特開 2024-156315 充電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024156315

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】充電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20241029BHJP

   B60L 53/14 20190101ALI20241029BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 301B

H02J7/00 P

B60L53/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070677

(22)【出願日】2023-04-24

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100168044

【弁理士】

【氏名又は名称】小淵 景太

(72)【発明者】

【氏名】栂 修平

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503FA03

5G503FA06

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC24

5H125FF11

(57)【要約】

【課題】充電ケーブルが地面に接触することを防止できる充電システムを提供する。
【解決手段】充電システムＡ１において、電気自動車９の蓄電池９１に充電するための電力を出力する充電装置１と、電気自動車９に接続される充電コネクタ３と、充電装置１と充電コネクタ３とを接続する充電ケーブル２と、天井８に取り付けられたレール４と、レール４に摺動可能に取り付けられた複数のケーブルハンガ５と、を備えた。充電ケーブル２は、複数個所がそれぞれ複数のケーブルハンガ５に取り付けられて、レール４から吊り下げられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気移動体の蓄電池に充電するための電力を出力する充電装置と、
前記電気移動体に接続される充電コネクタと、
前記充電装置と前記充電コネクタとを接続する充電ケーブルと、
天井に固定されたレールと、
前記レールに摺動可能に配置された複数のケーブルハンガと、
を備え、
前記充電ケーブルは、複数個所がそれぞれ前記複数のケーブルハンガに取り付けられて、前記レールから吊り下げられている、
充電システム。

【請求項2】

前記充電ケーブルは、
前記充電コネクタに接続され、かつ、第１金属からなる第１電力線を含む第１ケーブルと、
前記第１ケーブルに接続され、かつ、第２金属からなる第２電力線を含む第２ケーブルと、
を備え、
前記第２金属は、前記第１金属より比重が小さく、
前記第２ケーブルが、前記複数のケーブルハンガに取り付けられている、
請求項１に記載の充電システム。

【請求項3】

前記第１金属は、銅であり、
前記第２金属は、アルミニウムである、
請求項２に記載の充電システム。

【請求項4】

前記充電ケーブルは、
前記第２ケーブルと前記充電装置とに接続され、かつ、前記第１金属からなる第３電力線を含む第３ケーブルをさらに備えている、
請求項２に記載の充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気自動車などを充電する充電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気自動車の普及に伴い、電気自動車の蓄電池に充電をするための充電装置の整備が進んでいる。一般的に、充電装置は、充電ケーブルの先端に配置された充電コネクタを電気自動車のプラグインコネクタに接続されて、充電ケーブルを介して電気自動車に電力を供給する。トラックまたはバスなどの大型の電気自動車に充電を行う場合、充電装置の配置位置と、電気自動車のプラグインコネクタの位置とが大きく離れてしまう場合がある。例えば、トラックは、荷物を積む際に、積み込み位置にバックで近づいて停車する。そして、荷物を積み込む間に充電を行うことが考えられる。充電装置は、駐車の邪魔にならないように、積み込み位置付近に配置される。一方、プラグインコネクタは、トラックの車体の前方（例えば車両の正面）に配置されている。したがって、充電装置とプラグインコネクタとが大きく離れてしまう。充電装置と充電コネクタとを接続する充電ケーブルは、様々な種類のトラックのいずれでも充電できるように、長さが決定される。充電ケーブルが長くなると、取り回しおよび片付けが大変になる。充電ケーブルの取り回しおよび片付けを補助するための工夫がなされた充電装置が開発されている。

【0003】

特許文献１には、充電ケーブルの途中に中間把持具が装着された充電スタンドが開示されている。充電コネクタを把持していない方の手で中間把持具を把持することで、充電ケーブルの取り回しがしやすくなる。また、充電ケーブルの収納時には、中間把持具を充電スタンドのフックに引っ掛けることで、充電ケーブルが地面に着いて汚れることを防止できる。また、特許文献２には、本体を支持するスタンド部の内部に充電ケーブルを収納する充電装置が開示されている。当該充電装置によると、充電ケーブルをスタンド部の内側に荷重バランス良く保持させておくことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－６２８９１号公報

【特許文献2】特開２０１０－２８３９４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の充電スタンドおよび特許文献２の充電装置においても、充電ケーブルが長くなると、充電時には充電ケーブルが地面に接触した状態になる。上述したトラックの例のように、充電装置とプラグインコネクタとが大きく離れていると、充電ケーブルが地面に接触して配置された状態になる。この場合、充電中の充電ケーブルが他の車に踏まれるおそれがあるし、作業者が充電ケーブルに足を引っかけるおそれがある。

【0006】

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、充電ケーブルが地面に接触することを防止できる充電システムを提供することをその目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

【0008】

本発明の第１の側面によって提供される充電システムは、電気移動体の蓄電池に充電するための電力を出力する充電装置と、前記電気移動体に接続される充電コネクタと、前記充電装置と前記充電コネクタとを接続する充電ケーブルと、天井に固定されたレールと、前記レールに摺動可能に配置された複数のケーブルハンガと、を備え、前記充電ケーブルは、複数個所がそれぞれ前記複数のケーブルハンガに取り付けられて、前記レールから吊り下げられている。

【0009】

なお、「電気移動体」は、蓄電池の電力で電動機を駆動して移動する移動体であって、いわゆる電気自動車だけでなく、ハイブリッド車なども含まれる。また、「電気移動体」は、いわゆる自動車だけでなく、二輪車、船舶、飛行機などの他の乗り物、または、無人搬送車、ドローンなどの無人移動体も含まれる。

【0010】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記充電ケーブルは、前記充電コネクタに接続され、かつ、第１金属からなる第１電力線を含む第１ケーブルと、前記第１ケーブルに接続され、かつ、第２金属からなる第２電力線を含む第２ケーブルと、を備え、前記第２金属は、前記第１金属より比重が小さく、前記第２ケーブルが、前記複数のケーブルハンガに取り付けられている。

【0011】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１金属は、銅であり、前記第２金属は、アルミニウムである。

【0012】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記充電ケーブルは、前記第２ケーブルと前記充電装置とに接続され、かつ、前記第１金属からなる第３電力線を含む第３ケーブルをさらに備えている。

【発明の効果】

【0013】

本発明によると、充電ケーブルは、天井に取り付けられたレールから吊り下げられている。したがって、本発明に係る充電システムは、充電中においても、充電を行っていない状態においても、充電ケーブルが地面に接触することを防止できる。また、充電ケーブルの取り回しも容易である。

【0014】

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態に係る充電システムの全体構成を示す簡略図である。

【図2】第２実施形態に係る充電システムの全体構成を示す拡大簡略図である。

【図3】第２実施形態に係る充電ケーブルを示す分解図である。

【図4】第３実施形態に係る充電システムの全体構成を示す拡大簡略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

【0017】

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る充電システムＡ１の全体構成を示す簡略図である。図１（ａ）は充電システムＡ１を使用していない状態を示しており、図１（ｂ）は充電システムＡ１を使用している状態を示している。

【0018】

充電システムＡ１は、施設の駐車場などに配置され、電気自動車９の充電を行うための設備である。電気自動車９は、動力源としての電動機および電動機に電力を供給する蓄電池９１を備えた自動車であり、電動機のみを動力源とするいわゆる電気自動車だけでなく、内燃機関が併設されたハイブリッド車なども含まれる。図１では、電気自動車９がトラックであり、充電システムＡ１が荷物の積み込み施設に配置されている例を示している。充電システムＡ１は、充電装置１、充電ケーブル２、充電コネクタ３、レール４、および複数のケーブルハンガ５を備えている。

【0019】

充電装置１は、いわゆる急速充電装置であり、商用電源の交流電力を直流電力に変換して出力する。充電装置１は、充電ケーブル２および充電コネクタ３を介して、電気自動車９に直流電力を出力する。電気自動車９は、入力される直流電力により、蓄電池９１の充電を行う。なお、充電装置１は、いわゆる普通充電装置であってもよい。この場合、充電装置１は、商用電源の交流電力を、電気自動車９に出力する。電気自動車９は、入力される交流電力を直流電力に変換して、蓄電池９１の充電を行う。

【0020】

レール４は、施設の天井８に固定されている。レール４は、充電装置１から離れる方向（図１においては左右方向）に延びている。なお、レール４の形状は限定されない。複数のケーブルハンガ５はそれぞれ、レール４に摺動可能に配置されている。本実施形態では、５個のケーブルハンガ５がレール４に配置されている。なお、レール４に配置されるケーブルハンガ５の数は限定されない。各ケーブルハンガ５は、充電ケーブル２を挿通される挿通部を備えている。

【0021】

充電ケーブル２は、一端が充電装置１に接続されており、他端に充電コネクタ３が接続されている。充電ケーブル２は、電力線と電力線を覆う絶縁部材とを備えている。電力線は、充電装置１が出力する電力の導通経路である。電力線は、限定されないが、例えば銅のより線である。絶縁部材は、限定されないが、例えば合成樹脂材料またはゴムなどからなる。充電ケーブル２の長さは、限定されないが、例えば２０～３０ｍ程度である。充電ケーブル２は、複数のケーブルハンガ５の各挿通部に挿通されて、取り付けられている。これにより、充電ケーブル２は、レール４から吊り下げられている。

【0022】

充電コネクタ３は、充電ケーブル２に接続されている。充電コネクタ３は、本体３１およびコネクタ３２を備えている。本体３１は、利用者が把持する部分であって、例えばハンドルが形成されている。本体３１は、内部に、充電ケーブル２の電力線に導通する電力線が配置されている。コネクタ３２は、本体３１の先端部に配置された例えば金属製の筒状部材であり、電気自動車９のプラグインコネクタ９２に接続される部分である。コネクタ３２の内側には、図示しないが、電力線に導通する電源端子などが配置されている。充電コネクタ３は、充電コネクタ３をプラグインコネクタ９２にロックする機構、および、取り外すためのボタンなどを備えているが、記載を省略している。なお、充電コネクタ３の構成はこれに限定されない。充電コネクタ３は、利用者が本体３１を把持して、コネクタ３２を電気自動車９のプラグインコネクタ９２に接続（図１（ｂ）参照）することで、電気自動車９に接続される。充電コネクタ３が接続された電気自動車９は、充電ケーブル２および充電コネクタ３を介して、充電装置１から供給される電力によって、蓄電池９１を充電される。

【0023】

なお、充電ケーブル２が充電装置１と充電コネクタ３とを接続する通信線をさらに備えて、充電装置１と電気自動車９とが情報の送受信を行ってもよい。また、通信線は、充電ケーブル２とは別体であり、充電ケーブル２と一緒にケーブルハンガ５の各挿通部に挿通されてもよい。また、充電装置１と電気自動車９とは、無線通信により情報の送受信を行ってもよい。

【0024】

充電システムＡ１を使用していない状態では、図１（ａ）に示すように、各ケーブルハンガ５が互いの間隔を狭めた状態で、充電装置１の近くに配置される。これにより、充電ケーブル２は、レール４に吊り下げられた状態で、充電装置１の近くにまとめられている。また、充電コネクタ３も充電装置１の近くに配置されている。

【0025】

充電システムＡ１を使用する場合、作業者は、充電コネクタ３を把持して、電気自動車９のプラグインコネクタ９２の近くまで、充電コネクタ３および充電ケーブル２を引っ張っていく。そして、充電コネクタ３をプラグインコネクタ９２に接続して、充電を開始する。

【0026】

充電システムＡ１を使用している状態では、図１（ｂ）に示すように、各ケーブルハンガ５が互いの間隔を広げた状態になり、充電ケーブル２はゆるく延びた状態になる。この場合でも、充電ケーブル２は、レール４に吊り下げられた状態のままである。

【0027】

次に、本実施形態に係る充電システムＡ１の作用および効果について説明する。

【0028】

本実施形態によると、充電ケーブル２は、天井８に取り付けられたレール４から吊り下げられている。したがって、充電システムＡ１は、充電中においても、充電を行っていない状態においても、充電ケーブル２が地面に接触することを防止できる。また、充電ケーブル２の取り回しも容易である。

【0029】

なお、本実施形態においては、充電システムＡ１が電気自動車９を充電する場合について説明したが、これに限られない。充電システムＡ１は、電気自動車９以外の移動体を充電してもよい。この移動体の他の例として、例えば二輪車（電動オートバイ、電動アシスト自転車）、船舶、飛行機などの他の乗り物、または、無人搬送車、ドローンなどの無人移動体などが考えられる。

【0030】

〔第２実施形態〕
図２は、第２実施形態に係る充電システムＡ２の全体構成を示す拡大簡略図である。図３は、第２実施形態に係る充電ケーブル２を示す分解図である。なお、図２および図３においては、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。第２実施形態に係る充電システムＡ２は、充電ケーブル２の構成が、第１実施形態に係る充電システムＡ１とは異なる。

【0031】

第２実施形態に係る充電ケーブル２は、第１ケーブル２１、第２ケーブル２２、および第３ケーブル２３を備えている。第１ケーブル２１は、一端が充電コネクタ３に接続され、他端が第２ケーブル２２に接続されている。第１ケーブル２１は、第１金属からなる第１電力線２１ａと、第１電力線２１ａを覆う第１絶縁部材２１ｂとを備えている。第１電力線２１ａは、充電装置１が出力する電力の導通経路である。第１金属は、本実施形態では銅である。なお、第１金属は銅に限定されず、銅合金などの他の金属であってもよい。第１絶縁部材２１ｂは、限定されないが、例えば合成樹脂材料またはゴムなどからなる。第１ケーブル２１の長さは、限定されないが、例えば１ｍ程度である。第１ケーブル２１の長さは、充電コネクタ３を把持した作業者が接触する可能性がある部分の長さに応じて適宜設定される。

【0032】

第３ケーブル２３は、一端が充電装置１に接続され、他端が第２ケーブル２２に接続されている。第３ケーブル２３は、第１ケーブル２１と同様、第１金属からなる第３電力線２３ａと、第３電力線２３ａを覆う第３絶縁部材２３ｂとを備えている。第３電力線２３ａは、充電装置１が出力する電力の導通経路である。第３絶縁部材２３ｂは、限定されないが、例えば合成樹脂材料またはゴムなどからなる。第３ケーブル２３の長さは、限定されないが、例えば１ｍ程度である。第３ケーブル２３の長さは、充電装置１を操作する作業者が接触する可能性がある部分の長さに応じて適宜設定される。

【0033】

第２ケーブル２２は、一端が第１ケーブル２１に接続され、他端が第３ケーブル２３に接続されている。第２ケーブル２２は、第１金属とは異なる第２金属からなる第２電力線２２ａと、第２電力線２２ａを覆う第２絶縁部材２２ｂとを備えている。第２電力線２２ａは、充電装置１が出力する電力の導通経路である。第２金属は、本実施形態ではアルミニウムである。なお、第２金属はアルミニウムに限定されず、アルミニウム合金などの他の金属であってもよい。ただし、第２金属は、第１金属より比重が小さい金属である。第２絶縁部材２２ｂは、限定されないが、例えば合成樹脂材料またはゴムなどからなる。第２ケーブル２２は、複数のケーブルハンガ５の各挿通部に挿通されて、取り付けられている。これにより、充電ケーブル２は、第２ケーブル２２の部分で、レール４から吊り下げられている。

【0034】

第１ケーブル２１と第２ケーブル２２、および、第３ケーブル２３と第２ケーブル２２の接続方法は限定されない。本実施形態では、図３に示すように、第１ケーブル２１の他端に取り付けられたコネクタ２１ｃと、第２ケーブル２２の一端に取り付けられたコネクタ２２ｃとが接続されることで、第１ケーブル２１と第２ケーブル２２とが接続されている。また、第３ケーブル２３の他端に取り付けられたコネクタ２３ｃと、第２ケーブル２２の他端に取り付けられたコネクタ２２ｄとが接続されることで、第３ケーブル２３と第２ケーブル２２とが接続されている。コネクタ２１ｃは、内部の金具２１ｄが第１電力線２１ａに圧着されている。なお、金具２１ｄは、ねじ止めやはんだ付けなどの他の方法で第１電力線２１ａに固定されてもよい。コネクタ２２ｃ、コネクタ２２ｄ、およびコネクタ２３ｃも同様である。

【0035】

本実施形態においても、充電ケーブル２は、天井８に取り付けられたレール４から吊り下げられている。したがって、充電システムＡ２は、充電中においても、充電を行っていない状態においても、充電ケーブル２が地面に接触することを防止できる。また、充電ケーブル２の取り回しも容易である。

【0036】

さらに、本実施形態によると、充電ケーブル２の大部分を占める第２ケーブル２２の第２電力線２２ａは、銅より比重が小さいアルミニウムからなる。したがって、充電ケーブル２は、全体が銅からなる電力線を備えている充電ケーブルと比較して、重量が軽くなる。これにより、天井８にかかる重量を抑制できるので、天井８の負担を軽減できる。また、各ケーブルハンガ５にかかる重量も軽減されるので、ケーブルハンガ５がレール４から外れて充電ケーブル２が落下する可能性も抑制される。また、全体が銅からなる電力線を備えている充電ケーブルと比較して、充電ケーブル２の第２ケーブル２２の部分の垂れ下がりが抑制される。充電装置１が急速充電装置の場合、流れる電流が大きく、充電ケーブル２の電力線を太くする必要があるので、上記効果がより顕著になる。また、アルミニウムからなる電力線は、銅からなる電力線と比較して柔軟性が高い。これにより、第２ケーブル２２の曲げ伸ばしが容易になる。

【0037】

また、本実施形態によると、第１ケーブル２１の第１電力線２１ａおよび第３ケーブル２３の第３電力線２３ａは、アルミニウムより電気抵抗率が低い銅からなる。これにより、作業者が接触する可能性が高い第１ケーブル２１および第３ケーブル２３が、各電力線がアルミニウムである場合と比較して、高温になることを抑制できる。なお、第２ケーブル２２は、第１ケーブル２１および第３ケーブル２３と比較して高温になりやすい。しかし、第２ケーブル２２は、天井付近に配置されているので、作業者が接触する可能性は低い。

【0038】

なお、充電ケーブル２は、第１ケーブル２１としての第１電力線２１ａと、第２ケーブル２２としての第２電力線２２ａと、第３ケーブル２３としての第３電力線２３ａとを接続してから、全体を絶縁部材で覆うことで形成されてもよい。この場合、第１電力線２１ａと第２電力線２２ａとは、圧着スリーブで圧着することで接続してもよい。第２電力線２２ａと第３電力線２３ａとの接続も同様である。

【0039】

〔第３実施形態〕
図４は、第３実施形態に係る充電システムＡ３の全体構成を示す拡大簡略図である。なお、図４においては、上記第２実施形態と同一または類似の要素には、上記第２実施形態と同一の符号を付している。第３実施形態に係る充電システムＡ３は、充電ケーブル２が第３ケーブル２３を備えていない点で、第２実施形態に係る充電システムＡ２とは異なる。

【0040】

第３実施形態に係る充電ケーブル２は、第１ケーブル２１および第２ケーブル２２を備えている。第１ケーブル２１は、第２実施形態に係る第１ケーブル２１と同様である。第３実施形態に係る第２ケーブル２２は、一端が充電装置１に接続され、他端が第１ケーブル２１に接続されている。第３実施形態に係る第２ケーブル２２は、第２実施形態に係る第２ケーブル２２と同様、第２金属からなる第２電力線２２ａと、第２電力線２２ａを覆う第２絶縁部材２２ｂとを備えている。第２ケーブル２２は、複数のケーブルハンガ５の各挿通部に挿通されて、取り付けられている。これにより、充電ケーブル２は、第２ケーブル２２の部分で、レール４から吊り下げられている。

【0041】

本実施形態においても、充電ケーブル２は、天井８に取り付けられたレール４から吊り下げられている。したがって、充電システムＡ３は、充電中においても、充電を行っていない状態においても、充電ケーブル２が地面に接触することを防止できる。また、充電ケーブル２の取り回しも容易である。また、充電ケーブル２の大部分を占める第２ケーブル２２の第２電力線２２ａがアルミニウムからなるので、充電ケーブル２は重量が軽くなる。これにより、天井８にかかる重量を抑制でき、また、ケーブルハンガ５がレール４から外れて、充電ケーブル２が落下する可能性も抑制される。また、充電ケーブル２の第２ケーブル２２の部分の垂れ下がりが抑制される。また、第２ケーブル２２の曲げ伸ばしが容易になる。また、本実施形態によると、第１ケーブル２１の第１電力線２１ａは、アルミニウムより電気抵抗率が低い銅からなるので、作業者が接触する可能性が高い第１ケーブル２１が高温になることを抑制できる。

【0042】

本発明に係る充電システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る充電システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【符号の説明】

【0043】

Ａ１～Ａ３：充電システム、１：充電装置、２：充電ケーブル、２１：第１ケーブル、２２：第２ケーブル、２３：第３ケーブル、３：充電コネクタ、４:レール、５：ケーブルハンガ、８：天井、９：電気自動車、９１：蓄電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】