JPH1012327A - 電気自動車用給電コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気自動車と給電装置とを連結する車両側コ
ネクタと給電側コネクタとの連結状態を検出でき、給電
作業の信頼性と確実性を向上できる。 【解決手段】 電気自動車１には雌端子とリング状接点
とを有する雌コネクタ６を配設し、リード線５を介して
雌端子をバッテリ３に接続する。また、給電装置１０に
は雄端子と各円弧状接点２０とを有する雄コネクタ１７
を配設し、リード線１６等を介して雄端子を変換器１２
に接続する。そして、各円弧状接点２０とリング状接点
とが雌コネクタ６と雄コネクタ１７とが連結したときに
電気的に接続される構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車と給電
装置とを連結する電気自動車用給電コネクタ装置に関
し、特にコネクタ装置が連結状態にあるか否かを検出で
きる電気自動車用給電コネクタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車体を走行させる電動モータ
と、前記車体に搭載され前記電動モータに電力を供給す
るバッテリとからなる電気自動車には、前記バッテリに
リード線を介して接続され前記バッテリと外部電源とを
接続する車両側コネクタが設けられる。一方、前記電気
自動車のバッテリを充電する電源をもつ給電装置には、
前記車両側コネクタに連結されるべく前記電源にリード
線を介して接続された給電側コネクタが設けられる。そ
して、前記車両側コネクタと給電側コネクタとから電気
自動車用給電コネクタ装置が構成されている。

【０００３】ここで、前記バッテリを充電するときに
は、前記車両側コネクタと給電側コネクタとを連結し前
記給電装置の電源からバッテリに向けて電力を供給する
ことによりバッテリを充電することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による電気自動車用給電コネクタ装置では、車両
側コネクタの接続具と給電側コネクタの接続具とが完全
に連結していない状態であっても、給電装置から電力供
給を行ってしまうことがあり、このような場合は接続端
子間で局所的に電流が流れ接続端子を損傷してしまうお
それがある。

【０００５】また、車両側コネクタと給電側コネクタと
が互いに連結している状態であっても電気自動車の走行
が可能であるため、車両側コネクタと給電側コネクタと
が連結しているときに電気自動車が走行した場合では、
車両側コネクタや給電側コネクタまたは接続されている
リード線等を損傷するおそれがある。

【０００６】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は車両側コネクタと給電側コネク
タとの連結状態を検出でき、給電作業の信頼性や確実性
を向上できるようにした電気自動車用給電コネクタ装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、電動モータが原動機となる電気自動車
に設けられた車両側コネクタと、給電時に該車両側コネ
クタと連結するために給電側の電源に接続して設けられ
た給電側コネクタとからなる電気自動車用給電コネクタ
装置に適用される。

【０００８】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記車両側コネクタは、車両側接続具と、該車
両側接続具に設けられた車両側端子と、前記車両側接続
具に設けられた車両側接点とからなり、前記給電側コネ
クタは、前記車両側接続具に連結される給電側接続具
と、該給電側接続具に設けられ前記車両側接続具に連結
されたとき前記車両側端子に接続される給電側端子と、
前記給電側接続具に設けられ前記車両側接続具が連結さ
れたときに前記車両側接点と電気的に接続される給電側
接点とから構成したことにある。

【０００９】このように構成することにより、車両側コ
ネクタと給電側コネクタとの連結、離脱に伴い車両側接
点と給電側接点とを電気的に接続、遮断でき、例えば車
両側接点と給電側接点とからスイッチを構成したときに
は前記車両側コネクタと給電側コネクタとが完全に接続
した場合にのみ、当該スイッチを閉成することができ
る。

【００１０】また、請求項２の発明が採用する構成は、
前記車両側接続具と給電側接続具とには互いに衝合する
衝合端面を設け、前記車両側接点は前記車両側接続具の
衝合端面に設けられ、前記給電側接点は前記給電側接続
具の衝合端面に設けられている。

【００１１】このように構成することにより、前記車両
側接点と給電側接点とを面接触させることができ、車両
側接点と給電側接点との接触面積を広くすることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳細に説明する。

【００１３】ここで、図１ないし図７は本発明の第１の
実施例を示している。

【００１４】図において、１は電気自動車を示し、該電
気自動車１には原動機となる電動モータ２と、該電動モ
ータ２に電力を供給すべく前記電気自動車１に搭載され
たバッテリ３と、該バッテリ３から前記電動モータ２に
供給される電力を制御するコントロールユニット４とが
設けられ、バッテリ３はリード線５を介して後述の雌コ
ネクタ６に接続されている。

【００１５】６は車両側コネクタとしての雌コネクタを
示し、該雌コネクタ６は前記バッテリ３と給電装置１０
とを接続すべく、前記バッテリ３にリード線５を介して
接続されている。また、雌コネクタ６は図２および図３
に示すように、絶縁性樹脂材料により段付筒状に形成さ
れた車両側接続具としてのソケット７と、該ソケット７
に埋設され一対の有底筒状の導体からなる車両側端子と
しての一対の雌端子８Ａ，８Ｂと、前記ソケット７の開
口端側の衝合端面７Ｅに設けられ円環状の導体からなる
車両側接点としてのリング状接点９とから構成されてい
る。

【００１６】ここで、前記ソケット７は、雌端子８Ａ，
８Ｂを埋設すべく厚肉に形成され電気自動車１に取付け
られた円柱部７Ａと、該円柱部７Ａの先端に形成された
開口部７Ｂと、前記円柱部７Ａの底部側に設けられ径方
向外側に突出したフランジ部７Ｃとからなり、該フラン
ジ部７Ｃには４個の貫通穴７Ｄ，７Ｄ，…が設けられ、
該各貫通穴７Ｄに挿通されたボルト（図示せず）等を介
して雌コネクタ６は前記電気自動車１のボディに固着さ
れている。そして、前記雌端子８Ａは雌端子８Ｂよりも
大きな内径寸法をもって形成されて、例えばアース側の
端子となっている。

【００１７】また、雌端子８Ａ，８Ｂはソケット７の円
柱部７Ａに一定の離間寸法をもって軸方向に平行に設け
られ、円柱部７Ａの上部に開口するように埋設されると
共に、円柱部７Ａ内で各リード線５が接続される。そし
て、雌端子８Ａ，８Ｂはそれぞれ各リード線５を介して
バッテリ３に接続されている。

【００１８】一方、リング状接点９は雌端子８Ａ，８Ｂ
の径方向外側に位置して円柱部７Ａの上端面となる衝合
端面７Ｅに一定の内径寸法をもって設けられ、該リング
状接点９の上端面は雌コネクタ６と後述の雄コネクタ１
７とが連結したときに雄コネクタ１７の各円弧状接点２
０に面接触するようになっている。

【００１９】１０は前記電気自動車１のバッテリ３を充
電する給電装置を示し、該給電装置１０は外部の交流電
源１１から出力される交流を直流に変換して直流の電
圧、電流を発生する電源としての変換器１２を有し、該
変換器１２にはメインスイッチ１３、電力計１４、給電
開始スイッチ１５およびリード線１６を介して給電側コ
ネクタとしての雄コネクタ１７が接続されている。

【００２０】ここで、前記メインスイッチ１３は後述す
る制御装置２６により自動的に閉成、開成され変換器１
２から電力計１４に向けて電力供給を開始、停止する。
また、電力計１４は変換器１２から供給される電力値を
計測し、前記制御装置２６にこの電力値を出力する。そ
して、給電開始スイッチ１５は給電作業者の手動操作に
より閉成、開成され、当該給電装置１０からバッテリ３
に向けて電力供給を開始、停止するものである。

【００２１】また、前記雄コネクタ１７は、図４および
図５に示すように、絶縁性樹脂材料により段付円柱状に
形成された給電側接続具としてのソケット１８と、先端
側が該ソケット１８の上端から突出し基端側が該ソケッ
ト１８に埋設された一対の雄端子１９Ａ，１９Ｂと、前
記ソケット１８の上端に所定の角度θに亘って周方向に
離間して設けられ一対の円弧状導体からなる給電側接点
としての円弧状接点２０，２０とから構成される。

【００２２】ここで、前記ソケット１８は雌コネクタ６
に差込むときに把持する把持筒部１８Ａと、該把持筒部
１８Ａの下端側に位置し長さ方向に向って縮径される段
部１８Ｂとから一体に形成されると共に、把持筒部１８
Ａの上端面は前記雌コネクタ６のソケット７と互いに衝
合する衝合端面１８Ｃとなっている。そして、把持筒部
１８Ａの外径は雌コネクタ６の開口部７Ｂ内に挿入され
るべく開口部７Ｂの内径よりも僅かに小径に形成される
と共に、把持筒部１８Ａには雌コネクタ６の雌端子８
Ａ，８Ｂに嵌合される雄端子１９Ａ，１９Ｂが一定の離
間寸法をもって軸方向に平行に設けられ、該雄端子１９
Ａ，１９Ｂにはぞれぞれ各リード線１６が接続されてい
る。また、前記雄端子１９Ａは雄端子１９Ｂよりも大き
な外径寸法をもって形成され、該雄端子１９Ａは例えば
アース側の端子となっている。 一方、各円弧状接点２
０は、雄端子１９Ａ，１９Ｂの径方向外側に位置して雌
端子８Ａ，８Ｂのリング状接点９に対向して面接触する
ように、前記ソケット１８の衝合端面１８Ｃに一定の内
径寸法をもって設けられている。

【００２３】２１は図６中に示される連結検出回路で、
該連結検出回路２１は、前述した各円弧状接点２０に両
端が接続された検出用リード線２２と、該検出用リード
線２２に順次接続された独立した電池等の直流電源２
３、抵抗２４および電流計２５とからなり、該連結検出
回路２１は各円弧状接点２０がリング状接点９により短
絡されたときに閉回路を形成するようになっている。

【００２４】２６は給電装置１０内に設けられた制御装
置を示し、該制御装置２６は給電処理および充電処理等
が内蔵されたマイクロコンピュータとして構成され、そ
のメモリ２６Ａ内には充電が完了したか否かを判定する
判定電力値Ｐ0 が記憶されている。また、該制御装置２
６の入力側には電力計１４と電流計２５が接続され、出
力側にはメインスイッチ１３と表示器２７と警報ランプ
２８とが接続されている。そして、該制御装置２６は前
記電力計１４が計測した電力に基づき供給した電力量を
演算すると共に、この電力量を表示器２７に表示する。

【００２５】また、制御装置２６は電流計２５で計測さ
れる電流により、電流計２５に電流が流れたときに給電
装置１０のメインスイッチ１３を閉成すると共に、作業
者に給電が可能である旨を告げる警報ランプ２８を点灯
させる。一方、電流計２５に電流が流れないときはメイ
ンスイッチ１３を開成し警報ランプ２８を消灯するよう
になっている。

【００２６】本実施例による電気自動車用給電コネクタ
は、上述の如き構成を有するもので、その基本的作動に
ついて、図７によるフローチャートを参照しつつ説明す
る。

【００２７】まず、ステップ１では作業者が雄コネクタ
１７を雌コネクタ６に連結する。

【００２８】次に、ステップ２では電流計２５で計測さ
れる電流値を読込み、連結検出回路２１に電流が流れて
いるか否かを判定し、ステップ２で「ＮＯ」と判定した
場合には連結検出回路２１に電流が流れていない、即ち
雄コネクタ１７と雌コネクタ６との連結が不十分である
から、ステップ３の処理に移る。

【００２９】そして、ステップ３では制御装置２６はメ
インスイッチ１３を自動的に開成し、雄コネクタ１７に
向う電力の供給を遮断した状態でステップ２が「ＹＥ
Ｓ」になるまで待機する。

【００３０】一方、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定した
場合には、雄コネクタ１７と雌コネクタ６とが確実に連
結されているから、ステップ４では制御装置２６はメイ
ンスイッチ１３を閉成し、当該給電装置１０を給電可能
な状態にすると共に、警報ランプ２８を点灯させ、作業
者に給電装置１０が給電可能な状態にあることを知らせ
る。

【００３１】そして、ステップ５では作業者が給電開始
スイッチ１５を閉成し、ステップ６では給電装置１０は
給電処理を開始し電気自動車１のバッテリ３に向って電
力を供給する。

【００３２】さらに、ステップ６では電力計１４で計測
される電力値が判定電力値Ｐ0 よりも低下したときには
制御装置２６は充電完了と認識し、ステップ７に示すよ
うにメインスイッチ１３を開成し、電力供給を停止する
等の充電完了処理を行う。

【００３３】かくして、本実施例によれば、雌コネクタ
６と雄コネクタ１７とが連結されたときに雌コネクタ６
に設けたリング状接点９と、雄コネクタ１７に設けた一
対の円弧状接点２０，２０とが電気的に接続される構成
としたから、雌コネクタ６と雄コネクタ１７との連結、
離脱に伴いリング状接点９と各円弧状接点２０とにより
接続される連結検出回路２１に流れる電流を導通、遮断
でき、この電流によって雌コネクタ６と雄コネクタ１７
との連結状態を知ることができる。

【００３４】また、連結検出回路２１に流れる電流によ
り制御装置２６を作動させることができるから、雌コネ
クタ６と雄コネクタ１７とが完全に連結したときのみ給
電装置１０から電気自動車１へ電力を供給でき、給電作
業の信頼性や確実性を向上できる。また、雌コネクタ６
と雄コネクタ１７とが完全に連結していない状態で給電
を行う場合に発生する局所的な電流の流れを防止でき、
車両側端子や給電側端子の損傷を防ぎ、雌コネクタ６や
雄コネクタ１７の寿命を延長できる。

【００３５】次に、図８ないし図１０は本発明の第２の
実施例を示すに、本実施例の特徴は、給電装置１０には
リード線１６の先端に給電側コネクタとしての雌コネク
タ６を取付けると共に、電気自動車１にはリード線５を
介してバッテリ３と接続された車両側コネクタとしての
雄コネクタ１７を取付け、雌コネクタ６と雄コネクタ１
７とが連結した状態では電気自動車１の電動モータ２を
停止する構成としたことにある。なお、本実施例では前
記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、
その説明を省略するものとする。

【００３６】図中、３１は本実施例による連結検出回路
を示し、該連結検出回路３１は両端が雄コネクタ１７の
各円弧状接点２０にそれぞれ接続された検出用リード線
３２からなる閉回路として形成され、該検出用リード線
３２の途中には、図９に示すように直流電源３３、抵抗
３４および電流計３５が順次直列に接続されている。

【００３７】３６は電気自動車１に搭載された本実施例
によるコントロールユニットを示し、該コントロールユ
ニット３６はバッテリ３から電動モータ２に供給される
電力を制御する機能を有し、コントロールユニット３６
は電流計３５で計測される電流により、電流計３５に電
流が流れているときには電動モータ２への電力供給を停
止した状態で保持する。一方、電流計３５に電流が流れ
ていないときは電動モータ２への電力供給を可能にする
ことができる。

【００３８】３７は電気自動車１の運転室内等に設けら
れた警告灯を示し、該警告灯３７は前記コントロールユ
ニット３６に接続されており、電流計３５に電流が流れ
ているときには点灯し、電流計３５に電流が流れていな
いとき消灯するようになっている。

【００３９】本実施例による電気自動車用給電コネクタ
は上述の如き構成を有するもので、その基本的作動につ
いて、図１０によるフローチャートを参照しつつ説明す
る。まず、ステップ１１では、作業者が雌コネクタ６を
雄コネクタ１７に連結する。

【００４０】次に、ステップ１２では電流計３５で計測
される電流値を読込み、連結検出回路３１に電流が流れ
ているか否かを判定し、ステップ１２で「ＮＯ」と判定
した場合には連結検出回路３１に電流が流れていない、
即ち雄コネクタ１７と雌コネクタ６との連結が不十分で
あるから、雄コネクタ１７と雌コネクタ６とが確実に連
結されるまでの間このステップ１２で待機する。

【００４１】ステップ１２で「ＹＥＳ」と判定した場合
には、連結検出回路３１に電流が流れ、雄コネクタ１７
と雌コネクタ６とが確実に連結されているから、ステッ
プ１３に移り、バッテリ３から電動モータ２に電力が供
給されるのを停止した状態で保持すると共に、電気自動
車１内の警告灯３７を点灯させ運転者に給電中である旨
を知らせる。

【００４２】ステップ１４では、前述した第１の実施例
と同様に給電装置１０内の制御装置２６の機能により、
作業者が給電開始スイッチ１５を閉成することによっ
て、給電処理を開始し、給電装置１０の変換器１２から
出力される電力をバッテリ３に供給すると共に、警報ラ
ンプ２８を点灯する。

【００４３】さらに、ステップ１５では電力計１４で計
測される電力値が判定電力値Ｐ0 よりも低下したときに
は制御装置２６は充電完了と認識し、ステップ１６に示
すようにメインスイッチ１３を開成し、電力供給を停止
する等の充電完了処理を行う。

【００４４】かくして、本実施例によれば、雌コネクタ
６と雄コネクタ１７とが連結されたときに雌コネクタ６
に設けたリング状接点９と、雄コネクタ１７に設けた一
対の円弧状接点２０，２０とが電気的に接続される構成
としたから、雌コネクタ６と雄コネクタ１７との連結、
離脱に伴いリング状接点９と各円弧状接点２０とにより
接続される連結検出回路３１に流れる電流を導通、遮断
でき、この電流によって雌コネクタ６と雄コネクタ１７
との連結状態を知ることができる。

【００４５】また、雌コネクタ６と雄コネクタ１７との
連結状態によって電気自動車１の電動モータ２の作動、
停止を制御できるから、雌コネクタ６と雄コネクタ１７
とが連結しているときに電気自動車１が走行することは
なく、雌コネクタ６と雄コネクタ１７とが連結している
ときに電気自動車１が走行した場合におこる雌コネクタ
６、雄コネクタ１７およびリード線１６等の破損、損傷
等を防止することができる。

【００４６】なお、前記各実施例では、給電装置１０に
設けた警報ランプ２８や電気自動車１に設けた警告灯３
７により給電作業者や運転者に給電可能な状態である旨
を知らせる構成としたが、警報ブザー等を併用する構成
としてもよい。

【００４７】また、前記各実施例では、連結状態を検出
するために独立した直流電源２３（３３）を設ける構成
としたが、直流電源２３（３３）に代えて給電装置１０
の変換器１２や電気自動車１のバッテリ３を用いてもよ
い。

【００４８】さらに、前記各実施例では、雌コネクタ６
にリング状接点９を設け、雄コネクタ１７に各円弧状接
点２０を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、
雌コネクタ６に各円弧状接点２０を設け、雄コネクタ１
７にリング状接点９を設ける構成としてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、前記車両側コネクタは、車両側接続具と、該車両
側接続具に設けられた車両側端子と、前記車両側接続具
に設けられた車両側接点とからなり、前記給電側コネク
タは、前記車両側接続具に連結される給電側接続具と、
該給電側接続具に設けられ前記車両側接続具に連結され
たとき前記車両側端子に接続される給電側端子と、前記
給電側接続具に設けられ前記車両側接続具が連結された
ときに前記車両側接点と電気的に接続される給電側接点
とから構成したから、車両側コネクタと給電側コネクタ
との連結、離脱に伴い車両側接点と給電側接点とが電気
的に接続、遮断でき、例えば車両側接点と給電側接点と
が接続されたときに電流が導通する電気回路を構成した
ときには、この電流により各コネクタの連結状態を知る
ことができる。そして、各コネクタとの連結状態により
給電装置からの電力供給を制御することにより、各コネ
クタが連結されたときのみ給電装置から電気自動車へ電
力を供給でき、給電作業の信頼性や確実性を向上でき
る。また、各コネクタの端子間で局所的に電流が流れる
のを防ぐことができ、各端子の損傷等を防止できるから
各コネクタの寿命を延長することができる。さらに、各
コネクタの連結状態によって電気自動車の電動モータの
作動、停止を制御することもでき、各コネクタが連結し
ているときに電動モータの作動を積極的に停止させてお
くことができ、各コネクタを連結しているときであって
も電気自動車が走行した場合に起こる各コネクタおよび
リード線等の破損、損傷等を防止することができる。

【００５０】また、請求項２の発明によれば、前記車両
側接続具と給電側接続具とには互いに衝合する衝合端面
を設け、前記車両側接点は前記車両側接続具の衝合端面
に設けられ、前記給電側接点は前記給電側接続具の衝合
端面に設けられる構成としたから、前記車両側接点と給
電側接点とを面接触させることができ、車両側接点と給
電側接点との接触面積を広くすることができ、各コネク
タを連結したときに、車両側接点と給電側接点とを電気
的に確実に接続でき、各コネクタの連結状態を検知でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による電気自動車用給電
コネクタ装置を示す全体構成図である。

【図２】図１中の雌コネクタを示す縦断面図である。

【図３】図２中の矢示 III−III 方向からみた平面図で
ある。

【図４】図１中の雄コネクタを示す縦断面図である。

【図５】図４中の矢示Ｖ−Ｖ向からみた平面図である。

【図６】図１の具体的な回路構成を示す回路図である。

【図７】電気自動車のバッテリを充電するときの処理を
示す流れ図である。

【図８】本発明の第２の実施例による電気自動車用給電
コネクタ装置を示す全体構成図である。

【図９】図８の具体的な回路構成を示す回路図である。

【図１０】電気自動車のバッテリを充電するときの処理
を示す流れ図である。

【符号の説明】

１ 電気自動車 ２ 電動モータ ３ バッテリ ４，３６ コントロールユニット ５，１６ リード線 ６ 雌コネクタ（車両側コネクタ） ７ ソケット（車両側接続具） ７Ｅ，１８Ｃ 衝合端面 ８Ａ，８Ｂ 雌端子（車両側端子） ９ リング状接点（車両側接点） １０ 給電装置 １２ 変換器（電源） １７ 雄コネクタ（給電側コネクタ） １８ ソケット（給電側接続具） １９Ａ，１９Ｂ 雄端子（給電側端子） ２０ 円弧状接点（給電側接点） ２５，３５ 電流計 ２６ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータが原動機となる電気自動車に
   設けられた車両側コネクタと、給電時に該車両側コネク
   タと連結するために給電側の電源に接続して設けられた
   給電側コネクタとからなる電気自動車用給電コネクタ装
   置において、 前記車両側コネクタは、車両側接続具と、該車両側接続
   具に設けられた車両側端子と、前記車両側接続具に設け
   られた車両側接点とからなり、 前記給電側コネクタは、前記車両側接続具に連結される
   給電側接続具と、該給電側接続具に設けられ前記車両側
   接続具に連結されたとき前記車両側端子に接続される給
   電側端子と、前記給電側接続具に設けられ前記車両側接
   続具が連結されたときに前記車両側接点と電気的に接続
   される給電側接点とから構成してなる電気自動車用給電
   コネクタ装置。
2. 【請求項２】 前記車両側接続具と給電側接続具とには
   互いに衝合する衝合端面を設け、前記車両側接点は前記
   車両側接続具の衝合端面に設けられ、前記給電側接点は
   前記給電側接続具の衝合端面に設けられてなる請求項１
   記載の電気自動車用給電コネクタ装置。