JP5477953B2 - Automobile charging cable outlet plug - Google Patents
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Description
本発明は、プラグインハイブリッド車や電気自動車(以下、充電自動車という)への充電ケーブルに用いるに適した自動車用充電ケーブルのコンセントプラグに関するものである。 The present invention relates to an outlet plug of an automotive charging cable suitable for use as a charging cable for a plug-in hybrid vehicle or an electric vehicle (hereinafter referred to as a charging vehicle).
充電自動車への充電は充電スタンドと充電自動車との間を充電ケーブルによって接続して行われる。充電ケーブルには、充電スタンドと一体に備え付けられたタイプ(以下、スタンド一体型ケーブルという)と、充電自動車に積載して持ち運びが可能なタイプ(以下、車載型ケーブルという)とがある。 Charging the charging vehicle is performed by connecting the charging stand and the charging vehicle with a charging cable. There are two types of charging cables: a type that is provided integrally with a charging stand (hereinafter referred to as a stand-integrated cable), and a type that can be carried on a charging vehicle (hereinafter referred to as an in-vehicle cable).
何れの充電ケーブルも、その一端に充電自動車との接続用コネクタを有する点は共通である。一方、ケーブルの他端は、スタンド一体型ケーブルでは充電スタンド内に引き込まれ、使用者が取り外しできない構造となっているのに対し、車載型ケーブルでは、充電時に充電スタンド等の電源側のコンセントタップに差し込まれるコンセントプラグが設けられている。この電源としては充電スタンドの他に、一般家庭の屋外に設置されている通常の屋外コンセントが利用されることもある。 All of the charging cables have the common feature of having a connector for connection with the charging vehicle at one end. On the other hand, the other end of the cable is pulled into the charging stand with a stand-integrated cable and cannot be removed by the user. There is an outlet plug to be plugged into. In addition to a charging stand, a normal outdoor outlet installed outside a general household may be used as this power source.
充電スタンドのコンセントタップには、充電中に誤ってコンセントプラグが引き抜かれると、通電を遮断する保護装置が組み込まれているものがある(特許文献1)。しかし、このような保護装置は一般家庭の屋外に設置されている屋外コンセントには組み込まれていないのが普通である。またコンセントタップの内部構造は外部から視認できないため、一般家庭以外の電源から充電しようとする場合においても、充電ケーブルの使用者は上記保護装置の存在を確認できない。 Some outlet taps of a charging stand incorporate a protective device that interrupts energization when an outlet plug is accidentally pulled out during charging (Patent Document 1). However, such a protective device is usually not incorporated in an outdoor outlet installed outside a general household. In addition, since the internal structure of the outlet tap cannot be visually recognized from the outside, the user of the charging cable cannot confirm the existence of the protective device even when charging from a power source other than a general household.
このため、保護装置が組み込まれていないコンセントタップから充電を行う場合に、充電中に誤ってコンセントプラグを引き抜くとコンセントタップとコンセントプラグとの間でアークが飛び、コンセントプラグを持っている手を火傷させたりする可能性があった。 For this reason, when charging from an outlet tap that does not have a built-in protective device, if you accidentally pull out the outlet plug during charging, an arc will jump between the outlet tap and the outlet plug, and your hand holding the outlet plug There was a possibility of burns.
従って本発明の目的は前記問題を解決し、充電自動車を充電中に充電ケーブルのコンセントプラグを電源側のコンセントタップから誤って引き抜いた場合であっても、外部にアークを発生させるおそれのない自動車用充電ケーブルのコンセントプラグを提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and even if the outlet plug of the charging cable is accidentally pulled out from the outlet tap on the power supply side while charging the charging vehicle, the vehicle does not cause the occurrence of an arc outside. It is to provide an outlet plug for the charging cable.
上記の課題を解決するためになされた本発明の自動車用充電ケーブルのコンセントプラグは、自動車用充電ケーブルの一端部に配され、充電式自動車の充電時に、電源側のコンセントタップに差し込まれるコンセントプラグであって、コンセントプラグ本体の内部に、常時は先端部がコンセント接続面から弾性手段により外側に付勢されて突出し、コンセント差込み時には弾性力に抗してコンセント接続面の内側方向に押し込まれるトリップバーを備え、コンセント引抜き時にはトリップバーのコンセント接続面から外側への移動に連動して接点を開く接点開閉機構を組み込み、該接点開閉機構は、トリップバーのコンセント接続面の内側方向への動きにより回転し、接点を投入する回転体と、トリップバーのコンセント接続面から外側への移動に連動し、接点を開放するトリガーレバーとを含むリンク機構であることを特徴とするものである。 The outlet plug of the charging cable for automobiles of the present invention made to solve the above problems is arranged at one end of the charging cable for automobiles, and is inserted into the outlet tap on the power source side when charging the rechargeable automobile. In the outlet plug body, the tip is always urged outwardly by the elastic means from the outlet connection surface and protrudes toward the inside of the outlet connection surface against the elastic force when the outlet is inserted. a bar, at the time of outlet withdrawal incorporate contact switching mechanism to open the contacts in conjunction with the outward movement of the outlet connection surface of the trip bar, said contact opening and closing mechanism, the movement in the inward direction of the outlet connection surface of the trip bar Rotating body that rotates and throws in contacts, and from the outlet connection surface of the trip bar to the outside In conjunction with the movement, it is characterized in that the link mechanism comprising a trigger lever to open the contacts.
なお、接点開閉機構は、コンセントプラグ本体内に設けた電気的異常を検出する漏電検出装置からの信号を受けてトリガーレバーを動かし、接点を開く異常遮断装置を備えたものであることが好ましい。また、接点開閉機構は、コンセント差込み時にはトリップバーのコンセント接続面の内側方向への動きと連動して接点を閉じるリンク機構であることが好ましい。また、リンク機構は、トリップバーのコンセント接続面の内側方向への動きにより回転する回転体と、この回転体にリンクピンを介して接続されるラッチ部材と、ラッチ部材の一端を係合支持するトリガーレバーと、トリガーレバーとの係合部を支点として回転するラッチ部材により駆動され、可動接触子を固定接点に向かって押圧するクロスバーとからなるものであることが好ましい。また、リンク機構は、トリップバーのコンセント接続面から外側への移動に連動してラッチ部材とトリガーレバーとの係合を解除し、回転体を弾性力により回転させて接点を開くトリップ機能を備えたものであることが好ましい。さらに、トリップバーはコンセント接続面から外側に移動したときにトリガーレバーを押圧して回転させ、ラッチ部材とトリガーレバーとの係合を解除するものであることが好ましい。 Note that the contact opening / closing mechanism is preferably provided with an abnormality interrupting device that opens a contact by moving a trigger lever in response to a signal from a leakage detecting device that detects an electrical abnormality provided in the outlet plug body. The contact opening / closing mechanism is preferably a link mechanism that closes the contact in conjunction with the movement of the trip bar toward the inside of the outlet connection surface when the outlet is inserted. In addition, the link mechanism engages and supports a rotating body that rotates by an inward movement of the trip bar outlet connection surface, a latch member that is connected to the rotating body via a link pin, and one end of the latch member. It is preferably composed of a trigger lever and a cross bar that is driven by a latch member that rotates with the engaging portion of the trigger lever as a fulcrum and presses the movable contact toward the fixed contact. In addition, the link mechanism has a trip function that releases the engagement between the latch member and the trigger lever in conjunction with the movement of the trip bar from the outlet connection surface to the outside and rotates the rotating body with elastic force to open the contact. It is preferable that Furthermore, it is preferable that the trip bar presses and rotates the trigger lever when moving from the outlet connection surface to release the engagement between the latch member and the trigger lever.
本発明の自動車用充電ケーブルのコンセントプラグは、コンセントプラグ本体の内部に、常時は先端部がコンセント接続面から弾性手段により外側に付勢されて突出し、コンセント差込み時には弾性力に抗してコンセント接続面の内側方向に押し込まれるトリップバーを備え、トリップバーのコンセント接続面の内側方向への動きにより回転体が回転して接点を投入する。また、コンセント引抜き時にはトリップバーのコンセント接続面から外側への移動に連動してトリガーレバーが接点を開く機能を有する。このため、充電自動車を充電中にコンセントプラグを電源側のコンセントタップから誤って引き抜こうとすると直ちに接点が開放され、コンセントプラグがコンセントタップから完全に引き抜かれる前に通電が遮断される。このためコンセントタップとコンセントプラグとの間でアークが飛ぶ危険を防止することができる。 The outlet plug of the charging cable for an automobile of the present invention is normally protruded from the outlet connecting surface to the outlet plug body by being elastically biased to the outside by the elastic means inside the outlet plug body. A trip bar that is pushed inwardly of the surface is provided, and the rotating body rotates by the movement of the trip bar toward the inner side of the outlet connection surface to insert the contact. Further, when the outlet is pulled out , the trigger lever has a function of opening the contact in conjunction with the outward movement of the trip bar from the outlet connection surface. For this reason, if the outlet plug is accidentally pulled out from the outlet tap on the power supply side while the charging vehicle is being charged, the contact is immediately opened, and the energization is cut off before the outlet plug is completely pulled out from the outlet tap. For this reason, the danger that an arc will fly between the outlet tap and the outlet plug can be prevented.
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1は実施形態のコンセントプラグの外観斜視図であり、1は充電ケーブル2の先端部に設けられたコンセントプラグ本体、3はそのコンセント接続面である。コンセント接続面3からは一対の通電プラグ4、4と一本のアースプラグ5が固定的に突設されているとともに、トリップバー6の先端部7が突出している。後述するように、このトリップバー6はバネ8によって常に外側に向けて弾発され、図1のようにコンセント接続面3から先端部7が突出しているが、コンセント差込時にはコンセントタップの端面により押され、先端部7はバネ8による弾性力に抗してコンセントプラグ本体1のコンセント接続面の内側方向へ押し込まれるものである。なお、9はコンセントプラグ本体1の表面付近に設けられた通電表示灯、10は漏電検出時に回路を遮断する機能が正常に動作するかどうかを確認するためのテストボタンである。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
FIG. 1 is an external perspective view of an outlet plug according to an embodiment. Reference numeral 1 denotes an outlet plug body provided at the tip of a
次に図2を参照しつつ、実施形態のコンセントプラグの内部に収納されているリンク機構からなる接点開閉機構の構造を説明する。なお図2〜図4では内部構造を分り易くするためにコンセントプラグ本体1の内部にあって各部材を支持するフレームを省略し、フレーム42は図5のみに部分的に示した。以下の説明では、図面上の上下左右を単に上、下、左、右と記す。
Next, the structure of the contact opening / closing mechanism including the link mechanism housed in the outlet plug of the embodiment will be described with reference to FIG. 2 to 4, in order to make the internal structure easy to understand, the frame inside the outlet plug body 1 and supporting each member is omitted, and the
コンセント接続面3の裏面には絶縁性のプレート11が設けられており、下部位置には固定接点12を備えた固定接触子13が固定されている、この固定接触子13の基部は通電プラグ4、4として形成されている。また上部位置には可動接点15を備えた可動接触子16が設けられている。可動接触子16の基部は電線38と接続されている。なお紙面に垂直方向に重なっているため図示されていないが、これらの固定接点12、固定接触子13、電線38、可動接点15、可動接触子16は何れも対をなして2極分設けられている。このように一対の通電プラグ4、4と電線38との間にはそれぞれ固定接点12と可動接点15とが介在しているため、図3のように可動接点15が固定接点12と接触した状態においてのみ、通電可能となる。
An
トリップバー6はコンセント接続面3からコンセントプラグ本体1の内側に向かって延びる幅の狭い板状体であり、前記したようにバネ8によって常に外側に向けて弾発されており、細い先端部7のみがコンセント接続面3から突出している。トリップバー6の後端部17はL字状に下向きに屈曲されている。また後端部17に近い下面には、突起18が形成されている。
The
トリップバー6の下方位置には、接点開閉機構としてのリンク機構が設けられている。リンク機構は少なくとも、以下に説明する回転体21、リンクピン23、ラッチ部材25、クロスバー33、トリガーレバー30より構成される。トリップバー6の後端部17の下方位置には、図示を略したフレームに固定された軸20を中心として回転できる回転体21が設けられている。回転体21は逆L字状であり、その上端部にはトリップバー6がコンセント接続面の内側方向に押されたときにその後端部17により押される突起22が突設されている。軸20の周りには図示を略したバネが設けられており、回転体21を常に反時計方向に付勢している。このため回転体21は外力を受けない状態では図2の基本位置にある。回転体21の先端部には略コ字状のリンクピン23が回転自在に設けられている。
A link mechanism as a contact opening / closing mechanism is provided below the
25は中央部をこのリンクピン23に連結されたラッチ部材である。ラッチ部材25は上方に延びる上部片26と、下方に延びる下部片27とを備えている。またラッチ部材25のリンクピン23との連結部Aはフレーム42に形成された長孔28により、ほぼ左右方向にのみ動けるように支持されている。
これらのラッチ部材25と回転体21の上方には、トリップバー6とほぼ平行にトリガーレバー30が設けられている。このトリガーレバー30はフレーム42に固定された軸31を中心として回転可能なもので、図示しないバネにより常に反時計方向に付勢されている。トリガーレバー30の先端部は下方にエッジ状に突出させてあり、ラッチ部材25の上部片26との係合部32となっている。なお図2の状態ではトリガーレバー30の係合部32はラッチ部材25の上部片26と係合していないが、図3、図4では係合している。
A
ラッチ部材25の下部片27は下部が屈曲させてあり、クロスバー33に隣接している。クロスバー33は可動接触子16と常時接触しており、ラッチ部材25の下部片27がクロスバー33を先端側(左側)に押すと、図3のように可動接触子16を押して固定接点12に可動接点15を接触させる機能を有するものである。
The
次に図7を参照しつつ、実施形態のコンセントプラグの内部に収納されている異常検出装置によって接点を開く異常遮断装置の構造を説明する。
図7は図2〜図4の内部構造を反対側より示したものである。コンセントプラグ本体1には、過電流や漏電等の電気的異常を検出する異常検出装置が組み込まれている。実施形態の異常検出装置は、漏電検出装置39(ZCT)であり、ケーブル2よりコンセントプラグ本体1の内部に引き込まれた電線38を貫通している。漏電検出装置39で漏電が検出され、判定回路41にて漏電が所定値以上であると判断した場合には、異常遮断装置であるソレノイド40を励磁し、ソレノイド40に摺動自在に保持するプランジャ19を吸引する。また、プランジャ19の上端は、図8に示すようにトリガーレバー30の後端部に二股状に形成された係合部31aと係合していて、プランジャ19が吸引されると、トリガーレバー30は軸31を中心に図面7において反時計方向に回転する構造としている。
Next, with reference to FIG. 7, the structure of the abnormality interrupting device that opens the contact by the abnormality detecting device housed in the outlet plug of the embodiment will be described.
FIG. 7 shows the internal structure of FIGS. 2 to 4 from the opposite side. The outlet plug main body 1 incorporates an abnormality detection device that detects electrical abnormalities such as overcurrent and electric leakage. The abnormality detection device of the embodiment is a leakage detection device 39 (ZCT), and penetrates the
以下にこのコンセントプラグの作用を説明する。
先ずコンセントプラグがコンセントタップに差し込まれていない状態では、各部材は図2の状態にあって、可動接点15は可動接触子16の弾性によって固定接点12から離れている。この状態からコンセントプラグをコンセントタップに差し込むと、常時は先端部7がコンセント接続面3から弾性手段であるバネ8により外側に付勢されて突出しているトリップバー6が図3のように弾性力に抗してコンセント接続面の内側方向に押し込まれ、このトリップバー6の内側への動きと連動して接点が閉じる。その具体的な動きは次の通りである。
The operation of this outlet plug will be described below.
First, when the outlet plug is not inserted into the outlet tap, each member is in the state shown in FIG. 2, and the
最初にトリップバー6の後端部17が回転体21の突起22の上面に乗り上げて押し下げ、回転体21に作用するバネ(図示せず)による弾性力に抗して時計方向に回転させる。この回転によって回転体21の先端部が斜め上方に回転しながら移動し、リンクピン23の枢着部Bも斜め上方に回転しながら移動する。これに連れてリンクピン23の連結部Aはフレーム42に形成した長孔28に沿って左側に移動するので、リンクピン23の連結部Aに押されてラッチ部材25は左側に移動し、ラッチ部材25の上部片26がトリガーレバー30の係合部32と係合する。そしてこの状態からさらに回転体21が僅かに回転して行くと、ラッチ部材25はトリガーレバー30の係合部32と係合点を支点として時計方向に回転し、下部片27がクロスバー33を左方向に押圧し、可動接触子16を押して固定接点12に可動接点15を接触させる。これによって接点がオンとなり、通電プラグ4と前記電線38とが導通状態となる。
First, the
なお、図2から図3の状態に至る途中で、リンクピン23のラッチ部材25との連結部Aと、回転体21の軸20とを通る直線Lよりも、リンクピン23の回転体21との枢着部Bが上側に移動する。回転体21に作用している弾性力は、反時計方向(矢印y方向)に付勢されていて、枢着部Bが直線Lの下側にあるときは回転体21を図2の状態に戻すように作用するが、ラッチ25がトリガーレバー25と係合していて、クロスバー33が可動接触子16自体の弾性力により右方向(x方向)に押圧されていることにより、中立点である直線Lとの交点を越えると安定側に入り、連結部Aの位置が動かない限りこの図3の状態を保持する。このため、コンセントプラグをコンセントタップに差し込んだ状態では接点がオンの状態が安定に維持され、充電が進行する。このリンク機構の安定状態を図6に示した。
In the middle of the state from FIG. 2 to FIG. 3, the rotating
しかし図3の状態からコンセントプラグを引き抜こうとすると、通電プラグ4、4が未だコンセントタップに差し込まれたままの状態において、トリップバー6が図4のように前進する。これによってトリップバー6の突起18がトリガーレバー30の上方屈曲部35と接触し、バネによる弾性力に抗してトリガーレバー30を時計方向に回転させる。この状態からさらにコンセントプラグを引き抜いてトリップバー6が左方向に前進すると、トリガーレバー30の係合部32は上方に移動するためにラッチ部材25の上部片26との係合が外れる。
However, when the outlet plug is to be pulled out from the state of FIG. 3, the
その瞬間、上部の支えを失ったラッチ部材25はリンクピン23から加えられている弾発力によって反時計方向に回転し、リンクピン23の連結部Aが左側に移動する。そのためそれまで維持されていた図6の安定状態が崩れ、回転体21は弾性力により急速に図2の状態まで回転し、これと同時にラッチ部材25の下部片27によるクロスバー33の押圧も解除されるので、可動接触子16は下部が右側に回転して可動接点15は固定接点12から離れてトリップし、接点がオフとなる。
At that moment, the
このように、コンセントプラグを引き抜こうとすると、まだ通電プラグ4、4がコンセントタップに差し込まれた状態において、トリップバー6のコンセント接続面から外側への移動に連動して接点を開くので、アークは可動接点15と固定接点12との間に形成されることとなり、コンセントプラグの外部にアークが飛ぶ危険を防止することができる。可動接点15と固定接点12との間に形成されるアークは通常のブレーカ作動時に発生するアークと同じであるから容易に消弧可能であり、問題はない。なおこの機能を確実に発揮させるために、コンセント接続面3からの通電プラグ4、4の突設長はトリップバー6の先端部7の突設長よりも十分に長くしておくものとする。
In this way, when the outlet plug is pulled out, the contact is opened in conjunction with the outward movement of the
一方、コンセントタップから充電自動車の間で漏電が発生した場合は、漏電検出装置39で漏電が検出され、判定回路41にて漏電が所定値以上であると判断した場合に、リンク機構を動作させてトリップ状態とする。
すなわち、判定回路41から出力信号が出されると、ソレノイド40が励磁されプランジャ19を下方向に吸引する。このとき、プランジャ19の上端部と係合しているトリガーレバー30は、軸31を中心に図面7において反時計方向に回転する。従って、ラッチ部材25とトリガーレバー30との係合部32との係合が外れて、コンセントプラグ引抜き時と同様にリンク機構を動作させてトリップ状態となる。
On the other hand, when a leakage occurs between the outlet tap and the charging vehicle, the
That is, when an output signal is output from the
以上に説明したように、本発明のコンセントプラグは充電中にコンセントタップから誤って引き抜いた場合であっても、外部にアークを発生させるおそれのないものであり、またコンセントプラグをコンセントタップに差し込むだけで、確実に接点をオンとして充電を可能とするものである。
また、漏電等の電気的異常が発生した場合にも、コンセント引抜き時と同様にリンク機構を動作させることができ、異なる原因により回路を遮断する場合に、同一のリンク機構を用いることができるという利点がある。このため電源側に安全装置が組み込まれていない場合にも、安心して充電を行うことが可能となる。
As described above, the outlet plug of the present invention has no risk of generating an external arc even if it is accidentally pulled out from the outlet tap during charging, and the outlet plug is inserted into the outlet tap. It is possible to charge the battery with the contact point turned on.
Also, when an electrical abnormality such as leakage occurs, the link mechanism can be operated in the same way as when the outlet is pulled out, and the same link mechanism can be used when the circuit is interrupted due to a different cause. There are advantages. For this reason, even when a safety device is not incorporated on the power supply side, charging can be performed with peace of mind.
1 コンセントプラグ本体
2 充電ケーブル
3 コンセント接続面
4 通電プラグ
5 アースプラグ
6 トリップバー
7 先端部
8 バネ
9 通電表示灯
10 テストボタン
11 プレート
12 固定接点
13 固定接触子
15 可動接点
16 可動接触子
17 後端部
18 突起
20 軸
21 回転体
22 突起
23 リンクピン
25 ラッチ部材
26 上部片
27 下部片
28 長孔
30 トリガーレバー
31 軸
32 係合部
33 クロスバー
35 上方屈曲部
38 電線
39 漏電検出装置(ZCT)
40 ソレノイド
41 判定回路
42 フレーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
40
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JP2011159533A (en) | 2011-08-18 |
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