JP2013176227A - 充電用コネクタ接続構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリ側コネクタからの外部電源側コネクタの無理な離脱によるバッテリ側コネクタ、外部電源側コネクタおよび充電ケーブルの損傷を防止できる、充電用コネクタ接続構造を提供する。
【解決手段】外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5に接続された状態で、ロック片23の爪部27が外部電源側コネクタ42に対して固定的に配置される。ロック片23は、コイルばね24によって弾性的に支持されており、コイルばね24の付勢力により、ロック片23の先端部が外部電源側コネクタ42に対して固定的に配置された状態が保持される。コイルばね24の付勢力に抗して、ロック片23が差し込み方向の上流側に移動されると、外部電源側コネクタ42に対するロック片23の先端部の固定配置状態が解除され、外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から離脱自在となる。
【選択図】図1
【解決手段】外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5に接続された状態で、ロック片23の爪部27が外部電源側コネクタ42に対して固定的に配置される。ロック片23は、コイルばね24によって弾性的に支持されており、コイルばね24の付勢力により、ロック片23の先端部が外部電源側コネクタ42に対して固定的に配置された状態が保持される。コイルばね24の付勢力に抗して、ロック片23が差し込み方向の上流側に移動されると、外部電源側コネクタ42に対するロック片23の先端部の固定配置状態が解除され、外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から離脱自在となる。
【選択図】図1
Description
本発明は、充電ケーブルの先端の外部電源側コネクタを車両に設けられたバッテリ側コネクタに接続して、外部電源から充電ケーブルを通して供給される電力で車両に搭載されたバッテリを充電するための充電用コネクタ接続構造に関する。
電気自動車やプラグインハイブリッドカーでは、急速充電用DC電源および家庭用電源(商用交流電源)などの外部電源からの電力でバッテリが充電される。
この充電のために、電気自動車などの車両には、バッテリ側コネクタが設けられている。バッテリ側コネクタは、ワイヤハーネスを介して、バッテリに接続されている。バッテリの充電の際には、外部電源から延びる充電ケーブルの先端の外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタに接続される。これにより、外部電源とバッテリとが電気的に接続され、外部電源からバッテリに電力が供給可能となる。
外部電源側コネクタとバッテリ側コネクタとの接続状態を確保するため、外部電源側コネクタをバッテリ側コネクタにロックするロック機構が設けられている。外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタにロックされたまま、車両が発進されると、外部電源側コネクタとバッテリ側コネクタとの接続が解除されないので、充電ケーブル、外部電源側コネクタ、バッテリ側コネクタおよびロック機構に大きな張力が作用し、ロック機構の破損などが生じる。そのため、電気自動車などの車両では、制御により、外部電源側コネクタとバッテリ側コネクタとが接続されている状態での車両の発進が禁止されている。
ところが、車両を駐車した部分に傾斜や段差がある場合、駐車後に車両が動いてしまうおそれがある。このとき、外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタに接続されていると、ロック機構などの損傷を生じる場合がある。
たとえば、バッテリ側コネクタとバッテリとを接続するワイヤハーネスが巻き取りリールに巻き取られており、充電プラグがこれを保持するグロメットから離脱されたときに、巻き取りリールからワイヤハーネスが送り出される構成が提案されている。この構成を採用することにより、外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタに接続された状態で車両が少し動いても、ロック機構などの損傷を防止することができる。
しかしながら、巻き取りリールへのワイヤハーネスの巻き取り長さ以上に車両が動くと、充電ケーブルおよびワイヤハーネスが延び切って、ロック機構などの損傷を生じるおそれがある。ワイヤハーネスの巻き取り長さを大きくすれば、ワイヤハーネスが延び切ることを防止できるが、巻き取りリールのサイズが大きくなったり、ワイヤハーネスが巻き取りリールから送り出されるときに引っかかったりするという別の問題が生じる。
本発明の目的は、バッテリ側コネクタからの外部電源側コネクタの無理な離脱によるバッテリ側コネクタ、外部電源側コネクタおよび充電ケーブルの損傷を防止できる、充電用コネクタ接続構造を提供することである。
前記の目的を達成するため、本発明に係る充電用コネクタ接続構造は、充電ケーブルの先端の外部電源側コネクタを車両に設けられたバッテリ側コネクタに接続して、外部電源から前記充電ケーブルを通して供給される電力で車載バッテリを充電するための構造である。前記充電用コネクタ接続構造は、前記バッテリ側コネクタに対する前記外部電源側コネクタの抜き差し方向と直交する方向に延びる揺動軸を中心に揺動可能、かつ、前記バッテリ側コネクタに対して前記抜き差し方向にスライド可能に設けられ、前記外部電源側コネクタが前記バッテリ側コネクタに接続された状態で、先端部が前記外部電源側コネクタに対して固定的に配置されるロック片と、前記ロック片を弾性的に支持するとともに、前記ロック片における前記揺動軸よりも前記先端部側の部分を前記バッテリ側コネクタに対する前記外部電源側コネクタの差し込み方向に付勢する弾性部材とを含む。前記充電用コネクタ接続構造では、前記ロック片が前記弾性部材の付勢力に抗して前記差し込み方向の上流側に移動されたときに、前記ロック片の前記先端部が前記外部電源側コネクタに対して固定的に配置された状態が解除される。
充電ケーブルの先端の外部電源側コネクタが車両のバッテリ側コネクタに接続されると、外部電源と車両に搭載されたバッテリとが電気的に接続されて、外部電源から充電ケーブルを通してバッテリに電力が供給可能となる。
外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタに接続された状態で、ロック片の先端部が外部電源側コネクタに対して固定的に配置される。ロック片は、弾性部材によって弾性的に支持されており、バッテリ側コネクタに対する外部電源側コネクタの抜き差し方向と直交する方向に延びる揺動軸を中心に揺動可能、かつ、バッテリ側コネクタに対して抜き差し方向にスライド可能に設けられている。
また、弾性部材は、ロック片における揺動軸よりも先端部側の部分をバッテリ側コネクタに対する外部電源側コネクタの差し込み方向に付勢している。この弾性部材の付勢力により、ロック片の先端部が外部電源側コネクタに対して固定的に配置された状態が保持される。そのため、外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタから容易に外れることを防止できる。
そして、弾性部材の付勢力に抗して、ロック片が差し込み方向の上流側に移動されると、外部電源側コネクタに対するロック片の先端部の固定配置状態が解除され、外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタから離脱自在となる。そのため、充電ケーブルが差し込み方向の上流側に不用意に引っ張られたときに、外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタから無理なく離脱する。よって、巻き取りリールを備える構成を採用せずに、バッテリ側コネクタからの外部電源側コネクタの無理な離脱によるバッテリ側コネクタ、外部電源側コネクタおよび充電ケーブルの損傷を防止することができる。
充電用コネクタ接続構造は、バッテリ側コネクタに対して抜き差し方向に移動可能に設けられて、一端部から前記バッテリ側コネクタを受け入れ、他端部から前記外部電源側コネクタを受け入れて、前記バッテリ側コネクタに前記外部電源側コネクタが接続された状態で、前記外部電源側コネクタが固定的に結合される中間部材を含んでいてもよい。この場合、ロック片の先端部が中間部材に係止することにより、ロック片の先端部がバッテリ側コネクタに対して固定的に配置されるとよい。
本発明によれば、外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタから抜き取られる方向に充電ケーブルが不用意に引っ張られても、外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタから無理なく離脱する。よって、バッテリ側コネクタからの外部電源側コネクタの無理な離脱によるバッテリ側コネクタ、外部電源側コネクタおよび充電ケーブルの損傷を防止することができる。
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る充電用コネクタ接続構造の断面図であり、外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタから離脱された状態を示す。図2は、本発明の一実施形態に係る充電用コネクタ接続構造の断面図であり、外部電源側コネクタがバッテリ側コネクタに接続された状態を示す。
充電用コネクタ接続構造1が採用される車両2は、電気自動車またはプラグインハイブリッドカーである。
車両2には、たとえば、走行用モータおよび発電機として機能するモータジェネレータ(図示せず)と、モータジェネレータに供給される電力を蓄積するバッテリ3とが備えられている。そして、車両2では、外部電源4から供給される電力でバッテリ3を充電できるようになっている。外部電源4は、たとえば、急速充電用DC電源である。
バッテリ3の充電のために、車両2には、バッテリ側コネクタ5が設けられている。
バッテリ側コネクタ5は、たとえば、円柱状の基端部6と、基端部6よりも小径な円柱状の先端部7とを一体的に有している。基端部6と先端部7との境界には、段差が生じている。
車両2の車体には、凹部8が形成されている。バッテリ側コネクタ5は、その基端部6が凹部8の底壁9に挿通された状態で保持され、先端部7が凹部8内に配置されている。また、車両2の車体には、凹部8内を開閉する充電口リッド(図示せず)が設けられている。
バッテリ側コネクタ5の先端部7には、ピン10が先端面から突出した状態で保持されている。各ピン10には、配線11が接続されている。所定の配線11は、車両2に搭載されたバッテリ3に接続されている。バッテリ3に接続されている配線11の途中部には、リレー12が介装されている。
凹部8内には、中間部材14が設けられている。
中間部材14は、略円筒状をなしている。中間部材14の一端部は、バッテリ側コネクタ5の先端部7の外径よりも大きく、バッテリ側コネクタ5の基端部6の外径よりも小さい内径を有している。中間部材14の他端部の外周面には、径方向に張り出す円環状の鍔部15が形成されている。また、中間部材14の外周面には、鍔部15よりも一端部側で中間部材14の中心を挟んで互いに対向する2つの位置に、それぞれ被係止突起16が形成されている。
また、凹部8内には、中間部材14をバッテリ側コネクタ5に固定するためのロック機構21が設けられている。
図3は、図1に示される切断線A−Aにおけるロック機構の断面図である。
ロック機構21は、図3に示されるように、2個の支持部22、2個のロック片23および4個のコイルばね24を含む。
支持部22は、半円弧板状をなしている。2個の支持部22は、一方の支持部22の両端部に他方の支持部22の両端部が間隔を空けて対向して、バッテリ側コネクタ5の基端部6の周囲を取り囲む円環状をなすように配置されている。
ロック片23は、2個の支持部22の各間に配置されている。ロック片23は、図1,2に示されるように、断面略L字状をなしている。ロック片23は、支持部22に沿って延びる連結部25と、連結部25の内側(支持部22の内周側)の端部から中間部材14の外周面と間隔を空けて中間部材14の他端部側に延びるアーム部26と、アーム部26の先端部から中間部材14側に突出する爪部27とを一体的に有している。
連結部25の外側の端部には、揺動軸28が挿通されている。そして、揺動軸28の両端部が支持部22に保持されることにより、ロック片23は、揺動軸28を支点として揺動可能に設けられている。
コイルばね24は、図3に示されるように、各支持部22および各ロック片23の連結部25に対する凹部8の開口側に1個ずつ配置されている。各支持部22に対向するコイルばね24の一端は、支持部22の円弧方向の中央部で内周寄りの位置に接続されている。また、各ロック片23の連結部25に対向するコイルばね24の一端は、連結部25における揺動軸28よりもアーム部26側の位置に接続されている。各コイルばね24の他端は、凹部8の側壁29から突出する板状のばね接続部31に接続されている。これにより、支持部23およびロック片23は、4個のコイルばね24によって弾性的に支持されている。
また、各ロック片23の連結部25とばね接続部31との間には、凹部8の側壁29から突出する板状の操作部32が設けられている。各操作部32は、ロック片23の連結部25における揺動軸28よりもアーム部26と反対側の部分と対向している。
図1,2に示されるように、外部電源4には、充電ケーブル41が接続されている。充電ケーブル41の先端には、バッテリ側コネクタ5に接続/離脱可能な外部電源側コネクタ42が設けられている。
外部電源側コネクタ42は、中間部材14の内径よりも小さい径を有する円柱状をなしている。外部電源側コネクタ42の外周面には、外部電源側コネクタ42の中心線を挟んで互いに対向する2つの位置に、それぞれ操作片支持部44が突出して形成されている。
各操作片支持部44には、ロック用操作片45が支持されている。ロック用操作片45は、バッテリ側コネクタ5に対する外部電源側コネクタ42の抜き差し方向に延びており、先端部が外部電源側コネクタ42側に屈曲した鉤状に形成されている。そして、ロック用操作片45は、先端部が外部電源側コネクタ42の外周面に対して接離するように揺動可能に設けられている。ロック用操作片45は、ばね(図示せず)により、先端部が外部電源側コネクタ42の外周面に近接する方向に付勢されている。
また、車両2には、マイクロコンピュータを含む構成のECU(電子制御ユニット)51が備えられている。
外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から離脱されている状態では、図1に示されるように、中間部材14の一端部内にバッテリ側コネクタ5の先端部7が挿入されて、中間部材14の一端面がバッテリ側コネクタ5の基端部6の端面に当接している。そして、この状態では、ロック機構21の各ロック片23の爪部27が被係止突起16に対して中間部材14の他端部側から当接して係止されている。また、コイルばね24の弾性力により、爪部27が被係止突起16を押圧している。これにより、中間部材14は、バッテリ側コネクタ5に固定的に設けられている。
また、外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から離脱されている状態では、リレー12が開かれている(オフにされている)。
外部電源側コネクタ42は、図2に示されるように、中間部材14内にその他端側から挿入されて、中間部材14内でバッテリ側コネクタ5に接続される。外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5に接続される過程で、ロック用操作片45の先端部が中間部材14の鍔部15に当接する。その後、外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5側にさらに移動されると、ロック用操作片45の先端部がばねによる付勢力に抗して外部電源側コネクタ42の外周面から離間する。そして、外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5に接続されると、ロック用操作片45の先端部は、鍔部15を乗り越えて、鍔部15に中間部材14の一端側から当接して係止される。これにより、外部電源側コネクタ42が中間部材14に固定され、中間部材14を介して、各ロック片23の爪部27が外部電源側コネクタ42に対して固定的に配置される。
外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5に接続されると、外部電源4とバッテリ3とが電気的に接続されて、外部電源4から充電ケーブル41などを通してバッテリ3に電力が供給可能となる。
ECU51には、外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5に接続されたことを検出する接続検出回路(図示せず)が内蔵されている。外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5に接続されたことが検出されると、ECU51により、リレー12が閉じられる(オンにされる)。
外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から離脱されるときには、各ロック用操作片45の基端部が外部電源コネクタ42側に押圧されて、ロック用操作片45の先端部が中間部材14の鍔部15に係止した状態が解除される。その後、各ロック用操作片45の基端部が押圧されたまま、外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から引き離される。
外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から離脱されると、ECU51により、リレー12が開かれる。
図4は、本発明の一実施形態に係る充電用コネクタ接続構造の断面図であり、外部電源側コネクタが中間部材と一体となってバッテリ側コネクタから離脱された状態を示す。
各ロック用操作片45が操作されずに、または、その操作が不完全で、各ロック用操作片45の先端部が中間部材14の鍔部15に形成した状態のまま、外部電源側コネクタ42にバッテリ側コネクタ5から離脱する方向の力が加えられた場合、中間部材14が外部電源側コネクタ42と一体的にその離脱方向に移動する。中間部材14の各被係止突起16にロック片23の爪部27が係止しているので、中間部材14の移動に伴って、コイルばね24の弾性力に抗して、ロック片23および支持部22が一体的に移動する。この移動が進むと、各ロック片23の連結部25が操作部32に当接する。その後、移動がさらに進むと、各ロック片23の連結部25が各操作部32によって押圧され、各ロック片23が揺動軸28を中心に回動して、各ロック片23の爪部27が被係止突起16から外れる。これにより、バッテリ側コネクタ5に対する中間部材14の固定が解除され、外部電源側コネクタ4がバッテリ側コネクタ5から離脱自在となる。
外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から離脱した状態では、リレー12が開かれているので、中間部材14がバッテリ側コネクタ5から離脱し、ピン10が露出しても、その露出したピン10にバッテリ3の高電圧が印加されることはない。
以上のように、充電ケーブル41の先端の外部電源側コネクタ42が車両2のバッテリ側コネクタ5に接続されると、外部電源4と車両に搭載されたバッテリ3とが電気的に接続されて、外部電源4から充電ケーブル41などを通してバッテリ3に電力が供給可能となる。
外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5に接続された状態で、ロック片23の爪部27が外部電源側コネクタ42に対して固定的に配置される。ロック片23は、コイルばね24によって弾性的に支持されており、バッテリ側コネクタ5に対する外部電源側コネクタ42の抜き差し方向と直交する方向に延びる揺動軸28を中心に揺動可能、かつ、バッテリ側コネクタ5に対して抜き差し方向にスライド可能に設けられている。
また、コイルばね24は、ロック片23における揺動軸28よりも先端部側の部分をバッテリ側コネクタ5に対する外部電源側コネクタ42の差し込み方向に付勢している。このコイルばね24の付勢力により、ロック片23の先端部が外部電源側コネクタ42に対して固定的に配置された状態が保持される。そのため、外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から容易に外れることを防止できる。
そして、コイルばね24の付勢力に抗して、ロック片23が差し込み方向の上流側に移動されると、外部電源側コネクタ42に対するロック片23の先端部の固定配置状態が解除され、外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から離脱自在となる。
そのため、充電ケーブル41がバッテリ側コネクタ5に対する外部電源側コネクタ42の離脱方向に不用意に引っ張られたときに、外部電源側コネクタ42がバッテリ側コネクタ5から無理なく離脱する。よって、巻き取りリールを備える構成を採用せずに、バッテリ側コネクタ5からの外部電源側コネクタ42の無理な離脱によるバッテリ側コネクタ5、充電ケーブル41および外部電源側コネクタ42の損傷を防止することができる。
また、支持部22およびロック片23がコイルばね24によって弾性的に支持されているので、外部電源側コネクタ42にその中心軸線に対して傾斜した方向の力が加えられても、中間部材14の移動により、少なくとも一方のロック片23の連結部25が操作部32に当接して押圧され、そのロック片23の爪部27が被係止突起16から外れて、バッテリ側コネクタ5に対する中間部材14の固定が解除される。よって、外部電源側コネクタ42をバッテリ側コネクタ5から無理なく離脱させることができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、外部電源側コネクタ42と中間部材14とが分離可能に結合される構成を取り上げたが、中間部材14は、外部電源側コネクタ42と一体的に形成されていてもよい。
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
1 充電用コネクタ接続構造
2 車両
3 バッテリ(車載バッテリ)
4 外部電源
5 バッテリ側コネクタ
23 ロック片
24 コイルばね(弾性部材)
28 揺動軸
41 充電ケーブル
42 外部電源側コネクタ
2 車両
3 バッテリ(車載バッテリ)
4 外部電源
5 バッテリ側コネクタ
23 ロック片
24 コイルばね(弾性部材)
28 揺動軸
41 充電ケーブル
42 外部電源側コネクタ
Claims (1)
- 充電ケーブルの先端の外部電源側コネクタを車両に設けられたバッテリ側コネクタに接続して、外部電源から前記充電ケーブルを通して供給される電力で車載バッテリを充電するための充電用コネクタ接続構造であって、
前記バッテリ側コネクタに対する前記外部電源側コネクタの抜き差し方向と直交する方向に延びる揺動軸を中心に揺動可能、かつ、前記バッテリ側コネクタに対して前記抜き差し方向にスライド可能に設けられ、前記外部電源側コネクタが前記バッテリ側コネクタに接続された状態で、先端部が前記外部電源側コネクタに対して固定的に配置されるロック片と、
前記ロック片を弾性的に支持するとともに、前記ロック片における前記揺動軸よりも前記先端部側の部分を前記バッテリ側コネクタに対する前記外部電源側コネクタの差し込み方向に付勢する弾性部材とを含み、
前記ロック片が前記弾性部材の付勢力に抗して前記差し込み方向の上流側に移動されたときに、前記ロック片の前記先端部が前記外部電源側コネクタに対して固定的に配置された状態が解除される、充電用コネクタ接続構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012039253A JP2013176227A (ja) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | 充電用コネクタ接続構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012039253A JP2013176227A (ja) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | 充電用コネクタ接続構造 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2012039253A Pending JP2013176227A (ja) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | 充電用コネクタ接続構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2013176227A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104795869A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-07-22 | 新乡学院 | 一种基于摆动缓冲导轨式电动汽车充电装置 |
JP2015133849A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 車両用充電装置 |
CN106809044A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-06-09 | 厦门市音绿洁源环保科技有限公司 | 一种高安全性的新能源汽车充电装置 |
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2012
- 2012-02-24 JP JP2012039253A patent/JP2013176227A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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