KR20060042078A - 나비형 밸브를 구비한 배기 가스 재순환 장치 - Google Patents

나비형 밸브를 구비한 배기 가스 재순환 장치 Download PDF

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KR20060042078A
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Abstract

배기 가스 재순환 장치는 배기 가스의 일부를 재순환시키기 위한 통로(1) 및 배기 가스의 일부의 양을 제어하기 위한 제어 밸브(2)를 포함한다. 상기 제어 밸브(2)는 파이프부(4)를 갖는 하우징(3)과, 제1 방향 및 제2 방향으로 회전 가능하게 파이프부(4) 내에 수용된 나비형 밸브(5)와, 간극의 밀봉을 위한 밀봉 링(7) 및 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 밸브 개방/폐쇄 작동 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61, 62)이 나비형 밸브(5)를 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 개방 및 폐쇄되도록 작동시킨 후, 나비형 밸브(5)를 밸브 완전 폐쇄 위치에 정지시키기 위한 밸브 개방/폐쇄 작동 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61, 62)을 포함한다.
배기 가스 재순환 장치, 나비형 밸브, 배기 가스량 제어 밸브, 밸브 개방/폐쇄 작동 수단

Description

나비형 밸브를 구비한 배기 가스 재순환 장치 {EMISSION GAS RECYCLING EQUIPMENT HAVING BUTTERFLY VALVE}
도1a 및 도1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치 내의 재순환 배기 가스량 제어 밸브의 주요부를 도시한 단면도.
도2는 제1 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치의 전체 구조를 도시하는 단면도.
도3a 내지 도3d는 제1 실시예에 따른 밀봉 링의 조인트 표면의 상이한 형상을 도시하는 사시도.
도4a 및 도4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치 내의 재순환 배기 가스량 제어 밸브의 주요부를 도시하는 단면도.
도5a 및 도5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치 내의 재순환 배기 가스량 제어 밸브의 주요부를 도시하는 단면도.
도6a 및 도6b는 제1 실시예와의 비교를 위한 배기 가스 재순환 장치 내의 재순환 배기 가스량 제어 밸브의 주요부를 도시하는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 배기 가스 재순환 통로
2 : EGR 제어 밸브
3 : 밸브 하우징
4 : 노즐
5 : 나비형 밸브
6 : 밸브 샤프트
7, 9 : 밀봉 링
10 : 구동 모터
61 : 복귀 스프링
62 : 디폴트 스프링
71, 72 : 링 외경 보유 수단
본 발명은 나비형 밸브(butterfly valve)를 구비한 배기 가스 재순환 장치에 관한 것이다.
관련 분야에 따른 배기 가스 재순환 장치는 잘 알려져 있다. 장치에서, 엔진의 배기 파이프를 통해 유동하는 배기 가스의 일부로서의 배기 가스 재순환 가스(emission gas recycling gas)(즉, EGR 가스)는 흡기 파이프를 통해 유동하는 흡기와 혼합되고 이로써 최대 연소 온도는 감소된다. 따라서, 배기 가스에 포함된 유해 물질(예를 들어, 산화 질소)이 감소된다. 그러나, 배기 가스가 재순환되면, 엔진 출력이 감소되고 엔진의 구동 성능이 감소된다. 따라서, 흡기 파이프로 재순환 되는 재순환 배기 가스량(즉, EGR량)이 제어될 필요가 있다.
관련 분야에서, 장치는 배기 가스 재순환 통로의 개구 면적을 조절하기 위한 재순환 배기 가스량 제어 밸브를 포함하며, 상기 통로는 배기 가스 재순환 장치의 배기 가스 재순환 파이프 내에 형성된다. 여기서, 재순환 배기 가스량 제어 밸브의 밸브 본체로서 나비형 밸브를 사용하는 배기 가스 재순환 장치가 예를 들어, 미국 특허 제5,531, 205호에 대응하는 일본 특허 공개 평11-502582호에 개시되어 있다. 이 경우, 나비형 밸브는 밸브 샤프트를 통해 토크 모터(torque motor)에 의해 회전 방향으로 작동된다. 또한, 기류량 제어 밸브의 밸브 본체로서 나비형 밸브를 사용하는 전기 제어형 스로틀 제어 장치가 미국 특허 제5,146,887호에 대응하는 일본 특허 공개 평4-249678호에 개시되어 있다. 이 경우, 나비형 밸브는 엔진의 실린더에 연결된 흡기 파이프 내에 배치된 입구 통로의 개구 면적을 조절한다. 따라서, 나비형 밸브는 엔진이 정지된 경우 밸브가 미리 정해진 각도로 회전된 위치에서 정지되므로, 밸브 본체는 침전물에 의해 보어에 점착되는 것이 방지된다.
상술된 종래 기술에서, 나비형 밸브는 밸브 샤프트의 중심으로서 회전 중심축을 중심으로 회전한다. 재순환 배기 가스량 제어 밸브로서의 나비형 밸브는 배기 가스 재순환 통로 내에 수용되고, 상기 통로에서 배기 가스 재순환 가스(즉, EGR 가스)가 유동된다. EGR 가스는 연소 잔여물 또는 탄소와 같은 미세 입자를 포함한다. 따라서, 엔진이 정지된 경우, 나비형 밸브가 밸브 완전 폐쇄 위치에 정지되면, 배기 가스 재순환 가스(즉, EGR 가스) 내의 미세 입자는 나비형 밸브에 점착되어, 미세 입자의 침전이 발생된다. 미세 입자의 침전물이 통로의 내경 표면과 나비형 밸브의 외경 주연부 사이를 가교하도록 침전되면, 나비형 밸브는 토크 모터와 같은 액추에이터에 의해 원활하게 작동되지 않는다.
상기의 경우, 나비형 밸브는 예를 들어 엔진이 개시되는 경우 토크 모터와 같은 액추에이터에 전류 공급됨으로써 작동되더라도, 나비형 밸브는 밸브 완전 폐쇄 위치로 복귀될 수 없다. 이로써, 나비형 밸브는 엔진이 개시된 후 토크 모터와 같은 액추에이터에 의해 원활하게 작동되지 않는다. 따라서, 재순환 배기 가스량(즉, EGR량)이 엔진의 구동 조건에 대응하여 조절될 수 없는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 재순환 배기 가스량 제어 밸브의 밸브 본체로서 나비형 밸브를 사용한 다른 배기 가스 재순환 장치가 일본 특허 공개 제2003-314377호에 개시되어 있다. 상기 장치에서, 나비형 밸브는 나비형 밸브가 밸브 완전 폐쇄 위치에 위치될 때, 노즐의 내경 표면과 나비형 밸브의 외경 표면 사이의 간극을 밀봉하는 밀봉 링을 갖지 않는다. 따라서, 나비형 밸브가 배기 가스 재순환 통로에 점착되지 않는다. 그러나 재순환 배기 가스량은 나비형 밸브가 밀봉되지 않으므로, 엔진의 구동 조건에 대응하여 정확하게 조절될 수 없다.
상술된 문제의 관점에서, 본 발명의 목적은 재순환 배기 가스량을 정확하게 제어하기 위한 나비형 밸브를 구비한 배기 가스 재순환 장치를 제공하는 것이다.
배기 가스 재순환 장치는 배기 가스의 일부를 연소 엔진의 배출측으로부터 흡기측으로 재순환시키기 위한 통로와, 상기 통로를 통해 흡기측으로 재순환되는 배기 가스의 일부의 양을 제어하기 위한 제어 밸브를 포함한다. 상기 제어 밸브는 통로의 부분을 제공하기 위한 파이프부를 갖는 하우징과, 제1 방향 및 제2 방향으로 회전 가능하게 파이프부 내에 수용되는 나비형 밸브와, 상기 나비형 밸브가 밸브 완전 폐쇄 위치에 위치된 경우, 나비형 밸브의 외벽과 파이프부의 내벽 사이의 간극을 밀봉하기 위한 밀봉 링과, 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 나비형 밸브를 개방 및 폐쇄되도록 작동시킨 후, 나비형 밸브를 밸브 완전 폐쇄 위치에 정지시키기 위한 밸브 개방/폐쇄 작동 수단을 포함하고, 상기 제1 방향은 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치로 나비형 밸브의 회전 방향으로서 규정되고, 상기 제2 방향은 제1 방향에 대향하고, 상기 밀봉 링은 나비형 밸브의 외경부에 수용된다.
상술된 장치에서, 그 외경에 수용된 밀봉 링을 갖는 나비형 밸브는 엔진이 정지될 때 또는 정지된 후 밸브 폐쇄 개방 위치를 지나 한 사이클 이상 개방 및 폐쇄되도록 작동된다. 따라서, 밸브 완전 폐쇄 위치 부근의 파이프부의 내경 표면 상에 점착된 미세 입자의 침전물은 엔진 구동 중에 폐기될 수 있다. 그 후, 외경에 수용된 밀봉 링을 갖는 나비형 밸브가 밸브 완전 폐쇄 위치(즉, 밸브 정지 위치)에 정지된다. 따라서, 밀봉 링이 반경 방향의 내경 측면을 향해 탄성 변형되어, 밀봉 링의 외경이 파이프부의 내경 보다 더 크도록 팽창되는 것이 방지된다. 또한, 외경에 수용된 밀봉 링을 갖는 나비형 밸브는 미세 입자의 침전물이 제거된 후 밸브 완전 폐쇄 위치에 정지되기 때문에, 밀봉 링이 엔진이 정지된 후 미세 입자의 침전 및 점착에 의해 작동 이상 및 점착되는 것이 방지된다. 따라서, 재순환 배기 가스량 제어 밸브로서의 나비형 밸브가 엔진이 개시될 때 그리고 엔진이 개시된 후, 개방 및 폐쇄되도록 원활하게 작동될 수 있다. 이로써, 재순환 배기 가스량(즉, EGR량)은 엔진의 구동 조건에 대응하여 최적화될 수 있다. 따라서, 배기 가스 재순환 장치는 재순환 배기 가스량을 정확하게 제어할 수 있다.
바람직하게는, 나비형 밸브는 밸브 완전 개방 위치와, 나비형 밸브가 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 미리 정해진 각도로 제1 방향으로 회전된 미리 정해진 위치 사이의 범위에서 회전 가능하다. 더 바람직하게는, 나비형 밸브는 원 형상을 가지며, 밀봉 링은 나비형 밸브에 맞물린 링 형상을 가지며, 파이프부는 원형 단면을 가지며, 나비형 밸브가 밸브 완전 폐쇄 위치에 위치될 때, 밀봉 링을 갖는 나비형 밸브는 파이프를 폐쇄시킬 수 있다. 더 바람직하게는, 밸브 개방/폐쇄 작동 수단은 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 나비형 밸브를 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 미리 정해진 위치로 회전시킨다. 또한, 밸브 개방/폐쇄 작동 수단은 제1 스프링 및 제2 스프링을 포함한다. 제1 스프링은 나비형 밸브에 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치로의 제1 방향으로 힘을 인가하고, 제2 스프링은 나비형 밸브에 미리 정해진 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치로의 제2 방향으로 힘을 인가한다.
또한, 배기 가스 재순환 장치는 배기 가스의 일부를 연소 엔진으로부터 엔진의 흡기측으로 재순환시키기 위한 배기 가스 재순환 통로와, 상기 배기 가스 재순환 통로를 통해 흡기측으로 재순환되는 배기 가스의 일부의 양을 제어하기 위한 재순환 배기 가스량 제어 밸브를 포함한다. 재순환 배기 가스량 제어 밸브는 배기 가스 재순환 통로의 부분을 제공하기 위한 파이프부를 갖는 하우징과, 회전 중심축에 대해 밸브 개방 방향 및 밸브 폐쇄 방향으로 회전 가능한 나비형 밸브와, 반경 방향으로의 탄성 변형력을 사용함으로써 링 형상 간극을 밀봉하기 위해 실질적으로 링 형상을 갖는 밀봉 링과, 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 나비형 밸브를 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치에 정지시키기 위한 밸브 위치 보유 수단과, 밸브 정지 위치에서 밀봉 링의 외경을 파이프부의 내경과 동일하게 보유하기 위한 링 외경 보유 수단을 포함하고, 상기 나비형 밸브는 밸브 완전 개방 위치와, 나비형 밸브가 밸브 완전 개방 위치로부터 미리 정해진 각도로 회전되는 밸브 정지 위치 사이의 회전 각도 범위에서 개방 및 폐쇄되도록 파이프부 내에 수용되고, 상기 링 형상 간극은 나비형 밸브가 밸브 완전 폐쇄 위치에 위치되는 경우 나비형 밸브의 외벽과 파이프부의 내벽 사이에 형성되고, 상기 밀봉 링은 나비형 밸브의 외경부에 수용된다.
상술된 장치에서, 밸브의 외경에 수용된 밀봉 링을 갖는 나비형 밸브는 엔진 구동 중에 밸브 완전 폐쇄 위치에 정지된다. 따라서, 파이프부의 내경 표면과 나비형 밸브의 외경 표면 사이에 형성된 링 형상 간극은 반경 방향으로의 밀봉 링의 탄성 변형력을 사용함으로써 밀봉된다. 또한, 외경에 수용된 밀봉 링을 갖는 나비형 밸브는 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후, 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치에 정지된다. 예를 들어, 나비형 밸브는 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 밸브 폐쇄 방향으로 미리 정해진 각도로 회전된 밸브 정지 위치에 정지된다. 또한, 상기 장치는 파이프부의 내경과 실질적으로 동일한 밸브 정지 위치에서 밀봉 링의 외경을 보유하기 위한 링 외경 보유 수단을 더 포함한다. 따라서, 미세 입자의 침전물이 점착 또는 침전됨으로써 수행되어 밀봉 링이 엔진이 정지된 후 나비형 밸브에 점착되면, 밸브의 외경에 수용된 밀봉 링을 갖는 나비형 밸브는, 밀봉 링의 외경이 파이프부의 내경과 거의 동일하므로 밀봉 링의 외경 주연부가 파이프부의 내경 표면에 적층되지 않고 밸브 완전 폐쇄 위치로 복귀될 수 있다. 따라서, 재순환 배기 가스량 제어 밸브로서의 나비형 밸브는 엔진이 개시된 후 원활하게 개방 및 폐쇄되도록 작동될 수 있다. 따라서, 재순환 배기 가스량(즉, EGR량)은 엔진의 구동 조건에 대해 최적화된다. 따라서, 배기 가스 재순환 장치는 재순환 배기 가스량을 정확하게 제어할 수 있다.
바람직하게는, 링 외경 보유 수단은 밀봉 링의 외경이 파이프부의 내경보다 더 크게 팽창되지 않도록 제한하기 위한 돌출부이다. 돌출부는 밸브 완전 폐쇄 위치와 밸브 정지 위치 사이에 배치되고, 파이프부의 내벽에 배치되고, 상기 돌출부는 밀봉 링의 윤곽 형상에 대응하는 구형 형상을 갖는 함몰부를 포함한다. 상기 함몰부는 돌출부의 상부 표면 상에 배치된다.
바람직하게는, 링 외경 보유 수단은 밀봉 링의 내경 측면을 향한 반경 방향으로의 밀봉 링의 탄성 변형 방향을 제한하기 위한 밀봉 링 구조를 가진다.
바람직하게는, 링 외경 보유 수단은 밸브 정지 위치에서 밀봉 링의 외경이 파이프부의 내경 보다 더 크게 팽창되지 않도록 밀봉 링의 외경 측면을 향한 반경 방향으로의 밀봉 링의 탄성 변형을 제한하기 위한 외경 측면 변형 제한 수단이다.
본 발명의 상술된 그리고 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하 여 이하의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
(제1 실시예)
본 발명자들은 도6a 및 도6b에 도시되는 나비형 밸브를 구비한 배기 가스 재순환 장치에 대해 미리 연구하였다. 재순환 배기 가스량 제어 밸브는 노즐(102), 밸브 샤프트(103), 나비형 밸브(104) 및 밀봉 링(106)을 포함하도록 설계된다. 실질적으로 링 형상을 갖는 노즐(102)은 밸브 하우징(101)과 맞물린다. 밸브 샤프트(103)는 토크 모터에 의해 작동된다. 나비형 밸브(104)는 노즐(102) 내에서 밸브 샤프트(103)의 중심부로서 회전 중심축을 중심으로 회전한다. 실질적으로 링 형상을 갖는 밀봉 링(106)은 나비형 밸브(104)의 주연부 홈(105) 내에 수용된다. 나비형 밸브(104)가 밸브 완전 폐쇄 위치에 배치되면, 밀봉 링(106)은 밀봉 링(106)의 반경 방향으로의 탄성 변형력을 사용함으로써 링 형상 간극을 밀봉할 수 있다. 링 형상 간극은 노즐(102)의 내경 표면과 나비형 밸브(104)의 외경 표면 사이에 형성된다.
재순환 배기 가스량 제어 밸브로서의 나비형 밸브(104)는 배기 가스 재순환 가스(즉, EGR 가스)가 유동하는 배기 가스 재순환 통로(107) 내에 수용된다. EGR 가스는 연소 잔여물 또는 탄소와 같은 미세 입자를 포함한다. 따라서, 나비형 밸브(104)가 엔진이 정지되는 경우 밸브 완전 폐쇄 위치에 정지되면, 배기 가스 재순환 가스(즉, EGR 가스) 내의 미세 입자는 나비형 밸브(104) 및 밀봉 링(106)에 점착될 수 있고, 이로써 미세 입자의 침전물이 발생된다. 미세 입자의 침전물이 노 즐(102)의 내경 표면과 밀봉 링(106)의 외경 주연부 사이를 가교하도록 침전되면, 밀봉 링(106)은 노즐(102)의 내경 표면에 점착될 수 있고, 이로써 나비형 밸브(104)는 토크 모터와 같은 액추에이터에 의해 원활하게 작동되지 않는다.
따라서 도6a 및 도6b에 도시된 바와 같이, 나비형 밸브(104)는 엔진이 정지된 경우 소정 위치(즉, 밸브 정지 위치)에 정지된다. 밸브 정지 위치에서, 외경 주연부에 수용된 밀봉 링(106)을 갖는 나비형 밸브(104)는 밸브 폐쇄 방향으로 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 미리 정해진 각도로 회전되고, 이로써 미세 입자의 침전물이 노즐(102)의 내경 표면과 밀봉 링(106)의 외경 표면 사이를 가교하도록 침전되는 것이 방지된다. 따라서, 노즐(102)의 내경 표면이 밀봉 링(106)에 점착되는 것이 방지된다.
그러나, 필수 최소 간극이 나비형 밸브(104)의 주연부 홈(105)의 내벽 또는 바닥부와 밀봉 링(106)의 측벽 또는 내경 표면 사이에 형성되어, 밀봉 링(106)은 내경을 향한 반경 방향으로 용이하게 탄성 변형된다. 나비형 밸브(104)가 엔진이 정지된 경우 나비형 밸브(104)가 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 밸브 폐쇄 방향으로 미리 정해진 각도로 회전된 밸브 정지 위치에 정지되면, 밀봉 링(106)은 외경 측면을 향해 반경 방향으로 탄성 변형되어, 밀봉 링(106)의 외경은 노즐(102)의 내경 보다 더 크게 팽창된다. 이러한 경우, 미세 입자의 침전물이 나비형 밸브(104)의 주연부 홈(105)의 내벽과 밀봉 링(106)의 측벽 사이를 가교하도록 침전되면, 밀봉 링(106)은 밀봉 링(106)이 내경 측면을 향해 반경 방향으로 탄성 변형된 상태에서 침전물에 의해 나비형 밸브(104)에 점착될 수 있다.
상술된 경우에서, 나비형 밸브(104)가 예를 들어 엔진이 개시될 때 토크 모터와 같은 액추에이터에 전류 공급됨으로써 작동되더라도, 나비형 밸브(104)는 밸브 완전 폐쇄 위치로 복귀될 수 없다. 이는 밀봉 링(106)이 내경 측면을 향해 반경 방향으로 탄성 변형되지 않으므로, 밀봉 링(106)의 외경 주연부가 노즐(102)의 내경 표면 상에 포획되지 않기 때문이다. 이로써, 나비형 밸브(104)는 엔진이 개시된 후 토크 모터와 같은 액추에이터에 의해 원활하게 작동되지 않는다. 따라서, 재순환 배기 가스량(즉, EGR량)이 엔진의 구동 조건에 대응하여 조절될 수 없는 문제점이 있을 수 있다.
상술된 문제의 관점에서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 나비형 밸브를 구비한 배기 가스 재순환 장치가 제공된다. 도1a, 도1b 및 도2는 상기 장치를 도시한다. 특히, 도1a 및 도1b는 장치 내의 재순환 배기 가스량 제어 밸브의 구조의 주요부를 도시한다. 도2는 배기 가스 재순환 장치의 전체 구조를 도시한다.
본 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치는 배기 가스 재순환 통로(1) 및 재순환 배기 가스량 제어 밸브(즉, EGR 제어 밸브)(2)를 포함한다. 배기 가스 재순환 통로(1)는 연소 엔진(즉, 엔진)의 배기 파이프에 연결되고 이로써 통로(1)는 배기 가스(즉, 재순환 배기 가스, 즉 EGR 가스)의 일부를 흡기 파이프 내로 재순환시킨다. EGR 제어 밸브(2)는 배기 파이프로부터 배기 가스 재순환 통로(1)를 통해 흡기 파이프로 재순환하는 재순환 배기 가스량(즉, EGR량)을 제어한다. 본 실시예에 따른 EGR 제어 밸브(2)는 밸브 하우징(3) 및 나비형 밸브(즉, EGR 제어 밸브의 밸브 본체)(5)를 포함한다. 밸브 하우징(3)은 배기 파이프로부터 흡기 파이프로의 EGR 가스의 재순환을 위해 배기 가스 재순환 파이프의 부분을 제공한다. 나비형 밸브(5)는 노즐(파이프부와 대응)(4) 내에 수용되어 이동 가능하다. 나비형 밸브(5)는 개방 및 폐쇄 가능하도록 수용된다. 원형 파이프 형상을 갖는 노즐(4)이 밸브 하우징(3)에 지지되어 맞물린다.
EGR 제어 밸브(2)는 회전 방향으로 나비형 밸브(5)와 함께 이동 가능한 밸브 샤프트(6)를 더 포함한다. 나비형 밸브(5)가 완전히 폐쇄되면, 밀봉 링(7)의 밀봉 접촉 표면(즉, 밀봉 링 외경 표면)은 반경 방향으로의 밀봉 링(7)의 탄성 변형력을 사용함으로써 노즐(4)(즉, 노즐 내경 표면)의 시트 접촉 표면과 가압 접촉된다. 따라서, 노즐(4)의 내경 표면과 나비형 밸브(5)의 외경 표면 사이에 형성된 실질적으로 링 형상인 간극은 기밀식 폐쇄(즉, 밀봉)된다. 여기서 밀봉 링(7)은 나비형 밸브(5)의 외부 주연부(즉, 밸브의 외경 주연부의 외부 주연부 표면 즉, 밸브 외경 표면)에 수용된다.
EGR 제어 밸브(2)는 밸브 개방/폐쇄 작동 수단, 동력 유닛 및 엔진 제어 유닛(즉, ECU)을 포함한다. 밸브 개방/폐쇄 작동 수단은 엔진이 정지되면 나비형 밸브(5)를 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 개방 및 폐쇄되도록 작동시킨다. 그 후, 밸브 개방/폐쇄 작동 수단은 나비형 밸브(5)를 밸브 완전 폐쇄 위치에 정지시킨다. 동력 유닛은 나비형 밸브(5)를 밸브 개방 방향(또는 밸브 폐쇄 방향)으로 구동시킨다. ECU는 동력 유닛을 전기적으로 제어한다. 여기서, 본 실시예에 따른 동력 유닛은 구동 모터(10) 및 동력 전달 시스템(예를 들어, 본 실시예에서 감속 기어 시스템)을 포함한다. 구동 모터(10)는 EGR 제어 밸브(2) 내의 밸브 샤 프트(6)를 회전 방향으로 구동시킨다. 동력 전달 시스템은 구동 모터의 회전 동력을 EGR 제어 밸브(2) 내의 밸브 샤프트(6)로 전달한다.
구동 모터(10)는 오목형을 갖는 모터 하우징(11) 내에 수용되고, 밸브 하우징(3)의 외벽과 일체 형성된다. 다른 한편으로는 감속 기어 시스템 내의 각각의 기어가 기어 케이싱(12) 내에 회전식으로 수용된다. 기어 케이싱(12)은 오목 형상을 가지며, 밸브 하우징(3)의 외벽과 일체 형성된다. 센서 덮개(13)는 밸브 하우징(3)의 외벽 상에 장착된다. 센서 덮개(13)는 모터 하우징(11)의 개구측 및 기어 케이싱(12)의 개구측을 덮는다. 센서 덮개(13)는 수지(resin) 재료(예를 들어, 폴리 부틸렌 텔레프탈레이트, 즉 PBT)로 구성된다. 센서 덮개(13)는 EGR량 센서의 단자들 사이에서 전기 절연된다. 센서 덮개(13)는 모터 하우징(11)의 개구측 및 기어 케이싱(12)의 개구측 상에 형성된 조인트부(즉, 결합 표면)에 조인트되기 위한 암형 조인트부(즉, 결합 표면)를 포함한다. 상기 암형 조인트부는 다중 덮개 고정 나사(미도시)를 사용함으로써 기어 케이싱(12)의 개구측 및 모터 하우징(11)의 개구측 상에 형성된 조인트부와 기밀식으로 조립된다.
구동 모터(10)는 모터(10)에 전류 공급되는 경우 모터 샤프트(14), 즉 구동 모터(10)의 출력 샤프트를 회전시키기 위한 직류 모터이다. 구동 모터(10)는 전류 공급된 구동 모터(10)용 단자와 일체 연결되며, 상기 단자는 센서 덮개 내에 매설된다. 전기 액추에이터(즉, 구동 동력원)가 EGR 제어 밸브(2)의 나비형 밸브(5) 및 밸브 샤프트(6)를 상술된 감속 기어 시스템을 통해 밸브 개방 방향(또는 밸브 폐쇄 방향)으로 회전시키도록 구동된다. 여기서, 액추에이터에 전류 공급되면, 액 추에이터는 모터 샤프트(14)를 정상 회전 방향 또는 역회전 방향으로 회전시킨다. 본 실시예에서, 내진동 와셔(15)가 구동 모터(10)와 모터 하우징(11)의 바닥부 사이에 장착된다. 내진동 와셔(15)는 구동 모터(10)의 내진동성을 향상시킨다.
모터에 대한 전류 공급 단자(16)(즉, 단자)는 구동 모터(10)의 전면으로부터 돌출된다. 전류 공급 단자(16)는 모터에 대한 외부 연결 단자(즉, 단자, 미도시)에 전기적 및 기계적으로 연결된다. 외부 연결 단자는 센서 덮개(13)에 매설된다. 모터 고정판(17)은 모터 고정 나사(19)에 의해 모터 하우징(11)에 고정되어 나사 고정된다. 모터 고정판(17)은 모터 하우징(11)의 구동 모터(10)를 지지 및 고정시킨다.
감속 기어 시스템은 미리 정해진 감속 속도로 구동 모터(10)의 모터 샤프트(14)의 회전 속도를 감소시킨다. 상기 시스템은 모터측 기어(21), 중간 감속 기어(22) 및 밸브측 기어(23)를 포함한다. 모터측 기어(21)는 구동 모터(10)의 모터 샤프트(14)의 외경에 고정된다. 중간 감속 기어(22)는 모터측 기어(21)에 맞물리어 함께 회전된다. 밸브측 기어(23)는 중간 감속 기어(22)에 맞물리어 함께 회전된다. 따라서, 시스템은 EGR 제어 밸브(2)의 밸브 샤프트(6)를 구동 및 회전시키기 위한 밸브 구동 수단을 제공한다. 모터측 기어(21)는 금속 재료로 구성되며 미리 정해진 형상을 갖도록 일체 형성된다. 특히, 모터측 기어(21)는 구동 모터(10)의 모터 샤프트(14)와 일체되어 회전되기 위한 피니언 기어(pinion gear)이다.
중간 감속 기어(22)는 수지 재료로 구성되고 미리 정해진 형상을 갖도록 일체 형성된다. 중간 감속 기어(22)는 중간 샤프트(24)의 외경에 회전식으로 맞물린 다. 중간 샤프트(24)는 회전 중심부를 제공한다. 중간 감속 기어(22)는 대직경 기어(25) 및 소직경 기어(26)를 포함한다. 대직경 기어(25)는 모터측 기어(21)에 맞물리고, 소직경 기어(26)는 밸브측 기어(23)에 맞물린다. 여기서 모터측 기어(21) 및 중긴 감속 기어(22)는 구동 모터(10)의 출력 샤프트의 토크를 밸브측 기어(23)에 전달하기 위한 토크 전달 수단이다. 중간 샤프트(24)의 축방향으로의 일 단부(즉, 도2의 우측 단부)는 센서 덮개(13)의 내벽 상에 형성된 오목부와 맞물린다. 샤프트(24)의 타 단부(즉, 도2의 좌측 단부)는 기어 케이싱(12)의 바닥부 상에 형성된 다른 오목부에 가압 삽입되어(press-inserted) 고정된다. 기어 케이싱(12)은 밸브 하우징(3)의 외벽 상에 일체 형성된다. 밸브측 기어(23)는 수지 재료(예를 들어, 폴리 부틸렌 텔레프탈레이트, 즉 PBT)로 구성된다. 밸브측 기어(23)는 실질적으로 링 형상을 갖도록 일체 형성된다. 기어부(27)는 밸브측 기어(23)의 외부 주연부 표면 상에 형성된다. 기어부(27)는 중간 감속 기어(22)의 소직경 기어(26)와 맞물릴 수 있다. 로터(31)는 밸브측 기어(23)의 내경 표면 상에 일체 형성된다. 로터(31)는 비금속 재료(예를 들어, 수지 재료)로 구성된다.
본원에서 본 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치는 EGR량 센서를 더 포함한다. EGR량 센서는 EGR 제어 밸브(2) 내의 나비형 밸브(5)의 밸브 개방 각도를 전기 신호로 전환시키고, 이로써 EGR량 센서는 재순환 배기 가스량(즉, EGR량)의 전기 신호를 ECU에 출력시킨다. EGR량은 흡기 파이프로의 EGR 가스 재순환량 즉, 흡기 파이프를 통해 흡기류에 혼합될 EGR 가스량을 나타낸다. 또한, 본 실시예에서 구동 모터(10)에 입력되는 구동 전류는 피드백 제어에 의해 제어되므로, 검출 EGR량(즉, 실제 밸브 개방 각도)은 명령 EGR량(즉, 목표 밸브 개방 각도)과 거의 균등화된다. 명령 EGR량은 ECU로부터 지시를 받는다. 검출 EGR량은 EGR량 센서에 의해 검출된다. 바람직하게는, 구동 모터(10)로의 출력을 위한 제어 명령값(즉, 구동 전류)의 제어는 효율(즉, DUTY) 제어 방법에 의해 달성된다. 효율(즉, DUTY) 제어 방법은 EGR 제어 밸브(2) 내의 나비형 밸브(5)의 개방 각도가 명령 EGR량(즉, 목표 밸브 개방 각도)과 검출 EGR량(즉, 실제 밸브 개방 각도) 사이의 편차에 대해 제어 펄스 신호의 단위 시간당 온 타임과 오프 타임 사이의 비율(즉, 전류 공급된 비율 또는 효율 비율)을 조절함으로써 적절하게 제어되는 방식이다.
EGR량 센서는 로터(31), 영구 자석(32), 요크(33), 다중 홀소자(multiple hall element)(34), 단자(미도시) 및 고정자(35)를 포함한다. 실질적으로 C자형 단면을 갖는 로터(31)는 도2의 EGR 제어 밸브(2) 내의 밸브 샤프트(6)의 우측 단부에 고정된다. 영구 자석(즉, 자석)(32)은 자기장 발생원으로서 분리형 자석(거의 입방 형상)이다. 요크(33)(즉, 자성 부재)는 자석(32)에 의해 자기화되는 분리형 자성 부재이다. 홀소자(34)는 분리형 자석(32)을 대면하도록 센서 덮개(13)의 측면 상에 일체 배치된다. 단자는 외부 ECU와 홀소자(34) 사이의 전기 연결을 위해 전도성 금속판으로 형성된다. 고정자(35)는 홀소자(34)에 자속을 집중시키기 위해 철계 금속 재료(즉, 자성 재료)로 구성된다.
분리형 자석(32) 및 분리형 요크(33)는 접착제 또는 유사한 것에 의해 로터(31)의 내부 주연부 표면에 고정된다. 로터(31)는 감속 기어 시스템의 구성 요소 중 하나인 밸브측 기어(23)와 함께 수지로 일체 형성된다. 분리형 자석(32)은 동 일 측면 상의 동일 자극(magnetic pole)에 각각 배치되는 대부분 입방 형상을 갖는 자석(32)의 중 여러 부분을 포함한다. 각각의 부분은 도2의 우측 및 좌측 방향으로 자기화된다(특히, 도면의 우측은 N극이 되고, 도면의 좌측은 S극이 된다). 홀소자(34)는 비접촉 자기장 검출 센서에 대응한다. 홀소자(34)는 요크(33)의 내경 측면 상에 배치되고, 각각의 소자(34)는 서로 대면한다. N극 또는 S극을 갖는 자기장이 소자(34)의 감지 표면 상에 발생되면, 홀소자(34)는 자기장을 검출하여 기전력(예를 들어, N극 자기장이 발생되는 경우, 양전위가 발생되고, S극 자기장이 발생되는 경우, 음전위가 발생된다)이 발생된다. 여기서 홀 집적 회로(hall IC) 또는 자기 저항 센서는 홀소자(34) 대신에 비접촉 자기장 검출 센서로 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 EGR 제어 밸브(2) 내의 밸브 하우징(3)은 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 폐쇄 위치와 밸브 완전 개방 위치 사이의 범위에서 회전방향으로 회전할 수 있도록 노즐(4) 내에 형성된 배기 가스 재순환 통로(1) 내의 나비형 밸브(5)를 지지한다. 밸브 하우징(3)은 볼트와 같은 크램핑(cramping) 부재(미도시)를 사용하여 엔진의 배기 가스 재순환 파이프 또는 흡기 파이프에 나사 고정되어 고정된다. 노즐(4)은 배기 가스 재순환 통로(1)를 제공하고, 나비형 밸브(5)가 개방 및 폐쇄 가능하도록 수용되기 위한 파이프부이다. 노즐(4)은 높은 열 안정성을 갖는 스테인레스 강과 같은 열저항 재료로 구성된다. 노즐(4)은 파이프로 형성된다. 다른 한편으로는, 밸브 하우징(3)은 알루미늄 합금으로 구성되고, 다이 주조 방법에 의해 미리 정해진 형상으로 형성된다. 노즐 조인트(41)는 밸브 하우징(3)과 함 께 일체 형성된다. 노즐 조인트(41)는 노즐(4)에 맞물려 노즐(4)이 지지된다. 또한, 샤프트 베어링(45)이 노즐 조인트(41)와 함께 일체 형성된다. 밸브 샤프트(6)는 부싱(42)(즉, 베어링), 오일 밀봉(43)(밀봉 부재) 및 볼 베어링(44)(즉, 베어링)을 통해 샤프트 베어링(45)에 의해 회전식으로 지지된다.
모터 하우징(11)은 도2의 상부 측면 상에 도시된 샤프트 베어링(45) 및 노즐 조인트(41)의 외벽 상에 일체 형성된다. 모터 하우징(11)은 동력 유닛 내의 구동 모터(10)를 수용하기 위해 함몰부를 가진다. 또한, 기어 케이싱(12)은 도2의 상부 측면 상에 도시된 샤프트 베어링(45) 및 노즐 조인트(41)의 외벽 상에 일체 형성된다. 기어 케이싱(12)은 동력 유닛 내의 감속 기어 시스템의 모든 기어를 회전식으로 수용하기 위한 함몰부를 가진다. 샤프트 베어링(45)은 밸브 샤프트(6)를 회전식으로 수용하기 위해 샤프트 수용 구멍(48)을 포함한다. 샤프트 수용 구멍(48)은 배기 가스 재순환 통로(1)와 기어 케이싱(12) 사이에서 노즐(4) 내에 형성된 샤프트 수용 구멍(46) 및 노즐 조인트(41) 내에 형성된 다른 샤프트 수용 구멍(47)을 통해 연결된다. 연결 구멍(49)은 도면의 좌측의 샤프트 수용 구멍(48), 즉 배기 가스 재순환 통로(1) 측면 상에 형성된다. 타원형을 갖는 연결 구멍(49)은 예를 들어, 흡기 파이프의 부압을 사용함으로써 배기 가스 재순환 파이프로 배기 가스(즉, EGR 가스)에 함유된 미세 입자를 배출한다. 미세 입자는 배기 가스 재순환 통로(1)로부터 샤프트 수용 구멍(46, 47)을 통해 샤프트 수용 구멍(48)으로 진입한다. 배기 가스 재순환 파이프는 EGR 제어 밸브(2)로부터의 배기 가스의 하류 측면 상에 배치된다.
냉각수 파이프(51) 및 다른 냉각수 파이프(미도시)는 밸브 하우징(3)에 연결된다. 냉각수 파이프(51)는 엔진 냉각수(즉, 온수)를 온수 재순환 통로로 유동시킨다. 온수는 미리 정해진 온도 범위(예를 들어, 75℃ 내지 80 ℃)를 가진다. 온수 재순환 통로는 노즐(4)에 의해 둘러싸여 밸브 완전 폐쇄 위치 부근 또는 배기 가스 재순환 통로(1) 주변의 노즐 조인트(41) 내에 형성된다. 다른 냉각수 파이프는 온수 재순환 통로의 외부로 온수를 유동시킨다. 냉각수 파이프(51)와 다른 냉각수 파이프 사이에 배치된 온수 재순환 통로는 만곡부를 가지며 이로써, 통로는 파이프(51)들 사이에서 약 90˚로 한번 이상 만곡된다. 온수 재순환 통로는 도2의 정면 측면으로부터 도면의 후방 측면으로 연장된 온수 재순환 통로(52)를 포함한다. 온수 플러그(53)는 온수 재순환 통로(52)의 양 단부 또는 일 단부에서 방수식으로 매설된다.
나비형 밸브(5)는 스테인레스 강과 같은 높은 온도 안정성을 갖는 열 저항 재료로 구성된다. 밸브(5)는 실질적으로 디스크 형상으로 형성된다. 밸브(5)는 흡기 파이프를 통해 흡기류로 혼합되는 EGR 가스의 EGR량을 제어하기 위한 나비형 회전 밸브(즉, EGR 제어 밸브(2) 내의 밸브 부재)이다. 밸브(5)는 밸브 샤프트(6)의 상단부(즉, 도면의 좌측) 상에 고정되어 장착된다. 밸브(5)는 엔진이 구동될 때 ECU로부터 출력되는 제어 신호를 기초로 밸브 완전 개방 위치와 밸브 완전 폐쇄 위치 사이에서 회전각도 범위에서 개방 및 폐쇄되도록 작동된다. 따라서, 나비형 밸브(5)는 노즐(4) 내의 배기 가스 재순환 통로(1)의 개방 면적을 변경함으로써 베기측으로부터 흡기측으로의 배기 가스 재순환 통로(1)로 재순환되는 EGR량을 제어 한다. 주연부 홈(54)(즉, 밀봉 링 홈 또는 링 홈)은 반경 방향으로 나비형 밸브(5)의 외경(즉, 밸브 외경 표면)의 주연부 표면 상에 형성된다. 홈(54)은 주연부 방향으로 연속적으로 형성된다. 홈(54)은 링 형상이다. 밀봉 링(7)은 밀봉 링(7)의 반경 방향에 대해 직각인 두께 방향으로 홈(54) 내에 이동 가능하게 수용되고 이로써 밀봉 링(7)은 반경 방향의 내경 측면 및 외경 측면으로 이동 가능하다. 여기서, 밸브 완전 폐쇄 위치는 나비형 밸브(5)의 외경 주연부 상에 배치된 외부 주연부 표면(즉, 밸브 외경 표면)과 노즐(4)의 내부 주연부 표면(즉,노즐 내경 표면) 사이의 간극이 최소가 되는 최소 밸브 개방 각도(즉, θ는 0)로 규정된다. 밸브 완전 개방 위치는 나비형 밸브(5)의 외경 주연부 상에 배치된 외부 주연부 표면(즉, 밸브 외경 표면)과 노즐(4)의 내부 주연부 표면(즉, 노즐 내경 표면) 사이의 간극이 최대가 되는 최대 밸브 개방 각도(즉, θ는 70˚내지 90˚)로 규정된다.
밸브 샤프트(6)는 높은 열 안정성을 갖는 스테인레스 강과 같은 열 저항성 재료로 구성된다. 샤프트(6)는 일체 형성되어, 샤프트 베어링(45)에 의해 회전식으로 또는 활주식으로 지지된다. 크림핑(crimping)된 고정부는 밸브 샤프트(6)의 후방 측면(즉, 도면의 우측) 상에 일체 형성된다. 크림핑된 고정부는 크림핑 수단과 같은 고정 수단을 사용함으로써 밸브 기어판(55)을 고정시킨다. 밸브 기어판(55)은 삽입 성형 방법(insert molding method)에 의해 로터(31) 및 밸브측 기어(23) 내에 형성된다. 밸브측 기어(23)는 감속 기어 시스템 내의 구성 요소 중 하나이다. 로터(31)는 EGR량 센서의 구성 요소 중 하나이다. 밸브 기어판(55)은 또한 밸브 샤프트(6)와 유사하게 스테인레스 강과 같은 높은 열 안정성을 갖는 열 저 항 재료로 구성된다. 밸브 기어판(55)은 실질적으로 링 형상이다.
밸브 샤프트(6)의 상단부(즉, 도면의 우측)는 샤프트 조인트(45) 내의 샤프트 수용 구멍(48)으로부터 샤프트 수용 구멍(46, 47)을 통해 배기 가스 재순환 통로(1)로 돌출된다. 밸브 장착부(56)는 밸브 샤프트(6)의 상단부 상에 형성된다. 밸브 장착부(56)는 용접 수단과 같은 고정 수단을 사용함으로써 나비형 밸브(5)를 보유하여 고정시킨다. 주연부 홈(57)은 밸브 샤프트(6)의 외부 주연부(예를 들어, 대직경부의 외부 주연부) 상에 형성된다. 마찰 분말을 포획하기 위한 주연부 홈(57)은 밸브 샤프트(6)의 외부 주연부 표면과 부싱(42)의 내부 주연부 표면 사이의 활주 또는 마찰에 의해 발생되는 마찰 분말을 포획한다. 따라서, 밸브 샤프트(6)는 활주 이상으로부터 보호된다. 활주 이상은 밸브 샤프트(6)의 외부 주연부 표면과 부싱(42)의 내부 주연부 표면 사이의 활주부로 마찰 분말이 침투됨으로써 발생된다.
또한, 슬리브(58)는 밸브 샤프트(6)의 외부 주연부(예를 들어, 소직경부의 외부 주연부) 상에 장착된다. 슬리브(58)는 링 형상이다. 슬리브(58)는 배기 가스(즉, EGR 가스) 내에 함유된 미세 입자가 침전물을 형성하기 위해 부싱(42) 상에 침전되는 것을 방지한다. 미세 입자는 배기 가스 재순환 통로(1)로부터 샤프트 수용 구멍(46, 47)을 통해 샤프트 수용 구멍(48)으로 침투된다. 슬리브(58)는 샤프트 수용 구멍(48) 내에 미로(즉, 복잡한 통로)(labyrinth)를 제공하여 샤프트 수용 구멍(48) 내에 침투된 미세 입자가 부싱(42) 측면으로 유동되는 것이 방지된다. 또한, 미세 입자가 연결 구멍(49)으로부터 배출되는 것이 방지된다. 미세 입자는 배기 가스(즉, EGR 가스) 내에 함유된다. 이로써, 밸브 샤프트(6)의 활주 이상이 방지된다. 활주 이상은 밸브 샤프트(6)와 부싱(42) 사이에 침전물이 형성됨으로써 발생된다.
밀봉 링(7)은 나비형 밸브(5)와 유사하게 높은 열 안정성을 갖는 스테인레스 강과 같은 열 저항 재료로 구성된다. 밀봉 링(7)은 실질적으로 링 형상을 갖도록 형성된다. 밀봉 링(7)은 밀봉 링(7)의 내경 주연부가 반경 방향으로 이동 가능하도록 두께 방향으로 나비형 밸브(5)의 주연부 홈(54) 내에 수용된다. 또한, 밀봉 링(7)의 외경 주연부는 나비형 밸브(5)의 외경 표면으로부터 외경 측면으로 반경 방향으로 돌출된다. 밀봉 접촉 표면은 밀봉 링(7)의 외경 주연부의 외경 표면 상에 형성된다. 밀봉 접촉 표면은 나비형 밸브(5)가 완전히 폐쇄될 때 노즐(4)의 내경 표면(즉, 시트 접촉 표면)과 접촉된다.
밀봉 링(7)은 실질적으로 C형상을 갖도록 형성된다. 밀봉 링(7)은 밀봉 링(7)이 팽창되는 경우, 접합 조인트(59)에 배치된 미리 정해진 간극을 포함한다. 밀봉 링(7)의 접합 조인트(59)의 형상은 도3a에 도시된 패드 조인트 형상, 도3b에 도시된 테이퍼 조인트 형상, 도3c에 도시된 랩(rap) 조인트 형상 및 도3d에 도시된 다른 랩 조인트 형상과 같은 임의의 형상일 수 있다. 밀봉 링(7)의 외경 주연부의 상기 형상(즉, 상단부 형상)은 침전물이 형성된 나비형 밸브(5)의 밸브 완전 폐쇄 위치 부근의 노즐(4)의 내경 표면(즉, 시트 접촉 표면) 상에 침전된 배기 가스 내의 미세 입자를 폐기할 수 있는 소정 형상(예를 들어, 볼록 형상)이다.
본 실시예에 따른 밸브 개방/폐쇄 작동 수단은 기어 케이싱(12)의 링 형상 함몰부와 밸브측 기어(23)의 링 형상 함몰부 사이에 장착된다. 기어 케이싱(23)은 밸브 하우징(3)의 외벽 상에 일체 형성된다. 밸브측 기어(23)는 밸브 샤프트(6)의 도면의 우측에 일체된다. 밸브 개방/폐쇄 작동 수단은 복귀 스프링(61) 및 디폴트 스프링(62)은 서로 일체되고, 복귀 스프링(61)의 일 단부 및 디폴트 스프링(62)의 일 단부가 상이한 방향으로 꼬이도록 형성된 코일 스프링에 의해 제공된다. 복귀 스프링(61)의 타 단부와 디폴트 스프링(62)의 타 단부는 연결된다. 상기 연결부는 U자형 후크(미도시)를 포함한다. U자형 후크는 엔진이 정지될 때 밸브 완전 폐쇄 스토퍼(미도시)에 의해 지지된다.
복귀 스프링(61)은 링 형상 함몰부(즉, 하우징측 후크) 상에 후크 연결되고, 그 일 단부는 기어 케이싱(12)에 배치된다. 복귀 스프링(61)은 나비형 밸브(5)에 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치로 복귀 방향으로 힘을 인가하기 위한 제1 스프링이다. 복귀 스프링(61)은 반경 방향으로 내부 주연부 스프링 가이드의 외경 측면(즉, 외부 주연부 측면)에 맞물린다. 내부 주연부 스프링 가이드는 실질적으로 원통형 형상이며, 기어 케이싱(12)의 링 형상 함몰부의 내부 주연부 측면 상에 배치된다. 디폴트 스프링(62)은 링 형상 함몰부(즉, 기어측 후크) 상에 후크 연결되고, 그 일 단부는 밸브측 기어(23) 상에 배치된다. 디폴트 스프링(62)은 나비형 밸브(5)에 복귀 방향으로 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 소정 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치에 힘을 인가하기 위한 제2 스프링이다. 디폴트 스프링(62)은 반경 방향으로 내부 주연부 스프링 가이드의 외경 측면(즉, 외부 주연부 측면)에 맞물린다. 내부 주연부 스프링 가이드는 실질적으로 원통형 형상이며, 밸브측 기 어(23)의 링 형상 함몰부의 내부 주연부 측면 상에 배치된다. 여기서, 복귀 스프링(61) 및 디폴트 스프링(62)은 연결되지 않을 수 있다.
[장치 작동]
다음으로, 본 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치의 작동이 도1a 내지 도3d를 참조하여 간략하게 설명된다.
예를 들어, 디젤 엔진과 같은 엔진이 개시될 때 엔진의 실린더 헤드 내의 흡기 포트의 밸브가 개방된다. 그 후, 공기 정화기(air cleaner)에 의해 필터링된 흡기는 흡기 파이프 및 스로틀 바디를 통해 유동하고, 그 후 공기는 엔진의 각각의 실린더의 흡기 매니폴드에 분배된다. 따라서, 공기는 엔진의 각각의 실린더로 흡입된다. 그 후, 엔진 내에서 공기는 연료가 연소되는 온도 보다 공기의 온도가 더 높아질 때까지 압축된다. 그 후, 연료는 공기 내로 분사되어 연소가 수행된다. 각각의 실린더 내에서 연소된 연료 가스는 실린더 헤드의 배기 포트로부터 배출되고, 그 후, 연료 가스가 배기 매니폴드 및 배기 파이프를 통해 배기된다. 이 때, 구동 모터(10)는 ECU에 의해 전력 공급되어, EGR 제어 밸브(2)의 나비형 밸브(5)가 미리 정해진 개방 각도가 된다. 그 후, 구동 모터(10)의 모터 샤프트(14)는 회전된다.
모터 샤프트(14)가 회전되면, 모터측 기어(21)는 회전되어 토크가 중간 감속 기어(22) 내의 대직경 기어(25)에 전달된다. 소직경 기어(26)는 대직경 기어(25)의 회전에 대한 중심부의 회전과 마찬가지로 중간 샤프트(24)를 중심으로 회전된다. 그 후, 기어부(27)를 갖는 밸브측 도면의 좌측 기어(23)는 소직경 기어(26)와 함께 회전된다. 기어부(27)는 소직경 기어(26)에 맞물린다. 따라서, 밸브측 기어(23)가 중심부의 회전과 마찬가지로 밸브 샤프트(6)를 중심으로 회전되므로, 밸브 샤프트(6)는 미리 정해진 회전 각도로 회전되어, EGR 제어 밸브(2) 내의 나비형 밸브(5)는 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 밸브 완전 개방 위치로 밸브 개방 방향(즉, 개방 방향)으로 회전되어 작동된다. 이로써, 엔진 내의 배기 가스의 일부는 배기 가스 재순환 파이프를 통한 EGR 가스와 마찬가지로 배기 가스 재순환 통로(1)로 재순환된다. 배기 가스 재순환 통로(1)는 밸브 하우징(3) 및 노즐(4)을 포함한다. 배기 가스 재순환 통로(1) 내로 유동된 EGR 가스는 흡기 파이프 내의 흡기 통로로 유동하여 EGR 가스는 공기 정화기로부터 흡입된 흡기로 혼합된다.
EGR 가스의 EGR량은, EGR량이 흡기량 센서(즉, 기류 계량기), 흡기 온도 센서 및 EGR량 센서로부터 출력된 검출 신호를 기초로 하여 미리 정해진 양으로 유지되는 피드백 제어 방법에 의해 제어된다. 이로써, 엔진의 각각의 실린더 내로 흡인된 흡기 파이프를 통과하는 흡기는 배기 가스를 감소시키기 위해 각각의 엔진 구동 조건에 의해 미리 정해진 EGR량으로 제어된다. 특히, EGR 제어 밸브(2) 내의 나비형 밸브(5)의 개방 각도는 선형으로 제어된다. 따라서, 배기 가스 재순환 통로(1)를 통해 배기 파이프로부터 흡기 파이프 내에 재순환된 EGR 가스는 흡기로 혼합된다.
다른 한편으로는, 엔진이 정지될 때 복귀 스프링(61)의 인가력이 밸브측 기어(23)에 먼저 인가되어, 밸브측 기어(23)는 도1a에 도시된 바와 같은 중심부의 회전과 마찬가지로 밸브 샤프트(6)를 중심으로 회전된다. 따라서, 밸브 샤프트(6)는 미리 정해진 회전 각도로 회전되어 나비형 밸브(5)는 밸브 완전 개방 위치로부터 소정 각도로 회전하며, 상기 소정 각도는 밸브(5)가 밸브 폐쇄 방향으로 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 미리 정해진 개방 각도로 회전되도록 밸브 완전 폐쇄 위치를 통과하는 것으로 규정된다. 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 소정 각도로 회전되고, 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 미리 정해진 개방 각도로 밸브 폐쇄 방향으로 회전되면, 디폴트 스프링(62)의 인가력은 밸브측 기어(23)에 인가된다. 따라서, 밸브측 기어(23)는 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같은 중심부의 회전과 마찬가지로 밸브 샤프트(6)를 중심으로 회전된다. 이로써, 밸브 샤프트(6)는 미리 정해진 회전 각도로 회전되어 밸브측 기어(23)는 밸브 완전 폐쇄 위치로 복귀된다.
따라서, 밀봉 링(7)의 외경 표면(밀봉 접촉 표면)은 내경 표면(즉, 시트 접촉 표면)으로 반경 방향으로의 밀봉 링(7) 자체의 탄성 변형력에 의해 가압되므로, 밀봉 링(7)의 외경 표면은 노즐(4)의 내경 표면에 고정 부착된다. 밀봉 링(7)은 나비형 밸브(5)의 주연부 홈(54) 내에 수용된다. 이로써, 노즐(4)의 내경 표면 및 나비형 밸브(5)의 외경 표면은 기밀식으로 밀봉(즉, 밀봉)된다. 따라서, EGR 가스는 흡기 파이프의 흡기 통로로 침투되지 않는다. 즉, 본 실시예에 따른 나비형 밸브(5)가 엔진이 정지될 때 밸브 완전 폐쇄 위치에 정지되도록 설계되었으므로, 밀봉 링(7)의 외경은 노즐(4)의 내경보다 더 크게 팽창되지 않는다.
[장치의 효과]
따라서 본 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치에서, 나비형 밸브(5)는 엔 진이 정지될 때 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 개방 및 폐쇄되도록 작동된다. 그 후, 나비형 밸브(5)는 밸브 완전 폐쇄 위치에서 정지된다. 이는 복귀 스프링(61) 및 디폴트 스프링(62)에 의해 수행된다. 이로써, 나비형 밸브(5)는 엔진이 정지될 때 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 개방 및 폐쇄되도록 작동된다. 밸브 완전 폐쇄 위치는 엔진이 정지된 후 밸브 정지 위치이다. 따라서, 밸브 완전 폐쇄 위치 부근의 노즐(4)의 내경 표면(즉, 시트 접촉 표면)에 침전 및 점착됨으로써 침전물을 형성하는 배기 가스 내의 미세 입자는 나비형 밸브(5)의 주연부 홈(54) 내에 수용된 밀봉 링(7)의 상단부에 의해 폐기 및 제거된다. 그 후, 나비형 밸브(5)는 침전물 등이 폐기 및 제거되는 위치에 정지된다. 이로써, 엔진이 정지된 후 침전물의 점착 및 침전에 의해 발생된 밀봉 링(7)의 고정 및/또는 작동 이상이 방지된다. 이로써, 나비형 밸브(5)는 엔진이 개시될 때 또는 엔진이 개시된 후 원활하게 개방 및 폐쇄되도록 작동되고 이로써 배기 가스 재순환량(즉, EGR량)은 엔진의 구동 조건에 대해 최적화될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 밀봉 링(7)의 외경 주연부의 형상(상단부 형상)은 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 용이하게 개방 및 폐쇄되도록 나비형 밸브(5)의 작동을 용이하게 한다. 즉, 상단부 형상은 밀봉 링(7)의 외경 주연부가 노즐(4)의 내경 표면 상에 포획되지 않도록 설계되었다. 상기 용이성은 밀봉 링(7)의 외경 주연부의 에지가 R자형 에지가 되도록 모따기됨으로써 제공된다. 밀봉 링(7)의 에지는 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 폐쇄 위치에 위치될 때 배기 가스 유동 방향의 상류측 상에 그리고 배기 가스 유동 방향의 하류측 상에 배치된다.
또한, 본 실시예에서 나비형 밸브(5)는 엔진이 정지될 때 복귀 스프링(61) 및 디폴트 스프링(62)을 사용함으로써 밸브 완전 폐쇄 위치에 정지된다. 나비형 밸브는 엔진이 정지될 때 구동 모터와 같은 동력 유닛을 사용함으로써 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 개방 및 폐쇄되도록 작동될 수 있다. 그 후, 나비형 밸브는 밸브 완전 폐쇄 위치에서 정지되도록 동력 유닛에 의해 작동된다.
(제2 실시예)
도4a 및 도4b는 본 발명의 제 2실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치 내의 배기 가스 재순환량 제어 밸브의 주요부를 도시한다.
본 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치는 엔진이 정지될 때 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치에서 나비형 밸브(5)를 정지시키기 위한 밸브 위치 보유 수단으로서 복귀 스프링(미도시)을 포함한다. 이러한 경우, 밸브 정지 위치는 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 밸브 폐쇄 방향으로 미리 정해진 회전 각도로 회전되는 위치이다. 복귀 스프링은 나비형 밸브(5)에 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치로 복귀 방향으로 힘을 인가한다.
장치는 링 외경 보유 수단과 같은 2개의 돌출부(즉, 립과 같은 가이드의 돌출된 부분)(71, 72)를 포함한다. 링 외경 보유 수단은 밸브 정지 위치에서 엔진이 정지될 때 밀봉 링(7)의 외경이 노즐(4)의 내경과 동일하도록 보유한다. 특히, 돌출부(71, 72)는 밸브 완전 폐쇄 위치와 밸브 정지 위치 사이의 범위에서 노즐(4)의 내경보다 더 크게 팽창되지 않도록 밀봉 링(7)의 외경을 제한한다. 상기 가이드 (71, 72)는 노즐(4)의 내경 표면으로부터 배기 가스 재순환 통로(1)의 중심축의 측면으로 돌출되도록 일체 형성된다. 또한, 함몰부(73, 74)가 각각의 가이드(71, 72)의 상단부 표면 상에 형성된다. 함몰부(73, 74)는 밀봉 링(7)의 윤곽 형상에 대응하여 실질적으로 구형 형상을 가진다.
따라서, 가이드(71, 72)를 제외한 본 실시예에 따른 노즐(4)의 내경 표면은 밀봉 링(7)의 외경 표면과 노즐(4)의 내경 표면 사이에 접촉부를 갖지 않으며 이로써 실질적으로 원호 형상을 갖는 간극이 밀봉 링(7)의 외경 표면과 노즐(4)의 내경 표면 사이에 형성된다. 따라서, 침전물이 노즐(4)의 내경 표면과 밀봉 링(7) 사이를 가교하도록 침전되는 것이 방지된다. 또한, 노즐(4)의 내경 표면과 밀봉 링(7) 사이의 고정 강도가 감소된다. 또한, 밀봉 링(7)이 엔진이 정지된 후 침전물의 점착 및/또는 침전에 의해 나비형 밸브(5)의 외경 주연부에 점착되더라도, 나비형 밸브(5)는 밸브 정지 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치로 복귀될 수 있다. 이는 노즐(4)의 내경이 밀봉 링(7)의 외경과 거의 동일하므로, 밀봉 링(7)의 외경 주연부가 엔진이 개시될 때 노즐(4)의 내경 표면 상에 포획되지 않기 때문이다. 이로써, 나비형 밸브(5)는 엔진이 개시된 후 원활하게 개방 및 폐쇄되도록 작동될 수 있으므로, 배기 가스 재순환량(즉, EGR량)은 엔진의 구동 조건에 대해 최적화될 수 있다.
또한, 장치는 밸브 위치 보유 수단으로서 복귀 스프링 대신에 구동 모터와 같은 동력 유닛을 포함할 수 있다. 구동 모터는 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치에서 나비형 밸브(5)를 정지시킨다. 밸브 정지 위치는 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 밸브 폐쇄 방향으로 미리 정해진 회전 각도로 회전되는 위치이다.
(제3 실시예)
도5a 및 도5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치 내의 배기 가스 재순환량 제어 밸브의 주요부를 도시한다.
본 실시예에 따른 배기 가스 재순환 장치는 제2 실시예와 유사하게 엔진이 정지될 때 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치에서 나비형 밸브(5)를 정지시키기 위한 밸브 위치 보유 수단으로서 복귀 스프링(미도시)을 포함한다. 상기의 경우, 밸브 정지 위치는 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 밸브 폐쇄 방향으로 미리 정해진 회전 각도로 회전되는 위치이다. 복귀 스프링은 나비형 밸브(5)에 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치로 복귀 방향으로 힘을 인가한다.
또한, 장치는 링 외경 보유 수단과 같은 밀봉 링 구조를 포함한다. 링 외경 보유 수단은 엔진이 정지될 때 밀봉 링(9)의 외경을 밸브 정지 위치에서 노즐(4)의 내경과 동일하게 보유한다. 특히, 밀봉 링 구조는 밀봉 링(9)의 내경 측면을 향한 반경 방향으로의 밀봉 링(9)의 탄성 변형 방향을 제한한다.
따라서, 나비형 밸브(5)는 엔진이 정지될 때 밸브 정지 위치에 정지된다. 노즐(4)의 내경 표면과 밀봉 링(9)의 외경 표면 사이에 접촉부가 형성되지 않으므로, 링 형상을 갖는 미리 정해진 간극이 노즐(4)의 내경 표면과 밀봉 링(9)의 외경 표면 사이에 형성된다. 따라서, 침전물이 노즐(4)의 내경 표면과 밀봉 링(9) 사이를 가교하도록 침전되는 것이 방지되고, 이로써 노즐(4)의 내경 표면에 밀봉 링(9) 의 점착이 방지된다. 또한, 밀봉 링(9)이 엔진이 정지된 후 침전물이 점착 및/또는 침전에 의해 나비형 밸브(5)의 외경 주연부에 점착되더라도, 나비형 밸브(5)는 밸브 정지 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치로 복귀될 수 있다. 이는 노즐(4)의 내경이 밀봉 링(9)의 외경과 거의 동일하므로, 엔진이 개시될 때 밀봉 링(9)의 외경 주연부가 노즐(4)의 내경 표면 상에 포획되지 않기 때문이다. 이로써, 나비형 밸브(5)는 엔진이 개시된 후 원활하게 개방 및 폐쇄되도록 작동될 수 있으며, 이로써 배기 가스 재순환량(즉, EGR량)은 엔진의 구동 조건에 대해 최적화될 수 있다.
또한, 장치는 밸브 위치 보유 수단으로서 복귀 스프링 대신에 구동 모터와 같은 동력 유닛을 포함할 수 있다. 구동 모터는 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치에 나비형 밸브(5)를 정지시킨다. 밸브 정지 위치는 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 밸브 폐쇄 방향으로 미리 정해진 회전 각도로 회전되는 위치이다.
게다가, 장치는 링 외경 보유 수단으로서 외경 측면 변형 제한 수단(예를 들어, 밀봉 링의 측벽 상에 형성된 함몰부 상에 후크 연결되기 위한 후크 형상을 갖는 함몰부)을 포함할 수 있다. 외경 측면 변형 제한 수단은 밀봉 링의 외경 측면을 향해 반경 방향으로의 밀봉 링의 탄성 변형을 제한하므로, 밀봉 링의 외경은 밸브 정지 위치에서 노즐(4)의 내경보다 더 크게 팽창되지 않는다.
(변형예)
상술된 실시예들에서, 노즐(4)은 밸브 하우징(3) 내의 노즐 조인트(41)의 내부 주연부 내에 맞물려서 수용되고, 또한 나비형 밸브(5)는 노즐(4) 내에 개방 및 폐쇄 가능하도록 수용된다. 나비형 밸브(5)는 밸브 하우징(3)의 밸브 수용 공간 내에 개방 및 폐쇄 가능하도록 수용된다. 밸브 수용 공간은 실질적으로 원형 파이프 형상을 가진다. 상기의 경우, 노즐(4)이 요구되지 않으며 이로써 장치의 부품의 수 및 조립 과정의 수가 감소될 수 있다. 또한, 상술된 실시예들에서 EGR 제어 밸브(2)의 나비형 밸브(5)는 용접 방법과 같은 고정 수단으로써 밸브 샤프트(6) 내의 밸브 장착부(56) 상에 고정 및 장착된다. EGR 제어 밸브(2)는 엔진의 구동 조건에 대해 연속적으로 또는 단계적으로 EGR 가스의 배기 가스 재순환량(즉, EGR량)을 제어한다. 나비형 밸브(5)는 연결 나사 및 고정 볼트와 같은 나사로 밸브 샤프트(6)의 밸브 장착부(56) 상에 장착 및 나사 고정될 수 있다.
제1 실시예에서, 나비형 밸브(5)는 엔진이 정지될 때(또는 엔진이 정지된 후) 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 단지 한 사이클만 개방 및 폐쇄되도록 작동된다. 그 후, 나비형 밸브(5)는 밸브 완전 폐쇄 위치(즉, 엔진이 차단되는 경우, 밸브 정치 위치)에 정지된다. 나비형 밸브(5)는 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 개방 및 폐쇄되도록 작동될 수 있다. 그 후, 나비형 밸브(5)는 밸브 완전 폐쇄 위치(즉, 엔진이 차단되는 경우, 밸브 정지 위치)에서 정지된다.
제2 및 제3 실시예에서, 나비형 밸브(5)는 엔진이 정지될 때(또는 엔진이 정지된 후) 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치에 정지된다. 나비형 밸브(5)는 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 단지 한 사이클만 개방 및 폐쇄되도록 작동될 수 있고, 그 후, 나비형 밸브(5)는 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치에 정지될 수 있다.
이러한 변경 및 개조가 첨부한 청구항에 의해 규정된 본 발명의 범주 내에서 이해될 수 있다.
본 발명에 따르면, 재순환 배기 가스량을 정확하게 제어하기 위한 나비형 밸브를 구비한 배기 가스 재순환 장치가 제공된다.

Claims (19)

  1. 배기 가스의 일부를 연소 엔진의 배출측으로부터 흡기측으로 재순환시키기 위한 통로(1)와,
    상기 통로(1)를 통해 흡기측으로 재순환되는 배기 가스의 일부의 양을 제어하기 위한 제어 밸브(2)를 포함하고,
    상기 제어 밸브(2)는 상기 통로(1)의 부분을 제공하기 위한 파이프부(4)를 갖는 하우징(3)과,
    제1 및 제2 방향으로 회전 가능하게 파이프부(4) 내에 수용되는 나비형 밸브(5)와,
    상기 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 폐쇄 위치에 위치된 경우, 나비형 밸브(5)의 외벽과 파이프부(4)의 내벽 사이의 간극을 밀봉하기 위한 밀봉 링(7)과,
    엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후, 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 개방 및 폐쇄되도록 나비형 밸브(5)를 작동시킨 후, 나비형 밸브(5)를 밸브 완전 폐쇄 위치에 정지시키기 위한 밸브 개방/폐쇄 작동 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61, 62)을 포함하고,
    상기 제1 방향은 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치로의 나비형 밸브(5)의 회전 방향으로서 규정되고, 상기 제2 방향은 제1 방향에 대향하고,
    상기 밀봉 링(7)은 나비형 밸브(5)의 외경부에 수용되는 배기 가스 재순환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 나비형 밸브(5)는 밸브 완전 개방 위치와, 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 폐쇄 위치로부터 미리 정해진 각도로 제1 방향으로 회전된 미리 정해진 위치 사이의 범위에서 회전 가능한 배기 가스 재순환 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 나비형 밸브(5)는 원 형상을 가지며, 밀봉 링(7)은 나비형 밸브(5)에 맞물린 링 형상을 가지며, 파이프부(4)는 원형 단면을 가지고,
    나비형 밸브(5)가 밸브 완전 폐쇄 위치에 위치될 때, 밀봉 링(7)과 나비형 밸브(5)는 파이프부(4)를 폐쇄시킬 수 있는 배기 가스 재순환 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 밸브 개방/폐쇄 작동 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61, 62)은 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 나비형 밸브(5)를 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 미리 정해진 위치로 회전시키는 배기 가스 재순환 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 개방/폐쇄 작동 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61, 62)은 나비형 밸브(5)를 제1 방향 및 제2 방향으로 회전시키기 위한 동력 유닛(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31)을 포함하는 배기 가스 재순환 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 밸브 개방/폐쇄 작동 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61, 62)은 제1 스프링(61) 및 제2 스프링(62)을 포함하고,
    상기 제1 스프링(61)은 나비형 밸브(5)에 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치로의 제1 방향으로 힘을 인가하고,
    상기 제2 스프링(62)은 나비형 밸브(5)에 미리 정해진 위치로부터 밸브 완전 폐쇄 위치로의 제2 방향으로 힘을 인가하는 배기 가스 재순환 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 스프링(61)은 복귀 스프링(61)이며, 상기 제2 스프링(62)은 디폴트 스프링(62)인 배기 가스 재순환 장치.
  8. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통로(1)는 배기 가스 재순환 통로(1)이며, 제어 밸브(2)는 배기 가스 재순환량 제어 밸브(2)이며, 제1 방향은 밸브 개방 방향이며, 제2 방향은 밸브 폐쇄 방향인 배기 가스 재순환 장치.
  9. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 링(7)은 파이프부(4)와 나비형 밸브(5) 사이의 간극을 나비형 밸브(5)의 반경 방향으로의 탄성 변형력에 의해 밀봉하고, 상기 간극은 링 형상 간극을 갖는 배기 가스 재순환 장치.
  10. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 링(7)은 반경 방향으로의 외경 주연부를 가지고, 상기 외경 주연부는 나비형 밸브(5)를 원활하게 회전 시키기 위해 모따기되는 배기 가스 재순환 장치.
  11. 배기 가스의 일부를 연소 엔진으로부터 엔진의 흡기측으로 재순환시키기 위한 배기 가스 재순환 통로(1)와,
    상기 배기 가스 재순환 통로(1)를 통해 흡기측으로 재순환되는 배기 가스의 일부의 양을 제어하기 위한 재순환 배기 가스량 제어 밸브(2)를 포함하고,
    상기 재순환 배기 가스량 제어 밸브(2)는 배기 가스 재순환 통로(1)의 부분을 제공하기 위한 파이프부(4)를 갖는 하우징(3)과,
    회전 중심축에 대해 밸브 개방 방향 및 밸브 폐쇄 방향으로 회전 가능한 나비형 밸브(5)와,
    반경 방향으로의 탄성 변형력을 사용함으로써 링 형상 간극을 밀봉하기 위해 실질적으로 링 형상을 갖는 밀봉 링(7, 9)과,
    엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 나비형 밸브(5)를 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치에 정지시키기 위한 밸브 위치 보유 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61)과,
    밸브 정지 위치에서 밀봉 링(7, 9)의 외경을 파이프부(4)의 내경과 동일하게 보유하기 위한 링 외경 보유 수단(9, 71 내지 74)을 포함하고,
    상기 나비형 밸브(5)는 밸브 완전 개방 위치와, 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 개방 위치로부터 미리 정해진 각도로 회전되는 밸브 정지 위치 사이의 회전 각도 범위에서 개방 및 폐쇄 가능하게 파이프부(4) 내에 수용되고,
    상기 링 형상 간극은 나비형 밸브(5)가 밸브 완전 폐쇄 위치에 위치되는 경우, 나비형 밸브(5)의 외벽과 파이프부(4)의 내벽 사이에 형성되고, 상기 밀봉 링(7, 9)은 나비형 밸브(5)의 외경부에 수용되는 배기 가스 재순환 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 밸브 위치 보유 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61)은 나비형 밸브(5)에 밸브 완전 개방 위치로부터 밸브 정지 위치로의 복귀 방향으로 힘을 인가하는 복귀 스프링(61)을 포함하는 배기 가스 재순환 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 밸브 위치 보유 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61)은 나비형 밸브(5)를 밸브 폐쇄 방향 및 밸브 개방 방향으로 회전시키기 위한 동력 유닛(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31)을 포함하는 배기 가스 재순환 장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 위치 보유 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61)은 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 나비형 밸브(5)를 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 한 사이클 이상 개방 및 폐쇄되도록 회전시킨 후, 밸브 정지 위치에서 나비형 밸브(5)를 정지시킬 수 있는 배기 가스 재순환 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 밸브 위치 보유 수단(10 내지 12, 14, 21 내지 27, 31, 61)은 엔진이 정지될 때 또는 엔진이 정지된 후 나비형 밸브(5)를 밸브 완전 개방 위치로부터 한 사이클 이상 밸브 완전 폐쇄 위치를 지나 밸브 정지 위치로 회전시킬 수 있는 배기 가스 재순환 장치.
  16. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 외경 보유 수단(71 내지 74)은 밀봉 링(7)의 외경이 파이프부(4)의 내경 보다 더 크게 팽창되지 않도록 제한하기 위한 돌출부(71 내지 74)이고,
    상기 돌출부(71 내지 74)는 밸브 완전 폐쇄 위치와 밸브 정지 위치 사이에 배치되고, 파이프부(4)의 내벽 상에 배치되고,
    상기 돌출부(71 내지 74)는 밀봉 링(7)의 윤곽 형상에 대응하는 구형 형상을 갖는 함몰부(73, 74)를 포함하고,
    상기 함몰부(73, 74)는 돌출부(71 내지 74)의 상부 표면 상에 배치되는 배기 가스 재순환 장치.
  17. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 외경 보유 수단(9, 71 내지 74)은 밀봉 링(9)의 내경 측면을 향한 반경 방향으로의 밀봉 링(9)의 탄성 변형 방향을 제한하기 위한 밀봉 링 구조를 갖는 배기 가스 재순환 장치.
  18. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 외경 보유 수단(9, 71 내지 74)은 밸브 정지 위치에서 파이프부(4)의 내경보다 밀봉 링(7, 9)의 외경이 더 크게 팽창되지 않도록 밀봉 링(7, 9)의 외경 측면을 향한 반경 방향으로의 밀봉 링(7, 9)의 탄성 변형을 제한하기 위한 외경 측면 변형 제한 수단인 배기 가스 재순환 장치.
  19. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 링(7, 9)은 반경 방향으로 외경 주연부를 가지며, 상기 외경 주연부는 나비형 밸브(5)가 용이하게 개방 및 폐쇄되도록 작동시키기 위해 모따기되는 배기 가스 재순환 장치.
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