KR102113309B1 - 충전건 용 전선관 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주 제어시스템을 수용하고 지면에 수직인 제1방향으로 세워진 메인 포스트; 제1방향으로 회전축을 갖는 제1관절을 통해 메인 포스트 상단과 일측이 연결되는 세장형인 제1전선관; 제1방향으로 회전축을 갖는 제2관절을 통해 제1전선관의 타측과 일측이 연결되는 'ㄱ'자 형태의 제2전선관; 길이 방향 신축이 가능하도록 형성된 주름관을 통해 제2전선관의 타측과 일측이 연결되는 세장형인 제3전선관; 제2전선관의 'ㄱ'자 형태의 일측에 놓이는 세장형 부분의 길이 방향인 제2방향으로 회전축을 갖는 제3관절을 통해 제3전선관의 타측과 일측이 연결되는 제4전선관; 소정의 범위에서 임의의 각도로 구부러질 수 있도록 탄성부재로 형성되는 탄성연결부를 통해 제4전선관의 타측과 일측이 연결되고, 타측이 전기차 충전 소켓에 삽입되도록 형성되며, 중심축이 지면과 나란하도록 배치되는 충전건(charging gun); 및 제1, 제2, 제3 및 제4전선관의 내부에 배치되는 복수의 충전 케이블 및 하나 이상의 신호선을 포함하는 충전건 용 전선관 구조에 대한 것이다.

Description

충전건 용 전선관 구조{Conduit Structure for Charging Gun}
본 발명은 전기차의 급속 충전기에 사용되는 충전건을 차량의 충전건 연결지점까지 용이하게 위치시킬 수 있는 충전건 용 전선관 구조에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
전기차의 급속 충전기에 사용되는 충전용 케이블의 허용전류는 100 A에서 수백 A에 달할 정도로 크며, 높은 전류로 인한 발열과 절연 확보를 위해 매우 굵은 케이블과 무거운 충전 플러그가 필요하여 조작이 편리하지 않다. 노출된 케이블이 상부에 배치된 단일 회전봉에 매달려 늘어뜨려진 일반적인 형태의 충전건 연결방식은 여성이나 노약자 등 힘이 약한 운전자에게는 조작이 어렵게 느껴질 수 있다. 전기 차량의 보급이 증가하는 상황에서 급속 충전기의 조작성 개선이 요구된다.
전기차 충전 케이블은 무겁고 두꺼워 수납 위치로부터 전기차의 충전건 연결지점까지 이동하여 삽입하기 어렵다. 본 발명은 충전용 케이블과 신호선을 내장하는 다관절 구조의 충전관을 이용함으로써 충전건의 움직임을 용이하게 하는 충전건 용 전선관 구조를 제공하는 것이 목적이다. 특히, 충전관의 관절 주변부의 적어도 일부가 개방된 형태로 형성됨으로써 관절이 접힐 때 케이블에 더 큰 곡률을 허용할 수 있어 전선관의 크기와 무게를 경감시킬 수 있는 구조를 제공하는 것이 목적이다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조는, 주 제어시스템을 수용하고 지면으로부터 수직인 제1방향으로 돌출 형성되는 메인 포스트(main post); 제1방향으로 회전축을 갖는 제1관절을 통해 메인 포스트 상단과 일측이 연결되는 세장형인 제1전선관; 제1방향으로 회전축을 갖는 제2관절을 통해 제1전선관의 타측과 일측이 연결되는 'ㄱ'자 형태의 제2전선관; 길이 방향 신축이 가능하도록 형성된 주름관을 통해 제2전선관의 타측과 일측이 연결되는 세장형인 제3전선관; 제2전선관의 'ㄱ'자 형태의 일측에 놓이는 세장형 부분의 길이 방향인 제2방향으로 회전축을 갖는 제3관절을 통해 제3전선관의 타측과 일측이 연결되는 제4전선관; 소정의 범위에서 임의의 각도로 구부러질 수 있도록 탄성부재로 형성되는 탄성연결부를 통해 제4전선관의 타측과 일측이 연결되고, 타측이 전기차 충전 소켓에 삽입되도록 형성되며, 중심축이 지면과 나란하도록 배치되는 충전건(charging gun); 및 주 제어시스템과 충전건을 전기적으로 연결하도록 제1, 제2, 제3 및 제4전선관의 내부에 배치되는 복수의 충전 케이블 및 하나 이상의 신호선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2관절은 제1방향으로 양측에 힌지(hinge) 구조를 포함하여, 두 힌지 사이로 복수의 충전 케이블 및 하나 이상의 신호선이 구속되지 않고 배치가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 제3관절은 제2방향으로 양측에 힌지 구조를 포함하여, 두 힌지 사이로 복수의 충전 케이블 및 하나 이상의 신호선이 구속되지 않고 배치가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 제2관절에 인접한 제1전선관 및 제2전선관의 제2관절이 접히고 펴지는 방향의 4개 측면은 적어도 일부가 개방된 복수의 제1개구부를 갖도록 형성되어, 제2관절이 접히거나 펴지는 경우, 복수의 충전 케이블 및 하나 이상의 신호선이 제1전선관 및 제2전선관의 외측으로 돌출 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제3관절에 인접한 제3전선관 및 제4전선관의 제3관절이 접히고 펴지는 방향의 4개 측면은 적어도 일부가 개방된 복수의 제2개구부를 갖도록 형성되어, 제3관절이 접히거나 펴지는 경우, 복수의 충전 케이블 및 하나 이상의 신호선이 제3전선관 및 제4전선관의 외측으로 돌출 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1개구부 및 제2개구부의 복수의 충전 케이블의 길이 방향에 해당하는 길이는, 복수의 충전 케이블이 구부러져 접힐 수 있는 최소 곡률반경을 고려하여 선정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1개구부 및 제2개구부의 복수의 충전 케이블의 길이 방향에 해당하는 길이는, 제1전선관 및 제2전선관이 180도로 접히거나, 제3전선관 및 제4전선관이 180도로 접히는 경우, 내부에 배치된 복수의 충전 케이블 및 하나 이상의 신호선이 구부러져 접힐 수 있는 최소 곡률반경을 가지도록 변형될 때 가지는 형상을 제1, 제2, 제3 및 제4전선관이 구속하지 않는 길이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 충전 케이블은, 단일 도선; 단일 도선을 감싸고 배치되는 PVC주름관; 및 PVC주름관을 감싸고 배치되는 금속 자바라(bellows)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 금속 자바라는 외측에 길이 방향으로 반복 배열되는 요철구조를 가지고, 요철구조는 금속 자바라가 굽혀질 때의 최소 곡률반경을 정의하도록 형성되되, 요철구조에 의해 정의되는 최소 곡률반경은 단일 도선의 최소 곡률반경 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제3전선관의 일측면 또는 충전건의 전기차 충전 소켓에 삽입되는 부분의 반대측면의 내부에는 자석을 포함하여, 제3관절을 접어 제3전선관과 제4전선관 또는 충전건이 180도로 접히는 경우 자석에 의해 임시 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2관절 및 제3관절의 회전 범위는 0도 내지 180도인 것을 특징으로 한다.
또한, 제1전선관의 길이는 제2전선관의 'ㄱ'자 형태의 일측에 놓이는 세장형 부분의 길이보다 길게 형성되어, 제1전선관 및 제2전선관이 전기차로부터 이격되어 메인 포스트 측으로 수납된 상태가 되도록 접히면 충전건은 메인 포스트에 인접하여 이격된 배치 상태가 됨으로써 수납된 상태의 체적이 최소가 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 주름관이 신축될 때 제2전선관 내부에 배치된 복수의 충전 케이블 및 하나 이상의 신호선이 제2전선관 내부에서 상하로 이동하기 충분한 여유공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 주 제어시스템은 주차장 천장을 포함하는 주차 구획의 상부 구조물에 설치되고, 제1전선관은 'ㄱ'자 형태로 형성되어, 일측이 상부 구조물에 회동 가능하도록 연결되어, 제1전선관이 지면과 나란한 평면 상에서 회전되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1전선관과 상부 구조물이 연결되는 지점은, 주차 구획의 중심부에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 주름관은 제2전선관과 제3전선관 사이에 배치되는 대신, 제3전선관과 제4전선관을 연결하도록 배치되고, 제3관절은 제3전선관과 제4전선관 사이에 배치되는 대신, 제2전선관과 제3전선관을 연결하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다관절 구조의 충전관이 충전용 케이블의 무게를 지지하여 부드러운 움직임을 제공하며, 충전관의 관절 주변부의 적어도 일부가 개방되어 케이블이 큰 곡률을 가진 상태로 접히거나 펴질 수 있어 전선관의 회전 가능 각도가 확보되고 크기 및 무게 경감이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1전선관과 제2전선관을 연결하는 제2관절의 펴진 상태를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1전선관과 제2전선관을 연결하는 제2관절의 굽혀진 상태를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 개구부에 의한 충전 케이블의 굽힘 및 최소 곡률을 설명하는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2전선관과 제3전선관을 연결하는 주름관을 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상하운동이 가능한 주름관의 신축에 의해 제2전선관 내부의 충전 케이블의 움직임을 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3전선관과 제4전선관을 연결하는 제3관절, 탄성연결부 및 충전건을 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3관절의 동작과 제4전선관의 임시 고정을 위한 자석을 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 케이블의 구조를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 실시예가 주차 구획에 적용된 예를 나타내는 평면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 대한 평면도이다.
일반 화석연료 차량에 비해 전기차(90)는 충전에 시간이 소요되며, 통상 주차 구획(94) 내의 차량을 주차하고 주차 구획(94) 일측에 설치된 충전 시스템으로부터 충전 케이블(210)을 끌어온 후 차량의 충전 소켓(92)에 충전건(150)을 삽입 체결한 후 충전을 개시한다.
충전 속도를 단축하기 위해 급속 충전기가 사용될 수 있으며, 관련 제품 및 기술이 활발히 개발되고 있다. 급속 충전 시에는 높은 전류가 사용되며, 충전 케이블(210)은 수백 A 수준의 높은 전류가 흐르게 된다. 높은 전류에 의한 발열을 감소시키고 안전을 위한 절연을 확보하기 위해서는 매우 굵은 케이블이 사용될 수밖에 없다.
이러한 굵은 충전 케이블(210)을 단지 차량 상부 공간을 이동하는 회전봉에만 의존하여 이동시키는 것은 일반 운전자 입장에서는 쉽지 않은 일이다. 충전 케이블(210)이 굵어지면 무게가 증가할 뿐만 아니라 충전 케이블(210)의 유연성이 떨어지고 굴곡성이 낮아져 조작성은 더 열악해진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조(10)는 이러한 급속 충전기 용도의 굵은 충전 케이블(210)을 도관(conduit) 내에 수용하고 적절히 배치되는 복수의 관절 구조에 의해 충전 케이블(210)의 무게 및 낮은 굴곡성을 극복할 수 있는 링크 구조를 사용자에게 제공할 수 있다. 일 실시예에 따른 링크의 연결부는 회전에 따른 마찰 저항이 낮은 구조가 적용될 수 있다. 또한, 관절 전후에 충전 케이블(210)이 도관 외측으로 확장 변형 가능하도록 복수의 개구부가 형성됨으로써 관절 전후의 도관을 0도에서 180도 범위로 펴거나 접을 때 충전 케이블(210)이 굵고 단단함에 따른 상대적으로 큰 최소 곡률반경에서도 관절의 접을 수 있는 각도 범위를 예컨대 180도로 크게 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조(10)는 메인 포스트(main post, 100), 제1전선관(110), 제2전선관(120), 제3전선관(130), 제4전선관(140) 및 충전건(150)을 포함한다. 또한, 메인 포스트(100)와 제1전선관(110)을 연결하는 제1관절, 제1전선관(110)과 제2전선관(120)을 연결하는 제2관절, 제2전선관(120)과 제3전선관(130)을 연결하는 주름관(160), 제3전선관(130)과 제4전선관(140)을 연결하는 제3관절, 제4전선관(140)과 충전건(150)을 연결하는 탄성연결부(170)를 더 포함한다. 또한, 메인 포스트(100)로부터 충전건(150)까지를 전기적으로 연결하는 복수의 충전 케이블(210) 및 하나 이상의 신호선(미도시)을 더 포함한다.
메인 포스트(100)는 주차 구획(94)의 일측에 설치되고, 주 제어시스템(미도시)을 수용하며, 주차 구획(94)의 지면으로부터 수직인 제1방향으로 돌출 형성된다. 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조(10)는 접혀 수납된 상태에서 주차 구획(94)을 벗어나 메인 포스트(100) 측에 모이도록 형성될 수 있다.
제1전선관(110)은 제1방향으로 회전축을 갖는 제1관절(310)을 통해 메인 포스트(100) 상단과 일측이 연결된다.
제2전선관(120)은 제1방향으로 회전축을 갖는 제2관절(320)을 통해 제1전선관(110)의 타측과 일측이 연결되고, 'ㄱ'자 형태로 형성된다. 제2전선관(120)의 'ㄱ'자 형태 중 제2관절(320)에 연결되는 세장형 부분의 길이는 제1전선관(110)의 길이보다 짧게 형성되는 것이 바람직하다. 제2전선관(120)이 제2관절(320)을 중심으로 접혀 제1전선관(110)과 일측면이 닿도록 180도 접힌 상태가 되면, 제2전선관(120)의 'ㄱ'자 형태 중 지면에 수직인 제1방향의 부분은 메인 포스트(100)와 겹치지 않고 메인 포스트(100) 바깥 영역에 위치되도록 형성될 수 있다. 바람직하게는 제2전선관(120)의 'ㄱ'자 형태 중 지면에 수직인 부분은 메인 포스트(100)에 인접하여 배치될 수 있게 형성된다.
제3전선관(130)은 길이 방향 신축이 가능하도록 형성된 주름관(160)을 통해 제2전선관(120)의 수직한 부분의 타측과 일측이 연결되고, 마찬가지로 세장형이다.
제4전선관(140)은 제2전선관(120)의 'ㄱ'자 형태의 일측에 놓이는 세장형 부분의 길이 방향인 제2방향으로 회전축을 갖는 제3관절(330)을 통해 제3전선관(130)의 타측과 일측이 연결된다.
충전건(150)은 소정의 범위에서 임의의 각도로 구부러질 수 있도록 탄성부재로 형성되는 탄성연결부(170)를 통해 제4전선관(140)의 타측과 일측이 연결된다. 충전건(150)의 타측은 전기차 충전 소켓(92)에 삽입되도록 형성된 플러그(plug, 152) 부분을 포함할 수 있으며, 전기차(90)의 충전 소켓(92)이 통상 측면을 향하도록 배치되는 것을 고려하여 플러그(152) 부분의 중심축은 지면과 나란하도록 수평에 가깝게 또는 실질적으로 수평으로 배치될 수 있다.
전선관 내부로는 복수의 충전 케이블(210) 및 하나 이상의 신호선이 지나도록 배치될 수 있다. 복수의 충전 케이블(210)은 주 제어시스템과 충전건(150)을 연결하도록 제1, 제2, 제3 및 제4전선관(110, 120, 130, 140)의 내부에 배치될 수 있다. 또한, 이와 나란히 하나 이상의 신호선을 포함하여 제어를 위한 신호가 전기차와 주 제어시스템 간에 통신 되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1전선관과 제2전선관을 연결하는 제2관절의 펴진 상태를 나타내는 개념도이다.
도 3을 참조하면, 제2관절(320)은 제1방향으로 양측에 힌지(hinge, 326, 328) 구조를 포함하여, 두 힌지(326, 328) 사이로 복수의 충전 케이블(210) 및 하나 이상의 신호선이 구속되지 않고 배치 가능하도록 형성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1전선관과 제2전선관을 연결하는 제2관절의 굽혀진 상태를 나타내는 개념도이다.
제2관절(320)에 인접한 제1전선관(110) 및 제2전선관(120)의 제2관절(320)이 접히고 펴지는 방향의 4개 측면(96)은 적어도 일부가 개방된 복수의 제1개구부(322, 324)를 갖도록 형성된다. 제2관절(320)이 접히거나 펴지는 경우, 복수의 충전 케이블(210) 및 하나 이상의 신호선이 복수의 제1개구부(322, 324)를 통해 제1전선관(110) 및 제2전선관(120)의 외측으로 돌출 가능하도록 형성된다.
제3전선관(130)과 제4전선관(140)을 연결하는 제3관절(330)의 주변 부위도 이와 마찬가지로 형성되는 복수의 제2개구부(332, 334)가 형성됨으로써 해당 부위에 배치되는 복수의 충전 케이블(210) 및 하나 이상의 신호선이 제3전선관(130)과 제4전선관(140)의 외측으로 돌출 가능하도록 형성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 개구부에 의한 충전 케이블의 굽힘 및 최소 곡률을 설명하는 개념도이다. 도 5의 (a)는 제2관절(320)을 중심으로 본 발명의 일 실시예에 따른 개구부(322, 324)를 포함하는 제1전선관(110)과 제2전선관(120)이 90도 각도로 굽혀진 경우, 충전 케이블(210)의 굽힘 상태를 개념적으로 도시한다. 이 경우 충전 케이블(210)이 구부러진 부분의 곡률은 R1인 것으로 예시한다.
도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 개구부(322, 324)를 제1전선관(110) 및 제2전선관(120)이 포함하고, 제2관절(320)을 중심으로 제1전선관(110)과 제2전선관(120)이 180도 각도로 굽혀진 경우를 도시한다. 일 실시예에서는 제1전선관(110)과 제2전선관(120)이 접혀진 외측으로 개구부(322, 324)를 가짐으로써 충전 케이블(210)이 제1전선관(110)과 제2전선관(120)의 외측으로 돌출될 수 있다. 도 5의 (b)에 도시된 충전 케이블(210)은 굽힘 가능한 최소 곡률반경이 R2인 것으로 가정한다.
도 5의 (c)는 제2관절(320)을 중심으로 제1전선관(110)과 제2전선관(120)이 180도 각도로 굽혀진 경우, 또한, 상술한 개념의 개구부(322, 324)를 제1전선관(110) 또는 제2전선관(120)이 포함하지 않는 경우에 대한 것이다. 충전 케이블(210)의 강성이나 굽힘 가능한 최소 곡률반경을 무시하고 180도 각도로 굽혀질 수 있는 경우를 고려하면, 상대적으로 작은 곡률반경, 예컨대 R3로 구부러져야 됨을 도시한다.
도 5를 참조하면, 제1전선관(110)과 제2전선관(120)은 90도 정도 구부러지는 정도는 허용될 수 있다고 추측할 수 있으나, 즉, 곡률반경 R1과 R2는 유사할 수 있으나, 개구부(322, 324)를 포함하지 않는 도 5의 (c)와 같은 경우에서의 곡률반경 R3는 충전 케이블(210)의 허용가능한 곡률반경보다 작음을 설명하고 있다. 즉, 일 실시예에 따른 충전 케이블(210)은 도 5의 (c)와 같은 정도로는 구부러질 수 없으며, 측면이 일정 거리 이상, 예컨대 길이 L만큼은 개방되어 있어야 도 5의 (b)와 같이, 보다 큰 곡률반경을 가지고 충전 케이블(210)이 구부러짐으로써 제1전선관(110)과 제2전선관(120)이 180도 각도로 접힐 수 있다. 일 실시예에서 제1전선관(110) 및 제2전선관(120)에 형성되는 복수의 제1개구부(322, 324) 및 제3전선관(130) 및 제4전선관(140)에 형성되는 제2개구부(332, 334)의 길이 L은 적용되는 충전 케이블(210)의 강성 및 이에 따른 굽힘 가능한 최소 곡률반경을 고려하여 선정될 수 있다.
다르게 표현하자면, 내부에 배치된 복수의 충전 케이블(210) 및 하나 이상의 신호선이 구부러져 접힐 수 있는 최소 곡률반경을 가지도록 변형될 때 가지는 형상을 제1, 제2, 제3 및 제4전선관(110, 120, 130, 140)이 구속하지 않을 수 있는 길이로 제2관절(320) 및 제3관절(330) 주위에 형성되는 개구부(322, 324, 332, 334)의 길이가 형성되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2전선관과 제3전선관을 연결하는 주름관을 나타내는 개념도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조(10)는 제2관절(320)의 타측과 제3전선관(130)의 일측 사이에는 주름관(160)이 배치되어 상하 신축함으로써 결과적으로 충전건(150)의 높이를 조절할 수 있도록 형성된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상하운동이 가능한 주름관의 신축에 의해 제2전선관 내부의 충전 케이블의 움직임을 나타내는 개념도이다.
도 7을 참조하면, 주름관(160)이 수축되면 제3전선관(130)이 상승하고, 이에 따라 제2전선관(120)과 제3전선관(130) 내부에 배치된 충전 케이블(210)이 상승되는 것을 도시한다. 이를 위해 제2전선관(120)과 제3전선관(130)의 내부 크기는 충전 케이블(210)의 상승을 허용할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
도시하지는 않았으나, 충전 케이블(210)의 상승을 용이하게 하고 충전 케이블(210) 무게를 상쇄시키기 위해 제2전선관(120)의 내측 하부와 충전 케이블(210) 사이에는 코일 스프링, 판 스프링 등을 포함하는 스프링이 더 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3전선관과 제4전선관을 연결하는 제3관절, 탄성연결부 및 충전건을 나타내는 개념도이다.
도 8을 참조하면, 제2관절(320)과 유사한 방식으로 적용되는 제3관절(330)을 도시한다. 제3관절(330) 주위로는 제2관절(320)과 마찬가지로 충전 케이블(210)의 최소 곡률반경이 고려된 길이의 제2개구부(332, 334)를 포함한다.
한편, 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조(10)는 이동시 무게를 경감시키고 움직임을 부드럽게 하기 위해 복수의 전선관 및 관절을 포함하는 구조가 이용된다. 단순히 케이블이 상부에 매달려 있는 일반적인 형태에 비해 자유도가 낮을 수 있다. 탄성연결부(170)는 충전건(150)에 추가적인 각도 조정 자유도를 부여하기 위해 도입된다. 탄성연결부(170)는 탄성 소재로 구성되고 내부로는 충전 케이블(210) 및 신호선이 지나가도록 형성될 수 있다. 탄성 소재는 예컨대 실리콘 등의 소재로 이루어질 수 있다. 탄성연결부(170)는 차량의 주차 상태, 충전건(150)이 삽입되는 충전 소켓(92)의 배치 각도 등에서 있을 수 있는 각도 오차를 수용할 수 있는 정도의 각도 범위로 탄성 변형될 수 있도록 형성될 수 있다.
충전건(150)은 제4전선관(140)이 180도 접히는 경우에 충전건(150)이 제3전선관(130)과 간섭하지 않는 방향으로 배치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3관절의 동작과 제4전선관의 임시 고정을 위한 자석을 나타내는 개념도이다.
도 9를 참조하면, 충전건(150)이 배치되는 반대 측면과 제3전선관(130)은 제3관절(330)을 중심으로 접히면 서로 맞닿게 된다. 일 실시예에서는 이렇게 맞닿는 부분의 일측 혹은 양측에는 내부에 자석(미도시)을 포함할 수 있다. 즉, 제4전선관(140)이 180도 접히면 자석에 의해 임시 고정되어 충전건(150)이 위쪽에 배치된 상태를 유지할 수 있게 한다. 충전건(150)을 사용하고자 하는 경우 사용자가 충전건(150)을 일정 이상의 힘으로 당기면 자력이 극복되어 충전건(150)을 다시 아래로 위치시킬 수 있는 수준으로 자력을 형성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 케이블의 구조를 나타낸다.
일 실시예에 따른 충전 케이블(210)은, 단일 도선(212), 단일 도선(212)을 감싸고 배치되는 PVC주름관(214) 및 PVC주름관(214)을 감싸고 배치되는 금속 자바라(bellows, 216)를 포함하는 형태로 형성될 수 있다.
금속 자바라(216)는 외측에 길이 방향으로 반복 배열되는 요철구조(218)를 가지도록 형성될 수 있다. 요철구조(218)는 충전 케이블(210)이 구부러지면 외주면의 일측이 닿아 더 이상 굽혀지지 않을 수 있는 구조를 제공한다. 즉, 요철구조(218)는 금속 자바라(216)가 굽혀질 때의 최소 곡률반경을 정의할 수 있다. 요철구조(218)에 의해 정의되는 최소 곡률반경은 충전 케이블(210)에서의 높은 전류를 전송하는 단일 도선(212)의 최소 곡률반경 보다 크게 형성됨으로써 반복 사용에 따른 반복된 굽혀짐과 펴짐에도 단일 도선의 기계적인 변형이 없도록 보장할 수 있다. 여기서, 단일 도선(212)의 최소 곡률반경은 바람직하게는 도선 소재의 탄성 변형 한계 이내가 되도록 정의하는 것이 바람직하다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 실시예가 주차 구획에 적용된 예를 나타내는 평면도이다.
도 11을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 제1전선관(112)을 'ㄱ'자 형태로 형성하고, 제1전선관(112)을 주차 구획 상부 구조물(미도시)에 직접 회동 가능하도록 설치하는 경우를 위한 충전건 용 전선관 구조(11)를 도시한다.
주차 구획 상부에 아무것도 없는 경우가 아닌, 실내 주차 공간이나, 실외이더라도 상부에 지붕이 형성되어 있는 경우, 앞서 실시예와 같은 메인 포스트(100)가 사용되지 않을 수 있다. 주 제어시스템은 여전히 주차 구획(94)의 측면 위치에 배치될 수도 있으나, 주차 구획(94) 내 상부 구조물에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조(11)는 주차 구획(94)의 중심부에 해당하는 상부 구조물에 직접 연결되도록 형성될 수 있다.
제1전선관(112)의 일측은 상부 구조물에 회동 가능하도록 연결되어, 제1전선관(112)이 지면과 나란한 평면 상에서 회전되도록 형성될 수 있다. 이를 위해 상부 구조물에는 베이스 구조(미도시)가 체결될 수 있도록 형성될 수 있으며, 베이스 구조 내부에는 베어링 요소를 포함하는 회전축 제공 요소를 포함하여 제1전선관의 일측이 상부 구조물에 부착되는 베이스 구조에 대해 회동할 수 있도록 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 충전건 용 전선관 구조(11)의 세부 사양은 주차 구획(94) 내에 차량이 어느 방향으로 주차되더라도 충전건(150)을 충전 소켓(92)에 용이하게 삽입할 수 있다.
본 발명을 기술함에 있어, 전선관 구조는 제1 내지 제4전선관을 포함하는 것으로 기술하였으나, 전선관을 구성하는 관절 및 전선관의 개수는, 전선관의 형태를 포함하여, 본 발명의 기술 사상을 바탕으로 다양한 형태로 변형될 수 있을 것이며, 본 발명의 일 실시예에서 개시한 4개 전선관을 포함하는 구성에 한정되지 않는다.
예컨대, 별도로 도시하지는 않았으나, 주름관(214)은 제2전선관(120)과 제3전선관(130) 사이에 배치되는 대신, 제3전선관(130)과 제4전선관(140)을 연결하도록 배치되고, 이에 따라 제3관절(330)은 제3전선관(130)과 제4전선관(140) 사이에 배치되는 대신, 제2전선관(120)과 제3전선관(130)을 연결하도록 배치될 수도 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 주 제어시스템을 수용하고 지면으로부터 수직인 제1방향으로 돌출 형성되는 메인 포스트(main post);
    상기 제1방향으로 회전축을 갖는 제1관절을 통해 상기 메인 포스트 상단과 일측이 연결되는 세장형인 제1전선관;
    상기 제1방향으로 회전축을 갖는 제2관절을 통해 상기 제1전선관의 타측과 일측이 연결되는 'ㄱ'자 형태의 제2전선관;
    길이 방향 신축이 가능하도록 형성된 주름관을 통해 상기 제2전선관의 타측과 일측이 연결되는 세장형인 제3전선관;
    상기 제2전선관의 'ㄱ'자 형태의 일측에 놓이는 세장형 부분의 길이 방향인 제2방향으로 회전축을 갖는 제3관절을 통해 상기 제3전선관의 타측과 일측이 연결되는 제4전선관;
    소정의 범위에서 임의의 각도로 구부러질 수 있도록 탄성부재로 형성되는 탄성연결부를 통해 상기 제4전선관의 타측과 일측이 연결되고, 타측이 전기차 충전 소켓에 삽입되도록 형성되며, 중심축이 상기 지면과 나란하도록 배치되는 충전건(charging gun); 및
    상기 주 제어시스템과 상기 충전건을 전기적으로 연결하도록 상기 제1, 제2, 제3 및 제4전선관의 내부에 배치되는 복수의 충전 케이블 및 하나 이상의 신호선을 포함하는 충전건 용 전선관 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2관절은 상기 제1방향으로 양측에 힌지(hinge) 구조를 포함하여, 상기 두 힌지 사이로 상기 복수의 충전 케이블 및 상기 하나 이상의 신호선이 구속되지 않고 배치가능한 충전건 용 전선관 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3관절은 상기 제2방향으로 양측에 힌지 구조를 포함하여, 상기 두 힌지 사이로 상기 복수의 충전 케이블 및 상기 하나 이상의 신호선이 구속되지 않고 배치가능한 충전건 용 전선관 구조.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2관절에 인접한 상기 제1전선관 및 상기 제2전선관의 상기 제2관절이 접히고 펴지는 방향의 4개 측면은
    적어도 일부가 개방된 복수의 제1개구부를 갖도록 형성되어,
    상기 제2관절이 접히거나 펴지는 경우,
    상기 복수의 충전 케이블 및 상기 하나 이상의 신호선이 상기 제1전선관 및 상기 제2전선관의 외측으로 돌출 가능하도록 형성되는 충전건 용 전선관 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3관절에 인접한 상기 제3전선관 및 상기 제4전선관의 상기 제3관절이 접히고 펴지는 방향의 4개 측면은
    적어도 일부가 개방된 복수의 제2개구부를 갖도록 형성되어,
    상기 제3관절이 접히거나 펴지는 경우,
    상기 복수의 충전 케이블 및 상기 하나 이상의 신호선이 상기 제3전선관 및 상기 제4전선관의 외측으로 돌출 가능하도록 형성되는 충전건 용 전선관 구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1개구부 및 상기 제2개구부의 상기 복수의 충전 케이블의 길이 방향에 해당하는 길이는,
    상기 복수의 충전 케이블이 구부러져 접힐 수 있는 최소 곡률반경을 고려하여 선정되는 충전건 용 전선관 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1개구부 및 상기 제2개구부의 상기 복수의 충전 케이블의 길이 방향에 해당하는 길이는,
    상기 제1전선관 및 상기 제2전선관이 180도로 접히거나,
    상기 제3전선관 및 상기 제4전선관이 180도로 접히는 경우,
    내부에 배치된 상기 복수의 충전 케이블 및 상기 하나 이상의 신호선이 구부러져 접힐 수 있는 최소 곡률반경을 가지도록 변형될 때 가지는 형상을 상기 제1, 제2, 제3 및 제4전선관이 구속하지 않는 길이로 형성되는 충전건 용 전선관 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 충전 케이블은,
    단일 도선;
    상기 단일 도선을 감싸고 배치되는 PVC주름관; 및
    상기 PVC주름관을 감싸고 배치되는 금속 자바라(bellows);
    를 포함하여 형성되는 충전건 용 전선관 구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 금속 자바라는 외측에 길이 방향으로 반복 배열되는 요철구조를 가지고,
    상기 요철구조는 상기 금속 자바라가 굽혀질 때의 최소 곡률반경을 정의하도록 형성되되,
    상기 요철구조에 의해 정의되는 최소 곡률반경은 상기 단일 도선의 최소 곡률반경 보다 크게 형성되는 충전건 용 전선관 구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제3전선관의 일측면 또는 상기 충전건의 상기 전기차 충전 소켓에 삽입되는 부분의 반대측면의 내부에는 자석을 포함하여,
    상기 제3관절을 접어 상기 제3전선관과 상기 제4전선관 또는 상기 충전건이 180도로 접히는 경우 상기 자석에 의해 임시 고정되는 충전건 용 전선관 구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2관절 및 상기 제3관절의 회전 범위는 0도 내지 180도인 충전건 용 전선관 구조.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1전선관의 길이는 상기 제2전선관의 'ㄱ'자 형태의 일측에 놓이는 세장형 부분의 길이보다 길게 형성되어,
    상기 제1전선관 및 상기 제2전선관이 상기 전기차로부터 이격되어 상기 메인 포스트 측으로 수납된 상태가 되도록 접히면 상기 충전건은 상기 메인 포스트에 인접하여 이격된 배치 상태가 됨으로써
    수납된 상태의 체적이 최소가 되도록 형성되는 충전건 용 전선관 구조.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 주름관이 신축될 때 상기 제2전선관 내부에 배치된 상기 복수의 충전 케이블 및 상기 하나 이상의 신호선이 상기 제2전선관 내부에서 상하로 이동하기 충분한 여유공간이 형성되는 충전건 용 전선관 구조.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 주 제어시스템은 주차장 천장을 포함하는 주차 구획의 상부 구조물에 설치되고,
    상기 제1전선관은 'ㄱ'자 형태로 형성되어, 일측이 상기 상부 구조물에 회동 가능하도록 연결되어, 상기 제1전선관이 상기 지면과 나란한 평면 상에서 회전되도록 형성되는 충전건 용 전선관 구조.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1전선관과 상기 상부 구조물이 연결되는 지점은,
    상기 주차 구획의 중심부에 인접하여 배치되는 충전건 용 전선관 구조.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 주름관은,
    상기 제2전선관과 상기 제3전선관 사이에 배치되는 대신, 상기 제3전선관과 상기 제4전선관을 연결하도록 배치되고,
    상기 제3관절은,
    상기 제3전선관과 상기 제4전선관 사이에 배치되는 대신, 상기 제2전선관과 상기 제3전선관을 연결하도록 배치되는 충전건 용 전선관 구조.
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