JP7361852B2 - シールを有する電気車両充電プラグ - Google Patents

Description

本開示は、電気コネクタに関するものであり、より具体的には、シールを有する電気車両充電プラグに関する。

電気プラグは、通常、電気トースターおよびケトル、ならびに電気車両充電装置などの電気器具に電力を供給するために使用されており、電気器具のうちのいくつかは、他の受電装置よりも多くの電流を引き込む。従来の電気プラグは、典型的には、より高い電流を引き込む用途に対する保護機構を含んでおらず、プラグの過熱、溶融、または燃焼を引き起こす場合がある。その結果、従来の電気プラグは、損傷を受けて、安全でない状態になり得る。しかしながら、保護機構を加えることは、電気プラグが湿潤環境に晒されたときに、水分がプラグに進入して、保護機構に損傷を与えて、追加的な損傷および安全でない状態をもたらす可能性を高める。したがって、電気車両プラグの改善、特に、電気車両プラグに使用されるシールに関する改善が求められている。

本開示の一態様によれば、電気車両プラグの内部温度を監視するための少なくとも１つの温度センサを備える電気車両充電プラグが提供される。電気車両充電プラグは、温度データを物理的に離れたコントローラに伝達するデータケーブルをさらに備える。電気車両充電プラグは、少なくとも１つの温度センサを受容するためのハウジングまたはホルダをさらに備え、ハウジング／ホルダは、電気車両プラグの内側成形物内に埋め込むことができる。第１のシールは、少なくとも１つのピン／ブレードとフェースプレートまたはブリッジプレートとの間の接合部をシールすることができる。第２のシールは、少なくとも１つのピン／ブレードとフェースプレートまたはブリッジプレートとの間の接合部、および少なくとも１つのピン／ブレードと内側成形物との間の接合部の両方をシールすることができる。内側成形物によって提供された第３のシールは、電気車両プラグの内部全体をシールする。

一実施形態では、第１のシールは、ピンの周りに、またはピン／ブレードと別個のリングまたはキャップとの間の接合部の間に形成されたエポキシ、ガスケット、シールオイル、シールグリース、および／またはコールドメルト（ｃｏｌｄ ｍｅｌｔ）接着剤の組み合わせによって形成され得る。一実施形態では、第２のシールは、別個のリングまたはキャップ、およびリングまたはキャップを第１のシールの上へ押圧するブレードの上部分によって形成され得る。一実施形態では、第２のシールは、別個のリングまたはキャップによって形成され得る。

一実施形態では、ＰＣＢＡポッティング内に収容されたプリント回路基板アセンブリ（「ＰＣＢＡ」）上の集積回路温度センサによって、少なくとも１つの温度センサが提供され得る。一実施形態では、少なくとも１つの温度センサは、ブレードの上部分の周りかつ近くに位置決めされた高熱伝導性セラミックハウジング内に収容されたサーミスタによって提供され得る。

実施形態はまた、本明細書で説明されるプラグを組み立てるための方法も含む。一態様では、電気車両プラグを組み立てる方法は、外面、ならびに内面に形成された複数の隆起部分および低くなった部分を含むフェースプレートを形成することであって、隆起部分のうちのいくつかがスロットを部分的に形成し、２つ以上のピンが当該スロットを通って延在し、隆起部分のうちの１つ以上が、フェースプレートの内向面に位置決めされたブラケットを形成する、フェースプレートを形成することと、２つ以上のピンをスロットのうちの２つ以上のスロットの中へ挿入することであって、２つ以上のピンが、ライブピンおよびニュートラルピンを含み、各ピンが、ピンの中央部分を通って延在し、かつフェースプレートによって充填された貫通孔を含む、２つ以上のピンをスロットのうちの２つ以上のスロットの中へ挿入することと、少なくとも１つの温度センサをセンサハウジングの中へ挿入することであって、少なくとも１つの温度センサが、ライブピン、ニュートラルピン、またはライブピンおよびニュートラルピンの両方、のいずれかの内部温度を監視するように構成されている、少なくとも１つの温度センサをセンサハウジングの中へ挿入することと、センサハウジングをブラケットに位置決めすることであって、センサホルダが、少なくとも１つの温度センサを、ブラケットに隣接して、かつライブピン、ニュートラルピン、またはライブピンおよびニュートラルピンの両方、のいずれかに隣接して保持するように構成されている、センサハウジングをブラケットに位置決めすることと、第１のシールを２つ以上のピンの各々およびフェースプレートの内向面の周りに形成することであって、第１のシールが、スロット内に形成されたレッジによって支持される、第１のシールを２つ以上のピンの各々およびフェースプレートの内向面の周りに形成することと、２つ以上のピンの各々の周りに第２のシールを形成し、少なくとも第２のシールおよびフェースプレートの低くなった部分を覆う内側成形物上の形態の射出成形される第３のシールと関連する圧力および熱から第１のシールを保護するのに十分な材料で第１のシールを覆うことと、データケーブルを少なくとも１つの温度センサに接続することであって、データケーブルが、温度データを、プラグの一部ではなく、プラグから物理的に離れているコントローラに送信するように構成されている、データケーブルを少なくとも１つの温度センサに接続することと、内側成形物およびフェースプレートの外面を外側成形物で覆うことと、を含む。

本開示の一実施形態による、電気車両充電プラグを例示する分解斜視図である。 図１の実施形態のブリッジ構成要素を例示する分解斜視図である。 図１のブリッジ構成要素の断面図である。 完全に組み立てられたときの、図１のブリッジ構成要素を例示するさらなる斜視図である。 本開示の一実施形態による、電気車両充電プラグを例示する分解斜視図である。 完全に組み立てられたときの、図５の実施形態のブリッジ構成要素を例示する斜視図である。 図６のブリッジ構成要素を例示する分解斜視図である。 図５のブリッジ構成要素を例示する断面図である。 図６のブリッジ構成要素の内側を例示する斜視図である。 センサホルダを伴わない図９のブリッジの内側を例示する斜視図である。 一実施形態のブリッジ構成要素を例示する斜視図である。 図１１の構成要素を例示する分解図である。 一実施形態による、第２のシールの詳細を例示する斜視図である。 図１１のブリッジ構成要素の断面図である。 本開示の実施形態に従って内側成形物が適用されたときの、図１、図５、および／または図１１の電気車両充電プラグを例示する斜視図である。 本開示の実施形態に従って覆い成形物が適用されたときの、図１、図５、および／または図１１の電気車両充電プラグを例示する斜視図である。 その構成が第１組の国において標準化されている、第１組のプラグを例示する斜視図である。 その構成が第２組の国において標準化されている、第２組のプラグを例示する斜視図である。 その構成が第３組の国において標準化されている、第３組のプラグを例示する斜視図である。 その構成が第４組の国において標準化されている、第４組のプラグを例示する斜視図である。 その構成が第５組の国において標準化されている、第５組のプラグを例示する斜視図である。 本開示の一実施形態による、電気車両充電プラグを例示する分解斜視図である。 図１８の実施形態のブリッジ構成要素を例示する分解斜視図である。 図１８のブリッジ構成要素を例示する断面図である。 完全に組み立てられたときの、図１８のブリッジ構成要素を例示する斜視図である。 本開示の一実施形態による、電気車両充電プラグを例示する分解斜視図である。 図２２の実施形態のブリッジ構成要素を例示する分解斜視図である。 図２２のブリッジ構成要素の断面図である。 完全に組み立てられたときの、図２２のブリッジ構成要素を例示する斜視図である。 図２２のブリッジ構成要素の内側を例示する斜視図である。 本開示の実施形態に従って内側成形物が適用されたときの、図１８および／または図２２の電気車両充電プラグを例示する斜視図である。 本開示の実施形態に従って覆い成形物が適用されたときの、図１８および／または図２２の電気車両充電プラグを例示する斜視図である。

本開示の実施形態は、添付図面を参照しながら、以下でより完全に説明される。図１８から図２８は、日本の一部で使用可能であり、添付図面を参照しながら下でより完全に説明される、本開示の実施形態を示している。

本開示は、プラグの温度を正確に監視して温度データをプラグ外部のコントローラに送信することができ、プラグが過熱している場合にはプラグへの電力を遮断することができる、改善された電気車両充電プラグを説明する。電気プラグの温度が所定の閾値を超えると、コントローラは、電気プラグに損傷を与えること、および安全でない状態を生じさせることを回避するように、自動的に電気回路を遮断し得る。電気車両プラグは、激しい霞、霧、豪雨、風雨、雪、などを含む、屋外の環境状態に晒され得るので、水分がプラグに進入して、短絡を生じさせ、または温度感知装置を動作不能にさせることができないことを確実にするために、追加的なシーリング構成要素が必要である。

実施形態は、電源ソケットに接続するための３ピン電気車両プラグを描写しているが、本開示は、このタイプのプラグだけに限定されないことを理解されたい。図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃ、図１７Ｄ、および図１７Ｅに示されるプラグのうちのいずれかなどの、主プラグ内に２つのみのピンを有するもの、および３つ以上のピンを有するものを含む、任意のタイプの電気車両充電プラグが、本明細書に開示される同じ改善の利益を享受し得る。本開示はまた、ＳＡＥＪ１７７２、ＩＥＣタイプ２、ＴＥＳＬＡ、およびＣＨＡＤｅＭＯなどの車両のソケット、ならびにＳＡＥＪ１７７２ＣＣＳおよびＩＥＣタイプ２ＣＣＳを含む複数のプラグ構成要素内にピンを有する電気車両プラグに接続するためのプラグも改善し得る。本開示の電気プラグはまた、任意の電圧標準のプラグ、ならびに２つ以上の電圧標準を支持するプラグにも使用され得る。電気プラグは、タイプＡおよびＣ－Ｎなどの任意の形状、サイズ、およびタイプとすることができ、また、任意の電圧に好適であり得る。

図の各々に例示された要素を参照する場合、各要素に対応する符号は、当該要素が最初に考察され、最良に例示する図に対応する数値から始まる。例えば、要素が図１を参照して最初に考察される場合、当該要素の符号は、フォーマット１ＮＮに従い、要素が図２を参照して最初に考察される場合、要素の符号は、フォーマット２ＮＮに従う、などとなる。

図１は、第１の実施形態による、電気車両充電プラグ１００の一実施形態を例示する分解斜視図である。電気車両充電プラグ１００は、フェースプレート１０２を含む。フェースプレート１０２において、電気車両充電プラグ１００のピン１０６および１０８に対応するのに十分ないくつかのスロット１０４が形成されている。ピン１０６および１０８は、プラグのタイプに応じて円形のピンまたはブレードであってもよく、また、黄銅などの任意の好適な材料で形成されてもよい。特定の国のプラグ基準に応じて、ライブピン、ニュートラルピン、およびグランドピンに関してブレードまたはブレードピンの参照が行われるが、すべてのピンが円形であり得るか、すべてのピンがブレードピンであり得るか、または円形ピンおよびブレードピンの何らかの組み合わせであり得る。フェースプレート１０２は、ポリプロピレン（「ＰＰ」）、ポリブチレンテレフタレート（「ＰＢＴ」）およびポリカーボネート（「ＰＣ」）を含む、任意の好適な材料で作製され得る。フェースプレート１０２のスロット１０４の各々は、スロット１０４に挿入されるピン１０６および１０８の一部分の形状にぴったり一致するように一意的に成形され得る。

図２～図４を参照すると、スロット１０４は、フェースプレート１０２の内向側または表面に形成され得る。フェースプレート１０２の外向側または表面１０３は、電気車両充電プラグ１００が給電サイクル中に接続される電力ソケット（図示せず）に面する。各スロット１０４は、各ピン１０６またはピン１０８と嵌合する内向壁を有する中央開口部２００を形成するように、フェースプレートの隆起領域または部分２０２によって形成され得る。内向壁は、ピンがスロット１０４の中央開口部２００内にぴったり嵌合するように、対応するピン１０６または１０８の外周よりもわずかにより大きくなるように構成され得る。ピン１０６および１０８は、フェースプレート１０２を形成するために使用される材料が各ピンの貫通孔３００に流れ込むように、フェースプレート１０２を形成するために使用される型（図示せず）内に位置決めされ得る。これは、使用中にピン１０６および１０８を適所で保持することができ、そのため、貫通孔３００は、固定要素として作用して、フェースプレート１０２に対するピンの移動を阻止することができる。実施形態では、プラグの設計と関連付けられた空間制限により、ピンをフェースプレートの外部にクリンプし、その後、フェースプレートに組み立てることが必要であるため、貫通孔３００が使用されない場合がある。その結果、ピンの設計は、組み立てられた時点でフェースプレートの材料と係合して、ピンがフェースプレートに対して移動することを阻止する隆起リングまたは陥凹レリーフをピンの周りに含む、などのように異なる場合がある。本明細書でさらに説明されるように、フェースプレート１０２の隆起部分２０２は、いくつかの突出領域２０４および陥凹領域２０５を含むことができ、また、内側成形物が形成されるときに内側成形物１１０の材料によって充填され得る、フェースプレート１０２内の隅および割れ目を形成するいくつかの低くなった部分を作成することができる。フェースプレート１０２の隅および割れ目を内側成形物１１０で充填することで、水分からの、電気車両充電プラグ１００の内部の第３のシール（第１および第２のシールは、下で説明する）を形成する。

シール１１２は、ガスケット、エポキシ、シールオイル、シールグリース、コールドメルト接着剤、またはそれらの組み合わせであり得、このシールは第１のシールとして、水分ならびに塵および砂などの他の材料が電気車両充電プラグ１００に進入することに対抗するように、ピン１０６および１０８のさらに封止された部分の周りに位置決めされる。シール１１２は、ピン１０６および１０８の周りにぴったり嵌合してフェースプレート１０２の材料と良好なシーリング係合を確実にする、Ｏリングタイプガスケットであり得る。シール１１２は、ピン１０６／１０８のスロット１０４内に形成されたレッジ３０２によって支持され得る。シール１１２は、エポキシ、コールドメルト、シールオイル、シールグリース、ニトリル、ネオプレン、エチレンプロピレン、シリコーン、フルオロカーボン、およびＰＴＦＥを含む、金属またはプラスチック表面との良好な接着力を有する任意の好適な材料で形成され得る。シール１１２は、ピン１０６／１０８およびフェースプレート１０２の材料との係合、ならびに密な防湿の第１のシールの形成に好適な任意の形状で構成することができる。

シール１１２は、ピン１０６／１０８のスロット１０４内に形成されたレッジ３０２の形状に一致する形状で形成され得る。特定のピンまたはブレードは、ピンの周りに隆起した金属リング（図示せず）を有することができ、金属リング内には、シール１１２が位置決めされるか、または肩部および他の構成要素（図示せず）を含むことができる。これらは、ピンの丸み付き部分の外周に沿って延在し、スロット１０４、レッジ３０２、およびシールが異なる形状を有することを必要とする。そのような場合、シール１１２の形状は、対応するスロット１０４のレッジ３０２の形状およびサイズに応じて、シリンダ、三次元長方形、多角形、または不定形状として形成することができる。

いくつかの実施形態では、ピンは、フェースプレート１０２の材料内に形成されたレッジ３０２の代わりに、またはそれに加えて、シール１１２を支持するレッジを形成することができる。例えば、フェースプレート１０２の材料内に形成されたレッジは、ピンレッジを支持し、ピンレッジは、シール１１２を支持することができる。この実施例では、フェースプレート材料内のレッジは、ピンを直接支持するが、フェースプレート材料のレッジは、ピンを介してシール１１２を間接的に支持する。

図３に示されるように、ＰＰ、ＰＢＴ、ＰＣ、または別の好適な材料で形成されたプラスチックキャップ１１６は、各スロット１０４内の各シール１１２の頂部に位置決めされ得る。プラスチックキャップ１１６の形状は、エポキシ、コールドメルト接着剤、シールオイル、シールグリース、および／またはガスケット１１２の形状に一致するように、対応スロット１０４のレッジ３０２の形状およびサイズに応じて、シリンダ、三次元長方形、多角形、または不定形状であり得る。ピンがリングまたは他の構成要素を含む場合、キャップ１１６は、２つの金属リングまたは他の構成要素の上部リングの頂部に載置され得る。内側成形物１１０は、プラスチックキャップ１１６およびフェースプレート１０２と同じ材料で形成され得る。本明細書でさらに説明されるように、フェースプレート１０２、キャップ１１６、および内側成形物１１０に同じ材料を利用することは、それらの構成要素間の非常に良好な接着性能を確実にし、これは、電気車両充電プラグ１００をさらにシールすることを補助する。

内側成形物１１０は、電気車両充電プラグ１００の製造中に射出成形することができる。内側成形物の溶融プラスチックは、液体状態で注入されるが、リング１１６およびフェースプレート１０２は、キャップ１１６およびフェースプレート１０２が内側成形物１１０のプラスチックによって覆われるように、固体であり得る。内側成形物１１０のプラスチックは、内側成形物１１０の溶融可塑性材料がフェースプレート１０２の隅および割れ目ならびに電気車両充電プラグ１００の他の内部構成要素のすべてを完全に塞ぐことを確実にするために必要な、十分に高い圧力および十分に高い温度の下で注入され得る。フェースプレート１０２の隅および割れ目を塞ぎ、キャップ１１６を含む、電気車両充電プラグ１００の他の内部構成要素を覆うことによって、内側成形物１１０は、キャップ１１６とピン１０６およびブレード１０８との間に第３のシールを形成することができる。キャップ１１６は、別様には露出され得るエポキシ、コールドメルト接着剤、シールオイル、シールグリース、またはガスケットのすべてを覆うのに十分な形状を有し得る。エポキシ、コールドメルト接着剤、シールオイル、シールグリースまたはガスケットのすべてを覆うのに十分な形状は、シール１１２のエポキシ、コールドメルト接着剤、シールオイル、シールグリース、または露出材料のすべてが覆われることを確実にする厚さを有し得る。キャップ１１６はまた、プラスチック内側成形物１１０の注入中にシール１１２が完全に溶融することを阻止するシール１１２の断熱および／または保護カバーを形成するのに十分である、すなわち十分に高い、高さも有し得る。したがって、キャップ１１６は、電気車両充電プラグ１００の第２のシールを形成することができる。

フェースプレート１０２は、プリント回路基板アセンブリ（「ＰＣＢＡ」）ポッティング２２４とも呼ばれる、ポッティングハウジング内に収容される、ＰＣＢＡ３０４を保持するように構成されているフェースプレートの材料内に形成されたブラケット２２０をさらに含み得る。ポッティングハウジング２２４は、ＰＰ、ＰＢＴ、またはＰＣで形成することができ、また、集積回路温度センサを含み得るＰＣＢＡ３０４を保持するように成形することができる。ＰＣＢＡ３０４を、注入された内側成形物の熱および圧力から保護するために、ＰＣＢＡ３０４は、ポッティングハウジング２２４内で保護ポッティング化合物によって覆われ得る。ポッティング化合物は、低圧成形および短い処理成形サイクルを使用する、ポリアミドおよびポリオレフィンサーモプラスチックなどの樹脂であり得る。一実施形態では、ポッティング化合物は、Ｈｅｎｋｅｌ ＬＯＣＴＩＴＥ ＴＥＣＨＮＯＭＥＬＴ ＰＡ６２０８もしくはＯＭ６４６（以前の商標名は、ＭＡＣＲＯＭＥＬＴ）、またはエポキシ樹脂、ポリウレタン、もしくはシリコーン化合物であり得る。

ＰＣＢＡ３０４の集積回路温度センサは、データケーブル１１８を介して、電気車両充電プラグ１００の一部ではなく、そこから物理的に離れているコントローラ（図示せず）に温度データを含むアナログ信号またはデジタル信号を送信するように構成され得る。データケーブル１１８は、温度データを正確に取り込んで送信するように、電気的ノイズをスクリーニングするためのシールドによって包まれ得る。コントローラは、電気車両充電プラグ１００のケーブル１２０などのケーブルが接続されて、電圧および電流を電気車両充電プラグ１００に供給する、電力システムの一部であり得る。内側成形物１１０内のケーブル１２０の端部は、ケーブル１２０を内側成形物１１０内に固定するために、金属クリップ１２２を含み得る。ＰＣＢＡ３０４によって提供された温度データが、電気車両充電プラグ１００内の温度が温度閾値を超えたことを示す場合、コントローラは、電力システムが電圧および電流を電気車両充電プラグ１００に提供することを停止させ得る。

コントローラが電気車両充電プラグ１００から物理的に完全に離れていることは、本開示の重要な安全特徴である。いくつかの既存のプラグおよびケーブルシステムは、コントローラをプラグから離れて位置するが、プラグの近くにあるケーブル上のいずれかの場所である。電気的短絡がプラグ内に生じ、その結果、コントローラがプラグに損傷を与えるほどに十分近づいた場合、コントローラは、電力システムが電圧および電流を提供し続けることを停止させることができない場合がある。これは、標準の１１０よりも高い電圧定格で動作している一部の電気車両プラグに関して特に問題になる。

ライブ、ニュートラル、およびグランドケーブル１２４は、データケーブル１１８に加えて、ケーブル１２０内に収容されて、ピン１０６／１０８およびＰＣＢＡ３０４の近くに位置決めすることができ、その位置において、これらのケーブルは、電気車両充電プラグ１００のそれぞれの構成要素に接続するために互いに離れている。ケーブル１２０は、内側成形物１１０の開口部１１８を通って延在し得る。内側成形物１１０および覆い成形物１３０はどちらも、電気車両充電プラグ１００のユーザがプラグを使用する際の把持を改善することができるように、内側成形物および覆い成形物１３０の両側に把持インデント１３２を含む。覆い成形物は、熱可塑性エラストマー（「ＴＰＥ」）もしくは熱可塑性ポリウレタン（「ＴＰＵ」）、または別の好適な材料で形成され得る。覆い成形物の上部分は、可撓性部分１３４を有するように構成され得る。ケーブル１２０の外被もまた、ＴＰＥもしくはＴＰＵ、または別の好適な材料で形成され得るが、これは、同じ材料の覆い成形物との良好な接合性能をもたらす。

本明細書に開示される電気車両充電プラグ１００のシーリングシステムおよび方法は、ＩＰ６７防水定格を満たし、これは、電気車両充電プラグが塵および砂のような固体物体から１００％保護され、ならびに１５ｃｍ～１ｍの水中下にある間に少なくとも３０分にわたって機能することが試験されていることを意味する。本明細書に開示される電気車両充電プラグ１００のシーリングシステムおよび方法はまた、最高でＩＰＸ９Ｋ防水定格のより高い防水定格も満たし、これは、電気車両充電プラグが近距離における高圧高温スプレーに耐えることを意味する。

図５～図１０は、上述の実施形態と同様で、ほぼ同じ構成要素を含む電気車両充電プラグ５００の実施形態を例示するが、ＰＣＢＡ３０４の代わりのサーミスタ、サーミスタのハウジング、およびわずかに異なるフェースプレート５０２を含む。負の温度係数（「ＮＴＣ」）または正の温度係数（「ＰＴＣ」）サーミスタ５０４は、温度が上昇するにつれてその抵抗が減少または増加するタイプの抵抗器であり、各ピン１０６／１０８の上部分を取り囲むハウジング５０６内に位置決めされ得る。ハウジング５０６は、セラミックで作製することができ、また、サーミスタ５０４のためのハウジングとして作用することができる。セラミックは、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、および酸化アルミニウムなどの、高熱伝導性セラミックであり得る。他の熱伝導性セラミックとしては、とりわけ、酸化ベリリウムおよび窒化ホウ素が挙げられる。高熱伝導性セラミック材料は、サーミスタ５０４による熱の感知を支援するために使用され得る。ハウジング５０６は、ピンによって生成された熱がサーミスタ５０４に効率的に伝達されることを確実にするように、サーミスタ５０４を、対応するピン１６０／１０８に結合する。高熱伝導性セラミックが使用されなかった場合は、内側成形物が注入されたときに、内側成形物の可塑性材料が、ピンとサーミスタ５０４との間に絶縁バリアを形成する場合がある。セラミックハウジング５０６の使用は、内側成形物１１０がピンとサーミスタ５０４との間に絶縁バリアを形成しないことを確実にする。セラミックハウジングはまた、電気絶縁性であり得、充電プラグが高電圧試験要件に合格することができることを確実にすることを補助する。

本明細書において上で説明したように、データケーブル１１８は、各サーミスタ５０４に接続されて、温度データを含むアナログ信号を、電気車両プラグの一部ではなく物理的に離れているコントローラ（図示せず）に送信するように構成され得る。サーミスタ５０４によって提供された温度データが、電気車両充電プラグ５００内の温度が温度閾値を超えたことを示す場合、コントローラは、電力システムに電流を低減させるか、電力システムが電圧および電流を供給することを停止させることができる。

ライブ、ニュートラル、およびグランドケーブル１２４は、データケーブル１１８に加えて、それらがピンおよびサーミスタ５０４に近づくまでケーブル１２０の外被内に収容することができ、その位置においてこれらのケーブルが互いに離れて、電気車両充電プラグ５００のそれぞれの構成要素に接続する。

図６～図１０にさらに例示されるように、フェースプレート５０２は、各ホルダ５０６と嵌合して、ホルダを対応するピンの上部分に対して適所に保つように構成されている、ブラケット１０００を含み得る。ブラケット１０００は、図１０により完全に例示されるように成形され得る。図８および図９に示されるように、ホルダ５０６は、キャップ１１６を適所に保つことを補助するように、対応するキャップ１１６上に部分的または完全に静置することができ、また、ブラケット１０００の上面にも部分的に静置することができる。ブラケット１０００の高さは、開口部８００を各ホルダ５１６の下に作成するように、隆起部分２０４の高さよりもわずかに高い。開口部８００は、内側成形物の形成中の加圧の結果として内側成形物１１０の材料が充填され得る、上で説明したような隅および割れ目としての役割を果たすことができ、これは、すべての内部構成要素を適所に保つ役割を果たし、また、電気車両充電プラグ５００の第３のシールを形成する。

図１１は、図１および図５に描写される実施形態と同様の電気車両充電プラグ１１００の一実施形態を例示する。充電プラグ１１００は、フェースプレート１１０２と、単一のホルダまたはハウジング１１０４と、単一のサーミスタ１１０６と、を含む。ハウジング１１０４は、セラミック材料で形成され得る。セラミック材料は、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、および酸化アルミニウムなどの、高熱伝導性セラミックであり得る。他の熱伝導性セラミックとしては、とりわけ、酸化ベリリウムおよび窒化ホウ素が挙げられる。高熱伝導性セラミック材料は、サーミスタ１１０６による熱の感知を支援し得る。ハウジング１１０４は、ピンによって生成された熱がサーミスタ１１０６に効率的に伝達されることを確実にするように、サーミスタ１１０６を、ライブおよびニュートラルピンであり得るピン１１０８および１１１０に結合し得る。セラミックハウジングはまた、電気絶縁性であり得、充電プラグが高電圧試験要件に合格することができることを確実にすることを補助する。

サーミスタ１１０６は、負の温度係数（「ＮＴＣ」）または正の温度係数（「ＰＴＣ」）サーミスタであり得る。サーミスタ１１０６は、両方のピンから等しく離間されるように、ピン１１０８と１１１０との間の中央位置に配置され得る。ハウジング１１０４は、フェースプレート１１０２の内側に形成されたブラケット１１１２によって、ピン１１０８および１１１０の両方を取り囲み、適所に保持され得る。図１２は、本明細書において上で説明されるように、フェースプレート１１０２ならびに第１のシール１２０２および第２のシール１２０４のさらなる詳細を提供する。図１３は、第２のシールまたはプラスチックリング１２０４に関する追加的な詳細を提供する。複数の干渉クラッシュリブ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｃｒｕｓｈ ｒｉｂ）１３０２が、各プラスチックリング１２０４の外周の周りに形成され得る。図１３には４つのクラッシュリブ１３０２が示されているが、より少ないまたはより多い数が使用され得る。クラッシュリブ１３０２は、プラスチックリング１２０４をスロット１２０６内に固定することを補助するように、非常に薄く、また、フェースプレート１１０２のスロット１２０６に嵌合されたときに潰れて変形するように構成されている。クラッシュリブ１３０２は、図１および図５の実施形態のプラスチックリング１１６にも同様に使用され得る。図１４は、図１１～図１２の実施形態の断面図を提供する。

図１５は、露出させた内側成形物１１０およびケーブル１２０だけを有する、完全に組み立てられた電気車両充電プラグ１００／５００を例示する。図１６は、露出させた覆い成形物１３０、可撓性部分１３４、およびケーブル１２０だけを有する、完全に組み立てられた電気車両充電プラグ１００／５００を例示する。

本明細書に開示される電気車両充電プラグ５００のシーリングシステムおよび方法は、ＩＰ６７防水定格を満たし、これは、電気車両充電プラグが塵および砂のような固体物体から１００％保護され、ならびに１５ｃｍ～１ｍの水中下にある間に少なくとも３０分にわたって機能することが試験されていることを意味する。本明細書に開示される電気車両充電プラグ５００のシーリングシステムおよび方法はまた、最高でＩＰＸ９Ｋ防水定格のより高い防水定格も満たし、これは、電気車両充電プラグが近距離における高圧高温スプレーに耐えることを意味する。

上述のように、電気車両充電プラグ１００／５００／１１００は、グランドのためのピンならびにライブおよびニュートラルのためのブレードピンを有するという観点で説明されているが、これは、例えば、中国、オーストラリア、またはアルゼンチンにおける標準プラグに対応する、図１～図１６に例示されている特定の標準タイプのプラグのためだけのものである。他の国における、および異なる電圧用のプラグは、異なるピンおよびグラウンディング構成を有する。図１７Ａは、いくつかの他の国において標準である第１組１７００のプラグを例示する。例えば、プラグ１７０２は、米国、フィリピン、およびベトナムにおいて標準であるＮＥＭＡ５－１５プラグである。プラグ１７０２は、ライブおよびニュートラルのためのブレードピンと、グランドのためのピンと、を有する。プラグ１７０４は、欧州、韓国、およびインドネシアにおいて標準であり、ライブおよびニュートラルのための２つのピンだけを有し、グランドのためのピンを有していない。代わりに、プラグ１７０４は、ドイツのソケット／コンセントに差し込まれるときにグランドを提供するための一組の側部接点１７０３と、フランスのソケット／コンセントに差し込まれるときにグランドを提供するためのグランディングチューブ１７０５と、を含む。プラグ１７０６は、水平線に平行であるように配向されたライブおよびニュートラルブレードピンを有するが、グランドもまた水平線に垂直であるように配向されたブレードであり、これは、例えば、イギリスにおいて使用され得る。プラグ１７０８は、ライブ、ニュートラル、およびグランドのための３つのブレードピンを有し、ライブおよびニュートラルピンが、グランドピンに対して４５度の角度であり、これは、例えば、アルゼンチンにおいて使用され得る。

図１７Ｂは、日本におけるプラグ１７１２、ブラジルにおけるプラグ１７１４、中国におけるプラグ１７１６（プラグ１７０８と同様であるが、差し込まれるときに、グランドピンが底部ではなく頂部にある）、およびオーストラリアにおけるプラグ１７１８を含む、追加的な国において標準である第２組のプラグ１７１０の斜視図を例示する。図１７Ｃは、西アフリカにおけるプラグ１７２２、スイスにおけるプラグ１７２６、およびタイにおけるプラグ１７２８を含む、さらなる国において標準である第３組のプラグ１７２０の斜視図を例示する。プラグ１７２４は、多数の異なる国において使用される２００～２５０ボルト用の国際電気標準会議（ＩＥＣ）プラグである。３２アンペアバージョンは、一般的に、静止したキャンピング車両および係留されたボートに電力を提供するために使用され、一方で、１６アンペアバージョンは、一般的に、ツーリングキャラバン／車両およびテントに電力を提供するために使用される。

図１７Ｄは、台湾におけるプラグ１７３２、チリおよびイタリアにおけるプラグ１７３４、イスラエルにおけるプラグ１７３６、ならびにデンマークにおけるプラグ１７３８を含む、第４組のプラグ１７３０の斜視図を例示する。図１７Ｅは、インドにおけるプラグ１７４２、プラグ１７４４、米国におけるＮＥＭＡ１４－３プラグ、プラグ１７４６、米国におけるＴＴ３０プラグ、およびプラグ１７４８、同じく米国におけるＮＥＭＡ１４－５０プラグを含む、第５組のプラグ１７４０の斜視図を例示する。

図１８～図２８は、日本で使用され得るプラグの態様を描写しており、符号が図１～図１６に描写された中国用のプラグの要素と一致し、同様の機能を果たし得るが、いくつかの異なる物理的形状で具現化される。そのような同様に機能する要素は、図１～図１６に関して前述において説明されている。図１８～図２８に描写されている他の要素は、前の図における要素とは機能的に異なることができ、そうした異なる機能の要素のうちのいくつかが下で説明される。

図１８～図２１は、ＰＣＢＡセンサを有する一実施形態を描写する。ケーブル外被７３３０は、内側成形物１１０の上部開口部７３１８を通って延在し得る。内側成形物１１０はまた、覆い成形物１３０の対応するブラケット７３２１と嵌合するロックステップ特徴７３２０も含み得、また、覆い成形物１３０が内側成形物１１０から分離することを阻止することを補助し得る。

ブレード１０８の各々、または電気車両充電プラグ１００で使用され得る任意の他の同様の形状のブレードタイプの構成要素は、ブラケット部分７４１０と、肩部分７４１２と、を含み得る。肩部分７４１２は、各ブレード１０８のブレード部分７４１４を越えて延在し、フェースプレート１０２の材料と嵌合して、ブレード１０８を電気車両充電プラグ１００から引き抜くことができない、および、使用中にブレード１０８が移動することを阻止することを確実にし得る。ブレード１０８は、肩部分によって接合され得るか、または互いに分離され得る。肩部分７４１２はまた、ブレード部分７４１４の頂部の片側または両側のタブ７４１６を介して延在し得る。タブ７４１６は、コールドメルト接着剤であってもよく、対応するシール１１２に対するリングまたはキャップ１１６の押圧を保ち、さらに第２のシールを形成するように、各リングまたはキャップ１１６の頂部に接触し得る。

図１～図２に関して上で説明されるように、シール１１２は、電気車両充電プラグ１００に進入する水分に対する第１のシールとして、ピンまたはブレード１０６、１０８の周りに位置決めされ得る。図１８～図２０に示されるように、ピン１０６、または電気車両充電プラグで使用され得る任意の他の同様の形状のピンタイプの構成要素は、ピンのフェースプレート１０２の材料との係合を改善することができる。また、使用中にピン１０６がフェースプレート１０２に対して移動することを阻止するように、各リング７４０８の外周の周りに形成されたタブおよびスロットを有する２つの隆起した金属リング７４０８を含み得る。シール１１２は、２つのリング７４０８の間に形成された隙間の中にぴったり嵌合し、リング７４０８の外周を越えて延在して、フェースプレート１０２の材料との良好なシーリング係合を確実にすることができる。リング７４０８およびシール１１２は、ピン１０６のスロット１０４内に形成されたレッジ７５０２によって支持され得る。

ピン１０６などのピンのリングまたはキャップ１１６は、ロッキングタブ７４１８を含み得る。フェースプレート１０２は、中央開口部２００を形成している内向壁に側部開口部７６００を含み得る。側部開口部は、ロッキングタブを受容するように構成され、次いで、これが押し下げられて回転し、それにより、ロッキングタブがフェースプレート１０２のブリッジ部分７５１２の下に移動して、リングまたはキャップ１１６を適所にロックし、シール１１２への圧力をアサートして、それによって、第１のシールの効果を改善する。ピン１０６のリングまたはキャップ１１６はまた、内側成形物が注入されるときにシール１１２をその圧力および熱から保護するのに十分な形状および高さを有し得る。したがって、実施形態のピン１０６のリングまたはキャップ１１６は、電気車両充電プラグ１００の第２のシールを形成することができる。

図２２～図２６は、サーミスタセンサを有する一実施形態を描写する。図２２～図２６には例示されていないが、各リングまたはキャップ１１６はまた、ロッキングタブ７４１８と同様のロッキングタブも含み得る。ブリッジ５０２の各ブラケット１０００は、中央開口部２００を形成している内向壁の側部開口部７６００と同様の側部開口部を含み得る。側部開口部は、ロッキングタブを受容するように構成され、次いで、これが回転し、それにより、ロッキングタブがフェースプレート１０２のブリッジ部分７５０２と同様のブリッジ部分の下に移動して、リングまたはキャップ１１６を適所にロックする。

図２３～図２６にさらに例示されるように、ブリッジプレート５０２は、各ホルダ５０６と嵌合して、ホルダを対応するブレード１０８の上部分に対して適所に保つように構成されている、ブラケット８１０２を含み得る。ブラケット８１０２は、図２６により完全に例示されるように、半円形状であり得る。図２４に示されるように、ホルダ５０６は、リングまたはキャップ１１６を適所に保ち、電気車両充電プラグの第２のシールを形成するように、対応するリングまたはキャップ１１６の上に部分的に、また、ブラケット１０００の上に部分的に静置される。ブラケット８１０２の高さは、開口部７９００を各ホルダ５１６の下に作成するように、ブラケット１０００の高さよりもわずかに高い。開口部７９００は、内側成形物の形成中の加圧の結果として内側成形物１１０の材料が充填され得る、前述において説明されるような隅および割れ目としての役割を果たすことができ、これは、すべての内部構成要素を適所に保つ役割を果たし、また、電気車両充電プラグの第３のシールを形成する。

本明細書で考察されるシーリングシステムおよび方法は、描写された実施形態に限定されるものではなく、プラグの様々な要素、例えば、ピン、ブリッジ、ケーブル、ケーブルチューブ、ワイヤ絶縁体、ハウジング、およびサーミスタ、の間のシールおよび／またはアタッチメントを形成するために、他のそのようなシーリングシステムおよび方法が適用され得ることが理解されるであろう。特定の実施形態が説明されているが、これらの実施形態は、例示のみを目的として提示されたものであり、本明細書に開示された発明の範囲を限定することを意図するものではない。例えば、様々なプラグのタイプに応じて、電気プラグに埋め込まれたサーミスタなどの温度センサの数、温度センサを含むハウジングの構成、および電気プラグを組み立てるためのプロセスは、本開示の趣旨から逸脱することなく、変形例を有することができる。実際、本明細書に記載された本開示は、様々な他の形態で具現化することができ、さらに、本明細書に記載された実施形態の形態における様々な省略、置換、および変更が、本明細書に開示された本発明の趣旨から逸脱することなく行われ得る。添付の特許請求の範囲およびその均等物は、本明細書に開示された本発明の特定の範囲および趣旨の範囲内に収まるような形態または変更をカバーすることを意図している。

Claims (20)

1. 電気車両プラグであって、
   少なくともライブピンおよびニュートラルピンを含む２つ以上のピンであって、少なくとも前記ライブピンと前記ニュートラルピンとは、対応する前記ピンの中央部分を通って延在する貫通孔を有する、前記２つ以上のピンと、
   グランドと、
   外面、ならびに内面に形成された複数の隆起部分および低くなった部分を含むフェースプレートであって、前記隆起部分のうちのいくつかがスロットを部分的に形成し、前記２つ以上のピンのうちの少なくとも２つが前記スロットを通って延在し、前記フェースプレートが形成されたときに、前記フェースプレートを形成する材料が各ピンの前記貫通孔を充填している、前記フェースプレートと、
   前記ライブピン、前記ニュートラルピン、または前記ライブピンおよび前記ニュートラルピンの両方、のいずれかの内部温度を監視するための少なくとも１つの温度センサと、
   前記少なくとも１つの温度センサを、前記ライブピン、前記ニュートラルピン、または前記ライブピンおよび前記ニュートラルピンの両方、のいずれかに隣接して保持するためのホルダと、
   前記２つ以上のピンの周りに形成されて、かつ前記フェースプレートの内向面に位置決めされた第１のシールであって、前記スロット内に形成されたレッジによって支持され、かつ前記２つ以上のピンと前記フェースプレートとの間の任意の開口部を充填するように構成された、前記第１のシールと、
   前記２つ以上のピンの周りに形成された第２のシールであって、少なくとも前記第２のシールおよび前記フェースプレートの前記低くなった部分を覆う内側成形物上の形態の射出成形される第３のシールに関連する圧力および熱から前記第１のシールを保護するのに十分な材料で前記第１のシールを覆うように構成されている、前記第２のシールと、
   前記少なくとも１つの温度センサに接続され、かつ温度データを、前記プラグの一部ではなく、前記プラグから物理的に離れているコントローラに送信するように構成された、データケーブルと、
   前記内側成形物および前記フェースプレートの外面を覆う外側成形物と、を備える、
   電気車両プラグ。
2. 前記第１のシールが、エポキシ、コールドメルト、シールオイル、シールグリース、ニトリル、ネオプレン、エチレンプロピレン、シリコーン、フルオロカーボン、およびＰＴＦＥ、のうちの１つ以上で形成されている、請求項１に記載の電気車両プラグ。
3. 前記第２のシールの前記材料、ならびに前記フェースプレートおよび前記第３のシールの材料が、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、およびポリカーボネートから選択される、請求項１に記載の電気車両プラグ。
4. 前記第１のシールおよび前記第２のシールが、対応するレッジの形状に一致する形状を有する、請求項１に記載の電気車両プラグ。
5. 前記２つ以上のピンが、２つ以上の円形ピンおよび２つ以上のブレードのうちの１つである、請求項１に記載の電気車両プラグ。
6. 前記少なくとも１つの温度センサが、プリント回路基板アセンブリに装着された集積回路温度センサである、請求項１に記載の電気車両プラグ。
7. 前記ホルダが、前記プリント回路基板アセンブリを保持し、かつポッティング化合物で前記プリント回路基板アセンブリを覆って、前記プリント回路基板アセンブリを射出成形される前記第３のシールに関連する圧力および熱から保護するように構成されたポッティングハウジングである、請求項６に記載の電気車両プラグ。
8. 前記少なくとも１つの温度センサが、第１のセンサおよび第２のセンサを含み、前記ホルダが、前記第１のセンサを保持するための第１のホルダおよび前記第２のセンサを保持するための第２のホルダを含み、前記フェースプレートの１つ以上の隆起部分は、前記フェースプレートの内向面に配置された第１のブラケットと第２のブラケットとを更に形成し、前記第１のホルダが、前記第１のブラケットによって前記ライブピンに隣接して位置決めされ、前記第２のホルダが、前記第２のブラケットによって前記ニュートラルピンに隣接して位置決めされている、請求項１に記載の電気車両プラグ。
9. 前記第１のセンサおよび前記第２のセンサが、負の温度係数サーミスタまたは正の温度係数サーミスタのうちの１つであり、前記第１のホルダおよび前記第２のホルダが、熱伝導性セラミックである、請求項８に記載の電気車両プラグ。
10. 前記グランドが、グランドピン、グランドブレード、一組の側部接点、またはグランドチューブ、のうちの１つである、請求項１に記載の電気車両プラグ。
11. 前記第２のシールが、前記第２のシールの外周の周りに位置し、かつ前記スロット内で潰れて変形して前記第２のシールを固定するように構成された１つ以上のリブを含む、請求項１に記載の電気車両プラグ。
12. 電気車両プラグを組み立てる方法であって、
    フェースプレートモールド内に２つ以上のピンを配置することであって、２つ以上の前記ピンはライブピンとニュートラルピンとを含み、少なくとも前記ライブピンと前記ニュートラルピンは、当該ピンの中央部分を通って延在する貫通孔を有する、前記フェースプレートモールド内に２つ以上の前記ピンを配置することと、
    前記フェースプレートモールド内でフェースプレートを形成することであって、前記フェースプレートが形成するときに、前記フェースプレートを形成する材料が少なくとも前記ライブピンと前記ニュートラルピンとの前記貫通孔内に流入し、前記フェースプレートは、外面、ならびに内面に形成された複数の隆起部分および低くなった部分を含み、前記隆起部分のうちのいくつかは、スロットを部分的に形成し、２つ以上の前記ピンが前記スロットを通って延在する、前記フェースプレートモールド内で前記フェースプレートを形成することと、
    センサホルダによって少なくとも１つの温度センサを保持することであって、前記少なくとも１つの温度センサが、前記ライブピン、前記ニュートラルピン、または前記ライブピンおよび前記ニュートラルピンの両方、のいずれかの内部温度を監視するように構成され、前記センサホルダが、前記少なくとも１つの温度センサを、前記ライブピン、前記ニュートラルピン、または前記ライブピンおよび前記ニュートラルピンの両方、のいずれかに隣接して保持するように構成されている、前記センサホルダによって少なくとも１つの前記温度センサを保持することと、
    第１のシールを前記２つ以上のピンの各々および前記フェースプレートの内向面の周りに形成することであって、前記第１のシールが、前記スロット内に形成されたレッジによって支持される、前記第１のシールを前記２つ以上のピンの各々および前記フェースプレートの前記内向面の周りに形成することと、
    前記２つ以上のピンの各々の周りに第２のシールを形成し、少なくとも前記第２のシールおよび前記フェースプレートの前記低くなった部分を覆う内側成形物上の形態の射出成形される第３のシールに関連する圧力および熱から前記第１のシールを保護するのに十分な様式の材料で、前記第１のシールを覆うことと、
    データケーブルを前記少なくとも１つの温度センサに接続することであって、前記データケーブルが、温度データを、前記プラグの一部ではなく、前記プラグから物理的に離れているコントローラに送信するように構成されている、前記データケーブルを前記少なくとも１つの温度センサに接続することと、
    前記内側成形物および前記フェースプレートの外面を外側成形物で覆うことと、
    を含む、
    方法。
13. 前記第１のシールが、エポキシ、コールドメルト、シールオイル、シールグリース、ニトリル、ネオプレン、エチレンプロピレン、シリコーン、フルオロカーボン、およびＰＴＦＥのうちの１つ以上で形成され、前記第２のシールの前記材料、ならびに前記フェースプレートおよび前記第３のシールの材料が、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、およびポリカーボネートから選択される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記複数の隆起部分および低くなった部分が、前記第３のシールによって充填される前記フェースプレートの隅および割れ目を形成する、請求項１２に記載の方法。
15. 前記第１のシールおよび前記第２のシールが、対応するレッジの形状に一致する形状を有する、請求項１２に記載の方法。
16. 前記少なくとも１つの温度センサが、プリント回路基板アセンブリに装着された集積回路温度センサである、請求項１２に記載の方法。
17. 前記センサホルダが、前記プリント回路基板アセンブリを保持するように構成されたポッティングハウジングであり、前記方法が、
    前記プリント回路基板アセンブリをポッティング化合物で覆って、前記射出成形される第３のシールに関連する圧力および熱から前記プリント回路基板アセンブリを保護することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記少なくとも１つの温度センサが、第１のセンサおよび第２のセンサを含み、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサが、負の温度係数サーミスタまたは正の温度係数サーミスタのうちの１つであり、前記センサホルダが、前記第１のセンサを保持するための第１のホルダおよび前記第２のセンサを保持するための第２のホルダを含み、前記第１のホルダおよび前記第２のホルダが、熱伝導性セラミックであり、前記フェースプレートを形成することは、前記フェースプレートの内向面に第１のブラケットと第２のブラケットとを形成することを含み、前記センサホルダによって少なくとも１つの前記温度センサを保持することは、前記ライブピンに隣接して前記第１のブラケットにおいて前記第１のホルダを保持することと、前記ニュートラルピンに隣接して前記第２のブラケットにおいて前記第２のホルダを保持することと、を含む、請求項１２に記載の方法。
19. 前記第２のシールが、前記第２のシールの外周の周りに位置する１つ以上のリブを含み、前記第２のシールを形成することが、前記１つ以上のリブを潰して変形させるように、前記第２のシールを前記スロットの中へ挿入することを含む、請求項１２に記載の方法。
20. 各々の前記貫通孔は、その対応する前記ピンの中心長手軸を通って延びている、請求項１に記載の電気車両プラグ。

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