JP2020035673A - 給電コネクタ、およびケーブル付き給電コネクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却効率が高く、かつ構造を簡略化することができる給電コネクタ、およびケーブル付き給電コネクタを提供する。【解決手段】給電コネクタ10Aは、ハウジングと、ハウジング内に収容される端子12と、端子12の熱をハウジング外へ搬送する流体を流通させる流体管路15と、を備える。端子12の外周面に、流体管路15の一部である受熱部15aが嵌合する嵌合溝13が形成されている。嵌合溝13の内面の少なくとも一部は、受熱部15aの外面と伝熱可能に接触する。管路受熱部15aの、嵌合溝13の深さ方向Dの外形寸法Lは、嵌合溝13の最大深さD1以下である。管路受熱部15aの長さ方向の少なくとも一部は、全体が嵌合溝13に収容される。【選択図】図3
Description
本発明は、給電コネクタ、およびケーブル付き給電コネクタに関する。
例えば、電気自動車のバッテリーの充電では、ケーブル付き給電コネクタを使用して、外部から接続しバッテリーを充電する方式が広く採用されている。ケーブル付き給電コネクタは、ケーブル(以下、給電ケーブル)の端末に、自動車のインレットに嵌合可能なコネクタ(以下、給電コネクタ)が設けられている。
給電コネクタは、給電ケーブルの導体が電気的に接続された電力端子(以下、コネクタ端子、とも言う)を有する。自動車のインレットには、自動車車体内の電気配線を介してバッテリーと接続された電力端子(以下、インレット端子、とも言う)が組み込まれている。給電コネクタを自動車のインレットに嵌合したときには、コネクタ端子がインレット端子に嵌合して、給電ケーブルの導体がバッテリーに電気的に接続される。
近年、電気自動車のバッテリー容量は増加傾向にあり、それに伴い、より大電流による充電が検討されている。コネクタ端子は、その形状を変更することなく大電流での充電に使用した場合、大電流通電によるジュール熱対策が課題となる。コネクタ端子の発熱による過剰な温度上昇は、コネクタ端子の酸化進行、抵抗値上昇を招き、コネクタ端子の寿命短縮に繋がる。例えば電気自動車(EV)に使用される急速充電用コネクタの通電時温度上昇は規格(IEC62196−124.)により上昇値が50K以下であることが定められている。
特許文献1には、大電流通電によるジュール熱対策が講じられた給電コネクタが記載されている。特許文献1に記載された給電コネクタは、自動車側のインレット端子に嵌合する複数の電気接触子を有し、複数の電気接触子の各々は、冷媒を流すことが可能なフレームによって支持されている。電気接触子は、フレーム内を流れる冷媒によって冷却される。
前記給電コネクタでは、冷却のための構造が複雑となるという問題があった。そのため、冷却効率を低下させることなく、構造を簡略化し、小型化することが望まれていた。
本発明の幾つかの実施形態が解決しようとする課題は、冷却効率が高く、かつ構造を簡略化することができる給電コネクタ、およびケーブル付き給電コネクタを提供することである。
本発明の一態様は、ハウジングと、ケーブルの導体に接続して前記ハウジング内に収容される端子と、前記端子の熱を前記ハウジング外へ搬送する流体を流通させる流体管路と、を備え、前記端子の外周面に、前記流体管路の一部である受熱部が嵌合する嵌合溝が形成され、前記嵌合溝の内面の少なくとも一部は、前記受熱部の外面と伝熱可能に接触し、前記受熱部の、前記嵌合溝の深さ方向の外形寸法は、前記嵌合溝の最大深さ以下であり、前記受熱部の長さ方向の少なくとも一部は、全体が前記嵌合溝に収容される給電コネクタを提供する。
前記流体管路は、前記ケーブル側から前記受熱部に前記流体を導く導入部と、前記受熱部から前記ケーブル側に前記流体を導く導出部とを備えることが好ましい。
前記端子は、胴部と、前記胴部から延出されて前記導体と接続される導体接続部と、前記胴部から前記導体接続部とは反対の側に突出されたコンタクト部とを備え、前記嵌合溝は、前記胴部の外周面に形成されていることが好ましい。
前記嵌合溝は、前記コンタクト部に近づく方向に凸となる湾曲形状とされていることが好ましい。
前記嵌合溝の深さ方向の前記受熱部の位置は、前記深さ方向についての前記端子の外形範囲に含まれることが好ましい。
前記導入部および前記導出部は、前記端子の中心軸および前記受熱部に対して平行な平面に沿って延在することが好ましい。
前記導入部および導出部は、前記端子の外周面に接触し、かつ少なくとも一部が、前記端子の中心軸および前記受熱部に対して平行な平面に交差する方向に延在することが好ましい。
本発明の一態様に係るケーブル付き給電コネクタは、前記給電コネクタの端子に、前記ケーブルの前記導体が接続されている。
本発明の幾つかの実施形態に係る給電コネクタ、ケーブル付き給電コネクタは、冷却効率が高く、かつ構造を簡略化することができる。
以下、本発明の幾つかの実施形態の給電コネクタ、ケーブル付き給電コネクタについて、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の給電コネクタ10A、およびケーブル付き給電コネクタ20Aの構成図である。図2は、給電コネクタ10Aの端子12の正面図である。図3は、端子12の側面図である。図4は、端子12の斜視図である。図5は、端子12の分解斜視図である。
図1は、第1実施形態の給電コネクタ10A、およびケーブル付き給電コネクタ20Aの構成図である。図2は、給電コネクタ10Aの端子12の正面図である。図3は、端子12の側面図である。図4は、端子12の斜視図である。図5は、端子12の分解斜視図である。
図1に示すように、ケーブル付き給電コネクタ20Aは、給電ケーブル21(メタルケーブル)と、給電ケーブル21の一方端側に設けられた給電コネクタ10Aとを備える。給電ケーブル21の他方端側は、図示しない給電装置に接続される。
ケーブル付き給電コネクタ20Aは、給電コネクタ10Aを電気自動車のインレット(車体側コネクタ)に嵌合させることで、電源と電気自動車のバッテリーとを電気的に接続し、バッテリーを充電することができる。なお、インレットには、電気自動車のバッテリーと電気的に接続された端子(以下、インレット端子、とも言う)が組み込まれている。
給電コネクタ10Aは、ハウジング11と、端子12と、流体管路15とを備える。
ハウジング11は、端子12と、流体管路15の長手方向の一部(具体的には管路受熱部15aを含む部分)とを収容している。ハウジング11はプラスチック等の電気絶縁性材料によって形成されている。
ハウジング11は、端子12と、流体管路15の長手方向の一部(具体的には管路受熱部15aを含む部分)とを収容している。ハウジング11はプラスチック等の電気絶縁性材料によって形成されている。
端子12は、導体21aに接続される。端子12は、給電ケーブル21先端から引き出された電力線21bの先端に設けられている。ケーブル付き給電コネクタ20Aは、給電コネクタ10Aをインレットのハウジングに嵌合させることで、ハウジング内側のインレット端子に端子12を嵌合、接触させる。これにより、ケーブル付き給電コネクタ20Aは、給電ケーブル21の導体21aを、給電コネクタ10Aおよびインレット端子を介して電気自動車のバッテリーと電気的に接続することができる。
図2〜図5に示すように、端子12は、胴部12aと、導体接続部12bと、コンタクト部12cとを有する。
端子12において、コンタクト部12cの先端側を前とする。コンタクト部12cの先端側とは反対の側を後とする。給電ケーブル21(図1参照)は、給電コネクタ10Aの後端部から延出されている。
端子12において、コンタクト部12cの先端側を前とする。コンタクト部12cの先端側とは反対の側を後とする。給電ケーブル21(図1参照)は、給電コネクタ10Aの後端部から延出されている。
図2および図3に示すように、胴部12aは、コンタクト部12cの中心軸線と同軸の円柱状とすることができる。
導体接続部12bは、胴部12aの後端の周縁から後方に延出する円筒状に形成されている。
導体接続部12bには給電ケーブル21先端に露出された導体21aの先端部が挿入されている。端子12は、導体接続部12bをその内側の導体21aに圧縮、圧着、ねじ留め等によって固定して、導体21aに電気的に接続されている。導体21aの先端部は端子12の中心軸線(コンタクト部12cの中心軸線)に平行に延在する状態で端子12の導体接続部12bに固定されている。
導体接続部12bは、胴部12aの後端の周縁から後方に延出する円筒状に形成されている。
導体接続部12bには給電ケーブル21先端に露出された導体21aの先端部が挿入されている。端子12は、導体接続部12bをその内側の導体21aに圧縮、圧着、ねじ留め等によって固定して、導体21aに電気的に接続されている。導体21aの先端部は端子12の中心軸線(コンタクト部12cの中心軸線)に平行に延在する状態で端子12の導体接続部12bに固定されている。
コンタクト部12cは、胴部12aの前面から導体接続部12bとは反対の側(前側)に突出されている。コンタクト部12cはピン状に形成されている。コンタクト部12cは、中心軸が前後方向に沿う円柱状に形成されている。本明細書では、コンタクト部12cの中心軸線を端子12の中心軸線として扱う。
胴部12aの外周面には、嵌合溝13が形成されている。図2に示すように、嵌合溝13の平面視形状は、前方(コンタクト部12cに近づく方向)に凸となる湾曲形状(例えば、円弧状、楕円弧状など)であってよい。これにより、管路受熱部15aが加工しやすくなる。また、嵌合溝13が湾曲形状であると、嵌合溝13の内面と管路受熱部15aの外面との接触面積を確保しやすい。嵌合溝13の平面視形状は、例えば、嵌合溝13の長さ方向の中央において、胴部12aの径方向から見た形状である。
図3および図5に示すように、嵌合溝13の断面形状(嵌合溝13の長さ方向に直交する断面の形状)は、例えば矩形状である。嵌合溝13の底面13aは、嵌合溝13の長さ方向の中央において、胴部12aの径方向に直交する平面である。嵌合溝13の前側面13bおよび後側面13cは底面13aに対して垂直であってよい。嵌合溝13の深さ方向(図3に示すD方向)は、嵌合溝13の長さ方向の中央における胴部12aの径方向と一致する。深さ方向Dは「高さ方向D」ともいう。嵌合溝13は、長さ方向の中央において最も深く、中央から離れるほど浅くなる(図5参照)。図3に示すD1は、嵌合溝13の長さ方向の中央における嵌合溝13の深さであり、嵌合溝13の最大深さである。
なお、嵌合溝13の底面は、長さ方向に直交する断面が円弧状であってもよい。この場合、嵌合溝13の内面と管路受熱部15aの外面との接触面積を大きくしやすい。
なお、嵌合溝13の底面は、長さ方向に直交する断面が円弧状であってもよい。この場合、嵌合溝13の内面と管路受熱部15aの外面との接触面積を大きくしやすい。
図3および図4に示すように、嵌合溝13の内面の少なくとも一部は、管路受熱部15aの外面に接触している。例えば、嵌合溝13の前側面13bと後側面13cのいずれか一方または両方は、少なくとも一部(好ましくは全長)が管路受熱部15aの外面に接触する。嵌合溝13の底面13aは、少なくとも一部(好ましくは全長)が管路受熱部15aの外面に接触する。嵌合溝13の内面が管路受熱部15aの外面に接触しているため、嵌合溝13の内面と管路受熱部15aの外面との間の伝熱が可能である。
嵌合溝13の内面と管路受熱部15aの外面との接触部分には、伝熱グリスが設けられていてもよい。伝熱グリスは、銅、アルミニウム等の熱伝導性に優れる金属フィラーが混入されたグリスである。伝熱グリスは、端子12と流体管路15との隙間に充てんされ、端子12から流体管路15への伝達熱量を増大する。
端子12(胴部12a、導体接続部12b、およびコンタクト部12c)は、例えば、良導電性金属(銅など)で形成されている。端子12を構成する金属は、銅に限らず、例えばアルミニウム等でもよい。
図1に示すように、給電コネクタ10Aは、ハウジング11の前端部を電気自動車のインレットのハウジングに嵌合させることでインレットに嵌合される。給電コネクタ10Aのハウジング11の前端部をインレットに嵌合したときには、インレット端子が給電コネクタ10Aの端子12に嵌合、接触して電気的に接続される。この際、インレット端子は、ハウジング11の前端部内側に、前端開口部から挿入される。
給電コネクタ10Aの端子12を、以下、コネクタ端子、とも言う。インレット端子は、コネクタ端子12のピン状のコンタクト部12cが挿脱可能に挿入嵌合される筒状のコンタクト部を有する。
給電コネクタ10Aの端子12を、以下、コネクタ端子、とも言う。インレット端子は、コネクタ端子12のピン状のコンタクト部12cが挿脱可能に挿入嵌合される筒状のコンタクト部を有する。
流体管路15は、水等の流体を流通させて端子12を除熱するチューブ(冷却チューブ)である。
流体管路15は、例えば、管路受熱部15a(受熱部)を含む主管路15Aと、主管路15Aの両端にそれぞれ接続された副管路15Bとを備える。主管路15Aの構成材料は、副管路15Bの構成材料よりも熱伝導率が高い。主管路15Aの構成材料は、例えば、金属(例えば、銅、アルミニウム等)である。副管路15Bの構成材料は、例えば、合成樹脂(例えば、ナイロン、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等)である。流体管路15のうち少なくとも管路受熱部15aはハウジング11に収容されている。主管路15Aと副管路15Bは、接続部16を介して接続されている。管路受熱部15aを含む主管路15Aが金属製であると、管路受熱部15aの熱伝導性が高められるため、胴部12aから流体管路15への伝達熱量を大きくできる。なお、流体管路15は、全体が金属製であってもよい。主管路15Aを含む部分が金属製である場合、流体としては、絶縁性の液体(フッ素系液体、シリコンオイル、超純水など)が用いられる。
流体管路15は、例えば、管路受熱部15a(受熱部)を含む主管路15Aと、主管路15Aの両端にそれぞれ接続された副管路15Bとを備える。主管路15Aの構成材料は、副管路15Bの構成材料よりも熱伝導率が高い。主管路15Aの構成材料は、例えば、金属(例えば、銅、アルミニウム等)である。副管路15Bの構成材料は、例えば、合成樹脂(例えば、ナイロン、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等)である。流体管路15のうち少なくとも管路受熱部15aはハウジング11に収容されている。主管路15Aと副管路15Bは、接続部16を介して接続されている。管路受熱部15aを含む主管路15Aが金属製であると、管路受熱部15aの熱伝導性が高められるため、胴部12aから流体管路15への伝達熱量を大きくできる。なお、流体管路15は、全体が金属製であってもよい。主管路15Aを含む部分が金属製である場合、流体としては、絶縁性の液体(フッ素系液体、シリコンオイル、超純水など)が用いられる。
図2および図3に示すように、主管路15Aは、管路受熱部15aと、導入部17と、導出部18とを備える。
管路受熱部15aは、嵌合溝13に嵌合した部分である。管路受熱部15aの長さ方向に直交する断面の形状は、例えば円形状である。管路受熱部15aの内部空間は、流体が流通する流体流路である。図2に示すように、管路受熱部15aは、嵌合溝13の形状に沿う湾曲形状(例えば、円弧状、楕円弧状など)であってよい。図3に示すLは、管路受熱部15aの深さ方向D(高さ方向D)の外形寸法である。外形寸法Lは、例えば管路受熱部15aの外径である。
管路受熱部15aは、嵌合溝13に嵌合した部分である。管路受熱部15aの長さ方向に直交する断面の形状は、例えば円形状である。管路受熱部15aの内部空間は、流体が流通する流体流路である。図2に示すように、管路受熱部15aは、嵌合溝13の形状に沿う湾曲形状(例えば、円弧状、楕円弧状など)であってよい。図3に示すLは、管路受熱部15aの深さ方向D(高さ方向D)の外形寸法である。外形寸法Lは、例えば管路受熱部15aの外径である。
図3に示す管路受熱部15aの外形寸法Lは、嵌合溝13の最大深さD1以下である。そのため、少なくとも管路受熱部15aの長さ方向の中央部15b(図2参照)は、全体(すなわち全周)が嵌合溝13に収容される。中央部15bは、長さ方向に直交する断面の全体が嵌合溝13内にある。なお、管路受熱部は、長さ方向の少なくとも一部において、全体が嵌合溝に収容されていればよい。管路受熱部は、全長にわたって全体が嵌合溝に収容されていてもよい。
導入部17は、給電ケーブル21側(図1参照)から管路受熱部15aに向けて流体を導き、この流体を管路受熱部15aに導入する。導入部17は、管路受熱部15aの一端から概略、後方に延出している。
導出部18は、管路受熱部15aから給電ケーブル21側(図1参照)に向けて流体を導く。導出部18は、管路受熱部15aの他端から概略、後方に延出している。
導出部18は、管路受熱部15aから給電ケーブル21側(図1参照)に向けて流体を導く。導出部18は、管路受熱部15aの他端から概略、後方に延出している。
図3に示すように、導入部17および導出部18は、端子12の中心軸および管路受熱部15aに対して平行な面100(平面)に沿って延在する。面100は、端子12の中心軸線(コンタクト部12cの中心軸線)と平行であり、かつ、管路受熱部15aの中心軸線と平行である。面100は、管路受熱部15aの中心軸線と、導入部17の中心軸線と、導出部18の中心軸線とを含む面である。
主管路15Aは、給電ケーブル21側から端子12において約180°の方向変換をして給電ケーブル21側に戻る形状(概略U字状)とされている。管路受熱部15a、導入部17および導出部18は、面100に沿って延在するため、主管路15Aは、2次元形状を有する。主管路15Aは2次元形状を有するため、直管状の管体から製造するにあたって、曲げ加工が容易である。そのため、主管路15Aの製造が容易となる。
図3に示すように、管路受熱部15aの高さ位置(高さ方向Dの位置)は、高さ方向Dについての端子12の外形範囲R1に含まれる。外形範囲R1は、端子12の最高位置P1から最低位置P2までの高さ範囲である。管路受熱部15aの高さ位置が端子12の外形範囲R1に含まれることによって、端子12を冷却するための構造(流体管路15)の高さ寸法を小さくできるため、全体をコンパクト化することができる。
流体管路15は、1つの端子12に対して1つずつ設けられる。すなわち、端子12が複数ある場合には、流体管路15は、複数の端子12のそれぞれに設けられる。
流体管路15の両端は、流体循環熱交換装置(図示略)に接続されている。流体循環熱交換装置は、流体を流体管路15へその一端から送り込むとともに、流体管路15の他端から流体を受け入れる。
流体循環熱交換装置は、熱交換部と、装置内部流路の流体を流体管路15に送り込むポンプ部とを有する。熱交換部は、水冷、空冷等により、装置内部流路から流体管路15へ送り出す流体の温度を常温(5〜35℃)、あるいは常温より低い温度に保つことができる。
流体は、例えば液体または気体である。液体は、絶縁性の液体(フッ素系液体、シリコンオイル、超純水など)でもよい。
流体循環熱交換装置は、熱交換部と、装置内部流路の流体を流体管路15に送り込むポンプ部とを有する。熱交換部は、水冷、空冷等により、装置内部流路から流体管路15へ送り出す流体の温度を常温(5〜35℃)、あるいは常温より低い温度に保つことができる。
流体は、例えば液体または気体である。液体は、絶縁性の液体(フッ素系液体、シリコンオイル、超純水など)でもよい。
流体供給部および流体回収部は、給電コネクタ10Aの外側に位置する。ケーブル付き給電コネクタ20Aは、流体管路15内を流通する流体によってコネクタ端子12の熱をハウジング11外へ排出させる。流体管路15は、コネクタ端子12の熱をハウジング11外へ排出させるための除熱手段の一例である。
既述のように、給電コネクタ10Aは、通電より発熱したコネクタ端子12の熱を、流体管路15の管路受熱部15aからその内側を流れる流体に伝達(導熱)する。給電コネクタ10Aは、流体によって、コネクタ端子12の熱を流体管路15の管路受熱部15aから搬送することによって、コネクタ端子12の温度上昇を抑制する。
給電コネクタ10Aを組み立てる手順を説明する。図4および図5に示すように、給電コネクタ10Aを組み立てる際には、胴部12aに対して流体管路15を取り付ける。流体管路15の取付けにあたっては、予めU字状に曲げ加工した流体管路15を、嵌合溝13に嵌合させればよい。そのため、流体管路15を端子12に組み付ける作業は容易である。嵌合溝13に流体管路15を組み付けたあと、嵌合溝13の上方に蓋(カバー)を設けてもよい。嵌合溝13の上方に蓋(カバー)を設けることで、流体管路15が嵌合溝13から外れてしまう不具合を防ぐことができる。
給電コネクタ10Aでは、嵌合溝13の内面の少なくとも一部が、管路受熱部15aの外面に接触しているため、嵌合溝13の内面と管路受熱部15aの外面との間の伝熱が可能である。したがって、端子12から管路受熱部15aへの伝達熱量を大きくできる。よって、端子12の冷却効率を高めることができる。
給電コネクタ10Aは、管路受熱部15aの少なくとも一部が嵌合溝13に収容されているため、構造が簡略でありながら、端子12が発した熱を管路受熱部15aが効率よく吸収し、端子12と管路受熱部15aとの間の伝達熱量を大きくできる。また、給電コネクタ10Aは、管路受熱部15aの少なくとも一部が嵌合溝13に収容されているため、冷却構造の高さ寸法を小さくできる。そのため、全体をコンパクト化することができる。
給電コネクタ10Aは、流体管路を端子の外面側に設けた構造の給電コネクタと比べて構造が簡略であり、小型化が可能である。
給電コネクタ10Aでは、導体接続部12bに導体21aを接続した後に、流体管路15を胴部12aに組み付けることができる。したがって、組み立ての容易性の点で優れている。
給電コネクタ10Aでは、流体は直接、端子12に触れないため、端子12において漏液は生じにくい。また、給電コネクタ10Aに漏液防止のためのシール構造が不要であるため、給電コネクタ10Aの構造を簡略にすることができる。
給電コネクタ10Aは、1つの端子12に対して1つの流体管路15が設けられるため、複数の端子に対して1つの流体管路が設けられる場合と異なり、流体管路15に結露水が付着したとしても、結露水を通じた端子間の短絡は起こりにくい。そのため、流体管路15を介した端子12間の短絡事故を防ぐことができる。よって、給電コネクタ10Aの構造は、複数の端子の各々が異なる電位で使用される給電コネクタにおいて採用することができる。
給電コネクタ10Aでは、管路受熱部15aは、胴部12a(詳しくは胴部12aに形成された嵌合溝13の内面)に接触している。胴部12aは、導体21aの固定のため外力が加えられる可能性がある導体接続部12bに比べて変形が少ない。そのため、胴部12aと管路受熱部15aとの接触面積を大きく確保しやすい。したがって、流体管路15への伝達熱量を大きくできる。
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態の給電コネクタ10Bの端子112の正面図である。図7は、端子112の側面図である。図8は、端子112の斜視図である。図9は、端子112の分解斜視図である。なお、既出の給電コネクタと共通の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図6は、第2実施形態の給電コネクタ10Bの端子112の正面図である。図7は、端子112の側面図である。図8は、端子112の斜視図である。図9は、端子112の分解斜視図である。なお、既出の給電コネクタと共通の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図6〜図9に示すように、給電コネクタ10Bは、ハウジング(図示略)と、端子112と、流体管路115とを備える。端子112は、胴部112aと、導体接続部12bと、コンタクト部12cと、を有する。
胴部112aは、コンタクト部12cの中心軸線と同軸の円柱状とすることができる。
胴部112aの外周面には、嵌合溝113が形成されている。嵌合溝113は、胴部112aの中心軸周りの方向に沿う環状溝である。図9に示すように、嵌合溝113の底部113aの一部は、平坦部114とされている。平坦部114は、平坦部114の長さ方向の中央において、胴部112aの径方向に直交する平面である。図7に示すように、嵌合溝113の断面形状(嵌合溝113の長さ方向に直交する断面の形状)は、例えば矩形状である。
胴部112aの外周面には、嵌合溝113が形成されている。嵌合溝113は、胴部112aの中心軸周りの方向に沿う環状溝である。図9に示すように、嵌合溝113の底部113aの一部は、平坦部114とされている。平坦部114は、平坦部114の長さ方向の中央において、胴部112aの径方向に直交する平面である。図7に示すように、嵌合溝113の断面形状(嵌合溝113の長さ方向に直交する断面の形状)は、例えば矩形状である。
嵌合溝113の前側面113bおよび後側面113cは平坦部114に対して垂直であってよい。嵌合溝113の深さ方向D(図7参照。高さ方向Dともいう)は、平坦部114の長さ方向の中央における胴部112aの径方向と一致する。図7に示すD2は、平坦部114の長さ方向の中央における嵌合溝113の深さであり、嵌合溝113の最大深さである。
図6〜図8に示すように、嵌合溝113の内面の少なくとも一部は、管路受熱部115aの外面に接触している。例えば、嵌合溝113の前側面113bと後側面113cのいずれか一方または両方は、少なくとも一部(好ましくは全長)が管路受熱部115aの外面に接触する。平坦部114は、少なくとも一部(好ましくは全長)が管路受熱部115aの外面に接触する。そのため、嵌合溝113の内面と管路受熱部115aの外面との間の伝熱が可能である。嵌合溝113の内面と管路受熱部115aの外面との接触部分には、伝熱グリスが設けられていてもよい。
流体管路115は、例えば、主管路115Aと、主管路115Aの両端にそれぞれ接続された副管路15B(図1参照)とを備える。
主管路115Aは、管路受熱部115aと、導入部117と、導出部118とを備える。
管路受熱部115aは、嵌合溝113に嵌合した部分である。管路受熱部115aの長さ方向に直交する断面の形状は、例えば円形状である。管路受熱部115aの内部空間は、流体が流通する流体流路である。図6に示すように、管路受熱部115aは、概略、平坦部114に沿う直管状であってよい。詳しくは、管路受熱部115aは、直管状の中央部と、中央部の両端からそれぞれ後方に湾曲した湾曲部とを有する形状であってよい。図7に示すLは、管路受熱部115aの深さ方向D(高さ方向D)の外形寸法である。外形寸法Lは、例えば管路受熱部115aの外径である。
主管路115Aは、管路受熱部115aと、導入部117と、導出部118とを備える。
管路受熱部115aは、嵌合溝113に嵌合した部分である。管路受熱部115aの長さ方向に直交する断面の形状は、例えば円形状である。管路受熱部115aの内部空間は、流体が流通する流体流路である。図6に示すように、管路受熱部115aは、概略、平坦部114に沿う直管状であってよい。詳しくは、管路受熱部115aは、直管状の中央部と、中央部の両端からそれぞれ後方に湾曲した湾曲部とを有する形状であってよい。図7に示すLは、管路受熱部115aの深さ方向D(高さ方向D)の外形寸法である。外形寸法Lは、例えば管路受熱部115aの外径である。
図7に示す管路受熱部115aの外形寸法Lは、嵌合溝113の最大深さD2以下である。そのため、少なくとも管路受熱部115aの長さ方向の中央部115b(図6参照)は、全体(すなわち全周)が嵌合溝113に収容される。なお、管路受熱部は、長さ方向の少なくとも一部(例えば直管状の部分)において、全体が嵌合溝に収容されていればよい。管路受熱部は、全長にわたって全体が嵌合溝に収容されていてもよい。
導入部117は、給電ケーブル21側(図1参照)から管路受熱部115aに向けて流体を導き、この流体を管路受熱部115aに導入する。導入部117は、傾斜部117aと、延出部117bとを有する。傾斜部117aは、管路受熱部115aの一端から胴部112aの外周面に沿って後方に行くほど下降するように傾斜する。傾斜部117aの一部は、端子112(例えば、胴部112aと導体接続部12bのうち少なくとも一方)の外周面に伝熱可能に接触する。延出部117bは、傾斜部117aの後端から後方に延出する。延出部117bの一部は、端子112(例えば、胴部112aと導体接続部12bのうち少なくとも一方)の外周面に伝熱可能に接触する。
導出部118は、管路受熱部115aから給電ケーブル21側(図1参照)に向けて流体を導く。導出部118は、傾斜部118aと、延出部118bとを有する。傾斜部118aは、管路受熱部115aの他端から胴部112aの外周面に沿って後方に行くほど下降するように傾斜する。傾斜部118aの一部は、端子112(例えば、胴部112aと導体接続部12bのうち少なくとも一方)の外周面に伝熱可能に接触する。延出部118bは、傾斜部118aの後端から後方に延出する。延出部118bの一部は、端子112(例えば、胴部112aと導体接続部12bのうち少なくとも一方)の外周面に伝熱可能に接触する。
図7に示すように、導入部117および導出部118の傾斜部117a,118aは、平面200に対して交差する方向に延在する。端子112の中心軸線に対する導入部117および導出部118の傾斜角度θ(図7参照)は、例えば0°を越え、90℃以下である。傾斜角度θは、例えば30〜60°であってよい。
図7および図8に示すように、主管路115Aは、給電ケーブル21側から端子112において約180°の方向変換をして給電ケーブル21側に戻る形状とされている。
なお、導入部および導出部は、少なくとも一部が前記平面に対して交差する方向に延在していればよい。すなわち、導入部および導出部は、全長が前記平面に対して交差する方向に延在していてもよいし、一部のみが前記平面に対して交差する方向に延在していてもよい。
図7および図8に示すように、主管路115Aは、給電ケーブル21側から端子112において約180°の方向変換をして給電ケーブル21側に戻る形状とされている。
なお、導入部および導出部は、少なくとも一部が前記平面に対して交差する方向に延在していればよい。すなわち、導入部および導出部は、全長が前記平面に対して交差する方向に延在していてもよいし、一部のみが前記平面に対して交差する方向に延在していてもよい。
図7に示すように、管路受熱部115aの高さ位置(高さ方向Dの位置)は、高さ方向Dについての端子112の外形範囲R2に含まれる。外形範囲R2は、端子112の最高位置P3から最低位置P4までの範囲である。管路受熱部115aの高さ位置が端子112の外形範囲R2に含まれることによって、端子112を冷却するための構造(流体管路115)の高さ寸法を小さくできるため、全体をコンパクト化することができる。
図8および図9に示すように、給電コネクタ10Bを組み立てる際には、胴部112aに対して流体管路115を取り付ける。流体管路115の取付けにあたっては、予め曲げ加工した流体管路115を、嵌合溝113に嵌合させればよい。そのため、流体管路115を端子112に組み付ける作業は容易である。
給電コネクタ10Bは、管路受熱部115aの少なくとも一部が嵌合溝113に収容されているため、構造が簡略でありながら、端子112が発した熱を管路受熱部115aが効率よく吸収し、端子112と管路受熱部115aとの間の伝達熱量を大きくできる。また、給電コネクタ10Bは、管路受熱部115aの少なくとも一部が嵌合溝113に収容されているため、冷却構造の高さ寸法を小さくできる。そのため、全体をコンパクト化することができる。
給電コネクタ10Bは、流体管路を端子の外面側に設けた構造の給電コネクタと比べて構造が簡略であり、小型化が可能である。
主管路115Aは、平面200に対して交差する傾斜部117a,118aを有するため、端子112の外周面に即した形状とするのが容易である。例えば、主管路115Aは、2次元形状の主管路15A(図3参照)に比べて、傾斜部117a,118aを、端子112(例えば、胴部112aと導体接続部12bのうち少なくとも一方)の外周面に沿って形成するのが容易である。そのため、傾斜部117a,118aを、端子112の外周面に長い距離にわたって接触させ、端子112から管路受熱部115aへの伝達熱量を大きくできる。よって、端子112の冷却効率を高めることができる。
給電コネクタ10Bでは、端子112の外周面の形状が複雑である場合でも、傾斜部117a,118aと端子112の外周面との接触面積を大きくしやすい。例えば、胴部112aが導体接続部12bに比べて小径であり、その径差が大きい場合でも、傾斜部117a,118aの一部を胴部112aの外周面に接触可能な形状とするのが容易である。そのため、端子112から管路受熱部115aへの伝達熱量を大きくし、端子112の冷却効率を高めることができる。
実施形態の給電コネクタのコネクタ端子は、図1等に例示した構成に限定されない。
コネクタ端子12は、例えば、図1等に例示したピン状のコンタクト部12cを有するコネクタ端子12に限らず、ピン状のコンタクト部12cに代えて円筒状のコンタクト(以下、雌形端子ともいう)を有する構成も採用可能である。円筒状のコンタクト部は、先端(前端)から後側に向かって延在する複数のスリットがコンタクト部の周方向に間隔をおいて形成されていてもよい。スリットにより、円筒状のコンタクト部は、個々に弾性変形可能な複数の弾性片部に分割される。そのため、円筒状のコンタクト部は、例えばケーブル付き給電コネクタをピン状のコンタクト部を有する端子が設けられたインレットに嵌合したときに、インレット側端子のピン状のコンタクト部の挿入、嵌合、それによる電気的接続を実現する。
コネクタ端子12は、例えば、図1等に例示したピン状のコンタクト部12cを有するコネクタ端子12に限らず、ピン状のコンタクト部12cに代えて円筒状のコンタクト(以下、雌形端子ともいう)を有する構成も採用可能である。円筒状のコンタクト部は、先端(前端)から後側に向かって延在する複数のスリットがコンタクト部の周方向に間隔をおいて形成されていてもよい。スリットにより、円筒状のコンタクト部は、個々に弾性変形可能な複数の弾性片部に分割される。そのため、円筒状のコンタクト部は、例えばケーブル付き給電コネクタをピン状のコンタクト部を有する端子が設けられたインレットに嵌合したときに、インレット側端子のピン状のコンタクト部の挿入、嵌合、それによる電気的接続を実現する。
以上、本発明を最良の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の最良の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、流体管路は、図示例の構成に限定されず、適宜、設計変更可能である。図1に示す給電コネクタ10Aは1つの端子12を有するが、ハウジング内の端子の数は1に限らず、2以上の任意の数であってよい。
10A,10B…給電コネクタ、11…ハウジング、12,112…端子、12a,112a…胴部、12b…導体接続部、12c…コンタクト部、13,113…嵌合溝、15,115…流体管路、15a,115a…管路受熱部(受熱部)、17,117…導入部、18,118…導出部、20A…ケーブル付き給電コネクタ、21…給電ケーブル、21a…導体、100,200…面(端子の中心軸および受熱部に対して平行な平面)、D…深さ方向、L…外形寸法、D1,D2…最大深さ、R1,R2…外形範囲。
Claims (8)
- ハウジングと、ケーブルの導体に接続して前記ハウジング内に収容される端子と、
前記端子の熱を前記ハウジング外へ搬送する流体を流通させる流体管路と、を備え、
前記端子の外周面に、前記流体管路の一部である受熱部が嵌合する嵌合溝が形成され、
前記嵌合溝の内面の少なくとも一部は、前記受熱部の外面と伝熱可能に接触し、
前記受熱部の、前記嵌合溝の深さ方向の外形寸法は、前記嵌合溝の最大深さ以下であり、
前記受熱部の長さ方向の少なくとも一部は、全体が前記嵌合溝に収容される、給電コネクタ。 - 前記流体管路は、前記ケーブル側から前記受熱部に前記流体を導く導入部と、前記受熱部から前記ケーブル側に前記流体を導く導出部とを備える、請求項1記載の給電コネクタ。
- 前記端子は、胴部と、前記胴部から延出されて前記導体と接続される導体接続部と、前記胴部から前記導体接続部とは反対の側に突出されたコンタクト部とを備え、
前記嵌合溝は、前記胴部の外周面に形成されている、請求項1または2記載の給電コネクタ。 - 前記嵌合溝は、前記コンタクト部に近づく方向に凸となる湾曲形状とされている、請求項3記載の給電コネクタ。
- 前記嵌合溝の深さ方向の前記受熱部の位置は、前記深さ方向についての前記端子の外形範囲に含まれる、請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の給電コネクタ。
- 前記導入部および前記導出部は、前記端子の中心軸および前記受熱部に対して平行な平面に沿って延在する、請求項2に記載の給電コネクタ。
- 前記導入部および導出部は、前記端子の外周面に接触し、かつ少なくとも一部が、前記端子の中心軸および前記受熱部に対して平行な平面に交差する方向に延在する、請求項2に記載の給電コネクタ。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の給電コネクタの端子に、前記ケーブルの前記導体が接続されている、ケーブル付き給電コネクタ。
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DE102015119338A1 (de) * | 2015-11-10 | 2017-05-11 | Phoenix Contact E-Mobility Gmbh | Kontaktbaugruppe z.B. für einen Ladestecker |
CN107658652A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-02-02 | 深圳市科泰德连接技术有限公司 | 一种新能源汽车充电口的液冷端子 |
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2018
- 2018-08-30 JP JP2018161839A patent/JP2020035673A/ja active Pending
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