KR20210071268A

KR20210071268A - 웨이스트 게이트 밸브 및 이를 갖는 터보 차저

Info

Publication number: KR20210071268A
Application number: KR1020190161270A
Authority: KR
Inventors: 이형기
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-06-16

Abstract

웨이스트 게이트 밸브가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이스트 게이트 밸브는 바디부 또는 밸브 케이스의 열팽창에 상관 없이 배기 가스의 안정적인 이동을 도모할 수 있다.

Description

웨이스트 게이트 밸브 및 이를 갖는 터보 차저{Waist gate valve for turbo charger}

본 발명은 고온의 배기 가스에 의한 열변형을 고려한 웨이스트 게이트 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이스트 게이트 밸브 및 이를 갖는 터보 차저에 관한 것이다.

일반적으로 터보차저는 공기과급기로서 엔진 연소 후 배출되는 배기가스의 유동 에너지를 이용하여 터빈을 회전시키고 이때 유도되는 회전동력을 이용하여 터빈 축과 직결된 엔진 흡기구측에 위치한 압축기를 회전시킴으로써 강제로 공기를 압축하여 연소실로 공급하는 장치이다.

터보차저를 엔진에 적용함으로써 작은 엔진 배기량으로 출력을 증대하기가 용이하기 때문에 고압 연료 분사시스템을 장착하는 차량용 디젤엔진에 모두 장착되고 있으며 최근에는 가솔린엔진에서도 그 적용이 확대되고 있다.

종래의 차량용 터보 차저에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 차량용 터보 차저는 배기가스 입구(11)와, 배기가스 출구(12) 및 바이패스 통로(13)가 형성된 터빈 하우징(1)과, 외부 공기 흡입구(21)와 압축공기 배출구(22)와 바이패스 통로(23)가 형성된 컴프레서 하우징(2)이 구비된다.

또한 상기 터빈 하우징(1)은 내부에 설치된 터빈 팬(31)과 상기 컴프레서 하우징(2)의 내부에 설치된 컴프레서 팬(32)이 양단에 설치되는 샤프트(33)가 설치된다. 또한 상기 터빈 하우징(1)과 컴프레서 하우징(2)을 연결하는 센터 하우징(3)과, 상기 컴프레서(2)의 바이패스 통로(23)에 연결되어 있는 액츄에이터(4)와, 상기 터빈(1)의 바이패스 통로(13)에 설치되어 있으며 상기 액츄에이터(4)에 의해 작동되는 웨이스트 게이트 밸브(5)를 포함하여 구성된다.

첨부된 도 2는 종래의 터보차저 및 웨이스트 게이트를 도시한 도면으로써, 터보차저의 터빈측 부분 즉, 터빈 하우징(1)이 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이 측부에 배기가스 입구(11)가 형성되어 있으며 상기 배기가스 입구(11)를 통해 유입된 배기가스가 터빈을 회전시키고 배기가스 출구(12)를 통해 배출되는 구조로 구성된다.

상기 웨이스트 게이트 밸브(waste gate valve)(5)는 웨이스트 게이트 통로에 대한 개폐 운동을 위해 구비되는데, 상기 웨이스트 게이트 밸브는 터빈하우징(1)에서 터빈의 이전 부분에 설치되어 배기가스 입구(11)로 유입된 배기가스를 터빈을 거치지 않고 바이패스 통로를 통해 배기가스 출구(12) 이후 부분으로 흐르게 함으로써 터빈의 출력을 제어하여 과급압을 조절하는 기능을 수행한다.

상기 웨이스트 게이트 밸브(5)는 소정 형상의 스핀들(5a)에 연결되어 있으며, 상기 스핀들(5a)이 터빈 하우징(1)을 관통하고, 단부에 힌지 바(5b)가 직각으로 연결되며, 상기 힌지 바(5b)의 단부에 회동 가능하게 작동로드(5c)가 연결된다.

따라서, 액츄에이터 작동에 의해 작동로드(5c)가 전후진하여 힌지 바(5b)가 스핀들(5a)을 회동 시킴으로써 웨이스트 게이트 밸브(5)가 개폐 작동된다.

상기 웨이스트 게이트 밸브(5)는 작동 중 밸브 시트의 상면을 완전히 커버하지 못하고 누기가 발생되는 현상이 유발되었다. 이러한 누기 현상은 고온의 배기가스의 온도에 의해 상기 밸브 시트의 팽창이 발생될 경우 더욱 더 심해질 수 있고 상기 웨이스트 게이트 밸브(5)와 관련된 부품들의 떨림으로 인하여 NVH가 발생된다.

여기서 NVH란 자동차를 이루는 부품, 엔진, 차체에서 발생하는 소음 진동(Noise, Vibration, Harshness)을 의미하며, 자동차의 감성 품질을 결정하는 것으로 상기 웨이스트 게이트 밸브(5)에서 유발된 진동 소음으로 인해 감성 품질이 저하되는 문제점이 유발되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.

대한민국등록특허 제10-0633700호

본 발명의 실시 예들은 웨이스트 게이트 밸브가 고온의 배기 가스에 노출되는 경우에도 열변형으로 인한 누기가 발생되지 않는 웨이스트 게이트 밸브 및 이를 갖는 터보 차저를 제공하고자 한다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브는 배기가스가 이동되도록 소정의 크기로 개구 홀(52)이 형성된 밸브 시트부(50)의 상면에 안착되며 외형을 이루는 바디부(110)와, 상기 바디부(110)와 마주보며 상측에 위치되고 삽입 홀(122)이 형성된 덮개부(120)가 서로 다른 두께로 이루어진 밸브 케이스(100); 상기 삽입 홀(120)을 경유하여 상기 밸브 케이스(100)의 내부로 연장된 단부에 볼(202)이 구비된 로드부(200); 및 상기 밸브 케이스(100)의 내측에서 상기 볼(202)을 탄성 지지하는 탄성 부재(300)를 포함한다.

상기 바디부(110)는 상기 밸브 시트부(50)와 접촉되는 두께를 제1 두께(t1)라하고, 상기 덮개부(120)는 제2 두께(t2)라 가정할 때, 상기 제1 두께(t1)는 상기 제2 두께(t2) 보다 상대적으로 두껍게 형성된다.

상기 바디부(110)는 상기 밸브 시트부(50)와 면접촉된 상태가 유지되는 것을 특징으로 한다.

상기 바디부(110)는 상기 밸브 시트부(50)와 선접촉된 상태가 유지되는 것을 특징으로 한다.

상기 바디부(110)는 상기 개구 홀(52)의 중앙을 향해 콘(cone) 형태로 돌출된다.

상기 바디부(110)는 상기 개구 홀(52)의 중앙을 향해 반구 형태로 돌출된다.

상기 바디부(110)에는 상기 볼(202)의 하면이 부분 안착되는 안착 홈(102a)이 형성된다.

상기 탄성 부재(300)는 상기 케이스(100)의 내측 하부에 위치되어 상기 로드부(200)의 축 방향으로 가해지는 작동력에 따라 상기 볼(202)을 상기 로드부(200)의 축 방향으로 지지하기 위한 제1 탄성 부재(310); 상기 케이스(100)의 내측 상부에 위치되어 상기 로드부(200)의 축 방향으로 가해지는 작동력에 따라 상기 제1 탄성 부재(310)가 설치된 방향으로 지지하기 위한 제2 탄성 부재(320)를 포함한다.

상기 제1 탄성 부재(310)는 상기 제2 탄성 부재(320) 보다 강성이 큰 것을 특징으로 한다.

상기 로드부(200)에는 상기 볼(202)을 기준으로 상기 제1 탄성 부재(310)와 상기 제2 탄성 부재(320)가 각각 서로 마주보는 방향으로 탄성 지지력이 가해지는 것을 특징으로 한다.

상기 탄성 부재(300)는 상기 케이스(100)에 위치된 볼(202)을 기준으로 좌측에 위치되어 상기 볼(202)을 지지하는 제3 탄성 부재(330); 상기 볼(202)을 기준으로 우측에 위치되어 상기 볼(202)을 지지하는 제4 탄성 부재(340)를 더 포함한다.

본 실시 예는 웨이스트 게이트 밸브가 설치된 터보차저를 제공한다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브는 배기 가스가 이동되도록 소정의 크기로 개구 홀(52)이 형성된 밸브 시트부(50)의 상면에 안착되며 외형을 이루는 바디부(1100)와, 상기 바디부(1100)와 마주보며 상측에 위치되고 삽입 홀(1222)이 형성된 덮개부(1200)가 상기 바디부(1100)와 서로 다른 두께로 이루어진 밸브 케이스(1000); 상기 삽입 홀(1222)을 경유하여 상기 밸브 케이스(1000)의 내부로 연장된 단부에 볼(202)이 구비된 로드부(200); 및 상기 밸브 케이스(1000)의 내측에서 상기 볼(202)을 서로 다른 탄성 지지력으로 탄성 지지하는 탄성 부재(300)를 포함한다.

상기 덮개부(1200)는 상기 바디부(1100)의 내측으로 결합될 때 상기 탄성 부재(300)가 상기 볼(202)을 소정의 압력으로 지지 될 때까지 회전시킨 후에 용접이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들은 웨이스트 게이트 밸브가 고온의 배기 가스에 노출되는 경우에도 열변형으로 인한 오작동이 방지되고, 항시 밸브 시트부에 안정적으로 밀착되거나 오픈된 상태로 작동될 수 있어 안정적인 터보차저의 작동을 도모할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 바디부에서 열변형이 발생되는 경우에도 밸브 시트부에 안정적으로 선접촉될 수 있어 기밀 성능이 향상된다.

도 1은 종래의 터보 차저를 도시한 도면.
도 2는 종래의 터보 차저에 구비된 웨이스트 게이트 밸브를 도시한 도면.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브가 오픈된 상태를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브가 클로즈된 상태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 탄성 부재의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브를 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브를 도시한 도면이고, 특히 본 실시 예는 웨이스트 게이트 밸브 작동시 밸브 시트부의 기밀성 유지와 함께 로드부에 가해지는 진동을 감소시켜 사용할 수 있다.

첨부된 도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브는 배기가스가 이동되도록 소정의 크기로 개구 홀(52)이 형성된 밸브 시트부(50)의 상면에 안착되며 외형을 이루는 바디부(110)와, 상기 바디부(110)와 마주보며 상측에 위치되고 삽입 홀(122)이 형성된 덮개부(120)가 서로 다른 두께로 이루어진 밸브 케이스(100)가 구비된다.

그리고 상기 삽입 홀(120)을 경유하여 상기 밸브 케이스(100)의 내부로 연장된 단부에 볼(202)이 구비된 로드부(200) 및 상기 밸브 케이스(100)의 내측에서 상기 볼(202)을 탄성 지지하는 탄성 부재(300)를 포함한다.

상기 밸브 시트부(50)는 개구 홀(52)을 경유하여 고온의 배기 가스가 이동되므로 상기 바디부(110)와 밸브 시트부(50)는 고온의 온도 조건에 항시 노출된다. 이 경우 바디부(110)와 밸브 시트부(50)는 열팽창 또는 열변형이 발생하게 된다.

본 실시 예는 고온의 배기가스에 의한 열팽창 또는 열변형에 의해 상기 밸브 케이스(100)가 상기 밸브 시트부(50)에 밀착하지 못하고 이격된 틈새가 발생되지 않도록 구조를 변경하였으며 이에 대해 순차적으로 설명한다.

일 예로 상기 밸브 케이스(100)는 상기 바디부(110)가 상기 밸브 시트부(50)와 마주보는 상대면이 수평하게 형성될 수 있다. 이 경우 상기 바디부(110)와 밸브 시트부(50)는 서로 간에 면접촉된 상태가 유지되므로 상기 로드부(200)에 의해 상기 밸브 시트부(50)에서 오픈 또는 클로즈되는 조건에서 열팽창 또는 열변형에 의한 이격 발생이 최소화 될 수 있어 누설로 인한 문제점 발생이 최소화 되면서 안정적으로 작동된다.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 밸브 케이스(100)는 전술한 실시 예와 다르게 바디부(100)가 상기 밸브 시트부(50)와 선접촉된 상태가 유지된다. 여기서 선접촉의 의미는 다양한 형태로 변형될 수 있는데 일 예로 상기 바디부(110)는 상기 개구 홀(52)의 중앙을 향해 콘(cone) 형태로 돌출되어 상기 밸브 시트부(50)와 선접촉된다.

상기 바디부(110)와 상기 밸브 시트부(50)는 전술한 바와 같이 고온의 배기 가스와 접촉될 경우 열팽창 또는 열변형이 발생되면서 최초 형태에서 변형된 형태로 부피 팽창 또는 변형이 발생될 수 있다.

본 실시 예은 이러한 바디부(110)와 밸브 시트부(50)의 열변형을 고려하여 상기 바디부(110)를 콘 형태로 개구 홀(52)을 향해 돌출되도록 함으로써 상기 밸브 케이스(100)가 상기 밸브 시트부(100)에 정확히 마주보며 밀착되지 않는 경우에도 상기 개구 홀(52)에 콘 형태의 하측면이 접촉되어 누기 발생을 원천적으로 예방할 수 있다.

따라서 본 실시 예는 상기 로드부(200)에 의한 밸브 케이스(100)의 다양한 자유도에 따른 위치 변화에도 상기 개구 홀(52)을 누기 없이 클로즈 시킬 수 있다.

상기 바디부(110)는 도면에 도시된 바와 같이 개구 홀(52)을 향해 돌출되며 특별히 도면에 도시된 형태와 길이로 한정하지 않고 다양하게 변경될 수 있다.

첨부된 도 5를 참조하면, 본 실시 예는 전술한 실시 예와 같이 바디부(100)가 상기 밸브 시트부(50)와 선접촉된 상태가 유지되고, 상기 바디부(100)가 콘 형태가 아닌 반구 형태로 돌출된다.

본 실시 예은 이러한 바디부(110)와 밸브 시트부(50)의 열변형을 고려하여 상기 바디부(110)를 반구 형태로 개구 홀(52)을 향해 돌출되도록 함으로써 상기 밸브 케이스(100)가 상기 밸브 시트부(100)에 정확히 마주보며 밀착되지 않는 경우에도 상기 개구 홀(52)에 반구 형태의 하측이 접촉되어 누기 발생을 원천적으로 예방할 수 있다.

참고로 상기 바디부(110)는 개구 홀(52)을 향해 돌출된 정도가 도면에 도시된 바와 같이 돌출되는게 가장 바람직하나 반드시 도면에 도시된 형태로 한정하지 않고 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.

본 실시 예에 의한 바디부(110)는 상기 밸브 시트부(50)와 접촉되는 두께를 제1 두께(t1)라하고, 상기 덮개부(120)는 제2 두께(t2)라 가정할 때, 상기 제1 두께(t1)는 상기 제2 두께(t2) 보다 상대적으로 두껍게 형성된다.

상기 바디부(110)의 제1 두께(t1)가 덮개부(120)의 제2 두께(t2) 보다 두껍게 형성되는 이유는 후술할 로드부(200)에 의해 도면 기준으로 상기 바디부(110)의 내측 중앙 하부로 가해지는 가압력과 고온의 배기가스 온도에 의한 열변형을 동시에 고려하여 위와 같이 형성된다.

이와 같이 두께 차이가 상기 바디부(110)에서 유지될 경우 고온의 배기 가스에 의한 열변형이 최소화되고 강성 또한 증가하여 열변형으로 인한 밸브 시트부(50)와의 밀착력 저하가 발생되지 않고 안정적으로 밀착된 상태가 유지된다.

첨부된 도면을 참조하여 웨이스트 게이트 밸브가 오픈 또는 클로즈 될 때의 작동 상태를 설명한다.

첨부된 도 6 내지 도 7을 참조하면, 일 예로 밸브 케이스(100)는 밸브 시트부(50)와 소정의 거리로 이격되어 오픈된 상태가 유지되거나(도 6 참조) 상기 밸브 시트부(50)에 밀착되어 클로즈된 상태가 유지될 수 있다(도 7 참조).

밸브 케이스(100)가 밸브 시트부(50)와 이격되어 오픈 상태가 유지될 경우에는 상기 개구 홀(52)로 다량의 배기가스가 이동하면서 상기 바디부(110)의 하면이 고온의 온도에 노출되므로 이러한 온도 조건에서 상기 밸브 시트부(50)의 상면과 밀착 또는 이격 되면서 안정적으로 작동되기 위해서는 전술한 바와 같이 구성되는 것이 바람직하다.

덮개부(120)는 삽입 홀(122)이 형성되어 있어 로드부(200)의 삽입과 볼(202)의 작동이 이루어질 때 외부로의 이탈을 방지하고 로드부(200)의 다양한 이동 변위에 상관 없이 안정적인 작동을 가능하게 한다.

본 실시 예는 밸브 시트부(50)에서 열변형이 과도하게 발생되는 경우에도 상기 개구 홀(52)을 안정적으로 클로즈 시키기 위해 상기 삽입 홀(122)의 직경이 도면에 도시된 바와 같이 유지된다.

일 예로 상기 삽입 홀(122)은 개구된 직경(D)이 상기 볼(202)의 반지름 길이(r)와 대응되는 길이로 개구 되거나, 상기 볼(202)의 반지름 길이(r) 보다 큰 길이로 개구될 수 있다.

이 경우 로드부(200)가 상기 삽입 홀(122)에서 이동 가능한 변위는 상기 삽입 홀(122)의 직경(D)에 따라 상기 볼(202)을 중심으로 사방으로 이동 가능하게 되므로 이동 변위가 증가하게 된다.

따라서 상기 로드부(200)는 상기 밸브 케이스(100)의 내측에서 볼(202)을 기준으로 이동 변위가 증가하게 되고 특히 밸브 시트부(50)의 변형이 크게 발생되는 경우에도 상기 밸브 시트부(50)의 상면과 안정적으로 접촉된 상태가 유지될 수 있어 기밀성 향상 측면에서 보다 유리해 진다.

상기 바디부(110)에는 상기 볼(202)의 하면이 부분 안착되는 안착 홈(102a)이 형성되고, 상기 볼(202)은 안착 홈(102a)에 하면이 부분 안착된 상태로 작동될 수 있어 다양한 이동 변위가 발생되는 경우에도 위치 안정성이 향상되고 밸브 케이스(100)의 정확한 이동을 도모할 수 있어 작동 안정성이 동시에 향상된다.

상기 안착 홈(102a)은 볼(202)의 외측과 대응되는 형태 또는 도면에 도시된 바와 같은 형태로 형성되며 특별히 특정 형태로 한정하지않는다.

첨부된 도 7을 참조하면, 본 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브가 클로즈될 경우 상기 로드부(200)는 밸브 시트부(50)를 향해 작동력이 가해지고, 밸브 케이스(100)는 밸브 시트부(50)의 상면에 접촉된 상태로 배기가스가 개구 홀(52)로 이동되는 것을 차단한다.

이때 상기 제1 탄성 부재(310)는 로드부(200)에 가해진 작동력에 의해 축 방향으로 눌러진 상태가 유지되고, 볼(202)은 안착 홈(102a)에 안착되며 상기 제2 탄성 부재(320)에 가해지는 작동력은 상기 제1 탄성 부재(310)에 가해지는 작동력 보다 작아지면서 상기 제2 탄성 부재(320)는 볼(202)을 하측 방향으로 지지하게 된다.

이와 같이 웨이스트 게이트 밸브의 오픈 또는 클로즈 작동에 따라 상기 제1,2 탄성 부재(310, 320)가 서로 다른 상태로 볼(202)을 지지하게 되므로 로드부(200)의 작동에 따른 볼(202)의 자유도가 향상되고 밸브 시트(50)의 상면에 밀착된 상태가 안정적으로 유지되어 개구 홀(52)에 대한 밀폐력도 향상된다.

본 실시 예에 의한 탄성 부재(300)는 상기 케이스(100)의 내측 하부에 위치되어 상기 로드부(200)의 축 방향으로 가해지는 작동력에 따라 상기 볼(202)을 상기 로드부(200)의 축 방향으로 지지하기 위한 제1 탄성 부재(310)와, 상기 케이스(100)의 내측 상부에 위치되어 상기 로드부(200)의 축 방향으로 가해지는 작동력에 따라 상기 제1 탄성 부재(310)가 설치된 방향으로 지지하기 위한 제2 탄성 부재(320)를 포함한다.

상기 볼(202)은 로드부(200)에 의해 3축 방향(X축, Y축, Z축) 방향으로 다양하게 이동 변위가 발생하므로 작동에 따른 진동 소음 발생을 최소화 하고 안정적인 작동을 위해 상기 탄성 부재(300)가 구비된다.

상기 탄성 부재(300)는 일 예로 도넛 형태로 형성되고 상기 볼(202)의 상측과 하측이 부분 삽입되는 접시 스프링이 사용되나 다른 형태의 스프링이 사용되는 것도 가능할 수 있다.

상기 탄성 부재(300)는 상기 로드부(200)가 작동될 때 축 방향에 가해지는 이동 변위를 탄성 지지력으로 일부 전환하여 충격 발생 및 진동 소음 발생을 방지하기 위한 목적과, 상기 웨이스트 게이트 밸브가 오픈 또는 클로즈 상태로 작동될 때 로드부(200)의 다양한 자유도에 따른 안정적인 작동을 동시에 고려하여 구비된다.

일 예로 웨이스트 게이트 밸브가 오픈 상태가 유지될 경우 상기 볼(202)은 상기 제1,2 탄성 부재(310, 320)로부터 각각 힘을 받게 되는데, 일 예로 상기 제1 탄성 부재(310)는 상기 제2 탄성 부재(320) 보다 강성이 크게 구성되므로 상기 볼(202)은 상기 제2 탄성 부재(320) 방향으로 가압된 상태가 유지되고, 상기 제2 탄성 부재(320)는 제1 탄성 부재(310) 보다 상대적으로 많이 가압된 상태가 유지된다.

상기 상태에서는 상기 로드부(200)에 상기 볼(202)을 기준으로 상기 제1 탄성 부재(310)와 상기 제2 탄성 부재(320)가 각각 서로 마주보는 방향으로 탄성 지지력이 가해지므로 외부에서 로드부(200)를 통해 상기 볼(202)로 진동이 전달되는 경우에도 이를 제1,2 탄성 부재(310, 320)의 탄성 복원력으로 댐핑시킬 수 있다.

첨부된 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 탄성 부재(300)는 상기 케이스(100)에 위치된 볼(202)을 기준으로 좌측에 위치되어 상기 볼(202)을 지지하는 제3 탄성 부재(330)와, 상기 볼(202)을 기준으로 우측에 위치되어 상기 볼(202)을 지지하는 제4 탄성 부재(340)를 더 포함한다.

상기 볼(202)은 로드부(200)에 의해 3축 방향(X축, Y축, Z축) 방향으로 다양하게 이동 변위가 발생하므로 작동에 따른 진동 소음 발생을 최소화 하고 안정적인 작동을 위해 상기 볼(202)을 기준으로 하측에는 제1 탄성 부재(310)가 위치되고, 상측에는 제2 탄성 부재(320)가 위치되며, 좌측에는 제3 탄성 부재(330)가 위치되고, 우측에는 제4 탄성 부재(340)가 위치된다.

이 경우 볼(202)이 어느 방향으로 이동되는 경우에도 전술한 제1 내지 제4 탄성 부재(310, 320, 330, 340)에 의해 작동시 발생되는 진동 및 소음과 웨이스트 게이트 밸브의 오픈 또는 클로즈에 따른 정확한 작동이 이루어질 수 있다.

본 실시 예는 웨이스트 게이트 밸브가 설치된 터보차저에 설치되어 사용 가능하므로 엔진으로 공급 또는 바이패스 되는 배기 가스량을 정확하게 제어할 수 있어 차량의 연비 향상과 엔진 출력 향상을 동시에 도모할 수 있다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 예는 전술한 제1 실시 예와 구성은 유사하나 덮개부와 바디부와의 결합 방식에 보다 중점을 두어 설명한다.

첨부된 도 9를 참조하면, 본 실시 예에 의한 웨이스트 게이트 밸브는 배기 가스가 이동되도록 소정의 크기로 개구 홀(52)이 형성된 밸브 시트부(50)의 상면에 안착되며 외형을 이루는 바디부(1100)와, 상기 바디부(1100)와 마주보며 상측에 위치되고 삽입 홀(1222)이 형성된 덮개부(1200)가 상기 바디부(1100)와 서로 다른 두께로 이루어진 밸브 케이스(1000)와, 상기 삽입 홀(1222)을 경유하여 상기 밸브 케이스(1000)의 내부로 연장된 단부에 볼(202)이 구비된 로드부(200) 및 상기 밸브 케이스(1000)의 내측에서 상기 볼(202)을 서로 다른 탄성 지지력으로 탄성 지지하는 탄성 부재(300)를 포함한다.

상기 덮개부(1200)는 상기 바디부(1100)의 상측에 설치될 때 상기 덮개부(1200)가 상기 바디부(1100)의 내측 원주 방향에 형성된 제1 나사산(1111)에 나사 결합되도록 원주 방향에 제2 나사산(1210)이 형성되어 있어 서로 간에 결합된다.

상기 덮개부(1200)는 로드부(200)와 탄성 부재(300)를 설치할 때 상기 바디부(1100)에서 분리되었다가, 상기 탄성 부재(300)와 로드부(200)가 내부에 안착된 이후에 상기 바디부(1100)의 내측에 형성된 제1 나사산(1111)에 맞춰 덮개부(1200)의 제2 나사산(1210)을 결합하여 록킹(Locking) 방향으로 돌리면 상기 바디부(1100)에 덮개부(1200)가 결합된다.

그리고 바디부(1100)에서 덮개부(1200)가 분리되지 않도록 용접을 실시하면 안정적으로 결합된 상태가 유지된다.

상기 덮개부(1200)는 상기 바디부(1100)의 내측으로 결합될 때 상기 탄성 부재(300)가 상기 볼(202)을 소정의 압력으로 지지 될 때까지 회전시킨 후에 용접이 이루어진다.

세부적인 작동 관계는 전술한 제1 실시 예와 동일하여 생략하며, 상기 덮개부(1200)와 바디부(1100)와의 결합 관계에 한정하여 설명하였음을 밝혀둔다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

50 : 밸브 시트부
52 : 개구 홀
100, 1000 : 밸브 케이스
200, 2000 : 로드부
202 : 볼
300 : 탄성부재
310, 320 : 제1,2 탄성부재
330, 340 : 제3,4 탄성부재

Claims

배기 가스가 이동되도록 소정의 크기로 개구 홀(52)이 형성된 밸브 시트부(50)의 상면에 안착되며 외형을 이루는 바디부(110)와, 상기 바디부(110)와 마주보며 상측에 위치되고 삽입 홀(122)이 형성된 덮개부(120)가 서로 다른 두께로 이루어진 밸브 케이스(100);
상기 삽입 홀(120)을 경유하여 상기 밸브 케이스(100)의 내부로 연장된 단부에 볼(202)이 구비된 로드부(200); 및
상기 밸브 케이스(100)의 내측에서 상기 볼(202)을 탄성 지지하는 탄성 부재(300)를 포함하는 웨이스트 게이트 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 바디부(110)는 상기 밸브 시트부(50)와 접촉되는 두께를 제1 두께(t1)라하고, 상기 덮개부(120)는 제2 두께(t2)라 가정할 때, 상기 제1 두께(t1)는 상기 제2 두께(t2) 보다 상대적으로 두껍게 형성된 웨이스트 게이트 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 바디부(110)는 상기 밸브 시트부(50)와 면접촉된 상태가 유지되는 웨이스트 게이트 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 바디부(110)는 상기 밸브 시트부(50)와 선접촉된 상태가 유지되는 웨이스트 게이트 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 바디부(110)는 상기 개구 홀(52)의 중앙을 향해 콘(cone) 형태로 돌출된 웨이스트 게이트 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 바디부(110)는 상기 개구 홀(52)의 중앙을 향해 반구 형태로 돌출된 웨이스트 게이트 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 바디부(110)에는 상기 볼(202)의 하면이 부분 안착되는 안착 홈(102a)이 형성된 웨이스트 게이트 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 탄성 부재(300)는 상기 케이스(100)의 내측 하부에 위치되어 로드부(200)의 축 방향으로 가해지는 작동력에 따라 상기 볼(202)을 상기 로드부(200)의 축 방향으로 지지하기 위한 제1 탄성 부재(310);
상기 케이스(100)의 내측 상부에 위치되어 상기 로드부(200)의 축 방향으로 가해지는 작동력에 따라 상기 제1 탄성 부재(310)가 설치된 방향으로 지지하기 위한 제2 탄성 부재(320)를 포함하는 웨이스트 게이트 밸브.
제8 항에 있어서,
상기 제1 탄성 부재(310)는 상기 제2 탄성 부재(320) 보다 강성이 큰 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 밸브.
제8 항에 있어서,
상기 로드부(200)에는 상기 볼(202)을 기준으로 상기 제1 탄성 부재(310)와 상기 제2 탄성 부재(320)가 각각 서로 마주보는 방향으로 탄성 지지력이 가해지는 웨이스트 게이트 밸브.
제8 항에 있어서,
상기 탄성 부재(300)는 상기 케이스(100)에 위치된 볼(202)을 기준으로 좌측에 위치되어 상기 볼(202)을 지지하는 제3 탄성 부재(330);
상기 볼(202)을 기준으로 우측에 위치되어 상기 볼(202)을 지지하는 제4 탄성 부재(340)를 더 포함하는 웨이스트 게이트 밸브.
제1 항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 웨이스트 게이트 밸브가 설치된 터보차저.