KR20150064766A

KR20150064766A - 연료탱크 파이프의 결합방법

Info

Publication number: KR20150064766A
Application number: KR1020130148888A
Authority: KR
Inventors: 김세훈; 안정모; 이종래; 조철환; 공형준; 박균범
Original assignee: 주식회사 동희산업
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2015-06-12
Also published as: CN104668762A

Abstract

본 발명은 연료탱크 파이프의 결합방법에 관한 것으로, 유도가열을 이용해 용재(50)를 녹이고 용융된 용재(50)를 이용해서 연료탱크(10)의 패널(11)과 파이프(30)를 결합시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

연료탱크 파이프의 결합방법{COMBINATION METHOD OF FUEL TANK PIPE}

본 발명은 연료탱크 파이프의 결합방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유도가열을 이용해 용재를 녹여서 연료탱크의 패널과 파이프를 결합시키는 방법에 관한 기술이다.

화석연료를 사용하는 차량에는 일정량의 연료를 저장할 수 있는 연료탱크가 장착되어 있다.

일반적인 연료탱크는 강성확보를 위해 스틸(steel)로 제작되며, 여기에는 연료파이프, 레벨링파이프, 필러파이프 등 다양한 종류의 파이프들이 결합된다.

도 1에는 연료탱크에 파이프가 결합된 도면이 도시되어 있는 바, 즉 종래에는 연료탱크(1)를 구성하는 패널(2)에 구멍(2a)을 형성하고, 상기 구멍(2a)에 플랜지브라켓(3)을 삽입한 후 상기 패널(2)과 플랜지브라켓(3)을 용접(저항 용접) 결합하고, 상기 플랜지브라켓(3)의 구멍(3a)으로 파이프(4)를 삽입한 후 상기 플랜지브라켓(3)과 파이프(4)를 용접(브레이징 용접) 결합함에 따라, 연료탱크에 파이프가 결합된 구조가 되는 것이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 결합방법은 연료탱크의 패널(2) 및 파이프(4)에 직접 대전류를 통전해서 용접 결합하는 방법으로, 이럴 경우 상기 패널(2) 및 파이프(4)의 용접부는 용접시 발생하는 고온의 열에 노출되어 내구성이 약화되고, 표면의 도금층이 파손됨에 따라 내부식 성능 저하로 인해 부식이 발생하며, 심한 경우 부식이 발생된 부위로 연료가 누유되는 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국등록특허공보 제10-0134124호

이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 유도가열을 이용해 용재(용가재)를 녹여서 연료탱크의 패널과 파이프를 결합시키는 연료탱크 파이프의 결합방법을 제공함으로써, 접합 대상체인 패널 및 파이프에 직접적인 열을 가하지 않음에 따라 내구성 향상 및 도금층 파손을 방지할 수 있도록 하고, 이를 통해 내부식 성능의 향상을 도모해서 연료의 누유를 예방할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 용접 공정수의 감축을 통해 작업성 향상 및 생산성 향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 연료탱크 파이프의 결합방법은, 연료탱크의 패널을 가공해서 원통형 수직플랜지를 형성시키는 패널가공단계; 상기 수직플랜지의 내측 구멍으로 파이프를 삽입하는 파이프삽입단계; 및 상기 수직플랜지와 상기 파이프사이의 공간으로 용재를 위치시킨 다음 유도가열을 이용해 상기 용재를 녹이고, 용융된 용재를 이용해 상기 공간을 채우면서 상기 수직플랜지와 상기 파이프를 접합시킴에 따라 상기 패널과 상기 파이프를 결합시키는 파이프결합단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 원통형 수직플랜지는 상기 패널을 피어싱 가공해서 소정 크기의 홀을 형성한 다음 상기 홀을 버링 가공해서 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 수직플랜지와 상기 파이프사이의 공간으로 상기 용재를 삽입시킬 수 있도록 하기 위해 상기 수직플랜지를 형성할 때에는 상기 패널과 상기 수직플랜지가 연결되는 연결부를 상기 파이프보다 더 큰 직경을 갖는 곡률부로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 수직플랜지의 끝단이 상기 파이프보다 작은 직경으로 형성되어서 상기 파이프를 상기 수직플랜지속으로 삽입할 때에는 상기 파이프를 억지 끼움방식으로 삽입하는 것을 특징으로 한다.

상기 파이프가 억지 끼움방식으로 삽입되면 상기 수직플랜지의 끝단과 상기 파이프사이에는 기밀이 유지되는 것을 특징으로 한다.

상기 수직플랜지와 상기 파이프사이의 공간에서 용융된 용재는 상기 공간 밖으로 노출되지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 유도가열을 이용해 용재를 녹이고 용융된 용재를 이용해서 연료탱크의 패널과 파이프를 결합시키게 됨으로써 용접 열에 의한 연료탱크의 패널과 파이프의 내구성 저하를 예방할 수 있게 되고, 표면 도금층의 손상을 방지할 수 있게 되며, 도금층 손상에 의한 부식 예방 및 부식으로 인한 연료의 누유현상을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 용접 공정수 감축을 통해 원가절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래의 연료탱크 파이프의 결합방법을 설명하기 위한 도면,
도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 연료탱크 파이프의 결합방법을 공정순서에 따라 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료탱크 파이프의 결합방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 연료탱크 파이프의 결합방법을 공정순서에 따라 설명하기 위한 도면으로, 각 도면에서 (A)는 사시도이고, (B)는 단면도이며, (C)는 단면도의 일부를 확대한 확대도이다.

본 발명에 따른 연료탱크 파이프의 결합방법은 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 연료탱크(10)의 패널(11)을 가공해서 원통형 수직플랜지(20)를 형성시키는 패널가공단계; 상기 수직플랜지(20)의 내측 구멍으로 파이프(30)를 삽입하는 파이프삽입단계; 상기 수직플랜지(20)와 상기 파이프(30)사이의 공간(40)으로 용재(50)를 위치시킨 다음 유도가열을 이용해 상기 용재(50)를 녹이고, 용융된 용재(50)를 이용해 상기 공간(40)을 채우면서 상기 수직플랜지(20)와 상기 파이프(30)를 접합시킴에 따라 상기 패널(11)과 상기 파이프(30)를 결합시키는 파이프결합단계;를 포함한다.

여기서, 연료탱크(10)의 패널(11)은 통상적으로 상부패널이 되고, 상기 파이프(30)는 연료파이프나 레벨링파이프 또는 필러파이프 등이 된다.

연료탱크(10)의 패널(11)에 원통형 수직플랜지(20)를 형성시킬 때에는 상기 패널(11)에 피어싱(piercing) 가공을 해서 먼저 소정크기의 홀(hole)을 형성시키고, 상기 홀을 추가적으로 버링(burring) 가공해서 형성시키게 되는 바, 가공이 완료된 상기 수직플랜지(20)는 하측(연료탱크의 하부패널쪽)으로 돌출된 구조가 된다.

한편, 상기와 같이 패널(11)에 수직플랜지(20)를 형성할 때에는 상기 패널(11)과 상기 수직플랜지(20)가 연결되는 연결부(21)의 직경을 상기 파이프(30)의 직경보다 더 큰 직경이 되도록 일정 곡률을 갖는 곡률부로 형성하게 되는 바, 이로 인해 상기 수직플랜지(20)와 상기 파이프(30)사이에는 소정크기의 공간(40)이 형성되고, 상기 공간(40)에는 수직플랜지(20)와 파이프(30)의 결합을 위한 용재(50)가 삽입된다.

또한, 상기 연결부(21)의 직경이 파이프(30)의 직경보다 더 큰 직경으로 형성되면, 수직플랜지(20)속으로 파이프(30)를 삽입시킬 때에 패널(11)과 파이프(30)의 간섭을 회피할 수 있게 되는 바, 이를 통해 패널(11)의 변형을 방지할 수 있게 되고 또한 파이프(30)의 삽입작업을 보다 수월하게 진행할 수 있다.

상기 용재(50)는 원형상의 와이어(wire)로, 상기 와이어 용재(50)는 상기 패널(11) 및 파이프(30)보다 용융점이 낮은 특성을 갖고 있으며, 통상적으로 200도~450도 이하의 온도에서 용융된다.

상기 파이프(30)를 상기 수직플랜지(20)속으로 삽입할 때에는 억지 끼움방식으로 삽입시키게 되는 바, 이를 위해 상기 수직플랜지(20)의 끝단(22)은 내측으로 말려져서 상기 파이프(30)보다 작은 직경으로 형성된 구조가 된다.

상기와 같이 수직플랜지(20)속으로 파이프(30)가 억지 끼움방식으로 삽입되면 상기 수직플랜지(20)와 파이프(30)는 일시적으로 가결합된 상태를 유지할 수 있게 됨으로써, 이후 용재(50)를 이용한 결합시에 파이프(30)의 움직임을 방지할 수 있어서 보다 정확하게 파이프(30)를 결합시킬 수 있게 된다.

또한, 수직플랜지(20)속으로 파이프(30)가 억지 끼움방식으로 삽입되면 상기 수직플랜지(20)의 끝단(22)과 상기 파이프(30)사이에는 기밀이 유지되며, 이를 통해 용융된 용재(50)가 상기 수직플랜지(20)의 끝단(22)을 통해 외부(하측)로 누유되는 것을 방지할 수 있게 된다.

용재(50)를 이용한 수직플랜지(20)와 파이프(30)의 결합을 위해 파이프(30)를 수직플랜지(20)속으로 삽입시켜 억지 끼움 결합시키고, 와이어 용재(50)를 수직플랜지(20)와 파이프(30)사이에는 공간(40)속으로 안착시킨 후, 도 5와 같이 워크코일(60)을 파이프(30)에 끼워주고 상기 워크코일(60)에 고주파 전류를 흘려준다.

그러면, 워크코일(60)의 중앙부에 열이 발생해서 모이게 되고, 전자유도 작용에 의해 파이프(30)와 와이어 용재(50)에 유도 전류가 생겨서 유도 가열되며, 이로 인해 고체인 와이어 용재(50)가 녹아서 용융상태가 된다.

상기와 같이 용융된 용재(50)는 일정한 곡률로 형성된 수직플랜지(20)의 연결부(21)를 타고 흘러서 수직플랜지(20)의 끝단에서부터 채워지고, 최종적으로 도 6과 같이 용융된 용재(50)의 확산 및 모세관 현상에 의해 수직플랜지(20)와 파이프(30)가 서로 접합됨에 따라 연료탱크(10)의 패널(11)과 파이프(30)의 결합이 이루어지게 된다.

그리고, 상기 수직플랜지(20)와 상기 파이프(30)사이의 공간(40)에서 용융된 용재(50)는 상기 공간(40) 밖으로 노출되지 않게 되며, 이로 인해 용재(50) 제거를 위한 후가공 작업이 필요없게 되고, 외관미의 향상에도 도움을 줄 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 접합 대상체인 연료탱크(10)의 패널(11)과 파이프(30)에 직접적으로 열을 가해서 용접 결합하지 않고, 유도가열을 이용해 패널(11) 및 파이프(30)보다 용융점이 낮은 용재(50)를 녹여서 용융된 용재(50)를 이용해 상기 연료탱크(10)의 패널(11)과 파이프(30)를 결합시키는 방법으로, 이를 통해 연료탱크(10)의 패널(11)과 파이프(30)의 내구성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명과 같이 유도가열을 이용해 용재(50)를 녹여서 연료탱크(10)의 패널(11)과 파이프(30)를 결합시키게 되면, 패널(11)과 파이프(30)의 표면 도금층이 고온의 용접 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있게 됨으로써, 도금층 손상에 의한 부식을 예방할 수 있게 되고, 부식으로 인한 연료의 누유현상도 예방할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시예는 종래와 같은 플랜지브라켓의 사용을 배제시킬 수 있는 것으로, 이를 통해 부품수 감축과 용접 공정수 감축 및 원가절감과 생산성 향상을 도모할 수 있는 장점도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 - 연료탱크 11 - 패널
20 - 수직플랜지 21 - 연결부
30 - 파이프 40 - 공간
50 - 용재 60 - 워크코일

Claims

연료탱크의 패널을 가공해서 원통형 수직플랜지를 형성시키는 패널가공단계;
상기 수직플랜지의 내측 구멍으로 파이프를 삽입하는 파이프삽입단계; 및
상기 수직플랜지와 상기 파이프사이의 공간으로 용재를 위치시킨 다음 유도가열을 이용해 상기 용재를 녹이고, 용융된 용재를 이용해 상기 공간을 채우면서 상기 수직플랜지와 상기 파이프를 접합시킴에 따라 상기 패널과 상기 파이프를 결합시키는 파이프결합단계;를 포함하는 연료탱크 파이프의 결합방법.
청구항 1에 있어서,
상기 원통형 수직플랜지는 상기 패널을 피어싱 가공해서 소정 크기의 홀을 형성한 다음 상기 홀을 버링 가공해서 형성되는 것을 특징으로 하는 연료탱크 파이프의 결합방법.
청구항 1에 있어서,
상기 수직플랜지와 상기 파이프사이의 공간으로 상기 용재를 삽입시킬 수 있도록 하기 위해 상기 수직플랜지를 형성할 때에는 상기 패널과 상기 수직플랜지가 연결되는 연결부를 상기 파이프보다 더 큰 직경을 갖는 곡률부로 형성하는 것을 특징으로 하는 연료탱크 파이프의 결합방법.
청구항 1에 있어서,
상기 수직플랜지의 끝단이 상기 파이프보다 작은 직경으로 형성되어서 상기 파이프를 상기 수직플랜지속으로 삽입할 때에는 상기 파이프를 억지 끼움방식으로 삽입하는 것을 특징으로 하는 연료탱크 파이프의 결합방법.
청구항 4에 있어서,
상기 파이프가 억지 끼움방식으로 삽입되면 상기 수직플랜지의 끝단과 상기 파이프사이에는 기밀이 유지되는 것을 특징으로 하는 연료탱크 파이프의 결합방법.
청구항 1에 있어서,
상기 수직플랜지와 상기 파이프사이의 공간에서 용융된 용재는 상기 공간 밖으로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 연료탱크 파이프의 결합방법.