KR20170107307A - 항공기 연료탱크용 피팅 유니트 - Google Patents

항공기 연료탱크용 피팅 유니트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항공기 연료탱크용 피팅 유니트에 관한 것으로서, 상세하게는 상부 인서트의 저면에서 외측으로 수평하게 돌출되는 연결턱을 돌출하고, 저면에 복수의 결합 돌기를 형성하며, 하부 인서트에 결합홀을 형성하여 고무 부재를 이들 사이에 넣고, 핫 프레스 공법으로 고무 부재를 용융시켜 상부 인서트의 결합 돌기와 하부 인서트의 결합홀 사이, 상부 인서트의 연결턱 외측과 하부 인서트의 외측으로 일부가 용융되어 일체화시키고, 결합 돌기와 결합홀에 의해 고무 부재가 상부 인서트와 하부 인서트 사이에 완전히 고정되며, 단턱을 형성하여 접착 면적을 최대화시킴과 동시에 하중을 분산시키며, 고무 부재에 보강 섬유를 삽입하여 하중 작용시 변형을 최소화하도록 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트에 관한 것이다.

Description

항공기 연료탱크용 피팅 유니트{FITTING UNIT FOR FUEL TANK OF AIRCRAFT}
본 발명은 항공기 연료탱크용 피팅 유니트에 관한 것으로서, 상세하게는 상부 인서트의 저면에서 외측으로 수평하게 돌출되는 연결턱을 돌출하고, 저면에 복수의 결합 돌기를 형성하며, 하부 인서트에 결합홀을 형성하여 고무 부재를 이들 사이에 넣고, 핫 프레스 공법으로 고무 부재를 용융시켜 상부 인서트의 결합 돌기와 하부 인서트의 결합홀 사이, 상부 인서트의 연결턱 외측과 하부 인서트의 외측으로 일부가 용융되어 일체화시키고, 결합 돌기와 결합홀에 의해 고무 부재가 상부 인서트와 하부 인서트 사이에 완전히 고정되며, 단턱을 형성하여 접착 면적을 최대화시킴과 동시에 하중을 분산시키며, 고무 부재에 보강 섬유를 삽입하여 하중 작용시 변형을 최소화하도록 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트에 관한 것이다.
일반적으로 항공기의 연료탱크(fuel tank)는 정상적인 운용 조건하에서 연료를 누설없이 안전하게 보관함은 물론 기체의 추락 또는 충돌 시 기체 및 승무원의 생존성 확보를 위하여 연료누설을 차단하는 자기밀폐 기능과 충동 및 전복에 대한 내충격 기능이 요구된다.
특히 피팅(fitting) 기술은 연료탱크의 성능을 결정하는 핵심 기술이다. 피팅부는 연료탱크를 항공기에 부착시키는 부분이 되거나 연료탱크 내부에 장착되는 부품 또는 배관을 고정시키는 부분이다.
내충격 기능 및 자기밀폐 기능을 향상시키기 위하여 피팅 자체를 금속과 같은 재질로 구현하는 경우 연료탱크 자체의 중량이 증가하는 단점이 있다. 반면에 피팅 자체를 부드러운 재질로 구현하는 경우, 충돌 시 피팅 재질의 찢어짐으로 인해 자기밀폐 기능에 약해질 뿐만 아니라 금속재질로 구현된 경우에 비해 내충격 기능도 약하다는 단점이 있다.
항공기 연료탱크 개발 시 가장 중요하게 요구되는 점 중 하나는 내충격 성능인데 이는 연료탱크의 중량의 경량화와 상충한다. 연료탱크의 중량 증가는 항공기 운용의 효율성을 심각하게 떨어뜨리고 개발비용의 증가도 수반한다.
이러한 피팅 유니트의 일례로 한국 공개특허공보 10-2012-0121455에 하이브리드 피팅유니트가 개시되었다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 하이브리드 피팅유니트는 제1피팅부(110) 및 제2피팅부(120)를 포함한다.
제1피팅부(110)는 구조물과 결합하는 적어도 하나의 제1결합부(111, 112) 및 제2결합부(113)를 포함한다. 제2피팅부(120)는 제2결합부(113)와 결합하는 제3결합부(121) 및 외피(130)와 결합하는 제4결합부(122)를 포함한다. 이때, 제1피팅부(110)의 재질은 금속이고 제2피팅부(120)의 재질은 고무이다.
제1결합부(111, 112)는 제1피팅부(110)의 상부 또는 하부 면에 설치되고 제2결합부(113)는 상기 제1피팅부(110)의 측면에 설치되며, 제3결합부(121)는 제2피팅부(120)의 일 측면에 설치되고 제4결합부(122)는 제2피팅부(120)의 다른 일 측면에 설치되는 구조를 가진다.
여기서 외피(130)는 제4결합부(122)의 사이로 삽입되는데, 도면에는 자세하게 도시되어 있지 않지만, 외피(130)와 제4결합부(122) 사이에는 접착제가 도포되어 있으며, 접착제는 가류작업을 거친 것이다.
그러나, 이러한 종래의 피팅 유니트는 금속 재질의 제1피팅부에 고무재질의 제2피팅부가 결합되고, 제2피팅부에 외피가 삽입되어 접착제에 의해 부착되는 구조로서 그 제조 과정이 복잡하고, 단순히 단턱에 의해 결합되기 때문에 상대적으로 결합력이 약한 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 10-2012-0121455
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상부 인서트의 저면에서 외측으로 수평하게 돌출되는 연결턱을 돌출하고, 저면에 복수의 결합 돌기를 형성하며, 하부 인서트에 결합홀을 형성하여 고무 부재를 이들 사이에 넣고, 핫 프레스 공법으로 고무 부재를 용융시켜 상부 인서트의 결합 돌기와 하부 인서트의 결합홀 사이, 상부 인서트의 연결턱 외측과 하부 인서트의 외측으로 일부가 용융되어 일체화시키고, 결합 돌기와 결합홀에 의해 고무 부재가 상부 인서트와 하부 인서트 사이에 완전히 고정되며, 단턱을 형성하여 접착 면적을 최대화시킴과 동시에 하중을 분산시키며, 고무 부재에 보강 섬유를 삽입하여 하중 작용시 변형을 최소화하도록 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
금속 재질로 가공된 상부 인서트와; 상기 상부 인서트와 결합되는 금속 재질로 가공된 하부 인서트; 및 상기 하부 인서트를 하부 금형에 올려놓고, 상기 상부 인서트를 상부 금형에 설치한 다음, 이들 사이에 삽입시킨 후 핫 프레스 공법에 의해 상기 상부 인서트와 하부 인서트에 사이에 접합시키는 고무 부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 상부 인서트는 저면에 복수의 결합 돌기가 돌출 형성되고, 상기 하부 인서트는 링 형상의 판으로 형성되고, 상기 상부 인서트의 결합 돌기가 삽입되는 결합홀이 형성된다.
여기에서 또한, 상기 상부 인서트의 결합 돌기와, 상기 하부 인서트의 결합홀은 갭을 구비한다.
여기에서 또, 상기 상부 인서트는 저면에서 외측으로 수평하게 돌출되는 연결턱이 형성된다.
여기에서 또, 상기 상부 인서트는 상기 상부 금형으로 프레스시 상기 하부 인서트가 이탈되는 것을 방지하도록 상기 연결턱 내측 테두리에 이탈 방지턱이 돌출 형성된다.
여기에서 또, 상기 고무 부재는 일부가 용융되어 상기 갭에 채워진다.
여기에서 또, 상기 고무 부재는 상기 상부 인서트의 연결턱 외측과 상기 하부 인서트의 외측으로 유출되어 이들을 감싸는 형태로 경화된다.
여기에서 또, 상기 상부 인서트의 연결턱은 일측면에 상기 고무 부재가 용융되어 외부로 흘러나와 일체화될 시 접착 면적을 증대시키고, 하중을 분산시키도록 제 1단턱이 구비된다.
여기에서 또, 상기 하부 인서트는 일측면에 상기 고무 부재가 용융되어 외부로 흘러나와 일체화될 시 접착 면적을 증대시키고, 하중을 분산시키도록 제 2단턱이 구비된다.
여기에서 또, 상기 상부 인서트의 결합 돌기는 연료탱크와 결합되도록 볼트홀이 형성된다.
여기에서 또, 상기 고무 부재는 하중 적용시 변형을 최소화시키도록 보강 섬유가 구비된다.
여기에서 또, 상기 상부 인서트와 하부 인서트는 상기 고무 부재가 접착되는 면에 접착제가 도포된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 항공기 연료탱크용 피팅 유니트에 따르면, 핫 프레싱 공법에 의해 상부 인서트와 하부 인서트 사이에 고무 부재를 일체로 형성함으로써 결합 돌기와 결합홀을 형성하여 고무 부재를 상부 인서트와 하부 인서트 사이에 완전히 고정시키면서도 제작 시간과 단가를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 상부 인서트와 하부 인서트에 각각 단턱을 형성하여 접착 면적을 최대화시킴과 동시에 하중을 분산시키며, 고무 부재에 보강 섬유를 삽입하여 하중 작용시 변형을 최소화시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 하이브리드 피팅유니트의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 A-A 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트중 상부 인서트의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 B-B 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트중 하부 인서트의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8의 C-C 부분 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트의 제작 과정을 설명하기 위한 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A 부분 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트중 상부 인서트의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6의 B-B 부분 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트중 하부 인서트의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8의 C-C 부분 단면도이다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트(1)는 상부 인서트(10)와, 하부 인서트(20) 및 고무 부재(30)로 이루어진다.
먼저, 상부 인서트(10)는 금속 재질로 저면에서 외측으로 수평하게 돌출되는 연결턱(11)이 돌출 형성되고, 저면에 복수의 결합 돌기(13)가 돌출 형성된다.
이때, 상부 인서트(10)는 프레스시 하부 인서트(20)가 이탈되는 것을 방지하도록 연결턱(11) 내측 테두리에 이탈 방지턱(15)이 돌출 형성되고, 상부 인서트(10)의 연결턱(11)은 일측면(고무 부재와 접하는 반대면)에 고무 부재(30)가 용융되어 외부로 흘러나와 일체화될 시 접착 면적을 증대시키고, 하중을 분산시키도록 제 1단턱(17)이 구비된다.
그리고, 상부 인서트(10)는 고무 부재(30)가 접착되는 면에 접착제가 도포되고, 결합 돌기(13)는 연료탱크(미도시)와 결합되도록 볼트홀(14)이 형성된다.
이어서, 하부 인서트(20)는 금속 재질로 링 형상의 판으로 형성되고, 상부 인서트(10)의 결합 돌기(13)가 삽입되는 결합홀(21)이 형성된다.
이때, 하부 인서트(20)는 일측면(고무 부재와 접하는 반대면)에 고무 부재(30)가 용융되어 외부로 흘러나와 일체화될 시 접착 면적을 증대시키고, 하중을 분산시키도록 제 2단턱(23)이 구비된다.
또한, 하부 인서트(20)의 결합홀(21)은 상부 인서트(10)의 결합 돌기(13) 사이로 고무 부재(30)가 용융되어 내부로 흘러들어와 경화되어 일체화되도록 상부 인서트(10)의 결합 돌기(13)와 갭(g, 예를 들어, 1~1.5㎜)을 구비한다.
계속해서, 고무 부재(30)는 하부 인서트(20)와 상부 인서트(10) 사이에 삽입시킨 후 핫 프레스 공법에 의해 상부 인서트(10)와 하부 인서트(20)에 사이에 접합시키되, 일부가 용융되어 상부 인서트(10)의 결합 돌기(13)와, 하부 인서트(20)의 결합홀(21) 사이의 갭(g)에 채워지고, 상부 인서트(10)의 연결턱(11)에 형성된 제 1단턱(17)과, 하부 인서트(20)의 제 2단턱(23)으로 유출되어 이들을 감싸는 형태로 경화되어 일체화된다.
이때, 고무 부재(30)는 하중 적용시 변형을 최소화시키도록 보강 섬유(31)가 구비된다. 보강 섬유(31)로는 아라미드 직물, 아라미드 라미네이팅 직물, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) UD, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) 섬유 등이 적용된다.
이하, 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트의 제작 과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 항공기 연료탱크용 피팅 유니트의 제작 과정을 설명하기 위한 설명도이다.
먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이 하부 금형(40) 상면에 하부 인서트(20)를 고정시키고, 상부 금형(50) 저면에 상부 인서트(10)를 고정시킨 상태에서 이들 사이에 일정 크기로 재단된 고무 부재(30)를 넣는다. 이때, 하부 인서트(20)의 상면과 상부 인서트(10)의 저면에 각각 접착제를 도포한다.
이러한 상태에서, 프레스 기기에서 열을 가하면서 도 10b에 도시된 바와 같이 상부 금형(50)을 하강시켜 상부 인서트(10)를 압축시키면, 열에 의해 고무 부재(30)가 용융되면서 상부 인서트(10)의 결합 돌기(13)가 하부 인서트(20)의 결합홀(21)에 끼워진다.
이때, 고무 부재(30)가 용융되었기 때문에 상부 인서트(10)의 결합 돌기(13)가 하부 인서트(20)의 결합홀(21) 사이의 갭(g)에 채워지고, 상부 인서트(10)의 연결턱(11)과 하부 인서트(20) 사이로 고무 부재(30)에서 용융된 고무가 흘러나와 상부 인서트(10)의 연결턱(11)에 형성된 제 1단턱(17)과, 하부 인서트(20)의 제 2단턱(23)까지 유출되어 이들을 감싸는 형태를 유지하면서 일체화된다.
또한, 열과 압력에 의해 고무 부재(30)의 내측과 외측이 상부 인서트(10)와 하부 인서트(20)의 형태에 맞게 절단된다.
이러한 상태에서 프레스 기기에서 배출되어 냉각시키면 고무 부재(30)의 용융된 고무가 경화되어 제품이 완성된다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 상부 인서트 11 : 연결턱
13 : 결합 돌기 20 : 하부 인서트
21 : 결합홀 30 : 고무 부재
31 : 보강 섬유

Claims (12)

  1. 금속 재질로 가공된 상부 인서트와;
    상기 상부 인서트와 결합되는 금속 재질로 가공된 하부 인서트; 및
    상기 하부 인서트를 하부 금형에 올려놓고, 상기 상부 인서트를 상부 금형에 설치한 다음, 이들 사이에 삽입시킨 후 핫 프레스 공법에 의해 상기 상부 인서트와 하부 인서트에 사이에 접합시키는 고무 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 인서트는,
    저면에 복수의 결합 돌기가 돌출 형성되고,
    상기 하부 인서트는,
    링 형상의 판으로 형성되고, 상기 상부 인서트의 결합 돌기가 삽입되는 결합홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 인서트의 결합 돌기와, 상기 하부 인서트의 결합홀은,
    갭을 구비하는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 인서트는,
    저면에서 외측으로 수평하게 돌출되는 연결턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 인서트는,
    상기 상부 금형으로 프레스시 상기 하부 인서트가 이탈되는 것을 방지하도록 상기 연결턱 내측 테두리에 이탈 방지턱이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 고무 부재는,
    일부가 용융되어 상기 갭에 채워지는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 고무 부재는,
    상기 상부 인서트의 연결턱 외측과 상기 하부 인서트의 외측으로 유출되어 이들을 감싸는 형태로 경화되는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 인서트의 연결턱은,
    일측면에 상기 고무 부재가 용융되어 외부로 흘러나와 일체화될 시 접착 면적을 증대시키고, 하중을 분산시키도록 제 1단턱이 구비되는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 인서트는,
    일측면에 상기 고무 부재가 용융되어 외부로 흘러나와 일체화될 시 접착 면적을 증대시키고, 하중을 분산시키도록 제 2단턱이 구비되는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 인서트의 결합 돌기는,
    연료탱크와 결합되도록 볼트홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 고무 부재는,
    하중 적용시 변형을 최소화시키도록 보강 섬유가 구비되는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 인서트와 하부 인서트는,
    상기 고무 부재가 접착되는 면에 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 항공기 연료탱크용 피팅 유니트.
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