KR20120016248A - 구조체에 대하여 부재를 잠금／잠금 해제시킬 수 있는 장치 - Google Patents

구조체에 대하여 부재를 잠금／잠금 해제시킬 수 있는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 랫취가 제공된 부재를 상기 랫취의 활성 부분을 수용하는 하우징이 제공된 구조체에 대하여 잠금/잠금 해제시킬 수 있는 장치에 관한 것으로서, 이것은, 제 1 중공형 로드 및 제 2 로드를 동일축으로 수용하는 실린더형 외피(1)로서, 제 1 중공형 로드는 상기 외피(1)의 회전축에 대하여 회전될 수 있고 상기 부재의 랫취와 상호 작용될 수 있는 수단(2)이 제공되는 상단부를 가지며, 제 2 로드는 제 1 중공형 로드의 내부에서 동일축으로 있고, 상기 외피의 회전축을 따라서 병진 운동할 수 있고 상기 외피의 회전축에 대하여 회전할 수 있으며, 랫취의 활성 부분을 기능상 잠금 위치 또는 잠금 해제 위치로 작동시키기 위하여 랫취의 활성 부분과 상호 작용할 수 있는 수단(3)이 제공된 상단부를 가지는, 실린더형 외피(1); 서로에 대하여 독립적으로 외피 회전축에 대하여 2 개 로드들 각각의 회전을 가능하게 하는 수단(4,5, 6,7,9,11) 및, 상기 제 2 로드의 회전을 가능하게 하는 수단(10)을 포함한다.

Description

구조체에 대하여 부재를 잠금／잠금 해제시킬 수 있는 장치{Device for enabling the locking/unlocking of a member on and out of a structure}
본 발명은 랫취(latch)가 제공된 요소를, 상기 랫취의 활성 부분을 수용하고 그것과 협동하기에 적절한 하우징이 제공된 구조체에 대하여 잠금 및 잠금 해제시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 보다 전체적으로 대형 구조체 안에서 결정된 구성 요소 또는 요소의 표준적인 교환을 허용하도록 설계된 부분 자동화 설비에 관한 것이다. 보다 상세하게는 순수하게 전기로만 동력을 얻고 열적으로 동력을 얻지 않는 자동차 배터리의 표준적인 교환과 관련된 것을 목적으로 한다.
한편으로 원유의 증가되는 희소성 및 다른 한편으로 환경을 보호하는 접근 방식을 채택하려는 정치적인 요구로 인하여 자동차 제조업자들은 자동차를 추진하는데 이용되는 열에너지를 전기 에너지로 교체하게 된다. 그러나, 상기 제조업자들이 직면하는 주요한 곤란성들중 하나는 이제까지 사용된 전기 배터리의 범위가 제한된다는 것이며, 특히 배터리를 충전하는데 시간이 오래 걸린다는 것이다.
따라서, 이러한 곤란성을 회피하기 위하여, 배터리 또는 배터리들을 배터리가 설치되어 있는 자동차 안에서 충전하지 않고, 배터리가 방전되거나 또는 거의 방전되었을 때, 교환의 목적을 위해 세워진 스테이션(station)에서 표준적인 교환을 수행하는 아이디어가 전개되었으며, 그러한 스테이션은 결과적으로 배터리를 재충전시키고 교환해준다.
그러나, 통상적으로 수백 킬로그램인 상기 배터리들의 중량 때문에, 배터리를 자동차 내부에 효과적으로 부착시키는 것을 보장하는 것이 적절하며, 따라서 위에서 설명된 원리와 관련하여, 부착의 효율성 또는 다른 한편으로 잠금 해제의 효율성을 보장하면서, 자동차로부터 배터리 또는 배터리들을 추출하고 충전된 배터리를 설치할 필요가 있고, 그것을 상대적으로 짧은 시간내에 수행할 필요가 있으며, 왜냐하면 존립될 수 있는 일반적인 그러한 해법에 대한 배터리 표준 교환의 통상적인 시간은 5 분 미만으로 생각되기 때문이다.
따라서, 상기 배터리를 자동차 내부에 부착시키는 것에 대한 엄격한 상세 내용에 부합되면서 사용된 배터리의 잠금 해제 및 충전된 배터리의 잠금을 짧은 시간내에 수행하는 것에 대한 문제가 발생된다. 상세하게는, 배터리들의 상당한 중량 때문에, 잠금 및 잠금 해제 메카니즘이 중요하다는 점이 쉽게 이해될 것이다.
본 발명의 목적은 자동차내에서 배터리의 잠금/잠금 해제 기능을 수행할 수 있는 장치를 제안하는 것이며, 보다 일반적으로는 구조체에 고정되거나 또는 구조체로부터 분리되도록 설계된 임의 요소에 대한 잠금/잠금 해제 기능을 수행할 수 있는 장치를 제안하는 것이다.
현재로서는 그러한 장치가 알려져 있지 않다.
따라서 본 발명의 주제는 랫취(latch)가 제공된 요소를, 상기 랫취의 활성 부분을 수용할 수 있는 하우징이 제공된 구조체에 대하여 잠금 및 잠금 해제시킬 수 있는 장치에 관한 것이다. 따라서 본 발명의 주제는 요소를 구조체에 부착시킬 수 있는 랫취를 작동시킬 수 있는 장치이다.
상기 장치는:
제 1 중공형 로드 및 제 2 로드를 동일축으로 수용하는 실린더형 외피로서, 제 1 중공형 로드는 상기 외피의 회전축에 대하여 회전할 수 있고, 제 1 중공형 로드의 상단부에는 상기 요소의 랫취와 상호 작용할 수 있는 수단이 제공되고, 보다 상세하게는 상기 랫취의 하부 결합 부분들과 상호 작용할 수 있는 수단이 제공되고, 제 2 로드는 제 1 중공형 로드와 동일축이고 제 1 중공형 로드의 내부에 있으며, 상기 외피의 회전축을 따라서 병진 운동할 수 있고 상기 외피의 회전축에 대하여 회전 운동할 수 있으며, 제 2 로드의 상단부에는 랫취에 회전 운동을 부여할 수 있고 랫취의 활성 부분과 상호 작용할 수 있는 수단이 제공되어 잠금 또는 잠금 해제의 작동 위치에 래취를 작동시킬 수 있는, 외피;
외피의 회전축에 대하여 2 개 로드들이 서로 독립적으로 회전하는 것을 보장하는 수단; 및,
제 2 로드의 병진 운동을 보장하는 수단;을 포함한다.
즉, 본 발명은 랫취의 작동들이 관련되는 상세 내용을 고려하여, 랫취를 작동시키는데 필요한 다양한 기능들 및, 보다 상세하게는 랫취의 잠금 및 잠금 해제에 필요한 다양한 기능들을 하나의 장치에 포함시키는 것으로 이루어진다. 따라서 이것은 랫취로부터 제거될 수 있고, 랫취의 저부 결합을 위한 부재들과의 상호 작용에 의해 적절한 위치에 일단 배치되면 랫취와 상호 작용할 수 있는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 2 개의 로드들을 회전시키기 위한 수단은 각각 링크 아암으로 이루어지고, 그 각각은 전기 모터에 의해 작동되고, 문제가 되는 로드에 결합되며, 2 개의 링크 아암들은 서로 실질적으로 평행하고 외피의 회전축에 실질적으로 직각인 2 개의 평면들상에서 지향된다. 따라서, 링크 아암들 각각에 독립적인 운동을 부여할 수 있고, 결국에는 그것이 결합된 로드들에 독립적인 운동을 부여할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 개별의 로드들에 대한 링크 아암들의 결합은 외피 내부에서 수행될 수 있고, 외피에는 그러한 목적을 위하여 측벽에 개구가 제공되고, 개구의 치수들은 링크 아암들의 소망의 간극에 적절하며, 결과적으로 로드들의 소망되는 회전 각도에 적절하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 외피의 회전축을 따른 제 2 로드의 병진 운동은 문제가 되는 로드와 동일선(collinear)상에 있는 미는 요소(pushing element)에 의해 보장될 수 있고, 소망되는 병진 운동 방향에 직각인 회전축을 가진 캠에 의해 작동되고, 캠 자체는 전기 모터에 의해 회전된다. 제 2 로드의 이러한 병진 운동은, 외피의 회전축에 직각인 평면들에서 연장되는 링크 아암들에 부여되는 운동들과는 독립적으로 부여될 수 있다. 이러한 병진 운동은 제 2 로드를 통하여 랫취에 상당한 압력을 가하여야만 하기 때문에, 외피의 회전축에 직각인 평면들에서 연장되는 링크 아암들을 작동시키는 전기 모터보다 더욱 강력한 전기 모터가 선택된다.
모든 움직임들은, 그 움직임을 부여하는 모터들 각각을 가능한 한 적절하게 이용하도록 설계할 수 있다는 것이 장점이며, 이는 랫취의 잠금/잠금 해제를 보장하기 위한 장치의 가격을 저렴하게 하는데 도움이 된다.
본 발명에 의하여 구조체에 대한 요소의 잠금/잠금 해제가 신속하고 용이하며 안정되게 이루어질 수 있으며, 특히 전기 자동차에 대한 배터리의 교체시에 배터리의 잠금/잠금 해제가 신속하고 용이하며 안정되게 이루어질 수 있다.
본 발명이 구현될 수 있는 방법 및 그로부터 발생되는 장점들은 다음의 예시적인 구현예로부터 보다 잘 이해될 것이며, 다음의 예는 도면을 참조하여 예시적이고 비제한적인 것으로 주어질 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 장치의 사시도에 대한 개략적인 예이고, 도 2 는 위로부터 도시한 평면도이고, 도 3 은 단면도이다.
도 4a 및 도 4b 는 본 발명에 따른 장치의 제 2 로드의 2 개 위치를 수축 위치 및 외측의 작동 위치에서 각각 개략적으로 도시한 것이다.
도 5 는 본 발명의 장치의 상단부를 상세하게 사시도로 도시한 것이다.
도 6, 도 7 및 도 8 은 본 발명의 장치의 상호 작용을 개략적으로 도시한 사시도로서, 그 장치는 랫취로서 잠금/잠금 해제가 소망되는 구조체가 제공되는 것이다.
본 발명은 전기 추진 모터 자동차의 배터리들의 잠금 및 잠금 해제와 관련하여 이용되는 문제 유형의 장치와 관련하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
그러나, 본 발명이 그러한 단일의 적용예에 제한되지 않는다는 점이 이해될 것이다.
따라서, 도 1 내지 도 3 과 관련하여 도시된 것은 본 발명에 따른 장치의 다양한 설명도이다.
기본적으로 도면에 도시된 것은 단단하고 실린더형인 외피(1)와, 외피의 베이스가 부착되는 베이스 플레이트(8)로 이루어지며, 그 자체는 예를 들어 승강 장치에 고정됨으로써 외피가 상승 및 하강하는 것을 허용하며, 이는 각각 자동차로부터 배터리를 파지하여 잠금 해제시키거나, 또는 재충전되거나 새로운 배터리를 파지하여 자동차 안에 설치 목적으로 제공된 하우징에 그것을 설치하기 위한 것이다.
외피(1)는 그 상부에 회전 부재(2)를 포함하며, 회전 부재(2)에는 수단(30)이 제공되는데, 그 수단(30)은 이러한 예에서 2 개이고 직경 방향으로 대향하며, 랫취(latch)의 대응 부재와 상호 작용하도록 설계되고, 취급되어야 하는 배터리가 랫취를 가지고 제공된다. 부재(2)의 중심에는 다른 부재(3)가 있으며, 따라서 외피(1)의 상단부에 그 부재(3)가 있게 되며, 상기 부재(3)는 이후에 상세하게 설명되는 바와 같이 병진 운동을 할 수 있다.
외피(1)의 저부 베이스의 인근에 플레이트(8)에 부착된 것은 2 개의 전기 모터(7,9)들로서, 모터(7)는 링크 아암(link arm, 4, 5, 6)을 작동시키고 모터(9)는 링크 아암(11,13)을 작동시키며, 아암들중 일부는 개구(12)에서 외피 안에 진입하고, 개구는 상기 외피를 형성하는 측벽에 만들어지며 그것의 작동 및 구조는 이후에 보다 상세하게 설명될 것이다.
마지막으로, 베이스는 다른 전기 모터(10)를 포함하는데, 그것은 모터(7,9)의 샤프트에 직각으로 지향된 기능 샤프트를 가진다.
여기에서, 다양한 특징들은 다음의 도면의 분석으로 보다 명백하게 나타날 것이다.
도 3 을 참조하면, 외피(1)는 제 1 중공형 로드(hollow rod, 23)를 구비하며, 그 로드는 상기 외피(1)와 동일 축으로(coaxially) 있다. 제 1 중공형 로드(23)는 배터리의 랫취(latch)와 상호 작용하도록 상단부에서 부재(2)에 고정되고, 저부 단부에서 슬리브(24)에 있는 링크 아암(4)과 상호 작용한다. 따라서 링크 아암(4)은 제한된 간극에 따라서 모터(7)의 작용하에 외피의 회전축에 대하여 로드(23)를 회전시키고 결과적으로 부재(2)가 회전되게 한다.
또한, 제 1 중공형 로드(23)와 동일 축으로(coaxially), 장치는 다른 로드(18)를 구비한다. 로드(18)는 중앙에 있는 것으로서, 링크 아암(11) 및 모터(9)와 관련된 링크 아암(13)에 의하여 외피(1)의 회전축에 대하여 회전될 수 있다. 따라서, 슬리브(22)에 의하여 상기 링크 아암(13)에 연결되고, 도 3 에 도시된 바와 같이 그 조립체는 링크 아암(4) 및 슬리브(24) 아래에 위치된다.
볼(ball)과의 맞닿음(abutment) 및 롤링 베어링들에 의하여, 로드(18)는 피스톤(16)의 작용을 받는데, 피스톤은 아래에서 외피에 통합되는 것이며 캠(15)과의 상호 작용에 의해 외피의 회전축을 따라서 병진 운동할 수 있다. 캠은 모터(10)의 샤프트(14)에 의해 회전되는데, 샤프트(14)는 이러한 예에서 외피(1)의 회전축에 직각이다. 이러한 피스톤(16)은 따라서 로드(18)를 병진 운동시킬 수 있고, 따라서 결과적으로 도 4b 에서 알 수 있는 바와 같이 부재(3)가 외피의 밖으로 나오게 할 수 있다. 즉, 로드(18)는 병진 운동 및 회전 운동으로 작동될 수 있고, 이러한 2 가지 운동들은 상이한 모터들에 의해서 발생되므로 독립적이며, 즉, 이러한 예에서는 모터(9,10)에 의해서 발생되므로 독립적이다.
더욱이, 로드(18)에 부여되는 병진 운동 이후에 링크 아암(13)이 연장되는 평면으로부터 링크 아암(13)의 상대적인 간극(clearance)을 허용하기 위하여, 로드는 회전 조인트(swivel joint)상에 장착되어 간극을 허용하는데, 그 간극은 부재(3)에 부여되도록 소망되는 병진 운동와 양립할 수 있는 것으로서 통상적으로 5 내지 10 mm 사이이다.
도 5 에 도시된 것은 외피의 상단부에 대한 보다 상세한 도면이다. 특히 랫취와 상호 작용되는 부재(2)는 돌출부 또는 돌기(33)와 상호 작용하도록 설계된 2 개의 통공(30)들을 가지며, 돌출부 또는 돌기는 배터리를 공급하는 랫취(32)로부터 나온다.
부재(3)는 중심에 요부(31)를 구비하며, 요부(31)는 정합 돌출부(matching protrusion, 미도시)와 상호 작용되도록 설계된 것으로서, 정합 돌출부는 랫취(32)에 통합되고 샤프트(35)를 통해 연장되며, 샤프트에는 랫취의 활성 부분(34)이 위에 배치된다. 따라서, 부재(3)의 회전은 요부(31)의 회전을 일으키고, 결과적으로 활성 부분(34)의 회전을 일으킨다.
배터리의 랫취(32)로부터 나오는 돌출부 또는 돌기(33)들과 상호 작용하도록 설계된 2 개의 통공(30)들의 존재는, 부재(3)가 외피의 밖으로 나오도록 하기 위하여 피스톤(16)이 로드(18)를 병진 운동시킬 때, 배터리를 유지할 수 있게 한다. 따라서, 장치의 작동 원리가 기술될 때 설명되는 바와 같이, 배터리는 자동차에 부착시에 텐션(tension)을 받으면서 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 작동 원리는 도 4a, 도 4b, 도 6 내지 도 8 을 참조하여 설명될 것이다.
도 4a 에서, 로드(18)는 저부 영역에 있으며, 따라서 부재(3)는 실질적으로 부재(2)의 상부 부분과 같은 높이에 있다. 이러한 구성에서 (도 6 에 도시된 바와 같이) 본 발명의 장치가 배터리의 랫취(32)와 접촉할 때, 부재(2)의 회전을 일으키고 결과적으로 통공(30)들이 랫취의 돌기(33)들과 상호 작용하는 것을 일으키기 위하여 회전 운동이 로드(23)에 부여된다. 이것은 도 7 에 도시된 구성이 되게 한다.
랫취가 그렇게 본 발명의 장치에 독킹(docking)됨으로써, 피스톤(16)의 미는 요소(pushing element)가 모터(10)를 통해 활성화되어 부재(3)가 밀리게 되고, 이는 랫취(32)의 활성 부분(34)의 돌출부가 더욱 돌출되는 것을 유도한다. 공칭의 압력보다 더 큰 압력을 가할 수 있게 되어 랫취(32)의 활성 부분(34)의 돌출이 허용됨으로써, 상기 활성 부분은 이동의 끝에 도달한다. 다음에 회전 운동은 모터(9) 및 링크 아암(11,13)에 의해 상기 로드(18)에 부여되어 활성 부분(34)이 1/4 바퀴로 돌게 하고, 다음에 그러한 목적을 위하여 자동차에 제공된 하우징과 상호 작용한다. 잠금 운동(locking movement)은 모터(10) 및 관련 부재들에 의하여 활성 부분(34)을 내림으로써 계속되며, 이는 상기 피스톤(34)이 자동차 안에 배치된 하우징내에 놓이는 것을 보장한다. 다음에 배터리는 자동차에 텐션을 받으면서 배치되는데, 왜냐하면 그것의 조립체에 잔류 응력이 남아있기 때문이며, 이는 수백 킬로의 무게일 수 있는 배터리의 유지를 향상시킬 수 있다.
설명된 예에서, 예를 들어 스프링에 의하여 랫취(32)의 활성 부분(34)이 디폴트(default)로써 미리 응력을 받아서, 도 6 에 도시된 바와 같이 하부 위치에 있는 것이 기술되어야 한다. 공칭 압력의 2 배 내지 5 배 사이의 압력을 가하여, 예를 들어 스프링인, 사전 응력 수단(prestress means)을 압축시킬 수 있는 것을 결정할 수 있다.
본 발명의 잠금/잠금 해제 장치는 위에서 이미 설명된 요소들에 의하여 부재(2)를 역방향으로 더 회전시킴으로써 랫취로부터 해제된다.
잠금(locking)이 그렇게 달성되었을 때, 반대 방향으로 과정이 수행되어 장치를 랫취(32)로부터 해제시키고 결과적으로 배터리로부터 해제시킨다.
배터리의 잠금 해제(unlocking)는 동일한 원리를 적용하며 위에서 설명된 다양한 국면들을 역으로 함으로써 이루어진다.
본 발명에 따른 장치의 장점은 잠금 및 잠금 해제의 기능이 용이하게 수행되고 설치되는 것을 통하여 알 수 있다.
위와 같은 설명에도 불구하고, 외피의 상단부에 다양한 유형의 부재(2,3)들을 적합화시킬 수 있으며, 외피에는 클램프(40)가 제공되어 특정의 랫취들과 상호 작용하기에 적절한 상부 요소들을 표준화될 수 있는 저부 부분과 조립한다.
1. 실린더형 외피 32. 랫취
34. 활성 부분 4.5.6. 링크 아암
7.11.13. 모터

Claims (6)

  1. 랫취(latch, 32)가 제공된 요소를, 상기 랫취의 활성 부분을 수용할 수 있는 하우징이 제공된 구조체에 대하여 잠금/잠금 해제 시키기 위한, 랫취가 제공된 요소의 잠금/잠금 해제 장치로서,
    제 1 중공형 로드(23) 및 제 2 중공형 로드(18)를 동일축(coaxial)으로 수용하는 실린더형 외피(1)로서, 제 1 중공형 로드(23)는 상기 외피(1)의 회전축에 대하여 회전할 수 있고 제 1 중공형 로드의 상단부에는 상기 요소의 랫취(3)와 상호 작용할 수 있는 수단(2)이 제공되고, 제 1 중공형 로드(23)와 동일축을 가지고 제 1 중공형 로드(23)의 내부에 있는 제 2 로드(18)는 상기 외피의 회전축을 따라서 병진 운동할 수 있고 상기 외피의 회전축에 대하여 회전 운동할 수 있으며, 제 2 로드의 상단부에는 랫취(32)의 활성 부분과 상호 작용할 수 있는 수단(3)이 제공되어 잠금 또는 잠금 해제의 작동 위치에서 랫취를 작동시킬 수 있는, 외피(1);
    외피의 회전축에 대하여 서로 독립적으로 2 개 로드(18,23)들 각각의 회전을 보장하기 위한 수단(4,5,6,7,9,11,13); 및,
    제 2 로드(18)의 병진 운동을 보장하는 수단(10,14,15,16);을 포함하는, 랫취가 제공된 요소의 잠금/잠금 해제 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    랫취(32)의 활성 부분(34)은 상기 수단(3)의 작용하에 회전 운동을 유지하는 것을 특징으로 하는, 랫취가 제공된 요소의 잠금/잠금 해제 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    2 개 로드(18,23)들의 회전을 보장하는 수단은 각각 링크 아암(link arm)으로 이루어지고, 링크 아암은 전기 모터(7,9)로 작동되고 문제가 되는 로드에 결합되고, 2 개의 링크 아암들은 실질적으로 서로 평행하고, 외피의 회전축에 실질적으로 직각으로 2 개의 평면들상에서 지향되는 것을 특징으로 하는, 랫취가 제공된 요소의 잠금/잠금 해제 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,
    개별의 로드(18,23)들에 대한 링크 아암들의 결합은 외피 내부에서 수행되고, 외피에는 결합을 위하여 외피의 측벽에 배치된 개구(12)가 제공되고, 개구의 치수들은 링크 아암들의 소망된 간극에 적절하고 결과적으로 로드들의 소망되는 회전 각도에 적절한 것을 특징으로 하는, 랫취가 제공된 요소의 잠금/잠금 해제 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,
    외피(1)의 회전축을 따른 제 2 로드(18)의 병진은 문제가 되는 로드와 동일선(collinear)상에 있는 피스톤(16) 또는 미는 요소(pushing element)에 의해 제공되고, 소망되는 병진의 방향에 직각인 회전축을 가진 캠(15)에 의해 작동되고, 캠 자체는 전기 모터(10)에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는, 랫취가 제공된 요소의 잠금/잠금 해제 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항의 어느 한 항에 있어서,
    자동차의 안과 밖으로 배터리를 잠금/잠금 해제시키는 장치로서, 상기 배터리에는 활성 부분(34)이 제공된 랫취(32)가 제공되고, 활성 부분(34)은 상기 자동차내에서 상호 작용의 목적을 위해 제공된 하우징과 상호 작용할 수 있는, 자동차의 안과 밖으로 배터리를 잠금/잠금 해제시키는 장치.
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