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JP2904024B2 - 電気自動車のチャージ用コネクタ - Google Patents

電気自動車のチャージ用コネクタ

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Publication number
JP2904024B2
JP2904024B2 JP6207968A JP20796894A JP2904024B2 JP 2904024 B2 JP2904024 B2 JP 2904024B2 JP 6207968 A JP6207968 A JP 6207968A JP 20796894 A JP20796894 A JP 20796894A JP 2904024 B2 JP2904024 B2 JP 2904024B2
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JP
Japan
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side connector
lever
charger
vehicle
connector
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JP6207968A
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正司 斉藤
真一 山田
英二 西條
光 伊藤
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07111172A publication Critical patent/JPH07111172A/ja
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Priority to US08/511,957 priority patent/US5803760A/en
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気自動車のチャー
ジ用コネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近時、電気自動車の実用化が期待されて
いる。この場合、バッテリーへの充電の問題は不可欠で
あって、中でもチャージ用コネクタは重要な検討課題の
一つとなる。このコネクタは自動車側に固定される車両
側コネクタと、充電器側に接続される充電器側コネクタ
とから構成されることになるが、操作性に優れたもので
あること、充電作業が比較的大電流で行われることを考
慮すれば、作業が安全に行われること、の二点は確実に
満足されねばならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、両コネクタ
を接続させる場合の操作性を検討する場合、車両側コネ
クタの高さ位置、方向等が重要な要素となる。しかし、
こうした仕様については未だ定まったものではないが、
電気自動車の場合には充電作業時に雨水等の降り込みを
できるだけ避ける必要から、車両側コネクタは充電器側
コネクタとの接続面が少なくとも横向きとなっているの
が望ましいと言える。また、車両側コネクタの取付け高
さ位置については、現状のガソリン車の給油口と同様
に、通常の大人の腰の高さ程度の位置に設定されること
が予想される。
【０００４】車両側コネクタが仮にこのような仕様とな
った場合、充電器側コネクタを現在ガソリンスタンド等
で使用されている給油ガンのように、握り操作される部
分が下方へ屈曲する、いわゆるガンタイプとしたので
は、操作性が悪くなる。と言うのは、ガンタイプとする
と、充電器側コネクタに設けられた握り部分が車両側コ
ネクタよりも低い位置にまで手を差し延べねばならず、
このために手首の屈曲角度が大きくなり、手首の負担が
大きくなってしまうからである。
【０００５】また、安全性については、例えば充電作業
が完了しても回路が開かれない限りは両コネクタが解離
できないようにしておく必要がある。回路が閉じたまま
でコネクタの解離操作がされたのでは、端子操作の変位
によって、端子間で微小なスパークを生じ、酸化等によ
って端子の劣化を招いてしまう。
【０００６】本発明はこのような事情に鑑みて開発工夫
されたものであり、充電器側コネクタをガンタイプでは
ない新しい形式のものを採用しかつ安全性にも新たに工
夫を加えることで、操作性・安全性に優れる電気自動車
のチャージ用コネクタを提供することを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１の発明の構成は、車両側に固定された車両
側コネクタと、充電器に接続されて前記車両側コネクタ
に対して嵌合可能な充電器側コネクタとからなるチャー
ジ用コネクタであって、充電器側コネクタの後部には握
り軸がほぼ軸方向に沿って延設され、かつこの握り軸に
は握り軸と共に握り操作されるレバーが設けられ、さら
にこのレバーには、前記車両側コネクタに設けられた突
起に引掛けつつレバーの握り操作に伴う引き込み動作に
よって前記車両側コネクタを前記充電器側コネクタに相
対的に引き込んで両コネクタの嵌合を助勢するための一
対のステーが接続され、かつ両ステーは常には前方へ向
けて末広がり状に延出されることで、前記車両側コネク
タに設けられた前記突起との干渉を回避可能となってい
るとともに、前記レバーの握り操作による前記引き込み
動作に先行して先端側を窄ませて前記突起への引掛かり
が可能な状態へ変位可能となっていることを特徴とする
ものである。
【０００８】また、請求項２の発明は請求項１の発明に
おいて、前記レバーには、このレバーを握り状態に保持
するためのロック手段が接続されていることを特徴とす
るものである。
【０００９】さらに、請求項３の発明は請求項２の発明
において、前記充電器側コネクタには充電器に対して充
電電流を供給するチャージ用回路を開閉するための開閉
操作可能なスイッチが設けられ、このスイッチには前記
チャージ用回路を開閉させるオン・オフ用のポジション
と、オフ用のポジションに続いて前記ロック手段をロッ
ク解放状態とするリターン位置とが設定されていること
を特徴とするものである。
【００１０】
【作用】請求項１記載の発明では、握り軸が充電器側コ
ネクタの後部から軸心に沿って延出しているため、握り
軸を把持している手を両コネクタの軸線上に位置させて
両コネクタの接続作業がなされる。握り軸と共にレバー
が握り操作されると、嵌合助勢手段によって両コネクタ
が接近して嵌合操作が助勢される。そして、レバーが完
全に握られた時点で両コネクタは完全に嵌合された状態
となる。
【００１１】請求項２の発明では、レバーが完全に握ら
れた時点でレバーはロック手段によってその位置に保持
され、これによって両コネクタは完全嵌合状態に保持さ
れる。
【００１２】また、請求項３の発明では充電作業が終了
してスイッチをオンからオフのポジションに移動させ
て、充電器に対する通電を停止する。この後、スイッチ
がオフのポジションからリターンポジションへ操作がな
されると、ロック手段がロック解放状態となってレバー
を解除するため、両コネクタの離間操作が可能となる。
【発明の効果】本発明の効果は次のようである。請求項
１の発明によれば、充電器側コネクタにおいて握り軸を
ほぼ同軸上で延設したため、車両側コネクタが比較的低
い位置において水平に取り付けられるような場合であっ
ても、ガンタイプのものに比較して作業者の手首の屈曲
角度はそれ程に大きくはならず、したがって手首にかか
る負担も小さくてすむ。
【００１３】また、請求項２の発明によれば、レバーが
ロック手段によって握り状態に保持されるため、作業者
が充電作業の間握っていなくとも、両コネクタは完全嵌
合状態に保持されるため、充電作業中のコネクタ同士の
変位を防止でき、また作業者の負担軽減にも寄与する。
【００１４】さらに、請求項３の発明によれば、充電回
路が開放した後スイッチがさらにリターンポジションに
まで変位操作されない限り、レバーに対するロック手段
のロックが解放されないようになっているため、両コネ
クタの離間操作を通電が確実に停止されている状態で行
うことができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面にし
たがって詳細に説明する。本例のチャージ用コネクタは
車両側コネクタ１と充電器側コネクタ２とから構成され
ている。まず、車両側コネクタ１から説明すると、円筒
状に形成されたコネクタハウジング３の内部にはバッテ
リー４に接続されたチャージ用端子５と、充電状況等を
検出するための信号用端子６が組み込まれている。ま
た、このコネクタハウジング３の上面にはブラケット７
を介して跳ね上げ蓋８が取り付けられており、コネクタ
ハウジング３の開口面を開閉可能であるとともに、その
内面に取り付けられたシールリング９によってシール可
能としている。跳ね上げ蓋８の取付け軸１０にはトーシ
ョンばね１１が巻着されており、跳ね上げ蓋８を開放方
向へ付勢している。但し、詳しくは図示しないが、跳ね
上げ蓋８にはストッパ手段が設けられており、その開放
位置がコネクタハウジング３と直交する角度位置に規制
されるようにしてある。
【００１６】一方、コネクタハウジング３の下方には跳
ね上げ蓋８を閉止状態に保持するロック機構が設けられ
ている。このロック機構は戻しばね１２を内蔵した操作
軸１３が横向きにかつ押し込み操作可能に組み付けられ
るとともに、この操作軸１３と直交するようにしてスト
ッパ軸１４が配されており、跳ね上げ蓋８の爪片１５と
係脱可能としている。ストッパ軸１４は詳しくは図示し
ないが、操作軸１３に形成された溝部（図示しない）に
縦向きに嵌め込まれるとともに、ストッパ軸１４の外面
に形成された突軸１７が操作軸１３に貫通して形成され
たカム溝１８に連係されている。これによって、操作軸
１３の押し込み操作によってストッパ軸１４をカム溝１
８の案内作用によって上げ下げさせることができる。
【００１７】次に、充電器側コネクタ２について説明す
ると、充電器側コネクタ２のハウジング１９はアウター
とインナーとからなる二重の円筒状に形成されており、
この間の隙間にはコイルばね２０が弾装されて車両側コ
ネクタ１の開口縁に当接可能とさせることで、両コネク
タ１、２の離間動作を助勢している。また、インナーハ
ウジング１９ａの内部には車両側コネクタ１のチャージ
用端子２１および信号用端子２２にそれぞれ対応した端
子が組み込まれており、それぞれケーブル２３を介して
充電器用電源側と接続されている。
【００１８】また、アウターハウジング１９ｂの上面に
は同ハウジング１９の開口面を開閉するための跳ね上げ
蓋２４が取り付けられている。すなわち、跳ね上げ蓋２
４はアウターハウジング１９ｂの上面に形成された軸受
け部２５によって支持ピン２６周りに回動可能に支持さ
れるとともに、この支持ピン２６にはトーションばね２
７が巻着されて跳ね上げ蓋２４を戻し方向（ハウジング
１９を閉止する方向）へ付勢している。また、跳ね上げ
蓋２４を開放位置で保持するためのロック片２８は、ハ
ウジング１９の後部に連設された本体２９の上面に設け
られている。ロック片２８はその先端部において跳ね上
げ蓋２４の係止縁３０に係止および解離を行うことがで
きるようにしてあり、また本体２９に対して前後方向へ
スライド操作可能に組み付けられている。さらに、ロッ
ク片２８はその後部に配されたばね３１によって跳ね上
げ蓋２４と係止する方向に付勢されている。
【００１９】本体２９の後部には車両側コネクタ１に対
する嵌合操作のために、軸方向に沿って握り軸３２が延
出している。この握り軸３２の付け根部分には両コネク
タ１、２の嵌合操作を容易にするためのレバー３３が、
回動軸３４周りに握り操作可能に取り付けられており、
回動軸３４周りにはトーションばね３５が巻着されてお
り、レバー３３を開き方向に付勢するようになってい
る。このレバー３３には同レバー３３と共に嵌合助勢手
段を構成する一対のステー３６が連係されている。すな
わち、レバー３３は略Ｌ字状に屈曲形成されており、そ
の屈曲部分において連結ピン３７によってステー３６側
と連結されている。
【００２０】また、両ステー３６は図５（Ａ）〜（Ｃ）
に示すようにアウター１９ｂとインナー１９ａの両ハウ
ジングの間の隙間の左右両側部分にそれぞれ挿入されて
いる。そして、それらの先端部には共に引掛け孔３８が
長孔状に開口しており、車両側コネクタ１のハウジング
３の外面に突出した一対の突起３９に引掛け可能として
ある（図７参照）。さらに、両コネクタ１、２を嵌合す
るにあたって両ステー３６と突起とが干渉しないように
するために、常には図５（Ａ）に示すように、先端側が
拡開するように形成されているとともに、上記した両引
掛け孔３８がアウターハウジング１９ｂの内壁面に形成
されたガイド凸部４０に嵌め込ませてある（図７参
照）。しかし、レバー３３が握り操作されて両ステー３
６が後退すると、これに伴って引掛け孔３８の先端側開
口縁がガイド凸部４０の先端に形成された傾斜面４１に
沿ってすぼみ方向へ強制的に変形させられ、これによっ
て車両側コネクタ１の外面に密着するようになる。ま
た、詳しくは図示しないが、両コネクタ１、２を一定深
さまで嵌め込んだ状態で（半嵌合状態）、両コネクタ
１、２を仮保持状態とし、このとき両ステー３６をすぼ
み変形させると引掛け孔３８と車両側コネクタ１の突起
３９とが整合するように設定されている。そのために、
本例では半嵌合位置の深さ位置で充電器側コネクタ２と
車両側コネクタ１とが凹凸嵌合して、充電器側コネクタ
２が仮保持される構成としてある。
【００２１】前記握り軸３２の上面には図８に示す充電
回路（次述する）を開閉操作するためのスライドスイッ
チ４２が配されている。このスライドスイッチ４２は握
り軸３２の内部にスライド体４３を有し、かつスライド
体４３の下面には充電回路の一部を構成するマイクロス
イッチ４４へ向けて押圧板４５が取り付けられており、
スライドスイッチ４２がオンの位置（図３、図６（Ｂ）
状態）にまで操作されたときにマイクロスイッチ４４の
接点４６を押圧するようになっている。
【００２２】ここで、充電回路を図８によって説明する
と、充電器側コネクタ２と充電器用電源４７との間には
充電用回路を開閉を制御するための充電制御部４８（例
えば、リレー回路など）が介在されている。そして、上
記したスイッチ４２がオンの位置（図３、図６（Ｂ）状
態）に操作されてマイクロスイッチ４４がオンになる
と、マイクロスイッチ４４は充電制御部４８に対して供
給用電源４７を通じて開閉用の出力信号を発するように
してあり、マイクロスイッチ４４が閉じた状態において
のみ充電器用電源６２からの充電電流の通電を許容し、
逆に開いている状態では充電回路が通電状態となるのを
禁止するようにしてある。
【００２３】前記スライドスイッチ４２は本例において
は、オンの位置、オフの位置（図１、図２、図６（Ａ）
参照）、戻し位置（図４、図６（Ｃ）参照）の三位置が
設定されており、オン・オフの両位置においては、次の
ようにしてこれらのポジションでスライドスイッチ４２
が保持されるようにしてある。図６に示すように、スラ
イドスイッチ４２のスライド体４３には径方向に貫通孔
４９が形成されており、ここにはスプリング５０が収納
されこれらの端部に保持されたボール５１をそれぞれ握
り軸３２の内壁側に押し付けている。一方、握り軸３２
の内壁にはスライドスイッチ４２のオン・オフの両位置
に対応した箇所に一組ずつ凹部５２が形成されており、
これらに前記ボール５１が係留することでスライドスイ
ッチ４２が両位置に保持される。さらに、スライド体４
３の後部には押し出しばね５３が取り付けられ、スライ
ドスイッチ４２をリターン位置からオフの位置に変位さ
せるように作用する。但し、ボール５１と凹部５２との
係合力はこの押し出しばね５３のバネ力より強めに設定
されているため、押し出しばね５３のみによってスライ
ドスイッチ４２がオフの位置からオンの位置に移動する
ことはないが、作業者の一定以上の押し出し操作力によ
ってボール５１と凹部５２とを解離させることが可能で
ある。
【００２４】ところで、スライドスイッチ４２は両コネ
クタ１、２が完全に嵌合された状態にならない限り、オ
ンの位置に操作できないようにしてある。すなわち、前
記したレバー３３の回動中心側端部であって、スライド
スイッチ４２の押圧板４５と対向する面は第１ストッパ
面５４となっており、レバーが所定の角度まで握られる
間、押圧板４５と当接してスライドスイッチ４２がオン
の位置へ操作されるのを禁止している。
【００２５】また、握り軸３２には充電作業中にレバー
３３を握り状態に保持するためのレバーロックプレート
５５が軸方向に沿って水平に設けられている。レバーロ
ックプレート５５はスライド体４３との干渉しないよう
に上面に逃がし孔５６が開口しており、また先端部は下
向きに屈曲しかつここにはレバー３３の一部を差し込ん
で保持するための保持孔５７が開口している。レバー３
３側は前記した第１ストッパ面５４より下側が階段状を
なして切り欠いてあり、第１ストッパ面５４が形成され
ている部分は保持孔５７へ差し込み可能な挿入部５８と
なっており、この下側の段差面は第２ストッパ面６１と
して、レバー３３が完全嵌合位置まで握り操作されない
限り、押圧板４５の前進を規制する。一方、レバーロッ
クプレート５５の後端部はスプリング５９によって押さ
れており、全体は前進方向に付勢されている。しかし、
常には図１に示すように、レバーロックプレート５５も
第１ストッパ面５４に当接されて前進が規制されている
が、レバー３３が完全嵌合位置まで握り操作されて第１
ストッパ面５４が保持孔５７と正対すると、保持孔５７
へ挿入部５８が挿通されてレバー３３が握り状態に保持
されることになる。なお、６０は充電回路がオンになっ
た時に点灯するランプである。
【００２６】次に、上記のように構成された本例の作用
と効果を具体的に説明する。まず、車両側コネクタ１の
操作軸１３を押すと、突軸１７がカム溝１８に沿って変
位してストッパ軸１４が下がる。すると、ストッパ軸１
４と跳ね上げ蓋８の爪片１５との係合が解離するため、
跳ね上げ蓋８はトーションばね１１によってはね上げら
れ、上方の開放位置に保持される。一方、充電器側コネ
クタ２の跳ね上げ蓋２４をトーションばね２７に抗して
開放位置に持ち上げ、ロック片２８を操作して跳ね上げ
蓋２４の係止縁３０に係合させることで、跳ね上げ蓋２
４を開放状態としておく。
【００２７】上記の作業の後、握り軸３２を把持して充
電器側コネクタ２のインナーハウジング１９ａを車両側
コネクタ１のハウジング３に対向させ、そのまま適当深
さ（半嵌合状態）まで押し込む。半嵌合状態では、詳し
くは図示しない凹凸の嵌合によって充電器側コネクタ２
が仮保持される。またこのとき、両ステー３６は図５
（Ａ）に示すように、先端が拡開状態になってるいた
め、ステー３６と車両側コネクタ１の突起とが干渉する
ことはない。
【００２８】次に、レバー３３を握り両ステー３６を後
退させると、引掛け孔３８の開口縁がガイド凸部４０の
傾斜面４１に沿って摺接するため、両ステー３６は徐々
にすぼみ変形して車両側突起３９に嵌り込む。このま
ま、さらにレバー３３を握り操作すれば両ステー３６が
さらに後退するため、車両側コネクタ１に対して引き込
み力が作用する。その反力として充電器側コネクタ２が
押し嵌められてゆき、最終的に両コネクタ１、２の各端
子相互が正規に嵌り合った完全嵌合状態となる。この完
全嵌合状態に至るまでの間、図１に示すようにスライド
スイッチ４２は両ボール５１が凹部５２に嵌まり合いか
つ押圧板４５がレバー３３の第１ストッパ面５４に当た
っているため、スライドスイッチ４２はオンの位置への
操作が禁止されているため、誤って通電が開始されてし
まう事態は回避されている。また、同様にしてレバーロ
ックプレート５５もその先端部が第１ストッパ面５４に
当接して前進が規制されている。
【００２９】そして、完全嵌合状態に至れば、図２に示
すように、レバーロックプレート５５の保持孔５７とレ
バー３３の挿入部５８が適合するため、レバーロックプ
レート５５はスプリング５０によって前進し、挿入部５
８が保持孔５７へ挿入される。これによって、レバー３
３は握り状態に保持されるため、充電作業中にレバー３
３を握り続ける煩わしさから回避される。
【００３０】また、レバー３３が完全嵌合状態になる
と、第２ストッパ面６１も押圧板４５の前進を許容する
高さ位置まで変位するため、この状態でスライドスイッ
チ４２を操作してオフの位置からオンの位置へ前進させ
れば、ボール５１がオンの位置に対応した凹部５２にそ
れぞれ嵌まり、この位置で保持される。こうして、スラ
イドスイッチ４２がオンの位置に変位すると、押圧板４
５がマイクロスイッチ４４の接点４６を押すため、充電
制御部４８が充電回路を閉じ自動車のバッテリー４に対
する通電がなされる。このように、本例では両コネクタ
１、２の各端子相互が完全に接続された後、初めて通電
が許容されるため、作業を安全に行うことができる。ま
た、通電開始後に端子が変位するような事態もないた
め、スパークの心配もなく端子の保護も併せて図られ
る。さらに、この間はランプが点灯しているため、作業
者等に充電が行われている状態であることを認識させる
ことができる。
【００３１】充電が完了すれば、スライドスイッチ４２
を戻し位置まで後退操作させる。これによって、押圧板
が４５マイクロスイッチ４４から離間して充電回路に対
する通電が停止する。また、スライドスイッチ４２を戻
し位置まで後退させることによって、レバーロックプレ
ート５５がスプリング５９に抗して後退する。これに伴
って、保持孔５７からレバー３３の挿入部５８が抜ける
ため、レバー３３はトーションばね３５のばね力によっ
て自動的に復帰する。このため、充電器側コネクタ２を
抜き取り操作しながら、両ステー３６が前進すればステ
ー３６は上記とは逆順で復帰し、車両側コネクタ１との
係合が解離すれば充電器側コネクタ２の抜き取りが完了
する。
【００３２】なお、本発明は種々の変形が可能であり、
例えば次のような変形例が考えられる。本例ではレバー
３３にストッパ面を形成したが、他の場所でもよく、ま
た他の方式であってもよい。要は、常にはスライドスイ
ッチのオン位置への操作を禁止し、完全嵌合時を検出し
てその操作を許容するような場所・方式であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】嵌合前の状態を示す断面図
【図２】完全嵌合状態を示す断面図
【図３】スライドスイッチをオンにしたときの状態を示
す断面図
【図４】スライドスイッチの戻し状態を示す断面図
【図５】(A)は通常時、(B)はステー３６がすぼみ変形し
た時、(C)はステー３６による引き込み動作時をそれぞ
れ示すコネクタの一部破断平面図
【図６】(A)はオフの位置、(B)はオンの位置、(C)は戻
し位置をそれぞれ示すスライドスイッチの断面図
【図７】(A)は拡開状態、(B)はすぼみ変形状態をそれぞ
れ示すガイド凸部周りの拡大断面図
【図８】充電回路を示す回路図
【符号の説明】
１…車両側コネクタ ２…充電器側コネクタ ３２…握り軸 ３３…レバー ３６…ステー ４２…スライドスイッチ ４４…マイクロスイッチ ５７…保持孔 ５８…挿入部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 光 三重県四日市市西末広町１番14号 住友 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−236780（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−310208（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−310221（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01R 13/62 - 13/639

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両側に固定された車両側コネクタと、
    充電器に接続されて前記車両側コネクタに対して嵌合可
    能な充電器側コネクタとからなるチャージ用コネクタで
    あって、 充電器側コネクタの後部には握り軸がほぼ軸方向に沿っ
    て延設され、かつこの握り軸には握り軸と共に握り操作
    されるレバーが設けられ、さらにこのレバーには、前記
    車両側コネクタに設けられた突起に引掛けつつレバーの
    握り操作に伴う引き込み動作によって前記車両側コネク
    タを前記充電器側コネクタに相対的に引き込んで両コネ
    クタの嵌合を助勢するための一対のステーが接続され、
    かつ両ステーは常には前方へ向けて末広がり状に延出さ
    れることで、前記車両側コネクタに設けられた前記突起
    との干渉を回避可能となっているとともに、前記レバー
    の握り操作による前記引き込み動作に先行して先端側を
    窄ませて前記突起への引掛かりが可能な状態へ変位可能
    となっていることを特徴とする電気自動車のチャージ用
    コネクタ。
  2. 【請求項２】 前記レバーには、このレバーを握り状態
    に保持するためのロック手段が接続されていることを特
    徴とする請求項１記載の電気自動車のチャージ用コネク
    タ。
  3. 【請求項３】 前記充電器側コネクタには充電器に対し
    て充電電流を供給するチャージ用回路を開閉するための
    開閉操作可能なスイッチが設けられ、このスイッチには
    前記チャージ用回路を開閉させるオン・オフ用のポジシ
    ョンと、オフ用のポジションに続いて前記ロック手段を
    ロック解放状態とするリターンポジションとが設定され
    ていることを特徴とする請求項２記載の電気自動車のチ
    ャージ用コネクタ。
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