JP2014222612A - 差し込みプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】中子に対する栓刃等の組み付けが行いやすく製造が容易であるうえに、製造の際や製造後に、不測の損傷がなく、十分な性能が得られるようにする。
【解決手段】栓刃１２とアース端子１５を所定の配置に保持するとともに、安全のためのヒューズ１６及び温度センサ１９を備える中子１３と、栓刃１２等の必要部品を搭載した中子１３に対して、栓刃１２が突出する前端面３１を除く部分を被覆するように合成樹脂で一体成形されるプラグボディ１４を備えた差し込みプラグ１１において、中子としてゴム弾性を有するゴム製の中子を用いる差し込みプラグ１１。
【選択図】図１

Description

この発明は、たとえば電気自動車やハイブリット自動車などのような装置に電力を供給する充電設備などに好適に用いられるような差し込みプラグに関する。

差し込みプラグにおいて、過熱や大電流から安全性を確保するために、温度センサ（サーミスタ）やヒューズを内蔵したものが提案されている。

温度センサを内蔵したものの例として、下記特許文献１に開示された差し込みプラグがある。この差し込みプラグは、２本の栓刃間における前端面にごく近い位置にサーミスタを内蔵している。

具体的には、差し込みプラグは、あらかじめ成形された中子に栓刃とサーミスタを嵌め込んでから、中子の前端面を除く部分全体に、コードの一部も含めてプラグボディを合成樹脂で一体成形して製造するものであり、前記サーミスタを保持する穴が、中子の前端面に近い位置まで深く形成されている。

このような構成であるので、差し込みプラグの前端面に生じる温度変化を、サーミスタが正確に検知することができ、安全性を確保できる。

しかし、たとえば電気自動車の充電用のものなどのように、さらなる安全性の観点から、アース端子（接地極）が必要とされる差し込みプラグがある。また、サーミスタに加えてヒューズも必要とされる場合が考えられる。

このような差し込みプラグでは、中子に搭載すべき必要部品の数が多くなるうえに、形状が複雑化する。しかも、栓刃やアース端子は所定の配置で所定の範囲内に収めなければならないため、必要部品同士の関係は密にならざるを得ない。

しかし中子は、熱硬化性樹脂で成形されていたため、落とすと破損するおそれがあった。中子は前述のように形状が複雑であるので破損しやすい。そのうえ、前述のように必要部品を密に組み込まなければならないので、硬い中子に対する必要部品の差し込みや嵌め込み作業は容易ではなかった。細かくやりにくい作業であるゆえに、中子を不測に落下してしまうおそれが高かった。

それでも、中子に対する栓刃等の差し込み方向と、栓刃等に接続されたコードの延びる方向が同一である場合には、組み付けからプラグボディの成形までの作業が比較的円滑に行えるが、コードの延びる方向が栓刃の差し込み方向と交差する方向に曲がっている形状の差し込みプラグの場合には、コードを曲げなければならないため組み付け作業の困難性が高くなる。

組み付け作業中に中子を落下させたりすると、中子が損傷するだけではなく、落下の状況によっては必要部品まで損傷することにもなる。

特許第４０３１０２６号公報

そこで、この発明は、不測の損傷がなく製造が容易に行えるうえに、十分な性能も得られるようにすることを主な目的とする。

そのための手段は、栓刃を含めた必要部品が搭載される中子と、前記必要部品を搭載した前記中子に対して前記栓刃が突出する前端面を除く部分を被覆するように合成樹脂で一体成形されるプラグボディを備えた差し込みプラグであって、前記中子がゴムで成形された差し込みプラグである。

この構成では、中子は、必要部品が組み付けられる作業中などにおいて落下したりした場合でも、それ自体のゴム弾性によって損傷から免れる。そのうえ、組み付け作業においては、組み付け作業が細かく複雑に入り組んだものであっても、中子はゴム弾性によって変形して、容易な差し込みや嵌め込みを可能にする。このようにして、中子は不良品の発生を抑制する。

製造後の差し込みプラグにおいては、中子は、それ自体のゴム弾性と、中子を覆うプラグボディによって、栓刃の必要部品は適切な位置に保持するとともに、ゴムの有する絶縁性や耐熱性により、安全性を確保する。

この発明によれば、中子がゴム弾性を有するので、製造過程において不測の損傷がなく不良品の発生を抑制して容易な製造を実現できる。そのうえ、ゴムの有する高い絶縁性と耐熱性によって、差し込みプラグとしての十分な安全性も得られる。

差し込みプラグの内部構造を示す縦断面図。 差し込みプラグの側面図。 差し込みプラグの前端面を示す正面図。 差し込みプラグの組み付け前の状態を示す平面図。 差し込みプラグの内部構造を示す横断面図。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
図１は差し込みプラグ１１の内部構造を示す断面図であり、図２は差し込みプラグ１１の側面図、図３は差し込みプラグ１１の前端面を示す正面図である。

これらの図に示すように、差し込みプラグ１１は、栓刃１２を含めた必要部品と、これらが搭載される中子１３と、必要部品が搭載された中子１３における前記栓刃１２が突出する前端面３１を除く部分を全体的に被覆するプラグボディ１４で構成されている。

前記必要部品としては、２本の前記栓刃１３と、１本のアース端子１５と、ヒューズ１６と、このヒューズ１６を着脱可能に保持して電気的に接続する２個のヒューズ端子１７と、ヒューズ端子１７を組み付ける部分に取り付けるカバー部材１８と、過熱を検知する温度センサ１９を備えている。

前記栓刃１２は、中子１３の前端面３１から突出するように備えられるもので、図４に示したように、長手方向の中間部であって、中子１３の前端面３１とこの近傍に対応する部分に、耐熱性と絶縁性に優れた合成樹脂、例えばポリブチレンテレフタレートなどからなる絶縁キャップ２１が備えられている。栓刃１２における中子１３内に収まる上端部には、コード２２，２３の導体２２ａ，２３ａを接続する筒状の圧着部２４が一体に形成されている。

コード２２，２３の導体２２ａ，２３ａは圧着部２４に挿入されたのち、圧着がなされて直接接続される。その上からガラスクロステープやマイカテープなどからなる絶縁性の高い絶縁粘着テープ２５を被覆し、耐熱性と接続強度の向上を図る。絶縁粘着テープ２５の図示は、図１、図２、図５においては便宜上省略している。

前記アース端子１５も中子１３の前端面３１から突出するように備えられるもので、中子１３内に収まる上端部には、コード５１の導体５１ａを接続する筒状の圧着部５２が一体に形成されている。

前記ヒューズ１６は、短絡電流を遮断して回路の保護を図るもので、電力ヒューズで構成される。温度ヒューズを備えてもよい。

前記ヒューズ端子１７は、平面視Ｌ字状に曲がった形状で、一端部に、ヒューズ１６を保持する一対のクリップ片７１を備えたクリップ部７２を有している。クリップ部７２におけるクリップ片７１間の部分には、位置決めのための位置決め穴７３が形成されている。

このクリップ片７１から平面視Ｌ字状に曲がった部分から先の部分には、下にＬ字状に曲がる屈曲部７４が形成され、その先の他端部に、コード２３，７５の導体２３ａ，７５ａを圧着により接続する圧着部７６が形成されている。

２個のヒューズ端子１７は、左右対称の形状であり、圧着部７６がクリップ部７２よりも左右方向の内側に位置するように配設される。

前記カバー部材１８は、中子１３におけるヒューズ端子１７を取り付ける部分の上面（プラグボディ１４が被覆形成される側の面）に備える板状の部材で、プラグボディ１４の形成に際してヒューズ１６を収納する部分に樹脂が侵入したりする不都合を防止するためのものである。カバー部材１８は、耐熱性と絶縁性を有する合成樹脂やゴムで形成されている。

前記温度センサ１９は、例えばサーミスタやバリスタで構成され、信号線９１，９２を介して、図示しない電流遮断装置に接続される。電流遮断装置は、温度センサ１９が検知する温度に基づいて所定温度以上の過熱か否かを判断し、過熱と判断した場合には、電流遮断装置が電流を遮断する。

前記中子１３は、これらの必要部品をすべて搭載できる形状であり、耐熱性と絶縁性を兼ね備えたゴム製である。ゴムとしては、例えばシリコーンゴム（ケイ素ゴム）、ＦＰＭ（フッ素ゴム）、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニルゴム）などを好適に使用できる。

中子１３は、平面視形状が、正方形の上側の２つの角を面取りしたような形状である板状部３２を備え、この板状部３２の上面と下面に、面方向と直交する上下方向に出入りする凹凸と、上下方向に貫通する貫通穴を有している。

具体的には、板状部３２における角を有する下側の左右両側に近い部分に、前記栓刃１２を差し込むための栓刃穴３３を有している。２個の栓刃穴３３は、図３に示したように栓刃１２を栓刃１２の長辺を横に寝かせた状態で保持するため、前記前端面３１の栓刃穴開口部３３ａの平面視形状は横に長い長方形で、左右方向の一直線上に所定の間隔をあけて形成されている。

これらの栓刃穴３３は、栓刃１２の上端部を保持し、栓刃１２における前記絶縁キャップ２１部分から先端側を前端面３１から突出させる。

中子１３における２個の栓刃穴３３から、これら栓刃穴３３の配列方向である左右方向と直交する方向の上方に離れた位置には、前記アース端子１５を保持する１個のアース穴３４を備えている。

アース穴３４は、２個の栓刃穴３３との間で、２個の栓刃穴３３を結んだ線を底辺とする二等辺三角形を形作る位置に設けられ、アース端子１５の長辺を縦にした状態で保持するため、前端面３１のアース穴開口部３４ａの平面視形状は縦に長い長方形である。

中子１３における栓刃穴３３とアース穴３４との間には、図１にも示したように、前記ヒューズ１６を収容するヒューズ収容部３５が形成されている。ヒューズ収容部３５は、左右方向に延びる横に長い長方形状で、中子１３の前端面３１に開口している。つまり中子１３の前端面３１に、ヒューズ１６の出し入れを行うヒューズ収容部開口部３５ａを有し、中子１３の上面側がヒューズ収容部３５の底になる。

ヒューズ収納部３５の底に相当する部分には、ヒューズ１６を受ける適宜数のリブ３５ｂ（図１参照）が形成され、左右方向の両側部には、前記ヒューズ端子１７が保持される。

ヒューズ端子１７が前述のように一対のクリップ片７１を有する形状であるので、ヒューズ収納部３５の底に相当する部分におけるクリップ片７１に対応する位置には、前記クリップ片挿通穴３５ｃが形成され、これらクリップ片挿通穴３５ｃの間における上面には、前記位置決め穴７３に貫通する位置決め突起３５ｄが形成されている。

中子１３におけるヒューズ端子１７の他端部の圧着部７６が保持される圧着部保持部３６は、左右２個の栓刃穴３３間の位置に隣接して形成されている。この圧着部保持部３６は、前記板状部３２の上面高さまで凹む凹形状である。栓刃穴３３が穴で形成され、圧着部保持部３６が凹所で形成されていることから、栓刃穴３３と圧着部保持部３６の間には、隔壁３７が存在するので、両者間で絶縁性が得られる。この隔壁３７は上方に適宜の長さ延設されている。

圧着部保持部３６間には、両者間の絶縁を行う中間隔壁３８を備えている。この中間隔壁３８は、前記ヒューズ収容部３５の上面にまで延設され、上端高さは長手方向全体にわたって同一である。２個の圧着部保持部３６の間に位置する中間隔壁３８には、上下方向に延びて前記温度センサを保持する温度センサ保持部３８ａが形成されている。温度センサ保持部３８ａは、中間隔壁３８の長手方向の端部に、前記温度センサ１９の感温部を収容する円筒状の穴として形成されている。

また、中子１３におけるヒューズ収容部３５の底に相当する上面には、前記カバー部材１８を取り付けるので、隙間のない良好な取り付け状態が維持できるように凹凸形状が形成されている。つまり、カバー部材１８は横に長い平面視ほぼ長方形板状で、ヒューズ収容部３５の上面にはカバー部材１８との結合状態を高めるため、カバー部材１８の下面に枠状に形成された凸条８１に嵌合する凹溝３５ｅと、カバー部材１８の下面に形成された嵌合突起８２が嵌る嵌合穴３５ｆと、前記位置決め突起３５ｄに嵌合する嵌合凹部８３と、前記中央隔壁３８に嵌合する嵌合溝８４を備えている。

ヒューズ収納部３５内の開口部側には、図１に示したように段差部３５ｇが形成され、この段差部３５ｇに、耐熱性と絶縁性に優れる合成樹脂製のヒューズカバー６１が着脱可能に取り付けられる。ヒューズカバー６１は、ヒューズ収納部３５内に形成された被係止部３５ｈに係止する係止爪６２ａを有した係止片６２を備えている。

中子１３におけるヒューズ収容部開口部３５ａと栓刃穴開口部３３ａとアース穴開口部３４ａは、面一である（図１参照）。

そのほか、中子１３における板状部３２には、プラグボディ１４との結合強度・一体性を高めるために、プラグボディ１４を形成する合成樹脂が貫通する貫通穴３２ａを適宜備えている。

前記プラグボディ１４は、中子１３の前端面３１を除く部分を、コード２２，２３，５１，７５，９１，９２も一緒に被覆して適宜の形状に成形される。プラグボディ１４には、たとえばポリ塩化ビニルなどの適宜の合成樹脂を使用できる。

この例の差し込みプラグ１１のフラグボディ１４は、栓刃１２等に接続されたコード２２，５１等を、栓刃１２の長手方向と交差する方向に延ばす形状である。各コード２２，５１等は、外装材１１ａ一体にまとめられている。

このような構成の差し込みプラグ１１は、まず、前記中子１３を所定の形状に成形し、この中子１３に対して栓刃１２等の必要部品を所定の箇所に組み込んだあと、図５に示したように各コード２２，２３，５１，７５と信号線９１，９２を所望の状態に整えて、外装材１１ａの端末部を結束具１１ｂで結束する。このあと、これらを金型内に収めて、プラグボディ１４の成形を行う。結束具１１ａは、各コード２２，２３，５１，７５と信号線９１，９２が一定の位置関係を保持するのに資するうえに、形成後は、局部に過重な負荷がかかることを抑制する。

中子１３はゴムで形成されているので、落下しても衝撃で破損することはない。たとえ踏みつけられても割れることはなく、中子１３はゴム弾性によって、元の形状に速やかに復元する。

また、必要部品を中子１３に組み込む作業に際しては、栓刃１２などを突き刺すのに必要部品が入り組んでいたり、中子１３の形状が複雑であったりするために、窮屈さがあっても、力を加えると中子１３自体がゴム弾性によって変形する。このため、必要部品の取り付けが容易に行え、中子１３や必要部品を不測に損傷してしまうおそれもない。

したがって、製造に際して不良品の発生を抑えることができるうえに、製造作業も容易である。

特に、栓刃１２やアース端子１５に接続されたコード２２，５１が栓刃１２やアース端子１５の長手方向と交差する方向に延びる前述のような形状の差し込みプラグ１１の場合には、栓刃１２等とコード２２，５１の接合部分に近い絶縁粘着テープ２５を巻いた硬い部分で曲げなければならないが、このような曲げを伴う挿入作業が容易に行える。

しかも栓刃１２やアース端子１５に接続されるコード２２，２３，５１の導体２２ａ，２３ａ，５１ａが、栓刃１２やアース端子１５に一体形成された圧着部２５，５２に直接圧着して接続されているので、基本的には曲げは容易ではないが、そのような場合でも組み付け作業の容易化を図り、直接圧着することによる接触抵抗の低減という利点を享受できる。

必要部品が搭載された中子１３では、それ自体のゴム弾性によって、それぞれの必要部品を所定の位置に保持し、変形しても、所定の位置に速やかに戻す。特にヒューズ１６や温度センサ１９を弾力的に支持し、衝撃から守る。プラグボディ１４も中子１３の形状保持を補助し、栓刃１２等の必要部品を適切な位置に保持する。

ヒューズ１６を収容するヒューズ収容部３５は、栓刃穴３３とアース穴３４に挟まれた位置に形成されており、これらの外周にはプラグボディ１４が一体成形されているので、中子１３がゴム弾性を有するゴムであっても、ヒューズ収容部３５が不必要に変形してしまうことを抑えることができる。つまりヒューズ１６の確かな収容状態を保持できる一方、中子１３のゴム弾性によってヒューズカバー６１の着脱作業は極めて簡単であるので、ヒューズ１６交換は簡易迅速に行える。

また、中子１３は絶縁性と耐熱性を有し、必要部品を保護するとともに、温度センサ１９やヒューズ１６といった必要部品が回路の安全を保って、火災等の発生を防ぐ。つまり、過熱や大電流によって異常が生じた場合には、温度センサ１９やヒューズ１６によって電流を遮断することができる。この機能の維持をゴム弾性と絶縁性、耐熱性を有するゴム製の中子１３が補助する。このため、安全性の高い差し込みプラグ１１が得られる。

安全性確保のための温度センサ１９は、栓刃１２とアース端子１５で挟まれる部位に備えられるので、温度検知は正確に行える。

以上のように、前述のような構成の差し込みプラグ１１では、製造過程において不測の損傷がなく不良品の発生を抑制できるうえに、容易な製造を実現できる。そのうえ差し込みプラグとしての十分な安全性も得られる。

この発明の構成と、前述の一形態の構成との対応において、
この発明の必要部品は、栓刃１２、アース端子１５、ヒューズ１６、ヒューズ端子１７、カバー部材１８、温度センサ１９に対応し、
以下同様に、
ヒューズ端子の接続部は、圧着部７６に対応し、
中子の端子接続部保持部は、圧着部保持部３６に対応するも、
この発明は前述の一形態の構成に限定されるものではなく、その他の構成を採用することもできる。

１１…差し込みプラグ
１２…栓刃
１３…中子
１４…プラグボディ
１５…アース端子
１６…ヒューズ
１７…ヒューズ端子
１８…カバー部材
１９…温度センサ
２２，２３…コード
２２ａ，２３ａ…導体
２４…圧着部
３１…前端面
３３…栓刃穴
３４…アース穴
３５…ヒューズ収容部
３５ａ…ヒューズ収容部開口部
３６…圧着部保持部
３８ａ…温度センサ保持部

Claims (5)

1. 栓刃を含めた必要部品が搭載される中子と、前記必要部品を搭載した前記中子に対して前記栓刃が突出する前端面を除く部分を被覆するように合成樹脂で一体成形されるプラグボディを備えた差し込みプラグであって、
   前記中子がゴムで成形された
   差し込みプラグ。
2. 前記栓刃に接続されたコードが、前記栓刃の長手方向と交差する方向に延びる
   請求項１に記載の差し込みプラグ。
3. 前記栓刃に接続されるコードの導体が、前記栓刃に一体形成された圧着部に対して直接圧着して接続された
   請求項１または請求項２に記載の差し込みプラグ。
4. 前記必要部品として前記栓刃に加えて、アース端子と、ヒューズと、過熱を検知する温度センサを備える
   請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の差し込みプラグ。
5. 前記中子が、前記栓刃を差し込む２個の栓刃穴を左右に並べて備え、
   これら栓刃穴から２個の栓刃穴の配列方向と直交する方向に離れた位置に、前記アース端子を差し込む１個のアース穴を備え、
   これら栓刃穴とアース穴との間に、前記ヒューズを収容するヒューズ収容部が左右方向に長い形状で形成されるとともに、該ヒューズ収容部が、前記前端面に開口され、
   前記ヒューズ収容部内の前記ヒューズを保持するヒューズ端子におけるコードの導体に対する接続部を保持する端子接続部保持部が、前記栓刃穴の間の位置に形成され、
   これら端子接続部保持部の間の位置に、前記温度センサを保持する温度センサ保持部が形成された
   請求項４記載の差し込みプラグ。

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