专利名称：连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及连接装置，特别涉及具有连接于车辆的连接插头以及连接于电源的电源插头、用于向车辆供给来自外部电源的电力的连接装置。
背景技术：
近年来，作为考虑了环境的汽车，在车轮的驱动中将电动机与发动机并用的混合动力汽车、电动汽车受到瞩目。在这样的混合动力汽车、电动汽车中，也研究设为能够从外部充电的结构。考虑到通过这样，通过在家庭等进行充电，为了燃料补给而到加油站的次数减少，对于驾驶者变得便利，并且通过低价的深夜电力等的利用，在成本方面也比较划算。另外，作为充电装置，可列举例如特开平11-266509号公报(专利文献1)以及特开平11-205909号公报(专利文献2)所记载的充电装置等。特开平11-266509号公报(专利文献1)所记载的充电装置能够以一台对应多种电动汽车，能够容易地应对电缆连接形式等的不同。特开平11-205909号公报(专利文献2)所记载的电动汽车用充电装置具备设置于电动汽车与外部交流电源的插座之间的漏电断路器。专利文献1 特开平11-266509号公报专利文献2 特开平11-205909号公报
发明内容
发明所要解决的课题但是，在上述以往的充电装置中，需要使充电的车辆靠近到充电装置的附近。而且，在使用家庭用电源对车辆充电时，一般插座与车辆离开一段距离，进而在想要在外出目的地进行充电时需要使用连接于更长的线的充电用的连接插头。另外，在对车辆的电池充电时，需要搭载将电源的电压、电流等各种信息向车辆侧发送的各种设备，连接车辆与电源之间的设备本身变大。而且，尺寸较大的连接装置要放在各家庭、车辆内则需要收纳空间，便利性欠缺。本发明是鉴于上述的课题而进行的，其目的在于提供将外部电源与车辆连接而向车辆供给电力的连接装置，并且是实现了紧凑化的连接装置。
用于解决课题的方案本发明中的连接装置包括轴部；滚筒，其在内部限定有收纳部，设置成能够以轴部为中心旋转；定子，其固定于轴部，收纳于收纳部内；转子，其固定于滚筒，设置成能够以轴部为中心旋转，并且与定子隔着间隔地收纳于收纳部内；第1端子部，其设置于定子；第2 端子部，其设置于转子，与第1端子部接触。进而，该连接装置包括连接线，其卷绕于滚筒， 在一端部设有连接于车辆的连接插头，另一端部电连接于第2端子部；电源线，其在一端部设有连接于外部电源的电源插头；和漏电检测器，其连接于电源线的另一端部以及第1端子部，收纳于收纳部内。优选，所述漏电检测器固定于定子或者轴部。优选，还包括控制部，其收纳于所述收纳部内，控制漏电检测器的驱动；第1信号端子部，其设置于定子，并电连接于控制部；和第2信号端子部，其设置于转子，与第1信号端子部接触并且电连接于连接插头。而且，所述定子与转子配置成排列于轴部的轴向的端面彼此相对，第1端子部以及第1信号端子部，设置于定子中与转子相对的端面，设为以轴部为中心环状延伸的环状的金属环。进而，所述第2端子部以及第2信号端子部设置于转子中与定子相对的端面，第1信号端子部位于比第1端子部靠外侧的位置，第2信号端子部位于比第2端子部靠外侧的位置。优选，还包括控制部，其收纳于所述收纳部内，控制漏电检测器的驱动；控制部包含在预先输入的时间段(时间区域)向连接有连接插头的车辆供给电力的定时机构。优选，还包括旋转电机，其使所述滚筒旋转；和转换器，其将从电源线供给的交流电力转换成直流电力，作为旋转电机的驱动电力而供给；旋转电机以及转换器收纳于滚筒内。优选，还包括控制部，其收纳于收纳部内，控制漏电检测器的驱动；控制部与漏电检测器固定于转子。
发明效果根据本发明的连接装置，通过将外部电源与车辆连接，能够对搭载于车辆的蓄电器充电，并且能够实现装置本身的紧凑化。
图1是使用本发明的实施方式中的连接装置而充电的混合动力车辆的立体图。图2表示图1所示的混合动力车辆的概略结构的框图。图3是本发明中的连接装置的侧剖图。图4是示意表示漏电防止装置的内部结构的框图。图5是表示图3所示的连接装置的变形例的剖视图。符号说明100 混合动力车辆，190 供电插头，191 充电部，200 连接装置，202 轴部，203 卷轴滚筒(1J 一义 K 7 ^ )，210 定子，211、213、214 各接触片，220 转子，221、224、226 触针(接触C > )，230 充电线，240 漏电防止装置，241 电动机，244 筒部，250 收纳室， 251 漏电检测器，252、253 继电器，254 霍尔式传感器，271 定时器，300 电源插头，310 电源线，B:电池。
具体实施例方式使用图1至图4对本发明的实施方式中的车辆充电用的连接装置进行说明。另外，在下面所说明的实施方式中，在言及个数、量等时，除有特别记载时，本发明的范围并不限定于该个数、量等。另外，在下面的实施方式中，各构成要素除有特别记载时，对于本发明并不是必须的。图1是使用本发明的实施方式中的连接装置200而充电的混合动力车辆100的立体图，图2是表示图1所示的混合动力车辆100的概略结构的框图。混合动力车辆100是在车辆的驱动中合并使用电动机与发动机的混合动力汽车 (Hybrid Vehicle)。混合动力车辆100包括发动机104、电动发动机MG1、MG2、动力分割机构103、电池 B、电容器C、电抗器L、转换器110 ( 二一夕)以及逆变器120、130和车辆ECU160。动力分割机构103是结合于发动机104与电动发动机MGl、MG2而在它们之间分配动力的机构。例如，作为动力分割机构，能够使用具有太阳齿轮、行星架、齿圈的3个旋转轴的行星齿轮机构。这3个旋转轴分别连接于发动机104、电动发动机MG1、MG2的各旋转轴。 例如，能够通过将电动发动机MGl的转子设为中空而使发动机104的曲轴通过其中心，将发动机104与电动发动机MG1、MG2机械连接于动力分割机构103。另外，电动发动机MG2的旋转轴通过未图示的减速齿轮以及/或者差速齿轮结合于车轮102。另外也可以在动力分割机构103的内部进而组装与电动发动机MG2的旋转轴相对的减速机。而且，电动发动机MGl作为能够作为由发动机驱动的发电机而起作用并且作为能够进行发动机起动的电动机而起作用的单元而组装于混合动力汽车，电动发动机MG2作为驱动混合动力汽车的驱动轮的电动机而组装于混合动力汽车。电动发动机MG1、MG2为例如三相交流同步电动机。电动发动机MG1、MG2包含由U 相线圈、V相线圈、W相线圈构成的三相线圈作为定子线圈。而且，电动发动机MGl使用发动机输出产生三相交流电压，将该产生的三相交流电压向逆变器120输出。另外，电动发动机MGl通过从逆变器120接受的三相交流电压而产生驱动力，进行发动机的起动。电动发动机MG2通过从逆变器130接受的三相交流电压而产生车辆的驱动转矩。 另外，电动发动机MG2在车辆的再生制动时产生三相交流电压而向逆变器130输出。电池B能够使用例如镍氢电池、锂离子电池、铅蓄电池等二次电池。另外，也能够代替电池B而使用大容量的双电荷层电容器。而且，该混合动力车辆100为了能够通过家庭用电源等对电池B充电，在车辆的外壁上设有充电部191。而且，在充电部191与电池B之间，设有AC/DC转换器140和切换机构150。AC/DC 转换器140将从充电部191供给的交流电流转换成直流电流，并且设为规定的电压。切换机构150设置在AC/DC转换器140与电池B之间，基于来自车辆E⑶160的信号而切换接通 /断开。在该图1所示的例子中，充电部191设置于前翼子板，但作为充电部191的配置部位，并不限定于该位置。充电部191包括连接有供电插头190的插入部，和能够开闭地设置在前翼子板等外壁部的盖部。而且，通过将连接装置200的供电插头190连接于插入部， 能够对电池B充电。图3是本发明中的连接装置200的侧剖图。如该图3所示，连接装置200包括连接于外部的家庭用电源等的电源插头300，连接于电源插头300的电源线310，连接于上述混合动力车辆100的充电部191的供电插头190，和连接于该供电插头190的较长的充电线 230。
而且，在将电源插头300连接于家庭用电源等电源的状态下，通过将供电插头190 连接于充电部191，从电源供给的电力经由供电插头190向混合动力车辆100供给。连接装置200包括轴部202，和能够旋转地设置于该轴部202、在外周面上卷绕有充电线230的卷轴滚筒203。卷轴滚筒203包括在轴部202的中心轴线0方向上隔着间隔地设置的圆板状的侧壁部，和连接各侧壁部并且将中心轴线0设为中心的圆筒状的筒部244。而且，在筒部244 的外周面上卷绕有充电线230。各侧壁部到达比筒部244公靠径方向外侧的部位，能够从侧方支撑卷绕于筒部244上的无电线230。筒部244内，成为能够收纳各种设备的收纳室250，在该图3所示的例子中，收纳有防止漏电的漏电防止装置240、电动机241。电动机241使与形成于卷轴滚筒203的内周面的齿轮部243啮合的齿轮旋转，从而使卷轴滚筒203旋转。由此，能够将卷绕于卷轴滚筒203的充电线230向外部送出，或者将被拉出的充电线230卷回。这样，通过将各种设备收纳于收纳室250内，能够实现死角的有效利用，结果，能够实现连接装置200的紧凑化。侧壁部201固定在轴部202的两端部，在该侧壁部201上，设有未图示的腿部等， 能够将连接装置200设置于地面。而且，连接装置200包括将电源插头300与电源线310、和供电插头190与充电线 230电连接的连接设备，该连接设备也收纳于收纳室250内。具体地说，连接装置200包括被固定于轴部202的周面的定子210，和相对于该定子210在中心轴线0方向上隔着间隔地配置、能够旋转地设置于轴部202的转子220。定子210以及转子220也都收纳于收纳室250内，转子220固定于卷轴滚筒203的内壁面。在中心轴线0方向上排列的定子210的两端面中，在与转子220的端面相对的端面上，设有接触片(端子部)211、213、214、215。各接触片211、213、214、215以中心轴线0 为中心而形成为圆环状，都由导电性的金属材料构成。另外，接触片(第一信号端子部)214 位于比其他的接触片(第一端子部)211、213、215靠径方向外侧的位置。而且，在接触片211、213上连接有从漏电防止装置240引出的电力线，并且在漏电防止装置240上连接有电源线310，来自外部电源的电流向接触片211、213流动。另一方面，在接触片214上连接有从漏电防止装置240引出的信号线。进而，在接触片215上连接有接地线。另外，该接地线经由漏电防止装置240以及电源线310连接于电源插头300。在中心轴线0方向上排列的转子220的端面中，在与定子210相对的端面上，在径方向上设置间隔地设有触针221、224、228、226。各触针221、224、228、226被插入形成在上述端面上的孔部内，通过弹簧构件223、225、229、227向接触片211、213、215、214施加力，各触针221、224、228、226的顶端部与接触片211、213、215、214接触。由此，各触针221、224、 228、226与各接触片211、213、215、214互相电连接。另外，触针221、224、228、226也由导电性的金属材料构成。在转子220内，埋设有连接于各触针221、224、228、226的配线，各配线连接于充电线230的一方的端部，经由充电线230连接于设置于充电线230的另一方的端部的供电插头190。而且，通过将供电插头190连接于充电部191，触针221、224与电池B电连接，触针226与车辆ECU160电连接。与触针221、224电连接的接触片211、213经由漏电防止装置240连接于电源线 310的一方的端部，进而，经由电源线310连接于设置于电源线310的另一方的端部的电源插头300。与触针226电连接的接触片214连接于漏电防止装置240。而且，来自外部电源的电力从电源插头300向漏电防止装置240供给，然后，经由接触片211、213以及触针221、224，向充电线230以及供电插头190供给。另外，来自漏电防止装置240的信号经由接触片214、触针226以及充电线230向供电插头190发送。在这里，在将充电线230拉出或者卷回时，转子220以及卷轴滚筒203旋转，转子 220相对于定子210相对旋转。因此，各触针221、224、228、226与接触片211、213、215、214 接触，同时向接触片211、213、215、214的延伸方向前进。接触片215、214配置得比连接有电力线的接触片211以及接触片213更靠定子 210的外周侧，并且触针228、226配置得比触针221、224靠转子220的外侧。因此，在卷轴滚筒203旋转一圈的期间内，接触片211、213与触针221、224接触的状态下前进的距离比接触片214与触针226接触的状态下前进的距离短。由此，在卷轴滚筒203旋转一圈的期间内，能够将在接触片211、213与触针221、224之间产生的摩擦力抑制得比在接触片214 与触针226之间产生的摩擦力低。从而，能够抑制接触片211、213与触针221、224的随时间经过而产生的老化，能够长时间确保动力线的导通，并且能够抑制伴随着接触片211、213 与触针221、224的磨损的电阻的上升。另一方面，在信号线中流动的电流量比在动力线中流动的电流量少，在接触片214与触针226接触时，能够将来自漏电防止装置240的信号向混合动力车辆100传递。因此，在该图3所示的例子中，使接触片213以及接触片212位于比接触片214靠径方向内侧的位置，并且使触针221、224位于比触针226靠径方向内侧的位置。这样，通过定子210、转子220、接触片211、213、215、214以及触针等，构成将电源插头300与供电插头190电连接的连接设备，通过将这样的连接设备也收纳在收纳室250 内，能够实现连接装置200自身的紧凑化。漏电防止装置240以及电动机241固定于定子210，所以在例如将充电线230拉出或者将充电线230卷回时，漏电防止装置240以及电动机241不会随着卷轴滚筒203的旋转一起旋转，能够实现漏电防止装置240以及电动机241的损伤的抑制。另外，也可以将漏电防止装置240以及电动机241固定于轴部202。图4是示意表示漏电防止装置240的内部结构的框图。如该图4所示，漏电防止装置240包括E⑶270，包含继电器252、253以及霍尔式传感器254的漏电检测器251，和对从电源线230供给的交流电流进行转换而向ECU270以及电动机241供给的转换装置260。 漏电检测器251以及转换装置260都固定于定子210或者轴部202。霍尔式传感器254在漏电时将电压信号向E⑶270发送。E⑶270当接受来自霍尔式传感器254的电压信号时，将继电器252、253断开。转换装置260是AC/DC转换器，将电压降低到规定电压，并且将交流电力转换成直流电力，作为驱动电力向ECU270以及电动机 241供给。ECU270将从外部电源供给的电力的电压以及电流量向搭载于混合动力车辆100 的车辆E⑶160发送。然后，车辆E⑶160基于所发送的信息，控制搭载于混合动力车辆100的AC/DC转换器140的驱动，转换成规定电压的直流电流。然后，转换后的电流向电池B供进而，E⑶270包括定时器271。定时器271在变为使用者预先设定的规定的时间段之前，将继电器252、253设为断开，并且不向混合动力车辆100的车辆E⑶160发送信号。 然后，定时器271在变为规定的时间段时向车辆ECU160发送信号，并且将继电器252、253 设为接通。由此，即使将电源插头300连接于外部电源，将供电插头190连接于充电部191， 车辆ECU160在变为规定的时间段之前的期间内，也不接受来自ECU270的信号。由此，车辆 ECU160在从ECU270接受信号的规定的时间段之前不开始用于充电的控制，在变为规定的时间段后开始充电驱动。然后，车辆E⑶160通过接受来自E⑶270的信号，向切换机构150发送切换信号 CNTL1，将切换机构150设为接通，并且向AC/DC转换器140发送驱动信号CNTL2，使AC/DC 转换器140驱动。由此，能够在例如电费便宜的夜间对电池B充电。另外，图5是表示图3所示的连接装置200的变形例的剖视图。在该图5所示的例子中，漏电防止装置240被安装在转子220的外周面上。这样，通过将漏电防止装置240 设置在转子220侧，能够将从漏电防止装置240的ECU270拉出的信号线直接连接于充电线 230，不需要在定子210与转子220之间设置信号线用的端子部，能够实现部件个数的降低。另外，在该图5所示的例子中，将连接有电力线的接触片211、213配置得比连接有接地线的接触片215靠径方向内侧。而且，触针221、224、228与漏电防止装置240电连接。如上所述那样对本发明的实施方式进行了说明，但本次公开的实施方式应该考虑为在所有的方面都是例示性的而不是限制性的。本发明的范围由权利要求表示，其意在包含与权利要求均等的意义以及范围内的所有的变更。进而，上述数值等是例示性的，并不限定于上述数值以及范围。
产业上的利用可能性本发明适用于具有连接于车辆的连接插头以及连接于电源的电源插头、用于将来自外部电源的电力向车辆供给的连接装置。
权利要求
1.一种连接装置，包括 轴部(202)；滚筒(203)，其在内部限定有收纳部(250)，设置成能够以所述轴部为中心旋转； 定子(210)，其固定于所述轴部，收纳于所述收纳部内；转子(220)，其固定于所述滚筒，设置成能够以所述轴部为中心旋转，并且与所述定子隔着间隔地收纳于所述收纳部内；第1端子部(211、213)，其设置于所述定子；第2端子部(221、224)，其设置于所述转子，与所述第1端子部接触； 连接线(230)，其卷绕于所述滚筒，在一端部设有连接于车辆的连接插头(190)，另一端部电连接于所述第2端子部；电源线(310)，其在一端部设有连接于外部电源的电源插头(300)；和漏电检测器(251)，其连接于所述电源线的另一端部以及所述第1端子部，收纳于所述收纳部内。
2.如权利要求1所述的连接装置，其中所述漏电检测器固定于所述定子或者所述轴部。
3.如权利要求1所述的连接装置，其中，还包括控制部(270)，其收纳于所述收纳部内，控制所述漏电检测器的驱动； 第1信号端子部(214)，其设置于所述定子，并电连接于所述控制部；和第2信号端子部(226)，其设置于所述转子，与所述第1信号端子部接触并且电连接于所述连接插头，所述定子与所述转子配置成排列于所述轴部的轴向的端面彼此相对， 所述第1端子部以及所述第1信号端子部，设置于所述定子中与所述转子相对的端面， 设为以所述轴部为中心环状延伸的环状的金属环，所述第2端子部以及所述第2信号端子部设置于所述转子中与所述定子相对的端面， 所述第1信号端子部位于比所述第1端子部靠外侧的位置， 所述第2信号端子部位于比所述第2端子部靠外侧的位置。
4.如权利要求1所述的连接装置，其中，还包括控制部(270)，其收纳于所述收纳部内，控制所述漏电检测器的驱动； 所述控制部包含在预先输入的时间段向连接有所述连接插头的所述车辆供给电力的定时机构(271)。
5.如权利要求1所述的连接装置，其中，还包括 旋转电机，其使所述滚筒旋转；和转换器(260)，其将从所述电源线供给的交流电力转换成直流电力，作为所述旋转电机的驱动电力而供给；所述旋转电机以及所述转换器收纳于所述滚筒内。
6.如权利要求1所述的连接装置，其中，还包括控制部(270)，其收纳于所述收纳部内，控制所述漏电检测器的驱动； 所述控制部与所述漏电检测器固定于所述转子。
全文摘要
连接装置，包括轴部(202)；滚筒(203)，其在内部限定有收纳部(250)，设置成能够以轴部为中心旋转；定子(210)，其固定于轴部，收纳于收纳部内；转子(220)，其固定于滚筒，设置成能够以轴部为中心旋转，并且与定子隔着间隔地收纳于收纳部内；第1端子部(211、213)，其设置于定子；第2端子部(221、224)，其设置于转子，与第1端子部接触；连接线(230)，其卷绕于滚筒，在一端部设有连接于车辆的连接插头(190)，另一端部电连接于第2端子部；电源线(310)，其一端部电连接于第1端子部并且在另一端部设有连接于外部电源的电源插头(300)；和收纳于收纳部内的漏电检测器。
文档编号H01R39/00GK102177045SQ20088013145
公开日2011年9月7日 申请日期2008年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者市川真士 申请人:丰田自动车株式会社