KR101350656B1

KR101350656B1 - 엔진용 체크밸브 일체형 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브

Info

Publication number: KR101350656B1
Application number: KR1020080042315A
Authority: KR
Inventors: 한정환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2014-01-10
Also published as: KR20090116406A

Abstract

본 발명은 엔진용 체크밸브 일체형 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 출구측의 공기가 입구측으로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브 구조가 형성된 출력 니플 및 호스 이탈을 방지하도록 상기 출력 니플의 전단에 결합되는 벌지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브는 니플(nipple)부위에 체크밸브 구조를 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브와 일체로 형성하여 종래기술에 비해 부품 개수가 적어짐으로써 조립공수가 줄어들어 생산성이 향상 되고 원가가 절감되는 효과가 있으며, 엔진룸의 공간 설계가 더욱 자유롭게 되는 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브를 제공할 수 있다.

퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브, PCSV, 체크밸브

Description

엔진용 체크밸브 일체형 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브{Purge control solenoid valve with builtin check valve for engine}

본 발명은 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 구체적으로는 흡기 매니폴드내의 공기가 캐니스터로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브가 출력 니플 내부에 일체로 형성되는 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에서 사용하는 연료탱크(Fuel Tank)에서는 여러 요인들로 인해 증발가스가 발생하는데 이것이 그대로 대기에 방출하는 경우 대기를 오염시키므로 자동차에는 통상 이와 같은 가스를 엔진에서 연소시키기 위한 증발가스 제어장치가 구비된다. 이 증발가스는 공기청정기를 거쳐 유입되는 공기와 함께 활성탄이 구비된 캐니스터(Canister)로 유입되어 축적되고, 이곳으로부터 증발가스가 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(Purge Control Solenoid Valve; 이하 PCSV라 함)로 유입되며, ECU 신호에 의하여 PCSV가 작동하면 다시 서지 탱크(Surge Tank)에 공급되어 연소실로 향하게 된다. 이로써 유해 가스가 대기 중으로 방출되는 것을 막을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 PCSV의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 PCSV는 케이스(1)의 일측에 캐니스터(Canister)로부터 연장되는 공급파이프가 결합되기 위한 입력 니플(2)이 돌출형성되고 타측으로는 증발가스를 흡기매니폴드 측으로 배출시키기 위한 출력 니플(3)이 형성된다.

상기 PCSV는 전자석의 원리를 이용해 작동하는데, ECU의 제어에 의해 PCSV에 전원이 공급되면 솔레노이드 밸브가 열리고 전원 공급이 끊어지면 밸브에 연결된 스프링에 의해 밸브가 닫히게 된다.

그런데 상기 서지 탱크와 PCSV 사이에는 흡기 매니폴드(Intake Manifold)가 위치하는데, TCI 엔진에서는 터보 챠져(Turbo Charger)에 의해 흡기 매니폴드내에 PCSV의 밸브 스프링력보다 높은 과급압이 형성되어 매니폴드 내의 공기가 캐니스터로 역류하여 캐니스터의 압력을 상승시키는 문제가 발생한다.

상기와 같은 문제에 대한 개선책으로 종래에는 흡기 매니폴드와 PCSV 사이에 별도의 체크 밸브를 추가하여 과급압에 따른 역류를 막고 있다. 그러나 기존에 한 개의 호스만으로 PCSV와 흡기 매니폴드를 연결하던 것에 비해, 별도의 체크밸브를 삽입함으로써 흡기 매니폴드와 체크밸브, 체크밸브와 PCSV사이에 각각 한 개씩의 호스가 필요하게 되고, 호스 고정용 클램프의 개수도 2배로 늘어난다. 상기와 같이 구성요소가 많아짐에 따라 제품의 조립공수가 증가하여 생산성이 하락하며, 생산 원가 또한 높아지는 한편 체크밸브의 추가에 따라 엔진룸의 공간 설계에 제약이 많 아졌다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 흡기 매니폴드내의 공기가 캐니스터로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브를 별도로 구비하지 않고 PCSV의 출력 니플 내부에 일체로 형성하여, 흡기 매니폴드와 PCSV 사이를 연결하는 호스 및 호스 고정용 클램프의 개수를 줄일 수 있게 되어, 조립공수가 줄어들고 생산성이 향상되며 원가가 절감되는 효과가 있으며, 또한 엔진룸의 공간 설계가 더욱 자유로워지는 PCSV를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 PCSV는, 출구측의 공기가 입구측으로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브 구조가 형성된 출력 니플 및 호스 이탈을 방지하도록 상기 출력 니플의 전단에 결합되는 벌지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 벌지부는, 최대 외경이 상기 출력 니플의 외경보다 큰 것이 바람직하다.

상기 출력 니플의 전단의 내주면에는 가이드 홈이 형성되고, 상기 가이드 홈의 말단에는 상기 출력 니플의 길이방향과 교차하는 방향으로 절곡된 결합 홈이 연장되며, 상기 벌지부는, 상기 가이드 홈과 결합 홈을 따라 슬라이딩되는 돌기가 외주면에 형성됨으로써 상기 출력 니플과 결합 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 체크밸브 구조는, 관통공이 형성된 격벽, 상기 격벽에 형성된 관통공을 개폐하는 밸브 및 일단이 상기 벌지부의 말단에 형성된 스프링 시트에 안착되며 타단이 상기 밸브를 상기 관통공 측으로 가압하여 상기 밸브에 밀폐력을 제공하는 스프링을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 출력 니플의 외주면에는 호스 이탈을 방지하기 위한 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 PCSV에 의하면, 호스와 연결되는 통로역할만 하던 기존의 니플(Nipple)부위에 체크밸브 구조를 PCSV와 일체로 형성함으로써 종래기술에 비해 흡기 매니폴드와 PCSV 사이를 연결하는 호스의 개수를 줄일 수 있다. 호스의 개수를 줄임으로써 호스 고정용 클램프의 개수도 줄일 수 있게 되며, 종래기술에 비해 부품 개수가 적어지는 만큼 조립공수가 줄어들어 생산성 이 향상 되고 원가가 절감되는 효과가 있다. 또한 본 발명에 의한 PCSV에 의하면 체크밸브와 호스가 차지하던 공간을 없앨 수 있어서 엔진룸의 공간 설계가 더욱 자유로워지는 장점이 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 PCSV의 바람직한 실시예들을 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 의한 PCSV의 일 실시예의 측면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 PCSV의 일 실시예에 의한 벌지부와 출력 니플의 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 PCSV는 크게 케이스(10), 입력 니플(20), 출력 니플(30) 및 벌지부(40)로 구성된다. 입력 니플(20)에는 캐니스터와 연결되는 호스가 장착되어 캐니스터로부터 방출되는 증발가스가 인입되며, 출력 니플(30)에는 흡기 매니폴드와 연결되는 호스가 장착되어 증발가스가 흡기 매니폴드로 방출된다.

상기 출력 니플(30)의 내부에는 출구측(B)의 공기가 입구측(A)으로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브 구조가 형성되며, 상기 출력 니플(30)의 전단에는 호스 이탈을 방지하기위한 벌지부(40)가 결합되도록 구성된다.

상기와 같이 본 발명에 의한 PCSV의 가장 큰 특징은 출력 니플(30)의 구조에 있는데, 종래의 출력 니플이 흡기 매니폴드를 연결하는 호스와의 연결 통로 역할만 하던 것에 비해, 본 발명에 의한 PCSV의 출력 니플(30)은 단순히 연결 통로 역할만 하는 것이 아니라 내부에 체크밸브 구조가 형성되어 출구측(B)의 공기가 입구측(A)으로 역류하는 것을 방지하는 기능을 아울러 가진다.

이와 같은 동작이 가능하기 위한, 상기 출력 니플(30)의 구조적 특징에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 출력 니플(30) 내부에 형성되는 밸브 구조는 가스가 통과할 수 있을 정도의 면적의 관통공이 형성된 격벽(32), 상기 격벽(32)에 형성된 관통공을 개폐하는 밸브(50) 및 일단이 스프링 시트(42)에 안착되며 타단이 상기 밸브(40)를 상기 관통공 측으로 가압하여 상기 밸브(40)에 밀폐력을 제공하는 스프링(51)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 밸브(50)는 쇠구슬이나 고무밸브 등이 사용될 수 있는데, 스프링(51)에 의해 격벽(32)의 밸브 시트(33)에 안착되어 격벽(32)의 관통공을 막고 있다가 출력 니플(30)의 입구측(A)에 출구측(B)보다 높은 압력이 형성되면 그 압력차에 의해 스프링이 밀려나서 밸브(50)가 열리게 되어 가스가 통과할 수 있게 된다. 반면 흡기 매니폴드에 높은 과급압이 형성됨으로 인해 출구측(B)에 입구측(A)보다 높은 압력이 형성되더라도 밸브(50)가 열리지 않아 공기의 흐름이 차단되므로 공기가 역류하 는 것을 방지할 수 있으므로 출력 니플(30)이 체크밸브 기능을 할 수 있게 된다.

한편 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 PCSV는 흡기 매니폴드로부터 연장되는 호스를 연결했을 때 가스의 압력이나 진동 등에 의해 호스가 잘 빠지지 않도록 하기 위해 출력 니플(30) 전단에 결합되는 벌지부(40)를 구비한다. 벌지부(40)의 전단은 호스가 빠지는 것을 방지하기 위해 벌지 구조로 형성되고, 후단은 출력 니플(30)에 삽입되어 결합될 수 있는 구조로 형성되며, 벌지부(40)의 후단에는 스프링(51)이 안착될 수 있는 스프링 시트(42)가 형성될 수 있다. 이때 도 2에 도시된 바와 같이 벌지부(40)의 최대 외경은 출력 니플(30)의 외경보다 크게 형성됨으로써, 벌지부(40)가 결합된 출력 니플(30)에 호스가 장착되었을 때 벌지부(40)의 벌지구조에 걸리도록 하여 호스가 빠지는 것을 방지할 수 있다.

나아가 출력 니플(30)에 장착된 호스가 빠지는 것을 막기 위해서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 출력 니플(30)의 외주면에도 호스 이탈을 방지하기 위한 돌출부가 형성될 수 있다. 상기 돌출부를 형성함으로써 호스의 내벽이 걸리는 턱이 다수 존재하므로 호스의 이탈을 최대한 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 PCSV의 일실시예 중 벌지부(40)와 출력 니플(30)의 결합방법을 도시하기 위해 각각 돌기(41)와 가이드 홈(31) 및 결합 홈만을 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 벌지부(40)를 출력 니플(30)에 결합시키기 위하여 본 발명에 의한 PCSV는, 출력 니플(30)의 전단의 내주면에는 가이드 홈(31)이 형성되고, 상기 가이드 홈(31)의 말단에는 상기 출력 니플(30)의 길이방향과 교차하는 방향으로 절곡된 결합 홈이 연장되며, 상기 벌지부(40)의 외주면에는 상기 가이드 홈(31)과 결합 홈을 따라 슬라이딩되는 돌기(41)가 형성되도록 구성될 수 있다.

상기 벌지부(40)의 돌기(41)는 출력 니플(30)의 가이드 홈(31)에 삽입되어 슬라이딩되며, 벌지부(40)가 출력 니플(30)에 완전히 삽입되었을 때 벌지부(40)를 일 방향으로 회전시키면 벌지부(40)의 돌기(41)가 출력 니플(30)의 결합 홈에 안착되는데, 이 때 스프링 시트(42)에 안착된 스프링(51)의 미는 힘에 의해 벌지부(40)의 돌기(41)와 출력 니플(30)의 결합 홈 사이의 마찰력이 커져서 벌지부(40)는 잘 빠지지 않게 된다.

한편 벌지부(40)와 출력 니플(30)의 또 다른 결합 방법으로서, 벌지부(40)의 외주면과 출력 니플(30)의 내주면 각각에 수나사와 암나사를 형성하여 결합하거나, 억지 끼워맞춤 방법으로 결합할 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 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 PCSV의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 PCSV의 일 실시예의 측면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 PCSV의 일 실시예에 의한 벌지부와 출력 니플의 단면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 PCSV의 일 실시예의 벌지부와 출력 니플의 연결상태를 도시한 분해도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 케이스 20 : 입력 니플

30 : 출력 니플 31 : 가이드 홈

40 : 벌지부 41 : 돌기

42 : 스프링 시트 50 : 밸브

51 : 스프링

Claims

출구측의 공기가 입구측으로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브 구조가 형성된 출력 니플; 및

호스 이탈을 방지하도록 상기 출력 니플의 전단에 결합되는 벌지부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 체크밸브가 일체형으로 형성된 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브.
제1항에 있어서,

상기 벌지부는, 최대 외경이 상기 출력 니플의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 체크밸브가 일체형으로 형성된 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브.
제2항에 있어서,

상기 출력 니플의 전단의 내주면에는 가이드 홈이 형성되고,

상기 가이드 홈의 말단에는 상기 출력 니플의 길이방향과 교차하는 방향으로 절곡된 결합 홈이 연장되며,

상기 벌지부는, 상기 가이드 홈 및 결합 홈을 따라 슬라이딩되는 돌기가 외주면에 형성됨으로써 상기 출력 니플과 결합 가능한 것을 특징으로 하는 체크밸브 가 일체형으로 형성된 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브.
제2항에 있어서,

상기 체크밸브 구조는,

관통공이 형성된 격벽;

상기 격벽에 형성된 관통공을 개폐하는 밸브; 및

일단이 상기 벌지부의 말단에 형성된 스프링 시트에 안착되며 타단이 상기 밸브를 상기 관통공 측으로 가압하여 상기 밸브에 밀폐력을 제공하는 스프링;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 체크밸브가 일체형으로 형성된 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 출력 니플의 외주면에는 호스 이탈을 방지하기 위한 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 체크밸브가 일체형으로 형성된 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브.