JP5535349B1 - 自動車給電設備用充電コネクタのロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】先端部に半径方向外側へ突出する係止爪を具備する充電コネクタに適用できるロック装置を提供する。
【解決手段】保持凹部３内へ充電コネクタ１０３が挿入されると、ラッチ部材４は、係止爪１０４に押し上げられ挿入を許容する。コネクタ１０３が凹部３内へ完全に進入すると、ラッチ部材４は係合位置へ戻って係止爪１０４に係合し、コネクタ１０３の抜き取りを阻止する。受動部９１ａがコネクタ１０３に押され、トリガ部材９１，９２がばね９４に抗して保持位置に回転し、保持部９２ａがラッチ部材４に押し付けられる。ソレノイド８１の付勢で、駆動カム７を解放した後、操作レバー６をアンロック位置へ回転すると、ラッチ部材４が非係合位置へ押し上げられ、保持部９２ａがこれを保持するから、充電コネクタ１０３を保持凹部３から抜き取ることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、電気自動車の高速給電設備に付属している充電ケーブルの先端の充電コネクタを、不使用時に給電設備の所定位置に保持して施錠するロック装置に関する。

給電設備に付属している充電ケーブルのコネクタは、先端部が概略円柱状で、半径方向外側へ突出する係止爪を具備する。係止爪は、自動車側の接続部へ接続するときに自動的に自動車側の対応係合部へ係合する。充電完了後、コネクタの押圧操作部を押圧すると、係止爪がコネクタの外周下に没することにより、自動車側の対応係合部から脱し、自動車側接続部から充電コネクタを抜き取ることができる。
このような充電コネクタが自動車側接続部へ接続されないときに、悪戯等により棄損されることを防止するため、充電コネクタを給電設備側に保持して施錠するロック装置を備えた自動車充電装置が知られている（例えば、特許文献１）。この自動車充電装置は、筐体内に給電手段を有し、この給電手段と電気自動車を通電する充電ケーブルと、この充電ケーブルの先端に設けられる係止爪を備えた充電コネクタと、非充電時に充電コネクタを保持する充電コネクタ保持部とを備える。充電コネクタ保持部には、充電コネクタを保持した時に、それの係止爪と係合する係止受部と、充電コネクタの係止爪の動きを規制するロック機構を有する。すなわち、このロック機構は、充電コネクタを保持部から取り外すために係止爪を非係合位置へ動かす操作を不可能とすることにより施錠するものである。

特開２０１２−１９６０８号公報

上記従来の自動車充電装置における充電コネクタのロック機構は、係止爪を操作部の操作で充電コネクタの外周に対して出没させる構造の充電コネクタには適用不可能であるという課題がある。
したがって、本発明は、先端部に半径方向外側へ突出する係止爪を具備する充電コネクタに適用できる充電コネクタのロック装置を提供することを目的としている。

以下、添付図面の符号を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記課題を解決するための、本発明の充電コネクタのロック装置１は、充電コネクタ１０３の先端部を受け入れる保持凹部３を具備し、給電設備１０１に固定される本体２と、この本体２に支持され、充電コネクタの係止爪１０４に対する非係合位置と係合位置との間を移動自在で、係合位置へ付勢されるラッチ部材４と、同じく本体２に支持され、ラッチ部材４を係合位置に置くロック位置と非係合位置に置くアンロック位置との間を所定の角度回転自在で、ロック位置に付勢される操作レバー６と、同じく本体２に支持され、操作レバー６と一体にロック位置とアンロック位置に移動して操作レバー６の動作をラッチ部材４に伝える駆動カム７と、この駆動カム７を常時はロック位置に拘束する施錠状態にあり、通電時に駆動カム７を解放する解錠状態にある電気錠８と、同じく本体２に支持され、操作レバー６がアンロック位置からロック位置へ復帰した後、充電コネクタ１０３が保持凹部３から抜き取られるまでの間、ラッチ部材４を非係合位置に保持し、充電コネクタ１０３の抜き取り後、ラッチ部材４を係合位置へ復帰させるトリガ機構９とを具備する。係合位置にあるラッチ部材４は、充電コネクタ１０３が本体２の保持凹部３に挿入されるとき、係止爪１０４を越えて瞬時非係合位置へ移動することで充電コネクタ１０３の進入を許容し、充電コネクタ１０３が保持凹部３への挿入を完了したとき係合位置へ復帰して係止爪１０４に係合する。トリガ機構９は、保持凹部３内への充電コネクタ１０３の抜き差しに連動して保持位置と解放位置との間を移動自在であり、充電コネクタ１０３が保持凹部３内にあるとき保持位置にあり、保持凹部３内にないとき解放位置にあるよう制御される。

本発明のロック装置は、先端部に半径方向外側へ突出する係止爪を具備する充電コネクタに適用できる。したがって、給電設備から充電コネクタを取り外す段階で利用者の認証を完了することができ、給電設備を特定の利用者に限定して使用させることができ、それにより、悪戯等による設備の棄損も効果的に防止できる。

本発明に係る充電コネクタのロック装置を有する給電設備の全体説明図である。 図１の充電コネクタのロック装置の正面図である。 図１の充電コネクタのロック装置の断面図である。 図１の充電コネクタのロック装置の背面図である。 充電コネクタを挿入する過程における図１の充電コネクタのロック装置の断面図である。 充電コネクタをロックした状態における図１の充電コネクタのロック装置の断面図である。 ロック解除状態における図１の充電コネクタのロック装置の断面図である。 図７の状態の充電コネクタのロック装置の背面図である。 操作レバー復帰後における図１の充電コネクタのロック装置の断面図である。 図９の状態の充電コネクタのロック装置の背面図である。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１に示すように、本発明の充電コネクタのロック装置１は、自動車給電設備の筐体１０１の側面に固着される。給電設備は、電気自動車に通電する充電ケーブル１０２を備えている。充電ケーブル１０２は、先端部に、電気自動車の接続部に接続される充電コネクタ１０３を備える。充電コネクタ１０３は、電気自動車の接続部と接続する時に、当該接続部側の対応係合部に係合する係止爪１０４（図５）と、係止爪１０４を外周に対して出没動作させる操作ボタン１０５を備える。操作ボタン１０５を押圧すると、係止爪１０４が充電コネクタ１０３の先端部外周下に没して自動車側の接続部から充電コネクタ１０３を離脱させることができる。

ロック装置１は、不使用時に、充電コネクタ１０３を保持凹部３内に保持して施錠し、正当使用者による使用の認証が得られたとき、充電コネクタ１０３の取り外しを許容するように解錠する。

図２ないし図４に示すように、ロック装置１の本体２は、充電コネクタ１０３の概略円柱状の先端部を受け入れる保持凹部３を具備し、給電設備の筐体１０１に固定される。本体２は、上下左右を閉じる側壁２１とこの側壁の前面側を閉じる前壁２２とを具備し、その内側に機構収納空間２３を有する。保持凹部３は、充電コネクタ１０３の先端部を受け入れることができるように前壁２２側に開放して前後方向に水平に延びる概略円筒形の周壁３１とそれの後端を閉じる端壁３２の内側に形成される。

ラッチ部材４は、充電コネクタ１０３の係止爪１０４に係合する下位の係合位置（図６）と、上位の非係合位置（図７）との間を本体の前壁２２の裏面に沿って上下動自在に本体２に支持され、ばね５によって下位の係合位置へ付勢される。ラッチ部材４は、係合位置において先端部が周壁３１の開口３１ａを貫通して保持凹部３の上部に突出する。ラッチ部材４は、図５に示すように、係合位置にあって、充電コネクタ１０３が保持凹部３に挿入されると、ラッチ部材４は、係止爪１０４を越えて瞬時非係合位置へ移動することで、充電コネクタ１０３が保持凹部３内への進入するのを許容し、充電コネクタ１０３が保持凹部３への挿入を完了したとき、係合位置へ復帰して係止爪１０４に係合する。ラッチ部材４は、上部の前面側に、前壁２２の表示窓２２ａから、ロック、アンロックの状態を示す表示４３を有し（図２）、後部には、後方へ水平に突出する受動ピン４１と、係合凹部４２を有する。

本体の前壁２２の前面側に配置される操作レバー６は、ラッチ部材４を係合位置に置くロック位置（図６）と、非係合位置に置くアンロック位置（図７）との間を９０°回転自在に本体の前壁２２に支持される。すなわち、操作レバー６は、本体の前壁２２を前後方向に水平に貫通する回転軸６１に固着され、前壁２２に枢支される。

操作レバー６の動作をラッチ部材４に伝える駆動カム７が、前壁２２の裏面側に設けられる。駆動カム７は、回転軸６１に固定され、操作レバー６と一体にロック位置とアンロック位置に回転するよう前壁２２に枢支され、ばね７３によりロック位置（図４）に回転付勢される。駆動カム７は、アンロック位置（図８）においてラッチ部材４の受動ピン４１に係合してラッチ部材４を非係合位置へ押し上げる駆動突部７１と、後記電気錠８のロックピン８２が係合する係合凹部７２を外周に有する。

電気錠８は、常時は駆動カム７をロック位置に拘束して施錠状態（図４）にあり、通電時に駆動カム７を解放する解錠状態にあるように、本体２の機構収納空間２３内に支持される。すなわち、電気錠８は、常時は駆動カム７の係合凹部７２に係合して施錠し、通電時に係合凹部７２から離脱して解錠するロックピン８２を有するソレノイド８１を具備する。ソレノイド８１は、認証システムが、使用者を給電設備の正当使用者であることを認証した後の所定時間通電されて解錠するように制御される。例えば、図示しない認証システムによって認証が完了したときに発信される駆動信号によりソレノイド８１が付勢される。その他、課金システムと連動させて、課金によって発信される駆動信号により付勢されるものとすることもできる。

したがって、操作レバー６は、ソレノイド８１の解錠時間中、ラッチ部材４を係合位置から非係合位置へ移動させるよう、ロック位置からアンロック位置へ解錠操作可能である。

トリガ機構９は、機構収納空間２３内のラッチ部材４の後方に配置され、ラッチ部材４を非係合位置に保持する保持位置（図７）とそれの係合位置への復帰を許容する解放位置（図６）との間を正逆回転自在の第１及び第２のトリガ部材９１，９２を具備する。トリガ部材９１，９２は、前壁２２と平行で水平のトリガ軸９３により本体２に枢支される。

第１トリガ部材９１は、円筒状周壁３１の前後方向のスリット３１ｂを移動自在に貫通して保持凹部３内へ張り出す（図３）受動部９１ａと、第２トリガ部材９２を所定の角度相対回転させるための円弧状長孔９１ｂとを具備し、第１付勢ばね９４４により解放位置（図３において時計方向）に付勢される。

第２トリガ部材９２は、ラッチ部材４の係合凹部４２に係合する保持部９２ａと、第１トリガ部材９１の円弧状長孔９１ｂに移動自在に係合する連結ピン９２ｂとを具備し、第２付勢ばね９５により第１トリガ部材９１と反対方向（図３において反時計方向）へ回転付勢される。第２付勢ばね９５は、第１付勢ばね９４よりばね力が小さく設定される。このため、図３に示す解放位置においては保持部９２ａがラッチ部材４の裏面から離れ、図６，７に示す保持位置おいては保持部９２ａがラッチ部材４の裏面に弾圧される。したがって、第２トリガ部材は、保持位置において、図７に示すように、非係合位置へ移動したラッチ部材４の係合凹部４２に係合することによってこれを保持し、保持凹部３から充電コネクタ１０３を抜き取ることを許容する。

以上の構成により、トリガ機構９は、保持凹部３内への充電コネクタ１０３の抜き差しに連動してラッチ部材４を非係合位置に保持する保持位置（図７）とこれを解放する解放位置（図３）との間を移動自在であり、充電コネクタ１０３が保持凹部３内にあるとき保持位置にあり、充電コネクタ１０３が保持凹部３内にないとき解放位置にあるよう制御される。したがって、トリガ機構９は、図９に示すように、操作レバー６がアンロック位置からロック位置へ復帰した後、充電コネクタ１０３が保持凹部３から抜き取られるまでの間、ラッチ部材４を非係合位置に保持し、図３に示すように、充電コネクタ１０３の抜き取り後、ラッチ部材４を係合位置へ復帰させる。

すなわち、第１トリガ部材９１は、保持凹部３からの充電コネクタ１０３の抜き取りに連動して第２トリガ部材９２と共に解放位置へ復帰することにより、ラッチ部材４が係合位置への復帰するのを許容し、解錠時間経過後に保持凹部３へ充電コネクタ１０３が挿入されるのに連動し、第２トリガ部材９２と共に保持位置へ移動して充電コネクタ１０３のロック状態を得る。

図２ないし図４に示すように、保持凹部３から充電コネクタ１０３が抜き取られている状態において、操作レバー６、駆動カム７はアンロック位置にあり、電気錠８のロックピン８２が駆動カム７の係合凹部７２に係合（図４）してこれを拘束している。ラッチ部材４は係合位置にあり、第１及び第２トリガ部材９１，９２は解放位置にあって、受動部９１ａは保持凹部３内へ張り出し、保持部９２ａはラッチ部材４の裏面から離れている。

この状態から、図５に示すように、保持凹部３内へ充電コネクタ１０３が挿入されると、ラッチ部材４は、係止爪１０４に押し上げられて瞬時非係合位置へ移動することで、充電コネクタ１０３が保持凹部３内へ進入するのを許容する。図６に示すように、充電コネクタ１０３が保持凹部３内への進入を完了すると、ラッチ部材４は係合位置へ戻って係止爪１０４に係合することにより、充電コネクタ１０３の抜き取りを阻止する。この間、受動部９１ａが充電コネクタ１０３に押され、第１トリガ部材９１がばね９４に抗して第２トリガ部材９２と共に保持位置に回転し、保持部９２ａがラッチ部材４の裏面に押し付けられる。この状態で、充電コネクタ１０３が保持凹部３から抜き取れないようにロックされる。

この状態から、認証システム等から発信される駆動信号によりソレノイド８１が付勢されると、ロックピン８２が駆動カム７の係合凹部７２から抜けて駆動カム７を解放する。ここで、図８に示すように、操作レバー６をアンロック位置へ９０°回転すると、駆動カム７の駆動突部７１がラッチ部材４を非係合位置へ押し上げ、第２トリガ部材９２の保持部９２ａが係合凹部４２に係合してラッチ部材４を非係合位置に保持するから、図９，１０に示すように、操作レバー６と駆動カム７がばね７３の力でロック位置に戻り、またソレノイド８１が消勢されて駆動カム７がロックピン８２に拘束されても、ラッチ部材４は非係合位置にとどまる。この状態で、ロックが解除され、充電コネクタ１０３を保持凹部３から抜き取ることができる。

この状態で、充電コネクタ１０３を保持凹部３から抜き取ると、受動部９１ａが支えを失い、第１トリガ部材９１が第２トリガ部材９２と共にばね９４に引かれて非保持位置へ回転し、第２トリガ部材９２の保持部９２ａがラッチ部材４の係合凹部４２から離脱し、ラッチ部材４が係合位置に戻り、図３，４の状態に至る。

以上説明したロック装置１は、先端部に半径方向外側へ突出する係止爪１０４を具備する充電コネクタ１０３に適用でき、給電設備１０１から充電コネクタ１０３を取り外す段階で利用者の認証を完了することができ、給電設備１０１を特定の利用者に限定して使用させることができ、それにより、悪戯等による設備の棄損を効果的に防止できる。

１ ロック装置
２ 本体
２１ 側壁
２２ 前壁
２２ａ 表示窓
２３ 機構収納空間
３ 保持凹部
３１ 周壁
３１ａ 開口
３１ｂ スリット
３２ 端壁
４ ラッチ部材
４１ 受動ピン
４２ 係合凹部
４３ 表示
５ 付勢ばね
６ 操作レバー
６１ 枢軸
７ 駆動カム
７１ 駆動突部
７２ 係合凹部
８ 電気錠装置
８１ ソレノイド
８２ ロックピン
９ トリガ機構
９１ 第１トリガ部材
９１ａ 受動部
９１ｂ 長孔
９２ 第２トリガ部材
９２ａ 保持部
９２ｂ 連結ピン
９３ 枢軸
９４ ばね
９５ ばね
１０１ 給電設備の筐体
１０２ ケーブル
１０３ 充電コネクタ
１０４ 係止爪
１０５ 押圧操作部

Claims (2)

1. 一端側が給電設備に接続される充電用ケーブルの他端側に設けられ、概略円柱状の先端部が電気自動車の自動車側接続部に接続される充電コネクタであって、先端部に半径方向外側へ突出する係止爪を具備するものを自動車側接続部への非接続時に給電設備側に保持して施錠するロック装置であって、
   前記充電コネクタの先端部を受け入れる保持凹部を具備し、給電設備に固定される本体と、
   前記本体に支持され、前記係止爪に対する非係合位置と係合位置との間を移動自在で、前記充電コネクタが前記本体の保持凹部に挿入されるとき係止爪を越えて瞬時非係合位置へ移動して係止爪の進入を許容した後係合位置に復帰するように付勢されるラッチ部材と、
   前記本体に支持され、ロック位置とアンロック位置との間を所定の角度回転自在で、ロック位置に付勢される操作レバーと、
   前記本体に支持され、前記操作レバーと一体に、ロック位置とアンロック位置との間を回転自在で、ロック位置において前記ラッチ部材を係合位置に配置し、アンロック位置においてラッチ部材を非係合位置に配置するようにラッチ部材に係合する駆動カムと、
   前記本体に支持され、常時は前記駆動カムをロック位置に拘束する施錠状態にあり、通電時に駆動カムを解放する解錠状態にあるように認証システムによって制御される電気錠と、
   前記本体に支持され、前記保持凹部内への充電コネクタの抜き差しに連動して保持位置と解放位置との間を移動自在で、前記操作レバーがアンロック位置からロック位置へ復帰した後、充電コネクタが保持凹部にある間、保持位置にあって前記ラッチ部材を非係合位置に保持し、充電コネクタの抜き取りに連動して解放位置に移動しラッチ部材を解放して係合位置へ復帰させるトリガ機構と、を具備することを特徴とする自動車給電設備用充電コネクタのロック装置。
2. 前記本体は、上下左右を閉じる側壁とこの側壁の前面側を閉じる前壁とに囲まれた機構収納空間を有し、
   前記本体の保持凹部は、充電コネクタの先端部を受け入れることができるように前記前壁側に開放する概略円筒形の周壁の内側に形成され、
   前記ラッチ部材は、前記トリガ機構が保持位置において係合する係合凹部を後部に有し、前記本体の前壁の裏面側に沿って前記保持凹部の周壁に対して半径方向に非係合位置と係合位置との間を移動自在で、係合位置において先端部が保持凹部内へ突出するように設けられ、
   前記操作レバーは、前記本体の前壁を前後方向に水平に貫通する回転軸に支持されて前壁の前面側に設けられ、
   前記駆動カムは、前記前壁の裏面側の前記機構収納空間内において前記回転軸に固着され、外周に前記ラッチ部材を駆動する駆動突部と、前記電気錠に係合する係合凹部とを具備し、
   前記電気錠は、常時は前記駆動カムの係合凹部に係合して施錠し、通電時に係合凹部から離脱して解錠するロックピンを有するソレノイドを具備し、
   前記トリガ機構は、前記機構収納空間内の前記ラッチ部材の後方に配置され、前記前壁と平行で水平のトリガ軸により前記保持位置と解放位置との間を正逆回転自在に枢支される第１及び第２のトリガ部材を具備し、
   前記第１トリガ部材は、前記円筒状周壁の前後方向のスリットを移動自在に貫通して前記保持凹部内へ張り出す受動部と、前記第２トリガ部材を所定の角度相対回転させるための円弧状長孔とを具備し、第１付勢ばねにより解放位置に付勢され、
   前記第２トリガ部材は、前記ラッチ部材の係合凹部に係合する保持部と、前記第１トリガ部材の円弧状長孔に移動自在に係合する連結ピンとを具備し、前記第１付勢ばねより小ばね力の第２付勢ばねにより第１トリガ部材と反対方向へ回転付勢されることにより、解放位置においては前記保持部が前記ラッチ部材の裏面から離れ、前記保持位置おいては保持部がラッチ部材の裏面に弾圧されるように設けられ、
   前記ソレノイドは、前記認証システムが、使用者を給電設備の正当使用者であることを認証した後の所定時間通電されて解錠するように制御され、
   前記操作レバーは、前記ソレノイドの解錠時間中、前記ラッチ部材を係合位置から非係合位置へ移動させるよう、ロック位置からアンロック位置へ解錠操作可能に構成され、
   前記第２トリガ部材は、保持位置にあって、非係合位置へ移動した前記ラッチ部材の係合凹部に係合して保持することにより、前記保持凹部からの充電コネクタの抜き取りを許容するよう構成され、
   前記第１トリガ部材は、前記保持凹部からの充電コネクタの抜き取りに連動し、前記第２トリガ部材と共に解放位置へ復帰することにより、前記ラッチ部材の係合位置への復帰を許容し、解錠時間経過後の保持凹部への充電コネクタの挿入に連動し、前記第２トリガ部材と共に保持位置へ移動して充電コネクタのロック状態を得るように構成されることを特徴とする請求項１に記載の自動車給電設備用充電コネクタのロック装置。

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