JP2021052459A - 充電コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 充電コネクタの使用時における不具合の発生を防止する。【解決手段】 車両に搭載された車載電池を充電するための充電ケーブルの一端に連結されロック部を有する車両側接続部に接続される充電コネクタであって、内部空間を有するコネクタハウジングと、給電端子を有し車両側接続部に接続される給電部と、回動軸を挟んで両側に被ロック部と被操作部を有すると共に被ロック部がロック部に係合され被操作部の少なくとも一部がコネクタハウジングから外側に突出されるロック位置と被ロック部のロック部に対する係合が解除されるロック解除位置との間でコネクタハウジングに対して回動可能にされた操作レバーと、一端部が固定され温度上昇によって収縮されることにより操作レバーにロック位置からロック解除位置へ向けての回動力を付与する接続部材とを備え、接続部材が所定の温度以上にされた状態において被操作部の全体が内部空間に位置される【選択図】図５

Description

本発明は、車両に搭載された車載電池を充電するための充電ケーブルに連結された充電コネクタに関する。

近年、特に、ＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）やＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド電気自動車）やＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle：プラグインハイブリッド電気自動車）等の車両が普及されつつあり、これらの電気を動力とした車両においては高い蓄電機能を有する車載電池が搭載される。こうした車両においては、充電ケーブルを用いて家庭用電源や車外充電装置と接続することで車載電池の充電が可能にされている。

車載電池を充電するための充電ケーブルには、車両側接続部（インレット）に接続される充電コネクタが連結されており、充電コネクタには車両側接続部との接続状態を保持するためのロック機構を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１においては、車両側接続部の凹部に充電コネクタのロック爪が係合されることで充電コネクタが車両側接続部にロックされ、充電コネクタのロック解除部を操作することでロック爪と凹部の係合が解除され充電コネクタのロックが解除される技術が示されている。

特開２０１３−０４６４７６号公報

ところで、充電コネクタは挿抜の繰り返しや異物の噛み込みによって車両側接続部との接続部分である端子部分が摩耗や劣化してしまうことがある。端子部分が摩耗や劣化した状態で充電コネクタの使用を続けると、端子部分が過剰に発熱し充電コネクタが過度に高温になってしまう虞がある。この場合にロック解除部も過度に高温になっていると、使用者が過度に高温になっている充電コネクタを意図せず把持する等のロック解除部に対する操作に支障が生じ、充電コネクタの車両側接続部に対するロック解除を行うことができず充電コネクタを車両側接続部から引き抜くことができなくなる虞がある。

そこで、本発明充電コネクタは、使用時における不具合の発生を防止することを目的とする。

本発明に係る充電コネクタは、車両に搭載された車載電池を充電するための充電ケーブルの一端に連結されロック部を有する車両側接続部に接続される充電コネクタであって、内部空間を有するコネクタハウジングと、給電端子を有し前記車両側接続部に接続される給電部と、回動軸を挟んで両側に被ロック部と被操作部を有すると共に前記被ロック部が前記ロック部に係合され前記被操作部の少なくとも一部が前記コネクタハウジングから外側に突出されるロック位置と前記被ロック部の前記ロック部に対する係合が解除されるロック解除位置との間で前記コネクタハウジングに対して回動可能にされた操作レバーと、一端部が固定され温度上昇によって収縮されることにより前記操作レバーに前記ロック位置から前記ロック解除位置へ向けての回動力を付与する接続部材とを備え、前記接続部材が所定の温度以上にされた状態において前記被操作部の全体が前記内部空間に位置されるものである。

これにより、充電中に接続部材が所定の温度以上にされたときに操作レバーがロック解除位置に回動され被操作部の全体がコネクタハウジングの内部に位置される。

第２に、上記した本発明に係る充電コネクタにおいては、前記一端部が前記給電部に結合されることが望ましい。

これにより、接続部材が充電コネクタにおいて最も発熱し易い給電端子に近づいて位置される。

第３に、上記した本発明に係る充電コネクタにおいては、前記コネクタハウジングの内部に前記接続部材が収縮された状態において押し付けられる支点軸が設けられることが望ましい。

これにより、収縮された接続部材が支点軸に押し付けられることにより屈曲された状態で接続部材によって操作レバーに回動力が付与される。

第４に、上記した本発明に係る充電コネクタにおいては、前記被操作部が前記操作レバーの一端部に設けられ、前記接続部材の他端部が前記被操作部に結合されることが望ましい。

これにより、操作レバーの一端部に設けられた被操作部に接続部材による回動力が付与される。

第５に、上記した本発明に係る充電コネクタにおいては、前記操作レバーに結合されると共に前記操作レバーを前記ロック解除位置から前記ロック位置へ向けて回動する方向に付勢するロックバネが設けられ、前記接続部材の他端部が前記ロックバネに結合され、前記接続部材が前記ロックバネの付勢力を打ち消す方向に収縮されることが望ましい。

これにより、接続部材によってロックバネの操作レバーに対する付勢力が打ち消された状態で操作レバーがロック解除位置へ回動する方向に引っ張られる。

第６に、上記した本発明に係る充電コネクタにおいては、一端部が前記操作レバーに結合されると共に前記操作レバーを前記ロック解除位置から前記ロック位置へ向けて回動する方向に付勢するロックバネと、前記ロックバネの他端部が結合され前記接続部材の収縮によって前記ロックバネを伸張させる方向へ移動され被規制部を有するバネ台座と、前記バネ台座の前記ロックバネを収縮させる方向への移動を規制する規制部とが設けられることが望ましい。

これにより、移動された位置においてバネ台座の移動前の位置への移動が規制部によって規制される。

本発明によれば、充電中に接続部材が所定の温度以上にされたときに操作レバーがロック解除位置に回動され被操作部の全体がコネクタハウジングの内部に位置されるため、充電コネクタのロックが解除された状態であることが視覚的にわかり易くされると共に充電コネクタを車両側接続部から引き抜くことが可能となり、充電コネクタの使用時における不具合の発生を防止することができる。

図２乃至図１２と共に本発明充電コネクタの実施の形態を示すものであり、本図は、車両に充電コネクタが接続された状態を示す説明図である。 車両側接続部と充電コネクタを示す断面図である。 操作レバーがロック位置まで回動された状態を示す断面図である。 操作レバーがロック位置からロック解除位置へ向けて回動される途中の状態を示す断面図である。 接続部材が収縮され操作レバーがロック解除位置まで回動された状態を示す断面図である。 接続部材が連結部の上面における回動軸の前側の部分に結合された状態を示す断面図である。 図８と共に接続部材がロックバネに結合された例を示すものであり、本図は操作レバーがロック位置まで回動された状態を示す断面図である。 操作レバーがロック解除位置まで回動された状態を示す断面図である。 図１０と共に接続部材が被規制部を有するバネ台座に結合された例を示すものであり、本図は操作レバーがロック位置まで回動された状態を示す断面図である。 操作レバーがロック解除位置まで回動された状態を示す断面図である。 図１２と共にロックバネと台座バネが設けられた例を示すものであり、本図は被操作部が押下され操作レバーがロック位置からロック解除位置へ向けて回動される途中の状態を示す断面図である。 操作レバーがロック解除位置まで回動された状態を示す断面図である。

以下に、本発明の充電コネクタを実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。

以下の説明にあっては、充電コネクタが車両側接続部に接続される方向を前方とし、充電コネクタが車両側接続部に接続された状態における車両の天地方向を上下方向として前後上下左右の方向を示すものとする。ただし、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。

＜充電ケーブル及び車両の構成＞
まず、充電ケーブルに連結された充電コネクタ１及び車両の構成について説明する（図１及び図２参照）。なお、以下の説明にあっては、車載電池が充電コネクタ１を介して車外充電装置に接続される例を示すが、車載電池が充電コネクタ１を介して家庭用電源に接続されてもよい。

車両１００は、例えば、ＥＶやＨＥＶやＰＨＥＶとされ、走行用に用いられる車載電池１０１を備えている（図１参照）。車両１００は充電ケーブル２０１を介して車外充電装置２００と接続されることにより、車外充電装置２００による充電が可能にされている。充電ケーブル２０１の先端には充電コネクタ１が連結されており、充電コネクタ１が車両１００に設けられた車両側接続部１０２に接続される。この状態で、車外給電装置２００から車載電池１０１に充電するための充電経路が形成され、車載電池１０１に対する充電が行われる。

車両側接続部１０２は、例えば、車両１００の側面部に設けられ、車両１００の内部において車載電池１０１と接続され車載電池１０１に充電を行うための接続端子部として設けられている。車両側接続部１０２は充電コネクタ１が接続される被給電部１０３と被給電部１０３の後端部から上方に突出されたロック部１０４とを有している（図２参照）。ロック部１０４の上面における後部は後方へ向かうに従って被給電部１０３に近づく傾斜部１０４ａとして形成されている。ロック部１０４には充電コネクタ１における後述する被ロック部が係合される。

＜充電コネクタの構成＞
次に、充電コネクタ１の構成について説明する（図２乃至図１２参照）。

充電コネクタ１は、複数の開口が形成されたコネクタハウジング２とコネクタハウジング２から一部が前方に突出された給電部３と一部がコネクタハウジング２から突出された操作レバー４と温度上昇によって収縮される接続部材５とを備えている（図２参照）。

コネクタハウジング２は、軸方向が前後方向にされた筒状の本体部６と本体部６の後端部に連続され本体部６に対して傾斜された把持部７とを有し、内部が配置空間２ａとして形成されている。本体部６の前面部には上下に離隔した状態でそれぞれ前後に貫通されたケース挿通孔６ａとレバー挿通孔６ｂとが形成され、本体部６の上面部における後端部には上下に貫通された操作用孔６ｃが形成されている。把持部７にはケーブル接続孔７ａが形成されている。ケーブル接続孔７ａには充電ケーブル２０１の先端部が挿通されている。

コネクタハウジング２においては、配置空間２ａとケース挿通孔６ａとレバー挿通孔６ｂと操作用孔６ｃとケーブル挿通孔７ａによって内部空間８が形成されている。

給電部３は軸方向が前後方向にされ円筒状に形成されたケース部３ａと、ケース部３ａの内部においてそれぞれ固定された給電端子９グランド端子１０及び制御信号用端子１１とを有している。ケース部３ａは前端部がケース挿通孔６ａから前方に突出されている。給電端子９とグランド端子１０と制御信号用端子１１は、前端部がケース部３ａの内部においてケース部３ａから前方に突出されている。給電端子９とグランド端子１０と制御信号用端子１１の後端部には充電ケーブル２０１から導出された複数の配線２０１ａがそれぞれ接続されている。給電端子９とグランド端子１０と制御信号用端子１１が車両側接続部１０２に設けられた図示しない各端子に接続されることで充電経路が形成される。

操作レバー４は、略前後方向に延びる連結部１２と連結部１２の前端に連続された被ロック部１３と連結部１２の後端に連続された被操作部１４とを有している。連結部１２は内部空間８の上部に位置され前端部がレバー挿通孔６ｂから前方に突出されている。連結部１２の長手方向における略中央部にはコネクタハウジング２に固定された回動軸１５が挿通されている。したがって、操作レバー４はコネクタハウジング２に対して回動軸１５を支点として回動可能にされている。

被ロック部１３は下端部が連結部１２に対して下方に突出した状態で連結部１２の前端に連続されている。被ロック部１３は車両側接続部１０２に設けられたロック部１０４と係合可能にされている。

被操作部１４は操作用孔６ｃに挿通可能な状態で連結部１２の後端に連続されている。被操作部１４は操作レバー４の回動に伴って略上下方向に移動され、操作用孔６ｃからの突出量が変化される。

操作レバー４は、被操作部１４の一部が操作用孔６ｃから上方に突出され被ロック部１３がロック部１０４に係合されるロック位置と被ロック部１３のロック部１０４に対する係合が解除され被操作部１４の全体が内部空間８に位置されるロック解除位置との間で回動可能にされている。

内部空間８における操作レバー４の被操作部１１側の下側にはロックバネ１６が配置されている。ロックバネ１６としては、例えば、コイルバネが用いられている。ロックバネ１６は、上端が操作レバー４の下面に結合され下端がコネクタハウジング２に固定されたバネ結合部１７に結合されている。操作レバー４はロックバネ１６によってロック解除位置からロック位置へ向かって回動する方向に付勢されている。

接続部材５は、例えば、形状記憶合金によって形成され、温度上昇によって収縮される。接続部材５の一端部は固定端部５ａとして設けられ給電端子９に結合され、他端部は作用端部５ｂとして設けられ被操作部１４の下面に結合されている。

接続部材５は収縮されることで内部空間８に配置された支点軸１８の外周面に押し付けられて屈曲される。接続部材５が収縮されることで操作レバー４がロックバネ１６の付勢力に反してロック位置からロック解除位置へ向けて回動される。

上記のように構成された充電コネクタ１を車両側接続部１０２に接続するときには、給電部３を被給電部１０３に挿入する。給電部３を被給電部１０３に挿入していくと、被ロック部１３が傾斜部１０４ａに案内されて上方に持ち上げられ操作レバー４がロック位置からロック解除位置へ向けて回動される。そして、給電部３が被給電部１０３に所定の位置まで挿入されると、操作レバー４がロックバネ１６の付勢力によってロック位置へ向けて回動され、被ロック部１３がロック部１０４に係合され、充電コネクタ１が車両側接続部１０２にロックされる（図３参照）。

一方、充電コネクタ１の車両側接続部１０２に対する接続を解除するときには、使用者が操作部１３を押下して操作レバー４をロック解除位置へ向けて回動させる（図４参照）。操作レバー４がロック解除位置へ向けて回動されると、被ロック部１３のロック部１０４に対する係合が解除され充電コネクタ１の車両側接続部１０２に対するロックが解除され、充電コネクタ１を車両側接続部１０２から引き抜くことが可能となる。

上記のように構成された充電コネクタ１においては、充電中の温度上昇によって接続部材５が収縮されることで操作レバー４にロック位置からロック解除位置へ向けての回動力が付与される。このとき接続部材５が所定の温度以上にされた状態において、接続部材５の収縮により操作レバー４がロック解除位置まで回動され、被操作部１４の全体がコネクタハウジング２の内部空間８に位置される（図５参照）。

したがって、充電コネクタ１のロックが解除された状態であることが視覚的にわかり易くされると共に充電コネクタ１を車両側接続部１０２から引き抜くことが可能となるため、使用者が過度に高温になっている充電コネクタ１を意図せず把持することが防止され、充電コネクタ１の使用時における不具合の発生を防止することができる。

また、接続部材５の固定端部５ａが給電部３の給電端子８に結合されている。給電部３は充電コネクタ１において最も発熱し易い部分であり、接続部材５が充電コネクタ１において最も発熱し易い給電部３に結合されることで、充電コネクタ１において発生する熱が効率的に接続部材５に伝達される。したがって、温度変化に伴う操作レバー４の回動動作に関する信頼性の向上を図ることができる。

さらに、接続部材５が収縮された状態において押し付けられる支点軸１８が設けられている。これにより、収縮された接続部材５が支点軸１８に押し付けられることにより屈曲された状態で接続部材５によって操作レバー４に回動力が付与される。したがって、接続部材５が被操作部１４に直線状の状態で結合される場合より接続部材５の長さが長くなり、その分、接続部材５の収縮量が大きくなり、接続部材５の長さを長くして操作レバー４に力を付与することができると共に接続部材５のレイアウト設計における自由度の向上を図ることができる。

さらにまた、被操作部１４が操作レバー４の一端部に設けられ、接続部材５の作用端部５ｂが被操作部１４の下面に結合されている。これにより、接続部材５の収縮時において操作レバー４をロック位置からロック解除位置へ向けて回動させるモーメントが大きくなるため、小さな力で操作レバー４を回動させることができる。

なお、接続部材５は作用端部５ｂが連結部１２の上面における回動軸１５より前側の部分に結合されていてもよい（図６参照）。これにより、接続部材５と配線２０１ａとが接触しにくくなり、配線２０１ａの損傷を防止することができる。また、接続部材５の長さを短くすることができるため、コストの低減を図ることができる。

上記には、接続部材５の作用端部５ｂが操作レバー４に結合された例を示したが、作用端部５ｂがロックバネ１６に結合され（図７参照）、接続部材５がロックバネ１６の操作レバー４に対する付勢力を打ち消す方向に収縮されてもよい。

このとき、接続部材５はバネ結合部１７を貫通された状態で作用端部５ｂがロックバネ１６の上端部に結合され、接続部材５が収縮されることでロックバネ１６が圧縮される（図８参照）。ロックバネ１６が圧縮されることで、ロックバネ１６の上端に結合された操作レバー４にロック解除位置へ向けての回動力が付与される。したがって、接続部材５によってロックバネ１６の操作レバー４に対する付勢力が打ち消された状態で操作レバー４がロック位置からロック解除位置へ向けて回動されるため、操作レバー４を確実にロック解除位置まで回動させることができる。

また、上記には、ロックバネ１６の下端がコネクタハウジング２に固定されたバネ結合部１７に結合された例を示したが、ロックバネ１６の下端がコネクタハウジング２に対して移動可能にされたバネ台座１９に結合されていてもよい（図９及び図１０参照）。

バネ台座１９は、コネクタハウジング２に固定されたガイド部２０に移動可能な状態で支持されている（図９参照）。バネ台座１９は円板状に形成されロックバネ１６が結合される底面部２１と底面部２１の外周部から上方に突出された周面部２２とを有している。周面部２２の外周部における上端部には、外方に突出された被規制部２２ａが形成されている。底面部２１の下面には接続部材５の作用端部５ｂが結合されている。

ガイド部２０は軸方向が上下方向にされた略円筒状に形成され、内部にロックバネ１６の少なくとも一部が挿入されている。ガイド部２０の内周面には被規制部２２ａに係合される複数の規制部２０ａが上下に連続して形成されている。バネ台座１９は規制部２０ａによって上方への移動が規制されている。

バネ台座１９は接続部材５が収縮されることで下方へ移動される（図１０参照）。このとき、操作レバー４に回動力が付与され、操作レバー４がロック位置からロック解除位置へ向けて回動される。

接続部材５によって下方へ移動されたバネ台座１９は、移動された位置において規制部１９ａによって移動前の位置への移動が規制される。これにより、温度の下降により接続部材５が収縮される前の状態に戻った場合においても操作レバー４をロック解除位置に保持することができる。したがって、一度充電コネクタ１が過度に高温にされた場合には操作レバー４がロック位置へ向けて回動されず、充電コネクタ１が車両側接続部１０２に対してロックされないため、使用者において充電コネクタ１が過度に高温であることを視覚的に認識することが可能になり、充電コネクタ１の以後の使用の是非を容易に判断することができる。

なお、上記したバネ台座１９を有する構成において、バネ台座１９の底面部２１の下面にロックバネ１６よりバネ力が大きくされた台座バネ２３が結合されていてもよい（図１１及び図１２参照）。

台座バネ２３は上端がバネ台座１９の底面部２１の下面に結合され下端がコネクタハウジング２に固定された固定台部２４に結合され、バネ台座１９を上方へ付勢している。接続部材５の作用端部５ｂは固定台部２４を貫通し台座バネ２３に挿入された状態でバネ台座１９の下面に結合されている。接続部材５が収縮されていない状態においては、バネ台座１９が上方の移動端に位置されている。このとき、被操作部１４に対する押圧操作が行われると、台座バネ２３よりバネ力の小さいロックバネ１６が圧縮され、操作レバー４がロック位置とロック解除位置の間まで回動される（図１１参照）。一方、接続部材５が収縮されると、バネ台座１９が下方へ移動され、台座バネ２３が圧縮され、バネ台座１９とロックバネ１６を介して操作レバー４に回動力が付与され、操作レバー４がロック解除位置まで回動される（図１２参照）。この状態においては、バネ台座１９が移動前の位置よりも下方に位置される。

したがって、接続部材５が収縮されたときにのみ操作レバー４がロック解除位置まで回動されるため、一度過度に高温にされた充電コネクタ１であることが視覚的にわかり易くなり、充電コネクタ１の以後の使用の是非を容易に判断することができる。

なお、充電コネクタ１が車両側接続部１０２に接続され操作レバー４がロック位置に回動された状態において車載電池１０１に対する給電をオンにし、操作レバー４がロック解除位置に回動された状態において車載電池１０１に対する給電をオフにする回路が設けられてもよい。このような回路に設けられたスイッチが、接続部材５の収縮によって破壊される構成にすることにより、操作レバー４がロック位置に回動されても給電不能な状態になる。

これにより、一度過度に高温にされた充電コネクタ１は車載電池１０１に対する給電が行われないため、充電コネクタ１の以後の使用の是非を容易に判断することができる。

１００ 車両
１０１ 車載電池
１０２ 車両側接続部
１０３ 被給電部
１０４ ロック部
２０１ 充電ケーブル
１ 充電コネクタ
２ コネクタハウジング
３ 給電部
４ 操作レバー
５ 接続部材
５ａ 固定端部
５ｂ 作用端部
８ 内部空間
９ 給電端子
１３ 被ロック部
１４ 被操作部
１６ ロックバネ
１８ 支点軸
１９ バネ台座
２０ ガイド部
２０ａ 規制部
２２ａ 被規制部

Claims (6)

1. 車両に搭載された車載電池を充電するための充電ケーブルの一端に連結されロック部を有する車両側接続部に接続される充電コネクタであって、
   内部空間を有するコネクタハウジングと、
   給電端子を有し前記車両側接続部に接続される給電部と、
   回動軸を挟んで両側に被ロック部と被操作部を有すると共に前記被ロック部が前記ロック部に係合され前記被操作部の少なくとも一部が前記コネクタハウジングから外側に突出されるロック位置と前記被ロック部の前記ロック部に対する係合が解除されるロック解除位置との間で前記コネクタハウジングに対して回動可能にされた操作レバーと、
   一端部が固定され温度上昇によって収縮されることにより前記操作レバーに前記ロック位置から前記ロック解除位置へ向けての回動力を付与する接続部材とを備え、
   前記接続部材が所定の温度以上にされた状態において前記被操作部の全体が前記内部空間に位置される
   充電コネクタ。
2. 前記一端部が前記給電部に結合された
   請求項１に記載の充電コネクタ。
3. 前記コネクタハウジングの内部に前記接続部材が収縮された状態において押し付けられる支点軸が設けられた
   請求項１又は請求項２に記載の充電コネクタ。
4. 前記被操作部が前記操作レバーの一端部に設けられ、
   前記接続部材の他端部が前記被操作部に結合された
   請求項１、請求項２又は請求項３に記載の充電コネクタ。
5. 前記操作レバーに結合されると共に前記操作レバーを前記ロック解除位置から前記ロック位置へ向けて回動する方向に付勢するロックバネが設けられ、
   前記接続部材の他端部が前記ロックバネに結合され、
   前記接続部材が前記ロックバネの付勢力を打ち消す方向に収縮される
   請求項１、請求項２又は請求項３に記載の充電コネクタ。
6. 一端部が前記操作レバーに結合されると共に前記操作レバーを前記ロック解除位置から前記ロック位置へ向けて回動する方向に付勢するロックバネと、
   前記ロックバネの他端部が結合され前記接続部材の収縮によって前記ロックバネを伸張させる方向へ移動され被規制部を有するバネ台座と、
   前記バネ台座の前記ロックバネを収縮させる方向への移動を規制する規制部とが設けられた
   請求項１、請求項２又は請求項３に記載の充電コネクタ。

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