KR102114063B1 - 포트형 내장체가 설치된 플라스틱 탱크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탱크 내부에 배치된 포트형 내장체(24)를 가지는 플라스틱 탱크, 특히 플라스틱 연료 탱크와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 내장체(24)의 단부 상에 배치되는 링 몸체(26)가 구비되어, 링 몸체(26)가 탱크 벽(10)의 언더컷 부에 맞물리고 내장체(24)가 링 몸체(26)에 맞물린다.

Description

포트형 내장체가 설치된 플라스틱 탱크
본 발명은 내부에 포트형(pot-like) 내장체(insert body)가 설치된 플라스틱 탱크 특히 플라스틱 연료 탱크와, 플라스틱 탱크 내에 내장체를 설치하는 방법, 바람직하게는, 플라스틱 연료 탱크 내에 탱크 모듈(tank module)을 설치하는 방법에 관한 것이다.
연료 탱크에 있어, 소위 탱크 모듈이라 칭해지는 내장체를 탱크 바닥에 견고하게 고정 설치하려는 요구가 증가하고 있다. 탱크 모듈은 연료 충전 수준이 낮은 경우에 연료 펌프가 고갈되거나 또는 펌핑 갭(pumping gap)이 유발되지 않게 하는 것으로, 소정의 연료 용적(fuel volume)이 마련되고 그 내부에 연료 펌프가 배치된 내장체이다.
본 발명은 비상한 노력이나 비싼 추가적 부품들이 없이 내장체를 탱크 바닥에 안전하고 견고하게 고정하는 것에 관한 것이다.
이 문제를 해결하기 위해, 청구항 1 및 10에 기술된 특징들의 조합들이 제안된다. 본 발명의 유용한 실시예들과 개발 사항들은 종속항들에 개시된다.
본 발명은 플라스틱 용접을 하지 않고 내장체를 설치하기 위한 것으로, 본 발명에 따르면, 내장체의 단부에 링 몸체(ring body)가 위치하게 하여, 링 몸체는 탱크 벽의 언더컷 부(undercut section)에 맞물리고, 내장체는 링 몸체에 맞물리도록 하는 것이다. 내장체는, 바람직하기로, 연료 펌프를 수용하면서 연료 용적을 갖는 탱크 모듈로 설계된다.
탱크 벽의 언더컷 부는 블로우 몰드와 슬라이드(sliders)에 의해 탱크 벽에 형성된다. 슬라이드는 블로우 몰드(blow mold) 내에 동작 가능하게 배치된 것으로, 탱크 벽의 외측에서 작용한다. 대안적으로는, 블로우 몰드 내에 성형부품을 배치하여, 탱크 벽에 언더컷 부를 형성할 수도 있다.
바람직하기로 언더컷 부는 기본적으로 원형이 되도록 설계되며, 적어도 두 개, 바람직하게는, 세 개의 분리된 부분들로 구성될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 링 몸체는 탱크 벽 쪽으로 외향(outward facing)하는 고정 리브(retaining rib)들을 가지는데, 링 몸체에 내장체가 맞물리기 전에는, 링 몸체의 자유단(free ends)들은 원(circle) 상에 위치하며; 상기 원의 직경(d)은 언더컷 부의 자유(free) 내경(inner diameter)을 형성하는 원의 직경(D)보다 작다. 나아가, 링 몸체는 개구부를 가지는 원통형 벽 부를 가질 수 있으며, 그 속에서 내장체의 외벽 부 상의 맞물림 돌기들이 맞물린다.
편의적으로, 맞물림 돌기들을 가지는 내장체의 외벽 부는 기본적으로 원통형이며, 언더컷 부의 자유 내경의 직경(D)에서 개구부를 가지는 링 몸체의 두께를 뺀 값 이하(no greater than)의 직경을 가지도록 설계된다. 전술한 치수들이 정확히 맞아떨이지면, 탱크 벽 상의 내장체의 유격 없는 견고한 부착이 보장된다.
바람직하기로, 플라스틱 연료 탱크 내의 탱크 모듈인, 본 발명에 따른 내장체를 플라스틱 탱크에 설치하는 방법은 다음 단계들을 구비한다:
- 탱크 내부의 탱크 벽 상에 언더컷 부를 형성시키는 단계와;
- 링 몸체와 내장체를 사전 조립하는 단계와;
- 링 몸체의 고정 리브들을 언더컷 부 내에 위치시키는 단계와;
- 내장체를 링 몸체에 누르는 단계로, 내장체가 링 몸체에 맞물리고, 링 몸체가 언더컷 부에 맞물리는 단계.
링 몸체가 언더컷 부 내에 맞물릴 때, 고정 리브들과 연결되는(carry) 링 몸체의 부분은 벌어질(spread open) 수 있어 고정 리브들이 언더컷 부의 언더컷들에 압입(press into)될 수 있다. 더하여, 내장체가 링 몸체에 맞물릴 때, 내장체는 링 몸체 내로 도입되며, 내장체의 원통형 벽 부의 맞물림 돌기들은 링 몸체 대응벽 부(complementary wall section)의 개구부에서 맞물릴 수 있다.
바람직하기로, 탱크 벽 내의 언더컷 부는 블로우 몰드에서의 탱크의 성형(molding)의 과정에서 탱크의 외부로부터 형성될 수 있다. 이는 블로우 몰드에 배치된 슬라이더 또는 블로우 몰드에 위치되는 성형 부품에 의해 달성될 수 있는데, 블로우 성형 중에 탱크 벽이 형성(form)되면서, 언더컷 부가 만들어진다. 블로우 몰드 내의 슬라이더는 각 새로운 성형 과정마다 재사용될 수 있는 반면, 상기 성형 부품은 탱크 벽 내에 잔류하므로 각 새로운 탱크마다 새로운 성형 부품이 제공되어야 하지만; 이 경우 블로우 몰드 내의 슬라이더가 생략될 수 있으므로 블로우 몰드가 덜 복잡하게 설계된다.
이하 본 발명이 도면들에 개략적으로 도시된 실시예를 사용하여 더 상세히 설명된다.
도 1a 및 1b는 블로우 몰드 내의 슬라이더에 의한 언더컷 부의 형성을 개략적으로 보이는 도면들;
도 2는 블로우 몰드에 위치하여 탱크 벽 상에 외측으로부터 작용하는, 블로우 몰드에서 언더컷 부를 형성하기 위한 성형 부품의 사시도;
도 3은 탱크 벽 내측 상의 언더컷 부의 개략도;
도 4는 사전 조립된 상태의 내장체와 링 몸체의 개략도;
도 5는 최종 조립에 앞서 도 4의 내장체와 링 몸체를 언더컷 부에 위치 설정하는 과정을 보이며; 그리고
도 6은 언더컷 부에 설치한 다음의 도 4의 내장체와 링 몸체의 최종 위치를 보인다.
도 1은 블로우 몰드(blow mold; 12)내에서, 별도로 상세히 도시되지 않은 플라스틱 탱크의 탱크 벽(10)에 언더컷 부(undercut section)를 형성하는 과정을 간략히 도시하고 있다. 해당 탱크 벽(10)은 블로우 몰드(12)의 대략 원형으로 약간 함입된(recessed) 영역에서 성형되는데(도 1a), 함입된 영역에 대해 횡 방향으로 배치된 슬라이더(slider; 14, 14')들이 마주보고 이동할 수 있어(도 1b), 이 슬라이드들이 유동 가능하게 가열된 탱크 벽(10)의 재질을 성형하여, 함입된 영역으로부터 소정 거리에 언더컷 부를 형성한다. 원형(circular) 상에 원주 방향으로 같거나 다른 거리로 배치된 둘 이상의 슬라이더들을 사용하여, 이들이 각각 언더컷 부의 원형 분할체(segment) 형태의 영역을 성형하는 것도 고려할 수 있다.
대안적으로, 도 2에 도시된 성형 부품(molded part; 16)이 언더컷 부를 형성하는데 사용될 수 있다. 성형 부품은 언더컷 부의 직경을 규정하는 중앙 개구부(18)를 가지는 고리형(annular)이다. 블로우 몰딩 과정에 앞서 성형 부품(16)은 블로우 몰드의 언더컷 부가 형성될 것으로 추정되는 자리에 위치된다. 탱크 벽이 성형되면 성형 부품(16)은 블로우 몰드와 탱크 벽의 외면 사이에 위치한다. 가상의 밑면(imaginary base plane)으로부터 일정 거리에, 성형 부품(16)은 세 개의 내측을 향하는 분할 원형의(pitch-circular) 리브(rib; 20, 20', 20")들을 가지는데, 이들은 탱크 벽의 재질에 의해 매몰되어, 탱크 벽 내측에 대응하는 세 언더컷 부분(undercut part)들을 형성한다(도 3 참조). 블로우 몰딩 후에는, 성형 부품은 대략 탱크 벽 내에 성형되어 들어가 탱크 상에 남아 있으므로; 이는 재사용 불가능한 소모 부품(lost part)이다.
도 3은 전술한 두 방법들 중의 하나로 형성될 수 있는, 세 언더컷 부분(22, 22‘, 22“)들로 형성된 언더컷 부를 가지는 탱크의 내벽을 보인다.
도 4는 탱크 모듈(tank module)로 설계된 내장체(insert body; 24)와 링 몸체(ring body; 26)를 보인다. 내장체(24)와 링 몸체(26)는 사전 조립(preassemble)되거나 부분적으로 조립된 상태인데, 내장체(24)의 일부가 바닥 측에서 링의 내부에 형성된 공간에 어느 정도 삽입되고, 두 부품은 마찰로 맞물리는 방식 정도(at most)로 함께 유지된다. 자유단 또는 바닥측 단부의 영역에, 링 몸체(26)는 복수의 외향(outward facing)의 분할된 고정 리브(retaining rib; 28)들을 가지는데, 그 외접원(circumcircle)은 도시된 바와 같이 언더컷 부분(22, 22‘, 22“)의 내부 원의 직경(D)보다 작은 직경(d)을 가져, 도 5에 도시된 바와 같이 고정 리브(28)를 가지는 링 몸체(26)의 영역이 언더컷 부분(22, 22’, 22”)을 지나 탱크 벽 위까지 언더컷 부에 삽입될 수 있다. 당연히, 링 몸체(26)와 내장체(24)는 이 순서대로의 연속적으로 언더컷 부에 별도로 설치될 수도 있다.
도 5는 언더컷 부에 삽입된 내장체(24)와 링 몸체(26)의 결합을 도시한다. 이 중간 위치로부터 내장체는 탱크 벽(10)으로 밀어진다. 결과적으로, 링 몸체(26)의 고정 리브(28)들이 벌어져 고정 리브(28)들이 언더컷으로 진입한다. 이와 동시에, 맞물림 돌기(30)가 내장체(24)의 바닥측 부분의 외측에서 링 몸체(26)의 원통형 벽의 대응(complementary) 개구부(32)에 맞물려, 도 6에 도시된 바와 같이 링 몸체(26)가 언더컷 부에 견고하게 체결되고 내장체(24)가 링 몸체(26)에 견고하게 체결된다. 언더컷 부와, 링 몸체(26)와, 내장체(24)의 각각의 치수들은 기본적으로 내장체가 유격 없이 탱크 벽(10)에 설치되도록 선택된다.
요약한다면 다음이 기재되어야 한다: 본 발명은 탱크 내부에 배치된 포트형 내장체(24)를 가지는 플라스틱 탱크, 특히 플라스틱 연료 탱크와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 내장체(24)의 단부 상에 배치되는 링 몸체(26)가 구비되어, 링 몸체(26)가 탱크 벽(10)의 언더컷 부에 맞물리고 내장체(24)가 링 몸체(26)에 맞물린다.

Claims (16)

  1. 탱크 내부에 설치된 포트형 내장체(24)를 가지는 플라스틱 연료 탱크에 있어서,
    내장체(24)의 단부 상에 배치되는 링 몸체(26)가 구비되고,
    상기 링 몸체(26)는 중간 위치와 설치 위치 사이에서 동작가능 하며, 상기 중간 위치는 내장체(24)가 탱크와 분리된 위치이고, 상기 설치 위치는 탱크 벽(10)의 언더컷 부에 맞물리는 링 몸체를 통해 내장체(24)가 탱크와 연결되는 위치이고, 상기 내장체(24)가 링 몸체(26)에 맞물리며,
    상기 링 몸체(26)가 외향의 고정 리브(28)들을 가지며, 그 자유단들이 내장체(24)가 링 몸체(26)에 맞물리기 전에 상기 중간 위치에서, 언더컷 부의 자유 내경을 형성하는 원의 직경(D)보다 작은 직경(d)을 가지는 원 상에 있고, 상기 내장체(24)가 탱크 벽(10)과 맞물리는 경우에 상기 링 몸체(26)의 고정 리브(28)들이 상기 내장체(24)에 의해 밀어지고 언더컷 부로 진입하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 탱크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    내장체(24)가 연료 펌프를 수납하는 탱크 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 탱크.
  3. 청구항 1에 있어서,
    탱크 벽(10)의 언더컷 부가, 탱크 벽(10)에 외측으로부터 작용하며 블로우 몰드(12)에 이동 가능하게 배치되는 슬라이더(14, 14‘)들에 의해, 블로우 몰드(12) 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 탱크.
  4. 청구항 1에 있어서,
    탱크 벽(10)의 언더컷 부가 블로우 몰드(12) 내에 위치되는 성형 부품(16)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 탱크.
  5. 청구항 4에 있어서,
    언더컷 부가 원형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 탱크.
  6. 청구항 4에 있어서,
    언더컷 부가 적어도 두 개의 분리된 부분들로 구성되는 것을
    특징으로 하는 플라스틱 탱크.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    링 몸체(26)가 내장체(24)의 외벽 부 상의 맞물림 돌기(30)가 맞물릴 수 있는 개구부(32)를 가지는 원통형 벽을 가지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 탱크.
  9. 청구항 8에 있어서,
    맞물림 돌기(30)를 가지는 내장체(24)의 외벽 부가 기본적으로 언더컷 부의 자유 내경의 직경(D)에서 개구부(32)를 가지는 링 몸체(26)의 벽 부의 두께를 뺀 직경을 가지는 원통형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 탱크.
  10. 플라스틱 탱크에 내장체(24)를 설치하는 방법으로서,
    - 탱크 내부의 탱크 벽(10)에 언더컷 부를 도입하는 단계;
    - 고정 리브(28)들을 가지는 링 몸체(26)와 내장체(24)를 제공하는 단계;
    - 링 몸체(26)의 고정 리브(28)들을 언더컷 부 내에 위치시키는 단계 - 상기 고정 리브(28)들의 자유단들이 언더컷 부의 자유 내경을 형성하는 원의 직경(D)보다 작은 직경(d)을 가지는 원 상에 있음 -; 및
    - 내장체(24)를 링 몸체(26)에 누르는 단계 - 상기 내장체(24)가 링 몸체(26)에 맞물리고, 링 몸체(26)의 고정 리브(28)들이 상기 내장체(24)에 의해 밀어지고 언더컷 부에 진입함 -
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 설치 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    링 몸체(26)가 언더컷 부에 맞물릴 때, 고정 리브(28)를 지지하는 링 몸체(26)의 부분이 벌어져 고정 리브(28)들이 언더컷 부의 언더컷들에 압입되는 것을 특징으로 하는 설치 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    내장체(24)가 링 몸체(26)에 맞물릴 때, 링 몸체(26)에 도입될 내장체(24)의 원통형 벽 부분 상의 맞물림 돌기(30)들이 링 몸체(26)의 대응 벽 부분의 개구부(32)에 맞물리는 것을 특징으로 하는 설치 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    탱크 벽(10)의 언더컷 부가 블로우 몰드(12)에서 탱크를 성형하는 과정에서 외측으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 설치 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    언더컷 부가 블로우 금형(12) 내에 배치되는 슬라이더(14, 14‘)들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 설치 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    언더컷 부가 블로우 금형(12) 내에 위치되는 성형 부품(16)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 설치 방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    내장체(24)는 탱크 모듈이며 플라스틱 탱크는 연료 탱크인 것을 특징으로 하는 설치 방법.
KR1020187015220A 2015-11-02 2016-10-26 포트형 내장체가 설치된 플라스틱 탱크 KR102114063B1 (ko)

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