KR20200065202A - 자동급속 충전 인터페이스 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동급속 충전 인터페이스 장치에 관한 것으로, 무가선 트램 등 무가선 교통 시스템의 충전을 위하여 단순한 구조로 이루어져 차량측 집전설비의 간소화가 가능하도록 하여 구조 및 운영이 간결하도록 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치에 관한 것이다.
본 발명은 무가선 교통 시스템의 자동급속 충전 인터페이스 장치에 있어서, 무가선 차량에 설치되는 집전부와, 상기 집전부에 선택적으로 접촉하여 전원을 공급하는 급전부와, 상기 급전부와 집전부의 접촉을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자동급속 충전 인터페이스 장치 {quick charging interface system}
본 발명은 자동급속 충전 인터페이스 장치에 관한 것으로, 무가선 트램 등 무가선 교통 시스템의 충전을 위하여 단순한 구조로 이루어져 차량측 집전설비의 간소화가 가능하도록 하여 구조 및 운영이 간결하도록 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치에 관한 것이다.
최근 차량이 설정된 궤도 위를 주행하는 교통 시스템에 있어서, 가선으로부터 전력의 공급을 받지 않고 주행하는 전기 차량을 사용한 무가선 교통 시스템이 제안되고 있다. 무가선 교통 시스템의 전기 차량은 축전 장치를 탑재하고 있다.
이러한 무가선 교통 시스템의 전기차량의 축전 장치는 차체에 기존의 팬터그래프 장치와 동일한 장치를 구비하여 에너지를 공급받고 있으나, 이 방식은 차량 내 불필요한 공간의 점유 및 고율 충전이 어려운 문제가 있었다.
또한, 최근 전 세계적인 친환경 수송시스템의 보급 정책에 따라 교통시스템을 위한 대용량 자동충전공급방식이 제안되고 있으나, 이러한 개념들은 무가선 트램에서 요구하는 매체의 고용량, 고출력 특성 및 휠-레일 구동방식에 따른 정밀정차 성능에 부합하지 않아서 적용하는데 어려움이 있다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 역팬터그래프 장치가 개발되었는데, 이러한 역팬터그래프 장치는 차량과의 접촉력을 유지하기 위한 힘의 방향이 수직방향으로만 제한되기 때문에 차량 진입방향으로 접촉력을 유지하는데 문제가 있으며, 차량이 정확히 접촉지점에 정밀 정차할 시에만 사용 가능한 단점이 있으며, 역팬터그래프 방식 또한 기존의 팬터그래프의 기계적 구조를 그대로 활용하는데, 이는 동적으로 움직이는 차량의 상하 진동 환경에 적용이 가능하도록 설계되어 구조가 복잡한 문제가 있었다.
한국 등록특허 제10-0993159호 한국 공개특허 제10-2012-101566호 한국 공개특허 제10-2017-70078호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무가선 트램 등 무가선 교통 시스템의 충전을 위하여 단순한 구조로 이루어져 차량측 집전설비의 간소화가 가능하도록 하여 구조 및 운영이 간결하도록 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 자동 무인 급속충전장치 도입을 통해 차량 운영 및 유지보수비용을 절감할 수 있도록 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치를 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은; 무가선 교통 시스템의 자동급속 충전 인터페이스 장치에 있어서, 무가선 차량에 설치되는 집전부와, 상기 집전부에 선택적으로 접촉하여 전원을 공급하는 급전부와, 상기 급전부와 집전부의 접촉을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 집전부는 무가선 차량의 상단에 돌출되도록 구비되는 집전판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 급전부는 "X"자 형상으로 서로 교차되어 회전 가능하게 구성되는 설치부재와, 상기 설치부재의 하단에 설치되는 급전판과, 상기 설치부재의 상단에 구비되는 전자석 커플링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 급전판은 차량의 길이방향으로 길이가 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설치부재의 일측을 탄성 지지하는 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 급전부의 전자석 커플링의 전원 공급을 제어하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 집전부는 무가선 차량의 상단에 구비되는 절연애자와, 상기 애자의 상단에 구비되는 집전판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 급전부는 본체와, 상기 본체의 내측에 구비되는 동력전달부와, 상기 동력전달부에 연결 설치되는 로드와, 상기 로드의 하단에 구비되는 급전판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동력전달부는 모터와, 상기 모터에 연결되어 구동되는 기어박스로 이루어지고, 상기 기어박스와 로드의 사이에는 댐퍼부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 본체에는 상기 로드가 가이드되는 가이드부가 형성되며, 상기 가이드부의 내주면 및 로드의 외주면에는 나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제어부는 상기 모터의 구동을 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 무가선 트램 등 무가선 교통 시스템의 충전을 위하여 단순한 구조로 이루어져 차량측 집전설비의 간소화가 가능하도록 하여 구조 및 운영이 간결하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 자동 무인 급속충전장치 도입을 통해 차량 운영 및 유지보수비용을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동급속 충전 인터페이스 장치의 일 실시 예를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 자동급속 충전 인터페이스 장치의 일 실시 예의 충전상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 자동급속 충전 인터페이스 장치의 다른 실시 예를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 자동급속 충전 인터페이스 장치의 다른 실시 예의 충전 상태를 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동급속 충전 인터페이스 장치의 일 실시 예를 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동급속 충전 인터페이스 장치의 일 실시 예의 충전상태를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동급속 충전 인터페이스 장치의 다른 실시 예를 도시한 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동급속 충전 인터페이스 장치의 다른 실시 예의 충전 상태를 도시한 도면이다.
본 발명은 무가선 트램 등 무가선 교통 시스템의 충전을 위하여 단순한 구조로 이루어져 차량측 집전설비의 간소화가 가능하도록 하여 구조 및 운영이 간결하도록 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치에 관한 것으로, 그 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 크게 무가선 차량(10)에 설치되는 집전부(110)와, 상기 집전부(110)에 선택적으로 접촉하여 전원을 공급하는 급전부(120)와, 상기 급전부(120)와 집전부(110)의 접촉을 제어하는 제어부(130)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 집전부(110)는 무가선 차량(10)의 상단에 돌출되도록 구비되는 집전판(112)으로 이루어져 무가선 차량(10)에 구비되는 충전전원(미도시)에 연결되는 것으로, 후술할 급전부(120)와의 접촉 시 전원을 공급받아 충전전원(미도시)에 충전되도록 하는 역할을 한다.
이때, 상기 집전판(112)은 상기 무가선 차량(10)의 상단에 돌출되도록 구비되되, 돌출된 상태를 유지하도록 고정 설치될 수도 있고, 무가선 차량(10)의 상부면에 인출가능하게 설치되어 후술할 제어부(130)로부터 충전신호가 발생될 때만 인출되도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 집전판(112)은 일정 높이를 갖도록 형성되어 하중이나 휠의 마모 상태에 따른 무가선 차량(10)의 높낮이 오차를 극복하여 후술할 급전부(120)와 접촉할 수 있도록 함으로써 충전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있게 되는 효과가 있다.
한편, 상기 급전부(120)는 상하이동가능하게 지주(미도시)에 설치되는 것으로, "X"자 형상으로 서로 교차되는 설치부재(122)와, 상기 설치부재(122)의 하단에 설치되는 급전판(124)과, 상기 설치부재(122)의 상단에 구비되는 전자석 커플링(126)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 설치부재(122)는 서로 교차된 상태에서 회전 가능하게 구성된다.
그래서, 상기 전자석 커플링(126)에 전원이 인가되면 그 인력에 의해 전자석 커플링(126)이 접촉되면서 설치부재(122)의 양 단부가 서로 맞닿게 되고, 그에 따라 설치부재(122)의 하단에 구비되는 급전판(124)이 집전부(110)의 집전판(112)의 양 측면에 접촉하게 됨으로써 전원공급이 이루어지게 되는 것이다.
또한, 상기 전자석 커플링(126) 사이에 작용하는 인력에 의해 집전판(112)과 급전판(124)이 일정한 압력으로 접촉하게 됨으로써 충전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있게 된다.
이때, 상기 급전판(124)은 무가선 차량(10)의 길이방향으로 길이가 길게 형성됨으로써 무가선 차량(10)이 충전을 위해 정위치 정차가 이루어지지 않더라도 집전부(110)의 집전판(112)과 급전부(120)의 급전판(124) 사이에 접촉이 가능하도록 하여 충전이 이루어지도록 하는 효과가 있는 것이다.
또한, 상기 설치부재(122)의 사이에는 탄성부재(128)가 구비되는데, 상기 탄성부재(128)는 설치부재(122)가 "X"자 형상을 유지하도록 하는 역할을 하는 것으로, 상기 전자석 커플링(126)에 인가되는 전원의 차단시 응축되어 있던 탄성력에 의해 설치부재(122)를 다시 "X"자로 복귀시켜 자동으로 급전판(124)과 집전판(112)의 접촉을 해제하여 충전이 종료되도록 하는 효과가 있다.
한편, 상기 제어부(130)는 무선 통신에 의해 무가선 차량(10)이 충전장소에 진입 시 급전판(124)을 집전판(112)에 접촉시키기 위해 전자석 커플링(126)에 전원을 공급하여 서로 인력이 작용하도록 제어하고, 충전 완료시에는 전자석 커플링(126)에 공급되는 전원을 차단함으로써 충전이 종료되도록 하는 역할을 하는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 자동 급속충전 인터페이스 장치(200)의 다른 실시 예예 의하면, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 상기 집전부(210)는 무가선 차량(10)의 상단에 구비되는 절연애자(212)와, 상기 절연애자(212)의 상단에 구비되는 집전판(214)으로 이루어져 무가선 차량(10)에 구비되는 충전전원(미도시)에 연결되는 것으로, 후술할 급전부(220)와의 접촉 시 전원을 공급받아 충전전원(미도시)에 충전되도록 하는 역할을 한다.
이때, 상기 집전판(214)은 원형으로 형성되어 무가선 차량(10)이 충전을 위해 정위치 정차가 이루어지지 않더라도 집전부(210)의 집전판(214)과 급전부(220)의 급전판(228) 사이에 접촉이 가능하도록 하여 충전이 안정적으로 이루어지도록 하는 효과가 있는 것이다.
한편, 상기 급전부(220)는 상하이동가능하게 지주(미도시)에 설치되는 것으로, 본체(222)와, 상기 본체(222)의 내측에 구비되는 동력전달부(224)와 상기 동력전달부(224)에 연결 설치되는 로드(226)와, 상기 로드(226)의 하단에 구비되는 급전판(228)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 동력전달부(224)는 모터(224a)와 상기 모터(224a)에 연결되어 구동되는 구동기어 및 종동기어로 이루어지는 기어박스(224b)로 이루어지며, 상기 기어박스(224b)와 로드(226)의 사이에는 스프링으로 이루어지는 댐퍼부재(229)가 구비된다.
또한, 상기 본체(222)에는 상기 로드(226)가 가이드되는 가이드부(222a)가 형성되고, 상기 가이드부(222a)의 내주면 및 로드(226)의 외주면에는 나사산이 형성된다.
상기와 같은 구성에 의해, 상기 동력전달부(224)의 모터(224a)가 구동되면 기어박스(224b)에 의해 상기 댐퍼부재(229) 및 로드(226)에 회전력이 전달되며, 로드(226)가 회전하며 가이드부(222a)에 의해 가이드되어 하방으로 이동하게 되며, 댐퍼부재(229)는 인장되고, 급전판(228)은 집전판(214)에 접촉되게 된다.
상기와 같은 구성에 의해, 급전판(228)이 하향 이동하게 되므로, 하중이나 휠의 마모 상태에 따른 무가선 차량(10)의 높낮이 오차를 극복할 수 있으며, 댐퍼부재(229)에 의해 일정 압력으로 급전판(228)을 집전판(214)에 접촉되도록 함으로써 충전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있게 되는 효과가 있다.
한편, 상기 제어부(230)는 무선 통신에 의해 무가선 차량(10)이 충전장소에 진입 시 급전판(226)을 집전판(214)에 접촉시키기 위해 모터(224a)에 전원을 공급하여 정회전 구동하도록 함으로써 상기 로드(226)가 하향 이동되도록 제어하여 급전판(226)이 집전판(214)에 접촉하여 충전이 이루어지도록 하고, 충전 완료시에는 모터(224a)를 역회전 구동하여 로드(226)를 상향 이동하도록 제어함으로써 급전판(226)과 집전판(214)의 접촉을 해제하여 충전이 종료되도록 하는 역할을 하는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 자동 급속충전 인터페이스 장치(100,200)에 의하면, 무가선 트램 등 무가선 교통 시스템의 충전을 위하여 단순한 구조로 이루어져 차량측 집전설비의 간소화가 가능하도록 하여 구조 및 운영이 간결하도록 하며, 자동 무인 급속충전장치 도입을 통해 차량 운영 및 유지보수비용을 절감할 수 있도록 하는 장점을 갖는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 자동급속 충전 인터페이스 장치에 관한 것으로, 무가선 트램 등 무가선 교통 시스템의 충전을 위하여 단순한 구조로 이루어져 차량측 집전설비의 간소화가 가능하도록 하여 구조 및 운영이 간결하도록 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치에 관한 것이다.
10: 무가선 차량
100, 200: 자동 급속충전 인터페이스 장치
110,210: 집전부 112,214:집전판
120,220: 급전부 122: 설치부재
124: 급전판 126: 전자석 커플링
128: 탄성부재 130,230: 제어부
212: 절연애자 222: 본체
222a: 가이드부 224: 동력전달부
224a: 모터 224b: 기어박스
226: 로드 228: 급전판
229: 댐퍼부재

Claims (11)

  1. 무가선 교통 시스템의 자동급속 충전 인터페이스 장치에 있어서,
    무가선 차량에 설치되는 집전부와,
    상기 집전부에 선택적으로 접촉하여 전원을 공급하는 급전부와,
    상기 급전부와 집전부의 접촉을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 집전부는 무가선 차량의 상단에 돌출되도록 구비되는 집전판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 급전부는 "X"자 형상으로 서로 교차되어 회전 가능하게 구성되는 설치부재와,
    상기 설치부재의 하단에 설치되는 급전판과,
    상기 설치부재의 상단에 구비되는 전자석 커플링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 급전판은 차량의 길이방향으로 길이가 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 설치부재의 일측을 탄성 지지하는 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 급전부의 전자석 커플링의 전원 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 집전부는 무가선 차량의 상단에 구비되는 절연애자와,
    상기 애자의 상단에 구비되는 집전판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 급전부는 본체와,
    상기 본체의 내측에 구비되는 동력전달부와,
    상기 동력전달부에 연결 설치되는 로드와,
    상기 로드의 하단에 구비되는 급전판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 동력전달부는 모터와,
    상기 모터에 연결되어 구동되는 기어박스로 이루어지고,
    상기 기어박스와 로드의 사이에는 댐퍼부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 로드가 가이드되는 가이드부가 형성되며,
    상기 가이드부의 내주면 및 로드의 외주면에는 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모터의 구동을 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동급속 충전 인터페이스 장치.
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