KR20130081222A - 연료 탱크-장착 밸브 조립체용 밸브 하우징 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

연료 탱크(14)용 밸브 조립체(11, 111, 211)를 제조하는 방법(300)은, 요홈(16, 116, 216)을 갖는 밸브 하우징(10, 110, 210)을 형성하는 단계(302)를 포함하며, 상기 요홈은 상기 요홈 내로 삽입되는 구성요소(22, 122, 222)를 보유하기 위한 크기를 갖는다. 상기 구성요소는 상기 밸브 조립체가 상기 연료 탱크에 장착될 때 상기 연료 탱크의 외부에 위치한 센서(42)에 의해 검출가능하다. 밸브 조립체(11, 111, 211)는 요홈(16, 116, 216)을 갖는 밸브 하우징(10, 110, 210)을 포함한다. 구성요소(22, 122, 222)는 밸브 하우징에 의해 상기 요홈 내에 보유된다.

Description

연료 탱크-장착 밸브 조립체용 밸브 하우징 및 그 제조 방법{VALVE HOUSING FOR A FUEL TANK-MOUNTED VALVE ASSEMBLY AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}
본 발명은 연료 탱크-장착 밸브 조립체용 밸브 하우징과, 그 제조 방법에 관한 것이다.
밸브 조립체는 연료 탱크 내의 증기압을 제어하기 위해 연료 탱크에 자주 사용된다. 밸브 조립체는 일반적으로 연료 탱크에 장착된다. 때때로, 연료 탱크는 두 부분으로 형성되며, 밸브 조립체가 그 중 한 부분에 장착되어, 두 부분이 열 용접되거나 그렇지 않을 경우 서로 접합되어 탱크 내에 밸브 조립체를 에워싸기 전에 적절하게 장착됨을 보장하기 위해 시각적으로 검사될 수 있다. 다른 구조에서, 밸브 조립체는 개구부에서 탱크에 장착된다. 밸브 조립체가 개구부에서 시각적으로 장착될 때, 그 적절한 배향이 시각적 검사에 의해 보장될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 연료 탱크에 장착되는 밸브 조립체들이 이 용도에 적합하지만, 밸브 설치 후 탱크의 두 부분을 연결하거나, 탱크에 장착된 후 밸브 조립체 위에 커버를 연결하는 등의, 추가적인 조립 단계가 요구될 수 있다. 일부 연료 탱크는 밸브 조립체의 설치 이전에 완성된 유닛으로 형성되어, 밸브 조립체가 탱크의 내측 표면에 "블라인드" 방식으로, 즉, 탱크 내 개구부를 통해 도달하는 등의 방식으로, 내측 표면을 볼 수 없게, 설치되어야 한다. 밸브 조립체 및 이러한 밸브 조립체의 제조 방법은, 특히 블라인드 방식으로 설치될 때, 밸브 조립체가 연료 탱크 내에 적절하게 위치함을 보장한다.
밸브 조립체는 요홈을 갖는 밸브 하우징을 포함하며, 상기 요홈은, 구성요소가 요홈 내로 삽입되어, 상기 하우징에 의해 상기 요홈 내에 보유될 수 있게 한다. 상기 구성요소는 밸브 조립체가 연료 탱크에 장착될 때 연료 탱크 외부에 위치한 위치 센서에 의해 검출가능하다. 따라서, 밸브 조립체의 설치가 블라인드 방식으로 실행될 수 있지만, 설치되는 밸브 조립체의 배향은 연료 탱크 외부에 위치한 센서로 확인될 수 있다. 일 실시예에서, 구성요소는 실질적으로 편평하고 일 측부를 갖는다. 요홈은 구성요소의 측부를 수용하기에 충분히 깊은 입구를 갖는 슬롯이다.
본 발명의 상술한 특징 및 장점과 다른 특징 및 장점은 첨부 도면과 연계하여 취할 때 발명을 실행하기 위한 최적 모드에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 쉽게 명백해진다.
도 1은 밸브 하우징의 요홈 내에 보유된 구성요소를 갖는 밸브 하우징의 제 1 실시예의 개략적 사시도,
도 2는 도 1의 밸브 하우징의 개략적 부분 평면도,
도 3a는 도 2의 선 3A-3A에서 취한 도 1 및 도 2의 밸브 하우징의 일부분을 도시하는 개략적 부분 단면도,
도 3b는 도 2의 선 3B-3B에서 취한 도 1 및 도 2의 밸브 하우징의 일부분을 도시하는 개략적 부분 단면도로서, 하우징에 의해 형성된 요홈 내에 보유되는 구성요소를 도시하는 도면,
도 4는 도 1 내지 도 3b의 밸브 하우징의 개략적 부분 측면도,
도 5는 연료 탱크의 내측 표면에 장착된 도 1의 밸브 하우징을 갖는 밸브 조립체를 가진 연료 탱크의 개략적 부분 단면도,
도 6은 밸브 하우징에 형성된 요홈 내로 프레싱되는 구성요소의 제 2 실시예를 도시하는 밸브 하우징의 제 2 실시예의 개략적 부분 단면도,
도 7은 도 6의 디스크의 개략적 평면도,
도 8은 밸브 하우징에 의해 형성되는 요홈 내에 보유되는 다른 구성요소를 갖는, 도 5의 연료 탱크를 위한 밸브 조립체용 밸브 하우징의 제 3 실시예의 개략적 사시도,
도 9는 도 7의 하우징 내 요홈의 개략적 부분 평면도,
도 10은 선 10-10에서 취한 도 9에 도시되는 하우징의 부분의 단면도,
도 11은 도 1 내지 도 10의 밸브 하우징을 제조하는 방법을 나타내는 순서도.
유사한 도면 부호가 유사한 구성요소를 나타내는 도면을 참조하면, 도 1은 도 5에 개략적으로 도시되는 밸브 조립체(11)의 일부분인 밸브 하우징(10)을 도시한다. 밸브 하우징(10)은 도 5의 연료 탱크(14)의 벽체(13)의 내측 표면(12)에 장착된다. 밸브 조립체(11)의 추가적인 구성요소는 하우징(10)에 장착된다. 밸브 조립체(11)는 연료 탱크(14)의 내부 공간(15)에 장착되고, 연료 탱크(14) 내의 증기압을 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면, 지정 압력에서, 증기는 도 1에 도시되는 바브 포트(barbed port)(20)에 연결된 증기 라인을 통해 연료 탱크(14)로부터 이동할 수 있다. 밸브 하우징(10)은, 장착부의 위치로부터 이격된, 도 5의 단면도에 도시되지 않은 탱크(14) 내의 개구부를 통해 연료 탱크(14)의 내측 표면(12)에 장착될 수 있다. 도 1의 하우징(10)의 장착 특징부(21)는 도 5의 탱크(14)에 하우징(10)을 고정시키기 위해 벽체(13)의 내측 표면(12)의 특징부들과 정합한다. 따라서, 장착 작업은, 연료 탱크(14)의 내측 표면(12)이나 밸브 조립체(11) 어느 것도 탱크(14) 내로 도달하는 조작자에게 보이지 않는다는 점에서, "블라인드 방식으로(blindly)" 실행된다.
하우징(10)의 적절한 장착을 보장하기 위해, 하우징(10)에는, 하기에서 추가적으로 설명되는 바와 같이, 연료 탱크(14)의 외부에 위치한 센서에 의해 검출가능한 구성요소(22)를 보유하기 위한 크기를 갖는, 도 2 및 도 4에 가장 잘 도시된 요홈(recess)(16)이 형성된다. 구성요소(22) 또는 다른 검출가능한 구성요소를 보유하는 요홈을 갖도록 형성된 밸브 하우징의 다양한 실시예들이 도시되고, 하기에서 설명된다. 하우징은 비교적 간단하고 비용 효율적인 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 밸브 하우징(10)이 대안으로서 다른 방법 및 여러 부재로 형성될 수 있지만, 밸브 하우징(10)은 일체형의 사출 성형된 하우징으로 형성된다. 하우징(10)에는, 포켓(pocket)으로도 불리는 슬롯인 요홈(16)이 형성된다. 검출가능한 구성요소(22)는, 도 4에 도시되는 바와 같이, 2개의 대향 면(25, 26) 사이에서, 구성요소(22)의 주변부를 형성하는, 측부(23)를 갖는 실질적으로 편평한 금속 디스크이다. 요홈(16)에는, 구성요소(22)의 측부(23)를 먼저 삽입시키기에 충분한 깊이(D)를 갖는 입구(18)가 형성된다. 구성요소(22)는 요홈(16) 내로 가압되고, 측부(23)(도 2 참조)가 요홈(16) 내로 안내한다. 장방형상과 같이 디스크와는 다른 형상을 갖는 검출가능한 구성요소가 대신에 사용될 수 있다. 디스크형 구성요소는, 하나의 디스크가 하나의 연속 측부만을 갖고, 그에 따라 구성요소의 특정 측부가 요홈 내로 삽입되기 전에 입구로 배향될 수 있으므로, 조립 단계의 수를 감소시킬 수 있다.
요홈(16)은 다이에 (도 1에 도시되는) 2개의 인서트(17, 19)를 배치함으로써 사출 성형 중 형성된다. 도 1에 점선으로 도시된 인서트(17)는 하우징(10)의 상측 표면(24)으로부터, 구성요소(22)들이 안착될 내측 표면(도 4에 도시됨)(36)까지 연장되는 개구부(34)를 형성하도록 하향으로 연장된다. 도 1에 또한 점선으로 도시된 다른 인서트(19)는 개구부(34)에 수직으로 그리고 인서트(17)에 수직으로 배치되어 요홈(16)을 형성한다. 인서트(17, 19)는 개략적으로만 도시된다. 인서트(17, 19)의 형상은 도시된 것보다 복잡할 수 있다.
하우징(10) 형성 중, 하우징(10)의 상측 표면(24)에는, 도 3a 내지 도 4에 도시되는 립(lip)(30)을 생성하기 위해 약간의 함몰부(depression)(18)가 형성된다. 립(30)은 도 3b에 도시되는 바와 같이, 입구(18)로부터 하우징(10)의 중심을 향해 약간 뒤로 이격되고, 외측부(38)로부터 내측부(40)까지 하향으로 경사진다. 립(30)은 하우징의 상측 표면(24)(도 1 참조)으로부터 구성요소(22)들이 안착하는 내측 표면(36)(도 4 참조)까지 연장되는 개구부(34)에서 종료된다. 립(30)의 약간 내측의 경사는 립(30)을 상향으로 약간 구부림으로써 구성요소(22)를 요홈(16) 내로 슬라이딩시킬 수 있게 한다. 그 후 립(30)의 내측부(40)는, 도 3b에 도시되는 바와 같이, 립(30)이 원래의 응력이 없는 위치로 다시 구부러질 때 구성요소(22)가 입구(18)로부터 되돌아오는 것을 방지할 것이다.
도 5는 탱크(14)에 고정된 밸브 하우징(10)을 도시한다. 탱크(14) 외부에 위치한 센서(42)를 이용하여, 구성요소(22)의 위치를 결정하기 위해 센서(42)로부터 나오는 신호(43)에 의해 표시되는 바와 같은, 탱크(14) 내의 구성요소(22)의 깊이 및 각도 배향을 결정할 수 있다. 구성요소(22)는 스탬핑된 금속 디스크일 수 있다. 요홈(16)은 밸브 조립체(11)가 도 5의 탱크(114)에 장착될 때, 삽입된 구성요소(22)가, 표면(12)에 인접하여 위치할 개구부(34)에서 노출되도록 설계된다. 센서(42)는 금속 검출기일 수 있다. 이러한 배치 데이터는 하우징(10)이 정확하게 장착됨을 확인하기 위해 저장된 위치값에 비교될 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 5에서 장착되는 하우징(10)과 같이, 탱크(14)에 내부적으로 장착될 수 있는 밸브 조립체(111)에 대한 밸브 하우징(110)의 대안의 실시예를 도시한다. 밸브 하우징(110)에는 하우징(110)의 상측 표면(125)에 형성되는 요홈(116)이 형성된다. 하우징(110)은 사출 성형된 일체형의 구성요소일 수 있다. 요홈(116)은 원통 형상이지만, 원통 형상에 제한되지 않는다. 검출가능한 구성요소(122)가 요홈(116) 내로 삽입된다. 구성요소(122)는 경사 림(angled rim)(130)을 갖는 대체로 환형의 스탬핑된 금속 디스크이다. 림(130)의 각도(A)는 30도일 수 있지만, 다른 각도도 충분하다. 림(130)은 치형 에지(toothed edge) 또는 변화성 에지(variegated edge)(134)를 갖는다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 아버 프레스(arbor press)(133)는 통로(135)를 갖고, 상기 통로(135)에 진공 소스(도시되지 않음)가 부착되어 구성요소를 프레스(133)에 유지시킨다. 프레스(133)는 구성요소(122)를 하강시키고 구성요소(122)를 요홈(116) 내로 프레싱(pressing)한다. 변화성 에지(134)는 요홈(116)에서 하우징(110)과 간섭하여, 하우징(110) 내로 파고들어간다. 진공 소스는 차단되고, 아버 프레스(133)는 물러나며, 검출가능한 구성요소(122)는 요홈(116) 내 하우징에 이제 보유된다. 검출가능한 구성요소(122)의 위치는 하우징(110)이 도 5의 탱크(14)의 내측 표면(12)에 장착될 때 센서(42)에 의해 검출가능하다. 요홈(116)은, 밸브 조립체(111)가 탱크(14)에 장착될 때 구성요소(122)가 노출되고 도 5의 표면(12)에 인접하여 위치하도록 설계된다. 검출가능한 구성요소(1220의 위치는 하우징(110)의 장착 위치를 표시하고, 따라서, 탱크(14) 내에서 하우징(110)의 적절한 설치를 확인하는 데 사용될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 밸브 조립체(211)용 하우징(210)의 제 3 실시예를 도시한다. 하우징(210)은 용접 등과 같이, 임의의 수단에 의해 도 5의 탱크(14)의 표면(12)에 장착된다. 개구부(234)는 하우징(210)의 외측 표면(224)으로부터 하우징(210)을 따라 줄곧 연장된다. 개구부(234) 및 요홈(216)은 위 및 아래로부터 사출 성형 툴로 형성된다. 요홈(216)은 검출가능한 구성요소(222)를 보유한다. 도 10을 참조하면, 구성요소(222)는 측부(223) 및 대향 표면(225, 226)을 갖는다. 도 8을 참조하면, 하우징(210)은 사출 성형될 수 있다. 도 9를 참조하면, 하우징(210)은 구성요소(222)의 에지를 보유하기 위해 구성요소(222) 위 및 아래에서 요홈(216)으로부터 돌출하는 슬라이드 렛지(slide ledges)(262)를 갖는다. 요홈(216)은 렛지(262)를 지나서 연장되어, 렛지(262)가 구성요소(222)의 일부분을 부분적으로 커버하기 위한 슬리브로 기능하게 된다. 하우징(210)은 도 10에 도시되는 바와 같이, 요홈(216)의 에지에서 상향으로 연장되는 립(230)을 형성한다. 립(230) 및 렛지(262)는 측부(223)가 요홈(216)의 입구(218) 내로 먼저 들어가도록 구성요소(222)를 슬라이딩시키기에 충분한 가요성을 갖는다. 삽입되면, 립(230)은, 구성요소(222)가 립(230)을 향해 이동하여 요홈(216) 내에서 구성요소(222)를 보유할 때, 구성요소(222)와 간섭한다. 구성요소(222)는, 조립체(211)가 탱크(14) 내에 설치될 때 도 5의 연료 탱크(14)의 내측 표면(12)에 인접한 개구부(234)에서 노출된다.
도 11은 도 1 내지 도 10의 밸브 조립체(11, 111, 211)와 같이, 연료 탱크(14)에 내부적으로 장착하기 위한 밸브 조립체의 제조 방법(300)의 순서도를 도시한다. 이러한 방법(300)은 요홈(16, 116, 216) 내로 삽입되는 구성요소(22, 122, 222)를 보유하기 위한 크기를 갖는 요홈(16, 116, 216)을 가진 밸브 하우징(10, 110, 또는 210)을 형성하는 단계(302)로 시작된다. 단계(302)는 사출 성형 프로세스에 의해 실행될 수 있지만, 기계가공과 같은 다른 제조 방법이 사용될 수도 있다. 요홈(16, 116, 또는 216)을 갖는 하우징(10, 110, 또는 210)의 형성은, 개구부(34, 234) 및/또는 립(30, 230)의 형성을 포함할 수 있고, 개구부(34) 및 요홈(16)을 형성하기 위해 인서트(17, 19) 유지를 요구할 수 있다.
하우징(10, 110, 또는 210)이 완전하게 형성된 후, 검출가능한 구성요소(22, 122, 또는 222)가 단계(304)에서 요홈(16, 116, 216) 내로 삽입된다. 요홈(16, 216)과 같이, 일부 타입의 성형된 하우징(10, 210)의 경우에, 구성요소(22, 222)는 요홈(16, 216)이 포켓 또는 슬롯처럼 형성되기 때문에 측부 먼저 삽입된다. 하우징(110)과 같은 다른 구조의 성형 하우징의 경우, 구성요소(122)는 아버 프레스 등을 이용하여 요홈(116) 내로 구성요소(122)를 면 먼저 프레싱함으로써 삽입된다.
구성요소(22, 122, 222)가 하우징(10, 110, 210) 내로 삽입되면, 하우징(10, 110, 210)은 연료 탱크(14)의 내측 표면(12)에 장착될 수 있고, 구성요소(22, 122, 222)는 센서(42)에 의해 검출가능할 것이다. 요홈(16, 116, 216)을 갖고, 그리고 일부 실시예에서 립(30, 230)을 갖는 하우징(10, 110, 210)의 형성은, 디스크(22, 122, 222)에 대해 비교적 빠르고 용이한 삽입 프로세스를 가능하게 한다.
본 발명을 실행하기 위한 최적 모드가 상세하게 설명되었으나, 당 업자는 첨부된 청구범위의 범위 내에서 본 발명을 실시하기 위한 다양한 대안의 설계 및 실시예를 인지할 것이다.

Claims (14)

  1. 연료 탱크(14)용 밸브 조립체(11, 111, 211)를 제조하기 위한 방법(300)에 있어서,
    요홈(16, 116, 216)을 갖는 밸브 하우징(10, 110, 210)을 형성하는 단계(302)를 포함하며,
    상기 요홈은, 구성요소(22, 122, 222)가 상기 요홈 내로 삽입되어 상기 요홈 내에서 상기 하우징에 의해 보유될 수 있는 크기를 갖고, 상기 구성요소는 상기 밸브 조립체가 상기 연료 탱크에 장착될 때 상기 연료 탱크의 외부에 위치한 센서(42)에 의해 검출가능한
    연료 탱크용 밸브 조립체 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징을 형성한 후, 상기 구성요소를 상기 요홈 내로 삽입하는 단계(304)를 더 포함하는
    연료 탱크용 밸브 조립체 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구성요소는 실질적으로 편평하고 일 측부(23, 223)를 가지며, 상기 요홈은 상기 구성요소의 측부를 수용하기에 충분히 깊은 입구(18, 218)를 갖는 슬롯이며, 상기 구성요소를 상기 요홈 내로 삽입하는 단계는 상기 구성요소의 측부를 상기 입구 내로 먼저 삽입함으로써 달성되는
    연료 탱크용 밸브 조립체 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징을 형성하는 단계는, 상기 입구에 실질적으로 수직이고 상기 밸브 하우징의 외측 표면으로부터 상기 요홈까지 연장되는 개구부(34, 234)를 형성하는 단계를 포함하는
    연료 탱크용 밸브 조립체 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징을 형성하는 단계는, 상기 삽입 후에 상기 요홈 내에 상기 구성요소를 보유하기에 충분하게 상기 요홈 내로 연장되는 립(30, 230)을 형성하는 단계를 포함하는
    연료 탱크용 밸브 조립체 제조 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징을 형성하는 단계는 사출 성형에 의해 실행되며, 또한 상기 밸브 하우징을 형성하는 단계는, 지정 위치에서 다이 내에 인서트(17, 19)를 유지하여 인서트 주위로 사출 성형함으로써, 상기 인서트의 위치에 상기 요홈과, 상기 요홈에 실질적으로 수직인 개구부를 생성하는 단계를 포함하는
    연료 탱크용 밸브 조립체 제조 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 구성요소(122)를 상기 요홈 내로 삽입하는 단계는, 상기 구성요소를 상기 요홈 내로 프레싱하는 것에 의해 실행되는
    연료 탱크용 밸브 조립체 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구성요소는, 상기 요홈 내로 프레싱되어 상기 요홈 내에 보유될 때, 상기 하우징과 간섭하는 에지(134)를 갖는
    연료 탱크용 밸브 조립체 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징을 형성하는 단계는 사출 성형에 의해 실행되는
    연료 탱크용 밸브 조립체 제조 방법.
  10. 밸브 조립체(11, 111, 211)에 있어서,
    요홈(16, 116, 216)을 갖는 밸브 하우징(10, 110, 210)과,
    상기 밸브 하우징에 의해 상기 요홈 내에 보유되는 구성요소(22, 122, 222)를 포함하며,
    상기 구성요소는 센서(42)에 의해 감지될 수 있는 물질인
    밸브 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 구성요소는 실질적으로 편평하고, 일 측부(23, 223)를 가지며, 상기 요홈은 상기 구성요소의 상기 측부를 수용하기에 충분히 깊은 입구(18, 218)를 갖는 슬롯인
    밸브 조립체.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징은, 상기 입구에 실질적으로 수직이고 상기 밸브 하우징의 외측 표면(24, 224)으로부터 상기 요홈까지 연장되는 개구부(34, 234)를 포함하는
    밸브 조립체.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징은, 상기 요홈 내로 연장되고 상기 요홈 내에 상기 구성요소를 보유하는 립(30, 230)을 형성하는
    밸브 조립체.
  14. 밸브 조립체(11, 211)에 있어서,
    입구(18, 218)를 형성하는 요홈(16, 216), 및 상기 입구에 수직인 개구부(34, 234)를 갖는 일체형의 사출 성형된 밸브 하우징(10, 210)과,
    상기 입구를 통해 상기 요홈 내로 끼워맞춰지고, 상기 개구부에서 상기 밸브 하우징에 의해 상기 요홈 내에 보유되는 크기를 가지며, 또한 상기 개구부에서 노출되는 금속 디스크(22, 222)를 포함하는
    밸브 조립체.
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