KR20170140065A

KR20170140065A - 회전 운동을 밸브 부재의 병진 운동으로 변환하기 위한 장치

Info

Publication number: KR20170140065A
Application number: KR1020170024335A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 티에리; 베른하르트 클리펠; 마누엘 쉬커; 젠스 스위치윈트
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2017-12-20
Also published as: DE102016210315B4; DE102016210315A1; US10145491B2; KR101928510B1; US20170363225A1

Abstract

본 발명은 회전 운동을 밸브 부재의 병진 운동으로 변환하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 밸브 부재 및 캠 곡선을 갖는 캠 부재를 구비하며, 상기 밸브 부재는 병진축을 따라서 병진 이동 가능하게 지지되어 있고, 상기 캠 부재는 회전축을 중심으로 회전 가능하며, 이 경우 상기 밸브 부재에는 태핏이 연결되어 있고, 상기 태핏에 의해 상기 밸브 부재는 상기 병진축을 따라서 병진 이동될 수 있으며, 그리고 상기 태핏이 상기 캠 곡선과 맞물리는 결합 부재를 구비하고, 이 경우 상기 결합 부재는 상기 태핏에 의해 캠 부재의 2개의 측면으로부터 지지되며, 그리고 이 경우 회전축을 중심으로 한 상기 캠 부재의 회전에 의해, 상기 결합 부재는, 상기 태핏이 병진 운동을 실시함으로써 상기 밸브 부재가 병진 운동을 실시하도록 상기 캠 곡선을 따라서 가이드 된다.

Description

회전 운동을 밸브 부재의 병진 운동으로 변환하기 위한 장치{DEVICE FOR CONVERTING A ROTATIONAL MOVEMENT INTO A TRANSLATIONAL MOVEMENT OF A VALVE ELEMENT}

본 발명은 회전 운동을 밸브 부재의 병진 운동(translation movement)으로 변환하기 위한 장치 및 상기와 같은 변환 장치를 구비하는 배기가스 재순환 밸브에 관한 것이다.

선행 기술에는, 연소 배기가스를 모터의 연소 챔버로 되돌려 보내기 위해 내연 기관에서 사용되는 배기가스 재순환 밸브들이 공지되어 있다. 이러한 배기가스 재순환 밸브 사용은 디젤 엔진에서 질소 산화물 배출을 감소시킨다. 뿐만 아니라 가솔린 엔진에서는, 부분 부하 범위(partial-load range)에서 연료 소비량을 감소시킬 수 있다.

상기와 같은 배기가스 재순환 밸브들에서는, 밸브 부재를 움직이기 위해 여러 장치들이 사용된다. 상기와 같은 장치의 예는 WO 2011/076902 A1호에 기재되어 있다. 상기 문서에 기재된 작동 부재 내에서, 밸브 부재는 태핏(tappet)과 연결되어 있고, 이러한 태핏은 재차 결합 부재를 구비한다. 상기 결합 부재는 판 모양 부재 내에 형성된 커넥팅 링크(connecting link) 내에서 가이드 된다. 상기 판 모양 부재의 회동(swing)에 의해, 상기 태핏이 왕복 운동을 할 수 있고, 태핏의 이러한 왕복 운동에 의해 밸브 부재가 밸브 시트(valve seat)와 관련하여 개방 또는 폐쇄 동작을 실시한다.

DE 10 2010 025 538 A1호에는 유사한 장치가 공지되어 있다. 이러한 작동 장치의 경우에는, 또한 곡선 커넥팅 링크가 제공되어 있고, 상기 커넥팅 링크에는 결합 부재가 맞물린다. 그러나 이러한 경우 상기 결합 부재는 태핏과 연결되어 있지 않고, 상기 커넥팅 링크가 그 내부에 형성되어 있는 대상과 연결되어 있다. 결합 부재의 운동에 의해 커넥팅 링크가 회동하고, 이러한 회동은 태핏이 이동되도록 한다.

WO 2011/076902 A1호에서 드러나는 사실은, 결합 부재가 변형될 수 있다는 점이다. 결합 부재의 이러한 변형 원인은 상기 작동 부재의 기능상 원리를 개략적으로 보여주는 도 4에 나타나 있다. 상기 도면에서 20'는 결합 부재(23a')와 연결되어 있는 태핏을 나타낸다. 상기 결합 부재는 태핏(20')으로부터 돌출하고 롤러(23')와 연결되어 있다. 상기 롤러(23a')는 캠 부재(cam element)(14')의 커넥팅 링크에 맞물린다. 그러나 상기 결합 부재(23a')의 캔틸레버 암(cantilever arm) 특징으로 인해, 휨 모멘트가 결합 부재(23')에 작용하고, 상기 휨 모멘트는 상기 결합 부재가 커넥팅 링크 내에서 가장자리가 어디에 끼게 되거나, 또는 적어도 더 많은 마찰을 갖도록 야기할 수 있다. 또한, 상기와 같은 휨 모멘트는 태핏(20')이 틸팅되도록 할 수도 있으며, 이러한 상황은 좁은 태핏 가이드가 좁은 경우에, 상기 태핏(20')이 태핏 가이드에 낄 수 있거나, 또는 상기 태핏이 적어도 태핏 가이드와의 사이에서 증가된 마찰을 갖도록 할 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점들과 관련하여 계획되었으며, 적어도 이러한 문제점들 중 일부를 완화시키는 것을 목표로 한다.

본 발명은 청구항 1에 따른, 회전 운동을 밸브 부재의 병진 운동으로 변환하기 위한 장치에 의해서 규정된다. 또한, 본 발명은 청구항 11에 따른 배기가스 재순환 밸브에 의해서도 규정된다. 바람직한 실시예들은 장치의 종속 청구항들에 규정되어 있다.

청구항 1에 따르면, 회전 운동을 밸브 부재의 병진 운동으로 변환하기 위한 장치는 자체적으로 밸브 부재를 구비한다. 상기 밸브 부재는 병진축을 따라서 병진 이동 가능하도록, 다시 말해 하나의 축을 따라 이동할 수 있도록 지지되어 있다. 밸브 부재로는 밸브 시트를 폐쇄하기에 적합한 부재가 사용된다. 밸브 부재가 병진축을 따라 병진 이동 가능하다는 표현의 특징은, - 경우에 따라서는 경미한 - 틸팅 동작(tilting movement)이 일어날 수 있다는 사실을 배제하지 않는다.

상기 변환 장치는 또한 캠 곡선(cam curve)을 갖는 캠 부재(cam element)를 구비하며, 이 경우 상기 캠 부재는 회전축을 중심으로 회동할 수 있다. 상기 캠 곡선은, 캠 부재에 또는 캠 부재 내에 형성되어 있고, 그리고 밸브의 개방 또는 폐쇄 동작을 야기하기 위해 밸브 부재가 병진식으로 이동하도록 하는, 다음에 설명되는 결합 부재를 가이드 하는 데 사용되는 곡선이다.

캠 곡선은 캠 부재 내부에 형성되어 있을 수 있는데, 다시 말해 캠 부재를 관통하는 방식으로 형성된 캠 곡선으로 사용될 수 있고, 따라서 상기 캠 곡선은 관통 홀 형상을 갖는다. 상기와 같은 경우에 결합 부재는 이러한 홀을 관통할 수 있다. 그러나 상기 캠 곡선이 캠 부재의 외부 윤곽선에 형성되어 있는 경우로도 충분하다. 상기와 같이 캠 곡선이 외부 윤곽선에 형성된 경우에는 적합하게 형성된 프리텐션 장치에 의해서, 결합 부재가 상기 캠 곡선에 가압되는 것이 보장되어야 한다. 캠 곡선은 전형적으로 스파이럴 형상을 갖는다.

회전축을 중심으로 한 캠 부재의 회전성에 의해서는, 회전축을 중심으로 캠 부재가 회동할 때, 결합 부재가 캠 곡선의 여러 영역들과 접촉하는 것이 보장된다. 이로 인해 밸브 부재의 전술한 병진 운동이 실시될 수 있다.

밸브 부재에는 태핏이 연결되어 있다. 이러한 태핏을 통해, 밸브 부재는 병진축을 따라서 병진 이동할 수 있다. 상기 태핏은 캠 곡선과 맞물리는 결합 부재를 구비한다. 상기 결합 부재는 캠 곡선과의 접촉을 통해서 캠 부재의 회전 운동을 태핏 그리고 이와 더불어 밸브 부재의 병진 운동으로 변환할 목적으로 사용된다. 밸브 부재와 태핏의 연결은 직접적인 연결일 수 있는데, 다시 말해 밸브 부재는 추가적인 부품 삽입 없이 태핏과 연결될 수 있다. 그러나 밸브 부재와 태핏 사이에 추가 부품들이 삽입될 수도 있다.

결합 부재는 캠 부재의 2개의 측면으로부터 태핏에 의해 지지된다. 다시 말해, 선행 기술과 달리 결합 부재는 캠 부재의 1개의 측면에서 지지될 뿐만 아니라 2개의 측면으로부터도 지지된다. 캠 부재의 상기 2개의 측면은 전형적으로 마주 놓여 있다. 2개의 측면으로부터 지지가 이루어짐으로써, 태핏에서의 휨 모멘트 발생이 방지될 수 있다.

상기 변환 장치는 또한, 결합 부재가 회전축을 중심으로 한 캠 부재의 회전에 의해 캠 곡선을 따라서 가이드 되도록 형성되어 있다. 이로 인해 태핏이 병진 운동을 실시하고, 이러한 태핏의 병진 운동에 의해 밸브 부재가 병진 운동을 실시한다. 이미 전술한 바와 같이, 캠 부재의 가이드는 상이한 형상을 가질 수 있다. 특히, 캠 곡선이 캠 부재의 외부 윤곽선에 형성되어 있고, 결합 부재가 적합하게 제공된 프리텐션 부재에 의해 상기 외부 윤곽선에 가압되는 가이드를 생각할 수 있다.

이미 전술한 바와 같이, 결합 부재의 양측면 지지는 휨 모멘트가 방지되도록 한다. 이로 인해 전술한 결합 부재와 태핏의 틸팅 동작이 방지될 수 있다. 이러한 점에 있어서 마찰이 감소될 수 있다. 뿐만 아니라, 장치의 끼임 현상이 방지될 수 있다. 이러한 두 가지 장점의 결과로 더 적은 오류 가능성과 더 긴 수명을 갖는 장치가 제공될 수 있다. 상기와 같은 설계는 또한 단순한 형태로 인해 경제적인 비용으로 제조될 수 있다.

캠 부재와 결합 부재는 이러한 부품들을 둘러싸는 하나의 하우징 내에 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 설계는 상기 부품들이 쉽게 오염되지 않도록 하고, 이러한 점은 장치의 수명을 상승시킨다. 상기 하우징 내에는 또한, 장치의 모터에 전류를 공급하기 위해 전기 접촉부들이 제공될 수도 있다. 그 밖에 장치를 구동시키는 모터는 태핏과 관련하여, 캠 부재와 결합 부재의 마주 놓인 측면에 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 점은 장치의 제조를 용이하게 한다.

이 경우 캠 곡선이 캠 부재 내부에 형성되어 있고, 상기 캠 곡선이 상기 캠 부재를 관통하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 이미 위에서 언급된 설계가 사용되고, 상기 설계에서는 캠 곡선이 홀로서 캠 부재 내부에 형성되어 있다. 결합 부재는 상기 구멍을 관통한다. 이런 경우 자주, 결합 부재가 "Y"자 형태의 태핏에 의해 지지되는 형 주어지고, 이때 상기 태핏의 2개의 암은 캠 부재의 양 측면에 제공되어 있다. 이러한 설계에 상응하는 장치의 설계는 장치의 구조를 단순화시킨다.

또한, 결합 부재가 캠 부재의 한 측면으로부터 캠 부재의 마주 놓인 측면까지 연장되고, 그리고 상기 2개의 측면에서 태핏에 의해 지지되는 것도 바람직하다. 이와 같은 형태는, 휨 모멘트가 확실하게 방지될 수 있도록 한다. 특히, 캠 부재의 마주 놓인 측면들에서 이루어지는 상기와 같은 지지는, 지지가 마주 놓인 측면들에서 이루어지지 않는 경우보다 휨 모멘트가 적다.

또한, 캠 부재의 회전축을 따라서 관찰할 때 캠 부재의 회전축이 병진축과 관련하여 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 이에 상응하게 캠 부재의 회전축을 나타내는 직선은, 태핏의 병진축을 나타내는 직선과 관련하여 간격(a) 만큼, 즉 (a > 0) 만큼 이격되어 배치되어 있다. 밝혀진 바에 따르면, 상기와 같은 설계는 마찰 손실이 방지될 수 있도록 한다는 것이다.

그 밖에도 캠 부재가 기어 휠 부재(gearwheel element)와 일체형으로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 이때 상기 기어 휠 부재는 모터와 커플링 되어 있음으로써, 상기 캠 부재가 모터에 의해 회전축을 중심으로 회전될 수 있다. 이와 같은 일체형 설계는, 캠 부재가 기어 휠 부재와 함께 단일 대상으로 형성되어 있는 설계인데, 다시 말해 서로 커플링 된 2개의 분리된 대상으로 형성되지 않은 설계이다. 상기와 같은 설계 간단히 제조될 수 있고, 그 결과 회전 운동을 밸브 부재의 병진 운동으로 변환하기 위한 경제적인 비용의 장치를 제조할 수 있도록 한다.

다수의 기어 휠을 갖는 기어 박스를 통해 캠 부재를 모터와 커플링 하는 것도 가능하다. 이러한 상황은, 모터 선택 시 더 많은 융통성을 갖는 데 유리할 수 있다. 또한, 직접 커플링도 가능한데, 다시 말해 캠 부재를 직접적으로 구동시키는 기어 휠을 모터에 직접 연결하는 것도 가능하다.

계속해서, 캠 곡선이 원형 인벌류트(circle involute)의 섹션 형상을 갖는 것도 바람직하다. 상기와 같은 원형 인벌류트는 일정한 코일 간격(coil distance)을 갖는 스파이럴을 나타낸다. 극좌표에서 상기와 같은 스파이럴은 아래와 같이 표현될 수 있다:

이 경우 t는 실행 파라미터(run parameter)이고, r(t)는 스파이럴의 반지름을 나타내며, 그리고

는 관련된 각도를 나타낸다. A는 특정 스파이럴을 나타내기 위해 선택되는 파라미터이다. 본 발명에서 캠 곡선이 "원형 인벌류트 형상을 갖는다"는 표현은, 캠 곡선의 중심선이 상기와 같은 원형 인벌류트 형상을 갖는다는 특징을 나타낸다. 이에 따라, 상기 원형 인벌류트는 근본적으로 결합 부재의 중심점이 지나는 지점들을 나타낸다. 상기와 같은 장치의 형태는 비교적 손실이 적다. 더 나아가 상기와 같은 형태는 바람직하게는 선형 특성(linear characteristic)을 갖는다. 또한, 전체 과정 동안 태핏에 횡력 없는 힘 전달이 이루어진다.

또한, 캠 곡선이 대수 스파이럴(logarithmic spiral) 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우에도 역시 캠 곡선의 형상은 근본적으로 결합 부재의 중심점이 지나는 지점들을 나타낸다. 대수 스파이럴은 수학적으로 아래와 같이 표현될 수 있다:

r(ψ) = ae^kψ, ψ∈R,

상기 방정식에서 r은 스파이럴 상에 있는 일 지점과 대수 스파이럴의 중심점과의 간격을 나타내고, ψ는 관련 각도를 나타내며, 이때 상기 각도는 2п 또는 360°보다 클 수 있다. 변수 a와 k는 특정 대수 스파이럴을 나타내고, 그에 상응하게 여러 대수 스파이럴에서 구분될 수 있는 파라미터이다.

바꾸어 말하면, 대수 스파이럴은, 그 중심점을 중심으로 한 각각의 회전에 의해 상기 중심점과의 간격이 동일한 팩터 만큼 변경되는 스파이럴로 정의될 수 있다. 상기와 같은 장치의 형태는 비교적 손실이 적다. 또한, 전술한 실시예는 특히 캠 곡선 방향으로 캠 부재의 피벗점(pivot point)과 관련한 태핏의 측면 오프셋과 결합하여(하기 설명되는 도 1에 대한 실시예들 참조) 태핏에 거의 횡력 없이 힘 전달을 야기한다. 특히 상기와 같은 힘 전달은 매우 바람직하게 상기와 같은 지점에서만, 즉 밸브가 폐쇄되었거나 거의 폐쇄된 경우에만 횡력이 없다. 이러한 상황은, 폐쇄 상태에서는 결합이 발생할 수 있고, 그리고 대수 스파이럴 형태의 캠 곡선으로 인해 상기 지점에서 높은 개방력이 주어질 수 있기 때문에 장점들을 갖는다. 이로 인해서는 수명이 증가된다. 동시에 대수 스파이럴의 바람직한 비선형 특성으로 인해 추가적인 개방 운동 과정에서 더 큰 행정이 발생될 수 있으며, 이는 개방 특성에 있어서 유리하다.

대안적으로는 그 형태가 원형 인벌류트에 매우 가까운 아르키메데스 스파이럴(Archimedean spiral) 형태의 캠 곡선도 제공될 수 있음으로써, 또한 전술한 장점들이 달성된다. 특히 아르키메데스 스파이럴은 거의 횡력 없는 힘 전달이 가능하다.

언급한 전체 캠 곡선 형태에 추가로 보충되는 사실에 따르면, 상기와 같은 캠 곡선은 각각 청구항 1의 전체 특징들 없이도, 특히 태핏에 의한 2개의 측면의 결합 부재의 지지 없이도 달성된다.

또한, 결합 부재가 캠 곡선에서 또는 캠 곡선 내에서 가이드 되는 롤러를 갖는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 롤러는 상기 태핏과 관련하여 회전할 수 있다. 상기와 같은 장치의 형태는 단지 적은 마찰 손실만을 갖는다.

이러한 경우, 롤러가 샤프트에 의해 회전 가능하게 가이드 되는 것이 특히 바람직하며, 이때 상기 샤프트의 적어도 하나의 단부, 바람직하게는 2개의 단부가 상기 태핏과 단단히 연결되어 있다. 상기와 같은 단단한 연결에 의해, 즉 전혀 분리될 수 없거나 적어도 툴을 이용해서만 분리될 수 있는 연결에 의해서는, 뜻하지 않게 결합 부재가 태핏으로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다. 이 점에 있어서는 장치의 오류 가능성이 감소된다.

그 외에 태핏의 중심축이 병진축에 평행하게 캠 부재의 표면을 교차하는 것이 바람직하며, 이때 캠 곡선은 상기 캠 부재의 표면에 의해 형성된다. 다시 말해서, 태핏의 중심축은, 이러한 중심축의 연장부가 캠 부재의 표면을 교차하도록 형성되어 있다. 이러한 형성은 태핏에 작용할 수 있는 휨 모멘트가 방지되도록 하고, 또한 상기와 같은 휨 모멘트 방지는 태핏의 변형을 막는다.

이미 전술한 바와 같이, 본 발명은 청구항 11에 의해서도 규정된다. 이 경우에는 위에 설명된 바와 같은 장치를 구비하는 배기가스 재순환 밸브가 다루어진다. 상기 배기가스 재순환 밸브의 경우, 밸브 부재는 캠 부재의 회전에 의해, 상기 밸브 부재가 상기 밸브 시트에 인접하여 상기 밸브를 폐쇄하는 지지 위치와 상기 밸브 부재와 밸브 시트가 이격되어 배치되어 있고, 이에 따라 밸브가 개방되어 있는 통과 위치 사이에서 이동 가능하다. 상기와 같은 배기가스 재순환 밸브는 차량에서 사용될 수 있고, 물론 배기가스 재순환 밸브들의 임의의 다른 적용예에도 사용될 수 있으며, 경우에 따라 위에서 이어서 언급한 장점들을 상응하게 갖고 있다.

도면부에서:
도 1은 본 발명의 기능상 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 상응하는 장치의 단면도이다.
도 2a는, 배기가스 재순환 밸브에서 사용되는 경우, 도 2에 따른 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1에 따른 장치의 세부 요소의 단면도이다.
도 4는 도 3에 상응하는 선행 기술의 세부 요소를 도시한다.

하기에서는 본 발명이 도 1 내지 도 4를 참조해서 설명된다.

도 1은 본 발명의 기능상 원리를 설명하는 도면이다. 본 발명의 경우 밀봉링(10'')과 금속 지지판(10')으로 2개의 부분으로 형성된 밸브 부재(10)가 태핏(20)에 고정되어 있다. 이러한 태핏(20)의 상부 단부는 2개의 암(20a)에 의해 Y자 형태로 형성되어 있다. 상기 2개의 암(20a)은 그들 사이에 결합 부재(22)를 구비하고, 상기 결합 부재는 암(20a)들에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우 상기와 같은 지지는, 2개의 관통홀 제공에 의해 그리고 이러한 관통홀 내로 핀(23a)이 삽입됨으로써 이루어진다. 상기 핀(23a)은 롤러(23)를 지지하고, 이러한 롤러는 핀(23a)을 중심으로 회전할 수 있다. 결합 부재(22)는 캠 부재(14)의 캠 곡선(16)에 맞물리며, 이 경우 상기 캠 부재는 금속판으로 형성되어 있다. 그러나 상기 캠 부재는 상응하게 높은 강도를 갖는 다른 판으로도 형성될 수 있다. 이러한 캠 부재(14)는 회전축(18)을 중심으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 회전축(18)은 태핏(20)의 병진축(12)과 관련하여, 도 1에 표시된 간격(a) 만큼 이격되어 배치되어 있다. 캠 부재(14)가 회전축(18)을 중심으로 선회되면, 결합 부재(22)는 캡 곡선(16)의 여러 영역들과 맞물리며, 이로 인해 태핏(20)이 병진축(12)을 따라 왕복 이동된다. 이러한 왕복 이동은, 상기 장치에 연결된 밸브의 개방 또는 폐쇄 동작을 야기한다.

캠 곡선(16) 방향으로 캠 부재(14)의 회전축(18)으로부터 태핏(20)의 오프셋을 나타내는 전술한 간격(a)은 캠 곡선(16)의 전술한 특수한 형태들, 즉 원형 인벌류트, 대수 또는 아르키메데스 스파이럴과 함께 태핏에 적어도 국부적으로 그리고/또는 거의 횡력 없는 힘 전달이라는 장점을 가져온다. 이와 관련하여 횡력은 도 1에 따른 측면 방향으로 힘을 의미한다.

도 2는 도 1에 따른 장치를 내장된 상태에서 도시한다. 이 경우, 도 1의 부재들에 추가로 모터(26)가 도시되어 있으며, 이러한 모터는 기어 휠 부재(27)와 커플링 되어 있다. 상기 기어 휠 부재(27)는 기어 휠 부재(24)와 맞물린다. 상기 기어 휠 부재(24)는 재차 캠 부재(14)와 연결되어 있다. 상기 기어 휠 부재(24)의 회전에 의해 캠 부재(14)는 자신의 회전축(18)을 중심으로 선회된다. 이미 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 선회 동작은 밸브 부재(10)가 움직이도록 한다. 그 밖에는 태핏(20)을 안내하는 가이드(21)가 제공되어 있다. 슬리브 형태의 상기 가이드(21)는 하우징(21a) 내에 수용되어 있다. 상기와 같은 가이드, 특히 낮은 마찰 계수를 갖는 가이드 제공에 의해, 태핏(20)이 손실 없이 안전하게 가이드될 수 있다. 이러한 상황은 병진축(12)과 관련하여 태핏(20)의 틸팅 동작을 방지한다. 가이드(21)가 단지 적은 마찰 저항을 가짐으로써, 마찰 손실이 방지될 수 있다.

도 2a는 도 2를 또 다른 단면도로 도시한다. 또한, 이러한 실시예는 배기가스 재순환 연결부(32)를 구비하는 배기가스 재순환 밸브(30)에 고유하게 고안되었다. 도 2a에는 결합 부재(22)의 양측 지지가 잘 나타나 있는데, 상기 결합 부재는 핀(23a)과 롤러(23)에 의해 형성된다. 상기 핀(23a)은 암(20a)들에 의해 지지된다. 이 경우에는 또한, 캠 부재(14)가 이러한 캠 부재(14) 내에 있는 홀을 관통하는 축(15)에 의해 가이드 되는 것을 확인할 수 있다. 상기 축(15)은 회전 가능하게 지지되어 있다. 그 밖에 하우징(28)이 제공되어 있으며, 상기 하우징(28)은 하우징(28a) 상에 제공되어 있고 기어 휠 메커니즘을 덮는다.

본 발명의 장점들은 도 3과 도 4의 대조에 의해 더욱 명확해진다. 도 4는 이미 앞에서 언급한 바와 같이, 선행 기술에 공지된 배기가스 재순환 밸브의 부분 확대 단면도를 도시하는 반면, 도 3은 본 발명에 따른 배기가스 재순환 밸브의 상응하는 부분 확대 단면도를 도시한다.

2개의 암(20a) 내로 맞춰 넣어지는 핀(23a)은 태핏(20)의 상기 2개의 암(20a)에 의해 캠 부재(14)의 양측면으로부터 지지된다. 상기 태핏(23a)에는 롤러(23)가 제공되어 있으며, 상기 롤러는 핀(23a)을 중심으로 회전 가능하고 캠 부재(14)의 캠 곡선(16)에 맞물린다. 이러한 맞물림에 의해, 롤러(23)는 캠 부재(14)에 의해서 가이드 되고, 이러한 가이드 동작은, 이미 위에서 언급한 바와 같이 캠 부재(14)가 선회할 때 밸브 부재(10)가 상하로 이동할 수 있도록 한다.

핀(23a')이 한 측면에서만 지지되는 것을 보여주는 도 4와 달리, 핀(23a)은 캠 부재(14)의 양 측면에서 지지된다. 이러한 상황은 이미 위에서 언급한 바와 같이, 핀(23a)과 태핏(20)에 작용하는 휨 모멘트가 방지되도록 한다. 이러한 휨 모멘트 방지는, 회전 운동을 밸브 부재(즉, 작동 부재)의 병진 운동으로 변환하기 위한 장치 또는 배기가스 재순환 밸브의 자유 이동과 신뢰도에 있어서도 유용하다.

10:밸브 부재 10':금속 지지판
10'':밀봉링 12:병진축
14:캠 부재 16:캠 곡선
18:회전축 20:태핏
20a:암 22:결합 부재
23:롤러 23a:샤프트
24:휠 부재 26:모터
28:하우징 30:재순환 밸브
32:상환 연결부

Claims

회전 운동을 밸브 부재의 병진 운동(translation movement)으로 변환하기 위한 장치로서, 상기 장치는 밸브 부재(10) 및 캠 곡선(cam curve;16)을 갖는 캠 부재(14)를 구비하며,
상기 밸브 부재는 병진축(12)을 따라서 병진 이동 가능하게 지지되어 있고,
상기 캠 부재(14)는 회전축(18)을 중심으로 회전 가능하며,
상기 밸브 부재(10)에는 태핏(tappet;20)이 연결되어 있고, 상기 태핏(20)에 의해 상기 밸브 부재(10)는 상기 병진축(12)을 따라서 병진 이동될 수 있으며, 그리고 상기 태핏(20)이 상기 캠 곡선(16)과 맞물리는 결합 부재(22)를 구비하고,
상기 결합 부재(22)는 상기 태핏(20)에 의해 상기 캠 부재(14)의 2개의 측면으로부터 지지되며,
회전축(18)을 중심으로 한 상기 캠 부재(14)의 회전에 의해, 상기 결합 부재(22)는, 상기 태핏(20)의 병진 운동에 따라 상기 밸브 부재(10)가 병진 운동하도록, 상기 캠 곡선(16)을 따라 가이드되게 배치되는 것을 특징으로 하는 변환 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캠 곡선(16)이 상기 캠 부재(14) 내부에 형성되어 있고, 상기 캠 부재를 관통하며 배치되는 것을 특징으로 하는 변환 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 결합 부재(22)가 상기 캠 부재(14)의 한 측면으로부터 상기 캠 부재(14)의 마주 놓인 다른 한 측면까지 연장되고, 상기 두 측면에서 상기 태핏(20)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 변환 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캠 부재(14)의 회전축(18) 방향을 기준으로, 상기 캠 부재(14)의 회전축(18)이 상기 병진축(12)과 이격되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 변환 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캠 부재(14)가 기어 휠 부재(gearwheel element;24)와 일체형으로 형성되어 있고, 상기 기어 휠 부재(24)는 모터(26)와 커플링 되어 있으며, 상기 캠 부재(14)가 상기 모터(26)에 의해 상기 회전축(18)을 중심으로 회전될 수 있게 배치되는 것을 특징으로 하는 변환 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캠 곡선(16)이 원형 신개선(circle involute) 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 변환 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캠 곡선(16)이 로그 나선(logarithmic spiral) 또는 아르키메데스 나선(Archimedes spiral) 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 변환 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 결합 부재(22)가 상기 캠 곡선(16) 내에서 가이드 되는 롤러(23)를 갖고, 상기 롤러(23)는 상기 태핏(20)상에 회전 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 변환 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 롤러(23)가 샤프트(23a)에 의해 회전 가능하게 배치되고, 상기 샤프트(23a)의 일단부 또는 양단부가 상기 태핏(20)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 변환 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 결합 부재(22)가 상기 태핏(20)에 의해 지지됨으로써, 상기 태핏(20)의 중심축이 병진축(12)에 평행하게 상기 캠 부재(14)의 표면을 교차하고, 상기 캠 부재의 표면에 의해 상기 캠 곡선(16)이 형성되는 것을 특징으로 하는 변환 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 변환 장치를 구비하는 밸브 시트(valve seat)를 갖는 배기가스 재순환 밸브로서,
상기 밸브 부재(10)는 상기 캠 부재(14)의 회전에 의해, 상기 밸브 부재(10)가 상기 밸브 시트에 인접한 지지 위치와 상기 밸브 부재(10)가 밸브 시트가 이격되어 배치되어 있는 통과 위치 사이에서 회전 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 밸브.