JP2018082584A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大電流に対応した充電ケーブルが接続されていても高さを低くすることができる充電装置を提供する。【解決手段】充電ケーブル４が接続される充電器２を収納する筐体３を有する充電装置１であって、筐体３は、充電ケーブル４と接続される充電器２の接続部５の位置より下側の筐体３側面部に設けられ、充電ケーブル４を筐体３外部へ取り出す取出口部６と、両端に開口部７ｃ、７ｄを有する中空柱体で、中空柱体の中心線Ｃ１が水平方向に対して所定角度θ１で傾斜するように開口部の一方７ｃと取出口部６とを接続し、充電ケーブル４を中空柱体に通し、取出口部６から筐体３外部へと導く導出部７と、を備える充電装置１である。【選択図】図３

Description

本発明は、充電装置に関する。

充電器を筐体に収納する充電装置を用いて急速充電をする場合、大電流に対応するために充電ケーブルを太くする必要がある。ところが、充電ケーブルを太くすると充電ケーブルの重さが増えるため、充電装置を用いて充電をする際に利用者の利便性が低下する。そこで利用者の利便性を向上させるために、充電ケーブルを短くして重さを軽減すことが考えられる。

なお、関連する技術として特許文献１、特許文献２、特許文献３などがある。

特開２０１３−０７０４７９号公報 特開２０１４−０９３９０７号公報 特開２０１０−２３３４１７号公報

しかしながら、充電ケーブルを短くする場合には充電ケーブルの曲げ半径を考慮する必要がある。特に大電流に対応した太く重い充電ケーブルを用いる場合には充電ケーブルの曲げ半径が大きいため、充電ケーブルにストレスをかけないようにすると、充電装置の高さは充電ケーブルの曲げ半径に応じて高くなる。

例えば、［Ａ］充電装置の筐体底面部に充電ケーブルを取り出す取出口部が設けられている場合、充電装置の筐体底面部と充電装置が配置されている接地面との距離は、少なくとも充電ケーブルの曲げ半径Ｒと充電ケーブルの径ｒの半分（ｒ／２）とを加算した距離Ｌ１（＝Ｒ＋ｒ／２）を確保しなければならない。すなわち、充電ケーブルにストレスをかけないようにするためには、充電装置の筐体底面部と接地面との距離を、距離Ｌ１以上を確保しなくてはならない。従って、［Ａ］の場合には充電装置の高さ（充電装置の筐体上面部と接地面との距離）は充電装置本体の高さＭと距離Ｌ１とを加算した高さＮ１（＝Ｍ＋Ｌ１）以上になる。

また、［Ｂ］充電装置の筐体側面部に充電ケーブルを取り出す取出口部が設けられ、取出口部の位置と、充電装置内部に設けられている充電器と充電ケーブルとを接続する接続部との垂直方向の位置が同じである場合、充電ケーブルを短くするには、まず充電ケーブルを接続部から取出口部まで水平に導くことになる。そうすると、取出口部から筐体外部に取り出された充電ケーブルを充電ケーブルにストレスをかけることなく接地面に接地させるには、少なくとも充電ケーブルを二回曲げなくてはならない。すなわち、充電ケーブルの曲げ半径Ｒの二倍の高さと充電ケーブルの径ｒの半分（ｒ／２）とを加算した距離Ｌ２（＝２Ｒ＋ｒ／２）を確保しなければならない。従って、［Ｂ］の場合には充電装置の高さＮ２（充電装置の筐体上面部と接地面との距離）は距離Ｌ２以上の高さ（Ｎ２≧Ｌ２）となる。

本発明の一側面に係る目的は、大電流に対応した充電ケーブルが接続されていても高さを低くすることができる充電装置を提供することである。

本発明に係る一つの形態である充電装置は充電ケーブルが接続される充電器を収納する筐体を有する。そして筐体は取出口部と導出部を有する。
取出口部は、充電ケーブルと接続される充電器の接続部の位置より下側の筐体側面部に設けられ、充電ケーブルを筐体外部へ取り出す。

導出部は、両端に開口部を有する中空柱体で、中空柱体の中心線が水平方向に対して所定角度で傾斜するように開口部の一方と取出口部とを接続し、充電ケーブルを中空柱体に通し、取出口部から筐体外部へと導く。

また、取出口部の垂直方向の最下部Ｑと充電装置を配置する接地面との垂直方向の距離Ｌは、充電ケーブルの曲げ半径Ｒより短い。
また、距離Ｌは、充電ケーブルの曲げ半径Ｒと、充電ケーブルの曲げ中心点Ｏから充電ケーブルの中心線Ｃ２へ向かい垂直方向に延ばした線Ｒ１（＝Ｒ）と、充電ケーブルの曲げ中心点Ｏと取出口部の垂直方向の最下部Ｑから水平方向に延ばした線と充電ケーブルの中心線Ｃ２とが交差する点Ｐとを結ぶ線Ｒ２（＝Ｒ）と、により規定される角度θ２と、充電ケーブルの径ｒと、を用いて以下の式により求める。

Ｒ＞Ｌ＞Ｒ×（１−ｃｏｓθ２）＋ｒ／２
また、距離Ｌは、充電ケーブルの曲げ半径Ｒと、充電ケーブルの曲げ中心点Ｏから充電ケーブルの中心線Ｃ２へ向かい垂直方向に延ばした線Ｒ１（＝Ｒ）と、充電ケーブルの曲げ中心点Ｏと取出口部の垂直方向の最下部Ｑから水平方向に延ばした線と充電ケーブルの中心線Ｃ２とが交差する点Ｐとを結ぶ線Ｒ２（＝Ｒ）と、により規定される角度θ２と、充電ケーブルの径ｒと、を用いて以下の式により求める。

Ｒ＞Ｌ＝Ｒ×（１−ｃｏｓθ２）＋ｒ／２

大電流に対応した充電ケーブルが接続された充電装置の高さを低くすることができる。

充電装置の一実施例を示す概略図である。 取出口部と導出部の構造例を示すＡ：断面図とＢ：側面図である。 導出部と充電ケーブルとの関係を示す図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、充電装置１の一実施例を示す概略図である。図２は、取出口部６と導出部７の構造例を示すＡ：断面図とＢ：側面図である。

充電装置１は充電器２と筐体３を有する。充電装置１は、例えば、電気自動車やフォークリフトなどの車両に搭載される電池パックに充電をする装置である。
充電器２は、急速充電などの大電流を用いた充電に対応した充電器で、充電装置１の筐体３内部に配置されている。

筐体３は、充電ケーブル４を筐体３外部へ取り出す取出口部６と、取出口部６から筐体３外部へと充電ケーブル４を導く導出部７（７ａ、７ｂ）と、筐体３底面部に取り付けられる脚部８（８ａ、８ｂ）とを有する。

充電ケーブル４は、急速充電など大電流に対応した太く重いケーブルで、一方端は接続部５に接続され、他方端には不図示の充電プラグが接続されている。
接続部５は、充電器２に設けられ、充電ケーブル４の一方端から引き出した電線材と充電器２の出力端子とを接続する。また、接続部５は、例えば、配電盤、端子台、コネクタなどが考えられる。

取出口部６は、充電ケーブル４と接続される充電器２の接続部５の位置より垂直方向に下側の筐体３側面部に設けられ、充電ケーブル４を筐体３外部へ取り出す。なお、取出口部６と接続部５は、図１に示すように、取出口部６と接続部５とが向き合うように配置する。更に、取出口部６は、図２に示す取出口部６の中心線Ｃ１上に接続部５が配置されることが好ましい。その理由は、筐体３内部においても充電ケーブル４の長さを短くしたいからである。

導出部７は、両端に開口部７ｃ、開口部７ｄを有する中空柱体で、中空柱体の中心線Ｃ１が水平方向に対して所定角度θ１で傾斜するように導出部７の一方の開口部７ｃと取出口部６を接続し、充電ケーブル４を中空柱体（導出部７内部）に通し、取出口部６から筐体３外部へと導く。すなわち、導出部７は、中空柱体の中心線Ｃ１が水平方向に対して取出口部６から接続部５の方向へ傾斜するように導出部７の一方にある開口部７ｃと取出口部６を接続し、充電ケーブル４を中空柱体（導出部７内部）に通し、取出口部６から筐体３外部へと導く。

脚部８は、筐体３底面部の高さを調整する調整機構である。なお、図１には脚部８は二個しか示されていないが、脚部８は筐体３底面部に三個以上を設けられる。また、筐体３底面部を接地面に接地して用いる場合には脚部８はなくてもよい。

このような構造にすることで、傾斜させた導出部７を通して筐体３側面部に設けられる取出口部６から充電ケーブル４を取り出すことができるので、充電装置１の高さを低くできるとともに、取出口部６から接地面に接地するまでの充電ケーブル４の長さを短くできる。その理由は、取出口部６の垂直方向の最下部Ｑと充電装置１を配置する接地面との垂直方向の距離Ｌを、充電ケーブル４の曲げ半径Ｒより短くできるからである。

充電装置１の高さを低くできる理由について詳細な説明をする。
図３は、導出部７と充電ケーブル４との関係を示す図である。図３に示す充電ケーブル４の曲げ半径Ｒは、充電ケーブル４にストレスを与えずに充電ケーブル４を曲げることが可能な半径を示している。半径Ｒ１（＝Ｒ）は、充電ケーブル４の曲げ中心点Ｏと、中心点Ｏから垂直方向へ延ばした線と充電ケーブル４の中心線Ｃ２とが交差する点Ｕとを結ぶ線の長さを示す。半径Ｒ２（＝Ｒ）は、中心点Ｏと、取出口部６の垂直方向の最下部Ｑから水平方向に延ばした線と充電ケーブル４の中心線Ｃ２とが交差する点Ｐとを結ぶ線の長さを示す。中心線Ｃ２は充電ケーブル４の中心線を示す。なお、説明を簡単にするために導出部７において導出部７の中心線Ｃ１と充電ケーブル４の中心線Ｃ２とを同一と見做す。また、接続部５は導出部７の中心線Ｃ１の延長線上に配置されているものとする。角度θ２は、中心点Ｏと点Ｕとを結ぶ線（半径Ｒ１）と中心点Ｏと点Ｐとを結ぶ線（半径Ｒ２）とにより規定される角度である。また、充電ケーブル４の径の長さはｒとする。

そうすると、取出口部６の垂直方向の最下部Ｑと充電装置１を配置する接地面との垂直方向の距離Ｌは、充電ケーブル４の曲げ半径Ｒと、充電ケーブル４の曲げ中心点Ｏから充電ケーブル４の中心線Ｃ２へ向かい垂直方向に延ばした線Ｒ１（＝Ｒ）と、充電ケーブル４の曲げ中心点Ｏと取出口部６の垂直方向の最下部Ｑから水平方向に延ばした線と充電ケーブル４の中心線Ｃ２とが交差する点Ｐとを結ぶ線Ｒ２（＝Ｒ）と、により規定される角度θ２と、充電ケーブル４の径ｒと、を用いて式１で表すことができる。

Ｒ＞Ｌ≧Ｒ×（１−ｃｏｓθ２）＋ｒ／２ 式１
従って、［Ａ］充電装置１の筐体３底面部に充電ケーブル４を取り出す取出口部６が設けられている場合、又は、［Ｂ］充電装置１の筐体３側面部に充電ケーブル４を取り出す取出口部６が設けられ、取出口部６の位置と接続部５との垂直方向の位置が同じである場合より、本実施形態の傾斜させた導出部７を通して筐体３側面部に設けられる取出口部６から充電ケーブル４を取り出す場合の方が、接地面からの充電装置１の筐体３上面部までの高さを低くできる。

その理由は、［Ａ］充電装置１の筐体３底面部に充電ケーブル４を取り出す取出口部６が設けられている場合、充電ケーブル４にストレスをかけないようにするには、充電装置１の筐体３底面部と充電装置１が配置されている接地面との距離を、上述したように距離Ｌ１（＝Ｒ＋ｒ／２）を確保しなければならない。すなわち、［Ａ］の場合、接地面からの充電装置１の筐体３上面部までの高さは、充電装置１本体の高さＭと距離Ｌ１とを加算した高さＮ１（＝Ｍ＋Ｌ１）以上にする必要がある。

それに対して、本実施形態のように傾斜させた導出部７を通して筐体３側面部に設けられる取出口部６から充電ケーブル４を取り出す場合、充電ケーブル４にストレスをかけないようにするには、取出口部６の垂直方向の最下部Ｑと充電装置１を配置する接地面との垂直方向の距離を、式１に示したように距離Ｌを確保するだけでよい。すなわち、本実施形態の場合、取出口部６の垂直方向の最下部Ｑと充電装置１を配置する接地面との垂直方向の距離Ｌは、充電ケーブル４の曲げ半径Ｒより短くできるので、接地面からの充電装置１の筐体３上面部までの高さは、最大でも充電装置１本体の高さＭと距離Ｌ（＜Ｒ）とを加算した高さＮ（＝Ｍ＋Ｌ）になる。

従って、本実施形態の場合、距離Ｌは距離Ｌ１より短くできるので、接地面からの充電装置１の高さＮを、［Ａ］の場合の接地面からの充電装置１の筐体３上面部までの高さＮ１より低くすることができる。

また、［Ｂ］充電装置１の筐体３側面部に充電ケーブル４を取り出す取出口部６が設けられ、取出口部６の位置と接続部５との垂直方向の位置が同じである場合、充電ケーブル４にストレスをかけないようにするには、充電装置１の筐体３側面部の取出口部６の垂直方向の最下部Ｑと充電装置１が配置されている接地面との距離を、上述したように充電ケーブル４の曲げ半径Ｒの二倍の高さと充電ケーブル４の径ｒの半分（ｒ／２）とを加算した距離Ｌ２（＝２Ｒ＋ｒ／２）を確保しなければならない。すなわち、［Ｂ］の場合、接地面からの充電装置１の筐体３上面部までの高さＮ２は、最小でも距離Ｌ２の高さが必要となる。

それに対して、本実施形態のように傾斜させた導出部７を通して筐体３側面部に設けられる取出口部６から充電ケーブル４を取り出す場合、充電ケーブル４にストレスをかけないようにするには、取出口部６の垂直方向の最下部Ｑと充電装置１を配置する接地面との垂直方向の距離を、式１に示したように距離Ｌを確保するだけでよい。すなわち、本実施形態の場合、取出口部６の垂直方向の最下部Ｑと充電装置１を配置する接地面との垂直方向の距離Ｌは、充電ケーブル４の曲げ半径Ｒより短くできるので、接地面からの充電装置１の筐体３上面部までの高さは、最小で距離Ｌ（＜Ｒ）の高さまで低くすることができる。

従って、本実施形態では、距離Ｌを距離Ｌ１、Ｌ２より短くできるので、接地面から充電装置１の筐体３上面部までの高さＮを［Ａ］［Ｂ］の場合の高さＮ１、Ｎ２より低くすることができる。

また、距離ＬをＬ＝Ｒ×（１−ｃｏｓθ２）＋ｒ／２とする場合、距離ＬをＬ＞Ｒ×（１−ｃｏｓθ２）＋ｒ／２とする場合より、距離Ｌを短くすることができるので、より早く充電ケーブル４を接地面に着かせることができる。その結果、利用者の充電ケーブル４を持つ手にかかる重さを軽減できるので、利用者の利便性を向上させることができる。また、充電装置１、充電器２、接続部５にかかる充電ケーブル４の重さによるストレスを軽減できる。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ 充電装置
２ 充電器
３ 筐体
４ 充電ケーブル
５ 接続部
６ 取出口部
７、７ａ、７ｂ 導出部
７ｃ、７ｄ 開口部
８、８ａ、８ｂ 脚部

Claims (4)

1. 充電ケーブルが接続される充電器を収納する筐体を有する充電装置であって、
   前記筐体は、
   前記充電ケーブルと接続される前記充電器の接続部の位置より下側の前記筐体側面部に設けられ、前記充電ケーブルを前記筐体外部へ取り出す取出口部と、
   両端に開口部を有する中空柱体で、前記中空柱体の中心線が水平方向に対して所定角度で傾斜するように前記開口部の一方と前記取出口部とを接続し、前記充電ケーブルを前記中空柱体に通し、前記取出口部から前記筐体外部へと導く導出部と、
   を備えることを特徴とする充電装置。
2. 請求項１に記載の充電装置であって、
   前記取出口部の垂直方向の最下部Ｑと前記充電装置を配置する接地面との垂直方向の距離Ｌは、前記充電ケーブルの曲げ半径Ｒより短い、
   ことを特徴とする充電装置。
3. 請求項２に記載の充電装置であって、
   前記距離Ｌは、
   前記充電ケーブルの曲げ半径Ｒと、
   前記充電ケーブルの曲げ中心点Ｏから前記充電ケーブルの中心線Ｃ２へ向かい垂直方向に延ばした線Ｒ１（＝Ｒ）と、前記充電ケーブルの曲げ中心点Ｏと前記取出口部の垂直方向の最下部Ｑから水平方向に延ばした線と前記充電ケーブルの中心線Ｃ２とが交差する点Ｐとを結ぶ線Ｒ２（＝Ｒ）と、により規定される角度θ２と、
   前記充電ケーブルの径ｒと、を用いて以下の式により求められる、
   Ｒ＞Ｌ＞Ｒ×（１−ｃｏｓθ２）＋ｒ／２
   ことを特徴とする充電装置。
4. 請求項２に記載の充電装置であって、
   前記距離Ｌは、
   前記充電ケーブルの曲げ半径Ｒと、
   前記充電ケーブルの曲げ中心点Ｏから前記充電ケーブルの中心線Ｃ２へ向かい垂直方向に延ばした線Ｒ１（＝Ｒ）と、前記充電ケーブルの曲げ中心点Ｏと前記取出口部の垂直方向の最下部Ｑから水平方向に延ばした線と前記充電ケーブルの中心線Ｃ２とが交差する点Ｐとを結ぶ線Ｒ２（＝Ｒ）と、により規定される角度θ２と、
   前記充電ケーブルの径ｒと、を用いて以下の式により求められる、
   Ｒ＞Ｌ＝Ｒ×（１−ｃｏｓθ２）＋ｒ／２
   ことを特徴とする充電装置。
   

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