KR20170030939A - 플로팅 부싱을 포함하는 이지알 밸브 - Google Patents

플로팅 부싱을 포함하는 이지알 밸브 Download PDF

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KR20170030939A
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박영훈
이진섭
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이래오토모티브시스템 주식회사
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Abstract

플로팅 부싱을 포함하는 이지알 밸브가 게시된다. 본 발명의 실시예에 따른 이지알 밸브(100)는, 샤프트(151)가 상하로 이동함으로써 샤프트(151)에 설치되어 있는 밸브(152)가 상하로 이동하여 배기가스의 입구 통로 및 출구 통로를 개폐시키는 이지알 밸브(100)에 있어서, 샤프트 상하 이동 관통구(111)가 형성된 베이스(110); 상기 샤프트 상하 이동 관통구(111)와 샤프트(151) 사이에 장착되고, 소정 크기의 탄성력을 가지는 유연한 소재로 구성된 부싱(120); 및 상기 이지알 밸브(100) 내부에 장착되고, 부싱(120)의 상부면을 하방으로 가압하는 탄성부재(130);를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 가공정밀도를 높이지 않고 누적된 공차들을 흡수하면서 리크(leak) 양을 최소화 할 수 있는 구조를 포함하는 이지알 밸브를 제공할 수 있다.

Description

플로팅 부싱을 포함하는 이지알 밸브 {EGR Valve Having Floating Bushing}
본 발명은 이지알 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스 리크량을 감소시킬 수 있는 플로팅 부싱을 포함하는 이지알 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 질소산화물(NOx)은 고압, 고온시에 산소와 질소가 결합하여 발생하는 것으로, 이를 억제하기 위하여 대기중으로 배출되는 배기가스 일부를 다시 흡기계통측에 공급하여 최고 연소온도를 낮추고, 산소 공급을 줄여 질소산화물의 생성을 저감시키는 EGR(exhaust gas recirculation) 시스템이 사용된다.
상기 EGR(exhaust gas recirculation) 시스템에서 대기중으로 배출되는 배기가스 일부를 다시 흡기계통측에 공급하는 배기가스의 양에 따라 연료의 연소상태가 좌우됨으로 엔진의 출력과 배출가스에 함유되는 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(PM) 등에 영향을 미친다.
상기와 같이 EGR(exhaust gas recirculation) 시스템에서는 리턴되는 배기가스의 양이 중요시되며, 상기 리턴되는 배기가스를 제어하는 것이 EGR 밸브이다. 그러므로 EGR(exhaust gas recirculation) 시스템에서는 EGR 밸브가 가장 중요하다고 할 수 있으며, 이로 인하여 다양한 EGR 밸브에 대한 기술이 제시되어 있다.
일반적인 EGR밸브 중 내연기관용 EGR밸브는, 배기가스의 입,출구 통로가 연통되게 형성되는 마운팅 베이스와, 승강하는 밸브핀틀 하단부에 형성되어 마운팅 베이스에 형성된 밸브시이트에 대해 착탈되어 통로를 개폐하는 밸브와, 밸브핀틀을 지지하는 부쉬와, 하우징 상측에 설치되어 전류 인가시 구동하여 밸브를 개폐시키는 솔레노이드와, 마운팅 베이스와 솔레노이드 사이에 설치되어 밸브에 의해 통로를 폐쇄시킨 것을 초기상태로서 탄성바이어스하는 탄성부재와, 밸브핀틀과 부쉬의 결합부위의 미세한 틈새를 통해 누출되는 배기가스가 통과하는 챔버로 이루어진다.
상기 솔레노이드는 보빈에 권선되어 전류 인가시 자기력을 발생하는 코일과, 코일에 전류인가시 보빈 내부에 지지된 부쉬를 따라 하강되어 고정아마튜어와 접촉됨에 따라 밸브핀틀과 착탈되어 밸브를 개폐시키는 가동아마튜어와, 솔레노이드 상측에 설치되어 가동아마튜어가 축방향으로 위치이동하는 것을 검출하여 EGR밸브의 작동위치를 감지하는 위치감지센서와, 위치감지센서와 코일을 연결하는 터미널단자를 구비한다.
본 출원인에 의하여 제시된 국내특허등록 제707489호의 자동차용 라이너 이지알 밸브에셈블리(30)는 도 1과 같이 세컨더리폴피스에 유입되어 액화된 배기가스의 잔해물이 자연배출될 수 있도록 작동에 필요한 전원 공급을 위한 컨넥트(31)를 상단에 가지고 구비되는 솔레노이드(32)와; 상기 솔레노이드(32)의 하방에 결합되어 흡,배기구를 가지는 마운팅베이스(33)로 구성되고; 상기 솔레노이드(32)는 하우징(34)의 내부에 솔레노이드코일(35)을 권취하여 내장되는 보빈(36)과; 상기 보빈(36)의 내방에 자장누설의 방지와 더불어 아마튜어(37)의 원활한 작동성 보장을 위한 가이드를 겸할 수 있도록 결합되는 프라이머리폴피스(38)와 세컨더리폴피스(39); 상기 프라이머리 및 세컨더리폴피스(38,39)의 내방에는 솔레노이드코일(35)로 전원 공급으로 발생하는 자화로 승,강할 수 있도록 내장되는 아마튜어(37)와; 상기 아마튜어(37)의 하단에는 마운팅베이스(33)에 구비되는 흡입구를 개,폐하기 위한 밸브를 가지고 연결되는 밸브핀틀(40)과; 상기 마운팅베이스(33)와 밸브핀틀(40) 상간에 개재되어 솔레노이드(32)로 이물질 유입을 차단하는 더스트씰(41)을 포함 하는 통상적인 전기타입 이지알밸브어셈를리(30)에 상기 세컨더리폴피스(39)의 하방 내경과 일체로 돌출되게 형성되어 마운팅베이스(33)상의 더스트씰(41)과 연접되는 돌출환턱(42)에 방사형으로 다수개의 배출슬로트를 형성한 기술이 제시되어 있다.
일반적으로 EGR밸브는 고온으로부터 내구성을 가져야 하는 특성과 정밀하여야 하는 등의 특성으로 인하여 고가인 단점이 있으며, 상기에 제시된 바와 같이 이루어진 EGR밸브에서는 상하이동을 하는 아마튜어 또는 밸브핀틀의 위치를 감지하여 EGR밸브의 작동위치를 감지하는 고가의 직선용 위치감지센서가 사용된다.
한편, 기존 부싱(Bushing)의 구조는 금속 부싱을 금속 베이스에 압입하는 구조로 되어 있다.
부싱의 내경은 조립되는 여러 부품들의 공차들을 고려하여 그 누적된 공차들을 흡수할 수 있는 충분히 큰 크기의 내경이 사용되어진다.
부품들의 공차를 줄여준다면 부싱의 내경 크기는 최소화 될 수 있으나, 이는 가공 정밀도의 상승으로 이어져 부품 또는 제품가격 상승이 불가피하다.
따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 이지알 밸브의 문제점을 해결하고, 가공정밀도를 높이지 않고 누적된 공차들을 흡수하면서 리크(Leak)량을 최소화 할 수 있는 구조를 포함하는 이지알 밸브(EGR Valve)에 관한 기술이 필요한 실정이다.
한국등록특허 제10-0707489 (등록일 2007.04.06)
본 발명의 목적은, 가공정밀도를 높이지 않고 누적된 공차들을 흡수하면서 리크(leak) 양을 최소화 할 수 있는 구조를 포함하는 이지알 밸브를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이지알 밸브는: 샤프트가 상하로 이동함으로써 샤프트에 설치되어 있는 밸브가 상하로 이동하여 배기가스의 입구 통로 및 출구 통로를 개폐시키는 이지알 밸브에 있어서, 샤프트 상하 이동 관통구가 형성된 베이스; 상기 샤프트 상하 이동 관통구와 샤프트 사이에 장착되고, 소정 크기의 탄성력을 가지는 유연한 소재로 구성된 부싱; 및 상기 이지알 밸브 내부에 장착되고, 부싱의 상부면을 하방으로 가압하는 탄성부재;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 부싱은: 원통형 구조로 형성되고, 샤프트의 외주면을 감싸는 구조의 관통구가 중앙부에 형성되어 있는 본체부; 및 상기 본체부의 측면으로부터 측방으로 소정길이만큼 일체형으로 연장되어 베이스의 표면과 접촉하는 연장부;를 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 본체부는 베이스에 형성된 샤프트 상하 이동 관통구와 대응되는 크기의 직경을 가지는 원통형 구조이고, 상기 본체부의 원통형 구조의 하부에는 직경이 점차 감소하는 테이퍼 구조가 형성될 수 있다.
이때, 상기 본체부의 하단부의 직경은 상단부의 직경 대비 80 내지 99 % 의 길이일 수 있다.
경우에 따라서, 상기 연장부와 접촉하는 베이스 표면에는 제 1 요철구조가 형성되어 있고, 상기 베이스 표면과 접촉하는 연장부에는 제 1 요철구조와 대응되는 구조의 제 2 요철구조가 형성될 수 있다.
이때, 상기 제 1 요철구조 및 제 2 요철구조는 측단면상 다각형 형상, 타원 형상, 곡선 형상 또는 원형 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 이지알 밸브는: 내부에 탄성부재를 장착하며, 하부면이 개방된 박스구조로서, 부싱을 감싸는 상태로 이지알 밸브 내부의 베이스 상부면에 장착되는 가이드 박스;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
이때, 상기 가이드 박스의 상부면과 이지알 밸브 내부면 사이에는 탄성부재가 장착되고, 상기 가이드 박스의 하부면과 이지알 밸브 내부면 사이에는 실링부재가 장착될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 이지알 밸브에 따르면, 샤프트 상하 이동 관통구와 샤프트 사이에 장착되고, 소정 크기의 탄성력을 가지는 유연한 소재로 구성된 부싱; 및 상기 이지알 밸브 내부에 장착되고, 상기 부싱의 상부면을 하방으로 가압하는 탄성부재;를 구비함으로써 가공정밀도를 높이지 않고 누적된 공차들을 흡수하면서 리크(leak) 양을 최소화 할 수 있는 구조를 포함하는 이지알 밸브를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 이지알 밸브에 따르면, 베이스와 접촉하는 부분에 요철구조를 형성함으로써 부싱과 베이스의 접촉면적을 증가시켜 더욱 향상된 리크 방지 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 이지알 밸브를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이지알 밸브를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 부싱을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 요철구조가 추가로 형성된 부싱을 나타내는 단면도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 이지알 밸브를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 이지알 밸브(100)는 샤프트(151)가 상하로 이동함으로써 샤프트(151)에 설치되어 있는 밸브(152)가 상하로 이동하여 배기가스의 입구 통로 및 출구 통로를 개폐시키는 이지알 밸브(100)로서, 베이스(110), 부싱(120) 및 탄성부재(130)를 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 베이스(110)에는 샤프트 상하 이동 관통구(111)가 형성되어 있어 샤프트(151)의 상하 이동 동작을 가이드해줄 수 있다.
부싱(120)은 샤프트 상하 이동 관통구(111)와 샤프트(151) 사이에 장착되고, 소정 크기의 탄성력을 가지는 유연한 소재로 구성될 수 있다. 이에 대한 더욱 상세한 설명은 후술하기로 한다.
탄성부재(130)는 이지알 밸브(100) 내부에 장착되고, 부싱(120)의 상부면을 하방으로 가압할 수 있다.
도 3에는 도 2에 도시된 부싱을 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
도 3을 도 2와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 부싱(130)은 본체부(121) 및 연장부(122)로 구성될 수 있다.
본체부(121)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 원통형 구조로 형성되고, 샤프트(151)의 외주면을 감싸는 구조의 관통구(123)가 중앙부에 형성되어 있는 구조일 수 있다. 더욱 구체적으로, 본체부(121)는 베이스(110)에 형성된 샤프트 상하 이동 관통구(111)와 대응되는 크기의 직경을 가지는 원통형 구조이고, 본체부(121)의 원통형 구조의 하부에는 직경이 점차 감소하는 테이퍼 구조(124)가 형성되어 있을 수 있다.
또한, 본체부(121)의 하단부의 직경(D2)은 상단부의 직경(D1) 대비 80 내지 99 % 의 크기일 수 있다.
상기 언급한 테이퍼 구조(124)는 베이스에 형성된 샤프트 상하 이동 관통구(111)에 더욱 손쉽게 삽입될 수 있도록, 유도하는 구조이다. 이때, 본체부(121)에 형성된 관통구(123)는 샤프트(151)의 위치를 잡아줌으로써 샤프트(151)의 위치를 정확한 위치로 유도할 수 있다.
또한, 연장부(122)는 본체부(121)의 측면으로부터 측방으로 소정길이만큼 일체형으로 연장되어 베이스(110)의 표면과 접촉할 수 있다.
경우에 따라서, 본 실시예에 따른 이지알 밸브(100)는 부싱을 감싸는 상태로 이지알 밸브(100) 내부에 장착되는 가이드 박스(140)를 더 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 가이드 박스(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 탄성부재(130)를 장착하며, 하부면이 개방된 박스구조일 수 있다. 또한, 가이드 박스(140)의 상부면과 이지알 밸브(100) 내부면 사이에는 탄성부재(141)가 장착되어 가이드 박스(140)를 더욱 안정적으로 고정시킬 수 있다. 또한, 가이드 박스(140)의 하부면과 이지알 밸브(100) 내부면 사이에는 실링부재(142)가 장착되어, 가스 리크(leak)를 더욱 저감시킬 수 있다.
도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 요철구조가 추가로 형성된 부싱을 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
도 4를 도 2와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 부싱(120)의 연장부(113)에는 제 2 요철구조(113)가 형성되어 있고, 베이스(110) 표면에는 제 1 요철구조(112)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 제 1 요철구조(112)와 제 2 요철구조(113)는 서로 대응되는 크기와 형상으로 형성되고, 형성 위치 또한 서로 대응되는 위치임이 바람직하다. 이때, 제 1 요철구조(112)와 제 2 요철구조(113)의 측단면 형상은 다각형 형상, 타원 형상, 곡선 형상 또는 원형 형상일 수 있다.
이러한 구조를 포함하는 본 실시예에 따른 이지알 밸브(100)는 베이스(110)와 접촉하는 부분에 요철구조(112, 113)를 형성함으로써 부싱(120)과 베이스(110)의 접촉면적을 증가시켜 더욱 향상된 리크(leak) 방지 효과를 달성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 이지알 밸브에 따르면, 샤프트 상하 이동 관통구와 샤프트 사이에 장착되고, 소정 크기의 탄성력을 가지는 유연한 소재로 구성된 부싱; 및 상기 이지알 밸브 내부에 장착되고, 상기 부싱의 상부면을 하방으로 가압하는 탄성부재;를 구비함으로써 가공정밀도를 높이지 않고 누적된 공차들을 흡수하면서 리크(leak) 양을 최소화 할 수 있는 구조를 포함하는 이지알 밸브를 제공할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
100: 이지알 밸브
110: 베이스
111: 샤프트 상하 이동 관통구
112: 제 1 요철구조
113: 제 2 요철구조
120: 부싱
121: 본체부
122: 연장부
123: 관통구
124: 테이퍼 구조
130: 탄성부재
140: 가이드 박스
141: 탄성부재
142: 실링부재
151: 샤프트
152: 밸브

Claims (8)

  1. 샤프트(151)가 상하로 이동함으로써 샤프트(151)에 설치되어 있는 밸브(152)가 상하로 이동하여 배기가스의 입구 통로 및 출구 통로를 개폐시키는 이지알 밸브(100)에 있어서,
    샤프트 상하 이동 관통구(111)가 형성된 베이스(110);
    상기 샤프트 상하 이동 관통구(111)와 샤프트(151) 사이에 장착되고, 소정 크기의 탄성력을 가지는 유연한 소재로 구성된 부싱(120); 및
    상기 이지알 밸브(100) 내부에 장착되고, 부싱(120)의 상부면을 하방으로 가압하는 탄성부재(130);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이지알 밸브(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부싱(120)은:
    원통형 구조로 형성되고, 샤프트(151)의 외주면을 감싸는 구조의 관통구(123)가 중앙부에 형성되어 있는 본체부(121); 및
    상기 본체부(121)의 측면으로부터 측방으로 소정길이만큼 일체형으로 연장되어 베이스(110)의 표면과 접촉하는 연장부(122);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이지알 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 본체부(121)는 베이스(110)에 형성된 샤프트 상하 이동 관통구(111)와 대응되는 크기의 직경을 가지는 원통형 구조이고,
    상기 본체부(121)의 원통형 구조의 하부에는 직경이 점차 감소하는 테이퍼 구조(124)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이지알 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 본체부(121)의 하단부의 직경(D2)은 상단부의 직경(D1) 대비 80 내지 99 % 의 크기인 것을 특징으로 하는 이지알 밸브.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 연장부(122)와 접촉하는 베이스(110) 표면에는 제 1 요철구조(112)가 형성되어 있고,
    상기 베이스(110) 표면과 접촉하는 연장부(122)에는 제 1 요철구조(112)와 대응되는 구조의 제 2 요철구조(113)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이지알 밸브.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 요철구조(112) 및 제 2 요철구조(113)는 측단면상 다각형 형상, 타원 형상, 곡선 형상 또는 원형 형상인 것을 특징으로 하는 이지알 밸브.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이지알 밸브(100)는:
    내부에 탄성부재(130)를 장착하며, 하부면이 개방된 박스구조로서, 부싱을 감싸는 상태로 이지알 밸브(100) 내부의 베이스(110) 상부면에 장착되는 가이드 박스(140);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이지알 밸브.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가이드 박스(140)의 상부면과 이지알 밸브(100) 내부면 사이에는 탄성부재(141)가 장착되고,
    상기 가이드 박스(140)의 하부면과 이지알 밸브(100) 내부면 사이에는 실링부재(142)가 장착되는 것을 특징으로 하는 이지알 밸브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100707489B1 (ko) 2003-04-10 2007-04-13 한국델파이주식회사 자동차용 라이너 이지알 밸브어셈블리

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