JP6950256B2 - 充電ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、充電ケーブルに関するものである。

ガラス封止体で封止されたサーミスタ素子と、２個のリード線貫通孔を有するセラミック体とが一体となり、ガラス封止体からリード線貫通孔を通して引き出された２本のリード線の双方を、リード線貫通孔の最奥部まで保護チューブで被覆したサーミスタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

実開平０５−７９９０２号公報

特許文献１に記載のサーミスタでは、経時劣化によって保護チューブ（以下、絶縁性の被覆体という）に欠損が生じた場合には、リード線貫通孔に進入した水分を通して２本のリード線の間で通電し、リード線に電気腐食が発生する。

本発明が解決しようとする課題は、リード線を被覆する絶縁性の被覆体に経時劣化により欠損が生じた場合でも、リード線の電気腐食の進行を抑制できる充電ケーブルを提供することである。

本発明は、絶縁性の被覆体により、マイナス極側のリード線のモールド樹脂に封入された中間部分を被覆する一方、プラス極側のリード線のモールド樹脂に封入された中間部分は、絶縁材により被覆しないことによって、上記課題を解決する。

本発明によれば、リード線を被覆する絶縁性の被覆体に経時劣化により欠損が生じた場合でも、リード線の電気腐食の進行を抑制できる。

本発明の一実施形態に係るサーミスタを備える充電ケーブルを示す図である。 図１の充電ケーブルの電源プラグの概略を示す断面図である。 図２のサーミスタを示す断面図である。 第１の比較例に係るサーミスタを示す断面図である。 第１の比較例に係るサーミスタにおける作用を説明するための拡大断面図である。 第２の比較例に係るサーミスタを示す断面図である。 第２の比較例に係るサーミスタにおける作用を説明するための拡大断面図である。 第３の比較例に係るサーミスタを示す断面図である。 第３の比較例に係るサーミスタにおける作用を説明するための拡大断面図である。 本実施形態に係るサーミスタにおける作用を説明するための断面図である。 本実施形態に係るサーミスタにおける作用を説明するための拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るサーミスタ１００（図３参照）を備える充電ケーブル１を示す図である。この図に示すように、充電ケーブル１は、走行用バッテリーを搭載する電気自動車やハイブリッド自動車等の車両Ｖを建屋Ｈの電源で充電する際に使用される。

充電ケーブル１は、電源プラグ１１と、電源側ケーブル１２と、コントロールユニット１３と、車両側ケーブル１４と、充電コネクタ１５とを備える。電源プラグ１１は、建屋Ｈの室外に設置された外部充電アウトレットＯに接続される。電源側ケーブル１２は、電源プラグ１１とコントロールユニット１３とを接続する。コントロールユニット１３は、充電器接続確認機能、漏電遮断機能、出力電流制限機能、自己診断機能等の諸機能を備える。車両側ケーブル１４は、コントロールユニット１３と充電コネクタ１５とを接続する。充電コネクタ１５は、車両Ｖの充電ポートに接続される。なお、充電ケーブル１がコントロールユニット１３を備えることは必須ではない。

図２は、図１の充電ケーブル１の電源プラグ１１の概略を示す断面図である。この図に示すように、電源プラグ１１は、栓刃１１１と、プラグボディ１１２と、モールド樹脂１１３と、熱収縮チューブ１１４と、配線１１５と、サーミスタ１００とを備える。栓刃１１１は、プラグボディ１１２の先端面から突出しており、外部充電アウトレットＯに挿し込まれる。プラグボディ１１２は、絶縁性材料で構成されており、栓刃１１１を保持する。このプラグボディ１１２の背面側（後端側）には、孔１１２Ａが形成されており、この孔１１２Ａにサーミスタ１００が配置されている。

配線１１５は、サーミスタ１００の端子と電源側ケーブル１２とを接続している。熱収縮チューブ１１４は、サーミスタ１００の端子と電源側ケーブル１２との接続部を被覆している。モールド樹脂１１３は、絶縁性の樹脂材料で構成されており、配線１１５、熱収縮チューブ１１４、およびサーミスタ１００が封入されている。ここで、モールド樹脂１１３は、プラグボディ１１２の孔１１２Ａ内に充填されていることにより、サーミスタ１００を封止している。

ここで、プラグボディ１１２とモールド樹脂１１３との密着性の如何によっては、プラグボディ１１２とモールド樹脂１１３との境界からプラグボディ１１２の孔１１２Ａに水が侵入する可能性がある。あるいは、モールド樹脂１１３と電源側ケーブル１２や配線１１５との密着性の如何によっては、モールド樹脂１１３と電源側ケーブル１２、配線１１５との境界からプラグボディ１１２の孔１１２Ａに水が侵入する可能性がある。プラグボディ１１２の孔１１２Ａには、サーミスタ１００が配置されているので、孔１１２Ａに水が侵入した場合には、サーミスタ１００の周囲で保水され、サーミスタ１００のプラス極側のリード線１０２（図３参照）に電気腐食が生じる可能性がある。特に、本実施形態の充電ケーブル１は、屋外で使用されるので、電源プラグ１１が雨水に曝される場合もある。そこで、本実施形態に係るサーミスタ１００は、プラス極側のリード線１０２に発生する電気腐食の進行を抑制できる構成を備えている。以下、サーミスタ１００の構成について説明する。

図３は、サーミスタ１００を示す断面図である。この図に示すように、サーミスタ１００は、サーミスタ素子１０１と、リード線１０２、１０３と、ガラス封止体１０４と、モールド樹脂１０５と、絶縁チューブ１０６とを備える。サーミスタ素子１０１は、栓刃１１１を通して充電系統の温度を検知するセンサである。ここで、外部充電アウトレットＯと電源プラグ１１との間に異物等が挟まった状態等の外部充電アウトレットＯと電源プラグ１１との間の接触抵抗が大きい状態で、充電が実施された場合には、充電系統に異常な発熱が生じる可能性がある。サーミスタ素子１０１は、充電系統に生じた異常な発熱を検知する。

リード線１０２は、サーミスタ素子１０１に接続されたプラス極側のリード線である。リード線１０３は、サーミスタ素子１０１に接続されたマイナス極側のリード線である。リード線１０２、１０３は、相互に平行に配線されている。

ガラス封止体１０４には、サーミスタ素子１０１の全体とリード線１０２、１０３の一端部とが封入されている。モールド樹脂１０５は、絶縁性の樹脂材料で構成されている。このモールド樹脂１０５には、ガラス封止体１０４の全体とプラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａとマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとが封入されている。リード線１０２、１０３の他端部は、モールド樹脂１０５から引き出されている。

ここで、絶縁チューブ１０６は、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａの全体を被覆している。このマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａは、ガラス封止体１０４から引き出されモールド樹脂１０５に封入されている部分である。なお、絶縁チューブ１０６は、マイナス極側のリード線１０３におけるモールド樹脂１０５から引き出された部分の一部も被覆している。

それに対して、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａの全体は、絶縁チューブ等の絶縁性の被覆材によって被覆されていない状態で、モールド樹脂１０５に封入されている。

図４は、第１の比較例に係るサーミスタ２００を示す断面図である。この図に示すように、第１の比較例に係るサーミスタ２００では、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａの全体が絶縁性の被覆材によって被覆されていない状態で、モールド樹脂１０５に封入されているのに加えて、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａの全体が絶縁性の被覆材によって被覆されていない状態で、モールド樹脂１０５に封入されている。

ここで、モールド樹脂１０５とリード線１０２の中間部分１０２Ａとの密着性の如何によっては、モールド樹脂１０５とリード線１０２の中間部分１０２Ａとの間において毛細管現象により水が広がる。同様に、モールド樹脂１０５とリード線１０３の中間部分１０３Ａとの密着性の如何によっては、モールド樹脂１０５とリード線１０３の中間部分１０３Ａとの間において毛細管現象により水が広がる。さらに、モールド樹脂１０５とガラス封止体１０４との密着性の如何によっては、モールド樹脂１０５とガラス封止体１０４との間においても毛細管現象により水が広がる。これにより、モールド樹脂１０５内における、ガラス封止体１０４の周囲とプラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａの全域とマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａの全域とにおいて、保水される。

図５は、第１の比較例に係るサーミスタ２００における作用を説明するための拡大断面図である。この図には、第１の比較例に係るサーミスタ２００において、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａとマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとの間に、モールド樹脂１０５に対するガラス封止体１０４および中間部分１０２Ａ、１０３Ａの密着性が低い箇所が存在し、当該箇所において保水されている状態を示している。かかる状態のサーミスタ２００では、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａとマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとの間で水分を通して通電する。それにより、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａから銅イオンが流出し、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａに銅イオンが付着することで、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａに電気腐食が発生する。ここで、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａとマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとが絶縁材で被覆されていないことにより、上記の密着性が低い箇所において水が付着した直後から、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａに電気腐食が発生する。そのため、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａが断線に至るまでの時間が、本実施形態に係るサーミスタ１００と比較して短くなる。また、サーミスタ２００のマイナス極とプラス極とが短絡することにより、サーミスタ２００の温度検知が出来なくなる可能性がある。

図６は、第２の比較例に係るサーミスタ３００を示す断面図である。この図に示すように、第２の比較例に係るサーミスタ３００では、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａの全体が絶縁チューブ１０６によって被覆されている状態で、モールド樹脂１０５に封入され、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａの全体が絶縁チューブ１０６によって被覆されている状態で、モールド樹脂１０５に封入されている。

図７は、第２の比較例に係るサーミスタ３００における作用を説明するための拡大断面図である。第２の比較例に係るサーミスタ３００では、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａの全体とマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとの全体とが絶縁チューブ１０６によって被覆されているので、初期状態ではプラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａとマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとの間で通電しない。しかしながら、図７に示すように、絶縁チューブ１０６に経年劣化による剥がれが生じた場合には、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａとマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとの間で通電し、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａから銅イオンが流出し、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａに銅イオンが付着することで、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａに電気腐食が発生する。

ここで、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａにおける絶縁チューブ１０６から露出し水分が付着する範囲が、本実施形態に係るサーミスタ１００と比較して狭い。このプラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａにおける狭い範囲に、電気腐食が集中するので、本実施形態に係るサーミスタ１００と比較して、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａに断線が生じ易くなる。

図８は、第３の比較例に係るサーミスタ４００を示す断面図である。この図に示すように、第３の比較例に係るサーミスタ４００では、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａの全体が絶縁チューブ１０６によって被覆されている状態で、モールド樹脂１０５に封入されているのに対して、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａの全体が絶縁材によって被覆されていない状態で、モールド樹脂１０５に封入されている。

図９は、第３の比較例に係るサーミスタ４００における作用を説明するための拡大断面図である。第３の比較例に係るサーミスタ４００では、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａの全体が絶縁チューブ１０６によって被覆されているので、初期状態ではプラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａとマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとの間で通電しない。しかしながら、図９に示すように、絶縁チューブ１０６に経年劣化による剥がれが生じた場合には、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａとマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとの間で通電する。それにより、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａから銅イオンが流出し、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａに銅イオンが付着することで、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａに電気腐食が発生する。

ここで、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａにおける絶縁チューブ１０６から露出し水分が付着する範囲が、本実施形態に係るサーミスタ１００と比較して広い。このため、本実施形態に係るサーミスタ１００と比較して、プラス極側のリード線１０２の電気腐食反応が促進され、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａに断線が生じ易くなる。

図１０は、本実施形態に係るサーミスタ１００における作用を説明するための断面図である。この図に示すように、本実施形態に係るサーミスタ１００では、上述の第１〜第３の比較例に係るサーミスタ２００、３００、４００と同様に、モールド樹脂１０５とリード線１０２の中間部分１０２Ａとの密着性の如何によっては、モールド樹脂１０５とリード線１０２の中間部分１０２Ａとの間において毛細管現象により水が広がる。同様に、モールド樹脂１０５とリード線１０３の中間部分１０３Ａとの密着性の如何によっては、モールド樹脂１０５とリード線１０３の中間部分１０３Ａとの間において毛細管現象により水が広がる。さらに、モールド樹脂１０５とガラス封止体１０４との密着性の如何によっては、モールド樹脂１０５とガラス封止体１０４との間においても毛細管現象により水が広がる。これにより、モールド樹脂１０５内における、ガラス封止体１０４の周囲とプラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａの全域とマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａの全域とにおいて、保水される。

図１１は、本実施形態に係るサーミスタ１００における作用を説明するための拡大断面図である。本実施形態に係るサーミスタ１００では、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａの全体が絶縁チューブ１０６によって被覆されているので、初期状態ではプラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａとマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとの間で通電しない。しかしながら、図１１に示すように、絶縁チューブ１０６に経年劣化による剥がれが生じた場合には、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａとマイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａとの間で通電する。それにより、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａから銅イオンが流出し、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａに銅イオンが付着することで、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａに電気腐食が発生する。

ここで、マイナス極側のリード線１０３の中間部分１０３Ａにおける絶縁チューブ１０６から露出し水分が付着する範囲が、第１及び第３の比較例に係るサーミスタ２００、４００と比較して狭い。このため、第１及び第３の比較例に係るサーミスタ２００、４００と比較して、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａの電気腐食反応が抑制される。それに加えて、第２及び第３の比較例に係るサーミスタ３００、４００と比較して、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａにおける絶縁チューブ１０６から露出し水分が付着する範囲が広い。このため、このプラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａにおける広い範囲に、電気腐食反応が分散されるので、第２及び第３の比較例に係るサーミスタ３００、４００と比較して、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａからの銅イオンの単位長さ当りの流出量を低減できる。従って、本実施形態に係るサーミスタ１００によれば、第１〜第３の比較例に係るサーミスタ２００、３００、４００と比較して、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａに局所的に生じる電気腐食の進行を抑制でき、プラス極側のリード線１０２の断線が生じ難いようにすることができる。

特に、本実施形態に係るサーミスタ１００は、屋外で使用される充電ケーブル１の電源プラグ１１に内蔵されることから、電源プラグ１１やサーミスタ１００の防水構造の経時劣化の進行が速くなる可能性があるので、プラス極側のリード線１０２の中間部分１０２Ａに局所的に生じる電気腐食の進行を抑制できることの効果は大きい。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述の実施形態では、サーミスタ１００を充電ケーブル１の電源プラグ１１に設けたが、充電ケーブル１の充電コネクタ１５に設けてもよい。また、サーミスタ１００を他の機器に設けてもよい。

１ 充電ケーブル
１１ 電源プラグ
１００ サーミスタ
１０１ サーミスタ素子
１０２ リード線
１０２Ａ 中間部分
１０３ リード線
１０３Ａ 中間部分
１０４ ガラス封止体
１０５ モールド樹脂
１０６ 絶縁チューブ

Claims (1)

1. サーミスタと、
   前記サーミスタが内蔵された電源プラグと、
   前記サーミスタの端子を接続するプラス極側の入力部及びマイナス極側の入力部を備えるコントロールユニットと、を備える充電ケーブルであって、
   前記サーミスタは、
   サーミスタ素子と、
   一端が前記サーミスタ素子に、他端が前記コントロールユニットの前記プラス極側の入力部に接続されたプラス極側のリード線と、
   一端が前記サーミスタ素子に、他端が前記コントロールユニットの前記マイナス極側の入力部に接続されたマイナス極側のリード線と、
   前記サーミスタ素子と前記プラス極側のリード線の一部と前記マイナス極側のリード線の一部とが封入されたガラス封止体と、
   前記ガラス封止体と前記プラス極側のリード線の中間部分と前記マイナス極側のリード線の中間部分とが封入された絶縁性のモールド樹脂と、
   前記マイナス極側のリード線の前記モールド樹脂に封入された前記中間部分を被覆する絶縁性の被覆体と、を備え、
   前記プラス極側のリード線の前記モールド樹脂に封入された前記中間部分は、絶縁材により被覆されていないサーミスタである、充電ケーブル。

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