JP2010260694A

JP2010260694A - コネクタ構造

Info

Publication number: JP2010260694A
Application number: JP2009113327A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Komoriya; 健小森谷
Original assignee: Komatsu Utility Co Ltd
Current assignee: Komatsu Utility Co Ltd
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】作業車両に対して仕様の異なる充電用ケーブルが誤って接続されるのを防止できるコネクタ構造を提供すること。
【解決手段】バッテリを搭載した電動式の作業車両に充電用ケーブルを接続するためのコネクタ構造は、三相交流用の３本の充電端子ピン４１３を有する第１コネクタ４１と、充電端子ピン４１３が挿入される３つの充電端子ピン挿入孔を有し、第１コネクタ４１に接続される第２コネクタとを備え、３本のうちの１本の充電端子ピン４１３は、他の２本の充電端子ピン４１３を横切る平面Ｓ１からオフセットした位置に設けられ、充電端子ピン挿入孔は、第１コネクタ４１と第２コネクタとが接続された状態で、充電端子ピン４１３に対応する位置に設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、コネクタ構造に係り、具体的には、バッテリを搭載した電動式の作業車両に充電用ケーブルを接続するためのコネクタ構造に関する。

従来、バッテリフォークリフト等の電動式の作業車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような電動式の作業車両は、車体内部にバッテリを搭載し、このバッテリから駆動源である電動モータ等に電力を供給する。このため、作業車両の使用に先立ち、工場等の電源からバッテリへの充電作業を行う必要がある。

バッテリへの充電方法の１つとして、充電用ケーブルを作業車両に接続する、いわゆるプラグインタイプのものが存在する。プラグインタイプの充電方法を採用する作業車両の場合、車体に充電用コンセントが設けられている。充電用コンセントは、車体に設けられた電源コントローラ等を介してバッテリに接続されており、電源コントローラが、バッテリの充放電を制御する。一方、充電用ケーブルは、充電用プラグを備えている。充電用コンセントと充電用プラグとは、それぞれ対応した形状のコネクタ構造を有しており、工場等の電源につないだ充電用ケーブルを作業車両の充電用コンセントに接続することで、バッテリへの充電が行われる。

特開平１１−２９２４８８号公報

ところで、作業車両における電源コントローラの仕様は、作業車両のメーカーや機種により異なることがある。このため、充電用ケーブルは、電源コントローラの仕様に応じて用意されており、この仕様に合わせて充電用ケーブルが使い分けられる。

しかしながら、従来の充電用コンセントおよび充電用プラグは、メーカーや機種にかかわらず、ほぼ同じ太さの充電端子ピンを一直線上に並べて配置したコネクタ構造を有しているのが一般的である。このため、ある作業車両に対して、電源コントローラの仕様が異なる別の作業車両の充電用ケーブルが接続し得る状況にある。

本発明の目的は、作業車両に対して仕様の異なる充電用ケーブルが誤って接続されるのを防止できるコネクタ構造を提供することである。

本発明は、バッテリを搭載した電動式の作業車両に充電用ケーブルを接続するためのコネクタ構造であって、三相交流用の３本の充電端子ピンを有する第１コネクタと、前記充電端子ピンが挿入される３つの充電端子ピン挿入孔を有し、前記第１コネクタに接続される第２コネクタとを備え、３本のうちの１本の前記充電端子ピンは、他の２本の前記充電端子ピンを横切る平面からオフセットした位置に設けられ、前記充電端子ピン挿入孔は、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが接続された状態で、前記充電端子ピンに対応する位置に設けられていることを特徴とする。

本発明のコネクタ構造によれば、第１コネクタの３本のうちの１本の充電端子ピンは、他の２本の充電端子ピンを横切る平面からオフセットした位置に設けられ、第２コネクタの充電端子ピン挿入孔は、第１コネクタと第２コネクタとが接続された状態で、充電端子ピンに対応する位置に設けられている。このため、充電端子ピン挿入孔が一直線上に配置された従来のような第２コネクタを本発明の第１コネクタに差し込もうとしても、充電端子ピンの位置と充電端子ピン挿入孔との位置とが対応していないため、第２コネクタが、第１コネクタの充電端子ピンと干渉してしまう。つまり、従来のようなコネクタ構造を有する第２コネクタは、第１コネクタと接続することができない。このため、本発明のコネクタ構造を有する第１および第２コネクタを、作業車両の電源コントローラの仕様に応じて採用することで、仕様の異なる充電用ケーブルの誤接続を防止することができる。従って、バッテリの充電効率の低下や機器類の損傷を防ぐことができる

本発明の第１実施形態に係るフォークリフトを示す斜視図。前記第１実施形態に係る充電用コンセントに充電用プラグを接続した状態を一部断面して示す正面図。前記第１実施形態に係る充電用コンセントに充電用プラグを接続した状態を示す側面図。前記第１実施形態に係る充電用コンセントを充電用プラグとの接続側から見た正面図。前記第１実施形態に係る充電用プラグを充電用コンセントとの接続側から見た正面図。本発明の第２実施形態に係る充電用コンセントにを充電用プラグとの接続側から見た正面図。前記第２実施形態に係る充電用プラグを充電用コンセントとの接続側から見た正面図。

〔１〕第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１−１〕フォークリフトの概略構成
図１は、本実施形態に係る作業車両としてのフォークリフト１０を示す斜視図である。図１に示すように、フォークリフト１０は、車体１１の前後にそれぞれ左右の前輪１２および後輪１３を備えた３輪型であり、バッテリからの電気エネルギで駆動されるバッテリフォークリフトである。ただし、本発明のフォークリフトとしては、後輪１３を２つ備えた４輪型であってもよい。

車体１１の前側には、荷役用の作業機１４が設けられている。作業機１４は、鉛直に立設されたマスト１５と、マスト１５に沿って昇降するフォーク爪１６と、フォーク爪１６を昇降駆動するリフトシリンダ１７と、車体１１に対して作業機１４全体を所定角度範囲で前後に傾斜させるチルトシリンダ１８とを備えている。

車体１１には、オペレータが着座するための運転席１９が設けられている。運転席１９の上方は、車体１１上に取り付けられたヘッドガード２０で覆われている。運転席１９は下方のフードパネル２１に一体に設けられている。フードパネル２１は上下に開閉自在に設けられ、フードパネル２１の下方には、必要な容量を得るために複数のバッテリを接続したバッテリとしてのバッテリユニット３０が収容されている。なお、バッテリユニット３０は、車体１１のやはり開閉自在な側面パネルを開閉することで、車体１１に対して水平方向にスライドさせることが可能であり、容易に着脱できるようになっている。

また、車体１１の後側には、図示しない電源コントローラやキャパシタ等が収容されている。電源コントローラは、バッテリユニット３０からの電気エネルギを前輪１２駆動用の電動モータや作業機１４用の電動モータに供給するとともに、バッテリユニット３０の充放電を制御している。このため、バッテリユニット３０におけるバッテリの数や、入力された交流電流を直流に変換するコンバータ等を変更する場合には、電源コントローラ側の仕様も変更する必要がある。バッテリユニット３０は、運転席１９の前部に設けられた第１コネクタとしての充電用コンセント４１に、電源コントローラの充電器部分を介して接続されている。一方、充電用ケーブル５０には、第２コネクタとしての充電用プラグ５１が設けられており、充電用コンセント４１と充電用プラグ５１とは、それぞれ対応した形状のコネクタ構造を有している。そして、工場等の電源に接続された充電用ケーブル５０を充電用コンセント４１に接続することで、バッテリユニット３０の充電が行われる。

〔１−２〕充電用コンセントおよび充電用プラグの構成
以下、図２から図５に基づき、バッテリユニット３０に充電を行うための充電用コンセント４１および充電用プラグ５１の構成について詳説する。
充電用コンセント４１および充電用プラグ５１は、バッテリユニット３０の充電に際して、充電用ケーブル５０を車体１１に接続するためのコネクタであり、充電用コンセント４１および充電用プラグ５１が接続された状態が、図２および図３に示されている。

このうちの充電用コンセント４１は、図２および図４に示すように、コンセントカバー４１１、ベース４１２、充電端子ピン４１３、およびグランドピン４１４を備えている。
コンセントカバー４１１には、長方形状のプラグ差込口４１１Ａが形成され、このプラグ差込口４１１Ａに充電用プラグ５１が差し込まれる。コンセントカバー４１１の内部には、断面長方形状のベース４１２が、ねじ４１５により固定されており、ベース４１２には、充電端子ピン４１３およびグランドピン４１４が、それぞれ平行となるように支持されている。

充電端子ピン４１３は、三相交流用に３本設けられている。充電端子ピン４１３は、プラグ差込口４１１Ａの長手方向に沿って並んで配置され、このうちの中央の充電端子ピン４１３は、両端の充電端子ピン４１３を横切る平面Ｓ１からオフセットした位置に設けられている。このような充電端子ピン４１３の一端側は、ベース４１２からプラグ差込口４１１Ａの軸方向に沿って突出し、プラグ差込口４１１Ａ内に露出した状態となっている。また、充電端子ピン４１３の他端側は、やはりベース４１２から突出しており、この突出部分が、車体１１側の充電用ケーブルを介して、電源コントローラに接続されている。

グランドピン４１４は、グランドレベルを確保するために設けられ、電源コントローラとグランドラインを共有している。このグランドピン４１４は、充電端子ピン４１３の周囲に２本ずつ設けられ、各グランドピン４１４は、プラグ差込口４１１Ａの中心部分に対して互いに対向する位置に配置されている。そして、グランドピン４１４の一端側は、充電端子ピン４１３と同様に、プラグ差込口４１１Ａの軸方向に沿ってベース４１２から突出し、プラグ差込口４１１Ａ内に露出した状態となっている。また、充電端子ピン４１３の他端側は、ベース４１２から突出しており、この突出部分が、車体１１側の充電用ケーブルを介して、電源コントローラに接続されている。

一方、充電用プラグ５１は、図２および図５に示すように、プラグカバー５１１、ベース５１２、およびピン受け金具５１３，５１４を備えている。
プラグカバー５１１は、一端側に外部形状がコンセントカバー４１１のプラグ差込口４１１Ａに対応した形状の差込部５１１Ａを有し、他端側にケーブル挿通部５１１Ｂを有している。そして、プラグカバー５１１内部の差込部５１１Ａ側には、ベース５１２が、ねじ５１５により固定されている。

ベース５１２には、充電用プラグ５１が充電用コンセント４１に接続された際に、充電端子ピン４１３に対応する位置に充電端子ピン挿入孔５１２Ａが形成されている。また、ベース５１２には、同様にグランドピン４１４に対応する位置にグランドピン挿入孔５１２Ｂが形成されている。そして、充電端子ピン挿入孔５１２Ａにはピン受け金具５１３が、グランドピン挿入孔５１２Ｂ内にはピン受け金具５１４が、それぞれ嵌り合った状態でベース５１２に固定されている。ピン受け金具５１３，５１４は、軸方向の一端側が各ピン４１３，４１４を保持可能なように円筒状に形成され、他端側は、充電用ケーブル５０内のコードに接続されている。

以上のような構成の充電用コンセント４１および充電用プラグ５１は、充電用プラグ５１を充電用コンセント４１に差し込むことで、充電端子ピン４１３が充電端子ピン挿入孔５１２Ａ内のピン受け金具５１３と嵌り合い、グランドピン４１４がグランドピン挿入孔５１２Ｂ内のピン受け金具５１４と嵌り合う。これにより、工場等の電源とバッテリユニット３０とが充電用ケーブル５０を介して電気的に接続され、バッテリユニット３０が充電される。

ここで、図４に示すように、中央の充電端子ピン４１３は、両端の充電端子ピン４１３を横切る平面Ｓ１からオフセットした位置に設けられ、これに合わせて、図５に示すように、中央の充電端子ピン挿入孔５１２Ａも、両端の充電端子ピン挿入孔５１２Ａを横切る平面Ｓ２からオフセットした位置に設けられている。このため、従来のように、充電端子ピン挿入孔が一直線上に配置された充電用プラグを本発明の充電用コンセント４１に差し込もうとしても、充電端子ピン４１３の位置と充電端子ピン挿入孔との位置とが対応していないため、充電用プラグ５１の差込部５１１Ａ側に固定されているベース５１２が、充電端子ピン４１３と干渉してしまう。

このため、従来のようなコネクタ構造を有する充電用プラグ５１は、充電用コンセント４１に差し込むことができない。従って、本発明のコネクタ構造を有する充電用コンセント４１および充電用プラグ５１を、フォークリフト１０の電源コントローラの仕様に応じて採用することで、仕様の異なるフォークリフト１０に対して、従来のような充電用ケーブル５０の誤接続を防止することができる。また、反対に、本発明の充電用プラグ５１を有する充電用ケーブル５０を、別のフォークリフト１０に設けられた従来のような充電用コンセントに誤接続することを防止することができる。

〔２〕第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分等については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述の第１実施形態では、グランドピン４１４およびグランドピン挿入孔５１２Ｂは、それぞれ２つずつ設けられていた。
これに対し、第２実施形態に係る充電用コンセント４１および充電用プラグ５１は、図６および図７に示すように、それぞれ１つずつ設けられている点が相違する。

すなわち、図６に示すように、グランドピン４１４は、両端の充電端子ピン４１３を横切る平面Ｓ１から、中央の充電端子ピン４１３と同じ側にオフセットした位置に１つだけ設けられている。また、グランドピン挿入孔５１２Ｂは、図７に示すように、両端の充電端子ピン挿入孔５１２Ａを横切る平面Ｓ２から、中央の充電端子ピン挿入孔５１２Ａと同じ側にオフセットした位置に１つだけ設けられている。

このような構成の充電用コンセント４１および充電用プラグ５１を用いた場合でも、第１実施形態の場合と同様に、仕様の異なる充電用ケーブル５０の誤接続を防止することができる。

また、本実施形態の充電用プラグ５１は、第１実施形態の充電用プラグ５１に比べてグランドピン挿入孔５１２Ｂの数が少ないため、第１実施形態の充電用コンセント４１に接続しようとしても、グランドピン４１４が充電用プラグ５１のベース５１２に干渉してしまい接続することができない。このため、例えば、第１実施形態の充電用コンセント４１および充電用プラグ５１を、急速充電用の充電用ケーブル５０の接続用に用い、本実施形態の充電用コンセント４１および充電用プラグ５１を、急速充電用のものに比べ許容電流値が低い通常の充電用ケーブル５０の接続用に用いれば、誤接続による過電流の発生を防止することができる。従って、フォークリフト１０の電源コントローラの仕様と異なる充電用ケーブル５０が誤って接続されるのを防止することができるので、充電用ケーブル５０の誤接続による機器類の損傷を防ぐことができる。

なお、この場合には、急速充電用の充電用ケーブル５０は、許容電流値が低い通常の充電用ケーブル５０に対応した充電用コンセント４１に接続できるが、急速充電用の充電用ケーブル５０は、通常の充電用ケーブル５０に比べ許容電流値が高いため、充電用コンセント４１に接続した場合でも、過電流による機器類の損傷が生じることはない。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、中央の充電端子ピン４１３は、両端の充電端子ピン４１３を横切る平面Ｓ１からオフセットした位置に設けられ、中央の充電端子ピン挿入孔５１２Ａは、両端の充電端子ピン挿入孔５１２Ａを横切る平面Ｓ２からオフセットした位置に設けられていたがこれに限られない。例えば、一端側の充電端子ピン４１３と中央の充電端子ピン４１３とをプラグ差込口４１１Ａの長手方向に沿って設け、他端側の充電端子ピン４１３を、一端側の充電端子ピン４１３および中央の充電端子ピン４１３を横切る平面からオフセットさせて設けるとともに、充電端子ピン挿入孔５１２Ａを充電端子ピン４１３に対応する位置に形成してもよい。

また、充電端子ピン４１３および充電端子ピン挿入孔５１２Ａを横切る平面Ｓ１，Ｓ２からのオフセット量を、フォークリフト１０の電源コントローラの仕様に応じて異なった設定としてもよい。このようにすれば、充電用コンセント４１および充電用プラグ５１のコネクタ構造を、複数の種類に設定できる。これによれば、フォークリフト１０の電源コントローラの仕様別に充電用コンセント４１および充電用プラグ５１を細かく設定することができるため、充電用ケーブル５０の誤接続をより効果的に防止することができる。

前記各実施形態では、充電端子ピン４１３および充電端子ピン挿入孔５１２Ａは、それぞれ３つずつ設けられていたがこれに限られず、それ以上設けられてもよい。また、この場合は、充電端子ピン４１３および充電端子ピン挿入孔５１２Ａは、両端の充電端子ピン４１３または両端の充電端子ピン挿入孔５１２Ａを横切る平面Ｓ１，Ｓ２から全て同方向にオフセットして設けられてもよく、または、幾つかの充電端子ピン４１３および充電端子ピン挿入孔５１２Ａが、平面Ｓ１，Ｓ２から反対方向に設けられてもよい。

前記第１実施形態では、グランドピン４１４およびグランドピン挿入孔５１２Ｂは、それぞれ２つずつ設けられていたがこれに限られず、それ以上設けられてもよい。このようにすれば、コネクタ構造をグランドピン４１４およびグランドピン挿入孔５１２Ｂの数だけ設定することができるので、電源コントローラの仕様と異なる充電用ケーブル５０の誤接続をより効果的に防止することができる。

前記第１実施形態では、グランドピン４１４およびグランドピン挿入孔５１２Ｂは、プラグ差込口４１１Ａの中心部分に対して対向する位置に、それぞれ２つずつ設けられていたがこれに限られない。例えば、グランドピン４１４およびグランドピン挿入孔５１２Ｂは、１つの充電端子ピン４１３または充電端子ピン挿入孔５１２Ａ側に偏って配置されてもよく、両端の充電端子ピン４１３間または両端の充電端子ピン挿入孔５１２Ａを横切る平面Ｓ１，Ｓ２に沿って配置されてもよい。

前記第２実施形態では、グランドピン４１４は、両端の充電端子ピン４１３を横切る平面Ｓ１から、中央の充電端子ピン４１３と同じ側にオフセットした位置に設けられ、グランドピン挿入孔５１２Ｂは、両端の充電端子ピン挿入孔５１２Ａを横切る平面Ｓ２から、中央の充電端子ピン挿入孔５１２Ａと同じ側にオフセットした位置に設けられていたがこれに限られない。例えば、グランドピン４１４およびグランドピン挿入孔５１２Ｂとも、平面Ｓ１，Ｓ２から、中央の充電端子ピン挿入孔５１２Ａまたは中央の充電端子ピン挿入孔５１２Ａとは反対側にオフセットした位置に設けられてもよい。

本発明は、バッテリフォークリフトに利用できる他、電動式の他の作業車両にも利用することができる。

１０…フォークリフト、３０…バッテリユニット（バッテリ）、４１…充電用コンセント（第１コネクタ）、５０…充電用ケーブル、５１…充電用プラグ（第２コネクタ）、４１３…充電端子ピン、４１４…グランドピン、５１２Ａ…充電端子ピン挿入孔、５１２Ｂ…グランドピン挿入孔。

Claims

バッテリを搭載した電動式の作業車両に充電用ケーブルを接続するためのコネクタ構造であって、
三相交流用の３本の充電端子ピンを有する第１コネクタと、
前記充電端子ピンが挿入される３つの充電端子ピン挿入孔を有し、前記第１コネクタに接続される第２コネクタとを備え、
３本のうちの１本の前記充電端子ピンは、他の２本の前記充電端子ピンを横切る平面からオフセットした位置に設けられ、
前記充電端子ピン挿入孔は、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが接続された状態で、前記充電端子ピンに対応する位置に設けられている
ことを特徴とするコネクタ構造。