JP6222470B2 - 電気接続用コネクタ及びそれを用いた電力変換システム - Google Patents

Description

本発明は、一般に電気接続用コネクタ及びそれを用いた電力変換システムに関し、より詳細には、機器に設けられたインレットに電気的に接続される電気接続用コネクタ及びそれを用いた電力変換システムに関する。

従来、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）。特許文献１に記載された充電ケーブルは、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る。

電源プラグと車両用コネクタとの間は電気ケーブルにより接続されており、電気ケーブルの途中には制御ボックスが設けられている。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、開閉回路の動作を制御す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交流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、制御回路が開閉回路を制御することで電路を開き、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

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。

本発明は上記問題点に鑑みて為されており、使い勝手を向上させた電気接続用コネクタ及びそれを用いた電力変換システムを提供することにある。

本発明の電気接続用コネクタは、一対の第１接触部を備え、機器が具備するインレットに設けられた一対の第２接触部の各々に前記一対の第１接触部の各々が接触することで前記インレットとの間が電気的に接続される電気接続用コネクタであって、前記一対の第１接触部を有するコネクタ本体と、前記一対の第１接触部の一方及び前記一対の第２接触部の一方を含む電路の途中に設けられた第１接点部を有し、前記第１接点部を開閉する第１開閉器と、前記一対の第１接触部の他方及び前記一対の第２接触部の他方を含む電路の途中に設けられた第２接点部を有し、前記第２接点部を開閉する第２開閉器と、前記コネクタ本体の前記インレットへの着脱動作に連動して前記第１開閉器及び前記第２開閉器の少なくとも一方を開閉する連動部材とを備え、前記連動部材は、前記第１接点部及び前記第２接点部が開いている状態で前記コネクタ本体が前記インレットに接続されると、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を閉じ、前記第１接点部及び前記第２接点部が閉じている状態で前記コネクタ本体が前記インレットから外されると、前記第１開閉器及び前記第２開閉器の一方を開くように構成されていることを特徴とする。

本発明の電力変換システムは、上記の電気接続用コネクタと、前記電気接続用コネクタに電気的に接続され、前記機器への給電及び前記機器からの放電の少なくとも一方を制御する電力変換装置とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る電気接続用コネクタの構成によれば、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。

本発明に係る電力変換システムの構成によれば、上述の電気接続用コネクタを用いることで、使い勝手を向上させた電力変換システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタの要部の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る電力変換システムの概略ブロック図である。 本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタの動作説明図である。 本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタの動作説明図である。 本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタの動作説明図である。 本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタの動作説明図である。 図７Ａは本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタの要部を示す分解斜視図、図７Ｂは本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタの要部を示す全体斜視図である。 図８Ａ及び図８Ｂは本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタに用いられる第１連動部材の外観斜視図である。 図９Ａ及び図９Ｂは本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタに用いられる第２連動部材の外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタの要部の断面図である。 図１１Ａ〜図１１Ｃは本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタの動作説明図である。

本発明に係る電気接続用コネクタ１及び電力変換システムの実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。但し、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されることなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

なお、以下では特に断りがない限り、電気接続用コネクタ１を抜き差しする方向（図３中の左右方向）を電気接続用コネクタ１の前後方向、図３中の上下方向を電気接続用コネクタ１の上下方向と規定して説明を行う。したがって、図３中の紙面に垂直な方向が電気接続用コネクタ１の左右方向となる。

図２は本実施形態の電力変換システムの概略ブロック図である。この電力変換システムは、電気接続用コネクタ１と電力変換装置５とを備え、電気接続用コネクタ１を電動車両４のインレット４０に接続することで、電動車両４と電力変換装置５との間が電気的に接続される。

電力変換装置５は、例えばＡＣ／ＤＣコンバータを有しており、商用電源から供給される交流電力を所定の直流電力に変換し、電気接続用コネクタ１を介して電動車両４へ供給する。なお、電力変換装置５は、ＤＣ／ＡＣコンバータをさらに有していてもよい。この場合、電動車両４側より放電される直流電力を所定の交流電力に変換し、例えばテレビや冷蔵庫などの家電機器に対して電力を供給することができる。

電動車両４（機器）は、図２に示すように、インレット４０と、充電回路４１と、蓄電池４２とを備える。インレット４０は、電気接続用コネクタ１のコネクタ本体１３が挿抜自在に接続される。充電回路４１は、電力変換装置５より供給される上記直流電力から所望の電圧値の直流電力を生成する。蓄電池４２は、充電回路４１が生成した直流電力を蓄積する。

なお、電動車両４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とを併用するプラグインハイブリット車（ＰＨＥＶ）、燃料電池を用いて動力源としての電動機を駆動させる燃料電池自動車（ＦＣＶ）などがある。

インレット４０は、図３〜図６に示すように、後面が開口する円筒状に形成された本体部４０１を有し、本体部４０１の前端部には、円板状に形成された取付部４０２が一体に設けられている。本体部４０１の上側の開口端縁には、ロックレバー１５の引掛部１５１が引っ掛けられる段部４０１１が設けられている。また、本体部４０１の内部には、円筒状に形成された一対の給電ソケット４０３（第２接触部）が設けられている。なお、図３〜図６では、片方の給電ソケット４０３のみを図示している。

電気接続用コネクタ１は、図３〜図６に示すように、コネクタ本体１３と、リンク１４と、ロックレバー１５と、ラック１９と、ピニオン２０，２１と、マイクロスイッチ（図示せず）と、ソレノイド装置３１とを備える。また、電気接続用コネクタ１は、ストッパー２２と、スライドレバー２４と、解除レバー２５，２７と、ピン２９と、第１開閉器３５と、第２開閉器３６（図１参照）と、第２連動部材３７（図１参照）と、ケース１０とを備える。

ケース１０は、一対の半割りのケース片を互いに組み合わせることで形成され、前後方向に長い円筒状の筒状部１１と、筒状部１１の後端部に一体に設けられた把持部１２とで構成される。把持部１２の下端部には、筒状に形成されたゴムブッシュ６１が取り付けられており、電気ケーブルＣＢ１がゴムブッシュ６１を通して外部に引き出されている。

筒状部１１の上側且つ前側の部位には、ロックレバー１５を露出させるための開口部１１１が前後方向（図３中の左右方向）に沿って設けられている。また、筒状部１１の上側且つ後側の部位には、解除釦３０を露出させるための孔１１２が設けられている。さらに、筒状部１１の内側面には、リンク１４とロックレバー１５とを連結する軸１６を前後方向に移動させるための第１溝（図示せず）が設けられている。

コネクタ本体１３は、例えば合成樹脂により円筒状に形成され、ケース１０の筒状部１１の先端（前端）に配置されている。コネクタ本体１３の内部には、前後方向に長い棒状に形成された一対のコンタクトピン３２（第１接触部）が収納されており、各コンタクトピン３２の周りにはコイルばね３３が配置されている。また、各コイルばね３３の前端部には、円板状の絶縁キャップ３４が取り付けられている。なお、図３〜図６では、片方のコンタクトピン３２、コイルばね３３及び絶縁キャップ３４のみを図示している。

一対のコンタクトピン３２の一方は、第１開閉器３５の第１接点部３５２（図２参照）及び電気ケーブルＣＢ１を介して電力変換装置５の一方の出力端に接続されている。また、一対のコンタクトピン３２の他方は、第２開閉器３６の第２接点部３６２（図２参照）及び電気ケーブルＣＢ１を介して電力変換装置５の他方の出力端に接続されている。

リンク１４は、上下方向に長い板状に形成され、下端部に取り付けられた軸１７によって回転可能に支持されている。また、リンク１４は、中間部に取り付けられた軸１８によってラック１９に連結されている。さらに、リンク１４は、上端部に取り付けられた軸１６によってロックレバー１５に連結されている。

ロックレバー１５は、電気接続用コネクタ１を電動車両４のインレット４０に固定するために用いられる。このロックレバー１５は、前後方向に長い板状に形成され、中間部に取り付けられた軸１６によってリンク１４に連結されている。ロックレバー１５の前端部には、上向きに突出する引掛部１５１が設けられ、さらにロックレバー１５の後端部には、下向きに突出する引掛部１５２が設けられている。このロックレバー１５には、ねじりばね（図示せず）によって時計回り（右回り）の弾性力が加えられている。

ラック１９は、前後方向に長い矩形板状に形成され、ラック１９の下面における中間部には、複数の歯１９１が前後方向に沿って設けられている。このラック１９は、コネクタ本体１３の後端部に取り付けられており、コネクタ本体１３の移動に伴って前後方向に移動可能となっている。

ピニオン２０は、円板状に形成された歯車からなり、ピニオン２０の外周面には、ラック１９の歯１９１と噛み合う歯２０１が全周に亘って設けられている。なお、ピニオン２０と噛み合うピニオン２１については後述する。

マイクロスイッチ（図示せず）は、ケース１０内に入り込んだコネクタ本体１３によって直接押され、コネクタ本体１３がケース１０の所定位置に到達したことを検出する。このマイクロスイッチがオンにされると、マイクロスイッチの内部に設けられた接点（図示せず）がオンになり、ソレノイド装置３１に対して駆動信号が出力される。

ソレノイド装置３１は、前後方向（図３中の左右方向）に進退自在に移動するピン（図示せず）の前端部に取り付けられた規制部３１１を有し、ピンが伸びた状態では規制部３１１によって解除釦３０を押せないようになっている。このソレノイド装置３１は、上述のマイクロスイッチ（図示せず）から出力される駆動信号によってピンが前方に伸び、また電動車両４より出力される充電完了信号によってピンが後退する。

ストッパー２２は、前後方向に長い板状に形成され、後端部に取り付けられた軸２３によって回転可能に支持されている。また、ストッパー２２の前端部には、上向きに突出する突起２２１が設けられている。さらに、ストッパー２２の前後方向における突起２２１の後方には、ロックレバー１５の長手方向における中間部に設けられた突起１５３が入り込む凹部２２２が設けられている。このストッパー２２には、ねじりばね（図示せず）によって反時計回り（左回り）の弾性力が加えられている。

スライドレバー２４は、前後方向に長い板状に形成され、前端部に取り付けられた軸１６によってリンク１４及びロックレバー１５に連結されている。すなわち、スライドレバー２４は、リンク１４及びロックレバー１５とともに前後方向に移動可能である。スライドレバー２４の長手方向（前後方向）における中間部には、電気接続用コネクタ１をインレット４０に接続した状態で解除レバー２７の前端部（先端部）が入り込む凹部２４１が設けられている。

解除レバー２５は、前後方向に長い板状に形成され、後端部に取り付けられた軸２６によって回転可能に支持されている。また、解除レバー２５の前端部には、上向きに突出する引掛部２５１が設けられている。この解除レバー２５には、ねじりばね（図示せず）によって反時計回り（左回り）の弾性力が加えられている。

解除レバー２７は、前後方向に長い板状に形成され、長手方向（前後方向）における中間部に取り付けられた軸２８によって回転可能に支持されている。解除レバー２７は、後端部が解除釦３０の下側に配置されており、解除釦３０が下向きに押されることで反時計回りに回転する。この解除レバー２７には、ねじりばね（図示せず）によって時計回りの弾性力が加えられている。

次に、電気接続用コネクタ１の基本動作について、図３〜図６を参照しながら説明する。

図３に示すように、コネクタ本体１３がインレット４０に差し込まれていない状態では、ロックレバー１５の突起１５３がストッパー２２の凹部２２２に入り込んでおり、ロックレバー１５の後方への移動が規制されている。そのため、ロックレバー１５に連結されたリンク１４も回転することなく、またリンク１４の上端部に取り付けられた軸１６は第１溝の前端部に位置している。

このとき、ロックレバー１５の引掛部１５１は、ケース１０内に引っ込んだ状態にある。またこのとき、軸１８を介してリンク１４に連結されたラック１９も後方への移動が規制されており、このラック１９が連結されたコネクタ本体１３の後方への移動も規制されている。さらにこのとき、解除レバー２７の先端部が解除レバー２５の後端部に接触することで、解除レバー２５の反時計回りの回転が規制されている。

図４に示すように、コネクタ本体１３がインレット４０の所定位置まで差し込まれると、ストッパー２２の突起２２１が本体部４０１の開口端縁に接触し、ストッパー２２が軸２３を中心に時計回りに回転する。これにより、ロックレバー１５の突起１５３がストッパー２２の凹部２２２から出た状態になり、ストッパー２２によるロックレバー１５の規制状態が解除される。

また、コネクタ本体１３がインレット４０の所定位置に達するまではラック１９によりコネクタ本体１３の移動が規制されているため、コネクタ本体１３がインレット４０側に押し込まれる。これにより、コネクタ本体１３の各コンタクトピン３２が各給電ソケット４０３の内面に摺動しながら差し込まれていき、コネクタ本体１３がインレット４０に電気的に接続される。このとき、ラック１９が移動しないことから、ピニオン２０，２１も回転しない。

図５に示すように、ケース１０がインレット４０側（図５中の右側）に押し込まれると、コンタクトピン３２と給電ソケット４０３の接触抵抗によりコネクタ本体１３がケース１０側（図５中の左側）へ移動する。このとき、コネクタ本体１３によって後方に押されることでラック１９がケース１０から見て後方へ移動し、それに伴ってリンク１４も軸１７を中心に反時計回りに回転する。また、リンク１４の回転に伴って、軸１６が第１溝内を後方へ移動するとともに、ロックレバー１５がケース１０から見て後方へ移動する。

またこのとき、ロックレバー１５がストッパー２２の上面に沿って後方へ移動していくことで、ロックレバー１５の引掛部１５１がインレット４０の本体部４０１の段部４０１１に引っ掛かる。さらにこのとき、ラック１９が後方へ移動することで、ラック１９と噛み合うピニオン２０が反時計回りに回転するとともに、ピニオン２０と噛み合うピニオン２１が時計回りに回転する。

図６に示すように、ケース１０がさらにインレット４０側に押し込まれると、コンタクトピン３２と給電ソケット４０３の接触抵抗によりコネクタ本体１３がさらにケース１０側へ移動する。このとき、コネクタ本体１３に押されてラック１９がケース１０から見てさらに後方へ移動するため、軸１８を介してラック１９に連結されたリンク１４はさらに反時計回りに回転する。また、リンク１４の回転に伴って、軸１６が第１溝内をさらに後方へ移動するとともに、ロックレバー１５がケース１０から見てさらに後方へ移動する。

またこのとき、スライドレバー２４も後方へ移動し、スライドレバー２４に設けられた凹部２４１内に解除レバー２７の先端部が入り込む。これにより、保持力がなくなった解除レバー２５は軸２６を中心に反時計回りに回転し、解除レバー２５の引掛部２５１がロックレバー１５の引掛部１５２に引っ掛かる。

さらにこのとき、ラック１９がさらに後方へ移動することで、ラック１９と噛み合うピニオン２０がさらに反時計回りに回転するとともに、ピニオン２０と噛み合うピニオン２１がさらに時計回りに回転する。これにより、第１開閉器３５の第１接点部３５２及び第２開閉器３６の第２接点部３６２が閉じ、電力変換装置５から電動車両４への給電路が形成される。

続けて、電動車両４への充電が完了すると、電動車両４から出力される充電完了信号によってソレノイド装置３１が作動し、ピン及びピンの先端に取り付けられた規制部３１１が後方に引っ込む。この状態で解除釦３０が下向きに押されると、解除釦３０の下側に配置された解除レバー２７の後端部が下向きに押され、これにより解除レバー２７は軸２８を中心に反時計回りに回転する。

解除レバー２７が反時計回りに回転すると、解除レバー２７の前端部により解除レバー２５の後端部が上向きに押され、これにより解除レバー２５が軸２６を中心に時計回りに回転し、解除レバー２５の引掛部２５１がロックレバー１５の引掛部１５２から外れる。

解除レバー２５の引掛部２５１がロックレバー１５の引掛部１５２から外れた状態でケース１０を後方へ引くと、軸１６が相対的に第１溝内を前側へ移動し、軸１６の移動に伴ってリンク１４が軸１７を中心に時計回りに回転する。さらに、軸１６の移動に伴ってロックレバー１５がケース１０から見て前側へ移動する。なお、ロックレバー１５は、上下方向において突起１５３がストッパー２２の凹部２２２と対向する位置まで移動する。

このとき、リンク１４に連結されたラック１９もケース１０から見て前側へ移動し、ラック１９の移動に伴ってラック１９と噛み合うピニオン２０が時計回りに回転するとともに、ピニオン２０と噛み合うピニオン２１が反時計回りに回転する。これにより、第１開閉器３５の第１接点部３５２及び第２開閉器３６の第２接点部３６２が開き、電力変換装置５から電動車両４への給電路が開放される。

ケース１０をさらに後方へ引き、ストッパー２２の突起２２１がインレット４０の本体部４０１の開口端縁から外れると、ねじりばねの弾性力によりストッパー２２が反時計回りに回転し、ロックレバー１５の突起１５３がストッパー２２の凹部２２２内に入り込む。これにより、ロックレバー１５に連結されたラック１９の移動が規制され、その結果、ケース１０とともにコネクタ本体１３も後方へ移動し、電気接続用コネクタ１がインレット４０から取り外される。

以下、本実施形態の電気接続用コネクタ１の特徴部分について具体的に説明する。

第１開閉器３５は、図１に示すように、扁平な箱状に形成された合成樹脂製のケース３５０を有し、ケース３５０の内部には、第１接点部３５２（図２参照）とハンドル３５１（図７Ａ参照）とが少なくとも収納されている。ハンドル３５１は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、左右方向を軸方向とする円柱状に形成されている。そして、ハンドル３５１におけるピニオン２１との対向面には、ピニオン２１との間を連結する連結バー３８の一端部が差し込まれる差込部３５１０（図１０参照）が設けられている。

第２開閉器３６は、図１に示すように、扁平な箱状に形成された合成樹脂製のケース３６０を有し、ケース３６０の内部には、第２接点部３６２（図２参照）とハンドル３６１（図７Ａ参照）とが少なくとも収納されている。ハンドル３６１は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、左右方向を軸方向とする円柱状に形成されている。そして、ハンドル３６１における第２連動部材３７との対向面には、第２連動部材３７との間を連結する連結バー３９の一端部が差し込まれる差込部３６１０が設けられている。

ピニオン２１は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、円板状に形成された本体部２１０を有し、本体部２１０の外周面には、三角状に突出する歯２１１が全周に亘って形成されている。また、ピニオン２１の本体部２１０におけるハンドル３５１との対向面には、連結バー３８の他端部が差し込まれる差込部２１３が設けられている（図８Ｂ参照）。

さらに、ピニオン２１の本体部２１０における第２連動部材３７との対向面には、第２連動部材３７側に突出する突出部２１２が設けられている。この突出部２１２は、第２連動部材３７側から見た形状がリング状の第１突出部２１２０と、第２連動部材３７側から見た形状が扇状であって、且つ第１突出部２１２０に対して対称となる位置に設けられた一対の第２突出部２１２１とで構成される（図８Ａ参照）。

ピニオン２１は、上述のピニオン２０と同径に形成されており、歯２１１がピニオン２０の歯２０１に噛み合うことで回転し、連結バー３８を介して連結されたハンドル３５１を回転させる。これにより、第１開閉器３５の第１接点部３５２を開閉させる。なお、本実施形態では、ピニオン２０とピニオン２１の歯数を同数に設定しているが、異なっていてもよい。ここに、本実施形態では、ピニオン２１により第１連動部材が構成されている。

第２連動部材３７は、図９Ａ、図９Ｂ及び図１０に示すように、円板状に形成された本体部３７０を有し、本体部３７０の中央部には、厚み方向に貫通し且つ連結バー３９の他端部が通される貫通孔３７２が設けられている。

また、第２連動部材３７の本体部３７０におけるピニオン２１との対向面には、ピニオン２１の本体部２１０に設けられた突出部２１２が収まる凹部３７１が設けられている。さらに、本体部３７０の凹部３７１の内側面には、内向きに突出する一対の突出部３７１０が対向するように設けられている。ここに、本実施形態では、第１連動部材であるピニオン２１と、第２連動部材３７とで連動部材が構成されている。

ハンドル３５１，３６１、ピニオン２１及び第２連動部材３７を、前後方向から見た形状がＵ字状に形成されたフレーム５１に組み付けた状態では、図７Ｂに示すように、フレーム５１の対向する側板５１０間にピニオン２１及び第２連動部材３７が配置される。また、一方の側板５１０に対してピニオン２１と反対側にハンドル３５１が配置され、他方の側板５１０に対して第２連動部材３７と反対側にハンドル３６１が配置される。

さらに、フレーム５１の底板及び両側板５１０で囲まれたスペースには、歯２０１がピニオン２１の歯２１１と噛み合うように配置されたピニオン２０と、歯１９１がピニオン２０の歯２０１と噛み合うように配置されたラック１９とが収められている（図１参照）。

また、ハンドル３５１，３６１、ピニオン２１及び第２連動部材３７をフレーム５１に組み付けた状態では、図１０に示すように、第２連動部材３７の凹部３７１内にピニオン２１の突出部２１２が収まっている。つまり、ピニオン２１及び第２連動部材３７の中心軸と直交する平面内においてピニオン２１（第１連動部材）の少なくとも一部（突出部２１２）が第２連動部材３７の内側に入るように構成されている。これにより、電気接続用コネクタ１の左右方向（幅方向）における外形寸法を小さくすることができる。

また、本実施形態のように、ピニオン２１に設けた突出部２１２を第２連動部材３７の凹部３７１内に収める構造とすることで、例えばピニオン２１と第２連動部材３７とをピンで接合する場合に比べて、接合強度を高めることができる。

ところで、本実施形態の電気接続用コネクタ１は、図２に示すように、第１開極機構５３と第２開極機構５４とをさらに備えている。第１開極機構５３は、例えばバイメタルやソレノイドを用いた開極機構であって、第１接点部３５２及び第２接点部３６２を含む電路に過電流が流れると、バイメタルやソレノイドを介して第１接点部３５２及び第２接点部３６２を開く。

また、第２開極機構５４は、例えばソレノイドを用いた開極機構であって、上記電路に過電流以外の異常（例えば漏電など）が発生すると、電力変換装置５が上記異常を検出し、ソレノイドに対して異常信号を出力する。そして、第２開極機構５４では、電力変換装置５からの異常信号によってソレノイドが作動し、第１接点部３５２及び第２接点部３６２を開く。

上述のように、第１開極機構５３及び第２開極機構５４を備えることで、異常時における遮断性能を向上させることができる。また、電力変換装置５が漏電を検出した場合には、第２開極機構５４により第１接点部３５２及び第２接点部３６２を開くことで、電力変換装置５と電動車両４との間を絶縁することができる。

次に、電気接続用コネクタ１の特徴部分の動作について、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃを参照しながら説明する。

図１１Ａは、コネクタ本体１３がインレット４０に差し込まれていない状態（図３の状態）でのピニオン２１と第２連動部材３７との位置関係を表わしている。このとき、ピニオン２１が時計回りに回転する際の各第２突出部２１２１における進行方向側の端面が各突出部３７１０に接触している。

コネクタ本体１３がインレット４０に差し込まれると（図６の状態）、ピニオン２１は時計回りに回転する。このとき、各第２突出部２１２１における進行方向側の端面が各突出部３７１０に接触しているため、図１１Ｂに示すように、ピニオン２１の回転に伴って第２連動部材３７も時計回りに回転する。これにより、ピニオン２１に連結された第１開閉器３５の第１接点部３５２及び第２連動部材３７に連結された第２開閉器３６の第２接点部３６２が閉じ、電力変換装置５から電動車両４への給電路が形成される。

コネクタ本体１３をインレット４０から引き抜く際には、ピニオン２１は反時計回りに回転する。このとき、各第２突出部２１２１における進行方向側の端面が各突出部３７１０に接触していないため、図１１Ｃに示すように、第２連動部材３７は空回りし、ピニオン２１のみが回転する。これにより、ピニオン２１に連結された第１開閉器３５の第１接点部３５２のみが開き、第２連動部材３７に連結された第２開閉器３６の第２接点部３６２は閉じた状態に保持される。なお、この状態では、第１接点部３５２が開いていることから、電力変換装置５から電動車両４への給電路が開放される。

以下同様に、インレット４０に対してコネクタ本体１３を抜き差しする際には、ピニオン２１及び第２連動部材３７は、図１１Ｂに示す状態と図１１Ｃに示す状態とを繰り返すことになる。つまり、第２連動部材３７は空転し、ピニオン２１のみが回転するのである。これにより、第１開閉器３５の第１接点部３５２のみが開閉され、第２開閉器３６の第２接点部３６２は閉じた状態に保持される。

ところで、上述の第１開極機構５３又は第２開極機構５４により第１接点部３５２及び第２接点部３６２を開いた後、電気接続用コネクタ１をインレット４０から取り外すことで、ピニオン２１（第１連動部材）は元の位置（図１１Ａに示す位置）まで復帰する。これに対して、第２連動部材３７は、上述のように、ピニオン２１に連動して回転しないため、元の位置（図１１Ａに示す位置）に復帰させることができない。

そこで、本実施形態では、図１０に示すように、第１開極機構５３又は第２開極機構５４により第１接点部３５２及び第２接点部３６２を開いた後において、第２連動部材３７を元の位置に復帰させる復帰ばね５２を設けている。これにより、電力変換装置５と電動車両４との間の電路に異常が発生した場合において、第２連動部材３７を元の位置（第２接点部３６２を開く位置）に復帰させることができる。ここに、本実施形態では、復帰ばね５２によりリセット機構が構成されている。

本実施形態の電気接続用コネクタ１では、電力変換装置５との間を接続する電気ケーブルＣＢ１の途中に何も設けられていないので、従来例のように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ことがなく、使い勝手が向上するという利点がある。

また、電気接続用コネクタ１をインレット４０に最初に取り付けた後は、第１開閉器３５の第１接点部３５２のみが開閉され、第２開閉器３６の第２接点部３６２は閉じた状態に保持される。これにより、電気接続用コネクタ１をインレット４０に最初に取り付けた後は、電気接続用コネクタ１を着脱する際に加える力を小さくすることができる。

さらに、本実施形態のように、リンク１４、ラック１９、ピニオン２０，２１及び第２連動部材３７からなる倍力機構を用いた場合には、電気接続用コネクタ１を着脱する際に加える力をさらに小さくすることができる。

なお、本実施形態では、電気接続用コネクタ１をインレット４０から取り外す際に、第１開閉器３５の第１接点部３５２を開き、且つ第２開閉器３６の第２接点部３６２が閉じた状態を保持しているが、逆であってもよい。つまり、第２開閉器３６の第２接点部３６２を開き、且つ第１開閉器３５の第１接点部３５２が閉じた状態を保持してもよい。

また、本実施形態では、ピニオン２１（第１連動部材）の一部である突出部２１２が第２連動部材３７の凹部３７１内に納まる構成としたが、ピニオン２１の全部が凹部３７１に納まるようになっていてもよい。さらに、ピニオン２１側に凹部を設け、且つ第２連動部材３７側に突出部を設けてもよい。

また、本実施形態では、第１開極機構５３及び第２開極機構５４の両方を備えているが、少なくとも一方を備えていればよく、本実施形態に限定されない。さらに、リセット機構についても復帰ばね５２に限定されるものではなく、第２連動部材３７を元の位置に復帰させることができれば、他の構成でもよい。

また、本実施形態では、電力変換装置５から出力される異常信号により第２開極機構５４が第１接点部３５２及び第２接点部３６２を開く構成としたが、第１開閉器３５及び第２開閉器３６の外側から異常信号が第２開極機構５４に入力される構成であればよい。例えば、第１開閉器３５及び第２開閉器３６の外側で且つケース１０内に異常検出部（図示せず）を設け、この異常検出部が第２開極機構５４に対して異常信号を出力する構成であってもよい。

また、本実施形態では、電動車両４の蓄電池４２の充電のみを行う構成としたが、蓄電池４２の放電のみを行う構成であってもよいし、蓄電池４２の充電と放電との両方を行う構成であってもよい。さらに、本実施形態では、蓄電池４２の充電方式としてＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）方式を採用したが、他の充電方式（例えばコンボ方式）であってもよい。

また、本実施形態のピニオン２１（第１連動部材）及び第２連動部材３７は一例であって、例えばピニオン２０の回転に伴って、ピニオン２１及び第２連動部材３７がそれぞれ独立して回転する構成であってもよい。この場合、第２連動部材３７の外周面における一部であって、開状態にある第２接点部３６２を閉じる際にはピニオン２０の歯２０１と噛み合い、且つ第２接点部３６２を閉じた後はピニオン２０の歯２０１と噛み合わない位置に歯（図示せず）を設ける。

さらに、第２連動部材３７の外周面に全周に亘って歯（図示せず）を設け、且つピニオン２０の外周面における一部に第２連動部材３７の歯と噛み合う歯２０１を設けてもよい。この場合、ピニオン２０の外周面における一部であって、開状態にある第２接点部３６２を閉じる際には第２連動部材３７の歯と噛み合い、且つ第２接点部３６２を閉じた後は第２連動部材３７の歯と噛み合わない位置に歯２０１を設ける。

これらの構成によれば、上述の実施形態で説明したピニオン２１及び第２連動部材３７と同様に、電気接続用コネクタ１をインレット４０に最初に取り付けた後は、電気接続用コネクタ１を着脱する際に加える力を低減することができる。

以上説明したように、本実施形態の電気接続用コネクタ１は、一対のコンタクトピン３２（第１接触部）を備える。そして、電動車両４（機器）が具備するインレット４０に設けられた一対の給電ソケット４０３（第２接触部）の各々に一対のコンタクトピン３２の各々が接触することで、電気接続用コネクタ１とインレット４０との間が電気的に接続される。また、電気接続用コネクタ１は、コネクタ本体１３と、第１開閉器３５と、第２開閉器３６と、連動部材（ピニオン２１及び第２連動部材３７）とを備える。コネクタ本体１３は、一対のコンタクトピン３２を有する。第１開閉器３５は、一対のコンタクトピン３２の一方及び一対の給電ソケット４０３の一方を含む電路の途中に設けられた第１接点部３５２を有し、第１接点部３５２を開閉する。第２開閉器３６は、一対のコンタクトピン３２の他方及び一対の給電ソケット４０３の他方を含む電路の途中に設けられた第２接点部３６２を有し、第２接点部３６２を開閉する。前記連動部材は、コネクタ本体１３のインレット４０への着脱動作に連動して第１開閉器３５及び第２開閉器３６の少なくとも一方を開閉する。また、前記連動部材は、第１接点部３５２及び第２接点部３６２が開いている状態でコネクタ本体１３がインレット４０に接続されると、第１開閉器３５及び第２開閉器３６を閉じるように構成されている。さらに、前記連動部材は、第１接点部３５２及び第２接点部３６２が閉じている状態でコネクタ本体１３がインレット４０から外されると、第１開閉器３５及び第２開閉器３６の一方を開くように構成されている。

また、本実施形態の電気接続用コネクタ１のように、前記連動部材は、第１開閉器３５を開閉するピニオン２１（第１連動部材）と、第２開閉器３６を開閉する第２連動部材３７とを有するのが好ましい。この場合、第１接点部３５２及び第２接点部３６２が開いている状態でコネクタ本体１３がインレット４０に接続されると、ピニオン２１は第１開閉器３５を閉じ、且つ第２連動部材３７は第２開閉器３６を閉じるように構成されている。また、第１接点部３５２及び第２接点部３６２が閉じている状態でコネクタ本体１３がインレット４０から外されると、ピニオン２１は第１開閉器３５を開き、且つ第２連動部材３７は第２開閉器３６が閉じた状態を保持するように構成されている。

また、本実施形態の電気接続用コネクタ１のように、以下の構成を備えているのも好ましい。第１接点部３５２が開き且つ第２接点部３６２が閉じている状態でコネクタ本体１３がインレット４０に接続されると、ピニオン２１は第１開閉器３５を閉じ、且つ第２連動部材３７は第２開閉器３６が閉じた状態を保持するように構成されている。

また、本実施形態の電気接続用コネクタ１のように、以下の構成を備えているのも好ましい。ピニオン２１及び第２連動部材３７は、互いの中心軸が一直線となるように配置される。さらに、ピニオン２１及び第２連動部材３７は、中心軸と直交する平面内においてピニオン２１及び第２連動部材３７の一方における少なくとも一部がピニオン２１及び第２連動部材３７の他方の内側に入り込むように構成されている。

また、本実施形態の電気接続用コネクタ１のように、第１開極機構５３と第２開極機構５４との少なくとも一方を備えているのも好ましい。この場合、第１開極機構５３は、電路に過電流が流れると第１接点部３５２及び第２接点部３６２を開き、第２開極機構５４は、電路に過電流を除く異常が発生すると外部からの異常信号により第１接点部３５２及び第２接点部３６２を開く。

また、本実施形態の電気接続用コネクタ１のように、第１開極機構５３又は第２開極機構５４が第１接点部３５２及び第２接点部３６２を開く際に第２開閉器３６が開く方向に第２連動部材３７を移動させる復帰ばね５２（リセット機構）を備えているのも好ましい。

また、本実施形態の電気接続用コネクタ１のように、コネクタ本体１３のインレット４０への着脱時に加える力を低減させる倍力機構（リンク１４、ラック１９、ピニオン２０，２１及び第２連動部材３７）を備えているのが好ましい。

本実施形態の電力変換システムは、上述の電気接続用コネクタ１と、電気接続用コネクタ１に電気的に接続され、電動車両４への給電及び電動車両４からの放電の少なくとも一方を制御する電力変換装置５とを備えている。

１ 電気接続用コネクタ
４ 電動車両（機器）
１３ コネクタ本体
２１ ピニオン（第１連動部材）
３２ コンタクトピン（第１接触部）
３５ 第１開閉器
３６ 第２開閉器
３７ 第２連動部材
４０ インレット
３５２ 第１接点部
３６２ 第２接点部
４０３ 給電ソケット（第２接触部）

Claims (8)

1. 一対の第１接触部を備え、機器が具備するインレットに設けられた一対の第２接触部の各々に前記一対の第１接触部の各々が接触することで前記インレットとの間が電気的に接続される電気接続用コネクタであって、
   前記一対の第１接触部を有するコネクタ本体と、
   前記一対の第１接触部の一方及び前記一対の第２接触部の一方を含む電路の途中に設けられた第１接点部を有し、前記第１接点部を開閉する第１開閉器と、
   前記一対の第１接触部の他方及び前記一対の第２接触部の他方を含む電路の途中に設けられた第２接点部を有し、前記第２接点部を開閉する第２開閉器と、
   前記コネクタ本体の前記インレットへの着脱動作に連動して前記第１開閉器及び前記第２開閉器の少なくとも一方を開閉する連動部材とを備え、
   前記連動部材は、前記第１接点部及び前記第２接点部が開いている状態で前記コネクタ本体が前記インレットに接続されると、前記第１開閉器及び前記第２開閉器を閉じ、
   前記第１接点部及び前記第２接点部が閉じている状態で前記コネクタ本体が前記インレットから外されると、前記第１開閉器及び前記第２開閉器の一方を開く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. 前記連動部材は、前記第１開閉器を開閉する第１連動部材と、前記第２開閉器を開閉する第２連動部材とを有し、
   前記第１接点部及び前記第２接点部が開いている状態で前記コネクタ本体が前記インレットに接続されると、前記第１連動部材は前記第１開閉器を閉じ、且つ前記第２連動部材は前記第２開閉器を閉じ、
   前記第１接点部及び前記第２接点部が閉じている状態で前記コネクタ本体が前記インレットから外されると、前記第１連動部材は前記第１開閉器を開き、且つ前記第２連動部材は前記第２開閉器が閉じた状態を保持するように構成されてい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接点部が開き且つ前記第２接点部が閉じている状態で前記コネクタ本体が前記インレットに接続されると、前記第１連動部材は前記第１開閉器を閉じ、且つ前記第２連動部材は前記第２開閉器が閉じた状態を保持するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の電気接続用コネクタ。
4. 前記第１連動部材及び前記第２連動部材は、互いの中心軸が一直線となるように配置され、且つ前記中心軸と直交する平面内において前記第１連動部材及び前記第２連動部材の一方における少なくとも一部が前記第１連動部材及び前記第２連動部材の他方の内側に入るように構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の電気接続用コネクタ。
5. 前記電路に過電流が流れると前記第１接点部及び前記第２接点部を開く第１開極機構と、前記電路に過電流を除く異常が発生すると外部からの異常信号により前記第１接点部及び前記第２接点部を開く第２開極機構との少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の電気接続用コネクタ。
6. 前記第１開極機構又は前記第２開極機構が前記第１接点部及び前記第２接点部を開く際に前記第２開閉器が開く方向に前記第２連動部材を移動させるリセット機構を備え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. 前記コネクタ本体の前記インレットへの着脱時に加える力を低減させる倍力機構を備えていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電気接続用コネクタ。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の電気接続用コネクタと、前記電気接続用コネクタに電気的に接続され、前記機器への給電及び前記機器からの放電の少なくとも一方を制御する電力変換装置とを備えていることを特徴とする電力変換システム。

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