KR102053337B1

KR102053337B1 - Egr밸브 엑츄에이터

Info

Publication number: KR102053337B1
Application number: KR1020170164256A
Authority: KR
Inventors: 임재필
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-12-06
Also published as: KR20190064922A

Abstract

본 발명에 의한 EGR밸브 엑츄에이터는, 모터 및 상기 모터를 제어하는 제어기가 장착되는 내부공간을 가진 엑츄에이터 하우징; 및 상기 모터의 동력을 전달받도록 연결된 출력축;을 포함하고, 상기 출력축의 일단이 상기 엑츄에이터 하우징의 외측으로 돌출하며, 상기 출력축의 일단에 레버가 결합되고, 상기 레버는 EGR밸브의 플랩에 링키지를 통해 연결되며, 상기 출력축의 일단을 덮도록 이물질 유입방지부재가 상기 출력축의 일단에 장착될 수 있다.

Description

EGR밸브 엑츄에이터{EGR VALVE ACTUATOR}

본 발명은 제어기 일체형 EGR밸브 엑츄에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제어기 일체형 EGR밸브 엑츄에이터의 실링성능을 대폭 강화하여 엑츄에이터의 내부로 수분, 기타 이물질 등이 유입됨을 확실하게 방지할 수 있는 EGR밸브 엑츄에이터에 관한 것이다.

내연기관의 연소 시에 내연기관의 연소열을 낮춤으로써 질소산화물, 하이드로카본 등을 억제하고, 공기와 연료의 혼합비를 줄여 연비를 향상시키기 위한 다양한 기술이 연구개발되고 있다.

연소열 및 질소산화물 등을 저감하고, 연비를 향상시키기 위한 대표적인 기술로는 EGR 시스템(Exhaust Gas Recirculation system) 등이 연구개발되고 있다.

EGR시스템은 엔진의 배기계에서 흡기계 측으로 EGR가스를 순환시키기 위한 EGR도관과, EGR가스의 온도를 냉각시키는 EGR 쿨러와, EGR가스의 유량을 조절하도록 개방위치 및 폐쇄위치로 이동하는 플랩을 가진 EGR밸브와, EGR밸브를 구동시키는 EGR밸브 엑츄에이터 등을 포함한다.

EGR밸브 엑츄에이터는 엑츄에이터 하우징과, 엑츄에이터 하우징 내에 장착된 모터와, 엑츄에이터 하우징의 외측으로 돌출하여 모터에 의해 발생된 토크를 출력하는 출력축과, 출력축과 모터 사이에 연결된 기어트레인과, 출력축과 EGR밸브의 플랩을 연결하는 링키지(linkage) 등을 포함한다.

한편, 기존에는 EGR밸브 엑츄에이터의 모터를 제어하는 제어기(controller)가 EGR밸브 엑츄에이터의 외측에 분리되게 배치되고, 제어기는 EGR밸브 엑츄에이터의 모터에 전기적으로 접속된 제어기 분리형 EGR밸브 엑츄에이터가 있었다.

이러한 제어기 분리형 EGR밸브 엑츄에이터는 EGR시스템을 구축할 때 설치공간을 많이 차지함에 따라 그 레이아웃이 복잡해지고, 특히 제어기만을 장착하기 위한 별도의 하우징 또는 브라켓 등이 요구됨에 따라 그 제조원가 등이 높은 단점이 있었다.

최근에는 차량 내의 레이아웃 간소화 및 컴팩트화 등을 위하여 제어기가 EGR밸브 엑츄에이터의 엑츄에이터 하우징 내에 장착된 제어기 일체형 EGR밸브 엑츄에이터가 출시되어 있다.

이러한 제어기 일체형 EGR밸브 엑츄에이터는 제어기가 하우징의 내부에 배치됨에 따라 수분, 기타 이물질 등의 유입을 방지하기 위한 실링성이 확보될 필요가 있다.

하지만, 종래의 제어기 일체형 EGR밸브 엑츄에이터는 그 실링성능이 충분하지 못하여 수분, 기타 이물질 등이 엑츄에이터 하우징의 내부로 쉽게 유입될 수 있고, 이로 인해 제어기의 오작동을 야기할 뿐만 아니라 기어트레인, 베어링 등의 내부 부품이 부식 내지 파손될 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 제어기가 엑츄에이터 하우징의 내부에 장착된 제어기 일체형 EGR밸브 엑츄에이터의 실링성능을 충분히 확보함으로써 엑츄에이터 하우징의 내부로 수분, 기타 이물질 등이 유입됨을 확실하게 방지할 수 있고, 이를 통해 제어기의 오작동, 내부부품(기어트레인, 베어링 등)이 부식 내지 파손됨을 방지할 수 있는 EGR밸브 엑츄에이터를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 EGR밸브 엑츄에이터는,

모터 및 상기 모터를 제어하는 제어기가 장착되는 내부공간을 가진 엑츄에이터 하우징; 및

상기 모터의 동력을 전달받도록 연결된 출력축;을 포함하고,

상기 출력축의 일단이 상기 엑츄에이터 하우징의 외측으로 돌출하며, 상기 출력축의 일단에 레버가 결합되고, 상기 레버는 EGR밸브의 플랩에 링키지를 통해 연결되며, 상기 출력축의 일단을 덮도록 이물질 유입방지부재가 상기 출력축에 장착될 수 있다.

상기 엑츄에이터 하우징은 상기 출력축의 일단에 인접한 부분을 지지하는 지지구조를 가지고, 상기 지지구조는 상기 엑츄에이터 하우징에서 돌출하도록 구성될 수 있다.

상기 이물질 유입방지부재는 상기 지지구조를 덮도록 컵 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 출력축은 D컷 가공에 의해 형성된 평탄면을 가지고, 상기 이물질 유입방지부재는 상기 출력축이 통과하는 관통홀을 가지며, 상기 이물질 유입방지부재의 관통홀은 상기 출력축의 평탄면에 부합하는 결합면을 가지고, 상기 레버는 상기 출력축이 통과하는 관통홀을 가지며, 상기 레버의 관통홀은 상기 출력축의 평탄면에 부합하는 결합면을 가질 수 있다.

상기 이물질 유입방지부재는 너트에 의해 상기 레버와 함께 상기 출력축에 결합될 수 있다.

상기 너트와 상기 레버 사이에는 가스켓이 배치될 수 있다.

상기 지지구조는 패킹부재가 장착되는 패킹 수용홈을 가질 수 있다.

상기 패킹부재는 상기 출력축의 외면과 접촉하는 내측 실링 립과, 상기 패킹 수용홈의 내면과 접촉하는 외측 실링 립을 가지고, 상기 내측 실링 립에는 환형의 스프링이 장착될 수 있다.

상기 출력축은 기어트레인을 통해 상기 모터의 동력을 전달받도록 구성될 수 있다.

상기 출력축, 상기 기어트레인 및 상기 모터에 대해 탄성력을 인가하는 복수의 웨이브 와셔를 더 포함할 수 있다.

상기 레버의 초기 위치를 포지셔닝하는 포지셔닝구조를 더 포함할 수 있다.

상기 포지셔닝구조는 상기 지지구조의 일측에 형성된 포지셔닝 돌출부 및 상기 이물질 유입방지부재에 형성된 노치를 가질 수 있다.

본 발명에 의하면, 제어기가 엑츄에이터 하우징의 내부에 장착된 제어기 일체형 EGR밸브 엑츄에이터의 실링성능을 충분히 확보함으로써 엑츄에이터 하우징의 내부로 수분, 기타 이물질 등이 유입됨을 확실하게 방지할 수 있고, 이를 통해 제어기의 오작동, 내부부품(기어트레인, 베어링 등)이 부식 내지 파손됨을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 EGR밸브 엑츄에이터가 링키지를 통해 EGR밸브에 연결된 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 EGR밸브 엑츄에이터를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 EGR밸브 엑츄에이터를 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 EGR밸브 엑츄에이터를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 EGR밸브 엑츄에이터에 장착되는 패킹부재를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 EGR밸브 엑츄에이터에 장착되는 패킹부재를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 EGR밸브 엑츄에이터에 장착된 이물질 유입방지부재를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 EGR밸브 엑츄에이터의 평면도이다.
도 11은 도 10의 B 부분을 확대한 도면으로, 도 11(a)는 포지셔닝 마크가 포지셔닝 노치로부터 이탈된 상태를 나타내며, 도 11(b)는 포지셔닝 마크가 포지셔닝 노치의 장착범위 이내에 위치한 상태를 나타낸다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 EGR밸브 엑츄에이터(10)는 EGR밸브(5)의 플랩(6)를 구동시키도록 구성될 수 있으며, EGR밸브 엑츄에이터(10)는 링키지(30, linkage)를 통해 EGR밸브(5)의 플랩(6)에 연결될 수 있다.

도 2를 참조하면, EGR밸브 엑츄에이터(10)는 엑츄에이터 하우징(11, 12)을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 엑츄에이터 하우징(11, 12)은 모터(13), 제어기(14), 기어트레인(20), 출력축(15), 복원스프링(16) 등이 장착되는 내부공간을 가질 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 엑츄에이터 하우징(11, 12)은 제1하우징(11)과 제2하우징(12)을 포함할 수 있고, 제1하우징(11)과 제2하우징(12)은 체결구(11a) 등을 통해 분리가능하게 결합될 수 있다. 제1하우징(11)과 제2하우징(12) 사이에는 밀봉성을 확보하기 위한 가스켓(18)이 개재될 수 있다.

또한 제1하우징(11)과 제2하우징(12)는 노크핀(17, knock pin)에 의해 그 위치가 결정될 수 있고, 이를 통해 제1하우징(11) 및 제2하우징(12)의 조립성 및 밀봉성이 더욱 개선될 수 있다.

제1하우징(11)의 내부에는 모터(13)가 장착될 수 있으며, 제2하우징(12)에는 출력축(15)이 밀봉적으로 장착될 수 있다.

모터(13)는 체결구(13a) 등을 통해 제1하우징(11)의 내부공간에 장착될 수 있다. 일 예에 따르면, 모터(13)는 BLDC(Brushless DC Moter) 등과 같은 브러쉬가 없는 모터로 구성될 수 있고, 이에 모터(13)의 스파크 내지 소음 등이 최소화될 수 잇다.

모터(13)의 샤프트(13b)의 일단에는 구동기어(19)가 장착될 수 있고, 구동기어(19)는 피니언기어로 구성될 수 있다.

모터(12)의 샤프트(13b)는 베어링(55, 56)에 의해 회전지지될 수 있고, 샤프트(13b)의 일단을 회전지지하는 베어링(55)은 후술하는 베어링 홀더(40)의 제3수용홈(43)에 장착될 수 있으며, 샤프트(13b)의 타단을 회전지지하는 베어링(56)은 제1하우징(11)의 바닥에 형성된 장착홈(56a)에 장착될 수 있다.

제어기(14)는 엑츄에이터 하우징(11, 12)의 내부공간에 장착되고, 제어기(14)는 모터(13)를 구동시키는 구동회로, 전원공급회로 등을 가진 회로기판(14a)을 포함할 수 있다. 회로기판(14a)은 엑츄에이터 하우징(11, 12)의 내부공간에서 모터(13)에 인접하게 배치될 수 있으며, 일 예에 따르면 도 4와 같이, 제어기(14)의 회로기판(14a)은 제1하우징(11)의 내부에 배치될 수 있다.

제어기(14)의 회로기판(14a)은 관통홀(14b)을 가질 수 있고, 관통홀(14b)에는 모터(13)의 구동기어(19)가 통과할 수 있으며, 이를 통해 엑츄에이터 하우징의 제1하우징(11)의 내부공간에서 제어기(14) 및 모터(13)가 인접하게 배치될 수 있으므로 엑츄에이터 하우징(11, 12)의 내부공간을 컴팩트하게 확보할 수 있다.

기어트레인(20)은 모터(13)의 동력을 출력축(15)에 전달하도록 구성될 수 있고, 이에 출력축(15)은 일정한 토크를 출력할 수 있다. 기어트레인(20)의 설정된 기어비에 의해 출력축(15)의 토크가 결정될 수 있다.

기어트레인(20)은 모터(13)의 구동기어(19)와 치합되는 제1피동기어체(21) 및 제1피동기어체(21)에 치합되는 제2피동기어체(22)를 포함할 수 있다.

제1피동기어체(21)는 대직경 기어부(21a) 및 소직경 기어부(21b)를 가진 단차 기어로 구성될 수 있다. 대직경 기어부(21a)는 모터(13)의 구동기어(19)와 치합되고, 소직경 기어부(21b)는 대직경 기어부(21a)와 동일 축선에 위치하며, 소직경 기어부(21b)는 대직경 기어부(21a) 보다 작은 직경을 가진다.

제1피동기어체(21)는 베어링(51, 52)에 의해 회전지지될 수 있고, 제1피동기어체(21)의 일단을 회전지지하는 베어링(51)은 제2하우징(12)의 내면에 형성된 장착홈(51a)에 장착될 수 있으며, 제1피동기어체(21)의 타단을 회전지지하는 베어링(52)은 후술하는 베어링 홀더(40)의 제1수용홈(41)에 장착될 수 있다.

제2피동기어체(22)는 제1피동기어체(21)의 소직경 기어부(21b)와 치합되는 섹터기어부(22a) 및 섹터기어부(22a)가 일체로 연결된 원통부(22b)를 포함할 수 있다. 원통부(22b)의 중심에는 출력축(15)이 결합되는 결합공(22c)이 형성될 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 출력축(15)의 일단이 제2하우징(12)의 외측으로 돌출할 수 있고, 출력축(15)은 그 일단에 형성된 소직경부(15e)를 가질 수 있고, 소직경부(15e)의 외면에는 수나사부가 형성될 수 있다. 레버(31)는 출력축(15)의 소직경부(15e)가 통과하는 관통홀(31a, 도 6 참조)을 가질 수 있고, 출력축(15)의 소직경부(15e)가 레버(31)의 관통홀(31a)에 삽입된 상태에서 너트(33)가 출력축(15)의 소직경부(15e)에 체결됨으로써 레버(31)는 출력축(15)의 일단(소직경부(15e))에 결합될 수 있다. 레버(31)는 레버핀(32)을 통해 링키지(30)의 일단에 연결될 수 있고, EGR밸브(5)의 플랩(6)이 링키지(30)의 타단에 연결됨으로써 EGR엑츄에이터(10)의 레버(31)는 링키지(30)를 통해 EGR밸브(5)의 플랩(6)에 연결될 수 있다.

출력축(15)의 타단은 제2피동기어체(22)의 원통부(22b)의 결합공(22c)에 결합될 수 있고, 이에 출력축(15)은 제2피동기어체(22)와 함께 동일방향으로 회전할 수 있다.

출력축(15)은 베어링(53, 54)에 의해 회전지지될 수 있고, 출력축(15)의 일단을 회전지지하는 베어링(53)은 제2하우징(12)의 내면에 형성된 장착홈(53a)에 장착될 수 있으며, 출력축(15)의 타단을 회전지지하는 베어링(54)은 후술하는 베어링 홀더(40)의 제2수용홈(42)에 장착될 수 있다.

복원스프링(16)은 플랩(6)을 원위치로 복원시키도록 구성될 수 있다. 여기서, 원위치는 플랩(6)이 EGR밸브(5)의 유로를 폐쇄하는 폐쇄위치 및 플랩(6)이 EGR밸브(5)의 유로를 개방하는 개방위치 중에서 어느 한 위치로 설정될 수 있으며, 이러한 플랩(6)의 원위치는 차량의 구조에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복원스프링(16)은 비틀림 스프링으로 이루어질 수 있고, 복원스프링(16)의 일단이 제2하우징(12)의 내면에 고정되고, 복원스프링(16)의 타단이 제2피동기어체(22)에 고정됨으로써 모터(13)에 전원이 공급되지 않을 경우에 복원스프링(16)의 비틀림 탄성력에 의해 제2피동기어체(22)가 원위치로 복귀할 수 있고, 이를 통해 출력축(15)이 원위치로 복귀함으로써 플랩(6)이 원위치로 이동할 수 있다.

기어트레인(20)과 제어기(14)의 회로기판(14a) 사이에 베어링 홀더(40)가 배치될 수 있고, 베어링 홀더(40)는 기어트레인(20)의 제1피동기어체(21)의 타단 및 제2피동기어체(21)의 타단을 지지하는 베어링(52)이 함께 수용되는 제1수용홈(41)과, 출력축(15)의 타단 및 출력축(15)의 타단을 지지하는 베어링(54)이 함께 수용되는 제2수용홈(42)과, 모터(13)의 샤프트(13b)의 타단 및 샤프트(13b)의 타단을 지지하는 베어링(55)이 함께 수용되는 제3수용홈(43)을 가질 수 있다.

엑츄에이터 하우징(11, 12)은 출력축(15)의 돌출된 일단의 둘레 즉, 출력축(15)의 노출된 부분을 덮는 이물질 유입방지부재(65)를 포함할 수 있고, 이물질 유입방지부재(65)에 의해 출력축(15)의 외면과 엑츄에이터 하우징 사이의 틈새로 수분, 기타 이물질 등이 유입됨이 방지될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 출력축(15)의 일단에는 소직경부(15e)가 형성될 수 있고, 출력축(15)의 소직경부(15e)는 나사부를 가질 수 있다. 출력축(15)의 소직경부(15e)는 “D” 컷 가공(“D” cutting)에 의해 형성된 평탄면(15d)을 가질 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이물질 유입방지부재(65)는 출력축(15)이 통과하는 관통홀(69)을 가질 수 있고, 관통홀(69)의 내경은 출력축(15)의 소직경부(15e)의 외경과 동일하게 형성될 수 있다. 이물질 유입방지부재(65)의 관통홀(69)은 출력축(15)의 평탄면(15d)과 부합하는 결합면(69d)을 가질 수 있다. 또한 레버(31)의 관통공(31a)은 출력축(15)의 평탄면(15d)과 부합하는 결합면(31d)을 가질 수 있다.

출력축(15)의 소직경부(15e)가 이물질 유입방지부재(65)의 관통홀(69) 및 레버(31)의 관통홀(31a)에 삽입되면 출력축(15)의 평탄면(15d)이 이물질 유입방지부재(65)의 결합면(69d) 및 레버(31)의 결합면(31d)과 밀착됨으로써 출력축(15)의 소직경부(15e), 이물질 유입방지부재(65)의 관통홀(69) 및 레버(31)의 관통홀(31a)는 상호 밀착되는 “D” 컷 구조(D cut structure)를 구성할 수 있다. 이를 통해, 출력축(15)이 이물질 유입방지부재(65)의 관통홀(69) 및 레버(31)의 관통홀(31a) 내에서 헛돌아감(rotational slip)이 방지될 수 있고, 이물질 유입방지부재(65) 및 레버(31)가 출력축(15)에 견고하게 결합될 수 있다. 너트(33)가 출력축(15)의 소직경부(15e)에 체결됨으로써 이물질 유입방지부재(65)는 레버(32)와 함께 출력축(15)의 소직경부(15e)에 견고하게 결합될 수 있다. 출력축(15)이 회전함으로써 레버(31) 및 이물질 유입방지부재(65)는 출력축(15)과 함께 동일방향으로 회전할 수 있다. 출력축(15)의 평탄면(15d)이 이물질 유입방지부재(65)의 결합면(69d) 및 레버(31)의 결합면(31d)과 밀착됨으로써 이물질 유입방지부재(65)와 레버(31) 사이에는 부하가 작용하지 않는다. 상술한 바와 같이, “D” 컷 구조에 의해 이물질 유입방지부재(65) 및 레버(31)이 출력축(15)의 소직경부(15e)에 견고하게 결합될 수 있다.

너트(33)와 레버(31) 사이에는 가스켓(34)이 개재될 수 있고, 가스켓(34)에 의해 레버(31)와 이물질 유입방지부재(65) 사이의 기밀성을 확보할 수 있다. 일 예에 따르면, 가스켓(34)은 기밀성 및 내마모성 등을 고려하여 동(Cu) 또는 동 합금재질로 구성될 수 있다.

엑츄에이터 하우징(11, 12)은 출력축(15)의 돌출된 일단과 인접한 부분을 지지하는 지지구조(60)를 가질 수 있고, 지지구조(60)는 엑츄에이터 하우징(11, 12)에서 돌출하며, 지지구조(60)는 출력축(15)이 통과하는 관통홀(60a)을 가질 수 있다.

이물질 유입방지부재(65)는 지지구조(60)의 돌출된 구조에 대응하도록 컵 형상으로 구성될 수 있다. 컵형상의 이물질 유입방지부재(65)가 돌출된 구조의 지지구조(60)를 전체적으로 덮도록 장착될 수 있고, 이를 통해 수분, 기타 이물질 등이 출력축(15)와 제2하우징(12) 사이의 틈새로 유입됨이 확실하게 차단될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 출력축(15)의 일단이 제2하우징(12)에서 돌출함에 따라 지지구조(60)는 제2하우징(12)에서 돌출하도록 구성될 수 있다.

지지구조(60)는 수직면(61)과, 수직면(61)의 상단에 형성된 경사면(62)과, 경사면(62)의 상단에 형성된 수평면(63)을 가질 수 있다. 이에 의해, 컵부재(65)는 지지구조(60)의 수직면(61)과 면하는 수직부(66)과, 경사면(62)과 면하는 경사부(67)과, 지지구조(60)의 수평면(63)과 면하는 수평부(68)를 가질 수 있다. 이에 의해, 이물질 유입방지부재(65)의 경사부(67)를 통해 수분 등이 자연스럽게 흘러내릴 수 있고, 이물질 유입방지부재(65)와 지지구조(60) 사이의 틈새가 수직방향, 경사방향, 수평방향으로 형성됨에 따라 수분, 기타 이물질 등이 제2하우징(12) 내로 유입됨이 확실하게 차단될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 지지구조(60)의 내부에는 장착홈(53a)이 형성될 수 있고, 장착홈(53a)의 내부에는 출력축(15)을 회전지지하는 베어링(53)이 장착될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 지지구조(60)의 내부에는 장착홈(53a)의 상측에 위치한 패킹 수용홈(64)이 형성될 수 있고, 패킹 수용홈(64)에는 패킹부재(70)가 장착될 수 있다.

패킹부재(70)는 출력축(15)과 지지구조(60)의 내면 사이의 틈새를 2차적으로 실링하도록 배치될 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 패킹부재(70)는 내측 실링 립(71, inner sealing lip)과 외측 실링 립(72, outer sealing lip)을 가질 수 있다. 내측 실링 립(71)은 출력축(15)의 외면과 접촉하도록 구성될 수 있고, 외측 실링 립(72)은 패킹 수용홈(64)의 내면과 접촉하도록 구성될 수 있다.

패킹부재(70)의 내측 실링 립(71)의 외면에는 환형의 스프링(73)이 장착될 수 있고, 환형의 스프링(73)이 내측 실링 립(71)의 원주방향으로 탄성력을 인가함으로써 출력축(15)의 회전 시에 출력축(15)과 패킹부재(70) 사이의 마찰이 최소화될 수 있다.

또한, 외측 실링 립(72)의 내면에는 환형의 스프링(74)이 장착될 수 있고, 환형의 스프링(74)이 외측 실링 립(72)의 원주방향으로 탄성력을 인가함으로써 출력축(15)의 회전 시에 출력축(15)과 패킹부재(70) 사이의 마찰이 더욱 최소화될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1피동기어체(21)에 대해 제1피동기어체(21)의 축선방향으로 탄성력을 인가하는 제1웨이브 와셔(47)와, 출력축(15)에 대해 축선방향으로 탄성력을 인가하는 제2웨이브 와셔(48)와, 모터(13)의 샤프트(13b)에 대해 샤프트(13b)의 축선방향으로 탄성력을 인가하는 제3웨이브 와셔(49)를 포함할 수 있다.

제1웨이브 와셔(47)는 베어링 홀더(40)의 제1수용홈(41)에 배치될 수 있고, 제1웨이브 와셔(47)는 환형을 따라 웨이브진 구조로 형성된 와셔일 수 있으며, 이에 제1웨이브 와셔(47)는 제1피동기어체(21)의 타단 및 베어링(52)에 대해 제1피동기어체(21)의 축선방향으로 탄성력을 인가하도록 제1수용홈(41) 내에 배치될 수 있다.

제2웨이브 와셔(48)는 베어링 홀더(40)의 제2수용홈(42)에 배치될 수 있으며, 제2웨이브 와셔(48)는 환형을 따라 웨이브진 구조로 형성된 와셔일 수 있으며, 이에 제2웨이브 와셔(48)는 출력축(15)의 타단 및 베어링(54)에 대해 출력축(15)의 축선방향으로 탄성력을 인가하도록 제2수용홈(42) 내에 배치될 수 있다.

또한, 제3웨이브 와셔(49)는 제1하우징(11)의 바닥에 형성된 장착홈(56a)에 배치될 수 있고, 제3웨이브 와셔(49)는 모터(13)의 샤프트(13b)의 타단 및 베어링(56)에 대해 샤프트(13b)의 축선방향으로 탄성력을 인가하도록 장착홈(56a) 내에 배치될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 제1웨이브 와셔(47), 제2웨이브 와셔(48), 제3웨이브 와셔(49)에 의해 제1피동기어체(21), 출력축(15), 모터(13)의 샤프트(13b)에 대해 탄성력을 인가함으로써 진동에 대한 댐핑성능을 개선할 수 있다.

출력축(15)은 제2하우징(12) 내의 기계적 스토퍼 구조에 의해 한정된 기계적 피벗 작동범위(M) 내에서 피벗하도록 구성될 수 있다. 한편, 레버(31) 및 출력축(15)은 모터(13) 및 제어기(14)에 의해 한정된 전기적 피벗 작동범위(E) 내에서 피벗하도록 구성될 수 있다. 레버(31) 및 출력축(51)이 기계적 스토퍼 구조와 간섭되거나 모터(13)에 과부하가 걸릴 수 있으므로 전기적 피벗 작동범위(E)는 기계적 피벗 작동범위(M) 보다 협소한 각도로 기계적 피벗 작동범위(M) 이내에 설정될 수 있다. 전기적 피벗 작동범위(E) 및 기계적 피벗 작동범위(M)의 상관관계를 고려하여 이물질 유입방지부재(65)를 장착할 때 레버(31)의 초기위치를 포지셔닝할 필요가 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 발명은 레버(31)의 초기위치를 포지셔닝하기 위한 포지셔닝구조(81, 82)를 포함할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 포지셔닝구조(81, 82)는 지지구조(60)에 형성된 포지셔닝 돌출부(81) 및 이물질 유입방지부재(65)에 형성된 노치(82)를 가질 수 있다.

포지셔닝 돌출부(81)에는 포지셔닝 마크(81a)를 가질 수 있고, 포지셔닝 마크(81a)는 엠보싱 등에 의해 일정 길이 및 일정 폭을 가지도록 형성될 수 있다.

노치(82)는 이물질 유입방지부재(65)의 하단 가장자리에서 형성될 수 있고, 노치(82)는 대향하는 제1노치면(82a) 및 제2노치면(82b)을 가질 수 있으며, 제1노치면(92a) 및 제2노치면(82b)에 의해 장착범위(s)가 한정될 수 있다.

도 11(a)은 포지셔닝 마크(81a)가 포지셔닝 노치(82)의 제1노치면(82a)및 제2노치면(82b) 사이의 장착범위(s)로부터 이탈된 상태를 나타낸다. 도 10(b)는 포지셔닝 마크가 포지셔닝 노치의 장착범위 이내에 위치한 상태를 나타낸다.

도 11(b)와 같이, 포지셔닝 마크(81a)가 노치(82)의 제1노치면(82a) 및 제2노치면(82b) 사이의 장착범위(s) 내에 위치하도록 이물질 유입방지부재(65)를 장착함으로써 레버(31)의 초기위치를 포지셔닝할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

5: EGR밸브 6: 플랩
10: EGR밸브 엑츄에이터
11: 제1하우징 12: 제2하우징
13: 모터 14: 제어기
15: 출력축 16: 복원스프링
18: 가스켓 20: 기어트레인
21: 제1피동기어체 22: 제2피동기어체
30: 링키지 47, 48, 48: 웨이브 와셔
60: 지지구조 61: 수직면
62: 경사면 63: 수평면
65: 이물질 유입방지부재 66: 수직부
67: 경사부 58: 수평부
70: 패킹부재 71: 내측 실링 립
72: 외측 실링 립 73: 스프링

Claims

모터 및 상기 모터를 제어하는 제어기가 장착되는 내부공간을 가진 엑츄에이터 하우징; 및
상기 모터의 동력을 전달받도록 연결된 출력축;을 포함하고,
상기 출력축의 일단이 상기 엑츄에이터 하우징의 외측으로 돌출하며, 상기 출력축의 일단에 레버가 결합되고, 상기 레버는 EGR밸브의 플랩에 링키지를 통해 연결되며, 상기 출력축의 일단을 덮도록 이물질 유입방지부재가 상기 출력축에 장착되고,
상기 엑츄에이터 하우징은 상기 출력축의 일단에 인접한 부분을 지지하는 지지구조를 가지고, 상기 지지구조는 상기 엑츄에이터 하우징에서 일체로 돌출하며, 상기 이물질 유입방지부재는 상기 지지구조를 덮도록 컵 형상으로 이루어지고,
상기 지지구조는 수직면과, 상기 수직면의 상단에 형성된 경사면과, 상기 경사면의 상단에 형성된 수평면을 가지며,
상기 이물질 유입방지부재는 상기 지지구조의 수직면과 면하는 수직부와, 경상기 지지구조의 경사면과 면하는 경사부와, 상기 지지구조의 수평면과 면하는 수평부를 가지며,
상기 이물질 유입방지부재는 상기 출력축이 통과하는 관통홀을 가지며, 상기 이물질 유입방지부재의 관통홀이 상기 출력축에 결합됨으로써 상기 이물질 유입방지부재의 하단이 상기 엑츄에이터 하우징의 상면으로부터 이격되는 EGR밸브 엑츄에이터.
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청구항 1에 있어서,
상기 출력축은 D컷 가공에 의해 형성된 평탄면을 가지고, 상기 이물질 유입방지부재의 관통홀은 상기 출력축의 평탄면에 부합하는 결합면을 가지고, 상기 레버는 상기 출력축이 통과하는 관통홀을 가지며, 상기 레버의 관통홀은 상기 출력축의 평탄면에 부합하는 결합면을 가지는 EGR밸브 엑츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 이물질 유입방지부재는 너트에 의해 상기 레버와 함께 상기 출력축에 결합되는 EGR밸브 엑츄에이터.
청구항 5에 있어서,
상기 너트와 상기 레버 사이에는 가스켓이 배치되는 EGR밸브 엑츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 지지구조는 패킹부재가 장착되는 패킹 수용홈을 가지는 EGR밸브 엑츄에이터.
청구항 7에 있어서,
상기 패킹부재는 상기 출력축의 외면과 접촉하는 내측 실링 립과, 상기 패킹 수용홈의 내면과 접촉하는 외측 실링 립을 가지고, 상기 내측 실링 립에는 환형의 스프링이 장착되는 EGR밸브 엑츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 출력축은 기어트레인을 통해 상기 모터의 동력을 전달받도록 구성되는 EGR밸브 엑츄에이터.
청구항 9에 있어서,
상기 출력축, 상기 기어트레인 및 상기 모터에 대해 탄성력을 인가하는 복수의 웨이브 와셔를 더 포함하는 EGR밸브 엑츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 레버의 초기 위치를 포지셔닝하는 포지셔닝구조를 더 포함하는 EGR밸브 엑츄에이터.
청구항 11에 있어서,
상기 포지셔닝구조는 상기 지지구조의 일측에 형성된 포지셔닝 돌출부 및 상기 이물질 유입방지부재에 형성된 노치를 가지는 EGR밸브 엑츄에이터.