KR20160056806A

KR20160056806A - 커넥터 커버

Info

Publication number: KR20160056806A
Application number: KR1020150156578A
Authority: KR
Inventors: 아키요시 후루자와; 고지 가타노
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2016-05-20
Also published as: CN105591230B; CN105591230A; JP6183660B2; US9849847B2; JP2016094047A; US20160134046A1; CA2911381C; DE102015118559A1; CA2911381A1; KR101758468B1

Abstract

커넥터 커버를 손가락으로 지지하지 않아도, 커넥터 커버의 체결이 가능하여, 제조시에 있어서 커버 부재의 조립성이 좋은 커넥터 커버 구조의 제공을 실현한다.
커넥터 커버 구조는, 차량(10)에 탑재되는 고압 부품을 격납하는 케이싱(51)에 설치된 고압 전류를 통전시키기 위한 커넥터(61, 62)를 덮는 것이며, 연직 방향을 따른 평면을 갖는 커넥터 커버(71, 72)와, 커넥터 커버(71, 72)에 설치되는 제1 계류부(91) 및 제2 계류부(74)와, 커넥터 커버(71, 72)에 설치되고, 케이싱(51)에 커넥터 커버(71, 72)를 체결하기 위한 체결 구멍(92)과, 커넥터 커버(71, 72)의 표면을 누르는 들뜸 방지 기구(95)를 구비한다.

Description

커넥터 커버{CONNECTOR COVER}

본 발명은, 차량에 탑재되는 고압 부품을 격납하는 케이싱 내에 구비된 고압 전류를 통전시키기 위한 커넥터를 덮는 커넥터 커버 구조에 관한 것이다.

연료 전지 스택은, 연료를 전기 화학 프로세스에 의해 산화시킴으로써, 산화 반응에 수반하여 방출되는 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 발전 시스템이다.

연료 전지 스택은, 수소 이온을 선택적으로 수송하기 위한 고분자 전해질막의 양측면을 다공질 재료로 이루어지는 한 쌍의 전극에 의해 끼움 지지하여 이루어지는 막-전극 어셈블리를 갖는다. 한 쌍의 전극의 각각은, 백금계의 금속 촉매를 담지하는 카본 분말을 주성분으로 하고, 고분자 전해질막에 접하는 촉매층과, 촉매층의 표면에 형성되고, 통기성과 전자 도전성을 겸비하는 가스 확산층을 갖는다.

연료 전지 시스템을 전력원으로서 탑재하는 연료 전지 차량은, 연료 전지 스택에서 발전한 전기에 의해 트랙션 모터를 구동하여 주행한다. 최근, 연료 전지 차량은, 외부 급전 가능한 발전 장치로서도 주목받고 있다. 따라서, 연료 전지 차량에는, 연료 전지 스택에서 발전한 전력을 외부에 공급하기 위한 외부 급전 장치를 구비하는 것이 존재한다. 외부 급전 장치로서는, 인버터 회로를 구비한 것이 알려져 있다.

외부 급전 장치를 구비하는 차량에 관련되는 기술로서는, 예를 들어, 배터리에 축적된 전력을 외부의 전기 기기에 공급 가능한 전력 공급 장치, 및 당해 전력 공급 장치를 구비하는 차량이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).

일본 특허 공개 제2014-87153호 공보

그런데, 특허문헌 1에 개시되는 바와 같은 전력 공급 장치에는, 고압 부품을 격납하는 케이싱이 구비되어 있고, 당해 케이싱에는 고압 전류를 통전시키기 위한 커넥터가 설치되어 있다. 커넥터는 고압의 전류를 출입시키기 때문에, 케이싱에는 커넥터를 덮는 커넥터 커버를 설치할 필요가 있다. 그러나, 케이싱에 커넥터 커버를 체결할 때에, 커넥터 커버가 낙하되지 않도록 당해 커넥터 커버를 손가락으로 지지해 둘 필요가 있으므로, 제조시에 있어서 커넥터 커버의 조립성이 나쁘다고 하는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은, 상기한 사정에 비추어 창안된 것이며, 커넥터 커버를 손가락으로 지지하지 않아도, 커넥터 커버의 체결이 가능하여, 제조시에 있어서 커버 부재의 조립성이 좋은 커넥터 커버의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 커넥터 커버는, 차량에 탑재되는 고압 부품을 격납하는 케이싱에 설치된 고압 전류를 통전시키기 위한 커넥터를 덮는 커넥터 커버이며, 상기 케이싱에 상기 커넥터 커버를 계류시키기 위한 제1 계류부 및 제2 계류부와, 상기 커넥터 커버를 상기 케이싱에 체결하는 체결 부재를 삽입 관통시키기 위한 체결 구조와, 상기 커넥터 커버의 표면을 누르기 위한 들뜸 방지 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 계류부는, 상기 커넥터 커버의 위치 결정 부재를 삽입 관통시키기 위한 위치 결정 부재 삽입 관통 구멍이며, 상기 제2 계류부는, 상기 커넥터 커버를 상기 케이싱에 고정하기 위한 체결 부재를 덮는 체결 부재 은폐 부재인 것이 바람직하다.

또한, 상기 들뜸 방지 기구는, 스트라이커를 고정하기 위한 스트라이커 고정용 브래킷에 결합시키기 위한 연장 부재인 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 커넥터 커버는, 제1 계류부 및 제2 계류부 중 어느 한쪽의 계류부를 회전 지점으로 하는 회전을 다른 쪽의 계류부로 억제시킬 수 있다. 또한, 들뜸 방지 기구에 의해 제1 계류부 및 제2 계류부 중 어느 한쪽의 계류부를 회전 지점으로 하는 커넥터 커버의 압박 방향을 따르는 방향의 회전을 억제시킬 수 있다. 따라서, 커넥터 커버를 손가락으로 지지하지 않아도, 커넥터 커버의 체결이 가능하여, 제조시에 있어서 커넥터 커버의 조립성이 좋은 커넥터 커버를 실현할 수 있다.

도 1은 외부 급전 장치를 탑재한 연료 전지 차량의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 커넥터 커버 구조를 갖는 외부 급전 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 커넥터 커버 구조의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서, 위치 결정용 핀, 케이싱 고정용 볼트 및 스트라이커의 위치 관계의 모식도이다.
도 5는 도 3의 V-V선 화살표 방향에서 본 도면이다.
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선 화살표 방향에서 본 도면이다.

이하에 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호로 나타내고 있다. 단, 도면은 모식적인 것이다. 따라서, 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 대조하여 판단해야 하는 것이다. 또한, 도면 상호 간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.

우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 관한 커넥터 커버 구조를 구비하는 외부 급전 장치를 탑재한 연료 전지 차량에 대해 설명한다. 도 1은 외부 급전 장치를 탑재한 연료 전지 차량의 모식도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 연료 전지 차량(10)은, 연료 전지(20)에서 발전한 전기에 의해 트랙션 모터(30)를 구동하여 주행한다. 연료 전지(20)에는, 연료 가스로서 고압 수소 탱크(40)로부터 수소가 공급됨과 함께, 공기가 공급된다.

연료 전지(20)는, 연료 전지 셀이 복수 적층된 연료 전지 스택으로 구성된다(이하, 연료 전지 스택이라 함). 예를 들어, 고체 고분자형 연료 전지의 연료 전지 셀은, 적어도, 이온 투과성의 전해질막과, 상기 전해질막을 끼움 지지하는 애노드측 촉매층(전극층) 및 캐소드측 촉매층(전극층)으로 이루어지는 막전극 접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly)와, 상기 막전극 접합체에 연료 가스 혹은 산화제 가스를 공급하기 위한 가스 확산층을 구비하고 있다. 연료 전지 셀은, 한 쌍의 세퍼레이터로 끼움 지지된다.

연료 전지 차량(10)은, 외부에 전력을 공급하기 위한 외부 급전 장치(50)를 구비하고 있다. 외부 급전 장치(50)는, 예를 들어, 인버터 회로를 구비하고 있고, 연료 전지 스택(20)과 전기적으로 접속되어 있다. 연료 전지 스택(20)은, 전자 제어 유닛(ECU;Electronic Control Unit)(60)에 의해 제어된다.

다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 관한 커넥터 커버 구조를 구비하는 외부 급전 장치에 대해 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 커넥터 커버 구조를 갖는 외부 급전 장치의 사시도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 외부 급전 장치(50)는, 고압 부품을 격납하는 케이싱(51)을 구비한다. 케이싱(51)은, 용기로서의 케이싱 본체(52)와, 상기 케이싱 본체(52)의 상부 개구부를 밀폐하는 덮개(53)로 이루어져 있다. 덮개(53)의 평면에서 볼 때는, 예를 들어, 부등변 오각 형상을 나타내고 있고, 복수의 볼트(54)가 체결됨으로써, 덮개(53)는 개폐 가능하게 케이싱 본체(52)에 설치되어 있다. 단, 케이싱(51)의 외관 형상은, 도 2에 예시한 외관 형상에 한정되지 않는다.

케이싱 본체(52)의 양단부에는, 고압 전류를 통전시키기 위한 직류(DC)측 커넥터(61)와 전력 제어 유닛(PCU:Power Control Unit)측 커넥터(62)가 설치되어 있다. 커넥터(61, 62)는 고압의 전류를 출입시키기 때문에, 케이싱 본체(52)의 측면에는, 커넥터(61, 62)의 로크 부분(65)을 덮는 커넥터 커버(71, 72)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 좌우의 커넥터 커버(71, 72)의 구조가 다른 경우에 대해 설명하지만, 본 실시 형태에 한정되지 않고, 양쪽을 동일 구조로 형성해도 상관없다.

다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 외부 급전 장치(50)에 구비된 본 발명의 실시 형태에 관한 커넥터 커버 구조체에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 커넥터 커버 구조의 모식도를 설명하는 측면도이다. 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 커넥터 커버(71, 72)는, 외부 급전 장치(50)의 케이싱(51)의 연직 방향 G를 따른 평면에 평행하게 설치되어 있다. 커넥터 커버(71, 72)에는, 핀(81), 볼트(82), 및 스트라이커(83)가 설정되어 있다.

핀(81)은, 커넥터 커버(71, 72) 및 후술하는 스트라이커 고정 브래킷(94)의 위치 결정에 사용된다. 커넥터 커버(71, 72)는, 위치 결정 부재로서의 핀(81)을 삽입 관통시키기 위해, 제1 계류부로서의 위치 결정 부재 삽입 관통 구멍(핀 삽입 관통 구멍)(91)을 갖는다(도 4 참조). 또한, 커넥터 커버(71, 72)는, 볼트(82)를 체결하기 위한 체결 구멍(92)을 갖고(도 4 참조), 케이싱(51)에 체결 부재로서의 볼트(82)에 의해 고정된다. 또한, 커넥터 커버(71, 72)는, 스트라이커(83)를 삽입 관통시키기 위한 스트라이커 삽입 관통 구멍(93)을 갖는다(도 4 참조). 또한, 스트라이커(83)는, 하이브리드(HV) 배터리(도시하지 않음)의 서비스 플러그에 의해 탈리 가능하고, 스트라이커(83)를 제거한 후, 커넥터 커버(71, 72)를 제거한다고 하는 순서에 의해, 고전압 보호를 담보하고 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, DC측 커넥터(61)는, PCU측 커넥터(62)에 대해, 경사 하방에 존재한다. DC측 커넥터(61)는, PCU측 커넥터(62)보다도 하측에 존재하기 때문에, 바디(100)와의 간극이 좁아진다. 케이싱 고정용의 볼트(82)의 체결시에 있어서, 바디(100)와의 사이에서 공구의 작업 스페이스를 확보할 필요가 있다. 따라서, DC측 커넥터(61)에 있어서, 케이싱 고정용의 볼트(82)는 스트라이커(83)보다도 상측에 설치되어 있다.

도 4를 참조하여, 위치 결정용의 핀(81), 케이싱 고정용의 볼트(82), 및 스트라이커(83)의 위치 관계에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서, 위치 결정용 핀, 케이싱 고정용 볼트, 및 스트라이커의 위치 관계의 모식도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 스트라이커(83)는, 스트라이커 고정용 브래킷(94)에 의해 고정되어 있다. 핀(81)은, 케이싱 고정용의 볼트(82)보다도 스트라이커 고정 브래킷(94)측에 위치되어 있다. 즉, 위치 결정용의 핀(81)은, 커넥터 커버(71, 72)와 스트라이커 고정용 브래킷(94)을 관통하고 있어, 커넥터 커버(71, 72) 및 스트라이커 고정용 브래킷(94)에서 공용되고 있다. 핀(81)을 공용함으로써, 스트라이커 삽입 관통 구멍(93)의 치수 정밀도를 개선할 수 있다. 또한, 핀(81)이 스트라이커 고정 브래킷(94)측에 위치함으로써, 질량이 저감된다.

또한, 도 3 및 도 5를 참조하여, 본 실시 형태의 PCU측 커넥터 커버(72)에 대해 설명한다. 도 5는 도 3의 V-V선 화살표 방향에서 본 도면이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, PCU측 커넥터 커버(72)는, 제2 계류부로서의 체결 부재 은폐 부재(볼트 은폐 부재)(74)를 갖는다. 볼트 은폐 부재(74)는, 예를 들어, 정면에서 볼 때는 반원 형상을 나타내고 있지만, 예시의 형상에 한정되지 않는다. 또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 볼트 은폐 부재(74)는, 예를 들어, 단면 형상이 채널 형상으로 형성되어 있지만, 예시의 형상에 한정되지 않는다. 볼트 은폐 부재(74)의 플랜지부(75)는, 스트라이커 고정 브래킷(94)을 케이싱(51)에 고정하기 위한 체결 부재(볼트)(84)의 주위를 덮어 가리고 있다. 또한, 볼트 은폐 부재(74)는, 스트라이커(83)를 제거하지 않고, 커넥터 커버(71, 72)와 스트라이커 고정 브래킷(94)을 함께 제거하는 구조로 함으로써, 고전압 보호가 담보될 수 없게 되는 것을 방지하고 있다.

다시 도 3을 참조하여, 커넥터 커버(71, 72)는, 당해 커넥터 커버(71, 72)의 들뜸을 방지하기 위한 들뜸 방지 기구(95)를 구비한다. 들뜸 방지 기구(95)는, 스트라이커 고정 브래킷(94)의 일부에 설치된 설편 형상의 연장 부재이며, 커넥터 커버(71, 72)의 표면을 누르도록 되어 있다. 들뜸 방지 기구(95)는, 커넥터 커버(71, 72)가 핀(81)으로부터 어긋나 쓰러지는 것을 방지한다. 즉, 커넥터 커버(71, 72)가 들뜸 방지 기구(95)에 닿아 쓰러지지 않도록 함으로써, 커넥터 커버(71, 72)의 조립시에, 당해 커넥터 커버(71, 72)를 손가락으로 지지하면서 볼트(82)를 체결할 필요가 없다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 커넥터 커버(71, 72)의 플랜지부(73)에 대해 설명한다. 도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선 화살표 방향에서 본 도면이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 커넥터 커버(71, 72)는, 당해 커넥터 커버(71, 72)의 강성을 높이기 위해, 테두리부가 굴곡 성형된 플랜지부(73)를 갖는다. 커넥터 커버(71, 72)에 있어서, 당해 커넥터 커버(71, 72)의 플랜지부(73)는 커넥터(61, 62)의 로크부(65)를 덮고 있다. 커넥터 커버(71, 72)의 플랜지부(73)가 커넥터(61, 62)에 부딪침으로써, 커넥터 커버(71, 72)가 핀(81)의 축 주위로 회전하는 것을 방지한다.

다음으로, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 관한 커넥터 커버 구조의 작용에 대해 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 연료 전지 차량(100)의 연료 전지 스택(20)에 의해 발전된 전력은, 외부 급전 장치(50)를 통해 외부 급전할 수 있다. 외부 급전 장치(50)의 케이싱(51)은, 고압 부품을 격납한다. 케이싱 본체(52)의 양단부에는, 고압 전류를 통전시키기 위한 DC측 커넥터(61)와 PCU측 커넥터(62)가 설치되고, 이들 커넥터(61, 62)의 로크 부분(65)은 커넥터 커버(71, 72)로 덮여 있다(도 6 참조).

커넥터 커버(71, 72)는, 제1 계류부로서의 핀 삽입 관통 구멍(91) 및 제2 계류부로서의 볼트 은폐 부재(74)를 갖는다. 우선, 제1 계류부로서의 핀 삽입 관통 구멍(91)에는, 커넥터 커버(71, 72)의 위치 결정용의 핀(81)이 삽입 관통된다. 또한, 제2 계류부로서의 볼트 은폐 부재(74)의 플랜지부(75)는, 스트라이커 고정 브래킷(94)을 케이싱(50)에 고정하기 위한 볼트(84)의 주위를 덮어 가리고 있다.

도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, DC측 커넥터 커버(71)의 구조에서는, 볼트 은폐 부재(74)에 의해, 핀 삽입 관통 구멍(91)을 회전 지점으로 하는 회전을 억제시킬 수 있다. 즉, 볼트 은폐 부재(74)의 플랜지부(75)가 케이싱 고정용의 볼트(84)에 부딪쳐, 조립시에 DC측 커넥터 커버(71)가 핀(81)의 축 주위로 회전하는 것을 방지한다. 한편, PCU측 커넥터 커버(72)의 구조에서는, 핀 삽입 관통 구멍(91)에 의해, 볼트 은폐 부재(74)를 회전 지점으로 하는 회전을 억제시킬 수 있다.

커넥터 커버(71, 72)는, 당해 커넥터 커버(71, 72)의 들뜸을 방지하기 위한 들뜸 방지 기구(95)를 구비한다. 들뜸 방지 기구(95)는, 커넥터 커버(71, 72)의 표면을 누른다. DC측 커넥터 커버(71)의 구조에서는, 들뜸 방지 기구(95)에 의해, 볼트 은폐 부재(74)를 회전 지점으로 하는 DC측 커넥터 커버(71)의 압박 방향을 따르는 방향의 회전을 억제시킬 수 있다. 한편, PCU측 커넥터 커버(72)의 구조에서는, 들뜸 방지 기구(95)에 의해, 핀 삽입 관통 구멍(91)을 지지점으로 하는 PCU측 커넥터 커버(72)의 압박 방향을 따르는 방향의 회전을 억제시킬 수 있다.

또한, 들뜸 방지 기구(95)는, 커넥터 커버(71, 72)가 핀(81)으로부터 어긋나 쓰러지는 것을 방지한다. 즉, 커넥터 커버(71, 72)가 들뜸 방지 기구(95)에 닿아 쓰러지지 않도록 함으로써, 커넥터 커버(71, 72)의 조립시에, 당해 커넥터 커버(71, 72)를 손가락으로 지지하면서 볼트(82)를 체결할 필요가 없다. 또한, 들뜸 방지 기구(95)는, 케이싱 고정용의 볼트(82)를 제거하였을 때에, 스트라이커(83)의 덜걱거림에 의한 커넥터(61, 62)의 로크부(65)로의 액세스를 방지한다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 커넥터 커버 구조에 따르면, 제1 계류부로서의 핀 삽입 관통 구멍(91) 및 제2 계류부로서의 볼트 은폐 부재(74) 중 어느 한쪽의 계류부를 회전 지점으로 하는 회전을 다른 쪽의 계류부로 억제시킬 수 있다. 또한, 들뜸 방지 기구(95)에 의해 제1 계류부로서의 핀 삽입 관통 구멍(91) 및 제2 계류부로서의 볼트 은폐 부재(74) 중 어느 한쪽의 계류부를 회전 지점으로 하는 커넥터 커버(71, 72)의 압박 방향을 따르는 방향의 회전을 억제시킬 수 있다. 따라서, 커넥터 커버를 손가락으로 지지하지 않아도, 커넥터 커버의 체결이 가능하여, 제조시에 있어서 커넥터 커버(71, 72)의 조립성이 좋은 커넥터 커버 구조를 실현할 수 있다고 하는 우수한 효과를 발휘한다.

〔그 밖의 실시 형태〕

상기와 같이 본 발명을 실시 형태에 의해 기재하였지만, 이 개시의 일부를 이루는 기술 및 도면은 이 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안된다. 이 개시로부터 당업자에게는 다양한 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 명백해질 것이다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, DC측 커넥터 커버(71)와 PCU측 커넥터 커버(72)의 구조가 다른 경우에 대해 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 좌우의 커넥터 커버의 구조를 커넥터 커버(71)의 구조, 또는 커넥터 커버(72)의 구조로 하여 공통화해도 상관없다. 이와 같이, 본 발명은 여기에서는 기재하고 있지 않는 다양한 실시 형태 등을 포함한다고 하는 것을 이해해야 한다.

20 : 연료 전지
50 : 외부 급전 장치
74 : 제2 계류부
91 : 제1 계류부
92 : 체결 구멍
95 : 볼트 은폐 부재

Claims

차량에 탑재되는 고압 부품을 격납하는 케이싱에 설치된 고압 전류를 통전시키기 위한 커넥터를 덮는 커넥터 커버 이며,
당해 커넥터 커버를 상기 케이싱에 계류시키기 위한 제1 계류부 및 제2 계류부와,
당해 커넥터 커버를 상기 케이싱에 체결하는 체결 부재를 삽입 관통시키기 위한 체결 구조와,
상기 커넥터 커버의 표면을 누르기 위한 들뜸 방지 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 커넥터 커버.
제1항에 있어서, 상기 제1 계류부는, 상기 커넥터 커버의 위치 결정 부재를 삽입 관통시키기 위한 위치 결정 부재 삽입 관통 구멍이며,
상기 제2 계류부는, 상기 커넥터 커버를 상기 케이싱에 고정하기 위한 체결 부재를 덮는 체결 부재 은폐 부재인 것을 특징으로 하는, 커넥터 커버.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 들뜸 방지 기구는, 스트라이커를 고정하기 위한 스트라이커 고정용 브래킷의 일부에 결합시키기 위한 연장 부재인 것을 특징으로 하는, 커넥터 커버.