KR20190083061A - 차량의 연료 파이프용 2피스형 락킹부재 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자동차의 연료레일에 연결된 연료 파이프에 결합되는 퀵 커넥터용 락킹부재는 2피스 분할 타잎의 링을 각각 프레스 성형하고 브레이징에 의해 일체화시켰으므로 제작이 간편하며, 무게가 가볍고 강성도 우수하다. 링은 내부링과 외부링으로 이루어지며, 내부링의 안쪽으로는 연료파이프가 통과하고 바깥쪽으로는 외부링이 체결된다.

Description

차량의 연료 파이프용 2피스형 락킹부재{2 piece type locking device for fuel pipe assembled in a car}

본 발명은 차량의 연료 파이프 락킹 부재, 더욱, 구체적으로는 차량의 연료 파이프 이중락 구조를 2 피스(2 piece)구조로 개선한 것에 관한 것이다.

차량의 연료장치는 엔진의 연소실로 분사되는 연료를 엔진의 구동 제어 정도에 따라 연속 공급하기 위한 시스템으로, 도 1에 도시한 것과 같이 연료탱크(2')로부터 연료펌프(8')에 의해 관로를 따라 흡입 펌핑되는 연료를 엔진의 연소실에 설치되는 다수의 인젝터(12')로 유통시켜 분사시킨다. 인젝터(12')들은 연료레일(10')에서 분기된 유로에 연결되며, 연료레일(10')의 일단부에는 연료압에 의한 맥동을 감소시키도록 댐퍼(22')를 구비한 밀봉 플랜지(24')가 결합된다. 또, 연료레일(10')의 타단은 연료파이프(20')에 연결되고 두 부재 사이를 밀봉 플랜지(24')가 기밀하게 밀봉하고 있다. 밀봉 플랜지(24')는 예를 들어 특허 제10-1224429호에 개시한 것과 같은 캡과 같은 마개로도 형성될 수 있다. 또는 특허 제10-2017-0067897호가 개시한 것과 같이 연료파이프와 입구 고정구를 통해 연결하고 다른 쪽은 플러그로 밀봉할 수 있다.

연료레일과 연료파이프의 연결을 흔들림 없이 유지하고 밀봉을 확실히 하는 부재로 퀵 커넥터를 생각할 수 있다. 특허 제10-1138037호는 연료호스간의 밀봉을 위하여 도 2에 도시한 것과 같이, 제1연료호스(330')가 연결된 메인바디(350')와 제2호스(310')가 연결된 록킹부재(320')를 결합한 퀵 커넥터 구조를 개시하고 있다.

현재, 연료레일과 연료파이프를 연결하는 퀵 커넥터에 관한 구조로는 예를 들어 도 3에 도시한 것과 같이 연료레일(102')의 일단에 연료파이프(104')를 연결 및 고정하는 퀵 커넥터(100')가, 락킹부재(200')와 락킹부재(200')의 외주에 체결되는 링부(112')와 링부(112')에 일체로 외측으로 돌출 연장된 날개부(110')를 포함하는 구조로 되어 있다. 링부(112')의 내주에는 일정 간격을 두고 체결 돌기(108')가 형성된다.

락킹부재(200')는, 도 4에 도시한 것과 같이, 전면의 제1링(202')과 제1링과 같은 형상의 제2링(204')과, 제1링(202')과 제2링(204')을 연결하는 슬리이브(206')로 이루어진 일체형의 실패 형상으로 제작되고, 각 부재를 관통해서는 연료파이프(104')가 통과하는 관통홀(208')이 형성된다. 또, 제1링(202')의 외주에는 키홈(210')이 형성되어, 슬리이브(206')의 외면을 둘러 링부(112')를 설치하고 날개부(110')를 회전시켜 체결 돌기(108')가 키홈(210')에 맞물리도록 함으로써, 퀵 커넥터(100')를 연료파이프(104')에 견고히 고정시키고 있다.

그런데 여기서 락킹부재(200')는 비교적 두텁고 절삭가공으로 성형되어 고비용이며 중량인 문제가 있다. 연료파이프(104')는 통상 지름 8mm, 두께 0.7mm로 제작되는데, 중량물이 현가되는 경우 진동에 취약하여 강성 보강 설계가 추가로 요구된다.

그러므로, 본 발명은 차량의 연료레일에 접속하는 연료 파이프의 퀵 커넥터 구조에 있어 경량이며, 성형이 편리하고, 비용을 절감할 수 있는 연료 파이프용 락킹 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자동차의 연료레일에 접속되는 연료파이프에 체결되는 퀵 커넥터에 적용되는 락킹부재로서, 상기 락킹부재는 내부링과 외부링이 결합되는 2피스 타잎이며, 상기 내부링에는 외부링이 체결되는 영역을 제공하는 제1테두리와 상기 연료파이프가 통과하는 공간을 제공하는 제2테두리가 형성되고, 내부링의 중심을 기준으로 상기 제1테두리의 반경은 상기 제2테두리의 반경보다 크고, 상기 외부링은 전면부의 립부와, 립부의 외주보다 다소 작은 반경을 가지도록 립부의 하면에서 다소 내부로 절곡된 위치부터 하부로 연장된 슬리이브를 포함하며, 상기 슬리이브는 외부링의 중심을 기준으로 상기 제1테두리의 반경과 실질적으로 동일한 반경을 가지는 공간을 제공하도록 형성된, 락킹부재를 제공한다.

상기 내부링은 두께가 얇은 원판형의 바디로 이루어지며, 상기 제1테두리는 바디의 일면에서 같은 간격을 두고 이격되어 복수 개 형성되며, 제2테두리는 각각의 제1테두리를 잇는 곡면 형상이고, 제1 및 제2테두리는 동일한 높이로 돌출되어 볼록한 형상을 이룰 수 있다.

상기 외부링의 슬리이브는 상기 제1테두리의 외면에 접하도록 결합되어 제2테두리와 접하지 않는 공간을 형성함으로써, 상기 내부링에 대하여 탄성 지지될 수 있다.

상기 내부링과 외부링은 프레스 성형 공법에 의하여 제작되는 것이 바람직하다.

상기 내부링과 외부링은 브레이징 공법에 의하여 일체로 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명은 프레스 성형 공법에 의하여 제작이 편리하며, 중량이 가벼워 별도의 강성 보강 부재가 불필요하고, 강도가 높으며, 원가를 절감하는 한편, 대량 생산에 유리한 락킹부재를 제공한다는 효과를 발휘한다.

도 1은 선행특허의 차량의 연료 장치의 전체 구성도,
도 2는 또 다른 선행특허의 퀵 커넥터의 사시도,
도 3은 선행기술의 연료레일, 연료파이프 및 퀵 커넥터를 보시한 조립도,
도 4는 도3의 락킹부재의 사시도,
도 5는 본 발명의 내부링의 사시도,
도 6은 본 발명의 외부링의 사시도,
도 7은 본 발명의 내부링과 외부링이 결합한 락킹부재의 사시도, 그리고
도 8은 본 발명의 락킹부재가 적용된 퀵 커넥터가 연료파이프에 체결된 것을 도시한 사시도,
도 9a는 본 발명의 락킹부재가 적용된 퀵 커넥터가 연료파이프에 체결된 경우 연료레일 접속부에서의 응력 분포를 보이는 프로파일, 그리고
도 9b는 도 3의 락킹부재가 적용된 퀵 커넥터가 연료파이프에 체결된 경우 연료레일 접속부에서의 응력 분포를 보이는 프로파일이다.

이하 본 발명의 일부 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제1, 제2, ), ?), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 '연결', '설치' 또는 '부착'한다고 할 때 이는 구성요소간의 직접적인 연결 또는 직접적인 설치나 부착만을 의미하는 것이 아니라 간접적인 것 또는 다른 구성요소를 통한 연결, 설치 또는 부착을 포함하는 것으로 최대한 광의로 해석되어야 한다.

본 발명은 자동차 연료레일에 접속하는 연료파이프의 퀵 커넥터 구조를 2피스 형태의 락킹부재(100)로 개선한 점에 특징이 있다, 락킹부재(100)는 내부링(10)과 외부링(20)의 2피스로 이루어지며, 이들은 프레스 공법으로 제작된다.

도 5는 본 발명의 내부링(10)의 사시도이다. 내부링(10)은 두께가 얇은원판형의 바디(102)로 이루어진다. 바디(102)의 일면에는 사각형상의 제1테두리(14,14,14)가 등 간격을 두고 도시한 예에서는 3개 입설되며, 각각의 제1테두리(14,14,14)사이를 원호 형상의 제2테두리(16,16,16)가 일체로 연결하고 있다. 제1 및 제2테두리(14,,14,16,,16)는 동일하게 소정 높이(h1) 돌출되어 볼록한 형상을 이룬다. 제1 및 제2테두리(14,,14,16,,16)는 내부링(10)에 있어 전체적으로 동일한 형상의 3개의 윙(wing)을 제공한다.

제1 및 제2테두리(14,,14,16,,16)의 내부는 빈 공간이며, 중심(O)을 기준으로 제2테두리(16,...,16)의 내주면은 반경(R0)의 영역(C0)을 제공하고, 제1테두리(14,,14)의 외주면은 반경(R1)의 영역(C1)을 제공한다. 후술하는 것과 같이, 영역(C0)으로는 연료파이프(40)가 압입되어 통과하며, 영역(C1)의 반경(R1)을 따라서는 외부링(20)의 슬리이브(24)가 체결된다. 따라서, 반경(R1)은 반경(R0)보다 크며, 반경(R0)은 연료파이프의 외주와 같거나 근소한 크기만큼 크도록 제작되는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 외부링(20)의 사시도이다. 외부링(20)은 원형으로 전면부의 립부(22)와 립부(22)의 외주보다 다소 작은 반경(R2)을 가지도록 립부(22)의 하면에서 다소 내부로 절곡된 위치부터 하부로 연장된 슬리이브(24)를 포함한다. 슬리이브(24)는 중심(O')을 기준으로 반경(R2)을 가지는 빈 공간을 제공한다.

외부링(20)은 내부링(10)과 긴밀하게 결합되도록 슬리이브(24)의 높이(h2)는 내부링(10)에서의 높이(h1)와 동일하거나 근소한 유격을 허용하는 만큼큰 것이 바람직하다. 또, 외부링(20)에서 반경(R2)은 내부링(10)에서의 직경(R1)과 동일하거나 근소한 유격을 허용하는 만큼 큰 것이 바람직하다.

미설명부호(26)는 도 4의 키홈(210')에 해당하는 구성이다.

이상 설명한 본 발명의 내부링(10)과 외부링(20)은 종래의 1피스형에 비하여 얇고 가볍다. 또한. 볼록한 테두리부와 슬리이브를 형성하는 간단한 작업으로 제작할 수 있으므로, 종래와 같은 절삭 가공이 아닌 프레스 공법을 적용하여 성형할 수 있으므로 제작 비용과 시간을 단축할 수 있다. 내부링(10)과 외부링(20)은 동일한 재질로 제작하는 것이 바람직하다.

도 7은 이상 설명한 본 발명의 내부링(10)과 외부링(20)을 결합한 락킹부재(100)를 도시하고 있다. 두 부재는 브레이징(brazing) 공법에 의하여 간극 없이 견고하게 일체화된다. 이때, 외부링(20)의 슬리이브(24)가 실제 접촉하여 결합되는 부분은 물리적으로는 제1테두리(14,,14)이고, 제1테두리(14,,14)와 제2테두리(16,,16)사이의 공간은 비게 되므로, 외부링(20)은 내부링(10)에 대하여 어느 정도 변형 가능하도록 탄성 지지된다.

이후, 전술한 것과 같이, 날개부(110')를 회전시켜 링부(112')의 체결 돌기(108')가 키홈(26)에 맞물리도록 함으로써, 외부링(20)에 대한 내부링(10)의 결합과 연료파이프에 대한 퀵 커넥터의 전체 결합이 완료된다.

도 8은 이상의 공정을 통해 완성된 퀵 커넥터(200)가 연료레일(30)에 접속된 연료파이프(40)에 체결된 것을 도시하고 있다. 내부링(10)이 제공하는 영역(C0)을 연료파이프(40)가 통과하고 있다. 링부(112')의 내면은 외부링(20)의 슬리이브(24)를 압입하지만, 슬리이브(24)는 제1테두리(14)에 의하여 탄성 지지되므로, 링부(112')를 강하게 조여도 슬리이브(24)가 마모 또는 훼손될 우려는 없으며, 따라서 날개부(110')의 부담 없는 조작이 가능한 장점이 있다.

도 9a는 본 발명의 락킹부재가 적용된 퀵 커넥터가 연료파이프에 체결된 경우 연료레일 접속부에서의 응력 분포를 보이는 프로파일이고, 도 9b는 도 3의 락킹부재가 적용된 퀵 커넥터가 연료파이프에 체결된 경우 연료레일 접속부에서의 응력 분포를 보이는 프로파일이다.

도 9b의 선행기술에서는 372.41hz의 주파수에 대하여 최대 17,195Mpa의응력이 비교적 넓은 영역(A)에 걸쳐 분포한다. 이에 대하여, 본 발명의 경우 선행기술보다 높은 386.71hz의 주파수를 가한 경우에도 최대 14,123MPa의 응력이 아주 좁은 영역(A)에 분포하며, 전반적인 응력치 역시 선행기술보다 현저히 낮은 분포를 보인다. 이는 본 발명이 종래의 1피스형에 비하여 얇고 가볍기 때문이며, 따라서 연료레일 접속부 주위의 전체 강도를 향상시킬 수 있음을 의미한다.

이상은 본 발명의 실시예를 예로 설명하였으나, 이들은 본 발명의 권리범위를 제한하지 않으며, 본 발명에 대해서는 다양한 변경 또는 수정이 가능하고, 이들 역시 본 발명의 권리범위에 속한다.

내부링(10)은 연료파이프(40)가 통과하는 공간 및 외부링(20)이 체결되는 영역을 동시에 제공할 수 있는 한, 제1 및 제2테두리(14,,14,16,,16)의 형상과 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 가령, 테두리 전체를 다각형으로 하고, 내접원을 영역(C0)으로, 외접원을 영역(C1)으로 구성하거나 테두리 전체를 원형으로 구성할 수도 있다.

또, 락킹부재의 2피스 타잎은 연료레일에 접속하는 연료파이프뿐만 아니라 2개의 파이프나 관을 연결하는 구조에 두루 적용할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 권리범위는 이하 기술하는 청구범위와 동일 또는 균등한 영역에까지 미친다.

Claims (5)

1. 자동차의 연료레일에 접속되는 연료파이프에 체결되는 퀵 커넥터에 적용되는 락킹부재로서, 상기 락킹부재는 내부링과 외부링이 결합되는 2피스 타잎이며, 상기 내부링에는 외부링이 체결되는 영역을 제공하는 제1테두리와 상기 연료파이프가 통과하는 공간을 제공하는 제2테두리가 형성되고, 내부링의 중심을 기준으로 상기 제1테두리의 반경은 상기 제2테두리의 반경보다 크고, 상기 외부링은 전면부의 립부와, 립부의 외주보다 다소 작은 반경을 가지도록 립부의 하면에서 다소 내부로 절곡된 위치부터 하부로 연장된 슬리이브를 포함하며, 상기 슬리이브는 외부링의 중심을 기준으로 상기 제1테두리의 반경과 실질적으로 동일한 반경을 가지는 공간을 제공하도록 형성된, 락킹부재.
2. 제 1항에 있어서, 상기 내부링은 두께가 얇은 원판형의 바디로 이루어지며, 상기 제1테두리는 바디의 일면에서 같은 간격을 두고 이격되어 복수 개 형성되며, 제2테두리는 각각의 제1테두리를 잇는 곡면 형상이고, 제1 및 제2테두리는 동일한 높이로 돌출되어 볼록한 형상을 이루는, 락킹부재.
3. 제 2항에 있어서, 상기 외부링의 슬리이브는 상기 제1테두리의 외면에 접하도록 결합되어 제2테두리와 접하지 않는 공간을 형성함으로써, 상기 내부링에 대하여 탄성 지지되는, 락킹부재.
4. 제 3항에 있어서, 상기 내부링과 외부링은 프레스 성형 공법에 의하여 제작되는, 락킹부재.
5. 제 4항에 있어서, 상기 내부링과 외부링은 브레이징 공법에 의하여 일체로 결합되는, 락킹부재.
   
   

Images