JP5802434B2

JP5802434B2 - 給電コネクタ

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Publication number: JP5802434B2
Application number: JP2011112400A
Authority: JP
Inventors: 泰伸堀; 卓蔵持; 惠司矢作
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: JP2012243565A

Description

本発明は、電気自動車等の電動機械の充電に使用する給電コネクタに関する。

従来、電気自動車等のように電力により駆動する電動機械の充電に用いられる給電コネクタとしては、例えば特許文献１のように、筒状ケースの前半部に摺動可能に装着されて複数の端子を有するコネクタ本体と、コネクタ本体を受電側コネクタとの接続位置に向けて移動させる第一操作レバーと、筒状ケースの受電側コネクタへの差し込み部に設けられて受電側コネクタへの差し込み動作に応じて差し込み部外周に突出して受電側コネクタに係合するロック部材と、コネクタ本体を受電側コネクタからの切断位置に向けて移動させる第二操作レバーとを備えたものがある。

特許第２７５２０３２号公報

前記ロック部材は、第一操作レバーの操作によりコネクタ本体が前進して受電側コネクタに電気接続した際には、差し込み部内周側への変位が制限されて受電側コネクタへの係合状態を維持する。一方、ロック部材は、第二操作レバーの操作によりコネクタ本体が後退して受電側コネクタから離間した際には、差し込み部内周側に変位して受電側コネクタとの係合を解除する。
このようなロック部材による受電側コネクタへの仮保持は非常に有効ではあるが、上記従来技術では、各操作レバーが互いに離間すると共に操作方向も異なることから、給電コネクタの接続及び離脱操作を煩雑にしてしまうという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、受電側コネクタに対する接続及び離脱のための操作の簡便性を維持しつつ受電側コネクタへの仮保持を可能とした給電コネクタを提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、本発明に係る給電コネクタは、電動機械に電力を供給する充電装置に備えられ、電動機械に設けられた受電側コネクタに着脱可能に接続される給電コネクタであって、前記受電側コネクタに機械的に接続可能なケース体と、前記ケース体内に前記受電側コネクタとの着脱方向に沿う軸線方向で移動可能に収容されると共に前記軸線方向の一端側に前記受電側コネクタへの電気接続が可能な端子を有するコネクタ本体と、前記ケース体に対する前記コネクタ本体の前記軸線方向の移動を操作可能とする単一の操作レバーと、前記操作レバーの回動に伴って回転する歯車と、前記コネクタ本体に固定されて前記歯車の回転に伴って前記軸線方向に移動するラックと前記ケース体が前記受電側コネクタに接続された際にこの受電側コネクタに係合して前記ケース体の前記受電側コネクタからの離脱を制限するロック部材と、前記ケース体に対する前記コネクタ本体の移動範囲を規制する規制手段とを備え、前記ロック部材が、前記ケース体の前記受電側コネクタからの離脱を制限するべく前記受電側コネクタに係合する係合部と、前記係合部を前記受電側コネクタに係合させるべく付勢する付勢部材と、前記ケース体の前記受電側コネクタへの接続時に前記受電側コネクタに摺接して前記係合部を前記付勢部材の付勢力に抗して弾性変位させるガイド部とを有し、前記操作レバーが、前記歯車及び前記ラックを介して前記コネクタ本体と連動し、前記コネクタ本体を前記受電側コネクタとの接続を解除した非接続位置に移動させると共に前記ロック部材の係合部を前記受電側コネクタとの係合が可能な係合位置に前記弾性変位が可能な状態で保持する第一操作位置と、前記コネクタ本体を前記受電側コネクタとの接続が可能な接続位置に移動させると共に前記ロック部材の係合部を前記受電側コネクタとの係合位置に前記弾性変位が不能な状態で保持する第二操作位置と、前記ロック部材の係合部を前記付勢力に抗して前記受電側コネクタとの係合を解除した非係合位置に保持する第三操作位置とに操作可能であるとともに、前記規制手段は、前記ケース体に保持されてコイルスプリングによって前記ケース体の内周面側から前記コネクタ本体の外周面に向けて付勢されるボールプランジャと、前記コネクタ本体の外周面に形成されて前記ボールプランジャの先端部を入り込ませる凹部とを有し、前記ボールプランジャ及び凹部の組み合わせにより、前記第一操作位置及び前記第二操作位置の一方の位置にある前記操作レバーの他方の位置への変位を規制することを特徴とする。

本願発明に係る給電コネクタは、前記操作レバーの第三操作位置が、前記第一操作位置を挟んで前記第二操作位置と反対側に配置されるものであってもよい。
このとき、前記操作レバーが、前記第一操作位置よりも前記第三操作位置側の範囲で、前記第一操作位置側に向けて付勢されるものであってもよい。
さらに、前記操作レバーの前記第一操作位置から第二操作位置への操作方向と前記ケース体の前記受電側コネクタへの接続方向とが同一方向の成分を有し、前記操作レバーの前記第一操作位置から第三操作位置への操作方向と前記ケース体の前記受電側コネクタからの離脱方向とが同一方向の成分を有するものであってもよい。

上記給電コネクタによれば、電動機械を充電するべく給電コネクタを受電側コネクタに接続する際には、まず、操作レバーを第一操作位置としてコネクタ本体を非接続位置に後退させた状態で、ケース体の受電側コネクタへの接続作業を行うことで、ロック部材の係合部を弾性変位させつつ前記接続作業を簡易に行うことができ、かつ所定の接続位置にて係合部の弾性変位が復帰することで、ケース体の受電側コネクタからの離脱を自動的に制限することができる。また、この状態で操作レバーを第二操作位置とすることで、ケース体の受電側コネクタへの機械的な接続状態を維持しつつ、コネクタ本体を前進させて受電側コネクタとの電気接続を安全かつ容易に行うことができる。
逆に、給電コネクタを受電側コネクタから取り外す際には、まず、操作レバーを第一操作位置に戻してコネクタ本体をケース体内に後退させ、受電側コネクタとの電気接続を解除した後に、操作レバーを第三操作位置に操作して係合部の受電側コネクタへの係合を解除し、この状態でケース体ひいては受電側コネクタを受電側コネクタから引き抜くことで、給電コネクタを受電側コネクタから安全かつ容易に取り外すことができる。
このように、受電側コネクタに対する接続及び離脱を単一の操作レバーの操作により行うことが可能となるため、前記接続及び離脱のための操作の簡便性を維持しつつ、給電コネクタの受電側コネクタへの仮保持を可能にでき、給電コネクタの着脱作業性を向上させることができる。

（ａ）は本発明の一実施形態の給電コネクタの中心軸線に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。上記給電コネクタを接続する受電側コネクタの図１と同様の断面図である。上記給電コネクタを上記受電側コネクタに接続した状態の図１と同様の断面図である。上記給電コネクタを上記受電側コネクタから取り外す際の図１と同様の断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）に示す給電コネクタＡは、例えば電気自動車に電力を供給する充電スタンド等の充電装置に備えるもので、電気自動車に設けられる受電側コネクタＢ（図２、図３参照）に接続して例えば急速充電を行うためのものである。給電コネクタＡは、筒状（中空状）に形成された筒状ケース１と、筒状ケース１の中心軸線Ｌ１に沿う方向（以下、中心軸線方向という）で摺動可能な状態で筒状ケース１内に収容されるコネクタ本体２と、筒状ケース１に対するコネクタ本体２の中心軸線方向の移動を操作する操作機構３とを備える。中心軸線Ｌ１は、受電側コネクタＢに対する給電コネクタＡの着脱方向に沿う軸線でもある。なお、説明都合上、中心軸線Ｌ１先端の矢印ＦＲを前方として説明する。

筒状ケース１は、中心軸線方向の前端部に前方に向けて開口する前端開口部１ａを有している。筒状ケース１の前端部は、受電側コネクタＢのシェル１０１内に挿入される挿入部１１として構成されている。挿入部１１の周壁には、後述するロックアーム６の係止爪６１を挿入部１１の径方向外側に臨ませる挿通孔１１ａが形成されている。

筒状ケース１の後端部には、筒状ケース１の外周面から径方向外側に突出するグリップ部１２が一体に固定されている。グリップ部１２は筒状に形成され、コネクタ本体２が配される筒状ケース１の内部空間とグリップ部１２の内部空間とが連通している。筒状ケース１の後端部には、ＬＥＤ等の表示ランプ１３が設けられている。表示ランプ１３は例えば充電時に点灯し、充電完了時に消灯するように設定されている。

コネクタ本体２は、筒状ケース１の前端側に寄せて収容されるもので、その前端部には、受電側コネクタＢに電気接続するための複数の給電側端子２１と、これら複数の給電側端子２１を収納する筒状の端子収納部２２と、給電側端子２１の基端部に接続されるケーブル４を収納するケーブル収納部２３とを備えている。なお、ケーブル４は、給電側端子２１側からグリップ部１２内を通じて給電コネクタＡの外側に延びるように配されている。

給電側端子２１には、電気自動車に電力を供給するための給電用端子２１ａのほか、例えば充電装置と電気自動車との間で充電制御に要する情報を通信するための通信用端子２１ｂ等がある。端子収納部２２は、給電側端子２１の先端を筒状ケース１の前端開口部１ａから前方に臨ませるように形成されている。
これら給電側端子２１の具体的な数や配置、端子収納部２２の具体的な形状、また、前述した筒状ケース１の挿入部１１の形状等は任意に設定することが可能であるが、例えば「日本電動車両規格：ＪＥＶＳＧ１０５」に定められているものが挙げられる。

ケーブル収納部２３は、端子収納部２２に対して筒状ケース１の後端側に配された筒状のもので、端子収納部２２の後端部に固定されている。ケーブル収納部２３の外周面には、その径方向外側に突出する摺動用ピン２４が設けられている。摺動用ピン２４は、中心軸線方向に沿って延びるように筒状ケース１の内周面に形成された摺動用溝１４に収容され、コネクタ本体２を筒状ケース１に対して中心軸線方向に摺動可能としている。

筒状ケース１に対するコネクタ本体２の摺動範囲は、給電コネクタＡに備える規制手段５によって規制されている。規制手段５は、コイルスプリング５１によって筒状ケース１の内周面側からケーブル収納部２３の外周面に向けて付勢された球体状のボールプランジャ５２と、ケーブル収納部２３の外周面に形成された凹部５３とによって構成されている。
凹部５３は、中心軸線方向に互いに間隔をあけて二つ配列されている。各凹部５３の内面は、ボールプランジャ５２の球面に対応する断面円弧状に形成され、これら各凹部５３内にボールプランジャ５２の先端部が入り込む。

各凹部５３同士の間隔は、コネクタ本体２が、図１（ａ）に示す如く端子収納部２２全体を筒状ケース１内に収容した位置（以下、ケース内収容位置と呼ぶ）と、図３に示す如く端子収納部２２の一部を筒状ケース１の前端開口部１ａから突出させた位置（以下、ケース外突出位置と呼ぶ）との間で移動可能となるように設定されている。
すなわち、コネクタ本体２がケース内収容位置に配されている状態では、筒状ケース１の前端側に位置する第一凹部５３Ａにボールプランジャ５２が入り込むことで、コネクタ本体２の移動が規制される。また、コネクタ本体２がケース外突出位置に配されている状態では、筒状ケース１の後端側に位置する第二凹部５３Ｂにボールプランジャ５２が入り込むことで、コネクタ本体２の移動が規制される。

なお、規制手段５では、凹部５３がボールプランジャ５２に対応する断面円弧状に形成されているため、コイルスプリング５１の弾性による規制力よりも大きな力であれば、後述する操作機構３の操作により、コイルスプリング５１による規制力に抗して、コネクタ本体２をケース内収容位置からケース外突出位置側に移動させること、及びコネクタ本体２をケース外突出位置からケース内収容位置側に移動させることが可能であり、さらにコネクタ本体２をケース内収容位置よりもさらに後退したケース内第二収容位置まで移動させることも可能である（図４参照）。

操作機構３は、筒状ケース１の後端部側に設けられるもので、筒状ケース１に対して回動可能に軸支された操作レバー３１と、この操作レバー３１の回動に伴って回転する平歯車３２と、コネクタ本体２に固定されて平歯車３２の回転に伴って中心軸線方向に移動するラック３４とを備える。
ラック３４は、筒状ケース１内においてケーブル収納部２３に固定されるもので、平歯車３２に噛み合うラック３４の歯が中心軸線方向に配列されている。ラック３４の歯の形成面は、グリップ部１２の突出方向と同じ側（図１（ａ）においては下側）に向いている。なお、ラック３４は、例えばケーブル収納部２３の後端に固定されてもよいが、ケーブル収納部２３の後端から延出するケーブル４との干渉を考慮すると、図示例のようにケーブル収納部２３の外周面に固定されていることが好ましい。

操作レバー３１は、その長手方向の一端部３１ａが筒状ケース１の外側に突出し、他端部３１ｂがレバー軸３５によって筒状ケース１に軸支されている。なお、操作レバー３１の他端部３１ｂは、筒状ケース１内に配されていてもよいが、例えばレバー軸３５を筒状ケース１の外側まで突出させる等して一端部３１ａと同様に筒状ケース１の外側に配されていてもよい。
レバー軸３５は中心軸線方向に直交しており、このレバー軸３５を中心に操作レバー３１が回動可能とされている。

レバー軸３５及び操作レバー３１の他端部３１ｂは、図１（ａ）において下側に向くラック３４の歯の形成面の下方に位置している。一方、操作レバー３１の一端部３１ａは、ラック３４の歯の形成面の上方に位置している。言い換えれば、操作レバー３１の一端部３１ａは、ラック３４の歯の形成面の反対側に配されている。操作レバー３１は、筒状ケース１に対して中心軸線Ｌ１から離れるように、前述したグリップ部１２の突出方向と逆向きに突出している。
平歯車３２は、筒状ケース１内において、ラック３４に噛み合うようにラック３４の歯の形成面の下方に配され、操作レバー３１と一体回動可能に筒状ケース１にレバー軸３５を介して軸支されている。

操作機構３において、操作レバー３１の一端部３１ａは作業者が操作レバー３１を回動させる際の力点であり、操作レバー３１の他端部３１ｂは操作レバー３１の前記回動時の支点となる。また、操作レバー３１に一体に固定された平歯車３２とラック３４との噛み合わせ部分は、コネクタ本体２を中心軸線方向に移動させるように操作レバー３１の回動力をコネクタ本体２に作用させる作用点となっている。この作用点は、操作レバー３１の力点と支点との間に位置しているため、操作レバー３１の一端部３１ａの移動方向と操作レバー３１の回動に伴うコネクタ本体２の移動方向とが一致することになる。

給電コネクタＡは、筒状ケース１の前端側に設けられて給電コネクタＡを受電側コネクタＢに係止する複数（図示例では２つ）のロックアーム（ロック部材）６を備えている。各ロックアーム６は、コネクタ本体２を囲むように筒状ケース１の周方向に配列されている。
各ロックアーム６は、中心軸線方向に延びる棒状に形成されている。各ロックアーム６の前端部には、筒状ケース１の径方向外側に突出する係止爪（係合部）６１が形成されている。図１（ｂ）を参照し、係止爪６１の前側（受電側コネクタＢへの接続方向を向く側）には、後側ほど径方向外側への突出高さを増すように傾斜したガイド面６１ａが形成され、係止爪６１の後側（受電側コネクタＢからの離脱方向を向く側）には、径方向に沿う係止面６１ｂが形成されている。ガイド面６１ａ及び係止面６１ｂは各ロックアーム６に共通の構成である。

各ロックアーム６の後端部は、中心軸線方向に直交するピン６２によって筒状ケース１に軸支されている。すなわち、各ロックアーム６は、筒状ケース１に対して揺動可能に取り付けられている。
ピン６２にはトーションバネ６３が取り付けられ、このトーションバネ６３の付勢力によって、各ロックアーム６がその前端側を筒状ケース１の径方向外側に移動させる側に付勢されている。このとき、後述するロック解除機構７によるロック解除動作（及び受電側コネクタＢへの挿入部１１の挿入動作）が無ければ、係止爪６１が筒状ケース１の挿通孔１１ａから外部に突出することになる。なお、トーションバネ６３に代わるコイルバネや板バネ等の付勢手段を用いてもよい。

給電コネクタＡは、前記トーションバネ６３の付勢力に抗して各ロックアーム６の少なくとも一つ（例えば図１（ａ）における上側のもの、以下、一のロックアーム６Ａという）の係止爪６１を筒状ケース１内に退避させるロック解除機構７を備えている。ロック解除機構７は、一のロックアーム６Ａの後端からさらに中心軸線Ｌ１に沿って筒状ケース１の後端側に延びる延長部７１と、この延長部７１のコネクタ本体２側に形成された第一突起部７２と、コネクタ本体２の外周面に形成された第二突起部７３とを備える。

延長部７１は、コネクタ本体２及びケーブル収納部２３の外周面に対向配置されており、第一突起部７２は、ケーブル収納部２３の外周面に向けて突出している。なお、第一突起部７２の突出高さは、コネクタ本体２及びケーブル収納部２３の外周面に接触しないように設定されている。
第二突起部７３は、延長部７１に向けて突出しているが、コネクタ本体２がケース内収容位置からケース外突出位置までの間に配された状態（図１（ａ）、図３参照）では、第一突起部７２及び延長部７１に接触しない。

一方、図４に示すように、コネクタ本体２が前記ケース内第二収容位置に配された状態では、第二突起部７３が第一突起部７２に当接する。この当接により、一のロックアーム６Ａがトーションバネ６３の付勢力に抗して揺動し、その係止爪６１を筒状ケース１内に退避させる。
すなわち、ロック解除機構７は、操作レバー３１の操作に連動して、一のロックアーム６Ａの係止爪６１を、筒状ケース１内への退避位置（図４に示す位置、非係合位置）と、挿通孔１１ａから筒状ケース１外に突出する突出位置（図１（ａ）、図３に示す位置、係合位置）との間で移動させる。
なお、各ロックアーム６における例えば図１下側のもの（以下、他のロックアーム６Ｂという）は延長部７１及び第一突起部７２を有さず、これに対応する第二突起部７３も無い。

給電コネクタＡは、筒状ケース１に対するコネクタ本体２の移動を防止する電磁ロック機構９を備えている。電磁ロック機構９は、筒状ケース１に固定される筒状の電磁石９３及びこれに挿通されるプランジャ９４からなるソレノイド９１と、コネクタ本体２に一体的に摺動可能に設けられると共にプランジャ９４を挿通させる係合孔９２ａを有するロック部９２とによって構成されている。なお、ロック部９２は、図示例のように別個の部材をコネクタ本体２に固定して構成してもよいが、例えばコネクタ本体２に一体形成してもよい。

ソレノイド９１のプランジャ９４は、電磁石９３に電流が流れていないときには、不図示のコイルバネ等の付勢力により後退して電磁石９３からの突出を抑えた退避位置にあり、電磁石９３に電流が流れたときには、前記付勢力に抗して前進して前記退避位置からの突出量を増した突出位置にある。なお、電磁石９３への電力供給は電気自動車への電力供給時（充電時）になされる。

ロック部９２は、コネクタ本体２がケース外突出位置に配されているときには、電磁石９３から突出したプランジャ９４を係合孔９２ａに挿通可能な中心軸線方向位置に配される。なお、コネクタ本体２がケース外突出位置よりもケース内収容位置側に配されているときは、係合孔９２ａがプランジャ９４に対して中心軸線方向でずれた位置に配され、仮にプランジャ９４が突出してもこれが係合孔９２ａに挿通されることは無い。

受電側コネクタＢは、電気自動車の車体等に固定されるものであり、図２に示すように、筒状ケース１の挿入部１１を受け入れる筒状のシェル１０１と、その内部に設けられる筒状の端子収納部１０２と、端子収納部１０２内に配される受電側端子（不図示）とを備える。端子収納部１０２は、筒状ケース１の挿入部１１をシェル１０１内に受け入れた状態（図３参照）において、コネクタ本体２の端子収納部２２内に受け入れられるものである。すなわち、これらシェル１０１や端子収納部１０２の形状は、給電コネクタＡの挿入部１１や端子収納部２２にそれぞれ対応している。シェル１０１の内周面には、給電コネクタＡの各ロックアーム６の係止爪６１と係合可能な係止凹部１０３が、ロックアーム６の数や配置に対応するように形成されている。

前記受電側端子は、給電コネクタＡの給電側端子２１に接触あるいは当接することで、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとを電気接続するもので、給電側端子２１と同様の役割を果たしている。すなわち、前記受電側端子の数や配置は、給電コネクタＡの給電側端子２１に対応している。

受電側コネクタＢのシェル１０１の内径は、給電コネクタＡの挿入部１１の外径に遊びを加えた程度であり、各コネクタＡ，Ｂの接続時において、挿入部１１の外周に突出した係合位置にある係止爪６１は、そのガイド面６１ａをシェル１０１の開口内周縁に摺接させつつ挿入部１１の内周側に弾性変位し、前記係合位置から退避して非係合位置に至る。
挿入部１１が受電側コネクタＢに所定量挿入されると、係止爪６１と係止凹部１０３との位置が重なり、係止爪６１が前記弾性変位から復帰して係止凹部１０３に嵌まり込む。これにより、給電コネクタＡの受電側コネクタＢからの抜け止めがなされる。

ここで、操作レバー３１の操作位置には、図１（ａ）に示すように、コネクタ本体２を受電側コネクタＢとの接続を解除した非接続位置たるケース内収容位置に移動させると共に、各ロックアーム６の係止爪６１を受電側コネクタＢとの係合が可能な係合位置にて弾性変位可能に保持する第一操作位置がある。
同様に、操作レバー３１の操作位置には、図３に示すように、コネクタ本体２を受電側コネクタＢとの接続が可能な接続位置たるケース外突出位置に移動させると共に、各ロックアーム６の係止爪６１を受電側コネクタＢとの係合が可能な係合位置にて弾性変位不能に（固定的に）保持する第二操作位置がある。
さらに、操作レバー３１の操作位置には、図４に示すように、一のロックアーム６Ａの係止爪６１をトーションバネ６３の付勢力に抗して内周側に弾性変位させて、受電側コネクタＢとの係合を解除した非係合位置に保持する第三操作位置がある。

操作レバー３１の第一操作位置は、筒状ケース１の受電側コネクタＢへの接続作業を行う際の操作位置であり、各ロックアーム６の係止爪６１を弾性変位させつつ前記接続作業を行うことを可能とし、かつ所定の接続位置での係止爪６１の弾性変位の復帰により筒状ケース１の受電側コネクタＢからの離脱を制限可能とする。
操作レバー３１の第二操作位置は、筒状ケース１の受電側コネクタＢへの接続後に用いる操作位置であり、筒状ケース１の受電側コネクタＢへの機械的な接続状態を維持しつつコネクタ本体２の受電側コネクタＢへの電気接続を可能とする。

操作レバー３１の第三操作位置は、筒状ケース１の受電側コネクタＢからの引き抜き時に用いる操作位置であり、一のロックアーム６Ａの係合爪の受電側コネクタＢへの係合の解除を可能とする。なお、本実施形態では、操作レバー３１の第三操作位置への操作で受電側コネクタＢへの係合を解除するものは、図中上側の一のロックアーム６Ａのみであるが、他のロックアーム６Ｂにもロック解除機構７を設けることで、一のロックアーム６Ａと同様に受電側コネクタＢへの係合を解除可能としてもよい。

操作レバー３１の第三操作位置は、第一操作位置を挟んで第二操作位置と反対側に配置されており、操作レバー３１の第一及び第二操作位置間の操作を滞りなく実施できると共に、第一操作位置への戻し動作の延長で第三操作位置までの操作を行うことが可能である。
操作レバー３１は、第一操作位置よりも第三操作位置側の操作範囲において、レバー軸３５を挿通するトーションバネ３６の付勢力により、第一操作位置側に向けて付勢されている。これにより、操作レバー３１の誤操作によるロックアーム６の作動が抑止され、ロックアーム６の受電側コネクタＢへの係合状態が良好に維持される。なお、トーションバネ３６に代わるコイルバネや板バネ等の付勢手段を用いてもよい。

次に、給電コネクタＡを受電側コネクタＢに着脱する手順について説明する。
まず、図１（ａ）に示す如くコネクタ本体２がケース内収容位置に配されている状態（操作レバー３１が第一操作位置にある状態）において、作業者がグリップ部１２を把持して筒状ケース１の前端部（挿入部１１）を受電側コネクタＢのシェル１０１内に差し込む。このとき、各ロックアーム６の係止爪６１がシェル１０１の内周面に摺接し、各ロックアーム６をトーションバネ６３の付勢力に抗して揺動させる。挿入部１１がシェル１０１内に所定量差し込まれると、図３に示す如く各ロックアーム６の係止爪６１が受電側コネクタＢの係止凹部１０３に係合し、給電コネクタＡが受電側コネクタＢに仮保持された状態（コネクタ本体２は電気接続されていないが各ロックアーム６により給電コネクタＡの抜け止めがなされた状態）となる。

次いで、コネクタ本体２がケース外突出位置に配されるように、操作レバー３１を第二操作位置まで操作し、コネクタ本体２を筒状ケース１の前端側に移動させる。より詳細に説明すれば、作業者が操作レバー３１の一端部３１ａを把持し、これを筒状ケース１の前端側に移動させるように回動させることで、コネクタ本体２が筒状ケース１の前端側に移動してケース外突出位置に配される。これにより、給電コネクタＡの給電側端子２１が受電側コネクタＢの受電側端子に電気接続される。

このとき、端子収納部２２の後端大径部２２ａが各ロックアーム６の係止爪６１近傍に内周側から摺接し、係止爪６１の内周側への弾性変位を不能にする。これにより、給電コネクタＡが受電側コネクタＢに機械的及び電気的に接続された状態となる。

またこのとき、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとの電気接続をトリガーとしてソレノイド９１に通電がなされ、プランジャ９４が前進してロック部９２の係合孔９２ａに挿入される。これにより、前記電気接続がなされた状態のコネクタ本体２の移動が防止された状態で、電気自動車の充電が開始される。

電気自動車の充電が完了した際には、これに伴い電磁石９３への電力供給が停止され、前記圧縮コイルバネ９５の付勢力によりプランジャ９４がロック部９２の係合孔９２ａから離脱する。これにより、コネクタ本体２が移動可能な状態（操作レバー３１を操作可能な状態）となる。
その後、作業者が操作レバー３１の一端部３１ａを把持して筒状ケース１の後端側に移動するように操作レバー３１を回動させて第一操作位置まで戻すことで、コネクタ本体２が筒状ケース１の後端側に移動してケース内収容位置に配される。これにより、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとの電気接続が遮断された状態となる。

このとき、係止爪６１に対する後端大径部２２ａによる内周側からのバックアップも解除されるが、このときはまだ係止爪６１は係止凹部１０３に係合したままである。この状態からさらに操作レバー３１を第二操作位置とは反対側に回動させて第三操作位置とすると、この回動操作に連動し、ロック解除機構７の第二突起部７３が一のロックアーム６Ａの第一突起部７２に当接し、トーションバネ６３の付勢力に抗して一のロックアーム６Ａを揺動させて係止爪６１を筒状ケース１内に退避させることで、給電コネクタＡの受電側コネクタＢへの仮保持が解除される。

この状態では、他のロックアーム６Ｂの係止爪６１が受電側コネクタＢに係合しているものの、一のロックアーム６Ａの係止爪６１と受電側コネクタＢとの係合が解除されていることで、給電コネクタＡと受電側コネクタＢとの係合力が弱められているため、給電コネクタＡを容易に引き抜くことができる。
この状態のまま、作業者がグリップ部１２を把持して給電コネクタＡを受電側コネクタＢから引き抜くことにより、給電コネクタＡの取り外し作業が完了する。

操作レバー３１の一端部３１ａにおける給電コネクタＡの受電側コネクタＢに対する接続時又は離脱時の操作方向と、給電コネクタＡにおける受電側コネクタＢに対する接続方向又は離脱方向とは、それぞれ中心軸線方向で同じ向きの成分を有しており、受電側コネクタＢに対する給電コネクタＡ着脱時の操作レバー３１の操作方向が感覚的に分かり易く、かつ操作レバー３１の操作に要する力が給電コネクタＡの着脱に影響し難い設定となっている。

以上説明したように、本実施形態の給電コネクタＡは、電動機械に電力を供給する充電装置に備えられ、電動機械に設けられた受電側コネクタＢに着脱可能に接続されるものであって、前記受電側コネクタＢに機械的に接続可能な筒状ケース１と、前記筒状ケース１内に前記受電側コネクタＢとの着脱方向に沿う軸線方向で移動可能に収容されると共に前記軸線方向の一端側に前記受電側コネクタＢへの電気接続が可能な給電側端子２１を有するコネクタ本体２と、前記筒状ケース１に対する前記コネクタ本体２の前記軸線方向の移動を操作可能とする単一の操作レバー３１と、前記筒状ケース１が前記受電側コネクタＢに接続された際にこの受電側コネクタＢに係合して前記筒状ケース１の前記受電側コネクタＢからの離脱を制限するロックアーム６とを備え、前記ロックアーム６が、前記筒状ケース１の前記受電側コネクタＢからの離脱を制限するべく前記受電側コネクタＢに係合する係止爪６１と、前記係止爪６１を前記受電側コネクタＢに係合させるべく付勢するトーションバネ６３と、前記筒状ケース１の前記受電側コネクタＢへの接続時に前記受電側コネクタＢに摺接して前記係止爪６１を前記トーションバネ６３の付勢力に抗して弾性変位させるガイド面６１ａとを有し、前記操作レバー３１が、前記コネクタ本体２を前記受電側コネクタＢとの接続を解除した非接続位置に移動させると共に前記ロックアーム６の係止爪６１を前記受電側コネクタＢとの係合が可能な係合位置に前記弾性変位が可能な状態で保持する第一操作位置と、前記コネクタ本体２を前記受電側コネクタＢとの接続が可能な接続位置に移動させると共に前記ロックアーム６の係止爪６１を前記受電側コネクタＢとの係合位置に前記弾性変位が不能な状態で保持する第二操作位置と、前記ロックアーム６の係止爪６１を前記付勢力に抗して前記受電側コネクタＢとの係合を解除した非係合位置に保持する第三操作位置とに操作可能である。

この構成によれば、電動機械を充電するべく給電コネクタＡを受電側コネクタＢに接続する際には、まず、操作レバー３１を第一操作位置としてコネクタ本体２を非接続位置に後退させた状態で、筒状ケース１の受電側コネクタＢへの接続作業を行うことで、ロックアーム６の係止爪６１を弾性変位させつつ前記接続作業を簡易に行うことができ、かつ所定の接続位置にて係止爪６１の弾性変位が復帰することで、筒状ケース１の受電側コネクタＢからの離脱を自動的に制限することができる。また、この状態で操作レバー３１を第二操作位置とすることで、筒状ケース１の受電側コネクタＢへの機械的な接続状態を維持しつつ、コネクタ本体２を前進させて受電側コネクタＢとの電気接続を安全かつ容易に行うことができる。
逆に、給電コネクタＡを受電側コネクタＢから取り外す際には、まず、操作レバー３１を第一操作位置に戻してコネクタ本体２を筒状ケース１内に後退させ、受電側コネクタＢとの電気接続を解除した後に、操作レバー３１を第三操作位置に操作して係止爪６１の受電側コネクタＢへの係合を解除し、この状態で筒状ケース１ひいては受電側コネクタＢを受電側コネクタＢから引き抜くことで、給電コネクタＡを受電側コネクタＢから安全かつ容易に取り外すことができる。
このように、受電側コネクタＢに対する接続及び離脱を単一の操作レバー３１の操作により行うことが可能となるため、前記接続及び離脱のための操作の簡便性を維持しつつ、給電コネクタＡの受電側コネクタＢへの仮保持を可能にでき、給電コネクタＡの着脱作業性を向上させることができる。

以上、本発明の給電コネクタに係る実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
そして、上記実施形態においては、電気自動車用の充電装置に備える給電コネクタＡについて説明したが、本発明の給電コネクタは、電力によって駆動する各種電動機械用の充電装置に適用することが可能である。

Ａ…給電コネクタ、Ｂ…受電側コネクタ、１…筒状ケース（ケース体）、２…コネクタ本体、２１…給電側端子（端子）、３１…操作レバー、６…ロックアーム（ロック部材）、６Ａ…一のロックアーム（ロック部材）、６Ｂ…他のロックアーム（ロック部材）、６１…係止爪（係合部）、６３…トーションバネ（付勢部材）、６１ａ…ガイド面（ガイド部）

Claims

電動機械に電力を供給する充電装置に備えられ、電動機械に設けられた受電側コネクタに着脱可能に接続される給電コネクタであって、
前記受電側コネクタに機械的に接続可能なケース体と、前記ケース体内に前記受電側コネクタとの着脱方向に沿う軸線方向で移動可能に収容されると共に前記軸線方向の一端側に前記受電側コネクタへの電気接続が可能な端子を有するコネクタ本体と、前記ケース体に対する前記コネクタ本体の前記軸線方向の移動を操作可能とする単一の操作レバーと、前記操作レバーの回動に伴って回転する歯車と、前記コネクタ本体に固定されて前記歯車の回転に伴って前記軸線方向に移動するラックと、前記ケース体が前記受電側コネクタに接続された際にこの受電側コネクタに係合して前記ケース体の前記受電側コネクタからの離脱を制限するロック部材と、前記ケース体に対する前記コネクタ本体の移動範囲を規制する規制手段とを備え、
前記ロック部材が、前記ケース体の前記受電側コネクタからの離脱を制限するべく前記受電側コネクタに係合する係合部と、前記係合部を前記受電側コネクタに係合させるべく付勢する付勢部材と、前記ケース体の前記受電側コネクタへの接続時に前記受電側コネクタに摺接して前記係合部を前記付勢部材の付勢力に抗して弾性変位させるガイド部とを有し、
前記操作レバーが、前記歯車及び前記ラックを介して前記コネクタ本体と連動し、前記コネクタ本体を前記受電側コネクタとの接続を解除した非接続位置に移動させると共に前記ロック部材の係合部を前記受電側コネクタとの係合が可能な係合位置に前記弾性変位が可能な状態で保持する第一操作位置と、前記コネクタ本体を前記受電側コネクタとの接続が可能な接続位置に移動させると共に前記ロック部材の係合部を前記受電側コネクタとの係合位置に前記弾性変位が不能な状態で保持する第二操作位置と、前記ロック部材の係合部を前記付勢力に抗して前記受電側コネクタとの係合を解除した非係合位置に保持する第三操作位置とに操作可能であるとともに、
前記規制手段は、前記ケース体に保持されてコイルスプリングによって前記ケース体の内周面側から前記コネクタ本体の外周面に向けて付勢されるボールプランジャと、前記コネクタ本体の外周面に形成されて前記ボールプランジャの先端部を入り込ませる凹部とを有し、
前記ボールプランジャ及び凹部の組み合わせにより、前記第一操作位置及び前記第二操作位置の一方の位置にある前記操作レバーの他方の位置への変位を規制することを特徴とする給電コネクタ。
前記操作レバーの第三操作位置が、前記第一操作位置を挟んで前記第二操作位置と反対側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の給電コネクタ。
前記操作レバーが、前記第一操作位置よりも前記第三操作位置側の範囲で、前記第一操作位置側に向けて付勢されることを特徴とする請求項２に記載の給電コネクタ。
前記操作レバーの前記第一操作位置から第二操作位置への操作方向と前記ケース体の前記受電側コネクタへの接続方向とが同一方向の成分を有し、前記操作レバーの前記第一操作位置から第三操作位置への操作方向と前記ケース体の前記受電側コネクタからの離脱方向とが同一方向の成分を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の給電コネクタ。