KR20060046394A - 연료 탱크 필러 튜브 조립체 및 연료 탱크 필러 튜브의제조 방법 - Google Patents

연료 탱크 필러 튜브 조립체 및 연료 탱크 필러 튜브의제조 방법 Download PDF

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다릴 씨 웨버
스티븐 에이치 버질
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이턴 코포레이션
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Abstract

본 발명은 기계식 노즐 시일 및 증기 재순환 포트를 갖는 기존의 연료 탱크 필러 튜브내에 삽입되도록 설계된 체크 밸브 조립체에 관한 것이다. 삽입체는 연료 보급 노즐을 접지하기 위한 일체 형성된 접지 스트랩/탭과, 일체 형성된 스프링 탭에 의해 재순환 포트에 인접하게 위치된 부착식 가요성 플래퍼를 갖는다. 삽입체는 필러 튜브내에 체크 밸브 조립체를 유지하기 위해 필러 튜브의 내부면에 결합하는 마찰 탭을 갖는다.

Description

연료 탱크 필러 튜브 조립체 및 연료 탱크 필러 튜브의 제조 방법{CHECK VALVE FOR USE IN FILLER TUBE VAPOR RECIRCULATION SYSTEM AND METHOD OF MAKING SAME}
도 1은 연료 탱크내에 삽입된 연료 보급 노즐을 도시한 본 발명을 채용하는 연료 탱크용 필러 튜브 조립체의 절결 사시도,
도 2는 폐쇄 위치에서의 증기 벤트 포트 밸브(vapor vent port valve)를 갖는 본 발명을 채용하는 탱크 필러 튜브의 상단부의 단면도,
도 3은 개방 위치에서의 증기 벤트 포트 플래퍼를 도시한 도 2와 유사한 단면도,
도 4는 접지 스트랩/탭과 접촉하도록 충분히 삽입된 연료 보급 노즐을 도시한 도 2와 유사한 단면도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 연료 탱크 필러 튜브 14 : 쇼울더
16 : 확대된 직경부 18 : 플랜지
20 : 재순환 포트 22 : 재순환 튜브
24 : 접지 스트랩 조립체 26 : 환형 플레이트
30 : 탭 36 : 플래퍼
본 발명은 확대된 노즐 수용 단부(enlarged nozzle receiving end)내에 필러 튜브(filler tube)의 상단부로 운반되는 연료 증기 재순환 튜브(fuel vapor recirculation tube)를 갖는 타입의 연료 탱크 장치용 필러 튜브 조립체(filler tube assembly)에 관한 것이다. 연료 증기 재순환 튜브는, 노즐 둘레에 제공된 기계식 시일(mechanical seal)을 갖는 필러 튜브내에 삽입되는 노즐로부터 연료 보급하는 동안 증기 재순환을 제공하기 위해서 자동차 연료 탱크 필러 튜브내에 채용된다. 재순환된 증기는 노즐 시일 아래에서 메이크업 흐름(make-up flow)을 제공하여 노즐로부터 배출되는 흐름이 필러 튜브내에서 진공을 형성하는 것을 방지하고 조급하게 자동 노즐을 차단하는 것을 방지한다.
노즐 시일 아래의 필러 튜브내의 포트에 부착된 증기 재순환 튜브를 갖는 전술한 연료 탱크 필러 튜브 장치에 있어서, 탱크의 충전시에 필러 튜브내에서 상승하는 액체 연료가 증기 재순환 튜브에 유입되고 증기 벤트 시스템(vapor vent system)내로 흐르는 문제점이 있어 왔다. 증기 벤트 시스템내의 액체 연료는 낮은 영역내에 포집된 연료에 의한 증기 벤트 라인(vapor vent line)의 차단을 초래할 수 있고, 몇 가지 경우에 있어서 액체 연료는 캐니스터(canister)내의 증기 저장 매체의 열화를 야기하는 증기 저장 캐니스터(vapor storage canister)내로 유입된 다.
따라서, 단순하고 저렴하며 연료 탱크 필러 튜브의 실질적인 재가공 또는 개조를 필요로 하지 않는 방식으로 연료 증기 재순환 시스템을 증기 라인내로의 액체 연료의 흐름으로부터 보호하는 방법 또는 수단을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 탱크의 충만시의 필러 튜브내에서 상승하는 액체 연료를 노즐 시일 아래의 필러 튜브에 접근하는 증기 재순환 라인내로 유입되는 것을 방지하는 상술된 문제점에 대한 해결책을 제공한다. 본 발명은 필러 튜브의 재가공을 필요로 하지 않고 기존의 필러 튜브내에 배치될 수 있는 삽입체를 채용하고, 필러 튜브의 기계식 시일 부분에 부착되기 전에 필러 튜브내의 위치설정을 위한 삽입체에 부착된 가요성 멤브레인(flexible membrane) 또는 플래퍼 타입의 체크 밸브(flapper-type check valve)를 구비한다. 또한, 삽입체는, 바람직하게 단일 부재로서 일체적으로 형성되고, 필러 튜브내로 그리고 필러 튜브 노즐 시일을 통해 노즐의 삽입시에 차량 구조에 노즐의 전기적 접지를 보장하기 위한 편향가능한 접지 스트랩/탭(deflectable ground strap/tab)을 구비한다. 본 발명의 체크 밸브는 필러 튜브의 상단부내로의 액체 연료 유입시에 필러 튜브내의 증기 재순환 포트를 폐쇄하도록 작동하는 가요성 멤브레인을 채용한다. 그렇지만, 체크 밸브 멤브레인은 재순환 튜브내의 약간의 증기압하에서 개방하도록 충분히 유연하고, 이에 따라 적절한 증기 재순환을 위한 필러 튜브내로 증기를 흐르게 한다. 바람직하게 삽입체와 일체 로 형성된 스프링 탭(spring tab)은 재순환 포트에 인접한 멤브레인을 위치설정한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 필러 튜브의 상단부(12)를 갖는 연료 탱크 필러 튜브(10)내에 포함하는 것으로 도시되어 있다. 환형의 단차부(step) 또는 쇼울더(shoulder)(14)는 외측으로 연장되는 플랜지(18)를 확대된 직경부(16)의 상단부에 형성한 상태로 튜브를 이동시키는 튜브(12)상에 형성되어 있다. 튜브(12)는, 연료 탱크 증기 시스템의 기술에 잘 공지된 바와 같이 튜브(12)에 연결된 재순환 튜브(22)를 구비하기에 적합한 튜브(12)내에 형성된 재순환 포트 또는 개구(20)를 갖는다.
조합식 증기 체크 밸브(combination vapor check valve) 및 접지 스트랩 조립체(ground strap assembly)(24)는 그의 원주 둘레에 형성된 복수의 마찰 탭(friction tab)(28)을 갖는 환형 플레이트(26)를 구비하고 있다. 튜브 직경부(16)내에 조립체(24)를 설치할 때, 탭(28)은 쇼울더(14)에 대하여 삽입체를 유지하도록 튜브 직경부(16)의 벽의 내부면과 마찰식으로 결합한다. 삽입체 플레이트(26)는 바람직하게 일체로 형성된 하측으로 연장된 스프링 형태의 홀더 또는 탭(30)을 형성하고 있으며, 이것의 기능은 보다 상세하게 후술될 것이다. 또한, 삽입체 플레이트(26)상에는, U자 형상의 스프링을 형성하도록 그 자체를 뒤로 접어서 삽입체 플레이트(26)내에 형성된 중앙 개구(34)상으로 연장되는, 바람직하게 일체로 형성 되는 접지 스트랩/탭(32)이 제공되어 있다. 개구(34)는 단부 탭(32)의 하측방향 편향을 허용하기 위한 간극 구멍이 되도록 크기설정되는 것이 이해될 것이다.
체크 밸브 조립체(24)는, 그에 대해 자유로운 선회 운동을 위한 삽입체 플레이트(26)에 부착되고, 본 발명의 실시예에 있어서 그로부터 하측방향으로 연장되는 가요성 멤브레인 또는 플래퍼(36)를 구비하고 있다.
도 1을 참조하면, 슬롯(38)은 삽입체 플레이트(26)에 형성되고, 멤브레인이 접혀지고 슬롯을 통해 삽입되고 해제되도록 멤브레인(36)의 일부상에 형성된 한쌍의 반대방향 외측으로 연장된 탭(40)은 그의 둘레를 자유롭게 선회운동하게 하는 느슨하게 끼워맞춤된 구성으로 그내에 멤브레인을 유지하는 슬롯의 단부상으로 외측으로 연장된다.
멤브레인(36)은 그내에 절결부를 가지며, 그중 하나는 도 1에 참조부호(42)로 표시되어 있고, 재순환 포트(20)에 근접하게 플래퍼를 유지하도록 그를 통해 연장되는 스프링(36)의 핑거부(finger portion)를 갖는다.
체크 밸브(24)는, 플래퍼를 재순환 포트(20)에 대해 유지한 상태로 도 2의 폐쇄 위치에서 도시되어 있고, 액체 연료를 필러 튜브내에서 포트(20)의 레벨로 상승시키는 경우에 멤브레인은 우선 포트(20)의 림(rim)의 하부에 대해 밀봉하도록 작동하고, 그 후 포트(20) 둘레를 완전히 밀봉하도록 연료가 더 상승할 때 액체 연료가 증기 재순환 포트(20) 및 도관(22)에 유입하는 것을 방지한다.
도 3을 참조하면, 멤브레인 또는 플래퍼(36)가 재순환 튜브(22)(도 3에 도시하지 않음)로부터 포트(20)에 유입하는 증기의 힘에 의해 포트(20)로부터 멀리 떨 어진 상태로, 밸브(24)가 개방 위치에서 도시되어 있다. 포트(20)로부터 멀어지는 방향으로의 멤브레인 또는 플래퍼(36)의 운동은 도 3의 실선으로 멤브레인(36)의 위치에 의해 도시된 바와 같이 스프링 탭(30)에 의해 감소되거나 저지된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 멤브레인 또는 플래퍼(36)는 자동차 연료에 저항성이 있는 형태의 탄성중합체 재료로 형성되지만, 다른 적당한 재료 예컨대 플라스틱이 채용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 필러 튜브의 상부(16)내에 삽입된 환형의 단차 형성된 삽입체(44)는 플랜지(18)상에 중첩되어 그상에 형성되는 외측으로 연장되는 플랜지(46)를 갖는다. 삽입체(44)는 그의 둘레에 원주방향으로 이격된 복수의 압력 완화 포트(pressure relief port)(50)를 그내에 형성하고 있는 환형의 쇼울더(48)를 갖는다. 쇼울더(48)의 내경 부분은, 그의 내경에서 삽입체의 관형 단부(56)와 결합하는 환형의 내측으로 연장되는 쇼울더(54)와 함께 형성된 직경 감소부(52)에 연결되어 있다. 쇼울더(54)는, 노즐이 그내에 삽입되는 경우 연료 보급 노즐(62)의 주변부 둘레를 밀봉하도록 크기설정 및 구성된 환형의 립 시일(lip seal)(60)의 비드 림(bead rim)(58)을 그상에 삽입하고 있다. 시일(60)의 비드 림(58)은, 원추형 삽입체(54)에 의해 유지되고 플랜지(46)에 중첩되는 외측으로 연장되는 플랜지(68)를 갖는 관형 칼라(tubular collar)(66)에 의해 교대로 유지되는 환형의 삽입체 또는 칼라(62)에 의해 삽입체 쇼울더(54)상에 유지된다. 3개의 플랜지(18, 46, 68)는, 예컨대 주변부 용접과 같은 임의의 적당한 수단에 의해 결합되어서 조립체를 유지할 수 있음이 이해될 것이다.
탄성중합체 시일(70)을 그상에 갖는 환형의 압력 완화 밸브(72)는 쇼울더(48) 및 부재(72) 둘레에 배치되어 있다. 시일 부재(70, 72)는 포트(50)를 폐쇄하기 위한 적당한 스프링 장치(74)에 의해 하측으로 가압된다.
도 4를 참조하면, 플래퍼 밸브(24)는 부분적으로 폐쇄된 상태로 도시되어 있고, 연료 보급 노즐(62)은 도 1에 도시한 바와 같이 연료 보급 노즐을 갖는 접지 스트랩 사이의 전기적 접촉을 유지하도록 접지 스트랩/탭(32)을 결합하여 하측으로 편향된 상태로 충분히 삽입된 위치에서 도시되어 있다.
이에 따라, 본 발명은 연료 탱크 필러 튜브내의 증기 벤트 재순환 포트를 폐쇄하기 위한 일방향 체크 또는 플래퍼 밸브로서, 튜브의 변형 또는 개조를 필요로 하지 않고 기존의 필러 튜브내에 삽입될 수 있는 삽입 서브조립체(insert subassembly)로서 형성되는 일방향 체크 또는 플래퍼 밸브를 제공한다. 일방향 밸브 조립체는, 연료 보급 노즐을 접지하기 위한 일체 형성된 편향가능한 접지 스트랩/탭과, 증기 재순환 포트에 인접한 가요성 플래퍼를 위치설정하기 위한 일체 형성된 스프링 탭을 구비한다.
본 발명은 이상에서 설명된 실시예에 관하여 기술하였지만, 본 발명은 변경 및 변형될 수 있으며 이후의 특허청구범위에 의해서만 제한됨을 알게 될 것이다.
본 발명에 따르면, 실질적인 재가공 또는 개조를 하지 않고, 단순하고 저렴한 연료 탱크 필러 튜브 조립체를 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 연료 증기 재순환을 채용하는 탱크 충전 시스템(tank fill system)에 사용하기 위한 연료 탱크 필러 튜브 조립체에 있어서,
    ⓐ 연료 보급 노즐(62)을 수용하기 위한 확대된 직경 단부(16)를 갖는 관형 부재(12)로서, 상기 확대 직경 단부의 벽내에 형성된 증기 재순환 절결부(20)를 갖는, 상기 관형 부재(12)와,
    ⓑ 상기 절결부와 결합된 가요성 재료로 형성되고, 상기 포트를 개폐하기 위해 그내에서 이동가능한 플래퍼(36)와,
    ⓒ 상기 절결부를 폐쇄하기 위한 상기 플래퍼를 위치설정하는 수단(30)을 포함하며,
    상기 플래퍼는, 폐쇄 위치에서 상기 튜브로부터의 액체 연료의 통로를 방지하여 상기 튜브내로의 연료 증기 흐름을 허용하는
    연료 탱크 필러 튜브 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플래퍼를 위치설정하기 위한 수단은 상기 관형 부재내의 삽입체로부터 연장되는 스프링 부재(30)를 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플래퍼를 위치설정하기 위한 수단은 한쌍의 스프링 핑거(spring finger)(30)를 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플래퍼를 위치설정하기 위한 수단은 상기 절결부에 대해 상기 플래퍼를 탄성적으로 위치설정하는 한쌍의 스프링 핑거(30)를 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 관형 부재내에 배치되고, 상기 관형 부재내에 삽입시에 노즐과 접촉하는 접지 스트랩/탭을 더 포함하는
    연료 탱크 필러 튜브 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 플래퍼는 삽입체(26)에 부착되는
    연료 탱크 필러 튜브 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입체는 상기 접지 스트랩/탭을 가압하는 일체 형성된 스프링(32)을 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브 조립체.
  8. 연료 증기 재순환을 갖는 시스템내에 이용되기 위한 연료 탱크 필러 튜브를 제조하는 방법에 있어서,
    ⓐ 연료 보급 노즐(62)을 수용하기 위한 확대된 단부(16)를 갖는 관형 부재(12)를 형성하고, 증기 재순환을 위한 확대 단부내에 절결부(20)를 형성하는 단계와,
    ⓑ 상기 절결부에 대해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이의 운동을 위한 가요성 플래퍼(36)를 배치하는 단계와,
    ⓒ 상기 플래퍼를 상기 폐쇄 위치로 위치설정하고, 상기 절결부를 통해 상기 관형 부재내의 액체 연료 흐름을 방지하여 상기 절결부를 통해 상기 확대 단부내로 연료 증기 흐름을 허용하는 단계를 포함하는
    연료 탱크 필러 튜브의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가요성 플래퍼의 배치 단계는, 상기 플래퍼를 삽입체(26)에 부착하는 단계와, 상기 삽입체를 상기 확대 단부내에 배치하는 단계를 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 플래퍼의 배치 단계는, 접지 스트랩(32)을 갖는 삽입체(26)를 형성하는 단계와, 상기 플래퍼를 상기 삽입체에 부착하는 단계와, 상기 튜브내에 상기 삽입체를 배치하는 단계를 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 플래퍼의 배치 단계는, 상기 삽입체와 일체로 스프링(42)을 형성하는 단계와, 상기 플래퍼를 상기 스프링과 접촉하는 단계를 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브의 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 플래퍼의 배치 단계는, 삽입체(26)를 제공하는 단계와, 상기 플래퍼를 상기 삽입체에 부착하는 단계와, 상기 삽입체를 상기 관형 부재의 확대 단부내에 배치하는 단계를 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 플래퍼의 위치설정 단계는, 상기 삽입체와 일체로 스프링(42)을 형성하 는 단계를 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브의 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 삽입체의 제공 단계는, 상기 관형 부재의 확대 단부내에 삽입시에 노즐을 접촉하기 위한 접지 스트랩/탭(32)을 제공하는 단계를 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 접지 스트랩/탭의 제공 단계는, 상기 삽입체와 일체로 형성하는 단계를 구비하는
    연료 탱크 필러 튜브의 제조 방법.
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