JP2012243453A - 給電コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】充電中の給電コネクタの引き抜きをより確実に防止することができる給電コネクタを提供する。
【解決手段】コネクタ本体２が受電側コネクタに電気接続されたときにコネクタ本体２と一体的に設けられたロック部９２にプランジャ９４を係合させる電磁ロック機構９を備え、前記ロック部９２が、前記コネクタ本体２が前記受電側コネクタに対する全接続位置にあるときに前記プランジャ９４を係合させる第一係合部と、前記コネクタ本体２が前記全接続位置に至る手前の半接続位置にあるときに前記プランジャ９４を係合させる第二係合部とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車等の電動機械の充電に使用する給電コネクタに関する。

従来、電気自動車等のように電力により駆動する電動機械の充電に用いられる給電コネクタとしては、例えば特許文献１のように、筒状ケースの前半部に摺動可能に装着されて複数の端子を有するコネクタ本体と、コネクタ本体の移動を操作する操作レバーと、筒状ケースを電気自動車の受電側コネクタに差し込んだ後に操作レバーの回動によりコネクタ本体を前進させて受電側コネクタとコネクタ本体とを接続した状態で操作レバーの動きをロックするロック手段と、このロックを解除する解除レバーと、この解除レバーの解除操作をロックする電磁ロック機構とを備えたものがある。

特許第２７５２０３２号公報

前記電磁ロック機構は、前記充電に伴いソレノイドからプランジャを突出させ、このプランジャを解除レバーの係合孔に挿入することで、解除レバーの解除操作を不能とするものである。
しかし、何らかの不具合でプランジャと係合孔との相対位置ずれが生じる等により、係合孔へのプランジャの挿入がなされない場合には、解除レバーの解除操作が可能となってしまうため、誤って充電中の給電コネクタを受電側コネクタから引き抜いてしまう虞がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、充電中の給電コネクタの引き抜きをより確実に防止することができる給電コネクタを提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、本発明に係る給電コネクタは、電動機械に電力を供給する充電装置に備えられ、電動機械に設けられた受電側コネクタに着脱可能に接続される給電コネクタであって、前記受電側コネクタに機械的に接続可能なケース体と、前記ケース体内に前記受電側コネクタとの着脱方向に沿う軸線方向で移動可能に収容されると共に前記軸線方向の一端側に前記受電側コネクタへの電気接続が可能な端子を有するコネクタ本体と、前記ケース体に対する前記コネクタ本体の前記軸線方向の移動を操作可能とする操作機構と、前記コネクタ本体が前記一端側に所定量移動して前記受電側コネクタに電気接続されたときに前記コネクタ本体と一体的に設けられたロック部にプランジャを係合させて前記コネクタ本体の移動を制限する電磁ロック機構とを備え、前記ロック部が、前記コネクタ本体が前記受電側コネクタに対する全接続位置にあるときに前記プランジャを係合させる第一係合部と、前記コネクタ本体が前記全接続位置に至る手前の半接続位置にあるときに前記プランジャを係合させる第二係合部とを有することを特徴とする。

本願発明に係る給電コネクタは、前記電磁ロック機構が、前記ロック部における前記軸線方向に沿う壁面との直交方向で前記プランジャを進退させるものであってもよい。
このとき、前記第一係合部が、前記ロック部に形成された貫通孔、有底凹部又は切り欠きからなり、前記第二係合部が、前記第一係合部に前記軸線方向で隣接する貫通孔、有底凹部又は切り欠きからなるものであってもよい。
また、前記第一係合部が、前記軸線方向との直交方向に長い貫通孔からなり、前記第二係合部が、前記第一係合部に連なる座刳り状の有底凹部からなるものであってもよい。

本願発明に係る給電コネクタは、前記コネクタ本体が、給電用端子及び通信用端子を有し、前記コネクタ本体が前記半接続位置にあるときには、前記給電用端子が前記受電側コネクタとの接続状態を維持する一方、前記通信用端子の少なくとも一つが前記受電側コネクタとの接続状態を解除するものであってもよい。
また、本願発明に係る給電コネクタは、前記ケース体が前記受電側コネクタに接続された際に前記ケース体の前記受電側コネクタからの離脱を制限するロック機構と、前記コネクタ本体のケース内収容位置への移動に連動して前記ロック機構による離脱制限を解除するロック解除機構とを備えるものであってもよい。

上記給電コネクタによれば、電動機械を充電するべく給電コネクタを受電側コネクタに接続する際には、まず、コネクタ本体をケース体内に後退させた状態で、ケース体の一端側を受電側コネクタに接続して機械的な接続状態を確保し、その後に操作機構によりコネクタ本体を前進させて受電側コネクタとの電機接続を行うことが可能となり、給電コネクタと受電側コネクタとの接続を安全に行うことができる。
逆に、給電コネクタを受電側コネクタから取り外す際には、まず、操作機構によりコネクタ本体をケース体内に後退させて受電側コネクタとの電気接続を解除し、その後にケース体ひいては受電側コネクタを受電側コネクタから取り外すことが可能となり、給電コネクタを受電側コネクタから安全に取り外すことができる。
また、コネクタ本体の受電側コネクタへの電気接続をトリガーとして電磁ロック機構を作動させることで、前記電機接続がなされた状態でのコネクタ本体の移動を制限でき、操作機構の誤操作等による電気接続の遮断を回避できる。
そして、例えば操作機構の作動不良等により、コネクタ本体が全接続位置に至りきる前に電磁ロック機構のプランジャが前進した場合でも、コネクタ本体が半接続位置にあるときにプランジャを係合させる第二係合部を有することで、ロック部ひいてはコネクタ本体の移動をより確実に制限でき、充電中の給電コネクタの引き抜きをより確実に防止することができる。

本発明の一実施形態の給電コネクタの中心軸線に沿う断面図である。 上記給電コネクタを接続する受電側コネクタの図１と同様の断面図である。 上記給電コネクタを上記受電側コネクタに接続した状態の図１と同様の断面図である。 （ａ）は上記給電コネクタのロック部を図１と同方向から見た正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 上記ロック部を含む電磁ロック機構の作用を（ａ）〜（ｃ）の順に示す、図４（ｂ）に相当する断面図である。 本実施形態の比較例を示す図５に相当する断面図である。 （ａ）は本実施形態の第一の変形例を示す図４（ａ）に相当する正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は本実施形態の第二の変形例を示す図４（ａ）に相当する正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 （ａ）は本実施形態の第三の変形例を示す図４（ａ）に相当する正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示す給電コネクタＡは、例えば電気自動車に電力を供給する充電スタンド等の充電装置に備えるもので、電気自動車に設けられる受電側コネクタＢ（図２，３参照）に接続して例えば急速充電を行うためのものである。給電コネクタＡは、筒状（中空状）に形成された筒状ケース（筒状ケース１）１と、筒状ケース１の中心軸線Ｌ１に沿う方向（以下、中心軸線方向という）で摺動可能な状態で筒状ケース１内に収容されるコネクタ本体２と、筒状ケース１に対するコネクタ本体２の中心軸線方向の移動を操作する操作機構３とを備える。中心軸線Ｌ１は、受電側コネクタＢに対する給電コネクタＡの着脱方向に沿う軸線でもある。なお、説明都合上、中心軸線Ｌ１先端の矢印ＦＲを前方として説明する。

筒状ケース１は、中心軸線方向の前端部に前方に向けて開口する前端開口部１ａを有している。筒状ケース１の前端部は、受電側コネクタＢのシェル１０１内に挿入される挿入部１１として構成されている。挿入部１１の周壁には、後述するロックアーム６の係止爪６１を挿入部１１の径方向外側に臨ませる挿通孔１１ａが形成されている。

筒状ケース１の後端部には、筒状ケース１の外周面から径方向外側に突出するグリップ部１２が一体に固定されている。グリップ部１２は筒状に形成され、コネクタ本体２が配される筒状ケース１の内部空間とグリップ部１２の内部空間とが連通している。筒状ケース１の後端部には、ＬＥＤ等の表示ランプ１３が設けられている。表示ランプ１３は例えば充電時に点灯し、充電完了時に消灯するように設定されている。

コネクタ本体２は、筒状ケース１の前端側に寄せて収容されるもので、その前端部には、受電側コネクタＢに電気接続するための複数の給電側端子２１と、これら複数の給電側端子２１を収納する筒状の端子収納部２２と、給電側端子２１の基端部に接続されるケーブル４を収納するケーブル収納部２３とを備えている。なお、ケーブル４は、給電側端子２１側からグリップ部１２内を通じて給電コネクタＡの外側に延びるように配されている。

給電側端子２１には、電気自動車に電力を供給するための給電用端子２１ａのほか、例えば充電装置と電気自動車との間で充電制御に要する情報を通信するための通信用端子２１ｂ等がある。端子収納部２２は、給電側端子２１の先端を筒状ケース１の前端開口部１ａから前方に臨ませるように形成されている。
これら給電側端子２１の具体的な数や配置、端子収納部２２の具体的な形状、また、前述した筒状ケース１の挿入部１１の形状等は任意に設定することが可能であるが、例えば「日本電動車両規格：ＪＥＶＳ Ｇ １０５」に定められているものが挙げられる。

ケーブル収納部２３は、端子収納部２２に対して筒状ケース１の後端側に配された筒状のもので、端子収納部２２の後端部に固定されている。ケーブル収納部２３の外周面には、その径方向外側に突出する摺動用ピン２４が設けられている。摺動用ピン２４は、中心軸線方向に沿って延びるように筒状ケース１の内周面に形成された摺動用溝１４に収容され、コネクタ本体２を筒状ケース１に対して中心軸線方向に摺動可能としている。

筒状ケース１に対するコネクタ本体２の摺動範囲は、給電コネクタＡに備える規制手段５によって規制されている。規制手段５は、コイルスプリング５１によって筒状ケース１の内周面側からケーブル収納部２３の外周面に向けて付勢された球体状のボールプランジャ５２と、ケーブル収納部２３の外周面に形成された凹部５３とによって構成されている。
凹部５３は、中心軸線方向に互いに間隔をあけて二つ配列されている。各凹部５３の内面は、ボールプランジャ５２の球面に対応する断面円弧状に形成され、これら各凹部５３内にボールプランジャ５２の先端部が入り込む。

各凹部５３同士の間隔は、コネクタ本体２が、図１に示す如く端子収納部２２全体を筒状ケース１内に収容した位置（以下、ケース内収容位置と呼ぶ）と、図３に示す如く端子収納部２２の一部を筒状ケース１の前端開口部１ａから突出させた位置（以下、ケース外突出位置と呼ぶ）との間で移動可能となるように設定されている。
すなわち、コネクタ本体２がケース内収容位置に配されている状態では、筒状ケース１の前端側に位置する第一凹部５３Ａにボールプランジャ５２が入り込むことで、コネクタ本体２の移動が規制される。また、コネクタ本体２がケース外突出位置に配されている状態では、筒状ケース１の後端側に位置する第二凹部５３Ｂにボールプランジャ５２が入り込むことで、コネクタ本体２の移動が規制される。

なお、規制手段５では、凹部５３がボールプランジャ５２に対応する断面円弧状に形成されているため、コイルスプリング５１の弾性による規制力よりも大きな力であれば、後述する操作機構３の操作により、コイルスプリング５１による規制力に抗して、コネクタ本体２をケース内収容位置からケース外突出位置側に移動させること、及びコネクタ本体２をケース外突出位置からケース内収容位置側に移動させることが可能である。

操作機構３は、筒状ケース１の後端部側に設けられるもので、筒状ケース１に対して回動可能に軸支された操作レバー３１と、この操作レバー３１の回動に伴って回転する平歯車３２と、コネクタ本体２に固定されて平歯車３２の回転に伴って中心軸線方向に移動するラック３４とを備える。
ラック３４は、筒状ケース１内においてケーブル収納部２３に固定されるもので、平歯車３２に噛み合うラック３４の歯が中心軸線方向に配列されている。ラック３４の歯の形成面は、グリップ部１２の突出方向と同じ側（図１においては下側）に向いている。なお、ラック３４は、例えばケーブル収納部２３の後端に固定されてもよいが、ケーブル収納部２３の後端から延出するケーブル４との干渉を考慮すると、図示例のようにケーブル収納部２３の外周面に固定されていることが好ましい。

操作レバー３１は、その長手方向の一端部３１ａが筒状ケース１の外側に突出し、他端部３１ｂがレバー軸３５によって筒状ケース１に軸支されている。なお、操作レバー３１の他端部３１ｂは、筒状ケース１内に配されていてもよいが、例えばレバー軸３５を筒状ケース１の外側まで突出させる等して一端部３１ａと同様に筒状ケース１の外側に配されていてもよい。
レバー軸３５は中心軸線方向に直交しており、このレバー軸３５を中心に操作レバー３１が回動可能とされている。

レバー軸３５及び操作レバー３１の他端部３１ｂは、図１において下側に向くラック３４の歯の形成面の下方に位置している。一方、操作レバー３１の一端部３１ａは、ラック３４の歯の形成面の上方に位置している。言い換えれば、操作レバー３１の一端部３１ａは、ラック３４の歯の形成面の反対側に配されている。操作レバー３１は、筒状ケース１に対して中心軸線Ｌ１から離れるように、前述したグリップ部１２の突出方向と逆向きに突出している。
平歯車３２は、筒状ケース１内において、ラック３４に噛み合うようにラック３４の歯の形成面の下方に配され、操作レバー３１と一体回動可能に筒状ケース１にレバー軸３５を介して軸支されている。

操作機構３において、操作レバー３１の一端部３１ａは作業者が操作レバー３１を回動させる際の力点であり、操作レバー３１の他端部３１ｂは操作レバー３１の前記回動時の支点となる。また、操作レバー３１に一体に固定された平歯車３２とラック３４との噛み合わせ部分は、コネクタ本体２を中心軸線方向に移動させるように操作レバー３１の回動力をコネクタ本体２に作用させる作用点となっている。この作用点は、操作レバー３１の力点と支点との間に位置しているため、操作レバー３１の一端部３１ａの移動方向と操作レバー３１の回動に伴うコネクタ本体２の移動方向とが一致することになる。

給電コネクタＡは、筒状ケース１の前端側に設けられて給電コネクタＡを受電側コネクタＢに係止する複数（図示例では２つ）のロックアーム（ロック機構）６を備えている。各ロックアーム６は、コネクタ本体２を囲むように筒状ケース１の周方向に配列されている。
各ロックアーム６は、中心軸線方向に延びる棒状に形成されている。各ロックアーム６の前端部には、筒状ケース１の径方向外側に突出する係止爪６１が形成されている。各ロックアーム６の後端部は、中心軸線方向に直交するピン６２によって筒状ケース１に軸支されている。すなわち、各ロックアーム６は、筒状ケース１に対して揺動可能に取り付けられている。
ピン６２にはトーションバネ６３が取り付けられ、このトーションバネ６３の付勢力によって、各ロックアーム６がその前端側を筒状ケース１の径方向外側に移動させる側に付勢されている。このとき、後述するロック解除機構７によるロック解除動作が無ければ、係止爪６１が筒状ケース１の挿通孔１１ａから外部に突出することになる。

給電コネクタＡは、前記トーションバネ６３の付勢力に抗して各ロックアーム６の少なくとも一つ（例えば図１における上側のもの、以下、一のロックアーム６Ａという）の係止爪６１を筒状ケース１内に退避させるロック解除機構７を備えている。ロック解除機構７は、一のロックアーム６Ａの後端からさらに中心軸線Ｌ１に沿って筒状ケース１の後端側に延びる延長部７１と、この延長部７１のコネクタ本体２側に形成された第一突起部７２と、コネクタ本体２の外周面に形成された第二突起部７３とを備える。

延長部７１は、コネクタ本体２及びケーブル収納部２３の外周面に対向配置されており、第一突起部７２は、ケーブル収納部２３の外周面に向けて突出している。なお、第一突起部７２の突出高さは、コネクタ本体２及びケーブル収納部２３の外周面に接触しないように設定されている。
第二突起部７３は、延長部７１に向けて突出しているが、コネクタ本体２がケース外突出位置近傍に配された状態（図３参照）では、第一突起部７２及び延長部７１に接触しない。

一方、コネクタ本体２がケース内収容位置に配された状態（図１参照）では、第二突起部７３が第一突起部７２に当接する。この当接により、一のロックアーム６Ａがトーションバネ６３の付勢力に抗して揺動し、その係止爪６１を筒状ケース１内に退避させる。
すなわち、ロック解除機構７は、操作レバー３１の操作に連動して、一のロックアーム６Ａの係止爪６１を、筒状ケース１内への退避位置（図１に示す位置）と、挿通孔１１ａから筒状ケース１外に突出する突出位置（図３に示す位置）との間で移動させる。
なお、各ロックアーム６における例えば図１下側のもの（以下、他のロックアーム６Ｂという）は延長部７１及び第一突起部７２を有さず、これに対応する第二突起部７３も無い。

給電コネクタＡは、筒状ケース１に対するコネクタ本体２の移動を防止する電磁ロック機構９を備えている。電磁ロック機構９は、筒状ケース１に固定される筒状の電磁石９３及びこれに挿通されるプランジャ９４からなるソレノイド９１と、コネクタ本体２に一体的に摺動可能に設けられると共にプランジャ９４を挿通させる係合孔９２ａを有するロック部９２とによって構成されている。なお、ロック部９２は、図示例のように別個の部材をコネクタ本体２に固定して構成してもよいが、例えばコネクタ本体２に一体形成してもよい。

ソレノイド９１のプランジャ９４は、電磁石９３に電流が流れていないときには、圧縮コイルバネ９５（図４，５参照）の付勢力により後退して電磁石９３からの突出を抑えた退避位置にあり（図５（ａ）参照）、電磁石９３に電流が流れたときには、圧縮コイルバネ９５の付勢力に抗して前進して前記退避位置からの突出量を増した突出位置にある（図４（ｂ）参照）。なお、電磁石９３への電力供給は電気自動車への電力供給時（充電時）になされる。

ロック部９２は、コネクタ本体２がケース外突出位置に配されているときには、電磁石９３から突出したプランジャ９４を係合孔９２ａに挿通可能な中心軸線方向位置に配される。なお、コネクタ本体２がケース外突出位置よりもケース内収容位置側に配されているときは、係合孔９２ａがプランジャ９４に対して中心軸線方向でずれた位置に配され、仮にプランジャ９４が突出してもこれが係合孔９２ａに挿通されることは無い。

ここで、図１，３，４（ａ）において、ロック部９２は、中心軸線方向と平行かつ各図の紙面と平行な所定厚さの平板状（壁状）をなし、このロック部９２よりも紙面奥側に前記ソレノイド９１が配置される。ソレノイド９１は、そのプランジャ９４を紙面手前側に向けて突出させ、ロック部９２を紙面と直交する方向で貫通する係合孔９２ａに挿通可能とする。そして、ロック部９２の紙面奥側の板面には、係合孔（第一係合部）９２ａの前方に連なる座刳り状の有底凹部（第二係合部）９６が凹設される。この有底凹部９６と係合孔９２ａとにより、ロック部９２の紙面奥側には、二段階の深さを有する凹部が形成されることになる。

コネクタ本体２は、ケース外突出位置（全接続位置）に至った時点で給電用端子２１ａ及び通信用端子２１ｂの両者を受電側コネクタＢに電気接続させるが、ケース外突出位置に至りきる直前程度の位置では、給電用端子２１ａの電気接続は維持しつつも通信用端子２１ｂの電気接続は解除する。以下、前記ケース外突出位置に至りきる直前程度の位置（ケース外突出位置よりもやや後方にずれた位置）をコネクタ本体２の半接続位置という。

電磁ロック機構９は、コネクタ本体２の中心軸線方向の特に後方への移動を規制するものであるから、コネクタ本体２が前記半接続位置にあるときには、係合孔９２ａがプランジャ９４からずれてその挿通が妨げられるものの（図参照）、この状態でも有底凹部９６にプランジャ９４が係合することで、コネクタ本体２の半接続位置を越えての後方移動（受電側コネクタＢからの離脱）が制限される（図参照）。

なお、図は有底凹部９６を有さない電磁ロック機構９’を比較例として示す。この場合、コネクタ本体２が半接続位置にあるときにプランジャ９４の係合孔９２ａへの挿通が妨げられることは同一であるが（図参照）、この状態ではプランジャ９４の先端が前記板面に当接するのみであるため、コネクタ本体２の半接続位置を越えての後方移動が制限されず（図参照）、操作レバー３１の誤操作等により給電コネクタＡを受電側コネクタＢから離脱させてしまう虞がある。

図１，３，４（ａ）に示す正面視（ロック部９２の面直視）において、係合孔９２ａは、中心軸線Ｌ１に沿う前後方向ではプランジャ９４の直径に遊びを加えた程度の前後幅を有する一方、紙面と平行かつ中心軸線Ｌ１と直交する上下方向ではプランジャ９４の直径に対して十分に広い上下幅を有する長方形状をなしている。有底凹部９６も前記正面視で上下に長い長方形状をなし、この有底凹部９６と係合孔９２ａとが前記正面視で正方形状の外周縁を形成している。これにより、ケース外突出位置又は半接続位置にあるコネクタ本体２の後方への移動が的確に制限される一方、前記上下方向でのプランジャ９４とロック部９２との相対変位が許容される。

以下、ロック部９２の変形例について図７〜９を参照して説明する。
図７〜９に示す各ロック部１９２，２９２，３９２も、図４に示すロック部９２と同様、中心軸線方向と平行かつ紙面と平行な所定厚さの平板状（壁状）をなし、これら各ロック部１９２，２９２，３９２よりも紙面奥側に前記ソレノイド９１が配置される。
図４に示すロック部９２は、係合孔９２ａ及び有底凹部９６を内側に配置可能な前後幅を、図中上下方向で一定に有するものであるが、図７，８に示すロック部１９２，２９２は、図中上側の部位（係合孔等の形成部位）の前後幅を図４に示すロック部９２と同等とし、図中下側の部位はその前側を切り欠いて前後幅を狭めることで、部品重量の低減を図っている。

図７に示すロック部１９２は、前記正面視でプランジャ９４の直径に遊びを加えた程度の内径の円形状の係合孔１９２ａと、ロック部１９２の紙面奥側の板面に凹設されて係合孔１９２ａの前方に連なる座刳り状の有底凹部１９６とを有する。係合孔１９２ａ及び有底凹部１９６は、前記正面視で前後に長い長円形状の外周縁を形成する。これら係合孔１９２ａ及び有底凹部１９６により、ロック部１９２にも二段構造の凹部が形成されることになる。

図８に示すロック部２９２は、前記正面視で前記係合孔１９２ａと同様の係合孔２９２ａｆ，２９２ａｒを前後一対に有する。図中後側の係合孔２９２ａｒはコネクタ本体２がケース外突出位置にあるときにプランジャ９４を係合させ、図中前側の係合孔２９２ａｆはコネクタ本体２が半接続位置にあるときにプランジャ９４を係合させる。

図９に示すロック部３９２は、図中下側の部位の前後幅を図４に示すロック部９２と同等とし、図中上側の部位はその後側に切り欠き３９２ａを設けて前後幅を狭めたものである。切り欠き３９２ａは図中上方及び後方に向けて開放するが、この切り欠き３９２ａにプランジャ９４が係合した際には、ロック部３９２ひいてはコネクタ本体２の後方移動が制限される。切り欠きの３９２ａの前方において、ロック部３９２の紙面奥側の板面には有底凹部３９６が凹設される。これら切り欠き３９２ａ及び有底凹部３９６により、ロック部３９２にも二段構造の凹部が形成されることになる。

なお、ケース外突出位置にあるコネクタ本体２の移動を制限する第一係合部、及び半接続位置にあるコネクタ本体２の移動を制限する第二係合部として、図４，７〜９に示す係合孔（貫通孔）、有底凹部及び切り欠き以外にも、プランジャ９４を係合可能なものであれば、他の貫通孔、有底凹部及び切り欠きの何れであってもよく、かつこれらを如何に組み合わせて用いてもよい。

受電側コネクタＢは、電気自動車の車体等に固定されるものであり、図２に示すように、筒状ケース１の挿入部１１を受け入れる筒状のシェル１０１と、その内部に設けられる筒状の端子収納部１０２と、端子収納部１０２内に配される受電側端子（不図示）とを備える。端子収納部１０２は、筒状ケース１の挿入部１１をシェル１０１内に受け入れた状態（図３参照）において、コネクタ本体２の端子収納部２２内に受け入れられるものである。すなわち、これらシェル１０１や端子収納部１０２の形状は、給電コネクタＡの挿入部１１や端子収納部２２にそれぞれ対応している。シェル１０１の内周面には、給電コネクタＡの各ロックアーム６の係止爪６１と係合可能な係止凹部１０３が、ロックアーム６の数や配置に対応するように形成されている。

前記受電側端子は、給電コネクタＡの給電側端子２１に接触あるいは当接することで、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとを電気接続するもので、給電側端子２１と同様の役割を果たしている。すなわち、前記受電側端子の数や配置は、給電コネクタＡの給電側端子２１に対応している。

次に、給電コネクタＡを受電側コネクタＢに着脱する手順について説明する。
まず、図１に示す如くコネクタ本体２がケース内収容位置に配されている状態において、作業者がグリップ部１２を把持して筒状ケース１の前端部（挿入部１１）を受電側コネクタＢのシェル１０１内に差し込む。このとき、他のロックアーム６Ｂの係止爪６１がシェル１０１の内周面に摺接し、他のロックアーム６Ｂをトーションバネ６３の付勢力に抗して揺動させる。挿入部１１がシェル１０１内に所定量差し込まれると、図３に示す如く他のロックアーム６Ｂの係止爪６１が受電側コネクタＢの係止凹部１０３に係合し、給電コネクタＡが受電側コネクタＢに仮嵌合した状態となる。このとき、コネクタ本体２がケース内収容位置にあれば、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとの電気接続は遮断されている。

次いで、コネクタ本体２がケース外突出位置に配されるように、操作機構３によりコネクタ本体２を筒状ケース１の前端側に移動させる。より詳細に説明すれば、作業者が操作レバー３１の一端部３１ａを把持し、これを筒状ケース１の前端側に移動させるように回動させることで、コネクタ本体２が筒状ケース１の前端側に移動してケース外突出位置に配される。これにより、給電コネクタＡの給電側端子２１が受電側コネクタＢの受電側端子に電気接続される。

このとき、ロック解除機構７の第二突起部７３がコネクタ本体２と共に移動して第一突起部７２から離間することで、トーションバネ６３の付勢力によって一のロックアーム６Ａの係止爪６１が筒状ケース１の挿通孔１１ａから外部に突出し、この係止爪６１が受電側コネクタＢの係止凹部１０３に係合する。これにより、給電コネクタＡの筒状ケース１が受電側コネクタＢに機械的に抜け止めがなされた状態で嵌合する。

またこのとき、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとの電気接続をトリガーとしてソレノイド９１に通電がなされ、プランジャ９４が前進してロック部９２の係合孔９２ａに挿入される。これにより、前記電機接続がなされた状態のコネクタ本体２の移動が防止され、給電コネクタＡ及び受電側コネクタＢの電気接続の遮断が確実に防止される。
このように、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとが機械的及び電気的に接続された状態で、電気自動車の充電が開始される。

ここで、例えば操作機構３の作動不良等により、ケース外突出位置に配したはずのコネクタ本体２がケース内突出位置側に少量ずれていたとしても、有底凹部９６等の第二係合部にプランジャ９４が係合することになる。これにより、コネクタ本体２の半接続位置を越えての後方移動が制限され、操作機構３の誤操作等による給電コネクタＡの受電側コネクタＢからの離脱がより確実に防止される。
コネクタ本体２が半接続位置にあるときには、給電用端子２１ａの電気接続は維持しつつも通信用端子２１ｂの電気接続は解除されるので、これに応じて例えば前記表示ランプ１３を点滅させる等の周囲への警告を行うことも可能であり、コネクタ本体２の受電側コネクタＢへの完全接続を促すことが可能である。

電気自動車の充電が完了した際には、これに伴い電磁石９３への電力供給が停止され、前記圧縮コイルバネ９５の付勢力によりプランジャ９４がロック部９２の係合孔９２ａから離脱する。これにより、コネクタ本体２が移動可能な状態（操作レバー３１を操作可能な状態）となる。
その後、作業者が操作レバー３１の一端部３１ａを把持して筒状ケース１の後端側に移動するように操作レバー３１を回動させることで、コネクタ本体２が筒状ケース１の後端側に移動してケース内収容位置に配される。これにより、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとの電気接続が遮断された状態となる。

また、上記回動操作に連動し、ロック解除機構７の第二突起部７３が一のロックアーム６Ａの第一突起部７２に当接し、トーションバネ６３の付勢力に抗して一のロックアーム６Ａを揺動させて係止爪６１を筒状ケース１内に退避させることで、給電コネクタＡが受電側コネクタＢに仮嵌合した状態に戻る。

その後、作業者がグリップ部１２を把持して給電コネクタＡを受電側コネクタＢから引き抜くことにより、給電コネクタＡの取り外し作業が完了する。
なお、前記仮嵌合状態では、他のロックアーム６Ｂの係止爪６１が受電側コネクタＢに係合しているものの、一のロックアーム６Ａの係止爪６１と受電側コネクタＢとの係合が解除されていることで、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとの係合力が弱められているため、給電コネクタＡを容易に引き抜くことができる。

以上説明したように、本実施形態の給電コネクタＡは、電動機械に電力を供給する充電装置に備えられ、電動機械に設けられた受電側コネクタＢに着脱可能に接続されるものであって、前記受電側コネクタＢに機械的に接続可能なケース体１と、前記ケース体１内に前記受電側コネクタＢとの着脱方向に沿う中心軸線方向で移動可能に収容されると共に前記中心軸線方向の一端側に前記受電側コネクタＢへの電気接続が可能な給電側端子２１を有するコネクタ本体２と、前記筒状ケース１に対する前記コネクタ本体２の前記中心軸線方向の移動を操作可能とする操作機構３と、前記コネクタ本体２が前記一端側に所定量移動して前記受電側コネクタＢに電気接続されたときに前記コネクタ本体２と一体的に設けられたロック部９２にプランジャ９４を係合させて前記コネクタ本体２の移動を制限する電磁ロック機構９とを備え、前記ロック部９２が、前記コネクタ本体２が前記受電側コネクタＢに対する全接続位置（ケース外突出位置）にあるときに前記プランジャ９４を係合させる第一係合部（係合孔９２ａ）と、前記コネクタ本体２が前記全接続位置に至る手前の半接続位置にあるときに前記プランジャ９４を係合させる第二係合部（有底凹部９６）とを有するものである。

この構成によれば、電動機械を充電するべく給電コネクタＡを受電側コネクタＢに接続する際には、まず、コネクタ本体２を筒状ケース１内に後退させた状態で、筒状ケース１の一端側を受電側コネクタＢに接続して機械的な接続状態を確保し、その後に操作機構３によりコネクタ本体２を前進させて受電側コネクタＢとの電機接続を行うことが可能となり、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとの接続を安全に行うことができる。
逆に、給電コネクタＡを受電側コネクタＢから取り外す際には、まず、操作機構３によりコネクタ本体２を筒状ケース１内に後退させて受電側コネクタＢとの電気接続を解除し、その後に筒状ケース１ひいては受電側コネクタＢを受電側コネクタＢから取り外すことが可能となり、給電コネクタＡを受電側コネクタＢから安全に取り外すことができる。
また、コネクタ本体２の受電側コネクタＢへの電気接続をトリガーとして電磁ロック機構９を作動させることで、前記電機接続がなされた状態でのコネクタ本体２の移動を制限でき、操作機構３の誤操作等による電気接続の遮断を回避できる。
そして、例えば操作機構３の作動不良等により、コネクタ本体２が全接続位置に至りきる前に電磁ロック機構９のプランジャ９４が前進した場合でも、コネクタ本体２が半接続位置にあるときにプランジャ９４を係合させる第二係合部を有することで、ロック部９２ひいてはコネクタ本体２の移動をより確実に制限でき、充電中の給電コネクタＡの引き抜きをより確実に防止することができる。

また、前記コネクタ本体２が、給電用端子２１ａ及び通信用端子２１ｂを有し、前記コネクタ本体２が前記半接続位置にあるときには、前記給電用端子２１ａが前記受電側コネクタＢとの接続状態を維持する一方、前記通信用端子２１ｂの少なくとも一つが前記受電側コネクタＢとの接続状態を解除することで、コネクタ本体２が前記半接続位置にあるときにも電動機械の充電は継続させながら、コネクタ本体２が半接続位置にあることの警告等を発することが可能となる。

さらに、前記筒状ケース１が前記受電側コネクタＢに接続された際に前記筒状ケース１の前記受電側コネクタＢからの離脱を制限するロックアーム６と、前記コネクタ本体２のケース内収容位置への移動に連動して前記ロックアーム６による離脱制限を解除するロック解除機構７とを備えることで、筒状ケース１の受電側コネクタＢからの離脱制限が、コネクタ本体２のケース内収容位置への移動に連動して解除されるため、コネクタ本体２の受電側コネクタＢへの電気接続を解除すると共に筒状ケース１内に収容した状態で、筒状ケース１ひいては給電コネクタＡを受電側コネクタＢから安全に取り外すことができる。

以上、本発明の給電コネクタに係る実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
そして、上記実施形態においては、電気自動車用の充電装置に備える給電コネクタＡについて説明したが、本発明の給電コネクタは、電力によって駆動する各種電動機械用の充電装置に適用することが可能である。

Ａ…給電コネクタ、Ｂ…受電側コネクタ、１…筒状ケース（ケース体）、２…コネクタ本体、２１…給電側端子（端子）、２１ａ…給電用端子、２１ｂ…通信用端子、３…操作機構、９２…ロック部、９４…プランジャ、９…電磁ロック機構、９２ａ，１９２ａ，２９２ａｒ…係合孔（第一係合部、貫通孔）、９６，１９６，３９６…有底凹部（第二係合部）、２９２ａｆ…係合孔（第二係合部、貫通孔）、３９２ａ…切り欠き（第一係合部）、６…ロックアーム、７…ロック解除機構

Claims (6)

1. 電動機械に電力を供給する充電装置に備えられ、電動機械に設けられた受電側コネクタに着脱可能に接続される給電コネクタであって、
   前記受電側コネクタに機械的に接続可能なケース体と、
   前記ケース体内に前記受電側コネクタとの着脱方向に沿う軸線方向で移動可能に収容されると共に前記軸線方向の一端側に前記受電側コネクタへの電気接続が可能な端子を有するコネクタ本体と、
   前記ケース体に対する前記コネクタ本体の前記軸線方向の移動を操作可能とする操作機構と、
   前記コネクタ本体が前記一端側に所定量移動して前記受電側コネクタに電気接続されたときに前記コネクタ本体と一体的に設けられたロック部にプランジャを係合させて前記コネクタ本体の移動を制限する電磁ロック機構とを備え、
   前記ロック部が、前記コネクタ本体が前記受電側コネクタに対する全接続位置にあるときに前記プランジャを係合させる第一係合部と、前記コネクタ本体が前記全接続位置に至る手前の半接続位置にあるときに前記プランジャを係合させる第二係合部とを有することを特徴とする給電コネクタ。
2. 前記電磁ロック機構が、前記ロック部における前記軸線方向に沿う壁面との直交方向で前記プランジャを進退させることを特徴とする請求項１に記載の給電コネクタ。
3. 前記第一係合部が、前記ロック部に形成された貫通孔、有底凹部又は切り欠きからなり、前記第二係合部が、前記第一係合部に前記軸線方向で隣接する貫通孔、有底凹部又は切り欠きからなることを特徴とする請求項２に記載の給電コネクタ。
4. 前記第一係合部が、前記軸線方向との直交方向に長い貫通孔からなり、前記第二係合部が、前記第一係合部に連なる座刳り状の有底凹部からなることを特徴とする請求項２に記載の給電コネクタ。
5. 前記コネクタ本体が、給電用端子及び通信用端子を有し、前記コネクタ本体が前記半接続位置にあるときには、前記給電用端子が前記受電側コネクタとの接続状態を維持する一方、前記通信用端子の少なくとも一つが前記受電側コネクタとの接続状態を解除することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の給電コネクタ。
6. 前記ケース体が前記受電側コネクタに接続された際に前記ケース体の前記受電側コネクタからの離脱を制限するロック機構と、前記コネクタ本体のケース内収容位置への移動に連動して前記ロック機構による離脱制限を解除するロック解除機構とを備えることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の給電コネクタ。

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