电动车辆的充电端口装置制造方法
【专利摘要】在本发明的电动车辆的充电端口装置中，在利用具有卡合部件的充电用连接器进行充电时，能够通过限制部件的动作而切换锁止状态和解锁状态。此时，本发明构成为：具有下述电动式驱动机构和机械式驱动机构，其中该电动式驱动机构在使限制部件移动至成为锁止状态或者解锁状态的规定位置为止时，直至与规定位置相比的前侧位置为止，通过利用电动机电动地施加扭矩而使限制部件移动，该机械式驱动机构从所述前侧位置至所述规定位置为止，通过机械地施加扭矩而使限制部件移动，限制部件的一部分在向锁止状态移动时的前侧位置处，从离开方向观察时与卡合部件相互重叠。
【专利说明】
电动车辆的充电端口装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于对在车辆上搭载的电池进行充电的电动车辆的充电端口装置。
【背景技术】
[0002]作为与电动车辆的充电端口装置相关的技术，公开有一种在专利文献I中所记载的技术。在该公报中，公开了一种将电动汽车的充电端口和作为电力供给单兀的充电座连接的充电用连接器，通过具有与操作者的按钮操作联动且自由转动地设置的连杆41，并与充电接入口 11内的突起34卡合，从而使得在充电中充电连接器和充电接入口不会脱离。此夕卜，还公开有如下结构，即，为了避免在充电中充电线缆被拆下盗走，具有使连杆41无法旋转的滑动式锁止杆(以下记为锁止机构)。
[0003]专利文献1:日本特开2010-264847号公报
【发明内容】
[0004]此处，在通过电动机使上述的锁止机构动作的情况下，如果构成为始终使电动机和锁止杆联动，则会对电动机、连杆机构等施加过大的负载，在耐久性方面存在问题。
[0005]本发明是着眼于上述问题而提出的，其目的在于提供一种电动车辆的充电端口装置，其能够避免充电端口和充电用连接器的连接在充电中意外地被解除，并且耐久性优异。
[0006]为了实现上述目的，在本发明的电动车辆的充电端口装置中，在利用具有卡合部件的充电用连接器进行充电时，通过限制部件的动作而能够切换锁止状态和解锁状态。此时，本发明构成为:具有下述电动式驱动机构和机械式驱动机构，其中该电动式驱动机构在使限制部件移动至成为锁止状态或者解锁状态的规定位置为止时，直至与规定位置相比的前侧位置为止，利用电动机电动地施加扭矩而使限制部件移动，该机械式驱动机构从所述前侧位置至所述规定位置为止，机械地施加扭矩而使限制部件移动，限制部件的一部分在向锁止状态移动时的前侧位置处，从离开方向观察时与卡合部件相互重叠。
[0007]发明的效果
[0008]因此，由于不是在限制部件的动作范围的整个区域中都通过电动机而使限制部件动作，所以能够避免对限制单元作用过大的负载，能够实现耐久性的提高。此外，能够在前侧位置即电动式驱动机构的动作范围内得到解锁状态，能够提高限制单元的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是表示具有实施例1的电动车辆的充电端口装置的车辆的充电时的情况的概略图。
[0010]图2是表示实施例1的将充电用连接器和充电端口连接的状态的概略剖面图。
[0011]图3是表示实施例1的锁止机构的结构的侧视图。
[0012]图4是表示实施例1的锁止机构的结构的仰视图。
[0013]图5是表示实施例1的锁止机构的机械结构的内部构造图。
[0014]图6是表示实施例1的锁止机构的摇臂的结构的俯视图。
[0015]图7是实施例1的将充电用连接器和充电端口连接的状态的概略斜视图。
[0016]图8是实施例1的将充电用连接器和充电端口连接的状态的斜视图。
[0017]图9是表示实施例1的卡合部件和摇臂的位置关系的概略剖面图。
[0018]图10是表示实施例1的强制使卡合部件向离开方向动作时的卡合部件和摇臂的位置关系的概略剖面图。
[0019]图11是实施例1的具有摇摆弹簧的部分的概略说明图。
[0020]图12是表示实施例1的摇摆弹簧的机械动作的概略图。
[0021]图13是表示实施例1的摇摆弹簧及电动机的扭矩作用范围和摇臂的位置关系的特性图。
[0022]图14是表示实施例1的卡合部件和摇臂的位置关系的俯视概略图。
[0023]标号的说明
[0024]I充电座
[0025]2充电用连接器
[0026]4充电端口
[0027]6车载电池
[0028]7锁止机构
[0029]8锁止机构
[0030]9罩部件
[0031]23卡合部件
[0032]23a解除按钮
[0033]23c支撑点
[0034]23d 爪部
[0035]31发动机罩
[0036]32充电盖
[0037]41被插入部件
[0038]41a 凸部
[0039]71 摇臂
[0040]7 If最外径部
[0041]71g俯视侧端部
[0042]72固定螺钉
[0043]73锁止致动器
[0044]74a故障时强制操作用开口
[0045]74b支撑延伸设置部
[0046]74g罩部件
[0047]81 转盘
[0048]82紧急用螺钉
[0049]83锁止致动器
【具体实施方式】
[0050]〔实施例1〕
[0051]图1是表示具有实施例1的电动车辆的充电端口装置的车辆的充电时的情况的概略图。在车辆3的前方的比发动机罩31更前方侧，设有通过线缆43与在车辆3的地板上搭载的车载电池6电连接的充电端口 4。该充电端口 4设置在与轮胎轮拱33的上端大致相同的高度、且比侧视镜34低的位置，在非充电时利用充电盖32闭塞。在充电座I上设置有电力供给用的充电用连接器2，在充电时，通过打开充电盖32，将充电用连接器2插入并连接至充电端口 4而实施充电。另外，在实施例1的车辆中，具有在与快速充电器连接的情况下的快速充电端口、以及在利用家用电等进行充电的情况下的通常充电端口这两者，实施例1的情况是以通常充电端口为例进行说明。这是由于在使用快速充电端口的情况下，是比较短时间的连接，如长时间放置的情景比较少。另外，不言而喻，也可以在快速充电端口侧具有锁止机构。
[0052]图2是表示实施例1的将充电用连接器和充电端口连接的状态的概略剖面图。充电端口 4具有:被插入部件41，其经由托架74在车辆侧固定在车身结构部件BI上，向该被插入部件41插入充电用连接器2 ;线缆43，其在车体内侧与被插入部件41连接；以及套管42，其覆盖该线缆43的连接部。在被插入部件41的外周形成有凸部41a (被卡合部)，在被插入部件41的内周形成有仅在与插入部22处于规定的位置关系时可插入的插入孔。
[0053]充电用连接器2是通常被广泛设置的类型，是按照统一标准而决定了形式、尺寸的标准产品，通过操作者而与车辆的充电端口 4连接。充电用连接器2具有:把手部21，其用于使操作者进行把持；插入部22，其插入车辆侧的充电端口 4中；以及卡合部件23，其能够通过操作者而与充电端口 4之间进行卡合/解除。在将充电用连接器2与充电端口 4连接时，卡合部件23与在充电端口 4侧设置的凸部41a卡合，从而限制充电用连接器2的向从充电端口 4中拔出的方向的移动。
[0054]卡合部件23是以相对于充电用连接器2的壳体部件固定的支撑点23c为中心转动的部件。通过未图示的弹性体将卡合部件23预紧为使解除按钮23a位于图2中的上方(爪部23d位于图2中的下方)。在把手部21侧的端部具有操作者在握持把手部21的状态下能够按压的解除按钮23a。另一方面，在插入部22侧的端部具有与凸部41a卡合的爪部23d。爪部23d是具有曲面部23dl和台阶部23d2的钩爪形状，其中该曲面部23dl具有前端部分相对于插入方向为顺滑的曲面，该台阶部23d2相对于拔出方向为尖角。另一方面，凸部41a的成为车体外侧的端面上形成有斜面41al，成为车体内侧的端面上形成有与拔出方向大致垂直的卡合面41a2，由此形成方向不同的凸形状。
[0055]在将充电用连接器2插入充电端口 4中时，无需进行特别的解除按钮23a操作，爪部23d的前端部分的曲面部23dl越过凸部41a的斜面。之后，如果台阶部23d2通过卡合面41a2，则通过未图示的弹性体的作用，爪部23d被向下方按压，爪部23d和凸部41a卡合。另外，也可以一边按压解除按钮23a —边将充电用连接器2插入。由此，在操作者没有操作解除按钮23a的状态下即使向拔出方向拉拽充电用连接器2，也由于台阶部23d2和卡合面41a2卡合而对向拔出方向的移动进行限制。在解除该卡合时，通过按下解除按钮23a，而使卡合部件23以支撑点23c为中心转动，通过使爪部23d与卡合面41a2相比向上方移动而解除卡合。
[0056]图3是表示实施例1的锁止机构的结构的侧视图，图4是表示实施例1的锁止机构的结构的仰视图。
[0057]在充电端口 4的上方设有对卡合部件23的转动进行限制的锁止机构7。锁止机构7具有:摇臂71，其通过位于爪部23d从凸部41a离开的方向而实现对离开进行限制的状态(以下称为锁止状态)，通过不位于离开方向而实现对离开不限制的状态(以下称为解锁状态)；锁止致动器73，其驱动该摇臂71 ;以及托架74，其固定支撑锁止致动器73及充电端口4的被插入部件41。
[0058]如图3的侧视图和图4的仰视图所示，托架74具有:上面部74d，其通过螺栓74e固定支撑锁止致动器73 ;支撑延伸设置部74b，其从上面部74d延伸设置为覆盖摇臂71的可动范围；侧面部74c，其相对于上面部74d大致直角地弯曲，且被插入部件41等通过螺栓被安装在该侧面部74c上；以及罩部件74g，其从与上面部74d相对的一侧安装，且将锁止致动器73夹在该罩部件74g与上面部74d之间。上面部74d、锁止致动器73以及罩部件74g通过多个螺栓74e和螺母74f而组装成一体。在上面部74d上，形成有能够对后述的固定螺钉72进行操作的故障时强制操作用开口 74a(参照图2、7等)，操作者打开发动机罩，能够利用螺丝刀等进行转动。另外，关于理由在后面论述。此外，在支撑延伸设置部74b和摇臂71之间设有对摇臂71的动作进行辅助的摇摆弹簧(toggle spring) 100。摇摆弹簧100从与摇臂71成为锁止状态的位置相比位于前侧的位置向成为锁止状态的位置施加扭矩。同样地，从与摇臂71成为解锁状态的位置相比位于前侧的位置向成为解锁状态的位置施加扭矩。另外，关于摇摆弹簧100的详细内容在后面论述。
[0059]图5是表示实施例1的锁止机构的机械结构的内部构造图。锁止致动器73具有:连接器部73a，其与外部电源及控制器连接；电动机731，其基于指令信号而旋转驱动；蜗杆732，其与电动机731的转子一体地旋转；蜗轮734，其与蜗杆732啮合而旋转；驱动齿轮734a，其与蜗轮734相比直径小，且与蜗轮734具有相同的旋转轴，与蜗轮734相对旋转；以及从动部件735，其与驱动齿轮734a啮合，在外周具有齿面。在蜗轮734的盘面上设有部分隆起的卡合凸部7341，在驱动齿轮734a的外径上形成有以大致扇形延伸出的被卡合部734al。如果蜗轮734旋转，则卡合凸部7341也转动。此时，在卡合凸部7341和被卡合部734al未卡合的状态下，驱动齿轮734a不转动。如果卡合凸部7341和被卡合部734al卡合，则由此驱动齿轮734a开始转动。该动作在蜗轮734无论在图5中按顺时针旋转的情况下，还是按逆时针旋转的情况下，都同样地作用。
[0060]在实施例1中，形成为下述结构，即，至与摇臂71成为锁止状态或者解锁状态的位置相比前侧位置为止通过电动机731的扭矩使摇臂71转动(相当于电动式驱动机构)，在此之后，即，至成为锁止状态或者解锁状态的位置为止，利用摇摆弹簧100的扭矩使摇臂71转动(相当于机械式驱动机构)。此时，从动部件735由于摇摆弹簧100的扭矩而进一步转动。此时，由于从动部件735以及与从动部件735 —体地动作的被卡合部734al相对于与电动机731 —体地动作的蜗轮734的卡合凸部7341，向离开的方向转动，所以电动机731的运动不会影响该转动。通过如上述地构成，即使假设在电动机731中发生异常而无法旋转驱动的情况下，也能够在通过手动操作使摇臂71转动而解除时，容易地进行转动。另外，与摇摆弹簧100的关系会在后面论述。
[0061]从动部件735具有:啮合部735a，其为大致扇形，且在外周形成有齿面；以及转动轴部735b，其与摇臂71成为一体地安装。摇臂71是将转动轴部735b作为转动轴而动作的部件，换言之，是具有与充电用连接器2的插拔方向不同的方向，并且与卡合部件23的转动轴方向不同的转动轴。实施例1的锁止机构由于摇臂71在规定角度范围内动作即可，所以通过使用在局部具有齿面的从动部件735，从而即使是较小的电动机731，也能实现确保扭矩的动作。另外，该锁止致动器73是在通常的车辆的自动门锁止机构等中采用的部件，能够通过直接使用这些部件而实现制造成本的降低。
[0062]图6是表示实施例1的锁止机构的摇臂的结构的俯视图。摇臂71具有:安装部710，其以相对于锁止致动器73的转动轴部735b不旋转的方式安装；以及圆筒状的圆筒壁713，其覆盖安装部710的外周。在安装部710的圆周上形成有三个位置的凹部712，通过将在转动轴部735b侧形成的凸部嵌入该凹部712中，限制向旋转方向的相对移动。在安装部710的中心形成贯通孔711，一体地固定摇臂71和转动轴部735的固定螺钉72贯穿该贯通孔711。该贯通孔711使摇臂71的上部和锁止致动器73侧成为连通状态，所以假设由于冻结等而摇臂71难以动作，添加热水而改善冻结状态的情况下，还作为使热水流通的流路而起作用，从而尽快改善冻结状态。固定螺钉72通过在转动轴部735侧设置的内螺纹部而螺纹连接，由此转动轴部735和摇臂71 —体地动作。
[0063]此处，将固定螺钉72的紧固方向设定为与摇臂71向锁止解除方向转动的方向相同。即，这是由于即使在锁止致动器73中产生故障等，完全不能进行解除动作的情况下，也能够通过拧紧该固定螺钉72而使摇臂71向解除方向转动。
[0064]图7是实施例1的将充电用连接器和充电端口连接的状态的概略斜视图。参照图7和图2详细说明，该固定螺钉72在故障时强制操作用开口 74a内，设置为向发动机罩内露出。为了打开发动机罩，通常要对车室内的发动机罩解除操作杆进行操作。如果能够进行该解除操作杆操作，则处于能够简单地接入的位置，换言之，即使打开充电盖32也是处于不能接入的位置。因此，设计为不能进入车室内的其他人不能随意操作。此外，能够利用在车载工具等中装备有的十字螺丝刀等进行简单地操作，所以能够由操作者进行解除。
[0065]从圆筒壁713向图6中的左侧延伸出板状的臂部件71d。该臂部件71d设计为在前端扩大为扇状，在俯视观察时与爪部23d重叠(相当于位于卡合部件的离开方向时)。在臂部件71d上，形成有用于实现轻量化的减重部71dl和用于确保必要的强度的肋714。
[0066]摇臂71由树脂成型而成，如图6所示，形成为在俯视观察时上下不对称的形状。以下，在俯视观察时，将连接摇臂71的转动中心(摇臂71的厚度方向的中心与转动轴一致的点)和在锁止状态下卡合部件23的转动中心(卡合部件23的宽度方向的中心和转动轴一致的点)的线即轴线01作为基准线，用点划线描绘上下对称的对称假想线，基于与该对称假想线的关系进行说明。换言之，与轴线01相比位于下侧的部分是从由锁止机构进行的限制状态转换到非限制状态时，摇臂71脱离的区域。因此，将与轴线01相比位于下面的区域定义为脱离区域，将位于上面的区域定义为通过区域。
[0067]如果摇臂71在脱离区域和通过区域中是对称形状，则与爪部23d相比位于脱离区域侧的部分存在较多。在该情况下，存在以下所示的问题。即，由于充电端口 4的位置设置在车辆的比较低的位置，所以可以想到如果其他车辆距离较近地行驶，则会卷起混合有颗粒状的雪、泥水等，并飞散到充电端口 4上的情况。此外，可以想到下述情况，即在极低温环境下进行充电的情况下，这些飞散来的混合有颗粒状的雪、泥水发生冻结，并以摇臂71的臂部件71d作为顶棚形成冰柱状的障碍物。在该情况下，如果在脱离区域中臂部件71d的区域较大，则容易形成冰柱状的障碍物等，即使输出了锁止解除指令，也有可能摇臂71的障碍物和爪部23d发生钩挂，无法解除锁止。
[0068]因此，从对称假想线至爪部23d的附近为止将臂部件71d削掉较多。换言之，使臂部件71d存在于脱离区域中的面积71d3(以连接位于爪部23d的离开方向时的摇臂71的转动中心和爪部23d的转动中心的线为基准，向限制状态的转动方向侧的俯视面积)小于臂部件71d存在于通过区域中的面积71d2(以连接位于爪部23d的离开方向时的转动中心和爪部23d的转动中心的线为基准，向非限制状态的转动方向侧的俯视面积)。因此，能够使脱离区域中的顶棚部分变小，难以形成冰柱状的障碍物等，所以能够在锁止解除时使摇臂71顺利地动作。特别地，能够通过将在俯视观察时与爪部23d重叠的区域最大限度地削掉，而可靠地限制爪部23d向离开方向的运动，更加降低形成障碍物的可能性。
[0069]然后，将摇臂71的最外径部71f的俯视观察时的形状以轴线01为基准线设为对称的形状。即，这是由于，如果考虑在通过锁止致动器73的动作而摇臂71转动时，由于故障等无法充分地转动的情况，则确保最外径部71f的长度能够更可靠地使摇臂71位于爪部23d的离开方向。
[0070]图8是实施例1的将充电用连接器和充电端口连接的状态的斜视图。通过将充电用连接器2插入充电端口 4中，使锁止机构7动作而摇臂71位于爪部23d的离开方向，即使按压解除按钮23a，爪部23d也无法向离开方向移动。由此，凸部41a和爪部23d的卡合无法解开，禁止拔出充电用连接器2。此时，在车辆的充电端口 4上，设有用于保护向锁止机构7等侵入灰尘等的罩部件9。罩部件9从充电用连接器2的插拔入方向侧覆盖锁止机构7，并且具有能够插入爪部23d，且使摇臂71的一部分露出的开口部91。
[0071]操作者通过将充电用连接器2插入充电端口 4中，使锁止机构7动作，而离开该场所，使充电开始。此时，如图8所示，摇臂71的最外径部71f成为露出的状态。假设如果罩部件9和最外径部71f之间的间隙较大，则能够将手指等放入该间隙中而强制地撬开摇臂71。因此，将摇臂71和罩部件9之间的间隙在不接触的范围内设定为较窄。
[0072]而且，在通过锁止机构7对充电用连接器2的拆卸进行限制的状态下，成为整个开口部91被摇臂71的最外径部71f闭塞的状态。换言之，将最外径部71f的转动方向的长度设定为比开口部91的开口宽度(转动方向的长度)长。这是由于，如上所述在开口部91的端部和摇臂71的端部之间存在间隙的情况下，要排除将手指等放入其中而强制地撬开摇臂71的可能性。
[0073]而且，返回图6对罩部件9和摇臂71的关系进行详细论述。如图6所示，将罩部件9的内周面与摇臂71转动时的最外径部71f的轨迹之间的间隔设定为随着离开开口部91而变大。即，在爪部23d上附着有灰尘等(胶、泥、灰土块等)的状态下，将充电用连接器2与充电端口 4连接的情况下，通过摇臂71转动，一边擦去(打扫)这些灰尘一边进行动作。此时，假设如果将罩部件9的内周面和最外径部71f的轨迹之间的间隔设定为逐渐变窄，则擦去的灰尘有可能会入该间隔中，成为较大的阻力而阻碍摇臂71的动作。因此，通过将罩部件9的内周面和最外径部71f的轨迹之间的间隔设定为随着离开开口部91而变大，而擦去的灰尘适当地向下方掉落，避免灰尘堵塞等。
[0074]图9是表示实施例1的卡合部件和摇臂的位置关系的概略剖面图。在摇臂71的上表面和支撑延伸设置部74b之间具有规定的间隙al，在摇臂71的下表面和爪部23d之间也具有规定的间隙bl。因此，在摇臂71转动时，不会与支撑延伸设置部74b或爪部23d接触，所以能够使摇臂71顺利地动作。此处，从插拔充电用连接器2的方向观察，如果将台阶部23d2和卡合面41a2的重叠区域的高度设为cl，则构成为cl > (al+bl)的关系成立。因此，如图10所示，即使强制地抬高爪部23d而使间隙al、bl消失，也维持台阶部23d2和卡合面41a2的卡合。
[0075]图10是表示强制使实施例1的卡合部件向离开方向动作时的卡合部件和摇臂的位置关系的概略剖面图。在锁止机构7动作，卡合部件23向离开方向的移动被限制的状态下，假设如果按下解除按钮23a，则爪部23d的上表面与摇臂71的下表面抵接而抬起摇臂71。此时，摇臂71自身为树脂制，锁止致动器73的转动轴部735b也设计得不是那么坚固，所以由于摇臂71变形或者转动轴倾倒而容易地被向上方抬起。但是，由于设有支撑延伸设置部74b，所以通过与该支撑延伸设置部74b的抵接，而抑制该程度以上的变形。此外，由于仅朝向摇臂71的厚度方向施加力，所以即使是树脂制的摇臂71，也能够相对压缩力而确保充分的强度。即，摇臂71的转动轴是与充电用连接器2的插拔方向不同的方向，且具有与卡合部件23的转动轴方向不同的转动轴。进一步换言之，摇臂71的转动轴方向和卡合部件23的转动轴方向不是平行关系，而是使摇臂71位于爪部23d的离开方向而进行限制的结构，并且，具有支撑延伸设置部74b。因此，即使从爪部23d输入强制的力，由于没有向摇臂71的转动方向作用，所以也不需要使摇臂71相对于转动方向比较坚韧，此外，能够在不需要将转动轴附近的构造设为比较坚韧的状态下，实现充分的限制状态的维持。
[0076]下面，对摇摆弹簧的作用进行说明。图11是实施例1的具有摇摆弹簧的部分的概略说明图，图12是实施例1的表示摇摆弹簧的机械的动作的概略图，图13是实施例1的表示摇摆弹簧及电动机的扭矩作用范围和摇臂的位置关系的特性图。横轴表示摇臂71的转动位置，表示锁止状态的位置(以下，称为锁止位置)、解锁状态的位置(以下，称为解锁位置)、以及其中央位置。纵轴表示对摇臂71作用的扭矩。纵轴上方表示向锁止方向作用的摇摆弹簧扭矩，纵轴下方表示向解锁方向作用的摇摆弹簧扭矩。
[0077]如图11所示，摇摆弹簧100具有:产生弹性力的线圈部10a ;摇臂侧腿部101，其从线圈部10a延伸出，并与摇臂71卡合；以及插入部102，其是将摇臂侧腿部101向大致直角方向弯曲而得到的，并自由转动地插入至在摇臂71上形成的卡合孔750内。同样地，摇摆弹簧100具有:车身侧腿部103，其从线圈部10a延伸出，并与支撑延伸设置部74b卡合；以及插入部104，其是将车身侧腿部103向大致直角方向弯曲而得到的，并自由转动地插入至在支撑延伸设置部74b上形成的卡合孔74bl内。
[0078]与图12的俯视概略图对应地进行说明。图11是摇臂71为中立位置的从横向看到的概略图，对应的俯视结构是图12的示出中立位置的局部的图。此时，使摇摆弹簧100为弯曲的状态。在该情况下，摇摆弹簧100欲使各腿部101及103扩张，但是该力对摇臂71的转动中心向径向作用，没有向使摇臂71转动的方向作用。如果从该状态，摇臂71通过电动机731而向锁止方向转动，则线圈部10a向图12中的下方位移。由此，欲使摇摆弹簧100的各腿部101及103扩张的力具有向摇臂71的锁止方向的旋转分量，通过该扭矩对摇臂71向锁止位置施力。同样地，如果摇臂71通过电动机731向解锁方向转动，则线圈部10a向图12中的上方位移。由此，欲使摇摆弹簧100的各腿部101及103扩张的力具有向摇臂71的解锁方向的旋转分量，由该扭矩对摇臂71向解锁位置施力。
[0079]如上述地，如果观察摇臂71的转动和摇摆弹簧100的动作关系，则可知摇摆弹簧100在摇臂71和支撑延伸设置部74b之间的间隙中移动。伴随着该移动产生摩擦，所以在摇摆弹簧100中，以插入部74bl和插入部750与摇臂转动中心排列为一行的位置(以下，记为弹簧中心位置)为中心，而向两个方向产生规定的死区。换言之，这是因为，如果摇摆弹簧100没有从位于弹簧中心位置时转动一定程度，则不能产生克服摩擦的转动方向扭矩。
[0080]使用图13的特性图以及图14的表示卡合部件和摇臂的位置关系的俯视概略图，进一步详细地说明上述摇摆弹簧的作用和电动机动作的关系。如在锁止机构中进行的说明，电动机731使摇臂71动作至到达锁止位置或者解锁位置的前侧为止。此时，输出电动机扭矩的范围，对于向锁止方向作用的区域是从解锁位置越过中央到规定的锁止区域为止的范围(以下，记为第I区域)，另一方面，对于向解锁方向作用的区域是从锁止位置越过中央到规定的解锁区域为止的范围(以下，记为第2区域)。此处，由于摇摆弹簧100中存在死区，所以如果在该死区内停止电动机731的动作，则摇臂71无法利用摇摆弹簧力移动。因此，在使电动机731动作时，一定要以越过摇摆弹簧100的死区的方式驱动。换言之，将电动机731控制为使第I区域和第2区域相互重叠。而且，摇摆弹簧100的死区形成在与该相互重叠的区域重叠的位置。由此，能够利用摇摆弹簧100的扭矩使摇臂71移动到锁止位置或者解锁位置。
[0081]此处，对摇臂71从解锁位置朝向锁止位置移动时的摇臂71和爪部23d的位置关系进行详细叙述。如图14所示，在转动摇臂71直至形成第I区域的“前侧的位置”为止的情况下，俯视观察时，摇臂71和爪部23d相互重叠。换言之，在利用电动式驱动机构即电动机731电动地施加扭矩而使摇臂71移动至“前侧的位置”为止时，摇臂71的一部分即俯视侧端部71g从离开方向观察时与爪部23d相互重叠。在摇臂71转动至“前侧的位置”为止时，构成为摇臂71的俯视侧端部71g与爪部中心线相比位于锁止侧，摇臂71的最外径部71f构成为在着眼于转动方向长度时，在“前侧的位置”中从离开方向观察时，与爪部23d相互重叠一半以上。
[0082]此外，在实施例1中，摇臂71的转动位置在图14所示的“中央的位置”(与前侧的位置相比位于解锁侧的位置)处，摇臂71的俯视侧端部71g与爪部中心线相比位于锁止侧，换言之，即使在与“前侧的位置”相比在解锁侧的“中央的位置”处，从离开方向观察时，最外径部71f也与爪部23d相互重叠一半以上。
[0083]此外，在摇臂71从解锁位置转动至与“中央的位置”相比位于解锁侧的位置即“死区开始位置”为止的情况下，也同样地，摇臂71的俯视侧端部71g转动至向锁止侧越过爪部23d的中心线(参照图14)的位置为止。
[0084]S卩，在实施例1中考虑耐久性的提高等方面，形成使用电动机731而电动地施加扭矩的第I区域、以及使用摇摆弹簧100而机械地施加扭矩的区域。由此，由于不是在摇臂71的动作范围的整个区域中都利用电动机使摇臂71动作，所以能够避免由电动机等对摇臂71作用过大的负载，能够实现耐久性的提高，通过利用摇摆弹簧100使预紧力作用至规定位置，而稳定地维持在规定位置。
[0085]此处，假设在到达仅利用摇摆弹簧100进行动作的区域时，摇臂71和爪部23d未完全卡合，即在从离开方向观察时，未完全相互重叠的情况下，锁止状态的实现仅依赖于摇摆弹簧100的弹性力。但是，对于摇臂71，考虑由于污染物(灰尘、泥等)、寒冷地区的结冰等而导致以小扭矩无法充分确保动作的情景，在如上述的情景中，如果仅依赖于摇摆弹簧100的弹性力，则有可能无法得到充分的转动,对锁止动作的可靠性堪忧。
[0086]相对于此，构成为在能够利用电动机731电动且可靠地施加扭矩的第I区域结束之前，使摇臂71和爪部23d在俯视观察时相互重叠，从而能够确保对锁止动作的可靠性，能够实现耐久性的提高和可靠性的提高的兼顾。
[0087]然后，将死区设定为与摇臂71的中央位置相比向锁止侧偏移的区域。换言之，死区形成在下述位置，即与从中立位置位于解锁侧的区域内相比，与从中立位置位于锁止侧的区域内重叠较多的位置。此处，对具体的死区偏移方法进行说明。在上述图12的说明中，为了简化说明，在中立位置中，将插入部74bl和插入部750与摇臂转动中心排列为一行的位置设为弹簧中心位置进行了说明，但是能够通过将该弹簧中心位置向锁止侧略微偏移地形成，而将死区偏移配置。如上述地，能够通过将死区向锁止侧偏移配置，而更可靠地确保解锁状态。
[0088]然后，对确保解锁状态的理由进行说明。如果在车辆基本上停止时，除特殊情况以外不会输入振动等，从而摇臂71不会受到影响，所以如果是如充电中车辆停止状态，则不难维持锁止状态。相对于此，由于行驶中输入振动等，所以如果输入摇臂71的共振频率的振动，则有可能即使将摇臂71设为解锁状态，也与此无关地向锁止状态移动。这样一来，一旦操作者将车辆停在充电座处而想要充电时，由于摇臂71为锁止状态，所以无法插入充电用连接器2。尤其是操作者并没有操作锁止机构，所以如上述的情况中会带来不适感。因此，通过即使是在行驶中输入振动等的情况，也可靠地确保解锁状态，而避免操作者的不适感。
[0089]如上述说明，实施例1能够实现以下列举的作用效果。
[0090](I)本发明的电动车辆的充电端口装置具有:充电端口 4，其具有通过使用者的操作而与充电用连接器2的卡合部卡合的凸部41a(被卡合部)，在卡合状态下被供给来自外部电源的电力；摇臂71 (限制部件)，其在爪部23d (卡合部)和凸部41a为卡合状态时，通过限制爪部23d离开凸部41a的解除操作，而限制卡合状态的解除；以及锁止机构7 (锁止状态控制单元)，其通过利用通电驱动使摇臂71动作，从而实现下述锁止状态和解锁状态，其中，该锁止状态是从离开方向观察时，使摇臂71与爪部23d相互重叠而对爪部23d的解除操作进行限制，该解锁状态是不使摇臂71与爪部23d相互重叠而容许解除操作，锁止机构7具有电动式驱动机构和摇摆弹簧100，其中该电动式驱动机构在使摇臂71移动至成为锁止状态或者解锁状态的规定位置为止时，直至与规定位置相比的前侧位置为止，利用电动机731电动地施加扭矩而使摇臂71移动，该摇摆弹簧100设置在摇臂71和车身侧之间，从前侧位置至规定位置为止(通过机械地施加扭矩而使摇臂71移动的机械式驱动机构)，摇臂71的一部分在向锁止状态移动时的前侧位置处，从离开方向观察时与爪部23d相互重叠。
[0091]因此，由于不是在摇臂71的动作范围的整个区域中都利用电动机使摇臂71动作，所以能够避免由电动机等对摇臂71作用过大的负载，能够实现耐久性的提高。此外，由于通过摇摆弹簧100使摇臂71移动，因此能够使预紧力作用至规定位置，能够稳定地维持在规定位置。此外，由于在能够电动地施加扭矩的位置处使摇臂71和爪部23d相互重叠，因此能够确保对锁止动作的可靠性。
[0092](2)摇臂71的最外径部71f在前侧位置处从所述离开方向观察时，与爪部23d相互重叠一半以上。因此，由于在能够电动地施加扭矩的位置处能够可靠地确保锁止状态，因此能够实现可靠性的提高。
[0093](3)锁止机构7具有通过摇摆弹簧100的弹性力而摇臂71动作的死区，摇臂71的最外径部71f在死区中，从离开方向观察时与爪部23d相互重叠。
[0094]因此，即使在死区中无法确保摇臂71的动作的情况下，也能够确保锁止状态。
[0095](4)锁止机构7将电动机731控制为，使摇臂71向锁止状态动作时电动机731的扭矩所作用的第I区域、与向解锁状态动作时电动机731的扭矩所作用的第2区域相互重叠，并且使通过摇摆弹簧100的弹簧力摇臂71不动作的死区形成在与相互重叠的区域相重叠的位置。
[0096]因此，在死区中能够利用电动机731电动地施加扭矩，所以能够确保摇臂71的动作。此外，在死区之外能够利用摇摆弹簧100的扭矩使摇臂71移动至锁止位置或者解锁位置。
[0097](5)作为机械式驱动机构，设置摇摆弹簧100。因此，能够以简单的结构在对期望的区域施加预紧力，能够以低成本实现稳定的动作。
[0098](6)限制部件是通过转动而切换锁止状态和解锁状态的摇臂。因此，能够以简单的结构实现维持充分的限制状态。此外，通过直接使用在已有的自动门锁止机构等中也采用的部件，还能实现制造成本的降低。
[0099]以上，基于实施例对本申请发明进行了说明，但是也可以是其他的结构。在实施例1中作为充电端口示出在车辆前方配置的例子，但也可以是在车辆后方配置的情况、在车辆侧面配置的情况。此外，在实施例中对电动汽车进行了说明，但也可以是插电式混合动力车辆等。
[0100]此外，在实施例1，示出作为摇摆弹簧使用螺旋弹簧的结构的例子，但只要起到同样的作用，即使是其他结构也没有问题，可以使用。例如，也可以是如杠杆型的拨动开关的施加预紧力的方式。此外，在实施例1、2中，作为锁止机构，对通过转动而切换限制状态和非限制状态的例子进行了说明，但不限于转动也可以是通过向前后方向、左右方向滑动的结构而进行切换的结构。此外，在实施例中如图14所示，爪部中心线和锁止位置设在相同位置，但锁止位置也可以是进一步转动的位置或者略微前侧的位置。
【权利要求】
1.一种电动车辆的充电端口装置，其特征在于，具有: 充电端口，其具有通过使用者的操作而与充电用连接器的卡合部卡合的被卡合部，在卡合状态下被供给来自外部电源的电力； 限制部件，其在所述卡合部和所述被卡合部为卡合状态时，通过限制所述卡合部离开所述被卡合部的解除操作，而限制卡合状态的解除；以及 锁止状态控制单元，其通过利用通电驱动使所述限制部件动作，从而实现下述锁止状态和解锁状态，其中，该锁止状态是从所述离开方向观察时，使所述限制部件与所述卡合部件相互重叠而对所述卡合部的解除操作进行限制，该解锁状态是所述限制部件与所述卡合部件不重叠而容许所述解除操作， 所述锁止状态控制单元具有下述电动式驱动机构和机械式驱动机构，其中，该电动式驱动机构在使所述限制部件移动至成为锁止状态或者解锁状态的规定位置为止时，直至与所述规定位置相比的前侧位置为止，利用电动机电动地施加扭矩而使所述限制部件移动，该机械式驱动机构从所述前侧位置至所述规定位置为止，机械地施加扭矩而使所述限制部件移动， 所述限制部件的一部分在向锁止状态移动时的所述前侧位置处，从所述离开方向观察时与所述卡合部件相互重叠。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的充电端口装置，其特征在于， 所述限制部件在所述前侧位置处从所述离开方向观察时，与所述卡合部件相互重叠一半以上。
3.根据权利要求1或2所述的电动车辆的充电端口装置，其特征在于， 所述限制单元具有通过所述机械式驱动机构而所述限制部件不动作的死区，所述限制部件在所述死区中，从所述离开方向观察时与所述卡合部件相互重叠。
4.根据权利要求3所述的电动车辆的充电端口装置，其特征在于， 所述限制单元将所述电动机控制为，使所述限制部件向锁止状态动作时所述电动机的扭矩所作用的第I区域、与向所述解锁状态动作时所述电动机的扭矩所作用的第2区域相互重叠，并且使所述死区形成在与所述第I区域和所述第2区域相互重叠的区域相重叠的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动车辆的充电端口装置，其特征在于， 所述机械式驱动机构是在所述限制部件和所述车身侧之间设置的摇摆弹簧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动车辆的充电端口装置，其特征在于， 所述限制部件是通过转动而切换锁止状态和解锁状态的摇臂。
【文档编号】B60K1/04GK104380540SQ201380032948
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2012年7月5日
【发明者】中岛刚 申请人:日产自动车株式会社