JP5359854B2 - 車両 - Google Patents

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Description

この発明は、一般的には、車両に関し、より特定的には、充電ケーブルにより外部からの充電が可能な車両に関する。
従来の車両に関して、たとえば、特開平6−325834号公報には、夜間での結合、離脱作業を容易にすることを目的とした、電気自動車における充電コネクタが開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示された電気自動車においては、自動車のボディに設けられた充電用室に、コネクタの自動車側ハウジングが設けられている。その充電用室の側面には、開閉蓋の開閉に伴って点灯または消灯されるランプが取り付けられている。他方、コネクタの充電器側ハウジングには、その先端縁に蛍光塗料が塗布されている。
また、特開2008−279938号公報には、車両周辺の状況にかかわらず、ユーザが容易に充電コネクタの位置を見つけることが可能な車両が開示されている(特許文献2)。特許文献2に開示された車両においては、車両後方のボディに、充電コネクタが接続される充電口が形成されている。車両には、さらに、ユーザに対して充電口の位置を報知するための発光部が、充電口の上部に近接して設けられている。
また、特開2001−244028号公報には、夜間の車両へのコネクタ接続を容易とすることを目的とした車両の外部電源コードが開示されている(特許文献3)。特許文献3に開示された車両においては、外部電源コードのコネクタの正面部に、LEDを備えた筒状のランプが設けられている。
また、実開昭62−196744号公報には、自動車等の車両に装備された灰皿容器本体の内部が好適に照明されるリッド式灰皿の照明装置が開示されている(特許文献4)。また、特開平4−216390号公報には、光源をオン、オフすることなく、カセット挿入口の位置を判別可能とすることを目的としたカセットリッド照明装置が開示されている(特許文献5)。
特開平6−325834号公報 特開2008−279938号公報 特開2001−244028号公報 実開昭62−196744号公報 特開平4−216390号公報
近年、環境に配慮した車両として、車輪の駆動にモータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車や、電気自動車が注目を集めている。このようなハイブリッド自動車や電気自動車において、外部から充電可能な構成にすることが検討されている。この場合、家庭用電源などを用いて充電を行なうことにより、燃料補給にガソリンスタンドに出向く回数が減り、ドライバーにとって便利になるとともに、安価な深夜電力等の利用によりコスト面でも見合うことも考えられる。
このような構成を備える車両においては、充電ケーブルを車両に接続し、この充電ケーブルを通じて外部電源から車両本体側に電力を供給する。しかしながら、夜間や暗いガレージなどで充電作業を行なう場合には、作業者が、車両側に設けられた充電ケーブルの接続位置を視認しづらく、充電時の作業性が損なわれるおそれがある。
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、充電ケーブルにより外部からの充電が可能な車両において、充電時の作業性に優れた車両を提供することである。
この発明に従った車両は、充電ケーブルにより外部からの充電が可能な車両である。車両は、充電ケーブルのコネクタが接続されるインレット部と、ガイド部と、ガイド部に向けて光を発する光源とを備える。ガイド部は、インレット部に設けられ、充電ケーブルのコネクタをインレット部における接続位置に向けて案内する。ガイド部は、透明部材から形成される。
このように構成された車両によれば、充電時に周囲が暗い場合であっても、ガイド部が、光源から発せられ、透明部材を透過した光によって照らされることにより、ガイド部の位置が作業者によって容易に確認される。これにより、作業者は、ガイド部を通じて充電ケーブルのコネクタを所定の接続位置まで移動させ、充電ケーブルのコネクタをインレット部に接続することができる。このため、充電時の作業性を向上させることができる。
また好ましくは、光源は、ガイド部に内蔵される。このように構成された車両によれば、光源がガイド部に内蔵されるため、光源のシール性を向上させることができる。
また好ましくは、光源は、インレット部に対する充電ケーブルのコネクタの接続方向から見て、ガイド部と重なる位置に設けられる。このように構成された車両によれば、充電時における作業者の立ち位置から見て、光源とガイド部とが重なるように配置される。これにより、作業者から見てガイド部がより明るく照らされ、ガイド部の位置がさらに容易に確認される。
また好ましくは、ガイド部は、充電ケーブルのコネクタに設けられた凸部が嵌合され、インレット部における接続位置に向けて延びる溝部と、溝部の開口からその両側に広がって延在し、充電ケーブルのコネクタに設けられた凸部を溝部へと誘導する誘導部とを有する。インレット部に対する充電ケーブルのコネクタの接続方向から見て、光源は、その発光中心が溝部と重なるように設けられる。
このように構成された車両によれば、作業者は、充電ケーブルのコネクタに設けられた凸部を誘導部を通じて溝部へと移動させ、さらに溝部を通じて所定の接続位置まで移動させることにより、コネクタをインレット部に接続することができる。この際、光源から発せられた光は、溝部と、溝部を中心にその両側に広がる誘導部とを明るく照らすため、コネクタの操作を容易とできる。
また好ましくは、ガイド部は、光透過性の樹脂により成形される。このように構成された車両によれば、光源が樹脂封止されるため、光源のシール性を簡易な構成により向上させることができる。
以上に説明したように、この発明に従えば、充電ケーブルにより外部からの充電が可能な車両において、充電時の作業性に優れた車両を提供することができる。
この発明の実施の形態1におけるハイブリッド自動車の外観を示す斜視図である。 図1中のハイブリッド自動車の概略構成を示すブロック図である。 図1中のハイブリッド自動車に設けられた充電部を示す正面図である。 図3中のIV−IV線上に沿った充電部を示す断面図である。 図3中の充電部に接続される充電ケーブルのコネクタを示す正面図である。 図5中のコネクタを示す側面図である。 充電時の作業工程を説明するための充電部の正面図である。 この発明の実施の形態2におけるハイブリッド自動車に設けられた充電部を示す断面図である。
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1におけるハイブリッド自動車の外観を示す斜視図である。図2は、図1中のハイブリッド自動車の概略構成を示すブロック図である。
図1および図2を参照して、ハイブリッド自動車100は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能なバッテリ(2次電池)から電力供給されるモータとを動力源とする。
まず、ハイブリッド自動車100の全体構成について説明すると、ハイブリッド自動車100は、エンジン104と、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割機構103と、バッテリBと、コンデンサCと、リアクトルLと、コンバータ110およびインバータ120,130と、車両ECU(electronic control unit)160とを有する。
動力分割機構103は、エンジン104およびモータジェネレータMG1,MG2に結合されており、これらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構103としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構が用いられる。この3つの回転軸は、エンジン104、モータジェネレータMG1,MG2の各回転軸に接続されている。たとえば、モータジェネレータMG1のロータを中空とし、その中心にエンジン104のクランク軸を通すことによって、動力分割機構103にエンジン104およびモータジェネレータMG1,MG2を機械的に接続することができる。
なお、モータジェネレータMG2の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪102に結合されている。動力分割機構103の内部には、モータジェネレータMG2の回転軸に対する減速機がさらに組み込まれてもよい。
モータジェネレータMG1は、エンジン104によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン104の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車100に組み込まれている。モータジェネレータMG2は、ハイブリッド自動車100の駆動輪である車輪102を駆動する電動機としてハイブリッド自動車100に組み込まれている。
モータジェネレータMG1,MG2は、たとえば、三相交流同期電動機である。モータジェネレータMG1,MG2は、U相コイル、V相コイル、W相コイルからなる三相コイルをステータコイルとして含む。
モータジェネレータMG1は、エンジン出力を用いて三相交流電圧を発生し、その発生した三相交流電圧をインバータ120へ出力する。モータジェネレータMG1は、インバータ120から受ける三相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン104の始動を行なう。
モータジェネレータMG2は、インバータ130から受ける三相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。モータジェネレータMG2は、車両の回生制動時、三相交流電圧を発生してインバータ130へ出力する。
バッテリBとしては、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池などの2次電池を用いることができる。また、バッテリBに替えて、大容量の電気2重層コンデンサを用いることもできる。
本実施の形態におけるハイブリッド自動車100は、家庭用電源などの外部電源からの電力供給を受けることによってバッテリBに充電可能なように構成されている。
より具体的には、ハイブリッド自動車100は、充電部191を有する。充電部191とバッテリBとの間には、AC/DCコンバータ140および切り替え機構150が設けられている。AC/DCコンバータ140は、充電部191を通じて外部電源から供給された交流電流を直流電流に変換するとともに、所定の電圧とする。切り替え機構150は、AC/DCコンバータ140とバッテリBとの間に設けられている。切り替え機構150は、車両ECU160から信号に基づいて、AC/DCコンバータ140およびバッテリB間の通電状態のON/OFFを切り替える。
本実施の形態では、充電部191が、ドライバーシート側のフロントフェンダに設けられている。より具体的には、フロントフェンダには、充電部191を収容する給電室31と、給電室31を開閉自在とする蓋部32とが設けられている。充電部191の設置場所は、ドライバーシート側のフロントフェンダに限られず、たとえば、パッセンジャーシート側のフロントフェンダやリヤフェンダなどであってもよい。
ハイブリッド自動車100に対する充電時には、充電ケーブル21が使用される。充電ケーブル21は、ハイブリッド自動車100の適当な位置に搭載されており、充電時にその搭載位置から持ち出されて使用される。
充電ケーブル21は、長尺の電気ケーブルから形成されており、その両端にそれぞれコネクタ22およびコネクタ23を有する。コネクタ22は、家庭用電源のコンセント等、外部電源に対して接続可能に設けられている。コネクタ23は、車両本体側に設けられた充電部191に対して接続可能に設けられている。バッテリBの充電作業時、コネクタ22およびコネクタ23がそれぞれ外部電源および充電部191に接続され、充電ケーブル21を通じて、外部電源から車両本体側に電力が供給される。
続いて、ハイブリッド自動車100に設けられた充電部191の構造について詳細に説明する。
図3は、図1中のハイブリッド自動車に設けられた充電部を示す正面図である。図4は、図3中のIV−IV線上に沿った充電部を示す断面図である。図3および図4を参照して、充電部191には、インレット部56と、ガイド部41と、照明装置51とが設けられている。
まず、インレット部56の構造について説明すると、インレット部56は、充電ケーブル21のコネクタ23が差し込まれる差し込み口として設けられている。その構造についてより具体的に説明すると、インレット部56は、本体部60と、接続部としての接続ピン66,67,68,69,70とから構成されている。
本体部60は、図1中の給電室31において、車両のボディに取り付けられている。本体部60は、その構成部位として、ピン囲繞部61と、外周部62と、支持部63と、係止爪受け部65とを有し、これらの各部が一体となるように樹脂成形により形成されている。
ピン囲繞部61は、接続ピン66〜70の各ピンを取り囲むように設けられている。ピン囲繞部61は、接続ピン66〜70の延伸方向に沿って柱状に延在する。外周部62は、ピン囲繞部61の外周上に設けられている。ピン囲繞部61と外周部62との間には、環状に延在する隙間64が形成されている。支持部63は、ピン囲繞部61に対して鉛直下側となる位置で外周部62と連なって形成されている。係止爪受け部65は、ピン囲繞部61に対して鉛直上側となる位置に設けられている。係止爪受け部65は、後述する係止爪72を係止可能な形状を有する。
本体部60は、接続ピン66〜70が、充電時における作業者の立ち位置である車両側方に向けて延伸するように取り付けられている。本体部60には、さらに、蓋部71が設けられている。蓋部71は、給電室31の内部に設けられている。蓋部71は、接続ピン66〜70を臨むピン囲繞部61および外周部62の前面に開閉可能に設けられている。
インレット部56には、ガイド溝58が形成されている。ガイド溝58は、充電ケーブル21のコネクタ23をインレット部56における所定の接続位置に向けて案内する機能と、接続ピン66〜70と、後述する嵌合部76〜80とのそれぞれの位置を合わせるために、コネクタ23の位置(角度)を規制する機能とを有する。
ガイド溝58は、本体部60に形成されている。ガイド溝58は、外周部62の内周面から凹み、接続ピン66〜70の延伸方向に平行な方向に延びている。ガイド溝58は、接続ピン66〜70と隣り合う位置で直線状に延びている。ガイド溝58は、ピン囲繞部61に対して鉛直下側となる位置に形成されている。ガイド溝58は、ピン囲繞部61と支持部63との間に配置されている。
接続ピン66〜70は、バッテリ充電のための電流が流れるパワーケーブル用の2本と、アース用の1本と、信号線用の2本とから構成されている。接続ピン66〜70は、柱状に延びるピン囲繞部61の中心軸に対して、その軸周りの周方向に互いに間隔を隔てて配置されている。接続ピン66〜70の各ピンは、ピン囲繞部61に取り囲まれた柱状の空間に配置されている。
次に、ガイド部41の構造について説明すると、ガイド部41は、インレット部56に設けられている。ガイド部41は、充電ケーブル21のコネクタ23をインレット部56における所定の接続位置に向けて案内する機能を有する。
ガイド部41は、外周部62および支持部63の前面に取り付けられている。ガイド部41には、溝部としてのガイド溝42と、誘導部としての誘導面43m,43n(以下、両者を区別しない場合は、誘導面43という)とが形成されている。
ガイド溝42は、ガイド溝58に連通して形成されている。ガイド溝42は、ガイド溝58に向けて直線状に延びて形成されている。ガイド溝42は、ガイド溝58に近づくに従って鉛直下側から鉛直上側に移動するように傾斜して形成されている。
誘導面43は、ガイド溝42の開口からその両側に広がって延在している。誘導面43mは、ガイド溝58のその延伸方向に延びる開口縁から一方の側に広がって延在している。誘導面43nは、ガイド溝58のその延伸方向に延びる開口縁から他方の側に広がって延在している。言い換えれば、ガイド溝42は、誘導面43mと誘導面43nとの間で、誘導面43の表面から凹むように形成されている。誘導面43は、ガイド溝42の開口から離れるに従って鉛直上側に向かうように形成されている。誘導面43は、湾曲面により形成されている。
ガイド部41は、透明部材から形成されている。ガイド部41は、照明装置51から発せられた光を透過可能な透明部材から形成されている。ガイド部41は、光透過性の樹脂から成形されている。たとえば、ガイド部41は、光透過性と高剛性とを兼ね備えたPBT樹脂から成形されている。
なお、本実施の形態では、図示しない締結部品としてのボルトを用いてガイド部41がインレット部56に取り付けられているが、これに限られず、たとえば、接着剤を用いてインレット部56に接合されてもよいし、樹脂成形によってインレット部56の本体部60と一体に形成されてもよい。
次に、照明装置51の構造について説明すると、照明装置51は、光を発する光源52を有する。照明装置51は、光源52が外部に露出する形態で支持部63によって支持されている。その外部に露出した光源52は、ガイド部41を形成する透明樹脂によって覆われている。このような構成により、光源52が樹脂封止されることになり、光源52のシール性を向上させることができる。
なお、光源52の種類は、特に限定されず、たとえば白熱電球であってもよいし、LEDであってもよい。
光源52は、ガイド部41に向けて光を発するように設けられている。より具体的には、光源52は、インレット部56に対するコネクタ23の接続方向、すなわち図3中に示す方向から見て、ガイド部41に重なる位置に設けられている。さらに、光源52は、その光源中心がガイド部41のガイド溝42に重なるように設けられている。
図5は、図3中の充電部に接続される充電ケーブルのコネクタを示す正面図である。図6は、図5中のコネクタを示す側面図である。
図5および図6を参照して、コネクタ23は、筒部73、凸部74、係止爪72、嵌合部76,77,78,79,80およびグリップ部85を有する。
グリップ部85は、作業者が把持可能なグリップ形状を有する。嵌合部76〜80は、グリップ部85の端面から突出する形態により設けられている。嵌合部76〜80は、それぞれ、図3中の接続ピン66〜70に対応する位置に設けられている。インレット部56に対するコネクタ23の接続時、嵌合部76〜80には、それぞれインレット部56側の接続ピン66〜70が嵌合される。
なお、インレット部56とコネクタ23との接続構造は、上記のピン構造に限られず、適宜変更されてもよい。また、インレット部56側に嵌合部が設けられ、コネクタ23側に接続ピンが設けられてもよい。
筒部73は、グリップ部85の端面から筒状に突出する形態により設けられている。筒部73は、嵌合部76〜80を取り囲むリング状に形成されている。インレット部56に対するコネクタ23の接続時、筒部73が図3中の隙間64に位置決めされる。凸部74は、筒部73に連接されている。凸部74は、筒部73の外周面から径方向外側に突出するように設けられている。インレット部56に対するコネクタ23の接続時、凸部74は、図3中のガイド溝58に嵌合する。このとき、嵌合部76〜80がそれぞれ接続ピン66〜70に向き合う位置に位置決めされる。
係止爪72は、図3中の係止爪受け部65に対して係止可能な爪形状を有する。インレット部56に対するコネクタ23の接続時、係止爪72および係止爪受け部65による係止構造により、コネクタ23がインレット部56に対して固定される。
図7は、充電時の作業工程を説明するための充電部の正面図である。図7を参照して、バッテリの充電を行なう場合、作業者は、まず、図1中の蓋部32および図7中の蓋部71を順に開ける。この際、照明装置51を作動させ、光源52を発光させる。照明装置51を作動させる手段としては、手動スイッチを設けてもよいし、たとえば、蓋部71の開閉状態を検出するためのセンサを設け、蓋部71の開閉操作と照明装置51の作動とを連動させてもよい。
次に、作業者は、グリップ部85を把持しながら、凸部74が誘導面43に当たるようにしてコネクタ23を位置決めする。さらに、凸部74を誘導面43に沿わせながらコネクタ23を移動させ、凸部74をガイド溝42に嵌合させる。凸部74が溝部74に嵌合したら、作業者は、凸部74がガイド溝42およびガイド溝58を順に通るように、コネクタ23をインレット部56に向けて差し込む。これにより、嵌合部76〜80がそれぞれ接続ピン66〜70に嵌合する。
本実施の形態においては、光源52から発せられた光が、ガイド部41を形成する透明樹脂を透過して、ガイド溝42および誘導面43を明るく照らし出す。このため、夜間に充電を行なう場合や、照明の行き届かないガレージなどで充電を行なう場合などであっても、コネクタ23の差し込み口を容易に視認することができる。また、ガイド部41にはガイド溝42および誘導面43が形成されるため、作業者は、そのガイド溝42および誘導面43を利用して、コネクタ23をインレット部56の接続位置へと的確に移動させることができる。
嵌合部76〜80がそれぞれ接続ピン66〜70に嵌合する位置までコネクタ23が移動することにより、係止爪72と係止爪受け部65とが係止し、コネクタ23がインレット部56に対して固定される。以上の工程により、インレット部56に対するコネクタ23の接続が完了する。
以上に説明した、この発明の実施の形態1における車両の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における車両としてのハイブリッド自動車100は、充電ケーブル21により外部からの充電が可能な車両である。ハイブリッド自動車100は、充電ケーブル21のコネクタ23が接続されるインレット部56と、ガイド部41と、ガイド部41に向けて光を発する光源52とを備える。ガイド部41は、インレット部56に設けられ、充電ケーブル21のコネクタ23をインレット部56における接続位置に向けて案内する。ガイド部41は、透明部材から形成される。
このように構成された、この発明の実施の形態1におけるハイブリッド自動車100によれば、光源52の発光によってコネクタ23の差し込み口の視認性が向上する効果と、ガイド部41によってコネクタ23の操作性が向上する効果とが相まって、充電時の作業性を大幅に向上させることができる。
なお、本発明を、燃料電池とバッテリ(2次電池)とを駆動源とする燃料電池ハイブリッド車両(FCHV:Fuel Cell Hybrid Vehicle)または電気自動車(EV:Electric Vehicle)に適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド自動車では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド自動車では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、バッテリの使用に関しては、両方のハイブリッド自動車で基本的に変わらない。
(実施の形態2)
図8は、この発明の実施の形態2におけるハイブリッド自動車に設けられた充電部を示す断面図である。本実施の形態におけるハイブリッド自動車は、実施の形態1におけるハイブリッド自動車100と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。
図8を参照して、本実施の形態では、本体部60が、ピン囲繞部61と、外周部62と、係止爪受け部65とを有し、これらの各部が一体となるように樹脂成形により形成されている。すなわち、実施の形態1と比較して、本体部60は、図3中の支持部63を有しない。
本体部60は、透明部材から形成されている。本体部60は、照明装置51から発せられた光を透過可能な透明部材から形成されている。本体部60は、光透過性の樹脂から成形されている。本体部60は、たとえば、光透過性と高剛性とを兼ね備えたPBT樹脂から成形されている。
本体部60には、充電ケーブル21のコネクタ23をインレット部56における所定の接続位置に向けて案内する機能を有するガイド溝58が形成されている。すなわち、本実施の形態では、ガイド部としてのガイド溝58が、インレット部56に一体に設けられている。ガイド部としてのガイド溝58は、本体部60を形成する光透過性の樹脂により成形されている。
光源52は、光源52から発せられた光がガイド溝58を照らすように配置されている。より具体的には、光源52は、充電時の作業者の立ち位置から見て、ガイド溝58の背面側に配置されている。光源52は、パッキン81を用いて封止されている。
このような構成によれば、光源52から発せられた光は、本体部60を形成する透明樹脂を透過して、ガイド溝58を明るく照らし出す。このため、作業者は、周囲が暗い場合であっても、ガイド溝58の位置を容易に視認することができ、さらに、そのガイド溝58を通じてコネクタ23をインレット部56の接続位置へ容易に移動させることができる。
このように構成された、この発明の実施の形態2におけるハイブリッド自動車によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明は、主に、バッテリから電力供給されるモータを動力源として備える車両に利用される。
21 充電ケーブル、22,23 コネクタ、31 給電室、32,71 蓋部、41 ガイド部、42,58 ガイド溝、43,43m,43n 誘導面、51 照明装置、52 光源、56 インレット部、60 本体部、61 ピン囲繞部、62 外周部、63 支持部、64 隙間、65 係止爪受け部、66,67,68,69,70 接続ピン、72 係止爪、73 筒部、74 凸部、76,77,78,79,80 嵌合部、81 パッキン、85 グリップ部、100 ハイブリッド自動車。

Claims (5)

  1. 充電ケーブルにより外部からの充電が可能な車両であって、
    充電ケーブルのコネクタが接続されるインレット部と、
    前記インレット部に設けられ、充電ケーブルのコネクタを前記インレット部における接続位置に向けて案内し、透明部材から形成されるガイド部と、
    前記ガイド部に向けて光を発する光源とを備える、車両。
  2. 前記光源は、前記ガイド部に内蔵される、請求項1に記載の車両。
  3. 前記光源は、前記インレット部に対する充電ケーブルのコネクタの接続方向から見て、前記ガイド部と重なる位置に設けられる、請求項1または2に記載の車両。
  4. 前記ガイド部は、充電ケーブルのコネクタに設けられた凸部が嵌合され、前記インレット部における接続位置に向けて延びる溝部と、前記溝部の開口からその両側に広がって延在し、充電ケーブルのコネクタに設けられた凸部を前記溝部へと誘導する誘導部とを有し、
    前記インレット部に対する充電ケーブルのコネクタの接続方向から見て、前記光源は、その発光中心が前記溝部と重なるように設けられる、請求項1から3のいずれか1項に記載の車両。
  5. 前記ガイド部は、光透過性の樹脂により成形される、請求項1から4のいずれか1項に記載の車両。
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