JP5567739B2 - 電気プラグ - Google Patents

Description

本発明は電気プラグに関し、この電気プラグは、ハウジングと、前記電気プラグを把持するためのハンドルとを有する。前記ハウジングは、差し込み部、ケーブル接続開口部、及び、ケーブル導管を有し、前記差し込み部は、電気ソケットに差し込まれるための、及び、電気ソケットに設けられた嵌合接触部に接触するための複数の電気接触部を有する。前記ケーブル接続開口部は、電気ケーブルの挿入及び取り外しのために設けられており、前記ケーブルは、前記ケーブル導管内で前記ケーブル接続開口部から前記差し込み部にガイドされることができ、前記差し込み部にて電気接触部に電気的に接触されることができる。前記ハンドルは、人間の手により把持されるための把持部を含み、且つ、前記ハウジングに、前記把持部が前記ケーブル接続開口部及び前記ケーブル導管を取り囲まないように取り付けられている。

このような電気プラグは、特には自動車用の充電プラグとして慣例により知られている。電気自動車の需要が高まるにつれ、電気自動車の電池を再充電するための、取り扱いが容易なオプションを提供することが必要になっている。このために、伝統的な給油所で車両にガソリン又はディーゼル燃料を充填することに類似した操作で電気自動車に電気を「充填する」(“filled”)ことができる充電ステーションが開発されている。

電気自動車を「充填する」、すなわち再充電するために、電気自動車はケーブルを介して充電ステーションに接続される。ケーブルは、電気自動車に、或いは充電ステーションに固定的に接続され得るが、いずれにせよ、他端にてもプラグにより接続されなければならない。このプラグ接続可能性に適合させるために、一般の人々にでも安全に且つ確実に取り扱われることができる電気プラグ、すなわち、詳細には、電気プラグの使用者にいかなる危険ももたらさずに用いられることができるプラグが開発されてきた。詳細には、これらの電気プラグはいかなる人にとっても差し込み及び引き抜きが容易でなければならない。これは、小柄で細身の、特にはそれほど頑強でない人々にとっても同様であり、これらの人々も、このようなプラグを、プラグに電気ケーブルが接続された状態で、容易に且つ安全に取り扱うことができなければならない。

このような充電プラグは、現在、差し込み部とハンドルとを有するハウジングを有する電気自動車に関する慣例から知られており、これらの例において、差し込み部とハンドルとは互いに対してほぼ垂直に延在する。ハンドルの下方端にて、ケーブルがハウジング内に、ハンドル内を通って差し込み部にガイドされるように挿入され、ケーブルは、差し込み部にて電気プラグ上の電気接触部と電気的に接触する。こうして、充電プラグを、銃を扱うようなやり方で操作することが可能にされ、それにより、充電プラグの水平方向での差し込み及び／又は引き抜きが補助されるようになっている。

しかし、このような充電プラグでは、ハウジングの一部自体により形成されたハンドル内にケーブルがガイドされ、そうすると、ハンドルは、非常に大きい直径を有するように設計されなければならず、従って、ハンドルを把持すること、特に、人間の手をハンドルの周囲全体に伸ばすことが、ユーザが小柄で細身の人である場合に特に困難であることが分かった。また、特に、充電電流として直流電流を用いる場合、ケーブルにかなりの加熱が生じることがあり、従って、ハンドルと、ハンドル内にケーブルを通すためのガイドとの両方が著しく加熱される。これはユーザにとって不快なだけでなく、実際、保護手袋を用いずにハンドルを使用することが、特に、長時間の充電プロセス後にハンドルが著しく加熱されるような場合に不可能になることがある。

これらの問題は、これもまた慣例から知られている、ハンドルが設けられた設計により解決されることができ、この設計において、ハンドルはハウジング上に、把持部として設けられたハンドルの領域が、ハウジングの、ケーブルがハウジング内に通される領域を含まず且つ／又は取り囲まないように取り付けられている。このような設計は、実際の把持部の寸法が自由に選択可能であり、従って、ハウジング及び／又はケーブルにより決定される境界条件（例えば、必要とされる最小直径）を考慮する必要なく人間工学的要求条件に適合できるという利点も有するはずである。しかし、ハウジングに別個に取り付けられたハンドルを有するこのような充電プラグが、取り扱いが困難で尚且つ操作し難いことが経験により示されている。

こうした状況を背景として、本発明の目的は、ハンドルの加熱が防止されることができ、尚且つ、小柄で細身の人々にでもプラグが人間工学的に且つ良好に取り扱われることができる電気プラグ、特には自動車用の充電プラグを提供することにある。

この目的は、本発明の独立請求項の主題により達成される。本発明の有利な実施形態が従属請求項にて定義されている。

これに関し、本発明の基となるこれらの問題を解決するための１つの解決方法は、特には自動車用の充電プラグである電気プラグであって、ハウジングと、前記電気プラグを把持するためのハンドルとを有する前記電気プラグであり、前記ハウジングが、差し込み部、ケーブル接続開口部、及びケーブル導管を有し、前記差し込み部が、電気ソケットに差し込まれるための、及び、前記電気ソケットに設けられた嵌合接触部に接触するための複数の電気接触部を含み；前記ケーブル接続開口部が、電気ケーブルを挿入するために、及び／又は取り外すために設けられ；前記ケーブルが前記ケーブル導管内で、前記ケーブル接続開口部から前記差し込み部までガイドされることができ、且つ、前記差し込み部にて前記電気接触部に電気的に接触されることができ、前記ハンドルが、人間の手により把持されるための把持部を含み、且つ、前記ハウジングに、前記把持部が前記ケーブル接続開口部及び前記ケーブル導管を取り囲まないように取り付けられている電気プラグである。この電気プラグは、前記ケーブル接続開口部が、前記差し込み部と、前記把持部の、前記差し込み部から離れた側の端部との間に設けられていることを特徴とする。

従って、本発明の重要な点は、前記電気プラグがハウジングを有し、前記ハウジングにハンドルが、前記ハンドルの前記把持部、すなわち、人間の手により把持されるべき領域が、ケーブル導管（その内部をケーブルが任意に通過され得る）を取り囲まず且つ／又は包囲しないように配置されるように取り付けられるということである。このような設計により、詳細には、ケーブル接続開口部、すなわち、前記ケーブルを前記ハウジング内に導入し且つ／又は前記ハウジングから引き出すための領域が、典型的にハンドルの下にある前記ハウジングの最後端及び／又は最下端には設けられず、そのかわりに、差し込み部と、ハンドルの、前記差し込み部から離れた側の把持部の端部との間に設けられる。

すなわち、これは、差し込み部の水平方向の位置合わせ（それぞれの電気ソケットに差し込むための自然で慣用的な位置合わせをもたらす）により、ハウジングに取り付けられるケーブルを把持部の下に配置することが達成されることができることを意味する。これは、本発明により上記の２つの電気プラグの利点が組み合わせられることができること、すなわち、虚弱な人々でも電気プラグを人間工学的に且つ簡単に取り扱うことができ、尚且つ、ハンドルの把持部の加熱が回避されることを意味する。

これに関し、本発明の好ましい改良点により、ケーブル接続開口部が、前記把持部より下の領域に配置される。このようにして、電気プラグに取り付けられるケーブルも把持アーム部の下に配置されるという、上記の人間工学的利点を有する結果を非常に容易に達成することが可能である。

また、好ましくは、ケーブル導管及び／又は把持部が、前記差し込み部に向かう領域においては前記差し込み部の長手方向に延在し、ケーブル接続開口部に向かう領域においては、差し込み部の長手方向に対して角度αを形成する方向に延在するような角度で曲げられ、この角度αが、１２０度≦α≦１５０度、好ましくは、１３０度≦α≦１４０度の範囲にあることが提示される。

ケーブル導管がこのように角度付けされる場合、前方領域（すなわち、差し込み部に通じる領域）において、ケーブルが、差し込み部に設けられた電気接触部と容易に接触されることができる効果が、差し込み部の長手方向配置におけるケーブルの経路により達成される。すなわち、相互に関連するハウジングとケーブルとの典型的で且つ十分に検討された配置に、対応する設計が合致している。

ケーブルガイド導管が、後方領域、すなわち、ケーブル接続開口部に通じる領域にて角度付けされることにより、ケーブルをハウジングから斜め下方に導出することがより容易になり、このようにして、上記の人間工学的利点が達成されることができる。

ハンドルの把持部の対応する角度付けにより、電気プラグが人間の手の上に（典型的には、人間の人差し指の一部の上に）置かれることができ、すなわち、実際には、差し込み部に対して平行に延在する電気プラグの前方領域にて、実際には人差し指の一部に「掛けられ」(hanging）、同時に、後方領域は、人間の手により実際に把持される領域であり、これにより、電気プラグが操作されることができる（詳細には、前後に移動されて適切な位置へと配置及び／又は位置合わせすることができる）という利点がもたらされる。この点に関し、非常に好ましい実施形態において、ケーブル導管と把持部とが、少なくとも幾らかの部分において、又は、好ましくは完全に、互いに対して平行に延在する。

本発明の好ましい改良点によれば、ハンドルの把持部が、差し込み部の長手方向に対して平行に延在する領域を有すること、及び、ケーブル接続開口部がこの領域より下に設けられることも提示される。上記のハンドルの操作において、すなわち、電気プラグが手の人差し指の領域に「掛けられ」(“hangs”)、且つ、プラグが、把持部の後方領域を保持している手により操作されるとき、より大きい人間工学的効果が、本明細書に記載された設計により達成される。電気プラグに供給されるケーブルは、把持部の、差し込み部の長手方向に対して平行に延在する前方領域の本質的に真下に設けられることができる。

最後に、本発明の好ましい改良点によれば、ハンドルの把持部の、差し込み部から離れている側の領域が、ガイドチャネルの長手方向にてケーブル接続開口部を超えて突出することが提示される。これは、ハンドルの把持部の後方領域が、ケーブル接続開口部の領域を超えて下方に且つ／又は後方に突出していることを意味する。これもまた、電気プラグ全体の人間工学的操作性を高める。というのは、電気プラグに供給されたケーブルのこのようなガイドが可能にされ、それにより、電気プラグの適切な差し込み及び引き抜き（典型的には、電気プラグの水平方向における差し込み及び／又は引き抜き）のためにユーザが克服しなければならない力が非常に小さくなるからである。

本発明は、また、以上に記載したような電気プラグの、電気ケーブルが電気プラグに取り付けられた配置に関する。この配置にて、ケーブルは、ケーブル接続開口部及びケーブル導管を通過して電気プラグのハウジング内に通され、且つ電気接触部と電気的に接触されるように取り付けられる。この配置は、電気プラグがハンドルの把持部にて把持されると、これによりハウジングの位置合わせが行われ、すなわち、差し込み部の長手方向軸が水平方向に対して角度βを、−１２度≦β≦１２度、好ましくは−７度≦β≦７度、最も特に好ましくは−４度≦β≦４度であるように形成することを特徴とする。

これに関し、自由に垂下するケーブルの長さｌが、７０ｃｍ≦ｌ≦１５０ｃｍ、好ましくは８０ｃｍ≦ｌ≦１４０ｃｍ、最も特に好ましくは９０ｃｍ≦ｌ≦１３０ｃｍの範囲にあるときに前記角度βが達成されることが特に好ましい。

上記の電気プラグと、この電気プラグに先に記載したように取り付けられる電気ケーブルとの組合せのこれらの実施形態が人間工学的に特に好ましいことが分かった。なぜなら、このようにすることで、十分にバランスのとれたシステム、すなわち、差し込み部の長手方向が本質的に水平方向に延在することによりその休止位置が特徴付けられるシステムが実現されることができるからである。すでに先に述べたように、この方向は、例えば電気自動車又は充電ステーションに設けられている対応する電気ソケットに電気プラグを差し込むための、及び、電気ソケットから電気プラグを引き抜くための典型的な方向である。

さらに、本発明の好ましい改良点によれば、ハウジングが一体として設計され、且つ、ケーブルがハウジング内に、ケーブル張力解放クリンプスリーブにより保持されることが提示される。このようにして、非常に安定した設計及び非常に高いケーブル引き抜き力が可能にされる。

最後に、本発明は、以上に記載した電気プラグ、及び／又は、これもまた以上に記載した、電気自動車を充電するためのケーブルを有する電気プラグの配置の使用にも関する。電気プラグは、或いは、又はさらに、対応する電気ソケットを用いて電気自動車に、そしてまた充電ステーションにも差し込まれることが可能である。

こうして、以下の機能、効果及び利点が、特に、本発明により、及び、上記の好ましい改良点により達成されることができる。

シース付きの、より安価なハウジングを設ける必要はなく、また、シールが困難な２つの半分のシェルから成るハウジングも必要でない。その代わりに、好ましくは、閉鎖されたハウジング、すなわち、一体に形成されたハウジングが設けられ、このハウジングに、接触挿入部が前方から差し込まれることができ、また、このハウジングは、半径方向のシールにより塵埃及び水分の侵入から保護されることができる。

本発明によるケーブル接続開口部の配置、すなわち、差し込み部と、ハンドルの把持部の、差し込み部から離れた側の端部との間の領域への配置により、ケーブルを下方に向かって斜めに出すことが達成されることができ、ケーブルが捩れを発生することを防止し、これにより人間工学的特性を著しく向上させる。これは、電気自動車のための充電ケーブルが、一般的に非常に大きい直径を有し、且つ非常に重く、しばしば、各々が１６ｍｍ^２相当の直径を有する導管を５つ含み、全体として３０ｍｍ以上の直径を有する電気ケーブルとなるため、特に言えることである。

本発明による電気プラグは、例えば、水平位置にて振子のように揺動するように（電気プラグに取り付けられたケーブルによるものでもある）手の中に着座するように設計され得る。この水平位置にて、差し込み部の長手方向は、本質的に水平方向に延在する。こうして、電気プラグは、充電ステーション又は電気自動車に特に好都合に設けられ得る対応する電気ソケットに差し込まれることができる。

ハンドルの把持部が、ハウジングに挿入されるケーブルを取り囲まないという事実により、充電動作中に４０ケルビンもの温度上昇を生じるケーブルの加熱がハンドルに伝達されず、また、電気プラグの傾き及び捩れを生じずに、引き出し力及び押し力が差し込み動作の方向に正確に伝達されることができる。これは、８０ニュートンまでの差し込み力においてかなり有利である。

解除可能なロック係合が、電気プラグと対応する電気ソケットとの間に、例えばロッカーレバーにより設けられ得る。ロッカーレバーは電気プラグの上に設けられ、ばね支持機構により親指で操作されることができる。対応する引き抜き力は、この場合、好ましくは少なくとも５００ニュートンである。

以下に、本発明を、好ましい例示的な実施形態に基づいて、添付図面を参照しつつより詳細に説明する。

本発明の好ましい例示的な実施形態による電気プラグの、それぞれの電気ソケットと共にある状態の後方からの斜視図である。 本発明の好ましい例示的な実施形態による電気プラグの、前方からの斜視図である。 本発明の好ましい例示的な実施形態による電気プラグの側面図である。 本発明の好ましい例示的な実施形態による電気プラグの分解斜視図である。

以下に記載する本発明の好ましい例示的な実施形態は、常に、ケーブルが取り付けられた状態の電気プラグを示す。しかし、本発明は、このような電気プラグの、このような電気ケーブルが取り付けられていない状態も含む。

図１は、本発明の好ましい例示的な実施形態による電気プラグ１を示す。図１にて、電気プラグ１は、電気プラグ１が嵌め込まれることができる対応する電気ソケット２と共に記載されている。電気プラグ１は、自動車（図示せず）、すなわち電気自動車のための充電プラグである。電気プラグ１を用いて、電気ソケット２を備えている電気自動車が、充電ステーション（さらに図示せず）に接続されることができる。この接続は、充電ステーションに固定的に接続されたケーブル３により実行される。また、ケーブル３は、充電ステーションに差し込まれることにより充電ステーションに接触されることもできる。

ここで、本発明の好ましい例示的な実施形態実施形態による電気プラグ１の設計を以下に説明する。

電気プラグ１は、ハウジング４、及び、電気プラグ１を把持するためのハンドル５を有する。図４に示されているように、ハウジング４は、複数の電気接触部７を有する差し込み部６を有する。差し込み部６にて電気接触部７は電気壁部(electric wall)８により取り囲まれている。図１にも示されているように、電気プラグ１の差し込み部６は、電気プラグ１を電気ソケット２に差し込むために、及び、電気ソケット２に設けられた嵌合接触部９に接触させるために設けられている。

さらに、ハウジング４は、図３に詳細に示されているようにケーブル接続開口部１０を有し、このケーブル接続開口部１０を通してケーブル３が電気プラグ１のハウジング４内に挿入される。図３に破線で（断面図でのみ見ることができるため）示されているように、ハウジング４内にケーブル導管１１が設けられている。ケーブル３は、ケーブル接続開口部１０からケーブル導管１１を通って差し込み部６内の電気接触部７に達している。

全ての図に示されているように、ハンドル５はハウジング４上に一体に成形されており、人間の手で把持されるのに適した把持部１２を有する。把持部１２を有するハンドル５は、ハウジング４に、把持部１２がケーブル接続開口部１０及びケーブル導管１１を取り囲まず、且つ／又は包囲しないように取り付けられている。すなわち、これは、把持部１２を有するハンドル５が、ハウジング４内にガイドされているケーブル３の周囲に延在しないこと、すなわち、把持部１２がケーブル３から所定の距離を有して配置されていることを意味する。これにより、ケーブル３の加熱によりハンドル５（特には把持部１２）も著しく加熱されることを防止する。

ケーブル接続開口部１０の配置に関し、ケーブル接続開口部１０は、差し込み部６と、把持部１２の、差し込み部６から離れた側の端部との間の領域に設けられている。この領域は、図３に境界１３及び境界１４により示されている。従って、ケーブル接続開口部１０が設けられている領域は、把持部１２より下の領域でもある。図３に示されているように、把持部１２は、詳細には、２つの部分、すなわち、差し込み部６の長手方向軸に対して平行に延在する第１の部分１５と、ケーブル導管１１の、ケーブル接続開口部１０に向かう領域に対して平行に延在する第２の部分１６とから成る。従って、ハンドル５の把持部１２は、ケーブル導管１１の角度と正確に同一の角度で曲げられている。

把持部１２に関し、差し込み部６に向かう第１の領域１５は、差し込み部６の長手方向軸に対して平行に延在し、一方、後方の第２の領域１６は、下方に向かって所定の角度、すなわち、１３０度〜１４０度の角度で曲げられている。

ケーブル導管１１に関しても同様であり、ケーブル導管１１は、その後方領域にて下方に向かって傾斜し、一方、ケーブル導管１１の、差し込み領域６に向かう前方領域においては、差し込み領域の長手方向軸に対して平行に延在する。さらに、ハンドル５のケーブル導管１１と把持部１２とは、それらの主要な部分において互いに平行に延在する。

ケーブル接続開口部１０に関し、本明細書に記載されている例示的な実施形態において、ケーブル接続開口部１０が、把持部１２の、差し込み部６の長手方向に対して平行に延在する領域１５の下に設けられていることも事実である。これにより、電気プラグ１をハンドル５の把持部の周囲にて片手で把持するときに、電気プラグ１の平衡位置が差し込み部６の長手方向軸と本質的に水平方向に位置合わせされるように電気プラグ１が揺動することが可能である。さらに、これもまた図３に見られるように、把持部１２の、差し込み部６から離れている側の第２の領域がケーブル導管１１の長手方向にて後方に突出し、且つ、ケーブル接続開口部１０を超えて下方に突出していることも事実である。

電気プラグ１に接続されるケーブル３の寸法は、本発明の電気プラグ１のハンドル５の把持部１２を把持するときにハウジング４の位置合わせが達成されるような寸法である。この位置合わせは、差し込み部６の長手方向軸が、地面、すなわち水平に対して非常に小さい角度を形成するように、この角度が４度を超えないように行われる。これは、手動作による電気プラグ１の水平方向における差し込み及び取り外しを容易にする。本発明の場合、９０ｃｍ〜１３０ｃｍの自由ケーブル長さ（すなわち、ケーブル接続開口部１０と、ケーブル３がその上に置かれる地面との間の長さ）に対して４度以下の角度が得られるケーブル３の長さが実現されることができる。

最後に、本明細書に記載された本発明の例示的な実施形態に関し、ハウジング４が一体として設計され、ケーブル３がハウジング４内に、非常に高いケーブル引き抜き力を保証するケーブル張力解放クリンプスリーブ１７により保持されることが指摘されよう。

また、例えば図１に示されているような電気ソケット２と電気プラグ１とのロック係合を達成することを可能にするロッカーレバー１８も電気プラグ１上に設けられている。ロッカーレバー１８は、ユーザの親指によりばね支持機構にて操作されることができ、ロッカーレバー１８が電気ソケット２の対応するキャッチ開口部１９に嵌合されるとき、５００ニュートンよりも大きい引き抜き力が達成され得る。

１ 充電プラグ
２ 電気ソケット
３ ケーブル
４ ハウジング
５ ハンドル
６ 差し込み部
７ 電気接触部
８ 壁部
９ 嵌合接触部
１０ ケーブル接続開口部
１１ ケーブル導管
１２ 把持部
１３ 前方領域境界
１４ 後方領域境界
１５ 把持部の第１の部分
１６ 把持部の第２の部分
１７ ケーブル張力解放クリンプスリーブ
１８ ロッカーレバー
１９ キャッチ開口部

Claims (5)

1. ハウジング（４）と、電気プラグ（１）を把持するためのハンドル（５）とを有する電気プラグ（１）であり、
   前記ハウジング（４）が、差し込み部（６）、ケーブル接続開口部（１０）、及び、ケーブル導管（１１）を備え、
   前記差し込み部（６）が、電気ソケット（２）に差し込まれるための、及び、前記電気ソケット（２）に設けられた嵌合接触部（９）に接触するための複数の電気接触部（７）を含み、
   前記ケーブル接続開口部（１０）が、電気ケーブル（３）を挿入するために、及び取り外すために設けられており、
   前記ケーブル導管（１１）内の前記ケーブル（３）が、前記ケーブル接続開口部（１０）から前記差し込み部（６）にガイドされることができ、且つ、前記差し込み部（６）にて前記電気接触部（７）に電気的に接触されることができ、
   前記ハンドル（５）が、人間の手により把持されるための把持部（１２）を含み、且つ、前記ハウジング（４）に前記把持部（１２）が、前記ケーブル接続開口部（１０）及び前記ケーブル導管（１１）を取り囲まないように取り付けられている電気プラグ（１）において、
   前記ケーブル接続開口部（１０）が、前記差し込み部（６）と、前記把持部（１２）の、前記差し込み部（６）から離れた側の端部との間に設けられ、且つ、
   前記把持部（１２）が、前記差し込み部（６）の長手方向に対して平行に延在する領域（１５）を含み、前記ケーブル接続開口部（１０）がこの領域（１５）の下に設けられていることを特徴とする電気プラグ（１）。
2. 前記ケーブル接続開口部（１０）が前記把持部（１２）より下の領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電気プラグ。
3. 前記ケーブル導管（１１）及び／又は前記把持部（１２）が、前記差し込み部（６）に向かう領域において前記差し込み部（６）の長手方向に延在し、且つ、前記ケーブル接続開口部（１０）に向かう領域において前記差し込み部（６）の長手方向に対して角度αを形成する方向に延在するように角度付けされており、前記角度αが１２０度≦α≦１５０度の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気プラグ。
4. 前記把持部（１２）が、前記把持部（１２）の、前記差し込み部（６）から離れた側の領域にて、前記ケーブル導管（１１）の、前記差し込み部（６）から離れた側の領域（１６）における前記ケーブル導管（１１）に対して平行に延在することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気プラグ。
5. 前記把持部（１２）の、前記差し込み部（６）から離れた側の領域が、前記把持部（１２）の、前記差し込み部（６）から離れた側の領域にて、前記ケーブル導管（１１）の長手方向に前記ケーブル接続開口部（１０）を超えて突出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気プラグ。
   
   

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