JP2014110205A - 充電ポートロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充電ポートに充電ガンを差し込み係合することで外部充電を行うとき、制限部材にアンロック方向の負荷をかけても充電ガンの係合解除を防止する充電ポートロック装置を提供する。
【解決手段】充電ガンの係合部と普通充電ポートの被係合部が係合状態にある時に、ロッド６１により係合状態の解除を制限するロック状態と、ロッド６１により係合状態の解除操作を許容するアンロック状態とを達成するロック機構６０を備える。この充電ポートロック装置において、ロック機構６０は、電動モータ６２により回転駆動される円盤６５と、円盤６５及びロッド６１に接続され、円盤６５の円運動をロッド６１の直線運動に変えるスライドピン６６と、を有する。そして、ロッド６１の最大突出付近において、ロッド６１がアンロック方向に押し込まれた場合に、スライドピン６６から円盤６５にかかる力の向きが円盤６５の回転中心Ｏ付近を向くように構成した。
【選択図】図６

Description

本発明は、電動車両の充電ポートに充電ガンを差し込み係合することで外部充電を行うとき、充電ガンの係合解除操作を規制する充電ポートロック装置に関する。

従来、モータで伝達部材を回転させることによりストッパを直線運動させ、ストッパに連結させられたロックバーを給電プラグ（＝充電ガン）の係止爪の上方に位置させることでロック状態とするプラグロック装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２４９１６５号公報

しかしながら、従来のプラグロック装置にあっては、伝達部材（外歯ギア）の回転運動を、内歯ギアとの噛み合いによりストッパの直線運動に変換するようにしている。このため、ストッパに連結させられたロックバーに対して押し込む方向（特許文献１の図７左方向）の負荷をかけた場合に、伝達部材と共にモータが回転させられロックが解除するおそれがある、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、充電ポートに充電ガンを差し込み係合することで外部充電を行うとき、制限部材にアンロック方向の負荷をかけても充電ガンの係合解除を防止する充電ポートロック装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、充電ガンの係合状態において外部電源からの電力が供給される充電ポートと、充電ガンが充電ポートに係合状態にある時に、係合状態の解除を制限部材により制限するロック状態と制限を解除するアンロック状態を達成するロック機構と、を備える。
この充電ポートロック装置において、
前記ロック機構は、駆動源により回転駆動される第一リンク部材と、前記第一リンク部材及び前記制限部材に接続され、第一リンク部材の円運動を制限部材の直線運動に変える第二リンク部材と、を有する。
そして、前記制限部材の最大突出付近において、前記制限部材がアンロック方向に押し込まれた場合に、前記第二リンク部材から前記第一リンク部材にかかる力の向きが前記第一リンク部材の回転中心付近を向くように構成した。

よって、充電ガンと充電ポートの係合状態の解除を制限部材により制限するロック状態のとき、最大突出付近の制限部材がアンロック方向に押し込まれたとする。このとき、制限部材に接続され第二リンク部材から第一リンク部材にかかる力の向きが第一リンク部材の回転中心付近を向く。
すなわち、制限部材を押し込む方向の負荷をかけただけでは、第一リンク部材の接線方向にかかる力が小さいため、制限部材をアンロック方向へ移動させることができない。
この結果、充電ポートに充電ガンを差し込み係合することで外部充電を行うとき、制限部材にアンロック方向の負荷をかけても充電ガンの係合解除を防止することができる。

実施例１の充電ポートロック装置が適用された電気自動車を示す概略斜視図である。 実施例１の充電ポートロック装置が適用された電気自動車の車体前部構成を示す斜視図である。 実施例１の充電ポートロック装置が適用された電気自動車の外部充電状態を示す側面図である。 実施例１の充電ポートロック装置の詳細を示す断面図である。 実施例１の充電ポートロック装置のロック機構によるラッチ解除操作を規制するロック状態(a)とラッチ解除操作を許容するアンロック状態(b)を示す図４のＣ部拡大図である。 実施例１の充電ポートロック装置のスライドピンがピン溝の最大外径位置にあるときのロック機構を示す全体構成図である。 実施例１の充電ポートロック装置のロック機構を構成するロッド部品を示す図である。 実施例１の充電ポートロック装置のロック機構を構成するスライドピン部品を示す図である。 実施例１の充電ポートロック装置のロック機構を構成する円盤のピン溝形成面を示す図である。 実施例１の充電ポートロック装置のロック機構を構成する円盤のスライド接点設定面を示す図である。 実施例１の充電ポートロック装置においてスライドピンがピン溝のアンロック位置にあるときのロック機構を示す作用説明図である。 実施例１の充電ポートロック装置においてスライドピンがピン溝のロック位置にあるときのロック機構を示す作用説明図である。 実施例２の充電ポートロック装置においてロッドと円盤を接続する中間ロッドがロック位置にあるときのロック機構の第一例を示す全体構成図である。 実施例２の充電ポートロック装置においてロッドと円盤を接続する中間ロッドがロック位置にあるときのロック機構の第二例を示す全体構成図である。 実施例２の充電ポートロック装置においてロッドと円盤を接続する中間ロッドがロック位置にあるときのロック機構の第三例を示す全体構成図である。

以下、本発明の充電ポートロック装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１の充電ポートロック装置の構成を、「電気自動車の概略構成」、「外部充電ユニットの構成」、「充電ポートロック装置の詳細構成」、「ロック機構の詳細構成」に分けて説明する。

［電気自動車の概略構成］
図１は、実施例１の充電ポートロック装置が適用された電気自動車を示す。以下、図１に基づき、電気自動車の概略構成を説明する。

実施例１の充電ポートロック装置が適用された電気自動車１は、図１に示すように、駆動モータ２と、駆動モータインバータ３と、DC/DCジャンクションボックス４と、バッテリパック５と、外部充電ユニット６と、車載充電器７と、エアコンユニット８と、１２ボルト車載バッテリ９と、を備えている。

前記駆動モータ２は、減速機を有する走行用駆動源であり、車両前部に設けられたモータルームＭに配置される。この駆動モータ２の図外の出力軸は、駆動輪である左右前輪（左前輪FLのみを図示）に連結される。この駆動モータ２は、駆動モータインバータ３に対して正のトルク指令が出力されている時には、バッテリパック５からの放電電力を使って駆動トルクを発生する駆動動作をし、左右前輪を駆動する（力行）。一方、駆動モータインバータ３に対し負のトルク指令が出力されている時には、左右前輪からの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電動作をし、発電した電力をバッテリパック５の充電電力とする（回生）。

前記DC/DCジャンクションボックス４は、DC/DCコンバータを内蔵し、バッテリパック５からの高電圧の放電電力を分配し、１２ボルト電源系システムへの電力供給及び１２ボルト車載バッテリ９への充電を行う。また、このDC/DCジャンクションボックス４は、普通充電リレー及び急速充電リレーを有しており、充電モードに合わせて充電回路の切り替えができるようにしている。

前記バッテリパック５は、フロアパネルＦの下側である床下空間Ｙであって、ホイールベースの中央部位置に配置される。このバッテリパック５は、駆動モータ２の電力源となると共に、エアコンユニット８の電力源となる。

前記外部充電ユニット６は、充電スタンドや家庭用充電設備等の外部電源１１からの充電ガン５０を接続して外部充電を行うユニットであり、車両前部中央位置に設けられると共に、充電ポートリッド２１によって開閉可能に覆われている。なお、充電ポートとしては、普通充電ポート２２と、急速充電ポート２３と、を有している。

前記エアコンユニット８は、フロアパネル１０の上側、つまり車室Ｒであって、バッテリパック５よりも車両前方側に配置されている。ここでは、モータルームＭと車室Ｒを区画するダッシュパネルＤと、図外のインストルメントパネルとの間に配置される。このエアコンユニット８は、設定温度が得られるように温度調整した温調風を車室Ｒ内へ向かって送風する。

［外部充電ユニットの構成］
図２は、実施例１の充電ポートロック装置が適用された電気自動車の車体前部構成を示し、図３は、電気自動車の外部充電状態を示す。以下、図２及び図３に基づき、電気自動車の外部充電ユニットの構成を説明する。

前記外部充電ユニット６は、図２に示すように、フロントフード４１とフロントバンパー４２の間であって、車幅方向中央部の位置に配置される。フロントフード４１は、車体前部の上部位置に開閉可能に設けられる。フロントバンパー４２は、車体前部の下部位置に設けられ、両側から車両後方に向かって一体に延出形成され、フェンダーを兼用する。なお、図２において、４４，４４は左右一対のヘッドライトユニット、４５は走行風導入口である。この外部充電ユニット６は、車体に対し左右の開閉アーム機構２４，２４を介して上下方向に開閉可能に設けられた充電ポートリッド２１と、普通充電ポート２２と、急速充電ポート２３と、を備えている。

前記普通充電ポート２２は、家庭用充電設備や普通充電スタンド等による外部充電時に用いる充電ポートであり、車載充電器７を介してDC/DCジャンクションボックス４にハーネス接続されている。

前記急速充電ポート２３は、急速充電スタンド等による外部充電時に用いる充電ポートであり、DC/DCジャンクションボックス４にハーネス接続されている。

前記外部充電時には、例えば、図３に示すように、閉じている充電ポートリッド２１のリッドロック機構によるロックを解除する操作を行い、充電ポートリッド２１を上に押し上げて開く。この充電ポートリッド２１を開くと、普通充電ポート２２及び急速充電ポート２３の先端部が露出するので、いずれか一方のポート先端部に対し外部電源１１からの充電ガン５０を差し込み固定することで外部充電を行う。

［充電ポートロック装置の詳細構成］
図４は、実施例１の充電ポートロック装置の詳細を示し、図５は、ロック機構によるラッチ解除操作を規制するロック状態(a)とラッチ解除操作を許容するアンロック状態(b)を示す。以下、図４及び図５に基づき、充電ポートロック装置の詳細構成を説明する。

実施例１の充電ポートロック装置は、図４に示すように、普通充電ポート２２（充電ポートの一例）と、ロック機構６０と、を備えている。

前記普通充電ポート２２は、使用者の操作により充電ガン５０のラッチレバー５１の係合部５１ａと係合する被係合部２２ａを有し、係合状態において外部電源１１からの電力が供給される。この普通充電ポート２２は、車体メンバ２７に固定され、ポート先端部がポートカバー２８により形成されるポート室２９に向かって突出配置される。

前記充電ガン５０は、図４に示すように、差し込み部５０ａと、把持部５０ｂと、を有する。そして、充電ガン５０には、係合部５１ａと、ロック解除操作部５１ｂと、支軸５１ｃと、を有するラッチレバー５１が設けられる。係合部５１ａは、レバー先端部に設けられ、普通充電ポート２２の電気的接続位置で被係合部２２ａに係合する。ロック解除操作部５１ｂは、レバー後端部にガン表面から突出して設けられ、押し操作により係合部５１ａのロック解除を行う。支軸５１ｃは、レバー中間部に設けられ、この支軸５１ｃを中心としてラッチレバー５１が回動する。また、充電ガン５０には、図４に示すように、レバー付勢部材５２と、レバー解除位置スイッチ５３と、が設けられる。

前記ロック機構６０は、いたずら防止（例えば、通りすがりに出来心で充電ガン５０を抜こうとする）のために設けられる。このロック機構６０は、係合部５１ａと被係合部２２ａとが係合状態にある時に、ロッド６１（制限部材）のロック方向への突出により係合部５１ａの解除操作を規制することで、係合状態の解除を制限するロック状態を達成する（図５(a)）。また、係合部５１ａと被係合部２２ａとが係合状態にある時に、ロッド６１のロック方向とは反対側のアンロック方向への移動により解除操作を許容するアンロック状態とを達成する（図５(b)）。このロック機構６０は、図４に示すように、車体メンバ２７のうち、普通充電ポート２２を取り付けた位置の上部位置に固定され、ロッド６１は、ロック状態を達成するとき、普通充電ポート２２側から充電ガン５０側に向けて（車両前方側）に突出する。

［ロック機構の詳細構成］
図６は、実施例１の充電ポートロック装置のスライドピンがピン溝の最大外径位置にあるときのロック機構を示し、図７〜図１０は、ロック機構の各構成要素を示す。以下、図６〜図１０に基づき、ロック機構６０の詳細構成を説明する。

前記ロック機構６０は、図６に示すように、ロッド６１と、電動モータ６２（駆動源）と、ウォーム６３と、ウォームホイール６４と、円盤６５（第一リンク部材）と、スライドピン６６（第二リンク部材）と、を備えている。

前記ロック機構６０は、電動モータ６２により回転駆動される円盤６５と、円盤６５及びロッド６１に接続され、円盤６５の円運動をロッド６１の直線運動に変えるスライドピン６６と、を有する。そして、ロッド６１の最大突出付近において、ロッド６１がアンロック方向に押し込まれた場合に、スライドピン６６から円盤６５にかかる力の向きが円盤６５の回転中心Ｏの付近を向くように構成される。

前記ロッド６１（制限部材）の最大突出付近とは、実施例１でいうロック位置から最大外径位置を越えた部分を含む概念である。実施例１のロック機構６０の場合は、図６に示すように、ロッド６１がアンロック位置（図１１）からロック位置（図１２）へ移動する場合に、ロック位置よりも突出量が大きい状態（図６：最大外径位置）を経てロック位置へ移動するように構成される。

前記ロッド６１は、図６に示すように、ロック機構ケース６７に対し直線運動（図６の上下運動）可能に支持される。このロッド６１には、図７に示すように、ロック機構ケース６７のストッパ部６７ａ（静止部材）との当接によりアンロック位置までの移動に規制するストッパ部６１ａが設けられる。そして、ストッパ部６１ａとロック機構ケース６７との間には、スプリング６１ｂ（バネ部材）が介装される。このスプリング６１ｂは、スライドピン６６を介して円盤６５に対しアンロック方向（図７の下方向）に付勢力を発生させる。

前記円盤６５は、図６に示すように、円形平板による第一リンク部材であり、電動モータ６２のモータ軸にウォーム６３を設け、円盤６５の外周にウォーム６３に噛み合うウォームホイール６４を設けることで構成されるウォームギア減速機構を介して減速回転される。

前記円盤６５には、図９に示すように、ロック位置からアンロック位置までの範囲に円盤６５の回転角によって回転中心Ｏからの距離が徐々に変化するピン溝６５ａを有する。ピン溝６５ａの回転中心Ｏからの距離変化は、アンロック位置から最大外径位置までは徐々に拡大し、最大外径位置からロック位置までは徐々に縮小する。そして、ピン溝６５ａのロック位置を外れた第一延長範囲及びアンロック位置を外れた第二延長範囲に、円盤６５の回転中心Ｏからの距離が一定の同心円による第一延長溝６５ｂ及び第二延長溝６５ｃを有する。この第一延長溝６５ｂ及び第二延長溝６５ｃは、円盤６５の回転中心周りの周方向位置が互いにオーバーラップしない設定とされる。さらに、第二延長溝６５ｃは、ピン溝６５ａの溝幅より広い溝幅に設定される。また、第一延長溝６５ｂ及び第二延長溝６５ｃは、それぞれの溝端部にゴム等の弾性体６５ｄ，６５ｅが設定される。

前記円盤６５には、図１０に示すように、回転中心Ｏから同心状にロック側電気接点６５ｆ（スライド接点）と、アンロック側電気接点６５ｇ（スライド接点）と、ロック/アンロック側電気接点６５ｈ（スライド接点）と、が設定されている。これらの電気接点６５ｆ，６５ｇ，６５ｈは、円盤６５のピン溝６５ａ等が形成される溝形成面とは反対の面に設定される。そして、ロック側電気接点６５ｆの端部をピン溝６５ａのロック位置と合わせ、アンロック側電気接点６５ｇの端部をピン溝６５ａのアンロック位置と合わせている。さらに、ロック/アンロック側電気接点６５ｈを、ロック側電気接点６５ｆとアンロック側電気接点６５ｇの全領域をカバーする範囲に設定している。

前記スライドピン６６は、ピン溝６５ａに沿って摺動可能に挿入される第二リンク部材であり、図８に示すように、スライド部６６ａと、ピン部６６ｂと、一体に有して構成される。スライド部６６ａは、図７に示すように、ロッド６１の中央部に直交して固定されたスライドガイド６１ｃのガイド溝６１ｄに摺動可能に設けられる。ピン部６６ｂは、図８に示すように、スライド部６６ａから突出して形成され、ピン溝６５ａに沿って摺動可能に挿入される。

次に、作用を説明する。
まず、「比較例の課題」を説明し、続いて、実施例１の充電ポートロック装置における作用を、「充電ガンの係合解除防止作用」、「ロック機構による他の作用」に分けて説明する。

［比較例の課題］
例えば、特開２０１１−２４９１６５号公報に記載されているようなロック機構を備えた充電ポートロック装置を比較例とする。

一般に、充電ポートに対し充電ガンを差し込んで行う外部充電は、車室内からのレバー操作あるいは車外からのリモコンキー等によるボタン操作により充電ポートリッドの閉ロックを解除する。そして、先端部が露出している充電ポートの先端部に対し、外部電源からの充電ガンを差し込む。このとき、ラッチレバーを押し込んだままで差し込みストロークさせ、その後、ラッチレバーから手を離し、充電ガンの係合部と充電ポートの被係合部を係合固定する。この状態にすると電気的に接続され、外部充電を行うことができるが、外部充電の所要時間が長いことで、充電操作をする者は、外部充電を開始するとその場から離れてしまう。

このように、充電操作者が、外部充電を開始した後、充電現場から離れたとき、充電ガンをいたずら等により外されないようにするのが、ロック機構による充電ポートロック装置である。このロック機構は、充電ガンの係合部と充電ポートの被係合部を係合固定した状態で、リモコンキー等によるボタン操作によりロック機構を作動させ、ロッドを充電ガンの係合部に向かって突出させることで行われる。

しかし、特開２０１１−２４９１６５号公報に記載されているロック機構の場合、ロッドにアンロック方向の負荷をかけると、負荷にしたがってロッドが係合解除方向にストロークしてしまうことがあり、充電ガンの係合が解除されるのを防止できない。この結果、いたずら等により充電ガンが外されるのを回避できなくなる。特に、実施例１のように、充電ガンの係合部に向かって突出させるロッドが、充電ガンの差し込み方向と同じ方向に突出するものについては、外部充電中、ロッドの先端面を押し込むことでロッドに負荷をかけることができ、ロッドに強い負荷をかけやすくなる。

［充電ガンの係合解除防止作用］
上記のように、外部充電中にいたずら等により充電ガンが外されるのを回避するには、充電ガンの係合が解除されるのを防止する必要がある。以下これを反映する充電ガンの係合解除防止作用を、図４〜図６、図１１及び図１２に基づき説明する。

スライドピン６６が円盤６５のピン溝６５ａのアンロック位置にあるときは、図１１に示すように、ロッド６１の突出量は、最小突出量Lminとなる。このアンロック状態においては、図４及び図５(b)に示すように、係合部５１ａと被係合部２２ａとが係合状態にある時に、ラッチレバー５１による係合解除操作を許容する。

そして、リモコンキー等により係合ロックにするボタン操作を行うと、ロック機構６０の電動モータ６２が回転駆動し、円盤６５を図１１の矢印Ａ方向に回す。この円盤６５の回転により円盤６５のピン溝６５ａに沿ってスライドピン６６が外径方向に移動し、スライドピン６６が接続されているロッド６１も外径方向に突出量を増す。そして、スライドピン６６が円盤６５のピン溝６５ａの最大外径位置にくると、図６に示すように、ロッド６１の突出量は、最大突出量Lmaxとなる。

さらに、円盤６５の回転角が増すと、円盤６５の回転により円盤６５のピン溝６５ａに沿ってスライドピン６６が内径方向に移動し、スライドピン６６が接続されているロッド６１も内径方向に突出量を減らす。そして、スライドピン６６が円盤６５のピン溝６５ａのロック位置にくると、図１２に示すように、ロッド６１の突出量は、ロック突出量Llock（＜Lmax）となる。

なお、リモコンキー等によりロック解除のボタン操作を行うと、ロック機構６０の電動モータ６２が回転駆動し、円盤６５を図１１の矢印Ａ方向とは逆方向に回す。そして、上記ロック動作とは、反対の動作によりスライドピン６６を円盤６５のピン溝６５ａのアンロック位置まで戻す。

実施例１では、ロック機構６０として、電動モータ６２により回転駆動される円盤６５と、円盤６５及びロッド６１に接続され、円盤６５の円運動をロッド６１の直線運動に変えるスライドピン６６と、を有する。そして、ロッド６１の最大突出付近において、ロッド６１がアンロック方向に押し込まれた場合に、スライドピン６６から円盤６５にかかる力の向きが円盤の回転中心Ｏの付近を向く構成を採用した。

したがって、充電ガン５０と普通充電ポート２２の係合状態の解除をロッド６１により制限するロック状態のとき、最大突出付近のロッド６１がアンロック方向に押し込まれたとする。このとき、ロッド６１に接続されスライドピン６６から円盤６５にかかる力の向きが円盤６５の回転中心Ｏの付近を向く。例えば、図１２に示すように、ロッド６１がロック位置にあるとき、ロッド６１の先端面にアンロック方向の負荷Ｂが作用したとする。このとき、図１２に示すように、スライドピン６６がロッド６１の中央部にあれば、円盤６５にかかる力の向きは円盤６５の回転中心Ｏの方向に一致する。なお、スライドピン６６に加わる抵抗力などによりスライドピン６６がロッド６１の中央部からどちらかにずれていても、円盤６５にかかる力の向きは円盤６５の回転中心Ｏの付近を向く。

すなわち、ロッド６１を押し込む方向の負荷をかけただけでは、円盤６５の接線方向にかかる力が小さいため、ロッド６１をアンロック方向へ移動させることができない。この結果、普通充電ポート２２に充電ガン５０を差し込み係合することで外部充電を行うとき、ロッド６１にアンロック方向の負荷をかけても充電ガン５０の係合解除が防止される。よって、いたずら等により充電ガン５０が外されるのが回避される。

実施例１では、ロック機構６０として、ロッド６１がアンロック位置からロック位置へ移動する場合に、ロック位置よりも突出量が大きい状態（最大外径位置）を経てロック位置へ移動する構成を採用した。
すなわち、ロッド６１をロック位置から最大外径位置まで一旦引き出した後、ロッド６１に押し込む方向の負荷をかけない限り、円盤６５はアンロック方向に回転しない。言い換えると、ロッド６１に押し込む方向の負荷をかけたとしても、円盤６５は、よりロック方向に回転しようとするだけで、アンロック方向には回転しない。
したがって、外部充電を行うとき、充電ガン５０の係合解除されるのがより防止され、いたずら等により充電ガン５０が外されるのが回避される。

［ロック機構による他の作用］
実施例１では、第一リンク部材を、ロック位置からアンロック位置までの範囲に回転角によって回転中心からの距離が変化するピン溝６５ａを有する円盤６５とする。第二リンク部材を、ピン溝６５ａに沿って摺動可能に挿入されるスライドピン６６とする構成を採用した。
このように、円盤６５の回転でロッド６１の出入りを実施しているので、円盤６５を回転させることで、アンロックにすることが出来る。

実施例１では、ピン溝６５ａのロック位置を外れた第一延長範囲及びアンロック位置を外れた第二延長範囲に、円盤６５の回転中心Ｏと同心円による第一延長溝６５ｂ及び第二延長溝６５ｃを有する構成を採用した。
すなわち、円盤６５の回転角は電動モータ６２の作動によって決まるが、通電時間等により電動モータ６２の回転角がばらついてしまう。しかし、ばらつき範囲内では、ロッド６１の位置が変わらないように円盤６５に同心で溝６５ｂ，６５ｃを形成しておくことにより、電動モータ６２の回転誤差を吸収できる。

実施例１では、第一延長溝６５ｂ及び第二延長溝６５ｃを、円盤の回転中心Ｏの周方向位置が互いにオーバーラップしない設定とする構成を採用した。
このように、溝６５ｂ，６５ｃをオーバーラップさせない、つまり、円盤６５の回転角を360度以下にすることで、スライド式の電気接点を円盤６５に設置することが出来る。

実施例１では、円盤６５に有するロック側電気接点６５ｆとアンロック側電気接点６５ｇは、両端をそれぞれピン溝６５ａのロック位置とアンロック位置に合わせて設定する構成を採用した。
すなわち、電動モータ６２による電気駆動は、ロック側電気接点６５ｆとアンロック側電気接点６５ｇの範囲内となり、ピン溝６５ａはスライド接点の範囲より拡大して形成している。このため、ピン溝６５ａの端部にスライドピン６６が当たるときには慣性力のみとなり、衝撃力を低減できる。

実施例１では、第一延長溝６５ｂ及び第二延長溝６５ｃは、それぞれの溝端部に弾性体６５ｄ，６５ｅを設定する構成を採用した。
このように、両延長溝６５ｂ，６５ｃの端部にゴムの様な弾性体６５ｄ，６５ｅを設置することで、衝撃力を低減できる。

実施例１では、円盤６５に対しアンロック方向に付勢力を発生させるスプリング６１ｂを有するロック機構６０とする構成を採用した。
このように、円盤６５にアンロック方向にバネ力を加えることで、走行中（アンロック位置）の振動でロッド６１がロック位置に移動することを避けることが出来る。つまり、ロッド６１は、ロック位置で嵌合できない。

実施例１では、第一リンク部材を、円形平板による円盤６５とし、駆動源を、電動モータ６２とし、電動モータ６２のモータ軸にウォーム６３を設け、円盤６５の外周にウォーム６３に噛み合うウォームホイール６４を設けた構成を採用した。
すなわち、円盤６５は、ロッド６１の位置を駆動するため、その外径が大き目になる。そこで、その外周部にウォーム６３を受けるウォームホイール６４を設定することで、高い減速比を得ることが出来る。

実施例１では、制限部材であるロッド６１に、ロック機構ケース６７のストッパ部６７ａとの当接によりアンロック位置までの移動に規制するストッパ部６１ａを設ける構成を採用した。
このように、スプリング６１ｂとは別にメカニカルストッパを設定することで、スプリング６１ｂによるバネ力が駆動系の歯車（ウォーム６３、ウォームホイール６４）に負荷されないようにすることが出来る。

実施例１では、アンロック側の第二延長溝６５ｃを、ピン溝６５ａの溝幅より広い溝幅に設定する構成を採用した。
したがって、スプリング６１ｂを設定することで作用するバネ力が、円盤６５の回転軸に負荷されないように、メカニカルストッパによる位置（バラツキ含む）に対して、余裕代を設定することが出来る。

次に、効果を説明する。
実施例１の充電ポートロック装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 使用者の操作により充電ガン５０の係合部５１ａと係合する被係合部２２ａを有し、係合状態において外部電源１１からの電力が供給される充電ポート（普通充電ポート２２）と、
前記係合部５１ａと前記被係合部２２ａとが係合状態にある時に、制限部材（ロッド６１）のロック方向への突出により前記係合部５１ａの解除操作を規制することで、係合状態の解除を制限するロック状態と、前記制限部材（ロッド６１）のロック方向とは反対側のアンロック方向への移動により前記解除操作を許容するアンロック状態とを達成するロック機構６０と、
を備えた充電ポートロック装置において、
前記ロック機構６０は、駆動源（電動モータ６２）により回転駆動される第一リンク部材（円盤６５）と、前記第一リンク部材（円盤６５）及び前記制限部材（ロッド６１）に接続され、第一リンク部材（円盤６５）の円運動を制限部材（ロッド６１）の直線運動に変える第二リンク部材（スライドピン６６）と、を有し、前記制限部材（ロッド６１）の最大突出付近において、前記制限部材（ロッド６１）がアンロック方向に押し込まれた場合に、前記第二リンク部材（スライドピン６６）から前記第一リンク部材（円盤６５）にかかる力の向きが前記第一リンク部材（円盤６５）の回転中心Ｏ付近を向くように構成した（図６）。
このため、充電ポート（普通充電ポート２２）に充電ガン５０を差し込み係合することで外部充電を行うとき、制限部材（ロッド６１）にアンロック方向の負荷をかけても充電ガン５０の係合解除を防止することができる。

(2) 前記ロック機構６０は、前記制限部材（ロッド６１）がアンロック位置からロック位置へ移動する場合に、ロック位置よりも突出量が大きい状態（最大外径位置）を経てロック位置へ移動するように構成した（図９）。
このため、(1)の効果に加え、外部充電を行うとき、充電ガン５０の係合解除されるのがより防止され、いたずら等により充電ガン５０が外されるのを回避することができる。

(3) 前記第一リンク部材は、平板（円盤６５）であって、ロック位置からアンロック位置までの範囲に前記平板（円盤６５）の回転角によって回転中心Ｏからの距離が変化するピン溝６５ａを有し、
前記第二リンク部材は、前記ピン溝６５ａに沿って摺動可能に挿入されるピン（スライドピン６６）である（図６）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、平板（円盤６５）の回転駆動で制限部材（ロッド６１）の出入りを実施しているので、平板（円盤６５）を回転させることで、アンロックにすることができる。

(4) 前記第一リンク部材は、前記ピン溝６５ａのロック位置を外れた第一延長範囲及びアンロック位置を外れた第二延長範囲に、前記平板（円盤６５）の回転中心Ｏと同心円による第一延長溝６５ｂ及び第二延長溝６５ｃを有する（図９）。
このため、(3)の効果に加え、平板（円盤６５）を回転駆動させる駆動源（電動モータ６２）の回転角ばらつきに対し、制限部材（ロッド６１）のストロークを抑えながら、駆動源（電動モータ６２）の回転誤差を吸収することができる。

(5) 前記第一延長溝６５ｂ及び前記第二延長溝６５ｃは、前記平板（円盤６５）の回転中心Ｏ周りの周方向位置が互いにオーバーラップしない設定とした（図９）。
このため、(4)の効果に加え、平板（円盤６５）にスライド式の電気接点を設置することができる。

(6) 前記第一リンク部材（円盤６５）は、電気伝達のためのスライド接点（ロック側電気接点６５ｆ、アンロック側電気接点６５ｇ）を有し、
前記スライド接点（ロック側電気接点６５ｆ、アンロック側電気接点６５ｇ）は、両端をそれぞれ前記ピン溝６５ａのロック位置とアンロック位置に合わせて設定した（図１０）。
このため、(5)の効果に加え、ピン溝６５ａの設定範囲内でのみ電気伝達をし、ピン溝６５ａの端部にピン（スライドピン６６）が当たるときに慣性力のみとすることで、衝撃力を低減することができる。

(7) 前記第一延長溝６５ｂ及び第二延長溝６５ｃは、それぞれの溝端部に弾性体６５ｄ，６５ｅを設定した（図９）。
このため、(4)〜(6)の効果に加え、駆動源（電動モータ６２）の回転誤差によりピン（スライドピン６６）がピン溝６５ａを超えて移動してきたとき、衝撃力を低減することができる。

(8) 前記ロック機構６０は、前記第一リンク部材（円盤６５）に対しアンロック方向に付勢力を発生させるバネ部材（スプリング６１ｂ）を有する（図７）。
このため、(1)〜(7)の効果に加え、アンロック位置による走行中、振動により制限部材（ロッド６１）がロック位置に移動することを防止することができる。

(9) 前記第一リンク部材は、円形平板による円盤６５であり、
前記駆動源は、電動モータ６２であり、
前記電動モータ６２のモータ軸にウォーム６３を設け、前記円盤６５の外周に前記ウォーム６３に噛み合うウォームホイール６４を設けた（図６）。
このため、(1)〜(8)の効果に加え、ピン溝６５ａを形成することで外径が大き目になる円盤６５の外周部にウォーム６３と噛み合うウォームホイール６４を設定することで、高い減速比を得ることができる。

(10) 前記制限部材は、ロッド６１であり、
前記ロッド６１に、静止部材（ストッパ部６７ａ）との当接によりアンロック位置までの移動に規制するストッパ部６１ａを設けた（図６）。
このため、(9)の効果に加え、スプリング６１ｂによるバネ力が駆動系の歯車（ウォーム６３、ウォームホイール６４）に負荷されないようにすることができる。

(11) 前記第二延長溝６５ｃを、前記ピン溝６５ａの溝幅より広い溝幅に設定した（図９）。
このため、(11)の効果に加え、スプリング６１ｂを設定することで作用するバネ力が、円盤６５の回転軸に負荷されないように、メカニカルストッパによる位置に対して、余裕代を設定することができる。

実施例２は、円盤６５及びロッド６１に接続される第二リンク部材を、実施例１のスライドピン６６に代え、中間ロッドとする例である。

まず、構成を説明する。
図１３は、実施例２の充電ポートロック装置においてロッドと円盤を接続する中間ロッドがロック位置にあるときのロック機構の第一例を示し、図１４は、ロック機構の第二例を示し、図１５は、ロック機構の第三例を示す。以下、図１３〜図１５に基づき、実施例２のロック機構６０の構成を説明する。

前記ロック機構６０は、図１３〜図１５に示すように、ロッド６１と、電動モータ６２（駆動源）と、ウォーム６３と、ウォームホイール６４と、円盤６５（第一リンク部材）と、中間ロッド６８（第二リンク部材）と、を備えている。

前記ロッド６１は、図１３に示すように、円盤６５に対しロック方向に付勢力を発生させるスプリング６１ｅ（バネ部材）を有する。なお、図１４及び図１５においては、バネ部材を省略する。

前記中間ロッド６８は、円盤６５の回転中心Ｏから離れた位置とロッド６１を連結する第二リンク部材であり、この中間ロッド６８のロック位置での円盤側取り付け点６８ａとロッド側取り付け点６８ｂを結ぶ軸線を、円盤６５の回転中心Ｏよりもロック側を通るように配置している。

ここで、図１３〜図１５は、車両要件や車両仕様で決まるスペースに対し、実施例２のロック機構６０のレイアウト自由度を表すものである。図１３に示すロック機構６０の第一例は、ロッド６１と電動モータ６２を直交配置とし、ロック位置において、中間ロッド６８のロッド側取り付け点６８ｂを円盤６５よりも上側（図示上）に設定している。図１４に示すロック機構６０の第二例は、ロッド６１と電動モータ６２を平行配置とし、ロック位置において、中間ロッド６８のロッド側取り付け点６８ｂを円盤６５よりも下側（図示上）に設定している。図１５に示すロック機構６０の第三例は、ロッド６１と電動モータ６２を直交配置とすると共に円盤６５を第一例とは反対側に配置し、ロック位置において、中間ロッド６８のロッド側取り付け点６８ｂを円盤６５よりも上側（図示上）に設定している。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明すると、実施例２の場合、ロック機構６０の電動モータ６２を回転駆動させると、中間ロッド６８の円盤側取り付け点６８ａが円盤６５の外周部に沿って回転運動する。この円盤側取り付け点６８ａの回転運動が、中間ロッド６８を介してロッド側取り付け点６８ｂの直線運動に変換され、ロッド側取り付け点６８ｂの直線運動に追従してロッド６１がロック方向（図１３の上方向）とアンロック方向（図１３の下方向）にストロークする。

実施例２では、制限部材をロッド６１とし、第一リンク部材を、電動モータ６２により回転する円盤６５とし、第二リンク部材を、円盤６５の回転中心Ｏから離れた位置とロッド６１を連結する中間ロッド６８とする構成を採用している。
このように、円盤６５の回転でロッド６１の出入りを実施しているので、円盤６５を回転させることで、アンロックにすることが出来る。加えて、第二リンク部材を中間ロッド６８としたことで、図１３〜図１５に示すように、車両要件で決まるスペースに対しロック機構６０のレイアウト自由度を達成出来る。

実施例２では、円盤６５に対しロック方向に付勢力を発生させるスプリング６１ｅを有する構成を採用している。
このため、いたずらでロッド６１をロック方向に引っ張ろうとするとき、スプリング６１ｅによる付勢力が抵抗となって、円盤６５が回転するのを抑えることが出来る。

実施例２では、中間ロッド６８のロック位置での円盤側取り付け点６８ａとロッド側取り付け点６８ｂを結ぶ軸線を、円盤６５の回転中心Ｏよりもロック側を通るように配置する構成を採用した。
よって、ロッド６１がアンロック位置からロック位置へ移動する場合に、ロック位置よりも突出量が大きい状態（最大外径位置）を経てロック位置へ移動する。すなわち、ロッド６１をロック位置から最大外径位置まで一旦引き出した後、ロッド６１に押し込む方向の負荷をかけない限り、円盤６５はアンロック方向に回転しない。
したがって、外部充電を行うとき、充電ガン５０の係合解除されるのがより防止され、いたずら等により充電ガン５０が外されるのが回避される。

次に、効果を説明する。
実施例２の充電ポートロック装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(12) 前記制限部材は、ロッド６１であり、
前記第一リンク部材は、前記駆動源（電動モータ６２）により回転する円盤６５であり、
前記第二リンク部材は、前記円盤６５の回転中心Ｏから離れた位置と前記ロッド６１を連結する中間ロッド６８である（図１１〜１３）。
このため、実施例１の(1),(2)の効果に加え、円盤６５を回転させることで、アンロックにすることができると共に、車両要件で決まるスペースに対しロック機構６０のレイアウト自由度を達成することができる。

(13) 前記ロック機構６０は、前記円盤６５に対しロック方向に付勢力を発生させるバネ部材（スプリング６１ｅ）を有する（図１１）。
このため、(12)の効果に加え、いたずらでロッド６１をロック方向に引っ張ろうとするとき、スプリング６１ｅによる付勢力で円盤６５が回転するのを抑えることができる。

(14) 前記中間ロッド６８のロック位置での円盤側取り付け点６８ａとロッド側取り付け点６８ｂを結ぶ軸線を、前記円盤６５の回転中心Ｏよりもロック側を通るように配置した（図１１〜１３）。
このため、(11)又は(12)の効果に加え、外部充電を行うとき、充電ガン５０の係合解除されるのがより防止され、いたずら等により充電ガン５０が外されるのを回避することができる。

以上、本発明の充電ポートロック装置を、実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１，２では、制限部材として、ロッド６１を用いる例を示した。しかし、制限部材としては、ロッドに限るものではなく、例えば、プレート部材等を用いても良い。

実施例１，２では、駆動源として、電動モータ６２を用いる例を示した。しかし、駆動源としては、電動モータに限るものではなく、例えば、ソレノイドアクチュエータ等を用いても良い。

実施例１，２では、第一リンク部材として、円盤６５を用いる例を示した。しかし、第一リンク部材としては、円盤に限るものではなく、例えば、角型の平板やリンクプレートやリンクアーム等によるリンク構成要素を用いても良い。

実施例１では、第二リンク部材として、ロッド６１のストローク方向とは直交する方向にスライド可能なスライドピン６６を用いる例を示した。しかし、第二リンク部材としてのピンは、ロッドに対し一体に固定したものであっても良い。

実施例２では、第二リンク部材として、中間ロッド６８を用いる例を示した。しかし、第二リンク部材としては、クランク機構のようなものを含むリンク機構を構成する部材であれば、中間ロッド以外の部材を用いても良い。

実施例１，２では、本発明の充電ポートロック装置を電気自動車の外部充電ユニットに適用する例を示した。しかし、本発明の充電ポートロック装置は、プラグインハイブリッド車の外部充電ユニットに対しても適用することができる。要するに、普通/急速を共用する１つの充電ポートあるいは２つの充電ポートによる外部充電ユニットが装備された電動車両であれば適用できる。

１１ 外部電源
２２ 普通充電ポート（充電ポート）
２２ａ 被係合部
２３ 急速充電ポート（充電ポート）
５０ 充電ガン
５１ ラッチレバー
５１ａ 係合部
６０ ロック機構
６１ ロッド（制限部材）
６１ａ ストッパ部材
６１ｂ スプリング（バネ部材）
６１ｅ スプリング（バネ部材）
６２ 電動モータ（駆動源）
６３ ウォーム
６４ ウォームホイール
６５ 円盤（第一リンク部材）
６５ａ ピン溝
６５ｂ 第一延長溝
６５ｃ 第二延長溝
６５ｄ 弾性体
６５ｅ 弾性体
６５ｆ ロック側電気接点（スライド接点）
６５ｇ アンロック側電気接点（スライド接点）
６６ スライドピン（第二リンク部材）
６７ ロック機構ケース
６７ａ ストッパ部（静止部材）
６８ 中間ロッド（第二リンク部材）
６８ａ 円盤側取り付け点
６８ｂ ロッド側取り付け点
Ｏ 回転中心

Claims (14)

1. 使用者の操作により充電ガンの係合部と係合する被係合部を有し、係合状態において外部電源からの電力が供給される充電ポートと、
   前記係合部と前記被係合部とが係合状態にある時に、制限部材のロック方向への突出により前記係合部の解除操作を規制することで、係合状態の解除を制限するロック状態と、前記制限部材のロック方向とは反対側のアンロック方向への移動により前記解除操作を許容するアンロック状態とを達成するロック機構と、
   を備えた充電ポートロック装置において、
   前記ロック機構は、駆動源により回転駆動される第一リンク部材と、前記第一リンク部材及び前記制限部材に接続され、第一リンク部材の円運動を制限部材の直線運動に変える第二リンク部材と、を有し、前記制限部材の最大突出付近において、前記制限部材がアンロック方向に押し込まれた場合に、前記第二リンク部材から前記第一リンク部材にかかる力の向きが前記第一リンク部材の回転中心付近を向くように構成した
   ことを特徴とする充電ポートロック装置。
2. 請求項１に記載された充電ポートロック装置において、
   前記ロック機構は、前記制限部材がアンロック位置からロック位置へ移動する場合に、ロック位置よりも突出量が大きい状態を経てロック位置へ移動するように構成した
   ことを特徴とする充電ポートロック装置。
3. 請求項１又は２に記載された充電ポートロック装置において、
   前記第一リンク部材は、平板であって、ロック位置からアンロック位置までの範囲に前記平板の回転角によって回転中心からの距離が変化するピン溝を有し、
   前記第二リンク部材は、前記ピン溝に沿って摺動可能に挿入されるピンである
   ことを特徴とする充電ポートロック装置。
4. 請求項３に記載された充電ポートロック装置において、
   前記第一リンク部材は、前記ピン溝のロック位置を外れた第一延長範囲及びアンロック位置を外れた第二延長範囲に、前記平板の回転中心と同心円による第一延長溝及び第二延長溝を有する
   ことを特徴とする充電ポートロック装置。
5. 請求項４に記載された充電ポートロック装置において、
   前記第一延長溝及び前記第二延長溝は、前記平板の回転中心周りの周方向位置が互いにオーバーラップしない設定とした
   ことを特徴とする充電ポートロック装置。
6. 請求項５に記載された充電ポートロック装置において、
   前記第一リンク部材は、電気伝達のためのスライド接点を有し、
   前記スライド接点は、両端をそれぞれ前記ピン溝のロック位置とアンロック位置に合わせて設定した
   ことを特徴とする充電ポートロック装置。
7. 請求項４から６までの何れか１項に記載された充電ポートロック装置において、
   前記第一延長溝及び第二延長溝は、それぞれの溝端部に弾性体を設定した
   ことを特徴とする充電ポートロック装置。
8. 請求項１から７までの何れか１項に記載された充電ポートロック装置において、
   前記ロック機構は、前記第一リンク部材に対しアンロック方向に付勢力を発生させるバネ部材を有する
   ことを特徴とする充電ポートロック装置。
9. 請求項１から８までの何れか１項に記載された充電ポートロック装置において、
   前記第一リンク部材は、円形平板による円盤であり、
   前記駆動源は、電動モータであり、
   前記電動モータのモータ軸にウォームを設け、前記円盤の外周に前記ウォームに噛み合うウォームホイールを設けた
   ことを特徴とする充電ポートロック装置。
10. 請求項９に記載された充電ポートロック装置において、
    前記制限部材は、ロッドであり、
    前記ロッドに、静止部材との当接によりアンロック位置までの移動に規制するストッパ部を設けた
    ことを特徴とする充電ポートロック装置。
11. 請求項１０に記載された充電ポートロック装置において、
    前記第二延長溝を、前記ピン溝の溝幅より広い溝幅に設定した
    ことを特徴とする充電ポートロック装置。
12. 請求項１又は２に記載された充電ポートロック装置において、
    前記制限部材は、ロッドであり、
    前記第一リンク部材は、前記駆動源により回転する円盤であり、
    前記第二リンク部材は、前記円盤の回転中心から離れた位置と前記ロッドを連結する中間ロッドである
    ことを特徴とする充電ポートロック装置。
13. 請求項１２に記載された充電ポートロック装置において、
    前記ロック機構は、前記円盤に対しロック方向に付勢力を発生させるバネ部材を有する
    ことを特徴とする充電ポートロック装置。
14. 請求項１１又は１２に記載された充電ポートロック装置において、
    前記中間ロッドのロック位置での円盤側取り付け点とロッド側取り付け点を結ぶ軸線を、前記円盤の回転中心よりもロック側を通るように配置した
    ことを特徴とする充電ポートロック装置。