JP6183009B2 - 車両用外部充電器接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、車外充電器の充電コネクタを車載充電ポートに挿入した状態で車外充電器からの電力により車載バッテリを充電する際に用いる車両用外部充電器接続構造に関し、特に充電コネクタが充電中に充電ポートから外脱することのないようにする充電コネクタ外脱防止機構の改良提案に係わる。

充電中に充電コネクタが充電ポートから外脱することは、充電用の給電路が強電系であることともあって、好ましくない。
そこで、充電コネクタが充電中に充電ポートから外脱することのないようにする必要があり、そのための充電コネクタ外脱防止機構としては従来、例えば特許文献1に記載のごときものが知られている。

この提案技術は、充電コネクタを充電ポートに挿入したバッテリ充電中、充電用の給電路に流れる電流を検出し、この電流検出に応答して電磁ソレノイドを作動させることにより、充電ポートに対する充電コネクタの挿脱方向を横切る方向へロックピンを進出させて、その先端部の係合作用により上記挿入状態の充電コネクタが充電ポートから外脱することのないようにしたものである。

実開平０４−１２１６７３号公報

しかし上記した型式の充電コネクタ外脱防止機構にあっては、電磁ソレノイドが作動不能になるなどにより、充電コネクタの外脱防止機能を司るロックピンの先端部が充電コネクタのロック孔内に陥入し得ず、充電コネクタの外脱防止を果たし得ない場合の対策が何ら施されていない。

そのため、かかる充電コネクタの外脱防止不可状態であっても充電が行われ得ることとなる。
この充電中に、充電コネクタから外部充電器に至る電源コードに誤って足を引っかけるなどにより充電コネクタが充電ポートから引き抜かれる方向の外力を受けると、充電コネクタが充電ポートから外脱することがあり、当該充電中における充電コネクタの外脱は、充電用の給電路が強電系であることともあって好ましくない。

本発明は、充電ポートに対する充電コネクタの挿入が完了すると充電コネクタの外脱防止が機械的に行われるよう改良することで、上記のような充電中における充電コネクタの外脱に関する問題が決して起きることのないにした車両用外部充電器接続構造を提供することを目的とする。

この目的のため、本発明による車両用外部充電器接続構造は、これを以下のごとくに構成する。
先ず本発明の前提となる車両用外部充電器接続構造を説明するに、これは、
車両用外部充電器の充電コネクタを挿入され、該挿入状態でこの充電コネクタから電力供給を受けて車載バッテリを充電可能にする充電ポートと、
該充電ポートに対する前記充電コネクタの挿脱方向を横切る方向へ進退して、前記挿入状態の充電コネクタが充電ポートから外脱するのを防止または許容する充電コネクタ外脱制限部とを具備したものである。

本発明の車両用外部充電器接続構造は、上記基本構成における充電コネクタ外脱制限部に対し以下のような工夫を凝らして、充電コネクタ外脱防止機能を果たし得ないまま充電が行われることが決していないようにしたものである。
つまり前記充電コネクタ外脱制限部は、前記充電ポートに対する前記充電コネクタの挿脱方向を横切る方向へ進出した進出位置に向け弾支されて前記充電コネクタの外脱防止を司る外脱防止メンバと、
該外脱防止メンバを前記充電コネクタの挿脱が可能な後退位置に係止する外脱防止メンバ係止位置に弾支されているが、前記充電ポートに対する前記充電コネクタの挿入時に該充電コネクタにより押動されて前記外脱防止メンバの係止を解除する外脱防止メンバ係止解除位置に達することで前記外脱防止メンバが前記後退位置から前記進出位置になるのを許容する外脱防止メンバ係脱部材とで構成した点に特徴づけられる。

上記した本発明の車両用外部充電器接続構造によれば、
充電ポートに対する充電コネクタの挿入前は、外脱防止メンバ係脱部材が外脱防止メンバ係止位置にあって、外脱防止メンバを充電コネクタの挿脱が可能な後退位置に係止しているが、充電コネクタを充電ポートに挿入すると、この充電コネクタにより外脱防止メンバ係脱部材が外脱防止メンバ係止解除位置に押動される結果、外脱防止メンバが外脱防止メンバ係脱部材による係止を解かれて、弾支力による後退位置から進出位置への変位を許容される。

従って、充電コネクタの挿入完了で充電が開始されたときは、これに伴って機械的に充電コネクタの外脱防止が行われていることとなり、充電中に充電コネクタが外脱されてしまう従来の懸念を払拭することができる。

本発明の一実施例になる車両用外部充電器接続構造を具えた車両の前半分を、外部充電状態で示す側面図である。 図1における車両用外部充電器接続構造の充電ポートに対する充電コネクタの挿入状態を示す側面図である。 図1における車両用外部充電器接続構造の充電コネクタ外脱防止機構に係わる基本構造を示す図面で、 (a)は、充電コネクタが部分的に挿入されているのみで、その外脱防止が未だ行われていない状態で示す要部縦断側面図、 (b)は、充電コネクタの挿入が完了して、その外脱防止が行われている状態で示す要部縦断側面図である。 図1における車両用外部充電器接続構造の充電コネクタ外脱防止機構に係わる全構造を示す図面で、 (a)は、充電コネクタの挿入が完了して、その外脱防止が行われている状態で示す要部縦断側面図、 (b)は、充電後に挿入状態の充電コネクタをポートから抜き取るに際して、その外脱防止機能が解除された状態で示す要部縦断側面図、 (c)は、充電コネクタの外脱防止機能を解除した後、充電コネクタを充電ポートから抜き取り始めた状態で示す要部縦断側面図である。 図４に示す充電コネクタ外脱防止機構の全体を概略的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
＜実施例の構成＞
図1は、本発明の一実施例になる車両用外部充電器接続構造を具えた車両の前半分を、外部充電状態で示す側面図である。
図中1は、車両用外部充電器である充電スタンド、2は、充電コネクタをそれぞれ示し、これら充電スタンド1および充電コネクタ2間を電源ケーブル3によって接続する。

車両4は、床下に強電バッテリ5を収納して具え、当該バッテリ5の電力により、ボンネットフード6の下方に画成されたモータルーム内のモータ/ジェネレータ（図示せず）を駆動して走行するものとする。
車両4は更に、上記モータルームの前方空所内に収納して充電ポート7を具え、当該充電ポート収納空所の上方開口部を開閉蓋8により塞ぐことにより充電ポート7への塵埃の侵入を防ぐ。
車載バッテリ5および充電ポート7間を充電ケーブル9により電気接続する。

車載バッテリ5への充電に際しては、通常は閉じている開閉蓋8を図1に示すごとくに開いて充電ポート7を露出させ、この充電ポート7に充電コネクタ2を図2のごとく挿入して両者間を電気接続する。
この状態で充電スタンド1の操作により、当該充電スタンド1の電力を順次、電源ケーブル3、充電コネクタ2、充電ポート7、および充電ケーブル9によりバッテリ5に向かわせ、これへの充電を行う。
充電完了後は、充電スタンド1の操作により上記の給電を終了させ、その後に充電コネクタ2を充電ポート7から引き抜いて外脱させ、更に開閉蓋8を図1の開位置から閉位置となす。

＜充電コネクタ外脱防止機構＞
ところで上記の外部充電器接続構造において、充電コネクタ2を充電ポート7に挿入した状態で行うバッテリ充電中に充電ポート7から充電コネクタ2が抜けて外脱することは、充電用の給電路が強電系であることともあって、好ましくない。

そこで、充電コネクタ2が充電中に充電ポート7から外脱することのないようにする必要があり、本実施例ではそのため図2に示すごとく充電コネクタ外脱制限部11を、充電ポート7に設ける。
この充電コネクタ外脱制限部11は、後で詳述する外脱防止メンバ12および外脱防止メンバ係脱部材13により構成し、外脱防止メンバ12のロックピン14が図示の進出位置で充電コネクタ2のロック孔2aに陥入することで、充電ポート7から充電コネクタ2が抜けて外脱するのを防止するものとする。

充電コネクタ外脱制限部11を、図３〜５に基づき以下に詳述する。
図３は、充電コネクタ外脱制限部11の基本構造を示し、その構成要素である外脱防止メンバ12および外脱防止メンバ係脱部材13のうち、外脱防止メンバ12は、上記のロックピン14とレバー15とで構成する。
つまりロックピン14を、ロック孔2aに近いレバー15の一端に横架して固設し、これらロックピン14およびレバー15により外脱防止メンバ12をL字状メンバと成す。

レバー15は、ロック孔2aに近い一端から充電コネクタ2の挿入方向（図３の左方）へ延在させて配置し、レバー15の両端間中程をピン16により充電ポート7に枢支する。
この枢支ピン16は、その周りにおけるレバー15の揺動時に上記ロックピン14が図３(a)の後退位置と図３(b)の進出位置との間で変位し得るように配置する。

図３(a)の後退位置でロックピン14は、その先端部分が充電ポート7の横孔7a内にあって、充電ポート7の充電コネクタ挿脱孔内に進出せず、充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿脱が可能である。
図３(b)の進出位置でロックピン14は、その先端部分が充電ポート7の横孔7aから充電ポート7の充電コネクタ挿脱孔内に進出し、外脱防止充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿脱を不能にする。

本実施例においては、充電コネクタ2に設けるロック孔2aを、図2および図３(b)に示す充電コネクタ2の挿入完了位置で、進出位置のロックピン14に整列するよう配置し、充電コネクタ2の挿入完了時にロックピン14の先端部分が図３(b)に示すごとく充電ポート7の横孔7aから進出して充電コネクタ2のロック孔2a内に陥入することで、充電コネクタ2の外脱防止を図るよう構成する。
従ってロックピン14は、本発明における外脱防止部に相当し、このロックピン14と、レバー15とでL字状の外脱防止メンバ12が構成される。

なおレバー15はバネ17で、ロックピン14が図３(b)の進出位置に向かう方向へ回動附勢する。
しかして充電コネクタ2の挿入前は、この挿入が可能となるよう図３(a)のごとくレバー15をバネ17に抗して、ロックピン14が図３(a)の後退位置にされた回動位置に止めておく必要があり、前記した外脱防止メンバ係脱部材13はそのためのものである。

そこで外脱防止メンバ係脱部材13は、充電コネクタ2の挿脱方向へストローク可能な態様で充電ポート7に設けたストローク部材18により構成するが、このストローク部材18を充電コネクタ2の挿入前は、バネ19で図３(a)の外脱防止メンバ係止位置に弾支する。
ストローク部材18は、かかる図３(a)の外脱防止メンバ係止位置で、図３の右方向における端部18aを充電ポート7内に突出されており、そのためストローク部材18は、充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入時にこの充電コネクタ2によってバネ19に抗し、図３(a)の外脱防止メンバ係止位置から図３(b)の外脱防止メンバ係止解除位置まで押動される。

ストローク部材18には更に、図３(a)の外脱防止メンバ係止位置で、ロックピン14から遠いレバー15の他端に作用して、レバー15を、ロックピン14が後退位置となる回動位置に係止するレバー係脱部18bを設ける。
このレバー係脱部18bは、ストローク部材18が挿入中の充電コネクタ2によって図３(a)の外脱防止メンバ係止位置から図３(b)の外脱防止メンバ係止解除位置まで押動される時、レバー15の他端と係合しなくなって、レバー15がバネ17によって図３(a)のロックピン後退位置から図３(b)のロックピン進出位置に回動するのを許容するものとする。

充電に際し充電コネクタ2を充電ポート7に挿入するに当たっては、図３(a)のごとくストローク部材18をバネ19で外脱防止メンバ係止位置となし、レバー係脱部18bによってレバー15を図３(a)の回動位置に係止する。
これによりロックピン14が図３(a)の後退位置にされており、充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入が可能である。

この状態で充電コネクタ2を図３(a)の状態から更に充電ポート7へ挿入すると、充電コネクタ2はその挿入方向先端面によりストローク部材18の突出端18aを押動しつつ、図３(b)の挿入完了位置となる。
ストローク部材18は、突出端18aを介した充電コネクタ2による押動ストロークによって図３(b)の外脱防止メンバ係止解除位置となり、レバー係脱部18bがレバー15の他端と係合しなくなる。

これによって、レバー15がバネ17により図３(a)のロックピン後退位置から図３(b)のロックピン進出位置へと回動され、ロックピン14を、充電ポート横孔7a内の先端部分が充電コネクタ2のロック孔2a内に陥入した進出位置となして、充電コネクタ2の外脱防止を果たすことができる。

図３(b)に示す挿入状態の充電コネクタ2を充電ポート7から取り外すに際しては、レバー15を、ロックピン14の先端部分がロック孔2aから充電ポート横孔7a内に後退した図３(a)の回動位置にする必要がある。
レバー15（ロックピン14）をこの位置となすことで、充電コネクタ2を図３(b)の挿入状態から図３(a)のように充電ポート7から抜いて取り外すことができる。

そのために必要なレバー15の後退方向揺動機構（ロックピン14の後退機構）を本実施例では、図４，５に示すように構成する。
先ず、レバー15の後退方向揺動（ロックピン14の後退）を手動で生起させるためのロック解除操作部材21を設ける。

このロック解除操作部材21は、充電コネクタ2の挿入方向へ直線的に手動操作される直線操作部材とし、この直線操作部材21を充電コネクタ2の挿入方向へ延在させると共に当該方向（部材21の手動操作方向）へスライド可能にして充電ポート7の上部に設ける。
そして、ロックピン14から遠いレバー15の他端にカムブロック22を設け、このカムブロック22は図５に示すごとく、レバー係脱部18bに対しピン16の軸線方向にオフセットさせて配置する。
なおカムブロック22には、ロック解除操作部材（直線操作部材）21と軸線方向に対向する傾斜カム面22aを設定する。

かくして、図４の右側におけるロック解除操作部材（直線操作部材）21の操作端と反対側の作用端が、上記の傾斜カム面22aと正対することとなり、ロック解除操作部材（直線操作部材）21を図４の左方へ直線操作するとき、ロック解除操作部材（直線操作部材）21の作用端が傾斜カム面22aとの協働によりカム作用を生起させる。
そしてこのカム作用が、レバー15を図４(a)のロックピン進出回動位置から図４(b)のロックピン後退回動位置へ揺動させるよう傾斜カム面22aを設定する。

図３(b)および図４(a)に示す挿入状態の充電コネクタ2を充電ポート7から取り外すに際しては、そのために充電コネクタ2を握った手の親指でロック解除操作部材21を図４(a)の矢印方向へ押し込む。
これにより、ロック解除操作部材21の押し込み方向における作用端が傾斜カム面22aとの協働によるカム作用でレバー15を、図４(a)のロックピン進出位置から図４(b)のロックピン後退位置へ向け回動させる。

かかるレバー15の回動中、カムブロック22を設けてあるレバー15の他端が、これに対向していたレバー係脱部18bをバネ17に抗して押し退けるため、レバー15は最終的に図４(b)のロックピン後退位置まで回動可能である。
図４(b)に示すレバー15のロックピン後退回動位置で、カムブロック22を設けてあるレバー15の他端がレバー係脱部18bよりも低レベルとなり、レバー係脱部18bがレバー15の他端との衝合による拘束を解かれてバネ19により図４(b)のごとく当該レバー15の他端上面に乗り、レバー16を図４(b)のロックピン後退回動位置に係止する。

かくして充電コネクタ2を、図４(b)の挿入位置から図４(c)のごとく充電ポート7から抜き取ることができる。
この間にストローク部材18はバネ19で、充電コネクタ2の抜き取りストロークに追従するよう図４(b)の位置から図４(a)の位置に達し、ストローク部材18の端部18aが充電ポート7内に突出する。
以上により、レバー15およびストローク部材18（端部18aおよびレバー係脱部18b）は図４(a)の初期状態に復帰し、充電に際して充電コネクタ2を充電ポート7内に挿入することができる。

＜実施例の効果＞
上記した本実施例の構成によれば、図３(a)の状態で、つまりストローク部材18をバネ19で外脱防止メンバ係止位置となし、ストローク部材18のレバー係脱部18bによりレバー15をロックピン後退回動位置に係止してロックピン14をロック孔2aから後退させた状態で、充電コネクタ2を図３(a)の位置から更に充電ポート7へ挿入して図３(b)の挿入完了位置にする時、充電コネクタ2がその挿入方向先端面によりストローク部材18の突出端18aを押動して、ストローク部材18を図３(b)の外脱防止メンバ係止解除位置となすことで、レバー15がバネ17により図３(a)のロックピン後退位置から図３(b)のロックピン進出位置へ回動されるようになし、これによりロックピン14を充電コネクタ2のロック孔2a内に陥入させて充電コネクタ2の外脱防止を果たすように成したため、
充電ポート7に対する充電コネクタ2の挿入が完了すると、ロックピン14によって充電コネクタ2の外脱防止が機械的に行われることとなり、これによって、充電コネクタ2の挿入完了で充電が開始されたときは必ず充電コネクタ2の外脱防止も完了しており、充電中に充電コネクタ2が外脱されてしまう懸念を払拭することができる。

また、上記のようにして充電コネクタ2の外脱防止を行う外脱防止メンバ12を、
レバー15と、該レバー15の一端に上記外脱防止を司るよう横架して固設したロックピン14とから成るL字状メンバとし、ロックピン14がロック孔2a内に陥入して外脱防止機能を果たす進出位置およびロック孔2aから出た後退位置間で進退可能となるようレバー15を両端間において枢支し、このレバー15をロックピン14が上記進出位置に向かう方向へ回動附勢した構成により上記の外脱防止を行うよう構成したため、
少ない部品点数で確実かつ安価に前記の効果を達成することができる。

更に、挿入中の充電コネクタ2により押動されて外脱防止メンバ12の係止を解除し、この外脱防止メンバ12が図３(a)のロックピン後退位置から図３(a)のロックピン進出位置へ回動可能となるようにするための外脱防止メンバ係脱部材13を、
挿入中の充電コネクタ2によって、図３(a)の外脱防止メンバ係止位置からバネ19に抗して図３(b)の外脱防止メンバ係止解除位置まで押動されるストローク部材18とし、該ストローク部材18に、図３(a)の外脱防止メンバ係止位置でレバー15の前記他端の係止を行うが、図３(b)の外脱防止メンバ係止解除位置でレバー15の前記他端の係止を解除するレバー係脱部18bを設けて構成したため、
この点においても、少ない部品点数で確実かつ安価に前記の効果を達成することができる。

また、前記L字状となした外脱防止メンバ12を手動で図３(b)および図４(a)のロックピン進出回動位置から図３(a)および図４(b),(c)のロックピン後退回動位置となすためロック解除操作部材13を設けたため、
図３(b)および図４(a)に示す挿入状態の充電コネクタ2を充電ポート7から取り外すことができる。

そして当該ロック解除操作部材13を、充電コネクタ2の挿入方向へ直線的に手動操作される直線操作部材21で構成し、該部材21の直線操作力をレバー15の前記他端に設けた傾斜カム面22aに作用させて、レバー15を図４(a)のロックピン進出回動位置から図４(b),(c)のロックピン後退回動位置へと回動させる構成としたため、
図３(b)および図４(a)に示す挿入状態の充電コネクタ2を充電ポート7から取り外すに際して行うべきロックピン14の後退が、少ない部品点数で確実かつ安価に実行可能となる。

また、ロック解除操作部材13を構成する直線操作部材21を、充電コネクタ2の挿入方向へ延在させて充電ポート7の上部に、該直線操作部材21の手動操作方向へスライド可能に設けたため、
直線操作部材21の操作端が、図３(b)および図４(a)に示す挿入状態の充電コネクタ2を充電ポート7から取り外すに際して充電コネクタ2を握った手の親指近くに位置することとなり、この親指でロック解除操作部材21を図４(a)の矢印方向へ押し込むことが可能で、この操作と、充電コネクタ2を抜き取る操作とを片手操作で行うことができる。

1 充電スタンド（外部充電器）
2 充電コネクタ
2a 充電コネクタロック孔
3 電源ケーブル
4 車両
5 車載バッテリ
6 ボンネットフード
7 充電ポート
7a 横孔
8 充電ポート開閉蓋
9 充電ケーブル
11 充電コネクタ外脱制限部
12 外脱防止メンバ（L字状メンバ）
13 外脱防止メンバ係脱部材
14 ロックピン（外脱防止部）
15 レバー
16 ピン
17 バネ
18 ストローク部材
18a 突出端部
18b レバー係脱部
19 バネ
21 ロック解除操作部材（直線操作部材）
22 カムブロック
22a 傾斜カム面

Claims (7)

1. 車両用外部充電器の充電コネクタを挿入され、該挿入状態でこの充電コネクタから電力供給を受けて車載バッテリを充電可能にする充電ポートと、
   該充電ポートに対する前記充電コネクタの挿脱方向を横切る方向へ進退して、前記挿入状態の充電コネクタが充電ポートから外脱するのを防止または許容する充電コネクタ外脱制限部とを具備した車両用外部充電器接続構造において、
   前記充電コネクタ外脱制限部は、前記充電ポートに対する前記充電コネクタの挿脱方向を横切る方向へ進出した進出位置に向け弾支されて前記充電コネクタの外脱防止を司る外脱防止メンバと、
   該外脱防止メンバを前記充電コネクタの挿脱が可能な後退位置に係止する外脱防止メンバ係止位置に弾支されているが、前記充電ポートに対する前記充電コネクタの挿入時に該充電コネクタにより押動されて前記外脱防止メンバの係止を解除する外脱防止メンバ係止解除位置に達することで前記外脱防止メンバが前記後退位置から前記進出位置になるのを許容する外脱防止メンバ係脱部材とで構成したことを特徴とする車両用外部充電器接続構造。
2. 請求項1に記載された車両用外部充電器接続構造において、
   前記進出位置の外脱防止メンバを手動で前記後退位置となすためのロック解除操作部材を設けたことを特徴とする車両用外部充電器接続構造。
3. 請求項1または2に記載された車両用外部充電器接続構造において、
   前記外脱防止メンバは、レバーと、該レバーの一端に前記外脱防止を司るよう横架して固設した外脱防止部とから成るL字状メンバとし、前記レバーを両端間において、前記外脱防止部が前記進出位置および後退位置間で進退するよう枢支すると共に、該レバーを前記外脱防止部が前記進出位置に向かう方向へ回動附勢したものであり、
   前記外脱防止メンバ係脱部材は、前記外脱防止メンバ係止位置にあるとき、前記レバーの他端を係止して該レバーを、前記外脱防止部が前記後退位置となる回動位置に留め置き、前記外脱防止メンバ係止解除位置にされるとき、前記レバーの他端を係止解除して該レバーを、前記外脱防止部が前記進出位置となる方向へ回動可能にするものであることを特徴とする車両用外部充電器接続構造。
4. 請求項3に記載された車両用外部充電器接続構造において、
   前記外脱防止メンバ係脱部材は、前記充電ポートに対する前記充電コネクタの挿入時に該充電コネクタによって、前記外脱防止メンバ係止位置から前記弾支力に抗して前記外脱防止メンバ係止解除位置まで押動されるストローク部材とし、該ストローク部材に、前記外脱防止メンバ係止位置で前記レバー他端の係止を行うが、前記外脱防止メンバ係止解除位置で前記レバー他端の係止を解除するレバー係脱部を設けて構成したものであることを特徴とする車両用外部充電器接続構造。
5. 請求項２に記載された車両用外部充電器接続構造において、
   前記ロック解除操作部材は、該部材の操作力を前記レバーの他端に作用させて、前記レバーを前記外脱防止部が前記進出位置から後退位置に向かう方向へ回動させるものであることを特徴とする車両用外部充電器接続構造。
   
6. 請求項5に記載された車両用外部充電器接続構造において、
   前記ロック解除操作部材は、前記充電コネクタの挿入方向へ直線的に手動操作される直線操作部材であり、該部材の直線操作力を前記レバーの他端に設けた傾斜カム面に作用させて、前記レバーを前記外脱防止部が前記進出位置から後退位置に向かう方向へ回動させるものであることを特徴とする車両用外部充電器接続構造。
7. 請求項6に記載された車両用外部充電器接続構造において、
   前記直線操作部材は、前記充電コネクタの挿入方向へ延在させて前記充電ポートの上部に、該直線操作部材の手動操作方向へスライド可能に設けたものであることを特徴とする車両用外部充電器接続構造。

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