KR20100032818A - 밸브 장치 - Google Patents

Abstract

체크 밸브가 열리지 않을 정도의 탱크 내압일 때, 체크 밸브와 밸브 시트의 실링성을 높이고, 탱크 내압이 부압을 때, 부드럽게 외기를 도입할 수 있는 밸브 장치를 제공한다.

이 밸브 장치(10)는, 밸브 케이스(15)와, 플로트 밸브(50)와, 체크 밸브(60)와, 하면 둘레가 제1 밸브 시트(27)를 이루고, 상면 둘레가 제2 밸브 시트(71)를 이루는 연통구(25)를 구비하고, 체크 밸브(60)에는, 밸브 시트(71)에 맞닿은 상태로 플로트실과 통기실을 연통시키는 부압 유로(65)와, 평소에는 부압 유로(65)를 닫고, 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하했을 때에 부압 유로(65)를 여는 밸브체(66)가 설치되어 있고, 이 밸브체(66)는, 체크 밸브(60)가 하강하여 제2 밸브 시트(71)에 맞닿아 있을 때, 제2 밸브 시트(71)의 내측에 위치하도록 구성되어 있다.

연료 탱크, 플로트 밸브, 체크 밸브, 압력, 실링

Description

밸브 장치{Valve device}

본 발명은, 자동차 등의 연료 탱크에 부착되고, 자동차의 선회나 기울어짐에 의해 요동한 연료가 연료 탱크 밖으로 새는 것을 방지하는 플로트 밸브와, 연료 탱크 내의 압력에 따라 연료 증기를 캐니스터로 보내는 체크 밸브를 구비한 밸브 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 연료 탱크에는, 자동차가 선회하거나 기울거나 할 때, 연료 탱크 내의 연료가 연료 탱크 밖으로 새는 것을 방지하는 커트 밸브가 부착되어 있다. 또한 연료 탱크에는, 연료 탱크 내의 압력이 상승할 때에 연료 증기를 외부로 배출하여 연료 탱크의 파열 등을 방지하고, 연료 탱크 내의 압력이 저하되었을 때에 연료 탱크 밖으로부터 외기를 유입시켜 연료 탱크의 부서짐 등을 방지하는 체크 밸브를 부착하는 것도 일반적이다.

또한 커트 밸브와 체크 밸브를 겸하여 구비하는 밸브 장치도 이용되고 있다. 예를 들면, 미국 특허 6,758,235호 공보에는, 내부에 플로트 밸브가 수용되고 상벽에 개구를 가지는 하우징과, 이 하우징 위쪽에 장착되고 내부에 원반 형상의 체크 밸브가 배치됨과 동시에, 외부에 연통하는 노즐을 가지는 마운트 부재를 가지고, 상기 개구의 상면 둘레로부터는 통 형상의 밸브 시트가 세워 설치되고, 이것에 체크 밸브가 접리(接離)함과 동시에, 상기 개구의 하면 둘레에 플로트 밸브가 접리하도록 구성된 연료 증기 제어 밸브가 개시되어 있다. 또한, 상기 통 형상의 밸브 시트에는 노치가 형성되어 있다. 또한 상기 체크 밸브는, 통상은 자중에 의해 통 형상의 밸브 시트에 맞닿아 개구를 닫도록 되어 있다.

그리고, 연료 액면이 상승하면, 플로트 밸브가 개구의 하면 둘레에 맞닿아 개구를 닫으므로, 연료가 탱크 밖으로 새는 것을 방지한다. 또한, 탱크 내압이 상승하면, 체크 밸브가 밸브 시트로부터 떨어져서 개구가 열리고, 연료 증기가 개구 및 노즐을 통해 외부 캐니스터 등으로 보내져 탱크 내압의 상승을 억제한다. 한편, 탱크 내압이 저하하면, 외부 캐니스터 및 노즐을 통해, 통 형상의 밸브 시트에 형성한 노치로부터 탱크 내로 외부 증기가 도입되어 탱크 내압의 감소를 억제한다.

상기 미국 특허 6,758,235호 공보에서는, 통 형상의 밸브 시트에 노치가 형성되어 있으므로, 체크 밸브가 하강하여 밸브 시트에 맞닿아도, 개구는 완전히 폐색되어 있지 않은 상태로 되어 있다. 그 때문에, 차량 정지시나 연료 급유시 등의 체크 밸브가 열리지 않을 정도의 탱크 내압일 때, 연료 증기가 노치를 통해 외부 캐니스터로 유동해 버리게 되어, 체크 밸브와 밸브 시트의 실링성에 문제가 있었다.

또한 상기 노치는, 탱크 내압이 외기압보다도 낮을 때에 외기의 도입구가 되는데, 그 크기에 따라 외기를 도입하기 쉬운지가 좌우된다. 그러나, 상술한 체크 밸브와 밸브 시트의 실링성을 고려하면, 노치를 큰 개구 면적으로 형성하는 것은 어려워, 그 경우, 외기압을 부드럽게 도입할 수 없다는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 체크 밸브가 열리지 않을 정도의 탱크 내압일 때, 체크 밸브와 밸브 시트의 실링성을 높일 수 있고, 또한 탱크 내압이 외기압보다도 소정치 이상 저하했을 때, 부드럽게 외기를 도입할 수 있는 밸브 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1은, 격벽을 사이에 두고, 아래쪽에 연료 탱크 내에 연통하는 플로트실, 위쪽에 탱크 외부에 연통하는 통기실이 설치된 밸브 케이스와,

상기 플로트실에 승강 가능하게 배치된 플로트 밸브와,

상기 통기실에 배치된 체크 밸브와,

상기 플로트실과 상기 통기실을 연통하도록 상기 격벽에 형성되고, 그 하면 둘레가 상기 플로트 밸브가 접리하는 제1 밸브 시트를 이루고, 상면 둘레가 상기 체크 밸브가 접리하는 제2 밸브 시트를 이루는 연통구를 구비하고,

상기 격벽의 상기 통기실 측 상면에는, 상기 연통구를 둘러싸는 통형상 벽이 형성되고,

상기 체크 밸브는, 상기 통형상 벽의 내측에 승강 가능하게 배치되고, 상기 연료 탱크 내의 압력이 소정치를 넘을 때까지는 상기 제2 밸브 시트에 맞닿고, 이 압력이 소정치를 넘으면 상기 제2 밸브 시트로부터 떨어져 상기 연통구를 열도록 구성되어 있고,

또한, 상기 체크 밸브에는, 상기 제2 밸브 시트에 맞닿은 상태로 상기 플로트실과 상기 통기실을 연통시키는 부압 유로와, 통상시에는 상기 부압 유로를 닫고, 상기 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하했을 때 상기 부압 유로를 여는 밸브체가 설치되어 있고, 이 밸브체는 상기 체크 밸브가 하강하여 상기 제2 밸브 시트에 맞닿아 있을 때, 상기 제2 밸브 시트의 내측에 위치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치를 제공하는 것이다.

상기 발명에 따르면, 연료 탱크 내의 연료가 요동하여 연료 액면이 상승하면, 플로트 밸브가 부상하고 제1 밸브 시트에 맞닿아 연통구를 닫아, 연료가 외부로 새는 것이 방지된다.

또한, 연료 탱크 내의 압력이 높아지면, 체크 밸브가 연통구의 아래쪽으로부터의 압력으로 밀어 올려져 통형상 벽 내에서 상승하고, 제2 밸브 시트로부터 떨어져서 연통구가 열려, 연료 탱크 내의 연료 증기가 통기실을 통해 캐니스터에 연통하는 외부 유로로 배출되어, 연료 탱크 내의 압력이 소정치로 유지된다. 한편, 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하한 부압 상태가 되면, 밸브체가 외기압에 의해 눌려 부압 유로로부터 떨어져 열리고, 외부로부터 공기가 연료 탱크 내로 도입되므로, 연료 탱크 내의 압력을 소정 범위로 유지할 수 있다.

또한 연료 탱크 안이 체크 밸브가 상승하지 않을 정도의 압력으로 유지되고, 체크 밸브가 하강한 상태에서는, 동 체크 밸브가 제2 밸브 시트에 맞닿음과 함께, 부압 유로를 닫은 상태의 밸브체가 제2 밸브 시트의 내측으로 들어가고, 밸브체 외주가 제2 밸브 시트에 의해 덮이므로, 체크 밸브와 제2 밸브 시트의 실링성을 높일 수 있어, 연료 증기 등이 연통구를 통해 통기실 측으로 유동해 버리는 것을 억제할 수 있다.

그리고, 이 밸브 장치에서는, 밸브 시트에 노치를 형성하지 않고, 부압시에 열리는 밸브체를 체크 밸브에 부착함에 따라, 노치의 대소에 좌우되지 않고 부압시에는 외기를 신속하게 도입하여, 연료 탱크 내의 압력을 부드럽게 일정 압력으로 유지할 수 있음과 동시에, 연료 탱크 내의 압력이 체크 밸브가 상승하지 않을 정도일 때에는, 체크 밸브와 제2 밸브 시트의 실링성을 높일 수 있다.

본 발명의 제2는, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 체크 밸브는, 다각 형상의 판 형상을 이루고 있는 밸브 장치를 제공하는 것이다.

상기 발명에 따르면, 체크 밸브가 다각형의 판 형상을 이루고 있으므로, 통형상 벽 내주에 대한 접촉 면적이 작다. 이 때문에, 체크 밸브가 통형상 벽 내에서 승강 동작할 때의 슬라이드 저항이 작아짐과 함께, 통형상 벽의 내주에 체크 밸브가 맞물려 들어가기 어렵게 된다. 이에 따라, 체크 밸브를 부드럽고 확실하게 승강시킬 수 있다.

또한, 체크 밸브가 통형상 벽 내를 승강 동작할 때, 통형상 벽 내주나 체크 밸브 자체의 마모가 적어지고, 또한 자동차의 선회나 기울어짐에 의해 체크 밸브가 통형상 벽 내에서 회전하거나 덜컹거리는 경우가 적어지므로, 통형상 벽이나 체크 밸브 자체의 마모나 손상을 억제할 수 있다.

그리고, 체크 밸브가 다각형의 판 형상을 이루고 있음에 따라, 동 체크 밸브의 외주와 통형상 벽의 내주의 틈새를 비교적 크게 확보할 수 있으므로, 연료 증기의 통기 저항을 작게 하여 부드럽게 유동시킬 수 있다.

본 발명의 제3은, 상기 제1 또는 제2 발명에 있어서, 상기 부압 유로는, 상기 체크 밸브의 중심으로부터 벗어난 위치에 형성되고, 상기 밸브체는 판 형상을 이루고 있고, 그 일단이 상기 체크 밸브의 중심으로부터 상기 부압 유로의 형성 위치와는 반대측으로 벗어난 위치에 고착되고, 상기 부압 유로에 대하여 개폐 가능하게 부착되어 있는 밸브 장치를 제공하는 것이다.

상기 발명에 따르면, 체크 밸브에 부착된 밸브체를 가능한 한 작게 형성할 수 있으므로, 체크 밸브 자체를 소형화하여 컴팩트하게 형성할 수 있다. 그 결과, 연료 탱크 내의 압력이 증가했을 때, 체크 밸브를 보다 신속히 상승시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 연료 탱크 안이 체크 밸브가 상승하지 않을 정도의 압력으로 유지되고, 체크 밸브가 하강한 상태에서는, 동 체크 밸브가 제2 밸브 시트에 맞닿음과 함께, 부압 유로를 닫은 상태의 밸브체가 제2 밸브 시트의 내측으로 들어가서 밸브체 외주가 제2 밸브 시트에 의해 덮이므로, 체크 밸브와 제2 밸브 시트의 실링성을 높일 수 있어, 연료 증기 등이 연통구를 통해 통기실 측으로 유동해 버리는 것을 억제할 수 있다.

그리고, 이 밸브 장치에서는, 밸브 시트에 노치를 형성하지 않고, 부압시에 열리는 밸브체를 체크 밸브에 부착함에 따라, 노치의 대소에 좌우되지 않고 부압시에는 외기를 신속하게 도입하여, 연료 탱크 내의 압력을 부드럽게 일정 압력으로 유지할 수 있음과 함께, 연료 탱크 내의 압력이 체크 밸브가 상승하지 않을 정도일 때에는, 체크 밸브와 제2 밸브 시트의 실링성을 높일 수 있다.

이하, 도 1 내지 5를 참조하여 본 발명의 밸브 장치의 제1 실시예에 대하여설명한다.

도 1, 2에 도시한 바와 같이, 이 밸브 장치(10)는, 케이스 본체(20)와, 케이스 본체(20)의 아래쪽 개구부에 장착되는 하부 캡(30)과, 케이스 본체(20)의 위쪽에 장착되는 상부 캡(40)으로 이루어지는 밸브 케이스(15)를 가지고 있다. 케이스 본체(20) 및 하부 캡(30)에 의해 형성되는 내부 공간이 플로트 밸브(50)가 승강 가능하게 배치되는 플로트실(R1)을 이루고, 케이스 본체(20) 및 상부 캡(40)에 의해 형성되는 내부 공간이 체크 밸브(60)가 승강 가능하게 배치되는 통기실(R2)을 이루고 있다. 또한, 플로트실(R1)은 연료 탱크 내에 연통하고, 통기실(R2)은 캐니스터에 이르는 외부 유로에 연통하고 있다. 이하, 각 구성 부재에 대하여 설명한다.

케이스 본체(20)는, 원통 형상의 주벽(21)과, 그 상면을 폐색(閉塞)하는 격벽(23)을 가지고, 이 격벽(23)의 중앙에는 연통구(25)가 관통하고 있다. 연통구(25)의 하면 둘레로부터는, 플로트 밸브(50)의 밸브 헤드(51;후술)가 접리(接離)하는 원통 형상의 제1 밸브 시트(27)를 돌출 설치하고, 동 연통구(25)의 상면 둘레로부터는, 체크 밸브(60)가 접리하는 원통 형상의 제2 밸브 시트(71)가 돌출 설치되어 있다. 즉, 연통구(25)의 상하 둘레는, 체크 밸브(60) 및 플로트 밸브(50)가 접리하는 밸브 시트를 이루고 있다. 상하 연통구(25)에 의해, 플로트실(R1) 및 통기실(R2)의 양자가 연통되어 있다. 또한 주벽(21)에는, 연료 및 연료 증기의 통로가 되는 복수의 투공(透孔)(21a)이 형성되어 있다. 또한, 주벽(21)의 아래쪽에는, 둘레방향을 따라 복수의 갈고리부(21b)가 형성되어 있다.

하부 캡(30)은, 연료가 통과 가능한 투공(31a)을 가지는 원형상의 바닥판(31)과, 이 바닥판(31)의 둘레로부터 세워져 설치되고, 케이스 본체(20)의 주벽(21)의 아래쪽 외주에 씌워지는 커버벽(33)으로 이루어진다. 바닥판(31)의 중앙에는, 제1 스프링(55)의 일단부를 지지하는 지지 돌기(34)가 형성되어 있다. 또한, 커버벽(33)에는, 케이스 본체(20)의 갈고리부(21b)에 결합하는 결합공(33a)이 형성되어 있다. 또한, 커버벽(33)의 외주 한 곳에는, 입벽(立壁;35)을 통해 스토퍼벽(37)이 형성되어, 후술하는 밸브체 수용부(90)의 개구부(91)로의 이물 혼입 등을 방지하는 역할을 한다(도 2 참조).

상기 플로트실(R1) 내에는, 플로트 밸브(50)가 슬라이드 가능하게 수용되어 있다. 이 플로트 밸브(50)는, 대략 원기둥 형상을 이루고, 그 상면 중앙으로부터 밸브 헤드(51)가 돌출 설치되고, 이 밸브 헤드(51)가 상기 제1 밸브 시트(27)에 접리하도록 되어 있다. 플로트 밸브(50)의 외주에는 상하로 연장하는 리브(53)가 복수 형성되고, 이것이 케이스 본체(20)의 주벽(21) 내주에 슬라이드 접촉하여, 플로트 밸브(50)의 슬라이드 동작이 가이드된다.

상기 플로트 밸브(50)는, 그 바닥부에 설치한 오목부(54) 내에 제1 스프링(55)을 삽입한 상태로 케이스 본체(20) 내에 수용되고, 그 후, 하부 캡(30)을 억지로 밀어넣어 결합공(33a)에 갈고리부(21b)를 결합시킴에 따라, 케이스 본체(20)의 아래쪽에 하부 캡(30)이 장착된다. 그와 함께, 플로트 밸브(50)와 하부 캡(30)의 바닥판(31)의 사이에 제1 스프링(55)이 끼워져 장착된다. 플로트 밸브(50)는, 연료에 침지하지 않은 상태에서, 자중에 의해 제1 스프링(55)을 압축하여 바닥판(31) 상에 올려놓아진다. 또한 제1 스프링(55)은, 차량의 기울어짐 등에 의해 연료가 상승하고, 플로트 밸브(50)가 연료에 침지되었을 때, 플로트 밸브(50)에 발생하는 부력과 더해져, 플로트 밸브(50)에 위를 향한 부세력을 부여한다.

케이스 본체(20)의 격벽(23)의 상면으로부터는, 틀형상 벽(100)이 세워 설치되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 틀형상 벽(100)은, 밸브체 수용부(90)의 상부 개구를 둘러싸도록, 후술하는 접속관(95)의 방향으로 길게 연장되어 있다. 또한, 틀형상 벽(100)의 접속관(95)의 반대측은, 케이스 본체(20)의 바깥쪽을 향해 연장 돌출하고, 그 선단에 아래쪽을 향하는 결합 갈고리(105)가 형성되어 있다.

틀형상 벽(100)의 내측이고, 격벽(23)의 통기실(R2) 측의 상면에는, 상기 연통구(25)를 둘러싸도록 환 형상의 통형상 벽(70)이 형성되어 있다. 이 통형상 벽(70)의 내측에는, 체크 밸브(60)가 상하 슬라이드 가능하게 배치되어 있다. 통형상 벽(70)의 일부의 상단(70a)은, 틀형상 벽(100) 상단보다도 낮고, 통형상 벽(70)의 내측 공간과 외측 공간이 연통하고 있다.

또한 격벽(23)의 상면측에는, 제2 밸브 시트(71)의 외주이고 통형상 벽(70)의 내주에, 둘레방향으로 균등한 간격을 두고 복수의 볼록부(72)가 돌출 설치되어 있다. 각 볼록부(72)는, 제2 밸브 시트(71)보다도 낮은 높이로 형성되어 있다. 그리고, 체크 밸브(60)가 슬라이드시에 통형상 벽 내에서 기울었을 때, 볼록부(72)에 맞닿아 그 경사 각도가 제한되므로, 체크 밸브(60)가 통형상 벽(70) 내주에 맞물려 들어가기 어렵게 되어, 확실히 슬라이드 시킬 수 있다.

상기 통형상 벽(70)과 관련하여, 그 내측에 상하 슬라이드 가능하게 배치되는 체크 밸브(60)에 대하여, 도 3a ~ 3c와 함께 설명한다. 이 체크 밸브(60)의 재질은 연료 증기에 의해 변형, 부식하기 어려운 재질이 바람직하고, 예를 들면, 스텐레스 등의 철계 금속, 세라믹스 등이 이용된다. 또한, 그 성형 방법으로서는, 금속 분말이나 세라믹 재료를 소정의 주형에 충전하여 소결하는 방법이나, 판 형상으로 성형된 것을 절삭하는 등의 방법을 채용할 수 있다.

또한 체크 밸브(60)는 통형상 벽(70)의 내경보다도 소경으로 형성되고, 이 실시예에서는, 둘레방향을 따라 복수의 평면부(63)가 형성된 다각 형상의 판 형상 을 이루고 있다. 체크 밸브(60)의 형상은, 통형상 벽(70)의 내주와의 접촉 면적을 작게 할 수 있고, 통형상 벽(70)의 내주와 체크 밸브(60)의 외주 사이의 틈새를 충분히 확보할 수 있다는 이유로부터, 8 ~ 32각의 정다각형을 이루고 있는 것이 바람직하다.

또한, 이 실시예에서는, 체크 밸브(60)의 상하 각부(61, 61)에는 테이퍼 형상의 모따기 가공이 실시되어 있다. 그 때문에, 도 3d에 도시한 바와 같이, 체크 밸브(60)는, 그 두께 방향 중간의 외주면이 둘레방향을 따라 복수의 평면부(63)를 가지는 다각 형상을 이루고, 두께 방향 상하 각부의 능선(綾線;64)이 원 형상을 이루고 있다. 또한, 체크 밸브(60)의 상하 각부를 테이퍼 형상으로 모따기 한 경우, 통형상 벽(70) 내에서 체크 밸브(60)가 맞물려 들어가기 어렵게 됨과 함께, 체크 밸브(60)의 슬라이드 저항을 작게 하여, 통형상 벽(70) 내를 부드럽게 승강시킬 수 있다.

또한, 이 체크 밸브(60)에는, 제2 밸브 시트(71)에 맞닿은 상태로, 플로트실(R1)과 통기실(R2)를 연통시키는 부압 유로(65)와, 통상시에는 부압 유로(65)를 닫고, 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하했을 때, 부압 유로(65)를 여는 밸브체(66)가 설치되어 있다.

이 실시예에서는, 체크 밸브(60)의 중심(C)으로부터 소정 방향으로 벗어난 위치에, 원형공 형상의 부압 유로(65)가 체크 밸브(60)를 관통하여 형성되어 있다. 이 부압 유로(65)의 상하의 개구 둘레에는, 체크 밸브(60)의 상하 단면을 향해 점차 확경하도록, 테이퍼면(65a, 65a)이 형성되어 있다. 위쪽의 테이퍼면(65a)은, 연 료 탱크의 내압이 소정치 이하일 때, 외기를 부압 유로(65)에 유입하기 쉽게 하고, 아래쪽의 테이퍼면(65a)은, 유입한 외기를 밸브체(66)의 이면측에 부드럽게 안내하여 밸브체(66)를 열기 쉽게 하고 있다.

한편, 이 실시예에서의 밸브체(66)는, 도 3b, 3c에 도시한 바와 같이 얇은 판 형상을 이루고, 길이 방향의 선단부(66a)가 원호 형상으로 둥근 모양을 띈 형상으로 되어 있고, 또한, 제2 밸브 시트(71)의 내경보다도 작은 크기로 되어 있다. 이 밸브체(66)는, 예를 들면 스텐레스 등의 철계 금속이나, 알루미늄, 구리, 티탄 등의 비철 금속 등의 금속 재료로 이루어지고, 체크 밸브(60)에 용착 가능한 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 이 실시예에서는, 밸브체(66)의 기단부(66b)가, 체크 밸브(60)의 중심(C)으로부터 상기 부압 유로(65)의 형성 위치와는 반대측으로 벗어난 위치에 용착된다. 그 결과, 밸브체(66)는, 그 기단부(66b)가 고정되고, 선단부(66a)가 개폐 가능하게 됨과 동시에, 이 선단부(66a)가 부압 유로(65)의 아래쪽의 개구 둘레에 압접되며, 통상시에는 부압 유로(65)를 닫은 상태로 체크 밸브(60)에 부착되도록 되어 있다(도 3b ~ 3d 참조).

또한, 상기 체크 밸브(60)는, 밸브체(66)를 아래를 향하게 함과 동시에, 동 밸브체(66)가 제2 밸브 시트(71)의 내측에 위치하도록 통형상 벽(70)의 내측에 승강 가능하게 배치된다. 그리고, 이 체크 밸브(60)는, 연료 탱크 내의 압력이 소정치를 넘을 때까지는 제2 밸브 시트(71)에 맞닿고(도 2 참조), 이 압력이 소정치를 넘으면, 압력에 의해 체크 밸브(60)가 밀어 올려져, 제2 밸브 시트(71)로부터 떨어 져 연통구(25)가 열리도록 구성되어 있다(도 4 참조). 또한, 도 2의 상태에서는, 밸브체(66)의 선단부(66a)가 부압 유로(65)의 하면 개구에 맞닿고 있으므로, 부압 유로(65)는 닫힌 상태로 유지되고, 도 4와 같이, 밸브체(66)의 아래쪽으로부터 압력이 작용하는 경우에도, 선단부(66a)가 부압 유로(65)의 하면 개구에 밀어 붙여지므로, 부압 유로(65)는 닫힌 상태로 유지된다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 연료 탱크 내의 압력이 소정 이상 저하했을 때, 상기 부압 유로(65)의 위쪽 개구로부터 외기가 유입됨과 함께, 밸브체(66)의 선단부(66a)를 밀어 내려, 부압 유로(65)의 아래쪽 개구로부터 떨어져서 열림에 따라, 연통구(25)를 통해 외기가 연료 탱크 내로 도입되도록 되어 있다.

밸브 장치(10)의 구성의 설명으로 돌아가면, 이 실시예에서는, 틀형상 벽(100)의 전방 돌출부의 아래쪽에, 볼 밸브(80)가 승강 가능하게 수용된 밸브체 수용부(90)가 설치되어 있다. 이 밸브체 수용부(90)는, 그 바닥벽에 볼 밸브(80)가 접리하는 개구부(91)를 가지고, 또한 볼 밸브(80)를 개구부(91) 쪽으로 부세하는 제2 스프링(81)이 수용되어 있고, 연료 탱크 내의 압력이 소정치 이상으로 높아졌을 때, 연료 증기를 연료 탱크 밖으로 배출하는 기능을 다하는 릴리프 밸브를 구성하고 있다.

또한, 밸브체 수용부(90)로부터는, 도시하지 않은 캐니스터에 연결되는 배관을 접속하기 위한 접속관(95)이 일체적으로 돌출 설치되어 있다. 접속관(95)은, 도 2에 도시한 바와 같이 밸브체 수용부(90)의 내부 공간에 연통하고 있고, 연료 탱크의 내외를 연통시키는 연료 증기의 배출 통로의 일부를 구성하고 있다.

틀형상 벽(100)의 위쪽 개구부에는 상부 캡(40)이 장착된다. 상부 캡(40)은, 천장판(41)과, 그 하면 둘레로부터 틀형상 벽(100)의 내주에 딱 들어맞도록 연장 설치된 외주 리브(43)로 이루어지고, 틀형상 벽(100)의 위쪽 개구부에 초음파 용착 등에 의해 장착된다. 또한, 통형상 벽(70)의 내부 공간과 외부 공간은 연통하고, 밸브체 수용부(90)의 내부 공간도 연통하고 있으므로, 격벽(23)의 연통구(25)로부터 흘러 들어온 연료 증기는, 격벽(23)과 통형상 벽(70)과 상부 캡(40)으로 둘러싸인 공간을 통해 밸브체 수용부(90) 내까지 유입된다.

상부 캡(40)의 천장판(41)의 하면이고, 체크 밸브(60)의 위쪽에 위치하는 곳으로부터는 볼록부(44)가 돌출 설치되어, 체크 밸브(60)가 연료 증기에 의해 천장판(41)의 하면까지 밀어 올려졌을 때, 천장판(41)의 하면에 체크 밸브(60)가 붙기 어렵게 하고 있다.

다음으로, 도 2 및 도 4, 5를 참조하여 이 밸브 장치(10)의 작용 효과를 설명한다.

이 밸브 장치(10)는, 연료 탱크 내의 위쪽에 설치된 도시하지 않은 고정 금구에, 결합 갈고리(105)를 결합시킴에 따라 연료 탱크 내에 고착된다.

그리고, 차량이 흔들리지 않고, 연료 탱크 내의 연료의 액면이 기울어지지 않아, 플로트 밸브(50)가 연료에 침지되어 있지 않은 상태에서는, 플로트 밸브(50)의 자중에 의해 제1 스프링(55)이 압축되어, 플로트 밸브(50)의 밸브 헤드(51)가 제1 밸브 시트(27)로부터 떨어져서, 연통구(25)의 아래쪽 개구가 열려 있다(도 2 참조). 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 체크 밸브(60)는, 그 자중에 의해 하강하 여 제2 밸브 시트에 맞닿아, 연통구(25)의 위쪽 개구가 폐색되어 있다.

상기 상태에서, 차량이 선회하거나 크게 기울거나 하여 연료의 액면이 상승하고, 플로트 밸브(50)에 연료가 소정 높이 이상 침지하면, 플로트 밸브(50)에 부력이 작용함과 함께, 제1 스프링(55)의 부세력에 의해 플로트 밸브(50)가 부상하고, 밸브 헤드(51)가 연통구(25)의 아래쪽 내주 가장자리에 맞닿아 연통구(25)를 폐색한다. 그 결과, 연료가 연통구(25)를 통해 통형상 벽(70)의 내부 공간으로 유입하는 것이 저지되어, 연료 탱크의 외부로 연료가 새는 것을 확실히 방지할 수 있다.

또한, 상기 상태에서, 차량의 주행 등에 의해 연료 증기가 다량으로 발생하여 연료 탱크 내의 압력이 높아진 경우에는, 이 압력에 의해 체크 밸브(60)가 밀어 올려지고 제2 밸브 시트(71)로부터 떨어져, 연통구(25)가 열린다(도 4 참조). 이때 연료 증기는, 체크 밸브(60) 외주와 통형상 벽(70) 내주 사이의 틈새를 통해 통형상 벽(70)의 외부 공간으로 이동하고, 밸브체 수용부(90)의 내부 공간 및 접속관(95)을 통해, 도시하지 않은 캐니스터로 보내지고 연료 탱크의 외부로 배출되어, 연료 탱크 내의 압력이 하강하고 소정치로 유지된다. 연료 탱크 내의 압력이 하강한 후에는, 체크 밸브(60)는 자중에 의해 하강하고, 제2 밸브 시트(71)에 맞닿아 다시 연통구(25)를 폐색한다.

이때, 이 실시예에서의 체크 밸브(60)는, 다각 형상의 판 형상을 이루고 있으므로, 통형상 벽 내주에 대한 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 체크 밸브(60)의 승강 동작시의 슬라이드 저항을 작게 할 수 있으면서, 통형상 벽 내주에 체크 밸브(60)가 맞물려 들어가기 어렵게 하여, 체크 밸브(60)를 부드럽고 확실하게 승강시킬 수 있다.

또한, 체크 밸브(60)의 승강 동작시에, 통형상 벽 내주나 체크 밸브 자체의 마모가 적어지고, 또한 자동차의 선회나 기울어짐에 의해 체크 밸브(60)가 통형상 벽 내에서 회전하거나 덜컹거리는 것을 적게 할 수 있어, 통형상 벽(70)이나 체크 밸브 자체의 마모나 손상을 억제할 수 있다.

또한, 체크 밸브(60)가 다각형의 판 형상을 이루고 있음에 따라, 체크 밸브(60)의 외주와 통형상 벽(70)의 내주의 틈새를 비교적 크게 확보할 수 있으므로, 연료 증기의 통기 저항을 작게 하여 부드럽게 유동시킬 수 있다.

한편, 연료 탱크 내의 압력이, 외기압보다도 소정치 이상 저하하여 부압 상태가 되는 경우가 있다. 이때, 이 밸브 장치(10)에서는, 체크 밸브(60)에 부압 유로(65) 및 밸브체(66)를 설치했으므로, 도 5에 도시한 바와 같이, 연료 탱크 외부의 캐니스터 등으로부터 접속관(95)을 통해 통기실(R2) 내로 유입된 외기가, 동 도면 화살표로 도시한 바와 같이, 부압 유로(65)의 위쪽 개구로부터 유입하여 밸브체(66)의 선단부(66a)를 밀어내려, 부압 유로(65)의 아래쪽 개구로부터 떨어져서 부압 유로(65)가 열리도록 되어 있다. 그 결과, 연통구(25)를 통해 외기가 연료 탱크 내로 도입되므로, 연료 탱크 내의 압력을 상승시켜 소정 범위로 유지할 수 있다.

또한, 차량 정지시나 차량 구동 후, 그다지 시간이 경과되지 않았을 때, 연료 급유시 등에는, 연료 탱크 내의 압력은, 체크 밸브(60)가 상승하지 않을 정도의 압력으로 유지되어 있다. 이때, 이 밸브 장치(10)에서는, 체크 밸브(60)가 하강하여 제2 밸브 시트(71)에 맞닿음과 동시에, 밸브체(66)가 제2 밸브 시트(71)의 내측에서 부압 유로(65)를 닫으므로, 플로트실(R1)의 실링성을 높일 수 있고, 연료 증기 등이 연통구(25)를 통해 통기실(R2) 측으로 유동해 버리는 것을 억제할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 이 밸브 장치(10)에서는, 제2 밸브 시트(71)에 노치를 형성하지 않고, 부압시에 열리는 밸브체(66)를 체크 밸브(60)에 부착한 구조를 채용하고 있으므로, 부압시에는 외기를 신속하게 도입하여 연료 탱크 내의 압력을 부드럽게 일정 압력으로 유지할 수 있으면서, 연료 탱크 내의 압력이, 체크 밸브(60)가 상승하지 않을 정도일 때는 체크 밸브(60)와 제2 밸브 시트(71)의 실링성을 높일 수 있다.

또한 이 실시예에서는, 부압 유로(65)는, 체크 밸브(60)의 중심(C)으로부터 벗어난 위치에 형성되고, 판 형상의 밸브체(66)의 일단이 체크 밸브(60)의 중심(C)으로부터 부압 유로(65)의 형성 위치와는 반대측으로 벗어난 위치에 용착되어 있으므로, 밸브체(66)의 사이즈를 작게 억제하면서, 그 변형량을 크게 잡을 수 있으므로, 체크 밸브(60) 자체를 소형화하여 컴팩트하게 형성할 수 있다. 그 결과, 연료 탱크 내의 압력이 증가했을 때, 체크 밸브(60)를 보다 신속하게 상승시킬 수 있다.

그런데, 연료의 액면이 상승하고 플로트 밸브(50)에 의해 연통구(25)가 폐색된 상태에서, 계속해서 연료 탱크 내의 압력이 높아지는 경우가 있다. 이 경우, 밸브체 수용부(90)의 개구부(91)를 항상 닫는 볼 밸브(80)가, 제2 스프링(81)의 부세 력에 대항하여 위쪽으로 슬라이드하여 개구부(91)를 열고, 연료 증기가 연료 탱크 밖으로 배출되므로, 연료 탱크 내의 압력이 소정치로 유지된다.

도 6a ~ 6c에는 본 발명의 밸브 장치의 제2 실시예가 도시되어 있다. 또한, 상기 실시예와 실질적으로 동일한 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

이 실시예의 밸브 장치(10a)는, 부압 유로(65)를 개폐하는 밸브체가 상기 실시예와 다르다. 즉, 도 6c에 도시한 바와 같이, 이 밸브체(67)는 소정 길이의 금속판을 소정 장소에서 복수 굴곡하여 판 스프링 형상을 이루고 있다. 이 실시예에서의 밸브체(67)는, 금속판의 중간부에 대하여, 상단부(67a) 및 하단부(67b)를 반대 방향으로 굴곡시킨 형상을 이루고 있다.

또한, 밸브체(67)의 상단부(67a)와 하단부(67b)의 거리(W1;도 6c 참조)는, 격벽(23)의 바닥면과 제2 밸브 시트(71)의 상단면과의 거리(W2;도 6a 참조)보다도 크게 설정되어 있다. 그 결과, 제2 밸브 시트(71)의 내측에 밸브체(67)를 배치하고, 그 위쪽에 체크 밸브(60)를 올려놓았을 때, 밸브체(67)가 탄성 변형하여 부압 유로(65)의 아래쪽 개구에 상단부(67a)가 탄성적으로 맞닿아, 부압 유로(65)가 항시 닫힌 상태로 유지되도록 되어 있다.

그리고, 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하하여 부압 상태가 되면, 도 6b에 도시한 바와 같이, 부압 유로(65)의 위쪽 개구로부터 유입한 외기에 의해, 밸브체(67)의 상단부(67a)가 아래쪽으로 눌려 부압 유로(65)가 열리고, 연료 탱크 내로 외기가 도입되도록 되어 있다. 이 실시예에서는 체크 밸브(60) 와 밸브체(67)를 따로 형성할 수 있으므로, 설치 작업의 필요가 없어, 비용의 저감을 도모한다는 이점이 얻어진다. 또한 도시하지 않았으나, 밸브체(67)의 하단부(67b)에는, 연통공(25)을 막지 않도록 구멍이 설치되어 있다.

도 7a ~ 7d에는, 본 발명의 밸브 장치의 제3 실시예가 도시되어 있다. 또한, 상기 실시예와 실질적으로 동일한 부분에는 같은 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

이 실시예의 밸브 장치(10b)는 체크 밸브 및 밸브체의 구성이 상기 실시예와 다르다. 즉, 도 7c에 도시한 바와 같이, 이 실시예의 밸브체(68)는, 설치축(68a)과 이 설치축(68a)의 선단에 연결 설치되고, 설치축(68a)의 기단을 향해 비스듬한 아래쪽으로 스커트 형상으로 넓어진 우산형 밸브(68b)와, 설치축(68a)의 기단에 설치한 환형상 돌기(68c)로 구성되어 있다. 이 밸브체(68)는, 불소계 고무, 플루오로 실리콘 고무 등의 실리콘 고무의 탄성 재료로 형성되어 있다.

한편, 체크 밸브(60)는, 그 중심에 설치공(60a)이 형성되고, 이 설치공(60a)의 외주에 주방향으로 균등한 간격으로 복수의 부압 유로(65)가 형성되어 있다. 또한 부압 유로(65)는, 상기 우산형 밸브(68b)의 외주 가장자리보다도 내측에 위치하도록 형성되어 있다(도 7d 참조).

그리고, 설치축(68a)을 설치공(60a)의 일방의 개구에 삽입하고, 환형상 돌기(68c)를 설치공(60a)의 반대측의 개구 둘레에 결합시킴에 따라, 체크 밸브(60)에 밸브체(68)가 설치되고, 우산형 밸브(68b)의 둘레부가 체크 밸브(60)의 하면측에 탄성적으로 맞닿아, 복수의 부압 유로(65)의 외주를 덮어 그것을 폐색하도록 되어 있다(도 7c 참조).

상기와 같이 밸브체(68)가 설치된 체크 밸브(60)는, 도 7a에 도시한 바와 같이, 밸브체(68)를 제2 밸브 시트(71)의 내측에 위치하도록, 통형상 벽(70)의 내측에 배치된다. 그리고, 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하하여 부압 상태가 되면, 도 7b에 도시한 바와 같이, 각 부압 유로(65)의 위쪽 개구로부터 유입한 외기에 의해, 우산형 밸브(68b)의 내면이 눌려 그 둘레부가 젖혀 올려져, 체크 밸브(60)의 하면으로부터 떨어져 각 부압 유로(65)가 열리고, 연료 탱크 내로 외기가 도입된다. 이 실시예에서는, 고무 등으로 형성된 밸브체(68)의 우산형 밸브(68b)가 체크 밸브(60)의 하면에 탄성적으로 맞닿으므로, 체크 밸브(60)에 치수 편차 등이 있어도 부압 유로(65)를 확실히 폐색할 수 있다.

도 8a ~ 8d에는 본 발명의 밸브 장치의 제4 실시예가 도시되어 있다. 또한, 상기 실시예와 실질적으로 동일한 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

이 실시예의 밸브 장치(10c)는, 체크 밸브 및 밸브체의 구성이 상기 실시예와 다르다. 즉, 도 8c에 도시한 바와 같이, 이 실시예의 밸브체(69)는, 설치축(69a)과 이 설치축(69a)의 선단에 연결된 원반 형상의 플랜지 밸브(69b)와, 설치축(69a)의 기단에 연결된 환형상 돌기(69c)로 구성되어 있다. 이 밸브체(69)는, 상기 제3 실시예의 밸브체(68)와 마찬가지로, 불소계 고무, 플루오로실리콘 고무 등의 실리콘 고무의 탄성 재료로 형성되어 있다.

체크 밸브(60)는, 그 중심에 설치공(60a)이 형성되고, 이 설치공(60a)의 외 주에 주방향으로 균등한 간격으로 복수의 부압 유로(65)가 형성되고, 각 부압 유로(65)는, 상기 플랜지 밸브(69b)의 외주 가장자리보다도 내측에 위치하고 있다(도 8d 참조).

그리고, 설치축(69a)을 설치공(60a)의 일방의 개구로부터 삽입하고, 환형상 돌기(69c)를 설치공(60a)의 반대측의 개구 둘레에 결합시킴과 함께, 플랜지 밸브(69b)의 중앙부를, 설치공(60a)의 일방의 개구 둘레에 가류 접착에 의해 접착함에 따라, 체크 밸브(60)에 밸브체(69)가 부착된다. 이때, 밸브체(69)의 플랜지부(69b)는, 복수의 부압 유로(65)의 아래쪽 개구에 탄성적으로 맞닿아 각 부압 유로(65)를 폐색하도록 되어 있다(도 8c 참조).

상기 체크 밸브(60)는, 도 8a에 도시한 바와 같이, 밸브체(69)가 제2 밸브 시트(71)의 내측에 위치하도록, 통형상 벽(70)의 내측에 배치된다. 그리고, 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하하여 부압 상태가 되면, 도 8b에 도시한 바와 같이, 각 부압 유로(65)의 위쪽 개구로부터 유입한 외기에 의해 플랜지 밸브(69b)의 외주가 이면측으로부터 눌리고, 그 둘레부가 젖혀져서, 복수의 부압 유로(65)의 아래쪽 개구로부터 떨어져 열리고, 연료 탱크 내로 외기가 도입된다. 이 실시예에서는, 고무 등으로 형성된 밸브체(69)의 플랜지 밸브(69b)가 복수의 부압 유로(65)에 탄성적에 맞닿으므로, 체크 밸브(60)에 치수 편차 등이 있어도 부압 유로(65)를 확실히 폐색할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 밸브 장치의 제1 실시예를 나타내는 분해 사시도.

도 2는 도 1의 A-A 화살표선에서의 단면도.

도 3은 동 밸브 장치의 체크 밸브를 나타내고, a는 평면도, b는 a의 B-B 화살표선에서의 단면도, c는 배면도, d는 사시도.

도 4는 동 밸브 장치의 작용을 나타내고, 연료 탱크 내의 압력이 소정치 이상인 상태에서의 설명도.

도 5는 동 밸브 장치의 작용을 나타내고, 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하한 상태에서의 설명도.

도 6은 본 발명의 밸브 장치의 제2 실시예를 나타내고, a는 그 요부 확대 설명도, b는 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하한 상태에서의 확대 설명도, c는 밸브체의 사시도.

도 7은 본 발명의 밸브 장치의 제3 실시예를 나타내고, a는 그 요부 확대 설명도, b는 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하한 상태에서의 확대 설명도, c는 체크 밸브의 확대 설명도, d는 체크 밸브의 배면도.

도 8은 본 발명의 밸브 장치의 제4 실시예를 나타내고, a는 그 요부 확대 설명도, b는 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하한 상태에서의 확대 설명도, c는 체크 밸브의 확대 설명도, d는 체크 밸브의 배면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10,10a,10b,10c 밸브 장치

15 밸브 케이스

20 케이스 본체

25 연통구

27 제1 밸브 시트

30 하부 캡

40 상부 캡

50 플로트 밸브

55 제1 스프링

60 체크 밸브

65 부압 유로

66,67,68,69 밸브체

70 통형상 벽

71 제2 밸브 시트

R1 플로트실

R2 통기실

Claims (3)

1. 격벽을 사이에 두고, 아래쪽에 연료 탱크 내에 연통하는 플로트실, 위쪽에 탱크 외부에 연통하는 통기실이 설치된 밸브 케이스와,

   상기 플로트실에 승강 가능하게 배치된 플로트 밸브와,

   상기 통기실에 배치된 체크 밸브와,

   상기 플로트실과 상기 통기실을 연통하도록 상기 격벽에 형성되고, 그 하면 둘레가 상기 플로트 밸브가 접리하는 제1 밸브 시트를 이루고, 상면 둘레가 상기 체크 밸브가 접리하는 제2 밸브 시트를 이루는 연통구를 구비하고,

   상기 격벽의 상기 통기실측 상면에는, 상기 연통구를 둘러싸는 통형상 벽이 형성되고,

   상기 체크 밸브는, 상기 통형상 벽의 내측에 승강 가능하게 배치되고, 상기 연료 탱크 내의 압력이 소정치를 넘을 때까지는 상기 제2 밸브 시트에 맞닿고, 이 압력이 소정치를 넘으면, 상기 제2 밸브 시트로부터 떨어져 상기 연통구를 열도록 구성되어 있고,

   상기 체크 밸브에는, 상기 제2 밸브 시트에 맞닿은 상태로 상기 플로트실과 상기 통기실을 연통시키는 부압 유로와, 통상시에는 상기 부압 유로를 닫고, 상기 연료 탱크 내의 압력이 외기압보다도 소정치 이상 저하했을 때 상기 부압 유로를 여는 밸브체가 설치되어 있고, 이 밸브체는 상기 체크 밸브가 하강하여 상기 제2 밸브 시트에 맞닿아 있을 때, 상기 제2 밸브 시트의 내측에 위치하도록 구성되어 있는 밸브 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 체크 밸브는, 다각 형상의 판 형상을 이루고 있는 밸브 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 부압 유로는, 상기 체크 밸브의 중심으로부터 벗어난 위치에 형성되고,

   상기 밸브체는 판 형상을 이루고 있고, 그 일단이 상기 체크 밸브의 중심으로부터 상기 부압 유로의 형성 위치와는 반대측으로 벗어난 위치에 고착되고, 상기 부압 유로에 대하여 개폐 가능하게 부착되어 있는 밸브 장치.

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