JPH1127868A - 電気自動車充電用コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相手コネクタとの半嵌合を防止可能な電気自
動車充電用コネクタを提供する。 【解決手段】 充電用コネクタ１０にはコネクタ側磁石
４０が設けられる共に、受電部３０には受電部側磁石４
３が設けられており、充電用コネクタ１０を受電部３０
に嵌合させていくと、両磁石４０，４３のＮ極部４１，
４４の間の斥力が、嵌合初期の段階では嵌合深さに伴っ
て増していき、嵌合途中でピークを越えてから減少す
る。これにより、嵌合操作が途中で中断されても、斥力
がピークとなる嵌合途中で充電用コネクタ１０が留まる
ことはなく、必ず完全嵌合か完全離脱のいずれかの状態
になる。また、作業者にとっては、嵌合操作に伴う斥力
の変化を一種のトグル作用として体感しながら嵌合作業
を行えるから、両コネクタが完全装着されたか否かを確
認できる。

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ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のコネクタは、一般に、車体に搭
載した蓄電装置に接続されるとともに車体に固定して設
けた車両側コネクタと、充電用の電力を供給するための
電源に接続された電源側コネクタとを備えてなる。そし
て、電源側コネクタを車両側コネクタに嵌合した状態で
充電を行い、充電後は電源側コネクタを車両側コネクタ
から取り外す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のコ
ネクタは、このコネクタ同士の嵌合・離脱の操作を手動
によって行う形式のものが一般的であるため、作業者の
操作ミスにより、両コネクタが半嵌合の状態で電力を供
給してしまうことが懸念され、そのような場合には、蓄
電装置が充電されない等の不具合が生じ得る。

【０００４】本願発明は上記事情に鑑みて創案されたも
のであって、その目的は、相手コネクタとの半嵌合を防
止可能な電気自動車充電用コネクタを提供することにあ
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嵌合されるものであって、
相手コネクタ側に配した相手磁石との間に斥力を及ぼす
磁石を設けると共に、その斥力が相手コネクタとの嵌合
途中でピークを乗り越えるように設定したところに特徴
を有する。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１記載の電気自
動車充電用コネクタにおいて、相手磁石との間で斥力を
及ぼす磁石より嵌合方向の後側に、相手磁石との間に引
力を及ぼす逆極性磁石を配置したところに特徴を有す
る。

【０００７】

【発明の作用及び効果】請求項１の構成によれば、本コ
ネクタと相手コネクタとを嵌合させていくと、磁石と相
手磁石との間の斥力が、嵌合初期の段階では嵌合深さに
伴って増し、嵌合途中でピークを越えてから減少する。
従って、コネクタは斥力によってその斥力が小さくなる
方向に押されるから、嵌合操作が途中で中断されても、
両コネクタが半嵌合の状態で留まることはなく、必ず完
全嵌合か完全離脱のいずれかの状態となる。また、作業
者にとっては、嵌合操作に伴う斥力の変化を一種のトグ
ル作用として体感しながら嵌合作業を行えるので、両コ
ネクタが完全に嵌合されたか否かを確認できる。

【０００８】請求項２の構成によれば、本コネクタと相
手コネクタとの嵌合が深まると、磁石の後方の逆極性磁
石が相手磁石に接近して引力が発生する。そして、この
引力と前記斥力とを加わえた大きな力でコネクタを完全
嵌合の位置へと付勢するから、確実に両コネクタを完全
嵌合させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１ないし図３を参照して説明する。電気自動車の車
体外側面には、外向きに開放する受電部３０が形成さ
れ、その開放面が蓋３５によって開閉可能にされてい
る。この受電部３０の内部に二次ユニット２０が配置さ
れるとともに、ここに後述する充電用コネクタ１０を矢
印Ａ方向に沿って挿入して装着できるようになってい
る。

【００１０】二次ユニット２０は、例えばフェライト製
の二次コア２１に二次コイル２２を巻装して構成されて
おり、二次コイル２２の出力端子は、電気自動車の動力
用の蓄電装置である動力バッテリ（図示せず）を充電す
るための充電回路に接続されていて、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バッテリを
充電できる。

【００１１】上記二次コア２１は、図１に示したように
側方から見てＬ字形状をなすが、充電用コネクタ１０の
装着方向Ａ（同図において左右方向）に沿ったＬ字の横
辺は横断面が円形の円柱部２１Ａとなり、これと直交す
るＬ字の縦辺は横断面が四角形の角柱部２１Ｂとなって
いる。また、円柱部２１Ａの先端面（接合面）は充電用
コネクタ１０の装着方向Ａに対して垂直に交差するよう
になっており、角柱部２１Ｂの側面（接合面）も同じく
装着方向Ａに対して垂直に交差するようになっている。
そして、前記二次コイル２２は、例えばリッツ線を一層
巻きで複数回巻回して構成され、二次コア２１のうち前
記装着方向Ａに沿った円柱部２１Ａに設けられており、
従って、コイル巻回軸が充電用コネクタ１０の装着方向
Ａに沿った形態である。上述の二次コア２１及び二次コ
イル２２は、合成樹脂製の保護ケース２３内に収容さ
れ、その保護ケース２３が受電部３０に固定されてい
る。そして、その保護ケース２３には二次コア２１の円
柱部２１Ａの先端面及び角柱部２１Ｂの先端部側面を露
出させるための開口２３Ａ及び２３Ｂが形成されてお
り、円柱部２１Ａの先端部が開口２３Ａから僅かに突出
している。

【００１２】一方、前記充電用コネクタ１０は、一次コ
ア１１及び一次コイル１２を備え、これらがハンドル１
３を備えたコネクタハウジング１４内に収容されてい
る。この充電用コネクタ１０は、図示しない商用電源を
電源としたインバータ装置に接続され、そのインバータ
装置によって一次コイル１２に高周波電流が流される。
一次コア１１は前記二次コア２１と同一のものを使用し
ており、その円形断面を有する円柱部１１Ａをコネクタ
ハウジング１４の前後方向（充電用コネクタ１０の装着
方向）に沿わせた形状でコネクタハウジング１４に固定
され、角柱部１１Ｂが下向きに延びている。また、一次
コア１１の円柱部１１Ａの先端面（接合面）は、やはり
充電用コネクタ１０の装着方向Ａに対して垂直に交差す
るようになっており、角柱部１１Ｂの側面（接合面）も
同じく装着方向Ａに対して垂直に交差するようになって
いる。そして、一次コイル１２は、前述の二次コイル２
２と同様に、円柱部１１Ａにリッツ線を一層巻きで複数
回巻回して構成されており、二次ユニット２０と同様
に、コイル巻回軸が充電用コネクタ１０の装着方向Ａに
沿った形態となっている。また、この充電用コネクタ１
０は二次ユニット２０と同様に保護ケース１５内に収容
されてコネクタハウジング１４に固定され、その保護ケ
ース１５に設けた開口１５Ａ及び１５Ｂから一次コア１
１の一部が露出している。

【００１３】さて、充電用コネクタ１０には、一対のコ
ネクタ側磁石４０，４０がコア１１の保護ケース１５の
外面に取り付けられている。このコネクタ側磁石４０，
４０は棒状の永久磁石であって、保護ケース１５のうち
コア１１の円柱部１１Ａを収容する部分の上面と下面と
に、長手方向を嵌合方向に沿わせた形態で取り付けられ
ており、その嵌合方向の前方側（図１の左側）がＮ極部
４１、後方側がＳ極部４２となっている。一方、受電部
３０内には、前記コネクタ側磁石４０，４０に対応させ
た一対の受電部側磁石４３，４３が設けられている。こ
の受電部側磁石４３，４３もやはり棒状の永久磁石であ
って、受電部３０内の天井面３０Ａとその天井面３０Ａ
に対向した保護ケース２３の上面とに、長手方向を嵌合
方向に沿わせた形態で取り付けられており、嵌合方向の
前方側がＮ極部４４、後方側がＳ極部４５となってい
る。そして、充電用コネクタ１０が受電部３０に正規嵌
合状態となると、図３に示すように、受電部側磁石４
３，４３とコネクタ側磁石４０，４０とが嵌合方向と直
行する方向で重なり合って、相互のＮ極部４１，４４と
Ｓ極部４５，４２とが対面する。

【００１４】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ためには、受
電部３０の蓋３５を開放して、ここに充電用コネクタ１
０の先端部を押し込む。ここで、充電用コネクタ１０と
受電部３０には、コネクタ側磁石４０と受電部側磁石４
３が取り付けられ、この両磁石４０，４３は共にＮ極部
４１，４４を嵌合方向の前側に配置されているから、嵌
合初期段階（図２（Ａ）参照）では、そのＮ極部４１，
４４同士が接近して相互の間で斥力が生じ、それが充電
用コネクタ１０を受電部３０から離脱させる方向に作用
する。従って、この段階で嵌合操作が中断されても、両
磁石４０，４３の斥力によって充電用コネクタ１０が受
電部３０から押し出され、半嵌合の状態で放置されな
い。

【００１５】この斥力に抗して充電用コネクタ１０を受
電部３０内に押し込んでいくと、両Ｎ極部４１，４４の
間の斥力が増加し、そのピークを乗り越えたところで斥
力の向きが充電用コネクタ１０を受電部３０に嵌合させ
る向きに切り替わる。この段階となると、各磁石４０，
４３のＮ極部４１，４４が相手磁石のＳ極部４５，４２
に接近するから（図２（Ｂ）参照）、そのＮ極部４１，
４４とＳ極部４５，４２との間に引力が生じ、この引力
と前記斥力の両方で充電用コネクタ１０を正規嵌合状態
となるように付勢する。従って、嵌合操作が中断されて
も、両磁石４０，４３の磁力によって充電用コネクタ１
０が正規嵌合状態に至ることができ、半嵌合の状態で放
置されない。しかも、この場合には、引力と斥力の両方
でコネクタを付勢するから、確実に正規嵌合状態とな
る。

【００１６】正規嵌合状態となると、図３に示すよう
に、充電用コネクタ１０の一次コア１１の円柱部１１Ａ
の先端面が二次コア２１の角柱部２１Ｂの先端側面に当
接し、かつ、二次コア２１の円柱部２１Ａの先端面が一
次コア１１の角柱部１１Ｂの先端側面に当接し、もって
両コア１１，２１にて四角枠状をなす閉ループの磁気回
路が構成される。この状態で電源をオン操作して一次コ
イル１２を励磁すると、両コア１１，２１内に磁束が発
生して二次コイル２２に光周波起電力が誘導され、これ
を充電回路で整流して蓄電装置が充電される。

【００１７】充電完了後は、充電用コネクタ１０を受電
部３０から引き抜く。すると、前記嵌合操作とは反対
に、離脱操作の初期段階では充電用コネクタ１０を正規
嵌合状態に戻すように両磁石４０，４３間に斥力及び引
力が作用し、離脱途中で引力が減少すると共に斥力がピ
ークとなり、それを越えると斥力の向きが変わって充電
用コネクタ１０を離脱させる方向に作用する。

【００１８】このように本実施形態によれば、充電用コ
ネクタ１０と受電部３０との半嵌合を回避できる。ま
た、作業者にとっては、嵌合操作に伴う両磁石４０，４
３間の磁力の大きさ及び向きの変化により、一種のトグ
ル作用を感じながら嵌合作業を行えるから、充電用コネ
クタ１０が受電部３０に完全装着されたか否かを確認で
きる。そして、これらにより、充電用コネクタ１０が半
嵌合の状態で電力を供給してしまうような操作ミスが回
避される。

【００１９】＜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。

【００２０】（１）上記実施形態では、コネクタ側磁石
４０及び受電部側磁石４３が共に棒状となっていたが、
これに限らず、例えば、コネクタ側磁石を筒状に形成す
ると共に、このコネクタ側磁石を内部に挿入可能な大き
な筒状に受電部側磁石を形成した構成としてもよい。 （２）また、任意の位相で接続可能な一対のコネクタに
おいて磁石を円筒状に配置した構成とし、両コネクタが
どのような位相で接続されても同じように上記したトグ
ル作用を得るようにすることもできる。具体的には、例
えば、雌雄のコネクタにそれぞれ接点を同心円状に備え
て任意の位相で接続可能としたものにおいて、少なくと
も一方のコネクタの磁石を前記接点と同心円をなす円筒
状に形成し、この円筒状の磁石の周面に沿って他方のコ
ネクタの磁石が変位する構成とし、両磁石間の斥力がコ
ネクタの嵌合途中でピークを乗り越えるように設定すれ
ばよい。

【００２１】（３）さらに、本実施形態では、磁石は永
久磁石であったが電磁石で構成してもよい。

【００２２】（４）本実施形態では、磁石４０，４３の
ＮＳ極を嵌合方向に並べて相手磁石との間の斥力だけで
なく引力も作用させる構成としていたが、例えば、図４
に示すように、磁石５０，５１のＮＳ極を嵌合方向と直
交する方向に向け、かつ、嵌合過程で相互のＮ極部５０
Ｎ，５１Ｎのみが対面する構成として、斥力のみが作用
するようにしてもよい。 （５）また、引力を発生させるためには、図５に示すよ
うに、磁石５０の後方にそれとは別体の第２磁石５２を
配置してそのＳ極部５２Ｓを同図の上方に向け、この第
２磁石５２が相手側磁石５１を引きつける構成としても
よい。

【００２３】（６）上記各実施形態では電磁誘導を利用
して非接触で送電する誘導充電方式の充電用コネクタに
適用した例を示したが、これに限らず、コネクタ側の端
子金具と受電部側の端子金具とを接触させて送電するタ
イプの充電システムにも本発明の光通信方式を適用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す受電部及び充電用コネ
クタの縦断面図

【図２】コネクタ側磁石と受電部側磁石との位置関係を
示す側面図

【図３】充電用コネクタの完全嵌合状態を示す縦断面図

【図４】変形例１を示すコネクタ側磁石と受電部側磁石
の側面図

【図５】変形例２を示すコネクタ側磁石、受電部側磁
石、逆極性磁石の側面図

【符号の説明】

１０…充電用コネクタ ３０…受電部 ４０…コネクタ側磁石 ４１…Ｎ極部 ４２…Ｓ極部 ４３…受電部側磁石 ４４…Ｎ極部 ４５…Ｓ極部 ５０，５１…磁石 ５０Ｎ，５１Ｎ…Ｎ極部 ５２…第２磁石

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
   相手コネクタに嵌合されるものであって、前記相手コネ
   クタ側に配した相手磁石との間に斥力を及ぼす磁石を設
   けると共に、 その斥力が前記相手コネクタとの嵌合途中でピークを乗
   り越えるように設定し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】 前記相手磁石との間で斥力を及ぼす磁石
   より嵌合方向の後側に、前記相手磁石との間に引力を及
   ぼす逆極性磁石を配置したことを特徴とする請求項１記
   載の電気自動車充電用コネクタ。