KR20230146589A - 위치설정 유닛 및 접촉 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 위치설정 유닛, 및 위치설정 유닛을 사용하여 전동 차량, 특히, 전기 버스 등과 고정식 충전소 간의 도전성 연결을 형성하기 위한 방법에 관한 것으로서, 위치설정 유닛은 차량 지붕에 배치되도록 구성되고, 위치설정 유닛의 접촉 장치는, 충전소의 충전용 접촉 장치에 대하여 이동하여 접촉 위치에서 충전용 접촉 장치와 전기적 접촉을 이루도록 구성되고, 위치설정 유닛은 접촉 장치를 위치설정하기 위한 관절형 암 장치(32) 및 관절형 암 장치를 구동하기 위한 구동 장치(33)를 갖고, 관절형 암 장치는 피벗 축(37)에서 회전하도록 구성된 피벗팅 암(34)이 있는 피벗팅 장치를 갖고, 피벗팅 장치는, 접촉 장치를 보관하기 위한 위치설정 유닛의 회수 위치의 보관 상태로부터 접촉 위치의 접촉 상태로 그리고 그 반대로 접촉 장치를 피벗팅하도록 구성된다. 위치설정 유닛은 폼피팅 방식으로 보관 상태에서 피벗팅 암을 고정하도록 구성된 고정 장치(36)를 포함한다.

Description

위치설정 유닛 및 접촉 방법

본 발명은 전동 차량, 특히, 전기 버스 등을 위한 위치설정(positioning) 유닛, 및 전동 차량과 고정식 충전소 간의 도전성 연결을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 위치설정 유닛은 차량 지붕에 배치되도록 구성되고, 위치설정 유닛의 접촉 장치는 충전소의 충전용 접촉 장치에 대하여 이동하여 접촉 위치에서 충전용 접촉 장치와 전기적 접촉을 이루도록 구성되고, 위치설정 유닛은 접촉 장치를 위치설정하기 위한 관절형 암 장치(articulated arm device) 및 관절형 암 장치를 구동하기 위한 구동 장치를 갖고, 관절형 암 장치는 피벗(pivot) 축에서 회전하도록 구성된 피벗팅 암이 있는 피벗팅 장치를 갖고, 피벗팅 장치는, 접촉 장치를 보관하기 위한 위치설정 유닛의 회수 위치의 보관 상태로부터 접촉 위치의 접촉 상태로 그리고 그 반대로 접촉 장치를 피벗팅하도록 구성된다.

이러한 종류의 위치설정 유닛과 방법은, 종래 기술에 알려져 있으며, 예를 들어, 버스 정류장 사이를 이동하는 전동 차량과 관련하여 정기적으로 사용된다. 이러한 차량은 전기 버스일 수 있지만, 원칙적으로 기차나 전차와 같이 접촉 와이어 등에 영구적으로 연결되지 않은 다른 차량일 수도 있다. 이러한 차량의 전기 에너지 저장 유닛은 정류장에서 이동이 중단될 때 충전소에 의해 충전된다. 차량은 정류장에서 충전소에 전기적으로 연결되며, 에너지 저장 유닛은 적어도 차량이 접근할 충전소가 있는 다음 정류장에 도달할 수 있을 정도로 충전된다. 이러한 방식으로 동작 시간 외에 차량에 전기 에너지를 공급하는 것도 가능하다.

차량과 충전소 간의 전기적 연결을 확립하기 위해, 차량 지붕에 장착될 수 있고 차량의 접촉 장치를 차량 위의 충전소의 충전용 접촉 장치와 연결하는 위치설정 유닛이 사용된다. 이어서, 접촉 장치의 접촉면이 차량 지붕 위의 충전용 접촉면을 향하여 이동하고, 전기적 연결이 확립된다. 이러한 위치설정 유닛은, 예를 들어, WO2015/018887에 알려져 있다. 접촉 장치는, 충전용 접촉 장치 상에 비교적 정확하게 위치해야 하고 단단한 전기적 연결을 형성하기 위해 충분한 접촉력으로 충전용 접촉면에 대해 가압되어야 하므로, 관절형 암 장치와 구동 장치의 결함 없는 기능이 항상 보장되어야 한다. 관절형 암 장치와 구동 장치의 수많은 이동 구성요소는, 예를 들어, 충격, 강타, 가속, 진동 등과 같은 기계적 충돌로 인해 동작 중에 쉽게 손상될 수 있다. 그 결과, 위치설정 유닛의 마모가 증가하여, 위치설정 유닛을 정기적으로 유지해야 하고 필요에 따라 손상되거나 마모된 구성요소를 교체해야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 유지보수가 덜 필요한, 전동 차량과 고정식 충전소 간의 도전성 연결을 형성하기 위한 위치설정 유닛과 방법을 제안하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 특징부를 갖는 위치설정 유닛, 청구항 15의 특징부를 갖는 고속 충전 시스템, 및 청구항 16의 특징부를 갖는 방법에 의해 달성된다.

전동 차량, 특히, 전기 버스 등을 위한 본 발명에 따른 위치설정 유닛은 차량과 고정식 충전소 간의 도전성 연결을 형성하는 역할을 하며, 위치설정 유닛은 차량 지붕에 배치되도록 구성되고, 위치설정 유닛의 접촉 장치는 충전소의 충전용 접촉 장치에 대해 상대적으로 이동하고 접촉 위치에서 전기적 접촉을 이루도록 구성되고, 위치설정 유닛은 접촉 장치를 위치설정하기 위한 관절형 암 장치 및 관절형 암 장치를 구동하기 위한 구동 장치를 갖고, 관절형 암 장치는 피벗 축에서 회전하도록 구성된 피벗팅 암이 있는 피벗팅 장치를 갖고, 피벗팅 장치는, 접촉 장치를 보관하기 위한 위치설정 유닛의 회수 위치의 보관 상태로부터 접촉 위치의 접촉 상태로 그리고 그 반대로 접촉 장치를 피벗팅하도록 구성되고, 위치설정 유닛은, 피벗팅 암을 폼피팅(form-fitting) 방식으로 보관 상태에서 고정하도록 구성된 고정 장치를 포함한다.

이에 따라, 접촉 장치 위에 배치된 충전소의 충전용 접촉 장치에 대한 접촉 장치의 이동은 구동 장치를 갖는 관절형 암 장치에 의해 수행된다. 접촉 장치는 충전용 접촉 장치의 충전 접촉부와 전기적으로 접촉하는 다수의 접촉부를 가질 수 있다. 필수 양태는, 접촉 장치가 접촉 위치에 있을 때 수직 상태에 있다는 것, 즉, 접촉 장치의 수직 축이 충전용 접촉 장치에 대해 직교로 또는 수직으로 정렬되어 접촉이 조금이라도 발생할 수 있다는 것이다. 결과적으로, 접촉 장치는 접촉 위치에 있을 때 수직 접촉 상태에 있다. 차량의 주행 동작 중에, 접촉 장치는 접촉 장치를 손상으로부터 보호하고 교량 등에서의 주행을 가능하게 하기 위해 정기적으로 보관 상태에 있다. 접촉 장치와 피벗팅 암은 이동가능한 질량체를 형성하므로, 차량의 주행 이동이 접촉 장치와 피벗팅 암도 움직이게 하는데, 이는 본 발명에 따른 고정 장치에 의해 방지된다. 피벗팅 암이 고정 장치에 의해 보관 상태에서 확실하게 고정될 수 있다는 사실은 접촉 장치와 피벗팅 암의 이동을 효과적으로 방지하는 것을 가능하게 한다. 이에 따라, 주행 동작 중에 차량을 통해 피벗팅 암과 접촉 장치에 전달될 수 있는 충격과 진동은, 보관 상태에서 벗어나는 이동 또는 주행 이동 후의 진동과 같은 피벗팅 암과 접촉 장치의 어떠한 이동도 유발하지 않는다. 따라서, 고정 장치는 모든 자유도에서 피벗팅 암의 가능한 이동을 제한하며, 이는 고정 장치가 주행 동작 중의 위치설정 유닛의 손상과 이에 따른 마모의 가능한 원인을 제거할 수 있음을 의미한다. 그 결과, 위치설정 유닛의 수리 및 유지보수의 빈도가 줄어든다.

관절형 암 장치는 접촉 장치를 충전용 접촉 장치에 대해 수직 방향 및 수평 방향으로 위치설정하고 접촉 위치로 이동시키도록 구성될 수 있다. 특히, 피벗팅 암이 차량 지붕에 대해 피벗팅될 때, 접촉 장치는 피벗팅 암의 피벗 베어링 주위의 적어도 하나의 반경 또는 원형 경로로 이동할 수 있다. 원형 경로로 이동하면, 접촉 장치의 수평 변위가 수직 변위와 동시에 발생할 수 있다. 이러한 점에서, 접촉 장치가 수평 방향의 다양한 지점에서 충전용 접촉 장치와 전기적 접촉을 할 수 있는 방식으로 충전용 접촉 장치가 구성되는 경우 또한 유리하다. 예를 들어, 위치설정 유닛은, 접촉 장치의 수평 방향 이동이 차량의 이동 방향을 따라 이어지는 방식으로 차량 지붕에 장착될 수 있다. 이어서, 접촉 장치는 이동 방향으로 이어지는 평면 방향으로 피벗팅된다.

고정 장치는, 접촉 장치가 보관 상태로 피벗팅될 때 접촉 장치가 고정 장치에 의해 보관 상태에서 고정될 수 있고 접촉 장치가 회수 위치에서 접촉 상태로 피벗팅될 때 접촉 장치가 고정 장치에 의해 해제될 수 있는 방식으로 구동 장치에 결합될 수 있다. 고정 장치는 구동 장치에 기계적으로 연결될 수 있어, 고정 장치가 구동 장치를 통해 동작되거나 전환되게 할 수 있다. 접촉 장치 또는 피벗팅 암의 피벗팅이 구동 장치에 의해 발생하므로, 접촉 장치가 보관 상태에서 접촉 위치로 이동할 때 고정 장치가 보관 상태에서 피벗팅 암을 잠그고 해제할 수 있다. 회수 위치에서, 접촉 장치는 미리 접촉 상태로 이동할 수 있다. 따라서, 충전용 접촉 장치가 접촉 장치와 전기적 접촉을 이룰 수 있는 넓은 범위가 회수 위치와 접촉 위치 사이에 형성될 수 있다. 결과적으로, 접촉 장치는 하부 접촉 위치와 상부 접촉 위치 사이에서 관절형 암 장치와 함께 위치설정될 수 있다.

접촉 장치는, 다른 피벗 축에서 회전할 수 있는 방식으로 피벗 축의 반대측에 해당하는 피벗팅 암의 단부에 배치될 수 있으며, 여기서 피벗팅 장치는 회수 위치의 보관 상태로부터 회수 위치의 수직 접촉 상태로 그리고 그 반대로 접촉 장치를 피벗팅하도록 구성될 수 있다. 접촉 장치가 피벗팅가능한 방식으로 피벗팅 암의 원위 단부에 배치되면, 접촉 장치는 수직 접촉 상태 및 보관 상태로 피벗팅될 수 있다. 이는 피벗팅 암이 이동하지 않고 회수 위치에 위치할 때도 발생할 수 있다. 따라서, 접촉 장치는 접촉 위치에 있을 때 수직 접촉 상태에도 위치할 수 있다. 따라서, 피벗팅 암의 상태에 관계없이 접촉 장치를 피벗팅하거나 수직 접촉 상태에 두는 것이 가능하다. 이는, 예를 들어, 관절형 암 장치가 평행사변형 또는 연결 장치의 형태로 설계된다는 사실로 인해 가능할 수도 있다. 예를 들어, 관절형 암 장치의 가이드 바는 피벗팅 암에 평행하게 배치될 수 있으며, 가이드 바는 피벗팅 암의 위치에 관계없이 접촉 장치를 원하는 상태에 위치설정한다. 따라서, 접촉 장치의 수직 접촉 상태는 상이한 높이에서 취해질 수 있어, 그 결과 접촉 장치가 접촉 위치로 들어갈 수 있는 범위가 비교적 넓어진다. 이에 따라, 더는 도로 위의 기본적으로 동일한 높이의 경로를 따라 다양한 충전용 접촉 장치를 장착하여 차량 유형에 맞게 조정할 필요가 없다.

보관 상태에서, 접촉 장치는 피벗팅 암의 피벗 축의 한 방향으로 피벗팅될 수 있고 피벗팅 암에 놓일 수 있거나 피벗팅 암의 반대 방향으로 피벗팅될 수 있다. 이에 따라, 보관 상태에서 관절형 암 장치의 구조적 높이는 비교적 낮을 수 있다. 피벗팅 암은, 또한, 접촉 장치가 수평으로 또는 어떤 각도로 위치설정된 피벗팅 암의 부분과 접촉할 수 있도록 크랭크(crank)될 수 있다. 대안으로, 보관 상태에서 접촉 장치와 함께 피벗팅 암은 피벗팅 암으로부터 멀어지는 반대 방향으로 피벗팅될 수 있으며, 이 경우 차량 지붕 위의 관절형 암 장치의 길이가 비교적 증가된다. 이러한 점에서, 관절형 암 장치는 보관 상태에서 차량 지붕에 가능한 한 컴팩트하게 배치되는 것이 유리하다.

위치설정 유닛은 위치설정 유닛을 차량 지붕에 장착하기 위한 프레임을 포함할 수 있으며, 피벗팅 암은 프레임 상의 피벗 축과 함께 피벗팅 가능하게 배치될 수 있다. 프레임은, 예를 들어, 프레임 방식으로 설계될 수 있으며, 피벗팅 암과 구동 장치를 위한 고정 베어링을 형성하거나 가질 수 있다. 프레임은 차량 지붕에 특히 쉽게 부착될 수도 있다. 예를 들어, 프레임은 진동 및/또는 차량 이동을 감쇠시키는 댐핑 요소에 의해 부착될 수 있다.

고정 장치는 래치와 오목부에 의해 형성될 수 있으며, 이 경우 래치는 보관 상태에서 홈과 맞물려 피벗팅 암을 단단히 고정할 수 있고, 래치는 피벗팅 암에 배치될 수 있고 오목부는 프레임에 배치될 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 따라서, 래치와 오목부는, 피벗팅 암이 더 이상 이동할 수 없는 방식으로 피벗팅 암의 상태를 고정하는 잠금 장치를 형성할 수 있다. 래치와 오목부는 선택적으로 피벗팅 암 또는 프레임에 배치될 수 있다. 구동 장치의 배열 및 설계에 따라, 래치 또는 오목부는, 또한, 구동 장치의 구성요소가 프레임에 연결된다면, 구동 장치의 이러한 구성요소, 예를 들어, 실린더 또는 선형 드라이브 상에 배치될 수 있다. 이는, 또한, 고정 장치에 의해 보관 상태에서 피벗팅 암을 고정하는 것을 가능하게 한다.

래치는 고정 장치의 선형 가이드, 캐치, 또는 피벗팅 후크에서 이동하도록 구성된 프로파일 바일 수 있으며, 오목부는 돌출부, 에지, 후크, 아이(eye), 또는 브래킷에 의해 형성될 수 있다. 필수 양태는, 래치가 오목부에 맞물릴 수 있고 피벗팅 암을 폼피팅 방식으로 고정할 수 있는 방식으로 래치와 오목부가 정합하도록 구성된다는 것이다. 예를 들어, 래치는 아이에 길이방향으로 삽입될 수 있는 둥근 바에 의해 형성될 수 있다. 이는 고정 장치를 특히 간단하고 저렴하게 구현하게 한다.

구동 장치는 피벗팅 암에 작용하는 조정력을 생성하기 위한 조정 드라이브 및 조정 드라이브와 기계적으로 협력하는 스프링 요소를 가질 수 있다. 조정 드라이브는, 조정력만으로 접촉 장치와 함께 피벗팅 암의 이동을 유발할 수 있는 방식으로 스프링 요소와 상호작용할 수 있다. 조정 드라이브는 스프링 요소와 직접 상호작용할 수 있거나 레버와 같은 추가 기계 구성요소를 통해 피벗팅 암에 연결될 수 있다. 스프링 요소는, 예를 들어, 레버를 통해 피벗팅 암의 피벗 축에 작용하여 피벗팅 암에 조정력을 가하는 인장, 압축 또는 비틀림 스프링을 포함할 수 있으며, 조정력은 피벗팅 암을 회수 위치로 또는 대안으로 접촉 위치로 이동시킨다. 예를 들어, 조정 드라이브에 고장이 있는 경우, 스프링 요소는 임의의 잘못된 접촉을 방지하기 위해 관절형 암 장치를 회수 위치로 이동시킬 수 있다.

구동 장치는 접촉 장치에 작용하는 조정력을 생성하기 위한 또 다른 조정 드라이브를 가질 수 있다. 조정 드라이브와 마찬가지로, 다른 조정 드라이브도 접촉 장치에 조정력을 가하는 스프링 요소에 의해 형성될 수 있다. 다른 조정 드라이브는 피벗팅 암의 조정과 관계없이 접촉 장치를 조정할 수 있게 한다. 그럼에도 불구하고, 조정 드라이브는 다른 조정 드라이브와 기능적으로 결합될 수 있다.

조정 드라이브 및/또는 다른 조정 드라이브는, 피벗팅 암이 피벗 축에서 회전될 수 있고/있거나 접촉 장치가 다른 피벗 축에서 회전할 수 있게 하는 전기 모터, 케이블 드라이브 및/또는 체인 드라이브를 가질 수 있다. 예를 들어, 전기 모터는 피벗 축에 직접 배치되거나 피벗 축 내에 통합될 수 있다. 또한, 피벗 축에 부착된 케이블 드라이브 및/또는 체인 드라이브를 사용하여 피벗팅 암에 당기는 힘을 가할 수 있다. 예를 들어, 반대 방향으로 이동함으로써 피벗팅 암을 피벗팅할 수 있는 두 개의 케이블 또는 하나의 체인 드라이브가 피벗 축에 배치될 수 있다. 케이블 드라이브 또는 체인 드라이브는, 또한, 전기 모터에 의해 기동될 수 있으며, 이에 따라 피벗팅 암으로부터 일정 거리를 두고 위치설정 유닛의 프레임에 배치될 수 있다. 케이블 드라이브와 체인 드라이브를 조합하여 사용하는 것도 가능하다. 체인 드라이브는, 피벗 축의 기어휠 위로 이어져 각 단부에서 케이블 또는 보든(Bowden) 케이블에 연결되는 체인에 의해 형성될 수 있다. 접촉 장치를 피벗팅하기 위한 다른 조정 드라이브도 위의 예들 중 하나에 따라 설계될 수 있다. 조정 드라이브 및 다른 조정 드라이브는 전기 모터 또는 선형 드라이브, 바람직하게는 스핀들 드라이브를 가질 수 있다. 조정 드라이브 또는 다른 조정 드라이브는 증분 인코더 또는 절대 인코더일 수 있는 변위 센서를 가질 수 있다. 이 경우, 문제의 조정 드라이브의 정확한 동작 위치를 항상 결정하는 것이 가능하다. 조정 드라이브는, 또한, 위치-의존형 제한 스위치 및/또는 힘-의존형 압력 스위치를 가질 수 있다. 또한, 접촉력이나 조정력을 제한하기 위한 압력 스위치도 사용될 수 있다.

고정 장치는 조정 드라이브의 케이블 드라이브 또는 체인 드라이브 또는 다른 조정 드라이브에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 고정 장치의 오목부에 맞물리는 고정 장치의 래치가 케이블 드라이브 또는 체인 드라이브에 배치될 수 있다. 피벗팅 암 또는 접촉 장치의 상태를 결정하는 케이블 드라이브 또는 체인 드라이브의 위치에 따라, 피벗팅 암은 고정 장치에 의해 고정되거나 해제될 수 있다. 래치가 케이블 드라이브나 체인 드라이브에 의해 기동되는 경우, 더 이상 고정 장치의 특별히 설계된 기동을 제공할 필요가 없다.

접촉 장치는 접촉 요소들을 갖는 충전용 접촉 요소 캐리어를 가질 수 있고, 접촉 요소들은, 각각의 접촉 쌍을 형성하기 위해 접촉 위치에 있을 때 충전용 접촉 장치의 충전용 접촉 요소들과 전기적 접촉을 이루도록 구성될 수 있다. 충전용 접촉 요소 캐리어는, 접촉 장치가 수직 접촉 상태에 있을 때 접촉 요소들이 충전용 접촉 요소 캐리어의 상부측에 배치되는 방식으로 구성될 수 있다. 충전용 접촉 요소들은, 예를 들어, 충전용 접촉 장치의 지붕-형상 충전용 접촉 요소 캐리어 상에 배치된 도체 스트립들로서 형성될 수 있다.

피벗 장치는 접촉 장치를 충전용 접촉 장치에 수직인 방향으로 위치설정하도록 구성된 횡방향 가이드를 가질 수 있고, 횡방향 가이드는 피벗 축의 반대측에 해당하는 피벗팅 암의 단부에 배치될 수 있다. 따라서, 접촉 장치는 차량의 이동 방향에 수직인 피벗팅 암의 단부에서 변위될 수 있다. 이러한 변위성은, 예를 들어, 이동 방향에 수직인 정류장에서의 차량의 위치설정 이탈을 보상하는 데 사용될 수 있다. 또한, 사람의 출입을 위한 차량의 일측에 치우친 하강으로 인해 발생할 수 있는 차량 이동은, 충전용 접촉 장치에 대한 접촉 장치의 횡방향 변위가 발생하지 않는 방식으로 보상될 수 있다. 또한, 피벗팅 암에는 횡방향 힘이 가해지지 않는다. 횡방향 가이드는 직선 선형 가이드 또는 아치형 선형 가이드일 수 있다. 접촉 장치는 자유롭게 이동가능한 방식으로 횡방향 가이드 상에 배치될 수 있으며, 횡방향 가이드는 가이드 레일로서 또는 접촉 장치용 가이드 프로파일로 구성될 수 있다. 또한, 접촉 장치는, 횡방향 가이드의 중심에 위치할 수 있으며, 즉, 정지 위치 또는 비접촉 위치에서 예를 들어 스프링을 사용하여 횡방향 가이드에 대해 중심에 정렬될 수 있다.

본 발명에 따른 급속 충전 시스템은 충전용 접촉 장치 및 본 발명에 따른 위치설정 유닛을 포함한다. 고속 충전 시스템의 유리한 추가 실시예는 청구항 1에 종속하는 청구항들의 특징부의 설명으로부터 명백해진다.

전동 차량, 특히, 전기 버스 등과 위치설정 유닛을 사용하는 고정식 충전소 간의 도전성 연결을 형성하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 위치설정 유닛의 접촉 장치는 충전소의 충전용 접촉 장치에 대하여 이동하고 접촉 위치에서 충전용 접촉 장치와 전기적으로 접촉하고, 위치설정 유닛의 관절형 암 장치는 접촉 장치를 위치설정하고, 위치설정 유닛의 구동 장치는 관절형 암 장치를 구동하고, 관절형 암 장치는 피벗 축에서 회전하도록 구성된 피벗팅 암이 있는 피벗팅 장치를 갖고, 피벗팅 장치는 접촉 장치를 보관하기 위한 위치설정 유닛의 회수 위치의 보관 상태로부터 접촉 위치의 접촉 상태로 그리고 그 반대로 접촉 장치를 피벗팅하고, 위치설정 유닛의 고정 장치는 피벗팅 암을 폼피팅 방식으로 보관 상태에서 고정한다. 본 발명에 따른 방법의 이점에 관해서는, 본 발명에 따른 위치설정 유닛의 이점에 대한 설명을 참조한다.

접촉 장치는, 먼저 보관 상태로부터 수직 접촉 상태로 이어서 수직 접촉 상태의 접촉 위치로 그리고 그 반대로 피벗팅될 수 있다. 보관 상태에서, 위치설정 유닛은 최소 구조적 높이를 가질 수 있다. 접촉 장치가 차량이 있는 정류장에 접근할 때, 접촉 장치는 제1 단계에서 보관 상태로부터 수직 접촉 상태로 피벗팅될 수 있다.

또한, 피벗팅 암에 의해 접촉 장치를 피벗팅하는 동안, 피벗팅 장치는 항상 접촉 장치를 수직 접촉 상태에 위치설정할 수 있다. 접촉 장치를 수직 접촉 상태로 피벗팅한 후, 접촉 장치와 함께 피벗팅 암을 피벗팅하면 수직 접촉 상태에서 접촉 장치를 들어올릴 수 있고 제2 단계에서 접촉 장치를 충전용 접촉 장치에 대항하여 이동시킬 수 있다. 접촉 장치가 피벗팅 암의 피벗팅 동안 항상 수직으로 위치설정되거나 피벗팅 암이 접촉 장치에 대해 피벗팅되는 경우 유리하다. 피벗팅 암과 접촉 장치의 이러한 동시 이동은 구동 장치의 적절한 메커니즘 또는 제어에 의해 이루어질 수 있다. 어느 경우든, 이는 접촉 장치가 상부 접촉 위치와 하부 접촉 위치 사이의 범위에서 충전용 접촉 장치와 전기적 접촉을 이룰 수 있게 한다.

방법의 유리한 추가 실시예는 청구항 1에 종속하는 청구항들의 특징부에 대한 설명으로부터 명백해진다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 위치설정 유닛의 사시도이다.
도 2는 위치설정 유닛의 다른 사시도이다.
도 3a는 회수 위치에 있는 위치설정 유닛의 구동 장치를 갖는 관절형 암 장치의 부분 단면도이다.
도 3b는 접촉 위치를 향하여 회수 위치로부터 배치된 후의 관절형 암 장치와 구동 장치를 도시한다.

도 1 및 도 2는 차량(도시하지 않음)，특히, 전기 버스 등의 지붕에 장착된 위치설정 유닛(10)을 도시한다. 위치설정 유닛(10)은 충전소의 충전용 접촉 장치(도시하지 않음)와의 전기적 접촉을 확립하기 위한 접촉 장치(11)를 포함한다. 충전용 접촉 장치는 차량의 정차 구역의 서스펜션 장치(도시하지 않음)에 의해 차량 지붕 및 접촉 장치(11) 위에 매달린다. 위치설정 유닛(10)은, 피벗팅 암(14)을 갖는 피벗팅 장치(13) 및 관절형 암 장치(12)를 구동하기 위한 구동 장치(15)로 구성된 관절형 암 장치(12)를 더 포함한다. 위치설정 유닛(10)은 차량 지붕에 위치설정 유닛(10)을 장착하기 위한 프레임(16)을 더 포함한다. 피벗 베어링(17)은 프레임(16) 상에 형성되고, 피벗 베어링(17)은 피벗 베어링(17) 상에 지지되는 피벗팅 암(14)을 위한 피벗 축(18)을 형성한다. 피벗 축(18)의 반대측의 피벗팅 암(14)의 단부(19)에서, 접촉 장치(11)는 횡방향 가이드(20) 상에 배치된다. 접촉 장치(11)는 횡방향 가이드(20)를 따라 변위가능하며, 따라서 충전용 접촉 장치의 상태에 맞게 조정될 수 있다. 접촉 장치(11)는, 횡방향 가이드(20)와 함께, 단부(19)에서 접촉 장치(11)의 다른 피벗 축(22)을 형성하는 다른 피벗 베어링(21)을 봉해 장착된다. 또한, 관절형 암 장치(12)는 피벗팅 암(14) 내부로 연장되어 다른 피벗 베어링(21)과 맞물리는 케이블(도시하지 않음)을 갖는다. 따라서, 피벗팅 암(14)의 피벗팅 이동 동안, 여기에 도시된 접촉 상태에서 접촉 장치(11)의 연속적인 위치설정이 가능하다.

접촉 장치(11)는 스프링에 장착된 접촉 요소(26)를 갖는 충전용 접촉 요소 캐리어(25)로 구성된다. 접촉 요소(26)는 충전용 접촉 요소 캐리어(25)의 상부측(27)에 위치한다. 접촉 요소(26)는 가요성 케이블(28)을 통해 단자 박스(도시하지 않음)에 연결된다.

구동 장치(15)는 피벗팅 암(14)에 작용하는 조정력을 발생시키는 조정 드라이브(30)를 포함하고, 조정 드라이브(30)는 구동 장치(15)의 스프링(31)과 함께 조정력을 발생시킨다. 다른 조정 드라이브(29)는 회수된 위치(도시하지 않음)에서 다른 피벗 축(22)을 중심으로 접촉 장치(11)를 피벗팅한다. 회수 위치에서, 피벗팅 암(14)은 고정 장치(23)로 단단히 고정될 수 있으며, 여기서는 아이(24)만이 가시적으로 도시되어 있다.

도 3a와 도 3b의 조합은 위치설정 유닛(도시하지 않음)의 구동 장치(33)와 함께 관절형 암 장치(32)를 부분 단면도로 도시한다. 관절형 암 장치(32)의 피벗팅 암(34)은 도 3a의 위치설정 유닛의 회수 위치에 도시되어 있고, 도 3b의 접촉 위치 방향으로 회수 위치 외부의 위치에 도시되어 있다. 또한, 접촉 장치(도시하지 않음)를 위한 또 다른 조정 드라이브(35) 및 위치설정 유닛의 고정 장치(36)가 도시되어 있다. 피벗팅 암(34)은 피벗 축(37)을 중심으로 회전하도록 장착되고, 이의 일부를 위해 피벗 축(37)이 프레임(도시하지 않음) 상에 배치된다. 다른 조정 드라이브(35)는 피벗 축(37) 상의 기어휠(41)과 레버(40)를 맞물리게 하는 스핀들(39)을 갖는 전기 모터(38)로 구성된다. 다른 조정 드라이브(35)도 피벗 베어링(42)을 통해 프레임에 부착된다. 이제, 스핀들(39)의 선형 이동으로 인해 레버(40)가 기동하고 이에 따라 기어휠(41)이 회전하게 된다. 체인(43)은 기어휠(41) 상에 배치되고, 각각의 케이블(45, 46)은 체인(43)의 각 단부(44)에 부착된다. 케이블(45, 46)을 통해, 기어휠(41)의 회전이 보관 상태와 피벗팅 암(34)에 형성된 다른 피벗 축 상의 접촉 상태 간에 접촉 장치(도시하지 않음)를 피벗팅할 수 있다. 도 3a에 도시된 다른 조정 드라이브(35)의 위치에서, 접촉 장치는 보관 상태에 있고, 도 3b에 도시된 다른 조정 드라이브(35)의 위치에서, 접촉 장치는 접촉 상태에 있다.

고정 장치(36)는 래치(47)와 오목부(48)로 형성되며, 래치(47)는 접촉 장치의 접촉 상태에서 오목부와 맞물린다. 래치(47)는, 스트럿(50)을 통해 체인(43)의 단부(44) 또는 케이블(46)에 연결되어 케이블(46) 또는 체인(43)의 이동에 의해 기동될 수 있는 프로파일 바(profile bar; 49)에 의해 형성된다. 프로파일 바(49)는 아이(51)에 의해 형성된 선형 가이드(52)에 의해 길이방향으로 안내된다. 오목부(48), 또한, 보관 상태에서 프로파일 바(49)가 맞물리는 아이(53)에 의해 형성된다. 아이(53)는 프레임에 또한 부착된 지지대(54)를 통해 프로파일 바(49)에 대해 위치한다. 도 3a에 도시된 바와 같이 위치설정 유닛 또는 피벗팅 암(34)의 회수 위치에 있는 보관 상태에서, 피벗팅 암은 고정 장치(36)를 통해 프레임에 단단히 고정되며, 이는 차량의 이동을 구동하는 결과로 인한 피벗팅 암(34)의 잠재적 이동이 효과적으로 방지될 수 있음을 의미한다. 피벗팅 암(34)이 접촉 위치로 이동할 때, 접촉 장치가 먼저 접촉 상태로 이동하며, 이는 다른 조정 드라이브(35)를 통해 행해진다. 이 과정에서, 케이블(46)의 이동으로 인해 프로파일 바(49)가 아이(53)의 밖으로 당겨지고, 이에 따라 피벗팅 암(34)이 해제된다. 피벗팅 암(34)이 회수 위치 또는 보관 상태로 다시 이동할 때, 피벗팅 암(34)은 고정 장치(36)에 의해 역순으로 잠긴다.

Claims (18)

1. 전동 차량, 특히, 차량과 고정형 충전소 간의 도전성 연결을 형성하도록 전기 버스 등을 위한 위치설정 유닛(10)으로서, 상기 위치설정 유닛은 차량 지붕 상에 배치되도록 구성되고, 상기 위치설정 유닛의 접촉 장치(11)는 상기 충전소의 충전 접촉 장치에 대하여 이동하고 접촉 위치에서 상기 충전용 접촉 장치와 전기적 접촉을 이루도록 구성되고, 상기 위치설정 유닛은, 상기 접촉 장치를 위치설정하기 위한 관절형 암 장치(articulated arm device; 12, 32) 및 상기 관절형 암 장치를 구동하기 위한 구동 장치(15, 33)를 갖고, 상기 관절형 암 장치는 피벗 축(18, 37) 상에서 회전하도록 구성된 피벗팅 암(14, 34)이 있는 피벗팅 장치(13)를 갖고, 상기 피벗팅 장치(13)는, 상기 접촉 장치를 보관하기 위한 상기 위치설정 유닛의 회수된 위치의 보관 상태로부터 상기 접촉 위치의 접촉 상태로 및 그 반대로 상기 접촉 장치를 피벗팅하도록 구성된, 위치설정 유닛에 있어서,
   상기 위치설정 유닛은 폼피팅(form-fitting) 방식으로 상기 보관 상태에 상기 피벗팅 암을 고정하도록 구성된 고정 장치(23, 36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
2. 제1항에 있어서, 상기 관절형 암 장치(12, 32)는, 상기 접촉 장치(11)를 상기 충전용 접촉 장치에 대하여 수직 방향과 수평 방향으로 위치설정하여 상기 접촉 위치로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 장치(23, 36)는, 상기 접촉 장치(11)가 상기 보관 상태로 피벗팅될 때 상기 고정 장치가 상기 보관 상태에 상기 접촉 장치를 고정할 수 있고 상기 접촉 장치가 상기 회수된 위치에서 접촉 상태로 피벗팅될 때 상기 고정 장치가 상기 접촉 장치를 해제할 수 있는 방식으로 상기 구동 장치(15, 33)에 결합되는 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 장치(11)는 상기 피벗 축(18, 37)의 반대측인 상기 피벗팅 암(14, 34)의 단부(19) 상에 배치되고, 다른 피벗 축(22) 상에서 회전하도록 구성되고, 상기 피벗팅 장치(13)는, 상기 접촉 장치를 상기 회수된 위치의 보관 상태로부터 상기 회수된 위치의 수직 접촉 상태로 및 그 반대로 피벗팅하도록 구성된 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
5. 제4항에 있어서, 상기 접촉 장치(11)는, 상기 피벗팅 암(14, 34)의 상기 피벗 축(18, 37)의 방향으로 피벗팅되고 상기 피벗팅 암(14, 34)과 접촉하거나, 상기 보관 상태에 있을 때 상기 피벗팅 암의 반대 방향으로 피벗팅되는 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치설정 유닛(10)은 상기 위치설정 유닛을 차량의 지붕 상에 장착하기 위한 프레임(16)을 포함하고, 상기 피벗 축(18, 37)이 있는 상기 피벗팅 암(14, 34)은 상기 프레임 상에서 배치되고 피벗팅하도록 구성된 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
7. 제6항에 있어서, 상기 고정 장치(23, 36)는 래치(47)와 오목부(48)에 의해 형성되고, 상기 래치는 상기 보관 상태에서 상기 오목부와 맞물리고 상기 피벗팅 암(14, 34)을 단단히 고정하고, 상기 래치는 상기 피벗팅 암 상에 배치되고 상기 오목부는 상기 프레임(16) 상에 배치되고 또는 그 반대로 배치되는 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
8. 제7항에 있어서, 상기 래치는 상기 고정 장치(23, 36)의 선형 가이드, 캐치 또는 피벗팅 후크에서 이동하도록 구성된 프로파일 바(profile bar)이고, 상기 오목부는 돌출부, 에지, 후크, 아이(eye; 24) 또는 브래킷에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 장치(15, 33)는, 상기 피벗팅 암(14, 34)에 작용하는 조정력을 생성하기 위한 조정 구동부(30) 및 상기 조정 구동부와 기계적으로 상호작용하기 위한 스프링 요소(31)를 갖는 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
10. 제9항에 있어서, 상기 구동 장치(15, 33)는 상기 접촉 장치(11)에 작용하는 조정력을 생성하기 위한 다른 조정 구동부(29, 35)를 갖는 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 조정 장치(30) 및/또는 상기 다른 조정 장치(29, 35)는, 상기 피벗팅 암(14, 34)을 상기 피벗 축(18, 37) 상에서 회전시키고 및/또는 상기 접촉 장치(11)를 다른 피벗 축 상에서 회전시키도록 구성된, 전기 모터(38), 케이블 구동부(45, 46), 및/또는 체인 구동부(41, 43)를 갖는 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
12. 제11항에 있어서, 상기 고정 장치(23, 36)는, 동작을 위해 상기 조정 구동부(30) 또는 상기 다른 조정 구동부(29, 35)의 상기 케이블 구동부(45, 46) 또는 상기 체인 구동부(41, 43)에 결합되는 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 장치(11)는 접촉 요소들(26)이 있는 충전용 접촉 요소 캐리어(25)를 갖고, 상기 접촉 요소들은 각 접촉 쌍을 형성하도록 상기 접촉 위치에 있을 때 상기 충전용 접촉 장치의 충전용 접촉 요소들과 전기적으로 접촉하도록 구성된 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피벗팅 장치(13)는 상기 접촉 장치(11)를 상기 충전용 접촉 장치에 수직인 방향으로 위치설정하도록 구성된 횡방향 가이드(20)를 갖고, 상기 횡방향 가이드는 상기 피벗 축(18, 37)의 반대측인 상기 피벗팅 암(14, 34)의 단부(19) 상에 배치된 것을 특징으로 하는 위치설정 유닛.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 위치설정 유닛(10) 및 충전용 접촉 장치를 포함하는 고속 충전 시스템.
16. 위치설정 유닛(10)을 사용하여 전동 차량, 특히, 전기 버스 등과 고정형 충전소 간의 도전성 연결을 형성하는 방법으로서, 상기 위치설정 유닛의 접촉 장치(11)는, 상기 충전소의 충전용 접촉 장치에 대하여 이동하고, 접촉 위치에서 상기 충전용 접촉 장치와의 전기적 접촉을 이루고, 상기 위치설정 유닛의 관절형 암 장치(14, 32)는 상기 접촉 장치를 위치설정하고, 상기 위치설정 유닛의 구동 장치(15, 33)는 상기 관절형 암 장치를 구동하고, 상기 관절형 암 장치는 피벗 축(18, 37) 상에서 회전하도록 구성된 피벗팅 암(14, 34)이 있는 피벗팅 장치(13)를 갖고, 상기 피벗팅 장치(13)는, 상기 접촉 장치를 보관하기 위한 상기 위치설정 유닛의 회수된 위치의 보관 상태로부터 상기 접촉 위치의 접촉 상태로 및 그 반대로 상기 접촉 장치를 피벗팅하는, 방법에 있어서,
    상기 위치설정 유닛의 고정 장치(23, 36)는 상기 피벗팅 암을 폼피팅 방식으로 상기 보관 상태에 고정하는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 접촉 장치(11)는, 먼저 상기 보관 상태로부터 수직 접촉 상태로 피벗팅되고 이어서 상기 수지 접촉 상태에서 상기 접촉 위치로 피벗팅되며 그리고 그 반대로 피벗팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 피벗팅 장치(13)는, 상기 피벗팅 암(14, 34)이 상기 접촉 장치(11)를 피벗팅하고 있는 동안 상기 접촉 장치를 상기 수직 접촉 상태에서 항상 위치설정하는 것을 특징으로 하는 방법.