KR101056169B1

KR101056169B1 - 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈

Info

Publication number: KR101056169B1
Application number: KR1020090128835A
Authority: KR
Inventors: 조동호; 서인수; 이흥열; 이준호; 양학진; 윤대훈; 박영규; 김철현
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-08-11
Also published as: KR20110072062A

Abstract

본 발명은 도로의 콘크리트의 크랙 발생을 최소화하여 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있도록 된 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차용 급전장치용 페라이트코어 모듈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차용 급전장치용 페라이트코어 모듈은, 페라이트(ferrite) 재질의 수평코어부와; 상기 수평코어부에 상측으로 연장되게 형성되며, 수평코어부를 따라 일정 간격으로 배열되어 자속 누설을 방지하는 페라이트 재질로 된 복수개의 수직코어부와; 상기 수평코어부에 하측으로 연장되게 형성되며, 하단부에 하측으로 갈수록 횡단면적이 작아지는 첨단부가 형성된 복수개의 지지대를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

전기자동차, 충전, 급전장치, 급전레일, 페라이트코어, 페라이트코어 모듈, 첨단부, 크랙 방지

Description

비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈{ferrite core module for power supply device for non-contact electromagnetic inductive charging electric vehicle}

본 발명은 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로에 매설되어 비접촉 자기 유도 충전식 전기자동차의 집전장치의 충전을 위한 자기장을 발생시키는 급전장치에 있어서, 도로의 콘크리트의 크랙 발생을 최소화하여 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있도록 된 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차용 급전장치용 페라이트코어 모듈에 관한 것이다.

비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차의 집전장치는 도로에 매설된 급전장치('급전레일' 이라고도 함)에서 발생하는 자기장의 힘을 전기에너지로 전환하는장치이다.

도 1은 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차의 충전을 위한 자기장을 발생시키는 발생시키는 일반적인 급전레일을 나타낸 것으로, 이 급전레일은 전기에너지를 공급하며 외면이 절연덕트(3)로 둘러싸인 급전라인(2)과, 상기 급전라인(2)의 하부측에 자속의 누설을 방지하도록 설치되는 페라이트코어 모듈(1)을 포함하여 구성된다.

상기 페라이트코어 모듈(1)은 좌우측 및 아래쪽으로의 자속누설을 차단하여 위쪽으로 집중시켜주는 구조물이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 페라이트코어 모듈(1)은 하단부가 편평하게 되어 있기 때문에 페라이트코어 모듈(1)의 하단부와 지반 사이에 틈이 발생할 수 있으며, 시공 과정에서 콘크리트가 타설될 때 상기 페라이트코어 모듈(1)의 하단부와 지반 사이의 틈새에 콘크리트가 유입되지 않아 공극이 발생할 가능성이 높다.

이 경우, 도로 위에서부터 지속적으로 반복 하중이 가해지게 되면, 상기 페라이트코어 모듈(1)의 하단부와 지반 사이의 콘크리트가 타설되지 않은 부분에서 크랙이 발생하여 위험한 상황이 초래될 수 있다.

또한, 종래의 급전레일은 도로에 매설된 후 유지보수나 주변에 공사가 있을 때 도로를 파내는 과정에서 페라이트코어 모듈(1)이 파손될 가능성이 높은 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 급전레일의 시공시 콘크리트가 페라이트코어 모듈의 하단부에 원활히 유입되어 페라이트코어 모듈의 하단부와 지반 사이에 공극이 발생하지 않도록 하여 도로 위에서부터 가해지는 반복적인 하중에 의한 크랙 발생을 최소화할 수 있는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 급전레일을 시공한 후 유지보수 또는 주변 공사 등을 위해 도로의 콘크리트를 파낼 때 작업자가 페라이트코어 모듈을 쉽게 발견할 수 있도록 하여 페라이트코어 모듈의 파손을 방지할 수 있는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 도로에 매설되어, 비접촉 자기 유도 충전식 전기자동차의 집전장치의 충전을 위한 자기장을 발생시키는 급전레일용 페라이트코어 모듈에 있어서, 페라이트(ferrite) 재질의 수평코어부와; 상기 수평코어부에 상측으로 연장되게 형성되며, 수평코어부를 따라 일정 간격으로 배열되어 자속 누설을 방지하는 페라이트 재질로 된 복수개의 수직코어부와; 상기 수평코어부에 하측으로 연장되게 형성되며, 하단부에 하측으로 갈수록 횡단면적이 작아지는 첨단부가 형성된 복수개의 지지대를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈을 제공한 다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 본 발명의 급전장치용 페라이트코어 모듈은 상기 프레임의 양측 단부에 상기 수직코어부보다 높은 높이를 가지며, 수직코어부와 다른 색상을 갖도록 설치되는 합성수지 재질로 된 복수개의 보조지지대를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 상기 보조지지대 중 일측 단부에 위치하는 보조지지대의 외측면에 오목한 결합홈이 형성되고, 상기 보조지지대 중 다른 일측 단부에 위치하는 보조지지대의 외측면에는 다른 페라이트코어 모듈의 보조지지대의 결합홈에 삽입되는 결합돌기가 돌출되게 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 따르면, 페라이트코어 모듈의 지지대의 하단부에 형성된 뾰족한 첨단부가 지반에 박히게 되므로, 시공과정에서 페라이트코어 모듈의 하단부 밑에 콘크리트가 타설되지 않는 부분이 발생하지 않으며, 이 부분에서 크랙이 발생할 가능성이 거의 없게 되어 안전성이 향상되는 이점을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 한 실시형태에 따르면, 보조지지대가 수직코어부보다 높게 형성되므로, 유지보수 또는 주변 공사 등으로 도로를 파낼때 작업자가 보조지지대를 쉽게 발견하여 페라이트코어 모듈의 위치를 쉽게 찾을 수 있다. 따라서, 공사도중 페라이트코어 모듈이 판손될 가능성이 현저히 줄어드는 이점이 있다.

그리고, 보조지지대에 결합돌기와 결합홈을 형성함으로써 여러 개의 페라이 트코어 모듈을 일렬로 설치할 때, 페라이트코어 모듈 간의 정렬이 용이하며, 콘크리트 타설 중 페라이트코어 모듈이 움직이는 현상을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 급전장치용 페라이트코어 모듈의 일 실시예를 나타낸 것으로, 먼저, 도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 페라이트코어 모듈(100)은 수평코어부(110)와, 상기 수평코어부(110)에 상측으로 연장되게 형성된 복수개의 수직코어부(120)와, 상기 수평코어부(110)의 양측부에 하측으로 연장되게 형성된 복수개의 지지대(130)와, 상기 수평코어부(110)의 각 모서리 부분에 수직코어부(120)보다 높은 높이로 상측으로 연장된 합성수지 재질의 보조지지대(140)로 구성된다.

상기 수평코어부(110)와 수직코어부(120) 및 지지대(130)는 모두 페라이트(ferrite)로 만들어진다. 상기 수평코어부(110)는 격자형 프레임 형태로 이루어지나, 이에 한정하지는 않는다.

상기 수직코어부(120)는 상기 수평코어부(110)에 일정 간격으로 배열되며, 복수개의 열(이 실시예에서 3열)을 이룬다. 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 수평코어부(110)와 수직코어부(120)의 각 열이 이루는 공간 사이에는 전기에너지를 공급하여 자기장을 형성하는 급전라인이 설치된다.

상기 지지대(130)들은 상기 수평코어부(110)의 양측부에 배열되는 수직코어부(120)들의 바로 하부에서 하측으로 연장되게 형성되며, 하단부에는 뾰족한 첨단부(131)가 형성되어 있다. 상기 첨단부(131)는 도로에 시공될 때 흙으로 된 지반(B)에 박힘으로써 지지대(130)의 하단부와 지반(B) 사이에 공극이 존재하지 않도록 하고, 이로써 콘크리트 타설시 지지대(130)의 하단부와 지반(B) 사이로 콘크리트가 타설되지 않는 현상을 원천적으로 방지하는 역할을 한다.

여기서, 상기 첨단부(131)는 지지대(130)의 하단부에 일체로 형성되는 사각뿔 형태를 가지나, 이와 다르게 원추형이나 6각뿔 또는 8각뿔 등의 다각뿔 형태, 반구형이나 타원형 돔 형태 등 하단부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 임의의 형태로 만들어질 수 있다.

또한, 상기 첨단부(131)는 지지대(130)의 하단부에 일체로 형성되는 것이 바람직하나, 이와 다르게 지지대(130)와는 개별체로 만들어진 후 지지대(130)의 하단부에 결합되어 구성될 수도 있을 것이다.

상기 보조지지대(140)는 상기 수평코어부(110)의 네 모서리 부분에 접착제 등으로 부착되며, 섬유강화플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic)과 같은 고강도 합성수지로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 보조지지대(140)의 하단부 역시 상기 지지대(130)와 마찬가지로 뽀죡한 사각뿔 형태를 갖는다.

그리고, 상기 보조지지대(140)는 외부에서 작업자가 육안으로 쉽게 인식할 수 있도록 상기 수직코어부(120) 등과는 다른 색상, 예컨대 파란색 등으로 이루어 진 것이 바람직하다.

또한, 상기 각각의 보조지지대(140)에는 다른 페라이트코어 모듈(100)과의 상호 결합을 위한 결합홈(142) 및 결합돌기(141)가 형성되는 것이 바람직하다. 이 실시예에서는 상기 수평코어부(110)에 부착되는 보조지지대(140) 중 일측편에 위치한 2개의 보조지지대(140)의 외측면에 도 4a에 도시된 것과 같이 상하 방향으로 길게 결합돌기(141)를 돌출 형성하고, 수평코어부(110)의 반대편 일측편에 위치한 나머지 2개의 보조지지대(140)의 외측면에 상기 결합돌기(141)가 상측에서부터 끼워져 결합되는 결합홈(142)이 상하 방향으로 길게 형성된다. 따라서, 도 5에 도시한 것과 같이, 페라이트코어 모듈(100)을 시공할 때, 하나의 페라이트코어 모듈(100)의 일측 보조지지대(140)이 결합홈(142)에 다른 페라이트코어 모듈(100)의 보조지지대(140)의 결합돌기(141)를 삽입시킴으로써 여러 개의 페라이트코어 모듈(100)들을 쉽게 상호 연결시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 페라이트코어 모듈(100)은 다음과 같이 도로에 매설된다.

먼저, 급전장치가 매설될 도로에 터파기를 하고, 지반(B)을 다진다. 그 다음, 페라이트코어 모듈(100)을 지반(B) 위에 놓으면, 상기 지지대(130) 하단의 첨단부(131)가 흙으로 된 지반(B)에 소정 깊이로 박히면서 고정된다.

이어서, 다른 페라이트코어 모듈(100)을 상기 지반(B) 위에 먼저 재치되어 있는 페라이트코어 모듈(100)의 바로 옆에 연결시키면서 재치시킨다. 이 때, 전술한 것과 같이 나중에 재치되는 페라이트코어 모듈(100)의 일측편 보조지지대(140) 의 결합돌기(141)가 먼저 재치되어 있던 페라이트코어 모듈(100)의 보조지지대(140)에 형성된 결합홈(142)에 삽입되면서 2개의 페라이트코어 모듈(100)이 상호 연결되면서 지반(B) 상에 재치된다.

상술한 과정을 반복 수행하여 지반(B) 상에 복수개의 페라이트코어 모듈(100)을 일렬로 재치하면, 상기 페라이트코어 모듈(100)들의 수직코어부(120) 사이의 열을 따라 급전라인(2)(도 1참조) 등을 시공하여 급전레일을 설치한 다음, 그 위에 콘크리트를 타설하여 봉지한다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 페라이트코어 모듈(100)을 지반(B) 상에 놓으면, 상기 지지대(130) 하단의 첨단부(131)가 지반(B)에 박히거나 지면에 연접하게 되므로, 이후에 콘크리트를 타설할 때 지지대(130) 하단부와 지반(B) 사이에 콘크리트가 타설되지 않는 부분이 없어지게 되고, 전체에 걸쳐 균일하게 콘크리트가 타설된다. 따라서, 콘크리트가 타설되지 않음으로 인하여 크랙이 발생할 가능성이 거의 없게 되므로 안전성을 향상시킬 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 보조지지대(140)들이 수직코어부(120)보다 높게 형성되며, 보조지지대(140)가 육안으로 식별이 용이한 색상을 가지므로, 유지보수 또는 주변 공사 등으로 도로를 파낼 때 작업자가 보조지지대(140)를 쉽게 발견하여 페라이트코어 모듈(100)의 위치를 쉽게 찾을 수 있다. 따라서, 공사도중 페라이트코어 모듈이 파손될 가능성이 현저히 줄어드는 이점도 있다.

그리고, 상기 보조지지대(140)에 결합돌기(141)와 결합홈(142)을 형성함으로써 여러 개의 페라이트코어 모듈을 일렬로 설치할 때, 페라이트코어 모듈 간의 정 렬이 용이하며, 콘크리트 타설 중 페라이트코어 모듈이 움직이는 현상을 방지할 수 있는 이점도 있다.

전술한 페라이트코어 모듈의 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시 목적으로 제안된 것으로 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위에 기재된 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능할 것이다.

도 1은 종래의 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈을 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈을 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 2의 페라이트코어 모듈이 지반 위에 가설된 상태를 나타낸 측면도이다.

도 4a 및 도 4b는 도 2의 페라이트코어 모듈의 보조지지대의 일 실시형태를 나타낸 사시도이다.

도 5는 복수개의 페라이트코어 모듈이 상호 연결되는 동작을 나탄낸 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 페라이트코어 모듈 110 : 수평코어부

120 : 수직코어부 130 : 지지대

131 : 첨단부 140 : 보조지지대

141 : 결합돌기 142 : 결합홈

B : 지반

Claims

도로에 매설되어, 비접촉 자기 유도 충전식 전기자동차의 집전장치의 충전을 위한 자기장을 발생시키는 급전레일용 페라이트코어 모듈에 있어서,

페라이트(ferrite) 재질의 수평코어부와;

상기 수평코어부에 상측으로 연장되게 형성되며, 수평코어부를 따라 일정 간격으로 배열되어 자속 누설을 방지하는 페라이트 재질로 된 복수개의 수직코어부와;

상기 수평코어부에 하측으로 연장되게 형성되며, 하단부에 하측으로 갈수록 횡단면적이 작아지는 첨단부가 형성된 복수개의 지지대를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈.
제1항에 있어서, 상기 수평코어부의 양측 단부에 상기 수직코어부보다 높은 높이를 갖도록 설치되는 합성수지 재질로 된 복수개의 보조지지대를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈.
제2항에 있어서, 상기 보조지지대는 상기 수직코어부 및 수평코어부와 다른 색상을 갖는 것을 특징으로 하는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장 치용 페라이트코어 모듈.
제2항에 있어서, 상기 보조지지대 중 일측 단부에 위치하는 보조지지대의 외측면에 오목한 결합홈이 형성되고, 상기 보조지지대 중 다른 일측 단부에 위치하는 보조지지대의 외측면에는 다른 페라이트코어 모듈의 보조지지대의 결합홈에 삽입되는 결합돌기가 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈.
제1항에 있어서, 상기 지지대의 첨단부는 하측으로 뾰족한 원추형 또는 다각뿔 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈.
제1항에 있어서, 상기 지지대의 첨단부는 지지대와 개별체로 만들어진 후 지지대 하단부에 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈.
제1항에 있어서, 상기 수평코어부는 격자형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 급전장치용 페라이트코어 모듈.