KR102703386B1

KR102703386B1 - 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치

Info

Publication number: KR102703386B1
Application number: KR1020190141622A
Authority: KR
Inventors: 류부열
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2024-09-04
Anticipated expiration: 2039-11-07
Also published as: US20210138894A1; CN112776588B; KR20210055317A; US11518236B2; CN112776588A

Abstract

본 발명은 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치에 관한 것으로, 상세하게는 밀폐형 연료탱크의 내부에 장착되는 강성 보강 기둥의 구조를 연료탱크의 정압 상태 및 엔진 부압이 작용하는 상태에서 강성을 유지함은 물론, 차량의 충돌 사고시와 같이 가해지는 큰 충격에 의하여 파손 유도가 가능하고 그에 따라 연료탱크의 상판 및 하판과 융착되는 부분에서의 파열을 방지할 수 있는 구조로 개선시킨 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 제공하는데 목적이 있다.

Description

자동차용 연료탱크 강성 보강 장치{Stiffness reinforcement structure for fuel tank of vehicle}

본 발명은 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치에 관한 것으로, 상세하게는 연료탱크의 정압 및 부압 상태에서의 강건성을 확보하는 동시에 충돌사고시 누유를 야기시키는 파열 현상을 방지할 수 있도록 한 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가솔린 차량의 엔진 구동시 엔진 부압이 캐니스터를 통해 연료탱크쪽에 작용하면, 연료탱크 내의 증발가스가 캐니스터에 포집되고, 캐니스터에 포집된 증발가스가 엔진 부압에 의하여 엔진의 연소실로 들어가 연소됨으로써, 증발가스 에미션 규제를 만족할 수 있다.

반면, 하이브리드 차량의 경우에는 주행용 모터만이 작동할 때, 엔진 작동에 에 따른 엔진 부압을 사용할 수 없는 상태가 되므로, 연료탱크 내의 증발가스가 캐니스터에 제대로 포집되지 않게 되는 단점이 있다.

이러한 단점을 해소하고자, 하이브리드 차량의 연료탱크를 플라스틱 재질을 이용하여 밀폐형 구조로 제작하고 있다.

하지만, 외기온 상승으로 인하여 연료탱크 내압이 증가하게 되면, 플라스틱 재질의 연료탱크가 변형되는 문제점이 따르게 된다.

따라서, 상기 연료탱크의 내부에 연료탱크의 변형 방지를 위한 강성 보강 부재가 설치된다.

첨부한 도 1은 연료탱크 내에 설치되는 기존의 강성 보강 부재의 일례를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12) 간에 보강 기둥(20)이 연결된다.

즉, 상기 보강 기둥(20)의 상면과 하면이 각각 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12)에 대하여 열 융착 등의 방법에 의하여 일체로 융착된다.

특히, 상기 보강 기둥(20)은 안전 법규상 차량 충돌시 충격 흡수를 위하여 파단 유도가 가능한 구조로 제작되어야 함을 감안하여, 보강 기둥(20)의 중간 부분에는 오목한 파단 유도부(22)가 형성된다.

따라서, 차량의 충돌 사고와 같은 큰 충격이 플라스틱 재질의 연료탱크(10)에 가해지는 경우, 연료탱크(10)가 변형되면서 충격을 흡수하는 동시에 보강 기둥(20)의 파단 유도부(22)가 파손되면서 충격을 흡수하는 역할을 하게 된다.

그러나, 상기 보강 기둥(20)의 강성이 필요 이상으로 크면, 차량의 충돌 사고와 같은 큰 충격이 플라스틱 재질의 연료탱크(10)에 가해지는 경우, 상기 파단 유도부(22)가 파단되지 않고, 연료탱크(10)의 상판(11)과 보강 기둥(20)의 상면 간의 융착부 또는 연료탱크(10)의 하판(12)과 보강 기둥(20)의 하면 간의 융착부가 파열(찢어짐)됨으로써, 연료탱크 내부의 연료가 누유되는 문제점이 있다.

반면, 상기 보강 기둥(20)의 강성이 너무 약한 경우, 연료탱크 내의 작용하는 부압만으로도 파단 유도부(22)가 쉽게 파손되어, 결국 연료탱크가 과도하게 변형되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 밀폐형 연료탱크의 내부에 장착되는 강성 보강 기둥의 구조를 연료탱크의 정압 상태 및 엔진 부압이 작용하는 상태에서 강성을 유지함은 물론, 차량의 충돌 사고시와 같이 가해지는 큰 충격에 의하여 파손 유도가 가능하고 그에 따라 연료탱크의 상판 및 하판과 융착되는 부분에서의 파열을 방지할 수 있는 구조로 개선시킨 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 제공하는데 목적이 있다.

이에 본 발명은: 상부에 상부 개방부가 구비되고 하부에 하부 개방부가 구비되며, 상기 상부 개방부의 상방 양측 위치에 상부 체결 레그가 구비되고 상기 하부 개방부의 하방 양측 위치에 하부 체결 레그가 구비된 보강 기둥; 외주면에 상부 결합돌기가 구비되고, 하부가 상기 상부 개방부에 삽입되며 상기 상부 결합돌기가 상기 상부 체결 레그에 걸려 체결된 상태에서 상면이 연료탱크의 상판의 내면에 융착되는 상부 융착 구조물; 외주면에 하부 결합돌기가 구비되고, 상부가 상기 하부 개방부에 삽입되고 상기 하부 결합돌기가 상기 하부 체결 레그에 걸려 체결된 상태에서 하면이 연료탱크의 하판의 내면에 융착되는 하부 융착 구조물; 및 상기 보강 기둥에 형성되어 임계치 이상의 충격이 가해질 때 보강 기둥의 파단을 유도하는 파단 유도부;를 포함하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 제공한다.

본 발명에 실시예에 따르면, 상기 보강 기둥은, 상부 개방부의 외주면에 형성되어 상기 상부 체결 레그를 지지하는 상부 레그지지부와, 하부 개방부의 외주면에 형성되어 상기 하부 체결 레그를 지지하는 하부 레그지지부가 구비된다.

또한 상기 상부 체결 레그와 상부 레그지지부 사이에는 상부 체결 레그와 상부 레그지지부에 일체로 형성된 상부 파단리브가 배치되고, 상기 상부 파단리브는 상부 결합돌기를 통해 가해지는 임계치 이상의 인장력에 의해 파단되도록 형성되며, 상기 하부 체결 레그와 하부 레그지지부 사이에는 하부 체결 레그와 하부 레그지지부에 일체로 형성된 하부 파단리브가 배치되고, 상기 하부 파단리브는 하부 결합돌기를 통해 가해지는 임계치 이상의 인장력에 의해 파단되도록 형성된다.

그리고 상기 파단 유도부는, 상기 상부 레그지지부와 하부 레그지지부 사이의 위치에 하나 이상 구비될 수 있으며, 차량의 충돌 발생시 가해지는 임계치 이상의 압축력에 의해 파단되도록 형성된다.

본 발명에 실시예에 따르면, 상기 파단 유도부는 보강 기둥에 그루브가 형성됨에 의해 상기 보강 기둥의 반경방향의 두께가 감소된 부분이다. 상기 그루브는 보강 기둥의 내면에 오목하게 형성되거나 상기 보강 기둥의 외면에 오목하게 형성될 수 있으며, 또한 상기 그루브는 보강 기둥의 내면과 외면에 오목하게 형성될 수도 있다.

또한 본 발명에 실시예에 따르면, 상기 상부 체결 레그는 상부 개방부의 상방에 사선방향으로 기울어지게 형성되고, 상기 상부 체결 레그의 상부는 상부 파단리브를 통해 상부 레그지지부와 연결되고, 상기 상부 체결 레그의 하부는 상부 개방부의 상단 위에 일정 간격을 두고 위치하며, 상기 상부 체결 레그의 하부와 상부 개방부의 상단 사이에 상기 상부 결합돌기가 삽입되어 위치된다.

그리고, 상기 하부 체결 레그는 하부 개방부의 하방에 사선방향으로 기울어지게 형성되며, 상기 하부 체결 레그의 하부는 하부 파단리브를 통해 하부 레그지지부와 연결되고, 상기 하부 체결 레그의 상부는 하부 개방부의 하단 아래에 일정 간격을 두고 위치하며, 상기 하부 체결 레그의 상부와 하부 개방부의 하단 사이에 상기 하부 결합돌기가 삽입되어 위치된다.

또한 본 발명에 실시예에 따르면, 상기 상부 개방부의 상방 양측 위치에 배치된 상기 상부 체결 레그는 링 모양으로 된 상부 지지리브의 하면에 일체로 형성되고, 상기 하부 개방부의 하방 양측 위치에 배치된 상기 하부 체결 레그는 링 모양으로 된 하부 지지리브의 상면에 일체로 형성된다. 아울러, 상기 상부 지지리브와 하부 지지리브는 타원형으로 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 실시예에 따르면, 상기 상부 융착 구조물의 상단에는 연료탱크의 상판과의 융착을 위한 복수의 융착돌기가 형성된 상부 융착판이 구비되고, 상기 하부 융착 구조물의 하단에는 연료탱크의 하판과의 융착을 위한 복수의 융착돌기가 형성된 하부 융착판이 구비된다.

상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 연료탱크의 정압 상태 및 엔진 부압이 작용하는 상태에서 보강 기둥의 강성을 유지할 수 있고, 그에 따라 연료탱크의 변형을 방지할 수 있다.

둘째, 차량의 충돌 사고와 같은 충격(파열압)이 연료탱크 및 보강 기둥에 가해지더라도, 보강 기둥이 충격을 흡수하면서 연료탱크의 상판과 하판으로부터 이탈되는 것을 유도할 수 있고, 동시에 보강 기둥의 상부 융착 구조물과 하부 융착 구조물이 연료탱크의 상판과 하판에 융착된 상태를 그대로 유지시킬 수 있다.

셋째, 차량의 충돌 사고와 같은 충격(파열압)이 가해지는 조건에서, 보강 기둥의 상부 융착 구조물과 하부 융착 구조물이 연료탱크의 상판과 하판에 융착된 상태를 그대로 유지하게 되므로, 연료탱크의 융착 부분에서의 파열로 인한 누유를 용이하게 방지할 수 있다.

도 1은 연료탱크 내에 설치되는 기존의 강성 보강 부재의 일례를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 연료탱크 강성 보강 장치를 나타낸 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 연료탱크 강성 보강 장치를 나타낸 결합 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 연료탱크 강성 보강 장치를 도시한 상부 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 연료탱크 강성 보강 장치를 도시한 하부 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 보강 기둥을 도시한 저면 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 보강 기둥의 하부 구조를 도시한 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 보강 기둥의 그루브를 나타낸 부분도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

첨부한 도 2 내지 8은 본 발명에 따른 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치를 도시한 것이며, 각 도면에서 도면부호 100은 보강 기둥을 지시한다.

상기 보강 기둥(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 원형 단면을 갖는 소정 길이의 파이프 구조로 형성될 수 있으며, 그 상부에 상부 개방부(101)가 구비되고 그 하부에 하부 개방부(102)가 구비된다.

상기 보강 기둥(100)은 상부 융착 구조물(200) 및 하부 융착 구조물(300)과의 체결을 위해 상부 체결 레그(105)와 하부 체결 레그(106)가 구비된다. 상기 보강 기둥(100)은, 상기 상부 개방부(101)의 상방 양측 위치에 상부 체결 레그(105)가 구비되고, 상기 하부 개방부(102)의 하방 양측 위치에 하부 체결 레그(106)가 구비된다.

상기 상부 체결 레그(105)는 상부 레그지지부(103)에 지지되어 상부 개방부(101)의 상방 양측 위치에 배치되고, 상기 하부 체결 레그(106)는 하부 레그지지부(104)에 지지되어 하부 개방부(102)의 하방 양측 위치에 배치된다.

상기 상부 레그지지부(103)는 상부 개방부(101)의 외주면에 돌출된 형태로 형성되어 상부 체결 레그(105)의 하방에 배치되도록 구비되고, 상기 하부 레그지지부(104)는 하부 개방부(102)의 외주면에 돌출된 형태로 형성되어 하부 체결 레그(106)의 상방에 배치되도록 구비된다.

상기 상부 체결 레그(105)와 상부 레그지지부(103) 사이에는 상부 파단리브(107)가 배치되고, 상기 하부 체결 레그(106)와 하부 레그지지부(104) 사이에는 하부 파단리브(108)가 배치된다.

상기 상부 파단리브(107)는 상부 체결 레그(105)의 상부와 상부 레그지지부(103)의 상부에 일체로 형성되어 상부 체결 레그(105)의 상부와 상부 레그지지부(103)의 상부 사이에 연결된다. 상기 하부 파단리브(108)는 하부 체결 레그(106)의 하부와 하부 레그지지부(104)의하부에 일체로 형성되어 하부 체결 레그(106)의 하부와 하부 레그지지부(104)의 하부 사이에 연결된다.

상기 상부 파단리브(107)는 상부 융착 구조물(200)의 상부 결합돌기(201)를 통해 상부 체결 레그(105)에 정해진 임계치 이상의 과도한 인장력이 가해질 때 파단이 유도되는 부분이고, 상기 하부 파단리브(108)는 하부 융착 구조물(300)의 하부 결합돌기(301)를 통해 하부 체결 레그(106)에 정해진 임계치 이상의 과도한 인장력이 작용할 때 파단이 유도되는 부분이다. 상기 임계치 이상의 인장력은 차량의 충돌 발생시와 같은 큰 충격이 연료탱크(10)에 가해지는 경우 상부 체결 레그(105) 또는 하부 체결 레그(106)에 인가될 수 있다.

상기 상부 파단리브(107)는 상부 레그지지부(103) 및 상부 체결 레그(105)보다 얇은 두께를 가지도록 축소 형성되고, 상기 하부 파단리브(108)는 하부 레그지지부(104) 및 하부 체결 레그(106)보다 얇은 두께를 가지도록 축소 형성된다. 상기 상부 파단리브(107)와 하부 파단리브(108)는 보강 기둥(100)의 벽 두께보다 얇은 리브 형상으로 형성될 수 있다.

상부 융착 구조물(200) 및 하부 융착 구조물(300)을 통해 보강 기둥(100)에 과도한 인장력이 작용할 경우, 상기 상부 체결 레그(105) 및 하부 체결 레그(106)가 인장력을 지지하는 과정에서, 상기 상부 파단리브(107) 및 하부 파단리브(108)가 파단되게 된다.

아울러, 차량의 충돌 발생시 충격이 인가되는 방향에 따른 상부 파단리브(107) 및 하부 파단리브(108)의 파단을 유도하기 위해, 상부 체결 레그(105)는 상부 개방부(101)의 상방 양측 위치에 구비된 상태에서 차량을 기준으로 좌우 방향으로 배치될 수 있고, 하부 체결 레그(106)는 하부 개방부(102)의 하방 양측 위치에 구비된 상태에서 차량을 기준으로 전후 방향으로 배치될 수 있다.

즉, 상기 상부 개방부(101)의 상방 양측 위치에 배치된 상부 체결 레그(105)는 차량의 좌우방향으로 배치될 수 있고, 하부 개방부(102)의 하방 양측 위치에 배치된 하부 체결 레그(106)는 차량의 전후방향으로 배치될 수 있다. 이에 따라 상부 체결 레그(105)들의 배열방향과 하부 체결 레그(106)들의 배열방향은 서로 직각을 이룰 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 상부 체결 레그(105)는 상부 개방부(101)의 상방에 사선방향으로 기울어지게 형성된다. 그에 따라 상부 체결 레그(105)의 상부는 상부 레그지지부(103)의 상방에 위치하게 되고, 상부 체결 레그(105)의 하부는 상부 개방부(101)의 상방에 일정 간격을 두고 위치하게 된다.

도 5를 참조하면, 상기 하부 체결 레그(106)는 하부 개방부(102)의 하방에 사선방향으로 기울어지게 형성된다. 그에 따라 하부 체결 레그(106)의 하부는 하부 레그지지부(104)의 하방에 위치하게 되고, 하부 체결 레그(106)의 상부는 하부 개방부(102)의 하방에 일정 간격을 두고 위치하게 된다.

또한, 상기 상부 체결 레그(105)는 상부 개방부(101)의 상방 양측 위치에 배치된 상태에서 상부 지지리브(109)에 의해 일체로 연결될 수 있다. 상기 상부 지지리브(109)는 링 모양으로 형성될 수 있으며, 상기 상부 체결 레그(105)는 링 모양의 상부 지지리브(109)의 하면 양측 위치에 일체로 형성될 수 있다.

상기 하부 체결 레그(106)는 하부 개방부(102)의 하방 양측 위치에 배치된 상태에서 하부 지지리브(110)에 의해 일체로 연결될 수 있다. 상기 하부 지지리브(110)는 링 모양으로 형성될 수 있으며, 상기 하부 체결 레그(106)는 링 모양의 하부 지지리브(110)의 상면 양측 위치에 일체로 형성될 수 있다.

도 2 및 도 7을 참조하면, 상기 상부 지지리브(109)는, 보강 기둥(100)과 상부 융착 구조물(200)의 조립시 상부 체결 레그(105)의 보다 원활한 탄성 변형 및 정상적인 거동(작동)을 위해, 타원형으로 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이때 한 쌍의 상부 체결 레그(105)는 상부 지지리브(109)의 장축 방향을 따라 상부 개방부(101)의 상방 양측 위치에 배치된다.

마찬가지로, 도 6을 참조하면, 상기 하부 지지리브(110)는, 보강 기둥(100)과 하부 융착 구조물(300)의 결합시 하부 체결 레그(106)의 보다 원활한 변형 및 정상적인 거동(작동)을 위해, 타원형으로 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이때 한 쌍의 하부 체결 레그(106)는 하부 지지리브(110)의 장축 방향을 따라 하부 개방부(102)의 하방 양측 위치에 배치된다.

상기 한 쌍의 상부 체결 레그(105)는 상부 지지리브(109)에 의해 일체로 연결되어 지지됨으로써, 보강 기둥(100)과 상부 융착 구조물(200)의 조립시, 상부 결합돌기(201)와 보다 안정적으로 체결된다.

마찬가지로, 상기 한 쌍의 하부 체결 레그(106)는 하부 지지리브(110)에 의해 일체로 연결되어 지지됨으로써, 보강 기둥(100)과 하부 융착 구조물(300)의 조립시, 하부 결합돌기(301)와 보다 안정적으로 체결된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 상부 융착 구조물(200)은 원형 단면을 갖는 소정 길이의 파이프 구조로 형성될 수 있으며, 그 외주면에 상부 결합돌기(201)가 돌출된 형태로 구비된다. 상기 상부 결합돌기(201)는 상부 개방부(101)의 둘레방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.

상기 상부 융착 구조물(200)의 하부가 상부 개방부(101)에 삽입되고 상기 상부 결합돌기(201)가 상부 체결 레그(105)의 하부에 걸려 구속 체결된 상태에서, 상부 융착 구조물(200)의 상면이 연료탱크(10)의 상판(11)의 내면에 융착되어 고정된다.

상기 상부 융착 구조물(200)의 하부가 상부 개방부(101)에 삽입될 때, 상부 결합돌기(201)는 상부 체결 레그(105)의 하부를 보강 기둥(100)의 바깥쪽으로 밀어내면서 상부 체결 레그(105)를 탄성 변형시키게 되고, 상부 결합돌기(201)가 상부 체결 레그(105)를 통과하게 되면 상부 체결 레그(105)가 형상 복원되면서 상부 체결 레그(105)의 하부가 상부 결합돌기(201)의 상단 위로 이동하여 상부 개방부(101)의 상방 위치로 복귀하게 된다.

상기 상부 융착 구조물(200)이 보강 기둥(100)에 조립 완료될 때, 상기 상부 결합돌기(201)는 상부 체결 레그(105)의 하부와 상부 개방부(101)의 상단 사이에 삽입된 상태로 위치하여 걸리게 된다.

참고로, 하부 융착 구조물(300)은 상부 융착 구조물(200)과 동일한 형상 및 구조로 구성될 수 있다.

상기 하부 융착 구조물(300)은 원형 단면을 갖는 소정 길이의 파이프 구조로 형성될 수 있으며, 그 외주면에 하부 결합돌기(301)가 돌출된 형태로 구비된다. 상기 하부 결합돌기(301)는 하부 개방부(102)의 둘레방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.

상기 하부 융착 구조물(300)의 상부가 하부 개방부(102)에 삽입되고 상기 하부 결합돌기(301)가 하부 체결 레그(106)의 상부에 걸려 구속 체결된 상태에서, 하부 융착 구조물(300)의 하면이 연료탱크(10)의 하판(12)의 내면에 융착되어 고정된다.

상기 하부 융착 구조물(300)의 상부가 하부 개방부(102)에 삽입될 때, 하부 결합돌기(301)는 하부 체결 레그(106)의 상부를 보강 기둥(100)의 바깥쪽으로 밀어내면서 하부 체결 레그(106)를 탄성 변형시키게 되고, 하부 결합돌기(301)가 하부 체결 레그(106)를 통과하게 되면 하부 체결 레그(106)가 형상 복원되면서 하부 체결 레그(106)의 상부가 하부 결합돌기(301)의 하단 아래로 이동하여 하부 개방부(102)의 하방 위치로 복귀하게 된다.

상기 하부 융착 구조물(300)이 보강 기둥(100)에 조립 완료될 때, 하부 결합돌기(301)는 하부 체결 레그(106)의 상부와 하부 개방부(102)의 하단 사이에 삽입된 상태로 위치하여 걸리게 된다.

상부 융착 구조물(200)은 상부 체결 레그(105)와 맞물려 체결되는 상부 결합돌기(201)에 의해 상부 개방부(101)에 결합되어서 연료탱크(10)를 통해 전달되는 임계치 미만의 인장력과 압축력을 버텨 지지하게 되고, 하부 융착 구조물(300)은 하부 체결 레그(106)와 맞물려 체결되는 하부 결합돌기(301)에 의해 하부 개방부(102)에 결합되어서 연료탱크(10)를 통해 전달되는 임계치 미만의 인장력과 압축력을 버텨 지지하게 된다.

구체적으로, 상기 상부 융착 구조물(200)은, 상부 결합돌기(201)가 상부 체결 레그(105)의 하부에 걸림에 의해 상기 인장력을 지지하게 되고, 상부 결합돌기(201)가 상부 개방부(101)의 상단에 걸림에 의해 상기 압축력을 지지하게 된다. 상기 하부 융착 구조물(300)은, 하부 결합돌기(301)가 하부 체결 레그(106)의 상부에 걸림에 의해 상기 인장력을 지지하게 되고, 하부 결합돌기(301)가 하부 개방부(102)의 하단에 걸림에 의해 상기 압축력을 지지하게 된다.

또한 상기 상부 융착 구조물(200)의 상단에는 연료탱크(10)의 상판(11)과의 융착을 위한 복수의 융착돌기(202a)가 형성된 상부 융착판(202)이 일체로 구비될 수 있다.

마찬가지로, 상기 하부 융착 구조물(300)의 하단에는 연료탱크(10)의 하판(12)과의 융착을 위한 복수의 융착돌기(302a)가 형성된 하부 융착판(302)이 일체로 구비될 수 있다.

상기 융착돌기(202a,302a)에 의해 상부 융착 구조물(200)과 하부 융착 구조물(300) 및 연료탱크(10) 간에 융착강도가 향상될 수 있다. 상기 융착돌기(202a,302a)는 도트 모양, 직성 모양, 호 모양 등의 다양한 모양으로 형성될 수 있다.

상기 상부 융착판(202)은 그 상면에 형성된 융착돌기(202a)를 연료탱크(10)의 상판(11)의 내면에 밀착시킨 후 열융착 또는 초음파 융착 등의 방법을 이용하여 상기 상판(11)의 내면에 융착될 수 있다.

마찬가지로, 상기 하부 융착판(302)은 그 하면에 형성된 융착돌기(302a)를 연료탱크(10)의 하판(12)의 내면에 밀착시킨 후 열융착 또는 초음파 융착 등의 방법을 이용하여 상기 하판(12)의 내면에 융착될 수 있다.

상기 상부 융착판(202) 및 하부 융착판(302)을 포함하는 상부 융착 구조물(200)과 하부 융착 구조물(300)은, 연료탱크(10)와 동일한 HDPE (High Density Polyethylene) 등의 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

이와 같이 상부 융착 구조물(200)과 하부 융착 구조물(300)은 연료탱크(10)의 상판(11) 및 하판(12)에 융착되어 일체의 상태가 된다.

그에 따라 연료탱크(10)에 가해지는 외력이 상부 융착 구조물(200) 및 하부 융착 구조물(300)에 압축력으로 작용하더라도, 상부 결합돌기(201)가 상부 개방부(101)의 상단에 받쳐져서 지지되고 하부 결합돌기(301)가 하부 개방부(102)의 하단에 받쳐져서 지지된다. 또한 상기 연료탱크(10)에 가해지는 외력이 상부 융착 구조물(200) 및 하부 융착 구조물(300)에 인장력으로 작용하더라도, 상부 결합돌기(201)가 상부 체결 레그(105)의 하부에 받쳐져서 지지되고 하부 결합돌기(301)가 하부 체결 레그(106)의 상부에 받쳐져서 지지됨으로써, 보강 기둥(100)이 임계치 미만의 하중을 버티게 된다(도 4 및 도 5 참조).

이와 같이 연료탱크(10)에 외력이 작용하더라도 보강 기둥(100)이 연료탱크(10)의 변형 방지를 위한 강성 지지 역할을 하게 된다.

한편, 상기 보강 기둥(100)은 POM (Polyoxymethylen) 등의 재질로 형성될 수 있으며, 도 2 내지 5에 보듯이, 상부 레그지지부(103)와 하부 레그지지부(104) 사이의 위치에 하나 이상의 파단 유도부(111)가 구비된다.

상기 파단 유도부(111)는 보강 기둥(100)에 복수 개로 형성되는 경우 보강 기둥(100)의 상하방향으로 배열될 수 있다.

상기 파단 유도부(111)는, 차량의 충돌 발생시와 같이 큰 충격이 연료탱크(10)를 통해 보강 기둥(100)에 전달되는 경우, 보강 기둥(100)에 작용하는 과도한 압축력(압축 하중)에 의해 파단되도록 형성될 수 있다.

상기 파단 유도부(111)는, 임계치 이상의 압축하중에 의한 보강 기둥(100)의 파단을 유도하기 위해, 보강 기둥(100)의 반경방향의 두께가 감소되도록 형성된 부분일 수 있다. 상기 파단 유도부(111)는 보강 기둥(100)에 그루브(112)가 형성됨에 의해 보강 기둥(100)의 두께가 감소된 부분일 수 있다.

상기 파단 유도부(111)는 보강 기둥(100)의 둘레방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 상기 파단 유도부(111)는 보강 기둥(100)의 상하방향의 중앙부를 기준으로 보강 기둥(100)의 상부에 배치되는 상부 파단 유도부(111a)와 보강 기둥(100)의 하부에 배치되는 하부 파단 유도부(111b)로 구분될 수 있다.

상기 상부 파단 유도부(111a)는 상부 레그지지부(103)의 하단 위치에 배치될 수 있고, 상기 하부 파단 유도부(111b)는 하부 레그지지부(104)의 상단 위치에 배치될 수 있다.

상기 보강 기둥(100)에 임계치 이상의 압축력이 작용하는 경우, 상대적으로 얇은 두께를 가지는 상부 파단 유도부(111a)와 하부 파단 유도부(111b)에 응력이 집중되면서 파단이 발생하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 그루브(112)는 보강 기둥(100)의 내면에 오목하게 형성되거나 보강 기둥(100)의 외면에 오목하게 형성될 수 있다. 또한 상기 그루브(112)는 보강 기둥(100)의 내면과 외면에 모두 형성될 수 있다. 상기 그루브(112)의 형상은 파단 유도부(111)의 단면적을 축소시킬 수 있는 형상이면 어떠한 형상도 가능하다. 예를 들어, 상기 그루브(112)는 노치(notch), 반원, 사각 모양 등의 단면을 가지도록 형성될 수 있다.

차량의 충돌 사고시와 같은 큰 충격이 밀폐형 연료탱크(10)에 가해지면 연료탱크(10)가 변형되면서 그 충격이 보강 기둥(100)에 전달될 수 있다. 상기 연료탱크(10)의 변형에 따른 충격이 연료탱크(10)와 일체로 융착된 상부 융착 구조물(200) 또는 하부 융착 구조물(300)에 전달되면, 상기 충격에 의해 상부 파단리브(107)와 하부 파단리브(108)가 파단되면서 보강 기둥(100)과 상부 융착 구조물(200) 및 하부 융착 구조물(300)의 결합 상태가 해제되거나, 또는 상부 파단 유도부(111a) 및 하부 파단 유도부(111b)가 파단되면서 보강 기둥(100)의 수직 기립 상태가 무너질 수 있도록 함으로써, 상부 융착 구조물(200)과 하부 융착 구조물(300)이 연료탱크(10)의 상판(11)과 하판(12)에 각각 융착된 상태를 그대로 유지시킬 수 있다.

다시 말해, 본 발명의 연료탱크 강성 보강 장치는, 연료탱크(10)의 내부압력이 상승하더라도 연료탱크(10)의 변형을 방지하는 역할을 하되, 차량의 충돌 발생시와 같이 큰 충격이 연료탱크(10)에 인가될 시 보강 기둥(100)과 융착 구조물(200,300)의 체결부위가 파손되거나 보강 기둥(100)이 파손되어 융착 구조물(200,300)과 연료탱크(10)의 융착 상태를 유지하도록 함으로써, 기존에 연료탱크의 융착 부분에서의 파열로 인한 누유를 용이하게 방지할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 연료탱크 11 : 상판
12 : 하판
100 : 보강 기둥 101 : 상부 개방부
102 : 하부 개방부 103 : 상부 레그지지부
104 : 하부 레그지지부 105 : 상부 체결 레그
106 : 하부 체결 레그 107 : 상부 파단리브
108 : 하부 파단리브 109 : 상부 지지리브
110 : 하부 지지리브 111 : 파단 유도부
111a : 상부 파단 유도부 111b : 하부 파단 유도부
112 : 그루브 200 : 상부 융착 구조물
201 : 상부 결합돌기 202 : 상부 융착판
202a : 융착돌기 300 : 하부 융착 구조물
301 : 하부 결합돌기 302 : 하부 융착판
302a : 융착돌기

Claims

상부에 상부 개방부가 구비되고 하부에 하부 개방부가 구비되며, 상기 상부 개방부의 상방 양측 위치에 상부 체결 레그가 구비되고 상기 하부 개방부의 하방 양측 위치에 하부 체결 레그가 구비된 보강 기둥;
외주면에 상부 결합돌기가 구비되고, 하부가 상기 상부 개방부에 삽입되며 상기 상부 결합돌기가 상기 상부 체결 레그에 걸려 체결된 상태에서 상면이 연료탱크의 상판의 내면에 융착되는 상부 융착 구조물;
외주면에 하부 결합돌기가 구비되고, 상부가 상기 하부 개방부에 삽입되고 상기 하부 결합돌기가 상기 하부 체결 레그에 걸려 체결된 상태에서 하면이 연료탱크의 하판의 내면에 융착되는 하부 융착 구조물; 및
상기 보강 기둥에 형성되어 임계치 이상의 충격이 가해질 때 보강 기둥의 파단을 유도하는 파단 유도부;를 포함하며,
상기 보강 기둥은, 상부 개방부의 외주면에 형성되어 상기 상부 체결 레그를 지지하는 상부 레그지지부와, 하부 개방부의 외주면에 형성되어 상기 하부 체결 레그를 지지하는 하부 레그지지부 중 적어도 하나가 구비된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 상부 체결 레그와 상부 레그지지부 사이에는 상부 체결 레그와 상부 레그지지부에 일체로 형성된 상부 파단리브가 배치되고, 상기 상부 파단리브는 상부 결합돌기를 통해 가해지는 임계치 이상의 인장력에 의해 파단되도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하부 체결 레그와 하부 레그지지부 사이에는 하부 체결 레그와 하부 레그지지부에 일체로 형성된 하부 파단리브가 배치되고, 상기 하부 파단리브는 하부 결합돌기를 통해 가해지는 임계치 이상의 인장력에 의해 파단되도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 파단 유도부는, 상기 상부 레그지지부와 하부 레그지지부 사이의 위치에 하나 이상 구비되며, 차량의 충돌 발생시 가해지는 임계치 이상의 압축력에 의해 파단되도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 파단 유도부는 보강 기둥에 그루브가 형성됨에 의해 상기 보강 기둥의 반경방향의 두께가 감소된 부분인 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 그루브는 보강 기둥의 내면에 오목하게 형성되거나 상기 보강 기둥의 외면에 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 그루브는 보강 기둥의 내면과 외면에 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 상부 체결 레그는 상부 개방부의 상방에 사선방향으로 기울어지게 형성되고, 상기 상부 체결 레그의 상부는 상부 파단리브를 통해 상부 레그지지부와 연결되고, 상기 상부 체결 레그의 하부는 상부 개방부의 상단 위에 일정 간격을 두고 위치하며, 상기 상부 체결 레그의 하부와 상부 개방부의 상단 사이에 상기 상부 결합돌기가 삽입되어 위치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 하부 체결 레그는 하부 개방부의 하방에 사선방향으로 기울어지게 형성되고, 상기 하부 체결 레그의 하부는 하부 파단리브를 통해 하부 레그지지부와 연결되고, 상기 하부 체결 레그의 상부는 하부 개방부의 하단 아래에 일정 간격을 두고 위치하며, 상기 하부 체결 레그의 상부와 하부 개방부의 하단 사이에 상기 하부 결합돌기가 삽입되어 위치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 개방부의 상방 양측 위치에 배치된 상기 상부 체결 레그는 링 모양으로 된 상부 지지리브의 하면에 일체로 형성되고, 상기 하부 개방부의 하방 양측 위치에 배치된 상기 하부 체결 레그는 링 모양으로 된 하부 지지리브의 상면에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 상부 지지리브와 하부 지지리브는 타원형으로 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 융착 구조물의 상단에는 연료탱크의 상판과의 융착을 위한 복수의 융착돌기가 형성된 상부 융착판이 구비되고, 상기 하부 융착 구조물의 하단에는 연료탱크의 하판과의 융착을 위한 복수의 융착돌기가 형성된 하부 융착판이 구비된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 결합돌기는 상부 개방부의 둘레방향으로 연장되도록 형성되고, 상기 하부 결합돌기는 하부 개방부의 둘레방향으로 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크 강성 보강 장치.