JP6418385B2 - 充電コネクタロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、インレットに接続されている充電コネクタの抜き取りを防止する充電コネクタロック装置に関する。

近年、電気モータにより走行する電気自動車や、電気モータ及びエンジンの併用により走行するハイブリッド自動車が種々開発されている。電気自動車やハイブリッド自動車にはバッテリが設けられ、バッテリに蓄えられた電力により電気モータが駆動される。電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されたバッテリは、車外の充電施設（家庭用電源（商用電源）、充電専用施設の電源）から供給される電力により充電される。バッテリの充電は、車体に設けられたインレットに充電コネクタを接続することで実施される。

このように充電コネクタをインレットに接続してバッテリの充電を行う場合、ガソリン車の給油に比べて長時間を要する。特に、家庭用の商用電源から供給される電力によりバッテリの充電を行う場合、数時間、例えば、３−４時間程度の充電時間を要することもあり、充電状態で車両を放置することが想定される。このため、バッテリの充電中に、インレットに接続されている充電コネクタが抜き取られ、充電コネクタが盗難される虞がある。

このような問題を解決するために、充電コネクタがインレットに接続されている際に、充電コネクタの接続状態を固定する（ロックする）ロック装置が様々提案されている（例えば、特許文献１等参照）。特許文献１に記載の発明では、充電プラグ（充電コネクタ）をインレットに接続した際に、給電プラグが備えるロックアームの爪部に対向する位置にロックバーをモータにより下降させ、このロックピンでロックアームの移動を規制するようにしている。

これにより、インレットに接続した充電コネクタの抜き取りを阻止することができ、充電状態で車両を放置しても、充電コネクタの盗難を防止することができる。

特開２０１２−２０９０９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、駆動手段であるモータの回転によりロックロッド（ロックバー）を下降させることでインレットに接続された充電コネクタをロックしているため、この状態でモータが故障してしまうと、ロックロッドを上昇させることができなくなる。すなわち車両の所有者であっても、充電コネクタのロックを解除することができなくなってしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、インレットに接続された充電コネクタをロックすることができ、且つ駆動モータが故障した場合には手動により充電コネクタのロックを解除することができる充電コネクタロック装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、インレットに充電コネクタが接続し、前記インレットに形成される係合突起に前記充電コネクタに形成される係合爪が係合された状態で、前記係合爪の動作を規制することで前記充電コネクタの前記インレットへの接続状態をロックする充電コネクタロック装置において、前記係合突起に係合された係合爪に対向して設けられ、前記インレットに対する前記充電コネクタの挿抜方向に直交する方向に移動可能に設けられるロックロッドと、前記ロックロッドに近接する位置で軸支され、前記ロックロッドの上端面に対向する領域と前記ロックロッドの外側の領域との間で回転可能に設けられる板状のロックピースと、前記ロックピースを回転させるための電動モータを含む駆動手段と、を備え、前記ロックピースの上面には、手動操作のためのハンドル部材が立設され、前記ロックピースは、外形が扇形に形成されると共に円弧状の端面にギヤ部を備える扇形のウォームホイールギヤであり、前記駆動手段は、前記ロックピースのギヤ部に噛合するウォームギヤ部を備えるウォームシャフトギヤを備え、前記電動モータによって前記ウォームシャフトギヤを回転させ、前記ハンドル部材は、前記ロックピースの円弧状に形成された外周部に設けられていることを特徴とする充電コネクタロック装置にある。

本発明の第２の態様は、第１の態様の充電コネクタロック装置であって、前記ハンドル部材は、前記ロックピースの前記ロックロッドとは反対側の端部近傍に設けられていることを特徴とする充電コネクタロック装置にある。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様の充電コネクタロック装置であって、前記ロックピースはケース部材内に設けられていると共に、前記ハンドル部材が前記ケース部材に形成された開口部を介して当該ケース部材の外側まで突出して設けられ、前記開口部は、前記ロックピースの回転に伴う前記ハンドル部材の軌跡に沿った円弧状に形成されていることを特徴とする充電コネクタロック装置にある。

かかる本発明の充電コネクタロック装置では、ロックピースによってロックロッドの移動（上昇）を規制することで、インレットに接続された充電コネクタをロックすることができ、且つ駆動モータが故障した場合でも、ロックピースに設けられたハンドル部を手動により操作することで、充電コネクタのロックを比較的容易に解除することができる。

車両に設けられる給電口の一例を示す概略図である。 本発明に係る充電コネクタロック装置を含む給電口の構造を示す図である。 本発明に係る充電コネクタロック装置のロック状態を示す断面図である。 本発明に係る充電コネクタロック装置の内部構造を示す図である。 本発明に係る充電コネクタロック装置のロック解除状態を示す断面図である。 本発明に係る充電コネクタロック装置の内部構造を示す図である。 本発明に係る充電コネクタロック装置の手動によるロック解除方法を示す図である。 本発明に係る充電コネクタロック装置の内部構造の他の例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、車両１の後部側面には給電口２が形成されている。詳しくは、リヤサイドアウタパネル（アウタパネル）３には開口部４が形成され、開口部４の内側には凹部５が形成されている。アウタパネル３の開口部４にはリッド６が開閉自在に備えられている。凹部５内には、普通充電用インレット７と、急速充電用インレット８とが並設されている。普通充電用インレット７には、普通充電用コネクタ（充電コネクタ）１００が接続される（図１参照）。普通充電用コネクタ１００は、ケーブル１０１を介して、例えば、家庭用電源（コンセント）に接続され、普通充電用インレット７には、家庭用電源から低電圧の電力が給電される。また急速充電用インレット８には、図示は省略するが、例えば、商業施設の駐車場等に設置される急速充電設備の急速充電用コネクタ（充電コネクタ）が接続され、急速充電用インレット８には急速充電設備から高電圧の電力が給電される。

なお普通充電用インレット７は、未使用時にはキャップ９Ａで塞がれており、充電時にはキャップ９Ａが外されて普通充電用コネクタ１００が接続される。急速充電用インレット８も同様に、未使用時にはキャップ９Ｂによって塞がれている。

本発明は、このような普通充電用インレット７に普通充電用コネクタ１００が接続された際に、普通充電用コネクタ１００をロックし、普通充電用コネクタ１００の普通充電用インレット７からの抜き取りを防止する充電コネクタロック装置１０の構成に特徴がある。

以下、本実施形態に係る充電コネクタロック装置１０の一例について詳細に説明する。

図２及び図３に示すように、本実施形態に係る充電コネクタロック装置１０は、普通充電用インレット７の上部に設けられている。ここで、普通充電用インレット７の外周部には係合突起７ａが設けられており、普通充電用コネクタ１００には、係合突起７ａに係合する係合爪１０３を先端部に有する係合部材１０２が揺動可能に設けられている。

充電コネクタロック装置１０は、普通充電用インレット７に普通充電用コネクタ１００が接続された状態で、この係合部材１０２の動作（揺動）を規制することで、普通充電用コネクタ１００の普通充電用インレット７からの抜き取りを防止する。

本実施形態に係る充電コネクタロック装置１０は、図３及び図４に示すように、ロックロッド１１と、ロックピース１２と、駆動手段としてのウォームシャフトギヤ１３及び駆動モータ１４と、これらを収容するケース部材１５と、を備えている。

ロックロッド１１は、円柱状に形成され、その下端面が普通充電用インレット７に接続された普通充電用コネクタ１００の係合爪１０３に対向して設けられている。このロックロッド１１は、普通充電用コネクタ１００の挿抜方向とは略直交する方向（本実施形態では略鉛直方向）でスライド可能にケース部材１５に保持されている。ロックロッド１１の先端部（下端部）は、ケース部材１５の底面の外側まで延設されて凹部５内に露出している。

またロックロッド１１の軸方向中央部には略矩形のフランジ部１１ａが形成されている。このフランジ部１１ａとケース部材１５との間にコイルバネ等からなるバネ部材１６が設けられている。ロックロッド１１は、このバネ部材１６によって常に下方（先端部側）に付勢された状態でケース部材１５に保持されている。

またロックロッド１１は、普通充電用コネクタ１００が普通充電用インレット７に接続された状態で、その下端面が係合部材１０２に接触するか或いは係合部材１０２との間に若干の隙間が形成される程度の長さを有する。

なおロックロッド１１の下端部には、普通充電用コネクタ１００が挿入される側の角部を面取りした面取り部１１ｂが設けられている。この面取り部１１ｂが設けられていることで、後述するように、普通充電用コネクタ１００を普通充電用インレット７に容易に接続することができる。

ロックピース１２は、外形が扇形の板状部材で形成され、ロックロッド１１に近接する位置で軸部１２ａによって軸支され、所定角度（６０°程度）の範囲で、水平方向で回転可能にケース部材１５内に収容されている。すなわちロックピース１２は、ロックロッド１１の上端面に対向する領域にある状態から（図４参照）、ロックロッド１１の外側の領域にある状態まで（図６参照）、水平方向で回転可能に設けられている。

本実施形態では、ロックピース１２は、駆動手段としてのウォームシャフトギヤ１３及び駆動モータ１４によって回転可能に構成されている。上述のようにロックピース１２は扇形に形成されており、その円弧状の端面にはギヤ部１２ｂが形成されている（図４参照）。なお図３ではロックピース１２のギヤ部１２ｂの図示を省略している。そしてウォームシャフトギヤ１３は、ロックピース１２のギヤ部１２ｂに噛合するウォームギヤ部１３ａを有する。つまり本実施形態に係るロックピース１２は扇形のウォームホイールギヤであり、ウォームシャフトギヤ１３と共に、いわゆるウォームギヤを構成する。なおウォームシャフトギヤ１３は、例えば、ＤＣモータ等で構成される駆動モータ１４のシャフトに取り付けられ、その先端側はケース部材１５によって回転可能に支持されている。

ロックピース１２が駆動モータ１４によって回転され、図３及び図４に示すようにロックロッド１１の上端面に対向する領域に移動した状態（ロック状態）では、このロックピース１２によって、ロックロッド１１の上方へのスライドが規制される。すなわちロックロッド１１は、その下端部が普通充電用コネクタ１００の係合部材１０２に接触した状態で上方へのスライドが規制される。このようにロックロッド１１の上方へのスライドが規制されることに伴い、普通充電用コネクタ１００の係合部材１０２の上方への移動も規制される。

普通充電用コネクタ１００を普通充電用インレット７から抜き取る際には、図５中に仮想線で示すように、係合部材１０２を上方に移動させ、係合爪１０３の係合突起７ａとの係合を解除する必要がある。しかしながら、上述のようにロックロッド１１の上方へのスライドが規制されているロック状態では、係合部材１０２の上方への移動も規制される。これにより、普通充電用コネクタ１００の普通充電用インレット７からの抜き取りを防止することができる。したがって、充電状態で車両を放置しても、普通充電用コネクタ１００の盗難を防止することができる。

図５及び図６に示すように、ロックピース１２が、ロックロッド１１の外側の領域に移動した状態（ロック解除状態）では、ロックピース１２によってロックロッド１１の上方へのスライドが規制されることはない。当然、普通充電用コネクタ１００の係合部材１０２の上方への移動も規制されない。したがって、このロック解除状態では、普通充電用コネクタ１００を普通充電用インレット７から抜き取ることができ、また普通充電用コネクタ１００を普通充電用インレット７に接続することができる。

なお上述のようにロックロッド１１はバネ部材１６によって下方に付勢されているため、普通充電用インレット７に普通充電用コネクタ１００が接続されていない状態でも、ロックロッド１１は最下部に位置している。このため、普通充電用インレット７に普通充電用コネクタ１００が接続する際に、係合部材１０２がロックロッド１１に当接し、普通充電用コネクタ１００の接続を阻害することが考えられる。しかしながら、ロックロッド１１の先端部には面取り部１１ｂが設けられているため、この面取り部１１ｂに普通充電用コネクタ１００が当接することで、図５中に仮想線で示すようにロックロッド１１は上方にスライドする。したがって、ロック解除状態であれば、ロックロッド１１が最下部に位置している状態であっても、普通充電用インレット７に普通充電用コネクタ１００を良好に接続することができる。

ところで、このような充電コネクタロック装置１０を構成する扇形のロックピース１２の上面には、手動用操作の棒状のハンドル部材１７が立設されている。ケース部材１５には、ハンドル部材１７に対応する位置に開口部１８が形成されており、ハンドル部材１７は、この開口部１８を介してケース部材１５の外側まで突出して設けられている。開口部１８の形状は、特に限定されないが、例えば、ロックピース１２の回転に伴うハンドル部材１７の軌跡に合わせた円弧状に形成されていることが好ましい。

このようにロックピース１２の上面にハンドル部材１７が設けられていることで、例えば、駆動モータ１４が故障し、普通充電用コネクタ１００のロック状態を解除できなくなった場合等には、このハンドル部材１７を手動で操作してロックピース１２を回転させ、ロック解除状態とすることができる。

ハンドル部材１７の操作は、車両１の内部から行うようにする。例えば、車両１がリヤシートの後方に荷室を有している場合、図７に示すように、この荷室２０のトリム部材（クォータトリム）２１に図示しないリッドにより開閉可能な操作口２２を形成しておき、この操作口２２からロックピース１２のハンドル部材１７を操作する。具体的には、ハンドル部材１７を手前に引っ張る操作を行う。これにより普通充電用コネクタ１００のロック状態を解除することができる。

このように比較的簡単な操作でロック状態を解除することができるため、操作口２２が比較的小さい場合でも、例えば、車載工具２５を引っかけてハンドル部材１７を操作することもできる。

ここで、ハンドル部材１７を設ける位置は、特に限定されないが、扇状のロックピース１２の円弧状の外周部に設けられていることが好ましい。すなわち軸部１２ａから離れた位置に設けられていることが好ましい。さらには、ハンドル部材１７は、ロックピース１２のロックロッド１１とは反対側の端部近傍に設けられていることが好ましい。このような位置にハンドル部材１７を設けておくことで、比較的弱い力でハンドル部材１７を操作することができる。したがって、操作口２２からのハンドル部材１７の操作もより容易となる。

また上述のように本実施形態では、ハンドル部材１７が挿通される開口部１８を円弧状に形成しているため、ハンドル部材１７を手動操作する際、開口部１８がハンドル部材１７のガイドとしても機能する。したがってハンドル部材１７をより簡単に操作することができる。

さらに、このように車内からのみハンドル部材１７を操作できるようにすることで、車両１のドアをロックしておけば、充電状態で車両を放置していても、その間にハンドル部材１７が操作されることもない。

また例えば、ハンドル部材１７にワイヤ等の紐状部材の一端側を予め連結し、他端側をクォータトリム２１の操作口２２付近に取り外し可能に設けておくようにしてもよい。すなわち、操作口２２からこの紐状部材を介してハンドル部材１７を引っ張る（操作する）ことでロック状態を解除できるようにしてもよい。あるいは紐状部材の他端側を運転席まで延長し、運転席に設けたレバー等の操作に連動して紐状部材を介してハンドル部材１７が引っ張られ、ロック状態が解除されるようにしてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、扇形のロックピースを例示したが、ロックピースの形状（大きさ）は特に限定されるものではない。ロックピースは、ロックロッドの移動を規制可能な形状（大きさ）で形成であればよい。

図８は、充電コネクタロック装置の内部構造を示す図であり、ロックピースの変形例を示す図である。図８に示すロックピース１２Ａは、外形が矩形である板状部材で形成されており、その一方の端面にはウォームシャフトギヤ１３のウォームギヤ部１３ａに噛合するギヤ部１２ｂが設けられている。この構成では、ロックピース１２Ａは、ウォームシャフトギヤ１３の回転（正逆転）に伴って、ウォームシャフトギヤ１３に沿って直線往復運動する。詳しくは、ロックピース１２Ａは、ロックロッド１１の上端面に対向する領域にあるロック状態（図８（ａ）参照）からロックロッド１１の外側の領域にあるロック解除状態（図８（ｂ）参照）まで、直線往復運動可能に設けられている。

またこの例では、ハンドル部材１７Ａをロックピース１２Ａのギヤ部１２ｂとは反対側の端面に設けるようにしている。ケース部材１５Ａには、このハンドル部材１７Ａに対応する位置に開口部１８Ａが形成されている。ハンドル部材１７は、開口部１８Ａを介してケース部材１５Ａの外側まで突出して設けられている。このような位置にハンドル部材１７Ａを設けた場合でも、上述のようにハンドル部材１７Ａを手動で操作してロックピース１２Ａを移動させ、ロック解除状態とすることができる。なおハンドル部材１７Ａを設ける位置は、特に限定されず、例えば、ロックピース１２Ａの下面であってもよい。

またロックピースの上面のロックロッドに対向する位置に、ケース部材に接触しない程度の突起部を形成するようにしてもよい。ロックロッドがロックピースに当接した際、突起部がケース部材に接触することでロックピースの変形が抑制される。

また、上述の実施形態では、ウォームシャフトギヤと駆動モータとを含む駆動手段によってロックピースを回転させるようにしたが、ロックピースを回転させるための駆動手段の構成は特に限定されるものではない。駆動手段は、例えば、ロックピースの軸部を駆動モータによって回転させるように構成されていてもよい。

また例えば、上述の実施形態では、普通充電用インレットに設けられる充電コネクタロック装置を例示したが、本発明の充電コネクタロック装置は、勿論、急速充電用インレットにも採用することができる。

１ 車両
２ 給電口
３ アウタパネル
４ 開口部
５ 凹部
６ リッド
７ 普通充電用インレット
７ａ 係合突起
８ 急速充電用インレット
９ キャップ
１０ 充電コネクタロック装置
１１ ロックロッド
１１ａ フランジ部
１１ｂ 面取り部
１２ ロックピース
１２ａ 軸部
１２ｂ ギヤ部
１３ ウォームシャフトギヤ
１３ａ ウォームギヤ部
１４ 駆動モータ
１５ ケース部材
１６ バネ部材
１７ ハンドル部材
１８ 開口部
２０ 荷室
２１ トリム部材（クォータトリム）
２２ 操作口
２５ 車載工具
１００ 普通充電用コネクタ
１０１ ケーブル
１０２ 係合部材
１０３ 係合爪

Claims (3)

1. インレットに充電コネクタが接続し、前記インレットに形成される係合突起に前記充電コネクタに形成される係合爪が係合された状態で、前記係合爪の動作を規制することで前記充電コネクタの前記インレットへの接続状態をロックする充電コネクタロック装置において、
   前記係合突起に係合された係合爪に対向して設けられ、前記インレットに対する前記充電コネクタの挿抜方向に直交する方向に移動可能に設けられるロックロッドと、
   前記ロックロッドに近接する位置で軸支され、前記ロックロッドの上端面に対向する領域と前記ロックロッドの外側の領域との間で回転可能に設けられる板状のロックピースと、
   前記ロックピースを回転させるための電動モータを含む駆動手段と、を備え、
   前記ロックピースの上面には、手動操作のためのハンドル部材が立設され、
   前記ロックピースは、外形が扇形に形成されると共に円弧状の端面にギヤ部を備える扇形のウォームホイールギヤであり、
   前記駆動手段は、前記ロックピースのギヤ部に噛合するウォームギヤ部を備えるウォームシャフトギヤを備え、前記電動モータによって前記ウォームシャフトギヤを回転させ、
   前記ハンドル部材は、前記ロックピースの円弧状に形成された外周部に設けられている
   ことを特徴とする充電コネクタロック装置。
2. 請求項１に記載の充電コネクタロック装置であって、
   前記ハンドル部材は、前記ロックピースの前記ロックロッドとは反対側の端部近傍に設けられている
   ことを特徴とする充電コネクタロック装置。
3. 請求項１又は２に記載の充電コネクタロック装置であって、
   前記ロックピースはケース部材内に設けられていると共に、前記ハンドル部材が前記ケース部材に形成された開口部を介して当該ケース部材の外側まで突出して設けられ、
   前記開口部は、前記ロックピースの回転に伴う前記ハンドル部材の軌跡に沿った円弧状に形成されている
   ことを特徴とする充電コネクタロック装置。

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