(57)【要約】少なくとも部分的に電池式の自動車の蓄電池に電源を接続するように構成された電気コネクタを収容するためのドッキングステーションである。前記コネクタは、前記コネクタを前記電源に結合するための電力ケーブルに接続された第１の端部と、レセプタクル内の対応する第２の電気端子と嵌合するように構成された複数の第１の電気端子を含む第２の端部とを有する。前記第２の端部は、前記コネクタを前記レセプタクルにラッチするために、前記レセプタクル内の協働ラッチ素子と係合するように構成された突出ラッチ素子も含む。前記コネクタの非使用時に、前記コネクタの前記第２の端部を受け入れるように構成された収容レセプタクルは細長いリセスを含み、前記細長いリセスは、前記突出ラッチ素子が前記細長いリセスの長さに沿ってどこに位置しようとも前記突出ラッチ素子を受け入れるように構成されている。【選択図】図１
2015502638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に電池式の電気自動車の蓄電池に電源を接続するように構成された電気コネクタを収容するためのドッキングステーションであって、
前記コネクタは、前記コネクタを前記電源に結合するための電力ケーブルに接続された第１の端部と、前記自動車の電気レセプタクル内の対応する電気端子と嵌合するように構成された複数の第１の電気端子を含む第２の端部とを有し、前記第２の端部は、前記コネクタを前記レセプタクルにラッチするために、前記レセプタクル内の協働ラッチ素子と係合するように構成された突出ラッチ素子も含み、
前記ドッキングステーションは、前記コネクタの非使用時に、前記コネクタの前記第２の端部を受け入れるように構成された収容レセプタクルを備え、前記収容レセプタクルは細長いリセスを含み、前記細長いリセスは、前記突出ラッチ素子が前記細長いリセスにより包囲される領域内のどこに位置しようとも前記突出ラッチ素子を受け入れるように構成され、前記リセスは協働ラッチ素子含み、該協働ラッチ素子は前記リセスの全長に亘って延在している、
ことを特徴とするドッキングステーション。
【請求項２】
前記リセスは前記収容レセプタクルの上部に形成されたアーチ形リセスである、請求項１記載のドッキングステーション。
【請求項３】
前記突出ラッチ素子が前記アーチ形リセスの最上部より下の位置で前記コネクタが前記収容レセプタクル内に挿入されたとき、前記突出ラッチ素子は前記アーチ形リセスの最上部に駆り立てられる、請求項１記載のドッキングステーション。
【請求項４】
前記アーチ形リセスは前記収容レセプタクルの中央部の周囲を約１８０度にわたり延在している、請求項２記載のドッキングステーション。
【請求項５】
前記突出ラッチ素子及び前記リセスは、前記コネクタが前記収容レセプタクル内に押し込まれるときに、前記コネクタを前記収容レセプタクルにラッチする協働表面を形成する、請求項１記載のドッキングステーション。
【請求項６】
前記突出ラッチ素子は第１のフランジを形成する前端部を有するフィンガー素子であり、前記収容レセプタクルの前記ラッチ素子は、前記コネクタが前記収容レセプタクル内に挿入されるとき、前記第１のフランジと係合する前記リセスの内側壁の外端に形成された第２のフランジであり、前記第１及び第２のフランジ係合表面の少なくとも１つは、前記コネクタが前記収容レセプタクル内に押し込まれるとき前記第１のフランジを前記第２のフランジへ圧迫する力に応答して前記第１のフランジが前記第２のフランジを乗り越えるようにテーパが付けられている、請求項１記載のドッキングステーション。
【請求項７】
前記突出ラッチ素子は、前記突出ラッチ素子の前端部が前記協働ラッチ素子の方へ又はそれから離れる方へ枢動し得るように枢着されている、請求項１記載のドッキングステーション。
【請求項８】
前記突出ラッチ素子の前端部を前記協働ラッチ素子の方へ圧迫するバイアス素子を含む、請求項７記載のドッキングステーション。
【請求項９】
前記コネクタを収容するハンドル、及び前記バイアス素子の圧迫に打ち勝って前記突出ラッチ素子の前端部を前記協働ラッチ素子から開放させるために前記突出ラッチ素子の後端部を押圧するための前記ハンドルの外部から手動操作可能なアクチュエータを含む、請求項８記載のドッキングステーション。
【請求項１０】
前記収容レセプタクルを予め選択した高さで指示するペデスタルを含む、請求項１記載のドッキングステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に（電気自動車充電設備（ＥＶＳＥ）とも呼ばれる電気自動車充電ステーション（ＥＶＣＳ）に関し、より詳しくは、電気自動車の蓄電池の充電に使用される電気コネクタを非使用時に収容するためにＥＶＣＳで用いるドッキングステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国では、電気自動車の電池を充電するために電源を電気自動車の電気系統に接続するために使用される「導電性充電カプラ」に対する現在の標準規格はＳＡＥ  Ｊ１７７２規格である。この規格は自動車の電気インレットと、電気充電システムを自動車インレットに結合するためのコネクタの両方に適用される。カプラの目的は、電池の充電及び他の自動車電気システムの動作のためのエネルギー移送、信頼できる設備の接地経路の確立、及び自動車と充電設備との間の制御情報の交換にある。自動車は一般的にオンボード充電器を備えており、この充電器は単相ＡＣ供給ネットワークからエネルギーを受け取り、ＡＣ−ＤＣ変換し、電池の電荷受容特性に基づいた管理充電レートを可能にするレベルに供給電圧を調整することができる。
【０００３】
Ｊ１７７２コネクタ及び自動車インレットは、対応する電気機械接点セットを含み、これらの接点セットは、電力導体のための自動車インタフェースにおいて、設備接地導体、制御パイロット導体、及び近接センス導体に物理的接続を提供し、切離し時におけるカプラのアーク放電の軽減に役立つ信号を提供する。従って、インタフェースは一般的に、インタフェース機能を実行する５つの接点を有する。加えて、カプラは不注意もしくは偶発的な分離を防止するためにラッチ機構を含んでいる。ラッチ機構はまた、コネクタから突出するラッチ素子と自動車インレット内の対応するラッチ素子との位置合わせを必要とすることによってコネクタを自動車インレットと適正に整列させる働きもし得る。
【０００４】
ＥＶＣＳは一般的に、コネクタの非使用時に、電源コードの電気コネクタを収容するドッキングステーションを含む。電源コード末端のコネクタのための機械的レセプタクルは通常電気自動車の電気的レセプタクルに類似するが、電気接点は含まない。ヘビーコードの電力コードのために、利用者にとって電力コードに繋がったコネクタをドッキングしようとするときコネクタを収容レセプタクルと正しく整列させることは困難になり得る。従って、非使用時の電気コネクタの収容を容易にする改良されたＥＶＣＳドッキングステーションが必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
Ｊ１７７２コネクタがＥＶＣＳに収容されるとき、第１の物理的接触がコネクタから突出するラッチ素子の前端部で起こる。このラッチ素子がドッキングレセプタクルの対応するリセス及びラッチ素子と正しく整列しない場合に、コネクタを要求位置に操作することは利用者にとって厄介なことになる。本発明は、ドッキングステーション内のラッチ素子を大きく広げることで、そのラッチ素子がコネクタのラッチ素子と最初にどこで係合しようと関係なくそのラッチ機能が維持されるようにすることによって、この問題を軽減する。
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、ドッキングステーションは細長いラッチリセスを備え、該ラッチリセスは、コネクタの突出ラッチ素子を受け入れ、該ラッチリセスの長さに沿ってどの位置でもコネクタの突出ラッチ素子と係合するように構成されている。従って、コネクタは、そのラッチ素子が収容レセプタクル内のラッチリセスの延長された長さにより決まる領域内に位置する限り収容レセプタクル内に首尾よく収容することができる。
【０００７】
一実施形態では、収容レセプタクル内の細長いラッチリセスはアーチ形リセスであり、例えば収容レセプタクルの上部内を１８０度の弧に沿って延在するものとする。細長いラッチリセスの全長に沿ってラッチフランジが延在するため、コネクタはそのラッチ素子が最初にラッチリセスに入る位置がどこであろうともドッキングステーションにラッチされる。従って、コネクタを収容レセプタクル内に押し込むと同時に、協働するラッチ素子がコネクタを収容レセプタクルにラッチする。
【０００８】
本発明の上記の及び追加の特徴は、添付図面を参照してなされる様々な実施形態の詳細な説明を考慮すれば当業者に明らかになる。
【０００９】
本発明は添付図面に関連する下記の説明を参照すると最も良く理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａ及び１Ｂは、電気自動車に接続される電力コード先端の電気コネクタのためのドッキングステーションを備えた電気自動車用ペデスタル型充電ステーションの正面図及び側面図である。
【図２】図１Ａ及び１Ｂに示すペデスタルのドッキングステーションに収容された電力コード先端の電気コネクタの拡大側面図であり、コネクタとドッキングステーションの接合部分及びラッチされた位置でのラッチ素子が断面図で示されている。
【図３】図２に示す電力コード先端の電気コネクタの右側端から見た拡大端面図である。
【図４】図２の線４−４に沿った拡大断面図である。
【図５】図２の側面図の右側部分の更なる拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明をいくつかの好適実施形態と関連して記載するが、本発明はこれらの特定の実施形態に限定されないものと理解されたい。それどころか、本発明は添付の請求項により特定される本発明の精神及び範囲に含まれ得るあらゆる代替、変更及び同等構成を包含することを意図する。
【００１２】
図面につき説明すると、図１Ａ及び１Ｂは、ローカル電力事業者配電網などの電源に接続されたペデスタル１１を含む電気自動車充電ステーション（ＥＶＣＳ）１０を示す。電気自動車は主として電気モータで動き、電池などの充電式エネルギー蓄積装置から電力を得るとともに、情報交換もする。自動車は一般的に自動車内の１以上の電池を充電するために電源に結合された電気コネクタを受け入れる電気レセプタクルを有する。本明細書で使用される「電気自動車」は、電力だけを使用する自動車、及び伝動機構が電源及び内燃機関の両方を使用するハイブリッド自動車の両方を意味する。
【００１３】
ペデスタル１１内において、電源は回路遮断器又はフューズなどの通常の安全装置を介して電力ケーブル１２の一端に接続される。電力ケーブル１２の他端は、コネクタ１３と配電網などの電源との結合を容易にするために、ハンドル１４内で電気コネクタ１３（図２参照）の第１の端部に接続される。コネクタ１３の第２の端部は複数の第１の電気端子を含み、これらの電気端子は自動車インレット、すなわち電気自動車の標準装備である電気レセプタクル内の第２の電気端子と嵌め合い係合するように構成される。上述したように、米国内の電気自動車充電用電気コネクタに対する現在の標準規格は、電気自動車内の電池をその自動車電池の充電のためにＥＶＣＳに接続するために使用する雄及び雌電気端子に関するＳＡＥＪ１７７２規格である。Ｊ１７７２コネクタは電源の正、負及び中性ラインを自動車電池の正及び負端子及び自動車接地端子に接続及び切断する着脱可能な３つの導体を含む。電池は自動車による将来の使用のために電力を受け取り充電する。
【００１４】
充電ステーション１０が使用中でないとき、ペデスタル１１からの電力ケーブル１２はペデスタル１１に設けられたブラケット１１ａの周囲に巻き付けられ、コネクタ１３はペデスタル１１に設けられたドッキングステーション１５内に挿入される。ドッキングステーション１５は、電気端子を含まないで、非使用中のコネクタ１３の物理的支持及び保護を提供する。ドッキングステーション１５は、ペデスタル１１上に、充電ステーション１０の全ての利用者にとって都合の良い予め選択した高さに設置される。
【００１５】
図２〜図５に示すように、コネクタ１３を自動車レセプタクルに嵌合保持して不注意もしくは偶発的な離脱を防止するために、コネクタ１３の先端から突出するフィンガー部により突出ラッチ素子２０が形成される。突出ラッチ素子２０は、コネクタ１３内の複数の導体が自動車レセプタクル内の対応する導体と正しく合致するようにコネクタ１３を自動車レセプタクルと正しく整列させる働きもする。自動車レセプタクルは、コネクタの挿入時に自動アライメント用の引き込み口として働くテーパ付きソケット内にラッチ素子２０を受け入れる。ラッチ素子２０は、コネクタ１３が、コネクタ内の導体が自動車レセプタクル内の対応する導体と整列する正しい角度位置にあるときにのみ、自動車のソケット内に侵入できる。ラッチ素子２０が自動車レセプタクル内の協働ラッチ素子と係合するとき、そのラッチ係合は触覚及び可聴フィードバックを利用者に与える。
【００１６】
図２及び図５に示すように、コネクタ１３の先端から突出するラッチ素子２０はドッキングステーション１５の一部分である収容レセプタクル３０内のコネクタを保持するためにも使用される。ラッチ素子２０がレセプタクル３０内に押し込まれるにつれて、ラッチ素子２０の前端の従動フランジ２１がレセプタクル３０の一部であるリセス３４の内側壁を構成する半円形リブ３２から半径方向に外側に突出するフランジ３１を超えてスナップフィットする。図４にも示されるように、レセプタクル３０のラッチ素子であるフランジ付きリブ３２はレセプタクル３０の中央部分の周囲に上１８０度にわたり延在し、１８０度のアーチを形成する。
【００１７】
リブ３２はレセプタクル３０の外壁３３と協働して細長い半円形リセスも形成するため、コネクタラッチ素子２０は半円形リセス３４により形成される１８０度アーチ内の任意の角度位置で、即ち細長いリセス３４の開口部で包含される領域内の如何なる位置でもレセプタクル３０に受け入れられる。従って、利用者はラッチ素子２０がレセプタクル３０の最上部に位置するようにコネクタ１３を位置させる必要はなく、よってドッキング操作が大幅に簡単になる。
【００１８】
図２及び図５に示すように、レセプタクル３０の外壁３３は比較的大きな入口開口部３０ａを形成し、コネクタ１３の突出ラッチ素子２０を半円形リセス３４の内部に向けて案内するようにテーパが付けられている。ラッチ素子２０の前端部がレセプタクル３０のリブ３２のフランジ３１と係合するとき、ラッチフランジ２１の前端部のテーパ付き下面２２がラッチ素子２０の前端部をバイアスバネ３５（図２）の作用に逆らって上方へ持ち上げるため（図２及び図５参照）、ラッチ素子２０の前端部はフランジ３１を乗り越える。フランジ２１がフランジ３１を乗り越えたとき、バネ３５がラッチ素子２０の前端部をリブ３２の外表面へスナップバックさせる。このとき、重なり合ったフランジ２１及び３１がコネクタ１３をドッキングステーション１５にラッチする。
【００１９】
コネクタラッチ素子２０が、例えば図４に示す位置２１ａ又は２１ｂのようなアーチ形リセスの中心を外れた位置にある場合には、ハンドル１４は垂直に真っすぐ懸架されずに傾く。従って、ハンドル１４の下部を引っ張る電力ケーブル１２の重量がハンドル１４を真っすぐな垂直位置へ戻すトルクをハンドル１４に与える。ラッチフランジ２１及び３１は、フランジ２１をリブ３２のフランジ３１の背後の外表面に沿って摺動可能にすることによって、ハンドル１４のこのような運動を許容し、よって収容レセプタクル３０にラッチされたハンドルを保持することができる。ラッチフランジ３１はリブ３２の全長に沿って延在するため、２つのフランジ２１及び３１の係合はリセス３４の長さに沿って任意の点で開始できる。
【００２０】
ラッチ素子２０は、ラッチ素子２０の後端部の一体部分として形成された操作ボタン２０ａを押し下げることによってラッチ素子２０の前端部が上方に枢動し得るように、軸２３（図２参照）で枢支される。ボタン２０ａはハンドル１４の外部から操作できるようにハンドル１４の上壁の穴から突出するため、利用者は、ハンドル１４をレセプタクル３０から取り外したいとき、ボタン２０ａを手で押してラッチを外すことができる（この操作ボタン２０ａは、コネクタを自動車インレットから取り外したいときも、切離し前に充電電力の制御された遮断を提供する自動車充電制御を提供するためにスイッチを開くことができる）。操作ボタン２０ａを押すと、ラッチ素子２０の前端部がバネ３５のバイアス力に逆らって上方へ枢動するため、フランジ２１が収容レセプタクル３０のラッチフランジ３１を開放し、よってハンドル１４及びコネクタ１３を収容レセプタクルから取り外すことができる。
【００２１】
図２及び図５を参照すると、収容レセプタクル３０はペデスタル１１に複数のネジ４２で取り付けられたハウジング４１によって形成されたキャビティ４０内に収容される。キャビティ４０の後面は、基部４５を受け入れる円形フランジ４４により囲まれた中央開口部４３を形成する。ネジ４６が基部４５の中心孔内を通ってレセプタクル３０の後面から突出するハブ４７内にねじ込まれる。これは、レセプタクル３０をキャビティ４０内に保持するが、ネジ４６の頭部が基部４５の後面の凹部内を軸方向に移動可能であるため依然としてキャビティ４０の壁に対してレセプタクル３０の制限された軸方向移動を可能にする。コイルバネ４９がレセプタクル３０及び基部４５により形成された対応するハブ５０及び５１の周りに配置され、レセプタクル３０を図２及び図５に示す前進位置にバイアスし、この位置ではネジ４６の頭部はリセス４８の底面に当接する。コネクタ１３をレセプタクル３０内に収容する際に、レセプタクル３０をキャビティ内に押し込む圧力がレセプタクル３０に加えられると、レセプタクル３０はバネ４９のバイアス力に逆らって内方へ移動することができ、キャビティ４０の壁に当接するまでレセプタクル３０はこのような圧力を吸収することができる。レセプタクル３０は、キャビティ４０の壁に当接するまで、キャビティ４０内でわずかに傾けることもできる。これは、コネクタ１３をレセプタクル３０に収容しようとする利用者にソフトな使用感を与え、コネクタ１３の完全収容位置への到達時に鋭い衝撃又は振動を回避することができる。
【００２２】
本発明の特定の実施形態及び適用例が示され、記載されているが、本発明は、本明細書において開示されたものと同一の構造及び構成に限定されず、種々の修正、変更及び変形が、添付の特許請求の範囲において特定される本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、上記の記載から明確であるものと理解されたい。
【図１Ａ】
2015502638.tif 000003
【図１Ｂ】
2015502638.tif 000004
【図２】
2015502638.tif 000005
【図３】
2015502638.tif 000006
【図４】
2015502638.tif 000007
【図５】
2015502638.tif 000008
【国際調査報告】
2015502638.tif 000009
2015502638.tif 000010