KR100783861B1 - 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크에 관한 것으로, 내부에 연료를 저장하는 공간이 갖추어지도록 어퍼패널의 플랜지와 로어패널의 플랜지가 중첩되어 결합되어지는 차량용 연료탱크에 있어서, 차체의 후방을 향하는 상기 로어패널(13)의 바깥면에는 접합실러(20)가 도포되고, 상기 접합실러(20)에는 서브프레임(30)이 덧대여져 결합되며, 상기 접합실러(20)를 매개로 중첩을 이룬 상기 로어패널(13)과 상기 서브프레임(30)의 다수 부위가 용접에 의해 서로 결합되어져, 연료탱크(10)의 강도 및 강성이 상기 접합실러(20)를 통해 크게 증진되어지고, 이 결과 전체적인 진동흡수 성능 및 내식성의 증대를 통해 품질을 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

서브프레임 일체형 차량용 연료탱크{fuel tank for vehicle}

도 1은 종래의 연료탱크를 설명하기 구성도,

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크를 설명하기 위한 결합상태의 사시도 및 분리사시도,

도 5와 도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 및 Ⅱ-Ⅱ선 부분단면도,

도 7은 본 발명에 따른 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크가 차량에 설치된 상태의 저면사시도,

도 8은 도 7의 상태에서 후방충돌사고 발생시 연료탱크의 변형상태를 설명하기 위한 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 - 연료탱크 11 - 어퍼패널

13 - 로어패널 20 - 접합실러

30 - 서브프레임

본 발명은 서브프레임과 일체형의 결합구조를 갖는 서브프레임 일체형 차량 용 연료탱크에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 연료를 저장하는 연료탱크는 강판으로 만들어지고, 그 내부에는 연료의 출렁거림을 방지함과 동시에 강성 및 강도를 향상시키기 위한 배플 플레이트가 설치되어 있으며, 윗면에는 브리이더파이프가 설치되어 있다.

상기와 같은 연료탱크는 통상 리어플로어의 밑면에 위치되면서 보통 밴드(band)타입으로 된 복수개의 강판에 의해 상기 리어플로어에 결합되는 구조로서 설치된다.

즉, 상기 강판이 연료탱크의 밑면을 감싼 상태에서 그 양단이 볼트와 같은 결합부재에 의해 리어플로어에 나사체결됨으로써 설치되어지는 것이다.

이에 대한 구조는 도 1에 도시되어 있다.

즉, 도시된 도면부호 F는 연료탱크이고, 도면부호 B는 밴드타입의 강판에 해당된다.

또한, 도면부호 S는 리어서스펜션을 구성하는 서브프레임에 해당되는 것으로서, 상기 서브프레임(S)과 상기 연료탱크(F)는 최초 서로 이격된 상태로서 설치되어 진다.

여기서, 상기 서브프레임(S)과 상기 연료탱크(F)는 통상 60mm∼70mm 이상의 이격 공간을 확보하도록 설치되어 진다.

따라서, 차체의 길이가 비교적 짧은 승용 차량일 경우에는 서브프레임(S)과 연료탱크(F)의 이격 공간을 확보하면서 동시에 연료탱크(F)의 용량을 만족시키고, 아울러 주변 리어서스펜션의 각종 부품들을 설치해야 하므로, 충분한 공간확보에 대단히 어려운 문제점이 있게 된다.

또한, 종래의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 후방 충돌사고 발생시 차체의 전방쪽으로 밀려들어오는 서브프레임(S)에 의해 연료탱크(F)가 쉽게 찌그러지면서 파손되어지는 안전상의 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 연료탱크의 설치시 공간확보에 어려움이 없도록 하고 동시에 연료탱크의 강도 및 강성을 대폭 증대시킬 수 있도록 하는 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 후방 충돌사고 발생시 서브프레임이 차체의 전방쪽으로 밀려 들어올 때 연료탱크도 서브프레임과 같이 이동할 수 있도록 하여, 서브프레임에 의한 연료탱크의 찌그러짐 및 파손을 예방할 수 있도록 하고, 이 결과 연료탱크의 안전성을 대폭 증대시킬 수 있도록 하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 연료를 저장하는 공간이 갖추어지도록 어퍼패널의 플랜지와 로어패널의 플랜지가 중첩되어 결합되어지는 차량용 연료탱크에 있어서, 차체의 후방을 향하는 상기 로어패널의 바깥면에는 접합실러가 도포되고, 상기 접합실러에는 서브프레임이 덧대여져 결합되며, 상기 접합실러를 매개로 중첩을 이룬 상기 로어패널과 상기 서브프레임의 다수 부위가 용접에 의해 서로 결합되어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크의 결합사시도이고, 도 4는 분리사시도를 도시한 것이다.

본 발명은 연료탱크의 하부에 리어서스펜션을 구성하는 서브프레임이 일체로 결합되어짐으로써 달성되는 구조이다.

즉, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 차량용 연료탱크(10)는 어퍼패널(11)과 로어패널(13)로 구성되며, 상기 어퍼패널(11)과 상기 로어패널(13)은 각각의 테두리를 따라 형성된 플랜지(11a,13a)가 서로 중첩을 이루도록 결합되어 진다.

이와 같이 결합된 상기 어퍼패널(11)과 상기 로어패널(13)은 그 사이에 일정량의 연료를 저장할 수 있는 공간이 마련되어진다.

그리고, 상기 로어패널(13)의 바깥면 즉 차체의 후방을 향하는 상기 로어패널(13)의 바깥면에는 접합실러(20)가 도포된다.

또한, 상기 접합실러(20)는 서브프레임(30)에 중첩을 이루도록 덧대여져 도포되며, 이와 같이 접합실러(20)가 덧대여져 도포된 상태의 서브프레임(30)은 상기 로어패널(13)과 점용접을 통해 서로 결합되어 진다.

여기서, 상기 서브프레임(30)은 상기 로어패널(13)과 결합되기 전에는 개단면을 구조를 갖고 있다가, 상기 로어패널(13)과 결합된 후에는 폐단면의 구조를 갖게 된다.

또한, 상기 서브프레임(30)은 접합실러(20) 및 점용접을 통해 차체의 후방을 향하는 상기 로어패널(13)의 플랜지(13a) 하면을 부분적으로 감싸면서 결합되어 진다.
바람직하게는, 상기 접합실러(20)는 로어패널(13)의 바닥면(13c)과 서브프레임(30) 사이에 추가로 개재시켜도 좋다.

한편, 상기 서브프레임(30)의 상단 테두리에는 다수개의 플랜지(31)가 서로에 대해 이격된 상태로서 형성되는 바, 상기 서브프레임(30)의 플랜지(31)는 접합실러(20)를 사이에 두고 상기 로어패널(13)의 플랜지(13a)와 중첩을 이룬 상태에서 점용접을 통해 서로 결합되어 진다.

그리고, 상기 서브프레임(30)의 플랜지(31)에는 대략 삼각단면을 갖는 비드(31a)가 형성되는데, 상기 비드(31a)의 내부공간은 비어있는 구조이며, 이로 인해 상기 서브프레임(30)이 상기 로어패널(13)에 결합되어지더라도 상기 비드(31a)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 로어패널(13)의 바깥쪽 후면(13b)과 서로 이격된 구조를 갖게 된다.

또한, 상기 서브프레임(30)구간 중 비드(31a)가 형성된 부위의 구간도 도 6에 도시된 바와 같이 로어패널(13)의 바깥쪽 후면(13b)과의 사이에 접합실러(20)가 개재되어 있으며, 이와 같이 접합실러(20)가 개재된 상기 서브프레임(30)의 비드(31a) 구간과 상기 로어패널(13)의 바깥쪽 후면(13b)은 점용접을 통해 중첩구조를 갖도록 서로 결합되어 진다.

한편, 상기 접합실러(20)는 상기 로어패널(13)과 상기 서브프레임(30)과의 점용접을 가능하게 하는 전도성 접합실러 인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접합실러(20)는 상기 로어패널(13)과 상기 서브프레임(30)의 결합후 연료탱크(10)의 진동흡수 성능 및 내식성을 증대시킬 수 있는 열 경화성 접합실러 인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 작용 및 효과에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 어퍼패널(11)과 로어패널(13)의 조립체로 이루어진 차량용 연료탱크 (10)가 서브프레임(30)과 일체로 결합되는 가장 일반적인 구조는, 상기 로어패널(13)에 서브프레임(30)이 직접 용접 결합됨으로써 이루어지는 구조이다.

이와 같이, 로어패널(13)에 서브프레임(30)이 직접 용접 결합됨으로써 연료탱크(10)와 서브프레임(30)이 일체화되는 종래의 구조는, 용접부의 경화에 의해 용접부에서 크랙(crack)이 발생할 우려가 높을 뿐만 아니라, 용접열에 의해 도금층이 파괴되거나 또는 도금층 파괴로 인한 부식으로 연료누유의 문제가 발생할 소지가 있게 된다.

그러나, 본 발명의 실시예에 따라 로어패널(13)에 접합실러(20)를 도포한 다음 상기 로어패널(13)과 서브프레임(30)을 접용접을 통해 결합시키게 되면, 점용접의 강도와 열 경화성 접합실러(20)의 상호 보완 작용에 의해 접합부의 강도 및 강성은 크게 증진되어 진다.

또한, 본 발명에 따른 상기 접합실러(20)는 방진작용과 방청효과를 갖게 됨으로써, 전체적인 진동흡수 성능 및 내식성의 증대를 통해 연료탱크(10)의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

아울러, 상기 접합실러(20)는 용접시 용접 결합부의 크랙(crack)발생을 예방할 수 있게 되고, 용접열에 의해 도금층이 파괴되거나 이로 인한 부식현상을 예방할 수 있게 된다.

또한, 상기 접합실러(20)는 점용접과 함께 접합강도를 배가시키는 역할을 수행하게 됨으로써, 점용접 수를 대폭 줄일 수 있는 잇점도 있게 된다.

한편, 상기와 같이 접합실러(20)를 통해 서브프레임(30)과 일체화 된 본 발 명에 따른 연료탱크(10)는 도 7에 도시된 바와 같이 리어플로어(40)의 밑면에 위치되도록 설치되어 진다.

이때, 상기 연료탱크(10)는 상기 리어플로어(40)과의 사이에 일정한 갭(gap)을 갖도록 설치되어 진다.

그리고, 상기 연료탱크(10)와 일체로 결합된 상기 서브프레임(30)에는 로어암(51)과 트레일링암(53) 등 각종 서스펜션암이 장착되어 진다.

따라서, 서스펜션암으로부터 각종 하중이 전달되어 오더라도 본 발명에 따른 연료탱크(10)는 접합실러(20)를 통해 내구성이 증대된 상태이므로 상기의 하중들을 충분히 흡수 분산시킬 수 있게 되며, 이에 따라 용접부위에서 크랙이 발생하는 것을 예방할 수 있게 된다.

그러나, 접합실러(20)를 적용하지 않은 종래의 연료탱크는 서스펜션암으로부터 전달되어 온 하중을 견디지 못하게 됨으로써, 결국 용접부위에서 크랙이 발생하게 되며, 이 결과 연료의 누유현상이 발생하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 서브프레임 일체형 연료탱크(10)는 서브프레임(30)과 연료탱크(10)와의 사이에 공간확보를 염려하지 않아도 되므로 설치공간상의 제약을 받지 않게 되고, 더 나아가 여유공간의 확보로 인해 주변 부품의 자유도를 높일 수 있는 잇점도 있게 된다.

그리고, 본 발명은 도 7의 상태에서 후방 충돌사고가 발생하였을 경우 이때의 충격력에 의해 서브프레임(30)은 차체의 전방쪽으로 밀려들어오게 된다.

동시에, 상기 서브프레임(30)과 일체화 된 연료탱크(10)도 서브프레임(30)과 같이 차체의 전방쪽으로 밀려들어오게 됨으로써, 상기 서브프레임(30)에 의한 연료탱크(10)의 찌그러짐 및 파손을 예방할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예는 연료탱크(10)의 안전성을 대폭 증대시킬 수 있는 잇점이 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 서브프레임과 일체형의 구조를 갖는 연료탱크에서 상기 연료탱크에 접합실러가 도포되어진 후 서브프레임이 용접 결합되어 짐으로써, 연료탱크의 강도 및 강성이 크게 증진되어지고, 이 결과 전체적인 진동흡수 성능 및 내식성의 증대를 통해 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (6)

1. 내부에 연료를 저장하는 공간이 갖추어지도록 어퍼패널의 플랜지와 로어패널의 플랜지가 중첩되어 결합되어지는 차량용 연료탱크에 있어서,

   차체의 후방을 향하는 상기 로어패널(13)의 바깥면에는 접합실러(20)가 도포되고,

   상기 접합실러(20)에는 서브프레임(30)이 덧대여져 결합되며,

   상기 접합실러(20)를 매개로 중첩을 이룬 상기 로어패널(13)과 상기 서브프레임(30)의 다수 부위가 용접에 의해 서로 결합되어지는 것을 특징으로 하는 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 서브프레임(30)은

   상기 접합실러(20) 및 점용접을 통해 차체의 후방을 향하는 상기 로어패널(13)의 플랜지(13a) 하면을 부분적으로 감싸면서 결합되어지는 것을 특징으로 하는 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크.
3. 제 2항에 있어서, 상기 로어패널(13)과 상기 서브프레임(30)은 점용접으로 결합되어지는 것을 특징으로 하는 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크.
4. 제 1항에 있어서, 상기 접합실러(20)는 전도성 접합실러 인 것을 특징으로 하는 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크.
5. 제 1항에 있어서, 상기 접합실러(20)는 열 경화성 접합실러 인 것을 특징으로 하는 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크.
6. 제 2항에 있어서, 상기 로어패널(13)의 바닥면(13c)과 상기 서브프레임(30) 사이에 접합실러(20)가 개재된 것을 특징으로 하는 서브프레임 일체형 차량용 연료탱크.

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