(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2013년05월24일
(11) 등록번호 10-1267129
(24) 등록일자 2013년05월16일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B60K 15/01 (2006.01) B60K 15/03 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2011-0109423
(22) 출원일자 2011년10월25일
심사청구일자 2011년10월25일
(65) 공개번호 10-2013-0045012
(43) 공개일자 2013년05월03일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020030034223 A
KR1020090101997 A
JP평성11230076 A
JP평성06288313 A
(73) 특허권자
주식회사 동희산업
울산광역시 남구 처용로 675 (황성동)
(72) 발명자
박균범
경기도 광명시 오리로921번길 16, 302호 (광명동)
양종모
서울특별시 금천구 금하로1길 51-2 (독산동)
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
한양특허법인
전체 청구항 수 : 총 6 항 심사관 : 최은석
(54) 발명의 명칭 연료탱크와 연료펌프의 장착구조
(57) 요 약
본 발명은 연료탱크와 연료펌프를 용접공정 없이 헤밍(hemming)공정을 통하여 연료탱크와 연료펌프를 접합시킬
수 있는 연료탱크와 연료펌프의 장착구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 장착구조는, 연료탱크에 연료펌프를 접합시키는 연료탱크와 연료펌프의
장착구조에 있어서, 상기 연료탱크(10)의 상부부재(11)에 고정플레이트(12)가 안착된 후, 상기 상부부재(11)의
일부가 상기 고정플레이트(12)의 둘레를 압착하여 상기 고정플레이트(12)가 상기 상부부재(11)에 고정되고, 상기
고정플레이트(12)를 매개로 하여 상기 연료탱크(10)에 연료펌프(20)가 장착된다.
대 표 도 - 도5
등록특허 10-1267129
- 1 -
(72) 발명자
계태홍
경기도 수원시 장안구 하률로30번길 22, 102동 40
3호 (천천동, 한일아파트)
권부경
부산광역시 연제구 거제천로269번길 31, 거제2차
동원로얄듀크 202동 902호 (거제동)
김영진
울산광역시 남구 봉월로70번길 51-1, 203호 (신정
동)
공형준
울산광역시 울주군 청량면 쌍용하나빌리지 208동
1502호
등록특허 10-1267129
- 2 -
특허청구의 범위
청구항 1
연료탱크에 연료펌프를 접합시키는 연료탱크와 연료펌프의 장착구조에 있어서,
상기 연료탱크의 상부부재에 고정플레이트가 안착된 후, 상기 상부부재의 일부가 상기 고정플레이트의 둘레를
압착하여 상기 고정플레이트가 상기 상부부재에 고정되고,
상기 고정플레이트를 매개로 하여 상기 연료탱크에 연료펌프가 장착되는 것을 특징으로 하는 연료탱크와 연료펌
프의 장착구조.
청구항 2
제1항에 있어서,
상기 연료탱크의 상부부재에는 상기 연료펌프가 삽입되는 연료펌프 삽입구의 둘레에 상기 고정플레이트가 안착
되는 안착면이 형성되고, 상기 안착면의 외측으로 상향 돌출되게 형성되는 파지부가 형성되며,
상기 고정플레이트는 링형태로 형성되어 상기 안착면에 안착되고 둘레를 따라 플랜지부가 형성되고, 내측에 간
격을 두고 상기 연료펌프의 외측면이 고정되는 후크부가 형성되어 상기 플랜지부가 상기 안착면에 접하도록 안
착되며,
상기 파지부가 상기 고정플레이트의 플랜지부를 압착되도록 파지부를 상기 고정플레이트의 둘레에 눌러 접는 헤
밍(hemming)가공되는 것을 특징으로 하는 연료탱크와 연료펌프의 장착구조.
청구항 3
제2항에 있어서,
상기 고정플레이트의 플랜지부를 압착하는 파지부와 안착면은 S자 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 연료탱크와
연료펌프의 장착구조.
청구항 4
제3항에 있어서,
파지부는 2겹으로 중첩되어 상기 고정플레이트의 플랜지부를 압착하는 것을 특징으로 하는 연료탱크와 연료펌프
의 장착구조.
청구항 5
제2항에 있어서,
상기 연료탱크의 상부부재는,
연료펌프가 장착될 자리에 프레스가공으로 상부부재에 연료펌프 삽입구, 안착면 및 파지부가 형성된 공간을 확
보하고,
상기 프레스가공부위의 중심을 펀칭가공으로 연료펌프 삽입구를 형성하며,
프레스가공을 반복하여 상기 상부부재와 평행한 안착면과 위로 볼록하도록 돌출되는 파지부를 형성하도록 가공
되는 것을 특징으로 하는 연료탱크와 연료펌프의 장착구조.
청구항 6
제5항에 있어서,
상기 파지부는, 안착면과 접하는 내측면이 상기 안착면과 수직하도록 절곡되게 가공되는 것을 특징으로 하는 연
료탱크와 연료펌프의 장착구조.
등록특허 10-1267129
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명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 차량의 연료탱크에 연료펌프를 장착시키는 연료탱크와 연료펌프의 장착구조에 관한 것으로서, 더욱[0001]
상세하게는 연료탱크와 연료펌프를 용접공정 없이 헤밍(hemming)공정을 통하여 연료탱크와 연료펌프를 접합시킬
수 있는 연료탱크와 연료펌프의 장착구조에 관한 것이다.
배 경 기 술
차량의 연료를 저장하는 연료탱크에는 연료탱크에 저장된 연료를 엔진으로 공급하기 위한 연료펌프가 구비된다.[0002]
이러한 연료펌프는 연료탱크의 상부면에 고정된 상태로 장착된다.[0003]
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 연료탱크(100)의 상부부재(111) 상에 연료펌프가 끼워질 수 있는 고정플[0004]
레이트(112)를 용접에 의해서 연료탱크(100)에 용접으로 접합시킨다. 상기 고정플레이트(112)를 연료탱크(100)
의 상부부재(111)에 용접한 후, 상기 고정플레이트(112)에 연료펌프의 둘레가 고정되도록 끼움으로써, 연료탱크
(100)에 연료펌프가 장착된다.
그러나, 상기와 같은 연료탱크(100)와 연료펌프의 장착구조에 따르면, 주로 고정플레이트(112)가 연료탱크(10[0005]
0)의 상부부재(111)에 용접으로 접합되는 구조이므로, 용접에 의한 열변형에 의해서 용접부에서 크랙이나 부식
이 발생하는 문제점이 있었다. 즉, 상기 용접부는 열변형에 의해서 충격이 가해지면 용접부위에서 크랙이 발생
하여 연료탱크(100) 내부의 연료가 외부로 누출되어 안정성을 저해하고, 용접부위에서는 부식으로 인하여 장시
간 사용시 용접부의 강도가 저하되는 문제점이 있었다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 용접에 의존하지 않고, 홈-돌기 구조에 의해서 연료탱크를 연료펌프에 고정시키[0006]
는 것에 대한 기술이 개시되어 있다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) KR 10-2010-0009875 A [0007]
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 용접공정을 거치지 않고도, 연료펌프를 연료[0008]
탱크에 장착시킬 수 있는 연료탱크와 연료펌프의 장착구조를 제공하는데 목적이 있다.
과제의 해결 수단
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 접합구조는, 연료탱크에 연료펌프를[0009]
접합시키는 연료탱크와 연료펌프의 장착구조에 있어서, 상기 연료탱크의 상부부재에 고정플레이트가 안착된 후,
상기 상부부재의 일부가 상기 고정플레이트의 둘레를 압착하여 상기 고정플레이트가 상기 상부부재에 고정되고,
상기 고정플레이트를 매개로 하여 상기 연료탱크에 연료펌프가 장착되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연료탱크의 상부부재에는 상기 연료펌프가 삽입되는 연료펌프 삽입구의 둘레에 상기 고정플레이트[0010]
가 안착되는 안착면이 형성되고, 상기 안착면의 외측으로 상향 돌출되게 형성되는 파지부가 형성되며, 상기 고
정플레이트는 링형태로 형성되어 상기 안착면에 안착되고 둘레를 따라 플랜지부가 형성되고, 내측에 간격을 두
고 상기 연료펌프의 외측면이 고정되는 후크부가 형성되어 상기 플랜지부가 상기 안착면에 접하도록 안착되며,
상기 파지부가 상기 고정플레이트의 플랜지부를 압착되도록 파지부를 상기 고정플레이트의 둘레에 눌러 접는 헤
밍(hemming)가공되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 고정플레이트의 플랜지부를 압착하는 파지부와 안착면은 S자 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.[0011]
등록특허 10-1267129
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아울러, 상기 파지부는 2겹으로 중첩되어 상기 고정플레이트의 플랜지부를 압착하도록 한다.[0012]
한편, 상기 연료탱크의 상부부재는, 연료펌프가 장착될 자리에 프레스가공으로 상부부재에 연료펌프 삽입구, 안[0013]
착면 및 파지부가 형성된 공간을 확보하고, 상기 프레스가공부위의 중심을 펀칭가공으로 연료펌프 삽입구를 형
성하며, 프레스가공을 반복하여 상기 상부부재와 평행한 안착면과 위로 볼록하도록 돌출되는 파지부를 형성하도
록 가공되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 파지부는, 안착면과 접하는 내측면이 상기 안착면과 수직하도록 절곡되게 가공되는 것을 특징으로[0014]
한다.
발명의 효과
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 장착구조에 따르면, 헤밍(hemming)공정에 의해[0015]
서 연료펌프의 상부부재에 연료펌프를 장착할 수 있는 고정플레이트를 접합되도록 함으로써, 연료펌프를 연료탱
크에 고정시킬 때 구조적으로 취약하고 공정에 많은 시간이 필요한 용접공정을 생략할 수 있다.
또한, 헤밍공정에 의해서 연료탱크에 연료펌프를 접합함으로써, 접합부위의 강도를 고르게 유지할 수 있고, 접[0016]
합부위에 열에 의한 변형이 발생하지 않는다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래기술에 따른 연료탱크와 연료펌프의 접합구조를 도시한 사시도,[0017]
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 접합구조에서 연료펌프, 고정플레이트 및 연료펌프의 위치관계를
도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 접합구조를 도시한 사시도,
도 5는 도 4의 B-B선에 따른 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 접합구조에서 상부부재에 고정플레이트가 놓여지기 전의 상태를
도시한 사시도,
도 7은 도 6의 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 접합구조에서 상부부재에 고정플레이트가 놓여지되 헤밍가공되기
전의 상태를 도시한 사시도,
도 9는 도 8의 C-C선에 따른 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 접합구조에서 상부부재가 가공하는 과정을 단계별로 도시한 사
시도,
도 11은 도 10의 (c), (d)의 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 접합구조에서에서 헤밍과정이 수행되는 것을 도시한 단면도.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 장착구조를 자세히 설명하기로 한다.[0018]
도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연료탱크와 연료펌프의 장착구조에 따르면, 연료탱크(10)[0019]
의 상부면에 연료펌프(20)가 고정시킬 수 있는 고정플레이트(12)의 둘레를 헤밍공정을 통하여 압착시켜 고정함
으로써, 용접공정 없이도, 연료탱크(10)에 연료펌프(20)를 장착시킬 수 있다.
연료탱크(10)는 상부부재(11)와 하부부재가 서로 접합되어 이루어지고, 상기 연료탱크의 상부부재(11) 상에 연[0020]
료펌프(20)가 구비된다.
등록특허 10-1267129
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이를 위해서, 상기 연료탱크(10)의 상부부재(11) 상에는 연료펌프(20)가 삽입될 수 있도록 상부부재(11)를 관통[0021]
하여 연료펌프 삽입구(11a)가 형성되고, 상기 연료펌프 삽입구(11a)의 둘레를 따라서 후술되는 고정플레이트
(12)가 안착되는 안착면(11b)이 형성되며, 상기 안착면(11b)의 외측으로 상향 돌출되게 파지부(11c)가
형성된다.
금속판재를 가공하여 이루어지는 상부부재(11)는 상기 연료펌프 삽입구(11a), 안착면(11b) 및 파지부(11c)가 형[0022]
성된 부분을 펀칭과 프레스를 반복하여 가공함으로써, 상기 상부부재(11)의 가공이 완료된 상태에서는 상기 파
지부(11c)가 U자를 뒤집어 놓은 것과 같은 형태를 갖고, 최종적으로 고정플레이트(12)의 둘레를 압착할 때에는
2겹이 된다.
연료펌프(20)는 상기 연료탱크(10)에 장착되기 위해서, 상기 연료펌프 삽입구(11a)에 고정플레이트(12)가 접합[0023]
되도록 하고, 연료펌프를 상기 고정플레이트(12)를 매개로 하여 연료탱크(10)에 장착되도록 한다.
상기 고정플레이트(12)는 링의 형태로 형성되어, 상기 상부부재(10)의 안착면(11b) 상에 안착된다. 상기 고정플[0024]
레이트(12)는 내측으로는 상기 연료펌프의 측면이 고정되도록 후크부(12a)가 형성되고, 외측으로는 상기 안착면
(11b)에 안착될 수 있도록 플랜지부(12b)가 형성된다.
연료펌프(20)를 고정시키는 고정플레이트(12)를 도 6 및 도 7과 같이, 상기 상부부재(11)의 연료펌프 삽입부[0025]
(11a)의 상방에 고정플레이트(12)를 배치한 후, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 연료탱크(10)의 상부부
재(11) 상에 형성된 연료펌프 삽입구(11a)에 안착시킨 상태에서, 도 9의 F방향으로 외력을 가하여 상기 파지부
(11c)를 눌러 접어, 상기 파지부(11c)가 상기 플랜지부(12b)의 상부에 밀착되도록 함으로써, 상기 고정플레이트
(12)를 용접에 의하지 않고도 상기 연료탱크(10)의 상부부재(11)에 접합시킬 수 있다. 상기 고정플레이트(12)의
플랜지부(12b)는 안착면(11b)에 안착된 상태로, 상기 플랜지부(12b)의 저면은 안착면(11b)과 접하고 있고 플랜
지부(12b)의 둘레는 상기 파지부(11c)에 인접하게 위치해 있다. 이와 같이, 고정플레이트(12)가 안착면(11b)에
안착된 상태에서, 상기 파지부(11c)를 눌러 접어 파지부(11c)가 플랜지부(12b)의 상부면을 덮도록 한다. 즉, 헤
밍(hemming)공정을 통하여 프레스를 이용하여 파지부(11c)가 플랜지부(12b)를 압착하도록 한다. 한편, 상기 플
랜지부(12b)는 헤밍공정에 의해서, 최종적으로 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상부면은 파지부(11c)와 압착
되어 있고, 하부면은 안착면(11b)과 압착되어 있는 상태이다.
이때, 상부부재(11)의 파지부(11c) 및 안착면(11b)이 고정플레이트(12)의 플랜지부(12b)를 압착하고 있는 부분[0026]
의 형상을 살펴보면, 파지부(11c)와 안착면(11b)은 대략 S자 형태를 갖는다. 특히, 파지부(11c)는 S자의 상부가
중첩되는 형태를 갖는 바, 2겹으로 중첩된 상태로 상기 고정플레이트(12)의 플랜지부(12b)를 압착한다. 이는 파
지부(11c)를 역U자 형태로 가공한 상태에서, 파지부(11c)를 헤밍공정으로 플랜지부(12b)를 압착하기 때문이다.
따라서, 상기와 같이, 고정플레이트(12)를 상기 연료펌프 삽입구(11a) 상에 접합시킨 상태에서, 연료펌프를 상[0027]
기 고정플레이트(12)에 장착되도록 함으로써, 연료펌프를 연료탱크(10)에 장착할 수 있다.
한편, 상기 고정플레이트(12)의 플랜지부(12b)를 압착하는 상부부재(11)의 안착면(11b)과 파지부(11c)를 가공하[0028]
는 과정을 도 10 및 도 11을 통하여 살펴보면 다음과 같다.
상부부재(11)는 프레스가공이나 펀칭가공이 용이한 금속판재로 형성되기 때문에, 다이에 상부부재(11)를 올려놓[0029]
은 상태에서 프레스로 가공하는 과정을 반복수행하여 상부부재(11)를 성형한다. 상부부재(11)를 복수의 프레스
가공을 통하여 상부부재(11)의 안착면(11b)이나 파지부(11c)의 형상을 형성하는 이유는 단순한 평면을 가진 초
기 상태의 상부부재(11)를 점진적으로 프레스 가공을 통하여 최종 형상상의 안착면(11b)와 특히 파지부(11c)의
형상을 갖도록 하기 위함이다.
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 상부부재(11)에 프레스를 이용하여 연료펌프 삽입구(11a)와 안착면(11b) 및[0030]
파지부(11c)가 형성된 위치를 확보하고, 도 10의 (b)에서와 같이 연료펌프 삽입구(11a)를 펀칭가공한다.
상부부재(11)에 프레스로 가공함으로써, 초기의 상부부재(11)보다 복잡한 단면형상을 갖도록 상부부재(11)를 늘[0031]
일 수 있다.
이후, 추가적으로 다이에 상부부재(11)를 올려놓은 상태에서 반복하여 안착면(11b)과 파지부(11c)가 형성되도록[0032]
한다. 상기 안착면(11b)은 앞서 설명한 바와 같이, 고정플레이트(12)의 플랜지부(12b)가 안착될 수 있도록 상부
부재(11)의 나머지 부분과 대략 평행한 상태이고, 파지부(11c)는 위로 볼록한 형태를 갖는다.
등록특허 10-1267129
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이때, 상기 파지부(11c)의 형상은 반복되는 프레스가공을 통하여 초기에는 단순히 위로 복록한 형상을 갖는 형[0033]
태에서, 최종적으로는 안착면(11b)과 인접하는 내측면은 안착면(11b)과 수직해지도록 가공한다. 도 10의 (c)에
도시된 형태를 거치지 않고, 도 10의 (d)에 도시된 형태로 가공하는 경우, 상부부재(11)가 파단될 수 있으므로,
프레스가공을 반복하여 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 단순히 위로 볼록한 형태에서, 도 11의 (b)에 도시된
바와 같이, 파지부(11c)의 내측은 안착면(11b)과 수직해지도록 한다.
여기서, 파지부(11c)의 내측이 안착면(11b)과 수직해지도록 하는 이유는, 도 12의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와[0034]
같이, 상부부재(11)를 다이(D)에 올려놓고 서포트(S)로 상부부재(11)의 중심과 고정플레이트(12)를 지지한 상태
에서, 헤밍프레스(H)를 이용하여, 상기 안착면(11b)에 고정플레이트(12)를 안착시킨 상태에서 헤밍과정을 수행
할 때, 파지부(11c)의 내측이 고정플레이트(12)의 상부면으로 용이하게 접히도록 하기 위함이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 고정플레이트(12)를 연료탱크(10)의 상부부재(11)에 접합시키는 과정에서, 용접을[0035]
사용하지 않고, 헤밍공정을 적용함으로써, 접합부위의 변형, 작업 공정의 단순화 등이 가능해진다.
특히, 용접을 이용하여 두 부재를 접합하는 경우에는 접합부가 열변형하여, 충격시 용접부위에 하중이 집중되어[0036]
크랙이 발생하여 연료가 누출될 수 있고, 용접부위에서 부식이 발생하는 것과 같은 문제가 생길 수 있다. 그러
나, 헤밍공정에 의해서 압착으로써 접합하면, 접합부위에서 열변형이 발생하지 않으므로, 외부에서 충격이 가해
지더라도 접합부위에 고르게 하중이 작용하고, 부식이 발생하지 않으므로 차량의 안정성과 상품성을 향상시킬
수 있다.
부호의 설명
10 : 연료탱크 11 : 상부부재[0037]
11a : 연료펌프 삽입구 11b : 안착면
11c : 파지부 12 : 고정플레이트
12a : 후크부 12b : 플랜지부
20 : 연료펌프 100 : 연료탱크
111 : 상부부재 112 : 고정플레이트
도면
도면1
등록특허 10-1267129
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도면2
도면3
등록특허 10-1267129
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도면4
도면5
등록특허 10-1267129
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도면6
도면7
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등록특허 10-1267129
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