KR101575516B1 - 차량의 캐니스터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료탱크에서 발생하는 연료 증발가스를 포집하여 연소를 위해 엔진측에 제공하는 캐니스터 장치에 관한 것이다.
본 발명은 ELCM이나 히팅모듈 등과 같은 주변부품 설치 시 슬라이드 핀을 이용하여 주변부품을 체결하는 새로운 형태의 주변부품 체결구조를 구현함으로써, 캐니스터 외벽 형상에 따른 제약을 받지 않고 설치가 가능하여 주변부품의 형상 자유도를 높일 수 있고, 특히 동일 캐니스터를 이용하여 여러 주변부품과 체결이 가능함에 따라 캐니스터의 공용화가 가능한 차량의 캐니스터 장치를 제공한다.

Description

차량의 캐니스터 장치{Canister device for vehicle}

본 발명은 차량의 캐니스터 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료탱크에서 발생하는 연료 증발가스를 포집하여 연소를 위해 엔진측에 제공하는 캐니스터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서 사용하는 연료를 모아놓은 연료탱크는 여러 요인으로 인해 연료 탱크에서 증발가스(HC)가 발생하게 되고, 이것이 그대로 대기에 방출되는 경우 대기를 오염시키게 된다.

따라서, 차량에는 연료로부터 증발되는 가스를 엔진에서 연소시키기 위한 연료 시스템이 갖추어져 있다.

이러한 연료 시스템은 연료탱크측의 ROV(Roll Over Valve)나 FLVV 등으로부터의 증발가스 및 대기측의 CCV로부터의 공기가 캐니스터에 유입되어 축적되고, 이렇게 축적된 증발가스는 PCSV(Purge Control Solenoid valve)의 개폐작동에 따라 엔진의 흡기매니폴드를 거쳐 연소실로 유입되면서 연소가 이루어지는 방식으로 되어 있다.

예를 들면, 엔진의 냉각수 온도가 65℃ 이상이 되면 PCSV가 열리면서 캐니스터의 활성탄에 흡착된 증발가스가 밑에서 들어오는 외부공기에 의해 활성탄에서 이탈되고, 계속해서 엔진의 흡기매니폴드를 통해 연소실로 흡입되어 연소가 이루어지게 된다.

최근에는 고효율, 고연비 차량의 대두 및 증발가스 법규 강화에 맞춰 연료 시스템의 캐니스터에 히팅모듈이나 ELCM 등과 같은 주변부품을 적용하고 있는 추세이다.

예를 들면, 기존 가솔린 차량 대비 퍼지량 50% 수준에서 강화 법규 만족이 가능한 히팅모듈(캐니스터로 유입되는 외부의 공기를 가열하는 기능 등)을 설치하여 사용하고 있으며, 또 퍼지 시 충분한 캐니스터 탈착량 확보 등을 위해 ELCM(연료탱크의 리크를 진단하는 장치)이 장착되어 있는 캐니스터를 갖춘 밀폐형 연료 시스템을 주로 적용하고 있는 추세이다.

이와 같이, 최근의 연료 시스템에서는 증발가스 법규 대응을 위하여 히팅모듈 및 ELCM 등과 같은 캐니스터 관련 주변부품을 대부분 적용하고 있으며, 이러한 주변부품들은 캐니스터 본체의 한쪽 옆에 체결되는 구조로 설치된다.

그러나, 종래의 연료 시스템에서 캐니스터 관련 주변부품들은 볼트 체결방식(도 7), 브라켓을 이용한 고정방식(도 8) 등으로 설치되는 관계로, 조립성 등의 측면에서 불리한 점이 있고, 특히 히팅모듈이나 ELCM 등 각 주변부품별로 설치방식이 다원화되어 있어 추가적인 하드웨어나 추가적인 공정을 필요로 하는 등 투자비 증대를 초래하는 요인이 된다.

도 7과 도 8에서 미설명 부호 100은 캐니스터, 110은 히팅모듈, 120은 ELCM, 130은 볼트, 140은 브라켓을 각각 나타낸다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 미국특허 US8151768호와 미국특허 US8220438호에 개시되어 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, ELCM이나 히팅모듈 등과 같은 주변부품 설치 시 슬라이드 핀을 이용하여 주변부품을 체결하는 새로운 형태의 주변부품 체결구조를 구현함으로써, 캐니스터 외벽 형상에 따른 제약을 받지 않고 설치가 가능하여 주변부품의 형상 자유도를 높일 수 있고, 특히 동일 캐니스터를 이용하여 여러 주변부품과 체결이 가능함에 따라 캐니스터의 공용화가 가능한 차량의 캐니스터 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 차량의 캐니스터 장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 차량의 캐니스터 장치는 연료 증발가스 포집을 위한 캐니스터와 ELCM 또는 히팅모듈 등과 같은 주변부품을 포함하며, 상기 캐니스터의 일측 상면에 형성되며 가운데의 캐니스터 연결구와 양쪽의 슬라이드 레일을 가지는 부품 안착면과, 상기 슬라이드 레일에 끼워져 체결되면서 부품 안착면에 놓여지는 주변부품을 캐니스터측에 결속시켜주는 슬라이드 핀을 포함하는 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 슬라이드 핀은 "ㄷ"자 형상으로 이루어져 주변부품의 가장자리 3면과 접촉하면서 주변부품을 안정적으로 고정시킬 수 있으며, 또 슬라이드 핀은 "L"자형 단면을 이용하여 슬라이드 레일의 홈 내에 끼워짐과 더불어 그 밑면을 통해 주변부품의 하단 플랜지를 눌러줄 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 슬라이드 핀은 체결 완료 시 부품 안착면의 단부에 있는 록킹돌기에 걸려질 수 있는 록킹홀을 가지는 록킹부재를 포함할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 캐니스터 장치는 캐니스터에 ELCM(리크진단모듈), 히팅모듈 등의 주변부품 설치 시 슬라이드 핀을 이용한 체결구조, 예를 들면 주변부품을 캐니스터 상방에 안착시킨 상태에서 측면에서 슬라이드 핀을 체결하는 구조를 적용함으로써, 장착 및 탈거가 용이하여 조립성을 향상시킬 수 있음은 물론, 캐니스터 외벽 형상에 따른 제약을 받지 않아 주변부품 형상의 자유도를 높일 수 있고, 동일 캐니스터에 여러 다양한 주변부품을 체결할 수 있어 캐니스터의 공용화를 도모할 수 있는, 즉 캐니스터 이원화 없이 공용으로 사용할 수 있는 등 투자비 증대를 억제할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치를 나타내는 정면도 및 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치에서 슬라이드 핀 체결구조를 나타내는 사시도 및 측면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치에서 슬라이드 핀 체결구조를 나타내는 확대도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치에서 주변부품 체결과정을 나타내는 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치에서 ELCM과 히팅모듈 설치상태를 나타내는 사시도
도 7은 종래의 캐니스터 장치에서 히팅모듈 설치상태를 나타내는 정면도 및 평면도
도 8은 종래의 캐니스터 장치에서 ELCM 설치상태를 나타내는 정면도 및 평면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치를 나타내는 정면도 및 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치에서 슬라이드 핀 체결구조를 나타내는 사시도 및 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 캐니스터 장치는 캐니스터에 ELCM이나 히팅모듈 등의 주변부품 설치 시 캐니스터 이원화없이 공용 캐니스터를 이용할 수 있도록 한 것으로서, 주변부품을 캐니스터 상방에 안착시킨 상태에서 측면에서 슬라이드 핀을 슬라이딩 체결하여 주변부품을 고정 설치할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위하여, 상기 캐니스터 장치는 연료 증발가스의 포집을 위한 캐니스터(10)와 ELCM이나 히팅모듈 등과 같은 주변부품(11)을 포함한다.

상기 캐니스터(10)는 내부에 저장되어 있는 활성탄 등을 이용하여 증발가스를 포집하고 외부 공기 흡입과 함께 포집된 증발가스를 연료측에 제공하는 부분으로서, 이때의 캐니스터의 내부 구조와 기능은 종래의 캐니스터와 구조나 기능면에서 큰 차이가 없기 때문에 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이러한 캐니스터(10)에는 연료탱크(미도시)측으로 연결되는 증발가스 흡입구(22)와 흡기 매니폴드(미도시)측으로 연결되는 증발가스 배출구(23)가 형성된다.

이에 따라, 연료탱크측에서 배출되는 연료 증발가스는 증발가스 흡입구(22)를 통해 캐니스터(10)의 내부로 들어와 흡착 포집되고, 이렇게 포집된 증발가스는 외부로부터 유입되는 공기와 함께 탈착되어 흡기 매니폴드측으로 보내질 수 있게 된다.

상기 주변부품(11)은 외부로부터 캐니스터 내부로 들어오는 공기를 제어하는 ELCM(11a)이나 외부로부터 캐니스터 내부로 들어오는 공기를 가열하는 히팅모듈(도 6의 도면부호 11b) 등을 적용할 수 있다.

이러한 주변부품(11)은 캐니스터(10)의 일측에 설치되면서 저면에 있는 부품 연결구(12b)를 이용하여 캐니스터(10)에 있는 캐니스터 연결구(도 5의 도면부호 12a)에 연결되며, 그 일측에 형성되는 외부 공기의 흡입을 위한 공기 흡입구(21)를 포함한다.

이에 따라, 증발가스 퍼지 시 외부의 공기는 공기 흡입구(21)→주변부품 내부유로→부품 연결구(12b) 및 캐니스터 연결구(12a)를 경유하여 캐니스터(10)의 내부로 유입되고, 계속해서 이렇게 유입된 공기는 활성탄에 흡착되어 있는 증발가스를 탈착시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 주변부품(11)의 하단부 가장자리 둘레에는 단차진 구조의 하단 플랜지(17)가 돌출 형성되며, 이때의 하단 플랜지(17)가 후술하는 슬라이드 핀(15)에 의해 구속되면서 주변부품(11) 전체가 고정될 수 있게 된다.

본 발명에서 적용하는 ELCM의 경우 내부에 솔레노이드를 포함하는 등 그 내부구조와 기능은 종래의 ELCM과 동일하고, 또 상기 히팅모듈의 경우에도 내부에 히터를 포함하는 등 그 내부구조와 기능은 종래의 히팅모듈과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 상기 ELCM은 퍼지 시 ON 동작되면서 외부 공기의 유입이 가능하도록 해주며, 리크 시험 시 엔진 가동 상태에서 OFF 동작되면서 외부 공기의 유입을 차단함과 더불어 부압 형성이 가능하도록 해준다.

그리고, 퍼지 시 캐니스터 내의 온도가 낮으면 증발가스의 탈착량이 부족해지므로 이때에는 상기 히팅모듈이 가동되면서 캐니스터 내로 유입되는 외부 공기를 가열하는 역할을 하게 된다.

특히, 본 발명에서는 슬라이드 체결방식으로 주변부품(11)을 캐니스터(10)에 설치하는 새로운 구조를 제공한다.

이를 위하여, 상기 캐니스터(10)의 일측 상면, 예를 들면 캐니스터 높이 중간쯤 되는 부분에 편평한 면으로 이루어진 부품 안착면(14)이 형성되고, 이렇게 형성되는 부품 안착면(14)의 중앙에는 캐니스터 내부와 통하는 캐니스터 연결구(12a)가 형성된다.

이때, 상기 캐니스터 연결구(12a)에는 부품 안착면(14)에 설치되는 주변부품(11)의 부품 연결구(12b)가 삽입되는 구조로 연결될 수 있게 된다.

그리고, 상기 부품 안착면(14)의 양쪽, 즉 중앙의 캐니스터 연결구(12a)를 가운데 두고 그 양쪽에는 슬라이드 레일(13)이 나란하게 형성되고, 이때의 슬라이드 레일(13)의 안쪽면에는 후술하는 슬라이드 핀(15)이 끼워져 체결되는 홈(16)이 레일 길이방향을 따라 나란하게 형성된다.

여기서, 상기 양쪽의 슬라이드 레일(13) 간의 간격은 레일 사이의 부품 안착면(14)에 놓여지는 주변부품(11)의 하단 폭과 거의 동일한 간격을 갖도록 하여, 주변부품(11)이 부품 안착면(14)에 놓여질 때 주변부품(11)의 하단부 양쪽, 즉 후술하는 하단 플랜지(17)의 양면이 양쪽의 슬라이드 레일(13) 사이에 밀착되면서 좌우 흔들림없이 꼭맞게 끼워질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 주변부품(11)을 실질적으로 고정시켜주는 수단으로 슬라이드 핀(15)이 마련되고, 상기 슬라이드 핀(15)은 슬라이드 레일(13)에 끼워져 체결되면서 부품 안착면(14)에 놓여지는 주변부품(11)을 캐니스터측에 결속시켜줄 수 있게 된다.

즉, 상기 슬라이드 핀(15)은 "ㄷ"자 형상의 띠 형태로 이루어지게 되며, 양쪽의 나란한 띠 부재를 통해 슬라이드 레일(13)의 홈(16)에 슬라이드식으로 끼워져 체결되면서 주변부품(11)의 하단 플랜지(17)의 윗면을 잡아줄 수 있게 되고, 이때의 슬라이드 핀(15)은 "ㄷ"자 형상을 통해 주변부품(11)의 가장자리 3면의 하단 플랜지(17)와 접촉될 수 있게 된다.

이러한 슬라이드 핀(15)은 띠 부재를 수직으로 절단한 절단면이 "L"자형 단면을 이루게 되고, 이때의 "L"자형 단면의 수평부재를 통해 슬라이드 레일(13)의 홈(16) 내에 끼워지게 됨과 동시에 "L"자형 단면의 밑면으로 주변부품(11)의 하단 플랜지(17)의 윗면을 눌러줄 수 있게 된다.

이때, 상기 주변부품(11)에 있는 하단 플랜지(17)의 윗면과 슬라이드 레일(13)에 있는 홈(16)의 바닥면은 동일높이를 이루게 되며, 이에 따라 슬라이드 핀(15)의 "L"자형 단면의 수평부재가 홈(16)에 끼워짐과 동시에 수평부재의 밑면이 홈(16)의 바닥면과 하단 플랜지(17)의 윗면에 동시에 밀착되면서 안정적인 결속상태가 유지될 수 있게 된다.

즉, 상기 주변부품(11)은 슬라이드 핀(15)에 의해 눌려져 상하 방향으로의 움직임이 규제되면서 안정적인 설치상태를 유지할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치에서 슬라이드 핀 체결구조를 나타내는 확대도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 슬라이드 핀(15)의 체결 완료 상태를 유지시켜주는 록킹수단을 보여준다.

이를 위하여, 상기 캐니스터(10)에 있는 부품 안착면(14)의 단부 저면에는 쐐기형의 록킹돌기(18)가 형성되고, 상기 슬라이드 핀(15)의 일측 저면, 즉 슬라이드 레일(13)에 끼워지는 양쪽의 띠 부재를 연결하는 띠 부재의 저면에는 록킹홀(19)을 가지는 록킹부재(20)가 연장 형성된다.

이에 따라, 슬라이드 핀(15)의 체결 완료 시 상기 록킹부재(20)의 록킹홀(19)에 록킹돌기(18)가 "딸깍"하면서 체결되면 슬라이드 핀(15)의 체결 완료 상태가 고정될 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치에서 주변부품 체결과정을 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터 장치에서 ELCM과 히팅모듈 설치상태를 나타내는 사시도이다.

도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 먼저 캐니스터(10)에 있는 부품 안착면(14)에 주변부품(11), 예를 들면 ELCM(11a)을 안착시킴과 동시에 캐니스터(10)의 캐니스터 연결구(12a)에 주변부품의 부품 연결구(12b)를 끼워서 캐니스터측과 주변부품측을 연결시킨다.

다음, 측면쪽에서 슬라이드 핀(15)을 슬라이드 레일(13)에 체결하면, 즉 캐니스터측 록킹돌기(18)에 슬라이드핀측 록킹홀(19)이 걸려질 때까지 체결하면, 슬라이드 핀(15)이 ELCM(11a)의 하단 플랜지(17)를 윗쪽에서 눌러주게 되므로, ELCM(11a)은 캐니스터(10)측에 연결 및 설치될 수 있게 된다.

그리고, 주변부품(11)으로 히팅모듈(11b)을 적용하는 경우에도 ELCM(11a)과 마찬가지로 슬라이드 핀(15)을 이용한 체결구조와 체결방식으로 설치가 가능하다.

이와 같이, 기존의 캐니스터 장치의 경우 캐니스터 외벽을 이용하여 주변부품을 고정함으로 인해 주변부품의 형상의 한계가 있고, ELCM을 제외한 다른 주변부품의 형상 변경 시 캐니스터를 새로 제작해야 할 필요가 있다.

하지만, 본 발명에서는 캐니스터 외벽을 이용하여 주변부품을 고정하는 방식을 배제함에 따라 주변부품 형상의 자유도를 높일 수 있고, 특히 동일한 캐니스터를 이용하여 여러 다양한 형태의 주변부품을 체결할 수 있기 때문에 캐니스터를 공용화할 수 있는 등 투자비를 절감할 수 있다.

10 : 캐니스터
11 : 주변부품
11a : ELCM
11b : 히팅모듈
12a : 캐니스터 연결구
12b : 부품 연결구
13 : 슬라이드 레일
14 : 부품 안착면
15 : 슬라이드 핀
16 : 홈
17 : 하단 플랜지
18 : 록킹돌기
19 : 록킹홀
20 : 록킹부재
21 : 공기 흡입구
22 : 증발가스 흡입구
23 : 증발가스 배출구

Claims (5)

1. 캐니스터(10)와 주변부품(11)을 포함하며,
   상기 캐니스터(10)의 일측 상면에 형성되며 가운데의 캐니스터 연결구(12a)와 양쪽의 슬라이드 레일(13)을 가지는 부품 안착면(14)과, 상기 슬라이드 레일(13)에 끼워져 체결되면서 부품 안착면(14)에 놓여지는 주변부품(11)을 캐니스터측에 결속시켜주는 슬라이드 핀(15)을 포함하고,
   상기 슬라이드 핀(15)은 "ㄷ"자 형상으로 이루어져 주변부품(11)의 가장자리 3면과 접촉하면서 고정시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 캐니스터 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬라이드 핀(15)은 "L"자형 단면을 이용하여 슬라이드 레일(13)의 홈(16) 내에 끼워짐과 더불어 그 밑면을 통해 주변부품(11)의 하단 플랜지(17)를 눌러줄 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 캐니스터 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬라이드 핀(15)은 체결 완료 시 부품 안착면(14)의 단부에 있는 록킹돌기(18)에 걸려질 수 있는 록킹홀(19)을 가지는 록킹부재(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 캐니스터 장치.
   
5. 청구항 1, 청구항 3, 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주변부품(11)은 ELCM 또는 히팅모듈인 것을 특징으로 하는 차량의 캐니스터 장치.

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