专利名称：用于电池充电连接器插座的锁结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及布置在连接器插座中的锁定装置，该连接器插座可连接到提供用于对电池进行充电的功率的充电连接器，该锁定装置用于将充电连接器与连接器插座互锁。
背景技术：
现在，汽车制造商正开发电动车辆，以减少来自车辆的废气排放。在电动车辆中，当作为车辆的电源的电池中电荷状态中变低时，必须使用家庭电源插座或充电支架对电池进行充电。日本早期公开专利公布第9-161898号描述了ー种可以由用户容易地使用的用于对电动车辆进行充电的系统。在现有技术的充电系统中，车辆包括接入ロ或连接器插座，充电连接器(充电耦连器)连接到该接入ロ或连接器插座。充电连接器插入到例如家庭商用电 网。例如，当用户回家时，用户将充电连接器连接到停放的车辆的接入口，以利用商用电カ对车辆电池进行充电。已开发了用于电动车辆电池的快速充电技木。然而，与当为汽油车辆加油时相比，电池充电需要较长的时间。此外，特别地，家庭一般没有配备快速充电设备。当将插入到家庭电源插座的充电连接器连接到车辆的接入口以在家对电池进行充电时，车辆通常是处于无人看管的。在这样的情况下，例如，ー些人可能将充电连接器从正充电的车辆移开并将充电连接器连接到另ー车辆的接入口来偷电。此外，充电连接器本身可能会被偷走。因此，需要ー种防止未经授权将充电连接器从车辆的接入口(连接器插座)移除的技木。
发明内容
本发明提供了一种用于电池充电连接器插座的锁定装置，其防止未经授权将充电连接器从连接器插座移除。本发明的ー个方面是ー种用于布置在连接器插座中的锁定装置，该连接器插座可连接到对电池进行充电的充电连接器，该锁定装置用于将连接器插座与充电连接器互锁。充电连接器包括布置在其中的钩。锁定装置包括可与布置在充电连接器中的钩啮合的啮合部分。限制构件可在锁定位置与解锁位置之间移动，在锁定位置处，限制构件限制钩的移动以将钩和啮合部分保持在啮合状态，在解锁位置处，限制构件从钩移开以允许钩的移动。驱动单元产生用于将限制构件从解锁位置移动到锁定位置的驱动力。
图I是示出包括充电系统的车辆的示意电气图；图2是示出图I的充电系统中的充电连接器的示意横截面图；图3是示出图I的充电系统中的接入口(连接器插座)的示意横截面图；图4是示出布置在图3的接入口中的锁定装置的示意横截面图5是示出图4的锁定装置的分解透视图；图6是示出用于图I的充电系统的电子钥匙系统的示意框图；图7是示出解锁状态下的、图4的锁定装置的横截面图；图8是沿图7中的线A-A得到的横截面图；图9是示出锁定状态下的、图4的锁的横截面图；
图10是沿图9中的线A-A得到的横截面图；图11是示出在图9的锁定状态下、大移除负荷作用于充电连接器的钩的情形的横截面图；图12是示出充电连接器的钩半配合到图4的锁中的啮合部分的情形的横截面图；以及图13是沿图12中的线A-A得到的横截面图。
具体实施例方式现在将參照图I至13描述应用于例如插电式混合动カ车辆的连接器插座的锁结构。參照图1，混合动カ车辆I包括由两个驱动源驱动的驱动轮2、发动机3以及驱动电动机4。车辆I以选自接下来的四种驱动模式的驱动模式来驱动。在第一模式下，仅发动机3的功率被机械地传送到驱动轮2。在第二模式下，电动机4由发动机3来供电并且驱动车辆I。在第三模式下，发动机3和驱动电动机4均直接对驱动轮2进行驱动。在第四模式下，仅驱动电动机4驱动车辆I而没有发动机3。布置在发动机3与驱动轮2之间的功率分流机构6将发动机3产生的功率在驱动轮2与发电机5之间进行划分。发电机5由发动机3来供电，以产生旋转从而产生电功率。此外，发电机5经由转换器8连接到电池7。因此，电池7可由发电机5产生的功率来充电。驱动电动机4经由逆变器9连接到电池7并由累积在电池7中的功率来驱动。车辆I包括插电型充电系统60。除了发电机5产生的功率之外，充电系统60能够用从外部电源61 (例如家庭电源插座)提供的功率(夜间功率等)对电池7进行充电。与传统混合动カ车辆相比，这允许车辆仅利用驱动电动机4而行进更长的距离。此外，当对电池7进行充电时，插电式混合动カ车辆I不需要发动机3运行。这减少了发动机3的运行时间。充电系统60包括用于对车辆I的电池7进行充电的充电器62。充电器62连接到充电连接器10，充电连接器10可连接到车辆I的充电端ロ。充电器62将例如从外部电源61 (商业电网)提供的交流(AC)200V转换成直流(DC)电压并将该DC电压通过充电连接器10提供到车辆I。车辆I包括可连接到充电连接器10的接入口 20或连接器插座。接入口 20是可插入充电连接器10的连接器部件。例如，接入口 20可位于车身的后侧部分(像汽油车辆的油箱盖一祥)。接入口 20将DC电压从充电连接器10传递到电池7以对电池7进行充电。当用户携带的钥匙被认证并且充电连接器10连接到接入口 20时，电池7变为可充电。例如通过验证电子钥匙的ID码来执行钥匙认证。參照图2，充电连接器10包括主体11，主体11具有允许用户握住的把手13。主体11包括基部端Ila和远端lib。主体11的基部端Ila连接到从充电器62延伸的线缆12。可配合到车辆I的接入口 20的配合部分或圆柱套管14布置在主体11的远端Ilb中。电连接充电连接器10和接入ロ 20的多个连接端子15布置在套管14中。连接端子15包括用作功率传送路径的功率端子和用作用于各种类型的控制命令的通信路径的控制端子。钩16布置在套管14之上。钩16由布置在把手13的上侧的杆17来操作，以将充电连接器10保持在接入口 20中。钩16在处于如图2中的实线所示的闭合状态时与接入ロ 20啮合并且将充电连接器10与接入ロ 20互锁。当钩16偏斜并且从套管14移开时，即，当钩16处于如图2中的虚线所示的打开状态吋，充电连接器10可从接入口 20移除。钩16通常保持在闭合状态。当杆17被推动时，钩16从闭合状态升高至打开状态。參照图3，多个连接端子29布置在接入口 20中。连接端子29包括用作功率传送路径的功率端子和用作用于各种类型的控制命令的通信路径的控制端子。此外，连接端子29可连接到充电连接器10的连接端子15。接入口 20具有外表面20a。外表面20a的一部分(图3所示的上部)形成用作啮合部分的凹ロ(notch)21。充电连接器10的钩16与凹 ロ 21啮合，以连接充电连接器10和接入口 20。凹ロ 21包括可插入钩16的腔21a。可与钩16啮合的突起21b布置在腔21a中。參照图4、5以及7至10，锁定装置30布置在接入口 20的上部中。锁定装置30在锁定状态与解锁状态之间切换钩16到凹ロ 21的啮合状态。锁定状态是凹ロ 21与钩16无法脱离彼此的状态。即，在锁定状态下，杆17无法被操作(例如，被推动)。作为示例，锁定装置30包括用作驱动单元的电动机22和由电动机22驱动并用作限制构件的锁闩23。锁闩23可在锁定位置和解锁位置这两个位置之间移动。锁闩23在锁定位置限制钩16的移动，以将钩16和凹ロ 21保持在啮合状态。即，当锁闩23位于锁定位置时，钩16被锁定并且无法被移动。锁闩23在解锁位置处允许钩16的移动。S卩，当锁闩23位于解锁位置吋，钩16被解锁。在优选实施例中，锁定装置30还包括由电动机22旋转的传动构件25(例如，齿轮轴)和用于将传动构件25的旋转运动转换为线性运动的止动器26。止动器26的线性运动将锁闩23布置在钩16之上并将钩16保持在锁定状态。在锁定状态下，钩16无法被移动到打开状态。锁定装置30包括用作外壳的主体壳体31。主体壳体31包括容纳电动机22和锁闩23的主体32以及耦连到主体32的第一和第二盖33和34。參照图5，具有矩形盒形状的主体32具有在纵向上彼此相対的两个开ロ端和ー个开ロ侧。第一盖33是L形的并且包围主体32的开ロ端之ー和开ロ侧。第二盖34包围主体32的另ー开ロ端。电连接到外部装置(未示出)的耦连器35或连接器布置在主体32上。容纳电动机22的电动机室32a和容纳其它部件比如锁闩23的部件室32b形成在主体32中。电动机室32a和部件室32b由布置在主体32中的分隔壁32c分隔。电动机22通过两个螺钉36固定到电动机室32a (參照图5)。电动机22包括驱动轴22a。驱动轴22a通过插入孔32d突出到部件室32b中，并被固定到传动构件25，其中插入孔32d形成在分隔壁32c中。因此，传动构件25与驱动轴22a —体地旋转。圆柱形的传动构件25的一端由驱动轴22a来支撑并由缓冲构件24保持在插入孔32d中。传动构件25的另一端由形成在第二盖34中的轴承34a来支撑。传动构件25具有包括在圆周方向上延伸的、形成螺ロ公部分25a的螺纹的外表面。
传动构件25与止动器26配对。止动器26与锁闩23邻接并且移动锁闩23。插入孔在传动构件25的轴向方向上延伸通过止动器26。限定插入孔的壁表面包括与传动构件25的螺ロ公部分25a配对的螺ロ母部分26a。即，止动器26 —体地耦连到传动构件25。因此，当电动机22相对于止动器26的螺ロ母部分26a驱动并旋转传动构件25的螺ロ公部分25a时，止动器26在传动构件25的轴向方向上线性地移动。以此方式，传动构件25的螺ロ公部分25a和止动器26的螺ロ母部分26a形成将旋转运动转换为线性运动的运动转换机构。止动器26在限制位置和非限制位置这两个位置之间往复运动。限制位置指的是锁闩23限制钩16的移动的位置并且对应于锁闩23的锁定位置。非限制位置指的是锁闩23不限制钩16的移动的位置并且对应于锁闩23的解锁位置。參照图5，磁体座26b形成在止动器26的左部以容纳在检测止动器26的位置时所使用的磁体27。磁体座26b在正交于止动器26的移动方向的水平方向上从止动器26突出。基板37附接到第一盖33的内表面。第一和第二霍尔元件38和39布置在基板37上。第一和第二霍尔元件38和39位干与止动器26 (S卩，锁闩23)的解锁位置和锁定位置对应的位置。 上轨26c和下轨26d分别从止动器26的上部和下部突出，以引导止动器26的线性运动。上轨26c配合到上轨槽32e中，上轨槽32e形成在主体32的上部内表面中。下轨26d配合到下轨槽32f中，下轨槽32f形成在主体32的下部内表面中。參照图4，止动器26插入到锁闩23中，锁闩23是如上所述限制钩16的移动的平坦部件。在优选实施例中，缓冲孔23a或凹槽形成在锁闩23的中间。止动器26的下轨26d具有宽松地配合到缓冲孔23a的基部。因此，间隙23b在传动构件25的轴向方向上存在于缓冲孔23a的壁与插入到缓冲孔23a中的止动器26的下轨26d之间。下轨26d包括凹陷26e，凹陷26e与缓冲孔23a的壁邻接并且定位锁闩23。锁闩23在缓冲孔23a的壁与下轨26d邻接的状态下与止动器26 —起移动。因此，当止动器26从限制位置移动到非限制位置吋，锁闩23从锁定位置移动到解锁位置。锁闩23配合到形成在主体32中的引导槽32g，并且沿着引导槽32g线性地移动。锁闩23可在其中移动的突出孔32k形成在主体32的下部中。锁闩23通过突出孔32k从部件室32b突出，以移动到锁定位置。此外，主体32包括支撑壁32h，支撑壁32h在锁定位置处从上侧支撑锁闩23。支撑壁32h由主体32的下表面(例如，电动机室32a的下表面)来限定。当锁闩23从突出孔32k突出并且位于锁定位置时，支撑壁32h限制锁闩23的向上移动。为了从接入口 20或连接器插座移除充电连接器10，钩16必须升高以从闭合状态移动到打开状态。在该状态下，当支撑壁32h位于锁闩23之上时，锁闩23的向上移动被限制。因此，支撑壁32h用作用干支撑锁闩23的支撑物，并且防止从接入口 20 (连接器插座)未经授权地和強制地移除充电连接器10。弹簧28布置在第二盖34与锁闩23之间，弹簧28用作将锁闩23推动到锁定位置的推动构件。弹簧28的一端固定到形成在第二盖34的内壁中的坑34b。弹簧28的另一端固定到从锁闩23突出的弹簧座23c。弹簧28沿着电动机22的轴向方向推动锁闩23远离第二盖34。即，弹簧28的推力将锁闩23推动到锁定位置。当止动器26在与弹簧28的推动方向相反的方向上移动时，止动器6的凹陷26e推动锁闩23中的缓冲孔23a的壁。这将锁闩23移动到解锁位置。当止动器26在弹簧28的推动方向上移动时，弹簧28的推力将锁闩23与止动器26 —起向锁定位置移动。如图10的放大视图所示，钩16被形成为具有悬突形状以延伸到凹ロ 21中。更具体地，钩16具有向后(如图10所观看的向左)钩住的远端。此外，钩16具有可与形成在凹ロ 21中的突起21b上的啮合表面21c啮合的啮合表面16a。啮合表面16a相对于钩16的颈状表面16b形成为锐角。换言之,B齿合表面16a与颈状表面16b之间的角Θ I被设置为小于90°。突起21b的哨合表面21c被形成为依照钩16的哨合表面16a的形状而相对于垂直方向偏斜。即，随着凹ロ 21的基部表面21d或底部变得越远，啮合表面21c在如图10所看到的横向上突出得越远。換言之，啮合表面21c与基部表面之间的角度Θ 2被设置为小于90°。角度Θ2与角度Θ1—致。參照图6，车辆I包括电子钥匙系统70。电子钥匙系统70允许司机例如锁定和解锁车门而无需实际地使用车辆钥匙。电子钥匙系统70使用电子钥匙80作为车辆钥匙，其通过无线通信来传送唯一的ID码。响应于来自车辆I的ID码请求，电子钥匙系统70发送 请求信号Srq。响应于请求信号Srq，电子钥匙80通过窄带无线通信将ID码信号Sid返回到车辆1，ID码信号Sid包括电子钥匙80的ID码。当电子钥匙80的ID码与车辆I的ID码匹配吋，实现或执行门的锁定或解锁。现在将更详细地描述电子钥匙系统70。车辆I包括验证电子控制单元(ECT) 71。验证E⑶71连接到低频(LF)发送器72和RF接收器73。LF发送器72布置在例如车辆I的每个门中，并且将低频(LF)频带信号传送到车辆I之外。RF接收器73布置在例如车身的后部，并且接收射频(RF)频带中的无线信号。验证E⑶71包括存储器71a，存储器71a将钥匙码存储作为唯一的ID码。电子钥匙80包括通信控制单元81，通信控制单元81用作控制与车辆I的无线通信的控制单元。通信控制单元81包括存储器81a，存储器81a将钥匙码存储作为唯一的ID码。通信控制单元81连接到接收LF频带信号的LF接收器82和RF发送器83，RF发送器83根据来自通信控制单元81的指令发送RF及信号。验证E⑶71间歇地从LF发送器72发送LF频带中的请求信号Srq，并且在车辆I附近形成通信区域。当在通信区域中吋，电子钥匙80利用LF接收器82接收请求信号Srq。响应于请求信号Srq，电子钥匙80从RF发送器83返回RF频带中的ID码信号Sid，该ID码信号Sid包括记录在存储器81a中的ID码。验证E⑶71利用RF接收器73接收ID码信号Sid，并且用记录在存储器71a中的ID码验证电子钥匙80的ID码以执行ID验证。当通过ID验证时，验证ECU 71利用门锁定装置(未示出)实现或执行门的锁定或解锁。当通过ID验证并且充电连接器10连接到接入口 20时，充电系统60使得能够执行充电操作。在优选实施例中，车辆I包括用作用于控制充电的控制单元的充电ECU 74。充电E⑶74通过车辆中的局域网(LAN)与验证E⑶通信，并且识别ID验证通过。充电E⑶74连接到布置在接入ロ 20的锁定装置30中的电动机22和检测传感器40。检测传感器40用作检测单元并且监视钩16是否与凹ロ 21啮合。当钩16与凹ロ 21啮合时，检测传感器40将检测信号提供到充电E⑶74。然后，当在通过ID验证的情形下识别钩16与凹ロ 21的啮合时，锁定装置30被切换到锁定状态以执行充电操作。为了从接入口 20 (连接器插座)移除充电连接器10，操作布置在车辆I上的移除开关75。当在电子钥匙系统70中通过ID验证并且操作移除开关75时，充电系统60允许从接入口 20 (充电连接器)移除充电连接器10。当操作移除开关75时，充电E⑶74从移除开关75接收操作信号。当在通过ID验证的情形下识别移除开关75的操作时，充电E⑶74将锁定装置30切换到解锁状态并且允许移除充电连接器10。现在将參照图4和5讨论锁定装置30的装配处理。通过在主体32的纵向上接合除第一盖33之外的所有部件来装配锁定装置30。首先，电动机22沿主体32的纵向插入到电动机室32a中。驱动轴22a通过分隔壁32c中的插入孔32d插入并且突出到部件室32b中。然后，电动机22通过螺钉3 6钉紧到电动机室32a (參照图5)。缓冲构件24然后从部件室32b的内部布置在驱动轴22a与插入孔32d的壁之间。然后，磁体27插入止动器26的磁体座26b中。止动器26的螺ロ母部分26a与传动构件25的螺ロ公部分25a配对。止动器26的下轨26d然后插入到锁闩23的缓冲孔23a中，并且止动器26的凹陷26e与缓冲孔23a的壁邻接。一体地接合的传动构件25、止动器26以及锁闩23沿主体32的纵向插入到部件室32b中。在该状态下，传动构件25的一端固定到传动轴22a，并且缓冲构件24(通过孔32d)保持在传动构件25的一端与分隔壁之间。此外，锁闩23配合到主体32的引导槽32g。止动器26的上轨26c配合到主体32的上轨槽32e，并且止动器26的下轨26d配合到下轨槽32f。在第二盖34的坑34b容纳弹簧28的一端的状态下，第二盖34附接到主体32。在该状态下，弹簧28的另一端配合到锁闩23的弹簧座23c。包括第一和第二霍尔元件38和39的基板37然后固定到第一盖33。基板37电连接到电动机22和耦连器35。第一盖33到主体32的附接完成了锁定装置30的装配。现在将參照图7至13讨论用于利用充电连接器10对电池7进行充电的操作以及锁定装置30的功能。充电连接器10首先连接到车辆I的接入口 20 (连接器插座)。更具体地，充电连接器10的杆17被推动以将钩16从套管14移开并将钩16转移到打开状态，如图2中的虚线所示。从该状态，钩16被插入到凹ロ 21 (腔21a)中，如图7和8中的虚线所示。这将充电连接器10的连接端子15与接入口 29的连接端子29连接。在该状态下，钩16位于凹ロ21的突起21b之上。在连接了连接端子15和29之后，杆17被释放以将钩16移动并转移到闭合状态。这将钩16与突起21b啮合，如图7和8中的实线所示。检测传感器40检测钩16与突起21b的啮合，并且为充电ECU 74提供检测信号。基于来自检测传感器40的检测信号，充电ECU74在存储器74a中设置传感器检测标志(例如，值“I”)。此外，当通过ID验证时，充电E⑶74在存储器74a中设置ID验证标志(例如，值“I”)。当传感器检测标志和ID验证标志均为“I”吋，ECU 74输出产生电动机22的前向旋转的驱动信号，以启动钩16的锁定操作。当驱动电动机22时，电动机22的驱动カ旋转传动构件25。传动构件25的旋转运动通过传动构件25的螺ロ公部分25a和止动器26的螺ロ母部分26a转换为止动器26的线性运动。在锁定操作期间，锁闩23通过弹簧28的推力与止动器26的凹陷26e邻接，并且与止动器26 —起移动到锁定位置。
当锁闩23位于锁定位置时，止动器26的磁体27面向第二霍尔元件39。因此，第ニ霍尔元件39检测到锁闩23处于锁定位置。当第二霍尔元件39检测到锁闩23处于锁定位置吋，电动机22被去激活，以将锁闩23停止在锁定位置。在该状态下，如图9和10所示，锁闩23位于钩16之上并且由此将钩16保持在锁定状态。如上所述，在锁定状态下，钩16与凹ロ 21无法脱离彼此。当钩16处于锁定状态时，充电连接器10将电流馈送到接入口 20并开始对电池7进行充电。当钩16处于锁定状态时，例如，有人可能试图通过拔出充电连接器10而强制地从接入口 20移除充电连接器10。在这样的情况下，參照图11，较大的移除力F作用于钩16上，以便向上移动钩16的位置。然而，位于钩16之上的锁闩23限制钩16的向上移动。因此，钩16和凹ロ 21保持彼此啮合。这保持充电连接器10连接到接入口 20并且防止充电连接器10的未授权移除。在钩16与凹ロ 21以直角彼此啮合的情况下，当试图强制移除充电连接器10时所产生的较大移除负荷F会导致钩16的向上位移，这使得锁闩23升高。这样的移除负荷F 还会使钩16变形。在这样的情况下，钩16可与凹ロ 21脱离，并且充电连接器10可以以未授权方式从接入口 20移除。为了防止这种不期望的脱离，在优选实施例中，钩16的远端具有悬突形状。在该结构中，如图11中的下图所示，移除负荷F的一部分被偏斜向下释放为减轻负荷N。即使当产生大移除负荷F吋，这也减小了向上移动钩16的位置或升高锁闩23的力。结果，防止过度的应カ被施加到锁闩23，从而防止损坏锁闩23和钩16。此外，当锁闩23位于锁定位置时，主体32的下表面用作从上方支撑锁闩23的支撑壁32h。因此，即使当试图强制移除充电连接器10时过度的应カ被施加到钩16，支撑壁32h也支撑锁闩23并保证对于锁闩23的高弯曲应力。这增加了对锁闩23的弯曲和损坏的抵抗力，从而有效地防止对锁定状态的未授权取消。參照图12和图13，例如，当将充电连接器10连接到接入口 20时，出于ー种原因或另ー种原因，钩16可能无法与凹ロ 21完全啮合。例如，钩16可能在突起21b的顶点处被钩住并且被半配合(即，不完全配合)到凹ロ 21。在这种半配合状态下，充电连接器10的钩16干扰锁闩23移动到锁定位置。在该状态下，如图12所示，钩16阻碍锁H 23的移动。然而，电动机22的驱动カ继续移动止动器26。在该情况下，止动器26机械上分离电动机22和锁闩23。因此，即使当电动机22继续产生旋转吋，电动机22的驱动カ也不被传送到锁闩23。这防止过度的驱动カ被施加到由于障碍物而无法移动的锁闩23。因此，锁闩23被保持在被障碍物(钩16)在中途停止的状态下。此外，电动机22、传动构件25、止动器26、锁闩23以及钩16不受到过度的力从而防止被损坏。
钩16的半配合状态通过在垂直和水平方向上略微地移动充电连接器10以相对于接入口 20 (连接器插座)正确地定位充电连接器10来解決。当钩16在正常状态下与凹ロ21啮合或配合到凹ロ 21中吋，弹簧28的推力自动地将锁闩23移动到锁定位置。因此，只要解决了半配合状态，锁闩23就将位于锁定位置。这防止充电连接器10停留在解锁状态。当完成电池7的充电时，用户操作移除开关75，以从接入口 20移除充电连接器10。充电E⑶74基于来自移除开关75的操作信号，设置存储器74a中的开关操作标志(例如，值“I”)。当ID验证标志和开关操作标志均为“I”时，充电E⑶74输出用于电动机22产生反向旋转的驱动信号，以启动钩16的解锁操作。当电动机22产生反向旋转时，传动构件25在与锁定操作期间的旋转相反的方向上旋转。这在与锁定操作期间的移动相反的方向上移动止动器26。在锁定操作期间，锁闩23逆着弹簧28的推力而与止动器26 —起移动到解锁位置。当锁闩23位于解锁位置时，止动器26的磁体27面向第一霍尔元件38。因此，第一霍尔元件38检测到锁闩23处于解锁位置。当第一霍尔元件38检测到锁闩23处于解锁位置吋，电动机22被去激活以将锁闩23停止在解锁位置。在该状态下，如图7和图8所示，锁闩23从钩16上方移开，并且钩16保持在解锁状态。这允许钩16通过杆17而被转移到打开状态。因此，钩16可被升高以从接入口 20移除充电连接器10。优选实施例的锁定装置30具有下述优点。(I)当充电连接器10连接到接入口 20 (连接器插座)时，电动机22将锁闩23移 动到锁定位置并将钩16与凹ロ 21保持在彼此啮合的状态。这将钩16保持在锁定状态。在该结构中，即使除用户之外的人(诸如第三方)在未经允许的情况下试图从接入口 20移除充电连接器10，锁闩23也能限制钩16的移动。这防止移除充电连接器10。因此，防止充电连接器10被偷走。这进而防止了当充电连接器10连接到另ー车辆时会发生的偷电。(2)当锁定操作在钩16到凹ロ 21的配合未完成的状态下(即，在钩16的半配合状态下)开始时，锁闩23阻碍钩16的移动。在该情况下，止动器26机械上分离电动机22和锁闩23。因此，即使当电动机22继续产生旋转时，止动器26也不将电动机22的驱动カ传送到锁闩23。这防止过度的驱动カ被施加到锁闩23。因此，防止损坏电动机22、传动构件25、止动器26、锁闩23以及钩16。(3)当钩16从半配合状态转移到完全配合状态时，弹簧28的推力将锁闩23移动到锁定位置。以此方式，只要解决了半配合状态，则充电连接器10的钩16自动从解锁状态转移到锁定状态。这防止充电连接器10停留在解锁状态并且获得高水平的安全性。(4)通过在与锁定操作相反的方向上驱动电动机22来执行解锁操作。这将锁闩23移动到解锁位置，并且将钩16保持在解锁状态，以使得可从接入口 20移除充电连接器10。(5)电动机22产生扭矩，该扭矩通过转换机构(传动构件25的螺ロ公部分25a和止动器26的螺ロ母部分26a)转换为锁闩23的线性运动。该结构采用电动机22获得相对简单的锁定结构(锁定装置30)。(6)当钩16处于锁定状态时，充电连接器10从接入口 20的可强制移除使得钩16向锁闩23施加过度的负荷。在该情况下，支撑壁23h在与钩16相对的侧支撑锁闩23。因此，支撑壁32h吸收施加到锁闩23的过度应力，并且将锁闩23保持在锁定状态。这保证了即使当锁闩23是由树脂等制造以降低成本时锁定机构的能力也保持不受影响。因此，保证了锁定能力，同时降低了部件成本。(7)钩16被形成为具有相对于凹ロ 21的悬突形状。在该结构中，充电连接器10从接入口 20的可強制移除导致悬突形状向下释放施加到钩16的负荷F的一部分。这减小了作用于使钩16向上位移的力，并且防止过度的负荷被施加到锁闩23。因此，有效地防止了锁闩23的损坏。(8)凹ロ 21中的突起21b (表面21c)被形成为依照钩16 (表面16a)的形状而相对于垂直方向偏斜。即，钩16以锐角Θ I与凹ロ 21中的突起21b啮合。在该结构中，当在锁定状态下从接入口 20强制移除充电连接器10时，可向下释放施加到钩16的负荷F的大部分。这有效地防止了损坏锁闩23。(9)当钩16与凹ロ 21中的突起21b啮合并且通过了电子钥匙80的验证时，锁闩23移动到锁定位置。因此，例如，第三方无法在未经允许的情况下执行充电。这提高了安全水平。(10)锁闩23和电动机22耦连到主体壳体31并且顺序地容纳在主体壳体31中。这允许容易地装配锁定装置30。(11)锁闩23移动的方向与钩16和凹ロ 21啮合的方向相交。因此，在钩16处产生的移除负荷F在不同于锁闩23的移动方向的方向上被释放。这进ー步保证了防止锁闩23的损坏。对本领域技术人员来说明显的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下，本发 明可以以多种其它具体形式来实施。特别地，应理解，本发明可以以下面的形式来实施。在上述实施例中，驱动单元是电动机22。然而，驱动単元可以是机械机构。例如，当用户操作诸如杆的操作构件时，连杆可产生锁闩23的线性运动。此外，驱动单元可包括第一和第二驱动单元，其中第一驱动单元将锁R 23从解锁位置移动到锁定位置，并且第二驱动单元将锁R 23从锁定位置移动到解锁位置。在上述实施例中，钩16被布置在充电连接器10的套管14之上。取代将钩16布置在套管14的ー侧，钩可布置在套管14的相对侧(诸如上侧和下侧)上。在上述实施例中，传动构件25、止动器26以及锁闩23布置在主体32的纵向上。然而，可根据需要改变构件的形状、结构以及布置。在上述实施例中，电动机22产生的旋转运动被转换为锁闩23在电动机22的轴向方向上的线性运动。替代地，例如，锁闩23可在电动机22产生的旋转的方向上旋转。在上述实施例中，啮合表面16a与颈状表面16b的角度Θ I以及啮合表面16a与基部表面21d的角度Θ2均为锐角(Θ 1〈90°，Θ2〈90° )。然而，可以仅角度Θ I是锐角。这还将钩16与凹ロ 21 (突起21b)保持在彼此啮合的状态。替选地，角度Θ I和Θ 2均可以是直角。在上述实施例中，可消除支撑壁32h。在上述实施例中，缓冲孔23a形成在锁闩23中。然而，凹槽可替代缓冲孔23a形成在锁闩23中。在上述实施例中，缓冲孔23a可从锁闩23移除。在该情况下，例如，锁闩23与止动器26 —体地形成。S卩，锁円23与止动器26 —体地移动。在该结构中，当锁円23由于障碍物而无法移动时，优选地，由第一霍尔元件38或第二霍尔元件39检测异常。在上述实施例中，电动机22用作驱动单元。然而，不同的部件(诸如螺线管)可用作驱动单元。在上述实施例中，当钩16与突起21b啮合并且通过ID验证时，驱动锁定装置30。然而，仅在钩16与突起21b啮合的情况下，可驱动锁定装置30。換言之，各种条件可用作用于将连接器10连接到接入口 20的条件。在上述实施例中，当通过ID验证时移除开关75的操作将锁定装置30从锁定状态释放。替代地，例如，电池7的充满电可自动将锁定装置30从锁定状态释放。在上述实施例中，利用电子钥匙80执行ID验证(钥匙认证)。替代地，可利用机械钥匙执行机械验证。在上述实施例中，电子钥匙系统70可以是例如固定(immobilizer)系统，其使用发射机应答器作为ID码的传送源。在上述实施例中，电子钥匙系统70所使用的频率不限于LF和RF，而是可以替代地使用其它频率。此外，用于将无线电波从车辆I传送到电子钥匙80的频率不一定必须不同于用于将无线电波从电子钥匙80返回到车辆I的频率，而是可以是相同的。在上述实施例中，用户认证不一定限于使用电子钥匙80的钥匙认证，而是可以是其它种类的认证，诸如生物计量认证。在上述实施例中，本发明应用于插电式混合动カ车辆I的接入口 20。然而，本发明 不限于插电式混合动カ车辆1，而是可应用于电动车辆的接入口(连接器插座)。在上述实施例中，锁定装置30不一定应用于车辆I，而是可应用于包括可充电电池的任意装置或设备。本示例和实施例应视为说明性的而非限制性的，并且本发明不限于本文给出的细节，而是可在所附权利要求的范围和等同方案的范围内修改。
权利要求
1.一种用于布置在连接器插座中的锁定装置，所述连接器插座能够连接到对电池进行充电的充电连接器，所述锁定装置用于将所述连接器插座与所述充电连接器互锁，其中，所述充电连接器包括布置在所述充电连接器中的钩，所述锁定装置包括 啮合部分，能够与布置在所述充电连接器中的钩啮合； 限制构件，能够在锁定位置与解锁位置之间移动，在所述锁定位置处，所述限制构件限制所述钩的移动以将所述钩和所述啮合部分保持在啮合状态，在所述解锁位置处，所述限制构件从所述钩移开以允许所述钩的移动；以及 驱动单元，产生用于将所述限制构件从所述解锁位置移动到所述锁定位置的驱动カ。
2.根据权利要求I所述的锁定装置，还包括 推动构件，将所述限制构件推动到所述锁定位置； 止动器，布置在所述限制构件与所述驱动単元之间，以将所述驱动単元的驱动カ传送到所述限制构件并且在所述解锁位置到所述锁定位置之间移动所述限制构件；以及 凹槽，形成在所述限制构件中以将所述限制构件保持在所述止动器中，并且包括在所述限制构件移动的方向上延伸的、相对于所述止动器的间隙。
3.根据权利要求I或2所述的锁定装置，其中，当在第一方向上驱动所述驱动単元吋，所述限制构件移动到所述锁定位置，并且当在与所述第一方向相反的第二方向上驱动所述驱动单元时，所述限制构件移动到所述解锁位置。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的锁定装置，其中，所述驱动単元产生扭矩作为所述驱动力，所述锁定装置还包括 转换机构，将所述驱动単元的扭矩转换为所述限制构件在所述锁定位置与所述解锁位置之间的线性运动。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的锁定装置，还包括 支撑物，当所述限制构件位于所述锁定位置吋，从所述钩的相对侧支撑所述限制构件。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的锁定装置，其中，所述钩形成为具有悬突形状，以使得所述钩的远端相对于所述啮合部分向后钩住。
7.根据权利要求6所述的锁定装置，其中，所述啮合部分被形成为具有依照所述钩的所述悬突形状的偏斜形状。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的锁定装置，还包括 控制单元，利用所述驱动单元控制所述限制构件的移动； 检测器，检测所述钩与所述啮合部分的啮合；以及 验证单元，与包括所述连接器插座的设备的电子钥匙进行无线通信，以执行钥匙验证； 其中，所述控制单元驱动所述驱动单元，并且在所述钩与所述啮合部分啮合并且通过所述钥匙验证时，将所述限制构件移动到所述锁定位置。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的锁定装置，其中，所述限制构件移动的方向与所述钩同所述啮合部分啮合的方向相交。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的锁定装置，其中，当开始所述电池的充电时所述限制构件被移动到所述锁定位置，并且保持在所述锁定位置直到完成所述电池的充电为止。
全文摘要
一种防止从插电式混合动力车辆的连接器插座未经授权地移除充电连接器的锁定装置。锁定装置用于布置在连接到对电池进行充电的充电连接器的连接器插座中，以将连接器插座与充电连接器互锁。锁定装置包括可与布置在充电连接器中的钩啮合的凹口。锁闩可在锁定位置与解锁位置之间移动，在锁定位置处，锁闩限制钩的移动并保持钩和锁闩啮合，在解锁位置处，锁闩从钩移开并且允许钩的移动。驱动单元产生用于将锁闩从解锁位置移动到锁定位置的驱动力。
文档编号H01R13/639GK102687348SQ20108005130
公开日2012年9月19日 申请日期2010年9月29日 优先权日2009年11月17日
发明者奥野正也, 市川真士, 石田笃史 申请人:丰田自动车株式会社, 株式会社东海理化电机制作所