KR20130021216A - 차량용 ｅｇｒ 밸브 - Google Patents

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KR20130021216A
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캄텍주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 EGR 밸브 및 EGR밸브용 개폐장치에 관한 것으로서, 상세하게는 성능이 개선되고 보다 안정적으로 동작할 수 있는 차량용 EGR 밸브 및 EGR밸브용 개폐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 동력을 제공하는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터와 연결되며 흡입구와 배출구가 형성되는 하우징과; 상기 엑츄에이터와 연결되어 상기 흡입구를 개폐하는 개폐장치를 포함하되, 상기 개폐장치는 상기 액츄에이터와 연결되고 회전운동 가능하게 마련되는 링크부재와; 상기 링크부재와 연결되되 그 일부가 하우징 내부에 수용되되, 상기 링크부재의 회전에 따라서 왕복운동을 수행하는 연결로드와; 상기 연결로드의 단부에 마련되고 상기 연결로드의 움직임에 따라서 상기 하우징의 흡입구를 개폐하는 밸브 부재와; 상기 하우징과 연결로드 사이를 지지하며 상기 연결로드에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR 밸브를 제공한다.

Description

차량용 ＥＧＲ 밸브{ A EGR valve for a vechicle}
본 발명은 차량용 EGR 밸브에 관한 것으로서, 상세하게는 성능이 개선되고 보다 안정적으로 동작할 수 있는 차량용 EGR 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
일반적으로 자동차에 설치된 엔진에서 배기되는 배기가스에서 발생되는 질소산화물(NOx)의 생성을 억제하기 위하여 현재 가장 많이 사용하고 있는 방법은 냉각된 배기가스의 일부를 혼합기에 더하여 실린더 내로 흡입시키는 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 밸브를 사용하고 있다.
EGR밸브의 구성을 보면, 흡입구와 배출구가 형성되는 하우징과, 상기 흡입구를 선택적으로 개폐하는 개폐장치와, 상기 개폐장치를 동작시켜 왕복운동을 유발하는 액츄에이터를 구비한다.
하우징의 흡입구는 엔진의 배기매니폴드와 연결되어 있고, 배출구는 엔진의 흡기 매니폴드와 연결되어 있어서, 상기 액츄에이터 및 개폐장치의 동작에 따라서 배기 매니폴드에서 토출되는 배기가스의 일부가 상기 EGR밸브에 의하여 선택적으로 흡기 매니폴드로 이동한다.
종래의 EGR밸브를 보면, 한국공개특허번호 10-2006-0029846과 같은 구조를 취하고 있었다. 종래의 구조에 의하면 액츄에이터와 개폐장치 간의 기어 구조가 마련되어 있었고, 그러한 기어구조의 동작에 따라서 배기가스의 재순환 동작이 일어났었다.
그런데 이와 같은 구조의 경우, 그 구성이 복잡해진다는 문제점과 조립 작업에 있어서도 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 동작의 안정성이 담보되면서 그 내부 구성이 단순해질 수 있는 차량용 EGR 밸브 및 EGR밸브용 개폐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
동력을 제공하는 액츄에이터와;
상기 액츄에이터와 연결되며 흡입구와 배출구가 형성되는 하우징과;
상기 엑츄에이터와 연결되어 상기 흡입구를 개폐하는 개폐장치를 포함하되,
상기 개폐장치는 상기 액츄에이터와 연결되고 회전운동 가능하게 마련되는 링크부재와;
상기 링크부재와 연결되되 그 일부가 하우징 내부에 수용되되, 상기 링크부재의 회전에 따라서 왕복운동을 수행하는 연결로드와;
상기 연결로드의 단부에 마련되고 상기 연결로드의 움직임에 따라서 상기 하우징의 흡입구를 개폐하는 밸브 부재와;
상기 하우징과 연결로드 사이를 지지하며 상기 연결로드에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR 밸브를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 동력을 제공하는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터가 수용되는 액츄에이터 하우징과;
상기 액츄에이터 하우징과 연결되며 흡입구와 배출구가 형성되는 하우징과;
상기 엑츄에이터와 연결되어 상기 흡입구를 개폐하는 개폐장치를 포함하되,
상기 개폐장치는 상기 액츄에이터와 연결되고 회전운동 가능하게 마련되는 링크부재와;
상기 링크부재와 연결되되 그 일부가 하우징 내부에 수용되되, 상기 링크부재의 회전에 따라서 왕복운동을 수행하는 연결로드와;
상기 연결로드의 단부에 마련되고 상기 연결로드의 움직임에 따라서 상기 하우징의 흡입구를 개폐하는 밸브 부재를 포함하고,
상기 액츄에이터와 연결로드를 연결하는 회전축에 삽입되며 일단부는 상기 액츄에이터 하우징에 설치되고, 상기 타단부는 상기 링크부재에 설치되어, 상기 연결로드에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR 밸브를 제공한다.
이와 같은 본 발명에서, 상기 링크부재와 연결된 연결로드에 가이드베어링이 삽입되고, 상기 가이드 베어링의 움직임을 안내하는 가이드 프레임이 마련됨으로써, 링크부재의 회전동작에 의하여 상기 개폐장치가 원활하게 상하 왕복운동을 수행할 수 있다.
한편, 연결로드와 하우징 사이에 압축스프링이 제공되거나, 링크부재와 액츄에이터 하우징 사이에 토션스프링이 제공되어, 액츄에이터에 전력공급이 중단되는 경우, 신속하게 개폐장치에 의한 흡입구의 폐쇄동작이 일어날 수 있다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 EGR밸브의 사시도이다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 EGR밸브용 개폐장치의 결합 사시도이다.
도3는 본 발명의 제1실시예에 의한 EGR밸브용 개폐장치의 분해 사시도이다.
도4는 본 발명의 제1실시예에 의한 EGR밸브에서 흡입구가 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 제1실시예에 의한 EGR밸브에서 흡입구가 개방된 상태를 도시한 도면이다
도6은 본 발명의 제2실시예에 의한 EGR밸브의 사시도이다.
도7는 본 발명의 제2실시예에 의한 EGR밸브용 개폐장치의 결합 사시도이다.
도8는 본 발명의 제2실시예에 의한 EGR밸브용 개폐장치의 분해 사시도이다.
도9는 본 발명의 제2실시예에 의한 EGR밸브에서 흡입구가 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다.
도10는 본 발명의 제2실시예에 의한 EGR밸브에서 흡입구가 개방된 상태를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.
도1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 EGR밸브는 전원을 인가받아서 동력을 발생시키는 액츄에이터(10)와, 상기 액츄에이터(10)를 둘러싸는 액츄에이터 하우징(11)과,
상기 액츄에이터 하우징(11)과 연결되어 배출가스가 흡입되는 흡입구(31) 및 배출구(32)가 형성되는 밸브 하우징(30)을 포함한다.
상기 밸브 하우징(30)의 테두리에는 체결공이 형성되어, 상기 체결공과 체결된 소정의 체결부재에 의하여 엔진 블록 내부에 체결될 수 있다.
상기 흡입구(31)는 상기 밸브 하우징(30)의 하면에 형성되고, 상기 배출구(32)는 상기 밸브 하우징(30)의 측면에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 액츄에이터 하우징(11)과 상기 밸브 하우징(30) 사이에는 상기 액츄에이터(10)와 연결되어 그 동력에 의하여 구동하여 상기 밸브 하우징(30)의 흡입구를 선택적으로 개폐하는 개폐장치(200)가 마련된다.
상기 개폐장치(200)는 상기 액츄에이터(10)에 연결되어 회동가능하게 배치되는 링크부재(201,202)와; 상기 링크부재(201,202)와 연결되고 상기 하우징(30)을 관통하도록 배치되어 상기 링크부재(201,202)의 회동운동에 따라서 상하 왕복운동을 수행하는 연결로드(250,203)와, 상기 연결로드(250,203)의 하단부에 마련되어 상기 흡입구(31)를 개폐하는 밸브부재(206)를 포함한다.
그리고, 상기 연결로드(250,203)와 상기 하우징(30) 사이에 마련되어 상기 액츄에이터의 동력제공 해제시 상기 연결로드(250,203)를 원상태로 복귀시키는 탄성복원력을 제공하는 탄성부재(204)도 더 포함된다.
상기 탄성부재(204)는 압축스프링 또는 코일스프링으로 구성되는 것이 바람직하며, 그 상단부는 상기 연결로드(250,203)에 마련되는 탄성부재 지지부(도2참조, 240)에 지지되고, 그 하단부는 상기 하우징(30)에 마련되는 관통공(35) 주위에 배치되는 지지홈(36)에 삽입되어 지지된다.
상기 탄성부재(204)의 상단부의 폭보다 하단부의 폭이 크게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 관통공(35)에 상기 연결로드(250,203)가 삽입되어 상하 방향으로 왕복운동을 할 수 있다.
상기 액츄에이터 하우징(11)의 전면에는 상기 연결로드(250,203)의 상하 왕복운동을 가이드 하는 가이드 프레임(70)이 마련된다.
상기 연결로드(250,203)에는 후술할 가이드 베어링(도2참조, 235)이 회동가능하게 설치되는데, 상기 가이드 베어링(235)이 상기 가이드 프레임(70)의 내부에 수용되어 상기 가이드 프레임(70)의 안내를 받아서 상하 이동을 할 수 있다.
상기 가이드 프레임(70)은 상기 액츄에이터 하우징(11)의 전면에 소정의 체결부재에 의하여 고정되는 고정부(70a)와, 상기 고정부(70a)에 의하여 전방으로 연장되는 'ㄷ'자 형태의 연장부(70b,70c)와, 상기 연장부(70b,70c) 내부에 마련되어 상기 가이드 베어링(235)이 수용되고, 상기 가이드 베어링(235)의 상하 이동을 가이드 하는 가이드 공간부(72)를 포함한다.
도2와 도3에서 도시한 바와 같이, 상기 링크 부재(201,202)는 상기 액츄에이터에 연결되는 연결샤프트(210)에 결합되는 제1링크부재(201)와, 상기 제1링크부재(201)와 회동가능하게 결합되는 제2링크부재(202)를 포함한다.
상기 제1링크부재(201)와 상기 제2링크부재(202)는 일측으로 길게 연장되는 바(bar)형태로 마련되는 것이 바람직하다.
상기 제1링크부재(201)의 일단부에 상기 연결샤프트(210)가 끼워맞춤되어 연결되고, 상기 제1링크부재(201)의 타단에 상기 제2링크부재(202)가 회동가능하게 연결된다.
따라서, 상기 액츄에이터(도1참조, 10) 동작에 의하여 상기 연결샤프트(210)가 회전하면, 그에 따라서 상기 제1링크부재(201)가 회전을 하고, 상기 제2링크부재(202)가 상승 또는 하강운동을 수행할 수 있다.
상기 제2링크부재(202)의 하단부에는 상기 연결로드(250,203)가 회동가능하게 연결된다.
상기 연결로드는 제1연결로드(250)와, 상기 제1연결로드(250)의 하부에 결합되어 배치되는 제2연결로드(203)를 포함한다.
상기 제1연결로드(250) 내부에는 그 상부가 개방되는 수용공간(250a)이 형성되고, 그 수용공간(250a) 내부에 상기 가이드 베어링(235)이 회동가능하게 설치된다.
상기 제1연결로드(250)의 상부는 상기 제2링크부재(202)와 제2체결부재(230)에 의하여 회동가능하게 결합되고, 상기 제2링크부재(202)와 연결된 부분보다 아래쪽에 상기 가이드 베어링(235)이 제3체결부재(260)에 의하여 결합된다.
상기 가이드 베어링(235)의 지름은 상기 제1연결로드(250)의 직경보다 크게 되는 것이 바람직하다. 이는 상기 가이드 프레임(도1참조, 70)의 가이드 공간부(72)와 내접하는 것을 고려한 것이다.
상기 제2연결로드(203)는 봉 형태로 마련되어, 상기 제1연결로드(250)의 하부에 고정된다. 그리고, 상기 제2연결로드(203)의 하부에는 소켓(205)이 삽입되고 고정되고, 상기 소켓(205)의 하단부에는 상기 밸브부재(206)가 결합되어 배치된다.
상기 제1연결로드(250)의 하부에는 탄성부재 지지부(240)와, 탄성부재(204)가 순차적으로 배치되며, 상기 탄성부재 지지부(240)와 상기 탄성부재(204)는 상기 제2연결로드(203)에 끼워지는 형태로 마련된다.
한편, 상기 탄성부재 지지부(240)는 상기 제1연결로드(250)의 하면에 배치되어 상기 탄성부재(204)의 상면과 접촉하여 상기 탄성부재(204)를 지지하는데, 상기 탄성부재(204)는 압축스프링으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제2연결로드(203)는 환봉 형태로 마련되는 것이 바람직하며, 상기 제2연결로드(203)의 하부에는 상기 소켓(205)이 삽입되어 고정된다.
한편 상기 소켓(205)의 상단부에는 실링부재(207)가 배치되는 것이 바람직한데, 상기 실링부재(207)의 역할은 상기 흡입구(31)로 들어온 가스가 상기 관통공(도1참조, 35) 방향으로 누출되는 것을 방지하는 것이다.
상기 하우징(도1참조, 30)의 관통공(35)은 상하부로 연장되어 마련되고, 상기 관통공(35)에 상기 소켓(205)이 수용된 상태에서 상하로 이동하게 된다.
상기 소켓(205)의 직경은 상기 관통공(35)의 내경에 대응되는 크기로 구성되나, 상기 소켓(205)이 상하로 원활하게 이동하기 위해서는 상기 소켓(205)의 외주면과 상기 관통공(35)의 내주면 사이에 미세한 유격이 발생하는 것이 바람직하다.
따라서, 이러한 유격 사이로 가스가 누출될 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위하여 상기 소켓(205)의 상단부에 상기 실링부재(207)가 배치되는 것이 바람직하다. 상기 실링부재(207)는 링 형태로 마련될 수 있다.
상기 소켓(205)의 하단부에는 상기 밸브부재(206)가 마련되는데, 상기 밸브부재(206)는 원판형태로 마련되어 상기 흡입구 테두리에 마련되는 밸브시트에 배치될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작에 대하여 알아보기로 하겠다.
도4에서 도시한 바와 같이, 엔진의 배기 매니폴드에 배출되는 배기가스를 외부로 배출시키는 경우, 상기 EGR밸브의 흡입구(31)는 폐쇄상태를 유지한다.
이 상태에서 상기 액츄에이터(10)에는 전원이 인가되지 않으며, 상기 탄성부재(204)가 상기 탄성부재 지지부(240)와 상기 지지홈(35) 사이에 배치되되, 그 탄성복원력으로 인하여, 상기 탄성부재 지지부(240)에 대하여 상부로 힘을 가한다.
이러한 탄성부재(204)에 의한 지지력은 상기 탄성부재 지지부(240) 및 상기 탄성부재 지지부(240)에 연결된 상기 연결로드(250,203) 및 상기 밸브부재(206)로 전달된다.
따라서, 상기 밸브부재(260)도 상승압력을 받게 되고, 이러한 상승압력은 상기 밸브부재(206)가 배치되는 상기 흡입구(31) 테두리와의 실링상태가 유지될 수 있도록 사용된다.
상기 액츄에이터(10)에 전원이 인가되지 않은 상태, 즉, 상기 흡입구(31) 폐쇄상태에서는 상술한 바와 같이, 상기 밸브부재(206)는 상사점 상태를 유지한다.
한편, 그 상태에서 상기 제1링크부재(201)는 수평상태를 유지하고, 상기 제2링크부재(202)는 경사진 상태를 유지한다.
한편, 도5에서 도시한 바와 같이, 엔진의 배기매니폴드에서 배출되는 가스를 흡기 매니폴드로 유입시키기 위한 재순환 동작이 필요한 경우, ECU(미도시)에서는 상기 흡입구(31)를 개방하라는 명령을 내린다.
이 경우, 상기 액츄에이터(10)에 전원이 인가되고, 전원 인가에 따라 상기 액츄에이터(10)에서 회전동력이 발생하면, 상기 제1링크부재(201)가 정면기준으로 시계방향으로 회전을 하고, 그에 따라서 상기 제2링크부재(202)도 하강운동을 한다.
도4(b)와 도5(b)를 비교하면, 상기 제1링크부재(201)의 회전각은 대략 90°정도가 되는 것이 바람직하다.
이와 같이 제1링크부재(201) 및 제2링크부재(202)가 회전을 하면, 상기 제1링크부재(201)와 상기 제2링크부재(202)는 각각 수직상태를 형성한다.
그에 따라서, 상기 연결로드(250,203) 및 상기 가이드 베어링(235), 상기 밸브부재(206)가 하향 이동한다.
특히, 상기 가이드 베어링(235)은 상기 가이드 프레임(70)의 가이드 공간부(72)를 따라 하향이동한다.
상기 연결로드(250,203)에 마련되는 상기 탄성부재 지지부(240)도 하향이동하기 때문에, 상기 탄성부재(203)의 높이가 작아지면서 압축된다.
이와 같이, 상기 밸브부재(206)가 하향이동하게 되면, 상기 흡입구(31)가 개방되어, 엔진의 배기 매니폴드에서 토출되는 배기가스가 상기 흡입구(31)로 유입된 후, 상기 배출구(32)로 이동한 후 엔진의 흡기 매니폴드로 재유입된다.
이와 같은 배기가스의 재순환에 의하여 배기가스에 포함된 대기오염성분이 완전연소되어 제거될 수 있다.
상기 흡입구(31)의 개방상태가 유지되다가, 상기 ECU(미도시)에 의하여 흡입구(31)를 폐쇄하라는 명령이 인가되면 상기 액츄에이터(10)에 인가되는 전원의 공급이 차단된다.
그에 의하여 상기 링크부재(201,202)를 도5와 같은 상태로 만들었던 힘이 소멸되면, 상기 탄성부재(204)의 탄성복원력에 의하여 상기 탄성부재 지지부(240)가 위로 상승하게 되고, 상기 탄성부재 지지부(240)와 연결되는 상기 연결로드(250,203) 및 상기 연결로드(250,203)와 결합된 상기 밸브부재(206)가 상승한다.
이와 같은 탄성부재(204)의 탄성복원력에 의하여 도4와 같이, 상기 밸브부재(206)는 상기 흡입구(31)를 폐쇄하고, 상기 링크부재(201,202)는 전원 인가되기 전의 원래 위치로 복귀한다.
도6내지 도10을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.
도6에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 EGR밸브는 전원을 인가받아서 동력을 발생시키는 액츄에이터(10)와, 상기 액츄에이터(10)를 둘러싸는 액츄에이터 하우징(11)과,상기 액츄에이터 하우징(11)과 연결되어 배출가스가 흡입되는 흡입구(31) 및 배출구(32)가 형성되는 밸브 하우징(30)을 포함한다.
상기 밸브 하우징(30)의 테두리에는 체결공이 형성되어, 상기 체결공과 체결된 소정의 체결부재에 의하여 엔진 블록 내부에 체결될 수 있다.
상기 흡입구(31)는 상기 밸브 하우징(30)의 하면에 형성되고, 상기 배출구(32)는 상기 밸브 하우징(30)의 측면에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 액츄에이터 하우징(11)과 상기 밸브 하우징(30) 사이에는 상기 액츄에이터(10)와 연결되어 그 동력에 의하여 구동하여 상기 밸브 하우징(30)의 흡입구를 선택적으로 개폐하는 개폐장치(200)가 마련된다.
상기 개폐장치(200)는 상기 액츄에이터(10)에 연결되어 회동가능하게 배치되는 링크부재(201,202)와; 상기 링크부재(201,202)와 연결되고 상기 하우징(30)을 관통하도록 배치되어 상기 링크부재(201,202)의 회동운동에 따라서 상하 왕복운동을 수행하는 연결로드(250,203)와, 상기 연결로드(250,203)의 하단부에 마련되어 상기 흡입구(31)를 개폐하는 밸브부재(206)를 포함한다.
그리고, 상기 액츄에이터(10)에는 회전축 역할을 하는 연결샤프트(도8참조, 210)가 마련되며, 상기 연결샤프트(210)는 상기 링크부재(201,202)와 연결된다.
상기 연결샤프트(210)에는 상기 개폐장치(200)에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재(300)가 설치된다.
상기 탄성부재(300)는 토션스프링으로 구성되는 것이 바람직하며, 그 일단부는 상기 액츄에이터 하우징(11)에 지지되고, 타단부는 상기 링크부재(201)에 지지된다.
상기 액츄에이터 하우징(11)의 전면에는 상기 연결로드(250,203)의 상하 왕복운동을 가이드 하는 가이드 프레임(70)이 마련된다.
상기 연결로드(250,203)에는 후술할 가이드 베어링(도8참조, 235)이 회동가능하게 설치되는데, 상기 가이드 베어링(235)이 상기 가이드 프레임(70)의 내부에 수용되어 상기 가이드 프레임(70)의 안내를 받아서 상하 이동을 할 수 있다.
상기 가이드 프레임(70)은 상기 액츄에이터 하우징(11)의 전면에 소정의 체결부재에 의하여 고정되는 고정부(70a)와, 상기 고정부(70a)에 의하여 전방으로 연장되는 'ㄷ'자 형태의 연장부(70b, 70c)와, 상기 연장부(70b,70c) 내부에 마련되어 상기 가이드 베어링(도8참노, 235)이 수용되고, 상기 가이드 베어링(235)의 상하 이동을 가이드 하는 가이드 공간부(72)를 포함한다.
도7과 도8에서 도시한 바와 같이, 상기 링크 부재(201,202)는 상기 액츄에이터에 연결되는 연결샤프트(210)에 결합되는 제1링크부재(201)와, 상기 제1링크부재(201)와 회동가능하게 결합되는 제2링크부재(202)를 포함한다.
상기 제1링크부재(201)와 상기 제2링크부재(202)는 일측으로 길게 연장되는 바(bar)형태로 마련되는 것이 바람직하다.
상기 제1링크부재(201)의 일단부에 상기 연결샤프트(210)가 끼워맞춤되어 연결되고, 상기 제1링크부재(201)의 타단에 상기 제2링크부재(202)가 회동가능하게 연결된다.
따라서, 상기 액츄에이터(10) 동작에 의하여 상기 연결샤프트(210)가 회전하면, 그에 따라서 상기 제1링크부재(201)가 회전을 하고, 상기 제2링크부재(202)가 상승 또는 하강운동을 수행할 수 있다.
상기 탄성부재(300)의 일단부(300a)는 상기 액츄에이터 하우징(도6참조, 11)의 표면에 삽입되어 고정되고, 상기 탄성부재(300)의 타단부(300b)는 상기 제1링크부재(201)에 삽입되어 고정된다.
한편, 상기 제2링크부재(202)의 하단부에는 상기 연결로드(250,203)가 회동가능하게 연결된다.
상기 연결로드(250,203)는 제1연결로드(250)와, 상기 제1연결로드(250)의 하부에 결합되어 배치되는 제2연결로드(203)를 포함한다.
상기 제1연결로드(250) 내부에는 그 상부가 개방되는 수용공간(250a)이 형성되고, 그 수용공간(250a) 내부에 상기 가이드 베어링(235)이 회동가능하게 설치된다.
상기 제1연결로드(250)의 상부는 상기 제2링크부재(202)와 제2체결부재(230)에 의하여 회동가능하게 결합되고, 상기 제2링크부재(202)와 연결된 부분보다 아래쪽에 상기 가이드 베어링(235)이 제3체결부재(260)에 의하여 결합된다.
상기 가이드 베어링(235)의 지름은 상기 제1연결로드의 직경보다 크게 되는 것이 바람직하다. 이는 상기 가이드 프레임(도1참조, 70)의 가이드 공간부(72)와 내접하는 것을 고려한 것이다.
상기 제2연결로드(203)는 봉 형태로 마련되어, 상기 제1연결로드(250)의 하부에 고정된다. 그리고, 상기 제2연결로드(203)의 하부에는 소켓(205)이 삽입되고 고정되고, 상기 소켓(205)의 하단부에는 상기 밸브부재(206)가 결합되어 배치된다.
상기 제2연결로드(203)는 환봉 형태로 마련되는 것이 바람직하며, 상기 제2연결로드(203)의 하부에는 상기 소켓(205)이 삽입되어 고정된다.
한편 상기 소켓(205)의 상단부에는 실링부재(207)가 배치되는 것이 바람직한데, 상기 실링부재(207)의 역할은 상기 흡입구(도6참조, 31)로 들어온 가스가 상기 관통공(도6참조, 35) 방향으로 누출되는 것을 방지하는 것이다.
상기 하우징(도6참조, 30)의 관통공(35)은 상하부로 연장되어 마련되고, 상기 관통공(35)에 상기 소켓(205)이 수용된 상태에서 상하로 이동하게 된다.
상기 소켓(205)의 외주면과 상기 관통공(35) 의 내주면의 크기는 상호 대응되는 것이나, 상기 소켓(205)이 상하로 원활하게 이동하기 위해서는 상기 소켓(205)의 외주면과 상기 관통공(35)의 내주면 사이에 미세한 유격이 발생하는 것이 바람직하다.
따라서, 이러한 유격 사이로 가스가 누출될 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위하여 상기 소켓(205)의 상단부에 상기 실링부재(207)가 배치되는 것이 바람직하다. 상기 실링부재(207)는 링 형태로 마련될 수 있다.
상기 소켓(205)의 하단부에는 상기 밸브부재(206)가 마련되는데, 상기 밸브부재(206)는 원판형태로 마련되어 상기 흡입구 테두리에 마련되는 밸브시트에 배치될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작에 대하여 알아보기로 하겠다.
도9에서 도시한 바와 같이, 엔진의 배기 매니폴드에 배출되는 배기가스를 외부로 배출시키는 경우, 상기 EGR밸브의 흡입구(31)는 폐쇄상태를 유지한다.
이 상태에서 상기 액츄에이터(10)에는 전원이 인가되지 않으며, 상기 탄성부재(300)가 상기 액츄에이터 하우징(11)과 상기 제1링크 부재(201) 사이에 배치되어 그 탄성력으로 인하여, 상기 제1링크부재(201)를 지지한다.
이러한 탄성부재(300)에 의한 지지력은 상기 제1,2링크부재(201,202)에 연결된 상기 연결로드(250,203) 및 상기 밸브부재(206)로 전달된다.
따라서, 상기 밸브부재(206) 또는 상승압력을 받게 되고, 이러한 상승압력은 상기 밸브부재(206)가 배치되는 상기 흡입구(31) 테두리와의 실링상태가 유지될 수 있도록 사용된다.
상기 액츄에이터(10)에 전원이 인가되지 않은 상태, 즉, 상기 흡입구(31) 폐쇄상태에서는 상술한 바와 같이, 상기 밸브부재(206)는 상사점 상태를 유지한다.
한편, 그 상태에서 상기 제1링크부재(201)는 수평상태를 유지하고, 상기 제2링크부재(202)는 경사진 상태를 유지한다.
한편, 도10에서 도시한 바와 같이, 엔진의 배기매니폴드에서 배출되는 가스를 흡기 매니폴드로 유입시키기 위한 재순환 동작이 필요한 경우, ECU(미도시)에서는 상기 흡입구(31)를 개방하라는 명령을 내린다.
이 경우, 상기 액츄에이터(10)에 전원이 인가되고, 전원 인가에 따라 상기 액츄에이터(10)에서 회전동력이 발생하면, 상기 제1링크부재(201)가 정면기준으로 시계방향으로 회전을 하고, 그에 따라서 상기 제2링크부재(202)도 하강운동을 한다.
도9(b)와 도10(b)를 비교하면, 상기 제1링크부재(201)의 회전각은 대략 90°정도가 되는 것이 바람직하다.
이와 같이 제1링크부재(201) 및 제2링크부재(202)가 회전을 하면, 상기 제1링크부재(201)와 상기 제2링크부재(202)는 각각 수직상태를 형성한다.
그에 따라서, 상기 연결로드(250, 203) 및 상기 가이드 베어링(235), 상기 밸브부재(206)가 하향 이동한다. 특히, 상기 가이드 베어링(235)은 상기 가이드 프레임(70)의 가이드 공간부(72)를 따라 하향이동한다.
이와 같이 이동하면서, 상기 토션스프링으로 구성되는 상기 탄성부재(300)는 비틀리면서 변형되고, 그에 따라서 상기 탄성부재(300) 내부에 탄성복원력이 축적된다.
이와 같이, 상기 밸브부재(206)가 하향이동하게 되면, 상기 흡입구(31)가 개방되어, 엔진의 배기 매니폴드에서 토출되는 배기가스가 상기 흡입구(31)로 유입된 후, 상기 배출구(32)로 이동한 후 엔진의 흡기 매니폴드로 재유입된다.
이와 같은 배기가스의 재순환에 의하여 배기가스에 포함된 대기오염성분이 완전연소되어 제거될 수 있다.
상기 흡입구(31)의 개방상태가 유지되다가, 상기 ECU(미도시)에 의하여 흡입구(31)를 폐쇄하라는 명령이 인가되면 상기 액츄에이터(10)에 인가되는 전원의 공급이 차단된다.
그에 의하여 상기 링크부재(201,202)를 도10과 같은 상태로 만들었던 힘이 소멸되면, 상기 탄성부재(300)의 탄성복원력에 의하여 상기 링크부재(201,202)가 위로 상승하게 되고, 상기 링크부재(201,202)와 연결되는 상기 연결로드(250,203) 및 상기 연결로드(250,203)와 결합된 상기 밸브부재(206)가 상승한다.
이와 같은 탄성부재(206)의 탄성복원력에 의하여 도8와 같이, 상기 밸브부재(206)는 상기 흡입구(31)를 폐쇄하고, 상기 링크부재(201,202)는 전원 인가되기 전의 원래 위치로 복귀한다.
10: 액츄에이터 11: 액츄에이터 하우징
30: 하우징 31: 흡입구
32: 배출구 35: 관통공
36: 지지홈 200: 개폐부재
201: 제1링크부재 202: 제2링크부재
250: 제1연결로드 203: 제2연결로드
204, 300: 탄성부재 240: 탄성부재 지지부
205: 소켓 206: 밸브부재
207: 실링부재

Claims (24)

  1. 동력을 제공하는 액츄에이터와;
    상기 액츄에이터와 연결되며 흡입구와 배출구가 형성되는 하우징과;
    상기 엑츄에이터와 연결되어 상기 흡입구를 개폐하는 개폐장치를 포함하되,
    상기 개폐장치는 상기 액츄에이터와 연결되고 회전운동 가능하게 마련되는 링크부재와;
    상기 링크부재와 연결되되 그 일부가 하우징 내부에 수용되되, 상기 링크부재의 회전에 따라서 왕복운동을 수행하는 연결로드와;
    상기 연결로드의 단부에 마련되고 상기 연결로드의 움직임에 따라서 상기 하우징의 흡입구를 개폐하는 밸브 부재와;
    상기 하우징과 연결로드 사이를 지지하며 상기 연결로드에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 링크부재는 상기 액츄에이터의 회전축과 연결되는 제1링크부재와;
    상기 제1링크부재와 상기 연결로드를 연결하는 제2링크부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결로드에 삽입되는 상태로 배치되는 가이드 베어링과;
    상기 액츄에이터를 수용하는 액츄에이터 하우징에 설치되어 상기 가이드 베어링의 상하 이동을 안내하는 가이드 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드 프레임은 상기 액츄에이터 하우징에 고정되는 고정부와;
    상기 고정부로부터 연장되며 상기 개폐장치를 둘러싸도록 배치되는 연장부와;
    상기 연장부 내부에 마련되고 상기 가이드베어링의 이동을 가이드 하는 가이드 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연결로드는 상기 가이드 베어링이 삽입되는 제1연결로드와;
    상기 제1연결로드의 하부에 결합되는 제2연결로드와;
    상기 제2연결로드의 하부에 결합되며 그 하단부에 상기 밸브부재가 설치되는 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1연결로드에 마련되어, 상기 가이드 베어링이 삽입되어 수용되는 수용공간부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 탄성부재는 압축스프링으로 마련되고,
    상기 제1연결로드의 하면에 배치되되, 상기 제2연결로드가 삽입되도록 마련되어, 상기 탄성부재의 상단부가 지지되는 탄성부재 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄성부재 지지부는 상기 가이드 프레임의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하우징은 그 상면에 마련되며, 상기 개폐부재가 관통하는 관통공과;
    상기 관통공 테두리에 마련되어, 상기 탄성부재의 하단부가 삽입되어 지지되는 지지홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지홈은 상기 탄성부재의 하단부 및 탄성부재의 일부가 수용될 수 있도록 소정 깊이를 가지며, 상기 관통공의 외측에 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 소켓의 상면에 마련되어, 상기 흡입구를 통과한 가스가 상기 관통공 방향으로 누출되는 것을 방지하기 위한 실링 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상단부의 폭보다 하단부의 폭이 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 소켓은 상기 관통공의 내부에 수용되도록 마련되되,
    상기 소켓의 직경은 상기 관통공 내부 직경에 대응되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 소켓의 직경은 상기 제2연결로드의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR 밸브.
  15. 동력을 제공하는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터가 수용되는 액츄에이터 하우징과;
    상기 액츄에이터 하우징과 연결되며 흡입구와 배출구가 형성되는 하우징과;
    상기 엑츄에이터와 연결되어 상기 흡입구를 개폐하는 개폐장치를 포함하되,
    상기 개폐장치는 상기 액츄에이터와 연결되고 회전운동 가능하게 마련되는 링크부재와;
    상기 링크부재와 연결되되 그 일부가 하우징 내부에 수용되되, 상기 링크부재의 회전에 따라서 왕복운동을 수행하는 연결로드와;
    상기 연결로드의 단부에 마련되고 상기 연결로드의 움직임에 따라서 상기 하우징의 흡입구를 개폐하는 밸브 부재를 포함하고,
    상기 액츄에이터와 연결로드를 연결하는 회전축에 삽입되며 일단부는 상기 액츄에이터 하우징에 설치되고, 상기 타단부는 상기 링크부재에 설치되어, 상기 연결로드에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR 밸브.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 링크부재는 상기 액츄에이터의 회전축과 연결되는 제1링크부재와;
    상기 제1링크부재와 상기 연결로드를 연결하는 제2링크부재를 포함하되,
    상기 탄성부재의 타단부는 상기 제1링크부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 연결로드에 삽입되는 상태로 배치되는 가이드 베어링과;
    상기 액츄에이터를 수용하는 액츄에이터 하우징에 설치되어 상기 가이드 베어링의 상하 이동을 안내하는 가이드 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 가이드 프레임은 상기 액츄에이터 하우징에 고정되는 고정부와;
    상기 고정부로부터 연장되며 상기 개폐장치를 둘러싸도록 배치되는 연장부와;
    상기 연장부 내부에 마련되고 상기 가이드베어링의 이동을 가이드 하는 가이드 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 연결로드는 상기 가이드 베어링이 삽입되는 제1연결로드와;
    상기 제1연결로드의 하부에 결합되는 제2연결로드와;
    상기 제2연결로드의 하부에 결합되며 그 하단부에 상기 밸브부재가 설치되는 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1연결로드에 마련되어, 상기 가이드 베어링이 삽입되어 수용되는 수용공간부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 탄성부재는 토션스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 하우징에 마련되어 상기 연결로드가 관통하는 관통공과,
    상기 소켓의 상면에 마련되어, 상기 흡입구를 통과한 가스가 상기 관통공 방향으로 누출되는 것을 방지하기 위한 실링 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 소켓은 상기 관통공의 내부에 수용되도록 마련되되,
    상기 소켓의 직경은 상기 관통공 내부 직경에 대응되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR밸브.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 소켓의 직경은 상기 제2연결로드의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR 밸브.

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