JP7784178B2 - 電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ - Google Patents
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Description
電気自動車の需要が増加するにつれて、電気自動車だけでなく電気自動車を円滑に使うためのインフラ構築(充電装置、電力供給網など)に対する技術、そして最近では多数の電気自動車を充電できる方法および技術が多く開発されている。
一般的に、従来の電気自動車充電システムの場合、地下駐車場のように車両を駐車できる空間の一部に電気自動車充電器を設けて置き、充電をしようとする人が電気自動車充電器が設けられた場所に駐車をして電気自動車を充電する形態で運営されている。
ただし、電気自動車充電器を設置できる駐車空間が非常に制限的であり、電気自動車充電器を設置するためのインフラ構築費用が非常に大きいので、電気自動車量の増加速度による充電器需要量だけ爆発的に増加している状況である。このような問題点を解決するために最近では移動型充電装置に対する需要が増えている。
一方、移動型充電装置が電気自動車と直接結合したり移動型充電装置が固定型充電装置と結合するために別途のコネクタが備えられ得る。コネクタは移動型充電装置が含むバッテリーの電力を固定型充電装置および電気自動車に伝達する電気的/物理的ブリッジ役割をすることができる。ただし、移動型充電装置の大きさおよび重さが非常に大きいだけでなくコネクタを通じて時間当り供給される電力量が非常に大きいため、コネクタの結合が不完全な場合、故障および火災などが発生する可能性がある。現在まで開発されたコネクタは、移動型充電装置と電気自動車/固定型充電装置間の微細な位置的誤差が発生する場合に結合不良発生率が非常に高いため、商用化が難しい問題点があった。
本発明は前記のような問題点を解決するために開発されたコネクタアセンブリに関するもので、コネクタのドッキング時に一部の位置的誤差が発生しても問題なく電気的/物理的結合が可能なコネクタアセンブリを提供する。
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及された課題に制限されず、言及されていないさらに他の課題は下記の記載から通常の技術者に明確に理解され得るであろう。
多様な実施例で、前記第1コネクタは、動力伝達装置、前記動力伝達装置から動力が伝達される第1移動部および前記第1移動部に連結され前記第2コネクタと結合可能に備えられるドッキング部を含むことができる。
多様な実施例で、前記第1移動部は、一方向に沿って延長されて備えられる第1ガイドレールおよび前記動力伝達装置によって前記第1ガイドレール上で移動可能に備えられる第1移動ボディを含むことができる。
多様な実施例で、前記ドッキング部は、前記第2コネクタと結合される第1ドッキング端子および前記第1ドッキング端子が前記第2コネクタの一位置に結合されるように結合位置をガイドするドッキングガイドを含むことができる。
多様な実施例で、前記第2コネクタは、第2充電装置または固定面の一面に備えられる固定部、前記固定部に第1方向に移動可能に連結される第2移動部および前記第2移動部に回転可能に連結される回転部を含むことができる。
多様な実施例で、前記固定部は、一定間隔を形成するように備えられる複数個の支持台、前記複数個の支持台を連結する固定レールおよび前記固定レールの長手方向に沿って移動可能な高さ移動ボディを含むことができる。
多様な実施例で、前記第2移動部は、前記固定部に連結される第1固定ボディ、前記第1固定ボディと連結されて前記固定レールと垂直な方向に延びて備えられる一つ以上の第2ガイドレールおよび前記第2ガイドレールの長手方向に沿って移動可能に備えられる第2移動ボディを含むことができる。
多様な実施例で、前記第2移動部は、前記第2ガイドレールに備えられる第1スプリング部をさらに含み、前記第1スプリング部は、前記第2ガイドレール上で前記第2移動ボディの両側面に備えられることを特徴とすることができる。
多様な実施例で、前記回転部は、前記第2移動部と連結される第2固定ボディ、前記第2固定ボディに対して回転可能に備えられる回転ボディおよび前記第2固定ボディおよび前記回転ボディの間に備えられる第2スプリング部を含むことができる。
多様な実施例で、前記第2固定ボディは、前記ドッキングガイドが載置されるトキンガイド載置部を含むことができる。
多様な実施例で、前記回転ボディは、前記ドッキングガイドが貫通可能に備えられるガイドホールおよび前記第1コネクタと連結可能に備えられる第2ドッキング端子を含み、前記ガイドホールは直径が一定の中心ホールおよび直径が次第に広くなる傾斜ホールを含むことを特徴とすることができる。
多様な実施例で、前記ガイドホールは、少なくとも二つ以上で備えられることを特徴とし、前記第2ドッキング端子は、前記二つ以上のガイドホールの中心部に備えられることを特徴とすることができる。
本発明のその他の具体的な事項は詳細な説明および図面に含まれている。
本発明の効果は以上で言及された効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は下記の記載から通常の技術者に明確に理解され得るであろう。
多様な実施例が下記の図面を参照して記述され、このとき類似する参照番号は総括的に類似する構成要素を指し示すのに利用される。以下の実施例で、説明目的のために、多数の特定の細部事項が一つ以上の様相の総体的理解を提供するために提示される。
本明細書で使われた用語は実施例を説明するためのものであり本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数型は文面で特に言及しない限り複数型も含む。明細書で使われる「含む(comprises)」および/または「含む(comprising)」は言及された構成要素の他に一つ以上の他の構成要素の存在または追加を排除しない。明細書全体に亘って同じ図面符号は同じ構成要素を指し示し、「および/または」は言及された構成要素のそれぞれおよび一つ以上のすべての組み合わせを含む。たとえ「第1」、「第2」等が多様な構成要素を叙述するために使われるが、これら構成要素はこれら用語によって制限されないことは言うまでもない。これらの用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使うものである。したがって、以下で言及される第1構成要素は本発明の技術的思想内で第2構成要素であってもよいのは言うまでもない。
他の定義がない限り、本明細書で使われるすべての用語(技術および科学的用語を含む)は本発明が属する技術分野の通常の技術者に共通して理解され得る意味で使われ得るであろう。また、一般的に使われる辞書に定義されている用語は明白に特に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈されない。
明細書で使われる「部」または「モジュール」という用語はソフトウェア、FPGAまたはASICのようなハードウェア構成要素を意味し、「部」または「モジュール」は何らかの役割を遂行する。しかし、「部」または「モジュール」はソフトウェアまたはハードウェアに限定される意味ではない。「部」または「モジュール」はアドレッシングできる保存媒体にあるように構成され得、一つまたはそれ以上のプロセッサを再生させるように構成され得る。したがって、一例として「部」または「モジュール」はソフトウェア構成要素、客体指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素およびタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシーザー、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバ、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイおよび変数を含む。構成要素と「部」または「モジュール」内で提供される機能はさらに小さい数の構成要素および「部」または「モジュール」で結合されたり追加的な構成要素と「部」または「モジュール」にさらに分離され得る。
空間的に相対的な用語である「下(below)」、「下(beneath)」、「下部(lower)」、「上(above)」、「上部(upper)」などは、図面に図示されているように、一つの構成要素と他の構成要素との相関関係を容易に記述するために使われ得る。空間的に相対的な用語は図面に図示されている方向に加え、使用時または動作時に構成要素の互いに異なる方向を含む用語として理解されるべきである。例えば、図面に図示されている構成要素をひっくり返す場合、他の構成要素の「下(below)」または「下(beneath)」で記述された構成要素は他の構成要素の「上(above)」に置かれ得る。したがって、例示的な用語である「下」は下と上の方向をすべて含むことができる。構成要素は他の方向へも配向され得、これに伴い、空間的に相対的な用語は配向により解釈され得る。
第1、第2等が多様な素子や構成要素を叙述するために使われるが、これら素子や構成要素はこれら用語によって制限されない。これら用語は単に一つの素子や構成要素を他の素子や構成要素と区別するために使うものである。したがって、以下で言及される第1素子や構成要素は本発明の技術的思想内で第2素子や構成要素であってもよい。
図1は、本発明の一実施例に関連したドッキングコネクタアセンブリを概略的に示したシステムに関する例示図を図示する。
本発明のドッキングコネクタアセンブリ1000は図1に図示された通り、第1コネクタ100および第2コネクタ200を含むことができる。実施例によると、第1コネクタ100は移動体に備えられ、第2コネクタ200は移動体または固定体に備えられ得る。例えば、移動体は、充電カート100aであり得、固定体は、電気自動車または別途の充電装置を意味し得る。充電カート100aは第1コネクタ100を含んで備えられ、電気自動車は第2コネクタ200を含んで備えられ得る。前述した第1コネクタおよび第2コネクタそれぞれが備えられた装置に対する具体的な記載は例示に過ぎず、本発明はこれに制限されない。
本発明の一実施例によると、充電カート100aは電気自動車を充電するための充電モジュールを含むことができる。実施例によると、電気自動車はバッテリーエンジンによって駆動力を生成して移動する車両を意味し得る。電気自動車は、内燃機関のエンジンなしに、充電されたバッテリーセルから供給される電気エネルギーのみを動力源として電気モータを駆動することによって、走行可能な車両を意味し得る。電気自動車は走行時、化石燃料を使わないので二酸化炭素、窒素酸化物などを排出しない環境に優しい車であり得る。充電カート100aは電気自動車の充電口(例えば、充電コネクタ)と電気的に連結されるコネクタ(すなわち、第1コネクタ)を具備しており、該当コネクタを通じて電気自動車に電力を供給することができる。
実施例で、充電カート100aは駐車空間内の複数の使用者が共有して使用できるように移動可能に備えられ得る。充電カート100aは走行部を含んで備えられることにより、複数の車両が駐車している駐車空間内で移動が可能であり得る。例えば、使用者は駐車空間内の特定区域に自身の電気自動車を駐車し、自身の電気自動車が駐車している位置に充電カート100aを移動させることができ、充電カート100aの第1コネクタを電気自動車と連結して電力を供給することによって、電気自動車に対する充電を遂行できる。
一実施例によると、充電カート100aは移動のための力すなわち、使用者の労働力を軽減させるために電動によって補助されて移動され得る電動カートであり得る。一般的に、電気自動車の充電のためのカートは、充電モジュール(例えば、エネルギー貯蔵装置)とこのための電子素子の組み合わせを通じて構成されるので、多少高い重量(例えば、約700kg)を通じて備えられ得る。この場合、使用者が自身の車両が駐車している位置にカートを移動させるためには多くの力が要求され得る。特に、充電カート100aの移動経路上に登り坂、下り坂、またはスピードバンプなどが存在する場合、充電カート100aの移動のためにはより多くの使用者の力が要求され得るため、カートに対する移動制御が困難であり得る。充電カート100aの移動制御に困難がある場合、安定上の問題を引き起こし得る。具体的な例として、使用者が充電カート100aを押して下り坂を移動する状況で、充電カート100aを把持した使用者の身体(例えば、手)が離脱する場合、充電カート100aはこれを即刻に感知して停止に関連したセンシング情報をできない場合、深刻な安定上の問題を引き起こし得る。
追加的な実施例で、充電カート100aは駐車している電気自動車の位置を識別し、識別された電気自動車の位置に接近して充電を遂行する自動化ロボットカートを含むことができる。この場合、使用者は使用者端末(例えば、スマートフォン、タブレット、PDA、ラップトップなど)を利用して充電カート100aを呼び出す信号をサーバー(例えば、自動化ロボット管理サーバー、駐車場管理サーバーなど)に伝送することができる。
例えば、駐車場は複数の駐車領域に区分されていてもよく、複数の駐車領域にはこれにマッチングされるスマートタグ(例えば、NFCタグ)が具備(例えば、柱に付着)され得る。使用者は使用者端末を利用して電気自動車の駐車領域に位置したNFCタグを選択することによって、充電カート100aを呼び出す信号をサーバーに伝送することができる。
一方、サーバーには建築物の図面に基づいて駐車場がマッピングされている可能性がある。サーバーでは使用者端末から受信した信号により、マッピングされた駐車場で電気自動車の駐車領域を特定することができ、充電カート100aが特定された駐車領域に移動するようにする制御命令を充電カート100aに伝送することができる。このような過程により、本発明の充電カート100aは待機位置から電気自動車の駐車領域まで自律走行を通じて移動することができる。また、充電カート100aは電気自動車の充電コネクタの位置を識別することができ、識別された充電コネクタに第1コネクタ100をドッキングさせた後、電気自動車に対する充電を遂行できる。例えば、本発明の充電カート100aには近距離位置センサが備えられ得、該当近距離位置センサは電気自動車の近隣で充電コネクタ(例えば、第2コネクタ)の位置をセンシングすることができる。本発明の充電カートは電気エネルギー貯蔵装置の電気エネルギーを電気自動車に伝達する過程を通じて電気自動車を充電させることができる。
本発明の一実施例によると、充電カート100aは電気自動車に対する充電を完了した以後、充電ステーションに移動することができる。例えば、充電カート100aは使用者から印加される力(例えば、カートの操作のための力)に基づくか、またはサーバーから受信した走行信号(例えば、復帰信号)を通じて充電ステーションに移動され得る。ここで、充電ステーションは、充電カート100aの電気エネルギー貯蔵装置に電気エネルギーを充電するための領域を意味し得る。充電カート100aが電気自動車に電気エネルギーを供給することにより、該当充電カート100aの電気エネルギー貯蔵装置に貯蔵された電気エネルギーが消耗され得、消耗した電気エネルギーは充電ステーション備えられた充電装置を通じて再充電され得る。換言すると、充電ステーションは、電気自動車が駐車している位置に移動して充電を遂行する充電カート100aに対する充電を遂行するための領域を意味し得る。
換言すると、本発明での第1コネクタ100と第2コネクタ200間のドッキング(または連結)は、電気自動車の充電のための充電カート100aと電気自動車の連結および充電カート100aの充電および電力伝達のための充電カート100aと充電装置200aの連結に関連したものであり得る。
一般的に、移動型充電装置に関連した充電カート100aを通じて電気自動車を充電させるためには、電気的な連結のための別途のコネクタが要求され得る。すなわち、充電カート100aに備えられたコネクタ(例えば、第1コネクタ)が電気自動車の充電装置(例えば、エネルギー貯蔵装置またはバッテリー)に連結され、電気エネルギーを伝達する電気的/物理的ブリッジ役割をすることができる。コネクタを通じて電気エネルギーを伝達する過程で、コネクタの結合が不完全な場合、故障および火災などの安定上の危険を招く恐れがある。この場合、該当コネクタを通じて時間当り供給される電力量が非常に大きいので、安定上の大きな危険が発生し得る。例えば、充電カート100aと電気自動車の充電装置200aの間に微細な位置的誤差が発生する場合、結合不良による故障または火災が発生し得、これは物的および人的被害を招き得る。
本発明は前記のような問題の発生を予防するために、充電のためのコネクタのドッキング過程で、両装置間の位置的誤差が発生する場合にも、位置による誤差補正を通じて電気的/物理的結束力を向上させるドッキングコネクタアセンブリを提供することができる。本発明のドッキングコネクタアセンブリに対する具体的な構造的特徴、構成およびこれに伴う効果に対する説明は、以下で図2~図8を参照して後述することにする。
本発明の一実施例によるとドッキングコネクタアセンブリ1000は、図2に図示された通り、第1コネクタ100および第2コネクタ200で構成され、第1コネクタ100と第2コネクタ200は電気的および物理的に結合され得るカップリングアセンブリに該当する。一実施例で、第1コネクタ100は移動可能な移動体に備えられ、第2コネクタ200は移動体または固定体のいずれにも備えられ得る。ただし、第2コネクタ400は主に固定型充電装置、柱などの固定体に設置される場合が多い。
例えば、第1コネクタ100は電気自動車の充電のために移動する充電カート100aに備えられ、第2コネクタ200は電気自動車の充電のために充電カート100aと連結される電気自動車に備えられ得る。他の例として、第1コネクタ100は電気自動車の充電のために移動する充電カート100aに備えられ、第2コネクタ200は充電カート100aの充電のために充電ステーションに備えられた充電装置200aに備えられてもよい。前述した第1コネクタおよび第2コネクタそれぞれが備えられる装置に対する具体的な説明は例示に過ぎず、本発明はこれに制限されない。実施例で、第1コネクタ100および第2コネクタ200は電気自動車の充電のためにドッキング(または連結)され得、第1コネクタ100と第2コネクタ200が連結されることにより、充電カート100aに貯蔵された電気エネルギーが電気自動車に伝達され、電気自動車の充電装置に対する充電が遂行され得る。すなわち、各コネクタ間の連結を通じて電気エネルギーの伝達が可能となり得る。
本発明の一実施例によると、第1コネクタ100は充電カート100aから外部に突出するなど移動可能に備えられ得る。実施例によると、他の装置と物理的/電気的に連結されて電気エネルギーを伝達する第1コネクタ100のドッキング端子(例えば、第1ドッキング端子)は外部衝撃や異物から保護が必要であり得る。これに伴い、未使用時には(例えば、充電のために第2コネクタと連結されない場合)、外部表面を通じて保護される位置に位置していて、使用時に(例えば、充電のために第2コネクタと連結される場合)突出して第2コネクタ200と連結され得る。
一実施例によると、モータ120は電流が流れる導体が磁場の中で受ける力を利用して電気エネルギーを力学的エネルギーに変える装備を意味するもので、発生した力学的エネルギーを通じて駆動力を発生させることを特徴とすることができる。一方、モータ以外にも油圧シリンダのような他の種類の動力伝達装置が活用されてもよい。
一実施例によると、第1移動部110はモータ(または動力伝達装置)で発生した動力の伝達を受けることができ、該当動力に基づいてドッキング部130の移動を制御することができる。より具体的には、第1移動部110は特定軸に対応する長手方向に沿って備えられる第1ガイドレール111およびモータ120で発生した動力によって第1ガイドレール111上で移動可能な第1移動ボディ112を含むことができる。図3に図示された通り、第1移動ボディ112はモータ120の駆動力によって第1ガイドレール111上で移動することができる。ここで、第1ガイドレール111上での第1移動ボディ112の移動半径は、第1移動制限面111-1および第2移動制限面111-2を通じて制限され得る。すなわち、第1移動ボディ112は、モータの駆動力によって第1移動制限面111-1と第2移動制限面111-2の間の第1ガイドレール111上で移動され得る。
一実施例によると、ドッキング部130は移動体または固定体に関連した充電装置200aのドッキング端子(例えば、第2ドッキング端子)と直接的に連結されるドッキング端子(例えば、第1ドッキング端子)を含むことができる。このようなドッキング部130のドッキング端子は外部に露出している場合、感電事故を発生させる危険があるので、未使用時、安全に保護される必要がある。すなわち、本発明のドッキング部130は使用の有無に関連して一軸方向への移動が許容され得る。例えば、ドッキング部130は突出する第1位置に移動されるか、または内側に保護される第2位置に移動され得る。
具体的には、ドッキング部130は図3に図示された通り、第1移動ボディ112に連結されて備えられ得る。これに伴い、第1移動ボディ112の移動に関連して共に移動され得る。具体的には、第1移動ボディ112がモータ120の駆動力によって第1ガイドレール111上で第1移動制限面111-1方向に移動されるにつれて、ドッキング部130が外部に突出する第1位置に移動され得る。すなわち、第1コネクタ100の第1ドッキング端子132を第2コネクタ200と連結しようとする場合、モータ120の駆動力によって第1移動ボディ112が第1移動制限面111-1方向に移動され得、第1移動ボディ112に連結されたドッキング部130が共に移動して外部に突出することにより第2コネクタ200と連結が可能になる。一例示で、第1コネクタ100と第2コネクタ200間の連結を通じて充電が完了した場合、モータ120の駆動力によって第1移動ボディ112が第2移動制限面111-2方向に移動することになり、これに伴い、第1移動ボディ112に連結されたドッキング部130が共に移動されて、第1コネクタ100の内側に保護される第2位置に移動され得る。
一実施例によると、ドッキング部130はドッキングガイド131を含むことができる。ドッキングガイド131は第1ドッキング端子132が第2コネクタ200の一位置に結合されるように結合位置をガイドすることができる。例えば、各コネクタ間の連結は高圧の電気エネルギー伝達を基盤としているので正確な結合が要求され、正確な結合以後にも、外部の衝撃の発生にも堅固でなければならない。第2コネクタ200にはドッキングガイド131が貫通される中心ホール232-1aを含むことができ、該当中心ホール232-1aの周辺にはドッキングガイド131が中心ホール232-1a方向に移動されるようにガイドするガイドホール232-1が備えられ得る。ガイドホール232-1を通じてドッキングガイド131が中心ホール232-1aに容易に貫通され得るので、便宜性が向上し得る。また、各コネクタ間の結合時、第1コネクタ100のドッキングガイド131が第2コネクタ200の中心ホール232-1aに貫通されているので、外部の衝撃から各コネクタ間の結合を保護することができる。具体的な例として、図6を参照すると、二つのドッキングガイド131が二つの中心ホール232-1aそれぞれを貫通するように差し込まれることにより、各ドッキングガイドの間に備えられた第1ドッキング端子132が第2ドッキング端子232-2と結合され得る。この場合、結合されたドッキング端子の上、下方向それぞれにドッキングガイド131が中心ホール232-1aに差し込まれて備えられ得る。これに伴い、結合固定力が向上し、外部衝撃が発生する場合、発生した衝撃を分散させて結合されたドッキング端子に直接的に印加される衝撃を低減させることにより安定性を向上させることができる。すなわち、ドッキング部130の備えられたドッキングガイド131を通じて各コネクタ間の結合が容易となり、結合後、コネクタ間の結合をより堅固にする効果を提供することができる。
一実施例によると、第2コネクタ200は第1コネクタ100と円滑な結合のために多軸移動および回転が可能な構造体の形態を通じて備えられ得る。具体的には、第2コネクタ200は1軸方向以上に移動可能であり、任意の軸に対して回転可能に備えられ得る。例えば、第2コネクタ200は、図2を基準として第2コネクタ200はz軸方向およびx軸方向に移動可能に備えられ得、z軸を基準として回転可能に備えられ得る。第2コネクタ200に関連したより具体的な特徴は以下で後述することにする。
実施例によると、第2コネクタ200は固定部210、第2移動部220および回転部230を含むことができる。一実施例で、第2コネクタ200は充電装置200aの一面に備えられた固定部210を含むことができる。固定部210は第2ドッキング端子232-2の高さを調整するためのメカニズムを含んで備えられ得る。
具体的には、固定部210は二つの支持台211、固定レール212および高さ移動ボディ213を含むことができる。固定部210は垂直方向に一定間隔を形成するように備えられる二つの支持台211を含むことができる。ここで、垂直方向は、図2でのz軸方向に関連したものであり得る。二つの支持台211は図4に図示された通り、地面に対応して垂直な方向を通じて備えられ得る。また、固定部210は二つの支持台を連結する固定レール212を含むことができる。固定レール212は、地面に対応して垂直となるように備えられ得る。また、固定部210は固定レール上で垂直方向に移動可能な高さ移動ボディ213を含むことができる。すなわち、高さ移動ボディ213は固定レール上で上、下方向に移動され得る。
実施例によると、第2移動部220および回転部230は固定部210に連結されて備えられ得る。具体的には、第2移動部220および回転部230は固定部210の高さ移動ボディ213に連結されて備えられ得る。これに伴い、第2移動部220および回転部230は高さ移動ボディ213の移動により高さ方向への位置調整が可能となり得る。例えば、高さ移動ボディ213が固定レール212上で下部方向に移動することにより、第2移動部220および回転部230の具備高さは低くなり得、高さ移動ボディ213が固定レール212上で上部方向に移動することにより、第2移動部220および回転部230の具備高さは高くなり得る。
この場合、回転部230は、本発明のコネクタ間の連結のための第2ドッキング端子232-2が備えられているので、該当回転部230の具備高さ調整は、第2ドッキング端子232-2の高さ調整を意味し得る。すなわち、高さ移動ボディ213の高さ調整を通じて第2ドッキング端子232-2の高さ調整が可能になることにより、各コネクタ間の結合過程で、高さ(例えば、z軸方向)に関連した位置補正が可能となり得る。具体的な例として、第2コネクタ200の具備位置が第1コネクタ100の具備位置より高いかまたは低い場合、高さ移動ボディ213の移動を通じて回転部230の高さを調整して各コネクタのドッキング端子の位置を整列させることができる。換言すると、高さにより位置補正が可能になることにより、結合の安定性が向上し得る。
実施例によると、第2移動部220は第1固定ボディ221、第2ガイドレール222および第2移動ボディ223を含むことができる。具体的には、第2移動部220は固定部210に連結される第1固定ボディ221を含むことができる。第1固定ボディ221は図4に図示された通り、高さ移動ボディ213に連結されて備えられ得る。実施例によると、固定部210は図4の(b)に図示された通り、二つで備えられ得、二つの固定部210それぞれに備えられた高さ移動ボディ213それぞれと第1固定ボディ221が連結されて備えられ得る。
すなわち、第2コネクタ200を上面から見ると、図4の(b)に図示された例示のように、二つの固定部210それぞれに対応する二つの高さ移動ボディ213それぞれに第1固定ボディ221の左側および右側が連結されて備えられ得る。これに伴い、高さ移動ボディ213が固定レール212上で移動される場合、第1固定ボディ221の高さ調整(すなわち、z軸方向の移動)が可能となり得る。
実施例によると、第2移動部220は第2ガイドレール222を含むことができる。具体的には、第2移動部220は第1固定ボディ221と連結されて固定レール212と垂直な方向に延びて備えられる一つ以上の第2ガイドレール222を含むことができる。
この場合、第2ガイドレール222は固定レール212と垂直な方向に延びて備えられ得る。例えば、図2を参照すると、固定レール212はz軸と平行に備えられ得、第2ガイドレール222はx軸と平行に備えられることにより、固定レール212と第2ガイドレール222それぞれは互いに垂直な方向を通じて備えられ得る。
一実施例で、第2ガイドレール222は、第2固定ボディ231の上部側および下部側それぞれに対応して複数個で備えられ得る。具体的な例として、図5に図示された通り、第2固定ボディ231の上部方向および下部方向それぞれに対応して二つで備えられ得る。
実施例で、第2固定ボディ231は第2移動ボディ223と連結されて備えられ得る。これに伴い、第2移動ボディ223の移動により第2固定ボディ231が移動され得る。具体的な例として、図5を基準として第2移動ボディ223が第2ガイドレール222に沿って左側に移動する場合、第2固定ボディ231が左側に移動され得、第2移動ボディ223が第2ガイドレール222に沿って右側に移動する場合、第2固定ボディ231が右側に移動され得る。この場合、第2固定ボディ231には第2ドッキング端子232-2を含む回転部230が備えられていてもよい。すなわち、第2移動ボディ223の移動により第2固定ボディ231が移動することにより、第2ドッキング端子232-2のドッキング位置が調整され得る。ここで、第2移動ボディ223の移動を通じて第2ドッキング端子232-2のドッキング位置調整は、高さ移動ボディ213の移動を通じて高さに関連したドッキング位置調整と垂直な方向に遂行されるものであり得る。
すなわち、本発明の第2コネクタ200は固定レール212上で高さ移動ボディ213の移動を通じてのz軸位置調整と第2ガイドレール222上で第2移動ボディ223の移動を通じてのx軸位置調整すなわち、2つの軸に対応してドッキング位置に対する調整を提供することができる。これに伴い、結合対象体(例えば、第1コネクタ)が正しく整列されなくても、2軸方向への位置調整を通じて誤差を補完してより安定的で柔軟な電気的/物理的結合を提供することができる。
追加的な実施例で、第2移動部220は一定以上の弾性力を有し、第2ガイドレール222に備えられる第1スプリング部222-1をさらに含むことができる。第1スプリング部222-1は第2ガイドレール222上で第2移動ボディ223の両側面に備えられることを特徴とすることができる。第1スプリング部222-1は第2移動ボディ223に復原力を伝達して、該当第2移動ボディ223を元の位置に戻すためのものであり得る。一例として、両コネクタの結合過程で位置補正のために第2ガイドレール222上で第2移動ボディ223が一軸方向に移動され得、充電完了後(すなわち、コネクタが分離される場合)、第2ガイドレール222に備えられた第1スプリング部222-1を通じて第2移動ボディ223が補正された位置から元の位置(例えば、第2ガイドレール上の真ん中)に戻ることができる。
一実施例で、回転部230は第2移動部220を基準として回転可能であるように第2移動部220に連結されて備えられ得る。具体的には、回転部230は第2移動部220の第2移動ボディ223に連結されて備えられ得る。すなわち、回転部230は前述した説明での通り、第2ガイドレール222上での第2移動ボディ223の移動により左、右方向のそれぞれに移動され得る。
実施例によると、回転部230は第2移動部220と連結される第2固定ボディ231を含むことができる。具体的には、回転部230の第2固定ボディ231は第2移動部220の第2移動ボディ223と連結されて備えられ得る。第2固定ボディ231は垂直方向に関連して対応して備えられる二つの固定軸231-1を含むことができる。ここで垂直方向は、図2を基準としてz軸方向を意味し得る。第2固定ボディ231は図4に図示された通り、上部方向および下部方向それぞれに対応して備えられた固定軸231-1を含むことができ、該当固定軸231-1を通じて回転ボディ232と連結され得る。回転ボディ232は二つの固定軸231-1を通じて第2固定ボディ231から回転可能であるように備えられ得る。
ここで、固定軸231-1は、z軸方向に関連して対向するように備えられ得る。回転ボディ232は上部面および下部面それぞれを基準として固定軸231-1と接触して備えられることにより、第2固定ボディ231から回転可能に備えられ得る。第2固定ボディ231に対する回転ボディ232の回転は、z軸方向に関連した回転であり得る。z軸方向に関連した固定軸231-1を通じて連結された回転ボディ232は、第2固定ボディ231のz軸方向を基準として回転可能に備えられ得る。回転ボディ232には、第1コネクタ100との結合のための第2ドッキング端子232-2が備えられ得るので、回転ボディ232が回転可能に備えられることは、第2ドッキング端子232-2が第2固定ボディ231に対応(またはz軸方向に関連して)して回転可能に備えられることを意味し得る。
すなわち、本発明の第2コネクタ200の第2ドッキング端子232-2は第1コネクタ100との円滑な結合のために2個の軸(例えば、x軸およびz軸)方向それぞれに関連した移動が可能であり、z軸を基準軸で回転が可能であるように備えられ得る。したがって、両コネクタ間の位置の差にも位置誤差による柔軟な補正が可能であるため電気的/物理的結合の安定性が向上し得る。これは、両コネクタ間の結合安定性を確保して装置の故障および火災発生の危険を最小化させる効果を有する。
具体的には、回転ボディ232は第1コネクタ100のドッキングガイド131が貫通可能な一つ以上の中心ホール232-1a、中心ホール232-1a周辺部に形成されてドッキングガイド131の位置が定位置から多少外れても、ドッキングガイド131を中心ホール232-1aに案内するガイドホール232-1および第1コネクタ100と物理的、電気的に結合される第2ドッキング端子232-2を含むことができる。これに伴い、第1コネクタ100が備えられた充電カート100aと第2コネクタ200が備えられた移動体/固定体の位置整列が完全になされていない状態でドッキングをすることになっても、回転ボディ232の構造的特徴を通じて両ドッキング端子間の結合が容易となり得る。
具体的には、回転ボディ232は第1コネクタ100が接触する一面に漏斗状を通じて備えられるガイドホール232-1を含むことができる。回転ボディ232は図5および図6に図示された通り、中心ホール232-1a方向または第2固定ボディ231の具備位置方向に行くほど直径が狭くなる漏斗状を通じて備えられるガイドホール232-1を含むことができる。このようなガイドホール232-1は、中心ホール232-1aの外周面に対応する近隣領域に形成され得る。実施例で、中心ホール232-1aは、ドッキングガイド131の外部直径に対応する内部直径を有するように備えられ得る。一実施例によると、ガイドホール232-1の直径は、中心ホール232-1aの直径より大きく備えられ得る。ガイドホール232-1の最も狭い直径は、中心ホール232-1aの直径より大きく備えられ得る。ガイドホール232-1は中心ホール232-1aの直径より大きい直径を有するように備えられ、中心ホール232-1a方向に行くほど次第に狭くなる形状を有しているので、中心ホール232-1a周辺部に第1コネクタ100のドッキングガイド131が接近する場合、ガイドホール232-1の構造的特徴により、ドッキングガイド131が中心ホール232-1aに到達するようにガイドされ得る。実施例で、図6に図示された通り、ドッキングガイド131の終端部はtaper状が反映されており、回転部230のガイドホール232-1もドッキングガイド131のtaper状に合わせて最適化された公差を有することができる。
一実施例で、ガイドホール232-1は少なくとも二つ以上で備えられることを特徴とすることができる。この場合、第2ドッキング端子232-2は二つ以上のガイドホール232-1の中心部に備えられることを特徴とすることができる。具体的には、図5に図示された通り、回転ボディ232の中心部には第2ドッキング端子232-2が位置することができ、第2ドッキング端子232-2を基準として上部方向および下部方向それぞれに対応して二つのガイドホール232-1および二つの中心ホール232-1aが備えられ得る。また、第1コネクタ100には各ガイドホール232-1および各中心ホール232-1aに対応して二つのドッキングガイド131が備えられ得る。具体的な例として、図6を参照すると、二つのドッキングガイド131が二つの中心ホール232-1aそれぞれを貫通するように差し込まれることにより、各ドッキングガイドの間に備えられた第1ドッキング端子132が第2ドッキング端子232-2と結合され得る。この場合、結合されたドッキング端子の上、下方向それぞれにドッキングガイド131が中心ホール232-1aに差し込まれて備えられ得る。これに伴い、結合固定力が向上し、外部衝撃が発生する場合、発生した衝撃を分散させて結合されたドッキング端子に直接的に印加される衝撃を低減させることにより安定性を向上させることができる。すなわち、ドッキング部130の備えられたドッキングガイド131を通じて各コネクタ間の結合が容易となり、結合後、コネクタの間の結合をより堅固にする効果を提供することができる。
一実施例で、第2固定ボディ231は第1コネクタのドッキングガイド131が載置されるドッキングガイド載置部231-2を含むことができる。ドッキングガイド載置部231-2には回転部230の中心ホール232-1aを貫通したドッキングガイド131が載置され得る。具体的には、図6の(a)に図示された通り、第1コネクタ100のドッキングガイド131は回転部230のガイドホール232-1および中心ホール232-1aを貫通して差し込まれることにより、第1コネクタ100の第1ドッキング端子132と第2コネクタ200の第2ドッキング端子232-2が結合され得る。ドッキングガイド131が中心ホール232-1aを完全に貫通することにより、第1ドッキング端子132と第2ドッキング端子232-2が連結される場合、中心ホール232-1aを貫通したドッキングガイド131の一部は、図6の(b)に図示された通り、ドッキングガイド載置部231-2に載置され得る。両ドッキング端子の結合時、ドッキングガイド131が中心ホール232-1aおよびドッキングガイド載置部231-2に接触して位置することによって、外部衝撃から両ドッキング端子の結合を保護することができる。すなわち、連結部品に衝撃が発生してもドッキングガイド131が中心ホール232-1aとドッキングガイド載置部231-2に接触して各構成要素を通じて支持されるように備えられて連結部品(すなわち、両ドッキング端子の結合部位)に衝撃が加えられないようにすることができる。
具体的な例として、図7の(b)に図示された通り、第2スプリング部231-3は回転ボディ232の回転半径に関連した右側および左側それぞれに関連して回転ボディ232と第2固定ボディ231の間に備えられ得る。例えば、回転ボディ232はコネクタ(またはドッキング端子)間の結合のために第2固定ボディ231を基準として右側または左側方向に回転され得る。充電完了後、コネクタが分離される場合、第2スプリング部231-3から印加される弾性復原力に基づいて回転ボディ232が回転以前の状態に戻ることができる。すなわち、回転部230がコネクタ間の結合のために第2固定ボディ231を基準として回転しても第2スプリング部231-3を通じて元の位置に復帰することができる。すなわち、回転部230は一定の角度回転されても復原力が作用して元の位置に戻ることができる。
以下では、図8を参照して二つ以上の軸方向および一軸方向を基準としての回転を通じて位置調整が可能な第2コネクタに関して説明することにする。図8は、本発明の一実施例に関連した第2コネクタの位置が多方向に調整され得ることを例示的に示した例示図である。図8の(a)は第2コネクタ200を側面から見た例示図であり、図8の(b)、(c)および(d)は第2コネクタ200を上面から見た例示図である。
図8の(a)を参照すると、固定部210は垂直方向に一定間隔を形成するように備えられる二つの支持台211を含むことができる。ここで、垂直方向は、図2でのz軸方向に関連したものであり得る。二つの支持台211は、地面に対応して垂直な方向を通じて備えられ得る。また、固定部210は二つの支持台を連結する固定レール212を含むことができる。固定レール212は、地面に対応して垂直となるように備えられ得る。また、固定部210は固定レール上で垂直方向に移動可能な高さ移動ボディ213を含むことができる。すなわち、高さ移動ボディ213は固定レール上で上、下方向に移動され得る。実施例によると、第2移動部220および回転部230は固定部210に連結されて備えられ得る。具体的には、第2移動部220および回転部230は固定部210の高さ移動ボディ213に連結されて備えられ得る。これに伴い、第2移動部220および回転部230は高さ移動ボディ213の移動により高さ方向への位置調整が可能となり得る。例えば、高さ移動ボディ213が固定レール212上で下部方向に移動することにより、第2移動部220および回転部230の具備高さは低くなり得、高さ移動ボディ213が固定レール212上で上部方向に移動することにより、第2移動部220および回転部230の具備高さは高くなり得る。この場合、回転部230は、本発明のコネクタ間の連結のための第2ドッキング端子232-2が備えられているので、該当回転部230の具備高さ調整は、第2ドッキング端子232-2の高さ調整を意味し得る。すなわち、高さ移動ボディ213の高さ調整を通じて第2ドッキング端子232-2の高さ調整が可能になることにより、各コネクタ間の結合過程で、高さ(例えば、z軸方向)に関連した位置補正が可能となり得る。具体的な例として、第2コネクタ200の具備位置が第1コネクタ100の具備位置より高いかまたは低い場合、高さ移動ボディ213の移動を通じて回転部230の高さを調整して各コネクタのドッキング端子の位置を整列させることができる。換言すると、高さによる上、下位置の補正が可能になることにより、結合の安定性が向上し得る。
図8の(b)を参照すると、第2移動部220は第2ガイドレール222上で移動可能であるように備えられる第2移動ボディ223を含むことができる。第2ガイドレール222は固定レール212の具備方向と垂直な方向すなわち、地面と水平な方向に備えられ得る。これに伴い、第2ガイドレール222上で移動可能に備えられる第2移動ボディ223は地面と水平な方向に移動され得る。具体的な例として、第2移動ボディ223は図2に図示された通り、第2ガイドレール222の具備方向に沿ってx軸方向に関連した移動が可能となり得る。
図8の(c)を参照すると、回転部230は第2移動部220と連結される第2固定ボディ231を含むことができる。具体的には、回転部230の第2固定ボディ231は第2移動ボディ223と連結されて備えられ得る。第2固定ボディ231は垂直方向に関連して対応して備えられる二つの固定軸231-1を含むことができる。ここで垂直方向は、図2を基準としてz軸方向を意味し得る。第2固定ボディ231は図4に図示された通り、上部方向および下部方向それぞれに対応して備えられた固定軸231-1を含むことができ、該当固定軸231-1を通じて回転ボディ232と連結され得る。回転ボディ232は二つの固定軸231-1を通じて第2固定ボディ231から回転可能であるように備えられ得る。
ここで、固定軸231-1は、z軸方向に関連して対向するように備えられ得る。回転ボディ232は上部面および下部面それぞれを基準として固定軸231-1と接触して備えられることにより、第2固定ボディ231から回転可能に備えられ得る。第2固定ボディ231に対する回転ボディ232の回転は、z軸方向に関連した回転であり得る。z軸方向に関連した固定軸231-1を通じて連結された回転ボディ232は、第2固定ボディ231のz軸方向を基準として回転可能に備えられ得る。回転ボディ232には、第1コネクタ100との結合のための第2ドッキング端子232-2が備えられ得るので、回転ボディ232が回転可能に備えられることは、第2ドッキング端子232-2が第2固定ボディ231に対応(またはz軸方向に関連して)して回転可能に備えられることを意味し得る。すなわち、図8の(c)に図示された通り、回転ボディ232は特定回転範囲に回転され得るので、ドッキング端子間の結合のための整列がより容易となり得る。換言すると、第1ドッキング端子132との結合のために回転ボディ232の回転を通じての位置補正が可能となり得る。
図8の(d)を参照すると、第2ガイドレール222上で第2移動ボディ223の移動を通じてのx軸位置調整とz軸を基準とする回転ボディ232の回転を通じての位置調整を同時に提供することができる。換言すると、第2ドッキング端子232-2は図2を基準としてx軸方向の位置調整とz軸を基準とする回転調整が同時に遂行されてもよい。
すなわち、本発明の第2コネクタ200の第2ドッキング端子232-2は第1コネクタ100との円滑な結合のために2個の軸(例えば、x軸およびz軸)方向それぞれに関連した移動が可能であり、z軸を基準軸で回転が可能であるように備えられ得る。したがって、両コネクタ間の位置の差にも位置誤差による柔軟な補正が可能であるので電気的/物理的結合の安定性が向上し得る。これは、両コネクタ間の結合安定性を確保して装置の故障および火災発生の危険を最小化させる効果を有する。
以上、添付された図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野の通常の技術者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施され得ることが理解できるであろう。したがって、以上で記述した実施例はすべての面で例示的なものであり、制限的ではないものと理解されるべきである。
100:第1コネクタ
100a:充電カート
110:第1移動部
111:第1ガイドレール
111-1:第1移動制限面
111-2:第2移動制限面
112:第1移動ボディ
120:モータ
130:ドッキング部
131:ドッキングガイド
132:第1ドッキング端子
200:第2コネクタ
200a:充電装置
210:固定部
211:支持台
212:固定レール
213:高さ移動ボディ
220:第2移動部
221:第1固定ボディ
222:第2ガイドレール
222-1:第1スプリング部
223:第2移動ボディ
230:回転部
231:第2固定ボディ
231-1:固定軸
231-2:ドッキングガイド載置部
231-3:第2スプリング部
232:回転ボディ
232-1:ガイドホール
232-1a:中心ホール
232-2:第2ドッキング端子
Claims (10)
- 第1充電装置に備えられた第1コネクタ;および
前記第1コネクタと結合可能に備えられる第2コネクタ;を含み、
前記第2コネクタは、
1軸方向以上に移動可能であり、任意の軸に対して回転可能に備えられており、
前記第2コネクタは、
第2充電装置または固定面の一面に備えられる固定部;
前記固定部に第1方向に移動可能に連結される第2移動部;および
前記第2移動部に回転可能に連結される回転部;を含み、
前記固定部は、
一定間隔を形成するように備えられる複数個の支持台;
前記複数個の支持台を連結する固定レール;および
前記固定レールの長手方向に沿って移動可能な高さ移動ボディ;を含む、
ことを特徴とする、電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ。 - 前記第1コネクタは、
動力伝達装置;
前記動力伝達装置への動力を利用する第1移動部;および
前記第1移動部に連結され前記第2コネクタと結合可能に備えられるドッキング部;を含む、請求項1に記載の電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ。 - 前記第1移動部は、
一方向に沿って延長されて備えられる第1ガイドレール;および
前記動力伝達装置によって前記第1ガイドレール上で移動可能に備えられる第1移動ボディ;を含む、請求項2に記載の電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ。 - 前記ドッキング部は、
前記第2コネクタと結合される第1ドッキング端子;および
前記第1ドッキング端子が前記第2コネクタの一位置に結合されるように結合位置をガイドするドッキングガイド;を含む、請求項3に記載の電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ。 - 前記第2移動部は、
前記固定部に連結される第1固定ボディ;
前記第1固定ボディと連結されて前記固定レールと垂直な方向に延びて備えられる一つ以上の第2ガイドレール;および
前記第2ガイドレールの長手方向に沿って移動可能に備えられる第2移動ボディ;を含む、請求項1に記載の電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ。 - 前記第2移動部は、
前記第2ガイドレールに備えられる第1スプリング部;
をさらに含み、
前記第1スプリング部は、
前記第2ガイドレール上で前記第2移動ボディの両側面に備えられることを特徴とする、請求項5に記載の電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ。 - 前記回転部は、
前記第2移動部と連結される第2固定ボディ;
前記第2固定ボディに対して回転可能に備えられる回転ボディ;および
前記第2固定ボディおよび前記回転ボディの間に備えられる第2スプリング部;
を含む、請求項1に記載の電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ。 - 前記第2固定ボディは、
ドッキングガイドが載置されるドッキングガイド載置部;を含む、請求項7に記載の電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ。 - 前記回転ボディは、
ドッキングガイドが貫通可能に備えられるガイドホール;および
前記第1コネクタと連結可能に備えられる第2ドッキング端子;を含み、
前記ガイドホールは直径が一定の中心ホールおよび直径が次第に広くなる傾斜ホールを含むことを特徴とする、請求項7に記載の電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ。 - 第9項において、
前記ガイドホールは、
少なくとも二つ以上で備えられることを特徴とし、
前記第2ドッキング端子は、前記二つ以上のガイドホールの中心部に備えられることを特徴とする、請求項9に記載の電気自動車充電装置用ドッキングコネクタアセンブリ。
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