KR20220128830A

KR20220128830A - 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치

Info

Publication number: KR20220128830A
Application number: KR1020210033470A
Authority: KR
Inventors: 한수현; 김동현; 장홍민
Original assignee: 아이탑스오토모티브 주식회사
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2021-03-15
Publication date: 2022-09-22
Also published as: KR102533026B1

Abstract

본 발명은 전기차량의 충전 과정에서 충전설비용 충전플러그의 신뢰성 있게 유지할 수 있어 충전 시의 안전사고를 방지할 수 있는, 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 일측에 차량의 중앙 제어회로 케이블 접속되는 중앙제어회로케이블 접속구를 갖고 형성되는 장치 케이스; 상기 장치 케이스에 구비되는 정역회전 가능한 구동 모터; 상기 구동 모터의 정역 회전력을 전달받아 하기 충전플러그 록킹-언록킹 수단으로 전달하도록 구동기어 기어트레인을 포함하여 구성되는 회전구동력 전달 수단; 상기 회전구동력 전달 수단의 구동력을 전달받아 구동하여 충전플러그를 록킹 및 언록킹하도록 구성되는 충전플러그 록킹-언록킹 수단; 상기 장치 케이스와 상기 회전구동력 전달 수단의 구동기어 트레인 간에 형성되어 상기 구동기어 트레인에 대한 하중을 저감시키도록 구성되는 작용하중 저감수단; 및 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹 동작과 언록킹 동작에 연동하여 그 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹과 언록킹 상태에 대한 신호를 차량의 중앙 제어 회로부로 전송하는 록킹-언록킹 상태 판별 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치가 제공된다.

Description

록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치{LOCKING-UNLOCKING DEVICE FOR EVSE(ELECTRIC VEHICLE SUPPLY EQUIPMENT) PLUG OF ELECTRIC CAR HAVING LOCKING STABILITY}

본 발명은 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기차량의 충전 과정에서 충전설비용 충전플러그의 신뢰성 있게 유지할 수 있고, 충전설비 플러그를 록킹-언록킹시키도록 구동력을 안정적이고 확실하게 전달할 수 있도록 하며, 충전플러그와 전기차량의 충전포트 간의 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 하여 충전 플러그의 접속 상태가 외력에 의해 쉽게 헐거워지거나 분리되는 일이 없도록 함으로써 충전 시의 안전사고를 방지할 수 있는, 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 관한 것이다.

최근 세계 주요 선진국들을 중심으로 화석연료를 사용한 자동차에서 배출되는 이산화탄소의 감소에 대한 연구 및 투자가 활발히 이뤄지고 있다.

대표적으로 EV(Electric Vehicle), HEV(Hybrid Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등의 사업이다. 이하에서는 EV, HEV, PHEV, FCEV 등을 통칭하여 전기차(EV: Electric Vehicle)라 한다.

전기차(EV) 사업에 대한 관심과 투자는 정부뿐만 아니라 민간 부문에서도 활발하며, 국내외 주요 자동차 생산 업체들, 배터리 제조 업체, 및 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment : 전기 자동차 충전 설비) 제작 업체 등에서 보다 양질의 제품을 개발하고 있다.

일반적으로 전기 자동차는 배터리의 전원으로 모터를 구동시켜 일정 차속 이상의 주행성을 확보하여 이동수단으로서의 역할을 담당하고 있다.

이러한 전기 자동차는 배기가스의 대책의 일환으로 개발된 자동차로 소음이 적고, 배기가스가 전혀 없는 장점이 있으며, 보통 전기에너지로 전동기를 구동시키고, 동력전달장치를 통해 바퀴를 회전시켜 주행하는 무공해 자동차로서, 구동력에 필요한 동력원으로 배터리가 사용된다.

상기한 배터리는 차량의 저면에 다수개로 장착되며, 각각의 배터리가 직렬, 또는 병렬로 연결되어 전동기에 필요한 적정전압을 만들게 된다.

이러한 배터리는 방전이나 충전 전압의 소모로 인해 충전이 필요할 경우, 상기 배터리와 연결되는 충전단자에 차량의 외부에 설치되는 충전기로부터 충전용 커넥터를 통해 접속되어 고부하의 충전전류를 공급받아 충전이 이루어지게 된다.

즉, 전기자동차는 충전을 위하여 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)(즉, 전기 자동차 충전 설비)의 충전 케이블(또는 플러그)이 전기차(전기 자동차)의 주입구에 연결된다.

일반적으로 충전 케이블(또는 충전 플러그)은 CP(Control Pilot) 신호를 입력받는 CP(Control Pilot) 포트, 전기차의 인렛에 결합(또는 근접)되어 충전준비완료 사실을 알려주는 물리적인 스위치에 해당하는 PP(Plug Present) 포트, 교류 전원(220VAC)을 인가하는 2개(L, N) 또는 3개의 전원 포트(L1, L2, L3), 및 상기 EVSE의 접지와 연결되는 보호 접지(PE : Protective Earth) 포트를 포함한다.

이때 상기 전기 자동차의 충전을 위해, 전기 자동차와 충전장치 간의 통신 방법은 제어신호(CP) 라인을 통한 PWM(Pulse With Modulation) 제어로 이루어지며, PWM 제어를 통해 전기자동차에서 허용 가능한 에너지의 전류 값을 제어하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 충전 플러그는 충전을 위해 충전단자에 탈착과 장착을 반복하다 보면 마모가 발생하여 충전단자와 충전 플러그가 제대로 접속되지 않게 되어 유효 접점수가 감소되는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 충전단자와 충전 플러그 사이의 유효 접점수가 감소함에 따라, 고부하의 충전전류가 안정적으로 공급되지 못하여 배터리의 완충 충전시간이 증가되는 동시에, 커넥터로부터 과열이 발생하여 충전기의 시스템이 손상되거나 안전사고가 발생될 수 있는 문제점도 내포하고 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1057405(2011.08.17. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1803576(2017.11.30. 공고) 대한민국 공개특허공보 10-2013-0032960(2013.04.03. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2012-0029916(2012.03.27. 공개)

따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 충전설비 플러그를 록킹-언록킹시키도록 구동력을 안정적이고 확실하게 전달할 수 있도록 하며, 이에 따라 뛰어난 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 충전 과정에서 충전설비용 충전플러그가 전기차량으로부터 임의로 분리되는 것을 방지하며, 충전플러그와 전기차량의 충전포트 간의 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 하여 충전 플러그의 접속 상태가 외력에 의해 쉽게 헐거워지거나 분리되는 일이 없도록 함으로써 충전 시의 안전사고를 방지할 수 있는, 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 전기차량 충전설비의 충전플러그를 록킹(locking)-언록킹(un-locking)시키기 위한 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치로서, 일측에 차량의 중앙 제어회로 케이블 접속되는 중앙제어회로케이블 접속구를 갖고 형성되는 장치 케이스; 상기 장치 케이스에 구비되는 정역회전 가능한 구동 모터; 상기 구동 모터의 정역 회전력을 전달받아 하기 충전플러그 록킹-언록킹 수단으로 전달하도록 구동기어 기어트레인을 포함하여 구성되는 회전구동력 전달 수단; 상기 회전구동력 전달 수단의 구동력을 전달받아 구동하여 충전플러그를 록킹 및 언록킹하도록 구성되는 충전플러그 록킹-언록킹 수단; 상기 장치 케이스와 상기 회전구동력 전달 수단의 구동기어 트레인 간에 형성되어 상기 구동기어 트레인에 대한 하중을 저감시키도록 구성되는 작용하중 저감수단; 및 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹 동작과 언록킹 동작에 연동하여 그 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹과 언록킹 상태에 대한 신호를 차량의 중앙 제어 회로부로 전송하는 록킹-언록킹 상태 판별 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 작용하중 저감수단은, 상기 구동기어 트레인 중 적어도 하나의 구동기어의 회전축에 돌출 형성되는 제1 스토퍼 돌기; 및 상기 장치 케이스에 돌출 형성되며, 구동기어의 정방향 회전 또는 역방향 회전 시 록킹-언록킹 동작의 동작 완료 지점에서 상기 스토퍼 돌기에 접촉하여 회전을 제한하는 제2 스토퍼 돌기;를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 스토퍼 돌기는 구동기어의 일면에 일체로 돌출 형성되며, 상기 제2 스토퍼 돌기는 상기 장치 케이스의 하부 수용 케이스의 바닥면으로부터 돌출 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹 및 언록킹 시 발생되는 힘에 의해 상기 회전구동력 전달 수단의 기어트레인의 이탈을 방지하도록 구성되는 기어트레인 유지수단을 더 포함하며, 상기 기어트레인 유지수단은, 기어트레인 중 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단으로 구동력을 최종적으로 전달하는 최종단 구동기어의 회전샤프트에서 일측으로 돌출되게 형성되는 돌기부; 상기 장치 케이스에 형성되고, 상기 최종단 구동기어의 회전샤프트의 직경에 상응하는 간격을 갖고 돌출 형성되며, 상기 간격 사이에 상기 돌기부가 위치되게 구비되는 한 쌍의 제1 접촉부; 및 상기 장치 케이스에서 돌출 형성되며, 하단이 상기 최종단 구동기어의 회전샤프트를 접촉 지지하는 제2 접촉부;를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 장치 케이스는, 일측에 상기 중앙제어회로케이블 접속구가 형성되며, 상부 개방되어 형성되는 함체형의 하부 수용 케이스, 및 상기 하부 수용 케이스의 상부를 커버하는 상부 커버 케이스를 포함하고, 상기 회전구동력 전달 수단은, 상기 구동 모터의 구동축에 구비되는 회전 기어와 치합되어 회전 구동하는 구동기어 트레인, 및 상기 구동기어 트레인 중 최종단의 구동기어와 하기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹-언록킹 로드 부재 간에 구성되어 상기 구동기어 트레인 중 최종단의 구동기어의 회전에 연동하여 상기 록킹-언록킹 부재를 상하 선형 구동시키는 상하구동 수단;을 포함하고, 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단은, 일측이 상기 장치 케이스의 하부 수용 케이스를 관통하고, 타측은 상기 장치 케이스 내에 구비되는 록킹-언록킹 로드 부재, 및 상기 록킹-언록킹 로드 부재와 하부 수용 케이스 간에 형성되어 상기 록킹-언록킹 로드 부재의 이동을 가이드하는 가이드 부재를 포함하고, 상기 록킹-언록킹 로드 부재는 블록부, 및 상기 블록부의 일단으로부터 일체로 연장되며, 단부가 충전플러그의 록킹-언록킹부에 록킹 및 언록킹되는 로드부를 포함하며, 상기 가이드 부재는 상기 록킹-언록킹 로드 부재와 하부 수용 케이스 중 하나에 형성되는 하나 이상의 돌출편, 및 상기 돌출편의 선형 이동을 가이드하도록 상기 하부 수용 케이스와 록킹-언록킹 로드 부재 중 다른 하나에 형성되는 복수의 가이드 레일을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 구동기어 트레인은, 회전 축부가 하부 수용 케이스에 회전가능하게 지지 안착되고, 상기 구동 모터의 회전 기어의 일측에 치합되는 제1 구동기어와, 일단부는 구동 모터의 일측에 회전가능하게 지지되고, 타단부는 하부 수용 케이스에 회전가능하게 지지 안착되며, 상기 제1 구동기어의 회전축 상에 구성된 기어에 치합되는 제2 구동기어, 및 회전 축부가 하부 수용 케이스에 회전가능하게 지지 안착되고 상기 제2 구동기어의 회전축 상에 구성된 일측 기어에 치합되는 제3 구동기어를 포함하며, 상기 상하 구동 수단은 상기 록킹-언록킹 로드 부재의 상부 일측에 그 록킹-언록킹 로드 부재의 길이방향과 직교하는 방향으로 돌출하는 상부 돌출편과, 상기 상부 돌출편의 하부 측에 간격을 갖고 그 상부 돌출편과 평행하는 연장되는 하부 돌출편, 및 상기 제3 구동기어의 회전샤프트에서 돌출 형성되되 제3 구동기어의 정역 회전시 상기 상부 돌출편과 하부 돌출편에 선택적으로 접촉하여 상부 돌출편을 밀어올리거나, 하부 돌출편을 밀어내리도록 구비되는 구동 돌기를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제3 구동기어의 회전샤프트에는 상기 록킹-언록킹 로드 부재의 상하 선형 이동 시, 상기 상부 돌출편의 상하 이동을 가이드하는 절개홈이 형성되며, 상기 기어트레인 유지수단은, 상기 제3 구동기어의 회전샤프트 상에서 일측으로 돌출되게 형성되는 돌기부와, 상기 하부 수용 케이스에 형성되어 상기 제3 구동기어의 회전샤프트의 직경에 상응하는 간격을 갖고 돌출 형성되며, 그 간격 사이에 상기 돌기부가 위치되게 구비되는 한 쌍의 제1 접촉부, 및 상기 상부 커버 케이스에서 돌출 형성되며, 하단이 상기 회전샤프트를 접촉 지지하는 제2 접촉부를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 돌기부가 형성된 회전샤프트의 형상은 축방향으로 바라볼 때 액적 형태로 형성되고, 상기 제1 접촉부는 각각 길이방향을 따라 슬롯이 형성된 가이드 레일로 형성되며, 상기 제2 접촉부는 상기 가이드 레일 형태의 제1 접촉부에 삽입되면서 상기 회전샤프트의 상측부를 접촉 지지하는 ㄷ"자형의 돌출 접촉편으로 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 구동기어와 제3 구동기어는, 상기 제2 구동기어의 회전축이 제3 구동기어의 회전축보다 위에 위치되도록 구비되며, 상기 구동 돌기의 끝단부와 하부 돌출편이 접촉될 시, 상기 제3 구동기어의 중심축 및 구동 돌기의 중심라인을 통과하는 가상선이 하부 돌출편의 상면과 직교하게 이루어지도록 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹 상태를 수동 조작으로 해제하도록 구성되는 수동 록킹 해제 수단; 및 상기 장치 케이스의 외부 일측에 구성되어 상기 수동 록킹 해제 수단의 동작을 단속하는 수동언록킹 단속수단을 더 포함하고, 상기 수동 록킹 해제 수단은, 상기 하부 수용 케이스의 일측에 회전 가능하게 구비되는 회전 레버와, 상기 회전 레버의 회전으로 상기 제2 구동기어를 회전시키도록 구비되는 수동회전 기어 트레인, 및 상기 회전 레버를 원위치로 복원시키도록 구성되는 복원 부재를 포함하고, 상기 수동언록킹 단속수단은, 상기 수동 회전판에 형성되는 제1 구멍과, 상기 제1 구멍과 동일 선상으로 상기 장치 케이스에 형성되는 제2 구멍과, 상기 제1 구멍과 제2 구멍에 슬라이딩 가능하게 구비되는 록킹-언록킹 로드, 및 상기 록킹-언록킹 로드가 상기 제1 구멍과 제2 구멍으로 들어가고, 그 제1 구멍과 제2 구멍으로부터 벗어나도록 구동시키는 록킹-언록킹부재 구동수단을 포함하며, 상기 록킹-언록킹부재 구동수단은 차량 실내 측에 구비되는 수동조작 버튼의 실행 명령을 전달받아 상기 록킹-언록킹 로드를 전후 구동시키는 액츄에이터 구동장치로 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 록킹-언록킹 상태 판별 수단은, 상기 록킹-언록킹 로드 부재의 상단부 에 형성되는 경사 돌출부 측에 구비되어 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹 동작과 언록킹 동작에 연동하여 상기 경사 돌출부에 접촉하고 접촉해제되는 컨텍 접점 스위치로 구성되고, 상기 장치 케이스의 내부를 외부로부터 수밀하게 밀봉시키도록 구성되는 밀봉 수단을 더 포함하며, 상기 하부 수용 케이스와 상부 커버 케이스 사이에 구비되는 제1 밀봉 부재와, 상기 록킹-언록킹 로드 부재의 로드부가 관통하는 상기 하부 수용 케이스의 관통부에 구비되는 제2 밀봉 부재, 및 상기 회전샤프트가 관통하는 케이스의 관통부에 구비되는 제3 밀봉 부재를 포함하는 밀봉 수단을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명은 충전플러그의 록킹-언록킹 동작을 위한 기어트레인의 구동력 전달을 안정적이고 신뢰성있게 실행할 수 있도록 하여 뛰어난 록킹안정성을 갖도록 하는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 전기차량에 접속하여 충전하는 과정에서, 충전 플러그에 사람이나 물체가 부딪히거나 충전 케이블이 건드려진 경우 등의 외력으로 인하여 충전설비용 충전플러그가 전기차량으로부터 임의로 분리되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 충전플러그와 전기차량의 충전포트 간의 접속 상태를 안정적으로 유지시킴으로써 균일한 충전 전압 유지와 안정적인 충전을 도모할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 충전 플러그의 헐거움이나 분리로 인한 감전, 화재, 폭발 등의 안전 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 본 발명은 제어계통의 오작동 등으로 인하여 전기적 제어로 장치의 언록킹 동작이 실행되지 않는 비상 상황 시, 간단한 수동 조작으로 쉽게 언록킹시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기차량의 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치가 충전플러그와의 결합 관계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치의 내부 구성부들을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 구동기어 작용하중 저감수단의 일 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 기어트레인의 최종단 구동기어와 록킹-언록킹 로드 부재 간의 결합 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 하부 수용 케이스와 기어트레인의 일부 구성부를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 기어트레인 유지 수단을 나타내는 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 기어트레인 유지수단의 동작을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 기어트레인을 구성하는 일부 기어들의 배치 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전기차량의 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치가 충전플러그와의 결합 관계를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치의 내부 구성부들을 나타내는 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 구동기어 작용하중 저감수단의 일 실시 형태를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 기어트레인의 최종단 구동기어와 록킹-언록킹 로드 부재 간의 결합 관계를 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 하부 수용 케이스와 기어트레인의 일부 구성부를 나타내는 사시도이다. 도 8은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 기어트레인 유지 수단을 나타내는 구성도이고, 도 9는 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 기어트레인 유지수단의 동작을 나타내는 도면이며, 도 10은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 포함되는 기어트레인을 구성하는 일부 기어들의 배치 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치는, 도 1 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 크게 장치 케이스(100); 구동 모터(200); 회전구동력 전달 수단(300); 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400); 기어트레인 유지수단(500); 록킹-언록킹 상태 판별 수단(600); 수동 록킹 해제 수단(700); 작용하중 저감수단(800) 및 밀봉 수단;을 포함하여 구성된다.

구체적으로, 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치는, 도 1 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 전기차량 충전설비의 충전플러그를 록킹-언록킹시키기 위한 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치로서, 일측에 차량의 중앙 제어회로 케이블 접속되는 중앙제어회로케이블 접속구(111)를 갖고 형성되는 장치 케이스(100); 상기 장치 케이스(100)의 내부 일측에 구비되는 정역회전가능한 구동 모터(200); 상기 구동 모터(200)의 정역 회전력을 전달받아 하기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)으로 전달하도록 기어트레인을 포함하여 구성되는 회전구동력 전달 수단(300); 상기 회전구동력 전달 수단(300)의 구동력을 전달받아 구동하여 충전플러그를 록킹(locking) 및 언록킹(unlocking)하도록 구성되는 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400); 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹 동작과 언록킹 동작에 연동하여 그 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹과 언록킹 상태에 대한 신호를 차량의 중앙 제어 회로부로 전송하는 록킹-언록킹 상태 판별 수단(600); 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹 상태를 수동 조작으로 해제하도록 구성되는 수동 록킹 해제 수단(700); 장치 케이스(100)와 구동기어 트레인 간에 형성되어 상기 구동기어 트레인에 미치는 하중을 저감시킬 수 있도록 구성되는 작용하중 저감수단(800); 및 상기 장치 케이스(100)의 내부를 외부로부터 수밀하게 밀봉시키도록 구성되는 밀봉 수단;을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹 및 언록킹 시 발생되는 힘에 의해 기어트레인의 이탈(회전축의 이동)을 방지하도록 구성되는 기어트레인 유지수단(500);을 더 포함할 수 있다.

상기 장치 케이스(100)는, 차량의 중앙 제어회로 케이블이 접속되도록 일측에 중앙제어회로케이블 접속구(111)가 형성되며, 상부 개방되어 형성되는 함체형의 하부 수용 케이스(110); 및 상기 하부 수용 케이스(110)의 상부를 커버하는 상부 커버 케이스(120)를 포함하여 구성된다.

상기 중앙제어회로케이블 접속구(111)에는 차량의 중앙 제어회로 케이블이 전기 및 회로적으로 접속되는 접속 단자(112)가 형성되며, 상기 접속 단자(112)는 전기회로모듈을 통해 하부 수용 케이스(110)에 수용 장착되는 구성부들(즉, 구동 모터와 록킹로드구동 컨택 스위치)과 전기 회로적으로 연결된다.

또한, 상기 하부 수용 케이스(110)에는 아래에서 설명할 구성부들이 제 위치에 안착되고 지지되는 각각의 지지 돌출편에 의해 회전가능하게 구비된다.

또한, 후술하겠지만, 상기 장치 케이스(100)의 하부 수용 케이스(110)와 상부 커버 케이스(120) 사이에는 그 장치 케이스(100)의 내부를 수밀하게 밀봉시키는 밀봉 수단이 구비된다.

다음으로, 상기 구동 모터(200)는 상기 하부 수용 케이스(110)의 일측에 구비되고, 차량의 중앙 제어회로로부터 신호를 전달받아 정역회전구동 가능하도록 이루어진다.

이러한 구동 모터(200)의 정역 회전 구동은 회전구동력 전달 수단(300)을 거쳐 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)으로 전달되어 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)을 구동시키게 된다.

계속해서, 상기 회전구동력 전달 수단(300)은, 상기 구동 모터(200)의 구동력을 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)으로 전달하도록 구성되며, 아래에서 상세히 설명될 기어트레인 지지수단(500)에 의해 구동력 전달 시 또는 역방향으로의 외력이 가해질 시 제 위치에 안정적으로 유지된 상태에서 구동력을 전달하게 된다.

구체적으로, 상기 회전구동력 전달 수단(300)은, 상기 구동 모터(200)의 구동축에 구비되는 회전 기어와 치합(기어 결합)되어 회전 구동하는 구동기어 트레인(311, 312, 313) 및 상기 구동기어 트레인(311, 312, 313) 중 최종단의 구동기어와 하기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹-언록킹 로드 부재(410) 간에 구성되어 상기 구동기어 트레인(311, 312, 313) 중 최종단의 구동기어의 회전에 연동하여 록킹-언록킹 로드 부재(410)를 상하 이동시키는 상하구동 수단(320)을 포함한다.

상기 구동기어 트레인은 회전 축부가 하부 수용 케이스(110)에 회전가능하게 지지 안착되고, 상기 구동 모터의 회전 기어의 일측에 치합되는 제1 구동기어(spur gear)(311)와, 일단부는 구동 모터의 일측에 회전가능하게 지지되고, 타단부는 하부 수용 케이스(110)에 회전가능하게 지지 안착되며, 상기 제1 구동기어(311)의 회전축 상에 구성된 기어에 치합되는 제2 구동기어(312), 및 회전 축부가 하부 수용 케이스(110)에 회전가능하게 지지 안착되고 상기 제2 구동기어(312)의 회전축 상에 구성된 일측 기어에 치합되는 제3 구동기어(313)를 포함한다.

본 발명에서 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 선형이동거리(즉, 스트로크(stroke) 거리)는 매우 짧은 거리에서 이루어지므로, 상기 제3 구동기어(313)는 도면에 나타낸 바와 같이, 둘레방향으로 기어치들의 형성 각도 범위가 90°범위 전후로 형성되거나, 반원 형태로 형성될 수 있다.

상기 제3 구동기어(313)의 회전샤프트(314)에는 록킹-언록킹 로드 부재(410)의 상하 선형 이동 시, 상하 구동 수단(320)을 구성하는 상부 돌출편(321)의 상하이동을 구속하지 않으면서 그 상하 이동을 가이드하는 절개홈(315)이 형성된다.

또한, 상기 구동기어 트레인에서 제2 구동기어(312)와 제3 구동기어(313)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 그 제2 구동기어(312)와 제3 구동기어(313)를 회전축 방향으로 바라볼 때, 제2 구동기어(312)의 회전축이 제3 구동기어(313)의 회전축보다 위에 위치, 다시 말해서 제3 구동기어(313)의 회전축이 제2 구동기어(312)의 회전축보다 아래에 위치되도록 구비되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 경우, 충전플러그의 록킹 시, 제2 구동기어(312)는 제3 구동기어(313)를 들어올리는 힘이 작용하게 되는데 제3 구동기어(313)의 회전축의 위치를 제2 구동기어(312)의 회전축의 위치보다 낮게 위치함으로써 록킹 시 제3 구동기어(313)의 상승을 억제하게 된다.

계속해서, 상기 상하 구동 수단(320)은 아래에서 설명되는 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹-언록킹 로드 부재(410)의 상부 일측에 그 록킹-언록킹 로드 부재(410)의 길이방향과 직교하는 방향으로 돌출하는 상부 돌출편(321)과, 상기 상부 돌출편(321)의 하부 측에서 그 상부 돌출편(321)과 간격을 갖고 평행하는 연장되는 하부 돌출편(322), 및 상기 제3 구동기어(313)의 회전샤프트(314)에서 돌출 형성되되 제3 구동기어(313)의 정역 회전시 상기 상부 돌출편(321)과 하부 돌출편(322)에 선택적으로 접촉하여 상부 돌출편(321)을 밀어올리거나, 하부 돌출편(322)을 밀어내려 록킹-언록킹 로드 부재(410)의 상방향 및 하방향으로 이동시키는 구동 돌기(323)를 포함한다.

여기에서, 상기 구동 돌기(323)의 끝단부와 하부 돌출편(322)이 접촉될 시, 다시 말해서 록킹-언록킹 로드 부재(410)의 하방향 이동 완료되어 충전플러그를 록킹시킬 시, 그 제3 구동기어(313)의 중심축과 구동 돌기(323)의 중심라인을 통과하는 가상선이 하부 돌출편(322)의 상면과 직교하게 이루어지도록 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 제3 구동기어(313)의 중심축과 구동 돌기(323)의 중심라인을 통과하는 가상선이 하부 돌출편(322)의 상면과 직교하게 이루어짐으로써, 록킹-언록킹 로드 부재(410)가 구동 모터(200)의 회전 구동력이 아닌 다른 외력 등에 의해 밀어올려지는 것을 확실하게 방지할 수 있게 된다.

다음으로, 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)은, 일측은 상기 장치 케이스(100)(장치 케이스(100)의 하부 수용 케이스(110))를 관통하고, 타측은 상기 장치 케이스(100) 내에 구비되어, 상기 구동 모터(200)의 정역 회전 구동력을 상기 회전구동력 전달 수단(300)을 통해 전달받아 선형 왕복 이동하도록 구비되는 록킹-언록킹 로드 부재(410), 및 상기 록킹-언록킹 로드 부재(410)와 장치 케이스(100)의 하부 수용 케이스(110) 간에 형성되어 상기 록킹-언록킹 로드 부재(410)의 이동을 가이드하는 가이드 부재(420)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 록킹-언록킹 로드 부재(410)는, 소정 직방형의 블록부(411), 및 상기 직방형의 블록부(411)의 일단으로부터 일체로 연장되며, 단부가 충전플러그의 록킹-언록킹부(예를 들면, 록킹-언록킹 홈)에 록킹 및 언록킹되는 로드부(412)를 포함한다.

이 때, 상기 블록부(411)의 일측에는 상기한 상부 돌출편(321)과 하부 돌출편(322)이 일체로 형성된다.

상기 가이드 부재(420)는 상기 록킹-언록킹 로드 부재(410)의 양 측부(구체적으로는, 블록부(411)의 양 측면)에 형성되는 복수의 판상의 돌출편(421), 및 상기 돌출편(421)의 선형 이동을 가이드하도록 상기 하부 수용 케이스(110)에 형성되는 복수의 가이드 레일(422)을 포함한다.

상기 가이드 레일(422)은 중앙부에 슬롯(slot) 형태의 가이드 구멍이 형성되고, 이 가이드 구멍을 따라 상기 돌출편(421)의 이동을 가이드하게 된다.

상기 돌출편(421)과 가이드 레일(422)로 반대 측에 형성될 수 있으며, 조합되어 형성될 수도 있다.

상기 록킹-언록킹 로드 부재(410)가 하부 수용 케이스(110)에서 외부로 관통되는 관통 부분에는 그 장치 케이스(100)의 내부를 수밀하게 밀봉시키는 밀봉 수단이 구비된다.

다음으로, 본 발명의 플러그 록킹-언록킹 장치는, 상기 장치 케이스(100)와 구동기어 트레인 간에 형성되어 상기 구동기어 트레인에 미치는 하중을 저감시킬 수 있도록 구성되는 작용하중 저감수단(800)을 포함한다.

상기 작용하중 저감수단(800)은 구동기어 트레인 중 적어도 하나의 구동기어의 회전축 상에 돌출 형성되는 제1 스토퍼 돌기(810), 및 상기 장치 케이스(100)에 돌출 형성되며, 구동기어의 정방향 회전 또는 역방향 회전 시 록킹-언록킹 동작의 동작 완료 지점에서 상기 스토퍼 돌기(910)에 접촉하여 회전을 제한하는 제2 스토퍼 돌기(820)를 포함한다.

상기 제1 스토퍼 돌기(810)는 구동기어의 일면에 일체로 돌출 형성되는 것이 바람직하며, 구동 모터(200)에 가까운 측의 구동기어(바람직하게는, 제2 구동기어(312))에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제2 스토퍼 돌기(820)는 구동기어의 정방향 회전 또는 역방향 회전 시 록킹-언록킹 동작의 동작 완료 지점에서 상기 제1 스토퍼 돌기(910)가 접촉하여 제한하도록 하부 수용 케이스(120)의 하면으로부터 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 작용하중 저감수단(800)은 구동기어의 회전 구동 시 구동기어가 받는 하중을 분산하여 저감시켜 전체적으로 기어트레인이 받는 스트레스트를 감소시키게 된다.

다음으로, 상기 기어트레인 유지수단(500)은 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹 및 언록킹 시 발생되는 힘에 의해 기어트레인의 움직임을 방지하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 기어트레인 유지수단(500)은, 기어트레인의 최종단 구동기어인 상기 제3 구동기어(313)의 회전샤프트(314) 상에서 일측으로 돌출되게 형성되는 돌기부(510)와, 상기 장치 케이스(100)의 하부 수용 케이스(120)에 형성되어 상기 제3 구동기어(313)의 회전샤프트(314)의 직경에 상응하는 간격을 갖고 돌출 형성되며, 그 간격 사이에 상기 돌기부(510)가 위치되게 구비되는 한 쌍의 제1 접촉부(520), 및 상기 장치 케이스(100)의 상부 커버 케이스(110)에서 돌출 형성되며, 하단이 상기 회전샤프트(314)를 접촉 지지하는 제2 접촉부(530)를 포함한다.

상기 돌기부(510)가 형성된 회전샤프트(314)의 형상은 물방울(액적) 형태로 형성된다.

상기 제1 접촉부(520)는 각각 길이방향을 따라 슬롯(slot)이 형성된 가이드 레일로 형성되며, 상기 제2 접촉부(530)는 상기 가이드 레일 형태의 제1 접촉부(520)에 삽입되면서 상기 회전샤프트(314)의 상측부를 접촉 지지하는 돌출 접촉편(예를 들면, "ㄷ"자형의 돌출 접촉편)으로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 기어트레인 유지수단(500)은 제3 구동기어(313)가 정방향 또는 역방향으로 회전할 때 그 돌기부(510)가 한 쌍의 제1 접촉부(520)의 일측 접촉부에 접촉(정방향 회전 시)하고, 또한 타측 접촉부에 접촉(역방향 회전 시)하게 되어, 제3 구동기어(313)에 작용하는 하중(힘)은 수평방향으로 작용하게 되며 이에 따라 제3 구동기어(313)의 상승을 방지하게 되며, 이에 더하여 제3 구동기어(313)는 제2 접촉부(530)에 의해 접촉 지지되어 있어 제3 구동기어(313)의 상승을 확실하게 방지함으로써 구동력 전달 시 동작안성성을 확보할 수 있게 된다.

다음으로, 상기 록킹-언록킹 상태 판별 수단(600)은, 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹 동작과 언록킹 동작에 연동하여 그 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹과 언록킹 상태에 대한 신호를 차량의 중앙 제어 회로부로 전송하기 위한 것으로, 상기 록킹-언록킹 로드 부재(410)의 블록부(411)에 일체로 형성되는 돌출편(421) 측에 구비되어, 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹 동작과 언록킹 동작에 컨텍 접점하는 컨텍 접점 스위치로 구성될 수 있다.

이러한 컨텍 접점 스위치는 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 선형 이동으로 록킹 상태에서는 접점되어 온(ON) 신호를 전달하고, 언록킹 상태에서는 접점 해제되어 오프(OFF) 신호를 전달하도록 이루어진다.

계속해서, 상기 밀봉 수단은 장치 케이스(100)를 외부로부터 수밀하게 밀봉시키도록 구성되는 것으로, 상기 장치 케이스(100)의 하부 수용 케이스(110)와 상부 커버 케이스(120) 사이에 구비되는 제1 밀봉 부재, 및 상기 록킹-언록킹 로드 부재(410)가 관통하는 상기 하부 수용 케이스(110)의 관통부(101)에 구비되는 제2 밀봉 부재를 포함하여 구성된다.

상기 제1 밀봉 부재는 상기 상부 커버 케이스(120)의 하면 가장자리를 따라 구비된다. 이 경우, 상기 제1 밀봉 부재는 실리콘이 도포되어 형성될 수 있다.

상기 제2 밀봉 부재는 상기 록킹-언록킹 로드 부재(410)의 로드부(412)의 단면 형상에 상응하는 형상을 갖고 상기 하부 수용 케이스(110)의 관통부(101)를 패킹하여 구비되는 실리콘 재질 또는 고무 재질의 패킹체(packing body)로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 밀봉 수단은 아래에서 설명하는 수동 록킹 해제 수단(700)을 구성하는 회전 레버(710)의 회전샤프트가 관통하는 관통부에 구비되는 오-링(O-ring) 형태의 제3 밀봉 부재를 더 포함한다.

상기 밀봉 수단은 레이저 융착 등으로 융착시키는 것으로 이루어질 수 있으며, 이 외에도 공지의 방법으로 기밀하게 밀봉하는 것으로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전기차량의 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치는, 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹 상태를 수동 조작으로 해제하도록 구성되는 수동 록킹 해제 수단(700)을 더 포함할 수 있다.

상기 수동 록킹 해제 수단(700)은, 상기 하부 수용 케이스(110)의 일측에 회전 가능하게 구비되는 회전 레버(710), 및 상기 회전 레버(710)의 회전으로 상기 제2 구동기어(312)를 회전시키도록 구비되는 수동회전 기어 트레인(721, 722)를 포함한다. 또한, 상기 수동 록킹 해제 수단(700)은 상기 회전 레버(710)를 원위치(록킹 회전 위치)로 복원시키도록 구성되는 복원 부재(예를 들면, 스프링 부재)를 더 포함할 수 있다.

상기 회전 레버(710)는, 하부 수용 케이스(120)의 외부에 구비되는 회전체(711)과, 상기 회전체(711)의 일면(노출면)에 형성되는 노브(knob)(712), 및 상기 회전체(711)의 타면 중심에서 하부 수용 케이스(110)를 관통하여 구비되는 회전샤프트(713)를 포함하여 구성된다.

상기 회전 레버(710)는 그 회전 레버(710)에 연결되는 수동 조작 수단에 의해 차량 실내 측에서 운전자의 수동 조작으로 회전되게 된다.

예를 들면, 상기 수동 조작 수단은 일단부가 상기 회전 레버(710)의 노브에 연결되고 타단부는 차량 실내 측으로 연장되는 연결 와이어, 및 상기 연결 와이어의 타단부에 구비되며, 차량 실내 측에 노출되어 구비되는 수동 조작 레버(또는 수동 조작 노브)를 포함한다.

상기 회전샤프트(713)가 관통하는 하부 수용 케이스(110)의 관통부에는, 앞서 언급한 바와 같이 상기 회전샤프트(713)와 관통부 간을 수밀하게 밀봉하기 위한 제3 밀봉 부재가 구비된다.

상기 수동회전 기어 트레인(721, 722)은, 상기 회전 레버(710)의 회전샤프트(713)에 형성되는 제1 기어(721), 및 상기 제2 구동기어(312)의 회전축 상에 구비되어 상기 기어치(821)와 치합되는 제2 기어(722)를 포함한다.

이러한 수동 록킹 해제 수단(700)은, 제어계통의 오작동 등으로 인하여 전기적 제어로 장치의 언록킹 동작이 실행되지 않는 비상 상황 시, 수동 조작 수단을 조작하여 회전 레버(710)를 회전시킴으로써 충전플러그 록킹-언록킹 수단(400)의 록킹 상태를 해제하게 되고, 전기차량의 충전구로부터 충전플러그가 분리될 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 전기차량의 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치는, 수동 록킹 해제 수단(700)의 동작을 단속하는 수동언록킹 단속수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수동언록킹 단속수단은, 회전체(711)에 형성되는 제1 구멍과, 상기 제1 구멍과 동일 선상으로 상기 장치 케이스(100)에 형성되는 제2 구멍과, 상기 제1 구멍과 제2 구멍에 슬라이딩 가능하게 구비되는 록킹-언록킹 로드 및 상기 록킹-언록킹 로드가 상기 제1 구멍과 제2 구멍으로 들어가고, 그 제1 구멍과 제2 구멍으로부터 벗어나도록 구동시키는 록킹-언록킹부재 구동수단을 포함한다.

상기 록킹-언록킹부재 구동수단은 전자식 또는 기계식으로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 록킹-언록킹부재 구동수단은 차량 실내 측에 구비되는 수동조작 버튼의 실행 명령을 전달받아 상기 록킹-언록킹 로드를 전후 구동시키는 액츄에이터 구동장치로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 수동조작 버튼과 액츄에이터 구동장치에는 상시 전원이 인가되도록 구성된다.

그리고 상기 수동조작 버튼은 수동조작 레버(수동조작 노브)에 일체로 형성되는 푸쉬-풀 타입(push-pull type) 스위치나 버튼으로 이루어질 수 있다.

이에 따라 운전자가 수동 록킹 해제 수단(700)의 수동조작 레버를 조작할 때 일차적으로 수동조작 버튼을 누르게 되면 록킹-언록킹 로드가 제1 구멍과 제2 구멍에서 빠져나와 회전 레버(710)가 회전 가능한 상태로 하고, 이후 수동조작 레버를 조작하여 수동 록킹 해제 수단(700)의 동작이 실행되도록 한다.

또한, 다른 실시 예로서 상기 록킹-언록킹 구동수단은 기계식으로 구성될 수 있는데, 상기 록킹-언록킹 로드가 제1 구멍과 제2 구멍으로 삽입된 상태를 유지시키도록 탄성 지지하는 탄성 부재와, 일단부가 상기 록킹-언록킹 로드에 연결되고 타단부는 차량 실내 측으로 연장되는 와이어에 연결되는 회전 링크, 및 상기 와이어의 타단부에 연결되고, 수동조작 레버(수동조작 노브)에 선형 이동 가능하게 일체로 구성되는 당김 조작 레버(예를 들면, 고리형 조작 레버)를 포함하여 구성될 수 있다.

이 때, 상기 고리형 조작 레버는 수동조작 레버의 하부 일측에 슬라이딩 가능하게 구성되어 수동조작 레버(예를 들면, T자형 레버)를 당기는 손가락 이외의 손가락으로 당길 수 있게 구성될 수 있다.

이와 같은 다른 실시 예의 상기 록킹-언록킹 구동수단 또한, 운전자가 수동 록킹 해제 수단(700)의 수동조작 레버를 조작할 때 일차적으로 당김 조작 레버를 당기게 되면 록킹-언록킹 로드가 제1 구멍과 제2 구멍에서 빠져나와 회전 레버(710)가 회전 가능한 상태한 상태에서, 이후 수동조작 레버를 조작하여 수동 록킹 해제 수단(700)의 동작이 실행되도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 록킹안정성을 갖는 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치에 의하면, 충전플러그의 록킹-언록킹 동작을 위한 기어트레인의 구동력 전달을 안정적이고 신뢰성있게 실행할 수 있도록 하여 뛰어난 동작 안정성을 가지며, 전기차량에 접속하여 충전하는 과정에서, 충전 플러그에 사람이나 물체가 부딪히거나 충전 케이블이 건드려진 경우 등의 외력으로 인하여 충전설비용 충전플러그가 전기차량으로부터 임의로 분리되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 충전플러그와 전기차량의 충전포트 간의 접속 상태를 안정적으로 유지시킴으로써 균일한 충전 전압 유지와 안정적인 충전을 도모할 수 있고, 충전 플러그의 헐거움이나 분리로 인한 감전, 화재, 폭발 등의 안전 사고를 방지할 수 있으며, 제어계통의 오작동 등으로 인하여 전기적 제어로 장치의 언록킹 동작이 실행되지 않는 비상 상황 시, 간단한 수동 조작으로 쉽게 언록킹시킬 수 있는 이점이 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 장치 케이스
110: 상부 커버 케이스
111: 접속구
112: 접속 단자
120: 하부 수용 케이스
200: 구동 모터
300: 회전구동력 전달 수단
311: 제1 구동기어
312: 제2 구동기어
313: 제3 구동기어
314: 회전 샤프트
315: 절개홈
320: 상하 구동 수단
321: 상부 돌출편
322: 하부 돌출편
323: 구동 돌기
400: 충전플러그 록킹-언록킹 수단
410: 록킹-언록킹 로드 부재
411: 블록부
412: 로드부
420: 가이드 부재
421: 돌출편
422: 가이드 레일
500: 기어트레인 유지수단
510: 돌기부
520: 제1 접촉부
530: 제2 접촉부
600: 록킹-언록킹 상태 판별 수단
700: 수동 록킹 해제 수단
711: 회전체
712: 노브(knob)
713: 회전샤프트
721: 제1 기어
722: 제2 기어
800: 작용하중 저감수단
810: 제1 스토퍼 돌기
820: 제2 스토퍼 돌기

Claims

전기차량 충전설비의 충전플러그를 록킹(locking)-언록킹(un-locking)시키기 위한 전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치로서,
일측에 차량의 중앙 제어회로 케이블 접속되는 중앙제어회로케이블 접속구를 갖고 형성되는 장치 케이스;
상기 장치 케이스에 구비되는 정역회전 가능한 구동 모터;
상기 구동 모터의 정역 회전력을 전달받아 하기 충전플러그 록킹-언록킹 수단으로 전달하도록 구동기어 기어트레인을 포함하여 구성되는 회전구동력 전달 수단;
상기 회전구동력 전달 수단의 구동력을 전달받아 구동하여 충전플러그를 록킹 및 언록킹하도록 구성되는 충전플러그 록킹-언록킹 수단;
상기 장치 케이스와 상기 회전구동력 전달 수단의 구동기어 트레인 간에 형성되어 상기 구동기어 트레인에 대한 하중을 저감시키도록 구성되는 작용하중 저감수단; 및
상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹 동작과 언록킹 동작에 연동하여 그 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹과 언록킹 상태에 대한 신호를 차량의 중앙 제어 회로부로 전송하는 록킹-언록킹 상태 판별 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는
전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.
제1항에 있어서,
상기 작용하중 저감수단은,
상기 구동기어 트레인 중 적어도 하나의 구동기어의 회전축에 돌출 형성되는 제1 스토퍼 돌기; 및
상기 장치 케이스에 돌출 형성되며, 구동기어의 정방향 회전 또는 역방향 회전 시 록킹-언록킹 동작의 동작 완료 지점에서 상기 스토퍼 돌기에 접촉하여 회전을 제한하는 제2 스토퍼 돌기;를 포함하는 것을 특징으로 하는
전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 스토퍼 돌기는 구동기어의 일면에 일체로 돌출 형성되며,
상기 제2 스토퍼 돌기는 상기 장치 케이스의 하부 수용 케이스의 바닥면으로부터 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는
전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.
제1항에 있어서,
상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹 및 언록킹 시 발생되는 힘에 의해 상기 회전구동력 전달 수단의 기어트레인의 이탈을 방지하도록 구성되는 기어트레인 유지수단을 더 포함하며,
상기 기어트레인 유지수단은,
기어트레인 중 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단으로 구동력을 최종적으로 전달하는 최종단 구동기어의 회전샤프트에서 일측으로 돌출되게 형성되는 돌기부;
상기 장치 케이스에 형성되고, 상기 최종단 구동기어의 회전샤프트의 직경에 상응하는 간격을 갖고 돌출 형성되며, 상기 간격 사이에 상기 돌기부가 위치되게 구비되는 한 쌍의 제1 접촉부; 및
상기 장치 케이스에서 돌출 형성되며, 하단이 상기 최종단 구동기어의 회전샤프트를 접촉 지지하는 제2 접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치 케이스는, 일측에 상기 중앙제어회로케이블 접속구가 형성되며, 상부 개방되어 형성되는 함체형의 하부 수용 케이스, 및 상기 하부 수용 케이스의 상부를 커버하는 상부 커버 케이스를 포함하고,
상기 회전구동력 전달 수단은, 상기 구동 모터의 구동축에 구비되는 회전 기어와 치합되어 회전 구동하는 구동기어 트레인, 및 상기 구동기어 트레인 중 최종단의 구동기어와 하기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹-언록킹 로드 부재 간에 구성되어 상기 구동기어 트레인 중 최종단의 구동기어의 회전에 연동하여 상기 록킹-언록킹 부재를 상하 선형 구동시키는 상하구동 수단;을 포함하고,
상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단은, 일측이 상기 장치 케이스의 하부 수용 케이스를 관통하고, 타측은 상기 장치 케이스 내에 구비되는 록킹-언록킹 로드 부재, 및 상기 록킹-언록킹 로드 부재와 하부 수용 케이스 간에 형성되어 상기 록킹-언록킹 로드 부재의 이동을 가이드하는 가이드 부재를 포함하고,
상기 록킹-언록킹 로드 부재는 블록부, 및 상기 블록부의 일단으로부터 일체로 연장되며, 단부가 충전플러그의 록킹-언록킹부에 록킹 및 언록킹되는 로드부를 포함하며,
상기 가이드 부재는 상기 록킹-언록킹 로드 부재와 하부 수용 케이스 중 하나에 형성되는 하나 이상의 돌출편, 및 상기 돌출편의 선형 이동을 가이드하도록 상기 하부 수용 케이스와 록킹-언록킹 로드 부재 중 다른 하나에 형성되는 복수의 가이드 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는
전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.
제5항에 있어서,
상기 구동기어 트레인은, 회전 축부가 하부 수용 케이스에 회전가능하게 지지 안착되고, 상기 구동 모터의 회전 기어의 일측에 치합되는 제1 구동기어와, 일단부는 구동 모터의 일측에 회전가능하게 지지되고, 타단부는 하부 수용 케이스에 회전가능하게 지지 안착되며, 상기 제1 구동기어의 회전축 상에 구성된 기어에 치합되는 제2 구동기어, 및 회전 축부가 하부 수용 케이스에 회전가능하게 지지 안착되고 상기 제2 구동기어의 회전축 상에 구성된 일측 기어에 치합되는 제3 구동기어를 포함하며,
상기 상하 구동 수단은 상기 록킹-언록킹 로드 부재의 상부 일측에 그 록킹-언록킹 로드 부재의 길이방향과 직교하는 방향으로 돌출하는 상부 돌출편과, 상기 상부 돌출편의 하부 측에 간격을 갖고 그 상부 돌출편과 평행하는 연장되는 하부 돌출편, 및 상기 제3 구동기어의 회전샤프트에서 돌출 형성되되 제3 구동기어의 정역 회전시 상기 상부 돌출편과 하부 돌출편에 선택적으로 접촉하여 상부 돌출편을 밀어올리거나, 하부 돌출편을 밀어내리도록 구비되는 구동 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는
전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.
제6항에 있어서,
상기 제3 구동기어의 회전샤프트에는 상기 록킹-언록킹 로드 부재의 상하 선형 이동 시, 상기 상부 돌출편의 상하 이동을 가이드하는 절개홈이 형성되며,
상기 기어트레인 유지수단은, 상기 제3 구동기어의 회전샤프트 상에서 일측으로 돌출되게 형성되는 돌기부와, 상기 하부 수용 케이스에 형성되어 상기 제3 구동기어의 회전샤프트의 직경에 상응하는 간격을 갖고 돌출 형성되며, 그 간격 사이에 상기 돌기부가 위치되게 구비되는 한 쌍의 제1 접촉부, 및 상기 상부 커버 케이스에서 돌출 형성되며, 하단이 상기 회전샤프트를 접촉 지지하는 제2 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는
전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.
제4항 또는 제7항에 있어서,
상기 돌기부가 형성된 회전샤프트의 형상은 축방향으로 바라볼 때 액적 형태로 형성되고,
상기 제1 접촉부는 각각 길이방향을 따라 슬롯이 형성된 가이드 레일로 형성되며,
상기 제2 접촉부는 상기 가이드 레일 형태의 제1 접촉부에 삽입되면서 상기 회전샤프트의 상측부를 접촉 지지하는 ㄷ"자형의 돌출 접촉편으로 형성되는 것을 특징으로 하는
전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.
제6항에 있어서,
상기 제2 구동기어와 제3 구동기어는, 상기 제2 구동기어의 회전축이 제3 구동기어의 회전축보다 위에 위치되도록 구비되며,
상기 구동 돌기의 끝단부와 하부 돌출편이 접촉될 시, 상기 제3 구동기어의 중심축 및 구동 돌기의 중심라인을 통과하는 가상선이 하부 돌출편의 상면과 직교하게 이루어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는
전기차량용 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.
제5항에 있어서,
상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹 상태를 수동 조작으로 해제하도록 구성되는 수동 록킹 해제 수단; 및 상기 장치 케이스의 외부 일측에 구성되어 상기 수동 록킹 해제 수단의 동작을 단속하는 수동언록킹 단속수단을 더 포함하고,
상기 수동 록킹 해제 수단은, 상기 하부 수용 케이스의 일측에 회전 가능하게 구비되는 회전 레버와, 상기 회전 레버의 회전으로 상기 제2 구동기어를 회전시키도록 구비되는 수동회전 기어 트레인, 및 상기 회전 레버를 원위치로 복원시키도록 구성되는 복원 부재를 포함하고,
상기 수동언록킹 단속수단은, 상기 수동 회전판에 형성되는 제1 구멍과, 상기 제1 구멍과 동일 선상으로 상기 장치 케이스에 형성되는 제2 구멍과, 상기 제1 구멍과 제2 구멍에 슬라이딩 가능하게 구비되는 록킹-언록킹 로드, 및 상기 록킹-언록킹 로드가 상기 제1 구멍과 제2 구멍으로 들어가고, 그 제1 구멍과 제2 구멍으로부터 벗어나도록 구동시키는 록킹-언록킹부재 구동수단을 포함하며,
상기 록킹-언록킹부재 구동수단은 차량 실내 측에 구비되는 수동조작 버튼의 실행 명령을 전달받아 상기 록킹-언록킹 로드를 전후 구동시키는 액츄에이터 구동장치로 구성되는 것을 특징으로 하는
전기차량의 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.
제10항에 있어서,
상기 록킹-언록킹 상태 판별 수단은, 상기 록킹-언록킹 로드 부재의 상단부 에 형성되는 경사 돌출부 측에 구비되어 상기 충전플러그 록킹-언록킹 수단의 록킹 동작과 언록킹 동작에 연동하여 상기 경사 돌출부에 접촉하고 접촉해제되는 컨텍 접점 스위치로 구성되고,
상기 장치 케이스의 내부를 외부로부터 수밀하게 밀봉시키도록 구성되는 밀봉 수단을 더 포함하며,
상기 하부 수용 케이스와 상부 커버 케이스 사이에 구비되는 제1 밀봉 부재와, 상기 록킹-언록킹 로드 부재의 로드부가 관통하는 상기 하부 수용 케이스의 관통부에 구비되는 제2 밀봉 부재, 및 상기 회전샤프트가 관통하는 케이스의 관통부에 구비되는 제3 밀봉 부재를 포함하는 밀봉 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
전기차량의 충전설비 플러그 록킹-언록킹 장치.