KR20150130281A - 압력 조절 밸브 - Google Patents

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KR20150130281A
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다니엘 디 칼슨
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티알더블유 오토모티브 유.에스. 엘엘씨
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Abstract

차량의 객실을 통기시는 데 사용되는 장치는, 적어도 부분적으로 공기 유로 를 형성하는 하우징을 포함한다. 밸브 요소가 폐쇄 상태에서 개방 상태로 이동하여, 공기 유로를 통해 공기가 흐를 수 있다. 밸브 요소는, 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 공기 유로를 향하는 내측면을 갖는다. 밸브 요소는, 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 공기 유로로부터 멀어지는 방향을 향하는 내측면을 등지는 외측면을 갖는다. 밸브 요소가 폐쇄 상태에서 개방 상태로 이동할 때에 스프링이 편향되어 밸브 요소를 폐쇄 상태로 압박하는 작용을 한다. 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 스프링 와이어는 하우징에서부터 밸브 요소의 내측면으로 직선으로 연장된다.

Description

압력 조절 밸브{PRESSURE RELIEF VALVE}
본 발명은 차량의 통기구 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량의 공기압을 방출하기 위한 압력 조절 밸브(pressure relief valve)에 관한 것이다.
압력 조절 밸브는, 예컨대 문이 세게 닫힐 때에 발생하는 객실 내의 공기압 급등이나 피크를 경감시키기 위해 자동차에서 널리 사용된다. 압력 조절 밸브는 일반적으로, 차체 패널의 구멍에 장착되는 간단한 강성 프레임 또는 하우징을 포함한다. 플랩 형태의 밸브 요소가 프레임에 연결되어 차체 패널의 구멍 위에 놓인다. 공기압 급등을 경감시키기 위해, 밸브 요소가 개구를 덮지 않도록 프레임에 대해 개방된다.
자동차를 위한 기지의 종래 기술의 압력 조절 밸브가 도 5에 도시되어 있다. 기지의 종래 기술의 압력 조절 밸브(210)는 압력 조절 밸브의 하우징(214)에 피봇식으로 장착되는 강성 프레임(212)을 포함한다. 강성 프레임(212)은 밸브 요소(218)의 외측면(216)에 맞물리고, 밸브 요소가 개방될 때에 하우징(214)에 대해 피봇한다. 스프링(220)은 강성 프레임(212)에 연결되는 제1 단부를 갖는다. 스프링(220)의 제2 단부는 압력 조절 밸브(210)의 하우징(214)에 연결된다. 스프링(220)은 밸브 요소(218)를 폐쇄 위치를 향해 압박한다. 스프링(220)은 밸브 요소(218)의 외측면(216)에 인접하게 연장된다. 따라서, 스프링(220)은 압력 조절 밸브(210)의 외부에서 밸브 요소에 노출된다.
차량의 객실을 통기시키는 데 사용하기 위한 장치는, 적어도 부분적으로 공기 유로를 형성하는 하우징을 포함한다. 밸브 요소는 폐쇄 상태에서 개방 상태로 이동하여, 공기가 공기 유로를 통해 흐르도록 한다. 밸브 요소는, 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 공기 유로를 향하는 내측면을 갖는다. 밸브 요소는, 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 공기 유로로부터 멀어지는 방향을 향하고 내측면을 등지고 있는 외측면을 갖는다. 밸브 요소가 폐쇄 상태에서 개방 상태로 이동할 때에 스프링 와이어가 편향되어, 밸브 요소를 폐쇄 상태로 압박하도록 작용한다. 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때, 스프링 와이어는 하우징으로부터 밸브 요소의 내측면으로 직선으로 연장된다.
본 발명의 전술한 피쳐 및 다른 피쳐는, 첨부도면을 참고로 하여 아래의 설명을 읽어봄으로써 본 발명이 관련된 업계의 숙련자에게 명백해질 것이다.
도 1은 압력 조절 밸브의 내부를 보여주는, 본 발명에 따라 구성된 압력 조절 밸브의 예시적인 실시예의 도면이고,
도 2는 개방 상태인 압력 조절 밸브를 보여주는, 객실 외부로부터 본 도 1의 압력 조절 밸브의 부분 절단도이며,
도 3은 폐쇄 상태인 압력 조절 밸브를 보여주는, 도 2와 유사한 압력 조절 밸브의 부분 절단도이고,
도 4는 도 1의 압력 조절 밸브의 밸브 요소의 도면이며,
도 5는 종래 기술의 압력 조절 밸브의 도면이다.
본 발명에 따라 구성된 압력 조절 밸브의 예시적인 실시예가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 본 발명에 따른 압력 조절 밸브(10)는 당업계에 알려져 있는 바와 같이 자동차의 수직 본체 패널의 구멍에 배치될 수 있다. 압력 조절 밸브(10)는 차량에서 대안의 위치를 가질 수 있다. 압력 조절 밸브(10)는, 객실에 연결되는 차량 트렁크 영역에 배치될 수 있다. 본 발명의 압력 조절 밸브(10)는 차량의 수직 패널에 장착되도록 구성된다.
압력 조절 밸브(10)는 하우징(12)과 밸브 요소, 즉 플랩(14)을 포함한다(도 1 내지 도 3). 하우징(12)은 대체로 직사각형 강성 구조이다. 하우징(12)은, 직사각형 하우징 둘레 주위에서 연장되는 측벽(18)을 포함하고 적어도 하나의 중앙 공기 유로(24)를 형성한다. 중앙 공기 유로(24)는 객실을 차량 외부의 대기와 접속시키고, 객실과 외부 대기 사이의 균등한 공기압을 달성한다. 하우징(12)을 대체로 직사각형 구조를 갖는 것으로 설명하였지만, 하우징 구조는, 예컨대 정사각형, 삼각형, 다각형, 타원형 및 원형 등을 포함하는 임의의 형상을 가질 수 있다는 것을 이해해야만 한다.
플랜지(26)는 하우징(2)의 둘레 주위에서 연장된다. 가요성 시일(28)은 플랜지(26)로부터 연장되고 하우징(12) 주위에서 둘레방향으로 연장될 수 있다. 압력 조절 밸브(10)가 본체 패널에 있는 구멍에 삽입될 때, 플랜지(26)와 시일(28)은 하우징(12)의 측벽(18)에 둘레방향으로 인접한 영역에서 본체 패널과 접촉하도록 강제될 수 있다. 삽입 위치에서, 시일(28)은 외측방향으로 그리고 본체 패널에 평행하게 펴지도록 압박된다. 시일(28)의 기능은 공기, 물, 먼지 및 이물질이 중앙 공기 유로(24)를 제외한 구멍을 통과하는 것을 방지하도록 압력 조절 밸브(10)와 차량의 본체 패널 간의 연결부를 실링하는 데 기여하는 것이다. 압력 조절 밸브(10)는 기지의 방식으로 압력 조절 밸브를 본체 패널에 연결하기 위한 래치(30)(도 1)를 포함한다. 압력 조절 밸브(10)는 임의의 소망하는 방식으로 본체 패널의 구멍에 체결될 수 있다.
하우징(12)의 측벽(18)은 함께 연결된 4개의 측벽 섹션을 포함한다. 제1 및 제2의 긴 측벽 섹션(36, 38)(도 1)은 서로 평행하게 배치된다. 제1 및 제2의 짧은 측벽 섹션(40, 42)은 서로 평행하게 그리고 제1 및 제2의 긴 측벽 섹션(36, 38)과 수직하게 배치된다.
제1의 긴 측벽 섹션(36)(도 2 및 도 3)은 대략 측벽 섹션(36)의 상부에 있는 근접한 부위에서부터 중앙 공기 유로(24)로 내측방향으로 연장되는 플랜지(44)를 포함한다. 제2의 긴 측벽 섹션(38)은 제2의 긴 측벽 섹션(38)의 바닥 근처의 부위에서부터 중앙 공기 유로(24)로 내측방향으로 연장되는 플랜지(46)를 갖는다. 제1 및 제2의 긴 측벽 섹션(36, 38) 상의 플랜지(44, 46)는 측벽(18)을 따라 서로 상이한 높이로 배치된다.
제2의 짧은 측벽 섹션(42)은 중앙 공기 유로(24)로 내측방향으로 연장되는 플랜지(54)(도 3)를 포함한다. 플랜지(54)는 제2의 짧은 측벽 섹션의 상부 부분에서부터 바닥 부분으로 제2의 짧은 측벽 섹션(42)의 내측면을 따라 대각선으로 연장되어, 제1 및 제2의 긴 측벽 섹션(36, 38) 상의 플랜지(44, 46)를 연결한다. 제1의 짧은 측벽 섹션(40)은, 플랜지(54)와 유사하고 중앙 공기 유로(24)로 내측방향으로 연장되는 플랜지(56)(도 1)를 갖는다. 제1의 짧은 측벽 섹션(40) 상의 플랜지는 대체로 플랜지(54)에 평행하게 그리고 제1의 짧은 측벽 섹션의 내측면을 따라 대각선으로 제1의 짧은 측벽 섹션의 상부 부분에서 바닥 부분으로 연장되어, 제1 및 제2의 긴 측벽 섹션(36, 38) 상의 플랜지(44, 46)를 연결한다. 밸브 요소(14)는, 폐쇄 위치에서 중앙 공기 유로(24)를 통한 공기 흐름을 방지할 때에 측벽 섹션(36, 38, 40, 42) 상의 플랜지(44, 46, 54, 56)와 맞물릴 수 있다.
하우징(12)(도 1 및 도 2)은 제1의 긴 측벽 섹션(36)과 제2의 긴 측벽 섹션(38) 사이에서 연장되는 복수 개의 리브(60)를 포함할 수 있다. 리브(60)는 중앙 공기 유로(24)를 가로질러 긴 측벽 섹션(36, 38)에 대체로 수직하게 연장된다. 밸브 요소, 즉 플랩(14)은, 폐쇄 상태일 때에 리브(60) 및 측벽(18) 상의 플랜지들과 맞물릴 수 있다. 압력 조절 밸브(10) 외측에 대한 압력이 압력 조절 밸브 내부의 압력보다 클 때, 플랜지(44, 46, 54, 56)와 리브(60)는 플랩(14)이 중앙 공기 유로(24) 내로 이동하는 것을 방지하는 데 기여한다.
밸브 요소, 즉 플랩(14)(도 4)은 대체로 직사각형 구조를 갖는다. 플랩(14)이 삼각형이나 정사각형과 같은 임의의 형상을 가질 수 있다는 것도 또한 이해해야만 한다. 밸브 요소(14)는 플라스틱과 같은 강성 재료로 형성된 중앙 부분(70)을 가질 수 있다. 밸브 요소(14)의 둘레 부분(72)은 유연한 탄성중합재로 형성되어, 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 공기, 물, 먼지 및 이물질이 중앙 공기 유로(24)를 통해 객실 내로 진입하는 것을 방지하는 시일을 제공할 수 있다.
밸브 요소(14)는 서로 이격되고 평행한 제1 및 제2의 긴 둘레방향 에지(94, 96)을 갖는다. 제1 및 제2의 짧은 둘레방향 에지(98, 100)가 긴 둘레방향 에지(94, 96)에 대체로 수직하게 연장된다. 제1 및 제2의 짧은 둘레방향 에지(98, 100)는 서로 이격되고 평행하다.
밸브 요소(14)는 제2의 긴 둘레방향 에지(96)를 통해 연장되는 복수 개의 개구(104)를 갖는다. 하우징(12) 상의 탭(106)(도 3)이 개구(104)를 통해 연장되어, 밸브 요소(14)를 하우징에 연결한다. 밸브 요소(14)가 임의의 소망하는 방식으로 하우징에 연결될 수 있는 것이 고려된다.
밸브 요소(14)는, 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 중앙 공기 유로(24)를 향하는 내측면(110)(도 1 및 도 2)을 갖는다. 밸브 요소(14)는, 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 중앙 공기 유로(24)로부터 멀어지는 방향을 향하고 내측부(110)를 등지고 있는 외측부(112)를 갖는다. 밸브 요소(14)의 중앙 부분(70)(도 4)은 내측면(110)에 리세스(120)를 갖는다. 리세스(120)는 둘레방향 에지(96, 98)들의 교차부에서부터 둘레방향 에지(94)의 중심을 향해 대각선으로 연장된다.
중앙 부분(70) 상의 돌출부(122)가 밸브 요소(14)의 내측면(110)으로부터 연장된다. 돌출부(122)는 둘레방향 에지(94)의 중심에 인접한 리세스(120)의 종방향 단부에 인접하게 밸브 요소(14)로부터 연장된다. 돌출부(122)는 리세스(120)의 종방향으로 정렬되는 개구(124)를 갖는다.
스프링(130)(도 1 및 도 2)이, 밸브 요소, 즉 플랩(14)을 도 1 및 도 3에 도시한 폐쇄 상태로 압박하는 힘을 인가한다. 스프링(130)은 직선형 와이어 스프링이다. 스프링(130)은 하우징(12) 상의 스프링 지지부(134)로 연장되는 제1 단부 부분(132)을 갖는다. 하우징(12) 상의 스프링 지지부(134)는 긴 측벽 섹션(38)에 인접한 짧은 측벽 섹션(40)에서부터 연장된다. 제1 단부 부분(132)은 하우징(12)에 대한 플랩(14)의 피봇식 이동 중에 스프링 지지부(134)에 대해 슬라이딩할 수 있다.
스프링(130)의 제2 단부 부분(136)은 밸브 요소(14) 상의 돌출부(122)에 있는 개구(124) 내로 연장된다. 따라서, 스프링(130)은 중앙 공기 유로(24)를 가로질러 대각선으로 연장된다. 하우징(12)의 리브(60)는 스프링(130)이 통과하여 연장되는 노치(140)를 갖는다. 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때, 스프링(130)은 하우징(12) 상의 스프링 지지부(134)로부터 밸브 요소(14)의 리세스(120)를 통해 밸브 요소 상의 돌출부(122)로 직선으로 연장된다. 이에 따라, 스프링(130)은 밸브 요소(14)의 내측면(110)을 따라 연장된다. 제2 단부 부분(136)은 하우징(12)에 대한 밸브 요소(14)의 피봇 이동 중에 개구(124)에서 슬라이딩할 수 있다. 스프링(130)은 밸브 요소(14)의 내측면(110)에 있는 리세스(120)를 통해 연장되는 것으로 설명되지만, 밸브 요소의 내측면이 리세스를 포함하지 않을 수 있다는 것도 고려된다.
밸브 요소(14)는 도 1 및 도 3에 도시한, 중앙 공기 유로(24) 위에 놓이는 폐쇄 상태와 도 2에 도시한 개방 상태로 이동 가능하여, 중앙 공기 유로(24)를 통한 단지 일방향으로의 공기 유동을 허용한다. 폐쇄 상태에서, 제1 및 제2의 짧은 측부 에지(98, 100)는 측벽 섹션(40, 42)으로부터 연장되는 플랜지(54, 56) 상에 안착된다. 이와 유사하게, 폐쇄 상태에서 밸브 요소(14)의 제1의 긴 둘레방향 에지(94)는 제1의 긴 측벽 섹션(36)의 플랜지(44) 상에 안착된다. 밸브 요소(14)는 폐쇄 상태일 때에 리브(60)와도 또한 맞물릴 수 있다. 밸브 요소(14)는 스프링(130)과 중력에 의해 폐쇄 상태로 유지된다. 밸브 요소(14)는 단지 하우징(12)의 외측방향으로만 개방될 수 있으며, 하우징(12) 내로의 방향으로는 개방될 수 없는데, 그 이유는 플랜지와 리브(60)가 내측방향으로의 밸브 요소의 이동을 차단하기 때문이다.
압력 조절 밸브(100)는 차량의 본체 패널에 수직방향으로 장착된다. 이 배향으로 하우징(12)의 탭(106)이 본체 패널에 장착될 때에 상부에 근접하게 배치된다. 폐쇄 상태에서, 밸브 요소(14)는 대각선 하향 방향으로 연장된다. 밸브 요소(14)는 중력과 스프링(130)에 의해, 차량의 객실 내의 공기압과 대기압의 차이가 미리 정해진 값 미만일 때에 밸브 요소를 폐쇄 상태로 유지하는 데 기여하도록 작용된다.
대기압이 차량의 객실 내의 압력보다 높을 때, 대기압은 밸브 요소를 폐쇄 상태로 유지하도록 밸브 요소(14)에 대해 작용한다. 밸브 요소의 에지가 플랜지와 리브(60)에 대해 안착되어 하우징에 대한 밸브 요소의 내측방향 이동을 방지하기 때문에 밸브 요소(14)는 회전하지 않는다. 그 결과, 대기압으로 인해 중앙 공기 유로(24)를 통해 차량 객실 내로 공기 흐름, 물, 먼지, 이물질이 진입하는 것이 방지된다.
객실 내의 공기압이 소정 레벨, 즉 밸브 요소(14)에 대한 중력과 스프링력을 극복하는 레벨보다 클 때, 밸브 요소(14)는 하우징(12) 외측방향으로 중앙 공기 유로(24)로부터 멀어지는 방향으로 회전되어 중앙 공기 유로(24)를 덮지 않고 객실로부터 대기로의 공기 흐름을 가능하게 한다.
밸브 요소(14)가 폐쇄 상태에서 개방 상태로 회전될 때, 스프링(130)이 절곡된다. 밸브 요소(14) 상의 돌출부는 도 2에서 확인되다시피 리브(60)로부터 멀어지게 외측방향으로 이동한다. 스프링(130)의 제1 및 제2 단부(132, 136)는, 하우징에 대한 플랩의 이동 중에 하우징(12) 및 플랩(14)에 대해 슬라이딩할 수 있다.
밸브 요소(14)가 회전하여 중앙 공기 유로(24)를 덮지 않고 객실에서부터 대기로의 공기 흐름을 가능하게 할 때, 벨브 요소(14)는 개방 상태이다. 차량의 객실과 대기 사이의 공기압 차가 미리 정해진 레벨 미만으로 떨어질 때, 밸브 요소(14)에 대해 작용하는 중력과 스프링력은 밸브 요소가 폐쇄 상태로 다시 회전하게 한다.
하나의 플랩 밸브 요소 대신에, 다수의 플랩 밸브 요소가 구멍을 통해 하우징에 다수로 연결되어 압력 조절 밸브(10)를 형성할 수 있다.
당업자는 본 발명의 상기 설명으로부터 개선, 변경 및 수정을 인식할 것이다. 그러한 해당 기술 내에서의 개선, 변경 및 수정은 첨부된 청구범위에 의해 커버되는 것으로 의도된다.

Claims (9)

  1. 차량 객실을 통기시키는 데 사용하기 위한 통기 장치로서,
    적어도 부분적으로 공기 유로를 형성하는 하우징과,
    폐쇄 상태에서 개방 상태로 이동 가능하여, 공기가 상기 공기 유로를 통해 흐르도록 하는 밸브 요소로서, 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 공기 유로를 향하는 내측면과, 내측면을 등지고 있고 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 공기 유로로부터 멀어지는 방향을 향하는 외측면을 갖는 것인 밸브 요소, 그리고
    밸브 요소가 폐쇄 상태에서 개방 상태를 향해 이동할 때에 편향되어, 밸브 요소를 폐쇄 상태를 향하도록 압박하게 작용하는 스프링 와이어로서, 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 하우징으로부터 밸브 요소의 내측면으로 직선으로 연장되는 스프링 와이어
    를 포함하는 통기 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밸브 요소는 내측면에, 스프링이 통과하여 연장되는 리세스를 포함하는 것인 통기 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스프링 와이어의 제1 단부는 밸브 요소의 내측면으로부터 연장되는 돌출부에 있는 개구로 연장되는 것인 통기 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스프링 와이어의 제1 단부는 하우징에 대한 밸브 요소의 이동 중에 돌출부에 대해 슬라이딩하는 것인 통기 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 스프링 와이어의 제2 단부는 하우징 상의 스프링 지지부로 연장되는 것인 통기 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스프링 와이어의 제2 단부는 하우징에 대한 밸브 요소의 이동 중에 스프링 지지부에 대해 슬라이딩하는 것인 통기 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 밸브 요소는 강성의 중앙 부분과, 중앙 부분 주위에서 연장되는 유연한 둘레방향 부분을 포함하고, 상기 스프링 와이어는 중앙 부분에 연결되는 것인 통기 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중앙 부분은 중앙 부분의 내측면 상에 리세스를 포함하고, 상기 스프링 와이어는 중앙 부분에 있는 리세스를 통해 연장되는 것인 통기 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 공기 유로를 가로질러 연장되는 적어도 하나의 리브를 포함하고, 상기 밸브 요소는 폐쇄 위치에 있을 때에 적어도 하나의 리브와 맞물리며, 상기 리브는, 밸브 요소가 폐쇄 상태일 때에 스프링 와이어가 통과하여 연장되는 리세스를 갖는 것인 통기 장치.
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