JP2012165533A - 電気車両用充電設備のモジュール、及び電気車両用充電設備 - Google Patents

Abstract

【課題】充電ケーブルの所持の如何に関わらず充電を行うことができ且つ充電対象となる電気車両の増加に容易に対応可能とした電気車両用充電設備のモジュールを提供する。
【解決手段】 電気車両の接続部と挿抜自在に接続される充電ガン２１２が設けられた充電ケーブル２１０と、充電ガン２１２を収納し且つ造営材若しくは構造物に設けられる収納スペースに着脱自在に収納される箱型の筐体２０１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気車両用充電設備のモジュール、及び電気車両用充電設備に関する。

近年、電気自動車や電気自動二輪車、プラグインハイブリット車などのように、電気を主動力として走行する機能を持つ車両（以下、「電気車両」と呼ぶ）が普及しつつある。そして、これらの電気車両の普及に合わせて、電気車両に搭載されている二次電池を充電するための電気車両用充電設備（以下、充電スタンドと呼ぶ）の提供も開始され始めている。従来の充電スタンドとして、複数の収納空所を有して電気車両を駐車する地面に立設されるスタンド本体と、コンセントを保持して収納空所内に収納される筐体を具備したコンセントモジュールとを備えた充電スタンドがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−２７７８５５号公報

ところで、特許文献１に記載の充電スタンドでは、運転者が電気車両とコンセントとを接続する充電ケーブルを用意する必要があり、充電ケーブルを所持していない場合には充電を行うことができなかった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、充電ケーブルの所持の如何に関わらず充電を行うことができ且つ充電対象となる電気車両の増加に容易に対応可能とすることにある。

上記課題を解決するために本発明の電気車両用充電設備のモジュールは、電気車両の接続部と挿抜自在に接続される充電接続部が設けられた充電ケーブルと、前記充電接続部を収納し且つ造営材若しくは構造物に設けられる収納スペースに着脱自在に収納される箱型の筐体とを備えることを特徴とする。

この電気車両用充電設備のモジュールにおいて、前記筐体は、前記充電ケーブルを収納する収納スペースが設けられていることが好ましい。

この電気車両用充電設備のモジュールにおいて、前記筐体は、開閉自在な扉が設けられ、当該扉は、閉状態において前記充電ケーブルを前記筐体外へ導出するための挿通孔が形成されることが好ましい。

この電気車両用充電設備のモジュールにおいて、前記充電接続部は、前記電気車両の接続部に設けられる被係合部に係合する係合部を備え、前記筐体は、前記係合部と係合して前記充電接続部を支持する支持部が設けられることが好ましい。

この電気車両用充電設備のモジュールにおいて、前記充電接続部は、前記係合部の係合を解除するための操作部が設けられ、当該操作部に取り付けられて前記操作部の操作を規制する規制部材を備えることが好ましい。

この電気車両用充電設備のモジュールにおいて、前記筐体内で前記充電接続部を保持する保持部を備えることが好ましい。

この電気車両用充電設備のモジュールにおいて、前記筐体は、外部電源に電気的に接続された給電線と前記充電ケーブルとを接続する接続部が内部に設けられることが好ましい。

本発明の電気車両用充電設備は、上記いずれかの電気車両用充電設備のモジュールと、給電以外の機能を有した機能モジュールとを少なくとも備えることを特徴とする。

本発明では、充電ケーブルの所持の如何に関わらず充電を行うことができ且つ充電対象となる電気車両の増加に容易に対応できるという効果がある。

本発明の実施形態の充電ケーブルモジュールの斜視図を示す。 同上におけるモジュールが備える充電ガンの側面図を示す。 同上におけるモジュールの別形態における要部拡大図を示す。 同上におけるモジュールが収納されるスタンド本体の外観図を示す。 同上におけるモジュールが収納されるスタンド本体の正面図を示す。 同上におけるモジュールを備える充電スタンドの斜視図を示す。 同上におけるモジュールを備える充電スタンドの正面図を示す。 同上における充電スタンドの要部外略図を示す。 同上における充電スタンドが備えるコンセントモジュールと充電制御モジュールの概略ブロック図を示す。 同上における充電スタンドが備えるコンセントモジュールと充電制御モジュールの別形態における概略ブロック図を示す。

以下、本発明に係る充電設備（充電スタンド）の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。但し、以下に説明する各実施形態では、電気車両が駐車される駐車場に設置される充電スタンド本体に、充電ケーブルモジュールの筐体が収納される場合を例示するが、当該筐体が収納される対象はスタンド本体に限定されない。つまり、充電ケーブルモジュールは、その他の構造物もしくは壁などの造営物に収納されてもよい。

（実施形態）
本実施形態の充電ケーブルモジュール２００は、図１に示すように、前面に開口窓２０１Ａを有する箱型の筐体２０１と、充電ケーブル２１０と、開口窓２０１Ａを開閉自在に塞ぐ扉２０２とを具備する。ここで、筐体２０１は、後述のコンセントモジュール１０の筐体１１を縦方向に略２倍した寸法に形成されている。

充電ケーブル２１０は、給電線と通信線を含む多芯の電気ケーブル２１１と、電気ケーブル２１１の先端に設けられた充電ガン（充電接続部）２１２とを有し、電気ケーブル２１１の後端が筐体２０１内に配設される端子ブロック２１３に接続される。

充電ガン２１２は、電気車両の充電口（受け側のコネクタ）に着脱自在に接続されるものであって、作業者（運転者）が持ち易いように略筒状のグリップ２１２Ａが一体に形成されている。そして、グリップ２１２Ａは、軸方向における略中央に先端側へ向かって幅広となる拡幅部２１２ｄが形成され、後端から電気ケーブル２１１が引き出されている。また、充電ガン２１２の先端側には、電気車両の充電口に接続された際に当該充電口の周囲に形成される図示しない被係止部に係止する係止爪２１２ａが突設されている。更に、グリップ２１２Ａには、押圧操作可能な操作部２１２ｂが形成されており、当該操作部２１２ｂを操作することで係止爪２１２ａを被接続部から離れる方向へ移動させることができる。これにより、充電ガン２１２を電気車両の充電口に接続した際に、被係止部に係止爪２１２ａが係合して充電ガン２１２の脱落が防止される。また、操作部２１２ｂには、押圧方向に直交する方向へ挿通孔２１２ｃが形成されており、当該挿通孔２１２ｃには、例えば南京錠の掛け金が挿通される。これにより、操作部２１２ｂを押圧操作した際の移動量（ストローク量）が制限され、充電時に第三者によって操作部２１２ｂが操作されて充電ガン２１２が電気車両のコネクタから外されてしまうことを防止できる。

端子ブロック２１３は、電気ケーブル２１１の後端が接続される端子台（接続部）２１４と、矩形箱型に形成され、端子台２１４を覆い隠すように筐体２０１に取り付けられる端子カバー２１３Ａとを有する。また、筐体２０１内には、グリップ２１２Ａを縦方向に起立させた状態で充電ガン２１２を保持する保持部材（保持部）２０３が配設されている。

保持部材２０３は、図２に示すように、筐体２０１の後面に沿って形成されるベース板２０３ａと、ベース板２０３ａの上端から前方へ向かうに従って下方へ延設される傾斜板２０３ｂと、ベース板２０３ａの下端側と傾斜板２０３ｂの先端側を連結する連結板２０３ｃとからなる。そして、傾斜板２０３ｂの先端側の両側縁からは前方へ向かって規制壁２０３ｄが各々突設される。ここで、一対の規制壁２０３ｄは、逆ハの字状に形成されており、上端側から下端側へ向かうに従って互いの間隔が狭くなっている。そして、一対の規制壁２０３ｄ間に充電ガン２１２を挿し入れることで、充電ガン２１２の拡幅部２１２ｄが一対の規制部２０３ｄによって保持されると共に、左右方向への移動が規制される。なお、本実施形態では、充電ガン２１２が保持部材２０３に保持されているが、例えば図３に示すように、係止爪２１２ａが係止する棒体状の係止棒２０４ａを有した支持部材２０４を筐体２０１内に形成してもよい。

支持部材２０４は、後端が筐体２０１の後面に固定されて先端側が前方へ向けて延設されたベース板２０４ｂと、ベース板２０４ｂの左右両側縁から斜め下方へ互いに離れる形で延設される一対の延設板２０４ｃと、一対の延設板２０４ｃ間に架設される係止棒２０４ａとからなる。充電ガン２１２を支持部材２０４に係止した際には、上述のように操作部２１２ｂに南京錠Ｋをかけることで当該操作部２１２ｂの操作を制限して充電ガン２１２を筐体２０１から取り外せないようにできる。これにより、例えば、契約を行った運転者にのみ南京錠のカギを渡すことで、契約者のみが充電を行うことができる。

扉２０２は、扁平な矩形箱型に形成されており、ヒンジ部２０４によって左側端部が筐体２０１の前面側左端部に軸支されている。また、扉２０２の背面側にはロック装置２０５が取着されている。なお、扉２０２の下端部における右端は、略矩形状に切り欠かれて充電ケーブル２１０が引き出される引き出し口２０２Ａが形成されている。

また、充電ケーブルモジュール２００には、図１，８に示すように、インターロックスイッチ１７とリレー３０７とからなるインターロック装置が設けられている。リレー３０７は、リレー接点３０７Ａと励磁コイル３０７Ｂとを備えており、インターロックスイッチ１７がオンされた場合にのみ励磁コイル３０７Ｂを通電させてリレー接点３０７Ａを閉じ、充電ケーブル２１０を端子台２１３を介して給電線１３０に導通させる。つまり、インターロック装置によって、扉２０２が閉位置にないときは充電ケーブル２１０への通電がオフされ、扉２０２が閉位置にあるときにだけ充電ケーブル２１０への通電がオンされる。このようなインターロック装置は従来周知であって、扉２０２の後面から後方へ突出する駆動片１７ａによって押駆動されるアクチュエータ１７ｂを有している。そして、扉２０２が閉位置にあるときにアクチュエータ１７ｂが駆動片１７ａに押駆動されてインターロックスイッチが１７がオンとなり、リレー３０７が充電ケーブル２１０への給電路を閉成する。また、扉２０２が閉位置にないときはアクチュエータ１７ｂが駆動片１７ａに押駆動されないことでリレー３０７が充電ケーブル２１０への給電路を開成する。これにより、充電ケーブル２１０を端子台２１３に接続する際、扉２０２は開かれた状態で行われるので充電ケーブル２１０に通電されず、結線作業の安全性が向上する
次に、充電ケーブルモジュール２００が設置される充電スタンド本体１について図４〜６を用いて説明を行う。充電スタンド本体１は、図４に示すように、長尺の矩形板状に形成された３枚の金属板（左側板２，右側板３，背板４）を組み立てることで前面並びに天面、底面がそれぞれ開口した角筒状に形成されている。また、スタンド本体１の最上部には円環状の図示しない蛍光ランプが配設されており、アクリル樹脂などの透光性材料からなるランプカバー５がスタンド本体１の天面に取着されて蛍光ランプを覆っている。尚、蛍光ランプはスタンド本体１内に収納される点灯回路（図示せず）により、時刻あるいは周囲の明るさに応じて自動的に点灯・消灯する。

左側板２並びに右側板３の内側面には、図５に示すように、幅細の矩形板状に形成された取付板６，６が上下方向に沿い且つ左右方向に突出するようにして形成されている。そして、取付板６，６には、充電ケーブルモジュール２００やコンセントモジュール１０等のモジュールを取り付けるための複数のねじ孔６ａが上下方向に沿って等間隔に貫設されている。

また、スタンド本体１前面における最上部並びに最下部には、矩形板状の上パネル７Ａ並びに下パネル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の上端までの空間に、４つの収納空所８Ａ〜８Ｄが縦方向に並設されている。本実施形態では、図６に示すように、収納空所８Ａに後述の充電制御モジュール（機能モジュール）３００が収納され、収納空所８Ｂ，８Ｃに亘って充電ケーブルモジュール２００が収納され、収納空所８Ｄに下記のコンセントモジュール１０が収納される。

ところで、スタンド本体１の右側面には、略Ｌ字状のケーブルハンガー９が突設されており、扉２０２の引き出し口２０２Ａから引き出された電気ケーブル２１１はケーブルハンガー９に保持される、なお、筐体２０１の縦寸法を伸ばしてその内部に電気ケーブル２１１を収納可能なスペース（収納部）を形成し、当該電気ケーブルを筐体２０１外へ引き出さずに筐体２０１内に収納してもよい。また、図７（ａ）に示すように、充電ガン２１２が保持部材２０３に保持されて、図７（ｂ）に示すように、電気ケーブル２１１が扉２０２の切り欠き２０２Ａを介して外部に引き出されていてもよい。この場合、電気ケーブル２１１を収納するための収納スペースを筐体２０１に設ける必要がなく、充電ケーブルモジュールのサイズを抑えることができる。

コンセントモジュール１０は、図８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１５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。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１６が取着されており、閉位置にあるときにロック装置１６によって扉１３がロックされる。なお、扉１３の右下角部には、充電ケーブル９０が引き出される切り欠き(挿通孔)１３Ｂが形成されている。

コンセントブロック１２は、前面に差込口が設けられたコンセント１２Ｇと、コンセント１２Ｇを保持し且つコンセント１２Ｇ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。なお、コンセントプレート１２Ａの内側面には、電気車両に付属の図示しない充電ケーブルの先端に設けられているプラグの被係合部と係合する係合部１２Ｅが設けられている。そして、コンセント１２Ｇの差込口に差込接続された上記プラグが、係合部１２Ｅ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(図示せず)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、コンセントの差込口も水平面(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、筐体１１内部の底板(内底板)１１Ｃは、後方に向かって徐々に上方へ上がるように傾けられている(図３参照)。つまり、開口窓１１Ａを通して筐体１１に浸入した雨水が、前方に向かって傾斜する内底板１１Ｃを伝って開口窓１１Ａから筐体１１の外へ排水されるようになっている。

また、コンセントモジュール１０には、インターロックスイッチ１８、及びリレー１９からなるインターロック装置が設けられている。リレー１９は、リレー接点１９Ａと励磁コイル１９Ｂとを備えており、インターロックスイッチ１８がオンされた場合にのみ励磁コイル１８Ｂを通電させてリレー接点１９Ａを閉じ、コンセント１２Ｇを給電線１３０に導通させる。つまり、インターロック装置によって、扉１３が閉位置にないときはコンセント１２Ｇへの通電がオフされ、扉１３が閉位置にあるときにだけコンセントへの通電がオンされる。このインターロック装置は、扉１３の後面から後方へ突出する駆動片１８ａによって押駆動されるアクチュエータ１８ｂを有しており、扉１３が閉位置にあるときにアクチュエータ１８ｂが駆動片１８ａに押駆動されてコンセントへの給電路を閉成する。また、扉１３が閉位置にないときはアクチュエータ１８ｂが駆動片１８ａに押駆動されないことでコンセントへの給電路を開成する。

ところで、筐体１１の背面側にはコンセントへの給電線(図示せず)が配線される空間(配線スペース)が設けられる。この配線スペースは、筐体１１の背面にねじ止めされる矩形箱状の配線カバー(図示せず)によって形成される。

天井カバー１５は下面が開口する箱形に形成され、筐体１１及び配線カバーの天面(上面)を覆うように筐体１１に取り付けられる。天井カバー１５の配線カバーを覆う部位には、給電線を配線スペースに引き込むための入線口(図示せず)が設けられている。

充電制御モジュール３００は、箱型の筐体３０１と、筐体３０１内に収納される充電制御ブロック３０２（図９参照）とを具備する。筐体３０１は、全面が板材で塞がれている点を除き、コンセントモジュール１０の筐体１１と共通の構造及び寸法に形成されている。

充電制御ブロック３０２は、図９に示すように、２つの接続端子台３０３，３０４と、制御回路３０５と、リレー３０６とを有している。一方の接続端子台３０３は、給電路１３０と接続され、他方の接続端子台３０４は充電ケーブルモジュール２００の端子ブロック２１３と接続される。リレー３０６は、リレー接点３０６Ａと励磁コイル３０６Ｂとからなり、制御回路３０５が励磁コイル３０６Ｂに励磁電流を流している間だけ、給電路１３０から接続端子台３０３，３０４を介して充電ケーブルモジュール２００の端子ブロック２１３、すなわち、充電ケーブル２１０に給電される。

制御回路３０５は、マイクロコンピュータやメモリを主構成要素とし、充電ケーブル２１０の通信線を介して電気車両と通信する通信機能、上述したリレー３０６の制御機能などを実現する。すなわち、充電ケーブル２１０の充電ガン２１２が電気車両の充電口に接続され、電気車両から通信線を介して送信されてくる信号（充電開始のＣＰＬＴ信号）を受信すると、制御回路３０５は励磁コイル３０６Ｂに励磁電流を流してリレー接点３０６Ａをオンする。また、二次電池の充電が終了して電気車両から通信線を介して送信されてくる信号（充電終了のＣＰＬＴ信号）を受信すると、制御回路３０５は、励磁コイル３０６Ｂの励磁電流を停止してリレー接点３０６Ａを停止する。なお、制御回路３０５が備える機能は、上記充電開始及び充電完了を検出して電路の導通、遮断を自動で行うものに限定されない。例えば充電ケーブル２１０の漏電を検出して電路を遮断する漏電検出機能や、充電ケーブル２１０が接続される電気車両を識別して充電を行うか否かを判断する識別機能等を、制御回路３０５が備えてもよい。

上述のように構成される充電制御モジュール３００は、他のモジュール１０，２００と同様に前面側からスタンド本体１内の収納空所８Ａ内に収納され、取付板６に対して筐体３０１がねじ留めされることでスタンド本体１に固定される。

ここで、従来例で示した特許文献１に記載の充電スタンドにおいて、コンセントモジュールを本実施形態の充電ケーブルモジュールに交換することで、充電ケーブル２１０の増設に容易に対応することができる。そして、充電ガン２１２を有する充電ケーブル２１０とコンセント１２Ｇとの両方を充電スタンドが備えることで、電気車両に付属する充電ケーブルがコンセント１２Ｇに接続されて充電されると同時に、充電ケーブル２１０を用いて別の電気車両の充電を行うことができる。つまり、本実施形態の充電スタンドによれば、専用の充電ケーブル（電気車両に付属している充電ケーブル）の有無に関わらず、複数台（本実施形態では２台）の電気車両を同時且つ安全に充電することができる。

また、インターロック装置が、扉１３の閉じているときにだけコンセント１２Ｇへの給電を行うので、充電中に充電ケーブルのプラグがコンセント１２Ｇから引き抜かれて火花（アーク）が飛ぶような事態を回避することができて安全性の向上が図れる。

また、特許文献１に記載の充電スタンドでは、充電ケーブルを収納するために充電機能を有していないボックスをコンセントユニットとは別に設けていた。これに対し、本実施形態の充電ケーブルモジュール２００は、充電ケーブル２１０が一体に設けられると共に当該充電ケーブル２１０を収納するスペースが筐体２０１内に設けられており、充電ケーブル２１０を収納するスペースを別途設ける必要がなく構成を簡単にすることができる。

また、本実施形態では、充電ケーブル２１０が端子ブロック２１３接続されることから、例えば充電ケーブル２１０が故障等した場合、充電ケーブル２１０のみを取り外して交換でき、メンテナンス性に優れている。

更に、本実施形態では、コンセント１２Ｇや充電ケーブル２１０を筐体１１，２０１に収納してなるコンセントモジュール１０、充電ケーブルモジュール２００をスタンド本体１内に着脱自在に収納している。従って、充電ケーブルモジュール２００やコンセントモジュール１０を必要に応じて着脱することができ、コンセント１２Ｇや充電ケーブル２１０を容易に増設することができる。

なお、充電制御モジュール３００の充電制御ブロック３０２が、インターロック装置の代わりにコンセントモジュール１０のインターロック機能を実現することも可能である。例えば、図１０に示すように、コンセントモジュール１０のインターロックスイッチ１８と励磁コイル１９Ｂとが充電制御ブロック３０２の制御回路３０５と接続され、インターロックスイッチ１８がオンしているときに制御回路３０５が励磁コイル１９Ｂに励磁電流を流せばよい。

１ スタンド本体
８（８Ａ〜８Ｄ） 収納空所
１０ コンセントモジュール
２００ 充電ケーブルモジュール
２０１ 筐体
２０２ 扉
２０２Ａ 引き出し口（挿通孔）
２０３ 保持部材（保持部）
２０４ 支持部材（支持部）
２１０ 充電ケーブル
２１２ 充電ガン（充電接続部）
２１４ 端子台（接続部）
３００ 充電制御モジュール（機能モジュール）

Claims (8)

1. 電気車両の接続部と挿抜自在に接続される充電接続部が設けられた充電ケーブルと、前記充電接続部を収納し且つ造営材若しくは構造物に設けられる収納スペースに着脱自在に収納される箱型の筐体とを備えることを特徴とする電気車両用充電設備のモジュール。
2. 前記筐体は、前記充電ケーブルを収納する収納スペースが設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気車両用充電設備のモジュール。
3. 前記筐体は、開閉自在な扉が設けられ、当該扉は、閉状態において前記充電ケーブルを前記筐体外へ導出するための挿通孔が形成されることを特徴とする請求項１または２記載の電気車両用充電設備のモジュール。
4. 前記充電接続部は、前記電気車両の接続部に設けられる被係合部に係合する係合部を備え、前記筐体は、前記係合部と係合して前記充電接続部を支持する支持部が設けられることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の電気車両用充電設備のモジュール。
5. 前記充電接続部は、前記係合部の係合を解除するための操作部が設けられ、当該操作部に取り付けられて前記操作部の操作を規制する規制部材を備えることを特徴とする請求項４記載の電気車両用充電設備のモジュール。
6. 前記筐体内で前記充電接続部を保持する保持部を備えることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の電気車両用充電設備のモジュール。
7. 前記筐体は、外部電源に電気的に接続された給電線と前記充電ケーブルとを接続する接続部が内部に設けられることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の電気車両用充電設備のモジュール。
8. 請求項１乃至７いずれか記載の電気車両用充電設備のモジュールと、給電以外の機能を有した機能モジュールとを少なくとも備えることを特徴とする電気車両用充電設備。

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