WO2011081458A2 - 차량용 액츄에이터 - Google Patents

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WO2011081458A2
WO2011081458A2 PCT/KR2010/009518 KR2010009518W WO2011081458A2 WO 2011081458 A2 WO2011081458 A2 WO 2011081458A2 KR 2010009518 W KR2010009518 W KR 2010009518W WO 2011081458 A2 WO2011081458 A2 WO 2011081458A2
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WO
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gear
connection member
valve
connecting member
coupled
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PCT/KR2010/009518
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임창식
정기호
장용수
최인석
최동욱
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캄텍주식회사
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Publication date
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F02B37/186—Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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    • Y10T74/18—Mechanical movements
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    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
    • Y10T74/188—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including spur gear

Definitions

  • the present invention relates to an actuator for a vehicle for selectively opening and closing a waste gate valve included in a turbocharger.
  • turbochargers have been used for tightening exhaust gas regulations, reducing carbon dioxide, and improving vehicle output.
  • the turbocharger receives the exhaust gas to rotate the turbine, and rotates the compressor coaxially connected to the turbine to supply the engine with fresh air.
  • the turbocharger includes a waste gate valve for controlling the amount of exhaust gas supplied to the turbine and the exhaust gas exhausted to the muffler.
  • the waste gate valve when operated pneumatically, it is driven in a vacuum or a constant pressure manner. Therefore, the responsiveness is remarkably lowered, and the necessity of the electronic actuator for driving the said waste gate valve arises.
  • An object of the present invention is to provide an actuator for a vehicle that can significantly improve responsiveness and can stably provide its driving force to a waste gate valve regardless of fluctuations in the pressure of exhaust gas.
  • a drive motor including a motor shaft; a gear assembly including a plurality of gears engaged with the motor shaft and engaged with each other;
  • connection part connected to the gear part and moving according to the operation of the gear part, wherein the connection part is connected to a waste gate valve inside the turbocharger housing.
  • a housing part accommodating the drive motor and the gear part; And a cover member installed on the housing part to cover the gear assembly, wherein a rotation shaft of any one of the plurality of gears constituting the gear assembly is exposed to the outside through the cover member and coupled to the connection part. It is done.
  • the connecting portion is coupled to the rotating shaft of the gear and the first connecting member moving in accordance with the rotation of the gear;
  • a second connecting member having one end rotatably connected to the first connecting member and the other end connected to the waste gate valve;
  • an intermediate connection member provided between the first connection member and the second connection member to pivotally connect the first and second connection members.
  • the first connection member includes a shaft hole is inserted into the rotating shaft of the gear is provided in a non-circular shape;
  • the intermediate connecting member is characterized in that it comprises an insertion hole coupled to.
  • the intermediate connecting member is characterized in that the part is coupled to the second connecting member is configured as a ball joint so that the second connecting member is rotatably coupled in the front and rear and left and right directions.
  • the intermediate connecting member is characterized in that the second connecting member is configured in the form of an axis having a smaller cross-sectional diameter than the diameter of the coupling hole provided in the second connecting member so as to rotate in the front and rear direction and the left and right directions.
  • the gear assembly may include a first gear engaged with a spur gear provided on the motor shaft; A second gear meshing with the first gear; And a third gear meshed with the second gear and having a rotational shaft coupled to the connecting portion.
  • the first gear, the second gear, and the third gear may be arranged such that an imaginary line connecting a center of the first gear, the second gear, and the third gear forms a triangle.
  • the first gear and the second gear is characterized in that composed of a multilayer gear having a different outer diameter.
  • the third gear is characterized in that the teeth are formed only on the outer circumferential portion, the magnet is disposed in the portion where the teeth are not formed, and the sensor unit for measuring the magnetic flux density of the magnet is provided in the housing do.
  • It is characterized in that it further comprises a heat dissipation unit provided in the housing to block heat transfer by heat of the exhaust gas.
  • control unit for controlling the driving motor, wherein the control unit is configured to prevent the valve from being opened by the pressure of the exhaust gas flowing through the waste gate when the closed state of the waste gate is realized by the valve. It characterized in that the control so that the arrangement angle of the first connection member with respect to the predetermined angle or less.
  • the controller may control the arrangement angle of the first connection member to have a value ranging from 1 to 40 degrees when the waste gate is closed by the valve.
  • the arrangement of the first connection member and the second connection member is provided so that the resistance of the valve to the pressure of the exhaust gas is increased as the arrangement angle is smaller when a predetermined amount of current is applied to the drive motor. It features.
  • the first connection member is provided such that a portion coupled with the rotation shaft of the gear is disposed upwardly than a portion connected with the second connection member, and the second connection member is connected to the valve with the valve. Characterized in that it is arranged upstream than the combined portion.
  • the vehicle actuator according to the present invention is driven electronically, thereby improving the responsiveness by driving the motor.
  • the vehicle actuator according to the present invention has an effect of stably transmitting the driving force to the connection member connected to the waste gate valve regardless of the fluctuation in the exhaust pressure.
  • connection portion coupled to the gear portion connected to the drive motor has a value within a predetermined range
  • a large force can be provided to the connection member connected to the waste gate valve even with a low motor torque.
  • the closed state can be easily maintained.
  • the vehicle actuator according to the present invention can increase the driving force, the gear arrangement is possible to have a minimum size, it is possible to miniaturize the product has the effect of improving the commerciality.
  • the vehicle actuator according to the present invention can control the opening amount of the waste gate valve easily, thereby achieving stable vehicle running.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a turbocharger in which an actuator according to the present invention is used.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the actuator according to the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view of the actuator according to the present invention.
  • Figure 4 is a side cross-sectional view of the actuator and the connection portion according to the present invention connected.
  • Fig. 5 is a side sectional view of the actuator according to the present invention.
  • Figure 6 is a first embodiment of the connecting portion according to the present invention.
  • Figure 7 is a second embodiment of the connecting portion according to the present invention.
  • Figure 8 is a third embodiment of the connecting portion according to the present invention.
  • Figure 9 is a side sectional view showing the operation of the first to third embodiments of the connecting portion according to the present invention.
  • FIG. 10 is a front view showing the engaged state of the gear unit according to the present invention.
  • Fig. 11 is a front view showing the composition of the center point of the gear unit according to the present invention.
  • FIG. 12 is a front view showing another embodiment of the gear unit according to the present invention.
  • FIG. 13 is a front view showing an arrangement angle of the first connection member according to the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing an operating state of the waste gate valve according to the change in the arrangement angle of the first connection member according to the present invention.
  • FIG. 15 illustrates a change in the resistance force according to the change in the placement angle of the first connection member in the present invention.
  • Fig. 16 is a perspective view showing a state where the actuator of the present invention is mounted on a turbocharger.
  • 17 is a control block diagram of an actuator according to the present invention.
  • Fig. 18 is a graph showing the relationship between magnetic flux density, opening degree and placement angle.
  • 19 is a graph showing the change of the opening amount according to the arrangement angle.
  • the actuator 1 includes a fresh air flow path housing 2 for supplying fresh air to the turbocharger housing, an exhaust gas flow path housing 4 through which the exhaust gas flows, And a turbine assembly 3 provided in the novel air passage housing 2 and the exhaust gas passage housing 4, respectively.
  • the turbine assembly 3 includes an exhaust gas turbine 3a rotatably provided inside the exhaust gas flow path housing 4 and a novel air supply turbine 3b rotatably provided in the new air flow path housing 2. And a connecting shaft 3c connecting the exhaust gas turbine 3a and the fresh air supply turbine 3b.
  • the new air passage housing 2 is provided with an inlet 2a and an outlet 2b, and the new air supply turbine 3b is provided between the inlet 2a and the outlet 2b.
  • the inlet 4a and the outlet 4b are also provided in the exhaust gas flow path housing 4, and the main flow path forming a space in which the exhaust gas turbine 3a is installed in the exhaust gas flow path housing 4. 4d and a bypass passage 4d partitioned with the main passage 4c are provided.
  • the waste passage 4d is provided with the waste gate valve (hereinafter referred to as a 'valve') 5 to selectively open and close the bypass passage 4d.
  • a 'valve' waste gate valve
  • the fresh air flows in from the inlet port 2a of the new air flow channel housing 2 and is discharged to the discharge port 2b via the fresh air supply turbine 3b.
  • valve 5 in order to maintain the bypass flow path 4d in a closed state, the valve 5 must be kept in a continuous closed state. Therefore, resistance must be provided in the direction opposite to the direction of the pressure exerted by the exhaust gas.
  • This resistance is provided by the actuator 1 connected to the connection 300 which is coupled to the valve 5.
  • the actuator 1 is driven by an electric drive actuator 1 that receives power from the outside and is not pneumatic, and maintains the valve 5 in a low load region (approximately 1600 RPM or less) having a low RPM of the engine. Force on the valve 5 so as to.
  • the opening and closing state of the valve 5 is adjusted to allow the exhaust gas to pass through the bypass passage 4d.
  • the actuator 1 includes a housing portion 100 forming its appearance, and a drive motor 102 accommodated in the housing portion 100.
  • the housing part 100 is provided with a connector for supplying power to the drive motor 102, the heat dissipation unit 400 for preventing the failure of the drive motor 102 due to the high temperature of the exhaust gas.
  • the heat dissipation unit 400 is disposed between the housing 102 and the turbocharger when the actuator 1 is installed in the turbocharger.
  • the position of the heat dissipation unit 400 is not limited thereto, and may be located anywhere between the turbocharger and the actuator as a heat source.
  • the high temperature exhaust gas is introduced into the turbocharger, and thus the surface temperature of the turbocharger becomes high, and the heat dissipation unit 400 prevents the hot surface heat of the turbocharger from moving to the housing 101.
  • the housing unit 100 is preferably provided with a mounting bracket 106 to be fixed to the turbocharger.
  • the mounting bracket 106 is provided with a plurality of bolting holes 106a provided for bolting.
  • the housing part 100 is provided with the front and rear surfaces thereof open, a motor cap 103 supporting the rear surface of the driving motor 102 is provided on the rear surface, and a cover 140 is provided on the front surface.
  • the drive motor 102 is provided with a motor shaft 101, the spur gear 104 is provided at the end of the motor shaft 101.
  • the spur gear 104 is meshed with the first gear 210 provided in the gear unit 200.
  • first gear 210 is meshed with the second gear 220 disposed adjacently, and the second gear 220 is meshed with the third gear 230.
  • the first gear 210 and the second gear 220 are provided with teeth along the outer circumferential surface, provided in the form of a multilayer gear, and the third gear 230 is provided with teeth only in a portion of the outer circumferential surface.
  • the reason why the third gear 230 is provided in the form described above is that a section of the opening or closing of the operation range of the valve 5 has a limited range, and is designed to correspond to the limited range.
  • the teeth are not provided in the entire section of the outer circumferential surface of the third gear 230, but only in the partial section.
  • the third gear 230 is provided with a magnet 234 to accurately determine the position according to the rotation operation, the sensor unit 10 for detecting the magnetic flux density of the magnet 234 is adjacent to the magnet 234 Is placed.
  • the sensor unit 10 is preferably composed of a hall sensor.
  • the magnet 234 disposed on the third gear 230 is disposed in a limited portion of the circumferential surface of the third gear 230, and is arranged to have an arc shape in this embodiment.
  • the magnet 234 is disposed so that the N pole and the S pole face each other.
  • the third gear 230 is inserted into the rotary shaft 232 for transmitting the final driving force of the gear unit 200 to the connection portion 300 to be described later.
  • a sealing member for sealing is installed between the cover 140 is coupled to the housing portion 100.
  • the rotating shaft 232 penetrates through the cover 140 and protrudes out of the cover 140.
  • a connecting portion for transmitting the rotating force of the rotating shaft 232 to the valve 5 at an end of the rotating shaft 232. 300 is connected.
  • connection part may include a first connection member 310 having a plate bracket shape and coupled to the rotation shaft 232, an intermediate connection member 302 coupled to the first connection member 310, and the intermediate connection member. It is rotatably coupled to 302, and includes a second connecting member 320 for transmitting a force to the valve (5).
  • An upper end portion of the second connection member 320 is provided with an insertion portion 322 into which the intermediate connection member 302 is rotatably inserted.
  • the end of the intermediate connecting member 302 is provided in the form of a ball joint, or a universal joint.
  • the second connecting member 320 can perform left and right pivoting and forward and backward pivoting with respect to the coupling point with the intermediate connecting member 302.
  • the drive motor 102 is provided with the motor shaft 101, and the spur gear 104 coupled to the motor shaft 101 meshes with the first gear 210. do.
  • the first gear 210 is meshed with the neighboring second gear 220, and the second gear 220 is meshed with the third gear 230.
  • the rotation shaft 232 penetrating the center of the third gear 230 is connected to the connecting portion 300 through the cover 140 as described above.
  • the first gear 210 and the second gear 220 is in the form of a multi-layered gear, but in this figure, the first and second gears 210 and 220 are configured as two-layered gears, but are not limited thereto. .
  • a portion having the larger diameter among the first gear 210 and the second gear 220 is called a first layer, and a portion having the small diameter is called a second layer.
  • the spur gear 104 meshes with the first layer of the first gear 210
  • the second layer of the first gear 210 meshes with the first layer of the second gear 220.
  • a second layer of the second gear 210 meshes with the third gear 230.
  • the cover 140 provided between the gear part 200 and the connection part 300 is bolted to the housing part 100.
  • the rotating shaft 232 penetrates through the cover 140 in a state of being fixedly coupled to the third gear 230, protrudes out of the cover 140, and the first connection member. It is fixedly coupled to (310).
  • the first connection member 310 also rotates in accordance with the rotation direction of the third gear 230.
  • connection member 6 illustrates a connection relationship between the first connection member 310, the intermediate connection member 302, and the second connection member 320.
  • the rotating shaft 232 is connected to the first connecting member 310, for this connection, the first connecting member 310 is provided with a shaft hole (310b). That is, the rotation shaft 232 is inserted into the shaft hole 310b and fixed.
  • the cross section of the rotating shaft 232 and the shape of the shaft hole 310b is a non-circular shape, for example a semicircle It is preferred that the shape or part of the circle is cut out.
  • the first connection member 310 includes an insertion hole 310a spaced apart from the shaft hole 310b by a predetermined distance.
  • One end of the intermediate connecting member 302 is inserted into and fixed to the insertion hole 310a.
  • the configuration of the intermediate connecting member 302 is provided in the form protruding so that the head portion 302a is provided in the form of a ball, and is provided on the opposite side of the head portion 302a to be inserted into the insertion hole (310a) Coupling portion 302b.
  • the coupling part 302b is inserted into the insertion hole 310a and then processed to be fixed. Therefore, when the first connection member 310 rotates, the intermediate connection member 302 also moves along the rotation trajectory.
  • the head portion 302a is provided in a spherical shape.
  • the head portion 302a is inserted into the insertion portion 322 provided at the upper end of the second connection member 320, and by such a combination, the second connection member 320 is connected to the head portion 302a.
  • the rotational movement is possible not only the left and right rotational movement, but also the forward and backward rotational movement.
  • the rotational movement of the rotary shaft 232 can be smoothly converted to the vertical opening and closing movement of the valve (see Fig. 1, 5).
  • FIG. 7 illustrates another embodiment between the first connection member 310, the intermediate connection member 303, and the second connection member 330.
  • intermediate connecting member 302 and the other intermediate connecting member 303 disclosed in FIG. 6 are coupled to and fixed to the shaft hole 310a provided in the first connecting member 310.
  • the second connecting member 330 connected to the intermediate connecting member 303 also has a different configuration than the second connecting member 320 of FIG.
  • a bearing 332 for guiding a rotational motion is provided inside the insertion portion 331 provided at the upper end of the second connection member 330, and the intermediate connection member 303 is provided on the bearing 332. Is inserted.
  • the first coupling portion 303a is inserted into and coupled to the bearing 332, the second coupling portion 303b inserted into and coupled to the shaft hole 310b,
  • the support plate 303c is provided between the first coupling part 303a and the second coupling part 303b and is supported by being interviewed with the edge of the shaft hole 310a.
  • a screw thread is formed at an end of the first coupling portion 303a, and a fixing nut 303d is coupled to the screw thread to prevent separation between the intermediate connecting member 303 and the second connecting member 330.
  • the bearing 332 is rotatably installed in the inserting portion 331 of the second connection member 330, and is rotatable in both front and rear directions.
  • the second connecting member 330 may rotate in the front, rear, left, and right directions with respect to the intermediate connecting member 303.
  • FIG. 8 illustrates an embodiment different from FIG. 7.
  • the inner diameter of the insertion hole 331a formed in the insertion portion 331 is larger than the diameter of the first coupling portion 303a of the second connection member 303.
  • the second connection member 33 may freely rotate left and right, and limit the forward and backward rotational movement.
  • Figure 9 illustrates the forward and backward rotational movement of the second connecting member 320, 330 of the embodiments shown in Figures 6 to 8.
  • the rotational angle of the front and rear direction preferably has an angle of approximately 1 ⁇ 5 °. Do.
  • FIG. 9 (a) shows the forward and backward rotational motion of the second connecting member 320 described with reference to FIG.
  • the second connection member 320 is rotated. While moving up and down, it is possible to rotate slightly in the front and rear direction around the head 302a.
  • FIG. 9 (b) shows the forward and backward rotational motion of the second connection member 330 described with reference to FIG. 7.
  • the first connection member 310 is rotated in a state in which the first coupling portion 303a is inserted into the bearing 332 installed on the insertion portion 331 of the second connection member 330.
  • the second connecting member 320 moves up and down, the second connecting member 320 may rotate slightly in the front and rear direction about the bearing 332.
  • the bearing 332 may guide the rotational movement in the left and right directions as described above.
  • FIG. 9 (c) illustrates the forward and backward rotational motion of the second connection member 330 described with reference to FIG. 8.
  • the second connection member As the 320 moves up and down, the rotational movement of the bearing 332 in the front and rear direction can be performed slightly.
  • the insertion hole 331a may be limitedly rotated in the front-rear direction.
  • the second connection member 330 rotates forward, the rear end portion and the lower front end portion of the upper portion of the insertion hole may be rotated until they contact the first coupling portion 303a.
  • the actuator 1 according to the present invention When the actuator 1 according to the present invention is installed in a turbocharger, minimizing the size of the housing part 100 is advantageous for improving layout and merchandise with peripheral parts.
  • the first, second, and third gears 210, 220, and 230 provided in the gear part 200 are disposed in a triangular shape with respect to the motor shaft 101 inside the housing part 100.
  • first, second, third gears 210, 220, 230 are disposed to overlap a predetermined portion of each other.
  • the first gear 210 and the second gear 220 are provided in the form of a multilayer gear so that each of the gears overlaps with each other.
  • the gear unit 200 is provided in the form of a three-stage gear (first, second, three gears), and when the three-stage gear arrangement, it is possible to ensure the stable size of the teeth of the third gear 230 , The rigidity of the third gear 230 is increased.
  • first, second, and third gears 210, 220, and 230 are disposed in the horizontal direction or the vertical direction, since the size of the housing portion extends in a specific direction, it is difficult to realize the minimum size. Since it is disadvantageous, arrange the gear as above.
  • the gear unit when the gear unit is disposed as a second gear, the first gear 210a and the second gear 210b are spaced apart at a 45 ° angle line by drawing a virtual dotted line with respect to their respective centers. Is placed.
  • the housing parts extend in a specific direction and are arranged as described above. desirable.
  • first and second gears 210a and 210b are preferably overlapped with each other.
  • the first gear 210a is provided in the form of a multilayer gear.
  • the arrangement angle ⁇ is an inclination angle formed between the straight line A1 connecting the rotation shaft 232 and the center of the intermediate connecting member 302 and the virtual vertical line A2.
  • the first connecting member 310 it is preferable to be disposed in a right upward form (one quadrant on the X-Y coordinates with the center of the rotation axis as the origin) with respect to the rotation axis 232 as a reference.
  • the second connecting member 320 is driven by using the driving force of the driving motor (see FIG. 2, 101) transmitted by the rotating shaft 232 so that the valve 5 is closed or opened. can do.
  • valve 5 in order to maintain the closed state of the valve 5, the valve 5 must be pulled in the opposite direction (upward direction) to the direction under pressure from the exhaust gas (downward direction).
  • the first connection member 310 when the driving motor (see FIG. 2, 101) is driven to give the rotational force 232 to the counterclockwise direction, the first connection member 310 also receives the rotational force from the rotational axis 232. The force is applied in the counterclockwise direction to maintain the predetermined arrangement angle ⁇ 1.
  • the second connecting member 320 connected to the first connecting member 310 receives upward force, and thus receives upward force by the valve 5 connected to the second connecting member 320. It can be kept closed because it has a resistance to the pressure of the exhaust gas.
  • valve 5 when the engine RPM is in a high load state and it is necessary to bypass a part of the exhaust gas, the valve 5 should be in an open state.
  • valve 5 must move in the same direction as the direction (downward direction) under pressure from the exhaust gas in the closed state. .
  • the first connection member 310 when the driving motor (see FIG. 2, 101) is driven to give the rotational force 232 to the clockwise direction, the first connection member 310 also receives the rotational force from the rotational axis 232 accordingly.
  • the placement angle also changes from the previous placement angle ⁇ 1 to another placement angle ⁇ 2.
  • connection member 320 connected to the first connection member 310 receives downward force, and thus receives downward force by the valve 5 connected to the second connection member 320. It can be open.
  • the gear ratio is the ratio between the first gear and the third gear.
  • the gear ratio is 20
  • the torque is 100Nmm
  • the placement angle is made smaller when a certain resistance force is aimed, it means that the target resistance can be provided even with a smaller torque. Since a relatively small torque means a relatively small input voltage or current, It means that you can save the power to drive.
  • the arrangement angle ⁇ for maintaining the closed state of the valve has a value of about 1 to 40 °.
  • the placement angle is 5 °
  • a force of 10N is applied to the second connecting member 320
  • the placement angle exceeds 40 °
  • the force of 1N is 60 ° to 90 °. It can be seen that the second connection member 320 is applied.
  • the force F applied to the second connection member 320 is only about 1N, and the pressure F is relatively lower than the exhaust pressure generated when exhaust gas is exhausted. Since the driving force is transmitted to the second connection member 320, the valve 5 may be unstable.
  • the exhaust gas is supplied to the turbine 3, and the opening amount of the valve 5 is adjusted by the actuator 1.
  • valve is closed in the low load region (1600 rpm or less) and operated in the open state in the medium to high load region (1600 rpm or more).
  • the actuator according to the present invention has a control unit 500,
  • the controller 500 transmits a control signal to operate the driving motor 102.
  • the controller 500 is connected to the sensor unit 10 to recognize the magnetic flux density of the magnet provided in the third gear (see Fig. 2, 230), and recognizes the position of the third gear 230. .
  • the driving motor 102 receives the control command of the control unit 500 and rotates the motor shaft 101.
  • the motor shaft 101 transmits a driving force to the first gear 210, and the first gear 210 transmits the driving force to the engaged second gear 220.
  • the first and second gears 210 and 220 serve as a type of transmission for increasing torque generated in the driving motor 102.
  • the third gear 230 counterclockwise the first connecting member 310 coupled with the rotation shaft 232 in conjunction with the rotation of the second gear 220. Rotate in the direction.
  • the first connection member 310 moving in the counterclockwise direction as described above may include the intermediate connection member connecting the first connection member 310 and the second connection member 320 to each other. 2, the opening degree of the valve 5 is changed to a closed state while pulling the 302 and the second connecting member 320 upward (Z-axis).
  • the second connection member 320 receives the driving force of the third gear (see FIG. 10 and 230) and operates only in the up and down directions, but also in the Z-axis direction (up and down directions) and the X-axis direction ( Movement occurs in three directions: left and right directions and Y-axis directions (forward and backward directions).
  • the second connecting member 320 when the second connecting member 320 is moved to the close position, the second connecting member 320 is moved in the upper direction of the Z axis, and at the same time, the movement of the second connecting member 320 occurs in the X and Y axis directions.
  • the exhaust pressure of the exhaust gas supplied to the turbocharger is not always constant, and the exhaust pressure varies from time to time according to the exhaust amount.
  • the sensor unit 10 senses the magnetic flux density of the magnet and transmits it to the control unit 500.
  • the controller 500 receives different magnetic flux density values according to the rotation state of the third gear 230, and the opening amount and the placement angle of the valve can be finely adjusted according to the magnetic flux density values.
  • the placement angle ⁇ is 8 °
  • the opening degree is 0.731 mm
  • the magnetic flux density is 4.089.
  • valve This allows the valve to be fully closed and maintains a stable opening degree even in a state in which the valve is closed in a fine state or in a fine open state, and the force F can be sufficiently applied to the second connection member 320.
  • the difference in opening degree between the placement angle of 10 ° (opening degree 0.951mm) and 1 ° (opening degree 0.073mm) is only a slight difference of 0.877mm. It means that it can be kept stable within a certain range.
  • the actuator 1 has a feature that the valve 5 is operated to be finely adjusted according to the separation angle when the valve 5 is closed.
  • the opening degree is stably maintained while resisting the exhaust pressure while having a slight opening difference despite the change in the placement angle.

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Abstract

본 발명은 터보차져에 마련되는 웨이스트 케이트 밸브(waste gate valve)를 선택적으로 개폐시키기 위한 차량용 액추에이터에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 모터축을 구비하는 구동모터와; 상기 모터축과 치합되며 서로 맞물리는 복수의 기어로 구성되는 기어 어셈블리와; 상기 기어부와 연결되어 상기 기어부의 동작에 따라 움직이는 연결부를 포함하되, 상기 연결부는 터보차저 하우징 내부의 웨이스트 게이트 밸브와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터를 제공한다.

Description

차량용 액츄에이터
본 발명은 터보차져에 포함되는 웨이스트 게이트 밸브(waste gate valve)를 선택적으로 개폐시키기 위한 차량용 액추에이터에 관한 것이다.
최근에는 자동차 배기가스 규제 강화 및 이산화탄소 저감과, 차량의 출력 향상을 위해 터보 차저를 장착하여 사용하고 있다.
상기한 터보차저는 배기가스를 공급받아 터빈을 회전시키고, 상기 터빈과 동축으로 연결된 압축기를 회전시켜 신기(Fresh Air)와 함께 엔진으로 공급시킨다.
상기 터보차저에는 터빈으로 공급되는 배기가스와 머플러(Muffler)로 배기되는 배기가스의 양을 조절하기 위한 웨이스트 게이트 밸브(Waste Gate Valve)가 구비된다.
종래의 웨이스트 게이트 밸브는 구동방식이 공압식이어서, 다이어프램을 사용하여 상기 웨스트 게이트 밸브를 구동시켰다.
그러나, 공압식 구동원을 사용하여 웨이스트 게이트 밸브를 작동시킬 경우에는 밸브 작동을 위한 공압 생성 시간을 필요로 했으며, 상기 공압 생성 시간 동안에는 웨이스트 게이트 밸브를 작동시키지 못하는 단점이 유발되었다.
또한, 공압식으로 웨이스트 게이트 밸브가 작동될 경우에는 진공 또는 정압 방식으로 구동된다. 따라서, 응답성이 현저하게 저하 됨으로서, 상기 웨이스트 게이트 밸브를 구동시키기 위한 전자식 액추에이터의 필요성이 대두 되었다.
본 발명은 응답성을 현저히 제고시킬 수 있으면서, 배기가스의 압력의 변동에 상관없이 안정적으로 웨이스트 게이트 밸브에 그 구동력을 안정적을 제공할 수 있는 차량용 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터축을 구비하는 구동모터와;상기 모터축과 치합되며 서로 맞물리는 복수의 기어로 구성되는 기어 어셈블리와;
상기 기어부와 연결되어 상기 기어부의 동작에 따라 움직이는 연결부를 포함하되, 상기 연결부는 터보차저 하우징 내부의 웨이스트 게이트 밸브와 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동모터와 상기 기어부가 수용되는 하우징부와; 상기 하우징부에 설치되어 상기 기어 어셈블리를 덮는 커버부재를 더 포함하며, 상기 기어 어셈블리를 구성하는 복수의 기어 중 어느 하나의 회전축은 상기 커버부재를 관통하여 외측으로 노출되어 상기 연결부와 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는 상기 기어의 회전축에 결합되어 상기 기어의 회전에 따라 움직이는 제1연결부재와; 일단부가 상기 제1연결부재와 회동가능하게 연결되고 타단부가 상기 웨이스트 게이트 밸브와 연결되는 제2연결부재와; 상기 제1연결부재와 상기 제2연결부재 사이에 마련되어 상기 제1,2연결부재를 회동가능하게 연결하는 중간연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1연결부재는 상기 기어의 회전축이 삽입되며 비원형 형태로 마련되는 축 홀과; 상기 중간연결부재가 삽입되어 결합되는 삽입홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 중간연결부재는 상기 제2연결부재가 전후 방향 및 좌우방향으로 회동가능하게 결합되도록 상기 제2연결부재와 결합되는 부분이 볼 조인트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 중간연결부재는 상기 제2연결부재가 전후 방향 및 좌우방향으로 회동운동 할 수 있도록 상기 제2연결부재에 마련되는 결합공의 지름보다 그 단면 지름이 작은 축 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 기어 어셈블리는 상기 모터축에 구비되는 스퍼기어와 치합되는 제1기어와; 상기 제1기어와 치합되는 제2기어와; 상기 제2기어와 치합되며 상기 연결부와 결합되는 회전축을 구비하는 제3기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1기어와, 상기 제2기어와, 상기 제3기어는 상기 제1기어와 상기 제2기어와 상기 제3기어의 중심을 연결한 가상선이 삼각형을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1기어와 상기 제2기어는 각각 서로 다른 외경을 갖는 복층 기어로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제3기어는 그 치형이 외주 일부분에만 형성되고, 상기 치형이 형성되지 않은 부분에는 자석이 배치되는 것을 특징으로 하며, 상기 하우징 내부에는 상기 자석의 자속밀도를 측정하는 센서부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징부에 마련되어 배기가스의 열에 의한 열전달을 차단하기 위한 방열부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동모터를 제어하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 밸브에 의한 상기 웨이스트 게이트의 폐쇄 상태 구현시, 상기 웨이스트 게이트를 유동하는 배기가스의 압력에 의하여 밸브가 개방되는 것을 방지하도록 가상의 수직선에 대한 상기 제1연결부재의 배치각도가 소정 각도 이하가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 밸브에 의하여 상기 웨이스트 게이트가 폐쇄상태가 되는 경우, 상기 제1연결부재의 상기 배치각도가 1~40도의 범위의 값을 갖도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1연결부재와 상기 제2연결부재의 배치형태는 상기 구동모터에 일정량의 전류인가시 상기 배치각도가 작을수록 상기 배기가스의 압력에 저항하는 상기 밸브의 저항력이 증가될 수 있게 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1연결부재는 상기 기어의 회전축과 결합되는 부분이 상기 제2연결부재와 연결되는 부분보다 상향 배치되도록 마련되고, 상기 제2연결부재는 상기 제1연결부재와 연결되는 부분이 상기 밸브와 결합되는 부분보다 상향배치되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 액추에이터는 전자식으로 구동되고, 모터 구동에 의한 응답성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명에 의한 차량용 액추에이터는 배기압에 대한 변동에 상관없이 안정적으로 구동력을 웨이스트 게이트 밸브와 연결된 연결부재에 전달하는 효과가 있다.
특히, 구동모터와 연결되는 기어부와 결합되는 연결부의 배치각도가 소정 범위 내의 값을 갖는 경우, 낮은 모터 토크로도 큰 힘을 웨이스트 게이트 밸브와 연결된 연결부재에 제공할 수 있기 때문에 웨이스트 게이트 밸브의 폐쇄상태를 용이하게 유지시킬 수 있다.
특히, 터보차져 내에 유입되는 배기가스의 압력이 큰 경우에도 웨이스트 게이트 밸브의 폐쇄상태를 용이하게 유지할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 차량용 액추에이터는 구동력 증가와 함께, 최소한의 크기를 갖게 기어 배치가 가능해짐으로써, 제품 소형화가 가능하여 상품성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명에 의한 차량용 액추에이터는 웨이스트 게이트 밸브의 용이한 개도량의 제어가 가능해짐으로써, 안정적인 차량 주행을 도모하는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 의한 액츄에이터가 사용되는 터보챠져의 개략도이다.
도2는 본 발명에 의한 액츄에이터의 분해사시도이다.
도3은 본 발명에 의한 액츄에이터의 사시도이다.
도4는 본 발명에 의한 액츄에이터와 연결부가 연결된 상태의 측단면도이다.
도5는 본 발명에 의한 액츄에이터의 측단면도이다.
도6은 본 발명에 의한 연결부의 제1실시예이다.
도7은 본 발명에 의한 연결부의 제2실시예이다.
도8은 본 발명에 의한 연결부의 제3실시예이다.
도9는 본 발명에 의한 연결부의 제1~3실시예의 동작을 나타내는 측단면도이다.
도10은 본 발명에 의한 기어부의 결합상태를 도시한 정면도이다.
도11은 본 발명에 의한 기어부의 중심점의 구도를 도시한 정면도이다.
도12는 본 발명에 의한 기어부의 다른 실시예를 도시한 정면도이다.
도13은 본 발명에 의한 제1연결부재의 배치각도를 도시한 정면도이다.
도14는 본 발명에 의한 제1연결부재의 배치각도 변화에 따른 웨이스트 게이트 밸브의 동작상태를 도시한 도면이다.
도15는 본 발명에서 제1연결부재의 배치각도 변화에 따른 저항력의 변화를 도시한 것이다.
도16은 터보차져에 본 발명의 액츄에이터가 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도17은 본 발명에 의한 액츄에이터의 제어블록도이다.
도18은 자속밀도와 개도, 배치각도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도19는 배치각도에 따른 개도량의 변화를 나타낸 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.
도1에서 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 액츄에이터(1)는 터보차져 하우징에는 신기(fresh air)를 공급하기 위한 신기 유로 하우징(2)과, 배기가스가 유동하는 배기가스 유로 하우징(4)과, 상기 신기 유로하우징(2)과 상기 배기가스 유로 하우징(4)에 각각 마련되는 터빈 어셈블리(3)를 포함한다.
상기 터빈 어셈블리(3)는 상기 배기가스 유로 하우징(4) 내부에 회전가능하게 마련되는 배기가스 터빈(3a)과, 상기 신기 유로 하우징(2) 내부에 회전가능하게 마련되는 신기 공급터빈(3b)과, 상기 배기가스 터빈(3a)과 상기 신기공급터빈(3b)을 연결하는 연결축(3c)을 포함한다.
상기 신기 유로 하우징(2)에는 유입구(2a)과 배출구(2b)가 마련되며, 상기 신기공급터빈(3b)는 상기 유입구(2a)과 배출구(2b) 사이에 마련된다.
한편, 상기 배기 가스 유로 하우징(4)에도 유입구(4a)와 배출구(4b)가 마련되는데, 상기 배기 가스 유로 하우징(4) 내부에는 상기 배기가스 터빈(3a)이 설치되는 공간을 형성하는 메인유로(4c)와 상기 메인유로(4c)와 구획되는 바이패스유로(4d)가 마련된다.
그리고, 상기 바이패스 유로(4d)에는 상기 웨이스트 게이트 밸브(이하 '밸브'라 한다)(5)가 마련되어, 상기 바이패스 유로(4d)를 선택적으로 개폐한다.
배기가스가 상기 배기 가스 유로 하우징(4)의 유입구(4a)에 유입되면, 상기 메인유로(4c)를 통과하며 상기 배기 가스 터빈(3a)을 회전시키고, 그에 따라서 상기 신기 공급 터빈(3b)도 회전한다.
상기 신기공급 터빈(3b)의 회전에 의하여 신기는 상기 신기 유로 하우징(2)의 유입구(2a)에서 유입되어 상기 신기공급터빈(3b)을 거쳐 상기 배출구(2b)로 배출된다.
한편, 배기가스가 상기 배기 가스 유로 하우징(4)에 유입되는 경우, 그 배기가스의 압력이 상기 밸브(5)를 가압하는데, 그 가압력의 방향은 상기 밸브(5)를 개방시키려는 방향을 향한다.
따라서, 상기 바이패스 유로(4d)를 폐쇄하는 상태를 유지하기 위해서는 상기 밸브(5)가 지속적인 폐쇄상태를 유지해야 한다. 따라서, 상기 배기가스가 가하는 압력의 방향과 정반대 방향으로 저항력이 제공되어야 한다.
이러한 저항력은 상기 밸브(5)와 결합되어 있는 연결부(300)에 연결된 상기 액츄에이터(1)에 의하여 제공된다.
상기 액츄에이터(1)는 공압식이 아닌 외부에서 전원을 받아서 구동하는 전기구동식 엑츄에이터(1)로 구동되며, 엔진의 RPM이 낮은 저부하 영역(대략 1600RPM 이하)에서는 밸브(5)가 폐쇄 상태를 유지하도록 상기 밸브(5)에 힘을 제공한다.
또한, 엔진의 RPM이 높은 고부하 영역(대략 1600RPM 이상)에서는 밸브(5)가 개방 상태를 유지하도록 상기 밸브(5)에 제공된 힘을 감소시킨다.
고부하 영역에서는 배기가스가 증가하기 때문에, 배기 가스의 일부를 상기 바이패스유로(4d)로 안내하기 위함이다.
배기가스가 많아지면 그만큼 압력이 증가하여 상기 배기가스 터빈(3a)의 회전수가 늘어나고, 그에 따라 상기 신기 터빈(3b)의 회전수도 늘어나서 신기의 공급이 증가할 수 있다.
신기의 공급이 너무 많아지면 공연비가 지나치게 증가하게 되므로, 이러한 문제 발생을 방지하기 위해서 상기 배기가스가 상기 바이패스유로(4d)를 통과할 수 있도록 상기 밸브(5)의 개폐상태를 조절한다.
도2와 도3에서 도시한 바와 같이, 상기 액츄에이터(1)는 그 외관을 형성하는 하우징부(100)와, 상기 하우징부(100) 내부에 수용되는 구동모터(102)를 포함한다.
상기 하우징부(100)에는 상기 구동모터(102)에 전원을 공급하기 위한 커넥터가 마련되고, 배기가스의 고온에 의한 구동모터(102)의 고장을 방지하기 위한 방열부(400)가 구비된다.
상기 방열부(400)는 터보차저에 상기 액추에이터(1)가 설치될 때, 상기 하우징(102)과 상기 터보차저 사이에 배치된다.
다만, 상기 방열부(400)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 열원이 되는 터보차저와 액추에이터 사이라면 어디든지 위치한다.
고온의 배기가스가 터보 차저 내부로 유입되고, 그로 인하여 터보 차저의 표면온도가 고온이 되는데, 터보 차저의 뜨거운 표면열이 상기 하우징(101)으로 이동하는 것을 상기 방열부(400)가 방지한다.
그럼으로써 상기 구동모터(102)가 고온의 열로 인하여 고장나는 것을 방지한다.
한편, 상기 하우징부(100)에는 터보차저에 고정 설치되기 위한 마운팅 브라켓(106)이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 마운팅 브라켓(106)에는 볼팅을 위해 구비된 다수개의 볼팅홀(106a)이 마련된다.
다만, 상기 마운팅 브라켓(106) 없이 터보차저에 직접 고정될 수도 있다.
상기 하우징부(100)는 전, 후면이 개구되게 마련되고, 상기 후면에는 구동모터(102)의 후면을 지지하는 모터캡(103)이 마련되고, 전면에는 커버(140)가 마련된다.
상기 구동모터(102)에는 모터축(101)이 구비되고, 상기 모터축(101)의 단부에는 스퍼기어(104)가 마련된다.
상기 스퍼기어(104)는 기어부(200)에 구비된 제1 기어(210)와 치합된다.
또한, 상기 제1 기어(210)는 인접 배치된 제2 기어(220)와 치합되고, 상기 제2 기어(220)는 제3 기어(230)와 치합된다.
상기 제1 기어(210)와 제2 기어(220)는 외주면을 따라 치형이 구비되며, 복층 기어 형태로 마련되고, 상기 제3 기어(230)는 외주면의 일부 구간에만 치형이 구비된다.
상기 제3기어(230)를 위와 같은 형태로 마련한 이유는 상기 밸브(5)의 작동 범위인 오픈 또는 클로징의 구간은 제한된 범위를 갖는데, 이러한 제한된 범위에 대응되도록 설계 했기 때문이다.
따라서, 상기 제3 기어(230)의 외주면의 전 구간에 치형을 구비하지 않고, 일부 구간에만 치형을 구비한다
상기 제3 기어(230)에는 회전 작동에 따른 정확한 위치 파악을 위해 자석(234)이 구비되고, 상기 자석(234)의 자속 밀도를 감지하기 위한 센서부(10)가 상기 자석(234)과 인접 배치된다.
상기 센서부(10)는 홀 센서로 구성되는 것이 바람직하다.
제3 기어(230)에 배치된 자석(234)은 제3 기어(230)의 원주면의 일부 구간에 한정 배치되며, 본 실시예에서는 아크(Arc) 형상을 갖도록 배치된다. 상기 자석(234)은 N극과 S극이 서로 마주보게 배치된다.
그리고, 상기 제3 기어(230)에는 후술할 연결부(300)에 기어부(200)의 최종 구동력을 전달하는 회전축(232)이 삽입 배치된다.
한편, 상기 하우징부(100)와 결합 되는 커버(140) 사이에는 씰링을 위한 씰링 부재가 설치된다.
상기 회전축(232)는 상기 커버(140)를 관통하여 상기 커버(140) 외측으로 돌출되는데, 상기 회전축(232)의 단부에는 상기 회전축(232)의 회전력을 상기 밸브(5)로 전달하기 위한 연결부(300)가 연결되어 있다.
상기 연결부는, 플레이트 브라켓 형상으로 마련되고 상기 회전축(232)과 결합되는 제1연결부재(310)와, 상기 제1연결부재(310)에 결합되는 중간연결부재(302)와, 상기 중간연결부재(302)에 회동가능하게 결합되며, 상기 밸브(5)에 힘을 전달하는 제2연결부재(320)를 포함한다.
상기 제2연결부재(320)의 상단부에는 상기 중간연결부재(302)가 회동가능하게 삽입되는 삽입부(322)가 마련된다. 상기 중간연결부재(302)의 단부는 볼 조인트 형태, 또는 유니버셜 조인트 형태로 마련된다.
따라서, 상기 제2연결부재(320)가 상기 중간연결부재(302)와의 결합점을 중심으로 하여 좌우 회동운동 및 전후 회동운동을 할 수 있게 된다.
도4에서 도시한 바와 같이, 상기 구동모터(102)에는 상기 모터축(101)이 구비되고, 상기 모터축(101)에 결합된 상기 스퍼기어(104)는 상기 제1 기어(210)와 치합 된다.
상기 제1 기어(210)는 이웃한 제2 기어(220)와 치합 되며, 상기 제2 기어(220)는 제3 기어(230)와 치합 배치된다.
그리고, 상기 제3기어(230)의 중심을 관통하는 상기 회전축(232)은 상술한 바와 같이 상기 커버(140)를 관통하여 상기 연결부(300)와 연결된다.
위와 같은 연결관계를 통하여 상기 구동모터(102)의 구동력이 최종적으로 상기 밸브(5)에 전달되어 상기 밸브(5)의 개폐운동을 조절한다.
상기 제1기어(210)와 상기 제2기어(220)는 복층 기어 형태로 되는데, 본 도면에서는 상기 제1,2기어(210,220)가 2층 기어로 구성된 것을 보이고 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제1기어(210)와 상기 제2기어(220) 중 지름이 큰 부분을 제1층이라고 하고, 지름이 작은 부분을 제2층이라고 하자.
이 경우, 상기 스퍼기어(104)는 상기 제1기어(210) 제1층과 치합하고, 상기 제1기어(210)의 제2층은 상기 제2기어(220)의 제1층과 치합한다.
또한, 상기 제2기어(210)의 제2층은 상기 제3기어(230)와 치합한다.
한편, 상기 기어부(200)와 상기 연결부(300) 사이에 마련되는 상기 커버(140)는 상기 하우징부(100)에 볼팅 결합 된다.
도5에서 도시한 바와 같이, 상기 회전축(232)는 상기 제3기어(230)에 고정결합된 상태에서 상기 커버(140)를 관통하여 상기 커버(140) 외측으로 돌출되고, 상기 제1연결부재(310)에 고정결합된다.
따라서, 상기 제3기어(230)의 회전방향에 따라서 상기 제1연결부재(310)도 회전운동을 한다.
도6은 상기 제1연결부재(310)와 상기 중간연결부재(302)와 상기 제2연결부재(320)의 연결관계를 도시한 것이다.
상기 회전축(232)은 상기 제1연결부재(310)에 연결되는데, 이러한 연결을 위해, 상기 제1연결부재(310)에는 축홀(310b)이 마련된다. 즉, 상기 회전축(232)이 상기 축 홀(310b)에 삽입되어 고정된다.
상기 회전축(232)의 회전운동이 상기 제1연결부재(310)에 제대로 전달되도록 하기 위해서, 상기 회전축(232)의 단면 및 상기 축 홀(310b)의 형상은 비원형 형상 형태, 예를 들어 반원형태 또는 원형의 일부가 잘려나간 형태로 구비되는 것이 바람직하다.
원형으로 구비되는 경우, 상기 회전축(232)과 상기 축홀(310b)의 내면간에 슬립현상이 발생되어 상기 회전축(232)의 회전운동이 상기 제1연결부재(310)에 제대로 전달되지 않을 수 있기 때문이다.
한편, 상기 제1연결부재(310)는 상기 축 홀(310b)와 소정 간격 이격되어 마련되는 삽입홀(310a)을 포함한다.
상기 삽입홀(310a)에는 상기 중간연결부재(302)의 일단부가 삽입되어 고정된다. 상기 중간연결부재(302)의 구성을 보면 볼 형태로 마련되는 헤드부(302a)와, 상기 헤드부(302a)의 반대편에 마련되어 상기 삽입홀(310a)에 삽입될 수 있도록 돌출되는 형태로 마련되는 결합부(302b)를 포함한다.
상기 결합부(302b)는 상기 삽입홀(310a)에 삽입된 후, 고정될 수 있도록 처리된다. 따라서, 상기 제1연결부재(310) 회전시 그 회전 궤적을 따라서 상기 중간연결부재(302)도 같이 움직인다.
상기 헤드부(302a)는 구 형태로 마련된다. 상기 헤드부(302a)는 상기 제2연결부재(320)의 상단부에 마련되는 삽입부(322)에 삽입되고, 이러한 결합에 의하여, 상기 제2연결부재(320)는 상기 헤드부(302a)를 중심으로 회동운동을 할 수 있다.
회동운동은 좌우 회동운동 뿐만 아니라, 전후 회동운동도 가능하다. 이러한 좌우 회동 운동 또는 전후 회동운동이 가능함으로써, 상기 회전축(232)의 회전운동이 상기 밸브(도1참조, 5)의 상하 개폐운동으로 원활하게 변환될 수 있다.
도7은 상기 제1연결부재(310)와, 중간연결부재(303)와, 제2연결부재(330) 간의 다른 실시예를 도시한 것이다.
상기 회전축(232)과 상기 제1연결부재(310)의 구성 및 결합관계는 도6과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
다만, 상기 제1연결부재(310)에 마련되는 상기 축홀(310a)에는 도6에서 개시된 중간연결부재(302)와 다른 중간연결부재(303)가 결합되어 고정된다.
한편, 상기 중간연결부재(303)와 연결되는 제2연결부재(330)도 도6의 제2연결부재(320)와 다른 구성을 보이고 있다.
즉, 상기 제2연결부재(330)의 상단부에 마련되는 삽입부(331)의 내부에는 회동운동을 안내하는 베어링(332)이 마련되고, 상기 베어링(332)에 상기 중간연결부재(303)가 삽입된다.
상기 중간연결부재(303)의 구성을 보면, 상기 베어링(332)에 삽입되어 결합되는 제1결합부(303a)와, 상기 축홀(310b)에 삽입되어 결합되는 제2결합부(303b)와, 상기 제1결합부(303a)와 상기 제2결합부(303b) 사이에 마련되고, 상기 축홀(310a)의 테두리에 면접하여 지지되는 지지판(303c)을 포함한다.
상기 제1결합부(303a)의 단부에는 나사산이 형성되는데, 상기 나사산에는 고정너트(303d)가 결합되어 상기 중간연결부재(303)와 상기 제2연결부재(330) 간의 분리를 방지한다.
상기 베어링(332)은 상기 제2연결부재(330)의 삽입부(331) 내부에 회동가능하게 설치되며, 전후 좌우 방향으로 모두 회동가능하다.
따라서, 상기 베어링(332)에 상기 중간연결부재(303)가 결합되는 경우, 상기 제2연결부재(330)는 상기 중간연결부재(303)에 대해서 전후 좌우 방향으로 회동운동을 할 수 있다.
도8은 도7과 다른 실시예를 도시한 것이다.
도7과 다른 점은 도7에서 개시된 베어링(332)이 없고, 상기 중간연결부재(303)가 상기 삽입부(331)에 직접 삽입되는 것이다.
상기 삽입부(331) 내부에 형성되는 삽입공(331a)의 내부 직경은 상기 제2연결부재(303)의 제1결합부(303a)의 직경보다 크게 형성된다.
따라서, 상기 제2연결부재(330)와 상기 중간연결부재(303)가 상호 연결된 상태에서 상기 제2연결부재(33)는 좌우 회동을 자유롭게 하면서도, 전후 방향 회동운동을 제한적으로 할 수 있다.
도7의 베어링(332)이 없는 것을 제외하고는 도8의 모든 구성은 도7과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
도9는 도6내지 도8에서 나타난 실시예들의 제2연결부재(320, 330)의 전후 방향 회동운동을 도시한 것이다.여기서 전후방향의 회동각은 대략 1~5°의 각도를 갖는 것이 바람직하다.
도9(a)는 도6을 참고하여 설명된 제2연결부재(320)의 전후방향 회동운동을 도시한 것이다. 여기서, 상기 제2연결부재(320)의 삽입부(322)에 상기 헤드부(302a)가 삽입된 상태에서 상기 제1연결부재(310)가 회동운동을 하면, 상기 제2연결부재(320)가 상하운동을 하면서, 상기 헤드부(302a)를 중심으로 전후방향으로 약간씩 회동운동을 할 수 있다.
도9(b)는 도7을 참고하여 설명된 제2연결부재(330)의 전후방향 회동운동을 도시한 것이다.
여기서, 상기 제2연결부재(330)의 삽입부(331)에 설치되는 상기 베어링(332)에 상기 제1결합부(303a)가 삽입된 상태에서 상기 제1연결부재(310)가 회동운동을 하면, 상기 제2연결부재(320)가 상하운동을 하면서, 상기 베어링(332)을 중심으로 전후방향으로 약간씩 회동운동을 할 수 있다.
상기 베어링(332)은 상기 삽입부(331) 내부에 회동가능하게 수용되어 있기 때문에, 위와 같은 좌우 전후 방향의 회동운동을 안내할 수 있다.
도9(c)는 도8을 참고하여 설명된 제2연결부재(330)의 전후방향 회동운동을 도시한 것이다.
여기서, 상기 제2연결부재(330)의 삽입부(331)에 상기 제1결합부(303a)가 삽입된 상태에서 상기 제1연결부재(310)가 회동운동을 하면, 상기 제2연결부재(320)가 상하운동을 하면서, 상기 베어링(332)을 중심으로 전후방향으로 약간씩 회동운동을 할 수 있다.
이때, 상기 삽입부(331)에 마련되는 상기 삽입공(331a)의 직경이 상기 제1결합부(303a)의 직경보다 크기 때문에, 전후방향으로 제한적으로 회동할 수 있다.
즉, 상기 제2연결부재(330)가 전방으로 회동운동을 하는 경우, 상기 삽입공의 상부의 후단부 및 하부 전단부가 상기 제1결합부(303a)에 접촉할 때까지 회동이 가능하다.
또한, 상기 제2연결부재(330)가 후방으로 회동운동을 하는 경우, 상기 삽입공의 상부의 전단부 및 하부 후단부가 상기 제1결합부(303a)에 접촉할 때까지 회동이 가능하다.
도10 내지 도11을 참조하여, 본 발명에 의한 기어부의 배치 상태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 의한 액추에이터(1)는 터보 차저에 설치될 때, 하우징부(100)의 크기를 최소화하는 것이 주변 부품과의 레이 아웃 및 상품성 향상에 유리해진다.
그리하여, 그 내부 구성요소들이 차지하는 공간을 최소화하는 것이 필요하다.
이를 위하여 본 발명에서는 상기 기어부(200)에 구비된 제1,2,3 기어(210,220,230)를 상기 하우징부(100) 내부에서 상기 모터축(101)을 기준으로 삼각형 형태로 배치하였다.
이때, 상기 제1,2,3 기어(210,220,230)는 상호 간에 일정부분 오버랩 되도록 배치된다. 이와 같이 각 기어가 일정 부분 오버랩 되면서 치합될 수 있도록 상기 제1기어(210)와 상기 제2기어(220)가 복층 기어 형태로 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 기어부(200)가 3단 기어(제1,2,3 기어)형태로 마련되도록 하였는데, 3단 기어 배치시 상기 제3 기어(230)의 치형의 안정적인 크기 확보가 가능해짐으로써, 제3 기어(230)의 강성이 증가 된다.
만약, 상기 제1,2,3 기어(210,220,230)가 가로 방향 또는 세로 방향 상에 배치될 경우에는, 하우징부의 크기가 특정 방향으로 길게 연장 배치되므로, 최소의 사이즈를 구현하기 어려워지며, 레이아웃 측면에서도 불리하기 때문에 위와 같이 기어를 배치한다.
본 발명에 의한 기어부의 다른 실시예에 따른 배치 상태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 12을 참조하면, 기어부가 2단 기어로 배치될 경우에는, 제1 기어(210a)와 제2 기어(210b)는 각각의 중심을 기준으로 가상의 점선을 그으면 45°각도 선상에 이격 배치된다.
상기 제1,2 기어(210a, 210b)가 도면에 도시된 상태로 배치되지 않고, 가로 방향 또는 세로 방향 상에 배치될 경우에는, 하우징부의 크기가 특정 방향으로 길게 연장 배치되므로 위와 같이 배치시키는 것이 바람직하다.
여기서도 상기 제1,2기어(210a, 210b)가 일정 부분 오버랩 되는 것이 바람직하며, 이를 위하여 상기 제1기어(210a)를 복층기어 형태로 마련하였다.
도13와 도14를 이용하여 제1연결부재(310)의 배치각도와 밸브(5)의 저항력의 관계에 대하여 설명하겠다.
배치각도(θ)는 상기 회전축(232)과 상기 중간연결부재(302)의 중심부 간을 연결하는 직선(A1)과, 가상의 수직선(A2) 간에 형성되는 경사각이다.
상기 제1연결부재(310)의 배치 상태를 보면, 상기 회전축(232)를 기준으로 하여 우상향 형태(회전축의 중심을 원점으로 하는 X-Y좌표상으로 1사분면)로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 회전축(232)에 의하여 전달되는 상기 구동모터(도2참조, 101)의 구동력을 이용하여 상기 제2연결부재(320)를 구동시켜서 상기 밸브(5)가 폐쇄상태가 되도록 하거나 개방상태가 되도록 할 수 있다.
그런데, 상기 밸브(5)가 폐쇄상태를 유지되기 위해서는 배기가스의 압력에 버틸 수 있는 힘을 제공해야 하는데, 이와 같이 배기가스의 압력에 저항할 수 있는 저항력을 제공하기 위해서 상기 배치각도(θ)가 소정각도 범위 내의 값을 가져야만 비교적 작은 힘으로도 큰 저항력을 제2연결부재(320)를 통해서 상기 밸브(5)에 제공할 수 있다.
도14에서 도시한 바와 같이, 상기 배기가스 유로(4a) 방향으로 배기 가스가 유입되면, 상기 배기 가스의 압력이 상기 밸브(5)를 압박하고, 이러한 배기가스의 압력에 의하여 상기 밸브(5)의 하향 회동하여 상기 바이패스 유로(4d)를 개방하려는 성질을 갖는다.
따라서, 밸브(5)의 폐쇄상태를 유지하기 위해서는 상기 밸브(5)가 상기 배기가스로 부터 압력을 받는 방향(하향방향)과 정반대의 방향(상향방향)으로 당겨져야 한다.
이를 위하여 상기 구동모터(도2참조, 101)가 구동하여 회전축(232)이 반시계방향으로 회전력을 주면, 그에 따라서 상기 회전축(232)로 부터 회전력을 전달받은 상기 제1연결부재(310)도 반시계 방향으로 힘을 받고 소정의 배치각도(θ1) 를 유지한다.
또한, 상기 제1연결부재(310)에 연결된 상기 제2연결부재(320)는 상방으로 힘을 받고, 그에 따라 상기 제2연결부재(320)에 연결된 상기 밸브(5)로 상방으로 힘을 받아서 배기가스의 압력에 대한 저항력을 가지기 때문에 폐쇄상태를 유지할 수 있다.
한편, 엔진 RPM이 고부하 상태가 되어 배기가스의 일부를 바이패스시킬 필요가 있는 경우, 상기 밸브(5)가 개방상태가 되어야 한다.
이를 위해서는 상기 밸브(5)가 폐쇄상태에서 상기 배기가스로부터 압력을 받는 방향(하향방향)과 동일한 방향으로 이동해야 한다. .
이를 위하여 상기 구동모터(도2참조, 101)가 구동하여 회전축(232)이 시계방향으로 회전력을 주면, 그에 따라서 상기 회전축(232)로 부터 회전력을 전달받은 상기 제1연결부재(310)도 시계 방향으로 힘을 받고, 그 배치각도도 종전의 배치각도(θ1)에서 다른 배치각도(θ2)로 변한다.
또한, 상기 제1연결부재(310)에 연결된 상기 제2연결부재(320)는 하방으로 힘을 받고, 그에 따라 상기 제2연결부재(320)에 연결된 상기 밸브(5)로 하방으로 힘을 받아서 개방상태가 될 수 있다.
구동모터(102)의 토크를 T라하고, 제2연결부재(320)에 가해지는 힘을 F라 하며, 상기 제2연결부재(320)의 길이를 L이라고 가정할 때,
상기 구동모터(102)의 토크(T) = F*L에서,
상기 밸브(5)에 가해지는 힘(배기압을 견딜 수 있는 힘) 을 F라고 하면,
Figure PCTKR2010009518-appb-I000001
의 관계가 성립한다. 여기서, 중요한 것은 L과 T와 기어비가 일정한 조건이라면, 배치각도(θ)의 값이 작아질수록 sinθ 값이 작아진다는 것이다.
여기서 기어비는 제1기어 내지 제3기어 간의 비이다.
예를 들어서, 제2연결부재(320)의 길이가 10mm 이고, 기어비가 20이며, 토크가 100Nmm 일 때, 상기 배치각도가 20도와 30도 인 경우를 비교해보자.
배치각도가 20도 인 경우, sin 20° = 0.34 이고, 배치각도가 30도 인 경우, sin 30°= 0. 5 이다.
배치각도가 20도 인 경우 저항력 F 는 100*20/(10*0.34) = 588.23N 이 되고,
배치각도가 30도 인 경우, 저항력 F는 100*20/(10*0.5) = 400N 이 된다.
따라서, 배치각도를 작게하면 할수록 일정한 토크하에서 보다 큰 저항력을 상기 밸브(5)에 부여할 수 있다는 이야기가 된다.
또한, 일정한 저항력을 목표로 하였을 때 배치각도를 보다 작게 한다면, 보다 작은 토크로도 목표 저항력을 제공할 수 있다는 의미가 되는데, 상대적으로 작은 토크는 상대적으로 작은 입력전압 또는 전류를 의미하므로 그만큼 모터를 구동시키는 전력을 절약할 수 있다는 의미가 된다.
본 발명에서 상기 밸브의 폐쇄상태를 유지하기 위한 배치각도(θ)는 대략 1~40°의 값을 갖는 것이 바람직하다.
상기 배치각도(θ)를 위와 같은 범위를 갖는 이유는 도14에서 도시한 바와 같이, 배치각도(θ)가 40°이하가 되면서 부터 저항력이 급격하게 상승하기 때문이다.
즉 배치각도가 40°를 초과하는 경우, 일정한 토크를 주어도 그 저항력의 크기가 작고 큰 변화가 없으나, 40°이하가 되는 경우에는 일정한 토크가 제공되는 경우, 배치각도가 감소할 때 그 힘이 급격하게 늘어나므로 보다 용이하게 상기 밸브(5)에 큰 저항력을 제공할 수 있고, 그에 따라서 상기 밸브(5)의 폐쇄상태가 보다 완전하게 유지될 수 있다.
예를 들어 배치 각도가 5°일 경우에는 10N의 힘이 상기 제2연결부재(320)에 가해지게 되고, 상기 배치 각도가 40°를 넘어, 60° 내지 90°일 경우에는 1N의 힘이 상기 제2연결부재(320)에 가해지는 것을 알 수 있다.
이는 본 발명의 상기 제2연결부재의 (320)의 배치 각도가 작으면 작을수록, 터보 차저를 통해 다양하게 변동되는 배기가스의 압력에 상관없이 상기 밸브의 작동 상태를 안정적으로 조절할 수 있는 구동력을 갖추게 된다는 의미이다.
반면에, 배치 각도가 60° 내지 90°일 경우에는 제2연결부재(320)에 가해지는 힘(F)이 1N 정도에 불과하여, 배기가스의 배기시 발생 되는 배기압 보다 상대적으로 작은 압력으로 제2연결부재(320)에 구동력을 전하게 되므로, 상기 밸브(5)가 불안정하게 작동될 수 있다.
따라서, 상기 배치 각도가 작을수록, 배기가스의 배기압에 견디는 힘이 커진다.
이하에서는 본 발명의 동작에 대해서 알아보기로 하겠다.
도1에서 도시한 바와 같이, 터보차저가 구비된 차량이 주행 되면서, 엔진에서 배출된 배기가스는 터보차저로 유입된다.
상기 배기가스는 터빈(3)으로 공급되고, 상기 밸브(5)는 상기 액추에이터(1)에 의해 그 개도량이 조절된다.
예를 들어, 저부하 영역(1600rpm 이하)에서는 밸브가 클로징되고, 중부하 내지 고부하 영역(1600rpm 이상)에서는 오픈 상태로 작동된다.
저부하 영역에서 차량 주행이 이루어질 경우를 설명한다.
도17에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 액추에이터는 제어부(500)를 갖는데,
상기 제어부(500)는 구동모터(102)가 작동되도록 제어신호를 전달한다. 그리고, 상기 제어부(500)는 센서부(10)와 연결되어 상기 제3기어(도2참조, 230)에 마련되는 자석의 자속밀도를 인식하여, 상기 제3기어(230)의 위치를 인식한다.
도10과 도11에서 도시한 바와 같이, 상기 구동모터(102)는 상기 제어부(500)의 입력을 제어명령을 받아서 상기 모터축(101)을 회전시킨다.
상기 모터축(101)은 구동력을 제1 기어(210)로 전달하고, 상기 제1 기어(210)는 치합된 제2 기어(220)에 구동력을 전달한다.
상기 제1,2 기어(210,220)는 구동모터(102)에서 발생된 토크(Torque)를 증가시키기 위한 일종의 변속기 역활을 하게 된다.
제2 기어(220)가 일 방향으로 회전되면, 제3 기어(230)는 상기 제2 기어(220)의 회전과 연동하여 회전축(232)과 결합된 상기 제1연결부재(310)를 시계 반대 방향으로 회전시킨다.
첨부된 도 14를 참조하면, 위와 같이 시계반대방향으로 움직이는 제1연결부재(310)는 상기 제1연결부재(310)와 상기 제2연결부재(320) 사이를 연결하는 상기 중간연결부재(도2참조, 302)와 상기 제2연결부재(320)를 상부 방향측 (Z축)으로 당기면서, 상기 밸브(5)의 개도 상태를 클로즈 상태로 변화시킨다.
상기 제2연결부재(320)는 제3 기어(도 10 참조, 230)의 구동력을 전달받아서 상, 하 방향으로만 작동되는 것이 아니라, Z축 방향(상, 하 방향)과, X축 방향(좌, 우 방향) 및 Y축 방향(전, 후 방향)의 3방향으로 움직임이 발생 된다.
예를 들어, 제2연결부재(320)가 클로즈 위치로 이동시에는 Z축의 상부 방향으로 이동되고, 이와 동시에 X축 및 Y축 방향으로 상기 제2연결부재(320)의 움직임이 발생된다.
터보차저로 공급되는 배기가스의 배기압은 항시 일정하지 않고, 배기량에 따라서 배기압이 수시로 변동된다.
상기 배기압에 상관없이 상기 밸브(5)의 작동 상태를 안정적으로 작동시키기 위해서는 상기 배기압 보다 상대적으로 큰 힘(F)을 상기 밸브(5)측에 제공해야하며, 미세한 개도량을 유지할 수 있어야 한다.
이를 위해 본 발명에서는 도17에서 도시한 바와 같이, 제3기어(230)가 미세하게 회전 작동시 자석의 자속 밀도를 센서부(10)가 감지하여 제어부(500)에 전송한다.
상기 제어부(500)는 제3 기어(230)의 회전 상태에 따라 서로 다른 자속 밀도값을 입력받고, 상기 자속 밀도 값에 따라 상기 밸브의 개도량과, 배치 각도가 미세하게 조절이 가능해진다.
첨부된 도 18를 참조하면, 예를 들어 배치 각도(θ)가 8°일 경우에는 개도량이 0.731mm이고, 자속 밀도는 4.089를 나타낸다.
또한, 이격 각도가 1°씩 감소 될 경우에, 이와 비례하여 개도가 미세하게 조절되는 것을 알 수 있다.
이는 상기 밸브가 완전히 클로징 되지 않고, 미세하게 오픈된 상태 또는 미세 오픈 상태에서 단계적으로 클로징되는 상태에서도 안정적인 개도 유지와 함께, 제2연결부재(320)에 힘(F)을 충분히 가할 수 있게 된다.
즉, 배치 각도가 10°일 때(개도 0.951mm)와 1°일 때(개도0.073mm)의 개도 차이가 0.877mm의 미세한 차이에 불과한데, 이는 배기가스가 갖는 배기압에 상관없이 개도 상태가 일정범위내에서 안정적으로 유지될 수 있음을 의미한다.
배치 각도와 개도량에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 19를 참조하면, 본 발명에 의한 액추에이터(1)는 밸브(5)가 클로즈 시에는 개도가 이격 각도에 따라 미세하게 조절 가능하도록 작동되는 특징을 갖는다.
배치 각도가 0°일 때와, 20°일 경우에는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 배치각도의 변화에 불구하고 미세한 개도 차이를 갖으면서, 배기압에 저항하면서 개도 상태를 안정적으로 유지한다.
그러나, 밸브가 오픈 시에는 클로즈 상태에 비해 미세하게 개도량을 조정하지 않아도 된다.
왜냐하면, 밸브의 오픈시에는 터빈에 공급되는 배기가스의 양이 상대적으로 적어도 신기(fresh air)가 충분하게 공급될 수 있기 때문에 차량 주행에 지장을 가하지 않기 때문이다.
따라서, 밸브가 오픈 시에는 클로즈시와 같이 미세하게 개도를 변화시키지 않는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (15)

  1. 모터축을 구비하는 구동모터와;
    상기 모터축과 치합되며 서로 맞물리는 복수의 기어로 구성되는 기어 어셈블리와;
    상기 기어부와 연결되어 상기 기어부의 동작에 따라 움직이는 연결부를 포함하되,
    상기 연결부는 터보차저 하우징 내부의 웨이스트 게이트 밸브와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터와 상기 기어부가 수용되는 하우징부와;
    상기 하우징부에 설치되어 상기 기어 어셈블리를 덮는 커버부재를 더 포함하며,
    상기 기어 어셈블리를 구성하는 복수의 기어 중 어느 하나의 회전축은 상기 커버부재를 관통하여 외측으로 노출되어 상기 연결부와 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 기어의 회전축에 결합되어 상기 기어의 회전에 따라 움직이는 제1연결부재와;
    일단부가 상기 제1연결부재와 회동가능하게 연결되고 타단부가 상기 웨이스트 게이트 밸브와 연결되는 제2연결부재와;
    상기 제1연결부재와 상기 제2연결부재 사이에 마련되어 상기 제1,2연결부재를 회동가능하게 연결하는 중간연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1연결부재는 상기 기어의 회전축이 삽입되며 비원형 형태로 마련되는 축 홀과;
    상기 중간연결부재가 삽입되어 결합되는 삽입홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 중간연결부재는 상기 제2연결부재가 전후 방향 및 좌우방향으로 회동가능하게 결합되도록 상기 제2연결부재와 결합되는 부분이 볼 조인트로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 중간연결부재는 상기 제2연결부재가 전후 방향 및 좌우방향으로 회동운동 할 수 있도록 상기 제2연결부재에 마련되는 결합공의 지름보다 그 단면 지름이 작은 축 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 기어 어셈블리는
    상기 모터축에 구비되는 스퍼기어와 치합되는 제1기어와;
    상기 제1기어와 치합되는 제2기어와;
    상기 제2기어와 치합되며 상기 연결부와 결합되는 회전축을 구비하는 제3기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1기어와, 상기 제2기어와, 상기 제3기어는
    상기 제1기어와 상기 제2기어와 상기 제3기어의 중심을 연결한 가상선이 삼각형을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1기어와 상기 제2기어는 각각 서로 다른 외경을 갖는 복층 기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제3기어는 그 치형이 외주 일부분에만 형성되고,
    상기 치형이 형성되지 않은 부분에는 자석이 배치되는 것을 특징으로 하며, 상기 하우징 내부에는 상기 자석의 자속밀도를 측정하는 센서부가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 하우징부에 마련되어 배기가스의 열에 의한 열전달을 차단하기 위한 방열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 구동모터를 제어하는 제어부를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 밸브에 의한 상기 웨이스트 게이트의 폐쇄 상태 구현시, 상기 웨이스트 게이트를 유동하는 배기가스의 압력에 의하여 밸브가 개방되는 것을 방지하도록 가상의 수직선에 대한 상기 제1연결부재의 배치각도가 소정 각도 이하가 되는 위치를 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 밸브에 의하여 상기 웨이스트 게이트가 폐쇄상태가 되는 경우, 상기 제1연결부재의 상기 배치각도가 1~40도의 범위의 값을 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1연결부재와 상기 제2연결부재의 배치형태는 상기 구동모터에 일정량의 전류인가시 상기 배치각도가 작을수록 상기 배기가스의 압력에 저항하는 상기 밸브의 저항력이 증가될 수 있게 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1연결부재는 상기 기어의 회전축과 결합되는 부분이 상기 제2연결부재와 연결되는 부분보다 상향 배치되도록 마련되고,
    상기 제2연결부재는 상기 제1연결부재와 연결되는 부분이 상기 밸브와 결합되는 부분보다 상향배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 액츄에이터.
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