만, 디젤 엔진 등에 있어서의 대유량의 배기 가스를 취급하는 배기 가스 환류 밸브에서는, 약간의 간극(클리어런스)이라도 밸브 시트 누설량이 크게 변하여 버린다는 과제가 있다.
이에 대해, 소결 가공에 의해 밸브나 밸브 시트 등의 구성 부품을 염가로 제작하는 대책이 고려된다. 그러나, 소결 가공에 의해 제작된 부품은 치수 정밀도가 낮고, 밸브 하우징에의 조립시에 상당량의 밸브 시트 누설량을 각오하여야 한다.
특허 문헌 1 : 국제특허출원WO99/61775
특허 문헌 2 : 특개평11-182355호 공보
특허 문헌 3 : 특개평11-324823호 공보
본 발명은, 종래의 더블 밸브 방식에 의한 배기 가스 환류 밸브 등의 가스 유량 제어 밸브의 결점을 극복하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 점은, 밸브 시트 누설량을 고정밀도로 조정하는 것이 가능한 저비용의 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법을 제공하는 점에 있다.
본 발명에 관한 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법은, 가스를 받아들이는 유입구와 가스를 배출하는 유출구를 갖는 밸브 하우징과, 이 밸브 하우징 내의 상기 유입구의 부근에 형성된 1차 유로와, 이 1차 유로로부터 분기되어 형성되고, 또한 상기 유출구에 연통하는 2개의 2차 유로와, 이 2차 유로와 상기 1차 유로 사이에 형성된 제 1 및 제 2 유로 개구부와, 이 2개의 유로 개구부에 마련된 제 1 및 제 2 밸브 시트를 통하여 상기 2개의 유로 개구부를 동시에 개폐하는 제 1 및 제 2 밸브와, 이 제 1 및 제 2 밸브를 갖는 밸브 샤프트와, 이 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징의 축방향으로 왕복 이동시키는 액추에이터부를 구비한 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법으로서, 상기 액추에이터부측에 가까운 상기 제 1 유로 개구부의 밸브 시트 피압입부(被壓入部)에 상기 제 1 밸브 시트를 압입하는 공정과, 상기 밸브 샤프트의 제 1 대경부의 외주면과 상기 제 1 밸브의 내주면 사이에 오일을 개재시키는 공정과, 상기 밸브 샤프트의 상기 제 1 대경부에 상기 제 1 밸브를 압입하는 공정과, 상기 제 1 밸브가 압입된 상기 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징 내에 임시 조립하여 상기 제 1 밸브 시트에 밀착시킨 상태에서, 상기 제 1 밸브의 1차 유로측 위치와 상기 제 2 유로 개구부의 밸브 시트 피압입부의 1차 유로측 위치의 거리(L1)를 측정하는 공정과, 상기 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징으로부터 취출한 후에 상기 밸브 샤프트의 제 2 대경부의 외주면과 상기 제 2 밸브의 내주면 사이에 오일을 개재 시키는 공정과, 상기 제 1 밸브의 1차 유로측에 상당하는 위치와 상기 제 2 밸브 시트의 1차 유로측에 상당하는 위치의 거리(L2)를 측정하면서, 상온에서의 밸브 시트 누설량을 0으로 하는 경우만, 상기 거리(L2)가 상기 거리(L1)와 동등하게 되도록 상기 밸브 샤프트의 상기 제 2 대경부에 상기 제 2 밸브 시트를 개재시킨 상태에서 상기 제 2 밸브를 압입하는 공정과, 상기 액추에이터부로부터 떨어진 상기 제 2 유로 개구부의 상기 밸브 시트 피압입부에 상기 제 2 밸브 시트를 압입하는 공정과, 상기 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징 내에 조립하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이로써, 상기 가스 유량 제어 밸브에 있어서의 액추에이터부측에 가까운 상기 제 1 유로 개구부의 밸브 시트 피압입부에 상기 제 1 밸브 시트를 압입하는 공정과, 상기 밸브 샤프트의 제 1 대경부의 외주면과 상기 제 1 밸브의 내주면 사이에 오일을 개재시키는 공정과, 상기 밸브 샤프트의 상기 제 1 대경부에 상기 제 1 밸브를 압입하는 공정과, 상기 제 1 밸브가 압입된 상기 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징 내에 임시 조립하여 상기 제 1 밸브 시트에 밀착시킨 상태에서, 상기 제 1 밸브의 1차 유로측 위치와 상기 제 2 유로 개구부의 밸브 시트 피압입부의 1차 유로측 위치의 거리(L1)를 측정하는 공정과, 상기 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징으로부터 취출한 후에 상기 밸브 샤프트의 제 2 대경부의 외주면과 상기 제 2 밸브의 내주면 사이에 오일을 개재시키는 공정과, 상기 제 1 밸브의 1차 유로측에 상당하는 위치와 상기 제 2 밸브 시트의 1차 유로측에 상당하는 위치의 거리(L2)를 측정하면서, 상온에서의 밸브 시트 누설량을 O로 하는 경우만, 상기 거리(L2)가 상기 거리(L1)와 동등하게 되도록 상기 밸브 샤프트의 상기 제 2 대경부에 상기 제 2 밸브 시트를 개재시킨 상태로 상기 제 2 밸브를 압입하는 공정과, 상기 액추에이터부로부터 떨어진 상기 제 2 유로 개구부의 상기 밸브 시트 피압입부에 상기 제 2 밸브 시트를 압입하는 공정과, 상기 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징 내에 조립하는 공정을 포함하도록 구성하였기 때문에, 밸브나 밸브 시트 등의 구성 부품이 총절삭 가공에 비하여 저비용인 치수 정밀도가 낮은 소결 가공 등에 의해 제작된 경우에도, 밸브 시트 누설량을 고정밀도로 조정할 수 있고, 가스 유량 제어 밸브의 신뢰성을 현격하게 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
따라서, 밸브나 밸브 시트 등의 각 구성 부품의 치수 편차나 조립 오차를 흡수할 수 있고, 소결 가공 등에 의해 제작된 구성 부품이라도 그대로 사용할 수 있고, 제품의 수율을 저감시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 밸브 샤프트에 대해 밸브를 압입하도록 구성하였기 때문에, 예를 들면 밸브 출입구에서의 압력 차이가 크고, 배기 가스의 유량이 상대적으로 많은 디젤 엔진에 적용된 경우에도, 또는 배기 가스의 유량이 상대적으로 적은 가솔린 엔진에 적용된 경우에도, 그 용도에 따라 밸브 샤프트에 대한 밸브의 고정 위치를 적절히 조정하여 밸브 시트 누설량을 확실하게 조정할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 밸브의 압입에 즈음하여 밸브 샤프트와 밸브 사이에 오일을 개재시키도록 구성하였기 때문에, 오일이 압입시의 긁힘을 방지하는 윤활의 역할을 다함과 함께, 특히 배기 가스 환류 밸브의 경우에, 고온의 배기 가스가 순환한 때에 오일이 증산(蒸散)하여 밸브 샤프트와 밸브의 압입부에 소착(燒着)을 일으켜 압입부의 체결력을 상승시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 배기 가스 환류 밸브의 조립 방법의 한 공정으로서 밸브 하우징에의 제 1 밸브 시트의 압입 공정을 도시한 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 제 1 밸브 시트의 압입 공정의 후공정으로서 밸브 샤프트에의 제 1 밸브의 압입 공정을 도시한 정면도.
도 3은 도 2에 도시한 코킹 공정의 후공정으로서 제 1 밸브가 압입되고 또한 코킹된 밸브 샤프트를 제 1 밸브 시트가 압입된 밸브 하우징 내에 임시 조립하여 제 1 밸브 시트에 제 1 밸브를 밀착시킨 상태에서, 제 1 밸브의 하위치와 제 2 밸브 시트 피압입부의 상위치의 거리(L1)를 측정하는 공정을 도시한 단면도.
도 4는 도 3에 도시한 측정 공정의 후공정으로서 제 2 밸브와 밸브 샤프트의 제 2 대경부 사이에 오일을 개재시키는 공정을 확대하여 도시한 정면도.
도 5는 도 4에 도시한 오일 개재 공정의 후공정으로서 제 1 밸브의 하위치와 제 2 밸브 시트의 상위치의 거리(L2)를 측정하면서 제 2 밸브를 밸브 샤프트에 압입하는 공정을 도시한 단면도.
도 6은 도 5에 도시한 압입 공정의 후공정으로서 제 1 밸브에 대한 코킹 공정을 도시한 정면도.
도 7은 도 6에 도시한 압입 공정의 후공정으로서 2개의 밸브를 구비한 밸브 샤프트를 밸브 하우징에 장착하여 밸브 시트 누설량을 조정하는 공정을 도시한 단면도.
도 8은 도 7에 도시한 장착 공정의 후공정으로서 액추에이터부 등의 다른 부품을 조립하여 완성품을 얻는 공정을 도시한 부분 단면도.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 배기 가스 환류 밸브의 조립 방법에 있어서의 용접 또는 사이드 코킹 공정을 도시한 정면도.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태 태에 관해, 첨부의 도면에 따라 설명한다.
실시의 형태 1
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1인 상온에서의 밸브 시트 누설량을 0으로 하기 위해, 후기하는 거리(L1)와 거리(L2)가 동등하게 되도록 조절하는 배기 가스 환류 밸브의 조립 방법의 한 공정으로서 밸브 하우징에의 제 1 밸브 시트의 압입 공 정을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 제 1 밸브 시트의 압입 공정의 후공정으로서 밸브 샤프트에의 제 1 밸브의 압입 공정을 도시한 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시한 코킹 공정의 후공정으로서 제 1 밸브가 압입되고 또한 코킹된 밸브 샤프트를 제 1밸브 시트가 압입된 밸브 하우징 내에 임시 조립하여 제 1 밸브 시트에 제 1 밸브를 밀착시킨 상태에서, 제 1 밸브의 하위치와 제 2 밸브 시트 피압입부의 상위치의 거리(L1)를 측정하는 공정을 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시한 측정 공정의 후공정으로서 제 2 밸브와 밸브 샤프트의 제 2 대경부 사이에 오일을 개재시키는 공정을 확대하여 도시한 정면도이고, 도 5는 도 4에 도시한 오일 개재 공정의 후공정으로서 제 1 밸브의 하위치와 제 2 밸브 시트의 상위치의 거리(L2)를 측정하면서 제 2 밸브를 밸브 샤프트에 압입하는 공정을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시한 압입 공정의 후공정으로서 제 1 밸브에 대한 코킹 공정을 도시한 정면도이고, 도 7은 도 6에 도시한 압입 공정의 후공정으로서 2개의 밸브를 구비한 밸브 샤프트를 밸브 하우징에 장착하여 밸브 시트 누설량을 확인하는 공정을 도시한 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시한 장착 공정의 후공정으로서 액추에이터부 등 다른 부품을 조립하여 완성품을 얻는 공정을 도시한 부분 단면도이다. 또한, 도 5 및 도 6을 제외한 각 도면에 있어서, 편의상, 액추에이터부에 가까운 측을 상측으로 하고, 먼 측을 하측으로 한다. 도 5 및 도 6에서는, 밸브 샤프트를 도립(倒立)시킨 상태로 도시하고 있다.
본 실시의 형태 1에서는, 우선 가스 유량 제어 밸브로서의 배기 가스 환류 밸브의 구성을 설명하고, 그 후, 배기 가스 환류 밸브의 조립 방법에 관해 상세히 설명한다.
배기 가스 환류 밸브(가스 유량 제어 밸브)(1)는 도 8에 도시한 바와 같이 밸브부(3)와, 이 밸브부(3)의 상부에 배치된, 예를 들면 DC 모터 등의 액추에이터부(5)로 대략 구성되어 있다.
밸브부(3)는, 엔진(도시 생략)의 연소실(도시 생략)로부터의 배기 가스를 받아넣는 유입구(7)와 배기 가스를 상기 연소실(도시 생략)로 되돌리는 유출구(도시 생략)를 갖는 밸브 하우징(9)과, 이 밸브 하우징(9) 내의 상기 유입구(7)의 부근에 형성된 1차 유로(11)와, 이 1차 유로(11)로부터 분기되어 형성되고, 또한 상기 유출구(도시하지 않음)에 연통하는 상측 2차 유로(13) 및 하측 2차 유로(15)와, 이들의 상측 2차 유로(13) 및 하측 2차 유로(15)와 상기 1차 유로(11) 사이에 형성된 제 1 유로 개구부(17) 및 제 2 유로 개구부(19)와, 이 2개의 제 1 유로 개구부(17) 및 제 2 유로 개구부(19)에 마련된 제 1 밸브 시트(21) 및 제 2 밸브 시트(23)를 통하여 상기 2개의 제 1 유로 개구부(17) 및 제 2 유로 개구부(19)를 동시에 개폐하는 제 1 밸브(25) 및 제 2 밸브(27)와, 이 제 1 밸브(25) 및 제 2 밸브(27)를 갖는 밸브 샤프트(29)로 개략 구성되어 있다. 밸브 샤프트(29)는 액추에이터부(5)에 의해 밸브 하우징(9)의 축방향(화살표 B방향)으로 이동 가능하다.
밸브 샤프트(29)에는, 제 1 밸브(25)의 압입을 허용하는 제 1 대경부(29a) 및 제 2 밸브(27)의 압입을 허용하는 제 2 대경부(29b)가 각각 소정 위치에 형성되어 있다. 제 1 밸브(25)의 중심구멍 지름과 제 1 대경부(29a)의 외경은 소정의 압입력을 얻는데 필요한 압입 값을 고려하여 각각 설정되어 있다. 마찬가지로, 제 2 밸브(27)의 중심구멍 지름과 제 2 대경부(29b)의 외경은 소정의 압입력을 얻는데 필요한 압입 값을 고려하여 각각 설정되어 있다. 또한, 제 1 대경부(29a)에는 이 제 1 대경부(29a)보다도 하측에 제 1 밸브(25)의 축방향 이동을 저지하기 위해 제 1 대경부(29a)보다도 큰 외경을 갖는 제 1 밸브 스토퍼(30a)가 형성되어 있다. 마찬가지로, 제 2 대경부(29b)에는 이 제 2 대경부(29a)보다도 상측에 제 2 밸브(27)의 축방향 이동을 저지하기 위해 제 2 대경부(29b)보다도 큰 외경을 갖는 제 2 밸브 스토퍼(30b)가 형성되어 있다.
밸브 하우징(9) 내의 상측 2차 유로(13)의 상부에는 관통구멍(31)이 축방향으로 관통하여 형성되어 있고, 이 관통구멍(31) 내에는 부시(33) 및 필터(35)가 부착되어 있다. 밸브 샤프트(29)는 부시(33) 및 필터(35)의 각 중심구멍 내에 축방향으로 활주 가능하게 되어 있다. 밸브 샤프트(29)의 상단부에는 스프링 받이 자리(37)가 고정되어 있고, 이 스프링 받이 자리(37)와 밸브 하우징(9) 사이에는 밸브 샤프트(29)를 항상 화살표 A방향으로 가세하는 압축 스프링(39)이 배설되어 있다. 이 압축 스프링(39)에 의해 가세된 밸브 샤프트(29)에 구비된 제 1 밸브(25) 및 제 2 밸브(27)가 제 1 밸브 시트(21) 및 제 2 밸브 시트(23)를 통하여 상기 2개의 제 1 유로 개구부(17) 및 제 2 유로 개구부(19)를 동시에 폐쇄하도록 구성되어 있다.
밸브 하우징(9) 내의 하측 2차 유로(15)의 하부에는 부품 조립구(組立口)(41)가 축방향으로 관통하여 형성되어 있고, 이 부품 조립구(41)에는 폐색 부재(43)가 체결 나사(45)에 의해 부착되어 있다.
다음에 배기 가스 환류 밸브(1)의 동작에 관해 설명한다.
밸브 샤프트(29)의 제 1 밸브(25) 및 제 2 밸브(27)가 제 1 밸브 시트(21) 및 제 2 밸브 시트(23)에 착좌하여 상기 2개의 제 1 유로 개구부(17) 및 제 2 유로 개구부(19)를 동시에 폐쇄하고 있는 상태(밸브 폐쇄 상태)에서, 엔진(도시 생략)의 연소실(도시 하지 않고)로부터 배기 가스가 배출되면, 액추에이터부(5)의 구동에 의해 밸브 샤프트(29)가 압축 스프링(39)의 가세력에 대항하여 화살표 B방향으로 이동한다. 이 때, 제 1 밸브(25) 및 제 2 밸브(27)와 제 1 밸브 시트(21) 및 제 2 밸브 시트(23)의 간극(클리어런스)이 형성되어 밸브 개방 상태로 된다. 배기 가스는 상기 2개의 클리어런스를 통과하여 상측 2차 유로(13) 및 하측 2차 유로(15)로 들어가고, 화살표 D방향 및 화살표 E방향으로 흘러서 유출구(도시 생략)에서 합류하고, 엔진(도시 생략)의 연소실(도시 생략)로 재차 되돌아온다.
다음에 배기 가스 환류 밸브(1)의 조립 방법에 관해 설명한다.
우선, 도 1에 도시한 바와 같이, 밸브 하우징(9)의 관통구멍(31) 내에 부시(33) 및 필터(35)를 부착한 후, 제 1 유로 개구부(17)에 제 1 밸브 시트(21)를 화살표 F방향에서 압입하어 부착한다.
다음에, 밸브 샤프트(29)의 제 1 대경부(29a)의 외주면과 제 1 밸브(25)의 내주면 사이에 오일을 개재시킨다. 오일은 조립 등의 상온시에서는 후술하는 압입 공정에 있어서 양 부품 사이의 긁힘을 방지하는 윤활의 역할을 다하는 것이고, 고온의 배기 가스에 의해 오일이 증산되어 밸브 샤프트와 밸브와의 압입부에 소착을 일으켜서 압입부의 체결력을 상승시키는 효과를 발휘하는 것이다. 이 오일은 예를 들면 도포 등의 적절한 방법에 의해 양 부품 사이에 부여하는 것이 바람직하다. 또 한, 제 1 밸브(25) 등의 구성 부품이 소결 부품인 경우에는, 소결 부품 자체에 함유되는 오일을 이용하는 것도 가능하다. 즉, 소결 부품에 함유되는 오일은 고온의 배기 가스에 의해 소착되어 밸브 샤프트(29)와 제 1 밸브(25)의 일체화를 도모하는 것이 가능해진다.
다음에, 도 2에 도시한 바와 같이 밸브 하우징(9) 내에 조립하기 전의 밸브 샤프트(29)의 제 1 대경부(29a)에, 예를 들면 서보 프레스 등의 압입기를 이용하여 제 1 밸브(25)를 압입한다. 이 압입 공정에 있어서의 압입력 및 압입량은, 미리 측정된 밸브 등의 각 구성 부품의 치수에 의해 적절히 결정된다. 이로써, 압입 값이 너무 커서 발생하는 긁힘이나 압입 값이 너무 작아서 발생하는 덜거덕거림이나 헐거워짐 등의 불량을 갖는 규격외의 제품의 발생을 확실하게 방지하는 것이 가능하다. 또한, 압입량을 조정함으로써, 제 1 밸브(25)의 압입 위치를 임의로 결정하는 것이 가능하다.
다음에, 상기 압입 공정의 후에, 밸브 샤프트(29)의 제 1 대경부(29a)의 상부(일부), 즉 하부에 위치하는 제 1 밸브 스토퍼(30a)로부터 떨어지면서 제 1 밸브(25)의 압입 후에 노출하는 부분을 축방향으로 코킹한다. 이 코킹에 의해 형성된 제 1 대경부(29a)의 변형 부분(도시 생략)이 제 1 밸브(25)에 접촉하지 않을 정도로 멈출 필요가 있다. 이것은, 코킹에 의한 제 1 대경부(29a)의 변형 부분(도시 생략)이 제 1 밸브(25)에 접촉하는 경우에는 제 1 밸브(25)의 압입 위치의 축방향(코킹 방향)으로의 어긋남을 방지하기 위해서이다. 따라서, 제 1 밸브(25)는 제 1 대경부(29a)의 코킹에 의한 변형 부분(도시 생략)에 의해 상방으로의 빠짐이 방지됨 과 함께, 제 1 밸브 스토퍼(30a)에 의해 하방으로의 빠짐이 방지된다.
다음에, 도 3에 도시한 바와 같이 제 1 밸브(25)가 압입된 밸브 샤프트(29)를 밸브 하우징(9) 내에 부품 조립구(41)로부터 임시 조립한다. 즉, 밸브 샤프트(29)를 부시(33) 및 필터(35)의 각 중심구멍 내로 삽통함과 함께, 제 1 유로 개구부(17)에 압입된 제 1 밸브 시트(21)에 제 1 밸브(25)를 밀착시킨다. 이 상태에서 제 1 밸브(25)의 하위치(1차 유로측 위치)와 제 2 유로 개구부(19)의 제 2 밸브 시트 피압입부(19a)의 상위치(1차 유로측 위치)의 거리(L1)를 측정한다.
다음에, 상기 밸브 샤프트(29)를 밸브 하우징(9)으로부터 취출한 후에, 도 4에 도시한 바와 같이, 밸브 샤프트(29)의 제 2 대경부(29b)의 외주면과 제 2 밸브(27)의 내주면 사이에 오일층(47)을 개재시킨다. 이 오일 개재 공정은 제 1 대경부(29a)와 제 1 밸브(25) 사이에 행하여진 오일 개재 공정과 마찬가지이다. 또한, 제 2 밸브(27) 등의 구성 부품이 소결 부품인 경우에는 소결 부품 자체에 포함되는 오일을 밸브 샤프트(29)와 제 2 밸브(27)의 일체화에 이용하는 것도 가능하다.
다음에, 도 5에 도시한 바와 같이, 밸브 샤프트(29)를 도립시켜서 제 1 치구(49) 및 제 2 치구(51)에 고정한다. 제 1 치구(49)는 밸브 샤프트(29)의 제 2 밸브 스토퍼(30b) 및 그 부근의 외주면을 동시에 지지하는 것이다. 제 2 치구는 밸브 샤프트(29)의 제 1 대경부(29a)에 압입된 제 1 밸브(25)를, 제 1 밸브 시트(21)와 같은 형상·같은 치수의 밸브 시트(22)를 통하여 지지함과 함께, 제 1 대경부(29a)의 부근의 외주면도 지지하는 것이다.
다음에, 제 1 치구(49) 및 제 2 치구(51)에 의해 지지된 밸브 샤프트(29)의 제 2 대경부(29b)에 제 2 밸브(27)를 서보 프레스기(53)에 의해 화살표 H방향을 따라 압입한다. 이 때, 제 2 밸브(27)의 윗면(도 5에서 하측에 도시된 면)의 주연부(周緣部)는, 제 3 치구(55)에 고정된 제 2 밸브 시트(23)에 의해 지지되어 있고, 제 3 치구(55)는 제 2 밸브(27)의 하면(도 5에서 상측에 도시된 면)(27a)을 가압하는 서보 프레스기(53)와 함께 화살표 H방향으로 이동 가능해지도록 구성되어 있다.
이 압입 공정에서는, 밸브 샤프트(29)의 제 1 밸브(25)의 하위치(1차 유로측에 상당하는 위치)와 제 2 밸브 시트(23)의 상위치(1차 유로측에 상당하는 위치)의 거리(L2)를 측정하면서, 이 거리(L2)가 상기 거리(L1)와 동등하게 되도록 압입력이나 압입량을 조정하여 밸브 샤프트(29)의 제 2 대경부(29b)에 제 2 밸브(27)를 압입한다. 이 압입에 즈음하여, 압입 값이나 압입부 길이를 증가시킴으로써, 압입부를 확대하여 압입부에 있어서의 체결력을 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 밸브 시트(22)는 거리(L2)를 결정하는 복수 부품의 외측에 위치하고 있기 때문에, 실제로 밸브 하우징(9) 내에 조립된 제 1 밸브 시트(21)를 제외하여도, 제 1 밸브 시트(21)와 같은 형상·같은 치수의 것이라면 대용 가능하고, 상기 거리(L2)의 결정에 전혀 영향을 주는 것이 아니다.
다음에, 도 6에 도시한 바와 같이, 밸브 샤프트(29)로부터 도 5에 도시한 서보 프레스기(53) 및 제 3 치구(55)를 떼어낸 후에, 밸브 샤프트(29)의 제 2 대경부(29b)의 하부(일부), 즉 상부에 위치하는 제 2 밸브 스토퍼(30b)로부터 떨어지면서 제 2 밸브(27)의 압입 후에 노출하는 부분을 축방향으로 코킹한다. 이 코킹에 의해 형성된 제 2 대경부(29b)의 변형 부분(R)이 제 2 밸브(27)에 접촉하지 않을 정도로 멈출 필요가 있다. 이것은, 코킹에 의한 제 2 대경부(29b)의 변형 부분(R)이 제 2 밸브(27)에 접촉하는 경우에는, 제 2 밸브(27)의 압입 위치의 축방향(코킹 방향)으로의 어긋남을 방지하기 위해서이다. 따라서, 제 2 밸브(27)는, 제 2 대경부(29b)의 코킹에 의한 변형 부분(R)에 의해 하방으로의 빠짐이 방지됨과 함께, 제 2 밸브 스토퍼(30b)에 의해 상방으로의 빠짐이 방지된다.
다음에, 도 7에 도시한 바와 같이, 밸브 샤프트(29)를 도 5에 도시한 제 1 치구(49) 및 제 2 치구(51)로부터 떼어놓은 후에, 밸브 하우징(9) 내에 부품 조립구(41)로부터 재차 조립한다. 여기서, 밸브 하우징(9) 내의 거리(L1)와 밸브 샤프트(29)의 거리(L2)가 동등하게 설정되어 있기 때문에, 제 1 밸브 시트(21)와 제 1 밸브(25) 사이에 규정되는 밸브 시트 누설량 및 제 2 밸브 시트(23)와 제 2 밸브(27) 사이에 규정되는 밸브 시트 누설량은 모두 제로로 설정되게 된다.
다음에, 도 8에 도시한 바와 같이 밸브 하우징(9)의 상부로 돌출하는 밸브 샤프트(29)를 둘러싸도록 압축 스프링(39)을 배치하고, 밸브 샤프트(29)의 상단부에 스프링 받이 자리(37)를 고정함으로써, 압축 스프링(39)의 가세력에 의해 밸브 샤프트(29)를 화살표 A방향으로의 가세 상태에 둔다. 계속해서, 밸브 샤프트(29)의 상단부에 액추에이터(5)의 모터 샤프트(도시 생략)를 고정한 후에, 액추에이터(5)를 밸브 하우징(9)의 상부에 체결 고정함과 함께, 부품 조립구(41)에 폐색 부재(43)를 체결 나사(45)에 의해 부착함으로써 조립을 완료한다.
이상과 같이, 본 실시의 형태 1에 의하면, 제 1 밸브(25)가 압입 고정된 밸브 샤프트(29)에 제 2 밸브(27)를 거리(L1)와 동등하게 되도록 거리(L2)를 측정하 면서 압입하는 공정을 포함하도록 구성하였기 때문에, 가령 밸브나 밸브 시트 등의 구성 부품이 총절삭 가공에 비하여 저비용이지만 치수 정밀도가 낮은 소결 가공 등에 의해 제작된 경우에도, 제 1 밸브(25) 및 제 2 밸브(27)에 있어서의 밸브 시트 누설량을 고정밀도로 조정할 수 있고, 조립된 배기 가스 환류 밸브(1)의 신뢰성을 현격하게 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. 따라서, 밸브나 밸브 시트 등의 각 구성 부품의 치수 편차나 조립 오차를 흡수할 수 있고, 소결 가공 등에 의해 제작된 치수 정밀도가 낮은 구성 부품이라도, 그대로 사용할 수 있고, 제품의 수율을 저감시킬 수 있다는 효과가 있다.
본 실시의 형태 1에 의하면, 밸브 샤프트(29)에 대해 제 1 밸브(25) 및 제 2 밸브(27)를 압입하도록 구성하였기 때문에, 예를 들면 밸브 출입구에서의 압력 차이가 크고, 배기 가스의 유량이 상대적으로 많은 디젤 엔진에 적용된 경우에도, 또는 배기 가스의 유량이 상대적으로 적은 가솔린 엔진에 적용된 경우에도, 그 용도에 따라 밸브 샤프트(29)에 대한 제 1 밸브(25) 및 제 2 밸브(27)의 고정 위치를 적절히 조정하여 예를 들면 고객의 요망에 따라 임의의 위치, 즉 임의의 밸브 시트 누설량으로 조절하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
본 실시의 형태 1에 의하면, 제 1 밸브(25) 및 제 2 밸브(27)의 압입에 즈음하여 밸브 샤프트(29)와 제 1 밸브(25) 또는 제 2 밸브(27) 사이에 오일을 개재시키도록 구성하였기 때문에, 오일이 압입시의 긁힘을 방지하는 윤활의 역할을 다함과 함께, 특히 배기 가스 환류 밸브의 경우에 고온의 배기 가스가 순환한 때에 오일이 증산하여 밸브 샤프트(29)와 제 1 밸브(25) 또는 제 2 밸브(27)의 압입부에 소착을 일으켜 해당 압입부의 체결력을 상승시킬 수 있다는 효과가 있다.
본 실시의 형태 1에서는, 밸브 샤프트(29)의 제 1 대경부(29a)와 제 1 밸브(25)의 압입부 및 제 2 대경부(29b)와 제 2 밸브(27)의 압입부에 대해 널링 가공 등을 시행하여도 좋다. 이 경우에는 널링 가공 등을 행하지 않는 경우에 비하여 압입부에 있어서의 체결력을 현격하게 증대시킬 수 있다는 효과가 있다.
본 실시의 형태 1에 의하면, 제 1 밸브(25)를 압입하는 공정 후에, 밸브 샤프트(29)의 제 1 대경부(29a)중, 이 제 1 대경부(29a)에 압입된 제 1 밸브(25)로부터 떨어진 일부를 코킹하는 공정을 포함하도록 구성하였기 때문에, 이 코킹에 의해 제 1 밸브(25)의 축방향으로의 이동을 확실하게 방지할 수 있음과 함께, 가령 밸브 샤프트(29)의 축방향으로 코킹한 경우에도, 코킹에 의해 변형하는 부분이 제 1 밸브(25)에 접촉하는 일이 없고, 제 1 밸브(25)의 압입 위치(고정 위치)에의 영향을 배제할 수 있다는 효과가 있다.
본 실시의 형태 1에 의하면, 제 2 밸브(27)를 압입하는 공정 후에 밸브 샤프트(29)의 제 2 대경부(29b)중, 이 제 2 대경부(29b)에 압입된 제 2 밸브(27)로부터 떨어진 일부를 코킹하는 공정을 포함하도록 구성하였기 때문에, 이 코킹에 의해 제 1 밸브(25)의 경우와 마찬가지로, 제 2 밸브(27)의 축방향으로의 이동을 확실하게 방지할 수 있음과 함께, 가령 밸브 샤프트(29)의 축방향으로 코킹한 경우에도 코킹에 의해 변형하는 부분이 제 2 밸브(27)에 접촉하는 일이 없고, 제 2 밸브(27)의 압입 위치(고정 위치)에의 영향을 배제할 수 있다는 효과가 있다.
본 실시의 형태 1에 의하면, 밸브 샤프트(29)의 제 1 대경부(29a)에, 이 제 1 대경부(29a)보다 큰 외경을 갖는 제 1 밸브 스토퍼(30a)를 구비하도록 구성하였기 때문에, 이 제 1 밸브 스토퍼(30a)에 의해 제 1 밸브(25)의 축방향으로의 이동을 확실하게 방지할 수 있다는 효과가 있다.
본 실시의 형태 1에 의하면, 밸브 샤프트(29)의 제 2 대경부(29b)에, 이 제 2 대경부(29b)보다 큰 외경을 갖는 제 2 밸브 스토퍼(30b)를 구비하도록 구성하였기 때문에, 이 제 2 밸브 스토퍼(30b)에 의해 제 2 밸브(27)의 축방향으로의 이동을 확실하게 방지할 수 있다는 효과가 있다.
실시의 형태 2
도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 배기 가스 환류 밸브의 조립 방법에 있어서의 용접 또는 사이드 코킹 공정을 도시한 정면도이다. 또한, 본 실시의 형태 2의 구성 요소 중, 실시의 형태 1의 구성 요소와 공통되는 것에 관해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 부분의 설명을 생략한다.
본 실시의 형태 2의 특징은, 실시의 형태 1에서의 각 공정에 더하여 도 9에 도시한 바와 같이, 예를 들면 밸브 샤프트(29)의 제 2 대경부(29b)에 제 2 밸브(27)를 압입한 후에, 제 2 대경부(29b)와 제 2 밸브(27)를 용접에 의해 접합하는 공정을 포함하는 점에 있다. 용접 위치(S)는, 제 2 대경부(29b)와 제 2 밸브(27)가 밀착하면서 외부로 노출하는 주연 부분인 것이 바람직하다. 용접으로서는, 예를 들면 TIG(tungsten and inert gas) 용접 또는 YAG(yttrium aluminum garnet) 레이저 등의 레이저 용접 등을 적절히 선택할 수 있다. 또한, 이 용접 공정은 실시의 형태 1에서의 코킹 공정과 병용하여도 좋고, 또는 해당 코킹 공정에 대신하여 행하여도 좋다.
상기 용접 공정은, 제 2 밸브(27)의 접합으로 한정되는 것이 아니고, 제 1 밸브(25)와 밸브 샤프트(29)의 제 1 대경부(29a)의 접합에 적용하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 본 실시의 형태 2에 의하면, 제 2 대경부(29b)와 제 2 밸브(27)를 용접에 의해 접합하는 공정을 포함하도록 구성하였기 때문에, 압입에 의해 얻어진 제 2 대경부(29b)와 제 2 밸브(27)의 체결력을 더욱 증대시킬 수 있고, 조립된 배기 가스 환류 밸브(1)의 신뢰성을 현격하게 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. 이 경우에는, 대유량 또는 압력 차이가 큰 밸브에 알맞게 사용 가능하다. 또한, 만일, 치수 불량 등의 이유로 제 2 대경부(29b)와 제 2 밸브(27)의 압입부가 헐거워진 때라도, 제 2 밸브(27)의 압입 위치(고정 위치)를 유지하는 것이 가능해짐과 함께, 제 2 밸브(27)의 탈락을 확실하게 방지하는 것이 가능해지고, 조립된 배기 가스 환류 밸브(1)의 신뢰성을 현격하게 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 실시의 형태 2에서는 제 2 대경부(29b)와 제 2 밸브(27)를 용접에 의해 접합하는 공정을 포함하도록 하였지만, 이 용접 공정을 대신하여, 제 2 대경부(29b)의 일부에 사이드 코킹을 행하는 공정을 포함하도록 하여도 좋다. 사이드 코킹은 횡방향 즉 축방향과 교차하는 방향(예를 들면 지름 방향)으로 제 2 대경부(29b)의 일부를 코킹하는 것이고, 코킹 위치는, 실시의 형태 1에서의 코킹 공정에 준하는 것이다. 이 경우에는, 제 2 대경부(29b)의 일부를 축방향으로 코킹하지 않기 때문에, 코킹에 의한 변형 부분(도시 생략)이 제 2 밸브(27)에 접촉하지 않을 정도로, 코킹 위치를 제 2 밸브(27)에 가능한 한 접근할 수 있고, 제 2 대경부(29b)의 축방향의 길이를 단축할 수 있고, 이로써 압입량을 짧게 할 수 있다는 효과가 있다. 압입량이 짧아지면, 압입 공정의 단축화, 조립 시간의 단축화를 도모할 수 있게 된다.
본 실시의 형태 2에서는, 제 1 밸브(25)와 제 1 대경부(29a)의 접합에 용접을 적용하면, 제 2 밸브(27)와 마찬가지로, 압입에 의해 얻어진 제 1 대경부(29a)와 제 1 밸브(25)의 체결력을 더욱 증대시킬 수 있다는 효과가 있다. 이 경우에도, 만일, 치수 불량 등의 이유로 제 1 밸브(25)와 제 1 대경부(29a)의 압입부가 느슨해진 때라도, 제 1밸브(25)의 압입 위치를 유지하는 것이 가능해짐과 함께, 제 1 밸브(25)의 탈락을 확실히 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시의 형태 2에서는, 상기 용접 공정을 대신하여, 밸브 샤프트(29)의 제 1 대경부(29a)의 일부에 사이드 코킹을 행하는 공정을 포함하도록 하여도 좋다. 이 경우에는 제 1 대경부(29a)의 일부를 축방향으로 코킹하지 않기 때문에, 코킹에 의한 변형 부분(도시 생략)이 제 1 밸브(25)에 접촉하지 않을 정도로, 코킹 위치를 제 1 밸브(25)에 가능한 한 접근할 수 있고, 제 1 대경부(29a)의 축방향의 길이를 짧게 할 수 있고, 이로써 압입량을 짧게 할 수 있다는 효과가 있다. 압입량이 짧아지면 압입 공정의 단축화, 조립 시간의 단축화를 도모할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법은, 내연기관 의 연소실로부터의 배기 가스를 재차 연소실로 되돌리기 위한 배기 가스 환류로에 배치되는 것에 적합하다.

Claims (9)

  1. 가스를 받아들이는 유입구와 가스를 배출하는 유출구를 갖는 밸브 하우징과, 해당 밸브 하우징 내의 상기 유입구의 부근에 형성된 1차 유로와, 해당 1차 유로로부터 분기하여 형성되고, 또한 상기 유출구에 연통하는 2개의 2차 유로와, 해당 2차 유로와 상기 1차 유로 사이에 형성된 제 1 및 제 2 유로 개구부와, 해당 2개의 유로 개구부에 마련된 제 1 및 제 2 밸브 시트를 통하여 상기 2개의 유로 개구부를 동시에 개폐하는 제 1 및 제 2 밸브와, 해당 제 1 및 제 2 밸브를 갖는 밸브 샤프트와, 해당 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징의 축방향으로 왕복 이동시키는 액추에이터부를 구비한 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법으로서,
    상기 액추에이터부측에 가까운 상기 제 1 유로 개구부의 밸브 시트 피압입부에 상기 제 1 밸브 시트를 압입하는 공정과,
    상기 밸브 샤프트의 제 1 대경부의 외주면과 상기 제 1 밸브의 내주면 사이에 오일을 개재시키는 공정과,
    상기 밸브 샤프트의 상기 제 1 대경부에 상기 제 1 밸브를 압입하는 공정과,
    상기 제 1 밸브가 압입된 상기 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징 내에 임시 조립하여 상기 제 1 밸브 시트에 밀착시킨 상태에서, 상기 제 1 밸브의 1차 유로측 위치와 상기 제 2 유로 개구부의 밸브 시트 피압입부의 1차 유로측 위치의 거리(L1)를 측정하는 공정과,
    상기 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징으로부터 취출한 후에 상기 밸브 샤프 트의 제 2 대경부의 외주면과 상기 제 2 밸브의 내주면 사이에 오일을 개재시키는 공정과,
    상기 제 1 밸브의 1차 유로측에 상당하는 위치와 상기 제 2 밸브 시트의 1차 유로측에 상당하는 위치의 거리(L2)를 측정하면서, 상온에서의 밸브 시트 누설량을 0으로 하는 경우만, 상기 거리(L2)가 상기 거리(L1)와 동등하게 되도록 상기 밸브 샤프트의 상기 제 2 대경부에 상기 제 2 밸브 시트를 개재시킨 상태에서 상기 제 2 밸브를 압입하는 공정과,
    상기 액추에이터부로부터 떨어진 상기 제 2 유로 개구부의 상기 밸브 시트 피압입부에 상기 제 2 밸브 시트를 압입하는 공정과,
    상기 밸브 샤프트를 상기 밸브 하우징 내에 조립하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    제 1 밸브를 압입하는 공정의 후에, 밸브 샤프트의 제 1 대경부중, 해당 제 1 대경부에 압입된 제 1 밸브에서 떨어진 일부를 코킹하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    제 2 밸브를 압입하는 공정 후에, 밸브 샤프트의 제 2 대경부중, 해당 제 2 대경부에 압입된 제 2 밸브에서 떨어진 일부를 코킹하는 공정을 포함하는 것을 특 징으로 하는 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    밸브 샤프트의 제 1 대경부는 해당 제 1 대경부보다 큰 외경을 갖는 제 1 밸브 스토퍼를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    밸브 샤프트의 제 2 대경부는, 해당 제 2 대경부보다 큰 외경을 갖는 제 2 밸브 스토퍼를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    밸브 샤프트의 제 1 대경부에 대한 코킹 공정은, 상기 밸브 샤프트의 축방향과 교차하는 방향으로 상기 제 1 대경부의 일부를 코킹하는 사이드 코킹에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    밸브 샤프트의 제 2 대경부에 대한 코킹 공정은, 상기 밸브 샤프트의 축방향과 교차하는 방향으로 상기 제 2 대경부의 일부를 코킹하는 사이드 코킹에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    밸브 샤프트의 제 1 대경부와 해당 제 1 대경부에 압입된 제 1 밸브를 용접에 의해 접합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법.
  9. 제 3항에 있어서,
    밸브 샤프트의 제 2 대경부와 해당 제 2 대경부에 압입된 제 2 밸브를 용접에 의해 접합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어 밸브의 조립 방법.
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