KR102525460B1 - 차량용 연료탱크의 배플 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브가 구비된 차량용 연료탱크의 배플에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 연료탱크의 배플은 차량용 연료탱크의 내부에 위치되는 배플로서, 탱크쉘의 내부에서 중력방향과 수직인 방향으로 배치되되, 중력방향과 수평방향인 연료탱크의 양 측방향으로 합형 및 취출되는 한 쌍의 금형에서 성형되어, 상하방향으로 관통되는 밸브 장착구가 형성되는 배플바디와; 상기 밸브 장착구에 배치되는 밸브와; 상기 밸브의 상부를 덮으면서 상기 밸브를 상기 배플바디의 밸브 장착구에 장착시키는 밸브커버를 포함한다.

Description

차량용 연료탱크의 배플{BAFFLE FOR FUEL TANK OF VEHICLE}

본 발명은 차량용 연료탱크의 배플에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸브가 구비된 차량용 연료탱크의 배플에 관한 것이다.

일반적으로 연료탱크는 연료를 주입받고, 필요시 엔진에 연료를 제공하는 역할을 수행한다. 한편, 연료탱크 내부에서는 차량의 주행 또는 정차에 의해서 연료의 유동이 발생하게 되고, 이 경우 연료가 연료탱크 내벽면과 부딪히며 소음 또는 진동을 발생시키게 된다. 이를 방지하기 위해 연료탱크는 내부에 배플을 구비함으로써 연료의 유동에너지를 흡수하여 소음 또는 진동을 감소시킴으로써, 탑승자의 승차감을 향상시킨다.

그리고, 연료탱크에는 밸브 등이 마련되어 연료탱크 내부에 기체상태의 연료를 외부로 내보내는 역할을 수행한다.

도 1a는 일반적인 차량용 연료탱크를 보여주는 도면이고, 도 1b는 일반적인 차량용 연료탱크에서 밸브의 연결부위를 보여주는 도면이다.

도 1a에 도시된 바와 같이 일반적인 차량용 연료탱크는 내부에 수용공간이 마련되는 탱크쉘(1)과, 탱크쉘(1)의 내부에 배치되어 연료의 유동에너지를 흡수하는 배플(2)과, 탱크쉘(1)에 설치되어 탱크쉘(1) 내부의 기체상태의 연료를 외부로 배출시키는 밸브(3)가 구비된다. 이때 밸브(3)는 밸브커버(4)에 의해 탱크쉘(1)에 고정된다.

이러한 연료탱크는 배플(2)을 먼저 제작한 다음, 제작된 배플(2)을 한 쌍의 금형 사이에 배치한 상태에서 탱크쉘(1)의 성형재인 패리슨을 배플(2)과 금형 사이에 배치한다. 그런 다음 배플(2)을 향해 한 쌍의 금형을 합형함으로써, 배플(2)이 패리슨과 접촉되면서 합형된 금형의 내면에 지지되는바, 배플(2)의 위치를 규제하게 된다.

이어서, 금형을 관통하여 패리슨 내부에 공기를 불어넣음으로써, 패리슨이 탱크쉘(1) 모양으로 블로우 성형된다.

이렇게 내부에 배플(2)이 배치된 탱크쉘(1)이 준비되면, 탱크쉘(1)의 상면에 밸브(3)의 장착을 위한 장착홀(1a)을 커팅한다. 그리고, 미리 준비된 밸브(3) 및 밸브커버(4)를 탱크쉘(1)에 형성된 장착홀(1a)에 장착한 다음 탱크쉘(1)에 밸브커버(4)를 융착시킴으로써 탱크쉘(1)에 밸브(3)를 고정시킨다. 이에 따라 탱크쉘(1)은 내부가 밀폐되면서 탱크쉘(1) 내부의 기체가 탱크쉘(1) 외부로 배출되는 것을 방지한다.

한편, 탱크쉘(1)은 외부의 충격에 의한 손상 및 변형을 방지하고, 내부의 기체가 외부로 누출되는 것을 방지되도록 밀폐성을 유지하기 위하여 2K급 이상의 규격을 만족하는 소재로 제작된다. 따라서, 탱크쉘(1)에 밸브(3)를 장착하기 위하여 형성된 장착홀(1a)을 밀폐시키는 밸브커버(4)도 2K급 이상의 규격을 만족하는 소재를 적용하고 있다. 예를 들어 탱크쉘(1)의 외주면에 융착되는 외장형 밸브커버(4)의 경우 HDPE와 POM이 다층으로 적층된 소재를 사용하고 있다.

이렇게 종래에는 외장형 밸브(3)가 적용되는 연료탱크를 제작하기 위하여 탱크쉘(1)에 장착홀(1a)을 가공하는 공정이 추가되고, 또한 밸브(3)의 장착 후 장착홀(1a)을 통한 기체의 누출을 방지하기 위하여 밸브커버(4)로 고가의 소재를 사용하여야 하는 단점이 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

등록특허공보 제10-2187051호 (2020.11.30)

본 발명은 탱크쉘의 외부에 구비되는 밸브를 내장형으로 적용할 수 있도록 밸브가 구비된 차량용 연료탱크의 배플을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 연료탱크의 배플은 차량용 연료탱크의 내부에 위치되는 배플로서, 탱크쉘의 내부에서 중력방향과 수직인 방향으로 배치되되, 중력방향과 수평방향인 연료탱크의 양 측방향으로 합형 및 취출되는 한 쌍의 금형에서 성형되어, 상하방향으로 관통되는 밸브 장착구가 형성되는 배플바디와; 상기 밸브 장착구에 배치되는 밸브와; 상기 밸브의 상부를 덮으면서 상기 밸브를 상기 배플바디의 밸브 장착구에 장착시키는 밸브커버를 포함한다.

상기 배플바디에 형성된 밸브 장착구는 내부가 중공된 파이프 형상으로 형성되고, 상기 밸브 장착구의 상단 외주면에는 적어도 하나 이상의 커버 체결홈부가 형성되며, 상기 밸브커버에는 상기 커버 체결홈부에 상하방향으로 체결되는 적어도 하나 이상의 체결후크가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 커버 체결홈부는 중력방향과 수직인 방향으로 형성되어 상기 체결후크가 상하방향으로 이탈되는 것을 단속되는 수평단속면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 커버 체결홈부는 상기 수평단속면의 양측 단부에서 하부방향으로 연장되어 상기 체결후크가 중력방향과 수직인 방향으로 이탈되는 것을 단속하는 한 쌍의 수직단속면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 한 쌍의 수직단속면은 서로 대향되는 면의 형성 각도가 상기 배플바디를 성형하는 한 쌍의 금형이 취출되는 방향과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 커버 체결홈부의 중심축선과 상기 수직단속면에서 연장되는 가상선의 사이 각도는 20°이내인 것을 특징으로 한다.

상기 배플바디의 상단과 하단에는 탱크쉘의 상면 및 하면에 접촉되어 배플바디의 설치 위치를 고정시키도록 상부 방향 및 하부 방향으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 돌출서포트가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 배플바디의 양 측면에는 측방향으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 리브가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 종래에 탱크쉘의 외부에 구비되었던 밸브를 배플에 적용함으로써, 연료탱크를 제조하는 과정에서 공정 수를 축소할 수 있고, 탱크쉘을 가공없이 그대로 사용할 수 있기 때문에 연료탱크의 변형 및 손상을 방지할 수 있다. 이에 따라 연료탱크의 내부에서 발생되는 기체가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 밸브 및 밸브커버를 배플에 적용함으로써, 밸브커버의 소재를 다양하게 선택할 수 있어 연료탱크의 제작단가를 낮출 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1a는 일반적인 차량용 연료탱크를 보여주는 도면이고,
도 1b는 일반적인 차량용 연료탱크에서 밸브의 연결부위를 보여주는 도면이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배플이 적용되는 차량용 연료탱크를 보여주는 도면이고,
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플을 보여주는 도면이며,
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플의 요부를 보여주는 도면이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플의 요부 단면을 보여주는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플에 형성되는 후크 체결홈부의 형성각도를 설명하는 도면이며,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플의 성형시 금형의 취출 방향을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배플이 적용되는 차량용 연료탱크를 보여주는 도면이고, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플을 보여주는 도면이며, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플의 요부를 보여주는 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플의 요부 단면을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플에 형성되는 후크 체결홈부의 형성각도를 설명하는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플의 성형시 금형의 취출 방향을 보여주는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 배플(20)은 밸브(200)를 탱크쉘(10)의 내부에 적용하는 밸브 내장형 연료탱크의 내부에 위치되는 배플로서, 배플바디(100)와, 배플바디(100)에 장착되는 밸브(200) 및 밸브커버(300)를 포함한다.

배플바디(100)는 도 2 및 도 3a와 같이 연료의 유동에너지를 흡수하여 소음 또는 진동을 감소시키기 위하여 연료탱크의 내부, 즉 연료가 수용되는 탱크쉘(10)의 내부에서 중력방향과 수직인 방향으로 배치된다.

이때 배플바디(100)는 도 6와 같이 중력방향과 수평방향인 연료탱크의 양 측방향으로 합형 및 취출되는 한 쌍의 금형에서 성형되는 것이 바람직하다. 그래서, 통상의 연료탱크 내부에 배치되는 배플의 형상으로 다양하게 적용될 수 있다.

예를 들어 배플바디(100)는 대략적으로 중력방향과 수평인 방향으로 세워지는 판상으로 제작되면서, 그 테두리의 중 상단 및 하단에는 탱크쉘(10)의 상면 및 하면에 접촉되어 배플바디(100)의 설치 위치를 고정시키도록 상부 방향 및 하부 방향으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 돌출서포트(130)가 형성된다.

이때 돌출서포트(130)는 한 쌍의 금형이 합형되면서 형성되는 파트닝 라인(parting line) 상에 형성되는 것이 바람직하다. 그래서 원기둥 형상으로 형성되는 돌출서포트(130)는 한 쌍의 금형이 합형 및 취출되는 방향과 동일하지 않지만, 한 번의 성형으로 돌출서포트(130)가 형성된 배플바디(100)를 성형할 수 있다.

그리고, 배플바디(100)의 양 측면에는 측방향으로 돌출되는 다양한 형상을 갖는 적어도 하나 이상의 리브(140)가 형성된다.

이렇게 형상이 복잡한 리브(140)는 한 쌍의 금형이 합형 및 취출되는 방향과 동일한 방향으로 돌출됨으로써, 한 번의 성형으로 리브(140)가 형성된 배플바디(100)를 성형할 수 있다.

한편, 배플바디(100)에는 밸브(200)가 장착되는 밸브 장착구(110)가 형성된다.

이때 밸브 장착구(110)는 한 쌍의 금형이 합형 및 취출되는 방향과 수직인 방향, 즉 연료탱크의 상하방향으로 관통되는 형상으로 형성된다. 이때도 밸브 장착구는 돌출서포트(130)와 마찬가지로 한 쌍의 금형이 합형되면서 형성되는 파트닝 라인(parting line) 상에 형성되는 것이 바람직하다. 그래서 파이프 형상으로 형성되는 밸브 장착구(110)는 한 쌍의 금형이 합형 및 취출되는 방향과 동일하지 않지만, 한 번의 성형으로 성형할 수 있다.

예를 들어 도 3b와 같이 밸브 장착구(110)는 상하방향으로 관통되도록 내부가 중공된 파이프 형상으로 형성된다.

이때 밸브 장착구(110)에는 밸브(200) 및 밸브커버(300)를 장착시키기 위한 체결구조가 형성된다.

예를 들어 밸브 장착구(110)의 상단 외주면에는 밸브커버(300)를 체결하기 위한 적어도 하나 이상의 커버 체결홈부(120)가 형성된다. 이때 커버 체결홈부(120)도 별도의 추가 성형없이 밸브 장착구(110)가 구비된 배플(20)을 성형하는 과정에서 한 번의 성형으로 밸브 장착구(110)의 외주면에 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 밸브 장착구(110)의 외주면에서 서로 반대면에 한 쌍의 커버 체결홈부(120)를 형성하였다. 물론 커버 체결홈부(120)의 개수는 제시된 실시예에 한정되지 않고 밸브커버(300)의 견고한 장착을 위하여 그 개수 및 위치를 다양하게 변경하여 적용할 수 있다.

다만, 각각의 커버 체결홈부(120)는 중력방향과 수직인 방향으로 개구된다.

예를 들어 체결홈부(120)는 중력방향과 수직인 방향으로 형성되는 수평단속면(121)과, 수평단속면(121)의 양측 단부에서 하부방향으로 연장되는 한 쌍의 수직단속면(122)으로 둘러싸인다.

이에 따라 커버 체결홈부(120)는 그 단면이 측부방향으로 개구되는 "ㄷ"자 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 도 5와 같이 체결홈부(120)은 한 쌍의 금형에 형성되는 대응되는 돌기형상에 의해 형성되는데, 금형의 취출시 해당 돌기형상을 형성하는 영역이 올바르게 취출될 수 있도록 한 쌍의 수직단속면(122)이 형성되는 가상선(L1)은 한 쌍의 금형이 취출되는 방향과 평행하게 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 커버 체결홈부(120)의 중심축선(L2)와 수직단속면(122)에서 연장되는 가상선(L1)은 평행하게 형성되는 가장 바람직하다.

하지만, 커버 체결홈부(120)의 중심축선(L2)와 수직단속면(122)에서 연장되는 가상선(L1), 즉 한 쌍의 금형이 취출되는 가상선(L3)의 사이 각도가 20°이내가 되는 구간까지 커버 체결홈부를 형성할 수 있다. 이에 따라 밸브 및 밸브커버의 설계 자유도를 확대시킬 수 있다.

만약, 커버 체결홈부(120)의 중심축선(L2)과 한 쌍의 금형이 취출되는 가상선(L3)의 사이 각도가 20°를 초과하는 경우에는 체결홈부(120)를 형성시키기 위하여 한 쌍의 금형에 형성되는 대응되는 돌기형상이 금형의 취출시 성형품에 간섭되면서 취출이 불가능하거나 커버 체결홈부(120)의 형상을 원하는 형상으로 구현할 수 없다.

한편, 밸브(200)는 내부에 플로트(미도시)가 마련되어 연료의 수위에 따라서 플로트가 상하방향으로 승강되고, 플로트의 승강동작에 따라 밸브(200)를 개폐시킨다. 그리고 밸브(200)의 상부에는 탱크쉘(10)의 내부에서 발생되는 기체를 외부로 배출시키기 위한 호스가 연결되는 니플(210)이 형성된다.

물론, 밸브(200)는 제시된 구성에 한정되지 않고, 다양한 형상 및 구성의 밸브가 적용될 수 있을 것이다.

이러한 밸브(200)는 밸브커버(300)에 결합된 상태로 배플바디(100)에 형성된 밸브 장착구(110)에 체결된다.

그리고, 밸브커버(300)는 밸브의 상부를 덮으면서 밸브(200)를 배플바디(100)의 밸브 장착구(110)에 장착시키는 수단으로서, 밸브커버(300)에는 밸브 장착구(110)의 외주면에 형성된 커버 체결홈부(120)에 상하방향으로 체결되는 적어도 하나 이상의 체결후크(310)가 형성된다. 이때 체결후크(310)의 개수 및 위치는 밸브 장착구(110)의 외주면에 형성된 커버 체결홈부(120)의 개수 및 위치에 대응되도록 형성된다.

체결후크(310)는 커버 체결홈부(120)에 체결되어 밸브(200)와 일체로 밸브커버(300)를 밸브 장착구(110)에 고정시키는 수단으로서, 체결후크(310)의 체결 후 밸브커버(300)가 상하방향 및 좌우방향으로 이탈되지 않도록 단속시킨다.

이를 위하여 체결후크(310)는 밸브커버(300)의 하면 가장자리에서 하부방향으로 연장되는 본체부(311)와, 본체부(311)의 하단에서 밸브 장착구(110)의 외주면 방향으로 절곡되어 수평단속면(121)에 단속되는 고리부(312)로 이루어진다.

이때 본체부(311)는 커버 체결홈부(120)를 형성하는 한 쌍의 수직단속면(122)의 사이 간격에 대응되는 폭으로 형성되거나 조금 작게 형성된다. 그리고, 고리부(312)도 마찬가지로 한 쌍의 수직단속면(122)의 사이 간격에 대응되는 폭으로 형성되거나 조금 작게 형성된다. 그래서, 밸브커버(300)를 밸브 장착구(110)에 체결한 후 고리부(312)가 커버 체결홈부(120)에 삽입된 상태가 유지되도록 한다.

그래서, 도 4a 및 도 4b와 같이 체결후크(310)의 수평단속면(121)을 통하여 체결후크(310)가 상하방향으로 이탈되는 것을 단속되고, 체결후크(310)의 수직단속면(122)을 통하여 체결후크(310)가 중력방향과 수직인 방향, 즉 좌우방향으로 이탈되는 것이 단속된다.

상기와 같이 구성되는 밸브(200)가 장착되는 배플(20)은 밸브(200)가 탱크쉘(10)의 내부에 배치되는 밸브 내장형 연료탱크에 적용된다.

이렇게 밸브(200) 및 밸브커버(300)가 탱크쉘(10)의 내부에 내장되기 때문에 외력에 의해 손상되거나 변형될 위험이 없기 때문에 본 실시예에서는 종래의 내부 외장형 연료탱크에 적용되는 밸브커버와 같이 2K급 이상의 규격을 만족할 필요가 없다. 이에 따라 본 실시예에서는 밸브커버(300)로 1K급 수준의 규격을 만족하는 단일소재인 POM만을 사용하여 제작할 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

1, 10: 탱크쉘 2, 20: 배플
3, 200: 밸브 4, 300: 밸브커버
100: 배플바디 110: 장착구
120: 커버 체결홈부 121: 수평단속면
122: 수직단속면 123: 개구부
130: 돌출서포트 140: 리브
210: 니플 310: 체결후크
311: 본체부 312: 고리부

Claims (8)

1. 차량용 연료탱크의 내부에 위치되는 배플로서,
   탱크쉘의 내부에서 중력방향과 수직인 방향으로 배치되되, 중력방향과 수평방향인 연료탱크의 양 측방향으로 합형 및 취출되는 한 쌍의 금형에서 성형되어, 상하방향으로 관통되는 밸브 장착구가 형성되는 배플바디와;
   상기 밸브 장착구에 배치되는 밸브와;
   상기 밸브의 상부를 덮으면서 상기 밸브를 상기 배플바디의 밸브 장착구에 장착시키는 밸브커버를 포함하고,
   상기 밸브 장착구의 상단 외주면에는 적어도 하나 이상의 커버 체결홈부가 형성되며,
   상기 밸브커버에는 상기 커버 체결홈부에 상하방향으로 체결되는 적어도 하나 이상의 체결후크가 형성되고,
   상기 커버 체결홈부는 중력방향과 수직인 방향으로 형성되어 상기 체결후크가 상하방향으로 이탈되는 것을 단속되는 수평단속면이 형성되며,
   상기 커버 체결홈부는 상기 수평단속면의 양측 단부에서 하부방향으로 연장되어 상기 체결후크가 중력방향과 수직인 방향으로 이탈되는 것을 단속하는 한 쌍의 수직단속면이 형성되고,
   상기 한 쌍의 수직단속면은 서로 대향되는 면의 형성 각도가 상기 배플바디를 성형하는 한 쌍의 금형이 취출되는 방향과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크의 배플.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 배플바디에 형성된 밸브 장착구는 내부가 중공된 파이프 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크의 배플.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 커버 체결홈부의 중심축선과 상기 수직단속면에서 연장되는 가상선의 사이 각도는 20°이내인 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크의 배플.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 배플바디의 상단과 하단에는 탱크쉘의 상면 및 하면에 접촉되어 배플바디의 설치 위치를 고정시키도록 상부 방향 및 하부 방향으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 돌출서포트가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크의 배플.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 배플바디의 양 측면에는 측방향으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크의 배플.
   

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