KR102527769B1 - 전기자동차의 충전도어 장치 - Google Patents

전기자동차의 충전도어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차의 충전도어 장치에 관한 것으로, 충전도어를 동작시키는 구동부와, 상기 충전도어가 터치되는지 감지하는 센서부, 그리고 상기 센서부로부터 데이터를 수신하여 상기 충전도어를 개방하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이러한 구성으로, 사용자의 조작을 감지하여 자동으로 충전도어를 개폐할 수 있어 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

전기자동차의 충전도어 장치{CHARGING DOOR DEVICE FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차의 충전도어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충전도어에서 사용자의 조작을 감지하여 자동으로 충전도어를 개폐할 수 있는 전기자동차의 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 차량 실내에 위치한 개방용 버튼을 조작하여 충전도어를 개방시키게 된다.
하지만, 상기와 같은 기존의 전동 구동식 충전도어의 개폐 장치는 충전도어를 개방하기 위해서 항시 차량의 실내에서 버튼을 조작하여야 하므로 사용상 불편한 문제가 있다.
등록특허 제10-1630589호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 충전도어에서 사용자의 조작을 감지하여 자동으로 충전도어를 개폐할 수 있는 전기자동차의 충전도어 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 충전도어의 오픈터치 영역이 터치되는 경우에만 충전도어가 개방되도록 이루어진 전기자동차의 충전도어 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기자동차의 충전도어 장치는, 충전도어를 동작시키는 구동부; 상기 충전도어가 터치되는지 감지하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 데이터를 수신하여 상기 충전도어를 개방하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 센서부는, 상기 충전도어의 오픈터치 영역이 터치되는 것을 감지하는 오픈 감지센서; 및 상기 오픈 감지센서의 둘레에 배치되고, 상기 오픈터치 영역 이외의 영역이 터치되는 것을 감지하는 가이드센서;를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 오픈 감지센서만 터치되는 경우에 상기 충전도어를 개방하고, 상기 오픈 감지센서와 상기 가이드센서가 함께 터치되면 상기 충전도어를 개방하지 않도록 제어하도록 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 오픈 감지센서가 일정 압력 이상 또는 일정 시간 이상 중 적어도 어느 하나의 조건으로 터치되는 경우 상기 충전도어를 개방하도록 제어할 수도 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 오픈 감지센서가 터치된 후 일정 시간 이내에 상기 가이드센서가 터치되면 상기 충전도어를 개방하지 않도록 제어할 수도 있다.
그리고, 상기 충전도어의 내측면에서 상기 오픈터치 영역에 구비되고, 상기 오픈터치 영역이 터치되면 상기 오픈 감지센서를 터치하는 오픈 터치부재; 및 상기 충전도어의 내측면에서 상기 오픈 터치부재의 둘레에 배치되고, 상기 오픈터치 영역 이외의 영역이 터치되면 상기 가이드센서를 터치하는 가이드 터치부재;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 오픈터치 영역은, 상기 충전도어의 외측면에서 홈 또는 돌기 형태로 형성되게 이루어질 수 있다.
그리고, 터치되면 상기 제어부가 상기 충전도어를 폐쇄하도록 명령 신호를 발생하는 클로즈 감지센서;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 구동부에 구비되고, 상기 충전도어가 폐쇄되는 방향으로 회전되면 상기 제어부가 상기 충전도어를 폐쇄하도록 명령 신호를 발생하는 회전센서;를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
본 발명에 의한 전기자동차의 충전도어 장치에 따르면, 사용자의 조작을 감지하여 자동으로 충전도어를 개폐할 수 있어 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 충전도어의 오픈터치 영역이 터치되는 경우에만 충전도어가 개방되도록 이루어져 오류조작에 의하여 충전도어가 개방되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치를 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치에서 충전도어가 개방된 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치에서 하우징의 내부에 PCB가 배치된 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치에서 하우징의 내부에 배치된 구성을 개략적으로 도시해 보인 분리 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치에서 하우징과 패널을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 분리 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치에서 링크부와 구동부를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치에서 구동부를 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치의 구동부에서 웜휠기어와 웜기어를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치의 구성을 개략적으로 도시해 보인 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 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.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 상기 전기자동차의 충전도어 장치를 개략적으로 도시해 보인 사시도 및 정면도이고, 도 2는 상기 전기자동차의 충전도어 장치에서 충전도어가 개방된 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도이다.
그리고, 도 3은 상기 전기자동차의 충전도어 장치에서 하우징의 내부에 PCB가 배치된 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도이고, 도 4는 상기 하우징의 내부에 배치된 구성을 개략적으로 도시해 보인 분리 사시도이며, 도 5는 상기 하우징과 패널을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 분리 사시도이다.
그리고, 도 6은 상기 전기자동차의 충전도어 장치에서 링크부와 구동부를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 사시도이고, 도 7 및 도 8은 상기 구동부를 개략적으로 도시해 보인 사시도이며, 도 9는 상기 구동부에서 웜휠기어와 웜기어를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
그리고, 도 10은 상기 전기자동차의 충전도어 장치의 구성을 개략적으로 도시해 보인 블록도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치(100)는 차체에 체결되고 내부에 구비된 패널(230)에 충전포트(110)가 배치되는 하우징(200)과, 충전도어(120)를 스윙 가능하게 구비된 링크부(310), 그리고 상기 하우징(200)에 구비되고 상기 충전도어(120)가 상기 하우징(200)을 개폐하도록 상기 링크부(310)를 회전시키는 구동부(300)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 하우징(200)은 내부에 다른 구성이 수용될 수 있도록 중공을 가지도록 형성되고, 차체에 체결 고정된다.
일 예로, 상기 하우징(200)은 차체에 체결 고정되는 상부 하우징(210)과, 상기 상부 하우징(210)의 개방된 배면을 폐쇄하는 하부 하우징(220)과, 상기 상부 하우징(210)의 전면에 체결되는 패널(230), 그리고 상기 구동부(300)가 체결되는 구동부 하우징(240)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 상부 하우징(210)은 차체에 체결되게 외측으로 돌출된 복수의 체결부(211)가 형성되고, 내부에 다른 구성이 수용되게 중공을 가지도록 형성된다. 여기서, 상기 상부 하우징(210)의 내부에는 이하에서 설명되는 PCB(710)가 배치될 수 있다.
그리고, 상부 하우징(210)에는 상기 충전포트(110)가 삽입되게 관통 형성된 충전포트 삽입홀(212)과, 상기 링크부(310)가 삽입되어 회전할 수 있도록 관통 형성된 링크부 삽입홀(213)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 하우징(210)에는 상기 PCB(710)에 구비된 구성들이 삽입되어 상기 패널(230) 측으로 노출될 수 있도록 복수의 삽입홀이 형성될 수 있다.
일 예로, 상기 PCB(710)에는 오픈 감지센서(410), 가이드센서(420), 클로즈 감지센서(430), 충전량 램프(510), 그리고 충전포트 램프(520)가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 충전량 램프(510)는 상기 PCB(710)에 배치되고, 상기 충전포트(110)에 전원단자가 연결되면 충전량을 표시하도록 이루어질 수 있다. 즉, 상기 충전량 램프(510)는 상기 충전포트(110)에 전원단자가 연결되면 차량의 배터리에 충전된 양을 기준으로 사용자가 인식할 수 있도록 이루어질 수 있다.
이를 위하여, 상기 충전량 램프(510)는 복수의 램프가 배치되고, 배터리의 충전량에 대응되어 램프가 발광하도록 이루어질 수 있다.
일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 충전량 램프(510)가 4개로 이루어진 경우, 배터리가 완충된 경우에는 4개의 램프에 모두 불이 들어오고, 약 50~70% 충전된 경우에는 3개의 램프에 불이 들어오고, 약 30~50% 충전된 경우에는 2개의 램프에 불이 들어오고, 약 10~30% 충전된 경우에는 1개의 램프에 불이 들어오도록 이루어질 수도 있다.
물론, 1개의 램프에서도 색상의 변화로 충전량을 구분할 수 있도, 또한 램프의 깜빡임으로도 충전량을 구분하도록 이루어질 수도 있다.
그리고, 상기 충전포트 램프(520)는 상기 PCB(710)에 배치되고, 상기 충전포트(110)에 인접하게 위치하여 상기 충전도어(120)가 개방 시 점등되게 이루어질 수 있다. 즉, 어두는 장소에서 충전할 경우, 상기 충전포트(110)의 위치를 사용자가 쉽게 파악하여 상기 충전포트(110)에 외부의 전원단자를 정확히 삽입할 수 있도록 가이드할 수 있다.
도한, 상기 충전포트 램프(520)는 외부의 전원단자가 체결된 상태에서 충전이 되지 않거나 또는 충전이 완료된 경우에, 색상이 변하거나 깜빡임으로 사용자가 이를 인식하도록 동작할 수도 있다.
그리고, 상기 오픈 감지센서(410), 상기 가이드센서(420), 상기 클로즈 감지센서(430)는 이하에서 상세히 설명한다.
이와 같이, 상기 PCB(710)에 상기한 부품이 구비된 경우, 상기 상부 하우징(210)에는 상기 오픈 감지센서(410)가 삽입되게 관통 형성된 오픈 감지센서 삽입홀(214)과, 상기 가이드센서(420)가 삽입되게 관통 형성된 가이드센서 삽입홀(215)과, 상기 클로즈 감지센서(430)가 삽입되게 관통 형성된 클로즈 감지센서 삽입홀(216)과, 상기 충전량 램프(510)가 삽입되게 관통 형성된 충전량 램프 삽입홀(217), 그리고 상기 충전포트 램프(520)가 삽입되게 관통 형성된 충전포트 램프 삽입홀(218)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 하우징(210)에는 히팅부(600)가 배치되는 히팅부 삽입홈(219)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 히팅부 삽입홈(219)은 상기 히팅부(600)가 상기 충전도어(120)의 둘레를 따라 배치될 수 있도록, 상기 상부 하우징(210)의 외측 둘레를 따라 형성될 수 있다.
여기서, 상기 히팅부(600)는 상기 충전도어(120)가 폐쇄된 상태에서 상기 충전도어(120)의 둘레를 따라 위치하도록 상기 상부 하우징(210)의 히팅부 삽입홈(219)에 배치되고, 전원이 인가되면 발열하도록 이루어진다.
일 예로, 겨울과 같이 외부의 온도가 영하 이하로 떨어지게 되면 상기 충전도어(120)와 상기 패널(230)이 맞닿는 부분이 얼어서 상기 충전도어(120)가 개방되지 않을 수 있다.
이때, 상기 히팅부(600)가 동작하여 상기 충전도어(120)와 상기 패널(230)이 맞닿는 부분을 가열하여 얼음을 녹여서 상기 충전도어(120)가 개방될 수 있도록 이루어질 수 있다.
이를 위하여, 상기 제어부(720)는 차량에 구비된 외기 온도센서(미도시)로부터 외기 온도 데이터를 수신하고, 외기 온도가 일정 온도 이하인 것으로 판단되면 상기 히팅부(600)가 동작하도록 제어할 수 있다.
상기 하부 하우징(220)은 상기 상부 하우징(210)의 개방된 배면을 폐쇄하는 커버 형태로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 하부 하우징(220)에는 상기 충전포트(110)가 삽입되게 충전포트 관통홀(221)이 형성된다.
그리고, 상기 하부 하우징(220)은 상기 상부 하우징(210)에서 상기 구동부 하우징(240)이 형성된 부분에는 간섭되지 않도록 회피부(222)가 절개 형성된다.
즉, 상기 하부 하우징(220)은 상기 상부 하우징(210)의 개방된 배면에 체결되면서, 상기 상부 하우징(210)에 형성된 상기 충전포트 삽입홀(212)과 상기 링크부 삽입홀(213)을 제외한 부분을 밀폐하도록 체결된다. 이를 통하여, 상기 상부 하우징(210)에 수용된 PCB(710)가 외부로 노출되지 않아 전기부품을 안전하게 보호할 수 있다.
상기 패널(230)은 플레이트 형태로 마련되어 상기 상부 하우징(210)의 개방된 전면을 적어도 부분적으로 폐쇄하도록 이루어진다.
즉, 상기 패널(230)은 상기 충전포트(110)와 상기 링크부(310)가 배치되는 영역 이외에는 상기 상부 하우징(210)의 전면을 폐쇄하도록 이루어진다.
이를 위하여, 상기 패널(230)은 상기 충전포트(110)가 외부로 노출될 수 있도록 관통 형성된 충전포트 노출홀(231)과, 상기 링크부(310)가 삽입되어 회전될 수 있도록 관통 형성된 링크부 관통홀(232)을 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 패널(230)은 상기 PCB(710)에 구비된 클로즈 감지센서(430)의 위치를 나타내는 클로즈 터치부(233)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 클로즈 감지센서(430)는 상기 패널(230)에 의해 외부로 노출되지 않고 상기 상부 하우징(210) 내부에 배치되고, 사용자가 상기 클로즈 터치부(233)를 터치하면 이를 인식할 수 있도록 구비된다.
이러한, 상기 클로즈 터치부(233)는 사용자가 인식할 수 있도록 홈 또는 돌기 형태로 형성될 수 있다. 물론, 상기 클로즈 터치부(233)는 상기 패널(230)과 다른 색상으로 표시되는 등 사용자가 상기 클로즈 감지센서(430)의 위치를 파악할 수 있다면 어떠한 형태로도 이루어질 수 있다.
상기 패널(230)에는 투명하거나 적어도 반투명한 재질로 제작된 충전량 램프 윈도우(234)와, 충전포트 램프 윈도우(235)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 충전량 램프(510)와 상기 충전포트 램프(520)가 발광하면 상기 패널(230)의 외부에서 사용자가 인식할 수 있도록 충전량 램프 윈도우(234)와, 충전포트 램프 윈도우(235)는 투명하거나 적어도 반투명한 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 패널(230)은 둘레를 따라 차체의 외측 방향으로 돌출된 돌출부(236)를 더 포함한다.
여기서, 상기 충전도어(120)는 폐쇄되면 상기 패널(230)에 밀착되고 상기 돌출부(236)의 내부에 위치하게 된다. 즉, 상기 충전도어(120)가 상기 패널(230)에 밀착되어 폐쇄된 상태에서 상기 돌출부(236)는 상기 충전도어(120)의 둘레를 감싸도록 배치된다.
그리고, 상기 패널(230)은 상기 돌출부(236)에서 하측 모서리 부분에 배수홈(237)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 배수홈(237)은 상기 충전도어(120)가 밀착되는 상기 패널(230)의 내측면의 높이와 동일한 높이로 형성될 수 있다.
즉, 상기 배수홈(237)은 비 또는 눈이 오거나, 세차를 하는 경우에 상기 돌출부(236)에 물이 고이면 이를 배출하도록 형성된다.
그리고, 상기 충전도어(120)에는 외측 둘레를 따라 실링부재(124)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 충전도어(120)가 상기 패널(230)에 밀착하여 폐쇄된 경우에 상기 실링부재(124)가 상기 패널(230)과 밀착되면서 실링하여 비 또는 눈이 오거나, 세차를 하는 경우에 상기 패널(230)의 내부로 물이 스며드는 것을 방지할 수 있다.
상기 구동부 하우징(240)은 상기 상부 하우징(210)에서 상기 링크부 삽입홀(213)이 형성된 측에 형성되고, 상기 구동부(300)가 체결되게 구동부 체결홈(241)이 형성된다.
즉, 상기 구동부 하우징(240)은 상기 구동부(300)가 체결된 상태에서 상기 링크부 삽입홀(213)에 삽입된 링크부(310)가 상기 구동부(300)와 연결될 수 있도록 상기 링크부 삽입홀(213)이 형성된 측에 배치된다.
그리고, 상기 구동부 하우징(240)에는 상기 구동부(300)에 구비되고 상기 링크부(310)와 체결되어 상기 링크부(310)를 회전시키는 출력축(370)이 삽입되어 지지되게 출력축 삽입홀(242)이 형성될 수 있다.
상기 링크부(310)는 상기 구동부(300)와 상기 충전도어(120)를 연결하는 구성으로, 상기 구동부(300)의 회전동력을 전달받아 상기 충전도어(120)를 개폐하도록 이루어진다. 즉, 상기 링크부(310)의 일측단은 상기 충전도어(120)에 체결되어, 타측단은 상기 구동부(300)의 출력축(370)에 체결되어 함께 회전한다.
그리고, 상기 링크부(310)는 U자 형태로 절곡 형성되어 상기 패널(230)을 관통하여 배치되고, 상기 구동부(300)의 회전동력을 전달받아 회전하면서 상기 충전도어(120)를 스윙 동작시켜 상기 충전도어(120)를 개방 또는 폐쇄하도록 동작시킨다.
상기 구동부(300)는 상기 하우징(200)에 구비되고, 상기 충전도어(120)가 상기 하우징(200)의 개방된 부분을 개폐하도록 상기 링크부(310)를 회전시키도록 이루어진다.
즉, 상기 구동부(300)는 회전동력의 출력축(370)으로 전달하고, 상기 출력축(370)에 체결된 상기 링크부(310)가 상기 출력축(370)과 함께 회전하면서, 상기 링크부(310)에 체결된 상기 충전도어(120)를 스윙 동작하면서 개폐되게 이동시킨다.
일 예로, 상기 구동부(300)는 회전동력을 발생하는 구동모터(320)와, 상기 구동모터(320)의 회전축(321)에 체결되는 제1 웜기어(330)와, 상기 제1 웜기어(330)와 기어 결합되어 회전동력을 전달하는 제1 웜휠기어(340)와, 상기 제1 웜휠기어(340)의 회전축(341)에 체결되어 상기 제1 웜휠기어(340)와 함께 회전하는 제2 웜기어(350)와, 상기 제2 웜기어(350)와 기어 결합되어 회전동력을 전달하는 제2 웜휠기어(360), 그리고 상기 제2 웜휠기어(360)와 상기 링크부(310)가 체결되어 상기 제2 웜휠기어(360)의 회전동력을 상기 링크부(310)에 전달하는 출력축(370)를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 구동모터(320)의 회전축(321)과 상기 제1 웜휠기어(340)의 회전축(341)은 서로 수직한 방향으로 배치되고, 상기 제1 웜휠기어(340)의 회전축(341)과 상기 출력축(370)은 서로 수직한 방향으로 배치되며, 상기 구동모터(320)의 회전축(321)과 상기 출력축(370)이 서로 수직한 방향으로 배치되게 이루어질 수 있다.
이와 같이, 상기 구동부(300)는 웜휠기어와 윔기어의 조합을 통하여 상기 구동부(300)의 회전동력을 감속하면서 일정 토크 이상으로 상기 출력축에 전달할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치(100)는 차량의 배터리가 방전되는 등에 의해 상기 구동모터(320)가 동작하지 못하는 경우, 사용자가 상기 충전도어(120)를 강제로 회전시켜 상기 충전도어(120)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
이를 위하여, 상기 구동부(300)의 상기 제1 웜기어(330)와 상기 제2 웜기어(350)는, 도 9를 참조하면, 상기 충전도어(120)가 외력에 의해 회전하여도 그에 대응하여 회전될 수 있도록 9~20°의 리드각(θ1)을 가지도록 형성될 수 있다. 도 9에는 대표적으로 제2 웜기어(350)와 제2 웜휠기어(360)를 발췌하여 도시하였고, 제1 웜기어(330)와 제1 웜휠기어(340)도 동일하게 형성된다.
즉, 상기 리드각(θ1)이 9° 미만으로 형성되면 상기 충전도어(120)를 강제 회전시켜도 웜휠기어가 웜기어를 회전시키지 못하게 된다. 이때, 더 강한 힘으로 상기 충전도어(120)를 회전시키면 웜휠기어의 기어이와 웜기어의 기어이가 서로 이탈되면서 강제 회전은 가능하지만 부품이 파손되는 문제가 발생할 수 있다.
그리고, 상기 리드각(θ1)이 20°를 초과하여 형성되면 웜휠기어와 웜기어간의 미끄럼이 쉽게 발생하여 동력전달이 용이하지 않은 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 상기 구동모터(320)가 동작하는 경우에는 상기 구동모터(320)의 회전동력을 잘 전달하고, 상기 구동모터(320)가 동작하지 않고 사용자가 상기 충전도어(120)를 강제 회전시키는 경우에도 웜휠기어와 웜기어가 원활하게 맞물려 회전될 수 있도록, 상기 제1 웜기어(330)와 상기 제2 웜기어(350)의 리드각(θ1)이 9~20°를 가지도록 형성하였다.
나아가, 상기 제1 웜휠기어(340)와 상기 제2 웜휠기어(360)도, 도 9를 참조하면, 상기 제1 웜기어(330)와 상기 제2 웜기어(350)의 리드각(θ1)에 대응하여 9~20°의 리드각(θ2)을 가지도록 형성될 수 있다.
즉, 웜기어에 형성된 리드각(θ1)에 대응하여 웜휠기어에도 리드각(θ2)이 형성되어 보다 원할하게 웜기어와 웜휠기어가 맞물려, 상기 충전도어(120)가 외력에 의해 회전하거나 상기 구동모터(320)에 의해 회전하여도 회전동력을 잘 전달할 수 있도록 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 구동부(300)는 상기 출력축(370)에 체결되어 상기 출력축(370)과 함께 회전하는 회전센서(380)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 회전센서(380)는 상기 링크부(310)가 회전하는 각도를 측정하는 센서로 이루어질 수 있다.
이를 통하여, 상기 제어부(720)는 상기 회전센서(380)로부터 데이터를 수신하여 상기 충전도어(120)의 개폐 각도를 제어할 수 있다.
즉, 상기 충전도어(120)를 개방하는 경우에 상기 제어부(720)는 상기 구동모터(320)를 동작시켜 상기 충전도어(120)를 개방하고, 상기 회전센서(380)로부터 상기 링크부(310)가 회전한 각도 데이터를 수신하여 상기 충전도어(120)를 설정된 각도까지 회전하여 개방되도록 제어할 수 있다.
나아가, 상기 회전센서(380)는 상기 충전도어(120)의 폐쇄를 감지하는 용도로도 사용될 수 있다.
즉, 상기 충전도어(120)가 개방된 상태에서, 사용자가 상기 충전도어(120)를 폐쇄하는 방향으로 회전시키면, 상기 제어부(720)는 상기 회전센서(380)로부터 상기 충전도어(120)가 폐쇄되는 방향으로 소정 각도로 회전되는 것을 감지하여, 상기 충전도어(120)를 폐쇄하도록 상기 구동부(300)를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치(100)는 상기 충전도어(120)가 터치되는 것을 감지하는 센서부가 구비되어 있어, 사용자가 상기 충전도어(120)를 터치하여 상기 충전도어(120)를 개방할 수 있다.
이를 위하여, 상기 센서부는 상기 충전도어(120)의 오픈터치 영역(121)이 터치되는 것을 감지하는 오픈 감지센서(410)로 이루어질 수 있다.
상기 오픈 감지센서(410)는 정전용량형 터치센서로 구비되어 사용자가 상기 오픈터치 영역(121)을 터치하면 상기 제어부(720)는 상기 구동부(300)를 동작시켜 상기 충전도어(120)를 개방하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 제어부(720)는 상기 오픈 감지센서(410)가 일정 정전용량 이상 또는 일정 시간 이상 중 적어도 어느 하나의 조건으로 터치되는 경우에 상기 충전도어(120)를 개방하도록 제어할 수 있다.
즉, 사용자가 상기 충전도어(120)를 개방하려는 의도를 가지지 않은 경우에 상기 충전도어(120)가 개방되지 않도록 일정 조건을 미리 설정할 수 있다.
일 예로, 상기 충전도어(120)를 개방하기 위해서는 사용자가 상기 충전도어(120)에 표시되어 있는 상기 오픈 감지센서(410)를 1~2초 동안 설정된 정전용량 이상이 되도록 가압한 후 힘을 제거하면 상기 충전도어(120)가 개방될 수 있다. 이때, 설정된 정전용량보다 낮은 값을 가지도록 터치되거나 설정된 시간보다 짧은 시간으로 터치되면 상기 충전도어(120)를 개방하지 않도록 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차의 충전도어 장치(100)는 상기 오픈터치 영역(121) 이외의 영역이 터치되거나, 상기 오픈터치 영역(121)과 함께 다른 영역의 상기 충전도어(120)가 터치되는 경우에는 상기 충전도어(120)를 개방하지 않도록 제어할 수 있다.
일 예로, 세차 등을 위하여 차량에 물을 분사하는 경우 또는 사람이 상기 충전도어(120)에 기대어 있는 경우 등과 같이, 상기 충전도어(120)의 상기 오픈터치 영역(121)이 일정 정전용량 이상으로 일정 시간 동안 터치될 수 있다. 이때, 상기 오픈터치 영역(121) 이외의 영역도 함께 터치되므로, 이러한 경우 상기 충전도어(120)를 개방하지 않도록 이루어질 수 있다.
이를 위하여, 상기 오픈 감지센서(410)의 둘레에 배치되고, 상기 오픈터치 영역(121) 이외의 영역이 터치되는 것을 감지하는 가이드센서(420)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 가이드센서(420)는 정전용량형 터치센서로 구비되어 사용자가 상기 오픈터치 영역(121) 이외의 영역을 일정 정전용량 이상으로 터치하면 상기 제어부(720)는 상기 구동부(300)를 동작시키지 않도록 제어할 수 있다.
그리고, 상기 오픈 감지센서(410)와 상기 가이드센서(420)가 함께 터치되는 경우에도 상기 충전도어(120)를 개방하지 않도록 이루어질 수 있다.
즉, 상기 제어부(720)는 상기 오픈 감지센서(410)만 터치되는 경우에는 상기 충전도어(120)를 개방하고, 상기 오픈 감지센서(410)와 상기 가이드센서(420)가 함께 터치되면 상기 충전도어(120)를 개방하지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(720)는 상기 오픈 감지센서(410)가 터치된 후 일정 시간 이내에 상기 가이드센서(420)가 터치되면 상기 충전도어(120)를 개방하지 않도록 제어할 수 있다.
일 예로, 상기 오픈 감지센서(410)가 2초이상 터치되면 상기 충전도어(120)를 개방하도록 설정되어 있는 경우, 상기 오픈 감지센서(410)가 1초 터치된 후 상기 가이드센서(420)가 함께 터치되면, 상기 충전도어(120)를 개방하려는 의도가 아닌 것으로 판단하여, 상기 충전도어(120)를 개방하지 않도록 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 충전도어(120)가 터치되는 경우 이러한 터치력을 상기 오픈 감지센서(410)와 상기 가이드센서(420)에 전달할 수 있도록 상기 충전도어(120)에 오픈 터치부재(122)와 가이드 터치부재(123)가 구비될 수 있다.
즉, 상기 충전도어(120)의 외측면에는 상기 오픈터치 영역(121)이 형성되어 있고, 상기 충전도어(120)의 내측면에서 상기 오픈터치 영역(121)에 대응되는 위치에 상기 오픈 터치부재(122)가 구비된다. 따라서, 상기 오픈터치 영역(121)이 터치되면 상기 오픈 터치부재(122)가 상기 패널(230)을 터치하면서 상기 오픈 감지센서(410)를 터치하게 된다.
여기서, 상기 오픈터치 영역(121)은 상기 충전도어(120)의 외측면에서 홈 또는 돌기 형태로 형성되어 사용자가 위치를 인식할 수 있도록 형성될 수 있다.
물론, 상기 오픈터치 영역(121)은 상기 충전도어(120)와 다른 색상으로 표시되는 등 사용자가 상기 오픈터치 영역(121)의 위치를 파악할 수 있다면 어떠한 형태로도 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 가이드 터치부재(123)는 상기 충전도어(120)의 내측면에서 상기 오픈 터치부재(122)의 소정 간격 이격되어 상기 오픈 터치부재(122)의 둘레에 배치된다. 따라서, 상기 오픈터치 영역(121) 이외의 영역이 터치되면 상기 가이드 터치부재(123)가 상기 패널(230)을 터치하면서 상기 가이드센서(420)를 터치하게 된다.
여기서, 상기 오픈 터치부재(122)와 상기 가이드 터치부재(123)는 도전체이면서 탄성력을 가지도록 도전성 고무재질로 제작되는 것이 바람직하다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 전기자동차의 충전도어 장치 110 : 충전포트
120 : 충전도어 121 : 오픈터치 영역
122 : 오픈 터치부재 123 : 가이드 터치부재
124 : 실링부재 200 : 하우징
210 : 상부 하우징 220 : 하부 하우징
230 : 패널 233 : 클로즈 터치부
240 : 구동부 하우징 300 : 구동부
310 : 링크부 320 : 구동모터
330 : 제1 웜기어 340 : 제1 웜휠기어
350 : 제2 웜기어 360 : 제2 웜휠기어
370 : 출력축 380 : 회전센서
410 : 오픈 감지센서 420 : 가이드센서
430 : 클로즈 감지센서 510 : 충전량 램프
520 : 충전포트 램프 600 : 히팅부
710 : PCB 720 : 제어부

Claims (9)

  1. 충전도어를 동작시키는 구동부;
    상기 충전도어가 터치되는지 감지하는 센서부; 및
    상기 센서부로부터 데이터를 수신하여 상기 충전도어를 개방하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 센서부는,
    상기 충전도어의 오픈터치 영역이 터치되는 것을 감지하는 오픈 감지센서; 및
    상기 오픈 감지센서의 둘레에 배치되고, 상기 오픈터치 영역 이외의 영역이 터치되는 것을 감지하는 가이드센서;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 오픈 감지센서만 터치되는 경우에 상기 충전도어를 개방하고,
    상기 오픈 감지센서와 상기 가이드센서가 함께 터치되거나, 상기 오픈 감지센서가 터치된 후 일정 시간 이내에 상기 가이드센서가 터치되면 상기 충전도어를 개방하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전도어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 오픈 감지센서가 일정 정전용량 이상 또는 일정 시간 이상 중 적어도 어느 하나의 조건으로 터치되는 경우 상기 충전도어를 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전도어 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 충전도어의 내측면에서 상기 오픈터치 영역에 구비되고, 상기 오픈터치 영역이 터치되면 상기 오픈 감지센서를 터치하는 오픈 터치부재; 및
    상기 충전도어의 내측면에서 상기 오픈 터치부재의 둘레에 배치되고, 상기 오픈터치 영역 이외의 영역이 터치되면 상기 가이드센서를 터치하는 가이드 터치부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전도어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 오픈터치 영역은,
    상기 충전도어의 외측면에서 홈 또는 돌기 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전도어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    터치되면 상기 제어부가 상기 충전도어를 폐쇄하도록 명령 신호를 발생하는 클로즈 감지센서;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전도어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구동부에 구비되고, 상기 충전도어가 폐쇄되는 방향으로 회전되면 상기 제어부가 상기 충전도어를 폐쇄하도록 명령 신호를 발생하는 회전센서;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전도어 장치.
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