JP2014239617A - 車両用外部充電器接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】充電コネクタが充電ポートから外脱するのを防止するロックピンの折損故障などを検出する充電コネクタを提供する。【解決手段】リンク部材17を介してロックピン11を弾性手段12により図示の進出位置に弾支する。この進出位置で充電ポート7内に進入するロックピン先端部分11aの端面をテーパ付きとし、充電コネクタ2が挿入過程でロックピン11を弾性部材12に抗し後退させつつ挿入する。充電コネクタ2の挿入完了時にロックピン先端部分11aがロック孔2aに陥入して充電コネクタ2の外脱防止を行う。充電コネクタ挿入過程でのロックピン11の後退をスイッチ13で検知し、充電コネクタ2の挿入中にスイッチ13が切り替わらなかった時、ロックピン11の折損故障などが発生したとして充電を禁止する。充電コネクタ2を充電ポート7から取り外す際は、モータ20でメンバ19を回転させ、カム溝19aによりロックピン11を後退させる。【選択図】図４

Description

本発明は、車外充電器の充電コネクタを車載充電ポートに挿入した状態で車外充電器からの電力により車載バッテリを充電する際に用いる車両用外部充電器接続構造に関し、特に充電コネクタが充電中に充電ポートから外脱することのないようにする充電コネクタ外脱防止機構の故障検出技術に係わる。

充電中に充電コネクタが充電ポートから外脱することは、充電用の給電路が強電系であることともあって、好ましくない。
そこで、充電コネクタが充電中に充電ポートから外脱することのないようにする必要があり、そのための充電コネクタ外脱防止機構としては従来、例えば特許文献1に記載のごときものが知られている。

この提案技術は、充電コネクタを充電ポートに挿入したバッテリ充電中、充電用の給電路に流れる電流を検出し、この電流検出に応答して電磁ソレノイドを作動させることにより、充電ポートに対する充電コネクタの挿脱方向を横切る方向へロックピンを進出させて、その先端部の係合作用により上記挿入状態の充電コネクタが充電ポートから外脱することのないようにしたものである。

実開平０４−１２１６７３号公報

しかし上記した型式の充電コネクタ外脱防止機構にあっては、充電コネクタの外脱防止機能を司るロックピンの先端部が折損するとか、当該ロックピン先端部が進入するよう充電コネクタに設けたロック孔が欠損するなどにより、充電コネクタの外脱防止を果たし得ない場合の対策が何ら施されていない。

そのため、ロックピン先端部の折損や充電コネクタロック孔の欠損などにより充電コネクタの外脱防止を果たし得ない状態であっても充電が行われ得ることとなる。
この充電中に、充電コネクタから外部充電器に至る電源コードに誤って足を引っかけるなどにより充電コネクタが充電ポートから引き抜かれる方向の外力を受けると、充電コネクタが充電ポートから外脱することがあり、当該充電中における充電コネクタの外脱は、充電用の給電路が強電系であることともあって好ましくない。

このような問題を解決するなどのため、車両用外部充電器接続構造の充電コネクタ外脱防止機構が上記のような故障により充電コネクタ外脱防止機能を果たし得なくなった事態を検出するのが肝要であり、
本発明は、当該故障を確実、且つ簡単に、しかも安価に検出し得るよう工夫した、車両用外部充電器接続構造を提供することを目的とする。

この目的のため、本発明による車両用外部充電器接続構造は、これを以下のごとくに構成する。
先ず本発明の前提となる車両用外部充電器接続構造を説明するに、これは、
車両用外部充電器の充電コネクタを挿入され、該挿入状態でこの充電コネクタから電力供給を受けて車載バッテリを充電可能にする充電ポートと、
該充電ポートに対する前記充電コネクタの挿脱方向を横切る方向へ進退して、前記挿入状態の充電コネクタが充電ポートから外脱するのを防止または許容する充電コネクタ外脱制限部材とを具備したものである。

本発明の車両用外部充電器接続構造は、上記の基本構成に対し以下のような工夫を凝らして、充電コネクタ外脱防止機能を果たし得なくなった故障を検出し得るようになしたものである。
つまり前記充電コネクタ外脱制限部材は、前記外脱防止を司る進出位置へ向け弾性部材により附勢して、前記充電コネクタ外脱制限部材の外脱防止用先端部分が常態で前記充電ポート内に突出するよう、また該充電ポートに対する前記充電コネクタの挿入時に該充電コネクタにより前記先端部分を前記弾性部材に抗し押されて後退することで該充電コネクタの挿入を許容するよう設ける。
そして、前記充電コネクタ外脱制限部材の後退を検知する充電コネクタ外脱制限部材後退検知手段を設け、
該手段による充電コネクタ外脱制限部材の前記後退検知をもって、前記充電コネクタの外脱防止が行われ得ると判断するよう構成した点に特徴づけられる。

上記した本発明の車両用外部充電器接続構造によれば、上記のごとく進出位置へ向け弾性部材により附勢して設けた充電コネクタ外脱制限部材が、充電ポートに対する充電コネクタの挿入時に後退ストロークしたのを検知して、充電コネクタの外脱防止が行われ得ると判断するため、
充電コネクタ外脱防止が可能か否かを充電コネクタの挿入時に知ることができ、この情報に基づいた適切な充電制御が可能となって、例えば、充電コネクタの外脱防止が得られない場合に充電を禁止して、前記した問題の解決を実現することができる。

本発明の第1実施例になる車両用外部充電器接続構造を具えた車両の前半分を、外部充電状態で示す側面図である。 図1における車両用外部充電器接続構造の充電ポートに対する充電コネクタの挿入状態を示す側面図である。 図1における車両用外部充電器接続構造の充電コネクタ外脱防止機構を示し、 (a)は、該充電コネクタ外脱防止機構を、充電コネクタが充電ポートに挿入される前の状態で示す縦断側面図、 (b)は、該充電コネクタ外脱防止機構を、充電コネクタが充電ポートに挿入されている途中状態で示す縦断側面図、 (c)は、該充電コネクタ外脱防止機構を、充電コネクタが充電ポートに挿入され終えた状態で示す縦断側面図である。 図3における充電コネクタ外脱防止機構のロックピン後退機構を示す、図3と同様な縦断側面図である。 図3における充電コネクタ外脱防止機構の緊急時手動式ロックピン後退機構を示す、図3と同様な縦断側面図である。 図3における充電コネクタ外脱防止機構のロックピン後退機構に係わる変形例を示す縦断側面図である。 本発明の第2実施例になる車両用外部充電器接続構造の充電コネクタ外脱防止機構を示す、図4と同様な縦断側面図である。 図7の第2実施例になる車両用外部充電器接続構造の充電コネクタ外脱防止機構を用いる場合の充電制御プログラムを示すフローチャートである。 図8の制御プログラムによる充電制御の動作タイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
＜第１実施例の構成＞
図1は、本発明の第1実施例になる車両用外部充電器接続構造を具えた車両の前半分を、外部充電状態で示す側面図である。
図中1は、車両用外部充電器である充電スタンド、2は、充電コネクタをそれぞれ示し、これら充電スタンド1および充電コネクタ2間を電源ケーブル3によって接続する。

車両4は、床下に強電バッテリ5を収納して具え、当該バッテリ5の電力により、ボンネットフード6の下方に画成されたモータルーム内のモータ/ジェネレータ（図示せず）を駆動して走行するものとする。
車両4は更に、上記モータルームの前方空所内に収納して充電ポート7を具え、当該充電ポート収納空所の上方開口部を開閉蓋8により塞ぐことにより充電ポート7への塵埃の侵入を防ぐ。
車載バッテリ5および充電ポート7間を充電ケーブル9により電気接続する。

車載バッテリ5への充電に際しては、通常は閉じている開閉蓋8を図1に示すごとくに開いて充電ポート7を露出させ、この充電ポート7に充電コネクタ2を図2のごとく挿入して両者間を電気接続する。
この状態で充電スタンド1の操作により、当該充電スタンド1の電力を順次、電源ケーブル3、充電コネクタ2、充電ポート7、および充電ケーブル9によりバッテリ5に向かわせ、これへの充電を行う。
充電完了後は、充電スタンド1の操作により上記の給電を終了させ、その後に充電コネクタ2を充電ポート7から引き抜いて外脱し、更に開閉蓋8を図1の開位置から閉位置となす。

＜充電コネクタ外脱防止機構＞
ところで上記の外部充電器接続構造において、充電コネクタ2を充電ポート7に挿入した状態で行うバッテリ充電中に充電ポート7から充電コネクタ2が抜けて外脱することは、充電用の給電路が強電系であることともあって、好ましくない。

そこで、充電コネクタ2が充電中に充電ポート7から外脱することのないようにする必要があり、本実施例ではそのための充電コネクタ外脱防止機構を図2に示すごとく、充電ポート7にストローク可能に設けたロックピン11と、当該ロックピン11の図示する進出位置でその進出方向先端部分が陥入するよう充電コネクタ2に設けたロック孔2aとで構成する。
ロックピン11は、図2の進出位置において先端部分11aが充電コネクタ2のロック孔2a内に陥入することで、充電コネクタ2が充電ポート7から外脱するのを防止することができる。
従って、ロックピン11は本発明における充電コネクタ外脱制限部材に相当し、またロックピン11の進出方向先端部分11aは本発明における充電コネクタ外脱制限部材の外脱防止部分に相当する。

上記した充電コネクタ2の外脱防止を可能にするためロックピン11は図3のごとく、充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿脱方向（図3に矢印で示す）を横切る方向（図3の下方および上方）へ進退するよう充電ポート7の横孔7aにストローク可能に挿通して充電ポート7に設ける。
また充電コネクタ2に設けるロック孔2aは、図3(c)に示す充電コネクタ2の挿入完了位置で充電ポート横孔7aに整列するよう配置する。
かくして、図3(c)に示す充電コネクタ2の挿入完了位置でロックピン11の先端部分11aが充電コネクタロック孔2aに陥入し、充電コネクタ2の充電ポート7からの外脱防止機能が得られる。

ところでロックピン先端部分11aの折損や充電コネクタロック孔2aの欠損などの故障が発生していると、これらによる充電コネクタ2の充電ポート7からの外脱防止機能が得られない。
かかる状態のもとで充電を行っている場合に、電源コード3に誤って足を引っかけるなどにより充電コネクタ2が充電ポート7から引き抜かれる方向の外力を受け、充電コネクタ2が充電ポート7から外脱することは、充電用の給電路が強電系であることともあって、好ましくない。
よって当該故障は、充電コネクタ2を充電ポート7に挿入する過程で検知するのが肝要であり、本実施例においては、当該故障を確実、且つ簡単に、しかも安価に検出し得るよう以下の工夫を施し、この故障検出結果を用いて後述のごとくに充電制御を行うこととする。

この目的のため本実施例においては先ずロックピン11を、バネなどの弾性部材12により図3(a), (c)の進出位置に向け附勢して、常態ではこの進出位置に支持する構成となす。
かかるロックピン11の進出位置でロックピン先端部分11aは充電ポート7内に進入するが、当該進入したロックピン先端部分11aの端面を、以下のカム作用が生起されるよう一方向に傾斜したテーパ付きとする。

つまり当該ロックピン先端部分11aの一方向傾斜端面は、充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入過程で図3(b)に示すごとく、充電コネクタ2の先端により押されてこれとの間のカム作用によりロックピン11を弾性部材12に抗し径方向外方へ後退させるよう機能するものとする。
かかるロックピン11の後退により、充電コネクタ2は図3(c)に示す挿入完了位置まで挿入することができ、ロックピン11の存在によっても充電ポート7への挿入を何ら妨げられない。

更に、ロックピン11の図3(b)に示す後退時に作動されて状態が切り替わるマイクロスイッチ13を充電ポート7に取着して設け、ロックピン11には、ロックピン11のストロークに応じてマイクロスイッチ13を作動させるスイッチ作動子14を横方向に突設する。
スイッチ作動子14は、図3(a), (c)に示すロックピン11の進出位置ではマイクロスイッチ13を作動させず、図3(b)に示すロックピン11の後退位置でマイクロスイッチ13を作動させるような位置に配置する。

そしてマイクロスイッチ13は、ロックピン11が図3(b)に示す後退位置となってスイッチ作動子14により作動される時、作動前のOFF（ON）状態からON（OFF）状態に切り替わり、次にロックピン11が図3(b)に示す後退位置となってスイッチ作動子14により作動される時、逆方向に状態切り替えされるものとする。
従ってマイクロスイッチ13およびその作動子14は、本発明における充電コネクタ外脱制限部材後退検知手段に相当する。

以上によれば、充電コネクタ2を図3(a)の位置から同図(b)のように充電ポート7内に挿入する過程で、充電コネクタ2の先端がロックピン先端部分11aの一方向傾斜端面とのカム作用によりロックピン11を図3(a)の進出位置から同図(b)のように後退させるため、充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入が可能である。
充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入（電気接続）完了時に図3(c)のごとく、ロックピン先端部分11aが充電コネクタ2のロック孔2aに整列してこのロック孔2a内に陥入し、ロックピン11は充電コネクタ2が充電ポート7から外脱するのを防止することができる。

図3(c)に示す挿入状態の充電コネクタ2を充電ポート7から取り外すに際しては、ロックピン11を、後で詳述するロックピン後退機構により図3(c)の進出位置から同図(b)の後退位置へストロークさせてロックピン先端部分11aをロック孔2aから脱出させ、この状態で充電コネクタ2を図3(a)のように充電ポート7から抜いて取り外すことができる。
かかる充電コネクタ取り外し時のロックピン後退機構によるロックピン11の図3(c)に示す進出位置から同図(b)に示す後退位置へのストロークにもマイクロスイッチ13は応動し、逆方向へ状態切り替えされ、この時点でマイクロスイッチ13は元の状態に戻る。

上記充電コネクタ2の挿脱作業中、ロックピン先端部分11aの折損や充電コネクタロック孔2aの欠損などの故障がなければ、充電コネクタ2の図3(b)に示す挿入過程でロックピン11は図示のごとく後退位置となり、これに応動してマイクロスイッチ13がOFF（ON）状態からON（OFF）状態に切り替わる。
しかしてロックピン先端部分11aの折損や充電コネクタロック孔2aの欠損などの故障が発生していると、充電コネクタ2の図3(b)に示す挿入過程でロックピン11が図示の後退位置となり得ないため、マイクロスイッチ13は状態を切り替えられることなく、充電コネクタ挿入前と同じ状態を保つ。

よって、充電コネクタ2の図3(b)に示す挿入過程でマイクロスイッチ13がOFF（ON）状態からON（OFF）状態に切り替わったか否かにより、ロックピン先端部分11aの折損や充電コネクタロック孔2aの欠損などの故障が生じていない正常状態（充電コネクタ外脱防止可能状態）か、かかる故障が発生している異常状態（充電コネクタ外脱防止不可状態）かを判定することができる。

そこで本実施例においては、マイクロスイッチ13からの信号を入力されるロックピン進退判定部15を設ける。
このロックピン進退判定部15は、マイクロスイッチ13からの信号を基に、充電コネクタ2の図3(b)に示す挿入過程でマイクロスイッチ13がOFF（ON）状態からON（OFF）状態に切り替わったか否かをモニタし、かかるマイクロスイッチ13の状態切り替えがあるとき正常（充電コネクタ外脱防止可能）と判定し、当該マイクロスイッチ13の状態切り替えがないとき異常（充電コネクタ外脱防止不可）と判定するものである。

本実施例にあっては、かかる異常（充電コネクタ外脱防止不可）判定がなされた場合、たとえ充電コネクタ2が充電ポート7に挿入された充電可能状態であっても、充電スタンド1の充電操作を受け付けずに充電を禁止すると共に当該充電禁止を充電作業者に警報する異常時充電禁止制御を行う。
そして、正常（充電コネクタ外脱防止可能）判定がなされた場合、つまりマイクロスイッチ13の対応する状態切り替えがあった場合、当該マイクロスイッチ13からの信号と、充電コネクタ2が充電ポート7に挿入され終えた充電可能状態であることを条件に、充電スタンド1の充電操作を受け付けて充電を許可する。
かくして、マイクロスイッチ13が、充電コネクタ挿入中におけるロックピン11の後退を検知してから充電許可がなされることとなり、結果的にロックピン11が充電コネクタ2を外脱防止し得ない状況下で充電が行われる事態の発生を防止することができる。

なお、図3(c)に示す挿入状態の充電コネクタ2を充電ポート7から取り外すに際し、ロックピン11を図3(c)の進出位置から同図(b)の後退位置へストロークさせてロックピン先端部分11aをロック孔2aから脱出させるためのロックピン後退機構（本発明における充電コネクタ外脱制限部材変位手段に相当）は任意のものを用い得るが、本実施例では当該ロックピン後退機構を例えば図4に示すごときものとする。
なお図4において、図3におけると同様に機能する部分には同一符号を付して示し、重複説明を避けた。

ロックピン11の先端部分11aから遠い後端部分をピン16でリンク部材17の両端間中程に連節し、リンク部材17の一端をピン18で充電ポート7に枢支する。
リンク部材17の他端17aは、充電ポート7に回転自在に支持して設けた回転メンバ19の外周面にカム係合させ、そのため回転メンバ19の外周面に円周方向カム溝19aおよび軸線方向溝19bを刻設する。

回転メンバ19は、モータ20により両方向へ回転駆動可能とする。
回転メンバ19の外周面に設ける円周方向カム溝19aおよび軸線方向溝19bのうち、前者の円周方向カム溝19aは、リンク部材17の他端17aをカム係合されており、メンバ19の回転時にリンク部材17をピン18の回りで対応方向へ揺動させることにより、ロックピン11を図4の進出位置と図3(b)の後退位置との間でストロークさせるものとする。
また後者の軸線方向溝19bは、ロックピン11を図4の進出位置にするメンバ19の中立回転位置で、リンク部材17の他端17a（カム係合部）がロックピン11の図4に示す進出位置から図3(b)の後退位置への後退ストロークを妨げないようにするためのものとする。

図4の上記したロックピン後退機構にあっては軸線方向溝19bを設定しているため、ロックピン11を図4の進出位置にするメンバ19の回転位置で、図3(a)から図3(b) を経て図3(c)に至るような充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入を行うことができる。
また図3(c)の挿入完了位置にある充電コネクタ2を充電ポート7から抜き取って取り外すに際しては、モータ20によりメンバ19を、図４の上部からメンバ19の回転軸線方向に見て反時計方向へ回転させ、図4に見えている円周方向カム溝19aがリンク部材17の他端17a（カム係合部）を図４の上下方向に挟持するようにする。

メンバ19の上記回転に伴い円周方向カム溝19aは、カム作用によりリンク部材17を図４の時計方向に揺動させ、かかるリンク部材17の揺動を介しロックピン11を後退ストロークさせることで、充電コネクタ2の充電ポート7からの抜き取りが可能である。
その後は、モータ20によりメンバ19を図4の回転位置にして、リンク部材17およびロックピン11を自由状態となし、これらリンク部材17およびロックピン11を弾性部材12によって決まる図4の進出位置にしておく。

ところで、ロックピン11を図4の進出位置にするメンバ19の回転位置で、リンク部材17の他端17a（カム係合部）が軸線方向溝19bに整列していても、モータ20の故障などによりロックピン11を図4の進出位置から図3(b)の後退位置へストロークさせ得なくなって、充電コネクタ2を図3(c)の挿入状態で充電ポート7から取り外すことができなくなった場合、車両を走行させ得なくなる。

このときの緊急対策用に本実施例では図5に示すごとく、アンロック操作棒21を充電ポート7に設けると共に、アンロックカム面22をロックピン11に設定する。
アンロック操作棒21は手動によって、ロックピン11のストロークと交差する矢印方向へ押し込み可能なように充電ポート7に設け、通常はこのアンロック操作棒21をバネ23で図5のごとくアンロックカム面22から離れた位置に弾支する。
ロックピン11に設定するアンロックカム面22は、アンロック操作棒21の上記手動押し込み時にその先端との間にカム作用を生起し、このカム作用によってロックピン11を図5の進出位置から図3(b)の後退位置へ手動でストロークさせ得るようなものとする。

上記の緊急時は、アンロック操作棒21を手動によって図5の常態位置から矢印方向へ押し込み、アンロック操作棒21の先端とアンロックカム面22との間にカム作用によってロックピン11を図5の進出位置から図3(b)の後退位置へストロークさせる。
よって、モータ20の故障などによりメンバ19が回転不能に陥っても、充電コネクタ2を図3(c)の挿入状態で充電ポート7から取り外すことができなくなるようなことがなく、車両の走行不能を回避することができる。
従ってアンロック操作棒21およびアンロックカム面22は、本発明における充電コネクタ外脱制限部材後退手段に相当する。

なお、図3(c)に示す挿入状態の充電コネクタ2を充電ポート7から取り外すに際し、ロックピン11を図3(c)の進出位置から同図(b)の後退位置へストロークさせてロックピン先端部分11aをロック孔2aから脱出させるためのロックピン後退機構（本発明における充電コネクタ外脱制限部材変位手段に相当）は、図4に示すものに代え、リンク部材17の枢支位置を異ならせた図6に示すごとき構成にしてもよい。
なお図6において、図4におけると同様に機能する部分には便宜上同一符号を付して示した。

ロックピン11の先端部分11aから遠い後端部分をピン16でリンク部材17の一端に連節し、リンク部材17の両端間中程をピン18で充電ポート7に枢支する。
リンク部材17の他端17aは、充電ポート7に回転自在に支持して設けた回転メンバ19の外周面にカム係合させ、そのため回転メンバ19の外周面に円周方向カム溝19aおよび軸線方向溝19bを刻設する。

回転メンバ19は、モータ20により両方向へ回転駆動可能とする。
回転メンバ19の外周面に設ける円周方向カム溝19aおよび軸線方向溝19bのうち、前者の円周方向カム溝19aは、リンク部材17の他端17aをカム係合されており、メンバ19の回転時にリンク部材17をピン18の回りで対応方向へ揺動させることにより、ロックピン11を図6の進出位置と図3(b)の後退位置との間でストロークさせるものとする。
ここで円周方向カム溝19aは傾斜方向が、リンク部材17の枢支位置（ピン18）の関係上、図4の場合と逆向きとなる。

また後者の軸線方向溝19bは、ロックピン11を図6の進出位置にするメンバ19の回転位置で、リンク部材17の他端17a（カム係合部）がロックピン11の図6に示す進出位置から図3(b)の後退位置への後退ストロークを妨げないようにするためのものとする。
ここで軸線方向溝19bは円周方向カム溝19aからの延在方向が、リンク部材17の枢支位置（ピン18）の関係上、図4の場合と逆向きとなる。

図6の上記したロックピン後退機構にあっては軸線方向溝19bを設定しているため、ロックピン11を図6の進出位置にするメンバ19の回転位置で、図3(a)から図3(b) を経て図3(c)に至るような充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入を行うことができる。
また図3(c)の挿入完了位置にある充電コネクタ2を充電ポート7から抜き取って取り外すに際しては、モータ20によりメンバ19を回転させて、図6に見えている円周方向カム溝19aがリンク部材17の他端17a（カム係合部）とのカム作用によりリンク部材17の反時計方向における揺動を介しロックピン11を後退ストロークさせることで、充電コネクタ2の充電ポート7からの抜き取りが可能である。
その後は、モータ20によりメンバ19を図6の回転位置にして、リンク部材17およびロックピン11を自由状態となし、これらリンク部材17およびロックピン11を弾性部材12によって決まる図6の進出位置にしておく。

＜第１実施例の効果＞
上記した第1実施例の構成によれば、進出位置へ向け弾性部材12により附勢して設けたロックピン11が、充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入時に後退ストロークしたのを検知して、ロックピン先端部分11aの折損故障や、充電コネクタロック孔2aの欠損故障がなくて充電コネクタ2の外脱防止が行われ得ると判断するため、
充電コネクタ外脱防止が可能か否かを充電コネクタ2の挿入時に知ることができ、この情報に基づいた適切な充電制御が可能となって、例えば、充電コネクタ2の外脱防止が得られない場合に充電を禁止したり、充電コネクタ2の外脱防止が得らる場合は充電コネクタ2の挿入時におけるロックピン11の後退ストロークを検知した後に充電を許可することができ、大いに有益である。

また図5に示すごとく、アンロック操作棒21を充電ポート7に設けると共に、アンロックカム面22をロックピン11に設定し、アンロック操作棒21を同図の矢印方向へ手動により押し込んで、アンロックカム面22との間のカム作用によりロックピン11を図5の進出位置から図3(b)の後退位置へストロークさせ得るように構成したため、以下の効果を得ることができる。

つまり、ロックピン11を図5の進出位置にするメンバ19の回転位置で、リンク部材17の他端17a（カム係合部）が軸線方向溝19bに整列していても、モータ20の故障などによりロックピン11を図5の進出位置から図3(b)の後退位置へストロークさせ得なくなった場合、充電コネクタ2を図3(c)の挿入状態で充電ポート7から取り外すことができなくなって、車両を走行させ得なくなる。

ところで本実施例では、かかる状況となった場合でも、アンロック操作棒21を手動によって図5の常態位置から矢印方向へ押し込み、アンロック操作棒21の先端とアンロックカム面22との間にカム作用によってロックピン11を図5の進出位置から図3(b)の後退位置へストロークさせ得るため、
モータ20の故障などによりメンバ19が回転不能に陥っても、充電コネクタ2を図3(c)の挿入状態で充電ポート7から取り外すことができなくなるようなことがなく、車両の走行不能を回避することができる。

＜第2実施例＞
図７は、本発明の第2実施例になる外部充電器接続構造の充電コネクタ外脱防止機構を示す。
本実施例は、充電コネクタ外脱防止機構を含め外部充電器接続構造を基本的に図4に示すと同様なものとするが、充電コネクタロック孔2a内に氷などの異物24が詰まって、充電コネクタ2を図7のごとく充電ポート7内に挿入し終えてもロックピン11の先端部分11aが充電コネクタ2のロック孔2a内に陥入し得ず、充電コネクタ2の外脱防止機能が得られなくなった場合の対策を提案するものである。

図7において、図4と同様に機能する部分には同一符号を付して示す。
本実施例においては上記対策のため、図3(c)に示す挿入状態の充電コネクタ2を充電ポート7から取り外すに際してロックピン11を同図の進出位置から後退させるべく回転メンバ19の外周面に設けたロックピン後退用円周方向カム溝19aとは、回転メンバ19の直径方向反対側における外周面にロックピン進出用円周方向カム溝19cを刻設する。

このロックピン進出用円周方向カム溝19cは、回転メンバ19の外周面に設けた前記軸線方向溝19bを起点として、ロックピン後退用円周方向カム溝19aと反対方向に傾斜させるが、この傾斜は図7の上方における側面19c_1に対してのみ設定してこの側面19c_1のみをカム面となし、反対側の側面19c_2は傾斜させない軸直角な面とすることでカム機能を持たないようにする。
ロックピン11が図７のごとく異物24に阻まれて後退位置にされる場合、リンク部材17の端部17a（カム係合部）は回転メンバ19の外周面における軸線方向溝19bに沿って図７の位置に変位したまま、この位置にとどまるが、この時におけるリンク部材端部17a（カム係合部）のレベルと、ロックピン進出用円周方向カム溝19cを成すカム面19c_1の軸線方向溝19bにおける起点レベルとを、同じにする。

そしてロックピン進出用円周方向カム溝19cを成すカム面19c_1および軸直角側面19c_2の反対側における終点レベルは、リンク部材17がロックピン11を進出位置となす揺動位置（図４参照）となった時におけるリンク部材端部17a（カム係合部）のレベルと同じにする。
ロックピン進出用円周方向カム溝19cのカム面19c_1は、軸線方向溝19bにおける上記起点レベルと、反対側における終点レベルとの間で、連続的にレベル変化しながら延在させる。

上記の構成において、充電コネクタロック孔2a内に図７のごとく氷などの異物24が詰まり、ロックピン11の先端部分11aが、挿入完了後における充電コネクタ2のロック孔2a内に陥入し得ず、充電コネクタ2の外脱防止機能が得られなくなったとしても、図７に示すメンバ19の回転位置より当該回転メンバ19を、同図の上部からメンバ19の回転軸線方向に見て時計方向へ回転させることで、以下のごとくに充電コネクタ外脱防止機能を生起させることができる。

つまり、図7のごとく軸線方向溝19bがリンク部材端部17aに整列した中立位置にある回転メンバ19の上記した時計方向回転により、円周方向カム溝19cのカム面19c_1が、リンク部材端部17aを図７の下方に押すようになり、メンバ19の当該回転に伴って円周方向カム溝19cのカム面19c_1はカム作用によりリンク部材17をピン18の回りで図７の反時計方向に揺動させる。
かかるリンク部材17の揺動によりロックピン11は図７の下方へ強制的に変位され、先端部分11aにより氷などの異物24をロック孔2aから押しのけつつ、当該ロックピン先端部分11aをロック孔2a内に陥入させ、異物24が有った場合でも充電コネクタ2の外脱防止を実現可能である。
従って回転メンバ19および円周方向カム溝19c（カム面19c_1）は、本発明における充電コネクタ外脱制限部材変位手段に相当する。

その後は、モータ20により回転メンバ19を逆方向へ回転させてその回転位置を図7の中立位置に戻し、軸線方向溝19bをリンク部材端部17aに整列させる。かかる回転メンバ19の逆方向回転中、リンク部材端部17aは弾性手段12でロックピン進出用円周方向カム溝19cの側面19c_2に押し付けられているが、ロックピン進出用円周方向カム溝19cの側面19c_2が軸直角面であるため位置を変更されない。
よって、回転メンバ19を図7の中立位置へ戻し回転している間も、リンク部材17は揺動されることなくロックピン11を介した充電コネクタ2の外脱防止を継続させることができる。

回転メンバ19が図7の回転位置へ戻し回転されたとき、リンク部材17およびロックピン11は軸線方向溝19bの存在によって自由状態となり、これらリンク部材17およびロックピン11を弾性部材12によって決まる進出位置（図4参照）にしておくことができ、充電コネクタ2を外脱防止状態に維持することが可能である。

＜充電制御＞
上記した第2実施例の充電制御に際しては、マイクロスイッチ13からのロックピン進退信号と、充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入完了（コネクタ端子接続）を検知する図示せざる充電コネクタ挿入検知手段からの信号とに基づき、図８の制御プログラムを実行して図９のごとくに当該充電制御を行うこととする。

先ず図８の制御プログラムを説明するに、この制御プログラムは、充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入が行われ始めた時に開始し、先ずステップS11において、マイクロスイッチ13の状態が切り替わったか否かにより、充電コネクタ2の挿入に伴うロックピン11の進出位置から後退位置へのストロークがあったか否かをチェックする。
充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入が開始されたのにロックピン11の後退ストロークがなければ、充電コネクタ2がロックピン先端部分11aに達していないか、達していてもロックピン先端部分11aの折損故障やロック孔2aの欠損故障が発生していることから、ステップS11は制御をそのまま終了して充電を許可しないようにする。

ステップS11でマイクロスイッチ13の状態切り替え（充電コネクタ2の挿入に伴うロックピン11の後退ストローク）があったと判定する場合、充電コネクタ2がロックピン先端部分11aに達してロックピン11を後退位置へ向け押していることから、ロックピン先端部分11aの折損故障やロック孔2aの欠損故障が発生していないと判断し、制御をステップS12以降に進めて以下のように充電の許可判定を行う。

ステップS12においては、上記した図示せざる充電コネクタ挿入検知手段からの信号に基づき、充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入完了で充電コネクタ2の端子が充電ポート7の端子に接続されたか否かをチェックし、
充電コネクタ2が挿入未完了（充電コネクタ端子が未接続）であれば、充電不能であるから当然、制御をそのまま終了して充電を許可しないようにする。
ステップS12で充電コネクタ2の挿入が完了（充電コネクタ端子が接続済み）と判定する場合、制御をステップS13に進め、ロックピン11の後退時から所定時間ΔTMが経過したか否かをチェックし、所定時間ΔTMが経過するまで制御を基に戻して待機する。

ステップS13でロックピン11の後退時から所定時間ΔTMが経過したと判定する場合、ステップS14において、ロックピン制御モータ20をロック方向電流により駆動させる。
このロック方向電流によりモータ20は、図7の中立位置にある回転メンバ19を図7の上部からメンバ19の回転軸線方向に見て時計方向へ回転させ、前述したごとくにロックピン11を強制的に進出位置にして充電コネクタ2の外脱防止機能を保証する。

次のステップS15においては、モータ20が上記のロック方向電流によりロックピン進出ストローク分の駆動を完了したか否かをチェックし、未完である間は、ロックピン11が未だ進出位置に達していない可能性があって、充電コネクタ2の外脱防止機能を保証し得ないことから、制御をそのまま終了して充電を許可しないようにする。
ステップS15でモータ20がロックピン進出ストローク分の駆動を完了したと判定する場合、ロックピン11が進出位置に達し、充電コネクタ2の外脱防止機能を果たしていることから、制御をステップS16に進めてモータ20を逆方向（アンロック方向）駆動により図７に示す元の中立位置に回転復帰させた後、ステップS17において充電を許可する。

図９により上記の充電制御を付言するに、この図は充電コネクタ2を、充電コネクタ挿入位置が図示のごとくに経時変化するよう充電ポート7に対し挿脱させて充電を行う場合のタイムチャートである。
充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入中、ロックピン先端部分11aの折損故障やロック孔2aの欠損故障が発生していなければ、充電コネクタ2が図９の瞬時t1にロックピン先端部分11aのテーパ面に達し、これとのカム作用によりロックピン11を図９のロックピンストローク位置として示すごとく後退位置となす。

かかるロックピン11の後退位置へのストロークに応動してロックピン後退検知マイクロスイッチ13が瞬時t1にOFF状態からON状態に切り替わる。
ロックピン11の後退位置へのストロークは、充電ポート7に対する充電コネクタ2の更なる挿入を許容し、充電ポート7は瞬時t1以降も図9に示すごとく更に充電コネクタ2に挿入される。

充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入が完了して充電コネクタ接続信号がONとなる瞬時t2に、ロックピン先端部分11aがロック孔2a内に陥入することからロックピン11は図9に示すごとく進出位置に復帰し、充電ポート7から充電コネクタ2が外脱するのを防止することができる。

ロックピン11の後退ストローク（ロックピン後退検知スイッチ13のOFF→ON変化）瞬時t1から前記の所定時間ΔTMが経過した瞬時t3に、ロックピン制御モータ20をロック方向電流により駆動させる。
ここで所定時間ΔTMは、ロックピン制御モータ20のロック方向駆動開始瞬時t3が充電コネクタ挿入完了（充電コネクタ接続信号ON）瞬時t2よりも後になるように定める。

モータ20は上記のロック方向電流により、図7の中立位置にある回転メンバ19を、図7の上部からメンバ19の回転軸線方向に見て時計方向へ回転させる。
この時、ロック孔2a内に図7の異物24が詰まっていなければ、上記したようにロックピン11が充電コネクタ2の外脱防止を可能な進出位置にあって、リンク部材17の端部17aが弾性手段12によりカム溝19cを成す軸直角側面19c_2に押圧されているため、回転メンバ19の上記ロック方向回転によってもロックピン11は進出位置に保たれ、充電コネクタ2の外脱防止機能を保持し得る。

ところでロック孔2a内に図7の異物24が詰まっている場合は、ロックピン11が図7のように充電コネクタ2の外脱防止を行い得ない後退位置にあって、リンク部材17の端部17aがカム溝19cを成す傾斜カム面19c_1に押圧されているため、両者間のカム作用で回転メンバ19の上記ロック方向回転に伴いロックピン11は後退位置から進出位置に向け強制的にストロークされる。
この進出方向強制ストローク中にロックピン11は、先端部分11aによって異物24をロック孔2aから押しのけながら、当該先端部分11aをロック孔2a内に陥入させ、充電コネクタ2の外脱防止機能を保証することができる。

モータ20が上記のロック方向電流によりロックピン進出ストローク分の駆動を完了した瞬時t4から瞬時t5までの間に、モータ20を今度は逆方向（アンロック方向）電流により逆方向へ駆動して、回転メンバ19を図7の中立位置に回転復帰させておく。
かようにモータ20の逆方向（アンロック方向）駆動により回転メンバ19を図7の中立位置に回転復帰させ終えた瞬時t5に、充電許可ONとして示すごとく充電を許可する。

なお図８では、充電許可判定のフローチャートのみを示し、充電後におけるロックピン11のストローク制御に係わるフローチャートを省略したが、この制御は図９の充電終了瞬時t6以降に示すごとくに行うものとする。
つまり充電終了瞬時t6の後、任意のタイミングt7（充電終了瞬時t6と同時または充電コネクタ2を取り外しのために把持した時）に、モータ20をアンロック方向の電流により対応方向に駆動して、図7の中立位置にある回転メンバ19を図7の上部からメンバ19の回転軸線方向に見て反時計方向へ回転させる。

かかるメンバ19の回転により、図7に実線で示す円周方向カム溝19aがリンク部材17の他端17aとのカム作用によりリンク部材17を反時計方向に揺動させ、かかるリンク部材17の揺動を介しロックピン11を進出位置から後退ストロークさせることができる。
これによりロックピン11が後退位置にされた瞬時t7に、マイクロスイッチ13が作動されてON→OFF復帰する。

また、かようにロックピン11が後退位置にある間の例えば瞬時t8〜t9間に充電コネクタ2を充電ポート7からの抜き取ることができる。
充電コネクタ2の抜き取り完了時t9に、ロックピン11が弾性手段12で進出位置にされると共に、充電コネクタ接続信号がOFFにされる。
かかる充電コネクタ接続信号のOFFを受けて瞬時t9〜t10の間に、モータ20を逆方向（ロック方向）に駆動してメンバ19を図7の位置、つまり軸線方向溝19bがリンク部材端部17aと整列した中立位置に回転復帰させる。
これによりリンク部材17およびロックピン11が自由に上下動し得る状態となり、これらリンク部材17およびロックピン11を弾性部材12によって決まる進出位置にしておく。

＜第２実施例の効果＞
上記した第2実施例によれば、前記第1実施例の効果が奏し得られるほか、以下の効果をも得ることができる。
ロック孔2a内に氷などの異物24が詰まっていると、ロックピン11が弾性手段12では進出位置になり得ず、後退位置のままとなって充電コネクタ2の外脱防止を行うことができないが、本実施例ではこの問題を以下のように解決することができる。

つまり本実施例においては、充電コネクタ2の挿入完了によりコネクタ端子が接続された瞬時t3の後、例えば瞬時t3においてモータ20をロック方向駆動させるため、このモータ20で対応方向へ回転される回転メンバ19がカム面19c_1によりリンク部材17を介して後退位置のロックピン11を強制的に進出位置へストロークさせることとなる。
かかるロックピン11の強制的進出方向ストローク中にロックピン11は、先端部分11aによって異物24をロック孔2aから押しのけながら、当該先端部分11aをロック孔2a内に陥入させ、充電コネクタ2の外脱防止機能を保証することができる。

また本実施例では、ロックピン11の上記強制的進出方向ストロークを、回転メンバ19と、該メンバ19の回転カム作用によりロックピン11を強制的に進出方向へストロークさせるリンク部材17とで生起させる構成とし、また回転メンバ19が、ロックピン11を進出位置となす図７の中立回転位置で、リンク部材17のカム係合端部7aがロックピン11の後退ストロークを許容する方向へ動き得るようにする軸線方向溝19bを有する構成としたため、
ロックピン11の上記強制的進出方向ストロークを生起させる上記の回転カム機構が、挿入中の充電コネクタ2によるロックピン11の後退方向へのストロークに負荷を作用させることがないと共に、弾性手段12によるロックピン11の進出方向へのストロークに負荷を作用させることもない。
従って、充電コネクタ2の挿入を小さな力で軽快に行うことができると共に、弾性手段12の弾性力を大きくする必要がなくてモータ20を低出力型のものにすることができる。
また、モータ20が低出力型のものでよいことにより、電力消費を抑制し得ると共に外部充電器接続構造自体の小型化を実現することができる。

1 充電スタンド（外部充電器）
2 充電コネクタ
2a 充電コネクタロック孔
3 電源ケーブル
4 車両
5 車載バッテリ
6 ボンネットフード
7 充電ポート
7a 横孔
8 充電ポート開閉蓋
9 充電ケーブル
11 ロックピン（充電コネクタ外脱制限部材）
11a ロックピンテーパ付き先端部分（外脱防止用先端部分）
12 弾性手段
13 マイクロスイッチ（充電コネクタ外脱制限部材後退検知手段）
14 スイッチ作動子（充電コネクタ外脱制限部材後退検知手段）
15 ロックピン進退判定部
16,18 ピン
17 リンク部材（充電コネクタ外脱制限部材変位手段）
17a リンク部材端部（カム係合部）
19 回転メンバ（充電コネクタ外脱制限部材変位手段）
19a ロックピン後退用円周方向カム溝
19b 軸線方向溝
19c ロックピン進出用円周方向カム溝
19c_1 傾斜カム面
19c_2 軸直角面
20 モータ
21 アンロック操作棒（充電コネクタ外脱制限部材後退手段）
22 アンロックカム面（充電コネクタ外脱制限部材後退手段）
23 ばね

Claims (5)

1. 車両用外部充電器の充電コネクタを挿入され、該挿入状態でこの充電コネクタから電力供給を受けて車載バッテリを充電可能にする充電ポートと、
   該充電ポートに対する前記充電コネクタの挿脱方向を横切る方向へ進退して、前記挿入状態の充電コネクタが充電ポートから外脱するのを防止または許容する充電コネクタ外脱制限部材とを具備した車両用外部充電器接続構造において、
   前記充電コネクタ外脱制限部材は、前記外脱防止を司る進出位置へ向け弾性部材により附勢して、前記充電コネクタ外脱制限部材の外脱防止用先端部分が常態で前記充電ポート内に突出するよう、また該充電ポートに対する前記充電コネクタの挿入時に該充電コネクタにより前記先端部分を前記弾性部材に抗し押されて後退することで該充電コネクタの挿入を許容するよう設け、
   前記充電コネクタ外脱制限部材の後退を検知する充電コネクタ外脱制限部材後退検知手段を設け、
   該手段による充電コネクタ外脱制限部材の前記後退検知をもって、前記充電コネクタの外脱防止が行われ得ると判断するよう構成したことを特徴とする車両用外部充電器接続構造。
2. 請求項1に記載された車両用外部充電器接続構造において、
   前記充電コネクタ外脱制限部材後退検知手段による充電コネクタ外脱制限部材の前記後退検知があってから、前記車載バッテリの充電が可能となるよう構成したことを特徴とする車両用外部充電器接続構造。
3. 請求項1または2に記載された、車両用外部充電器接続構造において、
   前記充電コネクタ外脱制限部材を、前記外脱防止用の進出位置と外脱許可用の後退位置との間でストロークさせる充電コネクタ外脱制限部材変位手段、および、
   前記充電ポートに対する充電コネクタの挿入完了を検知する充電コネクタ挿入検知手段を設け、
   該充電コネクタ挿入検知手段により前記充電ポートに対する充電コネクタの挿入完了が検知された時、前記充電コネクタ外脱制限部材変位手段により前記充電コネクタ外脱制限部材を前記外脱防止用の進出位置へ強制ストロークさせるよう構成したことを特徴とする車両用外部充電器接続構造。
4. 請求項3に記載された、車両用外部充電器接続構造において、
   前記充電コネクタ外脱制限部材変位手段は、回転メンバと、該メンバの回転カム作用により前記充電コネクタ外脱制限部材のストロークを生起させるリンク部材とで構成し、
   前記回転メンバは、前記充電コネクタ外脱制限部材を前記進出位置にする回転位置で、前記リンク部材のカム係合部が前記充電コネクタ外脱制限部材の後退ストロークを許容する方向へ動き得るようにする軸線方向溝を有するものであることを特徴とする車両用外部充電器接続構造。
5. 請求項4に記載された、車両用外部充電器接続構造において、
   前記充電コネクタ外脱制限部材を前記進出位置にする前記回転メンバの回転位置で、前記充電コネクタ外脱制限部材を進出位置から前記後退位置に向け手動操作可能な充電コネクタ外脱制限部材後退手段を設けたことを特徴とする車両用外部充電器接続構造。

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