KR102538103B1 - 차량용 충전 주유구 개폐 장치 - Google Patents

차량용 충전 주유구 개폐 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기를 충전하거나 연료를 주입하는 충전 주유구를 개폐하는 개폐 커버를 작동시키는 차량용 충전 주유구 개폐 장치에 관한 것으로, 상기 개폐 커버와 연동되어 회전하고, 외주면에 링 형태의 플랜지부가 반경 방향으로 돌출 형성된 작동 부재와; 상기 작동 부재에 대하여 회전 가능하게 삽입되고 일면이 상기 플랜지부의 제1표면에 지지되는 위치로 이동 가능한 출력 기어와; 상기 출력 기어를 상기 플랜지부의 제1표면에 밀착되게 가압하는 탄성 스프링과; 상기 출력 기어와 맞물리는 구동 기어와; 상기 구동 기어와 일체로 회전하는 구동 전달축과; 상기 구동 전달축을 회전 구동시키는 구동 모터를; 포함하여 구성되어, 차량용 충전 주유구의 개폐 커버를 구동 모터의 구동력에 의해 정상적으로 개폐 동작을 하지 아니하고, 사용자의 부주의로 인하여 또는 자동차의 배터리 방전으로 인하여 불가피하게 개폐 커버를 수동으로 잡아당기거나 미는 개폐 동작에 의하더라도, 다른 구성 요소의 손상없이 개폐 커버의 수동 개폐 동작을 허용하는 차량용 충전 주유구 개폐 장치를 제공한다.

Description

차량용 충전 주유구 개폐 장치 {APAPRATUS FOR OPENING AND CLOSING CHARGER OR GAS HOLE OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 충전 주유구 개폐 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기 구동력을 이용하여 개폐되는 차량용 충전 주유구의 개폐 장치를 사용자가 잘못하여 오작동시키거나 방전에 의해 불가피하게 수동 개폐하더라도 파손없이 개폐 작동을 허용하는 차량용 충전 주유구 개폐 장치에 관한 것이다.
최근 자동차의 자동화 추세에 따라 다양한 부품의 전자화가 이루어지고 있다.
그 일환으로, 기존에는 차량용 주유구 또는 충전구(이하, 간단히 '충전 주유구'라고 부른다)의 개폐 커버가 수동 또는 스프링력에 의한 반자동으로 작동하였지만, 최근에는 차량용 충전 주유구의 개폐 커버가 구동 모터의 구동력을 이용하여 자동으로 작동하는 장치가 제안되고 있다.
예를 들어, 도1에 도시된 차량용 충전구(2)의 개폐 장치(9)는, 개폐 커버(5)와 연결된 작동 아암(30)이 전동 구동력에 의해 30r로 표시된 방향으로 삽입되거나 인출되는 것에 의해 충전 주유구(2)를 개폐한다.
이를 위하여, 작동 아암(30)의 끝단(30e)이 개폐 커버(5)에 결합되고, 작동 아암(30)이 구동 모터(10)의 구동력에 의해 회전(30r)하는 것에 의해 개폐 커버(5)가 충전 주유구(2)를 개폐한다.
즉, 도2에 도시된 바와 같이, 구동 모터(10)는 모터축(10s)을 회전시키고, 모터축(10s)과 일체 회전하는 피니언(10p)을 통해 구동 전달축(20)에 회전 구동력이 전달된다. 구동 전달축(20)의 워엄 기어(23)는 개폐 유닛(40)의 워엄 휠(41)을 회전시킨다.
이 때, 도3에 도시된 바와 같이, 개폐 유닛(40)은, 워엄 기어(23)와 맞물려 회전하는 워엄 휠(41)과, 워엄 휠(41)의 중앙부에 형성된 비원형 관통홀(41a)에 하측 기둥(42a)이 끼워져 함께 회전하는 수용체(42)와, 수용체(42)의 비원형 상측 기둥을 중앙부에 수용한 상태로 안착되고 상면에 원주 방향으로 제1요철(43a)이 형성된 제1걸림체(43)와, 제1걸림체(43)의 제1요철(43a)와 맞물리는 제2요철(45a)이 저면에 구비되고 수용체(42)의 비원형 단면의 상측 기둥(42b)를 수용하는 관통부(45a)가 마련된 제2걸림체(45)와, 제1걸림체(43)를 제2걸림체(45)에 밀착시키는 방향으로 탄성 복원력(46k)이 작용하도록 설치된 스프링(46)과, 제2걸림체(45)를 감싸는 형태로 수용체(42)의 외주면의 돌기(42c)에 분기부(48a)가 맞물려 조립되는 케이싱(48)으로 이루어진다.
여기서, 출력 회전축(49)은 수용체(42)를 매개로 워엄 휠(41)과 제2걸림체(45)와 일체로 회전한다. 그리고, 제1걸림체(43)는 스프링(46)의 탄성 가압력(46k)에 의해 제2걸림체(45)를 향하여 밀착되어, 제1걸림체(43)의 제1요철(43a)은 제2걸림체(45)의 제2요철(45a)과 맞물린 상태가 된다. 그리고, 작동 아암(30)은 제2걸림체(45)에 고정되어, 제2걸림체(45)와 일체로 회전한다.
이에 따라, 구동 전달축(20)의 워엄 기어(23)로부터 워엄 휠(41)에 회전 구동력이 전달되면, 워엄 휠(41)이 출력 회전축(49)과 함께 회전하면서, 제1요철(43a)과 제2요철(45a)의 맞물림에 의해 제2걸림체(45)를 회전(45r)시킴에 따라, 제2걸림체(45)에 일체 결합된 작동 아암(30)은 제2걸림체(45)의 회전중심축을 중심으로 회전(30r)하면서, 그 끝단(30e)에 고정된 개폐 커버(5)를 개방하거나 폐쇄시키는 작용을 하게 된다.
한편, 상기와 같이 구성된 차량용 충전 주유구 개폐 장치(9)는 사용자가 임의로 개폐 커버(5)를 개방하거나 폐쇄시키려고 힘을 주면, 워엄 휠(41)과 워엄 기어(23)의 맞물림 상태로 인하여 맞물린 기어이빨의 손상을 야기하는 문제가 발생된다. 이와 같은 충전 주유구의 개폐 커버(5)의 수동 작동은 사용자의 부주의에 의해 전기 모터의 동력을 사용하지 않고 직접 개폐하는 경우에 발생될 수 있을 뿐만 아니라, 전기 자동차의 배터리 방전시에 개폐 커버(5)를 불가피하게 수동으로 개폐하는 경우에 발생된다.
상기와 같이, 제1걸림체(43)와 제2걸림체(45)의 요철(43a, 45a)이 탄성 가압된 상태로 맞물려 있으면, 사용자가 개폐 커버(5)를 잡아당기거나 밀어 발생되는 과도한 회전 토크가 제2걸림체(45)에 작용할 수 있다. 이 때, 제1걸림체(43)가 스프링(43)에 의해 탄성 지지되어 있으므로, 제1걸림체(43)의 제1요철(43a)과 제2걸림체(45)의 제2요철(45a)에 회전 토크가 작용하면, 요철 간의 맞물림이 탄성 복원력을 극복하면서 해제되고, 이에 따라 스프링(46)이 압축되면서 제1걸림체(43)와 제2걸림체(45)의 회전이 허용되어, 사용자의 오작동에 의한 개폐 커버(5)의 작동이 허용된다.
그러나, 상기 구성은 스프링(46)의 탄성계수가 제작 오차에 의해 과도하게 커지거나, 제1걸림체(43)와 제2걸림체(45)의 요철(43a, 45a)의 단면 형상 중 어느 하나가 매끄럽게 가공되지 아니한 경우에는, 제1걸림체(43)와 제2걸림체(45)의 요철(43a, 45a)의 맞물림이 해제되지 아니하여, 작동 부재(30)에 과도한 힘이 작용하여 파손될 가능성이 있는 문제가 있다.
이 뿐만 아니라, 개폐 유닛(40)의 부품수가 많아 부품 관리가 어렵고, 조립 시간이 오래 소요되어, 제조 비용이 높아지는 문제가 있었다.
무엇보다도, 제1걸림체(43)와 제2걸림체(45)의 조립 과정에서 상호간의 맞물림 각도가 기준치를 초과하면, 제1요철(43a)과 제2요철(45a) 간의 맞물림이 해제되지 않아, 개폐 커버(5)와 연결된 작동 부재(30)의 파손 가능성이 상존하는 문제가 있었다.
또한, 제1걸림체(43)와 제2걸림체(45)가 정상적으로 작동하더라도, 제1요철(43a)과 제2요철(45a)의 맞물림에 의한 소음이 커서 사용자의 불편을 초래하는 문제가 있었다.
이에 따라, 사용자가 힘으로 개폐 커버(5)를 잡아당기거나 밀어 발생되는 소음을 최소화하면서도, 오작동 시에 맞물림 상태인 워엄 기어(23)와 워엄 휠(41)의 손상 문제를 해소하는 방안이 절실히 요구되고 있다.
도1 내지 도3에 도시된 차량용 충전 주유구의 개폐 장치(9)는 본 발명과 대조하기 위해 예시된 구성으로, 본 출원일 이전에 공지된 구성을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 차량용 충전 주유구의 개폐 커버를 구동 모터의 구동력에 의해 정상적으로 개폐 동작을 하지 아니하고, 사용자의 부주의나 배터리 방전에 의해 불가피하게 개폐 커버를 수동으로 잡아당기거나 미는 개폐 동작을 하더라도, 차량용 충전 주유구의 개폐 장치가 파손되지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
무엇보다도, 본 발명은, 수동 개폐 동작을 허용하기 위하여 요철의 구성을 배제하여, 수동 개폐 동작 중에 발생되는 소음을 제거하고, 요철의 맞물림 각도에 오류가 있는 경우에 수동 개폐 동작을 허용하지 않게 되는 문제를 근본적으로 해결하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 수동 개폐 동작이 정상적으로 작동하지 않는 경우에도 부품의 손상이 방지되어, 예상 수명 기간 동안 원활한 개폐 작동을 구현하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 도출된 것으로, 전기를 충전하거나 연료를 주입하는 충전 주유구를 개폐하는 개폐 커버를 작동시키는 차량용 충전 주유구 개폐 장치로서, 상기 개폐 커버와 연동되어 회전하고, 외주면에 링 형태의 플랜지부가 반경 방향으로 돌출 형성된 작동 부재와; 상기 작동 부재에 대하여 회전 가능하게 삽입되고 일면이 상기 플랜지부의 제1표면에 지지되는 위치로 이동 가능한 출력 기어와; 상기 출력 기어를 상기 플랜지부의 제1표면에 밀착되게 가압하는 탄성 스프링과; 상기 출력 기어와 맞물리는 구동 기어와; 상기 구동 기어와 일체로 회전하는 구동 전달축과; 상기 구동 전달축을 회전 구동시키는 구동 모터를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐 장치를 제공한다.
이는, 탄성 스프링에 의한 탄성 복원력으로 출력 기어를 플랜지부의 제1표면에 가압하여, 출력 기어와 플랜지부의 마찰에 의해 출력 기어에 전달된 회전 구동력을 작동 부재에 전달함으로써, 이와 반대로 수동 개폐 동작에 의해 작동 부재를 회전시키더라도 플랜지부와 출력기어의 마찰에 의해 헛도는 현상을 유도하여 소음없이 충전 주유구를 수동 개폐할 수 있도록 하기 위함이다.
다시 말하면, 구동 모터의 전동 회전 구동력을 출력 기어로부터 작동 부재에 전달하는 경우에는, 개폐 커버의 개폐 작동을 저항하는 저항이 적으므로 출력 기어의 일면과 작동 부재의 플랜지부의 접촉에 의한 마찰력으로 회전 토크를 작동 부재에 전달하여 작동 부재를 쉽게 회전시킬 수 있다. 이에 반하여, 수동 개폐 동작에 의해 작동 부재로부터 출력 기어로 전달하는 경우에는, 워엄 기어와 출력 기어의 맞물림에 의한 저항이 크므로, 출력 기어와 플랜지부의 마찰에도 불구하고 전달 부재가 회전하여 수동 개폐 동작을 허용하게 된다.
이 때, 상기 출력 기어와 상기 탄성 스프링의 사이에 배치되는 가압 부재를; 더 포함하여 구성되어, 탄성 스프링의 탄성 복원력을 출력 기어에 가압 부재를 통해 보다 원활히 전달하는 효과를 얻을 수 있다.
상기 출력 기어에는 상기 가압 부재의 일부를 수용하는 수용 홈이 형성되어, 전달 부재의 축선 방향으로 보다 작은 크기로 구성할 수 있게 되어 콤팩트한 개폐 장치를 구현할 수 있게 된다.
상기 출력 기어의 상기 수용 홈과 상기 가압 부재의 사이에는 제1고무 패드가 개재되어, 탄성 스프링의 탄성 복원력에 의해 출력 기어와 가압 부재 사이의 마찰력을 보다 높일 수 있다.
마찬가지로, 상기 출력 기어와 상기 플랜지부의 상기 제1표면의 사이에는 제2고무 패드가 개재되어, 탄성 스프링의 탄성 복원력에 의해 출력 기어와 전달 부재 사이의 마찰력을 보다 높일 수 있다.
여기서, 상기 출력 기어는 아세탈 계열의 플라스틱 수지 재질로 형성될 수 있으며, 이를 통해 충분한 내구 수명을 확보하고 고무 패드를 매개로 높은 마찰력에 의한 토크 전달이 가능해진다.
한편, 상기 작동 부재의 끝단에는 수나사산이 형성되고; 상기 수나나산에 체결되어, 상기 탄성 스프링의 타단을 지지하고 상기 탄성 스프링의 압축량을 조절하는 조절 너트를; 더 포함하여 구성될 수 있다. 이를 통해, 탄성 스프링의 설치가 용이해지고 압축량을 쉽게 조절하여 고무 패드의 마찰 특성에 따라 탄성 스프링에 의한 가압력의 조절이 용이해진다.
상기 출력 기어는 워엄 휠이고, 상기 구동 기어는 워엄 기어로 형성될 수 있다. 이를 통해, 주유 충전구의 수동 개폐 동작 중에 워엄 휠과 워엄 기어의 맞물림저항으로 의해 작동 부재의 회전을 억제하여 수동 개폐 동작의 신뢰성을 높일 수 있다.
다만, 미리 정해진 크기의 토크 이상으로 워엄 휠이 회전하면, 상기 워엄 휠의 회전에 의해 워엄 기어의 회전이 허용되게 구성된다. 이를 통해, 사용자에 의해 순간적으로 개폐 커버를 큰 토크로 회전시켜 과도한 크기의 회전 토크가 작동 부재에 작용하더라도, 상기 워엄 휠의 회전에 의해 워엄 기어의 회전이 허용되어, 워엄 휠과 워엄 기어의 이빨이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 워엄 휠로부터 워엄 기어로 회전 구동력이 전달되기 위해서는, 상기 워엄 휠의 리드각은 7도 내지 30도로 형성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 차량용 충전 주유구의 개폐 커버를 구동 모터의 구동력에 의해 정상적으로 개폐 동작을 하지 아니하고, 사용자의 부주의로 인하거나 배터리 방전에 의해 불가피하게 개폐 커버를 수동으로 잡아당기거나 미는 개폐 동작을 하더라도, 다른 구성 요소의 손상없이 개폐 커버의 수동 개폐 동작을 허용하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이를 위하여, 본 발명은, 구동 모터의 회전 구동력을 전달 부재에 전달하는 출력 기어가 전달 부재에 대하여 별개로 회전 가능하게 설치되되, 출력 기어의 일면과 전달 부재의 플랜지부 사이의 마찰에 의해 토크가 전달됨으로써, 전동 구동력에 의해서도 개폐 커버를 개폐하고 수동에 의해서도 개폐 커버를 개폐하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 본 발명은, 사용자에 의해 부지불식간에 수동으로 작동하는 개폐 커버의 회전 변위를 출력 기어와 작동 부재의 플랜지부의 마찰에 의한 토크 전달 구조에 의해 허용함으로써, 수동 작동에 의해 부품의 손상 가능성을 최소화하여 작동 신뢰성을 반영구적으로 유지하는 효과를 얻을 수 있다.
이와 동시에, 본 발명은, 개폐 커버의 수동 작동 중에, 작동 부재로부터 출력 기어로 회전 토크를 전달하는 과정에서 요철에 의한 맞물림을 제거하여, 요철의 맞물림 상태 오류에 의해 발생되는 오작동 가능성을 제거하고, 특정 부분에 과도한 응력이 집중되어 파손되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이에 더하여, 본 발명은, 워엄 휠과 워엄 기어의 리드각을 7도 내지 30도의 범위로 설정함으로써, 걸림체의 요철이 탄성 가압된 상태로 맞물리는 복잡한 구성 요소를 배제하면서도, 미리 정해진 크기 이상의 회전 토크가 작동 부재에 작용하는 경우에 워엄 휠과 워엄 기어의 맞물림 자체에 의해서도 역방향 회전을 허용함으로써 출력 기어인 워엄 휠과 워엄 기어의 기어 이빨의 파손을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 편평한 출력 기어의 일면과 플랜지부의 제1표면 사이의 마찰에 의하여 회전 구동력을 구동 모터로부터 출력 기어를 매개로 전달 부재에 전달함에 따라, 회전 구동력의 전달 과정에서 작동 소음이 발생되지 아니하며, 오히려 작동 부재의 플랜지부와 출력 기어의 사이에 제1고무패드가 개재되어 방음 특성이 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 본 발명은, 구동 모터에 의한 전동 개폐 동작과 수동에 의한 개폐 커버의 동작을 모두 신뢰성있게 구현하고, 소음의 발생을 줄이면서도, 전동 개폐 동작과 수동 개폐 동작 중에 특정 부분에 응력의 집중을 방지하여 예상 수명 기간 동안 원활한 개폐 작동을 신뢰성있게 구현하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은, 구동 모터에 의해 회전 구동되는 구동 전달축의 회전 각도를 측정하는 센서를 구비하여, 작동 아암을 회전 구동하는 작동 부재의 회전 각도가 제어부에 미리 저장된 개방 각도만큼 회전하면, 구동 모터의 작동을 정지시켜 개폐 커버의 정확한 개방 동작을 구현하고, 예정된 개방 각도만큼 개폐 커버가 개방된 상태에서의 구동 모터에 무리한 부하가 작용하는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
이와 유사하게, 본 발명은, 구동 모터의 부하를 측정하는 부하 센서를 구비하여, 부하 센서에 인가되는 상기 구동 모터의 부하가 제어부에 미리 저장되어 있는 예정된 부하값에 비해 더 크면 상기 구동 모터의 회전을 정지시킴으로써, 충전 주유구가 외부로부터 완전히 밀폐된 상태가 되도록 개폐 커버를 작동 신뢰성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
도1은 차량용 충전구의 외관을 도시한 도면,
도2는 도1의 차량용 충전구에 적용가능한 개폐 장치의 구성을 도시한 도면,
도3은 도2의 개폐 유닛의 분해 사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충전 주유구 개폐 장치의 구성을 도시한 사시도,
도5는 도4의 분해 사시도,
도6은 도5의 개폐 유닛과 구동 유닛의 분해 사시도,
도7은 도5의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 따른 종단면도,
도8은 도4의 평면도,
도9는 도8의 절단선 Ⅸ-Ⅸ에 따른 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충전 주유구 개폐 장치(100)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충전 주유구 개폐 장치(100)는, 개폐 커버(5)를 개폐하거나 개폐 커버(5)의 수동 작동을 허용하는 개폐 유닛(101)과, 개폐 커버(5)를 전동 개폐하는 전동 구동력을 발생시켜 전달하는 구동 유닛(102)과, 개폐 유닛(101)과 구동 유닛(102)을 외부로부터 보호하도록 감싸는 케이싱 유닛(103)과, 개폐 유닛(101)의 작동 부재(110)의 일단 결합홈(110a)에 고정되어 회전 운동을 하고 작동 부재(5)가 끝단(30a)에 결합되는 작동 아암(30)을 포함하여 구성된다.
상기 구동 유닛(102)은, 도6에 도시된 바와 같이, 전력을 공급받아 구동축(210a)을 정방향이나 역방향으로 회전 구동시키는 구동 모터(210)와, 구동모터(210)의 구동축(210a)에 결합된 피니언(212)과 맞물려 회전하는 전달 기어(220)와, 전달 기어(220)와 일체 회전하도록 고정되어 전달 기어(220)의 회전에 함께 회전하는 전달축(230)을 포함한다.
여기서, 전달축(230)의 외주면에는 워엄 기어(232)가 일체로 형성된다. 전달축(230)의 단부에는 고정쇠(236)를 고정시키기 위한 단턱홈(234)이 구비되고, 단턱홈(234)과 워엄 기어(232)의 사이 영역(230e)은 전달 기어(220)의 비원형 관통공(220a)의 단면과 맞물리는 비원형 단면으로 형성되어 전달 기어(220)를 수용한다. 이에 따라, 전달 기어(220)는 비원형 단면을 갖는 단면을 매개로 전달축(230)에 수용되어 있고, 단턱홈(234)에 수용된 고정쇠(236)에 의해 전달 기어(220)가 전달축(230)으로부터 이탈하지 못하는 상태로 고정되므로, 전달 기어(220)와 전달축(230)은 상호 회전 구속된 상태로 유지되어 함께 일체 회전한다.
전달 기어(220)의 외주면(222)은 스퍼 기어 이빨이 형성되어, 구동 모터(210)에 의해 직접 회전 구동되는 피니언(212)과 맞물린다. 이에 따라, 구동 모터(210)가 정방향 또는 역방향으로 회전하면, 구동 모터(210)에 의해 회전 구동되는 피니언(212)과 맞물린 전달 기어(220)를 매개로 회전 구동력이 전달되어, 전달축(230)도 연동되어 회전 구동된다.
한편, 구동 모터(210)의 피니언 회전축에는 회전각을 감지하기 위한 영구 자석(213)이 설치되고, 영구 자석(213)의 자력을 감지하여 구동 모터(210)의 회전각을 측정하는 회전각 센서(미도시)가 구비되어, 회전각 센서의 측정값을 제어부로 전송한다. 이를 통해, 구동 모터(210)에 인가되는 전류 제어가 행해진다. 여기서, 회전각 센서는 홀 센서 또는 엔코더가 적용될 수 있다.
상기 개폐 유닛(101)은, 일단에 개폐 커버(5)가 결합되는 결합홈(110a)이 형성되어 개폐 커버(5)와 연동되어 회전하는 작동 부재(110)와, 워엄 기어(232)와 맞물려 회전하는 워엄 휠로 형성된 출력 기어(120)와, 출력 기어(120)의 제1면(120s1)과 제2면(120s2)에 밀착 설치되는 고무 패드(131, 132)와, 출력 기어(120)의 제1면(120s1)이 작동 부재(110)의 플랜지부(112)의 제1표면(112s)를 향하여 탄성 복원력(140F)을 작용하도록 설치된 탄성 스프링(140)과, 탄성 스프링(140)과 출력 기어(120)의 사이에 개재된 가압 부재(150)와, 작동 부재(110)의 단부 수나사산(114)에 체결 결합되어 탄성 스프링(140)의 타단(140b)을 지지하는 조절 너트(160)를 포함하여 구성된다.
작동 부재(110)는 일단의 결합홈(110a)에 작동 아암(30)의 결합부(30a)와 연결되어, 작동 아암(30)의 끝단(30e)에 결합된 개폐 커버(5)와 연동하여 회전한다. 즉, 작동 아암(30)은, 도4에 도시된 바와 같이, 일단의 결합부(30a)가 작동 부재(110)의 회전 중심축에 결합되어 작동 부재(110)의 회전(110r)과 일체로 회전한다. 여기서, 작동 아암(30)과 작동 부재(110)의 결합은 핀 등을 이용하여 체결하거나 끼워 맞춤 등에 의해 다양하게 이루어질 수 있다.
여기서, 작동 아암(30)에 의해 개폐 커버(5)가 힌지 운동에 의해 충전 주유구(2)를 개폐할 수도 있지만, 도1에 도시된 바와 같이, 자동차 충전 주유구의 개폐 커버(5)는 작동 아암(30)이 인출되거나 삽입되는 형태로 개폐될 수 있다.
이를 위하여, 도4에 도시된 바와 같이, 작동 아암(30)은, 작동 부재(110)의 회전중심(145a)으로부터 반경방향으로 연장된 직선 연장부(30L)와, 직선 연장부(30L)로부터 호 형태로 곡선 연장된 곡면 연장부(30x)를 구비한다. 여기서, 곡선 연장부(30x)는 원호 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 작동 부재(110)와 함께 작동 아암(30)이 회전하면, 작동 아암(30)의 곡선 연장부(30x)는 외형상으로는 삽입되거나 인출되면서 개폐 커버(5)에 의한 충전 주유구(2)의 개폐 동작을 실현하게 된다.
그리고, 작동 부재(110)는 양단부가 베어링(116, 118)에 의하여 회전 가능한 상태로 설치되고, 일단 끝부분에는 고정링(119)이 설치되어 회전 중에 발생되는 작동 부재(110)의 미세한 진동을 감쇠시킨다.
작동 부재(110)에는 링 형태의 플랜지부(112)가 외주면으로부터 반경 방향으로 돌출 형성된다. 원형 단면의 출력 기어(120)의 관통공(120a)이 원형 단면의 작동 부재(110)를 관통하여 출력 기어(120)가 설치된다. 이에 따라, 출력 기어(120)는 작동 부재(110)에 대하여 독립적으로 회전할 수 있는 상태가 된다.
출력 기어(120)는 관통공(120a)이 원형 단면으로 형성되어 작동 부재(110)에 헐겁게 끼워져 설치된다. 출력 기어(120)는 워엄 기어(232)와 맞물리는 경사진 헬리컬 나사산(122)이 외주면에 형성된 워엄 휠로 형성될 수 있다. 이와 같이, 워엄 기어(232)와 워엄 휠의 맞물림에 의하여 작은 단면에 큰 감속비를 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 한편, 도면에 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 전달축(230)의 워엄 기어(232)와 출력 기어(120)는 스퍼 기어에 의해 회전 구동력이 전달되도록 구성될 수도 있다.
작동 부재(110)의 플랜지부(112)를 향하는 출력 기어(120)가 제1면(120s1)은 제1고무패드(131)를 수용하는 요홈 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1면(120s1)에 제1고무패드(131)를 위치시킨 상태로 출력 기어(120)가 작동 부재(110)에 조립된 상태에서는, 탄성 스프링(140)의 탄성 복원력(140F)에 의해 제1고무패드(131)가 플랜지부(112)의 제1표면(112s)에 밀착된 상태가 되고, 동시에 제1고무패드(131)의 가장자리가 출력 기어(120)의 요홈 둘레부에 의해 지지된 상태로 유지된다. 따라서, 출력 기어(120)가 회전 구동되면서, 출력 기어(120)로부터 제1고무패드(131)를 경유하여 플랜지부(112)에 회전 토크를 전달하는 과정에서, 제1고무패드(131)는 비틀림 변형이 발생되지 않은 상태를 유지되면서 출력 기어(120)의 제1면(120s1)과 플랜지부(112)의 제1표면(112s)과 고무 특유의 높은 마찰력으로 회전 토크를 원활히 전달할 수 있게 된다.
출력 기어(120)의 제1면(120s1)과 반대측에는 요입 형성된 수용 홈이 마련되고, 도6을 기준으로 수용 홈의 천장면이 제2면(120s2)을 형성한다. 그리고, 제2면(120s2)에는 제2고무패드(132)가 탄성 스프링(140)의 탄성 가압력(140F)에 의해 밀착 설치된다.
이와 같이, 출력 기어(120)에 수용 홈이 형성되어 가압 부재(150)의 일부를 수용하고, 출력 기어(120)의 제1면(120s1)과 제2면(120s2)이 요입 형성되어 각각 제1고무 패드(131)와 제2고무패드(132)를 위치시킴으로써, 정해진 출력 기어(120)의 두께 내에 많은 구성 요소가 배치될 수 있게 되어, 작동 부재(110)의 길이를 보다 짧게 형성하여 콤팩트한 구조를 구현할 수 있다.
이와 동시에, 출력 기어(120)와 탄성 스프링(140)의 사이에 제2고무패드(132)가 개재되어, 탄성 스프링(140)에 의한 탄성 가압력(140F)이 출력 기어(120)에 미끄러짐 없이 정확하게 인가할 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제2고무패드(132)는 생략될 수 있다.
출력 기어(120)는 금속 소재로 형성될 수도 있지만, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 아세탈 계열의 플라스틱 수지 재질로 형성된다. 이를 통해, 출력 기어(120)의 중량이 작으면서도 내구 수명을 확보할 수 있으며, 출력 기어(120)가 금속 재질로 형성되는 것에 비하여 작동 부재(110)의 플랜지부(112)에 회전 구동력을 보다 확실하게 전달하면서도, 구동 모터(210)로부터 작동 부재(110)로 회전 구동력을 전달하는 경우에 회전 관성 모멘트가 낮아져 작동 부재(110)의 회전과 별개로 헛도는 것을 최소화할 수 있다.
가압 부재(150)는 탄성 스프링(140)과 출력 기어(120)의 사이에 개재되어 출력 기어(120)에 탄성 가압력(140F)을 보다 확실하게 전달하기 위하여 설치된다.
가압 부재(150)는 탄성 스프링(140)의 일단부를 수용하는 요홈부가 형성되어, 탄성 스프링(140)이 출력 기어(120)를 가압하는 과정에서 위치가 틀어지지 않아 의도한 탄성 복원력이 정확히 출력 기어(120)에 작용하도록 보조한다.
가압 부재(150)는 출력 기어(120)의 수용홈에 일부 이상 삽입되는 형태로 설치되고, 동시에 탄성 스프링(140)은 가압 부재(150)의 요홈부에 일부 이상 삽입되는 형태로 설치되어, 작동 부재(110)의 전체적인 길이를 짧게 형성하여 보다 콤팩트한 구조를 구현할 수 있게 된다.
조절 너트(160)는 작동 부재(110)의 타단부에 위치한 수나사산(114)에 체결되어 위치 고정되며, 탄성 스프링(140)의 타단(140b)을 지지하는 역할을 한다. 조절 너트(160)는 작동 부재(110)의 수나사산(114)에 체결되는 위치를 조절하는 것에 의해 탄성 스프링(140)의 압축량을 용이하게 조절할 수 있다. 이를 통해, 탄성 스프링(140)이 출력 스프링(120)을 플랜지부(112)에 가압하는 탄성 가압력(140F)의 크기를 쉽고 정확하게 조절할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 차량용 충전 주유구 개폐 장치(100)를 이용하여, 구동 모터(210)의 전동 구동력을 이용하여 충전 주유구(2)의 개폐 커버(5)를 개폐하는 경우에는, 먼저 구동 모터(210)에 전류를 인가하여 구동축(210a)을 회전시키면, 구동축(210a)과 일체 결합된 피니언(212)이 회전하고, 피니언과 맞물리는 전달 기어(220)가 회전하게 된다. 전달 기어(220)는 전달축(230)에 결합되어 일체로 회전하므로, 전달 기어(220)의 회전에 의해 워엄 기어(232)가 회전하고, 워엄 기어(232)와 맞물리는 출력 기어(120)가 회전하게 된다.
이 때, 출력 기어(120)는 작동 부재(110)에 대하여 상호 별개 회전 가능하게 설치되지만, 미리 정해진 양만큼 압축 설치된 탄성 스프링(140)의 탄성 복원에 따른 가압력(140F)이 출력 기어(120)의 제2면(120s2)을 밀어내어, 출력 기어(120)가 작용 부재(110)의 플랜지부(112)에 가압된 상태로 밀착되도록 한다. 특히, 출력 기어(120)의 제1면(120s1)과 플랜지부(112)의 사이에는 제1고무패드(131)가 개재되어, 출력 기어(120)와 플랜지부(112)는 원주 방향으로 함께 회전하는 상태가 된다. 이와 동시에, 출력 기어(120)의 제2면(120s2)과 가압 부재(150)의 사이에는 제2고무패드(132)가 개재되어, 출력 기어(120)의 제2면에서도 마찰에 의해 가압 부재(150)와 함께 원주 방향으로 함께 회전하는 상태가 되도록 보조한다.
이에 따라, 출력 기어(120)가 워엄 기어(232)로부터 회전 구동력이 전달되어 회전하면, 출력 기어(120)의 제1면(120s1)은 제1고무패드(131)를 매개로 플랜지부(112)와 함께 회전하고, 출력 기어(120)의 제2면(120s2)은 제2고무패드(132)를 매개로 가압 부재(150)와 함께 회전하면서, 전달 부재(110)에 회전 구동력이 전달되어 전달 부재(110)가 회전하게 된다. 전달 부재(110)의 일단에 위치한 결합홈(110a)에는 작동 아암(30)의 결합부(30a)가 고정되어 함께 회전하므로, 주유 작동 아암(30)의 회전(30r)에 따라 작동 아암(30)의 삽입되거나 인출되는 길이가 조절되면서 개폐 커버(5)가 개폐되는 동작을 할 수 있게 된다.
이와 반대로, 사용자의 부주의로 인하여 부지불식간에 개폐 커버(5)를 수동으로 개폐하거나, 전기 자동차의 경우에 배터리 방전에 의해 개폐 커버(5)를 불가피하게 수동으로 개폐해야 하는 경우가 발생될 수 있다. 이 경우에, 상기와 같이 구성된 차량용 충전 주유구 개폐 장치(100)의 개폐 커버(5)를 사용자가 수동으로 개폐하면, 개폐 커버(5)에 연결된 작동 아암(30)이 삽입되거나 인출되는 방식으로 회전(30r)하게 된다.
작동 아암(30)은 작동 부재(110)의 일단에 위치한 결합 홈(110a)에 고정되어 함께 회전하므로, 작동 아암(30)의 회전에 따라 작동 부재(110)도 연동하여 회전하게 된다. 이 때, 작동 부재(110)의 플랜지부(112)에 출력 기어(120)가 탄성 스프링(140)의 탄성 가압력(140F)에 의해 밀착되어 있지만, 출력 기어(120)가 회전하기 위해서는 출력 기어(120)와 맞물린 워엄 기어(232)와 전달 기어(220)와 피니언(212)이 모두 함께 회전해야 한다.
그러나, 구동 모터(210)의 전동에 의한 회전 구동력을 출력 기어(120)를 통해 작동 부재(110)를 회전시키는 데에는 부하가 매우 작은 데 반하여, 그 반대 방향인 출력 기어(120)로부터 워엄 기어(232)와 전달 기어(220) 및 피니언(212)을 회전시키는 데에는 큰 부하가 필요하므로, 출력 기어(120)와 플랜지부(112)의 사이에는 상호 미끄럼이 발생되면서, 작동 부재(110)만 회전하고 출력 기어(120)는 회전하지 못하는 상태가 된다. 따라서, 개폐 커버(5)의 수동 조작에 의해 작동 부재(110)는 회전하지만, 출력 기어(120)는 회전하지 않게 되면서, 개폐 커버(5)만을 수동으로 개폐하는 동작이 구현된다.
상기와 같이, 본 발명은, 구동 모터(210)로부터 전달 부재(110)를 회전 구동시키는 과정에서, 출력 기어(120)의 제1면(120s1)과 플랜지부(112)의 제1표면(112s)과의 마찰력이 출력 기어(120)의 회전에 필요한 부하에 비하여 더 크게 되면서, 출력 기어(120)와 작동 부재(110)가 함께 회전하면서 작동 아암(30)을 회전시켜 개폐 커버(5)를 전동 회전 구동력에 의해 개폐한다. 이에 반하여, 사용자가 개폐 커버(5)를 수동으로 개폐시키면, 개폐 커버(5)와 연결된 작동 아암(30)과 함께 작동 부재(110)가 회전하지만, 출력 기어(120)의 제1면(120s1)과 플랜지부(112)의 제1표면(112s)과의 마찰력이 출력 기어(120)의 회전에 필요한 부하에 비하여 더 작게 되면서, 출력 기어(120)는 회전하지 않고 작동 부재(110)만 회전하면서 소음이 발생되지 않은 상태로 개폐 커버(5)의 수동 조작을 허용하게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 개폐 커버(5)의 수동 조작 중에 작동 부재(110)의 플랜지부(112)와 출력 기어(120)의 제1면(120s1) 사이의 마찰에 의하여, 출력 기어(120)에 회전 토크가 전달되면서 출력 기어(120)의 기어 이빨과 워엄 기어(232)의 기어 이빨 사이에 응력이 집중될 수 있다.
따라서, 수동자가 개폐 커버(5)를 짧은 시간에 급작스럽게 개폐시켜서 작동 부재(110)에 큰 회전 토크가 작용하여, 미리 정해진 크기의 토크 이상으로 워엄 휠(122)로 형성된 출력 기어(120)가 회전하는 경우에, 출력 기어(120)의 회전에 의해 워엄 기어(232)가 형성된 전달축(230)의 회전이 허용되게 구성될 수 있다.
이와 같이, 워엄 휠(122)로부터 워엄 기어(232)로 회전 구동력이 전달되기 위해서는, 워엄 휠(122)의 리드각(lead angle)은 7도 내지 30도로 형성된 것이 바람직하다. 이는, 워엄 휠(122)의 리드각(ang)이 7도보다 작으면 백드라이브 토크가 커서, 워엄 휠(122)의 회전이 워엄 기어(232)로 전달되지 못하는 록킹(locking)상태가 되기 때문이며, 동시에 워엄 휠(122)의 리드각이 30도보다 크면 워엄 기어로부터 워엄 휠로 회전 구동력을 전달하는 과정에서의 나사면의 마찰 손실이 커져서 전달 효율이 낮아지기 때문이다. 보다 바람직하게는, 워엄 휠(122)의 리드각은 10도 내지 20도로 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 백드라이브 토크에 거의 영향을 받지 않게 된다.
따라서, 워엄 휠(122)의 리드각(lead angle)은 7도 내지 30도로 형성되고, 작동 부재(110)에 미리 정해진 크기보다 작은 토크로 출력 기어(120)에 회전 구동력이 전달되면, 출력 기어(120)는 워엄 기어(232)와의 맞물림 부하 및 피니언(212)과 전달 기어(220)의 맞물림 부하를 마찰력이 이겨내지 못하고 출력 기어(120)가 회전하지 않은 상태로 작동 부재(110)와 작동 아암(30)의 회전을 허용하게 된다. 이에 반하여, 워엄 휠(122)의 리드각(lead angle)은 7도 내지 30도로 형성되고, 작동 부재(110)에 미리 정해진 크기보다 큰 토크로 출력 기어(120)에 회전 구동력이 전달되면, 출력 기어(120)는 워엄 기어(232)와의 맞물림 부하 및 피니언(212)과 전달 기어(220)의 맞물림 부하를 마찰력이 이겨내어 출력 기어(120)가 살짝 회전하지만, 출력 기어(120)와 함께 워엄 기어(232)도 함께 회전이 허용되어, 출력 기어(232)와 워엄 기어(232)의 기어 이빨에 응력이 국부적으로 집중되어 손상되지 않게 된다.
상기 케이싱 유닛(103)은, 하부 케이싱(301)과, 하부 케이싱(301)와 결합되고 작동 부재(110)의 일단이 노출되는 개구(302a)가 형성된 상부 케이싱(302)을 포함하여 구성되며, 하부 케이싱(301)과 상부 케이싱(302)의 사이에 형성되는 내부 공간에 개폐 유닛(101)과 구동 유닛(102)을 수용한다.
하부 케이싱(301)과 상부 케이싱(302)의 사이에는 가스켓(310)이 개재되어 외부로부터 수분 등이 내부 공간에 침투하는 것을 방지하며, 상부 케이싱(302)의 미리 정해진 위치에 제어 회로가 구비된 피씨비(320)가 수용된다.
상기 피씨비(150)는 구동부(110)의 제어에 필요한 데이터가 저장된 메모리를 포함하여 구동 모터(210)의 제어를 위한 제어 회로가 실장되며, 다수의 센서(미도시)의 신호를 수신하고 구동 모터(210)와 제어 신호를 전송하는 제어부가 설치된다.
예를 들어, 구동 모터(210)의 회전각도를 측정하는 회전각 센서로부터 수신한 회전 각도 측정값에 기초하여, 작동 부재의 회전 각도가 제어부에 미리 저장된 개방 각도만큼 도달하면, 구동 모터(210)의 작동을 정지시켜 개폐 커버(5)의 정확한 개방 동작을 구현하면서도, 예정된 개방 각도만큼 개폐 커버가 개방된 상태에서의 구동 모터에 무리한 부하가 작용하는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
이와 유사하게, 구동 모터(210)의 부하를 측정하는 부하 센서가 구비될 수 있다. 예를 들어, 부하 센서는 구동 모터(210)에 인가되는 전류값을 측정하는 전류 센서로 형성될 수 있다. 이에 따라, 구동 모터(210)에 작용하는 부하는 전류 센서 등의 부하 센서에 의해 작동중에 실시간으로 모니터링되며, 부하 센서에 의해 감지된 구동 모터의 부하가 제어부에 미리 저장되어 있는 예정된 부하값에 비해 더 크면, 상기 구동 모터의 회전을 정지시키도록 작동될 수 있다. 이를 통해, 개폐 커버(5)가 충전 주유구가 외부로부터 완전히 밀폐되는 위치에 도달한 상태가 된 이후에 구동 모터(210)의 회전을 정지시키므로, 충전 주유구를 외기에 대해 완전히 밀폐시키는 작동 신뢰성을 보다 높일 수 있다.
상기와 같은 작용을 하는 제어부는 피씨비(150)에 실장되어, 외부로부터 은폐되는 케이싱(300)의 내부에 안착된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 충전 주유구 개폐 장치(100)는, 적은 부품수와 손쉬운 조립으로 제작이 가능하면서도, 사용자가 개폐 커버(5)를 수동으로 잡아당기거나 미는 개폐 오동작에 대하여, 작동 부재(110)의 플랜지부(112)와 출력 기어(120)와의 마찰력이 출력 기어(120)를 회전시키기 위한 부하에 비하여 더 작으면서, 작동 부재(110)의 플랜지부(112)와 출력 기어(120)와의 마찰력이 작동 부재(110)의 일단에 결합된 작동 아암(30)을 회전시키기 위한 부하에 비하여 더 크게 조절되어, 워엄 휠(122)과 워엄 기어(232)의 맞물림 상태에서 정, 역방향 회전을 허용함으로써, 작동 아암(30) 및 그 밖의 다른 구성 요소에 응력이 집중되지 아니하고 개폐 커버(5)의 수동 개폐 동작을 허용하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
1: 차량용 충전 주유구 개폐 장치 30: 작동 아암
30L: 직선 구간 30x: 호 구간
101: 개폐 유닛 102: 구동 유닛
103: 케이싱 유닛 110: 작동 부재
112: 플랜지부 112s: 제1표면
120: 출력 기어 131: 제1고무패드
132: 제2고무패드 140: 탄성 스프링
150: 가압 부재 160: 조절 너트
210: 구동 모터 210a: 구동축
212: 피니언 220: 전달 기어
230: 전달 축 232: 워엄 기어
301: 하측 케이싱 302: 상측 케이싱
320: 피씨비

Claims (13)

  1. 전기를 충전하거나 연료를 주입하는 충전 주유구를 개폐하는 개폐 커버를 작동시키는 차량용 충전 주유구 개폐 장치로서,
    상기 개폐 커버와 연동되어 회전 가능하게 설치되고, 외주면에 링 형태의 플랜지부가 반경 방향으로 돌출 형성된 작동 부재와;
    상기 작동 부재에 대하여 회전 가능하게 설치되고, 일면이 상기 플랜지부의 제1표면에 지지되는 위치로 이동 가능하게 형성된 출력 기어와;
    상기 출력 기어를 상기 플랜지부의 상기 제1표면에 밀착된 상태로 유지되게 탄성 복원력으로 가압된 상태로 유지되게 설치된 탄성 스프링과;
    상기 출력 기어와 상기 탄성 스프링의 사이에 배치되는 가압 부재와;
    상기 탄성 스프링의 상기 탄성 복원력에 의하여 상기 출력 기어와 상기 가압 부재의 사이에서 밀착된 상태로 설치된 제1고무 패드와;
    상기 출력 기어와 맞물리는 구동 기어와;
    상기 구동 기어와 일체로 회전하는 구동 전달축과;
    상기 구동 전달축을 회전 구동시키는 구동 모터를;
    포함하여 구성되되, 상기 출력 기어로부터 상기 작동 부재를 회전시키는 데 필요한 부하는 상기 작동 부재로부터 상기 출력 기어를 회전시키는 데 필요한 부하에 비하여 더 작게 형성되고
    상기 구동 모터로부터의 회전 구동력은 상기 구동 기어를 통해 상기 출력 기어로 전달되고, 상기 출력 기어는 상기 탄성 스프링의 탄성 복원력에 의해 상기 작동 부재의 상기 플랜지부에 밀착되어 상기 출력 기어와 상기 플랜지부 사이의 마찰력에 의해 상기 작동 부재를 회전시키는 것에 의해 상기 개폐 커버를 작동시키고;
    상기 개폐 커버를 수동으로 개폐하고자 하는 회전 구동력은 상기 작동 부재를 회전시키고, 상기 작동 부재의 상기 플랜지부와 상기 출력 기어의 사이에 미끄럼이 발생되면서, 상기 작동 부재만 회전하고 상기 출력 기어는 회전하지 못하도록 상기 출력 기어와 상기 플랜지부 사이의 상기 마찰력이 정해지는 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 출력 기어와 상기 플랜지부의 상기 제1표면의 사이에는 제2고무 패드가 개재된 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 출력 기어는 아세탈 계열의 플라스틱 수지 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 작동 부재의 끝단에는 수나사산이 형성되고;
    상기 수나사산에 체결되어, 상기 탄성 스프링의 타단을 지지하고 상기 탄성 스프링의 압축량을 조절하는 조절 너트를;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐 장치.
  8. 제 1항 또는 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 기어는 워엄 휠이고, 상기 구동 기어는 워엄 기어인 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 워엄 휠의 회전에 의해 워엄 기어의 회전이 허용되는 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 워엄 휠의 리드각은 7도 내지 30도로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐 장치.
  11. 제 1항 또는 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개폐 커버와 상기 작동 부재를 연결하는 작동 아암은,
    상기 작동 부재의 회전중심으로부터 반경방향으로 연장된 직선 연장부와;
    상기 직선 연장부로부터 호 형태로 곡선 연장된 곡면 연장부를;
    구비한 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐장치.
  12. 제 1항 또는 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 모터의 회전 각도를 측정하는 센서와;
    상기 개폐 커버의 개방 각도를 저장하는 제어부를;
    더 포함하여, 상기 개폐 커버의 회전각도는 상기 제어부에 미리 정해진 상기 개방 각도만큼 회전하여 상기 개폐 커버를 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 구동 모터의 부하를 측정하는 부하 센서와;
    상기 부하 센서에 인가되는 상기 구동 모터의 부하가 정해진 것보다 더 크면 상기 구동 모터의 회전을 정지시키는 제어부를;
    더 포함하여, 상기 부하 센서에서 측정된 부하로부터 상기 개폐 커버의 닫힘 상태를 감지하여 상기 구동 모터의 회전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 차량용 충전 주유구 개폐장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100276702B1 (ko) * 1996-11-15 2001-01-15 정몽규 자동차용 트렁크 리드 지지 구조
JP5685759B2 (ja) * 2010-08-31 2015-03-18 現代自動車株式会社 自動車の燃料ドア開閉装置
KR101549932B1 (ko) * 2015-06-04 2015-09-03 주식회사 인팩 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치
KR102173000B1 (ko) * 2019-02-12 2020-11-02 주식회사 광진 웜기어 캠플레이트를 사용하는 차량용 스윙도어 개폐장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100276702B1 (ko) * 1996-11-15 2001-01-15 정몽규 자동차용 트렁크 리드 지지 구조
JP5685759B2 (ja) * 2010-08-31 2015-03-18 現代自動車株式会社 自動車の燃料ドア開閉装置
KR101549932B1 (ko) * 2015-06-04 2015-09-03 주식회사 인팩 연료 필러 도어 개폐용 액츄에이터 장치
KR102173000B1 (ko) * 2019-02-12 2020-11-02 주식회사 광진 웜기어 캠플레이트를 사용하는 차량용 스윙도어 개폐장치

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