JP6435356B2 - 充電コネクタ用ロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、充電コネクタ用ロック装置に関する。

電気自動車やハイブリッド車の充電を行う際には、外部充電器の充電コネクタ（充電ガン）を車両の充電ポート（充電口）に接続して充電を行う。充電中に意図せず充電コネクタが充電ポートから脱落してしまうことを抑制するため、充電コネクタを充電ポートに接続した状態でロックする充電コネクタ用ロック装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１５−８８３８７号公報 特開２０１６−７６３７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の充電コネクタ用ロック装置では、充電中に充電コネクタを充電ポートから抜き取ることができるために、例えば利用者が充電中に車両から離れた際に充電コネクタが他者に引き抜かれてしまう可能性があり、防盗性の観点から改善の余地がある。

特許文献２に記載の充電コネクタ用ロック装置では、充電中における充電コネクタの引き抜きは抑制できるものの、部品点数が多く構造が複雑であるという課題がある。

そこで、本発明は、少ない部品点数で十分な防盗性を確保可能な充電コネクタ用ロック装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、外部充電器の充電コネクタを接続する充電ポートを有する車両に搭載され、前記充電コネクタを前記充電ポートに接続した状態でロックするための充電コネクタ用ロック装置であって、モータと、前記モータにより回転される回転体と、前記回転体に前記回転体の回転軸と平行な軸方向に突出するように設けられており、前記回転体の周方向に沿って螺旋状に形成されたスロープ面を有するスロープ部と、前記回転体の回転に伴って回転しない非回転部材に前記軸方向に移動可能に支持されており、前記回転体を回転させた際に、一方の端部が前記スロープ面にガイドされることにより、前記軸方向に沿って突出位置と引込位置との間を進退移動し、前記突出位置に進出した際に他方の端部で前記充電コネクタをロックするロッドと、を備え、前記スロープ部は、当該スロープ部の前記周方向における端部に設けられて前記ロッドを前記突出位置に保持する保持部を有し、かつ前記ロッドが前記保持部に配置された状態で前記ロッドが押し込まれた際に前記ロッドが前記スロープ面側へと移動してしまうことを抑制する抑制構造を有する、充電コネクタ用ロック装置を提供する。
また本発明は、上記課題を解決することを目的として、外部充電器の充電コネクタを接続する充電ポートを有する車両に搭載され、前記充電コネクタを前記充電ポートに接続した状態でロックするための充電コネクタ用ロック装置であって、モータと、前記モータにより回転される回転体と、前記回転体に前記回転体の回転軸と平行な軸方向に突出するように設けられており、前記回転体の周方向に沿って螺旋状に形成されたスロープ面を有するスロープ部と、前記回転体の回転に伴って回転しない非回転部材に前記軸方向に移動可能に支持されており、前記回転体を回転させた際に、一方の端部が前記スロープ面にガイドされることにより、前記軸方向に沿って突出位置と引込位置との間を進退移動し、前記突出位置に進出した際に他方の端部で前記充電コネクタをロックするロッドと、を備え、前記スロープ部は、前記ロッドを前記突出位置に保持する保持部と、前記回転体の径方向に突出する螺旋状のガイド突起と、を有し、前記ロッドは、棒状のロッド本体と、前記ロッド本体の基端部から前記回転体の基部側に延出され、前記スロープ部の径方向外方に配置されている外壁部と、前記外部壁の基端部から径方向内方に延設された内方突起と、を一体に有し、前記ロッド本体の基端部と前記外壁部と前記内方突起とに囲まれた部分としての保持溝を有し、前記保持溝は、前記ガイド突起を周方向にスライド移動可能に保持し、前記回転体の回転に伴って前記ロッドを軸方向に移動させる、充電コネクタ用ロック装置を提供する。

本発明によれば、少ない部品点数で十分な防盗性を確保可能な充電コネクタ用ロック装置を提供できる。

（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態にかかる充電コネクタ用ロック装置の斜視図である。 図１の充電コネクタ用ロック装置による充電コネクタのロックを説明する説明図である。 （ａ），（ｂ）は、ロッドを引込位置としたときの第１ハウジングを省略した斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、ロッドを突出位置としたときの第１ハウジングを省略した斜視図である。 回転体の斜視図である。 ロッドの斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、回転体の変形例を示す図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

（充電コネクタ用ロック装置の概要）
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態にかかる充電コネクタ用ロック装置の斜視図である。また、図２は、図１の充電コネクタ用ロック装置による充電コネクタのロックを説明する説明図である。

図１及び図２に示すように、充電コネクタ用ロック装置１は、外部充電器１００の充電コネクタ（充電ガン）１０１を接続する充電ポート１１を有する車両１０に搭載され、充電コネクタ１０１を充電ポート１１に接続した状態でロックするための装置である。

充電ポート１１には、充電コネクタ１０１を接続するための充電用ソケット１２が設けられている。充電コネクタ１０１は、充電用ソケット１２に接続した際に充電用ソケット１２の開口周縁に形成された係合突起１２ａに係止される係合爪１０２を有しており、この係合爪１０２の係止により、充電中に充電コネクタ１０１が脱落してしまうことが抑制されている。係合爪１０２は、略棒状でかつその中央部にて充電コネクタ１０１のハウジング１０１ａに軸支され、ハウジング１０１ａに対して回動可能に設けられたレバー１０３の先端部に一体に形成されている。また、レバー１０３は、図示しない付勢部材により、係合爪１０２を係合させる方向（図２においては時計回り方向）にレバー１０３を回動させるように付勢されている。この付勢力に対抗してレバー１０３の基端部に設けられた操作部１０４を押し下げることにより、係合爪１０２の係合突起１２ａに対する係合が解除され、充電コネクタ１０１を充電用ソケット１２から離脱可能となる。

充電コネクタ用ロック装置１は、ハウジング２と、ハウジング２の内部から外部へと突出して設けられているロッド３と、を備えている。ハウジング２は、例えば、ガラス繊維入りＰＰ（ポリプロピレン）からなる。ハウジング２は、第１ハウジング２ａと第２ハウジング２ｂとを組み合わせた２分割構成となっている。第１ハウジング２ａと第２ハウジング２ｂとは、ボルト２１によるボルト固定、あるいは超音波溶着等により一体化される。ハウジング２には、後述するモータ４への給電用のコネクタ部２ｃが設けられている。

充電コネクタ用ロック装置１は、充電コネクタ１０１を充電用ソケット１２に接続した際に、ロッド３が係合突起１２ａと係合爪１０２を挟んで対向する位置となるように、充電ポート１１に固定されている。詳細は後述するが、充電コネクタ用ロック装置１では、ロッド３はその長手方向（突出方向）に移動可能に構成されており、ロッド３を最も突出させた突出位置に位置させることで、ロッド３の先端と係合突起１２ａとの間に係合爪１０２が挟み込まれるようになっている。

これにより、ロッド３を突出位置に位置させると、たとえ操作部１０４を押し下げようとしても、ロッド３の先端が係合爪１０２に干渉して係合爪１０２の係合突起１２ａに対する係合を解除することができなくなる。その結果、充電コネクタ１０１は、充電ポート１１に接続された状態でロックされることになる。

ロッド３を最も突出長が短い引込位置に位置させると、係合爪１０２が移動するスペースが確保されるため、操作部１０４を押し下げることで係合爪１０２の係合突起１２ａに対する係合を解除でき、充電コネクタ１０１を引き抜くことが可能になる。

このように、充電コネクタ用ロック装置１は、進退可能なロッド３を有し、ロッド３を進出させることにより、充電コネクタ１０１をロックするものである。なお、ロッド３で充電コネクタ１０１をロックする構造は図示の例に限定されるものではなく、例えば、ロッド３の先端が充電コネクタ１０１に形成された穴や溝に挿入されたり、あるいはロッドの先端が充電コネクタ１０１のハウジング１０１ａに形成された段差や爪部等の係止部に係止されたりすることにより、充電コネクタ１０１をロックするものであってもよい。

（充電コネクタ用ロック装置１の詳細の説明）
図３（ａ），（ｂ）は、ロッド３を引込位置としたときの第１ハウジング２ａを省略した斜視図であり、図４（ａ），（ｂ）は、ロッド３を突出位置としたときの第１ハウジング２ａを省略した斜視図である。

図３及び図４に示すように、充電コネクタ用ロック装置１は、上述のハウジング２及びロッド３と、モータ４と、モータ４により回転される回転体５と、を備えている。

モータ４は、ＤＣモータからなる。モータ４の回転軸４ａには、螺旋状の歯部４１ａを有するウォーム４１が取り付けられている。ウォーム４１は、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）からなる。また、モータ４には、コネクタ部２ｃから延びる給電用の導体４２が接続されている。導体４２は、例えば錫メッキを施した銅からなる導体板（バスバ）からなる。

図３〜５に示すように、回転体５は、円板状の基部５１と、基部５１の一方の面に一体に設けられたスロープ部５２と、を有している。回転体５は、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）からなる。基部５１の外周には、ウォーム４１の歯部４１ａに歯合するギア溝（不図示）が形成されており、回転体５はウォーム４１を介してモータ４により回転駆動される。

スロープ部５２は、回転体５の基部５１に回転体５の回転軸と平行な軸方向に突出するように設けられており、回転体５の周方向に沿って螺旋状に形成されたスロープ面５２ａを有している。スロープ部５２は、その周方向における一端部から他端部にかけて、徐々に基部５１からの高さ（突出長）が大きくなるように形成されている。本実施の形態では、スロープ部５２の基部５１と反対側の端面が、スロープ面５２ａとなっている。

さらに、本実施の形態では、スロープ部５２は、回転体５の径方向に突出し、かつスロープ面５２ａに沿って形成された螺旋状のガイド突起５３を有している。本実施の形態では、スロープ部５２の基部５１と反対側の端部から径方向外方に突出するようにガイド突起５３を形成している。スロープ部５２の周方向に垂直な断面は、略Ｌ字状となっている。詳細は後述するが、このガイド突起５３は、ロッド３を突出位置から引込位置まで移動させる役割を果たすものである。なお、図示の例に限定されず、ガイド突起５３は径方向内方に突出して設けられていてもよい。

さらにまた、本実施の形態に係る充電コネクタ用ロック装置１では、スロープ部５２は、ロッド３を突出位置に保持する保持部５４を有している。本実施の形態では、保持部５４は、スロープ部５２の周方向における他端部（基部５１からの高さ（突出長）が高い方の端部）に設けられ、軸方向に対して垂直な平坦面からなる。これにより、ロッド３が充電コネクタ１０１の係合爪１０２により押し込まれた場合であっても、当該押し込む力によって回転体５が回転してしまうことが抑制され、意図せずにロッド３が押し込まれて充電コネクタ１０１のロックが解除されてしまうことを抑制可能になる。

スロープ面５２ａと保持部５４としての平坦面とは連続して形成されており、曲面により滑らかに接続されている。なお、保持部５４は軸方向に対して垂直な平坦面に限定されない。例えば、図７（ａ）に示す回転体５ａのように、保持部５４がスロープ面５２ａと逆方向に傾斜した傾斜面であってもよい。また、図７（ｂ）に示す回転体５ｂのように、ロッド３が押し込まれた際にロッド３がスロープ面５２ａ側へと移動してしまうことをより抑制すべく、スロープ面５２ａと保持部５４としての平坦面との間に、段差５４ａを設けてもよい。さらに、図７（ｃ）に示す回転体５ｃのように、スロープ面５２ａと保持部５４としての平坦面との間に突起５４ｂを設け、この突起５４ｂによりロッド３が押し込まれた際のロッド３のスロープ面５２ａ側への移動を抑制してもよい。

本実施の形態では、保持部５４のスロープ面５２ａと反対側の端部に、スロープ部５２を補強するための壁部５５を設けている。本実施の形態では、壁部５５は、ガイド突起５３と連続して形成された径方向外方に突出する突起からなり、スロープ部５２の周方向における端面（保持部５４側の端面）に沿って基部５１側に軸方向に沿って延出されている。壁部５２は、スロープ部５２の周方向における端部（保持部５４）からロッド３が落下してしまうことを抑制するストッパとしての役割も果たす。

本実施の形態では、スロープ部５２の周方向における一端部（基部５１からの高さ（突出長）が低い方の端部）にも平坦面５６を形成しており、ロッド３が引込位置にあるときに平坦面５６に位置するように構成している。スロープ面５２ａと平坦面５６とは連続して形成されており、曲面により滑らかに接続されている。平坦面５６のスロープ部５２と反対側の端部は開放されており、この開放された端部からロッド３が組み付けられるようになっている。

図１，３，４及び図６に示すように、ロッド３は、回転体５の回転に伴って回転しない非回転部材としてのハウジング２（第１ハウジング２ａ）に軸方向に移動可能に支持されている。ロッド３は、略棒状に形成されており、その長手方向が回転体５の軸方向と一致するように配置されている。ハウジング２の第１ハウジング２ａには、ロッド３を挿通する挿通孔（不図示）が形成されており、この挿通孔にロッド３を挿通させることで、回転体５の回転に伴ってロッド３が回転しないようになっている。ロッド３は、例えばガラス繊維入りＰＡ６（ナイロン６）からなる。

ロッド３の周囲の第１ハウジング２ａには、第１ハウジング２ａと充電ポート１１（車体）との間を水密にシールすると共に、ロッド３と第１ハウジング２ａ間を水密にシールするシール部材３１が設けられている。

ロッド３は、回転体５を回転させた際に、一方の端部（以下、基端部という）がスロープ面５２ａにガイドされることにより、軸方向に沿って突出位置と引込位置との間を進退移動し、突出位置に進出した際に他方の端部（以下、先端部という）で充電コネクタ１０１をロックする。本実施の形態では、ロッド３の基端部には、ガイド突起５３を周方向にスライド移動可能に保持し、回転体５の回転に伴ってロッド３を軸方向に移動させる保持溝３２が設けられている。

より具体的には、ロッド３は、棒状のロッド本体３３と、ロッド本体３３の基端部から回転体５の基部５１側に延出され、スロープ部５２を挟み込むように回転体５の径方向に対向して設けられている内壁部３４及び外壁部３５と、スロープ部５２の径方向外方に配置されている外壁部３５の基端部から径方向内方に延設された内方突起３６と、を一体に有する。ロッド本体３３の基端部と外壁部３５と内方突起３６とに囲まれた部分が上述の保持溝３２となる。

（充電コネクタ用ロック装置１の動作の説明）
図３（ａ），（ｂ）に示すように、ロッド３を引込位置とした状態においては、ロッド３はスロープ部５２の平坦面５６に位置している。この状態では、充電コネクタ１０１はロックされない。

充電コネクタ１０１のロックを行う際には、コネクタ部２ｃ及び導体４２を介してモータ４に所定時間駆動電流を供給し、モータ４を正回転させる。すると、ウォーム４１を介して回転体５が第１の回転方向（図３（ａ）の上側から見て反時計回り方向）に回転され、回転体５の回転に伴ってロッド３のロッド本体３３の基端部がスロープ面５２ａにより徐々に押し上げられる（ハウジング２から徐々に押し出される）。ロッド３が保持部５４まで移動すると、図４（ａ），（ｂ）に示す状態となり、ロッド３が突出位置に進出した状態となる。その結果、ロッド３の先端部により係合爪１０２の回動が規制され、充電コネクタ１０１が充電ポート１１に接続された状態でロックされる（図２参照）。ロッド３が突出位置に進出した状態では、ロッド３が保持部５４としての平坦面に配置された状態となるため、たとえロッド３が押し込まれたとしても回転体５が回転してしまうことがなく、意図せず充電コネクタ１０１のロックが解除されることが抑制されている。

充電コネクタ１０１のロックを解除する際には、コネクタ部２ｃ及び導体４２を介してモータ４に所定時間駆動電流を供給し、モータ４を逆回転させる。すると、ウォーム４１を介して回転体５が第１の回転方向と反対方向である第２の回転方向（図３（ａ）の上側から見て時計回り方向）に回転され、回転体５の回転に伴ってロッド３の内方突起３６がガイド突起５３の下面に干渉してロッド３が徐々に引き込まれる。ロッド３が平坦面５６まで移動すると、図３（ａ），（ｂ）に示す状態となり、ロッド３が引込位置に戻る。その結果、充電コネクタ１０１のロックが解除される。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る充電コネクタ用ロック装置１では、モータ４と、モータ４により回転される回転体５と、回転体５に回転体５の回転軸と平行な軸方向に突出するように設けられており、回転体５の周方向に沿って螺旋状に形成されたスロープ面５２ａを有するスロープ部５２と、回転体５の回転に伴って回転しない非回転部材としてのハウジング２に軸方向に移動可能に支持されており、回転体５を回転させた際に、一方の端部がスロープ面５２ａにガイドされることにより、軸方向に沿って突出位置と引込位置との間を進退移動し、突出位置に進出した際に他方の端部で充電コネクタ１０１をロックするロッド３と、を備え、スロープ部５２は、ロッド３を突出位置に保持する保持部５４を有している。

このように構成することで、ロッド３を押し込むことにより充電コネクタ１０１のロックが解除されることが抑制されるため、充電コネクタ１０１を抜き去ることが困難となり、十分な防盗性を確保することが可能になる。また、充電コネクタ用ロック装置１は、スロープ部５２を有する回転体５を用い、この回転体５の回転に伴って軸方向にロッド３を進退させる構成となっているため、部品点数が少なく構造が簡素である。つまり、本実施の形態によれば、少ない部品点数で十分な防盗性を確保可能な充電コネクタ用ロック装置１を実現できる。

また、本実施の形態では、スロープ部５２は、回転体５の径方向に突出する螺旋状のガイド突起５３を有し、ロッド３は、その一方の端部（基端部）に設けられ、ガイド突起５３を周方向にスライド移動可能に保持し、回転体５の回転に伴ってロッド３を軸方向に移動させる保持溝３２を有している。

これにより、回転体５をロック時と逆方向に回転させれば、ガイド突起５３との干渉によりロッド３を引込位置まで戻すことが可能になり、部品点数を増加させることなくロッド３を進退移動させることが可能になる。

なお、本実施の形態では、スロープ部５２にガイド突起５３を設け、ロッド３に保持溝３２を形成したが、突起と溝の関係は逆であってもよく、スロープ部５２に径方向に凹む螺旋状の溝を形成し、かつ、ロッド３に溝にスライド可能に収容される突起を形成してもよい。

また、ガイド突起５３や保持溝３２を省略することも可能である。この場合、例えば、ロッド３と第１ハウジング２ａとの間等に、ロッド３を回転体５の基部５１側に付勢する付勢部材（コイルバネなど）を設けるとよい。これにより、回転体５を第２の回転方向に回転させると付勢部材の付勢力によりロッド３がスロープ面５２ａに沿って移動し引込位置まで戻ることになる。ただし、この場合、付勢部材が別途必要となるため部品点数は増加する。換言すれば、ガイド突起５３と保持溝３２とを有する本実施の形態の構成とすることで、付勢部材を省略してさらなる部品点数の削減が可能であり、低コスト化に寄与する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…充電コネクタ用ロック装置
２…ハウジング
３…ロッド
３２…保持溝
３３…ロッド本体
３４…内壁部
３５…外壁部
３６…内方突起
４…モータ
４１…ウォーム
４２…導体
５…回転体
５１…基部
５２…スロープ部
５２ａ…スロープ面
５３…ガイド突起
５４…保持部
５５…ストッパ
５６…平坦面
１１…充電ポート
１２…充電用ソケット
１２ａ…係合突起
１０１…充電コネクタ
１０２…係合爪
１０３…レバー
１０４…操作部

Claims (6)

1. 外部充電器の充電コネクタを接続する充電ポートを有する車両に搭載され、前記充電コネクタを前記充電ポートに接続した状態でロックするための充電コネクタ用ロック装置であって、
   モータと、
   前記モータにより回転される回転体と、
   前記回転体に前記回転体の回転軸と平行な軸方向に突出するように設けられており、前記回転体の周方向に沿って螺旋状に形成されたスロープ面を有するスロープ部と、
   前記回転体の回転に伴って回転しない非回転部材に前記軸方向に移動可能に支持されており、前記回転体を回転させた際に、一方の端部が前記スロープ面にガイドされることにより、前記軸方向に沿って突出位置と引込位置との間を進退移動し、前記突出位置に進出した際に他方の端部で前記充電コネクタをロックするロッドと、を備え、
   前記スロープ部は、当該スロープ部の前記周方向における端部に設けられて前記ロッドを前記突出位置に保持する保持部を有し、かつ前記ロッドが前記保持部に配置された状態で前記ロッドが押し込まれた際に前記ロッドが前記スロープ面側へと移動してしまうことを抑制する抑制構造を有する、
   充電コネクタ用ロック装置。
2. 前記抑制構造は、前記保持部を前記軸方向に対して前記スロープ面と逆方向に傾斜した傾斜面とした構造である、
   請求項１に記載の充電コネクタ用ロック装置。
3. 前記抑制構造は、前記保持部と前記スロープ面との間に段差を設けた構造である、
   請求項１に記載の充電コネクタ用ロック装置。
4. 前記抑制構造は、前記保持部と前記スロープ面との間に突起を設けた構造である、
   請求項１に記載の充電コネクタ用ロック装置。
5. 前記モータの回転軸に一体に設けられ、螺旋状の歯部を有するウォームを備え、
   前記回転体の外周には、前記ウォームの前記歯部に歯合するギア溝が形成されている、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の充電コネクタ用ロック装置。
6. 外部充電器の充電コネクタを接続する充電ポートを有する車両に搭載され、前記充電コネクタを前記充電ポートに接続した状態でロックするための充電コネクタ用ロック装置であって、
   モータと、
   前記モータにより回転される回転体と、
   前記回転体に前記回転体の回転軸と平行な軸方向に突出するように設けられており、前記回転体の周方向に沿って螺旋状に形成されたスロープ面を有するスロープ部と、
   前記回転体の回転に伴って回転しない非回転部材に前記軸方向に移動可能に支持されており、前記回転体を回転させた際に、一方の端部が前記スロープ面にガイドされることにより、前記軸方向に沿って突出位置と引込位置との間を進退移動し、前記突出位置に進出した際に他方の端部で前記充電コネクタをロックするロッドと、を備え、
   前記スロープ部は、前記ロッドを前記突出位置に保持する保持部と、前記回転体の径方向に突出する螺旋状のガイド突起と、を有し、
   前記ロッドは、棒状のロッド本体と、前記ロッド本体の基端部から前記回転体の基部側に延出され、前記スロープ部の径方向外方に配置されている外壁部と、前記外部壁の基端部から径方向内方に延設された内方突起と、を一体に有し、前記ロッド本体の基端部と前記外壁部と前記内方突起とに囲まれた部分としての保持溝を有し、
   前記保持溝は、前記ガイド突起を周方向にスライド移動可能に保持し、前記回転体の回転に伴って前記ロッドを軸方向に移動させる、
   充電コネクタ用ロック装置。
   

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