KR20180027697A

KR20180027697A - 터보차져의 웨이스트게이트

Info

Publication number: KR20180027697A
Application number: KR1020160114364A
Authority: KR
Inventors: 추동호; 이수호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2018-03-15
Also published as: CN206429299U; KR101866051B1

Abstract

본 발명은 터보차져의 웨이스트게이트에 관한 것으로, 밸브본체; 상기 밸브본체로부터 돌출된 기둥부재; 상기 시트부에 대해 상대변위를 형성할 수 있도록 마련된 밸브로드; 상기 관입홀로부터 상기 기둥부재가 분리되는 것을 방지하도록 마련된 지지부재; 및 상기 밸브본체와 상기 밸브로드 사이에 마련되고, 상기 기둥부재의 길이방향과 나란한 방향으로 돌출되도록 마련된 돌출부가 형성됨으로써, 상기 밸브본체와 상기 밸브로드가 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 마련된 스프링와셔;를 포함하는 터보차져의 웨이스트게이트가 소개된다.

Description

터보차져의 웨이스트게이트{WASTE GATE OF TURBOCHARGER}

본 발명은 터보차져의 웨이스트게이트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 마련된 터보차져에 있어서, 터빈을 바이패스하는 배기의 유동경로가 되는 바이패스유로를 개폐하도록 마련된 웨이스트게이트에 관한 것이다.

차량에는 엔진 출력 향상을 위한 터보차져가 마련될 수 있다. 특히, 터보차져에는 배기를 바이패스시키는 바이패스유로가 마련될 수 있으며, 이러한 바이패스유로를 개폐하도록 웨이스트게이트가 마련될 수 있다.

웨이스트게이트의 밸브본체는 바이패스유로를 선택적으로 차폐하도록 마련되는데, 터보차져의 회전에서 발생되는 진동과 바이패스유로상에서 배기 유동에 의해 발생되는 진동으로 인해 소음이 유발되지 않도록, 안정적인 구조를 구현하는 것이 웨이스트게이트 설계에 있어서 중요한 과제가 된다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2016-0094760 A1

본 발명은 스프링와셔를 적용하여 웨이스트게이트에서 발생할 수 있는 소음을 억제하고, 구조적인 안정성을 향상시킨 터보차져의 웨이스트게이트를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터보차져의 웨이스트게이트는 터보차져의 바이패스유로상에 마련된 시트부에 선택적으로 밀착하도록 마련된 밸브본체; 상기 밸브본체로부터 돌출된 기둥부재; 상기 기둥부재가 관입되는 관입홀이 형성되고, 상기 관입홀이 형성된 부위가 상기 시트부에 대해 상대변위를 형성할 수 있도록 마련된 밸브로드; 상기 기둥부재에 마련되어 상기 관입홀로부터 상기 기둥부재가 분리되는 것을 방지하도록 마련된 지지부재; 및 상기 밸브본체와 상기 밸브로드 사이에 마련되고, 상기 기둥부재의 길이방향과 나란한 방향으로 돌출되도록 마련된 돌출부가 형성됨으로써, 상기 밸브본체와 상기 밸브로드가 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 마련된 스프링와셔;를 포함한다.

상기 스프링와셔의 상기 돌출부는, 상기 스프링와셔의 반경방향을 따라 상기 밸브로드에 대한 상대높이가 변화하도록 마련된 높이변화부; 및 상기 스프링와셔의 반경방향을 기준으로 상기 높이변화부의 일측에 마련되어 상기 돌출부의 돌출방향으로 가압력을 제공하도록 마련된 가압부;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 스프링와셔는 중앙부에 상기 기둥부재에 의해 관통되는 중앙홀이 형성되고, 상기 중앙홀 및 높이변화부 사이에 상기 가압부가 마련되며, 총 2개로 구비되어 각각의 돌출부가 서로를 향해 돌출됨으로써 상호 접하도록 마련될 수 있다.

상기 돌출부는 상기 스프링와셔의 반경방향을 기준으로 상기 가압부의 양 측에 상기 높이변화부가 각각 형성될 수 있다.

상기 스프링와셔는 총 2개로 구비되고, 각각에 형성된 돌출부가 서로 상반된 방향을 향해 돌출되도록 배치됨으로써, 상기 한 쌍의 돌출부 사이에 밀폐된 공동이 형성될 수 있다.

상기 스프링와셔의 상기 돌출부에서, 상기 높이변화부는 일정한 높이 변화를 이루어 상기 돌출부의 경사면을 형성하고, 상기 가압부는 높이가 일정하게 유지된 편평면을 이루도록 마련될 수 있다.

상기 스프링와셔의 상기 돌출부는 상기 높이변화부 및 가압부가 이루는 단면 형상이 하나의 원호를 이루도록 마련됨으로써, 총 2개의 스프링와셔에 의해 형성된 상기 공동의 단면 형상이 원형을 이루도록 마련될 수 있다.

상술한 바와 같은 터보차져의 웨이스트게이트에 따르면, 스프링와셔를 적용하여 웨이스트게이트에서 발생할 수 있는 소음을 억제하고, 구조적인 안정성을 향상시킨 터보차져의 웨이스트게이트를 제공할 수 있다.

특히, 밸브본체와 밸브로드 사이에 스프링와셔를 마련하고, 상기 스프링와셔는 높이변화부 및 가압부가 형성됨으로써, 밸브본체의 결합구조상에 발생될 수 있는 유격을 제거하여 밸브본체측에서 소음이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 상기 스프링와셔는 제1실시예에 따라 상기 가압부가 서로 접하도록 마련된 한 쌍으로 구비됨으로써, 밸브본체 및 밸브로드에 작용하는 탄성력을 효과적으로 증가시키고 내구진행에 따른 탄성력 저하현상을 개선할 수 있다.

나아가, 상기 스프링와셔가 제 2 내지 4 실시예에 따라 공동을 형성하도록 마련됨으로써, 밸브본체 및 밸브로드에 효과적으로 탄성력을 제공함과 동시에 내구진행이 저하되어 탄성력을 유지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터보차져의 웨이스트게이트를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터보차져의 웨이스트게이트 단면을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이스트게이트의 스프링와셔를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이스트게이트의 스프링와셔를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 웨이스트게이트의 스프링와셔를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 웨이스트게이트의 스프링와셔를 나타낸 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.

도 1 내지 6과 같이, 본 발명에 따른 터보차져의 웨이스트게이트는 터보차져(10)의 바이패스유로(20)상에 마련된 시트부(25)에 선택적으로 밀착하도록 마련된 밸브본체(110); 상기 밸브본체(110)로부터 돌출된 기둥부재(130); 상기 기둥부재(130)가 관입되는 관입홀(135)이 형성되고, 상기 관입홀(135)이 형성된 부위가 상기 시트부(25)에 대해 상대변위를 형성할 수 있도록 마련된 밸브로드(150); 상기 기둥부재(130)에 마련되어 상기 관입홀(135)로부터 상기 기둥부재(130)가 분리되는 것을 방지하도록 마련된 지지부재(170); 및 상기 밸브본체(110)와 상기 밸브로드(150) 사이에 마련되고, 상기 기둥부의 길이방향과 나란한 방향으로 돌출되도록 마련된 돌출부(191)가 형성됨으로써, 상기 밸브본체(110)와 상기 밸브로드(150)가 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 마련된 스프링와셔(190);를 포함한다.

이를 구체적으로 살펴보면, 밸브본체(110)는 터보차져(10)의 바이패스유로(20)상에 마련된 시트부(25)에 선택적으로 밀착하도록 마련된다.

터보차져(10)에는 배기를 바이패스시키는 바이패스유로(20)가 마련될 수 있다. 한편, 본 발명에서 터보차져(10)는 상기 바이패스유로(20)가 마련된 타입을 의미하고, 상기 바이패스유로(20)에는 시트부(25)가 형성된다. 시트부(25)는 바이패스유로(20) 내벽으로부터 상기 바이패스유로(20)의 단면적이 감소되도록 바이패스유로(20)의 중앙측을 향해 돌출된 형상으로 마련될 수 있다.

밸브본체(110)는 바람직하게는 바이패스유로(20)의 단면 형상과 대응되는 단면 형상을 가지도록 마련되며, 상기 시트부(25)에 밀착되도록 마련되어 바이패스유로(20)를 차폐하는 기능을 수행한다.

즉, 터보차져(10)로 배기가 유동해야 하는 경우에는 상기 밸브본체(110)가 시트부(25)에 밀착되어 바이패스유로(20)를 차폐하고, 배기가 터보차져(10)를 바이패스하도록 해야 하는 경우에는 상기 밸브본체(110)가 상기 시트부(25)로부터 이격되도록 이동하여 바이패스유로(20)를 개방한다.

도 1에는 바이패스유로(20)를 차폐하도록 위치된 밸브본체(110)의 형상이 도시되어 있고, 도 2에는 바이패스유로(20)를 차폐하도록 밸브본체(110)가 위치된 웨이스트게이트의 단면이 도시되어 있다.

한편, 기둥부재(130)는 상기 밸브본체(110)로부터 돌출된다. 바람직하게는, 시트부(25)를 마주보는 일면의 반대측 면으로부터 대략 수직한 방향으로 돌출된다. 다만, 이러한 기둥부재(130)의 위치 및 돌출방향과 연장된 형상은 필요에 따라 다양하게 결정될 수 있을 것이다. 도 2 내지 6에는 밸브본체(110)로부터 돌출된 형상의 기둥부재(130)가 도시되어 있다.

한편, 밸브로드(150)는 상기 기둥부재(130)가 관입되는 관입홀(135)이 형성되고, 상기 관입홀(135)이 형성된 부위가 상기 시트부(25)에 대해 상대변위를 형성할 수 있도록 마련된다. 바람직하게는, 밸브로드(150)는 상기 기둥부재(130)와 수직한 방향으로 연장되도록 마련될 수 있고, 일단부에 관입홀(135)이 형성될 수 있다.

일단부에 형성된 관입홀(135)에는 상기 기둥부재(130)가 삽입되어 결합관계를 이루도록 마련될 수 있다. 또한, 바람직하게는 상기 밸브로드(150)는 시트부(25)에 대해 상대변위를 형성할 수 있도록 마련되는데, 이는 직선변위 또는 회전변위 중 어떠한 방식으로든 가능할 것이다.

도 1을 기준으로 살펴보면, 웨이스트게이트에는 스핀들(152)이 마련되고, 스핀들(152)의 단부에 상기 밸브로드(150)가 마련된다. 스핀들(152)은 길이방향 중심축을 기준으로 회전하도록 마련되며, 상기 스핀들(152)의 길이방향으로부터 굴곡진 방향으로 연장된 밸브로드(150)는 상기 스핀들(152)의 회전에 의해 관입홀(135)이 형성된 일단부가 시트부(25)에 대해 변위를 형성하게 되는 것이다.

도 3 내지 6에는 밸브로드(150)의 관입홀(135)을 관통하도록 상기 관입홀(135)에 삽입된 기둥부재(130)가 도시되어 있다.

한편, 지지부재(170)는 상기 기둥부재(130)에 마련되어 상기 관입홀(135)로부터 상기 기둥부재(130)가 분리되는 것을 방지하도록 마련된다.

바람직하게는, 상기 지지부재(170)는 상기 관입홀(135)로부터 돌출된 기둥부재(130)의 일지점에 마련된다. 지지부재(170)는 관입홀(135)보다 더 큰 외경을 가지는 링의 형상으로 마련될 수 있으며, 내경은 기둥부재(130)의 단면 직경보다 더 작은 직경을 가지고 기둥부재(130)에 끼움결합 될 수 있다.

이 때, 상기 지지부재(170)의 고정이 용이하도록 상기 기둥부재(130)에는 끼움홀이 형성될 수 있다. 이와 같은 지지부재(170)의 형상은 필요에 따라서는 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.

상기 지지부재(170)가 결합된 기둥부재(130)는 일단부측에 밸브본체(110)가 위치되고, 바람직하게는 타단부측에 지지부재(170)가 마련됨으로써, 상기 관입홀(135)로부터의 분리가 방지된다.

이를 달리 표현하면, 밸브본체(110)는 기둥부재(130)를 통해 상기 밸브로드(150)에 결합되되, 상기 기둥부재(130)는 지지부재(170)에 의해 밸브로드(150)에 고정상태를 이루게 되는 것이다.

도 1에는 상기 밸브본체(110) 및 지지부재(170)를 정면에서 바라본 모습이 도시되어 있으며, 도 2 내지 6에는 기둥부재(130)에 결합된 지지부재(170)의 단면 형상이 도시되어 있다.

한편, 스프링와셔(190)는 상기 밸브본체(110)와 상기 밸브로드(150) 사이에 마련되고, 상기 기둥부재(130)의 길이방향과 나란한 방향으로 돌출되도록 마련된 돌출부(191)가 형성됨으로써, 상기 밸브본체(110)와 상기 밸브로드(150)가 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 마련된다.

구체적으로, 스프링와셔(190)는 중앙부가 상기 기둥부재(130)에 의해 관통된 와셔이며, 기둥부재(130)의 길이방향으로 가압 시, 그에 대한 반력으로 복원력에 의한 탄성력을 제공하도록 마련된다.(도 3 내지 6에는 스프링와셔(190)의 다양한 실시예(190a, 190b, 190c, 190d)가 도시되어 있다.)

본 발명 스프링와셔(190)는 변형에 대한 복원력을 제공할 수 있도록 돌출부(191)가 마련된다. 돌출부(191)는 주변에 대해 기둥부재(130)의 길이방향과 나란한 방향으로 돌출된 부위로서, 기둥부재(130)의 길이방향과 나란한 방향의 가압이 작용하면 변형이 야기될 수 있는 부위에 해당된다.

특히, 본 발명의 스프링와셔(190)는 밸브본체(110)와 밸브로드(150) 사이에 마련되고, 이 때 바람직하게는 밸브본체(110)와 밸브로드(150)에 의한 압축력이 작용하여 상기 밸브본체(110) 및 상기 밸브로드(150)에 상호간 멀어지는 방향의 탄성력을 제공하도록 마련된다.

이에 따라 밸브본체(110)는 스프링와셔(190)에 의해 밸브로드(150)로부터 멀어지도록 가압되고, 그 결과 지지부재(170)는 밸브로드(150)에 밀착되며 밸브본체(110)는 밸브로드(150)에 안정적으로 고정된다.

즉, 본 발명은 밸브본체(110), 기둥부재(130), 밸브로드(150) 및 지지부재(170) 간에 불가피하게 유격이 발생되더라도, 밸브로드(150)에 대한 밸브본체(110)의 위치가 안정적으로 고정될 수 있도록 하고, 터보차져(10) 및 배기 유동으로부터 발생될 수 있는 진동에도 불구하고 고정상태를 유지함으로써 유격에 의한 진동소음이 발생되는 것이 억제될 수 있다.

도 3 내지 6에는 돌출부(191)가 형성되어 밸브본체(110) 및 밸브로드(150) 사이에 위치된 스프링와셔(190)의 다양한 실시예가 각각 도시되어 있다. 도 3 내지 6에 도시된 스프링와셔(190)의 다양한 실시예들(190a, 190b, 190c, 190d)은 발브본체 및 밸브로드(150) 사이에서 기둥부재(130)의 길이방향으로 가압되고, 그에 따른 복원력으로서 탄성력을 밸브본체(110) 및 밸브로드(150)측에 제공하도록 마련된다.

한편, 도 3 내지 6과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터보차져의 웨이스트게이트에서 상기 스프링와셔(190)의 상기 돌출부(191)는, 상기 스프링와셔(190)의 반경방향을 따라 상기 밸브로드(150)에 대한 상대높이가 변화하도록 마련된 높이변화부(192); 및 상기 스프링와셔(190)의 반경방향을 기준으로 상기 높이변화부(192)의 일측에 마련되어 상기 돌출부(191)의 돌출방향으로 가압력을 제공하도록 마련된 가압부(193);를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 돌출부(191)는 높이변화부(192)와 가압부(193)로 구성될 수 있는데, 상기 높이변화부(192)는 밸브로드(150)에 대한 상대높이가 변화하도록 마련된다. 여기서 밸브로드(150)에 대한 상대높이란, 밸브로드(150)로부터 해당 지점까지의 수직한 직선거리를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

즉, 상대높이가 높으면 밸브로드(150)로부터 이격된 거리가 긴 것이고, 상대높이가 낮으면 밸브로드(150)로부터 이격된 거리가 짧은 것으로 이해할 수 있다. 이하에서는 밸브로드(150)에 대한 상대높이가 단순히 '높이'로 표현될 수도 있다.

높이변화부(192)는 바람직하게는 스프링와셔(190)의 원주방향으로 따라 연장되어 폐곡선을 그리도록 마련될 수 있으며, 스프링와셔(190)의 반경방향을 따라서는 그 높이가 변화하도록 마련된다.

도 3 내지 6에 도시된 실시예에서는 높이변화부(192)가 스프링와셔(190)의 반경방향을 따라 높이가 변화하는 모습이 도시되어 있다. 이러한 높이변화부(192)는 스프링와셔(190)에 가압력이 발생하면 본래의 높이에 대해 변화하면서 스프링와셔(190)의 변형을 유발하고, 그에 따른 복원력으로서 탄성력을 제공하게 된다.

가압부(193)는 높이변화부(192)의 일측에 마련된다. 높이변화부(192)의 일측이란, 스프링와셔(190)의 반경방향을 기준으로 중앙측 또는 둘레측 중 어느 한 측을 의미하는 것이다. 도 3에는 높이변화부(192)의 중앙측으로 가압부(193)가 마련된 모습이 도시되어 있다.

가압부(193)는 높이변화부(192)와 마찬가지로 상기 스프링와셔(190)의 원주방향으로 연장되어 링 형상(폐곡선)을 이루도록 마련될 수 있다. 또한, 높이가 변화하는 높이변화부(192)의 일측에 마련된 특성상 밸브로드(150), 밸브본체(110) 또는 또 다른 스프링와셔(190)에 의해 가압되는 부위가 된다.

즉, 가압부(193)는 외력에 의해 가압되고, 높이변화부(192)는 상기 가압부(193)를 통해 전달된 외력에 의해 변형이 야기된다. 이러한 구조에 의해, 스프링와셔(190)는 밸브본체(110)와 밸브로드(150) 사이에서 밸브본체(110)측으로 탄성력을 제공할 수 있도록 마련된다.

앞서 설명한 바와 같이, 웨이스트게이트는 구조상 다양한 위치에서 유격이 발생될 수 있는데, 이러한 유격에 의해 밸브본체(110)에 떨림 현상이 유발되면 이는 진동소음으로 확대되어 차량 탑승자에게 전달되는 경우 불쾌감을 유발할 수 있다.

또한, 유격에 의한 진동 발생 시 밸브 구조에 대해 내구가 빠르게 진행되므로, 웨이스트게이트의 유지보수에도 불리할 수 있다.

결국, 본 발명에서는 밸브본체(110) 및 밸브로드(150) 사이에 돌출부(191)가 형성된 스프링와셔(190)를 마련함으로써, 밸브본체(110)에 상기 밸브로드(150)로부터 멀어지는 방향의 가압력을 제공하여 밸브본체(110)의 진동을 억제하고 안정적인 구조의 유지를 도모하는 것이다. 도 3 내지 6에는 다양한 실시예에 따른 스프링와셔(190)가 도시되어 있다.

한편, 도 3과 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터보차져의 웨이스트게이트에서, 상기 스프링와셔(190a)는 중앙부에 상기 기둥부재(130)에 의해 관통되는 중앙홀(195)이 형성되고, 상기 중앙홀(195) 및 높이변화부(192) 사이에 상기 가압부(193)가 마련되며, 총 2개로 구비되어 각각의 돌출부(191)가 서로를 향해 돌출됨으로써 상호 접하도록 마련된다.

구체적으로, 도 3에는 본 발명의 제1실시예에 따른 스프링와셔(190a)의 형상이 도시되어 있다. 제1실시예에서, 스프링와셔(190a)는 총 2개로 구비된다. 각각의 스프링와셔(190a)는 돌출부(191)가 서로를 마주보도록 돌출된 형상을 가진다.

상기 스프링와셔(190a)는 중앙부에 형성된 중앙홀(195)이 기둥부재(130)에 의해 관통되고, 중앙홀(195)과 높이변화부(192) 사이에 가압부(193)가 마련된다. 높이변화부(192)로부터 스프링와셔(190a)의 반경방향을 따라 표현하면 높이변화부(192), 가압부(193) 및 중앙홀(195) 순으로 위치된다.

한편, 돌출부(191)가 서로를 향해 돌출된 총 2개의 스프링와셔(190a)는 각각의 가압부(193)가 서로 밀접하도록 마련되고, 밸브본체(110) 및 밸브로드(150)에 의해 서로를 향한 방향으로 가압되도록 마련된다.

이에 따라, 총 2개의 스프링와셔(190a)로부터 제공되는 탄성력은 상기 밸브본체(110)를 밸브로드(150)로부터 멀어지는 방향으로 가압하게 되고, 지지부재(170)와 밸브로드(150)가 상호 밀착되며, 관입홀(135)과 기둥부재(130) 사이에 유격이 발생하더라도 밸브본체(110)는 밸브로드(150)에 대해 고정된 상태를 유지하면서 진동이 발생되지 않게 된다.

한편, 도 4와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 터보차져의 웨이스트게이트에서 상기 돌출부(191)는 상기 스프링와셔(190b)의 반경방향을 기준으로 상기 가압부(193)의 양 측에 상기 높이변화부(192)가 각각 형성된다.

본 발명에 따른 스프링와셔(190)에서 돌출부(191)는 비드(BEAD)로도 표현할 수 있다. 도 3과 같이 높이변화부(192)가 1개 형성된 돌출부(191)는 하프 비드 타입(HALF BEAD TYPE)인데 반해, 도 4와 같이 가압부(193)의 양 측에 높이변화부(192)가 마련된 돌출부(191) 타입을 풀 비드 타입(FULL BEAD TYPE)으로 표현할 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 스프링와셔(190b)는 단일개로 구비되지만, 가압부(193)의 양 측에 높이변화부(192)가 형성되어 풀 비드 타입으로 마련된다. 이와 같이 높이변화부(192)가 가압부(193) 양 측에 마련되면 총 2개의 높이변화부(192)로부터 탄성력이 제공될 수 있어 높이변화부(192)가 단일개 존재하는 경우에 비해 탄성력이 증가될 수 있다.

또한, 제2실시예에 따른 스프링와셔(190b)는 높이변화부(192)가 2개 존재하여 내구진행이 비교적 지연되고, 따라서 탄성력을 보존하는 기간이 증가될 수 있다. 한편, 높이변화부(192)가 2개 구비된 스프링와셔(190b)는 밸브로드(150) 또는 밸브본체(110)의 일면과의 관계에서 밀폐된 공동(197)을 형성하게 되는데, 상기 밀폐된 공동(197) 자체가 압축에 대한 복원력을 제공하게 되어 탄성력이 증가될 수 있다.

도 4에는, 제2실시예에 따라, 밸브본체(110)로부터 밸브로드(150)를 향해 돌출된 돌출부(191)가 형성되고, 상기 돌출부(191)에는 하나의 가압부(193)와 상기 가압부(193)의 양측에 높이변화부(192)가 형성된 스프링와셔(190b)가 도시되어 있다.

한편, 도 5과 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 터보차져의 웨이스트게이트에서, 상기 스프링와셔(190c)는 총 2개로 구비되고, 각각에 형성된 돌출부(191)가 서로 상반된 방향을 향해 돌출되도록 배치됨으로써, 상기 한 쌍의 돌출부(191) 사이에 밀폐된 공동(197)이 형성된다.

구체적으로 제3실시예에 따른 스프링와셔(190c)는 총 2개로 구비되는데, 각각은 제2실시예에 의한 스프링와셔(190c)와 같이 하나의 가압부(193)에 2개의 높이변화부(192)가 형성된 돌출부(191)를 가진다.

또한, 상기 2개의 스프링와셔(190c)는 각각의 돌출부(191)가 상호간 멀어지는 방향으로 돌출되도록 마련되는데, 이에 따라 밸브로드(150) 및 밸브본체(110)는 총 2개의 스프링와셔(190c) 각각의 가압부(193)를 가압하도록 마련되고, 그 반력으로 상기 가압부(193)는 상기 밸브로드(150) 및 밸브본체(110)를 각각 가압하도록 마련된다.

한편, 상기 2개의 스프링와셔(190c)에 마련된 돌출부(191)들은 함께 공동(197)을 형성하도록 마련된다. 즉, 상기 2개의 스프링와셔(190c)는 그 사이에 링 형상의 공동(197)을 형성하게 되고, 상기 링 형상의 공동(197)은 상기 가압부(193)의 가압에 의한 돌출부(191) 변형을 억제하여 내구진행을 억제하며, 나아가 변형에 대한 탄성력을 제공함으로써 상기 스프링와셔(190c)에 의한 밸브본체(110)의 고정력을 향상시킨다. 이러한 제3실시예가 도 5에 도시되어 있다.

한편, 도 5와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 터보차져의 웨이스트게이트에서 상기 스프링와셔(190c)의 상기 돌출부(191)의 상기 높이변화부(192)가 일정한 높이 변화를 이루어 상기 돌출부(191)의 경사면을 형성하고, 상기 가압부(193)는 높이가 일정하게 유지된 편평면을 이루도록 마련된다.

구체적으로, 가압부(193)는 높이가 일정하게 유지되어 밸브로드(150)에 대해 편평하고 나란한면을 이루도록 마련된다. 이에 따라, 상기 한 쌍의 스프링와셔(190c)에서 각 가압부(193)는 밸브로드(150) 또는 밸브본체(110)의 일면과의 면착율이 증가된다.

또한, 높이변화부(192)는 일정한 높이 변화를 이루도록 마련되어 돌출부(191)의 경사면을 이루도록 마련된다. 즉, 높이변화부(192)는 스프링와셔(190c)의 반경방향을 따라 가압에 대한 변형률이 대략 균일하게 형성되고, 내구진행에 따른 응력집중에 대한 파손이 방지될 수 있다. 나아가, 높이변화부(192) 전체에 걸쳐 대략 균일한 변형을 일으키므로 변형 및 탄성력 제공에 대한 안정적인 구조를 제공한다.

한편, 도 6과 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 터보차져의 웨이스트게이트에서 상기 스프링와셔(190d)의 상기 돌출부(191)는 상기 높이변화부(192) 및 가압부(193)가 이루는 단면 형상이 하나의 원호를 이루도록 마련됨으로써, 총 2개의 스프링와셔(190d)에 의해 형성된 상기 공동(197)의 단면 형상이 원형을 이루도록 마련된다.

구체적으로 제4실시예는 하나의 스프링와셔(190d)에 마련된 돌출부(191) 단면 형상이 원호를 이루도록 마련되고, 바람직하게는 반원 형상을 이루도록 마련될 수 있다.

이러한 스프링와셔(190d)가 총 2개 마련되되, 각 돌출부(191)가 서로 멀어지는 방향으로 돌출되도록 마련되고, 바람직하게는 각 돌출부(191)의 위치가 동일하게 마련됨으로써, 한쌍의 스프링와셔(190d)는 돌출부(191) 사이에 단면이 원형인 공동(197)을 형성할 수 있다.

이러한 제4실시예에 따른 스프링와셔(190d)는 특히 스프링와셔(190d)에 작용하는 응력집중현상을 개선하고 공동(197)의 안정성을 높이는데 주목한 설계에 해당될 수 있다.

즉, 제4실시예에 따른 돌출부(191)는 절곡지점이 최소화되어 응력집중이 유발되는 부위가 최소화됨으로써 내구 진행에 따른 파손 등이 방지 또는 억제될 수 있고, 밸브로드(150) 또는 밸브본체(110)에 의해 돌출부(191)가 압축되는 경우, 한 쌍의 돌출부(191)에 의해 형성되는 공동(197)의 단면이 원형인 바, 공동(197) 내부로부터 외부로 제공되는 반력이 어느 한 방향으로 집중되지 않아 안정적인 구조를 이루게 되는 것이다. 도 6에는 이러한 제 4실시예에 따른 스프링와셔(190d)의 단면 형상이 도시되어 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

110 : 밸브본체 130 : 기둥부재
150 : 밸브로드 190 : 스프링와셔

Claims

터보차져의 바이패스유로상에 마련된 시트부에 선택적으로 밀착하도록 마련된 밸브본체;
상기 밸브본체로부터 돌출된 기둥부재;
상기 기둥부재가 관입되는 관입홀이 형성되고, 상기 관입홀이 형성된 부위가 상기 시트부에 대해 상대변위를 형성할 수 있도록 마련된 밸브로드;
상기 기둥부재에 마련되어 상기 관입홀로부터 상기 기둥부재가 분리되는 것을 방지하도록 마련된 지지부재; 및
상기 밸브본체와 상기 밸브로드 사이에 마련되고, 상기 기둥부재의 길이방향과 나란한 방향으로 돌출되도록 마련된 돌출부가 형성됨으로써, 상기 밸브본체와 상기 밸브로드가 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 마련된 스프링와셔;를 포함하는 터보차져의 웨이스트게이트.
청구항 1에 있어서,
상기 스프링와셔의 상기 돌출부는,
상기 스프링와셔의 반경방향을 따라 상기 밸브로드에 대한 상대높이가 변화하도록 마련된 높이변화부; 및
상기 스프링와셔의 반경방향을 기준으로 상기 높이변화부의 일측에 마련되어 상기 돌출부의 돌출방향으로 가압력을 제공하도록 마련된 가압부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 터보차져의 웨이스트게이트.
청구항 2에 있어서,
상기 스프링와셔는 중앙부에 상기 기둥부재에 의해 관통되는 중앙홀이 형성되고, 상기 중앙홀 및 높이변화부 사이에 상기 가압부가 마련되며, 총 2개로 구비되어 각각의 돌출부가 서로를 향해 돌출됨으로써 상호 접하도록 마련된 것을 특징으로 하는 터보차져의 웨이스트게이트.
청구항 2에 있어서,
상기 돌출부는 상기 스프링와셔의 반경방향을 기준으로 상기 가압부의 양 측에 상기 높이변화부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 터보차져의 웨이스트게이트.
청구항 4에 있어서,
상기 스프링와셔는 총 2개로 구비되고, 각각에 형성된 돌출부가 서로 상반된 방향을 향해 돌출되도록 배치됨으로써, 상기 한 쌍의 돌출부 사이에 밀폐된 공동이 형성된 것을 특징으로 하는 터보차져의 웨이스트게이트.
청구항 5에 있어서,
상기 스프링와셔의 상기 돌출부에서, 상기 높이변화부는 일정한 높이 변화를 이루어 상기 돌출부의 경사면을 형성하고, 상기 가압부는 높이가 일정하게 유지된 편평면을 이루도록 마련된 것을 특징으로 하는 터보차져의 웨이스트게이트.
청구항 5에 있어서,
상기 스프링와셔의 상기 돌출부는 상기 높이변화부 및 가압부가 이루는 단면 형상이 하나의 원호를 이루도록 마련됨으로써, 총 2개의 스프링와셔에 의해 형성된 상기 공동의 단면 형상이 원형을 이루도록 마련된 것을 특징으로 하는 터보차져의 웨이스트게이트.