KR102590201B1 - 자동차 충전 커넥터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 자동차 충전 커넥터은 충전부가 형성된 메인바디; 상기 충전부의 내부에 설치되어 외부 충전기와 전기적으로 연결되는 피메일단자부; 및 상기 피메일단자부를 수용하는 피메일하우징;을 포함하고, 상기 피메일단자부는 외부 충전기와 차량의 배터리의 전기적으로 중계하는 복수의 피메일단자와, 각 상기 피메일단자의 일 측의 외측으로 형성되어 피메일단자를 보호하는 보호캡으로 형성되는 것을 특징으로 하여, 피메일단자의 손상을 최소화하여 보다 향상된 전기적 안정성 및 신뢰성을 제공한다.

Description

자동차 충전 커넥터{Car charging connector}
본 발명은 자동차 충전 커넥터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 자동차의 충전 시 사용되는 자동차 충전 커넥터에 관한 것이다.
최근 환경문제가 이슈화되면서 에너지절약과 환경오염 방지를 위하여 친환경 차량이 크게 부각되어 있다. 이에 따라 기존의 내연기관을 통해 구동력을 전달받는 차량을 대체하기 위한 것으로 수소연료전지 자동차, 바이오디젤 자동차, 전기 자동차 등이 주목을 받고 있다.
이 중에서 가장 활발한 기술 개발이 이루어지는 차량은 전기 자동차로 전기를 구동력으로 사용하는 차량을 의미한다. 전기 자동차는 전기에너지의 이용 방법 및 전기가 구동력으로 사용되는 비율에 따라 EV, PHEV,HEV로 구분되고, EV, PHEV는 외부로부터 전력을 공급받기 위하여 급속 충전부와 완속 충전부를 구비하고 있으며, 충전부와 충전부에 결합되는 충전기의 전기적인 연결을 위하여 내부에 단자가 형성된 커넥터가 설치된다.
이때 충전부와 충전기의 내부에 형성된 자동차 충전 커넥터는 반복적인 탈착에 의해 단자가 손상되는 등의 문제점이 있었으며, 구체적으로는 복수의 피메일단자 내부로 복수의 메일단자가 일체로 삽입되면서 일부 피메일단자와 메일단자에 간섭이 발생되어 피메일단자가 파손되는 등의 문제점이 있었다.
또한 이에 따라 고전압이 발생되는 단자부의 손상에 의해 충전 시 전기적 안정성이 저하되는 문제점이 발생되었다.
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 자동차 충전 커넥터의 내부에 설치되는 피메일단자를 보호하여 향상된 전기적 안정성 및 품질을 갖는 자동차 충전 커넥터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 자동차 충전 커넥터는 일 충전부가 형성된 메인바디; 상기 충전부의 내부에 설치되어 외부 충전기와 전기적으로 연결되는 피메일단자부; 및 상기 피메일단자부를 수용하는 피메일하우징;을 포함하고, 상기 피메일단자부는 외부 충전기와 차량의 배터리의 전기적으로 중계하는 복수의 피메일단자와, 각 상기 피메일단자의 일 측의 외측으로 형성되어 피메일단자를 보호하는 보호캡으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 피메일단자는 외부 충전기 내부의 메일단자와 전기적으로 연결되는 접촉부와, 와이어를 통해 차량의 배터리와 전기적으로 연결되는 연결부로 형성될 수 있으며, 상기 보호캡은 상기 접촉부를 감싸도록 연장방향으로 형성된 제1관통홀과, 상기 제1관통홀의 내측으로 연장되어 제2관통홀을 형성하고, 상기 접촉부의 말단의 외측으로 형성되는 보호리브가 형성될 수 있다.
상기 접촉부는 절개되어 상기 제2관통홀과 연통되는 제3관통홀을 형성하는 복수의 접촉리브로 형성되고, 상기 접촉리브의 말단부의 단면이 전방으로 갈수록 점진적으로 좁아지도록 내측으로 경사진 가이드면이 형성될 수 있다.
상기 충전부는 상기 제2,3관통홀과 연통되는 제4관통홀이 형성되고, 복수의 상기 피메일단자가 일정한 패턴을 갖도록 각 상기 접촉부가 설치되는 복수의 충전공간이 형성될 수 있으며, 상기 보호리브는 상기 충전공간과 상기 접촉부 사이에 형성되되, 상기 제2관통홀이 상기 제3관통홀보다 크게 형성될 수 있다.
다른 실시 예의 상기 보호리브는 상기 접촉리브의 말단과 상기 접촉공간 사이 형성되어 상기 제2관통홀을 형성하는 제1보호리브와, 상기 제1보호리브에서 연장향향으로 절곡 연장되어 상기 제3관통홀의 내측으로 형성되는 제2보호리브로 형성될 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
본 발명의 자동차 충전 커넥터는 피메일단자의 접촉부의 외측에 형성되는 보호캡을 구비하여 복수의 메일단자와 일체로 결합 시 발생할 수 있는 피메일단자의 손상을 최소화하고, 충전공간과 접촉부 사이에 보호리브를 배치시켜 피메일단자의 연장방향 유동을 최소화하여 자동차 충전 시 전기적인 안정성 및 신뢰성을 향상시킨다.
또한 보호캡의 외측으로 충전공간에 밀착되는 결합씰링을 배치시켜 피메일단자부가 1차적으로 고정될 수 있도록 하여 생산 시 작업자의 피로도를 감소시키는 동시에 자동차 충전 커넥터의 내부로 유입되는 수분 및 불순물 등을 차단하여 제품 내구성을 향상시킨다.
또한 접촉부는 절개되어 복수의 접촉리브로 형성되고, 각 접촉리브의 내부면에는 전방으로 갈수록 접촉리브의 단면적이 점진적으로 감소하도록 경사진 가이드면을 형성하여 메일단자 삽입 시 간섭되는 것을 방지하는 동시에 초기 삽발력을 감소시켜 사용자의 편의성을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 일실시 예의 자동차 충전 커넥터의 사시도.
도 2는 도 1의 분해 사시도.
도 3은 도 2의 피메일단자부의 사시도.
도 4는 도 3의 분해 사시도.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ 방향의 단면도.
도 6은 도 5에 다른 실시예의 보호캡이 적용된 도면.
도 7은 도 1의 Ⅶ-Ⅶ 방향의 단면도에 메일단자가 일부 결합된 상태의 도면.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 다만 본 발명의 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위해 생략한다.
또한 설명의 편의를 위해 도면에 일부에 3축을 표시하고, X축 방향은 반경방향으로, Y축 방향은 연장방향으로 정의하며, 연장 방향에서 충전부가 형성된 부분을 전방으로 정의하고, 그 반대 방향은 후방으로 정의한다.
또한 여기서 자동차 충전 커넥터는 차체 형성되는 충전 인렛과 외부 충전 장치에 형성되어 충전 인렛과 전기적으로 연결되는 충전 아웃렛을 모두 포함하는 것으로 정의한다. 다만, 중복 설명을 피하기 위하여 아래에서는 충전 인렛을 기준으로 설명하도록 하며, 아래의 설명은 충전 아웃렛에 그대로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예의 자동차 충전 커넥터의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 피메일단자부의 사시도이고, 도 4는 도 3의 분해 사시도이며, 도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ 방향의 단면도이고, 도 6은 도 5에 다른 실시예의 보호캡이 적용된 도면이며, 도 7은 도 1의 Ⅶ-Ⅶ 방향의 단면도단면도에 메일단자가 일부 결합된 상태의 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 자동차 충전 커넥터(10)은 충전부(110)가 형성된 메인바디(100), 상기 충전부(110)의 내부에 설치되어 외부 충전기와 전기적으로 연결되는 피메일단자부(200) 및 상기 피메일단자(210)부(200)를 수용하는 피메일하우징(300)을 포함하고, 상기 피메일단자(210)부(200)는 외부 충전기와 차량의 배터리의 전기적으로 중계하는 복수의 피메일단자(210)와, 각 상기 피메일단자(210)의 일 측의 외측으로 형성되어 피메일단자(210)를 보호하는 보호캡(240)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서 자동차 충전 커넥터(10)은 자동차 충전시 외부 충전기에 형성된 충전 아웃렛과 차량의 일 측에 설치되어 충전 아웃렛이 결합되는 충전인렛을 모두 포함하는 것으로 정의한다. 다시 말해 충전 커넥터(10)는 충전기와 배터리의 전기적인 연결을 중계하기 위한 것으로, 내부에는 피메일단자부(200) 또는 메일단자(20)가 설치될 수 있다.
따라서 피메일단자(210)와 메일단자(20)에는 고전압이 발생되며, 안정적인 충전을 위하여 반복적인 탈착에도 피메일단자(210)와 메일단자(20)가 종래의 위치에서 이탈되거나, 손상받는 것을 최소화하는 것이 바람직하다.
이를 위해 본 발명의 자동차 충전 커넥터(10)는 내부에 설치되는 피메일단자부(200)의 외측에 보호캡(240)을 형성하는 것을 기술적 특징으로 한다. 이하 발명의 설명 및 도면에서는 중복 설명 및 동일한 도면 사용을 방지하기 위하여 충전 인렛을 기준으로 설명하도록 한다.
메인바디(100)는 일 측이 차체에 노출되도록 설치되고, 노출되는 일 측면에 충전부(110)가 형성되어 외부 충전기가 연결되는 공간을 제공한다. 이때 충전부(110)의 내측에는 복수의 피메일단자(210)가 일정한 패턴을 가질 수 있도록 제4관통홀(111)이 형성된 복수의 충전공간(112)이 형성되어 복수의 메일단자(20)와 복수의 피메일단자(210)가 일체로 결합될 수 있도록 하며, 일정 기준에 맞춰 설계되어 사용자가 쉽게 충전할 수 있도록 한다.
구체적으로 메인바디(100)의 일 측은 외부 충전기가 결합되는 요입된 충전부(110)가 형성되고, 충전부(110)에는 내부에 복수의 피메일단자(210)가 일정 패턴을 가지며 배치되도록 충전부(110)에서 연장방향(Y)으로 돌출된 충전공간(112)이 형성되어 있다. 이때 충전공간(112)의 내부 피메일단자(210)와 외부 충전기의 내부에 설치된 메일단자(20)가 전기적으로 연결될 수 있도록 충전공간(112)은 연장방향(Y)으로 관통 형성되는 제4관통홀(111)이 형성된다.
피메일단자부(200)는 메인바디(100)의 타 측에서 충전공간(112)으로 배치되는 복수 개의 피메일단자(210)와, 피메일단자(210)의 외측에 형성되어 메일단자(20)와 접촉되는 접촉부(211)를 보호하는 보호캡(240)과, 피메일단자(210)의 일 측에 결합되어 피메일단자(210)가 충전공간(112)에 안정적으로 설치되는 동시에 수분 등의 불순물의 유입을 방지하는 결합씰링(250)으로 형성된다.
또한 피메일단자(210)는 일 측으로 충전공간(112)에 배치되고, 제3관통홀(2111)을 형성하여 메일단자(20)와 접촉되어 전기적으로 연결되도록 형성된 접촉부(211)와, 타 측으로 와이어를 통해 차량의 배터리와 연결되는 연결부(212)와, 접촉부(211)와 연결부(212)와 사이에 반경방향(X)으로 돌출되어 피메일단자(210)가 충전공간(112)에 연장방향(Y)으로의 위치를 가이드하는 동시에 외주면을 따라 결합씰링(250)이 안착되는 안착홈(2131)이 형성되는 결합단(213)으로 형성되어 메일단자(20)와 보다 안정적으로 연결된다.
구체적으로 접촉부(211)는 메일단자(20)와 안정적으로 결합할 수 있도록 연장방향(Y)으로 절개되어 복수의 접촉리브(2112)로 형성되고, 이때 복수의 접촉리브(2112)는 피메일단자(210)의 중심축을 기준으로 반경방향(X)으로 서로 이격되어 메일단자(20)가 삽입되는 제3관통홀(2111)을 형성하며, 접촉리브(2112)의 말단부의 내부면은 전방으로 갈수록 그 단면적으로 점진적으로 감소하도록 경사져 형성되는 가이드면(2113)이 형성되어 전방으로 삽입되는 메일단자(20)와 접촉리브(2112)의 간섭을 최소화한다.
다시 말해 복수의 접촉리브(2112)에 의해 형성되는 제3관통홀(2111)은 전방에서 가장 넓은 면적으로 가지고, 후방으로 갈수록 점진적으로 작아지다, 연장방향(Y)으로 일정 거리 이상에서는 동일한 면적을 가져, 복수의 메일단자(20)와 복수의 피메일단자(210)가 일체로 결합 시 서로 간섭되는 것을 방지하여 사용자의 편의성을 향상시키는 동시에 피메일단자(210)의 손상을 방지하여 제품 내구성을 향상시킨다.
연결부(212)는 차량의 배터리와 전기적으로 연결되는 와이어가 연결되어 접촉부(211)로부터 공급되는 전원이 와이어를 통해 배터리로 전달되도록 하고, 피메일하우징(300)에 형성된 수용공간(310)에 배치되어, 복수의 연결부(212)에 연결된 와이어가 일 방향으로 모여 주변 부품과의 간섭없이 배터리와 연결되도록 한다.
결합단(213)은 접촉부(211)와 연결부(212) 사이에 반경방향(X)으로 돌출 형성되고, 피메일단자부(200)가 충전부(110)에 설치된 상태에서 충전공간(112)의 외측에 밀착되도록 형성되어 피메일단자(210)의 연장방향(Y)의 위치를 가이드하여 메일단자(20)와 피메일단자(210)가 미리 설계된 위치에서 접촉되도록 하여 전기적 안정성을 확보한다.
또한 외주면을 따라 결합씰링(250)이 안착되는 안착홈(2131)이 요입 형성되어 복수의 충전부(110)와 충전공간(112) 사이에 형성되는 간극을 통해 차체 내부로 수분 등의 불순물이 유입되는 것을 방지하여 보다 안정적인 전기적 연결을 제공한다.
보호캡(240)은 접촉부(211)의 외측으로 형성되어, 자동차의 충전을 위한 반복적인 외부 충전기의 탈착에 의해 접촉부(211)가 손상되는 것을 방지하는 동시에 피메일단자(210)가 연장방향(Y)으로 유동하는 것을 방지하여 메일단자(20)와의 안정적인 전기적 연결을 제공한다.
따라서 보호캡(240)은 접촉부(211)가 내부에 배치되도록 연장방향(Y)으로 관통 형성되는 제1관통홀(241)이 형성되고, 피메일단자(210)의 손상 방지 및 유동방지를 위하여 전방 말단에는 제1관통홀(241)의 내측으로 연장되어 접촉리브(2112)의 말단의 전방으로 배치되는 보호리브(242)가 형성된다.
다시 말해 보호캡(240)은 접촉부(211)가 수용되는 제1관통홀(241)이 형성되고, 제1관통홀(241)의 전방 말단에서 반경방향(X)으로 연장되어 충전공간(112)과 접촉리브(2112)의 사이에 형성되는 보호리브(242)에 의해 형성되는 제2관통홀(243)이 형성되어 메일단자(20)와 피메일단자(210)의 전기적인 접촉을 간섭하지 않는 동시에 절개되어 형성되는 복수의 접촉리브(2112)의 전방에 배치되어 메일단자(20) 삽입 시 발생될 수 있는 피메일단자(210)의 손상을 최소화한다.
도 6에 따르면, 본 발명의 다른 실시 예의 보호캡(1240)은 피메일단자(1210)가 배치되도록 제1관통홀(1241)이 형성되고, 접촉리브(2112)의 전방으로 보호리브(1242)가 형성되어 제1관통홀(1241)보다 그 면적인 작은 제2관통홀(1243)이 형성되는 점에서 일 실시예와 동일하나, 보호리브(1242)가 보호캡(1240)의 전방 말단부에서 반경방향(X)으로 연장되어 제2관통홀(1243)을 형성하는 제1보호리브(12421)와, 제1보호리브(12421)의 말단에서 절곡되어 접촉부(211)의 내측 연장방향(Y)으로 연장되는 제2보호리브(12422)를 형성하여 메일단자(20)와 피메일단자(210) 사이의 간섭을 근본적으로 방지한다.
다만, 제2보호리브(12422)는 메일단자(20)의 삽입 시 간섭이 발생될 수 있어, 안정적인 전기적 연결을 위해 후방으로 갈수록 그 단면적인 점직적으로 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하며, 설계에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.
따라서 본 발명의 자동차 충전 커넥터(10)은 메일단자(20)와 접촉되어 외부 충전기와 전기적으로 연결되는 피메일단자(210)의 접촉부(211)를 보호하는 보호캡(240,1240)을 구비하여, 보다 향상된 전기적 안정성을 제공하는 동시에 파손 가능성을 낮춰 제품 내구성 또한 향상시킨다.
피메일하우징(300)은 피메일단자부(200)의 후방에 결합되고, 연결부(212)가 수용되는 수용공간(310)이 형성되어 복수의 와이어와 연결부(212)가 연결되는 부분을 외측으로부터 보호하고, 복수의 와이어가 한 방향으로 연장되도록 가이드하여 배터리가 쉽게 연결되도록 하고, 주변 부품과의 간섭을 방지한다.
이때 수용공간(310)에는 피메일단자부(200)의 후방에 체결되는 리어홀도 또한 수용되어 피메일단자(210)를 추가적으로 고정하고, 메인바디(100)의 타 측으로 연장되는 연장리브를 수용하여 자동차 충전 시 발생되는 고정압이 주변 부품과 쇼트현상 등의 손상이 발생되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
리어홀더(400)는 메인바디(100)의 타 측으로 형성되는 홀더바디(410)와, 홀더바디(410)에서 연장방향(Y)으로 연장되어 각 충전공간(112)에 삽입된 피메일단자(210)의 결합단(213)의 후방에 밀착되는 지지리브(420)로 형성되어 충전부(110)에 결합된 복수의 피메일단자(210)를 추가적으로 고정하여 생산 시 작업자의 작업성을 향상시키는 동시에 피메일단자(210)가 보다 안정적으로 고정되도록 한다.
다시 말해 피메일단자(210)는 충전공간(112)의 후방 외측으로 형성되는 결합단(213)에 의해 1차적으로 고정되고, 다시 결합단(213)의 후방으로 배치되는 지지리브(420)에 의해 2차적으로 고정되어 연장방향(Y)의 유동을 최소화하고, 외부 충전기의 반복적인 탈착에도 초기 위치를 유지하도록 하여 보다 향상된 안정성 및 신뢰성을 제공한다.
따라서 본 발명의 자동차 충전 커넥터(10)은 접촉부(211)의 외측으로 형성되는 보호캡(240,1240)을 형성하여 자동차의 운행에 따른 지속적인 진동 및 외력에 의해 피메일단자(210)가 손상받는 것을 최소화하는 동시에 자동차 충전을 위한 외부 충전기의 반복적인 탈착에도 보다 견고한 내구성을 제공하여 사용자의 안정성 및 제품 신뢰성을 현저히 향상시키는 효과를 갖는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적을 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 속한다.
10 자동차 충전 커넥터
100 메인바디 110 충전부
111 제4관통홀 112 충전공간
200 피메일단자부 210 피메일단자
211 접촉부 2111 제3관통홀
2112 접촉리브 2113 가이드면
212 연결부 213 결합단
2131 안착홈 240,1240 보호캡
241,1241 제1관통홀 242,1242 보호리브
12421 제1보호리브 12422 제2보호리브
243,1243 제2관통홀 250 결합씰링
300 피메일하우징 310 수용공간
400 리어홀더 410 홀더바디
420 지지리브
20 메일단자
X 반경방향 Y 연장방향

Claims (5)

  1. 충전부와, 상기 충전부의 내측으로 충전공간이 형성된 메인바디;
    상기 충전공간에 설치되어 외부 충전기와 전기적으로 연결되는 피메일단자부; 및
    상기 피메일단자부를 수용하는 피메일하우징; 및
    상기 메인바디의 타 측에 형성되어 상기 피메일단자부를 추가적으로 고정시키는 리어홀더;를 포함하고,
    상기 피메일단자부는
    외부 충전기 내부에 설치된 메일단자와 전기적으로 연결되는 접촉부와, 와이어를 통해 차량의 배터리와 전기적으로 연결되는 연결부와, 상기 접촉부와 상기 연결부 사이에 상기 충전공간의 외측에 밀착되도록 돌출되어 설치 위치를 가이드하는 결합단으로 형성된 복수의 피메일단자;와,
    각 상기 피메일단자의 상기 접촉부의 외측으로 형성되어 상기 피메일단자를 보호하는 보호캡;으로 형성되며,
    상기 보호캡은
    상기 접촉부를 감싸도록 연장방향으로 형성된 제1관통홀과, 상기 제1관통홀의 둘레를 따라 연장되어 제2관통홀을 형성하는 동시에 상기 접촉부의 말단의 외측으로 배치되는 보호리브가 형성되고,
    상기 리어홀더는
    상기 메인바디의 타 측으로 형성되는 홀더바디와, 상기 홀더바디에서 연장되어 상기 충전공간에 설치된 각 상기 피메일단자의 상기 결합단에 밀착되는 지지리브로 형성되며,
    각 상기 피메일단자는
    상기 결합단에 의해 1차적으로 고정되며, 상기 지지리브에 의해 2차적으로 고정되어 상기 충전공간의 설치 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차 충전 커넥터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부는
    절개되어 상기 제2관통홀과 연통되는 제3관통홀을 형성하는 복수의 접촉리브로 형성되고, 상기 접촉리브의 말단부의 단면이 전방으로 갈수록 점진적으로 좁아지도록 내측으로 경사진 가이드면이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 충전 커넥터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충전부는
    상기 제2,3관통홀과 연통되는 제4관통홀이 형성되고, 복수의 상기 피메일단자가 일정한 패턴을 갖도록 각 상기 접촉부가 설치되는 복수의 충전공간이 형성되고,
    상기 보호리브는
    상기 충전공간과 상기 접촉부 사이에 형성되되, 상기 제2관통홀이 상기 제3관통홀보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 충전 커넥터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 보호리브는
    반경방향으로 연장되어 상기 제2관통홀을 형성하는 제1보호리브와, 상기 제1보호리브에서 연장향향으로 절곡 연장되어 상기 제3관통홀의 내측으로 형성되는 제2보호리브로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 충전 커넥터.
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