JP6098007B2 - 電気接続用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気接続用コネクタに関するものである。

従来より、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリット車（ＰＨＥＶ）などの電動車両に搭載されたバッテリを充電するための充電ケーブルが提供されている（例えば特許文献１参照）。この充電ケーブルは、商用電源の電源コンセントに着脱自在に接続される電源プラグと、電動車両に着脱自在に接続されて電動車両のバッテリに充電電流を供給する車両用コネクタとを備え、電源プラグと車両用コネクタとの間が電気ケーブルにより接続されている。また、電気ケーブルの途中には制御ボックスが設けられており、制御ボックスの内部には、電源プラグと車両用コネクタとの間の電路を開閉する開閉回路と、充電中に異常を検出すると開閉回路を介して電路を開いて商用電源の供給を停止させる制御回路とが収納されている。

この充電ケーブルでは、電源プラグを電源コンセントに接続し且つ車両用コネクタを電動車両に接続することで、商用電源から供給される電力によりバッテリの充電が行われる。また、この充電ケーブルでは、バッテリの充電中に異常（例えば電源プラグの温度上昇や漏電など）が発生すると、制御回路が異常を検出して開閉回路を介して電路を開き、バッテリの充電を停止させる。これにより、異常発生時において回路保護を図ることができる。

特開２０１０−１１００５５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に示した充電ケーブルでは、電気ケーブルの途中に制御ボックスが設けられているため、電気ケーブルを収納する際に制御ボックスが邪魔になる場合があった。なお、制御ボックスを設けていない充電ケーブルも従来より提供されているが、この充電ケーブルは電路に発生する異常を検出する機能を備えておらず、異常を検出する機能を備えるためには電気ケーブルの途中に制御ボックスを設ける必要があった。

また、従来の制御装置は、商用電源の供給を停止するものであって、蓄電装置（ＥＶ）とのコネクタから制御ボックスまでの配線で異常が生じた場合、蓄電装置側から起因する電力への保護機能がない。上記範囲で短絡異常が生じた場合、電動車両（蓄電装置）からの電力による短絡電流の保護機能がなく、上記範囲で漏電異常が生じた場合、制御ボックス内で開極しても電動車両（蓄電装置）からの電力による漏電保護ができない。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、使い勝手を向上させつつ電気的安全性の向上を図った電気接続用コネクタを提供することにある。

本発明の電気接続用コネクタは、蓄電部を有する被充電機器と、被充電機器への電力供給及び被充電機器からの電力供給のうち少なくとも一方を制御する電力装置との間を電気的に接続する。この電気接続用コネクタは、被充電機器又は電力装置の一方に電気的に接続された電気ケーブルと他方とを電気的に接続するコンタクト部と、コネクタ本体とを備える。コネクタ本体は、コンタクト部と、電気ケーブルに直列接続された電気導体部を有し電気導体部を接触又は開放することで被充電機器と電力装置との間の給電路を開閉させる電力遮断部と、給電路に生じる異常を検出又は外部からの異常信号を受信する第１異常検出部とを有する。また、コネクタ本体は、第１異常検出部が上記異常を検出又は上記異常信号を受信すると電気導体部を機械的に開放させる異常伝達部と、第１異常検出部が上記異常を検出しておらず且つ上記異常信号を受信していない状態において電気導体部を接触させる第１位置と電気導体部を開放させる第２位置との間で移動する開閉機構部とを有する。そして、第１異常検出部は、給電路に生じる短絡電流及び過負荷電流のうち少なくとも一方を上記異常として検出するように構成されている。開閉機構部は、コンタクト部を被充電機器又は電力装置に接続する際に第１方向に移動し、コンタクト部と充電機器又は電力装置との接続を解除する際に第１方向と反対の第２方向に移動するスライドレバーと、電気導体部を接触させる閉極位置と電気導体部を開放させる開極位置との間で移動するハンドルとを含む。ハンドルは、スライドレバーが第１方向に移動する際にスライドレバーに押されて閉極位置に移動し、スライドレバーが第２方向に移動する際にスライドレバーに押されて開極位置に移動するように構成されている。

この電気接続用コネクタにおいて、開閉機構部は、コンタクト部を被充電機器又は電力装置に接続する際にはコンタクト部が接続された後に電気導体部を接触させ、コンタクト部と被充電機器又は電力装置との接続を解除する際にはコンタクト部の接続が解除される前に電気導体部を開放させるのが好ましい。

また、この電気接続用コネクタにおいて、第１異常検出部は、さらに、給電路に生じる地絡電流、漏洩電流、コンタクト部の接続不良及びコンタクト部の温度異常のうち少なくとも１つを上記異常として検出するのも好ましい。

さらに、この電気接続用コネクタにおいて、コネクタ本体の外部に設けられた第２異常検出部から出力される異常信号を受信する信号受信部を備え、異常伝達部は、信号受信部が上記異常信号を受信すると電気導体部を開放させるのも好ましい。

また、この電気接続用コネクタにおいて、電気導体部は、固定接触子と、固定接触子に対して接離自在に接触する可動接触子とで構成され、絶縁性材料からなる第１ケースに収納されており、電力遮断部は、可動接触子が固定接触子から離れる際に生じるアークを挟むようにＮ極及びＳ極が向かい合わせに配置された永久磁石と、永久磁石と磁気的に接続されて永久磁石とともに磁路を形成する継鉄とを有し、継鉄は第１ケースの外側に配置され、永久磁石は第１ケースの外側で且つ固定接触子及び可動接触子と対応する部位に配置されるのも好ましい。

さらに、この電気接続用コネクタにおいて、第１ケースは、電力遮断部、第１異常検出部、異常伝達部及び開閉機構部が少なくとも収納される第２ケースで構成されているのも好ましい。

また、この電気接続用コネクタにおいて、永久磁石は、固定接触子の近傍に配置されており、開閉機構部の動作に応じて回転することで磁界の方向を変化させるのも好ましい。

さらに、この電気接続用コネクタにおいて、電力遮断部は、可動接触子が固定接触子から離れる際に生じるアークを転移させるアーク走行板と、アーク走行板を介して送り込まれたアークを消弧させる消弧グリッド板とで構成された消弧部を備えているのも好ましい。

コンタクト部、電力遮断部、第１異常検出部、異常伝達部及び開閉機構部を有するコネクタ本体は電気ケーブルの端部に設けられており、電気ケーブルの途中には何も設けられていないので、電気ケーブルを収納する際に容易に収納することができ、使い勝手を向上させた電気接続用コネクタを提供することができる。

また、蓄電装置（ＥＶ）とのコネクタから制御ボックスまでの配線で異常が生じた場合でも、蓄電装置側から起因する電力への保護機能を持たせることができるようになり、上記範囲で短絡異常が生じた場合には電動車両（蓄電装置）からの電力による短絡電流の保護機能が働き、上記範囲で漏電異常が生じた場合には電動車両（蓄電装置）からの電力による漏電保護が可能になる。

（ａ）は本実施形態の電気接続用コネクタの一例を示す概略ブロック図、（ｂ）は同上の別の例を示す概略ブロック図、（ｃ）は同上のさらに別の例を示す概略ブロック図である。 同上の外観斜視図である。 同上の内部構造を示す斜視図である。 （ａ）は同上に用いられる接点機構部の内部構造を示す正面図、（ｂ）は接点機構部に用いられるＤＣ消弧装置の一例を示す全体斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は同上を被充電機器に取り付ける手順を説明する説明図である。 （ａ）は同上に用いられる接点機構部の別の例を示す全体斜視図、（ｂ）は接点機構部に用いられるＤＣ消弧装置の別の例を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）は同上に用いられるＤＣ消弧装置のさらに別の例を示す一部拡大図である。 同上の別の例を示す外観斜視図である。

以下に、電気接続用コネクタ１の実施形態について図１〜図８を参照して説明する。本実施形態の電気接続用コネクタ１は、例えば図１（ａ）に示すように、電動車両２（被充電機器）と電力装置３との間を電気的に接続し、電力装置３から電動車両２へ電力を供給したり、電動車両２から電力装置３へ電力を供給するために用いられる。なお、以下の説明では特に断りがない限り、図３中のａ−ｂ方向を前後方向、ｃ−ｄ方向を上下方向、ｅ−ｆ方向を左右方向と規定して説明を行う。

電動車両２には、動力源として電動機のみを備えた電気自動車（ＥＶ）や、動力源としてエンジンと電動機を併用するプラグインハイブリット車（ＰＨＥＶ）があり、何れの車両にも蓄電池（図示せず）が搭載されている。

電力装置３は、例えばＤＣ／ＡＣ電力変換装置であり、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換して電動車両２の蓄電池に供給する。

図２は電気接続用コネクタ１の外観斜視図であり、操作者が手に持って電気自動車（ＥＶ）のコネクタに接続できる大きさに設計されている。

図１（ａ）は本実施形態の電気接続用コネクタ１の一例を示す概略ブロック図である。この電気接続用コネクタ１は、コンタクト部４３と、電力遮断部１０と、異常伝達部１１と、異常検出部１２と、ハンドル２１とを備えており、これらの各部はコネクタ本体４１（図２参照）内に収納されている。また、電気接続用コネクタ１と電力装置３との間は電気ケーブルＣＢ１により電気的に接続されている。

コンタクト部４３は、電動車両２に設けられた車両側インレット（図示せず）に抜挿自在に接続され、コンタクト部４３を車両側インレットに接続することで電動車両２と電力装置３との間が電気的に接続される。

電力遮断部１０は、電気ケーブルＣＢ１に直列接続された２極の電気導体部１０ａを有し、電気導体部１０ａを接触又は開放させることで電動車両２と電力装置３との間の給電路を開閉する。

異常検出部１２は、電動車両２と電力装置３との間の給電路に生じる異常（例えば短絡電流や過負荷電流など）を検出する。ここに本実施形態では、異常検出部１２により第１異常検出部が構成されている。

異常伝達部１１は、電力遮断部１０の電気導体部１０ａを機械的に開放する機能を有し、異常検出部１２が上記異常を検出すると電気導体部１０ａを機械的に開放して上記給電路を開く。これにより、電力装置３から電動車両２への給電が停止される。

ハンドル２１は、電力遮断部１０の電気導体部１０ａを機械的に接触又は開放する機能を有し、異常検出部１２が上記異常を検出していない状態において電気導体部１０ａを機械的に接触又は開放して上記給電路を開閉する。

図３は本実施形態の電気接続用コネクタ１の内部構造を示す斜視図である。この電気接続用コネクタ１は、スライドレバー４５と、ロックレバー４６と、解除レバー４７と、ソレノイド装置５０と、接点機構部６０と、マイクロスイッチ６５とを備え、円筒状に形成されたコネクタ本体４１内に収納されている。また、コネクタ本体４１の後端部には、Ｕ字状に形成されたハンドル４２が一体に設けられており、ハンドル４２の後端部からは電気ケーブルＣＢ１が導出している。なお、この電気ケーブルＣＢ１は、電力供給用の第１ケーブル５５と、信号伝送用の第２ケーブル５６とで構成されている。また、ハンドル４２にはＬＥＤランプ５３が設けられており、このＬＥＤランプ５３によってロック表示や異常表示を行う。

スライドレバー４５は、前後方向に長い矩形板状に形成されたレバー本体４５１を有し、レバー本体４５１の後端部には係合突起４５２が設けられている。また、レバー本体４５１の中間には、下向きに突出するフランジ４５３が設けられている。このスライドレバー４５は、前後方向における両端部に鍔部４４１が設けられた筒体４４の後端部において一体に設けられており、コネクタ本体４１に対して筒体４４が前後方向にスライドすることでスライドレバー４５も前後方向にスライドする。ここに、筒体４４は、復帰ばね６２のばね力によって前方に弾性力が加えられており、電気接続用コネクタ１を車両側インレットに接続していない状態では、後側の鍔部４４１がコネクタ本体４１の前面に内側から当接した状態にある。

ロックレバー４６は、電動車両２に設けられた車両側インレット（図示せず）に電気接続用コネクタ１をロックするためのものである。このロックレバー４６は、前後方向に長いＵ字状に形成された第１部材４６１と、第１部材４６１の先端部（前端部）に取り付けられた棒状の第２部材４６２からなり、第２部材４６２の先端部には係合突起４６２ａが設けられている。また、第２部材４６２は、ねじりばねにより上向きの弾性力が加えられており、筒体４４が後方に移動したときには上記弾性力により係合突起４６２ａが上向きに移動する。さらに、解除ボタン４８が押されると、解除レバー４７が上向きに移動することで第１部材４６１の後部が上向きに押し上げられ、これにより第２部材４６２は下向きに押し下げられる。このロックレバー４６によれば、第２部材４６２の係合突起４６２ａを車両側インレットに設けた係合溝（図示せず）に係合させることで、電気接続用コネクタ１が車両側インレットにロックされる。

解除レバー４７は、前後方向に長い矩形板状に形成されたレバー本体４７１を有し、レバー本体４７１の先端部（前端部）には係合突起４７２が設けられている。また、レバー本体４７１の後端部には支持板４７５が設けられており、この支持板４７５の上面には円形の解除ボタン４８が取り付けられている。さらに、レバー本体４７１の下面には斜め下方に傾斜する延長板４７３が設けられており、この延長板４７３の先端部には筒状部４７４が設けられている。この解除レバー４７は、コネクタ本体４１に取り付けられた軸部４９により回動自在に支持されており、またコネクタ本体４１に取り付けられた軸部５１に固着した付勢ばね５２のばね力によって下向きに弾性力が加えられている。したがって、解除レバー４７を操作する際には、付勢ばね５２のばね力に抗して解除ボタン４８を下向きに押すことになり、解除ボタン４８から手を離すことで、付勢ばね５２のばね力により解除レバー４７及び解除ボタン４８が元の位置に復帰する。

ソレノイド装置５０は、左右方向において進退自在に突出するピン５０１を有し、ピン５０１を伸ばした状態では解除レバー４７の筒状部４７４の筒内にピン５０１が挿通され、これにより解除レバー４７を操作できないようになっている。これは、例えば電動車両２への充電中に誤って解除ボタン４８が押された場合でも、車両側インレットから電気接続用コネクタ１が外れないようにするものである。

マイクロスイッチ６５は、内部に設けられた接点（図示せず）をオン／オフするための棒状のレバ−スイッチ６５ａを有し、スライドレバー４５からレバースイッチ６５ａに加えられる押圧力に応じて接点のオン／オフが切り替えられる。具体的には、電気接続用コネクタ１が車両側インレットに接続されていない状態では、スライドレバー４５からレバースイッチ６５ａに押圧力が加えられないため、接点はオフである。また、電気接続用コネクタ１が車両側インレットに接続されると、スライドレバー４５からレバースイッチ６５ａに押圧力が加えられ、接点がオンになる。このマイクロスイッチ６５による接点信号はソレノイド装置５０に出力されるようになっており、マイクロスイッチ６５の接点がオンになるとソレノイド装置５０が駆動されてピン５０１が伸びた状態になる。

接点機構部６０は、図４（ａ）に示すように、固定接点２２０及び可動接点２３０を具備する接点機構２４と、操作つまみ２１１が設けられたハンドル２１を具備し、ハンドル２１を介して固定接点２２０と可動接点２３０との間の電気的な接続をオン／オフさせるリンク機構２５とを備える。また、接点機構部６０は、固定接点２２０と可動接点２３０との間に異常電流（短絡電流及び過負荷電流）を検知すると、リンク機構２５にトリップ動作を行わせて接点を強制開極させるトリップ機構（電磁釈放部３６及び熱動釈放部３７）と、接点の開極時に発生するアークを速やかに消弧するための消弧装置３８とを備える。そして、これらの各部は、矩形箱状に形成されたハウジング２０内に収納されている。

接点機構２４は、固定接点２２０が設けられた固定接点板２２と、可動接点２３０が設けられた可動バー２３とを備え、固定接点板２２及び可動バー２３は、所定の厚みを有する金属板に抜き加工及び曲げ加工を施して形成される。

可動バー２３はＴ字型であって、下部に可動接点２３０が設けられている。また、可動バー２３の上部の右側にはばね受け片（図示せず）が設けられ、上部の左側にはストッパ片２３１が設けられている。さらに、可動バー２３の長手方向（上下方向）における中間には、編組線３９の一端が固着されている。この可動バー２３は、リンク機構２５と連動することにより、可動接点２３０が固定接点２２０に接触する位置と、可動接点２３０が固定接点２２０から開離する位置との間で移動自在となっている。ここに本実施形態では、固定接点２２０により固定接触子が構成され、可動接点２３０により可動接触子が構成されている。また本実施形態では、固定接点２２０及び可動接点２３０により電気導体部１０ａが構成され、固定接点板２２及び可動バー２３により電力遮断部１０が構成されている。

リンク機構２５は、ハンドル２１と、支持アーム２６と、ラッチ部材２７と、第１リンク２８及び第２リンク２９と、ラッチばね３０と、リンクばね３１と、ハンドルばね３２と、加圧ばね（図示せず）と、第１回動軸３３及び第２回動軸３４とを備える。

ハンドル２１は、合成樹脂により略円柱状に形成された本体部２１０と、本体部２１０の外周面に形成された略直方体状の操作つまみ２１１とで構成される。また、本体部２１０には、その中心軸に沿って軸穴２１０ａが形成され、さらに本体部２１０の一側面（図４（ａ）中の正面）には、円周方向に沿った長孔状のガイド溝２１０ｂが形成されている。このハンドル２１は、操作つまみ２１１をハウジング２０の操作開口２０１から露出させた状態で、ハウジング２０に取り付けられたハンドル軸３５により回動自在に支持される。そして、操作つまみ２１１は、接点機構２４を開極させる開極位置と、接点機構２４を閉極させる閉極位置との間で回動自在となっている。

支持アーム２６及びラッチ部材２７は、所定の厚みを有する金属板に抜き加工及び曲げ加工を施して形成される。第１リンク２８及び第２リンク２９は、丸棒状の金属棒の両端を一方向にそれぞれ折り曲げることで略Ｕ字状に形成される。ラッチばね３０、リンクばね３１、ハンドルばね３２及び加圧ばねは、それぞれ両端部が互いに逆方向に突出するねじりコイルばねにより形成される。第１回動軸３３及び第２回動軸３４は、それぞれ丸棒状の金属棒により形成される。

支持アーム２６は、左右方向（図４（ａ）中の紙面に垂直な方向）に並べて配置された一対の側板２６０（図４（ａ）では手前側のみ図示）を有し、両側板２６０の間は中間片２６１により連結されている。また、一方（手前側）の側板２６０の上端からは、斜め上方に延設された係合突片２６２が形成され、他方（奥側）の側板２６０の側縁の略中央には、先端が上方向に突出した略Ｌ字型の突出片２６４が形成されている。さらに、中間片２６１の下端からは、可動バー２３のストッパ片２３１に対向する係合片２６３が下方向に突出して形成されている。この支持アーム２６は、第１回動軸３３及び第２回動軸３４がそれぞれ挿通され、ハウジング２０に取り付けられた第２回動軸３４により回動自在に支持される。

可動バー２３の上部は、支持アーム２６の一対の側板２６０間に介装され、第１回動軸３３を介して支持アーム２６に回動自在に支持される。そして、支持アーム２６が第２回動軸３４の周りで回動すると、可動バー２３は支持アーム２６とともに移動する。

ラッチ部材２７は、上部一方側（図４（ａ）中の左側）にＬ字型の爪片２７０が設けられ、上部他方側（図４（ａ）中の右側）にＬ字型のばね受け片２７１が設けられている。また、ラッチ部材２７の下部一方側の縁部からは第１押圧片２７２が延設され、下部他方側の縁部からは略Ｌ字型の第２押圧片２７３が延設されている。このラッチ部材２７は、略中央に第２回動軸３４が挿通され、第２回動軸３４の周りに回動自在に軸支されている。また、ラッチ部材２７の下端部には略矩形状の切欠部２７４が形成されており、この切欠部２７４に第１回動軸３３が係合する。

第１リンク２８は、上脚部２８０がハンドル２１に設けられた軸穴（図示せず）に回動自在に軸支され、下脚部２８１が、ラッチ部材２７の爪片２７０及び支持アーム２６の係合突片２６２からなる係合部２００に係脱自在に係合する。また、第２リンク２９は、上脚部２９０がハンドル２１のガイド溝２１０ｂに係入され、下脚部２９１が支持アーム２６の係合片２６３に引掛係止されている。

ラッチばね３０は、巻回部に第２回動軸３４が挿通され、一端がラッチ部材２７のばね受け片２７１に係止されており、ラッチ部材２７に対して右回り（図４（ａ）中の時計回り）の弾性力を与えている。また、リンクばね３１は、巻回部にハンドル軸３５が挿通され、一端部がハンドル２１に当接するとともに、他端部が第２リンク２９の上脚部２９０に当接し、第２リンク２９に対して右方向の弾性力を与えている。

トリップ機構である電磁釈放部３６は、平角巻線からなるコイル３６０と、コイルボビン３６１と、磁性材料からなる固定鉄心及び可動鉄心（ともに図示せず）と、復帰ばね（図示せず）と、可動鉄心に連結された押圧ピン３６２と、ヨーク３６３とで構成される。コイル３６０の一端には固定接点板２２が固着されており、コイル３６０の他端には端子板５４が固着されている。ヨーク３６３は、磁性材料により切欠を有する中空矩形枠状に形成され、ヨーク３６３に囲まれるようにコイルボビン３６１が配置される。ヨーク３６３の後端部（図４（ａ）中の右端部）には、押圧ピン３６２が挿通される挿通孔（図示せず）が設けられている。この電磁釈放部３６は、コイル３６０に電流が流れていない状態では、復帰ばねのばね力によって可動鉄心が固定鉄心から離間し、可動鉄心に連結された押圧ピン３６２は図４（ａ）に示すように引っ込んだ状態にある。この状態から短絡電流等の過大な電流がコイル３６０に流れると、復帰ばねのばね力に抗して可動鉄心が固定鉄心に近づくように移動し、可動鉄心に連結された押圧ピン３６２が後方（図４（ａ）中の右方向）へ突出する。そして、押圧ピン３６２の先端部がラッチ部材２７の第１押圧片２７２を後方へ押圧し、これによりラッチ部材２７とともに可動バー２３も後方に移動するため、可動接点２３０が固定接点２２０から開離する。その結果、電力装置３から電動車両２への給電路が遮断されて電動車両２への給電が停止される。

もう１つのトリップ機構である熱動釈放部３７は、図４（ａ）に示すように、帯板状のバイメタル板３７０で構成される。バイメタル板３７０としては、自己発熱によって湾曲する直熱型や、積層された板状のヒータによる加熱で湾曲する傍熱型のものを用いることができる。このバイメタル板３７０は、中間位置において、一端が可動バー２３に固着された編組線３９の他端に固着されている。また、バイメタル板３７０の下部には、編組線４０の一端が固着されている。このバイメタル板３７０は、平常時には湾曲しておらず、過負荷電流のような過大な電流が流れたときに、過負荷電流によってバイメタル板３７０の温度が上昇し、これによりバイメタル板３７０が湾曲する。そして、バイメタル板３７０が湾曲すると、先端部（上端部）がラッチ部材２７の第２押圧片２７３を後方（図４（ａ）中の右側）へ押圧し、これによりラッチ部材２７とともに可動バー２３も後方に移動するため、可動接点２３０が固定接点２２０から開離する。その結果、電力装置３から電動車両２への給電路が遮断されて電動車両２への給電が停止される。ここに本実施形態では、電磁釈放部３６及び熱動釈放部３７により異常伝達部１１及び異常検出部１２が構成されている。

消弧装置３８は、図４（ａ）に示すように、アーク走行板３８０と消弧グリット３８１とで構成される。アーク走行板３８０は、帯板状の金属板を曲げ加工することによって形成され、一端にはバイメタル板３７０の基部が結合され、他端には消弧片３８２を備えている。消弧グリット３８１は、上下方向に所定の間隔をおいて平行配置された複数枚の導電板からなる消弧板３８３と、絶縁材料により形成された２つの支持板３８４，３８４とで構成される。両支持板３８４，３８４は、各消弧板３８３の幅方向における両面を覆って各消弧板３８３を所定間隔で保持している。この消弧グリット３８１は、消弧片３８２とヨーク３６３の下側との間に配置されている。ここに本実施形態では、消弧装置３８により消弧部が構成されている。

次に、接点機構部６０の動作について説明する。図４（ａ）は接点機構２４が開極した状態であり、この状態からハンドル２１の本体部２１０を時計回りに回転させると、第１リンク２８の下脚部２８１によって支持アーム２６の係合突片２６２が右向きに押圧される。これにより、支持アーム２６は、第２回動軸３４の周りで時計回りに回転する。このとき、第１回動軸３３に軸支された可動バー２３も支持アーム２６とともに左側へ移動する。ここで、第２リンク２９の上脚部２９０が、下脚部２９１とハンドル軸３５とを結ぶ線分よりも右側にあるときには、ハンドル２１の回転によって下側へ移動する。このとき、第２リンク２９の下脚部２９１が、可動バー２３のストッパ片２３１を下向きに押圧する。つまり、可動バー２３は、加圧ばね（図示せず）によって第１回動軸３３の周りで時計回りの弾性力を受けながら、第２リンク２９の下脚部２９１から反時計回りに押圧される。この状態から、さらにハンドル２１を時計回りに回転させると、第２リンク２９の上脚部２９０が、下脚部２９１とハンドル軸３５とを結ぶ線分よりも左側に移動し、第２リンク２９は上側に引き上げられる。このとき、第２リンク２９の下脚部２９１は上側へ移動し、可動バー２３のストッパ片２３１に対する押圧がなくなり、可動バー２３は、加圧ばねのばね力によって第１回動軸３３の周りで時計回りに急速に回転し、可動接点２３０が固定接点２２０に勢いよく当接する。これにより、可動接点２３０が固定接点２２０に短時間で接触することになり、アークの発生を抑制することができる。また、ラッチ部材２７は、ラッチばね３０のばね力によって時計回りに回転する。

また、接点機構２４が閉極した状態からハンドル２１の本体部２１０を反時計回りに回転させると、第１リンク２８の下脚部２８１が上側に引き上げられる。これにより、第１リンク２８が支持アーム２６を押圧する力がなくなる。そして、可動バー２３は、加圧ばねのばね力によって第１回動軸３３の周りで時計回りに回転し、支持アーム２６は、加圧ばねのばね力によって第２回動軸３４の周りで反時計回りに回転する。支持アーム２６は、第１回動軸３３がガイドリブ（図示せず）の後端位置（図４（ａ）中の右端位置）まで移動した位置で停止し、可動バー２３は、ストッパ片２３１が支持アーム２６の係合片２６３に当接した位置で停止する。そして、可動接点２３０が固定接点２２０から開離する。ここで、ハンドル２１は、ハンドルばね３２によって開極位置へ向かう方向（反時計回り）に付勢されており、第１リンク２８の上脚部２８０が、ハンドル軸３５と第１リンク２８の下脚部２８１とを結ぶ線分を左から右へ通過すると、ハンドル２１は開極位置へ向かう方向に急速に回転する。これにより、可動接点２３０が固定接点２２０から急速に引き外されてアークの発生を抑制することができる。また、ラッチ部材２７は、第１リンク２８の下脚部２８１に引っ張られて、第２回動軸３４を中心に反時計回りに回転する。

ところで、電力装置３から電動車両２へ供給する電力が直流電力である場合、小電流領域ではアーク駆動力が不足して消弧グリットへアークを誘導できない場合があり、この場合アークを遮断することができない。そこで本実施形態では、小電流領域であってもアークを遮断できるように、図４（ｂ）に示すＤＣ消弧装置６３を設けている。

このＤＣ消弧装置６３は、板状に形成された一対の永久磁石５８，５８と、Ｕ字状に形成されたヨーク（継鉄）５９と、固定接点板２２及び可動バー２３が内部に配置されるケース５７（第１ケース）とで構成される。一対の永久磁石５８，５８は、上下に配置された固定接点板２２及び可動バー２３を左右方向から挟み込むようにしてケース５７の外側に配置されており、さらに各永久磁石５８は、それぞれ左側がＳ極、右側がＮ極となる向きに配置されている。また、ヨーク５９は、両永久磁石５８，５８を左右両側から挟み込むようにしてケース５７の外側に配置されている。これにより、両永久磁石５８，５８及びヨーク５９で磁路が形成され、ケース５７の内部では、図４（ｂ）に示すように、左側の永久磁石５８から右側の永久磁石５８へ向かう磁界が形成される。そして、可動接点２３０と固定接点２２０との間に生じるアークは、図４（ｂ）中の紙面に垂直な方向に加えられる電磁力により引き伸ばされて遮断される。このように、ＤＣ消弧装置６３によれば、小電流領域であっても上記電磁力によってアークを引き伸ばして遮断することができる。なお、このＤＣ消弧装置６３は、固定接点板２２及び可動バー２３がケース５７の内部に配置されるようにして、ハウジング２０内に収納される。ここに、固定接点板２２及び可動バー２３と対応する部位とは、図４（ｂ）に示すように、両永久磁石５８，５８による磁束の方向と、固定接点２２０に対する可動接点２３０の移動方向（図４（ｂ）では上下方向）とが直交するような部位のことをいう。

次に、電気接続用コネクタ１の動作について図５を参照して説明する。図５（ａ）は電動車両２の車両側インレット（図示せず）に接続する前の状態であり、このとき接点機構部６０のハンドル２１は開極位置にあるため、可動接点２３０は固定接点２２０から開離している。またこのとき、マイクロスイッチ６５のレバースイッチ６５ａはスライドレバー４５によって押圧されていないため、接点（図示せず）はオフであり、ソレノイド装置５０のピン５０１は引っ込んだ状態にある。なお、接点機構部６０の動作については既に述べているため、ここでは省略する。

操作者が、電動車両２の車両側インレットにコンタクト部４３を挿入していくと、図５（ｂ）に示すように、筒体４４が復帰ばね６２のばね力に抗して後方に押し込まれ、スライドレバー４５が後方に移動する。このとき、ねじりばねからの弾性力により第２部材４６２の係合突起４６２ａが上向きに押し上げられる。またこのとき、スライドレバー４５のフランジ４５３によってハンドル２１が後方に押圧されるが、ハンドル２１は閉極位置まで移動していないため、可動接点２３０は固定接点２２０から開離した状態のままである。

さらに、操作者が、車両側インレットの所定位置までコンタクト部４３を挿入すると、図５（ｃ）に示すように筒体４４の前側の鍔部４４１がコネクタ本体４１の前面に当接し、スライドレバー４５の係合突起４５２と解除レバー４７の係合突起４７２とが係合する。このとき、接点機構部６０のハンドル２１がフランジ４５３からの押圧力によって閉極位置まで移動し、可動接点２３０が固定接点２２０に接触する。またこのとき、ロックレバー４６の第２部材４６２の係合突起４６２ａが車両側インレットに設けられた係合溝（図示せず）に係合し、電気接続用コネクタ１が車両側インレットにロックされる。さらにこのとき、スライドレバー４５によりマイクロスイッチ６５のレバースイッチ６５ａが後方に押されてマイクロスイッチ６５の接点がオンになる。そして、マイクロスイッチ６５の接点がオンになることで、ソレノイド装置５０のピン５０１が伸びて解除レバー４７の筒状部４７４の筒内に挿通され、解除レバー４７の操作が不能になる。

電動車両２への充電が完了すると、電動車両２側から充電完了信号が出力され、この充電完了信号によりソレノイド装置５０が駆動されて、ピン５０１が引っ込んだ状態になる。そして、操作者が解除ボタン４８を下方に押すことで、スライドレバー４５の係合突起４５２と解除レバー４７の係合突起４７２の係合状態が解除されるとともに、ロックレバー４６の第２部材４６２が下向きに押し下げられ、係合突起４６２ａと上記係合溝の係合状態も解除される。そして、電気接続用コネクタ１を手前に引くことで、電気接続用コネクタ１を取り外すことができる。このとき、筒体４４及びスライドレバー４５は復帰ばね６２のばね力によって前方に移動し、ハンドル２１はスライドレバー４５から加えられる力によって開極位置に移動する。その結果、可動接点２３０が固定接点２２０から開離する。ここに本実施形態では、ハンドル２１、スライドレバー４５、及び解除レバー４７により開閉機構部が構成されている。

また、電動車両２への充電中に電磁釈放部３６又は熱動釈放部３７により異常が検出されると、可動接点２３０が固定接点２２０から開離する。このとき、スライドレバー４５がハンドル２１に対して外力を加えてハンドル２１を強制的に閉極位置に保持しているので、第１リンク２８の上脚部２８０は動かずに下脚部２８１のみが係合部２００から外れて動くことになる。また、第２リンク２９０の下脚部２９１がはまっているところには空間に余裕があり、第２リンク２９も上脚部２９０は動かずに下脚部２９１のみが上記隙間を動くことになる。つまり、ハンドル２１に連結された第１リンク２８の上脚部２８０及び第２リンク２９の上脚部２９０がともに動かないため、ハンドル２１は閉極位置を維持する。またこのとき、スライドレバー４５は前方に移動することなく、さらにマイクロスイッチ６５の接点もオンのままであるため、解除レバー４７は操作不能の状態にある。つまり、この状態では電気接続用コネクタ１を電動車両２から取り外すことはできない。その後、異常を検出した電動車両２側から異常検出信号が出力され、この異常検出信号によりソレノイド装置５０が駆動されて、ピン５０１が引っ込んだ状態になる。そして、操作者が解除ボタン４８を下方に押すことで、スライドレバー４５の係合突起４５２と解除レバー４７の係合突起４７２の係合状態が解除され、さらに電気接続用コネクタ１を手前に引くことで、電気接続用コネクタ１を取り外すことができる。このとき、スライドレバー４５から加えられる力によりハンドル２１が所定の開極位置まで移動し、これにより異常によるトリップ状態が解除される。

ここにおいて、本実施形態では、コンタクト部４３でのアークの発生を抑制するために、以下のような手段が講じられている。まず、電気接続用コネクタ１を車両側インレットに接続する際には、コンタクト部４３のコンタクトピン６１を車両側インレットのコンタクトピン（図示せず）に接触させた後、可動接点２３０を固定接点２２０に接触させる。また、電気接続用コネクタ１を車両側インレットから取り外す際には、可動接点２３０を固定接点２２０から開離させた後、コンタクト部４３のコンタクトピン６１を車両側インレットのコンタクトピンから開離させる。その結果、コンタクト部４３のコンタクトピン６１と車両側インレットのコンタクトピンとの間にアークが発生するのを抑えることができる。

而して、本実施形態によれば、コンタクト部４３、電力遮断部１０、異常伝達部１１、異常検出部１２及びハンドル２１を有するコネクタ本体４１は電気ケーブルＣＢ１の端部に設けられており、電気ケーブルＣＢ１の途中には何も設けられていないので、電気ケーブルＣＢ１を収納する際に容易に収納することができ、使い勝手を向上させた電気接続用コネクタ１を提供することができる。また、本実施形態によれば、電動車両２側から起因する電力への保護機能を持たせることができるようになり、電動車両２とのコネクタから制御ボックスまでの配線において短絡異常や漏電異常が生じた場合でも保護を図ることができる。さらに、電力遮断部１０と異常検出部１２とを別々に設けているので、短絡電流や過負荷電流の検出レベルを変更する場合には異常検出部１２のみを交換すればよく、検出レベルの変更が容易であるという利点もある。

図１（ｂ）は本実施形態の電気接続用コネクタ１の別の例を示す概略ブロック図である。図１（ａ）に示す例では、異常検出部１２（第１異常検出部）により給電路に流れる短絡電流や過負荷電流を検出したが、本例では、さらに、複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ３で構成された接地回路１５により地絡電流や漏洩電流を検出したり、マイクロスイッチなどを利用してコンタクト部４３の接触不良を検出したり、温度センサを利用してコンタクト部４３の温度異常を検出している。これにより、図１（ａ）に示した電気接続用コネクタ１に比べて安全性の高い電気接続用コネクタ１を提供することができる。

図１（ｃ）は本実施形態の電気接続用コネクタ１のさらに別の例を示す概略ブロック図である。本例では、電力装置３に異常検出部１４が設けられており、この異常検出部１４から出力される異常信号を受信する信号受信部１３が電気接続用コネクタ１に設けられている。そして、異常検出部１４から出力される異常信号を信号受信部１３が受信すると、異常伝達部１１がこの異常信号に従って電力遮断部１０の電気導体部１０ａを開放し、上記給電路を開く。具体的に説明すると、異常検出部１４は、電力装置３で生じる異常や、電力装置３に対して電力を供給する所定の電力源（図示せず）から電力装置３までの電路で生じる異常を検出し、信号受信部１３に異常信号を出力する。そして、信号受信部１３が上記の異常信号を受信すると、コイル３６０やバイメタル板３７０に意図的に過大な電流を流して擬似的にトリップ状態を実現し、これにより可動接点２３０を固定接点２２０から開離させて、上記給電路を開く。このように、電気接続用コネクタ１とは別の電力装置３からの異常信号により給電路を遮断することで、より広い範囲における異常を検出して給電路を遮断することができる。ここに本実施形態では、異常検出部１４により第２異常検出部が構成され、異常検出部１４で検出する異常としては、異常検出部１２と同様に短絡電流や過負荷電流だけでなく、地絡電流や漏洩電流を検出したり、コンタクト部４３の接触不良や温度異常などを検出してもよい。

図６（ａ）（ｂ）は本実施形態のＤＣ消弧装置６３の別の例を示しており、図４（ｂ）で説明したケース５７（第１ケース）の代わりにハウジング２０を利用している。この場合、図６（ａ）に示すように、Ｕ字型に形成されたヨーク（継鉄）５９の間にハウジング２０を挟み込み、さらに一対の永久磁石５８，５８を、ハウジング２０内に収納された固定接点板２２及び可動バー２３と対応する部位に配置すればよい。これにより、ケース５７を省略することができて、コストダウンを図ることができる。ここに本例では、ハウジング２０により第２ケースが構成されており、また固定接点板２２及び可動バー２３と対応する部位とは、両永久磁石５８，５８による磁束の方向と、固定接点２２０に対する可動接点２３０の移動方向とが直交するような部位のことをいう。

また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、ハンドル２１の回転動作に応じて永久磁石５８を回転させることで磁界の方向を変化させてもよく、これにより、比較的低電流で自己磁場によりアーク駆動できない場合でも、外部磁場によりアーク１００を引き伸ばして遮断することができる。

なお本実施形態では、被充電機器が電動車両２の場合を例に説明したが、被充電機器は電動車両２に限定されるものではなく、蓄電部を有するものであれば他のものでもよい（例えば定置蓄電池など）。また本実施形態では、電力装置３がＤＣ／ＡＣ電力変換装置の場合を例に説明したが、例えば電動車両２に対して交流電力を供給するものであってもよく、本実施形態に限定されない。但しこの場合、交流電力を直流電力に変換する機能を電動車両２側に設ける必要がある。

さらに本実施形態では、電力装置３から電動車両２へ給電する場合を例に説明したが、電動車両２から電力装置３への給電に電気接続用コネクタ１を用いてもいいし、双方向への給電に電気接続用コネクタ１を用いてもよい。また本実施形態では、電動車両２の車両側インレットに接続される電気接続用コネクタ１について説明したが、電力装置３に接続される部分に電気接続用コネクタ１を用いてもよく、本実施形態に限定されない。さらに、異常検出部１２や異常検出部１４で地震による揺れを検出し、この揺れが所定値以上になると電動車両２への充電を停止するように構成してもよい。また本実施形態では、異常検出部１２が上記給電路に生じる異常を直接検出した場合について説明したが、例えば異常検出部１２が外部からの異常信号を受信し、異常検出部１２が受信した異常信号に従って異常伝達部１１が電気導体部１０ａを開放するようにしてもよく、この場合信号受信部１３を設けなくてもいいことから、コストダウンを図ることができる。

なお、電気接続用コネクタ１は、図８に示すように、コネクタ本体４１の外形が略四角筒状に形成されていてもよい。この場合、内部のブレーカ相当の部品（接点機構部６０）がそもそも四角形状に形成されていて、その形状に見合うように外観設計をすることができる。その結果、内部のブレーカ相当の部品の設計の手間を削減できるとともに、コネクタ本体４１の内部空間を有効利用できて、コネクタ本体４１の内部空間に無駄な空間を要せず、電気接続用コネクタ１の小型化に貢献できる。

ここに本実施形態の電気接続用コネクタは、蓄電部を有する被充電機器と、前記蓄電部への充電電流の供給及び前記蓄電部からの放電電流の受給のうち少なくとも一方を制御する電力装置とを接続するための電気ケーブルの一端に設けられ、前記被充電機器に設けたソケット及び前記電力装置に設けたソケットのうち少なくとも一方へ着脱自在に装着される電気接続用コネクタであって、前記ソケットへ挿入されるコンタクト部を先端に有するコネクタ本体と、前記コネクタ本体に内蔵される接点機構部とを備え、前記コンタクト部は、前記ソケットへの挿入時において前記ソケットが備える複数の第１端子とそれぞれ電気的に接続される複数の第２端子を有し、前記接点機構部は、少なくとも１つの前記第２端子とこの第２端子に接続される前記電気ケーブルの電線との間に挿入される接点部と、前記接点部を開閉させる開閉機構部と、前記電気ケーブルに流れる電流の異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部が異常を検出すると前記接点部を開離させる異常伝達部とを有し、前記コンタクト部を前記ソケットから取り外す取り外し位置と、前記コンタクト部を前記ソケットに装着して各々の前記第１端子と対応する前記第２端子とをそれぞれ電気的に接続する装着位置との間での前記コンタクト部の移動を許可する接続機構部と、前記コンタクト部と前記ソケットの接続状態をロックさせるロック手段と、前記コンタクト部を前記ソケットから取り外せるように前記ロック手段によるロック状態を解除する解除手段とを備え、前記開閉機構部は、前記接続機構部と連動して前記コンタクト部が前記取り外し位置から前記装着位置に移動した後に前記接点部を接触させ、前記解除手段と連動して前記ロック手段によるロック状態を解除したときに前記接点部を開離させることを特徴とする。

１ 電気接続用コネクタ
２ 電動車両（被充電機器）
３ 電力装置
１０ 電力遮断部
１０ａ 電気導体部
１１ 異常伝達部
１２ 異常検出部（第１異常検出部）
２１ ハンドル
４３ コンタクト部
ＣＢ１ 電気ケーブル

Claims (8)

1. 蓄電部を有する被充電機器と、前記被充電機器への電力供給及び前記被充電機器からの電力供給のうち少なくとも一方を制御する電力装置との間を電気的に接続する電気接続用コネクタであって、
   前記被充電機器又は前記電力装置の一方に電気的に接続された電気ケーブルと他方とを電気的に接続するコンタクト部と、コネクタ本体とを備え、
   前記コネクタ本体は、
   前記コンタクト部と、
   前記電気ケーブルに直列接続された電気導体部を有し前記電気導体部を接触又は開放することで前記被充電機器と前記電力装置との間の給電路を開閉させる電力遮断部と、
   前記給電路に生じる異常を検出又は外部からの異常信号を受信する第１異常検出部と、
   前記第１異常検出部が前記異常を検出又は前記異常信号を受信すると前記電気導体部を機械的に開放させる異常伝達部と、
   前記第１異常検出部が前記異常を検出しておらず且つ前記異常信号を受信していない状態において前記電気導体部を接触させる第１位置と前記電気導体部を開放させる第２位置との間で移動する開閉機構部とを有し、
   前記第１異常検出部は、前記給電路に生じる短絡電流及び過負荷電流のうち少なくとも一方を前記異常として検出するように構成され、
   前記開閉機構部は、
   前記コンタクト部を前記被充電機器又は前記電力装置に接続する際に第１方向に移動し、前記コンタクト部と前記被充電機器又は前記電力装置との接続を解除する際に前記第１方向と反対の第２方向に移動するスライドレバーと、
   前記電気導体部を接触させる閉極位置と前記電気導体部を開放させる開極位置との間で移動するハンドルとを含み、
   前記ハンドルは、前記スライドレバーが前記第１方向に移動する際に前記スライドレバーに押されて前記閉極位置に移動し、前記スライドレバーが前記第２方向に移動する際に前記スライドレバーに押されて前記開極位置に移動するように構成されている
   ことを特徴とする電気接続用コネクタ。
2. 前記開閉機構部は、前記コンタクト部を前記被充電機器又は前記電力装置に接続する際には前記コンタクト部が接続された後に前記電気導体部を接触させ、前記コンタクト部と前記被充電機器又は前記電力装置との接続を解除する際には前記コンタクト部の接続が解除される前に前記電気導体部を開放させる
   ことを特徴とする請求項１記載の電気接続用コネクタ。
3. 前記第１異常検出部は、さらに、前記給電路に生じる地絡電流、漏洩電流、前記コンタクト部の接続不良及び前記コンタクト部の温度異常のうち少なくとも１つを前記異常として検出する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の電気接続用コネクタ。
4. 前記コネクタ本体の外部に設けられた第２異常検出部から出力される異常信号を受信する信号受信部を備え、
   前記異常伝達部は、前記信号受信部が前記異常信号を受信すると前記電気導体部を開放させる
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電気接続用コネクタ。
5. 前記電気導体部は、固定接触子と、前記固定接触子に対して接離自在に接触する可動接触子とで構成され、絶縁性材料からなる第１ケースに収納されており、
   前記電力遮断部は、前記可動接触子が前記固定接触子から離れる際に生じるアークを挟むようにＮ極及びＳ極が向かい合わせに配置された永久磁石と、前記永久磁石と磁気的に接続されて前記永久磁石とともに磁路を形成する継鉄とを有し、
   前記継鉄は前記第１ケースの外側に配置され、前記永久磁石は前記第１ケースの外側で且つ前記固定接触子及び前記可動接触子と対応する部位に配置される
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電気接続用コネクタ。
6. 前記第１ケースは、前記電力遮断部、前記第１異常検出部、前記異常伝達部及び前記開閉機構部が少なくとも収納される第２ケースで構成されている
   ことを特徴とする請求項５記載の電気接続用コネクタ。
7. 前記永久磁石は、前記固定接触子の近傍に配置されており、前記開閉機構部の動作に応じて回転することで磁界の方向を変化させる
   ことを特徴とする請求項５又は６記載の電気接続用コネクタ。
8. 前記電力遮断部は、前記可動接触子が前記固定接触子から離れる際に生じるアークを転移させるアーク走行板と、前記アーク走行板を介して送り込まれた前記アークを消弧させる消弧グリッド板とで構成された消弧部を備えている
   ことを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の電気接続用コネクタ。

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