JP5500864B2 - 電気自動車用充電スタンド - Google Patents

Description

本発明は電気自動車用充電スタンドに関するものである。

近年、脱石油燃料やＣＯ２排出削減ニーズの高まりといった観点から、電気自動車に対する関心が高まると共に、電気自動車用充電スタンドの普及が求められている。

電気自動車用充電スタンドには、電気自動車に設けたコネクタと着脱自在に接続される専用の充電用コネクタが備えられている。該電気自動車用充電スタンドの充電用コネクタと充電用ケーブルに関し、不使用時には該スタンド内の内部に設けた収納空間に収納される構造や、不使用時には該スタンドの外側面に設けたコネクタ収納部とケーブル収納かごに保持させる構造（例えば、特許文献１）が開示されている。

電気自動車用充電スタンドは、一般に、公共スペースへの設置及びセルフ式での使用が予定されるため、充電作業が誰にでも簡便に行える作業性や、悪戯や不注意による設備棄損を効果的に防止できる保全性が求められる。

しかし、前記のように、電気自動車用充電スタンドの充電用コネクタと充電用ケーブルを不使用時には該スタンド内の内部に設けた収納空間に収納される構造とした場合には、該コネクタやケーブルが外部から視認できず、不慣れなユーザーは充電作業が速やかに行えないという問題がある。また、不使用時には該スタンドの外側面に設けたコネクタ収納部とケーブル収納かごに保持させる構造とした場合には、外部からの衝撃でコネクタ収納部から充電用コネクタが外れて地面に落下して損傷したり、あるいは、悪戯目的等でコネクタ収納部から充電用コネクタが容易に外されてしまう問題があった。

特開平１１−１２２７１４号公報

本発明の解決課題は、前記問題を解決し、正規のユーザーの作業性を確保しつつ、悪戯や不注意による設備棄損を有効に防止可能な電気自動車用充電スタンドを提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明の電気自動車用充電スタンドは、電源装置と、電気自動車の充電時に該電源装置と電気自動車とを接続する充電用接続手段とを備える電気自動車用充電スタンドであって、
該充電用接続手段は、電気自動車に設けた給電部に接続する充電用接続部と、該充電用接続部を末端に有し該電源装置と電気自動車との間に給電回路を形成する充電用ケーブルとからなり、
非使用時に該充電用接続部を保持する保持部と、該保持部に保持された充電用接続部を拘束すべく充電スタンド表面に開閉可能に設けられたカバーと、該カバーの開閉を制御する施錠手段を備え、
該充電用接続部の先端側の側面には、接続を解除する際に用いる取外ボタンを設け、
前記カバーが、カバーを閉じた状態において、該取外ボタンを操作できないように覆うとともに、充電用接続部の尾端側を露出させる形状を有する
ことを特徴とするものである。

本発明に係る自動車用充電スタンドは、電源装置と、電気自動車の充電時に該電源装置と電気自動車とを接続する充電用接続手段とを備える電気自動車用充電スタンドにおいて、充電用接続部を保持する保持部の構造を該充電用接続部の一部を外部から視認可能に保持し、かつ、施錠手段を備えるものとしたものである。当該保持部の構造により、非使用時の充電用接続手段への悪戯や不注意による設備棄損を有効に防止しつつ、非使用時の充電用接続手段に対する外部からの視認性を確保して正規のユーザーの利用性の向上を図っている。

本発明の自動車用充電スタンドの実施形態１の全体構成図である。 自動車用充電スタンドの拘束手段の開放状態を示す説明図である。 施錠装置の全体図である。 拘束手段の全体図である。 電磁ソレノイドからなる施錠装置の分解説明図である。 本発明の自動車用充電スタンドの実施形態２の全体構成図である。 本発明の自動車用充電スタンドの実施形態２の要部を示す斜視図である。 実施形態２の要部を示す断面図である。 本発明の自動車用充電スタンドの実施形態３の主要部構成図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。

（実施形態１）
図１には、本発明に係る自動車用充電スタンドの実施形態１の全体構成図を示している。本発明に係る自動車用充電スタンド１は、高電圧受電設備等の電力供給源より引き込まれた電気を自動車に供給するため、内部に電源装置（図示しない）や各部を制御する制御部（図示しない）等が収納されており、電気自動車の充電時に該電源装置と電気自動車とを接続する充電用接続手段２として充電用接続部２ａと充電用ケーブル２ｂを備えている。また、その正面側には充電の強制停止や断線チェック等の操作を行うための操作スイッチ６、７、８を配置した操作部５と、充電量や金額等を表示する表示部９が配置されると共に、非使用時に充電用接続部２ａを拘束する拘束手段４を備えている。

図２には、充電開始前に充電用接続部２ａを拘束する拘束手段４（後述）を解除した状態図を示している。図２に示すように、非使用時には、充電用接続部２ａは保持部である保持コネクタ３に保持されている。保持コネクタ３の内部には各々断線チェック用の配線を備え、拘束手段４を解錠した時に、充電用接続部２ａが保持コネクタ３に差し込まれた状態で自動的に断線チェックが開始される。

充電用接続部２ａは、略円筒形状であって、その先端付近の側面に取外ボタン２ｃを備え、先端部分には、該取外ボタン２ｃに連動する爪部（図示しない）および充電用接続ピン（２本）、アース線接続ピン（1本）、自動車との情報通信線（１本）の各ピンを備えている。該爪部を、自動車側コネクタ（図示しない）又は保持コネクタ３に接続すると、該充電用接続部２ａがコネクタと接続状態にあることを示す「接続状態」データが、自動車側制御回路（図示しない）又は自動車用充電スタンドの制御部（図示しない）に保持される。取外ボタン２ｃを押して該爪部とコネクタの接続状態を解除すると、「接続状態」データが、自動車側制御回路（図示しない）又は自動車用充電スタンドの制御部（図示しない）から削除される。

保持コネクタ３の断線チェックは、アース線と電源線又は信号線との電位差を計測することにより行い、自動車用充電スタンド１内に収納された制御部（図示しない）で異常の有無が判断される。断線チェックの結果が「異常無し」と判断された場合には、前記制御部に当該「異常無し」データが保持される。なお、前記制御部に当該「異常無し」データが保持されていない状態では、充電用接続部２ａを電気自動車に接続しても充電が開始されない安全構造を採用している。一方、断線チェックの結果が「異常有り」と判断された場合には、当該「異常有り」データを表示部９に表示したり、当該「異常有り」データを管理者へ自動送信して、断線の発生を警告し、感電事故を回避する安全構造を採用している。また、断線チェックの結果が「異常有り」と判断された場合には、前記のように制御部に当該「異常無し」データが保持されていない状態となるため、充電用接続部２ａを電気自動車に接続しても充電は開始されない安全構造となっている。

本発明の自動車用充電スタンド１は、非使用時に、保持コネクタ３に保持された充電用接続部２ａを、拘束する拘束手段４を備えている。本実施形態の拘束手段４は、図２に示すような充電用接続部２ａを覆うカバー４ａと、図３に示すような該カバーの解錠と施錠を行う施錠装置４ｂから構成されている。

図４に示すように、カバー４ａの右側面には施錠装置４ｂと係合する孔４ｇが形成されており、非使用時には電磁ソレノイドの摺動ピンを当該孔４ｇに嵌合させてカバー４ａを施錠していて拘束し、カバー４ａが充電用接続部２ａの取外ボタン２ｃを覆っているので不正の使用者が充電用接続部２ａを取り外すことができない構造としたものである。また、施錠装置４ｂを操作して解錠操作を行うと電磁ソレノイドの摺動ピン（後述）が後退し、カバー４ａを開くことが可能となる。

なお、カバー４ａの上部には軸部が形成されていて、拘束を解除した後は軸部に設けられたバネの付勢により充電用スタンド１の筐体部１ａの上部で開いた状態に保持可能なものとする。充電用接続部２ａを覆うカバー４ａは充電用接続部２ａ全体を覆う必要はなく、少なくとも取外ボタン２ｃを操作できないように覆うものであればよい。また、カバー４ａを透明材質とすれば自動車用充電スタンドの利用者は充電用接続部２ａの位置及び取外しスイッチ４ｃを容易に認識できる。

また、本実施形態の施錠装置４ｂとしては電磁ソレノイドを採用しており、課金処理やユーザ認証をした場合に電磁ソレノイドの摺動ピンが動作する構造とすることが好ましい。

図５に示すように、該電磁ソレノイドはコイル部を有するソレノイド本体４ｃと摺動部４ｄと先端部４eで構成され、摺動部４ｄと先端部４eは分離可能に構成されている。自動車用充電スタンド１の外側に先端部４eを露出した場合には、先端部４eと摺動部との間にパッキン等の膜部材４fを介在させることにより、簡単な構造でボックスの防水機能を確保することができる。

（実施形態２）
図６〜８に示す実施形態２では、保持コネクタ３は、水平方向に水平軸部３ａと水平軸部３ａに付勢するバネ（図示せず）を備えていて、当該水平軸部３ａにより自動車用充電スタンド１に可動的に保持されている。

すなわち、充電用接続部２ａの握部２ｄが保持コネクタ３に装着されていない状態では、前記付勢バネにより、該保持コネクタ３の保持面３ｂ側に形成した差し込み口３ｃが正面を向く構造とし、充電用接続部２ａの差し込みをスムーズに行うことができるものである。

充電用接続部２ａを保持コネクタ３に差し込んだ後には、充電用接続部２ａ及び充電用ケーブル２ｂの自重により該保持コネクタ３を下方向に回転し、保持コネクタ３に正面側より差し込まれた本体部が斜め下方向を向くことにより、該本体部に対し略「く」字状に折曲した方向に形成された握部２ｄが下方向に向くこととなる。そして筐体部１ａに形成した大径溝部１ａ及び小径溝部１ｂに、充電用接続部２ａの握部２ｄ及び充電用ケーブル２ｂがそれぞれ収納される。

これにより充電用接続部２ａの差し込み・引き抜き作業性の向上を図ると共に、非使用時に充電用接続部２ａが自動車用充電用スタンド１の筐体部１ａの正面側への突出する部分を低減させ、充電用接続部２ａをコンパクトな収納スペース内に保持可能としている。

なお、保持コネクタ３の回転動作は充電用接続部２ａを下向きに押し下げるものとしてもよい。また、握部２ｄは自動車用充電スタンド１からの突出が低減されるものであれば、斜め下向きであってもよい。

図６に示すように本実施形態のカバー４ａは拘束時に充電用接続部２ａを拘束するのは実施形態１と同様であり、充電用接続部２ａの握部２ｄが拘束時に下向きとなるため、カバー４ａの下側が開放されている点が異なるものである。

該保持コネクタ３を可動式とした場合、図７、図８に示す隙間S１から保持コネクタ３背面空間へ、雨水が侵入することが想定されるが、本実施形態では、保持コネクタ３背面空間を防水空間Ｂとして樹脂部材等で保持コネクタ３が取付けられた筐体部１ａの背面側を覆う構造とし、また該防水空間に侵入した雨水が、隙間Ｓ２から速やかに排出される構造としている。

上記した実施形態１及び２では当該カバー４ａによって取外ボタン２ｃを覆うことにより、非正規利用者が該取外しボタン２ｃを押して充電用接続部２ａ先端のピンを露出させる悪戯行為や、それに伴う設備破損や感電事故を防止している。なお、該カバー４ａの下部には、電用接続部２ａ若しくは充電用ケーブル２ｂを挿通するための切欠き又は孔が形成されている。また、該カバー４ａの開閉を検出するカバー開閉検出スイッチが設けられ、カバーが開くと、「カバー開状態」データが自動車用充電スタンド１内に収納された制御部（図示しない）に保持される。

以下に、本発明の自動車用充電スタンド１による充電手順を説明する。

使用者は、当該自動車用充電スタンド１の施錠装置４ｂを解錠するための解錠キー操作により、施錠装置４ｂとカバー４ａとの係合を解き、カバー４ａを開状態として、充電用接続部２ａの拘束を解く。ここで「カバー開状態」データが自動車用充電スタンド１内に収納された制御部（図示しない）に記憶される。当該「カバー開状態」データが制御部（図示しない）に記憶されると、自動的に自動車用充電スタンド１内で断線チェックが開始され、断線チェックの結果が「異常無し」と判断された場合には、前記制御部に当該「異常無し」データが保持される。なお、自動断線チェックの結果が「異常有り」と判断された場合であっても、自動車用充電スタンド１に設けられた操作スイッチのリセットスイッチ６やテストスイッチ７を押して再度断線チェックを行うことができる。

次に、使用者は、充電用接続部２ａの取外ボタン２ｃを押して、充電用接続部２ａを保持コネクタ３から外して、自動車側コネクタ（図示しない）と接続すると、充電用接続部２ａがコネクタと接続状態にあることを示す「接続状態」データが、自動車側制御回路（図示しない）又は自動車用充電スタンドの制御部（図示しない）に保持される。

自動車用充電スタンドの制御部（図示しない）に、前記「異常なし」データと「接続状態」データが共に保持され、更に、自動車側のセルフチェックが終了すると、自動的に充電開始される。充電状態は、自動車用充電スタンド１に設けられた表示部９に表示される。充電完了後に必要に応じて携帯端末等に通知することもできる。

充電途中で充電を中止したい場合には、自動車用充電スタンド１に設けられた操作スイッチのストップスイッチ８を押してもよいし、又は、充電用接続部２ａの取外ボタン２ｃを押して自動車側コネクタとの接続を解除してもよい。

充電終了後には、自動車用充電スタンド１の保持コネクタ３に充電用接続部２ａを保持させて、さらにカバー４ａを閉じた上で、施錠装置４ｂで施錠して充電用接続部２ａを拘束する。これらの終了作業が不完全の場合には、警告音が発生し、所定時間以上警告音が継続した場合には、管理者への通報が行われるシステムとなっている。

なお、上記の全操作を音声ガイドによりガイダンスするシステムとすることが好ましい。

（実施形態３）
図９に示す実施形態３は、本発明の拘束手段４をバー形状としたものである。

本実施形態は前述した実施形態１及び２とは異なり、拘束状態でも充電用接続部２ａの取外ボタン２ｃを操作することが可能であるが、バー形状の拘束手段４により保持コネクタ３より充電用接続部２ａを取り外すことができないため、前述した実施形態１及び２と同様に正規のユーザー以外が使用することができないものである。また、カバー４ａを設ける必要がなく安価に作成できる利点を有する。

なお、本実施形態のバー形状の拘束手段４は取外ボタン２ｃの近傍に一本ずつ独立させて設けることが好ましい。

１ 自動車用充電スタンド
１ａ 筐体部
１ｂ 大径溝部
１ｃ 小径溝部
２ａ 充電用接続部
２ｂ 充電用ケーブル
２ｃ 取外ボタン
２ｄ 握部
３ 保持コネクタ
３ａ 水平軸部
３ｂ 保持面
３ｃ 差し込み口
４ 拘束手段
４ａ カバー
４ｂ 施錠装置
４ｃ ソレノイド本体
４ｄ 摺動部
４e 先端部
４f 膜部材
４ｇ 孔
５ 操作部
６ 操作スイッチ（リセットスイッチ）
７ 操作スイッチ（テストスイッチ）
８ 操作スイッチ（ストップスイッチ）
９ 表示部

Claims (1)

1. 電源装置と、電気自動車の充電時に該電源装置と電気自動車とを接続する充電用接続手段とを備える電気自動車用充電スタンドであって、
   該充電用接続手段は、電気自動車に設けた給電部に接続する充電用接続部と、該充電用接続部を末端に有し該電源装置と電気自動車との間に給電回路を形成する充電用ケーブルとからなり、
   非使用時に該充電用接続部を保持する保持部と、該保持部に保持された充電用接続部を拘束すべく充電スタンド表面に開閉可能に設けられたカバーと、該カバーの開閉を制御する施錠手段を備え、
   該充電用接続部の先端側の側面には、接続を解除する際に用いる取外ボタンを設け、
   前記カバーが、カバーを閉じた状態において、該取外ボタンを操作できないように覆うとともに、充電用接続部の尾端側を露出させる形状を有する
   ことを特徴とする電気自動車用充電スタンド。

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