JP5757367B2 - インレット - Google Patents
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Description
この発明は、一般的には、インレットに関し、より特定的には、車両に設けられ、外部電源から車両に搭載された蓄電装置に充電する場合に充電用コネクタが接続されるインレットに関する。
従来のインレットに関して、たとえば、特開2011−238529号公報には、ロック動作をユーザの意思に伴うものにすることを目的とした、給電プラグロック装置が開示されている(特許文献1)。
特許文献1に開示された給電プラグロック装置においては、ハイブリッド式の車両に、バッテリへの充電を行なうための充電システムが設けられている。充電システムの電源側には、ノズル形状をなす給電プラグが設けられ、車両側には、給電プラグの接続箇所として充電コネクタが設けられている。充電コネクタには、給電プラグの電気端子の接続口としてインレットが設けられ、そのインレットの上壁面には突部が設けられている。給電プラグには、爪部を有するロックアームが揺動可能に取り付けられている。給電プラグを充電コネクタに接続する際、ロックアームの爪部が突部に引っ掛かることによって、給電プラグがインレットに抜け止めされる。
上述の特許文献1に開示された給電プラグロック装置では、インレットの上壁面にロックアームを係止するための突部が設けられる。このような構成では、インレットの上壁面上にロックアームが侵入する空間を確保する必要があるため、インレットの長さが大きくなる。この場合、給電プラグが充電コネクタに接続された状態で、給電プラグが車両側から大きく飛び出すため、充電作業者などが給電プラグに触れる可能性が高まる。また、充電作業者などが給電プラグに触れると、給電プラグを介してインレットに大きい応力が作用する。
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、車両側からの突出長さが低減されるインレットを提供することである。
この発明に従ったインレットは、外部電源から車両に搭載された蓄電装置に充電する場合に充電用コネクタが接続されるインレットである。インレットは、インレットに接続される充電用コネクタを案内する筒状のガイド壁と、ガイド壁の外周上に板状に設けられ、車両に固定されるフランジ部と、ガイド壁の外周上に設けられ、充電用コネクタを係止する係止部と、充電用コネクタの接続方向から見て係止部と重なる位置に設けられ、フランジ部から充電用コネクタの接続方向に向けて凹む凹部とを備える。
このように構成されたインレットによれば、充電用コネクタの接続方向から見て凹部が係止部と重なる位置に設けられるため、フランジ部からガイド壁の先端までの長さを短くすることができる。これにより、車両側からの突出長さが低減されるインレットを実現できる。
また好ましくは、凹部は、ガイド壁の鉛直上側に設けられる。凹部は、フランジ部からの凹み方向の奥側から手前側に沿って鉛直下方向に傾く底面を有する。このように構成されたインレットによれば、凹部がガイド壁の鉛直上側に設けられた場合に、凹部に雨水などの液体が貯まる懸念がある。本発明では、フランジ部からの凹み方向の奥側から手前側に沿って鉛直下方向に傾く底面によって、液体を凹部から排出することができる。
また好ましくは、ガイド壁が鉛直下方向に傾きながら充電用コネクタの接続方向に筒状に延びるように、フランジ部が車両に固定される。このように構成されたインレットによれば、凹部に雨水などの液体が貯まる可能性が高まる一方で、フランジ部からの凹み方向の奥側から手前側に沿って鉛直下方向に傾く底面によって、液体を凹部から排出することができる。
また好ましくは、係止部の少なくとも一部が凹部に配置される。このように構成されたインレットによれば、フランジ部からガイド壁の先端までの長さをより短くすることができる。
また好ましくは、ガイド壁は、充電用コネクタの接続方向から見てフランジ部および凹部から筒状に突出する。フランジ部を基準とするガイド壁の突出長さが、凹部を基準とするガイド壁の突出長さよりも小さい。このように構成されたインレットによれば、充電用コネクタの接続方向から見て凹部が係止部と重なる位置に設けられるため、フランジ部を基準とするガイド壁の突出長さをより短くすることができる。
また好ましくは、ガイド壁とフランジ部とは、樹脂により一体に成形されている。このように構成されたインレットによれば、フランジ部からガイド壁の先端までの長さが短く設定されるため、樹脂により一体成形されたガイド壁とフランジ部との強度をより簡易な構成で実現できる。
以上に説明したように、この発明に従えば、車両側からの突出長さが低減されるインレットを提供することができる。
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
図1は、ハイブリッド自動車の外観を示す斜視図である。図2は、図1中のハイブリッド自動車の概略構成を示すブロック図である。
図1および図2を参照して、ハイブリッド自動車100は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能なバッテリ(2次電池)から電力供給されるモータとを動力源とする。
まず、ハイブリッド自動車100の全体構成について説明すると、ハイブリッド自動車100は、エンジン104と、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割機構103と、バッテリBと、コンデンサCと、リアクトルLと、コンバータ110およびインバータ120,130と、車両ECU(electronic control unit)160とを有する。
動力分割機構103は、エンジン104およびモータジェネレータMG1,MG2に結合されており、これらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構103としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構が用いられる。この3つの回転軸は、エンジン104、モータジェネレータMG1,MG2の各回転軸に接続されている。たとえば、モータジェネレータMG1のロータを中空とし、その中心にエンジン104のクランク軸を通すことによって、動力分割機構103にエンジン104およびモータジェネレータMG1,MG2を機械的に接続することができる。
なお、モータジェネレータMG2の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪102に結合されている。動力分割機構103の内部には、モータジェネレータMG2の回転軸に対する減速機がさらに組み込まれてもよい。
モータジェネレータMG1は、エンジン104によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン104の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車100に組み込まれている。モータジェネレータMG2は、ハイブリッド自動車100の駆動輪である車輪102を駆動する電動機としてハイブリッド自動車100に組み込まれている。
モータジェネレータMG1,MG2は、たとえば、三相交流同期電動機である。モータジェネレータMG1,MG2は、U相コイル、V相コイル、W相コイルからなる三相コイルをステータコイルとして含む。
モータジェネレータMG1は、エンジン出力を用いて三相交流電圧を発生し、その発生した三相交流電圧をインバータ120へ出力する。モータジェネレータMG1は、インバータ120から受ける三相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン104の始動を行なう。
モータジェネレータMG2は、インバータ130から受ける三相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。モータジェネレータMG2は、車両の回生制動時、三相交流電圧を発生してインバータ130へ出力する。
バッテリBとしては、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池などの2次電池を用いることができる。また、バッテリBに替えて、大容量の電気2重層コンデンサを用いることもできる。
本実施の形態におけるハイブリッド自動車100は、家庭用電源などの外部電源からの電力供給を受けることによってバッテリBに充電可能なように構成されている。
より具体的には、ハイブリッド自動車100は、充電部191を有する。充電部191とバッテリBとの間には、AC/DCコンバータ140および切り替え機構150が設けられている。AC/DCコンバータ140は、充電部191を通じて外部電源から供給された交流電流を直流電流に変換するとともに、所定の電圧とする。切り替え機構150は、AC/DCコンバータ140とバッテリBとの間に設けられている。切り替え機構150は、車両ECU160から信号に基づいて、AC/DCコンバータ140およびバッテリB間の通電状態のON/OFFを切り替える。
本実施の形態では、充電部191が、ドライバーシート側のフロントフェンダに設けられている。より具体的には、フロントフェンダには、充電部191を収容する給電室31と、給電室31を開閉自在とする蓋部32とが設けられている。充電部191の設置場所は、ドライバーシート側のフロントフェンダに限られず、たとえば、パッセンジャーシート側のフロントフェンダやリヤフェンダなどであってもよい。
ハイブリッド自動車100に対する充電時には、充電ケーブル21が使用される。充電ケーブル21は、ハイブリッド自動車100の適当な位置に搭載されており、充電時にその搭載位置から持ち出されて使用される。充電ケーブル21は、充電ステーションなどに常設されたものであってもよい。
充電ケーブル21は、長尺の電気ケーブルから形成されており、その両端にそれぞれ電源プラグ22および充電用コネクタ23を有する。電源プラグ22は、家庭用電源のコンセント等、外部電源に対して接続可能に設けられている。充電用コネクタ23は、車両本体側に設けられた充電部191に対して接続可能に設けられている。バッテリBの充電作業時、電源プラグ22および充電用コネクタ23がそれぞれ外部電源および充電部191に接続され、充電ケーブル21を通じて、外部電源から車両本体側に電力が供給される。
続いて、ハイブリッド自動車100に設けられた充電部191の構造について詳細に説明する。
図3は、図1中の充電部に設けられた、この発明の実施の形態におけるインレットを示す正面図である。図3を参照して、この発明の実施の形態におけるインレット50は、充電用コネクタ23が差し込まれる差し込み口として、ハイブリッド自動車100に設けられている。インレット50は、図1中の給電室31において車両のボディに取り付けられている。
本実施の形態におけるインレット50は、端子部61と、ガイド壁56と、フランジ部51と、レバー係止部71とを有する。
端子部61は、複数の接続ピン62を有する。複数の接続ピン62は、互いに間隔を隔てて設けられている。複数の接続ピン62は、互いに同じ一方向にピン形状に延出している。本実施の形態では、複数の接続ピン62が、バッテリ充電のための電流が流れるパワーケーブル用の2本と、アース用の1本と、信号線用の2本との合計5本から構成されている。
ガイド壁56は、筒形状を有する。ガイド壁56は、接続ピン62の延出方向に平行な方向に筒状に延びている。ガイド壁56は、円筒形状を有する。筒形状を有するガイド壁56の内側には、端子部61が配置されている。端子部61の外周上を取り囲むように、ガイド壁56が設けられている。
ガイド壁56は、外周面56aおよび内周面56bを有する。内周面56bは、端子部61を取り囲むガイド壁56の内側に面している。外周面56aは、内周面56bの裏側であって、ガイド壁56の外側に面している。ガイド壁56と端子部61との間には、環状に延在する隙間63が形成されている。
フランジ部51は、ガイド壁56の外周上に設けられている。フランジ部51は、板形状を有する。フランジ部51は、ガイド壁56の外周面56aから鍔状に広がる形状を有する。ガイド壁56は、フランジ部51を貫通する筒形態に設けられている。ガイド壁56とフランジ部51とは、樹脂によって一体に成形されている。フランジ部51は、図示しない締結部材を用いて車両のボディに固定される。フランジ部51には、インレット50を車両のボディに締結する際に用いられる貫通孔52が形成されている。
フランジ部51は、表面51cおよび裏面51dを有する。表面51cは、車両の外側に面している。裏面51dは、表面51cの裏側であって、フランジ部51が固定される車両のボディに面している。
レバー係止部71は、ガイド壁56の外周上に設けられている。レバー係止部71は、ガイド壁56の外周面56aから突出する形状を有する。レバー係止部71は、ガイド壁56の鉛直上側に設けられている。
図4は、図3中のインレットに接続される充電用コネクタを示す正面図である。図5は、図3中のインレットに充電用コネクタが接続された状態を示す斜視図である。図6は、図5中のVI−VI線上に沿ったインレットおよび充電用コネクタを示す断面図である。
図3から図6を参照して、充電用コネクタ23は、本体ケース部40と、ロック解除ボタン26と、複数の嵌合部41と、筒部46と、レバー27とを有する。
本体ケース部40は、充電用コネクタ23の外観をなしている。本体ケース部40には、グリップ部43が一体に成形されている。グリップ部43は、作業者が把持可能なグリップ形状を有する。ロック解除ボタン26は、本体ケース部40に設けられている。ロック解除ボタン26は、充電用コネクタ23のロック解除用の操作部として設けられており、充電終了後に充電用コネクタ23をインレット50から取り外す際に押下される。
複数の嵌合部41は、本体ケース部40の一方の端面から突出する形態により設けられている。複数の嵌合部41は、それぞれ、複数の接続ピン62に対応する位置に設けられており、本実施の形態では、5つの嵌合部41が設けられている。インレット50に対する充電用コネクタ23の接続時、複数の嵌合部41には、それぞれインレット50側の複数の接続ピン62が嵌合される。
なお、インレット50と充電用コネクタ23との間の電気的な接続構造は、上記のピン構造に限られず、適宜変更されてもよい。
筒部46は、本体ケース部40の一方の端面から筒状に突出する形態により設けられている。筒部46は、複数の嵌合部41を取り囲む円筒形状に形成されている。インレット50に対する充電用コネクタ23の接続時、筒部46が、ガイド壁56と端子部61との間の隙間63に侵入する。これにより、インレット50に接続される充電用コネクタ23が、ガイド壁56によって図3中の矢印64に示す方向に案内される。すなわち、充電用コネクタ23の接続方向はガイド壁56によって規制され、その方向はガイド壁56が筒状に延びる方向となる。
図6中に示されるように、レバー27は、本体ケース部40の内部から本体ケース部40の一方の端面に突出するように設けられている。レバー27は、充電作業者によるロック解除ボタン26の操作に伴って、回転軸47を中心に矢印48に示す方向に揺動可能なように設けられている。本体ケース部40の一方の端面から突出するレバー27の先端には、係止爪28が設けられている。係止爪28は、レバー係止部71に対して係止可能な爪形状を有する。
インレット50に対する充電用コネクタ23の接続時、係止爪28およびレバー係止部71による係止構造により、充電用コネクタ23がインレット50に対して固定支持される。
本実施の形態におけるインレット50は、凹部81をさらに有する。凹部81は、フランジ部51から充電用コネクタ23の接続方向(図3中の矢印64に示す方向)に向けて凹むように形成されている。凹部81は、フランジ部51の表面51cが凹形状となり、フランジ部51の裏面51dが凸形状となるように設けられている。
凹部81は、ガイド壁56に隣接して設けられている。凹部81は、ガイド壁56の鉛直上側に設けられている。凹部81は、ガイド壁56の直上に設けられている。インレット50を充電用コネクタ23の接続方向(図3中の矢印64に示す方向)から見た場合に、凹部81はレバー係止部71と重なる位置に設けられている。すなわち、円筒形状を有するガイド壁56の周方向において、凹部81は、レバー係止部71と重なる位相位置に設けられている。
インレット50を充電用コネクタ23の接続方向(図3中の矢印64に示す方向)から見て、ガイド壁56は、フランジ部51および凹部81から筒状に突出するように設けられている。図6中に示されるように、フランジ部51を基準とするガイド壁56の突出長さh1は、凹部81を基準とするガイド壁56の突出長さh2よりも小さくなる。
凹部81には、レバー係止部71の少なくとも一部が配置されている。本実施の形態では、図6中に示されるように、レバー係止部71の一部が凹部81に配置され、レバー係止部71の残りの部分がフランジ部51の表面51c上の空間に配置されている。なお、レバー係止部71の少なくとも一部が凹部81に配置される構成は、本発明において必須の構成ではない。
インレット50に対する充電用コネクタ23の接続時、レバー27が凹部81に侵入するとともに、レバー27の先端に設けられた係止爪28が、レバー係止部71と係止した状態で凹部81に配置される。
図7は、比較例におけるインレットを示す斜視図である。図8は、図7中のインレットに充電用コネクタが接続された状態を示す斜視図である。
図7および図8を参照して、本比較例におけるインレット250においては、フランジ部51に図3中の凹部81が設けられていない。この場合、ガイド壁56の外周面56a上にレバー27が侵入する空間を確保しようとすると、フランジ部51とレバー係止部71との間に係止爪28が位置決めされることを考慮して、レバー係止部71をフランジ部51から離れた位置に設ける必要がある。これに伴って、フランジ部51からのガイド壁56の突出長さh3が大きくなる。
フランジ部51からのガイド壁56の突出長さh3が大きい場合、充電用コネクタ23がインレット250に接続された状態で、充電用コネクタ23が車両側から大きく飛び出す。これにより、人や鞄などが充電用コネクタ23に触れる可能性が高まり、最大で900Nもの力が充電用コネクタ23に加わることが想定される。また、充電用コネクタ23にこのような力が加わった場合、ガイド壁56の根元部に発生する応力が大きくなるため、ガイド壁56とフランジ部51との隅部にリブ260を設ける必要が生じる。
図3から図6を参照して、これに対して、本実施の形態におけるインレット50においては、インレット50を充電用コネクタ23の接続方向から見た場合にレバー係止部71と重なる位置に凹部81が設けられるため、インレット50に対する充電用コネクタ23の接続時、その凹部81にレバー27を侵入させる構成をとることができる。これにより、レバー係止部71をフランジ部51により近接させて設けることが可能となり、これに伴って、フランジ部51からのガイド壁56の突出長さを小さくできる。
これにより、充電用コネクタ23がインレット50に接続された状態で、人や鞄などが充電用コネクタ23に触れる可能性を低減できる。また、人や鞄などが充電用コネクタ23に触れることが仮にあったとしても、ガイド壁56の根元部に発生する応力が小さくなる。このため、ガイド壁56とフランジ部51との隅部にリブ構造を設けることなく、より簡易な構造でインレット50の強度を確保することができる。
図3および図6を参照して、本実施の形態におけるインレット50においては、フランジ部51が、ガイド壁56が充電用コネクタ23の接続方向(矢印64に示す方向)に沿って鉛直下方向に傾く姿勢となるように、車両のボディに固定されている。ガイド壁56を水平方向に対して傾ける車両搭載角度αは、たとえば、20°である。このような構成によれば、インレット50の差し込み口が上斜め方向を向くために、充電作業者が充電用コネクタ23をインレット50に接続し易くなる。
凹部81は、底面83pおよび底面83q(以下、特に区別しない場合は底面83という)を有する。底面83は、ガイド壁56の外周面56aに連なって形成されている。底面83pおよび底面83qは、レバー係止部71を挟んでその両側に設けられている。底面83は、フランジ部51からの凹部81の凹み方向の奥側から手前側に沿って鉛直下方向に傾くように形成されている。底面83は、ガイド壁56が筒状に延びる方向に対して上記の車両搭載角度αよりも大きい傾きを有して形成されている。
フランジ部51から凹むように凹部81が設けられる本実施の形態におけるインレット50においては、雨水などが凹部81に侵入する場合が想定される。特に、インレット50の差し込み口が上斜め方向を向くようにガイド壁56を斜め方向に設けた場合、雨水などが凹部81に貯まったままとなる。
これに対して、本実施の形態では、凹部81の底面83を凹部81の奥側から手前側に鉛直下方向に傾斜させることによって、凹部81に侵入した雨水などを底面83を通じて外部に排出することができる。
以上に説明した、この発明の実施の形態におけるインレットの構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるインレット50は、外部電源から車両としてのハイブリッド自動車100に搭載された蓄電装置としてのバッテリBに充電する場合に充電用コネクタ23が接続されるインレットである。インレット50は、インレット50に接続される充電用コネクタ23を案内する筒状のガイド壁56と、ガイド壁56の外周上に板状に設けられ、車両に固定されるフランジ部51と、ガイド壁56の外周上に設けられ、充電用コネクタ23を係止するレバー係止部71と、充電用コネクタ23の接続方向から見てレバー係止部71と重なる位置に設けられ、フランジ部51から充電用コネクタ23の接続方向に向けて凹む凹部81とを備える。
このように構成された、この発明の実施の形態におけるインレット50によれば、フランジ部51からのガイド壁56の突出長さを小さくすることにより、人や鞄などが充電用コネクタ23に触れる可能性を低減できる。また、仮に人や鞄などが充電用コネクタ23に触れた場合であっても、ガイド壁56の根元部に発生する応力を低減することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明は、主に、バッテリから電力供給されるモータを動力源として備える車両に利用される。
21 充電ケーブル、22 電源プラグ、23 充電用コネクタ、26 ロック解除ボタン、27 レバー、28 係止爪、31 給電室、32 蓋部、40 本体ケース部、43 グリップ部、46 筒部、47 回転軸、50,250 インレット、51 フランジ部、51c 表面、51d 裏面、52 貫通孔、56 ガイド壁、56a 外周面、56b 内周面、61 端子部、62 接続ピン、63 隙間、71 レバー係止部、81 凹部、83,83p,83q 底面、100 ハイブリッド自動車、102 車輪、103 動力分割機構、104 エンジン、110,140 コンバータ、120,130,120,130 インバータ、150 切り替え機構、191 充電部、260 リブ。
Claims (5)
- 外部電源から車両に搭載された蓄電装置に充電する場合に充電用コネクタが接続されるインレットであって、
インレットに接続される充電用コネクタを案内する筒状のガイド壁と、
前記ガイド壁の外周上に板状に設けられ、車両に固定されるフランジ部と、
前記ガイド壁の外周上に設けられ、充電用コネクタを係止する係止部と、
充電用コネクタの接続方向から見て前記係止部と重なる位置に設けられ、前記フランジ部から充電用コネクタの接続方向に向けて凹む凹部とを備え、
前記凹部は、前記ガイド壁の鉛直上側に設けられ、
前記凹部は、前記フランジ部からの凹み方向の奥側から手前側に沿って鉛直下方向に傾く底面を有する、インレット。 - 前記ガイド壁が鉛直下方向に傾きながら充電用コネクタの接続方向に筒状に延びるように、前記フランジ部が車両に固定される、請求項1に記載のインレット。
- 前記係止部の少なくとも一部が前記凹部に配置される、請求項1に記載のインレット。
- 前記ガイド壁は、充電用コネクタの接続方向から見て前記フランジ部および前記凹部から筒状に突出し、
前記フランジ部を基準とする前記ガイド壁の突出長さが、前記凹部を基準とする前記ガイド壁の突出長さよりも小さい、請求項1に記載のインレット。 - 前記ガイド壁と前記フランジ部とは、樹脂により一体に成形されている、請求項1に記載のインレット。
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