特許 7571850 充電ボックス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】充電ボックス

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20241016BHJP

   B60L 53/16 20190101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 301B

H02J7/00 P

B60L53/16

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023188336

(22)【出願日】2023-11-02

【審査請求日】2023-11-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菅原 宏樹

【審査官】鈴木 智之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２１２１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９２０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４５６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３８５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１８６９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｌ ５３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体フレームに取り付けられ、外部給電装置から受電可能な充電ボックスであって、
筐体の外方に露出する第１壁に設けられ、前記外部給電装置のコネクタと連結可能な受電部と、
制御信号を受けて、前記受電部に前記コネクタをロックさせるロック部と、
前記筐体内に設けられ、前記ロック部によるロックを解除する解除部と、
緩められるように前記第１壁に取り付けられた締結部材と、
長手方向の一端部が前記解除部に連結され、他端部が前記締結部材に連結されたワイヤと、
を備え、
前記締結部材は、回転する際に前記ワイヤの前記他端部に対して空転する空転機構を有し、
前記ワイヤは、緩めた前記締結部材が前記筐体から離れる方向に移動する際に、前記ロックを解除するように前記解除部を動作させる、
充電ボックス。

【請求項2】

前記締結部材は、前記第１壁を貫通する貫通穴に取り付けられており、
前記ワイヤの前記他端部は、前記締結部材の先端部に連結されており、
前記ワイヤは、緩めた前記締結部材に引っ張られて前記貫通穴を通過する際に、前記ロックを解除するように前記解除部を動作させる、
請求項１に記載の充電ボックス。

【請求項3】

前記解除部は、変位可能なレバーを有し、
前記ワイヤの前記一端部は、前記レバーに連結されている、
請求項１に記載の充電ボックス。

【請求項4】

前記ワイヤの前記他端部には、球体が設けられ、
前記球体は、前記締結部材の先端の空洞部に回転自在に挿入されている、
請求項１に記載の充電ボックス。

【請求項5】

前記締結部材の先端には、前記球体が前記空洞部から外れることを規制する規制部が設けられている、
請求項４に記載の充電ボックス。

【請求項6】

前記解除部は、前記筐体内において前記第１壁の裏面に隣接する位置に設けられ、
前記解除部よりも前記裏面から離れた位置に設けられ、前記ワイヤの前記一端部側を前記裏面の法線方向に沿って延在させるガイド部を更に備える、
請求項１に記載の充電ボックス。

【請求項7】

前記ガイド部は、前記ワイヤが挿通する中空部を有する、
請求項６に記載の充電ボックス。

【請求項8】

前記ワイヤは、金属製である、
請求項１に記載の充電ボックス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外部から給電可能な車両の充電ボックスに関する。

【背景技術】

【0002】

車両には、充電ガンを接続することでバッテリーを充電する充電ボックスが設けられている（特許文献１を参照）。充電ボックスには、安全性の観点から、充電中に充電ガンが外れないようにロックするロック部が設けられており、ロック部は制御装置から制御信号を受けて動作する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－８４８９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、充電中に例えば落雷等を発生すると、ロック部に制御装置から制御信号が適切に送信されないため、ロック部を解除することができない。また、充電ボックス内には手動で解除する解除部が設けられているが、充電ボックスを分解しないと解除部を操作することができない。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、充電ボックスにおけるコネクタのロックを容易に解除できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一の態様においては、車体フレームに取り付けられ、外部給電装置から受電可能な充電ボックスであって、筐体の外方に露出する第１壁に設けられ、前記外部給電装置のコネクタと連結可能な受電部と、制御信号を受けて、前記受電部に前記コネクタをロックさせるロック部と、前記筐体内に設けられ、前記ロック部によるロックを解除する解除部と、緩められるように前記第１壁に取り付けられた締結部材と、長手方向の一端部が前記解除部に連結され、他端部が前記締結部材に連結されたワイヤと、を備え、前記締結部材は、回転する際に前記ワイヤの前記他端部に対して空転する空転機構を有し、前記ワイヤは、緩めた前記締結部材が前記筐体から離れる方向に移動する際に、前記ロックを解除するように前記解除部を動作させる、充電ボックスを提供する。

【0007】

また、前記締結部材は、前記第１壁を貫通する貫通穴に取り付けられており、前記ワイヤの前記他端部は、前記締結部材の先端部に連結されており、前記ワイヤは、緩めた前記締結部材に引っ張られて前記貫通穴を通過する際に、前記ロックを解除するように前記解除部を動作させることとしてもよい。

【0008】

また、前記解除部は、変位可能なレバーを有し、前記ワイヤの前記一端部は、前記レバーに連結されていることとしてもよい。

【0009】

また、前記ワイヤの前記他端部には、球体が設けられ、前記球体は、前記締結部材の先端の空洞部に回転自在に挿入されていることとしてもよい。

【0010】

また、前記締結部材の先端には、前記球体が前記空洞部から外れることを規制する規制部が設けられていることとしてもよい。

【0011】

また、前記解除部は、前記筐体内において前記第１壁の裏面に隣接する位置に設けられ、前記解除部よりも前記裏面から離れた位置に設けられ、前記ワイヤの前記一端部側を前記裏面の法線方向に沿って延在させるガイド部を更に備えることとしてもよい。

【0012】

また、前記ガイド部は、前記ワイヤが挿通する中空部を有することとしてもよい。
また、前記ワイヤは、金属製であることとしてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、充電ボックスにおけるコネクタのロックを容易に解除できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】充電ガン１００が装着された充電ボックス１を示す模式図である。

【図2】充電ボックス１の正面図である。

【図3】充電ボックス１内のロック部３０及び解除部４０を示す模式図である。

【図4】締結部材５０及びワイヤ６０を示す模式図である。

【図5】空転機構７０の一例を示す模式図である。

【図6】充電ガン１００が装着された状態で、ドライバ１５０で締結部材５０を回転させる態様を説明するための模式図である。

【図7】締結部材５０を引いた際の解除部４０の状態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜充電ボックスの構成＞
図１は、充電ガン１００が装着された充電ボックス１を示す模式図である。図２は、充電ボックス１の正面図である。図３は、充電ボックス１内のロック部及び解除部を示す模式図である。図４は、締結部材５０及びワイヤ６０を示す模式図である。図５は、空転機構７０の一例を示す模式図である。なお、図３では、説明の便宜上、充電ボックス１の一部が示されている。

【0016】

充電ボックス１は、外部給電装置から受電するための装置である。具体的には、充電ボックス１は、外部給電装置のコネクタを介して受電した電気を、バッテリーに充電する。充電ボックス１は、バッテリーにケーブルを介して連結されている。充電ボックス１は、トラック等のフレーム構造の車両の車体フレームに取り付けられている。このため、充電ボックス１は外部に露出している。

【0017】

充電ボックス１は、図１～図３に示すように、筐体１０と、受電部２０と、ロック部３０と、解除部４０と、締結部材５０と、ワイヤ６０を有する。

【0018】

筐体１０は、箱状に形成されている。筐体１０は、車体フレームにブラケットを介して固定されている。筐体１０は、図１に示すように、本体部１２と、蓋部１４ａ、１４ｂと、筒部１６を有する。

【0019】

本体部１２は、ここでは直方体の形状を成している。本体部１２の内部には、ロック部３０及び解除部４０等が配置されている。本体部１２の前壁１３に、充電ガン１００と連結可能な受電部２０が設けられている。前壁１３は、図１に示すように、筐体１０の外方に露出可能となっている。

【0020】

蓋部１４ａ、１４ｂは、開閉可能な蓋である。蓋部１４ａ、１４ｂは、閉じている際には受電部２０の充電口を覆っている。蓋部１４ａ、１４ｂが開いた状態で、外部給電装置のコネクタである充電ガン１００が受電部２０の充電口に連結される。蓋部１４ａ、１４ｂの各々は、ヒンジを中心に開閉する。

【0021】

筒部１６は、蓋部１４ａ、１４ｂを囲むように筒状に形成されている。筒部１６の軸方向の一端部（図１に示す前後方向の前端部）が、開口になっている。充電ガン１００は、当該開口から挿入される。筒部１６の軸方向の他端部が、本体部１２の前壁１３に連結している。なお、図１では省略されているが、筒部１６の開口を閉塞又は開放可能な扉が設けられている。充電しない場合には、筒部１６が扉によって閉塞されている。

【0022】

受電部２０は、外部給電装置から受電を受ける。受電部２０は、充電ガン１００と連結可能な充電口を有する。受電部２０は、充電口が充電ガン１００と連結した状態で外部給電装置から受電を受ける。受電部２０は、筐体１０の前壁１３の中央に位置している。

【0023】

ロック部３０は、受電部２０に充電ガン１００をロックさせる。ロック部３０は、ロックさせる制御信号としてのロック指令を受けて、受電部２０に充電ガン１００をロックさせる。ロック部３０は、図３に示すように筐体１０内に設けられている。ロック部３０は、前壁１３から見て受電部２０とは反対の位置に、設けられている。具体的には、ロック部３０は、筐体１０の前壁１３の裏面１３ｂに接するように設けられている。

【0024】

ロック部３０は、内部にモータやギヤを含むアクチュエータ３５を有する。アクチュエータ３５は、ロック指令を受けて、例えばモータを動作させて係合部材を充電ガン１００に係合させることで、充電ガン１００を受電部２０にロックさせる。また、アクチュエータ３５は、ロックを解除させる制御信号として解除指令を受けて、係合部材の充電ガン１００に対する係合を解除することで、充電ガン１００のロックを解除させる。ロック部３０は、ここでは車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から制御信号（ロック指令、解除指令）を受ける。

【0025】

解除部４０は、ロック部３０による充電ガン１００のロックを解除する。解除部４０は、図３に示すように筐体１０内に設けられている。充電中に例えば落雷が発生した場合には、ＥＣＵからロック部３０に解除指令を送信することができない。このような場合に、作業者が解除部４０を操作して、充電ガン１００のロックを解除する。

【0026】

解除部４０は、変位可能な解除レバー４５を有する。解除部４０は、筐体１０内において前壁１３の裏面１３ｂに隣接する位置に設けられている。解除部４０は、作業者が手動で操作するように設けられている。具体的には、作業者は、解除レバー４５を前壁１３の裏面１３ｂから遠ざかる方向（別言すれば、筐体１０内の中央側）に引っ張ることで、ロック部３０による充電ガン１００のロックを解除できる。

【0027】

締結部材５０は、緩められるように前壁１３に取り付けられている。ここでは、締結部材５０は、前壁１３の前面１３ａと裏面１３ｂの間を貫通する貫通穴１３ｃに取り付けられている。締結部材５０は、ここではネジである。締結部材５０は、図４に示すように、ネジ部５２と、先端部５４と、ワッシャ５６を有する。

【0028】

ネジ部５２には、雄ネジが形成されている。締結部材５０は、ネジ部５２が前壁１３の貫通穴１３ｃに形成された雌ネジと螺合することで前壁１３に固定されている。作業者は、ドライバを用いて、締結部材５０を回転させて緩めることで、締結部材５０を前壁１３から取り外すことができる。

【0029】

先端部５４は、軸方向においてネジ部５２より先端側の軸部である。先端部５４は、筐体１０内に位置している。先端部５４は、ワイヤ６０と連結されている。先端部５４の外周面には、ネジが形成されていない。先端部５４の直径は、ネジ部５２の直径よりも小さい。先端部５４には、後述するが、締結部材５０を回転させる際に締結部材５０がワイヤ６０に対して空転するための空転機構７０が設けられている。

【0030】

ワッシャ５６は、防水性を有するシールワッシャである。ワッシャ５６は、伸縮可能な材質から成る。ワッシャ５６は、締結部材５０を締める際に、締結部材５０の頭部５８と前壁１３に圧縮される。このようにワッシャ５６が圧縮されることで、前壁１３の貫通穴１３ｃを介して筐体１０内に水が浸入することを防止できる。

【0031】

ワイヤ６０は、図３に示すように、解除部４０の解除レバー４５と締結部材５０の先端部５４とを連結している。ワイヤ６０は、ワイヤ部６２と、一端部６４と、他端部６６を有する。

【0032】

ワイヤ部６２は、金属製である。例えば、ワイヤ６０は、引張強度、耐摩擦性、ロバスト性の観点から、ステンレス製となっている。ただし、これに限定されず、ワイヤ６０は、合成繊維であるナイロンやポリプロピレン製であってもよい。

【0033】

ワイヤ６０の長手方向の一端部６４は、解除部４０に連結され、ワイヤ６０の長手方向の他端部６６は、締結部材５０に連結されている。具体的には、ワイヤ６０の一端部６４は、解除部４０の解除レバー４５に連結されており（図３参照）、ワイヤ６０の他端部６６は、締結部材５０の先端部５４に連結されている（図５参照）。ワイヤ６０は、締結部材５０が前壁に取り付けられている際には、筐体１０内に位置する。

【0034】

ワイヤ６０の一端部６４には、図４に示すように球体６４ａが設けられている。一端部６４は、解除レバー４５に固定されている。他端部６６側からワイヤ部６２を引くと、一端部６４と固定された解除レバー４５が引っ張られて、ロックが解除される。なお、一端部６４には球体６４ａが設けられていなくてもよい。

【0035】

ワイヤ６０の他端部６６には、図５に示すように球体６６ａが設けられている。球体６６ａは、球体６４ａと同じ大きさである。球体６６ａは、締結部材５０の先端部５４に挿入されている。具体的には、球体６６ａは、先端部５４に設けられた空転機構７０に挿入されている。

【0036】

空転機構７０は、締結部材５０を回転する際に、締結部材５０がワイヤ６０の他端部６６（球体６６ａ）に対して空転する機構である。具体的には、作業者が締結部材５０を緩めたり締めたりする際に、空転機構７０は、締結部材５０を他端部６６に対して空転させる。これにより、締結部材５０の回転に伴いワイヤがねじれることを防止できる。空転機構７０は、図５に示すように、空洞部７２と、規制部７４を有する。

【0037】

空洞部７２は、締結部材５０の先端部５４に形成されている。空洞部７２は、先端部５４の先端面から所定深さだけ凹ませた凹部となっている。空洞部７２内に、ワイヤ６０の他端部６６の球体６６ａが挿入されている。空洞部７２の直径は、ワイヤ６０の他端部６６の球体６６ａの直径よりも大きい。このため、球体６６ａは、空洞部７２内で回転自在である。

【0038】

図６は、充電ガン１００が装着された状態で、ドライバ１５０で締結部材５０を回転させる態様を説明するための模式図である。前述したように充電中に落雷が発生してＥＣＵからロック部３０に制御信号（ロックの解除指令）を送信できない場合には、作業者は、ロックを手動で解除すべく、締結部材５０をドライバ１５０で緩める。すなわち、作業者は、ドライバ１５０で締結部材５０を回転させる。

【0039】

本実施形態とは異なりワイヤ６０が締結部材５０に固定されている場合には、作業者が締結部材５０をドライバ１５０で回転する（例えば、締結部材５０を締めたり、締結部材５０を緩めたりする）際に、回転力がワイヤ６０のワイヤ部６２に伝達されることで、ワイヤ部６２がねじれてしまう。特に、ワイヤ部６２が金属製である場合には、ワイヤ部６２のねじれが発生しやすい。
これに対して、本実施形態の場合には、作業者が締結部材５０をドライバ１５０で回転する際に、球体６６ａが空洞部７２内で回転自在であるため、締結部材５０の回転力がワイヤ部６２に伝達されず、ワイヤ６０のワイヤ部６２がねじれてしまうことを防止できる。本実施形態のようにワイヤ部６２が金属製である場合には、ワイヤ部６２のねじれを防止できる効果が一層有効に発揮される。

【0040】

規制部７４は、球体６６ａが空洞部７２から外れることを規制する。規制部７４は、先端部５４の先端に形成されている。具体的には、規制部７４は、空洞部７２の内径を小さくするように、先端部５４の先端から中央側に曲げた形状となっている。これにより、作業者が締結部材５０を引いた際に、球体６６ａが規制部７４に引っ掛かるため、球体６６ａが空洞部７２から外れない。この結果、作業者が締結部材５０を手前に移動した際に、ワイヤ部６２も同様に手前に向かって移動する。

【0041】

上記では、空転機構７０が、球体６６ａが回転自在な空洞部７２と、規制部７４とを有することとしたが、これに限定されない。締結部材５０を回転する際に締結部材５０がワイヤ６０に対して空転可能であれば、空転機構７０は他の構造であってもよい。

【0042】

上記の締結部材５０及びワイヤ６０を有することによって、作業者は、筐体１０を分解しなくてもロックを解除することができる。ワイヤ６０は、緩めた締結部材５０が筐体１０から離れる方向に移動する際に、解除レバー４５を引っ張ることにより、ロックを解除するように解除部４０を動作させる。

【0043】

図７は、締結部材５０を引いた際の解除部４０の状態を示す模式図である。作業者は、ここでは緩めた締結部材５０の頭部５８が磁力で吸着しているドライバ１５０を筐体１０から離れる方向（手前）に引くことで、締結部材５０も筐体１０から離れる方向に移動する。そして、締結部材５０の移動に伴い、締結部材５０に連結されたワイヤ６０も手前に移動する。ワイヤ６０が、締結部材５０に引っ張られて前壁１３の貫通穴１３ｃを通過する際に、解除レバー４５を引っ張ることで、ロックを解除するように解除部４０を動作させることになる。このように、作業者は、ワイヤ６０を介して解除レバー４５に連結された締結部材５０を緩めて引くことで、ロックを解除することができる。

【0044】

解除部４０には、図７に示すように、ワイヤ６０の一端部６４側の位置をガイドするガイド部４７が設けられている。ガイド部４７は、ワイヤ６０の一端部６４側を前壁１３の裏面１３ｂの法線方向に沿って延在させる。ガイド部４７は、解除レバー４５よりも前壁１３の裏面１３ｂから離れた位置に設けられている。そして、ガイド部４７は、ワイヤ６０のワイヤ部６２が挿通する中空部を有する。
上記のガイド部４７を設けることで、筐体１０内のワイヤ６０のワイヤ部６２がガイド部４７で折り返した姿勢を保持しやすくなる。このため、締結部材５０を引く際に、ワイヤ部６２も貫通穴１３ｃを通過しやすくなるため、解除レバー４５を引っ張りやすくなる。

【0045】

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態の充電ボックス１において、締結部材５０は、回転する際にワイヤ６０の他端部６６に対して空転する空転機構７０を有する。そして、ワイヤ６０は、緩めた締結部材５０が筐体１０から離れる方向に移動する際に、ロックを解除するように解除部４０を動作させる。
上記の構成の場合には、作業者が締結部材５０を緩める際に、締結部材５０に連結されたワイヤ６０がねじれることを防止できる。そして、作業者が、ワイヤ６０がねじれていない状態で締結部材５０を手前に引くことで、ワイヤ６０が解除部４０を動作させてロックを適切に解除できる。この結果、作業者は、筐体１０を分解することなく、充電ガン１００のロックを手動で解除できる。

【0046】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0047】

１ 充電ボックス
１０ 筐体
１３ 前壁
１３ｃ 貫通穴
２０ 受電部
３０ ロック部
４０ 解除部
４５ 解除レバー
４７ ガイド部
５０ 締結部材
５４ 先端部
６０ ワイヤ
６６ａ 球体
７０ 空転機構
７２ 空洞部
７４ 規制部
１００ 充電ガン

【要約】

【課題】充電ボックスにおけるコネクタのロックを容易に解除できるようにする。
【解決手段】充電ボックスは、筐体１０の外方に露出する前壁１３に設けられ、外部給電装置のコネクタと連結可能な受電部２０と、制御信号を受けて受電部２０にコネクタをロックさせるロック部３０と、筐体１０内に設けられ、ロック部３０によるロックを解除する解除部４０と、緩められるように前壁１３に取り付けられた締結部材５０と、長手方向の一端部が解除部４０に連結され、他端部が締結部材５０に連結されたワイヤ６０を備える。締結部材５０は、回転する際にワイヤ６０の他端部に対して空転する空転機構を有し、ワイヤ６０は、緩めた締結部材５０が筐体１０から離れる方向に移動する際に、ロックを解除するように解除部４０を動作させる。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】