JP7012829B2 - プラグイン方向に可動なロック要素を有するプラグソケット - Google Patents

Description

本発明は、プラグソケット、特に、充電プラグを備えた電動自動車を充電するための充電ソケットであって、充電プラグの少なくとも一部を受け入れるためにプラグイン方向に開いており、プラグイン方向に位置する挿入開口部で終端する凹部と、充電プラグのラッチ要素を係止するためにプラグイン方向に作用するアンダカットと、プラグイン位置からブロック位置へ可動なロック要素であって、ブロック位置において凹部に位置し、プラグイン方向を横切るアンダカットに重なるロック要素とを有する、プラグソケットに関する。

この種のプラグソケットが公知であり、例えば、電動自動車を充電するために使用されている。ロック要素を用いて、充電プラグとプラグソケットとの係止がブロックされる。このブロック状態を解放しないと、充電プラグを充電ソケットから引き出すことができない。

充電プラグ側のラッチ要素は、例えば、フック状であり、係止構成として構成されるアンダカットに嵌め込まれて、プラグソケットと充電プラグとを互いに係止することができる。ロック要素がブロック位置でアンダカットに重なると、充電プラグのラッチ要素はブロックされ、アンダカットから出ることができなくなる。これに対して、アンダカットへのラッチ要素の係合は、プラグイン位置で可能であるとされている。

本発明の課題は、上記の特徴を有するプラグソケットを改良することである。

この課題は、ブロック位置がプラグイン位置からプラグイン方向へ離間し、ロック要素が、プラグイン位置よりもブロック位置において挿入開口部の近くに位置するという点で、上記プラグソケットに関する本発明により解決される。

したがって、ロック要素は、プラグイン位置からブロック位置へ挿入開口部に向かってプラグイン方向に動く。これにより、ロック要素がプラグイン位置からブロック位置へプラグイン方向を横切って動く公知の解決策と比較して、いくつかの利点が得られる。一方で、プラグソケットの高さが低く、これは多くの取付け状況において重要である。他方で、ロック要素の運動の方向が、プラグソケットに対する充電プラグの運動に一致する。プラグを挿入するときに、充電プラグの挿入運動がロック要素に直接作用する。したがって、プラグイン方向に垂直に可動であり、進入傾斜路を介して、したがって、制御が困難な摩擦によって押しのけなければならないロック要素の場合よりも、プラグ力をより容易に制御することができる。

本発明による構成のさらなる利点は、係止されたラッチ要素の場合、ロック要素のブロック動作がロック要素の運動の方向に垂直に行われることである。したがって、最大の力でも、ロック要素を押しのけることができない。ロック要素がアンダカットとの重なりから出てブロック状態を解放しなければ、ロック要素を破壊しない限り充電プラグを取り外すことはできない。

互いに独立し、各々単独で考慮される以下の有利な構成により、本発明をさらに改良することができる。

第１の構成によれば、プラグイン位置および／またはプラグイン位置とブロック位置との間に位置するロック要素の中間位置に、挿入開口部に向かってロック要素上に向けて加えられる排出力を生じさせる駆動部材を設けることができる。この構成は、充電プラグがまだ完全に係止されていない、または完全に係止されなくなった場合、すなわちラッチ要素がアンダカットに位置していない場合に、ロック要素がエジェクタとしても機能するという利点を有する。これにより、プラグは完全に係止されていなければ排出されるため、ユーザは特に位置異常から保護される。これは、プラグイン方向を横切って可動なロック要素を有するプラグソケットとは対照的である。このようなロック要素の場合には、そのような排出は行われず、ロック要素の運動を監視して不完全な係止を検出しなければならない。

駆動部材は、機械アクチュエータ、電気アクチュエータ、電磁アクチュエータ、および／または磁気アクチュエータ、例えばエンジン、機械ばね、油圧ばね、空気ばね、電磁石などであってよい。駆動部材はさらに、レバーまたはノブなどの手動デバイスであってもよい。これらの変形例の組合せも可能である。駆動部材の駆動運動は、並進運動および／または回転運動であってよい。

さらに有利な構成によれば、駆動部材を、偏向デバイスを介してロック要素に接続することができる。偏向デバイスは、駆動部材の駆動運動を偏向させる。したがって、駆動部材側における偏向デバイスの運動は、プラグイン位置からブロック位置へのロック要素の運動とは異なる方向であってよい。偏向デバイスの運動の方向およびロック要素の運動の方向は、特に互いに垂直であってよい。偏向デバイスにより、駆動部材をプラグソケットにほとんどいずれの位置でも取り付けることができる。

特に自動車産業において充電ソケットとして使用されるプラグソケットは、取付け方向に関しても、ユーザがプラグを常に同じ向きで差し込むように標準化されている。偏向デバイスにより、駆動部材を、例えばプラグソケットに対して横方向に取り付けて、通常は上方に限定される取付け空間を増加させないようにすることができる。

偏向デバイスは、少なくともロック要素から駆動部材に向かう方向で自己抑制型であり、ロック要素に作用する力が偏向デバイスにおいて吸収され、駆動部材に伝わらないようにすることができる。

上記の構成および／またはこの後の構成の１つにおける偏向デバイスは、駆動部材により直線状に動くロック要素を駆動部材と共に有するプラグソケット用ロックモジュールの一部であってもよい。そのようなロックモジュールは、既存のプラグソケットを改良または修理するために自動的に取り扱われ得る構造部品であってよい。

偏向デバイスは、特にスロット付ガイドを有することができる。特に射出成型部品の場合、スロット付ガイドを容易に製造することができる。

ロック要素の運動に必要な駆動力を最小限に維持するために、さらに有利な構成によるスロット付ガイドは、スロット内に案内される少なくとも１つの回転可能なローラを有することができる。ローラが回転可能であることにより、偏向デバイスの摩擦が低減する。ローラを、特にロック要素側に配置することができ、すなわち、ロック要素に直接取り付けることができる。スロットを、駆動部材に関連するスロット付ガイドの側に配置することができる。スロットをスリット状または溝状に構成することができる。

運動トルクおよび支持トルクを正確に案内するために、少なくとも２つのスロット付ガイドを設けることが好ましい。特に、いずれにしても、２つのスロットのそれぞれにローラが存在してもよい。少なくとも２つのスロット付ガイドは、運動の方向を横切って互いに離間することができる。例えば、２つのスロット付ガイドは、プラグイン位置からブロック位置へ、ロック要素の運動の方向を横切って互いに離間することができる。スロット付ガイドは、出力側、ここではロック要素に対称に配置されることが好ましい。

スロット付ガイドを、プラグソケットにおいて直線状に案内されるスライダに形成してもよい。

スロット付ガイド、スロット、ローラ、ロック要素、および／またはスライダを各々、射出成型部品として、またはさらなる製造方法により、プラスチック材料から製造することができる。

勿論、例えばロッドまたはカム駆動の形の、スロットに代わる偏向デバイスの他の構成が可能である。偏向デバイスを介在させずに、ロック要素を駆動部材によって直接駆動してもよい。

スライダは、プラグイン方向を横切って、特にブロック位置からプラグイン位置へのロック要素の運動の方向を横切って案内されることが好ましい。スライダの運動の方向は、例えば、プラグソケットのプラグ面に平行であってよい。

ブロック位置において、ロック要素は、好ましくは、アンダカットと、プラグイン方向を横切るアンダカットとは反対側の凹部の壁との間で凹部に位置する。このようにして、前述したように、充電プラグのラッチ要素を係止状態でブロックすることができる。ロック要素とアンダカットとの距離は、充電プラグ、特にラッチ要素の幾何形状によって規定される。

ロック要素自体を、プラグイン方向に可動に、かつプラグイン方向を横切ってフォームフィットするように、プラグソケットに保持することができる。特に、ロック要素のフォームフィットによる案内は、ロック要素の運動の方向で、挿入開口部に向かう方向に離れてアンダカットまで、かつ／またはアンダカットを越えて延びることができる。フォームフィットによる案内により、ロック要素はその運動の方向を横切って支持され、ラッチ要素のブロックされた係止を力によって解放しようとしても、ロック要素が大きい力を吸収することができるようにもなっている。

ロック要素をラム（ｒａｍ）として形成することが好ましく、すなわち実質的にピン状に構成することができる。フォームフィットによる案内を可能にするために、ロック要素の断面が非円形であることが好ましい。

さらに有利な構成によれば、ロック要素は、挿入開口部とは反対側の凹部の底部に交差することができる。底部とロック要素との間に封止カラーを配置することができる。

以下で、添付図面を参照しながら、本発明について、実施形態を用いて例として説明する。図中、機能および／または構造が互いに対応する要素については同一の参照符号を使用する。

例示的な実施形態の特徴の組合せは、理解のためのものに過ぎない。上記実施形態に従って、特徴の技術的効果が特定の適用の場合に重要でなければ、その特徴を省略することができる。逆に、追加の特徴の技術的効果が特定の適用に必要であれば、記載される特徴の組合せを上記の少なくとも１つの追加の特徴によって補うことができる。

本発明によるプラグソケットの構成の概略斜視図である。 図１のプラグソケットの概略正面図である。 プラグイン位置における、図１のプラグソケットの偏向デバイスの構成の概略斜視図である。 ブロック位置における、図３の偏向デバイスの概略斜視図である。 偏向デバイスを含む、プラグソケットのロックモジュールの概略斜視図である。 図５のロックモジュールの偏向デバイスの概略分解図である。 充電プラグ側のラッチ要素のブロックされた係止を、プラグソケットと共に示す概略斜視断面図である。 充電プラグ側のラッチ要素とプラグソケットとの、ブロックされず解放された係止の概略斜視断面図である。 充電プラグの排出中のプラグソケットの概略斜視断面図である。

最初に、図１および図２を参照して、本発明によるプラグソケット１の構造について例として説明する。

プラグソケット１は、例えば、相補的な充電プラグ（図示せず）を有する電気車両を充電するための充電ソケットである。プラグソケット１は、エネルギー伝達およびデータ伝送のためのコンタクト４を持つプラグ面２を有する。

プラグソケット１は、充電プラグの一部を受け入れる凹部６をさらに有する。凹部６は、コンタクト４と同様に、例えばプラグイン方向８に開く。凹部６は、充電プラグを凹部６に差し込む挿入開口部１０でプラグイン方向８に終端する。プラグイン方向８において挿入開口部１０とは反対側の凹部６の端部に、底部１２を配置することができる。

凹部６を、コンタクト４を有するプラグソケット１の領域１５から壁１４によって分離することができる。そのような場合、凹部６は、単に、充電プラグ側のラッチ要素（図１および図２には示さず）を受け入れて係止するように機能する。業界標準により特定されている充電ソケットの向きで、凹部６を、特にコンタクトを有するプラグソケット領域１５の上方に位置させることができる。

充電プラグを係止するために、凹部６は、プラグイン方向８に作用するアンダカット１６を有する。アンダカット１６は、プラグイン方向８を横切って延びる凹部６の窪みである。アンダカット１６は、アンダカット１６と挿入開口部１０との間に位置する、必ずしも中実ではないブロック本体１８によって形成される。アンダカット１６を、例えば、コンタクト４と凹部６との間に配置することができる。ブロック本体１８は、プラグイン方向８を横切って延びる１つのリブから形成されていれば十分である。

充電プラグを係止するために、ラッチフックまたは異なるラッチ突起が、アンダカット１６内に係止される。ラッチフックを係止位置にブロックするために、プラグイン方向８に可動なロック要素２０を設けることができる。ロック要素２０を、ピン状またはラム（ｒａｍ）状に構成することができる。ロック要素２０は底部１２を貫通する。封止カラー２２を底部１２とロック要素２０との間に設けることができる。

図１および図２において、ロック要素２０は、アンダカット１６との重なりからプラグイン方向８に沿って動くプラグイン位置で示される。

ロック要素２０をプラグイン方向８に沿って直線状に動かすために、特に囲まれた駆動部材２６を設けることができ、これは、単に例として、電動アクチュエータとして図１および図２に示される。駆動部材２６およびロック要素２０は、一体に取り扱うことのできるプラグソケット１のアセンブリであり得るロックモジュール２８の一部であってよい。ロックモジュール２８を、例えば、異なる構成の駆動部材２６、あるいは他の位置に配置された、または異なるプラグソケットもしくは異なる位置に取り付けられた駆動部材２６を有する他のモジュールと交換してもよい。標準に従って常に図示した向きで使用される図１および図２のプラグソケットの場合、駆動部材２６は、例えば、プラグ面２を囲むハウジング３０の側に位置する。これにより、特に小型の設計が可能になる。

図３および図４は、ロック要素２０が偏向デバイス３２によりプラグイン方向８へ動く様子を示す。偏向デバイス３２は、駆動部材２６とロック要素２０との間に位置する。偏向デバイス３２の駆動側３４で、駆動部材２６により、例えば、ロック要素２０の運動の方向３８、ここではプラグイン方向８とは異なる方向３６への直線運動が生じる。図示した例示的な実施形態において、方向３６、３８は互いに少なくとも略垂直である。

駆動運動の方向３６を偏向させるために、偏向デバイス３２は、少なくとも１つ、好ましくは２つのスロット付ガイド４０を有する。

プラグソケットまたはロックモジュール２８において直線状に案内されるスライダ４４に、スロット４２が形成される。スロット付ガイドのスロット４２は、例えば、駆動運動の方向３６およびロック要素２０の運動の方向３８の両方に対して傾斜したスリットまたは溝である。傾斜の度合により、駆動運動とロック要素の運動との並進比が決まる。図３および図４は、単に例として、スロットが４５°傾斜した直線状スリットであり得ることを示す。勿論、湾曲したスロット付進行部も可能である。

ローラ４６がスロット４２内を進む。図３および図４は、スロット４２を有するスライダが駆動部材２６に接続され、スロット４２で案内されるローラがロック要素２０に接続されることを示す。この関係を逆にしてもよく、すなわち、スライダ４４がロックモジュール２８に接続され、ローラ４６が駆動部材に接続されてもよい。しかしながら、この場合、図示した配置よりも、ロック要素２０の運動の方向３８の必要な構成体積が大きくなる。

図示した構成において、運動の方向３８を横切って互いに離間した２つのスロット付ガイド４０が設けられ、ロック要素２０に作用するトルクを支えることができるようになっている。加えて、ロック要素２０に対称に配置された、図示した２つのスロット付ガイド４０により、ロック要素２０の運動をトルクなしで生じさせることができる。これにより、ロック要素２０が食い込む危険が低減する。

プラグソケット１またはロックモジュール２８において、ロック要素２０は、運動の方向３８に可動に、かつ運動の方向３８を横切ってフォームフィットするように保持される。フォームフィットはガイド４８によって実現される。フォームフィットにより、運動の方向３８を横切ってロック要素２０に作用する力、したがって、偏向デバイス３２に伝わらない力を吸収する。

図３は、プラグイン位置２４にあるロック要素２０を示す。プラグイン位置２４で、ロック要素２０は、挿入開口部１０から離れた、その運動の終点に位置する。

ロック要素２０を運動の方向３８でブロック位置５０へ動かすために、プラグイン方向８を少なくとも部分的に横切るアンダカット１６に重なるまで、ロック要素２０を挿入開口部１０の方向で凹部６に入れる。ブロック位置５０は図４に示される。ブロック位置５０は、挿入開口部１０に位置するロック要素２０の運動の終点を示す。

図３によるプラグイン位置２４で、スライダ４４は、駆動部材２６（図示せず）により方向３６に動かされて、ブロック位置５０に到達する。ローラ４６は、この運動によりスロット４２に沿って動く。ロック要素２０の方向３８のみへの運動を可能にするガイド４８により、ローラ４６とスロット４２との相対運動が、プラグイン方向８へのロック要素の運動を生じさせる。

ロック要素を図４に示すブロック位置５０からプラグイン位置２４へ戻すために、スライダ４４の運動を逆転させる。

駆動力を一方向にしか加えることのできない駆動部材２６を使用する場合、図示したようにスライダ４４に作用し得る復元ばね５２の使用が推奨される。駆動部材２６がそれ自体で往復運動を生じさせることができる場合には、復元ばね５２を省略してもよい。

図３および図４に関し、スロット４２は連続した底部を有する必要はなく、さらには底部が全くなくてもよいことに言及しなければならない。例えば、ローラがロック要素２０に閉じ込められて保持される場合には、スロット４２は両側に完全に開いていてもよい。これに対して、ローラ４６が装着されているだけである場合、ローラ４６を閉じ込めて保持するために、例えばスロットに沿って延びることのできるバー５４により少なくとも部分的に閉鎖することが推奨される。

図５は、プラグイン位置２４における、プラグソケット１のないロックモジュール２８を示す。この構成では、ロックモジュール２８をプラグソケット１に固定することができる。偏向デバイス３２の要素が、再び図６に分解図で示される。要素の構造および機能に関しては、図３および図４の説明を参照されたい。

図６で、ロック要素２０の運動の方向３８を横切って延びるベース５６からロック要素２０が突出していることが認められる。また、ベース５６は、ローラ４６を装着する軸５８を形成する。

偏向デバイス３２は、ロックモジュールのハウジング６０に受け入れられる。ハウジング６０は、カバー６２により封止され、開口部６４を有し、この開口部６４を通って偏向デバイス３２の駆動側３４が突出することができる。図５に示す駆動部材２６を、開口部６４の側に取り付けることができる。偏向デバイス３２の駆動側３４は、開口部６４を通って駆動部材２６内へ延びることができる。場合により、駆動部材２６の一部が開口部６４を通ってハウジング６０内へ延びていてもよい。

以下で、図７～図９を参照しながら、ロック要素２０の機能について説明する。

図７で、充電プラグ（図示せず）のラッチ要素６６がアンダカット１６に係止されている。ロック要素２０は、アンダカット１６に部分的に重なるブロック位置、すなわち、アンダカット１６上に位置している。ラッチ要素６６が係止されると、ロック要素２０は、さらにラッチ要素６６の上方または係止されたラッチ要素６６と凹部６の壁６８との間に位置して、ラッチ要素６６がアンダカット１６から出る運動をブロックする。アンダカット１６から離れた側で、ロック要素２０は凹部６の壁６８に支持される。ガイド４８を壁６８によって形成することができる。したがって、アンダカット１６から出る向きでありロック要素２０の運動の方向３８を横切る向きの偏向力７０は、ロック要素２０を介してプラグソケット１に直接、またはプラグソケット１のハウジング３０に加わる。壁６８は、ロック要素２０のガイド４８を形成することができる。

図８は、プラグイン位置２４にあるロック要素２０を示す。ラッチ要素６６は、アンダカット１６から出たところであるか、またはアンダカット１６に嵌まりつつある。ラッチ要素６６はまだブロック本体１８上に位置している。ロック要素２０は、ラッチ要素６６のために凹部６を解放する。

あるいは、ロック要素２０は、例えば、復元ばね５２（図３）の作用により、ラッチ要素６６の前側７２にあってもよい。

しかしながら、図示した実施形態において、ロック要素２０は、駆動部材２６（図１）を作動させた後にのみ、ブロック位置５０の方向でプラグイン位置２４から押し出される。このロック要素２０のプロセスで、ラッチ要素６６が図７に示す係止位置にある場合、ロック要素２０は単にラッチ要素６６上を進み、係止位置をブロックする。これに対して、ラッチ要素６６が完全に係止されず、図８に示すように、充電プラグがプラグソケット１に不完全に挿入されることによって、ラッチ要素６６がまだブロック本体１８上にある場合には、ラッチ要素６６、したがって充電プラグが、プラグイン位置２４とブロック位置５０との間のロック要素２０のプロセスによって、プラグソケット１から押し出される。

図９に示す、プラグイン位置２４とブロック位置５０との間のロック要素２０の中間位置７４において、プラグイン方向８に作用する排出力７６が駆動部材２６によって生じる。

したがって、ロック要素２０は、プラグソケット１において充電プラグの係止をブロックするように機能するだけでなく、係止の解放後、および／または不完全な係止の場合に充電プラグを排出するように機能する。

１ プラグソケット
２ プラグ面
４ コンタクト
６ 凹部
８ プラグイン方向
１０ 挿入開口部
１２ 底部
１４ 壁
１５ コンタクトを有するプラグソケットの領域
１６ アンダカット
１８ ブロック本体
２０ ロック要素
２２ 封止カラー
２４ プラグイン位置
２６ 駆動部材
２８ ロックモジュール
３０ ハウジング
３２ 偏向デバイス
３４ 偏向デバイスの駆動側
３６ 駆動運動の方向
３８ ロック要素の運動の方向
４０ スロット付ガイド
４２ スロット
４４ スライダ
４６ ローラ
４８ ガイド
５０ ブロック位置
５２ 復元ばね
５４ スロットのバー
５６ ロック要素のベース
５８ ローラの軸
６０ ロックモジュールのハウジング
６２ カバー
６４ ロックモジュールのハウジングの開口部
６６ 充電プラグのラッチ要素
６８ 凹部の壁
７０ 偏向力
７２ ラッチ要素の前側
７４ 中間位置
７６ 排出力

Claims (10)

1. 充電プラグを備えた電動自動車を充電するためのプラグソケット（１）であって、
   前記充電プラグの少なくとも一部を受け入れるためにプラグイン方向（８）に開いており、前記プラグイン方向（８）に位置する挿入開口部（１０）で終端する凹部（６）と、
   前記充電プラグのラッチ要素（６６）を係止するために前記プラグイン方向（８）に作用するアンダカット（１６）と、
   プラグイン位置（２４）からブロック位置（５０）へ可動なロック要素（２０）であって、前記プラグイン位置（２４）において前記凹部（６）に位置し、前記プラグイン方向（８）を横切る前記アンダカット（１６）に重なるロック要素（２０）とを有し、
   前記ブロック位置（５０）は、前記プラグイン位置（２４）から前記プラグイン方向（８）へ離間し、前記ロック要素（２０）は、前記プラグイン位置（２４）よりも前記ブロック位置（５０）において前記挿入開口部（１０）の近くに位置し、
   前記プラグイン位置（２４）および／または前記プラグイン位置と前記ブロック位置（５０）との間に位置する前記ロック要素（２０）の中間位置（７４）で、前記挿入開口部（１０）に向かって前記ロック要素（２０）上に向けて加えられる排出力（７６）を生じさせる駆動部材（２６）が設けられ、
   前記排出力（７６）は、前記ロック要素（２０）により前記ラッチ要素（６６）を前記プラグイン方向（８）に向けて排出させる力であり、
   前記中間位置（７４）で前記ロック要素（２０）が前記ラッチ要素（６６）に前記排出力（７６）を作用させる、ことを特徴とするプラグソケット（１）。
2. 前記駆動部材（２６）は、偏向デバイス（３２）を介して前記ロック要素（２０）に接続され、駆動部材側における前記偏向デバイス（３２）の運動（３６）が、前記プラグイン位置（２４）から前記ブロック位置（５０）への前記ロック要素（２０）の運動（３８）とは異なる方向であることを特徴とする、請求項１に記載のプラグソケット（１）。
3. 前記偏向デバイス（３２）はスロット付ガイド（４０）を有することを特徴とする、請求項２に記載のプラグソケット（１）。
4. 前記スロット付ガイド（４０）は、スロット（４２）内に案内される少なくとも１つの
   ローラ（４６）を有することを特徴とする、請求項３に記載のプラグソケット（１）。
5. 前記スロット付ガイド（４０）は、前記プラグソケット（１）において直線状に案内されるスライダ（４４）に形成されていることを特徴とする、請求項３または４に記載のプラグソケット（１）。
6. 前記ブロック位置（５０）において、前記ロック要素（２０）は、前記アンダカット（１６）と、前記プラグイン方向（８）を横切る前記アンダカット（１６）とは反対側の壁（６８）との間で前記凹部（６）に位置することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のプラグソケット（１）。
7. 前記ロック要素（２０）は、前記プラグイン方向（８）に可動に、かつ前記ロック要素（２０）の運動（３８）が前記プラグイン方向（８）に対して平行な方向のみに規制されるように、前記プラグソケット（１）のガイド（４８）に保持されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のプラグソケット（１）。
8. 前記ロック要素（２０）は、前記挿入開口部（１０）とは反対側の前記凹部（６）の底部（１２）に交差することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のプラグソケット（１）。
9. 前記ロック要素（２０）は、少なくとも前記凹部（６）内に入ることのできる領域においてピン状であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のプラグソケット（１）。
10. 前記駆動部材（２６）は前記凹部（６）から水平に離間していることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のプラグソケット（１）。

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