KR20220056491A

KR20220056491A - 능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터

Info

Publication number: KR20220056491A
Application number: KR1020200141120A
Authority: KR
Inventors: 이안희
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2022-05-06
Also published as: KR102437971B1

Abstract

본 발명의 능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터(1)는 임펠러(17)의 회전에 의한 내부공간의 차압으로 연료증발가스를 흡입하는 펌프 입구 니플(14A)과 연료증발가스를 배출하는 펌프 출구 니플(14B)이 구비된 액티브 퍼지 펌프(10), 및 펌프 입구 니플(14A)과 결합되어 연료증발가스의 유입통로를 개폐하거나 또는 펌프 출구 니플(14B)과 결합되어 연료증발가스의 배출통로를 개폐하는 액티브 퍼지제어 밸브(20)가 일체화 구조로 구성됨으로써 밸브와 펌프의 연결을 위한 라인 구성, 제품 재료비, 제작 공수 등을 줄여 액추에이터의 전체 시스템 레이아웃 단순화 및 원가절감이 이루어지고, 특히 펌프에 대한 나사 체결 구조를 이용하여 최종 공정단계에서 이루어지는 밸브의 이격 거리가 조절 가능함으로써 밸브의 스트로크 제어가 아마추어의 이동 거리 제어로 용이하게 조정 가능한 특징을 구현한다.

Description

능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터{Integrated Actuator for Active Purge Control}

본 발명은 퍼지 제어 액추에이터에 관한 것으로, 특히 액티브 퍼지 펌프와 액티브 퍼지제어 밸브를 일체화 구조로 구성한 능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 연료 증발가스 제어 시스템을 구비하고, 이를 통해 연료탱크와 엔진 사이를 연결하여 연료 탱크에서 발생된 증발 가스를 포집 한 후 연료계통에서 발생되는 가솔린 증발 가스의 대기 방출 대신 엔진의 연소 실로 공급해 연소시킴으로써 연료로부터 증발되는 탄화수소에 대한 환경 법규를 충족하여 준다.

이를 위해 상기 연료 증발가스 제어 시스템은 퍼지제어 액추에이터를 적용하고, 상기 퍼지제어 액추에이터는 퍼지제어 밸브(Purge Control Valve) 및 퍼지 펌프(Purge Pump)로 구성된다.

이로부터 상기 퍼지제어 액추에이터는 캐니스터(Canister)에 포집 된 증발 가스의 소모가 필요할 때 ECU(Electronic Control Unit)를 통해 그 통로가 열리고, 연료탱크와 엔진으로 혼합기를 공급하는 흡기 다기관으로 연결된 증발가스라인으로 증발 가스를 보내 엔진에서 연소되도록 한다.

국내등록특허 KR 10-1882600(2018년07월20일)

하지만, 상기 퍼지제어 액추에이터가 분리 구조로 퍼지제어 밸브와 퍼지 펌프를 구성하는 경우 하기와 같은 문제점을 가질 수밖에 없다.

일례로 상기 퍼지제어 밸브와 상기 퍼지 펌프의 분리 구조는 캐니스터에 장착된 퍼지 펌프대비 퍼지제어 밸브를 캐니스터 후단에 장착하여 연료 라인 시스템 내에서 증발가스 퍼지를 수행하는 방식이다.

이로부터 상기 퍼지제어 밸브와 상기 퍼지 펌프는 밸브와 펌프의 연결을 위한 라인 구성, 제품 재료비, 제작 공수 등이 많이 투입될 수밖에 없는 문제점을 가지고 있다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 액티브 퍼지 펌프와 액티브 퍼지제어 밸브를 일체화 구조로 구성함으로써 밸브와 펌프의 연결을 위한 라인 구성, 제품 재료비, 제작 공수 등을 줄여 액추에이터의 전체 시스템 레이아웃 단순화 및 원가절감이 이루어지고, 특히 펌프에 대한 나사 체결 구조를 이용하여 최종 공정단계에서 이루어지는 밸브의 이격 거리가 조절 가능함으로써 밸브의 스트로크 제어가 아마추어의 이동 거리 제어로 용이하게 조정 가능한 능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통합형 액추에이터는 임펠러의 회전으로 내부공간에 차압을 형성하는 액티브 퍼지 펌프의 펌프 입구 니플(에 결합되어 연료증발가스 유입통로를 개폐하거나 또는 펌프 출구 니플에 결합되어 연료증발가스 배출통로를 개폐하는 액티브 퍼지제어 밸브가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 액티브 퍼지제어 밸브는 상기 연료증발가스 유입통로를 개폐하는 입구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브와 상기 연료증발가스 배출통로를 개폐하는 출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브로 구분된다.

바람직한 실시예로서, 상기 입구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브는 자기력에 의한 위치 이동으로 상기 펌프 입구 니플에서 떨어져 상기 연료증발가스 유입통로를 열어주는 밸브 아마추어가 구비된 밸브 하우징, 및 연료증발가스를 유입하는 밸브 입구 니플과 연통하는 내부 공간을 형성한 펌프 입구 연결 포트가 구비된 밸브 커버로 구성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 밸브 입구 니플과 상기펌프 입구 연결 포트는 일직선으로 형성되며, 상기 펌프 입구 연결 포트는 상부부위로 상기 밸브 하우징을 결합하고, 하부부위로 상기 펌프 입구 니플을 결합한다.

바람직한 실시예로서, 상기 펌프 입구 연결 포트는 상기 내부 공간에서 상기 펌프 입구 니플과 상기 밸브 아마추어를 서로 마주하도록 위치시켜 주며, 상기 밸브 아마추어는 상기 펌프 입구 니플에 대한 이격 간격으로 밸브 스트로크를 형성하여 상기 연료증발가스 유입통로를 개폐한다.

바람직한 실시예로서, 상기 밸브 하우징은 상기 밸브 아마추어의 위치 이동을 위한 상기 자기력이 발생되는 전자석, 상기 전자석과 상기 밸브 아마추어를 탄발 지지하는 밸브 스프링, 상기 전자석과 상기 밸브 아마추어 사이에 위치되어 상기 밸브 아마추어의 상승력을 흡수 및 완충하는 아마추어 댐퍼, 및 상기 밸브 아마추어에 결합되어 상기 펌프 입구 니플과 접촉되는 패킹을 포함한다.

바람직한 실시예로서, 상기 전자석은 코어에 나사체결부를 구비하고, 상기 코어는 상기 나사체결부로 상기 밸브 아마추어에 대한 이격 거리가 조절된다. 상기 아마추어 댐퍼는 고무 또는 프라스틱으로 이루어지고, 상기 패킹은 고무로 이루어진다.

바람직한 실시예로서, 상기 출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브는 자기력에 의한 위치 이동으로 상기 펌프 출구 니플과 연통된 상기 연료증발가스 배출통로를 열어주는 밸브 아마추어가 구비된 밸브 하우징, 및 상기 펌프 출구 니플과 연통된 내부 공간에서 연료증발가스를 외부로 배출하는 펌프 출구 연결 포트, 상기 펌프 출구 니플에 연결되어 상기 연료증발가스를 상기 내부 공간으로 보내주는 펌프 출구 연결 포트, 및 상기 연료증발가스 배출통로를 개폐하도록 상기 내부 공간에 위치된 니플 보스가 구비된 펌프 거버로 구성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 펌프 출구 연결 포트와 상기 펌프 출구 연결 포트는 서로에 대해 직각을 형성하고, 상기 니플 보스는 상기 밸브 아마추어와 서로 마주하도록 상기 펌프 출구 연결 포트에서 돌출된다.

바람직한 실시예로서, 상기 밸브 하우징은 상기 밸브 아마추어의 위치 이동을 위한 상기 자기력이 발생되는 전자석, 상기 전자석과 상기 밸브 아마추어를 탄발 지지하는 밸브 스프링, 상기 전자석과 상기 밸브 아마추어 사이에 위치되어 상기 밸브 아마추어(24)의 상승력을 흡수 및 완충하는 아마추어 댐퍼, 및 상기 밸브 아마추어에 결합되어 상기 니플 보스와 접촉되는 패킹을 포함한다.

바람직한 실시예로서, 상기 전자석은 코어에 나사체결부를 구비하고, 상기 코어)는 상기 나사체결부로 상기 밸브 아마추어에 대한 이격 거리가 조절된다.

바람직한 실시예로서, 상기 아마추어 댐퍼와 상기 패킹은 고무로 이루어진다.

바람직한 실시예로서, 상기 펌프 하우징은 상기 임펠러를 구비하고, 상기 차압이 형성되는 상기 내부 공간을 형성하는 펌프 하우징, 및 상기 펌프 하우징에 결합되고, 상기 펌프 입구 니플과 상기 펌프 출구 니플이 구비된 펌프 커버를 포함한다.

바람직한 실시예로서, 상기 펌프 입구 니플과 상기 펌프 출구 니플은 서로에 대해 직각을 형성한다.

바람직한 실시예로서, 상기 펌프 하우징은 제어기의 퍼지명령 신호 출력으로 구동되는 모터, 및 상기 모터에 연결된 모터 임펠러 축으로 회전되어 상기 차압을 형성하는 임펠러를 포함한다.

이러한 본 발명의 통합형 액추에이터는 능동 퍼지 제어에 대해 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.

첫째, 액티브 퍼지 펌프/퍼지 제어 밸브의 일체화로 능동 퍼지 제어 액추에이터가 통합형 구조를 구현함으로써 전체 시스템 레이아웃을 단순화하면서도 원가 절감이 가능하다. 둘째, 펌프 및 밸브의 일체화 구조로 제품 연결에 필요하던 기존 분리 구조의 라인 구성 추가/높은 제품 재료비 등과 같은 문제점들이 해소될 수 있다. 셋째, 펌프 및 밸브의 일체화 구조가 펌프 입구 니플(INLET NIPPLE)과 밸브 출구 니플(OUTLET NIPPLE)의 통합 니플 공유 방식으로 구현됨으로써 펌프/밸브 사이 연결을 위한 호스류 추가로 발생되던 기존 분리 구조의 재료비/공수비 증가 문제점도 해소될 수 있다. 넷째, 통합 니플 공유 방식이 적용됨으로써 밸브 스트로크를 통합 니플 구조로 결정하는 설계 구조가 가능하다. 다섯째, 최종 공정단에서 이루어지는 밸브의 이격 거리 조절을 펌프에 대한 나사 체결 구조로 적용함으로써 밸브의 스트로크 제어가 아마추어의 이동 거리 제어로 용이하게 조정될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 통합형 액추에이터를 구성하는 액티브 퍼지 펌프의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 통합형 액추에이터를 구성하는 입구/출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 입구/출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브의 밸브 스트로크 형성 상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 입구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브를 액티브 퍼지 펌프와 연계한 능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터의 작동 상태이고, 도 6은 본 발명에 따른 출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브를 액티브 퍼지 펌프와 연계한 능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터의 작동 상태이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 통합형 액추에이터(1)는 액티브 퍼지 펌프(10)와 액티브 퍼지제어 밸브(20)로 구성된다. 그러므로 상기 통합형 액추에이터(1)는 능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터로 특징된다.

구체적으로 상기 액티브 퍼지 펌프(10)는 펌프 하우징(11), 펌프 커버(14), 모터(15), 임펠러(17) 및 제어기(19)를 포함한다.

일례로 상기 펌프 하우징(11)은 펌프 외관 형상을 이루고, 모터(15), 임펠러(17) 및 제어기(19)가 내장되는 기밀 처리된 내부 공간을 형성한다. 상기 펌프 커버(14)는 펌프 하우징(11)의 상부에 조립되고, 펌프 하우징(11)의 내부 공간에 연통된 펌프 입구 니플(14A)과 펌프 출구 니플(14B)을 구비한다.

특히 상기 펌프 입구 니플(14A)은 펌프 하우징(11)의 종단면으로 수직하게 형성되는 반면 상기 펌프 출구 니플(14B)은 펌프 하우징(11)의 횡단면으로 수평하게 형성됨으로써 서로에 대해 직각을 이루는 레이아웃이 형성된다. 이 경우 상기 펌프 입구 니플(14A)은 캐니스터(도시되지 않음)에 모인 연료증발가스를 흡입하는 통로이며, 상기 펌프 출구 니플(14B)은 연료증발가스를 흡기 다기관으로 연결된 증발가스라인으로 보내주는 통로이다.

일례로 상기 모터(15)는 모터 마그넷, 모터 코일, 로터 백요크, 모터 스테이터 코어, 모터 카본 파이버 및 모터 인슐레이터를 구성요소로 하고, 회전동력을 발생시켜 준다. 상기 임펠러(17)는 모터(15)의 회전동력을 로터 임펠러 축(17A)(도 2 참조)을 통해 전달받고, 임펠러 회전력으로 펌프 하우징(11)의 내부 공간에 진공을 형성하여 연료증발가스를 흡입한다.

일례로 상기 제어기(19)는 외부 신호(예, 연료 퍼징을 위한 스위치 신호 또는 엔진 ECU 출력)에 맞춘 모터구동신호 출력으로 모터(15)를 구동시켜 준다.

구체적으로 상기 액티브 퍼지제어 밸브(20)는 밸브 하우징(21), 밸브 커버(22), 전자석(23), 밸브 아마추어(24), 밸브 스프링(25), 아마추어 댐퍼(26) 및 패킹(27)을 포함한다.

일례로 상기 밸브 하우징(21)은 밸브 외관 형상을 이루고, 전자석(23), 밸브 아마추어(24), 밸브 스프링(25) 및 아마추어 댐퍼(26)가 내장되는 기밀 처리된 내부 공간을 형성한다. 특히 상기 밸브 하우징(21)은 밸브 터미널(21A)을 통해 외부와 전기적으로 연결되어 전자석(23)에 전원을 공급하며, 한쪽 측부로 밸브 댐퍼(21B)를 구비하여 밸브 구동에 따른 진동 등을 완화시켜 준다. 상기 밸브 커버(22)는 캐니스터로부터 연료증발가스가 흡입되는 통로를 이루고, 밸브 하우징(21)의 하부에 결합되어 펌프 커버(14)의 펌프 입구 니플(14A)과 조립된다.

일례로 상기 전자석(23)은 공급된 전원에 의한 자화로 자기력을 생성한다. 상기 밸브 아마추어(24)는 밸브 닫힘(즉, 밸브 Off)에서 밸브 열림(즉, 밸브 On)으로 전환되어 펌프 커버(14)의 펌프 입구 니플(14A)과 밸브 입구 니플(22A)을 연통시켜 준다. 상기 밸브 스프링(25)은 스프링 반력을 형성한다. 상기 아마추어 댐퍼(26)는 고무 또는 플라스틱으로 이루어져 밸브 아마추어(24)의 상승에 따른 충격을 완화 및 흡수한다. 상기 패킹(27)은 고무로 이루어져 펌프 입구 니플(14A)과 밀착됨으로써 펌프 입구 니플(14A)을 막아준다.

그러므로 상기 액티브 퍼지제어 밸브(20)는 밸브 커버(22)의 구성을 달리하여 입구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브(20-1)와 출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브(20-2)로 구분된다.

구체적으로 상기 입구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브(20-1)에는 밸브 입구 니플(22A)과 펌프 입구 연결 포트(22B)로 이루어진 밸브 커버(22)가 적용된다.

일례로 상기 밸브 입구 니플(22A)은 캐니스터로부터 연료증발가스가 흡입된느 통로를 이루고, 상기 펌프 입구 연결 포트(22B)는 그 상부부위로 밸브 하우징(21)의 하부에 조립되면서 그 하부부위로 펌프 커버(14)의 펌프 입구 니플(14A)과 조립된다.

특히 상기 펌프 입구 연결 포트(22B)는 밸브 아마추어(24)와 펌프 입구 니플(14A)이 서로 마주하는 내부 공간을 형성하고, 전자석(23)의 자기화에 따른 밸브 아마추어(24)의 상/하 이동에 따라 밸브 아마추어(24)와 결합된 패킹(27)이 펌프 입구 니플(14A)에 접촉되어 밸브 닫힘(즉, 밸브 Off)을 반면 펌프 입구 니플(14A)에서 떨어져 밸브 열림(즉, 밸브 On)을 형성한다.

반면 상기 출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브(20-2)에는 밸브 출구 니플(22C), 펌프 출구 연결 포트(22D) 및 니플 보스(22E)로 이루어진 밸브 커버(22)가 적용된다.

일례로 상기 밸브 출구 니플(22C)은 액티브 퍼지 펌프(10)의 펌프 출구 니플(14B)에서 나온 연료증발가스가 배출되는 통로를 이루고, 상기 펌프 출구 연결 포트(22D)는 액티브 퍼지 펌프(10)의 펌프 출구 니플(14B)과 조립된다. 특히 상기 밸브 출구 니플(22C)과 상기 펌프 출구 연결 포트(22D)는 직각 구조로 이루어져 밸브 커버(22)의 내부 공간을 형성한다.

일례로 상기 니플 보스(22E)는 밸브 커버(22)의 내부 공간을 점유하도록 돌출되고, 밸브 출구 니플(22C)의 배출 홀을 내부 공간과 연통시켜 주며, 상기 밸브 커버(22)의 내부 공간에서 패킹(27)과 접촉으로 밸브 닫힘(즉, 밸브 Off)을 반면 패킹(27)과 떨어져 밸브 열림(즉, 밸브 On)을 형성한다.

이와 같이 상기 액티브 퍼지제어 밸브(20)는 액티브 퍼지 펌프(10)의 펌프 입구 니플(14A)을 연료증발가스의 흡입을 위한 공용구성요소로 하는 입구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브(20-1) 또는 펌프 출구 니플(14B)을 연료증발가스의 배출을 위한 공용구성요소로 하는 출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브(20-2)로 구성된다.

그러므로 상기 통합형 액추에이터(1)는 액티브 퍼지 펌프(10)와 액티브 퍼지제어 밸브(20)가 일체화된 구조를 형성하고, 이러한 펌프/밸브 일체화 구조로부터 해당 제품을 연결하기 위한 라인 구성, 제품 재료비, 제작 공수가 많이 투입되던 기존의 펌프/벨브 분리 구조의 단점을 모두 해소하는 능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터로 특징된다.

한편 도 2는 상기 액티브 퍼지 펌프(10)의 상세 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 상기 액티브 퍼지 펌프(10)는 펌프 로어 하우징(11A), 펌프 미들 하우징(11B), 제어기 커버(11C), 펌프 터미널(11A-1) 및 펌프 댐퍼(11A-2)로 펌프 하우징(11)을 구성하고, 체결 부재(12)로 펌프 하우징(11)과 펌프 커버(14)를 조립하며, 임펠러 부시(13), 로터 임펠러 축(17A), 베어링(18) 및 베어링 컨테이너(18A)로 모터(15)와 임펠러(17)를 조립한다.

일례로 상기 펌프 로어 하우징(11A)은 펌프 하우징(11)의 내부 공간을 형성하고, 한쪽 측부로 펌프 터미널(11A-1)을 구비하여 모터(15)와 제어기(19)에 전원을 공급하면서 제어기(19)에 외부 신호를 전달하여 주며, 반대쪽 측부로 모터(15)와 모터(15)의 구동에 따른 진동 등을 흡수/완충하는 펌프 댐퍼(11A-2)가 감싸인 댐퍼부를 구비한다.

특히 상기 펌프 로어 하우징(11A)은 그 하부 바닥면으로 모터(15)의 모터 핀(15A)이 외부 노출됨으로써 전원라인 연결을 용이하게 하여 준다.

일례로 상기 펌프 미들 하우징(11B)은 펌프 로어 하우징(11A)의 상부로 끼움 결합되어져 펌프 미들 하우징(11B)의 내부 공간을 펌프 커버(14)와 분리하여 주며, 베어링 컨테이너(18A)가 조립되는 공간을 제공한다. 상기 제어기 커버(11C)는 펌프 로어 하우징(11A)의 하부로 끼움 결합되어져 펌프 로어 하우징(11A)의 하부면에 위치된 제어기(19)의 외부 노출을 차단하여 준다.

일례로 상기 체결 부재(12)는 펌프 로어 하우징(11A)과 펌프 커버(14)의 각각에서 돌출된 볼트 보스를 이용하여 펌프 로어 하우징(11A)에 펌프 커버(14)를 조립하여 준다. 특히 상기 체결 부재(12)는 60도 간격으로 6개로 구성되나 그 이하 또는 이상도 가능하다. 이를 위해 상기 체결 부재(12)는 스크류를 적용하지만 볼트/너트 또는 파스너를 적용할 수 있다.

일례로 상기 임펠러 부시(13)는 임펠러(17)의 하부에 위치되어 로터 임펠러 축(17A)과 결합된다. 상기 로터 임펠러 축(17A)은 모터(15)의 로터에서 이어져 임펠러(17)와 연결되고, 축 끝단에 임펠러 부시(13)가 결합된다. 상기 베어링(18)은 로터 임펠러 축(17A)의 중간 구간을 지지하며, 복수개로 구성된다. 상기 베어링 컨테이너(18A)는 베어링(18)을 수용하고, 펌프 미들 하우징(11B)과 결합된다.

한편 도 3내지 도 4는 상기 입/출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브(20-1,20-2)에 공통으로 구성되는 전자석(23), 코어(23A), 밸브 아마추어(24), 밸브 스프링(25), 아마추어 댐퍼(26), 패킹(27) 및 나사체결부(29)에 대한 상세 구조를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 상기 전자석(23)은 보빈 및 코일과 함께 코어(23A)를 구성요소로 하여 공급된 전원에 의한 자화로 자기력을 생성하며, 상기 밸브 아마추어(24)는 전자석(23)의 자기력으로 당겨져 위로 이동하고, 상기 밸브 스프링(25)은 코어(23A)와 밸브 아마추어(24)를 탄발지지하면서 밸브 아마추어(24)의 복귀에 스프링 반력을 제공하며, 상기 아마추어 댐퍼(26)는 코어(23A)와 밸브 아마추어(24)의 내부 공간에서 코어(23A)쪽에 고정된다. 상기 패킹(27)은 밸브 아마추어(24)의 끝단부위를 감싸 결합되어 밸브 아마추어(24)와 함께 움직인다.

특히 상기 나사체결부(29)는 코어(23A)의 상단부에 형성된 돌출보스의 수나사(29A)와 전자석 케이스에 뚫어진 보스 구멍의 암나사(29B)로 구성되고, 이를 통해 코어(23A)의 이격 거리가 조절 가능함으로써 밸브 스트로크(S)(도 4 참조)가 조정된다.

한편 도 5는 상기 입구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브(20-1)의 동작을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 상기 전자석(23)이 자기력을 형성하면, 상기 밸브 아마추어(24)는 자기력으로 위로 당겨져 올라가고, 상기 밸브 스프링(25)은 밸브 아마추어(24)의 상승으로 압축되며, 상기 패킹(27)은 밸브 아마추어(24)와 함께 위로 올라간다.

그러면 상기 밸브 아마추어(24)(또는 패킹(27))와 펌프 입구 니플(14A)의 이격 간격만큼 밸브 스트로크(S)를 형성하고, 상기 밸브 스트로크(S)의 형성은 밸브 닫힘(즉, 밸브 Off)을 밸브 열림(즉, 밸브 On)으로 만들어 줌으로써 밸브 커버(22)의 밸브 입구 니플(22A)과 펌프 입구 연결 포트(22B) 및 펌프 커버(14)의 펌프 입구 니플(14A)이 서로 연통된다.

이어 상기 액티브 퍼지 펌프(10)의 제어기(19)에 제어 신호인가로 구동된 모터(15)의 회전력은 모터 임펠러 축(17A)과 연결된 임펠러(17)를 고속으로 회전시켜 주고, 상기 펌프 하우징(11)의 내부 공간은 임펠러(17)의 고속 회전에 의한 차압을 형성함으로써 펌프 유량(즉, 연료증발가스 유량)이 밸브 커버(22)의 밸브 입구 니플(22A)에서 펌프 입구 연결 포트(22B)를 거쳐 펌프 입구 니플(14A)로 유입된 후 펌프 출구 니플(14B)로 흐르게 된다.

그 결과 캐니스터에 포집된 연료증발가스는 액티브 퍼지 제어 밸브(20) 및 액티브 퍼지 펌프(10)를 거쳐서 엔진측으로 유입되는 경로를 형성한다.

반면 도 6은 상기 출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브(20-2)의 동작을 나타낸다.

그러면 상기 밸브 아마추어(24)(또는 패킹(27))와 니플 보스(22E)의 이격 간격만큼 밸브 스트로크(S)를 형성하고, 상기 밸브 스트로크(S)의 형성은 밸브 닫힘(즉, 밸브 Off)을 밸브 열림(즉, 밸브 On)으로 만들어 줌으로써 밸브 커버(22)의 펌프 출구 연결 포트(22D)와 밸브 출구 니플(22C) 및 펌프 커버(14)의 출프 입구 니플(14B)이 서로 연통된다.

이어 상기 액티브 퍼지 펌프(10)의 제어기(19)에 제어 신호인가로 구동된 모터(15)의 회전력은 모터 임펠러 축(17A)과 연결된 임펠러(17)를 고속으로 회전시켜 주고, 상기 펌프 하우징(11)의 내부 공간은 임펠러(17)의 고속 회전에 의한 차압을 형성함으로써 펌프 유량(즉, 연료증발가스 유량)이 펌프 입구 니플(14A)로 유입된 후 펌프 출구 니플(14B)로 흐르게 된다.

그러면 상기 펌프 출구 니플(14B)을 나온 펌프 유량(즉, 연료증발가스 유량)은 밸브 커버(22)의 펌프 출구 연결 포트(22D)를 거쳐 밸브 출구 니플(22C)로 빠져나가게 된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 능동 퍼지 제어용 통합형 액추에이터(1)는 임펠러(17)의 회전에 의한 내부공간의 차압으로 연료증발가스를 흡입하는 펌프 입구 니플(14A)과 연료증발가스를 배출하는 펌프 출구 니플(14B)이 구비된 액티브 퍼지 펌프(10), 및 펌프 입구 니플(14A)과 결합되어 연료증발가스의 유입통로를 개폐하거나 또는 펌프 출구 니플(14B)과 결합되어 연료증발가스의 배출통로를 개폐하는 액티브 퍼지제어 밸브(20)가 일체화 구조로 구성됨으로써 밸브와 펌프의 연결을 위한 라인 구성, 제품 재료비, 제작 공수 등을 줄여 액추에이터의 전체 시스템 레이아웃 단순화 및 원가절감이 이루어지고, 특히 펌프에 대한 나사 체결 구조를 이용하여 최종 공정단계에서 이루어지는 밸브의 이격 거리가 조절 가능함으로써 밸브의 스트로크 제어가 아마추어의 이동 거리 제어로 용이하게 조정 가능하다.

1 : 통합형 액추에이터
10 : 액티브 퍼지 펌프
11 : 펌프 하우징 11A : 펌프 로어 하우징
11B : 펌프 미들 하우징 11C : 제어기 커버
11A-1 : 펌프 터미널 11A-2 : 펌프 댐퍼
12 : 체결 부재 13 : 임펠러 부시
14 : 펌프 커버 14A : 펌프 입구 니플
14B : 펌프 출구 니플 15 : 모터
15A : 모터 핀 17 : 임펠러
17A : 로터 임펠러 축 18 : 베어링
18A : 베어링 컨테이너 19 : 제어기
20 : 액티브 퍼지제어 밸브
20-1,20-2 : 입/출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브
21 : 밸브 하우징 21A : 밸브 터미널
21B : 밸브 댐퍼 22 : 밸브 커버
22A : 밸브 입구 니플 22B : 펌프 입구 연결 포트
22C : 밸브 출구 니플 22D : 펌프 출구 연결 포트
22E : 니플 보스 23 : 전자석
23A : 코어 24 : 밸브 아마추어
25 : 밸브 스프링 26 : 아마추어 댐퍼
27 : 패킹 29 : 나사체결부
29A : 수나사 29B : 암나사

Claims

임펠러의 회전으로 내부공간에 차압을 형성하는 액티브 퍼지 펌프의 펌프 입구 니플에 결합되어 연료증발가스 유입통로를 개폐하거나 또는 펌프 출구 니플에 결합되어 연료증발가스 배출통로를 개폐하는 액티브 퍼지제어 밸브
가 포함되는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 1에 있어서, 상기 액티브 퍼지제어 밸브는 상기 연료증발가스 유입통로를 개폐하는 입구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브와 상기 연료증발가스 배출통로를 개폐하는 출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브로 구분되는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 2에 있어서, 상기 입구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브는 자기력에 의한 위치 이동으로 상기 펌프 입구 니플에서 떨어져 상기 연료증발가스 유입통로를 열어주는 밸브 아마추어가 구비된 밸브 하우징, 및 연료증발가스를 유입하는 밸브 입구 니플과 연통하는 내부 공간을 형성한 펌프 입구 연결 포트가 구비된 밸브 커버로 구성되는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 3에 있어서, 상기 밸브 입구 니플과 상기펌프 입구 연결 포트는 일직선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 3에 있어서, 상기 펌프 입구 연결 포트는 상부부위로 상기 밸브 하우징을 결합하고, 하부부위로 상기 펌프 입구 니플을 결합하는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 3에 있어서, 상기 펌프 입구 연결 포트는 상기 내부 공간에서 상기 펌프 입구 니플과 상기 밸브 아마추어를 서로 마주하도록 위치시켜 주며, 상기 밸브 아마추어는 상기 펌프 입구 니플에 대한 이격 간격으로 밸브 스트로크를 형성하여 상기 연료증발가스 유입통로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 3에 있어서, 상기 밸브 하우징은 상기 밸브 아마추어의 위치 이동을 위한 상기 자기력이 발생되는 전자석, 상기 전자석과 상기 밸브 아마추어를 탄발 지지하는 밸브 스프링, 상기 전자석과 상기 밸브 아마추어 사이에 위치되어 상기 밸브 아마추어의 상승력을 흡수 및 완충하는 아마추어 댐퍼, 및 상기 밸브 아마추어에 결합되어 상기 펌프 입구 니플과 접촉되는 패킹을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 7에 있어서, 상기 전자석은 코어에 나사체결부를 구비하고, 상기 코어는 상기 나사체결부로 상기 밸브 아마추어에 대한 이격 거리가 조절되는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 7에 있어서, 상기 아마추어 댐퍼는 고무 또는 플라스틱으로 이루어지고, 상기 패킹은 고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 2에 있어서, 상기 출구 공유식 액티브 퍼지 제어 밸브는
자기력에 의한 위치 이동으로 상기 펌프 출구 니플과 연통된 상기 연료증발가스 배출통로를 열어주는 밸브 아마추어가 구비된 밸브 하우징, 및
상기 펌프 출구 니플과 연통된 내부 공간에서 연료증발가스를 외부로 배출하는 펌프 출구 연결 포트, 상기 펌프 출구 니플에 연결되어 상기 연료증발가스를 상기 내부 공간으로 보내주는 펌프 출구 연결 포트, 및 상기 연료증발가스 배출통로를 개폐하도록 상기 내부 공간에 위치된 니플 보스가 구비된 펌프 커버
로 구성되는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 10에 있어서, 상기 펌프 출구 연결 포트와 상기 펌프 출구 연결 포트는 서로에 대해 직각을 형성하는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 10에 있어서, 상기 니플 보스는 상기 밸브 아마추어와 서로 마주하도록 상기 펌프 출구 연결 포트에서 돌출되는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 10에 있어서, 상기 밸브 하우징은 상기 밸브 아마추어의 위치 이동을 위한 상기 자기력이 발생되는 전자석, 상기 전자석과 상기 밸브 아마추어를 탄발 지지하는 밸브 스프링, 상기 전자석과 상기 밸브 아마추어 사이에 위치되어 상기 밸브 아마추어의 상승력을 흡수 및 완충하는 아마추어 댐퍼, 및 상기 밸브 아마추어에 결합되어 상기 니플 보스와 접촉되는 패킹을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 13에 있어서, 상기 전자석은 코어에 나사체결부를 구비하고, 상기 코어는 상기 나사체결부로 상기 밸브 아마추어에 대한 이격 거리가 조절되는 것을 특징으로 하는 능동 퍼지 제어 액추에이터.
청구항 13에 있어서, 상기 아마추어 댐퍼와 상기 패킹은 고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 1에 있어서, 상기 펌프 하우징은 상기 임펠러를 구비하고, 상기 차압이 형성되는 상기 내부 공간을 형성하는 펌프 하우징, 및 상기 펌프 하우징에 결합되고, 상기 펌프 입구 니플과 상기 펌프 출구 니플이 구비된 펌프 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 16에 있어서, 상기 펌프 입구 니플과 상기 펌프 출구 니플은 서로에 대해 직각을 형성하는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.
청구항 16에 있어서, 상기 펌프 하우징은 제어기의 퍼지명령 신호 출력으로 구동되는 모터, 및 상기 모터에 연결된 모터 임펠러 축으로 회전되어 상기 차압을 형성하는 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 액추에이터.