KR102474828B1 - 회전 손잡이 구조를 갖는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치 - Google Patents

회전 손잡이 구조를 갖는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충전도어의 개폐방식을 전동식 오픈 구조에서 수동조작에 의한 스윙거동 개폐식 구조로 변경함으로써, 구성 부품의 수량을 축소함과 더불어 부품의 중량을 절감하고 원가를 낮출 수 있는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 손잡이의 회전조작에 의해 충전도어가 개폐될 수 있도록 구성되고 상기 손잡이는 충전도어의 표면을 따라 회전 가능하게 구비되어 충전도어의 오픈방향으로 압력이 가해지지지 않는 바 충전도어의 동작성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

회전 손잡이 구조를 갖는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치{Swing motion open and closed type charging door device for electric vehicle with rotating handle structure}
본 발명은 충전식 전기자동차에 구비되는 충전도어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충전도어의 개폐방식을 전동식 오픈 구조에서 수동조작에 의한 스윙거동 개폐식 구조로 변경하여 구성 부품의 수량을 축소하고 부품의 중량과 원가를 절감하되, 수동조작시 충전도어의 오픈방향으로 압력이 가해지지 않도록 회전 손잡이 구조를 채용한 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치에 관한 것이다.
근래에 들어, 환경오염에 대한 관심이 대두되기 시작하면서 전기자동차와 같은 친환경 자동차의 개발에 많은 노력이 경주되고 있다. 이러한 전기자동차는 배터리와 모터를 탑재하여 모터의 구동에 따라 발생하는 동력을 이용하여 차량의 주행을 구현하는 것으로, 배터리 충전을 위한 충전포트를 반드시 구비해야 한다.
이와 같은 충전포트는 차체에 대해 개폐 가능하게 설치되는 충전도어를 매개로 외부로부터 직접적으로 노출되지 않도록 마련된다. 이에 따라 대부분의 전기자동차는 충전도어의 개폐 구조를 구현하기 위해 다양한 형태의 개폐 장치를 구비하게 되는 데, 종래 대부분의 전기자동차용 충전도어의 개폐 장치는 전동 구동식으로 동작하도록 구성되어 있어, 주로 차실내에 위치한 개방용 버튼을 조작하여 충전도어를 개방시키게 된다.
그런데, 상기와 같은 기존의 전동 구동식 충전도어의 개폐 장치는 그 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 전동식 구성을 위해 부품의 수량도 많아지게 되고, 그에 따른 전체 부품의 중량 증대와 함께 제조 원가의 상승을 초래하게 되므로, 경제성 측면에서 불리한 문제를 야기하게 된다.
등록특허 제10-1630589호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 충전도어의 개폐방식을 전동식 오픈 구조에서 수동조작에 의한 스윙거동 개폐식 구조로 변경함으로써, 구성 부품의 수량을 축소함과 더불어 부품의 중량을 절감하고 원가를 낮출 수 있는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 수동조작시 충전도어의 오픈방향으로 압력이 가해지지 않는 오픈 구조를 채용하여 동작성능을 높인 전기 자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 차체패널에 대해 고정되는 하우징; 상기 하우징에 대해 상하방향의 스윙거동 방식으로 개폐 가능하게 설치되는 충전도어; 상기 하우징에 대해 상기 충전도어를 상하방향 스윙거동형 개폐방식으로 설치하는 힌지 조립체; 상기 하우징에 대한 상기 충전도어의 열림상태와 닫힘상태를 조절하는 록킹기구; 및 상기 록킹기구에 대한 열림조작을 수동으로 조작하기 위한 손잡이를 포함하며, 상기 손잡이는 상기 열림조작을 위해 상기 충전도어의 표면을 따라 회전 가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 충전도어는 상기 손잡이가 배치되는 외측도어부; 및 상기 외측도어부의 내측에 결합되고 상기 록킹기구가 배치되는 내측도어부;를 포함하고, 상기 내측도어부의 전면에는 상기 록킹기구가 이동 가능하게 배치되며 상기 내측도어부의 배면에는 상기 힌지 조립체가 배치될 수 있다.
또한, 상기 힌지 조립체는 상기 하우징에 결합되는 고정힌지; 상기 충전도어에 결합되는 가동힌지; 상기 고정힌지와 상기 가동힌지 사이를 힌지 결합으로 연결하는 한 쌍의 힌지아암; 상기 고정힌지와 상기 힌지아암의 일단부 사이를 힌지 결합하는 힌지핀; 및 상기 고정힌지와 상기 힌지아암의 일단부 사이의 힌지 결합부위에 설치되어 상기 힌지아암에 대해 열림방향으로 탄성력을 제공하는 토션스프링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정힌지와 상기 힌지아암은 각각 상기 토션스프링의 자유단부를 지지하는 돌출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 록킹기구는, 상기 손잡이의 회전동작에 따라 연동하여 이동하며, 상기 하우징에 체결되면 상기 충전도어를 닫힘상태로 전환하는 록킹로드캐치; 및 상기 록킹로드캐치에 결합되며, 상기 충전도어를 닫힘상태로 전환하기 위해 상기 록킹로드캐치에 잠금방향으로 탄성력을 제공하는 리턴스프링;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 록킹로드캐치는 상기 손잡이가 회전하면 슬라이드 이동하도록 구비되고, 상기 록킹로드캐치가 상기 하우징의 체결구멍에 삽입되면 상기 충전도어가 닫힘상태로 전환될 수 있다.
또한, 상기 록킹로드캐치는 상기 하우징에 체결 가능하도록 상기 내측도어부에 배치되며 상기 손잡이의 회전에 의해 일 방향으로 슬라이딩 동작하는 제1로드캐치; 및 상기 하우징에 체결 가능하도록 상기 내측도어부에 배치되며 상기 손잡이의 회전에 의해 상기 제1로드캐치와 연동하여 상기 제1로드캐치와 반대측 일 방향으로 슬라이딩 동작하는 제2로드캐치를 포함하고, 상기 제1로드캐치와 제2로드캐치는 각각 상기 리턴스프링에 결합되어 상기 리턴스프링이 제공하는 탄성력에 의해 상기 잠금방향으로 슬라이딩 동작할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예인 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는, 상기 제1로드캐치와 상기 제2로드캐치 사이에 연결되어 상기 제1로드캐치와 상기 제2로드캐치를 연동하는 피니언기어; 및 상기 피니언기어와 치합되고 상기 제1로드캐치와 상기 제2로드캐치에 각각 구비되는 랙기어;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예인 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는, 상기 랙기어의 이동방향에 간섭되지 않도록 상기 제1로드캐치와 상기 제2로드캐치의 적어도 어느 하나에 마련되는 랙기어 삽입홈을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 손잡이는, 상기 외측도어부에 배치되는 손잡이 본체; 및 상기 손잡이 본체와 상기 피니언기어에 결합되어 상기 손잡이 본체의 회전과 상기 피니언기어의 회전을 연동시키는 기어 연결핀;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예인 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는, 상기 내측도어부에 배치되며 상기 록킹로드캐치의 슬라이드 이동을 안내하는 마운팅브래킷을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1로드캐치와 상기 제2로드캐치는 상기 마운팅브래킷에 결합되도록 돌출 형성되는 연장부를 각각 구비할 수 있다.
아울러, 상기 내측도어부에는 상기 록킹로드캐치를 수용하는 관통구멍이 마련되고, 상기 관통구멍은 상기 록킹로드캐치의 자유단부를 삽입하는 상기 하우징의 체결구멍과 교통 가능한 위치에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 전기자동차에 구비되는 충전도어에 대한 개폐방식을 기존의 전동 구동식 개폐 구조에서, 손잡이의 회전에 따라 슬라이드 이동되는 록킹기구를 매개로 수동조작에 의한 스윙거동 개폐식 구조로 변경함으로써, 충전도어의 개폐식 구조를 구성하기 위한 필요 부품의 수량을 줄일 수 있고, 이를 통해 전체 부품의 중량을 감소하며 그에 따른 부품의 제조 원가를 낮출 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 충전도어의 개방을 위한 조작 방식을 기존의 차실내 버튼 조작에서 충전도어에 구비되는 손잡이에 의한 외부 조작의 방식으로 변경함으로써, 전기자동차의 충전을 위해 충전도어를 개폐 조작함에 있어 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 손잡이의 회전조작에 의해 닫힘상태에서 열림상태로 전환되는 록킹기구와, 하우징과 충전도어 사이에 설치되는 4절 링크구조의 힌지 조립체를 매개로 충전도어에 대한 개폐를 상하방향의 스윙거동형 개폐방식으로 구현할 수 있으므로, 충전설비와 충전도어 사이의 공간이 좁은 경우에도 충분히 사용할 수 있게 되고, 이를 통해 공간의 활용도를 높일 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 버튼에 의한 푸쉬 방식이 아닌, 손잡이의 회전조작에 의해 개폐됨으로써, 충전도어의 오픈방향으로 압력이 가해지지지 않으므로, 충전도어의 동작성능을 높일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치에 대한 닫힘상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치에서 충전도어를 구성하는 외측도어부만을 제거하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치에서 충전도어를 구성하는 외측도어부와 내측도어부의 전체부위를 제거하여 하우징에 대한 록킹기구의 체결상태, 및 힌지 조립체의 설치상태를 각각 도시한 사시도이다.
도 4는 록킹기구, 내측도어부 및 힌지 조립체 사이의 배치관계를 도시한 사시도이다.
도 5는 힌지 조립체의 분해도 및 조립도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치에 대한 열림상태를 도시한 측면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 손잡이의 회전에 따라 닫힘상태 내지 열림상태로 전환되는 양상을 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 차체패널에 고정되어 설치되며 배터리 충전을 위한 충전포트를 수용하는 하우징(10)을 포함하고, 하우징(10)에 결합하며 하우징(10)에 대해 충전도어(20)를 상하방향의 스윙거동 방식으로 개폐할 수 있는 구조로 구성된다.
이를 위해 본 발명은 하우징(10)에 대한 충전도어(20)의 열림상태와 닫힘상태를 선택적으로 전환하여 조절하는 록킹기구(30), 하우징(10)에 대해 충전도어(20)를 상하방향의 스윙거동 방식으로 개폐하는 힌지 조립체(40) 충전도어(20)의 열림상태와 닫힘상태를 수동으로 조작하기 위해 충전도어(20)의 표면을 따라 회전 가능하게 구비되는 손잡이(50)를 포함할 수 있다.
이때, 상술한 바와 같이 하우징(10)은 차체패널에 고정되는 것으로, 충전용 소켓을 비롯한 충전용 기기(미도시)를 포함한 충전포트를 수용하되, 충전도어(20)가 개방될 때 상기 충전포트를 외부로 노출시키기 위해 중앙부위가 천공된 형태의 개구부를 포함할 수 있다.
충전도어(20)는 하우징(10)에 대해 상하방향으로 스윙거동형의 개폐방식으로 동작될 수 있도록 구비되는 것으로, 손잡이(50)가 배치되는 외측도어부(21) 및 외측도어부(21)의 내측에 결합되고 록킹기구(30)가 배치되는 내측도어부(22)를 포함할 수 있다.
이때, 내측도어부(22)의 전면에는 록킹기구(30)가 이동 동작이 가능하게 배치될 수 있고, 내측도어부(22)의 배면에는 힌지 조립체(40)가 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 내측도어부(22)는 록킹기구(30)의 록킹로드캐치(31)가 슬라이드 이동이 가능하도록 배치될 수 있다. 또한, 내측도어부(22)에는 힌지 조립체(40)의 가동힌지(42)가 고정될 수 있다.
록킹기구(30)는 하우징(10)에 대한 충전도어(20)의 열림상태와 닫힘상태를 조절하도록 구비될 수 있다. 록킹기구(30)는 손잡이(50)의 회전 동작에 따라 연동하여 이동 동작하며, 하우징(10)에 체결되면 충전도어(20)를 닫힘상태로 전환하는 록킹로드캐치(31) 및 록킹로드캐치(31)에 결합되며 충전도어(20)를 닫힘상태로 전환하기 위해 록킹로드캐치(31)에 잠금방향으로 탄성력을 제공하는 리턴스프링(32)을 포함할 수 있다.
이때, 록킹로드캐치(31)는 손잡이(50)가 회전하면 슬라이드 이동하도록 구비될 수 있다. 또한, 록킹로드캐치(31)의 자유단부가 하우징(10)에 마련되는 체결구멍(11)에 삽입되면 충전도어(20)가 닫힘상태로 전환될 수 있다.
록킹로드캐치(31)는 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)를 포함할 수 있다.
제1로드캐치(34)는 하우징(10)에 체결 가능하도록 내측도어부(22)에 배치될수 있다. 보다 구체적으로, 제1로드캐치(34)는 손잡이(50)의 회전에 의해 일 방향으로 슬라이딩 동작할 수 있고, 제1로드캐치(34)의 자유단부는 하우징(10)의 일측에 위치한 체결구멍(11)에 삽입되어 하우징(10)에 체결될 수 있다.
제2로드캐치(35)는 하우징(10)에 체결 가능하도록 내측도어부(22)에 배치될수 있다. 보다 구체적으로, 제2로드캐치(35)는 제1로드캐치(34)와 연동하여 슬라이딩 이동하며, 제1로드캐치(34)가 슬라이딩 동작하는 일 방향과 반대측의 일 방향으로 슬라이딩 동작할 수 있다. 제2로드캐치(35)의 자유단부는 하우징(10)의 타측에 위치한 체결구멍(11)에 삽입되어 하우징(10)에 체결될 수 있다.
제1로드캐치(34)가 하우징(10)의 일측에 위치한 체결구멍(11)에 체결되고, 제2로드캐치(35)가 하우징(10)의 타측에 위치한 체결구멍(11)에 체결되면 충전도어(20)는 닫힘상태가 된다.
한편, 상술한 록킹로드캐치(31)의 잠금방향이란, 하우징(10)의 체결구멍(11)을 향하여 이동하는 방향으로서, 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)가 서로 멀어지는 방향으로 각각 슬라이딩 이동하는 방향을 의미할 수 있다.
따라서, 록킹로드캐치(31)의 열림방향이란, 잠금방향과는 반대 방향으로서, 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)가 서로 가까워지는 방향으로 각각 슬라이딩 이동하는 방향을 의미할 수 있다.
이때, 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)는 각각 리턴스프링(32)으로부터 제공되는 탄성력에 의해 상기 잠금방향으로 이동하는 동작을 할 수 있고, 이를 통해 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35) 각각이 하우징(10)의 체결구멍(11)의 내부로 삽입될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 피니언기어(36)와 랙기어(37)를 더 포함할 수 있다. 이때, 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35) 사이의 슬라이딩 이동 동작의 연동은 피니언기어(36)와 랙기어(37)에 의해 구현될 수 있다.(도 4 참고)
피니언기어(36)는 충전도어(20)의 내측도어부(22)에 대해 회전 가능하게 설치된다. 피니언 기어는 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35) 사이에 연결될 수 있다.
랙기어(37)는 피니언기어(36)와의 치합을 위해 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)에 대해 각각 개별적으로 구비되는 것으로, 피니언기어(36)를 중심으로 상부와 하부에 각각 위치할 수 있다.
이에 따라, 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)는 피니언기어(36)와 랙기어(37) 사이의 치합에 의해 상기 열림방향 또는 상기 잠금방향 중 어느 한 방향으로 동시에 움직일 수 있다.
이때, 랙기어(37)의 이동방향에 간섭되지 않도록 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)의 적어도 어느 하나에는 랙기어 삽입홈(39)이 마련될 수 있다. 랙기어 삽입홈(39)은 랙기어(37)가 수평으로 이동하는 위치에 대응하여 구비될 수 있고, 충전도어(20)의 개방을 위해 랙기어(37)가 이동하는 방향으로 함몰되어 구비될 수 있다. 아울러, 랙기어 삽입홈(39)이 함몰되는 깊이는 충전도어(20)가 완전히 열린상태(full open)(도 7c 참고)에서 랙기어(37)와 간섭되지 않도록 적절한 깊이로 형성될 수 있음은 물론이다. 이러한 구조를 통해, 록킹로드캐치(31)의 작동성 향상을 위해 랙기어(37)를 충분히 길게 형성할 수 있으면서도 전체 장치의 크기를 키울 필요가 없어 장치의 소형화에 기여할 수 있다.
한편, 상기 충전도어(20)는 상기 록킹로드캐치(31)의 슬라이드 이동을 안내하기 위해 마운팅브래킷(23)을 포함할 수 있다. 이때, 마운팅브래킷(23)은 내측도어부(22)에 배치되며, 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)의 이동을 안내하기 위해 적정의 위치에 구비됨은 물론이다.
또한, 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)는 마운팅브래킷(23)에 의한 슬라이드 이동을 안내받기 위해 마운팅브래킷(23)에 결합될 수 있도록 돌출 형성되는 연장부(38)를 일체로 구비할 수 있다.
또한, 충전도어(20)의 내측도어부(22)에는 도 4에 도시된 바와 같이 록킹로드캐치(31)에 포함되는 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)를 각각 개별적으로 수용할 수 있는 관통구멍(24)이 마련될 수 있다.
이때, 관통구멍(24)은 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)의 자유단부를 각각 개별적으로 삽입하도록 마련된 하우징(10)의 체결구멍(11)과 교통 가능한 위치에 형성될 수 있다. 즉, 내측도어부(22)의 관통구멍(24)과 하우징(10)의 체결구멍(11)은 서로 대응하는 위치에 구비될 수 있다.
제1로드캐치(34)의 자유단부는 내측도어부(22)에 마련된 관통구멍(24)에 삽입되고 동시에 하우징(10)의 체결구멍(11)에 삽입될 수 있다. 이를 통해, 제1로드캐치(34)는 하우징(10)에 체결될 수 있다.
제2로드캐치(35)의 자유단부는 내측도어부(22)에 마련된 관통구멍(24)에 삽입되고 동시에 하우징(10)의 체결구멍(11)에 삽입될 수 있다. 이를 통해, 제2로드캐치(34)는 하우징(10)에 체결될 수 있다.
제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)가 하우징(10)에 체결되면 충전도어(20)는 닫힘상태로 전환될 수 있다.
힌지 조립체(40)는 하우징(10)의 개구부에 대해 충전도어(20)를 상하방향 스윙거동 방식으로 개폐하는 장치로서, 도 5에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 전면에서 양측 단부 부위에 결합되어 고정되는 고정힌지(41), 충전도어(20)의 내측도어부(22)에서 고정힌지(41)와 대응하는 위치에 결합되는 가동힌지(42), 고정힌지(41)와 가동힌지(42) 사이를 힌지 결합으로 연결하는 한 쌍의 힌지아암(43), 고정힌지(41)와 한 쌍의 힌지아암(43) 중 적어도 하나의 힌지아암(43)의 일단부 사이를 힌지 결합하는 힌지핀(44) 및 고정힌지(41)와 힌지아암(43)의 일단부 사이의 힌지 결합부위에 설치되어 고정힌지(41)에 대해 힌지아암(43)을 항상 열림방향으로 탄성력을 제공하는 토션스프링(45)을 포함할 수 있다.
이때, 토션스프링(45)의 양측단부에 배치되는 자유단부는 고정힌지(41)에 포함된 돌출부(41a)와 힌지아암(43)에 포함된 돌출부(43a)에 대해 각각 지지되도록 토션스프링(45)이 배치될 수 있다. 이는 토션스프링(45)에 의한 탄성력을 매개로 힌지아암(43)이 열림방향으로 선회될 수 있도록 하기 위함인 것이다.
일 예로, 힌지 조립체(40)는 하우징(10)에 대한 충전도어(20)의 개폐방식을 상하방향의 스윙거동 방식으로 구현하기 위해 4절 링크구조로 구성될 수 있다. 이는 2개의 힌지아암(43)이 고정힌지(41)와 가동힌지(42)에 대해 각각 독립된 힌지지점을 가지도록 힌지 결합됨과 더불어, 각각의 힌지아암(43)이 충전도어(20)를 상하방향 스윙거동 방식으로 개폐하기 위해 적정의 곡률을 가지도록 형성됨에 따라 가능한 것이다. 다만, 4절 링크구조에 의한 스윙거동 방식의 선회운동은 공지된 사안이므로 세부적인 설명은 생략하기로 한다.
손잡이(50)는 충전도어(20)의 열림상태와 닫힘상태를 외력을 매개로 수동으로 조작하기 위해 충전도어(20)의 표면을 따라 회전 가능하게 구비되는 구성이다. 본 발명의 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치의 실시예에서 손잡이(50)는 손잡이 본체(51)와 기어 연결핀(52)을 포함할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 손잡이의 회전에 따라 닫힘상태 내지 열림상태로 전환되는 양상을 도시한 것이다. 도 7a 내지 도 7c에서는 손잡이(50)의 회전에 따라 피니언기어(36)가 연동되는 동작에 대한 설명의 편의를 위해 외측도어부(21)를 제외하고 표현되었다.
도 6 및 도 7a 내지 도 7c를 참고하면, 손잡이 본체(51)는 충전도어(20)의 외측도어부(21)에 배치되며 상하방향으로 길게 형성될 수 있다. 일 예로, 손잡이 본체(51)는 폭이 좁고 길이가 긴 육면체 형상일 수 있다. 또는 다른 예로, 손잡이 본체(51)는 지름이 작고 길이가 길게 형성된 원통 형상일 수 있다. 또는 다른 예로, 손잡이 본체(51)는 지름이 작고 길이가 길게 형성된 원통 형상이되 길이방향의 일측이 타측보다 지름이 점진적으로 작아지도록 이루어진 형상을 채용하여 충전도어(20)의 풀(full)오픈인 상태와 닫힘 상태간을 손잡이 본체(51)가 배치된 형상만을 보고 직관적으로 파악할 수 있도록 구성할 수도 있다.
이처럼 폭 또는 지름이 작고 상대적으로 길이가 길게 형성되는 손잡이 본체(51) 형상을 채용함에 따라 차지하는 공간이 적으므로 충전도어(20)가 차량 본네트에 설치되는 때에도 라디에이터 그릴의 형상에 비교적 제한을 적게 받고 설계의 자유도가 커지는 장점이 있다.
기어 연결핀(52)은 손잡이 본체(51)에 결합되고 피니언기어(36)에 결합되어 손잡이 본체(51)의 회전과 피니언기어(36)의 회전을 연동하는 매개체가 될 수 있다. 기어 연결핀(52)은 손잡이 본체(51)의 중심에서 돌출 연장 형성된 형상으로 구비될 수 있고, 돌출 연장 형성된 부위가 피니언기어(36)에 결합될 수 있다.
기어 연결핀(52)과 피니언기어(36)와 손잡이 본체(51)의 결합에 의해 손잡이 본체(51)가 외측도어부(21)의 표면을 따라 반시계방향으로 회전하면 피니언기어(36) 또한 반시계방향으로 회전할 수 있고 피니언기어(36)에 결합된 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)는 서로 가까워지는 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다.
한편, 손잡이 본체(51)가 외측도어부(22)의 표면을 따라 시계방향으로 회전하면 피니언기어(36) 또한 시계방향으로 회전할 수 있고 피니언기어(36)에 결합된 제1로드캐치(34)와 제2로드캐치(35)는 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다.(도 7a 내지 도 7c 참고)
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치에 대한 열림상태를 도시한 측면도이다.
도 6을 참고하면, 충전도어(20)는 손잡이(50)의 회전동작에 의해 개방되면서 먼저 X방향으로 일정거리를 전진 이동한 후 Y방향으로 상승 이동하는 경로를 따라 개방될 수 있다. 이때, 손잡이(50)의 회전 동작은 사용자가 가하는 외력에 의해 외측도어부(22)의 표면을 따라 이루어진다. 달리 표현하면 손잡이(50)의 회전은 YZ평면상에서 이루어지게 된다. 또 달리 표현하면 손잡이(50)의 회전은 충전도어(20)가 개방을 위한 상승 이동을 하기 전에 전진 이동을 하는 방향과 직교하는 평면상에서 이루어지게 된다. 즉, 손잡이(50)에 가해지는 외력은 충전도어(20)가 이동하는 방향인 X방향 및 Y방향의 어느 방향에도 반대방향의 가압을 하지 않게 된다.
푸쉬 버튼을 통한 스윙거동 방식의 개폐를 가정해보면, 푸쉬 버튼을 누르는 동작에 의해 X방향과 반대되는 방향으로의 가압이 이루어지게 되는데, 이는 충전도어(20)의 개방동작을 방해하므로 충전도어(20)의 동작성에 악영향을 미칠 수 있다. 즉, 개방동작을 방해하는 힘이 반복적으로 가해짐에 따라 충전도어(20)의 개폐구조에 고장을 일으킬 수도 있는 것이다.
이와 대조적으로, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 충전도어(20)가 개방될 때 개방동작을 방해하는 방향으로는 가압이 이루어지지 않는 구조로서 높은 동작성이 보장될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 전기자동차에 구비되는 충전도어에 대한 개폐방식을 기존의 전동 구동식 개폐 구조에서, 손잡이의 회전에 따라 슬라이드 이동되는 록킹기구를 매개로 수동조작에 의한 스윙거동 개폐식 구조로 변경함으로써, 충전도어의 개폐식 구조를 구성하기 위한 필요 부품의 수량을 줄일 수 있고, 이를 통해 전체 부품의 중량을 감소하며 그에 따른 부품의 제조 원가를 낮출 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 충전도어의 개방을 위한 조작 방식을 기존의 차실내 버튼 조작에서 충전도어에 구비되는 손잡이에 의한 외부 조작의 방식으로 변경함으로써, 전기자동차의 충전을 위해 충전도어를 개폐 조작함에 있어 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 손잡이의 회전조작에 의해 닫힘상태에서 열림상태로 전환되는 록킹기구와, 하우징과 충전도어 사이에 설치되는 4절 링크구조의 힌지 조립체를 매개로 충전도어에 대한 개폐를 상하방향의 스윙거동형 개폐방식으로 구현할 수 있으므로, 충전설비와 충전도어 사이의 공간이 좁은 경우에도 충분히 사용할 수 있게 되고, 이를 통해 공간의 활용도를 높일 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치는 버튼에 의한 푸쉬 방식이 아닌, 손잡이의 회전조작에 의해 개폐됨으로써, 충전도어의 오픈방향으로 압력이 가해지지지 않으므로, 충전도어의 동작성능을 높일 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명하였으나, 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 각 실시예에 개시된 내용들을 조합하여 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 하우징
11: 체결구멍
20: 충전도어
21: 외측도어부
21a: 관통구멍
22: 내측도어부
23: 마운팅브래킷
24: 관통구멍
30: 록킹기구
31: 록킹로드캐치
32: 리턴스프링
34: 제1로드캐치
35: 제2로드캐치
36: 피니언기어
37: 랙기어
38: 연장부
39: 랙기어 삽입홈
40: 힌지조립체
41: 고정힌지
41a: 돌출부
42: 가동힌지
43: 힌지아암
43a: 돌출부
44: 힌지핀
45: 토션스프링
50: 손잡이
51: 손잡이 본체
52: 기어 연결핀

Claims (13)

  1. 차체패널에 대해 고정되는 하우징;
    상기 하우징에 대해 상하방향의 스윙거동 방식으로 개폐 가능하게 설치되는 충전도어;
    상기 하우징에 대해 상기 충전도어를 상하방향 스윙거동형 개폐방식으로 설치하는 힌지 조립체;
    상기 하우징에 대한 상기 충전도어의 열림상태와 닫힘상태를 조절하는 록킹기구; 및
    상기 록킹기구에 대한 열림조작을 수동으로 조작하기 위한 손잡이를 포함하며,
    상기 충전도어가 X방향으로 일정거리를 전진 이동한 후 Y방향으로 상승되는 경로를 따라 이동하여 상기 열림상태가 되는 경우에, 상기 손잡이는 상기 충전도어의 이동방향에 반대되는 압력이 가해지지 않도록 상기 충전도어의 표면을 따라 YZ 평면상에서 회전되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전도어는
    상기 손잡이가 배치되는 외측도어부; 및
    상기 외측도어부의 내측에 결합되고 상기 록킹기구가 배치되는 내측도어부;를 포함하고,
    상기 내측도어부의 전면에는 상기 록킹기구가 이동 가능하게 배치되며 상기 내측도어부의 배면에는 상기 힌지 조립체가 배치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 힌지 조립체는
    상기 하우징에 결합되는 고정힌지;
    상기 충전도어에 결합되는 가동힌지;
    상기 고정힌지와 상기 가동힌지 사이를 힌지 결합으로 연결하는 한 쌍의 힌지아암;
    상기 고정힌지와 상기 힌지아암의 일단부 사이를 힌지 결합하는 힌지핀; 및
    상기 고정힌지와 상기 힌지아암의 일단부 사이의 힌지 결합부위에 설치되어 상기 힌지아암에 대해 열림방향으로 탄성력을 제공하는 토션스프링을 포함하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정힌지와 상기 힌지아암은 각각 상기 토션스프링의 자유단부를 지지하는 돌출부를 포함하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 록킹기구는,
    상기 손잡이의 회전동작에 따라 연동하여 이동하며, 상기 하우징에 체결되면 상기 충전도어를 닫힘상태로 전환하는 록킹로드캐치; 및
    상기 록킹로드캐치에 결합되며, 상기 충전도어를 닫힘상태로 전환하기 위해 상기 록킹로드캐치에 잠금방향으로 탄성력을 제공하는 리턴스프링;을 포함하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 록킹로드캐치는 상기 손잡이가 회전하면 슬라이드 이동하도록 구비되고,
    상기 록킹로드캐치가 상기 하우징의 체결구멍에 삽입되면 상기 충전도어가 닫힘상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 록킹로드캐치는,
    상기 하우징에 체결 가능하도록 상기 내측도어부에 배치되며 상기 손잡이의 회전에 의해 일 방향으로 슬라이딩 동작하는 제1로드캐치; 및
    상기 하우징에 체결 가능하도록 상기 내측도어부에 배치되며 상기 손잡이의 회전에 의해 상기 제1로드캐치와 연동하여 상기 제1로드캐치와 반대측 일 방향으로 슬라이딩 동작하는 제2로드캐치를 포함하고,
    상기 제1로드캐치와 제2로드캐치는 각각 상기 리턴스프링에 결합되어 상기 리턴스프링이 제공하는 탄성력에 의해 상기 잠금방향으로 슬라이딩 동작하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1로드캐치와 상기 제2로드캐치 사이에 연결되어 상기 제1로드캐치와 상기 제2로드캐치를 연동하는 피니언기어; 및
    상기 피니언기어와 치합되고 상기 제1로드캐치와 상기 제2로드캐치에 각각 구비되는 랙기어;를 더 포함하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 랙기어의 이동방향에 간섭되지 않도록 상기 제1로드캐치와 상기 제2로드캐치의 적어도 어느 하나에 마련되는 랙기어 삽입홈을 더 포함하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 손잡이는,
    상기 외측도어부에 배치되는 손잡이 본체; 및
    상기 손잡이 본체와 상기 피니언기어에 결합되어 상기 손잡이 본체의 회전과 상기 피니언기어의 회전을 연동시키는 기어 연결핀;을 포함하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 내측도어부에 배치되며 상기 록킹로드캐치의 슬라이드 이동을 안내하는 마운팅브래킷을 더 포함하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1로드캐치와 상기 제2로드캐치는 상기 마운팅브래킷에 결합되도록 돌출 형성되는 연장부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 내측도어부에는 상기 록킹로드캐치를 수용하는 관통구멍이 마련되고,
    상기 관통구멍은 상기 록킹로드캐치의 자유단부를 삽입하는 상기 하우징의 체결구멍과 교통 가능한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 스윙거동 개폐식 충전도어 장치.
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