JP5480013B2 - 給電プラグのロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、給電対象に設けられるインレットと接続してバッテリに充電を行う給電プラグのロック装置に関する。

近年、車両からの排出ガスを少なく抑えることを目的として、各車両メーカでは、モータを駆動源とする電気自動車（ハイブリッド車も含む）の開発気運が非常に高くなってきている。このような電気自動車では、車両の動力源を駆動するためのバッテリの電力残量が少なくなる度に、例えば家庭や電気スタンド等においてバッテリに充電を行う必要がある。このことから、電気自動車にはユーザにも簡単に扱える様々な充電システムが設けられることになる。このようなシステムとしては、例えば特許文献１に示されるものが知られている。このシステムでは、例えば家庭の商用電源に繋がる給電プラグを接続可能としたインレット部を車両に設け、帰宅したときなどに駐車車両のインレット部に給電プラグを接続し、商用電源を車両に送り込むことによって車両のバッテリに充電を行う。給電プラグには係止爪が、インレット部には係合部がそれぞれ形成されており、両者が係合することにより、給電プラグとインレット部との接続が好適に維持される。給電プラグに設けられる操作部の操作に連動して係止爪が変位することにより、係合部との係合状態が解除される。これにより、給電プラグをインレット部から取り外し可能となる。

ところで、電気自動車のバッテリ充電には、急速充電の技術が開発されているといっても、ガソリン車のガソリン補給に比べて比較的長い時間を要する。特に、一般家庭に高速充電用の器具が備え付けられることはまれであるので、ユーザが自宅でバッテリ充電を行う場合には、家庭用電源に繋がる給電プラグを車両のインレット部に接続して充電を開始してから、その状態で車両を長時間放置するケースが少なくない。この場合、例えば給電中の車両から給電プラグを取り外して、同給電プラグを別の車両のインレット部に装着して盗電されたり、給電プラグやコンセントに使用されている金属を目的として給電プラグ自体が盗まれたりする可能性も想定される。

そこで、給電プラグがインレット部から不正に取り外されないようにするために、例えば給電プラグとインレット部との接続状態をロックするロック装置を給電プラグに搭載することが検討されている。このロック装置としては、次のような構成が考えられる。すなわち、モータを駆動源としてロック位置とアンロック位置との間を変位するロックバーを設ける。そして、給電プラグの係止爪とインレット部の係合部との係合が検出された際に、ロックバーをアンロック位置からロック位置へ自動的に変位させて、このロックバーで係止爪の動きをロックする。これにより、係止爪がロック状態となって、係止爪と係合部との係合が解除できなくなるため、給電プラグをインレット部から引き抜くことができなくなる。所定のアンロック条件の成立が検出されると、ロックバーをロック位置からアンロック位置へ自動的に変位させて係止爪の動きを解放する。これにより、給電プラグの操作部への操作を通じて係止爪と係合部との係合を解除することができる。すなわち、給電プラグをインレット部から取り外し可能となる。

特開平９−１６１８９８号公報

ところで、このように構成されたロック装置では、ロックバーによって係止爪の動きをロックするため、係止爪のロック状態を解除する際、ロックバーと係止爪との摺動抵抗が大きくなる場合がある。例えば、ユーザにより給電プラグの操作部が強く操作された状態でアンロック条件が成立する場合が考えられる。この場合、係止爪がロックバーに強く押し当てられた状態でロックバーがアンロック位置へ変位しようとするので摺動抵抗が大きくなる。また、ロックバーと係止爪との間に異物等が介在する場合も考えられる。このようにロックバーの摺動抵抗が大きくなるとロック装置の駆動源であるモータにかかる負荷も増大する。

本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、通常のロック解除時よりも大きな負荷がかかった状態で駆動源が動作することを抑制することができる給電プラグのロック装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、給電プラグと給電対象に設けられるインレットとを接続した際に、両者の一方に設けられた係止爪と他方に設けられた係合部とが係合することによって両者の接続状態が維持される一方で、前記給電プラグに設けられた操作部の操作に連動して前記係合部との係合が解除される方向へ前記係止爪が変位することによって両者の接続が解除可能とされ、駆動源の駆動力により前記係止爪の前記係合部との係合が解除される方向への変位を規制するロック位置と前記係止爪の当該変位を許容するアンロック位置との間を変位するロック部材を備えた給電プラグのロック装置において、前記ロック部材が前記ロック位置から前記アンロック位置まで変位するのに十分な時間に設定された所定時間以内で前記ロック部材が前記ロック位置から前記アンロック位置へ変位した場合には前記ロック部材が正常に変位した旨を、前記ロック部材が前記ロック位置から前記アンロック位置へ変位している間に前記所定時間を経過した場合には前記ロック部材が正常に変位できない旨を、それぞれ報知する報知手段を備えたことを要旨とする。

本構成の給電プラグのロック装置では、給電プラグとインレットとが接続しているとき、すなわち係合部と係止爪とが係合しているときに、ロック部材がロック位置に変位することによって、操作部の操作に伴う係止爪の変位が規制される。この係止爪の規制は、ロック部材に当接することによってなされる。このような構成では、駆動源に通常時よりも増大した負荷がかかる虞がある。例えば、ユーザが操作部を操作している状態で、駆動源が駆動して、ロック部材をアンロック位置に変位させる場合が考えられる。すると、ロック部材と係止爪とが当接していることから、両者の間には、ロック部材の移動に伴う摺動抵抗が発生する。このような状態では、駆動源に通常時よりも大きな負荷がかかるばかりでなく、ロック部材がアンロック位置に変位できずに給電プラグとインレットとの接続を解除できない虞もある。

この点、同構成によれば、報知手段からの報知によって、ロック部材がロック位置からアンロック位置へ正常に変位したか否かをユーザに認識させることができる。また、報知手段からのロック部材がロック位置からアンロック位置へ正常に変位していない旨の報知を通じて、その旨を認識させるとともに、ロック部材を変位させる駆動源に通常時よりも負荷がかかることを認識させることができる。そして、操作部への操作を緩める等、ロック部材がロック位置からアンロック位置へ正常に変位できない要因を取り除く行動をユーザに促して、駆動源に通常使用時以上に負荷がかかることを抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の給電プラグのロック装置において、前記報知手段は、前記ロック部材が前記ロック位置にあることを報知することを要旨とする。
同構成によれば、アンロックされるべきである状況であるにもかかわらず、ロック部材がロック位置にあることをユーザが認識することによって、給電プラグとインレットとの接続の解除ができない異常状態であることをユーザに認識させることができる。従って、ユーザの操作部への操作を緩める等の動作等を促すことができる。これにより、操作部が操作されて係止爪とロック部材とが当接することが抑制されて、駆動源に通常使用時以上に負荷がかかることを抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の給電プラグのロック装置において、前記報知手段は、光源であって、前記光源は、前記給電プラグ、前記インレット、又は前記インレットの近傍に設けられ、点灯又は点滅を通じて、前記ロック部材が少なくとも前記ロック位置にある旨を報知することを要旨とする。

同構成によれば、ユーザは、光源の点灯又は点滅を通じて、視覚的にロック部材の位置を認識することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の給電プラグのロック装置において、前記給電対象は車両であって、前記ロック部材のロック位置は、前記係止爪との係合を通じて前記給電プラグと前記インレットとの接続を規制する位置でもあり、前記ロック部材は、前記給電プラグと前記インレットとの接続が解除された後、前記アンロック位置から前記ロック位置に変位することを要旨とする。

本発明によるように、例えば、インレットが車両に設けられた場合に、当該車両が走行可能な状態のときに給電プラグとインレットとが接続されると、車両に給電プラグが接続されたまま走行することになる。通常、給電プラグは、固定された電源に繋がっているものであることから、車両の走行によって、給電プラグとインレットとの間に機械的な負荷がかかることが懸念される。このような状況を回避するために、本発明では、給電プラグとインレットとが接続されていない場合であっても、ロック部材をロック位置に変位させるようにしている。すなわち、給電プラグをインレットに接続させようとしても係止爪がロック部材と当接して給電プラグとインレットとの接続ができないようになっている。しかし、この状態、すなわち給電プラグをインレットに接続しようとして係止爪がロック部材と当接したまま、駆動源が駆動してロック部材をアンロック位置へ変位させようとすると、係止爪とロック部材との間の摺動抵抗によって、駆動源に通常時以上の負荷がかかることが予想される。この点、本発明によれば、給電プラグとインレットとの接続が解除されているとき、ロック部材がロック位置にある旨が報知手段により報知される。これにより、ユーザに給電プラグをインレットへ接続する操作の抑制を促す。これにより、係止爪とロック部材とが係合した状態のまま駆動源が動作する状況の発生が抑制されて、駆動源に通常時以上の負荷がかかることを抑制することができる。

本発明では、通常のロック解除時よりも大きな負荷がかかった状態で駆動源が動作することを抑制することができる給電プラグのロック装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を示す充電システム及び電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。 同実施形態の給電プラグの概略構成を示す部分断面図。 同実施形態のインレット部及びロック装置の概略構成を示す断面図。 同実施形態のロック装置の分解斜視図。 同実施形態の給電プラグとインレット部との接続態様を示す斜視図。 同実施形態のロック装置がアンロック状態の場合における給電プラグの係止爪が係合したインレット部の横断面図。 図６におけるＡ−Ａ線に沿った断面図。 同実施形態のロック装置がロック状態の場合における給電プラグの係止爪が係合したインレット部の横断面図。 図８におけるＡ−Ａ線に沿った断面図。 同実施形態のロック装置の制御手順を示すフローチャート。

以下、本発明をプラグインハイブリッド車に具体化した給電プラグのロック装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ハイブリッド式の車両１には、駆動輪２の駆動源としてエンジンとモータとの駆動力を組み合わせて使用するハイブリッドシステム３が備えられている。このハイブリッドシステム３には、バッテリ４が接続されている。

ハイブリッドシステム３は、エンジンの動力のみを機械的に駆動輪２に伝えて走行するモード、エンジン及びモータの双方で駆動輪２を直接駆動するモード、及びエンジンを使用せずにモータのみで走行するモードを有し、車両の走行状態等に応じて各種走行モードを切り替える。また、ハイブリッドシステム３は、エンジンの動力によってバッテリ４に充電するモード、駆動輪２の制動力をモータによって電力に変換してバッテリ４に充電するモードを有し、車両の走行状態等に応じて各種充電モードを切り替える。車両１は、ハイブリッドシステム３によって切り替わる各種走行モードに応じて走行したり、各種充電モードに応じてバッテリ４へ充電したりする。

バッテリ４には、インレット部５がコンバータ６を介して接続されている。このインレット部５は、車両１の外部電源（交流電源）６１と充電装置６２を介して接続された給電プラグ１０を挿し込むコネクタ部品であって、例えば車両１の前部側面にガソリン車の給油口と同様の態様で搭載されている。充電装置６２は、給電プラグ１０がインレット部５に挿入された場合に、その旨示す接続信号を車両１へ発信する。コンバータ６は、給電プラグ１０からインレット部５を介して送り込まれた交流電圧を直流電圧に変換し、この変換した直流電圧をバッテリ４に送る。こうして、外部電源６１からバッテリ４に充電される。

車両１には、例えばユーザが実際に車両キーを操作しなくてもドアの施錠及び解錠等の車両制御が実行される電子キーシステム７０が搭載されている。この電子キーシステム７０では、車両１とユーザに携帯される車両キーとしての電子キー８０との間の無線通信を通じて車両制御が実行される。

電子キーシステム７０を以下に詳細に説明する。車両１に搭載される照合ＥＣＵ７１には、車両１の各ドアに埋設されて車外にＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号を発信する車外ＬＦ発信機７２と、車内床下に埋設されて車内にＬＦ帯の無線信号を発信する車内ＬＦ発信機７３と、車内後部の車体に埋設されてＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号を受信するＵＨＦ受信機７４とが接続されている。なお、照合ＥＣＵ７１は、電子キー８０に対応する固有のＩＤコードが記憶されたメモリ７１ａを備えている。

一方、電子キー８０に搭載される通信制御部８１には、ＬＦ帯の信号を受信するＬＦ受信部８２と、通信制御部８１の指令に従いＵＨＦ帯の信号を発信するＵＨＦ発信部８３とが接続されている。通信制御部８１は、電子キー８０固有のＩＤコードが記憶されたメモリ８１ａを備えている。

照合ＥＣＵ７１は、車外ＬＦ発信機７２からリクエスト信号Ｓｒｑを間欠的に発信させて、車両１の周辺に通信エリアを形成する。電子キー８０を携帯したユーザがこの通信エリアに入り込む等してリクエスト信号ＳｒｑをＬＦ受信部８２が受信すると、通信制御部８１はリクエスト信号Ｓｒｑに応答する形でＵＨＦ発信部８３から自身のメモリ８１ａに登録されたＩＤコードを含ませたＩＤコード信号Ｓｉｄを返信する。照合ＥＣＵ７１は、ＵＨＦ受信機７４でＩＤコード信号Ｓｉｄを受信すると、自身のメモリ７１ａに登録されたＩＤコードと電子キー８０のＩＤコードとのＩＤ照合（車外照合）を行う。そして、照合ＥＣＵ７１は、車外照合が成立すると、図示しないドアロック装置によるドアの解錠を許可又は実行する。

照合ＥＣＵ７１は、車外照合が成立してドアが解錠された後に、車内ＬＦ発信機７３からリクエスト信号Ｓｒｑを発信して車内全域に車内通信エリアを形成する。電子キー８０を携帯したユーザがこの車内通信エリアに入り込む等してリクエスト信号ＳｒｑをＬＦ受信部８２が受信すると、通信制御部８１は、ＵＨＦ発信部８３から自身のメモリ８１ａに登録されたＩＤコードを含ませたＩＤコード信号Ｓｉｄを返信する。照合ＥＣＵ７１は、ＵＨＦ受信機７４でＩＤコード信号Ｓｉｄを受信すると、自身のメモリ７１ａに登録されたＩＤコードと電子キー８０のＩＤコードとのＩＤ照合（車内照合）を行う。照合ＥＣＵ７１は、車内照合が成立すると、ハイブリッドシステム３の始動を許可する。

本実施形態では、車両１に外部電源６１から充電する際にも電子キーシステム７０によるＩＤコードの照合が行われる。車両１には、充電に関わる制御を行う充電ＥＣＵ７５が設けられている。充電ＥＣＵ７５は、図示しない車内ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して照合ＥＣＵ７１と通信可能であるとともに、この通信を利用して照合ＥＣＵ７１におけるＩＤ照合の成立結果を確認することができる。また、充電ＥＣＵ７５は、車両１に設けられた取り外しスイッチ７６と電気的に接続されている。さらに、充電ＥＣＵ７５は、バッテリ４及びインレット部５に設けられたロック装置２０と電気的に接続されている。充電ＥＣＵ７５は、タイマ７５ａを内蔵し、ロック装置２０の作動時間を計測する。この充電ＥＣＵ７５が計測する作動時間とは、ロック装置２０がロック状態からアンロック状態に切り替わる時間である。ロック装置２０は、インレット部５と給電プラグ１０との接続又は接続解除を許容するアンロック状態と、両者の接続又は接続解除を規制するロック状態の２つの状態をとる。通常、ロック装置２０はロック状態に維持される。充電ＥＣＵ７５は、ロック装置２０のロック／アンロックを車外照合の成立結果によって切り替える。充電ＥＣＵ７５は、照合ＥＣＵ７１における車外照合が成立したことを確認して、ロック装置２０をアンロック状態に切り替えてバッテリ４への充電を許可する。このとき、充電ＥＣＵ７５は、インレット部５と給電プラグ１０とが接続されて、充電装置６２からの接続信号を受信すると、コンバータ６の制御を通じて、外部電源６１からバッテリ４への充電を開始する。従って、電子キー８０を携帯しない第３者には、ロック装置２０のロックを解除できない。なお、車外通信エリアは、車両周囲の全域に亘り形成されるので、車両１の前部側面に設けられたインレット部５の前にユーザが電子キー８０を携帯して立つことにより、車外照合は問題なく実行される。

図２に示すように、給電プラグ１０のプラグ本体１１の基端１１ａには、外部電源６１（図１参照）と接続されるケーブル１２が接続されている。プラグ本体１１には、ユーザが把持するグリップ部１３が形成されている。プラグ本体１１の先端１１ｂには、インレット部５に嵌着される円筒状の嵌着部１４が形成されている。嵌着部１４の内部には、複数の接続端子１５が設けられている。接続端子１５は、電力の伝送経路となるパワー端子や、各種制御指令の通信経路となる制御端子等を備える。

この嵌着部１４の上部には、給電プラグ１０とインレット部５とが接続された際に、両者の接続状態を好適に維持するための係止爪１６が設けられている。係止爪１６は、プラグ本体１１の内部に設けられた軸を中心として回動可能に設けられている。係止爪１６は、図２に実線で示す第１の位置と２点鎖線で示す第２の位置との間を変位する。第１の位置は、給電プラグ１０とインレット部５とが接続された際にインレット部５の一部に係合して、両者の接続状態を好適に保持する位置である。また、第２の位置は、インレット部５の一部との係合が解除されて、給電プラグ１０をインレット部５から取り外すことが可能となる位置である。なお、係止爪１６は、通常時において第１の位置に弾性保持されるとともに、プラグ本体１１の上部に設けられた操作部１７を押し操作すると第２の位置（傾動状態）へ変位する。操作部１７の操作が解除されると、係止爪１６は第１の位置へ弾性復帰する。

図３に示すように、インレット部５のインレット本体５ａには、給電プラグ１０をインレット部５に接続する際に、嵌着部１４が挿入される円筒部５ｂが形成されている。そして、円筒部５ｂの内部には、複数の接続端子２９が設けられている。接続端子２９は、電力の伝送経路となるパワー端子や、各種制御指令の通信経路となる制御端子等を備える。嵌着部１４が円筒部５ｂに挿入された際、同円筒部５ｂのパワー端子には嵌着部１４のパワー端子が、円筒部５ｂの制御端子には嵌着部１４の制御端子がそれぞれ接続される。

図３に示すように、インレット本体５ａの外周面上部には、係止爪１６と係合する係合部２１が形成されている。係合部２１のプラグ挿入側には、斜面５ｃが形成されている。係合部２１は、係止爪１６の挿入及び傾動を許容する係合凹部２１ａを有する。係止爪１６は、係合凹部２１ａのプラグ挿入側の内面２１ｂに係合する。これにより、給電プラグ１０のインレット部５に対する引き抜き方向への変位が規制される。インレット本体５ａの上部には、係合部２１と係合する係止爪１６のロック／アンロックを切り替えるロック装置２０が固定されている。

図４に示すように、ロック装置２０は、直方体状のケース３１を備える。ケース３１は、同ケース３１の上部、前部及び下部の３部を形成するコの字板状のケース本体３２と、ケース３１の後部及び右側部の２部を形成してケース本体３２を閉蓋するＬ字板状の第１蓋部３３と、ケース３１の左側部を形成してケース本体３２を閉蓋する第２蓋部３４とを備える。ケース３１の後部にあたる第１蓋部３３の外側面には、充電ＥＣＵ７５（図１参照）と電気的に接続されるコネクタ３５が設けられている。

ケース本体３２の内部には、モータ収容部３２ａと、部材収容部３２ｂとが仕切壁３２ｃを挟んで形成されている。モータ収容部３２ａには、モータ２２が収容されている。モータ２２は、２個の螺子３６によって仕切壁３２ｃに固定されている。モータ２２の駆動軸２２ａは、仕切壁３２ｃに形成された貫通孔３２ｄに挿入されて部材収容部３２ｂの内部に突出している。モータ２２の駆動軸２２ａには、該駆動軸２２ａと同軸方向に伸びる円柱状の伝達部材（ギヤ付きシャフト）２５が固定されている。伝達部材２５のモータ２２側の端部２５ｂは、貫通孔３２ｄに軸受２４を介して軸支されている。伝達部材２５の端部２５ｂと反対側の端部２５ｃは、第２蓋部３４に形成された軸受部３４ａに軸支されている。伝達部材２５の中央部の外周には、周方向に沿って雄螺子部２５ａが形成されている。

伝達部材２５には、管状のストッパ２６が螺合されている。ストッパ２６の内周面には、伝達部材２５の雄螺子部２５ａと螺合する雌螺子部２６ａが形成されている。ストッパ２６の下部には、その軸方向の往復直線運動を案内するレール２６ｄが形成されている。レール２６ｄは、ケース本体３２（部材収容部３２ｂ）の内面下部に形成されたレール溝３２ｆに嵌装されている。これにより、ストッパ２６のケース本体３２に対する相対回転が規制される。このため、伝達部材２５がモータ２２によって回転すると、ストッパ２６は、伝達部材２５の軸方向、すなわちレール溝３２ｆに沿って直線移動する。

ストッパ２６のコネクタ３５側には、磁石収容部２６ｂが形成されている。磁石収容部２６ｂには、磁石２７が収容されている。第１蓋部３３の内面に取着された基盤３７には、第１ホール素子３８と第２ホール素子３９とが設置されている。これら第１ホール素子３８及び第２ホール素子３９は、伝達部材２５の軸方向と平行となるようにそれぞれ設置されている。なお、第１ホール素子３８はストッパ２６が最も第２蓋部３４側に変位したときの磁石２７に、第２ホール素子３９はストッパ２６が最もモータ２２側に変位したときの磁石２７にそれぞれ対向するように配置されている。これら第１ホール素子３８及び第２ホール素子３９は、基盤３７を介してコネクタ３５の接続端子２９（制御端子）に電気的に接続されている。つまり、第１ホール素子３８及び第２ホール素子３９が検出する磁界の変化は充電ＥＣＵ７５によって検出される。また、モータ２２も基盤３７を介してコネクタ３５の接続端子２９（制御端子）に電気的に接続されている。つまり、モータ２２は、充電ＥＣＵ７５によって制御される。充電ＥＣＵ７５は、第１ホール素子３８及び第２ホール素子３９における検出結果に基づいて、モータ２２の駆動を制御する。

ケース本体３２（部材収容部３２ｂ）の内部において、レール溝３２ｆの上側の部分には、これに沿って延びるロックバー誘導溝３２ｇが形成されている。このロックバー誘導溝３２ｇには、板状のロックバー２３が摺動可能に挿入されている。ロック部材としてのロックバー２３の中央部には、緩衝孔２３ａが形成されている。ロックバー２３は、伝達部材２５の軸方向へ延びる長孔状をなす。この緩衝孔２３ａには、ストッパ２６のレール２６ｄが上方から挿入されている。レール２６ｄと緩衝孔２３ａとの間には、伝達部材２５の軸方向において隙間２３ｂが形成される。

図６に示すように、ロックバー誘導溝３２ｇは、ケース本体３２に形成された突出孔３２ｋを介して外部に開放されている。ロックバー２３は、そのモータ２２側（右側）の端部が、外部に突出可能とされている。図７に示すように、突出孔３２ｋから突出するロックバー２３の上面は、ケース本体３２の下面に形成された案内面３２ｈに摺動案内される。

ロックバー２３の第２蓋部３４側の側面には、ばね取付部２３ｃが突出して形成されている。ばね取付部２３ｃには、ばね２８の一端が取り付けられるとともに、他端は第２蓋部３４の内面に形成された凹部３４ｂに固定されている。ばね２８は、ロックバー２３をモータ２２の軸方向に沿って第２蓋部３４から離間する方向へ常時付勢する。ロックバー２３の第２蓋部３４から離間する方向への変位は、緩衝孔２３ａの第２蓋部３４側の端部がレール２６ｄに当接することにより規制される。すなわち、ばね２８の弾性力によりロックバー２３は、常時その緩衝孔２３ａの第２蓋部３４側（左側）の端部が、レール２６ｄの根元に当接した状態に維持される。従って、ストッパ２６がモータ２２側へ変位すると、これに追従してロックバー２３は、ばね２８の弾性力によって緩衝孔２３ａの第２蓋部３４側の端部がレール２６ｄに当接した状態を保ちつつ、モータ２２側へ変位する。反対に、ストッパ２６が第２蓋部３４側へ変位すると、レール２６ｄと緩衝孔２３ａの第２蓋部３４側の端部との当接を通じて、ロックバー２３は、ばね２８の弾性力に抗してストッパ２６と一体となって第２蓋部３４側へ変位する。

ロックバー２３は、図６に示すアンロック位置と図８に示すロック位置との間を変位する。ロック位置は、ロックバー２３がケース本体３２の外部に突出するとともに、これが係合部２１（係合凹部２１ａ）の上方に存在する位置である。ロックバー２３がこのロック位置にあるとき、給電プラグ１０（図２参照）の係止爪１６の上方（係合部２１に対する係合が解除される方向）への変位は、係止爪１６の上部がロックバー２３の下面に当接することにより規制される。すなわち、係止爪１６は、操作部１７の操作を通じた第１の位置（係合状態）から第２の位置（係合解除状態）への変位が規制されるロック状態となる。また、ロック位置は、給電プラグ１０をインレット部５に挿入する際に係止爪１６の先端がロックバー２３に当接して給電プラグ１０のインレット部５への挿入を規制する位置でもある。一方、アンロック位置は、ロックバー２３がロックバー誘導溝３２ｇ内に完全に収容される位置である。ロックバー２３がこのアンロック位置にあるとき、係止爪１６は、操作部１７の操作を通じて第１の位置から第２の位置への変位が許容されるアンロック状態となる。なお、ロックバー２３がロック位置にあるとき、ストッパ２６の磁石２７は第２ホール素子３９と対応し、同じくアンロック位置にあるとき、磁石２７は第１ホール素子３８と対応する。

図４及び図５に示すように、ケース本体３２の前部側面には、右側に赤色ＬＥＤ（発光ダイオード）４０、左側に青色ＬＥＤ４１が外部から視認できるように設けられている。この両ＬＥＤ４０，４１は、基盤３７及びコネクタ３５を介して充電ＥＣＵ７５に接続されている。充電ＥＣＵ７５は、係止爪１６のアンロックを検出する第１ホール素子３８が磁石２７の磁力の検知をした場合に青色ＬＥＤ４１を、ロック位置を検出する第２ホール素子３９が磁石２７の磁力を検知した場合に赤色ＬＥＤ４０を、それぞれ点灯させる。ユーザは、両ＬＥＤ４０，４０の点灯状態により係止爪１６のロック／アンロック状態を認識可能となる。

次に、給電プラグ１０からバッテリ４に充電を行うときの、ロック装置２０の動作について説明する。なお、充電を行う前提として、車両１が停止した状態であって上述した車外照合が成立すると、ロックバー２３はアンロック位置に変位している。

図５に示すように嵌着部１４と円筒部５ｂ、係止爪１６と係合部２１の係合凹部２１ａとの位置を合わせた状態で給電プラグ１０をインレット部５側へ動かす。図７に示すように、係止爪１６は、これを第１の位置に保持しようとする弾性力に抗して斜面５ｃに案内されて上方へ変位する。そして、更に給電プラグ１０をインレット部５側へ動かすと、同図にて２点鎖線で示すように、係止爪１６は、斜面５ｃを乗り越えて係合凹部２１ａに至る。すると、係止爪１６はこれを第１の位置に保持しようとする弾性力により下方へ変位して係合凹部２１ａの内面に係合する（図７の実線）。このとき、給電プラグ１０の接続端子１５とインレット部５の接続端子２９とが好適に接続された状態となる。これにより、給電プラグ１０とインレット部５とが電気的に接続された状態となる。

給電プラグ１０とインレット部５とが接続されると、充電ＥＣＵ７５は、充電装置６２からの接続信号を受信する。接続信号の受信を通じて充電ＥＣＵ７５は、給電プラグ１０とインレット部５との接続を認識する。そして、充電ＥＣＵ７５は、外部電源６１からバッテリ４への充電を開始するとともに、ロックバー２３をロック位置へ変位させるべくモータ２２へ駆動信号を出力する。このようにして、充電ＥＣＵ７５は、係止爪１６のロック動作を開始する。

モータ２２が駆動すると、この駆動力によって伝達部材２５が回転する。伝達部材２５の回転運動は、伝達部材２５の雄螺子部２５ａとストッパ２６の雌螺子部２６ａとの螺合によって、ストッパ２６の軸方向の直進運動に変換される。従って、ストッパ２６（レール２６ｄ）は、ケース３１のモータ２２側、すなわちロック側への直進運動を開始する。ロックバー２３は、ばね２８の弾性力によりモータ２２側へ常時付勢されているので、自身の緩衝孔２３ａの内面がレール２６ｄに当接した状態を保ちつつ、ストッパ２６とともに、ロック位置に向かって直進移動する。

そして、ロックバー２３がロック位置、すなわちストッパ２６の磁石２７が第２ホール素子３９に対向する位置に移動すると、これが第２ホール素子３９により検出される。充電ＥＣＵ７５は、第２ホール素子３９を通じてロックバー２３がロック位置に到達したことを検出すると、モータ２２の駆動を停止させる。ロックバー２３は、図８及び図９に示すように、ロック位置に保たれる。また、充電ＥＣＵ７５は、赤色ＬＥＤ４０を点灯させる。これにより、係止爪１６がロックされた状態である旨、ユーザは視覚を通じて認識可能となる。

このように、係止爪１６がロック状態に保たれている場合に、例えば第三者等が給電プラグ１０をインレット部５から取り外そうとして、操作部１７の操作を行ったとする。これに伴い係止爪１６は上方に変位しようとする。しかし、係止爪１６の上方にはロックバー２３が位置しているので、係止爪１６が上方に持ち上がろうとしても、ロックバー２３によってこの動きが規制され、係止爪１６は係合部２１に引っ掛かった状態を維持する。これにより、第三者等が給電プラグ１０を取り外そうとしても、係止爪１６と係合部２１との係合を解除できないので、給電プラグ１０の不正取り外しが防止される。

給電プラグ１０とインレット部５との接続を解除するには、取り外しスイッチ７６を操作する。充電ＥＣＵ７５は、車外照合の成立が検出された状態で取り外しスイッチ７６の操作を検出すると、モータ２２に逆回転の駆動信号を出力して、係止爪１６のアンロック動作を開始する。

モータ２２が逆回転駆動すると、この駆動力により伝達部材２５がロックのときと逆方向に回転して、ストッパ２６がアンロック側に直進移動する。この際、ロックバー２３は、自身の緩衝孔２３ａを介してストッパ２６によってアンロック側に押されることにより、ばね２８の弾性力に抗して、アンロック位置に向かって直進移動する。

そして、ロックバー２３がアンロック位置、すなわちストッパ２６の磁石２７が第１ホール素子３８に対向する位置に移動すると、これが第１ホール素子３８により検出される。充電ＥＣＵ７５は第１ホール素子３８を通じてロックバー２３がアンロック位置に到達した旨を検出すると、モータ２２の駆動を停止させる。ロックバー２３はアンロック位置に保たれる。また、充電ＥＣＵ７５は、青色ＬＥＤ４１を点灯させる。これにより、図６及び図７に示すように、ロックバー２３は、部材収容部３２ｂ内に収容されて、係止爪１６の上部にロックバー２３が位置する状態が解除される。操作部１７の押し操作により係止爪１６を開き操作することが可能となるので、係止爪１６を開いて、給電プラグ１０をインレット部５から取り外すことが可能となる。

車両１の駆動源（エンジン又はモータの少なくとも一方）が始動して、同駆動源の駆動力が駆動輪２に伝達できる状態となった場合、これを検出した充電ＥＣＵ７５は、再度モータ２２を順回転駆動させて、ロックバー２３をロック位置に変位させ、この状態を保持する。また、充電ＥＣＵ７５は、赤色ＬＥＤ４０を点灯させる。これにより、インレット部５へ給電プラグ１０を挿入しようとしても、斜面５ｃによって案内される係止爪１６の先端部がロックバー２３と当接する。従って、これ以上の給電プラグ１０の挿入ができない。これにより、車両１の駆動源が始動している状態では、インレット部５と給電プラグ１０との接続が不可となる。ユーザは、このことを、赤色ＬＥＤ４０が点灯していることから認識することができる。また、給電プラグ１０とインレット部５とが接続されている旨検出される場合には、照合ＥＣＵ７１は、ハイブリッドシステム３の始動を禁止する。このため、給電プラグ１０がインレット部５に挿入されたまま、車両１が走行することはできない。

ところで、例えば図８に示すロック状態において、ロックバー２３をアンロック位置へ変位させる際に、ロックバー２３が完全にアンロック位置に変位していないにもかかわらずユーザが操作部１７を押し操作して係止爪１６を開き状態に移行させようとすることが想定される。また、係止爪とロックバー２３との間にゴミや埃等が堆積することも想定される。この場合、ロックバー２３と係止爪１６（ゴミ、埃等）との摺動抵抗が増大することにより、モータ２２の駆動力ではロックバー２３をアンロック位置へ変位させることが難しくなることが想定される。このような場合、モータ２２に通常作動時以上の負荷がかかることになる。これを抑制するために、充電ＥＣＵ７５は、ロック解除時において次のような制御を実行する。この制御は、図１０に示すフローチャートに従って実行される。なお、ロック状態では赤色ＬＥＤ４０が点灯した状態である。

図１０に示すように、取り外しスイッチ７６が操作されてこの制御がスタートすると、充電ＥＣＵ７５は、モータ２２を駆動させる（ステップＳ１）。そして、充電ＥＣＵ７５は、内蔵されたタイマ７５ａを作動させる（ステップＳ２）。次に、充電ＥＣＵ７５は、モータ２２の駆動時間Ｔが所定時間Ｔ１以内であるかどうかを判断する（ステップＳ３）。この所定時間Ｔ１は、モータ２２が駆動してロックバー２３をロック位置からアンロック位置へ変位させるのに十分な時間に設定される。また所定時間Ｔ１は、何らかの原因によりロックバー２３がアンロック位置へ移動できずに、モータ２２へ大きな負荷がかかった際に、モータ２２がこの負荷に耐えうる時間に設定される。

充電ＥＣＵ７５は、モータ２２の駆動時間Ｔが所定時間Ｔ１以内と判断すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、第１ホール素子３８が磁石２７の磁力を感知したか、すなわちロックバー２３がアンロック位置に移動したかどうかを判断する（ステップＳ４）。充電ＥＣＵ７５は、ロックバー２３のアンロック位置への移動を検知できなかった場合（ステップＳ４でＮＯ）、赤色及び青色の両ＬＥＤ４０，４１を点滅させて（ステップＳ５）、再度ステップＳ３へ処理を移行する。ユーザは、両ＬＥＤ４０，４１の点滅を通じて正常にアンロック動作が行われている、すなわちモータ２２が正常に駆動していることを認識することが可能である。

ステップＳ４において、充電ＥＣＵ７５は、ロックバー２３のアンロック位置への移動を検知した場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、モータ２２の駆動を停止させるとともに（ステップＳ６）、青色ＬＥＤ４１を点灯させる（ステップＳ７）。ユーザは、青色ＬＥＤ４１の点灯を通じて、ロックバー２３がアンロック位置へ移動したこと、すなわち係止爪１６の上方への変位が可能となって給電プラグ１０をインレット部５から引き抜くことができることを認識することが可能である。そして、このフローチャートを終了する。

ステップＳ３において、モータ２２の駆動時間Ｔが所定時間Ｔ１を超えたと判断された場合には（ステップＳ３でＮＯ）、充電ＥＣＵ７５は、モータ２２の駆動を停止させるとともに（ステップＳ８）、赤色ＬＥＤ４０を点滅させる（ステップＳ９）。ユーザは、赤色ＬＥＤ４０の点滅を通じて、ロックバー２３がアンロック位置へ移動できなかったこと、すなわちロックバー２３が何らかの原因によって変位できないことを認識することが可能である。そして、このフローチャートを終了する。

このように、本実施形態では、例えば、ユーザにより給電プラグ１０の操作部１７が強く操作されて係止爪１６がロックバー２３に強く押し当てられた状態となっても、赤色ＬＥＤ４０が点滅することによって、異常の発生、すなわち給電プラグ１０とインレットとの接続が解除できないことをユーザに報知する。これが、ユーザによる操作部１７の操作が原因である場合には、ユーザの操作部１７への操作を緩めさせる等促して、モータ２２に通常使用時以上に負荷がかかることを抑制することができる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）取り外しスイッチ７６の操作を通じて、給電プラグ１０はインレット部５から取り外し可能となるはずであるにもかかわらず、何らかの原因でロックバー２３が動作しない等の場合には、これが赤色ＬＥＤ４０を通じて報知される。このため、操作部１７の操作をゆるめる等、何らかの対策の実行をユーザに促すことが可能となる。従って、モータ２２に通常使用時以上に負荷がかかることを抑制することができる。

（２）ロックバー２３がロック状態にある場合に、インレット部５に接続された給電プラグ１０の操作部１７をユーザが操作して、ロックバー２３と係止爪１６との摺動抵抗を増大させた状態でロックバー２３をアンロック側に変位させるべくモータ２２が駆動されたときであっても、赤色ＬＥＤ４０が点灯することによって、給電プラグ１０とインレットとの接続が解除できないことをユーザに報知する。これにより、ユーザによる操作部１７への操作をゆるめる等の対策を促して、モータ２２に通常使用時以上にかかる負荷を取り除くことができる。また、異常時のロック報知態様を、通常のロック報知態様（赤色ＬＥＤ４０点灯）と異なる報知態様（赤色ＬＥＤ４０点滅）にすることにより、ユーザに異常である旨を認識させやすくなる。

（３）赤色ＬＥＤ４０と青色ＬＥＤ４１とを使用することにより、給電プラグ１０とインレット部５との接続及び接続解除可能状態と、両者の接続及び接続解除不能状態とを一目で認識することができる。また、赤色及び青色は一般的な信号機にも採用されている色である。赤色はＮＧの意、青色がＯＫの意は、広く一般的に認識されているので、ユーザも認識しやすい。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、報知手段として赤色ＬＥＤ４０及び青色ＬＥＤ４１を用いたが他の色のＬＥＤ、他の種類の光源、音、及び振動など他の報知手段を用いてもよい。例えば、車両又は携帯機に設けた光源を点滅（点灯）させたり、車両又は携帯機に設けたスピーカーから警報音を発生させたりする等してもよい。また、携帯機に小型モータを内蔵させてこれが作動することによって当該携帯機を振動させたりしてもよい。さらに、これら異なる報知手段を組み合わせて用いてもよい。

・上記実施形態において、赤色ＬＥＤ４０及び青色ＬＥＤ４１をインレット部５に設けたが、給電プラグ１０に設けてもよいし、電子キー８０に設ける等してもよい。また、これら複数の箇所に設けてユーザにより視認しやすくしてもよい。

・上記実施形態において、外部電源６１からバッテリ４へ充電する際のロック装置２０の制御は、充電ＥＣＵ７５にて行ったが、照合ＥＣＵ７１が行ってもよい。また、ロック装置２０専用のＥＣＵをケース本体３２内に設けてもよい。このＥＣＵにより各ＬＥＤ及びモータ２２の制御等を行う。

・上記実施形態において、青色ＬＥＤ４１は省略してもよい。すなわち赤色ＬＥＤ４０のみを設ける。この場合、例えば、図１０のフローチャートのステップＳ５の処理は、赤色ＬＥＤ４０の点灯とする。このようにしても、赤色ＬＥＤ４０の点灯又は点滅を通じて、ロック装置２０が異常か正常かをユーザが認識することは可能である。

・上記実施形態において、赤色ＬＥＤ４０は省略してもよい。すなわち青色ＬＥＤ４１のみを設ける。この場合、例えば、図１０のフローチャートのステップＳ５の処理は、青色ＬＥＤ４１の点滅とする。また、ステップＳ９の処理は青色ＬＥＤの点滅又は消灯とする。このようにしても、青色ＬＥＤ４１の点灯又は点滅を通じて、ロック装置２０が異常か正常かをユーザが認識することは可能である。

・上記実施形態において、図１０のフローチャートにおいて、正常の作動状態を示すステップＳ５の報知態様と異常状態を示すステップＳ９の報知態様とが異なる報知態様であればよい。例えば、ステップＳ９の処理を赤色ＬＥＤ４０の点灯とする、ステップＳ５の処理を赤色ＬＥＤ４０の点灯とする等としてもよい。このように、正常作動時と異常時との報知態様が異なれば、ユーザがその旨、認識することは可能である。

・上記実施形態において、ステップＳ５，Ｓ９の双方を赤色ＬＥＤ４０の点灯としてもよい。すなわち、正常作動時と異常時との報知態様を同じとしてもよい。異常時である場合には、いつまでも赤色ＬＥＤ４０が点灯し続けているので、ユーザは異常である旨、認識することができる。

・上記実施形態において、モータ２２の駆動力は、伝達部材２５を介してストッパ２６に伝達させたが、伝達部材２５を省略してモータ２２がストッパ２６を直接駆動するようにしてもよい。

・上記実施形態において、ホール素子３９，４０は、リニアに出力するホール素子１個であってもよい。
・上記実施形態において、ホール素子３９，４０は、ＭＲ等の磁気検出素子であってもよい。

・上記実施形態において、ホール素子３９，４０は、ストッパ２６の位置を検出する検出素子であればよい。すなわち、この検出素子は、磁気式に限定されず、光学式、静電容量式等であってもよい。

・上記実施形態において、インレット部５は車両１の前部右側面に設けるようにしたが、これに限らず、後部側面や車両前面等に設けてもよい。
・上記実施形態において、係止爪１６は、給電プラグ１０の嵌着部１４の上部に設けるようにしたが、片側だけでなく嵌着部１４を挟んで上下等の複数箇所に設けるようにしてもよい。

・上記実施形態において、係止爪１６は給電プラグ１０に、係合部21は、インレット部５にそれぞれ形成されたが、逆であってもよい。
・上記実施形態において、ロックバー２３には緩衝孔２３ａを形成したが、孔ではなく凹部であってもよい。

・上記実施形態において、駆動手段としてモータ２２を用いたが、回転型のソレノイド等の他の駆動手段を用いてもよい。
・上記実施形態において、電子キーシステム７０は、例えばＩＤコードの発信元としてトランスポンダを使用するイモビライザーシステムを採用してもよい。

・上記実施形態において、電子キーシステム７０で使用する電波の周波数は、必ずしもＬＦやＵＨＦに限定されず、これら以外の周波数が使用可能である。また、車両１から電子キー８０に電波発信するときの周波数と、電子キー８０から車両１に電波を返すときの周波数とは、必ずしも異なるものに限定されず、これらを同じ周波数としてもよい。

・上記実施形態において、ユーザ認証は、必ずしも電子キー８０を使用したキー認証に限定されず、例えば生体認証等の他の認証を応用してもよい。例えば、メカニカルキーを通じたドアの施錠状態に応じて、ロック装置２０のロック状態を切り替える等としてもよい。

・上記実施形態において、プラグインハイブリッド式の車両１のインレット部５に適用したが、プラグインハイブリッド式の車両に限らず、電気自動車のインレット部等に適用してもよい。

・上記実施形態において、本例のロック装置２０は、必ずしも車両１のみに適用されることに限らず、充電式バッテリを持つ装置や機器であれば、その採用先は特に限定されない。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）請求項１〜４のいずれか一項に記載の給電プラグのロック装置において、前記報知手段は、前記ロック部材が前記アンロック位置にあることを報知することを特徴とする給電プラグのロック装置。

同構成によれば、ユーザは、係止爪とロック部材とが係合しない状態であることを認識することができる。したがって、ユーザは、安心して給電プラグとインレットとを接続したり、両者の接続を解除したりすることができる。

（ロ）請求項１〜４のいずれか一項に記載の給電プラグのロック装置において、前記ロック部材を前記アンロック位置へ変位させようとしているのにもかかわらず、変位しない場合に、前記報知手段は、通常のロック状態／アンロック状態を報知する態様と異なる態様でその旨を報知することを特徴とする給電プラグのロック装置。

同構成によれば、ユーザは、前記アンロック位置へ変位しようとしている前記ロック部材が変位できない状態であることを認識することができる。したがって、ユーザは、前記ロック部材の前記アンロック位置へ変位できない要因を取り除くことができる。

Ｔ…駆動時間、Ｔ１…所定時間、１…車両、２…駆動輪、３…ハイブリッドシステム、４…バッテリ、５…インレット部、５ａ…インレット本体、５ｂ…円筒部、５ｃ…斜面、６…コンバータ、１０…給電プラグ、１１…プラグ本体、１１ａ…基端、１１ｂ…先端、１２…ケーブル、１３…グリップ部、１４…嵌着部、１５，２９…接続端子、１６…係止爪、１７…操作部、２０…ロック装置、２１…係合部、２１ａ…係合凹部、２１ｂ…内面、２２…モータ、２２ａ…駆動軸、２３…ロックバー、２３ａ…緩衝孔、２３ｂ…隙間、２３ｃ…ばね取付部、２４…軸受、２５…伝達部材、２５ａ…雄螺子部、２５ｂ，２５ｃ…端部、２６…ストッパ、２６ａ…雌螺子部、２６ｂ…磁石収容部、２６ｄ…レール、２７…磁石、２８…ばね、３１…ケース、３２…ケース本体、３２ａ…モータ収容部、３２ｂ…部材収容部、３２ｃ…仕切壁、３２ｄ…貫通孔、３２ｆ…レール溝、３２ｇ…ロックバー誘導溝、３２ｈ…案内面、３２ｋ…突出孔、３３…第１蓋部、３４…第２蓋部、３４ａ…軸受部、３４ｂ…凹部、３５…コネクタ、３６…螺子、３７…基盤、３８…第１ホール素子、３９…第２ホール素子、４０…赤色ＬＥＤ、４１…青色ＬＥＤ、６１…外部電源、６２…充電装置、７０…電子キーシステム、７１…照合ＥＣＵ、７１ａ，８１ａ…メモリ、７２…車外ＬＦ発信機、７３…車内ＬＦ発信機、７４…ＵＨＦ受信機、７５…充電ＥＣＵ、７５ａ…タイマ、７６…スイッチ、８０…電子キー、８１…通信制御部、８２…ＬＦ受信部、８３…ＵＨＦ発信部。

Claims (4)

1. 給電プラグと給電対象に設けられるインレットとを接続した際に、両者の一方に設けられた係止爪と他方に設けられた係合部とが係合することによって両者の接続状態が維持される一方で、前記給電プラグに設けられた操作部の操作に連動して前記係合部との係合が解除される方向へ前記係止爪が変位することによって両者の接続が解除可能とされ、
   駆動源の駆動力により前記係止爪の前記係合部との係合が解除される方向への変位を規制するロック位置と前記係止爪の当該変位を許容するアンロック位置との間を変位するロック部材を備えた給電プラグのロック装置において、
   前記ロック部材が前記ロック位置から前記アンロック位置まで変位するのに十分な時間に設定された所定時間以内で前記ロック部材が前記ロック位置から前記アンロック位置へ変位した場合には前記ロック部材が正常に変位した旨を、前記ロック部材が前記ロック位置から前記アンロック位置へ変位している間に前記所定時間を経過した場合には前記ロック部材が正常に変位できない旨を、それぞれ報知する報知手段を備えたことを特徴とする給電プラグのロック装置。
2. 請求項１に記載の給電プラグのロック装置において、
   前記報知手段は、前記ロック部材が前記ロック位置にあることを報知することを特徴とする給電プラグのロック装置。
3. 請求項１又は２に記載の給電プラグのロック装置において、
   前記報知手段は、光源であって、
   前記光源は、前記給電プラグ、前記インレット、又は前記インレットの近傍に設けられ、点灯又は点滅を通じて、前記ロック部材が少なくとも前記ロック位置にある旨を報知することを特徴とする給電プラグのロック装置。
4. 請求項１又は２に記載の給電プラグのロック装置において、
   前記給電対象は車両であって、
   前記ロック部材のロック位置は、前記係止爪との係合を通じて前記給電プラグと前記インレットとの接続を規制する位置でもあり、
   前記ロック部材は、前記給電プラグと前記インレットとの接続が解除された後、前記アンロック位置から前記ロック位置に変位することを特徴とする給電プラグのロック装置。

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