KR102130598B1 - 전기차 충전기용 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기차의 배터리를 충전하기 위해서 전기차의 인렛부에 접속되는 전기차 충전기용 커넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 커넥터의 아웃렛부와 전기차의 인렛부 사이의 접속부에서 과열이 발생되면 충전신호를 차단함으로써 강제로 충전을 중단시켜 사고를 예방하는 전기차 충전기용 커넥터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전기차 충전기용 커넥터는 핸들; 상기 핸들의 전방에 구비되며, 전기차의 인렛부에 접속되는 충전단자와 신호단자를 포함하는 아웃렛부; 상기 접속부와 충전기를 전기적으로 연결하는 케이블;을 포함하고, 상기 핸들에 내장되며, 상기 신호단자에 연결되는 케이블에는 온도에 따라 개폐되는 바이메탈이 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

전기차 충전기용 커넥터{Connector for electric vehicle}

본 발명은 전기차의 배터리를 충전하기 위해서 전기차의 인렛부에 접속되는 전기차 충전기용 커넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 커넥터의 아웃렛부와 전기차의 인렛부 사이의 접속부에서 과열이 발생되면 충전신호를 차단함으로써 강제로 충전을 중단시켜 사고를 예방하는 전기차 충전기용 커넥터에 관한 것이다.

최근 환경문제가 이슈화되면서 에너지 절약과 환경오염 최소화의 대상으로 친환경 자동차가 크게 부각되고 있다. 특히, 기존의 내연기관으로 구성된 자동차를 대체하기 위한 것으로서 수소연료전지차, 바이오디젤차, 전기차 등이 주목을 받고 있다. 이 중 전기차는 전기를 이용하여 움직이는 자동차로, 전기에너지를 배터리에 저장해 원료로 사용하는 자동차를 말한다.

현대 사회에서 급속하게 성장하는 전기차 시장에 발맞춰 전기차 충전기의 개발도 활발하게 진행되고 있지만, 아직 해결해야 할 과제들이 많이 있다.

전기차를 반복적으로 충전하다 보면 충전기의 커넥터의 아웃렛부와 전기차의 커넷터의 인렛부는 마찰로 인해 이들 접속부가 마모되거나 부식되고 이물질 등으로 인하여 접속부의 접촉면이 줄어들어 전기차 충전에 필요한 충전 전류를 만족할 수 없어 충전기의 커넥터의 아웃렛부와 전기차의 커넷터의 인렛부의 접속부가 과열되게 된다. 이로 인하여 충전기 또는 전기차의 고장이 발생하거나 화재가 발생할 수 있다.

그래서 충전기 커넥터와 전기차 커넥터 간의 접속부에 과열이 발생되면 충전을 강제로 중단시켜 고장이나 화재와 같은 사고를 예방할 필요가 있다. 그렇지만 종래기술은 이러한 예방수단을 구비하고 있지 않다.

참고로, 전기차 충전기용 커넥터에 관한 종래기술로는 공개특허 제1999-0050735호 "전기 자동차의 배터리 충전용 커넥터", 등록특허 제10-1996448호 "전기자동차용 아웃렛 커넥터" 등이 개시되었다.

본 발명은 이와 같이 종래기술에 따른 전기차 충전기용 커넥터가 갖는 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 충전기 커넥터와 전기차 커넥터 간의 접속부에 과열이 발생되면 강제로 충전을 중단시켜 과열에 따른 화재 위험성 및 전기차 또는 충전기의 고장을 예방하는 전기차 충전기용 커넥터를 제공함을 목적으로 한다.

아울러, 핸들 몸체의 개구부를 덮는 커버가 임의고 개방될 위험이 없도록 견고하게 안정적으로 결합되는 전기차 충전기용 커넥터를 제공함을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명에 따른 전기차 충전기용 커넥터

핸들;

상기 핸들의 전방에 구비되며, 전기차의 인렛부에 접속되는 충전단자와 신호단자를 포함하는 아웃렛부;

상기 아웃렛부와 충전기를 전기적으로 연결하는 케이블;을 포함하고,

상기 핸들에 내장되며, 상기 신호단자에 연결되는 케이블에는 온도에 따라 개폐되는 바이메탈이 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 핸들은 전방에 상기 아웃렛부가 구비되고, 상기 케이블 및 바이메탈이 내장되는 몸체와, 상기 몸체의 개구부를 덮는 커버와, 상기 커버를 상기 몸체에 결합시키는 결합수단을 포함하되,

상기 결합수단은

상기 커버의 내면 가장자리에 돌출형성되는 후크돌기와,

상기 몸체의 내벽에 구비되는 결합블럭과,

상기 결합블럭에 형성되고 상기 후크돌기가 삽입되는 삽입홈과,

상기 삽입홈을 만드는 상기 결합블럭의 내벽에 형성되고, 상기 후크돌기가 삽입되어 후크결합되는 후크홈과,

상기 삽입홈의 내벽 앞에 배치되는 파이프 형상의 푸시관과,

상기 푸시관을 관통하여서, 상기 푸시관이 상기 후크돌기를 전방의 후크홈으로 미는 탄성력을 제공하는 탄성밴드와,

상기 후크돌기의 하부면에 오목하게 형성되어서 안착된 상기 푸시관이 후크돌기와 함께 하강하도록 하는 안착홈과,

상기 후크홈 아래의 내벽에서 돌출형성되어서 하강하는 상기 푸시관이 밀려 안착홈에서 후크홈의 후면으로 이동하도록 하는 가이드돌출부와,

상기 내벽을 관통하여 후크홈과 연결되는 후크해제홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전기차 충전기용 커넥터는 충전 중에 전기차 인렛부와 커넥터 아웃렛부의 접속부가 과열되면 마이메탈이 신호단자에 연결되는 케이블을 오픈시켜서 충전기의 충전전원 공급을 중단시킴으로써, 과열에 따른 전기화재의 발생과충전기 또는 전기차의 고장을 예방하고, 핸들의 커버는 외부충격에 의해 임의로 몸체에서 분리되지 않는 제품으로서, 산업발전에 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 본 발명에 따른 전기차 충전기용 커넥터와 전기차용 커넥터의 전기적 구성도.
도 2 는 본 발명의 일례에 따른 전기차 충전기용 커넥터의 사시도.
도 3 은 본 발명에서 몸체에 커버를 결합시키는 결합수단을 설명하는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기차 충전기용 커넥터에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 전기차 충전기용 커넥터에 관하여 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도1 및 도2에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 전기차 충전기용 커넥터(3)는 크게 핸들(H)과 케이블(10)로 구성된다.

상기 핸들(H)은 사용자가 손으로 파지하는 부위로서 몸체(20)와, 상기 몸체(20)의 개구부에 탈착 가능하게 결합되는 커버(30)로 구성된다.

상기 몸체(20)의 전방에는 전기차(7)의 인렛부(5)에 접속되는 아웃렛부(21)가 구비되고, 후방에는 아웃렛부(21)의 단자들을 충전기(1)와 전기적으로 연결하는 케이블(10)이 연결된다.

상기 커버(30)에는 사용자가 충전이 시작되도록 하거나 중단되도록 하는 스위치(31)가 구비된다.

상기 커버(30)는 결합수단(60)을 통해 상기 몸체(20)의 개구부에 탈착 가능하게 결합된다. 상기 결합수단(60)에 관하여는 후술한다.

도1 및 도2를 참조하면, 상기 핸들(H)의 아웃렛부(21)에는 전기차(7)의 인렛부(5)에 접속되는 단자들이 구비된다. 상기 단자들은 두 충전단자(51, 52), 접지단자(53), 스위치단자(54), 충전신호단자(55)로 구성된다. 충전단자(51, 52)는 전기차(7)의 배터리를 충전시키기 위해 충전기(1)의 파워서플라이(1a)가 양과 음의 전원을 전기차(7)에 공급하고, 스위치단자(54)는 사용자의 스위치(31) 조작신호를 충전기(1)의 컨트롤러(1b)로 전송하고, 충전신호단자(55)는 아웃렛부(21)와 인렛부(3)의 접속이 적합한 경우 충전신호를 충전기(1)의 컨트롤러(1b)로 전송하여 충전이 진행되도록 한다.

상기 케이블(10)을 상기 아웃렛부(21)의 단자들(51 ~ 55)과 충전기(1)를 전기적으로 연결하여, 충전을 위한 신호가 충전기에 전송되고, 충전기가 전기차에 충전을 위한 전원을 공급하도록 한다.

본 발명은 커넥터(3)의 아웃렛부(21)와 전기차(7)의 인렛부(5)의 접속부에서 과열이 발생하는 경우 전기차의 충전을 위한 전원의 공급을 강제로 중단시켜 과열에 따른 사고를 예방할 수 있도록, 바이메탈(40)을 신호단자에 연결되는 케이블이 연결하였다.

여기서, 본 발명은 상기 신호단자로 충전신호단자(55)를 이용하는데, 상기 스위치단자를 신호단자로 이용할 수도 있다.

상기 바이메탈(40)은 접속불량 등의 원인으로 신호단자가 일정 온도 이상으로 과열되어 케이블(10)의 도선을 타고 과열된 온도가 전달되면 접점이 오픈된다.

상기 바이메탈(40)이 작동하여 케이블(10)이 오픈되면 충전기(1)의 컨트롤러(1b)가 이를 감지하여 충전기의 파워서플라이(1a)가 충전전원의 공급을 중단하도록 함으로써, 과열에 따른 화재발생과 충전기(1)나 전기차(7)의 고장을 예방한다.

이하에서는 도3을 참조하여 상기 커버(30)을 상기 몸체(20)에 결합시키는 결합수단(60)에 대해 설명한다. 참고로, 결합수단(60)을 설명함에 있어서 방향은 도3을 기준으로 상하를 정한다.

상기 결합수단(60)은 후크돌기(61), 삽입홈(62), 후크홈(63), 푸시관(64), 탄성밴드(65), 안착홈(611), 가이드돌출부(66), 후크해제홀(67), 결합블럭(69)을 포함하여 이루어진다.

상기 후크돌기(61)는 상기 커버(30)의 내면 가장자리에서 하부를 향해 돌출되어 형성된다.

상기 커버(30)의 내면에서 길이방향의 양측 가장자리에 모두 상기 후크돌기(61)가 형성되어서 커버(30)는 몸체(20)에서 분리될 수 있다. 그리고 커버(30)의 내면 길이방향에서 일측은 몸체(20)에 힌지결합되고, 타측은 후크돌기(61)가 형성되어서, 커버(30)가 몸체(20)에서 젖혀지는 방식으로 몸체(20)의 개구부를 개폐할 수도 있다.

상기 후크돌기(61)에는 후크결합을 위한 걸림턱(613)이 전방(도3에서 우측)으로 형성되고, 하단의 전방에는 후크돌기(61)가 결합블럭(69)에 형성되는 후크홈(62)의 내벽 안쪽으로 삽입되도록 안내하는 경사면(614)이 형성되고, 하부면에는 상기 푸시관(64)이 안착되는 안착홈(611)이 형성된다.

상기 결합블럭(69)의 상기 몸체(20)의 내벽(23)에 형성된다.

상기 삽입홈(62)은 상기 결합블럭(69)의 내부에 형성되고, 상기 후크돌기(61)가 하강하여 삽입된다. 상기 삽입홈(62)을 만드는 결합블럭(68)의 내벽은 전방벽(621)과, 전방벽(621)과 마주보는 후방벽(622)과, 전방벽(621)과 후방벽(622)을 연결하는 두 측벽(623)으로 구성된다.

상기 삽입홈(62)의 측벽(623)에는 전방측 상부에 상기 탄성밴드(65)가 통과하는 통과홈(625)이 형성된다. 상기 후크돌기(61)의 상부측에는 상기 통과홈(625)에 끼워져 결합되는 결합턱(615)이 형성된다. 상기 결합턱(615)은 통과홈(625)에 있는 탄성밴드(65)를 가압하면서 통과홈(625)에 결합되어서, 통과홈(625)과 후크돌기(61) 간의 틈새를 밀폐시킨다.

상기 후크홈(63)은 상기 삽입홈(62)을 형성하는 내벽으로서 전방벽(621)에 형성되고, 상기 후크돌기(61)의 걸림턱(613)이 삽입되어 걸림결합된다.

상기 푸시관(64)은 경질소재로 이루어지고 내부에 중공이 형성된 파이프 형상이다.

상기 탄성밴드(65)는 상기 푸시관(64)의 중공을 관통하고, 양단은 통과홈(625)의 외측에 고정된다.

상기 탄성밴드(65)는 상기 푸시관(64)이 상기 후크돌기(61)를 후방에서 전방으로 미는 탄성력을 제공한다.

상기 안착홈(611)은 상기 후크돌기(61)의 하부면에 형성되고, 상기 푸시관(64)의 외주연에 상응하는 오목한 구조로 이루어져서 푸시관(64)이 안착된다. 상기 안착홈(611)은 상기 후크돌기(61)가 하강할 때 상기 푸시관(64)이 함께 하강하도록 한다.

상기 가이드돌출부(66)는 상기 후크홈(63) 아래의 내벽(전방벽(621))에서 사선방향으로 돌출형성되어서, 하강하는 푸시관(64)이 가이드돌출부(66)에 접촉되어 후방으로 밀리도록 한다. 푸시관(64)이 후방으로 일정거리 이상 밀리면 푸시관(64)은 후크돌기(61)의 안착홈(611)에서 이탈하여 후크돌기(61)의 후면으로 이송되고, 탄성밴드(65)의 탄성력으로 후크돌기(61)를 전방으로 밀어서, 후크돌기(61)의 걸림턱(613)이 후크홈(63)에서 분리이탈되는 사고를 예방한다.

상기 후크해제홀(67)은 상기 후크홈(63)과 연결되는 내벽(전방벽(621))을 관통하여 형성된다. 상기 결합블럭(69)의 외부에서 상기 후크해제홀(67)로 핀을 삽입하여 후크돌기(61)를 밀어 걸림턱(613)이 후크홈(63)을 벗어나도록 한 항태에서 커버(30)을 들어올리면 결합블럭(69)에서 후크돌기(61)가 분리된다. 이때, 커버(30)를 들어올리기 쉽게 커버에는 손톱이나 동전을 끼울 수 있는 끼움홈이 형성(35)될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 결합수단(60)으로 커버(30)의 후크돌기((61)가 몸체(20)의 결합블럭(69)에 후크결합되는 과정은 아래와 같다.

커버(30)의 후크돌기(61)를 몸체(20)의 결합블럭(69) 삽입홈(62) 위에 배치시킨다.

이 상태에서 후크돌기(61)를 하강시키면 삽입홈(62)으로 하강하는 후크돌기(61)의 안착홈(611)에 푸시관(64)이 안착되어서 푸시관(64)이 후크돌기(61)와 함께 하강하게 된다.

하강하는 후크돌기(61)는 걸림턱(613)의 전면이 삽입홈(62)의 내벽(전방벽(621))을 타고 이동하다가 후크홈(63) 앞에서 자체복원력으로 걸림턱(613)이 전방으로 이동하여 후크홈(63)에 삽입되어 걸린다.

그리고 후크돌기(61)와 함께 하강하는 푸시관(64)은 가이드돌출부(66)에 접촉되면서 후방측으로 밀려 이동하게 되고, 종국에는 안착홈(611)에서 이탈을 하게된다.

안착홈(611)에서 이탈한 푸시관(64)은 탄성밴드(65)의 탄성력으로 상승하면서 후크돌기(61)의 후면으로 이동하여 결합턱(615)에 걸리고, 후크돌기(61)를 전방으로 민다.

탄성밴드(65)의 탄성력으로 푸시관(64)이 후크돌기(61)를 전방으로 지속적으로 밀게됨으로써, 후크돌기(61)의 걸림턱(613)이 후크홈(63)에서 비의도적으로 이탈되는 것을 방지하여 커버(30)와 몸체(20)의 결합력을 향상시킨다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 전기차 충전기용 커넥터에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 케이블 20 : 몸체
30 : 커버 40 : 바이메탈
51 ~ 55 : 단자 60 : 결합수단

Claims (2)

1. 핸들;
   상기 핸들의 전방에 구비되며, 전기차의 인렛부에 접속되는 충전단자와 신호단자를 포함하는 아웃렛부;
   상기 아웃렛부와 충전기를 전기적으로 연결하는 케이블;을 포함하고,
   상기 핸들에 내장되며, 상기 신호단자에 연결되는 케이블에는 온도에 따라 개폐되는 바이메탈이 연결되고,
   
   상기 핸들은 전방에 상기 아웃렛부가 구비되고, 상기 케이블 및 바이메탈이 내장되는 몸체와, 상기 몸체의 개구부를 덮는 커버와, 상기 커버를 상기 몸체에 결합시키는 결합수단을 포함하되,
   
   상기 결합수단은
   상기 커버의 내면 가장자리에 돌출형성되는 후크돌기와,
   상기 몸체의 내벽에 구비되는 결합블럭과,
   상기 결합블럭에 형성되고 상기 후크돌기가 삽입되는 삽입홈과,
   상기 삽입홈을 만드는 상기 결합블럭의 내벽에 형성되고, 상기 후크돌기가 삽입되어 후크결합되는 후크홈과,
   상기 삽입홈의 내벽 앞에 배치되는 파이프 형상의 푸시관과,
   상기 푸시관을 관통하여서, 상기 푸시관이 상기 후크돌기를 전방의 후크홈으로 미는 탄성력을 제공하는 탄성밴드와,
   상기 후크돌기의 하부면에 오목하게 형성되어서 안착된 상기 푸시관이 후크돌기와 함께 하강하도록 하는 안착홈과,
   상기 후크홈 아래의 내벽에서 돌출형성되어서 하강하는 상기 푸시관이 밀려 안착홈에서 후크홈의 후면으로 이동하도록 하는 가이드돌출부와,
   상기 내벽을 관통하여 후크홈과 연결되는 후크해제홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기용 커넥터.
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