JP2014053127A - 充電用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】誤って充電中に充電用コネクタが車両側コネクタから引き抜かれるなどした場合であっても、アーク放電を抑制可能な充電用コネクタを提供することを目的とする。
【解決手段】充電用コネクタ１は、充電側ハウジング１０と、この充電側ハウジング１０の内部に配され、充電側端子３０を収容可能な充電側端子収容部２０とを備える。充電側端子収容部２０の内部には、触指防止プレート５０が配されている。この触指防止プレート５０は、充電用コネクタ１が車両側コネクタ６０と嵌合していない状態では充電側端子３０を覆う触指防止位置にあり、車両側コネクタ６０との嵌合動作に伴って充電側端子３０を露出する接続可能位置に移動するものであって、樹脂により形成された内側環５２と、ゴムにより形成された外側環５３とを備える。外側環５３は、充電側端子収容部２０における充電側端子収容孔２３の内周面に摺接する。
【選択図】図３

Description

本発明は、充電用コネクタに関する。

電気自動車等の充電に用いられる充電用コネクタは、充電の際に車両に取り付けられた車両用コネクタと嵌合されるものである。充電用コネクタとして、作業者がピン端子に手を触れて感電してしまうことを防止する防止手段が講じられたものがある。

このような防止手段を備える充電用コネクタの一例として、特許文献１に記載されたものが知られている。このものは、ピン端子を収容するフード部内に、車両側コネクタとの嵌合・離脱方向に沿って移動可能に設けられた蓋板と、この蓋板をフード部の開口端側へ付勢するバネ部材とを設けたものである。

充電用コネクタが車両側コネクタと嵌合された際には、この蓋板は、車両側コネクタの先端部によってフード部の奥側へ押し込まれる。そして、充電用コネクタが車両側コネクタから離脱する際には、バネ部材の付勢力によって蓋板はフード部の開口端側へ復帰する。

特開平６−２６７６０７号公報

ところで、誤って充電中に充電用コネクタが車両側コネクタから引き抜かれるなどした場合には、充電用コネクタのピン端子と車両側コネクタの車両側端子との間でアーク放電が生じることがある。

ここで、上記のような構成の充電用コネクタでは、充電用コネクタが離脱する際に、フード部の開口端側へ復帰した蓋板がピン端子と車両側端子との間に位置することとなる。このように、ピン端子と車両側端子との間に絶縁性の蓋板が存在することとなるから、この蓋板の表面に沿面放電が発生し、この沿面放電によって、両端士間のアーク放電が助長されるおそれがあった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、誤って充電中に充電用コネクタが車両側コネクタから引き抜かれるなどした場合であっても、アーク放電を抑制可能な充電用コネクタを提供することを目的とする。

本発明の充電用コネクタは、車両に設けられた車両側コネクタに嵌合されて前記車両に搭載された蓄電装置への充電を行うために用いられるものであって、前記車両側コネクタと嵌合可能なコネクタ部が設けられたハウジングと、前記コネクタ部の内部に配され、前記車両側コネクタに設けられた車両側端子と接続可能な充電側端子を収容する充電側端子収容部と、絶縁性材料により形成され、前記充電側端子収容部の内部に配されるものであって、前記充電用コネクタが前記車両側コネクタと嵌合していない状態では前記充電側端子を外部空間から隔てる触指防止位置にあり、前記車両側コネクタとの嵌合動作に伴って前記充電側端子を前記車両側コネクタとの嵌合面側に露出する接続可能位置に移動する触指防止部材と、前記充電用コネクタが前記車両側コネクタから離脱する際に、前記触指防止部材の前記触指防止位置への復帰を遅延させる遅延手段とを備えるものである。

このような構成によれば、触指防止部材は、充電用コネクタの車両側コネクタからの引き抜き動作よりも遅れて復帰することとなる。したがって、充電側端子と車両側端子との接続が解かれても、触指防止部材がすぐには触指防止位置に到達していない状態、すなわち、充電側端子と車両側端子との間に絶縁物が介在しない状態とし、充電側端子と車両側端子との距離が充分に離れてから、触指防止部材を触指防止位置に復帰させることができる。これにより、誤って充電中に充電用コネクタが車両側コネクタから引き抜かれるなどした場合であっても、触指防止部材の表面で沿面放電が発生し、この沿面放電によって充電側端子と車両側端子との間のアーク放電が助長される、という事態を回避することができる。

ここで、前記遅延手段が、前記充電側端子収容部の内周面または充電側端子の外周面と前記触指防止部材との摩擦力によって前記触指防止位置への復帰を遅延させるものであってもよい。

さらに、前記遅延手段が、前記触指防止部材の周縁部に配されて前記充電側端子収容部の内周面に摺接するゴム部材であってもよい。

加えて、前記触指防止部材が、樹脂により形成されるとともに前記充電側端子を挿通可能な挿通孔が設けられた内側部材を備え、前記ゴム部材が前記内側部材の外周面に配されたものであってもよい。ここで、触指防止部材の全体をゴム部材により構成しても、充電側端子収容部の内周面との摩擦力により触指防止位置への復帰を遅延させる効果を得ることができるが、ゴム部材は比較的柔らかい材料であるから、触指防止部材の接続可能位置−触指防止位置間での移動の際に、その外周縁が充電側端子収容部との摩擦力により引っ張られて変形し、移動動作が円滑に行われなくなるおそれがある。しかし、比較的硬い樹脂材料を内側に配することにより、触指防止部材の触指防止位置への復帰動作を遅延させつつも、接続可能位置−触指防止位置間での移動動作を円滑に行わせることができる。

本発明によれば、誤って充電中に充電用コネクタが車両側コネクタから引き抜かれるなどした場合であっても、アーク放電を抑制可能な充電用コネクタを提供できる。

実施形態の充電用コネクタが車両側コネクタと嵌合した状態を示す側面図 実施形態の充電用コネクタが車両側コネクタと嵌合した状態を示す部分拡大断面図 実施形態の充電用コネクタの車両側コネクタからの離脱開始直後の様子を示す部分拡大断面図 実施形態の充電用コネクタの車両側コネクタからの離脱途中の様子を示す部分拡大断面図 実施形態の充電用コネクタの車両側コネクタからの離脱が完了した状態を示す部分拡大断面図

本発明の実施形態を、図１〜図５を参照しつつ説明する。本実施形態の充電用コネクタは、電気自動車等の充電の際に、車両に取り付けられた車両側コネクタ６０に嵌合されるものである。なお、以下の説明においては、充電用コネクタ１および車両側コネクタ６０において、相手側コネクタとの嵌合面側を前側とする。

充電用コネクタ１は、全体としてピストル形状をなしており、充電側ハウジング１０を備える。充電側ハウジング１０は、コネクタ本体部１１と、このコネクタ本体部１１の後端部から斜め下方に延びるグリップ部１２とを備えている。コネクタ本体部１１とグリップ部１２は、いずれもアルミニウム合金製または合成樹脂製とされており、一体に成形されている。コネクタ本体部１１の前側部分は、円筒状をなすコネクタ部１３とされている。

コネクタ本体部１１の内部には、前後方向に細長い充電側端子収容部２０が設けられている。この充電側端子収容部２０には、充電側端子収容孔２３が前後方向に貫通して形成されている。充電側端子収容孔２３は、その内部においてコネクタ部１３の後端位置に形成された区画壁２４によって前後に区画されている。この充電側端子収容孔２３には、充電側端子３０が収容されている。

充電側端子３０は、ピン端子であって、金属により全体として細長い丸ピン形状に形成されている。この充電側端子３０は、その長さ方向中央位置から少し後方に寄った位置に形成されたフランジ３１を備えている。そして、充電側端子３０においてフランジ３１の前側が車両側コネクタ６０の端子と接続される端子接続部３２、後側が電線と接続される電線接続部３３となっている。

電線接続部３３はクローズドバレルであって、後面に開口した中心孔３４を備えている。そして、電線Ｗ１の一端部において露出された芯線Ｃ１が中心孔３４に挿通され、圧着されることによって、電線Ｗ１の端末に充電側端子３０が接続される。電線Ｗ１の他端部は、コネクタ本体部１１とグリップ部１２の内部を通って外部に引き出され、図示しない給電装置に接続される。

端子接続部３２は、上記した電線接続部３３よりも小径の丸ピン状に形成されている。この端子接続部３２の先端面には、キャップ４０の装着用の装着孔３５がリング状に形成されている。

充電側端子３０の先端面には、作業者の指が充電側端子３０に触れることを防止するキャップ４０が装着されている。キャップ４０は合成樹脂製であって、端子接続部３２の外径とほぼ等しい最大径を有し、先端側へ行くほど小径となる円錐台形に形成されたキャップ本体４１を備えている。キャップ本体４１の後面には、リング状の圧入部４２が後方に向かって突設されており、この圧入部４２を装着孔３５に圧入または係止することで、キャップ４０が充電側端子３０に装着される。

充電側端子３０は、充電側端子収容孔２３に後方から挿入される。充電側端子収容孔２３の区画壁２４には、充電側端子３０の端子接続部３２を挿通可能な端子挿通孔２５が形成されており、端子接続部３２がこの端子挿通孔２５から前方へ挿通される。そして、フランジ３１が区画壁２４の後面に当接することによって、充電側端子３０が前止まりされている。

充電側端子収容孔２３の内部には、触指防止プレート５０（触指防止部材に該当）が設けられている。この触指防止プレート５０は、上記したキャップ４０とともに、作業者の指が充電側端子３０に触れることを防止する役割を果たすものである。

この触指防止プレート５０は、円形の板材の中心位置に充電側端子３０を挿通するための挿通孔５１が貫通形成されることで、円環状に形成されたものである。触指防止プレート５０の外径は、充電側端子収容孔２３において区画壁２４よりも前側の部分（充電側端子３０が内部に臨んでいる部分）の内径と同径に設定されている。

触指防止プレート５０は、ゴム製の外側環５３（遅延手段、ゴム部材に該当）と、この外側環５３の内側に収まる樹脂製の内側環５２（内側部材に該当）とを備える二重環構造とされている。このような構造のものは、例えば二色成形により形成することができる。

この触指防止プレート５０は、充電側端子収容孔２３に前方から嵌め入れられている。触指防止プレート５０と区画壁２４の間には、触指防止プレート５０を前方（コネクタ部１３の開口部側）へ付勢する金属製の圧縮コイルばね５４が配されている。そして、充電用コネクタ１が車両側コネクタ６０と嵌合していない状態、すなわち、圧縮コイルばね５４にかかる押圧力が最も小さい状態では、触指防止プレート５０は、充電側端子３０の先端に取り付けられたキャップ４０とほぼ並ぶ位置（触指防止位置）に保持されている。これにより、充電側端子３０が外部空間から遮蔽され、作業者の指などが誤って充電側端子３０に触れて感電しまうことが防止される。

この充電用コネクタ１に嵌合される車両側コネクタ６０は、車両のボディに固定されるものであって、合成樹脂製の車両側ハウジング６１を備えている。この車両側ハウジング６１は、内部に充電用コネクタ１のコネクタ部１３を受け入れ可能な嵌合筒部６２と、充電用コネクタ１における充電側端子収容孔２３の内部に挿入される車両側端子収容部６５とを備える。

嵌合筒部６２は、奥壁６３と、この奥壁６３の周縁部から前方に延びる円筒状のフード部６４とを備えて、前側に開口する円筒容器状に形成されている。

車両側端子収容部６５は、前後方向に細長い略円筒状に形成されており、嵌合筒部６２の奥壁６３を前後方向に貫通している。この車両側端子収容部６５の内部には、車両側端子収容孔６６が前後方向に貫通して形成されている。この車両側端子収容孔６６には、充電側端子３０と接続可能な車両側端子７０が収容されている。

車両側端子７０は、円柱状をなす本体部７１と、本体部７１から前方に突出した複数の接触片７２と、本体部７１から後方に突出するバレル部７３とを備えている。複数の接触片７２は、本体部７１の前端部に形成されて前方に開口する筒状部において、その前端開口縁から後方に向けて切り欠くことによって形成されるスリットを周方向に間欠的に複数本設けることによって形成されている。この種の端子は、すり割り端子などの名称で呼ばれる場合がある。また、バレル部７３には、電線Ｗ２の一端部において露出された芯線Ｃ１が圧着されている。電線Ｗ２の他端部は、車両側ハウジング６１の後端から延出され、図示しないバッテリに接続される。

次に、以上のように構成された充電用コネクタ１が、車両側コネクタ６０から離脱する際の動作について説明する。

充電用コネクタ１と車両側コネクタ６０とが嵌合した状態では、車両側コネクタ６０の嵌合筒部６２の内部に充電用コネクタ１のコネクタ部１３が収容され、充電用コネクタ１における充電側端子収容孔２３の内部に車両側端子収容部６５が挿入されている（図２参照）。

このとき、触指防止プレート５０は、車両側端子収容部６５の先端に押圧されて、圧縮コイルばね５４を圧縮しつつ充電側端子収容孔２３の奥方の位置（接続可能位置）まで押し込まれている。そして、充電側端子３０が、触指防止プレート５０の挿通孔５１を貫通してコネクタ部１３の嵌合面側に露出され、車両側コネクタ６０の車両側端子７０と接続されている。

充電用コネクタ１の離脱が開始されると、充電用コネクタ１の引き抜き動作に伴い、車両側コネクタ６０の嵌合筒部６２がコネクタ部１３に対して相対的に後退していく（図３参照）。このとき、車両側端子収容部６５の先端も、充電側端子収容孔２３の奥方へと押し込まれている触指防止プレート５０に対して相対的に後退していく。そして、圧縮コイルばね５４の付勢力により、触指防止プレート５０が前進し、触指防止位置に復帰しようとする。

ここで、触指防止プレート５０は、ゴム製の外側環５３と、樹脂製の内側環５２とを備える二重環構造とされており、外側環５３の外周面が充電側端子収容孔２３の内周面に摺接している。このため、外側環５３の外周面と充電側端子収容孔２３の内周面との間には比較的大きな摩擦力が発生し、これにより、触指防止プレート５０は、車両側端子収容部６５の先端の後退動作よりも遅れて前進することとなる。

充電用コネクタ１の離脱が進むと、充電側端子３０と車両側端子７０との接続が解除される。ここで、誤って充電中に充電用コネクタ１が車両側コネクタ６０から引き抜かれるなどした場合には、充電側端子３０と車両側端子７０との間にアーク放電が発生することがある。

しかし、触指防止プレート５０が、車両側端子収容部６５の先端の後退動作よりも遅れて前進するようにされているから、車両側端子収容部６５の先端が充電側端子３０の先端よりも後退しても、触指防止プレート５０がすぐには触指防止位置に戻らない（図４参照）。すなわち、車両側端子収容部６５の先端が充電側端子３０の先端よりも後退しても、しばらくの間は充電側端子３０と車両側端子７０との間に絶縁性の触指防止プレート５０が介在しない状態とされる。これにより、触指防止プレート５０の表面に沿面放電が発生し、この沿面放電によって、充電側端子３０と車両側端子７０との間のアーク放電が助長される、という事態を回避し、アーク放電を抑制することができる。
なお、沿面放電が介在しない弱いアーク放電が、充電側端子３０と車両側端子７０との間に生じるかもしれないが、充電用コネクタ１におけるコネクタ部１３の先端が車両側コネクタ６０から離れた後、発生した少量のアークは嵌合筒部６２の径内の空間にとどまり、それよりも外部の空間に出ていくことはない。

そして、充電用コネクタ１が車両側コネクタ６０からの離脱が完了し、コネクタ部１３の先端が嵌合筒部６２の先端から充分に離れた後に、触指防止プレート５０が触指防止位置に到達する（図５参照）。この状態では、充電側端子３０と車両側端子７０との距離が充分に離れているから、アーク放電は発生しない。

以上のように本実施形態の充電用コネクタ１は、車両側コネクタ６０と嵌合可能なコネクタ部１３が設けられた充電側ハウジング１０と、この充電側ハウジング１０の内部に配され、車両側コネクタ６０に設けられた車両側端子７０と接続可能な充電側端子３０を収容可能な充電側端子収容部２０とを備える。そして、充電側端子収容部２０の内部には、触指防止プレート５０が配されている。触指防止プレート５０は、充電用コネクタ１が車両側コネクタ６０と嵌合していない状態では充電側端子３０を外部空間から隔てる触指防止位置にあり、車両側コネクタ６０との嵌合動作に伴って充電側端子３０を車両側コネクタ６０との嵌合面側に露出する接続可能位置に移動するものである。この触指防止プレート５０は、樹脂により形成されるとともに充電側端子３０を挿通可能な挿通孔５１が設けられた内側環５２と、この内側環５２の外周縁に配され、ゴムにより形成された外側環５３とを備えており、外側環５３は、充電側端子収容部２０における充電側端子収容孔２３の内周面に摺接する。

このような構成によれば、外側環５３の外周面と充電側端子収容孔２３の内周面との間には比較的大きな摩擦力が発生する。このため、充電用コネクタ１の離脱時において、触指防止プレート５０は、車両側端子収容部６５の先端の後退動作よりも遅れて前進することとなる。したがって、車両側端子収容部６５の先端が充電側端子３０の先端よりも後退しても、触指防止プレート５０がすぐには触指防止位置に到達しないようにされている。すなわち、車両側端子収容部６５の先端が充電側端子３０の先端よりも後退しても、しばらくの間は充電側端子３０と車両側端子７０との間に絶縁性の触指防止プレート５０が介在しない状態とされるから、触指防止プレート５０の表面に沿面放電が発生し、この沿面放電によって、充電側端子３０と車両側端子７０との間のアーク放電が助長される、という事態を回避し、アーク放電を抑制することができる。

また、触指防止プレート５０は、樹脂製の内側環５２とゴム製の外側環５３との二重構造とされている。ここで、触指防止プレート５０の全体をゴム部材により構成しても、充電側端子収容孔２３の内周面との摩擦力により触指防止位置への復帰を遅延させる効果を得ることができる。しかし、ゴム部材は比較的柔らかい材料であるから、触指防止プレート５０の接続可能位置−触指防止位置間での移動の際に、その外周縁が充電側端子収容孔２３との摩擦力により引っ張られて変形し、移動動作が円滑に行われなくなるおそれがある。しかし、本実施形態のように、比較的硬い樹脂材料を内側に配することにより、触指防止プレート５０の触指防止位置への復帰動作を遅延させつつも、接続可能位置−触指防止位置間での移動動作を円滑に行わせることができる。

＜変形例＞
上記実施形態では、触指防止プレート５０の外周側に、ゴムにより形成された外側環５３を配することにより、充電側端子収容孔２３の内周面との摩擦力を高めていたが、充電側端子収容孔の内周面と触指防止部材との摩擦構造は、例えば以下のような構造であってもよい。

充電側端子収容孔２３の内周面に凹凸が形成されていてもよい。また、充電側端子収容孔２３の内周面が粗面化されていてもよい。また、充電側端子収容孔２３の内周面にゴムリング等の摩擦部材が配されていてもよい。また、充電側端子収容孔２３の内周面に粘性剤が塗布されていてもよい。

また、充電側端子の外周面と、触指防止部材における挿通孔の内周面との間に、上記のような摩擦構造が設けることによって、触指防止部材の触指防止位置への復帰を遅延させてもよい。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、触指防止プレート５０が、ゴム製の外側環５３と、この外側環５３の内側に収まる樹脂製の内側環５２とを備える二重環構造とされていたが、充電側端子収容部の内周面に摺接するゴム部材は、必ずしも触指防止部材の全周に亘って設けられている必要はなく、触指防止部材の外周面の一部にのみ設けられていても構わない。

（２）上記実施形態では、圧縮コイルばね５４が金属製であったが、使用する遅延手段の種類によっては、圧縮コイルばねとして、樹脂ばね等の付勢力の弱いばねを使用することで、触指防止部材の前記触指防止位置への移動速度を調整することができる。

１…充電用コネクタ
１０…充電側ハウジング
１３…コネクタ部
２０…充電側端子収容部
３０…充電側端子
５０…触指防止プレート（触指防止部材）
５１…挿通孔
５２…内側環（内側部材）
５３…外側環（遅延手段；ゴム部材）
６０…車両側コネクタ
７０…車両側端子

Claims (4)

1. 車両に設けられた車両側コネクタに嵌合されて前記車両に搭載された蓄電装置への充電を行うために用いられる充電用コネクタであって、
   前記車両側コネクタと嵌合可能なコネクタ部が設けられたハウジングと、
   前記ハウジングの内部に配され、前記車両側コネクタに設けられた車両側端子と接続可能な充電側端子を収容する充電側端子収容部と、
   絶縁性材料により形成され、前記充電側端子収容部の内部に配されるものであって、前記充電用コネクタが前記車両側コネクタと嵌合していない状態では前記充電側端子を外部空間から隔てる触指防止位置にあり、前記車両側コネクタとの嵌合動作に伴って前記充電側端子を前記車両側コネクタとの嵌合面側に露出する接続可能位置に移動する触指防止部材と、
   前記充電用コネクタが前記車両側コネクタから離脱する際に、前記触指防止部材の前記触指防止位置への復帰を遅延させる遅延手段とを備える充電用コネクタ。
2. 前記遅延手段が、前記充電側端子収容部の内周面または充電側端子の外周面と前記触指防止部材との摩擦力によって前記触指防止位置への復帰を遅延させるものである、請求項１に記載の充電用コネクタ。
3. 前記遅延手段が、前記触指防止部材の周縁部に配されて前記充電側端子収容部の内周面に摺接するゴム部材である、請求項２に記載の充電用コネクタ。
4. 前記触指防止部材が、樹脂により形成されるとともに前記充電側端子を挿通可能な挿通孔が設けられた内側部材を備え、前記ゴム部材が前記内側部材の外周縁に配されたものである、請求項３に記載の充電用コネクタ。

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