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技術 充電コネクタロック装置

出願人 三菱自動車工業株式会社
発明者 能塚泰造
出願日 2014年10月22日 (5年8ヶ月経過) 出願番号 2014-215759
公開日 2016年5月19日 (4年1ヶ月経過) 公開番号 2016-085786
状態 特許登録済
技術分野 車両の電気的な推進・制動 車両の推進装置の配置または取付け 車両用電気・流体回路 雄雌嵌合接続装置細部
主要キーワード 操作口 ロックロッド 車載工具 給電プラグ ウォームホイールギヤ ロックピース クォータトリム 紐状部材
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図面 (9)

課題

インレットに接続された充電コネクタロックすることができ、且つ駆動モータ故障した場合には手動により充電コネクタのロックを解除することができる充電コネクタロック装置を提供する。

解決手段

充電コネクタ100の挿抜方向に直交する方向に移動可能に設けられるロックロッド11と、ロックロッド11の上端面に対向する領域とロックロッド11の外側の領域との間で回転可能に設けられる板状のロックピース12と、ロックピース12を回転させるための電動モータ14を含む駆動手段と、を備えると共に、ロックピース12の上面に手動操作のためのハンドル部材17を設ける。

概要

背景

近年、電気モータにより走行する電気自動車や、電気モータ及びエンジンの併用により走行するハイブリッド自動車が種々開発されている。電気自動車やハイブリッド自動車にはバッテリが設けられ、バッテリに蓄えられた電力により電気モータが駆動される。電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されたバッテリは、車外充電施設家庭用電源商用電源)、充電専用施設電源)から供給される電力により充電される。バッテリの充電は、車体に設けられたインレット充電コネクタを接続することで実施される。

このように充電コネクタをインレットに接続してバッテリの充電を行う場合、ガソリン車給油に比べて長時間を要する。特に、家庭用の商用電源から供給される電力によりバッテリの充電を行う場合、数時間、例えば、3−4時間程度の充電時間を要することもあり、充電状態で車両を放置することが想定される。このため、バッテリの充電中に、インレットに接続されている充電コネクタが抜き取られ、充電コネクタが盗難される虞がある。

このような問題を解決するために、充電コネクタがインレットに接続されている際に、充電コネクタの接続状態を固定する(ロックする)ロック装置が様々提案されている(例えば、特許文献1等参照)。特許文献1に記載の発明では、充電プラグ(充電コネクタ)をインレットに接続した際に、給電プラグが備えるロックアームの爪部に対向する位置にロックバーモータにより下降させ、このロックピンでロックアームの移動を規制するようにしている。

これにより、インレットに接続した充電コネクタの抜き取りを阻止することができ、充電状態で車両を放置しても、充電コネクタの盗難を防止することができる。

概要

インレットに接続された充電コネクタをロックすることができ、且つ駆動モータ故障した場合には手動により充電コネクタのロックを解除することができる充電コネクタロック装置を提供する。充電コネクタ100の挿抜方向に直交する方向に移動可能に設けられるロックロッド11と、ロックロッド11の上端面に対向する領域とロックロッド11の外側の領域との間で回転可能に設けられる板状のロックピース12と、ロックピース12を回転させるための電動モータ14を含む駆動手段と、を備えると共に、ロックピース12の上面に手動操作のためのハンドル部材17を設ける。

目的

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、インレットに接続された充電コネクタをロックすることができ、且つ駆動モータが故障した場合には手動により充電コネクタのロックを解除することができる充電コネクタロック装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

インレット充電コネクタが接続し、前記インレットに形成される係合突起に前記充電コネクタに形成される係合爪係合された状態で、前記係合爪の動作を規制することで前記充電コネクタの前記インレットへの接続状態ロックする充電コネクタロック装置において、前記係合突起に係合された係合爪に対向して設けられ、前記インレットに対する前記充電コネクタの挿抜方向に直交する方向に移動可能に設けられるロックロッドと、前記ロックロッドに近接する位置で軸支され、前記ロックロッドの上端面に対向する領域と前記ロックロッドの外側の領域との間で回転可能に設けられる板状のロックピースと、前記ロックピースを回転させるための電動モータを含む駆動手段と、を備え、前記ロックピースの上面には、手動操作のためのハンドル部材が立設されていることを特徴とする充電コネクタロック装置。

請求項2

請求項1に記載の充電コネクタロック装置において、前記ロックピースは、外形扇形に形成されると共に円弧状の端面にギヤ部を備える扇形のウォームホイールギヤであり、前記駆動手段は、前記ロックピースのギヤ部に噛合するウォームギヤ部を備えるウォームシャフトギヤを備え、前記電動モータによって前記ウォームシャフトギヤを回転させることを特徴とする充電コネクタロック装置。

請求項3

請求項2に記載の充電コネクタロック装置において、前記ハンドル部材は、前記ロックピースの円弧状に形成された外周部に設けられていることを特徴とする充電コネクタロック装置。

請求項4

請求項3に記載の充電コネクタロック装置において、前記ハンドル部材は、前記ロックピースの前記ロックロッドとは反対側の端部近傍に設けられていることを特徴とする充電コネクタロック装置。

請求項5

請求項1から4の何れか一項に記載の充電コネクタロック装置において、前記ロックピースはケース部材内に設けられていると共に、前記ハンドル部材が前記ケース部材に形成された開口部を介して当該ケース部材の外側まで突出して設けられ、前記開口部は、前記ロックピースの回転に伴う前記ハンドル部材の軌跡に沿った円弧状に形成されていることを特徴とする充電コネクタロック装置。

技術分野

0001

本発明は、インレットに接続されている充電コネクタ抜き取りを防止する充電コネクタロック装置に関する。

背景技術

0002

近年、電気モータにより走行する電気自動車や、電気モータ及びエンジンの併用により走行するハイブリッド自動車が種々開発されている。電気自動車やハイブリッド自動車にはバッテリが設けられ、バッテリに蓄えられた電力により電気モータが駆動される。電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されたバッテリは、車外充電施設家庭用電源商用電源)、充電専用施設電源)から供給される電力により充電される。バッテリの充電は、車体に設けられたインレットに充電コネクタを接続することで実施される。

0003

このように充電コネクタをインレットに接続してバッテリの充電を行う場合、ガソリン車給油に比べて長時間を要する。特に、家庭用の商用電源から供給される電力によりバッテリの充電を行う場合、数時間、例えば、3−4時間程度の充電時間を要することもあり、充電状態で車両を放置することが想定される。このため、バッテリの充電中に、インレットに接続されている充電コネクタが抜き取られ、充電コネクタが盗難される虞がある。

0004

このような問題を解決するために、充電コネクタがインレットに接続されている際に、充電コネクタの接続状態を固定する(ロックする)ロック装置が様々提案されている(例えば、特許文献1等参照)。特許文献1に記載の発明では、充電プラグ(充電コネクタ)をインレットに接続した際に、給電プラグが備えるロックアームの爪部に対向する位置にロックバーモータにより下降させ、このロックピンでロックアームの移動を規制するようにしている。

0005

これにより、インレットに接続した充電コネクタの抜き取りを阻止することができ、充電状態で車両を放置しても、充電コネクタの盗難を防止することができる。

先行技術

0006

特開2012−209098号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、特許文献1に記載の発明では、駆動手段であるモータの回転によりロックロッド(ロックバー)を下降させることでインレットに接続された充電コネクタをロックしているため、この状態でモータが故障してしまうと、ロックロッドを上昇させることができなくなる。すなわち車両の所有者であっても、充電コネクタのロックを解除することができなくなってしまうという問題がある。

0008

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、インレットに接続された充電コネクタをロックすることができ、且つ駆動モータが故障した場合には手動により充電コネクタのロックを解除することができる充電コネクタロック装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、インレットに充電コネクタが接続し、前記インレットに形成される係合突起に前記充電コネクタに形成される係合爪係合された状態で、前記係合爪の動作を規制することで前記充電コネクタの前記インレットへの接続状態をロックする充電コネクタロック装置において、前記係合突起に係合された係合爪に対向して設けられ、前記インレットに対する前記充電コネクタの挿抜方向に直交する方向に移動可能に設けられるロックロッドと、前記ロックロッドに近接する位置で軸支され、前記ロックロッドの上端面に対向する領域と前記ロックロッドの外側の領域との間で回転可能に設けられる板状のロックピースと、前記ロックピースを回転させるための電動モータを含む駆動手段と、を備え、前記ロックピースの上面には、手動操作のためのハンドル部材が立設されていることを特徴とする充電コネクタロック装置にある。

0010

本発明の第2の態様は、第1の態様の充電コネクタロック装置において、前記ロックピースは、外形扇形に形成されると共に円弧状の端面にギヤ部を備える扇形のウォームホイールギヤであり、前記駆動手段は、前記ロックピースのギヤ部に噛合するウォームギヤ部を備えるウォームシャフトギヤを備え、前記電動モータによって前記ウォームシャフトギヤを回転させることを特徴とする充電コネクタロック装置にある。

0011

本発明の第3の態様は、第2の態様の充電コネクタロック装置において、前記ハンドル部材は、前記ロックピースの円弧状に形成された外周部に設けられていることを特徴とする充電コネクタロック装置にある。

0012

本発明の第4の態様は、第3の態様の充電コネクタロック装置において、前記ハンドル部材は、前記ロックピースの前記ロックロッドとは反対側の端部近傍に設けられていることを特徴とする充電コネクタロック装置にある。

0013

本発明の第5の態様は、第1から4の何れか一つの態様の充電コネクタロック装置において、前記ロックピースはケース部材内に設けられていると共に、前記ハンドル部材が前記ケース部材に形成された開口部を介して当該ケース部材の外側まで突出して設けられ、前記開口部は、前記ロックピースの回転に伴う前記ハンドル部材の軌跡に沿った円弧状に形成されていることを特徴とする充電コネクタロック装置にある。

発明の効果

0014

かかる本発明の充電コネクタロック装置では、ロックピースによってロックロッドの移動(上昇)を規制することで、インレットに接続された充電コネクタをロックすることができ、且つ駆動モータが故障した場合でも、ロックピースに設けられたハンドル部を手動により操作することで、充電コネクタのロックを比較的容易に解除することができる。

図面の簡単な説明

0015

車両に設けられる給電口の一例を示す概略図である。
本発明に係る充電コネクタロック装置を含む給電口の構造を示す図である。
本発明に係る充電コネクタロック装置のロック状態を示す断面図である。
本発明に係る充電コネクタロック装置の内部構造を示す図である。
本発明に係る充電コネクタロック装置のロック解除状態を示す断面図である。
本発明に係る充電コネクタロック装置の内部構造を示す図である。
本発明に係る充電コネクタロック装置の手動によるロック解除方法を示す図である。
本発明に係る充電コネクタロック装置の内部構造の他の例を示す図である。

実施例

0016

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

0017

図1及び図2に示すように、車両1の後部側面には給電口2が形成されている。詳しくは、リヤサイドアウタパネルアウタパネル)3には開口部4が形成され、開口部4の内側には凹部5が形成されている。アウタパネル3の開口部4にはリッド6が開閉自在に備えられている。凹部5内には、普通充電用インレット7と、急速充電用インレット8とが並設されている。普通充電用インレット7には、普通充電用コネクタ(充電コネクタ)100が接続される(図1参照)。普通充電用コネクタ100は、ケーブル101を介して、例えば、家庭用電源(コンセント)に接続され、普通充電用インレット7には、家庭用電源から低電圧の電力が給電される。また急速充電用インレット8には、図示は省略するが、例えば、商業施設駐車場等に設置される急速充電設備の急速充電用コネクタ(充電コネクタ)が接続され、急速充電用インレット8には急速充電設備から高電圧の電力が給電される。

0018

なお普通充電用インレット7は、未使用時にはキャップ9Aで塞がれており、充電時にはキャップ9Aが外されて普通充電用コネクタ100が接続される。急速充電用インレット8も同様に、未使用時にはキャップ9Bによって塞がれている。

0019

本発明は、このような普通充電用インレット7に普通充電用コネクタ100が接続された際に、普通充電用コネクタ100をロックし、普通充電用コネクタ100の普通充電用インレット7からの抜き取りを防止する充電コネクタロック装置10の構成に特徴がある。

0020

以下、本実施形態に係る充電コネクタロック装置10の一例について詳細に説明する。

0021

図2及び図3に示すように、本実施形態に係る充電コネクタロック装置10は、普通充電用インレット7の上部に設けられている。ここで、普通充電用インレット7の外周部には係合突起7aが設けられており、普通充電用コネクタ100には、係合突起7aに係合する係合爪103を先端部に有する係合部材102が揺動可能に設けられている。

0022

充電コネクタロック装置10は、普通充電用インレット7に普通充電用コネクタ100が接続された状態で、この係合部材102の動作(揺動)を規制することで、普通充電用コネクタ100の普通充電用インレット7からの抜き取りを防止する。

0023

本実施形態に係る充電コネクタロック装置10は、図3及び図4に示すように、ロックロッド11と、ロックピース12と、駆動手段としてのウォームシャフトギヤ13及び駆動モータ14と、これらを収容するケース部材15と、を備えている。

0024

ロックロッド11は、円柱状に形成され、その下端面が普通充電用インレット7に接続された普通充電用コネクタ100の係合爪103に対向して設けられている。このロックロッド11は、普通充電用コネクタ100の挿抜方向とは略直交する方向(本実施形態では略鉛直方向)でスライド可能にケース部材15に保持されている。ロックロッド11の先端部(下端部)は、ケース部材15の底面の外側まで延設されて凹部5内に露出している。

0025

またロックロッド11の軸方向中央部には略矩形フランジ部11aが形成されている。このフランジ部11aとケース部材15との間にコイルバネ等からなるバネ部材16が設けられている。ロックロッド11は、このバネ部材16によって常に下方(先端部側)に付勢された状態でケース部材15に保持されている。

0026

またロックロッド11は、普通充電用コネクタ100が普通充電用インレット7に接続された状態で、その下端面が係合部材102に接触するか或いは係合部材102との間に若干の隙間が形成される程度の長さを有する。

0027

なおロックロッド11の下端部には、普通充電用コネクタ100が挿入される側の角部を面取りした面取り部11bが設けられている。この面取り部11bが設けられていることで、後述するように、普通充電用コネクタ100を普通充電用インレット7に容易に接続することができる。

0028

ロックピース12は、外形が扇形の板状部材で形成され、ロックロッド11に近接する位置で軸部12aによって軸支され、所定角度(60°程度)の範囲で、水平方向で回転可能にケース部材15内に収容されている。すなわちロックピース12は、ロックロッド11の上端面に対向する領域にある状態から(図4参照)、ロックロッド11の外側の領域にある状態まで(図6参照)、水平方向で回転可能に設けられている。

0029

本実施形態では、ロックピース12は、駆動手段としてのウォームシャフトギヤ13及び駆動モータ14によって回転可能に構成されている。上述のようにロックピース12は扇形に形成されており、その円弧状の端面にはギヤ部12bが形成されている(図4参照)。なお図3ではロックピース12のギヤ部12bの図示を省略している。そしてウォームシャフトギヤ13は、ロックピース12のギヤ部12bに噛合するウォームギヤ部13aを有する。つまり本実施形態に係るロックピース12は扇形のウォームホイールギヤであり、ウォームシャフトギヤ13と共に、いわゆるウォームギヤを構成する。なおウォームシャフトギヤ13は、例えば、DCモータ等で構成される駆動モータ14のシャフトに取り付けられ、その先端側はケース部材15によって回転可能に支持されている。

0030

ロックピース12が駆動モータ14によって回転され、図3及び図4に示すようにロックロッド11の上端面に対向する領域に移動した状態(ロック状態)では、このロックピース12によって、ロックロッド11の上方へのスライドが規制される。すなわちロックロッド11は、その下端部が普通充電用コネクタ100の係合部材102に接触した状態で上方へのスライドが規制される。このようにロックロッド11の上方へのスライドが規制されることに伴い、普通充電用コネクタ100の係合部材102の上方への移動も規制される。

0031

普通充電用コネクタ100を普通充電用インレット7から抜き取る際には、図5中に仮想線で示すように、係合部材102を上方に移動させ、係合爪103の係合突起7aとの係合を解除する必要がある。しかしながら、上述のようにロックロッド11の上方へのスライドが規制されているロック状態では、係合部材102の上方への移動も規制される。これにより、普通充電用コネクタ100の普通充電用インレット7からの抜き取りを防止することができる。したがって、充電状態で車両を放置しても、普通充電用コネクタ100の盗難を防止することができる。

0032

図5及び図6に示すように、ロックピース12が、ロックロッド11の外側の領域に移動した状態(ロック解除状態)では、ロックピース12によってロックロッド11の上方へのスライドが規制されることはない。当然、普通充電用コネクタ100の係合部材102の上方への移動も規制されない。したがって、このロック解除状態では、普通充電用コネクタ100を普通充電用インレット7から抜き取ることができ、また普通充電用コネクタ100を普通充電用インレット7に接続することができる。

0033

なお上述のようにロックロッド11はバネ部材16によって下方に付勢されているため、普通充電用インレット7に普通充電用コネクタ100が接続されていない状態でも、ロックロッド11は最下部に位置している。このため、普通充電用インレット7に普通充電用コネクタ100が接続する際に、係合部材102がロックロッド11に当接し、普通充電用コネクタ100の接続を阻害することが考えられる。しかしながら、ロックロッド11の先端部には面取り部11bが設けられているため、この面取り部11bに普通充電用コネクタ100が当接することで、図5中に仮想線で示すようにロックロッド11は上方にスライドする。したがって、ロック解除状態であれば、ロックロッド11が最下部に位置している状態であっても、普通充電用インレット7に普通充電用コネクタ100を良好に接続することができる。

0034

ところで、このような充電コネクタロック装置10を構成する扇形のロックピース12の上面には、手動用操作の棒状のハンドル部材17が立設されている。ケース部材15には、ハンドル部材17に対応する位置に開口部18が形成されており、ハンドル部材17は、この開口部18を介してケース部材15の外側まで突出して設けられている。開口部18の形状は、特に限定されないが、例えば、ロックピース12の回転に伴うハンドル部材17の軌跡に合わせた円弧状に形成されていることが好ましい。

0035

このようにロックピース12の上面にハンドル部材17が設けられていることで、例えば、駆動モータ14が故障し、普通充電用コネクタ100のロック状態を解除できなくなった場合等には、このハンドル部材17を手動で操作してロックピース12を回転させ、ロック解除状態とすることができる。

0036

ハンドル部材17の操作は、車両1の内部から行うようにする。例えば、車両1がリヤシート後方荷室を有している場合、図7に示すように、この荷室20のトリム部材クォータトリム)21に図示しないリッドにより開閉可能な操作口22を形成しておき、この操作口22からロックピース12のハンドル部材17を操作する。具体的には、ハンドル部材17を手前に引っ張る操作を行う。これにより普通充電用コネクタ100のロック状態を解除することができる。

0037

このように比較的簡単な操作でロック状態を解除することができるため、操作口22が比較的小さい場合でも、例えば、車載工具25を引っかけてハンドル部材17を操作することもできる。

0038

ここで、ハンドル部材17を設ける位置は、特に限定されないが、扇状のロックピース12の円弧状の外周部に設けられていることが好ましい。すなわち軸部12aから離れた位置に設けられていることが好ましい。さらには、ハンドル部材17は、ロックピース12のロックロッド11とは反対側の端部近傍に設けられていることが好ましい。このような位置にハンドル部材17を設けておくことで、比較的弱い力でハンドル部材17を操作することができる。したがって、操作口22からのハンドル部材17の操作もより容易となる。

0039

また上述のように本実施形態では、ハンドル部材17が挿通される開口部18を円弧状に形成しているため、ハンドル部材17を手動操作する際、開口部18がハンドル部材17のガイドとしても機能する。したがってハンドル部材17をより簡単に操作することができる。

0040

さらに、このように車内からのみハンドル部材17を操作できるようにすることで、車両1のドアをロックしておけば、充電状態で車両を放置していても、その間にハンドル部材17が操作されることもない。

0041

また例えば、ハンドル部材17にワイヤ等の紐状部材の一端側を予め連結し、他端側をクォータトリム21の操作口22付近に取り外し可能に設けておくようにしてもよい。すなわち、操作口22からこの紐状部材を介してハンドル部材17を引っ張る(操作する)ことでロック状態を解除できるようにしてもよい。あるいは紐状部材の他端側を運転席まで延長し、運転席に設けたレバー等の操作に連動して紐状部材を介してハンドル部材17が引っ張られ、ロック状態が解除されるようにしてもよい。

0042

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

0043

例えば、上述の実施形態では、扇形のロックピースを例示したが、ロックピースの形状(大きさ)は特に限定されるものではない。ロックピースは、ロックロッドの移動を規制可能な形状(大きさ)で形成であればよい。

0044

図8は、充電コネクタロック装置の内部構造を示す図であり、ロックピースの変形例を示す図である。図8に示すロックピース12Aは、外形が矩形である板状部材で形成されており、その一方の端面にはウォームシャフトギヤ13のウォームギヤ部13aに噛合するギヤ部12bが設けられている。この構成では、ロックピース12Aは、ウォームシャフトギヤ13の回転(正逆転)に伴って、ウォームシャフトギヤ13に沿って直線往復運動する。詳しくは、ロックピース12Aは、ロックロッド11の上端面に対向する領域にあるロック状態(図8(a)参照)からロックロッド11の外側の領域にあるロック解除状態(図8(b)参照)まで、直線往復運動可能に設けられている。

0045

またこの例では、ハンドル部材17Aをロックピース12Aのギヤ部12bとは反対側の端面に設けるようにしている。ケース部材15Aには、このハンドル部材17Aに対応する位置に開口部18Aが形成されている。ハンドル部材17は、開口部18Aを介してケース部材15Aの外側まで突出して設けられている。このような位置にハンドル部材17Aを設けた場合でも、上述のようにハンドル部材17Aを手動で操作してロックピース12Aを移動させ、ロック解除状態とすることができる。なおハンドル部材17Aを設ける位置は、特に限定されず、例えば、ロックピース12Aの下面であってもよい。

0046

またロックピースの上面のロックロッドに対向する位置に、ケース部材に接触しない程度の突起部を形成するようにしてもよい。ロックロッドがロックピースに当接した際、突起部がケース部材に接触することでロックピースの変形が抑制される。

0047

また、上述の実施形態では、ウォームシャフトギヤと駆動モータとを含む駆動手段によってロックピースを回転させるようにしたが、ロックピースを回転させるための駆動手段の構成は特に限定されるものではない。駆動手段は、例えば、ロックピースの軸部を駆動モータによって回転させるように構成されていてもよい。

0048

また例えば、上述の実施形態では、普通充電用インレットに設けられる充電コネクタロック装置を例示したが、本発明の充電コネクタロック装置は、勿論、急速充電用インレットにも採用することができる。

0049

1 車両
2給電口
3アウタパネル
4 開口部
5 凹部
6リッド
7普通充電用インレット
7a係合突起
8急速充電用インレット
9キャップ
10充電コネクタロック装置
11ロックロッド
11aフランジ部
11b面取り部
12ロックピース
12a 軸部
12bギヤ部
13ウォームシャフトギヤ
13aウォームギヤ部
14駆動モータ
15ケース部材
16バネ部材
17ハンドル部材
18 開口部
20荷室
21トリム部材(クォータトリム)
22操作口
25車載工具
100 普通充電用コネクタ
101ケーブル
102係合部材
103 係合爪

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