JP4821914B2 - 電気自動車用充電スタンド - Google Patents

Description

本発明は、自動車専用道路のサービスエリアや商業施設の駐車場、あるいは集合住宅の駐車場などに設置される電気自動車用充電スタンドに関する。

近年、二酸化炭素の排出量や石油（ガソリンや軽油など）の消費量を削減することができて地球環境に優しい自動車として、内燃機関（ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど）と電動機（モータ）を併用して走行するハイブリッド自動車や電動機のみで走行する電気自動車が注目を集めている。また、ハイブリッド自動車の形態として、現在は走行中に二次電池を充電するものが主流であるが、商用交流電源（ＡＣ１００ボルト又は２００ボルト）を用いて駐車中に二次電池を充電し、初めに電動機で走行するとともに二次電池の残容量が低下したら内燃機関で走行するものも近く市販される予定である。なお、後者の形態の自動車はプラグインハイブリッド自動車と呼ばれている。

ところで、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車（以下では、これら２種類の自動車を合わせて「電気自動車」と呼ぶ。）が普及するためには、二次電池を充電するためのインフラを整備する必要がある。具体的には、自動車専用道路のサービスエリアや商業施設の駐車場、あるいは集合住宅の駐車場などの公共の場（パブリック・スペース）に不特定多数の人が利用可能な電源（コンセント）を多数設置しなければならない。ここで、屋外にコンセントを設置するものとして、下部が地中に埋設されたポール内にコンセントを配設し、住戸内（屋内）の住宅用分電盤から分岐された給電線を前記コンセントに接続してなるコンセント装置（電源ポールとも呼ばれる。）が従来より提供されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されている電源ポールは、円筒状のポールの上部に扉付きのケーシングが取り付けられ、２つのコンセントがケーシング内に収納されて構成されており、ケーシングの扉を開いた状態でケーシング内のコンセントに電源プラグが差込接続されるものである。なお、この電源ポールにおいては、扉が開いた状態のケーシング内に雨水が降り込んだときにコンセントの差込口内に雨水が浸入することを防ぐため、差込口が水平面よりも鉛直下方に向くようにケーシング内でコンセントが傾けて配設されている。

特開平１０−２２３３３９号公報

ところで、上述のようなコンセント装置（電源ポール）を電気自動車用のコンセント装置（電気自動車用充電スタンド）として構成する場合、特許文献１に記載されている電源ポールでは、コンセントが収められているケーシングの開口に対してコンセントの差込口が水平方向においてほぼ正対しているため、コンセントの差込口にプラグを抜き差しするための十分なスペースをケーシング内に確保しようとすると、ケーシングの寸法（特に前後方向の奥行き寸法）を大きくしなければならない。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、コンセントの差込口にプラグを抜き差しするための十分なスペースを確保しつつスタンド本体の大型化を抑制することができる電気自動車用充電スタンドを提供することにある。

上記課題を解決するために第１の発明は、電気自動車を充電するための電源ケーブルのプラグが挿抜自在に差込接続されるコンセントと、電気自動車を駐車する地面に立設されて前記コンセントを内部に収納するスタンド本体とを備え、当該スタンド本体前面には前記コンセントの差込口を前面側に臨ませる開口窓が設けられ、前記コンセントは、前記差込口に対する前記プラグの挿抜方向が、前記開口窓と平行な水平方向及び鉛直方向と、前記開口窓に垂直な方向とにおいて前記開口窓と斜めに交差するように前記スタンド本体内に配設されることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記スタンド本体に対して前記開口窓を塞ぐ閉位置と当該開口窓を開放する開位置との間で回動自在に設けられた扉を備え、当該扉の下端と前記開口窓の下端との間には前記コンセントに前記プラグが接続された前記電源ケーブルを前記スタンド本体の外に引き出すための引出口が設けられていることを特徴とする。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記スタンド本体内において、前記コンセントは前記開口窓に対して左右何れか一方のうちで前記差込口が向いている方と反対側に片寄って配設されることを特徴とする。

第４の発明は、第２の発明において、前記引出口は、当該引出口と前記差込口を結ぶ直線が水平方向において前記差込口の法線方向と交差するように設けられていることを特徴とする。

第５の発明は、第１〜第４の何れかの発明において、前記スタンド本体内において前記差込口と対向する位置に反射鏡が設けられていることを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明において、前記スタンド本体内において前記差込口が露出する空間を照明する照明灯を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、コンセントの差込口にプラグを抜き差しするための十分なスペースを確保しつつスタンド本体の大型化を抑制することができるという効果がある。

本発明の実施形態１を示す正面図である。 同上を示し、図１のＸ−Ｘ’線断面矢視図である。 同上を示し、図１のＹ−Ｙ’線断面矢視図である。 同上の前方から見た外観斜視図である。 同上の右側面図である。 同上の背面図である。 同上の底面図である。 同上におけるコンセントユニットを示し、前方から見た斜視図である。 同上におけるコンセントユニットを示し、後方から見た斜視図である。 同上の一部省略した前方から見た分解斜視図である。 同上の一部省略した後方から見た分解斜視図である。 同上の背板を外した状態の一部省略した背面図である。 同上におけるコンセントユニットを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は照明光の反射を説明する説明図である。 本発明の実施形態２におけるコンセントユニットの斜視図である。 同上の一部省略した斜視図である。 同上におけるコンセントユニットの要部を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（実施形態１）
本実施形態の電気自動車用充電スタンドは、図１並びに図２に示すように電気自動車を駐車する地面に立設されるスタンド本体１と、電気自動車を充電するための電源ケーブル（以下、充電ケーブルと呼ぶ。）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、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、扁平な箱形のカバー５によって天面の開口が閉塞されている。左側板２並びに右側板３の内側面には、矩形板状の金属板からなり左右方向（水平方向）の略中央部が上下方向（鉛直方向）に沿って階段状に折曲された取付板６が背板４と並行するようにして取着されている（図２及び図３参照）。すなわち、スタンド本体１の内部が取付板６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６の前方の空間に収納され、後述する漏電遮断器２００や給電用の電源ケーブル（図示せず）が取付板６の後方の空間に収納（配線）される。なお、取付板６にはコンセントユニット１０や漏電遮断器２００を取り付けるための複数のねじ孔６ａが上下方向及び左右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８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８に示すように前面に開口窓１１ａを有する箱形の筐体１１と、筐体１１内に保持されるコンセントブロック１２と、開口窓１１ａを塞ぐ閉位置（図４参照）と開口窓１１ａを開放する開位置の間で水平方向に回動自在である扉１３と、筐体１１の上部に被せられた合成樹脂材料製のユニットカバー１６とを具備している。筐体１１は、図９に示すように背板１１ｂの左右方向略中央部が上下方向（鉛直方向）に沿って階段状に折曲されており、開口窓１１ａから背板１１ｂまでの奥行きが大きい側（左側）の隅にコンセントブロック１２が配設されている。

コンセントブロック１２は、矩形箱状の器体２０ｂ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の前端部が嵌合する嵌合孔２１ａを有してコンセント２０が後方から取り付けられる板状のコンセントパネル２１とを具備している。コンセントパネル２１は略六角形形状に形成されており、上端に対して下端が後方に位置するとともに左端に対して右端が後方に位置するように、筐体１１内における左側の隅に取り付けられている。そして、筐体１１の内壁面とコンセントパネル２１に囲まれた空間にコンセント２０が収納され、コンセントパネル２１の嵌合孔２１ａを通してコンセント２０の差込口２０ａが筐体１１の内部空間に露出する。なお、コンセント２０は従来周知のものであって、差込口２０ａから差し込まれるプラグ１１０の接触子（栓刃）を受ける刃受（図示せず）や刃受を外部の電線と接続するための端子（図示せず）が絶縁材料製の器体２０ｂに収納されて構成されている。

而して、上端に対して下端が後方に位置するとともに左端に対して右端が後方に位置するようにコンセントパネル２１が筐体１１内に取り付けられているので、コンセントパネル２１に取り付けられたコンセント２０は、差込口２０ａに対するプラグ１１０の挿抜方向が水平方向及び鉛直方向において開口窓１１ａと斜めに交差する、言い換えると差込口２０ａの向き（コンセント２０前面の法線方向）が開口窓１１ａの向き（開口窓１１ａの開口面の法線方向）に対して右斜め下方向に傾くように配設されることになる（図１参照）。

ここで、図９に示すように筐体１１の背面には端子台２２が取り付けられている。この端子台２２は、一方の接続端子が背板１１ｂを貫通する貫通孔（図示せず）を通してコンセント２０の端子と接続される（実際には、後述するインターロック装置２３を介して接続される）とともに、後述するように漏電遮断器２００の２次側端子に接続された電線が他方の接続端子に接続される。つまり、コンセント２０が筐体１１の内壁面とコンセントパネル２１に囲まれた空間に収納されるので、筐体１１の外側に端子台２２を取り付け、端子台２２を介してコンセント２０の端子と外部の電線を接続することで接続作業が容易になるものである。

扉１３は扁平な矩形箱状に形成されており、図８に示すように上下一対のヒンジ部１４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の背面側にはロック装置１５が取着されており、扉１３の前面にロック装置１５の鍵孔部１５ａが露出している（図１参照）。なお、扉１３の下端部分が水平方向に切り欠かれており、扉１３が閉位置にあるときに扉１３の下端と筐体１１の前面側下端との間から充電ケーブル１００を引き出すための隙間（引出口）が空くようになっている（図１参照）。

また、コンセントユニット１０にはインターロック装置２３が設けられており、このインターロック装置２３によって、扉１３が閉位置にないときはコンセント２０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２０への通電がオンされるようになっている。このようなインターロック装置２３は従来周知であって、水平方向に回動する扉１３の背面に設けられているコ字形の駆動片１３ａによって押駆動されるアクチュエータ２３ａ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２３ａが駆動片１３ａに押駆動されてコンセント２０への給電路を閉成し、扉１３が閉位置にないときはアクチュエータ２３ａが駆動片１３ａに押駆動されないことでコンセント２０への給電路を開成している。

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８内に収納され、取付板６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８が上下方向に並設されており、これら４つの収納空所８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。ここで、取付板６には各収納空所８毎に矩形の窓孔６ｂが貫設されており、コンセントユニット１０が収納空所８内に収納された状態で、筐体１１の背面に取り付けられている端子台２２が窓孔６ｂに挿通されて取付板６の後方空間（配線空間９）に露出する（図１０〜図１２参照）。但し、本実施形態では４つの収納空所８の全てにコンセントユニット１０を収納した場合を例示しているが、必ずしも４つの収納空所８全てにコンセントユニット１０を収納する必要は無く、少なくとも１つのコンセントユニット１０を何れか１つの収納空所８に収納していればよい。

漏電遮断器２００は、図２及び図１２に示すように取付板６の前方に突出している側（図１２では左側）の背面に取り付けられて配線空間９に配置されている。この配線空間９には商用交流電源から交流電力を供給するための電力ケーブル（図示せず）がスタンド本体１底面のケーブル入線口１ａより入線されて立ち上げ配線される（図７参照）。そして、配線空間９に配線された電力ケーブルが漏電遮断器２００の１次側に接続されるとともに、漏電遮断器２００の２次側が図示しない電線により端子台２２の一方の接続端子に接続され、端子台２２の他方の接続端子からインターロック装置２３を介してコンセント２０の端子と接続される。なお、上述した配線作業はスタンド本体１の背板４を外すだけで容易に行うことができる。

次に、本実施形態の電気自動車用充電スタンドの使用手順について説明する。まず、扉１３を開き、充電ケーブル１００のプラグ１１０の接触子を差込口２０ａに差し込むことでコンセント２０にプラグ１１０を差込接続する。このとき、差込口２０ａの向きが開口窓１１ａの向きに対して右斜め下方向に傾くように配設されているので、筐体１１内においてプラグ１１０の挿抜に必要なスペース（空間）が十分に確保できてプラグ１１０の差込作業が容易に行える。さらに、雨天時においても開口窓１１ａを通して筐体１１内に降り込む雨水が差込口２０ａにかかり難くい。ここで、コンセントユニット１０を筐体１１内で右側に寄せて配置し、差込口２０ａの向きが開口窓１１ａの向きに対して左斜め下方向に傾くようにコンセント２０を配設しても同様の効果を奏する。ただし、本実施形態のように差込口２０ａが筐体１１内の左側の位置から右斜め下方向に傾くようにコンセント２０を配設する方が、一般的に多いと考えられる右利きの人にはプラグ１１０を差し込みやすくなるという利点がある。

プラグ１１０をコンセント２０に差込接続した後に扉１３を閉め、図示しない鍵を用いてロック装置１５を施錠する。ここで、特許文献１に記載されている電源ポールのように、コンセントが収められているケーシングの開口に対してコンセントの差込口が水平方向においてほぼ正対している場合、コンセントにプラグを差込接続した電源ケーブルの引き出し位置とコンセントの差込口の位置とが水平方向においてほぼ同じ位置となる。そのため、複数のコンセントを鉛直方向で並設したときに、垂れ下がった電源ケーブルと下段のコンセントの差込口とが前方から見て重なってしまうため、下段のコンセントに別の電源ケーブルのプラグを差込接続する作業が困難になるという問題がある。これに対して本実施形態では、差込口２０ａの向きが開口窓１１ａの向きに対して右斜め下方向に傾くように各コンセント２０がスタンド本体１内（コンセントユニット１０内）に配設されているので、上段のコンセント２０にプラグ１１０が差込接続されて開口窓１１ａから垂れ下がった充電ケーブル１００と下段のコンセント２０の差込口２０ａとが前方から見て重ならなず、下段のコンセント２０に別の充電ケーブル１００のプラグ１１０を差込接続する作業が容易になるものである。

さらに、図１に示すようにスタンド本体１の外周面（本実施形態では右側面）に複数（３つ）のケーブル保持具（保持体）４０が取り付けられている。ケーブル保持具４０は、図３及び図４に示すように帯板状の金属板を断面形状が略コ字形の樋状に曲げ加工してなり、長手方向を上下方向に合わせるとともに溝が後方を向くようにしてスタンド本体１の右側板３における上から２〜４段目の収納空所８の近傍にねじ止めされている。

而して、開口窓１１ａ（引出口）を通してスタンド本体１の外（前方）に引き出された充電ケーブル１００を溝に嵌め込むことでケーブル保持具４０に保持させれば、上段のコンセント２０にプラグ１１０が接続された充電ケーブル１００が邪魔にならずに下段のコンセントユニット１０の扉１３を開閉することができる。また、充電ケーブル１００が不用意に引っ張られた場合においてもケーブル保持具４０が充電ケーブル１００を保持していることでプラグ１１０にかかる張力を緩和し、コンセント２０の差込口２０ａからプラグ１１０が抜けてしまうことを防止できる。ここで、３つのケーブル保持具４０が上下方向に沿ってスタンド本体１の前後にずれた位置に配置されているため、ケーブル保持具４０に保持された複数の充電ケーブル１００が互いに邪魔にならないものである。さらに、本実施形態では、相対的に下方にあるケーブル保持具４０が、相対的に上方にあるケーブル保持具４０よりもスタンド本体１の前寄りの位置に配置されているため、相対的に下方にあるケーブル保持具４０が、相対的に上方にあるケーブル保持具４０に保持された充電ケーブル１００よりもスタンド本体１の前寄りに位置することとなるので（図５参照）、相対的に下方にあるケーブル保持具４０に充電ケーブル１００を保持させる際、相対的に上方にあるケーブル保持具４０に保持された充電ケーブル１００が邪魔にならないという利点がある。

一方、電気自動車の充電が終了すれば、ロック装置１５を解錠して扉１３を開き、プラグ１１０をコンセント２０の差込口２０ａから引き抜く。ここで、扉１３が開いているときはインターロック装置２３によってコンセント２０への通電がオフされているため、プラグ１１０をコンセント２０の差込口２０ａに抜き差しする際の感電事故を防ぐことができる。

上述のように本実施形態によれば、差込口２０ａに対するプラグ１１０の挿抜方向が水平方向及び鉛直方向において開口窓１１ａと斜めに交差するようにコンセント２０がスタンド本体１内（コンセントユニット１０の筐体１１内）に配設されているので、コンセント２０の差込口２０ａにプラグ１１０を抜き差しするための十分なスペースを確保しつつスタンド本体１の大型化を抑制することができる。しかも、スタンド本体１内において、コンセント２０が開口窓１１ａに対して左右何れか一方のうちで差込口２０ａが向いている方と反対側（本実施形態では左側）に片寄って配設されているので、スタンド本体１の大型化を抑えつつコンセント２０の差込口２０ａにプラグ１１０を抜き差しするためのスペースをさらに広くとることができるという利点がある。また、鉛直方向に沿ってスタンド本体１内に複数のコンセント２０が並設される場合においては、差込口２０ａに対するプラグ１１０の挿抜方向が水平方向及び鉛直方向において開口窓１１ａと斜めに交差していることにより、上段のコンセント２０にプラグ１１０が差込接続されて開口窓１１ａから垂れ下がった充電ケーブル１００と下段のコンセント２０の差込口２０ａとが前方から見て重ならなず、下段のコンセント２０に別の充電ケーブル１００のプラグ１１０を差込接続する作業が容易になるという利点がある。さらに、開口窓１１ａを開閉自在に塞ぐ扉１３を設け、扉１３の下端と開口窓１１ａの下端との間にコンセント２０にプラグ１１０が接続された充電ケーブル１００をスタンド本体１の外に引き出すための引出口が設けられているので、扉１３で塞ぐことによって開口窓１１ａからの雨水の浸入が防止できるとともに引出口が設けられていることでプラグ１１０をコンセント２０に差込接続した状態でも扉１３を閉じることができて防水性が向上するという利点がある。

ところで、本実施形態では差込口２０ａが右斜め下方向に傾いているため、開口窓１１ａを下方から覗き込まないと差込口２０ａを直接目視できない場合が有る。そこで、差込口２０ａと対向する筐体１１の内底面に反射鏡を設ければ、反射鏡に映った差込口２０ａを開口窓１１ａの上方から目視することができ、プラグ１１０の接触子を差込口２０ａに差し込む際の作業性を向上することができる。

また、夜間においては開口窓１１ａの内側が暗くなるので、例えば、図１３（ａ）（ｂ）に示すように筐体１１の内天面に照明灯Ｌａを設置し、この照明灯Ｌａで筐体１１内を照明しても構わない。このとき、筐体１１の内底面だけでなく内側面や内背面にも反射鏡を設ければ、照明光Ｌａから放射される光（図１３（ａ）（ｂ）における実線の矢印参照）が反射鏡（内底面や内側面及び内背面）に反射することで開口窓１１ａの内側の空間を効率よく照明することができる。

（実施形態２）
本実施形態は開口窓１１ａを塞ぐ扉１３の構造に特徴がある。したがって、扉１３以外の構成については実施形態１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。

実施形態１では扉１３の下端部分が左右両端まで全て切り欠かれていた。これに対して、本実施形態では扉１３の下端部分における自由端側（正面から見て右側）の角部のみが部分的に切り欠かれており、この切り欠かれた部分が電源ケーブル（充電ケーブル１００）の引出口１８となっている（図１４及び図１５参照）。

すなわち、コンセント２０に差込接続されたプラグ１１０の充電ケーブル１００が、水平面内において真っ直ぐに引出口から引き出された場合、この充電ケーブル１００が引っ張られたとき、特にケーブル保持具４０から扉１３までの間の部分が引っ張られたときにプラグ１１０に張力が掛かってコンセント２０の差込口２０ａから抜けたり、あるいは充電ケーブル１００とプラグ１１０との接続部分が劣化する虞がある。

これに対して本実施形態では、図１６に示すように引出口１８と差込口２０ａを結ぶ直線（図１６における破線イ）が水平方向において差込口２０ａの法線方向（図１６における一点破線ロ）と交差するように、引出口１８が右端に寄せて設けられている。このため、コンセントユニット１０の筐体１１内で充電ケーブル１００が湾曲し（図１６参照）、充電ケーブル１００の張力が扉１３の引出口１８の部分にかかることになるから、実施形態１と比較してプラグ１１０にかかる張力を緩和し、コンセント２０の差込口２０ａからプラグ１１０が抜けたり、充電ケーブル１００とプラグ１１０との接続部分が劣化してしまうことを防止できる。

なお、扉１３における引出口１８の周縁部分に弾性を有するブッシング（図示せず）を設ければ、充電ケーブル１００の外皮（シース）が引出口１８の周縁部分で傷付くことなどを防ぐことができる。

１ スタンド本体
１０ コンセントユニット
１１ 筐体
１１ａ 開口窓
２０ コンセント
２０ａ 差込口

Claims (6)

1. 電気自動車を充電するための電源ケーブルのプラグが挿抜自在に差込接続されるコンセントと、電気自動車を駐車する地面に立設されて前記コンセントを内部に収納するスタンド本体とを備え、当該スタンド本体前面には前記コンセントの差込口を前面側に臨ませる開口窓が設けられ、前記コンセントは、前記差込口に対する前記プラグの挿抜方向が、前記開口窓と平行な水平方向及び鉛直方向と、前記開口窓に垂直な方向とにおいて前記開口窓と斜めに交差するように前記スタンド本体内に配設されることを特徴とする電気自動車用充電スタンド。
2. 前記スタンド本体に対して前記開口窓を塞ぐ閉位置と当該開口窓を開放する開位置との間で回動自在に設けられた扉を備え、当該扉の下端と前記開口窓の下端との間には前記コンセントに前記プラグが接続された前記電源ケーブルを前記スタンド本体の外に引き出すための引出口が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気自動車用充電スタンド。
3. 前記スタンド本体内において、前記コンセントは前記開口窓に対して左右何れか一方のうちで前記差込口が向いている方と反対側に片寄って配設されることを特徴とする請求項１又は２記載の電気自動車用充電スタンド。
4. 前記引出口は、当該引出口と前記差込口を結ぶ直線が水平方向において前記差込口の法線方向と交差するように設けられていることを特徴とする請求項２記載の電気自動車用充電スタンド。
5. 前記スタンド本体内において前記差込口と対向する位置に反射鏡が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電気自動車用充電スタンド。
6. 前記スタンド本体内において前記差込口が露出する空間を照明する照明灯を備えたことを特徴とする請求項５記載の電気自動車用充電スタンド。

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