JP2012170234A - 充電装置および充電設備 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が図られた充電装置を提供する。
【解決手段】充電装置は、充電ケーブル１０の先端部に設けられ、充電コネクタに接続される充電プラグ１１と、充電ケーブル１０に設けられた固定部材１２と、固定部材１２に接続されたワイヤ１３と、ワイヤ１３を収容して固定部材１２を上方に引き上げるワイヤ収容装置１４とを備え、固定部材１２には、充電ケーブル１０が配置される貫通孔が形成され、貫通孔には、充電ケーブル１０を保持するように形成された細孔部と、細孔部の端部に接続され、固定部材１２の外表面に近づくにつれて拡径するように形成された拡径部とが形成される。
【選択図】図７

Description

本発明は、充電装置および充電設備に関する。

近年、環境への配慮からバッテリに充電された電力を駆動輪の動力に利用する車両が注目されており、特に、プラグインハイブリッド車両や電気自動車などのようにバッテリを充電可能な車両が脚光を浴びている。このような車両には、外部充電設備に設けられた充電プラグを接続可能な充電コネクタが設けられている。

そして、上記のように車両への注目の高まりから、車両に搭載されたバッテリを充電する充電装置についても着目されている。

たとえば、特開平８−３３１２１号公報に記載された電気自動車充電装置は、電源ケーブルに接続された操作ボックスと、この操作ボックスを介して電源ケーブルに接続された充電ケーブルと、充電ケーブルの先端に接続され、自動車側コネクタと連結可能な充電コネクタと、充電ケーブルを収容する充電ケーブル収容装置とを備える。

そして、充電ケーブル収容装置は、充電ケーブルを巻き付けて収容するリールタイプの収容装置であって、充電時には充電ケーブル収容装置から充電ケーブルが引き出される。

特開平８−３３１２１号公報

特開平８−３３１２１号公報に記載された充電装置においては、リールタイプの充電ケーブル収容装置に充電ケーブルが収容されているが、充電ケーブルを保護する観点から充電ケーブルを巻回する曲率半径を大きく確保する必要がある。

巻回した充電ケーブルの曲率半径を大きくするには、充電ケーブル収容装置に設けられ、充電ケーブルが巻回されるボビンを大きくする必要があり、充電装置が大型化し易いという問題があった。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされた発明であって、その目的は、小型化が図られた充電装置を提供することである。

本発明に係る充電装置は、充電コネクタを有すると共に所定位置に停車する車両に、電力を供給する充電装置である。この充電装置は、充電ケーブルと、充電ケーブルの先端部に設けられ、充電コネクタに接続される充電プラグと、充電ケーブルに設けられた固定部材と、固定部材に接続されたワイヤと、ワイヤを収容して固定部材を上方に引き上げるワイヤ収容装置とを備える。上記固定部材には、充電ケーブルが配置される貫通孔が形成され、貫通孔には、充電ケーブルを保持するように形成された細孔部と、細孔部の端部に接続され、固定部材の外表面に近づくにつれて拡径するように形成された拡径部とが形成される。

好ましくは、充電装置は、天板部と天板部の周縁部から垂下する周壁部とを含む筐体と、充電プラグを保持するプラグホルダとをさらに備える。上記ワイヤ収容装置およびプラグホルダは、筐体内に設けられる。上記ワイヤ収容装置は、天板部に設けられる。上記プラグホルダは、周壁部に設けられる。好ましくは、充電設備は、上記充電装置と、充電装置を車両の前後方向に移動させる移動装置とを備える。好ましくは、上記移動装置は、車両の側面に沿って延び、充電装置を移動可能に支持するレールを含む。

好ましくは、上記移動装置は、車両の側方に配置され、充電装置を支持するアーム部と、アーム部を回転可能に支持する軸部とを含み、アーム部は、軸部を中心に回転することで、車両の前方側から後方側までの間で充電装置を移動させる。

本発明に係る充電装置によれば、充電装置自体の小型化を図ることができる。

本実施の形態１に係る充電設備および充電装置を模式的に示す斜視図である。 充電設備１を模式的に示す斜視図であり、充電プラグ１１を充電装置２内に収容した状態を示す。 充電プラグ１１の正面図である。 充電プラグ１１の側面図である。 固定部材１２の側断面図である。 固定部材１２の断面図である。 固定部材１２を引き下げたときの充電設備１を示す斜視図である。 充電設備１と反対側の側面に充電部５１が配置された車両５０を充電するときの様子を示す模式図である。 本実施の形態に係る充電設備１を模式的に示す斜視図である。

図１から図９を用いて、本実施の形態に係る充電装置および充電設備について説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る充電設備および充電装置を模式的に示す斜視図である。この図１に示すように、充電設備１は、車両５０に搭載されたバッテリＢを充電するための設備である。

なお、本実施の形態においては、車両５０としてハイブリッド車両を用いて説明するが、車両５０としては、バッテリからの電力を駆動輪の動力に利用することができる電動車両であれば、電気自動車や燃料電池車両などであってもよい。

車両５０は、充電部５１と、この充電部５１から供給される電力が蓄積されるバッテリＢとを含む。充電部５１は、充電設備１の充電プラグ１１が接続される充電コネクタ５２と、充電コネクタ５２を開閉する蓋部５３とを含む。車両５０は、バッテリＢを充電する際には、充電設備１に対して所定位置に停車する。

図１に示すように、充電設備１は、充電装置２と、この充電装置２を車両５０の前後方向に移動させる移動装置３とを含む。図２は、充電設備１を模式的に示す斜視図であり、充電プラグ１１を充電装置２内に収容した状態を示す。この図２に示すように、充電装置２は、充電ケーブル１０と、充電ケーブル１０の先端部に設けられ、充電コネクタ５２に接続される充電プラグ１１と、充電ケーブル１０に設けられ、充電ケーブル１０に固定された固定部材１２とを含む。さらに、充電装置２は、固定部材１２に接続されたワイヤーと、このワイヤーが収容されたワイヤ収容装置１４と、操作部１５と、外部電源１７に接続されたプラグ１６と、余った充電ケーブル１０を仮止めする仮止め部１８と、ケース１９と、ケース１９の底面に設けられた車輪２０と、ケース１９内に設けられたホルダ２１とを含む。

ケース１９は、天板部２４と、天板部２４の周縁部から下方に垂れさがる周壁部２７と、この周壁部２７の下端部に配置された底壁部２８とを含む。ワイヤ収容装置１４と、操作部１５と、プラグ１６と、ホルダ２１とは、ケース１９内に配置され、ケース１９の底壁部２８に車輪２０が配置されている。ワイヤ収容装置１４は、ケース１９の天板部の内面に設けられており、ホルダ２１は、周壁部２７に設けられており、ホルダ２１は、図１に示す充電コネクタ５２よりも上方に配置されている。ワイヤ収容装置１４は、車両５０よりも上方に配置されている。ここで、ホルダ２１とワイヤ収容装置１４との間の距離は、底壁部２８とホルダ２１との間の距離よりも大きい。

図２に示すように、充電装置２を使用しない状態においては、充電プラグ１１はホルダ２１に装着される。ワイヤーは、ワイヤ収容装置１４に巻き取られ、固定部材１２はワイヤ収容装置１４の直下にまで引き上げられている。これにより、充電ケーブル１０の一部が上方に引き上げられている。具体的には、充電ケーブル１０は、充電プラグ１１の端部から垂れ下がり、その後、固定部材１２に向けて引き上げられており、上方に延びている。充電ケーブル１０のうち、固定部材１２よりも操作部１５側の部分は、固定部材１２から垂れ下がり、その後、仮止め部１８に巻き取られている。充電ケーブル１０の後端部は、操作部１５およびプラグ１６を介して外部電源１７に接続されている。そして、充電ケーブル１０は、ケース１９の底面より上方に離れている。

そして、充電プラグ１１を充電コネクタ５２に接続する際には、図１に示すように、充電プラグ１１をケース１９から取り出す。この際、固定部材１２はワイヤ収容装置１４の直下に位置しているため、充電ケーブル１０が地面と接触することが抑制されている。充電コネクタ５２と充電装置２との間の距離が近い場合には、固定部材１２を下げずに充電プラグ１１を充電コネクタ５２に接続することができ、充電ケーブル１０が地面に接触することを抑制することができる。

さらに、充電ケーブル１０は、固定部材１２およびワイヤーを介してワイヤ収容装置１４によって支持されているため、作業者の手に加えられる充電ケーブル１０の荷重が軽減されている。

図３は、充電プラグ１１の正面図であり、図４は、充電プラグ１１の側面図である。この図３および図４に示すように、充電プラグ１１は、グリップ３０と、グリップ３０の先端部に形成された筒部３１、爪部３２およびガイド部３３と、筒部３１内に設けられた複数の電力用端子３４、信号線用端子３５およびグランド線用端子３６とを含む。

充電コネクタ５２に充電プラグ１１を装着する際には、ガイド部３３を充電コネクタ５２に形成されたガイド溝に挿入し、爪部３２を充電コネクタ５２に形成された溝部に引っ掛ける。これにより、充電プラグ１１に形成された電力用端子３４などが充電コネクタ５２に形成された端子に接続される。

図５は、固定部材１２の側断面図であり、図６は、固定部材１２の断面図である。この図５および図６に示すように、固定部材１２は略球体形状となるように形成されている。固定部材１２は、半割れ状のピース３７およびピース３８と、ピース３７およびピース３８を一体的に固定するボルト３９とを含む。ピース３７には、ワイヤー１３の一端を固定するワイヤ固定部４２が形成されている。ピース３７およびピース３８には、各々溝部が形成されており、ピース３７およびピース３８を互いに固定することで、充電ケーブル１０が挿入される挿入路４０が形成される。挿入路４０は、固定部材１２を貫通しており、固定部材１２の外表面には開口部４１が形成されている。

この図５に示すように、挿入路４０は、充電ケーブル１０を支持するように形成された細管部４３と、細管部４３の端部に形成され、固定部材１２の外表面に近づくにつれて拡径するように形成された拡径部４４とを含む。拡径部４４は挿入路４０の端部から開口部４１に向かうにつれて拡径するように湾曲している。

このように、開口部４１の周囲に位置する挿入路４０の内表面は、開口部４１に向けて末広がりとなるような湾曲面状とされているため、充電ケーブル１０が曲げられた際に、開口部４１の付近で充電ケーブル１０の曲率半径が小さくなることを抑制される。これにより、充電ケーブル１０を保護することができる。なお、拡径部４４は、充電ケーブル１０が小さい曲率半径で湾曲することを抑制するために形成されており、拡径部４４の形状は適宜変更することは出願当初から予定されている。たとえば、細管部４３と拡径部４４との間に段差を形成してもよく、開口部４１の付近に段差を形成してもよい。

このように形成された固定部材１２を充電ケーブル１０に固定する際には、ピース３８およびボルト３９で挿入路４０を挟み込み、このピース３７およびピース３８をボルト３９で固定する。

なお、固定部材１２を充電ケーブル１０に固定する際に作業者の作業負担の軽減を図るために、充電ケーブル１０の外周面に固定部材１２を固定する目印をつけてもよい。また、挿入路４０の内周面と、充電ケーブル１０との間に緩衝材を設けてもよい。

図７において、ワイヤ収容装置１４は、外周面にワイヤー１３が巻きつけられ、回転可能に設けられたボビン２２と、ワイヤー１３を巻き取るようにボビン２２を第１回転方向に付勢する弾性部材４５と、ボビン２２が第１回転方向に回転することを抑制すると共に第１回転方向と反対方向に回転することを許容する一方向クラッチ２３と、一方向クラッチ２３によるボビン２２の回転の規制を選択的に解除する解除ボタン４６とを含む。

ここで、本実施の形態においては、ワイヤ収容装置１４に巻き取られているワイヤー１３は、巻回したときの曲率半径を特に設定する必要がなく、ワイヤ収容装置１４のボビン２２の径を小さく抑えることができる。この結果、ワイヤ収容装置１４をコンパクト化することができ、充電装置２の小型化を図ることができる。

充電装置２と充電コネクタ５２との間の距離が長いときには、充電ケーブル１０を引っ張ることで、ワイヤ収容装置１４からワイヤー１３を引き出し、固定部材１２を下方に下げることができる。固定部材１２が下がることで、充電プラグ１１の可動領域が広がり、充電プラグ１１を充電コネクタ５２に接続することができる。

なお、ワイヤー１３を引き出した後においては、ワイヤ収容装置１４の一方向クラッチ２３によってボビン２２の回転が規制され、充電ケーブル１０が引き出された状態が維持される。そして、充電プラグ１１を充電コネクタ５２に接続することができる。

このように、充電装置２と、車両５０の充電コネクタ５２との間の距離が広いときにおいても、簡単に充電プラグ１１を充電コネクタ５２に接続することができる。

この際、固定部材１２の高さを調整することで、充電ケーブル１０が地面と接触することを抑制することができる。そして、充電が完了すると、解除ボタン４６を押して、一方向クラッチ２３によるボビン２２の回転の規制を解除する。これにより、弾性部材４５からの付勢力によってボビン２２を回転させてワイヤー１３を巻き上げる。ワイヤー１３が巻き上げることで、固定部材１２および充電ケーブル１０が上方に引き上げられる。充電装置２によれば、充電作業中においても、固定部材１２の位置を調整することで、充電ケーブル１０が地面に接触することを抑制することができ、さらに、充電終了後においても、充電ケーブル１０が地面と接触することを抑制することができる。

なお、車両５０の種類や車両５０の停車姿勢によっては、車両５０の側面のうち、充電設備１と反対側の側面に充電部５１が位置する場合がある。

このような場合においても、本実施形態１に係る充電設備１によれば簡単に充電作業を行うことができることについて図８を用いて説明する。

図８は、充電設備１と反対側の側面に充電部５１が配置された車両５０を充電するときの様子を示す模式図である。この図８に示すように、充電設備１は、所定位置に停車した車両５０の側面に沿って充電装置２を移動させる移動装置３を備える。なお、本実施の形態においては、移動装置３としては、地面に設置されたレールが採用されており、充電装置２は、レール上を走行可能な車輪２０を備えている。この図８に示す例においては、充電部５１は、充電装置２と反対側の側面であって、車両５０の前方側に位置しており、充電装置２は、車両５０の前方側に移動してる。

そして、使用者は固定部材１２を下方に引き下げることで、充電プラグ１１の可動領域が広げ、充電プラグ１１を充電コネクタ５２に接続することができる。

なお、当然のことではあるが、充電部５１が充電設備１と反対側の側面であって、車両５０の後部側に配置されている場合であっても、図１に示す状態から固定部材１２を引き下げることで、充電プラグ１１を充電コネクタ５２に接続することができる。

（実施の形態２）
図９を用いて、本実施の形態２に係る充電設備１について説明する。なお、図９に示す構成のうち、上記図１から図８に示す構成と同一または相当する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図９は、本実施の形態に係る充電設備１を模式的に示す斜視図である。この図９に示すように、充電設備１は、充電装置２と、この充電装置２を車両５０の前後方向に移動させる移動装置３とを含み、移動装置３は、軸部２６と、一端が軸部２６に回転可能に接続され、他方端にケース１９が接続されたアーム２５とを含む。アーム２５は、軸部２６を中心に回転することで、ケース１９は軸部２６を中心に移動し、ケース１９は、所定位置に停車した車両５０の前方側から後方側の間を移動することができる。このような充電設備１においても、充電装置２が適宜移動することで、充電部５１に充電プラグ１１を簡単に接続することができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

本発明は、充電装置および充電設備に適用することができる。

１ 充電設備、２ 充電装置、３ 移動装置、１０ 充電ケーブル、１１ 充電プラグ、１２ 固定部材、１３ ワイヤー、１４ ワイヤ収容装置、１５ 操作部、１６ プラグ、１７ 外部電源、１８ 仮止め部、１９ ケース、２０ 車輪、２１ ホルダ、２２ ボビン、２３ 向クラッチ、２５ アーム、２６ 軸部、３０ グリップ、３１ 筒部、３２ 爪部、３３ ガイド部、３４ 電力用端子、３５ 信号線用端子、３６ グランド線用端子、３７，３８ ピース、３９ ボルト、４０ 挿入路、４１ 開口部、４２ ワイヤ固定部、５０ 車両、５１ 充電部、５２ 充電コネクタ、５３ 蓋部、Ｂ バッテリ。

Claims (5)

1. 充電コネクタを有すると共に所定位置に停車する車両に、電力を供給する充電装置であって、
   充電ケーブルと、
   前記充電ケーブルの先端部に設けられ、前記充電コネクタに接続される充電プラグと、
   前記充電ケーブルに設けられた固定部材と、
   前記固定部材に接続されたワイヤと、
   前記ワイヤを収容して前記固定部材を上方に引き上げるワイヤ収容装置と、
   を備え、
   前記固定部材には、前記充電ケーブルが配置される貫通孔が形成され、
   前記貫通孔には、前記充電ケーブルを保持するように形成された細孔部と、前記細孔部の端部に接続され、前記固定部材の外表面に近づくにつれて拡径するように形成された拡径部とが形成された、充電装置。
2. 天板部と前記天板部の周縁部から垂下する周壁部とを含む筐体と、
   前記充電プラグを保持するプラグホルダと、
   をさらに備え、
   前記ワイヤ収容装置および前記プラグホルダは、前記筐体内に設けられ、
   前記ワイヤ収容装置は、前記天板部に設けられ、
   前記プラグホルダは、前記周壁部に設けられた、請求項１に記載の充電装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の充電装置と、
   前記充電装置を前記車両の前後方向に移動させる移動装置と、
   を備えた充電設備。
4. 前記移動装置は、前記車両の側面に沿って延び、前記充電装置を移動可能に支持するレールを含む、請求項３に記載の充電設備。
5. 前記移動装置は、前記車両の側方に配置され、前記充電装置を支持するアーム部と、前記アーム部を回転可能に支持する軸部とを含み、
   前記アーム部は、前記軸部を中心に回転することで、前記車両の前方側から後方側までの間で前記充電装置を移動させる、請求項３に記載の充電設備。

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