(57)【要約】【課題】  充電ポートと充電用コネクタとの接続が充電中に不意に解除されることを回避可能な充電ポートロック装置を提供すること。【解決手段】  本発明の充電ポートロック装置では、使用者の操作により充電用コネクタを介して外部電源からの電力が供給される充電ポートにおいて、制限部材の回動によりロック状態とアンロック状態とを達成するロック機構を備え、前記制限部材は、係合部材の離間方向に位置したときの回動中心と係合部材の回動方向中心とを結ぶ線を基準として、制限する状態への回動方向側の上面視面積が、制限しない状態への回動方向側の上面視面積よりも小さくした。
2013054648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の操作により充電用コネクタの係合部と係合する被係合部を有し、係合状態において外部電源からの電力が供給される充電ポートと、
前記係合部と前記被係合部とが係合状態にある時に、制限部材のロック方向への回動により前記係合部の解除操作を規制することで、係合状態の解除を制限するロック状態と、前記制限部材のロック方向とは反対側のアンロック方向への回動により前記解除操作を許容するアンロック状態とを達成するロック機構と、
を備え、
前記制限部材は、前記係合部材の離間方向に位置したときの回動中心と前記係合部材の回動方向中心とを結ぶ線を基準として、制限する状態への回動方向側の上面視面積が、制限しない状態への回動方向側の上面視面積よりも小さいことを特徴とする充電ポートロック装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充電ポートロック装置において、
前記制限部材は、前記係合部材の離間方向に位置したときの回動中心と前記係合部材の回動方向中心とを結ぶ線を基準として、制限する状態への回動方向側の最外径部上面視形状と、制限しない状態への回動方向側の最外径部上面視形状とが対称であることを特徴とする充電ポートロック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたバッテリを充電するための充電ポートロック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電ポートロック装置に関する技術として、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、電気自動車の充電ポートと電力供給手段である充電スタンドとを接続する充電用コネクタが開示され、充電ポートと充電用コネクタとを接続して充電を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１６１８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、電気自動車のように比較的大容量のバッテリを備えた車両において、充電スタンドで充電する場合、比較的長い時間をかけて充電することが考えられる。このとき、充電ポートと充電コネクタとの接続がドライバの意図以外の要因で外れてしまうと、充電が行なわれず、予定の充電時間経過後にドライバが戻ってきても、充電が完了していないという事態を招くおそれがあった。【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、充電ポートと充電用コネクタとの接続が充電中に不意に解除されることを回避可能な充電ポートロック装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の充電ポートロック装置では、使用者の操作により充電用コネクタを介して外部電源からの電力が供給される充電ポートにおいて、制限部材の回動によりロック状態とアンロック状態とを達成するロック機構を備え、前記制限部材は、係合部材の離間方向に位置したときの回動中心と係合部材の回動方向中心とを結ぶ線を基準として、制限する状態への回動方向側の上面視面積が、制限しない状態への回動方向側の上面視面積よりも小さくした。
【発明の効果】
【０００７】
充電中に不意に充電用コネクタが解除されることを回避することができるため、予定の充電時間経過後にドライバが戻ってきても、充電が完了してないという事態を防止することができる。また、制限部材が係合部材を覆う屋根部分を小さくすることができ、ツララ状の障害物等が形成しにくくなるため、ロック解除時に制限部材をスムーズに作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の充電ポートロック装置を備えた車両の充電時の様子を表す概略図である。
【図２】実施例１の充電用コネクタと充電ポートとを接続した状態を表す概略断面図である。
【図３】実施例１のロック機構の構成を表す側面図である。
【図４】実施例１のロック機構の構成を表す底面図である。
【図５】実施例１のロック機構の機械構成を表す内部構造図である。
【図６】実施例１のロック機構のスイングアームの構成を表す底面図である。
【図７】実施例１の充電用コネクタと充電ポートとを接続した状態における概略斜視図である。
【図８】実施例１の充電用コネクタと充電ポートとを接続した状態における斜視図である。
【図９】実施例１の係合部材とスイングアームとの位置関係を表す概略断面図である。
【図１０】実施例１の係合部材を無理に離間方向に作動させたときの係合部材とスイングアームとの位置関係を表す概略断面図である。
【図１１】実施例２の係合部材とスイングアームとの位置関係を表す概略断面図である。
【図１２】実施例３のロック機構のスイングアームの構成を表す底面図である。
【図１３】実施例４のロック機構の構成を表す上面図である。
【図１４】実施例４のロック機構の歯車軸間断面図である。
【図１５】実施例４のロータリプレートの構成を表す上面図である。
【図１６】図１５のロータリプレートの円周方向に描かれた断面線に沿った断面形状を直線状に伸ばした断面図である。
【図１７】実施例４の係合部材とロータリプレートとの位置関係を表す概略断面図である。
【符号の説明】
【０００９】
１    充電スタンド
２    充電用コネクタ
４    充電ポート
６    車載バッテリ
７    ロック機構
８    ロック機構
９    カバー部材
２３    係合部材
２３ａ    解除ボタン
２３ｃ    支持点
２３ｄ    爪部
３１    ボンネットフード
３２    充電リッド
４１    被挿入部材
４１ａ    凸部
７１    スイングアーム
７１ｆ    最外径部
７１ｇ    上面視側端部
７２    固定ネジ
７３    ロックアクチュエータ
７４ａ    フェール時強制作動用開口
７４ｂ    支持延設部
７４ｇ    カバー部材
８１    ロータリプレート
８２    緊急用ネジ
８３    ロックアクチュエータ
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施例１〕
図１は実施例１の充電ポートロック装置を備えた車両の充電時の様子を表す概略図である。車両３の前方であって、ボンネットフード３１より更に前方側には、車両３のフロアに搭載された車載バッテリ６とケーブル４３により電気的に接続された充電ポート４が設けられている。この充電ポート４は、タイヤホイルアーチ３３の上端と略同じ高さであってサイドミラー３４よりも低い位置に設けられ、非充電時は充電リッド３２により閉塞されている。充電スタンド１には、電力供給用の充電用コネクタ２が設けられており、充電時には、充電リッド３２を開き、充電用コネクタ２を充電ポート４に差し込んで接続することで、充電を実施する。尚、実施例１の車両では、急速充電器に接続する場合の急速充電ポートと、家庭用電気等で充電する場合の通常充電ポートとの両方を備えており、実施例１の場合は通常充電ポートを例に説明する。急速充電ポートを使用する場合、比較的短時間の接続であり、長時間放置するような場面は少ないからである。尚、急速充電ポート側にロック機構を備えてもよいことは言うまでもない。
【００１１】
図２は実施例１の充電用コネクタと充電ポートとを接続した状態を表す概略断面図である。充電ポート４は、ボディ構成部材B1にブラケット７４を介して車両側に固定され充電用コネクタ２が挿入される被挿入部材４１と、被挿入部材４１と車体内側において接続されたケーブル４３と、このケーブル４３の接続部を被覆するチューブ４２とを有する。被挿入部材４１の外周には凸部４１ａ（被係合部）が形成され、被挿入部材４１の内周には挿入部２２と所定の位置関係においてのみ挿入可能とする挿入穴が形成されている。
【００１２】
充電用コネクタ２は、一般に広く設置されるタイプであり、統一規格により形式やサイズが決定された規格品であり、操作者によって車両の充電ポート４に接続される。充電用コネクタ２は、操作者が把持するグリップ部２１と、車両側の充電ポート４に対して挿入される挿入部２２と、操作者により充電ポート４との間で係合・解除が可能な係合部材２３とを有する。係合部材２３は、充電用コネクタ２を充電ポート４に接続したときに、充電ポート４側に設けられた凸部４１ａと係合することで、充電ポート４から充電用コネクタ２を抜き出す方向への移動を規制する。
【００１３】
係合部材２３は、充電用コネクタ２のケース部材に対して固定された支持点２３ｃを中心として回動する部材である。係合部材２３は、図示しない弾性体により解除ボタン２３ａが図２中上方に位置するように（爪部２３ｄが図２中下方に位置するように）付勢されている。グリップ部２１側の端部には、操作者がグリップ部２１を把持したまま押圧可能な解除ボタン２３ａを有する。一方、挿入部２２側の端部には、凸部４１ａと係合する爪部２３ｄを有する。爪部２３ｄは先端部分が挿入方向に対して滑らかな曲面を有する曲面部２３ｄ１と、抜き方向に対して鋭角な段部２３ｄ２と、を有するカギ爪形状である。一方、凸部４１ａの車体外側となる端面には斜面４１ａ１が形成され、車体内側となる端面には抜き方向に対して略垂直な係合面４１ａ２が形成され、これにより異方凸形状を形成している。
【００１４】
充電用コネクタ２を充電ポート４に挿入するときには、特段の解除ボタン２３ａ操作をすることなく、爪部２３ｄの先端部分の曲面部２３ｄ１が凸部４１ａの斜面を乗越えられる。その後、段部２３ｄ２が係合面４１ａ２を通過すると、図外の弾性体の作用により爪部２３ｄが下方に押し下げられ、爪部２３ｄと凸部４１ａとが係合する。尚、解除ボタン２３ａを押しながら充電用コネクタ２を挿入してもよい。これにより、操作者が解除ボタン２３ａを操作しない状態で充電用コネクタ２を抜き出す方向に引っ張ったとしても、段部２３ｄ２と係合面４１ａ２とが係合することで抜き出す方向への移動を規制する。この係合を解除する際には、解除ボタン２３ａを押し込むことで係合部材２３を支持点２３ｃ中心に回動させ、爪部２３ｄを係合面４１ａ２よりも上方に移動させることで係合が解除される。
【００１５】
図３は実施例１のロック機構の構成を表す側面図、図４は実施例１のロック機構の構成を表す底面図である。
充電ポート４の上方には、係合部材２３の回動を制限するロック機構７が設けられている。ロック機構７は、爪部２３ｄが凸部４１ａから離間する方向に位置することで離間を制限する状態を達成し、離間する方向に位置しないことで離間を制限しない状態を達成するスイングアーム７１と、このスイングアーム７１を駆動するロックアクチュエータ７３と、ロックアクチュエータ７３及び充電ポート４の被挿入部材４１を固定支持するブラケット７４とを有する。
【００１６】
図３の側面図及び図４の底面図に示すように、ブラケット７４は、ロックアクチュエータ７３をボルト７４ｅにより固定支持する上面部７４ｄと、上面部７４ｄからスイングアーム７１の可動範囲を覆うように延設された支持延設部７４ｂと、上面部７４ｄに対して略直角に折り曲げられ被挿入部材４１等がボルトにより取り付けられる側面部７４ｃと、上面部７４ｄに対向する側から取り付けられ、ロックアクチュエータ７３を上面部７４ｄと挟み込むカバー部材７４ｇを有する。上面部７４ｄとロックアクチュエータ７３とカバー部材７４ｇとは、複数のボルト７４ｅ及びナット７４ｆにより一体に組み付けられる。上面部７４ｄには、後述する固定ネジ７２を操作可能なフェール時強制作動用開口７４ａが形成され（図２，７等参照）、操作者がボンネットフードを開けてドライバ等で回動可能とされている。尚、理由については後述する。
【００１７】
図５は実施例１のロック機構の機械構成を表す内部構造図である。ロックアクチュエータ７３は、外部電源及びコントローラと接続するコネクタ部７３ａと、指令信号に基づいて回転駆動するモータ731と、モータ731のロータと一体に回転するウォーム732と、ウォーム732と噛合し回転するウォームホイール734と、ウォームホイール734より小径であって同一回転軸を有しウォームホイール734と一体回転する駆動ギヤ734aと、駆動ギヤ734aと噛合し外周に歯面を有する従動部材735と、を有する。従動部材735は、略扇形であって外周に歯面が形成された噛合部735aと、スイングアーム７１と一体となるように組みつけられる回動軸部735bとを有する。スイングアーム７１は回動軸部735bを回動軸として作動する部材であり、言い換えると、充電用コネクタ２の抜き差し方向と異なる方向であって、かつ、係合部材２３の回動軸方向と異なる回動軸を有する。実施例１のロック機構は、スイングアーム７１が所定角度範囲で作動すればよいため、部分的に歯面を有する従動部材735を用いることで、小さなモータ731であってもトルクを確保した作動を実現できる。尚、このロックアクチュエータ７３は、一般の車両のオートドアロック機構等にも採用されているものであり、これらの部品をそのまま流用することで製造コストの低減を図ることもできる。
【００１８】
図６は実施例１のロック機構のスイングアームの構成を表す底面図である。スイングアーム７１は、ロックアクチュエータ７３の回動軸部735bに相対回転しないように取り付けられる取り付け部710と、取り付け部710の外周を覆う円筒状の円筒壁713とを有する。取り付け部710には円周上に三箇所の凹部712が形成され、この凹部712に回動軸部735b側に形成された凸部が嵌り込むことで回転方向への相対移動を規制する。取り付け部710の中心には貫通孔711が形成され、スイングアーム７１と回動軸部735とを一体に固定する固定ネジ７２が貫通する。この貫通孔711は、スイングアーム７１の上部とロックアクチュエータ７３側とを連通状態とするため、仮に凍結等によってスイングアーム７１の作動が困難となり、お湯をかけて凍結状態を改善する場合には、お湯が流通する流通路としても機能することで、素早く凍結状態を改善するものである。固定ネジ７２は、回動軸部735側に設けられた雌ネジ部によりネジ止めされ、これにより回動軸部735とスイングアーム７１とが一体に作動する。
【００１９】
ここで、固定ネジ７２の締め付け方向は、スイングアーム７１がロック解除方向に回動する方向と同じに設定している。すなわち、ロックアクチュエータ７３にフェール等が発生し、全く解除動作が出来なくなった場合であっても、この固定ネジ７２を締めこむことで、スイングアーム７１を解除方向に回動させることを可能とするためである。
【００２０】
図７は実施例１の充電用コネクタと充電ポートとを接続した状態における概略斜視図である。図７及び図２を参照して詳述すると、この固定ネジ７２は、フェール時強制作動用開口７４ａ内であって、ボンネットフード内に露出するように設けられている。ボンネットフードを開けるには、通常、車室内のボンネットフード解除レバーを操作する。この解除レバー操作ができれば、簡単にアクセス可能な位置とされており、言い換えると、充電リッド３２を開けたとしてもアクセスできない位置とされている。よって、車室内にアクセスできない他者が勝手に操作することはできないように工夫されている。また、車載工具等に装備されているプラスドライバ等で簡単に操作可能とされているため、操作者により解除可能である。
【００２１】
円筒壁713から図６中の左側には板状のアーム部材７１ｄが延在されている。このアーム部材７１ｄは先端において扇状に拡大し、爪部２３ｄと上面視において重なるように設計されている（係合部材の離間方向に位置したときに相当）。アーム部材７１ｄには、軽量化を図るための肉抜き部７１ｄ１と、必要な強度を確保するためのリブ714が形成されている。
【００２２】
スイングアーム７１は、樹脂により成形されており、図６に示すように上面視において上下非対称な形状に形成されている。以下、スイングアーム７１の回動中心（スイングアーム７１の厚さ方向の中心と回動軸とが一致する点）と、ロック状態において係合部材２３の回動中心（係合部材２３の幅方向の中心と回動軸と一致する点）とを結ぶ線である軸線０１を上面視において基準線とし、上下で対称な対称仮想線を点線で描き、この対称仮想線との関係に基づいて説明する。軸線０１よりも上側部分は、言い換えると、ロック機構によるロック状態からアンロック状態に移行するときにスイングアーム７１が脱出していく領域である。よって、軸線０１より上の領域を脱出領域、下の領域を通過領域と定義する。また、図６中、スイングアーム７１の最外径部が通過する軌跡を最外径部の軌跡として一点鎖線で示し、スイングアーム７１が回動する際に爪部２３ｄの先端が通過する軌跡を爪部２３ｄの先端仮想軌跡として点線で示し、最外径部の軌跡と先端仮想軌跡との間の領域を、スイングアーム７１と爪部２３ｄとが上面視においてオーバーラップが生じた軌跡を表すオーバーラップ領域と定義する。
【００２３】
スイングアーム７１が脱出領域と通過領域において対称形状であると、爪部２３ｄよりも脱出領域側に位置する領域が多く存在する。この場合、以下に示す問題があった。すなわち、充電ポート４の位置は比較的車両の低い位置に設けられていることから、他車両が近くを走行するとシャーベット状の雪や泥水等を巻き上げ、充電ポート４に飛散してくる場合が想定される。また、極低温環境下で充電を行なう場合、これら飛散してきたシャーベット状の雪や泥水が凍結し、スイングアーム７１のアーム部材７１ｄを屋根としてツララ状の障害物を形成することが想定される。この場合、脱出領域においてアーム部材７１ｄの領域が広いと、ツララ状の障害物等を形成しやすくなり、ロック解除指令を出力したとしても、スイングアーム７１の障害物と爪部２３ｄとが引っかかり、ロックを解除できないおそれがある。特に、スイングアーム７１と爪部２３ｄとがオーバーラップした軌跡を表すオーバーラップ領域において、脱出領域の面積が大きい場合に問題となる。
【００２４】
そこで、対称仮想線から爪部２３ｄの辺りまでアーム部材７１ｄを大きく削り取り、特にオーバーラップ領域に存在すると問題となる上面視削除領域71d32を削除することとした。これにより、オーバーラップ領域におけるスイングアーム７１の上面視面積は、ロック状態への回動方向側の上面視領域71d31の面積をａ１とし、削除領域71d32の面積をａ２とし、アンロック状態への回動方向側の上面視領域71d33の面積をｂとしたとき、
ａ１＋ａ２＝ｂ
ａ１＜ｂ
の関係とした。
【００２５】
すなわち、スイングアーム７１（制限部材）は、爪部２３ｄ（係合部材）の離間方向に位置した時の回動中心と爪部２３ｄ（係合部材）の回動方向中心とを結ぶ線を基準とし、上面視において、スイングアーム７１（制限部材）が回動時に爪部２３ｄ（係合部材）とオーバーラップした軌跡であるオーバーラップ領域において、前記基準よりもロック状態への回動方向側の上面視面積が、前記基準よりもアンロック状態への回動方向側の上面視面積よりも小さい。
よって、爪部２３ｄとオーバーラップする屋根部分を小さくすることができ、ツララ状の障害物等が形成しにくくなるため、ロック解除時にスイングアーム７１をスムーズに作動させることができる。
【００２６】
言い換えると、アーム部材７１ｄの脱出領域に存在する面積７１ｄ３（爪部２３ｄの離間方向に位置したときのスイングアーム７１の回動中心と爪部２３ｄの回動中心とを結ぶ線を基準として、制限する状態への回動方向側の上面視面積）が、アーム部材７１ｄの通過領域に存在する面積７１ｄ２（爪部２３ｄの離間方向に位置したときの回動中心と爪部２３ｄの回動中心とを結ぶ線を基準として、制限しない状態への回動方向側の上面視面積）よりも小さくすることとした。よって、脱出領域における屋根部分を小さくすることができ、ツララ状の障害物等が形成しにくくなるため、ロック解除時にスイングアーム７１をスムーズに作動させることができる。特に、上面視において爪部２３ｄと重なる領域ぎりぎりまで削り取ることで、爪部２３ｄの離間方向への動きを確実に制限しつつ、より障害物等が形成される可能性を低くすることができる。
【００２７】
次に、スイングアーム７１の最外径部７１ｆの上面視形状にあっては、軸線０１を基準線として対称な形状とした。すなわち、ロックアクチュエータ７３の作動によりスイングアーム７１が回動するとき、フェール等によって十分に回動しない場合を想定すると、やはり最外径部７１ｆの長さが確保されるほうが、より確実に爪部２３ｄの離間方向にスイングアーム７１を位置させることができるからである。
【００２８】
図８は実施例１の充電用コネクタと充電ポートとを接続した状態における斜視図である。充電ポート４に充電用コネクタ２を挿入し、ロック機構７を作動させてスイングアーム７１が爪部２３ｄの離間方向に位置することで、解除ボタン２３ａを押しても爪部２３ｄが離間方向に移動できない。これにより、凸部４１ａと爪部２３ｄとの係合を外すことができず、充電用コネクタ２を抜き出すことを禁止している。このとき、車両の充電ポート４には、ロック機構７等へのゴミ等の侵入を保護するためのカバー部材９が設けられている。カバー部材９は、ロック機構７を充電用コネクタ２の抜き差し方向側から覆うと共に、爪部２３ｄを挿入可能であってスイングアーム７１の一部が露出する開口部９１を有する。
【００２９】
操作者が充電ポート４に充電用コネクタ２を挿入し、ロック機構７を作動させることで、その場を離れ、充電を開始したとする。このとき、図８のように、スイングアーム７１の最外径部７１ｆは露出した状態となる。仮に、カバー部材９と最外径部７１ｆとの隙間が大きいと、その隙間に指等を入れてスイングアーム７１を強制的にこじ開けることが可能となる。そこで、スイングアーム７１とカバー部材９との間の隙間は接触しない範囲で狭く設定する。
【００３０】
更に、ロック機構７により充電用コネクタ２の取り外しが制限されている状態では、開口部９１の全てがスイングアーム７１の最外径部７１ｆにより閉塞された状態とする。言い換えると、最外径部７１ｆの回動方向長さは、開口部９１の開口幅（回動方向の長さ）よりも長く設定した。これは、上述のように、開口部９１の端部と、スイングアーム７１の端部との間に隙間があった場合、そこに指等を入れてスイングアーム７１が強制的にこじ開けられる可能性を排除するためである。
【００３１】
更に、図６に戻ってカバー部材９とスイングアーム７１との関係について詳述する。図６に示すように、カバー部材９の内周面とスイングアーム７１が回動したときの最外径部７１ｆの軌跡との間隔は、開口部９１から離れるに連れて大きくなるように設定されている。すなわち、爪部２３ｄにゴミ等（ガムや、泥、埃の塊等）が付着している状態で充電ポート４に充電用コネクタ２を接続した場合、スイングアーム７１が回動することで、それらゴミを擦り取りながら（スウィープ）作動することになる。このとき、仮にカバー部材９の内周面と最外径部７１ｆの軌跡との間隔が徐々に狭くなっていくように設定すると、擦り取られたゴミがこの間隔に嵌り込んでしまい、大きな抵抗となってスイングアーム７１の作動を阻害するおそれがある。そこで、カバー部材９の内周面と最外径部７１ｆの軌跡との間隔が、開口部９１から離れるに連れて大きくなるように設定することで、擦り取られたゴミが適宜下方に落下し、ゴミ詰まり等を回避している。
【００３２】
図９は実施例１の係合部材とスイングアームとの位置関係を表す概略断面図である。スイングアーム７１の上面と支持延設部７４ｂとの間には所定の隙間ａ１を有し、スイングアーム７１の下面と爪部２３ｄとの間にも所定の隙間ｂ１を有する。よって、スイングアーム７１が回動するにあたり、支持延設部７４ｂや爪部２３ｄと接触することがないため、スムーズにスイングアーム７１を作動させることができる。ここで、充電用コネクタ２を抜き差しする方向から見て、段部２３ｄ２と係合面４１ａ２の重なる領域の高さをｃ１とすると、ｃ１＞（ａ１＋ｂ１）の関係が成立するように構成されている。よって、図１０に示すように爪部２３ｄを無理に押し上げて隙間ａ１，ｂ１が無くなったとしても、段部２３ｄ２と係合面４１ａ２との係合が維持される。
【００３３】
図１０は実施例１の係合部材を無理に離間方向に作動させたときの係合部材とスイングアームとの位置関係を表す概略断面図である。ロック機構７が作動し、係合部材２３の離間方向への移動が制限されている状態で、仮に解除ボタン２３ａを押し込むと、爪部２３ｄの上面がスイングアーム７１の下面に当接してスイングアーム７１を押し上げる。このとき、スイングアーム７１自体は樹脂製であり、ロックアクチュエータ７３の回動軸部735bもさほど強固に設計されているものではないため、スイングアーム７１は変形もしくは回動軸の倒れによって容易に上方に押し上げられてしまう。しかしながら、支持延設部７４ｂが設けられているため、この支持延設部７４ｂとの当接によりそれ以上の変形は抑制される。また、スイングアーム７１の厚み方向に力が加わるだけであるから、樹脂製のスイングアーム７１であっても圧縮力に対して十分な強度を確保できる。すなわち、スイングアーム７１の回動軸は、充電用コネクタ２の抜き差し方向と異なる方向であって、かつ、係合部材２３の回動軸方向と異なる回動軸を有する。更に言い換えると、スイングアーム７１の回動軸方向と係合部材２３の回動軸方向とが平行関係になく、爪部２３ｄの離間方向にスイングアーム７１を介在させて制限する構成であり、かつ、支持延設部７４ｂを備えた。よって、無理な力が爪部２３ｄから入力されたとしても、スイングアーム７１の回動方向には作用しないため、スイングアーム７１を回動方向に対して頑強にする必要もなく、また、回動軸付近の構造を頑強にする必要もないまま、十分な制限状態の維持を達成することができる。
【００３４】
以上説明したように、実施例１にあっては下記に列挙する作用効果を奏する。
（１）使用者の操作により充電用コネクタ２の爪部２３ｄ（係合部）と係合する凸部４１ａ（被係合部）を有し、係合状態において外部電源からの電力が供給される充電ポート４と、爪部２３ｄと凸部４１ａとが係合状態にある時に、スイングアーム７１（制限部材）のロック方向への移動により爪部２３ｄの解除操作を規制することで、係合状態の解除を制限するロック状態と、スイングアーム７１のロック方向とは反対側のアンロック方向への移動により解除操作を許容するアンロック状態とを達成するロック機構７と、を備え、スイングアーム７１（制限部材）は、係合部材２３の離間方向に位置したときの回動中心と係合部材２３の回動方向中心とを結ぶ線を基準として、制限する状態への回動方向側の上面視面積が、制限しない状態への回動方向側の上面視面積よりも小さいこととした。
充電中に不意に充電用コネクタが解除されることを回避することができるため、予定の充電時間経過後にドライバが戻ってきても、充電が完了してないという事態を防止することができる。また、スイングアーム７１が係合部材２３を覆う屋根部分（脱出領域における屋根部分）を小さくすることができ、ツララ状の障害物等が形成しにくくなるため、ロック解除時にスイングアーム７１をスムーズに作動させることができる。
【００３５】
（２）スイングアーム７１は、係合部材２３の離間方向に位置したときの回動中心と係合部材２３の回動方向中心とを結ぶ線を基準として、制限する状態への回動方向側の最外径部７１ｆの上面視形状と、制限しない状態への回動方向側の最外径部７１ｆの上面視形状とが対称であることとした。
すなわち、ロックアクチュエータ７３の作動によりスイングアーム７１が回動するとき、フェール等によって十分に回動しない場合であっても、最外径部７１ｆの長さが確保されるため、より確実に爪部２３ｄの離間方向にスイングアーム７１を位置させることができる。
【００３６】
〔実施例２〕
次に実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図１１は実施例２の係合部材とスイングアームとの位置関係を表す概略断面図である。実施例１では、スイングアーム７１の回動軸は、係合部材２３の抜き差し方向の直交面上に設けていた。これに対し、実施例２では、抜き差し方向の直交面と交差する方向、すなわち直行方向に対して所定角度αを有する。所定角度αは、爪部２３ｄ側に倒れる方向に設定されている。これにより、爪部２３ｄが無理やり押し上げられたとしても、その力をスイングアーム７１の回動軸の軸部で受けることができ、より安定して制限することができる。尚、実施例２においても支持延設部７４ｂを形成した例を示したが、強度が確保されている場合には、特に支持延設部７４ｂを設けなくても構わない。
【００３７】
〔実施例３〕
次に実施例３について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図１２は実施例３のロック機構のスイングアームの構成を表す底面図である。実施例１では、軸線０１において非対称となる形状としたのに対し、実施例３では対称な形状とした点が異なる。また、スイングアーム７１の回動により制限状態に移行する際、爪部２３ｄの上面視側端部形状とスイングアーム７１の上面視側端部７１ｇの形状とが一致する角度に形成している。よって、制限状態に移行する際、上面視においてスイングアーム７１と爪部２３ｄとが重なる面積が大きな状態を素早く達成できる。これにより、例えばスイングアーム７１を作動中にロックアクチュエータ７３等がフェール状態となり、十分に回動できない場合であっても、より確実に制限状態を維持することができる。
【００３８】
〔実施例４〕
次に実施例４について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図１３は実施例４のロック機構の構成を表す上面図、図１４は実施例４のロック機構の歯車軸間断面図である。実施例１のロック機構７は、スイングアーム７１を回動させたのに対し、実施例４のロック機構８は、ロータリプレート８１を回動させる点が異なる。ロック機構８はロックアクチュエータ８３を有し、このロックアクチュエータ８３のハウジング８４内に収装された複数の歯車組と、ロータリプレート８１から構成されている。ハウジング８４は、上面が開放された下側ハウジング部８４ｂと、この下側ハウジング部８４ｂを上面から覆う上側ハウジング部８４ａと、ロータリプレート８１の下方に形成され、充電ポート４等が取り付けられるブラケット部８４ｄと、モータ831を収装するモータ収装部８４ｃとを有する。また、ブラケット部８４ｄには、車体側に固定支持するための支持部材８５ｄと、モータ831及び図外のセンサ等とハーネスを接続するためのハーネス用ポート８５ａ，８５ｂ，８５ｃが設けられている。
【００３９】
モータ831に接続されたピニオン832は、第１回転軸834と一体に回転する第１歯車833と常時噛合する。第１回転軸834の外周には第１回転軸ギヤ834aが形成され、第２回転軸835と一体に回転する第２歯車835aと常時噛合する。第２歯車835aは、第３回転軸836と一体に回転する第３歯車836aと常時噛合する。第１回転軸834，第２回転軸835及び第３回転軸836はそれぞれ上側ハウジング部８４ａ及び下側ハウジング部８４ｂに対しベアリング834b，835b，836bにより回転可能に軸支されている。これにより、軸倒れ方向への力に対して十分な強度を確保している。モータ831に駆動指令が出力されると、第１回転軸834から第２回転軸835そして第３回転軸836に回転駆動力が伝達され、ロータリプレート８１を回動する。
【００４０】
第３回転軸836は、軸両端の軸心部にねじ穴836cが形成され、上側ハウジング部８４ａ側から緊急用ネジ８２が取り付けられると共に、下側ハウジング部８４ｂ側からはロータリプレート８１がネジ８２ａによりネジ止め固定されている。尚、緊急用ネジ８２は、プラスドライバで回すこともできるし、その外周に形成された六角ボルト部をレンチで回すこともできる。
【００４１】
ここで、緊急用ネジ８２の締め付け方向は、ロータリプレート８１がロック解除方向に回動する方向と同じに設定している。すなわち、ロックアクチュエータ８３にフェール等が発生し、全く解除動作が出来なくなった場合であっても、この緊急用ネジ８２を締めこむことで、ロータリプレート８１を解除方向に回動させることを可能とするためである。この緊急用ネジ８２は、ボンネットフード内に露出するように設けられている。ボンネットフードを開けるには、通常、車室内のボンネットフード解除レバーを操作する。この解除レバー操作ができれば、簡単にアクセス可能な位置とされており、言い換えると、充電リッド３２を開けたとしてもアクセスできない位置とされている。よって、車室内にアクセスできない他者が勝手に操作することはできないように工夫されている。また、車載工具等に装備されているプラスドライバ等で簡単に操作可能とされているため、操作者により解除可能である。
【００４２】
図１５は実施例４のロータリプレートの構成を表す上面図である。ロータリプレート８１は、中心に第３回転軸836が貫通する二面幅貫通孔811が形成された略円盤形状の部材であり、円周上に部分的に切り欠かれた切り欠き部812と、切り欠かれていないプレート部813とを有する。尚、図１５に示すロータリプレート８１と爪部２３ｄとの位置関係は、ロック機構８が非制限状態で充電用コネクタ２を充電ポート４に差し込んだときの位置関係を表す。以下、この爪部２３ｄの中央位置を０°とし、時計回り方向を正方向としてそれぞれの位置関係を説明する。
【００４３】
切り欠き部812は、円周方向に−６５°から＋３０°にわたる範囲、すなわち９５°の大きさに形成されている。爪部２３ｄの先端は、円周方向に最大で４０°程度の大きさを占有するため、この切り欠き部812は、爪部２３ｄの回動方向長さの２倍以上といえる。これにより、ロックアクチュエータ８３に解除指令を出力した際、フェール等により戻り位置が戻り過ぎた場合であっても、解除状態を維持できる。
【００４４】
また、切り欠き部812の円周方向長さを爪部２３ｄの円周方向長さよりも十分長くとったのは以下の理由による。すなわち、仮にゴミ等が切り欠き部812に付着した場合、粘着性のゴミの場合だと、切り欠き部812をゴミにより塞いでしまう場合がある。このとき、切り欠き部812の円周方向長さが短いと、切り欠き部812の両端部に渡ってより強固にゴミが付着してしまう。これに対し、切り欠き部812の円周方向長さを長くすることで、両端部に渡ってゴミが付着してしまう状態を回避し、また、一方の端部にのみゴミが付着しても、ゴミの他方側は開放端となっていることからゴミが下方へ落ちやすく、適度にゴミを排除することができる。
【００４５】
プレート部813は、＋３０°から＋２９５°にわたる範囲、すなわち２６５°の大きさに形成されている。プレート部813の径方向端は、全周に亘って滑らかな端部形状とされている。プレート部813の円周方向開始端であって切り欠き部812の円周方向端部でもある切り欠き端部813aは、半径方向に対して傾斜して形成されている。図１５の部分拡大図に示すように、この切り欠き端部813aは、切り欠き部812の領域が狭くなる側に傾斜している。更に具体的には、ロータリプレート８１が回動し、爪部２３ｄの離間方向側に位置し始めるときに、爪部２３ｄの回動方向側端部と略平行となるように傾斜している。これにより、より素早く上面視において爪部２３ｄと多くの範囲を重ねることができ、早期に確実なロック状態を実現できる。
【００４６】
図１６は図１５のロータリプレートの円周方向に描かれた断面線に沿った断面形状を直線状に伸ばした断面図である。この断面図に示すように、３０°〜１６５°の範囲で示す第１ロータリプレート面813bには、回動方向に向かって爪部２３ｄに近づくテーパー面が形成されている。これにより、爪部２３ｄの厚みにばらつきがあり、若干厚めのタイプであったとしても、爪部２３ｄの離間方向にロータリプレート８１を介在させることができる。また、仮に爪部２３ｄに噛みこんだとしても、ロータリプレート８１は樹脂製とすれば、摩擦抵抗が小さく変形しやすいことから比較的容易に噛み込みを解除できる。
【００４７】
第１ロータリプレート面813bに続く第２ロータリプレート面814bは水平面として形成されている。すなわち、回動方向に沿って継続的にテーパー面を形成していると、ロータリプレート８１全体の厚みが厚くなってしまい、車両搭載性が悪化する。また、仮にモータ831にフェール等が発生し、過回転した場合、過度に爪部２３ｄに対して噛み込んでしまい、解除動作を妨げるおそれもある。そこで、水平面を形成することでコンパクト化及びフェール時の過度の噛み込みを回避している。この第２ロータリプレート面814bは、１３０°の範囲に亘って形成されており、爪部２３の占有する領域よりも大きい。よって、仮にモータ831にフェール等が発生し、過回転した場合であっても、爪部２３ｄを制限する状態を維持することができる。
【００４８】
図１７は実施例４の係合部材とロータリプレートとの位置関係を表す概略断面図である。ロータリプレート８１の下面と爪部２３ｄとの間には所定の隙間ｄ１を有する。この隙間ｄ１は、ロータリプレート８１の回動停止位置によって若干異なるが、第２ロータリプレート面814bとの関係においても所定の隙間を有する値に設定されている。よって、ロータリプレート８１が回動するにあたり、爪部２３ｄと接触することがないため、スムーズにロータリプレート８１を作動させることができる。ここで、充電用コネクタ２を抜き差しする方向から見て、段部２３ｄ２と係合面４１ａ２の重なる領域の高さをｃ１とすると、ｃ１＞ｄ１の関係が成立するように構成されている。よって、爪部２３ｄを無理に押し上げて隙間ｄ１が無くなったとしても、段部２３ｄ２と係合面４１ａ２との係合が維持される。
【００４９】
また、ロック機構８が作動し、係合部材２３の離間方向への移動が制限されている状態で、仮に解除ボタン２３ａを押し込むと、爪部２３ｄの上面がロータリプレート８１の下面に当接してロータリプレート８１を押し上げる。このとき、ロックアクチュエータ８３の第３回転軸836はベアリング836bにより強固に設計されているため、爪部２３ｄを押さえ込むことができる。また、仮にロータリプレート８１が変形したとしても、下側ハウジング部８４ｂが設けられているため、この下側ハウジング部８４ｂとの当接によりそれ以上の変形は抑制される。尚、下側ハウジング部８４ｂにロータリプレート８１を上面視において完全に覆うような延設部を形成してもよい。この場合、ロータリプレート８１の変形や第３回転軸836の倒れ等が発生した場合でも、ロータリプレート８１の変形を十分に抑制できる。
【００５０】
この場合、ロータリプレート８１の厚み方向に力が加わるだけであるから、樹脂製のロータリプレート８１であっても圧縮力に対して十分な強度を確保できる。すなわち、ロータリプレート８１の回動軸は、充電用コネクタ２の抜き差し方向と異なる方向であって、かつ、係合部材２３の回動軸（第１の回動軸）方向と異なる回動軸（第２の回動軸）を有する。更に言い換えると、ロータリプレート８１の回動軸方向と係合部材２３の回動軸方向とが平行関係になく、爪部２３ｄの離間方向にロータリプレート８１を介在させて制限する構成であり、かつ、下側ハウジング部８４ｂを備えた。よって、無理な力が爪部２３ｄから入力されたとしても、ロータリプレート８１の回動方向には作用しないため、ロータリプレート８１を回動方向に対して頑強にする必要もなく、また、回動軸付近の構造を頑強にする必要もないまま、十分な制限状態の維持を達成することができる。
【００５１】
以上、各実施例に基づいて本願発明を説明してきたが、他の構成であってもよい。実施例１では充電ポートとして車両前方に備えられた例を示したが、車両後方に備えた場合や車両側面に備えた場合でもよい。また、実施例では電気自動車について説明したが、プラグインハイブリッド車両等でも構わない。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月18日(2013.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の操作により充電用コネクタの係合部と係合する被係合部を有し、係合状態において外部電源からの電力が供給される充電ポートと、
前記係合部と前記被係合部とが係合状態にある時に、制限部材のロック方向への回動により前記係合部の解除操作を規制することで、係合状態の解除を制限するロック状態と、前記制限部材のロック方向とは反対側のアンロック方向への回動により前記解除操作を許容するアンロック状態とを達成するロック機構と、
を備え、
前記制限部材は、ロック状態にあるときに、上面視において、前記制限部材の回動中心と前記係合部の幅方向中心とを結ぶ線を基準として、前記係合部の離間を制限する状態への回動方向側の上面視面積が、制限しない状態への回動方向側の上面視面積よりも小さいことを特徴とする充電ポートロック装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充電ポートロック装置において、
前記制限部材は、ロック状態にあるときに、上面視において、前記制限部材の回動中心と前記係合部の幅方向中心とを結ぶ線を基準として、前記係合部の離間を制限する状態への回動方向側の最大円部上面視形状と、制限しない状態への回動方向側の最大円部上面視形状とが対称であることを特徴とする充電ポートロック装置。
【国際調査報告】
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