KR100498637B1 - 이중재질밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료탱크에 장착되어 증발가스를 캐니스터(Canister)로 압송하기 위한 통로 역할을 하는 롤오버밸브(Roll over Valve) 및 연료증발가스 배출제어 기능을 가지는 콘트롤밸브(Control Valve)에 관한 것으로, 밸브하우징(1)의 내부에서 플로트밸브(60)가 반복적으로 배출구(30)를 개폐하기 위해 접촉되고, 이로 인해 배출구(30)에서 발생되는 마모를 방지하기 위해 배출구(30)에 내구성이 강한 재질로 형성된 인서터(80)를 결합한 것을 특징으로 한다.

Description

이중재질밸브{Valve made of double material}

본 발명은 밸브의 작동에 의해 마모를 방지하기 위한 이중재질밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마모가 강한 재질로 형성된 인서터가 배출구에 삽입된 이중재질밸브이다.

자동차의 연료탱크에는 주행 중 연료의 요동이나 유동을 억제하기 위한 패널과 연료 유량계 등 다수의 장치와, 외부로부터 연료를 공급 받기 위한 주유관이 설치되어 있고, 이러한 주유관을 통하여 연료탱크 내부에 주입, 저장된 연료는 시간의 경과에 따라 연료증발가스를 생성하게 된다.

이러한 연료증발가스는 차량의 기화기나 연료탱크 내의 연료인 가솔린의 증발가스로서, 그 조성은 연료의 탄화수소와 동일하며 통상 차량으로부터 배출되는 모든 탄화수소량의 약 15%에 달하는 바, 이 연료증발가스가 대기 중으로 방출될 경우 심각한 대기오염의 원인이 된다.

이에, 통상 차량에는 엔진의 안정적인 작동을 위해 연료증발가스를 포집하여, 흡기계로 다시 유입시켜 연소시키는 캐니스터(canister)가 설치되고, 또한, 연료탱크에는 내부의 연료증발가스를 캐니스터로 압송하기 위한 롤오버 밸브(Rollover Valve) 및 콘트롤 밸브(Control Valve)가 설치되는 것이 일반적이다.

이러한 롤오버밸브(Rollover Valve) 및 콘트롤 밸브(Control Valve)를 구체적으로 설명하면, 롤오버밸브(Rollover Valve)는 연료탱크 내부에 발생된 증발가스를 캐니스터(Canister)로 배출시켜 연료탱크의 내부 압력의 상승을 억제하며, 차량이 전복되었을 경우에 액상의 연료가 증발가스 배출통로를 통해 유출되는 것을 방지하는 기능을 가지고 있는데, 롤오버밸브(Rollover Vavle)는 차량의 운행 또는 정지 시에 연료탱크 내에서 발생된 가솔린 증기인 연료증발가스를 포집하여 캐니스터로 공급시키는 밸브의 일종이다.

콘트롤밸브(Control Valve)는 연료의 주유시 연료탱크 내부의 탄화수소 등의 증발가스를 대기 중에 배출되지 않도록 캐니스터 측으로 회수하여 연료탱크에서 발생한 연료증발가스를 직접 대기에 방출되지 않도록 하는 장치인데, 구체적으로 연료의 주유시 개방되고, 연료가 탱크의 용량의 95% 상당일 경우 닫힘으로써 연료탱크내의 증발가스가 방출되는 것을 제어한다.

상기 기술한 밸브의 장치는 스틸(Steel) 연료탱크에 해당되는 것으로, 차량의 무게를 감소시키기 위해서는 플라스틱(Plastic)으로 연료탱크가 제작되고, 이러한 연료탱크에 밸브를 장착하기 위해서는 연료탱크와 같은 폴리에틸렌(PE)이라는 재질로 롤오버밸브(Rollover Valve) 및 콘트롤 밸브(Control Valve)를 성형 제작해야한다. 그러나, 폴리에칠렌(PE)이라는 재질로 밸브를 제작시 밸브내부에 플로트(Float)와 접촉되는 실링(sealing)부분의 마모로 연료의 누유 및 누기 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 밸브하우징의 내부 실링부분에 다른 재질의 인서터를 삽입 성형하여 플로트밸브의 개폐작용에 대한 마모가 방지되어서 기밀유지에 대한 내구성이 우수하고, 인서터의 돌출부가 밸브하우징의 원주홈에 맞물려 성형제작 시에 밸브하우징의 내부에서 이탈이 방지되는 이중재질밸브를 제공함에 있다.

본 발명은 플라스틱 연료탱크에 장착되어 캐니스터로 이동하는 연료증발가스의 통로를 제공하는 배출관이 형성되고, 내부에는 상기 배출관과 이어지는 배출구가 형성되며, 상기 배출구에는 인서트홈이 형성되고, 상부 외주면에는 플랜지가 형성된 밸브하우징;

상기 밸브하우징의 내부에 설치되고 상면에는 상기 배출구를 개폐하기 위한 개폐판이 부착된 플로트밸브;

상기 밸브하우징의 하부를 폐쇄하여 상기 플로트밸브가 상기 밸브하우징 내부에 구속되도록 상기 밸브하우징의 하면에 결합되는 리테이너;

상기 플로트밸브의 개폐판과의 마모를 방지하기 위해 상기 밸브하우징의 배출구에 형성된 인서트홈에 삽입되는 인서터;

상기 플로트밸브의 내부에서 플로트밸브의 자중에 의해 압축되어 상기 리테이너의 상면에 지지되는 스프링;

으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본 발명에 있어서, 상기 밸브하우징의 인서트홈에는 원주홈이 형성되고, 상기 인서터는 상기 원주홈에 맞물려 결합되기 위한 돌출부를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본 발명에 있어서, 상기 인서터는 기계적인 마모에 강한 나일론 수지 계열의 폴리아미드66(PA66)으로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 분해 사시도를 나타낸 도 1과 같이, 본 발명의 주요 구성요소는 연료탱크에 결합되는 밸브하우징(1)과, 상기 밸브하우징(1)의 내부에 설치되는 플로트밸브(60)와, 상기 밸브하우징(1)의 하면에 결합되는 리테이너(100)와, 상기 밸브하우징(1)에 설치되는 인서터(80)와, 상기 플로트밸브(60)를 지지하는 스프링(130)이다.

본 발명의 단면도를 나타낸 도 2에는 구성요소에 대한 결합구조가 상세하게 도시되어 있다. 상기 밸브하우징(1)은 연료탱크에 결합되기 위한 플랜지(10)가 형성되고, 상부에는 연료증발가스를 포집하기 위해 캐니스터로 연결되는 배출관(20)이 형성되며, 상기 배출관(20)과 통하여 연료증발가스가 배출되는 배출구(30)가 형성되고, 내부에는 도 3에 상세하게 도시된 것처럼 인서터(80)가 설치되는 인서트홈(40)이 형성되며, 상기 인서트홈(40)의 내주에는 원주홈(50)이 형성되어 있다.

상기 플로트밸브(60)는 연료증발가스가 상기 밸브하우징(1)의 배출구(30)를 통하여 배출되는 것을 개폐하기 위한 개폐밸브체로서, 상기 배출구(30)를 개폐하는 개폐판(70)이 상면에 부착되어 있다. 상기 플로트밸브(60)의 내부에는 스프링(130)이 삽입될 수 있는 원주형의 공간이 형성되어 있다.

상기 밸브하우징(1)의 하면에는 상기 플로트밸브(60)를 밸브하우징(1)의 내부에 구속하기 위한 리테이너(100)가 결합되며, 상기 리테이너(100)에는 연료증발가스가 상기 밸브하우징(1)의 내부로 유입될 수 있는 유입공(120)이 형성되어 있다.

상기 밸브하우징(1)의 배출구(30)에 형성된 인서트홈(40)에는 상기 플로트밸브(60)의 개폐판(70)과 맞닿을 때 마모를 방지하기 위해 상기 밸브하우징(1)의 주재료로 사용되는 폴리에틸렌(PE)과 다른 재료로 형성되는 인서터(80)가 결합된다. 상기 인서터(80)는 상기 밸브하우징(1)과 성형제작되며, 이러한 성형제작과정에서 상기 인서터(80)가 밸브하우징(1)에서 이탈되지 않도록 상기 밸브하우징(1)의 인서트홈(40)에는 상기 인서터(80)의 외주면에 형성된 돌출부(90)가 맞물려 결합될 수 있도록 원주홈(50)이 형성되어 있다. 또한, 상기 인서터(80)는 상기 플로트밸브(60)의 개폐과정에서 일어나는 기계적인 마모에 강한 재질인 나일론 수지계열의 폴리아미드66(PA66)로 형성된다.

상기 밸브하우징(1)의 내부에 설치되는 플로트밸브(60)의 내부공간에는 플로트밸브(60)의 자중에 의해 압축되어 상기 리테이너(100)에 지지되도록 스프링(130)이 설치되어 있다. 상기 스프링(130)은 상기 밸브하우징(1)이 기울어질 때 플로트밸브(60)를 밀어 올려 배출구(30)를 차단하고, 이로써 연료탱크에 저장된 액체상태의 연료가 상기 배출구(30)로 유출되는 것이 방지된다. 한편, 상기 밸브하우징의 배출관에는 연료가스가 배출되는 관과 기밀을 유지하기 위한 오링(110)이 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동과정은 도 4a, 4b, 4c에 도시되어 있다. 차량의 운행에 따라 연료탱크의 수평상태는 변화하고, 이러한 연료탱크에 부착된 밸브는 도 4b에 도시된 것처럼 기울어지게 된다. 밸브가 기울어짐에 따라 수직상태보다 스프링(130)을 누르고 있는 플로트밸브(60)의 자중은 작아지고, 플로트밸브(60)는 스프링(130)의 탄성력에 의해 상기 밸브하우징(1)의 인서터(80)에 형성된 배출가스통로를 폐쇄하게 된다. 다시 연료탱크가 수평상태로 돌아오면 플로트밸브(60)가 인서터(80)에서 떨어져 밸브가 개방된다. 이러한 밸브의 반복적인 개폐작용으로 인서터(80)가 마모되어 플로트밸브(60)의 배출구(30)에 대한 기밀유지 약화는 상기 인서터(80)가 마모에 강한 재질로 형성되어 방지된다.

따라서, 본 발명에 의하면 밸브하우징의 내부 실링(sealing)부분에 다른 재질의 인서터를 삽입 성형하여 플로트밸브의 개폐작용에 대한 마모가 방지되어서 기밀유지에 대한 내구성이 우수하고, 인서터의 돌출부가 밸브하우징의 원주홈에 맞물려 성형제작 시에 밸브하우징의 내부에서 이탈이 방지되는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 이중재질밸브의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 이중재질밸브의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 밸브하우징에서 인서터가 분리된 사시도이다.

도 4a, 4b, 4c는 본 발명에 따른 이중재질밸브의 작동단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 밸브하우징 10: 플랜지

20: 배출관 30: 배출구

40: 인서트홈 50: 원주홈

60: 플로트밸브 70: 개폐판

80: 인서터 90: 돌출부

100: 리테이너 110: 오링

120: 유입공 130: 스프링

Claims (3)

1. 플라스틱 연료탱크에 장착되어 캐니스터로 이동하는 연료증발가스의 통로를 제공하는 배출관이 형성되고, 내부에는 상기 배출관과 이어지는 배출구가 형성되며, 상기 배출구에는 원주홈이 형성된 인서트홈이 형성되고, 상부 외주면에는 플랜지가 형성된 밸브하우징;

   상기 밸브하우징의 내부에 설치되고 상면에는 상기 배출구를 개폐하기 위한 개폐판이 부착된 플로트밸브;

   상기 밸브하우징의 하부를 폐쇄하여 상기 플로트밸브가 상기 밸브하우징 내부에 구속되도록 상기 밸브하우징의 하면에 결합되는 리테이너;

   상기 플로트밸브의 개폐판과의 마모를 방지하기 위해 상기 밸브하우징의 배출구에 형성된 인서트홈에 삽입되며 상기 인서트홈의 원주홈에 맞물려 결합되기 위한 돌출부를 가지는 인서터;

   상기 플로트밸브의 내부에서 플로트밸브의 자중에 의해 압축되어 상기 리테이너의 상면에 지지되는 스프링;

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이중재질밸브.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 인서터는 기계적인 마모에 강한 나일론 수지 계열의 폴리아미드66(PA66)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 이중재질밸브.