KR20230150475A - 차량의 스틸 연료탱크 - Google Patents

Abstract

차량의 스틸 연료탱크 내부에 위치되는 플라스틱 배플, 차량의 스틸 연료탱크 내측면에 설치된 고정부, 배플에 마련되고, 고정부가 삽입되는 관통홀이 형성된 조립부 및 관통홀에 고정부가 삽입된 상태에서 고정부에 체결되어 플라스틱 배플과 스틸 연료탱크를 일체화시키는 체결부를 포함하는 차량의 스틸 연료탱크가 소개된다.

Description

차량의 스틸 연료탱크 {STEEL FUEL TANK FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 스틸 연료탱크에 관한 것으로서, 구체적으로는 스틸 연료탱크에 스틸 재질이 아닌 플라스틱 재질의 배플이 안정적으로 조립될 수 있는 구조가 마련된 차량의 스틸 연료탱크에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 엔진의 실린더에 공급되는 가솔린 또는 경유 등을 포함하는 연료를 저장하는 연료탱크와 요소수를 저장하는 요소수 탱크 등 유체를 저장하는 탱크가 설치되어 있다.

유체를 저장하는 탱크는 얇은 강판으로 이루어진 장방형의 형상으로 소정의 용적을 갖는 통 형상이기 때문에, 차량이 급제동하거나 급출발할 때 내부에 저장되어 있는 유체의 쏠림이 발생한다.

특히 연료탱크의 경우, 위와 같은 유체의 쏠림에 의해 발생하는 연료의 슬러싱(slushing) 현상이 문제가 되고 있다. 이러한 슬러싱은 차량의 주행 중 진동 등에 의해 발생하는 비선형 유동현상을 의미한다.

연료탱크 내 슬러싱은 연료량이 50 ~ 70%일 때 가장 많이 발생하는 것으로 알려져 있으며, 슬러싱에 의해 연료탱크 내에 저장되어 있는 유체가 흔들리면서 탱크 내벽에 부딪혀서 충격에 의한 소음이 발생하게 된다.

즉, 슬러싱 현상으로 인해 연료탱크의 내벽에 충격이 가해지게 되면 연료탱크의 변형, 소음 및 진동 등이 발생하기 때문에 연료탱크 내벽에 대한 연료의 유동 충격을 완화화여 소음을 저감시키는 여러 방법들이 필요한 실정이다.

이와 같은 연료탱크의 슬러싱 소음은 오래전부터 문제점으로 지적되어 왔으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 일반적으로 가장 많이 사용하는 방법은 연료탱크 내에 다수개의 통공을 가진 배플을 설치하는 것이다.

스틸 재질의 연료탱크의 경우, 통공을 가진 다수개의 배플을 연료탱크 내에 수직 또는 수평방향으로 설치하여 내부에 저장된 연료가 일측으로 쏠리는 현상을 방지한다. 이때, 배플을 연료탱크와 동일한 스틸 재질로 제작한 뒤, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 연료탱크 내측면에 스폿 용접(Spot welding)하여 고정하게 된다.

그러나 이러한 방법은 스틸 재질의 한계에 의해 배플의 설계 형상 자유도가 떨어지고, 제조원가 및 중량 상승이 과다한 문제가 있다. 또한, 배플 고정을 위해 스폿 용접을 하므로 용접점 부위의 부식으로 인한 연료 누유가 발생하는 문제가 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.

KR 10-0581795 B1

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 스틸 연료탱크에 플라스틱 재질의 배플이 안정적으로 조립될 수 있는 조립부, 고정부 및 체결부를 구비함으로써, 차량의 스틸 연료탱크의 원가가 절감되고 연료탱크의 중량을 감소시킬 뿐만 아니라, 배플의 설계 형상 자유도가 향상되는 차량의 스틸 연료탱크를 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크는, 차량의 스틸 연료탱크 내부에 위치되는 플라스틱 배플, 차량의 스틸 연료탱크 내측면에 설치된 고정부, 배플에 마련되고, 고정부가 삽입되는 관통홀이 형성된 조립부 및 관통홀에 고정부가 삽입된 상태에서 고정부에 체결되어 플라스틱 배플과 스틸 연료탱크를 일체화시키는 체결부를 포함한다.

본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크에서 조립부의 하부면과 차량의 스틸 연료탱크 내측면 사이에는 소정의 간극이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크의 조립부는 관통홀의 형상을 따라 체결부의 체결 방향으로 단차가 형성되도록 단차부가 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크의 배플은 조립부와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 격벽을 이루는 배플바디를 더 포함하고, 단차부는 관통홀의 형상을 따라 형성되되, 일측이 배플바디를 향하도록 연장되어 연장부 끝단에 개방부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크의 체결부는 플랜지부가 형성되어 플랜지부의 하부면과 단차부의 상부면이 면 접촉하면서 고정부에 체결될 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크의 배플은 조립부와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 연장된 격벽을 이루는 배플바디를 더 포함하고, 배플바디의 외측면에는 상하 방향 또는 수평 방향으로 복수의 리브가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크의 배플은 조립부와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 연장된 격벽을 이루는 배플바디를 더 포함하고, 조립부는 복수개로 형성되되, 배플바디를 기준으로 배플바디의 일측 또는 타측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크의 배플바디는 복수의 조립부와 각각 연결된 복수의 조립바디 및 각 조립바디를 연결하는 연결바디로 이루어지고, 연결바디의 두께는 조립바디의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크의 배플바디는 복수의 조립부와 각각 연결된 복수의 조립바디 및 각 조립바디를 연결하는 연결바디로 이루어지고, 연결바디는 조립바디와의 연결지점에서 절곡부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크에서 배플바디의 외측면에는 수평 방향으로 복수의 리브가 형성되되, 절곡부가 형성된 지점의 리브는 절곡부가 형성되지 않은 지점의 리브보다 두께가 두껍게 형성될 수 있다.

본 발명의 차량의 스틸 연료탱크에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 종래의 스틸 재질 배플 대신 플라스틱 재질의 배플을 사용하므로, 제조원가 및 중량이 절감될 수 있다.

둘째, 플라스틱 재질의 특성상 배플의 설계 형상 자유도가 향상될 수 있다.

셋째, 조립부에 단차부를 형성함으로써 체결부와의 마찰을 통한 추가적인 강성을 확보하여 플라스틱 배플을 스틸 연료탱크에 안정적으로 조립할 수 있다.

넷째, 조립부에 개방부를 형성하여 사출 성형 제작이 용이한 장점이 있다.

도 1은 종래의 차량의 스틸 연료탱크에 스틸 배플이 적용된 것을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에서 A 영역의 확대도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스틸 연료탱크의 내부에 플라스틱 배플이 적용된 것을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 배플을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립부를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부, 조립부 및 체결부가 결합되는 과정을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부, 조립부 및 체결부가 결합된 상태를 나타낸 측면도.
도 9는 조립부의 단차부 형상을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 배플의 평면도.

이 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 여러 실시형태에 대한 구성 및 작용원리를 상세하게 설명한다.

도 1은 종래의 차량의 스틸 연료탱크(1)에 스틸 배플이 적용된 것을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에서 A 영역의 확대도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)의 내부에 플라스틱 배플(2)이 적용된 것을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 배플(2)을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립부(200)를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100)를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100), 조립부(200) 및 체결부(300)가 결합되는 과정을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100), 조립부(200) 및 체결부(300)가 결합된 상태를 나타낸 측면도이며, 도 9는 조립부(200)의 단차부(210) 형상을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 배플(2)의 평면도이다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 차량의 연료탱크(1) 분야에서의 고질적인 문제를 우선 제시하면서, 이를 해결하기 위한 본 발명의 핵심적 특징들을 순차적으로 설명하기로 한다.

일반적으로 차량의 엔진은 연소실의 연료를 연소시켜 발생되는 폭발력을 이용해 크랭크샤프트를 회전시킴으로써 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다. 엔진은 연소실에서 연소될 연료가 지속적으로 공급되어야 하며, 연료의 지속적인 공급을 위해 차량에는 일정량의 연료를 저장할 수 있는 연료탱크(1)가 구비된다.

이러한 연료탱크(1)는 일반적으로 스틸 재질의 얇은 강판으로 형성된 상판과 하판을 서로 용접 결합하여 외관을 형성하고, 상판과 하판 사이에는 연료가 저장되는 내부공간이 형성된다.

연료탱크(1)의 내부공간에 저장된 연료는 차량의 주행시 연료탱크(1) 내에서 불특정한 방향으로 쏠림 현상이 발생하게 되며, 이로 인해 연료의 비선형 유동현상인 슬러싱 현상이 문제된다.

다시 말해, 슬러싱 현상으로 인해 연료탱크(1) 내의 연료가 유동되고, 이에 따라 연료탱크(1) 내벽에 충격이 가해지게 되면 연료탱크(1)의 강판이 변형되거나 충격에 의한 소음 등이 발생하게 되는 문제가 있다.

이와 같은 연료탱크(1)의 슬러싱 소음은 차량의 연료탱크(1) 분야에서 오래전부터 문제점으로 지적되어 왔으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 일반적으로 가장 많이 사용하는 방법은 연료탱크(1) 내에 다수개의 통공을 가진 배플(2)을 설치하는 것이다.

즉, 다수개의 통공을 가진 배플(2)을 연료탱크(1) 내에 수직 또는 수평방향으로 설치하여 내부에 저장된 연료가 일측으로 쏠리는 현상을 방지한다. 이때, 배플을 연료탱크(1)와 동일한 스틸 재질로 제작한 뒤, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 연료탱크(1) 내측면(11)에 스폿 용접하여 고정하게 된다.

여기서 스폿 용접이란 용접하려는 2매 이상의 금속판을 겹친 상태에서 압력을 가한 후, 통전시켜 금속판 사이의 접촉저항과 금속판의 고유저항에 의해 발생되는 열에 의해 금속을 용융시켜 접합하는 용접법을 의미한다.

그러나 이러한 방법은 용접점 부위가 부식되는 경우 배플(2)이 연료탱크(1) 내에 제대로 고정되지 않거나, 연료가 누유되는 문제가 있다.

또한, 스틸 재질의 한계에 의해 배플의 설계 형상 자유도가 떨어지고, 스틸 재질 자체의 중량에 의한 중량 상승 문제가 있으며, 중량은 감소시키면서도 강성을 확보하기 위해 다른 금속 재료를 사용하는 경우 원가가 상승하게 되는 문제가 있다.

이에, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)는, 종래의 스틸 재질 배플 대신 플라스틱 재질의 배플(2)을 사용하여 배플(2)의 설계 형상 자유도를 향상시킴과 아울러, 제조원가 및 중량을 절감하고, 별도의 조립부(200), 고정부(100) 및 체결부(300)를 형성하여 스폿 용접 방식을 사용하지 않고도 배플(2)이 연료탱크(1)에 안정적으로 조립될 수 있는 구조를 제시하고자 하는 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 각 구성요소들이 갖는 핵심적 특징들을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 배플(2)을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립부(200)를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100)를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100), 조립부(200) 및 체결부(300)가 결합되는 과정을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100), 조립부(200) 및 체결부(300)가 결합된 상태를 나타낸 측면도이다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)는, 차량의 스틸 연료탱크(1) 내부에 위치되는 플라스틱 배플(2), 차량의 스틸 연료탱크(1) 내측면(11)에 설치된 고정부(100), 배플(2)에 마련되고, 고정부(100)가 삽입되는 관통홀(201)이 형성된 조립부(200) 및 관통홀(201)에 고정부(100)가 삽입된 상태에서 고정부(100)에 체결되어 플라스틱 배플(2)과 스틸 연료탱크(1)를 일체화시키는 체결부(300)를 포함한다.

고정부(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 스터드 볼트(Stud Bolt)가 활용될 수 있다. 스터드 볼트는 볼트 전체가 나사산으로 되어 있는 볼트로서, 한 쪽 끝은 본체에 결합하고 다른 쪽 끝에는 너트를 끼워 조임으로서 본체와 또 다른 구성을 결합하여 고정하는 역할을 한다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이 고정부(100)는 한 쪽 끝이 차량의 스틸 연료탱크(1) 내측면(11)에 설치되고 다른 쪽 끝에는 체결부(300)를 끼워 조임으로서 고정부(100)와 체결부(300) 사이에 위치하는 조립부(200)를 고정하게 된다. 이때, 조립부(200)는 플라스틱 배플(2)에 마련되어, 고정부(100)에 체결부(300)를 체결함에 따라 플라스틱 배플(2)과 스틸 연료탱크(1)가 결합되어 일체화된다.

조립부(200)에는 고정부(100)가 삽입되는 관통홀(201)이 형성되며, 관통홀(201)의 하부를 통해 고정부(100)가 삽입된 상태에서 관통홀(201)의 상부로 노출된 고정부(100)에 체결부(300)가 체결된다.

결국, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)는, 위와 같이 조립부(200), 고정부(100) 및 체결부(300)의 결합 구조를 구비함으로써 기존의 스팟 용접 방식을 사용하지 않고도 연료탱크(1) 내부에 배플(2)을 안정적으로 고정할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 스팟 용접을 사용하지 않으므로 플라스틱 재질의 배플(2)을 사용할 수 있고, 이에 따라 기존의 스틸 재질 배플에 비해 중량 및 원가를 절감할 수 있다. 그리고 플라스틱 재질을 사용함으로써 배플(2)의 설계 형상 자유도가 상승함에 따라 기존보다 복잡한 형상의 배플(2)을 활용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 작업자의 작업시 안전문제 등의 우려가 있어 고도의 집중력을 요하는 용접공정에 비해 비교적 편리한 조립 방식을 활용할 수 있어 작업자의 작업 효율이 개선되며, 용접점 부위의 부식 문제 등을 근본적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100), 조립부(200) 및 체결부(300)가 결합된 상태를 나타낸 측면도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)에서 조립부(200)의 하부면과 차량의 스틸 연료탱크(1) 내측면(11) 사이에는 소정의 간극(400)이 형성될 수 있다.

이는, 플라스틱 배플(2)이 기울어짐 없이 연료탱크(1) 내부에 안정적으로 설치되도록 함과 더불어, 스틸 연료탱크(1) 내측면(11)의 형상 자유도를 증대시키기 위한 것으로 이해될 수 있다.

이에 대해 구체적으로 살펴보면, 조립부(200)의 하부면 전체가 차량의 스틸 연료탱크(1) 내측면(11)과 직접적으로 면 접촉하도록 형성하는 경우 다음과 같은 2가지 문제가 발생할 수 있다.

첫째, 조립부(200)의 하부면과 스틸 연료탱크(1) 내측면(11)이 서로 정확하게 평행을 이루지 않는 경우, 조립부(200)를 설치함에 있어서 조립부(200)의 하부면과 스틸 연료탱크(1) 내측면(11) 사이에 들뜸 구간이 형성되어 플라스틱 배플(2)이 기울어진 상태로 스틸 연료탱크(1)와 결합되거나 결합된 상태에서 유동이 발생하여 플라스틱 배플(2)과 스틸 연료탱크(1)의 결합력이 약화될 수 있다.

둘째, 스틸 연료탱크(1) 내측면(11)에 절곡되거나 만곡되는 형상(즉, 굴곡이 있는 경우)이 존재하는 경우, 플라스틱 배플(2)과 스틸 연료탱크(1)의 결합을 제대로 수행할 수 없게 되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)는, 도 8에 도시된 바와 같이 조립부(200)의 하부면과 스틸 연료탱크(1) 내측면(11)에 소정의 간극(400)을 형성함으로써 위와 같은 2가지 문제를 극복하고자 하는 것이다.

즉, 조립부(200)의 하부면에서 고정부(100)가 삽입되는 관통홀(201)이 형성된 영역을 포함한 일부분만 스틸 연료탱크(1) 내측면(11)에 직접적으로 면 접촉되도록 하고, 그 외 영역(관통홀(201)이 형성되지 않은 영역을 의미함)은 스틸 연료탱크(1) 내측면(11)과 소정의 간극(400)을 형성하는 것이다.

이에 따라, 스틸 연료탱크(1) 내부에 플라스틱 배플(2)의 안정적인 설치를 도모하면서도, 스틸 연료탱크(1) 내측면(11)의 형상 자유도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립부(200)를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100), 조립부(200) 및 체결부(300)가 결합되는 과정을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100), 조립부(200) 및 체결부(300)가 결합된 상태를 나타낸 측면도이고, 도 9는 조립부(200)의 단차부(210) 형상을 나타낸 도면이다.

도 5 및 도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)의 조립부(200)는 관통홀(201)의 형상을 따라 체결부(300)의 체결 방향으로 단차가 형성되도록 단차부(210)가 마련될 수 있다.

단차부(210)는 조립부(200)에서 고정부(100)가 삽입되는 관통홀(201)이 형성된 영역을 포함하여 형성됨이 바람직하다. 고정부(100)는 관통홀(201)의 하부를 통해 삽입되어 일부분이 관통홀(201)의 상부로 노출되며, 노출된 고정부(100)의 일부분에 체결부(300)가 체결됨으로써 비로소 조립부(200)를 고정하는 기능을 수행하게 된다.

이때, 고정부(100)의 단면적은 관통홀(201)의 단면적보다 다소 작게 형성되어 고정부(100)의 외측면과 관통홀(201)의 내측면(11) 사이의 공간에 체결부(300)가 삽입 끼움 방식으로 체결된다.

따라서 조립부(200), 고정부(100) 및 체결부(300)의 결합이 완료된 상태에서 차량의 주행에 따라 연료탱크(1) 내부에 유동이 발생하는 경우, '고정부(100)-조립부(200)-체결부(300)'의 순서로 결합된 지점에 유동에 의한 하중 쏠림 현상이 발생하게 된다.

이에 따라 조립부(200), 고정부(100) 및 체결부(300) 중 어느 하나 또는 그 이상이 파손되어 플라스틱 배플(2)과 스틸 연료탱크(1)의 결합력이 약화될 수 있다.

이에, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)의 조립부(200)는 도 9에 도시된 바와 같이 관통홀(201)의 형상을 따라 형성되고, 도 8에 도시된 바와 같이 체결부(300)의 체결 방향으로 단차가 형성되도록 마련된 단차부(210)를 구비함으로써 위와 같은 하중 쏠림 현상 발생에 대비한 추가적인 강성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 추후 살펴볼 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)의 체결부(300)에는 플랜지부(310)가 형성될 수 있다. 이때 단차부(210)가 체결부(300)의 플랜지부(310)와 면 접촉됨으로써 플라스틱 배플(2)과 스틸 연료탱크(1)의 결합력을 더욱 극대화할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립부(200)를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100), 조립부(200) 및 체결부(300)가 결합된 상태를 나타낸 측면도이며, 도 9는 조립부(200)의 단차부(210) 형상을 나타낸 도면이다.

도 5, 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)의 배플(2)은 조립부(200)와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 격벽을 이루는 배플바디(220)를 더 포함하고, 단차부(210)는 관통홀(201)의 형상을 따라 형성되되, 일측이 배플바디(220)를 향하도록 연장되어 연장부 끝단에 개방부(211)가 형성될 수 있다.

여기서 개방부(211)는 본 발명에 따른 플라스틱 배플(2)을 손쉽게 사출 성형 제작할 수 있게 하여 궁극적으로는 제작 공정을 단순화하기 위한 구성에 해당한다.

사출 성형이란 금형을 이용한 부품 성형법 중 하나로서, 보다 구체적으로는 플라스틱 또는 금속 재료(이하, '모재'라 한다.)를 가열해서 녹인 후 금형에 주입하고 냉각시킴으로써 원하는 형상의 부품을 제작하는 방법을 의미한다.

사출 성형은 다양한 형태의 부품을 연속해서 신속하게 제조할 수 있어, 일반적으로 복잡한 형상을 갖는 부품의 대량 생산에 적합한 가공 기술로 분류된다.

사출 성형을 사용하는 경우, 금형에 주입된 모재의 냉각 후에는 금형을 사출 방향과 반대 방향으로 추출함으로써 금형과 모재를 분리하게 된다. 이때, 부품의 설계 조건에 따라 사출 방향과 수직 또는 경사진 방향으로 부품에 추가적인 형상이 형성될 수 있다. 이러한 경우 모재의 냉각 후 금형의 분리가 어려운 문제가 있으며, 이를 소위 언더컷(Under-cut)이라 한다.

이러한 언더컷을 해소하기 위한 방안으로서, 사출 방향과 수직으로 움직이는 슬라이드 코어(Slide Core) 또는 경사진 방향으로 움직이는 경사코어(Angular Core) 등을 사용함이 일반적이다.

본 발명의 경우, 배플(2)은 조립부(200) 및 조립부(200)와 수직하는 방향으로 형성된 배플바디(220)를 구성요소로 하고 조립부(200)에는 단차부(210)가 형성되므로, 단차부(210)를 형성하기 위해서는 배플바디(220) 형성을 위한 사출 방향과 수직으로 움직이는 슬라이드 코어가 필요하게 된다.

그러나 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이 단차부(210)의 일측이 배플바디(220)를 향하도록 연장되어 연장부 끝단에 개방부(211)를 형성하는 경우, 개방부(211)를 통해 단차부(210) 형성을 위한 형태로 제작된 금형을 삽입 또는 인출할 수 있게 된다.

따라서 배플바디(220) 형성을 위한 사출 방향과 동일한 방향으로 성형이 가능하여, 단차부(210) 형성을 위한 별도의 슬라이드 코어를 구비할 필요가 없게 된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 플라스틱 배플(2)의 제작시, 보다 간단한 방법으로 사출 성형이 가능하여 제작 공정이 단순화되는 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(100), 조립부(200) 및 체결부(300)가 결합되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)의 체결부(300)는 플랜지부(310)가 형성되어 플랜지부(310)의 하부면과 단차부(210)의 상부면이 면 접촉하면서 고정부(100)에 체결될 수 있다.

이는, 앞서 살펴본 바와 같이 플라스틱 배플(2)과 스틸 연료탱크(1)의 결합력을 더욱 극대화하기 위한 것으로 이해될 수 있다.

즉, 본 발명의 체결부(300)는 플랜지부(310)가 형성된 플랜지 너트가 활용될 수 있다. 여기서 플랜지 너트는 한 쪽면이 넓고 평평한 모양의 너트로서, 너트가 볼트에 체결되는 경우 너트의 유지력을 플랜지부(310) 표면에 고르게 분산시킴으로써 안정적인 고정력을 확보할 수 있도록 한다.

따라서 본 발명의 체결부(300)는 플랜지부(310)가 형성되어 플랜지부(310)의 하부면이 단차부(210)의 상부면과 면 접촉하면서 고정부(100)에 체결됨으로써, 단차부(210)의 상부면과 하부면의 마찰력을 통해 추가적인 결합력을 확보하고, 체결부(300)의 유지력을 플랜지부(310) 표면에 고르게 분산시켜 더욱 안정적인 고정력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 배플(2)을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)의 배플(2)은 조립부(200)와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 연장된 격벽을 이루는 배플바디(220)를 더 포함하고, 배플바디(220)의 외측면에는 상하 방향 또는 수평 방향으로 복수의 리브(224)가 형성될 수 있다.

스틸 연료탱크(1) 내부에 설치되는 배플(2)은 일종의 격벽 역할을 하여 연료탱크(1) 내부에서 유동되는 연료의 이동에 저항을 줌으로써 연료의 출렁거림을 최대한 억제하게 되고, 이를 통해 연료 유동에 따른 유동음 소음을 줄이도록 설계된다.

따라서, 본 발명의 배플(2)은 조립부(200)와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 연장된 격벽을 이루는 배플바디(220)를 더 포함하여 연료탱크(1) 내부 연료의 유동음을 저감시킬 수 있다.

이러한 격벽에는 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 통공이 형성될 수 있고, 이와 같은 다수의 통공을 사출 성형 방식으로 형성하는 경우, 배플(2)이 뒤틀리거나 형상이 변형되는 문제가 발생한다.

이에, 본 발명은 배플바디(220)의 외측면에 상하 방향 또는 수평 방향으로 복수의 리브(224)를 형성함으로써, 배플(2)의 성형시 변형의 정도를 최소화하고자 한다.

여기서 리브(224)란 제품의 성형시 하중을 지지하여 분산시키거나 변형을 방지하기 위한 보강 영역을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

즉, 배플바디(220)에 다수의 통공을 형성하는 경우, 각 통공의 주변부를 상하 방향 또는 수평 방향으로 형성된 리브(224)를 통해 보강함으로써, 설계 형상에 부합한 배플(2)을 확보할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 배플(2)을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 배플(2)의 평면도이다.

도 4 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)의 배플(2)은 조립부(200)와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 연장된 격벽을 이루는 배플바디(220)를 더 포함하고, 조립부(200)는 복수개로 형성되되, 배플바디(220)를 기준으로 배플바디(220)의 일측 또는 타측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 배플(2)은 조립부(200)와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 연장된 격벽을 이루는 배플바디(220)를 더 포함하여 연료탱크(1) 내부 연료의 유동음을 저감시킬 수 있다.

그리고 조립부(200)는 플라스틱 배플(2)의 설계 조건에 따라 복수개가 형성될 수 있다. 이때, 각 조립부(200)는 배플바디(220)를 기준으로 배플바디(220)의 일측 또는 타측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

도 10을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 10에 도시된 배플바디(220)를 기준으로 상측을 일측, 하측을 타측으로 표현하기로 한다. 즉, 도 10에서는 3개의 조립부(200) 중 2개의 조립부(200)가 배플바디(220)의 일측으로 돌출되어 형성되고, 나머지 1개의 조립부(200)는 배플바디(220)의 타측으로 돌출되어 형성되어 있다.

이와 같이 복수개의 조립부(200)가 배플바디(220)의 일측 또는 타측에 형성됨에 따라, 연료탱크(1) 내 연료의 유동에 따라 배플바디(220)의 일측 또는 타측 중 어느 측면으로 압력이 가해지더라도 배플(2)이 연료탱크(1) 내에서 안정적으로 유지될 수 있는 강성이 확보된다. 이에 따라, 플라스틱 배플(2)이 연료의 유동음 저감 기능을 안정적으로 수행할 수 있게 되는 장점이 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 배플(2)의 평면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)의 배플바디(220)는 복수의 조립부(200)와 각각 연결된 복수의 조립바디(221) 및 각 조립바디(221)를 연결하는 연결바디(222)로 이루어지고, 연결바디(222)의 두께는 조립바디(221)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.

여기서 조립바디(221) 또는 연결바디(222)와 같은 명칭은 본 발명의 이해를 돕기 위해 배플바디(220)를 일부 영역 내지 구간으로 분리하면서 각 구간의 특징에 따라 정의한 것에 불과하며, 이러한 명칭에 의해 본 발명의 내용이 제한된다거나 달리 해석되는 것으로 보아서는 아니된다.

구체적으로, 배플바디(220)에서 조립부(200)와 직접적으로 결합된 영역은 조립바디(221)에 해당하고, 조립부(200)와 직접적으로 결합되지 않은 영역은 연결바디(222)에 해당한다. 그리고 연결바디(222)는 2개의 조립바디(221) 사이에 위치하여 각 조립바디(221)를 연결한다.

이때, 연결바디(222)의 두께는 조립바디(221)의 두께보다 얇게 형성될 수 있는데, 이는 플라스틱 배플(2)의 설계 형상 자유도를 반영한 것으로 이해될 수 있다.

다시 말해, 플라스틱 배플(2)의 사출 성형시 일부 변형이 발생한 경우 또는 조립부(200), 고정부(100) 및 체결부(300)를 결합하는 과정에서 조립부(200)의 위치와 고정부(100)의 위치에 소정의 오차가 발생하여 플라스틱 배플(2)의 후 변형이 발생한 경우, 이러한 오차를 수정하는 방향으로 연결바디(222)를 구부리거나 변형시킴으로써 아직 결합하지 않은 조립부(200)와 고정부(100)의 위치를 정확히 일치시킨 상태로 결합할 수 있게 하는 것이다.

즉, 연결바디(222)의 두께를 조립바디(221)의 두께보다 얇게 형성함으로써, 플라스틱 배플(2)과 스틸 연료탱크(1)의 결합시 발생하는 오차를 수정하는 방향으로 연결바디(222)를 구부리거나 변형시킬 수 있게 된다. 이에 따라 정확한 위치에서 조립부(200), 고정부(100) 및 체결부(300)를 결합할 수 있게 되어 플라스틱 배플(2)을 스틸 연료탱크(1)에 보다 안정적으로 설치할 수 있는 효과가 있다.

참고로, 플라스틱 배플(2)의 후 변형은 통상적으로 배플(2)의 측방 끝단에 형성된 조립부(200)의 결합시에 주로 발생하게 되므로, 반드시 모든 연결바디(222)의 두께를 조립바디(221)의 두께보다 얇게 형성할 필요는 없다. 보다 구체적으로는 도 10을 참고하여 설명한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 배플(2)의 좌측에 형성된 조립부(200)와 배플(2)의 중앙부에 형성된 조립부(200)를 먼저 결합한 후 배플(2)의 우측에 형성된 조립부(200)를 설치하는 경우, 배플(2)의 중앙부에 형성된 조립부(200)와 연결된 조립바디(221)와 배플(2)의 우측에 형성된 조립부(200)와 연결된 조립바디(221) 사이에 있는 연결바디(222)만의 두께만 얇게 형성하면 족하다.

다만, 이러한 도면의 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시적 형상에 불과한 것으로서, 이러한 예시적 형상에 의해 본 발명의 내용이 제한되는 것으로 보아서는 아니된다.

한편, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)의 배플바디(220)는 복수의 조립부(200)와 각각 연결된 복수의 조립바디(221) 및 각 조립바디(221)를 연결하는 연결바디(222)로 이루어지고, 연결바디(222)는 조립바디(221)와의 연결지점에서 절곡부(223)가 형성될 수 있다.

스틸 연료탱크(1)의 내부 구조에 따라 배플바디(220)에 절곡부(223)가 형성되어야 하는 경우가 발생할 수 있다. 다시 말해, 스틸 연료탱크(1)의 내측면(11)에 단차가 존재하는 경우 또는 스틸 연료탱크(1) 자체의 강성 확보를 위해 강화 파이프 등을 사용하여 별도의 지지대를 설치하는 경우에는, 단차나 지지대를 회피하면서 배플(2)을 설치해야 하므로 배플바디(220)에 절곡부(223)가 형성될 필요가 있다.

그리고 이러한 절곡부(223)는 연결바디(222)에 형성함이 바람직하다. 만약 조립부(200)가 형성된 조립바디(221)에 절곡부(223)를 형성하는 경우, 조립바디(221)와 연결되어 형성된 조립부(200)의 형상이 절곡부(223)의 형상에 의해 제한될 수 있다. 이에 따라, 플라스틱 배플(2)과 스틸 연료탱크(1)의 결합 지점에 위치하여 연료 유동에 따른 외력을 지지하는 조립부(200)의 기능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 경우, 연결바디(222)에 절곡부(223)를 형성함으로써 위와 같은 문제를 방지할 뿐만 아니라, 어떠한 내부구조를 갖는 스틸 연료탱크(1)의 경우라도 플라스틱 배플(2)을 원하는 설계 형상과 원하는 위치에 설치할 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)에서 배플바디(220)의 외측면에는 수평 방향으로 복수의 리브(224)가 형성되되, 절곡부(223)가 형성된 지점의 리브(224)는 절곡부(223)가 형성되지 않은 지점의 리브(224)보다 두께가 두껍게 형성될 수 있다.

연결바디(222)는 조립부(200)에 의해 직접적으로 지지되는 조립바디(221)와 달리 조립부(200)와 일정 거리 이격되어 위치하므로, 추가적인 강성을 확보할 필요가 있다.

특히, 앞서 살펴본 바와 같이 배플바디(220)에 절곡부(223)가 형성되는 경우에는 절곡부(223)에 외력이 집중되는 문제가 있으므로, 연료탱크(1) 내부에 설치되는 배플(2)의 설계에 있어서 절곡부(223)가 형성된 지점에 추가적인 강성을 확보하는 것은 더욱 중요하게 고려되어야 할 사항에 해당한다.

이에, 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)는, 배플바디(220)의 외측면에 수평 방향으로 복수의 리브(224)를 형성하여 배플바디(220)에 가해지는 하중을 지지하고 배플(2)의 변형을 방지하도록 하되, 연결바디(222)에서 절곡부(223)가 형성된 지점의 리브(224)의 두께를 절곡부(223)가 형성되지 않은 지점의 리브(224)의 두께보다 두껍게 형성함으로써, 절곡부(223)가 형성된 지점에 추가적인 강성을 확보하고자 한다.

이에 따라, 도 10에 도시된 바와 같이 플라스틱 배플(2)에 절곡부(223)가 형성되더라도, 안정적인 구조의 배플(2)을 확보할 수 있는 효과가 있다.

따라서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 스틸 연료탱크(1)에 의하면, 종래의 스틸 재질 배플 대신 플라스틱 재질의 배플(2)을 사용함으로써 제조원가 및 중량이 절감될 수 있고, 플라스틱 재질의 특성상 배플(2)의 설계 형상 자유도가 향상될 수 있다. 또한, 조립부(200)에 단차부(210)를 형성함으로써 체결부(300)와의 마찰을 통한 추가적인 강성을 확보하여 플라스틱 배플(2)이 스틸 연료탱크(1)에 안정적으로 조립될 수 있다. 나아가, 조립부(200)에 개방부(211)를 형성하여 사출 성형 제작이 용이한 장점이 있다.

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

1 : 스틸 연료탱크
2 : 플라스틱 배플
11 : 연료탱크 내측면
100 : 고정부
200 : 조립부
201 : 관통홀
210 : 단차부
211 : 개방부
220 : 배플바디
221 : 조립바디
222 : 연결바디
223 : 절곡부
224 : 리브
300 : 체결부
310 : 플랜지부
400 : 간극

Claims (10)

1. 차량의 스틸 연료탱크 내부에 위치되는 플라스틱 배플;
   차량의 스틸 연료탱크 내측면에 설치된 고정부;
   배플에 마련되고, 고정부가 삽입되는 관통홀이 형성된 조립부; 및
   관통홀에 고정부가 삽입된 상태에서 고정부에 체결되어 플라스틱 배플과 스틸 연료탱크를 일체화시키는 체결부;를 포함하는 차량의 스틸 연료탱크.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   조립부의 하부면과 차량의 스틸 연료탱크 내측면 사이에는 소정의 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 스틸 연료탱크.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   조립부는 관통홀의 형상을 따라 체결부의 체결 방향으로 단차가 형성되도록 단차부가 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 스틸 연료탱크.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   배플은 조립부와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 격벽을 이루는 배플바디;를 더 포함하고,
   단차부는 관통홀의 형상을 따라 형성되되, 일측이 배플바디를 향하도록 연장되어 연장부 끝단에 개방부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 스틸 연료탱크.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   체결부는 플랜지부가 형성되어 플랜지부의 하부면과 단차부의 상부면이 면 접촉하면서 고정부에 체결되는 것을 특징으로 하는 차량의 스틸 연료탱크.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   배플은 조립부와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 연장된 격벽을 이루는 배플바디;를 더 포함하고,
   배플바디의 외측면에는 상하 방향 또는 수평 방향으로 복수의 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 스틸 연료탱크.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   배플은 조립부와 수직하는 방향으로 형성되어 상하 방향으로 연장된 격벽을 이루는 배플바디;를 더 포함하고,
   조립부는 복수개로 형성되되, 배플바디를 기준으로 배플바디의 일측 또는 타측으로 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 스틸 연료탱크.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   배플바디는 복수의 조립부와 각각 연결된 복수의 조립바디 및 각 조립바디를 연결하는 연결바디로 이루어지고, 연결바디의 두께는 조립바디의 두께보다 얇게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 스틸 연료탱크.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   배플바디는 복수의 조립부와 각각 연결된 복수의 조립바디 및 각 조립바디를 연결하는 연결바디로 이루어지고, 연결바디는 조립바디와의 연결지점에서 절곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 스틸 연료탱크.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    배플바디의 외측면에는 수평 방향으로 복수의 리브가 형성되되, 절곡부가 형성된 지점의 리브는 절곡부가 형성되지 않은 지점의 리브보다 두께가 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 스틸 연료탱크.