WO2014209046A1 - 흡기 매니폴드용 액추에이터 - Google Patents

흡기 매니폴드용 액추에이터 Download PDF

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WO2014209046A1
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negative pressure
intake manifold
actuator
intake
housing
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강훈철
박상훈
소병삼
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주식회사 현대케피코
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Definitions

  • the present invention relates to an actuator for an intake manifold, and more particularly, to an actuator for an intake manifold that rotates a variable valve disposed inside the runner to variably change an air intake path in a runner of an intake manifold of a vehicle. will be.
  • the intake manifold of a vehicle is mounted on the head of the engine to supply air and fuel necessary for combustion of the engine inside the cylinder.
  • the intake manifold is formed on one side of the air inlet for introducing air from the outside, the throttle body is mounted on the air inlet through which the air inlet is made.
  • a plenium chamber is provided inside the intake manifold to provide a predetermined space for the inflow of air to stay, and one side of the plenium chamber distributes and guides air appropriately to a plurality of cylinders. Branched flow paths for the purpose, that is, a plurality of runners are formed in communication.
  • the intake manifold Since the intake manifold has a large influence on the volumetric efficiency and output of the engine directly, various studies are being conducted. Also, the mixer passing through the intake manifold flows intermittently instead of the normal volumetric volumetric efficiency. In order to increase the design, the pulsation or interference should be fully considered.
  • variable intake manifolds with a variable intake system which enables the engine's efficiency to be improved by controlling the volume of the runner in accordance with the operating conditions of the engine, has been actively conducted.
  • VIS variable intake system
  • such a variable intake manifold can be expected to increase engine torque and improve performance by appropriately adjusting its volume according to the engine operating conditions.
  • variable intake manifolds are disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2005-0115072 and Korean Patent Publication No. 10-2006-0003513.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a conventional intake manifold actuator
  • FIG. 2 is an enlarged view illustrating the intake manifold actuator of FIG. 1
  • FIG. 3 is an exploded view illustrating the intake manifold actuator of FIG. 1. .
  • the conventional intake manifold actuator 100 includes a solenoid valve 110 installed outside the intake manifold 101, a vacuum actuator 120, and a first flow path 130. ) And the second flow path 140.
  • the actuator 100 for the intake manifold rotates a valve disposed inside the runner to variably change the air intake path in the runner of the intake manifold 101. That is, the intake manifold actuator 100 may variably adjust the air intake path inside the intake manifold 101 through the vacuum actuator 120 coupled to the valve to rotate the valve.
  • the solenoid valve 110 is coupled to the outer one side of the intake manifold 101.
  • the solenoid valve 110 has an intake port 111 and an exhaust port 112, the intake port 111 is connected to the vacuum actuator 120 through the first flow path 130, and the exhaust port 112 is It is connected to the intake manifold 101 through the second flow path 140.
  • the solenoid valve 110 further includes a bracket 113 to be fixed to the intake manifold 101.
  • the vacuum actuator 120 is disposed on the outer side of the intake manifold 101 and is coupled to the operation bar 125 to a valve disposed inside the intake manifold 101.
  • the vacuum actuator 120 may be formed inside the vacuum state through the solenoid valve 110.
  • the vacuum actuator 120 rotates a valve disposed in the intake manifold 101 when a vacuum state is formed.
  • the first flow path 130 connects the intake port 111 of the solenoid valve 110 and the vacuum actuator 120 to communicate with each other outside the intake manifold 101.
  • the second flow path 140 connects the exhaust port 112 of the solenoid valve 110 and the intake manifold 101 to communicate with each other. That is, in the intake manifold actuator 100, the solenoid valve 110 and the vacuum actuator 120 are coupled to the outside of the intake manifold 101, respectively, and are vacuumed from the intake manifold 101 via the solenoid valve 110. At least two flow paths are formed in communication with the actuator 120.
  • the intake manifold actuator 100 includes a first flow passage 130 communicating with the solenoid valve 110 from the vacuum actuator 120 and a second flow passage communicating with the solenoid valve 110 from the intake manifold 101. 140 is required. That is, the intake manifold actuator 100 may have a problem in which a complicated structure in which at least two flow paths are to be formed outside the intake manifold 101 is formed. In addition, the actuator 100 for the intake manifold may require a bracket 113 for fixing the solenoid valve 110 to the intake manifold 101, so that the structure may be complicated and the weight may be increased.
  • the present invention has been made to improve the problems of the conventional intake manifold actuator as described above, the intake manifold that can reduce the load and improve the response performance of the operation by simplifying and shortening the flow path for driving the operation unit It is an object to provide an actuator for a fold.
  • the negative pressure is formed
  • a housing having a negative pressure space portion, an operating portion for operating the variable valve by operating by pressure of air entering and exiting the negative pressure space portion, an external negative pressure supply source provided at one side of the housing and configured to form a negative pressure in the negative pressure space portion;
  • An intake flow path connected to the exhaust flow path, the intake flow path being provided inside the housing and for boosting the negative pressure space portion, the spool hole provided in communication with the exhaust flow path and the intake flow path, and accommodating a valve body;
  • An air inflow passage provided in communication with the negative pressure space and the spool hole in the housing, Provided slidably in pulhol being characterized in that it comprises a solenoid unit for operating the valve means, and the valve body for selectively opening and closing the exhaust passage and the intake passage.
  • the housing is formed by overmolding to surround the outside of the solenoid unit.
  • the solenoid unit may include a coil provided outside the core, a core for moving the valve body by an electromagnetic force generated when a current is applied to the coil, and an elastic member for restoring the valve body.
  • the intake flow passage may be formed through the core.
  • the actuating part may include an actuating member deformed by the pressure of the air entering and exiting the negative pressure space part, an actuating bar fixedly coupled to the actuating member and the variable valve, and an elastic spring for restoring the actuating member.
  • a fixing groove for fixing to the intake manifold is formed on one side of the housing.
  • the solenoid valve by placing the solenoid valve inside the housing, it is possible to remove the external flow path connecting the solenoid valve and the actuator, thereby simplifying the flow path for driving the operating portion.
  • a bracket for fixing the solenoid becomes unnecessary, thereby making it possible not only to simplify the structure but also to reduce the load.
  • the solenoid valve and the housing are integrally formed to shorten the flow path between the solenoid valve and the operation part, thereby reducing the path of the negative pressure connected to the operation part, thereby improving the response performance of the actuator.
  • 1 to 2 is a combined perspective view showing an actuator for an intake manifold according to the prior art
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the actuator for intake manifold shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 to 5 is a perspective view showing the actuator for the intake manifold according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the actuator for intake manifold shown in FIG. 5;
  • FIG. 7 to 10 are combined cross-sectional views of the actuator for intake manifold shown in FIG. 5.
  • an actuator for an intake manifold may include a variable valve 102 disposed inside the runner to variably change an air intake path in the runner of the intake manifold 101 of the vehicle. Rotate).
  • the actuator for intake manifold according to an embodiment of the present invention, the housing 10 having a negative pressure space 13, the air entering and exiting the negative pressure space 13 It is configured to include an operating unit for operating by pressure to rotate the variable valve, a solenoid unit for introducing air into the operating unit.
  • the housing 10 is divided into an upper housing 11 and a lower housing 12.
  • the upper housing 11 and the lower housing 12 are independently manufactured and then fixedly coupled.
  • the upper housing 11 and the lower housing 12 are combined to form the negative pressure space 13.
  • the negative pressure space 13 is a negative pressure is formed when the air inside is discharged to the negative pressure supply source provided to the outside, and the atmospheric pressure when the outside air is introduced.
  • An operating part is coupled to the negative pressure space 13.
  • the actuating unit is an actuating member 31 which is deformed by the pressure of the air entering and exiting the negative pressure space 13, the actuating bar 32 fixedly coupled to the actuating member 31 and the variable valve 102, and the It is configured to include an elastic spring 33 for restoring the operating member (31).
  • the actuating member 31 and the elastic spring 33 are installed in the negative pressure space 13, and the actuating bar 32 is supported by the elastic spring 33 and the actuating member 31 in the lower housing 12. ) Is provided to protrude to the outside.
  • Link unit 103 for driving the variable valve 102 is coupled to the front end of the operation bar (32).
  • An exhaust passage 21, an intake passage 22, a spool hole 23, and an air access passage 24 are formed in the upper housing 11 so as to communicate with each other.
  • the exhaust passage 21 is connected to an external negative pressure supply source and an exhaust pipe 25, and discharges air in the negative pressure space 13 to the exhaust pipe 25 through the spool hole 23 and the air access passage 24. .
  • the intake passage 22 is a passage through which air outside the housing 10 flows, and the outside air flows into the negative pressure space 13 through the spool hole 23 and the air access passage 24, thereby allowing the negative pressure space 13. Stepped up).
  • the spool hole 23 is provided in communication with the exhaust passage 21 and the intake passage 22 to accommodate the valve body 40.
  • the air inflow passage 24 is provided in communication with the negative pressure space 13 and the spool hole 23 in the housing 10.
  • the exhaust passage 21, the intake passage 22, the spool hole 23, and the air access passage 24 are formed inside the upper housing 11, thereby providing a conventional operating part (120 in FIG. 1).
  • the solenoid unit (110 of FIG. 1) can be removed from the first passage (130 of FIG. 1) connecting each other in a separate structure, thereby simplifying the flow path for driving the actuator, and eventually By shortening the negative pressure path, the response performance of the operating part is improved.
  • valve body 40 is slidably provided in the spool hole 23 to selectively open and close the exhaust flow passage 21 and the intake flow passage 22.
  • the valve body 40 is operated by a solenoid unit.
  • the solenoid unit includes a coil 52 provided outside the core 51, a core 51 for moving the valve body 40 by an electromagnetic force generated when an electric current is applied to the coil 52, and the valve. It is configured to include an elastic member 55 for restoring the sieve 40.
  • the core 51 is provided inside the bobbin 53, and a coil 52 is wound around the bobbin 53.
  • the intake flow passage 22 penetrates one side of the core 51. That is, the core 51 is formed in a tube shape so that outside air passes through the core 51 and flows into the spool hole 23.
  • the elastic member 55 is a spring having a restoring force for pushing the valve body 40 relative to the core 51. Therefore, when the current is blocked in the coil 52, the suction force is removed and the valve body 40 is separated from the core 51 by the restoring force of the elastic member 55.
  • FIGS. 9 to 10 illustrate a state in which a current is applied to the coil 52.
  • the upper housing 11 is formed by over-molding to surround the outer side of the solenoid unit. That is, the housing 10 is integrally formed with the solenoid unit 50 in an over molding manner so that the solenoid unit 50 is disposed therein. The upper housing 11 and the solenoid unit are coupled in an over-molding manner so that the upper housing 11 is covered with the bobbin 53 on which the coil 52 is wound.
  • the bracket for fixing it becomes unnecessary, and by removing the bracket, the overall load may be reduced to improve fuel economy.
  • One side of the upper housing 11 is formed with a fixing groove 15 for fixing to the intake manifold 40.
  • the housing 10 is fixedly coupled to the intake manifold 40 through the fixing groove 15 in a screwing manner.
  • the fixing groove 15 may support the weight of the solenoid valve 410 disposed inside the housing 420, and the intake manifold of the housing 420 may be reduced to reduce vibrations when the solenoid valve 410 is operated. To be secured to fold 40.

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Abstract

본 발명은 차량의 흡기 매니폴드의 러너 내부에 배치된 가변밸브를 회동시키는 흡기 매니폴드용 액추에이터에 관한 것으로, 부압공간부를 구비한 하우징, 부압공간부로 출입하는 공기의 압력에 의해 작동하여 상기 가변밸브를 회동시키는 작동부, 외부의 부압공급원과 연결되는 배기유로, 부압공간부를 승압시키는 외기가 유입되는 흡기유로, 하우징의 내부에 상기 배기유로 및 흡기유로와 연통되게 구비되는 스풀홀, 하우징의 내부에 상기 부압공간부 및 스풀홀과 연통되게 구비되는 공기출입유로, 배기유로와 흡기유로를 선택적으로 개폐하는 밸브체, 및 밸브체를 작동시키는 솔레노이드 유닛을 포함하여, 작동부를 구동하기 위한 유로를 단순화하여 부압경로를 단축시킬 수 있게 된다.

Description

흡기 매니폴드용 액추에이터
본 발명은 흡기 매니폴드용 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 흡기 매니폴드의 러너에서 공기 흡입 경로를 가변적으로 변경할 수 있도록 러너 내부에 배치된 가변밸브를 회동시키는 흡기 매니폴드용 액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 흡기 매니폴드는 엔진의 헤드측에 장착되어 실린더 내부로 엔진의 연소에 필요한 공기 및 연료를 공급하는 기능을 하는 것이다.
이러한 흡기 매니폴드는 일측에 외부로부터 공기를 유입하는 공기 유입구가 형성되고, 이 공기 유입구 상에는 스로틀 바디가 장착되어 이를 통해 공기 유입이 이루어지는 구성이다. 그리고, 상기 흡기 매니폴드의 내부에는 유입된 공기가 체류할 수 있도록 하기 위한 소정의 공간을 제공하는 플레늄 챔버가 마련되고, 이 플레늄 챔버의 일측으로는 다수의 실린더로 공기를 적절히 분배하여 안내하기 위한 분기된 유로 즉, 다수의 런너가 연통 형성된다.
이러한, 흡기 매니폴드는 엔진의 체적 효율과 출력에 직접적으로 큰 영향을 미치므로 그에 대한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 또한 흡기 매니폴드를 경유하는 혼합기는 정상적으로 흐르는 것이 아니라 사이클마다 간헐적으로 흐르므로 체적 효율을 높이기 위해서는 맥동이나 간섭 등을 충분히 고려하여 설계되어야 한다.
한편, 흡기 매니폴드를 통해 유입되는 혼합기의 양은 엔진의 운전조건과 관련이 있으므로 엔진의 운전영역이 저속 저부하인 경우에는 적은량의 혼합기의 유동이 필요하고, 엔진의 운전영역이 고속 고부하인 경우에는 흡기 저항을 최소화하면서 단시간에 다량의 혼합기의 유동이 필요하며, 이를 위해 최근에는 엔진의 운전상태에 따라 가변 조절되는 가변흡기 매니폴드가 개발되었다.
즉, 근래 들어서는 엔진의 운전 조건에 따라 런너의 체적을 가변적으로 조절할 수 있도록 하여 엔진의 효율성을 높일 수 있도록 한 가변흡기 시스템(VIS; Variable Intake System)이 적용된 가변흡기 매니폴드에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 가변흡기 매니폴드는 엔진의 운전조건에 따라 그 체적이 적절히 가변 조절되는 것에 의해 엔진 토크의 증대 및 성능 향상을 기대할 수 있다.
이러한 가변흡기 매니폴드는 한국공개특허 공개번호 제10-2005-0115072호 및 한국공개특허 공개번호 제10-2006-0003513호에 개시되어 있다.
도 1은 종래의 흡기 매니폴드용 액추에이터를 설명하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 흡기 매니폴드용 액추에이터를 설명하는 확대도이며, 도 3은 도 1의 흡기 매니폴드용 액추에이터를 설명하는 분해도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 흡기 매니폴드용 액추에이터(100)는 흡기 매니폴드(101)의 외부에 설치되는 솔레노이드 밸브(110)와, 진공 액추에이터(120)와, 제1 유로(130) 및 제2 유로(140)를 포함한다. 흡기 매니폴드용 액추에이터(100)는 흡기 매니폴드(101)의 러너에서 공기 흡입 경로를 가변적으로 변경할 수 있도록 러너 내부에 배치된 밸브를 회동시킨다. 즉, 흡기 매니폴드용 액추에이터(100)는 밸브를 회동시킬 수 있도록 밸브에 결합되는 진공 액추에이터(120)를 통해 흡기 매니폴드(101) 내부의 공기 흡입 경로를 가변적으로 조절할 수 있다.
솔레노이드 밸브(110)는 흡기 매니폴드(101)의 외부 일측에 결합된다. 솔레노이드 밸브(110)는 흡기 포트(111)와 배기 포트(112)를 구비하고, 흡기 포트(111)는 진공 액추에이터(120)에 제1 유로(130)를 통해 연결되며, 배기 포트(112)는 흡기 매니폴드(101)에 제2 유로(140)를 통해 연결된다. 또한, 솔레노이드 밸브(110)는 흡기 매니폴드(101)에 고정되기 위한 브라켓(113)을 더 포함한다.
진공 액추에이터(120)는 흡기 매니폴드(101)의 외부 측면에 배치되어 흡기 매니폴드(101) 내부에 배치된 밸브에 작동바(125)로 결합된다. 진공 액추에이터(120)는 솔레노이드 밸브(110)를 통해 내부가 진공상태로 형성될 수 있다. 이러한 진공 액추에이터(120)는 진공상태가 형성되면 흡기 매니폴드(101) 내부에 배치된 밸브를 회동시킨다.
제1 유로(130)는 흡기 매니폴드(101) 외부에서 솔레노이드 밸브(110)의 흡기 포트(111)와 진공 액추에이터(120)를 서로 연통되도록 연결한다. 제2 유로(140)는 솔레노이드 밸브(110)의 배기 포트(112)와 흡기 매니폴드(101)를 서로 연통되도록 연결한다. 즉, 흡기 매니폴드용 액추에이터(100)는 솔레노이드 밸브(110)와 진공 액추에이터(120)가 흡기 매니폴드(101) 외부에 각각 결합되고, 흡기 매니폴드(101)로부터 솔레노이드 밸브(110)를 거쳐 진공 액추에이터(120)로 연통되는 적어도 2개의 유로가 형성된다.
이러한 흡기 매니폴드용 액추에이터(100)는 솔레노이드 밸브(110)로부터 진공 액추에이터(120)로 연통되는 제1 유로(130)와, 흡기 매니폴드(101)로부터 솔레노이드 밸브(110)로 연통되는 제2 유로(140)가 필요하다. 즉, 흡기 매니폴드용 액추에이터(100)는 흡기 매니폴드(101) 외부에 적어도 2개의 유로가 형성되어야 하는 복잡한 구조가 형성되는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 흡기 매니폴드용 액추에이터(100)는 솔레노이드 밸브(110)를 흡기 매니폴드(101)에 고정하기 위한 브라켓(113)이 별도로 필요함으로 구조가 복잡하고 무게가 증대되는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 흡기 매니폴드용 액추에이터가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 작동부를 구동하기 위한 유로를 단순화하여 단축시킴으로써 하중을 경감시키고 작동부의 응답성능을 향상시킬 수 있는 흡기 매니폴드용 액추에이터를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 흡기 매니폴드의 러너에서 공기 흡입 경로를 가변적으로 변경할 수 있도록 러너 내부에 배치된 가변밸브를 회동시키는 흡기 매니폴드용 액추에이터로서, 부압이 형성되는 부압공간부를 구비한 하우징, 상기 부압공간부로 출입하는 공기의 압력에 의해 작동하여 상기 가변밸브를 회동시키는 작동부, 상기 하우징의 일측에 구비되고 상기 부압공간부에 부압이 형성되도록 외부의 부압공급원과 연결되는 배기유로, 상기 하우징의 내부에 구비되고 상기 부압공간부를 승압시키는 외기가 유입되는 흡기유로, 상기 하우징의 내부에 상기 배기유로 및 흡기유로와 연통되게 구비되고, 밸브체를 수용하는 스풀홀, 상기 하우징의 내부에 상기 부압공간부 및 스풀홀과 연통되게 구비되는 공기출입유로, 상기 스풀홀에 슬라이드이동가능하게 구비되고 상기 배기유로와 흡기유로를 선택적으로 개폐하는 밸브체, 및 상기 밸브체를 작동시키는 솔레노이드 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하우징은 상기 솔레노이드 유닛의 외측을 감싸도록 오버 몰딩되어 형성된다.
상기 솔레노이드 유닛은 코어의 외측에 구비되는 코일, 코일에 전류가 인가될 때 발생하는 전자기력에 의해 상기 밸브체를 이동시키는 코어, 및 상기 밸브체를 복원시키는 탄성부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 흡기유로는 상기 코어를 관통하여 형성되는 것도 가능하다.
상기 작동부는 상기 부압공간부로 출입하는 공기의 압력에 의해 변형되는 작동부재, 상기 작동부재 및 가변밸브에 고정결합된 작동바, 및 상기 작동부재를 복원시키는 탄성스프링을 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 하우징의 일측에 흡기 매니폴드에 고정하기 위한 고정홈이 형성된다.
본 발명에 의하면, 솔레노이드 밸브를 하우징의 내부에 배치함으로써 솔레노이드 밸브와 액추에이터를 연결하는 외부 유로를 제거할 수 있게 되고, 그로 인해 작동부를 구동하기 위한 유로를 간소화 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 솔레노이드 밸브를 하우징의 내부에 배치함으로써 솔레노이드를 고정하기 위한 브라켓이 불필요하게 되고, 그로 인해 구조를 간단하게 할 수 있을 뿐만 아니라 하중을 경감시킬수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 솔레노이드 밸브와 하우징을 일체로 형성하여 솔레노이드 밸브와 작동부 사이의 유로를 단축함으로써 작동부에 연결되는 부압의 경로를 단축하여 액추에이터의 응답성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 2는 종래의 기술에 따른 흡기 매니폴드용 액추에이터를 나타낸 결합사시도,
도 3은 도 2에 도시된 흡기 매니폴드용 액추에이터의 분해사시도,
도 4 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기 매니폴드용 액추에이터를 나타낸 결합사시도,
도 6은 도 5에 도시된 흡기 매니폴드용 액추에이터의 분해사시도,
도 7 내지 도 10은 도 5에 도시된 흡기 매니폴드용 액추에이터의 결합단면도이다.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기 매니폴드용 액추에이터는, 차량의 흡기 매니폴드(101)의 러너에서 공기 흡입 경로를 가변적으로 변경할 수 있도록 러너 내부에 배치된 가변밸브(102)를 회동시킨다.
도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기 매니폴드용 액추에이터는, 부압공간부(13)를 구비한 하우징(10), 상기 부압공간부(13)로 출입하는 공기의 압력에 의해 작동하여 상기 가변밸브를 회동시키는 작동부, 상기 작동부에 공기를 출입시키는 솔레노이드 유닛을 포함하여 구성된다.
상기 하우징(10)은 상부 하우징(11)과 하부 하우징(12)으로 구분된다. 상부 하우징(11)과 하부 하우징(12)은 독립적으로 제조된 후 고정결합된다. 본 실시예에서는 상부 하우징(11)과 하부 하우징(12)이 합쳐져 부압공간부(13)를 형성한다.
상기 부압공간부(13)는 내부의 공기가 외부에 구비되는 부압공급원으로 배출되면 부압이 형성되고 외기가 유입되면 대기압 상태가 된다. 상기 부압공간부(13)에 작동부가 결합된다.
상기 작동부는 상기 부압공간부(13)로 출입하는 공기의 압력에 의해 변형되는 작동부재(31), 상기 작동부재(31) 및 가변밸브(102)에 고정결합된 작동바(32), 및 상기 작동부재(31)를 복원시키는 탄성스프링(33)을 포함하여 구성된다.
상기 작동부재(31)와 탄성스프링(33)은 부압공간부(13)에 설치되고, 상기 작동바(32)는 탄성스프링(33)과 작동부재(31)에 지지된 상태로 하부 하우징(12)의 외측으로 돌출되게 구비된다. 상기 작동바(32)의 선단에 가변밸브(102)를 구동시키기 위한 링크유닛(103)이 결합된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 부압공간부(13)에 부압(진공상태)이 걸리게 되면 작동부재(31)와 탄성스프링(33)이 수축되고, 그에 따라 작동바(32)가 그 길이방향으로 이동하면서 링크유닛(103)을 구동시켜 가변밸브(102)가 회동하게 되고, 그로 인해 흡기 매니폴드(101)의 러너에서 공기 흡입 경로를 가변시킬 수 있게 된다.
상기 상부 하우징(11)의 내부에 배기유로(21), 흡기유로(22), 스풀홀(23), 및 공기출입유로(24)가 서로 연통되게 형성되어 있다.
상기 배기유로(21)는 외부의 부압공급원과 배기관(25)으로 연결되고, 부압공간부(13)의 공기를 스풀홀(23)과 공기출입유로(24)를 통해 배기관(25)으로 배출시킨다.
상기 흡기유로(22)는 하우징(10) 외부의 공기가 유입되는 통로로, 외기를 스풀홀(23)과 공기출입유로(24)를 통해 부압공간부(13)로 유입시킴으로써 부압공간부(13)를 승압시키게 된다.
상기 스풀홀(23)은 상기 배기유로(21) 및 흡기유로(22)와 연통되게 구비되어 밸브체(40)를 수용한다.
상기 공기출입유로(24)는 상기 하우징(10)의 내부에 상기 부압공간부(13) 및 스풀홀(23)과 연통되게 구비되어 있다.
이와 같이 상기 배기유로(21), 흡기유로(22), 스풀홀(23), 및 공기출입유로(24)가 상기 상부 하우징(11)의 내부에 형성됨으로써, 종래 작동부(도 1의 120)와 솔레노이드 유닛(도 1의 110)이 분리된 구조에서 서로를 연결하는 제1유로(도 1의 130)를 제거할 수 있게 되고, 그로 인해 액추에이터를 구동하기 위한 유로를 간소화 할 수 있게 되며, 결국 부압의 경로가 단축됨으로써 작동부의 응답성능이 향상된다.
도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 밸브체(40)는 스풀홀(23)에 슬라이드이동가능하게 구비되어 상기 배기유로(21)와 흡기유로(22)를 선택적으로 개폐한다. 상기 밸브체(40)는 솔레노이드 유닛에 의해 작동한다.
상기 솔레노이드 유닛은 코어(51)의 외측에 구비되는 코일(52), 코일(52)에 전류가 인가될 때 발생하는 전자기력에 의해 상기 밸브체(40)를 이동시키는 코어(51), 및 상기 밸브체(40)를 복원시키는 탄성부재(55)를 포함하여 구성된다.
상기 코어(51)는 보빈(53)의 내부에 구비되고, 보빈(53)의 외측에 코일(52)이 권취되어 있다. 상기 코어(51)의 일측에 상기 흡기유로(22)가 관통되게 형성되어 있다. 즉, 상기 코어(51)는 관(tube) 형상으로 형성되어 외기가 코어(51)를 관통하여 스풀홀(23)로 유입된다.
상기 탄성부재(55)는 코어(51)에 대하여 밸브체(40)를 밀어 내는 복원력을 가진 스프링이다. 따라서, 코일(52)에 전류가 차단되면 흡인력이 제거되면서 탄성부재(55)의 복원력에 의해 밸브체(40)가 코어(51)로부터 이격된다.
도 7 내지 도 8은 코일(52)에 전류가 인가되지 않은 상태를 나타내고, 도 9 내지 도 10은 코일(52)에 전류가 인가된 상태를 나타낸다.
도 8에 도시된 바와 같이, 코일(52)에 전류가 차단된 상태에서는 탄성부재(55)의 복원력에 의해 상기 밸브체(40) 배기유로(21) 쪽으로 이동하여 그 배기유로(21)를 닫게 된다. 이때, 상기 흡기유로(22)의 선단이 개방되면서 외기가 스풀홀(23)로 유입된다. 상기 부압공간부(13)로 외기가 유입되면 승압되어 작동부재(31)와 탄성스프링(33)이 복원되고 작동바(32)가 신장된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 코일(52)에 전류가 인가되면 전자기력이 발생하여 밸브체(40)가 코어(51) 쪽으로 흡인되어 흡기유로(22)를 닫게 된다. 이때 상기 배기유로(21)가 개방되면서 부압공간부(13) 내부의 공기가 공기출입유로(24)와 스풀홀(23)을 순차적으로 통과하여 배기유로(21)로 배출된다. 이에 따라 작동부재(31)와 탄성부재(55)가 수축되고 작동바(32)가 신축된다.
여기서, 상기 상부 하우징(11)은 상기 솔레노이드 유닛의 외측을 감싸도록 오버 몰딩되어 형성된다. 즉, 하우징(10)은 솔레노이드 유닛(50)이 내부에 배치되도록 오버 몰딩 방식으로 솔레노이드 유닛(50)과 일체로 형성된다. 상기 코일(52)이 권취된 보빈(53)의 외측으로 상부 하우징(11)이 덮히게 오버 몰딩 방식으로 상부 하우징(11)과 솔레노이드 유닛을 결합한다.
이와 같이 솔레노이드 유닛을 하우징(10)의 내부에 배치하게 되면 이를 고정하기 위한 브라켓(도 3의 113)이 불필요하게 되고, 브라켓을 제거함으로써 전체 하중을 줄여 연비를 향상시킬 수 있게 된다.
상부 하우징(11)의 일측에는 흡기 매니폴드(40)에 고정되기 위한 고정홈(15)이 형성되어 있다. 고정홈(15)을 통해 하우징(10)이 흡기 매니폴드(40)에 나사결합방식으로 고정결합된다. 고정홈(15)은 하우징(420)의 내부에 배치되는 솔레노이드 밸브(410)의 무게를 지지할 수 있게 하고, 솔레노이드 밸브(410)의 작동시 진동이 저감될 수 있도록 하우징(420)을 흡기 매니폴드(40)에 고정될 수 있게 한다.

Claims (6)

  1. 차량의 흡기 매니폴드의 러너에서 공기 흡입 경로를 가변적으로 변경할 수 있도록 러너 내부에 배치된 가변밸브를 회동시키는 흡기 매니폴드용 액추에이터에 있어서,
    부압이 형성되는 부압공간부를 구비한 하우징;
    상기 부압공간부로 출입하는 공기의 압력에 의해 작동하여 상기 가변밸브를 회동시키는 작동부;
    상기 하우징의 일측에 구비되고, 상기 부압공간부에 부압이 형성되도록 외부의 부압공급원과 배기관으로 연결되는 배기유로;
    상기 하우징의 내부에 구비되고, 상기 부압공간부를 승압시키는 외기가 유입되는 흡기유로;
    상기 하우징의 내부에 상기 배기유로 및 흡기유로와 연통되게 구비되고, 밸브체를 수용하는 스풀홀;
    상기 하우징의 내부에 상기 부압공간부 및 스풀홀과 연통되게 구비되는 공기출입유로;
    상기 스풀홀에 슬라이드이동가능하게 구비되고, 상기 배기유로와 흡기유로를 선택적으로 개폐하는 밸브체; 및
    상기 밸브체를 작동시키는 솔레노이드 유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드용 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하우징은,
    상기 솔레노이드 유닛의 외측을 감싸도록 오버 몰딩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드용 액추에이터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 솔레노이드 유닛은,
    코어의 외측에 구비되는 코일;
    코일에 전류가 인가될 때 발생하는 전자기력에 의해 상기 밸브체를 이동시키는 코어; 및
    상기 밸브체를 복원시키는 탄성부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드용 액추에이터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 흡기유로는,
    상기 코어를 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드용 액추에이터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 작동부는,
    상기 부압공간부로 출입하는 공기의 압력에 의해 변형되는 작동부재;
    상기 작동부재 및 가변밸브에 고정결합된 작동바; 및
    상기 작동부재를 복원시키는 탄성스프링;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드용 액추에이터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 일측에 흡기 매니폴드에 고정하기 위한 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드용 액추에이터.
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