JP5965349B2 - 自動車のエネルギー受給口装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行のためのエネルギーに電気や水素など、受給に時間を要するエネルギー源を利用する自動車（新世代自動車と呼ぶ）のエネルギー受給口装置に関する。

電気や水素を駆動のエネルギー源とする新世代自動車が開発されている。これらのエネルギー源を車体に取り込むエネルギー受給口装置は車体の一部に設けられ、車体に形成した受給ポート（凹所空間）に受給口（インレット）を設け、受給ポートをリッド（蓋）で開閉可能としている。
新世代自動車にエネルギー源を供給するときは、リッドを開け、供給ケーブル（液体用チューブの場合を含む）の先端に取り付けた供給ガンを受給口に差込む。一方、現状において、電力供給は急速充電の場合でも３０分から４５分程度を要するので、需要者はこれまでのガソリン受給時のように、その場に立ち会っていることは難しく、自動車から離れてしまうことが多い。これが普通充電の場合は８時間にもなり、また、夜間の格安な電力を利用したりするので、通常、自動車は供給ガン（充電ガン）を接続したまま放置される。水素を供給するときも、ガソリン受給時のようにはいかず、同様に長時間を要するので、同じ事態が考えられる。

なお、電気の場合、供給用ケーブル（電力供給用ケーブル）は、自動車に電力を供給するばかりでなく、停電時や電力逼迫時のピークシフトのために自動車のバッテリーから外部へ電力を供給するためにも用いられる。この場合も、自動車は供給ガンを接続したまま放置されることが多い。

このため、供給ケーブルの盗難や受給口へのいたずらなどを防止するために種々の提案がなされている。
特許文献１のエネルギー受給口装置（充電ポート）は、開放された状態のリッド（７）に充電ポート用カバー（３５）を装着し、この状態でリッド（７）を前記カバー（３５）と共に閉じることで開放部（３６）を塞ぎ、長時間充電時の内部へのいたずらや電力供給用ケーブルの盗難を防止している。

特許文献２は充電スタンド（１）であるが、待機時に充電用接続部（２ａ）（充電ガン）に対するいたずらを防止するために、カバー（４ａ）と施錠手段（４ｂ）を設け、施錠されたカバー（４ａ）により前記の充電用接続部（２ａ）を外すことができない構造としている。
特許文献３のエネルギー源受給装置では、給電プラグ（１０）にメカニカルキーとキーシリンダ（３１）によるロック装置（３０）を設け、受電コネクタ（５）に接続した給電プラグ（１０）を取り外すときは、前記ロック装置（３０）による施錠を解除しないと、給電プラグ（１０）の係止爪（２１）を操作できない構造としている。

特許文献４のエネルギー源受給装置では、給電プラグ（１０）をインレット（３１）に差し込むだけで給電プラグ（１０）の係止爪（１６）がロックピース（５０）に係合されて操作部（１９）を操作できない構造とし、ロック状態の解除を電子キーシステムやメカニカルキーシステムで解除できる構成としている。

特開２０１２−７６５９９号公報 特開２０１０−２５９２７７号公報 特開２０１１−２３８５３５号公報 特開２０１１−２４３３４３号公報

特許文献１のエネルギー受給口装置は、充電ポート用カバー（３５）で開放部（３６）を塞ぐので充電ポートの内部にいたずらをされることが少ない。また、充電ポート用カバーはストライカーを備え、これを車体側のリッド用ロック装置に係合させて施錠するので、解錠しない限り充電中に充電用ケーブルやガンが引き抜かれたり、盗難にあったり、また、いたずらされることはない。
しかし、充電ポート用カバーを別途準備しておく煩わしさがあり、その着脱が面倒である。

特許文献２のエネルギー受給口装置は、いわばカバー（４ａ）内に充電ガンを収納してカバーに施錠をするというものであるが、自動車に設ける受給口装置のリッドは充電時に充電ガンを収納できるような形態に形成することが困難である。
さらに、特許文献３，４のエネルギー受給口装置は、給電プラグ（１０）の係止爪（１６）で給電プラグ（１０）をインレットに係合させて施錠し、解錠しない限り、係止爪(１６)の係合を解くことができないようにしたもので、給電中に給電プラグ（１０）や充電ケーブルが引き抜かれてしまうことを避けることができるものの、給電ポートは開放されているので、内部にいたずらをされる恐れがある。

この発明は、前記のカバー部材のような車体とは別個の部材を用いることなく、受給ポートを開閉するリッドだけで、エネルギー源の供給中に供給ガンが抜き取られるのを阻止し、また、供給中に受給ポートが大きく開放されたままとなる事態を改善するエネルギー受給口装置の提供を課題とする。

車体の一部に設けた受給ポートの凹所空間内に受給口を設けると共に、受給ポートを開閉するリッドを有し、エネルギー源受給中は受給口に接続された供給ガンの抜き取りがリッドによって阻害されるエネルギー受給口装置とする。
リッドは一枚で開閉するタイプのものもあれば、閉じた状態で一枚のリッドの態様となる第1のリッドと第２のリッドとからなる場合もある。
供給ガンの抜き取りをリッドによって阻害する構成は一枚のリッドの場合は回動の途中で供給ガンを押さえ込むように構成する。

リッドが２枚からなる場合は、第１のリッドと第２のリッドとで供給ガンを挟みこみ、供給ガンの抜き取りをリッドによって阻害することもできる。
このために、第1のリッドの開閉装置は、第１のリッドを回転させながら移動させるリンク機構とし、第２のリッドの開閉装置は、第２のリッドの姿勢を維持してスライド移動させるリンク機構とすることがある。
第１のリッドと第２のリッドは、受給ポートを閉じた閉じ位置と、回転した第１のリッドの下面側と第２のリッドの先端縁とのあいだに供給ガンを挟みこんだロック位置、及び第１のリッドと第２のリッド間に供給ガンを抜き差しが可能な開き位置とをとることができ、前記のロック位置では供給ガンの抜き取りを阻害する配置とすることがある。

リッドによって受給ポートを開閉できると共に、供給ガンが受給口に接続されているときは、供給ガンをリッドで押さえ込み、あるいは第１のリッドと第２のリッドとで挟みこみ、リッドの動きだけで供給ガンの抜き差し方向の移動をロックできる。

新世代自動車の斜視図（エネルギー受給中）。 リッドの開閉装置を示した側面図（閉じ状態）。 リッドの開閉装置を示した側面図（開き状態）。 リッドの開閉装置を示した側面図（ロック状態）。 リッドの開閉装置を示した正面図（開き状態左側）。 リッドの開閉装置を示した正面図（開き状態右側）。 供給ガンの斜視図、（イ）は急速充電用、（ロ）は普通充電用。 リッドが閉じた状態の斜視図。 リッドが開いた状態の斜視図。 リッドがロック状態にある斜視図。 供給ガンがリッドによってロックされている状態を示した側面図。 他の実施例によるリッドの開閉装置を示す側面図（ロック状態）。

図１は、電気をエネルギー源とした新世代自動車１（ＥＶ）であり、車体２にエネルギー受給口装置３が設けられている。エネルギー受給口装置３は、受給ポート４とリッド５、リッド５を開閉方向に移動させる開閉装置６および受給ポート４の凹所空間７に配置された受給口８を備える。
受給口８はこの実施例において急速充電用のインレット８ａと普通充電用のインレット８ｂであり、図１では、普通充電用インレット８ｂに供給ケーブル９（充電ケーブル）の先端に取り付けた供給ガン１０（充電ガン）が接続されている。

リッド５は受給ポート４の凹所空間７を外部に対して開閉するものであり、この実施例において、上方の第１のリッド５ａと下方の第２のリッド５ｂの２枚で構成されている（図２〜図４）。これらは開閉装置６により開閉移動される。開閉装置６はリンク機構１１とモーター１２及び連動ギア１３で構成されており(図２)、第１のリッド５ａは第１のリンク機構１１ａで開閉移動され、第２のリッド５ｂは第２のリンク機構１１ｂで開閉方向に移動される（図４が分かりやすい）。
以下、第１と第２を区別する必要のあるとき、第１のものに付加符号ａを、第２のものに付加符号ｂを付す。

なお、第１のリンク機構１１ａは第１のリッド５ａの左右両側に同じ構成（モーター１２ａを除く）のものが対照に配置され、第２のリンク機構１１ｂは第２のリッド５ｂの左右両側に同じ構成（モーター１２ｂを除く）のものが対照に配置されている（図５、図６）。

開閉装置６のリンク機構１１は、基本的に基板１４と主リンク１５および副リンク１６とで構成され、主リンク１５の基部に連動ギア１３が固定されている。連動ギア１３はモーター１２の出力軸に固定されたピニオン１７と噛み合っている。

第１のリンク機構１１ａ（図３、図６が分かりやすい）は、主リンク１５ａと副リンク１６ａの基部が第１の基板１４ａに軸１８ａ，１９ａで軸支され、先端が軸２０ａと軸２１ａとで第１のリッド５ａに軸支されている。軸１８ａは軸１９ａよりも後方（図１における車体２の前後方向で）に位置し、軸２０ａは軸２１ａに対して後方に配置されている。主リンク１５ａは副リンク１６ａよりも短く、前記の軸１８ａ，１９ａの間隔は軸２０ａ，２１ａの間隔よりも大きい。

主・副リンク１５ａ，１６ａの長さと軸１８ａ，１９ａの間隔と軸２０ａ，２１ａ間の間隔の大きさは、モーター１２ａによって連動ギア１３ａが駆動されたとき、第１のリッド５ａが前方へ傾斜した状態（図２、閉じ状態）から中間状態（図４）を経て、後方へ傾斜した状態（図３、開き状態）まで回動する設計とされている。モーター１２ａが逆回転されると、第１のリッド５ａは、前記とは逆の経緯で中間状態を経て閉じた状態に戻る。

第２のリンク機構１１ｂ（図４、図６が分かりやすい）は、主リンク１５ｂと副リンク１６ｂの基部が第２の基板１４ｂに軸１８ｂ，１９ｂで軸支され、先端が軸２０ｂと軸２１ｂとで第２のリッド５ｂに軸支されている。軸１８ｂは軸１９ｂよりも後方（前記）に位置し、軸２０ｂは軸２１ｂに対して後方に配置されている。主リンク１５ｂの軸間距離（軸１８ｂ・軸２０ｂ間）と副リンク１６ｂの軸間距離（軸１９ｂ・軸２１ｂ間）はほぼ等しく、また、前記の軸１８ｂ，１９ｂの間隔は軸２０ｂ，２１ｂの間隔とほぼ等しく、且つ、これらの軸間を結ぶ線がほぼ平行となるように配置されている。これは第２のリッド５ｂが開き位置で供給ガン１０やバンパーに当たらないようにするためである。このため、厳密に比較すれば軸間距離は等しくなく、また、軸間を結ぶ線も正確に平行ではない。

すなわち、主リンク１５ｂと副リンク１６ｂと軸１８ｂ〜軸２１ｂは４節の平行リンク構造である。このため、モーター１２ｂによって連動ギア１３ｂが駆動されたとき、第２のリッド５ｂは前方へ傾斜した閉じた状態（図２）から、その姿勢を維持したまま斜め下方へスライド移動し、中間状態（図４）を経て、開いた状態（図３）まで移動する。モーター１２ｂが逆回転されると、第２のリッド５ｂは、前記とは逆の経緯で中間状態を経て閉じ状態に戻る。

前記のモーター１２ａ，１２ｂは、車載の制御装置の管理下に置かれ、例えばリモートキーからの操作で連繋して駆動される。
図７は、供給ガン１０を示し、急速充電ガン１０ａと普通充電ガン１０ｂを示している。いずれの供給ガン１０もハンドル部２２と接続部２３を有し、ハンドル部２２と接続部２３はへ字形に屈曲されている。この実施例において、急速充電ガン１０ａは接続部２３からハンドル部２２の下方へ至る接続操作用のレバー２４を備えている。

エネルギー源を供給するときは、新世代自動車１のパワースイッチをＯＦＦとし、リモートキーからリッド５の開放を指令する。これにより閉じ位置に保持されていた上下のリッド５ａ、５ｂ（図８）は、モーター１２ａ，１２ｂが駆動されることにより、上部の第１リッド５ａは、開閉装置６ａにより上方へ移動しながら前方傾斜状態(図８)から後方傾斜状態（図９）となるまで回動される。同時に、下部の第２のリッド５ｂは、前方傾斜状態のまま下方へスライド移動される。

これによって、前記の受給ポート４の凹所空間７は大きく開放される（図９の状態）。この状態(開き位置)になったとき、車載の制御装置がモーター１２ａ，１２ｂの駆動を停止し、第１のリッド５ａ及び第２のリッド５ｂをその位置に維持する。制御装置は、主リンク１５や副リンク１６の回転角度を検出するセンサーあるいは負荷センサーからの検出信号を監視し、前記モーター１２ａ，１２ｂを停止すべきタイミングを判断する。

次いで、需要者は、一端にコンセントを他端に供給ガン１０（充電ガン）を備えた供給ケーブルを持ち出し、コンセントを電源に接続し、供給ガン１０を開放された受給ポート４内の受給口８（インレット）に接続する。そして、接続が確認されたらリモートキーを操作してリッド５を閉じる操作をする。すると、前記のモーター１２ａ，１２ｂは前記とは逆回転してリンク機構１１ａ，１１ｂにより、リッド５を閉じ方向に移動させる。

このとき、第１のリッド５ａは後方傾斜の状態から前方傾斜の状態へ戻る回動をしながら下方へ移動し、第２のリッド５ｂは下方から斜め上方へスライド移動してくる。前記のように、供給ガン１０はすでに受給口８に接続されているので、やがて、第１のリッド５ａは供給ガン１０の上方へ覆い被さり、第２のリッド５ｂは下方から供給ガン１０のへ字形屈曲部（ハンドル部２２と接続部２３をつなぐ部分）に突き当たる（図１１）。

この状態は、供給ガン１０が上方への移動と前方への移動が阻止された状態であり、受給ポート４から引き抜くことはできず、供給ガン１０をロックした状態である。車載制御装置は、このロック状態を検出すると、モーター１２ａ，１２ｂの駆動を停止し、その状態を維持する（図１０の状態）。ロック状態の検出は前記の負荷センサーからの信号か、リンクの回転位置に関して予め定めた設定位置への到達である。

車載の制御装置は、エネルギーの受給が終了するまでこの状態を維持する。無理に供給ガン１０を引き抜く操作が行われると、前記の回転センサや負荷センサがこれを検出して盗難防止のアラームを発するようにすることもできる。
供給ガン１０を抜くときは、リモートキーからリッド開の信号を発することで、車載の制御装置は前記のロック状態を解き、モーター１２ａ，１２ｂを駆動してリッド５を開放位置へ移動させる。
供給ガン１０を受給ポート４から取り外した後は、リモートキーからリッド閉じの操作をすることにより、車載制御装置がモーター１２ａ，１２ｂを駆動してリッド５で受給ポート４を閉じる（図８の状態）。

この実施例に拠れば、受給ポート４に供給ガン１０を取付けているときは、供給ガン１０が上方から回動してきた第１のリッド５ａで押さえられるともに、下方から突き上げてきた第２のリッド５ｂとで挟まれ、かつ、第２のリッド５ｂの上縁で供給ガン１０のへ字形部分が抜き取り方向には係合される構造となるので、供給ガン１０を受給ポート４から抜き取ることはできない。
また、前記のロック状態では第１のリッド５ａの下縁と第２のリッド５ｂの上縁は近接し、受給ポート４がほとんど閉じられた状態となるので、開放状態で供給している場合に比べて、受給ポート４の内部にいたずらされる割合も少なくなる。

なお、第１のリッド５ａの下縁と第２のリッド５ｂの上縁に供給ガン１０の一部を逃す切欠き部を設ければ、エネルギー供給中においても受給ポート４をほとんど閉じた状態とすることができる。この場合、供給ガン１０を取り外し、第１のリッド５ａと第２のリッド５ｂを閉じた状態としたとき、第１のリッド５ａと第２のリッド５ｂとの突き合わせ箇所に切欠き部が目立つことになるが、
どちらかのリッドに回動させて切欠き部を隠すことができるエンブレムのような装飾部材を取付けておくとよい。

図１２は、第２の実施例であり、リッド５が一枚で構成され、供給ガン１０（普通充電ガン１０ｂ）が回動してきたリッド５で押さえ込まれた位置に維持されることにより、その位置にロックされている。リッド５の開閉はリンク機構１１によるものであり、図示していない駆動装置によって開閉される。駆動装置とリンク機構１１によるリッドの開閉は、リッド５を開き位置とロック位置および凹所空間７が閉じられた閉じ位置とに配置することができる。
供給ガン１０は、リッド５が開き位置のときに受給口８に接続され、その状態でリッド５がロック位置まで閉じられる。ついで、給電が行われる。給電が完了すると、リッド５が開き位置に戻され、供給ガン１０を抜き取ることができる。供給ガン１０が抜き取られると、リッド５は閉じ位置まで回動されて、凹所空間７を閉鎖する。
実施例２においても実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。

以上、電気を駆動源とするＥＶ車について実施例を説明したが、電力を補助として使用するＰＨＥＶ車でも同様である。また、受給に時間を要すると考えられる水素を利用する自動車でも同様の構成を採用できる。
閉じたリッドの傾斜方向はこの実施例において前方であったが、傾斜方向は車体２に受給ポート４を設ける箇所によって異なる。
実施例では、リッド５の開閉操作をリモートキーから行っているが、車内に設置する操作パネルから行う場合もある。
普通充電ガンの場合について説明したが、急速充電ガンの場合も、第１のリッド５ａ，第２のリッド５ｂが駆動される程度は異なるが、基本的に前記実施例の場合と同様に構成することができる。

１ 新世代自動車
２ 車体
３ エネルギー受給口装置
４ 受給ポート
５ リッド
５ａ 第１のリッド
５ｂ 第２のリッド
６ 開閉装置
６ａ 第１の開閉装置
６ｂ 第２の開閉装置
７ 凹所空間
８ 受給口
８ａ 急速充電用のインレット
８ｂ 普通充電用のインレット
９ 供給ケーブル（チューブ）
１０ 供給ガン
１０ａ 急速充電ガン
１０ｂ 普通充電ガン
１１ リンク機構
１１ａ 第１のリンク機構
１１ｂ 第２のリンク機構
１２ モーター
１２ａ 第１のモーター
１２ｂ 第２のモーター
１３ 連動ギア
１３ａ 第１の連動ギア
１３ｂ 第２の連動ギア
１４ 基板
１４ａ 第１の基板
１４ｂ 第２の基板
１５ 主リンク
１５ａ 第１の主リンク
１５ｂ 第２の主リンク
１６ 副リンク
１６ａ 第１の副リンク
１６ｂ 第２の副リンク
１７ ピニオン
１７ａ 第１のピニオン
１７ｂ 第２のピニオン
１８ 軸
１８ａ 第１の軸
１８ｂ 第２の軸
１９ 軸
１９ａ 第１の軸
１９ｂ 第２の軸
２０ 軸
２０ａ 第１の軸
２０ｂ 第２の軸
２１ 軸
２１ａ 第１の軸
２１ｂ 第２の軸
２２ ハンドル部
２３ 接続部
２４ 接続操作用のレバー

Claims (2)

1. 車体の一部に設けた受給ポートの凹所空間内に受給口を設けると共に、受給ポートを開閉するリッドを有し、
   リッドは、閉じた状態で一枚のリッドの態様となる第１のリッドと第２のリッドとからなり、
   第１のリッドは回転しながら移動され、第２のリッドは姿勢を維持しながらほぼ直線的にスライド移動されるものであって、
   エネルギー源受給中は第１のリッドと第２のリッドが、これらで受給口に接続された供給ガンを挟み込んで供給ガンの抜き取りを阻害するロック位置とされることを特徴としたエネルギー受給口装置。
2. 第１のリッドと第２のリッドは、モータで駆動されるリンク機構により開閉移動され、ロック位置ではモーターによりロックされることを特徴とした請求項１に記載のエネルギー受給口装置。

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