JP5700791B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド車両に搭載されたバッテリーを充電する際に用いられる電気コネクタに関する。

電気自動車やハイブリッド車両では、電気コネクタを用いて車両の受電側コネクタと給電スタンドの給電側コネクタとを接続し、車載バッテリーを充電する。

特許文献１に従来の電気コネクタ２０１が記載されている。

電気コネクタ２０１は、図１６のように、給電側コネクタ２０３と受電側コネクタ２０５とで構成されている。

給電側コネクタ２０３において、給電端子２０７はコネクタ本体２０９に収容され、給電端子２０７に接続されている電線２１１はコネクタケース２１３のコネクタ収容部２１５と電線収容部２１７とを通って外部に引き出されており、コネクタ収容部２１５と電線収容部２１７との間には給電端子２０７と電線２１１などのスライド操作に伴う伸縮を吸収するスライド部２１９が設けられている。

電気コネクタ２０１を接続するには 給電側コネクタ２０３のコネクタ収容部２１５と受電側コネクタ２０５とを嵌合させた後、嵌合操作時のハンドル部である電線収容部２１７を握って回動レバー２２１を引く（回動操作する）と、嵌合スライド機構によって給電端子２０７が電線２１１と共にスライドし、受電側コネクタ２０５の受電端子２２３と嵌合して接続が完了する。このとき、電線収容部２１７も嵌合方向に移動し、スライド部２１９がこのスライド分を吸収する。

また、電気コネクタ２０１には、給電端子２０７と受電端子２２３が接続されている間は、回動レバー２２１の回動を不可能にすることによって給電端子２０７が嵌合解除方向へスライドすることを防止し、バッテリーへの給電中に端子２０７，２２３の接続が不用意に切断されるのを防止するロック機構２２５が設けられている。

特開平１０−２７５６５３号公報

しかし、給電側コネクタ２０３と受電側コネクタ２０５とを嵌合させる際は、一般に、ハンドル部である電線収容部２１７を握って給電側コネクタ２０３を受電側コネクタ２０５側に押圧操作するが、この嵌合が完了しない状態であっても、電線収容部２１７を強く押し込むと、コネクタ収容部２１５と電線収容部２１７の間に配置されているスライド部２１９が収縮し、給電端子２０７が電線２１１と共に嵌合側に移動して、受電端子２２３との接続が不完全に行われてしまう虞がある。

そこで、この発明は、給電端子と受電端子との接続操作に先立って、受電側コネクタと給電側コネクタのケース、あるいは、ハウジングを嵌合操作している間に、給電端子と受電端子の接続が、意図せずに、不完全に行われることを防止する電気コネクタの提供を目的としている。

請求項１の電気コネクタは、受電端子を収容するコネクタハウジングと、このコネクタハウジングに形成された嵌合部とを有する受電側コネクタと、コネクタ収容部と電線収容部とを有するコネクタケースと、前記受電端子に接続される給電端子を収容すると共に、前記コネクタ収容部に収容されたコネクタ本体と、前記受電側コネクタの嵌合部に嵌合する嵌合フード部と、前記給電端子に接続され、前記コネクタ収容部と電線収容部とにスライド可能に収容された電線と、前記コネクタケースに回動自在に連結された回動レバーと、この回動レバーが回動操作されると、前記コネクタ本体を前記受電側コネクタ側へスライドさせて給電端子と受電端子とを嵌合させ接続する嵌合スライド機構と、前記電線をスライド可能に保持する電線スライド部とを有する給電側コネクタとからなる電気コネクタであって、前記電線スライド部を、前記電線収容部を挟んで、前記コネクタ収容部の反対側の前記コネクタケースの端部に連結して一体的に設け、前記回動レバーの操作部を前記電線収容部の外周側に配置したことを特徴とする。

請求項２の電気コネクタは、請求項１に記載された発明であって、前記電線収容部に、その内壁で移動自在に保持されながら、前記電線を保持するホルダ部材が設けられていることを特徴とする。

請求項３の電気コネクタは、請求項２に記載された発明であって、前記ホルダ部材の外周に、前記電線収容部の内壁と摺動する突起が設けられていることを特徴とする。

請求項４の電気コネクタは、請求項１〜請求項３のいずれかに記載された発明であって、前記電線収容部は、前記回動レバーを回動操作し給電端子を受電端子に嵌合させる際に把持する把持部となることを特徴とする。

請求項５の電気コネクタは、請求項１〜請求項４のいずれかに記載された発明であって、前記電線スライド部の外周に、蛇腹部が設けられていることを特徴とする。

請求項６の電気コネクタは、請求項１〜請求項５のいずれかに記載された発明であって、前記給電側コネクタの嵌合フード部と前記受電側コネクタの嵌合部との嵌合が完了しない間は、前記回動レバーの回動操作及び前記嵌合スライド機構による給電端子のスライド操作を不可能にするロック機構を設けたことを特徴とする。

請求項１の電気コネクタは、給電側コネクタの電線スライド部を、電線収容部を挟んで、コネクタ収容部の反対側（嵌合解除方向）のコネクタケースの端部に連結して一体的に設けたので、各端子の接続操作に先立って、給電側コネクタと受電側コネクタとの嵌合操作中に電線収容部を強く押し込んでも、電線スライド部が収縮することはなく、従って、意図せずに、給電端子と受電端子の接続が不完全に行われることはない。

請求項２の電気コネクタは、請求項１の構成と同等の効果が得られる。

また、電線を保持するホルダ部材を設けたことによって、電線と電線収容部内壁との擦れが防止され、傷や断線が防止されると共に、ホルダ部材は電線収容部の内壁を円滑にスライド（移動）することができる。

請求項３の電気コネクタは、請求項２の構成と同等の効果が得られる。

また、ホルダ部材の外周に突起（例えば、リブ）を設けたことにより、ホルダ部材と電線収容部内壁との摺動面積と摺動抵抗が低減される事から、さらに、円滑にスライド（移動）させることができる。

請求項４の電気コネクタは、請求項１〜請求項３の構成と同等の効果が得られる。

また、上記のように、外周側に回動レバーの操作部が（対向して）配置されている電線収容部は、操作部（回動レバー）を回動操作する際に握る把持部（ハンドル部：グリップ部）として利用することができる。

請求項５の電気コネクタは、請求項１〜請求項４の構成と同等の効果が得られる。

また、電線スライド部の外周に設けられた蛇腹部は、電線スライド部を保護して損傷を防止すると共に、電線スライド部を防水仕様にすることができる。

請求項６の電気コネクタは、請求項１〜請求項５の構成と同等の効果が得られる。

また、本発明によれば、上記のように、給電側コネクタと受電側コネクタとの嵌合操作中に給電端子と受電端子の接続が不完全に行われることはないが、回動レバーの回動操作と給電端子（コネクタ本体）のスライドを禁止するロック機構を設けた請求項６の構成では、各コネクタの嵌合が完了する前に、給電端子と受電端子が不完全に接続されることが２重に防止される。

給電側コネクタ３と受電側コネクタ５を嵌合させる前の電気コネクタ１の一部を切り欠いて示す断面図である。 給電側コネクタ３の斜視図である。 給電側コネクタ３の側面図である。 図１のＡ部拡大図である。 図１のＢ部拡大図である。 嵌合前の給電側コネクタ３と受電側コネクタ５を示す断面図である。 フード部１７，４５を嵌合させた給電側コネクタ３と受電側コネクタ５の一部を切り欠いて示す断面図である。 図７のＣ部拡大図である。 図７のＤ部拡大図である。 図７のＥ部拡大図である。 端子１３，４１、５１，４７を接続した給電側コネクタ３と受電側コネクタ５の一部を切り欠いて示す断面図である。 図１１のＦ部拡大図である。 図１１のＧ部拡大図である。 図１１のＨ部拡大図である。 端子１３，４１、５１，４７を接続した受電側コネクタ５と給電側コネクタ３を示す断面図である。 従来の電気コネクタ２０１を示す断面図である。

〔一実施例〕
図１〜図１５によって一実施例の電気コネクタ１を説明する。

［電気コネクタ１の構成］
電気コネクタ１は、給電側コネクタ３と受電側コネクタ５とで構成されている。

給電側コネクタ３は、コネクタ収容部７と電線収容部９とを有するコネクタケース１１と、給電端子１３を収容するコネクタ本体１５と、コネクタ本体１５の受電側コネクタ５側（嵌合方向１５１）に設けられた嵌合フード部１７と、給電端子１３に接続された電線１９と、コネクタ収容部７に回動自在に連結されたメインレバー２１（回動レバー）と、嵌合スライド機構２３と、電線スライド部２５などを備えており、電線１９はコネクタ収容部７と電線収容部９にスライド可能に収容され、電線スライド部２５は電線１９をスライド可能に保持して給電端子１３と電線１９などのスライド操作に伴う伸縮を吸収するようになっている。

電線スライド部２５は、電線収容部９を挟んで、コネクタ収容部７の反対側（嵌合解除方向１５３）のコネクタケース１１の端部に連結して一体的に設けられており、メインレバー２１の操作部２６（トリガー部）は電線収容部９の外周側に対向して配置され、電線スライド部２５の外周には蛇腹２７が設けられている。

電線１９は、電線収容部９の内部で、ホルダ部材２９によって移動自在に保持されており、ホルダ部材２９の外周には電線収容部９の内壁と摺動するリブ３１，３１（突起）が設けられ、内壁との接触面積と摺動抵抗を低減させている。

電線収容部９は、メインレバー２１を回動操作して給電端子１３を下記の受電端子４１に嵌合させる際に握るハンドル部３３（把持部）となっている。

給電端子１３と電線１９との接続部分を収容するケーブルカバー３５とコネクタ収容部７との間には、メインレバー２１の回動操作をロックする回動ロック機構３７（ロック機構）が設けられている。また、コネクタ収容部７には、給電側コネクタ３側（嵌合フード部１７）と受電側コネクタ５側（下記のフード部４５）とを嵌合状態にロックする嵌合ロック機構３９が設けられている。

受電側コネクタ５は、受電端子４１を収容するコネクタハウジング４３と、コネクタハウジング４３に形成され、給電側コネクタ３（コネクタ本体１５）の嵌合フード部１７がその内周に嵌合するフード部４５（嵌合部）などを備えている。また、受電端子４１と並んで受電側の信号端子４７が配置されている。

コネクタ本体１５にはスライド部材４９がスライド自在に収容されており、給電端子１３は給電側の信号端子５１と共にスライド部材４９に収容され、信号端子５１に接続されている信号線５３は、電線１９と同様に、ホルダ部材２９と電線スライド部２５によって保持されている。また、スライド部材４９はコイルスプリング５５によって受電端子４１及び信号端子４７との嵌合解除方向１５３に付勢されている。

嵌合スライド機構２３は、メインレバー２１と、メインレバー２１とケーブルカバー３５とを揺動自在に連結する揺動リンク５７と、ねじりバネ５９からなり、メインレバー２１が図１１の矢印の方向に回動操作されると、嵌合スライド機構２３はスライド部材４９（給電端子１３と信号端子５１）を嵌合方向１５１（受電側コネクタ５の受電端子４１と信号端子４７側）にスライドさせて接続し、ねじりバネ５９は揺動リンク５７を介してスライド部材４９を各端子１３，４１、５１，４７の嵌合解除方向１５３に付勢している。

回動ロック機構３７は、図１０のように、コネクタ本体１５に揺動自在に支持されたレバーロックアーム６１と、レバーロックアーム６１の受電側コネクタ５側（嵌合方向１５１）の端部に設けられた突部６３と、ねじりバネ６５と、ケーブルカバー３５に設けられた突部６７と、フード部４５（受電側コネクタ５）の内周部６９などから構成されている。レバーロックアーム６１の突部６３はコネクタ本体１５の切り欠き７１の外部に突き出しており、突部６３の嵌合方向１５１側にはカム面７２が設けられ、ケーブルカバー３５の突部６７の嵌合方向１５１にはロック部７３が、嵌合解除方向１５３にはカム面７５がそれぞれ設けられている。また、ねじりバネ６５はレバーロックアーム６１の他側端部（嵌合解除方向１５３）がロック部７３（突部６７）とロックする方向に付勢している。

下記のように、給電側コネクタ３側の嵌合フード部１７が受電側コネクタ５側のフード部４５と嵌合し、その際、突部６３がカム面７２の案内によって押圧され、フード部４５の内周部６９に係合すると、図１０と図１１のように、レバーロックアーム６１がねじりバネ６５に抗して回動し、ロック部７３（突部６７）とのロック（回動ロック機構３７のロック）が解除され、メインレバー２１の回動操作が可能になる。また、図１と図６のように、フード部１７，４５が嵌合していない間は、ねじりバネ６５によってレバーロックアーム６１とロック部７３（突部６７）がロックし、回動ロック機構３７が作動してメインレバー２１の回動操作が不可能になる。

嵌合ロック機構３９は、コネクタ収容部７に揺動自在に支持されたロックアーム７７と、ロックアーム７７の受電側コネクタ５側（嵌合方向１５１）の端部に設けられた突部７９と、コイルスプリング８１と、コネクタ収容部７に揺動自在に支持されたリリースレバー８３と、リリースレバースプリング８５と、押圧部８７と、電磁ソレノイド８９と、フード部４５（受電側コネクタ５）の内周部６９とロック部９１などから構成されている。図４のように、ロックアーム７７の突部７９はコネクタ本体１５の切り欠き９３から外部に突き出しており、突部７９の嵌合方向１５１にはカム面９５が、嵌合解除方向１５３にはロック部９７がそれぞれ設けられている。また、コイルスプリング８１はロックアーム７７の突部７９（ロック部９７）をロック部９１（フード部４５：受電側コネクタ５）とロックする方向に付勢している。押圧部８７はリリースレバー８３の嵌合解除方向１５３側端部に取り付けられ、コネクタケース１１の切り欠き９９から外部に突き出しており、リリースレバー８３の嵌合方向１５１側端部はロックアーム７７を押圧可能に配置されている。また、リリースレバースプリング８５は押圧部８７が切り欠き９９の外部へ突き出す方向にリリースレバー８３を付勢している。

図１３のように、ケーブルカバー３５とリリースレバー８３との間にはスライドロック機構１０１が設けられている。スライドロック機構１０１はケーブルカバー３５の突部１０３とリリースレバー８３の突部１０５からなり、突部１０３の嵌合解除方向１５３と突部１０５の嵌合方向１５１にはロック部１０７，１０９がそれぞれ設けられ、突部１０３の嵌合方向１５１と突部１０５の嵌合解除方向１５３にはカム面１１１，１１３がそれぞれ設けられている。

下記のように、電気コネクタ１が嵌合（接続）している状態では、突部１０３，１０５のロック部１０７，１０９がロックしてスライドロック機構１０１が作動し、ケーブルカバー３５が嵌合解除方向１５３へ後退することを防止する。また、嵌合解除方向１５３から嵌合方向１５１の方向にスライドする場合は、カム面１１１，１１３の案内によりリリースレバースプリング８５に抗してリリースレバー８３が回動し、スライドロック機構１０１のロックが解除されるから、ケーブルカバー３５はこの方向へのスライドが可能になる。

［給電側コネクタ３と受電側コネクタ５の嵌合操作］
給電側コネクタ３の給電端子１３と信号端子５１と受電側コネクタ５の受電端子４１と信号端子４７とを接続するに当たっては、図７のように、給電側コネクタ３（コネクタ本体１５）の嵌合フード部１７を受電側コネクタ５（コネクタハウジング４３）のフード部４５の内周６９に嵌合させると、図８のように、ロックアーム７７は、突部７９のカム面９５の案内によって回動した後、ロック部９７がフード部４５のロック部９１にロックされて嵌合フード部１７とフード部４５の嵌合が完了すると共に、コイルスプリング８１がロック部９１，９７のロックを保持してフード部１７，４５の抜けを防止する。

さらに、フード部１７，４５が嵌合すると、上記のように、回動ロック機構３７において突部６３がフード部４５の内周部６９に押圧され、回動ロック機構３７のロックが解除されてメインレバー２１の回動操作が可能になる。

次いで、図１１のように、ハンドル部３３（電線収容部９）を握ってメインレバー２１の操作部２６を引くと、嵌合スライド機構２３によりスライド部材４９が嵌合方向１５１にスライドし、給電端子１３と受電端子４１が、また、信号端子５１と信号端子４７がそれぞれ嵌合して接続されると共に、上記のように、この状態ではスライドロック機構１０１が作動しているから、メインレバー２１を離しても、ケーブルカバー３５の後退が防止され給電が中途で遮断されることはない。また、電磁ソレノイド８９は、給電中に不用意に押圧部８７を押し込んでも、リリースレバー８３の回動をロックすることによって嵌合ロック機構３９のロックが解除されることを防止している。

また、各端子１３，４１、５１，４７が嵌合する際、電線１９と信号線５３はホルダ部材２９と共に嵌合方向１５１にスライドし、そのスライド分は電線スライド部２５と蛇腹２７の収縮によって吸収され、リブ３１，３１を設けたホルダ部材２９は移動抵抗が低減して円滑にスライドする。

また、フード部１７，４５を嵌合操作する際の押圧力が電線スライド部２５に掛からない位置に電線収容部９を設けたから、この嵌合操作時に電線収容部９（ハンドル部３３）を握って給電側コネクタ３を受電側コネクタ５側に押し込んでも、従来例と異なって、給電端子１３と信号端子５１が嵌合方向１５１にスライドし、受電端子４１と信号端子４７とに不完全に嵌合されることはない。

さらに、電線スライド部２５から嵌合解除方向１５３側の部分を握って嵌合方向１５１に押し込んだ場合でも、フード部１７，４５の嵌合が完了するまでは、回動ロック機構３７のロックが解除されないから、給電端子１３と信号端子５１がスライドして不完全に嵌合されることが防止される。

［給電側コネクタ３と受電側コネクタ５の嵌合解除操作］
給電が完了した後、給電側コネクタ３と受電側コネクタ５の嵌合を解除するには、嵌合ロック機構３９の押圧部８７をリリースレバースプリング８５に抗して押し込むと、回動したリリースレバー８３がロックアーム７７を回動させてロック部９７（突部７９）とフード部４５（受電側コネクタ５）のロック部９１とのロックが解除されるから、この状態で給電側コネクタ３を嵌合解除方向１５３に引けば、受電側コネクタ５のフード部４５から給電側コネクタ３の嵌合フード部１７を引き抜くと共に、給電端子１３と受電端子４１の接続及び信号端子５１と信号端子４７の接続を解除することができる。

また、嵌合フード部１７をフード部４５から引き抜くと、回動ロック機構３７において、突部６３がフード部４５の内周部６９の押圧から解除され、ねじりバネ６５によってレバーロックアーム６１がケーブルカバー３５の突部６７と接触する方向に回動するが、ケーブルカバー３５は突部６７のカム面７５に案内されてレバーロックアーム６１との接触部を乗り越えることができる。

また、上記のように、押圧部８７を押し込んでリリースレバー８３を回動させると、スライドロック機構１０１において、ロック部１０９（突部１０５）とケーブルカバー３５のロック部１０７（突部１０３）のロックが解除され、ケーブルカバー３５は嵌合解除方向１５３へのスライドが可能になる。

この状態で、メインレバー２１を離せば、コイルスプリング５５とねじりバネ５９の付勢力によってスライド部材４９が嵌合解除方向１５３にスライドし、電線１９と信号線５３はホルダ部材２９と共に嵌合解除方向１５３にスライドする。そのスライド分は電線スライド部２５と蛇腹２７の伸長によって吸収される。

［電気コネクタ１の効果］
電気コネクタ１は、上記のように、給電側コネクタ３の電線スライド部２５を、電線収容部９を挟んで、コネクタ収容部７の反対側（嵌合解除方向１５３）のコネクタケース１１の端部に連結して一体的に設けたので、給電側コネクタ３の嵌合フード部１７を受電側コネクタ５のフード部４５に嵌合させる際に、電線収容部９（ハンドル部３３）を握り強く押し込んでも電線スライド部２５が収縮することはなく、従って、給電端子１３と受電端子４１及び信号端子５１と信号端子４７の接続が、意図せずに、不完全に行われることはない。

また、ホルダ部材２９によって電線１９と信号線５３を保持するように構成したので、電線１９と信号線５３が、電線収容部９の内壁との擦れ及び傷や断線から保護されると共に、電線１９と信号線５３はホルダ部材２９に保護されながら電線収容部９の内部を円滑にスライドすることが可能である。

また、外周にリブ３１，３１を設けたことによってホルダ部材２９と電線収容部９の内壁との摺動面積と摺動抵抗が低減されるから、ホルダ部材２９（電線１９と信号線５３）をさらに円滑にスライドさせることができる。

また、電線収容部９と対向してメインレバー２１の操作部２６を配置したことにより、電線収容部９はメインレバー２１を回動操作する際に握るハンドル部３３として利用することができる。

また、電線スライド部２５の外周に設けられた蛇腹２７は、電線スライド部２５を保護して損傷を防止すると共に、電線スライド部２５を防水仕様にすることができる。

また、電気コネクタ１では、上記のように、フード部１７，４５を嵌合させる際に、端子１３，４１及び端子５１，４７の接続が不完全に行われることはないが、メインレバー２１の回動操作とスライド部材４９の移動を禁止する回動ロック機構３７を設けたので、フード部１７，４５の嵌合が完了する前に端子１３，４１、５１，４７が不完全に接続されることを２重に防止することができる。

［本発明の範囲に含まれる他の態様］

本発明は、電気自動車やハイブリッド車両に搭載されたバッテリーを充電する際に用いられる。

１ 電気コネクタ
３ 給電側コネクタ
５ 受電側コネクタ
７ コネクタ収容部
９ 電線収容部
１１ コネクタケース
１３ 給電端子
１５ コネクタ本体
１７ 嵌合フード部
１９ 電線
２１ メインレバー（回動レバー）
２３ 嵌合スライド機構
２５ 電線スライド部
２６ メインレバー２１の操作部
２７ 蛇腹部
２９ ホルダ部材
３１ リブ（突起）
３３ ハンドル部（把持部）
３７ 回動ロック機構
３９ 嵌合ロック機構
４１ 受電端子
４３ コネクタハウジング
４５ フード部（嵌合部）

Claims (6)

1. 受電端子を収容するコネクタハウジングと、このコネクタハウジングに形成された嵌合部とを有する受電側コネクタと、
   コネクタ収容部と電線収容部とを有するコネクタケースと、前記受電端子に接続される給電端子を収容すると共に、前記コネクタ収容部に収容されたコネクタ本体と、前記受電側コネクタの嵌合部に嵌合する嵌合フード部と、前記給電端子に接続され、前記コネクタ収容部と電線収容部とにスライド可能に収容された電線と、前記コネクタケースに回動自在に連結された回動レバーと、この回動レバーが回動操作されると、前記コネクタ本体を前記受電側コネクタ側へスライドさせて給電端子と受電端子とを嵌合させ接続する嵌合スライド機構と、前記電線をスライド可能に保持する電線スライド部とを有する給電側コネクタとからなる電気コネクタであって、
   前記電線スライド部を、前記電線収容部を挟んで、前記コネクタ収容部の反対側の前記コネクタケースの端部に連結して一体的に設け、
   前記回動レバーの操作部を前記電線収容部の外周側に配置したことを特徴とする電気コネクタ。
2. 請求項１に記載された電気コネクタであって、
   前記電線収容部に、その内壁で移動自在に保持されながら、前記電線を保持するホルダ部材が設けられていることを特徴とする電気コネクタ。
3. 請求項２に記載された電気コネクタであって、
   前記ホルダ部材の外周に、前記電線収容部の内壁と摺動する突起が設けられていることを特徴とする電気コネクタ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載された電気コネクタであって、
   前記電線収容部は、前記回動レバーを回動操作し給電端子を受電端子に嵌合させる際に把持する把持部となることを特徴とする電気コネクタ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載された電気コネクタであって、
   前記電線スライド部の外周に、蛇腹部が設けられていることを特徴とする電気コネクタ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載された電気コネクタであって、
   前記給電側コネクタの嵌合フード部と前記受電側コネクタの嵌合部との嵌合が完了しない間は、前記回動レバーの回動操作及び前記嵌合スライド機構による給電端子のスライド操作を不可能にするロック機構を設けたことを特徴とする電気コネクタ。
   

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