KR20180096874A - Electronic bypass valve - Google Patents

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KR20180096874A
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KR1020170023015A
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이창훈
노의동
김동우
최봉기
이경민
정수진
정동진
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주식회사 유니크
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Abstract

The present invention relates to an electronic bypass valve capable of precisely controlling recirculation of exhaust gas. According to the present invention, the electronic bypass valve comprises a valve body, a flap installed in the valve body, and an actuator to turn the flap. The valve body comprises an intake port connected to an exhaust manifold; a first exhaust port connected to an intake manifold and a second exhaust port connected to an exhaust gas recirculation (EGR) cooler. A gas transfer passage to connect the intake port with the first and second exhaust ports is formed in the valve body. The flap to selectively connect the intake port is installed on the gas transfer passage. In other words, the flap is installed on the gas transfer passage to be able to turn, and connects the intake port to the first or second exhaust port when being turned. The actuator comprises an electric motor installed on one side of the valve body and a gear module to transfer driving force of the electric motor to the flap. The gear module comprises: a driving gear coupled to the electric motor; a driven gear coupled to a shaft of the flap; and an electro-motion gear to connect between the driving and driven gears.

Description

전자식 바이패스 밸브{ELECTRONIC BYPASS VALVE}[0001] ELECTRONIC BYPASS VALVE [0002]

본 발명은 배기가스 재순환 시스템에 구비된 바이패스 밸브에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 외부에서 인가된 전기적 신호에 의해 작동을 하는 전자식 바이패스 밸브에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bypass valve provided in an exhaust gas recirculation system, and more particularly to an electronic bypass valve that operates by an externally applied electrical signal.

일반적으로 배기가스(emission)는 혼합기의 연소 시 발생하여 배기관을 통해 외부로 배출되는 가스이며, 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOX), 미연소 탄화수소(HC) 등의 유해물질을 포함한다.In general, the exhaust gas (emission) is a gas that is generated during the mixing the combustion exhaust through the exhaust pipe to the outside, contains harmful substances such as carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NO X), unburned hydrocarbons (HC).

이러한 배기가스에 포함된 유해물질 중 질소산화물은 일산화탄소 및 탄화수소와 반비례적인 인과관계를 갖고 있다. 즉, 연료가 완전히 연소되어 일산화탄소 및 탄화수소가 가장 적게 배출되는 시점에서 질소산화물은 가장 많이 발생한다.Among these harmful substances contained in the exhaust gas, nitrogen oxides have a causal relationship with carbon monoxide and hydrocarbons. That is, nitrogen oxides are most generated when fuel is completely burned and carbon monoxide and hydrocarbons are least discharged.

따라서 질소산화물을 포함하는 오염물질의 허용량을 관계 법률로서 규제함에 따라 배기가스의 오염물질을 줄이기 위한 다양한 기술이 개발되고 있으며, 그 중 하나가 배기가스 재순환 시스템(Exhaust Gas Recirculation; EGR)이다.Accordingly, various technologies for reducing the pollutants of exhaust gas have been developed as the permissible amount of pollutants including nitrogen oxides is regulated as related laws. One of them is Exhaust Gas Recirculation (EGR).

상술한 배기가스 재순환 시스템은, 배기가스의 일부를 재순환시켜 출력이 저하되는 것을 최소화함과 동시에 최고연소온도를 낮춰 질소산화물의 발생량을 저감시키기 위한 시스템이다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 질소(N2)에 비해 열용량이 큰 이산화탄소(CO2)를 함유한 배기가스를 혼합기에 적절한 비율로 혼입할 경우 엔진의 최고연소온도를 낮출 수 있으며 이에 따라 질소산화물의 발생량을 저감시킬 수 있다.The exhaust gas recirculation system described above is a system for reducing the generation of nitrogen oxide by lowering the maximum combustion temperature while minimizing the reduction of the output by recirculating a part of the exhaust gas. In more detail, if the exhaust gas containing carbon dioxide (CO 2 ) having a higher heat capacity than nitrogen (N 2 ) is mixed in the mixer at a suitable ratio, the maximum combustion temperature of the engine can be lowered, It is possible to reduce the generation amount.

통상의 배기가스 재순환 시스템은, 배기매니폴드를 통하여 배출되는 배기가스의 일부를 흡기매니폴드로 재순환시키기 위한 재순환 파이프와, 재순환 파이프 상에 설치되어 재순환된 배기가스를 냉각하는 이지알 쿨러 어셈블리를 포함한다.A typical exhaust gas recirculation system includes a recirculation pipe for recirculating a part of the exhaust gas discharged through the exhaust manifold to the intake manifold and an easy-cooler assembly installed on the recirculation pipe for cooling the recirculated exhaust gas do.

재순환 파이프는, 이지알 쿨러 어셈블리의 일단에 연결되어 고온의 배기가스가 유입되는 인렛 파이프와, 이지알 쿨러 어셈블리의 타단에 연결되어 이지알 쿨러 어셈블리를 통해 냉각된 배기가스를 배출하는 아웃렛 파이프로 구성된다. 이때, 인렛 파이프 상에는 배기가스를 재순환시키는 이지알 밸브와, 인렛 파이프를 통해 유입된 배기가스가 선택적으로 유입되도록 하는 바이패스 밸브가 설치된다. The recirculation pipe is composed of an inlet pipe connected to one end of the easy-cooler assembly to receive a high-temperature exhaust gas, and an outlet pipe connected to the other end of the easy-cooler assembly to discharge exhaust gas cooled through the easy- do. At this time, an easy valve for recirculating the exhaust gas and a bypass valve for selectively introducing the exhaust gas introduced through the inlet pipe are provided on the inlet pipe.

그런데 종래의 바이패스 밸브는 엔진에서 발생하는 진공압, 즉 엔진부압에 의해 작동하는 구조로서, 재순환되는 배기가스를 정밀하게 제어할 수 없는 단점이 있었다. 특히, 엔진부압에 의해 작동하는 바이패스 밸브를 장시간 사용할 경우 오작동이나 변형의 우려가 있었다.
However, the conventional bypass valve has a disadvantage in that it can not precisely control the recirculated exhaust gas, which is operated by the vacuum pressure generated by the engine, that is, the engine negative pressure. Especially, when the bypass valve operated by the negative pressure of the engine is used for a long time, there is a fear of malfunction or deformation.

대한민국등록특허 제10-0955213호(2010.04.21.)Korean Patent No. 10-0955213 (Apr. 21, 2010)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 외부에서 인가되는 전기적 신호에 의해 구동됨으로써 배기가스의 재순환을 정밀하게 제어할 수 있으며, 장시간 사용에도 오작동이나 변형의 우려가 없는 내구성이 우수한 전자식 바이패스 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art and it is an object of the present invention to provide an exhaust gas recirculation system, A bypass valve is provided.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전자식 바이패스 밸브는, 밸브바디와, 상기 밸브바디의 내부에 설치된 플랩과, 상기 플랩을 회전시키는 액추에이터를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic bypass valve including a valve body, a flap installed inside the valve body, and an actuator for rotating the flap.

상기 밸브바디에는, 배기매니폴드에 연결되는 흡기구와, 흡기매니폴드에 연결되는 제1배기구와, 이지알 쿨러에 연결되는 제2배기구가 형성된다. 또한, 상기 밸브바디의 내부에는 상기 흡기구와, 상기 제1배기구와, 상기 제2배기구를 연결하는 가스이송로가 형성된다.The valve body is formed with an intake port connected to the exhaust manifold, a first exhaust port connected to the intake manifold, and a second exhaust port connected to the idle cooler. In addition, a gas transfer path for connecting the inlet port, the first exhaust port, and the second exhaust port is formed in the valve body.

상기 가스이송로 상에는 상기 흡기구를 선택적으로 연결하기 위한 플랩이 설치된다. 즉, 상기 플랩은 상기 가스이송로 상에 회전 가능하게 설치되며, 그 회전 시 상기 흡기구를 상기 제1배기구에 연결하거나 상기 제2배기구에 연결한다.A flap for selectively connecting the inlet port is provided on the gas transfer path. That is, the flap is rotatably installed on the gas transfer path and connects the inlet port to the first exhaust port or to the second exhaust port when the flap is rotated.

상기 액추에이터는, 상기 밸브바디의 일측에 마련된 전기모터와, 상기 전기모터의 구동력을 상기 플랩에 전달하는 기어모듈로 구성된다. 이때, 상기 기어모듈은, 상기 전기모터에 결합된 구동기어와, 상기 플랩의 샤프트에 결합된 종동기어와, 상기 구동기어와 상기 종동기어를 연결하는 전동기어로 구성된다. 또한, 상기 기어모듈은 상기 구동기어, 상기 종동기어, 상기 전동기어가 수용되는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징에는 상기 종동기어의 회전을 제한하는 스토퍼가 마련된다.
The actuator includes an electric motor provided at one side of the valve body and a gear module for transmitting a driving force of the electric motor to the flap. The gear module includes a driving gear coupled to the electric motor, a driven gear coupled to the shaft of the flap, and an electric motor coupled to the driving gear and the driven gear. In addition, the gear module may further include a housing in which the driving gear, the driven gear, and the transmission gear are received, and the housing is provided with a stopper for restricting rotation of the driven gear.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 플랩을 회전시키는 액추에이터가 외부에서 인가되는 전기적 신호에 의해 구동됨으로써 배기가스의 재순환을 정밀하게 제어할 수 있다.The present invention configured as described above can precisely control the recirculation of the exhaust gas by driving the actuator for rotating the flap by an electric signal applied from the outside.

또한, 본 발명은 기어모듈의 내부에 스토퍼를 마련하여 플랩과 연결된 종동기어의 회전을 제한함으로써 장시간 사용에도 오작동이나 변형의 우려가 없으며 내구성이 매우 우수하다.
In addition, according to the present invention, a stopper is provided in the gear module to limit the rotation of the driven gear connected to the flap, so that there is no fear of malfunction or deformation when used for a long time, and the durability is excellent.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 바이패스 밸브의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 바이패스 밸브의 분해사시도.
도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 바이패스 밸브 중 밸브바디의 단면도.
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 바이패스 밸브 중 기어모듈의 내부를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 바이패스 밸브 중 기어모듈을 확대한 도면.
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 바이패스 밸브의 작동상태도.1 is a perspective view of an electronic bypass valve according to an embodiment of the present invention;
2 is an exploded perspective view of an electronic bypass valve according to an embodiment of the present invention;
3 and 4 are sectional views of a valve body of an electronic bypass valve according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams showing the inside of a gear module of an electronic bypass valve according to an embodiment of the present invention.
7 is an enlarged view of a gear module of an electronic bypass valve according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are operational states of an electronic bypass valve according to an embodiment of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 바이패스 밸브는 배기가스 재순환 시스템의 인렛 파이프 상에 설치되어 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 흡기매니폴드 측으로 재순환시키는 밸브로서, 좀 더 상세하게는 배기가스의 온도에 따라 배기가스를 흡기매니폴드 측으로 직접 배출하거나 이지알 쿨러 측으로 배출하는 역할을 하는 밸브이다.An electronic bypass valve according to an embodiment of the present invention is a valve installed on an inlet pipe of an exhaust gas recirculation system and recirculating a part of exhaust gas discharged through an exhaust manifold to an intake manifold side, And discharges the exhaust gas directly to the intake manifold side or the exhaust gas cooler side depending on the temperature of the exhaust gas.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전자식 바이패스 밸브는, 배기가스 재순환 시스템의 인렛 파이프(미도시) 상에 설치되는 밸브바디(100)와, 밸브바디(100)의 일측(도면상 상부)에 설치되어 재순환되는 배기가스의 배출방향을 제어하는 액추에이터(200)를 포함한다.1 and 2, the electronic bypass valve according to the present embodiment includes a valve body 100 installed on an inlet pipe (not shown) of an exhaust gas recirculation system, And an actuator 200 installed at one side (upper part in the figure) for controlling the discharge direction of the recirculated exhaust gas.

밸브바디(100)와 액추에이터(200)는 복수의 볼트(310)를 통해 결합 및 고정되고, 밸브바디(100)와 액추에이터(200) 사이에는 소정의 두께를 가진 단열재(320)가 개재된다.The valve body 100 and the actuator 200 are coupled and fixed through a plurality of bolts 310 and a heat insulating material 320 having a predetermined thickness is interposed between the valve body 100 and the actuator 200.

일반적으로 밸브바디(100)는 고온의 배기가스에 견딜 수 있도록 금속재질로 제작된다. 반면, 액추에이터(200)의 하우징(210)은 기어모듈(240~260)을 수납할 수 있도록 합성수지로 제작된다. 따라서 하우징(210)을 밸브바디(100)에 직접 접촉시킬 경우 배기가스의 열에 의해 하우징(210)이 변형될 우려가 있다.Generally, the valve body 100 is made of a metal material so as to withstand a high temperature exhaust gas. Meanwhile, the housing 210 of the actuator 200 is made of synthetic resin to accommodate the gear modules 240 to 260. Therefore, when the housing 210 is brought into direct contact with the valve body 100, the housing 210 may be deformed by the heat of the exhaust gas.

본 실시예에서는 밸브바디(100)와 액추에이터(200) 사이에 단열재(320)를 개재하여 배기가스의 열이 밸브바디(200)를 통해 하우징(210) 측으로 전달되는 것을 차단함으로써 하우징(210)이 변형되는 것을 방지할 수 있다.In this embodiment, the heat of the exhaust gas is prevented from being transmitted between the valve body 100 and the actuator 200 through the heat insulating material 320 to the housing 210 side through the valve body 200, It is possible to prevent deformation.

밸브바디(100)의 좌측에는 배기매니폴드(미도시)와 연결되는 흡기구(110)가 형성되고, 우측에는 흡기매니폴드(미도시)와 연결되는 제1배기구(120)가 형성되며, 하부에는 이지알 쿨러(도 9의 300)에 연결되는 제2배기구(130)가 형성된다. 그리고 밸브바디(100)의 내부에는 흡기구(110), 제1배기구(120), 제2배기구(130)를 연결하는 가스이송로(140)가 형성된다.An intake port 110 connected to an exhaust manifold is formed on the left side of the valve body 100. A first exhaust port 120 connected to an intake manifold is formed on the right side of the valve body 100, And a second exhaust port 130 connected to the idle cooler (300 of FIG. 9) is formed. A gas transfer path 140 connecting the intake port 110, the first exhaust port 120, and the second exhaust port 130 is formed in the valve body 100.

이지알 쿨러(300)와 연결된 제2배기구(130)는, 배기가스를 이지알 쿨러(300) 측으로 배출하는 출구(132)와, 이지알 쿨러(300)에서 이송된 배기가스가 유입되는 입구(134)로 구성된다. 즉, 플랩(150)이 회전하여 흡기구(110)와 제2배기구(130)가 연결되면, 흡기구(110)에서 유입된 배기가스가 출구(132)를 통해 이지알 쿨러(300) 측으로 이송되고, 이지알 쿨러(300)에서 소정의 온도로 냉각된 후 입구(134)를 통해 제1배기구(120)로 이송된다.The second exhaust port 130 connected to the idle cooler 300 includes an outlet 132 for exhausting the exhaust gas toward the alaser cooler 300 and an outlet 132 for introducing the exhaust gas from the alaser cooler 300 134). That is, when the flap 150 rotates and the intake port 110 and the second exhaust port 130 are connected to each other, the exhaust gas flowing in from the intake port 110 is transferred to the air cooler 300 through the outlet 132, Cooled to a predetermined temperature in the easy-cooler 300, and then is transferred to the first exhaust port 120 through the inlet 134. [

가스이송로(140)는 흡기구(110), 제1배기구(120), 제2배기구(130)를 연결할 수 있도록 Y자 형태로 형성된다. 가스이송로(140)의 중단, 다시 말해 흡기구(110), 제1배기구(120), 제2배기구(130)를 연결하는 중단에는 배기가스의 배출방향을 제어하기 위한 플랩(150)이 설치된다.The gas transfer path 140 is formed in a Y-shape so as to connect the intake port 110, the first exhaust port 120, and the second exhaust port 130 with each other. A flap 150 for controlling the discharge direction of the exhaust gas is provided in the interruption of the gas transfer path 140, that is, in the interruption of connecting the intake port 110, the first exhaust port 120, and the second exhaust port 130 .

도 4에 도시된 바와 같이, 플랩(150)은 밸브바디(100)를 관통하는 샤프트(160)에 결합되어, 샤프트(160)의 회전 시 배기가스의 배출방향을 제어한다. 즉, 플랩(150)이 반시계방향으로 회전할 경우 제2배기구(130)를 막아 흡기구(110)와 제1배기구(120)가 연결되도록 한다(도 8 참조). 반면, 플랩(150)이 시계방향으로 회전하면 제1배기구(120)를 막아 흡기구(110)와 제2배기구(130)를 연결한다(도 9 참조).4, the flap 150 is coupled to a shaft 160 passing through the valve body 100 to control the exhaust direction of the exhaust gas when the shaft 160 rotates. That is, when the flap 150 rotates in the counterclockwise direction, the second exhaust port 130 is blocked to connect the inlet port 110 and the first exhaust port 120 (see FIG. 8). On the other hand, when the flap 150 rotates clockwise, the first exhaust port 120 is blocked to connect the inlet port 110 and the second exhaust port 130 (see FIG. 9).

예를 들어, 배기매니폴드(미도시)에서 유입된 배기가스의 온도가 설정값 이하일 경우 흡기구(110)와 제1배기구(120)를 연결하여 배기가스가 흡기매니폴드(미도시) 측으로 직접 배출되도록 한다(도 8 참조).For example, when the temperature of the exhaust gas flowing in the exhaust manifold (not shown) is lower than a set value, the intake port 110 and the first exhaust port 120 are connected to directly exhaust the exhaust gas toward the intake manifold (See FIG. 8).

반면, 배기매니폴드(미도시)에서 유입된 배기가스의 온도가 설정값 이상일 경우 흡기구(110)와 제2배기구(130)를 연결하여 배기가스가 이지알 쿨러(300)를 거쳐 제1배기구(120) 측으로 배출되도록 우회(bypass)하도록 한다(도 9 참조). 이때, 제2배기구(130)의 출구(132)로 배출된 배기가스는 이지알 쿨러(300)에서 설정값 이하의 온도로 냉각된 후 제2배기구(130)의 입구(134)를 통해 제1배기구(120)로 이송된다.On the other hand, when the temperature of the exhaust gas flowing in the exhaust manifold (not shown) is equal to or higher than the set value, the intake port 110 and the second exhaust port 130 are connected to each other, and the exhaust gas passes through the first exhaust port 120) (see Fig. 9). The exhaust gas discharged to the outlet 132 of the second exhaust port 130 is cooled to a temperature equal to or lower than a predetermined value in the idle cooler 300 and then discharged through the inlet 134 of the second exhaust port 130 to the first And is then transferred to the exhaust port 120.

샤프트(160)는 밸브바디(100)와 하우징(210)을 관통하도록 결합된다. 하우징(210)의 내부에 위치된 샤프트(160)의 상단에는 종동기어(260)가 결합되고, 가스이송로(140)에 위치된 샤프트(160)의 중단에는 플랩(150)이 결합된다. 또한, 종동기어(160)와 플랩(150) 사이에는 배기가스의 누출을 방지하기 위한 실링부재(170)가 구비된다.The shaft 160 is coupled to pass through the valve body 100 and the housing 210. A driven gear 260 is coupled to an upper end of a shaft 160 positioned inside the housing 210 and a flap 150 is coupled to an end of a shaft 160 positioned in the gas transfer path 140. A sealing member 170 is provided between the driven gear 160 and the flap 150 to prevent leakage of the exhaust gas.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 액추에이터(200)는, 밸브바디(100)에 결합되는 케이스(210,220)와, 케이스(210,220)의 일측에 설치된 전기모터(230)와, 전기모터(230)의 회전력을 샤프트(160)에 전달하는 기어모듈(240~260)로 구성된다.4 to 7, the actuator 200 includes a case 210, 220 coupled to the valve body 100, an electric motor 230 installed at one side of the case 210, 220, an electric motor 230 And gear modules 240 to 260 for transmitting the rotational force of the shaft 160 to the shaft 160.

케이스(210,220)는, 기어모듈(240~260)을 수납할 수 있는 공간이 마련된 하우징(210)과, 하우징(210)의 개방된 상면에 결합되는 커버(220)로 이루어진다. 이때, 하우징(210)과 커버(220)는 조립 및 분해가 용이하도록 C자 형상의 클램프(212)에 의해 고정된다.The cases 210 and 220 include a housing 210 having a space for accommodating the gear modules 240 to 260 and a cover 220 coupled to an open top surface of the housing 210. At this time, the housing 210 and the cover 220 are fixed by a C-shaped clamp 212 to facilitate assembly and disassembly.

기어모듈(240~260)은, 전기모터(230)에 결합된 구동기어(240)와, 구동기어(240)의 회전력을 전달하는 전동기어(250)와, 플랩(150)의 샤프트(160)에 결합된 종동기어(260)로 구성된다. 이때, 구동기어(240), 전동기어(250), 종동기어(260)는 외주면에 형성된 톱니가 회전축과 평행하게 형성된 스퍼기어(spur gear)이다. 이러한 스퍼기어는 전동효율이 우수할 뿐만 아니라 추력이 발생하지 않아 동력전달에 매우 적합하다.The gear modules 240 to 260 include a driving gear 240 coupled to the electric motor 230, a transmission gear 250 that transmits the rotational force of the driving gear 240, a shaft 160 of the flap 150, And a driven gear 260 coupled to the driven gear 260. The drive gear 240, the transmission gear 250, and the driven gear 260 are spur gears formed on the outer circumferential surface of which the teeth are formed in parallel with the rotation axis. Such a spur gear is not only excellent in transmission efficiency but also suited for power transmission because no thrust is generated.

구동기어(240)는 구동모터(230)의 회전축에 결합되는 피니언기어로서, 큰 회전력을 전달할 수 있도록 전동기어(250) 및 종동기어(260)보다 작은 직경으로 형성된다.The driving gear 240 is a pinion gear coupled to the rotating shaft of the driving motor 230 and formed to have a smaller diameter than the transmission gear 250 and the driven gear 260 so as to transmit a large rotational force.

전동기어(250)는 구동기어(240)의 회전속도를 감소시킴과 동시에 회전력을 증대시키기 위한 감속기어이다. 전동기어(250)는 구동기어(240)와 종동기어(260) 사이에 마련된 한 쌍, 즉 구동기어(240)에 맞물리는 제1전동기어(252)와, 종동기어(260)에 맞물리는 제2전동기어(254)로 구성된다.The transmission gear 250 is a reduction gear for reducing the rotational speed of the drive gear 240 and increasing the rotational force. The transmission gear 250 includes a first transmission gear 252 that is engaged with the drive gear 240 and a pair of gears provided between the drive gear 240 and the driven gear 260, 2 transmission gear 254.

제1전동기어(252)와 제2전동기어(254)는 감속비(회전속도 및 회전력) 조절을 위하여 다단 스퍼기어 형태를 갖는다. 제1전동기어(252)는 작은 직경을 가진 기어(소기어)가 상부에 위치되고 큰 직경을 가진 기어(대기어)가 하부에 마련된 다단의 스퍼기어 형태이고, 제2전동기어(254)는 대기어가 상부에 위치되며 소기어가 하부에 마련된 다단의 스퍼기어 형태이다. 이때, 구동기어(240)는 제1전동기어(252)의 대기어에 맞물리고, 종동기어(260)는 제2전동기어(254)의 소기어에 맞물리며, 제1전동기어(252)의 소기어와 제2전동기어(254)의 대기어가 맞물리게 배치된다.The first transmission gear 252 and the second transmission gear 254 have a multi-stage spur gear shape for adjusting the reduction ratio (rotation speed and rotational force). The first transmission gear 252 is a multi-stage spur gear type in which gears (small gears) having small diameters are located on the upper side and gears (large gears) A standby gear is located at the top and a small gear is a multi-stage spur gear type provided at the bottom. At this time, the driving gear 240 is engaged with the large gear of the first transmission gear 252, the driven gear 260 is engaged with the small gear of the second transmission gear 254, The gears of the second transmission gear 254 are arranged in an interlocking manner.

종동기어(260)는 전동기어(250)를 통해 조절된 회전력을 샤프트(160)에 전달하여 플랩(150)을 회전시키는 역할을 한다. 좀 더 상세하게는, 가스이송로(140) 상에 설치된 플랩(150)이 일정한 각도 사이를 왕복하여 회전함으로써 제1배기구(120)와 제2배기구(130) 중 어느 하나가 흡기구(110)에 연결되도록 한다.The driven gear 260 rotates the flap 150 by transmitting the rotational force adjusted through the electric gear 250 to the shaft 160. More specifically, the flap 150 installed on the gas transfer path 140 rotates and reciprocates between predetermined angles, so that any one of the first exhaust port 120 and the second exhaust port 130 is connected to the inlet port 110 To be connected.

이를 위하여, 종동기어(260)는 한쪽에 절개부(262)가 형성된 반달기어의 형태로 제작되고, 종동기어(260)의 회전반경 내에는 종동기어(260)의 회전을 제한하는 스토퍼(270)가 마련된다.The driven gear 260 is manufactured in the form of a bimetal gear having a cutout 262 formed on one side thereof and a stopper 270 for restricting the rotation of the driven gear 260 within the rotation radius of the driven gear 260, .

절개부(262)는 종동기어(260)의 중심에서 확장되는 부채꼴 형상으로 형성되고, 스토퍼(270)는 하우징(210)의 일측에서 종동기어(260) 측으로 돌출된 부채꼴 형상으로 형성된다. 이때, 절개부(262)의 중심각은 스토퍼(270)의 중심각보다 크게 형성되어, 종동기어(260)가 일정한 각도 회전(시계방향 또는 반시계방향)을 한 후 멈출 수 있도록 한다.The cutout portion 262 is formed in a fan shape extending from the center of the driven gear 260 and the stopper 270 is formed in a fan shape protruding from the one side of the housing 210 toward the driven gear 260. At this time, the central angle of the cutout portion 262 is formed to be larger than the central angle of the stopper 270, so that the driven gear 260 can be stopped after a certain angular rotation (clockwise or counterclockwise).

도 8에 도시된 바와 같이, 플랩(150)이 설치된 가스이송로(240)의 중단은 흡기구(110), 제1배기구(120), 제2배기구(130)를 연결할 수 있도록 삼각형 구조로 이루어진다. 따라서 플랩(150)은 그 회전 시 약 55~65도의 각도로 회전하게 되고, 종동기어(260)는 그보다 큰 회전각도, 예컨대 약 50~70도를 가질 수 있도록 형성된다.8, the interruption of the gas transfer path 240 in which the flap 150 is installed has a triangular structure so as to connect the intake port 110, the first exhaust port 120, and the second exhaust port 130 with each other. Thus, the flap 150 is rotated at an angle of about 55 to 65 degrees during its rotation, and the driven gear 260 is formed to have a greater rotation angle, for example, about 50 to 70 degrees.

한편, 본 실시예의 액추에이터(200)에는 종동기어(260)와 스토퍼(270)의 접촉 시 발생하는 충격을 저감 및 흡수하기 위한 구조가 적용된다.On the other hand, a structure for reducing and absorbing impact generated when the driven gear 260 and the stopper 270 are in contact with each other is applied to the actuator 200 of the present embodiment.

우선, 종동기어(260)와 스토퍼(270)가 접촉된 상태에서 절개부(262)의 내측면(264)과 스토퍼(270)의 외측면(272)이 서로 평행하거나 일치하지 않고 어긋나도록 형성된다(도 7 참조). 이와 같이, 절개부(262)의 내측면(264)과 스토퍼(270)의 외측면(272)을 서로 어긋나게 할 경우 종동기어(260)가 스토퍼(270)에 선접촉을 하게 되므로, 접촉면적을 최소화하여 접촉 시 발생하는 충격을 저감하게 된다.The inner side surface 264 of the cutout portion 262 and the outer side surface 272 of the stopper 270 are formed so as to be parallel to or not to be mutually shifted in a state where the driven gear 260 and the stopper 270 are in contact with each other (See FIG. 7). When the inner surface 264 of the cutout portion 262 and the outer surface 272 of the stopper 270 are displaced from each other as described above, the driven gear 260 comes into line contact with the stopper 270, So that the impact generated upon contact can be reduced.

또한, 스토퍼(270)에는 소정의 두께를 가진 탄성 재질의 완충재(280)가 설치된다. 완충재(280)는 종동기어(260)와의 접촉 시 발생하는 충격을 흡수함으로써 장기간 사용에 따른 내구성 저하를 방지하게 된다.The stopper 270 is provided with a buffer material 280 of an elastic material having a predetermined thickness. The cushioning material 280 absorbs impact generated when the driven gear 260 is in contact with the driven gear 260, thereby preventing durability deterioration due to long-term use.

도 8과 도 9는 본 실시예에 따른 전자식 바이패스 밸브의 작동과정을 도시한다.8 and 9 illustrate the operation of the electronic bypass valve according to the present embodiment.

배기가스 재순환 시스템은, 배기매니폴드(미도시)를 통해 배출되는 배기가스의 온도를 측정한 후, 그 온도에 따라 전자식 바이패스 밸브의 작동을 제어한다.The exhaust gas recirculation system measures the temperature of the exhaust gas discharged through an exhaust manifold (not shown), and controls the operation of the electronic bypass valve according to the temperature.

예컨대, 배기가스의 온도가 설정값 이하일 경우 플랩(150)을 반시계방향으로 회전시켜 흡기구(110)와 제1배기구(120)를 연결시킨다. 따라서 흡기구(110)를 통해 유입된 배기가스는 가스이송로(140)를 거쳐 제1배기구(120)로 직접 이송된다. 즉, 흡기구(110)에서 유입된 배기가스가 온도 변화 없이 제1배기구(120)로 배출된다(도 8 참조).For example, when the temperature of the exhaust gas is equal to or lower than a preset value, the flap 150 is rotated counterclockwise to connect the inlet port 110 and the first exhaust port 120. Therefore, the exhaust gas flowing through the intake port 110 is directly transferred to the first exhaust port 120 through the gas transfer path 140. That is, the exhaust gas flowing in from the inlet port 110 is discharged to the first exhaust port 120 without changing the temperature (refer to FIG. 8).

반면, 배기가스의 온도가 설정값 이상일 경우 플랩(150)을 시계방향으로 회전시켜 흡기구(110)와 제2배기구(120)를 연결시킨다. 흡기구(110)에서 유입된 배기가스는 가스이송로(140)를 거쳐 제2배기구(130)의 출구(132)를 통해 이지알 쿨러(300)로 배출되고, 이지알 쿨러(300)에서 설정값 이하의 온도로 냉각된 후 제2배기구(130)의 입구(134)를 거쳐 제1배기구(120)로 이송된다. 즉, 흡기구(110)에서 유입된 배기가스가 이지알 쿨러(300)에서 냉각과정을 거친 후 제1배기구(120)로 배출된다(도 9 참조).On the other hand, when the temperature of the exhaust gas is equal to or higher than the preset value, the flap 150 is rotated clockwise to connect the inlet port 110 and the second exhaust port 120. The exhaust gas flowing in the intake port 110 is discharged to the easy alum cooler 300 through the outlet 132 of the second exhaust port 130 via the gas transfer path 140, And is then transferred to the first exhaust port 120 through the inlet 134 of the second exhaust port 130. [ That is, the exhaust gas flowing in the intake port 110 is cooled in the isothermal cooler 300 and then discharged to the first exhaust port 120 (see FIG. 9).

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Those skilled in the art will understand. Therefore, the scope of protection of the present invention should be construed not only in the specific embodiments but also in the scope of claims, and all technical ideas within the scope of the same shall be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 밸브바디 110: 흡기구
120: 제1배기구 130: 제2배기구
140: 가스이송로 150: 플랩
160: 샤프트 200: 액추에이터
210: 하우징 220: 커버
230: 전기모터 240: 구동기어
250: 전동기어 260: 종동기어
270: 스토퍼 280: 완충재100: valve body 110: intake port
120: first exhaust port 130: second exhaust port
140: gas transfer path 150: flap
160: shaft 200: actuator
210: housing 220: cover
230: electric motor 240: drive gear
250: transmission gear 260: driven gear
270: Stopper 280: Cushioning material

Claims (10)

배기가스 재순환 시스템에 구비된 바이패스 밸브에 있어서,
배기매니폴드에 연결되는 흡기구와, 흡기매니폴드에 연결되는 제1배기구와, 이지알 쿨러에 연결되는 제2배기구와, 상기 흡기구, 상기 제1배기구, 상기 제2배기구를 연결하는 가스이송로가 형성된 밸브바디;
상기 가스이송로 상에 설치되고 회전 시 상기 흡기구를 상기 제1배기구 또는 상기 제2배기구에 선택적으로 연결하는 플랩; 및
상기 밸브바디의 일측에 마련된 전기모터와, 상기 전기모터의 구동력을 상기 플랩에 전달하는 기어모듈로 구성된 액추에이터를 포함하는 전자식 바이패스 밸브.
A bypass valve provided in an exhaust gas recirculation system,
An exhaust port connected to the exhaust manifold, a first exhaust port connected to the intake manifold, a second exhaust port connected to the idle cooler, and a gas transfer path connecting the intake port, the first exhaust port, and the second exhaust port, A formed valve body;
A flap installed on the gas transfer path and selectively connecting the inlet port to the first exhaust port or the second exhaust port upon rotation; And
An electric motor provided at one side of the valve body, and an actuator configured to transmit a driving force of the electric motor to the flap.
청구항 1에 있어서,
상기 기어모듈은, 상기 전기모터에 결합된 구동기어와, 상기 플랩의 샤프트에 결합된 종동기어와, 상기 구동기어와 상기 종동기어를 연결하는 전동기어로 구성된 것을 특징으로 하는 전자식 바이패스 밸브.
The method according to claim 1,
Wherein the gear module comprises: a driving gear coupled to the electric motor; a driven gear coupled to the shaft of the flap; and an electric motor coupled to the driving gear and the driven gear.
청구항 2에 있어서,
상기 기어모듈은 상기 구동기어, 상기 종동기어, 상기 전동기어가 수용되는 하우징을 더 포함하고,
상기 하우징에는 상기 종동기어의 회전을 제한하는 스토퍼가 마련된 것을 특징으로 하는 전자식 바이패스 밸브.
The method of claim 2,
Wherein the gear module further includes a housing in which the drive gear, the driven gear, and the transmission gear are accommodated,
Wherein the housing is provided with a stopper for restricting rotation of the driven gear.
청구항 3에 있어서,
상기 종동기어는 한쪽에 절개부가 형성된 반달기어이고, 상기 스토퍼가 상기 종동기어의 회전반경 내에 위치된 것을 특징으로 하는 전자식 바이패스 밸브.
The method of claim 3,
Wherein the driven gear is a half-moon gear having a cut-out portion at one end thereof, and the stopper is positioned within a turning radius of the driven gear.
청구항 4에 있어서,
상기 절개부는 부채꼴 형상으로 형성되고, 상기 스토퍼는 상기 절개부와 대응되는 부채꼴 형상으로 형성되되,
상기 절개부의 중심각은 상기 스토퍼의 중심각보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 전자식 바이패스 밸브.
The method of claim 4,
Wherein the cut-out portion is formed in a fan shape, the stopper is formed in a fan shape corresponding to the cut-out portion,
And the central angle of the cutout portion is larger than the central angle of the stopper.
청구항 5에 있어서,
상기 절개부의 내측면이 상기 스토퍼의 외측면에 선접촉을 하도록 형성된 것을 특징으로 하는 전자식 바이패스 밸브.
The method of claim 5,
And an inner side surface of the cut-out portion is in line contact with an outer side surface of the stopper.
청구항 6에 있어서,
상기 종동기어와의 접촉 시 충격을 흡수하기 위한 완충재가 상기 스토퍼에 설치된 것을 특징으로 하는 전자식 바이패스 밸브.
The method of claim 6,
And a cushioning material for absorbing an impact upon contact with the follower gear is provided on the stopper.
청구항 7에 있어서,
상기 기어모듈은 상기 하우징을 덮는 커버를 더 포함하여 구성되고,
상기 하우징과 상기 커버가 클램프에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 전자식 바이패스 밸브.
The method of claim 7,
Wherein the gear module further comprises a cover for covering the housing,
Wherein the housing and the cover are fixed by a clamp.
청구항 3 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 밸브바디의 일측에 결합되고, 상기 밸브바디와 상기 하우징 사이에 단열재가 개재된 것을 특징으로 하는 전자식 바이패스 밸브.
The method according to any one of claims 3 to 8,
Wherein the housing is coupled to one side of the valve body, and a heat insulating material is interposed between the valve body and the housing.
청구항 3 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 종동기어는 상기 밸브바디를 관통하는 상기 샤프트의 일단에 결합되고, 상기 샤프트의 중단에는 상기 플랩이 결합되며, 상기 플랩과 상기 종동기어 사이에 실링부재가 설치된 것을 특징으로 하는 전자식 바이패스 밸브.The method according to any one of claims 3 to 8,
Wherein the driven gear is coupled to one end of the shaft passing through the valve body, the flap is coupled to an end of the shaft, and a sealing member is provided between the flap and the driven gear.
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