KR102654533B1 - 자동차용 연료탱크 보강 기둥 - Google Patents

자동차용 연료탱크 보강 기둥 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 연료탱크 보강 기둥에 관한 것으로서, 연료펌프측 부분의 강성을 효과적으로 보강할 수 있고, 연료펌프 및 연료펌프측 탱크 부분을 모두 충격과 변형으로부터 확실히 보호할 수 있는 자동차용 연료탱크 보강 기둥을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 연료탱크의 내부공간에서 연료펌프 전체를 완전히 둘러싸는 통 형상의 구조물로 설치되는 기둥본체; 상기 기둥본체의 상단부에 구비되어 연료탱크의 상판에 접합된 상태로 고정되는 상측 접합부; 및 상기 기둥본체의 하단부에 구비되어 연료탱크의 하판에 접합된 상태로 고정되는 하측 접합부를 포함하고, 상기 기둥본체에는 외부공간과 내부공간 사이에 연료의 이동 및 출입이 가능하도록 하는 복수 개의 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥이 개시된다.

Description

자동차용 연료탱크 보강 기둥{Reinforcement structure of fuel tank for vehicle}
본 발명은 자동차용 연료탱크 보강 기둥에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료탱크의 변형을 방지할 수 있고, 충돌 사고로 인한 연료탱크의 파손 및 누유 현상을 방지할 수 있는 자동차용 연료탱크 보강 기둥에 관한 것이다.
일반적으로, 가솔린 차량의 엔진 구동시 엔진 부압이 캐니스터를 통해 연료탱크 내부에 작용하면, 연료탱크 내 증발가스가 캐니스터에 포집되고, 캐니스터에 포집된 증발가스가 엔진 부압에 의해 흡입되어 엔진의 연소실로 들어가 연소됨으로써 증발가스 에미션 규제를 만족할 수 있다.
반면, 하이브리드 차량의 경우 차량 주행을 위한 전기모터만이 작동할 때 엔진이 작동하지 않아 엔진 작동에 따른 엔진 부압을 사용할 수 없는 상태가 되므로 캐니스터에 포집된 증발가스를 탈착시켜 엔진으로 흡입할 수 없다.
결국, 하이브리드 차량에서는 전기모터만으로 주행할 때 증발가스의 탈착이 이루어지지 않으므로 캐니스터에 다량의 증발가스가 포집된 상태로 남아 있는 단점이 있다.
이러한 단점을 고려하여 하이브리드 차량에서는 내부의 연료에서 발생하는 증발가스를 밀폐 보관할 수 있는 밀폐형 연료탱크 및 그 시스템이 법규 만족을 위해 필수적으로 이용되고 있다.
예를 들어, 연료탱크를 플라스틱 재질을 사용하여 밀폐형 구조로 제작하고, 정부압 생성을 위한 전자식 솔레노이드를 장착한 구조로 제작하고 있다.
하지만, 외기온 상승으로 인해 연료탱크의 내압이 증가하면 플라스틱 재질의 연료탱크가 변형될 수 있는 문제점이 있고, 이에 플라스틱 재질의 연료탱크 내부에 연료탱크의 변형 방지를 위한 별도의 강성 보강 부재를 설치하고 있다.
도 1은 연료탱크 내에 설치된 강성 보강 부재의 일례를 나타낸 것으로, 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12) 사이에 보강 기둥(20)이 설치된 상태를 예시하고 있다.
도시된 바와 같이, 보강 기둥(20)의 상면과 하면을 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12)에 대해 열 융착 등의 방법으로 일체로 융착하여 보강 기둥을 설치할 수 있다.
이와 같은 보강 기둥(20)은 안전 법규상 차량 충돌시 충격 흡수를 위해 파단 유도가 가능한 구조로 제작되어야 함을 감안하여 보강 기둥(20)의 중간 부분에 오목한 파단 유도부(22)가 형성된다.
따라서, 차량 충돌 사고시와 같은 큰 충격이 플라스틱 재질의 연료탱크(10)에 가해질 경우, 연료탱크(10)가 변형되면서 충격을 흡수하는 동시에 보강 기둥(20)의 파단 유도부(22)가 파손되면서 충격을 흡수하는 역할을 하게 된다.
그러나, 보강 기둥(20)의 강성이 필요 이상으로 크면, 큰 충격이 플라스틱 재질의 연료탱크(10)에 가해지더라도 파단 유도부(22)가 파단되지 않고, 연료탱크(10)의 상판(11)과 보강 기둥(20)의 상면 간 융착부 또는 연료탱크(10)의 하판(12)과 보강 기둥(20)의 하면 간 융착부가 파열(찢어짐)되어 연료탱크 내부의 연료가 누유될 수 있다.
반면, 상기 보강 기둥(20)의 강성이 너무 약한 경우, 연료탱크(10) 내에 작용하는 부압만으로도 파단 유도부(22)가 쉽게 파손되어 연료탱크(10)가 과도하게 변형되는 문제점이 있다.
그리고, 통상적으로 연료탱크에서 중앙부에 위치한 연료펌프측 부분이 변형에 취약하여 연료펌프(펌프 모듈) 주변으로 보강 기둥을 설치하여 보호할 필요가 있으나, 연료탱크 내 연료레벨 센서, 즉 연료 센더(fuel sender)의 플로터 설치를 위해 보강 기둥을 설치하는데 제약이 있다.
특히, 플로터와의 간섭을 피하고 플로터가 동작할 수 있는 공간을 확보하기 위해 복수 개의 보강 기둥을 연료펌프 주변으로 서로 이격시켜 배치할 수 있으나, 이 경우 보강 기둥이 설치되지 않은 이격된 공간에서 연료탱크의 변형에 취약해지는 문제가 있게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 연료탱크 내부에서 연료펌프 주변으로 배치되도록 설치하여 정압 및 부압 등과 같이 연료탱크 내 압력 변화에도 연료펌프측 부분에서 충분한 강성을 유지할 수 있고, 연료펌프를 포함하여 연료펌프측 탱크 부분 모두를 충격과 변형으로부터 확실히 보호할 수 있는 자동차용 연료탱크 보강 기둥을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 함께, 본 발명은 연료펌프 주변으로 설치되어 연료펌프 및 연료펌프측 탱크 부분을 보강하면서도 플로터와의 간섭을 피하고 플로터가 동작할 수 있는 공간이 확보될 수 있어 플로터로 인한 보강 기둥 설치 제약의 문제가 해소될 수 있는 자동차용 연료탱크 보강 기둥을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 연료탱크의 내부공간에서 연료펌프 전체를 완전히 둘러싸는 통 형상의 구조물로 설치되는 기둥본체; 상기 기둥본체의 상단부에 구비되어 연료탱크의 상판에 접합된 상태로 고정되는 상측 접합부; 및 상기 기둥본체의 하단부에 구비되어 연료탱크의 하판에 접합된 상태로 고정되는 하측 접합부를 포함하고, 상기 기둥본체에는 외부공간과 내부공간 사이에 연료의 이동 및 출입이 가능하도록 하는 복수 개의 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥을 제공한다.
여기서, 상기 기둥본체는 연료펌프 전체를 원형으로 완전히 둘러싸는 원통 형상의 구조물로 설치되는 것일 수 있다.
또한, 상기 상측 접합부에서 연료탱크의 상판에 접합되는 접합면과, 상기 하측 접합부에서 연료탱크의 하판에 접합되는 접합면에는 열 융착 강도를 향상시키기 위한 융착 돌기들이 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 기둥본체의 상단부와 하단부에서 충격시 응력 집중으로 인한 파단이 유도될 수 있도록, 기둥본체의 원주방향을 따라 취한 상기 상단부와 하단부에서의 기둥 단면적이, 중간부를 포함하는 기둥본체의 다른 부분에 비해 축소된 형상을 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기둥본체의 상단부와 하단부에서 원주방향을 따라 배열되는 관통공들 사이의 간격을 상기 중간부를 포함하는 기둥본체의 다른 부분에 비해 작게 할 수 있다.
또한, 상기 기둥본체의 상단부와 하단부에서 상기 중간부를 포함하는 기둥본체의 다른 부분에 비해 원주방향을 따라 배열되는 관통공들의 수를 많게 하는 것이 가능하다.
또한, 상기 기둥본체의 상단부와 하단부에서 상기 중간부를 포함하는 기둥본체의 다른 부분에 비해 관통공들의 직경을 더 작게 형성한 것이 가능하다.
그리고, 상기 기둥본체의 외주면에 마운팅부가 형성되고, 상기 기둥본체의 마운팅부에 연료레벨 센서가 마운팅되어, 기둥본체에 연료레벨 센서가 일체로 장착되도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 마운팅부에는 연료레벨 센서의 기판이 결합된 센서 하우징의 돌기가 삽입될 수 있는 가이드홈이 형성되어, 상기 센서 하우징의 돌기가 상기 마운팅부의 가이드홈에 삽입된 상태로 마운팅부와 센서 하우징 간의 결합이 이루어지도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 마운팅부에는 연료레벨 센서의 기판이 결합된 센서 하우징의 후크가 걸릴 수 있는 걸림턱부가 형성되어, 상기 마운팅부의 걸림턱부에 상기 센서 하우징의 후크가 상방으로 걸려 있는 상태로 마운팅부와 센서 하우징 간의 결합이 이루어지도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 센서 하우징의 하단부에는 마운팅부와의 사이에 위치되어 센서 하우징이 마운팅부에서 탄성 지지되도록 해주는 탄성부가 구비되고, 상기 탄성부의 탄성복원력은 후크와 걸림턱부 간의 걸림 상태가 유지되도록 마운팅부에 결합된 센서 하우징을 상방으로 밀어주는 힘으로 작용하도록 된 것일 수 있다.
또한, 상기 기둥본체는 연료펌프를 둘러싸도록 배열되는 복수 개의 기둥블록들이 결합되어 구성되는 것일 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 자동차용 연료탱크 보강 기둥에 의하면, 연료탱크 내부에서 연료펌프 주변으로 배치되도록 설치하여 정압 및 부압 등과 같이 연료탱크 내 압력 변화에도 연료펌프측 부분에서 충분한 강성을 유지할 수 있고, 연료펌프를 포함하여 연료펌프측 탱크 부분 모두를 충격과 변형으로부터 확실히 보호할 수 있다.
이와 함께, 본 발명은 연료펌프 주변으로 설치되어 연료펌프 및 연료펌프측 탱크 부분을 보강하면서도 플로터와의 간섭을 피하고 플로터가 동작할 수 있는 공간이 확보될 수 있어 플로터로 인한 보강 기둥 설치 제약의 문제가 해소될 수 있다.
도 1은 연료탱크 내에 종래의 보강 기둥이 설치된 상태를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 연료탱크 보강 기둥이 연료탱크 내에 설치된 상태의 단면도이다.
도 3은 도 2의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 연료탱크 보강 기둥을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 연료탱크 보강 기둥을 도시한 정면도이다.
도 6은 도 5의 선 'B-B' 및 선 'C-C'를 따라 취한 펌프측 보강 기둥의 단면 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에서 펌프측 보강 기둥의 기둥본체를 구성하는 기둥블록을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에서 기둥블록이 조립되어 구성된 펌프측 보강 기둥을 도시한 조립 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에서 기둥본체의 기둥블록에 형성된 마운팅부 및 이에 마운팅되는 연료레벨 센서(연료 센더)를 도시한 분리 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에서 기둥블록의 마운팅부에 연료레벨 센서가 결합된 상태의 정면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에서 기둥블록의 마운팅부와 연료레벨 센서의 체결구조를 도시한 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 자동차용 연료탱크 보강 기둥에 관한 것으로서, 자동차용 연료탱크로서 밀폐형 연료탱크에 적용될 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 연료탱크 보강 기둥은 연료탱크의 내부공간에서 연료펌프 전체를 원형으로 완전히 둘러싸는 원통형 기둥 구조를 가지도록 구성되는 점에 주된 특징이 있는 것이다.
이하의 설명에서 연료펌프는 공지된 구성의 모듈 형태, 즉 연료탱크에 설치되는 공지의 연료펌프 모듈이 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 연료탱크 보강 기둥이 연료탱크 내에 설치된 상태의 단면도이고, 도 3은 도 2의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 연료탱크 보강 기둥으로서 펌프측 보강 기둥을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 펌프측 보강 기둥을 도시한 정면도이다.
또한, 도 6은 도 5의 선 'B-B' 및 선 'C-C'를 따라 취한 펌프측 보강 기둥의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 펌프측 보강 기둥에서 각 위치별 관통공의 크기 및 기둥 단면적으로 비교하여 나타낸 것이다.
실시예에 대해 설명하면, 연료탱크(10)에는 내부공간에서 대략 중앙부 위치에 연료탱크(10) 내부의 연료를 흡입하여 압송하는 연료펌프(펌프 모듈)(13)가 설치된다.
또한, 연료탱크(10)의 내부공간에서 연료펌프(13)로부터 상대적으로 멀리 떨어진 거리에 배치되도록 별도의 보강 기둥(20)이 설치될 수 있다.
상기 보강 기둥(20)은 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12) 사이를 상호 연결 및 지지하도록 설치되고, 바람직하게는 연료탱크(10)의 내부공간에 복수 개의 보강 기둥(20)이 설치될 수 있다.
이와 같은 복수 개의 보강 기둥(20)은, 연료펌프(13) 및 연료펌프측 탱크 부분을 직접적으로 보호하고자 하는 것이 아닌, 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12) 사이에서 상판(11)과 하판(12)을 상호 연결 및 지지함과 동시에 상판(11)과 하판(12)의 탱크 부분을 보강하고 보호할 목적으로 설치되는 보강 기둥들이다.
본 발명에서 상기 복수 개의 보강 기둥(20)은 종래기술에서 연료탱크(10)의 내부공간에 설치되던 공지의 보강 기둥과 동일한 구성을 가지는 것들이 될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 연료탱크 보강 기둥은, 상기한 보강 기둥들 외에 더하여 설치될 수 있는 것으로서, 전술한 바와 같이, 연료펌프(13) 전체를 원형으로 완전히 둘러싸는 새로운 구조 및 형태의 보강 기둥(30)이 될 수 있다.
이하의 설명에서 본 발명의 실시예에 따른 보강 기둥, 즉 연료펌프(13) 전체를 둘러싸도록 설치되는 보강 기둥(30)을 펌프측 보강 기둥(30)으로 칭하기로 한다.
상기 펌프측 보강 기둥(30)은 연료탱크(10)의 내부공간에서 연료펌프(13) 및 이 연료펌프(13) 주변의 탱크 부분이 충격과 변형으로부터 보호될 수 있도록 연료펌프측 부분을 보강할 목적으로 설치된다.
상기 펌프측 보강 기둥(30) 역시 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12) 사이를 상호 연결하고 상기 상판(11) 및 하판(12) 등의 탱크 부분을 지지하면서 충격과 변형으로부터 보호할 수 있는 강성 보강 구조물로서 설치된다.
도 2 및 도 3에서 알 수 있듯이, 펌프측 보강 기둥(30)은 연료탱크(10)의 내부공간에서 연료펌프(13) 전체를 그 주변에서 완전히 둘러싸는 통 형상의 구조물로 설치되고, 이때 연료폄프(13) 전체를 원형으로 둘러싸는 원통 형상의 구조물로 구성될 수 있다.
이러한 구성에서, 펌프측 보강 기둥(30)의 내부에 연료펌프(13)가 위치하며, 연료펌프(13)를 둘러싸는 펌프측 보강 기둥(30)이 그 내부에 위치된 연료펌프(13)와는 바깥쪽으로 정해진 간격을 두고 위치하도록 설치된다.
상기와 같이 펌프측 보강 기둥(30)이 연료펌프(13) 전체를 완전히 둘러싸는 구조물로 설치되므로, 펌프측 보강 기둥(30)의 내부와 외부는 공간적으로 나누어진 상태가 된다.
또한, 펌프측 보강 기둥(30)의 고정을 위해, 펌프측 보강 기둥(30)의 상단부에는 연료탱크(10)의 상판(11)에 접합된 상태로 고정되는 접합부(35)가 구비되고, 펌프측 보강 기둥(30)의 하단부에는 연료탱크(10)의 하판(12)에 접합된 상태로 고정되는 접합부(36)가 형성된다.
이하의 설명에서는 펌프측 보강 기둥(30)의 상단부에 형성된 접합부(35)를 '상측 접합부'라 칭하고, 펌프측 보강 기둥(30)의 하단부에 형성된 접합부(36)를 '하측 접합부'라 칭하기로 한다.
상기 상측 접합부(35)와 하측 접합부(36)는 각각 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12)에 접합되는 접합면을 가지며, 상기 상측 접합부(35)와 하측 접합부(36)의 각 접합면이 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12)에 열 융착 등 방법으로 접합되어 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상측 접합부(35)와 하측 접합부(36)는 별도로 제작되어 기둥본체(31)에 결합 및 설치될 수 있는데, 이때 상측 접합부(35)와 하측 접합부(36)는 연료탱크(10)와 동일한 재질로 제작될 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시예에 따른 펌프측 보강 기둥(30)은, 연료펌프(13)를 둘러싸면서 배치될 수 있도록 원통형으로 구성되는 기둥본체(31)와, 상기 기둥본체(31)의 상단부와 하단부에 각각 결합되는 상측 접합부(35) 및 하측 접합부(36)를 포함하여 구성된다 할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상측 접합부(35)와 하측 접합부(36)에서 각각 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12)에 접합되는 각 접합면에는, 연료탱크(10)와의 열 융착의 융착 강도를 향상시키기 위한 융착 돌기(37)들이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 기둥본체(31) 뿐만 아니라 상기 상측 접합부(35) 및 하측 접합부(36) 역시 연료펌프(13) 전체를 그 주변에서 원형으로 완전히 감쌀 수 있도록 제작된다.
그리고, 본 발명의 실시예에서, 기둥본체(31)는 연료탱크(10) 내 압력이 정압 또는 부압일 때 파손이 방지될 수 있도록 충분한 강성의 재질로 제작될 수 있다.
예를 들면, 기둥본체(31)는 플라스틱 사출성형품이 될 수 있고, 신재(virgin) HDPE, 또는 유리 섬유 또는 임의의 기타 다른 유형의 충전재(천연 또는 중합체성 섬유)로 충전된 HDPE, POM, PEEK 등으로 제작될 수 있다.
또한, 기둥본체(31)에는 복수 개의 관통공(33)이 형성되는데, 기둥본체(31)의 관통공(33)은, 연료펌프(13) 전체를 원형으로 둘러싸고 있는 펌프측 보강 기둥(30)에서, 연료펌프(13)가 위치한 보강 기둥(30)의 내부와 바깥쪽인 보강 기둥(30)의 외부 사이에 연료가 출입할 수 있도록 마련되는 것으로, 기둥본체(31)를 경계로 내부와 외부 사이에 연료의 이동 및 출입이 가능하도록 하는 연료 이동홀의 역할을 한다.
이로써, 펌프측 보강 기둥(30)은 연료펌프(13)를 원형으로 둘러싸고 있는 상태에서 연료의 유동 제어를 위한 배플의 효과를 제공할 수 있는데, 차량이 급격히 움직일 경우 연료탱크(10) 내 연료가 과도하게 출렁거리는 것을 방지 및 감쇄하고, 연료의 출렁거림으로 인한 유동음을 방지하며, 연료탱크(10)의 내부공간에서 연료가 급격하게 이동하는 것을 방지하여 차량의 선회 및 경사로 주행시 연료 공급의 안정성을 향상시키는 역할을 하게 된다.
그리고, 본 발명의 실시예에서 충돌 등으로 인해 연료탱크(10)에 강한 힘이 인가될 경우 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12)에 가까이 접하고 있는 펌프측 보강 기둥(30)의 상단부와 하단부에서 응력이 집중되어 기동의 파단이 유도될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 기둥본체(31)의 상단부와 하단부에서 충격시 응력이 집중될 수 있도록 하고, 응력 집중을 위해 기둥본체(31)의 상단부와 하단부에서는 원주방향을 따라 단면한 기둥 단면적이 중간부 등의 다른 부분에 비해 축소되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 기둥본체(31)의 상단부와 하단부에서 기둥 단면적의 축소를 위해서는 상단부와 하단부에서 원주방향을 따라 배열되는 관통공 사이의 간격을 중간부를 포함한 기둥본체(31)의 다른 부분에 비해 작게 하는 것이 실시 가능하다.
또한, 상단부와 하단부에서 원주방향을 따라 배열되는 관통공(33)의 수를 중간부 등의 다른 부분에 비해 증가시키는 것이 바람직하며, 이를 위해 기둥본체(31)의 상단부와 하단부에 중간부 등의 다른 부분에 비해 직경이 작은 관통공들을 형성하거나, 중간부 등의 다른 부분에 비해 원주방향을 따라 더 많은 수의 관통공(33)들을 기둥본체(31)의 상단부와 하단부에 형성할 수 있다.
요컨대, 상기 기둥본체(31)의 상단부와 하단부에서 파단이 유도될 수 있도록 상기 상단부와 하단부에서는 기둥 단면적을 작게 하기 위해, 다른 부분에 비해 작은 직경의 관통공(33)들을 더 많은 수로 형성하는 것이 가능하고, 원주방향을 따라 이웃한 관통공(33) 사이의 간격을 작게 하여 간격 부분의 기둥 단면적을 중간부 등의 다른 부분에 비해 축소시키는 것이 가능하다.
도 5의 선 'A-A'와 선 'B-B'를 따라 각각 취한 도 6의 단면도에서 알 수 있듯이, 상단부와 하단부에서는 기둥본체(31)에서 작은 직경을 가지는 많은 수의 관통공(33)들을 원주방항을 따라 작은 간격으로 배치하여 형성하고 있다.
반면, 기둥본체(31)의 중간부에서는 상단부 및 하단부와 비교하여 훨씬 더 큰 직경을 가지지만 훨씬 더 적은 수의 관통공(33)들을 매우 큰 간격으로 드문드문 배치하여 형성하고 있다.
즉, 선 'A-A'의 단면도에서 알 수 있듯이 기둥본체(31)의 상단부와 하단부에서는 힘을 받게 되는 기둥 단면적이 관통공(33)들에 의해 상대적으로 더 축소되고, 선 'B-B'의 단면도에서 알 수 있듯이 기둥본체(31)의 중간부 등 다른 부분에서는 힘을 받게 되는 기둥 단면적이 상단부 및 하단부에 비해 상대적으로 더 큰 형상으로 되어 있는바, 연료탱크(10)를 통해 기둥본체(31)에 충격이 가해질 때 기둥본체(31)의 상단부와 하단부에서 응력 집중으로 인해 파단이 유도될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 펌프측 보강 기둥(30)의 기둥본체(31)에 연료레벨 센서(연료 센더)(40)가 장착되며, 연료레벨 센서(40)가 장착될 수 있는 마운팅부(34)가 기둥본체(31)의 외주면에 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 기둥본체(31)의 마운팅부(34)는 연료레벨 센서(40)가 탈부착 가능하게 결합될 수 있도록 구비되는데, 기둥본체(31)의 외주면에 복수 개의 마운팅부(34)가 구비될 수 있고, 이 중에 선택된 하나의 마운팅부(34)에 연료레벨 센더가 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 저항기판(41)과 플로트암(43), 플로터(44) 등 공지된 부품들이 결합되어 모듈화된 일체의 연료레벨 센서(40)가 상기 선택된 하나의 마운팅부(34)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
도 2, 도 4 및 도 5에는 기둥본체(31)가 하나의 원통 형상으로 이루어진 예가 도시되어 있으나, 이와 달리, 본 발명의 실시예에서, 기둥본체(31)는 상호 조립되는 복수 개의 기둥블록들을 포함하여 구성될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에서 기둥블록을 도시한 사시도이고, 도 9는 기둥블록이 조립되어 구성된 펌프측 보강 기둥을 도시한 조립 사시도이다.
도시된 바와 같이, 기둥블록(32)들을 원형으로 배열하여 전체적으로 원통 형상을 이루도록 배치하되, 기둥블록(32) 사이가 상호 체결 및 고정되도록 일체로 조립하여 하나의 기둥본체(31)를 구성할 수 있다.
이때, 각 기둥블록(32)마다 외주면에 연료레벨 센서(40)가 장착될 수 있는 마운팅부(34)가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 기둥본체(31)는 4개의 기둥블록(32)들로 구성될 수 있고, 이때 4개의 기둥블록(32)들은 원형의 기둥본체(31)에서 4분원으로 등분된 형태의 분할된 블록들이 될 수 있다.
또한, 각 기둥블록(32)들에는, 이들이 원형으로 배열되어 원통 형상을 이루도록 배치될 때, 이웃한 기둥블록(32)들 사이를 일체로 결합하기 위한 체결부(38)가 구비된다.
보다 상세하게는, 각 기둥블록(32)마다 연료레벨 센서(40)가 장착되는 마운팅부(34)가 구비될 수 있으며, 각 기둥블록(32)의 일측에는 체결부(38)의 걸쇠(38a)가 형성될 수 있고, 타측에는 걸림턱부(38b)가 형성될 수 있다.
이때, 각 기둥블록(32)에서 한쪽 측단부에 걸쇠(38a)가, 반대편의 다른쪽 측단부에는 고리모양의 걸림턱부(38b)가 형성될 수 있으며, 이웃한 두 기둥블록(32)끼리 조립시에는 한쪽의 기둥블록의 걸쇠(38a)를 다른 쪽의 기둥블록(32)의 걸림턱부(38b)에 걸어서 체결하게 된다.
도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 각 기둥블록(32)마다 상단부와 하단부에 상측 접합부(35)와 하측 접합부(36)가 각각 고정 결합되어 설치될 수 있고, 도 9에 나타낸 바와 같이 4개의 기둥블록(32)이 조립될 경우 하나의 원통형 기둥본체(31)가 구성될 수 있다.
또한, 기둥블록(32)들이 모두 상측 접합부(35)와 하측 접합부(36)를 통해 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12)에 열 융착되어 접합 및 고정되므로, 기둥블록(32)들 사이를 걸쇠(38a)와 걸림턱(38b)을 이용하여 걸어주는 방식만으로 결합하더라도 기둥블록(32)들이 서로 분리되지 않고 결합 상태를 충분히 유지할 수 있게 된다.
도 9를 참조하면, 걸쇠(38a)는 기둥블록(32)에서 돌출 형성되어 하방으로 꺾인 형상을 가지며, 이와 더불어 하단부에 걸림단(38a')이 형성된 후크(hook)의 형상을 가진다.
또한, 걸림턱부(38b)는 기둥블록(32)에서 고리 모양으로 돌출 형성되고, 내측으로 걸쇠(38a)가 삽입된 뒤 걸쇠의 걸림단(38a')이 상방으로 빠지지 않도록 걸릴 수 있게 되어 있다.
이와 같이 실시예에서 이웃한 기둥블록(32)이 걸쇠(38a)와 걸림턱부(38b)를 이용한 걸림방식의 체결부를 가지는 것으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니며, 펌프측 보강 기둥(30)의 기둥본체(31)를 구성하는 기둥블록(32)들을 원형으로 조립 및 결합하기 위한 체결 구조라면 제한 없이 적용 가능하다.
예를 들면, 기둥블록(32)들을 상호 결합하기 위한 클립 구조, 패스너를 이용한 구조, 리벳 구조, 나사 체결 구조 등의 체결 구조 중 하나가 채택되어 적용될 수 있다.
도 10은 기둥본체의 기둥블록에 형성된 마운팅부 및 이에 마운팅되는 연료레벨 센서(연료 센더)를 도시한 분리 사시도이고, 도 11은 기둥블록의 마운팅부에 연료레벨 센서가 결합된 상태의 정면도이며, 도 12는 기둥블록의 마운팅부와 연료레벨 센서의 체결구조를 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 펌프측 보강 기둥(30)의 외주면, 보다 구체적으로는 펌프측 보강 기둥(30)의 기둥본체(31)를 구성하는 기둥블록(32)의 외주면에 마운팅부(34)가 형성되고, 이 마운팅부(34)의 내측에 연료레벨 센서(40)의 저항기판(41)이 결합된 센서 하우징(42)이 결합된다.
도 10에서 도면부호 43은 플로트암을 나타내고, 이 플로트암(43)의 단부에는 미도시된 플로터(도 4 및 도 5에서 도면부호 '44'임)가 설치된다.
또한, 도 10에서 도면부호 41은 연료레벨 센서(40)의 기판, 구체적으로는 저항기판을 나타내고, 이 저항기판(41)은 센서 하우징(42) 내측에 삽입되어 일체로 결합된다.
본 발명의 실시예에서, 센서 하우징(42)이 기둥블록(32)의 마운팅부(34)에 결합되도록 구비될 수 있고, 이때 마운팅부(34)의 내측에는 가이드홈(도 10에서 도면부호 '34a'임)이 형성되어, 마운팅부(34)의 가이드홈(34a) 내측으로 센서 하우징(42)의 좌우 양 측단부에 형성된 돌기(도 10에서 도면부호 '42a'임)가 삽입될 수 있도록 되어 있다.
상기 가이드홈(34a)은 마운팅부(34)의 좌우 양 측단부 내측으로 상하로 길게 리브(34a')를 형성함으로써 형성될 수 있고, 리브(34a')의 내측 공간이 가이드홈(34a)이 된다.
또한, 센서 하우징(42)의 좌우 양 측단부에 상기 돌기(42a)가 가이드홈(34a)에 삽입될 수 있는 형상으로 돌출 형성되고, 상기 돌기(42a)는 센서 하우징(42)의 양 측단부를 따라 상하로 길게 형성될 수 있다.
이로써, 센서 하우징(42)의 좌우 양 측단부에 형성된 돌기(42a)가 마운팅부(34)의 좌우 양 측단부에 형성된 가이드홈(34a) 내측으로 삽입되어 슬라이드 될 수 있게 되고, 이에 센서 하우징(42)이 마운팅부(34)에 상측에서 하측으로 슬라이드 삽입되어 결합될 수 있게 된다.
바람직한 실시에에서, 상기 센서 하우징(42)의 좌우 양 측단부에서 돌기(42a) 상측으로는 탄력적으로 동작 가능한 후크(42b)가 상측으로 길게 연장 형성되고, 상기 후크(42b)는 마운팅부(34)의 좌우 양 측단부 내측면을 따라 슬라이드 가능하도록 되어 있다.
또한, 마운팅부(34)의 좌우 양 측단부에서 가이드홈(34a) 상측의 상단부에는 상기 센서 하우징(42)의 좌우 후크(42b)에 형성된 걸림단(42b')이 삽입되어 걸릴 수 있도록 된 걸림턱부(34b)가 형성된다.
또한, 바람직한 실시에에서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 센서 하우징(42)의 하단부에는 마운팅부(34)와의 사이에 위치되어 마운팅부에서 센서 하우징이 탄성 지지되도록 해주는 탄성부(42c)가 구비되고, 상기 탄성부(42c)의 탄성복원력은 마운팅부(34) 내에 삽입된 센서 하우징(42)을 상측으로 밀어내기 위한 힘으로 제공된다.
이로써, 센서 하우징(42)이 기둥블록(32)의 마운팅부(34) 내측으로 삽입되어 상측에서 하측으로 슬라이드 될 때, 센서 하우징(42)의 돌기(42a)가 마운팅부(34)의 가이드홈(34a) 내측으로 삽입된 후 하측으로 안내된다.
이어 센서 하우징(42)이 마운팅부(34)에서 하방으로 최대한 이동하여 체결위치에 도달하면, 센서 하우징(42)의 후크(42b)에 형성된 걸림단(42b')이 마운팅부(34)의 걸림턱부(34b)에 삽입되어 체결된다.
상기와 같이 걸림턱부(34b)에 걸림단(42b')이 삽입되어 걸린 상태에서 센서 하우징(42)의 좌우 양 측단부에 위치된 후크(42b)가 바깥쪽으로 탄성 변형되는 힘에 의해 후크(42b)의 걸림단(42b')이 마운팅부(34)의 걸림턱부(34b)에 삽입된 상태로 빠지지 않고 체결된 상태로 유지될 수 있게 된다.
또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 체결된 상태에서 센서 하우징(42)의 하단부에 설치된 탄성부(42c)는 마운팅부(34) 내측의 하부면에 접촉한 상태에서 센서 하우징(42)을 탄성 지지하게 된다.
상기 탄성부(42c)의 탄성복원력이 마운팅부(34)에 삽입되어 체결되어 있는 센서 하우징(42)을 상측으로 밀어내는 힘으로 작용하므로, 탄성부(42c)의 탄성복원력에 의해 후크(42b)의 걸림단(42b')이 마운팅부(34)의 걸림턱부(34b)를 강하게 가압하는 상태가 되는바, 후크(42b)가 걸턱부(34b)에서 빠지지 않고 견고하게 체결된 상태를 유지할 수 있게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 연료탱크 보강 기둥에 의하면, 외주면에 연료레벨 센서(40)가 일체로 장착됨으로써, 연료레벨 센서(40)와의 간섭 없이 연료펌프(13) 전체를 둘러쌀 수 있는 형상으로 설치하는 것이 가능해진다.
이로써, 연료레벨 센서(40)로 인한 보강 기둥(30) 설치 제약의 문제가 해소될 수 있고, 연료레벨 센서와 보강 기둥 등의 레이아웃 설정이 용이해진다.
또한, 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12) 사이에서 연료펌프(13) 전체를 완전히 둘러싸는 원통 형상으로 보강 기둥(30)이 설치됨으로써, 연료탱크(10)에서 변형에 가장 취약한 연료펌프(13)측 부분 전체를 보다 효과적으로 집중 보강할 수 있고, 추가 기둥의 설치가 최소화될 수 있다.
나아가, 연료펌프(13)를 둘러싸는 원통 형상의 보강 기둥(30)에 관통공(33)이 형성됨으로써, 관통공(33)에 의한 파단 유도 기능이 구현될 수 있고, 보강 기둥(30)을 연료탱크(10) 내 연료 유동 제어용 배플과 리저버컵으로도 활용하는 것이 가능하다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 연료탱크 11 : 상판
12 : 하판 13 : 연료펌프
20 : 보강 기둥 30 : 펌프측 보강 기둥
31 : 기둥본체 32 : 기둥블럭
33 : 관통공 34 : 마운팅부
34a : 가이드홈 34a' : 리브
34b : 걸림턱부 35 : 상측 접합부
36 : 하측 접합부 37 : 돌기
38 : 체결부 38a : 걸쇠
38a' : 걸림단 38b : 걸림턱부
40 : 연료레벨 센서 41 : 저항기판
42 : 하우징 42a : 돌기
42b : 후크 42b' : 걸림단
42c : 탄성부 43 : 플로트암
44 : 플로터

Claims (12)

  1. 연료탱크의 내부공간에서 연료펌프 전체를 완전히 둘러싸는 통 형상의 구조물로 설치되는 기둥본체;
    상기 기둥본체의 상단부에 구비되어 연료탱크의 상판에 접합된 상태로 고정되는 상측 접합부; 및
    상기 기둥본체의 하단부에 구비되어 연료탱크의 하판에 접합된 상태로 고정되는 하측 접합부를 포함하고,
    상기 기둥본체에는 외부공간과 내부공간 사이에 연료의 이동 및 출입이 가능하도록 하는 복수 개의 관통공이 형성되며,
    상기 기둥본체의 상단부와 하단부에서 충격시 응력 집중으로 인한 파단이 유도될 수 있도록, 기둥본체의 원주방향을 따라 취한 상기 상단부와 하단부에서의 기둥 단면적이, 중간부를 포함하는 기둥본체의 다른 부분에 비해 축소된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥본체는 연료펌프 전체를 원형으로 완전히 둘러싸는 원통 형상의 구조물로 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상측 접합부에서 연료탱크의 상판에 접합되는 접합면과, 상기 하측 접합부에서 연료탱크의 하판에 접합되는 접합면에는 열 융착 강도를 향상시키기 위한 융착 돌기들이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥본체의 상단부와 하단부에서 원주방향을 따라 배열되는 관통공들 사이의 간격을 상기 중간부를 포함하는 기둥본체의 다른 부분에 비해 작게 하는 것을 특징으로하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 기둥본체의 상단부와 하단부에서 상기 중간부를 포함하는 기둥본체의 다른 부분에 비해 원주방향을 따라 배열되는 관통공들의 수를 많게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 기둥본체의 상단부와 하단부에서 상기 중간부를 포함하는 기둥본체의 다른 부분에 비해 관통공들의 직경을 더 작게 형성한 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥본체의 외주면에 마운팅부가 형성되고, 상기 기둥본체의 마운팅부에 연료레벨 센서가 마운팅되어, 기둥본체에 연료레벨 센서가 일체로 장착된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 마운팅부에는 연료레벨 센서의 기판이 결합된 센서 하우징의 돌기가 삽입될 수 있는 가이드홈이 형성되어, 상기 센서 하우징의 돌기가 상기 마운팅부의 가이드홈에 삽입된 상태로 마운팅부와 센서 하우징 간의 결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 마운팅부에는 연료레벨 센서의 기판이 결합된 센서 하우징의 후크가 걸릴 수 있는 걸림턱부가 형성되어, 상기 마운팅부의 걸림턱부에 상기 센서 하우징의 후크가 상방으로 걸려 있는 상태로 마운팅부와 센서 하우징 간의 결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 센서 하우징의 하단부에는 마운팅부와의 사이에 위치되어 센서 하우징이 마운팅부에서 탄성 지지되도록 해주는 탄성부가 구비되고, 상기 탄성부의 탄성복원력은 후크와 걸림턱부 간의 걸림 상태가 유지되도록 마운팅부에 결합된 센서 하우징을 상방으로 밀어주는 힘으로 작용하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥본체는 연료펌프를 둘러싸도록 배열되는 복수 개의 기둥블록들이 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 보강 기둥.
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