JP2014046765A - 車両の充電口構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、十分に歩行者（接触対象物）の保護が図れる車両の充電口構造を提供する。
【解決手段】本発明の充電口構造は、充電口１０と充電コネクタ１２，１３の周りのコネクタブラケット１５間の空隙を塞ぐ周壁部１７を、充電口側周壁部１８ａと、充電口側周壁部よりも弾性率の低いコネクタブラケット側周壁部１８ｂの二体構造とし、コネクタブラケット側周壁部を、コネクタブラケットの面を起点として充電口側に向かう配置方向に向かって、充電コネクタの全周に亘り、充電コネクタよりも長く設けた。同構成によると、所定以上の衝撃力が伝わると、コネクタブラケット側周壁部が変形を生じ、加わる衝撃を吸収する。コネクタブラケット側周壁部は、コネクタブラケットの面を起点として充電口側に向かう配置方向に向かって、充電コネクタの全周に亘り、充電コネクタよりも長く設けてあるから、衝撃吸収に必要な長さは確保され、十分な衝撃吸収性能が発揮される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体の前後方向端部に充電口を有する車両の充電口構造に関する。

電気自動車やハイブリッド車など車両の充電口構造には、車体の前後方向端部の外板部材に充電口を設けて、外部の急速充電装置や家庭用電源装置などを使い、充電口内に配置されている充電コネクタから、充電を行えるようにしたものがある。
こうした充電口構造の多くは、充電口の内部（内側）に充電コネクタを配置し、同充電コネクタをプレート状のコネクタブラケットで車体に支持し、周壁部で、コネクタブラケットの充電コネクタ周りと充電口の開口周縁部との間の空隙を塞ぐ構造が用いられる（特許文献１を参照）。

特開２００９−２９８２６３号公報

ところで、車体の前後方向前側に充電口の有る車両（電気自動車やハイブリッド車）は、充電口の開口を塞ぐ蓋体やコネクタブラケットや周壁部などにより、充電口が配置される外板部分が他の車体の外板部分よりも剛性が高くなる傾向にある。このため、車両の前端部と接触する接触対象物が歩行者となる場合、充電口の有る部分が歩行者に負担を与えるおそれがある。

特に電気自動車やハイブリッド車の多くは、特許文献１のように椀形のゴム製のシート部材が、単に充電コネクタの周り、具体的には充電コネクタの中段から上部までの間の大小の空隙を塞ぐように配置されるだけなので、衝撃力を十分に吸収できず、歩行者に対する保護が十分に行えない。
そこで、本発明の目的は、十分に歩行者（接触対象物）の保護が図れる車両の充電口構造を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、充電口の開口周縁部と充電コネクタの周りのコネクタブラケット間の空隙を塞ぐように設けられた周壁部は、充電口側に位置する充電口側周壁部と、コネクタブラケット側に位置するとともに充電口側周壁部よりも弾性率の低い第１の周壁部材で形成されたコネクタブラケット側周壁部とを備え、コネクタブラケット側周壁部は、コネクタブラケットの面を起点として充電口側に向かう配置方向に向かって、充電コネクタの全周に亘り、充電コネクタよりも長く設けられることとした。

同構成によると、車体の前後方向の端部が歩行者（接触対象物）と接触し、車体の外板や周壁部から所定以上の衝撃力が伝わると、第１の周壁部材で形成されたコネクタブラケット側周壁部が変形を生じ、加わる衝撃を吸収する。特にコネクタブラケット側周壁部は、コネクタブラケットの面を起点として充電口側に向かう配置方向に向かって、充電コネクタの全周に亘り、充電コネクタよりも長く設けてあるから、衝撃吸収に必要な長さは確保され、十分なる衝撃吸収性能が発揮される。これで、歩行者保護（接触対象物の保護）が十分に行える。

好ましくは、車体の前後部に組み付けられるバンパ部に充電口が設けられる場合、バンパ部の衝撃吸収特性が損なわれずにすむ。
請求項２に記載の発明は、さらに簡単な構造で、高い衝撃吸収性が確保されるよう、コネクタブラケットを、充電口と対向する向きで配置されたプレート状の部材から形成し、周壁部がプレート状のコネクタブラケットに対しほぼ垂直な向きとなる筒形でなし、第１の周壁部材で形成されたコネクタブラケット側周壁部にて、高い衝撃吸収性を発揮する座屈変形が生ずるようにした。

請求項３に記載の発明は、充電口側周壁部を活用して衝撃吸収が行えるよう、充電口側周壁部は、所定の衝撃荷重で変形する第２の周壁部材から形成され、コネクタブラケット側周壁部を形成する第１の周壁部材は、第２の周壁部材よりも小さい衝撃荷重で変形することとし、始めにコネクタブラケット側周壁部が変形し、続いて充電口側周壁部が変形して、衝撃を吸収するようにした。

請求項４に記載の発明は、さらに衝撃荷重が効果的に吸収されるよう、充電口側周壁部とコネクタブラケット側周壁部との接合部をなす充電口側周壁部は、突起状に形成し、コネクタブラケット側周壁部は、突起状の充電口側周壁部を嵌受する形状に形成した。

請求項１の発明によれば、車体の前後方向の端部が接触対象物と接触した場合、外板部材などから、第１の周壁部材で形成されたコネクタブラケット側周壁部へ所定以上の衝撃力が加わると、コネクタブラケット側周壁部が変形（破壊）する。これにより、接触対象物が歩行者の場合、歩行者に作用する衝撃力は吸収される。しかも、コネクタブラケット側周壁部は、コネクタブラケットの面を起点として充電口側に向かう配置方向に向かって、充電コネクタの全周に亘り、充電コネクタよりも長く設けてあるから、衝撃吸収に必要な長さは確保され、十分なる衝撃吸収性能が発揮される。

したがって、十分に歩行者の保護（接触対象物の保護）を図ることができる。
請求項２の発明によれば、プレート状のコネクタブラケットに対しほぼ垂直な向きで筒形の周壁部を配置するという簡単な構造によって、第１の周壁部材で形成されたコネクタブラケット側周壁部に座屈変形を引き起こさせるから、高い衝撃吸収性が確保できる。
請求項３の発明によれば、コネクタブラケット側周壁部だけでなく、充電口側周壁部を活用して、加わる衝撃力を吸収することができ、一層、効果的に歩行者（接触対象物）を保護することができる。

請求項４の発明によれば、衝撃荷重が加わることで、充電口側周壁部とコネクタブラケット側周壁部の接合部において、充電口側周壁部端にてコネクタブラケット側周壁部端を切り裂く挙動を生じさせ、このときの抵抗で衝撃荷重を吸収させることができ、一層、効果的に衝撃荷重を吸収することができる。

本発明の第１の実施形態に係る充電口構造を、同充電口構造が設置された車両の前端部と共に示す斜視図。 図１中のＡ‐Ａ線に沿う充電口構造の断面図。 車両の前端部が歩行者と接触した状態を示す側面図。 同接触したときの衝撃吸収部材の挙動（変形）を示す断面図。 同接触したときの衝撃吸収部材や他の周壁部分の挙動（変形）を示す断面図。 本発明の第２の実施形態の要部の構造を示す断面図。

以下、本発明を図１ないし図５に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は、本発明を適用した、例えば電気自動車やハイブリッド車など外部から充電を可能とした車両を前側から見た図を示している。
同車両について説明すると、図１中１は同車両の車体を示し、２は同車体１の前側に設けたフロントウインドを示し、３は、同フロントウインド２から車体前側に有るパワーユニットルーム（図示しない）の上部開口を覆うフードを示し、４は、同フード３の前側に設けたバンパ部を示している。

このうちバンパ部４は、例えば図２（図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図）に示されるように、車体１の前部に配置されたバンパビーム７（車幅方向に延びるビーム部材）と、同バンパビーム７の前方近傍に配置されたバンパフェース８と有して構成される。バンパフェース８には、バンパビーム７の前側を覆う下部フェース８ａと、同下部フェース８ａとフード３の最前部との間の前部分を覆う上部フェース８ｂとを一体に形成したフェース部材が用いられる。つまり、車体１の前方側へ衝撃が加わると、バンパフェース８が変形して、衝撃力を緩和する。またバンパフェース８の変形がバンパビーム７に及ぶときは、バンパビーム７が変形して、衝撃力を吸収する。

車体１のうち、前後方向端部である前側の端部を構成する外板部材、例えばバンパフェース８の上部フェース８ｂには、充電口構造が設けられている。この充電口構造には、図１に示されるように例えば上部フェース８ｂの車幅方向中央の地点に、プレート形の蓋体１０ａで塞げる充電口１０を設けた構造が用いられている。
充電口構造は、例えば急速充電装置の急速充電用ガン１１（充電ソケット：図１に図示）や家庭用電源装置に接続された普通充電用ガン（充電ソケット：図示しない）といった二種類のガンの接続を可能とした構造が用いられている。これには、図１および図２に示されるように例えば上部フェース８ｂの車幅方向中央に、車幅方向に延びる長方形状の充電口１０を形成し、この充電口１０から車体１の内側に、充電コネクタとして二種類のコネクタ、すなわち急速充電用コネクタ１２および普通充電用コネクタ１３や、両コネクタ１２，１３を車体１に支持するコネクタブラケット１５や、両コネクタ１２，１３の周囲の空隙を塞ぐ周壁部１７を組み付ける構造が用いられている。

具体的には図１および図２に示されるようにコネクタブラケット１５は、充電口１０と対向して配置された例えばプレート状の金属製部材から形成される。同ブラケット１５が、車体構成部材、例えばバンパビーム７や他の骨格部材（図示しない）などに強固に固定してある。急速充電用コネクタ１２や普通充電用コネクタ１３は、このコネクタブラケット１５の板面上に車幅方向に並べて組み付けてある。両コネクタ１２，１３は、いずれもコネクタブラケット１５を貫通し、充電ガンから電力を受ける筒形の入力部１２ａ，１３ａがコネクタブラケット１５の上面から突き出ている。ちなみに入力部１２ａ，１３ａの最上部には、それぞれ入力部１２ａ，１３ａの接続口（図示しない）を塞ぐ蓋部材１２ｂ、１３ｂが付いている。また電力を出力する出力部１２ｃ，１３ｃは、コネクタブラケット１５の下面から突き出ている。これら出力部１２ｂ，１３ｂが、各種ケーブル１９を介して、車体１に搭載されているバッテリユニットや普通充電器（いずれも図示しない）などと接続され、急速充電装置や家庭用電源装置を用いて充電が行えるようにしている。

図１および図２に示されるように周壁部１７は、充電口１０の開口周縁部１０ｂの縁形状にならう筒形（長方形状の枠形）をなしている。この筒形の周壁部１７の一端部が充電口１０の開口周縁部に固定、ここでは嵌合部２０によって固定されている。この固定により、周壁部１７の他端部が充電用コネクタ１２，１３の周りのコネクタブラケット１５の上面まで延びて配置され、周壁部１７全体で、充電口１０の開口周縁部１０ｂと充電用コネクタ１２，１３の周囲（周り）のコネクタブラケット１５の上面間の空隙を塞いでいる。

こうした充電口１０を有する車両は、充電口１０の配置される外板部分、ここではバンパ部４の車幅方向中央の部分が、同部分に組み付く蓋体１０ａやコネクタブラケット１５や周壁部１７などにより、他のバンパ部４の外板部分よりも剛性が高くなりやすく、車両の前端部が接触対象物、例えば歩行者と接触した場合、歩行者に負担を与えるおそれがある。

そのため、充電口構造には、歩行者（接触対象物）を保護する工夫が施してある。
これには、図２に示されるように周壁部１７を、充電口１０側に位置する充電口側周壁部１８ａと、コネクタブラケット１５側に位置するコネクタブラケット側周壁部１８ｂとを備えた二体構造とし、コネクタブラケット側周壁部１８ｂを充電口側周壁部１８ａよりも弾性率の低い部材、例えばゴム部材（衝撃吸収部材）で形成された壁部２２（本願の第１の周壁部材に相当）で構成し、同壁部２２を、少なくともコネクタブラケット１５側の端部からコネクタ１２，１３（充電コネクタ）の最上部を超えた地点までの領域に形成する構造が用いられている。具体的にはゴム製の壁部２２（コネクタブラケット側周壁部１８ｂ）は、コネクタブラケット１５側の端部からコネクタ１２，１３の最上部を若干、超えた地点ｔまでに形成されている。これで、ゴム製の壁部２２（コネクタブラケット側周壁部１８ｂ）は、コネクタブラケット１５の面（上面）を起点として充電口１０側に向かう配置方向（図２中Ｘ）に向かって、コネクタ１２，１３の全周に亘り、コネクタ１２，１３よりも長く設けてある。図２中Ｔは、そのコネクタ１２，１３の最上部を超えた地点ｔまでの領域を示している。これにより、壁部２２は、全周において衝撃を吸収するのに十分な全長（長さ）を確保している。つまり、歩行者との接触により、壁部２２の衝突荷重を超える衝撃力（所定以上の衝撃力）が加わるような場合、壁部２２が、十分な衝撃吸収ストロークのもとで変形（破壊）し、加わる衝撃力を吸収する。

特にゴム製の壁部２２で、高い衝撃吸収性が得られるよう、プレート状のコネクタブラケット１５は、コネクタ１２，１３の軸線と直交する向きに配置され、周壁部１７は、プレート状のコネクタブラケット１５に対しほぼ垂直となる向きで配置してある。つまり、ゴム製の壁部２２で、高い衝撃吸収性を発揮する座屈変形が生ずる構造としている。
またゴム製の壁部２２以外の周壁部分を活用して衝撃吸収が行えるよう、垂直な向きに配置された周壁部１７のうち、充電口側周壁部１８ａをなすＴ範囲外の充電口１０の開口周縁部１０ｂ側の端部からコネクタ１２，１３の最上部に近い地点までは、所定の衝撃荷重δ１で変形する周壁部材、例えば合成樹脂部材（本願の第２の周壁部材に相当）の周壁で形成され、コネクタブラケット側周壁部１８ｂをなすＴ範囲のコネクタ１２，１３の最上部を超えた地点からコネクタブラケット１５側の端部までは、上記充電口側周壁部１８ｂをなす合成樹脂部材よりも小さい衝撃荷重δ２で変形するゴム部材で形成され、同二体構造（δ１＞δ２）により、加わる衝撃力の大きさに応じた衝撃吸収が行える構造としている。むろん両部材は、接合（連結）してある。

つぎに、このように構成された充電口構造の作用について説明する。
ここでは、図３に示されるように例えば車両が停止する寸前で、車両前部である充電口１０ｂの蓋体１０ａ並びにその周辺のバンパフェース部分（上部フェース８ｂ）と、歩行者ａ（接触対象物）とが接触した場合を想定する。
このとき、接触に伴う衝撃力は、蓋体１０ａや上部フェース８ｂ（バンパ部４）などから、周壁部１７を経て、コネクタブラケット１５へ伝わる。このとき、加わる衝撃力Ｆが、ゴム製の壁部２２に定めてある衝突荷重、すなわち歩行者ａとの接触を対象として設定した設定衝突荷重値を超えたとする。すると、図４のＹ部に示されるようにゴム製の壁部２２は座屈変形を起こし、同座屈変形と共に変形する上部フェース８ｂや蓋体１０ａの変形と共に、衝撃力Ｆを吸収し、歩行者ａを衝撃力Ｆから保護する。

この際、ゴム製の壁部２２は、コネクタブラケット１５の面（上面）を起点として、充電口１０側に向かう配置方向に向かって、各コネクタ１２，１３の全周に亘り延びている。具体的には壁部２２は、コネクタ１２，１３の最上部を若干、超えた地点まで形成され、コネクタ１２，１３の全周に亘り、衝撃を吸収するのに十分な全長（長さ）を確保してある。そのため、壁部２２は、十分な衝撃吸収ストロークのもとで変形（破壊）を起こし、十分に衝撃力Ｆを吸収する。

加わる衝撃力が大きいと、図５のＺ部に示されるように、ゴム製の壁部２２の変形に続いて、残る合成樹脂製の周壁部、すなわち充電口側周壁部１８ａが変形（破壊）を起こす。これにより、さらに衝撃吸収が行われ、歩行者ａを衝撃力Ｆから保護する。
したがって、車両前後方向端部（ここでは前端部）に充電口１０が配置される車両でも、十分に歩行者の保護（接触対象物の保護）を図ることができる。特に充電口１０がバンパ部４に設けられる場合、充電口構造が十分に衝撃吸収を果たすため、バンパ部４の衝撃吸収特性が損なわれずにすむ。

しかも、筒形の周壁部１７をコネクタブラケット１５に対しほぼ垂直に配置したことで、ゴム製の壁部２２は、高い衝撃吸収もたらす座屈変形を生じさせることができ、簡単な構造で、高い衝撃吸収性を確保することができる。
そのうえ、周壁部１７を合成樹脂製の周壁部分とゴム製の周壁部分との二体構造したことで、ゴム製の壁部２２だけでなく、他の周壁部分を活用して、加わる衝撃力Ｆを吸収することができ、一層、効果的に歩行者（接触対象物）の保護ができる。

図５は、本発明の第２の実施形態を示す。
本実施形態は、衝撃力をゴム製の壁部２２の座屈変形で吸収する以外に、他の変形によっても吸収されるようにしたものである。
具体的には、例えば図６（ａ）に示されるように合成樹脂製の筒形の充電口側周壁部１８ａの端部とゴム製の筒形のコネクタブラケット側周壁部１８ｂの端部とが接合される接合部分のうち、充電口側周壁部１８ａの端を突起状、例えば鋭角的な三角形状の断面部分をもつテーパ部２５に形成し、コネクタブラケット側周壁部１８の端を、同テーパ部２５を嵌受する形状、例えばＶ形状部２６に形成して、衝突荷重が加わると、図６（ｂ）に示されるようにテーパ部２５の先端がＶ形状部２６の底側へ進入して、テーパ部２５で、壁部２２をＶ形状部２６を底側から切り裂き、その壁部２２を裂くときの抵抗で、衝撃力Ｆを吸収するようにしたものである。このように、合成樹脂製の筒形の充電口側周壁部１８ａとゴム製の筒形のコネクタブラケット側周壁部１８ｂとの接合部は、合成樹脂製の充電口側周壁部１８ａを突起状に形成し、ゴム製のコネクタブラケット側周壁部１８ｂを突起状の合成樹脂製の充電口側周壁部１８ａを嵌受する形状に形成することで、突起状の合成樹脂製の充電口側周壁部１８ａからゴム製のコネクタブラケット側周壁部１８ｂに伝達される衝撃荷重を効果的に吸収することが可能となる。接合部における充電口側周壁部１８ａの突起状の形状は、上記のような鋭角的な断面三角形状に限られず、断面凸形状でもよく、もちろん、他の構造でも構わない。

このようにしても一実施形態と同様の効果を奏する。但し、図６（ａ），（ｂ）において一実施形態と同じ部分には、同一符号を付して、その説明を省略した。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した実施形態のゴム製のコネクタブラケット側周壁部は、充電コネクタの最上部を若干、超えた地点まで形成したが、それ以上、充電口寄りの地点まで形成してもよく、少なくともコネクタブラケットの面を起点として充電コネクタの最上部を超えた地点まで延ばして形成されていればよい。また上述の実施形態では、充電口をバンパ部に設けた例を挙げたが、バンパ部以外の車両の端部外板、例えばフロントグリルの一部など設けた構造でも構わない。

１ 車体
４ バンパ部
１０ 充電口
１０ａ 蓋体
１２，１３ 急速充電用コネクタ、普通充電用コネクタ（充電コネクタ）
１５ コネクタブラケット
１７ 周壁部
１８ａ 充電口側周壁部
１８ｂ コネクタブラケット側周壁部
２２ ゴム製の壁部（第１の周壁部材）

Claims (4)

1. 車体の前後方向端部を構成する外板部材に設けられた充電口と、前記充電口から前記車体の内側に設けられた充電コネクタと、前記充電コネクタを前記車体に支持するコネクタブラケットと、前記充電口の開口周縁部と前記充電コネクタの周りのコネクタブラケット間の空隙を塞ぐように設けられた周壁部とを有して構成される車両の充電口構造であって、
   前記周壁部は、前記充電口側に位置する充電口側周壁部と、前記コネクタブラケット側に位置するとともに前記充電口側周壁部よりも弾性率の低い第１の周壁部材で形成されたコネクタブラケット側周壁部とを備え、
   前記コネクタブラケット側周壁部は、前記コネクタブラケットの面を起点として前記充電口側に向かう配置方向に向かって、前記充電コネクタの全周に亘り、前記充電コネクタよりも長く設けられる
   ことを特徴とする車両の充電口構造。
2. 前記コネクタブラケットは、前記充電口と対向する向きで配置されたプレート状の部材から形成され、
   前記周壁部は、前記プレート状のコネクタブラケットに対しほぼ垂直な向きとなる筒形をなしている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の充電口構造。
3. 前記充電口側周壁部は、所定の衝撃荷重で変形する第２の周壁部材から形成され、前記コネクタブラケット側周壁部を形成する前記第１の周壁部材は、前記第２の周壁部材よりも小さい衝撃荷重で変形することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の充電口構造。
4. 前記充電口側周壁部と前記コネクタブラケット側周壁部との接合部は、前記充電口側周壁部が突起状に形成され、前記コネクタブラケット側周壁部が前記突起状の前記充電口側周壁部を嵌受する形状に形成されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車両の充電口構造。

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