KR101560568B1 - 연료주입구 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료주입구 개폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직선운동에 비해 록킹부재에 부하가 덜 걸리는 회전운동으로 작동되며, 형상기억합금을 사용하여 부피, 무게 감소 및 원가 절감을 이룬 연료주입구 개폐장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 연료주입구 개폐장치는 자동차의 연료주입구 개폐장치에 있어서, 상부하우징과 하부하우징으로 구성된 몸체부; 일측은 상기 하부하우징의 내부 일측에 고정되며, 전력 공급에 따라 액추에이터 자체의 수축과 팽창이 이루어지는 액추에이터부; 상기 액추에이터부의 타측에 위치하여 상기 액추에이터와 연결되어 있으며, 상기 액추에이터 자체의 수축과 팽창에 의해 일측이 상기 몸체부를 관통하여 형성된 레버회전축을 중심으로 회동하는 레버부; 및 상기 하부하우징의 내부 타측의 종방향으로 형성된 랫치회전축을 중심으로 상기 레버부의 회동에 의해 형성된 공간부로 회동하면서 상기 연료주입구를 개폐하는 랫치부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

연료주입구 개폐장치 {Fuel inlet opening and closing device}

본 발명은 연료주입구 개폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직선운동에 비해 록킹부재에 부하가 덜 걸리는 회전운동으로 작동되며, 형상기억합금을 사용하여 부피, 무게 감소 및 원가 절감을 이룬 연료주입구 개폐장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 자동차의 측면도이고, 도 2는 종래기술에 의한 자동차의 주유구용 커버 록킹장치의 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 일반적으로 자동차(C)에는 연료의 공급이 필요한 경우에만 동작하는 주유구용 커버(1)(이하 '커버'라 한다)가 마련되어 있다.

상기 커버(1)는 연료주유구(21)를 가지는 캡부재(2)에 회전가능하게 결합되어 있다. 이러한 커버(1)에는 그 내면에서 상기 연료주유구(21) 방향으로 연장된 결합리브(11)가 마련되며, 상기 결합리브(11)에는 아래에서 설명될 록킹부재(4)가 삽입 또는 삽입 해제되는 관통공(11a)이 형성되어 있다.

한편, 상기 탄성 가압 되는 커버(1)를 록킹시키는 록킹장치는 아래와 같다.

즉, 상기 록킹장치는 상기 캡부재(2)에 고정된 케이스(5), 상기 케이스(5)에 설치되는 모터(6), 상기 커버(1)에 결합 또는 결합 해제되는 록킹부재(4) 및 상기 록킹부재(4)를 이동시키기 위한 동력전달수단(7)으로 이루어진다.

상기 케이스(5)에는 아래에서 설명될 슬라이딩부재(73)의 이동범위를 규제하기 위한 제1스토퍼(51)와 제2스토퍼(53)가 마련되어 있으며, 상기 모터(6)의 출력 축에는 아래에서 설명될 기어부(71a)에 맞물리는 구동기어(61)가 고정되어 있다.

이러한 케이스(5)는 브라켓(3)을 통해 상기 커버(1)에 대해 고정된다. 상기 브라켓(3)은 상기 케이스(5)를 위치 고정시키기 위한 스토퍼(31)와 걸림후크(33)를 구비한다.

상기 록킹부재(4)는 연료주유구(21)를 폐쇄한 상태로 상기 커버(1)를 록킹시키는 록킹위치와, 커버(1)의 록킹상태를 해제시키는 해제위치 사이에서 이동 가능하게 설치된다. 상기 록킹부재(4)가 해제위치에 위치되는 경우에 상기 커버(1)의 록킹상태가 해제되고, 상기 커버(1)를 상기 캡부재(2)에 대해 회전시킴으로써 상기 연료주유구(21)를 개방할 수 있게 된다. 이러한 록킹부재(4)는 스틸(steel)소재에 의해 형성된다.

상기 동력전달수단(7)은 상기 모터(6)로부터 동력을 전달받아, 상기 록킹부재(4)를 상기 록킹위치와 해제위치 사이에서 이동시킨다. 이러한 동력전달수단(7)은 기어부(71a)와 나사부(71b)를 가지는 회전부재(71), 상기 회전부재(71)의 회전에 따라 이동되는 슬라이딩부재(73) 및 상기 록킹부재(4)와 슬라이딩부재(73) 사이에 마련되는 결합부재(75)로 이루어진다.

상기 회전부재(71)는 상기 록킹부재(4)의 연장방향으로 길게 형성되고, 상기 케이스(5)에 회전가능하게 설치되며, 상기 모터(6)에 의해 회전된다. 이러한 회전부재(71)는 상기 구동기어(61)에 맞물리는 기어부(71a)와 상기 슬라이딩부재(73)에 나사 결합되는 나사부(71b)를 가진다.

상기 슬라이딩부재(73)는 상기 회전부재(71)의 나사부(71b)에 나사 결합되는 연동부(73a)와, 상기 케이스(5) 내부에서 상기 록킹부재(4)의 이동방향을 따라 안내되는 한 쌍의 가이드부(73b)를 가진다. 이러한 슬라이딩부재(73)의 일단부에는 결합부재(75)가 마련된다. 상기 결합부재(75)에는 상기 록킹부재(4)가 결합됨으로써, 상기 록킹부재(4)를 상기 슬라이딩부재(73)와 함께 이동시킬 수 있게 된다.

도면 중 미설명부호 8은 상기 케이스(5)와 상기 슬라이딩부재(73) 간의 실링을 위한 패킹부재이다.

상기와 같은 구성을 가지는 록킹장치는 다음과 같이 동작한다. 즉, 도시되지 않은 제어부의 제어신호에 따라 모터(6)가 구동되면, 회전부재(71)가 일방향으로 회전되고, 상기 회전부재(71)에 나사결합되어 있는 슬라이딩부재(73)가 이동되어 상기 록킹부재(4)가 상기 커버(1)의 관통공(11a)에 삽입된다. 이와 같이 되면, 상기 커버(1)가 록킹된다.

상기 모터(6)가 위에서 설명한 회전방향의 반대방향으로 회전되면, 상기 록킹부재(4)는 상기 커버(1)의 관통공(11a)으로부터 삽입 해제된다. 이와 같이 되면, 상기 커버(1)의 록킹상태가 해제되고, 상기 커버(1)를 상기 캡부재(2)에 대해 자유롭게 회전시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 구성을 가지는 종래기술에 의한 자동차의 주유구용 커버 록킹장치에는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 모터(6)의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 주기 위하여 필요한 구성은 회전부재(71)의 기어부(71a), 회전부재(71)의 나사부(71b), 슬라이딩부재(73)의 연동부(73a) 및 슬라이딩부재(73)의 가이드부(73b)를 포함한다. 이러한 요소들은 상기 케이스(5)에 설치되기 때문에, 케이스(5)는 상기 요소들을 설치하기 위한 구조로 성형 되어야 한다. 따라서 상기 복수의 요소들을 성형하여야 하고, 상기 케이스(5)의 작은 공간에 상기 복수의 요소들을 설치하기 위한 구조를 형성하여야 하기 때문에, 그 구조가 복잡해져서 제조원가를 상승시키는 문제점이 있다.

둘째, 상기 모터(6)는 제어부의 제어신호에 따라 설계시 고려되었던 소정각도만큼 회전한다. 상기 모터(6)에 의해 상기 슬라이딩부재(73)가 이동하게 되는데, 상기 슬라이딩부재(73)는 상기 모터(6)의 회전 관성에 의해 설계시 고려되었던 이동범위보다 더 이동하려는 힘을 받게 된다. 따라서 상기 슬라이딩부재(73)의 이동범위를 규제하기 위한 제1스토퍼(51)와 제2스토퍼(53)가 상기 케이스(5)에 마련되어 있다. 그러나 상기 제1,2스토퍼(31)를 상기 케이스(5)에 마련하는 구성으로 인하여 구조가 복잡해지며, 상기 제1,2스토퍼(31)와 상기 슬라이딩부재(73)의 연동부(73a) 간의 마찰로 상기 슬라이딩부재(73)의 손상 및 모터(6)의 손상을 초래하여 제품의 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

셋째, 상기 커버(1)와 브라켓(3) 간의 실링은 브라켓(3)을 커버(1)에 고정한 후, 상기 커버(1)와 브라켓(3) 사이에 실링재를 발포함으로써 이루어진다. 따라서 그 작업공정수의 증가로 인하여 제품의 조립효율이 떨어지는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위하여 한국등록특허 제10-0828419호에서는 연료주유구를 가지는 캡부재에 대해 회전됨으로써 상기 연료주유구를 개폐시키는 주유구용 커버를 록킹시키기 위한 것으로, 상기 캡부재에 대해 고정된 케이스와; 상기 케이스에 설치되는 모터와; 상기 연료주유구를 폐쇄한 상태로 상기 주유구용 커버를 록킹시키는 록킹위치와, 상기 주유구용 커버가 상기 연료주유구를 개방할 수 있도록 그 주유구용 커버의 록킹상태를 해제시키는 해제위치 사이에서 이동 가능하게 설치되는 록킹부재와; 상기 모터로부터 동력을 전달받아 상기 록킹부재를 상기 록킹위치와 해제위치 사이에서 이동시키기 위한 동력전달수단; 을 구비하는 자동차의 주유구용 커버 록킹장치에 있어서, 상기 동력전달수단은: 상기 케이스에, 상기 모터에 의해 상기 록킹부재의 이동방향으로 연장된 가상선을 회전중심축선으로 하여 회전은 가능하고 그 회전중심축선 방향으로의 이동은 방지되게 설치되며, 중앙에 관통공이 형성되어 있는 회전부재; 및 상기 케이스에 회전이 방지된 상태로 결합되고, 상기 회전부재의 관통공에 끼워지며, 그 회전부재의 회전에 의해 상기 회전부재의 중심축선 방향으로 이동되며, 일단부에 상기 록킹부재가 결합되어 있는 슬라이딩부재; 를 포함하여 구성되는 자동차의 주유구용 커버 록킹장치를 제안하였다.

하지만, 상기 한국등록특허 제10-0828419호에서도 모터 및 회전부재를 포함하고 있어 구조가 복잡하며, 부피가 크다는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위하여 한국공개특허 제10-2008-0058220호에서는 트로프 몸체상에서 피벗 핀에 대해 피벗 회전식으로 장착되고 연료 탱크 커버를 수용하도록 구성되며 트로프 몸체에 고정되는 힌지 암과 트로프 몸체를 포함하며, 피벗 핀으로부터 이격된 힌지 암의 한 단부에 고정부분을 가지며, 연료 탱크 커버를 고정하고 고정 해제하기 위한 고정 요소를 포함하며, 상기 고정 요소는 고정요소가 고정 부분으로 연결되는 고정 위치와 고정 요소가 고정 부분으로 연결되지 않는 구속 해제 위치 사이에서 제어 유닛에 의해 위치가 변환될 수 있는, 차량 내에 설치하기 위한 연료 탱크 커버 모듈을 제안하였다.

하지만, 상기 한국공개특허 제10-2008-0058220호에서도 연료 탱크 커버를 고정시키는 고정요소가 직선운동을 하므로 인해 상기 고정요소에 걸리는 부하가 심하며, 구조가 다소 복잡하며, 부피가 크다는 문제점을 여전히 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 구조를 단순화하여 고장발생률을 낮추고, 부피를 줄여서 제품의 제조원가를 절감할 수 있는 연료주입구 개폐장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 연료주입구랫치가 직선운동이 아닌 회전운동으로 작동 됨으로써, 부하가 적게 걸려 오랫동안 사용할 수 있는 연료주입구 개폐장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 랫치회전축 양측에 고무링이 부설되어 있어 방수가 되는 연료주입구 개폐장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 연료주입구 개폐장치는 자동차의 연료주입구 개폐장치에 있어서, 상부하우징과 하부하우징으로 구성된 몸체부; 일측은 상기 하부하우징의 내부 일측에 고정되며, 전력 공급에 따라 액추에이터 자체의 수축과 팽창이 이루어지는 액추에이터부; 상기 액추에이터부의 타측에 위치하여 상기 액추에이터와 연결되어 있으며, 상기 액추에이터 자체의 수축과 팽창에 의해 일측이 상기 몸체부를 관통하여 형성된 레버회전축을 중심으로 회동하는 레버부; 및 상기 하부하우징의 내부 타측의 종방향으로 형성된 랫치회전축을 중심으로 상기 레버부의 회동에 의해 형성된 공간부로 회동하면서 상기 연료주입구를 개폐하는 랫치부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 액추에이터부는, 상기 몸체부의 내부 일측에 형성되어 있는 고정부; 일측은 상기 고정부에 고정되어 있으며, 타측은 상기 레버부 일측에 연결되어 전력 공급에 따라 수축과 팽창이 이루어지는 액추에이터; 외부로부터 공급되는 전력을 상기 고정부를 통하여 상기 액추에이터로 공급해주는 전력공급부; 및 상기 레버부가 회동하는 범위 안에 위치하며, 상기 전력공급부 일정구간에 형성되어 외부로부터 공급되는 전력을 제어하는 스위치; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레버부는, 상기 액추에이터의 타측에 형성되되, 상기 몸체부를 상하로 관통하여 형성된 원통형의 레버회전축; 일측은 상기 레버회전축을 중심으로 상기 액추에이터의 수축과 팽창에 의해 회동하는 다각형태의 액추에이터레버; 및 상기 레버회전축상에 형성되되, 상기 레버회전축의 회동 이후 복원력을 제공하는 제2탄성부재; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 랫치부는, 상기 몸체부의 내부 타측에 종방향으로 형성된 원통형의 랫치회전축; 상기 랫치회전축 일측에 형성되되, 일측은 상기 랫치회전축이 관통삽입되어 이를 중심으로 상기 액추에이터레버의 회동에 의해 회동하되, 평상시에는 상기 액추에이터레버의 걸림턱의 역할을 하는 다각형의 액추에이터레버랫치; 상기 랫치회전축 타측에 형성되되, 일측은 상기 랫치회전축이 관통 삽입되어 이를 중심으로 상기 액추에이터레버랫치가 회동할 때 함께 회동하고, 타측은 상기 몸체부 외측면으로 돌출형성되어 상기 연료주입구를 개폐하는 두 개의 다리로 구성된 연료주입구랫치; 및 상기 랫치회전축상에 형성되되, 상기 연료주입구랫치와 액추에이터레버랫치 사이에 위치하며 상기 랫치회전축의 회동이후 복원력을 제공하는 제1탄성부재; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 액추에이터는 형상기억합금으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 스위치는 마이크로스위치인 것을 특징으로 한다.

상기 제2탄성부재는 토션스프링인 것을 특징으로 한다.

마지막으로 상기 제1탄성부재는 토션스프링인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 구조를 단순화하여 고장발생률을 낮추고, 부피를 줄여서 제품의 제조원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 연료주입구랫치가 직선운동이 아닌 회전운동으로 작동됨으로써, 부하가 적게 걸려 오랫동안 사용할 수 있다는 장점이 있다.

마지막으로 본 발명은 방수가 된다는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 자동차의 측면도이다.
도 2는 종래기술에 의한 자동차의 주유구용 커버 록킹장치의 단면도이다.
도 3은 또 다른 종래기술에 따른 록킹장치의 분리 사시도 이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 연료주입구 개폐장치의 잠김 상태의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 연료주입구 개폐장치의 열림 상태의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전체적인 연료주입구 개폐장치의 모습이다.

이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 일반적인 자동차의 측면도, 도 2는 종래기술에 의한 자동차의 주유구용 커버 록킹장치의 단면도, 도 3은 또 다른 종래기술에 따른 록킹장치의 분리 사시도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 연료주입구 개폐장치의 잠김 상태의 단면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 연료주입구 개폐장치의 열림 상태의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전체적인 연료주입구 개폐장치의 모습이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 연료주입구 개폐장치는

자동차의 연료주입구 개폐장치에 있어서, 상부하우징과 하부하우징으로 구성된 몸체부(100); 일측은 상기 하부하우징의 내부 일측에 고정되며, 전력 공급에 따라 액추에이터(420) 자체의 수축과 팽창이 이루어지는 액추에이터부(400); 상기 액추에이터부(400)의 타측에 위치하여 상기 액추에이터(420)와 연결되어 있으며, 상기 액추에이터(420) 자체의 수축과 팽창에 의해 일측이 상기 몸체부(100)를 관통하여 형성된 레버회전축(310)을 중심으로 회동하는 레버부(300); 및 상기 하부하우징의 내부 타측의 종방향으로 형성된 랫치회전축(210)을 중심으로 상기 레버부(300)의 회동에 의해 형성된 공간부로 회동하면서 상기 연료주입구를 개폐하는 랫치부(200); 를 포함하여 구성된다.

상기 액추에이터부(400)는, 상기 몸체부(100)의 내부 일측에 형성되어 있는 고정부(410); 일측은 상기 고정부(410)에 고정되어 있으며, 타측은 상기 레버부(300) 일측에 연결되어 전력 공급에 따라 수축과 팽창이 이루어지는 액추에이터(420); 외부로부터 공급되는 전력을 상기 고정부(410)를 통하여 상기 액추에이터(420)로 공급해주는 전력공급부(440); 및 상기 레버부(300)가 회동하는 범위 안에 위치하며, 상기 전력공급부(440) 일정구간에 형성되어 외부로부터 공급되는 전력을 제어하는 스위치(430); 로 구성되며, 상기 레버부(300)는, 상기 액추에이터(420)의 타측에 형성되되, 상기 몸체부(100)를 상하로 관통하여 형성된 원통형의 레버회전축(310); 일측은 상기 레버회전축(310)을 중심으로 상기 액추에이터(420)의 수축과 팽창에 의해 회동하는 다각형태의 액추에이터레버(320); 및 상기 레버회전축(310) 상에 형성되되, 상기 레버회전축(310)의 회동 이후 복원력을 제공하는 제2탄성부재(330); 로 구성된다.

이상과 같이 구성된 상기 연료주입구 개폐장치의 다음과 같은 순서로 작동이 된다.

우선 외부로부터 공급되는 전력(일반적으로 차량의 배터리)은 상기 전력공급부(440)를 통해 전달된다. 상기 전력공급부(440)의 일정구간은 상기 스위치(430)가 형성되어 있어 외부로부터 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 상기 전력공급부(440)는 상기 고정부(410)에 전력을 공급해주며, 상기 고정부(410)에 일측이 고정되어 있으며, 타측에는 상기 액추에이터레버(320)와 연결되어 있는 상기 액추에이터(420)가 형성되어 있다.

이때, 상기 액추에이터(420)는 전력 공급에 따라 수축과 팽창이 이루어지는 것이 특징이며, 이를 가능하게 하기 위하여 상기 액추에이터(420)는 형상기억합금(Shape Memory Alloy, SMA)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 형상기억합금(Shape Memory Alloy, SMA)이란, 보통 금속의 경우 탄성한계를 넘어 변형을 가하면 변형된 모양으로 고정되지만 형상기억합금은 한계온도 이하에서 10% 이내로 변형시킨 후에 가열하면 원래의 형상으로 되돌아가며 이를 형상기억 효과라고 한다. 1960년대초 티탄-니켈 합금을 발견한 후에 지금까지 20여 가지가 넘는 합금이 형상기억 효과가 있는 것으로 확인되었으며, 이 가운데 잘 알려지고 많이 발전된 형상기억합금은 구리-아연-알루미늄, 구리-알루미늄-니켈, 티탄-니켈 합금 등이다.

상기 액추에이터(420)에 전력을 공급해주는 것은 상기 액추에이터(420)에 직접적으로 열을 가할 수 없기에 전력을 공급하여 열을 발생시켜 상기 액추에이터(420)가 수축될 수 있도록 하는 것이다. 상기 액추에이터(420)에 전력을 공급하여 상기 액추에이터(420)가 수축하게 되는데 상기 액추에이터(420)는 일측은 상기 고정부(410)에 고정되어 있으며, 타측은 상기 액추에이터레버(320)와 연결되어 있다.

상기 액추에이터레버(320)의 경우 상기 레버회전축(310)을 중심으로 회동이 가능하다. 상기 액추에이터(420)는 상기 액추에이터레버(320)의 여러 부분 중에서 상기 레버회전축(310)에 인접하여 있는 부분과 연결됨이 바람직하다.

그 이유로는 상기 액추에이터(420)가 아무리 형상기억합금으로 구성되었다고 하더라도 무한대적으로 변형할 수 있는 것이 아니므로, 짧은 길이 수축이 일어나더라도 그에 대한 효과를 가장 극대화로 얻기 위하여 이상과 같은 위치에 상기 액추에이터(420)를 연결하는 것이다.

상기 액추에이터(420)가 상기 레버회전축(310)과 동일한 위치에 있는 상기 액추에이터레버(320)의 측면에 연결되어 있을 경우, 상기 액추에이터(420)에 전력이 공급되어 상기 액추에이터(420)가 수축이 되더라도 상기 액추에이터레버(320)의 경우 회전이 되지 않는다.

하지만, 상기 액추에이터(420)가 상기 레버회전축(310)보다 약간 위쪽에 위치하는 상기 액추에이터레버(320)의 측면에 연결되면, 상기 액추에이터(420)에 전력이 공급되어 상기 액추에이터(420)가 수축하게 되며, 이로 인해 상기 액추에이터레버(320)가 회전을 하게 된다.

이때, 중요한 점은 상기 액추에이터레버(320)의 각 지점이 이동하는 원호의 길이는 다르다는 점이다.

예를 들어서 설명하면 다음과 같다.

우선 상기 레버회전축(310)이 있는 쪽을 상기 액추에이터레버(320)의 일측이라 하고, 타측은 상기 레버회전축(310)으로부터 떨어진 상기 액추에이터레버(320)의 반대쪽부분이라고 정하고 설명하도록 하겠다. 먼저, 상기 액추에이터(420)가 상기 레버회전축(310)에서 가장 먼 곳에 있는 상기 액추에이터레버(320)의 타측에 연결되었을 경우에는 상기 액추에이터(420)의 수축거리는 상기 액추에이터레버(320)의 타측이 상기 레버회전축(310)을 기준으로 이동한 원호의 길이와 비슷하다. 반대로, 상기 액추에이터(420)가 상기 레버회전축(310)과 상기 액추에이터레버(320)의 타측 사이에서 상기 레버회전축(310)과 가장 가깝지만 상기 레버회전축(310)과 동일한 위치에는 있지 않은 곳에 연결되었을 경우에는 상기 액추에이터(420)의 수축거리는 상기 액추에이터레버(320)의 타측이 상기 레버회전축(310)을 기준으로 이동한 원호의 길이와는 다르다. 상기 액추에이터레버(320)의 타측이 이동한 원호의 길이는 상기 레버회전축(310)에서 상기 액추에이터레버(320)의 타측까지의 거리(r) 곱하기 원주율() 곱하기 360도 분의 이동한 각도(/360)가 된다. (원호의 길이(l) = r * * /360 )

여기서, 상기 레버회전축(310)에서 상기 액추에이터레버(320)의 타측까지의 거리(r)는 정해진 값이고, 원주율() 역시 정해진 상수 값이다. 따라서, 원호의 길이가 길어지려면 이동한 각도() 값이 커야하는데, 동일한 조건에서 중심에 가까운 상태에서 이동할 경우가 각도의 변화폭이 크므로, 회전의 중심이 되는 상기 레버회전축(310)에 가까운 곳에 연결되어 수축되는 것이 상기 액추에이터레버(320)의 타측을 많이 움직이도록 할 수 있는 방법이다.

결론적으로, 상기 액추에이터(420)가 상기 레버회전축(310)으로부터 멀지 않은 상기 액추에이터레버(320)에 연결되는 것이 상기 액추에이터(420)의 수축거리가 다소 짧게 되더라도 상기 액추에이터레버(320)의 타측이 이동하는 이동거리는 길어지는 것이다. 이것이 상기 액추에이터(420)가 상기 액추에이터레버(320)에 연결될 때, 상기 레버회전축(310)과 동일하면 안 되며, 상기 레버회전축(310)보다는 약간 위쪽에 위치하는 것이 바람직한 이유이다.

이와 같이 상기 액추에이터(420)에 전력이 공급되어 상기 액추에이터(420)가 수축하게 되면, 이에 상기 액추에이터레버(320)가 도면상 반 시계방향으로 회동하게 되는 것이다.

상기 액추에이터레버(320)도 회동하게 되면, 상기 액추에이터레버(320)에 걸림턱의 역할을 하고 있던 상기 액추에이터레버랫치(220)가 회동하게 된다.

먼저, 상기 랫치부(200)의 구성을 먼저 확인한 후, 상기 액추에이터레버랫치(220)가 회동을 하게 되는 이유에 대해서 알아보도록 하자.

상기 랫치부(200)는, 상기 몸체부(100)의 내부 타측에 종방향으로 형성된 원통형의 랫치회전축(210); 상기 랫치회전축(210) 일측에 형성되되, 일측은 상기 랫치회전축(210)이 관통삽입되어 이를 중심으로 상기 액추에이터레버(320)의 회동에 의해 회동하되, 평상시에는 상기 액추에이터레버(320)의 걸림턱의 역할을 하는 다각형의 액추에이터레버랫치(220); 상기 랫치회전축(210) 타측에 형성되되, 일측은 상기 랫치회전축(210)이 관통 삽입되어 이를 중심으로 상기 액추에이터레버랫치(220)가 회동할 때 함께 회동하고, 타측은 상기 몸체부(100) 외측면으로 돌출형성되어 상기 연료주입구를 개폐하는 두 개의 다리로 구성된 연료주입구랫치(230); 및 상기 랫치회전축(210)상에 형성되되, 상기 연료주입구랫치(230)와 액추에이터레버랫치(220) 사이에 위치하며 상기 랫치회전축(210)의 회동 이후 복원력을 제공하는 제1탄성부재(240); 로 구성된다.

여기서 상기 제1탄성부재(240)는 토션스프링으로 구성된다.

다시 돌아와 설명을 이어서 하면, 상기 액추에이터레버(320)가 회동하게 되면 상기 액추에이터레버랫치(220)도 회동하는 이유에 대해 설명하도록 한다. 상기 액추에이터레버(320)와 액추에이터레버랫치(220)의 경우, 상기 액추에이터레버랫치(220)의 회동을 상기 액추에이터레버(320)가 막고 있기 때문이다. 그 이유로는 상기 제1탄성부재(240)는 기본적으로 도면상으로 보았을 때, 상기 랫치회전축(210)을 중심으로 오른쪽이 지면으로 들어가는 방향으로 탄성력을 제공하기 때문이다.

그런데 상기 액추에이터레버(320)가 반 시계방향으로 회동을 하게 되면, 원래 상기 액추에이터레버(320)가 있던 자리에는 빈 공간부가 형성되게 되며, 이전에 상기 액추에이터레버랫치(220)의 회동을 막아주던 상기 액추에이터레버(320)도 없어졌기에 상기 액추에이터레버랫치(220)는 도면상 상기 랫치회전축(210)을 중심으로 오른쪽이 지면으로 들어가는 방향으로 회동을 하게 되는 것이다.

상기 액추에이터레버랫치(220)가 지면으로 들어가는 방향으로 회동하게 되면, 상기 랫치회전축(210) 타측에 연결되어 있는 상기 연료주입구랫치(230)도 회동하게 되는데 방향은 상기 액추에이터레버랫치(220)와 반대로 도면상 상기 랫치회전축(210)을 중심으로 왼쪽이 지면으로부터 나오는 방향으로 회동을 하게 되는 것이다.

이때, 상기 연료주입구가 도면상 지면을 덮고 있다면 상기 연료주입구랫치(230)의 회동에 의해서 열리게 되는 것이다.

이상이 상기 연료주입구가 열리게 되는 과정이다. 이하에서는 상기 연료주입구가 닫히게 되는 과정에 대해서 설명하도록 한다.

우선 상기 액추에이터(420)에 전력이 공급되어 상기 액추에이터(420)가 수축됨에 따라서 상기 액추에이터레버(320)가 회동을 하다가 상기 스위치(430)와 접하게 되면 외부로부터 공급되던 전력은 차단이 되게 된다. 상기 스위치(430)는 마이크로스위치(430)로 구성된다.

상기 스위치(430)로 인하여 외부로부터 공급되던 전력이 차단됨에 따라서 상기 액추에이터(420)는 더 이상 수축은 이루어지지 않고 시간이 지나면서 상기 액추에이터(420)가 냉각됨에 따라서 길이는 다시 늘어나게 된다. 상기 액추에이터(420)의 길이가 늘어나게 되면, 상기 액추에이터레버(320)는 원래의 위치로 돌아가야 하는데 이때 필요한 복원력을 제공해 주는 것이 상기 제2탄성부재(330)이며, 상기 제2탄성부재(330)는 토션스프링으로 구성된다.

상기 제2탄성부재(330)의 탄성력에 의해 상기 액추에이터레버(320)는 원래의 위치로 돌아가게 되는데, 단 여기서 문제는 상기 액추에이터레버랫치(220)가 열리는 과정에서 상기 랫치회전축(210)을 중심으로 왼쪽이 지면으로 들어가는 방향으로 회동 된 이후 그 자리에 멈춰 되돌아가지 않고 있기에 상기 액추에이터레버(320)가 원래의 위치로 돌아갈 수 없게 된다. 이때는 상기 액추에이터레버랫치(220)를 원래의 위치로 되돌려 보내기 위해서는 외력이 필요하게 되는데 이것은 차량의 외부에서 일어나게 된다.

상기 연료주입구가 열리게 되면 사용자 혹은 주유원이 주유기를 이용하여 주유를 하게 되며 주유가 끝난 후 상기 연료주입구를 닫게 된다. 이때, 상기 사용자 혹은 주유원이 상기 연료주입구를 닫는 것이 앞에서 설명한 외력이 되는 것이다.

상기 연료주입구를 상기 사용자 혹은 주유원이 닫으면, 상기 연료주입구가 상기 연료주입구랫치(230)를 도면상 상기 랫치회전축(210)을 중심으로 왼쪽이 지면으로 들어가는 방향으로 회동 되고, 상기 랫치회전축(210)의 반대편에 있는 상기 액추에이터레버랫치(220)의 경우 반대로 지면으로부터 나오는 방향으로 회동하게 된다.

상기 액추에이터레버랫치(220)가 상기 랫치회전축(210)을 중심으로 왼쪽이 지면으로부터 나오는 방향으로 회동하게 되면 다시 빈 공간부가 형성되고 이 공간부에 상기 액추에이터레버(320)가 들어오게 되며, 상기 제2탄성부재(330)가 작용하는 탄성력에 의해 더 이상 뒤쪽으로 가지 않도록 상기 액추에이터레버랫치(220)가 걸림턱 역할을 하게 되는 것이다.

그리고 상기 랫치회전축(210)의 양측에 고무링(250)이 부설되어 있어 방수의 효과가 있다.

이와 같이 본 발명은 상기 액추에이터(420)를 이용하여, 종래에 흔히 사용되고 있는 모터를 이용하여 돌출삽입되는(직선운동) 록킹부재보다 회동 되는 방식(회전운동)으로 구성되어 상기 록킹부재(본 발명에서는 상기 연료주입구랫치(230)에 해당함)에 부하도 덜 걸리게 되어 제품의 내구성도 높아지며, 모터와 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 주는 기어부등을 사용하지 않고 구성할 수 있기에 구조도 단순화하면서 부피도 줄어들고 따라서 원감절감이 가능한 연료주입구 개폐장치를 제시하였다.

이상에서는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위하여 첨부한 도면과 함께 서술하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이지 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이나 치환 등에 의한 타 실시예가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100 - 몸체부
200 - 랫치부
210 - 랫치회전축
220 - 액추에이터레버랫치
230 - 연료주입구랫치
240 - 제1탄성부재
250 - 고무링
300 - 레버부
310 - 레버회전축
320 - 액추에이터레버
330 - 제2탄성부재
400 - 액추에이터부
410 - 고정부
420 - 액추에이터
430 - 스위치
440 - 전력공급부

Claims (8)

1. 자동차의 연료주입구 개폐장치에 있어서,
   상부하우징과 하부하우징으로 구성된 몸체부;
   일측은 상기 하부하우징의 내부 일측에 고정되며, 전력 공급에 따라 액추에이터 자체의 수축과 팽창이 이루어지는 액추에이터부;
   상기 액추에이터부의 타측에 위치하여 상기 액추에이터와 연결되어 있으며, 상기 액추에이터 자체의 수축과 팽창에 의해 일측이 상기 몸체부를 관통하여 형성된 레버회전축을 중심으로 회동하는 레버부; 및
   상기 하부하우징의 내부 타측의 종방향으로 형성된 랫치회전축을 중심으로 상기 레버부의 회동에 의해 형성된 공간부로 회동하면서 상기 연료주입구를 개폐하는 랫치부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료주입구 개폐장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 액추에이터부는,
   상기 몸체부의 내부 일측에 형성되어 있는 고정부;
   일측은 상기 고정부에 고정되어 있으며, 타측은 상기 레버부 일측에 연결되어 전력 공급에 따라 수축과 팽창이 이루어지는 액추에이터;
   외부로부터 공급되는 전력을 상기 고정부를 통하여 상기 액추에이터로 공급해주는 전력공급부; 및
   상기 레버부가 회동하는 범위 안에 위치하며, 상기 전력공급부 일정구간에 형성되어 외부로부터 공급되는 전력을 제어하는 스위치; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료주입구 개폐장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 레버부는,
   상기 액추에이터의 타측에 형성되되, 상기 몸체부를 상하로 관통하여 형성된 원통형의 레버회전축;
   일측은 상기 레버회전축을 중심으로 상기 액추에이터의 수축과 팽창에 의해 회동하는 다각형태의 액추에이터레버; 및
   상기 레버회전축상에 형성되되, 상기 레버회전축의 회동이후 복원력을 제공하는 제2탄성부재; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료주입구 개폐장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 랫치부는,
   상기 몸체부의 내부 타측에 종방향으로 형성된 원통형의 랫치회전축;
   상기 랫치회전축 일측에 형성되되, 일측은 상기 랫치회전축이 관통삽입되어 이를 중심으로 상기 액추에이터레버의 회동에 의해 회동하되, 평상시에는 상기 액추에이터레버의 걸림턱의 역할을 하는 다각형의 액추에이터레버랫치;
   상기 랫치회전축 타측에 형성되되, 일측은 상기 랫치회전축이 관통 삽입되어 이를 중심으로 상기 액추에이터레버랫치가 회동할 때 함께 회동하고, 타측은 상기 몸체부 외측면으로 돌출형성되어 상기 연료주입구를 개폐하는 두 개의 다리로 구성된 연료주입구랫치; 및
   상기 랫치회전축상에 형성되되, 상기 연료주입구랫치와 액추에이터레버랫치 사이에 위치하며 상기 랫치회전축의 회동이후 복원력을 제공하는 제1탄성부재; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료주입구 개폐장치.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 액추에이터는 형상기억합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료주입구 개폐장치.
6. 제 2항에 있어서,
   상기 스위치는 마이크로스위치인 것을 특징으로 하는 연료주입구 개폐장치.
7. 제 3항에 있어서,
   상기 제2탄성부재는 토션스프링인 것을 특징으로 하는 연료주입구 개폐장치.
8. 제 4항에 있어서,
   상기 제1탄성부재는 토션스프링인 것을 특징으로 하는 연료주입구 개폐장치.

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