(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記解除機構には、前記給電コネクタがロックされた状態と、解除された状態とを区別して視認可能な表示部が設けられることを特徴とする請求項2記載の給電コネクタ。
前記把持部材には、取手部が設けられ、前記取手部の一部が、前記コネクタ本体の中心軸の延長線上に配置されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の給電コネクタ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ここで、急速充電用のコネクタ接続には、比較的大きな端子を挿入する必要があることから、コネクタ挿入抵抗が大きい。これに対し、特許文献1のコネクタは、給電コネクタと受電コネクタとの接合抵抗を、レバーによって補助するものである。しかし、使用者が、当該レバーをどのタイミングで動作させればよいのか、感覚がつかみにくく、コネクタ同士の間隔および向きが所定の状態にない状態でレバーを操作しても、コネクタ同士が接続されず、接続作業性が必ずしも良くなかった。また、コネクタの移動とレバーの動作とが作業者にとって直感的に分かりにくいという問題があった。
【0007】
図12は、従来の給電コネクタ100を示す概略図である。給電コネクタ100は、先端にコネクタ本体101が設けられて、図示を省略した受電コネクタと接続される。作業者は取手103を手に持った状態でコネクタ接続作業を行う。この際、受電コネクタとの接続抵抗(複数の端子の挿入摩擦など)F1を受けるため、作業者はそれと同等の力F2で押し込む必要がある。
【0008】
また、給電コネクタ100は、コネクタ本体の中心軸上に取手103が形成されていないため、力F1によって、取手103には、モーメントM1が発生する。このため、作業者はこれに対してモーメントM2の力を発生させる必要がある。すなわち、作業者にとって、コネクタ接続に要する力のバランスを把握するのが難しく、コネクタ接続作業が感覚的に難しいものとなっている。
【0009】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、大きな力を必要とせず、作業者にとっても感覚的に接続作業を行うことが容易な電気自動車用の給電コネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前述した目的を達するために本発明は、自動車用の給電コネクタであって、コネクタ本体と、前記コネクタ本体を収容するケースと、前記ケースに取り付けられる把持部材と、を具備し、前記ケースに対して、前記コネクタ本体および前記把持部材は、略同一軸方向に摺動可能であり、前記ケースに対して前記把持部材を前方に移動させると、前記把持部材の移動に伴って、前記コネクタ本体が前記ケースに対して前方へ移動可能であることを特徴とする給電コネクタである。
【0011】
給電コネクタを受電側コネクタと接続した際に、前記受電側コネクタとの接続を保持するためのロック手段が設けられ、前記把持部材には、前記ロック手段を解除するための解除機構が設けられてもよい。
【0012】
前記解除機構には、前記給電コネクタがロックされた状態と、解除された状態とを区別して視認可能な表示部が設けられてもよい。
【0013】
前記把持部材には、取手部が設けられ、前記取手部の一部が、前記コネクタ本体の中心軸の延長線上に配置されることが望ましい。
【0014】
前記把持部材には、減速機構が設けられ、前記ケースに対する前記把持部材および前記コネクタ本体の移動は、前記減速機構を介して行われ、前記ケースに対して前記把持部材を移動させた際に、前記ケースに対する前記把持部材の移動距離よりも、前記ケースに対する前記コネクタ本体の移動距離が小さくなることが望ましい。
【0015】
前記ケースには、アーム部材が設けられ、前記減速機構は、前記アーム部材の端部近傍が前記ケースに回動可能に設けられ、前記アーム部材の他方の端部近傍が前記把持部材と回動可能に接続され、前記アーム部材
は、前記ケースとの接続部と、前記把持部材との接続部の間において、前記コネクタ本体
に回動可能に接続され、前記把持部材を前記ケースに対して移動させると、前記アーム部材が前記ケースとの接続部を中心として回動し、前記アーム部材の回動に伴い、前記コネクタ本体が前記ケースに対して移動してもよい。
【0016】
前記ケースには、第1の歯車および前記第1の歯車よりも歯数の少ない第2の歯車が設けられ、前記減速機構は、前記第1の歯車および前記第2の歯車が、前記ケースに回転可能に設けられ、前記第1の歯車には、第1の連結部材を介して前記把持部材が連結し、前記把持部材の直線方向の動きを前記第1の歯車の回転方向の動きに変換し、前記第2の歯車には、第2の連結部材を介して前記コネクタ本体が連結し、前記第2の歯車の回転方向の動きを、前記コネクタ本体の直線方向の動きに変換し、前記把持部材を前記ケースに対して移動させると、前記第1の歯車が回転し、前記第2の歯車に回転が伝達され、前記第2の歯車の回転に伴い、前記コネクタ本体が前記ケースに対して移動してもよい。
【0017】
前記コネクタ本体には、滑車が設けられ、前記減速機構は、前記滑車にかけられたベルトの一方の端部が前記ケースに固定され、前記ベルトの他方の端部が前記把持部材に接続され、前記把持部材を前記ケースに対して移動させると、前記ベルトを介して前記滑車を前記ケースに対して移動させ、前記コネクタ本体が前記ケースに対して移動してもよい。
【0018】
前記把持部材は、平行リンクを介して前記ケースに対して摺動可能であってもよい。
【0019】
本発明によれば、ケースに対して把持部材を押し込むと、同一方向にコネクタ本体が移動する。したがって、作業者が、コネクタ本体の動きを把握しやすく、作業において感覚をつかみやすい。したがって、給電コネクタを受電コネクタに接続するためのコネクタ接続作業性に優れる。
【0020】
また、給電コネクタを受電コネクタに接続した状態で、給電コネクタの受電コネクタとの接続状態を保持するロック機構が設けられれば、ケーブル等を誤って引っ張ってしまった場合においても、給電コネクタが抜けてしまうことがない。また、ロック機構は解除機構によって容易に解除することができるため、作業性にも優れる。
【0021】
また、当該ロック機構がロックされた状態と、解除された状態とを容易に視認することができる。このため、作業者が給電コネクタと受電コネクタとの接続状態を容易に把握することができる。
【0022】
また、作業者が給電コネクタを取り扱う際に持ち手となる取手部が、コネクタ本体の中心軸上に設けられる。このため、コネクタ接続時に前述したモーメントの発生を抑制し、作業性に優れる。
【0023】
また、給電コネクタ内部に減速機構が設けられ、把持部材の移動距離に対して、コネクタ本体の移動距離を小さくすることで、コネクタ本体が受電コネクタとの接合時に受ける抵抗よりも小さな力で把持部材を動かすことができる。したがって、より小さな力でコネクタ接続作業を行うことができる。
【0024】
なお、減速機構としては、アーム部材を設けて、てこの原理を利用してもよく、または、歯車を用いたギヤを利用してもよく、滑車を用いても良い。いずれにしても、把持部材を押し込む力が、コネクタ本体が受ける接続抵抗よりも小さくなるようにすればよい。
【0025】
また、把持部材とケースとの摺動を、平行リンクを用いて行えば、把持部材とケースとの間のがたつきを抑えることができる。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、大きな力を必要とせず、作業者にとっても感覚的に接続作業を行うことが容易な電気自動車用の給電コネクタを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図1は、給電コネクタ1を示す概略図であり、
図1(a)は側面図、
図1(b)は側面断面図である。なお、本発明では、
図1に示す状態を通常状態と称する。また、以下の図においては、ケーブル等の図示を省略する。給電コネクタ1は、主に把持部材3、ケース9、コネクタ本体11を備える。
【0029】
図1(a)、
図1(b)に示すように、把持部材3は、一方の端部(後方)に取手5を有する。取手5は、作業者が給電コネクタ1を扱う際に手に持つ部分である。ここで、取手5は、コネクタ本体11の中心軸の延長線(
図1(b)のB線であって、後述するコネクタ本体の移動方向の軸)上に少なくとも取手5の一部が配置されるように形成される。把持部材3の内部は各種構造が収容可能である。把持部材3の他方の端部(前方)にはケース9が設けられる。把持部材3の前端部近傍は筒状であり、ケース9の一部(後部)は、把持部材3の内部に収容される。把持部材3は、ケース9に対して前後に摺動可能である。
【0030】
ケース9は筒状部材であり、ケース9前端部には、コネクタ本体11が収容される。コネクタ本体11は、ケース9に対して前後に摺動可能である。なお、ケース9に対する、把持部材3、コネクタ本体11のそれぞれの摺動部には、図示を省略したガイド機構や、摺動範囲を規制するストッパを設けてもよい。
【0031】
ケース9の内部には、アーム13が設けられる。アーム13は、一方の端部近傍がピン23aによってケース9に回動可能に取り付けられる。アーム13の他オフの端部近傍には、把持部材3の一部(把持部材3と接合された連結バー)と連結部15aで連結される。連結部15aでは、アーム13に形成された長穴と把持部材側のピン等によって、回動可能に両者を連結する。
【0032】
アーム13の略中央部(ピン23aと連結部15aとの間)は、コネクタ本体11と連結部15bで連結される。連結部15bは連結部15aと同様の構成である。すなわち、アーム13が回転することで、アーム13の回動に伴い、コネクタ本体11および把持部材3がケースに対して直線上に移動可能である。
【0033】
ケース9の内部には、ロック部材17が設けられる。ロック部材17はピン23bによってケース9に回動可能に取り付けられる。ロック部材17の前方側の端部には、ロックピン17aが上方に向けて形成される。ロックピン17aは、ケース9に形成された孔の位置に配置される。
【0034】
ロック部材17の後方側の端部には、下方に向けて嵌合部17bが設けられる。嵌合部17bは嵌合部21と嵌合可能な凸形状である。嵌合部21は、把持部材3側に固定される。通常の状態では、嵌合部17b、21は、互いに嵌合せず、嵌合部17bの突起が嵌合部21の突起上に乗った状態となる。また、この状態では、嵌合部17bが嵌合部21によって上方に押し上げられているため、ピン23bを介して、ロックピン17aがケース9(ケース9に設けられた孔)から突出せず、ケース9内に保持される。
【0035】
把持部材3内部には、操作部7が設けられる。操作部7はピン23cによって把持部材3に回動可能に取り付けられる。操作部7の後方側の端部は把持部材3より外部に突出し、外部から作業者が操作部7を操作することができる。操作部7の前方には、ロックピン7aが下方に向けて設けられる。ロックピン7aは、ケース9の一部と接触して、通常は押し上げられた状態となる。ケース9は、通常状態でロックピン7aと接触する部位の前方側に、ロックピン7aが嵌ることが可能な凹部19が設けられる。
【0036】
図2は、
図1のA部における背面拡大図である。取手5の上部には、表示部25が形成される。表示部25にはマーク27aが設けられる。操作部7は
図1に示す通常状態において、ロックピン7a側が押し上げられた状態である。したがって、操作部7は、ピン23cを軸として図中右方向に回転した状態となる。この際、操作部7の端部は、表示部25の下部に位置する。したがって、表示部25においてマーク27aを視認することができる。
【0037】
次に、給電コネクタ1を動作させた状態を説明する。
図3は把持部材を移動させた状態の給電コネクタ1を示す図で、
図3(a)は側面図、
図3(b)は側面断面図である。
【0038】
図3(b)に示すように、把持部材3をケース9に対して前方に移動させると(図中矢印C方向)、把持部材3と接合された連結部15aが前方に押し込まれる。アーム13は、連結部15aが前方に移動するため、ピン23aを回転軸として図中右方向(図中矢印D方向)に回動する。アーム13が回動することで、アーム13に連結部15bで連結されたコネクタ本体11は把持部材3と同一方向に移動する(図中矢印E方向)。
【0039】
なお、アーム13に対する連結位置が把持部材3とコネクタ本体11とで異なるため、ケース9に対する把持部材3の移動距離とコネクタ本体11の移動距離とは異なる。具体的には、ピン23aからの連結部15a、15bそれぞれの距離の比が2:1であれば、把持部材3のケース9に対する移動距離を2とすると、コネクタ本体11が1の距離だけ移動する。すなわち、アーム13等の機構が減速機構として機能する。
【0040】
また、把持部材3がケース9に対して前方に移動することで、嵌合部17bと嵌合部21とが互いに噛み合い嵌合する。このため、ロック部材17がピン23bを回転軸として回転する。すなわち、嵌合部17b側が下方に押し下げられることで、ロック部材17が回動し、他方の端部のロックピン17aが上方に押し上げられる。このため、ロックピン17aが孔によってケース9の外方に突出する(図中矢印G方向)。なお、ロック部材17は、常に
図3に示す状態(嵌合部17bが押し下げられる状態)に戻ろうとするようにばね等を形成してもよい。
【0041】
また、把持部材3がケース9に対して前方に移動することで、操作部7のロックピン7aが凹部19方向に移動して、ロックピン7aが凹部19に嵌り込む。このため、操作部7がピン23cを回転軸として回動する。すなわち、ロックピン7aが下方に押し下げられることで、操作部7が回動し、他方の端部が上方に押し上げられる(図中矢印F方向)。なお、操作部7は、常に
図3に示す状態(ロックピン7aが押し下げられる状態)に戻ろうとするようにばね等を形成してもよい。
【0042】
ロックピン7aが凹部19に嵌り込むことで、把持部材3は、ケース9に対する移動がロックされる。すなわち、操作部7は把持部材3(およびコネクタ本体11)がケース9に対して移動することをロックするロック手段としての機能を奏し、また、操作部7を操作する(操作部7の外部の端部を押し下げる)ことで、当該ロックを解除する解除機構として機能するものである。
【0043】
図4は、
図3のA部における背面拡大図であり、
図2に対応する図である。操作部7は
図3に示す状態において、ロックピン7a側が押し下げられた状態である。したがって、操作部7は、ピン23cを軸として図中左方向に回転した状態となる。この際、操作部7の端部は、表示部25にかぶさるように位置する。したがって、表示部25のマーク27aを視認することができない。
【0044】
すなわち、表示部25におけるマーク27aの有無を確認することで、操作部7の状態を視認することができる。すなわち、操作部7によって、給電コネクタ1がロック状態(
図3の状態)となっているか、ロックが解除された状態であるかを容易に視認することができる。なお、操作部7の状態を視認する方法や表示部の配置、マーク等の対象は、図示した例に限られず、操作部7がロックされた状態と解除された状態とを視認可能であればいずれの方法でもよい。
【0045】
また、把持部材3(またはコネクタ本体11)とケース9との摺動部には、平行リンクを用いてもよい。
図5は、把持部材3とケース9との摺動部近傍の拡大図であり、
図5(a)は把持部材3がケース9に対して後退した状態(
図1の状態であって通常状態)、
図5(b)は把持部材3がケース9に対して前進した状態(
図3の状態)である。
【0046】
図5に示すように、複数のリンク29a、29bが略平行に配置され、それぞれの両端部近傍が、把持部材3およびケース9とピン31a、31bによって回動可能に接続される。把持部材3をケース9に対して移動させると、リンク29a、29bがそれぞれピン31a、31bを軸に回動し、互いが相対的に移動する(ケース9に対して把持部材3が前方(図中矢印H方向)に移動する)。このような平行リンクを用いることで、把持部材3(またはコネクタ本体11)とケース9との摺動時にガタつきが生じにくく、移動範囲も規制可能である。
【0047】
次に、給電コネクタ1の使用方法について説明する。まず、
図6に示すように、通常状態の給電コネクタ1を対象となる受電コネクタ33に対向させる。具体的には、ケース9の先端を受電コネクタ側の凹部に挿入する。なお、受電コネクタ33内部にはコネクタ本体37が収容されている。この状態では、コネクタ本体11、37の互いの雄雌端子がまだ接続状態とはならないようにわずかにギャップを有した配置となる。
【0048】
なお、ケース9を受電コネクタ37側に配置した状態で、ロックピン17aに対応する位置には受電コネクタ37側の内面には凹部35が形成される。ロックピン17aと凹部35の位置や、前述した雄雌端子の位置を合わせるために、ケース9の外面に、受電コネクタ側との位置決めを行うガイド等を形成してもよい。
【0049】
次に、
図7に示すように、給電コネクタ1の把持部材を受電コネクタ33側に押し込む(図中矢印C方向)。ここで、ケース9は受電コネクタ33と接触し、固定されてそれ以上押し込むことができない。このため、前述したように、把持部材3をケース9に対して前方に移動させることで、コネクタ本体11がケース9に対して前方に移動する(図中矢印E方向)。したがって、コネクタ本体11がケース9前方より突出し、受電コネクタ側のコネクタ本体37と接続される。
【0050】
ここで、ケース9に対する把持部材3とコネクタ本体11の移動距離の比が2:1の場合、コネクタ本体11とコネクタ本体37とが接続される接続代に対して2倍の移動距離で把持部材を押し込むことで、コネクタ本体11をコネクタ同士が接続可能な距離だけ移動させることができる。すなわち、コネクタ同士の接続に要する力(すなわち接続抵抗)の半分の力で把持部材3を押し込めば、コネクタ同士を接続させることができる。なお、減速機構の減速比は、接続抵抗や作業性を考慮して適宜設定される。
【0051】
図7に示す状態では、前述の通り、ロックピン17aが凹部35に嵌り込む。このため、受電コネクタ33と給電コネクタ1とが接続された状態でロックされる。また、操作部7の端部のロックピン7aが凹部19に嵌り込む。このため、把持部材3がケース9に対して移動することがロックされる。したがって、図示を省略したケーブル等が引っ張られたとしても、給電コネクタ1が容易に受電コネクタ33から外れることがない。
【0052】
なお、給電コネクタ1を外す場合には、操作部7の端部を押し下げることでロックピン7aを押し上げ、この状態で把持部材3を引き戻すことで、嵌合部17bが嵌合部21上に移動し、これによりロックピン17aによるロックが解除される。このため、容易に給電コネクタ1を取り外すことができる。
【0053】
以上説明したように、本実施形態の給電コネクタ1によれば、大きな力を要せず、容易に受電コネクタと接続することができる。特に、給電コネクタ1は、作業者が行う把持部材の押し込み動作が、コネクタ本体11の接続方向と一致するため、感覚的に作業者が接続作業を容易に把握することができる。
【0054】
また、給電コネクタ1と受電コネクタ33とを接続をロックするロック手段とこれを解除する解除機構である操作部7等が形成されるため、コネクタの接続状態を確実に保持し、また、容易に解除することができる。また、ロック状態および解除状態を容易に把握することができる。このため作業性に優れる。
【0055】
また、取手5の一部が、コネクタ本体11の中心軸の延長線上に形成されるため、把持部材3を押し込んだ際に、コネクタ同士の接続抵抗による反力に伴うモーメントの発生を抑制することができる。このため、給電コネクタの取り扱い性に優れる。
【0056】
また、ケース9に対する把持部材3およびコネクタ本体11の移動に対して、減速機構を設けることで、コネクタ同士の接続に要する力を低減することができる。また、把持部材3とケース9との間の摺動を平行リンクによって行うことで、把持部材3とケース9との間のガタつきを低減することができる。
【0057】
次に、他の実施の形態について説明する。
図8、
図9は、他の実施の形態にかかる給電コネクタ40を示す図であり、
図8は通常状態の側面断面図、
図9は把持部材3を移動させた状態の側面断面図である。なお、以下の実施の形態において、給電コネクタ1と同一の機能を奏する構成については、
図1、
図3と同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【0058】
給電コネクタ40は、給電コネクタ1と略同様の構成であるが、減速機構が異なる。すなわち、給電コネクタ40は、アーム13等の構成に代えて、減速機構である歯車43a、43b、連結部41a、41b等を有する。
【0059】
図8に示すように、歯車43aは大歯車と小歯車が同一軸で連結されたものである。また、歯車43aの小歯車と歯車43bは、互いに歯が噛み合った状態でケース9に回転可能に固定される。なお、歯車43aは、歯車43aは、大歯車は小歯よりも例えば2倍の径(2倍の歯数)である。また、歯車43bは歯車43aの小歯車と同様のものである。
【0060】
歯車43aの大歯車の中心から径方向に変位した位置に、連結部材41aの一方の端部が連結される。連結部材41aは、歯車43aにピン等で回動可能取り付けられる。連結部材41aの他方の端部は、把持部材3の一部と回動可能に連結される。
【0061】
同様に、歯車43bの中心から径方向に変位した位置(歯車43aの中心から連結部材41aの連結位置までの変位距離の例えば1/2の位置)に、連結部材41bの一方の端部が連結される。連結部材41bは、歯車43bにピン等で回動可能取り付けられる。連結部材41bの他方の端部は、コネクタ本体11と回動可能に連結される。
【0062】
図9に示すように、
図8に示す状態から把持部材3を移動させると(図中矢印C方向)、把持部材3がケース9に対して前方に移動する。この際、把持部材3に接続された連結部材41aが前方に押し出される。したがって、連結部材41aの移動が歯車43aの回転方向の運動に変換される(図中矢印I方向)。
【0063】
歯車43aが回転すると、歯車43aと噛み合う歯車43bに回転が伝達される(図中矢印J方向)。歯車43bが回転することで、歯車43bの回転運動が連結部材41bを前方に移動させる運動に変換される。したがって、連結部材41bによってコネクタ本体11が前方に押し出される(図中矢印E方向)。
【0064】
なお、その他のロックピン等の動作は、給電コネクタ1と同様である。また、歯車43a、43bの歯数比(および歯車と連結部材との連結位置)を設定することで、把持部材3の移動距離とコネクタ本体11の移動距離の比を適宜設定することができる。
【0065】
給電コネクタ40によれば、給電コネクタ1と同様の効果を奏することができる。すなわち、大きな力を要せず、容易に受電コネクタと接続することができる。
【0066】
図10、
図11は、さらに他の実施の形態にかかる給電コネクタ50を示す図であり、
図10は通常状態の側面断面図、
図11は把持部材3を移動させた状態の側面断面図である。給電コネクタ50は、給電コネクタ1と略同様の構成であるが、減速機構が異なる。すなわち、給電コネクタ50は、アーム13等の構成に代えて、減速機構である滑車51およびベルト53等を有する。
【0067】
図10に示すように、コネクタ本体11には、後方に向けて滑車51が取り付けられる。滑車51にはベルト53が掛けられる。ベルト53の一方の端部はケース9に固定される。ベルト53の他方の端部は把持部材3の一部(把持部材3と接合された連結バー)と接続される。すなわち、ベルト53は、両端部をコネクタの前方側に向けて、滑車51の後方側に掛けられる。
【0068】
コネクタ本体11とケース9との間には、ばね55が設けられる。ばね55はケース9に対してコネクタ本体11を後方に向けて押し付ける。すなわち、通常状態において、コネクタ本体11は後方に向けて、ケース9の内部に押し込まれる。したがって、通常状態において、滑車51はケース9に対して後方に移動した状態となる。
【0069】
図11に示すように、
図10に示す状態から把持部材3を移動させると(図中矢印C方向)、把持部材3がケース9に対して前方に移動する。この際、把持部材3によってベルト53の端部(把持部材3との接続部)が前方に引っ張られる。ベルト53の他方の端部はケース9に固定されるため、ベルト53の一方の端部が前方に引っ張られることにより、滑車51がベルト53の移動に伴い回転しながら(図中矢印K方向)、ケース9に対して前方に押し出される。したがって、コネクタ本体11が前方に押し出される(図中矢印E方向)。
【0070】
なお、この場合、把持部材3の移動距離に対して、コネクタ本体11の移動距離は1/2となる。また、コネクタを外す際には、コネクタ本体11はケース9内に押し戻されるため、滑車51が後方に押し戻される。したがって、把持部材3がベルト53により後方に戻される。なお、その他のロックピン等の動作は、給電コネクタ1と同様である。
【0071】
給電コネクタ50によれば、給電コネクタ1と同様の効果を奏することができる。すなわち、大きな力を要せず、容易に受電コネクタと接続することができる。
【0072】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0073】
たとえば、把持部3の形状、ケース9内部の部材の各構成の配置や形状は図示した例に限られない。