KR100696559B1 - 스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체 및스프레이-백 제어 방법 - Google Patents

스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체 및스프레이-백 제어 방법 Download PDF

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Abstract

캡이 없는 연료 충전기 네크(capless fuel filler neck)는 연료 노즐이 충전기 튜브내로 삽입시 연료 노즐에 걸쳐서 밀봉하는 환형 탄성 시일을 갖는다. 노즐을 더욱 삽입할 경우 환형 시일의 하단부상의 림 플랜지에 대해 바이어스된 플래퍼(flapper)를 개방한다. 또한 노즐에 의한 플래퍼의 이동은 플래퍼상의 보조 시일을 이동시키며 이는 노즐 튜브의 외측에 배치된 분리 통기 통로를 개방한다. 노즐을 충전기 튜브로부터 제거시, 플래퍼는 림 플랜지에 대해 폐쇄시켜 충전기 튜브를 밀봉하며; 보조 시일은 통기 튜브를 폐쇄 및 밀봉한다. 통기 튜브는, 노즐이 가압 증기 및 충전기 튜브내에 갇힌 연료에 의해 탱크내의 플래퍼를 개방할 때 연료의 스프레이-백(spray-back)을 방지하고, 연료 보급 노즐의 흡기를 조절하기 위한 공기 입구 경로를 제공한다.

Description

스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체 및 스프레이-백 제어 방법{CAPLESS FUEL TANK FILLER ASSEMBLY}
도 1은 본 발명의 충전기 튜브 조립체의 노즐 수납 단부의 평면도,
도 2a는 도 1의 2a-2a 선 단면도,
도 2b는 도 1의 2b-2b 선 단면도,
도 3은 도 1의 충전기 튜브의 저면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 도 2a와 유사한 단면도,
도 5는 도 1의 실시예에 대해 플라스틱 배플 삽입체의 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 충전기 튜브 조립체 59, 60 : 아암
70, 72 : 통기 통로 74 : 배플 캡
76, 78 : 플루트 돌출부 88, 90 : 시일
본 발명은 자동차 연료 탱크용 연료 충전기 네크(fuel filler necks), 특히 상부 또는 충전기 네크의 단부를 수납하는 연료 분배 노즐상에 캡 또는 폐쇄부를 갖지 않는 형태의 충전기 네크 조립체에 관한 것이다.
자동차의 설계 및 제조에 있어서, 차량의 외면에 연료 충전기 액세스 도어를 제공하는 것 및 차량 몸체 구조체에 형성된 폐쇄된 캐비티내에 탱크 충전기 네크의 연료 분배 노즐 단부를 제공하는 것은 일반적이다. 대체적으로 충전기 네크 캐비티는 차량 몸체의 외부에 제공된 힌지식 충전기 도어를 통해 액세스할 수 있다. 그러한 구성에 있어서, 충전기 네크 폐쇄체 또는 캡은 연료 증기가 대기중으로 빠져나가는 것을 방지하기 위해 충전기 네크를 밀봉하는 것에 의존한다. 그러나 만일 연료 보급을 위해 캡을 제거한 후 사용자가 캡을 적절히 또는 완전하게 단단히 재설치하지 않을 경우, 아주 자주는 아니지만 연료 증기는 대기중으로 빠져나간다.
현재 대부분의 연료 충전기 네크 장치는 단지 적절한 연료용 노즐을 수납하도록 크기가 정해진 구멍을 갖는 충전기 네크내에 차단벽 또는 격벽을 사용하며, 구멍은 분배 노즐이 제거될 때 비 밀봉 트랩 도어 또는 스프링 바이어스식 플래퍼에 의해 폐쇄된다.
연료 충전기 튜브 또는 네크상의 캡을 제거하는 것 및 연료 보급 작업이 끝나고 노즐이 충전기 튜브로부터 회수될 때 충전기 튜브를 자동적으로 밀봉하기 위한 바이어스식 플래퍼에 의존하는 것이 제안되었다. 이러한 제안은 연료 보급 노즐이 플래퍼 및 탱크내의 잔류 증기 압력에 의해 차단벽 위에 갇힌 액체 연료로 연료 보급을 위해 충전기 튜브내로 삽입될 때 연료가 "스프레이-백(spray-back)"하는 경향에 의해 복잡하게 된다.
따라서, 연료 보급 노즐이 충전기 튜브내로 삽입될 때 가압된 탱크 조건으로 인한 스프레이-백 통기가 없는 캡이 없는 연료 탱크 충전기 네크(capless fuel tank filler neck)를 제공하는 방법 및 수단을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 동일 구조는 연료 보급 노즐 흡입 장치를 지지하기 위한 공기 입구 경로 및 노즐을 캡이 없는 충전기 튜브로부터 제거할 때 대기에 대해 증기 기밀 시일을 제공하여야 한다.
본 발명은 사용자가 분배 노즐을 삽입하여 자동차 연료 탱크를 충전하기 위한 캡이 없는 연료 충전기 네크 또는 튜브를 제공하며, 충전기 네크는 충전기 튜브내에 배치된 오리피스를 수납하는 감소된 직경의 노즐을 갖는 차단벽 또는 격벽을 가지는, 및 노즐의 제거시 오리피스를 밀봉하기 위한 트랩 도어 또는 힌지식 플래퍼를 가지는 형태이다. 본 발명의 충전기 튜브는 연료 보급을 위한 노즐의 삽입에 의해 플래퍼를 개방할 때 연료를 통기하기 위한 충전기 튜브를 따라 배치된 적어도 하나의 분리 통기 통로를 갖는다.
본 발명의 힌지식 플래퍼 또는 트랩 도어는 충전기 튜브내의 환형 시일과 연료 탱크에 연결된 충전기 네크의 단부 사이에 위치되며, 사용자가 노즐을 삽입할 때 환형 시일은 노즐 둘레를 밀봉한다. 노즐을 제거할 때, 힌지식 플래퍼는 충전기 네크내의 노즐 구멍 주위에 시일 및 적어도 하나의 통기 통로 주위에 분리 시일 을 이루며, 노즐 둘레의 밀봉은 충전기 구멍 둘레의 플래퍼 시일의 개방 및 그 후 통기 통로로의 플래퍼 시일의 개방에 따라 환형 시일에 의해 초기에 이루어진다. 따라서 통기 통로는 연료 보급 노즐이 힌지식 플래퍼를 개방하는 깊이로 충전기 네크내로 삽입될 때마다 개방된다. 이러한 것은 갇힌 연료의 통기가 연료 보급 동안에 이루어져 "스프레이-백"을 방지하며; 충전기 튜브로부터 노즐의 제거시 힌지식 플래퍼는 스프링에 의해 바이어스식으로 닫혀 통기 통로 및 충전기 튜브내의 연료 보급 노즐 구멍의 밀봉을 보장한다. 일 실시예에 있어서 통기 통로는 충전기 튜브의 측벽을 통해 배출되며; 다른 실시예에 있어서 통기 통로는 상부 영역내의 충전기 튜브내 배플된 챔버로 배출된다. 소망하는 경우, 힌지식 플래퍼 또는 트랩 도어는 압력 경감 밸브를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 충전기 튜브 조립체는 일반적으로 참조부호(10)로 나타내져 있으며 개방된 상단부(14) 및 그 내에 형성된 횡방향 격벽 또는 차단벽(16)을 갖는 관형 부재인 튜브(12)를 포함하며, 차단벽(16)은 그 내에 배치된 감소된 직경의 구멍(18)을 가지며 그 내에 제공된 일반적으로 참조부호(20)로 표시된 탄성 환형 시일을 가지며, 탄성 환형 시일(20)은 연료 보급 노즐(22)(도 2b에서 점선으로 및 도 4에서 실선으로 도시됨)의 삽입시 작동하여 노즐(22)의 주연부 둘레를 밀봉한다.
탄성 환형 시일(20)은 충전기 튜브(12)의 하단부에 형성된 환형 홈(28)내에 삽입되고 그의 위치에서 탄성 시일(20)을 억제 및 밀봉하도록 반경방향으로 압축되는 구상 림 부분(26)을 갖는다.
환형 시일 부재(20)는 그의 하단부에 제공된 탄성 환형 립 또는 림 플랜지(30) 형성의 제 2 밀봉 표면을 가지며, 림 플랜지(30)는 충전기 튜브(12)로부터 하방으로 반경방향 외측으로 연장하고 플래퍼 또는 트랩 도어[일반적으로 참조부호(32)로 표시됨]의 상면(34)에 대해 밀봉된다. 상면(34)은 비틀림 스프링(38)의 일 단부(36)에 의해 밀봉 맞물림으로 림 플랜지(30)에 대해 바이어스된다. 스프링(38)은 튜브(12)의 벽 또는 격벽에 제공된 돌출부(42, 44)에 고정된 샤프트 또는 핀(40)상에 수용된다. 스프링 앵커 러그(46)는 스프링(38)의 단부(36)가 설치되는 것에 대향해 플래퍼(32)의 하면상에 제공된다. 비틀림 스프링(38)의 대향 단부(48)는 차단벽(16)의 하면에 제공된 다른 러그 또는 돌출부(49)에 대해 설치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 압력 경감 밸브(50)는 플래퍼(32)에 제공되어 탱크의 파손을 야기하는 연료 탱크내의 초과 압력(overpressure)을 즉각적으로 제거한다. 압력 경감 밸브는 플래퍼의 상면(34) 위에 배치되는 컵형 부재(52)의 내부와 연통하며, 부재(52)는 증기가 밸브(50)의 개구상의 충전기 튜브의 상부 영역내로 빠져나가도록 제공된 다수의 구멍(54)을 갖는다. 압력 경감 밸브는 스프링(56)에 의해 폐쇄된 위치로 바이어스되며 스프링(56)은 사전설정 압력 한계값(preset pressure threshold)을 제공하며 스프링 아래에 밸브(50)가 폐쇄된채 남아 있음을 알 수 있다.
도 3을 참조하면, 플래퍼 밸브(32)는 그로부터 외측으로 연장하는 한쌍의 아암(58, 60)을 가지며, 한쌍의 아암(59, 60)은 그상에 형성된 수직 태브(62, 64)를 각기 가지며 수직 태브(62, 64)는 핀(40)이 통과하는 구멍을 가져서 플래퍼(32)용 피봇 축을 제공한다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 충전기 튜브는 참조부호(58)로 표시된 소직경 관형 영역의 내부에 형성되며, 이 소직경 관형 영역은 충전기 노즐을 구멍(18)내로 안내하도록 크기가 정해진 관형 영역(58)을 갖는 충전기 노즐용 구멍(18)과 연통한다. 충전기 튜브(12)의 구조체는 그 내에 형성된 보조 벽 부분을 가지며, 보조 벽 부분[참조부호(66, 68)로 표시됨]은 관형 영역(58)의 외측이고 그들 각각은 충전기 튜브 노즐 영역의 내부(58)와 평행히 이격된 구성인 통기 통로(70, 72)를 형성한다. 통로(64, 66) 각각은 하방으로 연장하고 시일 립(30)과 일반적으로 일치하는 종방향 스테이션에서 종단함을 알 수 있다. 통로(70, 72)의 상단부는 튜브(12)의 내부로 개방된다. 벽 부분(66, 68) 및 튜브(58) 벽의 외주연부는 개방 캐비티(82)를 형성한다. 적절한 배플 캡(74)은 통로(70, 72)의 상단부 위에 배치되며; 캡(74)은 그로부터 연장하는 한쌍의 플루트 돌출부(a pair of fluted projections)(76, 78)(도 5 참조)를 가지며, 이 플루트 돌출부(76, 78)는 통로(70, 72)의 상단부를 마찰식으로 상호끼워맞추고 캡을 통기 통로의 단부위에 남게하며 캐비티(82)의 상단부 위에 배플 플레이트를 제공한다. 캡(74)은 캐비티(82)의 단부의 방향을 바꾸기 위해 격벽(66, 68) 사이에 형성된 개방 캐비티(82)에 걸쳐 연장하는 플랜지 부분(80)을 갖는다.
각각의 통기 통로(70, 72)는 각기 참조부호(84, 86)로 표시된 횡단 구멍의 상단부에 인접해 안쪽에 제공되며, 통로중 하나가 도 2a에 실선으로 도시되어 있으며, 양 구멍(84, 86)은 도 1에 점선으로 도시되어 있다. 따라서 구멍(84, 86)은 통로(70, 72)로부터의 연료 증기를 대기중으로 개방된 캐비티(82)로 통기시키지만, 캡(74)의 플랜지(80)에 의해 방향이 바뀐다. 연료 보급동안, 공기는 통기 통로(70, 72)를 통해 캐비티(82)로부터 충전기 네크 튜브(12)로 유동하도록 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 변형 실시예가 일반적으로 참조부호(100)로 표시되어 있으며 여기서 충전기 튜브(12')는 노즐의 외부와 맞물리기 위한 밀봉 표면(24')을 갖는 탄성 환형 시일(20')이 제공된 감소된 직경의 노즐 튜브 부분(58')을 갖는다. 하단부 탄성 밀봉 림 플랜지(30')가 제공되며 그 상에 일반적으로 참조부호(32')로 표시된 플래퍼 밸브가 밀봉된다. 플래퍼(32')는 도 4에 폐쇄된 위치가 실선으로 도시되어 있으며 개방된 위치가 점선으로 도시되어 있다.
도 4의 실시예(100)의 통기 통로는 튜브(12')의 내벽에 형성되며 그중 하나가 도 4에 도시되어 있고 참조부호(70')로 표시되어 있으며 튜브(12')의 내부에 근접한 상단부를 갖는다. 횡단 구멍(84')은 튜브(12')의 벽에 형성되어 통로(70')와 외부가 연통한다.
도 4를 참조하면, 통기 통로(70')의 하단부는 단부 플랜지 시일(30')로서 일반적으로 동일한 종방향 스테이션에서 종단하며; 플래퍼(32')는 그 상에 한쌍의 탄성 보조 시일 부재가 제공되며, 한쌍의 탄성 보조 시일 부재중 하나가 도 4에 도시되고 참조부호(88')로 표시되어 있으며 통기 통로(70')의 하단부에 배치된다. 또 한 유사한 탄성 시일은, 도 3의 실시예의 플래퍼(32)에 제공되며, 도 3에서 참조부호(88, 90)로 표시되고, 각기 통로(70, 72)를 폐쇄하기 위한 것임을 알 수 있다.
본 발명의 실시예(100)인 실제적인 예인 도 4를 참조하면, 보조 시일(88')은 그 상에 형성된 돌출부(89')에 의해 플래퍼(32')에 고정되며 돌출부(89')는 플래퍼(32')에 형성된 구멍을 통해 연장한다.
도 1 내지 도 3의 실시예(100)와 유사하게, 보조 시일(88)은 플래퍼를 통해 연장하고 보조 시일(80)상에 형성된 돌출부(89)에 의해 플래퍼(32)에 고정되며; 보조 시일(90)은 플래퍼(32)내의 구멍을 통해 연장하고 보조 시일(90)상에 형성된 돌출부(91)에 의해 플래퍼(32)에 고정된다. 도 4의 실시예(100)에 있어서, 충전기 튜브(12')는 지지 튜브(92)내에 수납된채 도시되어 있으며, 지지 튜브(92)는 통기 가로-통로(84')를 충전기 튜브 외측으로 배출하도록 제공된 구멍(96)을 갖는다.
작동시, 양 실시예(10, 100)는 동일한 방법으로 작동한다. 노즐의 단부가 플래퍼(30, 32')와 접촉할 때까지 사용자가 노즐(22)을 시일(20, 20')내로 삽입할 때; 및 사용자가 더욱 삽입할 때, 플래퍼를 하방의 개방 위치(도 2b 및 도 4에 점선으로 도시됨)로 이동시켜 림 시일(30, 30') 및 통기 통로(70, 72, 70')를 개방시킨다.
노즐(22)의 제거시 보조 시일(88', 88, 90)은 림 시일(30, 30')상의 플래퍼의 폐쇄에 따라 각 통기 통로를 폐쇄한다.
따라서 본 발명은 노즐 수납 튜브의 외부에 평행한 관계로 배치된 보조 통기 통로를 제공함으로써 캡이 없는 연료 탱크 충전기 네크를 통기 및 폐쇄하기 위한 단일하고 신규한 방법을 제공하며, 통기 통로는 충전기 네크에 제공된 노즐 트랩 도어 또는 플래퍼 밸브에 의해 일반적으로 개방 및 폐쇄된다.
비록 본 발명이 도시된 실시예에 대해 상술되었지만, 본 발명은 수정 및 변형될 수 있으며 하기의 특허청구범위에 의해서만 한정됨을 알 수 있다.
본 발명은 연료 보급 후에 캡을 적절히 재설치하지 않아 발생하는 연료 증기의 배출을 방지하며, 연료 보급 노즐이 충전기 튜브내로 삽입될 때 가압된 탱크 조건에 의한 스프레이-백 통기가 발생하지 않는다.

Claims (13)

  1. 차량 연료 탱크의 연료 보급동안 스프레이-백(spray-back)을 방지하기 위한 충전기 튜브 조립체에 있어서,
    (a) 상기 연료 탱크에 연결된 제 1 단부와 상기 차량상의 액세스 구멍을 통해 연료 보급을 위한 것으로 상기 제 1 단부와 대향된 제 2 단부를 갖는 충전기 통로를 형성하며; 상기 충전기 통로와 나란히 배치된 통기 통로를 형성하며, 대기와 연통하는 제 1 단부 및 상기 탱크와 연통하는 제 2 단부를 갖는 튜브 구조체와,
    (b) 상기 충전기 튜브내에 제 1 환형 시일을 형성하며 상기 제 1 시일과 상기 탱크 사이의 상기 충전기 통로를 따라 배치된 제 2 환형 시일을 형성하는 탄성 구조체로서, 상기 시일은 연료 보급 노즐을 상기 튜브내로 삽입할 때 상기 노즐 주위를 밀봉하는, 탄성 구조체와,
    (c) 상기 튜브 구조체에 대해 이동하도록 배치된 밸브 부재를 포함하며, 상기 밸브 부재는 상기 제 2 환형 시일 주위를 밀봉하는 제 1 밀봉 표면과 상기 통기 통로의 제 2 단부 주위를 밀봉하는 제 2 밀봉 표면을 포함하며, 상기 연료 보급 노즐을 상기 충전기 통로의 제 2 단부내로 삽입할 때 상기 노즐은 상기 제 1 환형 시일에 의해 주위에 처음에 밀봉되며, 상기 노즐을 상기 충전기 통로내로 계속해서 삽입할 때 상기 밸브 부재는 점진적으로 이동되어 첫째로 상기 제 2 환형 시일을 개봉하고 그런 후 상기 통기 통로의 제 2 단부를 개방하며; 상기 탱크가 가득 차게 충전할 때 연료는 상기 통기 통로의 제 1 단부를 통해 배출되도록 상기 통기 통로로 들어가며, 상기 연료 보급 노즐을 상기 충전기 통로로부터 뺄 때, 상기 제 1 밀봉 표면이 상기 충전기 통로의 제 1 단부를 폐쇄하기 전에 상기 제 2 밀봉 표면이 상기 통기 통로의 제 2 단부를 폐쇄하는
    스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 부재는 상기 튜브 구조체상에서 피봇 운동하도록 장착되는
    스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 밀봉 표면은 상기 이동가능한 밸브 부재상에 제공된 탄성 밀봉 부재상에 형성되는
    스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 환형 시일은 가요성 환형 립을 포함하는
    스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    다수의 통기 통로 각각의 제 2 단부를 폐쇄하도록 배치된 상기 제 2 밀봉 표면중 하나를 갖는 다수의 통기 통로를 더 포함하는
    스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 통기 통로는 일반적으로 상기 충전기 통로와 평행히 이격된 구성으로 배치되는
    스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 환형 시일 및 상기 제 2 환형 시일은 하나의 형태로 일체식으로 형성되는
    스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체.
  8. 사용자가 노즐을 작동시켜 차량 연료 탱크에 연료를 보급하는 동안 스프레이-백(spray-back)을 제어하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 연료 탱크상를 위한 충전기 튜브에 시일을 위치시키고, 사용자가 분배 노즐을 충전기 튜브내의 제 1 위치로 삽입할 시 분배 노즐 주위를 밀봉하는 단계와,
    (b) 상기 충전기 튜브의 내부와 대기를 연통시키는 통기 통로를 형성하는 단계와,
    (c) 밸브 부재를 피봇에 대하여 이동가능한 상기 튜브내에 위치시키고, 상기 밸브 부재상의 제 1 밀봉 표면과 상기 제 1 밀봉 표면보다 상기 피봇으로부터 멀리 위치하는 제 2 밀봉 표면을 제공하는 단계와,
    (d) 상기 제 2 밀봉 표면이 상기 충전기 튜브를 밀봉시키고, 상기 제 1 밀봉 표면이 상기 통기 통로를 밀봉시키도록 상기 밸브 부재를 바이어스하는 단계와,
    (e) 상기 노즐이 더욱 삽입될 시 상기 밸브 부재를 상기 제 1 위치를 지나 제 2 위치에 접촉시키고, 상기 노즐과 함께 상기 밸브 부재를 상기 피봇에 대하여 점차적으로 이동시키고, 순차적으로 상기 제 2 밀봉 표면이 상기 충전기 튜브를 개방하고, 상기 제 1 밀봉 표면이 상기 통기 통로를 개방하는 단계를 포함하는
    스프레이-백 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 밸브 부재를 피봇시키는 단계는 상기 이동가능한 밸브 부재내에 보조 압력 경감 밸브를 위치시키는 단계를 포함하는
    스프레이-백 제어 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 시일 부재를 이동시키는 단계는 상기 통기 통로를 폐쇄시키고 사용자가 상기 노즐을 상기 충전기 튜브로부터 제거할 시 상기 밸브 부재를 폐쇄된 위치로 이동시키는 단계를 포함하는
    스프레이-백 제어 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 밀봉 표면을 형성하는 단계는 유연성이 있는 디스크 모양의 부재를 형성하는 단계와 상기 디스크 모양의 부재를 상기 밸브 부재에 부착시키는 단계를 포함하는
    스프레이-백 제어 방법.
KR1020000035527A 1999-06-30 2000-06-27 스프레이-백 방지를 위한 충전기 튜브 조립체 및스프레이-백 제어 방법 KR100696559B1 (ko)

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US09/345,232 US6155316A (en) 1999-06-30 1999-06-30 Capless fuel tank filler assembly
US09/345,232 1999-06-30

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