KR20090058814A

KR20090058814A - 자동차용 배기가스 재순환장치

Info

Publication number: KR20090058814A
Application number: KR1020070125579A
Authority: KR
Inventors: 김인수; 조영오; 김태경
Original assignee: 한국델파이주식회사
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-10

Abstract

본 발명은 배기가스의 일부를 흡입한 후 연소실로 재순환시켜 차량의 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)의 발생량을 억제하기 위하여 기존의 1 피스(piece) 구조의 핀틀 샤프트를 상부에 어퍼 샤프트(upper shaft), 하부에 핀틀 샤프트(pintle shaft)의 2 피스(pieces) 구조로 구성하여 조립성이 개선됨에 따라 품질 향상을 가져올 수 있는 자동차용 배기가스 재순환장치로서, 그 기술적 구성은, 하우징의 내부에 솔레노이드 코일이 권취되어 내설되는 보빈과, 상기 보빈의 내부에 자장 누설의 방지와 더불어 아마튜어의 원할한 작동성 보장을 위한 가이드를 겸할 수 있도록 결합되는 프라이머리 폴 피스 및 세컨더리 폴 피스와, 상기 프라이머리 폴 피스 및 세컨더리 폴 피스의 내측에 솔레노이드 코일의 전원 공급으로 발생하는 자화에 의해 승·하강할 수 있도록 이루어지는 아마튜어를 포함하는 솔레노이드 어셈블리와, 상기 아마튜어의 하단에 구비되고 하부 외주에 부싱이 구비되는 어퍼 샤프트와, 상기 솔레노이드 어셈블리의 하방에 결합되는 스탠드오프 베이스(standoff base)와, 상기 스탠드오프 베이스의 내측 중앙에 구비되는 쉴드(shield)와 관통결합되되, 중앙 외주에는 스프링이 구비되어 상기 어퍼 샤프트의 하단과 접하도록 구비되는 핀틀 샤프트와, 그리고 상기 핀틀 샤프트의 하단 외주에 결합되는 핀틀 헤드를 포함하며, 상기 어퍼 샤프트 및 상기 핀틀 샤프트의 상·하 이동에 의해 개·폐가능하게 이루어지는 마운팅 베이스로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

배기가스 재순환장치(Exhaust Gas Recirculation), 핀틀 샤프트(pintle shaft), 어퍼 샤프트(upper shaft), , 아마튜어, 솔레노이드

Description

자동차용 배기가스 재순환장치{Exhaust gas recirculation system for a vehicle}

본 발명은 자동차의 발생되는 배기가스를 재순환시키는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1 피스 구조의 핀틀 샤프트를 2 피스 구조 즉, 상부에 어퍼 샤프트 하부에 핀틀 샤프트로 구성함으로써, 솔레노이드 어셈블리 쪽으로 배기가스의 유입을 차단할 수가 있어 제품의 내구성을 증대시켜 품질향상을 도모할 수 있으며 조립성을 개선할 수 있는 자동차용용 배기가스 재순환장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 등의 차량에는 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC) 등의 배기가스 중 질소산화물(NOx)의 생성을 억제하기 위한 EGR 밸브(Exhaust Gas Recirculation valave, 이하 EGR 밸브)가 구비된다.

이러한 EGR 밸브는 연소 후 배출되는 배기가스의 일부를 흡기계통으로 재순환시켜 혼합기의 연소 시의 온도를 낮춤으로써 질소산화물의 생성량을 저감시키기 위한 수단으로 사용되고, 배기가스 재순환장치(exhaust gas recirculation)에 적용되어 스로트 밸브 부근의 부압이나 배기관 내의 배기압에 따라 개·폐정도를 제어 하는 밸브이다.

이러한 EGR 밸브는 밸브의 개·폐를 기계적으로 수행하는 기계식 EGR 밸브와 전원의 공급에 의한 솔레노이드의 작동에 의하여 이루어지는 전기식 EGR 밸브로 분류되며, 근래 들어 대부분의 차량에서 전원을 공급받아 작동하는 전기타입의 EGR 밸브를 채택하고 있는 실정이다.

여기서, 자동차의 엔진 특성상 엔진이 고속영역인 경우 배기 압력이 흡기 압력보다 높아 원할한 배기가스의 재순환이 일어날 수 있으나, 저속영역인 경우에는 배기압력이 흡기압력보다 낮아 배기가스의 재순환이 이루어질 수 없게 된다.

즉, 미연소된 배기가스의 일부를 흡기계에 재공급시키게 되면 배기가스 중의 미연소 가스는 완전 연소되면서 배기정화를 촉진시키고, 또한 연소실내로 유입되는 대부분의 배기가스는 불연소가스이므로 연소력을 순간적으로 감쇄시켜 지나친 엔진의 구동이 방지될 수 있도록 하는 작용을 하게 된다.

이러한 전기타입의 EGR 밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 자동차용 배기가스 재순환장치(100)는 전원을 공급하기 위한 커넥터를 상단에 갖는 솔레노이드 어셈블리(110)와 상기 솔레노이드 어셈블리(110)의 하방에 결합되어 배기가스를 흡입하도록 이루어지는 흡입구(131)를 갖는 마운팅 베이스(130)로 구성된다.

상기 솔레노이드 어셈블리(110)는 하우징(114)의 내부에 솔레노이드 코일(112)을 권취한 보빈(190)이 내장되고, 상기 보빈(190)의 내방에는 자장 누설의 방지와 더불어 아마튜어(115)의 원할한 작동성의 보장을 위한 가이드를 겸할 수 있도록 이루어지는 프라이머리 폴 피스(Primary Pole Piece, 116a)과 세컨더리 폴 피 스(Secondary Pole Picec, 116b)를 내장한다.

상기 프리어머리 폴 피스 및 세컨더리 폴 피스(116a, 116b)의 내방에는 솔레노이드 코일(112)의 전원 공급으로 발생하는 자화에 의해 승·하강하는 아마튜어(115)를 내장하고, 상기 아마튜어(115)의 하단에는 마운팅 베이스(130)에 구비되는 흡입구(131)를 개·폐하기 위한 밸브체(118a)를 갖는 핀틀 샤프트(118)가 연결되어 구성된다.

상기 마운팅 베이스(130)와 아마튜어(115)에 연결되는 핀틀 샤프트(118)간에는 솔레노이드 어셈블리(110)로 이물질의 유입을 차단할 수 있도록 쉴드(shield,113)이 더 개재된다.

상기와 같은 구성에 의한 자동차용 배기가스 재순환장치(100)는 센서(117)의 피드백 값을 제어부(미도시)에서 인지하고 상기 제어부가 그 값에 따라 솔레노이드 어셈블리(110)에 전기적인 신호를 보내고, 상기 솔레노이드 어셈블리(110)가 열리면서 솔레노이드 코일(112)에 연결되고, 상기 흡입구(131)에 결합되는 상기 핀틀 샤프트(118)가 개·폐 되면서 배기가스 재순환장치(100)가 작동하게 되어 배기가스의 재순환량을 조절하게되며, 연소 시 최고온도를 낮춰줌으로써 엔진의 속도 및 부하에 따른 질소산화물(NOx)의 생성을 억제하도록 이루어진다.

하지만, 상기 핀틀 샤프트(118)는 1 피스(piece) 구조로 구성됨으로써, 상기 핀틀 샤프트(118)의 외경과 상대 부품의 내경 사이의 갭(gap)을 통해 배기가스가 상기 솔레노이드 어셈블리(110) 및 상기 센서(117) 내부에 유입되어 품질에 문제점을 발생시키기 된다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 1 피스 구조의 핀틀 샤프트를 2 피스 구조의 어퍼 샤프트 및 핀틀 샤프트로 구성됨으로써 솔레노이드 어셈블리 또는 센서 등의 부품 내부에 배기가스가 유입되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 조립성이 개선되며, 내구성을 증대시켜 품질 향상을 꾀할 수 있는 자동차용 배기가스 재순환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

하우징의 내부에 솔레노이드 코일이 권취되어 내설되는 보빈과, 상기 보빈의 내부에 자장 누설의 방지와 더불어 아마튜어의 원할한 작동성 보장을 위한 가이드를 겸할 수 있도록 결합되는 프라이머리 폴 피스 및 세컨더리 폴 피스와, 상기 프라이머리 폴 피스 및 세컨더리 폴 피스의 내측에 솔레노이드 코일의 전원 공급으로 발생하는 자화에 의해 승·하강할 수 있도록 이루어지는 아마튜어를 포함하는 솔레노이드 어셈블리와,

상기 아마튜어의 하단에 구비되는 어퍼 샤프트와,

상기 솔레노이드 어셈블리의 하방에 결합되는 스탠드오프 베이스(standoff base)와,

상기 스탠드오프 베이스의 내측 중앙에 구비되는 쉴드(shield)와 관통결합되 되, 중앙 외주에는 스프링이 구비되어 상기 어퍼 샤프트의 하단과 접하도록 구비되는 핀틀 샤프트와, 그리고

상기 핀틀 샤프트의 하단 외주에 결합되는 핀틀 헤드를 포함하며, 상기 어퍼 샤프트 및 상기 핀틀 샤프트의 상·하 이동에 의해 개·폐가능하게 이루어지는 마운팅 베이스로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 스프링은 일정한 탄성력을 갖는 탄성 스프링이 바람직하며, 그 외에 일정한 탄성력을 갖는 판 스프링도 적용 가능하다.

그리고, 상기 핀틀 샤프트와 상기 마운트 베이스 사이에 부싱을 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 어퍼 샤프트의 하부 외주에 부싱이 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명은 배기가스의 일부를 흡입한 후 연소실로 재순환시켜 차량의 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)의 발생량을 억제하기 위하여 기존의 1 피스(piece) 구조의 핀틀 샤프트를 상부에 어퍼 샤프트(upper shaft), 하부에 핀틀 샤프트(pintle shaft)의 2 피스(pieces) 구조로 구성하여 조립성이 개선됨에 따라 품질 향상을 가져올 수 있는 자동차용 배기가스 재순환장치로서, 솔레노이드 어셈블리 또는 센서 등의 부품 내부에 배기가스가 유입되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 조립성이 개선되며, 내구성을 증대시켜 품질 향상으로 인해 원활한 배기재순환 이 가능하도록 함으로서 배기가스 재순환장치 자체의 성능향상의 효과를 갖는다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 배기가스 재순환장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 배기가스 재순환장치(exhaust gas recirculation system,1)는, 하우징(housing,14)의 내부에 솔레노이드 코일(solenoid coil,12)이 권취되어 내설되는 보빈(bobbin,19)과, 상기 보빈(19)의 내부에 자장 누설의 방지와 더불어 아마튜어(amature,16)의 원할한 작동성 보장을 위한 가이드를 겸할 수 있도록 결합되는 프라이머리 폴 피스(primary pole piece,16a) 및 세컨더리 폴 피스(secondary pole piece,16b)와, 상기 프라이머리 폴 피스(16a) 및 세컨더리 폴 피스(16b)의 내측에 상기 솔레노이드 코일(12)의 전원 공급으로 발생하는 자화에 의해 승·하강할 수 있도록 이루어지는 상기 아마튜어(16)를 포함하는 솔레노이드 어셈블리(10)를 포함한다.

그리고, 상기 아마튜어(16)의 하단에는 어퍼 샤프트(upper shaft,20)가 구비되며, 상기 솔레노이드 어셈블리(10)의 하방에 스탠드오프 베이스(standoff base,40)가 결합되어 이루어진다.

또한, 상기 스탠드오프 베이스(40)의 내측 중앙에 구비되는 쉴드(shield,13) 를 관통 및 결합되되, 중앙 외주에는 스프링(13a)이 구비되어 상기 어퍼 샤프트(20)의 하단과 접하도록 핀틀 샤프트(pintle shaft,30)가 구비되어 이루어진다.

그리고, 상기 핀틀 샤프트(30)의 하단 외주에 결합되는 핀틀 헤드(pintle head,31)를 포함하며, 상기 어퍼 샤프트(20) 및 상기 핀틀 샤프트(30)의 상·하 이동에 의해 개·폐가능하게 이루어지는 마운팅 베이스(50)로 이루어진다.

그리고, 상기 스프링(13a)은 본 발명의 명세서에서는 일정한 탄성력을 갖는 탄성 스프링으로 나타내었으나, 그 외에 일정한 탄성력을 갖는 판 스프링도 적용 가능하다.

따라서, 상기 어퍼 샤프트(20)가 상기 핀틀 샤프트(30)를 하방으로 압력을 가함에 따라 상기 핀틀 샤프트(30)는 일정한 위치만큼 하강하게 되어 상기 마운트 베이스(50)의 하단의 유입구(미도시)를 개·폐시키게 된다.

이때, 상기 어퍼 샤프트(20)는 일정 높이만큼 이동가능하도록 상기 부싱(21)에 의해 제한된다.

이는 상기 어퍼 샤프트(20)가 하강시, 상기 부싱(21)의 외측 플랜지부가 상기 세컨더리 폴 피스(16b)의 내측부에 접촉하게 되어 더이상 상기 어퍼 샤프트(20)는 하강하지 못하게 된다.

또한, 상기 어퍼 샤프트(20)의 하강에 따라 가압되어 상기 마운트 베이스(50)의 하단 유입구를 개·폐시키는 상기 핀틀 샤프트(30)는 상기 스프링(13a)에 의해 하강되었다가 원위치로 복원되도록 이루어진다.

이때, 배기가스에 의한 이물질의 유입을 상기 쉴드(13)에 의해 효과적으로 차단할 수 있다.

한편, 상기 핀틀 샤프트(30)와 상기 마운트 베이스(50) 사이에 부싱(11)을 더 구비하여 상기 핀틀 샤프트(30)의 외경 및 상기 마운트 베이스(50)의 내경 사이로 배기가스가 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 제품의 내구성을 증대시킬 뿐만 아니라 품질 향상을 도모하여 원활한 배기재순환이 가능하도록 함으로서 본 발명의 배기가스 재순환장치(1) 자체의 성능향상의 효과를 갖는다.

따라서, 상기와 같은 구조의 본 발명에 따른 자동차용 배기가스 재순환장치(1)는, 기존의 1 피스 구조의 핀틀 샤프트를 2 피스 구조 즉, 어퍼 샤프트 및 핀틀 샤프트로 구성하여, 제품이 작동하는 과정에서 솔레노이드 어셈블리 및 센서 쪽으로 배기가스가 유입되는 것을 미연에 방지하여 제품 내에 배기가스에 의한 이물질 유입으로 인해 발생하는 제품의 내구성 저하 및 오작동 등을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 자동차용 배기가스 재순환장치를 개략적으로 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 배기가스 재순환장치를 개략적으로 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 배기가스 재순환장치 10: 솔레노이드 어셈블리

11: 부싱 12: 솔레노이드 코일

13: 쉴드(shield) 13a: 탄성 스프링

14: 하우징 16: 아마튜어

16a: 프라이머리 폴 피스(primary pole piece)

16b: 세컨더리 폴 피스(secondary pole piece)

19: 보빈 20: 어퍼 샤프트

21: 부싱 30: 핀틀 샤프트

31: 핀틀 헤드 40: 스탠드오프 베이스

50: 마운트 베이스

Claims

하우징의 내부에 솔레노이드 코일이 권취되어 내설되는 보빈과, 상기 보빈의 내부에 자장 누설의 방지와 더불어 아마튜어의 원할한 작동성 보장을 위한 가이드를 겸할 수 있도록 결합되는 프라이머리 폴 피스 및 세컨더리 폴 피스와, 상기 프라이머리 폴 피스 및 세컨더리 폴 피스의 내측에 솔레노이드 코일의 전원 공급으로 발생하는 자화에 의해 승·하강할 수 있도록 이루어지는 아마튜어를 포함하는 솔레노이드 어셈블리;

상기 아마튜어의 하단에 구비되는 어퍼 샤프트;

상기 솔레노이드 어셈블리의 하방에 결합되는 스탠드오프 베이스(standoff base);

상기 스탠드오프 베이스의 내측 중앙에 구비되는 쉴드(shield)와 관통결합되되, 중앙 외주에는 스프링이 구비되어 상기 어퍼 샤프트의 하단과 접하도록 구비되는 핀틀 샤프트; 및

상기 핀틀 샤프트의 하단 외주에 결합되는 핀틀 헤드를 포함하며, 상기 어퍼 샤프트 및 상기 핀틀 샤프트의 상·하 이동에 의해 개·폐가능하게 이루어지는 마운팅 베이스;

로 이루어지는 자동차용 배기가스 재순환 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 스프링은 일정한 탄성력을 갖는 탄성 스프링인 것을 특징으로 하는 자동차용 배기가스 재순환 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 스프링은 일정한 탄성력을 갖는 판 스프링인 것을 특징으로 하는 자동차용 배기가스 재순환 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 핀틀 샤프트와 상기 마운트 베이스 사이에 부싱을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 배기가스 재순환 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 어퍼 샤프트의 하부 외주에 부싱이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배기가스 재순환 장치.