JP2013149386A - 電気コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】受電側コネクタとコネクタ嵌合部との嵌合状態を検知することができ、より確実に安全性を向上できる電気コネクタを提供する。
【解決手段】本発明に係る電気コネクタ100において、ラッチ爪132は、ロック爪122よりも受電側コネクタ10へのコネクタ嵌合部111の嵌合方向FDの手前側(すなわち、離脱方向SD側)に設けられており、コネクタ嵌合部111内に退避した状態でラッチアーム131が揺動してラッチ係止片133と第2係止溝部143Bとの係止を解除する。ラッチアーム131は、第2係止溝部143Bとラッチ係止片133とを係止する際に、ロック解除保持部160の保持係止片162と第2係止溝部143Bの係止を解除させる突起131Aを備える。
【選択図】図5

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の車両に搭載されるバッテリーを充電する際に用いられる電気コネクタに関する。
従来から、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)等の車両に搭載されるバッテリーを充電するために、電気コネクタが用いられている。具体的には、図26に示すように、電気コネクタ200は、受電端子301が設けられた受電側コネクタ300に嵌合可能であり、該受電側コネクタ300との嵌合状態で受電端子301に接続される給電端子211を備えている。
電気コネクタ200は、給電端子211が内部に設けられて受電側コネクタ300と嵌合するコネクタ嵌合部210と、給電端子211に接続された電線Wを収容するコネクタケース220とを備えている。
コネクタケース220内では、コネクタ嵌合部210内の給電端子211に接続されている電線Wがハンドル部221を通って外部に引き出されており、コネクタ嵌合部210とハンドル部221との間には、給電端子211や電線Wなどのスライド操作に伴う伸縮を吸収するスライド部230が設けられている。
このような電気コネクタ200を受電側コネクタ300に嵌合させる際、ハンドル部221を握って電気コネクタ200を受電側コネクタ300側に押圧操作し、コネクタ嵌合部210を受電側コネクタ300に嵌合させる。その後、ハンドル部221を握って回動レバー240を引く(回動操作する)と、スライド部230によって給電端子211が電線Wと共にスライドし、受電側コネクタ300の受電端子301との嵌合が完了する。このとき、ハンドル部221も嵌合方向に移動し、スライド部230がこのスライド分を吸収する。
また、電気コネクタ200には、給電端子211と受電端子301とが接続されている間、回動レバー240の回動を不可能にするレバーロック機構250が設けられている。これにより、給電端子211と受電端子301との接続中において給電端子211が嵌合解除方向へスライドすることを防止でき、バッテリーへの充電中に給電端子211と受電端子301との接続が不意に切断されるのを防止できる。
特開平10−275653号公報
しかしながら、上述した従来の電気コネクタ200では、コネクタ嵌合部210が受電側コネクタ300に完全に嵌合されていない状態であっても、コネクタ嵌合部210とハンドル部221の間に配置されたスライド部230が収縮し、給電端子211が電線Wと共に嵌合側に移動し、バッテリーを充電可能な状態となってしまう虞があった。
つまり、電気コネクタ200では、受電側コネクタ300とコネクタ嵌合部210とが完全に嵌合されたか否かを検知することができず、受電側コネクタ300とコネクタ嵌合部210との半嵌合状態でバッテリーに充電されてしまう虞があり、安全性については未だ改善の余地があるのが現状である。
そこで、本発明は、受電側コネクタとコネクタ嵌合部との嵌合状態を検知することができ、より確実に安全性を向上できる電気コネクタの提供を目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第1の特徴は、受電端子が設けられた受電側コネクタに嵌合可能であり、前記受電側コネクタとの嵌合状態で前記受電端子に接続される給電端子を備える電気コネクタであって、前記給電端子が内部に設けられて前記受電側コネクタと嵌合するコネクタ嵌合部を有し、前記給電端子に接続された電線を収容するコネクタケースと、前記受電側コネクタと前記コネクタ嵌合部との嵌合状態で、前記受電側コネクタとの離脱を阻止するロック機構と、前記受電側コネクタと前記コネクタ嵌合部との嵌合状態を検知する嵌合検知機構と、前記コネクタケースから進退可能な操作部と、前記操作部が前記コネクタケース内に押し込まれた状態で前記ロック機構の一部及び前記嵌合検知機構の一部と係止する係止部とを有するロック解除部と、前記ロック解除部の前記操作部が押圧された状態で前記ロック解除部の位置を保持するロック解除保持部とを備え、前記ロック解除部は、前記受電側コネクタと前記コネクタ嵌合部との嵌合状態において前記係止部の係止が解除された場合に、前記操作部が前記コネクタケースから突出する方向へ移動して前記操作部が操作可能となることで前記受電側コネクタと前記コネクタ嵌合部との嵌合状態を解除可能とし、前記ロック機構は、前記コネクタケース内に揺動自在に設けられるロックアームと、前記ロックアームの前記受電側コネクタ側の一端に設けられ、前記コネクタ嵌合部から出没自在であるロック爪と、前記ロックアームの他端に設けられ、前記ロック解除部の前記係止部に係止可能なロック係止片とを備え、前記嵌合検知機構は、前記コネクタケース内に揺動自在に設けられるラッチアームと、前記ラッチアームの前記受電側コネクタ側の一端に設けられ、前記コネクタ嵌合部から出没自在であるラッチ爪と、前記ラッチアームの他端に設けられ、前記ロック解除部の前記係止部に係止可能なラッチ係止片とを備え、前記ラッチ係止片は、前記ロック爪よりも前記受電側コネクタへの前記コネクタ嵌合部の嵌合方向の手前側に設けられており、前記ラッチ爪が前記コネクタ嵌合部内に退避した状態で前記ラッチアームが揺動して前記ロック解除部の前記係止部との係止を解除し、前記ロック解除保持部は、前記コネクタケース内に揺動自在に設けられる保持アームと、前記保持アームの端部に設けられ、前記ロック解除部の前記操作部が押圧された位置で前記ロック解除部の前記係止部に係止される保持係止片とを備え、前記ラッチアームは、前記ロック解除部の前記係止部と前記ラッチ係止片とを係止する際に、前記保持係止片と前記係止部との係止を解除させる係止状態解除部を備えることを要旨とする。
かかる特徴によれば、ラッチ爪は、ロック爪よりも受電側コネクタへのコネクタ嵌合部の嵌合方向の手前側に設けられており、コネクタ嵌合部内に退避した状態でラッチアームが揺動してラッチ係止片とロック解除部の係止部との係止を解除する。これにより、ラッチ爪は、受電側コネクタとの当接によりロック爪よりも後にコネクタ嵌合部内に押し込まれる。このため、ロックアームの揺動によるロック係止片とロック解除部の係止部との係止が解除されない限り、ラッチアームの揺動によるラッチ係止片とロック解除部の係止部との係止が解除されなくなる。
つまり、ロック係止片とロック解除部の係止部との係止が解除されただけでは、受電側コネクタとコネクタ嵌合部とが完全嵌合状態でないため、ロック解除部の操作部がコネクタケースから突出せずに未だ操作不能となる。一方、ロック係止片とロック解除部の係止部との係止が解除されることに加えて、ラッチ係止片とロック解除部の係止部との係止が解除されることで、受電側コネクタとコネクタ嵌合部とが完全嵌合状態となるため、ロック解除部の操作部がコネクタケースから突出して操作可能となる。従って、ロック解除部の操作部の位置状態により受電側コネクタとコネクタ嵌合部との嵌合状態を検知することができ、半嵌合状態でバッテリーに充電されてしまうことを防止でき、より確実に安全性を向上できる。
また、電気コネクタは、ロック解除部の操作部が押圧された状態でロック解除部の位置を保持するロック解除保持部をさらに備える。これにより、ロック解除部の操作部を嵌合方向に押圧し続けなくても、ロック解除部の操作部がコネクタケースから突出せずに操作不能の状態で保持することができる。従って、作業者がロック解除部の操作部を押圧したまま作業する必要がなくなり、作業性が向上する。
加えて、ラッチアームは、ラッチ係止片とロック解除部の係止部とが係止する際に、保持係止片とロック解除部の係止部との係止を解除させる係止状態解除部を備える。つまり、ロック解除部の操作部がコネクタケースから突出しない状態で、保持係止片とロック解除部の係止部との係止が解除されると同時に、ラッチ係止片とロック解除部の係止部とが係止される。このため、受電側コネクタ10からコネクタ嵌合部を離脱させる際に、ロック解除部の操作部が誤ってコネクタケースから突出してしまうことを防止できる。
本発明の第2の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、前記ロック解除保持部は、前記保持アームを揺動可能に軸支する保持アーム軸と、前記保持係止片が前記ロック解除部の前記操作部に係止される方向に前記保持アームを付勢する保持アーム付勢部材とをさらに備えることを要旨とする。
本発明の第3の特徴は、本発明の第1又は第2の特徴に係り、前記第1ロック手段は、前記ロックアームを揺動可能に軸支するロックアーム軸と、前記ロック爪が前記コネクタ嵌合部から突出する方向に前記ロックアームを付勢するロックアーム付勢部材とをさらに備え、前記嵌合検知機構は、前記ラッチアームを揺動可能に軸支するラッチアーム軸と、前記ラッチ爪が前記コネクタ嵌合部から突出する方向に前記ラッチアームを付勢するラッチアーム付勢部材とをさらに備え、前記ロック解除部は、前記操作部が前記コネクタケースから突出する方向に前記ロック解除部を付勢する解除付勢部材をさらに備えることを要旨とする。
本発明の特徴によれば、受電側コネクタとコネクタ嵌合部との嵌合状態を検知することができ、より確実に安全性を向上できる電気コネクタを提供することができる。
本実施形態に係る電気コネクタ100を示す斜視図である。 本実施形態に係る電気コネクタ100を示す一部分解斜視図である。 本実施形態に係る電気コネクタ100を示す断面図である。 本実施形態に係る電気コネクタ100の内部を示す斜視図である。 本実施形態に係る第2ロック手段120Bの近傍(ロックアーム121省略)を示す拡大斜視図、ロック爪122及びラッチ爪132の平面・側面図である。 本実施形態に係る第1ロック手段120A及び第2ロック手段120Bの一部を示す拡大斜視図である。 本実施形態に係るロック解除部140の近傍を示す拡大斜視図である。 本実施形態に係る第1ロック手段120A及び給電可否判定機構150の近傍(第2ロック手段120B省略)を示す拡大斜視図である(その1)。 本実施形態に係る第1ロック手段120A及び給電可否判定機構150の近傍(第2ロック手段120B省略)を示す拡大斜視図である(その2)。 本実施形態に係るロック解除部140及び給電可否判定機構150の近傍を示す拡大斜視図である。 本実施形態に係る給電可否判定機構150の近傍を示す拡大斜視図である(その1)。 本実施形態に係る給電可否判定機構150の近傍を示す拡大斜視図である(その2)。 本実施形態に係るロック解除保持部160の近傍を示す拡大斜視図である。 本実施形態に係る電気コネクタ100の内部を示す平面図(上面図)である。 本実施形態に係る電気コネクタ100の動作(離脱状態)を示す断面図である。 本実施形態に係る電気コネクタ100の動作(嵌合途中状態)を示す断面図である(その1)。 本実施形態に係る電気コネクタ100の動作(嵌合途中状態)を示す断面図である(その2)。 本実施形態に係るロック機構120及びロック解除部140の近傍を示す拡大斜視図である(その1)。 本実施形態に係る電気コネクタ100の動作(嵌合状態)を示す断面図である。 本実施形態に係るロック機構120及びロック解除部140の近傍を示す拡大斜視図である(その2)。 本実施形態に係る給電可否判定機構150の可動軸153の動作を示す拡大斜視図である(その1)。 本実施形態に係る給電可否判定機構150の可動軸153の動作を示す拡大斜視図である(その2)。 本実施形態に係る電気コネクタ100の動作(離脱途中状態)を示す断面図である(その1)。 本実施形態に係る電気コネクタ100の動作(離脱途中状態)を示す断面図である(その2)。 本実施形態に係る電気コネクタ100の動作を示す断面図(図24の一部拡大断面図)である。 背景技術に係る電気コネクタ200を示す断面図である。
次に、本発明に係る電気コネクタの実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、(1)電気コネクタの構成、(2)電気コネクタの動作、(3)作用・効果、(4)その他の実施形態について説明する。
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。
(1)電気コネクタの構成
まず、本実施形態に係る電気コネクタ100の構成について、図1〜図14を参照しながら説明する。図1〜図14は、本実施形態に係る電気コネクタ100の構成を説明するための図である。
図1〜図3に示すように、電気コネクタ100は、給電に使用される受電端子11Aが設けられた受電側コネクタ10(図3参照)に嵌合可能であり、受電側コネクタ10との嵌合状態で受電端子11Aに接続される給電端子111Aを有している。なお、受電側コネクタ10は、図3に示すように、受電端子11A及び信号・表示などの制御回路用の信号端子11Bを収容するコネクタハウジング11と、コネクタハウジング11と一体に形成され、電気コネクタ100の先端(コネクタ嵌合部111の外周)がその内周に嵌合するフード部12とを備えている。
電気コネクタ100は、図2及び図3に示すように、コネクタケース110と、ロック機構120と、嵌合検知機構130と、ロック解除部140と、給電可否判定機構150と、ロック解除保持部160とを備えている。
(コネクタケース)
コネクタケース110は、円筒状をなしている。図4に示すように、コネクタケース110は、給電端子111Aが内部に設けられて受電側コネクタ10のコネクタハウジング11と嵌合するコネクタ嵌合部111を有し、給電端子111Aに接続された電線Wを収容する。
コネクタ嵌合部111内の左右両側には、給電端子111Aが収容される端子収容室112が設けられ、コネクタ嵌合部111内の上下には、信号・表示などの制御回路用の信号端子111Bが収容される複合端子収容室113が設けられている(図1酸素湯)。これらの給電端子111A及び信号端子111Bには、電線Wが圧着等により接続されている。
コネクタケース110内の電線Wの上部には、図2〜図4に示すように、ロック機構120、嵌合検知機構130及びロック解除部140が収容されるロック室114が設けられている。コネクタケース110の後側下部には、作業者が把持するハンドル部115が設けられており、このハンドル部115内を電線Wが通過して外部に引き出されている。
(ロック機構)
ロック機構120は、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との嵌合状態で、受電側コネクタ10と電気コネクタ100との離脱を阻止する。図4に示すように、ロック機構120は、第1ロック手段120Aと、第2ロック手段120Bとによって構成される。
第1ロック手段120Aは、図4及び図7〜図9に示すように、コネクタケース110内に揺動自在に設けられる二股状のロックアーム121と、ロックアーム121の受電側コネクタ10側の一端に設けられ、コネクタ嵌合部111の外周から出没自在であるロック爪122(図1、図3及び図4)と、ロックアーム121の他端に設けられ、ロック解除部140の係止溝部143に係止可能なロック係止片123とを備えている。
ロックアーム121は、ロックアーム軸124により揺動可能に軸支されており、ロックアーム付勢部材としてのコイルバネ125によりロック爪122がコネクタ嵌合部111の外周に突出可能な上方向TDに向かって付勢されている。
ロックアーム121は、ロックアーム軸124よりもロック爪122側で嵌合離脱方向FSDに直交する幅方向WDへ屈曲されている(図7〜図9参照)。また、ロックアーム121は、ロックアーム軸124の位置で下方向BDへ屈曲されており、この屈曲された先端から嵌合離脱方向FSDに沿って延びてロック係止片123が設けられている(図4及び図7〜図9参照)。
なお、嵌合離脱方向FSDとは、受電側コネクタ10と電気コネクタ100が嵌合する方向(以下、嵌合方向FD)と、受電側コネクタ10から電気コネクタ100が離脱する方向(以下、離脱方向SD)を含む。
ロックアーム121には、コネクタ嵌合部111に形成される切り欠き116(図1、図3及び図4参照)からのロック爪122の出没を検知可能なマイクロスイッチMSを押圧する押圧部121A(図13参照)が設けられている。押圧部121Aは、図6(a)に示すように、ロック爪122がコネクタ嵌合部111の切り欠き116から突出している場合にはマイクロスイッチMSを押圧せず、図6(b)に示すように、ロック爪122がコネクタ嵌合部111内に引っ込んだ場合にマイクロスイッチMSを押圧するようになっている。
ロックアーム121には、第2ロック手段120Bを支持する支持溝121B(図7〜図9参照)が形成されており、この支持溝121Bの縁部に第2ロック手段120Bが当接されることによりロックアーム121とともに揺動するようになっている。
ロック爪122は、コネクタ嵌合部111の切り欠き116から外部に出没自在(進退自在)に設けられている。ロック爪122の受電側コネクタ10側には、嵌合離脱方向FSDに傾斜するカム面122Aが設けられ、ロック爪122の離脱方向SD側には、嵌合離脱方向FSDに直交するロック面122Bが設けられている(図5(b)参照)。
ロック係止片123は、上方向TDに向かって延びており、ロック解除部140の係止溝部143(第1係止溝部143A)に係止可能に設けられている。ロック係止片123は、嵌合検知機構130の後述するラッチ係止片133と対向する位置に設けらえている。ロック係止片123とロックアーム121との間には、嵌合離脱方向FSDに直交する幅方向WDに開口する空隙123A(図7〜図9参照)が設けられている。
ロック係止片123は、ロック爪122がコネクタ嵌合部111内に退避した状態で前記ロックアーム121が揺動してロック解除部140の係止溝部143(第1係止溝部143A)との係止され、ロック爪122がコネクタ嵌合部111から突出した状態でロックアーム121が揺動してロック解除部140の係止溝部143との係止を解除する。
第2ロック手段120Bは、図4及び図5に示すように、ロックアーム121に連結される補助アーム126と、補助アーム126の嵌合方向FDの手前側端部に設けられ、ロック解除部140の係止溝部143に係止可能な補助係止片127とを備えている。
補助アーム126は、ロックアーム軸124により揺動可能に軸支されており、コイルバネ129により補助係止片127側が下方向BDに付勢されている。補助アーム126は、ロックアーム121に形成される支持溝121B内に設けられ、ロックアーム121とともに揺動するようになっている。
補助係止片127は、下方向BDに向かって延びており、ロック解除部140の係止溝部143(第2係止溝部143B)に係止可能に設けられている。補助係止片127は、ロック係止片123と対向する位置に設けられている。補助係止片127、ロック爪122がコネクタ嵌合部111内に退避した状態でロックアーム121が揺動してロック解除部140の係止溝部143(第2係止溝部143B)との係止を解除する。
補助係止片127の受電側コネクタ10側には、嵌合離脱方向FSDに直交するロック面127Aが設けられ、補助係止片127の離脱方向SD側には、嵌合離脱方向FSDに傾斜するカム面127Bが設けられている。(図5(a)及び図7参照)。
(嵌合検知機構)
嵌合検知機構130は、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との嵌合状態を検知する。嵌合検知機構130は、図4及び図7〜図9に示すように、コネクタケース110内に揺動自在に設けられるラッチアーム131と、ラッチアーム131の受電側コネクタ10側の一端に設けられ、コネクタ嵌合部111から出没自在であるラッチ爪132(図1、図3及び図4)と、ラッチアーム131の他端に設けられ、ロック解除部140の係止溝部143に係止可能なラッチ係止片133とを備えている。
ラッチアーム131は、ラッチアーム軸134により軸支されており、ラッチアーム付勢部材としてのコイルバネ135によりラッチ爪132がコネクタ嵌合部111の外周に突出可能な上方向TDに向かって付勢されている。
ラッチアーム131は、ロック解除部140の後述する係止溝部143(第2係止溝部143B)とラッチ係止片133とが係止する際に、係止溝部143とロック解除保持部160(後述する保持係止片162)との係止を解除させる係止状態解除部としての突起131A(図5参照)を備えている。この突起131Aは、ロック解除保持部160(後述する保持アーム161)に当接するように下方向BDに向かって突出することによって形成されている。
ラッチ爪132は、コネクタ嵌合部111に形成される切り欠き116から外部に出没自在(進退自在)に設けられている。ラッチ爪132の受電側コネクタ10側には、嵌合離脱方向FSDに傾斜するカム面132Aが設けられ、ラッチ爪132の離脱方向SD側には、嵌合離脱方向FSDに直交する直交面132Bが設けられている(図5(b)参照)。ラッチ爪132は、嵌合方向FDに対してロック爪122よりも手前側(すなわち、ロック爪122の離脱方向SD側)に設けられるとともに、ロック爪122と嵌合離脱方向FSDに沿って設けられている。
幅方向WDに沿ったラッチ爪132の幅(W2)は、幅方向WDに沿ったロック爪122の幅(W1)よりも狭くなっている(図5(b)及び図5(c)参照)。すなわち、ラッチ爪132は、電気コネクタ100の正面視おけるロック爪122の投影面内に設けられている。
ラッチ係止片133は、ロック爪122よりも受電側コネクタ10へコネクタ嵌合部111の嵌合方向の手前側に設けられており、ラッチ爪132がコネクタ嵌合部111内に退避した状態でラッチアーム131が揺動してロック解除部140の係止溝部143(第2係止溝部143B)との係止を解除する。
(ロック解除部)
ロック解除部140は、ロック解除部140は、嵌合離脱方向FSDにスライド可能であり、コイルバネ144により嵌合方向FDの後側(すなわち、離脱方向SD側)に付勢されている。ロック解除部140は、図4に示すように、コネクタケース110から進退可能な操作部としての解除スイッチ141と、解除スイッチ141と一体に形成される解除本体部142とを有しており、解除スイッチ141の押圧操作により受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との嵌合状態を解除する。
解除本体部142には、コネクタケース110内でロック機構120の一部(ロック係止片123及び補助係止片127)と嵌合検知機構130の一部(ラッチ係止片133)に係止される係止部としての係止溝部143が設けられている。係止溝部143は、ロック係止片123と係止する第1係止溝部143Aと、補助係止片127と係止する第2係止溝部143Bとを備えている。第1係止溝部143Aは、解除本体部142の下側に設けられ、第2係止溝部143Bは、第1係止溝部143Aと対向するように、解除本体部142の上側に設けられている。
解除本体部142の上側には、解除付勢部材としてのコイルバネ144により付勢されるバネ支持部142Aが設けられている。このコイルバネ144の解除本体部142への付勢によって、解除スイッチ141がコネクタケース110から突出する方向(すなわち、離脱方向SD)へ移動可能となる。つまり、ロック解除部140は、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との嵌合状態において、係止溝部143に対して全ての係止が解除された場合に、解除スイッチ141が離脱方向SDへ移動して解除スイッチ141が操作可能となることで受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との嵌合状態を解除可能としている。
解除本体部142の下側には、給電可否判定機構150のマイクロスイッチ151と可動軸153との間で嵌合離脱方向FSDに移動可能な規制壁面145(図10〜図12)が設けられている。
規制壁面145は、解除スイッチ141及び解除本体部142とともに嵌合離脱方向FSDに移動する。具体的には、係止溝部143に全ての係止片(ロック係止片123や補助係止片127、ラッチ係止片133など)が係止されている場合には、図11に示すように、解除スイッチ141が押圧された状態であることで、規制壁面145は、マイクロスイッチ151と可動軸153との間に位置する。一方、係止溝部143での全ての係止が外れている場合には、図12に示すように、解除スイッチ141がコネクタケース110から突出されることで、規制壁面145は、マイクロスイッチ151と可動軸153との間から退避する。
(給電可否判定機構)
給電可否判定機構150は、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との嵌合状態(完全嵌合状態)で給電可能とし、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との半嵌合状態(不完全嵌合状態)で給電不能とし、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との給電可否を判定する。
給電可否判定機構150は、図7〜図9及び図10〜図11に示すように、マイクロスイッチ151と、マイクロスイッチ151から幅方向WDに離れた位置に設けられるソレノイド152とによって構成されている。
マイクロスイッチ151は、ソレノイド152の一部(後述する可動軸153)によって当接された状態とならない限り、電気コネクタ100から受電側コネクタ10へ電流を流さないようになっている。
ソレノイド152は、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との半嵌合状態から嵌合状態になることで幅方向WDに沿って移動する可動軸153と、可動軸153の移動に伴って移動する規制アーム154(図8及び図9参照)とを備えている。
可動軸153は、ハンドル部115から外部に引き出される電線Wの端部に接続された電源供給部(不図示)からの情報(指示)によって移動するようになっている。なお、可動軸153は、マイクロスイッチ151と可動軸153との間に上述したロック解除部140の規制壁面145が設けられている場合には、マイクロスイッチ151に当接しないようになっている(図11参照)。
規制アーム154は、ロックアーム121に形成された空隙123A内に挿脱可能であり、空隙123A内に挿入されることでロックアーム121の揺動を規制する。図7〜図9に示すように、規制アーム154は、可動軸153に連結される連結部154Aと、嵌合離脱方向FSDに沿ったアーム部154Bと、可動軸153の軸方向(すなわち、幅方向WD)に沿って形成され、空隙123A内に挿入可能な先端部154Cとによって構成されている。例えば、可動軸153がマイクロスイッチ151から離れている状態では、図8に示すように、先端部154Cは、空隙123A外に位置している。一方、可動軸153がマイクロスイッチ151に当接した場合には、図9に示すように、先端部154Cは、可動軸153とともに幅方向WDに沿って移動して空隙123A内に位置する。
(押圧位置保持部)
ロック解除保持部160は、ロック解除部140の解除スイッチ141が押圧された状態で解除スイッチ141の位置を保持する。ロック解除保持部160は、図13及び図14に示すように、コネクタケース110内で揺動自在に設けられる保持アーム161と、保持アーム161の嵌合方向FDの手前側端部に設けられ、解除スイッチ141が押圧された位置でロック解除部140の第2係止溝部143Bに係止される保持係止片162とを備えている。
保持アーム161は、保持アーム軸163により軸支されており、保持アーム付勢部材としてのコイルバネ164により嵌合方向FDの後側(すなわち、離脱方向SD側)が下方向BDに向かうように付勢されている。
(2)電気コネクタの動作
次に、本実施形態に係る電気コネクタ100の動作について、図面を参照しながら説明する。図15〜図25は、本実施形態に係る電気コネクタ100の動作を説明するための図である。
電気コネクタ100は、受電側コネクタ10と嵌合した状態で、ハンドル部115から外部に引き出される電線Wの端部に接続された電源供給部(不図示)からの情報(指示)により、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)等の車両に搭載されるバッテリー(不図示)を充電するようになっている。
(離脱状態から嵌合状態まで)
図15に示すように、受電側コネクタ10と電気コネクタ100との離脱状態では、ロック爪122とラッチ爪132とは、コネクタ嵌合部111の切り欠き116から突出されている。このとき、ラッチ係止片133は、ロック解除部140の第2係止溝部143Bに係止されている。また、第2ロック手段120Bの補助係止片127は、ラッチ係止片133よりも離脱方向SD側に設けられているため、第2係止溝部143Bに完全に係止されてない状態でラッチ係止片133と第2係止溝部143Bとの係止が外れた場合に即座に係止可能な状態となっている。このような離脱状態では、解除スイッチ141は操作不能となっている。
次いで、図16に示すように、受電側コネクタ10と電気コネクタ100とを徐々に嵌合させると、受電側コネクタ10のフード部12がロック爪122をコネクタ嵌合部111内へ退避させる(押し込む)。すると、ロックアーム121が揺動し、補助係止片127が第2係止溝部143Bから外れる。このとき、ロック係止片123は、ロック解除部140の第1係止溝部143A内に挿入される。
次いで、図17に示すように、受電側コネクタ10と電気コネクタ100とをさらに嵌合させると、受電側コネクタ10のフード部12がラッチ爪132をコネクタ嵌合部111内へ押し込む。すると、ラッチアーム131が揺動し、ラッチ係止片133が第2係止溝部143Bから外れる。そして、図18に示すように、ロック係止片123は、ロック解除部140の第1係止溝部143Aに係止され、解除スイッチ141は未だ操作不能となっている。
次いで、図19に示すように、受電側コネクタ10と電気コネクタ100とが完全に嵌合されると、ロック爪122は、受電側コネクタ10のフード部12内においてコネクタ嵌合部111の切り欠き116から突出されて受電側コネクタ10に係止されると同時に、ロック係止片123がロック解除部140の第1係止溝部143Aから外れる。
図19及び図20に示すように、解除スイッチ141は、係止溝部143での全ての係止が外れるため、離脱方向SDに向かって移動する。これに伴い、マイクロスイッチ151と可動軸153との間に位置していたロック解除部140の規制壁面145が離脱方向SD側に移動する。そして、図21に示すように、給電可否判定機構150の可動軸153は、幅方向WDに沿って突出してマイクロスイッチ151を押圧することによって充電可能な状態となる。
(充電時)
図22に示すように、充電中において、解除スイッチ141が嵌合方向FDに移動させられようとしても、規制壁面145がマイクロスイッチ151を当接した可動軸153に突き当たる。このため、解除スイッチ141の操作を不能にできる。
加えて、ロックアーム121の空隙123A内に規制アーム154が挿入されている(図9参照)。このため、解除スイッチ141が嵌合方向FDに移動させられようとしても、ロックアーム121の揺動を防止でき、ロック爪122がコネクタハウジング11から外れることを防止できる。
従って、車両に搭載されるバッテリー(不図示)の充電時に互いの受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との嵌合が誤って離脱してしまうことを防止できる。
(嵌合状態から離脱状態まで)
車両に搭載されるバッテリー(不図示)への充電が終了すると、ソレノイド152の可動軸153が元の状態に戻り、マイクロスイッチ151と可動軸153との当接が解除される(図12参照)。そして、マイクロスイッチ151と可動軸153との間に隙間ができると同時に、規制アーム154がロックアーム121の空隙123Aから退避する(図8参照)。これにより、ロック解除部140は、嵌合方向FDに沿って移動可能となる。
次いで、図23に示すように、解除スイッチ141が嵌合方向FD側に押圧されると、ロック解除部140の解除本体部142がロックアーム121の傾斜面121Cに当接して傾斜面121C上を摺動する。すると、ロックアーム121が揺動することでロック係止片123は、ロック解除部140の第1係止溝部143Aに係止されると同時に、ロック解除保持部160の保持係止片162は、ロック解除部140の第2係止溝部143Bに係止される。このとき、ロック爪122は、コネクタ嵌合部111内に押し込まれるため、受電側コネクタ10と電気コネクタ100との離脱が可能となる。
次いで、図24及び図25に示すように、受電側コネクタ10と電気コネクタ100とを徐々に離脱させると、ラッチアーム131が揺動してラッチ爪132がコネクタ嵌合部111の切り欠き116から突出し、ラッチ係止片133がロック解除部140の第2係止溝部143Bに係止される。このとき、ラッチアーム131の突起131Aは、保持アーム161の保持アーム軸163よりも嵌合方向FD側が下方向BDとなるように保持アーム161と揺動させる。これにより、ロック解除保持部160の保持係止片162がロック解除部140の第2係止溝部143Bから外れる。
そして、受電側コネクタ10と電気コネクタ100とが完全に離脱されると、ロック爪122は、コネクタ嵌合部111の切り欠き116から突出される(図15参照)。同時に、ロック係止片123がロック解除部140の第1係止溝部143Aから外れて、補助係止片127がロック解除部140の第2係止溝部143Bに係止可能な状態となる。
(3)作用・効果
以上説明した本実施形態では、ラッチ爪132は、ロック爪122よりも受電側コネクタ10へのコネクタ嵌合部111の嵌合方向FDの手前側に設けられており、コネクタ嵌合部111内に退避した状態でラッチアーム131が揺動してラッチ係止片133と第2係止溝部143Bとの係止を解除する。これにより、ラッチ爪132は、受電側コネクタ10のフード部12との当接によりロック爪122よりも後にコネクタ嵌合部111内に押し込まれる。このため、補助アーム126の揺動による補助係止片127と第2係止溝部143Bとの係止が解除されない限り、ラッチ爪132の揺動によるラッチ係止片133と第2係止溝部143Bとの係止が解除されなくなる。
つまり、補助アーム126の揺動による補助係止片127と第2係止溝部143Bとの係止が解除されただけでは、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111とが完全嵌合状態でないため、解除スイッチ141がコネクタケース110から突出せずに未だ操作不能となる。一方、ロック係止片123や補助係止片127と係止溝部143との係止が解除されることに加えて、ラッチ係止片133と第2係止溝部143Bとの係止が解除されることで、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111とが完全嵌合状態となるため、解除スイッチ141がコネクタケース110から突出して操作可能となる。従って、解除スイッチ141の位置状態により受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との嵌合状態を検知することができ、半嵌合状態でバッテリーに充電されてしまうことを防止でき、より確実に安全性を向上できる。
また、電気コネクタ100は、解除スイッチ141が押圧された状態で前記ロック解除部140の位置を保持するロック解除保持部160をさらに備える。これにより、解除スイッチ141を嵌合方向FDに押圧し続けなくても、解除スイッチ141がコネクタケース110から突出せずに操作不能の状態で保持することができる。従って、作業者が解除スイッチ141を押圧したまま作業する必要がなくなり、作業性が向上する。
加えて、ラッチアーム131は、ラッチ係止片133と第2係止溝部143Bとが係止する際に、保持係止片162と第2係止溝部143Bとの係止を解除させる突起131Aを備える。つまり、解除スイッチ141がコネクタケース110から突出しない状態で、保持係止片162と第2係止溝部143Bとの係止が解除されると同時に、ラッチ係止片133と第2係止溝部143Bとが係止される。このため、受電側コネクタ10からコネクタ嵌合部111を離脱させる際に、解除スイッチ141が誤ってコネクタケース110から突出してしまうことを防止できる。
本実施形態では、補助係止片127は、ロック係止片123と対向する位置に設けられる。これにより、ロック解除部140の係止溝部143に対してロック係止片123及び補助係止片127が係止可能であるため、いわゆる二重ロックが可能となる。このため、単に補助係止片127と第2係止溝部143Bとの係止が解除されても、ロック係止片123と第1係止溝部143Aとの係止が解除されるまでは、解除スイッチ141がコネクタケース110から突出せず操作不能となる。従って、解除スイッチ141が不意にコネクタケース110から突出してしまうことを確実に防止できる。
本実施形態では、ロック係止片123は、ロック爪122がコネクタ嵌合部111内に退避した状態でロックアーム121が揺動して第1係止溝部143Aと係止され、ロック爪122がコネクタ嵌合部111から突出した状態でロックアーム121が揺動して第1係止溝部143Aとの係止を解除する。つまり、ロック爪122がコネクタ嵌合部111から突出しない限り(すなわち、ロック爪122が受電側コネクタ10とロックされない限り)、ロックアーム121の揺動によるロック係止片123と第1係止溝部143Aとの係止が解除されない。このため、ロック爪122が受電側コネクタ10とロックされるまでは、解除スイッチ141がコネクタケース110から突出せず操作不能にでき、より確実に安全性を向上できる。
本実施形態では、ラッチ爪132は、ロック爪122と嵌合方向FDに沿って設けられる。これにより、例えば受電側コネクタ10のコネクタハウジング11やフード部12が破損している際に、ロック爪122が受電側コネクタ10のフード部12と当接せずに、ラッチ爪132のみがフード部12と当接してコネクタ嵌合部111内に押し込まれても、ロック係止片123や補助係止片127と係止溝部143との係止が解除されない。このため、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111とが完全嵌合状態でない場合(すなわち、ロック爪122がコネクタハウジング11にロックされていない場合)には、解除スイッチ141がコネクタケース110から突出せず操作不能にできる。
本実施形態では、ラッチ爪132の幅(W2)は、ロック爪122の幅(W1)よりも狭い。これにより、ロック爪122がコネクタ嵌合部111内に押し込まれずにラッチ爪132のみがコネクタ嵌合部111内に不意に押し込まれてしまうことを防止できる。
本実施形態では、解除本体部142の下側には、給電可否判定機構150のマイクロスイッチ151と可動軸153との間で嵌合離脱方向FSDに移動可能な規制壁面145が設けられている。これにより、規制壁面145は、解除スイッチ141がコネクタケース110から突出して操作可能となった場合に、マイクロスイッチ151と可動軸153との間から退避する。このため、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111とが完全に嵌合されないと、マイクロスイッチ151がオンとなることなく、バッテリーに充電されてしまうことを防止できる。
また、充電中において解除スイッチ141が嵌合方向FDに移動させられても、規制壁面145がマイクロスイッチ151を当接した可動軸153に突き当たる。このため、充電中において、解除スイッチ141が嵌合方向FDに移動してしまうことを防止でき、解除スイッチ141の操作を不能にできる。つまり、充電中にロック爪122が受電側コネクタ10から外れてしまうことを防止でき、受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との嵌合が誤って離脱してしまうことを防止できる。
本実施形態では、規制アーム154は、可動軸153の移動に伴ってロックアーム121の空隙123A内に挿脱可能であり、空隙123A内に挿入されることでロックアーム121の揺動を規制する。これにより、ロック爪122がコネクタ嵌合部111から突出した状態でロックアーム121が揺動しなくなる。このため、充電時に受電側コネクタ10とコネクタ嵌合部111との嵌合が誤って離脱してしまうことを防止できる。
(4)その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本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、実施例及び運用技術が明らかとなる。
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、電気コネクタ100は、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)等の車両に搭載されるバッテリー(不図示)を充電するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、その他のバッテリーに充電されるものであってもよい。
また、各アームは、付勢部材としてのコイルバネにより付勢されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、その他のバネやシリンダー等によって付勢されていてもよい。
また、電気コネクタ100の各種構成は、実施形態で説明したものに限定されるものではなく、実施可能な構成であればよいことは勿論である。例えば、電気コネクタ100は、少なくともコネクタケース110と、ロック機構120と、嵌合検知機構130と、ロック解除部140と、ロック解除保持部160とを備えていればよく、給電可否判定機構150については省略されていてもよい。
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
10…受電側コネクタ、11A…受電端子、100…電気コネクタ、110…コネクタケース、111…コネクタ嵌合部、111A…給電端子、120…ロック機構、120A…第1ロック手段、120B…第2ロック手段、121…ロックアーム、122…ロック爪、123…ロック係止片、123A…空隙、124…ロックアーム軸、125…コイルバネ(ロックアーム付勢部材)、126…補助アーム、127…補助係止片、129…コイルバネ、130…嵌合検知機構、131…ラッチアーム、131A…突起(係止状態解除部)、132…ラッチ爪、133…ラッチ係止片、134…ラッチアーム軸、135…コイルバネ(ラッチアーム付勢部材)、140…ロック解除部、141…解除スイッチ(操作部)、142…解除本体部、143…係止溝部(係止部)、143A…第1係止溝部(第1係止部)、143B…第2係止溝部(第2係止部)、144…コイルバネ(解除付勢部材)、145…規制壁面、150…給電可否判定機構、153…可動軸、154…規制アーム、154A…連結部、154B…アーム部、154C…先端部、160…ロック解除保持部、161…保持アーム、162…保持係止片、163…保持アーム軸、164…コイルバネ(保持アーム付勢部材)

Claims (3)

  1. 受電端子が設けられた受電側コネクタに嵌合可能であり、前記受電側コネクタとの嵌合状態で前記受電端子に接続される給電端子を備える電気コネクタであって、
    前記給電端子が内部に設けられて前記受電側コネクタと嵌合するコネクタ嵌合部を有し、前記給電端子に接続された電線を収容するコネクタケースと、
    前記受電側コネクタと前記コネクタ嵌合部との嵌合状態で、前記受電側コネクタとの離脱を阻止するロック機構と、
    前記受電側コネクタと前記コネクタ嵌合部との嵌合状態を検知する嵌合検知機構と、
    前記コネクタケースから進退可能な操作部と、前記操作部が前記コネクタケース内に押し込まれた状態で前記ロック機構の一部及び前記嵌合検知機構の一部と係止する係止部とを有するロック解除部と、
    前記ロック解除部の前記操作部が押圧された状態で前記ロック解除部の位置を保持するロック解除保持部と
    を備え、
    前記ロック解除部は、前記受電側コネクタと前記コネクタ嵌合部との嵌合状態において前記係止部の係止が解除された場合に、前記操作部が前記コネクタケースから突出する方向へ移動して前記操作部が操作可能となることで前記受電側コネクタと前記コネクタ嵌合部との嵌合状態を解除可能とし、
    前記ロック機構は、前記コネクタケース内に揺動自在に設けられるロックアームと、前記ロックアームの前記受電側コネクタ側の一端に設けられ、前記コネクタ嵌合部から出没自在であるロック爪と、前記ロックアームの他端に設けられ、前記ロック解除部の前記係止部に係止可能なロック係止片とを備え、
    前記嵌合検知機構は、前記コネクタケース内に揺動自在に設けられるラッチアームと、前記ラッチアームの前記受電側コネクタ側の一端に設けられ、前記コネクタ嵌合部から出没自在であるラッチ爪と、前記ラッチアームの他端に設けられ、前記ロック解除部の前記係止部に係止可能なラッチ係止片とを備え、
    前記ラッチ係止片は、前記ロック爪よりも前記受電側コネクタへの前記コネクタ嵌合部の嵌合方向の手前側に設けられており、前記ラッチ爪が前記コネクタ嵌合部内に退避した状態で前記ラッチアームが揺動して前記ロック解除部の前記係止部との係止を解除し、
    前記ロック解除保持部は、前記コネクタケース内に揺動自在に設けられる保持アームと、前記保持アームの端部に設けられ、前記ロック解除部の前記操作部が押圧された位置で前記ロック解除部の前記係止部に係止される保持係止片とを備え、
    前記ラッチアームは、前記ロック解除部の前記係止部と前記ラッチ係止片とを係止する際に、前記保持係止片と前記係止部との係止を解除させる係止状態解除部を備えることを特徴とする電気コネクタ。
  2. 請求項1に記載の電気コネクタであって、
    前記ロック解除保持部は、前記保持アームを揺動可能に軸支する保持アーム軸と、前記保持係止片が前記ロック解除部の前記操作部に係止される方向に前記保持アームを付勢する保持アーム付勢部材とをさらに備えることを特徴とする電気コネクタ。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の電気コネクタであって、
    前記ロック機構は、前記ロックアームを揺動可能に軸支するロックアーム軸と、前記ロック爪が前記コネクタ嵌合部から突出する方向に前記ロックアームを付勢するロックアーム付勢部材とをさらに備え、
    前記嵌合検知機構は、前記ラッチアームを揺動可能に軸支するラッチアーム軸と、前記ラッチ爪が前記コネクタ嵌合部から突出する方向に前記ラッチアームを付勢するラッチアーム付勢部材とをさらに備え、
    前記ロック解除部は、前記操作部が前記コネクタケースから突出する方向に前記ロック解除部を付勢する解除付勢部材をさらに備えることを特徴とする電気コネクタ。
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