JP5531895B2 - 充電ケーブル接続構造及び車輌の充電口 - Google Patents

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Description

本発明は、電気自動車又はハイブリッド自動車等の電力で走行する車輌にて、外部電源からの充電を行う充電ケーブルの先端に設けられたプラグ部を接続するための充電ケーブル接続構造及び車輌の充電口に関する。
近年、モータ及び蓄電装置等を搭載して電力にて走行する電気自動車及びハイブリッド自動車が普及し始めている。ガソリンなどの燃料を動力源とするエンジンを搭載しない電気自動車では、モータによる走行を行うために、外部の電源から蓄電装置への充電を行う必要がある。またエンジンを搭載したハイブリッド自動車であっても、外部電源からの蓄電装置への充電を可能とした車輌がある。このような車輌においては、電力供給用の充電ケーブルなどが接続される充電口が車体に設けられており、充電ステーション又は自宅駐車場等にてユーザが車輌の充電口へ充電ケーブルを接続することによって、外部電源から車輌の蓄電装置への充電が行われる。
充電ケーブルは、一端が車輌に接続され、他端が外部電源に接続される。充電ケーブルの一端には、車輌の充電口に挿入され、複数の金属端子を有するプラグ部が設けられる。車輌の充電口には、挿入された充電ケーブルのプラグ部の金属端子に嵌合する複数の金属端子を有するソケット部が設けられる。また車輌の充電口には、充電ケーブルが接続されない場合に、ソケット部を覆い隠す一又は複数の蓋体が設けられる。車輌の蓄電装置の充電を行う場合、ユーザは、車輌の充電口の蓋体を開いて又は外して、外部電源に接続された充電ケーブルのプラグ部を車輌のソケット部へ挿入し、充電を開始する。
特許文献1においては、接続作業を安全に行い得る電気自動車の蓄電装置充電用電源コネクタが提案されている。このコネクタは、電気自動車の凹部内に設けられた2本の棒状電極端子を有する蓄電装置側コネクタと、凹部に挿入可能に形成されると共に、凹部内の2本の棒状電極端子に嵌合する2つの孔が設けられて、外部の充電装置に接続される充電装置側コネクタとにより構成される。蓄電装置側コネクタには、充電装置側コネクタが引き抜かれるときに凹部を閉鎖するシャッタが設けられ、棒状電極端子には摺動自在に電極保護部材が外挿される。充電装置側コネクタには、凹部内に挿入される部分の周囲に伸縮自在な環状部材が設けられている。
特開平9−266025号公報
外部電源から車輌への充電を行うための充電ケーブルは、一又は数本の電力線と、接地電位用の接地線との他に、制御信号又は制御情報等の授受を行うための一又は複数の信号線が含まれており、これら複数の線を束ねた構成である。このため充電ケーブルのプラグ部には複数の金属端子が設けられると共に、車輌の充電口のソケット部にもこれらに嵌合する複数の金属端子が設けられる。ユーザは、充電ケーブルのプラグ部を車輌のソケット部へ挿入する際に、これら複数の金属端子が正しく嵌合するように、プラグ部及びソケット部の位置合わせを行う必要がある。
このように、充電ケーブルを車輌の充電口に接続する場合、ユーザは充電口のソケット部に対して充電ケーブルのプラグ部を正確な位置に合わせなければプラグ部をソケット部へ挿入することができないため、短時間で充電を開始することができず、ユーザにとって操作が煩わしいという問題があった。また、特に急速充電を行うための充電ケーブルはある程度の重量があるため、プラグ部及びソケット部の位置合わせのために長時間に亘って充電ケーブルを保持することは、高齢者などのユーザにとって負担が大きいという問題があった。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、車輌の充電口に対する充電ケーブルの接続作業を短時間で容易に行うことができる充電ケーブル接続構造及び車輌の充電口を提供することにある。
本発明に係る充電ケーブル接続構造は、充電ケーブルを車輌の充電口に接続する充電ケーブル接続構造において、前記充電ケーブルには、一端にプラグ部が設けられ、前記充電口には、前記充電ケーブルのプラグ部が差し込まれるソケット部と、該ソケット部を覆う位置及び前記ソケット部を覆わない位置の間でスライド可能に設けられた蓋体と、該蓋体に設けられ、前記プラグ部を当接させる当接部と、前記プラグ部の前記当接部に対する当接位置を定める位置決め手段と、前記ソケット部を覆う位置へ前記蓋体を付勢する付勢手段とが設けられ、前記蓋体が前記ソケット部を覆わない位置へスライドされた場合、前記位置決め手段により位置決めされた前記プラグ部が前記ソケット部に対向するようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る充電ケーブル接続構造は、前記蓋体が、前記車輌の上下方向へスライド可能に設けてあり、前記付勢手段は、前記車輌の上方へ前記蓋体を付勢するようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る充電ケーブル接続構造は、前記当接部が、下方へ凹む形状をなしていることを特徴とする。
また、本発明に係る充電ケーブル接続構造は、前記充電ケーブルの前記プラグ部には、凸部又は凹部が設けられ、前記位置決め手段は、前記プラグ部の凸部又は凹部に係合する凹部又は凸部であり、前記当接部に設けてあることを特徴とする。
また、本発明に係る充電ケーブル接続構造は、前記プラグ部が前記当接部に当接していない場合に、前記蓋体のスライドを制限するロック手段を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る車輌の充電口は、充電ケーブルの一端に設けられたプラグが差し込まれるソケット部と、ソケット部を覆う位置及び前記ソケット部を覆わない位置の間でスライド可能に設けられた蓋体と、該蓋体に設けられ、前記プラグ部を当接させる当接部と、前記プラグ部の前記当接部に対する当接位置を定める位置決め手段と、前記ソケット部を覆う位置へ前記蓋体を付勢する付勢手段とを備え、前記蓋体が前記ソケット部を覆わない位置へスライドされた場合、前記位置決め手段により位置決めされた前記プラグ部が前記ソケット部に対向するようにしてあることを特徴とする。
本発明においては、充電ケーブルのプラグ部が差し込まれるソケット部に対して、ソケット部を覆う位置及びソケット部を覆わない位置の間でスライドするように蓋体を設けると共に、ソケット部を覆う位置へ蓋体を付勢する付勢手段を設ける。また、蓋体には充電ケーブルのプラグ部の側部を当接させる当接部を設けると共に、当接部に対するプラグ部の当接位置を定める位置決め手段を設け、ソケット部を覆わない位置へ蓋体がスライドされた場合に位置決めされたプラグ部がソケット部に対向するよう構成する。
これによりユーザは、充電ケーブルのプラグ部を当接部へ当接させて蓋体をスライドさせる操作を行うことで、充電ケーブルのプラグ部を位置決めした状態でプラグ部及びソケット部を対向させることができ、その後は充電ケーブルを押し込むことによってプラグ部をソケット部へ差し込むことができるため、容易に充電ケーブルを車輌の充電口に接続することができる。
また蓋体が付勢手段により付勢されているため、ユーザが充電ケーブルを充電口から抜き取った場合、ソケット部が蓋体によって覆い隠される。よってユーザによる蓋体を閉じる作業が必要なく、蓋体の閉め忘れが生じることがないため、ソケット部へ塵埃又は水滴等が侵入することを防止できる。
また、本発明においては、蓋体を車輌の上下方向へスライド可能に設けると共に、蓋体を上方へ付勢する。この構成により、ユーザが蓋体を下方へスライドさせる際には、当接部にプラグ部が当接した充電ケーブルの重量による下方への力が蓋体へ加わるため、蓋体をスライドさせるために必要なユーザの力の負荷を低減することができる。
また、本発明においては、蓋体の当接部を、車輌の下方へ向けて凹む形状(例えば円弧状又はV字状)とする。これによりユーザは、充電ケーブルのプラグ部を蓋体の当接部に当接させる際に、当接部の凹みにプラグ部を載置すればよく、載置後にプラグ部を下方へ移動させることによって蓋体をスライドさせることができる。よって、充電ケーブルの接続操作をより容易化することができる。
また、本発明においては、充電ケーブルのプラグ部に凸部又は凹部を設け、充電口の蓋体の当接部に凹部又は凸部を設けて、凸部及び凹部の係合によってプラグ部の位置決めを行う構成とする。これにより、簡単な構成で確実な位置決めを実現することができる。
また、本発明においては、充電ケーブルのプラグ部が蓋体の当接部に当接していない場合には、蓋体のスライドをロック手段により制限する。蓋体は、ソケット部を覆う位置へ付勢されているため、ロック手段によってこの位置に固定される。ロック手段は、例えばプラグ部が当接部に当接した際に押下などがなされるスイッチを有し、蓋体に係合してスライドを制限する部材をスイッチの押下などに応じて動作させる構成とすることができ、機械式又は電気式のいずれの機構であってもよい。これにより、ユーザが充電を行わない場合には、蓋体がソケット部を覆って固定されるため、ソケット部が露出することがなく、ソケット部へ塵埃又は水滴等が侵入することを確実に防止できる。
本発明による場合は、ソケット部を覆う位置及び覆わない位置の間でスライドするように蓋体を設け、ソケット部を覆う位置へ蓋体を付勢する付勢手段を設けると共に、蓋体にはプラグ部の側部を当接させる当接部を設け、当接部に対するプラグ部の当接位置を定める位置決め手段を設け、ソケット部を覆わない位置へ蓋体がスライドされた場合に位置決めされたプラグ部をソケット部に対向させる構成とすることにより、ユーザが充電ケーブルのプラグ部を当接部へ当接させて蓋体をスライドさせる操作を行うことで、充電ケーブルのプラグ部を位置決めした状態でプラグ部及びソケット部を対向させることができ、その後は充電ケーブルを押し込むことによってプラグ部をソケット部へ差し込むことができる。よって、ユーザは、車輌の充電口に対する充電ケーブルの接続作業を短時間で容易に行うことができる。
本発明に係る車輌の充電口の構成を示す模式的正面図である。 本発明に係る車輌の充電口の構成を示す模式的正面図である。 本発明に係る車輌の充電口の構成を示す模式的断面図である。 本発明に係る車輌の充電口の構成を示す模式的断面図である。 本発明に係る車輌の充電口の構成を示す模式的断面図である。 変形例に係る車輌の充電口の構成を示す模式的正面図である。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1及び図2は、本発明に係る車輌の充電口の構成を示す模式的正面図である。また、図3〜図5は、本発明に係る車輌の充電口の構成を示す模式的断面図である。図において1は、車輌の車体側面などに設けられた充電口である。充電口1は、車体側面などに形成された正面視が略矩形の凹所1a内に設けられている。
車体に設けられた凹所1aは、車体側面などにて略矩形に開口し、車体側面から略水平方向に凹む態様で形成されている。凹所1aは、車体の上下方向に2段階で深さ(凹み量)が異なり、上側が浅く、下側が深く形成されている。また凹所1aは、図示しない外蓋で覆われて閉塞される。この外蓋は、車体に対して着脱可能に設けられていてもよく、ヒンジ構造などによって車体に開閉自在に設けられていてもよい。
凹所1aの下側(深い部分)の略中央には、略円筒形のソケット部10が、凹所1aの底部から外方へ向けて突出するように設けられている。ソケット部10は、突端部の位置が凹所1aの上側の底部の位置と略同じになるように、凹所1aの下側の底部から突出して設けられている。またソケット部10の内部には、金属製の接続端子が複数設けられている(図示は省略する)。ソケット部10は充電ケーブル50の一端に設けられたプラグ部51が挿入可能な形状としてあり、プラグ部51がソケット部10へ挿入された場合、プラグ部51の接続端子とソケット部10の接続端子とが嵌合して接続されることにより、充電ケーブル50と車輌(の内部装置)とが電気的に接続される。
凹所1a内には、ソケット部10を覆う位置と覆わない位置との間で、車体の上下方向にスライド可能となるように、スライド内蓋20が設けられている。スライド内蓋20は、正面視で下辺が円弧状に凸をなし、上辺が円弧状に凹をなす板状の蓋本体21を有し、蓋本体21が車体の上下方向にスライドするようにしてある。また凹所1aの下側の側面には、スライド内蓋20の蓋本体がスライドの際に出入する開口が形成されている。
またスライド内蓋20は、蓋本体21の上辺に沿って、車体の水平方向に凹所1aの外側へ向けて突出して設けられたひさし状のプラグ受け部22を有している。スライド内蓋20の蓋本体21とプラグ受け部22とは一体的にスライドする。スライド内蓋20のプラグ受け部22は、車体の下方へ円弧状に湾曲した板状をなしており、上面の略中央(最も凹んだ部分)には、プラグ受け部22の蓋本体21からの突出方向に長い溝状の位置決め凹部23が形成されている。プラグ受け部22は、充電ケーブル50のプラグ部51の側面を当接させて載置するための部分である。位置決め凹部23は、プラグ受け部22に対するプラグ部50の当接位置を定めるためのものである。
また凹所1a内には、スライド内蓋20の左右両側に、スライド内蓋20を車体の上下方向にスライド可能に保持するスライド機構30がそれぞれ設けられている。スライド内蓋20には、蓋本体21の左右にそれぞれ細長い板状の突出部24が設けられており、スライド機構30は、スライド内蓋20の両側の突出部24にそれぞれ回転可能に設けられた歯車31と、車体の上下方向に固定して設けられて歯車31に噛合するラック歯32とを有している。歯車31とラック歯32とが噛合しながらスライド内蓋20が上下方向にスライドする構成とすることによって、スライド内蓋20のスライドを円滑に行うことを可能としている。
またスライド機構30は、スライド内蓋20の突出部24と車体との間にそれぞれ介在し、スライド内蓋20を車体の上方へ向けて付勢するバネ33を有している。これによりスライド内蓋20は、車体の上方、即ちソケット部10を覆い隠す位置へ付勢されており(図1参照)、バネ33の付勢力に抗してスライド内蓋20を下方へスライドさせることによって、ソケット部10を外部に露出させることができる(図2参照)。
充電ケーブル50は、充電ステーションなどに設置された給電装置に接続されるものである。充電ケーブル50の一端には、ユーザが把持するための把持部52が設けられ、把持部52の先端には、車輌の充電口に差し込まれるプラグ部51が設けられている。把持部52は、円柱を約30°〜45°程度湾曲させた形状をなしており、一端面にプラグ部51が突設され、他端面からケーブル部54が延出している。
充電ケーブル50のプラグ部51は、略円筒形をなしており、その外径はソケット部10の内径に略等しく、プラグ部51をソケット部10内に挿入できる形状としてある。プラグ部51内には、ケーブル部54と電気的に接続された金属製の接続端子が複数設けられており(図示は省略する)、プラグ部51がソケット部10へ挿入された場合、プラグ部51の接続端子とソケット部10の接続端子とが嵌合して接続され、充電ケーブル50と車輌(の内部装置)とが電気的に接続される。
またプラグ部51の外周面には、周方向の一箇所に、プラグ部51の軸方向に長い直方体状の位置決め凸部53が突設されている。プラグ部51の位置決め凸部53は、充電口1のスライド内蓋20に形成された位置決め凹部23に嵌合する形状をなしている。
これによりユーザは、充電ケーブル50を車輌の充電口1に接続して充電を行う際に、プラグ部51の位置決め凸部53がスライド内蓋20の位置決め凹部23に嵌合するように、把持部52を把持してプラグ部51をスライド内蓋20のプラグ受け部22上に載置することによって(図3参照)、プラグ部51の周方向に関する位置決めが行われる。
充電ケーブル50のプラグ部51をスライド内蓋20のプラグ受け部22上に載置した後、ユーザは把持部52を把持した充電ケーブル50を下方へ押し下げることによって、スライド内蓋20をバネ33の付勢力に抗して下方へスライドさせることができる(図4参照)。このとき、充電ケーブル50自体の重量がスライド内蓋20へ加わり、ユーザによるスライド内蓋20のスライド操作を補助することができる。
またスライド内蓋20は、スライド可能範囲の下端位置までスライドされた場合(ソケット部10を覆わない位置までスライドされた場合)、プラグ受け部22の円弧状の上面とソケット部10の内面とが略一致するように、スライドの下端位置が設定されている(図2参照)。これにより、ユーザが充電ケーブル50のプラグ部50をスライド内蓋20のプラグ受け部22上に載置してスライド内蓋20を下端位置までスライドさせた場合、ソケット部10とプラグ受け部22上に載置されたプラグ部51とが対向し、プラグ受け部22の上面及びソケット部10の内面に沿ってプラグ部51をソケット部10の奥方へ挿入することが可能となる(図4及び図5参照)。即ち、ユーザはプラグ部51をプラグ受け部22上に載置してスライド内蓋20を下端位置までスライドさせることにより、ソケット部10に対するプラグ部51の上下方向に関する位置決めを行うことができる。
以上の充電ケーブル接続構造は、充電口1のソケット部10を覆う位置及び覆わない位置の間でスライドするスライド内蓋20を設け、スライド内蓋20をバネ33によりソケット部10を覆う位置へ付勢すると共に、スライド内蓋20にはプラグ部51の側部を当接させるソケット受け部22、及びプラグ部51の当接位置を定める位置決め凹部23を設け、ソケット部10を覆わない位置へスライド内蓋20がスライドされた場合に、位置決めされたプラグ部51をソケット部10に対向させる構成である。これによりユーザは、充電ケーブル50のプラグ部51をスライド受け部22に当接させた状態で、スライド内蓋20をスライドさせる操作を行うことによって、当接により位置決めされたプラグ部51をソケット部10に対向させることができ、その後はプラグ部51を押し込むことによってソケット部10へ差し込むことができるため、充電ケーブル50を充電口1へ容易に接続することができる。またユーザが充電ケーブル50を充電口1から抜き取った場合、バネ33にて付勢されたスライド内蓋20がソケット部10を覆い隠すため、ユーザによる蓋体を閉じる作業が必要なく、ソケット部10へ塵埃又は水滴等が侵入することを防止できる。
また、スライド内蓋20を車輌の上下方向にスライド可能に設けると共に、バネ33にてスライド内蓋20を上方へ付勢する構成とすることにより、ユーザがスライド内蓋20を下方へスライドさせる際には、プラグ受け部22にプラグ部51が当接した充電ケーブル50の重量による下方への力がスライド内蓋20へ加わるため、ユーザの負荷を低減することができる。
また、スライド内蓋20のプラグ受け部22を車輌の下方へ向けて凹む円弧状とすることにより、ユーザは充電ケーブル50のプラグ部51をプラグ受け部22の凹みに載置すればよいため、接続操作をより容易に行うことができる。なお、円弧状のプラグ受け部22の形状は、円筒状のプラグ部51の外周面の形状に略一致させ、プラグ受け部22とプラグ部51とが密接する構成とすることが望ましい。
また、充電ケーブル50のプラグ部51に位置決め凸部53を設け、スライド内蓋20のプラグ受け部22に位置決め凹部23を設けて、位置決め凸部53及び位置決め凹部23の係合によりプラグ部51の周方向の位置決めを行う構成とすることにより、簡単な構造で確実な位置決めを実現することができる。
なお本実施の形態においては、スライド内蓋20のプラグ受け部22を下方へ凹んだ円弧状としたが、これに限るものではなく、中央部分が下方へ凹んだV字型などその他の形状としてもよい。この場合には、プラグ部51の形状をプラグ受け部22の形状に合わせて、プラグ部51がプラグ受け部22に密接できる形状とすることが好ましい。
また、プラグ部51に位置決め凸部53を設け、プラグ受け部22に位置決め凹部23を設ける構成としたが、これに限るものではなく、プラグ部51に凹部を設け、プラグ受け部22に凸部を設けて、この凹部及び凸部の係合によって位置決めを行う構成としてもよい。また、スライド内蓋20の付勢をバネ33にて行う構成としたが、これに限るものではなく、その他の部材を用いて付勢を行う構成としてもよい。またスライド機構30は、スライド内蓋20の突出部24に設けられた歯車31と、ラック歯32との噛合によりスライドを実現する構成としたが、これに限るものではなく、スライド内蓋20のスライドはその他の構成で実現してもよい。
(変形例)
図6は、変形例に係る車輌の充電口1の構成を示す模式的正面図である。変形例に係る充電口101は、図1に示した充電口1に対して、スライド内蓋20のスライドを制限するロック手段を更に設けた構成である。スライド内蓋20の位置決め凹部23の底部分には、充電ケーブル50のプラグ部51がプラグ受け部22に載置された際にプラグ部51の位置決め凹部53にて押下されるスイッチ125が設けられている。またスライド内蓋20の両側面には、スイッチ125が押下されていない場合に突出し、スイッチ125が押下された場合に没入するロック突起126がそれぞれ設けられている。
また凹所1a内には、スライド内蓋20の両側にスライド機構30を収容するケースが設けられている。このケースには、スライド内蓋20が上端位置にスライドされた場合に、ロック突起126が挿入される凹部が形成されている。これによりスライド内蓋20は、充電ケーブル50のプラグ部51がプラグ受け部22に載置されず、スイッチ125が押下されていない場合、バネ33によりソケット10を覆う位置へ付勢されると共に、この位置でロック突起126がスライド機構30のケースに設けられた凹部に挿入されて係止されることにより、下方へのスライドが制限される。プラグ部51がプラグ受け部22に載置され、スイッチ125が押下された場合、ロック突起126による係止が解除され、スライド内蓋20は下方へスライド可能となる。
なお、スイッチ125の押下に応じたロック突起126の出入は、電気的な機構を用いて実現してもよく、機械的な機構を用いて実現してもよい。
1 充電口
1a 凹所
10 ソケット部
20 スライド内蓋(蓋体)
21 蓋本体
22 プラグ受け部(当接部)
23 位置決め凹部(位置決め手段)
24 突出部
30 スライド機構
31 歯車
32 ラック歯
33 バネ(付勢手段)
50 充電ケーブル
51 プラグ部
52 把持部
53 位置決め凸部
54 ケーブル部
101 充電口
125 スイッチ
126 ロック突起(ロック手段)

Claims (6)

  1. 充電ケーブルを車輌の充電口に接続する充電ケーブル接続構造において、
    前記充電ケーブルには、一端にプラグ部が設けられ、
    前記充電口には、
    前記充電ケーブルのプラグ部が差し込まれるソケット部と、
    該ソケット部を覆う位置及び前記ソケット部を覆わない位置の間でスライド可能に設けられた蓋体と、
    該蓋体に設けられ、前記プラグ部を当接させる当接部と、
    前記プラグ部の前記当接部に対する当接位置を定める位置決め手段と、
    前記ソケット部を覆う位置へ前記蓋体を付勢する付勢手段と
    が設けられ、
    前記蓋体が前記ソケット部を覆わない位置へスライドされた場合、前記位置決め手段により位置決めされた前記プラグ部が前記ソケット部に対向するようにしてあること
    を特徴とする充電ケーブル接続構造。
  2. 前記蓋体は、前記車輌の上下方向へスライド可能に設けてあり、
    前記付勢手段は、前記車輌の上方へ前記蓋体を付勢するようにしてあること
    を特徴とする請求項1に記載の充電ケーブル接続構造。
  3. 前記当接部は、下方へ凹む形状をなしていること
    を特徴とする請求項2に記載の充電ケーブル接続構造。
  4. 前記充電ケーブルの前記プラグ部には、凸部又は凹部が設けられ、
    前記位置決め手段は、前記プラグ部の凸部又は凹部に係合する凹部又は凸部であり、前記当接部に設けてあること
    を特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の充電ケーブル接続構造。
  5. 前記プラグ部が前記当接部に当接していない場合に、前記蓋体のスライドを制限するロック手段を備えること
    を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の充電ケーブル接続構造。
  6. 充電ケーブルの一端に設けられたプラグが差し込まれるソケット部と、
    ソケット部を覆う位置及び前記ソケット部を覆わない位置の間でスライド可能に設けられた蓋体と、
    該蓋体に設けられ、前記プラグ部を当接させる当接部と、
    前記プラグ部の前記当接部に対する当接位置を定める位置決め手段と、
    前記ソケット部を覆う位置へ前記蓋体を付勢する付勢手段と
    を備え、
    前記蓋体が前記ソケット部を覆わない位置へスライドされた場合、前記位置決め手段により位置決めされた前記プラグ部が前記ソケット部に対向するようにしてあること
    を特徴とする車輌の充電口。
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