JPH11136869A - 電気自動車充電用コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相手コネクタに送信した光信号が戻ってノイ
ズとなってしまうことを防止できる電気自動車充電用コ
ネクタを提供する。 【解決手段】 給電側ハウジング１２に備えた発光素子
５０Ａと受光素子５０Ｂの夫々の光軸は、筒壁３６，３
７によって包囲されている。この受光素子５０Ｂを包囲
する筒壁３７によって、その受光素子５０Ｂの光軸上に
無関係な光信号が入らないように防止でき、給電側の発
光素子５０Ａを包囲する筒壁３６によって発光素子５０
Ａが放出した光信号が絞られ、同じ給電側の受光素子５
０Ｂ側に向かないように確実に防止する。これにより、
給電側の受信信号へのノイズを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車を充電
するためのコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車を充電するためには、電気自
動車に備えた受電用コネクタと、外部電源に連なった給
電用コネクタとを結合させ、両コネクタの間で充電情報
の授受を行いながら電力を供給する。そして、この充電
情報の授受のために光通信素子を備えたコネクタが知ら
れており、それが特開平７−２２７０５０号公報に記載
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、給電と受電
の両コネクタ間で双方向に送信及び受信をする場合に
は、夫々のコネクタに、相手コネクタへと光信号を送信
するための発光素子と、相手コネクタから光信号を受信
する受光素子との２つの素子を設けた構成となる。とこ
ろが、ただ２つの素子を設けただけの構成とすると、一
方のコネクタから相手コネクタの受光素子へと放出した
はずの光信号が、自分（一方のコネクタ）の受光素子に
も受信されてしまい、光通信におけるノイズの原因とな
る。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、相手コネクタに送信した光信号が戻ってノイズとな
ってしまうことを防止できる電気自動車充電用コネクタ
の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、電気自動車の蓄電装置を充
電するために相手コネクタに結合されるコネクタハウジ
ングに、蓄電装置の充電に関する情報の光信号を相手コ
ネクタへと送信する発光素子と、光信号を相手コネクタ
から受信する受光素子とを備えると共に、発光素子と受
光素子との間に、発光素子からの光信号が受光素子に入
射しないようにするための遮光壁を設けたところに特徴
を有する。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載のもの
において、発光と受光の両素子のうちいずれか一方の素
子の光軸の周りを包囲する筒体を、両素子又は一方の素
子に対応させて設けて遮光壁を構成したところに特徴を
有する。

【０００７】

【発明の作用・効果】請求項１の構成によれば、遮光壁
によって本コネクタの発光素子の光軸と本コネクタの受
光素子の光軸とが区画され、発光素子が放出した光信号
が受光素子側に広がることがなくなる。これにより、本
コネクタが放出した光信号が戻ってノイズとなることを
防止できる。

【０００８】請求項２の構成によれば、筒体が受光素子
の光軸を包囲してその光軸上に無関係な光信号が入らな
いように遮蔽するか、または、筒体が発光素子の光軸を
包囲して、その発光素子が放出した光信号が受光素子側
に向かないように絞ることができる。これにより、本コ
ネクタが放出した光信号の戻りをより確実に防ぐことが
でき、ノイズ発生を防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明を適用した一実施形態を、
図１〜図７に基づいて説明する。電気自動車の車体外側
面には、外向きに開放する受電側コネクタハウジング１
０（以下、「受電側ハウジング１０」という）が備えら
れ、その開放面が蓋１１によって開閉可能にされてお
り、ここに図１の矢印Ａ方向に沿って給電側コネクタハ
ウジング１２（以下、「給電側ハウジング１２」とい
う）を挿入して装着できるようになっている。そして、
この受電側ハウジング１０を備えた電気自動車の受電部
と、給電側ハウジング１２を備えた給電用カプラの夫々
に本発明が適用されている。

【００１０】給電側ハウジング１２は、アルミ製の一次
側ベース部１４を備え、それを覆う外部ケース１５の後
面にハンドル部１５Ａを有した構成となっている。一次
側ベース部１４は受電側ハウジング１０との対向側から
見ると矩形形状をなし、その対向方向の前面１４Ａに形
成した凹所１４Ｂの内部に例えばフェライト製の一次コ
ア１６を収容している。一次コア１６は、全体として円
盤状に形成され、その前面が受電側ハウジング１０に設
けた二次コア２１との接合面１６Ａをなし（図１参
照）、一次側ベース部１４の前面１４Ａと面一になって
いる。

【００１１】また、接合面１６Ａには同心円環状のコイ
ル収容部１６Ｂが形成され、ここに一次コイル１７が巻
回された状態で収容されている。この一次コイル１７の
出力端子は、図７に示すように商用電源７１を電源とし
たインバータ装置７２に接続され、そのインバータ装置
７２によって一次コイル１７に高周波電流が流される。
なお、そのインバータ装置７２は後述するようにインバ
ータ制御回路７３によって一次コイル１７に印加する電
圧を制御できるようになっている。

【００１２】一方、受電側ハウジング１０は（図１参
照）、電気自動車の車体に一体に設けた支持ケース１８
の奥部に、前記一次側ベース部１４に対応したアルミ製
の二次側ベース部２０を備えている。この二次側ベース
部２０は、やはり、前面に形成された凹所２０Ａの内部
に一次コア１６と同一形状の二次コア２１を収容し、そ
の二次コア２１に二次コイル２２を巻装させてある。こ
の二次コイル２２の出力端子は、図７に示すように、電
気自動車の動力用の蓄電装置である動力用バッテリー７
４を充電するための充電回路７５に接続されていて、二
次コイル２２に誘導される高周波起電力を整流してその
動力用バッテリー７４を充電できる。なお、同図に示す
ように充電回路７５には充電状態検出回路７６が接続さ
れ、これにて動力用バッテリー７４の充電状態を検出で
きるようになっている。

【００１３】給電側と受電側の両ハウジング１０，１２
の内部には、図１に示すように、相互の対向位置に素子
配置室３０，６０がそれぞれ設けられている。給電側ハ
ウジング１２の素子配置室３０は、図２に示すように一
次側ベース部１４の同図左下の角部に配置され、素子配
置室３０の前面壁３０Ａには、長円形の通信用開口３１
が貫通形成されている。また、図４に示すように、素子
配置室３０の後面壁３０Ｂには、通信用開口３１との対
向部に凹部３２が設けられている。凹部３２の内周壁に
は、図５に示すように一対の溝３３，３３が形成され、
この溝３３に沿って基板３４が凹部３２内に挿入され
る。基板３４のうち挿入方向の中間部には、赤外線型の
発光素子５０Ａ及び受光素子５０Ｂとが横並びにして
（図５においては、上下に並べて）取り付けられてい
る。より詳細には、両素子５０Ａ，５０Ｂは、図５に示
すように、略円柱体の本体５２の一端に半球状の発光面
５３Ａ又は受光面５３Ｂを備えると共に、他端に一対の
接続脚５４，５４を備えたタイプのものであり、基板３
４に半田付した接続脚５４を９０度に屈曲させて、発光
面５３Ａまたは受光面５３Ｂが前記通信用開口３１を指
向した状態となっている。

【００１４】凹部３２の開口面には、インナキャップ３
５が図示しないネジによって取り付けられる。インナキ
ャップ３５に備えた平板状の主部３５Ａには、各素子５
０Ａ，５０Ｂの光信号を挿通させるための一対の貫通孔
３６Ａ，３７Ａが形成されている。

【００１５】さて、インナキャップ３５には、両貫通孔
３６Ａ，３７Ａの開口縁から各素子５０Ａ，５０Ｂに向
けて一対の筒壁３６，３７が延ばされている。そして、
図４に示すように、両筒壁３６，３７の端部に、各素子
５０Ａ，５０Ｂの本体５２，５２が収容されており、こ
れにより、両素子５０Ａ，５０Ｂの光軸が、その周りを
筒壁３６，３７によって包囲されている。

【００１６】素子配置室３０の内部には、通信用開口３
１を開閉するための回転式シャッタ４０が設けられてい
る。回転式シャッタ４０は長円形状をなし（図２参
照）、その一端を貫通するように回転軸４１が一体に備
えられ、図４に示すように、回転軸４１の両端を前面壁
３０Ａと後面壁３０Ｂとにスライド可能に支持されてい
る。

【００１７】回転軸４１のうち回転式シャッタ４０より
後側（図４の右側）に延びた軸後部４２は、後面壁３０
Ｂに形成した軸受孔３８にスライド可能に収容され、そ
の軸受孔３８の奥面３８Ａと軸後部４２の後端面４２Ａ
との間には圧縮コイルバネ３９が配されている。これに
より、回転式シャッタ４０が前面壁３０Ａに押し付けら
れるように付勢される。

【００１８】軸後部４２と軸受孔３８との間には、カム
機構が設けられている。カム機構は、軸後部４２のスラ
イド移動に伴って回転式シャッタ４０を回転させるため
のものであり、軸後部４２の周面に形成したカム溝４３
と、そのカム溝４３に係合するように軸受孔３８の内壁
に形成したカム突部４４とからなる。より詳細には、カ
ム溝４３には、軸後部４２の図４における右側から左側
へと軸方向に沿って真っ直ぐ延びた直線部４３Ａと、こ
の直線部４３Ａに連続して同図の左側に湾曲して延びた
螺旋部４３Ｂとが備えられている。そして、両ハウジン
グ１０，１２の離脱状態では（図４参照）、カム突部４
４が直線部４３Ａの端部に位置して、回転式シャッタ４
０が通信用開口３１を閉鎖し、両ハウジング１０，１２
の結合状態となると（図６参照）、カム突部４４とカム
溝４３との案内により回転式シャッタ４０が９０度回転
して（図３参照）、通信用開口３１を開放する。

【００１９】回転軸４１のうち回転式シャッタ４０より
前側（図４の右側）に延びた軸前部４５は、前面壁３０
Ａに貫通形成した軸受孔４６にスライド可能に収容さ
れ、その前面壁３０Ａから前方へと突出している。ま
た、軸前部４５の先端には、先細り状となったテーパ部
４７が備えられている。

【００２０】回転式シャッタ４０と前面壁３０Ａとの間
には両ハウジング１０，１２の離脱状態で素子配置室３
０を防水状態とするためのシール部５５が設けられてい
る。シール部５５は、前面壁３０Ａのうち通信用開口３
１と軸受孔４６を取り囲むように形成した一対の環状溝
５６，５６にＯリング５７，５７を収容して回転式シャ
ッタ４０側に突出させた構成となっている。

【００２１】一方、素子配置室６０は、給電側の素子配
置室３０とは、回転軸８１を除いてほぼ同じ構成をなし
ている。これを、同じ構成に関して詳細を省略して以下
説明する。素子配置室６０は、二次側ベース部２０のう
ち前記した給電側の素子配置室３０との対向部に配置さ
れ、図４に示すように、前面壁６０Ａに形成した通信用
開口６１が給電側の通信用開口３１と対面し、かつ、そ
の通信用開口６１を開閉するための回転式シャッタ８０
の回転軸８１が、給電側の回転軸４１と一直線上に並べ
て配置されている。素子配置室６０の後面壁６０Ｂに形
成した凹部６２には、発光素子５１Ａと受光素子５１Ｂ
が収容され、この発光素子５１Ａが給電側の受光素子５
０Ｂと対面し、受光素子５１Ｂが給電側の発光素子５０
Ａと対面するように配置されている。凹部６２の開放面
に取り付けられたインナキャップ６４からは、やはり一
対の筒壁６６，６７が各素子５１Ａ，５１Ｂに向かって
延びている。

【００２２】回転式シャッタ８０は、やはり、その回転
軸８１の軸後部８２に設けたカム溝８３と、軸受孔６８
に設けたカム突部８４との案内によって回転する構成と
なっており、軸受孔６８に設けた圧縮コイルバネ６９に
よって前方に付勢され、前面壁６０Ａに備えたシール部
５８と密着可能となっている。

【００２３】回転軸８１の軸前部８５は、前面壁６０Ａ
に貫通形成した軸受孔８６に収容され、前面壁６０Ａか
ら突出しない長さとなっている。軸前部８５の先端面に
は、給電側の軸前部４５のテーパ部４７に対応して奥側
がテーパ状に狭まったテーパ凹部８７が備えられてい
る。

【００２４】各素子の電気的な接続は、図７に示されて
おり、受電側の発光素子５１Ａ及び受光素子５１Ｂは充
電状態検出回路７６に接続されており、給電側からの光
信号を受光素子５１Ｂにて受けて動力用バッテリー７４
の充電状態を検出し、それに応じて発光素子５１Ａを駆
動することで給電側に光信号を出力する。また、前記給
電側の発光素子５０Ａ及び受光素子５０Ｂはインバータ
制御回路７３に接続されており、受光素子５０Ｂで受け
た光信号を光電変換してインバータ制御回路７３に与
え、動力用バッテリー７４の充電が適切に行われるよう
に同回路７３によってインバータ装置７２を制御するよ
うになっている。

【００２５】本実施形態は以上の構成であり、次にその
作用を説明する。電気自動車の充電を行うには、受電側
ハウジング１０の蓋１１を開放してここに給電側ハウジ
ング１２を挿入する。すると、給電側の回転軸４１のテ
ーパ部４７が受電側の回転軸８１のテーパ凹部８７に突
き当たる。このとき、両ハウジング１０，１２同士が正
規の結合位置より多少ずれていても、テーパ面４７とテ
ーパ凹部８７との案内によって位置合わせされる。この
突き当て状態で、給電側ハウジング１２を更に押し込む
と、回転軸４１，８１同士が突き当たって、両回転式シ
ャッタ４０，８０が夫々のハウジング１２，１０の奥側
にスライドする。すると、両回転軸４１，８１の軸後部
４２，８２に備えたカム溝４３，８３と、素子収容室３
０，６０の後面壁３０Ｂ，６０Ｂに備えたカム突部４
４，８４との案内により両回転式シャッタ４０，８０が
以下のように回転する。即ち、スライド移動の初期段階
ではカム突部４４，８４がカム溝４３，８３の直線部４
３Ａ，８３Ａに沿って移動するから、回転式シャッタ４
０，８０は前面壁３０Ａ，６０Ａのシール部５５，５８
から真っ直ぐ離反する。これにより、シール部５５，５
８と回転式シャッタ４０，８０との摩擦を防げる。スラ
イド移動の途中からカム突部４４，８４が螺旋部４３
Ｂ，８３Ｂに入り、回転式シャッタ４０，８０が回転す
る。そして、両ハウジング１０，１２の前面同士が突き
当たった完全嵌合状態（図６参照）となると、回転式シ
ャッタ４０，８０が９０度回転して通信用開口３１，６
１が開放され（図３及び図６参照）、受電側の発光素子
５１Ａと給電側の受光素子５０Ｂとが対面し、かつ、受
電側の受光素子５１Ｂと給電側の発光素子５０Ａとが対
面する。このとき、一次コア１６と二次コア２１との接
合面同士が接合され、一次、二次の両コイル１７，２２
間に閉ループの磁気回路が構成される。この状態で図示
しない充電開始スイッチをオン操作すると、受電側ハウ
ジング１０と給電側ハウジング１２との間で、充電に関
する情報が光信号となって送受信される。

【００２６】さて、充電に関する情報は、給電側の発光
素子５０Ａから受電側の受光素子５１Ｂへの送信と、受
電側の発光素子５１Ａから給電側の受光素子５０Ｂへの
送信とが同時に行われる場合がある。このとき、例え
ば、給電側の発光素子５０Ａから受電側の受光素子５１
Ｂへと放出したはずの光信号が、給電側の受光素子５０
Ｂにも受信されてしまうと給電側の受信信号のノイズと
なる。

【００２７】ところが、本実施形態では、給電側の受光
素子５０Ｂを包囲する筒壁３７によって、その受光素子
５０Ｂの光軸上に無関係な光信号が入らないように防止
できる。しかも、給電側の発光素子５０Ａを包囲する筒
壁３６によって発光素子５０Ａが放出した光信号が絞ら
れ、同じ給電側の受光素子５０Ｂ側に向かないように確
実に防止される。これにより、給電側の受信信号へのノ
イズを防止できる。また、受電側に関しても、同様にノ
イズ発生を防止できる。そして、送受信された情報に基
づき、インバータ制御回路７３が例えば出力電圧等を制
御し、両コイル１７，２２間の電磁誘導によりバッテリ
ー７４の適切な充電が行われる。このように、本実施形
態によれば、給電と受電の間でノイズ発生を防止して、
正確な充電情報を授受でき、充電作業を的確に行うこと
ができる。

【００２８】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施の形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施の形態も本発明の技術的範囲
に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲
内で種々変更して実施することができる。 （１）前記実施形態では、本発明の遮光壁として筒体
（筒壁３６，３７，６６，６７）を備えた例を示した
が、例えば、図８に示すように、発光素子５０Ａと受光
素子５０Ｂとの間に隔壁９０を設けただけの構成として
もよい。このようにした場合には構造が簡単となるとい
う利点がある。一方、前記実施形態のように筒体とする
と光軸の回りを包囲できるからより確実にノイズ発生を
防止できるという利点がある。 （２）前記実施形態では、発光と受光の両素子の光軸を
筒体（筒壁３６，３７，６６，６７）によって包囲して
いたが、例えば、筒体をいずれか一方だけに対応させて
１つだけ設けた構成としてもよい。 （３）前記実施形態では、一対の筒体（筒壁３６，３
７、筒壁６６，６７）の長さが同じであったが、両筒体
の長さを異ならせた構成としてもよい。例えば、図９に
示すように、発光素子５０Ａに対応した筒体９１の長さ
を長くし、受光素子５０Ｂに対応した筒体９２の長さを
短くした構成でもよい。また、その逆であってもよい。 （４）さらに、図１０に示すように、両筒体９３，９４
のうち相手側を向いた一端の位置を光軸方向で同じ位置
となるように配置すると共に、両筒体９３，９４の長さ
を異ならせて他端の位置を斜めに配置し、これにより、
基板３４上に斜めに配置された両素子５０Ａ，５０Ｂに
対応させた構成とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の受電側及び給電側ハウジ
ングの側断面図

【図２】その給電側ハウジングの部分正面図

【図３】回転式シャッタが開いた状態の給電側ハウジン
グの部分正面図

【図４】素子配置室を示す両ハウジングの拡大側断面図

【図５】給電側の素子配置室の分解斜視図

【図６】両ハウジングが結合された状態の拡大側断面図

【図７】充電システムのブロック図

【図８】変形例１を示す筒体の側断面図

【図９】変形例２を示す筒体の側断面図

【図１０】変形例３を示す筒体の側断面図

【符号の説明】

１０…受電側コネクタハウジング １２…給電側コネクタハウジング ３６，３７，６６，６７…筒壁（筒体） ５０Ａ，５１Ａ…発光素子 ５０Ｂ，５１Ｂ…受光素子 ９０…隔壁（遮光壁） ９１，９２，９３，９４…筒体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気自動車の蓄電装置を充電するために
   相手コネクタに結合されるコネクタハウジングに、前記
   蓄電装置の充電に関する情報の光信号を前記相手コネク
   タへと送信する発光素子と、前記光信号を前記相手コネ
   クタから受信する受光素子とを備えると共に、 前記発光素子と前記受光素子との間に、前記発光素子か
   らの光信号が前記受光素子に入射しないようにするため
   の遮光壁を設けたことを特徴とする電気自動車充電用コ
   ネクタ。
2. 【請求項２】 前記発光と受光の両素子のうちいずれか
   一方の素子の光軸の周りを包囲する筒体を、前記両素子
   又は一方の素子に対応させて設けて前記遮光壁を構成し
   たことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車充電用
   コネクタ。