KR20180080388A - 리턴스프링 체결구조가 개선된 밸브조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 회전기어 동작이 개선된 밸브조립체는, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며, 중심축 상에 비원형(non-circular)의 삽입홀이 형성된 회전기어; 상단이 상기 삽입홀에 삽입되어 상기 회전기어와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며, 외주면에는 비스듬히 경사진 슬라이드홈이 둘 이상 형성되는 원통캠; 상기 원통캠과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록, 상기 원통캠의 회전축을 관통하는 포핏샤프트; 상기 포핏샤프트의 하측에 결합되는 밸브시트; 상기 원통캠의 저면과 측면을 둘러싸는 하우징; 일측이 상기 하우징에 고정결합되고 타측이 각각의 슬라이드홈에 슬라이딩 가능한 구조로 각각 삽입되는 둘 이상의 베어링유닛; 상기 회전기어의 상면과 측면을 둘러싸되 상기 회전기어의 상면과 대응되는 부위에 하향으로 연장되는 가압돌부를 구비하는 커버; 및 코일스프링 형상으로 제작되며, 상기 회전기어의 저면과 상기 하우징의 상면 사이에 안착되어, 상기 회전기어에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링;을 포함하되, 상기 회전기어의 가장자리에는 내측으로 돌출된 복수 개의 거치후크가 형성되고, 상기 리턴스프링은 상측이 상기 복수 개의 거치후크에 걸쳐진다.

Description

리턴스프링 체결구조가 개선된 밸브조립체 {Valve assembly with improved combination structure of return spring}

본 발명은 원통캠을 이용하여 회전기어의 회전운동을 포핏샤프트의 직선운동으로 변환시킴으로써 밸브시트를 승강시키는 밸브조립체에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전기어에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링을 조립하는 공정이 간편해지고 리턴스프링이 안정적으로 체결상태를 유지할 수 있도록 구성되는 밸브조립체에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기가스는 연료가 실린더 내에서 고온 고압으로 압축되어 팽창된 다음 배기 매니폴드를 통해 대기 속으로 배출되는 가스이다. 이러한 배기가스는 대부분 수증기와 이산화탄소이며, 그밖에 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등의 유해물질을 포함하고 있다.

배기가스 재순환장치(EGR: Exhaust Gas Recirculation System)는 배기가스 중의 질소산화물을 감소시키는 수단으로서, 배기가스의 일부를 흡기 매니폴드로 다시 돌려보내어 혼합기가 연소될 때 연소 온도를 낮추어 질소산화물(NOx)의 생성량을 저감한다. 즉, 상기 질소산화물(NOx)은 연소온도를 저하시켜 발생량을 감소시킬 수 있고, 이러한 연소온도는 연소속도의 영향을 가장 많이 받는 것이므로 실린더 혼합기 자체의 공연비를 변화시키지 않고 밀도를 저하시키게 된다. 그러므로 연소속도가 저하되고 연소온도의 상승이 억제되면, 결과적으로 질소산화물을 저감시킬 수 있게 된다.

한편 배기가스 재순환밸브(Exhaust Gas Recirculation Valve, 이하 'EGR 밸브'라 함)는 배기 매니폴드와 흡기매니폴드 사이에 설치되어 공전 및 워밍업 이외의 회전에서만 EGR 밸브의 제어에 의해 통로를 개폐한다. 공전 및 워밍업 전에는 작동되지 않다가 공전 및 워밍업 이외의 회전에서 스로틀 밸브가 열리는 양에 따라 EGR밸브를 열어 엔진의 흡기 매니폴드에 배기가스의 일부를 재순환시켜 가능한 한 엔진 출력의 감소를 최소로 하면서 연소온도를 낮추어 질소산화물(NOx)의 배출량을 감소시키는 역할을 한다.

이와 같이 구성되는 종래의 EGR밸브는 고정된 원통캠을 이용하여 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 구조로 구성되는데, 이와 같은 종래의 EGR밸브는 밸브시트가 통로를 개폐시킬 때 상하방향으로 승강 운동만 하는 것이 아니라 회전운동까지 같이 하므로, 밸브시트의 마모가 증가되고 이에 따라 개폐 신뢰성이 낮아진다는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 밸브시트가 통로를 개폐시킬 때 회전운동은 하지 아니하고 승강운동만 하도록 구성되는 밸브조립체(대한민국 등록특허 제10-1604415호)가 본원발명의 출원인에 의해 출원되어 등록된바 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 밸브조립체에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 밸브조립체 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 밸브조립체는, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며 중심축 상에 다각형홀(11)이 형성된 회전기어(10)와, 상기 다각형홀(11)에 삽입되는 다각형헤드(22)가 상측에 구비되고 외주면에 비스듬히 경사진 슬라이드홈(21)이 형성되는 원통캠(20)과, 상기 원통캠(20)의 회전 중심부를 관통하는 포핏샤프트(30)와, 상기 포핏샤프트(30)의 하측에 결합되는 밸브시트(40)와, 상기 원통캠(20)을 둘러싸는 하우징(미도시)과, 일측이 상기 슬라이드홈(21)에 슬라이딩 가능한 구조로 삽입되며 타측이 상기 하우징에 고정결합되는 베어링유닛(60)을 포함하여 구성된다.

상기 원통캠(20)의 상측에 구비된 다각형헤드(22)는 회전기어(10)의 다각형홀(11)에 비해 약간 작은 크기로 제작되는바, 상기 원통캠(20)은 회전기어(10)가 회전될 때 상기 회전기어(10)와 일체로 회전되지만, 외부로부터 승강력을 전달받았을 때에는 회전기어(10)에 결합된 상태를 유지하며 독립적으로 상승 또는 하강을 할 수 있게 된다. 즉, 다각형헤드(22)가 다각형홀(11)에 삽입되고 베어링유닛(60)의 일측이 슬라이드홈(21)에 삽입된 상태에서 회전기어(10)가 회전되면, 상기 원통캠(20) 역시 회전기어(10)와 함께 회전을 하게 되며, 베어링유닛(60)의 일측은 슬라이드홈(21)의 길이방향을 따라 슬라이딩하게 된다. 이때, 상기 베어링유닛(60)은 하우징에 고정 결합되어 있으므로 원통캠(20)이 회전을 하게 되는데, 본 발명에 의한 밸브조립체는 이와 같이 원통캠(20)이 회전이나 승강 중 어느 한 동작만을 하는 것이 아니라, 회전과 승강을 동시에 구현하면서 포핏샤프트(30) 및 이에 결합된 밸브시트(40)를 수직방향으로 이동시키도록 구성된다는 점에 구성상의 특징이 있다.

상기 포핏샤프트(30)는 원통캠(20)과 독립적으로 회전될 수 있도록 횡단면이 원형으로 형성되는 봉 형상(원형봉 형상)으로 제작되되, 상기 원통캠(20)과 일체로 승강될 수 있도록 상기 원통캠(20)에 삽입된 부위의 중단에 단턱이 형성되고 상기 원통캠(20)의 상면과 대응되는 지점에는 원반 형상의 플랜지가 장착되도록 구성된다. 따라서 원통캠(20)이 회전을 하면서 승강될 때, 상기 포핏샤프트(30) 및 이에 결합된 밸브시트(40)는 회전은 하지 아니하고 원통캠(20)을 따라 승강만 하게 된다.

한편, 상기 원통캠(20)이 상승할 때 회전기어(10)는 상승하지 아니하고 원통캠(20)만이 승강해야 하는데, 회전기어(10)가 원통캠(20)을 따라 승강하여 작동 소음 및 진동이 발생될 우려가 있다. 따라서 회전기어(10) 하측에는 상기 회전기어(10)에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링(71)이 구비되는데, 상기 회전기어(10)를 조립하기 이전까지는 회전기어(10)와 리턴스프링(71)이 별도로 분리되어 있으므로 회전기어(10)와 리턴스프링(71)을 각각 개별적으로 조립라인에 이송해야 한다는 불편함이 있었다.

또한, 회전기어(10)가 원통캠(20)에 조립될 때에는 상기 리턴스프링(71)이 압축되는 방향으로 회전기어(10)를 이송시켜야 하는데, 상기 원통캠(20)의 상단이 단순히 회전기어(10)의 다각형홀(11)에 삽입되는 구조로 결합되면 상기 회전기어(10)를 하향 가압하는 외력이 해제되었을 때 상기 리턴스프링(71)의 복원력에 의해 상기 회전기어(10)가 상향으로 이동하여 원통캠(20)과의 조립이 해제된다는 문제점이 있다.

KR 10-1604415 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 회전기어를 원통캠에 조립시키기 이전에 리턴스프링이 회전기어에 가결합된 상태를 유지할 수 있어 조립공정의 편의성이 향상되고, 원통캠의 상단이 회전기어에 삽입되었을 때 상기 원통캠의 상단이 회전기어로부터 빠지지 아니하도록 구성되어 조립불량률이 현저히 감소되는 밸브조립체를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 회전기어 동작이 개선된 밸브조립체는, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며, 중심축 상에 비원형(non-circular)의 삽입홀이 형성된 회전기어; 상단이 상기 삽입홀에 삽입되어 상기 회전기어와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며, 외주면에는 비스듬히 경사진 슬라이드홈이 둘 이상 형성되는 원통캠; 상기 원통캠과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록, 상기 원통캠의 회전축을 관통하는 포핏샤프트; 상기 포핏샤프트의 하측에 결합되는 밸브시트; 상기 원통캠의 저면과 측면을 둘러싸는 하우징; 일측이 상기 하우징에 고정결합되고 타측이 각각의 슬라이드홈에 슬라이딩 가능한 구조로 각각 삽입되는 둘 이상의 베어링유닛; 상기 회전기어의 상면과 측면을 둘러싸되 상기 회전기어의 상면과 대응되는 부위에 하향으로 연장되는 가압돌부를 구비하는 커버; 및 코일스프링 형상으로 제작되며, 상기 회전기어의 저면과 상기 하우징의 상면 사이에 안착되어, 상기 회전기어에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링;을 포함하되, 상기 회전기어의 가장자리에는 내측으로 돌출된 복수 개의 거치후크가 형성되고, 상기 리턴스프링은 상측이 상기 복수 개의 거치후크에 걸쳐진다.

상기 거치후크는, 끝단측 상면이 볼록하게 형성된다.

상기 회전기어의 저면 중 상기 삽입홀이 형성된 부위에는 상기 하우징의 내부로 삽입되도록 하향으로 연장되는 삽입관이 형성되고, 상기 원통캠의 상측에는 상기 삽입홀에 삽입되는 삽입기둥이 형성되며, 상기 삽입기둥의 상단에는 외측으로 돌출되는 하나 이상의 걸림턱이 구비되고, 상기 삽입홀의 내주면 하단에는 상기 걸림턱에 걸리도록 내측으로 돌출되는 체결후크가 구비된다.

상기 걸림턱의 상면은 외측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되고, 상기 체결후크의 저면은 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성된다.

상기 삽입관의 하단 중 상기 체결후크가 형성된 부위에는 절개홈이 형성된다.

상기 절개홈의 횡단면은, 상기 삽입관의 원주방향을 따르는 아크 형상으로 형성된다.

본 발명에 의한 밸브조립체는, 회전기어를 원통캠에 조립시키기 이전에 리턴스프링이 회전기어에 가결합된 상태를 유지할 수 있어 조립이 매우 용이하고, 원통캠의 상단이 회전기어에 삽입되었을 때 상기 원통캠의 상단이 회전기어로부터 쉽게 빠지지 아니하므로 조립불량률이 매우 낮아진다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 밸브조립체 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 밸브조립체의 내부구조를 도시하는 단면사시도이다.
도 3 및 도 4는 리턴스프링이 회전기어에 걸쳐지는 형상을 도시하는 사시도 및 저면사시도이다.
도 5 및 도 6은 리턴스프링에 토크가 인가되어 리턴스프링이 거치후크로부터 탈거되는 형상을 도시하는 사시도 및 저면사시도이다.
도 7은 회전기어와 원통캠의 분해사시도이다.
도 8은 회전기어와 원통캠의 결합구조를 도시하는 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 회전기어 동작이 개선된 밸브조립체의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 밸브조립체의 내부구조를 도시하는 단면사시도이고, 도 3 및 도 4는 리턴스프링이 회전기어에 걸쳐지는 형상을 도시하는 사시도 및 저면사시도이며, 도 5 및 도 6은 리턴스프링에 토크가 인가되어 리턴스프링이 거치후크로부터 탈거되는 형상을 도시하는 사시도 및 저면사시도이다.

본 발명에 의한 원통캠(200)을 이용한 밸브조립체는 외부로부터 전달받은 회전력을 직선 이송력으로 변환시켜 밸브시트(400)를 승강시키기 위한 장치로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며 중심축 상에 비원형(non-circular)의 삽입홀(110)이 형성된 회전기어(100)와, 상단이 상기 삽입홀(110)에 삽입되어 상기 회전기어(100)와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며 외주면에는 비스듬히 경사진 슬라이드홈(210)이 둘 이상 형성되는 원통캠(200)과, 상기 원통캠(200)과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록 상기 원통캠(200)의 회전축을 관통하는 포핏샤프트(300)와, 상기 포핏샤프트(300)의 하측에 결합되는 밸브시트(400)와, 상기 원통캠(200)의 저면과 측면을 둘러싸는 하우징(510)과, 일측이 상기 하우징(510)에 고정결합되고 타측이 각각의 슬라이드홈(210)(도 7 및 도 8 참조)에 슬라이딩 가능한 구조로 각각 삽입되는 둘 이상의 베어링유닛(600)과, 상기 회전기어(100)의 상면과 측면을 둘러싸는 커버(520)를 포함하여 구성된다.

상기 회전기어(100)는 가장자리 부위가 하향 연장된 캡 형상을 이루되, 하향으로 연장된 부위의 외측면에 기어이빨이 형성되어 구동모터(800)로부터 제공되는 회전력에 의해 회전하도록 구성된다. 일반적으로 구동모터(800)의 회전력이 매우 빠르므로 복수 개의 기어를 통해 감속된 이후 상기 회전기어(100)로 전달되도록 구성됨이 바람직하다. 이때 상기 삽입홀(110) 및 이에 삽입되는 원통캠(200)의 상단이 원형으로 형성되면 상기 원통캠(200)과 회전기어(100)가 각각 독립적으로 회전될 수 있으므로, 상기 삽입홀(110)은 원형이 아닌 형상 예를 들어 본 실시예에 도시된 바와 같이 내주면에 돌출부가 형성된 형상으로 형성되고, 상기 원통캠(200) 상단은 상기 삽입홀(110)과 형합되는 형상으로 형성됨이 바람직하다. 상기 삽입홀(110)의 형상은 비원형을 이룰 수 있다면 즉, 원형이 아닌 형상이라면 다각형 형상이나 기타 다양한 형이상학적 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 원통캠(200)의 상단은 회전기어(100)의 삽입홀(110)과 형합되는 형상을 이루되 상기 삽입홀(110)에 비해 약간 작은 크기로 제작되는바, 상기 원통캠(200)은 회전기어(100)가 회전될 때 상기 회전기어(100)와 일체로 회전되지만, 외부로부터 승강력을 전달받았을 때에는 회전기어(100)에 결합된 상태를 유지하며 독립적으로 상승 또는 하강을 할 수 있게 된다. 즉, 원통캠(200) 상단이 삽입홀(110)에 삽입되고 베어링유닛(600)의 타단이 슬라이드홈(210)에 삽입된 상태에서 구동모터(800)가 작동되어 회전기어(100)가 회전되면, 상기 원통캠(200) 역시 회전기어(100)와 함께 회전을 하게 되며, 베어링유닛(600)의 타측은 슬라이드홈(210)의 길이방향을 따라 슬라이딩하게 된다.

이때, 상기 베어링유닛(600)은 하우징(510)에 고정 결합되어 있으므로 원통캠(200)이 회전을 하게 되는데, 본 발명에 의한 밸브조립체는 이와 같이 원통캠(200)이 회전이나 승강 중 어느 한 동작만을 하는 것이 아니라, 회전과 승강을 동시에 구현하면서 포핏샤프트(300) 및 이에 결합된 밸브시트(400)를 수직방향으로 이동시키도록 구성된다. 즉, 상기 포핏샤프트(300)는 원통캠(200)과 독립적으로 회전될 수 있도록 횡단면이 원형으로 형성되는 봉 형상(원형봉 형상)으로 제작되며, 상기 원통캠(200)과 일체로 승강될 수 있도록 상기 원통캠(200)에 삽입된 부위의 중단에 단턱이 형성되고 상기 원통캠(200)의 상면과 대응되는 지점에는 원반 형상의 플랜지가 장착된다. 또한 상기 포핏샤프트(300)의 상부에는 포핏샤프트(300)가 상하방향으로 승강만 할 수 있도록 포핏샤프트(300)의 이동방향을 가이드하기 위한 가이드파이프(700)가 구비된다. 따라서 원통캠(200)이 회전 및 승강이 동시에 이루어질 때 포핏샤프트(300) 및 밸브시트(400)는 상하방향으로의 승강만 하게 된다. 또한, 가이드파이프(700)의 외측면에는 포핏샤프트(300)의 승강거리를 감지하기 위한 마그네트(710)가 구비되고, 가이드파이프(700)의 내주면에는 포핏샤프트(300)와 용접되는 인서트파이프(730)가 구비된다.

한편, 상기 원통캠(200)이 상승할 때 회전기어(100)는 상승하지 아니하고 원통캠(200)만이 승강해야 하는데, 원통캠(200)의 상측과 삽입홀(110) 간의 마찰력에 의해 회전기어(100)가 원통캠(200)을 따라 승강하는 현상이 발생될 수 있다. 이와 같이 회전기어(100)가 원통캠(200)을 따라 승강하면 작동 소음 및 진동이 증가될 우려가 있으므로, 상기 회전기어(100)의 저면과 하우징(510)의 상면 사이에는 회전기어(100)에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링(530)이 구비된다. 이와 같이 리턴스프링(530)이 구비되면 상기 회전기어(100)는 항상 커버(520)에 접촉된 상태를 유지하는바, 회전기어(100)가 원통캠(200)을 따라 승강하는 현상이 발생되지 아니하게 된다.

이때, 리턴스프링(530)과 회전기어(100)는 하우징(510)과 커버(520) 사이에서 적층구조로 결합되는데, 회전기어(100)와 리턴스프링(530)이 분리된 상태로 조립라인에 공급되면 상기 리턴스프링(530)과 회전기어(100)를 적층시킨 후 커버(520)를 덮는 조립과정에 많은 어려움이 있을 수 있다.

본 발명에 의한 밸브조립체는 이와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 즉, 리턴스프링(530)이 회전기어(100)에 가조립된 상태로 조립라인에 공급될 수 있도록 구성된다는 점에 가장 큰 특징이 있다. 예를 들어 상기 회전기어(100)의 가장자리에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 내측으로 돌출된 복수 개의 거치후크(102)가 형성되어, 상기 리턴스프링(530)의 상측라인이 복수 개의 거치후크(102)에 걸쳐짐으로서 회전기어(100)에 가조립되도록 구성될 수 있다.

이와 같이 리턴스프링(530)의 상측이 복수 개의 거치후크(102)에 걸쳐진 상태에서는, 회전기어(100)만을 들고 이송시키더라도 리턴스프링(530)까지 함께 이송되고, 리턴스프링(530)을 하우징(510) 상에 안착시킨 상태에서 커버(520)를 조립하는 작업이 용이해진다는 장점이 있다.

이때, 상기 복수 개의 거치후크(102)에 리턴스프링(530)의 상측라인이 거치되었을 때 작업자의 의도에 반하여 리턴스프링(530)이 거치후크(102)로부터 탈거되지 아니하도록, 상기 거치후크(102)는 끝단측 상면이 볼록하게 형성될 수 있다. 이와 같이 거치후크(102)의 끝단측 상면이 볼록하게 형성되면 상기 리턴스프링(530)에 수평방향 외력이 인가되더라도 리턴스프링(530)의 상측라인이 거치후크(102)의 볼록면을 타고 넘어가기가 쉽지 아니하므로, 상기 리턴스프링(530)은 보다 안정적으로 거치후크(102)에 거치된 상태 즉, 회전기어(100)에 가조립된 상태를 유지할 수 있게 된다.

한편, 회전기어(100)와 리턴스프링(530)을 조립할 때에는, 리턴스프링(530)의 상단을 회전기어(100)에 연결하고 리턴스프링(530)의 하단을 하우징(510)에 연결한 후, 상기 리턴스프링(530)이 감기는 방향으로 리턴스프링(530)에 토크를 인가하는 과정을 거치게 된다. 이와 같이 리턴스프링(530)에 감기는 방향으로 토크가 인가되면 상기 리턴스프링(530)의 중심경이 좁아지므로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 리턴스프링(530)의 상측라인이 거치후크(102)로부터 분리된다.

즉, 리턴스프링(530)의 조립이 완료된 이후에는 상기 리턴스프링(530)이 거치후크(102)로부터 분리되는바, 상기 리턴스프링(530)이 상하방향으로 압축되더라도 거치후크(102)에 간섭되는 현상이 발생하지 아니한다는 장점이 있다.

도 7은 회전기어(100)와 원통캠(200)의 분해사시도이고, 도 8은 회전기어(100)와 원통캠(200)의 결합구조를 도시하는 단면도이다.

상기 언급한 바와 같이 커버(520)와 하우징(510) 사이에 리턴스프링(530)과 회전기어(100)를 적층시킨 상태에서 커버(520)를 하우징(510)에 조립할 때에는, 원통캠(200)의 상측이 회전기어(100)의 삽입홀(110)에 삽입되고 상기 리턴스프링(530)은 하강하는 회전기어(100)에 의해 압축된 상태가 되는바, 상기 리턴스프링(530)은 회전기어(100)를 상향으로 탄성 가압하게 된다.

이때 상기 원통캠(200)의 상측이 회전기어(100)의 삽입홀(110)에 단순히 삽입되는 구조로 장착되면, 커버(520)를 하우징(510)에 조립시키는 과정에서 회전기어(100)가 리턴스프링(530)의 탄성력에 의해 상향으로 이동되어 원통캠(200)과 분리되고, 이에 따라 각 부품들의 정상적인 조립이 불가해진다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명에 의한 밸브조립체는 원통캠(200)의 상측이 회전기어(100)의 삽입홀(110)에 한 번 삽입되면 리턴스프링(530)이 회전기어(100)를 상향으로 탄성 가압하더라도 원통캠(200)의 상측이 삽입홀(110)로부터 완전히 빠지지 아니하도록 구성된다는 점에 구성상의 또 다른 특징이 있다.

즉, 상기 회전기어(100)의 저면 중 상기 삽입홀(110)이 형성된 부위에는 상기 하우징(510)의 내부로 삽입되도록 하향으로 연장되는 삽입관(112)이 형성되고, 상기 원통캠(200)의 상측에는 상기 삽입홀(110)에 삽입되는 삽입기둥(220)이 형성되되, 상기 삽입기둥(220)의 상단에는 외측으로 돌출되는 하나 이상의 걸림턱(222)이 구비되고, 상기 삽입홀(110)의 내주면 하단에는 상기 걸림턱(222)에 걸리도록 내측으로 돌출되는 체결후크(114)가 구비될 수 있다.

이와 같이 회전기어(100)의 저면에 삽입관(112)이 형성되고 원통캠(200)의 상측에 삽입기둥(220)이 형성되면, 회전기어(100)를 하강시켜 원통캠(200)에 조립시킬 때 원통캠(200)의 삽입기둥(220)이 회전기어(100)의 삽입관(112) 내부(더 명확하게는 삽입홀(110))에 삽입되어, 도 8에 도시된 바와 같이 체결후크(114)가 걸림턱(222)을 타고 넘어가게 된다. 걸림턱(222)을 하향으로 타고 넘어간 체결후크(114)는 회전기어(100)에 리턴스프링(530)의 탄성력이 인가되더라도 상향으로는 걸림턱(222)을 타고 넘어가지 못하는바, 삽입기둥(220)은 삽입관(112)으로부터 탈거되지 아니하게 된다.

즉, 회전기어(100)가 원통캠(200)에 한 번 삽입된 이후에는, 리턴스프링(530)의 탄성력이 인가되더라도 상기 회전기어(100)가 원통캠(200)으로부터 분리되지 아니하게 되며, 이에 따라 회전기어(100)의 위치가 일정하게 유지될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

이때, 상기 체결후크(114)가 걸림턱(222)을 하향으로는 쉽게 넘어갈 수 있지만 걸림턱(222)을 상향으로는 쉽게 넘어가지 못하도록, 상기 걸림턱(222)의 상면은 외측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되고, 상기 체결후크(114)의 저면은 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성됨이 바람직하다. 이와 같이 조립은 용이하게 이루어지지만 분리는 어렵도록 구성되는 체결후크(114)는 여러 분야에서 널리 상용화되어 있는바, 상기 체결후크(114)의 세부구조 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 체결후크(114)는 돌출거리가 짧을수록 걸림턱(222)을 하향으로 쉽게 타고 넘어갈 수 있지만, 돌출거리가 짧으면 걸림턱(222)을 상향으로도 쉽게 타고 넘어갈 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 밸브조립체는, 체결후크(114)가 걸림턱(222)을 하향으로 타고 넘어가는 과정에서 즉, 체결후크(114)의 경사면과 걸림턱(222)의 경사면이 압착되었을 때 상기 체결후크(114)가 외측방향(걸림턱(222)과 멀어지는 방향)으로 밀려나도록 설정됨이 바람직하다.

이와 같이 체결후크(114)가 외측방향으로 쉽게 밀려나기 위해서는 상기 삽입관(112)이 연성과 탄성이 큰 재료로 제작됨이 바람직한데, 상기 삽입관(112)이 연성과 탄성이 큰 재료로 제작되면 외력에 의한 파손 및 변형의 우려가 있다.

따라서 본 발명에 의한 밸브조립체는 상기 삽입관(112)을 강도가 높은 재료로 제작하더라도 체결후크(114)가 걸림턱(222)에 압착되었을 때 외측으로 쉽게 밀려날 수 있도록, 상기 삽입관(112)의 하단 중 상기 체결후크(114)가 형성된 부위에는 절개홈(116)이 형성될 수 있다. 이와 같이 삽입관(112)의 하단 중 체결후크(114)와 대응되는 부위에 절개홈(116)이 형성되면, 삽입관(112)의 내벽 중 체결후크(114)가 형성된 지점의 내벽 두께가 얇아지므로 상기 체결후크(114)가 바깥쪽으로 쉽게 밀려날 수 있게 된다.

이때, 상기 절개홈(116)은 삽입관(112)의 하단 중 체결후크(114)가 형성된 부위 전체에 걸쳐 형성되도록, 본 실시예에 도시된 바와 같이 상기 삽입관(112)의 원주방향을 따르는 아크 형상으로 형성됨이 바람직하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 : 회전기어 102 : 거치후크
110 : 삽입홀 112 : 삽입관
114 : 체결후크 116 : 절개홈
200 : 원통캠 210 : 슬라이드홈
220 : 삽입기둥 222 : 걸림턱
300 : 포핏샤프트 400 : 밸브시트
510 : 하우징 520 : 커버
530 : 리턴스프링 600 : 베어링유닛
700 : 가이드파이프 710 : 마그네트
730 : 인서트파이프 800 : 구동모터

Claims (6)

1. 외부로부터 인가되는 힘에 의해 수직방향 중심축을 회전축으로 회전되며, 중심축 상에 비원형(non-circular)의 삽입홀이 형성된 회전기어;
   상단이 상기 삽입홀에 삽입되어 상기 회전기어와 일체로 회전됨과 동시에 승강 가능하며, 외주면에는 비스듬히 경사진 슬라이드홈이 둘 이상 형성되는 원통캠;
   상기 원통캠과 승강은 일체로 이루어지되 회전은 독립적으로 이루어질 수 있도록, 상기 원통캠의 회전축을 관통하는 포핏샤프트;
   상기 포핏샤프트의 하측에 결합되는 밸브시트;
   상기 원통캠의 저면과 측면을 둘러싸는 하우징;
   일측이 상기 하우징에 고정결합되고 타측이 각각의 슬라이드홈에 슬라이딩 가능한 구조로 각각 삽입되는 둘 이상의 베어링유닛;
   상기 회전기어의 상면과 측면을 둘러싸되 상기 회전기어의 상면과 대응되는 부위에 하향으로 연장되는 가압돌부를 구비하는 커버; 및
   코일스프링 형상으로 제작되며, 상기 회전기어의 저면과 상기 하우징의 상면 사이에 안착되어, 상기 회전기어에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링;
   을 포함하되,
   상기 회전기어의 가장자리에는 내측으로 돌출된 복수 개의 거치후크가 형성되고,
   상기 리턴스프링은 상측이 상기 복수 개의 거치후크에 걸쳐지는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 거치후크는, 끝단측 상면이 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전기어의 저면 중 상기 삽입홀이 형성된 부위에는 상기 하우징의 내부로 삽입되도록 하향으로 연장되는 삽입관이 형성되고,
   상기 원통캠의 상측에는 상기 삽입홀에 삽입되는 삽입기둥이 형성되며,
   상기 삽입기둥의 상단에는 외측으로 돌출되는 하나 이상의 걸림턱이 구비되고,
   상기 삽입홀의 내주면 하단에는 상기 걸림턱에 걸리도록 내측으로 돌출되는 체결후크가 구비되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 걸림턱의 상면은 외측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되고,
   상기 체결후크의 저면은 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 삽입관의 하단 중 상기 체결후크가 형성된 부위에는 절개홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
6. 청구항 5에 있어서
   상기 절개홈의 횡단면은, 상기 삽입관의 원주방향을 따르는 아크 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
   

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