JP7394917B2 - 車両用充電コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、車両用充電コネクタに関し、より詳細には、電気自動車の充電時に使用される車両用充電コネクタに関するものである。

近頃、環境問題が問題になり、省エネと環境汚染防止のために環境にやさしい車両が大きく浮上している。これにより、既存の内燃機関を通じて駆動力が伝達される車両を代替するためのものでとして、水素燃料電池自動車、バイオディーゼル自動車、電気自動車などが注目を集めている。

その中で最も活発な技術開発が行われている車両は、電動車であり、電気を駆動力とする車両を意味する。電動車は、電気エネルギーの利用方法及び電気が駆動力となる比率によってＥＶ、ＰＨＥＶ、ＨＥＶに分けられ、ＥＶ、ＰＨＥＶは外部から電力を供給するために急速充電部と緩速充電部を備えており、充電部と充電部に結合される充電器の電気的な接続のために内部に端子が形成されたコネクタが設けられる。

このと、充電部と充電器の内部に形成された車両用充電コネクタは、繰り返し脱着により端子が損傷するなどの問題があった。具体的には、複数のメス端子内部に複数のオス端子が一体に挿入され、一部のメス端子とオス端子に干渉が発生し、メス端子が破損するなどの問題があった。

また、これにより、高電圧が発生する端子部の損傷によって充電時の電気的安定性が低下されるという問題が発生した。

本発明は、前記のような問題点を解決するために案出されたものであり、車両用充電コネクタの内部に設けられるメス端子を保護し、電気的安定性及び品質が向上された車両用充電コネクタを提供することを目的とする。

本発明の車両用充電コネクタは、充電部が形成されたメインボディと、前記充電部の内部に設けられ、外部充電器と電気的に接続されるメス端子部と、前記メス端子部を収容するメスハウジングと、を含み、前記メス端子部は、外部充電器と車両のバッテリの電気的に中継する複数のメス端子と、各前記メス端子の一側の外側に形成され、メス端子を保護する保護キャップとで形成されることを特徴とする。

前記メス端子は、外部充電器内部のオス端子と電気的に接続される接触部と、ワイヤを介して車両のバッテリと電気的に接続される連結部とで形成され、前記保護キャップは、前記接触部を包むように延長方向に形成された第１貫通孔と、前記第１貫通孔の内側に延びて第２貫通孔を形成し、前記接触部の末端の外側に形成される保護リブが形成されてもよい。

前記接触部は、切開され、前記第２貫通孔と連通する第３貫通孔を形成する複数の接触リブから形成され、前記接触リブの末端部の端面が前方に行くほど徐々に狭くなるように内側に傾斜したガイド面が形成されてもよい。

前記充電部は、前記第２、３貫通孔と連通する第４貫通孔が形成され、複数の前記メス端子が一定のパターンを有するように、各前記接触部が設けられる複数の充電空間が形成され、前記保護リブは、前記充電空間と前記接触部と間に形成され、前記第２貫通孔が前記第３貫通孔よりも大きく形成されてもよい。

別の実施例の前記保護リブは、前記接触リブの末端と前記接触空と間に形成され、前記第２貫通孔を形成する第１保護リブと、前記第１保護リブから延長方向に折り曲げられ、前記第３貫通孔の内側に形成される第２保護リブとで形成されてもよい。

前記のように本発明の課題解決手段によると、以下の事項を含む様々な効果を期待することができる。ただし、本発明が以下のような効果をすべて発揮しなければ成立するものではない。

本発明の車両用充電コネクタは、メス端子の接触部の外側に形成される保護キャップを備え、複数のオス端子と一体に結合するときに発生することがあるメス端子の損傷を最小限に抑え、充電空間と接触部と間に保護リブを配置することで、メス端子の延長方向の流動を最小限に抑え、自動車充電時に電気的な安定性及び信頼性を向上させる。

また、保護キャップの外側に充電空間に密着する結合シール・リングを配置し、メス端子部を一次的に固定できるようにし、生産時の作業者の疲労度を減少させるとともに、車両用充電コネクタの内部に流入する水分及び不純物などを遮断して製品耐久性を向上させる。

さらに、接触部は、切開され、複数の接触リブから形成され、各接触リブの内部面には、前方に行くほど接触リブの断面積が徐々に減少するように傾斜したガイド面を形成し、オス端子挿入時の干渉を防止するとともに、初期挿抜力を減らし、利用者の便宜性を向上させる。

本発明の一実施例の車両用充電コネクタの斜視図である。 図１の分解斜視図である。 図２のメス端子部の斜視図である。 図３の分解斜視図である。 図３のＶ－Ｖ方向の断面図である。 図５に別の実施例の保護キャップが適用された図である。 図１のＶＩＩ－ＶＩＩ方向の断面図にオス端子が一部結合された状態の図である。

以下、図面を参照して、本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。ただし、本発明の要旨を曇らせないために公知の機能又は構成の具体的な説明は省略する。

また、説明の便宜上、図面に一部に３軸を表示し、Ｘ軸方向は半径方向、Ｙ軸方向は延長方向と定義し、延長方向において充電部が形成された部分を前方と定義し、その反対方向は後方と定義する。

また、ここで車両用充電コネクタは、車体形成される充電インレットと外部充電装置に形成され充電インレットと電気的に接続される充電アウトレットとを両方含むものと定義する。ただ、重複説明を避けるために、以下では充電インレットを基準に基づいて説明するものとし、以下の説明は、充電アウトレットにそのまま適用することができる。

図１は本発明の一実施例の車両用充電コネクタの斜視図、図２は図１の分解斜視図、図３は図２のメス端子部の斜視図、図４は図３の分解斜視図、図５は図３のＶ－Ｖ方向の断面図、図６は図５に別の実施例の保護キャップが適用された図、図７は図１のＶＩＩ－ＶＩＩ方向の断面図にオス端子が一部結合された状態の図である。

図１～図７を参照すれば、本発明の車両用充電コネクタ１０は、充電部１１０が形成されたメインボディ１００、前記充電部１１０の内部に設けられ、外部充電器と電気的に接続されるメス端子部２００及びメス端子２１０を含む前記メス端子部２００を収容するメスハウジング３００を含み、前記メス端子２１０を含む前記メス端子部２００は、外部充電器と車両のバッテリの電気的に中継する複数のメス端子２１０と、各前記メス端子２１０の一側の外側に形成され、メス端子２１０を保護する保護キャップ２４０とで形成されることを特徴とする。

ここで、車両用充電コネクタ１０は、自動車充電時に外部充電器に形成された充電アウトレットと車両の一側に設けられ、充電アウトレットが結合される充電インレットの両方を含むものと定義する。つまり、充電コネクタ１０は、充電器とバッテリの電気的な接続を中継するためのものであり、内部には、メス端子部２００又はオス端子２０が設けられ得る。

従って、メス端子２１０とオス端子２０には高電圧が発生し、安定した充電のために繰り返し脱着しても、メス端子２１０とオス端子２０が従来の位置から離脱されるか、損傷を受けることを最小化することが好ましい。

このために、本発明の車両用充電コネクタ１０は、内部に設けられるメス端子部２００の外側に保護キャップ２４０を形成することを技術的特徴とする。以下の発明の説明及び図面では、重複説明及び同じ図面の使用を防止するために、充電インレットを基準に説明する。

メインボディ１００は、一側が車体に露出するように設けられ、露出する一側面に充電部１１０が形成され、外部充電器が連結される空間を提供する。このとき、充電部１１０の内側には、複数のメス端子２１０が一定のパターンを有するように第４貫通孔１１１が形成された複数の充電空間１１２が形成され、複数のオス端子２０と複数のメス端子２１０とを一体に結合することができ、一定の基準に合わせて設計され、利用者が容易に充電できるようにする。

具体的には、メインボディ１００の一側は、外部充電器が結合される凹入された充電部１１０が形成され、充電部１１０には、内部に複数のメス端子２１０が一定のパターンを有して配置されるように充電部１１０から延長方向Ｙに突出した充電空間１１２が形成されている。このとき充電空間１１２の内部メス端子２１０と外部充電器の内部に設けられたオス端子２０が電気的に接続するように、充電空間１１２は延長方向Ｙに貫通形成される第４貫通孔１１１が形成される。

メス端子部２００は、メインボディ１００の他側で充電空間１１２に配置される複数個のメス端子２１０と、メス端子２１０の外側に形成されてオス端子２０と接触する接触部２１１を保護する保護キャップ２４０と、メス端子２１０の一側に結合され、メス端子２１０が充電空間１１２に安定的に設けられるとともに、水分などの不純物の流入を防止する結合シール・リング２５０とで形成される。

また、メス端子２１０は、一側に充電空間１１２に配置され、第３貫通孔２１１１を形成してオス端子２０と接触し、電気的に接続されるように形成された接触部２１１と、他側にワイヤを介して車両のバッテリと連結される連結部２１２と、接触部２１１と連結部２１２と間に半径方向Ｘに突出し、メス端子２１０が充電空間１１２に延長方向Ｙへの位置をガイドするとともに、外周面に沿って結合シール・リング２５０が取り付けられる取り付け溝２１３１が形成される結合端２１３で形成され、オス端子２０とより安定的に連結される。

具体的には、接触部２１１は、オス端子２０と安定的に結合できるように延長方向Ｙに切開され複数の接触リブ２１１２で形成され、このとき、複数の接触リブ２１１２は、メス端子２１０の中心軸を基準に半径方向Ｘに離隔されてオス端子２０が挿入される第３貫通孔２１１１を形成し、接触リブ２１１２の末端部の内部面は、前方に行くほどその断面積で徐々に減少するように傾斜して形成されるガイド面２１１３が形成され、前方に挿入されるオス端子２０と接触リブ２１１２の干渉を最小化する。

つまり、複数の接触リブ２１１２により形成される第３貫通孔２１１１は、前方で最も広い面積に有し、後方に行くほど徐々に小さくなる、延長方向Ｙに一定距離以上では同じ面積を有し、複数のオス端子２０と複数のメス端子２１０が一体に結合するときに互いに干渉されることを防止し、利用者の便宜性を向上させるとともに、メス端子２１０の損傷を防止して製品耐久性を向上させる。

連結部２１２は、車両のバッテリと電気的に接続されるワイヤが連結され、接触部２１１から供給される電源がワイヤを介してバッテリに伝達されるようにし、メスハウジング３００に形成された収容空間３１０に配置され、複数の連結部２１２に連結されたワイヤが一方向に集まり、周辺部品との干渉なしにバッテリと接続されるようにする。

結合端２１３は、接触部２１１と連結部２１２と間に半径方向Ｘに突出形成され、メス端子部２００が充電部１１０に設けられた状態で充電空間１１２の外側に密着するように形成され、メス端子２１０の延長方向Ｙの位置をガイドし、オス端子２０とメス端子２１０が予め設計された位置で接触するようにして、電気的安定性を確保する。

また、外周面に沿って結合シール・リング２５０が取り付けられる取り付け溝２１３１が凹んで形成され、複数の充電部１１０と充電空間１１２と間に形成される間隙を介して車体内部に水分などの不純物が流入されることを防止し、より安定した電気的接続を提供する。

保護キャップ２４０は、接触部２１１の外側に形成され、自動車の充電のための繰り返し外部充電器の脱着によって接触部２１１が損傷することを防止するとともに、メス端子２１０が延長方向Ｙに流動することを防止し、オス端子２０との安定した電気的接続を提供する。

従って、保護キャップ２４０は、接触部２１１が内部に配置されるように延長方向Ｙに貫通形成される第１貫通孔２４１が形成され、メス端子２１０の損傷防止及び流動防止のために、前方末端には第１貫通孔２４１の内側で延び、接触リブ２１１２の末端の前方に配置される保護リブ２４２が形成される。

即ち、保護キャップ２４０は、接触部２１１が収容される第１貫通孔２４１が形成され、第１貫通孔２４１の前方末端から半径方向Ｘに延び、充電空間１１２と接触リブ２１１２と間に形成される保護リブ２４２により形成される第２貫通孔２４３が形成され、オス端子２０とメス端子２１０の電気的な接触を干渉しないとともに、切開され形成される複数の接触リブ２１１２の前方に配置され、オス端子２０挿入時に発生する可能性のあるメス端子２１０の損傷を最小化する。

図６によれば、本発明の別の実施例の保護キャップ１２４０は、メス端子１２１０が配置されるように第１貫通孔１２４１が形成され、接触リブ２１１２の前方に保護リブ１２４２が形成され、第１貫通孔１２４１よりもその面積が小さい第２貫通孔１２４３が形成される点で一実施例と同じであるが、保護リブ１２４２が保護キャップ１２４０の前方末端部から半径方向Ｘに延び、第２貫通孔１２４３を形成する第１保護リブ１２４２１と、第１保護リブ１２４２１の末端で折り曲げられ、接触部２１１の内側延長方向Ｙに延びる第２保護リブ１２４２２を形成し、オス端子２０とメス端子２１０と間の干渉を根本的に防止する。

ただ、第２保護リブ１２４２２は、オス端子２０の挿入時に干渉が発生することがあり、安定した電気的接続のために、後方に行くほどその断面積が徐々に狭くなるように形成されることが好ましく、設計により様々な形状を有することができる。

従って、本発明の車両用充電コネクタ１０は、オス端子２０と接触して外部充電器と電気的に接続されるメス端子２１０の接触部２１１を保護する保護キャップ２４０、１２４０を備え、より向上された電気的安定性を提供するとともに、破損の可能性を低下させ、製品耐久性も向上させる。

メスハウジング３００は、メス端子部２００の後方に結合され、連結部２１２が収容される収容空間３１０が形成され、複数のワイヤと連結部２１２が連結される部分を外側から保護し、複数のワイヤが一方向に延びるようにガイドして、バッテリが容易に連結されるようにし、周辺部品との干渉を防止する。

このとき、収容空間３１０には、メス端子部２００の後方に締結されるリアホルダも収容され、メス端子２１０を追さらに固定し、メインボディ１００の他側に延びる延長リブを収容し、自動車充電に発生する高定圧が周辺部品とショート現象などの損傷が発生することを防止することが好ましい。

リアホルダ４００は、メインボディ１００の他側に形成されるホルダボディ４１０と、ホルダボディ４１０から延長方向Ｙに延び、各充電空間１１２に挿入されたメス端子２１０の結合端２１３の後方に密着する保持リブ４２０で形成され、充電部１１０に結合された複数のメス端子２１０をさらに固定して生産時の作業者の作業性を向上させるとともに、メス端子２１０がより安定的に固定できるようにする。

即ち、メス端子２１０は、充電空間１１２の後方外側に形成される結合端２１３によって一次的に固定され、再び結合端２１３の後方に配置される保持リブ４２０によって二次的に固定され延長方向Ｙの流動を最小化し、外部充電器の繰り返し脱着にも初期位置を保持することにより、より向上した安定性及び信頼性を提供する。

従って、本発明の車両用充電コネクタ１０は、接触部２１１の外側に形成される保護キャップ２４０、１２４０を形成し、自動車の走行に伴う持続的な振動及び外力によるメス端子２１０の損傷を最小限に抑えるとともに、自動車充電のための外部充電器の繰り返し脱着にも、より堅固な耐久性を提供し、利用者の安定性及び製品責任を顕著に向上させる効果を有する。

以上、本発明の好ましい実施例を例示的に説明したが、本発明の範囲は、このような特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で適宜変更可能なものは本発明の保護範囲に属する。

１０ 車両用充電コネクタ
２０ オス端子
１００ メインボディ
１１０ 充電部
１１１ 第４貫通孔
１１２ 充電空間
２００ メス端子部
２１０ メス端子
２１１ 接触部
２１１１ 第３貫通孔
２１１２ 接触リブ
２１１３ ガイド面
２１２ 連結部
２１３ 結合端
２１３１ 取り付け溝
２４０、１２４０ 保護キャップ
２４１、１２４１ 第１貫通孔
２４２、１２４２ 保護リブ
１２４２１ 第１保護リブ
１２４２２ 第２保護リブ
２４３、１２４３ 第２貫通孔
２５０ 結合シール・リング
３００ メスハウジング
３１０ 収容空間
４００ リアホルダ
４１０ ホルダボディ
４２０ 保持リブ
Ｘ 半径方向
Ｙ 延長方向

Claims (2)

1. 充電部が形成されたメインボディと、
   前記充電部の内部に設けられ、外部充電器と電気的に接続されるメス端子部と、
   前記メス端子部を収容するメスハウジングと、を含み、
   前記メス端子部は、外部充電器と車両のバッテリの電気的に中継する複数のメス端子と、各前記メス端子の一側の外側に形成され、メス端子を保護する保護キャップとで形成され、
   前記メス端子は、外部充電器内部のオス端子と電気的に接続される接触部と、ワイヤを介して車両のバッテリと電気的に接続される連結部とで形成され、
   前記保護キャップは、前記接触部を包むように延長方向に形成された第１貫通孔と、前記第１貫通孔の内側に延びて第２貫通孔を形成し、前記接触部の末端の外側に形成される保護リブが形成され、
   前記接触部は、切開され、前記第２貫通孔と連通する第３貫通孔を形成する複数の接触リブから形成され、前記接触リブの末端部の端面が前方に行くほど徐々に狭くなるように内側に傾斜したガイド面が形成され、
   前記充電部は、前記第２、３貫通孔と連通する第４貫通孔が形成され、複数の前記メス端子が一定のパターンを有するように、各前記接触部が設けられる複数の充電空間が形成され、
   前記保護リブは、前記充電空間と前記接触部と間に形成され、前記第２貫通孔が前記第３貫通孔よりも大きく形成されることを特徴とする車両用充電コネクタ。
2. 前記保護リブは、前記接触リブの末端と前記充電空間と間に形成され、前記第２貫通孔を形成する第１保護リブと、前記第１保護リブから延長方向に折り曲げられ、前記第３貫通孔の内側に形成される第２保護リブとで形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用充電コネクタ。