KR102343998B1

KR102343998B1 - 충전 커넥터 잠금장치

Info

Publication number: KR102343998B1
Application number: KR1020170061872A
Authority: KR
Inventors: 윤영주
Original assignee: 한국단자공업 주식회사
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2021-12-28
Also published as: KR20180126873A

Abstract

본 발명은 전기 자동차의 충전 중 비정상적인 상황이 발생할 경우 리셉터클에 결합된 플러그를 강제로 분리시킬 수 있는 구조를 가진 충전 커넥터 잠금장치에 관한 것으로, 액추에이터와, 상기 액추에이터에 의해 직선왕복운동을 하고 상기 운동방향에 대해 기울어지게 배치된 캠 슬롯이 마련된 작동캠과, 상기 작동캠과 인접한 위치에 힌지 결합되고 상기 캠 슬롯에 삽입되는 작동핀이 마련되며 상기 리셉터클에 결합된 플러그를 고정하는 잠금 볼트가 형성된 잠금 아암과, 상기 리셉터클 일측에 탈착 가능하게 장착된 해제툴을 포함한다.

Description

충전 커넥터 잠금장치{CHARGING CONNECTOR LOCKING APPARATUS}

본 발명은 충전 커넥터 잠금장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 전기 자동차의 충전 리셉터클 내에 플러그를 고정하기 위한 잠금장치에 관한 것이다.

전기 자동차는 충전 가능한 배터리 시스템에 의해 동력을 공급받아 주행을 하는 자동차로서, 이러한 전기 자동차에 구비된 배터리는 외부 전원에 연결된 충전 유닛을 통해 충전될 수 있다.

충전 유닛은, 베이스 유닛과, 베이스 유닛을 전원에 연결하도록 구성된 콘센트와, 베이스 유닛을 전기 자동차에 연결하도록 구성된 충전 코드를 포함한다. 이때, 충전 코드의 일단은 베이스 유닛에 연결되고, 충전 코드의 타단에는 전기 자동차에 접속되는 플러그가 마련된다.

통상적으로, 전기 자동차는 충전 유닛의 플러그를 수용하고 이와 접속되도록 구성된 리셉터클을 포함한다. 전기 자동차의 충전 커넥터, 즉 리셉터클과 플러그 사이의 접속은 전류가 충전 유닛으로부터 배터리로 전송될 수 있게 하는 임의의 표준 구성일 수 있다.

상술한 리셉터클과 플러그는 의도하지 않은 외력에 임의로 해제되지 않도록 잠금장치를 포함하는 결합구조를 가진다. 예컨대, 잠금장치가 구비되지 않은 경우 충전 중 당사자 또는 제3자가 실수나 무지로 플러그를 리셉터클에서 분리할 수 있다. 이처럼 플러그가 임의로 분리되면 그 과정에서 스파크가 발생하여 자동차 또는 충전 유닛에 손상을 줄 수 있으며, 심한 경우 화재 등으로 이어질 수 있다.

그런데 종래의 충전 커넥터 잠금장치는 충전 시스템의 오류로 인하여 충전이 되지 않는 등의 비정상적인 상황에서도 리셉터클에 결합된 플러그를 제거할 수 없어 매우 불편하였다.

대한민국등록특허공보 제10-1308708호

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기 자동차의 충전 중 비정상적인 상황이 발생할 경우 리셉터클에 결합된 플러그를 강제로 분리시킬 수 있는 구조를 가진 충전 커넥터 잠금장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 충전 커넥터 잠금장치는, 액추에이터와, 상기 액추에이터에 의해 직선왕복운동을 하고 상기 운동방향에 대해 기울어지게 배치된 캠 슬롯이 마련된 작동캠과, 상기 작동캠과 인접한 위치에 힌지 결합되고 상기 캠 슬롯에 삽입되는 작동핀이 마련되며 상기 리셉터클에 결합된 플러그를 고정하는 잠금 볼트가 형성된 잠금 아암과, 상기 리셉터클 일측에 탈착 가능하게 장착된 해제툴을 포함한다.

본 발명에 의한 충전 커넥터 잠금장치는, 상기 리셉터클이 일면에 형성된 브래킷을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 작동캠과 상기 잠금 아암은 상기 리셉터클의 상부에 설치되고, 상기 해제툴은 상기 잠금 아암의 상부에 장착된다.

상기 해제툴은, 몸체와, 상기 몸체에서 연장된 해제바로 이루어진다. 이때, 상기 해제바가 상기 잠금 아암과 상기 리셉터클 사이로 용이하게 삽입될 수 있도록 상기 해제바의 선단은 테이퍼지게 형성된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 충전 커넥터의 잠금 상태를 해제하기 위한 해제툴을 포함하여 구성된다. 따라서 충전 이상 등의 비정상적인 상황이 발생할 경우 해제툴을 잠금 아암과 리셉터클 사이로 압입하여 잠금 아암을 강제로 회전시킴으로써 플러그의 잠금을 해제시킬 수 있다.

특히, 충전 커넥터 잠금장치의 해제툴이 잠금 아암의 경로 상에 위치될 경우 사용자가 의도하지 않은 상황에서 잠금 아암이 회전하여 잠금 상태가 임의로 해제되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 커넥터 잠금장치가 마련된 리셉터클 어셈블리의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 커넥터 잠금장치가 마련된 리셉터클 어셈블리의 일부를 확대한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 커넥터 잠금장치가 마련된 리셉터클 어셈블리의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 커넥터 잠금장치의 정면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 커넥터 잠금장치 중 해제툴을 분리한 상태를 도시한 도면.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 커넥터 잠금장치의 잠금 해제 과정을 도시한 도면.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.

본 발명의 일 실시예에 따른 리셉터클 어셈블리(1)는 전기 자동차(Electric Vehicle; EV) 또는 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle; PHEV) 등에 구비되는 충전 커넥터의 일종으로서, 배터리 충전 시 충전 스테이션의 충전 코드 단부에 마련된 플러그가 결합되는 부분이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 리셉터클 어셈블리(1)는 자동차 측에 구비되며 충전 커넥터 잠금장치(100, 이하 '잠금장치'라 함)가 설치되는 프레임(200)을 포함한다.

프레임(200)의 일측(도면상 우측)에는 타원형 판재 형상의 브래킷(210)이 마련되고, 브래킷(210)의 전면에는 리셉터클(300)이 전방으로 돌출되게 형성된다. 리셉터클(300)의 내부에는 다수의 설치홈(310)이 형성되며, 설치홈(310)에는 통전을 위한 터미널(320)이 설치된다.

리셉터클(300)의 둘레에는 플러그의 삽입을 안내하는 하우징(220)이 형성되고, 하우징(220)의 외측에는 타원형 링 형상의 케이스(230)가 결합된다. 하우징(220)의 상단과 케이스(230)의 상단 사이에는 잠금장치(100)를 설치하기 위한 공간(240)이 형성되고, 공간(240)의 전면에는 잠금장치(100)를 덮는 커버(250)가 결합된다.

커버(250)는 공간(240)에 삽입 가능한 호(arc) 형상 단면의 블록이다. 커버(250)의 상부에는 후술할 해제툴(140)의 수납을 위한 장착홈(252)이 형성되고, 하부에는 비상시 해제툴(140)이 압입되는 압입홈(254)이 형성된다.

잠금장치(100)는 리셉터클(300)에 결합된 플러그를 고정(또는 잠금이라 함)하는 장치이다. 그 구성을 살펴보면, 전원 인가 시 구동하는 액추에이터(110)와, 액추에이터(110)에 의해 직선왕복운동을 하는 작동캠(120)과, 작동캠(120)에 의해 회전하며 리셉터클(300)에 결합된 플러그를 고정하는 잠금 아암(130)과, 잠금 아암(130)을 강제로 회전시킴과 동시에 잠금 아암(130)의 회전을 제한하는 해제툴(140)을 포함하여 구성된다(도 3 참조).

도 3 내지 도 5를 참조하여 잠금장치(100)의 구성을 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

액추에이터(도 1의 110)는 프레임(200)의 타측(도면상 좌측) 전면에 설치된다. 도면에 도시되진 않았지만, 액추에이터(110)의 내부에는 모터 및 기어모듈이 마련되어 작동캠(120)이 수평방향으로 이동(왕복)을 할 수 있도록 한다.

작동캠(120)은 일단이 액추에이터(110)에 결합되어 액추에이터(110)의 작동 시 수평방향으로 직선왕복운동을 한다. 작동캠(120)의 타단에는 잠금 아암(130)을 회전시키기 위한 캠 슬롯(122)이 형성된다.

캠 슬롯(122)은 후술할 잠금 아암(130)의 작동핀(134)이 삽입되는 부분으로서, 작동캠(120)의 왕복운동 시 잠금 아암(130)이 회전할 수 있도록 작동캠(120)의 운동방향에 대해 소정 각도 기울어지게 배치된다. 즉, 캠 슬롯(122)은 우상향으로 연장된 장공의 홈이다.

본 실시예에서는 캠 슬롯(122)이 우상향으로 연장된 직선의 홈 형상인 것으로 예시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 양 단부가 굴절된 크랭크 형상으로 형성할 수도 있다.

잠금 아암(130)은 작동캠(120)과 인접한 위치에 회전 가능하게 설치된다. 즉, 잠금 아암(130)의 타단에는 힌지축(132)이 형성되고, 힌지축(132)은 케이스(230)에 회전 가능하게 결합된다.

잠금 아암(130)의 일단(작동캠(120) 측 일단)에는 작동핀(134)과 잠금 볼트(136)가 돌출된다. 작동핀(134)은 잠금 아암(130)의 일단 후면에 형성되어 캠 슬롯(122)에 삽입되고, 잠금 볼트(136)는 잠금 아암(130)의 일단 하면에 형성되어 하우징(220)을 관통한다.

여기서, 작동핀(134)은 작동캠(120)의 왕복운동 시 캠 슬롯(122)을 따라 이동하며 잠금 아암(130)을 회전(힌지축(132)을 중심으로 회전)시킨다. 또한, 잠금 볼트(136)는 잠금 아암(130)의 회전 시 하우징(220)을 관통하여 삽입되거나 이탈하여 리셉터클(300)에 결합된 플러그를 잠금 또는 잠금 해제한다. 이를 위하여, 하우징(220)의 상단에는 잠금 볼트(136)가 관통되는 관통공(222)이 형성된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 해제툴(140)은, 커버(250)의 장착홈(252)에 삽입 가능한 형상의 몸체(142)와, 몸체(142)의 후면에서 연장된 해제바(144)와, 몸체(142)의 양측에 각각 마련된 한 쌍의 고정편(146)으로 이루어진다.

해제바(144)는 비상적인 상황이 발생할 경우 압입홈(254)을 통해 압입되어 잠금 아암(130)을 강제로 회전시키는 부분으로서, 잠금 아암(130)과 하우징(220) 사이로 용이하게 압입될 수 있도록 선단이 테이퍼지게 형성된다.

고정편(146)은 장착홈(252)에 수납된 해제툴(140)을 고정하기 위한 수단으로서, 장착 및 탈거가 용이하도록 스냅핏(snap-fit) 결합 방식을 가진 외팔보 형태를 갖는다. 이러한 고정편(146)은 해제툴(140)의 설치 시 장착홈(152)의 내벽에 접촉하여 해제툴(140)을 고정한다.

상술한 해제툴(140)을 포함하는 잠금장치(100)는 리셉터클(300)에 결합된 플러그가 임의로 분리되지 않도록 고정할 수 있다. 더불어, 충전 이상 등의 비정상적인 상황이 발생할 경우 해제툴(140)을 통해 잠금 아암(130)을 강제로 회전시켜 플러그의 잠금 상태를 해제할 수 있다.

도 6 내지 도 9를 참조하여 본 실시예에 다른 잠금장치(100)의 잠금 해제 과정을 살펴보도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 평상시 해제툴(140)은 커버(250)의 장착홈(252)에 장착된 상태로 보관된다. 이때, 해제툴(140)은 잠금 아암(130)의 상부, 즉 잠금 아암(130)의 회전 경로 상에 위치되어, 잠금 아암(130)의 회전을 제한함으로써 리셉터클(300)과 플러그의 잠금 상태가 유지되도록 한다.

한편, 충전 이상 등의 비정상적인 상황이 발생하면, 사용자는 커버(250)에 장착된 해제툴(140)을 이용하여 잠금 아암(130)을 강제로 회전시킴으로써 리셉터클(300)과 플러그의 잠금 상태를 해제할 수 있다.

도 8 내지 도 9에 도시된 것처럼, 커버(250)에 장착된 해제툴(140)을 분리하고, 분리된 해제툴(140)을 뒤집은 후 압입홈(254)을 통해 삽입하여 잠금 아암(130)을 강제로 회전시킬 수 있다.

여기서, 해제툴(140)을 뒤집어 압입하는 이유는 선단이 테이퍼진 해제바(144)를 지렛대로 사용하기 위함이며, 이럴 경우 큰 힘을 가하지 않고도 잠금 아암(130)을 쉽게 회전시킬 수 있다.

압입홈(254)을 통해 압입된 해제바(144)는 잠금 아암(130)과 하우징(220) 사이로 삽입되어 잠금 아암(130)이 힌지축(132)을 중심으로 회전하도록 한다. 잠금 아암(130)이 회전할 경우 관통공(222)을 통해 플러그를 고정하고 있던 잠금 볼트(136)가 상부로 이동하며 리셉터클(300)과 플러그의 잠금 상태를 해제하게 된다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 충전 커넥터 잠금장치 110: 액추에이터
120:작동캠 130: 작동캠
140: 해제툴

Claims

충전 커넥터의 리셉터클에 결합된 플러그를 고정하는 잠금장치에 있어서,
액추에이터;
상기 액추에이터에 의해 직선왕복운동을 하고, 상기 직선왕복운동방향에 대해 기울어지게 배치된 캠 슬롯이 마련된 작동캠;
상기 작동캠과 인접한 위치에 힌지 결합되고, 상기 캠 슬롯에 삽입되는 작동핀이 마련되며, 상기 리셉터클에 결합된 상기 플러그를 고정하는 잠금 볼트가 형성된 잠금 아암; 및
상기 리셉터클 일측에 탈착 가능하게 장착된 해제툴을 포함하고,
비정상적인 상황이 발생할 경우 상기 해제툴을 상기 잠금 아암과 상기 리셉터클 사이로 압입하여 상기 잠금 아암을 강제로 회전시킴으로써 상기 플러그의 잠금을 해제시키는 것을 특징으로 하는 충전 커넥터 잠금장치.
청구항 1에 있어서,
상기 해제툴이 상기 잠금 아암의 회전 경로 상에 탈착 가능하게 장착되고,
상기 해제툴의 장착 시 상기 잠금 아암의 회전이 제한되는 것을 특징으로 하는 충전 커넥터 잠금장치.
청구항 2에 있어서,
상기 리셉터클이 일면에 형성된 브래킷을 더 포함하고,
상기 작동캠과 상기 잠금 아암이 상기 리셉터클의 상부에 설치되며,
상기 해제툴이 상기 잠금 아암의 상부에 장착되는 것을 특징으로 하는 충전 커넥터 잠금장치.
청구항 3에 있어서,
상기 해제툴은, 몸체와, 상기 몸체에서 연장된 해제바로 이루어지고,
상기 잠금 아암과 상기 리셉터클 사이로 용이하게 삽입될 수 있도록 상기 해제바의 선단이 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 하는 충전 커넥터 잠금장치.
청구항 4에 있어서,
상기 리셉터클의 상부에는 상기 작동캠과 상기 잠금 아암을 덮는 커버가 설치되고, 상기 커버의 상부에는 상기 몸체가 삽입되는 장착홈이 형성되며, 상기 커버의 하부에는 상기 해제바가 압입되는 압입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 충전 커넥터 잠금장치.
청구항 5에 있어서,
상기 몸체의 양측에는 외팔보 형태의 고정편이 마련되고, 상기 고정편이 상기 장착홈의 내벽에 접촉하여 상기 해제툴을 고정하는 것을 특징으로 하는 충전 커넥터 잠금장치.