KR101300925B1

KR101300925B1 - 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브

Info

Publication number: KR101300925B1
Application number: KR1020110124761A
Authority: KR
Inventors: 고형도; 박균범; 계태홍; 양종모
Original assignee: 주식회사 동희산업
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2013-08-27
Also published as: US8869818B2; KR20130058814A; US20130133758A1

Abstract

본 발명의 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브에 구비된 댐핑부재(10)는 적어도 1개 이상의 탄성편(12a,12b,12c,12d)을 갖추고, 상기 탄성편(12a,12b,12c,12d)의 탄성변형으로 상하로 유동되는 플로트(3)의 움직임이 흡수되어 밸브바디(1)의 바닥을 이루는 하부단(5)에 대한 플로트(3)의 접촉을 차단함으로써, 플로트(3)가 심하게 상하로 유동되는 어떠한 경우라도 벤트 밸브에서는 "딸깍"하는 접촉소음이 발생되지 않고, 이를 통해 작은 소음에도 민감한 하이브리드 자동차의 상품성을 크게 높일 수 있는 특징을 갖는다.

Description

소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브{Noise Protective type Vent Valve for Fuel Tank}

본 발명은 연료탱크 벤트 밸브에 관한 것으로, 특히 연료탱크내 연료유동으로 상하 유동하는 플로트(Float)의 밸브바디 바닥 접촉을 방지해줌으로써 접촉소음 형성을 근본적으로 차단할 수 있는 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 연료탱크 벤트 밸브는 연료탱크로 주입되는 연료량이 규정 값에 도달될 때 막혀져 더 이상 연료가 연료탱크로 주입되지 못하도록 차단하는 작용을 한다.

이를 위해, 벤트 밸브에는 연료탱크에 주입된 연료의 충진 수위가 설정된 범위에 도달되는 경우 연료로부터 부력을 받아 상승되는 플로트(Float)를 갖춤으로써, 플로터의 작용으로 밸브바디의 상부쪽을 차단하여 연료 주입건으로부터 더 이상의 연료주입을 차단하게 된다.

도 6(가)는 일반적인 벤트 밸브의 내부 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 벤트 밸브는 연료 주입건이 결합되는 밸브바디(1)의 상부쪽에서 볼과 함께 구성된 볼 시트(2)와, 밸브바디(1)의 공간을 점유하여 주입된 연료의 초과 상태에서 연료로부터 부력을 받아 위로 상승하는 플로트(3,Float)와, 밸브바디(1)의 하부단(5)을 이용하여 플로트(3)를 탄발지지하는 스프링(4)으로 구성된다.

상기 스프링(4)은 밑으로 내려가는 플로트(3)를 통해 압축 변형된다.

상기 하부단(5)은 밸브바디(1)와 일체로 이루어지지만, 경우에 따라 별도의 부품으로 제조된 후 밸브바디(1)에 결합될 수 있다.

통상, 밸브바디(1)와 플로트(3)는 플라스틱 재질을 적용한다.

그러므로, 연료의 주입시 및 연료량이 충만(full)되지 않은 상태에서는 밸브 바디(1)의 위쪽에 구비된 볼 시트(2)가 중력에 의해 스프링(4)을 압축하면서 플로트(3)를 밀어내려 줌으로써 벤트 통로가 열리는 반면, 연료의 부력에 의해서 플로트(3)가 위로 올라가 볼 시트(2)와 함께 볼을 올려 벤트 통로를 차단함으로써 연료 유입이 차단된다.

국내특허공개 10-1999-0062247(1999.07.26)은 연료탱크용 벤트 밸브에 관한 것이며, 이는 도 2 참조.

하지만, 상기와 같이 플로트(3)가 밸브바디(1)의 바닥을 이루는 하부단(5)을 이용하여 안착된 스프링(4)으로 탄발지지되고, 플로트(3)의 하단부와 밸브바디(1)의 하부단(5)사이에 아무런 지지구조가 적용되지 못함으로써 소음이 발생된다는 구조적 한계를 가질 수밖에 없다.

도 6(나)은 벤트 밸브에서 발생되는 상기와 같은 소음의 예로서, 도시된 바와 같이 차량 운행에 따른 연료 탱크의 연료유동으로 플로트(3)가 단속적인 부력으로 초기 위치(A)에서 이동위치(B)로 상하 유동되고, 밑으로 내려간 이동위치(B)에서 플로트(3)가 하부단(5)에 접촉(Ka)됨으로써 "딸깍"하는 접촉소음이 지속적으로 발생됨을 나타낸다.

이러한 접촉소음은 운전자에게 심한 불쾌감을 주게 되고, 특히 하이브리드 자동차의 경우 엔진오프(OFF)나 모터온(ON)시 밸브에서 유발되어 실내로 유입되는 작은 소음도 거슬리는 상황에서 벤트밸브의 "딸깍"하는 접촉소음의 실내 유입은 소비자의 불만으로 진전될 수 있다.

비록, 작동과 성능에 관계없는 소음이더라도 소비자의 불만으로 증폭됨으로써 결국 차량의 상품성에도 크게 영향을 미칠 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 연료 탱크의 연료유동에 의한 단속적인 부력으로 상하유동되는 플로트의 밸브바디 바닥 접촉을 완전 차단해줌으로써, 플로트의 상하유동으로 인한 접촉소음 형성 자체를 근본적으로 방지할 수 있는 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브는 바닥을 이루는 하부단과 틈새를 형성하는 바디이너가 내벽면에서 돌출된 밸브바디와;

스프링으로 탄발지지된 상태에서 연료탱크에 충진된 연료에 의한 부력으로 밸브바디의 상부로 형성된 벤트통로쪽으로 상승되는 플로트와;

상기 바디이너의 틈새로 끼워져 고정되고, 상기 하부단쪽으로 내려오는 상기 플로트에 의해 압축변형되더라도 상기 플로트의 하면과 상기 하부단의 접촉을 차단하는 댐핑부재;

를 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 댐핑부재는 상기 밸브바디의 내벽면에 형성된 바디이너의 틈새로 끼워져 고정되고, 상기 밸브바디의 바닥을 이루는 하부단에 안착되는 링과;

상기 링의 테두리에 일체로 이루어지고, 상기 링의 중심에 대해 등간격을 갖고 상기 링의 중심에 대해 바깥으로 향하는 개구부를 갖는"ㄷ"형상인 적어도 1개 이상의 탄성편;

으로 구성된다.

상기 탄성편은 등간격을 갖는 위치로 4개가 형성되어진다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브는 내부공간을 갖는 밸브바디와;

상기 밸브바디의 하부에 결합되고, 그 중심에서 단차진 단면구조로 돌출된 결합보스와, 상기 결합보스보다 큰 직경으로 동심원을 이루는 안착둘레를 갖춘 하부커버와;

상기 하부커버의 결합보스에 파여진 홈으로 끼워져 고정된 상태에서 상기 하부커버의 안착둘레에 지지되고, 상기 하부커버쪽으로 내려오는 상기 플로트에 의해 압축변형되더라도 상기 플로트의 하면과 상기 하부커버의 접촉을 차단하는 댐핑부재;

를 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 댐핑부재는 탄성변형되는 환형 접시링 타입이다.

상기 결합보스에 파여진 홈의 높이와 상기 안착둘레의 바닥면 돌출 높이간의 높이차는 상기 댐핑부재의 환형 접시링 형상이 갖는 곡률에 맞춰진다.

이러한 본 발명은 연료유동에 의한 단속적인 부력으로 상하유동되는 플로트의 밸브바디 바닥 접촉 차단으로 접촉소음 형성 자체를 근본적으로 형성하지 않는 효과가 있고, 특히 실내로 유입되는 작은 소음도 민감한 하이브리드 자동차에 벤트 밸브로 적용됨으로써 하이브리드 자동차 상품성을 크게 높일 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브의 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 벤트 밸브의 내부 구성도이며, 도 3은 도 1에 따른 벤트 밸브의 소음 차단 작동도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브의 구성도이며, 도 5는 도 4에 따른 벤트 밸브의 소음 차단 작동도이고, 도 6은 종래에 따른 연료탱크 벤트 밸브의 구성도 및 소음발생 작동상태이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브의 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 벤트 밸브는 연료 주입건이 결합되는 밸브바디(1)의 상부쪽에서 볼과 함께 구성된 볼 시트(2)와, 밸브바디(1)의 공간을 점유하여 주입된 연료의 초과 상태에서 연료로부터 부력을 받아 위로 상승하는 플로트(3,Float)와, 밸브바디(1)의 하부단(5)을 이용해 플로트(3)를 탄발지지하여 밑으로 내려가는 플로트(3)를 통해 압축 변형되는 스프링(4)과, 밑으로 내려온 플로트(3)에 의한 가압력으로 압축변형됨으로써 하부단(5)과 플로트(3)의 접촉을 완전히 차단하는 댐핑부재(10)로 구성된다.

통상, 밸브바디(1)와 플로트(3)는 플라스틱 재질을 적용한다.

상기 댐핑부재(10)는 밸브바디(1)의 내벽면 부위를 이용해 끼워(X)지고 바닥을 이루는 하부단(5)에 안착되는 링(11)과, 링(11)의 테두리 안쪽공간으로 위치되어 플로트(3)의 하면부위에 접촉(W)되는 적어도 1개 이상의 탄성편으로 이루어진다.

상기 탄성편은 링(11)의 테두리에 일체로 이루어지고, 링(11)의 중심에 대해 약 90도 간격(S)으로 4개를 한쌍으로 하는 제1탄성편(12a)과 제2탄성편(12b), 제3탄성편(12c) 및 제4탄성편(12d)으로 구성된다.

하지만, 상기 탄성편은 링(11)의 중심에 대해 약 120도 간격으로 3개를 한쌍으로 하여 구성될 수 도 있다.

본 발명의 제1실시예에서 상기 제1탄성편(12a)내지 제4탄성편(12d)은 한쪽을 개구시킨"ㄷ"형상으로 이루어지되, 그 개구된 방향은 링(11)의 중심(O)에 대해 바깥을 향하게 된다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브의 조립단면을 나타낸다.

벤트 밸브가 조립되면, 벤트 통로를 개폐하는 볼 시트(2)는 밸브바디(1)의 위로 위치되고, 볼 시트(2)에 의해 밑으로 내려가고 연료에 의한 부력으로 위로 올라가는 플로트(3)가 스프링(4)으로 탄발지지되어 밸브바디(1)의 내부 공간을 점유하며, 댐핑부재(10)가 하부단(5)과 간격을 두는 플로트(3)의 하부 끝에 접촉된 상태를 유지하도록 밸브바디(1)의 바닥을 이루는 하부단(5)에 결합된다.

이러한 댐핑부재(10)의 조립상태에서, 링(11)은 밸브바디(1)의 바닥을 이루는 하부단(5)에 안착된 상태가 되고, 4개를 한쌍으로 하여 링(11)에 형성된 탄성편(12a,12b,12c,12d)은 스프링(4)으로 탄발지지된 플로트(3)의 하면부위에 접촉(W)됨으로써 플로트(3)와 하부단(5)사이의 공간을 점유한 상태가 된다.

더불어, 상기 링(11)은 그 테두리가 밸브바디(1)의 내벽면에 형성된 바디이너(1a)의 틈새로 끼워(X)짐으로써 고정력을 형성해 준 상태가 된다.

이러한 링(11)의 테두리와 밸브바디(1)의 틈새를 이용한 고정구조는 밸브바디(1)의 설계변경 없이 댐핑부재(10)를 적용하는 장점을 제공할 수 있고, 이는 기존의 벤트 밸브에 상기 댐핑부재(10)가 별다른 어려움 없이 용이하게 설치될 수 있음을 의미한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 댐핑부재(10)를 이용한 벤트 밸브의 소음 차단 작동을 나타낸다.

도시된 상태는 플로트(3)가 부력 작용시 상승(Fu)되고 부력 미작용시 하강(Fd)됨으로써 차량 운행에 따른 연료 탱크의 연료유동으로 단속적인 부력을 받아 상하유동됨을 나타낸다.

하지만, 밸브바디(1)에 고정(X)되어 플로트(3)와 하부단(5)사이에 구비된 댐핑부재(10)가 4개 부분으로 이루어진 탄성편(12a,12b,12c,12d)을 이용해 밑으로 하강(Fd)되는 플로트(3)를 저지함으로써 밸브바디(1)의 바닥을 이루는 하부단(5)과 접촉되지 않게 된다.

이로 인해, 플로트(3)가 상하로 유동된다 하더라도 벤트 밸브에서는 "딸깍"하는 접촉소음이 발생되지 않게 되고, 이러한 벤트 밸브의 소음방지는 플로트(3)의 유동이 매우 커지더라도 이에 맞춰 작용되는 댐핑부재(10)를 통해 지속될 수 있게 된다.

일례로, 밑으로 하강(Fd)되는 플로트(3)의 가압력이 플로트(3)를 지지하는 댐핑부재(10)의 탄성편(12a,12b,12c,12d)의 탄성력보다 더 크게 작용되면, 탄성편(12a,12b,12c,12d)은 초기위치(a)에서 이동위치(b)로 탄성변형되고, 이러한 탄성편(12a,12b,12c,12d)의 탄성변형은 플로트(3)의 하강이동변위를 흡수하게 된다.

이와 같은 탄성편(12a,12b,12c,12d)을 이용한 플로트(3)의 하강이동변위흡수는 밸브바디(1)의 바닥을 이루는 하부단(5)에 대한 플로트(3)의 접촉을 차단하여 주고, 이로 인해 플로트(3)가 심하게 상하로 유동되더라도 벤트 밸브에서는 "딸깍"하는 접촉소음이 발생되지 않게 된다.

설명된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 댐핑부재(10)는 적어도 1개 이상의 탄성편(12a,12b,12c,12d)을 갖추고, 상기 탄성편(12a,12b,12c,12d)의 탄성변형으로 상하로 유동되는 플로트(3)의 움직임이 흡수되어 밸브바디(1)의 바닥을 이루는 하부단(5)에 대한 플로트(3)의 접촉을 차단함으로써, 플로트(3)가 심하게 상하로 유동되는 어떠한 경우라도 벤트 밸브에서는 "딸깍"하는 접촉소음이 발생되지 않고, 이를 통해 작은 소음에도 민감한 하이브리드 자동차의 상품성을 크게 높일 수 있게 된다.

한편, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 벤트 밸브는 제1실시예에 따른 벤트 밸브와 동일한 작용을 하는 볼 시트(2)와 플로트(3) 및 스프링(4)으로 구성됨을 알 수 있고, 다만 제1실시예에 따른 댐핑부재(10)와 동일한 작용을 하지만 그 형상을 달리하는 댐핑부재(20)를 갖춘 차이점이 있다.

즉, 제2실시예에 따른 댐핑부재(20)는 탄성변형되는 환형 접시링 타입으로 이루어짐으로써 제1실시예의 댐핑부재(10)에 비해 극히 단순환 형상을 갖고, 이러한 댐핑부재(20)의 극히 단순한 형상으로 인해 제1실시예의 댐핑부재(10)에 비해 원가 경쟁력을 크게 높일 수 있게 된다.

다만, 제2실시예에 따른 댐핑부재(20)는 그 형상에 적합한 조립구조를 갖는 벤트밸브를 필요로 하고, 이로 인해 제2실시예에 따른 밸브바디(1)는 제1실시예와 같이 바닥을 이루는 하부단(5)이 밸브바디(1)와 일체로 형성되지 않고, 대신 밸브바디(1)의 하부를 이용해 서로 결합되도록 별도로 제조되는 하부커버(50)를 필요로 하는 차이점이 있게 된다.

상기 하부커버(50)는 그 중심에서 단차진 단면구조를 이루고 돌출된 결합보스(51)와, 결합보스(51)보다 큰 직경으로 결합보스(51)에 대해 동심원을 이루고 결합보스(51)에 비해 낮은 높이로 돌출된 안착둘레(52)로 이루어진다.

상기 결합보스(51)에는 그 둘레를 따라 파여진 홈(51a)이 더 형성되며, 상기 홈(51a)은 하부커버(50)의 바닥면에 대해 안착둘레(52)가 갖는 돌출 높이에 비해 더 높은 위치로 형성되고, 상기 홈(51a)과 상기 안착둘레(52)가 갖는 돌출 높이차는 댐핑부재(20)가 갖는 환형 접시링의 곡률에 맞춰진다.

상기와 같이 상기 홈(51a)과 상기 안착둘레(52)가 갖는 돌출 높이차가 댐핑부재(20)의 환형 접시링 곡률에 맞춰짐으로써, 댐핑부재(20)가 홈(51a)에 끼워진 상태에서 안착둘레(52)로 밀착된 상태에서는 댐핑부재(20)의 변형이 일어나지 않게 된다.

본 발명의 제2실시예에서 상기 하부커버(50)와 밸브바디(1)는 홈과 돌기 구조나 또는 후크구조와 같은 일반적인 체결구조가 적용됨으로써 착탈식으로 결합된다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 댐핑부재(20)를 이용한 벤트 밸브의 소음 차단 작동을 나타낸다.

하지만, 밸브바디(1)의 하부에 결합된 하부커버(50)의 돌출된 결합보스(51)의 홈(51a)에 끼워져 고정되고 안착둘레(52)로 지지된 댐핑부재(20)가 밑으로 하강(Fd)되는 플로트(3)를 저지함으로써 밸브바디(1)의 바닥을 이루는 하부커버(50)와 접촉되지 않게 된다.

이로 인해, 플로트(3)가 상하로 유동된다 하더라도 벤트 밸브에서는 "딸깍"하는 접촉소음이 발생되지 않게 되고, 이러한 벤트 밸브의 소음방지는 플로트(3)의 유동이 매우 커지더라도 이에 맞춰 작용되는 댐핑부재(20)를 통해 지속될 수 있게 된다.

일례로, 밑으로 하강(Fd)되는 플로트(3)의 가압력이 플로트(3)를 지지하는 댐핑부재(20)의 탄성력보다 더 크게 작용되더라도 초기위치(a)에서 이동위치(b)로 탄성변형될 수 있고, 이러한 댐핑부재(20)의 탄성변형은 플로트(3)의 하강이동변위를 흡수함으로써 "딸깍"하는 접촉소음 발생을 방지하게 된다.

설명된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 댐핑부재(20)도 제1실시예의 는 댐핑부재(10)와 동일하게 플로트(3)의 심한 상하로 유동시에도 "딸깍"하는 접촉소음 발생을 방지해 하이브리드 자동차의 상품성을 크게 높일 수 있고, 이에 더하여 제1실시예의 댐핑부재(10)에 비해 극히 단순환 환형 접시링 타입을 이룸으로써 원가 경쟁력도 크게 높일 수 있게 된다.

1 : 밸브바디 1a : 바디이너
2 : 볼 시트
3 : 플로트(Float) 4 : 스프링
5 : 하부단 10,20 : 댐핑부재
11 : 링 12a,12b,12c,12d : 탄성편
50 : 하부커버 51 : 결합보스
51a : 홈 52 : 안착둘레

Claims

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내부공간을 갖는 밸브바디와;
스프링으로 탄발지지된 상태에서 연료탱크에 충진된 연료에 의한 부력으로 밸브바디의 상부로 형성된 벤트통로쪽으로 상승되는 플로트와;
상기 밸브바디의 하부에 결합되고, 그 중심에서 단차진 단면구조로 돌출된 결합보스와, 상기 결합보스보다 큰 직경으로 동심원을 이루는 안착둘레를 갖춘 하부커버와;
상기 하부커버의 결합보스에 파여진 홈으로 끼워져 고정된 상태에서 상기 하부커버의 안착둘레에 지지되고, 상기 하부커버쪽으로 내려오는 상기 플로트에 의해 압축변형되더라도 상기 플로트의 하면과 상기 하부커버의 접촉을 차단하는 댐핑부재;
를 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브.
청구항 4에 있어서, 상기 댐핑부재는 탄성변형되는 환형 접시링 타입인 것을 특징으로 하는 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브.
청구항 4에 있어서, 상기 결합보스에 파여진 홈의 높이와 상기 안착둘레의 바닥면 돌출 높이간의 높이차는 상기 댐핑부재의 환형 접시링 형상이 갖는 곡률에 맞춰진 것을 특징으로 하는 소음 방지타입 연료탱크 벤트 밸브.