JP7414725B2 - 雄型接続子、それを備える収容装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の雄型端子が設けられた雄型接続子と、それを備える収容装置とに関する。
例えば、特開２００８－０６６１４８号公報に記載されるように、複数の雄型端子を有する雄型接続子が知られている。複数の雄型端子は、雌型接続子の雌型端子にそれぞれ挿入されて該雌型端子との間で電力又は信号を伝達する。この種の雄型接続子は、例えば、バッテリパックを収容する収容部内の底面に配設され、バッテリパックから外部負荷に電力を供給したり、バッテリパックに充電を行ったりする際に、バッテリパックに設けられた雌型接続子と電気的に接続される。
具体的には、複数の雄型端子は、互いに間隔を置いて並ぶとともに、収容部内の底面から上方に向かって突出する。また、雌型端子は、バッテリパックの底面に設けられる。このため、バッテリパックを鉛直方向に沿って収容部に収容することで、バッテリパックの雌型端子に、収容部内の雄型端子を挿入して互いを電気的に接続することが可能になっている。
上記のように収容部内の底面に配設された雄型接続子では、収容部内に入り込んできた雨水等の水が雄型端子同士の間に滞留すると、雄型端子間で漏電が生じること等が懸念される。このため、雄型端子同士の間の水の滞留を抑制することが求められる。
そこで、本発明は、複数の雄型端子同士の間に水が滞留することを抑制できる雄型接続子と、それを備える収容装置とを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、複数の雌型端子（例えば、実施形態の雌型端子３２）に対して接続される複数の雄型端子（例えば、実施形態の雄型端子４４）を有する雄型接続子（例えば、実施形態の雄型コネクタ１０）であって、前記雌型端子と前記雄型端子とは接続されて電力又は信号を伝達し、複数の前記雄型端子を並び方向に互いに間隔を置いて支持する支持台（例えば、実施形態の支持台３６）を備え、複数の前記雄型端子は、前記支持台の上面（例えば、実施形態の上面３６ａ）から上方に突出し、前記支持台の前記上面に、複数の前記雄型端子の突出方向及び前記並び方向を含む平面と交差する交差方向に高低差を有する傾斜部（例えば、実施形態のスロープ５０、９４）が形成される。
本発明の別の一態様は、蓄電装置（例えば、実施形態のバッテリパック１２）に設けられる複数の雌型端子に対して接続される複数の雄型端子を有する雄型接続子を備える収容装置（例えば、実施形態の電動車両１６、バッテリパック充電装置２０）であって、前記雌型端子と前記雄型端子とは接続されて電力又は信号を伝達し、複数の前記雄型端子を並び方向に互いに間隔を置いて支持する支持台を備え、複数の前記雄型端子は、前記支持台の上面から上方に突出し、前記支持台の前記上面に、複数の前記雄型端子の突出方向及び前記並び方向を含む平面と交差する交差方向に高低差を有する傾斜部が形成される。
本発明では、支持台の上面に設けられた傾斜部の高低差により、雄型端子同士の間の間隙部から該間隙部の外部に水を導くことができる。これによって、雨水等の水が雄型端子同士の間に滞留することを抑制でき、ひいては、複数の雄型端子間で漏電が生じること等を抑制できる。
上記の目的、特徴及び利点は、添付した図面を参照して説明される以下の実施の形態の説明から容易に了解されるであろう。
図１は、本発明の実施形態に係る雄型コネクタの正面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。 図３は、図１の雄型端子が挿入される雌型端子が設けられた雌型コネクタを備えるバッテリパックの外観斜視図である。 図４は、図３のバッテリパックの底面側の斜視図である。 図５は、本発明の実施形態に係る電動車両の概略側面図である。 図６は、本発明の実施形態に係るバッテリパック充電装置の斜視図である。 図７は、本発明の他の実施形態に係る雄型コネクタの断面図である。
本発明に係る雄型接続子及び収容装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図において、同一又は同様の機能及び効果を奏する構成要素に対しては同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。
以下では、図１及び図２に示す本実施形態に係る雄型コネクタ（雄型接続子）１０が、例えば、図３及び図４に示すバッテリパック（蓄電装置）１２に備えられる雌型コネクタ（雌型接続子）１４と電気的に接続されるものである例について説明する。つまり、本実施形態では、雄型コネクタ１０（図１）は、バッテリパック１２（図３）を収容するバッテリパック収容部に備えられる。バッテリパック収容部としては、例えば、図５に示す電動車両（収容装置、車両）１６に備えられるバッテリパック収容部１８や、図６に示すバッテリパック充電装置（収容装置、充電装置）２０に備えられるバッテリパック収容部２２が挙げられる。
なお、雄型コネクタ１０は、バッテリパック１２に備えられる雌型コネクタ１４（図２）以外の雌型コネクタと電気的に接続されるものであってもよく、バッテリパック収容部１８、２２（図５、図６）に備えられることに特に限定されるものではない。
先ず、図５を参照しつつ、本実施形態に係るバッテリパック収容部１８を備える電動車両１６について簡単に説明する。以下では、電動車両１６が、鞍乗型の電動自動二輪車である例について説明するが、電動車両１６は、例えば、電動アシスト自転車や電気自動車等（何れも不図示）であってもよい。
電動車両１６は、後輪２４の近傍に配設された走行駆動力源として駆動用モータ２６を備える。駆動用モータ２６にバッテリパック１２（図３）の電力が供給されることで、電動車両１６の走行等が可能となっている。また、電動車両１６では、ユーザが着席するシート２８を保持するシート保持部３０の内部に、上方が開口する筐体状のバッテリパック収容部１８が備えられる。シート２８は、進行方向前方側に設けられた図示しない回動軸によって回動可能となっている。シート２８がシート保持部３０に着座する方向に回動されることでバッテリパック収容部１８の上方に設けられた開口１８ａが閉塞される。
一方、シート２８の進行方向後端部がシート保持部３０から離脱する方向に回動されることでバッテリパック収容部１８の開口１８ａが開放状態となる。このように開放状態となった開口１８ａを介してバッテリパック収容部１８にバッテリパック１２（図３）を収容すること又はバッテリパック収容部１８からバッテリパック１２を取り出すことが可能になる。すなわち、バッテリパック１２は、バッテリパック収容部１８内に着脱可能に収容される。
電動車両１６では、バッテリパック収容部１８の底部に雄型コネクタ１０が設けられている。また、後述するようにバッテリパック１２（図３）の底部に雌型コネクタ１４が設けられている。このため、バッテリパック収容部１８にバッテリパック１２を収容することで、雄型コネクタ１０と雌型コネクタ１４（図４）とを電気的に接続することができ、互いに接続された雄型コネクタ１０及び雌型コネクタ１４を介してバッテリパック１２の電力を駆動用モータ２６に供給することができる。
次に、図６を参照しつつ、本実施形態に係るバッテリパック充電装置２０について説明する。バッテリパック充電装置２０は、上方が開口した筐体状であり、その内部にバッテリパック収容部２２が形成されている。バッテリパック収容部２２は、上方の開口２２ａを介してバッテリパック１２（図３）が着脱可能に収容される。バッテリパック収容部２２の底部には、雄型コネクタ１０が設けられ、バッテリパック収容部２２にバッテリパック１２を収容することで、バッテリパック収容部２２の雄型コネクタ１０と、バッテリパック１２の雌型コネクタ１４（図４）とが電気的に接続される。互いに接続された雄型コネクタ１０及び雌型コネクタ１４を介してバッテリパック充電装置２０からバッテリパック１２に電力を供給することが可能になり、バッテリパック１２が充電される。
次に、図１及び図２を参照しつつ、雄型コネクタ１０について、具体的に説明する。雄型コネクタ１０は、雌型コネクタ１４（図４）の後述する複数の雌型端子３２に挿入されて該雌型端子３２との間で電力又は信号を伝達する複数の雄型端子４４（本実施形態では７個）と、複数の雄型端子４４を並び方向（並列方向矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に互いに間隔を置いて支持する支持台３６と、位置決めピン４２とを備える。複数の雄型端子４４は、例えば、金属等の導電体からなる略矩形板状であり、支持台３６は、例えば、絶縁性樹脂等からなる絶縁体である。
支持台３６は、例えば、複数の雄型端子４４の並び方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）を長手方向とする板状であり、その厚さ方向が上下方向（矢印Ｙ１、Ｙ２方向）に沿うように、バッテリパック収容部１８、２２（図５、図６）の底部にねじ止め等によって固定される。この際、支持台３６の上面３６ａはバッテリパック収容部１８、２２の内部に臨み（図６）、支持台３６の下面３６ｂはバッテリパック収容部１８、２２の外部に臨む。
また、支持台３６を上下方向に貫通するように複数の端子部材３４が設けられている。複数の雄型端子４４は、複数の端子部材３４のうち支持台３６の上面３６ａから上方（矢印Ｙ１側）に突出する部分である。複数の端子部材３４は、支持台３６の下面３６ｂから下方（矢印Ｙ２側）に突出する下方突出部４６を有する。図６に示すように、複数の雄型端子４４は、バッテリパック収容部１８、２２の内側の底部において上方に突出するとともに、略矩形板状の雄型端子４４の主面同士が対向するように並び方向に並ぶ。また、図１に示すように、並び方向に対向する雄型端子４４同士の間には間隙部４８が形成される。複数の下方突出部４６は、バッテリパック収容部１８、２２（図５、図６）の外部の下方に向かって突出するとともに、雄型端子４４と同様に並び方向に並ぶ。
図１及び図２に示すように、支持台３６の上面３６ａには、何れも絶縁性樹脂等の絶縁体からなる、スロープ（傾斜部）５０と、複数の上方被覆部５２と、一組のピン支持部５４と、壁部５６とが設けられている。図２に示すように、スロープ５０は、並び方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）及び上下方向（矢印Ｙ１、Ｙ２方向）を含む平面と交差して雄型端子４４同士の間を通過する交差方向（矢印Ｚ１、Ｚ２方向）に高低差を有する。この高低差により、間隙部４８内の水は、交差方向の一端側（矢印Ｚ１側）から他端側（矢印Ｚ２側）に向かって流れるため、間隙部４８の外部へと導かれる。
複数の上方被覆部５２は、支持台３６の上面３６ａから上方に向かって延在し、雄型端子４４の基端側（上面３６ａ側）をそれぞれ被覆する。雄型接続子１０と雌型接続子１４（図４）とを接続した際には、図１に示すように、上方被覆部５２から露出する雄型端子４４の先端側（矢印Ｙ１側）が、雌型端子３２に挿入される。なお、図１では、複数の雌型端子３２のうち１個（第１雌型端子３２ａ）のみを一点鎖線により図示している。
ピン支持部５４は、支持台３６の上面３６ａから上方に向かって延在する。また、図１に示すように、ピン支持部５４は、複数の雄型端子４４の並び方向の両側に１個ずつ配置され、位置決めピン４２を上方に向かって突出するように支持する。なお、並び方向両端の雄型端子４４とピン支持部５４との間にも傾斜部５０が設けられることが好ましい。壁部５６は、間隙部４８の交差方向の一端側（矢印Ｚ１側）における複数の雄型端子４４の側方に配置され、並び方向に延在するとともに上方（矢印Ｙ１側）に立ち上がる。
支持台３６の下面３６ｂには、下方に向かってそれぞれ延在する複数の下方被覆部５８が設けられる。図１に示すように、下方被覆部５８は、第１下方被覆部５８ａと、第２下方被覆部５８ｂとを有する。第１下方被覆部５８ａは、並び方向の両端に配置された下方突出部４６（以下、第１下方突出部４６ａともいう）の突出方向の中程を不図示の開口等を介して露出させた状態で他の部分を被覆する。第２下方被覆部５８ｂは、複数の下方突出部４６のうち、第１下方被覆部５８ａで覆われていない残余の下方突出部４６（以下、第２下方突出部４６ｂともいう）の基端側（下面３６ｂ側）をそれぞれ被覆する。
第１下方突出部４６ａは、第１下方被覆部５８ａから露出する部分を介して電力線（不図示）と電気的に接続され、該電力線を介して駆動用モータ２６（図５）又はバッテリパック充電装置２０（図６）と電気的に接続される。第２下方突出部４６ｂは、第２下方被覆部５８ｂから露出する先端側（下端側）を介して信号伝達線（不図示）と電気的に接続され、該信号伝達線を介して電動車両１６（図５）又はバッテリパック充電装置２０（図６）の制御部（不図示）等と電気的に接続される。
次に、図３及び図４を参照しつつ、バッテリパック１２について簡単に説明する。図３に示すように、バッテリパック１２は、外装を構成する略直方体状のケース６０の内部に、何れも不図示のバッテリコアパックやバッテリ管理装置等が収容されて構成される。バッテリコアパックは、セルホルダに保持された複数の電池セル（不図示）を有する。電池セルは、例えば、リチウム二次電池からなり、駆動用モータ２６（図５）に対して電力を供給すること等により容量（蓄電量）が低減した場合には、バッテリパック充電装置２０（図６）から電力の供給を受けることで容量を回復させることが可能である。換言すれば、電池セルは、充電及び放電を繰り返すことが可能である。バッテリ管理装置は、例えば、バッテリコアパックの充放電の制御や、電動車両１６（図５）及びバッテリパック充電装置２０（図６）との通信等を行う。
ケース６０は、例えば、アルミニウム等の金属や、樹脂（繊維強化樹脂を含む）等から形成することができる。また、ケース６０は、上端が開口する筐体状の外殻ケース６２と、外殻ケース６２の開口を閉塞するトップケース６４とが一体化されて構成される。トップケース６４の上面側には、バッテリパック１２を持ち運ぶ際に把持することが可能なハンドル６６が設けられている。
外殻ケース６２内の底部に雌型接続子１４が収容される。図４に示すように、外殻ケース６２の底壁には、雌型接続子１４の後述する挿入口６８をケース６０の外部に露出させる切り欠き７０が設けられている。
雌型接続子１４は、台座７２と、該台座７２に支持されることで互いに間隔を置いて並列する複数の雌型端子３２とを有する。台座７２は、例えば、絶縁性樹脂等の絶縁体からなる。また、台座７２の側面には、タブ部７４が突設され、台座７２の下端面７２ａには、挿入口６８及び位置決め孔７６が設けられている。タブ部７４には、ねじ挿通孔７８が形成され、該ねじ挿通孔７８には、台座７２を外殻ケース６２の底壁に取り付けるためのねじ（不図示）が通される。
挿入口６８は、雄型接続子１０の壁部５６（図１、図２）を挿入可能な形状の壁部挿入孔８０と、複数の雄型端子４４（図１、図２）をそれぞれ個別に挿入可能な形状の複数の端子挿入孔８２とを有する。位置決め孔７６は、雄型接続子１０の位置決めピン４２（図１、図２）を挿入可能な形状に形成される。
図１に二点鎖線で示すように、雌型端子３２は、略矩形板状の板型端子部８４と、該板型端子部８４の下端を分岐点８６として第１分岐部８８ａと第２分岐部８８ｂとの二叉に分岐する分岐端子部８８とを有する。第１分岐部８８ａ及び第２分岐部８８ｂは、分岐点８６から下方に向かって互いに離間した状態で所定の距離延在した後、一旦接近することで最近接部位９０を形成し、さらに互いに離間することで最下端に開口端部９２を形成する。各雌型端子３２は、分岐端子部８８の下端側の大部分が端子挿入孔８２（図４）の内部に配設される。
また、図４に示すように、複数の雌型端子３２のうち、並び方向の両端に配置される第１雌型端子３２ａでは、板型端子部８４が台座７２の内部に配置され、第１雌型端子３２ａを除く第２雌型端子３２ｂでは、板型端子部８４の上端側が台座７２から上方に突出する。第１雌型端子３２ａでは、台座７２に設けられた不図示の開口等を介して板型端子部８４の一部が台座７２から露出し、この露出部が電力線（不図示）と電気的に接続される。これにより、第１雌型端子３２ａは、バッテリ管理装置を経由してバッテリコアパックの入出力端子（不図示）に電気的に接続される。第２雌型端子３２ｂは、台座７２から突出する板型端子部８４の上端側を介して信号伝達線（不図示）と電気的に接続され、該信号伝達線を介してバッテリ管理装置等に電気的に接続される。
基本的には上記のように構成されるバッテリパック１２では、例えば、その上端側に設けられたハンドル６６（図３）をユーザが把持することで、底部側からバッテリパック収容部１８、２２（図５、図６）に挿入される。この際、バッテリパック１２の底部に設けられた雌型コネクタ１４と、バッテリパック収容部１８、２２の底部に設けられた雄型コネクタ１０（図５、図６）とが対向するように位置合わせを行う。これによって、バッテリパック収容部１８、２２にバッテリパック１２が収容されると、雌型コネクタ１４の台座７２の下端面７２ａ（図４）と、雄型コネクタ１０のピン支持部５４の先端面５４ａ（図１、図６）とが当接するまで、図４に示す雌型コネクタ１４の壁部挿入孔８０、端子挿入孔８２及び位置決め孔７６のそれぞれに、図１及び図６に示す雄型コネクタ１０の壁部５６、雄型端子４４及び位置決めピン４２が挿入される。
このようにして、端子挿入孔８２に雄型端子４４が挿入されると、該端子挿入孔８２内で、図１に示すように、雌型端子３２の開口端部９２を介して第１分岐部８８ａと第２分岐部８８ｂとの間に雄型端子４４の先端側が挿入される。この際、最近接部位９０では、第１分岐部８８ａ及び第２分岐部８８ｂの間に雄型端子４４が介在することで、第１分岐部８８ａ及び第２分岐部８８ｂが互いに離間する方向に弾性変形している。つまり、第１分岐部８８ａ及び第２分岐部８８ｂは、その弾発力により雄型端子４４に当接した状態で維持される。このため、最近接部位９０が雌型端子３２と雄型端子４４との電気的接続点となる。
従って、バッテリパック１２（図３）をバッテリパック充電装置２０のバッテリパック収容部２２（図６）に収容した場合には、互いに接続された雌型コネクタ１４及び雄型コネクタ１０を介して電池セルの充電を行うことができる。一方、バッテリパック１２を電動車両１６のバッテリパック収容部１８（図５）に収容した場合には、互いに接続された雌型コネクタ１４及び雄型コネクタ１０を介して駆動用モータ２６等にバッテリパック１２の電力を供給することができる。
以上から、本実施形態に係る雄型コネクタ１０、該雄型コネクタ１０を備える電動車両１６及びバッテリパック充電装置２０では、図２に示すように、支持台３６の上面３６ａに設けられたスロープ５０の高低差により、雄型端子４４同士の間の間隙部４８から該間隙部４８の外部に水を導くことができる。これによって、雨水等の水が雄型端子４４同士の間に滞留することを抑制でき、ひいては、複数の雄型端子４４間で漏電が生じること等を抑制できる。
上記の実施形態に係る雄型コネクタ１０、電動車両１６及びバッテリパック充電装置２０では、図２に示すように、スロープ５０は、並び方向で隣接する複数の雄型端子４４同士の間である間隙部４８において、交差方向の一端側（矢印Ｚ１側）から他端側（矢印Ｚ２側）に向かうに連れて低くなるよう形成されることとした。この場合、上記の通り、間隙部４８の交差方向の一端側から他端側に向かって水を導くことができるため、間隙部４８に水が滞留することを抑制できる。
上記の実施形態に係る雄型コネクタ１０、電動車両１６及びバッテリパック充電装置２０では、図１及び図２に示すように、雄型端子４４同士の間の間隙部４８の交差方向の両端（矢印Ｚ１側及び矢印Ｚ２側）のうち、一端側（矢印Ｚ１側）にのみ、複数の雄型端子４４に隣接して、並び方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に延在するとともに上方（矢印Ｙ１側）に立ち上がる壁部５６が設けられていることとした。このように壁部５６を設けた場合であっても、スロープ５０によって、間隙部４８の交差方向の一端側から、壁部５６が設けられていない他端側に水を導いて排出することができるため、間隙部４８に水が滞留することを抑制できる。なお、雄型コネクタ１０は、壁部５６を備えていなくてもよい。
本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、図７に示すように、雄型コネクタ１０は、壁部５６を備えず、スロープ５０に変えてスロープ（傾斜部）９４が設けられていてもよい。スロープ９４は、間隙部４８の交差方向（矢印Ｚ１、Ｚ２方向）の内側から外側に向かうに連れて低くなる高低差を有する。なお、この雄型コネクタ１０と接続される雌型コネクタ１４（図４）では、挿入口６８が壁部挿入孔８０を有していなくてもよい。
スロープ９４を有する雄型コネクタ１０では、間隙部４８の交差方向の内側から外側に向かって水を導くことができる。従って、上記の実施形態と同様に、間隙部４８に水が滞留することを抑制でき、ひいては、複数の雄型端子４４間で漏電が生じること等を抑制できる。

Claims (4)

  1. 複数の雌型端子（３２）に対して接続される複数の雄型端子（４４）を有する雄型接続子（１０）であって、
    前記雌型端子と前記雄型端子とは接続されて電力又は信号を伝達し、
    複数の前記雄型端子を並び方向に互いに間隔を置いて支持する支持台（３６）を備え、
    複数の前記雄型端子は、前記支持台の上面（３６ａ）から上方に突出し、
    前記支持台の前記上面に、壁部（５６）と傾斜部（５０）とが設けられ、
    前記壁部は、前記上面における複数の前記雄型端子の突出方向及び前記並び方向を含む平面と交差する交差方向の一端に位置し、且つ複数の前記雄型端子の少なくとも一部に沿って延び、
    前記傾斜部は、前記交差方向の前記一端が高く、前記一端から前記交差方向の他端に向かうにつれて低くなるように、前記交差方向に高低差を有し、
    複数の前記雄型端子のうち互いに隣接する２個において、互いに対向する主面同士の間に間隙部（４８）が形成され、
    前記間隙部は、前記並び方向において複数の前記雄型端子のうち互いに隣接する２個と、前記交差方向の前記一端を塞ぐ前記壁部とによって形成され、前記交差方向の前記他端において開口を有し、
    前記間隙部（４８）において、前記傾斜部（９４）は、前記壁部から前記開口に向かうに連れて低くなる、雄型接続子。
  2. 蓄電装置（１２）に設けられる複数の雌型端子（３２）に対して接続される複数の雄型端子（４４）を有する雄型接続子（１０）を備える収容装置（１６、２０）であって、
    前記雌型端子と前記雄型端子とは接続されて電力又は信号を伝達し、
    複数の前記雄型端子を並び方向に互いに間隔を置いて支持する支持台（３６）を備え、
    複数の前記雄型端子は、前記支持台の上面（３６ａ）から上方に突出し、
    前記支持台の前記上面に、壁部（５６）と傾斜部（５０）とが設けられ、
    前記壁部は、前記上面における複数の前記雄型端子の突出方向及び前記並び方向を含む平面と交差する交差方向の一端に位置し、且つ複数の前記雄型端子の少なくとも一部に沿って延び、
    前記傾斜部は、前記交差方向の前記一端が高く、前記一端から前記交差方向の他端に向かうにつれて低くなるように、前記交差方向に高低差を有し、
    複数の前記雄型端子のうち互いに隣接する２個において、互いに対向する主面同士の間に間隙部（４８）が形成され、
    前記間隙部は、前記並び方向において複数の前記雄型端子のうち互いに隣接する２個と、前記交差方向の前記一端を塞ぐ前記壁部とによって形成され、前記交差方向の前記他端において開口を有し、
    前記間隙部（４８）において、前記傾斜部（９４）は、前記壁部から前記開口に向かうに連れて低くなる、収容装置。
  3. 請求項２記載の収容装置において、
    前記収容装置は、前記蓄電装置を充電する充電装置（２０）であり、前記雄型接続子を介して前記蓄電装置を充電する、収容装置。
  4. 請求項２記載の収容装置において、
    前記収容装置は、前記蓄電装置によって給電される車両（１６）であり、前記車両は、前記雄型接続子を介して給電される、収容装置。
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