KR101799285B1 - 비상 해제기능을 갖춘 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비상시 액츄에이터의 잠금 상태를 수동 조작의 방식으로 해제시킬 수 있는 비상 해제기능을 갖춤과 더불어 비상 해제시 조작력의 인가방향을 작동로드의 축방향과 동일하게 설정함으로써 케이스와 작동로드의 파손과 변형을 보다 적극적으로 방지할 수 있는 비상 해제기능을 갖춘 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치를 개시한다.
전술한 액츄에이터 장치는 케이싱(10)의 내부에 설치되는 구동모터(20), 상기 구동모터(20)의 회전축에 설치되어 회전하는 구동기어(22), 상기 구동기어(22)와 치합되어 회전 가능하게 설치되는 종동기어(24), 상기 종동기어(24)와 동축상으로 배치되어 함께 회전하는 리드 스크류(26), 상기 리드 스크류(26)와 치합되어 직선방향으로 이동 가능하게 설치되는 너트 스크류(30), 상기 너트 스크류(30)와 연동하여 직선방향으로 이동 가능하게 설치되는 작동로드(40), 및 상기 작동로드(40)와 동축상으로 배치되는 비상 해제용 릴리스 케이블(50)을 구비한다.

Description

비상 해제기능을 갖춘 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치{Actuator for opening and closing a fuel filler door with emergency release function}

본 발명은 연료의 주입을 위한 자동차 필러 도어의 개폐를 조절하기 위한 액츄에이터 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비상시 액츄에이터의 잠금 상태를 수동 조작의 방식으로 해제할 수 있는 비상 해제기능을 갖춤과 더불어 비상 해제시 인가되는 조작력을 작동로드의 축방향으로 설정함으로써 케이스와 작동로드의 파손과 변형을 방지할 수 있게 하는 비상 해제기능을 갖춘 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 연료 필러도어 개폐용 액츄에이터 장치는 연료 캡을 열고 닫을 때 사용되는 것으로, 수분의 유입을 방지하고 유류의 도난을 방지하기 위한 목적으로 설치된다. 종래, 자동차의 연료 주입용 필러 도어는 케이블 조작 방식에 의한 수동식 개폐 구조로 구성되는 바, 이 경우 운전석으로부터 필러 도어에 이르기까지 조작력을 전달하기 위한 케이블을 길게 배선해야 하므로 차체의 내부 공간에서 주변 부품과의 간섭 등 여러 가지 문제의 발생을 야기하게 되므로, 근래에 들어서는 전자 제어식 액츄에이터 방식으로 변경되어 적용되고 있는 실정이다.

종래, 연료필러 도어 개폐용 전자 제어식 액츄에이터 장치는 일본 공개특허 특개2003-239596호에 개시된 연료 필러의 리드 오프너용 액츄에이터에서와 같이, 모터(3)의 구동에 따른 워엄기어(4)의 회전을 기반으로 섹터기어(5)를 회전시키고, 섹터기어(5)의 회전을 통해 출력로드(6)가 직선방향으로 이동함으로써 도어의 개폐를 선택적으로 조절할 수 있는 구성적 특징을 갖추고 있다.

이와 같은 구성의 종래 연료 필러의 리드 오프너용 액츄에이터는 모터(3)의 고장이나 워엄기어(4)와 섹터기어(5) 중 어느 하나의 파손 등과 같이 정상적인 작동의 연동관계를 구현할 수 없는 문제가 발생할 경우, 출력로드(6)의 이동이 이루어지지 않기 때문에 필러 도어를 정상적으로 개폐시킬 수 없는 치명적인 단점을 가지게 된다.

즉, 종래 연료필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치는 전자 제어식 구동장치가 가질 수 있는 작동에 편리한 순기능 외에 이상 발생시 필러 도어를 정상적으로 개방시킬 수 없는 역기능이 있기 때문에 이에 대한 개선의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

일본 공개특허 특개2003-239596호의 연료 필러 리드 오프너용 액츄에이터

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 비상시 전자 제어식 액츄에이터의 잠금 상태를 수동 조작의 방식으로 해제시킬 수 있는 비상 해제기능을 갖춤과 더불어 비상 해제시 조작력의 인가방향을 작동로드의 축방향과 동일하게 설정함으로써 케이스와 작동로드의 파손과 변형을 보다 적극적으로 방지할 수 있는 비상 해제기능을 갖춘 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 케이싱의 내부에 설치되는 구동모터, 상기 구동모터의 회전축에 설치되어 회전하는 구동기어, 상기 구동기어와 치합되어 회전 가능하게 설치되는 종동기어, 상기 종동기어와 동축상으로 배치되어 함께 회전하는 리드 스크류, 상기 리드 스크류와 치합되어 직선방향으로 이동 가능하게 설치되는 너트 스크류, 상기 너트 스크류와 연동하여 직선방향으로 이동 가능하게 설치되는 작동로드, 및 상기 작동로드와 동축상으로 배치되는 비상 해제용 릴리스 케이블을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 비상 해제용 릴리스 케이블은 상기 리드 스크류와 상기 너트 스크류의 축방향을 따라 배치되도록 이들의 축 중심부위를 관통하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 종동기어와 상기 리드 스크류는 각각 상기 비상 해제용 릴리스 케이블의 설치를 위해 축 중심부위에 각각 관통홀을 형성하고, 상기 너트 스크류는 축 중심부위에 상기 리드 스크류와의 치합을 위한 너트부를 형성하며, 상기 비상 해제용 릴리스 케이블은 상기 너트 스크류의 너트부를 지나 상기 작동로드의 일단부에 연결되고, 상기 리드 스크류는 상기 종동기어와 축 중심부위에 일체로 결합되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 너트 스크류는 상기 리드 스크류와의 치합을 위한 너트부를 갖추고서 상기 케이싱의 내부에서 회전이 구속된 상태에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 스크류 가이더, 및 상기 작동로드의 일단부에 결합되어 상기 스크류 가이더와 조립되는 요크부를 구비하고, 상기 스크류 가이더와 상기 요크부는 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 스크류 가이더는 양단부에 적어도 한 쌍의 끼움홀을 형성하고, 상기 요크부는 상기 끼움홀과의 조립을 위한 걸림편을 양단부에 적어도 한 쌍으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 요크부는 축 중심부위에 상기 비상 해제용 릴리스 케이블과의 연결을 위한 케이블 결합부를 일체로 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 케이싱은 상부 케이스와 하부 케이스로 분할되도록 구성되고, 내부에 상기 구동모터의 설치를 위한 공간과 상기 너트 스크류의 설치를 위한 공간을 각각 분리하기 위한 분할용 격벽부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 연료 필러 도어 개폐용 전자 제어식 액츄에이터 장치에 비상시 액츄에이터의 잠금 상태를 수동 조작의 방식으로 해제할 수 있는 비상 해제기능을 부가함으로써 구동모터의 고장이나 기계적 작동요소의 파손과 같은 문제의 유발시에도 정상적으로 필러 도어를 개방시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 연료 필러 도어 개폐용 전자 제어식 액츄에이터 장치는 작동로드의 이동방향과 비상시 잠금 해제를 위한 조작력의 인가방향을 동일축 상으로 상호 일치되게 설정할 수 있으므로 비상 해제시 케이스와 작동로드의 파손과 변형을 원천적으로 예방할 수 있는 효과를 제공하게 된다. 즉, 본 발명은 비상 해제용 릴리스 케이블을 리드 스크류로부터 너트 스크류를 거쳐 작동로드에 이르는 동일축 선상으로 배치함으로써 비상시 잠금해제를 위해 릴리스 케이블에 제공되는 조작력은 리드 스크류와 너트 스크류를 비롯하여 작동로드의 축방향으로만 정확하게 전달될 수 있으므로 주변 부품들에 대해 축선회 방향으로의 모멘트 발생에 의한 영향이 미치지 않게 할 수 있게 된다. 이 결과, 비상시 릴리스 케이블에 가해지는 수동 조작력은 작동로드의 해제 작용에만 정확하게 전달될 수 있으므로 케이스와 작동로드의 파손과 변형을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 필러도어 개폐용 액츄에이터 장치의 전체 외관구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 필러도어 개폐용 액츄에이터 장치의 내부 구성을 도시하기 위해 케이싱을 분리한 상태의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료 필러도어 개폐용 액츄에이터 장치의 전체적인 구성을 1차적으로 분해하여 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료 필러도어 개폐용 액츄에이터 장치의 전체적인 구성을 2차적으로 완전 분해하여 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 연료 필러도어 개폐용 액츄에이터 장치의 분해 상태를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조로 하면, 본 발명에 따른 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치는 케이싱(10), 구동모터(20), 구동기어(22), 종동기어(24), 리드 스크류(26), 너트 스크류(30), 작동로드(40), 및 비상 해제용 릴리스 케이블(50)을 포함하여 구성된다.

상기 케이싱(10)은 자동차 차체에 대해 개폐 가능하게 설치되는 연료 필러도어(미도시)에 인접한 위치에 고정되는 것으로, 상하로 양분되어 조립 가능하게 구성되는 상부 케이스(10a)와 하부 케이스(10b)로 이루어진다. 이때, 상기 상부 케이스(10a)와 상기 하부 케이스(10b)의 전 둘레부위에는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 착탈 가능한 결합을 위해 다수의 조립용 걸림홈(10c)과 탄성 돌기부(10d)가 적정의 간격을 두고 이격되게 형성된다.

또한, 상기 케이싱(10)은 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 상기 구동모터(20)의 설치공간과 상기 너트 스크류(30)의 설치공간을 각각 별도로 분리하기 위해 분할용 격벽부재(12)를 형성한다. 이 경우, 상기 분할용 격벽부재(12)는 상기 너트 스크류(30)의 직선방향 이동만을 허용하고 회전을 구속하는 역할을 수행함으로써 상기 리드 스크류(26)의 회전에 따른 상기 너트 스크류(30)의 직선방향 이동이 정상적으로 구현될 수 있게 한다.

또한, 상기 케이싱(10)은 상기 작동로드(40)의 직선방향 이동을 지지하기 위해 일측에 실린더형 수용몸체(14)를 형성하고, 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)의 직선방향 이동을 허용하기 위해 타측에 관통홀(16)을 형성한다. 이 경우, 상기 실린더형 수용몸체(14)는 상기 케이싱(10)의 일측에서 외부를 향해 돌출되도록 형성되어 상기 작동로드(40)를 내부에 수용함으로써 연료 필러도어의 개폐 작용시 상기 작동로드(40)의 직선방향 이동을 안정적으로 지지하는 역할을 수행한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 실린더형 수용몸체(14)와 상기 관통홀(16)은 하부 케이스(10b)에 형성되도록 구성되나, 반대의 경우로 구현하여도 무방하다.

도 2를 참조로 하면, 상기 구동모터(20)는 상기 케이싱(10)의 내부에 설치되어 사용자의 조작에 따른 전원 인가에 의해 회전하게 되고, 회전축상에 상기 구동기어(22)를 고정 지지하게 된다. 즉, 상기 구동기어(22)는 상기 구동모터(20)의 회전축에 설치되어 회전 가능하도록 구성되어 상기 종동기어(24)에 선회력을 제공하게 된다.

도 3을 참조로 하면, 상기 종동기어(24)는 상기 구동기어(22)와 외접하도록 치합되고 상기 리드 스크류(26)와 동축상으로 배치되어 함께 회전할 수 있도록 구성된다. 본 발명의 실시예에서는 상기 종동기어(24)는 축 중심부위에 상기 리드 스크류(26)를 결합시켜 일체로 회전할 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 종동기어(24)는 축 중심부위에 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)의 직선방향 이동을 허용하기 위해 관통홀(24a; 도 5에 도시)을 형성한다.

상기 리드 스크류(26)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 종동기어(24)와 동축상으로 배치되어 함께 회전하도록 구성되는 바, 즉 상기 리드 스크류(26)는 상기 종동기어(24)와 축 중심부위에 일체로 결합되도록 설치된다. 또한, 상기 리드 스크류(26)는 축 중심부위에 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)의 직선방향 이동을 허용하기 위해 관통홀(26a; 도 4에 도시)을 형성한다.

상기 너트 스크류(30)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 리드 스크류(26)와의 치합을 통해 직선방향으로 이동 가능하게 설치되는 것으로, 더욱 상세하게는 상기 너트 스크류(30)는 상기 리드 스크류(26)와 치합되고 상기 케이싱(10)의 내부에서 회전이 구속된 상태에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 스크류 가이더(32), 상기 리드 스크류(26)와의 치합을 위해 상기 스크류 가이더(32)의 축 중심부위에 형성되는 너트부(34), 및 상기 작동로드(40)의 일단부에서 상기 스크류 가이더(32)와 조립되는 요크부(36)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에 있어, 상기 스크류 가이더(32)와 상기 요크부(36)는 상호 착탈 가능하게 결합되도록 구성된다. 이를 위해 상기 스크류 가이더(32)는 양단부에 적어도 한 쌍의 끼움홀(32a)을 형성하고, 상기 요크부(36)는 대응하는 부위에 상기 끼움홀(32a)과의 조립을 위해 적어도 한 쌍의 걸림편(36a)을 형성하도록 구성된다. 또한, 상기 요크부(36)는 축 중심부위에 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)과의 연결을 위한 케이블 결합부(38)를 일체로 형성하도록 구성된다.

상기 작동로드(40)는 상기 너트 스크류(30)와 연동하여 직선방향으로 이동 가능하게 설치되는 것으로, 본 발명의 실시예에서 상기 작동로드(40)는 상기 너트 스크류(30)의 요크부(36)와 결합되어 일체로 이동할 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 작동로드(40)는 상기 케이싱(10)의 실린더형 수용몸체(14)의 내부로 삽입되어 외부로 출몰 가능하게 조립된다.

상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)은 상기 작동로드(40)와 동축상으로 배치되는 것으로, 본 발명의 실시예에서 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)은 상기 리드 스크류(26)와 상기 너트 스크류(30)의 축방향을 따라 배치되도록 이들의 축 중심부위를 관통하여 설치된다.

이 경우, 상기 종동기어(24)와 상기 리드 스크류(26)는 각각 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)의 설치를 위해 축 중심부위에 각각 관통홀(24a, 26a)을 형성한다. 이에 따라, 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)은 상기 너트 스크류(30)를 지나 상기 작동로드(40)의 일단부에 연결되도록 설치된다. 더욱 상세하게는 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)은 상기 종동기어(24)의 관통홀(24a)과 상기 리드 스크류(26)의 관통홀(26a) 및 상기 스크류 가이더(32)의 너트 스크류(30)를 지나 상기 요크부(36)의 케이블 결합부(38)에 연결되도록 설치된다. 또한, 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)은 사용자에 의한 파지를 위해 일단부에 손잡이부(미도시)를 별도로 구비한다.

따라서 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 연료 필러 도어 개폐용 전자 제어식 액츄에이터 장치는 연료의 주입을 위한 필러도어의 개폐 조절을 위해 상기 구동모터(20)의 작동시 구동기어(22)의 회전을 통해 상기 종동기어(24)의 회전이 이루어지게 되고, 상기 종동기어(24)의 회전에 따라 리드 스크류(26)의 회전이 수반되므로 상기 너트 스크류(30)가 이동하게 되며, 이에 따라 상기 작동로드(40)는 직선방향으로 이동할 수 있게 되므로 연료 필러도어는 폐쇄상태에서 개방상태로 전환될 수 있게 된다.

또한, 상기 구동모터(20)의 역회전시에는 구동기어(22)와 종동기어(24)의 역회전에 의해 상기 너트 스크류(30)의 역방향 이동이 수반되므로 상기 작동로드(40)는 원래의 위치로 복귀하게 되면서 연료 필러도어는 다시 폐쇄상태로 구속될 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 구동모터(20)의 고장이나 상기 구동기어(22) 및 상기 종동기어(24)의 작동불량 등과 이상 상황의 발생시 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)을 당기게 되면, 상기 너트 스크류(30)의 스크류 가이더(32)는 상기 리드 스크류(26)를 회전시키면서 후진할 수 있게 되므로 상기 작동로드(40)도 함께 후진하여 필러 도어를 폐쇄상태에서 개방상태로 전환할 수 있는 비상 해제기능을 수행하게 된다.

이 경우, 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)에 인가되는 조작력의 방향은 상기 너트 스크류(30)와 상기 작동로드(40)의 이동방향과 동일축 상으로 상호 일치될 수 있으므로 비상 해제시 케이싱(10)과 작동로드(40)의 파손이나 변형과 같은 문제의 발생은 원천적으로 예방할 수 있게 된다. 즉, 본 발명은 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)을 상기 리드 스크류(26)로부터 상기 너트 스크류(30)를 거쳐 상기 작동로드(40)에 이르는 동일축 선상으로 배치함으로써 비상시 잠금해제를 위해 릴리스 케이블(50)에 제공되는 조작력은 리드 스크류(26)와 너트 스크류(30)를 비롯하여 작동로드(40)의 축방향으로만 정확하게 전달될 수 있으므로 주변에 위치한 여러 부품들에 대해 축선회 방향으로의 모멘트 발생에 의한 영향이 미치지 않게 할 수 있게 된다. 이 결과, 비상시 릴리스 케이블(50)에 가해지는 수동 조작력은 작동로드(40)의 해제 작용에만 정확하게 전달될 수 있으므로 케이싱(10)과 작동로드(40)의 파손과 변형을 적극적으로 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-케이싱 12-분할용 격벽부재
14-실린더형 수용몸체 16-관통홀
20-구동모터 22-구동기어
24-종동기어 26-리드 스크류
30-너트 스크류 32-스크류 가이더
34-너트부 36-요크부
38-케이블 결합부 40-작동로드
50-릴리스 케이블

Claims (9)

1. 케이싱(10)의 내부에 설치되는 구동모터(20);
   상기 구동모터(20)의 회전축에 설치되어 회전하는 구동기어(22);
   상기 구동기어(22)와 치합되어 회전 가능하게 설치되는 종동기어(24);
   상기 종동기어(24)와 동축상으로 배치되어 함께 회전하는 리드 스크류(26);
   상기 리드 스크류(26)와 치합되어 직선방향으로 이동 가능하게 설치되는 너트 스크류(30);
   상기 너트 스크류(30)와 연동하여 직선방향으로 이동 가능하게 설치되는 작동로드(40); 및
   상기 작동로드(40)와 동축상으로 배치되는 비상 해제용 릴리스 케이블(50)을 구비하고,
   상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)은 상기 리드 스크류(26)와 상기 너트 스크류(30)의 축 중심부위를 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 종동기어(24)와 상기 리드 스크류(26)는 각각 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)의 설치를 위해 축 중심부위에 각각 관통홀(24a, 26a)을 형성하고, 상기 너트 스크류(30)는 축 중심부위에 상기 리드 스크류(26)와의 치합을 위한 너트부(34)를 형성하며, 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)은 상기 너트부(34)를 지나 상기 작동로드(40)의 일단부에 연결되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 리드 스크류(26)는 상기 종동기어(24)와 축 중심부위에 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 너트 스크류(30)는,
   상기 리드 스크류(26)와 치합되는 스크류 가이더(32);
   상기 스크류 가이더(32)의 축 중심부위에 형성되는 너트부(34); 및
   상기 작동로드(40)의 일단부에 결합되어 상기 스크류 가이더(32)와 조립되는 요크부(36)를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 스크류 가이더(32)와 상기 요크부(36)는 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 스크류 가이더(32)는 끼움홀(32a)을 형성하고, 상기 요크부(36)는 상기 끼움홀(32a)과의 조립을 위한 걸림편(36a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 요크부(36)는 축 중심부위에 상기 비상 해제용 릴리스 케이블(50)과의 연결을 위한 케이블 결합부(38)를 형성하는 것을 특징으로 하는 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이싱(10)은 상부 케이스(10a)와 하부 케이스(10b)로 분할되도록 구성되고, 내부에 상기 구동모터(20)의 설치를 위한 공간과 상기 너트 스크류(30)의 설치를 위한 공간을 각각 분리하기 위한 분할용 격벽부재(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치.

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