KR102444220B1 - 연료전지 스택용 풀림방지 체결구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 스택용 풀림방지 체결구에 관한 것으로서 특히, 주행중 발생되는 진동에 의하여 스택을 결합시키는 체결구가 헐거워지는 것을 방지할 수 있도록 하여 스택의 성능 유지 및 연료전지의 수명을 연장시킬 수 있는 연료전지 스택용 풀림방지 체결구에 관한 것이다.

Description

연료전지 스택용 풀림방지 체결구{ANTI-LOOSENING FASTENER FOR FUEL CELL STACKS}
본 발명은 연료전지 스택용 풀림방지 체결구에 관한 것으로서 특히, 주행중 발생되는 진동에 의하여 스택을 결합시키는 체결구가 헐거워지는 것을 방지할 수 있도록 하여 스택의 성능 유지 및 연료전지의 수명을 연장시킬 수 있는 연료전지 스택용 풀림방지 체결구에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지용 스택은 다수의 단위셀을 쌓은 것으로, 한셀의 음극과 인접셀의 양극이 전기적으로 연결되어 있는 것으로, 셀의 적층시 전체적으로 동일한 압력에 의한 체결이 이루어지도록 하여 누설 및 휨현상 등을 방지할 수 있도록 구비되어 있다.
스택은 분리판, 개스킷, 가스확산층, MEA, 압축판, 집전판등으로 구비된 것으로, 각각의 구성품들은 단위셀에 포함되며, 목적하는 출력에 맞게 단위셀을 쌓아 최종적으로 전나사볼트를 이용하여 체결되어 제조된다.
다수개의 전나사볼트를 이용하여 동일한 간격 및 압력을 유지할 수 있도록 구비되는 과정에서 전나사볼트와 너트의 구조로 체결된 스택은 주행시 발생되는 진동 등에 의해서 너트가 뒤로 밀리는 현상등이 발생되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점으로 인하여 스택에 손상 등이 발생하게 되는 문제점이 있었다. 이때, 전나사볼트에 체결된 너트의 풀림을 방지하기 위해서 더블너트, 와셔삽입, 본드를 사용한 결합 등 다양한 방법이 적용되고 있으나, 이 역시 완벽한 풀림을 방지하지 못하는 문제점이 있었다.
한편, 이러한 종래 기술로 등록특허공보 제10-179060호(2017.09.11.)의 풀림장치너트를 갖는 볼트 어셈블리가 제안되었으나, 과도한 진동이 발생되었을 경우, 풀리게 되는 문제점이 있었고, 등록특허공보 제10-1103171호(2011.12.29.)의 인서트 풀림장치너트가 제안되었으나, 시간이 경과하는 과정에서 나이론링이나 합성수지 성형체가 노후화되었을 경우, 역시 풀리게 되는 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-179060호(2017.09.11.) 등록특허공보 제10-1103171호(2011.12.29.)
본 발명은 구조를 간단하게 하여 생산성 내지는 동작의 신뢰성이 확보될 수 있도록 하여 주행중 진동에 의하여 체결력이 낮아지는 것을 방지할 수 있도록 하는 가운데 스택의 성능 유지 및 연료전지의 수명을 연장시킬 수 있는 연료전지 스택용 풀림방지 체결구를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
스택을 관통하여 노출되는 것으로, 소정 길이의 나사레스부(110)를 갖는 전나사볼트(100)와;
상기 전나사볼트(100)의 숫나사부(120)에 나사결합되는 것으로, 스토퍼(300)와 결합되는 포지션 결합구(240)가 구비된 포지셔너(200); 및
상기 전나사볼트(100)의 나사레스부(110)에 슬라이딩되어 끼워지도록 결합됨과 동시에 결합공(241)에 결합되는 스토퍼 돌부(330)가 형성된 스토퍼(300)가 포함됨으로써, 주행중 진동에 의하여 체결력이 낮아지는 것을 방지할 수 있도록 하고, 스택의 성능 유지 및 연료전지의 수명을 연장시킬 수 있도록 하고, 동작의 신뢰성이 확보될 수 있도록 구성된다.
따라서, 본 발명은 구조를 간단하게 하여 생산성 내지는 동작의 신뢰성이 확보될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이를 통해 주행중 진동에 의하여 체결력이 낮아지는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 스택의 성능 유지 및 연료전지의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구를 도시한 사시도.
도2은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구를 분리하여 도시한 사시도.
도3은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구를 분리하여 저면에서 도시한 사시도.
도4는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구의 종단면도.
도5는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구에 있어 다른 실시예를 분리하여 도시한 사시도.
도6은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구에 있어 다른 실시예를 분리하여 저면에서 도시한 사시도.
도7은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구에 있어 다른 실시예를 도시한 종단면도.
이하, 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
우선, 본 발명은 전나사볼트(100), 포지셔너(200) 및 스토퍼(300) 중 어느 하나의 구성을 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.
도1 내지 도4를 참조하면,
도1은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구를 도시한 사시도이고, 도2은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구를 분리하여 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구를 분리하여 저면에서 도시한 사시도이고, 도4는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구의 종단면도이다.
일 실시예에 따른 본 발명은
스택을 관통하여 노출되는 것으로, 소정 길이의 나사레스부(110)를 갖는 전나사볼트(100);와 상기 전나사볼트(100)의 숫나사부(120)에 나사결합되는 것으로, 스토퍼 돌부(330)와 결합되는 결합공(241)이 구비된 포지셔너(200); 및 상기 전나사볼트(100)의 나사레스부(110)에 슬라이딩되어 끼워지도록 결합됨과 동시에 결합공(241)에 결합되도록 스토퍼 돌부(330)가 형성된 스토퍼(300)가 포함되도록 구비된다.
여기에서, 상기 전나사볼트(100)는 소정 직경을 갖는 외주연에 일정 피치를 갖는 숫나사산부가 전체길이에 해당되도록 구비되고, 상기 나사레스부(110)는 전나사볼트(100)의 외주연부가 소정 길이를 갖도록 평면절삭되어 D형태를 갖도록 구비되어 후술하는 스토퍼 몸체(310)의 가이드홀(320)이 슬라이딩 결합되어 끼워짐으로써, 스토퍼(300)가 회전되는 것을 사전에 방지할 수 있도록 구비되어 있다.
상기 포지셔너(200)는 전나사볼트(100)의 숫나사부(120)에 나사결합되어 측방향으로 가압력 내지는 조임력이 작용되도록 한 것으로, 내부에 전나사볼트(100)의 숫나사부(120)에 나사결합되는 암나사부(220)를 가지며, 외부에 다각형태의 공구 걸림부를 갖는 포지셔너 몸체(230)로 구비되어 있다.
상기 포지셔너 몸체(230)에 형성된 결합공(241)은 후술하는 스토퍼 돌부(330)에 결합됨으로써, 포지셔너(200)가 전나사볼트(100)에 결합된 상태에서 진동으로 인한 풀림 내지는 헐거워짐을 완전 방지할 수 있도록 한 것으로, 암나사부(220)와 포지셔너 몸체(230) 사이에 소정 직경과 깊이를 갖는 결합공(241)이 적어도 하나 이상 등간격으로 구비되어 있다. 이러한 결합공(241)이 다수개 구비됨으로써, 조임력의 가감에 따른 최적의 위치에서 포지셔너(200)가 고정된 상태로 유지될 수 있게 된다.
상기 스토퍼(300)는 전나사볼트(100)에 나사결합된 포지셔너(200)가 원천적으로 회동되는 것을 방지할 수 있도록 한 것으로, 외부가 포지셔너 몸체(230)와 동일한 형태를 갖는 스토퍼 몸체(310)의 내부로 전나사볼트(100)의 나사레스부(110)에 슬라이딩되어 끼워지게 결합되는 D형태를 갖는 가이드홀(320)이 구비되어 있다.
이를 위해, 상기 포지셔너 몸체(230)에 결합공(241)이 구비되고, 상기 결합공(241)에 끼워지는 스토퍼 돌부(330)가 포함되도록 구비되어 있다. 이때, 상기 스토퍼 돌부(330)는 원기둥의 형태를 갖도록 구비됨으로써, 제조와 조립이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
도5 내지 도7을 참조하면,
도5는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구에 있어 다른 실시예를 분리하여 도시한 사시도이고, 도6은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구에 있어 다른 실시예를 분리하여 저면에서 도시한 사시도이고, 도7은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구에 있어 다른 실시예를 도시한 종단면도이다.
본 발명에 따른 연료전지 스택용 풀림방지 체결구는 전나사볼트(100)의 숫나사부(120)에 포지셔너(200)의 암나사부(220)가 나사결합되도록 하고, 전나사볼트(100)에 구비된 나사레스부(110)에 스토퍼(300)가 슬라이딩되어 끼워져 결합됨과 동시에 스토퍼 몸체(310)에 구비된 스토퍼 돌부(330)가 결합공(241)에 끼워져 풀림이 방지될 수 있도록 하였으나, 이러한 형태 이외에 도5 내지 도7에 도시된 바와 같이, 상기 포지셔너(200)는 내부에 전나사볼트(100)의 숫나사부(120)에 나사결합으로 끼워지게 결합되는 암나사부(220)를 가지며, 외부에 다각형태의 끼움 걸림부(250)를 갖는 포지셔너 몸체(230)가 구비되도록 하고, 각 각형의 끼움 걸림부(250)에 멈춤나사(260)가 관통되게 나사결합되는 인너 암나사부(251)가 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 스토퍼(300)는 하부가 개방된 포지셔너 삽입공간부(311)를 갖는 스토퍼 몸체(310)의 상부에 D형태를 갖는 가이드홀(320)이 구비되도록 하고, 상기 포지셔너 몸체(230)가 상기 스토퍼(300)의 포지셔너 삽입공간부(311) 속에 결합되며, 스토퍼(300)는 전나사볼트(100)에 구비된 나사레스부(110)에 스토퍼 몸체(310)의 상부에 D형태를 갖는 가이드홀(320)을 통하여 슬라이딩되어 끼워지도록 결합되면, 상기 스토퍼 몸체(310)의 외부에 각각 멈춤나사(260)가 관통되게 나사결합되는 아우터 암나사부(313)가 구비되도록 하고, 상기 아우터 암나사부(313)에 나사결합된 멈춤나사(260)가 포지셔너 몸체(230)의 인너 암나사부(251)를 관통하여 전나사볼트(100)의 숫나사부(120)에 가압되게 구비되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 바를 바탕으로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.
100:전나사볼트 110:나사레스부
120:숫나사부 200:포지셔너
220:암나사부 230:포지셔너 몸체
241:결합공 300:스토퍼
310:스토퍼 몸체 320:가이드홀
330:스토퍼 돌부

Claims (7)

  1. 연료전지 스택을 관통하여 노출되는 것으로, 외주연부에 평면절삭되어 D형태를 갖도록 구비된 소정 길이의 나사레스부(110)를 갖는 전나사볼트(100);와
    내부에 전나사볼트(100)의 숫나사부(120)에 나사결합되는 암나사부(220)를 가지며, 외부에 다각형태의 공구 걸림부를 갖는 포지셔너 몸체(230)로 구비되고, 포지셔너 몸체(230)에 소정 직경과 깊이를 갖는 결합공(241)이 적어도 하나 이상 등간격으로 구비된 포지셔너(200);와
    스토퍼 몸체(310)와 상기 스토퍼 몸체(310)의 내부에 전나사볼트(100)의 나사레스부(110)에 슬라이딩되어 끼워지게 결합되도록 구비된 D형태를 갖는 가이드홀(320) 및 상기 포지셔너 몸체(230)의 결합공(241)에 끼워져 결합 고정되도록 스토퍼 돌부(330)가 형성된 스토퍼(300);가 포함됨을 특징으로 하는 연료전지 스택용 풀림방지 체결구.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼 돌부(330)는 원기둥의 형태를 갖도록 구비됨을 특징으로 하는 연료전지 스택용 풀림방지 체결구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포지셔너(200)는
    내부에 전나사볼트(100)의 숫나사부(120)에 나사결합으로 끼워지게 결합되는 암나사부(220)를 가지며, 외부에 다각형태의 끼움 걸림부(250)를 갖는 포지셔너 몸체(230)로 구비되고,
    각 각형의 끼움 걸림부(250)에 멈춤나사(260)가 관통되게 나사결합되는 인너 암나사부(251)가 구비됨을 특징으로 하는 연료전지 스택용 풀림방지 체결구.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼(300)는
    하부가 개방된 포지셔너 삽입공간부(311)를 갖는 스토퍼 몸체(310)의 상부에 D형태를 갖는 가이드홀(320)이 구비되고, 상기 스토퍼 몸체(310)의 외부에 각각 멈춤나사(260)가 관통되게 나사결합되는 아우터 암나사부(313)가 구비되고, 상기 아우터 암나사부(313)에 나사결합된 멈춤나사(260)가 포지셔너 몸체(230)의 인너 암나사부(251)를 관통하여 전나사볼트(100)의 숫나사부(120)에 가압되도록 구비됨을 특징으로 하는 연료전지 스택용 풀림방지 체결구.
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