KR20190032350A - 중공 탱크바디 지지 어셈블리 및 중공 탱크바디의 성형 방법 - Google Patents
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Abstract
중공 탱크바디 지지 어셈블리는 지지체(2) 및 지지체 양단에 설치되는 지지 단부(1)를 포함하고, 지지 단부에는 지지체와 연결되는 계단식 전이 어셈블리(4)가 설치되며, 지지체는 중공 구조로 설치된다. 지지체는 지지 본체(5) 및 베이스(6)를 포함하고, 지지 본체는 원기둥 구조 또는 중간에 물결모양 구조가 형성된 원기둥으로 설치된다. 이 구조를 통해, 중공 탱크바디가 높은 과압 및 낮은 부압 하에 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 제품 전체 형상의 안정성을 강화할 수 있고; 동시에, 해당 지지 구조는 사용되는 재료가 적고, 무게가 가벼우며, 원가가 저렴하다.
Description
본 발명은 중공 탱크바디 지지 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중공 탱크바디 지지 어셈블리 및 중공 탱크바디 생산 방법에 관한 것이며, 연료 탱크 제조의 기술분야에 속한다.
현재 보통의 플라스틱 연료 탱크가 수명주기 동안 견딜 수 있는 내부 압력 범위는 일반적으로 -2kPa 내지 6kPa이다. 그러나, 자동차 기술이 발달함에 따라 하이브리드 자동차와 같이 일부 특수한 경우에는 플라스틱 연료 탱크에 대해 더 높은 내압 성능이 요구되며, 그 범위는 -15kPa 내지 40kPa이다. 이러한 상황에서 일반 플라스틱 연료 탱크의 전통적인 구조 설계에 따른 강도는 새롭게 요구되는 내압을 만족시킬 수 없어, 변형이나 파열이 쉽게 발생하므로 연료 누출로 인한 심각한 안전 위험을 초래하게 된다. 일반 플라스틱 연료 탱크의 구조적 강도를 향상시키기 위해 종래기술에서 사용한 방법은 연료 탱크의 외부에 메쉬 구조의 층을 둘러싸는 방법이다. 그러나, 이러한 구조 설계는 내부에 압력이 증가해 팽창하면서 발생하는 탱크바디의 변형을 제한할 수 있어, 탱크바디의 내부가 부압을 받을 때 탱크바디가 내부 방향으로 수축해 발생하는 구조적 변형을 유지할 수 없다. 중공 탱크바디의 강도를 향상시키는 또 다른 일반적인 방법은 중공 탱크바디의 상, 하 내벽을 연결하는 복수의 컬럼을 중공 탱크바디 내부에 배치하는 방법으로서, 컬럼 중간에 금속 부재가 포함되어 있어 컬럼의 강도가 충분히 높으므로 큰 압력을 충분히 견딜 수 있다. 이러한 금속 부재 함유 컬럼은 제조 원가가 높고 정전기 방지 처리가 필요하다. 또한, 컬럼 중간 부분에 금속이 포함되어 있어 양 끝의 연결된 부분에 비해 강도가 높으므로, 컬럼 양 끝의 연결부분이 손상되기 쉽다. 게다가, 금속 밀도가 높아 중공 탱크바디의 무게가 증가된다. 당업자는 계속해서 새로운 기술방안을 시도해 왔으나, 해당 문제는 줄곧 잘 해결되지 않았다.
본 발명은 종래기술의 설계에 존재하는 문제점을 극복하기 위해 중공 탱크바디 지지 어셈블리 및 중공 탱크바디의 생산 방법을 제공한다. 이 구조를 통해, 중공 탱크바디가 높은 과압 및 낮은 부압 하에 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 제품 전체 형상의 안정성을 강화할 수 있다. 동시에, 해당 지지 구조는 사용되는 재료가 적고, 무게가 가벼우며, 원가가 저렴하다.
상술한 목적을 실현하기 위해 본 발명이 채택한 기술방안은 다음과 같다. 중공 탱크바디 지지 어셈블리로서, 상기 지지 어셈블리는 지지체 및 지지체 양단에 설치되는 지지 단부를 포함하고, 상기 지지 단부에는 지지체와 연결되는 계단식 전이 어셈블리가 설치된다.
본 발명의 개선점으로서, 상기 지지체는 중공 구조로 설치된다.
본 발명의 개선점으로서, 상기 지지체는 지지 본체 및 베이스를 포함한다.
본 발명의 개선점으로서, 상기 지지 본체는 원기둥 구조 또는 중간에 물결모양 구조가 형성된 원기둥으로 설치된다.
본 발명의 개선점으로서, 상기 베이스는 원형 또는 타원형 또는 사각형으로 설치되고, 상기 베이스에는 베이스 홀이 설치된다. 가장자리에는 동일한 비율로 간격을 둔 스루 홀(through hole)이 배열되어, 지지 단부와 연결할 때 지지 단부의 일부 용융 재료가 이 스루 홀을 관통해, 재료가 냉각된 후 거꾸로 뽑는 구조를 형성하고, 나아가 지지 단부 및 지지체 간의 연결 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 개선점으로서, 상기 지지 단부는 원형 또는 타원형 또는 사각형의 단부면을 포함하며, 상기 단부면에는 돌기 구조가 설치되고, 상기 단부면과 지지체의 연결부분에는 지지 단부 계단식 구조가 설치된다.
본 발명의 개선점으로서, 상기 지지 본체의 양단과 지지 단부의 연결부분에는 지지체 계단식 구조가 설치되고, 상기 지지체 계단식 구조와 지지 단부 계단식 구조는 서로 매칭되어 계단식 전이 어셈블리를 구성한다. 지지체의 양측과 지지 단부의 연결부분에는 반경 방향으로 연장된 "계단식" 가장자리가 설치되어, 지지 단부의 "계단식" 구조와 서로 매칭되고; 상기 지지체는 POM, HDPE, PA, PPA, PBT, PPS, PEEK, 스테인리스강 중 하나와 같은 플라스틱일 수 있으며, 지지 단부 역시 HDPE와 같은 플라스틱일 수 있다.
본 발명의 개선점으로서, 상기 지지 본체에는 오목홈이 설치되고, 상기 오목홈은 V형, U형 또는 반원형으로 설치되며, 상기 지지 본체에서 양측 단부와 근접한 위치에 개구가 설치된다. 이로써, 중공 탱크바디 내의 액체가 유입 및 유출되어 중공체 내부의 액체 저장 공간을 적게 차지하게 되고; 중공 원기둥에는 기둥체를 관통하는 복수의 개구가 설치될 수도 있다. 중공 원기둥의 오목홈 및 관통홀의 구조 설치로 인해 탱크바디가 떨어질 때 오목홈 및 관통홀의 위치에 응력이 집중되어 가장 먼저 갈라지게 되고, 이로써 지지 구조와 탱크바디 벽의 연결 부분이 파열되는 것을 피할 수 있으므로 탱크바디 벽의 완전성을 보장할 수 있다. 탱크바디 벽이 찢어질 경우, 내부에 저장된 연료가 누출되어 보다 심각한 안전사고가 발생할 수 있다.
지지 어셈블리를 포함하는 중공 탱크바디 성형 방법으로서, 상기 방법은 다음과 같다.
1) 두 개의 다이 장치에 재료를 넣는다.
2) 예비 성형 스텐실 장치를 몰드의 중간으로 이동시킨다.
3) 재료를 넣고 뒤집은 후, 몰드의 반쪽 몰드와 예비 성형 스텐실을 닫고, 내부를 고압으로 취입 성형한 후 하우징 예비 성형을 진행한다.
4) 일정 시간 동안 예비 취입 성형을 진행한 후 몰드를 연다.
5) 중간의 예비 성형 스텐실 장치를 이출하는 동시에, 어셈블리 내장기구를 몰드 중간의 지정된 위치에 넣는다.
6) 어셈블리 내장기구로 내부 연결 구조의 일측에 있는 연결 부재의 단부면을 파리손(parison)의 지정된 위치에 연결한다.
7) 어셈블리 내장기구를 이출한다.
8) 몰드를 다시 클램핑하고, 내부 연결 구조의 다른 일측에 있는 연결 부재의 단부면을 다른 일측의 파리손(parison)의 지정된 위치에 연결한다.
9) 고압으로 바람을 불어넣어 중공 탱크바디 본체의 최종 성형을 완성한다.
10) 몰드를 열고 제품을 꺼낸다.
본 발명의 개선점으로서, 상기 단계 6)의 내부 연결 구조는 지지 어셈블리 및 방파판 구조를 포함하며, 지지 어셈블리가 어셈블리 내장기구를 통해 중공 탱크바디의 내벽에 연결될 때, 지지 어셈블리의 일측에 있는 연결 부재의 단부면은 미리 예열을 진행함으로써 중공 탱크바디 내벽과의 충분한 연결을 보장할 수 있다.
본 발명은 종래기술에 비해 다음과 같은 장점이 있다. 1) 중공 탱크바디 지지 어셈블리의 지지체는 중공 원기둥 구조를 사용했는데, 이 구조는 장시간 외부의 압력을 받아도 변형되지 않으며 성형이 쉽다. 또한, 성형 공구 개발에 대한 요구가 적어 시간과 개발 원가를 절약할 수 있다. 2) 원기둥형 지지 본체에는 복수의 오목홈이 배치되며, 해당 오목홈 구조는 V형, U형 또는 반원형일 수 있다. 또한, 상기 지지 본체에서 양측 단부와 근접한 위치에 개구가 설치된다. 이로써 중공 탱크바디 내의 액체가 유입 및 유출되어 중공체 내부의 액체 저장 공간을 적게 차지하게 된다. 중공 원기둥에는 기둥체를 관통하는 복수의 개구가 설치될 수도 있다. 중공 원기둥의 오목홈 및 관통홀의 구조 설치로 인해 탱크바디가 떨어질 때 오목홈 및 관통홀의 위치에 응력이 집중되어 가장 먼저 갈라지게 되고, 이로써 지지 구조와 탱크바디 벽의 연결 부분이 파열되는 것을 피할 수 있으므로 탱크바디 벽의 완전성을 보장할 수 있다. 탱크바디 벽이 찢어질 경우, 내부에 저장된 연료가 누출되어 보다 심각한 안전사고가 발생할 수 있다. 3) 지지체의 양측과 지지 단부의 연결부분에는 반경 방향으로 연장된 "계단식" 가장자리가 설치되어, 지지 단부의 "계단식" 구조와 서로 매칭된다. 가장자리에는 동일한 비율로 간격을 둔 관통홀이 배열되어, 지지 단부와 연결할 때 지지 단부의 일부 용융 재료가 이 관통홀을 관통해, 재료가 냉각된 후 거꾸로 뽑는 구조를 형성하고, 나아가 지지 단부 및 지지체 간의 연결 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 4) 해당 기술방안은 원가가 저렴해 대규모로 보급, 응용하기에 좋다.
도 1은 본 발명의 지지 구조의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 지지 단부 구조의 모식도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 서로 다른 지지체 구조에 대한 모식도이다.
도 6 내지 도 10은 두 개의 파리손(parison)의 생산 과정을 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 지지 단부 구조의 모식도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 서로 다른 지지체 구조에 대한 모식도이다.
도 6 내지 도 10은 두 개의 파리손(parison)의 생산 과정을 도시한 모식도이다.
본 발명을 보다 자세히 이해하기 위해, 이하 실시예를 결합해 본 발명에 대해 추가적으로 설명한다.
실시예 1: 도 1 내지 도 5를 참조하면, 중공 탱크바디 지지 어셈블리는 지지체(2) 및 지지체 양단에 설치되는 지지 단부(1)를 포함하고, 상기 지지 단부에는 지지체와 연결되는 계단식 전이 어셈블리가 설치된다. 상기 지지체(2)는 중공 구조로 설치되며, 상기 지지체는 지지 본체(5) 및 베이스(6)를 포함한다. 상기 지지 단부(1)는 원형 또는 타원형 또는 사각형의 단부면을 포함하며, 상기 단부면에는 돌기 구조(3)가 설치되고, 돌기 구조의 수량과 각 돌기 구조의 횡단면 크기는 실제 연결 강도의 필요에 따라 설정된다. 해당 구조 설계를 통해 지지 단부와 하우징 벽을 간단하고 신속하게 연결할 수 있으며, 고강도 연결 성능을 만족시키는 전제 하에 제품 재료를 최소로 사용함으로써, 고성능, 저비용 및 저중량이라는 목적을 구현한다. 해당 기술방안에 따른 지지체는 중공 구조로 설치되고 가벼우며, 구조가 안정적이고 적은 재료를 사용하므로, 중공 탱크바디가 높은 과압 및 낮은 부압 하에 변형되는 것을 방지할 수 있다.
실시예 2: 도 3을 참조하면, 본 발명의 개선점으로서, 상기 지지 본체(5)는 원기둥 구조 또는 중간에 물결모양 구조가 형성된 원기둥으로 설치된다. 해당 구조는 장시간 외부의 압력을 받아도 변형되지 않으며 성형이 쉽다. 또한, 성형 공구 개발에 대한 요구가 적어 시간과 개발 원가를 절약할 수 있다.
실시예 3: 도 3을 참조하면, 본 발명의 개선점으로서, 상기 베이스(6)는 원형 또는 타원형 또는 사각형으로 설치되고, 상기 베이스에는 베이스 홀(7)이 설치된다. 가장자리에는 동일한 비율로 간격을 둔 스루 홀이 배열되어, 지지 단부와 연결할 때 지지 단부의 일부 용융 재료가 이 스루 홀을 관통해, 재료가 냉각된 후 거꾸로 뽑는 구조를 형성하고, 나아가 지지 단부와 지지체 간의 연결 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
실시예 4: 도 3을 참조하면, 본 발명의 개선점으로서, 상기 단부면과 지지체 연결부분에는 지지 단부의 계단식 구조(4)가 설치되고, 상기 지지 본체의 양단과 지지 단부의 연결부분에는 지지체 계단식 구조(15)가 설치되며, 상기 지지체 계단식 구조와 지지 단부 계단식 구조는 서로 매칭되어 계단식 전이 어셈블리를 구성한다. 지지체의 양측과 지지 단부의 연결부분에는 반경 방향으로 연장된 "계단식" 가장자리가 설치되어, 지지 단부의 "계단식" 구조와 서로 매칭된다. 이러한 설계를 통해, 지지 단부와 지지체 사이의 접촉면을 증가시킨 동시에 제품 재료도 절약했다. 지지 단부는 사출 성형 공정을 통해 지지체의 양측에 피복된다. 해당 구조는 지지 단부와 지지체 간의 연결 강도를 향상시키는 동시에 제품의 무게도 감소시켰다.
실시예 5: 도 4를 참조하면, 본 발명의 개선점으로서, 상기 지지 본체에는 오목홈(8)이 설치되고, 상기 오목홈은 V형, U형 또는 반원형으로 설치되며, 상기 지지 본체에서 양측 단부와 근접한 위치에 개구(9)가 설치된다. 이로써 중공 탱크바디 내의 액체가 유입 및 유출되어 중공체 내부의 액체 저장 공간을 적게 차지하게 된다. 중공 원기둥에는 기둥체를 관통하는 복수의 개구가 설치될 수도 있다(도 5 참조). 중공 원기둥의 오목홈 및 관통홀의 구조 설치로 인해 탱크바디가 떨어질 때 오목홈 및 관통홀의 위치에 응력이 집중되어 가장 먼저 갈라지게 되고, 이로써 지지 구조와 탱크바디 벽의 연결 부분이 파열되는 것을 피할 수 있으므로 탱크바디 벽의 완전성을 보장할 수 있다. 탱크바디 벽이 찢어질 경우, 내부에 저장된 연료가 누출되어 보다 심각한 안전사고가 발생할 수 있다. 상기 지지체는 POM, HDPE, PA, PPA, PBT, PPS, PEEK, 스테인리스강 중 하나와 같은 플라스틱일 수 있으며, 지지 단부 역시 HDPE와 같은 플라스틱일 수 있기에 오일 탱크의 상, 하 벽에 보다 편리하게 연결할 수 있다.
실시예 6: 도 6 내지 10을 참조하면, 지지 어셈블리를 포함하는 중공 탱크바디 성형 방법은 다음과 같다:
1) 두 개의 다이 장치에 재료를 넣는다(도 6 참조).
2) 예비 성형 스텐실 장치를 몰드의 중간으로 이동시킨다(도 7 참조).
3) 재료를 넣고 뒤집은 후, 몰드의 반쪽 몰드(10)와 예비 성형 스텐실(11)을 닫고, 내부를 고압으로 취입 성형한 후 하우징 예비 성형을 진행한다(도 7 참조).
4) 예비 취입 성형을 진행한 후 몰드를 연다(도 8 참조).
5) 중간의 예비 성형 스텐실(11) 장치를 이출하는 동시에, 어셈블리 내장기구를 몰드 중간의 지정된 위치에 넣는다(도 9 참조).
6) 어셈블리 내장기구는 내부 연결 구조의 일측에 있는 연결 부재의 단부면을 파리손(parison)의 지정된 위치에 연결한다. 내부 연결 구조를 배치하는 동작은 로봇을 통해 완성할 수도 있다(도 9 참조).
7) 어셈블리 내장기구를 이출한다(도 10 참조).
8) 몰드를 다시 클램핑하고, 내부 연결 구조의 다른 일측에 있는 연결 부재의 단부면을 다른 일측의 파리손(parison)의 지정된 위치에 연결한다.
9) 고압으로 바람을 불어넣어 중공 탱크바디 본체의 최종 성형을 완성한다.
10) 몰드를 열고 제품을 꺼낸다.
상기 단계 6)의 내부 연결 구조는 지지 어셈블리 및 방파판 구조를 포함하며, 지지 어셈블리가 어셈블리 내장기구를 통해 중공 탱크바디의 내벽에 연결될 때, 지지 어셈블리의 일측에 있는 연결 부재의 단부면은 미리 예열을 진행함으로써 중공 탱크바디 내벽과의 충분한 연결을 보장할 수 있다.
본 발명은 실시예 2, 3, 4, 5에서 언급한 기술적 특징을 실시예 1과 조합해 새로운 실시방식을 형성할 수도 있다.
상술한 실시예는 본 발명의 보호범위를 한정하지 않으며, 상술한 기술방안을 기초로 실시한 등가 변환 또는 대체는 모두 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 이해해야 한다.
1: 지지 단부
2: 지지체
3: 돌기 구조
4: 지지 단부의 계단식 구조
5: 지지 본체
6: 베이스
7: 베이스 홀
8: 오목홈
9: 개구
10: 반쪽 몰드
11: 예비 성형 스텐실
14: 어셈블리 내장기구
15: 지지체 계단식 구조
16: 물결모양 구조가 형성된 원기둥
2: 지지체
3: 돌기 구조
4: 지지 단부의 계단식 구조
5: 지지 본체
6: 베이스
7: 베이스 홀
8: 오목홈
9: 개구
10: 반쪽 몰드
11: 예비 성형 스텐실
14: 어셈블리 내장기구
15: 지지체 계단식 구조
16: 물결모양 구조가 형성된 원기둥
Claims (10)
- 지지체 및 지지체 양단에 설치되는 지지 단부를 포함하고, 상기 지지 단부에는 지지체와 연결되는 계단식 전이 어셈블리가 설치되는 것을 특징으로 하는 중공 탱크바디 지지 어셈블리.
- 제1항에 있어서,
상기 지지체는 중공 구조로 설치되는 것을 특징으로 하는 중공 탱크바디 지지 어셈블리. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지지체는 지지 본체 및 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 탱크바디 지지 어셈블리. - 제3항에 있어서,
상기 지지 본체는 원기둥 구조 또는 중간에 물결모양 구조가 형성된 원기둥으로 설치되는 것을 특징으로 하는 중공 탱크바디 지지 어셈블리. - 제4항에 있어서,
상기 베이스는 원형 또는 타원형 또는 사각형 또는 기타 임의의 형상으로 설치되고, 상기 베이스에는 베이스 홀이 설치되는 것을 특징으로 하는 중공 탱크바디 지지 어셈블리. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지지 단부는 원형 또는 타원형 또는 사각형의 단부면을 포함하며, 상기 단부면에는 돌기 구조가 설치되고, 상기 단부면과 지지체의 연결부분에는 지지 단부 계단식 구조가 설치되는 것을 특징으로 하는 중공 탱크바디 지지 어셈블리. - 제6항에 있어서,
상기 지지 본체의 양단과 지지 단부의 연결부분에는 지지체 계단식 구조가 설치되고, 상기 지지체 계단식 구조와 지지 단부 계단식 구조는 서로 매칭되어 계단식 전이 어셈블리를 구성하는 것을 특징으로 하는 중공 탱크바디 지지 어셈블리. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지지 본체에는 오목홈이 설치되고, 상기 오목홈은 V형, U형 또는 반원형이며, 상기 지지 본체에서 양측 단부와 근접한 위치에 개구가 설치되고, 상기 지지체는 POM, HDPE, PA, PPA, PBT, PPS, PEEK, 스테인리스강 중 하나이며, 지지 단부는 HDPE인 것을 특징으로 하는 중공 탱크바디 지지 어셈블리. - 1) 두 개의 다이 장치에 재료를 넣고;
2) 예비 성형 스텐실 장치를 몰드의 중간으로 이동시키고;
3) 재료를 넣고 뒤집은 후, 몰드의 반쪽 몰드와 예비 성형 스텐실을 닫고, 내부를 고압으로 취입 성형한 후 하우징 예비 성형을 진행하고;
4) 일정 시간동안 예비 취입 성형을 진행한 후 몰드를 열고;
5) 중간의 예비 성형 스텐실 장치를 이출하는 동시에, 어셈블리 내장기구를 몰드 중간의 지정된 위치에 넣고;
6) 어셈블리 내장기구로 내부 연결 구조의 일측에 있는 연결 부재의 단부면을 파리손(parison)의 지정된 위치에 연결하고;
7) 어셈블리 내장기구를 이출하고;
8) 몰드를 다시 클램핑하고, 내부 연결 구조의 다른 일측에 있는 연결 부재의 단부면을 다른 일측의 파리손(parison)의 지정된 위치에 연결하고;
9) 고압으로 바람을 불어넣어 중공 탱크바디 본체의 최종 성형을 완성하고;
10) 몰드를 열고 제품을 꺼내는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 중공 탱크바디 지지 어셈블리를 포함하는 중공 탱크바디 성형 방법. - 제9항에 있어서,
상기 단계 6)의 내부 연결 구조는 지지 어셈블리 및 방파판 구조를 포함하며, 지지 어셈블리가 어셈블리 내장기구를 통해 중공 탱크바디의 내벽에 연결될 때, 지지 어셈블리의 일측에 있는 연결 부재의 단부면은 미리 예열을 진행함으로써 중공 탱크바디 내벽과의 충분한 연결을 보장하는 것을 특징으로 하는 지지 어셈블리의 중공 탱크바디의 성형 방법.
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