KR20180064675A - 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료탱크의 정압 및 부압 상태에서의 강건성을 확보하는 동시에 충돌사고시 누유를 야기시키는 파손 현상을 방지할 수 있도록 한 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 플라스틱 재질의 연료탱크 내부에 장착되는 강성 보강 부재의 구조를 연료탱크의 정압 상태 및 엔진 부압이 작용하는 상태에서 강성을 유지함은 물론, 차량의 충돌 사고와 같은 충격에 의하여 파손 유도가 가능하고, 연료탱크의 상하판과 융착되는 부분에서의 파열을 방지할 수 있는 구조로 개선시킨 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 연료탱크 강성 보강 장치{Stiffness reinforcement structure for fuel tank of vehicle}
본 발명은 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료탱크의 정압 및 부압 상태에서의 강건성을 확보하는 동시에 충돌사고시 누유를 야기시키는 파손 현상을 방지할 수 있도록 한 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 가솔린 연료가 저장되는 연료탱크에는 증발가스를 포집하는 캐니스터가 장착되어 있고, 캐니스터에는 엔진 부압이 작용하는 퍼지라인이 연결되어 있다.
이에, 엔진 구동시 엔진 부압이 캐니스터를 통해 연료탱크쪽에 작용하면, 캐니스터에 포집되어 있던 증발가스가 부압에 의하여 퍼지라인을 통해 엔진의 연소실로 들어가 연소됨으로써, 증발가스 에미션 규제를 만족할 수 있다.
한편, 하이브리드 차량용 연료탱크의 경우, 필요시(연료주유시, 탱크 내부압력 과다 형성시, 탱크 누설 진단시 등) 연료탱크의 내부가 대기로 개방됨으로써, 증발가스 등으로 인한 연료탱크의 과도한 내압을 해소시키고 있다.
특히, 상기 하이브리드 차량의 연료탱크를 플라스틱 재질을 이용하여 밀폐형 구조로 제작하는 경우, 연료탱크의 내부에 기둥 타입의 강성 보강 부재가 설치된다.
바람직하게는, 상기 강성 보강 부재의 상면과 하면이 각각 연료탱크의 상판과 하판에 대하여 열 융착 등의 방법에 의하여 일체로 융착되며, 이러한 강성 보강 부재는 연료탱크의 정압 상태(과도한 내압 상태 포함) 외에 엔진 부압이 작용하는 상태에서도 강성을 유지하는 구조 및 형상으로 제작되어야 한다.
또한, 상기 강성 보강 부재는 차량 충돌과 같은 충격에 대비하여 파손 유도가 가능한 형상 및 구조로 제작되어야 한다.
따라서, 차량의 충돌 사고와 같은 큰 충격이 플라스틱 재질의 연료탱크에 가해지는 경우, 연료탱크가 변형되면서 충격을 흡수하는 동시에 강성 보강 부재의 파손 유도부분이 파손되면서 충격을 흡수하는 역할을 하게 된다.
그러나, 차량의 충돌 사고와 같은 큰 충격이 플라스틱 재질의 연료탱크에 가해지는 경우, 연료탱크의 상판과 강성 보강 부재의 상면 간의 융착부 또는 연료탱크의 하판과 강성 보강 부재의 하면 간의 융착부가 파열(찢어짐)됨으로써, 연료탱크 내부의 연료가 누유되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 플라스틱 재질의 연료탱크 내부에 장착되는 강성 보강 부재의 구조를 연료탱크의 정압 상태 및 엔진 부압이 작용하는 상태에서 강성을 유지함은 물론, 차량의 충돌 사고와 같은 충격에 의하여 파손 유도가 가능하고, 연료탱크의 상하판과 융착되는 부분에서의 파열을 방지할 수 있는 구조로 개선시킨 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 한 쌍의 기둥이 양측단부에 형성된 몸체부; 상기 몸체부의 상부에 일체로 성형되어, 연료탱크의 상판에 융착되는 상부 융착부; 및 상기 몸체부의 하부에 일체로 성형되어, 연료탱크의 하판에 융착되는 하부 융착부; 로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 몸체부에 형성된 한 쌍의 기둥에는 상하 방향의 슬롯이 관통 형성된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 상부 융착부의 상면 면적과 하부 융착부의 저면 면적은 서로 동일하고, 몸체부의 단면적에 비하여 넓게 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기둥의 내측면 및 외측면에는 아치형의 요부가 형성된 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 기둥은 슬롯을 사이에 두고 벤딩 강성 보강을 위해 "H" 형상의 단면 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 몸체부의 외측면에는 연료 유동 억제를 위한 한 쌍의 격판이 일체로 형성되고, 이 격판에는 연료의 일부 유동을 허용하는 연료통과홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 몸체부의 슬롯 위쪽 및 아래쪽 위치에는 강성 유지용 리브가 일체로 더 형성된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 연료탱크의 정압 상태 및 엔진 부압이 작용하는 상태에서 강성 보강 부재의 강성을 유지할 수 있다.
둘째, 차량의 충돌 사고와 같은 충격(파열압)에 의하여 강성 보강 부재의 기둥이 용이하게 파단될 수 있고, 그에 따라 강성 보강 부재와 연료탱크의 상하판 간의 융착 부분에서의 파열을 방지하여 누유를 방지할 수 있다.
셋째, 부가적으로 강성 보강 부재에 연료 유동 억제를 위한 격판을 더 형성하여, 차량 진동 및 경사로 주행시, 그리고 충돌시 연료의 유동을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 도시한 횡단면도,
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 도시한 종단면도,
도 4는 본 발명에 따른 강성 보강 장치가 연료탱크내에 배치된 상태를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 강성 보강 장치가 연료탱크내에 장착된 상태를 도시한 정단면도,
도 6은 본 발명에 따른 강성 보강 장치가 연료탱크내에 장착된 상태를 도시한 측단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 도시한 사시도이고, 도 2 및 도 3은 횡단면도 및 종단면도를 나탄내다.
도 1 내지 도 3에서, 도면부호 100은 본 발명에 따른 강성 보강 장치 즉, 강성 보강 부재를 지시한다.
상기 강성 보강 부재(100)는 플라스틱 재질로 성형 제작되는 것으로서, 횡방향으로 단면해 보았을 때 라운드 형상을 갖는 몸체부(110)를 골격체로 한다.
상기 몸체부(110)의 양단부에는 상하 방향으로 길다랗게 연장된 슬롯(112)이 관통 형성된 한 쌍의 기둥(114)이 일체로 형성된다.
또한, 상기 몸체부(110)의 상부에는 연료탱크(200)의 상판(210)에 열 융착 방식 등을 통해 융착되는 상부 융착부(120)가 일체로 형성되고, 몸체부(110)의 하부에는 연료탱크(200)의 하판(220)에 열 융착 방식 등을 통해 융착되는 하부 융착부(130)가 일체로 형성된다.
이에, 첨부한 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 몸체부(110)의 상부에 형성된 상부 융착부(120)를 연료탱크(200)의 상판(210)에 열 융착 방식 등을 통해 융착하고, 몸체부(110)의 하부에 형성된 하부 융착부(130)를 연료탱크(200)의 하판(220)에 동일 방식으로 융착하여, 연료탱크(200)에 대한 본 발명의 강성 보강 부재(100)의 장착이 이루어짐으로써, 상기 기둥(114)을 포함하는 몸체부(110)가 연료탱크(200)의 상판(210) 및 하판(220) 간을 지지하는 역할을 하게 된다.
이때, 상기 기둥(114)에 슬롯(112)이 형성된 이유는 차량 충돌과 같은 충격에 따라 일정 수준 이상의 파열압이 기둥(114)에 작용할 때, 기둥(114)이 원활하게 파단되는 것을 유도할 수 있도록 기둥(114)의 단면적을 최소화시키고자 한 점에 있다.
바람직하게는, 상기 몸체부(110)가 중앙에 큰 관통홀을 갖는 구조를 갖도록 함으로써, 기둥(114)의 내측면에 아치형의 요부(116)가 형성되고, 또한 기둥(114)의 외측면에도 아치형의 요부(118)가 형성된다.
이렇게 상기 기둥(114)의 내측면 및 외측면에 각각 요부(116,118)가 형성됨으로써, 기둥(114)이 원활하게 파단되는 것을 유도할 수 있도록 기둥(114)의 단면적을 더욱 최소화시킬 수 있다.
위와 같이, 상기 기둥(114)의 단면적을 슬롯(112) 및 요부(116,118)를 통해 최소화하여 일정 수준 이상의 파열압이 작용하면 기둥(114)이 용이하게 파단되는 것을 유도할 수 있지만, 연료탱크의 내부압력이 정압 상태(과도한 내압 상태 포함)이거나 엔진 부압이 작용하는 상태일 경우에는 연료탱크의 상판과 하판 간을 지지하는 벤딩 강성을 유지해야 한다.
이를 위해, 상기 기둥(114)의 단면 구조를 도 2에서 보듯이, 슬롯(112)을 사이에 두고 "H" 형상의 단면 구조를 갖도록 함으로써, 연료탱크의 상판과 하판 간을 원활하게 지지하는 벤딩 강성을 보장할 수 있다.
바람직하게는, 상기 몸체부(110)의 슬롯(112) 위쪽 및 아래쪽 위치에 강성 유지용 리브(115)가 일체로 더 형성됨으로써, 연료탱크의 상판과 하판 간을 원활하게 지지하는 벤딩 강성을 더욱 보장할 수 있다.
한편, 상기와 같이 몸체부(110)의 상부에 형성된 상부 융착부(120)가 연료탱크(200)의 상판(210)에 열 융착 방식 등을 통해 융착되고, 몸체부(110)의 하부에 형성된 하부 융착부(130)가 연료탱크(200)의 하판(220)에 동일 방식으로 융착된다.
이때, 상기 연료탱크(200)와 각 융착부(120,130) 간의 융착부위가 일정 수준 이상의 파열압에 의하여 찢기는 현상이 발생될 수 있으므로, 상기 연료탱크(200)와 각 융착부(120,130) 간의 충분한 융착이 이루어져 상호 간의 충분한 접합강도(파열압에 의하여 찢기는 형상을 방지할 수 있는 수준의 접합강도)를 가져야 한다.
이를 위해, 첨부한 도 3 및 도 6에서 보듯이, 상기 강성 보강 부재(100)를 성형할 때, 상부 융착부(120)의 상면 면적과 하부 융착부(130)의 저면 면적을 서로 동일한 면적을 가지되, 몸체부(110)의 단면적에 비하여 넓게 성형되도록 한다.
따라서, 상기 연료탱크(200)의 상판(210)과 상부 융착부(120) 간의 접촉 및 융착 면적을 증대시킬 수 있고, 연료탱크(200)의 하판(220)과 하부 융착부(130) 간의 접촉 및 융착 면적을 증대시킬 수 있으므로, 상기 연료탱크(200)와 각 융착부(120,130) 간의 충분한 융착이 이루어져 상호 간의 충분한 접합강도를 보유할 수 있게 되고, 그에 따라 연료탱크(200)와 각 융착부(120,130) 간의 융착부위가 일정 수준 이상의 파열압에 의하여 찢겨서 누유가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기한 본 발명의 강성 보강 부재(100)는 첨부한 도 4에서 보듯이 연료탱크(200)의 내부에서 연료펌프가 설치되는 곳의 주변에 장착되는 것이 바람직하며, 그 이유는 연료펌프로부터 엔진으로 공급되는 연료출구라인 등이 연료펌프 위쪽의 상판(210)을 통해 체결되는 등의 이유로 인하여, 연료탱크의 전체 면적 중 연료펌프가 설치된 곳 및 그 주변이 다른 곳에 비하여 강성이 취약하기 때문이다.
이와 같이, 연료탱크의 내부압력이 정압 상태이거나 엔진 부압이 작용하는 상태일 경우에는 기둥(114)이 "H" 형상 단면 구조를 형성되고, 몸체부(110)에 강성 유지용 리브(115)가 형성됨으로써, 연료탱크(200)의 상판(210)과 하판(220) 간을 원활하게 지지할 수 있다.
또한, 차량의 충돌 사고와 같은 큰 충격이 플라스틱 재질의 연료탱크(200)에 가해지는 동시에 충격에 따른 파열압이 기둥(114)에 작용하면, 슬롯(112) 및 요부(116,118)를 통해 단면적이 최소화된 기둥(114)이 용이하게 파단되면서 충격을 흡수하게 된다.
특히, 차량의 충돌 사고와 같은 충격(파열압)에 의하여 연료탱크(200)가 수축하는 동시에 기둥(114)이 용이하게 파단되면서 충격을 흡수하게 되므로, 연료탱크(200)의 밀폐 상태가 유지될 수 있고, 각 융착부(120,130)와 연료탱크(200)의 상하판(210,220) 간의 융착 부분에서의 파열 및 그에 따른 누유를 방지할 수 있다.
한편, 상기 몸체부(110)의 외측면에는 연료 유동 억제를 위한 한 쌍의 격판(117)이 일체로 형성되고, 이 격판(117)에는 연료의 일부 유동을 허용하는 연료통과홀(119)이 형성된다.
따라서, 차량의 주행 진동 및 경사로 주행시, 그리고 충돌 사고시 연료탱크내의 연료 유동을 격판(117)에서 억제시키는 역할을 하게 되고, 또한 격판(117)에 내구성을 저하시키는 큰 연료 유동압이 작용하면 격판(117)의 연료통과홀(119)을 통해 일부 연료가 통과될 수 있으므로 격판에 큰 연료유동압이 작용하는 것을 해소할 수 있다.
100 : 강성 보강 부재
110 : 몸체부
112 : 슬롯
114 : 기둥
115 : 강성 유지용 리브
116 : 요부
117 : 격판
118 : 요부
119 : 연료통과홀
120 : 상부 융착부
130 : 하부 융착부
200 : 연료탱크
210 : 상판
220 : 하판

Claims (8)

  1. 한 쌍의 기둥이 양측단부에 형성된 몸체부;
    상기 몸체부의 상부에 일체로 성형되어, 연료탱크의 상판에 융착되는 상부 융착부; 및
    상기 몸체부의 하부에 일체로 성형되어, 연료탱크의 하판에 융착되는 하부 융착부;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체부에 형성된 한 쌍의 기둥에는 상하 방향으로 연장된 슬롯이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 융착부의 상면 면적과 하부 융착부의 저면 면적은 서로 동일하고, 몸체부의 단면적에 비하여 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥의 내측면 및 외측면에는 아치형의 요부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 기둥은 슬롯을 사이에 두고 벤딩 강성 보강을 위해 "H" 형상의 단면 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체부의 외측면에서 상단 및 하단부에는 연료 유동 억제를 위한 격판이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 격판에는 연료의 일부 유동을 허용하는 연료통과홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 몸체부의 슬롯 위쪽 및 아래쪽 위치에는 강성 유지용 리브가 일체로 더 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
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