KR20160054586A - 캠 기어와 상기 캠 기어를 포함하는 선형 구동 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제1 부품의 회전 운동을 제2 부품의 선형 운동으로 변환하는 선형 구동 디바이스에 사용되는 캠 기어(6)로서, 상기 캠 기어의 단부면에는 캠 트렌치(8)가 제공되며, 상기 캠 기어는 섹터 기어로 구성되고, 상기 기어의 원주 방향으로 상기 캠 트렌치의 2개의 단부 부분 중 적어도 하나는 개방되어 있는, 상기 캠 기어에 관한 것이다. 본 발명은 상기 캠 기어를 포함하는 선형 구동 디바이스(1)에 더 관한 것이다.

Description

캠 기어와 상기 캠 기어를 포함하는 선형 구동 디바이스{CAM GEAR AND LINEAR DRIVE DEVICE COMPRISING SAID CAM GEAR}

본 발명은 회전 운동을 선형 운동으로 변환하는 선형 구동 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선형 구동 디바이스에 사용되는 캠 기어(즉, 캠 트렌치(cam trench)를 갖는 기어)에 관한 것이다.

자동차 산업과 같은 산업에서, 정밀하게 제어될 수 있는 밸브 디바이스가 일반적으로 예를 들어, (이후 EGR 제어 밸브라고 지칭되는) 엔진 배기 가스 재순환 시스템의 제어 밸브에 사용하는데 요구된다. 대부분의 이러한 밸브 디바이스는 구동원으로 모터를 사용하기 때문에, 모터의 회전 출력을 밸브 스템(valve stem)의 선형 운동으로 변환하는 선형 구동 디바이스가 요구된다.

2-스테이지 또는 다중-스테이지 전달을 1-스테이지 전달로 대체하여 디바이스의 전체 사이즈와 제조 비용을 감소시키기 위하여, 이 선형 구동 디바이스는 캠 기어를 사용할 수 있고, 캠 기어의 단부면(end face)에 캠 트렌치가 형성될 수 있는 것으로 알려져 있다. 모터의 회전 운동은 캠 기어의 치형부로 전달되어 캠 기어를 회전시킨다. 캠 기어의 회전 동안, 밸브 스템에 고정되게 연결된 종동부(follower)는 밸브 스템의 축방향으로 캠 트렌치에서 앞뒤로 선형으로 이동하며, 밸브 스템을 위아래로 이동시킨다.

종래 기술의 캠 기어에서, 캠 트렌치는 두 단부에서 폐쇄되고, 이에 의해, 종동부는 기어의 평면에 수직인 방향으로만 캠 트렌치에 조립될 수 있어서, 조립을 수행하는 것이 용이하지 않다. 나아가, 캠 트렌치의 기존의 캠 곡선은 강성의 충격을 효과적으로 감소시키지 못한다. 나아가, 캠 기어에 제공되고 복원 시스템의 액슬(axle)과 협력하도록 의도된 샤프트 보어(shaft bore)는 둥근 보어이어서, 샤프트 보어와 액슬 사이의 협력이 느슨해지기 쉽다. 나아가, 경량을 위해 플라스틱 기어가 사용되는 경우, 기어 치형부의 강도가 불충분하여, 치형부가 용이하게 파손될 수 있다.

본 발명은 종래 기술에 있는 전술한 문제들 중 하나 이상을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 제1 양상은 제1 부품의 회전 운동을 제2 부품의 선형 운동으로 변환하는 선형 구동 디바이스에 사용되는 캠 기어에 관한 것으로, 상기 캠 기어의 단부면에 캠 트렌치가 제공되고, 상기 캠 기어는 섹터 기어(sector gear)로 구성되고, 상기 기어의 외주방향으로 상기 캠 트렌치의 2개의 단부 부분 중 적어도 하나가 개방되어 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 캠 트렌치의 캠 곡선은 시작점과 종료점에서 상대적으로 편평한 제5차 다항식 곡선이다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 캠 트렌치는 상기 기어의 외주방향으로 180도 내지 320도의 범위의 각도로 연장된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 캠 트렌치는 도입 세그먼트(introduction segment), 운동 세그먼트(movement segment) 및 맞물림 세그먼트(meshing segment)를 포함하되, 상기 도입 세그먼트는 상기 제2 부품에 고정되게 연결된 종동부를 도입하는데 사용되고, 상기 운동 세그먼트는 상기 종동부의 선형 행정을 야기하는데 사용되며, 상기 맞물림 세그먼트는, 상기 종동부가 상기 행정의 종료점에 도달할 때, 상기 캠 기어가 상기 제1 부품으로부터 맞물림 해제되는 것을 방지하는데 사용된다. 바람직하게는, 상기 도입 세그먼트의 개구에 외부쪽으로 연장되는 혼 입구부(horn mouth)가 제공된다.

상기 도입 세그먼트의 곡선 프로파일의 적어도 일부는 미리 결정된 높이만큼 상승할 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 운동 세그먼트는 상기 기어의 원주 방향(circumferential direction)으로 150도 내지 300도의 범위의 각도로 연장된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 캠 기어의 중심에 비-원형 단면을 구비하는 샤프트 보어가 제공된다. 바람직하게는, 상기 샤프트 보어의 단면은 "D"-형상이다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 캠 기어의 섹터 면(sectoral face)이 상기 기어의 원주 방향으로 연장되는 길이는 상기 캠 트렌치가 상기 기어의 외주방향으로 연장되는 길이와 같다. 바람직하게는, 상기 기어의 외주방향으로 상기 캠 트렌치의 두 단부 부분은 개방되어 있다.

본 발명의 제2 양상은, 모터; 상기 모터의 출력 샤프트에 고정되게 연결된 피니언 기어와 상기 피니언 기어와 맞물리는 전달 기어를 포함하는 감속 전달 스테이지(speed-reducing transmission stage); 및 상기 전달 기어의 회전 운동을 출력 커넥팅 로드의 선형 운동으로 변환하는 선형 전달 스테이지를 포함하고, 상기 출력 커넥팅 로드는 슬리브 부재에 수용되어 단지 선형으로만 이동하며, 상기 전달 기어는 전술한 바와 같이 본 발명의 제1 양상에 따른 캠 기어인, 선형 구동 디바이스에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 캠 기어는 섹터 기어로 구성되고, 상기 기어의 원주 방향으로 상기 캠 트렌치의 2개의 단부 부분 중 적어도 하나는 개방되고; 그리하여, 강도를 감소시킴이 없이 경량이 구현되고, 상기 종동부는 상기 캠 트렌치에 용이하게 조립될 수 있다.

나아가, 상기 캠 트렌치의 캠 곡선이 시작점과 종료점에서 상대적으로 편평한 제5차 다항식 곡선으로 설계된 것에 의해 강성의 충격이 효과적으로 감소될 수 있다. 나아가, 상기 캠 기어의 샤프트 보어가 비-원형 단면을 가지도록 설계된 것에 의해 상기 샤프트 보어와 맞물림 샤프트 사이에 효과적으로 토크가 전달될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선형 구동 디바이스의 바람직한 실시예의 사시도;
도 2는 외부 하우징을 도시하지 않고 본 발명에 따른 선형 구동 디바이스의 바람직한 실시예의 다른 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 선형 구동 디바이스의 바람직한 실시예의 단면도;
도 4는 본 발명에 따른 전달 기어와 그 트렌치에 수용된 종동부의 정면도;
도 5는 출력 커넥팅 로드와 종동부를 포함하는 출력 조립체의 단면도;
도 6은 전달 기어의 정면도;
도 7은 캠 곡선의 개략도;
도 8은 액슬과 함께 볼류트 스프링(volute spring)의 사시도;
도 9는 액슬과 함께 볼류트 스프링의 정면도.

본 발명의 일 실시예에 따른 선형 구동 디바이스와 이 선형 구동 디바이스에 사용되는 캠 기어가 도면을 참조하여 아래에 설명된다. 이후 상세한 설명에서는, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 보다 완전히 이해할 수 있도록 많은 특정 상세들이 제시된다. 그러나, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명은 이들 특정 상세들 중 일부 없이도 구현될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 나아가, 본 발명은 본 명세서에 설명된 특정 실시예로 제한되지 않는 것으로 이해된다. 대신에, 다음 특징과 요소들의 임의의 조합이 상이한 실시예에 포함되는지 여부에 상관없이 본 발명을 구현하는데 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 그리하여, 다음 양상, 특징, 실시예 및 장점은 단지 예시를 위한 것일 뿐, 청구범위에 명시적으로 언급이 없는 한, 청구범위의 요소 또는 정의로 이해되어서는 안 된다.

일례로서 엔진 배기 가스 재순환에 사용되는 EGR 제어 밸브의 선형 구동 디바이스를 취하여 본 발명에 따른 선형 구동 디바이스가 아래에서 설명되지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 선형 구동 디바이스는 여러 밸브와 작동체와 같은 작은 정밀한 선형 제어를 요구하는 임의의 장비에 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 선형 구동 디바이스의 바람직한 실시예는 도 1 내지 도 3에 도시된다. 이 실시예에서, 선형 구동 디바이스(1)는 모터(2), 제1 전달 스테이지(감속 전달 스테이지) 및 제2 전달 스테이지(선형 전달 스테이지)를 포함한다. 선형 구동 디바이스는 모터(2)를 구동하는 것에 의해 출력 커넥팅 로드(7)를 선형 운동시킨다. 먼지 또는 다른 이물질이 구동 디바이스에 들어가서 이를 손상시키는 것을 방지하기 위해, 하우징(11)과 이에 대응하는 밀봉 시스템이 제공된다.

제1 전달 스테이지, 즉 감속 전달 스테이지는 모터의 출력 샤프트에 고정되게 연결된 피니언 기어(5)와, 이 피니언 기어(5)와 맞물리는 전달 기어(6)를 포함한다. 모터(2)가 동작될 때, 피니언 기어(5)는 회전 구동되어, 피니언 기어(5)와 맞물리는 전달 기어(6)가 회전된다.

제2 전달 스테이지는 전달 기어(6)의 회전 운동을 출력 커넥팅 로드(7)의 선형 운동으로 변환하는 선형 전달 스테이지이다. 제2 전달 스테이지는 전달 기어(6)에 형성된 나선형 트렌치(8), 이 트렌치(8)에 수용된 종동부(9), 및 이 종동부(9)에 고정되게 연결된 출력 커넥팅 로드(7)를 포함한다.

종동부(9)는 롤러 또는 롤링 베어링 또는 슬라이딩 베어링을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 종동부(9)는 도 4에 도시된 바와 같이 볼 베어링(ball bearing)을 포함한다. 볼 베어링을 사용하는 것에 의해, 마찰 손실이 감소되고 효율이 개선된다. 도 5에 도시된 실시예에서, 종동부(9)는 볼 베어링과 핀 샤프트(pin shaft)를 포함하고, 볼 베어링은 전달 기어(6)의 트렌치(8)에서 지지되고, 트렌치를 따라 롤링할 수 있고, 핀 샤프트의 일 단부는 볼 베어링의 내부 링에 연결되고, 타 단부는 커넥터(17)에서 지지된다.

도 5는 종동부(9)와 출력 커넥팅 로드(7)를 포함하는 출력 조립체를 도시하고, 여기서 출력 커넥팅 로드(7)는 커넥터(17)를 통해 볼 베어링의 내부 링에 연결된다. 출력 커넥팅 로드(7)는 슬리브 부재(10)에 제공되고, 이에 따라 위아래로 선형으로만 이동할 수 있다(도 3 참조). 전달 기어(6)가 회전할 때, 종동부(9)는 트렌치(8)를 따라 변위되고, 트렌치(8)의 형상이 나선형인 것으로 인해 종동부(9)는 위아래로 이동되어, 출력 커넥팅 로드(7)는 위아래로 이동되도록 구동된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전달 기어(6)는 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명된다. 전달 기어(6)는 캠과 기어를 결합시켜서, 캠 기어라고도 지칭된다.

전달 기어(6)는 섹터 기어로 구성된다. 미사용된 부분이 제거되기 때문에, 재료가 절감되고 경량이 구현된다. 플라스틱 기어를 사용하여 경량을 획득하는 것에 비해, 본 발명에 따른 전달 기어(6)의 강도가 개선되고, 치형부가 파손될 위험이 감소된다.

바람직하게는, 전달 기어(6)의 외주방향으로, 전달 기어의 섹터 면이 연장되는 길이(즉, 각도 범위)는 선형 트렌치(8)가 연장되는 길이에 적응된다. 이 경우에, 기어의 외주방향으로 트렌치(8)의 두 단부 부분이 개방된다. 이 구조를 통해, 종동부(9)는 개방된 단부 부분으로부터 트렌치(8)로 용이하게 슬라이딩될 수 있다. 트렌치의 2개의 단부들이 폐쇄된 것으로 인해 기어의 평면에 수직인 방향으로 종동부가 캠 트렌치에서 조립되어야 하는 구조물에 비해, 조립하는 것이 간단하고 용이하다.

미도시된 다른 실시예에서, 트렌치(8)가 기어의 외주방향으로 연장되는 길이는 전달 기어(6)의 섹터 면이 기어의 외주방향으로 연장되는 길이 미만일 수 있고, 기어의 외주방향으로 트렌치(8)의 2개의 단부 부분 중 단 하나만이 개방되고, 다른 부분은 폐쇄될 수 있다. 이 경우에, 종동부(9)는 개방된 단부 부분으로부터 트렌치(8)로 용이하게 슬라이딩될 수 있다.

전달 기어(6)의 단부면에 형성된 나선형 트렌치(8)는 캠 트렌치로 사용된다. 나선형 트렌치(8)는 예를 들어 인볼류트 형상(involute shape)이다. 나선형 트렌치(8)의 중심은 전달 기어(6)의 중심과 일치한다. 나선형 트렌치(8)가 선형 전달 스테이지의 일 행정에서 회전하는 호 길이는 매우 클 수 있으므로, 트렌치(8)와 선형 전달 스테이지 사이의 압력 각도가 감소된다. 요구되는 전달 힘이 선형 운동 방향으로 주어진 성분을 가지는 경우에, 압력 각도가 감소하면 그 코사인 값이 증가되어, 트렌치(8)와 선형 전달 스테이지 사이에 전달 힘이 감소된다. 나선형 트렌치(8)는 전달 기어(6)의 외주방향으로 90도 내지 320도의 범위, 보다 바람직하게는 180도 내지 300도의 범위의 각도로 연장된다.

도 6은 전달 기어(6)와 그 단부면에 형성된 캠 그루브(cam groove)의 일례를 상세히 도시한다. 이 예에서, 기어의 모듈러스(m)는 0.6이고, 모터 기어에 대한 기어의 전달 비율은 11이다. 그러나, 이들 파라미터는 단지 예시적인 것일 뿐, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다.

도 6에 도시된 바와 같이, 트렌치(8)는 도입 세그먼트, 운동 세그먼트 및 맞물림 세그먼트를 포함한다. 도시된 예에서, 캠 그루브의 도입 세그먼트, 운동 세그먼트 및 맞물림 세그먼트는 기어의 외주방향으로 28.3도, 160도 및 62.4도의 각도로 각각 연장된다. 그러나, 이들 값은 단지 예시적인 것일 뿐, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 운동 세그먼트가 기어의 외주방향으로 연장되는 각도는 150도 내지 300도의 범위로 설정될 수 있다. 도입 세그먼트와 맞물림 세그먼트의 각도 범위도 또한 적절히 조절될 수 있다.

도입 세그먼트는 종동부(9)를 도입하는데 사용된다. 외부쪽으로 연장되는 혼 입구부는 도입 세그먼트의 개구에 제공되어, 종동부(9)를 도입하는 것을 더 용이하게 한다. 운동 세그먼트의 시작 위치는 위치(M1)이고, 종료 위치는 위치(M2)이고, 종동부(9)의 선형 행정은 운동 세그먼트에서 야기된다. 맞물림 세그먼트는, 종동부(9)가 최대 행정에 도달할 때 전달 기어(6)의 치형부가 피니언 기어(5)로부터 맞물림 해제되는 것을 방지하는데 사용된다.

도 6에 도시된 예에서, 도입 세그먼트에 있는 점(M1)으로부터 17.5도의 각도만큼 이격된 위치에서, 곡선 프로파일은 0.3 mm를 초과하는 높이만큼 상승하여(즉, 곡선에 의해 야기된 선형 행정이 0.3mm만큼 상승하여), 종동부(9)가 트렌치(8)로부터 떨어지는 것을 방지한다. 위치와 높이의 이들 값은 또한 단지 예시적인 것이다.

도 7은 도 6에 도시된 캠 트렌치의 운동 세그먼트에 대응하는 캠 곡선을 도시하고, 여기서 수평 축은 전달 기어(6)가 회전되는 각도를 나타내고, 수직 축은 전달 기어(6)의 회전 동안 종동부(9)가 이동(즉, 상승)하는 거리를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 캠 트렌치의 운동 세그먼트는 160도의 기어 각도를 커버한다. 이 범위에서, 종동부(9)와 이에 대응하는 밸브의 행정은 6 mm이다. 이 행정의 값도 또한 단지 예시적인 것이다.

도 7에 도시된 캠 곡선은 제5차 다항식 곡선이고, 이 곡선은 시작점과 종료점에서 상대적으로 편평하다. 따라서, 시작 위치와 종료 위치에서 충격 힘이 감소되어, 캠 트렌치에 종동부(9)가 강성으로 충돌하는 것을 회피할 수 있다.

일 실시예에서, 선형 구동 디바이스를 둘러싸는 하우징(11)과 전달 기어(6) 사이에는 형상 맞춤 구조물이 존재한다. 도시된 실시예에서, 핀(12)은 전달 기어(6)(도 4 참조)에 고정되고, 이 핀은, 하우징(11)에 있는 특징부와 맞물릴 때, 종동부(9)가 전달 기어(6)의 트렌치(8)에서 떨어지는 것을 방지하는 기계적인 정지부로 사용될 수 있다. 예를 들어, 전달 기어(6)가 위치(M2)로 이동될 때, 핀(12)은 하우징(11)에 있는 제한 보스(limiting boss)와 접촉하여 전달 기어를 정지시켜, 종동부(9)가 트렌치(8)로부터 해제되는 것을 방지한다.

비-원형 단면을 갖는 샤프트 보어, 예를 들어, 도 4 및 도 6에 도시된 "D"-형상의 단면의 샤프트 보어가 전달 기어(6)의 중심에 더 제공된다. 샤프트 보어의 단면은 또한 정사각형과 같은 다른 형상일 수 있다. 샤프트 보어는 후술된 바와 같이 복원 시스템의 액슬을 수용하는데 사용된다.

모터(2)가 오기능하거나 또는 통전 해제(de-energized)된 경우에도 출력 커넥팅 로드(7)가 초기 위치로 되복귀할 수 있기 위하여, 선형 전달 디바이스는 바람직하게는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 전기 없이 복원하기 위한 복원 시스템을 더 포함한다. 모터가 통전될 때, 2개의 대향하는 방향으로 구동하는 것에 의해 구동하는 것과 복원하는 것을 달성할 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 그러나, 모터가 (예를 들어, 고장 또는 다른 이유 때문에) 통전 해제된 때, 전달 디바이스는 초기 위치로 복원할 수 있는 것이 바람직하므로, 이러한 복원 시스템이 요구된다.

복원 시스템은 전달 기어(6)를 베어링하는 액슬(13)과 스프링을 포함한다. 스프링은 토션 스프링(예를 들어, 나선형 토션 스프링 또는 토션 바 스프링)일 수 있다. 나아가, 스프링은 도면에 도시된 바와 같이 액슬(13)에 고정된 볼류트 스프링(14)일 수 있다. 액슬(13)은 2개의 단부 부분에서 베어링을 통해 하우징(11)에 장착된다. 액슬(13)과 전달 기어(6)는 상대적으로 비-회전가능한 방식으로 연결된다. 볼류트 스프링(14)의 일 단부는 디바이스의 하우징(11)에 고정되고, 타 단부는 액슬(13)에 직접 또는 간접 고정된다. 조립이 완료된 후, 전달 디바이스의 초기 위치에서, 볼류트 스프링(14)은 압축 응력을 받은 상태에 있어서 액슬(13)에 토크를 인가하여, 선형 전달 스테이지는 위쪽으로 이동하는 경향이 있다. 초기 위치에서 스프링은 이미 압축 응력을 받은 상태에 있으므로, 밸브가 최대로 개방될 때, 스프링의 압축 응력을 받는 힘이 더 커진다. 볼류트 스프링(14)을 사용하는 것에 의해, 복원 힘이 증가되고 고정이 용이하고, 공간이 절감된다.

볼류트 스프링(14)을 액슬(13)에 고정하는 것은 스프링 부싱(15)을 사용하는 것에 의해 수행될 수 있다. 스프링 부싱(15)은 액슬(13)을 둘러싸고 그루브(16)를 구비하는 방식으로 액슬(13)에 고정되고, 볼류트 스프링(14)의 단부 부분은 그루브(16)에 수용된다. 이 접근법에 의해, 스프링을 고정하는 것이 보다 편리하고, 힘이 액슬(13)에 더 잘 전달된다.

액슬(13)은 스프링 부싱(15)과 또한 일체로 형성되어, 스프링이 액슬(13)에 직접 연결될 수 있다. 물론, 볼류트 스프링(14)의 단부 부분을 수용하는 그루브(16)가 액슬(13)에 직접 제공되어 연결 기능을 구현하는 것도 고려된다.

물론, 스프링을 고정하는 다른 방법도, 예를 들어, 스프링의 일 단부를 하우징에 고정하고 타 단부를 전달 기어에 고정하는 것에 의해 고려될 수 있다. 나아가, 볼류트 스프링에 대해, 회전은 내부 링 또는 외부 링을 따라 수행될 수 있다.

액슬(13)은 전달 기어(6)의 샤프트 보어에 대응하는 비-원형 단면, 예를 들어 도 8 및 도 9에 도시된 D-형상의 단면을 적어도 부분적으로 구비하거나, 또는 정사각형과 같은 다른 형상을 구비할 수 있다. "D"-형상과 같은 비-원형 단면을 사용하여, 액슬과 기어 사이가 느슨하게 되는 것을 회피하는 것에 의해 전달 기어(6)와 액슬(13) 사이에 토크는 더 잘 전달될 수 있다. 따라서, 토크는 볼류트 스프링(14)으로 신뢰성 있게 전달될 수 있어서, 전기 없이 복원될 수 있다.

선형 구동 디바이스(1)는 커넥팅 로드의 위치를 검출하는 센서(미도시)를 포함할 수 있고, 상기 센서는 유도 센서, 홀(Hall) 센서, 자기 변형 센서 또는 접촉 센서일 수 있다. 이들 센서는 상이한 위치에 배열될 수 있고, 상이한 유형의 센서에 따라 상이한 유형의 움직임을 검출할 수 있다. 전달 기어(6)가 위치(M1)로 이동할 때, 센서는 위치를 센싱하고, 신호를 모터에 송신하여 모터를 통전 해제시키고 정지시킬 수 있다.

선형 구동 디바이스(1)는 엔진 배기 가스 재순환 시스템에서 밸브 디바이스, 특히 EGR 제어 밸브에 사용될 수 있다. 엔진 배기 가스 재순환 시스템은 잘 알려져 있다. 이러한 배기 가스 재순환 시스템에서, EGR 제어 밸브는 배기 가스 재순환 파이프에서 사용되어 재순환된 배기 가스의 양을 제어한다.

EGR 밸브 또는 다른 밸브 디바이스에 응용하기 위해, 선형 구동 디바이스의 출력 커넥팅 로드(7)는 밸브 헤드(3)에 연결되고, 이 출력 커넥팅 로드는, 출력 커넥팅 로드(7)가 이동할 때, 밸브 헤드(3)를 이동시켜, 밸브 안착부(valve seat)(미도시)로부터 밸브 헤드의 거리를 변화시키는 것에 의해 밸브를 조절할 수 있다. EGR 제어 밸브의 선형 구동 디바이스(1)의 모터(2)는 선형 구동 디바이스의 출력 커넥팅 로드(7)에 의해 밸브 헤드(3)를 위아래로 이동시켜 밸브를 폐쇄하거나 또는 개방하도록 제어된다. 밸브의 개방 운동 동안, 종동부(9)는 트렌치(8)의 내부 벽과 접촉하고, 밸브의 폐쇄 운동 동안, 종동부(9)는 트렌치(8)의 외부 벽과 접촉한다. EGR 제어 밸브가 통전 해제될 때, 스프링이 압축 응력을 받는 것으로 인해, 스프링 힘은 액슬(13)에 인가되고 액슬(13)을 회전시키는 것에 의해, 전달 기어(6)를 회전 구동시키고, 이 전달 기어(6)에 있는 트렌치(8)는 종동부(9)를 구동시켜, 이에 의해 밸브를 폐쇄할 때까지 커넥팅 로드(7)를 위쪽으로 이동시킨다.

나아가, 출력 커넥팅 로드(7)의 현재 위치는 센서에 의해 검출되고 제어 디바이스로 전달되어 이에 의해 EGR 제어 밸브가 제어된다.

본 발명은 상대적으로 바람직한 실시예에 의해 앞에서 개시되었으나, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 본 발명의 사상과 범위를 벗어남이 없이 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 이루어지는 여러 변형과 변경은 본 발명의 보호 범위에 포함되어야 하므로, 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의해 한정되어야 한다.

1: 선형 구동 디바이스 2: 모터
3: 밸브 헤드 5: 피니언 기어
6: 전달 기어 7: 출력 커넥팅 로드
8: 트렌치 9: 종동부
10: 슬리브 부재 11: 하우징
12: 핀 13: 액슬
14: 볼류트 스프링 15: 스프링 부싱
16: 그루브 17: 커넥터

Claims (13)

1. 제1 부품의 회전 운동을 제2 부품의 선형 운동으로 변환하는 선형 구동 디바이스에 사용되는 캠 기어로서, 상기 캠 기어의 단부면(end face)에 캠 트렌치가 제공되되, 상기 캠 기어는 섹터 기어(sector gear)로 구성되고, 상기 기어의 원주 방향(circumferential direction)으로 상기 캠 트렌치의 2개의 단부 부분 중 적어도 하나가 개방되는 것을 특징으로 하는 캠 기어.
2. 제1항에 있어서, 상기 캠 트렌치의 캠 곡선은 시작점과 종료점에서 상대적으로 편평한 제5차 다항식 곡선인 것을 특징으로 하는 캠 기어.
3. 제1항에 있어서, 상기 캠 트렌치는 상기 기어의 원주 방향으로 180도 내지 320도의 범위의 각도로 연장되는 것을 특징으로 하는 캠 기어.
4. 제1항에 있어서, 상기 캠 트렌치는 도입 세그먼트, 운동 세그먼트(movement segment) 및 맞물림 세그먼트를 포함하되, 상기 도입 세그먼트는 상기 제2 부품에 고정되게 연결된 종동부(follower)를 도입하는데 사용되고, 상기 운동 세그먼트는 상기 종동부의 선형 행정을 야기하는데 사용되며, 상기 맞물림 세그먼트는, 상기 종동부가 상기 행정의 종료점에 도달할 때 상기 캠 기어가 상기 제1 부품으로부터 맞물림 해제되는 것을 방지하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 캠 기어.
5. 제4항에 있어서, 상기 도입 세그먼트의 개구에 외부쪽으로 연장되는 혼 입구부(horn mouth)가 제공되는 것을 특징으로 하는 캠 기어.
6. 제4항에 있어서, 상기 도입 세그먼트의 곡선 프로파일의 적어도 일부는 미리 결정된 높이만큼 상승하는 것을 특징으로 하는 캠 기어.
7. 제4항에 있어서, 상기 운동 세그먼트는 상기 기어의 원주 방향으로 150도 내지 300도 범위의 각도로 연장되는 것을 특징으로 하는 캠 기어.
8. 제1항에 있어서, 상기 캠 기어의 중심에 비-원형 단면을 구비하는 샤프트 보어(shaft bore)가 제공되는 것을 특징으로 하는 캠 기어.
9. 제8항에 있어서, 상기 샤프트 보어의 단면은 "D"-형상인 것을 특징으로 하는 캠 기어.
10. 제1항에 있어서, 상기 캠 기어에는 제한 핀이 더 제공되고, 상기 핀은 상기 선형 구동 디바이스의 하우징에 있는 구조물과 협력하여 기계적인 정지부로서 기능하는 것을 특징으로 하는 캠 기어.
11. 제1항에 있어서, 상기 캠 기어의 섹터 면(sectoral face)이 상기 기어의 원주 방향으로 연장되는 길이는 상기 캠 트렌치가 상기 기어의 원주 방향으로 연장되는 길이에 적응되는 것을 특징으로 하는 캠 기어.
12. 제11항에 있어서, 상기 기어의 원주 방향으로 상기 캠 트렌치의 두 단부 부분이 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 캠 기어.
13. 선형 구동 디바이스(1)로서,
    모터(2);
    상기 모터의 출력 샤프트에 고정되게 연결된 피니언 기어(5)와, 상기 피니언 기어(5)와 맞물리는 전달 기어(6)를 포함하는 감속 전달 스테이지; 및
    상기 전달 기어(6)의 회전 운동을 출력 커넥팅 로드(7)의 선형 운동으로 변환하는 선형 전달 스테이지를 포함하고, 상기 출력 커넥팅 로드는 슬리브 부재(10)에 수용되어 단지 선형으로만 이동하되;
    상기 전달 기어(6)는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 캠 기어인 것을 특징으로 하는 선형 구동 디바이스(1).

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