WO2024072150A1

WO2024072150A1 - 수소탱크 고정장치

Info

Publication number: WO2024072150A1
Application number: PCT/KR2023/015116
Authority: WO
Inventors: 박균범; 박성철; 최진권
Original assignee: 주식회사 동희산업
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2023-09-27
Publication date: 2024-04-04
Also published as: KR20240044886A

Abstract

수소탱크의 양측에 배치되며 차체에 결합된 한 쌍의 프레임, 양단이 프레임에 고정되고 하방으로 절곡된 반고리 형상이며 수소탱크의 하부가 안착되어 수소탱크의 하중을 지지하는 지지밴드 및 한 쌍의 프레임마다 각각 마련되며, 하단이 프레임에 고정된 상태에서 상방으로 수소탱크를 감싸도록 절곡되며 연장된 복수의 고정밴드를 포함하고, 복수의 고정밴드는 상단이 서로 이격되어 수소탱크의 상부가 노출된 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치가 소개된다.

Description

수소탱크 고정장치

본 발명은 수소탱크 고정장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 수소탱크의 고정 구조를 간소화하고, 수소탱크를 고정하는데 필요한 공간을 최소화할 수 있는 수소탱크 고정장치에 관한 것이다.

최근 내연기관 차량의 환경적인 이슈로 인하여 전기자동차 등 친환경 차량의 보급이 확대되고 있으며, 일반적으로 전기자동차(Electronic Vehicle, EV)는 전기 에너지에 의해 구동되는 모터의 구동력을 이용하여 주행하는 자동차를 가리킨다.

이러한 전기자동차에는 기존의 내연기관과 함께 차량용 고전압 배터리에 충전된 전기 에너지를 사용하여 모터에 구동력을 제공하는 하이브리드 전기자동차(Hybrid electric Vehicle, HEV), 연료전지를 통해 생성된 전기 에너지를 사용하여 모터에 구동력을 제공하는 연료전지 차량(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 등이 있다.

일반적으로 연료전지 차량은 고압 수소탱크를 통해 공급되는 수소와 공기압축기를 통해 공급되는 공기 중의 산소를 연료전지스택 내에서 전기화학(electrochemistry)반응시켜 생성된 전기 에너지를 이용하여 차량을 구동시킨다.

한편, 최근 수소차와 전기차의 플랫폼 공용화를 위해 배터리 공간에 단 하나의 대형 수소탱크를 대신하여 직경이 작은 복수 개의 수소탱크를 장착하기 위한 다양한 시도가 행해지고 있다.

아울러, 직경이 작은 복수 개의 수소탱크를 차량에 장착하기 위해서는, 복수 개의 수소탱크의 배치 상태가 고정장치에 의해 안정적으로 고정될 수 있어야 한다.

그러나 기존에는 복수 개의 수소탱크를 고정하기 위한 고정장치의 구조가 복잡하고, 소형으로 제작하기 어려워, 고정장치를 설치하기 위한 공간이 일정 이상 확보되어야 하므로, 공간활용성 및 설계자유도가 저하되는 문제점이 있다.

더욱이, 기존에는 한정된 공간에 수소탱크와 고정장치를 함께 설치해야 하므로, 수소탱크의 사이즈를 일정 이상 증가시키기 어려워, 차량의 주행 가능 거리를 증가시키기 어려운 한계가 있다.

이에 따라, 수소탱크를 안정적으로 고정할 수 있으면서도, 수소탱크의 고정 구조를 간소화할 수 있는 기술의 제공이 시급한 실정이다.

이에 관한 종래기술로는 KR 10-2018-0125988 A가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 수소탱크의 고정 구조를 간소화하고, 수소탱크를 고정하는데 필요한 공간을 최소화할 수 있는 수소탱크 공정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 수소탱크의 저장량을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 차량의 주행거리가 증대되도록 하는 것을 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은 수소탱크 고정장치의 구조적 강성을 증대함으로써 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수소탱크 고정장치는, 수소탱크의 양측에 배치되며 차체에 결합된 한 쌍의 프레임, 양단이 프레임에 고정되고 하방으로 절곡된 반고리 형상이며 수소탱크의 하부가 안착되어 수소탱크의 하중을 지지하는 지지밴드 및 한 쌍의 프레임마다 각각 마련되며, 하단이 프레임에 고정된 상태에서 상방으로 수소탱크를 감싸도록 절곡되며 연장된 복수의 고정밴드를 포함하고, 복수의 고정밴드는 상단이 서로 이격되어 수소탱크의 상부가 노출된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 고정밴드의 내측면에는 수소탱크의 외주면과 면접촉하는 완충부가 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 고정밴드의 외측면에는 차체 판넬과 면접촉하면서 압착되는 압착부가 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 압착부는 각 고정밴드의 상단에 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 고정밴드의 하단은 프레임에 볼팅 결합되되, 복수 개의 볼팅 결합부가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 한 쌍의 프레임 중 어느 하나에는 수소탱크에 작용하는 상하 방향 충격을 흡수하는 제1 댐퍼부가 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 제1 댐퍼부가 마련된 프레임에 마련되는 고정밴드는 제1 댐퍼부와 결합됨으로써 프레임에 고정될 수 있다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 한 쌍의 프레임은 복수 개의 수소탱크마다 수소탱크의 양측에 배치되되, 각 수소탱크가 서로 인접하는 지점에 배치되는 프레임은 하나의 프레임을 공유하는 공유프레임인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 공유프레임에는 수소탱크에 작용하는 상하 방향 충격을 흡수하는 제2 댐퍼부가 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 공유프레임에 마련되어 인접한 복수 개의 수소탱크를 감싸는 각각의 고정밴드는 제2 댐퍼부와 결합됨으로써 프레임에 고정될 수 있다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 공유프레임에 마련되어 인접한 복수 개의 수소탱크를 감싸는 각각의 고정밴드는 하단이 서로 연결된 연결부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 수소탱크 고정장치의 연결부의 외측면에는 차체 판넬과 면접촉하면서 압착되는 압착부가 마련될 수 있다.

본 발명의 수소탱크 고정장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 반고리 형상의 지지밴드와 상단이 서로 이격된 복수의 고정밴드를 통해 수소탱크의 고정 구조를 간소화하고, 수소탱크를 고정하는데 필요한 공간을 최소화할 수 있다.

둘째, 복수의 고정밴드의 상단이 서로 이격되어 수소탱크의 상부가 노출됨으로써 수소탱크의 저장량을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 차량의 주행거리가 증대되는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 수소탱크 고정장치의 구조적 강성을 증대함으로써 안정성 및 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 수소탱크 고정장치를 나타낸 도면.

도 2는 종래의 수소탱크 고정장치가 차체 판넬에 장착된 것을 개략적으로 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크 고정장치를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크 고정장치의 측면도.

도 5는 도 4의 B 영역을 확대하여 나타낸 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크 고정장치의 고정밴드를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크 고정장치의 볼팅 결합부를 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크 고정장치의 제1 댐퍼부를 나타낸 도면.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크 고정장치의 제2 댐퍼부와 연결부를 설명하기 위한 도면.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크 고정장치의 제1 댐퍼부의 구조를 설명하기 위한 도면.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크 고정장치의 압축부를 확대하여 나타낸 도면.

이 명세서 전체에서, "포함한다" 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.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에 개시되어 있는 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 여러 실시형태에 대한 구성 및 작용원리를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 종래의 수소탱크(10) 고정장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 수소탱크(10) 고정장치가 차체 판넬(20)에 장착된 것을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크(10) 고정장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 측면도이며, 도 5는 도 4의 B 영역을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 고정밴드(300)를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 볼팅 결합부(330)를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 제1 댐퍼부(110)를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 제2 댐퍼부(121)와 연결부(340)를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 제1 댐퍼부(110)의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 압축부를 확대하여 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는, 수소탱크(10)의 양측에 배치되며 차체에 결합된 한 쌍의 프레임(100), 양단이 프레임(100)에 고정되고 하방으로 절곡된 반고리 형상이며 수소탱크(10)의 하부가 안착되어 수소탱크(10)의 하중을 지지하는 지지밴드(200) 및 한 쌍의 프레임(100)마다 각각 마련되며, 하단이 프레임(100)에 고정된 상태에서 상방으로 수소탱크(10)를 감싸도록 절곡되며 연장된 복수의 고정밴드(300)를 포함하고, 복수의 고정밴드(300)는 상단이 서로 이격되어 수소탱크(10)의 상부가 노출된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이해를 돕기 위해 도 1 및 도 2를 참조하여, 종래의 수소탱크(10) 고정장치의 구조에 대해 간략히 살펴보면서, 종래의 수소탱크(10) 고정장치에 비해 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치가 갖는 차별적 특징에 대해 설명하기로 한다.

배경기술에서 살펴본 바와 같이, 최근 수소차와 전기차의 플랫폼 공용화를 위해 배터리 공간에 단 하나의 대형 수소탱크(10)를 탑재하는 대신 직경이 작은 복수 개의 수소탱크(10)를 장착하기 위한 다양한 시도가 행해지고 있다.

대형 수소탱크(10)에 비해 직경이 작은 복수 개의 수소탱크(10)를 차량에 장착하는 경우, 복수 개의 수소탱크(10)의 배치 상태가 고정장치에 의해 안정적으로 고정되어야만 한다.

이에, 종래의 수소탱크(10) 고정장치는 도 1에 도시된 바와 같이 고리형 밴드(30)를 사용하여 복수 개의 수소탱크(10)의 배치 상태를 고정한 바 있다.

구체적으로 종래의 수소탱크(10) 고정장치는, 각 수소탱크(10)의 양측에 배치되며 차체에 결합되는 한 쌍의 프레임(100) 및 프레임(100)에 고정되고 수소탱크(10)의 외주면을 감싸도록 고리 형상을 갖는 고리형 밴드(30)를 구성요소로 한다.

즉, 종래의 수소탱크(10) 고정장치는, 수소탱크(10)의 외경과 이를 고정하는 고리형 밴드(30) 내측부의 치수가 일치되어 있는 밸리(Belly) 타입 구조를 활용하고 있다.

따라서 수소탱크(10)의 크기 증대시 고리형 밴드(30)의 크기도 함께 증대시켜야 하는 문제가 있다.

또한, 차량의 서스펜션, 배기파이프, 언더커버 등 주변부품과의 접촉 내지 간섭이 발생하는 경우, 수소탱크(10) 및 고리형 밴드(30)의 크기를 증대시킬 수 없는 한계가 있다.

특히, 도 2에 도시된 바와 같이 연료전지 차량에 탑재되는 수소탱크(10)는 외주면이 차체 판넬(20)과 면접촉하게 되므로, A 영역의 공간활용도를 증대시키기 어려운 단점이 있다.

다시 말해, 종래에는 공간활용성 및 설계자유도가 저하되고, 수소탱크(10)의 사이즈 변경이 어려워 차량의 주행 가능 거리를 일정 이상 증대시키기 어려운 한계가 있었다.

이에, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는, 종래의 고리형 밴드(30) 대신 수소탱크(10)의 상부가 개방되어 노출되도록 하프 밸리(Half Belly) 형태의 보다 간소화된 수소탱크(10) 고정구조를 제안하고자 한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는 종래의 수소탱크(10) 고정장치와 마찬가지로 수소탱크(10)의 양측에 배치되며 차체에 결합되는 한 쌍의 프레임(100)을 기본 구성요소로 한다.

이에 더해, 종래의 고리형 밴드(30) 대신 반고리 형상의 지지밴드(200)와 상단이 서로 이격된 복수의 고정밴드(300)를 구성요소로 더 포함하여 수소탱크(10)의 상부가 노출되는 구조를 갖도록 한다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 지지밴드(200)와 고정밴드(300)의 구조에 대해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

지지밴드(200)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 양단이 프레임(100)에 고정되고 하방으로 절곡된 반고리 형상으로 이루어진다. 이와 같이 하방으로 절곡된 반고리 형상의 지지밴드(200)에 수소탱크(10)의 하부가 안착되며, 이에 따라 수소탱크(10)의 하중을 안정적으로 지지하는 구조가 형성된다.

또한, 고정밴드(300)는 한 쌍의 프레임(100)마다 각각 마련되고, 하단이 프레임(100)에 고정된 상태에서 상방으로 수소탱크(10)를 감싸도록 절곡되며 연장되도록 마련된다. 이때, 한 쌍의 프레임(100)마다 각각 마련된 복수의 고정밴드(300)의 상단은 서로 이격되도록 형성된다. 이에 따라, 수소탱크(10)의 상부가 개방되어 노출된 구조를 형성하게 되는 것이다.

즉, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는 도 5에 도시된 C 영역과 같이 수소탱크(10)의 상부가 노출된 구조를 형성함으로써, 수소탱크(10)의 직경을 상기 C 영역만큼 증대시킬 수 있게 된다.

예를 들어, 수소탱크(10)의 직경이 5mm 증대되는 경우 최대 가용할 수 있는 수소의 저장량은 기존 대비 약 2.3% 증가한다.

결국, 반고리 형상의 지지밴드(200)와 상단이 서로 이격된 복수의 고정밴드(300)를 통해 수소탱크(10)의 고정 구조를 간소화할 수 있으며, 이에 따라 수소탱크(10)를 고정하는데 필요한 공간(도 2에서 A 영역을 의미한다.)이 최소화되는 효과가 있다.

그리고 수소탱크(10)를 고정하는데 필요한 공간이 최소화되는 정도만큼 수소탱크(10)의 직경을 증대시킬 수 있어 수소탱크(10)의 저장량이 증가하며, 이에 따라 차량의 주행거리가 증대되는 효과가 있다.

나아가, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는 후술할 완충부(310), 압착부(320), 볼팅 결합부(330), 제1 댐퍼부(110), 제2 댐퍼부(121) 및 연결부(340)의 구성들을 통해, 수소탱크(10)의 고정 구조를 단순화하면서도 구조적 강성을 증대시킬 수 있고, 이에 따라 안정성 및 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

이하, 도 3 내지 도 11을 참조하여 완충부(310), 압착부(320), 볼팅 결합부(330), 제1 댐퍼부(110), 제2 댐퍼부(121) 및 연결부(340)의 구성들이 갖는 핵심적 특징들을 순차적으로 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 고정밴드(300)의 내측면에는 수소탱크(10)의 외주면과 면접촉하는 완충부(310)가 마련될 수 있다.

도 4 및 도 5를 살펴보면, 고정밴드(300)와 수소탱크(10)의 사이에 마련된 완충부(310)가 도시된 것을 알 수 있다. 이는, 도 11에서 ③번을 제외한 나머지 도면에 더욱 상세하게 도시되어 있다.

수소탱크(10)의 외주면은 곡면으로 이루어지고, 이러한 수소탱크(10)를 감싸도록 절곡되며 연장되는 고정밴드(300)도 마찬가지로 곡면 형상을 갖게 된다.

이 경우, 고정밴드(300)의 내측면과 수소탱크(10)의 외주면이 직접적으로 면접촉하게 되면, 연료전지 차량의 주행 중 발생하는 진동 등에 의해 수소탱크(10)의 외주면이 고정밴드(300)의 내측면과 미끄러지면서 회전하게 되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는, 고정밴드(300)의 내측면에 수소탱크(10)의 외주면과 면접촉하는 완충부(310)를 더 구비하여 고정밴드(300)의 내측면과 수소탱크(10)의 외주면 사이의 마찰력을 증대시킴으로써, 위와 같은 수소탱크(10)의 회전 문제를 방지하고자 하는 것이다.

이때, 완충부(310)는 고무와 같이 탄성력을 갖는 소재가 활용될 수 있다. 완충부(310)로써 탄성력을 갖는 소재를 활용하는 경우, 고정밴드(300)의 내측면과 수소탱크(10)의 외주면 사이의 마찰력이 증대될 뿐만 아니라, 외부 충격 또는 진동 등을 완충할 수 있게 되는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 고정밴드(300)의 외측면에는 차체 판넬(20)과 면접촉하면서 압착되는 압착부(320)가 마련될 수 있다. 이때, 압착부(320)는 각 고정밴드(300)의 상단에 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 압착부(320)는 복수의 고정밴드(300)마다 각각 마련되므로, 도 4 및 도 11에 도시된 바와 같이 복수 개의 압착부(320)가 마련된다.

도 11에서 ①번 내지 ⑦번은, 각각 도 4에서 ①번 내지 ⑦번에 대응하는 것으로서, 도 11은 도 4의 ①번 내지 ⑦번을 각각 확대하여 나타낸 것으로 이해함이 바람직하다.

각 압착부(320)는 고정밴드(300)의 외측면에 마련되어 차체 판넬(20)과 면접촉하면서 압착된다. 이에 따라, 연료전지 차량에 수소탱크(10)의 조립시 상술한 완충부(310)에 의해 수소탱크(10)가 1차적으로 고정됨과 함께, 수소탱크(10) 모듈의 조립시 차체 판넬(20)과 압착부(320)간 압착을 통해 수소탱크(10)가 2차적으로 고정됨으로써 구조적 강성이 더욱 증대되는 효과가 있다.

또한, 압착부(320)는 도 4 및 도 11에 도시된 바와 같이 각 고정밴드(300)의 상단에 마련됨으로써 차체 판넬(20)과 면접촉하는 영역을 극대화할 수 있다.

이에 따라, 차체 판넬(20)로부터 압착부(320)에 가해지는 압력이 최대로 작용할 수 있어 수소탱크(10)의 2차 고정을 위한 압착력이 증대되므로, 안정성 및 신뢰성이 더욱 향상되는 장점이 있다.

참고로 본 발명의 압착부(320)는 상술한 완충부(310)와 마찬가지로 고무와 같이 탄성력을 갖는 소재가 활용될 수 있다. 탄성력을 갖는 소재를 압착부(320)로 활용하는 경우, 고정밴드(300)의 외측면과 차체 판넬(20) 사이의 마찰력이 증대되고 외부 충격 또는 진동 등을 완충할 수 있는 장점이 있음은 물론이다.

한편, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 고정밴드(300)의 하단은 프레임(100)에 볼팅 결합되되, 복수 개의 볼팅 결합부(330)가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서 '볼팅 결합'이란, 볼트와 같은 체결부재에 의해 체결되어 고정되는 것을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.

이와 관련하여 도 6 및 도 7을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 고정밴드(300)를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 볼팅 결합부(330)를 나타낸 도면이다.

우선, 도 6의 고정밴드(300)를 살펴보면, 고정밴드(300)의 외측면 상단에는 상술한 바와 같이 차체 판넬(20)과 면접촉하면서 압착되는 압착부(320)가 마련되고, 고정밴드(300)의 하단은 복수 개의 볼팅 결합부(330)가 형성된 것을 알 수 있다.

그리고 도 7은 도 6을 상방에서 하방으로 바라본 평면도로서, 마찬가지로 복수 개의 볼팅 결합부(330)가 형성되어 있음을 알 수 있다.

기존의 고리형 밴드(30)를 적용하는 경우에는 고리형 밴드(30)가 한 쌍의 프레임(100)에 1점 고점 방식으로 볼팅 결합되어, 수소탱크(10)가 축 방향으로 회전하게 되는 문제가 있었다. 이에 따라 수소탱크(10)가 안정적으로 고정될 수 없는 한계가 존재하였다.

따라서 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는, 고정밴드(300)의 하단이 프레임(100)에 볼팅 결합되도록 하되, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 복수 개의 볼팅 결합부(330)를 형성함으로써, 1점 고정 방식에 의한 수소탱크(10)의 축 방향 회전을 방지하고자 하는 것이다.

참고로 도 6 및 도 7에서는 2개의 볼팅 결합부(330)를 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시적 형상에 불과한 것으로서, 이러한 도면의 형상에 의해 본 발명의 내용이 제한되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 즉, 적용 차종 및 설계조건에 따라 2개 이상의 볼팅 결합부(330)를 구비할 수 있음은 물론이다.

결국, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는, 위와 같이 복수 개의 볼팅 결합부(330)를 구비함으로써 종래의 수소탱크(10) 고정장치에 있어서 문제되었던 수소탱크(10)의 축 방향 회전을 방지할 수 있어 구조적 강성을 더욱 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 한 쌍의 프레임(100) 중 어느 하나에는 수소탱크(10)에 작용하는 상하 방향 충격을 흡수하는 제1 댐퍼부(110)가 마련될 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 제1 댐퍼부(110)가 마련된 프레임(100)에 마련되는 고정밴드(300)는 제1 댐퍼부(110)와 결합됨으로써 프레임(100)에 고정될 수 있다.

상술한 복수 개의 볼팅 결합부(330)는 상방에서 하방으로 결합되므로, 연료전지 차량의 주행 중 수소탱크(10)에 상하 방향 충격이 작용하는 경우 볼팅 결합부(330)의 나사풀림 현상이 발생할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는 제1 댐퍼부(110)를 통해 수소탱크(10)에 작용하는 상하 방향 충격을 흡수하여 상기 나사풀림 현상을 방지함으로써 안정성 및 신뢰성을 보다 향상하고자 한다.

이때, 제1 댐퍼부(110)는 한 쌍의 프레임(100) 중 어느 하나에 마련될 수 있다. 구체적으로, 제1 댐퍼부(110)는 도 8에 도시된 바와 같이 고정밴드(300)와 결합되는 몸체부(111) 및 코일 스프링 형상의 스프링부(112)로 이루어질 수 있다. 몸체부(111)에는 스프링부(112)의 중심을 관통하도록 하방으로 연장되어 프레임(100)에 삽입 고정되는 연장부(113)가 형성될 수 있다.

도 10을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 도 10의 좌측에서는 몸체부(111)의 연장부(113)가 프레임(100)에 삽입되는 것을 도시하고 있으며, 도 10의 우측에서는 몸체부(111)의 연장부(113)가 프레임(100)에 삽입 고정된 것을 도시하고 있다. 그리고 도 10의 중앙부에는 몸체부(111)의 연장부(113)가 스프링부(112)의 중심을 관통하면서 프레임(100)에 삽입 고정되는 것을 도시하고 있다.

본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는 위와 같이 제1 댐퍼부(110)가 마련됨으로써, 스프링부(112)의 탄성력을 통해 수소탱크(10)에 작용하는 상하 방향 충격을 흡수할 수 있게 되는 것이다.

또한, 제1 댐퍼부(110)의 몸체부(111)가 고정밴드(300)와 결합됨으로써, 고정밴드(300)가 프레임(100)과 연결되어 고정되는 구조가 구현될 수 있게 된다. 즉, 제1 댐퍼부(110)를 통해 고정밴드(300)와 프레임(100)이 연결되어 고정됨으로써, 연료전지 차량의 주행 중 상하 방향 충격이 발생하더라도 고정밴드(300)로 전달되는 충격 내지 진동이 최소화되고, 궁극적으로는 구조적 강성이 더욱 증대되는 효과가 있다.

참고로, 도 8 및 도 10에서는 제1 댐퍼부(110)가 몸체부(111), 스프링부(112) 및 연장부(113)가 형성된 것으로 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시적 형상에 불과할 뿐, 이러한 도면의 형상에 의해 본 발명의 내용이 제한되는 것으로 보아서는 아니된다. 즉, 제1 댐퍼부(110)는 반드시 도 8 및 도 10에 도시된 형상으로만 제작되어야 하는 것이 아니며, 동일한 효과를 수행할 수 있는 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 한 쌍의 프레임(100)은 복수 개의 수소탱크(10)마다 수소탱크(10)의 양측에 배치되되, 각 수소탱크(10)가 서로 인접하는 지점에 배치되는 프레임(100)은 하나의 프레임(100)을 공유하는 공유프레임(120)(100)인 것을 특징으로 할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 복수 개의 수소탱크(10)가 인접하여 배치되는 경우, 인접한 각 수소탱크(10)의 사이에 배치되는 프레임(100)은 하나의 프레임(100)을 공유하도록 마련된 것을 알 수 있다.

복수 개의 수소탱크(10)가 인접하여 배치되어야 하는 경우, 각 수소탱크(10)가 인접하는 지점에서 별도의 프레임(100)을 결합하는 방식을 적용할 수도 있으나, 이러한 방식은 별도의 체결구조가 더 요구되므로 구조적 강성이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 한 쌍의 프레임(100)은, 복수 개의 수소탱크(10)가 서로 인접하는 지점에 배치되는 경우 하나의 프레임(100)을 공유하는 공유프레임(120)(100) 구조를 형성하여 강성을 충분히 확보하고자 하는 것이다.

또한, 별도의 프레임(100)을 서로 결합하는 대신 하나의 프레임(100)을 공유함으로써, 프레임(100)의 개수를 감소할 수 있어, 제조비용 및 원자재가 절감되는 효과도 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 공유프레임(120)(100)에는 수소탱크(10)에 작용하는 상하 방향 충격을 흡수하는 제2 댐퍼부(121)가 마련될 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 공유프레임(120)(100)에 마련되어 인접한 복수 개의 수소탱크(10)를 감싸는 각각의 고정밴드(300)는 제2 댐퍼부(121)와 결합됨으로써 프레임(100)에 고정될 수 있다.

제2 댐퍼부(121)는 기본적으로 상술한 제1 댐퍼부(110)와 마찬가지의 기능을 수행한다. 즉, 제2 댐퍼부(121)는 연료전지 차량의 주행 중 수소탱크(10)에 상하 방향 충격을 흡수하기 위한 구성에 해당한다.

다만, 제2 댐퍼부(121)는 공유프레임(120)(100)에 마련되는 점에서 제1 댐퍼부(110)와 구조적으로 다소 차이가 발생하게 된다. 이와 관련하여 도 9를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 9를 참조하면, 제2 댐퍼부(121)는 제1 댐퍼부(110)와 마찬가지로 몸체부(111) 및 스프링부(112)로 이루어지고, 몸체부(111)에는 스프링부(112)의 중심을 관통하도록 하방으로 연장되어 프레임(100)에 삽입 고정되는 연장부(113)가 형성될 수 있다.

이때, 제1 댐퍼부(110)와는 달리 제2 댐퍼부(121)의 스프링부(112)와 연장부(113)는 도 9에 도시된 바와 같이 복수 개로 형성될 수 있다. 왜냐하면 공유프레임(120)(100)은 복수 개의 수소탱크(10)가 서로 인접하는 지점에 배치되므로, 이러한 공유프레임(120)(100)에 마련되는 제2 댐퍼부(121)는 복수 개의 수소탱크(10)에 작용하는 상하 방향 충격을 동시에 흡수할 필요성이 있기 때문이다.

제2 댐퍼부(121)의 연장부(113)가 스프링부(112)의 중심을 관통하면서 프레임(100)에 삽입 고정되는 구체적인 작용원리는 제1 댐퍼부(110)와 관련하여 도 10을 참조하여 설명한 바와 동일하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

결국, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치는 위와 같이 제2 댐퍼부(121)가 마련됨으로써, 스프링부(112)의 탄성력을 통해 복수 개의 수소탱크(10)에 작용하는 상하 방향 충격을 흡수할 수 있게 되어 안정성 및 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 제2 댐퍼부(121)의 몸체부(111)가 고정밴드(300)와 결합됨으로써, 고정밴드(300)가 프레임(100)과 연결되어 고정되는 구조가 구현될 수 있게 된다. 즉, 제2 댐퍼부(121)를 통해 고정밴드(300)와 프레임(100)이 연결되어 고정됨으로써, 연료전지 차량의 주행 중 상하 방향 충격이 발생하더라도 고정밴드(300)로 전달되는 충격 내지 진동이 최소화되고, 궁극적으로는 구조적 강성이 더욱 증대되는 효과가 있다.

참고로, 도 9에서는 제2 댐퍼부(121)가 몸체부(111), 스프링부(112) 및 연장부(113)가 형성된 것으로 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시적 형상에 불과할 뿐, 이러한 도면의 형상에 의해 본 발명의 내용이 제한되는 것으로 보아서는 아니된다. 즉, 제2 댐퍼부(121)는 반드시 도 9에 도시된 형상으로만 제작되어야 하는 것이 아니며, 동일한 효과를 수행할 수 있는 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 공유프레임(120)(100)에 마련되어 인접한 복수 개의 수소탱크(10)를 감싸는 각각의 고정밴드(300)는 하단이 서로 연결된 연결부(340)가 형성될 수 있다.

구체적으로, 도 3 및 도 9를 참조하면, 공유프레임(120)(100)에 마련된 각 고정밴드(300)는 연결부(340)를 통해 각 고정밴드(300)의 하단이 서로 연결되도록 형성된 것을 알 수 있다.

공유프레임(120)(100)은 복수 개의 수소탱크(10)가 서로 인접하는 지점에 배치되므로, 이러한 공유프레임(120)(100)에 마련되는 각 고정밴드(300)는 연료전지 차량의 주행 중 복수 개의 수소탱크(10)에 작용할 수 있는 충격에 의한 하중을 지지하기 위해 강성을 더욱 확보할 필요가 있다.

따라서 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 공유프레임(120)(100)에 마련된 각 고정밴드(300)는 하단이 서로 연결된 연결부(340) 구조를 마련하여, 강성을 보완하는 구조를 형성하고자 하는 것이다.

또한, 연결부(340)에는 도 9에 도시된 바와 같이 상술한 제2 댐퍼부(121)의 몸체부(111)가 결합될 수 있다. 이에 따라, 제2 댐퍼부(121)와 고정밴드(300)를 용이하게 결합할 수 있게 된다.

즉, 연결부(340)는 강성을 보완할 뿐만 아니라, 제2 댐퍼부(121)와 고정밴드(300)의 결합 용이성을 향상할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 수소탱크(10) 고정장치의 연결부(340)의 외측면에는 차체 판넬(20)과 면접촉하면서 압착되는 압착부(320)가 마련될 수 있다.

여기서 연결부(340)의 외측면에 마련되는 압착부(320)는 도 4 및 도 11에서 ③번으로 도시된 압착부(320)를 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.

즉, 여기서의 압착부(320)는 앞서 설명한 고정밴드(300)의 상단에 마련되는 압착부(320)와 달리, 고정밴드(300)의 연결부(340) 외측면에 마련되어 차체 판넬(20)과 면접촉하면서 압착된다.

이에 따라, 연료전지 차량에 수소탱크(10)의 조립시 상술한 완충부(310)에 의해 수소탱크(10)가 1차적으로 고정됨과 함께, 수소탱크(10) 모듈의 조립시 차체 판넬(20)과 압착부(320)간 압착을 통해 수소탱크(10)가 2차적으로 고정됨으로써 구조적 강성이 더욱 증대되는 효과가 있다.

따라서 상술한 바와 같이 본 발명의 수소탱크(10) 고정장치에 따르면, 반고리 형상의 지지밴드(200)와 상단이 서로 이격된 복수의 고정밴드(300)를 통해 수소탱크(10)의 고정 구조를 간소화하고, 수소탱크(10)를 고정하는데 필요한 공간을 최소화할 수 있다.

또한, 복수의 고정밴드(300)의 상단이 서로 이격되어 수소탱크(10)의 상부가 노출됨으로써 수소탱크(10)의 저장량을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 차량의 주행거리가 증대되며, 수소탱크(10) 고정장치의 구조적 강성 증대에 따라 안정성 및 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.

발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였으나, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

[부호의 설명]

10 : 수소탱크

20 : 차체 판넬

30 : 고리형 밴드

100 : 프레임

110 : 제1 댐퍼부

111 : 몸체부

112 : 스프링부

113 : 연장부

120 : 공유프레임

121 : 제2 댐퍼부

200 : 지지밴드

300 : 고정밴드

310 : 완충부

320 : 압착부

330 : 볼팅 결합부

340 : 연결부

Claims

수소탱크의 양측에 배치되며 차체에 결합된 한 쌍의 프레임;

양단이 프레임에 고정되고 하방으로 절곡된 반고리 형상이며 수소탱크의 하부가 안착되어 수소탱크의 하중을 지지하는 지지밴드; 및

한 쌍의 프레임마다 각각 마련되며, 하단이 프레임에 고정된 상태에서 상방으로 수소탱크를 감싸도록 절곡되며 연장된 복수의 고정밴드;를 포함하고,

복수의 고정밴드는 상단이 서로 이격되어 수소탱크의 상부가 노출된 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 1에 있어서,

고정밴드의 내측면에는 수소탱크의 외주면과 면접촉하는 완충부가 마련된 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 1에 있어서,

고정밴드의 외측면에는 차체 판넬과 면접촉하면서 압착되는 압착부가 마련된 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 3에 있어서,

압착부는 각 고정밴드의 상단에 마련된 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 1에 있어서,

고정밴드의 하단은 프레임에 볼팅 결합되되, 복수 개의 볼팅 결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 1에 있어서,

한 쌍의 프레임 중 어느 하나에는 수소탱크에 작용하는 상하 방향 충격을 흡수하는 제1 댐퍼부가 마련된 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 6에 있어서,

제1 댐퍼부가 마련된 프레임에 마련되는 고정밴드는 제1 댐퍼부와 결합됨으로써 프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 1에 있어서,

한 쌍의 프레임은 복수 개의 수소탱크마다 수소탱크의 양측에 배치되되, 각 수소탱크가 서로 인접하는 지점에 배치되는 프레임은 하나의 프레임을 공유하는 공유프레임인 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 8에 있어서,

공유프레임에는 수소탱크에 작용하는 상하 방향 충격을 흡수하는 제2 댐퍼부가 마련된 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 9에 있어서,

공유프레임에 마련되어 인접한 복수 개의 수소탱크를 감싸는 각각의 고정밴드는 제2 댐퍼부와 결합됨으로써 프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 10에 있어서,

공유프레임에 마련되어 인접한 복수 개의 수소탱크를 감싸는 각각의 고정밴드는 하단이 서로 연결된 연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.
청구항 11에 있어서,

연결부의 외측면에는 차체 판넬과 면접촉하면서 압착되는 압착부가 마련된 것을 특징으로 하는 수소탱크 고정장치.