JP5939927B2 - 充電コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の車両に搭載されるバッテリーを充電する際に用いられる充電コネクタに関する。

従来から、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）等の車両に搭載されたバッテリーを充電するために、充電コネクタが用いられている（特許文献１，２参照）。この種の充電コネクタの一例について、図４を参照しながら説明する。

図４に示すように、充電コネクタ１００は、受電端子が設けられた受電側コネクタ（不図示）に嵌合可能に構成されるものである。具体的には、充電コネクタ１００は、給電端子（不図示）と、コネクタハウジング１１０と、コネクタケース１２０と、ロックアーム１３０と、コイルバネ１４０とによって大略構成されている。

コネクタハウジング１１０は、受電側コネクタの受電端子に接続される給電端子を収容し、受電側コネクタに嵌合するようになっている。

コネクタケース１２０は、コネクタハウジング１１０を収容している。コネクタケース１２０は、コネクタハウジング１１０を収容するハウジング収容部１２１と、給電端子に接続された電線Ｗを収容する電線収容部１２２と、電線収容部１２２に連結されて作業者が把持するハンドル部１２３とを有している。給電端子に接続されている電線Ｗは、ハウジング収容部１２１から電線収容部１２２及びハンドル部１２３を通って外部に引き出されている。

ロックアーム１３０は、受電側コネクタとコネクタハウジング１１０との嵌合状態で、受電側コネクタとコネクタハウジング１１０との離脱を阻止する。ロックアーム１３０は、コネクタハウジング１１０とコネクタケース１２０との間に位置し、受電側コネクタとコネクタケース１２０との嵌合方向に沿って設けられている。

ロックアーム１３０は、一端に設けられたロック爪１３１と、他端に設けられたロック操作部１３２とを備える。ロック爪１３１及びロック操作部１３２は、コネクタケース１２０の外部に露出されている。ロック操作部１３２は、受電側コネクタとコネクタハウジング１１０との嵌合状態を電気的に検知するマイクロスイッチＭを押圧するようになっている。

このようなロックアーム１３０は、受電側コネクタにロック爪１３１が係合するロック位置と、受電側コネクタとロック爪１３１との係合が解除される解除位置との間で揺動支点１３３を中心に揺動自在に設けられる。

コイルバネ１４０は、揺動支点１３３よりもロック操作部１３２側に設けられている。コイルバネ１４０は、ロックアーム１３０をロック位置に向けて付勢している。すなわち、コイルバネ１４０は、ロックアーム１３０のロック操作部１３２側を上方に向けて付勢している。コイルバネ１４０は、バネ受部１４１に形成された突起部１４２により支持されている。

このような充電コネクタ１００を受電側コネクタへ嵌合する場合、作業者がハンドル部１２３を握って充電コネクタ１００を受電側コネクタ側に移動する。すると、受電側コネクタにロック爪１３１が当接して、ロックアーム１３０がロック位置から解除位置に揺動し、ロック操作部１３２の押圧によりマイクロスイッチＭがオフ状態となる。

充電コネクタ１００が受電側コネクタへ完全に嵌合されると、受電側コネクタにロック爪１３１が係合し、ロックアーム１３０が解除位置からロック位置に揺動する。このとき、マイクロスイッチＭがオン状態となり、バッテリーの充電が開始可能となる。そして、バッテリーへの充電中において、ロック爪１３１が受電側コネクタに係合することによって、給電端子と受電端子との接続が不意に切断されることを防止できる。

特開平１０−２７５６５３号公報 特開２０１１−２４４５９０号公報

ところで、近年においては、充電コネクタ１００の軽量化に伴ってコネクタケース１２０の小型化が望まれており、特に、電線収容部１２２の小型化が求められている。このため、揺動支点１３３よりもロック爪１３１側にコイルバネ１４０を配置して、電線収容部１２２を小さくすることが考えられる。この場合、ロックアーム１３０をロック位置に向けて付勢するために、コネクタケース１２０の内面とロックアーム１３０の上面との間（例えば、図４のＡの位置）にコイルバネ１４０を介在させる必要がある。

加えて、コネクタケース１２０の小型化を維持した状態で、コイルバネ１４０の伸縮スペースを確保するためには、ロックアーム１３０の上面に開口したバネ収容室（不図示）を設けざるを得ない。その上、ロックアーム１３０の強度を確保するためには、バネ収容室にコイルバネ１４０の周囲が閉塞する周壁を設ける必要がある。

しかしながら、バネ収容室がロックアーム１３０の上面に開口されていると、ロック爪１３１やロック操作部１３２近傍からコネクタケース１２０内に雨水が進入してしまう。このコネクタケース１２０内に進入した雨水やコネクタケース１２０内で生じた結露などの水分は、ロックアーム１３０を伝わってバネ収容室内に滞留してしまう。

特に、冬期においては、バネ収容室内に滞留した水分が凍結してしまうことが想定され、コイルバネ１４０の伸縮性が悪化し、ロックアーム１３０の揺動性能が悪化することが懸念される。

そこで、本発明は、コネクタケースの小型化を維持した状態でコイルバネの伸縮スペースやロックアームの強度を確保し、バネ収容室内に水分が進入してもロックアームの揺動性能の悪化を防止できる充電コネクタの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、受電側コネクタの受電端子に接続される給電端子を収容し、前記受電側コネクタに嵌合するコネクタハウジングと、前記コネクタハウジングを収容するコネクタケースと、前記コネクタケース内に設けられ、前記受電側コネクタに係合するロック位置と、前記受電側コネクタとの係合が解除される解除位置との間で揺動支点を中心に揺動自在に設けられるロックアームと、前記コネクタケースの内面と前記ロックアームとの間に介在して前記揺動支点よりも前記受電側コネクタ側に設けられ、前記ロックアームを前記ロック位置に向けて付勢するコイルバネとを備える充電コネクタであって、前記ロックアームには、前記ロックアームの上面に開口され、前記コイルバネの周囲を閉塞した状態で前記コイルバネを収容するバネ収容室が形成され、前記バネ収容室の底部には、前記ロックアームを貫通する貫通穴が形成されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、バネ収容室の底部には、ロックアームを貫通する貫通穴が形成される。これにより、コネクタケース内に進入した雨水やコネクタケース内で生じた結露などの水分が進入しても、この水分は、バネ収容室の底部に形成された貫通穴から放出される。このため、バネ収容室内に水分が滞留することを防止できる。従って、バネ収容室内で水分が凍結することなく、コイルバネの伸縮性の悪化を防止でき、ロックアームの揺動性能の悪化を防止できる。

加えて、バネ収容室がロックアームの上面に開口されていることによって、ロックアームの上面に単にコイルバネを設ける場合と比較して、コイルバネの伸縮スペースを確保できる。その上、バネ収容室がコイルバネの周囲を閉塞した状態でコイルバネを収容することによって、ロックアームの強度をも確保できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係る充電コネクタであって、前記バネ収容室の底部には、前記コイルバネの内側に挿入される凸部が設けられ、前記凸部の側面には、エッジ部が形成されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、バネ収容室の底部に形成された凸部の側面は、エッジ部が形成される。これにより、バネ収容室内に進入した水分の表面張力による凸部の側面への密着を防止でき、バネ収容室内に水分が滞留することをより確実に防止できる。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係る充電コネクタであって、前記ロックアームには、前記ロックアームの長手方向に沿った肉抜き溝が形成され、前記貫通穴は、前記肉抜き溝に連通することを要旨とする。

ところで、充電コネクタの軽量化に伴ってロックアームを軽量化するために、ロックアームに肉抜き溝が形成されている。この肉抜き溝を連通するようにバネ収容室の底部に貫通穴を形成することで、貫通穴の加工が容易になる。

本発明の特徴によれば、コネクタケースの小型化を維持した状態でコイルバネの伸縮スペースやロックアームの強度を確保し、バネ収容室内に雨水が進入してもロックアームの揺動性能の悪化を防止できる充電コネクタを提供することができる。

図１は、本実施形態に係る充電コネクタの内部を示す縦断面図である。 図２（ａ）は、本実施形態に係るロックアームの上面側から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、本実施形態に係るロックアームの底面側から見た斜視図である。 図３（ａ）は、本実施形態に係るロックアーム一部断面図であり、図３（ｂ）は、本実施形態に係るロックアーム一部平面図である。 図４は、背景技術に係る充電コネクタ１００の内部を示す縦断面図である。

次に、本発明に係る充電コネクタの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（充電コネクタの構成）
まず、本実施形態に係る充電コネクタ１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る充電コネクタ１の内部を示す縦断面図である。

図１に示すように、充電コネクタ１（いわゆる、給電側コネクタ）は、受電端子が設けられた充電インレット装置としての受電側コネクタ（不図示）に嵌合可能に構成されている。充電コネクタ１は、給電端子（不図示）と、コネクタハウジング１０と、コネクタケース２０と、ロックアーム３０と、コイルバネ４０とによって大略構成されている。

コネクタハウジング１０は、略円筒状をなしており、絶縁性を有している。コネクタハウジング１０は、受電端子に接続される給電端子を収容し、受電側コネクタ（受電側コネクタのハウジング（不図示））に嵌合するようになっている。

コネクタケース２０は、絶縁性を有しており、コネクタハウジング１０や電線Ｗなどを収容している。コネクタケース２０は、一対のケース体によって互いに略鏡像対称に形成されている。一対のケース体は、互いの端縁同士が付き合わされてボルトやナットなどによって組み立てられる。なお、図１では、コネクタケース２０として、一対のケース体の一方のみを示している。

コネクタケース２０は、コネクタハウジング１０を収容するハウジング収容部２１と、給電端子に接続された電線Ｗを収容する電線収容部２２と、電線収容部２２に連結されて作業者が把持するハンドル部２３とによって構成される。給電端子に接続されている電線Ｗは、電線収容部２２から電線収容部２２及びハンドル部２３を通って外部に引き出されている。

ロックアーム３０は、受電側コネクタとコネクタハウジング１０との嵌合状態で、受電側コネクタとコネクタハウジング１０との離脱を阻止する。ロックアーム３０は、揺動支点３１を中心に揺動自在に設けられる。なお、ロックアーム３０の詳細については、後述する。

コイルバネ４０は、コネクタケース２０の内面とロックアーム３０との間に介在して揺動支点３１よりも受電側コネクタ側に設けられている。コイルバネ４０は、ロックアーム３０をロック位置（図１の実線）に向けて付勢している。

（ロックアームの構成）
次に、上述したロックアーム３０の構成について、図面を参照しながら説明する。図２（ａ）は、本実施形態に係るロックアーム３０の上面側から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、本実施形態に係るロックアーム３０の底面側から見た斜視図である。図３（ａ）は、本実施形態に係るロックアーム３０の一部断面図であり、図３（ｂ）は、本実施形態に係るロックアーム３０の一部平面図である。

図１及び図２に示すように、ロックアーム３０は、受電側コネクタとコネクタハウジング１０との嵌合方向に沿って設けられている。ロックアーム３０は、コネクタケース２０内（具体的には、コネクタハウジング１０とコネクタケース２０との間）に設けられている。ロックアーム３０は、受電側コネクタにロック爪３２が係合するロック位置（図１の実線）と、受電側コネクタとロック爪３２との係合が解除される解除位置（図１の二点鎖線）との間で揺動支点３１を中心に揺動自在に設けられる。

図２に示すように、ロックアーム３０は、一端に設けられたロック爪３２と、他端に設けられたロック操作部３３とを備えている。ロック爪３２及びロック操作部３３は、コネクタケース２０の外部に露出される。ロック爪３２は、ロックアーム３０のロック位置（図１の実線）の状態で受電側コネクタ（不図示）に係合し、ロックアーム３０の解除位置（図１の二点鎖線）の状態で受電側コネクタ（不図示）との係合が解除される。ロック操作部３３は、受電側コネクタとコネクタハウジング１０との嵌合状態を電気的に検知するマイクロスイッチＭを押圧するようになっている。なお、マイクロスイッチＭは、ロックアーム３０のロック位置では充電可能状態（オン状態）となり、ロックアーム３０の解除位置では充電不能状態（オフ状態）となる。

また、ロックアーム３０には、ロック爪３２及びロック操作部３３の間に設けられたバネ収容室３４と、ロックアーム３０の下面に開口されてロックアーム３０の長手方向に沿った複数の肉抜き溝３５とが形成されている。

バネ収容室３４は、ロックアーム３０の上面に開口され、揺動支点３１よりも受電側コネクタ側に設けられている。バネ収容室３４は、コイルバネ４０の周囲を閉塞した状態でコイルバネ４０を収容している。すなわち、バネ収容室３４は、底面３４Ａと、周壁３４Ｂとによって構成されている。バネ収容室３４の底部には、ロックアーム３０を貫通する貫通穴３６と、コイルバネ４０の内側に挿入される凸部３７とが形成されている。なお、バネ収容室３４の底部とは、バネ収容室３４の底面３４Ａ及び周壁３４Ｂの一部（底面３４Ａ寄り）によって構成される。

図２及び図３に示すように、貫通穴３６は、バネ収容室３４の底面３４Ａ及び周壁３４Ｂに開口され、肉抜き溝３５にも連通している。凸部３７の側面には、複数（本実施形態では４つ）のエッジ部３７Ｅが形成されている。エッジ部３７Ｅは、少なくとも２つが貫通穴３６に対向した位置に設けられており、平面視において鋭角状に形成されている（図３（ｂ）参照）。

（充電コネクタの嵌合・離脱）
次に、上述した充電コネクタ１の受電側コネクタへの嵌合・離脱について、簡単に説明する。

充電コネクタ１を受電側コネクタへ嵌合する場合、作業者がハンドル部２３を握って充電コネクタ１を受電側コネクタ側に移動させる。すると、受電側コネクタにロック爪３２が当接して、ロックアーム３０がロック位置（図１の実線）から解除位置（図１の二点鎖線）に揺動し、マイクロスイッチＭがオフ状態となる。

そして、充電コネクタ１が受電側コネクタへ完全に嵌合されると、コイルバネ４０の付勢により受電側コネクタにロック爪３２が係合し、ロックアーム３０が解除位置（図１の二点鎖線）からロック位置（図１の実線）に揺動する。このとき、マイクロスイッチＭがオン状態となり、バッテリーへの充電が開始可能となる。つまり、充電コネクタ１を受電側コネクタへ嵌合する過程では（完全に嵌合するまでは）、バッテリーへの充電が開始されないため、アーク放電が生じない。

一方、充電コネクタ１を受電側コネクタから離脱する場合、受電側コネクタとロック爪３２との係合を解除するために、作業者がロック操作部３３を押圧する。すると、ロックアーム３０がロック位置（図１の実線）から解除位置（図１の二点鎖線）に揺動し、マイクロスイッチＭがオフ状態となり、バッテリーへの充電が停止する。

その後、ロックアーム３０が解除位置（図１の二点鎖線）の状態で、充電コネクタ１を受電側コネクタから離れる方向へ移動させることによって、充電コネクタ１が受電側コネクタから完全に離脱される。つまり、充電コネクタ１を受電側コネクタから離脱する過程では、バッテリーへの充電が停止しているため、アーク放電が生じない。

（作用・効果）
以上説明した本実施形態では、バネ収容室３４の底部には、ロックアーム３０を貫通する貫通穴３６が形成される。これにより、コネクタケース２０内に進入した雨水やコネクタケース２０内で生じた結露などの水分が進入しても、この水分は、バネ収容室３４の底部に形成された貫通穴３６から放出される。このため、バネ収容室３４内に水分が滞留することを防止できる。従って、バネ収容室３４内で水分が凍結することなく、コイルバネ１４０の伸縮性の悪化を防止でき、ロックアーム３０の揺動性能の悪化を防止できる。

加えて、バネ収容室３４がロックアーム３０の上面に開口されていることによって、ロックアーム３０の上面に単にコイルバネ１４０を設ける場合と比較して、コイルバネ１４０の伸縮スペースを確保できる。その上、バネ収容室３４がコイルバネ１４０の周囲を閉塞した状態でコイルバネ１４０を収容することによって、ロックアーム３０の強度をも確保できる。

実施形態では、バネ収容室３４の底面３４Ａに形成された凸部３７の側面には、エッジ部３７Ｅが形成される。これにより、バネ収容室３４内に進入した水分の表面張力による凸部３７の側面への密着を防止でき、バネ収容室３４内に水分が滞留することをより確実に防止できる。

ところで、充電コネクタ１の軽量化に伴ってロックアーム３０を軽量化するために、ロックアーム３０に肉抜き溝３５が形成されている。この肉抜き溝３５を連通するようにバネ収容室３４の底部（底面３４Ａ及び周壁３４Ｂ）に貫通穴３６を形成することで、貫通穴３６の加工が容易になる。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、充電コネクタ１は、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）等の車両に搭載されるバッテリー（不図示）を充電するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、その他のバッテリーに充電されるものであってもよい。なお、充電コネクタ１の各種構成は、実施形態で説明したものに限定されるものではなく、実施可能な構成であればよいことは勿論である。

例えば、バネ収容室３４の底面３４Ａには、凸部３７が形成されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、凸部３７が形成されていなくてもよい。また、凸部３７は、必ずしもエッジ部３７Ｅを有している必要はなく、例えば、円筒状に形成されていてもよい。

また、ロックアーム３０には、肉抜き溝３５が形成されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、肉抜き溝３５が形成されていなくてもよい。この場合、貫通穴３６は、バネ収容室３４の底面３４Ａからロックアーム３０の底面に開口されていてもよく、バネ収容室３４の底面３４Ａ寄りの周壁３４Ｂからロックアーム３０の底面に開口されていてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…充電コネクタ
１０…コネクタハウジング
２０…コネクタケース
２１…ハウジング収容部
２２…電線収容部
２３…ハンドル部
３０…ロックアーム
３１…揺動支点
３２…ロック爪
３３…ロック操作部
３４…バネ収容室
３４Ａ…底面
３４Ｂ…周壁
３５…肉抜き溝
３６…貫通穴
３７…凸部
３７Ｅ…エッジ部
４０…コイルバネ
Ｍ…マイクロスイッチ
Ｗ…電線

Claims (3)

1. 受電側コネクタの受電端子に接続される給電端子を収容し、前記受電側コネクタに嵌合するコネクタハウジングと、
   前記コネクタハウジングを収容するコネクタケースと、
   前記コネクタケース内に設けられ、前記受電側コネクタに係合するロック位置と、前記受電側コネクタとの係合が解除される解除位置との間で揺動支点を中心に揺動自在に設けられるロックアームと、
   前記コネクタケースの内面と前記ロックアームとの間に介在して前記揺動支点よりも前記受電側コネクタ側に設けられ、前記ロックアームを前記ロック位置に向けて付勢するコイルバネと
   を備える充電コネクタであって、
   前記ロックアームには、前記ロックアームの上面に開口され、前記コイルバネの周囲を閉塞した状態で前記コイルバネを収容するバネ収容室が形成され、
   前記バネ収容室の底部には、前記ロックアームを貫通する貫通穴が形成されることを特徴とする充電コネクタ。
2. 請求項１に記載の充電コネクタであって、
   前記バネ収容室の底部には、前記コイルバネの内側に挿入される凸部が設けられ、
   前記凸部の側面には、エッジ部が形成されることを特徴とする充電コネクタ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の充電コネクタであって、
   前記ロックアームには、前記ロックアームの長手方向に沿った肉抜き溝が形成され、
   前記貫通穴は、前記肉抜き溝に連通することを特徴とする充電コネクタ。

Images