JP3239338U - シールを有する電気車両充電プラグ - Google Patents
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Abstract
【課題】電気車両プラグの内部温度を監視するための少なくとも1つの温度センサを備える電気車両充電プラグを提供する。【解決手段】電気車両充電プラグ100は、温度データを物理的に離れたコントローラに伝達するデータケーブル118をさらに備える。電気車両充電プラグは、少なくとも1つの温度センサを受容するためのハウジングまたはホルダをさらに備え、ハウジングは、電気車両プラグの内側成形物内に埋め込むことができる。第1のシールは、少なくとも1つのピン106、108/ブレードとフェースプレート102またはブリッジプレートとの間の接合部をシール112する。第2のシールは、少なくとも1つのピン/ブレードとフェースプレートまたはブリッジプレートとの間の接合部、および少なくとも1つのピン/ブレードと内側成形物との間の接合部の両方をシールする。内側成形物によって提供された第3のシールは、電気車両プラグの内部全体をシールする。【選択図】図1
Description
本開示は、電気コネクタに関するものであり、より具体的には、シールを有する電気車両充電プラグに関する。
電気プラグは、通常、電気トースターおよびケトル、ならびに電気車両充電装置などの電気器具に電力を供給するために使用されており、電気器具のうちのいくつかは、他の受電装置よりも多くの電流を引き込む。従来の電気プラグは、典型的には、より高い電流を引き込む用途に対する保護機構を含んでおらず、プラグの過熱、溶融、または燃焼を引き起こす場合がある。その結果、従来の電気プラグは、損傷を受けて、安全でない状態になり得る。しかしながら、保護機構を加えることは、電気プラグが湿潤環境に晒されたときに、水分がプラグに進入して、保護機構に損傷を与えて、追加的な損傷および安全でない状態をもたらす可能性を高める。したがって、電気車両プラグの改善、特に、電気車両プラグに使用されるシールに関する改善が求められている。
本開示の一態様によれば、電気車両プラグの内部温度を監視するための少なくとも1つの温度センサを備える電気車両充電プラグが提供される。電気車両充電プラグは、温度データを物理的に離れたコントローラに伝達するデータケーブルをさらに備える。電気車両充電プラグは、少なくとも1つの温度センサを受容するためのハウジングまたはホルダをさらに備え、ハウジング/ホルダは、電気車両プラグの内側成形物内に埋め込むことができる。第1のシールは、少なくとも1つのピン/ブレードとフェースプレートまたはブリッジプレートとの間の接合部をシールすることができる。第2のシールは、少なくとも1つのピン/ブレードとフェースプレートまたはブリッジプレートとの間の接合部、および少なくとも1つのピン/ブレードと内側成形物との間の接合部の両方をシールすることができる。内側成形物によって提供された第3のシールは、電気車両プラグの内部全体をシールする。
一実施形態では、第1のシールは、ピンの周りに、またはピン/ブレードと別個のリングまたはキャップとの間の接合部の間に形成されたエポキシ、ガスケット、シールオイル、シールグリース、および/またはコールドメルト(cold melt)接着剤の組み合わせによって形成され得る。一実施形態では、第2のシールは、別個のリングまたはキャップ、およびリングまたはキャップを第1のシールの上へ押圧するブレードの上部分によって形成され得る。一実施形態では、第2のシールは、別個のリングまたはキャップによって形成され得る。
一実施形態では、PCBAポッティング内に収容されたプリント回路基板アセンブリ(「PCBA」)上の集積回路温度センサによって、少なくとも1つの温度センサが提供され得る。一実施形態では、少なくとも1つの温度センサは、ブレードの上部分の周りかつ近くに位置決めされた高熱伝導性セラミックハウジング内に収容されたサーミスタによって提供され得る。
実施形態はまた、本明細書で説明されるプラグを組み立てるための方法も含む。一態様では、電気車両プラグを組み立てる方法は、外面、ならびに内面に形成された複数の隆起部分および低くなった部分を含むフェースプレートを形成することであって、隆起部分のうちのいくつかがスロットを部分的に形成し、2つ以上のピンが当該スロットを通って延在し、隆起部分のうちの1つ以上が、フェースプレートの内向面に位置決めされたブラケットを形成する、フェースプレートを形成することと、2つ以上のピンをスロットのうちの2つ以上のスロットの中へ挿入することであって、2つ以上のピンが、ライブピンおよびニュートラルピンを含み、各ピンが、ピンの中央部分を通って延在し、かつフェースプレートによって充填された貫通孔を含む、2つ以上のピンをスロットのうちの2つ以上のスロットの中へ挿入することと、少なくとも1つの温度センサをセンサハウジングの中へ挿入することであって、少なくとも1つの温度センサが、ライブピン、ニュートラルピン、またはライブピンおよびニュートラルピンの両方、のいずれかの内部温度を監視するように構成されている、少なくとも1つの温度センサをセンサハウジングの中へ挿入することと、センサハウジングをブラケットに位置決めすることであって、センサホルダが、少なくとも1つの温度センサを、ブラケットに隣接して、かつライブピン、ニュートラルピン、またはライブピンおよびニュートラルピンの両方、のいずれかに隣接して保持するように構成されている、センサハウジングをブラケットに位置決めすることと、第1のシールを2つ以上のピンの各々およびフェースプレートの内向面の周りに形成することであって、第1のシールが、スロット内に形成されたレッジによって支持される、第1のシールを2つ以上のピンの各々およびフェースプレートの内向面の周りに形成することと、2つ以上のピンの各々の周りに第2のシールを形成し、少なくとも第2のシールおよびフェースプレートの低くなった部分を覆う内側成形物上の形態の射出成形される第3のシールと関連する圧力および熱から第1のシールを保護するのに十分な材料で第1のシールを覆うことと、データケーブルを少なくとも1つの温度センサに接続することであって、データケーブルが、温度データを、プラグの一部ではなく、プラグから物理的に離れているコントローラに送信するように構成されている、データケーブルを少なくとも1つの温度センサに接続することと、内側成形物およびフェースプレートの外面を外側成形物で覆うことと、を含む。
本開示の実施形態は、添付図面を参照しながら、以下でより完全に説明される。図18から図28は、日本の一部で使用可能であり、添付図面を参照しながら下でより完全に説明される、本開示の実施形態を示している。
本開示は、プラグの温度を正確に監視して温度データをプラグ外部のコントローラに送信することができ、プラグが過熱している場合にはプラグへの電力を遮断することができる、改善された電気車両充電プラグを説明する。電気プラグの温度が所定の閾値を超えると、コントローラは、電気プラグに損傷を与えること、および安全でない状態を生じさせることを回避するように、自動的に電気回路を遮断し得る。電気車両プラグは、激しい霞、霧、豪雨、風雨、雪、などを含む、屋外の環境状態に晒され得るので、水分がプラグに進入して、短絡を生じさせ、または温度感知装置を動作不能にさせることができないことを確実にするために、追加的なシーリング構成要素が必要である。
実施形態は、電源ソケットに接続するための3ピン電気車両プラグを描写しているが、本開示は、このタイプのプラグだけに限定されないことを理解されたい。図17A、図17B、図17C、図17D、および図17Eに示されるプラグのうちのいずれかなどの、主プラグ内に2つのみのピンを有するもの、および3つ以上のピンを有するものを含む、任意のタイプの電気車両充電プラグが、本明細書に開示される同じ改善の利益を享受し得る。本開示はまた、SAEJ1772、IECタイプ2、TESLA、およびCHADeMOなどの車両のソケット、ならびにSAEJ1772CCSおよびIECタイプ2CCSを含む複数のプラグ構成要素内にピンを有する電気車両プラグに接続するためのプラグも改善し得る。本開示の電気プラグはまた、任意の電圧標準のプラグ、ならびに2つ以上の電圧標準を支持するプラグにも使用され得る。電気プラグは、タイプAおよびC-Nなどの任意の形状、サイズ、およびタイプとすることができ、また、任意の電圧に好適であり得る。
図の各々に例示された要素を参照する場合、各要素に対応する符号は、当該要素が最初に考察され、最良に例示する図に対応する数値から始まる。例えば、要素が図1を参照して最初に考察される場合、当該要素の符号は、フォーマット1NNに従い、要素が図2を参照して最初に考察される場合、要素の符号は、フォーマット2NNに従う、などとなる。
図1は、第1の実施形態による、電気車両充電プラグ100の一実施形態を例示する分解斜視図である。電気車両充電プラグ100は、フェースプレート102を含む。フェースプレート102において、電気車両充電プラグ100のピン106および108に対応するのに十分ないくつかのスロット104が形成されている。ピン106および108は、プラグのタイプに応じて円形のピンまたはブレードであってもよく、また、黄銅などの任意の好適な材料で形成されてもよい。特定の国のプラグ基準に応じて、ライブピン、ニュートラルピン、およびグランドピンに関してブレードまたはブレードピンの参照が行われるが、すべてのピンが円形であり得るか、すべてのピンがブレードピンであり得るか、または円形ピンおよびブレードピンの何らかの組み合わせであり得る。フェースプレート102は、ポリプロピレン(「PP」)、ポリブチレンテレフタレート(「PBT」)およびポリカーボネート(「PC」)を含む、任意の好適な材料で作製され得る。フェースプレート102のスロット104の各々は、スロット104に挿入されるピン106および108の一部分の形状にぴったり一致するように一意的に成形され得る。
図2~図4を参照すると、スロット104は、フェースプレート102の内向側または表面に形成され得る。フェースプレート102の外向側または表面103は、電気車両充電プラグ100が給電サイクル中に接続される電力ソケット(図示せず)に面する。各スロット104は、各ピン106またはピン108と嵌合する内向壁を有する中央開口部200を形成するように、フェースプレートの隆起領域または部分202によって形成され得る。内向壁は、ピンがスロット104の中央開口部200内にぴったり嵌合するように、対応するピン106または108の外周よりもわずかにより大きくなるように構成され得る。ピン106および108は、フェースプレート102を形成するために使用される材料が各ピンの貫通孔300に流れ込むように、フェースプレート102を形成するために使用される型(図示せず)内に位置決めされ得る。これは、使用中にピン106および108を適所で保持することができ、そのため、貫通孔300は、固定要素として作用して、フェースプレート102に対するピンの移動を阻止することができる。実施形態では、プラグの設計と関連付けられた空間制限により、ピンをフェースプレートの外部にクリンプし、その後、フェースプレートに組み立てることが必要であるため、貫通孔300が使用されない場合がある。その結果、ピンの設計は、組み立てられた時点でフェースプレートの材料と係合して、ピンがフェースプレートに対して移動することを阻止する隆起リングまたは陥凹レリーフをピンの周りに含む、などのように異なる場合がある。本明細書でさらに説明されるように、フェースプレート102の隆起部分202は、いくつかの突出領域204および陥凹領域205を含むことができ、また、内側成形物が形成されるときに内側成形物110の材料によって充填され得る、フェースプレート102内の隅および割れ目を形成するいくつかの低くなった部分を作成することができる。フェースプレート102の隅および割れ目を内側成形物110で充填することで、水分からの、電気車両充電プラグ100の内部の第3のシール(第1および第2のシールは、下で説明する)を形成する。
シール112は、ガスケット、エポキシ、シールオイル、シールグリース、コールドメルト接着剤、またはそれらの組み合わせであり得、このシールは第1のシールとして、水分ならびに塵および砂などの他の材料が電気車両充電プラグ100に進入することに対抗するように、ピン106および108のさらに封止された部分の周りに位置決めされる。シール112は、ピン106および108の周りにぴったり嵌合してフェースプレート102の材料と良好なシーリング係合を確実にする、Oリングタイプガスケットであり得る。シール112は、ピン106/108のスロット104内に形成されたレッジ302によって支持され得る。シール112は、エポキシ、コールドメルト、シールオイル、シールグリース、ニトリル、ネオプレン、エチレンプロピレン、シリコーン、フルオロカーボン、およびPTFEを含む、金属またはプラスチック表面との良好な接着力を有する任意の好適な材料で形成され得る。シール112は、ピン106/108およびフェースプレート102の材料との係合、ならびに密な防湿の第1のシールの形成に好適な任意の形状で構成することができる。
シール112は、ピン106/108のスロット104内に形成されたレッジ302の形状に一致する形状で形成され得る。特定のピンまたはブレードは、ピンの周りに隆起した金属リング(図示せず)を有することができ、金属リング内には、シール112が位置決めされるか、または肩部および他の構成要素(図示せず)を含むことができる。これらは、ピンの丸み付き部分の外周に沿って延在し、スロット104、レッジ302、およびシールが異なる形状を有することを必要とする。そのような場合、シール112の形状は、対応するスロット104のレッジ302の形状およびサイズに応じて、シリンダ、三次元長方形、多角形、または不定形状として形成することができる。
いくつかの実施形態では、ピンは、フェースプレート102の材料内に形成されたレッジ302の代わりに、またはそれに加えて、シール112を支持するレッジを形成することができる。例えば、フェースプレート102の材料内に形成されたレッジは、ピンレッジを支持し、ピンレッジは、シール112を支持することができる。この実施例では、フェースプレート材料内のレッジは、ピンを直接支持するが、フェースプレート材料のレッジは、ピンを介してシール112を間接的に支持する。
図3に示されるように、PP、PBT、PC、または別の好適な材料で形成されたプラスチックキャップ116は、各スロット104内の各シール112の頂部に位置決めされ得る。プラスチックキャップ116の形状は、エポキシ、コールドメルト接着剤、シールオイル、シールグリース、および/またはガスケット112の形状に一致するように、対応スロット104のレッジ302の形状およびサイズに応じて、シリンダ、三次元長方形、多角形、または不定形状であり得る。ピンがリングまたは他の構成要素を含む場合、キャップ116は、2つの金属リングまたは他の構成要素の上部リングの頂部に載置され得る。内側成形物110は、プラスチックキャップ116およびフェースプレート102と同じ材料で形成され得る。本明細書でさらに説明されるように、フェースプレート102、キャップ116、および内側成形物110に同じ材料を利用することは、それらの構成要素間の非常に良好な接着性能を確実にし、これは、電気車両充電プラグ100をさらにシールすることを補助する。
内側成形物110は、電気車両充電プラグ100の製造中に射出成形することができる。内側成形物の溶融プラスチックは、液体状態で注入されるが、リング116およびフェースプレート102は、キャップ116およびフェースプレート102が内側成形物110のプラスチックによって覆われるように、固体であり得る。内側成形物110のプラスチックは、内側成形物110の溶融可塑性材料がフェースプレート102の隅および割れ目ならびに電気車両充電プラグ100の他の内部構成要素のすべてを完全に塞ぐことを確実にするために必要な、十分に高い圧力および十分に高い温度の下で注入され得る。フェースプレート102の隅および割れ目を塞ぎ、キャップ116を含む、電気車両充電プラグ100の他の内部構成要素を覆うことによって、内側成形物110は、キャップ116とピン106およびブレード108との間に第3のシールを形成することができる。キャップ116は、別様には露出され得るエポキシ、コールドメルト接着剤、シールオイル、シールグリース、またはガスケットのすべてを覆うのに十分な形状を有し得る。エポキシ、コールドメルト接着剤、シールオイル、シールグリースまたはガスケットのすべてを覆うのに十分な形状は、シール112のエポキシ、コールドメルト接着剤、シールオイル、シールグリース、または露出材料のすべてが覆われることを確実にする厚さを有し得る。キャップ116はまた、プラスチック内側成形物110の注入中にシール112が完全に溶融することを阻止するシール112の断熱および/または保護カバーを形成するのに十分である、すなわち十分に高い、高さも有し得る。したがって、キャップ116は、電気車両充電プラグ100の第2のシールを形成することができる。
フェースプレート102は、プリント回路基板アセンブリ(「PCBA」)ポッティング224とも呼ばれる、ポッティングハウジング内に収容される、PCBA304を保持するように構成されているフェースプレートの材料内に形成されたブラケット220をさらに含み得る。ポッティングハウジング224は、PP、PBT、またはPCで形成することができ、また、集積回路温度センサを含み得るPCBA304を保持するように成形することができる。PCBA304を、注入された内側成形物の熱および圧力から保護するために、PCBA304は、ポッティングハウジング224内で保護ポッティング化合物によって覆われ得る。ポッティング化合物は、低圧成形および短い処理成形サイクルを使用する、ポリアミドおよびポリオレフィンサーモプラスチックなどの樹脂であり得る。一実施形態では、ポッティング化合物は、Henkel LOCTITE TECHNOMELT PA6208もしくはOM646(以前の商標名は、MACROMELT)、またはエポキシ樹脂、ポリウレタン、もしくはシリコーン化合物であり得る。
PCBA304の集積回路温度センサは、データケーブル118を介して、電気車両充電プラグ100の一部ではなく、そこから物理的に離れているコントローラ(図示せず)に温度データを含むアナログ信号またはデジタル信号を送信するように構成され得る。データケーブル118は、温度データを正確に取り込んで送信するように、電気的ノイズをスクリーニングするためのシールドによって包まれ得る。コントローラは、電気車両充電プラグ100のケーブル120などのケーブルが接続されて、電圧および電流を電気車両充電プラグ100に供給する、電力システムの一部であり得る。内側成形物110内のケーブル120の端部は、ケーブル120を内側成形物110内に固定するために、金属クリップ122を含み得る。PCBA304によって提供された温度データが、電気車両充電プラグ100内の温度が温度閾値を超えたことを示す場合、コントローラは、電力システムが電圧および電流を電気車両充電プラグ100に提供することを停止させ得る。
コントローラが電気車両充電プラグ100から物理的に完全に離れていることは、本開示の重要な安全特徴である。いくつかの既存のプラグおよびケーブルシステムは、コントローラをプラグから離れて位置するが、プラグの近くにあるケーブル上のいずれかの場所である。電気的短絡がプラグ内に生じ、その結果、コントローラがプラグに損傷を与えるほどに十分近づいた場合、コントローラは、電力システムが電圧および電流を提供し続けることを停止させることができない場合がある。これは、標準の110よりも高い電圧定格で動作している一部の電気車両プラグに関して特に問題になる。
ライブ、ニュートラル、およびグランドケーブル124は、データケーブル118に加えて、ケーブル120内に収容されて、ピン106/108およびPCBA304の近くに位置決めすることができ、その位置において、これらのケーブルは、電気車両充電プラグ100のそれぞれの構成要素に接続するために互いに離れている。ケーブル120は、内側成形物110の開口部118を通って延在し得る。内側成形物110および覆い成形物130はどちらも、電気車両充電プラグ100のユーザがプラグを使用する際の把持を改善することができるように、内側成形物および覆い成形物130の両側に把持インデント132を含む。覆い成形物は、熱可塑性エラストマー(「TPE」)もしくは熱可塑性ポリウレタン(「TPU」)、または別の好適な材料で形成され得る。覆い成形物の上部分は、可撓性部分134を有するように構成され得る。ケーブル120の外被もまた、TPEもしくはTPU、または別の好適な材料で形成され得るが、これは、同じ材料の覆い成形物との良好な接合性能をもたらす。
本明細書に開示される電気車両充電プラグ100のシーリングシステムおよび方法は、IP67防水定格を満たし、これは、電気車両充電プラグが塵および砂のような固体物体から100%保護され、ならびに15cm~1mの水中下にある間に少なくとも30分にわたって機能することが試験されていることを意味する。本明細書に開示される電気車両充電プラグ100のシーリングシステムおよび方法はまた、最高でIPX9K防水定格のより高い防水定格も満たし、これは、電気車両充電プラグが近距離における高圧高温スプレーに耐えることを意味する。
図5~図10は、上述の実施形態と同様で、ほぼ同じ構成要素を含む電気車両充電プラグ500の実施形態を例示するが、PCBA304の代わりのサーミスタ、サーミスタのハウジング、およびわずかに異なるフェースプレート502を含む。負の温度係数(「NTC」)または正の温度係数(「PTC」)サーミスタ504は、温度が上昇するにつれてその抵抗が減少または増加するタイプの抵抗器であり、各ピン106/108の上部分を取り囲むハウジング506内に位置決めされ得る。ハウジング506は、セラミックで作製することができ、また、サーミスタ504のためのハウジングとして作用することができる。セラミックは、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、および酸化アルミニウムなどの、高熱伝導性セラミックであり得る。他の熱伝導性セラミックとしては、とりわけ、酸化ベリリウムおよび窒化ホウ素が挙げられる。高熱伝導性セラミック材料は、サーミスタ504による熱の感知を支援するために使用され得る。ハウジング506は、ピンによって生成された熱がサーミスタ504に効率的に伝達されることを確実にするように、サーミスタ504を、対応するピン160/108に結合する。高熱伝導性セラミックが使用されなかった場合は、内側成形物が注入されたときに、内側成形物の可塑性材料が、ピンとサーミスタ504との間に絶縁バリアを形成する場合がある。セラミックハウジング506の使用は、内側成形物110がピンとサーミスタ504との間に絶縁バリアを形成しないことを確実にする。セラミックハウジングはまた、電気絶縁性であり得、充電プラグが高電圧試験要件に合格することができることを確実にすることを補助する。
本明細書において上で説明したように、データケーブル118は、各サーミスタ504に接続されて、温度データを含むアナログ信号を、電気車両プラグの一部ではなく物理的に離れているコントローラ(図示せず)に送信するように構成され得る。サーミスタ504によって提供された温度データが、電気車両充電プラグ500内の温度が温度閾値を超えたことを示す場合、コントローラは、電力システムに電流を低減させるか、電力システムが電圧および電流を供給することを停止させることができる。
ライブ、ニュートラル、およびグランドケーブル124は、データケーブル118に加えて、それらがピンおよびサーミスタ504に近づくまでケーブル120の外被内に収容することができ、その位置においてこれらのケーブルが互いに離れて、電気車両充電プラグ500のそれぞれの構成要素に接続する。
図6~図10にさらに例示されるように、フェースプレート502は、各ホルダ506と嵌合して、ホルダを対応するピンの上部分に対して適所に保つように構成されている、ブラケット1000を含み得る。ブラケット1000は、図10により完全に例示されるように成形され得る。図8および図9に示されるように、ホルダ506は、キャップ116を適所に保つことを補助するように、対応するキャップ116上に部分的または完全に静置することができ、また、ブラケット1000の上面にも部分的に静置することができる。ブラケット1000の高さは、開口部800を各ホルダ516の下に作成するように、隆起部分204の高さよりもわずかに高い。開口部800は、内側成形物の形成中の加圧の結果として内側成形物110の材料が充填され得る、上で説明したような隅および割れ目としての役割を果たすことができ、これは、すべての内部構成要素を適所に保つ役割を果たし、また、電気車両充電プラグ500の第3のシールを形成する。
図11は、図1および図5に描写される実施形態と同様の電気車両充電プラグ1100の一実施形態を例示する。充電プラグ1100は、フェースプレート1102と、単一のホルダまたはハウジング1104と、単一のサーミスタ1106と、を含む。ハウジング1104は、セラミック材料で形成され得る。セラミック材料は、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、および酸化アルミニウムなどの、高熱伝導性セラミックであり得る。他の熱伝導性セラミックとしては、とりわけ、酸化ベリリウムおよび窒化ホウ素が挙げられる。高熱伝導性セラミック材料は、サーミスタ1106による熱の感知を支援し得る。ハウジング1104は、ピンによって生成された熱がサーミスタ1106に効率的に伝達されることを確実にするように、サーミスタ1106を、ライブおよびニュートラルピンであり得るピン1108および1110に結合し得る。セラミックハウジングはまた、電気絶縁性であり得、充電プラグが高電圧試験要件に合格することができることを確実にすることを補助する。
サーミスタ1106は、負の温度係数(「NTC」)または正の温度係数(「PTC」)サーミスタであり得る。サーミスタ1106は、両方のピンから等しく離間されるように、ピン1108と1110との間の中央位置に配置され得る。ハウジング1104は、フェースプレート1102の内側に形成されたブラケット1112によって、ピン1108および1110の両方を取り囲み、適所に保持され得る。図12は、本明細書において上で説明されるように、フェースプレート1102ならびに第1のシール1202および第2のシール1204のさらなる詳細を提供する。図13は、第2のシールまたはプラスチックリング1204に関する追加的な詳細を提供する。複数の干渉クラッシュリブ(interference crush rib)1302が、各プラスチックリング1204の外周の周りに形成され得る。図13には4つのクラッシュリブ1302が示されているが、より少ないまたはより多い数が使用され得る。クラッシュリブ1302は、プラスチックリング1204をスロット1206内に固定することを補助するように、非常に薄く、また、フェースプレート1102のスロット1206に嵌合されたときに潰れて変形するように構成されている。クラッシュリブ1302は、図1および図5の実施形態のプラスチックリング116にも同様に使用され得る。図14は、図11~図12の実施形態の断面図を提供する。
図15は、露出させた内側成形物110およびケーブル120だけを有する、完全に組み立てられた電気車両充電プラグ100/500を例示する。図16は、露出させた覆い成形物130、可撓性部分134、およびケーブル120だけを有する、完全に組み立てられた電気車両充電プラグ100/500を例示する。
本明細書に開示される電気車両充電プラグ500のシーリングシステムおよび方法は、IP67防水定格を満たし、これは、電気車両充電プラグが塵および砂のような固体物体から100%保護され、ならびに15cm~1mの水中下にある間に少なくとも30分にわたって機能することが試験されていることを意味する。本明細書に開示される電気車両充電プラグ500のシーリングシステムおよび方法はまた、最高でIPX9K防水定格のより高い防水定格も満たし、これは、電気車両充電プラグが近距離における高圧高温スプレーに耐えることを意味する。
上述のように、電気車両充電プラグ100/500/1100は、グランドのためのピンならびにライブおよびニュートラルのためのブレードピンを有するという観点で説明されているが、これは、例えば、中国、オーストラリア、またはアルゼンチンにおける標準プラグに対応する、図1~図16に例示されている特定の標準タイプのプラグのためだけのものである。他の国における、および異なる電圧用のプラグは、異なるピンおよびグラウンディング構成を有する。図17Aは、いくつかの他の国において標準である第1組1700のプラグを例示する。例えば、プラグ1702は、米国、フィリピン、およびベトナムにおいて標準であるNEMA5-15プラグである。プラグ1702は、ライブおよびニュートラルのためのブレードピンと、グランドのためのピンと、を有する。プラグ1704は、欧州、韓国、およびインドネシアにおいて標準であり、ライブおよびニュートラルのための2つのピンだけを有し、グランドのためのピンを有していない。代わりに、プラグ1704は、ドイツのソケット/コンセントに差し込まれるときにグランドを提供するための一組の側部接点1703と、フランスのソケット/コンセントに差し込まれるときにグランドを提供するためのグランディングチューブ1705と、を含む。プラグ1706は、水平線に平行であるように配向されたライブおよびニュートラルブレードピンを有するが、グランドもまた水平線に垂直であるように配向されたブレードであり、これは、例えば、イギリスにおいて使用され得る。プラグ1708は、ライブ、ニュートラル、およびグランドのための3つのブレードピンを有し、ライブおよびニュートラルピンが、グランドピンに対して45度の角度であり、これは、例えば、アルゼンチンにおいて使用され得る。
図17Bは、日本におけるプラグ1712、ブラジルにおけるプラグ1714、中国におけるプラグ1716(プラグ1708と同様であるが、差し込まれるときに、グランドピンが底部ではなく頂部にある)、およびオーストラリアにおけるプラグ1718を含む、追加的な国において標準である第2組のプラグ1710の斜視図を例示する。図17Cは、西アフリカにおけるプラグ1722、スイスにおけるプラグ1726、およびタイにおけるプラグ1728を含む、さらなる国において標準である第3組のプラグ1720の斜視図を例示する。プラグ1724は、多数の異なる国において使用される200~250ボルト用の国際電気標準会議(IEC)プラグである。32アンペアバージョンは、一般的に、静止したキャンピング車両および係留されたボートに電力を提供するために使用され、一方で、16アンペアバージョンは、一般的に、ツーリングキャラバン/車両およびテントに電力を提供するために使用される。
図17Dは、台湾におけるプラグ1732、チリおよびイタリアにおけるプラグ1734、イスラエルにおけるプラグ1736、ならびにデンマークにおけるプラグ1738を含む、第4組のプラグ1730の斜視図を例示する。図17Eは、インドにおけるプラグ1742、プラグ1744、米国におけるNEMA14-3プラグ、プラグ1746、米国におけるTT30プラグ、およびプラグ1748、同じく米国におけるNEMA14-50プラグを含む、第5組のプラグ1740の斜視図を例示する。
図18~図28は、日本で使用され得るプラグの態様を描写しており、符号が図1~図16に描写された中国用のプラグの要素と一致し、同様の機能を果たし得るが、いくつかの異なる物理的形状で具現化される。そのような同様に機能する要素は、図1~図16に関して前述において説明されている。図18~図28に描写されている他の要素は、前の図における要素とは機能的に異なることができ、そうした異なる機能の要素のうちのいくつかが下で説明される。
図18~図21は、PCBAセンサを有する一実施形態を描写する。ケーブル外被7330は、内側成形物110の上部開口部7318を通って延在し得る。内側成形物110はまた、覆い成形物130の対応するブラケット7321と嵌合するロックステップ特徴7320も含み得、また、覆い成形物130が内側成形物110から分離することを阻止することを補助し得る。
ブレード108の各々、または電気車両充電プラグ100で使用され得る任意の他の同様の形状のブレードタイプの構成要素は、ブラケット部分7410と、肩部分7412と、を含み得る。肩部分7412は、各ブレード108のブレード部分7414を越えて延在し、フェースプレート102の材料と嵌合して、ブレード108を電気車両充電プラグ100から引き抜くことができない、および、使用中にブレード108が移動することを阻止することを確実にし得る。ブレード108は、肩部分によって接合され得るか、または互いに分離され得る。肩部分7412はまた、ブレード部分7414の頂部の片側または両側のタブ7416を介して延在し得る。タブ7416は、コールドメルト接着剤であってもよく、対応するシール112に対するリングまたはキャップ116の押圧を保ち、さらに第2のシールを形成するように、各リングまたはキャップ116の頂部に接触し得る。
図1~図2に関して上で説明されるように、シール112は、電気車両充電プラグ100に進入する水分に対する第1のシールとして、ピンまたはブレード106、108の周りに位置決めされ得る。図18~図20に示されるように、ピン106、または電気車両充電プラグで使用され得る任意の他の同様の形状のピンタイプの構成要素は、ピンのフェースプレート102の材料との係合を改善することができる。また、使用中にピン106がフェースプレート102に対して移動することを阻止するように、各リング7408の外周の周りに形成されたタブおよびスロットを有する2つの隆起した金属リング7408を含み得る。シール112は、2つのリング7408の間に形成された隙間の中にぴったり嵌合し、リング7408の外周を越えて延在して、フェースプレート102の材料との良好なシーリング係合を確実にすることができる。リング7408およびシール112は、ピン106のスロット104内に形成されたレッジ7502によって支持され得る。
ピン106などのピンのリングまたはキャップ116は、ロッキングタブ7418を含み得る。フェースプレート102は、中央開口部200を形成している内向壁に側部開口部7600を含み得る。側部開口部は、ロッキングタブを受容するように構成され、次いで、これが押し下げられて回転し、それにより、ロッキングタブがフェースプレート102のブリッジ部分7512の下に移動して、リングまたはキャップ116を適所にロックし、シール112への圧力をアサートして、それによって、第1のシールの効果を改善する。ピン106のリングまたはキャップ116はまた、内側成形物が注入されるときにシール112をその圧力および熱から保護するのに十分な形状および高さを有し得る。したがって、実施形態のピン106のリングまたはキャップ116は、電気車両充電プラグ100の第2のシールを形成することができる。
図22~図26は、サーミスタセンサを有する一実施形態を描写する。図22~図26には例示されていないが、各リングまたはキャップ116はまた、ロッキングタブ7418と同様のロッキングタブも含み得る。ブリッジ502の各ブラケット1000は、中央開口部200を形成している内向壁の側部開口部7600と同様の側部開口部を含み得る。側部開口部は、ロッキングタブを受容するように構成され、次いで、これが回転し、それにより、ロッキングタブがフェースプレート102のブリッジ部分7502と同様のブリッジ部分の下に移動して、リングまたはキャップ116を適所にロックする。
図23~図26にさらに例示されるように、ブリッジプレート502は、各ホルダ506と嵌合して、ホルダを対応するブレード108の上部分に対して適所に保つように構成されている、ブラケット8102を含み得る。ブラケット8102は、図26により完全に例示されるように、半円形状であり得る。図24に示されるように、ホルダ506は、リングまたはキャップ116を適所に保ち、電気車両充電プラグの第2のシールを形成するように、対応するリングまたはキャップ116の上に部分的に、また、ブラケット1000の上に部分的に静置される。ブラケット8102の高さは、開口部7900を各ホルダ516の下に作成するように、ブラケット1000の高さよりもわずかに高い。開口部7900は、内側成形物の形成中の加圧の結果として内側成形物110の材料が充填され得る、前述において説明されるような隅および割れ目としての役割を果たすことができ、これは、すべての内部構成要素を適所に保つ役割を果たし、また、電気車両充電プラグの第3のシールを形成する。
本明細書で考察されるシーリングシステムおよび方法は、描写された実施形態に限定されるものではなく、プラグの様々な要素、例えば、ピン、ブリッジ、ケーブル、ケーブルチューブ、ワイヤ絶縁体、ハウジング、およびサーミスタ、の間のシールおよび/またはアタッチメントを形成するために、他のそのようなシーリングシステムおよび方法が適用され得ることが理解されるであろう。特定の実施形態が説明されているが、これらの実施形態は、例示のみを目的として提示されたものであり、本明細書に開示された考案の範囲を限定することを意図するものではない。例えば、様々なプラグのタイプに応じて、電気プラグに埋め込まれたサーミスタなどの温度センサの数、温度センサを含むハウジングの構成、および電気プラグを組み立てるためのプロセスは、本開示の趣旨から逸脱することなく、変形例を有することができる。実際、本明細書に記載された本開示は、様々な他の形態で具現化することができ、さらに、本明細書に記載された実施形態の形態における様々な省略、置換、および変更が、本明細書に開示された本考案の趣旨から逸脱することなく行われ得る。添付の特許請求の範囲およびその均等物は、本明細書に開示された本考案の特定の範囲および趣旨の範囲内に収まるような形態または変更をカバーすることを意図している。
Claims (12)
- 電気車両プラグであって、
少なくともライブピンおよびニュートラルピンを含む2つ以上のピンと、
グランドと、
外面、ならびに内面に形成された複数の隆起部分および低くなった部分を含むフェースプレートであって、前記隆起部分のうちのいくつかがスロットを部分的に形成し、前記2つ以上のピンのうちの少なくとも2つが前記スロットを通って延在し、前記隆起部分のうちの1つ以上が、前記フェースプレートの内向面に位置決めされたブラケットを形成し、前記フェースプレートが、各ピンの貫通孔を充填している、前記フェースプレートと、
前記ライブピン、前記ニュートラルピン、または前記ライブピンおよび前記ニュートラルピンの両方、のいずれかの内部温度を監視するための少なくとも1つの温度センサと、
前記少なくとも1つの温度センサを、前記ブラケットに隣接して、かつ前記ライブピン、前記ニュートラルピン、または前記ライブピンおよび前記ニュートラルピンの両方、のいずれかに隣接して保持するためのハウジングと、
前記2つ以上のピンの周りに形成されて、かつ前記フェースプレートの前記内向面に位置決めされた第1のシールであって、前記スロット内に形成されたレッジによって支持され、かつ前記2つ以上のピンと前記フェースプレートとの間の任意の開口部を充填するように構成された、前記第1のシールと、
前記2つ以上のピンの周りに形成された第2のシールであって、少なくとも前記第2のシールおよび前記フェースプレートの前記低くなった部分を覆う内側成形物上の形態の射出成形される第3のシールに関連する圧力および熱から前記第1のシールを保護するのに十分な材料で前記第1のシールを覆うように構成されている、前記第2のシールと、
前記少なくとも1つの温度センサに接続され、かつ温度データを、前記プラグの一部ではなく、前記プラグから物理的に離れているコントローラに送信するように構成された、データケーブルと、
前記内側成形物および前記フェースプレートの外面を覆う外側成形物と、を備える、
電気車両プラグ。 - 前記第1のシールが、エポキシ、コールドメルト、シールオイル、シールグリース、ニトリル、ネオプレン、エチレンプロピレン、シリコーン、フルオロカーボン、およびPTFE、のうちの1つ以上で形成されている、請求項1に記載の電気車両プラグ。
- 前記第2のシールの前記材料、ならびに前記フェースプレートおよび前記第3のシールの材料が、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、およびポリカーボネートから選択される、請求項1に記載の電気車両プラグ。
- 前記第1のシールおよび前記第2のシールが、対応するレッジの形状に一致する形状を有する、請求項1に記載の電気車両プラグ。
- 前記2つ以上のピンが、2つ以上の円形ピンおよび2つ以上のブレードのうちの1つである、請求項1に記載の電気車両プラグ。
- 前記少なくとも1つの温度センサが、プリント回路基板アセンブリに装着された集積回路温度センサである、請求項1に記載の電気車両プラグ。
- 前記ハウジングが、前記プリント回路基板アセンブリを保持し、かつポッティング化合物で前記プリント回路基板アセンブリを覆って、前記プリント回路基板アセンブリを射出成形される前記第3のシールに関連する圧力および熱から保護するように構成されたポッティングハウジングである、請求項6に記載の電気車両プラグ。
- 前記少なくとも1つの温度センサが、第1のセンサおよび第2のセンサを含み、前記ハウジングが、前記第1のセンサを保持するための第1のハウジングおよび前記第2のセンサを保持するための第2のハウジングを含み、前記ブラケットが、第1のブラケットおよび第2のブラケットを含み、前記第1のハウジングが、前記第1のブラケットによって前記ライブピンに隣接して位置決めされ、前記第2のハウジングが、前記第2のブラケットによって前記ニュートラルピンに隣接して位置決めされている、請求項1に記載の電気車両プラグ。
- 前記第1のセンサおよび前記第2のセンサが、負の温度係数サーミスタまたは正の温度係数サーミスタのうちの1つであり、前記第1のハウジングおよび前記第2のハウジングが、熱伝導性セラミックである、請求項8に記載の電気車両プラグ。
- 前記グランドが、グランドピン、グランドブレード、一組の側部接点、またはグランドチューブ、のうちの1つである、請求項1に記載の電気車両プラグ。
- 前記第2のシールが、前記第2のシールの外周の周りに位置し、かつ前記スロット内で潰れて変形して前記第2のシールを固定するように構成された1つ以上のリブを含む、請求項1に記載の電気車両プラグ。
- 少なくとも1つのピンが、前記ピンの中央部分を通って延在する貫通孔を含み、前記フェースプレートを形成する材料が、前記貫通孔を充填している、請求項1に記載の電気車両プラグ。
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