JP5798062B2 - 受電装置 - Google Patents

Description

本発明は、給電プラグが差し込まれる受電装置に関する。

近年、環境問題に対する意識の高まりを受け、ハイブリッド車や電気自動車の普及が進んでいる。こうした車両では、バッテリに蓄えられた電力を用いて動力源となるモータが駆動される。したがって、当該車両には受電装置が搭載され、この受電装置に充電施設側の給電プラグが差し込まれることによって、バッテリに対する充電が可能となっている（例えば、特許文献１を参照）。

上記受電装置は、給電プラグが接続される充電インレットを備え、さらに、その充電インレットに接続されている給電プラグを当該充電インレットから抜けなくするケーブルロックが設けられれば、充電時に給電プラグが不正に引き抜かれなくなりセキュリティ性が高められる。

特開平９−１６１８９８号公報

ところで、受電装置にケーブルロックを設けるにあたり、新たにそれを追加すると、組付け公差の分だけ給電プラグに対するロック精度が低下する。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、給電プラグに対するロック精度を高めることが可能な受電装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、給電プラグが差し込まれる受電装置において、前記給電プラグが接続される充電インレットと、その充電インレットに接続されている給電プラグを当該充電インレットから抜けなくするケーブルロックとを備え、前記充電インレットは、取付対象に取り付けられる取付部と、前記給電プラグの接続先となるコネクタ部とを備え、前記ケーブルロックが前記充電インレットの取付部に一体化され、前記充電インレットは、前記取付部と前記コネクタ部とが分割形成され、前記ケーブルロックの一体化された前記取付部に対し、前記コネクタ部が着脱自在に設けられていることをその要旨としている。

同構成によると、ケーブルロックが充電インレットの取付部に一体化されているため、寸法公差が僅小化される。このため、ケーブルロックと充電インレットのコネクタ部との位置関係が密となり、当該コネクタ部に接続される給電プラグとの位置関係も密となる。従って、給電プラグに対するロック精度を高めることができる。
また、ケーブルロックと充電インレットのコネクタ部とは別体であるため、どちらか一方を交換の対象とすることができる。すなわち、どちらか一方が壊れた場合に両者をまとめて交換するといった必要がない。従って、メインテナンスによるランニングコストを低減することができる。

上記の目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、給電プラグが差し込まれる受電装置において、前記給電プラグが接続される充電インレットと、その充電インレットに接続されている給電プラグを当該充電インレットから抜けなくするケーブルロックとを備え、前記充電インレットは、取付対象に取り付けられる取付部と、前記給電プラグの接続先となるコネクタ部とを備え、前記ケーブルロックが前記充電インレットの取付部に一体化され、前記ケーブルロックの一体化された前記充電インレットの取付部は、前記取付対象に対し、車内側から取り付けられることをその要旨としている。

同構成によると、ケーブルロックが充電インレットの取付部に一体化されているため、寸法公差が僅小化される。このため、ケーブルロックと充電インレットのコネクタ部との位置関係が密となり、当該コネクタ部に接続される給電プラグとの位置関係も密となる。従って、給電プラグに対するロック精度を高めることができる。
また、ケーブルロックの一体化された充電インレットの取付部は、取付対象に対し、車内側から取り付けられるため、車外側からのアタックやいたずらに対する耐性が高められる。従って、セキュリティ性を高めることができる。

上記の目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、給電プラグが差し込まれる受電装置において、前記給電プラグが接続される充電インレットと、その充電インレットに接続されている給電プラグを当該充電インレットから抜けなくするケーブルロックとを備え、前記充電インレットは、取付対象に取り付けられる取付部と、前記給電プラグの接続先となるコネクタ部とを備え、前記ケーブルロックが前記充電インレットの取付部に一体化され、前記充電インレットのコネクタ部は、前記ケーブルロックの一体化された前記取付部に対し、回転操作を伴って着脱自在に設けられ、前記コネクタ部及び前記取付部のいずれか一方には、他方に係合される爪部が設けられるとともに、当該他方には、前記回転操作の方向への前記爪部の移動を規制する回り止め部と、前記コネクタ部が前記取付部から離脱する方向への前記爪部の移動を規制する抜け止め部とが設けられ、前記充電インレットのコネクタ部及び取付部のいずれか一方には、他方に係合される係合突部が設けられるとともに、当該他方には、前記コネクタ部が前記取付部から離脱する方向への前記係合突部の移動を規制して、この方向への抜け止め効果を高める第２の抜け止め部が設けられていることをその要旨としている。

同構成によると、ケーブルロックが充電インレットの取付部に一体化されているため、寸法公差が僅小化される。このため、ケーブルロックと充電インレットのコネクタ部との位置関係が密となり、当該コネクタ部に接続される給電プラグとの位置関係も密となる。従って、給電プラグに対するロック精度を高めることができる。
また、ケーブルロックの一体化された充電インレットの取付部に対し、コネクタ部が装着された状態では、当該コネクタ部及び取付部のいずれか一方に設けられた爪部が、他方に設けられた回り止め部によって回り止めされるとともに、抜け止め部によって抜け止めされる。従って、給電プラグの抜き差し作業を安定させることができる。
さらに、充電インレットのコネクタ部及び取付部のいずれか一方に設けられた係合突部が、他方に設けられた第２の抜け止め部によって抜け止めされることで、抜け止め効果が高められる。従って、給電プラグの抜き差し作業の安定性を高めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の受電装置において、前記充電インレットのコネクタ部は、前記ケーブルロックの一体化された前記取付部に対し、車内側から組付けられることをその要旨としている。

同構成によると、充電インレットのコネクタ部は、ケーブルロックの一体化された取付部に対し、車内側から組付けられるため、車外側からのアタックやいたずらに対する耐性が高められる。従って、セキュリティ性を高めることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の受電装置において、前記充電インレットのコネクタ部及び取付部の一方には、前記爪部を弾性変形させる操作を伴って、当該爪部の前記回転操作の方向への移動を許容することで前記回り止め部による回り止めを解除する離脱操作部が設けられていることをその要旨としている。

同構成によると、コネクタ部の装着状態において、爪部が弾性変形されるよう離脱操作部を操作しつつコネクタ部を回転させることによって、当該コネクタ部を取付部から離脱させることができるようになる。従って、ネジによる締結を解除するための操作を伴わないため、コネクタ部を簡単に取り外すことができる。

本発明によれば、給電プラグに対するロック精度を高めることができる。

本発明に係る受電装置の一実施の形態について、この受電装置と、その受電装置に差し込まれる給電プラグの構成を示す斜視図。 受電装置の分解斜視図。 受電装置を車内側から見た斜視図。 インレットの斜視図。 ボデーの断面を示す斜視図。 ボデーの斜視図。 受電装置を車内側から見た背面図。 インレットをボデーから取り外すときの動作を示す受電装置の斜視図。 インレットをボデーから取り外すときの動作を示す受電装置の背面図。

以下、本発明をプラグインハイブリッド車に搭載される受電装置に具体化した一実施の形態について説明する。尚、プラグインハイブリッド車とは、エンジンとモータを動力源とするハイブリッド車のうち、充電施設側の給電プラグを用いて直接バッテリに充電できるタイプの車両を指す。こうした車両では、車両オーナによって所持される車両キーと車両側のセキュリティ装置との間で電気的なキー認証が行われ、この車両に適合する正規の車両キーが存在すると肯定判断された場合に、ドア錠の施解錠やエンジンの始動が許容され、また、受電装置を車外側から覆うリッドと呼ばれる部材のロック状態を解除できるようになっている。

図１に示すように、受電装置１は、バッテリの充電に際し、キー認証を経てロック状態の解除された図示しないリッドが開けられた状態で、充電施設側の給電プラグ２が差し込まれる。図２に示すように、受電装置１は、車体に取り付けられるボックス３、そのボックス３に取り付けられるボデー４、そのボデー４に組付けられるインレット５を備えている。

上記ボックス３には、車外側からボルト６が挿通されるボルト挿通孔３１が所要の位置に合計３つ形成されるとともに、当該ボックス３の車内側の面には、ボス部３２が所要の位置に合計２つ突設されている。一方、ボデー４には、上記ボックス３のボルト挿通孔３１を介して車内側に臨むボルト６の先端部が挿通されるボルト挿通孔４１が合計３つ形成されるとともに、ボックス３のボス部３２が挿入される挿入孔４２が合計２つ形成され、このうち１つは長穴の形状をなしている。これにより、ボデー４は、ボックス３のボルト挿通孔３１を介して車内側に臨むボルト６の先端部が、各ボルト６に対応するボルト挿通孔４１に挿通されつつ、ボックス３のボス部３２が、各ボス部３２に対応する挿入孔４２に挿入されることで、ボックス３に対する位置決めがなされる（図３参照）。そして、ボルト挿通孔４１を介して車内側に臨むボルト６の先端部に対し、車内側から図示しないナットが螺合されることにより、ボデー４がボックス３に取り付けられている。尚、図２に示すボデー４の筒状部４３は、ボックス３の開口部３３を介して車外側に臨むかたちでボックス３による収容空間に配置される（図１参照）。

図４に示すように、インレット５には、複数のターミナルの収容スペースを有するとともに、外形が略円柱形状のインレット本体部５１が形成されている。そして、インレット本体部５１の延出方向の中程には、当該インレット本体部５１よりも一回り大きなリング形状の係合部５２が形成され、この係合部５２には、車外側に臨む係合面５２ａが設けられている。また、係合部５２よりも車内側の位置には、当該係合部５２よりもさらに一回り大きなリング形状の鍔部５３が形成され、この鍔部５３には、１つの爪部５４と３つの係合突部５５とが周方向に沿って略等間隔に設けられている。上記爪部５４は、先端に向かう程、鍔部５３の周縁との離間距離が長くなる細長形状をなし、鍔部５３の周縁に近付く方向への弾性変形が可能となっている。そして、爪部５４の先端には、車内側に向かって略直状に延びる操作アーム５６が一体的に設けられている。

図５に示すように、ボデー４の筒状部４３の車内側に向かう内奥部には、径方向の内側に向かって突出する薄板リング形状の係合壁４４が形成され、この係合壁４４には、車内側に臨む載置面４４ａが設けられている。また、係合壁４４よりも車内側の位置には、当該係合壁４４よりも径が大きく筒状部４３の径に近い係合段部４５が形成され、この係合段部４５には、車内側に臨む係合面４５ａが設けられている。

さらに、図６に示すように、ボデー４には、上記インレット５の爪部５４に対応する１つの規制壁４６と、インレット５の各係合突部５５に対応する合計３つの規制壁４７とが、係合段部４５の周方向に沿って略等間隔に、また、それぞれの車外側の規制面が係合面４５ａから車内側に離間するかたちで、径方向の内側に向かって突設されている。上記規制壁４６の周方向に沿った片側端部には、車外側に向かう回り止め壁４８が係合面４５ａに至るまで延設され、この回り止め壁４８から規制壁４６の反対側の端部に向かって当該端部を通過し、さらに周方向に沿って離間する位置には、規制壁４６に近付く程、径方向内側への肉厚の増す係合壁４９が設けられている。

そして、ボデー４の載置面４４ａには、図示しないＯリングが車内側から設けられ、このＯリングに対しインレット５の係合面５２ａが車内側から押し当てられ、これによりシール性が確保されつつ、インレット５がボデー４に組付けられている。このとき、図３及び図７に示すように、インレット５の操作アーム５６がボデー４の係合壁４９と規制壁４６との間から車内側に臨むように配置されるとともに、その操作アーム５６及び爪部５４の周方向への移動が係合壁４９及び回り止め壁４８によって規制され、これにより、ボデー４に対するインレット５の回り止めがなされている。また、爪部５４の車内側への移動が規制壁４６によって規制されるとともに、各係合突部５５の車内側への移動が、対応する規制壁４７によって規制され、これにより、ボデー４に対するインレット５の抜け止めがなされている。尚、図４に示すインレット５のインレット本体部５１は、図５に示すボデー４の筒状部４３による収容空間に配置され（図１参照）、この筒状部４３に対し車外側から給電プラグ２が差し込まれたとき、インレット５の各ターミナルが給電プラグ２の各ターミナルに電気接続され、これにより、バッテリに対する充電が可能となっている。

ところで、図５に示すように、上記ボデー４には、充電の開始後にキー認証の成立を伴わずに給電プラグ２が不正に引き抜かれることを防ぐため、筒状部４３に差し込まれた給電プラグ２を当該筒状部４３から抜けなくするケーブルロック７０が一体的に設けられている。このケーブルロック７０は、車外側を臨めるよう開口された開口部を有する箱状の収容部７１がボデー４に一体成形され、その収容部７１には、当該開口部を介して車外側に臨むロックレバー７２が筒状部４３の径方向に沿って揺動可能となるように軸支されている。尚、給電プラグ２が筒状部４３に差し込まれて充電が開始されると、図示しないロック制御部による制御に基づいてアクチュエータが駆動され、このときロックレバー７２が図５に示すロック位置にて固定され、筒状部４３に差し込まれている給電プラグ２の径方向外側への移動がロックレバー７２によって規制される。したがって、この場合、給電プラグ２は筒状部４３から引き抜けないようになっている。そして、充電の開始後にキー認証が成立したことを条件に、上記アクチュエータによるロック位置でのロックレバー７２の固定状態が解除されると、給電プラグ２を筒状部４３から引き抜くための所定の操作に伴ってロックレバー７２が径方向外側に揺動され、その結果、給電プラグ２を筒状部４３から引き抜けるようになっている。

次に、受電装置１の作用について説明する。ここでは、受電装置１の組付け方法について説明する。
車体に取り付けられたボックス３のボルト挿通孔３１に対し、車外側からボルト６を挿通し、そのボルト６にボデー４のボルト挿通孔４１を対応させつつ、ボックス３のボス部３２をボデー４の挿入孔４２に対応させるように、ボックス３に対するボデー４の位置合わせを行う。そして、各ボルト６にナットを螺合すると、ボックス３に対するボデー４の取り付けが完了する。このようにボデー４は、取付対象となるボックス３に対し、車内側から取り付けられる。

そして、ボデー４の載置面４４ａとインレット５の係合面５２ａとの間にＯリングを介在させつつ、ボデー４の規制壁４６と、係合壁４９の存在する側で隣り合わせの規制壁４７との間のスペースに、インレット５の爪部５４が対応する位置関係で、インレット５を車内側からボデー４に挿入する。このとき、インレット５の各係合突部５５は、各規制壁４６、４７に干渉しない位置、すなわち隣り合う２つの規制壁４７間のスペースや規制壁４７と規制壁４６との間のスペースに配置される。

そして、インレット５の爪部５４が周方向に沿ってボデー４の規制壁４６に向かうように、インレット５の鍔部５３をボデー４の係合面４５ａに摺動させると、操作アーム５６の根元部が係合壁４９に係合されることで爪部５４が弾性変形される。そして、操作アーム５６が係合壁４９を乗り越えたところで、爪部５４の弾性変形が解かれ、操作アーム５６及び爪部５４が係合壁４９と回り止め壁４８との間のスペースに配置されると、ボデー４に対するインレット５の組付けが完了する。このとき、操作アーム５６及び爪部５４の周方向への移動が係合壁４９及び回り止め壁４８によって規制されるとともに、爪部５４の車内側への移動が規制壁４６によって規制される。また、各係合突部５５の車内側への移動が、対応する規制壁４７によって規制される。このようにインレット５は、ボデー４に対し、車内側から組付けられるとともに、ネジによる締結を伴うことなく、挿入及び回転による操作を伴って組付けられる。

尚、インレット５をボデー４から取り外す場合には、図８及び図９に示すように、係合壁４９と規制壁４６との間から車内側に臨む操作アーム５６を矢印Ａで示す径方向内側に操作して爪部５４を弾性変形させつつ、これにより矢印Ｂで示す周方向への移動の許容されたインレット５を当該矢印Ｂの方向へ回転させる。そして、操作アーム５６が矢印Ｂの方向に沿って係合壁４９を乗り越えて、爪部５４の全体が規制壁４６から露出されるようになったところで、インレット５を車内側に引き抜くと、ボデー４に対するインレット５の取り外しが完了する。

本実施の形態では、ボデー４及びインレット５によって、給電プラグ２が接続される「充電インレット」が構成されている。そのうちボデー４は、取付対象となるボックス３に取り付けられる「取付部」に相当し、インレット５は、給電プラグ２の接続先となる「コネクタ部」に相当する。そして、上記「取付部」であるボデー４には、ケーブルロック７０が一体化されている。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ケーブルロック７０がボデー４に一体化されているため、寸法公差が僅小化される。このため、ケーブルロック７０とインレット５との位置関係が密となり、当該インレット５に接続される給電プラグ２との位置関係も密となる。従って、給電プラグ２に対するロック精度を高めることができる。

（２）ボデー４とインレット５とが分割形成され、ケーブルロック７０の一体化されたボデー４に対し、インレット５が着脱自在に設けられている。このようにケーブルロック７０とインレット５とは別体であるため、どちらか一方を交換の対象とすることができる。すなわち、どちらか一方が壊れた場合に両者をまとめて交換するといった必要がない。従って、メインテナンスによるランニングコストを低減することができる。

（３）ケーブルロック７０の一体化されたボデー４は、取付対象であるボックス３に対し、車内側から取り付けられるため、車外側からのアタックやいたずらに対する耐性が高められる。従って、セキュリティ性を高めることができる。

（４）ケーブルロック７０の一体化されたボデー４に対し、インレット５が装着された状態では、インレット５の操作アーム５６及び爪部５４が、ボデー４の係合壁４９及び回り止め壁４８によって回り止めされるとともに、規制壁４６によって抜け止めされる。従って、給電プラグ２の抜き差し作業を安定させることができる。

（５）インレット５の各係合突部５５が、対応するボデー４の規制壁４７によって抜け止めされることで、抜け止め効果が高められる。従って、給電プラグ２の抜き差し作業の安定性を高めることができる。

（６）インレット５は、ケーブルロック７０の一体化されたボデー４に対し、車内側から組付けられるため、車外側からのアタックやいたずらに対する耐性が高められる。従って、セキュリティ性を高めることができる。

（７）ネジ等の締結部材を用いることなく、インレット５をボデー４に対し挿入及び回転により組付けることができるため、組付作業の効率化を図ることができる。
（８）インレット５の装着状態において、爪部５４が弾性変形されるよう操作アーム５６を操作しつつインレット５を回転させることによって、当該インレット５をボデー４から離脱させることができるようになる。従って、ネジによる締結を解除するための操作を伴わないため、インレット５を簡単に取り外すことができる。

（９）仮にケーブルロック７０がボデー４に一体化されていない場合には、両者間のシール性を確保するために複雑なシール構造が必要となるが、本実施の形態による構成では、ケーブルロック７０がボデー４に一体化されているため、両者間のシール構造を割愛することができる。従って、ボデー４とインレット５との間にＯリングを介在させるだけでシール性を確保することができる。

尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ボルト６はボックス３にインサート成形されてもよい。この場合、車外側からのアタックやいたずらに対する耐性がより高められるとともに、ボックス３に対するボデー４の取付作業の効率化が図られる。

・インレット５に爪部５４を設ける代わりに、ボデー４に爪部を設けることで、ボデー４に対するインレット５の回り止め及び抜け止めがなされてもよい。
・爪部５４の数は１個に限定されない。インレット５に爪部５４を複数設け、そのうちの少なくとも１つについて、周方向への移動をボデー４の係合壁４９及び回り止め壁４８によって規制しつつ、複数の爪部５４について、車内側への移動をボデー４の規制壁４６、４７によって規制することで抜け止め効果を高めてもよい。

・インレット５に係合突部５５を設ける代わりに、ボデー４に係合突部を設けることで、ボデー４に対するインレット５の抜け止めがなされてもよい。
・係合突部５５の数は３個に限定されない。爪部５４に対応する規制壁４６による抜け止めと協働して必要な抜け止め効果が得られればよい。

・ボデー４に対しインレット５を着脱可能とする点で操作アーム５６は有益であるが、この操作アーム５６は割愛されてもよい。
・メインテナンスによるランニングコストが低減される点で、ケーブルロック７０の一体化されたボデー４とインレット５とが分割形成されることが望ましいが、三者が一体化されてもよい。

・本発明は電気自動車の受電装置に適用されてもよい。

１…受電装置、２…給電プラグ、３…ボックス（取付対象）、４…充電インレットを構成するボデー（取付部）、５…充電インレットを構成するインレット（コネクタ部）、６…ボルト、３１…ボルト挿通孔、３２…ボス部、３３…開口部、４１…ボルト挿通孔、４２…挿入孔、４３…筒状部、４４…係合壁、４４ａ…載置面、４５…係合段部、４５ａ…係合面、４６…規制壁（抜け止め部）、４７…規制壁（第２の抜け止め部）、４８…回り止め壁（回り止め部）、４９…係合壁（回り止め部）、５１…インレット本体部、５２…係合部、５２ａ…係合面、５３…鍔部、５４…爪部、５５…係合突部、５６…操作アーム（離脱操作部）、７０…ケーブルロック、７１…収容部、７２…ロックレバー。

Claims (5)

1. 給電プラグが差し込まれる受電装置において、
   前記給電プラグが接続される充電インレットと、その充電インレットに接続されている給電プラグを当該充電インレットから抜けなくするケーブルロックとを備え、
   前記充電インレットは、取付対象に取り付けられる取付部と、前記給電プラグの接続先となるコネクタ部とを備え、
   前記ケーブルロックが前記充電インレットの取付部に一体化され、
   前記充電インレットは、前記取付部と前記コネクタ部とが分割形成され、前記ケーブルロックの一体化された前記取付部に対し、前記コネクタ部が着脱自在に設けられている
   ことを特徴とする受電装置。
2. 給電プラグが差し込まれる受電装置において、
   前記給電プラグが接続される充電インレットと、その充電インレットに接続されている給電プラグを当該充電インレットから抜けなくするケーブルロックとを備え、
   前記充電インレットは、取付対象に取り付けられる取付部と、前記給電プラグの接続先となるコネクタ部とを備え、
   前記ケーブルロックが前記充電インレットの取付部に一体化され、
   前記ケーブルロックの一体化された前記充電インレットの取付部は、前記取付対象に対し、車内側から取り付けられる
   ことを特徴とする受電装置。
3. 給電プラグが差し込まれる受電装置において、
   前記給電プラグが接続される充電インレットと、その充電インレットに接続されている給電プラグを当該充電インレットから抜けなくするケーブルロックとを備え、
   前記充電インレットは、取付対象に取り付けられる取付部と、前記給電プラグの接続先となるコネクタ部とを備え、
   前記ケーブルロックが前記充電インレットの取付部に一体化され、
   前記充電インレットのコネクタ部は、前記ケーブルロックの一体化された前記取付部に対し、回転操作を伴って着脱自在に設けられ、
   前記コネクタ部及び前記取付部のいずれか一方には、他方に係合される爪部が設けられるとともに、当該他方には、前記回転操作の方向への前記爪部の移動を規制する回り止め部と、前記コネクタ部が前記取付部から離脱する方向への前記爪部の移動を規制する抜け止め部とが設けられ、
   前記充電インレットのコネクタ部及び取付部のいずれか一方には、他方に係合される係合突部が設けられるとともに、当該他方には、前記コネクタ部が前記取付部から離脱する方向への前記係合突部の移動を規制して、この方向への抜け止め効果を高める第２の抜け止め部が設けられている
   ことを特徴とする受電装置。
4. 前記充電インレットのコネクタ部は、前記ケーブルロックの一体化された前記取付部に対し、車内側から組付けられる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の受電装置。
5. 前記充電インレットのコネクタ部及び取付部の一方には、前記爪部を弾性変形させる操作を伴って、当該爪部の前記回転操作の方向への移動を許容することで前記回り止め部による回り止めを解除する離脱操作部が設けられている
   請求項３又は４に記載の受電装置。