JP2012095495A

JP2012095495A - 充電スタンド

Info

Publication number: JP2012095495A
Application number: JP2010242334A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Toda; 亘彦戸田; Masashi Tanaka; 昌史田中
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2012-05-17

Abstract

【課題】電気自動車等の移動体の衝突に伴う不具合の発生を抑制する。
【解決手段】本実施形態の充電スタンドでは、検出手段である移動体センサ２によってスタンド本体１に接近する移動体が検出され、移動体センサ２の検出結果に基づいて移動体がスタンド本体１に衝突する可能性が制御部４で判定される。そして、衝突の可能性有りと判定した場合、制御手段たる制御部４が衝撃緩和手段(電動シリンダ部３)を制御して衝撃を緩和する。故に、衝突によりスタンド本体１が倒壊しても充電部が露出する虞は少なくなる。また、充電スタンドに衝突した移動体、例えば、自動車の車体や乗員が損傷や怪我などの被害を被る虞も少なくなる。よって、衝撃緩和手段を有しない従来例に比較して、本実施形態の充電スタンドでは、電気自動車等の移動体の衝突に伴う不具合の発生を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車に搭載される蓄電池を充電するための充電スタンドに関する。

近年、１００ボルト又は２００ボルトの商用交流電源から充電ケーブルを介して蓄電池が充電される電気自動車(プラグインハイブリッド自動車を含む。以下同じ。)が提供され始めている。そして、電気自動車の提供に併せて、住戸の車庫(駐車スペース)などに設置される充電スタンドも提供されている。例えば、特許文献１には、屋外の地面に立設されるスタンド本体と、スタンド本体から導出されて先端にコネクタが設けられる充電ケーブルとを備える充電スタンド(充電装置)が記載されている。

特開平５−３２８６１９号公報

ところで、充電スタンドは電気自動車の駐車場所の近くに設置されるため、誤って電気自動車あるいは自動二輪車や自転車などが衝突することにより、充電スタンドが倒壊する可能性がある。このとき、倒壊の仕方によっては充電部が露出してしまう虞がある。一方、充電スタンドが強固に作られている場合、充電スタンドに衝突した自動車等の車体や乗員が損傷や怪我などの被害を被る虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、電気自動車等の移動体の衝突に伴う不具合の発生を抑制することを目的とする。

本発明の充電スタンドは、スタンド本体と、当該スタンド本体内に収納されるコンセントと、前記スタンド本体に接近する移動体を検出する検出手段と、前記移動体の衝突によって前記スタンド本体に加わる衝撃を緩和するための動作を行う衝撃緩和手段と、前記検出手段の検出結果に基づき、前記移動体が前記スタンド本体に衝突する可能性があると判定したときに前記衝撃緩和手段を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする。

この充電スタンドにおいて、前記衝撃緩和手段は、前記制御手段に制御されて、前記スタンド本体が地面に固定される固定状態から前記スタンド本体が地面に固定されない非固定状態へ切り換えることが好ましい。

この充電スタンドにおいて、前記スタンド本体直下の地面に当該スタンド本体が収まる穴が設けられ、前記衝撃緩和手段が前記非固定状態に切り換えたときに前記スタンド本体が落下して前記穴に収まることが好ましい。

この充電スタンドにおいて、前記衝撃緩和手段は、前記固定状態と前記非固定状態とを可逆的に切り換えることが好ましい。

本発明の充電スタンドは、電気自動車等の移動体の衝突に伴う不具合の発生を抑制することができるという効果がある。

本発明に係る充電スタンドの実施形態１を示す要部のブロック図である。同上の斜視図である。同上の扉を開けた状態の要部の斜視図である。 (ａ)(ｂ)は同上における移動体センサの動作説明図である。 (ａ)〜(ｃ)は同上における移動体センサの動作説明図である。 (ａ)(ｂ)は同上の衝撃緩和処理の動作を説明するための説明図である。同上の衝撃緩和処理の動作を説明するためのフローチャートである。本発明に係る充電スタンドの実施形態２の衝撃緩和処理の動作を説明するための説明図である。

(実施形態１)
本実施形態の充電スタンドは、図２及び図３に示すように電気自動車200を駐車する地面に立設されるスタンド本体１と、電気自動車200を充電するための充電ケーブル100のプラグ110が差込口20Aに挿抜自在に差込接続されるコンセント20とを備えている。

スタンド本体１は、金属板によって前面並びに天面と底面がそれぞれ開口した角筒状に形成され、扁平な箱形のカバー６によって天面の開口が閉塞されている。スタンド本体１の左右両側の内側面には取付板(図示せず)が取着されている。すなわち、スタンド本体１の内部が取付板によって前後に区分けされており、後述するコンセントユニット10が取付板の前方の空間に収納され、漏電遮断器や給電用の電源ケーブル(図示せず)が取付板の後方の空間に収納(配線)される。なお、コンセントユニット10及び漏電遮断器は取付板にねじ止めによって取り付けられる。

また、スタンド本体１前面における最上部及び最下部には矩形板状の上パネル7A及び下パネル7Bが取り付けられている。そして、スタンド本体１内において上パネル7Aの下端から下パネル7Bの上端までの前方空間に、コンセントユニット10をそれぞれ収納するための４つの収納空所が上下方向に並設されている。

コンセントユニット10は、図３に示すように筐体11、コンセントブロック12、扉13、天井カバー14などを具備している。筐体11は、金属板により前面に開口窓11Aを有する箱形に形成されている。天井カバー14は下面が開口する箱形に形成され、筐体114の天面(上面)を覆うように筐体11に取り付けられる。扉13は扁平な矩形箱状に形成されており、開口窓11Aを塞ぐ閉位置と開口窓11Aを開放する開位置との間で水平方向(前後方向)に回動自在となるように、ヒンジ部13Aによって左側端部が筐体11の前面側左端部に軸支されている。また、扉13にはロック装置15が取着されており、閉位置にあるときにロック装置15によって扉13がロックされる。なお、扉13の下端部における右端には、充電ケーブル100が引き出される切り欠き(引出口)13Bが形成されている。

コンセントブロック12は、前面に差込口20Aが設けられたコンセント20と、コンセント20を保持し且つコンセント20の前面を覆うコンセントプレート12Aと、コンセントプレート12Aの中央に開口するプラグ挿入口12Bを開閉自在に塞ぐコンセントカバー12Cとを有する。コンセントプレート12Aは、プラグ挿入口12Bが開口する中央部分が前方へ突出し、当該中央部の左右両端部にそれぞれねじ挿通孔12Dが形成されている。コンセントカバー12Cは略半円板状に形成され、直線部分においてコンセントプレート12Aの中央部分に回動自在に軸支される。つまり、コンセントカバー12Cは、コンセントプレート12Aのプラグ挿入口12Bを覆う閉位置と、プラグ挿入口12Bを開放する開位置との間で回動し、さらに図示しないねじりコイルばねのばね力によって開位置から閉位置に向かう向きに弾性付勢されている。但し、コンセントカバー12Cにはロック爪12Fが設けられており、閉位置においては、ロック爪12Fがコンセントプレート12Aに係合することでコンセントカバー12Cの回動が規制される。なお、コンセントプレート12Aの内側面には、充電ケーブル100の先端に設けられているプラグ110の被係合部(図示しない)と係合する係合部(図示せず)が設けられており、コンセント20の差込口121に差込接続されたプラグ110が、係合部と被係合部との係合によって抜け止めされる。

コンセントブロック12は、筐体11内部における上部後方に配設されている取付板11Bに対して、左右両端部のねじ挿通孔12Dに挿通されるねじによってねじ止めされる。ここで、取付板11Bは、後方に向かって徐々に下方へ下がるように傾いて配設されている。そのため、コンセント20の差込口20Aも水平面(前後左右を含む平面)に対して下向きに傾いて配置されている。

また、コンセントユニット10にはインターロック装置16が設けられている。インターロック装置16は、扉13が閉位置にあるときに扉13の後面から後方へ突出する駆動片13Cによってオンとされ、扉13が閉位置にないときはオフされ、オンされている間だけコンセント20への給電路を閉成するものである。

上述のように構成されるコンセントユニット10は、前面側からスタンド本体１内の収納空所内に収納され、取付板に対して筐体11がねじ止めされることでスタンド本体１に固定される。上述したようにスタンド本体１内には同一寸法の４つの収納空所が上下方向に並設されており、これら４つの収納空所の何れにもコンセントユニット10を収納することができる。但し、コンセントユニット10が収納されない収納空所の前面は平板状のカバー7Cで閉塞される。

ところで、本実施形態の充電スタンドは、図１に示すように２つの移動体センサ２、電動シリンダ部３、制御部４、報知部５を備える。移動体センサ２は、従来周知のミリ波レーダからなり、スタンド本体１の最上部の左右両端に設置される。そして、各移動体センサ２は、図２に示すようにスタンド本体１の前方に向かって電波(ミリ波)X1を送信して移動体(例えば、電気自動車200)に反射した電波X2を受信し、受信電波X2の電界強度や伝搬時間又はドップラ効果によって生じる周波数差などを基に、移動体までの距離や移動方向、速度などを測定する。但し、移動体センサ２はミリ波レーダに限定されるものではなく、例えば、電波の代わりに超音波を送受波して移動体までの距離や移動方向、速度などを測定する超音波センサであっても構わない。

ここで、移動体センサ２の検知範囲が比較的に狭い場合、充電スタンドの前方を移動体が横切るときは、図４(ａ)に示すように移動体センサ２で受信する電波の電界強度がパルス的に急激に変化する。一方、移動体が充電スタンドに向かって正面から接近してくるときは、図４(ｂ)に示すように移動体センサ２で受信する電波の電界強度が移動体の速度に応じた傾きで漸増する。従って、電界強度の変化の仕方によって接近しているのか、横切ったのかが判定できる。また、移動体センサ２の検知範囲が比較的に広い場合、充電スタンドの前方を移動体が横切るときは、図５(ａ)に示すように一方の移動体センサ２で受信する電波の電界強度(実線Ｙ)が直線的に減少し、他方の移動体センサ２で受信する電波の電界強度(破線Ｚ)が直線的に増加した後に直線的に減少する。また、移動体が正面に対して斜め方向から接近してくるときは、図５(ｂ)に示すように２つの移動体センサ２で受信する電波の電界強度が互いに異なる傾きで直線的に増加する。さらに、移動体が正面から接近してくるときは、図５(ｃ)に示すように２つの移動体センサ２で受信する電波の電界強度が互いに同じ傾きで直線的に増加する。したがって、２つの移動体センサ２の受信電波の電界強度の差分をとれば、その差分の変化の仕方によって移動体の進行方向が判定できる。

電動シリンダ部３は、図６に示すようにスタンド本体１の底面より進退自在に突出するシリンダ(可動鉄心)30と、電磁力を利用してシリンダ30を直線的に変位させる駆動部31とを有する。ここで、スタンド本体１底面と対向する地面100に、スタンド本体１の底面から進出したシリンダ30が挿入される穴101が掘られている。したがって、シリンダ30が地面100の穴101に挿入されている状態では衝撃が加わってもスタンド本体１が倒れ難いが、シリンダ30が地面100の穴101に挿入されていない状態では衝撃によってスタンド本体１が倒れ易くなる。そして、スタンド本体１が倒れ易ければ、スタンド本体１が倒れ難い場合に比べて、移動体(例えば、電気自動車200)が衝突したときの衝撃(スタンド本体１に加わる衝撃と移動体に加わる衝撃の双方)が緩和されることになる。

制御部４は、マイクロコントローラやメモリなどで構成され、例えば、移動体センサ２で検出(測定)される移動体までの距離や移動方向、速度に基づき、当該移動体がスタンド本体１に衝突する可能性を判定する。そして、制御部４は移動体の衝突可能性有りと判定した場合、上述したように移動体の衝突による衝撃を緩和するために電動シリンダ部３を制御してシリンダ30をスタンド本体１内に退避させる。また、スタンド本体１に接近する移動体が居なくなれば、制御部４は電動シリンダ部３を制御してシリンダ30をスタンド本体１から進出させる。

報知部５は、制御部４の指示に応じて警告音を鳴動するとともに警告灯(図示せず)を点灯させる。このように報知部５が警告音を鳴動し且つ警告灯を点灯させれば、充電スタンドに接近してきている電気自動車200等の乗員(運転者)に注意を喚起して回避行動を取らせることができる。

次に、図７のフローチャートを参照して本実施形態の充電スタンドの動作(主に制御部４が行う処理)を詳細に説明する。

移動体センサ２で移動体の距離、移動方向、速度が検出(測定)され(ステップ１)、その検出結果が制御部４に入力される。なお、移動体センサ２では、所定の周期(例えば、数百ミリ秒〜数秒間隔)で電波を送信して検出(測定)を行っている。制御部４は、移動体センサ２から入力される検出結果に基づいて移動体が充電スタンドに衝突する可能性を判定する(ステップ２)。ここで、制御部４における衝突可能性の判定基準は、例えば、移動体の移動方向がスタンド本体１に向かう向きであり、移動体の距離が所定の限度値以下であって、且つ移動体の速度が所定値以上であることとし、これらの条件が全て満たされたときに制御部４が衝突の可能性有りと判定する(ステップ３)。なお、上述した衝突可能性の判定基準は一例であって、さらに細かく段階的に衝突可能性を判定してもよいし、あるいは、距離と移動方向のみで判定することも可能である。

制御部４は、衝突可能性有りと判定すれば報知部５に警告を報知させ(ステップ４)、衝突可能性無しと判定すればステップ１に戻って移動体センサ２から検出結果の入力を待つ。さらに衝突可能性有りと判定して報知部５に警告を報知させた後、制御部４は、引き続き移動体センサ２の検出結果から衝突可能性の有無を判定する(ステップ５)。つまり、報知部５から警告が報知されると、移動体である自動車の運転者がステアリングを操作して移動方向(進行方向)を変えたり、フットブレーキを踏んで減速(あるいは停止)することによって衝突の可能性が無くなることがある。そして、衝突の可能性が無くなれば、制御部４はステップ１に戻って移動体センサ２から検出結果の入力を待つ。一方、衝突の可能性が無くならなければ、制御部４は衝突による衝撃を緩和するための衝撃緩和処理、具体的には、電動シリンダ部３を制御してシリンダ30をスタンド本体１内に退避させる処理を実行する(ステップ６)。

上述のように本実施形態の充電スタンドでは、検出手段である移動体センサ２によってスタンド本体１に接近する移動体が検出され、移動体センサ２の検出結果に基づいて移動体がスタンド本体１に衝突する可能性が制御部４で判定される。そして、衝突の可能性有りと判定した場合、制御手段たる制御部４が衝撃緩和手段(電動シリンダ部３)を制御して衝撃を緩和するので、衝突によりスタンド本体１が倒壊しても充電部が露出する虞は少なくなる。また、充電スタンドに衝突した移動体、例えば、自動車の車体や乗員が損傷や怪我などの被害を被る虞も少なくなる。よって、衝撃緩和手段を有しない従来例に比較して、本実施形態の充電スタンドでは、電気自動車等の移動体の衝突に伴う不具合の発生を抑制することができる。

しかも、本実施形態の充電スタンドでは、電動シリンダ部３がスタンド本体１を地面に固定する固定状態と地面に固定しない非固定状態とを可逆的に切換可能であるため、移動体に衝突されて倒れたスタンド本体１が起こされて地面に固定されれば、再使用することも可能である。

(実施形態２)
本実施形態の充電スタンドは、図８に示すようにスタンド本体１の底部近傍の側面から水平方向に進退自在に突出する複数のロック体８が設けられ、これらのロック体８によってスタンド本体１が地面に固定されている。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通する構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。

ロック体８は、例えば、金属製の板材からなり、正面から見てスタンド本体１の左右両側にそれぞれ２つずつ配設されている。そして、これら４つのロック体８はスタンド本体１の側面から進出(突出)する固定状態と、スタンド本体１内に退避して側面から突出しない非固定状態とに択一的に切り換えられる。例えば、各ロック体８はばねによってスタンド本体１の外へ突出する向きに弾性付勢されており、それぞれ図示しない電磁ソレノイドによって突出向きと逆向きに移動させられるようになっている。なお、これらの電磁ソレノイドは、制御部４が衝撃緩和処理を実行したときに駆動されてロック体８を突出向きと逆向きに移動させる。

ここで、図８に示すように、スタンド本体１直下の地面にはスタンド本体１全体が収まる穴102が設けられるとともに、穴102の上部にはスタンド本体１から突出するロック体８とそれぞれ嵌合する嵌合凹部103が設けられている。すなわち、通常はロック体８が嵌合凹部103と嵌合することでスタンド本体１が穴102から地上に出た状態で地面に固定(ロック)されている。そして、ロック体８がスタンド本体１内に退避して嵌合凹部103との嵌合が解除されると、スタンド本体１が自重で落下して穴102の中に収まる。但し、スタンド本体１をガイドするためのガイドレールが穴102の中(例えば、四隅)に設けられていれば、スタンド本体１をスムーズに穴102の中に収めることができる。また、落下時にスタンド本体１が受ける衝撃を緩和するため、穴102の底にスタンド本体１の底面周縁と当接する弾性体(図示せず)が設置されることが望ましい。

さらに、充電スタンドの天面(カバー６の上面)にはハンドル(取っ手)60が設けられており、このハンドル60を手で持って充電スタンドを穴102から引っ張り上げることができる。そして、スタンド本体１が穴102の入口近くまで引き上げられると、外向きに弾性付勢されているロック体８がスタンド本体１から突出して嵌合凹部103に嵌合し、再びスタンド本体１が地面に固定される。

而して、本実施形態の充電スタンドは、制御部４が衝突の可能性有りと判定したときにロック体８をスタンド本体１内に退避させて穴102の中に収まるので、実施形態１と比較して移動体と衝突する可能性が低くなって衝撃をより緩和することができる。しかも、実施形態１では地面に倒れた充電スタンドが衝突した自動車に引きずられて壊れる虞があるが、本実施形態では充電スタンドを地中に避難させることで自動車に引きずられる可能性が低くなる。

１スタンド本体
２移動体センサ(検出手段)
３電動シリンダ部（衝撃緩和手段）
４制御部(制御手段)
20 コンセント

Claims

スタンド本体と、当該スタンド本体内に収納されるコンセントと、前記スタンド本体に接近する移動体を検出する検出手段と、前記移動体の衝突によって前記スタンド本体に加わる衝撃を緩和するための動作を行う衝撃緩和手段と、前記検出手段の検出結果に基づき、前記移動体が前記スタンド本体に衝突する可能性があると判定したときに前記衝撃緩和手段を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする充電スタンド。
前記衝撃緩和手段は、前記制御手段に制御されて、前記スタンド本体が地面に固定される固定状態から前記スタンド本体が地面に固定されない非固定状態へ切り換えることを特徴とする請求項１記載の充電スタンド。
前記スタンド本体直下の地面に当該スタンド本体が収まる穴が設けられ、前記衝撃緩和手段が前記非固定状態に切り換えたときに前記スタンド本体が落下して前記穴に収まることを特徴とする請求項２記載の充電スタンド。
前記衝撃緩和手段は、前記固定状態と前記非固定状態とを可逆的に切り換えることを特徴とする請求項２又は３記載の充電スタンド。