KR101428095B1 - 건설기계용 연료탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설기계용 연료탱크에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 연료탱크는, 사방의 측벽에 표면보다 내측면 방향으로 볼록한 엠보싱부(23)가 형성된 본체 케이스(22);와 본체 케이스(22)의 양쪽의 하부 모서리(22a)에 각각 배치되고 본체 케이스(22)의 하측면(22b)보다 하측방향으로 이격된 위치에 베이스(25)가 형성되며, 베이스(25)에 복수 개의 체결부(27)가 형성되고 베이스(25)의 한쪽에 형성된 제1 서포터(26)는 하측면(22b)에 고정되며 베이스의 다른 한쪽에 형성된 제2 서포터(28)는 측면(22c)에 고정되는 복수 개의 브래킷(24);을 포함한다.

연료탱크, 오일탱크, 건설기계, 굴삭기

Description

건설기계용 연료탱크 {Structure of fuel tank for construction machinery}

본 발명은 건설기계용 연료탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴삭기, 크레인, 브레이커 등과 같은 건설기계에 탑재되는 연료탱크의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 건설기계에는 연료가 채워지는 연료탱크와 유압오일이 채워지는 오일탱크가 탑재되고, 또한, 건설기계는 전후방향으로 주행하거나 건설기계의 상부체가 좌우 방향으로 선회를 반복하게 된다.

상술한 바와 같이 건설기계가 주행하거나 선회할 때에 연료탱크 또는 오일탱크에 진동과 부하 등이 가해지고, 특히 상부체가 선회할 때에는 연료탱크와 오일탱크에 더욱 큰 부하가 가해진다.

따라서 상술한 바와 같은 부하에 견디기 위해서 연료탱크와 오일탱크는 충분한 내구성을 가질 것이 요구된다.

종래의 연료탱크(10)의 구성은 첨부도면 도 1을 참조하여 설명하고, 오일탱크는 연료탱크와 용적의 차이가 있을 뿐 연료탱크의 구성과 동일 유사하므로 쉽게 이해될 수 있어 오일탱크에 대한 설명은 생략한다.

도 1은 종래의 연료탱크(10)의 구성을 설명하기 위한 예시도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 연료탱크(10)는 본체 케이스(12)가 직육면체 형상으로 형성되고, 본체 케이스(12)의 상부 또는 하부에는 연료를 주입하기 위한 주입구와 배관 등이 설치될 수 있다.

상술한 본체 케이스(12)의 하측에는 복수 개의 브래킷(14)이 이격되어 배치되고, 또한, 본체 케이스(12)의 내부에는 배플(16: baffle)이 구비되는데, 상술한 배플(16)은 본체 케이스(12)의 내부 한쪽 측벽과 대향하는 다른 측벽에 용접되어 일체로 구성된다.

상술한 바와 같이 구성되는 종래의 연료탱크(10)는 일례로서 굴삭기의 프레임에 설치될 수 있는데, 이때 굴삭기의 프레임과 브래킷(14)에 형성된 탭이 볼트와 같은 체결수단에 의해 체결된다.

상술한 바와 같이 구성되는 종래의 연료탱크(10)는 일례로서 굴삭기가 굴삭, 굴삭정지, 브레이커 작업을 할 때에 차체진동, 탱크 내부 유동, 탱크 내압 등의 여러 가지 요인에 의해 부하를 받게 된다.

이러한 부하에 견디기 위해서는 본체 케이스(12)의 재질은 다소 두꺼운 판(plate)을 사용하게 되고, 이로써 연료탱크(10)의 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.

또한, 본체 케이스(12)의 내부에 배플(16)을 배치할 때에 배플(16)의 가장자리와 본체 케이스(12)의 내부 표면을 용접하여야하므로 제작공정이 매우 어려운 문제점이 있다.

특히 본체 케이스(12)와 배플(16)이 견고하게 일체로 구성되는지에 대한 신 뢰성이 떨어질 수 있고, 제관품의 품질에 문제가 발생될 수 있다.

또한, 브래킷(14)은 굴삭기의 프레임에 직결(直結)되어 있으므로 굴삭기에서 발생되는 진동과 충격 등의 부하가 본체 케이스(12)에 직접 전달되고 이로써 연료탱크(10)의 내구성이 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 연료탱크의 구조를 개선하여 내구성을 향상시키면서도 제조원가를 낮출 수 있는 건설기계용 연료탱크를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 연료탱크는, 사방의 측벽에 표면보다 내측면 방향으로 볼록한 엠보싱부가 형성된 본체 케이스;와 상기 본체 케이스의 양쪽의 하부 모서리에 각각 배치되고 상기 본체 케이스의 하측면과 이격된 위치에 베이스가 형성되며, 상기 베이스에 복수 개의 체결부가 형성되고 상기 베이스의 한쪽에 형성된 제1 서포터는 상기 하측면에 고정되며 상기 베이스의 다른 한쪽에 형성된 제2 서포터(28)는 상기 측면에 고정되는 복수 개의 브래킷;을 포함한다.

또한, 상기 복수 개의 브래킷은 상기 본체 케이스의 전후방향 하단 모서리를 지지하도록 설치되고, 상기 제2 서포터는 상기 본체 케이스의 허용응력보다 큰 응 력이 작용하는 상기 본체 케이스의 전후방향 측면을 지지할 수 있는 크기로 배치되는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 연료탱크는 본체 케이스의 판재 두께를 다소 얇게 제작하더라도 내압에 견딜 수 있고, 차체로부터 전달되는 진동 부하를 방진할 수 있으며, 종래의 배플(16)을 배제함으로써 제조원가를 절감할 수 있는 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 연료탱크에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 연료탱크를 설명하기 위한 일부 절개를 절개하고 분리된 예시도면이고, 첨부도면 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 연료탱크를 설명하기 위해 하측에서 바라본 예시도면 이다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 연료탱크(20)는 본체 케이스(22)와 브래킷(24)으로 구성된다.

상술한 본체 케이스(22)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 대략 육면체 형상으로 형성되고, 사방의 측면에 엠보싱부(23)가 형성된다.

상술한 엠보싱부(23)는 도 2의 상세도에 나타낸 바와 같이 본체 케이스(22)의 표면보다 본체 케이스(22)의 내부 쪽으로 볼록하게 형성된다.

또한, 상술한 엠보싱부(23)는 본체 케이스(22)의 표면과 엠보싱면(23a)이 곡면을 갖도록 하여 변곡점이 없이 매끈하게 형성되는 것일 수 있다.

상술한 브래킷(24)은 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 본체 케이스(22)의 하부 모서리(22a)에 배치되는 것으로서 더욱 상세하게는 하부의 양측 모서리에 일체로 배치되는 것이고 용접 등에 의해 일체로 형성될 수 있다.

브래킷(24)은 베이스(25)의 양측에 각각 제1 서포터(26)와 제2 서포터(28)가 형성되고, 제1 서포터(26)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 본체 케이스(22)의 하측면(22b)에 닿게 배치되며, 제2 서포터(28)는 본체 케이스(22)의 전후방향(굴삭기의 경우 상부 선회체의 전후방향)의 측면 하단부(22c)에 닿게 배치된다.

여기서, 제2 서포터(28)는 도시된 바와 같이 중앙부에 복수의 관통공이 균등하게 배치되는 것일 수 있고, 이에 의하면 본 실시예와 같이 브래킷(24)과 연료탱크(20)의 용접시 작업효율을 향상시킬 수 있고, 불필요한 부분의 삭제에 따른 재료비 절감효과도 도모할 수 있게 된다.

특히 상술한 베이스(25)는 하측면(22b)과 이격되게 배치되는 것이고, 베이스(25)에는 체결부(27)가 형성되며 이 체결부(27)는 복수 개로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 연료탱크(20)는 일례로서 굴삭기와 같은 건설기계에 탑재될 수 있고, 특히 굴삭기의 메인 프레임에 상술한 체결부(27)가 볼트와 같은 체결수단에 의해 체결될 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 연료탱크(20)는 굴삭기로부터 전달되는 진동 또는 부하가 브래킷(24)을 거친 후에 전달되게 되고, 이때 브래킷(24)은 진동 또는 부하를 방진하여 흡수함으로써 본체 케이스(22)에는 과다한 진동 또는 부하가 전달되지 않는 것이다.

다른 한편으로 브래킷(24)이 완충역할을 함으로써 연료탱크(20)의 내구성이 향상되는 것이고, 이로써 본체 케이스(22)의 판재 두께를 다소 얇은 재료로 제조하더라도 내구성이 보장될 수 있는 것이다.

이때, 본체 케이스(22)는 도 5에 도시된 바와 같이 Z방향 최대 응력하중에 대응될 수 있는 두께로 형성될 수 있다.

또한, 상술한 연료탱크(20)의 내부 압력이 순간적으로 높아지더라도 이러한 압력은 엠보싱부(23)에서 완충시켜 줄 수 있고, 특히 엠보싱부(23)는 만곡된 곡면으로 형성됨으로서 어느 특정한 부분에 응력이 집중되지 않고 전반적으로 응력이 고르게 분산됨으로써 진동 또는 비정상적인 압력에 능동적으로 대응할 수 잇어 내구성이 보장될 수 있는 것이다.

또 다른 한편으로, 도 5는 연료탱크(20)에 전달되는 부하를 측정하여 구조 해석하는 일례를 나타낸 예시도면이다.

도 5에서는 설명의 편의상 굴삭기의 전후방향으로 가해지는 부하성분을 X라고 하고, 굴삭기의 좌우방향으로 가해지는 부하성분을 Y라고 하며, 수직방향으로 가해지는 부하성분을 Z라고 칭한다.

도 5에 나타낸 바와 같이 연료탱크(20)에 가해지는 부하는 전후방향(굴삭기의 상부 선회체를 기준으로 작업장치가 설치된 부분을 전방으로 함)으로 가해지는 X가 가장 크고, 수직방향으로 가해지는 Z가 그 다음이며, 좌우 방향으로 가해지는 Y가 가장 낮게 측정된다.

도 5를 참조하면, 굴삭작업, 주행시작/종료시와 같은 작업에 의한 전후방향의 부하가 연료탱크(20)에 가장 크게 가해지는 것을 알 수 있다.

실제로 이러한 하중은 연료탱크(20)와 굴삭기 프레임 연결부위인 연료탱크(20)의 하단부에 집중되고, 이때 본 발명의 일실시예에 따른 연료탱크(20)는 브래킷(24)의 길이방향이 Y방향과 나란하게 배치되도록 연료탱크(20)의 전후방측 하단부에 설치함으로써 부하에 대응할 수 있게 된다.

한편, 연료탱크(20)의 좌우방향(Y) 방향으로의 부하는 도 5에 도시된 바와 같이, 대부분의 작업에서 큰 편차 없이 가장 안정적으로 가장 낮게 형성된다.

본 발명에서와 같이 연료탱크(20)의 본체 케이스(22)가 중간 크기인 수직방향(Z방향) 하중에 대응되도록 형성될 경우, 좌우방향(Y) 방향 부하는 무시할 수준이 되므로, 전후방향(X)과 같이 별도의 브래킷(24)의 설치가 필요 없을 수 있으나, 연료탱크(20)에 설치되는 브래킷(24)은 브래킷(24)이 지지하는 부분의 최대하중이 수직방향(Z) 최대하중 크기가 되는 부분까지 연료탱크(20)를 지지할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

즉, 연료탱크(20) 본체 케이스(22)가 지지할 수 있는 최대하중보다 큰 하중이 작용하는 전후방향 하단부를 둘러싸도록 배치되어야 하는 것이다.

이는, 도 5에 도시된 바와 같은 응력해석을 통해 구현이 가능하고, 이와 같이 구성되는 것은 최종적으로 연료탱크(20)의 본체 케이스(22)의 두께 또는 재료를 필요한 만큼(본 실시예에서는 수직방향 최대하중)만 대응되도록 구성하며, 이를 상회하는 최대하중이 작용하는 부분의 두께 또는 재질을 강화시키는 것과 동일한 효과가 있을 수 있게 된다.

즉, 브래킷(24)의 길이 방향을 굴삭기가 선회할 때에 선회되는 반경의 접선 방향으로 배치함으로써 진동부하를 더욱 능동적으로 견딜 수 있는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포 함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료탱크의 구조는 주행 및 선회할 때에 진동 또는 충격이 가해지는 건설기계 등에 탑재되어 이용될 수 있고, 또한 유압오일이 채워지는 오일탱크로서 이용될 수도 있다.

도 1은 종래의 건설기계용 연료탱크를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 연료탱크를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 연료탱크를 설명하기 위한 단면예시도면이다.

도 5는 건설기계용 연료탱크에 가해지는 부하를 설명하기 위한 구조해석 예시도면이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 연료탱크 12: 본체 케이스

14: 브래킷 16: 배블

20: 연료탱크 22: 본체 케이스

22a: 하부 모서리

23: 엠보싱부 23a: 엠보싱 면

24: 브래킷 25: 베이스

26: 제1 서포터 27: 체결부

28: 제2 서포터

Claims (2)

1. 사방의 측벽에 표면보다 내측면 방향으로 볼록한 엠보싱부(23)가 형성된 본체 케이스(22);와

   상기 본체 케이스(22)의 양쪽의 하부 모서리(22a)에 각각 배치되고 상기 본체 케이스(22)의 하측면(22b)보다 하측방향으로 이격된 위치에 베이스(25)가 형성되며, 상기 베이스(25)에 복수 개의 체결부(27)가 형성되고 상기 베이스(25)의 한쪽에 형성된 제1 서포터(26)는 상기 하측면(22b)에 고정되며 상기 베이스의 다른 한쪽에 형성된 제2 서포터(28)는 측면(22c)에 고정되는 복수 개의 브래킷(24);

   을 포함하는 건설기계용 연료탱크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 복수 개의 브래킷(24)은 상기 본체 케이스(22)의 전후방향 하단 모서리를 지지하도록 설치되고,

   상기 제2 서포터(28)는 상기 본체 케이스(22)의 허용응력보다 큰 응력이 작용하는 상기 본체 케이스(22)의 전후방향 측면을 지지할 수 있는 크기로 배치되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 연료탱크.

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