JP4915970B2

JP4915970B2 - 電気自動車用充電スタンド

Info

Publication number: JP4915970B2
Application number: JP2010046837A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　　剛; 堀　　宏展; 昌史田中; 亘彦戸田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: JP2011181455A; CN102195313A

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、２つのコンセントが取付枠に取り付けられ、ケーシングを構成するボディとカバーのうちのカバーに前記取付枠が固定されている。

特開平１０−２２３３３９号公報

ところで、プラグ並びにコンセントには極数と極配置が異なる複数の種類があり、国や地域によって使用されるプラグ及びコンセントの種類が異なっている。例えば、日本や米国で使用される平角平行栓刃を用いたＡタイプと呼ばれるもの（図１３（ａ），（ｂ）参照）、英国で使用されるＢＳタイプと呼ばれるもの（図１３（ｃ）〜（ｅ）参照）、オーストラリアで使用されるＯタイプと呼ばれるもの（図１３（ｆ），（ｇ）参照）などがある。

つまり、電気自動車用充電スタンドにおいては、設置される国や地域で使用されているプラグに対応したコンセントを装備する必要がある。ところが、特許文献１に記載されている電源ポールの構造では、ボディとカバーを分解しなければケーシング内に収納されるコンセントを交換することができず、コンセントの交換作業に多大な手間と時間を要する虞があった。

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、コンセントの交換作業に要する手間と時間を減らす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るとともに、前記コンセントが固定される板状のコンセントパネルが前記開口窓の奥側に設けられ、前記コンセントは、前面に前記差込口が設けられるとともに電線が接続される端子部が後端側に設けられた絶縁性の器体と、当該器体の外周面より突出する板状のフランジ部とを有し、前記コンセントパネルに設けられた取付孔に前記器体の後端部が前方より挿通され、前記取付孔を前方から塞ぐように前記フランジ部が前記コンセントパネルに取り付けられてなり、前記フランジ部は、前記取付孔の周縁部分に係合する係合片と、取付ねじが挿通されるねじ挿通孔とが設けられ、前記コンセントパネルは、前記ねじ挿通孔に挿通された前記取付ねじが螺合するねじ孔が設けられたことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記コンセントパネルの背面側に空間が形成され、前記コンセントの端子部と接続される前記電線の余長分が前記空間に収納されることを特徴とする。

本発明によれば、コンセントの交換作業に要する手間と時間を減らすことができる。しかも、フランジ部の一端側に設けた係合片を取付孔の周縁部分に係合した状態で、フランジ部の他端側のねじ挿通孔に挿通した取付ねじをコンセントパネルのねじ孔に螺合することができるため、フランジ部の両端部分をねじ止めする場合に比べてフランジ部の取付作業が容易になる。

本発明の実施形態におけるコンセントユニットを示し、前方から見た分解斜視図である。同上の正面図である。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、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。（ａ）〜（ｇ）はコンセントの種類を説明するための説明図である。

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。

本実施形態の電気自動車用充電スタンドは、図２並びに図３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３及び図４参照）。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１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５参照）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。ここで、コンセントブロック１２は、筐体１１内に設けられたコンセントパネル２１に着脱自在に取り付けられる。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。また、コンセントパネル２１には矩形の取付孔２１ａが設けられている。

コンセントブロック１２は、コンセント２０とコンセント２０に取り付けられるフランジ部２４とを有している。コンセント２０は従来周知の構造を有するものであって、絶縁性を有する合成樹脂により矩形箱状に形成された器体２０ｂ前面に差込口２０ａが設けられ、差込口２０ａから差し込まれるプラグ１１０の刃を受ける刃受（図示せず）や刃受を外部の電線と接続するための端子部（図示せず）が器体２０ｂ内に収納されている。なお、器体２０ｂの背面に電線挿入孔（図示せず）が設けられ、電線挿入孔から挿入される電線３００が器体２０ｂ内の後端側に配設されている端子部に接続される。

フランジ部２４は、中央に矩形の嵌合窓２４ａが開口した矩形枠状に形成され、コンセント２０の器体２０ｂ前端部が後方から嵌合窓２４ａに嵌合されて器体２０ｂに取り付けられる。ただし、フランジ部２４がコンセント２０の器体２０ｂと合成樹脂成形品として一体に構成されていても構わない。フランジ部２４の長手方向の一端側には、取付孔２１ａの周縁部分に係合する係合片２４ｂが設けられている。またフランジ部２４の長手方向の他端側には半円盤状の突部２４ｃが突設され、取付ねじ２５が挿通されるねじ挿通孔２４ｄが突部２４ｃに貫設されている。

而して、図１に示すように器体２０ｂにフランジ部２４が取り付けられたコンセント２０の端子部に電線３００を接続した後、フランジ部２４の係合片２４ｂをコンセントパネル２１における取付孔２１ａの周縁部分に係合させてから、器体２０ｂの後端部をコンセントパネル２１の取付孔２１ａに挿通する。そして、フランジ部２４のねじ挿通孔２４ｄに挿通した取付ねじ２５をコンセントパネル２１のねじ孔２１ｂに螺合すれば、取付孔２１ａを前方から塞ぐようにフランジ部２４（コンセントブロック１２）がコンセントパネル２１に取り付けられる。

ここで、コンセントパネル２１は、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２参照）。

また、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の端子部と接続される（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の端子部と外部の電線３００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１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２参照）。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２参照）。

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３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８参照）。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の端子部と接続される。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２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４及び図５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６参照）、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。

最後に、コンセントパネル２１に取り付けられているコンセント２０を交換する手順について説明する。まず、扉１３を開いた状態で開口窓１１ａからドライバを用いて取付ねじ２５を取り外した後、フランジ部２４の係合片２４ｂと取付孔２１ａの周縁部分との係合を解除してコンセントブロック１２を手前（開口窓１１ａ側）へ引き出す。そして、コンセント２０の端子部から電線３００を取り外せば、コンセントブロック１２を取り外すことができる。取り外したコンセントブロック１２のフランジ部２４を、交換する新しいコンセント２０に付け替える。このコンセント２０の端子部に電線３００を接続した後、フランジ部２４の係合片２４ｂをコンセントパネル２１における取付孔２１ａの周縁部分に係合させ、器体２０ｂの後端部をコンセントパネル２１の取付孔２１ａに挿通する。そして、取付ねじ２５をコンセントパネル２１のねじ孔２１ｂに螺合することでコンセントブロック１２をコンセントパネル２１に取り付けることができる。

上述のように本実施形態では、スタンド本体１からコンセントユニット１０を取り外さずに開口窓１１ａを通してコンセント２０を交換することができるから、ケーシングを分解しなければコンセントが交換できない特許文献１記載の従来例と比較して、コンセント２０の交換作業に要する手間と時間を減らすことができる。しかも、本実施形態ではフランジ部２４の一端側に設けた係合片２４ｂを取付孔２１ａの周縁部分に係合した状態で、フランジ部２４の他端側のねじ挿通孔２４ｄに挿通した取付ねじ２５をコンセントパネル２１のねじ孔２１ｂに螺合することができる。このため、フランジ部２４の両端部分をねじ止めする場合に比べてフランジ部２４の取付作業が容易になるという利点がある。

ここで、本実施形態のコンセントユニット１０においては、筐体１１の内壁面とコンセントパネル２１に囲まれた空間が形成されているため、コンセント２０の端子部に接続される電線３００の余長分を当該空間に収納することができる。その結果、図１に示すように電線３００の余長分を取付孔２１ａから引き出せば、コンセント２０の端子部と電線３００との接続（結線）作業が容易に行えるものである。

１０コンセントユニット
１１筐体
１２コンセントブロック
２０コンセント
２０ａ差込口
２０ｂ器体
２１コンセントパネル
２１ａ取付孔
２４フランジ部

Claims

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るとともに、前記コンセントが固定される板状のコンセントパネルが前記開口窓の奥側に設けられ、前記コンセントは、前面に前記差込口が設けられるとともに電線が接続される端子部が後端側に設けられた絶縁性の器体と、当該器体の外周面より突出する板状のフランジ部とを有し、前記コンセントパネルに設けられた取付孔に前記器体の後端部が前方より挿通され、前記取付孔を前方から塞ぐように前記フランジ部が前記コンセントパネルに取り付けられてなり、前記フランジ部は、前記取付孔の周縁部分に係合する係合片と、取付ねじが挿通されるねじ挿通孔とが設けられ、前記コンセントパネルは、前記ねじ挿通孔に挿通された前記取付ねじが螺合するねじ孔が設けられたことを特徴とする電気自動車用充電スタンド。
前記コンセントパネルの背面側に空間が形成され、前記コンセントの端子部と接続される前記電線の余長分が前記空間に収納され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。