KR20170108973A - 연료 오주입 방지기를 갖는 무캡 자동차 연료 주입 시스템 - Google Patents

Abstract

자동차용 연료 입구 어셈블리는, 각 단부에서 개방되어 있는 기다란 관형 원통 하우징을 가지며, 이 하우징은 하우징의 단부들 사이에서 포트를 규정한다. 플랩퍼 밸브가 유체 포트와 관련되어 있고, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 움직일 수 있다. 적어도 2개의 랫치가 유체 포트에 인접하여 하우징에 피봇식으로 장착되며, 랫치 위치와 해제 위치 사이에서 움직일 수 있다. 랫치는 플랩퍼 밸브와 결합하여 이 플랩퍼 밸브가 개방 위치로 움직이는 것을 방지한다. 가요성 범프가 관련 랫치와 함께 회전하도록 각 랫치에 부착되어 있고, 각 범프는 관련 랫치로부터 반경 방향 내측으로 돌출되어 있다. 각 범프는 캠면을 가지고 있으며, 캠면은 연료 노즐과 결합하면 범프 및 관련 랫치를 해제 위치로 회전시키게 된다. 그러나, 랫치가 해제 위치에 있을 때 각 범프는 관련 랫치 쪽으로 반경 방향 외측으로 접힐 수 있어서(collapsible), 연료 노즐이 그 접힌 범프를 지나 플랩퍼 밸브와 결합할 수 있다. 따라서, 미리 정해진 크기 범위 내의 연료 노즐만 범프와 결합하고 랫치를 개방 위치로 회전시키고 또한 연료 노즐이 범프를 지나 유체 포트를 통해 연장되게 해준다.

Description

연료 오주입 방지기를 갖는 무캡 자동차 연료 주입 시스템

본 출원은 2015년 1월 30일에 출원된 미국 가 출원 62/109,810에 대한 우선권을 주장하며, 그 가 출원의 내용은 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.

본 발명은 자동차 연료 주입 시스템에 관한 것이다.

모든 자동차는 차량의 연료 탱크를 재충전할 수 있는 연료 주입 시스템을 포함한다. 일반적으로, 이 연료 주입 시스템은 통상적인 연료 충전 노즐을 받을 수 있는 치수로 된 깔때기를 포함한다. 그리고 이 깔때기는 차량의 연료 탱크에 연결된다. 이들 연료 충전 시스템의 대부분은, 연료 충전 노즐의 목부를 받을 수 있는 치수로 된 깔때기의 일부분으로서 형성되거나 그 안으로 삽입되는 오리피스를 또한 포함한다. 스프링이 달린 플랩퍼 밸브가 또한 종종 깔때기에 장착되고 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 움직일 수 있고 스프링에 의해 폐쇄 위치로 가압된다. 연료 충전 노즐이 오리피스 안으로 삽입되면, 연료 충전 노즐은 플랩퍼 밸브와 접촉하여 그 밸브를 개방 위치로 움직이게 하여 차량에의 연료 주입을 가능하게 해준다.

자동차를 위한 통상적인 연료 충전 시스템의 일 단점은, 깔때기 포트를 폐쇄하는 플랩퍼 밸브가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 자유롭게 움직일 수 있다는 것이다. 연료 노즐은 또한 연료의 종류에 따라 표준화된 직경를 갖는다. 예컨대, 무연(unleaded) 가솔린용 연료 노즐은 제 1 직경을 갖고, 디젤 연료용 연료 노즐은 더 큰 제 2 직경을 갖는다.

연료 깔때기 어셈블리에 있는 연료 포트의 크기는, 엔진에 사용되는 연료의 종류에 맞게 되어 있다. 따라서, 디젤 연료용 연료 노즐은 무연 가솔린용 연료 노즐 보다 큰 직경을 갖기 때문에, 디젤 연료용 연료 노즐은 무연 가솔린을 사용하는 차량을 위한 연료 깔때기 어셈블리 안으로 삽입될 수 없다.

불행히도, 그 반대는 그렇지 않다. 대신에, 무연 가솔린용 연료 노즐은 디젤 연료용 연료 노즐 보다 작은 직경을 가지며 또한 연료 플랩 밸브는 통상적으로 자유로이 회전 가능하게 연료 깔때기 어셈블리에 장착되기 때문에, 부주의로, 디젤 엔진을 갖는 차량의 연료 탱크에 무연 가솔린을 주입할 수가 있다. 이렇게 되면, 엔진은 완전히 파괴되지는 않더라도 손상을 입을 수 있다.

디젤 엔진 연료 탱크에 무연 가솔린을 주입하는 것을 방지하기 위해, 무연 가솔린이 더 작은 연료 연료 충전 노즐 크기를 사용하더라도 디젤 연료 탱크에 무연 가솔린이 주입되는 것을 방지하는 연료 오주입 방지기(MFI)가 이전부터 알려져 있다. 이러한 일 MFI가 미국 특허 6,968,874에 개시되어 있다.

'874 특허에서, 사로 맞은 편에 있는 한쌍의 랫치가 플랩퍼 밸브와 결합하여 이 밸브를 폐쇄 위치에 유지시킨다. 또한 각 랫치는 액츄에이터 표면을 포함하는데, 이 표면은 물리적으로 결합되면 랫치를 외측으로 가압하여 플랩퍼 밸브를 해제시키게 된다.

이전에 알려져 있는 이 MFI의 경우, 더 큰 직경의 디젤 연료 노즐이 연료 충전 시스템 안으로 삽입될 때, 디젤 연료 충전 노즐은, 양 랫치에 있는 액츄에이터 표면에 결합하여 그 양 랫치를 개방 위치로 움직여 연료 탱크에 대한 디젤 연료의 재주입을 가능하게 해주도록 충분히 큰 직경을 가지고 있다. 반대로, 더 작은 직경의 무연 연료 노즐이 삽입될 때는, 한 랫치에 있는 단일의 액츄에이터 표면, 그래서 다른 랫치는 플랩퍼 밸브를 폐쇄 위치에 유지시키고 디젤 연료 탱크에 대한 무연 가솔린의 재충전을 방지한다.

그러나, 디젤 연료의 경우에 추가 문제가 생기는데, 왜냐하면, 디젤 연료 노즐의 크기는 자동차의 종류에 따라 약 24.5 mm 내지 약 32 mm 에서 변하기 때문이다. 예컨대, 디젤 연료를 사용하는 상업용 차량은 종종 더 큰 크기의 연료 충전 노즐을 갖지면, 디젤 엔진을 갖는 승용차는 일반적으로 더 작은 직경의 디젤 노즐을 갖는다.

물론, 연료 충전 노즐의 직경이 24.5 mm 보다 클 때마다 디젤 연료 노즐이 랫치를 개방 위치로 회전시키는 디젤 연료용 MFI를 간단하게 설계할 수 있을 것이다. 그러나, 32 mm의 더 큰 직경을 갖는 연료 충전 노즐이 동일한 연료 충전 시스템에 삽입되면, 그 연료 충전 노즐은 연료 충전 시스템의 전체 직경이 반드시 증가될 정도로 랫치를 외측으로 회전시키게 된다. 연료 충전 시스템의 이러한 직경 증가는 많은 자동차에서는 허용될 수 없다.

본 발명은 종래에 알려져 있는 디젤 연료용 연료 충전 시스템의 위에서 언급한 단점들을 극복하는 연료 오주입 방지기를 제공한다. 특히, 본 발명의 연료 충전 시스템은, 연료 충전 시스템을 위한 하우징의 전체적인 크기를 증가시킴이 없이, 넓은 직경 범위(예컨대, 24.5 mm 내지 32 mm)의 디젤 연료 충전 노즐을 수용할 수 있다.

간단히 말하면, 본 발명에서, 접힐 수 있는(collapsible) 범프가 연료 충전 시스템에 대해 반경 방향 내측으로 돌출되어 각 랫치에 부착되어 있다. 또한 이들 범프의 치수는, 비교적 작은 직경(예컨대, 24.5 mm)을 갖는 디젤 연료 노즐이 삽입되면 연료 충전 노즐이 범프와 결합하고 랫치를 해제 위치로 회전시켜 디젤 연료 탱크에 대한 연료 주입을 가능하게 해주도록 되어 있다.

반대로, 더 큰 직경을 갖는 디젤 연료 노즐이 연료 시스템 안으로 삽입되면, 연료 노즐이 범프와 접촉하여 플랩퍼 밸브에 대한 해제 위치로 랫치를 반경 방향 외측으로 회전시키게 된다. 그러나, 랫치가 연료 충전 시스템용 하우징과 접촉할 때, 연료 충전 노즐이 플랩퍼 밸브 쪽으로 계속 삽입되면, 범프가 변형될 것이고 또한 여전히 연료 충전 노즐이 디젤 연료 탱크의 재충전을 위해 플랩퍼 밸브와 결합하여 그 밸브를 개방시킬 수 있다.

첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 본 발명을 더 잘 이해할 수 있을 것이며, 몇개의 도 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 연료 충전 시스템의 종단면도이다.
도 2는 범프가 부착되어 있는 일 랫치의 확대 상세도이다.
도 3은 도 2와 유사한 도이지만, 다른 각도에서 본 것이다.
도 4는 연료 탱크에 무연 가솔린을 충전하려고 할 때 본 발명의 작용을 도시하는 도이다.
도 5는 도 4와 유사한 도이지만, 디젤 연료 노즐이 상대적으로 작은 연료 탱크에 디젤 연료를 충전하려고 하는 경우를 나타낸다.
도 6은 도 5와 유사한 도이지만, 비교적 큰 직경을 갖는 디젤 연료 노즐을 갖는 연료 탱크에 연료를 충전하려고 하는 경우를 나타낸다.
도 7은 큰 직경의 디젤 연료 노즐을 갖는 연료 탱크에 연료를 충전할 때 랫치 및 그의 관련된 범프의 작용을 도시하는 부분 단면도이다.

먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 연료 충전 시스템(20)의 일부분이 나타나 있다. 이 시스템은 전반적으로 원통형인 하우징(22)을 포함하며, 이 하우징에는 연료 포트(24)가 형성되어 있다. 이 연료 포트(24)는 디젤 연료용 연료 충전 노즐을 받는 크기로 되어 있다.

플랩퍼 밸브(26)가 하우징(22) 내부에 들어 있고 폐쇄 위치(도 1에 실선으로 도시되어 있음)와 개방 위치(도 1에 가상선으로 도시되어 있음) 사이에서 움직일 수 있다. 스프링이 플랩퍼 밸브(26)를 그의 폐쇄 위치로 가압하고, 폐쇄시 플랩퍼 밸브(26)는 오염물질이 연료 탱크에 들어가는 것을 방지한다.

여전히 도 1을 참조하면, 서로 맞은 편에 있는 한쌍의 랫치(28)가 각각의 상단부(30)에서 회전 가능하게 장착되어 있고, 잠금 위치(도 1에서 실선으로 도시되어 있음)와 해제 위치(도 1에서 가상선으로 도시되어 있음) 사이에서 회전 가능하다. 잠금 위치에서, 각 랫치(28)의 자유 단부에 형성되어 있는 훅크(32)가 플랩퍼 밸브에 형성되어 있는 립(33)에 걸리게 된다. 잠금 위치에서, 랫치(28)는 플랩퍼 밸브(26)가 개방 위치로 움직이는 것을 방지한다. 반대로, 랫치(28)가 그의 해제 위치(가상선)으로 움직이면, 플랩퍼 밸브(26)는 그의 개방 위치(가상선)로 자유롭게 움직이게 된다.

이제 도 1 내지 3을 참조하면, 각 랫치(28)는 강성적이고, 예컨대, 강성적인 플라스틱 재료로 만들어진다. 그러나, 가요적이고 변형 가능한 범프(34)가 각 랫치(28)의 상단부(30)에 부착되어 있다. 도 1에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 이들 범프(34)는 반경 방향 내측으로, 디젤 연료용 연료 충전 노즐을 받도록 설계된 통로 안으로 돌출되어 있다.

각 범프는 또한 바람직하게 스프링(36)을 포함하며, 이 스프링은 하우징(22)에 접촉하는 자유 단부(38)를 가지고 있다. 그래서 이 스프링(36)은 랫치(28)를 이 랫치의 부착된 범프(34)와 함께 랫치(28)에 대한 잠금 위치로 가압한다. 추가로, 각 범프의 자유 단부(40)가 그의 관련된 랫치(28)에 있는 반경 방향 외측 경사 표면(42)에 접촉한다.

이제 도 4를 참조하면, 랫치(28)에 있는 범프(34)의 치수는, 무연(unleaded) 가솔린용 연료 충전 노즐(50)이 하우징(22) 안으로 삽입된 경우에 그 연료 충전 노즐(50)의 직경이 랫치(28)에 있는 범프(34)들 사이의 거리 보다 작도록 정해진다. 따라서, 노즐(50)의 삽입시, 랫치(28) 중의 적어도 하나는 그의 잠금 위치에 유지되고 디젤 연료 탱크에 무연 가솔린이 주입되는 것을 방지한다.

이제 도 5를 참조하면, 디젤 연료 충전 노즐(52)이 하우징(22) 안으로 삽입되면, 디젤 연료 충전 노즐(52)(무연 가솔린용 노즐(50)(도 4) 보다 큰 직경을 가짐)이 양 랫치(28)의 양 범프(34)와 접촉할 것이다. 노즐(52)이 플랩퍼 밸브(26) 안으로 더 삽입되면, 가상선으로 나타나 있는 바와 같이, 디젤 노즐(52)이 랫치(28)를 외측으로 회전시켜, 플랩 밸브(26)를 해제시키게 된다. 노즐(52)이 더 삽입되면 플랩퍼 밸브(26)와 접촉할 것이고 이 플랩퍼 밸브(26)를 그의 개방 위치로 회전시켜 디젤 연료 탱크에의 연료 주입을 가능하게 해준다.

이제 도 6 및 7을 참조하면, 도 5에 나타나 있는 연료 노즐(52) 보다 상당히 더 큰 직경을 갖는 다른 디젤 연료 노즐(54)이 나타나 있다. 이러한 더 큰 직경의 연료 노즐(54)은 종종 상업용 차량에서 볼 수 있다.

디젤 노즐(54)이 하우징(22) 안으로 삽입되면, 그 디젤 노즐(54)은 먼저 범프(34)와 접촉할 것이고, 그래서 그 범프(34)의 자유 단부(40)가 랫치(28)의 경사 표면(42)을 따라 슬라이딩하게 된다. 가압된 범프는, 그의 관련된 랫치(28)를 해제 위치로 회전시켜 플랩퍼 밸브(26)를 해제시켜 그의 개방 위치로 회전하여 디젤 연료 탱크에의 연료 주입을 가능하게 하는데 도움을 준다.

그러나, 큰 직경의 디젤 연료 노즐(54)이 더 삽입되면, 디젤 연료 노즐(54)은 범프(34)를 랫치(28)에 가압시켜, 랫치(28)가 접힌 범프(34)와 하우징(22) 사이에 끼이게 된다. 연료 노즐(54)이 더 삽입되면, 연료 노즐(54)은 하우징(22)에 있는 연료 포트를 통과하게 된다.

접힐 수 있는 범프(34)를 이용하는 주요 이점은, 이 범프는 하우징(22)의 전체적인 직경 또는 크기를 증가시킴이 없이, 비교적 작은 디젤 연료 노즐(52)(도 5) 및 더 큰 직경의 디젤 연료 노즐(54)의 개방을 가능하게 해준다는 것이다. 반대로, 범프(34)가 강성적인 구성이면, 그 범프(34)는 비교적 작은 디젤 연료 노즐 및 비교적 큰 디젤 연료 노즐을 위한 랫치(28)의 회전을 수용하기 위해 더 큰 직경의 하우징(22)을 필요로 할 것이다.

본 발명을 설명했지만, 첨부된 청구 범위에 규정되어 있는 바와 같은 본 발명의 정신에 벗어남이 없이 본 발명에 대한 많은 수정이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (7)

1. 연료 입구 어셈블리로서,
   각 단부에서 개방되어 있는 기다란 관형 원통 하우징 - 상기 하우징은 하우징의 상기 단부들 사이에서 유체 포트를 규정함 -;
   상기 유체 포트와 관련되어 있고, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 움직일 수 있으며 탄성적으로 폐쇄 위치로 가압되는 플랩퍼 밸브; 및
   환형으로 서로 이격되어 있고, 상기 유체 포트에 인접하여 상기 하우징에 피봇식으로 장착되며, 상기 하우징의 축선에 수직인 축선 주위로 랫치 위치와 해제 위치 사이에서 회전할 수 있는 적어도 2개의 강성 랫치를 포함하고,
   상기 랫치 중의 적어도 하나가 상기 랫치 위치에 있을 때 랫치는 상기 플랩퍼 밸브와 결합하여 플랩퍼 밸브가 상기 개방 위치로 움직이는 것을 방지하며,
   가요성 범프가 관련 랫치와 함께 회전하도록 각 랫치에 부착되어 있고, 상기 범프는 관련 랫치로부터 반경 방향 내측으로 돌출되어 있고,
   각 범프는 캠면을 가지고 있으며, 캠면은 연료 노즐과 결합하면 범프 및 관련 랫치를 상기 해제 위치로 회전시키게 되며,
   상기 랫치가 해제 위치에 있을 때 상기 각 범프는 관련 랫치 쪽으로 반경 방향 외측으로 접힐 수 있어서(collapsible), 연료 노즐이 상기 범프를 지나 상기 플랩퍼 밸브와 결합할 수 있고,
   미리 정해진 크기 범위 내의 연료 노즐만 상기 범프의 상기 캠면과 결합하고 랫치를 상기 해제 위치로 회전시키고 또한 연료 노즐이 상기 범프를 지나 상기 유체 포트를 통해 연장되게 해주는, 연료 입구 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 플랩퍼 밸브 안에 포함되어 있는 압력 완화 밸브를 포함하는, 연료 입구 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 플랩퍼 밸브를 폐쇄 위치로 가압하는 스프링을 포함하는, 연료 입구 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 플랩퍼 밸브는 스냅 피팅에 의해 함께 고정되는 제 1 밸브 부분과 제 2 밸브 부분을 포함하는, 연료 입구 어셈블리.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 밸브 부분들 사이에 적어도 부분적으로 포함되어 있는 압력 완화 밸브를 포함하는, 연료 입구 어셈블리.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 랫치는 기다랗고, 일단부에 인접해서 상기 하우징에 피봇식으로 고정되어 있고, 다른 단부에서는 밸브 결합 훅크를 가지며, 상기 캠면은 상기 랫치의 상기 단부들 사이에 위치되는, 연료 입구 어셈블리.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 범프의 상단부는 관련 랫치에 고정되며, 각 범프의 하단부는 관련 랫치에 접촉하는, 연료 입구 어셈블리.

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