JP2012236457A - 充電コネクタの取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタリッドが車体リッドオープナに干渉されて開き角が制限されることを防止して、充電ガンの挿抜作業性を良好にする充電コネクタの取り付け構造を提供すること。
【解決手段】フューエルボックス７Ａと、フューエルリッド９と、充電コネクタ本体２と、フューエルリッド９と反対側へ開くように、コネクタ側ヒンジ部４を介して被結合部を開閉可能に設けられたコネクタリッド３と、を備え、コネクタリッド３に、このコネクタリッドを開けたときに、フューエルボックス内へ突出した状態のフューエルリッドオープナ１１の先端部が収納される収納用凹部３１が形成されている。したがって、コネクタリッド３がフューエルリッドオープナ１１の干渉を受けることを防止でき、充電コネクタの挿抜性を良好にできる。
【選択図】図６

Description

本発明は、バッテリユニットを搭載する電気自動車などの充電コネクタの取り付け構造に関する。

電気自動車の製造においては、電気自動車としての専用の車体を用いる場合以外に、ガソリン車などと車体を共用する場合が考えられる。いずれの場合でも、電気自動車は、その車体の適所に充電コネクタが設けられている（例えば、特許文献１参照）。この充電コネクタは、給電スタンドや家庭用電源などの電力供給側の充電ガンが結合されることにより、バッテリユニットへの充電を可能とするための接続手段である。

ガソリン車などの車体に充電コネクタを取り付ける場合、充電コネクタを、車体における給油口が設けられるフューエルボックスを加工して取り付けることになる。このフューエルボックスは、車体の外側面より内側へ向けて凹んだ凹部空間が板金で形成された構造である。このフューエルボックスの凹部空間の入り口（開口部）は、板状のフューエルリッドで開閉されるようになっている。なお、フューエルリッドは、凹部空間の入り口の開口縁近傍で一端が回転可能にヒンジ部材で軸支され、他端がフューエルボックスの内側面に出没可能に設けられたフューエルリッドオープナに係脱可能に支持されるようになっている。

フューエルボックスの内奥には、充電コネクタが貫通した状態で取り付けられている。充電コネクタは、先端部に接続用端子が配置された略円筒形状の充電コネクタ本体と、この充電コネクタ本体の先端面を覆うことができるコネクタリッドと、を備えている。閉めた状態のコネクタリッドは、閉めた状態のフューエルリッドと互いに平行をなすように対向して配置されている。すなわち、フューエルリッドを開けたときに、コネクタリッドの開閉操作が行えるようになっている。コネクタリッドは、充電コネクタ本体の端面を開閉できるように、充電コネクタ本体の先端部の周縁近傍にヒンジ部材で回転可能に軸支されている。

フューエルボックス内でコネクタリッドを開ける場合、フューエルリッドと同じ方向に開く構造とすると、コネクタリッドがフューエルリッドの干渉を受けると共に、コネクタリッドとフューエルリッドとが擦れることで互いに擦り傷などの損傷が発生することが懸念される。そこで、コネクタリッドは、フューエルリッドの軸支位置と離れた略反対方向の位置で、充電コネクタ本体の端面周縁部に軸支されるようになっている。すなわち、フューエルリッドとコネクタリッドとは、充電コネクタ本体に対して互いにほぼ反対側の位置に配置され、互いに反対方向に向けて開くようになっている。

特開２００９−１４６７１１号公報

しかしながら、コネクタリッドが充電コネクタ本体の端面周縁における、フューエルリッドの軸支位置とほぼ反対方向の位置で軸支される場合、コネクタリッドを開けたときに、このコネクタリッドの外側面に、フューエルボックスの内側面より内側空間へ向けて突出するフューエルリッドオープナの先端が突き当たって干渉を受けるという問題がある。このため、フューエルボックス内においてコネクタリッドの開き角が十分とれず、充電ガンの挿抜作業性が悪くなることが懸念される。また、コネクタリッドをフューエルリッドオープナの先端に当てて止めるようにすると、これらコネクタリッドとフューエルリッドオープナとの打音が発生するという問題が生じる。このため、コネクタリッドがフューエルリッドオープナと当たらないように、フューエルボックスの板金パネルにフューエルリッドを受け止める緩衝部材を追加しようとすると、部品点数が増加することや、さらに充電ガンの挿抜作業性を悪化させることなどが考えられる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、充電コネクタを狭い空間内に収めることで車体パネル側の剛性の低下を抑制でき、充電ガンの挿抜作業性も良好な充電コネクタの取り付け構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様は、車体パネルに形成された開口部より車内側へ凹むように空間を形成する充電ボックスと、前記開口部を開閉可能にするように前記開口部に対して一方側の開口周縁近傍に位置する車体側ヒンジ部を介して前記車体パネル側に回動可能に設けられた車体リッドと、前記開口部に対して他方側の開口周縁近傍に位置し、前記充電ボックスの内壁より前記充電ボックス内に向けて出没するように設けられ、前記車体リッドの閉じた位置での保持、解放が可能な車体リッドオープナと、前記充電ボックスの内奥で当該充電ボックスを貫通するように配置され、充電ガンに結合される被結合部を備えた充電コネクタ本体と、前記充電コネクタ本体に、前記車体リッドと反対側へ開くように、コネクタ側ヒンジ部を介して設けられたコネクタリッドと、を備えてなる充電コネクタの取り付け構造であって、前記コネクタリッドに、前記被結合部に前記充電ガンを結合可能となるように前記コネクタリッドを開けた状態で、前記充電ボックス内に突出した前記車体リッドオープナが収納される収納用凹部が形成されていることを特徴とする。

上記態様としては、前記収納用凹部内に、クッション材が配置されている構成としてもよい。

上記態様としては、前記クッション材は前記収納用凹部の内面に沿って配置され、前記車体リッドオープナが前記収納用凹部内に収納されたときに、前記車体リッドオープナに前記クッション材が圧接した状態で車体リッドオープナを嵌合するようにしてもよい。このような態様では、コネクタリッドを車体リッドオープナに一時的に保持させることができる。

上記態様としては、前記充電ボックスがフューエルボックスであり、前記車体リッドがフューエルリッドであってもよく、ガソリン車など車体に本発明を適用することができる。

本発明によれば、コネクタリッドが車体リッドオープナに干渉されて開き角が制限されることを防止したことにより、充電ガンの挿抜作業性も良好な、充電コネクタの取り付け構造を実現することができる。

また、本発明によれば、コンパクトな充電ボックスに対しても充電コネクタを取り付けることが可能となり、車体パネルの開口部のコンパクト化も図れるため、車体パネルの剛性を向上させることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造に用いられる充電コネクタの斜視図である。 図２は、図１のII−II断面図ある。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造において車体リッドを開けた状態であり、コネクタリッドを閉めた状態を示す斜視図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造において車体リッドとコネクタリッドとを閉めた状態を示す断面図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造において車体リッドとコネクタリッドとを開けた状態を示す斜視図である。 図６は、図５のVI−VI断面図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造の変形例を示す断面図である。 図８は、本発明の第２の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造に用いられる充電コネクタの斜視図である。 図９は、本発明の第２の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造を示す断面図である。 図１０は、充電コネクタの取り付け構造の比較例を示す断面図である。

以下、本発明の各実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造の詳細について図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造に用いられる充電コネクタ１を示している。図３〜図６は、第１の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造を示している。

（充電コネクタ）
充電コネクタ１は、略円筒状の充電コネクタ本体２と、略円板状のコネクタリッド３と、このコネクタリッド３を充電コネクタ本体２の端面に開閉可能に支持するコネクタ側ヒンジ部４と、コネクタリッド３が充電コネクタ本体２の端面を閉じた状態でコネクタリッド３を係止する係止機構５と、を備えている。

図２に示すように、充電コネクタ本体２における端部側部分（先端部）２１には、後述する充電ガンが挿入される充電ガン挿入空間２２が形成されている。この充電ガン挿入空間２２内には、被結合部としての一対の結合端子部２３と、充電ガンの結合を検出するための一対の結合スイッチ２４とが、内奥部から端部側部分２１の開口部側へ向けて突設されている。図５に示すように、結合端子部２３と結合スイッチ２４は、充電ガン挿入空間２２の内奥底部の中心の周りに周方向に沿って交互に配置されている。結合端子部２３は、図６に示すように、充電ガン１７の図示しない結合端子に結合されるようになっている。

端部側部分２１の外周面には、フランジ部２５が周回するように一体に形成されている。なお、本実施の形態では、フランジ部２５は、矩形板状であり、角部にボルト挿通用孔２５Ａが開設されている。

図２に示すように、結合端子部２３には、端子２６が収納された状態で固定されている。端子２６は、図示しない充電ユニットに接続された配線２７に接続されている。

図１および図２に示すように、コネクタリッド３は、略円板状の蓋体であり、充電ガン挿入空間２２を開閉するようになっている。コネクタリッド３の中央には、収納用凹部３１が形成されている。この収納用凹部３１は、充電コネクタ本体２の端部側部分２１の充電ガン挿入空間２２を閉じたときに、コネクタリッド３が充電ガン挿入空間２２内に膨出するように内側へ凹むように形成されている。なお、収納用凹部３１の深さは、このコネクタリッド３を開けたときに後述する車体リッドオープナ１１を嵌合してコネクタリッド３の開き角を確保できるようになっている。また、コネクタリッド３の内側面には、充電コネクタ本体２の端部側部分２１の開口部の端面に当接するリング状のシール材３６が設けられている。

コネクタ側ヒンジ部４は、コネクタリッド３の周縁における一箇所に延在されたリッド側延在部３２が、端部側部分２１の外側面より突設されたヒンジ支持部３３に、ヒンジ軸３４で回転自在に支持されてなる。コネクタリッド３におけるリッド側延在部３２と反対側の箇所には、係止機構５によって係止される被係止部３５が形成されている。なお、コネクタ側ヒンジ部４は、コネクタリッド３が係止機構５での係止状態が解除されたときに、コネクタリッド３を開ける方向へ付勢するバネ部材を備える構成であってもよい。

係止機構５は、端部側部分２１におけるコネクタ側ヒンジ部４と反対側の側壁に外側へ向けて突設された回転支持部５１に、係止部材５２の基端部を回転支持軸５３で回転可能に支持されてなる。係止部材５２の自由端側は、コネクタリッド３を開ける際に、ロック解除のために手で操作を行う解除用把持部５２Ａが形成され、解除用把持部５２Ａの反対側（コネクタリッド３と当接する側）には、コネクタリッド３の被係止部３５に係止される係止用突部５２Ｂが形成されている。なお、本実施の形態では、係止部材５２は、充電コネクタ本体２の端部側部分２１の外側面に圧接するように、バネ部材５４で付勢されている。

（充電コネクタの取り付け構造）
図３は、本実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造において、フューエルリッド９が開き、コネクタリッド３が閉じた状態を示し、図４は、フューエルリッド９とコネクタリッド３とが閉じた状態を示している。図５および図６は、充電コネクタの取り付け構造においてフューエルリッド９およびコネクタリッド３を開けた状態を示す。

本実施の形態は、上記構成の充電コネクタ１を、ガソリン車などの内燃機関を搭載するために設計された車体に取り付けたものである。このように、内燃機関を搭載するための車体を利用して、充電ユニットを搭載する電気自動車などの車両を製造する場合、充電コネクタ１を、外側車体パネル６における給油口が設けられる充電ボックスとしてのフューエルボックス７Ａを加工して取り付ける。図４に示すように、このフューエルボックス７Ａは、外側車体パネル６の開口部６Ａより内側へ向けて凹んだ空間８が内側車体パネル（板金）７で形成された構造である。外側車体パネル６と内側車体パネル７とは、溶接などにより一体に設けられている。

フューエルボックス７Ａの空間８の入り口である開口部６Ａは、板状の車体リッドとしてのフューエルリッド（車体リッド）９で開閉されるようになっている。なお、フューエルリッド９は、開口部６Ａを閉塞したときに外側車体パネル６の外側面とフューエルリッド９の外側面とが面一となるように設定されている。フューエルリッド９は、外側車体パネル６の開口部６Ａの一端部近傍（開口部６Ａに対する一方側）に位置するフューエルボックス７Ａに、回転可能に車体側ヒンジ部１０で軸支されている。車体側ヒンジ部１０は、フューエルボックス７Ａの内側面にボルト固定される支持板１０Ａに対して、フューエルリッド９の内側面に突設された軸支部１０Ｂが支持軸１０Ｃで軸支されてなる。

フューエルリッド９における車体側ヒンジ部１０で軸支された部分とほぼ反対側に位置する内側面には、係合片１２が起立するように設けられている。この係合片１２には、係合孔１２Ａが形成されている。そして、この係合孔１２Ａには、フューエルボックス７Ａの内側面に出没可能に設けられた車体リッドオープナとしてのフューエルリッドオープナ１１が係脱可能に係合（嵌合）するようになっている。フューエルリッドオープナ１１はロッド状であり、フューエルボックス７Ａを構成する内側車体パネル７を貫通して配置されている。図３に示すように、フューエルボックス７Ａの外側には、フューエルリッドオープナ１１に没動作を伝達するオープナ駆動機構１３が設けられている。このオープナ駆動機構１３には、運転席側の、図示しないリッドオープナレバーに連結されるリッドオープナケーブル１４が連結されている。なお、フューエルリッドオープナ１１は、フューエルボックス７Ａ内へ向けて突出するように常時付勢されている。

このような構造のフューエルボックス７Ａの内奥部に、充電コネクタ１を配置するためのコネクタ貫通孔（本来、給油口を設置するための開口部）７Ｂが形成されている。本実施の形態では、充電コネクタ１は、フューエルボックス７Ａの裏側（車体内側）から、コネクタ貫通孔７Ｂに、充電コネクタ本体２の端部側部分２１およびコネクタリッド３が空間８内に挿入された状態で固定されている。具体的には、図４に示すように、端部側部分２１の周面に形成されたフランジ部２５に、ブラケット１５がボルト１６Ａ、ナット１６Ｂを用いて固定されている。ブラケット１５は、図示しないボルト・ナットでフューエルボックス７Ａに固定されている。なお、フューエルボックス７Ａに形成されたコネクタ貫通孔７Ｂは、取り付ける充電コネクタ１の大きさに応じて適宜加工して用いることができる。

図４に示すように、このような取り付け構造において、充電コネクタ１におけるコネクタ側ヒンジ部４は、車体側ヒンジ部１０とほぼ反対側に位置するように設定されている。具体的には、車体側ヒンジ部１０は、フューエルボックス７Ａにおける車体前方向Ｆ（図４に矢印で示す。）の端部近傍に配置され、コネクタ側ヒンジ部４は充電コネクタ本体２の端部側部分２１における車体後方向Ｒ（図４に矢印で示す。）側に位置するように配置されている。したがって、図６に示すように、フューエルリッド９とコネクタリッド３とは、充電コネクタ本体２に対して互いにほぼ反対側の位置に配置され、互いに反対方向に向けて開くようになっている。

このように、コネクタ側ヒンジ部４と車体側ヒンジ部１０とを充電コネクタ本体２に対してほぼ反対側に配置する理由は、フューエルボックス７Ａ内でコネクタリッド３を開ける場合、フューエルリッド９と同じ方向に開く構造とすると、コネクタリッド３がフューエルリッド９の大幅な干渉を受けると共に、コネクタリッド３とフューエルリッド９との接触により互いに擦り傷などの損傷が発生することが懸念されるからである。

本実施の形態では、上述の充電コネクタの取り付け構造としたことにより、以下のような作用・効果を奏することができる。すなわち、図５および図６に示すように、フューエルリッド９とコネクタリッド３を開けた状態では、コネクタリッド３に形成した収納用凹部３１内にフューエルリッドオープナ１１が収納されるため、コネクタリッド３全体としては、開き角度を稼ぐことができる。したがって、図６に示すように、充電ガン１７を充電コネクタ本体２の充電ガン挿入空間２２に挿入する際に、充電ガン１７がコネクタリッド３に当たって干渉されることを防止できる。

これに対して、図１０は、コネクタリッド３に収納用凹部３１が形成されていない比較例を示す断面図であるが、比較的狭いフューエルボックス７Ａ内にフューエルリッドオープナ１１が突出する場合、フューエルリッドオープナ１１がコネクタリッド３の開き動作に対して大きく干渉をすることがわかる。

本実施の形態では、コネクタリッド３がフューエルリッドオープナ１１の先端に突き当たらないように収納用凹部３１の深さを設定することも可能であり、フューエルリッドオープナ１１の先端との突き当たり音（打音）の発生を抑制することも可能である。

また、本実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造によれば、フューエルボックス７Ａをコンパクトにしてもコネクタリッド３の開き角を稼ぐことができる。このため、フューエルボックス７Ａおよび外側車体パネル６の開口部６Ａの大きさのコンパクト化を図ることにより、外側車体パネル６における充電コネクタ１が取り付けられる箇所の剛性を向上することも可能になる。

さらに、本実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造によれば、ガソリン車などにも利用される車体に対して、容易かつ確実に充電コネクタを取り付けることができる。特に、本実施の形態によれば、車体リッドオープナとしてのフューエルリッドオープナ１１の配置、大きさなどを設計し直すことなく、充電コネクタ１を取り付けられるため、車体の汎用性を高めることができる。

［第１の実施の形態の変形例］
図７は、第１の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造の変形例を示す断面図である。この変形例では、コネクタリッド３の収納用凹部３１内に、例えば樹脂製のクッション材１６を設けている。この変形例におけるその他の構成は、上記第１の実施の形態の取り付け構造と全く同様である。

この変形例のように、コネクタリッド３の収納用凹部３１内にクッション材１６を設けることにより、コネクタリッド３の開き角がさらに大きくなった場合でも、フューエルリッドオープナ１１の先端とコネクタリッド３との打音の発生を抑制することが可能となる。したがって、コネクタリッド３を、図示しない例えばバネ材により、大きく開くように付勢しても打音の発生の問題を解消することができる。

［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造に用いられる充電コネクタ１Ａを示す斜視図である。図９は、本実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造を示す断面図である。

本実施の形態では、充電コネクタ１Ａにおけるコネクタリッド３Ａの構造が、上記第１の実施の形態に係る充電コネクタ１のコネクタリッド３と異なる構成を有してい。第２の実施の形態におけるその他の構成は、上記第１の実施の形態の構造と同様である。

図８および図９に示すように、本実施の形態の充電コネクタ１Ａのコネクタリッド３Ａは、収納用凹部３１Ａの径寸法がフューエルリッドオープナ１１の径寸法よりやや大きく設定され、収納用凹部３１Ａの内壁に沿ってクッション材１６が設けられている。また、収納用凹部３１の深さは、フューエルリッドオープナ１１を収納することにより、確実にコネクタリッド３を開ける程度の深さであればよい。そして、コネクタリッド３を開けたときに、収納用凹部３１Ａ内に嵌合されたフューエルリッドオープナ１１に対して、クッション材１６が圧接するように設定されている。

このように、クッション材１６がフューエルリッドオープナ１１の周面に対して所定の接触圧力をもって接するようにすることにより、コネクタリッド３をフューエルリッドオープナ１１に対して、収納用凹部３１が結合した状態とすることができる。したがって、充電ガン１７を挿入する際に、コネクタリッド３がフューエルリッドオープナ１１側に保持された状態とすることができる。なお、コネクタリッド３を閉める場合は、コネクタリッド３を閉じる方向へ押圧すれば、フューエルリッドオープナ１１から簡単に外れるようになっている。
［その他の実施の形態］
以上、第１および第２の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記各実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造に用いた充電コネクタ１、１Ａでは、係止機構５として、回転支持部５１で回動可能に支持された係止部材５２でコネクタリッド３を掛け止めするようにしたが、このような機構に限定されるものではない。また上記各実施の形態では、コネクタリッド３を係止する係止部材５２をバネ部材５４で付勢する構成としたが、バネ部材５４を備えない構成としてもよい。

また、上記各実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造では、ガソリン車など車体に充電コネクタ１，１Ａを設ける場合について説明したが、このような取り付け構造を有する電気自動車専用の車体に対して用いても勿論よい。

さらに、上記各実施の形態に係る充電コネクタの取り付け構造では、充電コネクタ１をフューエルボックス７Ａに対して車内側から取り付けているが、車外側から充電コネクタ１を挿入して取り付けたものであっても勿論よい。

１，１Ａ 充電コネクタ
２ 充電コネクタ本体
３，３Ａ コネクタリッド
４ コネクタ側ヒンジ部
５ 係止機構
６ 外側車体パネル
７ 内側車体パネル
７Ａ フューエルボックス（充電ボックス）
７Ｂ コネクタ貫通孔
８ 空間
９ フューエルリッド（車体リッド）
１０ 車体側ヒンジ部
１１ フューエルリッドオープナ
１２ 係合片
１２Ａ 係合孔
１５ ブラケット
１７ 充電ガン
１８ クッション材
２２ 充電ガン挿入空間
２３ 結合端子部
２５ フランジ部
２６ 端子
３１，３１Ａ 収納用凹部

Claims (4)

1. 車体パネルに形成された開口部より車内側へ凹むように空間を形成する充電ボックスと、
   前記開口部を開閉可能にするように前記開口部に対して一方側の開口周縁近傍に位置する車体側ヒンジ部を介して前記車体パネル側に回動可能に設けられた車体リッドと、
   前記開口部に対して他方側の開口周縁近傍に位置し、前記充電ボックスの内壁より前記充電ボックス内に向けて出没するように設けられ、前記車体リッドの閉じた位置での保持、解放が可能な車体リッドオープナと、
   前記充電ボックスの内奥で当該充電ボックスを貫通するように配置され、充電ガンに結合される被結合部を備えた充電コネクタ本体と、
   前記充電コネクタ本体に、前記車体リッドと反対側へ開くように、コネクタ側ヒンジ部を介して設けられたコネクタリッドと、
   を備えてなる充電コネクタの取り付け構造であって、
   前記コネクタリッドに、前記被結合部に前記充電ガンを結合可能となるように前記コネクタリッドを開けた状態で、前記充電ボックス内に突出した前記車体リッドオープナが収納される収納用凹部が形成されていることを特徴とする充電コネクタの取り付け構造。
2. 前記収納用凹部内に、クッション材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の充電コネクタの取り付け構造。
3. 前記クッション材は前記収納用凹部の内面に沿って配置され、前記車体リッドオープナが前記収納用凹部内に収納されたときに、前記車体リッドオープナに前記クッション材が圧接した状態で該車体リッドオープナを嵌合することを特徴とする請求項２に記載の充電コネクタの取り付け構造。
4. 前記充電ボックスはフューエルボックスであり、前記車体リッドはフューエルリッドであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の充電コネクタの取り付け構造。
   

Images