(57)【要約】【課題】頻度の高い給電に対応できる長寿命の電気自動車用給電カプラを実現する。【解決手段】家庭用常用電源を電気自動車に接続する給電用ケーブルの自動車側接続部に使用する給電カプラであって、電気回路の接続部分に突き合わせ式の可動接触片４１，５１を使用し、少なくとも一方の先端の接触片４１が、軸方向に伸縮自在で、ばねによって突き出し方向に付勢されていることを特徴とする。したがって、本発明によれば、接触片４１，５１に摩耗が生じても、それらの接触を維持し、電気的な導通を確保できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭用常用電源を電気自動車に接続する給電用ケーブルの自動車側接続部に使用する電気自動車用給電カプラであって、電気回路の接続部分に突き合わせ式の可動接触片を使用し、その少なくとも一方の先端の接触片が軸方向に伸縮自在で、ばねによって突き出し方向に付勢されていることを特徴とする電気自動車用給電カプラ。
【請求項２】
外側のケーシングにワンタッチ式の外れ止め構造を有する請求項１に記載の電気自動車用給電カプラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車を電源に接続して電力を補給する給電用ケーブルの自動車側の接続部分である電気自動車用給電カプラに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化対策として自動車の排気ガスが問題となっており、化石燃料を消費する従来の内燃機関に対して、電気を動力とする電気自動車に期待が寄せられている。すなわち電気自動車は走行に伴って二酸化炭素ガスを始めとする環境上有害なガスを発生しないこと、ブレーキ時の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収することによりエネルギー効率が高いことなどの利点が認められるからである。一方、搭載するバッテリーの重量や体積に対する蓄電容量が小さく、従来のガソリンエンジンやディーゼルエンジンに比較して１回のエネルギー補給で走行できる距離があまりにも少ないことが実用化への大きな課題となっている。しかしバッテリー側の開発も進んでおり、実用できる電気自動車が年々続々と登場する趨勢である。
【０００３】
それにしても当面、給電が従来車のガソリンスタンドに立ち寄る頻度と同等になることは望めないので、電気自動車に対しては頻繁な給電が必要である。
【０００４】
特許文献１に記載の発明は、使用中の引き抜けを防止するようにした電気自動車に対する充電用のコネクタに関するものであるが、この特許公報には従来の技術として、特許文献２に記載のコード抜け止め防止構造の例が示されている。本発明は抜け止め防止を目的とするものではないので、これらの特許文献中の一般的な充電用コネクタの例のみを簡単に説明する。
【０００５】
図５は特許文献１に引用された多極プラグ６を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面から見た断面図で、符号６１は個々のプラグ端子、符号６２はこれらを植えつけた絶縁台、符号６３は絶縁台後部に設けられたねじ、符号６４は絶縁台前方にせりだしたつば部、符号６５は後方のケーシング、符号６６は相手の多極コネクタと結合するためのロックリングである。また図６は多極プラグ６の相手となる多極コネクタ７を示す（ａ）は側面から見た断面図、（ｂ）は正面図で、符号７１は個々のコネクタ端子、符号７２は絶縁台、符号７３は前記のつば部６４を受けるつば受け溝、符号７４は絶縁台前方外縁に設けられたロック用ねじである。
【０００６】
プラグ端子６１は金属製のピンであり、コネクタ端子７１は金属製のスリーブである。したがって多極プラグ６と多極コネクタ７とはプラグ端子６１がコネクタ端子７１に挿入されるように嵌合すれば、それぞれ後方に接続されている個々の電線が導通する。そして多極プラグ６側に設けられているロックリング６６を多極コネクタ７側の絶縁台７２のねじにかぶせ、締めつければ前記の導通状態を保持することができる。
【０００７】
なお、多極プラグ６、多極コネクタ７間の同じ回線同士が接続されるよう、両者の位相を合わせるための案内キーなどが設けられているが、詳細は省略する。
【０００８】
このように特許文献１，２に記載の技術においては電気回線自体を接続したり切り離したりする部分はオス、メスの「ピンおよびスリーブ式」の接触片が使用されているが、特許文献３には、連結および切り離しを行う鉄道車両用等の電気連結器に用いられる従来公知の接触片として、これとは異なる「突き合わせ式」の接続構造が示されている。これを図７により簡単に説明する。
【０００９】
図７は接触片組立体８を示す断面図で、符号８１は外側ピン、符号８２は外側ピン８１の後方ソケット部８１１に嵌め込まれた内側ピン、符号８２１は内側ピン８２の後方に接続された電線の端子部、符号８３は外側ピン８１、内側ピン８２間に作用する導電性の圧縮ばね、符号８４は外側ピン８１、内側ピン８２が収められた外筒、符号８５はその周囲の絶縁台である。この図は、１基の接触片組立体８を示しているが、実際の電気連結器の使用状態ではこれと同じものが両側から向かい合っており、外側ピン８１の先端同士が押しつけられて接触する。
【００１０】
この接触片組立体８では、外筒８４は絶縁台８５に対して固定であり、内側ピン８２も動かないが、外側ピン８１は相手側と接触すると押し込まれて矢印のように後退する。そして外側ピン８１と内側ピン８２との間では圧縮ばね８３の作用で電気的な導通が保たれるほか、外側ピン８１と内側ピン８２とは「ピンおよびスリーブ」の関係であるからこの間でも直接電流が流れ、さらにこの導通状態を確実にするため両者間に接触用板ばね８１２も挿入されている。
【００１１】
また外側ピン８１と相手側との先端同士の接触は、圧縮ばね８３のばね力により保持されるが、接触面の導通を確実にするため、先端の形状を球面の凸と凸として点接触としたり、一方側を軸に対する直交面で切った平面、他方側を凹面として円形の線接触とするなどの工夫がこらされている。
【００１２】
【特許文献１】特開平９−１６１８８４号公報
【特許文献２】実開昭５７−１２８７８２号公報
【特許文献３】特開２００２−２３１３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記したように、当面の電気自動車においては頻繁な給電が欠かせない。それにはガソリンスタンドのような特定の場所へ行って行うのでは現実的でなく、交流１００Ｖの家庭用のコンセントのごときごく一般の電源から手軽に行えるものでなければならない。
【００１４】
特許文献１に記載されたような「ピンとスリーブ」方式では、嵌合部の径差、あるいはスリーブ側の弾性変形等によって導通が保たれる構造であるから、仮に毎日１回の頻度で給電を行うものとすると、早晩、導通不良が起こり、長期の使用には到底耐えられないことが明白である。
【００１５】
本発明は、このような頻度の高い給電に対応できる、長寿命の電気自動車用給電カプラを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、家庭用常用電源を電気自動車に接続する給電用ケーブルの自動車側接続部に使用する電気自動車用給電カプラであって、電気回路の接続部分に突き合わせ式の可動接触片を使用し、その少なくとも一方の先端の接触片が軸方向に伸縮自在で、ばねによって突き出し方向に付勢されていることを特徴とする電気自動車用給電カプラであり、望ましくは外側のケーシングにワンタッチ式の外れ止め構造を有する前記の電気自動車用給電カプラである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の給電カプラでは接触部分が突き合わせ式でかつ可動式であるから、仮に先端が磨耗してもばねによって接触位置まで押し込まれ、常に良好な導通状態が保たれ、長期間、高頻度の使用に耐えることができるという、すぐれた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の好ましい実施例を図面により説明する。図１は給電システム全体を説明する概念図で、符号Ｈは一般家庭あるいは事務所等の住宅、符号Ｅは電気自動車、符号１は住宅Ｈに設けられた一般的な交流１００Ｖの差し込み口（コンセント）、符号３は給電用のケーブルで２はその一端に設けられた取り出し側プラグ、符号４は電気自動車に設けられた受電用カプラ（レセプタクル）、符号５はケーブル３の他端に設けられたレセプタクル４に対応する給電側プラグである。差し込み口１と取り出し側プラグ２については、一般家電製品と同様であるから特には説明を要しない。レセプタクル４と給電側プラグ５とは本発明における給電カプラそのものであって、１組のカプラとして電気的および機械的に接続可能な、対応する構造のものでなければならない。
【００１９】
図２は実施例のレセプタクル４を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図で、符号４１は接触用ピン（接触片）、符号４２はこれを植えつけた絶縁台、符号４３はワンタッチカプラのオス側、符号４４は取り付けフランジ、符号３ａは接触用ピン４１に接続する自動車内配線である。
【００２０】
また、図３は実施例の給電側プラグ５を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図で、符号５１は接触用ピン、符号５２はこれを植えつけた絶縁台、符号５３はワンタッチカプラのメス側である。
【００２１】
接触用ピン４１，５１は原則としていずれも軸方向に伸縮自在で、ばねによって突き出し方向に付勢されている突き合わせ式の可動接触片であるが、必ずしも両側の接触用ピンが伸縮自在でなくとも、少なくとも一方が伸縮自在であればよいので、接触用ピン４１，５１のいずれか一方はばねによる伸縮機構を省略して、伸縮しないピンが絶縁台に対して固定された構造でもかまわない。
【００２２】
接触用ピン４１，５１の数は、交流１００Ｖに対して最低限２本必要であるが、アース線やインターロック回路等を併用することを考慮すれば、この図のように５本程度設けるのが望ましい。
【００２３】
接触用ピン４１または５１を突き出し方向に付勢するばねについては特に限定しないが、図４にいくつかの例を示した。すなわち、（ａ）は２重スリーブ−ピン構造で、さきに図７で説明したものと同様の構造である。内部のスリーブ−ピンに代えて、伸縮可能な導電性の「撚り線」を用いてもよい。（ｂ）はこの撚り線をピンで連結した金属製のリンクに代えたものである。いずれも外側にはばねがあり、電気的導通はスリーブ−ピン、あるいは撚り線により確保している。さらにばねを径の異なる導電性の多重ばねとして導通をばねのみによって行うこともできる。（ｃ）は板ばね、（ｄ）は弦巻きばね、（ｅ）は円錐ばね、（ｆ）は筍ばねの例である。
【００２４】
なお（ｄ）、（ｅ）などの全電流がばねを通過する設計の場合、本発明の給電カプラは１０〜１５Ａの電流を想定しているから、素線径を十分考慮することが必要である。
【００２５】
外側のワンタッチカプラについては、電気ケーブル用、ガスホース用、水ホース用などにさまざまなタイプのものが公知であり、図２や図３に示したものは、メス側の外筒を軸方向に後退させておいてオス側にかぶせ、手を離すとばねによって外筒が連結位置に復帰するタイプのものであるが、ここでは特に種類をこれに限定はしない。いずれにせよ、給電中、振動や不注意な接触等でカプラが外れることを防止できるものであればよい。また、家庭用常用電源は１００Ｖに限られず、家庭に設備されている電源であれば電圧は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係わる給電システムを説明する概念図である。
【図２】本発明実施例のレセプタクルを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明実施例の給電側プラグを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】本発明実施例におけるいくつかのばねの例を示す概念図である。
【図５】従来の技術における多極プラグを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】従来の技術における多極コネクタを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】従来の技術における接触片組立体を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…差し込み口、  ２…取り出し側プラグ、  ３…ケーブル、  ３ａ…自動車内配線、  ４…レセプタクル、  ５…給電側プラグ、  ６…多極プラグ、  ７…多極コネクタ、  ８…接触片組立体、  ４１，５１…接触用ピン（接触片）、  ４２，５２，６２，７２，８５…絶縁台、  ４３，５３…ワンタッチカプラ、  ４４…取り付けフランジ、  ６１…プラグ端子、  ６３…ねじ、  ６４…つば部、  ６５…ケーシング、  ６６…ロックリング、  ７１…コネクタ端子、  ７３…つば受け溝、  ７４…ロック用ねじ、  ８１…外側ピン、  ８２…内側ピン、  ８３…圧縮ばね、  ８４…外筒、  ８１１…ソケット部、  ８１２…接触用板ばね、  ８２１…端子部、  Ｅ…電気自動車、  Ｈ…住宅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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