JP5678474B2 - 充電コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、外部の電源から充電することが可能なバッテリーを搭載した車両に設けられ、充電用のケーブルが差し込まれる充電コネクタに関するものである。

近年、電気自動車やハイブリッドカーなど、動力源として電動モータを利用する自動車が普及しつつある。これらの自動車には、電動モータに電気を供給するバッテリーが搭載されている。

上記のバッテリーを充電する方法には、バッテリーおよび自動車の種類に応じて複数の方式が存在している。例えば、多くのハイブリッドカーは、エンジンの動力を利用して発電機を稼動させて発電し、バッテリーへの充電を行っている。また、電気自動車や一部のハイブリッドカー（プラグインハイブリッドカー）では、車両へ充電用のケーブルを差し込み、外部の電源からバッテリーへ直接充電することが可能となっている。

上記のプラグインハイブリッドカー等には、車両に充電用のケーブルを差し込むための充電コネクタ等が設置されている（例えば特許文献１）。特許文献１に記載の充電口構造のように、プラグインハイブリッドカー等の充電コネクタは、主に車両のアウタパネルやバンパなどに設けられていて、外部側から保護用の蓋体（リッド）で覆われている。そして、リッドを開閉させるヒンジは、アウタパネル等に形成される開口の内部に設置されていて、外部に露出しない構成となっている。

車両のアウタパネル等に設置されるリッドとしては、給油口を覆うリッド（フュエルリッド）がよく知られている（例えば特許文献２）。特許文献２に記載のフュエルフィラーリッド構造では、フュエルフィラーリッド（以下、単に「リッド」という。）が開口の内部からＵ字状に延びるヒンジアーム（アーム）によって開閉可能に支えられている。

特開２００９−８７７５９号公報 特開２００５−３１９９６０号公報

現在、上記特許文献１に記載の充電口構造に代表されるような充電コネクタには、技術進歩とともにさらなる小型化が要請されている。しかし、例えば特許文献１に記載の充電口構造の構成要素の中でも、充電口（コネクタ接続部）は規格等に則って設計されるためむやみに小型化することはできない。そこで、充電口構造の全体を小型化するためには、各構成要素をより密接に設置することが好適である。しかし、リッドを開口の内部から支えるリッド用ヒンジ（アーム）は、開口の内部空間内を回動する。したがって、アームは各構成要素との干渉を回避して設置する必要がある。

例えば特許文献２には、特許文献１よりもアームが詳細に図示されている。特許文献２では、アームをＵ字状に形成することで、開口部の縁への干渉は避けることができるとされている。しかし、特許文献２に記載のリッドはあくまで給油口を覆うための構成である。給油口は基本構造が穴であるために開口部の奥まったところに位置しているが、充電コネクタの構成においては接続する便宜のためにコネクタ接続部が開口部近傍まで飛び出して配置される。このため、特許文献２に記載のアームをそのまま採用すると、コネクタ接続部との干渉を避けるためには、アームとコネクタ接続部との間隔を大きく取る必要がある。

さらに、アームはリッドを支える構成要素であるため、剛性を確保する必要がある。例えば、アームが金属製であるならば、剛性の確保は比較的容易である。しかし、アームはリッドと一体成形したいという要請がある。さらに、充電コネクタを樹脂製のバンパに設置する場合、リッドは周囲のバンパと同様の素材で形成することが外観上好ましいため、アームもバンパと同様に樹脂で形成したいという要請がある。樹脂は金属よりも剛性が低いため、アームは形状による剛性を確保する必要があり、小型化するにあたっても剛性が失われないように考慮する必要がある。

本発明は、このような課題に鑑み、アームの剛性を確保しつつ、開口部の内部空間の省スペース化を図り、全体をより小型化することが可能な充電コネクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる充電コネクタの代表的な構成は、車両に設けられる開口部と、開口部の内部に設置され、車両のバッテリーを充電するケーブルのプラグが接続されるコネクタ接続部と、開口部を車両の外部から覆う外蓋部と、開口部の内部に軸支され開口部の縁を迂回するように屈曲して外蓋部に接続された樹脂製のアームと、開口部の内部に設置され、アームを開口部がなす平面に対してほぼ直交する平面内で回動させる外蓋ヒンジと、を備える充電コネクタにおいて、アームは、外蓋部に接続されて外蓋ヒンジを中心とする円弧を描く延伸部と、延伸部と外蓋ヒンジとを連結する根本部とを有し、開口部の少なくともアーム近傍はほぼ円弧形状であって、延伸部は、開口部がなす平面で切断した縦断面にて、開口部の縁と対向する外面が外蓋ヒンジに向かって凸に湾曲していて、コネクタ接続部側の内面が外蓋ヒンジに向かって凹に湾曲していることを特徴とする。

上記構成によれば、延伸部の外面が凸に湾曲していることからこれを開口部の縁に近接させて配置でき、かつ、延伸部の内面が凹に湾曲していることからこれをコネクタ接続部にも近接させて配置することができる。このとき、延伸部は外蓋ヒンジを中心とする円弧を描くため、アームが回動しても延伸部と開口部の縁またはコネクタ接続部との距離が一定となり、延伸部がこれらと干渉するおそれはない。したがって、上記構成によれば、開口部の内部空間の省スペース化を図ることが可能となる。

また、上記の延伸部であれば、開口部に干渉することなくアーム（延伸部）の縦方向の幅を広く設定することができる。さらに、延伸部は外蓋ヒンジに向かって外面が凸かつ内面が凹に湾曲していため断面二次モーメントが大きい。したがって、この延伸部を備えるアームは、樹脂製であっても高い剛性を確保することができる。したがってバンパと同じ材質でリッドおよびアームを形成することができ、意匠上の統一感を得て美観を向上させることができる。

これらのように、上記構成によれば、アームの剛性を確保しつつ、開口部の内部空間の省スペース化を図ることができ、全体をより小型化することが可能な充電コネクタを提供することが可能となる。

上記の延伸部は、開口部がなす平面で切断した縦断面にて、外面が開口部の内周の形状に沿う円弧形状であるとよい。外面は延伸部における開口部の縁に対向する面であるが、この円弧形状の外面であれば、延伸部が開口部の縁を通過する際のスペース効率が向上する。したがって、開口部の内部空間の省スペース化を促進することが可能となる。

上記の延伸部は、開口部がなす平面で切断した縦断面にて、内面がコネクタ接続部と中心を同じにする円に沿う円弧形状であるとよい。内面は延伸部におけるコネクタ接続部側に位置する面であるが、この円弧形状の内面であれば、延伸部よりもコネクタ接続部側に存在する空間に広く余裕をとることができる。したがって、コネクタ接続部を延伸部により近接した位置に設置し、開口部の内部空間の省スペース化を促進することが可能となる。

上記の充電コネクタは、開口部の内部でコネクタ接続部を封止する内蓋部をさらに備え、開口部がなす平面から外蓋ヒンジまでの距離は、平面から内蓋部までの距離とほぼ等しいとよい。内蓋部を備えることで、コネクタ接続部の端子を確実に保護することができる。また、上記構成の位置関係に外蓋ヒンジと内蓋部とを配置することで、アームが回動する過程において延伸部と内蓋部との距離が一定になる。したがって、この位置関係であればアームと内蓋部とをより近接させることができ、開口部の内部空間の省スペース化を促進することが可能となる。

本実施形態にかかる充電コネクタを備えた車両を示す図である。 図１の外蓋部を開けた充電コネクタを示している。 図２の充電コネクタの断面図である。 図２の開口部を正面から示す概略図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかる充電コネクタ１００を備えた車両１０２を示す図である。充電コネクタ１００は、車両１０２のリアバンパ１０４に備えることができる。充電コネクタ１００は車両１０２に搭載されたバッテリ（不図示）を充電する際に使用される。なお、車両１０２としてはプラグインハイブリッドカーを想定している。

図１に示すように、充電コネクタ１００は外蓋部１０６を備えている。外蓋部１０６はコネクタリッドとも呼ばれる蓋体である。外蓋部１０６は、車両１０２の外観上の印象を統一するためにリアバンパ１０４と同様の材質で形成されている。本実施形態では、リアバンパ１０４及び外蓋部１０６は樹脂製である。

図２は、図１の外蓋部１０６を開けた充電コネクタ１００を示している。なお、図２では、充電コネクタ１００を構成する各構成要素の理解を容易にするために、リアバンパ１０４を省略している。

図２に示すように、充電コネクタ１００は、広口の椀形状のケーシング１０７を備えている。ケーシング１０７の内側には内部空間が広がっている。ケーシング１０７の内壁には後述するコネクタ接続部１１２等が設置される。

ケーシング１０７の縁には円環形状のベゼル１１０（コネクタリッドベゼル）が設置されている。ベゼル１１０の内周は充電コネクタ１００の開口部１０８を形成していて、開口部１０８を通じて充電用のケーブル（不図示）をケーシング１０７の内部に差し込むことができる。

開口部１０８は、外蓋部１０６によって封止することができる。外蓋部１０６は、その外周の形状をベゼル１１０の内周の形状にあわせて成形されている。そのため、外蓋部１０６は閉じるとベゼル１１０にはまることができる。

なお、図２以下の図面では、開口部１０８がなす平面の縦方向をＺ方向とし、開口部１０８がなす平面の横方向であってＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。そして、Ｚ方向およびＹ方向に直交し、開口部１０８の手前および奥を示す方向をＸ方向とする。

ケーシング１０７の内部には、コネクタ接続部１１２が端子面を開口部１０８に向けて配置されている。コネクタ接続部１１２は車両内のバッテリに接続されており、外部の電源から延びる充電用のケーブル（不図示）のプラグが接続される。コネクタ接続部１１２の端子面には、内蓋部１１４が備えられている。内蓋部１１４は、ケーシング１０７の内部においてコネクタ接続部１１２を封止する蓋体である。内蓋部１１４を備えることで、雨水等からコネクタ接続部１１２の端子を確実に保護することができる。

内蓋部１１４は、外蓋部１０６の外蓋ヒンジ１２０（図３（ａ）参照）とは反対側を内蓋ヒンジ１１５（図３（ａ）参照）によって軸支されている。内蓋部１１４は、内蓋ヒンジ１１５の反対側に、内蓋部１１４をコネクタ接続部１１２に係止するための係止部１１６を備えている。

外蓋部１０６は、ケーシング１０７の内部から延びるアーム１１８によって支えられている。アーム１１８は開口部１０８の内部にある外蓋ヒンジ１２０によって軸支されていて、開口部１０８の縁を迂回するように屈曲して外蓋部１０６に接続している。本実施形態においてはアーム１１８は外蓋部１０６とともに樹脂で一体成形されている。そのため製造容易であり、コストおよび重量を低減できる。

図３は、図２の充電コネクタ１００のＡ−Ａ断面図である。図３（ａ）は充電コネクタ１００の全体を示し、図３（ｂ）はアーム１１８近傍を拡大して示している。なお、図２において、Ａ−Ａ断面は、充電コネクタ１００の中心において外蓋ヒンジ１２０と直交する平面（ＸＹ平面）で切断した断面である。また、図２ではコネクタ接続部１１２を露出させるために内蓋部１１４を開けた状態で示していたが、図３（ａ）では内蓋部１１４は閉じた状態で示している。

図３（ａ）に示すように、アーム１１８は外蓋ヒンジ１２０に軸支されている。外蓋ヒンジ１２０は、開口部１０８の内部において、リアバンパ１０４の裏側の位置に設置される。外蓋ヒンジ１２０の軸方向はＺ方向（図２参照）を向いていて、外蓋ヒンジ１２０はアーム１１８をＸ方向に回動させる。すなわち、アーム１１８は図２の開口部１０８がなす平面であるＹＺ平面に対して直交し、かつＸＺ平面とも直交するＸＹ平面内を回動する。

図３（ｂ）に示すように、アーム１１８は延伸部１２２と根本部１２４とを有して形成されている。延伸部１２２は、先端が外蓋部１０６に接続され、アーム１１８を回動させた際に開口部１０８の縁を通過する部分である。根本部１２４は延伸部１２２と外蓋ヒンジ１２０とを連結する部分である。

円Ｃ１は外蓋ヒンジ１２０を中心とする円である。延伸部１２２は、開口部１０８の縁と対向する外面（外蓋ヒンジ１２０側の面）がＸＹ平面内においてほぼ円Ｃ１に沿う円弧を描くように形成されている。この形状であれば、アーム１１８が回動してもその回動の過程において延伸部１２２と開口部１０８の縁およびコネクタ接続部１１２との距離は一定となる。したがって、延伸部１２２の開口部１０８の縁およびコネクタ接続部１１２への干渉を防ぐことができる。

さらに、本実施形態においては、開口部１０８がなすＹＺ平面（図中、線分Ｌ１で表す）から外蓋ヒンジ１２０までの距離と、ＹＺ平面から内蓋部１１４までの距離とがほぼ等しくなるようにこれらを設置している。具体的には、図３（ａ）において、外蓋ヒンジ１２０と内蓋部１１４の係止部１１６の奥行き方向の端部とを結ぶ線分Ｌ２は、ＹＺ平面を示す線分Ｌ１に平行となっている。この位置関係に外蓋ヒンジ１２０と内蓋部１１４とを配置することで、アーム１１８が回動する過程において延伸部１２２と内蓋部１１４との距離が一定となる。

これらのことから、アーム１１８とベゼル１１０の距離、およびアーム１１８と内蓋部１１４との距離を近接させることができる。したがって、結果的にベゼル１１０と内蓋部１１４とをより近接させることができ、開口部１０８の内部空間の省スペース化を促進することが可能となる。

図４は、図２の開口部１０８を正面から示す概略図である。図４では理解を容易にするために、外蓋部１０６および延伸部１２２を破線で示している。さらに、延伸部１２２を開口部１０８がなすＹＺ平面で切断した縦断面をハッチングで示している。

ここで本実施形態においてベゼル１１０はほぼ円形であり、ベゼル１１０（開口部１０８の縁）のアーム１１８（延伸部１２２）近傍は円弧形状である。なお、ベゼル１１０の円形の中心と、コネクタ接続部１１２の中心１３０とは、一致していなくてもよい（図４ではアーム１１８がある分だけ若干ずれている）。また、ベゼル１１０は完全な円形でなくてもよいが、アーム１１８の近傍は後述する理由により円弧形状であることが好ましい。

そして、延伸部１２２の縦断面は、開口部１０８の縁（ベゼル１１０の内周）と対向する外面１２６が外蓋ヒンジ１２０に向かって凸に湾曲している。本実施形態においてこの外面１２６の湾曲は、開口部１０８の内周の形状に沿う円弧形状である。この円弧形状の外面１２６であれば、延伸部１２２を開口部１０８の縁に限りなく近づけることができ、アーム１１８とベゼルの間のスペース効率を向上させることができる。

また、延伸部１２２の縦断面は、コネクタ接続部１１２側の内面１２８が外蓋ヒンジ１２０に向かって凹に湾曲している。本実施形態においてこの内面１２８の湾曲は、コネクタ接続部１１２と中心を同じにする円Ｃ２に沿う円弧形状である。この円弧形状の内面１２８であれば、コネクタ接続部１１２からの距離を最大限に大きくとることができる。したがって、例えば係止部１１６は内蓋部１１４を係止する際に回動するが、係止部１１６が内面１２８に接触することはない。これらのことから、コネクタ接続部１１２を延伸部１２２により近接した位置に設置し、アーム１１８とコネクタ接続部１１２の間のスペース効率を向上させることができる。このようにして、開口部１０８の内部の省スペース化を図り、充電コネクタ１００の全体の小型化を達成している。

また図４に示すように、本実施形態では、延伸部１２２の縦断面における縦方向の中心１３２とコネクタ接続部１１２との中心１３０とがＺ方向に同じ高さ（図中、線分Ｌ３で表す）となるように配置している。これにより、アームの剛性を上下均等にすることができる。

また、上記の延伸部１２２を有するアーム１１８であれば、開口部１０８の縁およびコネクタ接続部１１２に干渉することなく延伸部１２２（または図２のアーム１１８）の縦方向（Ｚ方向）の幅を広く設定することができる。さらに、延伸部１２２は外蓋ヒンジ１２０に向かって外面１２６が凸かつ内面１２８が凹に湾曲しているため、断面が全体的に円弧を描いており、曲げ剛性が高い（断面二次モーメントが大きい）。したがって、この延伸部１２２を備えるアーム１１８（図２参照）は、樹脂製であっても高い剛性を確保することができるため、リアバンパ１０４と同じ樹脂材料で外蓋部１０６およびアーム１１８を形成することができ、意匠上の統一感を得て美観を向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、外部の電源から充電することが可能なバッテリーを搭載した車両に設けられ、充電用のケーブルが差し込まれる充電コネクタとして利用することができる。

Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ …線分
Ｃ１、Ｃ２ …円
１００ …充電コネクタ
１０２ …車両
１０４ …リアバンパ
１０６ …外蓋部
１０７ …ケーシング
１０８ …開口部
１１０ …ベゼル
１１２ …コネクタ接続部
１１４ …内蓋部
１１５ …内蓋ヒンジ
１１６ …係止部
１１８ …アーム
１２０ …外蓋ヒンジ
１２２ …延伸部
１２４ …根本部
１２６ …外面
１２８ …内面
ＸＹ、ＹＺ …平面

Claims (3)

1. 車両に設けられる開口部と、
   前記開口部の内部に設置され、車両のバッテリーを充電するケーブルのプラグが接続されるコネクタ接続部と、
   前記開口部を前記車両の外部から覆う外蓋部と、
   前記開口部の内部に軸支され開口部の縁を迂回するように屈曲して外蓋部に接続された樹脂製のアームと、
   前記開口部の内部に設置され、前記アームを該開口部がなす平面に対してほぼ直交する平面内で回動させる外蓋ヒンジと、を備える充電コネクタにおいて、
   前記アームは、前記外蓋部に接続されて前記外蓋ヒンジを中心とする円弧を描く延伸部と、前記延伸部と前記外蓋ヒンジとを連結する根本部とを有し、
   前記開口部の少なくとも前記アーム近傍はほぼ円弧形状であって、
   前記延伸部は、前記開口部がなす平面で切断した縦断面にて、該開口部の縁と対向する外面が前記外蓋ヒンジに向かって凸に湾曲していて、前記コネクタ接続部側の内面が該外蓋ヒンジに向かって凹に湾曲していて、
   当該充電コネクタはさらに、前記開口部の内部で前記コネクタ接続部を封止する内蓋部を備え、
   前記開口部がなす平面から前記外蓋ヒンジまでの距離は、前記平面から前記内蓋部までの距離とほぼ等しいことを特徴とする充電コネクタ。
2. 前記延伸部は、前記開口部がなす平面で切断した縦断面にて、前記外面が該開口部の内周の形状に沿う円弧形状であることを特徴とする請求項１に記載の充電コネクタ。
3. 前記延伸部は、前記開口部がなす平面で切断した縦断面にて、前記内面が前記コネクタ接続部と中心を同じにする円に沿う円弧形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の充電コネクタ。

Images