JP2014175093A - 電動車両用給電コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両の充電口に接続された給電コネクタや給電ケーブルに体を引っ掛けるなどしたときの不具合を防止あるいは緩和できる給電コネクタを提供する。
【解決手段】給電コネクタ１３は、給電用カプラ１５を備えたコネクタ本体１６と、グリップ部材１８と、コネクタ本体１６に配置されたロックレバー１７と、グリップ部材１８に配置された操作部材１９とを有している。ロックレバー１７は、第１の軸３１を中心に、ロック位置とロック解除位置とにわたって回動する。グリップ部材１８は、コネクタ本体１６に対して第２の軸３２を中心に回動可能である。ロックレバー１７と操作部材１９との間に可動接続部６０が設けられている。可動接続部６０は、ロックレバー１７と操作部材１９とを第２の軸３２を中心に相対回転可能に接続し、かつ、操作部材１９がロック解除方向に操作されたときの動きをロックレバー１７に伝えることによりロックレバー１７をロック解除位置に移動させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド車両等の電動車両のバッテリに充電する際などに使用される電動車両用給電コネクタに関する。

電気自動車やハイブリッド車両等の電動車両は、駆動用バッテリが消費されたときに、車両外部の電源からバッテリに充電する必要がある。このため電動車両には充電の際に使用する受電側コネクタが設けられている。車両外部の電源（例えば家庭用商用電源）側には、電源に接続された給電コードと、該給電コードの先端に配置された給電コネクタなどが設けられている。充電時に、この給電コネクタを前記車両の充電口に配置された受電コネクタに接続することにより、電源から供給される電力が電動車両のバッテリに供給される。

従来の給電コネクタは、例えば特許文献１あるいは特許文献２に記載されているように、グリップ部を有するケースに、給電用カプラを有するコネクタ本体を設け、このコネクタ本体を車両の受電側コネクタに着脱可能に接続するように構成されている。そしてこの給電コネクタは、充電中に車両の受電側コネクタから不用意に外れてしまうことを防ぐためのロックレバーを備えているのが通例である。

特開２０１２−１７４６４３号公報 特開平０７−２６３０８６号公報

前記給電コネクタは、充電中に車両の受電側コネクタから簡単に外れることがないように、受電側コネクタに対して確実に嵌合させる構成となっている。しかも特許文献１，２等に記載されている従来の給電コネクタは、コネクタ本体が受電側コネクタから不用意に抜けることを防ぐためにロックレバーを備えている。充電中は、給電コネクタから車両外部の電源装置に向かって給電ケーブルが延びている。しかも給電コネクタが車両の外側に突出した状態となっている。

このため充電中の車両の脇を通る人や動物、物などが誤って給電ケーブルに引っ掛ったり、給電コネクタに体をぶつけてしまったりする可能性がある。このような予期しない外力が作用したときに、車両の充電口に差し込まれている給電コネクタや受電側コネクタに過剰な力が加わって損傷の原因となったり、給電ケーブルや給電コネクタに触れた人が何らかのダメージを受けたりする原因となることが考えられる。

従って本発明の目的は、給電ケーブルや給電コネクタに体が触れるなどしたときに生じる不具合を防止あるいは軽減できる電動車両用給電コネクタを提供することにある。

本発明の１つの実施形態は、給電用カプラを備えたコネクタ本体と、該コネクタ本体に第１の軸を中心に回動可能に設けられたロックレバーと、第２の軸によって前記コネクタ本体と接続され前記コネクタ本体に対して前記第２の軸を中心に回動可能なグリップ部材と、該グリップ部材に配置された操作部材と、該操作部材と前記ロックレバーとの間の可動接続部とを有している。前記ロックレバーは、電動車両の充電口に対して係脱可能な爪部を有し、かつ、該爪部が前記充電口に係合するロック位置と、係合を解除するロック解除位置とにわたって回動する。前記可動接続部は、前記操作部材と前記ロックレバーとを互いに前記第２の軸を中心に相対回転可能に接続するとともに、前記操作部材が操作されたときに該操作部材の動きを前記ロックレバーに伝えることにより前記ロックレバーを前記ロック解除位置に移動させる。

前記可動接続部の一例は、前記ロックレバーの端部に形成された第１嵌合部と、前記操作部材の端部に形成され前記第１嵌合部が挿入される第２嵌合部とを有し、これら第１嵌合部と第２嵌合部に前記第２の軸が挿通するスリットが形成され、該スリットに挿入された前記第２の軸を中心に前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とを相対回転可能としている。この実施形態において、前記コネクタ本体と前記グリップ部材とを中立位置に保持するセンタリング手段をさらに備えていてもよい。また本発明の１つの実施形態では、前記コネクタ本体が前記電動車両の充電口に接続された状態において、前記第２の軸が該電動車両の上下方向に延び、前記グリップ部材が前記コネクタ本体に対して前記第２の軸を中心に該電動車両の前後方向に回動可能である。

他の実施形態では、前記操作部材が第３の軸によって前記グリップ部材に回動可能に取付けられ、前記可動接続部が、前記操作部材の端部に形成された押圧部と、前記ロックレバーの端部に形成され前記押圧部が当接する力伝達部とを有していてもよい。

本発明の電動車両用給電コネクタによれば、電動車両の充電口に接続された給電コネクタや給電ケーブルに誤って体を触れるなどして給電コネクタや受電側コネクタ等に外力が加わったときに生じる不具合を防止あるいは軽減することができる。

電動車両と電源装置の一例を示す斜視図。 第１の実施形態に係る給電コネクタの側面図。 図２に示された給電コネクタを電動車両の充電口に接続した状態を上方から見た平面図。 図３中のＦ４−Ｆ４線に沿う給電コネクタの断面図。 図２に示された給電コネクタのロックレバーがロック解除位置に移動した状態の断面図。 図２に示された給電コネクタのコネクタ本体とグリップ部材の分解斜視図。 図２に示された給電コネクタのロックレバーと操作部材の分解斜視図。 第２の実施形態に係るロックレバーと操作部材の分解斜視図。 第３の実施形態に係る給電コネクタの断面図。 図９に示された給電コネクタのロックレバーがロック解除位置に移動した状態の断面図。

以下に、第１の実施形態に係る電動車両用給電コネクタについて、図１から図７を参照して説明する。
図１は、電動車両１０と、電動車両１０の駆動用バッテリに充電するための電源装置１１の一例を示している。電動車両１０は、電動モータのみによって走行する電気自動車でもよいし、電動モータとエンジン（内燃機関）とを併用するハイブリッド車両であってもよい。図１に示す矢印Ｘが電動車両１０の前後方向、矢印Ｙが上下方向である。

電源装置１１は給電ケーブル１２を有し、給電ケーブル１２の先端に本実施形態に係る給電コネクタ１３が設けられている。給電コネクタ１３は、電動車両１０の充電口１４に着脱可能に接続される。電源装置１１の一例は、２００Ｖ等の商用電源から供給される電力を、給電ケーブル１２と給電コネクタ１３と充電口１４とを介して、電動車両１０の駆動用バッテリに供給する。

図２は、給電コネクタ１３の側面図である。図３は、充電口１４に接続された給電コネクタ１３を電動車両１０の上方から見た平面図、図４と図５はそれぞれ給電コネクタ１３の断面図である。この給電コネクタ１３は、筒状の給電用カプラ１５を備えたコネクタ本体１６と、コネクタ本体１６に配置されたロックレバー１７と、グリップ部材１８と、グリップ部材１８に配置された操作部材１９などを含んでいる。グリップ部材１８には、給電コネクタ１３を扱う作業者が手で把持することができる形状のグリップ部１８ａが形成されている。操作部材１９には、この作業者が手指で操作することができる形状の操作部１９ａが形成されている。

図３から図５の左側に、電動車両１０に設けられた充電口１４と、充電口１４に配置された受電側コネクタ２０が示されている。ロックレバー１７は、受電側コネクタ２０の受け部２１に対して係脱可能な爪部１７ａを有している。図２に示されるようにロックレバー１７は、爪部１７ａが受電側コネクタ２０の受け部２１（図４，図５参照）に係合するロック位置（実線Ｐ１で示す）と、受け部２１に対する係合を解除するロック解除位置（２点鎖線Ｐ２で示す）とにわたって、矢印Ｒ１方向に移動することができる。

ロックレバー１７は、コネクタ本体１６に設けられた第１の軸３１を中心に、上下方向（図２に矢印Ｒ１で示す方向）に回動可能に支持されている。図３に示すように第１の軸３１は電動車両１０の前後方向Ｘに延びている。この明細書で言う前後方向Ｘとは、重力と直角な方向（水平面）に対して上下に角度をなして傾いていることも含む概念である。すなわち「第１の軸３１が前後方向Ｘに延びている」とは、要するに第１の軸３１の両端３１ａ，３１ｂのうちの一方が電動車両１０の前側に位置し、他方が電動車両１０の後側に位置することを意味する。

グリップ部材１８は、第２の軸３２によってコネクタ本体１６と接続されている。第２の軸３２は電動車両１０の上下方向Ｙに延びている。この明細書で言う上下方向Ｙとは、重力の方向（鉛直面）に対して角度をなして傾いていることも含む概念である。すなわち「第２の軸３２が上下方向Ｙに延びている」とは、要するに第２の軸３２の一端３２ａが上側に位置し、他端３２ｂが下側に位置することを意味する。このように第２の軸３２によってコネクタ本体１６に接続されたグリップ部材１８は、第２の軸３２を中心に、図３に矢印Ｒ２で示す方向、すなわち電動車両１０の前後方向Ｘに回動することができる。

図４と図５は、それぞれ給電コネクタ１３の縦断面図である。図４は、ロックレバー１７の爪部１７ａが前記ロック位置に移動し、受電側コネクタ２０の受け部２１に係合した状態を示している。図５は、ロックレバー１７の爪部１７ａが前記ロック解除位置に移動することによって、受け部２１から離脱した状態を示している。

図４に示すように給電用カプラ１５の内側には、受電側コネクタ２０の受電端子に接続される給電端子４０が配置されている。給電端子４０は、給電ケーブル１２の導電コード１２ａに接続されている。導電コード１２ａは、グリップ部材１８とコネクタ本体１６の内側を通って給電用カプラ１５の給電端子４０に接続されている。

図６は、コネクタ本体１６とグリップ部材１８を分解して示す斜視図である。前記したようにコネクタ本体１６とグリップ部材１８とは、第２の軸３２によって互いに回動可能に接続されている。第２の軸３２は、この給電コネクタ１３が電動車両１０の充電口１４に接続された状態において、該車両１０の上下方向に延びている。つまり本実施形態の給電コネクタ１３は、充電口１４に接続された状態において、第１の軸３１が電動車両１０の前後方向Ｘに延び、第２の軸３２が電動車両１０の上下方向Ｙに延びている。給電コネクタ１３の背面側（操作部材１９が設けられている側）から見て、第１の軸３１と第２の軸３２とが互いに９０°の関係（実質的に直角）をなしている。このためグリップ部材１８は、コネクタ本体１６に対して、第２の軸３２を中心に電動車両１０の前後方向に回動することができる。
図６に示されるようにコネクタ本体１６の後部すなわちグリップ部材１８に近い側の端部には、グリップ部材１８を第２の軸３２を中心に回動自在に支持するための支持部１６ａ，１６ｂが形成されている。この支持部１６ａ，１６ｂには、第２の軸３２を挿入する孔５０が形成されている。グリップ部材１８には、前記支持部１６ａ，１６ｂに重なる腕部１８ｂ，１８ｃが形成されている。腕部１８ｂ，１８ｃに、第２の軸３２を挿入する孔５１が形成されている。

コネクタ本体１６とグリップ部材１８には、センタリング手段５５の一例である凸部５６と凹部５７が形成されている。図３に実線で示すようにグリップ部材１８がコネクタ本体１６に対して真っ直ぐな状態（中立位置）のとき、凸部５６と凹部５７とが互いに嵌合することにより、コネクタ本体１６に対するグリップ部材１８の中立位置が保持される。センタリング手段５５の他の例として、コネクタ本体１６とグリップ部材１８との一方に配置したボール等の係合部材と、他方に形成された凹部と、前記係合部材を前記凹部に向かって付勢するばねなどからなるストップ機構（いわゆるクリック・ストップ機構）が採用されてもよい。該ストップ機構は、コネクタ本体１６とグリップ部材１８とが互いに中立位置にあるときに、前記係合部材が前記ばねの弾力によって前記凹部に嵌合するように構成される。

図７は、ロックレバー１７と操作部材１９とを分解して示す斜視図である。ロックレバー１７は、第１の軸３１によってコネクタ本体１６に取付けられていて、第１の軸３１を中心に、図４に示すロック位置と、図５に示すロック解除位置とに回動することができるようになっている。ロックレバー１７の長手方向の中間部には、第１の軸３１を挿入するための孔１７ｃ（図７に示す）が形成されている。

またこのロックレバー１７の先端には、受電側コネクタ２０の受け部２１に引っ掛かることができる爪部１７ａと、受電側コネクタ２０に差し込む際にロックレバー１７がロック解除方向に移動することを案内する斜面１７ｂとが形成されている。

ロックレバー１７の後端すなわち操作部材１９に近い側の端部と、操作部材１９の前端すなわちロックレバー１７に近い側の端部との間に、可動接続部６０が形成されている。可動接続部６０は、ロックレバー１７と操作部材１９とを互いに第２の軸３２を中心に相対回転可能に接続する機能と、操作部材１９がロック解除方向に操作されたときに操作部材１９の動きをロックレバー１７に伝えることによりロックレバー１７をロック解除位置に移動させる機能とを有している。

図７に示された可動接続部６０の一例は、ロックレバー１７の端部に形成された第１嵌合部６１と、操作部材１９の端部に形成された第２嵌合部６２とを有している。第２嵌合部６２は第１嵌合部６１に挿入される。これら第１嵌合部６１と第２嵌合部６２に、第２の軸３２が挿通するスリット６３，６４が形成されている。一方のスリット６３は、ロックレバー１７の後端１７ｄにロックレバー１７の長手方向（第１の軸３１と直角な方向）に沿って形成されている。他方のスリット６４は、操作部材１９の延長部１９ｂに、延長部１９ｂの長手方向（第１の軸３１と直角な方向）に沿って形成されている。

第１嵌合部６１が第２嵌合部６２に挿入された状態において、第１嵌合部６１と第２嵌合部６２は第２の軸３２を中心に相対回転可能である。このように第２の軸３２を中心に操作部材１９とロックレバー１７とが互いに回転可能であるのに対して、第１の軸３１を中心として回転させる方向の力に対しては、第１嵌合部６１と第２嵌合部６２とが重なっていることにより、操作部材１９とロックレバー１７とが同じ方向に移動することができる。

図４と図５に示すように、グリップ部材１８の内部には、ロックレバー１７をロック位置に向かって付勢するロック用ばね７０と、ロックレバー１７がロック位置にあるか否かを検出するためのマイクロスイッチ等のスイッチ７１が配置されている。このスイッチ７１は、電動車両１０内に配置された表示部あるいは電源装置１１の表示部などに電気的に接続され、ロックレバー１７がロック位置に操作されると表示部を点灯させるようになっている。

以下に、電動車両１０に充電する操作の一例について説明する。給電コネクタ１３を電動車両１０の充電口１４に向かって近付け、給電用カプラ１５を受電側コネクタ２０に挿入する。その挿入の途中で、ロックレバー１７の先端の斜面１７ｂが受電側コネクタ２０の受け部２１の縁に接することにより、ロックレバー１７の爪部１７ａがロック解除方向に移動する。

給電コネクタ１３をさらに充電口１４の奥まで挿入すると、ロックレバー１７の爪部１７ａが受電側コネクタ２０の受け部２１の後側に入り込んだ瞬間に、ロックレバー１７がロック用ばね７０の弾力によってロック位置に向かって移動することにより、図４に示すように爪部１７ａが受け部２１に引っ掛かるとともに、ロックレバー１７がロック位置に保持される。このときスイッチ７１が作動することにより、電動車両１０内の表示部あるいは電源装置１１の表示部などに給電コネクタの接続が完了して充電を開始できる状態となったことが表示される。この状態のもとで、電源装置１１から供給される電力を給電ケーブル１２と給電コネクタ１３を介して受電側コネクタ２０に供給することにより、電動車両１０のバッテリに充電することができる。

充電中に電動車両１０の脇を人が通るなどして給電ケーブル１２や給電コネクタ１３に体の一部が触れることが想定される。その場合、図３に２点鎖線Ｍ１あるいはＭ２で示すように、外力が加わった方向にグリップ部材１８が第２の軸３２を中心に首を振るように車両１０の側面に向かって回動することにより、給電ケーブル１２や給電コネクタ１３に加わった外力を逃がすことができる。よって、給電ケーブル１２や給電コネクタ１３に触れてしまった人がダメージを受けたり、給電コネクタ１３や受電側コネクタ２０に過剰な外力が加わって損傷の原因となるといった不具合を防止あるいは軽減することができる。

充電が終了し、給電コネクタ１３を充電口１４から外すには、図５に示すように、操作部材１９の操作部１９ａを手指Ｆによって矢印Ａ方向に移動させる。そうすると、操作部材１９とロックレバー１７とが第１の軸３１を中心にロック解除方向に移動し、爪部１７ａが受電側コネクタ２０の受け部２１から外れるため、給電用カプラ１５を受電側コネクタ２０から引き抜くことができるようになる。

図８は、第２の実施形態に係るロックレバー１７´と操作部材１９´を示している。ロックレバー１７´の後端１７ｄには、長孔形状のスリット６３´を備えた第１嵌合部６１が形成されている。長孔形状のスリット６３´は、第１の実施形態のスリット６３（図７に示す）と同様に、ロックレバー１７´の長手方向に形成されている。操作部材１９´の延長部１９ｂには、長孔形状のスリット６４´を備えた第２嵌合部６２が形成されている。

このスリット６４´は、図７のスリット６４と同様に、延長部１９ｂの長手方向に形成されている。そして第１嵌合部６１が第２嵌合部６２に挿入され、かつ、スリット６３´，６４´に第２の軸３２が挿入されることにより、ロックレバー１７´と操作部材１９´とが第２の軸３２を中心に互いに相対回転することができる。それ以外の構成と作用は第１の実施形態のロックレバー１７および操作部材１９と共通であるため、第１の実施形態と共通の符号を付して説明を省略する。

図９と図１０とは、それぞれ第３の実施形態に係る給電コネクタ１３Ａを示している。図９はロックレバー１７がロック位置にある状態を示し、図１０はロックレバー１７がロック解除位置に移動した状態を示している。この実施形態の操作部材１９は、第３の軸８０によってグリップ部材１８に回動可能に取付けられている。操作部材１９は第３の軸８０を中心に上下方向に回動する。第３の軸８０は第１の軸３１と平行である。可動接続部６０は、操作部材１９の端部に形成された凸形状の押圧部８１と、ロックレバー１７の後端１７ｄに形成された力伝達部８２とを有し、押圧部８１を力伝達部８２に当接させるようになっている。

操作部材１９がロック解除方向（図１０に矢印Ｂで示す方向）に操作されると、操作部材１９の延長部１９ｂが矢印Ｃで示す方向に回動降下することにより、ロックレバー１７がロック解除位置に向かって移動する。それ以外の構成と作用は、図２から図７に示された第１の実施形態と共通であるため、両者に共通の符号を付して説明を省略する。

このように構成された給電コネクタ１３Ａも、第１の実施形態の給電コネクタ１３と同様に、グリップ部材１８が第２の軸３２を中心に回動することができるため、給電ケーブル１２やグリップ部材１８に体を引っ掛けるなどの予期しない外力が加わったときに、グリップ部材１８が車体に沿う方向に回動することによって、過剰な外力が給電コネクタ１３Ａや受電側コネクタ２０に加わることを回避できる。

なお本発明を実施するに当たって、コネクタ本体やグリップ部材、ロックレバーおよび操作部材、第１の軸、第２の軸などの形状や構成等の具体的態様をはじめとして、給電コネクタを構成する要素の具体的な形状や材料、デザイン、配置等の態様を種々に変更して実施できることは言うまでもない。また本発明の給電コネクタは、電動車両のバッテリに蓄電された電力を車両外部の電気機器のための電源（例えば家庭用電源）として供給する場合に用いることもできる。

１０…電動車両、１１…電源装置、１２…給電ケーブル、１３，１３Ａ…給電コネクタ、１４…充電口、１５…給電用カプラ、１６…コネクタ本体、１７，１７´…ロックレバー、１８…グリップ部材、１９，１９´……操作部材、２０…受電側コネクタ、２１…受け部、３１…第１の軸、３２…第２の軸、５５…センタリング手段、６０…可動接続部、６１…第１嵌合部、６２…第２嵌合部、７０…ロック用ばね、８０…第３の軸、８１…押圧部、８２…力伝達部。

Claims (5)

1. 給電用カプラを備えたコネクタ本体と、
   前記コネクタ本体に第１の軸を中心に回動可能に設けられ、電動車両の充電口に対して係脱可能な爪部を有しかつ該爪部が前記充電口に係合するロック位置と係合を解除するロック解除位置とにわたって回動するロックレバーと、
   第２の軸によって前記コネクタ本体と接続され、前記コネクタ本体に対して前記第２の軸を中心に回動可能なグリップ部材と、
   前記グリップ部材に配置された操作部材と、
   前記操作部材と前記ロックレバーとを互いに前記第２の軸を中心に相対回転可能に接続するとともに、前記操作部材が操作されたときに該操作部材の動きを前記ロックレバーに伝えることにより前記ロックレバーを前記ロック解除位置に移動させる可動接続部と、
   を具備したことを特徴とする電動車両用給電コネクタ。
2. 前記可動接続部は、前記ロックレバーの端部に形成された第１嵌合部と、前記操作部材の端部に形成され前記第１嵌合部が挿入される第２嵌合部とを有し、これら第１嵌合部と第２嵌合部に前記第２の軸が挿通するスリットが形成され、該スリットに挿入された前記第２の軸を中心に前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とを相対回転可能としたことを特徴とする請求項１に記載の電動車両用給電コネクタ。
3. 前記コネクタ本体と前記グリップ部材とを中立位置に保持するセンタリング手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動車両用給電コネクタ。
4. 前記コネクタ本体が前記電動車両の充電口に接続された状態において、前記第２の軸が該電動車両の上下方向に延び、前記グリップ部材が前記コネクタ本体に対して前記第２の軸を中心に該電動車両の前後方向に回動可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両用給電コネクタ。
5. 前記操作部材が第３の軸によって前記グリップ部材に回動可能に取付けられ、前記可動接続部が、前記操作部材の端部に形成された押圧部と、前記ロックレバーの端部に形成され前記押圧部が当接する力伝達部とを有したことを特徴とする請求項１に記載の電動車両用給電コネクタ。

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