KR20230105560A - 충전장치 - Google Patents

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KR20230105560A
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Abstract

본 발명의 충전장치는 차량의 충전공간을 제공하는 단자하우징; 상기 충전공간의 내측으로 설치되어 충전 시 삽입되는 메일단자와 전기적으로 연결되는 단자부; 및 상기 단자하우징의 일 측에 결합되어 상기 단자부의 이탈을 방지하는 홀더부;를 포함하고, 상기 단자부는 전방에서 상기 메일단자가 삽입되어 내측에서 직접 접촉되는 접촉공간이 형성된 피메일단자와, 후방에서 케이블과 직접 연결되는 연결공간이 형성된 연결단자와, 상기 피메일단자와 상기 연결단자가 결합되는 결합부로 형성되는 것을 특징으로 하여 피메일단자의 범용성을 향상시키는 동시에 생산 비용을 절감시킨다.

Description

충전장치{charge Device}
본 발명의 충전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 전력을 전기 자동차로 전달하여 충전시키는 충전장치에 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 있다.
이때 급속 충전부와 완속 충전부를 전기적으로 연결하기 위하여 피메일단자와 메일단자가 설치되고, 전기 자동차의 충전 호환성을 확보하기 위하여 피메일단자와 메일단자는 국제 규격으로 사이즈가 정해져있다.
다만, 전기 자동차의 필요 전력에 따라 다양한 사양(사이즈)을 가지는 케이블이 연결되어야 하여 이를 위해 피메일단자에서 케이블이 연결되는 부분의 사이즈가 변경되어야 하여 생산 비용이 증가하였으며, 사이즈가 맞지 않는 경우에는 전기적 연결 품질이 저하되는 문제점이 발생되었다.
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 연결단자를 구비하여 보다 개선된 제품 신뢰도 및 생산성을 갖는 충전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예의 차량의 충전공간을 제공하는 단자하우징; 상기 충전공간의 내측으로 설치되어 충전 시 삽입되는 메일단자와 전기적으로 연결되는 단자부; 및 상기 단자하우징의 일 측에 결합되어 상기 단자부의 이탈을 방지하는 홀더부;를 포함하고, 상기 단자부는 전방에서 상기 메일단자가 삽입되어 내측에서 직접 접촉되는 접촉공간이 형성된 피메일단자와, 후방에서 케이블과 직접 연결되는 연결공간이 형성된 연결단자와, 상기 피메일단자와 상기 연결단자가 결합되는 결합부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 결합부는 상기 피메일단자의 후방에서 내측으로 요입 연장되는 결합공간과, 상기 연결단자의 전방에서 돌출 연장되어 상기 결합공간의 내주면에 직접 접촉되는 결합리브로 형성될 수 있다.
상기 홀더부는 상기 충전공간과 연통되는 연통홀이 형성되고, 상기 단자하우징의 일 측면에 고정되는 바디와, 상기 바디에서 연통홀의 내주면을 따라 연장되어 상기 충전공간의 내측으로 배치되는 연장부로 형성될 수 있다.
상기 단자하우징은 상기 충전공간의 내측으로 돌출되어 상기 피메일단자의 설치 위치를 가이드하는 가이드단이 형성될 수 있으며, 상기 피메일단자는 일 측으로 상기 가이드단에 접하고, 타 측으로는 상기 연장부의 말단이 접하도록 외측으로 돌출되어 안착단이 형성될 수 있다.
상기 단자부는 외측에서 상기 접촉공간과, 상기 결합공간과, 상기 연결공간과 연통되는 관통홀이 더 형성될 수 있다.
상기 결합부는 상기 결합공간의 내측으로 소정 거리 돌출되어 상기 결합리브와의 결합력을 보완하는 보강돌기가 더 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 충전장치는 메일단자와 전기적으로 연결되는 단자부가 메일단자와 직접 연결되는 피메일단자와, 케이블과 직접 연결되는 연결단자로 구분되어 형성되어 케이블의 사양이 변경되는 경우에도 동일한 크키의 피메일단자를 사용할 수 있어 피메일단자의 활용성을 향상시킨다.
이에 따라 본 발명의 단자부는 연결단자의 연결부의 크기만을 변경하여 다양한 차종에 적용될 수 있어 제품 개발 비용을 절감하여 궁극적으로는 제품의 생산성을 향상시킨다.
또한 접촉공간, 연결공간 및 결합공간을 관통하는 관통홀이 형성되어 내측의 도금 형성 상태 및 결합부의 완전 결합 여부를 확인하도록 하여 작업자의 작업성 및 제품의 신뢰성을 향상시킨다.
도 1은 종래 피메일단자와 케이블이 연결된 상태의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예의 충전장치의 사시도.
도 3(a)는 도 2에서 커버가 제외된 상태의 사시도, 도 3(b)는 도 3(a)의 다른 방향 사시도.
도 4는 도 3(a)의 분해사시도.
도 5는 도 4의 단자부의 사시도.
도 6(a)는 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 방향 단면도, 도 6(b)는 도 6(a)의 분해도.
도 7은 도 2의 Ⅶ-Ⅶ 방향의 단면 사시도.
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 피메일단자가 형성된 방향을 전장으로 정의하고, 연결단자가 형성된 방향을 후방으로 정의한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예의 충전장치의 사시도이고, 도 3(a)는 도 2에서 커버가 제외된 상태의 사시도이며, 도 3(b)는 도 3(a)의 다른 방향 사시도이고, 도 4는 도 3(a)의 분해사시도이며, 도 5는 도 4의 단자부의 사시도이고, 도 6(a)는 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 방향 단면도이며, 도 6(b)는 도 6(a)의 분해도이고, 도 7은 도 2의 Ⅶ-Ⅶ 방향의 단면 사시도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예의 충전장치(10)는 차량의 충전공간(211)을 제공하는 단자하우징(200), 상기 충전공간(211)의 내측으로 설치되어 충전 시 삽입되는 메일단자와 전기적으로 연결되는 단자부(300) 및 상기 단자하우징(200)의 일 측에 결합되어 상기 단자부(300)의 이탈을 방지하는 홀더부(400)를 포함하고, 상기 단자부(300)는 전방에서 상기 메일단자가 삽입되어 내측에서 직접 접촉되는 접촉공간(3111)이 형성된 피메일단자(310)와, 후방에서 케이블(500)과 직접 연결되는 연결공간(3211)이 형성된 연결단자(320)와, 상기 피메일단자(310)와 상기 연결단자(320)가 결합되는 결합부(330)로 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서 충전장치(10)는 전기 자동차의 충전을 위한 충전 인렛과 충전 아웃렛을 모두 포함하는 개념으로 정의하며, 국가의 사양에 따라 피메일단자(310)가 설치되는 위치가 달라지나, 그 전기적 연결 방식은 동일하기 때문이다.
다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 충전장치(10)가 충전아웃렛(10)에 해당되는 것으로 한정하여 설명하도록 하나. 본 발명의 권리범위는 피메일단자(310)가 설치되는 충전인렛을 당연히 포함한다.
커버(100)는 내측으로 형성된 설치공간(110)과, 설치공간(110)의 내측으로 돌출되어 단자하우징(200)의 외측 걸림리브(214)와 상보적으로 결합되는 고정리브(120)와, 홀더부(400)의 후방을 지지하는 지지리브(130)가 형성되어 단자하우징(200)을 견고하 고정시키는 동시에 구성을 외부로부터 보호한다.
이때 설치공간(110)은 단자하우징(200)의 양 측으로 결합되는 한 쌍의 커버(100)에 의해 외부와 구별되고, 단자하우징(200)의 후방 및 연결단자(320)에 연결된 다수의 케이블(500)이 수용되어 일 방향으로 연장되도록 한다.
또한 고정리브(120)는 단자하우징(200)의 후방의 외측으로 간격을 두고 순차적으로 돌출 형성된 걸림리브(214) 사이에 결합되어 단자하우징(200)을 고정시키며, 지지리브(130)는 단자하우징(200)의 후방에 결합되는 홀더의 후방을 지지하여 충전아웃렛(10)과 충전인렛이 결합되는 방향으로의 고정력을 추가로 발생시켜 내구성을 향상시킨다.
단자하우징(200)은 내측으로 일 방향으로 관통되어 충전공간(211)이 형성된 하우징바디(210)로 형성되어 충전아웃렛(10)의 피메일단자(310)와 충전인렛의 메일단자가 전기적으로 연결되는 공간을 제공한다.
구체적으로 하우징바디(210)는 단자부(300)가 설치되는 충전공간(211)과, 충전공간(211)의 내측으로 돌출되어 단자부(300)의 설치 위치를 가이드하는 가이드단(212)과, 외측으로 돌출되어 고정리브(120)에 걸림 고정되는 걸림리브(214)로 형성된다.
이때 충전공간(211)은 복수의 단자부(300) 각각이 설치되도록 구획되어 형성되고, 충전 아웃렛과 충전인렛이 결합되는 방향으로 형성되어 충전인렛의 메일단자와 피메일단자(310)가 접촉되어 전기적으로 연결되는 공간을 제공하며, 연결단자(320)가 케이블(500)과 연결되도록 한다.
가이드단(212)은 충전공간(211)의 내측에서 돌출되어 하우징바디(210)의 후방에서 삽입되는 피메일단자(310)의 안착단(312)이 지지되도록 하여 피메일단자(310)의 충전공간(211)에서의 위치를 가이드하여 메일단자와 미리 설계된 위치에서 정확히 접촉시키고, 이에 따라 피메일단자(310)와 메일단자의 충돌에 의한 손상을 방지한다.
걸림리브(214)는 한 쌍의 커버(100)에서 동일한 위치에 돌출 형성되어 단자하우징(200)의 외측으로 형성된 고정리브(120)의 사이에 설치 고정되도록 하여 단자하우징(200)과 커버(100)를 보다 안정적으로 고정시킨다.
단자부(300)는 메일단자와 직접적으로 연결되는 피메일단자(310)와, 케이블(500)과 직접적으로 연결되는 연결단자(320)와, 피메일단자(310)와 연결단자(320)를 전기적으로 연결시키는 결합부(330)로 형성되며, 충전공간(211)의 내측으로 설치되어 메일단자 및 케이블(500)과 전기적으로 연결되어 충전 시 외부 장치의 전력을 자동차로 전달시킨다.
구체적으로 피메일단자(310)는 충전공간(211)의 전방으로 형성되고, 내측으로 메일단자가 삽입되어 접촉되는 접촉공간(3111)이 형성되고, 일 측으로 돌출되어 가이드단(212)에 걸림 고정되는 안착단(312)으로 형성되어, 메일단자와 전기적으로 연결되어 외부 전력을 메일단자를 통해 전기 자동차로 전달시킨다.
연결단자(320)는 충전공간(211)의 후방으로 형성되고, 내측으로 케이블(500)의 내부도선이 삽입되어 접촉되는 연결공간(3211)이 형성된 연결부(321)로 형성되어 케이블(500)과 전기적으로 연결되어 케이블(500)을 통해 외부 전력을 단자부(300)로 전달시킨다.
이때 연결부(321)는 전기 자동차의 필요 전력에 따라 다양한 케이블(500)이 내측으로 삽입될 수 있도록 다양한 사이즈로 형성될 수 있다.
결합부(330)는 피메일단자(310)와 연결단자(320)의 전기적 연결을 위한 구성으로, 피메일단자(310)와 일체로 형성되는 결합부재(331)와, 연결단자(320)와 일체로 형성되는 결합리브(332)와, 결합부재(331)의 내측으로 소정 거리 돌출되어 전기적 연결을 안정성을 향상시키는 보강돌기(333)로 형성되어 안정적인 피메일단자(310)와 연결단자(320)의 전기적 연결성을 제공한다.
구체적으로 결합부재(331)는 피메일단자(310)의 후방에서 일체로 형성되고, 내측으로 결합공간(3311)이 형성되고, 결합리브(332)는 연결단자(320)의 전방으로 일체로 형성되어 결합공간(3311)의 내측으로 삽입 고정되어 케이블(500)을 통해 공급되는 전력을 메일단자를 통해 전기 자동차로 전달하도록 전기적 연결을 중계한다.
이때 결합공간(3311)의 내측으로는 소정 거리 돌출되어 결합부재(331)와 결합리브(332)의 고정력 및 전기적 연결 안정성을 향상시키는 보강돌기(333)가 형성되는 것이 바람직하며, 보강돌기(333)는 결합부재(331)의 내측으로 결합리브(332)가 삽입된 상태에서 결합부재(331)의 외측을 가압하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한 결합부(330)는 접촉부(311), 연결부(321) 및 결합부재(331)을 관통하여 접촉공간(3111), 연결공간(3211) 및 결합공간(3311)과 연통되는 연통홀(411)이 형성되는 것이 바람직하며, 여기서 연통홀(411)은 작업자가 단자부(300)의 통전성 확보를 위한 코팅층이 접촉공간(3111), 연결공간(3211) 및 결합공간(3311)의 내측으로 잘 형성되었는지 여부 및 결합공간(3311)의 내측으로 결합리브(332)가 완전 삽입 되었는지 확인할 수 있도록 한다.
따라서 작업자는 육안을 통해 전기적 연결 안정성이 확보되지 않은 단자를 생산 공정 중에 제외할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시키고, 더 나아가서는 고전압의 외부 전력을 안정적으로 전기 자동차롤 전달하여 사용자의 안정성을 크게 향상시킨다.
정리 하면, 단자부(300)는 피메일단자(310)와, 연결단자(320)와, 결합부(330)를 통해 외부 장치와 전기 자동차에 형성된 충전 인렛을 전기적으로 연결시키며, 이때 전기 자동차의 필요 전력에 따라 변경되는 케이블(500)의 사양에 맞춰 연결부(321)의 사이즈만을 변경하여 사용할 수 있다.
따라서 본 발명의 충전장치(10)는 전기 자동차의 충전 호환성 확보를 위하여 국제규격으로 정해진 접촉부(311)가 형성된 피메일단자(310)를 다양한 사양의 전기 자동차에 그래도 사용할 수 있어 범용성이 크게 확대된다.
또한 일정한 크기의 피메일단자(310)를 그대로 사용할 수 있어 단자부(300)의 생산 비용을 낮추고, 콕킹 공정을 통해 케이블(500)과 연결부(321) 및 결합부재(331)와 결합공간(3311)을 안정적으로 고정시켜 결합부(330)를 연결하기 위한 별도의 추가 공정으로 필요로 하지 않아 궁극적으로는 제품의 생산성을 향상시킨다.
홀더부(400)는 단자하우징(200)의 후방에 고정되는 바디(410)와, 바디(410)에서 충전공간(211)으로 연장되는 연장부(420)로 형성되어 충전공간(211)에 설치된 단자부(300)의 이탈을 방지한다. 이를 위해 바디(410)에는 각 충전공간(211)의 위치에 대응하여 충전공간(211)과 연통되는 연통홀(411)이 형성되고, 연통홀(411)의 내주면을 따라 연장부(420)가 형성되어 가이드단(212)의 일 측으로 안착단(312)이 밀착되도록 하여 단자부(300)의 전후방 이탈을 모두 방지한다.
이때 연통홀(411)은 바디(410)의 외측으로 연장되어 일 측으로 개방되는 절개부(412)가 형성되어 연결단자(320)와 케이블(500)이 연결된 상태에서도 홀더부(400)가 쉽게 단자하우징(200)에 고정되도록 하여 작업자의 피로도를 낮춘다.
또한 바디(410)의 일 측은 설치공간(110)의 내측으로 돌출되는 지지리브(130)에 밀착되어 단자하우징(200)과 커버(100)의 고정력을 향상시켜 제품의 내구성을 향상시킨다.
따라서 본 발명의 충전장치(10)는 메일단자와 전기적으로 연결되는 피메일단자(310)와 케이블(500)과 전기적으로 연결되는 연결단자(320)는 별물로 형성하여 전기 자동차의 필요 전력에 따라 연결단자(320)만을 달리하여 다양한 사양의 케이블(500)과 연결될 수 있도록 하는 동시에 피메일단자(310)의 국제규격을 만족시켜 생산에 소요되는 시간 및 비용을 절감시켜 궁극적으로는 제품의 생산성을 향상시킨다.
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 충전장치 20 체결부재
100 커버 110 설치공간
120 고정리브 130 지지리브
200 단자하우징 210 하우징바디
211 충전공간 212 가이드단
214 걸림리브
300 단자부 310 피메일단자
311 접촉부 3111 접촉공간
312 안착단
320 연결단자 321 연결부
3211 연결공간
330 결합부 331 결합부재
3311 결합공간
332 결합리브 333 보강돌기
340 관통홀
400 홀더부 410 바디
411 연통홀 412 절개부
420 연장부
500 케이블

Claims (6)

  1. 차량의 충전공간을 제공하는 단자하우징;
    상기 충전공간의 내측으로 설치되어 충전 시 삽입되는 메일단자와 전기적으로 연결되는 단자부; 및
    상기 단자하우징의 일 측에 결합되어 상기 단자부의 이탈을 방지하는 홀더부;를 포함하고,
    상기 단자부는
    전방에서 상기 메일단자가 삽입되어 내측에서 직접 접촉되는 접촉공간이 형성된 피메일단자와, 후방에서 케이블과 직접 연결되는 연결공간이 형성된 연결단자와, 상기 피메일단자와 상기 연결단자가 결합되는 결합부로 형성되는 것을 특징으로 하는 충전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합부는
    상기 피메일단자의 후방에서 내측으로 요입 연장되는 결합공간과, 상기 연결단자의 전방에서 돌출 연장되어 상기 결합공간의 내주면에 직접 접촉되는 결합리브로 형성되는 것을 특징으로 하는 충전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홀더부는
    상기 충전공간과 연통되는 연통홀이 형성되고, 상기 단자하우징의 일 측면에 고정되는 바디와, 상기 바디에서 연통홀의 내주면을 따라 연장되어 상기 충전공간의 내측으로 배치되는 연장부로 형성되는 것을 특징으로 하는 충전장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단자하우징은
    상기 충전공간의 내측으로 돌출되어 상기 피메일단자의 설치 위치를 가이드하는 가이드단이 형성되고,
    상기 피메일단자는
    일 측으로 상기 가이드단에 접하고, 타 측으로는 상기 연장부의 말단이 접하도록 외측으로 돌출되어 안착단이 형성되는 것을 특징으로 하는 충전장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 단자부는
    외측에서 상기 접촉공간과, 상기 결합공간과, 상기 연결공간과 연통되는 관통홀이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 충전장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 결합부는
    상기 결합공간의 내측으로 소정 거리 돌출되어 상기 결합리브와의 결합력을 보완하는 보강돌기가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 충전장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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