KR102265131B1

KR102265131B1 - 차량용 연료분배관

Info

Publication number: KR102265131B1
Application number: KR1020210018766A
Authority: KR
Inventors: 김순석
Original assignee: 주식회사 동현정밀
Priority date: 2021-02-10
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2021-06-15

Abstract

본 발명은 차량용 연료분배관에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 듀플렉스 스테인리스 소재의 환봉을 이용하여 원하는 길이만큼 절단한 후, 그 절단된 환봉을 구비된 다수의 금형을 이용하여 순차적인 냉간단조공법을 통해 1차가공한 다음, 그 가공품을 정밀가공하여 커넥터를 제조함으로써, 소재비가 절감되고, 상기 1차가공된 커넥터를 CNC로 정밀가공하게 되어 가공 공정비 절감, 생산수량 증대, 가공툴 마모 및 파손율 감소됨은 물론, 무엇보다 밀폐형 또는 개방형 구조의 금형을 이용한 냉간단조공정으로 커넥터의 조직이 미세하여 경도 및 인장강도가 증가되어 커넥터의 기밀 및 품질을 향상시킬 수가 있으며, 이러한 커넥터를 연료분배관에 장착할 시, 장기간 사용이 가능한 경제적 효율성이 높은 유용한 발명이다.

Description

차량용 연료분배관{Vehicle fuel distribution pipe}

본 발명은 차량용 연료분배관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 연료공급장치의 일측과 결합되는 커넥터를 듀플렉스 스테인리스 소재의 환봉을 순차적인 단계로 이루어진 냉간단조 공법을 적용하여 커넥터를 1차적으로 형성한 후, 그 형성된 커넥터를 CNC가공장치로 원하는 형상 및 치수로 정밀가공하도록 하여 소재비 절감, 가공 공정비 절감, 생산수량 증대, 가공툴 마모 및 파손율 감소, 밀폐형 또는 개방형 금형을 이용한 냉간단조 공정으로 조직이 미세하여 경도 및 인장강도가 증가되어 커넥터의 기밀 및 품질을 향상시킬 수 있는 기술이다.

통상적으로 자동차용 가솔린엔진에는 간접 연료분사(MPI;Multi Point Injection)방식 엔진이 주류를 이루고 있었으나, 근래 들어서는 지구 온난화 방지와 대기오염방지를 위해 자동차 배기가스오염 규제가 강화됨으로써, 간접 연료분사 방식 엔진만으로는 이를 충족할 수 없게 되었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 일환으로 가솔린엔진에 디젤엔진과 동일한 기술인 엔진 실린더 내부에 연료를 직접 분사하는 가솔린 직접분사(GDI;Gasoline Direct Injection) 방식엔진이 개발되었다.

가솔린 직접분사(GDI) 엔진이나, LPG(액화석유가스) 등의 가스 연료를 분사하는 가스 엔진에서는 관상 부재로 이루어지는 연료 레일(fuel rail)에 인젝터(injector)를 장착하고, 상기 연료 레일은 실린더 헤드에 고정된다.

한편, 상기 연료분배관은, 내부가 관통되게 형성되며 길게 형성되며 일측끝단에 연료공급장치와 연결되는 커넥터와 타측 끝단에 공급되는 연료가 누설되지 않도록 앤드캡이 구성되어, 상기 커넥터에 의해 연료공급장치로부터 공급되는 연료를 커넥터측 방향에서 그 반대(타측)방향으로 유동시키도록 파이프가 구성되고, 상기 파이프의 외측에 다수의 인젝터와 차량 엔진의 실린더 헤드에 부착되는 마운트홀더가 한 쌍을 이루며 일정간격 이격되게 구성되어, 상기 파이프로 인입되어 유동하는 연료가 각각의 인젝터로 분배되어 공급되도록 구성된다.

여기서, 상기 커넥터는 통상적으로 금속재질의 일정규격을 갖는 환봉의 소재를 이용하여 CNC가공장치를 통해 수회에 걸쳐 원하는 형상으로 정밀 가공한 후, 상기 파이프의 관통된 끝단에 억지끼움 한 후 용접을 통해 일체화시켜 사용하고 있다.

그러나, 상기 커넥터의 경우 일정 규격을 갖는 환봉을 원하는 형상으로 CNC가공장치로 가공할 시, 많은 소재비가 들 수밖에 없고, 수회에 걸친 가공 작업으로 인해 CNC가공장치의 가공툴이 잦은 마모 및 파손을 초래하게 되는 문제점을 갖고 있다.

이러한 종래의 문제점들을 개선하고자 최근에는 다양한 소재를 이용하여 차량용 연료분배관에 장착되는 커넥터를 제조가 시도되고 있지만, 단순히 가공조건 등의 변경만 이루어짐에 따라, 여전히 상기 종래의 문제점을 극복하지 못하고 있는 실정이다.

KR 등록번호 10-1768949호(2017.08.10.) KR 공개번호 10-2010-0033785호(2010.03.31.) KR 등록번호 10-1861002호(2018.05.17.)

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출해낸 것으로, 듀플렉스 스테인리스 소재로써 환봉을 구비하고, 그 환봉을 서로 다른 캐비티를 갖는 금형을 이용하여 순차적으로 원하는 형태의 커넥터를 밀폐형 또는 개방형 금형을 이용하여 냉간단조를 통해 1차적으로 가공한 후, 1차적으로 가공된 커넥터를 CNC가공장치를 이용하여 원하는 칫수 만큼 정밀 가공하게 함으로써, 소재비 절감, 가공 공정비 절감, CNC가공 장치의 가공툴 마모 및 파손을 최소화할 수 있도록 하고, 밀폐형 또는 개방형 금형을 이용한 냉간단조공정으로 통해 커넥터의 조직 미세와 경도 및 인장강도가 증가되도록 하여 기밀 및 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 연료분배관을 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로 완성해낸 것이다.

이에 본 발명은, 일측은 차량용 연료공급장치와 연결되고 타측은 차량의 연료분배관에 장착되는 커넥터 제조방법에 있어서, 듀플렉스 스테인리스 소재의 환봉을 준비하는 환봉준비단계(S100); 상호 마주하는 방향에 서로 다른 캐비티(111, 211, 311, 411, 511)를 갖는 고정금형(110, 210, 310, 410, 510)과 가동금형(120, 220, 320, 420, 520)으로 이루어진 밀폐형 또는 개방형 구조를 갖는 제1, 2, 3, 4, 5금형(100, 200, 300, 400, 500)을 각각 구비하는 금형구비단계(S200); 상기 환봉을 원하는 길이로 절단한 후, 상기 제1금형(100)의 캐비티(111)에 넣고 가동금형(120)을 가동시켜 1차가공품(p1)을 얻고, 상기 제1금형(100)의 캐비티(111)에서 1차가공품(p1)을 꺼낸 후, 좌, 우 방향이 서로 바뀌도록 180°회전시킨 다음, 제2금형(200)의 캐비티(211)에 넣고 가동금형(220)을 가동시켜 1차가공품(p1)의 우측에 V형상의 홈이 형성되도록 하여 2차가공품(p2)을 얻으며, 상기 제2금형(200)의 캐비티(211)에서 2차가공품(p2)을 꺼낸 후, 좌, 우 방향이 서로 바뀌도록 재차 180°회전시킨 다음, 제3금형(300)의 캐비티(311)에 넣고 가동금형(320)을 가동시켜 2차가공품(p2)을 1차적으로 압착하여 상기 2차가공품(p2)보다 작은길이를 갖는 3차가공품(p3)을 얻고, 상기 제3금형(300)의 캐비티(311)에서 3차가공품(p3)을 꺼낸 후, 제4금형(400)의 캐비티(411)에 넣고 가동금형(420)을 가동시켜 제3차가공품(p3)을 2차적으로 압착하여 상기 3차가공품(p3)보다 작은길이를 가지되, 외주에 서로 다른 지름을 갖는 4차가공품(p4)을 얻으며, 상기 제4금형(400)의 캐비티(411)에서 4차가공품(p4)을 꺼낸 후, 제5금형(500)의 캐비티(511)에 넣고 가동금형(520)을 가동시켜, 상기 4차가공품(p4)의 V자형상의 홈이 형성된 타측에 U자 형상의 홈이 형성되도록 하여 5차가공품(p5)을 얻는 냉간단조단계(S300); 상기 냉간단조단계(S300)에서 얻은 5차가공품(p5)의 내, 외측을 CNC가공장치로 원하는 치수 및 형상으로 정밀가공하여 커넥터(50)를 형성하는 정밀가공단계(S400); 상기 정밀가공단계(S400) 후 가공된 커넥터(50)의 형상 및 수치를 검사하는 검사단계(S500)를 포함하여 이루어지는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 검사단계(S500) 후 커넥터(50)를 세정 및 건조과정, 탈지과정 및 초음파처리과정을 순차적으로 수행하는 크리닝단계(S600); 및 상기 크리닝이 완료된 커넥터(50)의 표면에 구리, 니켈, 아연 화합물을 혼합한 혼합물로 도금하여 도금층(55)을 형성하는 도금단계(S700)를 더 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 크리닝단계(S600)의 세정 및 건조과정은 세정된 커넥터(50)를 30°C에서 2시간동안 건조하는 1차건조단계(S610)와, 상기 1차건조된 커넥터를 35℃에서 3시간을 건조한 후, 40℃에서 4시간, 45℃에서 6시간, 50℃에서 4~5시간 순으로 순차적으로 건조하는 2차건조단계(S620)로 이루어지는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 도금단계(S700)는, 도금이 완료된 커넥터(50)의 도금층(55)을 세척 한 후, 도금층(55)의 변색을 방지할 수 있도록 변색 방지처리를 수행하고, 상기 도금 시, 차량의 연료분배관의 내부로 인입되는 외측은 전체 또는 부분적으로 도금하지 않도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 CNC정밀가공단계(S400)는, 상기 5차가공품(p5)의 작은 지름을 갖는 외주에 나사산(51)을 형성하고, 상기 연료분배관과 연결되는 상기 5차가공품(p5)의 큰 지름을 갖는 외주에는 상기 연료분배관의 내측에 끼워진 후 슬라이딩 결합될 수 있도록 하나 이상의 돌기(53)를 형성하는 것을 기술적 특징으로 한다.

길이 방향으로 길게 형성되고 내부에 형성된 중공(11)으로 연료를 유동하며, 외측에 상기 중공(11)과 연장되며 인젝터(20)와 연통을 위한 분배홀(13)이 형성되고, 상기 중공(11)의 일측에는 키홈(15)이 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프(10); 상기 파이프(10)의 외측에 상기 분배홀(13)과 맞닿게 위치되어 상기 분배홀(13)로부터 분배되는 연료를 분사하는 인젝터(20); 외부 일측이 상기 인젝터(20)의 외측과 연장되게 형성되어 차량 엔진의 실린더헤드 또는 흡기계통의 부품과 고정되는 마운팅홀더(30); 상기 인젝터(20) 및 마운팅홀더(30)가 구성된 파이프(10)의 타측에 차량의 내부 구성품과 결합하기 위한 브라켓(40); 일측이 차량의 연료공급장치와 연결되고 타측이 상기 파이프(10)의 중공(11)으로 삽입되어 결합된 후 용접되는 제1항에 의해 제조된 커넥터(50); 상기 커넥터(50)가 결합된 파이프(10)의 타측에 구성되어 상기 연료공급장치로부터 공급되는 연료가 누설되지 않고 분배홀(13)로 이동될 수 있도록 밀폐시키는 앤드캡(60); 으로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 키홈(15)은, 외측에서 내측방향으로 형성되는 직선홈(15a)과, 상기 직선홈(15a)의 일측에서 연장되어 중공(11)의 내측면을 따라 형성되는 회전홈(15b)으로 구분되게 각각 형성되고, 상기 커넥터(50)를 파이프(10)의 키홈(15)에 결합 시, 상기 커넥터(50)의 돌기(53)는 상기 키홈(15)의 직선홈(15a)에 끼워진 후, 회전홈(15b)를 타며 일측방향으로 회전되어 고정된 상태에서 인접하는 면이 용접되어 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 파이프(10)의 외측면에서는 브라켓(40)의 일측면이 맞닿아 고정될 수 있도록 안착면(17)이 형성되고, 상기 브라켓(40)의 일측면이 상기 안착면(17)에 맞닿아 용접에 의해 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 안착면(17)의 양측면에는 돌출바(17a)가 형성되고, 상기 브라켓(40)의 양측에는 상기 돌출바(17a)가 끼워지는 인입홈(41)이 형성되어, 상기 브라켓(40)의 인입홈(41)에 돌출바(17a)가 끼워져 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 안착면(17)은 하나 또는 다수개로 형성되되, 다수개로 형성될 시 일정간격 이격되게 형성되어, 상기 브라켓(40)을 각각의 안착면(17)에 배치 구성하거나, 상기 안착면(17)을 길이방향으로 길게 형성하고, 상기 브라켓(40)을 안착면(17)의 길이와 대응되게 형성하여 용접으로 고정되게 구성하는 것을 기술적 특징으로 한다.

자체적인 탄성력을 가지되, 일측은 고리형태로 형성되어 상기 브라켓(40)의 일측에 걸림되고, 타측은 내측방향으로 꺾임되어 중앙부에 커넥터(50)의 외주지름보다 더 큰 지름을 가지되 일측이 절개된 형태의 홀(71)이 형성되어 상기 커넥터(50)의 외주에 끼워지되 커텍터(50)의 외주 작은지름과 큰지름의 경계부분에 걸림되는 탄성걸림부재(70)가 구성되어, 상기 커넥터(50)를 용접 전 커넥터(50)가 이탈되지 않고 고정되도록 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명의 차량용 연료분배관에 의하면, 최초 듀플렉스 스테인리스 소재의 환봉을 냉간단조방법을 통해 커넥터를 1차적으로 가공하게 됨으로써, 소소재비가 절감되고, 상기 1차가공된 커넥터를 CNC로 정밀가공하게 되어 가공 공정비 절감, 생산수량 증대, 가공툴 마모 및 파손율 감소됨은 물론, 무엇보다 밀폐형 또는 개방형 금형을 이용한 냉간단조공정으로 커넥터의 조직이 미세하여 경도 및 인장강도가 증가되어 커넥터의 기밀 및 품질을 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 공정순서도
도 2는 본 발명의 냉간단조 금형의 구조를 나타내는 형상도
도 3은 본 발명의 냉간단조단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 4는 본 발명의 냉간단조단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 냉간단조단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 정밀가공단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 7은 본 발명의 도금단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 8은 도 7의 a와 b의 바람직한 실시 예를 나타내는 확대도
도 9는 본 발명의 차량의 연료분배관의 바람직한 실시 예를 나타내는 사시도, 정단면도
도 10은 본 발명의 차량의 연료분배관에 커넥터의 결합에 대한 바람직한 실시 예를 나타내는 부분 분해도
도 11은 본 발명의 파이프와 브라켓의 결합에 대한 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 12는 본 발명의 파이프와 브라켓의 결합에 대한 다른 실시 예를 나타내는 도면
도 13은 본 발명의 파이프와 브라켓의 결합에 대한 다른 실시 예를 나타내는 도면
도 14는 본 발명의 탄성걸림부재의 바람직한 실시 예를 나타내는 정면도, 측단면도
도 15는 본 발명의 탄성걸림부재의 바람직한 실시 예를 나타내는 사용상태도

본 발명은 차량의 연료공급장치의 일측과 결합되는 커넥터를 듀플렉스 스테인리스 소재의 환봉을 순차적인 단계로 이루어진 냉간단조 공법을 적용하여 커넥터를 1차적으로 형성한 후, 그 형성된 커넥터를 CNC가공장치로 원하는 형상 및 치수로 정밀가공하도록 하여 소재비 절감, 가공 공정비 절감, 생산수량 증대, 가공툴 마모 및 파손율 감소, 냉간단조공정으로 조직이 미세하여 경도 및 인장강도가 증가되어 커넥터의 기밀 및 품질을 향상시킬 수 있는 차량용 연료분배관을 제공한다.

이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대하여 도 1 내지 도 15를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이 환봉준비단계(S100), 금형구비단계(S200), 냉간단조단계(S300), 정밀가공단계(S400), 검사단계(S500), 크리닝단계(S600), 도금단계(S700)를 포함하여 구성된다.

상기 환봉준비단계(S100)는, 듀플렉스 스테인리스 소재를 구비하는 것으로, 종래의 일반 금속재질의 환봉과는 완전히 다른 소재이다.

상기 듀블렉스 스테인리스는 페라이트계 스테인리스 크롬 기반 강에 니켈을 첨가하여 페라이트 및 오스테나이트를 모두 포함하는 강(steel)로써, 높은 인장강도를 보유하고 있으며, 매우 높은 내부식성을 유지할 수가 있는 특징있는 것으로 알려져 있다.

이러한 듀플렉스 스테인리스 소재를 이용하여 상기 환봉준비단계(S100)를 수행하게 된다.

한편, 본 발명의 환봉준비단계(S100)에서 환봉을, 듀플렉스 스테인리스 소재로 사용하는 목적으로는 종래의 금속재질의 환봉을 사용할 경우, 그 인장강도 및 내부식성 유지가 어려운 문제점으로 인해, 상기 금속재질의 환봉으로 커넥터를 제조한 후 사용할시, 연료분배관의 특성상 연료공급장치로부터 유입되는 연료와 잦은 접촉으로 장기간 사용이 어려운 문제점을 보완할 수 있도록 한 것이다.

상기 금형구비단계(S200)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상호 마주하는 방향에 서로 다른 캐비티(111, 211, 311, 411, 511)를 갖는 고정금형(110, 210, 310, 410, 510)과 가동금형(120, 220, 320, 420, 520)으로 이루어진 밀폐형 또는 개방형 구조를 갖는 제1, 2, 3, 4, 5금형(100, 200, 300, 400, 500)을 각각 구비하는 단계이다.

즉, 제1, 2, 3, 4, 5금형(100, 200, 300, 400, 500)은 고정된 형태로 유동없는 고정금형(110, 210, 310, 410, 510)이 구비되고, 선택적으로 유동하는 가동금형(120, 220, 320, 420, 520)이 서로 마주하게 배치되어, 각각의 캐비티(111, 211, 311, 411, 511)에 인입되는 가공품들을 냉간단조공정을 수행할 수 있게 된다. 이때 냉간단조 시 사용되는 금형의 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐형 또는 개방형 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 밀폐형 또는 개방형 구조의 금형의 경우 냉간단조 시 금형의 캐비티가 형성된 하부금형과 상기 캐비티로 펀칭을 하기 위한 상부금형이 상호 맞물려질 시, 완전히 밀폐되거나 일부분이 개방되는 구조로써, 밀폐형이거나 개방형의 금형 구조에 따라서, 최종 완성되는 커넥터의 양단부 길이가 서로 상이하게 형성된다.

한편, 본 발명에서는 상기 냉간단조단계(S300)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 밀폐형 구조를 갖는 금형을 이용한 것을 실시 예로써, 먼저, 듀플렉스 스테인리스 소재의 환봉을 최종적으로 가공하려는 커넥터(50)와 냉간단조 시 변형되는 등 수축률을 계산하여 환봉을 원하는 길이로 절단한 후, 상기 제1금형(100)의 고정금형(110)에 형성된 캐비티(111)에 넣고 가동금형(120)을 가동시켜서 1차적으로 1차가공품(p1)을 얻는다.

그 후에는, 상기 제1금형(100)의 가동금형(120)을 고정금형(110)에서 분리시킨 후, 상기 고정금형(110)의 캐비티(111)에 1차적으로 단조된 1차가공품(p1)을 꺼낸 후, 좌, 우 방향이 서로 바뀌도록 180°회전시킨 다음, 제2금형(200)의 고정금형 캐비티(211)에 넣고 가동금형(220)으로 가동시켜 1차가공품(p1)의 우측에 V형상의 홈이 형성되도록 하여 2차가공품(p2)을 얻는다. 이때, 상기 제2금형(200)의 가동금형(220)의 중앙부에는 상기 고정금형의 캐비티(211)에 인입되어 환봉을 냉간단조하되, 그 끝단에 V자 형상으로 형성된다.

한편, 상기 제2금형(200)의 고정금형(210)과 가동금형(220)을 분리시킨 후, 상기 고정금형(210)에서 단조된 2차가공품(p2)을 꺼낸 후, 좌, 우 방향이 서로 바뀌도록 재차 180°회전시킨 다음, 제3금형(300)의 고정금형 캐비티(311)에 넣고 끝단이 2차가공품(p2)을 1차적으로 압착하여 상기 2차가공품(p2)보다 작은 길이를 갖는 3차가공품(p3)을 얻는다.

여기서, 상기 제3금형(300)의 고정금형 캐비티(311)의 내측 끝단 중앙부는 가동금형(320) 측으로 조금 돌출되도록 하여 상기 3차가공품(p3)을 단조 시, V자 형상 홈 변형을 방지할 수가 있다.

이렇게 형성된 3차가공품(p3)을 제3금형(300)의 고정금형 캐비티(311)에서 꺼낸 후, 제4금형(400)의 고정금형 캐비티(411)에 넣고 가동금형(420)을 가동시켜서 제3차가공품(p3)을 2차적으로 압착하여 상기 3차가공품(p3)보다 작은 길이를 가지고 더 큰 둘레를 가지되, 외주 중앙을 기준으로 일측과 타측이 서로 다른 지름으로 형성된 4차가공품(p4)을 얻으며, 이때 상기 제4금형(400)의 고정금형 캐비티(411) 중앙부에는 가동금형(420) 측으로 조금 돌출되도록 하여 V자 형상의 홈 변형을 방지하도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 제4금형(400)의 고정금형(410)에서 가동금형(420)을 분리시킨 후, 상기 고정금형(400)의 캐비티(411)에서 4차가공품(p4)을 꺼낸 다음, 상기 제5금형(500)의 고정금형 캐비티(511)에 넣고, 가동금형(420)을 작동시켜 상기 4차가공품(p4)의 V자형상의 홈이 형성된 타측에 U자 형상의 홈이 형성되도록 하여 5차가공품(p5)을 얻도록 하여, 5차가공품(p5)은 그 외형이 커넥터(50)의 1차적인 형상으로 형성되며, 상기 V자형상의 홈 측이 차량의 연료공급장치와 연결되고, U자형상의 홈측이 연료분배관의 파이프(10) 측과 연결되는 부분이다.

한편, 상기 정밀가공단계(S400)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 냉간단조단계(S300)에서 얻은 5차가공품(p5)을 CNC가공장치를 이용하여 원하는 치수 및 형상으로 정밀가공하는 단계로써, 커넥터(50)의 1차적인 형상인 5차가공품(p5)의 외측에 나사산(51)을 형성하되, 차량의 연료공급장치와 연결되는 외측(작은지름을 갖는 외측)에 나사산(51)을 형성하고, 상기 연료분배관과 연결되는 상기 5차가공품(p5)의 외주 타측에는 상기 연료분배관의 내측에 끼워진 후 슬라이딩 결합될 수 있도록 하나 이상의 돌기(53)를 형성하며, 상기 커넥터(50)의 중앙부분을 관통되도록 가공하여, 연료공급장치 및 연료분배관에 양측을 각각 연결하여 사용할 시, 상기 연료공급장치부터 공급되는 연료가 연료분배관의 파이프 측으로 원활하게 공급될 수 있게 된다.

상기 검사단계(S500)는, 정밀가공단계(S400)에서 가공된 커넥터(50)의 치수 및 형상이 규격화된 사이즈 또는 연결(결합)하려는 차량의 연료공급장치 및 연료분배관의 파이프(10)에 원활하게 연결될 수 있는 치수 및 형상인지를 정밀하게 검사하는 단계이다.

상기 검사단계(S500)의 검사방법은 제조된 커넥터(50)를 검사하기 위한 검사장치를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 크리닝단계(S600)는, 검사단계(S500)에서 검사가 완료된 커넥터(50)의 표면을 세정 및 건조과정, 탈지과정 및 초음파처리과정을 순차적으로 수행하는 단계로써, 상기 정밀가공단계(S400)에서 가공 중 발생하는 오염 물질 및 커넥터(50)의 표면에 잔존하는 가공 찌꺼기(가루) 등을 깨끗하게 세정할 수 있도록 하여, 자칫 연료공급장치 및 연료분배관의 파이프와 연결 불량을 최소화할 수 있다.

이때, 상기 크리닝단계(S600)의 세정 및 건조과정은, 세정된 커넥터를 30°C에서 2시간동안 건조하는 1차건조단계와, 상기 1차건조된 커넥터를 35℃에서 3시간을 건조한 후, 시간 및 건조온도를 서로 달리하되, 40℃에서 4시간, 45℃에서 6시간, 50℃에서 4~5시간 순으로 순차적으로 건조하는 2차건조단계로 이루어지도록 하여, 크리닝단계(S600)의 세정 및 건조과정을 수행함에 있어서 최적의 조건을 부여함으로, 제조시간 단축 및 추후 도금단계(S700)에서 커넥터(50)의 표면에 안정적인 도금층(55)을 형성할 수 있게 된다.

상기 도금단계(S700)는 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 크리닝단계(S600)를 거친 커넥터(50)의 표면에 구리, 니켈, 아연 화합물을 혼합한 혼합물로 도금하여 도금층(55)을 형성하고, 상기 도금층(55)을 형성한 후, 도금이 완료된 커넥터(50)의 도금층(55)을 세척 한 다음, 변색 방지처리를 작업을 수행하고, 상기 도금 시, 차량의 연료분배관의 내부로 인입되는 외측은 전체 또는 부분적으로 도금하지 않도록 한다.

이때, 상기 연료분배관의 파이프의 내부로 인입되는 외측에 전체 또는 부분적으로 도금하지 않음으로써, 추후 상기 파이프(10)와 연결(결합) 후 용접하는 과정에서 용접 시 원활한 용접이 이루어질 수 있기 위함이다.

한편, 상기한 바와 같은 본 발명의 차량의 연료분배관에 장착되는 커넥터 제조방법에 의해 제조된 커넥터가 구성된 차량의 연료분배관을 설명하기로 한다.

먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 길이 방향으로 길게 형성되고 내부에 형성된 중공(11)으로 연료를 유동하며, 외측에 상기 중공(11)과 연장되며 인젝터(20)와 연통을 위한 분배홀(13)이 형성되고, 상기 중공(11)의 일측에는 키홈(15)이 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프(10); 상기 파이프(10)의 외측에 상기 분배홀(13)과 맞닿게 위치되어 상기 분배홀(13)로부터 분배되는 연료를 분사하는 인젝터(20); 외부 일측이 상기 인젝터(20)의 외측과 연장되게 형성되어 차량 엔진의 실린더헤드 또는 흡기계통의 부품과 고정되는 마운팅홀더(30); 상기 인젝터(20) 및 마운팅홀더(30)가 구성된 파이프(10)의 타측에 차량의 내부 구성품과 결합하기 위한 브라켓(40); 일측이 차량의 연료공급장치와 연결되고 타측이 상기 파이프(10)의 중공(11)으로 삽입되어 결합된 후 용접되는 커넥터(50); 상기 커넥터(50)가 결합된 파이프(10)의 타측에 구성되어 상기 연료공급장치로부터 공급되는 연료가 누설되지 않고 분배홀(13)로 이동될 수 있도록 밀폐시키는 앤드캡(60); 으로 구성된다.

여기서, 상기 파이프(10)의 키홈(15)은, 도 9에 도시된 바와 같이 외측에서 내측방향으로 형성되는 직선홈(15a)과, 상기 직선홈(15a)의 일측에서 연장되어 중공(11)의 내측면을 따라 형성되는 회전홈(15b)으로 구분되게 각각 형성되고, 상기 커넥터(50)를 파이프(10)의 키홈(15)에 결합 시, 상기 커넥터(50)의 돌기(53)는 상기 키홈(15)의 직선홈(15a)에 끼워진 후, 회전홈(15b)를 타며 일측방향으로 회전되어 고정된 상태에서 인접하는 면이 용접되어 고정되어, 상기 커넥터(50)와 키홈(15)의 구조를 통해, 상기 커넥터(50)가 용접 전 이탈되는 것을 방지할 수가 있게 된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 파이프(10)의 외측면에서는 브라켓(40)의 일측면이 맞닿아 고정될 수 있도록 안착면(17)이 형성되고, 상기 브라켓(40)의 일측면이 상기 안착면(17)에 맞닿아 용접에 의해 고정되어, 브라켓(40)을 파이프(10)에 안정적으로 결합할 수가 있다.

여기서, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 안착면(17)의 양측면에는 돌출바(17a)가 형성되고, 상기 브라켓(40)의 양측에는 상기 돌출바(17a)가 끼워지는 인입홈(41)이 형성되어, 상기 브라켓(40)의 인입홈(41)에 돌출바(17a)가 끼워져 고정되게 구성되어, 브라켓(40)을 안착면(17)과 용접 시, 작업 중 흔들림 등으로부터 상기 브라켓(40)의 뒤틀림을 방지할 수가 있어, 불량률을 최소화할 수가 있다.

즉, 상기 브라켓(40)을 안착면(17)에 안착시킨 후, 용접 시 뒤틀림이 발생할 경우, 추후 완성된 연료분배관을 차량 내부의 구성품들과 결합 시, 결합부분의 위치가 서로 상이하게 되면 상기 연료분배관을 폐기하여야 하는 등 경제적 효율성이 매우 떨어졌던 문제점을 완벽하게 보완할 수가 있게 된다.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 안착면(17)은 하나 또는 다수개로 형성되되, 다수개로 형성될 시 일정간격 이격되게 형성되어, 상기 브라켓(40)을 각각의 안착면(17)에 배치 구성하거나, 상기 안착면(17)을 길이방향으로 길게 형성하고, 상기 브라켓(40)을 안착면(17)의 길이와 대응되게 형성하여 용접으로 고정되게 구성할 수도 있다.

또한, 차량의 각종 모델에 따라서 상기 안착면(17) 및 브라켓(40)의 형상 및 크기를 다양하게 가변시킬 수가 있다.

또한, 상기 브라켓(40)은 상기 안착면(17)에 안착되는 것으로 설명하였지만, 상기 안착면(17)에 안착되어 용접 또는 볼트 등과 같은 통상의 결합수단과 결합 구성되며, 외측으로 연장되게 형성하여 상기 파이프(10)의 외주 일부분을 감싸는 형태로 구성하여 더욱 견고한 고정력을 가질 수 있도록 구성할 수도 있으며, 본 발명의 실시 예로써 한정짓지 아니한다.

도 13 또는 도 14에 도시된 바와 같이, 자체적인 탄성력을 가지되, 일측은 고리형태로 형성되어 상기 브라켓(40)의 일측에 걸림되고, 타측은 내측방향으로 꺾임되어 중앙부에 커넥터(50)의 외주지름보다 더 큰 지름을 가지되 일측이 절개된 형태의 홀(71)이 형성되어 상기 커넥터(50)의 외주에 끼워지되 커텍터(50)의 외주 작은지름과 큰지름의 경계부분에 걸림되는 탄성걸림부재(70)가 구성되어, 상기 커넥터(50)를 용접 전 커넥터(50)가 이탈되지 않고 고정되도록 구성되며, 상기 탄성력을 통해, 1차적으로 커넥터(50)를 감싸도록 하여 고정한 후 고리형태부분을 강제적으로 꺾어 브라켓(40)의 끝단에 고정하도록 구성된다.

즉, 상기 탄성걸림부재(70)는 상기 커넥터(50)와 파이프(10)의 키홈(15)과 더불어, 용접 전 커넥터(50)의 위치변동과 커넥터(50)와 파이프(10)의 완전한 밀착을 통해, 자칫 상기 커넥터(50)와 파이프(10)가 이격된 상태에서 용접이 되지 않고 완전한 밀착을 이룬 상태에서 용접이 되도록 유도하여 용접불량으로 연료가 누설되는 것을 방지할 수가 있다.

S100 : 환봉준비단계 S200 : 금형구비단계
S300 : 냉간단조단계 S400 : 정밀가공단계
S500 : 검사단계 S600 : 크리닝단계
S700 : 도금단계
10 : 파이프 11 : 중공 13 : 분배홀
15 : 키홈 15a : 직선홈 15b : 회전홈
17 : 안착면 17a : 돌출바
20 : 인젝터 30 : 마운팅홀더
40 : 브라켓 41 : 인입홈
50 : 커넥터 51 : 나사산 53 : 돌기
55 : 도금층
60 : 앤드캡
70 : 탄성걸림부재 71 : 홀
100 : 제1금형
110 : 고정금형 111 : 캐비티 120 : 가동금형
200 : 제2금형
210 : 고정금형 211 : 캐비티 220 : 가동금형
300 : 제3금형
310 : 고정금형 311 : 캐비티 320 : 가동금형
400 : 제4금형
410 : 고정금형 411 : 캐비티 420 : 가동금형
500 : 제5금형
510 : 고정금형 511 : 캐비티 520 : 가동금형
p1 : 1차가공품 p2 : 2차가공품 p3 : 3차가공품
p4 : 4차가공품 p5 : 5차가공품

Claims

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길이 방향으로 길게 형성되고 내부에 형성된 중공(11)으로 연료를 유동하며, 외측에 상기 중공(11)과 연장되며 인젝터(20)와 연통을 위한 분배홀(13)이 형성되고, 상기 중공(11)의 일측에는 키홈(15)이 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프(10);
상기 파이프(10)의 외측에 상기 분배홀(13)과 맞닿게 위치되어 상기 분배홀(13)로부터 분배되는 연료를 분사하는 인젝터(20);
외부 일측이 상기 인젝터(20)의 외측과 연장되게 형성되어 차량 엔진의 실린더헤드 또는 흡기계통의 부품과 고정되는 마운팅홀더(30);
상기 인젝터(20) 및 마운팅홀더(30)가 구성된 파이프(10)의 타측에 차량의 내부 구성품과 결합하기 위한 브라켓(40);
일측이 차량의 연료공급장치와 연결되고 타측이 상기 파이프(10)의 중공(11)으로 삽입되어 결합된 후 용접되되, 듀플렉스 스테인리스 소재의 환봉을 준비하는 환봉준비단계(S100); 상호 마주하는 방향에 서로 다른 캐비티(111, 211, 311, 411, 511)를 갖는 고정금형(110, 210, 310, 410, 510)과 가동금형(120, 220, 320, 420, 520)으로 이루어진 밀폐형 또는 개방형 구조를 갖는 제1, 2, 3, 4, 5금형(100, 200, 300, 400, 500)을 각각 구비하는 금형구비단계(S200); 상기 환봉을 원하는 길이로 절단한 후, 상기 제1금형(100)의 캐비티(111)에 넣고 가동금형(120)을 가동시켜 1차가공품(p1)을 얻고, 상기 제1금형(100)의 캐비티(111)에서 1차가공품(p1)을 꺼낸 후, 좌, 우 방향이 서로 바뀌도록 180°회전시킨 다음, 제2금형(200)의 캐비티(211)에 넣고 가동금형(220)을 가동시켜 1차가공품(p1)의 우측에 V형상의 홈이 형성되도록 하여 2차가공품(p2)을 얻으며, 상기 제2금형(200)의 캐비티(211)에서 2차가공품(p2)을 꺼낸 후, 좌, 우 방향이 서로 바뀌도록 재차 180°회전시킨 다음, 제3금형(300)의 캐비티(311)에 넣고 가동금형(320)을 가동시켜 2차가공품(p2)을 1차적으로 압착하여 상기 2차가공품보다 작은길이를 갖는 3차가공품(p3)을 얻고, 상기 제3금형(300)의 캐비티(311)에서 3차가공품(p3)을 꺼낸 후, 제4금형(400)의 캐비티(411)에 넣고 가동금형(420)을 가동시켜 제3차가공품(p3)을 2차적으로 압착하여 상기 3차가공품(p3)보다 작은길이를 가지되, 외주에 서로 다른 지름을 갖는 4차가공품(p4)을 얻으며, 상기 제4금형(400)의 캐비티(411)에서 4차가공품(p4)을 꺼낸 후, 제5금형(500)의 캐비티(511)에 넣고 가동금형(520)을 가동시켜, 상기 4차가공품(p4)의 V자형상의 홈이 형성된 타측에 U자 형상의 홈이 형성되도록 하여 5차가공품(p5)을 얻는 냉간단조단계(S300); 상기 냉간단조단계(S300)에서 얻은 5차가공품(p5)의 내, 외측을 CNC가공장치로 원하는 치수 및 형상으로 정밀가공하여 커넥터(50)를 형성하는 정밀가공단계(S400); 상기 정밀가공단계(S400) 후 가공된 커넥터(50)의 형상 및 수치를 검사하는 검사단계(S500)를 통해 제조된 커넥터(50);
상기 커넥터(50)가 결합된 파이프(10)의 타측에 구성되어 상기 연료공급장치로부터 공급되는 연료가 누설되지 않고 분배홀(13)로 이동될 수 있도록 밀폐시키는 앤드캡(60); 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료분배관.
제 6항에 있어서,
상기 키홈(15)은, 외측에서 내측방향으로 형성되는 직선홈(15a)과, 상기 직선홈(15a)의 일측에서 연장되어 중공(11)의 내측면을 따라 형성되는 회전홈(15b)으로 구분되게 각각 형성되고,
상기 커넥터(50)를 파이프(10)의 키홈(15)에 결합 시, 상기 커넥터(50)의 돌기(53)는 상기 키홈(15)의 직선홈(15a)에 끼워진 후, 회전홈(15b)를 타며 일측방향으로 회전되어 고정된 상태에서 인접하는 면이 용접되어 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료분배관.
제 7항에 있어서,
상기 파이프(10)의 외측면에서는 브라켓(40)의 일측면이 맞닿아 고정될 수 있도록 안착면(17)이 형성되고,
상기 브라켓(40)의 일측면이 상기 안착면(17)에 맞닿아 용접에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료분배관.
제 8항에 있어서,
상기 안착면(17)의 양측면에는 돌출바(17a)가 형성되고,
상기 브라켓(40)의 양측에는 상기 돌출바(17a)가 끼워지는 인입홈(41)이 형성되어,
상기 브라켓(40)의 인입홈(41)에 돌출바(17a)가 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료분배관.
제 8항에 있어서,
상기 안착면(17)은 하나 또는 다수개로 형성되되, 다수개로 형성될 시 일정간격 이격되게 형성되어, 상기 브라켓(40)을 각각의 안착면(17)에 배치 구성하거나,
상기 안착면(17)을 길이방향으로 길게 형성하고, 상기 브라켓(40)을 안착면(17)의 길이와 대응되게 형성하여 용접으로 고정되게 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 연료분배관.
제 7항에 있어서,
자체적인 탄성력을 가지되,
일측은 고리형태로 형성되어 상기 브라켓(40)의 일측에 걸림되고,
타측은 내측방향으로 꺾임되어 중앙부에 커넥터(50)의 외주지름보다 더 큰 지름을 가지되 일측이 절개된 형태의 홀(71)이 형성되어 상기 커넥터(50)의 외주에 끼워지되 커텍터(50)의 외주 작은지름과 큰지름의 경계부분에 걸림되는 탄성걸림부재(70)가 구성되어,
상기 커넥터(50)를 용접 전 커넥터(50)가 이탈되지 않고 고정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료분배관.