KR101610397B1 - 전기자동차용 충전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차용 충전장치에 관한 것으로서, 지상의 1차 코일과 차량측의 2차 코일을 쉽고 정확하게, 그리고 신속하게 충전위치로 최대한 근접시킬 수 있고, 1차 코일과 2차 코일의 정확한 위치맞춤으로 양측 코일 간의 에어 갭을 줄여 고효율의 충전이 가능하도록 하는 동시에, 1차 코일과 2차 코일을 최대한 근접시켜 전자파의 누설이 최소화되도록 함으로써 인체나 기기에 가해지는 영향을 최소화할 수 있는 1차 코일 상승형 비접촉 충전장치를 제공에 관한 것이다.

Description

전기자동차용 충전장치{Charging device for electric vehicle}

본 발명은 전기자동차에 탑재되는 배터리에 차량 외부로부터 비접촉으로 충전을 수행하는 비접촉 충전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지상측의 1차 코일과 차량 저부의 2차 코일을 최대한 근접시키는 것이 가능하고, 이에 양측 코일 간에 누설되는 전자파가 최소화되어 주변의 인체나 기기에 악영향을 미치는 것이 최소화될 수 있는 1차 코일 상승형 비접촉 충전장치에 관한 것이다.

전기자동차는 기본적으로 차량을 구동시키기 위한 구동모터와, 구동모터에 전력을 공급하는 배터리를 탑재하여, 연비 절감 및 소음 저감 등을 도모할 수 있는 차량을 말한다.

전기자동차의 배터리를 충전하기 위한 다양한 충전 방식이 이용되고 있는데, 대표적으로 충전소에 설치된 충전기의 케이블을 차량에 직접 연결하여 충전하는 플러그 인 방식과, 충전소측의 1차 코일과 차체측의 2차 코일에 의해 발생하는 전자유도현상을 이용하는 비접촉 충전방식 등을 들 수 있다.

상기와 같은 비접촉 충전방식은 1차 코일을 지상에 설치하고 1차 코일을 비접촉식으로 통과하게 되는 2차 코일을 차량에 설치하여 1, 2차 코일 사이에서 발생하는 전자유도현상을 이용해 배터리를 충전하게 된다.

이러한 비접촉식 충전방식에서는 1차 코일과 2차 코일의 거리가 가까우면 충전효율이 높아지지만 거리가 멀어지면 멀어질수록 충전효율은 낮아지게 된다.

종래기술의 일례로서, 일본특개평9-215211에는 모터(42)가 내장된 바디(40)와, 바디(40)내에 설치되어 모터(42)의 구동력에 의하여 수직방향을 따라 상승 또는 하강 운동하는 링크 타입의 펜터그래프(43,pantograph)와, 펜터그래프(43)의 상단에 장착된 원판형 1차 코일(10)을 포함하는 전기자동차용 충전시스템이 개시되어 있다(도 12 참조).

따라서, 전기자동차가 충전을 위하여 1차 코일쪽으로 주행하여, 차체 저부에 설치된 2차 코일이 1차 코일의 바로 위쪽에 위치하도록 한 후, 모터(42)의 구동에 의하여 펜터그래프(43)가 수직 상승하는 동시에 펜터그래프(43)에 장착된 1차 코일(10)이 2차 코일에 밀착되도록 함으로써, 1차 및 2차 코일 사이에서 발생하는 전자유도현상에 의하여 차량내 탑재된 배터리의 충전이 이루어진다.

그러나, 전기자동차의 종류에 따라, 그 최저 지상고가 각각 다르고, 차량의 저부에 설치된 2차 코일의 위치(지상으로부터의 높이)도 차종별로 차이가 생기게 되므로, 이에 1차 코일의 위쪽에 2차 코일이 위치되도록 하는 차량의 정밀한 주행 조절이 필요한 불편함이 있다.

또한 차체측 2차 코일과 지면에 설치된 1차 코일이 정확하게 일치하지 않아 틈새공간 등이 발생하면 충전 효율이 떨어지게 되고, 1차 및 2차 코일 간의 틈새로 충전시의 전자파 등이 발산되어 인체나 차체의 각종 기기들에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 지상의 1차 코일과 차량측의 2차 코일을 쉽고 정확하게, 그리고 신속하게 충전위치로 최대한 근접시킬 수 있는 전기자동차의 비접촉식 충전을 위한 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

궁극적으로는 1차 코일과 2차 코일의 정확한 위치맞춤으로 양측 코일 간의 에어 갭을 줄여 고효율의 충전이 가능해지도록 하는 전기자동차의 비접촉 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 장치의 구조 및 구성이 간단하고, 설치비용 및 운용비용을 줄일 수 있으며, 어떠한 전기적인 시스템을 사용하지 않으므로 에너지 절약적이면서, 코일 간의 틈으로부터 전자파의 누설을 방지하여 인체나 기기를 보호할 수 있는 비접촉 충전장치를 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 충전소의 지상측에 이동 가능하게 설치되고 배터리 충전을 위해 진입하는 차량의 타이어에 의해 접촉되어 이동되는 가동형 스토퍼와; 충전소의 지상측에 고정 설치되어, 상기 가동형 스토퍼가 차량의 타이어에 의해 지상측의 1차 코일이 상승하도록 이동된 상태에서, 가동형 스토퍼의 추가적인 이동을 제한하는 고정형 스토퍼와; 상기 가동형 스토퍼에 연결되어 가동형 스토퍼의 이동에 연동하는 구동링크기구와; 상기 구동링크기구를 매개로 가동형 스토퍼와 힘 전달이 가능하도록 연결되고 구동링크기구의 동작에 연동하여 1차 코일을 차량측의 2차 코일에 접근하도록 상승시키거나 반대로 하강시키는 코일상승기구;를 포함하는 전기자동차용 충전장치를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 가동형 스토퍼는 이동시 지상을 구르도록 된 이동바퀴가 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 가동형 스토퍼에는 차량의 타이어와 접촉하여 타이어의 회전에 의해 공전하도록 된 공전바퀴가 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 구동링크기구는, 상기 고정형 스토퍼에 고정 설치된 지지부재와; 상기 지지부재에 회전 가능하도록 결합되고 일단부가 상기 가동형 스토퍼에 힌지 결합되어 가동형 스토퍼의 이동과 동시에 회전되는 회전링크와; 일단부가 상기 회전링크의 타단부에 힌지 결합되고 타단부가 코일상승기구에 연결되어 상기 회전링크의 회전과 동시에 코일상승기구가 동작하도록 된 이동링크;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 이동링크가 결합되어 안내되는 가이드부재가 지상에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 코일상승기구는 지상과 1차 코일 사이에 결합되어 1차 코일을 지지하면서 상방으로 전개되어 1차 코일을 상승시키거나 1차 코일의 하강과 동시에 하방으로 접혀지는 X자형 링크기구를 포함하고,

상기 X자형 링크기구는,

X자형으로 결합된 링크들의 상단부가 상기 1차 코일에 전후 슬라이드 및 회전 가능하게 힌지 결합되고,

X자형으로 결합된 링크들 중 일측 링크의 하단부가 지상에 회전 가능하도록 고정 지지되는 동시에, 타측 링크의 하단부가 구동링크기구에 힌지 결합되어 구동링크기구의 동작시 전후로 이동되도록 된 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 상기한 과제 해결 수단에 의하여 다음과 같은 효과가 있게 된다.

지상의 1차 코일과 차량측의 2차 코일을 쉽고 정확하게, 그리고 신속하게 충전위치로 최대한 근접시킬 수 있으므로 양측 코일 간의 에어 갭을 축소할 수 있어 고효율의 충전이 가능해진다.

특히, 차량에 따라 2차 코일의 높이가 상이하더라도 1차 코일을 2차 코일에 최대한 근접시키는 것이 가능해지며, 1차 코일과 2차 코일이 최대한 근접됨으로써 전자파의 누설이 최소화되어 인체나 기기에 가해지는 영향을 최소화할 수 있게 된다.

또한 1차 코일을 상승시키는 기구에 전기적인 시스템이 필요하지 않으므로 작동을 위해 전력을 소모하지 않고, 구동에 소요되는 비용이 낮으며, 고가의 센서, 카메라, 복잡한 가동장치, 및 이를 제어하기 위한 제어장치가 불필요하여 구조 및 구성, 설치가 간단하면서 부품의 가격도 저렴하여, 에너지 절약적이면서 설비비 및 운용비의 절감이 가능해지는 등 경제적인 측면에서 우수한 이점이 있게 된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 비접촉 충전장치에서 1차 코일의 상승이 이루어지는 작동상태를 나타내는 개략도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 비접촉 충전장치에서 차량의 타이어에 의해 작동하는 가동형 스토퍼의 여러 실시예 및 그것의 작동상태를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따른 비접촉 충전장치에서 구동링크기구 및 코일상승기구의 작동상태를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 비접촉 충전장치에서 가동형 스토퍼에 연동하여 동작하는 구동링크기구의 작동상태도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 비접촉 충전장치에서 구동링크기구에 의해 연동하여 1차 코일을 상승 및 하강시키는 코일상승기구의 작동상태도이다.
도 12는 종래의 전기자동차용 충전장치를 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 1차 코일 상승형 비접촉 충전장치에 관한 것으로서, 배터리의 충전이 필요한 차량이 충전소 내 충전 정위치로 이동하게 되면, 차량의 타이어가 접촉하여 가동형 스토퍼를 전방으로 이동시키고, 이에 가동형 스토퍼에 의해 연동하도록 구비된 구동링크기구가 동작하여 코일상승기구를 동작시킴으로써, 상기 코일상승기구에 의해 지상의 1차 코일이 상승하여 차량측의 2차 코일에 근접하도록 구성된 1차 코일 상승형 비접촉 충전장치에 관한 것이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 비접촉 충전장치에서 1차 코일의 상승이 이루어지는 작동상태를 나타내는 개략도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 비접촉 충전장치에서 차량의 타이어에 의해 작동하는 가동형 스토퍼의 여러 실시예 및 그것의 작동상태를 나타내는 개략도이다.

본 발명에 따른 충전장치는, 충전소의 지상측에 이동 가능하게 설치되고 배터리 충전을 위해 진입하는 차량(1)의 타이어(2)에 의해 접촉되어 이동되는 가동형 스토퍼(110)와; 충전소의 지상측에 고정 설치되어 가동형 스토퍼(110)가 차량의 타이어에 의해 지상측의 1차 코일(150)이 상승하도록 이동된 상태에서 가동형 스토퍼(110)의 추가적인 이동을 제한하는 고정형 스토퍼(120)와; 상기 가동형 스토퍼(110)에 연결되어 가동형 스토퍼(110)의 이동에 연동하는 구동링크기구(130)와; 상기 구동링크기구(130)를 매개로 가동형 스토퍼(110)와 힘 전달이 가능하도록 연결되고 구동링크기구(130)의 동작에 연동하여 1차 코일(150)을 차량측의 2차 코일(3)에 접근하도록 상승시키거나 반대로 하강시키는 코일상승기구(140);를 포함하여 구성된다.

우선, 도 1을 참조하면, 차량 배터리에 연결된 2차 코일(3)이 차량(1)의 저부에 고정 설치되고, 지상측에는 1차 코일(150)이 설치되는데, 지상측에 설치된 1차 코일(150)이 상승하여 차량(1)측의 2차 코일(3)에 근접되면 충전이 개시되어 1차 코일(150)과 2차 코일(3) 간에 발생하는 전자유도현상에 의해 비접촉식으로 충전이 이루어지게 된다.

또한 충전소의 지상측에는 고정형 스토퍼(120)와 가동형 스토퍼(110)가 설치되며, 특히 가동형 스토퍼(110)는 배터리 충전을 위해 진입하는 차량(1)의 타이어(2)(예컨대, 전륜)에 접촉된 뒤 차량이 좀더 전진하면 타이어에 의해 전방으로 이동하여 고정형 스토퍼(120)에 접근하도록 되어 있다.

상기 고정형 스토퍼(120)는 지면(100)에 고정 설치되는 구성부로서, 후술하는 바와 같이 차량의 타이어(전륜)에 의해 1차 코일(150)이 상승하도록 전방으로 이동된 가동형 스토퍼(110)의 추가적인 전방 이동을 제한하는 스토퍼이다.

즉, 가동형 스토퍼(110)가 1차 코일(150)이 상승한 위치까지 전방 이동되고 나면 고정형 스토퍼(120)에 의해 이동이 제한되면서 더 이상 이동되지 않게 되는 것이다.

이와 같이 가동형 스토퍼(110)는 전후로 이동 가능하게 설치되는 구성부이며, 이러한 가동형 스토퍼(110)는 구동링크기구(130)를 매개로 후방의 코일상승기구(140)와 연결되고, 상기 코일상승기구(140)에는 1차 코일(150)이 설치된다.

상기 구동링크기구(130)는 가동형 스토퍼(110)의 전후 이동에 연동하여 코일상승기구(140)를 동작시키는 구성부이고, 상기 코일상승기구(140)는 1차 코일(150)을 선택적으로 상승 또는 하강시키는 구성부로서, 가동형 스토퍼(110)의 전후 이동에 연동하여 구동링크기구(130)가 동작하게 되면, 구동링크기구(130)의 동작에 의해 코일상승기구(140)가 연동하여 1차 코일(150)을 상승 또는 하강시키게 된다.

결국, 상기 가동형 스토퍼(110)는 차량에 의해 조작되는 구성부로서, 배터리 충전이 필요한 차량(1)이 충전소에 진입한 뒤 충전 정위치로 전방 이동하여 차량의 타이어(2)가 가동형 스토퍼(110)에 접촉하고 이어 차량(1)이 좀더 전진하여 타이어(2)를 통해 상기 가동형 스토퍼(110)를 전방 이동시키면, 구동링크기구(130)와 코일상승기구(140)가 차례로 연동하여 1차 코일(150)을 충전위치로 상승시키게 되는 바, 결국 1차 코일(150)이 차량 저부의 2차 코일(3)로 근접하여 충전 가능한 위치가 된다.

도 1은 차량(1)이 전진하여 전륜(2)이 가동형 스토퍼(110)에 접촉하기 직전의 상태를 나타내는데, 이때 지상측의 가동형 스토퍼(110)와 이에 연동하는 구동링크기구(130), 코일상승기구(140)가 모두 작동하지 않으므로 1차 코일(150)은 상승하지 않고 아래로 내려와 있게 된다.

또한 도 2는 차량(1)이 좀더 전진하여 전륜(2)이 가동형 스토퍼(110)에 접촉한 상태를 나타내는데, 이 상태에서도 가동형 스토퍼(110)와 구동링크기구(130), 코일상승기구(140)가 아직 작동하지 않으므로 1차 코일(150)은 아래로 내려와 있게 된다.

상기 가동형 스토퍼(110)의 높이는 차체의 하면 높이보다 낮게 설정되어 있으므로 전륜(2)이 가동형 스토퍼(110)에 접촉할 때까지 가동형 스토퍼(110)와 차체 간에는 어떠한 간섭도 발생하지 않게 된다.

다만, 가동형 스토퍼(110)의 높이는 차량(1)의 전륜(2)이 접촉한 뒤 차량이 좀더 전진할 경우 차량의 전륜에 의해 가동형 스토퍼(110)가 고정형 스토퍼(120)를 향해 전방 이동될 수 있는 높이로 설정되어야 하며, 특히 차량(1)의 전륜(2)이 가동형 스토퍼(110)를 올라타고 넘어서서 이동하지 않도록 적절한 높이로 설정되어야 한다.

도 3은 차량(1)이 좀더 전진하여 차량의 전륜(2)이 가동형 스토퍼(110)를 전방으로 이동시킨 상태를 나타내며, 이때 가동형 스토퍼(110)는 고정형 스토퍼(120)쪽으로 이동하여 고정형 스토퍼(120)에 접촉한 뒤 전방 이동이 제한되게 된다.

이때, 지상측의 1차 코일(150)과 차량측의 2차 코일(3)이 상하로 위치하게 되며, 또한 가동형 스토퍼(110)의 전방 이동으로 구동링크기구(130)와 코일상승기구(140)가 차례로 연동하여 1차 코일(150)을 상승시키므로, 이에 1차 코일(150)은 차량 저부의 2차 코일(3)에 충전이 가능한 위치로 최대한 근접되게 된다.

이와 같이 가동형 스토퍼(110)는 차량(1)의 타이어(전륜)(2)에 의해 전방 이동되도록 조작되는 구성부이고, 차량의 타이어가 미는 힘을 구동링크기구(130)를 통해 코일상승기구(140)로 전달하는 구성부이다.

이때, 코일상승기구(140)는 구동링크기구(130)를 통해 전달되는 힘에 의해 동작하여 1차 코일(150)을 충전위치로 상승시키는 구동부가 된다.

또한 가동형 스토퍼(110)가 고정형 스토퍼(120)에 접촉하여 전방 이동이 제한된 상태에서 차량(1)의 전방 이동이 제한되고, 이때 전방 이동이 제한되는 차량의 위치는 1차 코일(150)이 상승할 경우 1차 코일(150)과 차량 저부의 2차 코일(3)이 충전을 위해 최대한 근접될 수 있는 위치가 되므로, 두 스토퍼는 충전 정위치에서 차량을 정지시켜 1차 코일(150)과 2차 코일(3)을 각각 상하로 위치시켜 충전위치로 위치맞춤시키는 역할 또한 하게 된다.

도 3을 참조하면, 가동형 스토퍼(110)가 차량(1)의 전륜(2)에 의해 전방으로 이동된 상태에서 지상측의 1차 코일(150)이 2차 코일(3)에 근접된 상태로 상승함을 볼 수 있는 바, 이렇게 근접되게 상승한 상태에서는 양측의 코일 간에 에어 갭이 최소화되면서 고효율의 충전이 가능해지고, 특히 양측 코일 간에 전자파의 누설이 최소화되어 인체나 기기에 가해지는 영향이 최소화될 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 가동형 스토퍼(110)와 구동링크기구(130), 코일상승기구(140)가 어떠한 전기적인 시스템도 구비하지 않고 차량의 전후 이동에만 연동하여 1차 코일(150)을 이동시키도록 구성되는데, 구성을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 4에 나타낸 바와 같이, 차량(1)의 타이어(2)가 가동형 스토퍼(110)에 접촉되었을 때 타이어가 가동형 스토퍼(110) 위로 올라타지 않으면서 정확히 가동형 스토퍼(110)를 전방 이동시킬 수 있도록, 가동형 스토퍼(110)에는 지면을 구르도록 된 이동바퀴(111)가 장착된다.

즉, 타이어(2)가 접촉하여 가동형 스토퍼(110)를 전방으로 밀어주게 되면, 이동바퀴(111)가 회전하면서 지면(100)과의 마찰력을 이기고 용이하게 전방 이동하게 되고, 타이어(2)가 미는 힘에 의해 이동바퀴(111)가 지면(100)을 구르면서 가동형 스토퍼(110)가 용이하게 전방 이동할 수 있는 바, 가동형 스토퍼(110)가 고정형 스토퍼(120)에 의해 이동이 제한되기 전까지는 타이어(2)와 함께 이동하게 되면서, 타이어(2)가 가동형 스토퍼(110)를 올라타고 넘어서는 일은 없게 된다.

또한 바람직한 실시예에서, 도 5와 도 6에 나타낸 바와 같이, 차량(1)의 타이어(2)와 가동형 스토퍼(110)가 직접적으로 접촉하지 않도록 하면서, 양측 간의 마찰력 발생을 최소화하여 타이어가 가동형 스토퍼(110)를 넘어서는 일이 없도록 하기 위해서, 가동형 스토퍼(110)의 후면에는 타이어(2)와 접촉하여 타이어의 회전에 의해 공전하도록 된 공전바퀴(112)가 장착될 수 있다.

이때, 가동형 스토퍼(110)에서 공전바퀴(112)의 위치는 회전과 동시에 전진하는 차량의 타이어(2)가 우선적으로 접촉할 수 있는 위치로 설정됨이 마땅하다.

다음으로, 도 7은 본 발명에 따른 1차 코일 상승형 비접촉 충전장치에서 구동링크기구 및 코일상승기구의 작동상태를 설명하기 위한 개략도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 비접촉 충전장치에서 가동형 스토퍼(110)에 연동하여 동작하는 구동링크기구의 작동상태를 나타낸 평면도이다.

또한 도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 비접촉 충전장치에서 구동링크기구의 동작에 연동하여 1차 코일을 상승 및 하강시키는 코일상승기구의 작동상태도이다.

도 7의 (a)와 도 8, 도 10은 작동 전 상태를, 도 7의 (b)와 도 9, 도 11은 작동 후 상태를 나타내는데, 도 7의 (a)는 차륜(타이어), 즉 차량의 전륜(2)이 가동형 스토퍼(110)를 전방으로 밀어주기 전 상태를 나타내며, 이 상태에서는 구동링크기구(130)와 코일상승기구(140)가 작동하지 않으므로 1차 코일(150)이 상승하지 않고 아래로 내려와 있게 된다.

반면, 도 7의 (b)는 전륜(2)이 가동형 스토퍼(110)를 전방으로 밀어주어 가동형 스토퍼(110)가 고정형 스토퍼(120)에 의해 이동이 제한될 때까지 전방 이동된 상태를 나타내며, 이 상태에서는 전후로 배치되는 구동링크기구(130)의 이동링크(134)가 차량에 대해 후방으로 이동하여 코일상승기구(140)를 동작시키고 이에 코일상승기구(140)가 연동하여 1차 코일(150)을 상승시키게 된다.

물론, 충전이 종료되고 난 뒤 차량이 이동하여, 가동형 스토퍼(110)를 전방으로 밀어주던 전륜(2)이 제거되고 나면, 1차 코일(150)은 자중에 의해 하강하게 되고, 이때 코일상승기구(140)를 매개로 연결된 구동링크기구(130)의 이동링크(134)가 원래 위치로 복귀하게 되며, 이에 가동형 스토퍼(110) 역시 이동링크(134)의 원복 이동으로 후방으로 당겨져 원래 위치로 복귀하게 된다.

이러한 동작을 하도록 구성되는 구동링크기구(130)의 구성에 대해 설명하면, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 구동링크기구(130)는, 고정형 스토퍼(120)에 고정 설치된 지지부재(131)와, 상기 지지부재(131)에 힌지핀(132)을 중심으로 회전 가능하도록 힌지 결합되고 일단부가 가동형 스토퍼(110)에 힌지 결합되는 회전링크(133)와, 일단부가 상기 회전링크(133)의 타단부에 힌지 결합되고 타단부가 코일상승기구(140)에 연결되어 상기 회전링크(133)의 회전에 의해 코일상승기구(140)를 동작시키도록 된 이동링크(134)를 포함하여 구성된다.

이러한 구성에서, 회전링크(133)는 가동형 스토퍼(110)의 전후 이동에 따라 힌지핀(132)을 중심으로 도면상 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되도록 구비되고, 이동링크(134)는 회전링크(133)의 회전에 연동하여 전후(도면상 좌우)로 이동하도록 구비된다.

바람직한 실시예에서, 이동링크(134)의 안정적인 전후 이동을 위해서 상기 이동링크(134)가 결합되어 이동링크(134)를 전후로 안내하는 가이드부재(135)가 지면에 설치될 수 있다.

또한 상기 코일상승기구(140)는 지상과 1차 코일(150)의 좌우 양측부 사이에 결합되어 1차 코일(150)을 지지하는 접철식의 X자형 링크기구(141)로 구성될 수 있는데, 도 10과 도 11에 나타낸 X자형 링크기구(141)가 1차 코일(150)의 좌우 양측부에 각각 구비된다.

상기 X자형 링크기구(141)는 X자형으로 결합된 링크(142)들을 포함하여 구성되고, 이때 X자형으로 결합된 링크(142)들의 상단부가 1차 코일(150)의 좌우 양측면에 전후 슬라이드 및 회전 가능하게 힌지 결합된다.

바람직한 실시예에서, 상기 각 링크(142)들의 상단부에 결합된 힌지핀(143)은 1차 코일(150)의 좌우 양측면에 형성된 가이드홈(151)에 결합되어 가이드홈(151)의 길이방향을 따라 전후로 슬라이드되도록 결합된다.

또한 X자형 링크기구(141)에서 X자형으로 결합된 링크(142)들 중 일측 링크의 하단부는 지상에 회전 가능하게 고정 지지되고, 타측 링크의 하단부는 구동링크기구(130)의 이동링크(134) 단부에 힌지 결합되는데, 상기 일측 링크의 하단부는, 지상에서 회전은 가능하지만 지면에 설치된 스토퍼부재(144)에 의해 전후 위치는 고정된 상태로 지지된다.

상기 타측 링크의 하단부는 구동링크기구(130)의 이동링크(134) 단부에 힌지 결합되어 이동링크(134)의 동작시 전후 위치가 이동되도록 되어 있다.

결국, 일측 링크의 하단부가 전후 위치 고정된 상태에서 타측 링크의 하단부가 전후 위치 이동되면서, X자형의 링크(142)들이 상방으로 전개될 경우에는 1차 코일(150)을 상승시키고, 반대로 하방으로 접혀지면서 1차 코일(150)이 하강되게 된다.

작동상태를 설명하면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 전륜(2)이 가동형 스토퍼(110)에 접촉하지 않은 상태에서 가동형 스토퍼(110)가 후방에 위치됨에 따라 회전링크(133)와 이동링크(134)가 동작하지 않으며, 이때 이동링크(134)와 연결된 코일상승기구(140)는 도 10에 나타낸 바와 같이 하방으로 접혀진 상태를 유지하므로 1차 코일(150)은 상승하지 않게 된다.

반대로, 도 9에 나타낸 바와 같이, 전륜(2)이 접촉하여 가동형 스토퍼(110)를 고정형 스토퍼(120)에 접촉되어 이동이 제한될 때까지 전방으로 밀어줄 경우, 가동형 스토퍼(110)의 전방 이동에 의해 회전링크(133)가 힌지핀(132)을 중심으로 도면상 시계방향으로 회전되고, 이에 이동링크(134)가 가이드부재(135)에 의해 안내되면서 차량에 대해 후방으로 이동된다.

이때, 이동링크(134)는 도 11에 나타낸 바와 같이 X자형 링크기구(141)의 타측 링크의 하단부를 후방으로 밀어주고, 동시에 X자형 링크기구(141)의 일측 링크의 하단부가 지면의 스토퍼부재(144)에 의해 후방 이동이 제한된 상태에서, 타측 링크와 일측 링크가 동시에 하단부를 회전중심으로 하여 상방으로 회전되면서 세워지는 바, 이에 X자형 링크기구(141)의 상단부에 지지된 1차 코일(150)이 동시에 상승하게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 비접촉 충전장치에서는 차량의 타이어가 가동형 스토퍼(110)를 전방으로 밀어주면, 구동링크기구(130)가 연동하여 코일상승기구(140)인 X자형 링크기구(141)를 동작시키고, 이에 X자형 링크기구(141)에 의해 1차 코일(150)이 상승하여 차량 저부에 설치된 2차 코일(3)과 최대한 근접되게 된다.

이와 같이 본 발명의 가동형 스토퍼(110), 구동링크기구(130), 코일상승기구(140)는 전기적인 시스템의 사용 없이 차량의 움직임에 연동하여 1차 코일(150)을 상승시키도록 구성됨으로써, 동작을 위해 어떠한 전력도 소모하지 않는 이점이 있고, 이에 에너지 절약적이면서 운용비의 절감을 가능하게 하여 경제적인 측면에서 우수한 이점을 가진다.

또한 간단한 기구 구성으로 전자적인 제어장치 등이 불필요하고, 구조 및 구성, 설치가 간단하면서 부품의 가격도 저렴하여 장치 비용의 절감이 가능해진다.

1 : 차량 2 : 타이어(전륜)
3 : 2차 코일 110 : 가동형 스토퍼
120 : 고정형 스토퍼 130 : 구동링크기구
140 : 코일상승기구 150 : 1차 코일

Claims (6)

1. 충전소의 지상측에 이동 가능하게 설치되고 배터리 충전을 위해 진입하는 차량(1)의 타이어(2)에 의해 접촉되어 이동되는 가동형 스토퍼(110)와;
   충전소의 지상측에 고정 설치되어, 상기 가동형 스토퍼(110)가 차량(1)의 타이어(2)에 의해 지상측의 1차 코일(150)이 상승하도록 이동된 상태에서, 가동형 스토퍼(110)의 추가적인 이동을 제한하는 고정형 스토퍼(120)와;
   상기 가동형 스토퍼(110)에 연결되어 가동형 스토퍼(110)의 이동에 연동하는 구동링크기구(130)와;
   상기 구동링크기구(130)를 매개로 가동형 스토퍼(110)와 힘 전달이 가능하도록 연결되고 구동링크기구(130)의 동작에 연동하여 1차 코일(150)을 차량측의 2차 코일(3)에 접근하도록 상승시키거나 반대로 하강시키는 코일상승기구(140);
   를 포함하고,
   상기 구동링크기구(130)는,
   상기 고정형 스토퍼(120)에 고정 설치된 지지부재(131)와;
   상기 지지부재(131)에 회전 가능하도록 결합되고 일단부가 상기 가동형 스토퍼(110)에 힌지 결합되어 가동형 스토퍼(110)의 이동과 동시에 회전되는 회전링크(133)와;
   일단부가 상기 회전링크(133)의 타단부에 힌지 결합되고 타단부가 코일상승기구(140)에 연결되어 상기 회전링크(133)의 회전과 동시에 코일상승기구(140)가 동작하도록 된 이동링크(134);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가동형 스토퍼(110)는 이동시 지상을 구르도록 된 이동바퀴(111)가 장착되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가동형 스토퍼(110)에는 차량(1)의 타이어(2)와 접촉하여 타이어(2)의 회전에 의해 공전하도록 된 공전바퀴(112)가 장착되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전장치.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동링크(134)가 결합되어 안내되는 가이드부재(135)가 지상에 설치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 코일상승기구(140)는 지상과 1차 코일(150) 사이에 결합되어 1차 코일(150)을 지지하면서 상방으로 전개되어 1차 코일(150)을 상승시키거나 1차 코일(150)의 하강과 동시에 하방으로 접혀지는 X자형 링크기구(141)를 포함하고,
   상기 X자형 링크기구(141)는,
   X자형으로 결합된 링크(142)들의 상단부가 상기 1차 코일(150)에 전후 슬라이드 및 회전 가능하게 힌지 결합되고,
   X자형으로 결합된 링크(132)들 중 일측 링크의 하단부가 지상에 회전 가능하도록 고정 지지되는 동시에, 타측 링크의 하단부가 구동링크기구(130)에 힌지 결합되어 구동링크기구(130)의 동작시 전후로 이동되도록 된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전장치.
   
   
   
   
   
   

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