KR100587931B1 - 자동차 필러 도어의 개폐구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 필러 도어의 개폐구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 연료 주입구를 개폐하는 필러 도어에 스프링과 감속수단을 설치하여 필러 도어가 보다 편리하고 안정적으로 개폐될 수 있게 구성된 자동차 필러 도어의 개폐구조를 마련하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차 필러 도어의 개폐구조는, 자동차의 연료 주입구를 개폐하는 필러 도어가 마련되고, 이 필러 도어 내면에는 운전자에 의해 작동되는 캐치부에 선택적으로 고정되는 걸림부가 형성되며, 상기 필러 도어의 일단에 마련된 도어 넥은 차체에 설치된 힌지 브라켓에 힌지 결합되어 회동 가능하게 설치되고, 상기 도어 넥의 일측에는 상기 걸림부가 캐치부로부터 해제된 때에 필러 도어를 완전히 개방시키도록 상기 힌지 브라켓과의 사이에 스프링이 설치되며, 상기 도어 넥의 타측에는 상기 필러 도어의 개폐 속도를 감속시키기 위한 감속수단이 마련된다.

연료 주입구, 필러 도어, 토션 스프링, 감속수단

Description

자동차 필러 도어의 개폐구조{Open and close structure of filler door in automobile}

도1은 종래 필러 도어의 개폐구조를 나타낸 사시도.

도2는 종래 필러 도어의 개폐구조를 나타낸 단면도.

도3은 본 발명에 따른 필러 도어의 개폐구조를 나타낸 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10: 필러 도어(filler door) 11: 걸림부

12: 범퍼 13: 도어 넥(door neck)

14: 힌지축 15: 걸림돌기

16: 힌지 브라켓 17: 걸림턱

18: 팝업(pop up) 스프링 19: 캐치부

20: 토션(torsion) 스프링 21: 회전단

22: 고정단 23: 구동기어

24: 감속기어

본 발명은 자동차 필러 도어의 개폐구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 연료 주입구를 개폐하는 필러 도어에 스프링과 감속수단을 설치하여 필러 도어가 보다 편리하고 안정적으로 개폐될 수 있도록 한 자동차 필러 도어의 개폐구조에 관한 것이다.

자동차에는 그 후방 사이드 패널 상에 주유를 위한 연료 주입구가 마련되어 있으며, 이 연료 주입구는 연료 탱크에서부터 연결되어 나온 주입 파이프를 밀폐시키기 위한 필러 캡(filler cap)과 차체에 힌지 결합되어 평상시에 상기 필러 캡이 외부로 노출되지 않도록 해주는 필러 도어(filler door)로 구성된다.

도1 및 도2를 참조로 종래 필러 도어가 차체에 결합되는 구조를 설명한다. 사각 평판 형태를 가진 필러 도어(10)는 그 내면 외측에 걸림부(11)가 형성되어 있다. 이 걸림부(11)는 차체에 설치된 캐치부(19)에 선택적으로 고정된다. 이 캐치부(19)는 차실 내에 설치된 연료 주입구 개폐 스위치(미도시)와 와이어에 의해 연결되어 운전자가 상기 개폐 스위치를 조작함으로써 캐치부를 작동시킬 수 있도록 구성된다. 한편, 상기 필러 도어(10) 내면의 타측에는 "ㄷ"자 형태의 도어 넥(13)이 마련되고 이 도어 넥(13)의 일단에는 힌지축(14)이 형성된다. 한편, 차체에는 상기 필러 도어(10)가 지지되는 힌지 브라켓(16)이 마운팅되고, 이 힌지 브라켓(16)은 사각 통형으로 만들어져 상기 필러 도어(10)의 도어 넥(13) 부분이 그 내부공간에 삽입되는데, 상기 도어 넥(13)의 힌지축(14)이 힌지 브라켓(16)의 내측에 힌지 결합되어 필러 도어(10)가 상기 힌지축(14)을 중심으로 회동 가능하게 설치된다.

상기 도어 넥(13)과 힌지 브라켓(16) 사이의 공간에는 상기 걸림부(11)가 캐치부(19)에서 해제된 때에 도어 넥(13) 부분에 상기 필러 도어(10)가 회동될 수 있는 방향으로 소정의 힘을 가하는 팝업 스프링(18)이 설치된다. 바람직하게는, 상기 팝업 스프링(18)은 두개의 레그(leg)로 구성된 핀셋 형상을 가지고 필러 도어(10)가 완전히 닫힌 상태에서 상기 두 개의 레그가 압축된 상태가 되도록 설치되어 필러 도어(10)의 구속력이 해제된 경우 그 탄성 복원력에 의해 필러 도어(10)를 회동시킬 수 있도록 구성된다.

상기 도어 넥(13)의 상면에는 걸림돌기(15)가 마련되고, 상기 힌지 브라켓(16)의 내측에는 필러 도어(10)가 완전히 개방된 때에 상기 걸림돌기(15)와 결합되는 걸림턱(17)이 마련된다. 상기 걸림돌기(15)가 걸림턱(17)에 결합되면 필러 도어(10)가 개방된 상태로 안정적으로 지지된다. 상기 걸림돌기(15)와 걸림턱(17)은 모두 그 외면이 곡면으로 이루어져 필러 도어(10)가 닫히는 방향으로 소정 크기 이상의 힘이 가해지면 그 결합이 해제될 수 있도록 구성된다. 한편, 상기 걸림돌기(15)와 걸림턱(17)이 해제되면 필러 도어(10)가 닫히는 속도를 감속시켜 줄 수 있는 수단이 없기 때문에 큰 외력이 가해지는 경우에는 닫히는 과정에서 필러 도어(10)가 차체에 심하게 부딪힐 수도 있다. 따라서, 이러한 충격으로부터 필러 도어(10)를 보호하기 위해 필러 도어(10)의 내면에 보다 정확하게는 상기 도어 넥(13)이 설치된 반대편 끝단의 상하 양쪽에 고무 재질로 된 범퍼(12)가 각각 설치된다.

상기와 같이 구성된 종래 자동차 필러 도어의 개폐구조의 작동을 도2를 참조 하여 간단히 설명한다. 필러 도어(10)의 개폐는 크게 세 가지 단계로 이루어진다. 먼저 폐쇄(close) 단계에 있어서는 필러 도어(10)의 내면에 형성된 걸림부(11)가 차체에 설치된 캐치부(19)에 고정되고 이에 의해 필러 도어(10)에 구속력이 발생되어 폐쇄된 상태가 유지된다.

다음은 팝업(Pop up) 단계로서 주유와 같이 상기 필러 도어(10)를 개방시키고자 하는 경우 운전자는 차실 내에 설치된 개폐 스위치를 당겨 캐치부(19)의 후크를 슬라이딩시킴으로써 걸림부(11)에 대한 구속을 해제시킨다. 구속력이 소멸되면 상기 팝업 스프링(18)의 탄성 복원력에 의해 필러 도어(10)가 일정 간격만큼 팝업된다. 실차에서 이 팝업 간격은 차체로부터 30mm 정도가 되도록 설계된다.

마지막으로 완전 개방(open) 단계로서, 작업자는 상기 팝업에 의해 생긴 필러 도어(10)와 차체 사이의 공간에 손가락을 집어넣어 밖으로 당김으로써 필러 도어(10)를 완전히 개방시킨다. 이 때, 필러 도어(10)는 그 일측에 마련된 도어 넥(13)을 축으로 회동되고, 완전히 개방되면 상기 도어 넥(13)의 상면에 마련된 걸림돌기(15)가 힌지 브라켓(16)에 형성된 걸림턱(17)에 결합되어 고정된 상태로 지지된다. 주유가 종료되어 필러 도어(10)를 폐쇄하고자 하는 경우에는 필러 도어(10)가 닫히는 방향으로 외력을 가하여 상기 걸림돌기(15)를 걸림턱(17)으로부터 해제시킴으로써 상기 폐쇄 단계로 복귀된다.

이와 같이 작동되는 종래의 필러 도어 개폐구조에 따르면, 필러 도어를 개방하고자 하는 때에 작업자에 의한 수동 작업까지 포함된 2단계를 거쳐야 하므로 상당히 불편하였으며, 상기 팝업 스프링의 내구력 부족으로 팝업 높이가 부족하게 되 면 그 사이로 손가락이 들어가지 않게 되어 고객 불만의 주요 원인이 되어왔다. 또한, 필러 도어가 완전히 개방된 상태로 유지되도록 해주는 걸림돌기와 걸림턱은 필러 도어를 닫을 때에 오히려 더 큰 힘을 요구하는 장애물이 되며, 걸림돌기와 걸림턱에 마모가 발생하면 그 지지력이 저하되어 필러 도어가 개방된 상태로 안정적으로 유지되지 못하는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 토션 스프링을 사용하여 종래의 팝업 단계를 생략함으로써 필러 도어가 완전 개방 단계까지 자동적으로 도달할 수 있도록 해줄 뿐만 아니라, 두 개의 기어로 이루어진 감속수단을 설치하여 필러 도어의 개폐속도를 감속시킴으로써 그 개폐 작업이 안정적으로 이루어질 수 있도록 해주는 자동차 필러 도어의 개폐구조를 마련하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차 필러 도어의 개폐구조는, 자동차의 연료 주입구를 개폐하는 필러 도어가 마련되고, 이 필러 도어 내면에는 운전자에 의해 작동되는 캐치부에 선택적으로 고정되는 걸림부가 형성되며, 상기 필러 도어의 일단에 마련된 도어 넥은 차체에 설치된 힌지 브라켓에 힌지 결합되어 회동 가능하게 설치되고, 상기 도어 넥의 일측에는 상기 걸림부가 캐치부로부터 해제된 때에 필러 도어를 완전히 개방시키도록 상기 힌지 브라켓과의 사이에 스프링이 설치되며, 상기 도어 넥의 타측에는 상기 필러 도어의 개폐 속도를 감속시 키기 위한 감속수단이 마련된다.

바람직하게는, 상기 스프링은 상기 도어 넥 상에 마련된 힌지축에 끼워지고, 그 일단은 상기 힌지 브라켓 상에 고정되며, 그 타단은 상기 도어 넥의 일측에 고정되는 토션 스프링이다.

더욱 바람직하게는, 상기 감속수단은 서로 다른 크기를 가진 구동기어와 감속기어가 치합되어 이루어지는데, 크기가 작은 구동기어는 상기 도어 넥 상에 설치되고, 크기가 큰 감속기어는 상기 힌지 브라켓 상에 설치된다.

이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 보다 상세히 설명한다. 도3은 본 발명에 따른 필러 도어의 개폐구조의 분해 사시도이고, 도4는 도3의 A-A 방향으로 절단한 부분이 결합된 상태를 도시한 단면도이다.

도4에서 바깥쪽에 도시된 정사각형의 테는 힌지 브라켓(16)이며 그 내부공간에 필러 도어(10)가 삽입되어있다. 이 필러 도어(10)의 일측에 마련된 도어 넥(13)에는 힌지축(14)이 형성되고 이 힌지축(14)은 상기 힌지 브라켓(16)의 힌지홈(16a)에 회동 가능하게 설치되어있는 바, 이와 같은 구성은 종래와 동일하다.

본 발명에 따른 특징적 기술구성 중의 하나로서 상기 도어 넥(13)의 일측에 스프링이 설치된다. 이 스프링은 코일 스프링, 토션 스프링, 판 스프링 등 소정 크기 이상의 탄성 복원력만 발생시킬 수 있는 것이면 어느 것이라도 무방하나, 본 발명에서는 토션 스프링(20)이 설치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면 토션 스프링은 비틀림 탄성에 의해 복원력을 발생시키는 것으로써 그 설치공간을 효율적으로 활용할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 본 발명에서도 상기 토션 스프링(20)이 상기 힌 지축(14) 상에 끼워지고, 그 고정단(22)은 상기 힌지 브라켓(16) 상에 고정되며, 그 회전단(21)은 상기 도어 넥(13)의 일측에 고정됨으로써 도어 넥(13)과 힌지 브라켓(16) 사이의 좁은 공간을 최대로 활용하면서 큰 탄성 복원력을 발생시켜 이것만으로도 필러 도어(10)를 완전히 개방시킬 수 있도록 해준다.

다만, 상기 토션 스프링(20)의 탄성 복원력만으로 필러 도어(10)를 개방시키게 되면 그 개방속도가 너무 빨라서 힌지축(14)이 형성된 도어 넥(13)에 충격이 가해지므로 피로 파단의 원인이 될 수 있다. 따라서, 필러 도어(10)의 복원력을 감속시킬 수 있는 수단이 필요한 바, 본 발명에서는 이를 위해 상기 도어 넥(13)의 타측에 본 발명의 특징적 기술구성인 감속수단을 설치하였다. 이 감속수단은 서로 다른 크기를 가진 구동기어(23)와 감속기어(24)로 이루어지는데, 크기가 작은 상기 구동기어(23)는 회전하는 도어 넥(13) 상에 설치되고, 크기가 큰 감속기어(24)는 힌지 브라켓(16) 상에 설치된다.

이와 같이 회전체인 필러 도어(10)에 설치된 구동기어(23)보다 고정체인 힌지 브라켓(16)에 설치된 감속기어(24)가 더 크도록 구성하면, 이들이 치합된 상태에서 필러 도어(10)가 회전할 때 상기 구동기어(23)의 회전속도가 상대적으로 느린 감속기어(24)의 회전속도에 의해 제한되기 때문에 필러 도어(10)의 회전속도도 감소된다. 따라서, 상기 구동기어(23)와 감속기어(24)의 기어비를 조절함으로써 필러 도어(10)가 부드럽게 개방될 수 있도록 해줄 수 있다.

이 감속수단은 필러 도어(10)가 개방될 때뿐만 아니라, 필러 도어(10)가 닫혀질 때에도 적절한 속도를 유지할 수 있도록 해줌으로써 필러 도어(10)와 차체와 의 충격을 감소시켜주기 때문에 종래와 같이 이 충격을 완화시키기 위한 범퍼(12, 도1참조)도 설치할 필요가 없다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차 필러 도어의 개폐구조에 의하면, 팝업 단계가 생략되므로 필러 도어의 개방에 필요한 동작이 간편할 뿐만 아니라 수 작업이 없어져 보다 편리하게 이루어질 수 있다. 또한, 상기 팝업 단계에서 팝업 높이 부족으로 인해 발생하였던 고객 불만을 완전히 해소할 수 있게 되었다. 마지막으로, 토션 스프링과 기어의 맞물림에 의해 필러 도어가 완전히 개방된 상태에서도 지지력이 발생되기 때문에 종래의 걸림돌기와 걸림턱을 생략할 수 있어 생산성 향상에도 기여할 수 있다.

Claims (3)

1. 자동차의 연료 주입구를 개폐하는 필러 도어(10)가 마련되고, 이 필러 도어(10) 내면에는 운전자에 의해 작동되는 캐치부(19)에 선택적으로 고정되는 걸림부(11)가 형성되며, 상기 필러 도어(10)의 일단에 마련된 도어 넥(13)은 차체에 설치된 힌지 브라켓(16)에 힌지 결합되어 회동 가능하게 설치되고, 상기 도어 넥(13)의 일측에는 상기 걸림부(11)가 캐치부(19)로부터 해제된 때에 필러 도어(10)를 완전히 개방시키도록 상기 힌지 브라켓(16)과의 사이에 스프링이 설치되며, 상기 도어 넥(13)의 타측에는 상기 필러 도어(10)의 개폐 속도를 감속시키기 위한 감속수단이 마련된 것을 특징으로 하는 자동차 필러 도어의 개폐구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 스프링은 상기 도어 넥(13) 상에 형성된 힌지축(14)에 끼워지고, 그 일단은 상기 힌지 브라켓(16) 상에 고정되며, 그 타단은 상기 도어 넥(13)의 일측에 고정되는 토션 스프링(20)인 것을 특징으로 하는 자동차 필러 도어의 개폐구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감속수단은 서로 다른 크기를 가진 구동기어(23)와 감속기어(24)가 치합되어 이루어지는데, 크기가 작은 구동기어(23)는 상기 도어 넥(13) 상에 설치되고, 크기가 큰 감속기어(24)는 상기 힌지 브라켓(16) 상에 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 필러 도어의 개폐구조.

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