KR101677514B1 - 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치 - Google Patents

배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치는 전기버스 상부의 아웃루프패널 상에 형성된 루프 스포일러; 상기 루프 스포일러 내측에 구비되고 교체 가능한 배터리가 수용되는 배터리장착부; 상기 배터리장착부를 개폐할 수 있도록 전방 또는 후방으로 슬라이딩 이동되는 슬라이딩 도어; 상기 루프 스포일러 내부 좌우 양측에 전후방의 길이 방향으로 형성되고, 상기 슬라이딩 도어가 이동될 수 있도록 안내하고 지지하는 가이드 레일부; 및 상기 가이드 레일부를 따라 전방 또는 후방으로 이동되어 상기 슬라이딩 도어가 개폐될 수 있도록 하는 롤러부를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 전기버스의 상부에 구비되는 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 용이하게 개폐할 수 있도록 구성함으로써, 버스의 정차시 배터리를 쉽고 빠르게 교체할 수 있고, 슬라이딩 도어의 이동에 따른 간섭 현상을 방지할 수 있다. 또한, 슬라이딩 도어를 이용하여 버스에 장착되는 복수개의 배터리를 순차적으로 또는 선택적으로 교체할 수 있도록 구성함으로써, 배터리교환 스테이션에서의 배터리 교체 시간에 따른 버스의 운행지연을 방지할 수 있다.

Description

배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치{AN APPARATUS FOR OPENING AND CLOSING A BATTERY MOUNTING PART OF A BATTERY EXCHANGEABLE TYPE ELECTRIC BUS BY USING SLIDING DOORS}
본 발명은 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기버스의 상부에 구비되는 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 용이하게 개폐할 수 있도록 구성함으로써, 버스의 정차시 대용량의 배터리를 쉽고 빠르게 교체할 수 있고, 슬라이딩 도어의 이동에 따른 간섭 현상을 방지할 수 있으며, 배터리가 장착된 내부 공간으로 빗물이나 외부의 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있는 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에 관한 것이다.
최근 화석연료의 고갈 우려 등으로 인해 전기로 구동되는 다양한 차량들이 개발되고 있다. 예를 들어, 전기로 모터를 구동시켜 차량이 주행하도록 하는 것이나, 또는 내연기관과 모터를 병용하여 차량이 주행하도록 함으로써 화석연료의 소비를 최소화할 수 있도록 한 것이 있다.
이와 같이 전기를 사용하여 차량의 주행을 위한 구동력을 제공하기 위해서는 전기를 공급하기 위한 대용량의 배터리가 필요하며, 더욱이 상기한 배터리는 차량의 운행시 외부 진동이나 충격 등이 발생되더라도 초기의 장착 상태가 유지되어야만 원활하게 전기를 공급할 수 있고, 이를 통해 안정적인 차량의 운행이 가능하다.
이에 따라 일반적인 전기차량은 동력원이 되는 배터리를 차량에 장착하기 위하여 배터리장착부를 구비하고 있다. 즉, 차량에 구비된 배터리장착부에 배터리가 고정 설치되고, 상기 배터리장착부가 차량에 고정 설치되도록 구성함으로써, 결과적으로 상기 배터리가 차량에 고정될 수 있도록 하고 있다.
특히, 전술된 바와 같이 전기로 구동되는 차량들 중 전기버스의 경우는 차량의 천장 부위인 아웃루프패널의 상면에 상기 배터리장착부가 장착되도록 하고 있다. 이는 전기버스에 사용되는 대용량의 배터리는 충전에 오랜 시간이 소요되기 때문에 충전스테이션에서 상기 배터리만을 손쉽게 교체할 수 있도록 차량의 상면에 배터리장착부를 장착한다.
이와 같이 차량의 아웃루프패널 상면에 배터리가 교체 가능하도록 배터리장착부가 설치되는 전기버스는 대용량의 배터리에 대한 교체가 쉽고 빠르게 이루어질 수 있도록 할 뿐만 아니라 일반적인 주행 상황에서는 상기 배터리가 외부 환경으로부터 차단된 상태를 이루어야 한다. 이를 위하여 상기 전기버스의 아웃루프패널 상부면 중 상기 배터리장착부가 위치하는 부분에는 상기 배터리장착부를 폐쇄하기 위한 배터리커버가 착탈 가능하게 설치되고 있다.
그러나 종래에는 상기 배터리커버와 전기버스의 아웃루프패널 사이를 볼트 등으로 체결하여 결합하였기 때문에 배터리의 교체를 위한 작업 시간이 오래 걸릴 수밖에 없었다. 예를 들어, 전기버스의 배터리를 교체하기 위해서는 볼트 체결을 해제하여 차량의 아웃루프패널로부터 상기 배터리커버를 분리하는 작업을 수행해야만 하였고, 배터리를 교체한 후에는 배터리커버를 상기 차량의 아웃루프패널에 볼트로 체결하는 작업을 수행해야만 했는데, 이로 인해 전체적인 배터리 교체 작업 시간이 지연될 수밖에 없었다.
또한, 종래의 전기버스는 배터리가 차량에 고정적으로 장착되어 있으므로 1회 충전에 대한 항속거리가 제한적이었고, 고정된 배터리를 충전하기 위해서는 장시간의 충전시간이 요구되었는데, 이는 도심지를 운행하는 버스의 경우 충전시간에 따른 운행지연을 유발할 수 있고, 특히 동절기에 전기히터를 가동하는 경우이거나 또는 하절기에 에어컨을 작동하는 경우에는 배터리의 1회 충전에 의한 주행거리가 대폭 감소하는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 버스의 운행 중 배터리커버와 차량의 아웃루프패널 사이에 일정간격 이격된 틈새를 통해 빗물이나 외부의 이물질이 유입되었으며, 이로 인해 배터리의 손상으로 인한 운행지연이나 사고발생의 문제점이 있었다.
: 국내등록특허 제10-1402677호(2014년 05월 27일 등록) : 국내등록특허 제10-1374711호(2014년 03월 10일 등록) : 국내등록특허 제10-1403707호(2014년 05월 28일 등록)
본 발명은 전기버스의 상부에 구비되는 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 용이하게 개폐할 수 있도록 구성함으로써, 버스의 정차시 대용량의 배터리를 쉽고 빠르게 교체할 수 있고, 슬라이딩 도어의 이동에 따른 간섭 현상을 방지할 수 있는 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 슬라이딩 도어를 이용하여 버스에 장착되는 복수개의 배터리를 순차적으로 또는 선택적으로 교체할 수 있도록 구성함으로써, 배터리교환 스테이션에서의 배터리 교체 시간에 따른 버스의 운행지연을 방지할 수 있는 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 버스의 상부면에 구비된 루프 스포일러와 슬라이딩 도어 사이에 단차를 가지는 배수로를 형성함으로써, 버스의 운행이나 정차시 빗물이나 외부의 이물질이 유입되는 것을 방지하여 배터리 손상으로 인한 운행지연이나 사고발생을 미연에 방지할 수 있는 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치는 전기버스 상부의 아웃루프패널 상에 형성된 루프 스포일러; 상기 루프 스포일러 내측에 구비되고 교체 가능한 배터리가 수용되는 배터리장착부; 상기 배터리장착부를 개폐할 수 있도록 전방 또는 후방으로 슬라이딩 이동되는 슬라이딩 도어; 상기 루프 스포일러 내부 좌우 양측에 전후방의 길이 방향으로 형성되고, 상기 슬라이딩 도어가 이동될 수 있도록 안내하고 지지하는 가이드 레일부; 및 상기 가이드 레일부를 따라 전방 또는 후방으로 이동되어 상기 슬라이딩 도어가 개폐될 수 있도록 하는 롤러부;를 포함하고, 상기 슬라이딩 도어들은 서로 인접하게 위치하는 전방 슬라이딩 도어 및 후방 슬라이딩 도어를 포함하며, 상기 가이드 레일부는: 상기 루프 스포일러의 내부 좌우 양측에 고정 설치되고, 전후방의 길이 방향으로 형성되는 메인레일; 및 상기 후방 슬라이딩 도어의 좌우 양측면에 전후방의 길이 방향으로 형성되고, 일정 깊이로 파진 홈 형상으로 구성되는 보조레일;을 포함하고, 상기 롤러부는: 상기 슬라이딩 도어가 이동될 수 있는 구동력을 제공하는 구동롤러; 및 상기 구동롤러의 구동력에 의해 상기 가이드 레일부를 따라 이동할 수 있는 보조롤러;를 포함하되, 상기 보조롤러는: 상기 전방 슬라이딩 도어의 후방 양측면에 구비되고, 상기 후방 슬라이딩 도어의 좌우 양측면에 형성된 보조레일과 결합되어 전방 또는 후방으로 이동될 수 있는 전방도어 보조롤러; 및 상기 후방 슬라이딩 도어의 전방 양측면에 구비되고, 상기 메인레일과 결합되어 전방 또는 후방으로 이동될 수 있는 후방도어 보조롤러;를 포함한다.
상기 전방 슬라이딩 도어는 상기 슬라이딩 도어의 전방에 위치하며, 상부면이 평평하고, 좌측 및 우측이 하부로 절곡된 판상으로 구성되며, 상기 후방 슬라이딩 도어는 상기 슬라이딩 도어의 후방에 위치하고, 상기 전방 슬라이딩 도어와 동일한 형상으로 구성되며, 상기 후방 슬라이딩 도어가 상기 전방 슬라이딩 도어보다 작게 형성되어, 상기 전방 슬라이딩 도어 또는 후방 슬라이딩 도어가 전방 또는 후방으로 이동시 상기 후방 슬라이딩 도어가 상기 전방 슬라이딩 도어 내측으로 삽입되어 겹쳐지도록 구성되고, 상기 슬라이딩 도어가 전방 또는 후방으로 슬라이딩 되어 이동됨으로써 배터리장착부에 수용된 복수개의 배터리가 순차적으로 또는 선택적으로 교체될 수 있다.
상기 메인레일은: 구동롤러를 구성하는 상부롤러가 슬라이딩 이동되도록 상부면이 평평하게 형성된 가이드레일; 및 상기 가이드레일의 하부에 위치하고, 상기 구동롤러를 구성하는 하부롤러와 치합되는 톱니가 일정 간격으로 돌출 형성된 구동랙기어를 포함할 수 있다.
상기 롤러부는: 상기 슬라이딩 도어가 이동될 수 있는 구동력을 제공하는 구동롤러; 및 상기 구동롤러의 구동력에 의해 상기 가이드 레일부를 따라 이동할 수 있는 보조롤러를 포함하되, 상기 보조롤러는: 상기 전방 슬라이딩 도어의 후방 양측면에 구비되고, 상기 후방 슬라이딩 도어의 좌우 양측면에 형성된 보조레일과 결합되어 전방 또는 후방으로 이동될 수 있는 전방도어 보조롤러; 및 상기 후방 슬라이딩 도어의 전방 양측면에 구비되고, 상기 메인레일과 결합되어 전방 또는 후방으로 이동될 수 있는 후방도어 보조롤러를 포함할 수 있다.
상기 구동롤러는: 상기 슬라이딩 도어의 측면과 결합되는 롤러바디; 상기 롤러바디의 일측에 위치하고 평기어 형상을 가지는 상부롤러; 상기 상부롤러와 일정 간격 이격된 하부에 위치하고, 외주면에 톱니가 형성된 랙기어 형상으로 구성되는 하부롤러; 상기 하부롤러와 연결되고, 전기적 제어에 의해 상기 하부롤러가 구동랙기어와 치합되어 전방 또는 후방으로 이동될 수 있는 구동력을 제공하는 구동모터; 상기 구동모터의 일측에 구비되고, 구동모터의 회전속도를 조절하기 위하여 구비되는 감속기; 상기 구동모터의 일측에 구비되고, 상기 슬라이딩 도어의 위치를 파악하여 슬라이딩 도어의 위치제어 및 개폐속도를 제어하는 엔코더; 및 상기 구동모터의 축에 장착되고, 전기적 신호에 의해 구동모터의 회전을 잠그는 역할을 하는 모터 브레이크를 포함할 수 있다.
상기 상부롤러 및 하부롤러의 이격 거리는 상기 메인레일의 가이드레일 상부면으로부터 구동랙기어의 하부면까지의 거리와 동일하게 형성함으로써, 상기 상부롤러가 가이드레일의 상부면과 접촉되어 슬라이딩 이동되고, 하부롤러의 상부면이 구동랙기어와 치합되어 이동될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치는 전기버스의 상부에 구비되는 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 용이하게 개폐할 수 있도록 구성함으로써, 버스의 정차시 배터리를 쉽고 빠르게 교체할 수 있고, 슬라이딩 도어의 이동에 따른 간섭 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치는 슬라이딩 도어를 이용하여 버스에 장착되는 복수개의 배터리를 순차적으로 또는 선택적으로 교체할 수 있도록 구성함으로써, 배터리교환 스테이션에서의 배터리 교체 시간에 따른 버스의 운행지연을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치는 버스의 상부면에 구비된 루프 스포일러와 슬라이딩 도어 사이에 단차를 가지는 배수로를 형성함으로써, 버스의 운행이나 정차시 빗물이나 외부의 이물질이 유입되는 것을 방지하여 배터리 손상으로 인한 운행지연이나 사고발생을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치가 전기버스에 장착된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 슬라이딩 도어가 개폐된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 루프 스포일러를 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 도 2a의 A 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 슬라이딩 도어를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 도 3a에서 전방도어 구동롤러가 전방 슬라이딩 도어에 결합된 상태를 보여주기 위한 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 슬라이딩 도어의 정면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 후방 슬라이딩 도어가 이동된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 후방 슬라이딩 도어가 이동된 상태를 보여주는 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 구동롤러를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.
상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하의 실시예에서는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치가 전기버스에 장착된 것을 일 예로 들어 설명하나, 본 발명에서 설명되는 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치는 이러한 전기버스에만 한정되어 장착되는 것은 아니고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 배터리로 충전하여 운행할 수 있는 차량 전반에 걸쳐 동일하게 적용 가능함을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서는 배터리장착부에 2개의 대용량 배터리가 장착된 것을 일 예로 들어 설명하나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니고 복수개의 대용량 배터리가 장착되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 전기버스가 주행하는 방향을 전방, 전기버스가 주행하는 방향의 반대쪽을 후방이라는 기준으로 설정하고, 이를 방향에 대한 기준으로 하여 설명하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1a는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치가 전기버스에 장착된 상태를 보여주는 사시도이고, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 슬라이딩 도어가 개폐된 상태를 보여주는 사시도이며, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 루프 스포일러를 설명하기 위한 도면이고, 도 3a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 슬라이딩 도어를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치에서 롤러부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1a 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치(10)는 전기버스(50)의 루프 스포일러(100) 내측에 구비된 배터리장착부(210, 220)를 슬라이딩 도어(300)를 이용하여 개폐할 수 있도록 구성함으로써, 버스에 장착되는 복수개의 배터리를 순차적으로 또는 선택적으로 교체할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치(10)는 전기버스(50) 상부의 아웃루프패널(55) 상에 형성된 루프 스포일러(100), 상기 루프 스포일러(100) 내측에 구비되고 교체 가능한 배터리가 수용되는 배터리장착부(210, 220), 상기 배터리장착부(210, 220)를 개폐할 수 있도록 슬라이딩 이동되는 슬라이딩 도어(300), 상기 슬라이딩 도어(300)가 이동될 수 있도록 안내하고 지지하는 가이드 레일부(400) 및 상기 가이드 레일부(400)를 따라 전방 또는 후방으로 이동되어 상기 슬라이딩 도어(300)가 개폐될 수 있도록 하는 롤러부(500)를 포함한다.
상기 루프 스포일러(100)는 상기 전기버스(50)의 상부를 구성하는 아웃루프패널(55) 상에 형성되고, 상기 전기버스(50)의 운행에 따른 공기의 흐름을 변화시켜 타이어의 접지력을 강화하기 위하여 구비될 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 루프 스포일러(100)는 배터리장착부(210, 220)가 고정 안착될 수 있도록 일정한 내부 공간이 형성되고, 측면은 일정한 높이를 가지도록 돌출되게 형성되어 상기 루프 스포일러(100) 내부에 안착되는 배터리장착부(210, 220)의 측면 이동을 제한할 수 있다.
상기 루프 스포일러(100)의 후방은 공기의 흐름을 원활하게 하기 위하여 일정한 각도로 하강하는 테이퍼진 형상으로 구성되고, 상부면은 하기에서 설명될 슬라이딩 도어(300)가 설치될 수 있도록 상부가 개구된 박스체 형상으로 구성될 수 있다.
상기 루프 스포일러(100)의 개방된 상부면 테두리 상에는 배수로(110)가 형성되어 있는데, 상기 배수로(110)는 일정 높이의 단차를 가지도록 형성되어 외부로부터 유입되는 빗물이나 이물질 등이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명에서 상기 루프 스포일러(100)는 배터리장착부(210, 220)를 개폐할 수 있도록 하는 슬라이딩 도어(300)와 밀착되게 맞닿아 있는데, 상기 배수로(110)는 상기 루프 스포일러(100)의 상부 테두리 부분과 슬라이딩 도어(300)가 결합된 틈새로 유입되는 빗물이나 이물질 등을 외부로 안내하여 상기 빗물이나 이물질 등이 루프 스포일러(100) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 배터리장착부(210, 220)는 상기 루프 스포일러(100)의 중공된 내부에 구비되고, 전기버스(50)를 구동하는 에너지원인 대용량 배터리를 상기 루프 스포일러(100)의 내측에 고정 결합하기 위하여 구비될 수 있다.
상기 배터리장착부(210, 220)는 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이 내측에 수용되는 배터리의 형상과 대응되게 구성되는데, 예를 들어, 배터리의 형상이 일정한 두께를 가지는 사각의 형상으로 구성된 경우에는 상기 배터리장착부(210, 220)는 이에 대응되도록 저면이 개구된 사각의 박스체 형상으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 배터리장착부(210, 220)는 녹이 발생하여 부식되는 것을 방지하고, 외부 충격에 따른 배터리의 파손 및 손상을 방지하며, 무게의 저감을 이룰 수 있는 에프알피(FRP; Fiber Reinforced Plastic) 재질의 합성수지로 형성될 수 있다.
상기 슬라이딩 도어(300)는 상기 루프 스포일러(100) 및 배터리장착부(210, 220)의 상부면을 밀폐하기 위하여 구비되며, 루프 스포일러(100) 내측에 수용된 대용량 배터리의 교체를 용이하게 하기 위하여 전방 또는 후방으로 슬라이딩 이동될 수 있다.
예를 들어, 상기 슬라이딩 도어(300)가 전방으로 이동되어 상기 루프 스포일러(100)의 후방을 개방함으로써 작업자는 후방에 장착된 배터리를 교체할 수 있고, 또한 상기 슬라이딩 도어(300)가 후방으로 이동되어 상기 루프 스포일러(100)의 전방을 개방함으로써 전방에 장착된 배터리를 교체할 수 있다.
즉, 상기 슬라이딩 도어(300)는 전방 또는 후방으로 슬라이딩되어 이동됨으로써, 배터리장착부(210, 220)에 수용된 복수개의 배터리(본 발명에서는 2개의 배터리가 장착된 것으로 도시됨)를 순차적으로 또는 선택적으로 교체할 수 있도록 한다. 상기 슬라이딩 도어(300)는 서로 인접하여 위치하는 전방 슬라이딩 도어(310) 및 후방 슬라이딩 도어(320)를 포함한다.
상기 전방 슬라이딩 도어(310)는 상기 슬라이딩 도어(300)의 전방에 위치하고, 하부면이 개방된 절곡된 판상으로 구성되어, 이동시 내측 하부면에 위치하는 배터리장착부(210, 220)와의 충돌없이 전방 또는 후방으로 자유롭게 이동될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 전방 슬라이딩 도어(310) 및 후방 슬라이딩 도어(320)는 동일한 형상으로 구성되고, 상기 전방 슬라이딩 도어(310)가 상기 후방 슬라이딩 도어(320)보다 조금 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명은 상기와 같이 전방 슬라이딩 도어(310)와 후방 슬라이딩 도어(320)의 크기에 있어서 차이를 둠으로써, 상기 전방 슬라이딩 도어(310)가 후방으로 이동되어 전방 배터리장착부(210)가 개방되는 경우에도 상기 전방 슬라이딩 도어(310)와 후방 슬라이딩 도어(320)의 간섭 현상을 방지할 수 있다.
즉, 상기 전방 슬라이딩 도어(310)가 상기 후방 슬라이딩 도어(320)의 상부면으로 일정간격 이격되어 슬라이딩 이동됨으로써, 상기 전방 슬라이딩 도어(310) 및 후방 슬라이딩 도어(320)가 이동시 충돌하지 않고 일정 간격 이격된 상태로 겹쳐질 수 있다.
본 발명에서는 상기 전방 슬라이딩 도어(310)가 후방 슬라이딩 도어(320)보다 크게 형성됨으로써, 전기버스(50)의 운행중 주행풍에 의해 외부의 이물질이 상기 전방 슬라이딩 도어(310) 및 후방 슬라이딩 도어(320) 사이의 틈새로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 전방 슬라이딩 도어(310)는 상부면이 평평하고, 좌측 및 우측이 하부로 절곡된 판상으로 구성된다. 상기 전방 슬라이딩 도어(310)는 전방 양측면에 하기에서 설명될 전방도어 구동롤러(520)가 구비되고, 내측 후방 양측면에는 전방도어 보조롤러(552)가 구비될 수 있다.
상기 전방도어 구동롤러(520)는 하기에서 설명될 메인레일(410)에 결합되어 슬라이딩 이동될 수 있고, 상기 전방도어 보조롤러(552)는 후방 슬라이딩 도어(320)의 양측면에 형성된 보조레일(430)에 결합되어 슬라이딩 이동될 수 있다.
상기 후방 슬라이딩 도어(320)는 상기 슬라이딩 도어(300)의 후방에 위치하고, 하부면이 개방된 절곡된 판상으로 구성되어 이동시 내측 하부면에 위치하는 배터리장착부(210, 220)와의 충돌없이 전방 또는 후방으로 자유롭게 이동될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 후방 슬라이딩 도어(320) 및 전방 슬라이딩 도어(310)는 동일한 형상으로 구성되고, 상기 후방 슬라이딩 도어(320)가 상기 전방 슬라이딩 도어(310)보다 조금 작은 크기로 형성될 수 있다.
본 발명은 상기와 같이 후방 슬라이딩 도어(320)와 전방 슬라이딩 도어(310)의 크기에 있어서 차이를 둠으로써, 상기 후방 슬라이딩 도어(320)가 전방으로 이동되어 후방 배터리장착부(220)가 개방되는 경우에도 상기 후방 슬라이딩 도어(320)와 전방 슬라이딩 도어(310)의 간섭 현상을 방지할 수 있다.
즉, 상기 후방 슬라이딩 도어(320)가 상기 전방 슬라이딩 도어(310)의 하부면으로 슬라이딩 이동되어 삽입될 때, 상기 후방 슬라이딩 도어(320) 및 전방 슬라이딩 도어(310)가 이동시 충돌하지 않고 일정 간격 이격된 상태로 겹쳐질 수 있다.
상기 후방 슬라이딩 도어(320)는 상부면이 평평하고, 좌측 및 우측이 하부로 절곡된 판상으로 구성된다. 상기 후방 슬라이딩 도어(320)는 전방 양측면에 하기에서 설명될 후방도어 보조롤러(554)가 구비되고, 내측 후방 양측면에는 후방도어 구동롤러(530)가 구비될 수 있다.
본 발명에서 상기 후방도어 구동롤러(530) 및 후방도어 보조롤러(554)는 하기에서 설명될 메인레일(410)에 결합되어 전방 또는 후방으로 슬라이딩되어 이동되고, 이로 인해 결과적으로 상기 후방도어 구동롤러(530) 및 후방도어 보조롤러(554)와 결합되어 있는 후방 슬라이딩 도어(320)가 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다.
또한, 상기 후방 슬라이딩 도어(320)의 좌, 우 양측면에는 일정 깊이로 파진 홈 형상의 보조레일(430)이 구비될 수 있다. 상기 보조레일(430)은 하기에서 설명될 전방도어 보조롤러(552)가 슬라이딩 이동될 수 있도록 결합되어 있는데, 본 발명에서는 상기와 같은 보조레일(430) 및 전방도어 보조롤러(552)의 결합에 의해 상기 전방 슬라이딩 도어(310)가 전방 또는 후방으로 이동시 용이하게 구름 이동될 수 있도록 한다.
상기 가이드 레일부(400)는 상기 슬라이딩 도어(300)가 이동될 수 있는 안내 및 지지 역할을 하기 위하여 구비될 수 있다. 본 발명에서 상기 가이드 레일부(400)는 상기 슬라이딩 도어(300)가 전방 또는 후방으로 이동될 수 있도록 전후방의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다. 상기 가이드 레일부(400)는 메인레일(410) 및 보조레일(430)을 포함한다.
상기 메인레일(410)은 상기 루프 스포일러(100)의 내부 좌, 우 양측에 구비되고, 전후방의 길이 방향으로 길게 형성되며, 상기 루프 스포일러(100) 내부의 좌, 우 양측에 각각 1개씩 고정 설치될 수 있다.
즉, 상기 메인레일(410)은 상기 전방 슬라이딩 도어(310)의 전방 끝단에서 상기 후방 슬라이딩 도어(320)의 후방 끝단까지 길이 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 상기 메인레일(410)은 가이드레일(412) 및 상기 가이드레일(412) 하부에 구비된 구동랙기어(414)를 포함한다.
상기 가이드레일(412)은 상기 전방 슬라이딩 도어(310) 및 후방 슬라이딩 도어(320)의 구름 이동을 안내하기 위하여 구비되고, 하기에서 설명될 구동롤러(510)의 상부롤러(512)가 직접 접촉되어 슬라이딩 이동될 수 있다. 즉, 상기 가이드레일(412)은 상기 상부롤러(512)의 하부를 지지하고, 상기 전방 슬라이딩 도어(310) 또는 후방 슬라이딩 도어(320)가 전방 또는 후방으로 구름 이동할 수 있도록 안내할 수 있다.
상기 구동랙기어(414)는 상기 가이드레일(412)의 하부에 위치하고, 일정 간격으로 돌출된 톱니(416)가 형성될 수 있다. 상기 구동랙기어(414)의 톱니(416)는 하기에서 설명될 구동롤러(510)의 하부롤러(513)와 치합되고, 상기와 같이 치합된 구동랙기어(414)와 구동롤러(510)는 상기 톱니(416)에 의해 마찰력이 증대되어, 상기 전방 슬라이딩 도어(310) 및 후방 슬라이딩 도어(320)가 메인레일(410) 상에서 용이하게 이동할 수 있도록 한다.
상기 보조레일(430)은 상기 후방 슬라이딩 도어(320)의 좌, 우 양측면에 전후방의 길이 방향으로 형성되고, 일정 깊이로 파진 홈 형상으로 구성된다. 상기 보조레일(430)은 하기에서 설명될 전방도어 보조롤러(552)가 슬라이딩 이동될 수 있도록 결합되어 있는데, 본 발명에서는 상기와 같은 보조레일(430) 및 전방도어 보조롤러(552)의 결합에 의해 상기 전방 슬라이딩 도어(310)가 전방 또는 후방으로 이동시 용이하게 구름 이동될 수 있도록 한다.
상기 롤러부(500)는 상기 슬라이딩 도어(300)가 상기 가이드 레일부(400)를 따라 전방 또는 후방으로 구름 이동될 수 있도록 함으로써, 상기 슬라이딩 도어(300)의 의해 밀폐된 배터리장착부(210, 220)가 개방될 수 있도록 한다. 상기 롤러부(500)는 상기 슬라이딩 도어(300)가 이동될 수 있는 구동력을 제공하는 구동롤러(510)와, 상기 구동롤러(510)의 구동력에 의해 상기 가이드 레일부(400)를 따라 이동할 수 있는 보조롤러(550)를 포함한다.
상기 구동롤러(510)는 상기 메인레일(410)과 이동 가능하도록 결합되고, 동력원인 구동모터(515)에 의해 구동됨으로써 상기 전방 슬라이딩 도어(310) 및 후방 슬라이딩 도어(320)가 전방 또는 후방으로 이동될 수 있도록 하다. 상기 구동롤러(510)는 전방도어 구동롤러(520) 및 후방도어 구동롤러(530)를 포함한다.
상기 전방도어 구동롤러(520)는 상기 전방 슬라이딩 도어(310)의 전방 좌우 양측면에 위치하고, 상기 전방 슬라이딩 도어(310)가 전후방으로 구름 이동할 수 있는 구동력을 제공할 수 있다. 또한, 상기 후방도어 구동롤러(530)는 상기 후방 슬라이딩 도어(320)의 후방 좌우 양측면에 위치하고, 상기 후방 슬라이딩 도어(320)가 전후방으로 구름 이동할 수 있는 구동력을 제공할 수 있다.
본 발명에서 상기 전방도어 구동롤러(520) 및 후방도어 구동롤러(530)는 형성된 위치만 상이하고 동일한 구성을 가지는데, 상기 전방도어 구동롤러(520) 및 후방도어 구동롤러(530)의 구체적인 구성에 대하여는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 구동롤러(510)로 통칭하여 이하에서 설명하기로 한다.
상기 구동롤러(510)는 도 6에 도시된 바와 같이 롤러바디(511), 상부롤러(512), 하부롤러(513), 구동모터(515), 감속기(514), 엔코더(516) 및 모터 브레이크(517)로 구성된다.
상기 롤러바디(511)는 상기 슬라이딩 도어(300)와 결합되고, 상기 롤러바디(511)에 부착된 상부롤러(512), 하부롤러(513), 구동모터(515), 감속기(514), 엔코더(516) 및 모터 브레이크(517)를 고정 지지하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 롤러바디(511)는 상부에 천공된 구멍이 형성되고, 상기 구멍을 통해 상기 슬라이딩 도어(300)의 측면과 나사결합됨으로써, 상기 구동롤러(510)가 상기 슬라이딩 도어(300)의 측면에 고정결합될 수 있도록 한다.
상기 상부롤러(512)는 상기 롤러바디(511)의 일측 외측면에 위치하고 평기어 형상을 가진다. 상기 상부롤러(512)는 메인레일(410)을 구성하는 가이드레일(412)의 상부면과 직접 접촉하고, 구동모터(515)의 구동력에 의해 상기 가이드레일(412)의 상부면을 따라 전방 또는 후방으로 구름 이동할 수 있다.
상기 하부롤러(513)는 상기 상부롤러(512)와 일정 간격 이격된 하부에 위치하고, 외주면에 톱니가 형성된 랙기어 형상으로 구성될 수 있다. 상기 하부롤러(513)는 구동모터(515)와 연결되는데, 상기 하부롤러(513)는 상기 구동모터(515)의 회전력을 전달받을 수 있고, 상기 메인레일(410)을 구성하는 구동랙기어(414)와 치합되어 전방 또는 후방으로 이동될 수 있으며, 상기 하부롤러(513)의 이동에 의해 구동롤러(510)의 롤러바디(511)와 결합되어 있는 상기 슬라이딩 도어(300)가 개폐될 수 있다.
상기 상부롤러(512) 및 하부롤러(513)는 일정간격 이격되게 위치하는데, 상기 상부롤러(512) 및 하부롤러(513)의 이격 거리는 상기 메인레일(410)의 가이드레일(412) 상부면으로부터 구동랙기어(414)의 하부면까지의 거리와 동일할 수 있다.
본 발명에서는 상기한 구성에 의해 상부롤러(512)는 가이드레일(412)의 상부면을 따라 전방 또는 후방으로 구름 이동하고, 상기 하부롤러(513)는 구동랙기어(414)와 치합되어 전방 또는 후방으로 이동됨으로써, 구동롤러(510)의 롤러바디(511)와 결합되어 있는 슬라이딩 도어(300)가 메인레일(410)로부터 이탈되지 않고 쉽고 빠르게 개폐될 수 있다.
상기 구동모터(515)는 상기 하부롤러(513)와 연결되고, 상기 하부롤러(513)를 구동하기 위하여 구비될 수 있다. 즉, 전자적 제어에 의한 구동모터(515)의 회전력에 의해 상기 하부롤러(513)가 구동랙기어(414)와 치합되어 전방 또는 후방으로 이동하게 되고, 이와 같은 하부롤러(513)의 이동에 의해 상기 롤러부(500)가 메인레일(410)을 따라 이동될 수 있다.
상기 감속기(514)는 상기 구동모터(515)의 일측에 구비되고, 상기 구동모터(515)의 속도를 감속시켜 줌으로써 상기 구동모터(515)의 회전속도를 조절하기 위하여 구비될 수 있다.
상기 엔코더(516)는 광전 방법에 의해 물체의 위치를 측정하는 센서로, 길이의 측정, 각의 측정에 사용될 수 있다. 상기 엔코더(516)는 비분할형의 소자로서, 연속된 위치신호를 얻을 수 있고, 위치 분해성과 응답성이 좋다.
본 발명에서 상기 엔코더(516)는 구동모터(515)의 일측에 구비되고, 상기 슬라이딩 도어(300)의 정확한 위치를 제어하고 슬라이딩 도어(300)의 개폐속도를 제어하기 위하여 구비될 수 있다. 즉, 상기 엔코더(516)는 엔코더(516) 신호를 통해 상기 슬라이딩 도어(300)의 위치를 파악할 수 있고, 이에 의해 슬라이딩 도어(300)의 정확한 위치제어 및 개폐속도 제어가 가능할 수 있다.
상기 모터 브레이크(517)는 상기 구동모터(515)의 축에 장착되고, 전기적 신호에 의해 구동모터(515)의 회전을 잠그는 역할을 하며, 슬라이딩 도어(300)를 개폐하는 경우가 아닌 때에는 상기 슬라이딩 도어(300)가 움직이거나 개방되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 모터 브레이크(517)를 구비함으로써, 상기 슬라이딩 도어(300)를 잠그기 위한 별도의 래치 등을 구비하지 않아도 되는데, 상기와 같은 모터 브레이크(517)는 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치(10)의 구조를 간단하게 할 수 있다.
즉, 종래의 전기버스는 운행중 배터리장착부(210, 220)가 개방되는 것을 방지하기 위하여 잠금장치를 구비해야 했는데, 상기 잠금장치는 배터리장착부(210, 220)가 위치하는 전기버스의 루프 부분에 장착되고, 이에 따라 상기 잠금장치를 조작하기 위하여는 잠금 및 풀림을 조절할 수 있는 액추에이터가 필연적으로 구비되어야만 했다. 그러나, 본 발명은 상기 구동모터(515)에 연결된 풀리가 하부롤러(513)의 랙기어와 연결되어 모터 브레이크(517)가 샤프트를 잠글 수 있으므로, 외력이 작용하는 경우에도 상기 슬라이딩 도어(300)가 개방되지 않고 고정될 수 있다.
따라서, 본 발명에서 상기 모터 브레이크(517)는 종래의 전기버스에 구비되어야만 하는 잠금장치를 대체할 수 있으므로, 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치(10)의 구조를 간단하게 할 수 있다.
상기 보조롤러(550)는 상기 슬라이딩 도어(300)의 이동을 안내하고, 상기 슬라이딩 도어(300)가 빠르고 쉽게 개폐될 수 있도록 한다. 상기 보조롤러(550)는 전방도어 보조롤러(552) 및 후방도어 보조롤러(554)를 포함한다.
상기 전방도어 보조롤러(552)는 상기 전방 슬라이딩 도어(310)의 후방 양측면에 구비되고, 상기 후방 슬라이딩 도어(320)의 좌, 우 양측면에 형성된 보조레일(430)과 결합될 수 있다. 상기 전방도어 보조롤러(552)는 상기 전방 슬라이딩 도어(310)가 이동하는 경우 상기 전방 슬라이딩 도어(310)의 측면을 가압하면서 미끄러져 이동하게 되는데, 상기 전방 슬라이딩 도어(310)의 이동시 빠르고 쉽게 이동될 수 있도록 한다.
상기 전방도어 보조롤러(552)는 상기 보조레일(430)에 끼움 결합될 수 있는 다양한 롤러가 사용 가능한데, 미끄럼 마찰을 회전 마찰로 바꾸어 상기 전방 슬라이딩 도어(310)의 슬라이딩 이동 저항을 줄일 수 있는 다양한 형태의 롤러가 사용 가능하다.
상기 후방도어 보조롤러(554)는 상기 후방 슬라이딩 도어(320)의 전방 양측면에 구비되고, 상기 루프 스포일러(100)의 내부 양측에 구비된 메인레일(410)과 결합되어 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다.
상기 후방도어 보조롤러(554)는 상기 후방 슬라이딩 도어(320)가 이동하는 경우 상기 후방 슬라이딩 도어(320)를 안내하면서 메인레일(410)을 따라 전방 또는 후방으로 구름 이동할 수 있는데, 상기 후방도어 보조롤러(554)는 상기 구동롤러(510)와 유사하게 구성될 수 있다.
즉, 상기 후방도어 보조롤러(554)는 구동롤러(510)와 같이 롤러바디(511), 상부롤러(512) 및 하부롤러(513)를 구비하고, 상기 상부롤러(512) 및 하부롤러(513)가 각각 상기 메인레일(410)의 상부면과 하부면을 가압하면서 이동할 수 있도록 한다. 본 발명은 상기와 같이 후방도어 보조롤러(554)를 구비하여 상기 후방 슬라이딩 도어(320)의 전방면이 메인레일(410)에 고정되어 이동될 수 있도록 구성함으로써, 상기 후방 슬라이딩 도어(320)가 이동하는 경우에 빠르고 쉽게 이동되어 후방 배터리장착부(220)가 개폐될 수 있도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치(10)의 작동방법에 대하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 전기버스(50)의 배터리가 충전되어 운행중인 상황하에서는 도 1a와 같이 슬라이딩 도어(300)가 루프 스포일러(100) 상부를 밀폐함으로써, 상기 루프 스포일러(100) 내측에 구비된 배터리장착부(210, 220)를 외부 환경으로부터 폐쇄하고 있다.
이때, 본 발명에서는 전방 슬라이딩 도어(310)가 후방 슬라이딩 도어(320)보다 더 크게 형성되고, 루프 스포일러(100)의 테두리 부분에는 배수로(110)가 형성되어 있는데, 상기한 구성에 의해 빗물이나 외부의 이물질이 상기 전방 슬라이딩 도어(310), 후방 슬라이딩 도어(320) 및 루프 스포일러(100) 사이의 틈새로 유입되지 않는다.
즉, 본 발명과 같이 슬라이딩 도어(300)가 루프 스포일러(100) 상부를 밀폐한 상태에서는 전기버스(50)의 운행중에 비 또는 눈이 오거나 각종 이물질이 상기 전기버스(50)의 아웃루프패널(55) 상면에 쌓인다 하더라도 상기 전방 슬라이딩 도어(310), 후방 슬라이딩 도어(320) 및 루프 스포일러(100)의 틈새 사이를 통해 배터리장착부(210, 220)가 위치된 곳으로는 유입되지 못할 뿐만 아니라 상기 루프 스포일러(100)의 양 측면을 통해서도 배터리장착부(210, 220)가 위치된 곳으로는 유입되지 못한다.
한편, 전술된 상태에서 재충전 또는 방전에 의한 배터리 교체의 전기적 신호를 수신한 경우에는 버스 승강장 또는 차고지에 구비된 배터리교환 스테이션에 정차하여 배터리를 교체할 수 있다.
먼저, 작업자는 배터리의 교체를 필요로 하는 전기버스(50)를 배터리 교환 스테이션에 정차한 후, 전자적 제어에 의해 구동롤러(510)에 구비된 구동모터(515)를 구동시켜 슬라이딩 도어(300)를 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 전방 배터리장착부(210)에 장착된 배터리가 방전된 경우에는 전방도어 구동롤러(520)의 구동모터(515)를 구동시켜 전방 슬라이딩 도어(310)가 후방으로 이동되게 할 수 있다. 이때, 작업자는 엔코더(516) 신호를 통해 전방 슬라이딩 도어(310)의 위치를 파악할 수 있으며, 이러한 엔코더(516) 신호에 의해 전방 슬라이딩 도어(310)의 정확한 위치제어 및 개폐속도 제어가 가능하다.
다음으로, 상기와 같이 전방 슬라이딩 도어(310)가 개방된 상태에서 상기 루프 스포일러(100) 상부에 장착된 배터리를 배터리교환 스테이션에 구비된 파지장치를 이용하여 교체할 수 있다.
상기한 일 실시예에서는 전방 배터리장착부(210)에 장착된 배터리가 방전되어 교체되는 경우를 일 예로 들어 설명하였는데, 후방 배터리장착부(220)에 장착된 배터리가 방전되어 교체할 필요가 있거나, 전방 배터리장착부(210)에 장착된 배터리 및 후방 배터리장착부(220)에 장착된 배터리를 모두 교체할 필요가 있는 경우에도 상기한 방법과 동일하게 배터리를 교체할 수 있다.
이어서, 상기 배터리교환 스테이션에 구비된 파지장치를 이용하여 대용량 배터리를 선택적으로 또는 순차적으로 교체한 후에는 상기 구동모터(515)에 전자적 신호를 인가하여 상기 전방 슬라이딩 도어(310)를 전방으로 이동시켜 상기 전방 배터리장착부(210)의 상부면을 밀폐할 수 있다.
본 발명에서는 전자적 신호에 의해 구동모터(515)의 구동력을 전달받은 하부롤러(513)가 구동랙기어(414)와 치합하여 상기 메인레일(410)을 따라 이동하게 되고, 상기 하부롤러(513)와 일체로 형성된 상부롤러(512)가 가이드레일(412) 상부면을 따라 구름 이동함으로써, 결과적으로 전방 슬라이딩 도어(310) 또는 후방 슬라이딩 도어(320)가 전방 또는 후방으로 이동되어 개폐될 수 있다.
이때, 본 발명에서는 전방도어 구동롤러(520)가 후방 슬라이딩 도어(320) 양측면에 형성된 보조레일(430)과 이동 가능하도록 결합되어 있고, 후방도어 구동롤러(530)가 메인레일(410)에 이동가능하도록 결합되어 있는데, 상기와 같은 구성에 의해 전방도어 보조롤러(552)와 후방도어 보조롤러(554)가 구동모터(515)의 구동력을 간접적으로 전달받게 되고, 이와 같이 간접적으로 전달받은 구동력에 의해 상기 전방도어 보조롤러(552)와 후방도어 보조롤러(554)는 각각 보조레일(430)과 메인레일(410)을 따라 구름 이동할 수 있다.
또한, 본 발명은 구동롤러(510)의 롤러바디(511) 상에 엔코더(516)를 설치함으로써, 슬라이딩 도어(300)의 위치를 정확히 파악할 수 있고, 이에 의해 슬라이딩 도어(300)의 정확한 위치제어 및 개폐속도 제어가 가능하다.
또한, 구동모터(515)의 축 상에 모터 브레이크(517)를 장착하고 전기적 신호에 의해 구동모터(515)의 회전을 잠글 수 있도록 구성함으로써, 슬라이딩 도어(300)를 개폐하지 않는 경우에 상기 슬라이딩 도어(300)가 움직이거나 개방되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 슬라이딩 도어(300)를 잠그기 위한 별도의 래치 등을 구비하지 않아도 되므로 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치(10)의 구조를 간단하게 구성할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명에 따른 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치(10)는 전기버스의 상부에 구비되는 배터리장착부(210, 220)를 슬라이딩 도어(300)를 이용하여 용이하게 개폐할 수 있도록 구성함으로써, 버스의 정차시 배터리를 쉽고 빠르게 교체할 수 있도록 하고, 슬라이딩 도어(300)의 이동에 따른 간섭 현상을 방지할 수 있다.
또한, 슬라이딩 도어(300)를 이용하여 버스에 장착되는 복수개의 배터리를 순차적으로 또는 선택적으로 교체할 수 있도록 구성함으로써, 배터리교환 스테이션에서의 배터리 교체 시간에 따른 버스의 운행지연을 방지할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10; 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치
50; 전기버스 55; 아웃루프패널
100; 루프 스포일러 110; 배수로
210, 220; 배터리장착부 210; 전방 배터리장착부
220; 후방 배터리장착부 300; 슬라이딩 도어
310; 전방 슬라이딩 도어 320; 후방 슬라이딩 도어
400; 가이드 레일부 410; 메인레일
412; 가이드레일 414; 구동랙기어
416; 톱니 430; 보조레일
500; 롤러부 510; 구동롤러
511; 롤러바디 512; 상부롤러
513; 하부롤러 514; 감속기
515; 구동모터 516; 엔코더
517; 모터 브레이크 520; 전방도어 구동롤러
530; 후방도어 구동롤러 550; 보조롤러
552; 전방도어 보조롤러 554; 후방도어 보조롤러

Claims (6)

  1. 전기버스 상부의 아웃루프패널 상에 형성된 루프 스포일러;
    상기 루프 스포일러 내측에 구비되고 교체 가능한 배터리가 수용되는 배터리장착부;
    상기 배터리장착부를 개폐할 수 있도록 전방 또는 후방으로 슬라이딩 이동되는 슬라이딩 도어들;
    상기 루프 스포일러 내부 좌우 양측에 전후방의 길이 방향으로 형성되고, 상기 슬라이딩 도어가 이동될 수 있도록 안내하고 지지하는 가이드 레일부; 및
    상기 가이드 레일부를 따라 전방 또는 후방으로 이동되어 상기 슬라이딩 도어가 개폐될 수 있도록 하는 롤러부;를 포함하고,
    상기 슬라이딩 도어들은 서로 인접하게 위치하는 전방 슬라이딩 도어 및 후방 슬라이딩 도어를 포함하며,
    상기 가이드 레일부는:
    상기 루프 스포일러의 내부 좌우 양측에 고정 설치되고, 전후방의 길이 방향으로 형성되는 메인레일; 및
    상기 후방 슬라이딩 도어의 좌우 양측면에 전후방의 길이 방향으로 형성되고, 일정 깊이로 파진 홈 형상으로 구성되는 보조레일;을 포함하고,
    상기 롤러부는:
    상기 슬라이딩 도어가 이동될 수 있는 구동력을 제공하는 구동롤러; 및
    상기 구동롤러의 구동력에 의해 상기 가이드 레일부를 따라 이동할 수 있는 보조롤러;를 포함하되,
    상기 보조롤러는:
    상기 전방 슬라이딩 도어의 후방 양측면에 구비되고, 상기 후방 슬라이딩 도어의 좌우 양측면에 형성된 보조레일과 결합되어 전방 또는 후방으로 이동될 수 있는 전방도어 보조롤러; 및
    상기 후방 슬라이딩 도어의 전방 양측면에 구비되고, 상기 메인레일과 결합되어 전방 또는 후방으로 이동될 수 있는 후방도어 보조롤러;를 포함하는, 배터리 교체형 전기버스용 배터리장착부를 슬라이딩 도어를 이용하여 개폐하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전방 슬라이딩 도어는 상기 슬라이딩 도어의 전방에 위치하며, 상부면이 평평하고 좌측 및 우측이 하부로 절곡된 판상으로 구성되며,
    상기 후방 슬라이딩 도어는 상기 슬라이딩 도어의 후방에 위치하고, 상기 전방 슬라이딩 도어와 동일한 형상으로 구성되며,
    상기 후방 슬라이딩 도어가 상기 전방 슬라이딩 도어보다 작게 형성되어, 상기 전방 슬라이딩 도어 또는 후방 슬라이딩 도어가 전방 또는 후방으로 이동시 상기 후방 슬라이딩 도어가 상기 전방 슬라이딩 도어 내측으로 삽입되어 겹쳐지도록 구성되고,
    상기 슬라이딩 도어가 전방 또는 후방으로 슬라이딩 되어 이동됨으로써 배터리장착부에 수용된 복수 개의 배터리가 순차적으로 또는 선택적으로 교체될 수 있는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인레일은:
    구동롤러를 구성하는 상부롤러가 슬라이딩 이동되도록 상부면이 평평하게 형성된 가이드레일; 및
    상기 가이드레일의 하부에 위치하고, 상기 구동롤러를 구성하는 하부롤러와 치합되는 톱니가 일정 간격으로 돌출 형성된 구동랙기어;를 포함하는, 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동롤러는:
    상기 슬라이딩 도어의 측면과 결합되는 롤러바디;
    상기 롤러바디의 일측에 위치하고 평기어 형상을 가지는 상부롤러;
    상기 상부롤러와 일정 간격 이격된 하부에 위치하고, 외주면에 톱니가 형성된 랙기어 형상으로 구성되는 하부롤러;
    상기 하부롤러와 연결되고, 전기적 제어에 의해 상기 하부롤러가 구동랙기어와 치합되어 전방 또는 후방으로 이동될 수 있는 구동력을 제공하는 구동모터;
    상기 구동모터의 일측에 구비되고, 구동모터의 회전속도를 조절하기 위하여 구비되는 감속기;
    상기 구동모터의 일측에 구비되고, 상기 슬라이딩 도어의 위치를 파악하여 슬라이딩 도어의 위치제어 및 개폐속도를 제어하는 엔코더; 및
    상기 구동모터의 축에 장착되고, 전기적 신호에 의해 구동모터의 회전을 잠그는 역할을 하는 모터 브레이크;를 포함하는, 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부롤러 및 하부롤러의 이격 거리는 상기 메인레일의 가이드레일 상부면으로부터 구동랙기어의 하부면까지의 거리와 동일하게 형성함으로써, 상기 상부롤러가 가이드레일의 상부면과 접촉되어 슬라이딩 이동되고, 하부롤러의 상부면이 구동랙기어와 치합되어 이동될 수 있는, 장치.
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