KR100837312B1 - 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스연료 자동차, 특히 수소, LPG, CNG 등이 유입되는 자동차에 있어, 가스충전호스가 접속한 상태로 자동차가 발진하거나 외부의 충격이 작용시에 충전호스가 파손되지 않게 탈착되도록 하는 연료공급 긴급차단용 이탈커넥터, 즉 브레이크 어웨이에 관련한다.

더 상세하게는 본 발명은 충전호스의 충격에 의한 파손방지를 위해 소켓부와 플러그부가 체결되어 구성된 브레이크 어웨이에 있어서, 상기 소켓부와 상기 플러그부의 각각의 충전가스 배출부의 단면적차에 의한 힘을 상쇄하기 위해 상기 단면적차에 따른 힘과 크기가 같고 방향이 다른 힘을 생성하기 위한 수단이 상기 소켓부 내부에 구성된 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이와 관련한다.

본 발명을 통해 연료의 충전압력이 증가하더라도 분리력을 일정하게 할 수 있도록 하여 급박한 외부의 충격에도 일정한 힘에서 탈착되도록 할 수 있다.

분리력, 소켓, 플러그, 클립, 충전압력

Description

균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이{Break-away having uniform separating force}

도 1 은 종래기술에 의한 브레이크 어웨이의 사시도이다.

도 2 은 종래기술에 의한 브레이크 어웨이의 내부단면도이다.

도 3 은 종래기술에 의한 브레이크 어웨이에 작용하는 힘들의 관계를 수식화한 도면이다.

도 4 는 종래기술에 의한 브레이크 어웨이의 연료충전압력의 증가에 따른 분리력의 변화를 나타내는 도표이다.

도 5 는 본 발명에 의한 브레이크 어웨이의 사시도이다.

도 6 은 본 발명에 의한 브레이크 어웨이의 분해조립도이다.

도 7 은 본 발명에 의한 브레이크 어웨이의 내부단면도이다.

도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 클립의 단면도이다.

도 9 은 본 발명의 실시예에 따른 스프링 커버의 단면도이다.

도 10 은 본 발명의 실시예에 따른 클립커버의 단면도이다.

도 11 은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 소켓의 단면도이다.

도 12 는 본 발명의 실시예에 따른 체크밸브 고정부와 체크밸브의 단면도이다.

도 13 은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 소켓의 단면도이다.

도 14 는 본 발명의 실시예에 따른 소켓커버의 단면도이다.

도 15 는 본 발명의 소켓부와 플러그부를 연결하는 클립의 착탈을 도시한 상태도이다.

도 16 은 본 발명에 의한 브레이크 어웨이에 작용하는 힘들의 관계를 수식화한 도면이다.

* 도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

100 : 소켓부 110 : 소켓커버

115 : 고정와셔 120 : 제 1 소켓

125 : 이동핀 130 : 제 2 소켓

140 : 체크밸브고정부 145 : 체크밸브

150 : 스프링커버 160 : 스프링

170 : 클립커버 180 : 소켓링

185 : 지지캡 190 : 고정핀

200 : 플러그부 300 : 클립

본 발명은 가스연료가 유입되는 자동차, 특히 수소, LPG, CNG가 유입되는 자 동차에 있어, 가스충전호스가 접속한 상태로 자동차가 발진하거나 외부의 충격이 작용시에 충전호스가 파손되지 않게 탈착되도록 하는 연료공급 긴급차단용 이탈커넥터, 즉 브레이크 어웨이에 관련한다.

본 발명의 자동차에 주입되는 가스는 이에 한정되지 않고 자동차에 유입되는 모든 가스를 적용할 수 있음은 당업자의 입장에서 자명한 것이다.

도 1, 2 는 종래기술에 의한 WEH사의 브레이크 어웨이를 나타내고 있는데, 도시한 바와 같이 소켓부(10)와 플러그부(20)가 클립(30)을 통해 체결되어 있다.

브레이크 어웨이는 충전호스(미도시)에 연결된 소켓부(10)와 자동차에 연결된 플러그부(20)의 체결상태를 끊게 됨으로써 갑작스런 충격에 의해 충전호스의 파손을 방지하는 장치이다.

WEH사의 브레이크 어웨이는 소켓부(10)의 클립커버(14)의 클립부(14a)가 클립(30)과 결합되면서 소켓부(10)와 플러그부(20)가 체결된다.

구동부(12)의 구동레버(12a)를 회전하면 클립이송부(12b)가 전진하면서 소켓커버(13)에 둘러싸인 소켓(16)을 강제로 밀고, 소켓(16)과 연결되어 있는 클립(30)을 클립커버(14)의 경사면을 따라 밀어 올리게 되면서 클립부(14a)가 클립(30)과 탈착 및 결합하게 된다. 상기 결합시에는 소켓(16) 내부의 스프링(16a)은 압축된다.

상기의 체결상태에서 플러그부(20)에 외부의 힘이 작용되는 경우는 클립(30)이 클립커버(14)의 경사진 면을 따라 이동하면서 확장되어 소켓부(10)와 플러그부(20)가 분리된다.

상기 소켓부(10)와 플러그부(20)의 체결에 따라 각각의 내부에 장착된 체크밸브(15, 21) 내부의 스프링이 압축되게 되면서 소켓부(10)와 플러그부(20)의 체결시에 체크밸브(15, 21)가 서로 밀착되어 눌리면서 공간이 발생하게 되어 충전가스는 연료필터부(11)와 소켓(16)을 경유하여 체크밸브(15, 21)에 의한 열린 공간을 통해 이동하여 플러그부(20)를 통해 배출되게 된다.

도 3a 내지 3c는 상기의 윈리에 의해 작동되는 브레이크 어웨이의 힘의 평형관계를 나타낸 것으로서, Pg는 충전가스인 연료의 충전압력을 나타내는 것이며, Fs는 소켓부(10)와 플러그부(20)가 분리될 때 압축되는 스프링(16a)의 복원력 또는 장력을 나타낸다.

또한, 도시한 바와 같이 소켓부(10) 내부의 소켓(16)의 배출단면적 A2와 플러그부(20)의 배출 단면적 A1은 단면적이 같지 않고, A2의 단면적이 A1에 비해 더 큰 면적을 가지고 있음을 알 수 있다. (A2-A1)Pg는 이러한 단면적의 차이에 의해 발생하는 힘을 나타낸다.

따라서 소켓부(10)와 플러그부(20)를 분리하기 위한 분리력은 스프링(16a)의 복원력 Fs에 상기의 단면적의 차이에 의해 발생하는 힘의 합력에 의해 결정된다.

F = Fs + (A2-A1)Pg

그러나 이러한 구성에 의해서는 충전압력 Pg이 높아짐에 따라 상기의 분리력의 세기가 변화하게 되는 문제점이 있다.

도 4는 연료충전압력의 증가에 따른 분리력의 변화를 나타내는 것으로서, 도시한 바와 같이, 분리력이 연료충전압력 Pg의 증가에 따라 점차적으로 증가하고 있 음을 알 수 있다. 즉 연료의 충전압력이 증가함에 따라 상기의 단면적 차에 의해 소켓부(10)와 플러그부(20)의 분리력이 증가함으로 인해 갑작스런 충격시에 분리력이 증가되어 소켓부(10)와 플러그부(20)가 분리되지 않아 브레이크 어웨이가 제대로 작동되지 않는 문제점을 가지고 있다.

또한, 종래기술에 의한 브레이크 어웨이는 소켓부(10)와 플러그부(20)가 장착 및 탈착되면서 스프링(16a)에 압축력을 가하게 되어 클립부(14a)와 클립(30)이 완전히 체결될 때까지는 압축된 스프링(16a)의 복원력에 의해 클립이송레버(12a)가 회전되어 체결 전까지는 상기 클립이송레버(12a)를 붙잡고 있어야 하는 불편함을 갖고 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 충전 연료의 충전압력의 변화에 상관없이 소켓부와 플러그부의 분리력이 일정하게 유지되는 브레이크 어웨이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 소켓부와 플러그부의 장착 및 탈착이 용이하도록 개선된 브레이크 어웨이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 상기의 목적은 충전호스의 충격에 의한 파손방지를 위해 소켓부와 플러그부가 체결되어 구성된 브레이크 어웨이에 있어서, 상기 소켓부와 상기 플러그부의 각각의 충전가스 배출부의 단면적차에 의한 힘을 상쇄하기 위해, 상기 단면적 차에 따른 힘과 크기가 같고 방향이 다른 힘을 생성하기 위한 수단이 상기 소켓부 내부에 구성된 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이에 의해 달성된다.

상기 소켓부와 플러그부는 클립에 의해 체결되도록 구성될 수 있고, 상기의 단면적차에 따른 힘과 크기가 같고 방향이 다른 힘을 생성하기 위한 수단은 상기 소켓부 내부에 충전가스가 배출되는 공간을 형성하여 구성될 수 있다.

상술한 상기의 목적은 충전호스의 충격에 의한 파손방지를 위해 소켓부와 플러그부가 체결되어 구성된 브레이크 어웨이에 있어서, 상기 소켓부 내에는 충전가스가 배출되는 제 1소켓과, 상기 제 1 소켓 둘레로 스프링이 안착되며 클립부가 내측에 형성된 스프링커버가 구성되어, 상기 제 1소켓과 상기 플러그부의 배출부의 단면적차에 의한 힘을 상쇄하기 위해 상기 클립부와 상기 제 1소켓 사이에 충전가스가 배출되는 공간을 형성한 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이에 의해 달성된다.

상기 제 1 소켓의 외부의 면적을 변화하여 상기 공간을 형성한다. 상기 클립부가 상기 플러그부와 클립에 의해 체결한다. 상기 제 1 소켓에는 상기 공간으로 충전가스가 배출되도록 연통로가 형성된다.

상기 소켓부에는 상기 제 1 소켓의 내부에 삽입되며, 충전가스가 이동하는 관통로와 상기 관통부에 상기 연통로로 연결되는 홀이 형성된 체크밸브 고정부를 포함한다.

상기 소켓부에는 상기 제 1 소켓과 결합되고, 상기 클립부를 이동시키는 이동핀이 내부에 구비된 제 2 소켓을 포함한다.

상기 소켓부에는 상기 제 2 소켓과 나사결합하여 회전하면서 상기 이동핀에 힘을 가하는 소켓커버가 포함된다.

상기 소켓부에는 상기 소켓커버와 상기 제 2소켓 사이에서 고정핀에 의해 제 2 소켓과 결합하는 클립커버가 포함된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 의한 브레이크 어웨이의 사시도이며, 도 6은 본 발명에 의한 브레이크 어웨이의 분해조립도이다.

상기의 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크 어웨이는 소켓부(100)와 플러그부(200)가 다수의 클립(300)에 의해 체결되어 구성된다.

상기의 소켓부(100)는 소켓커버(110), 제 2 소켓(120), 제 1 소켓(130), 체크밸브 고정부(140), 체크밸브(141), 스프링 커버(150), 스프링(160), 클립커버(170), 소켓링(180), 지지캡(185)로 구성된다.

도 7은 본 발명에 의한 브레이크 어웨이의 내부단면도이며, 도 8은 클립(300)의 내부 단면도를 나타낸다.

도 7, 8을 참조하면, 클립(300)은 플러그부(200)와 맞물리는 체결부(301)와 소켓링(180) 및 지지캡(190)에 의해 지지되는 고정부(302)와 클립커버(170)의 경사 를 이루어 접촉하는 경사면이 구성된 이동부(303)로 구성된다.

도 9 내지 14은 브레이크 어웨이의 소켓부의 구성요소에 대한 내부단면도를 나타낸다.

도 7, 9 을 참조하면, 스프링 커버(150)에는 스프링(160)이 안착되도록 내부공간이 형성되며 내측면으로 클립부(151)가 형성된다.

도 7, 10을 참조하면, 클립커버(170)는 스프링 커버(150)의 외측면을 둘러싸도록 구성되며, 클립커버(170)는 클립(300)의 이동부(303)와 경사접촉되도록 경사면(152)을 형성해 장착과 탈착을 용이하게 한다. 스프링 커버(150)와 클립커버(170) 사이의 이동 기밀성을 향상하기 위해 오링이 장착될 수 있다.

도 7, 11을 참조하면, 제 1소켓(130)은 상기 스프링 커버(150)의 내부에 삽입되며, 양단에는 나사선이 형성되어 그 중 한쪽 끝단은 클립부(151)와 체결되는 클립(300)의 고정부(301)를 지지하는 소켓링(180) 및 지지캡(185)과 나사결합되며, 다른 한쪽 끝단은 상기 제 2 소켓(120)과 나사결합되어 고정된다.

도 7, 12를 참조하면 체크밸브 고정부(140)는 제 1 소켓(130)의 내부에 삽입되어 고정되며, 충전가스가 유입되도록 길이방향으로 관통부(141)가 형성되며 상기 관통부(141) 내에는 유입된 충전가스의 개폐를 위한 체크밸브(145)가 삽입되어 지지되도록 지지부(142)가 형성된다.

도 7, 13를 참조하면, 제 2 소켓(120)은 나사선이 형성된 홀을 구비한 헤드부(121)가 제 1 소켓(130)에 나사결합되어 고정되며, 중심부(122)에는 충전가스가 유입되는 유입로(122a)가 형성되며 돌출된 나사선에 상기 소켓커버(110)가 나사결 합된다. 또한, 충전호스가 연결되는 연결부(123)가 끝단에 형성된다. 상기 헤드부(121)에는 관통로(121a)가 형성되고 상기 관통로(121a)에 삽입되어 이동하는 이동핀(124)이 더 구비된다.

도 7, 14를 참조하면, 소켓커버(110)는 제 2 소켓(120)의 중심부(122)의 돌출된 나사선과 맞물려서 회전하도록 나사선이 내부로 형성된 회전구동부(111)가 형성되며, 제 2소켓(120)과 소켓커버(110)의 나사결합 부위에는 회전되는 소켓커버(110)가 정지시에 흔들림없이 고정되도록 하는 고정와셔(115)가 장착될 수 있다.

플러그부(200)에는 체크밸브 고정부(140)에 위치하는 체크밸브(145)와 대칭되도록 접촉하여 유입된 충전가스를 개폐하는 체크밸브(201)가 내부에 포함된다.

본 발명에 의한 개선된 브레이크 어웨이의 작동원리를 자세하게 기재하면 다음과 같다.

도 7에서 도시된 바와 같이, 소켓커버(110)의 한쪽 끝단과 제 2 소켓(120)의 사이에는 상기 클립커버(170)의 일단부가 삽입되며, 제 2소켓(120)과 클립커버(170)의 각각의 관통홀(121b, 172)을 고정핀(190)에 의해 결합하여 고정한다.

상기의 고정핀(190)은 상기 소켓커버(110)을 회전할 때에 클립커버(170)가 소켓커버(110)와 함께 회전되지 않도록 고정시키는 역할을 하게 된다. 또한 고정와셔(115)는 소켓커버(110)를 회전하여 정지할 때에 제 2소켓(120)에 흔들림없이 고정시키는 역할을 하게 된다.

소켓커버(110)를 회전시켜 제 2 소켓(120) 내부의 이동핀(124)을 밀게 되고, 상기 이동핀(124)에 의해 스프링커버(150)가 밀려 이동되면서 내부의 클립부(151)가 클립(300)을 밀어내어 클립(300)의 이동부(303)는 클립커버(170)의 경사면(171)을 따라 확장하여 바깥으로 밀려나면서 기울어지고, 이때 클립부(151)와 클립(300)이 체결된다.

상기 소켓커버(110)의 회전에 따라 이동되는 스프링커버(150)에 의해 스프링(160)이 압축되면서 소켓부(100)와 플러그부(200)는 스프링의 장력을 보유하면서 체결되게 된다.

이와 같이 체결된 상태에서 플러그부(200)가 외부 힘에 의해 당겨질 때는 도 15에서 도시된 바와 같이, 클립(300)이 클립부(151)를 당기게 되고, 이때 스프링(160)이 수축되고 클립(300)이 플러그부(200)를 이탈되면서 클립의 이동부(303)가 기울어지면서 경사면을 따라 확장하여 소켓부(100)와 플러그부(200)가 분리되게 된다.

충전가스의 이동은 소켓부(100)와 플러그부(200)의 체결시에 서로 대칭되는 체크밸브(145, 201)가 눌리면서 밀착되어 충전가스가 통과할 수 있는 공간이 발생되게 된다.

따라서, 충전가스는 제 2 소켓(120)의 충전가스의 연결부(123) 및 관통부(122)을 거쳐 제 1 소켓(130)에 삽입된 체크밸브 고정부(140)를 통해 제 1소켓(130)에서 배출되고 최종적으로 플러그부(200)를 통해 배출되게 된다.

도 16에서 도시한 바와 같이 제 1 소켓(130)의 배출단면적 A2와 플러그부(200)의 배출 단면적 A1은 단면적이 같지 않고 A2의 단면적이 A1에 비해 더 큰 면적으로 인해 (A2-A1)Pg에 해당하는 단면적의 차이에 의해 발생하는 힘이 발생한다.

이러한 단면적의 차이에 의해 발생하는 힘을 상쇄하여 균일한 분리력을 갖도록 상기 단면적차에 따른 힘과 크기가 같고 방향이 다른 힘을 생성하기 위한 수단이 상기 소켓부 내부에 구성된다.

도 7에서 도시된 바와 같이, 상기의 수단은 상기 소켓부(100) 내부에 충전가스가 배출되는 공간을 형성하는 것이다. 자세하게는 상기 스프링 커버(150)와 상기 제 1 소켓(130) 사이에 충전가스가 배출되도록 공간을 형성하는 것이다.

도시된 바와 같이 상기 제 1 소켓(130)의 스프링커버(150)의 클립부(151)과 접하는 외부의 면적을 변화하여 제 1 소켓(130)과 클립부(151)사이에 상기 공간(S)을 형성할 수 있다.

상기의 공간(S)에 충전가스가 배출되도록 상기 공간(S)과 연통되는 연통로(131)를 제 1 소켓(130)에 형성한다. 또한 상기 체크밸브 고정부(140)의 관통로(141)에서 상기 제 1 소켓(130)의 연통로(131)로 연결되는 홀(143)을 더 형성한다.

따라서 충전호스로부터 유입된 충전가스는 체크밸브 고정부(140)의 관통 로(141)에 형성된 홀(143)을 통해 제 1 소켓(130)의 연통로(131)를 통해 상기 공간(S)으로 배출되도록 구성되는 것이다.

상기의 공간(S)에 배출된 가스에 의해 제 1 소켓(130)의 단면적 A4와 A3의 면적차에 의한 힘이 발생하게 되어 제 1 소켓(130)의 배출단면적 A2와 플러그부의 배출 단면적 A1의 차이에 의해 발생된 힘과 반대방향의 힘이 작용하게 된다.

따라서, 상기의 공간(S)에 의해서 A4-A3의 면적을 A2-A1의 면적과 같게 한다면 힘이 상호 상쇄되는 구조가 되어 분리력(F)은 항상 스프링에 의한 장력(Fs)과 동일한 값을 가져 일정 힘에서 탈착된다.

F = Fs

따라서, 플러그부(200)가 갑작스럽게 외부 힘에 의해 당겨질 때 외부의 힘이 일정한 힘으로 압축된 스프링의 장력 Fs에 이르면 클립(300)이 클립커버(170)의 경사진 면을 따라 확장하여 소켓부(100)와 플러그부(200)가 분리되도록 작동되는 것이다.

이상 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

본 발명의 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이에 의해서 연료의 충전압력이 증가하더라도 분리력을 일정하게 할 수 있도록 하여 급박한 외부의 충격에도 일 정한 힘에서 탈착되도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 소켓커버를 회전하여 플러그부와 소켓부를 탈착 또는 장착함으로써 보다 용이하게 조작할 수 있도록 구성된 효과가 있다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 가스충전호스의 충격에 의한 파손방지를 위해 소켓부와 플러그부가 체결되어 구성된 브레이크 어웨이에 있어서,

   상기 소켓부 내에는 충전가스가 배출되는 제 1소켓과, 상기 제 1 소켓 둘레 로 스프링이 안착되며 클립부가 내측에 형성된 스프링커버가 구성되어,

   상기 제 1소켓과 상기 플러그부의 배출부의 단면적차에 의한 힘을 상쇄하기 위해 상기 클립부와 상기 제 1소켓 사이에 충전가스가 배출되는 공간을 형성한 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 소켓의 외부의 면적을 변화하여 상기 공간을 형성한 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 클립부가 상기 플러그부와 클립에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 소켓에는 상기 공간으로 충전가스가 배출되도록 연통로가 형성된 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 소켓부에는 상기 제 1 소켓의 내부에 삽입되며, 충전가스가 이동하는 관통로와 상기 관통부에 상기 연통로로 연결되는 홀이 형성된 체크밸브 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 소켓부에는 상기 제 1 소켓과 결합되고, 상기 클립부를 이동시키는 이동핀이 내부에 구비된 제 2 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 소켓부에는 상기 제 2 소켓과 나사결합하여 회전하면서 상기 이동핀에 힘을 가하는 소켓커버가 포함되는 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 소켓부에는 상기 소켓커버와 상기 제 2소켓 사이에서 고정핀에 의해 제 2 소켓과 결합하는 클립커버가 포함되는 것을 특징으로 하는 균일한 분리력을 갖는 브레이크 어웨이.

Images