KR101463598B1 - 전기자동차용 전기접속장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기자동차에 전원을 연결하기 위해 사용하는 전기자동차용 전기접속장치에 관한 것으로서, 주행 중에 충전이 이루어지도록 함에 있어서 전기자동차에 설치되어 있는 콘센트에서 플러그가 쉽게 자동으로 탈거될 수 있도록 하여 충전에 따른 편리성을 제공토록 한 전기자동차용 전기접속장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 전기자동차에 콘센트를 설치하여 전력선에 결합된 플러그가 결합되도록 하되, 상기 콘센트에는 플러그를 쉽게 탈거하는 탈거용 실린더를 설치하고, 플러그에는 콘센트에서 탈거된 상태일 때 전원을 차단하는 스위치를 내장 설치하거나, 전기자동차에 콘센트를 설치하여 전력선에 결합된 플러그가 결합되도록 하되, 상기 콘센트는 상하 양분한 상태에서 상하측 케이스의 후단을 경첩으로 상호 연결하고, 상하측 케이스의 선단에는 탈거용 실린더를 설치하여 콘센트가 개방되면서 플러그가 탈거되도록 하고, 플러그에는 콘센트에서 탈거된 상태일 때 전원을 차단하는 스위치를 내장 설치한 것이다.
즉, 본 발명은 전기자동차에 콘센트를 설치하여 전력선에 결합된 플러그가 결합되도록 하되, 상기 콘센트에는 플러그를 쉽게 탈거하는 탈거용 실린더를 설치하고, 플러그에는 콘센트에서 탈거된 상태일 때 전원을 차단하는 스위치를 내장 설치하거나, 전기자동차에 콘센트를 설치하여 전력선에 결합된 플러그가 결합되도록 하되, 상기 콘센트는 상하 양분한 상태에서 상하측 케이스의 후단을 경첩으로 상호 연결하고, 상하측 케이스의 선단에는 탈거용 실린더를 설치하여 콘센트가 개방되면서 플러그가 탈거되도록 하고, 플러그에는 콘센트에서 탈거된 상태일 때 전원을 차단하는 스위치를 내장 설치한 것이다.
Description
본 발명은 전기자동차에 전원을 연결하기 위해 사용하는 전기자동차용 전기접속장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 주행 중에 충전이 이루어지도록 함에 있어서 전기자동차에 설치되어 있는 콘센트에서 플러그가 쉽게 자동으로 탈거될 수 있도록 하여 충전에 따른 편리성을 제공토록 한 전기자동차용 전기접속장치를 제공코자 하는 것이다.
최근 지구 온난화 등의 환경문제로 CO₂배출량 규제 강화, 화석연료 고갈 및 고유가 문제 등에 대처하기 위해 친환경 자동차의 개발 및 그린카 보급을 늘리려 하고 있다.
CO₂배출량 규제 등의 환경변화는 새로운 시장의 창출은 물론 우리 실생활에서 지금까지와는 전혀 다른 차원으로의 변화를 요구하고 있는데 이를 위해 각국은 많은 자본과 기술을 투자해 시장을 선점하기 위해 치열한 경쟁을 하고 있고 CO₂배출의 많은 부분을 차지하고 있는 수송부문은 기존의 내연기관 자동차로부터 친환경자동차라는 무ㆍ저공해 자동차로의 변화를 요구하고 있다.
전 세계 자동차 회사들은 무ㆍ저공해 자동차의 개발이 회사의 생존문제와 직결되기 때문에 이의 강력한 대안으로 떠오른 전기자동차의 개발을 서두르고 있는 상태이다.
전기자동차의 개발과 함께 상용화 및 보급을 위해서는 충전인프라의 구축이 선행돼야 하며 충전인프라의 구축여부가 전기자동차의 보급 및 활성화에 필수적인 요소로 부각되고 있고 결과적으로 충전인프라를 먼저 구축하는 국가가 경제적인 이득은 물론 시장 지배력을 확보할 것으로 예상된다.
현재까지 보급되고 있는 그린카는 하이브리드 차, 플러그인 하이브리드 차, 연료전지 자동차, 전기자동차, 클린 디젤차 등이다.
하이브리드 차는 두 종류 이상의 동력원을 함께 이용하는 자동차를 말한다. 통상 가솔린(혹은 디젤) 엔진과 전기모터를 함께 사용하는 차를 지칭한다. 연료가 많이 이용되는 순간 가솔린 엔진 대신 전기 모터를 작동시킴으로써 연료 사용을 줄이고, 배기가스 배출도 줄인다. 전기모터 작동에 필요한 전기에너지는 100% 엔진의 구동력을 통해 얻어진다.
플러그인 하이브리드차 가정용 전기를 배터리에 충전해서 쓸 수 있는 하이브리드 차를 말한다. 하루 50∼60km 이상을 달리지 않는다면 충전해 둔 전기만으로 주행이 가능하며, 제조사에서 상용화를 위한 연구 개발이 이루어지고 있다.
연료전지 자동차는 전기 자동차와 마찬가지로 100% 전기모터의 힘으로 작동되지만, 전기에너지를 연료전지로부터 얻는다는 점에서 기존 자동차와 구별된다.
연료전지란 수소와 산소를 반응시켜 전기에너지를 만들어내는 장치이다. 수소를 차 안에 저장해 놓았다가 필요할 때마다 전기를 만들고 이 에너지로 모터를 돌려 차를 움직이게 된다. 배기가스는 전혀 없고 물만 배출될 뿐이다.
그러나 실용화까지는 상당한 개발기간이 필요할 것으로 보인다. 수소의 대량생산 및 생산된 차량 내 수소 저장 방식 등이 장애요인으로 남아있다.
전기 자동차는 엔진이 없고 전기 모터만의 힘으로만 달리는 자동차를 말한다. 필요한 전기는 100% 충전을 통해서 얻는다.
대기오염을 일으키지 않고 소음도 거의 없다. 긴 거리를 주행하고 빠른 속도를 내기 위해서는 배터리에 저장해야 할 전기량이 아주 많아야 한다. 현재 기술로는 200∼300km 정도의 거리를 주행하는 것이 한계이다.
향후 전기 충전시설이 확대되고 전기공급을 풍력이나 태양광등 신재생에너지화 한다면 명실상부한 그린카로 평가받을 수 있을 것이다.
클린 디젤차는 현재 세계 자동차 메이커는 이산화탄소 규제에 대한 중기적 대안으로서 고도화된 디젤엔진 기술을 개발하고 있다.
이들 기술은 약 20~30% 이산화탄소 배출을 줄이고, 하이브리드나 연료전지에 비해 비용도 저렴한 것으로 알려져 있다.
전략적으로 파급효과가 크고 중기적 경쟁력확보에 중요한 기술 요소로 각광받고 있다. 실례로 2008년 파리 모터쇼에서 르노-닛산자동차는 신형 하이브리드 자동차를 내 놓았는데 이 차 역시 르노의 고효율 디젤엔진을 주요 무기로 삼은 것으로 알려져 있다.
한편 종래 전기자동차에 사용되는 배터리는 가격이 고가이며 배터리 수명이 짧아 충전시간이 길다.
이를 해결하기 위해 주행 중 충전 방법의 기술들이 공개되고 있는데 전기를 공급하는 강체가선들을 도로위 차선을 따라 거미줄처럼 설치해 전기자동차에 별도의 접촉기구인 펜타그래프(트롤리) 등을 설치하는 수단으로 도시 미관을 해칠 뿐 아니라, 자동차의 미관도 좋지 않고 기존 전기차의 플러그 입력 충전방법과 다르며 전기 흐름, 전자파등과 전기공급용 가선 공사 등을 현행도로상에서 진행하기엔 문제점들이 많아 상용화하지 못하고 있는 실정이다.
또한 현행 전기자동차의 충전은 주로 운행을 하지 않을 때 주거지역 내 또는 충전장소에 진입 후 정지 상태로 충전기기의 플러그를 뽑아 전기자동차에 마련되어 있는 콘센트에 연결해 충전을 하고 있는데, 아직은 충전시간이 길어 주로 소용량 배터리 사용 소형 경량 전기자동차에 우선 적용 실시하고 있어 지구의 대기환경 오염은 날로 증가함을 예방키 위해선 신속히 모든 차들을 전기차등으로 전환할 수 있는 방법이라야 앞당길 수 있다.
이를 위해서 충전인프라 구축도 중요하지만 종래 전기차들의 전기공급과 가선방식의 단점을 없애고 장점만을 살려 도심지내와 외곽 순환도로 또는 고속도로변 지하와 지상에 주행을 하면서 충전할 수 있는 시스템을 설치하여 정차중 고정된 충전기의 충전과 주행 중 충전이 병행되어야 전기자동차 보급이 활성화될 것이다.
종래의 주행 중 충전 선행기술로는 대한민국 공개특허공보(A) 10-2011-0065684호(2011.06.16.)의 '주행하면서 충전하는 전기자동차 운행시스템', 공개특허공보(A) 10-2010-0012562호(2010.02.08.)의 '전기자동차', 공개특허공보(A) 10-2009-0101429호(2009.09.28)의'트롤리 전기자동차'등이 있다.
그러나 이들 선행기술은 도로변 전주를 활용 차도 공중에 공급전선을 설치해 전기차에 크고 무거운 펜타그래프(트롤리) 장치를 해야 하는데, 이는 지금의 전기차의 플러그식 충전방법과 대치되고 도시미관을 해치는 문제점이 있다.
이에 본 발명자는 상기한 종래 전기자동차의 충전인프라에 관련한 제반 문제점을 해결코자 지상에 세워진 교각 상단 또는 지하에 시설되어 있는 충전차 주행로를 따라서 자주하는 충전차에 외부 전원을 공급하고, 충전차와 전기자동차가 전기적으로 연결되어 전기자동차가 주행 중 충전이 이루어질 수 있게 하여 충전으로 인한 시간 낭비가 없도록 하는 충전인프라를 구축할 수 있게 한 전기자동차용 충전장치를 개발하여 특허출원한 바 있다.
상기한 전기자동차용 충전장치의 경우 도로를 주행하는 과정에서 차량에 충전이 이루어질 수 있도록 구성되어 있다.
한편 종래 전기자동차용 충전장치들의 경우 대한민국 등록특허공고(B1) 10-1059915호(2011.08.29.)의 '전기자동차 충전소', 공개특허공보(A) 10-2001-0059086호(2001.07.06.)의 '전기자동차의 전원 충전장치 및 그 방법' 등에서 단순히 콘센트와 플러그를 상호 결합하여 충전이 이루어질 수 있도록 하고 있으며, 이와 같이 단순 결합하는 방법으로는 주행하는 과정에서 전력을 공급 후 콘센트와 플러그를 자동으로 분리할 수 없는 불편이 있어 주행 중 충전에 많은 어려움이 있었다.
이에 본 발명자는 상기한 종래 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 주행 중에 충전이 이루어지도록 함에 있어서 전기자동차에 설치되어 있는 콘센트에서 플러그가 쉽게 자동으로 탈거될 수 있도록 하여 충전에 따른 편리성을 제공토록 한 전기자동차용 전기접속장치를 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
과제 해결수단으로 본 발명에서는 전기자동차에 콘센트를 설치하여 전력선에 결합된 플러그가 결합되도록 하되, 상기 콘센트에는 플러그를 쉽게 탈거하는 탈거용 실린더를 설치하고, 플러그에는 콘센트에서 탈거된 상태일 때 전원을 차단하는 스위치를 내장 설치하였다.
다른 예로는 전기자동차에 콘센트를 설치하여 전력선에 결합된 플러그가 결합되도록 하되, 상기 콘센트는 상하 양분한 상태에서 상하측 케이스의 후단을 경첩으로 상호 연결하고, 상하측 케이스의 선단에는 탈거용 실린더를 설치하여 콘센트가 개방되면서 플러그가 탈거되도록 하고, 플러그에는 콘센트에서 탈거된 상태일 때 전원을 차단하는 스위치를 내장 설치하였다.
본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치는 주행 중에 충전을 행하는 전기자동차에 적용할 수 있는 것으로서 본 발명을 사용할 경우 플러그를 콘센트에 결합한 상태에서 충전하다가 전기자동차의 실내에서 탈거용 실린더를 작동하는 수고로움만으로 플러그의 탈거가 이루어지므로 인력으로 플러그를 분리하는 등의 번거로움을 일소할 수 있는 것이다.
또한 본 발명은 플러그에 전원을 차단하는 스위치가 내장 설치되어 있는 구성이므로 콘센트에서 분리된 상태에서 외부 구조물 등과의 접촉시에도 감전의 염려를 일소할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치가 적용된 전기자동차의 충전상태 예시도
도 2는 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제1실시례를 보인 사시도
도 3은 도 2의 평면도로서 콘센트에 플러그가 결합된 상태 및 분리된 상태도
도 4는 발명의 플러그에 적용된 스위치의 결선도
도 5는 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제2실시례를 보인 사시도
도 6은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제3실시례를 보인 사시도
도 7은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제4실시례를 보인 사시도
도 8은 도 7의 정면도로서 콘센트가 결합된 상태도
도 9는 도 7의 정면도로서 콘센트가 분리된 상태도
도 10은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제5실시례를 보인 사시도
도 11은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제6실시례를 보인 정단면도
도 12는 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제7실시례를 보인 정단면도
도 13은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제8실시례를 보인 사시도
도 14는 도 13의 정면도
도 15는 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치가 적용된 전기자동차의 충전상태 다른 실시례를 보인 예시도
도 16은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제9실시례를 보인 사시도
도 17은 도 16의 평면도로서 콘센트에 플러그가 결합된 상태 및 분리된 상태도
도 2는 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제1실시례를 보인 사시도
도 3은 도 2의 평면도로서 콘센트에 플러그가 결합된 상태 및 분리된 상태도
도 4는 발명의 플러그에 적용된 스위치의 결선도
도 5는 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제2실시례를 보인 사시도
도 6은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제3실시례를 보인 사시도
도 7은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제4실시례를 보인 사시도
도 8은 도 7의 정면도로서 콘센트가 결합된 상태도
도 9는 도 7의 정면도로서 콘센트가 분리된 상태도
도 10은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제5실시례를 보인 사시도
도 11은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제6실시례를 보인 정단면도
도 12는 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제7실시례를 보인 정단면도
도 13은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제8실시례를 보인 사시도
도 14는 도 13의 정면도
도 15는 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치가 적용된 전기자동차의 충전상태 다른 실시례를 보인 예시도
도 16은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제9실시례를 보인 사시도
도 17은 도 16의 평면도로서 콘센트에 플러그가 결합된 상태 및 분리된 상태도
이하에서 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 실시례들을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치가 적용된 전기자동차의 충전상태 예시도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치(1)는 도시된 바와 같이 특히 도로에서 주행 중에 충전이 이루어질 수 있도록 본 발명자가 개발하여 출원(10-2011-0123879)한 전기자동차용 충전장치(100)와 연계하여 사용할 수 있는 것이다.
본 발명의 주요 구성요소는 전기자동차(2)에 설치되는 콘센트(3)(Concent)와, 상기 전기자동차용 충전장치(100)에 설치되어 있는 전력선(102)의 선단에 결합한 플러그(4)로 대분된다. 콘센트(3)와 플러그(4)의 외형은 다양한 형상으로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 외형이 육면체 구성으로 단순화한 구성으로 예시하여 설명토록 한다.
도 2는 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제1실시례를 보인 사시도를 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 평면도로서 콘센트에 플러그가 결합된 상태도 및 분리된 상태도, 도 4는 본 발명의 플러그에 적용된 스위치의 결선도를 도시한 것이다.
본 발명의 특징은 콘센트(3)에 플러그(4)를 꽂은 상태에서 충전 후 콘센트(3)에서 플러그(4)를 자동으로 분리할 수 있게 한 것이다.
본 발명에서의 콘센트(3)는 차체(21)의 고정 설치되며, 전기자동차(2)의 내부 전기장치와 전기적으로 연결되며, 플러그(4)에 돌출되어 있는 핀단자(41)가 끼워지는 홀단자(31)가 마련되어 있다. 그리고 콘센트(3)의 양측으로는 탈거용 실린더(5)가 설치된다.
상기 탈거용 실린더(5)는 콘센트(3) 또는 차체(21)에 고정되며, 실린더 로드(51)가 인입된 상태일 때 콘센트(3)의 전면에 노출되지 않으며, 실린더 로드(51)가 인출된 상태일 때 콘센트(3)에 결합된 플러그(4)를 밀어 내는 수단으로 행정거리가 플러그(4)의 핀단자(41) 길이와 동일하거나 또는 조금 길게 형성토록 하며, 탈거용 실린더(5)를 작동시키는 탈거용 스위치(6)를 운전자가 조작 가능하도록 전기자동차(2)의 실내에 설치한다.
상기 탈거용 실린더(5)는 전기적인 신호에 의해 작동하는 솔레노이드, 에어실린더, 유압실린더 등이 선택적으로 제공될 수 있다.
상기 플러그(4)는 전방으로 콘센트(3)의 홀단자(31)에 끼워지는 핀단자(41)가 돌출되게 플러그몸체(42)에 조립되어 있으며, 이들 핀단자(41)는 내장되어 있는 안전스위치(43)와 상호 전기적으로 연결되어 있다. 본 발명 제 1실시례에서는 콘센트(3)의 홀단자(31)와 플러그(4)의 핀단자(41)를 2개씩 마련한 구성으로 단상 전원을 사용토록 한 것이다.
상기 안전스위치(43)는 전력선과 연결된 입력단자(44)와, 핀단자(41)에 연결된 출력단자(45)를 상호 연결하는 연결단자(46)로 구성되며, 상기 연결단자(46)의 전방으로는 플러그몸체(42) 전방으로 노출된 가압구(47)를 배치되고, 후방으로는 플러그몸체(42)와 연결단자(46) 사이에 연결단자(46)를 탄성 지지하는 지지스프링(48)에 배치하여 플러그(4)가 콘센트(3)에 결합될 때 가압구(47)에 의해 연결단자(46)가 가압되어 상기 입력단자(44)와 출력단자(45)에 접점되어 전원을 공급하고, 콘센트(3)에서 플러그(4)가 분리될 때 상기 입력단자(44)와 출력단자(45)에서 이격되어 전원을 차단하게 기능성을 제공하게 되는 것이다.
그리고 본 발명에서는 콘센트(3)와 플러그(4)에 통신용 잭(7)을 설치하여 전기자동차(2)와, 전기자동차용 충전장치(100)의 통신이 가능하도록 한다.
이러한 구성은 전기자동차(2)의 충전량 등을 실시간으로 전기자동차용 충전장치(100)로 전송할 수 있게 되어 향후 충전에 따른 비용정산의 자료로 활용할 수 있게 할 수 있게 한 것이 것이다.
상기 통신용 잭(7)은 각 실시례에 선택적으로 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제2실시례를 보인 사시도를 도시한 것이다.
본 발명 제2실시례는 상기 제1실시례와 같은 전기자동차용 전기접속장치(1)를 구성함에 있어서, 콘센트(3)의 홀단자(31)와 플러그(4)의 핀단자(41)를 각각 3개씩 마련한 구성으로 3상 전원을 사용할 수 있게 한 것이다.
도 6은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제3실시례를 보인 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 제3실시례는 상기 실시례1에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치(1)를 구성함에 있어서, 콘센트(3)에서 플러그(4)를 탈거시키기 위한 수단으로 콘센트(3)의 양측으로 슬라이드 이동하는 랙(8)을 설치하고, 이들 랙(8)에는 콘센트(3) 또는 차체(21)에 고정되며 정역 구동하는 정역모터(9)에 의해 구동되는 피니언(9a)을 결합하여 랙(8)이 플러그(4) 쪽으로 인출될 때 콘센트(3)에 결합된 플러그(4)를 밀어 내는 수단으로 행정거리가 플러그(4)의 핀단자(41) 길이와 동일하거나 또는 조금 길게 형성토록 하며, 정역모터(9)를 작동시키는 모터용 스위치(10)를 운전자가 조작 가능하도록 전기자동차(2)의 실내에 설치한다.
도시된 바에 의하면 콘센트(3)의 양측에 랙(8)을 설치하고, 이들에 결합되는 피니언(9a)을 동축상에 설치하여 함께 구동될 수 있게 구성한다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 제1 내지 3실시례에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치(1)는 본 발명자가 개발하여 출원(10-2011-0123879)한 전기자동차용 충전장치 등을 이용하여 주행 중에 충전을 하고자 할 때 사용될 수 있는 것으로, 이하에서 본 발명의 사용례를 설명한다.
본 발명 제1,2실시례를 사용하기 위해서는 먼저 정차 상태에서 전기자동차(2)에 설치되어 있는 콘센트(3)에 전력선과 연결되어 있는 플러그(4)를 꽂는다. 이때 플러그(4)에 설치되어 있는 스위치의 가압구가 가압되면서 연결단자가 입력단자 및 출력단자와 접점되어 전원공급이 이루어지므로 이 상태에서 전기자동차를 주행하면 되는 것이다.
그리고 전기자동차(2)의 충전완료로 플러그(4)를 분리코자 할 시에는 전기자동차(2)의 실내에 설치되어 있는 탈거용 스위치(6)를 작동하면 된다.
상기와 같이 탈거용 스위치(6)에 의해 탈거용 실린더(5)가 작동되어 실린더 로드(51)가 인출될 때 콘센트(3)에 결합된 플러그(4)를 밀어 분리하게 된다. 또한 제3실시례와 같이 정역모터(9)의 구동에 의해 피니언(9a)이 랙(8)을 인출시키고, 인출되는 랙(8)이 콘센트(3)에 결합된 플러그(4)를 밀어 분리하게 된다.
이때 플러그(4)에 설치되어 있는 안전스위치(43)의 연결단자(46)는 내장되어 있는 지지스프링(48)의 탄성력에 의해 입력단자(44) 및 출력단자(45)와 이격되어 전원공급을 차단하게 되는 것이다.
도 7은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제4실시례를 보인 사시도를 도시한 것이고, 도 8, 도 9는 도 7의 정면도로서 콘센트가 결합된 상태도 및 분리된 상태도를 도시한 것이다.
본 발명의 제4실시례는 콘센트(3)의 구성을 상하 양분되도록 구성한 것으로서, 도시된 바에 의하면 차체(21)에 고정되는 케이스(32)(32') 및 케이스(32)(32')의 내측에 설치되어 있는 홀단자(31)를 상하 양분되도록 구성하고, 양분된 케이스(32)(32')의 후단을 경첩(33)으로 상호 연결하여 일측 케이스(32)를 차체(21)에 고정하고, 케이스(32)의 선단에 설치되는 탈거용 실린더(5')의 작동에 의해 상대측 케이스(32')가 경첩(33)을 중심으로 회동되도록 구성한다.
상기 탈거용 실린더(5')는 차체(21) 또는 차체(21)에 고정된 케이스(32)에 회동 가능하게 고정하고, 반대측 케이스(32')에 실린더 로드(51')를 회동 가능하게 결합하여 탈거용 실린더(5')의 실린더 로드(51')가 인출될 때 케이스(32')가 개방되고, 실린더 로드(51')가 인입될 때 케이스(32')가 밀폐되도록 하며, 탈거용 실린더(5')를 작동시키는 탈거용 스위치(6)를 운전자가 조작 가능하도록 전기자동차(2)의 실내에 설치한다.
그리고 플러그(4)는 제1실시례의 구성과 동일한 구성이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제5실시례를 보인 사시도를 도시한 것이다.
본 발명 제5실시례는 상기 제4실시례와 같은 전기자동차용 전기접속장치(1)를 구성함에 있어서, 콘센트(3)의 홀단자(31)와 플러그(4)의 핀단자(41)를 각각 3개씩 마련한 구성으로 3상 전원을 사용할 수 있게 한 것이다.
본 발명 제1,2실시례를 사용하기 위해서는 먼저 정차 상태에서 전기자동차(2)에 설치되어 있는 콘센트(3)에 전력선과 연결되어 있는 플러그(4)를 꽂는다. 이때 플러그(4)에 설치되어 있는 안전스위치(43)의 가압구(47)가 가압되면서 연결단자(46)가 입력단자(44) 및 출력단자(45)와 접점되어 전원공급이 이루어지므로 이 상태에서 전기자동차(2)를 주행하면 되는 것이다.
그리고 전기자동차(2)의 충전완료로 플러그(4)를 분리코자 할 시에는 전기자동차(2)의 실내에 설치되어 있는 탈거용 스위치(6)를 작동하면 된다.
상기와 같이 탈거용 스위치(6)에 의해 탈거용 실린더(5')가 작동되어 양분되는 케이스(32)(32')가 경첩(33)을 기준으로 회동되는데, 이때 콘센트(3)의 홀단자(31)가 벌어지면서 플러그(4)의 핀단자(41)가 분리되며, 플러그(4)에 설치되어 있는 안전스위치(43)의 연결단자(46)는 내장되어 있는 지지스프링(48)의 탄성력에 의해 입력단자(44) 및 출력단자(45)와 이격되어 전원공급을 차단하게 되는 것이다.
도 11은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제6실시례를 보인 정단면도를 도시한 것이다.
본 발명 제6실시례는 전기자동차(2)에 설치되는 콘센트(3)(Concent)와, 상기 전기자동차용 충전장치(100)에 설치되어 있는 전력선(102)의 선단에 결합한 플러그(4)로 대분되는 전기자동차용 전기접속장치(1)에 있어서, 상기 플러그(4)에 설치되는 핀단자(41)의 인출이 플러그(4) 내부에 설치된 인출수단(49)에 의해 이루어질 수 있게 한 것이다.
상기 인출수단(49)은 핀단자(41)를 플러그(4) 내부에 설치된 승강판(49a)에 설치하고, 승강판(49a)의 아래쪽에는 플러그(4) 내부에 형성된 가이드(49b)를 따라서 승강되는 승강봉(49c)을 결합하며, 승강봉(49c)에는 플러그(4)에 고정 설치된 정역모터(49d)에 의해 정회전 및 역회전하는 피니언(49e)과 기어 결합된 랙(49f)을 형성한 구성이다.
이러한 구성은 정역모터(49d)의 구동에 따라 피니언(49e)이 회전할 때 랙(49f)이 형성되어 있는 승강봉(49c)의 승강에 따라 승강판(49a)에 고정 설치되는 핀단자(41)가 플러그(4)에서 인출되거나 인입되게 된다.
도 12는 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제7실시례를 보인 정단면도를 도시한 것이다.
본 발명 제7실시례는 상기 제 6실시례와 같이 플러그(4)에 설치되는 핀단자(41)의 인출이 플러그(4) 내부에 설치된 인출수단(49)에 의해 이루어질 수 있게 구성함에 있어서, 상기 인출수단(49)은 핀단자(41)를 플러그(4) 내부에 설치된 승강판(49a)에 설치하고, 승강판(49a)의 아래쪽에는 플러그(4) 내부에 형성된 가이드(49b)를 따라서 승강되는 나사관(49g)을 결합하며, 나사관(49g)에는 플러그(4)에 고정 설치된 정역모터(49d)에 의해 정회전 및 역회전하는 스크루(49h)를 결합한 구성이다.
이러한 구성은 정역모터(49d)의 구동에 따라 스크루(49h)가 회전할 때 나사관(49g)이 승강됨에 따라 승강판(49a)에 고정 설치되는 핀단자(41)가 플러그(4)에서 인출되거나 인입되게 된다.
상기 제6,7실시례에서의 정역모터(49d) 구동은 수동 또는 본 발명 제1실시례에서와 같이 콘센트와 플러그에 설치되는 통신용 잭(7)을 통해서 제공되는 신호에 의해 전기자동차용 충전장치(100)에서 이루어지게 되는 것으로 또한 전기자동차(2)의 실내에는 모터구동 스위치(10)를 운전자가 조작 가능하도록 설치한다.
따라서 제6,7실시례를 구동하기 위해서는 핀단자(41)가 플러그(4)의 외부로 노출되어 있는 상태에서 전기자동차(2)의 콘센트(3)에 끼워 충전하다가 플러그(4)를 분리코자 할 시에는 전기자동차(2)의 실내에 설치되어 있는 모터구동 스위치(10)를 조작하여 정역모터(49d)를 구동함으로 해서 플러그(4) 내부로 핀단자(41)를 인입시키면 되는 것이다.
도 13은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제8실시례를 보인 사시도를 도시한 것이고, 도 14는 도 13의 정면도를 도시한 것이다.
이는 전기자동차용 전기접속장치(1)를 구성함에 있어서, 차제(21)에 고정되는 콘센트(3)를 구성하는 케이스(32)(32') 사이에 플러그 내입홈(34)을 형성하여 판상의 플러그(4')를 끼움 결합하되, 상기 콘센트(3)와 플러그(4')에는 접촉식으로 전원을 연결할 수 있도록 서로 면접되는 판상의 단자(35)(4'-1)를 설치한다.
그리고 상기 콘센트(3)는 본 발명 제 4실시례에서와 같이 케이스(32)(32')를 상하 양분하여 후단을 경첩(33)으로 연결하고, 일측 케이스(32)를 차체(21)에 고정하고, 케이스(32)(32')의 선단에 설치되는 탈거용 실린더(5')의 작동에 의해 상대측 케이스(32')가 경첩(33)을 중심으로 회동되도록 구성한다.
상기 탈거용 실린더(5')는 차체(21) 또는 차체에 고정된 케이스(32)에 회동 가능하게 고정하고, 반대측 케이스(32')에 실린더 로드를 회동 가능하게 결합하여 탈거용 실린더(5')의 실린더 로드가 인출될 때 케이스(32)(32')가 개방되고, 실린더 로드가 인입될 때 케이스(32)(32')가 밀폐되도록 하며, 탈거용 실린더(5')를 작동시키는 탈거용 스위치(6)를 운전자가 조작 가능하도록 전기자동차(2)의 실내에 설치한다.
도 15는 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치가 적용된 전기자동차의 충전상태 다른 실시례를 보인 예시도를 도시한 것이고, 도 16은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치의 제9실시례를 보인 사시도, 도 17은 도 16의 평면도로서 콘센트에 플러그가 결합된 상태 및 분리된 상태도를 도시한 것이다.
본 발명의 제9실시례에서 제공하는 전기자동차용 전기접속장치(1)는 도시된 바와 같이 특히 도로에서 주행 중에 충전이 이루어질 수 있도록 본 발명자가 개발하여 출원(10-2011-0123879)한 전기자동차용 충전장치(100)와 연계하여 사용할 수 있는 것이다.
본 발명의 주요 구성요소는 전기자동차(2)에 설치된 지지대(22)의 상단에 구비되는 플러그(110)와, 상기 플러그가 끼움 결합되도록 상기 전기자동차용 충전장치(100)에 세워진 가설대(101)에 설치되며 지상에서 일정높이에 위치하도록 설치되는 콘센트(120)로 대분된다.
상기 플러그(110)는 면상의 단자(111)가 양쪽으로 구비되는 블록 형태이며 전방으로 유도경사면(112)을 쐐기형으로 형성한다.
그리고 상기 콘센트(120)는 가설대(101)에 고정되며 전방이 개방된 ㄷ형 내입공간(122)이 형성된 고정체(121) 전방으로 나팔식으로 전방이 개방된 회동판(123)을 핀(124)으로 결합하되, 핀(124) 상에는 토션스프링(125)을 결합하여 회동판(123)이 항상 열림 상태를 유지할 수 있게 한다.
상기 회동판(123)에는 플러그(110)에 구비되어 있는 단자(111)와 면접되는 면상 단자(126)가 구비되며, 내입공간(122) 쪽에는 회동판(123)과 일체로 형성되는 작동편(127)이 돌출되어 플러그(110)가 결합될 때 플러그(110)에 밀려 내입공간(122) 쪽으로 회동될 수 있게 한다. 그리고 고정체(121)에는 플러그(110)를 탈거하는 탈거수단이 설치되며, 탈거수단으로 본 실시례에서는 고정체(121)에 정역모터(128)로 정회전 및 역회전하도록 스크루(128a)를 결합하고, 양측 작동편(127)의 후방으로 돌출된 브래킷(127a)에는 장공(127b)을 형성하고, 이에는 스크루(128a)에 결합되는 나사관(129)에 일체 형성된 핀(129a)을 끼워 스크루(128a)의 작동에 의해 양측 회동판(123)의 작동이 이루어질 수 있게 한다.
상기 브래킷(127a)에 형성된 장공(127b)은 작동편(127)이 회동되는 거리에 부합하도록 형성한다.
상기 정역모터(128)는 플러그(110)를 탈거할 때 사용하는 구성부재로서 정회전 작동으로 나사관(129)이 상승한 후 곧바로 역회전하여 원위치로 나사관(129)을 하강시키게 되는데, 이때 나사관(129)에 결합된 핀(129a)은 장공(127b)에서 부하 없이 하강하게 된다. 즉, 핀(129a)은 플러그(110)가 결합될 때는 장공(127b) 내에서 정지 상태이고, 플러그(110)를 분리할 때는 장공(127b)의 상단에 접한 상태로 브래킷(127a)을 미는 역할을 하게 되는 것이다.
그리고 플러그(110)와 콘센트(120)에는 상기 실시례에서와 같이 통신용 잭(미도시)이 설치되며, 탈거용 스위치(6)를 운전자가 조작 가능하도록 전기자동차(2)의 실내에 설치한다.
이러한 구성은 콘센트(120)의 내입공간(122)이 전기자동차(2)의 진행방향으로 개방되게 설치하고, 플러그(110)의 유도경사면(112)이 전기자동차(2)의 진행방향 쪽으로 위치되도록 한 상태에서 전기자동차(2)가 주행하면 플러그(110)가 양측 회동판(123) 사이로 내입된다.
플러그(110)의 양측 유도경사면(112)은 도 17에 도시된 바와 같이 회동판(123)에 일체 형성되어 있는 작동편(127)을 내입공간(122)쪽으로 밀게 되는데, 이때 회동판(123)은 플러그(110)쪽으로 회동되어 플러그(110)의 단자(111)에 회동판(123)의 단자(126)가 면접되어 전기를 공급하게 되는 것이다.
반대로 플러그를 분리코자 할 시에는 전기자동차(2)의 실내에서 설치된 탈거용 스위치(6)를 조작하여 정역모터(128)를 작동시키면 나사관(129)에 일체 형성되어 있는 핀(129a)이 양측 작동편(127)을 위로 밀어 올려 회동판(123)을 회동시키며 동시에 토션스프링(125)의 탄성력에 의해 회동판(123)이 벌어져 전원을 차단하게 되는 것이다.
상기 전기자동차(2)에 설치된 지지대(22) 및 전기자동차용 충전장치(100)에 세워진 가설대(101)에는 텐션장치를 부가 설치하여 과도한 부하가 발생할 때 지지대(22) 또는 가설대(101)가 절곡되면서 상기한 플러그(110) 및 콘센트(120)의 결합이 임의로 분리될 수 있게 구성할 수도 있다. 이러한 구성은 전기자동차(2)를 주행하는 과정에서 플러그(110)와 콘센트(120)의 분리를 간편하게 할 수 있는 구성을 제공하게 되며, 상기 텐션장치는 도시되지는 않았지만 두 부재를 핀으로 결합하고 토션스프링을 설치하여 일정 압력이 전달될 때 회동될 수 있게 구성할 수 있다.
본 발명에 적용되는 모터의 경우 내부에 구동용 배터리를 내장 구성한 회로기판을 설치하여 전원이 차단된 상태에서도 일정시간 구동될 수 있는 것을 선택하여 사용할 수 있으며, 이러한 회로가 적용된 모터는 일반적인 공지기술이다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1:전기자동차용 전기접속장치 2:전기자동차
21:차체 22:지지대
3:콘센트 31:홀단자
32,32':케이스 33:경첩
4:플러그 41:핀단자
42:플러그몸체 43:안전스위치
44:입력단자 45:출력단자
46:연결단자 47:가압구
48:지지스프링 49:인출수단
49a:승강판 49b:가이드
49c:승강봉 49d:정역모터
49e:피니언 49f:랙
49g:나사관 49h:스크루
5,5':탈거용 실린더 51,51':실린더 로드
6:탈거용 스위치 7:통신용 잭
8:랙 9:정역모터
9a:피니언 10:모터용 스위치
100:전기자동차용 충전장치 101:가설대
110:플러그 111:단자
112:유도경사면 120:콘센트
121:고정체 122:내입공간
123:회동판 124:핀
125:토션스프링 126:단자
127:작동편 127a:브래킷
127b:장공 128:정역모터
128a:스크루 129:나사관
129a:핀
21:차체 22:지지대
3:콘센트 31:홀단자
32,32':케이스 33:경첩
4:플러그 41:핀단자
42:플러그몸체 43:안전스위치
44:입력단자 45:출력단자
46:연결단자 47:가압구
48:지지스프링 49:인출수단
49a:승강판 49b:가이드
49c:승강봉 49d:정역모터
49e:피니언 49f:랙
49g:나사관 49h:스크루
5,5':탈거용 실린더 51,51':실린더 로드
6:탈거용 스위치 7:통신용 잭
8:랙 9:정역모터
9a:피니언 10:모터용 스위치
100:전기자동차용 충전장치 101:가설대
110:플러그 111:단자
112:유도경사면 120:콘센트
121:고정체 122:내입공간
123:회동판 124:핀
125:토션스프링 126:단자
127:작동편 127a:브래킷
127b:장공 128:정역모터
128a:스크루 129:나사관
129a:핀
Claims (9)
- 삭제
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- 전기자동차(2)에 설치되는 콘센트(3)(Concent)와, 전기자동차용 충전장치(100)에 설치되어 있는 전력선(102)의 선단에 결합한 플러그(4)로 구성하되;
상기 콘센트(3)는 양분된 케이스(32)(32')의 후단을 경첩(33)으로 상호 연결하여 일측 케이스(32)를 차체(21)에 고정하고, 케이스(32)의 선단에 설치되는 탈거용 실린더(5')의 작동에 의해 상대측 케이스(32')가 경첩(33)을 중심으로 회동되도록 구성하고,
상기 전기자동차(2)의 실내에는 탈거용 실린더(5')를 작동시키는 탈거용 스위치(6)를 설치한 구성으로, 탈거용 실린더(5')의 작동으로 양분된 케이스(32)(32')가 벌어질 때 플러그(4)가 분리되게 한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전기접속장치.
- 전기자동차(2)에 설치되는 콘센트(3)(Concent)와, 전기자동차용 충전장치(100)에 설치되어 있는 전력선(102)의 선단에 결합한 플러그(4)로 구성하되;
상기 플러그(4)에 설치되는 핀단자(41)의 인출이 플러그(4) 내부에 설치된 인출수단(49)에 의해 이루어질 수 있게 구성하되;
상기 인출수단(49)은 핀단자(41)를 플러그(4) 내부에 설치된 승강판(49a)에 설치하고, 승강판(41)의 아래쪽에는 플러그(4) 내부에 형성된 가이드(49b)를 따라서 승강되는 승강봉(49c)을 결합하며, 승강봉(49c)에는 플러그(4)에 고정 설치된 정역모터(49d)에 의해 정회전 및 역회전하는 피니언(49e)과 기어 결합된 랙(49f)을 형성한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전기접속장치.
- 전기자동차(2)에 설치되는 콘센트(3)(Concent)와, 전기자동차용 충전장치(100)에 설치되어 있는 전력선(102)의 선단에 결합한 플러그(4)로 구성하되;
상기 플러그(4)에 설치되는 핀단자(41)의 인출이 플러그(4) 내부에 설치된 인출수단(49)에 의해 이루어질 수 있게 구성하며;
상기 인출수단(49)은 핀단자(41)를 플러그(4) 내부에 설치된 승강판(49a)에 설치하고, 승강판(49a)의 아래쪽에는 플러그(4) 내부에 형성된 가이드(49b)를 따라서 승강되는 나사관(49g)을 결합하며, 나사관(49g)에는 플러그(4)에 고정 설치된 정역모터(49d)에 의해 정회전 및 역회전하는 스크루(49h)를 결합한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전기접속장치.
- 전기자동차(2)에 설치되는 콘센트(3)(Concent)와, 전기자동차용 충전장치(100)에 설치되어 있는 전력선(102)의 선단에 결합한 플러그(4)로 구성하되;
차제(21)에 고정되는 콘센트(3)를 구성하는 케이스(32,32') 사이에 플러그 내입홈(34)을 형성하여 판상의 플러그(4')를 끼움 결합하고;
상기 콘센트(3)와 플러그(4')에는 접촉식으로 전원을 연결할 수 있도록 서로 면접되는 판상의 단자(35)(4'-1)를 설치하며;
상기 콘센트(3)는 케이스(32)(32')를 상하 양분하여 후단을 경첩(33)으로 연결하고, 일측 케이스(32)를 차체(21)에 고정하고, 케이스(32,32')의 선단에 설치되는 탈거용 실린더(5')의 작동에 의해 상대측 케이스(32')가 경첩(33)을 중심으로 회동되도록 구성한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전기접속장치.
- 전기자동차(2)에 설치되는 플러그(110)와 전기자동차용 충전장치(100)에 설치되어 있는 콘센트(120)(Concent)로 구성하되;
상기 플러그(110)는 전기자동차(2)에 설치된 지지대(22)의 상단에 설치되며, 면상의 단자(111)가 양쪽으로 구비하고 전방으로 유도경사면(112)을 쐐기형으로 형성하며,
상기 콘센트(120)는 전기자동차용 충전장치(100)에 세워진 가설대(101)에 설치되며, 가설대(101)에 고정되며 전방이 개방된 ㄷ형 내입공간(122)이 형성된 고정체(121) 전방으로 나팔식으로 전방이 개방된 회동판(123)을 핀(124)으로 결합하되, 핀(124) 상에는 토션스프링(125)을 결합하여 회동판(123)이 항상 열림 상태를 유지할 수 있게 하고, 회동판(123)에는 플러그(110)에 구비되어 있는 단자(111)와 면접되는 면상 단자(126)를 구비하며, 내입공간(122) 쪽에는 회동판(123)과 일체로 형성되는 작동편(127)을 돌출시켜 플러그(110)가 결합될 때 플러그(110)에 밀려 내입공간(122) 쪽으로 회동되게 하며,
상기 고정체(121)에 정역모터(128)로 정회전 및 역회전하도록 스크루(128a)를 결합하고, 양측 작동편(127)의 후방으로 돌출된 브래킷(127a)에는 장공(127b)을 형성하고, 장공(127b)에는 스크루(128a)에 결합되는 나사관(129)에 일체 형성된 핀(129a)을 끼워 스크루(128a)의 작동에 의해 양측 회동판(123)을 외향 회동시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전기접속장치.
- 청구항 3에 있어서;
상기 플러그(4)에는 안전스위치(43)가 설치되며,
상기 안전스위치(43)는 전력선과 연결된 입력단자(44)와, 핀단자(41)에 연결된 출력단자(45)를 상호 연결하는 연결단자(46)로 구성되며,
상기 연결단자(46)의 전방으로는 플러그몸체(42) 전방으로 노출된 가압구(47)를 배치되고, 후방으로는 플러그몸체(42)와 연결단자(46) 사이에 연결단자(46)를 탄성 지지하는 지지스프링(48)에 배치한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전기접속장치.
- 청구항 3 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서;
상기 콘센트(3)와 플러그(4)에 통신용 잭(7)을 설치하여 전기자동차(2)와, 전기자동차용 충전장치(100)의 통신이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전기접속장치.
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