JP2012100448A

JP2012100448A - 充電スタンド

Info

Publication number: JP2012100448A
Application number: JP2010246569A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yoshii; 理芳井; Toshiyasu Nakaseki; 敏泰中積; Shoji Nakayama; 将司中山
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2012-05-24

Abstract

【課題】充電ケーブルを介した充電を可能としつつ駐車スペースの有効利用や盗電防止を図る。
【解決手段】本実施形態の充電スタンドは、移動手段(油圧ポンプ30と油圧機器31)によってコンセント２が設けられたスタンド本体１が収納位置と使用位置の間を移動可能である。そして、収納位置ではスタンド本体１が地面200の下に隠れる。故に、充電ケーブル100を介した充電を可能としつつ駐車スペースの有効利用や盗電防止を図ることができる。また、使用時以外は充電スタンドが地下に収納されるので、地上に在る場合に比べて気温変化の影響を受け難く、コンセント２の充電部が結露するなどの不具合の発生が抑制できるという利点がある。
【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(充電設備)も提供されている。例えば、特許文献１には、地面を掘って地中に形成された収容室に１次側カプラが進退自在に設けられ、電気自動車の車体下面に設けられた２次側カプラと、収容室から進出した１次側カプラとが結合して電気自動車に充電用の電力を給電する充電設備が記載されている。特許文献１記載の従来例では、電気自動車が充電されていないときは１次側カプラが地中の収納室に収納されるため、駐車スペースを有効利用し、また、電力の無断使用(盗電)を防ぐことができる。

特開２０００−１５２５１２号公報

しかしながら、特許文献１記載の従来例では、車体の下面に２次側カプラが設けられている必要があり、充電ケーブルのコネクタが接続される充電口(充電インレット)を車体の側面に有するタイプの電気自動車などは利用できなかった。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、充電ケーブルを介した充電を可能としつつ駐車スペースの有効利用や盗電防止を図ることを目的とする。

本発明の充電スタンドは、電気自動車を充電するための充電ケーブルが接続されるスタンド本体と、当該スタンド本体が地面の下に収納される収納位置と地面の上に現れる使用位置との間で移動可能とする移動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、前記移動手段は、油圧ポンプと、当該油圧ポンプから印加される油圧で作動する油圧機器とを有し、当該油圧機器が前記スタンド本体を移動させることが好ましい。

この充電スタンドにおいて、前記移動手段は、前記スタンド本体に固定されるラックと、当該ラックに噛み合うピニオンと、当該ピニオンを回転させるモータとを有することが好ましい。

この充電スタンドにおいて、前記スタンド本体が円筒形状に形成され、前記移動手段は、前記スタンド本体の周面に形成される雄ねじ又は雌ねじと、前記スタンド本体の雄ねじと螺合する雌ねじ若しくは前記スタンド本体の雌ねじと螺合する雄ねじが内周面に形成されて地中に埋設される円筒形状の収納体とを有することが好ましい。

この充電スタンドにおいて、前記移動手段は、前記スタンド本体を前記収納位置から前記使用位置に向かう向きに弾性付勢するばねと、当該ばねを圧縮した状態で前記スタンド本体を前記収納位置に保持する保持機構とを有することが好ましい。

本発明の充電スタンドは、充電ケーブルを介した充電を可能としつつ駐車スペースの有効利用や盗電防止を図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を示し、(ａ)は収納位置における断面図、(ｂ)は使用位置における断面図である。本発明に係る充電スタンドの実施形態２を示し、(ａ)は収納位置における断面図、(ｂ)は使用位置における断面図である。本発明に係る充電スタンドの実施形態３を示し、(ａ)は収納位置における断面図、(ｂ)は使用位置における断面図、(ｃ)はスタンド本体の一部省略した斜視図である。本発明に係る充電スタンドの実施形態４を示し、(ａ)は収納位置における断面図、(ｂ)は使用位置における断面図、(ｃ)は電極部と可動電極部とが接続された状態の一部省略した断面図である。本発明に係る充電スタンドの実施形態５を示し、(ａ)は収納位置における断面図、(ｂ)は使用位置における断面図、(ｃ)は保持機構を示す一部省略した断面図である。

(実施形態１)
本実施形態の充電スタンドは、図１に示すようにスタンド本体１と、スタンド本体１に設けられるコンセント２と、スタンド本体１を上下方向に移動可能とする移動手段とを備える。そして、コンセント２には電気自動車を充電するための充電ケーブル100が具備するプラグ101が挿抜自在に接続される。なお、充電ケーブル100の先端には電気自動車の充電口(充電インレット)に接続される充電コネクタ102が設けられている。

スタンド本体１は、金属材料によって筒状に形成され、側面の上部に開口する窓孔10からコンセント２の前面(差込口20が設けられている面)を露出させている。また、スタンド本体１の底面から電源ケーブル110が引き込まれており、スタンド本体１内において電源ケーブル110がコンセント２の端子に接続されている。電源ケーブル110は、地中に埋設されている電線管(図示せず)を通して配線されており、別の場所に設置されている分電盤(図示せず)において電源(例えば、商用交流電源)と接続される。

移動手段は、油圧ポンプ30と、油圧ポンプ30から印加される油圧で作動する油圧機器31とを有する。油圧ポンプ30は、電気自動車の充電場所(駐車場など)の地面200に掘られた穴201の底に設置され、図示しない運転スイッチが操作されることで運転と停止が切り換えられる。なお、運転スイッチは地上若しくは穴201の内周面における地表近傍に設置される。

油圧機器31は、径の異なる３本のロッド31A，31B，31Cが入れ子に組み立てられ、最も径の大きいロッド31Aの下端が油圧ポンプ30の上面に固定されるとともに、最も径の小さいロッド31Cの上端がスタンド本体１の底面に固定される。この油圧機器31は、油圧ポンプ30から油圧が印加されない状態では、図１(ａ)に示すように最大径のロッド31A内に中程度の径のロッド31Bが収納されるとともにロッド31B内に最小径のロッド31Cが収納されて最も縮んだ状態(以下、短縮状態と呼ぶ。)となる。一方、油圧ポンプ30から油圧が印加された状態では、油圧機器31は、図１(ｂ)に示すように最大径のロッド31Aの外に中程度の径のロッド31Bが突出するとともにロッド31Bの外に最小径のロッド31Cが突出して最も伸びた状態(以下、伸長状態と呼ぶ。)となる。

而して、油圧ポンプ30が停止しているときは油圧機器31が短縮状態となるから、図１(ａ)に示すようにスタンド本体１は穴201に収納される位置(収納位置)に在る。したがって、スタンド本体１が収納位置に在れば、電気自動車以外の自動車が駐車する場合などに充電スタンドが邪魔にならず、駐車スペースを有効に利用することができる。また、充電スタンドが地面200の下に隠されているために盗電の虞も少なくなる。ここで、スタンド本体１の上部に合成ゴム製のパッキン５が被せられており、スタンド本体１が収納位置にあるときにスタンド本体１と穴201の周縁との間の隙間がパッキン５で塞がれている。このようにスタンド本体１の上部と穴201の周縁との隙間がパッキン５で塞がれることにより、穴201の中に雨水やごみなどが入ることがなく、しかも、スタンド本体１と地面200との段差を無くすことができる。但し、パッキン５は穴201の周縁に設けられていても構わない。

そして、運転スイッチが操作されて油圧ポンプ30が運転されると、油圧機器31が動作して短縮状態から伸長状態に移行し、図１(ｂ)に示すようにスタンド本体１が穴201の外(地面200の上)に現れる位置(使用位置)に移動する。したがって、スタンド本体１が使用位置に在れば、コンセント２にプラグ101が差込接続された充電ケーブル100を介して電気自動車の充電が可能となる。

このように本実施形態の充電スタンドによれば、移動手段(油圧ポンプ30と油圧機器31)によってコンセント２が設けられたスタンド本体１が収納位置と使用位置の間を移動可能であり、且つ収納位置ではスタンド本体１が地面200の下に隠れる。故に、充電ケーブル100を介した充電を可能としつつ駐車スペースの有効利用や盗電防止を図ることができる。また、使用時以外は充電スタンドが地下に収納されるので、地上に在る場合に比べて気温変化の影響を受け難く、コンセント２の充電部が結露するなどの不具合の発生が抑制できるという利点がある。

(実施形態２)
本実施形態の充電スタンドは、スタンド本体１を収納位置と使用位置との間で移動可能とする移動手段に特徴があり、その他の構成は実施形態１と共通である。よって、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態における移動手段は、図２に示すようにスタンド本体１の側面に上下方向に沿って固定されるラック32と、穴201の上部に設置されてラック32と噛み合うピニオン33と、ベルト35を介してピニオン33を回転させるモータ34とを有する。なお、モータ34は図示しないスイッチが操作されて正転又は逆転又は停止する。また、図示は省略しているが、スタンド本体１を支持するとともに上下動をガイドするガイド機構が穴201の内部に設置される。さらに、穴201の周縁には雨水やごみが穴201の中に入ることを防ぐとともに地面200とスタンド本体１との段差を無くすため、円環状のパッキン５が設けられている。

而して、モータ34が正転するとベルト35を介してピニオン33が正転(図２における時計回りに回転)し、ピニオン33と噛み合ったラック32が上向きに移動することにより、スタンド本体１が収納位置から使用位置に移動する。一方、モータ34が逆転するとベルト35を介してピニオン33が逆転(図２における反時計回りに回転)し、ピニオン33と噛み合ったラック32が下向きに移動することにより、スタンド本体１が使用位置から収納位置に移動する。

本実施形態における移動手段では、実施形態１の移動手段(油圧ポンプ30と油圧機器31)に比べて、穴201の深さを浅くすることができて設置工事が容易である。

(実施形態３)
本実施形態の充電スタンドは、スタンド本体１を収納位置と使用位置との間で移動可能とする移動手段に特徴があり、その他の構成は実施形態１と共通である。よって、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態における移動手段は、図３に示すようにスタンド本体１を収納位置から使用位置に向かう向き(上向き)に弾性付勢するばね36と、ばね36を圧縮した状態でスタンド本体１を収納位置に保持する保持機構37とを有する。ばね36はコイルばねからなり、下端が穴201の底に固定され、上端がスタンド本体１の底に固定されている。

保持機構37は、スタンド本体１の下部側面(周面)より進退自在に突出する一対のロック片37A，37Aと、各ロック片37Aをスタンド本体１の外に進出する向きに弾性付勢するばね(図示せず)と、各ロック片37Aを引っ張ってスタンド本体１内に退避させる引張り機構(図示せず)とを有する。ロック片37Aは三角形状の板材からなり、頂角近傍の部位で回動自在に軸支されている。なお、スタンド本体１にはロック片37Aが出入りするための縦溝(図示せず)が形成されており、この縦溝を通してロック片37Aがスタンド本体１の内と外を往復するように回動する。引張り機構は、スタンド本体１の天面に設けられた操作部37Bが回転操作されることにより(図３(ｃ)参照)、操作部37Bの回転を直線運動に変換してロック37Aをスタンド本体１内に引っ張り込むものである。なお、操作部37Bはスタンド本体１に対して開閉自在に設けられた扉37Cによって覆い隠される(図３(ｃ)参照)。但し、このような引張り機構については周知技術を用いて実現可能であるから詳細な構成の図示並びに説明は省略する。

ここで、スタンド本体１の下部側面から進出した一対のロック片37A，37Aは、図３(ａ)に示すように穴201の内周面に形成されている一対の嵌合凹所203，203にそれぞれ嵌合する。したがって、ロック片37A，37Aが嵌合凹所203，203と嵌合した状態では、図３(ａ)に示すようにばね36のばね力に抗してスタンド本体１が収納位置に保持(ロック)される。そして、操作部37Bが回転操作されてロック片37A，37Aがスタンド本体１内に退避すれば、ロック片37A，37Aと嵌合凹所203，203との嵌合が解除され、ばね36のばね力によってスタンド本体１が収納位置から使用位置に移動する(図３(ｂ)参照)。一方、人の力でスタンド本体１が使用位置から収納位置に移動させられると、ロック片37A，37Aがスタンド本体１の外に進出し、嵌合凹所203，203と嵌合してスタンド本体１が収納位置に保持される。

本実施形態の移動手段では、実施形態１，２の移動手段とは異なって電力を消費しないので、省エネルギ化を図ることができる。

(実施形態４)
本実施形態の充電スタンドは、スタンド本体１を収納位置と使用位置との間で移動可能とする移動手段に特徴があり、その他の構成は実施形態１と共通である。よって、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態における移動手段は、図４に示すようにスタンド本体１の周面に形成される雄ねじ11と、スタンド本体１の雄ねじ11と螺合する雌ねじ40が内周面に形成されて地中に埋設される円筒形状の収納体４とを有する。

収納体４は、金属材料によって上面が開口する有底円筒形状に形成され、上面が地面200に露出するように地中に埋設される。収納体４の上部には給電用の電極部41が設けられている。この電極部41は、図４(ｃ)に示すように電源ケーブル(図示略)と接続された一対の刃受41A，41Aと、収納体４の内周面側に露出する永久磁石41Bと、刃受41Aや永久磁石41Bを保持する絶縁材料(例えば、合成樹脂)製のハウジング41Cとを有する。

一方、スタンド本体１には、収納体４の電極部41と着脱自在に接続される可動電極部12が設けられている。この可動電極部12は、一対の接触子(栓刃)12A，12Aと、接触子12A，12Aを保持する絶縁材料(例えば、合成樹脂)製のハウジング12Bと、一端がハウジング12B内で接触子12A，12Aに接続されるとともに他端がコンセント２の端子に接続される電線12Cとを有する。また、ハウジング12Bの前面(接触子12A，12Aが突設される面)には鉄板(図示せず)がインサートされている。なお、可動電極部12はスタンド本体１の下部周面に形成されている凹部13内に進退自在に収納される。

而して、収納体４の電極部41と対向する位置に可動電極部12が在れば、電極部41の永久磁石41Bの磁力で鉄板が吸引されるため、可動電極部12が凹部13の外に進出して一対の接触子12A，12Aが電極部41の刃受41A，41Aに接続される(図３(ｃ)参照)。その結果、電極部41及び可動電極部12を通してスタンド本体１のコンセント２に給電される。

スタンド本体１は、雄ねじ11を雌ねじ40に螺合させた状態で収納体４の内部に収納される(図４(ａ)参照)。そして、スタンド本体１の天面に設けられているハンドル(取っ手)14を手で持ってスタンド本体１を反時計回りに回動すれば、収納体４に対してスタンド本体１が上向きに螺進し、収納位置から使用位置に移動させることができる。そして、スタンド本体１が使用位置に移動すれば、可動電極部12が収納体４の電極部41と対向する位置に移動して可動電極部12と電極部41が接続される。その結果、コンセント２に接続される充電ケーブル100によって電気自動車の充電が可能となる。

一方、ハンドル14を手で持ってスタンド本体１を時計回りに回動すれば、収納体４に対してスタンド本体１が下向きに螺進し、使用位置から収納位置に移動させることができる。但し、スタンド本体１が回動することにより、可動電極部12は電極部41から引き離されて凹部13内に退避することになる。

本実施形態の移動手段では、実施形態３の移動手段と同様に電力を消費しないので、省エネルギ化を図ることができる。なお、本実施形態ではスタンド本体１に雄ねじが設けられ、収納体４に雌ねじが設けられているが、反対に、スタンド本体１に雌ねじが設けられ、収納体４に雄ねじが設けられても構わない。また、永久磁石41Bは、スタンド本体１が螺進したときに鉄板と離間し易いように、方向によって磁力の強さが異なっている。

(実施形態５)
本実施形態の充電スタンドは、実施形態４においてスタンド本体１に設けられている雄ねじ11及び収納体４に設けられている雌ねじ40を廃止し、収納体４に収納されているスタンド本体１がそのまま真上に引き上げられるようにした点に特徴がある。但し、雄ねじ11及び雌ねじ40以外の構成は実施形態４と共通であるから、共通の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。

スタンド本体１の天面にはコ字形のハンドル15が設けられており、人がハンドル15を持ってスタンド本体１を上に引っ張り上げることができる。また、スタンド本体１には実施形態３と共通の保持機構37が設けられている。但し、本実施形態における保持機構37では、ロック片37A，37Aの向きが実施形態３とは上下逆になっており、回動自在に軸支される頂角側が底辺側よりも上にある(図５(ｃ)参照)。

また、収納体４の内周面には、スタンド本体１が収納位置から引き上げられる際に可動電極部12が凹部13の外に進出しないようにガイドするガイド部(図示せず)が設けられている。このガイド部は、上下方向に沿って内側に突出する帯状の突起(突条)からなる。

而して、人がハンドル15を手で持ってスタンド本体１を引っ張り上げるとともに、最上部でスタンド本体１を回転すれば、ロック片37A，37Aがスタンド本体１の外に進出して収納体４の上部内周面に形成されている嵌合凹部42，42とそれぞれ嵌合する(図５(ｃ)参照)。そして、ロック片37Aが嵌合凹部42と嵌合すれば、スタンド本体１が保持機構37によって保持され、ハンドル15から手を離してもスタンド本体１が落下することはない。また、スタンド本体１が回転すると、可動電極部12が収納体４の電極部41と対向する位置に移動して可動電極部12と電極部41が接続される。その結果、コンセント２に接続される充電ケーブル100によって電気自動車の充電が可能となる。一方、操作部37Bが回転操作されてロック片37A，37Aがスタンド本体１内に退避すれば、ロック片37A，37Aと嵌合凹所203，203との嵌合が解除される。したがって、ハンドル15を手で持ってスタンド本体１を逆向きに回転した後に下ろせば、スタンド本体１が収納位置に移動して収納体４内に収納される(図５(ａ)参照)。なお、スタンド本体１が回転することにより、可動電極部12は電極部41から引き離されて凹部13内に退避することになる。

本実施形態においても、実施形態３，４と同様にスタンド本体１の移動に電力を要しないので、省エネルギ化を図ることができる。しかも、本実施形態ではスタンド本体１及び収納体４に雄ねじ及び雌ねじを設ける必要が無いから、実施形態４に比較して製造コストを削減することができる。

１スタンド本体
２コンセント
30 油圧ポンプ(移動手段)
31 油圧機器(移動手段)
100 充電ケーブル
200 地面
201 穴

Claims

電気自動車を充電するための充電ケーブルが接続されるスタンド本体と、当該スタンド本体が地面の下に収納される収納位置と地面の上に現れる使用位置との間で移動可能とする移動手段とを備えることを特徴とする充電スタンド。
前記移動手段は、油圧ポンプと、当該油圧ポンプから印加される油圧で作動する油圧機器とを有し、当該油圧機器が前記スタンド本体を移動させることを特徴とする請求項１記載の充電スタンド。
前記移動手段は、前記スタンド本体に固定されるラックと、当該ラックに噛み合うピニオンと、当該ピニオンを回転させるモータとを有することを特徴とする請求項１記載の充電スタンド。
前記スタンド本体が円筒形状に形成され、前記移動手段は、前記スタンド本体の周面に形成される雄ねじ又は雌ねじと、前記スタンド本体の雄ねじと螺合する雌ねじ若しくは前記スタンド本体の雌ねじと螺合する雄ねじが内周面に形成されて地中に埋設される円筒形状の収納体とを有することを特徴とする請求項１記載の充電スタンド。
前記移動手段は、前記スタンド本体を前記収納位置から前記使用位置に向かう向きに弾性付勢するばねと、当該ばねを圧縮した状態で前記スタンド本体を前記収納位置に保持する保持機構とを有することを特徴とする請求項１記載の充電スタンド。