KR20090034281A

KR20090034281A - 플로우트 밸브 장치

Info

Publication number: KR20090034281A
Application number: KR1020080095881A
Authority: KR
Inventors: 신니치 마츠오
Original assignee: 가부시키가이샤 파이오락꾸스
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2009-04-07
Also published as: US20090084449A1; JP2009085390A; JP4869201B2; US8844557B2; KR101479115B1

Abstract

플로우트의 상부에 형성된 돌기부로 가동 밸브를 밀어, 개구부를 닫도록 구성된 플로우트 밸브 장치에 있어서, 가동 밸브를 두껍게 대형화하지 않고도 가동 밸브의 균열 등의 문제를 해결할 수 있도록 한다.

하우징(20) 내는 칸막이벽(31)을 통하여 하방 공간(46)과 상방 공간(35)으로 구획되고, 칸막이벽에 개구부(32)가 설치되어 있다. 플로우트(50)는 하우징의 하방 공간에 상하 접동 가능하게 수용되며, 그 상부에 가동 밸브(70)가 플로우트에 대하여 상하 방향 및 횡방향으로 상대 운동 가능하게 장착되어 있다. 플로우트(50)의 상부에는 돌기부(55)가 설치되어 있고, 가동 밸브(70)의 하면에는 상기 돌기부가 접촉하는 받침부(81)가 설치되어 있다. 받침부(81)의 중심에는 중심 구멍(83)이 설치되어 있으며, 플로우트가 부상할 때 플로우트 돌기부의 정수리부(56)의 주변부(57)가 중심 구멍의 내주에 접촉하도록 되어 있다.

플로우트, 돌기부, 가동 밸브, 개구부, 밸브 장치, 균열, 접동, 받침부, 부상, 중심 구멍, 내주, 접촉

Description

플로우트 밸브 장치{FLOAT VALVE SYSTEM}

본 발명은 액체의 액면의 높이가 상승할 때 하우징 내에서 플로우트(float)가 부상하여, 액면이 소정의 높이가 되었을 때에, 외부로 연통하는 개구부를 닫도록 한 플로우트 밸브 장치에 관한 것으로, 특히, 자동차의 연료 탱크 내의 연료 증기를 캐니스터로 내보냄과 동시에, 연료의 액면의 높이가 소정치를 넘었을 때에 개구부를 닫아 연료의 외부 유출을 방지하고, 또한 급유시에는 만(滿)탱크 규제를 수행하도록 한 플로우트 밸브 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 자동차의 연료 탱크 내에는 연료 증기를 외부에 배치된 캐니스터로 내보내어 탱크 내압이 상승하는 것을 방지함과 동시에, 연료의 액면 높이가 소정의 높이를 넘을 때에는 캐니스터로 연통하는 개구부를 닫아 연료가 외부로 유출되는 것을 방지하고, 또한, 급유시에는 만(滿)탱크 규제를 수행하기 위한 플로우트 밸브 장치가 배치되어 있다.

이와 같은 플로우트 밸브 장치로서, 일본 특허공개 평7-279789호 공보에는 일단이 캐니스터와 연결된 통로의 타단에 연결되는 연료 탱크의 개구부에 배치된 제 1 평면부로 이루어지는 시트부(밸브 시트에 상당)와, 상기 시트부의 평면부에 맞닿는 제 1 평면부를 갖는 밸브 부재와, 연료 탱크 내에서 연료의 부력에 의해 떠 있으며, 연료 액면의 상승에 따라 정수리부에 의해 상기 밸브 부재를 상방으로 밀어 상기 시트부에 접촉시켜 폐색(閉塞)시킬 수 있는 플로우트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액면 높이 제어 밸브가 개시되어 있다. 그리고, 밸브 부재는 플로우트에 상대 운동 가능하게 결합되어 있으며, 플로우트의 정수리부는 플로우트 상부의 중앙에 형성된 3차원 곡면으로 이루어지는 돌기부에 의해 구성되는 것이 기재되어 있다.

상기 일본 특허공개 평7-279789호 공보의 액면 높이 제어 밸브에서는 플로우트의 정수리부가 밸브 부재를 상방으로 밀어 시트부에 접촉시켜 개구부를 막도록 되어 있기 때문에, 차량의 기울기 등에 의해 플로우트의 자세가 개구부에 대하여 기울어져 있어도, 플로우트에 대하여 상대 운동 가능한 밸브 부재가 시트부에 적절하게 접촉하기 때문에, 씰(seal) 성능을 안정되게 얻을 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.

그러나, 상기 일본 특허공개 평7-279789호 공보와 같은 구조의 플로우트 밸브 장치에서는, 플로우트가 상승하여 밸브 부재를 통해 밸브 시트에 맞닿았을 때, 플로우트의 정수리부가 밸브 부재에 강하게 부딪쳐 밸브 부재에 균열 등이 발생할 가능성이 있음을 알 수 있다. 특히, 부품의 반송시에, 취급시 낙하시키거나 했을 때에는 플로우트의 정수리부가 밸브 부재에 충돌하여 강한 충격을 주기 때문에, 상기 균열 등의 가능성이 높아지는 것을 알 수 있다.

이에 대하여, 밸브 부재를 두껍게 하여 그 강도를 높임으로써 상기 문제를 해결하는 것도 생각할 수 있지만, 그로 인해 대형화된 밸브 부재를 배치할 스페이스(space)가 필요하게 되어, 플로우트 밸브 장치가 대형화되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 플로우트의 상부에 형성된 돌기부로 가동 밸브를 밀어 개구부를 닫도록 구성된 플로우트 밸브 장치에 있어서, 가동 밸브를 두껍게 대형화하지 않고도 가동 밸브의 균열 등의 문제를 해결할 수 있도록 한 플로우트 밸브 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1은, 전체적으로 통형상을 이루고, 칸막이벽을 통하여 하방 공간과 상방 공간으로 나뉘어져 있으며, 상방 공간의 외벽에는 상방 공간을 외부로 연통시키는 통기관이 장착되어 있고, 상기 칸막이벽에는 개구부가 설치되어 있으며, 그 하면에 밸브 시트가 형성되어 있고, 하방 공간 의 외벽에는 하방 공간을 외부로 연통시키는 연통공이 형성되어 있는 하우징과,

이 하우징의 하방 공간에 상하 접동 가능하게 배치되며, 상면 중앙에, 중앙이 가장 높고 주변이 점차로 낮아지는 돌기부가 설치되어 있고, 상기 하우징의 연통공을 지나 유입하는 액체에 의해 부상하도록 구성된 플로우트와,

이 플로우트의 상부에, 이 플로우트에 대하여 요동 가능하게 지지되고, 하면에는 상기 플로우트의 돌기부가 접촉하는 받침부가 설치되며, 이 받침부의 중앙에 상기 돌기부의 정수리부 주변이 접촉하는 중심 구멍이 형성된 가동 밸브를 구비하고 있으며,

상기 플로우트가 소정 높이까지 부상했을 때, 상기 가동 밸브가 상기 밸브 시트에 접촉하여 상기 개구부가 폐색되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치를 제공하는 것이다.

상기 발명에 따르면, 플로우트가 상승하여 플로우트의 돌기부가 가동 밸브의 받침부에 접촉할 때, 돌기부의 정수리부 주변이 받침부의 중심 구멍 내주에 접촉하여 접촉 면적이 커지기 때문에, 돌기부가 충돌했을 때의 충격력이 중심 구멍의 주위로 분산되어, 받침부의 일개소에 집중하는 것을 피할 수 있다. 또한, 상기 중심 구멍에 의해 받침부에 유연성이 부여되어 돌기부가 충돌했을 때의 충격력이 완화된다. 이 때문에, 예를 들면 부품의 반송시에 낙하 등에 의한 강한 충격력이 작용한 경우에도 가동 밸브에 균열 등의 파손이 생기는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제 2는, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 가동 밸브의 받침부의 중심 구멍 주위에는 외부로 향할수록 점차로 얕아지는 안내 요(凹)부가 설치되어 있 는 플로우트 밸브 장치를 제공하는 것이다.

이에 따르면, 플로우트가 기울거나 옆으로 어긋난 상태에서 가동 밸브의 받침부에 접촉하여도, 플로우트의 돌기부가 안내 요(凹)부로 안내되어 중심 구멍에 접촉하기 때문에, 상기 충격력을 완화하는 효과를 보다 확실하게 얻을 수 있다.

본 발명의 제 3은, 상기 제 1 또는 제 2 발명에 있어서, 상기 가동 밸브의 받침부 주위에는 요(凹)부가 형성되어 있는 플로우트 밸브 장치를 제공하는 것이다.

이에 따르면, 가동 밸브의 받침부의 주위의 유연성을 높여, 플로우트의 돌기부가 충돌했을 때의 충격력을 더욱 완화시켜 가동부의 파손 방지 효과를 높일 수 있다.

본 발명의 제 4는, 상기 제 1 내지 3의 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 가동 밸브의 받침부가 형성된 판부 위에, 리브를 통하여 이 판부와 거의 평행한, 씰면을 형성하는 상판부가 설치되어 있는 플로우트 밸브 장치를 제공하는 것이다.

이에 따르면, 받침부가 형성된 판부 위에, 리브를 통하여 씰면을 구성하는 상판부가 설치되어 있기 때문에 가동 밸브의 씰면과 받침부 사이의 유연성이 보다 높아지므로, 플로우트의 돌기부가 충돌했을 때의 충격력을 더욱 효과적으로 완화하여 가동부의 파손 방지 효과를 높일 수 있다.

본 발명의 제 5는 상기 제 4 발명에 있어서, 상기 리브에는 둘레 방향의 소정 개소에 구멍이 설치되어 있는 플로우트 밸브 장치를 제공하는 것이다.

이에 따르면, 받침부가 형성된 판부와, 씰면을 구성하는 상판부를 연결하는 리브에 구멍을 설치함으로써, 가동 밸브의 씰면과 받침부 사이의 유연성이 보다 한층 높아져, 플로우트의 돌기부가 충돌했을 때의 충격력을 보다 효과적으로 완화하여 가동부의 파손 방지 효과를 높일 수 있다.

본 발명에 따르면, 플로우트가 상승하여 플로우트의 돌기부가 가동 밸브의 받침부에 접촉할 때, 돌기부의 정수리부 주변이 받침부의 중심 구멍 내주에 접촉하기 때문에, 돌기부가 충돌했을 때의 충격력이 중심 구멍의 주위로 분산되어 받침부의 일개소에 집중하는 것을 피할 수 있으며, 또한, 중심 구멍에 의해 받침부에 유연성이 부여되기 때문에, 예를 들면 부품의 반송시에 낙하 등에 의한 강한 충격력이 작용한 경우에도 가동 밸브에 균열 등의 파손이 생기는 것을 방지할 수 있다.

이하, 도 1 내지 8을 참조하여 본 발명의 플로우트 밸브 장치의 일 실시형태에 대하여 설명한다. 또한, 이 실시형태의 플로우트 밸브 장치(10)는 자동차의 연료 탱크 내에 설치되어 연료 탱크 내의 연료 증기를 캐니스터로 내보냄과 동시에, 연료의 액면 높이가 소정치를 넘었을 때에 개구부를 닫아 연료의 외부 유출을 방지하며, 또한 급유시에는 만탱크 규제를 수행하도록 하기 위해 이용되는 것이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 이 플로우트 밸브 장치(10)는 전체적으로 통형상을 이루는 하우징(20)과, 이 하우징(20) 내에 상하 접동 가능하게 설치되는 플로우트(50)와, 이 플로우트(50)의 상부에 상대 운동 가능하게 장착되는 가동 밸브(70)를 주된 구성으로 하고 있다.

하우징(20)은 상면이 폐색된 거의 원통 형상을 이루는 하우징 본체(21)와, 이 하우징 본체(21)의 상면에 용착된 상부 캡(22)과, 하우징 본체(21)의 하면에 결합되는 하부 캡(23)으로 구성되어 있다.

하우징 본체(21)는 그 외주벽(28)의 거의 중간부에 직사각형 형상의 연통공(24)과, 외주벽(28)의 하부에 원형의 연통공(25)을 가지고 있다. 또한, 외주벽(28)의 하부에는 하부 캡(23)의 결합공(26)에 결합하는 결합 고리(27)가 형성되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 외주벽(28)의 내부에는 통축 방향으로 연장된 리브 형상의 연결벽(29)을 통하여, 횡단면이 원호 형상을 이루는 한 쌍의 내벽(30)이 둘레 방향으로 대향하여 배치되어 있다. 내벽(30)끼리의 사이는 연료가 유출입하는 공극으로 되어 있다. 도 3을 함께 참조하면, 내벽(30)은 그 내주면에 통축 방향으로 연장하는 평행한 복수의 리브(45)를 가지고 있으며, 플로우트(50)의 상하 접동을 가이드하도록 되어 있다. 또한, 연결벽(29)은 연통공(24)의 좌우 중앙을 분단하도록 형성되어 있어, 연통공(24)으로부터 연료가 침입할 때에, 도 2의 화살표(A)로 나타내는 바와 같이 침입한 연료가 내벽(30)의 외주에 충돌한 후 좌우로 나뉘어져 둘레 방향으로 돌아 들어가 플로우트(50)에 접촉하기 때문에, 플로우트(50)에 직접 닿아 그 충격으로 플로우트(50)를 밀어 올리거나 하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 하우징 본체(21)의 상면은 칸막이벽(31)에 의해 폐색되어 있고, 이 칸막이벽(31)의 중앙부에는 개구부(32)가 형성되어 있다. 개구부(32)는 하우징 본 체(21)와 하부 캡(23)으로 둘러싸인 하방 공간(46)과, 하우징 본체(21)의 칸막이벽(31)과 상부캡(22)으로 둘러싸인 상방 공간(35)을 연통시키는 부분으로 되어 있다. 개구부(32)의 하면 둘레 가장자리에는 환형으로 돌출한 밸브 시트(32a)가 형성되어 있다.

또한, 칸막이벽(31) 상면의 개구부(32)의 둘레 가장자리에는 통형상의 격벽(33)이 설치되어 있다. 이 격벽(33)의 둘레 방향의 일부에는 절삭부(34)가 형성되어 있다.

하우징 본체(21)의 칸막이벽(31) 상에는 상부 캡(22)이 용착되어 있다. 도 4를 함께 참조하면, 상부 캡(22)에는 도시하지 않은 배관에 접속되고, 연료 탱크의 외부에 설치되는 캐니스터에 연통되는 통기관(36)이 일체로 형성되어 있다. 통기관(36)의 기단 개구는, 상방 공간(35)에 연통하는 통기공(37)을 이루고 있다. 또한, 상기 칸막이벽(31) 상에 형성된 통 형상의 격벽(33)은 그 절삭부(34)가 상기 통기공(37)과 대향하는 위치에 배치되도록 위치 결정되어 있다. 이로 인해, 플로우트(50)가 급상승하여 개구부(32)로부터 연료가 비산되었을 때, 연료가 통기공(37)에 직접 닿아 통기관(36) 내로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상부 캡(22)에는 도시하지 않은 배관에 의해, 압력 조정 밸브를 통하여, 도시하지 않은 컷오프 밸브에 연통되는 연결관(38)이 형성되어 있다. 단, 컷오프 밸브는 압력 조정 밸브를 통하여 독자적으로 연료 탱크 외로 연통시키는 구조를 채용할 수 있으며, 그 경우에는 통기관(38)을 설치할 필요는 없다. 컷오프 밸브는 플로우트 밸브 장치(10)에 의해 개구부(32)가 폐색된 후에도, 연료 탱크 내의 압력 이 소정치 이상으로 상승했을 때에 압력 조정 밸브를 통하여 연료 탱크 내의 연료 증기 등을 외부로 배출함과 동시에, 연료 액면이 더욱 상승했을 때에는 압력 조정 밸브로의 개구도 닫아 연료의 외부 유출을 저지하는 것이다.

플로우트(50)는 거의 원통 형상의 부재로 이루어지고, 외주에 통축 방향으로 연장되는 복수의 리브(51)를 가지고 있다. 이 리브(51)에 의해, 플로우트(50)는 하우징 본체(21)의 내벽(30) 사이에 상하 접동 가능하게 지지되어 있다. 플로우트(50)의 하단부 외주에는 둘레 방향으로 대향하여 한 쌍의 돌기(52)(도 1 참조)가 형성되어 있고, 이 돌기(52)가 내벽(30)끼리의 극간에 삽입되어 플로우트(50)의 회전을 규제하도록 되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 플로우트(50)의 저면에는 환형의 요(凹)부(53)가 형성되어 있고, 이 요(凹)부(53)에 플로우트용 스프링(54)이 삽입되어 있다. 또한, 플로우트용 스프링(54)의 하단부는 하부 캡(23)의 돌출부(43)의 외주에 형성된 수용홈(44)에 삽입 지지되어 있다. 플로우트용 스프링(54)은 플로우트(50)에 상방향의 부세력을 부여하여, 플로우트(50)의 소정 체적이 연료 중에 침적되었을 때, 그 부력과 합쳐져 플로우트(50)를 부상시키는 역할을 하고 있다.

플로우트(50)의 상면 중앙에는, 돌기부(55)가 형성되어 있다. 돌기부(55)는 중심에 배치된 정수리부(56)와, 이 정수리부(56)로부터 외주로 향할수록 낮아지는 주변부(57)를 갖고 있다. 또한, 돌기부(55)는 예를 들면 원추나 반구와 같은 형상일 수도 있고, 정수리부(56)를 중심으로 방사상으로 연장되는 복수의 리브로 구성되어 있을 수도 있다. 이 실시형태에서는 도 1에 나타내는 바와 같이 복수의 리브 로 구성되어 있으며, 각 리브의 종단면이 상기와 같은 정수리부(56)로부터 외주로 향할수록 낮아지는 주변부(57)를 갖는 형상으로 되어 있다.

플로우트(50) 상면의, 상기 돌기부(55)의 외주에는, 환형 리브(58)가 형성되어 있다. 이 환형 리브(58) 내에는, 후술하는 가동 밸브(70)가 상하 접동 가능하게 수용된다. 환형 리브(58)의 외주에는 복수의 결합 고리(59)(도 1, 도 7 참조)가 형성되어 있다.

그리고, 환형 리브(58)의 외주에는 지지 캡(60)이 장착되도록 되어 있다. 이 지지 캡(60)은 상기 결합 고리(59)가 결합하는 결합공(61)을 외주에 가지며, 후술하는 가동 밸브(59)의 상부를 돌출시키는 개구부(62)를 상면에 가지고 있다. 가동 밸브(70)는 밸브체용 스프링(73)을 통하여 플로우트(50)의 환형 리브(58) 내에 수용되고, 환형 리브(58)에 지지 캡(60)을 씌워 결합시킴으로써, 항상 상방으로 부세되면서 상하 방향으로 소정의 거리만큼 접동 가능하게 지지된다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 가동 밸브(70)의 외주와 환형 리브(58) 내주 사이에는 가동 밸브(70)를 환형 리브(58)의 중심에 배치한 상태에서 소정의 간극(G)이 형성되어 있다. 이 간극(G)은 플로우트(50) 외주와 내벽(30)의 내주 사이의 간극보다도 크게 되어 있어, 플로우트(50)가 내벽(30) 내에서 횡방향으로 이동하여도, 그 이상으로 가동 밸브(70)가 크게 횡방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

가동 밸브(70)는 본체(71)와, 이 본체(71)의 상부에 장착되는 밸브 부재(72)로 구성되어 있다. 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 본체(71)는 중간 높이에 배치된 거의 원형의 판부(74)와, 이 판부(74)의 둘레 가장자리로부터 하방으로 연 장되는 둘레벽(75)과, 판부(74)의 상면에 통형상의 리브(76)를 통하여 형성된 상판부(77)를 가지고 있다. 상판부(77)의 중앙에는 밸브 부재(72)를 장착하기 위한 장착공(78)이 형성되고, 이 장착공(78)으로부터 외주를 향해 방사상으로 통기홈(79)이 형성되어 있다. 통기홈(79)은 밸브 부재(72)와 상판부(77) 사이에 공기를 침입시켜, 밸브 개방시에 밸브 부재(72)가 상판부(77)에 붙는 것을 방지하고, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이 밸브 부재(72)가 젖혀 올라가, 밸브 개방이 원활하게 이루어지도록 하고 있다. 상판부(77)와 밸브 부재(72)가 본 발명에서의 씰면을 구성하고 있다. 또한, 통형상의 리브(76)에는 소정 방향으로 구멍(80)이 형성되어 있으며, 이 구멍(80)은 성형시 틀을 빼낼 때에 필요한 것이기는 하지만, 판부(74)와 상판부(77) 사이에 유연성을 부여하는데 기여하고 있다.

판부(74)의 하면 중앙에는 플로우트(50)의 돌기부(55)가 접촉하는 받침부(81)가 형성되어 있다. 받침부(81)는 환형의 돌출부(82)와, 그 중심에 형성된 중심 구멍(83)과, 이 중심 구멍(83)으로부터 외주로 향할수록 점차 얕아지는 안내 요(凹)부(84)로 구성되어 있다. 중심 구멍(83)은, 이 실시형태에서는 도 6(b), (c)에 나타내는 바와 같이 내저면이 폐색된 구멍으로 구성되어 있지만, 도 6(d)에 나타내는 바와 같이 판부(74)를 관통하는 구멍이어도 무방하며, 본 발명에서의 중심 구멍이라 함은, 이와 같이 요(凹) 형상의 구멍 및 관통한 구멍, 양쪽 모두를 포함하는 의미이다. 또한, 안내 요(凹)부(84)는 중심 구멍(83)으로부터 외주로 향할수록 점차로 얕아지는 형상을 이루고 있으면 되는데, 예를 들면 원추 형상, 구 형상 등의 요(凹)부가 바람직하게 채용된다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 중심 구멍(83)은 플로우트(50)의 돌기부(55)의 정수리부(56) 주변이 비교적 넓은 외주에서 접촉할 수 있는 내경(W)을 갖는 것이 바람직하며, 구체적으로 내경(W)은 2~6㎜정도로 되는 것이 바람직하다. 또한, 플로우트(50)의 돌기부(55)의 종단면이 산형을 이룰 때, 그 주변(57)이 이루는 각도(θ)는 중심 구멍(83)에 효과적으로 접촉할 수 있도록 하기 위하여 90~150도 정도로 되는 것이 바람직하다.

판부(74) 하면의 받침부(81)의 주변에는 복수의 요부(85)가 형성되어 있고, 이 요(凹)부(85)는 형성시의 수축에 의한 불량을 방지함과 동시에, 받침부(81) 주변의 유연성을 부여하는데에도 기여하고 있다.

밸브 부재(72)는 합성 고무 등의 탄성 부재로 이루어지고, 도 7에 나타내는 바와 같이 플랜지부(86)와, 이 플랜지부(86)의 하면 중앙으로부터 연장된 축부(87)와, 축부(87)의 선단부에서 벌어진 결합 돌출부(88)를 가지고 있다. 밸브 부재(72)는 결합 돌출부(88)를 상판부(77)의 장착공(78)에 밀어 넣어 삽입하고, 장착공(78)의 이면측에 결합시킴으로써 상판부(77) 상에 장착된다.

가동 밸브(70)는 밸브체용 스프링(73)을 통하여 상방으로 부세되고 있으며, 통형상 리브(76), 상판부(77) 및 밸브 부재(72)가 지지 캡(60)의 개구부(62)로부터 상방으로 돌출하고 있다. 단, 가동 밸브(70)는 밸브체용 스프링(73)이 설치되어 있지 않아 상방으로 부세되고 있지 않은 것이어도 무방하다.

다음으로, 이 플로우트 밸브 장치(10)의 작용에 대하여 설명한다.

연료 탱크 내의 연료의 액면이 낮아 플로우트(50)의 소정 체적 이상이 연료 에 침적되어 있지 않은 상태에서는, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 가동 밸브(70)의 밸브 부재(72)가 밸브 시트(32a)에 접촉하지 않아 개구부(32)가 열려 있다. 이 때문에 연료 탱크 내의 연료 증기는, 하우징(20)의 연통공(24, 25, 41, 42)을 지나 하방 공간(46)으로 들어가, 개구부(32)를 통과하여 상방 공간(35)으로 들어가고, 통기공(37)을 지나 통기관(36) 내로 들어가, 도시하지 않은 배관을 통하여 연료 탱크의 외부에 배치된 캐니스터에 보내진다.

다음으로, 연료 탱크 내의 연료의 액면이 높아지고, 플로우트(50)의 소정 체적 이상이 연료에 침적되면, 플로우트(50)에 작용하는 부력과 플로우트용 스프링(54)의 부세력에 의해, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이 플로우트(50)가 부상하고, 밸브체용 스프링(73)을 압축시켜 가동 밸브(70)의 밸브 부재(72)가 밸브 시트(32a)에 접촉하며, 또한 플로우트(50)의 돌기부(55)가 가동 밸브(70)의 받침부(81)를 가압하여 밸브 부재(72)의 플랜지부(86)를 밸브 시트(32a)에 밀접시켜 개구부(32)를 폐색시킨다. 이 때, 플로우트(50)의 돌기부(55)는 그 주변을 가동 밸브(70)의 받침부(81)의 중심 구멍(83)에 접촉시켜 가동 밸브(70)를 밀어 올린다.

이로 인해, 예를 들어 자동차의 선회 등에 의해 연료가 크게 흔들려 액면이 상승한 경우에는, 개구부(32)를 닫아 연료가 상부 공간(35) 내로 흐르는 것을 방지하고, 급유시에 액면이 소정 높이까지 상승한 경우에는, 개구부(32)를 닫아 탱크 내압을 상승시킴으로써 급유를 정지시켜 만탱크 규제를 수행할 수 있다.

또한, 예를 들어 자동차의 선회 등에 의해 연료가 크게 흔들려 액면이 상승한 경우에는, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이 플로우트(50)의 돌기부(55)가 밸브 시 트(32a)에 대하여 비스듬한 방향에서 밀어 올려지는 경우가 있다. 이 경우, 가동 밸브(70)는 플로우트(50)의 환형 리브(58) 내주에, 도 7에 나타내는 극간(G)을 가지고 수용되어 있기 때문에, 플로우트(50)에 대하여 어느 정도 경동(傾動) 가능하게 되어 있어, 플로우트(50)가 밸브 시트(32a)에 대하여 기울어진 방향에서 부상하여도 밸브 시트(32a)에 대하여 밸브 부재(72)를 밀접시킬 수 있다. 또한, 플로우트(50)의 돌기부(55)가 가동 밸브(70)의 받침부(81)에 비스듬하게 닿은 경우에도, 안내 요(凹)부(84)에 의해 돌기부(55)의 정수리부(56)를 중심 구멍(83)으로 안내하여, 돌기부(55)의 정수리부 주변을 중심 구멍(83)의 내주에 접촉시킬 수 있다.

또한, 플로우트(50)가 밸브 시트(32a)의 중심에 대하여 횡방향으로 어긋나 부상한 경우에도, 가동 밸브(70)가 환형 리브(58) 내주에서 상기 극간(G)에 의해 허용되는 거리만큼 횡방향으로 이동 가능하게 되어 있기 때문에, 안내 요(凹)부(84)에 의해 돌기부(55)의 정수리부(56)를 중심 구멍(83)으로 안내하여, 돌기부(55)의 정수리부 주변을 중심 구멍(83)의 내주에 접촉시켜 가동 밸브(70)의 밸브 부재(72)를 밸브 시트(32a)에 밀접시킬 수 있다.

그리고, 예를 들면 자동차의 선회 등에 의해 연료가 크게 흔들려 플로우트(50)가 급상승하여 플로우트(50)의 돌기부(55)가 가동 밸브(70)의 받침부(81)에 힘껏 충돌하거나, 혹은 플로우트 밸브 장치(10)를 유저 등에 반송하는 도중에 곤포물(梱包物)을 낙하시키거나 하여, 플로우트(50)의 돌기부(55)가 가동 밸브(70)의 받침부(81)에 강한 충격력을 준 경우, 종래의 플로우트 밸브 장치에서는 플로우트(50)의 돌기부(55)의 충돌에 의한 응력이 집중되어 가동 밸브(70)의 받침부(81) 에 작용하기 때문에, 받침부(81)에 균열 등이 발생할 가능성이 있었다.

그러나, 본 발명에서는, 플로우트(50)의 돌기부(55)의 정수리부(56)의 주변부(57)가 가동 밸브(70)의 받침부(81)의 중심 구멍(83) 내주에 접촉하기 때문에, 접촉 면적이 커져, 돌기부(55)가 충돌했을 때의 충격력이 중심 구멍(83)의 주위로 분산되어 받침부(81)의 일개소에 집중되는 것을 피할 수 있다. 또한, 중심 구멍(83)에 의해 받침부(81)에 유연성이 부여되어 있어, 그에 의해서도 충격력이 약해진다. 이 때문에, 가동 밸브(70)의 받침부(81)에 균열 등의 파손이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 돌기부(55)의 정수리부(56)의 주변부(57)가 가동 밸브(70)의 받침부(81)의 중심 구멍(83) 내주에 선(線)접촉하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 가동 밸브(70)의 받침부(81)에 가해지는 충격력을 효과적으로 완화할 수 있음과 동시에, 플로우트(50)가 하강할 때에는 플로우트(50)의 돌기부(55)를 재빠르게 가동 밸브(70)의 받침부(81)로부터 떨어뜨릴 수 있다.

또한, 이 실시예에서는 가동 밸브(70)의 받침부(81)의 주위에는 요(凹)부(85)가 형성되어 있기 때문에, 받침부(81) 주변에 유연성이 부여된다. 또한, 가동 밸브(70)의 받침부(81)가 형성된 판부(74) 위에, 리브(76)를 통하여 이 판부(74)와 거의 평행한, 씰면을 구성하는 상판부(77)가 설치되고, 이 상판부(77)에 밸브 부재(72)가 장착되어 있기 때문에, 판부(74)와 상판부(77) 사이에도 유연성이 부여된다. 또한, 상기 리브(76)에는 둘레 방향의 소정 개소에 구멍(80)이 설치되어 있기 때문에 상기 유연성이 더욱 높아지고 있다. 이 때문에, 플로우트(50)의 돌기부(55)가 가동 밸브(70)의 받침부(81)에 충돌했을 때의 충격력이 보다 경감되도록 되어 있어, 가동 밸브(70)의 받침부(81)의 손상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 플로우트 밸브 장치는, 상기와 같은 자동차의 연료 탱크 내의 연료 증기를 캐니스터로 내보냄과 동시에, 연료의 액면 높이가 소정치를 넘었을 때에 개구부를 닫아 연료의 외부 유출을 방지하며, 또한 급유시에는 만탱크 규제를 수행하도록 한 플로우트 밸브 장치로서 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 컷오프 밸브 등에도 적용할 수 있다.

(실시예)

상기 도 1~8에 나타낸 플로우트 밸브 장치에 있어서, 가동 밸브(70)의 받침부(71)의 중심 구멍(83)의 내경을 3㎜로 한 것(실시예 1), 및 마찬가지로 중심 구멍(83)의 내경을 3㎜로 하고, 도 6(d)에 나타내는 바와 같은 관통공으로 한 것(실시예 2)을 시험 제작하였다.

또한, 하우징(20), 플로우트(50) 및 가동 밸브(70)의 재질은 유리 섬유 강화 방향족 나일론(유리 섬유 함유량 30%)으로 하였다. 또한, 플로우트(50)의 크기는 외경 29㎜, 길이 75㎜이고, 중량은 45g이며, 가동 밸브(70)의 받침부(81)의 환형 돌출부(82)의 두께는 2.1㎜, 중심 구멍(83)의 외주 두께는 0.8㎜로 하였다.

한편, 도 1~8에 나타낸 플로우트 밸브 장치와 같은 구조이나, 가동 밸브(70)의 받침부(71)에 중심 구멍(83)을 설치하지 않고, 안내 요(凹)부(84)만을 형성한 것(비교예)을 시험 제작하였다.

상기 실시예 1, 2 및 비교예의 플로우트 밸브 장치를 높이 1m의 지점에서 낙 하시키는 시험을 각각 3회씩 수행하였다.

그 결과, 비교예의 플로우트 밸브 장치에서는 모든 샘플에 대하여 받침부(71)에 균열이 확인된 것에 비하여, 실시예 1, 2의 플로우트 밸브 장치에서는 모든 샘플에 대하여 균열이 확인되지 않았다.

또한, 실시예 1, 2의 플로우트 밸브 장치를 이용하여, 높이 1.5m의 지점에서 낙하시켜 동일한 시험을 수행한 결과, 모두 모든 샘플에 대하여 균열이 확인되지 않았다.

도 1은 본 발명에 따른 플로우트 밸브 장치의 일실시예를 나타내는 분해 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 플로우트 밸브 장치의 하우징 본체 및 하부 캡을 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 플로우트 밸브 장치의 종단면도.

도 4는 본 발명에 따른 플로우트 밸브 장치의 하우징의 상부 캡을 일부 잘라 내어 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 플로우트 밸브 장치의 가동 밸브를 나타낸 것으로, 도 5a는 본체의 상방 사시도, 도 5b는 본체의 하방 사시도, 도 5c는 밸브 부재를 장착한 상태의 상방 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 플로우트 밸브 장치의 가동 밸브를 나타낸 것으로, 도 6a는 본체의 저면도, 도 6b는 도 6a의 B-B선을 따라 자른 단면도, 도 6c는 도 6a의 C-C선을 따라 자른 단면도, 도 6d는 중심 구멍의 형상을 바꾼 다른 예를 나타내는 도 6c와 동일한 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 플로우트 밸브 장치의 플로우트와 가동 밸브와 밸브 시트와의 접촉 부분을 나타내는 부분 확대 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 플로우트 밸브 장치의 작용을 나타내는 것으로, 도 8a는 플로우트가 하강한 위치에 있는 상태를 나타내는 부분 확대 단면도, 도 8b는 플로우트가 부상하여 개구부가 폐색된 상태를 나타내는 부분 확대 단면도, 도 8c는 플로우트가 비스듬하게 부상하여 개구부가 폐색된 상태를 나타내는 부분 확대 단면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10 플로우트 밸브 장치 20 하우징

21 하우징 본체 22 상부 캡

23 하부 캡 24, 25, 40, 41, 42 연통공

31 칸막이벽 32 개구부

32a 밸브 시트 35 상부 공간

36 통기관 37 통기공

46 하부 공간 50 플로우트

54 플로우트용 스프링 55 돌기부

56 정수리부 57 주변

58 환형 리브 60 지지 캡

62 개구부 70 가동 밸브

71 본체 72 밸브 부재

74 판부 75 둘레벽

76 통형상의 리브 77 상판부

78 장착공 80 구멍

81 받침부 82 환형 돌출부

83 중심 구멍 84 안내 요(凹)부

85 요(凹)부 86 플랜지부

87 축부 88 결합 돌출부

Claims

전체적으로 통형상을 이루고, 칸막이벽을 통하여 하방 공간과 상방 공간으로 나뉘어져 있으며, 상방 공간의 외벽에는 상방 공간을 외부로 연통시키는 통기관이 장착되어 있고, 상기 칸막이벽에는 개구부가 설치되어 있으며, 그 하면에 밸브 시트가 형성되어 있고, 하방 공간의 외벽에는 하방 공간을 외부로 연통시키는 연통공이 형성되어 있는 하우징과,

이 하우징의 하방 공간에 상하 접동 가능하게 배치되며, 상면 중앙에, 중앙이 가장 높고 주변이 점차로 낮아지는 돌기부가 설치되어 있고, 상기 하우징의 연통공을 지나 유입하는 액체에 의해 부상하도록 구성된 플로우트와,

이 플로우트의 상부에, 이 플로우트에 대하여 요동 가능하게 지지되고, 하면에는 상기 플로우트의 돌기부가 접촉하는 받침부가 설치되며, 이 받침부의 중앙에 상기 돌기부의 정수리부 주변이 접촉하는 중심 구멍이 형성된 가동 밸브를 구비하고 있으며,

상기 플로우트가 소정 높이까지 부상했을 때, 상기 가동 밸브가 상기 밸브 시트에 접촉하여 상기 개구부가 폐색되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 1항에 있어서,

상기 가동 밸브의 받침부의 중심 구멍 주위에는 외부로 향할수록 점차로 얕 아지는 안내 요(凹)부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 1항에 있어서,

상기 가동 밸브의 받침부 주위에는 요(凹)부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 3항에 있어서,

상기 가동 밸브의 받침부의 중심 구멍 주위에는 외부로 향할수록 점차로 얕아지는 안내 요(凹)부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 1항에 있어서,

상기 가동 밸브의 받침부가 형성된 판부 위에, 리브를 통하여 이 판부와 거의 평행한, 씰면을 형성하는 상판부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 5항에 있어서,

상기 리브에는 둘레 방향의 소정 개소에 구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 5항에 있어서,

상기 가동 밸브의 받침부의 중심 구멍 주위에는 외부로 향할수록 점차로 얕아지는 안내 요(凹)부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 7항에 있어서,

상기 리브에는 둘레 방향의 소정 개소에 구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 5항에 있어서,

상기 가동 밸브의 받침부 주위에는 요(凹)부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 9항에 있어서,

상기 리브에는 둘레 방향의 소정 개소에 구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 9항에 있어서,

상기 가동 밸브의 받침부의 중심 구멍 주위에는 외부로 향할수록 점차로 얕아지는 안내 요(凹)부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.
제 11항에 있어서,

상기 리브에는 둘레 방향의 소정 개소에 구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플로우트 밸브 장치.