KR101756795B1

KR101756795B1 - 퍼지 제어 스테핑 모터

Info

Publication number: KR101756795B1
Application number: KR1020150177217A
Authority: KR
Inventors: 이안희
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2017-07-11
Also published as: KR20170069694A

Abstract

본 발명은 밸브 폐쇄 제어를 하지 않거나 비작동 구간에서도 보조구동부에 축적된 탄성력을 이용하여 밸브완충부를 이동하도록 구성한 퍼지 제어 스테핑 모터에 관한 것으로, 입구부 또는 출구부가 몸체부의 양측에서 서로 대향적으로 일치된 연장 방향을 따라 형성되고, 유로 및 유로 구획용 리브가 상기 몸체부의 내주면에 형성되어 있는 하우징; 상기 유로가 막히지 않도록 상기 하우징의 내부에 고정되며, 고정자코어의 코일과 자석간 자기력에 의해 너트샤프트를 회전 또는 역회전시키는 메인구동부; 상기 너트샤프트의 너트에 결합되어, 상기 너트샤프트의 회전에 따라 병진 운동하는 리드스크류; 상기 너트샤프트의 일측 끝단부에 결합되며, 제 1 고정홈을 구비한 홀더부; 상기 홀더부 및 탄성부재를 수납하기 위한 수용공간과 상기 수용공간의 제 2 고정홈을 구비한 보조구동부를 포함하고, 상기 너트샤프트의 회전력의 일부를 축적하거나 방출하도록, 상기 탄성부재의 일측 끝단이 상기 제 1 고정홈에 연결되어 있고, 상기 탄성부재의 타측 끝단이 상기 제 2 고정홈에 연결되어 있다.

Description

퍼지 제어 스테핑 모터{purge control stepping motor}

본 발명은 퍼지 제어 스테핑 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에서 연료증발 가스의 대기 방출을 억제하기 위해 사용되는 퍼지 제어 스테핑 모터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에서 연료증발 가스의 대기 방출을 억제하기 위하여 사용하고 있는 퍼지 제어 밸브는 솔레노이드 타입의 자로부를 구비하고 있다.

퍼지 제어 밸브의 자로부는 일반적인 밸브부와 결합되어서, 캐니스터의 용량 및 엔진의 배기량에 따라 요구되는 퍼지 제어를 수행한다.

종래 기술에 따른, 퍼지 제어 밸브는 차량의 엔진룸 내에 별도의 공간을 두고 설치되며, 자로부에 의해 이동되는 플런저와, 플런저의 끝단에 접촉 또는 비접촉되는 밸브시트와, 밸브시트를 기준으로 수직 또는 수평 방향으로 결합되고, 증발가스의 출입 또는 유동이 이루어지는 출구 및 입구가 마련되어 있다.

또한, 종래 기술의 퍼지 제어 밸브에는 자로부에 전원을 공급하는 터미널과, 상기 터미널로부터 전원을 공급받는 코일이 내장된 코어를 구비한다.

차량에서 퍼지 제어를 할 경우, 코어의 코일의 작동으로 인해 스풀은 밸브시트로부터 분리되어 밸브시트의 밸브구멍이 개방됨에 따라, 입구의 증발가스가 출구 쪽으로 이동되게 하고, 유량 차단을 위해 비작동 구간에서는 항시 차폐 또는 밸브 폐쇄 상태가 되어야 한다.

만일 자로부의 작동 불량이 발생되어 유량이 차단되지 않거나, 증발가스의 누설로 인하여 퍼지 제어가 불가능하거나 차량 경고 등이 발생되어 오작동을 일으키는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술의 퍼지 제어 밸브는 입구의 방향과 출구의 방향이 수직을 이루고 있기 때문에, 퍼지 제어 밸브에 체결하려는 배관의 방향도 상기 입구 또는 출구의 방향에 일치되어야 하는 설치상의 문제가 있고, 또한 이러한 입구 및 출구 방향성에 따라 퍼지 제어 밸브의 크기가 커지고, 협소한 엔진룸 내에 퍼지 제어 밸브를 설치하기 위한 공간 확보의 어려움이 있다.

본 발명 목적은, 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로, 인라인 타입으로서 증발가스의 입구부 및 출구부가 동일선 상에 배치되어 있고 배관과 대등한 정도의 직경을 갖는 소형 사이즈의 하우징 내에 유로, 유로 구획용 리브, 메인구동부, 실제 밸브시트에 대한 접촉 또는 비접촉으로 밸브 개방 또는 밸브 폐쇄를 수행하는 밸브완충부를 내장함으로써, 퍼지 제어 밸브의 크기를 최소화할 수 있고, 협소한 엔진룸 내에 설치 공간 확보가 용이하면서도 배관 연결이 용이하고, 밸브 폐쇄 제어를 하지 않거나 비작동 구간에서도 보조구동부에 축적된 탄성력을 이용하여 밸브완충부를 이동시킴으로써, 유량 차단이 이루어져 차폐 상태를 유지할 수 있는 퍼지 제어 스테핑 모터를 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 퍼지 제어 스테핑 모터는, 입구부 및 출구부가 몸체부의 양측에서 서로 대향적으로 일치된 연장 방향을 따라 형성되고, 유로 및 유로 구획용 리브가 상기 몸체부의 내주면에 형성되어 있는 하우징; 상기 유로가 막히지 않도록 상기 하우징의 내부에 고정되며, 고정자코어의 코일과 자석간 자기력에 의해 너트샤프트를 회전 또는 역회전시키는 메인구동부; 상기 너트샤프트의 너트에 결합되어, 상기 너트샤프트의 회전에 따라 병진 운동하는 리드스크류; 상기 너트샤프트의 일측 끝단부에 결합되며, 제 1 고정홈을 구비한 홀더부; 상기 홀더부 및 탄성부재를 수납하기 위한 수용공간과 상기 수용공간의 제 2 고정홈을 구비한 보조구동부를 포함하고, 상기 너트샤프트의 회전력의 일부를 축적하거나 방출하도록, 상기 탄성부재의 일측 끝단이 상기 제 1 고정홈에 연결되어 있고, 상기 탄성부재의 타측 끝단이 상기 제 2 고정홈에 연결되어 있다.

상기 하우징은, 상기 몸체부가 일측 몸체와 타측 몸체로 이루어져 있고, 상기 일측 몸체와 상기 타측 몸체에는 상기 유로 및 상기 유로 구획용 리브가 상기 몸체부의 원주 방향으로 배열되며 상기 몸체부의 길이 방향으로 연장되어 있으며, 상기 일측 몸체와 상기 타측 몸체의 서로 마주보는 테두리의 결합돌기 및 결합홈을 통해 서로 융착 또는 접합되도록 구성되어 있다.

상기 하우징은, 상기 일측 몸체로부터 서로 관통하게 연결되며, 상기 일측 몸체와 상기 입구부의 사이에서 직경이 점차적으로 줄어들고, 상기 유로 구획용 리브의 높이가 점차적으로 낮아지는 천이부, 및 상기 출구부와 상기 타측 몸체 사이에서 일체형으로 형성되며 상협하광단면의 내주면을 갖는 밸브시트부를 더 포함하고, 상기 출구부에는 상기 밸브시트의 소구경부로부터 상기 출구부의 대구경부까지 점차적으로 구멍 사이즈가 증대되는 확장형 내주면이 형성되어 있다.

상기 메인구동부는, 상기 하우징의 내부에 고정되는 모터케이스와, 상기 모터케이스의 내부에 장착된 다수의 상기 고정자코어와, 상기 고정자코어의 자기장 내에 배치되는 영구자석과, 상기 영구자석에 결합되고 상기 모터케이스의 일측과 타측 방향으로 연장되어 있고, 타측 끝단부에 상기 너트를 일체형으로 형성하고, 일측 끝단부에 연결핀으로 상기 홀더부를 고정하고 있는 상기 너트샤프트와, 상기 너트샤프트의 회전 또는 역회전을 지지하는 샤프트지지부를 포함한다.

상기 리드스크류는, 상기 너트와 나사결합되는 스크류기어와, 상기 스크류기어의 중심축 방향을 따라 상기 스크류기어의 일측면에서 돌출되어 상기 너트샤프트의 내부공간에 슬라이딩 가능하게 결합되는 가이드축부, 및 상기 스크류기어의 중심축 방향을 따라 상기 스크류기어의 타측면에서 돌출된 밸브축부를 포함한다.

상기 샤프트지지부는, 상기 모터케이스의 일측에 결합된 제 1 보조케이스와, 상기 제 1 보조케이스에 탑재되어, 상기 너트샤프트의 원주면을 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링과, 상기 모터케이스의 타측에 결합된 제 2 케이스와, 상기 제 2 케이스에 탑재되어, 상기 너트의 외주면을 회전 가능하게 지지하는 제 2 베어링을 포함하고, 상기 제 2 케이스의 표면에는 상기 리드스크류의 상기 밸브축부를 통과시키기 위한 관통홀이 형성되어 있다.

상기 밸브축부는, 상기 밸브축부의 끝단부에 결합되는 아마추어를 포함하고, 상기 아마추어는 상기 밸브축부의 끝단부에 억지끼워맞춤 방식으로 결합되는 보스와, 상기 보스에 일체형으로 형성되며 상기 보스보다 상대적으로 넓은 평면적을 가지고 있고 다수의 외곽 홀이 형성되어 있는 디스크로 이루어져 있다.

상기 아마추어는, 상기 디스크에 지지되는 밸브완충부를 포함하고, 상기 밸브완충부는 상기 외곽 홀에 결합되는 고정돌기와, 상기 밸브시트부의 형상에 대응하게 형성되어 접촉 또는 비접촉함에 따라 밸브 개방 또는 밸브 폐쇄를 수행하도록, 상기 고정돌기의 반대쪽에 일체형으로 형성된 상협하광단면의 헤드부를 포함한다.

상기 탄성부재는 태엽스프링, 토션스프링 및 스파이럴스프링 중 어느 하나로서, 상기 메인구동부에 의한 상기 너트샤프트 및 상기 홀더부의 회전에 따라 감기면서 탄성력을 축적하고, 상기 메인구동부에 대한 별도의 밸브 폐쇄 제어를 수행하지 않더라도, 축적된 상기 탄성력으로 상기 홀더부 및 상기 너트샤프트를 역회전시키고, 상기 너트샤프트에 결합된 리드스크류와, 상기 리드스크류에 결합된 아마추어와, 상기 아마추어에 결합된 밸브완충부를 이동시키고, 상기 밸브완충부를 밸브시트에 밀착시킴으로써, 상기 메인구동부에 대한 밸브 개방 제어 전까지 밸브 폐쇄 상태를 유지한다.

본 발명에 의한 퍼지 제어 스테핑 모터는, 입구부, 메인구동부, 출구부가 일자형으로 배치된 인라인 타입의 하우징을 제공하되, 그 하우징의 크기가 배관과 대등한 정도의 직경을 갖도록 소형 사이즈로 제작되어 있음에 따라, 배관 연결이 용이하면서도, 설치 공간을 상대적으로 적게 차지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은, 메인구동부에 결합된 보조구동부를 통해서 자동 차폐 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다. 여기서, 본 발명의 자동 차폐 기능은 밸브 개방 작동에 대응하게 탄성력을 보조구동부에 축적한 후, 밸브 폐쇄 제어를 하지 않거나 비작동 구간에서도 보조구동부에 축적된 탄성력을 이용하여 너트샤프트를 회전시키고, 이러한 너트샤프트의 회전에 따라 리드스크류 및 아마추어가 이동되어서, 결국 아마추어에 결합된 밸브완충부도 밸브 차단 방향으로 이동하여, 유량 차단 및 밸브 폐쇄가 이루어지며, 그 결과 차량에서 퍼지 제어 경고가 비 정상적으로 발생되지 않게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지 제어 스테핑 모터의 사시도.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 퍼지 제어 스테핑 모터의 결합 관계 및 작동 관계를 설명하기 위한 단면도들.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

아울러, 본 실시예에서 설명하려는 퍼지 제어 스테핑 모터는 회전력 또는 구동력을 직선 왕복력으로 변환하여 밸브 개방 또는 폐쇄를 구현함으로써, 하는 차량에서 연료증발 가스의 대기 방출을 억제하는 역할을 수행하는 장치로 이해될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지 제어 스테핑 모터의 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 퍼지 제어 스테핑 모터의 결합 관계 및 작동 관계를 설명하기 위한 단면도들이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예는 설치 면적을 상대적으로 적게 차지하거나, 1자형 배관에 용이하게 설치되도록, 인라인 구조 또는 1자형 구조의 하우징(100)을 제공한다.

하우징(100)은 그의 내부에 차량의 엔진의 증발가스에 대한 퍼지 제어를 위한 밸브 개방 또는 밸브 폐쇄를 수행하도록 구성품을 탑재하고 있고, 하우징(100)의 외부에는 미 도시된 터미널 또는 단자 블록이 더 마련되어 있을 수 있다.

하우징(100)에는 입구부(110) 및 출구부(120)가 몸체부(130)의 양측에서 서로 대향적으로 일치된 연장 방향을 따라 형성되어 있다. 이런 몸체부(130)는 일측 몸체(131)와 타측 몸체(132)로 이루어져 있다.

즉, 몸체부(130)를 갖는 본 실시예의 퍼지 제어 스테핑 모터는 인라인 타입(inline-type)의 밸브 기능을 갖는 모터 제품으로서, 증발가스의 유동을 위해 동일선 상에서 일측에 배치된 입구부(110)와 타측에 배치된 출구부(120)를 갖는다.

입구부(110) 또는 출구부(120)의 직경은 몸체부(130)의 직경에 비해 절반 정도로서 차량 엔진룸의 배관의 내경에 삽입될 수 있는 크기로 형성되어 있다. 그리고, 몸체부(130)의 직경은 차량 엔진룸의 배관의 외경과 대등하거나 동일하게 정해질 수 있다.

따라서, 본 실시예는 배관에 직접 연결도 가능할 정도로 최소형 제품으로서의 대형 엔진룸을 비롯하여 협소한 내부 공간의 소형 엔진룸에도 용이하게 설치될 수 있다.

일측 몸체(131)와 타측 몸체(132)는 병 몸체 형상 또는 병목 형상으로 형성되어 있다.

입구부(110) 또는 출구부(120)의 끝단 외주면에는 미 도시된 배관에 연결되기 위해서, 리플형 단턱부 또는 이와 대등한 배관 연결을 수행하도록 나사산으로 이루어진 나사 체결부가 더 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 다수의 유로(140) 및 유로 구획용 리브(141)는 몸체부(130)의 내주면에 일체형으로 사출 형성되어 있다.

즉, 하우징(100)에서 몸체부(130)의 일측 몸체(131)와 타측 몸체(132)에는 유로(140) 및 유로 구획용 리브(141)가 몸체부(130)의 원주 방향으로 배열된다. 이때, 유로(140) 및 리브(141)는 상기 몸체부(130)의 길이 방향으로 연장되어 있다. 또한, 일측 몸체(131)와 타측 몸체(132)는 서로 마주보는 테두리의 결합돌기 및 결합홈(133)을 통해 서로 융착 또는 접합되도록 구성되어 있다.

하우징(100)은 일측 몸체(131)로부터 서로 관통하게 연결되며, 일측 몸체(131)와 입구부(110)의 사이에서 직경이 점차적으로 줄어들고, 유로 구획용 리브(141)의 높이가 점차적으로 낮아지는 천이부(111)를 더 포함한다. 천이부(111)는 증발가스 등과 같은 유체의 흐름을 유선형 형태로 만들어 유동량을 증대시킬 수 있다.

하우징(100)은 출구부(120)와 타측 몸체(132) 사이에서 일체형으로 형성되며 상협하광단면의 내주면을 갖는 밸브시트부(121)를 더 포함한다.

특히, 출구부(120)에는 상기 밸브시트(121)의 소구경부로부터 출구부(120)의 대구경부까지 점차적으로 구멍 사이즈가 증대되는 확장형 내주면(122)이 형성되어 있다. 확장형 내주면(122)는 이젝터 또는 벤튜리 튜브와 같은 유체 유동 특성을 발휘할 수 있다.

본 실시예는 하우징(100)의 내부에 탑재 또는 결합되는 구성품으로서, 메인구동부(200), 리드스크류(300), 보조구동부(400)를 포함한다.

메인구동부(200)는 유로(140)가 막히지 않도록 하우징(100)의 내부에 고정되며, 고정자코어(210)의 코일과 자석(220)간 자기력에 의해 너트샤프트(230)를 회전 또는 역회전시키는 역할을 담당한다.

메인구동부(200)는 스텝모터와 같이 제어 신호를 전원으로 사용하는 전기 작동 장치로서, 상기 제어 신호에 의해 너트샤프트(230)의 회전각도 또는 회전수 혹은 회전방향을 제어할 수 있는 모터 장치일 수 있다. 메인구동부(200)는 스텝모터에 사용되는 홀센서 또는 회전각도센서(미 도시)를 더 구비할 수 있다.

리드스크류(300)는 너트샤프트(230)의 너트(231)에 결합되어, 상기 너트샤프트(230)의 회전에 따라 병진 운동하는 역할을 담당한다.

리드스크류(300)는 너트(231)와 나사결합되는 스크류기어(310)와, 스크류기어(310)의 중심축 방향을 따라 상기 스크류기어(310)의 일측면에서 돌출되어 상기 너트샤프트(230)의 내부공간에 슬라이딩 가능하게 결합되는 가이드축부(320)와, 스크류기어(310)의 중심축 방향을 따라 스크류기어(310)의 타측면에서 돌출된 밸브축부(330)를 포함한다.

리드스크류(300)와 너트(231)의 결합은 일종의 볼스크류의 너트블록과 스크류샤프트 간 나사결합을 의미하며, 너트샤프트(230)의 너트(231)의 회전력을 병진 운동용 직선 왕복력으로 변환시킬 수 있다.

보조구동부(400)는 홀더부(500) 및 탄성부재(600)를 수납하기 위한 수용공간(402)과 상기 수용공간(402)의 제 2 고정홈(401)을 구비한다.

제 2 고정홈(401)은 후크 구멍 또는 걸쇠 구멍 형상으로 형성될 수 있다.

홀더부(500)는 너트샤프트(230)의 일측 끝단부에 결합되며, 제 1 고정홈(501)을 구비한다. 홀더부(500)는 너트샤프트(230)의 일측 끝단부에 끼워질 수 있는 캡 형태의 몸체로서 실제 끼워지는 부위와 제 1 고정홈(501)이 형성되어 있는 부위 사이에 단차를 형성하고 있다.

탄성부재(600)는 태엽스프링, 토션스프링 및 스파이럴스프링 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

탄성부재(600)의 사이즈 혹은 탄성계수는 너트샤프트(230) 및 홀더부(500)를 회전시키거나, 밸브완충부(800) 및 그와 관련된 구성품들을 이동시킬 수 있는 범위 내에서 정해질 수 있으므로, 특정 수치로 한정되지 않을 수 있다.

탄성부재(600)는 메인구동부(200)에 의한 너트샤프트(230) 및 홀더부(500)의 회전에 따라 감기면서 탄성력을 축적하고, 상기 메인구동부(200)에 대한 별도의 밸브 폐쇄 제어를 수행하지 않더라도, 탄성부재(600)가 풀리면서 축적된 탄성력을 갖는 방출함으로써, 상기 홀더부(500) 및 상기 너트샤프트(230)를 역회전시키는 역할을 담당한다. 즉, 탄성부재(600)는 너트샤프트(230)의 회전력의 일부를 축적하거나 방출하는 역할을 담당한다.

이러한 탄성부재(600)를 통한 너트샤프트(230)의 회전력은 리드스크류(300)에서 직선 왕복력으로 변환되고, 그 결과 너트샤프트(230)에 결합된 리드스크류(300)와, 상기 리드스크류(300)에 결합된 아마추어(700)와, 상기 아마추어(700)에 결합된 밸브완충부(800)를 이동(예: 상승 또는 복귀)시키고, 상기 밸브완충부(800)를 밸브시트(121)에 밀착시킴으로써, 메인구동부(200)에 대한 밸브 개방 제어 전까지 밸브 폐쇄 상태를 유지하여 퍼지 제어를 신속하게 수행할 수 있다.

이를 위해서, 탄성부재(600)의 일측 끝단은 홀더부(500)의 제 1 고정홈(501)에 연결되어 있고, 상기 탄성부재(600)의 타측 끝단은 보조구동부(400)의 제 2 고정홈(401)에 연결되어 있다.

탄성부재(600)의 타측 끝단은 결합 방향을 조절하여 제 2 고정홈(401)의 형상에 대응하게 결합될 수 있지만, 일단 결합 이후 잘 빠지지 않도록 후크 형상 또는 걸쇠 형상으로 형성되어 있다.

탄성부재(600)의 일측 끝단도 제 1 고정홈(501)에 연결된 후 잘 빠지지 않게 고리 형상 또는 후크 형상으로 형성될 수 있다.

메인구동부(200)는 하우징(100)의 내부에 고정되는 모터케이스(240)와, 상기 모터케이스(240)의 내부에 장착된 다수의 고정자코어(210)와, 상기 고정자코어(210)의 자기장 내에 배치되고 상기 너트샤프트(230)의 외주면에 결합되어 있는 영구자석(220)을 포함한다.

너트샤프트(230)는 모터케이스(240)의 일측과 타측 방향으로 연장되어 있고, 타측 끝단부에 너트(231)를 일체형으로 형성하고, 일측 끝단부에 연결핀(232)으로 홀더부(500)를 고정하고 있다. 여기서, 연결핀(232)는 너트샤프트(230)의 핀구멍과 홀더부(500)의 핀구멍에 체결된다.

메인구동부(200)는 너트샤프트(230)의 회전 또는 역회전을 지지하는 샤프트지지부(250)를 포함한다.

샤프트지지부(250)는 모터케이스(240)의 일측에 결합된 제 1 보조케이스(251)와, 상기 제 1 보조케이스(251)에 탑재되어, 상기 너트샤프트(230)의 원주면을 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링(252)를 포함한다. 즉, 제 1 베어링(252)의 내륜은 너트샤프트(230)의 원주면에 지지되고, 제 1 베어링(252)의 외륜은 제 1 보조케이스(251)의 베어링 장착구멍에 지지된다.

제 1 보조케이스(251)는 모터케이스(240)와 보조구동부(400)의 사이에 배치되어 미 도시된 다수의 볼트에 의해 모터케이스(240)와 보조구동부(400)에 고정된다.

샤프트지지부(250)는 모터케이스(240)의 타측에 결합된 제 2 케이스(253)와, 그 제 2 케이스(253)에 탑재되어, 상기 너트(231)의 외주면을 회전 가능하게 지지하는 제 2 베어링(254)을 포함한다.

즉, 제 2 베어링(254)의 내륜은 너트(231)의 원주면에 지지되고, 제 2 베어링(254)의 외륜은 제 2 보조케이스(253)의 베어링 장착구멍에 지지된다.

제 1 베어링(252) 및 제 2 베어링(254)은 너트(231)를 포함한 너트샤프트(230) 전체가 회전 또는 역회전 가능하게 지지하는 역할을 담당한다.

제 2 케이스(253)의 표면에는 리드스크류(300)의 상기 밸브축부(330)를 통과시키기 위한 관통홀(255)이 형성되어 있다.

상기 밸브축부(330)는 그의 끝단부에 결합되는 아마추어(700)를 포함한다. 아마추어(700)는 밸브축부(330)의 끝단부에 억지끼워맞춤 방식으로 결합되는 보스와, 상기 보스에 일체형으로 형성되며 상기 보스보다 상대적으로 넓은 평면적을 가지고 있고 다수의 외곽 홀이 형성되어 있는 디스크로 이루어져 있다.

상기 아마추어(700)는 상기 디스크에 지지되는 고무, 합성고무, 밸브용 합성수지로 이루어진 밸브완충부(800)를 포함한다. 밸브완충부(800)는 아마추어(700)의 상기 외곽 홀에 결합되는 고정돌기와, 상기 밸브시트부(121)의 형상에 대응하게 형성되어 접촉 또는 비접촉함에 따라 밸브 개방 또는 밸브 폐쇄를 수행하도록, 상기 고정돌기의 반대쪽에 일체형으로 형성된 상협하광단면의 헤드부를 포함한다.

도 2 및 도 3을 통해서 본 실시예의 퍼지 제어 스테핑 모터의 작동 관계에 대하여 설명하고자 한다.

도 2의 밸브 폐쇄(CLOSE) 상태에서, 메인구동부(200)는 스테핑 모터 작동을 위한 스텝 신호(예: 밸브 개방 제어)를 인가 받고, 그 결과 도 3과 같이 본 실시예의 퍼지 제어 스테핑 모터는 밸브 개방(OPEN) 상태가 될 수 있다.

밸브를 개방시키기 위한 메인구동부(200)의 구동력은 탄성부재(600)의 탄성력보다 월등히 크기 때문에, 이러한 신호 인가에 따른 스텝 수만큼 너트샤프트(230) 및 너트(231)가 회전한다. 그 결과, 앞서 언급한 바와 같이, 너트(231)와 나사 대우 관계로서 너트(231)의 회전에 대응하게 병진 운동 가능한 리드스크류(300)가 이동되고, 이러한 리드스크류(300)에 의해 아마추어(700)도 이동된다.

아마추어(700)에 연결된 밸브완충부(800)는 밸브시트부(121)로부터 이격되는 방향으로 이동 및 정지(예: 스트로크 조절)하여 밸브 개방이 도 3과 같이 이루어진다.

이 과정에서 탄성부재(600)는 상기 너트샤프트(230)의 회전에 대응하게 감겨져서 탄성력을 축적할 수 있게 된다.

또한, 밸브 개방으로 인하여 증발가스 등의 유체가 유동 가능하게 된다.

본 실시예는 유량 차단을 위해 비작동 구간에서는 항시 차폐(예: 밸브 폐쇄) 상태에 있어야 한다.

만일, 본 실시예와 같은 탄성부재(600), 홀더부(500)가 없는 경우에는 차량 사고, 배터리 충전 저하 등, 유사시에 스텝 신호가 차단 될 수 있고, 상기 밸브 개방이 그대로 유지되어 밸브가 차폐되지 못하고, 이로 인하여 증발가스의 누설, 퍼지 제어 불가능, 차량 경고 발생되는 오작동 상황이 벌어질 수 있다.

즉, 메인구동부(200)의 구동력이 탄성부재(600)에 축적된 탄성력보다 상대적으로 매우 작거나 없을 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 상기 탄성부재(600)에 축적된 탄성력에 의해, 즉 탄성부재(600)가 풀리면서 축적된 탄성력을 갖는 방출함에 따라서, 너트샤프트(230) 및 너트(231)가 역회전하고, 너트(231)와 나사 대우 관계로서 너트(231)의 역 회전에 의해서 리드스크류(300)가 반대 방향(예: 복귀 방향)으로 이동되고, 이러한 리드스크류(300)에 의해 아마추어(700)도 리드스크류(300)와 동일한 방향으로 이동(예: 도 3에서 도 2와 같이 되도록 상향으로 이동)된다.

그 결과, 아마추어(700)에 연결된 밸브완충부(800)는 밸브시트부(121)에 밀착되어서, 도 2과 같이 차폐 또는 밸브 폐쇄가 이루어질 수 있다.

즉, 별도의 제어 신호 없이 밸브완충부(800)의 복귀 기능 또는 자동 차폐 기능이 이루어질 수 있기 때문에, 누설 차단에 대한 신뢰성 및 안전성을 확보하고, 오작동에 의한 차량 경고 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 하우징 110 : 입구부
120 : 출구부 130 : 몸체부
200 : 메인구동부 210 : 고정자코어
220 : 자석 230 : 너트샤프트
231 : 너트 300 : 리드스크류
400 : 보조구동부 500 : 홀더부
600 : 탄성부재 700 : 아마추어
800 : 밸브완충부

Claims

입구부 및 출구부가 몸체부의 양측에서 서로 대향적으로 일치된 연장 방향을 따라 형성되고, 유로 및 유로 구획용 리브가 상기 몸체부의 내주면에 형성되어 있는 하우징;
상기 유로가 막히지 않도록 상기 하우징의 내부에 고정되며, 고정자코어의 코일과 자석간 자기력에 의해 너트샤프트를 회전 또는 역회전시키는 메인구동부;
상기 너트샤프트의 너트에 결합되어, 상기 너트샤프트의 회전에 따라 병진 운동하는 리드스크류;
상기 너트샤프트의 일측 끝단부에 결합되며, 제 1 고정홈을 구비한 홀더부;
상기 홀더부 및 탄성부재를 수납하기 위한 수용공간과 상기 수용공간의 제 2 고정홈을 구비한 보조구동부를 포함하고,
상기 너트샤프트의 회전력의 일부를 축적하거나 방출하도록, 상기 탄성부재의 일측 끝단이 상기 제 1 고정홈에 연결되어 있고, 상기 탄성부재의 타측 끝단이 상기 제 2 고정홈에 연결되어 있는 것
인 퍼지 제어 스테핑 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 몸체부가 일측 몸체와 타측 몸체로 이루어져 있고, 상기 일측 몸체와 상기 타측 몸체에는 상기 유로 및 상기 유로 구획용 리브가 상기 몸체부의 원주 방향으로 배열되며 상기 몸체부의 길이 방향으로 연장되어 있으며, 상기 일측 몸체와 상기 타측 몸체의 서로 마주보는 테두리의 결합돌기 및 결합홈을 통해 서로 융착 또는 접합되도록 구성되어 있는 것
인 퍼지 제어 스테핑 모터.
제 2 항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 일측 몸체로부터 서로 관통하게 연결되며, 상기 일측 몸체와 상기 입구부의 사이에서 직경이 점차적으로 줄어들고, 상기 유로 구획용 리브의 높이가 점차적으로 낮아지는 천이부, 및
상기 출구부와 상기 타측 몸체 사이에서 일체형으로 형성되며 상협하광단면의 내주면을 갖는 밸브시트부를 더 포함하고,
상기 출구부에는 상기 밸브시트의 소구경부로부터 상기 출구부의 대구경부까지 점차적으로 구멍 사이즈가 증대되는 확장형 내주면이 형성되어 있는 것
인 퍼지 제어 스테핑 모터.
제 3 항에 있어서,
상기 메인구동부는,
상기 하우징의 내부에 고정되는 모터케이스와,
상기 모터케이스의 내부에 장착된 다수의 상기 고정자코어와,
상기 고정자코어의 자기장 내에 배치되는 영구자석과,
상기 영구자석에 결합되고 상기 모터케이스의 일측과 타측 방향으로 연장되어 있고, 타측 끝단부에 상기 너트를 일체형으로 형성하고, 일측 끝단부에 연결핀으로 상기 홀더부를 고정하고 있는 상기 너트샤프트와,
상기 너트샤프트의 회전 또는 역회전을 지지하는 샤프트지지부를 포함하는 것,
인 퍼지 제어 스테핑 모터.
제 4 항에 있어서,
상기 리드스크류는,
상기 너트와 나사결합되는 스크류기어와,
상기 스크류기어의 중심축 방향을 따라 상기 스크류기어의 일측면에서 돌출되어 상기 너트샤프트의 내부공간에 슬라이딩 가능하게 결합되는 가이드축부, 및
상기 스크류기어의 중심축 방향을 따라 상기 스크류기어의 타측면에서 돌출된 밸브축부를 포함하는 것
인 퍼지 제어 스테핑 모터.
제 5 항에 있어서,
상기 샤프트지지부는,
상기 모터케이스의 일측에 결합된 제 1 보조케이스와,
상기 제 1 보조케이스에 탑재되어, 상기 너트샤프트의 원주면을 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링과,
상기 모터케이스의 타측에 결합된 제 2 케이스와,
상기 제 2 케이스에 탑재되어, 상기 너트의 외주면을 회전 가능하게 지지하는 제 2 베어링을 포함하고,
상기 제 2 케이스의 표면에는 상기 리드스크류의 상기 밸브축부를 통과시키기 위한 관통홀이 형성되어 있는 것
인 퍼지 제어 스테핑 모터.
제 6 항에 있어서,
상기 밸브축부는,
상기 밸브축부의 끝단부에 결합되는 아마추어를 포함하고,
상기 아마추어는 상기 밸브축부의 끝단부에 억지끼워맞춤 방식으로 결합되는 보스와, 상기 보스에 일체형으로 형성되며 상기 보스보다 상대적으로 넓은 평면적을 가지고 있고 다수의 외곽 홀이 형성되어 있는 디스크로 이루어져 있는 것
인 퍼지 제어 스테핑 모터.
제 7 항에 있어서,
상기 아마추어는,
상기 디스크에 지지되는 밸브완충부를 포함하고,
상기 밸브완충부는 상기 외곽 홀에 결합되는 고정돌기와, 상기 밸브시트부의 형상에 대응하게 형성되어 접촉 또는 비접촉함에 따라 밸브 개방 또는 밸브 폐쇄를 수행하도록, 상기 고정돌기의 반대쪽에 일체형으로 형성된 상협하광단면의 헤드부를 포함하는 것
인 퍼지 제어 스테핑 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 탄성부재는 태엽스프링, 토션스프링 및 스파이럴스프링 중 어느 하나로서, 상기 메인구동부에 의한 상기 너트샤프트 및 상기 홀더부의 회전에 따라 감기면서 탄성력을 축적하고, 상기 메인구동부에 대한 별도의 밸브 폐쇄 제어를 수행하지 않더라도, 축적된 상기 탄성력으로 상기 홀더부 및 상기 너트샤프트를 역회전시키고, 상기 너트샤프트에 결합된 리드스크류와, 상기 리드스크류에 결합된 아마추어와, 상기 아마추어에 결합된 밸브완충부를 이동시키고, 상기 밸브완충부를 밸브시트에 밀착시킴으로써, 상기 메인구동부에 대한 밸브 개방 제어 전까지 밸브 폐쇄 상태를 유지하는 것
인 퍼지 제어 스테핑 모터.