JP2013206829A - ロック装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】単一の駆動源を使用して給電プラグ及び蓋のロックを行う構成を採用しつつも、使い勝手のよいロック装置を提供する。
【解決手段】ロック装置100は、モータ161が駆動することにより回転するヘリカルギア163を備える。ヘリカルギア163には、当該ヘリカルギア163が時計方向に回転することにより、爪ロックバーロック位置へと変位する爪ロックシャフト121が接続されている。また、ヘリカルギア163には、当該ヘリカルギア163が時計方向に回転することにより、リッドアンロック位置へと変位するリッドロックバー151が接続されている。このリッドロックバー151は、第2のコイルばね152によって常時リッドロック位置へ向けて付勢されている。
【選択図】図6

Description

本発明は、給電プラグとこれが接続されるインレットを覆う蓋とをそれぞれロックするロック装置に関する。
特許文献1には、車両の受電コネクタ(インレット)に接続された給電プラグの引き抜き方向への変位を規制するとともに、受電コネクタが収容される収容部の開口部を閉塞する蓋の開口方向への変位を規制するロック装置が開示されている。このロック装置は、インレットに設けられる爪係合部との係合を通じて同インレットと給電プラグとの接続状態を維持する係止爪の動きを規制する爪ロック位置と、係止爪の動きを許容する爪アンロック位置との間で変位する爪ロックバーを備える。また、ロック装置は、蓋に設けられる蓋係合孔に進入して蓋の開方向への変位を規制する蓋ロック位置と、蓋係合孔から離脱して蓋の開方向への変位を許容する蓋ロック位置との間で変位する蓋ロックバーを備える。これら爪ロックバー及び蓋ロックバーは、それぞれ共通のモータによって回転する回転体に連動する。モータが駆動して回転体が回転することにより、爪ロックバーは爪ロック位置と爪アンロック位置との間を、蓋ロックバーは、蓋ロック位置と蓋アンロック位置との間を、それぞれ変位する。インレットと給電プラグとが接続された状態で、爪ロックバーが爪ロック位置に位置することにより、係止爪と爪係合部との係合の解除が規制されるので、給電プラグとインレットとの接続の解除が規制される。また、蓋が開口部を閉塞した状態で、蓋ロックバーが蓋ロック位置に位置することにより、当該蓋ロックバーと蓋係合孔との係合の解除が規制されるので、蓋の開口方向への変位が規制される。
特開2011−243500号公報
この構成によれば、両ロックバーの駆動源を共通とすることにより、ロック装置の設置スペースを小さくすることが可能である。しかし、蓋を開けるには、モータを駆動させて蓋ロックバーを蓋アンロック位置に位置させる必要がある。また、蓋を閉じた状態でロックするには、再度モータを駆動させて、蓋ロックバーが蓋アンロック位置から蓋ロック位置へ変位するのを待たなければならず、使い勝手が悪い。
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、単一の駆動源を使用して給電プラグ及び蓋のロックを行う構成を採用しつつも、使い勝手のよいロック装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、受電コネクタと接続された給電プラグの引き抜きを規制するプラグロック位置と、当該引き抜きを許容するプラグアンロック位置との間を変位するプラグ規制部材と、前記受電コネクタが収容される収容部の開口部を開閉可能に閉塞するリッドと、前記リッドとの係合を通じて前記開口部が開口される方向への前記リッドの変位を規制するリッドロック位置と、前記開口部が開口される方向への前記リッドの変位を許容するリッドアンロック位置との間を変位するとともに、前記リッドロック位置に向かって常時付勢されるリッド規制部材と、駆動源の駆動に基づき回転する回転体と、前記回転体の第1の方向への回転に基づき、前記プラグ規制部材を前記プラグアンロック位置から前記プラグロック位置に変位させ、前記回転体の第1の方向と逆の第2の方向への回転に基づき、前記リッド規制部材を付勢力に抗して前記リッドロック位置から前記リッドアンロック位置に変位させる駆動機構と、を備え、前記リッド規制部材は、前記リッドロック位置に保持された状態で前記リッドが閉じられたとき、前記リッドとの係合を通じて前記アンロック位置へ向けて変位することで、前記リッドによる前記開口部の閉塞を許容し、前記リッドが前記開口部の閉塞位置に達したとき、付勢力により再び前記リッドロック位置へ戻ることを要旨とする。
同構成によれば、受電コネクタと給電プラグとが接続されていない状態、すなわち、リッドが開口部を閉塞できる状態にあるとき、リッド規制部材はリッドロック位置に位置している。そして、リッドが開口部を閉塞する方向へ変位するだけで、リッド規制部材はリッドアンロック位置に変位し、リッドによる開口部の閉塞が許容される。リッドは、リッドロック位置に向かって常時付勢されているので、リッドが開口部に閉塞位置に達すると、リッド規制部材とリッドとが係合する。このように、リッド規制部材のアンロック位置からロック位置への変位を駆動源の駆動力に頼らない構成にしたことによって、単一の駆動源を使用して給電プラグ及びリッドのロックを行う構成を採用しつつも、使い勝手のよいロック装置を提供することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のロック装置において、前記回転体は、その回転軸回りを回転する第1の回転係合部を備え、前記プラグ規制部材は、前記回転体の回転に伴う前記第1の回転係合部の回転運動を自身のロック位置とアンロック位置との間の直線運動に変換する第1の変換部を有することを要旨とする。
同構成によれば、回転体が回転すれば、プラグ規制部材は、プラグアンロック位置とプラグロック位置との間を直線的に変位する。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のロック装置において、前記回転体は、その回転軸回りを回転する第2の回転係合部を備え、前記リッド規制部材は、前記回転体の回転に伴う前記第2の回転係合部の回転運動を自身のロック位置とアンロック位置との間の直線運動に変換する第2の変換部を有することを要旨とする。
同構成によれば、回転体が回転すれば、リッド規制部材は、リッドアンロック位置とリッドロック位置との間を直線的に変位する。
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載のロック装置において、前記給電プラグには、変位可能とされた係止爪が、前記受電コネクタには、前記係止爪と係合して両者の接続状態を維持する爪係合部及び前記係止爪が変位するときこれと連れ動きする連動部が、それぞれ設けられ、前記プラグ規制部材は、前記連動部の移動軌跡上のプラグロック位置と、当該移動軌跡上ではないプラグアンロック位置との間を変位することを要旨とする。
同構成によれば、プラグ規制部材は、連動部を介して係止爪の変位を規制する。これにより、受電コネクタから給電プラグが引き抜かれることが規制される。このように、連動部を介することにより、プラグ規制部材と係止爪との位置関係の自由度が増すので、ロック装置の適用先の自由度が大きくなる。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のロック装置において、前記第1の回転係合部と前記プラグ規制部材との間に、当該プラグ規制部材を常時ロック位置へ向けて付勢する第1の弾性部材を備えることを要旨とする。
同構成によれば、例えば、プラグロック位置に連動部が位置した状態で回転体が回転し、プラグ規制部材がプラグアンロック位置からプラグロック位置に変位した場合に、第1の弾性部材が弾性変形することにより、第1の回転係合部の回転変位、すなわち、回転体の回転が許容される。このため、回転体、ひいては駆動源に無理な外力が付加されることを抑制することができる。
本発明は、単一の駆動源を使用して給電プラグ及び蓋のロックを行う構成を採用しつつも、使い勝手のよいロック装置を提供することができる。
本発明の一実施形態を示す充電システム及び電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。 同実施形態の給電プラグの概略構成を示す部分断面図。 同実施形態のインレット部及びロック装置の概略構成を示す断面図。 同実施形態の同実施形態のインレット部を収容する収容部周辺の外観図。 同実施形態の給電プラグとインレット部との接続態様を示す斜視図。 同実施形態のロック装置の分解斜視図。 同実施形態のロック装置の分解斜視図。 同実施形態のロック装置の右側面図。 状態Aとされたロック装置における(a)は、ヘリカルギア周辺の正面図、(b)は、リッドロックバー周辺の左側面図、(c)は、爪ロックシャフトと爪ロックバーとの係合状態を示す断面図。 状態Bとされたロック装置における(a)は、ヘリカルギア周辺の正面図、(b)は、リッドロックバー周辺の左側面図、(c)は、爪ロックシャフトと爪ロックバーとの係合状態を示す断面図。 同実施形態のインレット部と給電プラグとの接続状態を示す断面図。 リッドロックバーと湾曲板材との係合状態を示す左側面図。 (a)(b)は、ロック装置の別例を示す断面図。
以下、本発明をプラグインハイブリッド車に具体化した給電プラグのロック装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、車両1には、駆動輪2の駆動源としてエンジンとモータとの駆動力を組み合わせて使用するハイブリッドシステム3が備えられている。このハイブリッドシステム3には、バッテリ4が接続されている。
ハイブリッドシステム3は、エンジンの動力のみを機械的に駆動輪2に伝えて走行するモード、エンジン及びモータの双方で駆動輪2を直接駆動するモード、及びエンジンを使用せずにモータのみで走行するモードを有し、車両の走行状態等に応じて各種走行モードを切り替える。また、ハイブリッドシステム3は、エンジンの動力によってバッテリ4に充電するモード、駆動輪2の制動力をモータによって電力に変換してバッテリ4に充電するモードを有し、車両の走行状態等に応じて各種充電モードを切り替える。車両1は、ハイブリッドシステム3によって切り替わる各種走行モードに応じて走行したり、各種充電モードに応じてバッテリ4へ充電したりする。
バッテリ4には、インレット部5がコンバータ6を介して接続されている。このインレット部5は、車両1の外部電源(交流電源)61と充電装置62を介して接続された給電プラグ10を挿し込むコネクタ部品であって、例えば、図4に示すように、車両1の側面に設けられた収容部1aに搭載されている。この収容部1aの側部には、当該収容部1aの開口部1bを閉塞するリッド40が設けられている。図1に示すように、充電装置62は、給電プラグ10がインレット部5に挿入された場合に、その旨示す接続信号を車両1へ発信する。コンバータ6は、給電プラグ10からインレット部5を介して送り込まれた交流電圧を直流電圧に変換し、この変換した直流電圧をバッテリ4に送る。こうして、外部電源61からバッテリ4に充電される。
車両1には、例えばユーザが実際に車両キーを操作しなくてもドアの施錠及び解錠等の車両制御が実行される電子キーシステム70が搭載されている。この電子キーシステム70では、車両1とユーザに携帯される車両キーとしての電子キー80との間の無線通信を通じて車両制御が実行される。
電子キーシステム70を以下に詳細に説明する。車両1に搭載される照合ECU71には、車両1の各ドアに埋設されて車外にLF(Low Frequency)帯の信号を発信する車外LF発信機72と、車内床下に埋設されて車内にLF帯の無線信号を発信する車内LF発信機73と、車内後部の車体に埋設されてUHF(Ultra High Frequency)帯の無線信号を受信するUHF受信機74とが接続されている。なお、照合ECU71は、電子キー80に対応する固有のIDコードが記憶されたメモリ71aを備えている。
一方、電子キー80に搭載される通信制御部81には、LF帯の信号を受信するLF受信部82と、通信制御部81の指令に従いUHF帯の信号を発信するUHF発信部83とが接続されている。通信制御部81は、電子キー80固有のIDコードが記憶されたメモリ81aを備えている。
照合ECU71は、車外LF発信機72からリクエスト信号Srqを間欠的に発信させて、車両1の周辺に通信エリアを形成する。電子キー80を携帯したユーザがこの通信エリアに入り込む等してリクエスト信号SrqをLF受信部82が受信すると、通信制御部81はリクエスト信号Srqに応答する形でUHF発信部83から自身のメモリ81aに登録されたIDコードを含ませたIDコード信号Sidを返信する。照合ECU71は、UHF受信機74でIDコード信号Sidを受信すると、自身のメモリ71aに登録されたIDコードと電子キー80のIDコードとのID照合(車外照合)を行う。そして、照合ECU71は、車外照合が成立すると、図示しないドアロック装置によるドアの解錠を許可又は実行する。
照合ECU71は、車外照合が成立してドアが解錠された後に、車内LF発信機73からリクエスト信号Srqを発信して車内全域に車内通信エリアを形成する。電子キー80を携帯したユーザがこの車内通信エリアに入り込む等してリクエスト信号SrqをLF受信部82が受信すると、通信制御部81は、UHF発信部83から自身のメモリ81aに登録されたIDコードを含ませたIDコード信号Sidを返信する。照合ECU71は、UHF受信機74でIDコード信号Sidを受信すると、自身のメモリ71aに登録されたIDコードと電子キー80のIDコードとのID照合(車内照合)を行う。照合ECU71は、車内照合が成立すると、ハイブリッドシステム3の始動を許可する。
本実施形態では、車両1に外部電源61から充電する際にも電子キーシステム70によるIDコードの照合が行われる。車両1には、充電に関わる制御を行う充電ECU75が設けられている。充電ECU75は、図示しない車内LAN(Local Area Network)を介して照合ECU71と通信可能であるとともに、この通信を利用して照合ECU71におけるID照合の成立結果を確認することができる。また、充電ECU75は、車両1に設けられたスイッチ76と電気的に接続されている。さらに、充電ECU75は、インレット部5に設けられたロック装置100と電気的に接続されている。ロック装置100は、インレット部5に接続される給電プラグ10の接続する方向(挿入方向)への変位及びインレット部5に接続された給電プラグ10の接続を解除する方向(引き抜き方向)への変位を規制するプラグロック状態とこれらを許容するプラグアンロック状態とを切り替えるプラグロック機構部120を備えている。また、ロック装置100は、インレット部5が収容される収容部1aの開口部1bを閉塞するリッド40が開口部1bを開口する方向へ変位することを規制するリッドロック状態とこれを許容するリッドアンロック状態とを切り替えるリッドロック機構部150を備えている。さらにロック装置100は、これらプラグロック機構部120のプラグロック状態/プラグアンロック状態、及びリッドロック機構部150のリッドロック状態/リッドアンロック状態を切り替えるアクチュエータ機構部160を備えている。
充電ECU75は、スイッチ76が操作されたときの車外照合の成立結果によってプラグロック機構部120のプラグロック状態とプラグアンロック状態とを切り替える。これにより、インレット部5への給電プラグ10の接続の有無が切り替えられる。充電ECU75は、インレット部5に給電プラグ10が接続されて、充電装置62からの接続信号を受信すると、コンバータ6の制御を通じて、外部電源61からバッテリ4への充電を開始するとともに、プラグロック機構部120をプラグロック状態に切り替える。インレット部5と給電プラグ10との接続を解除するには、再度スイッチ76を操作する。スイッチ76が操作されると、充電ECU75は、照合ECU71における車外照合が成立したことを確認して、プラグロック機構部120をプラグアンロック状態に切り替える。これにより、インレット部5と給電プラグ10との接続の解除が許容される。電子キー80を携帯しない第3者は、プラグロック機構部120のロック状態/アンロック状態を切り替えることができないので、インレット部5に接続された状態の給電プラグ10から盗電したり、当該給電プラグ10を盗んだりすることはできない。なお、車外通信エリアは、車両周囲の全域に亘り形成されるので、車両1の前部側面に設けられたインレット部5の前にユーザが電子キー80を携帯して立つことにより、車外照合は問題なく実行される。
なお、充電ECU75は、スイッチ76が操作されることにより起動するタイマ75aを内蔵する。タイマ75aの起動時間は、リッドロック機構部150をリッドロック状態とリッドアンロック状態との間で切り替えるのに、プラグロック機構部120をプラグロック状態とプラグアンロック状態との間で切り替えるのに必要なアクチュエータ機構部160を駆動させる時間とされている。すなわち、充電ECU75は、スイッチ76が操作されると、照合ECU71におけるID照合の成立結果を確認し、当該ID照合が成立している場合には、タイマ75aを起動させるとともに、その起動時間においてアクチュエータ機構部160を駆動させる。なお、ロック装置100の詳細な構成については、後述する。
図2に示すように、給電プラグ10のプラグ本体11の基端11aには、外部電源61と接続されるケーブル12が接続されている。プラグ本体11には、ユーザが把持するグリップ部13が形成されている。プラグ本体11の先端11bには、インレット部5に嵌着される円筒状の嵌着部14が形成されている。嵌着部14の内部には、複数の接続端子15が設けられている。接続端子15は、電力の伝送経路となるパワー端子や、各種制御指令の通信経路となる制御端子等を備える。
この嵌着部14の上部には、給電プラグ10とインレット部5とが接続された際に、両者の接続状態を好適に維持するための係止爪16が設けられている。係止爪16は、プラグ本体11の内部に設けられた軸を中心として回動可能に設けられている。係止爪16は、図2に実線で示す第1の位置と2点鎖線で示す第2の位置との間を変位する。第1の位置は、給電プラグ10とインレット部5とが接続された際にインレット部5の一部に係合して、両者の接続状態を好適に保持する位置である。また、第2の位置は、インレット部5の一部との係合が解除されて、給電プラグ10をインレット部5から取り外すことが可能となる位置である。なお、係止爪16は、通常時において第1の位置に弾性保持されるとともに、プラグ本体11の上部に設けられて、係止爪16に連結された操作部17を押し操作すると第2の位置(傾動状態)へ変位する。操作部17の操作が解除されると、係止爪16は第1の位置へ弾性復帰する。
図3に示すように、インレット部5のインレット本体5aには、給電プラグ10をインレット部5に接続する際に、嵌着部14が挿入される円筒部5bが形成されている。そして、円筒部5bの内部には、複数の接続端子29が設けられている。接続端子29は、電力の伝送経路となるパワー端子や、各種制御指令の通信経路となる制御端子等を備える。嵌着部14が円筒部5bに挿入された際、同円筒部5bのパワー端子には嵌着部14のパワー端子が、円筒部5bの制御端子には嵌着部14の制御端子がそれぞれ接続される。
図3に示すように、インレット本体5aの外周面上部には、係止爪16と係合する被係止部としての係合部21が形成されている。係合部21のプラグ挿入側には、斜面5cが形成されている。係合部21は、係止爪16の挿入及び傾動を許容する係合凹部21aを有する。係止爪16は、係合凹部21aのプラグ挿入側の内面21bに係合する。これにより、給電プラグ10のインレット部5に対する引き抜き方向への変位が規制される。
図4に示すように、リッド40は、図示しないヒンジを介して開閉し、閉じた状態において開口部1bを閉塞する。開口部1bを閉塞した状態のリッド40の外面は、車両1の意匠面を形成する。インレット部5は、リッド40が開口部1bを閉塞することにより外部環境から保護される。リッド40の内面には、略U字状の湾曲板材41が固着されている。そして、この湾曲板材41とリッド40の内面とにより車両上下方向に貫通するリッドロック孔42が形成されている。なお、リッド40は、図示しない付勢手段により常時開く方向へ付勢されている。
次に、ロック装置100について説明する。
図5に示すように、インレット本体5aの上部には、ロック装置100を収容するケース101が一体形成されている。ケース101には、図5に示すように、当該ケース101の左側の開口部を閉塞するケースカバー102と、図7に示すように、右側の開口部を閉塞するエンドカバー103とが取り付けられている。
<アクチュエータ機構部>
まず、アクチュエータ機構部160について説明する。図6に示すように、アクチュエータ機構部160は、モータ161、ウォームギア162、及びヘリカルギア163を備えてなる。このアクチュエータ機構部160は、ケース101の左側の開口部に固定される図示しないインナーケースに収容されている。
図6に示すように、モータ161は、モータ軸が右側に向かって延びるように図示しないインナーケースに固定されている。ウォームギア162は、モータ軸に固定され、当該モータ軸と一体で回転する。ヘリカルギア163は、その回転軸が手前奥方向に延びるように図示しないインナーケースに回転可能に軸支されている。ヘリカルギア163は、ウォームギア162の下側の面と噛合されている。従って、ウォームギア162及びヘリカルギア163は、どちらか一方が回転すると他方も回転する。なお、ここでは、モータ161が正回転したとき、手前方向からみたヘリカルギア163は時計方向へ回転するものとする。
図6に示すように、ヘリカルギア163の奥側の面には円柱状の第1の係合ピン164が、手前側の面には同じく円柱状の第2の係合ピン165が、それぞれ突設されている。このため、第1及び第2の係合ピン164,165は、ヘリカルギア163が回転することにより、当該ヘリカルギア163の回転軸回りを回転する。なお、図9に示すように、ヘリカルギア163の回転軸を中心として第1の係合ピン164と第2の係合ピン165とのなす角は、90°とされている。また、第1の係合ピン164は、第2の係合ピン165よりも、時計方向側に位置している。
<プラグロック機構部>
次に、プラグロック機構部120について説明する。プラグロック機構部120は、図7に示す爪ロックシャフト121と爪ロックバー123とを備えてなる。このプラグロック機構部120は、モータ161の右側に位置し、ケース101に収容されている。
図8に示すように、ケース101には、爪ロックシャフト121を収容する爪ロックシャフト収容部110が、更にその手前側には爪ロックバー123を収容する爪ロックバー収容部111が、それぞれ形成されている。爪ロックバー収容部111は、爪ロックシャフト収容部110と連続する。
図6に示すように、爪ロックシャフト121は、手前奥方向に延びる四角筒125と、当該四角筒125の下側の壁部の右端から右側に向かって延びる平板状の延出片126とからなる。四角筒125の筒内には、第1のコイルばね127が収容されている。第1のコイルばね127の一端は、四角筒125の右側の壁部の内面に固定され、他端と四角筒125の右側の壁部の内面との間には、第1の係合ピン164が挿入される。第1のコイルばね127は、常時、爪ロックシャフト121を右方に向かって付勢する。爪ロックシャフト121の右方への変位は、当該爪ロックシャフト121の左側の内側面が第1の係合ピン164に当接することにより規制される。なお、四角筒125の下側の壁部の内面と上側の壁部の内面との間の距離は、ヘリカルギア163の回転に伴い変位する第1の係合ピン164の上下方向への移動距離よりも大きく設定されている。従って、ヘリカルギア163が回転して第1の係合ピン164が上下方向に変位しても、第1の係合ピン164は、四角筒125の上側及び下側の壁部の内面と当接しない。このため、ヘリカルギア163が回転して第1の係合ピン164が左右方向及び上下方向に変位した際、爪ロックシャフト121は、左右方向へのみ変位する。従って、延出片126も左右方向へのみ変位する。これにより、延出片126は、図9(c)に実線で示すように、爪ロックバー123の変位軌跡上に位置する爪ロックバーロック位置と、図10(c)に2点鎖線で示すように、爪ロックバー123の変位軌跡上に位置しない爪ロックバーアンロック位置との間を変位する。
図8に示すように、爪ロックシャフト収容部110の手前側には、爪ロックバー収容部111が連続する。爪ロックバー収容部111は、係合部21の上側において外部に開口している。
図8に示すように、爪ロックバー収容部111には、右方向から見るとT字状の爪ロックバー123が収容されている。爪ロックバー123は、奥側から手前側に向かって延びる横棒部材137と、当該横棒部材137の中央部から下側に向かって延びる縦棒部材138とからなる。縦棒部材138の先端部には、左右方向に貫通する貫通孔139が形成されている。貫通孔139には、回転軸140が挿嵌されている。回転軸140は、ケース101と、当該ケース101の右側の開口部を閉塞するエンドカバー103とによって回転可能に軸支されている。すなわち、爪ロックバー123は、回転軸140を中心に回転可能とされている。
横棒部材137の奥側の端部は、爪ロックシャフト121の延出片126とその爪ロックシャフト収容部110の上底面との間に位置する。図8において実線で示すように、爪ロックバー123は、横棒部材137の奥側の端部の上面が爪ロックシャフト収容部110の上底面と接するバー水平状態と、一点鎖線で示すように、横棒部材137の奥側の端部の下面が延出片126と爪ロックシャフト収容部110の下底面との間に位置するバー傾動状態との間で変位可能とされている。なお、回転軸140を中心とした横棒部材137の奥側の端部の回動軌跡上には、爪ロックシャフト121の移動軌跡が含まれる。従って、図9(c)に示すように、延出片126が横棒部材137の奥側の端部の回動軌跡上に位置する、すなわち、爪ロックバーロック位置にあるとき、爪ロックバー123は、延出片126と当接するため、バー水平状態からバー傾動状態へ変位することができない。
なお、回転軸140には、トーションスプリング116が装着されている。トーションスプリング116の両端部は、それぞれ、横棒部材137の奥側の端部の下側の面と爪ロックシャフト収容部110の下底面とに係合している。横棒部材137の奥側の端部は、トーションスプリング116の弾性力により、常時、上方に向かって付勢される。このため、通常、爪ロックバー123は、バー水平状態に維持される。
図8に示すように、横棒部材137の手前側の端部は、係合部21の上方に突出する係止爪ロック部142とされている。この係止爪ロック部142の先端部には、手前側に向かうに従って徐々に上方に傾斜する爪案内面143が形成されている。これにより、爪ロックバー123が爪ロックバーアンロック状態にあるとき、例えば、係止爪16によって爪案内面143が手前から奥側に向かって押圧されれば、爪ロックバー123は、回転軸140を中心として右回転し、バー傾動状態に変位する。
<リッドロック機構部>
次にリッドロック機構部150について説明する。図6に示すように、リッドロック機構部150は、リッド40の開く方向への変位を規制するリッドロックバー151と、当該リッドロックバー151をリッドロック位置に付勢する第2のコイルばね152とからなる。
図7に示すように、ケース101において、インレット部5の左上方には、リッドロックバー151を収容するリッドロックバー収容部117が形成されている。リッドロックバー収容部117の下底部には、円筒状のバー挿通孔119が形成されている。このバー挿通孔119は、リッド40が閉じた状態のリッドロック孔42と対向する。
図6に示すように、リッドロックバー151は、上壁、右壁、及び下壁によってコの字に形成された伝達部156と、下壁の中央部分から下側に延びる円柱部157とからなる。伝達部156の下壁における対角線の長さは、バー挿通孔119の内径よりも大きく設定されている。また、円柱部157の外径は、バー挿通孔119の内径よりも小さく設定されている。このため、図9(b)に示すように、リッドロックバー151は、リッドロックバー収容部117の下底部に伝達部156が係止されるとともに、バー挿通孔119から円柱部157が突出した状態(リッドロック位置)で、リッドロックバー収容部117に収容される。円柱部157の先端部には、奥側に向かうに従って徐々に下方に傾斜するバー案内面158が形成されている。当該バー案内面158は、リッド40の開閉によって変位する湾曲板材41(リッドロック孔42)の回動軌跡上に位置する。これにより、湾曲板材41によってバー案内面158が手前から奥側に向かって押圧されれば、リッドロックバー151は、図10(b)に示すように、円柱部157の上部がリッドロックバー収容部117に収容されたリッドアンロック位置に変位する。これにより、リッド40の更なる奥側への変位が許容される。
図6に示すように、伝達部156の上壁と下壁との間には、第2のコイルばね152が収容されている。第2のコイルばね152の一端は、下壁の内面に固定され、他端と上壁の内面との間には、第2の係合ピン165が挿入される。第2のコイルばね152は、常時、伝達部156の下壁を下方に向かって付勢する。
なお、上壁の左右方向の距離は、ヘリカルギア163の回転に伴い変位する第2の係合ピン165の左右方向への移動距離よりも大きく設定されている。従って、ヘリカルギア163の回転に伴い第2の係合ピン165が左右方向に変位しても、第2の係合ピン165が右壁と当接したり、左側の開口部から脱落したりしない。このため、ヘリカルギア163が回転して第2の係合ピン165が左右方向及び上下方向に変位した際、リッドロックバー151は、上下方向へのみ変位する。従って、円柱部157も上下方向へのみ変位する。これにより、円柱部157は、図9(b)に示すように、湾曲板材41(リッドロック孔42)の変位軌跡上に位置するリッドロック位置と、図10(b)に示すように、湾曲板材41の変位軌跡上に位置しないリッドアンロック位置との間を変位する。
<ロック装置の動作>
次に、給電プラグ10からバッテリ4に充電を行うときの、ロック装置100の動作について説明する。本実施形態では、車両1の走行用の駆動源が停止している状態を想定して説明する。このとき、図9(a)に示すように、第1の係合ピン164は11時の位置、第2の係合ピン165は8時の位置にそれぞれ位置する。このため、図9(b)に示すように、爪ロックシャフト121は爪ロックバーアンロック位置に、図9(c)に示すように、リッドロックバー151は、リッドロック位置にそれぞれ位置する。このロック装置100の状態を状態Aとする。ここで、リッド40は、閉じた状態であるものとする。すなわち、リッド40によりインレット部5は外部環境から保護されているので、給電プラグ10をインレット部5へ接続することはできない。
ユーザにより、スイッチ76が押下されると、当該スイッチ76が操作された旨示す信号が充電ECU75に入力される。充電ECU75は、スイッチ76が操作された旨示す信号が入力されると、照合ECU71における車外照合が成立したか否かを確認する。充電ECU75は、車外照合が成立したことを確認すると、タイマ75aを起動させるとともに、当該タイマ75aが起動している間、モータ161が正回転方向に駆動するように駆動信号を出力する。
モータ161が正回転駆動すると、ヘリカルギア163は時計方向に回転し、ロック装置100は図10(a)〜図10(c)に示す状態Bに移行する。図10(a)に示すように、ヘリカルギア163が時計方向に回転し、第1の係合ピン164が1時の位置、第2の係合ピン165が10時の位置にそれぞれ位置する。すなわち、第1の係合ピン164は、右方向に変位し、第2の係合ピン165は上方向に変位する。これにより、爪ロックシャフト121は右方向に変位し爪ロックバーロック位置に、リッドロックバー151は上方向に変位しリッドアンロック位置にそれぞれ位置する。これにより、リッドロックバー151のリッドロック孔42への挿通が解除される。リッド40は、図示しない付勢手段によって開く方向へ付勢されているので、リッドロックバー151のリッドロック孔42への挿通が解除されることにより、開く方向へ変位する。従って、リッド40によるインレット部5の保護が解除される。
なお、充電ECU75は、ロック装置100が状態Bに移行した直後に、再度タイマ75aを起動させるとともに、当該タイマ75aが起動している間、モータ161が逆回転方向に駆動するように駆動信号を出力する。これにより、ヘリカルギア163は反時計方向へ回転し、ロック装置100は、再度、図9(a)〜図9(c)に示す状態Aに移行する。このとき、リッド40は、開いた状態であるとともに、図9(b)に示すように、爪ロックシャフト121は爪ロックバーアンロック位置に位置する。すなわち、爪ロックバー123は傾動状態への変位が可能とされている。このため、インレット部5と給電プラグ10との接続が可能である。
図5に示すように、嵌着部14と円筒部5b、係止爪16と係合部21の係合凹部21aとの位置を合わせた状態で給電プラグ10をインレット部5側へ動かす。図11に示すように、係止爪16は、これを第1の位置に保持しようとする弾性力に抗して斜面5cに案内されて上方へ変位する。そして、更に給電プラグ10をインレット部5側へ動かすと、同図にて2点鎖線で示すように、係止爪16は、斜面5cを乗り越えて係合凹部21aに至る。この際、係止爪16の先端部は、爪ロックバー123の爪案内面143を押圧し、爪ロックバー123を傾動状態に変位させる。そして、更に給電プラグ10をインレット部5側へ動かすと、係止爪16はこれを第1の位置に保持しようとする弾性力により下方へ変位して係合凹部21aの内面に係合する(図11の実線)。このとき、給電プラグ10の接続端子15とインレット部5の接続端子29とが好適に接続された状態となる。これにより、給電プラグ10とインレット部5とが電気的に接続された状態となる。
給電プラグ10とインレット部5とが接続されると、充電ECU75は、充電装置62からの接続信号を受信する。接続信号の受信を通じて充電ECU75は、給電プラグ10とインレット部5との接続を認識する。そして、充電ECU75は、外部電源61からバッテリ4への充電を開始するとともに、タイマ75aを起動させるとともに、当該タイマ75aが起動している間、モータ161へ正回転方向に駆動する旨示す駆動信号を出力する。
モータ161が正回転駆動すると、ロック装置100は、図10(a)〜図10(c)に示す状態Bに移行する。すなわち、図10(c)に示すように、爪ロックシャフト121は爪ロックバーロック位置に位置する。従って、係止爪16を傾動状態へ変位させることができない。このため、インレット部5から給電プラグ10を引き抜くことが規制された状態が維持される。
次に、インレット部5から給電プラグ10を引き抜くときの、ロック装置100の動作について説明する。
充電ECU75は、スイッチ76が操作された旨示す信号が入力されると、照合ECU71における車外照合が成立したか否かを確認する。充電ECU75は、車外照合が成立したことを確認すると、タイマ75aを起動させるとともに、当該タイマ75aが起動している間、モータ161が逆回転方向に駆動するように駆動信号を出力する。
モータ161が逆回転駆動すると、ロック装置100は、再度図9(a)〜図9(c)に示す状態Aに移行する。従って、図9(c)に示すように、爪ロックシャフト121は爪ロックバーアンロック位置に位置するので、爪ロックバー123は傾動状態への変位が可能となる。これにより、係止爪16と係合凹部21aとの係合を解除できるので、インレット部5から給電プラグ10を引き抜くことができる。
なお、インレット部5から給電プラグ10が引き抜かれるとき、ロック装置100は、状態Aである。すなわち、図9(b)に示すように、リッドロックバー151はリッドロック位置に位置する。従って、この状態でリッド40が閉じ操作すると、図12に示すように、湾曲板材41とリッドロックバー151のバー案内面158とが当接し、第2のコイルばね152の弾性力に抗してリッドロックバー151を押し上げる。これにより、リッド40が開口部1bを閉塞することが許容される。そして、リッド40が開口部1bを閉塞した状態、すなわち、リッドロック孔42とバー挿通孔119とが対向した状態となると、リッドロックバー151は、第2のコイルばね152の弾性力により、リッドロック位置に変位する。従って、リッドロックバー151は、リッドロック孔42に挿通される。これにより、リッド40の開く方向への変位が規制される。
なお、モータ161が正回転駆動した際、爪ロックシャフト121は、爪ロックバーロック位置から爪ロックバーアンロック位置へ変位する。このとき、何らかの要因により、係止爪16の傾動状態が維持されて、爪ロックバー123が爪ロックシャフト121の爪ロックバーロック位置上に位置することも考えられる。この場合、爪ロックシャフト121の爪ロックバーロック位置への変位が規制されるものの、第1のコイルばね127が弾性変形することにより、第1の係合ピン164の変位、すなわち、ヘリカルギア163の回転は規制されない。このように、ヘリカルギア163、ひいてはモータ161に無理な外力が付加されことを抑制することができる。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)リッドロックバー151をリッドロック位置に向けて付勢する第2のコイルばね152を設けた。また、リッドロックバー151の先端部に、リッド40の湾曲板材41が押圧されることにより自身がリッドアンロック位置に変位するバー案内面158を設けた。これにより、リッド40を閉じ操作するのみで、リッドロックバー151がリッドロック位置に変位してリッドロック孔42に挿入されるので、当該リッド40を開口部1bを閉塞した状態に維持することができる。このように、リッド40のアンロック、及び係止爪16のロック/アンロックは、単一のモータ161を利用して行いつつも、リッド40のロック時には、モータ161を動作させる必要がなく、リッド40を閉じるだけでこれをロックすることができるので使い勝手がよい。
(2)ヘリカルギア163に当該ヘリカルギア163の回転軸回りを回転する第1の係合ピン164を設けた。また、爪ロックシャフト121に四角筒125を設けた。さらに、四角筒125には第1の係合ピン164を挿入した。そして、四角筒125の下側の壁部の内面と上側の壁部の内面との間の距離は、ヘリカルギア163の回転に伴い変位する第1の係合ピン164の上下方向への移動距離よりも大きく設定した。これにより、ヘリカルギア163が回転して第1の係合ピン164が左右方向及び上下方向に変位した際、爪ロックシャフト121は、左右方向へのみ変位することができる。このように、四角筒125という簡易な構成により、第1の係合ピン164の回転運動を直線運動に変換することができる。
(3)ヘリカルギア163に当該ヘリカルギア163の回転軸回りを回転する第2の係合ピン165を設けた。また、リッドロックバー151にコの字状に形成された伝達部156を設けた。さらに、伝達部156には第2の係合ピン165を挿入した。そして、伝達部156の上壁の左右方向の距離を、ヘリカルギア163の回転に伴い変位する第2の係合ピン165の左右方向への移動距離よりも大きく設定した。これにより、ヘリカルギア163が回転して第2の係合ピン165が左右方向及び上下方向に変位した際、リッドロックバー151は、上下方向へのみ変位する。従って、円柱部157も上下方向へのみ変位することができる。このように、コの字状の伝達部156という簡易な構成により、第2の係合ピン165の回転運動を直線運動に変換することができる。
(4)第1の係合ピン164と爪ロックシャフト121との間に第1のコイルばね127を設けた。これにより、例えば、係止爪16の傾動状態が維持されて、爪ロックバーロック位置に位置しているとき、すなわち、爪ロックシャフト121が爪ロックバーロック位置に変位できない状態で、モータ161の駆動に伴いヘリカルギア163が回転して、第1の係合ピン164が変位しても、第1のコイルばね127が弾性変形するので、ヘリカルギア163やモータ161等に無理な外力が付加されない。従って、ロック装置100の故障を抑制することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、回転体としてヘリカルギア163を採用したが、図13(a)に示すように、平歯車を採用してもよい。この場合、ウォームギア162も例えばピニオンギアに変更する。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態において、爪ロックシャフト121は、爪ロックバー123において、係止爪16が係合する係止爪ロック部142の回転軸140を挟んで反対側の薄肉部141と係合することにより爪ロックバー123の傾動状態への変位を規制した。これにより、インレット部5と給電プラグ10との接続が維持されたが、係止爪16が係合する側と係合することにより、これを維持してもよい。
・上記実施形態において、爪ロックバー123の傾動状態への変位を規制したりこれを解除したりするのに、爪ロックシャフト121は、直線変位するように構成されたが、回転変位するように構成されてもよい。
例えば、図13(a)に示すように、爪ロックシャフト200の外周面に平歯を形成するとともに一部に切り欠き201を形成する。切り欠き201は、ここでは、6時の位置から9時の位置まで形成さているものとする。一方で、モータ161の駆動力によって回転する回転体に当該回転体の回転軸上に位置するピニオンギアを形成する。爪ロックシャフト200の平歯は、ピニオンギアと噛合する。なお、ここでは、図13(a)に示すように、切り欠き201は、爪ロックバーの傾動状態への変位を許容するように、当該爪ロックバーの変位軌跡上に位置するものとする。このように構成すれば、回転体が回転することにより、爪ロックシャフト200も回転する。そして、図13(b)に示すように、切り欠き201が9時から12時の位置に変位することにより、爪ロックシャフト200の本体が爪ロックバーの変位軌跡上に位置するので、当該爪ロックバーの傾動状態への変位を規制される。このように構成した場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態において、リッドロックバー151の伝達部156はコの字状に形成されたが、爪ロックシャフト121の四角筒125のような四角筒とされてもよい。また、四角筒125も伝達部156のようにコの字状に形成されてもよい。このように構成された場合でも上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態において、リッドロックバー151の円柱部157は、爪ロックシャフト121の延出片126のように平板状に形成されてもよい、また、延出片126も円柱部157のような円柱とされてもよい。このように構成された場合でも上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態において、第1のコイルばね127を省略してもよい。
・上記実施形態において、第2のコイルばね152を省略してもよい。ただし、例えば、リッドロックバー151が自重により、リッドロック位置に常時付勢されているように配置する。
・上記実施形態において、タイマ75aの起動中だけモータ161を駆動させるようにしたがモータ161の駆動の制御はこの方式に限らない。例えば、リッドロックバー151がリッドロック位置及びリッドアンロック位置に位置したときに、当該リッドロックバー151がマイクロスイッチを押すようにする。そして、充電ECU75は、モータ161の駆動中に、リッドロックバー151がマイクロスイッチを押したら当該モータ161の駆動を停止するようにする。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この方式は、リッドロックバー151に限らず爪ロックシャフト121にも採用することができる。
・上記実施形態において、モータ161のモータ軸に直接接続された操作レバーを設けてもよい、また、この操作レバーは、ヘリカルギア163に設けてもよい。このように構成すれば、操作レバーを通じてヘリカルギア163を回転させることができるので、モータ161が何らかの原因で故障した場合でも、リッドロック/リッドアンロック及びプラグロック/プラグアンロックを切り替えることができる。
・上記実施形態において、リッド40は、図示しない付勢手段により開口部1bを開口する方向に付勢されていたが、これを省略してもよい。
・上記実施形態において、インレット部5は車両1の側面に設けるようにしたが、側面に限らず、例えば車両前面等に設けてもよい。
・上記実施形態において、係止爪16は、給電プラグ10の嵌着部14の上部に設けるようにしたが、片側だけでなく嵌着部14を挟んで上下等の複数箇所に設けるようにしてもよい。
・上記実施形態において、係止爪16は給電プラグ10に、係合部21は、インレット部5にそれぞれ形成されたが、逆であってもよい。
・上記実施形態において、駆動手段としてモータ161を用いたが、ロータリソレノイド等の他の駆動手段を用いてもよい。
・上記実施形態において、キーの認証を電子キー80によるID照合により行ったが、メカニカルキーによる機械的な照合で行ってもよい。
・上記実施形態において、電子キーシステム70は、例えばIDコードの発信元としてトランスポンダを使用するイモビライザーシステムを採用してもよい。
・上記実施形態において、電子キーシステム70で使用する電波の周波数は、必ずしもLFやUHFに限定されず、これら以外の周波数が使用可能である。また、車両1から電子キー80に電波発信するときの周波数と、電子キー80から車両1に電波を返すときの周波数とは、必ずしも異なるものに限定されず、これらを同じ周波数としてもよい。
・上記実施形態において、ユーザ認証は、必ずしも電子キー80を使用したキー認証に限定されず、例えば生体認証等の他の認証を応用してもよい。
・上記実施形態において、プラグインハイブリッド式の車両1のインレット部5に適用したが、プラグインハイブリッド式の車両に限らず、電気自動車のインレット部等に適用してもよい。
・上記実施形態において、本例のロック装置100は、必ずしも車両1のみに適用されることに限らず、充電式バッテリを持つ装置や機器であれば、その採用先は特に限定されない。
次に、上記実施形態及び上記別例から想起される技術的思想について追記する。
(イ)請求項3に記載のロック装置において、前記リッド規制部材をリッドロック位置へ向けて付勢する手段として、前記第2の回転係合部と前記リッド規制部材との間に第2の弾性部材を設けたロック装置。
同構成によれば、例えば、リッドロック位置に異物が位置した状態で回転体が回転し、リッド規制部材がリッドアンロック位置からリッドロック位置に変位した場合に、第2の弾性部材が弾性変形することにより、第2の回転係合部の回転変位、すなわち、回転体の回転が許容される。このため、回転体、ひいては駆動源に無理な外力が付加されることを抑制することができる。
1…車両、1a…収容部、1b…開口部、2…駆動輪、3…ハイブリッドシステム、4…バッテリ、5…インレット部、5a…インレット本体、5b…円筒部、5c…斜面、6…コンバータ、10…給電プラグ、11…プラグ本体、11a…基端、11b…先端、12…ケーブル、13…グリップ部、14…嵌着部、15…接続端子、16…係止爪、17…操作部、21…係合部、21a…係合凹部、21b…内面、22…モータ、29…接続端子、40…リッド、41…湾曲板材、42…リッドロック孔、61…外部電源、62…充電装置、63…ヘリカルギア、70…電子キーシステム、71…照合ECU、71a…メモリ、72…車外LF発信機、73…車内LF発信機、74…UHF受信機、75…充電ECU、75a…タイマ、76…取り外しスイッチ、77…リッドオープンスイッチ、80…電子キー、81…通信制御部、81a…メモリ、82…LF受信部、83…UHF発信部、100…ロック装置、101…ケース、102…ケースカバー、103…エンドカバー、110…爪ロックシャフト収容部、111…爪ロックバー収容部、116…トーションスプリング、117…リッドロックバー収容部、119…バー挿通孔、120…プラグロック機構部、121…爪ロックシャフト(プラグ規制部材)、123…爪ロックバー(連動部)、125…四角筒(第1の変換部)、126…延出片、127…第1のコイルばね(第1の弾性部材)、137…横棒部材、138…縦棒部材、139…貫通孔、140…回転軸、141…薄肉部、142…係止爪ロック部、143…爪案内面、150…リッドロック機構部、151…リッドロックバー(リッド規制部材)、152…第2のコイルばね(第2の弾性部材)、156…伝達部(第2の変換部)、157…円柱部、158…バー案内面、160…アクチュエータ機構部(駆動機構)、161…モータ(駆動源)、162…ウォームギア、163…ヘリカルギア(回転体)、164…第1の係合ピン(第1の回転係合部)、165…第2の係合ピン(第2の回転係合部)、166…第2の係合ピン、200…爪ロックシャフト、201…切り欠き。

Claims (5)

  1. 受電コネクタと接続された給電プラグの引き抜きを規制するプラグロック位置と、当該引き抜きを許容するプラグアンロック位置との間を変位するプラグ規制部材と、
    前記受電コネクタが収容される収容部の開口部を開閉可能に閉塞するリッドと、
    前記リッドとの係合を通じて前記開口部が開口される方向への前記リッドの変位を規制するリッドロック位置と、前記開口部が開口される方向への前記リッドの変位を許容するリッドアンロック位置との間を変位するとともに、前記リッドロック位置に向かって常時付勢されるリッド規制部材と、
    駆動源の駆動に基づき回転する回転体と、
    前記回転体の第1の方向への回転に基づき、前記プラグ規制部材を前記プラグアンロック位置から前記プラグロック位置に変位させ、前記回転体の第1の方向と逆の第2の方向への回転に基づき、前記リッド規制部材を付勢力に抗して前記リッドロック位置から前記リッドアンロック位置に変位させる駆動機構と、を備え、
    前記リッド規制部材は、前記リッドロック位置に保持された状態で前記リッドが閉じられたとき、前記リッドとの係合を通じて前記アンロック位置へ向けて変位することで、前記リッドによる前記開口部の閉塞を許容し、前記リッドが前記開口部の閉塞位置に達したとき、付勢力により再び前記リッドロック位置へ戻るロック装置。
  2. 請求項1に記載のロック装置において、
    前記回転体は、その回転軸回りを回転する第1の回転係合部を備え、
    前記プラグ規制部材は、前記回転体の回転に伴う前記第1の回転係合部の回転運動を自身のロック位置とアンロック位置との間の直線運動に変換する第1の変換部を有するロック装置。
  3. 請求項1又は2に記載のロック装置において、
    前記回転体は、その回転軸回りを回転する第2の回転係合部を備え、
    前記リッド規制部材は、前記回転体の回転に伴う前記第2の回転係合部の回転運動を自身のロック位置とアンロック位置との間の直線運動に変換する第2の変換部を有するロック装置。
  4. 請求項2に記載のロック装置において、
    前記給電プラグには、変位可能とされた係止爪が、前記受電コネクタには、前記係止爪と係合して両者の接続状態を維持する爪係合部及び前記係止爪が変位するときこれと連れ動きする連動部が、それぞれ設けられ、
    前記プラグ規制部材は、前記連動部の移動軌跡上のプラグロック位置と、当該移動軌跡上ではないプラグアンロック位置との間を変位するロック装置。
  5. 請求項4に記載のロック装置において、
    前記第1の回転係合部と前記プラグ規制部材との間に、当該プラグ規制部材を常時ロック位置へ向けて付勢する第1の弾性部材を備えるロック装置。
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