KR20170093269A - 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그 및 그 구성 방법 - Google Patents

온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그 및 그 구성 방법 Download PDF

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김성훈
박덕수
이준단
서진원
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통일전자공업(주)
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Abstract

본 발명은 전원 플러그에 관한 것으로서, 특히, 전기 자동차의 충전용 전원 플러그로서, 전원 콘센트에 삽입되도록 구성된 복수의 원형 플러그 핀을 포함하는 플러그부, 상기 플러그부와 인접하게 배치되고, 플러그부의 열을 감지하는 센서, 상기 플러그부를 파지하고, 내부에서 상기 센서를 지지하는 하우징 및 상기 하우징 내로 일측 단부가 진입되고, 상기 플러그부와 연결되는 전선을 내측에 보유하며, 외주면의 일부가 상기 하우징에 고정되는 케이블을 포함하여 이루어지고, 상기 하우징은 내부 몸체에 센서 삽입공이 일체로 형성되며, 상기 센서는 상기 플러그 핀 사이에 위치되도록 상기 하우징의 센서 삽입공 내에 개재되는 것을 특징으로 하며, 구체적으로는 센서가 플러그 내에서 열이 발생하는 것을 감지하여 일정 온도를 넘으면 플러그에 흐르는 전류를 차단할 수 있는 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그 및 그 구성 방법을 제공한다.

Description

온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그 및 그 구성 방법{POWER PLUG FOR ELECTRIC VEHICLE HAVING A TEMPARATURE SENSOR AND AN EUROPEAN TYPE TERMINAL AND MENUFACTURING METHOD THEROF}
본 발명은 전원 플러그에 관한 것으로서, 특히, 전기 자동차의 충전용 전원 플러그로서, 구체적으로는 플러그 내에서 열이 발생하는 것을 감지하여 일정 온도를 넘으면 플러그에 흐르는 전류를 차단할 수 있는 센서를 구비하는 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그 및 그 구성 방법에 관한 것이다.
최근 자동차로 인한 환경오염에 대한 문제가 심각하게 나타나고 있다. 이에 대한 환경오염을 최소화하기 위해서 친환경 자동차가 크게 부각되고 있는데, 특히 기존의 내연기관으로 구성된 자동차를 대체하기 위한 것으로서 수소연료전지 자동차, 바이오디젤 자동차, 전기자동차 등이 주목받고 있는 추세이다. 이 중에서, 전기자동차는 전기에너지의 이용 방법과 이용률에 따라 EV(Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid EV), HEV(Hybrid EV)로 나눌 수 있다.
이와 같은 전기에너지를 기반으로 하는 전기자동차 산업은 나날이 발전하고 있다. 이러한 전기자동차는 공통적으로 전기에너지를 차량구동에 활용하게 되는데, 특히 PHEV와 EV 차량은 외부로부터 전력을 공급받게 되어 있다. 이때, 외부로부터 전력을 공급받는 차량은 차량 내부에 배터리 팩을 구비하며, 외부의 충전기를 통해 이 배터리 팩을 충전할 수 있는바, 일반 전자 기기의 전원을 연결하여 충전하는 것과 유사하게, 외부 충전기에 구비된 전원 콘센트에 전원 플러그를 연결하여 차량에 있는 배터리 팩을 충전할 수 있다.
그러나, 이와 같은 충전기의 전원 콘센트에 연결되는 전원 플러그는, 통상적으로 5A 이상의 고압 전류가 흐르기 때문에, 대용량의 전기 에너지 차량을 충전할 때에, 플러그 핀이나 전원 코드(케이블)에서 발열이 보통의 전자 기기에 비해서 크게 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 열 센서를 구비한 플러그가 제안되어 있다. 종래의 전원 플러그는 센서가 커넥터(플러그 핀) 각각에 볼트 체결로 연결되어 있는바, 센서가 제대로 고정되지 않아서 센서가 유동하게 되고, 이로 인해 센서와 커넥터 간의 접촉 불량이 발생한다는 문제가 있으며, 또 플러그 제조시, 전선을 커넥터에 연결해야 하는데, 센서가 직접적으로 커넥터와 연결된 상태로 배치되어 있는 까닭에 작업자가 작업시 센서로 인한 간섭이 발생하여 작업 능률이 상당히 저하된다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 전술한 바와 같이 전원 플러그에서 열이 발생하는 경우 전류의 흐름을 차단하여 화재나 감전의 위험을 예방할 수 있으며, 특히 센서의 유동을 최소화한 구조가 마련되어, 센서의 유동으로 인한 플러그 핀과의 접촉 불량을 방지할 수 있고, 제조시 센서로 인한 간섭 발생을 최소화한 온도 센서가 내장된 전전기 자동차용 전원 플러그를 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 전원 콘센트에 삽입되도록 구성된 복수의 원형 플러그 핀을 포함하는 플러그부, 플러그부와 인접하게 배치되고, 플러그부의 열을 감지하는 센서, 플러그부를 파지하고, 내부에서 센서를 지지하는 하우징 및 하우징 내로 일측 단부가 진입되고, 플러그부와 연결되는 전선을 내측에 보유하며, 외주면의 일부가 하우징에 고정되는 케이블을 포함하여 이루어지고, 하우징은 내부에 돌출 형성된 돌출부에 센서 삽입공이 일체로 형성되며, 센서는 플러그 핀 사이에 위치되도록 하우징의 센서 삽입공 내에 개재되는, 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그를 제공한다.
또한, 센서는 플러그 핀들 사이의 중간에 위치되어 플러그 핀과 연결될 수 있으며, 플러그부는 플러그 핀의 상측 또는 하측에 위치되어 접지 역할을 하는 접지 단자를 더 포함할 수 있다.
한편, 하우징은 플러그부를 고정하는 내부 고정물 및 내부 고정물의 외측을 감싸는 외부 케이스를 포함하고, 내부 고정물은, 플러그 핀을 수용하는 핀 구멍과, 접지 단자를 고정하는 적어도 하나의 지지부, 및 센서를 개재하는 센서 삽입공이 마련되는 돌출부를 포함하며, 돌출부와 지지부는 일체로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그는, 플러그 부분에서 열이 발생하는 경우 전류의 흐름을 차단하여 화재나 감전의 위험을 예방할 수 있도록 센서가 마련되어 있으며, 특히 하우징 내에서 센서의 유동을 최소화할 수 있도록 센서 고정부가 마련되어, 센서의 유동으로 인한 플러그 핀과 센서 간의 접촉 불량을 미연에 방지할 수 있고, 센서가 센서 고정부에 고정된 상태로 배치됨에 따라, 제조 단계에서 작업자가 전선 작업을 수행하는 경우, 작업자의 시야와, 작업 공간에 간섭을 끼치지 않게 되어 작업 능률을 상당히 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그의 측면을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그의 정면을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그의 내부 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그의 하우징 중 내부 고정물을 정면에서 나타낸 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그의 기술적 특징을 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그(100)를 나타낸 도면이다. 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그는 전원 콘센트에 삽입되는 플러그부(10), 플러그부(10)와 인접한 센서(20), 플러그부(10)와 센서(20)를 지지하는 하우징(30), 및 전선을 연결하는 케이블(40)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 전원 플러그는, 사용 목적상 사용 중에 전류가 통하지 않도록, 전류를 완전하게 차단할 수 있는 공지된 절연 성질을 갖는 소재의 하우징(30) 내에 일체형으로 형성된다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 전원 플러그는 한국을 포함하여, 유럽에서 전반적으로 사용할 수 있는 유럽식 플러그(VP형)에 적용될 수 있다.
플러그부(10)는 차량의 외부에 마련된 충전기의 전원 콘센트에 꽂아질 수 있도록 형성된 복수의 플러그 핀(11)을 포함한다. 플러그 핀(11)은 도시한 바와 같이, 하우징(30)의 단부면(30a)에서 수직 방향으로 돌출 형성된다. 즉, 플러그 핀(11)은 하우징(30)의 단부 방향(도면상에서 우측)으로 돌출하며, 전원 콘센트에 삽입될 수 있도록 원기둥 형태의 핀으로 형성되는바, 전기를 접촉할 수 있도록 금속 재질로 이루어진다. 여기서, 전원 플러그는 통상적으로 접지선이 연결될 수 있는데, 본 발명에 따른 플러그부(10)는 플러그 핀(11)의 하측 또는 상측에 접지선과 연결될 수 있도록 접지 핀 혹은 접지 단자(12)를 더 포함할 수 있다. 이러한 접지 단자(12)는 도시한 바와 같이, 금속 플레이트의 형태로 형성될 수 있으며, 별도의 핀이 장착될 수도 있다. 이러한 플러그 핀(11)과 접지 단자(12)는 전선 혹은 접지선과 연결된다. 이때, 접지 단자(12)는 전원 플러그에 이중 접지 형태로 마련된다.
센서(20)는 플러그부(10)와 인접하게 배치되는데, 경우에 따라서 플러그 핀(11)과 직접적으로 접촉될 수도 있다. 이러한 센서(20)는 통상의 온도 센서로서, 플러그부(10) 또는 후술하는 케이블(40)에서 발생하는 열을 감지하는데, 전류가 세게 흘러 플러그부(10)에서 일정 온도 이상의 열이 발생하는 경우, 플러그 핀(11)으로부터 전류의 흐름을 차단하여 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 화재나 감전의 위험으로부터 사용자를 보호하게 된다. 본 발명의 실시예에서, 이 센서(20)는 양측의 플러그 핀(11) 사이에 위치되는바, 후술하는 하우징(30)에 의해서 고정될 수 있다.
도면에 도시한 바와 같이, 플러그부(10)와 센서(20)는 하우징(30)에 수용된다. 하우징(30)은 합성수지와 같은 절연 재료로 만들어지며, 플러그부(10)를 파지함과 동시에, 내측에 센서(20)를 지지한다. 이러한 하우징(30)은 일체의 몸체로 형성될 수 있으나, 플러그 핀(11)과 센서(20)를 고정하는 별도의 고정 부재 없이 몸체로만 형성될 경우 제조시 어려움이 발생하므로, 본 발명의 실시예에서는 내부 고정물(31)과 외부 케이스(36)를 포함하여 이루어질 수 있다. 내부 고정물(31)은 플러그부(10)와 센서(20)를 각각 고정하며, 외부 케이스(36)는 내부 고정물(31) 전체를 밀봉하도록 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 내부 고정물(31)은 도시한 바와 같이, 플레이트 형상의 몸체로 형성되며, 중앙부 좌우에 핀 구멍(31a)이 형성되어 플러그 핀(11)이 각각 삽입되고, 상측과 하측에는 접지 단자(12)와 센서(20)를 지지할 수 있도록 각각 지지부(32)와 돌출부(33)가 마련된다. 지지부(32)는 플레이트 형상의 몸체의 상측 또는 하측에서, 플러그 핀(11)이 돌출된 하우징(30) 단부 방향의 반대 방향으로 돌출 형성되는 지지편으로 형성되며, 이에 접지 단자(12)가 고정된다. 돌출부(33)는 도시한 바와 같이, 지지부(32)와 동일한 방향으로 돌출 형성되는바, 하측의 지지부(32)에서 플레이트 형상의 몸체의 중앙부 근처의 높이까지, 돌출 형성된다. 즉, 돌출부(33)는 하측의 지지부(32)와 일체로 형성될 수 있으며, 접지 핀(미도시)이 삽입될 수 있는 관통공(34)이 형성된다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 내부 고정물(31)은 센서(20)를 수용할 수 있는 센서 삽입공(35)이 돌출부(33)에 형성된다. 센서 삽입공(35)은 센서(20)가 플러그 핀(11)과 인접하게 위치될 수 있도록, 양측의 핀 구멍(31a) 중간에 형성되어, 센서(20)를 내측에 보유한다.
외부 케이스(36)는 통상적으로 전원 플러그의 몸체(헤드 부분)를 이루는바, 도시한 바와 같이, 내부 고정물(31) 전체를 감싸도록 형성된다. 이때, 외부 케이스(36)는 서로 대칭인 한 쌍의 몸체를 이루도록 사출 성형되어 준비되며, 내부 고정물(31) 및 다른 요소들을 내부에 수용한 상태로 열융착 등의 부착 공정에 의해서, 일체로 형성됨에 따라 이들을 밀봉한다. 한편, 외부 케이스(36)는 별도의 나사 부재에 의해 체결되어 결합될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 케이블(40)은 각 전선들이 플러그부(10)에 연결되는바, 하우징(30)의 후방으로 늘어져 나온다. 즉, 케이블(40)은 하우징(30)의 외부 케이스(36)가 밀봉될 때, 플러그부(10)와 연결된 선단의 일부가 외부 케이스(36) 내에 개재되며, 외부 케이스(36)의 밀봉 공정 이후에 하우징(30)에 고정된다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 의하면, 플러그부(10)의 열을 감지하는 센서(20)가 플러그부(10)의 플러그 핀(11)들 사이에 인접하게 위치됨에 따라, 종래에 적어도 2개의 센서 부재를 사용했던 것과 다르게, 하나의 센서(20)에 의해서 이들의 열을 감지할 수 있으므로 제조비용을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 센서(20)와 플러그 핀(11)을 연결하는 작업을 수행하더라도 하나의 센서(20)만 가지고서 연결하므로 작업에 소요되는 시간을 줄일 수 있다는 효과를 가지게 되며, 또한, 하우징(30) 내에 마련된 센서 삽입공(35)에 센서(20)가 개재됨에 따라, 센서(20)의 유동을 최소화할 수 있으므로, 센서(20)의 유동으로 인한 플러그 핀(11)과의 접촉 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 제조시에는 특히 센서(20)로 인한 작업 공간의 간섭 발생을 최소화할 수 있게 된다. 즉, 종래에 센서(20)가 플러그 핀(11)과 바로 연결되었던 것과 다르게, 센서 삽입공(35) 내에 위치한 상태로 머물러 있어, 작업자가 전선을 연결하는 작업을 수행하는 동안에, 센서(20)로 인한 간섭 발생이 줄어들게 되며, 이로 인해 작업 시간을 단축할 수 있게 된다.
다시 말해, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그는, 플러그부(10)에서 열이 발생하는 경우 전류의 흐름을 차단하여 화재나 감전의 위험을 예방할 수 있도록 센서(20)가 마련되어 있으며, 특히 하우징(30) 내에서 센서(20)의 유동을 최소화할 수 있도록 센서를 지지하는 센서 고정부, 즉, 센서 삽입공(35)이 마련되어, 센서의 유동으로 인한 플러그 핀(11)과 센서(20) 간의 접촉 불량을 미연에 방지할 수 있고, 센서(20)가 센서 삽입공(35)에 고정된 상태로 배치됨에 따라, 제조 단계에서 작업자가 전선 작업을 수행하는 경우, 작업자의 시야와, 작업 공간에 간섭을 끼치지 않게 되어 작업 능률을 상당히 향상시킬 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 의한 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그는, 케이블 혹은 플러그부에 과열이나 과부하가 발생하면, 케이블을 통해 공급되는 전원을 자동으로 차단할 수 있도록 하우징 내에 센서가 마련되어, 과열로 인한 누전이나 화재를 미연에 방지할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시 예에 의해 제한되기보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 플러그부 11 : 플러그 핀
12 : 접지 핀 20 : 센서
30 : 하우징 31 : 내부 고정물
32 : 지지부 33 : 돌출부
35 : 센서 삽입공 36 : 외부 케이스
40 : 케이블 100 : 전원 플러그

Claims (5)

  1. 전기 자동차용 전원 플러그에 있어서,
    전원 콘센트에 삽입되도록 구성된 복수의 원형 플러그 핀을 포함하는 플러그부;
    상기 플러그부와 인접하게 배치되고, 플러그부의 열을 감지하는 센서;
    상기 플러그부를 파지하고, 내부에서 상기 센서를 지지하는 하우징; 및
    상기 하우징 내로 일측 단부가 진입되고, 상기 플러그부와 연결되는 전선을 내측에 보유하며, 외주면의 일부가 상기 하우징에 고정되는 케이블;을 포함하고,
    상기 하우징은 내부에 돌출 형성된 돌출부에 센서 삽입공이 일체로 형성되며,
    상기 센서는 상기 하우징의 센서 삽입공 내에 개재되는 것을 특징으로 하는 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 상기 플러그 핀들 사이의 중간에 위치되어 상기 플러그 핀과 연결되는 것을 특징으로 하는 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플러그부는 상기 플러그 핀의 상측 또는 하측에 위치되어 접지 역할을 하는 접지 단자를 더 포함하는 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 플러그부를 고정하는 내부 고정물 및 상기 내부 고정물의 외측을 감싸는 외부 케이스를 포함하고,
    상기 내부 고정물은,
    상기 플러그 핀을 수용하는 핀 구멍;
    상기 접지 단자를 고정하는 적어도 하나의 지지부; 및
    상기 센서를 개재하는 상기 센서 삽입공이 마련되는 돌출부를 포함하며,
    상기 돌출부와 상기 지지부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 외부 케이스는 상기 내부 고정물을 내측에 밀봉하는 것을 특징으로 하는 온도 센서와 유럽형 단자가 내장된 전기 자동차용 전원 플러그.
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