(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給を受ける受電装置に設けられた規格化された接続部形状を有する受電プラグと電力供給を行う電源供給設備に設けられた電源レセプタクルとを電気接続させるときに用いる電源接続器であって、
前記電源レセプタクルは、前記受電プラグが直接接続できないように前記規格化された接続部形状とは異なる専用の特殊な接続部形状を有し、
前記電源接続器は、
前記受電プラグに対応した規格化された形状を有し、前記受電プラグが挿入されて接続される接続用レセプタクル部と、
前記電源レセプタクルとの接続専用に形成された特殊形状を有し、前記電源レセプタクルに挿入されて接続される接続用プラグ部と、
前記接続用レセプタクル部および前記接続用プラグ部を電気接続させた状態で保持するハウジングと、
前記電源供給設備から前記接続用プラグ部および前記接続用レセプタクル部を介して前記受電装置に供給された電力量を計測する電力量計測部と、
前記ハウジングに設けられ前記電力量計測部により計測された電力量を表示させる電力量表示部とを備え、
前記電源レセプタクルに対して前記電源接続器を介して前記受電プラグを電気接続させることができるように構成されたことを特徴とする電源接続器。
【請求項２】
前記電力量計測部により計測された電力量に対する電力使用料金を計算する料金計算部と、
前記ハウジングに設けられ前記料金計算部により計算された電力使用料金を表示させる料金表示部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の電源接続器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として電気自動車の充電に用いられる電源供給設備に接続され、電源供給設備から電源の供給を受けるための電源接続器に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、環境保護やエネルギーの消費量の低減といった社会的な要請からバッテリーを搭載した電気自動車が注目され、既にいくつかのものが実用化されている。こうした電気自動車において充電は欠かせないが、電気自動車の充電はガソリン車のガソリン補給に比べて長い時間を要するため、車両所有者の家庭や宿泊施設等に電源供給設備を設置し、この電源供給設備を利用して駐車中の各電気自動車の充電を行うことが考えられている。ところで、従来の電源供給設備においては、その無断使用に対して何らの配慮もされていなかったのが実情であり、このため、例えば駐車場内に侵入した者により電源供給設備が無断で使用され盗電される虞があるという問題があった。
【０００３】
上記のような問題に対応するため、電気自動車から延びる電気ケーブルの先端に設けられたプラグにＲＦＩＤタグを、電源供給設備のコンセントにＲＦＩＤ認証部をそれぞれ実装し、上記のＲＦＩＤタグを有するプラグを差し込みＲＦＩＤ認証部にて認証が成立した場合にのみ、電源供給設備からの電源供給が可能となる電気自動車の充電システムが周知となっている（例えば、特許文献１を参照）。この充電システムでは、予めＲＦＩＤタグが実装されたプラグを持つ利用者のみが電源供給設備を使用可能となるため、利用権限がない者により電源供給設備が使用される虞を確実に回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５８１３５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、上記のような充電システムにおいては、電源供給設備の無断使用を確実に排除することは可能となるが、予めコンセントにＲＦＩＤ認証部を、また１つ１つのプラグにＲＦＩＤタグを実装する必要があるため、実装工数がかかり大幅なコストアップにつながるという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、電力供給設備の無断使用を確実に防止させるとともに、簡易な構成且つ低コストの電源接続器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る電源接続器は、電力供給を受ける受電装置に設けられた規格化された接続部形状を有する受電プラグ（例えば、実施形態における電気プラグ４０）と電力供給を行う電源供給設備に設けられた電源レセプタクル（例えば、実施形態における電源側レセプタクル部２２）とを電気接続させるときに用いる電源接続器であって、前記電源レセプタクルは、前記受電プラグが直接接続できないように前記規格化された接続部形状とは異なる専用の特殊な接続部形状を有する。そして、前記電源接続器は、前記受電プラグに対応した規格化された形状を有し、前記受電プラグが挿入されて接続される接続用レセプタクル部（例えば、実施形態におけるプラグ側レセプタクル部３）と、前記電源レセプタクルとの接続専用に形成された特殊形状を有し、前記電源レセプタクルに挿入されて接続される接続用プラグ部（例えば、実施形態における電源側プラグ部７）と、前記接続用レセプタクル部および前記接続用プラグ部を電気接続させた状態で保持するハウジング（例えば、実施形態における筐体２）と、前記電源供給設備から前記接続用プラグ部および前記接続用レセプタクル部を介して前記受電装置に供給された電力量を計測する電力量計測部と、前記ハウジングに設けられ前記電力量計測部により計測された電力量を表示させる電力量表示部とを備え、前記電源レセプタクルに対して前記電源接続器を介して前記受電プラグを電気接続させることができるように構成される。
【０００８】
また、本発明に係る電源接続器において、電力量計測部により計測された電力量に対する電力使用料金を計算する料金計算部と、ハウジングに設けられ料金計算部により計算された電力使用料金を表示させる料金表示部とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に関する電源接続器によれば、電源供給設備が特殊形状の電源レセプタクルを有して構成され、規定の形状のプラグを直接電源レセプタクルに差し込むことができない。よって、本発明に係る電源接続器を有しない者による電源供給設備の無断使用を確実に防止することができる。また、電源接続器の接続用プラグ部及び電源供給設備の電源レセプタクルの形状を特殊形状とするだけで上記無断使用防止の効果が得られるため、電源接続器を簡易な構成としコストを低減させることができる。さらに、本発明に係る電源接続器には電力量計測部及び電力量表示部が設けられているため、電源供給設備の利用者及び管理者が、電源供給設備から供給された電力量を容易に把握することができるという効果が得られる。
【００１０】
更に、上記電源接続器が料金計算部と料金表示部とを備える場合、電源供給設備の利用者及び管理者は電力量に対する電力使用料金を自ら計算する必要がなくなり、電力使用料金を容易に把握でき、且つ電力使用料金の徴収をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る電源接続器を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は前方上方から見た斜視図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は後方上方から見た斜視図である。
【図２】上記電源接続器を接続させる電源側コンセントを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は前方上方から見た斜視図である。
【図３】上記電源接続器、電源供給設備、及び受電装置間における電気信号の流れを示すブロック図である。
【図４】上記電気信号の流れの変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下で、本発明に係る電源接続器の実施形態について、図面を参照しながら説明する。電源接続器１は、電気自動車のバッテリを充電させるため宿泊施設等に設けられた電源供給設備の利用者に対して宿泊施設等の管理者から貸与される機器であり、本電源接続器１を有する利用者のみが電源供給設備を利用し電気自動車の充電等を行うことができるようになっている。以下の説明では便宜上、各図において矢印「上下、前後、左右」で示すように、後述する筐体２に対して表示パネル５が設けられる方向を前方向その反対方向を後方向、後述するプラグ接続部３に対して表示パネル５が設けられる方向を上方向その反対方向を下方向、これらの前後方向及び上下方向に対して垂直な方向を左右方向として定義して説明する。ただしこれらの方向はあくまで説明の都合上の定義であり、これが各部材の取付方向、使用方向を規定するものではない。
【００１３】
電源接続器１は、筐体２と、プラグ側レセプタクル部３と、表示パネル５と、操作ボタン６と、電源側プラグ部７と、電池内蔵部９とを備えて構成される。筐体２は、絶縁材料からなり略直方体状に形成され、上記プラグ側レセプタクル部３、表示パネル５、操作ボタン６、電源側プラグ部７、及び電池内蔵部９を露出させた状態で固定保持する。プラグ側レセプタクル部３は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、プラグ嵌合凹部３ａと、端子接続部３ｂ，３ｃ，３ｄとからなる。プラグ嵌合凹部３ａは筐体２の前方下部に円形状に凹んで設けられ、端子接続部３ｂ，３ｃ，３ｄは、導電材料製の端子を有し、プラグ嵌合凹部３ａの内部にそれぞれ凹んで形成される。プラグ側レセプタクル部３の形状はＡＣ２００Ｖの規格に準拠したものとなっており、プラグ嵌合凹部３ａに電気自動車から延びる電気ケーブルの後述する電気プラグ４０を嵌合させ、それぞれの端子接続部３ｂ，３ｃ，３ｄに電気プラグ４０の端子４１ａ，４１ｂ，４１ｃを接続させることにより電気プラグ４０を電源接続器１に電気接続させることができるようになっている（図３参照）。
【００１４】
表示パネル５は、図１（ａ）に示すように、後述する電源供給設備から電気自動車に供給された電力の使用量を表示させる電力量表示部５ａと、使用した電力量に対する使用料金を表示させる料金表示部５ｂと、電源供給設備から供給された電流の値を表示させる電流表示部５ｃとを備えて構成される。ただし表示パネル５には、後述する操作ボタン６の操作により、電力量表示部５ａ、料金表示部５ｂ、及び電流表示部５ｃのうちのいずれか一つを強調して表示させることもできるようになっている。
【００１５】
操作ボタン６は、プラグ側レセプタクル部３の上部且つ表示パネル５の下部に左右に並んで４個設けられ、電源接続器１の設定操作を行うために設けられる。具体的には、操作ボタン６の操作により表示パネル５に内蔵されたバックライト（不図示）を点灯させて表示を見やすくしたり、上述した表示パネル５における表示項目（電力量表示部５ａ、料金表示部５ｂ、及び電流表示部５ｃ）の選択を行ったりすることができる。また、操作ボタン６の操作により電源接続器１の管理者しか知らない暗証番号を入力することも可能となっており、この暗証番号の入力により管理者専用メニュー（不図示）を表示パネル５に表示させることも可能となっている。管理者専用メニューでは、操作ボタン６の操作により、例えば単位電力量当たりの利用料金の設定や、後述する電力量測定部１１の測定値のリセットが可能となっている。
【００１６】
電源側プラグ７及び電池内蔵部９は、図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように筐体２の背面に設けられる。電源側プラグ７は、嵌合突出部７ａと、端子部７ｂ，７ｃ，７ｄとからなり、嵌合突出部７ａは筐体２の後方下部から円形状に突出して設けられる。また、端子部７ｂ，７ｃ，７ｄは、嵌合突出部７ａからそれぞれ円柱状に突出して形成され、端子部７ｂは嵌合突出部７ａの左上部に、端子部７ｃは嵌合突出部７ａの右上部に、端子部７ｃは嵌合突出部７ａの左右中央下部からそれぞれ後方に突出して設けられ、後方への突出量は、端子部７ｂ，７ｃ，７ｄの順に大きい。以上のように構成される電源側プラグ部７と上述したプラグ側レセプタクル部３とは、筐体２により内部で電気的に接続された状態で保持されている。
【００１７】
電池内蔵部９は、筐体２の電源側プラグ７の上部に設けられ、電池を収容させる電池収容部及び電池収容部を封止する封止部材からなる。電池内蔵部９に収容された電池は電気自動車に供給された電力量を測定する電力量測定部１１、測定された電力量に対する使用料金を計算する料金計算部１２、及び測定された電力量及び上記使用料金を記憶保持するメモリ１３を作動させるための電力供給に用いられる（後に詳述）。
【００１８】
電力量測定部１１は、図示省略する電流センサ及び電圧センサを備えて構成され、筐体２の内部に電源側プラグ７及びプラグ側レセプタクル部３に電気接続されて設けられ、電流センサ及び電圧センサにより検出される電流値及び電圧値から電力を計測し、計測した電力を時間積分することにより電力量を測定している。料金計算部１２は、上記電力量測定部１１により測定された電力量に後述するメモリ１３に記憶されている単位電力量当たりの料金の値を掛け合わせることにより電力利用料金を計算する。メモリ１３は、電力量測定部１１により測定された電力量、及び料金計算部１２により計算された電力利用料金の他、電源接続器１の設定に関する各種情報を記憶する。メモリ１３に記憶された情報は所定期間経過後に自動メンテナンスされるようになっており、また、上記管理者メニューにおいて操作ボタン６の操作により手動でクリアすることもできるようになっている。
【００１９】
次に、図２を参照して、上述した電源接続器１を接続させる電源側コンセント２０について説明する。電源側コンセント２０は、筐体２１と、電源側レセプタクル部２２とを備えて構成される。筐体２１は、絶縁材料からなり略直方体状に形成され、上記電源側レセプタクル部２２を表面に露出させた状態で固定保持する。また、筐体２１は、初期の電気工事により外されないように固設されている。
【００２０】
電源側レセプタクル部２２は、コネクタ嵌合凹部２２ａと端子接続部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄとからなり、コネクタ嵌合凹部２２ａは、図２（ｂ）に示すように、筐体２１の前面に円形状に凹んで設けられる。端子接続部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、コネクタ嵌合凹部２２ａの内部に円柱状に凹んで形成されそれぞれ導電材料製の端子を有して構成される。端子接続部２２ｂはコネクタ嵌合凹部２２ａの左上部に、端子接続部２２ｃはコネクタ嵌合凹部２２ａの右上部に、端子接続部２２ｄはコネクタ嵌合凹部２２ａの左右中央下部にそれぞれ設けられ、内部に凹む量については端子接続部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの順に大きい。このように構成される電源側レセプタクル部２２には、上述した電源接続器１の電源側プラグ部７のみが嵌合接続できるようになっており、電源側プラグ部７の嵌合突出部７ａがコネクタ嵌合凹部２２ａに嵌合されるとともに、電源側プラグ部７の端子部７ｂ，７ｃ，７ｄがそれぞれ電源側レセプタクル部２２の端子接続部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに挿入され電源接続器１と電源側コンセント２０とが電気接続されるようになっている。また、電源側レセプタクル部２２は、初期の電気工事により筐体２１の背面を介して２００Ｖの交流電源３０（図３参照）に接続されており、当該交流電源３０と電源側コンセント２０とから電気自動車を充電可能な電源供給設備が構成されている。
【００２１】
ところで、このような電気自動車の充電が可能な電源供給設備において、直接コンセントに規格化された電気プラグ４０を接続可能とすると無断で電源供給設備を利用される可能性がある。しかし、本実施形態においては、上述したように電源側コンセント２０の電源側レセプタクル部２２（コネクタ嵌合凹部２２ａ及び端子接続部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）の形状を特殊形状とし電気プラグ４０を直接差し込むことができないようにしたため、電源供給設備の無断利用を確実に防止させることができる。また、電気接続器１の電源側プラグ部７の形状を、上記電源側レセプタクル部２２に対応した特殊形状とし、プラグ側レセプタクル部３の形状を電気プラグ４０を差し込むことが可能な規格化された形状とすることにより、電源接続器１を有する場合は電源供給設備を利用できるようになるため、電源接続器１を有する者に対しては電源供給設備の利用を許可することができる。なお、電源側レセプタクル部２２及び電源側プラグ部７の上述したような特殊形状としては、例えば海外の規格コンセントを利用することも可能であり、これを利用すれば、上記特殊形状の作り込みが不要となるため、電源接続器１及び電源側コンセント２０の実装コストを更に抑えることができる。
【００２２】
ところで、電源供給設備の利用者は、電源接続器１の背面の電源側プラグ部７を、それぞれ電源側コンセント２０の電源側レセプタクル部２２に嵌合接続させて、電気自動車の電気プラグ４０を電源接続器１の前面のプラグ側レセプタクル部３に嵌合接続させることにより、電源供給設備から電源接続器１を介して電気自動車に電力を供給して電気自動車のバッテリを充電させることができる。以下では、電気接続器１を用いた電力供給における電気使用量の表示及び課金の方法について説明する。
【００２３】
まず、電源供給設備の利用者は、宿泊施設等の管理者から電源接続器１を借りて、上記のように電源接続器１を電源側コンセント２０に接続させ電源接続器１に電気自動車の電気プラグ４０を接続させることにより充電を開始する。この際、２００Ｖの交流電源３０から出力された電力は、電源側コンセント２０の電源側レセプタクル部２２及び電源接続器１の電源側プラグ部７を介して電源接続器１に供給される。このとき、図３に示すように、電力量測定部１１により交流電源３０から供給された電力量が測定される。測定された電力量は上述したメモリ１３に記憶されるとともに電力量表示部５ａに表示される。また、電力量測定部１１により測定された電力量から料金計算部１２が使用料金を算出し、算出された料金はメモリ１３に記憶されるとともに、料金表示部５ｂに表示される。また、電気自動車の充電が完了した後はその旨が表示パネル５に表示される。電源供給設備の利用者は充電を終え電気プラグ４０を電源接続部１から外した後、電源接続器１を電源側コンセント２０から外し電源接続器１を宿泊施設のフロントの管理者のところに持って行く。そして、管理者は、料金表示部５ｂに表示された料金を見て利用者からその料金を徴収することができる。
【００２４】
以上、本実施形態における電源接続器１においては、電源接続器１の電源側プラグ部７及び電源側コンセント２０の電源側レセプタクル部２２の形状を特殊形状とするだけで宿泊施設等に設けられる電源供給設備の無断利用の防止を可能にしている。従って、高価なＲＦＩＤタグ等が実装された盗電防止装置を用いる必要がなくなるため、盗電防止のためのコストを削減することができる。
【００２５】
また、本実施形態における電源接続器１では、電力量測定部１１及び料金計算部１２、並びに測定した電力量及びその料金を表示させる電力量表示部５ａ及び料金表示部５ｂを備える例について説明したが、これらを設けることにより利用者及び管理者は利用電力量そして料金について容易に把握することができ、料金の徴収をスムーズに行うことができる。
【００２６】
また、図４に示すように、例えば交流電源３０と電源側コンセント２０との間にスイッチ５１を、また宿泊施設のフロント等にスイッチ操作部５２を設けることにより、フロント等の管理者は交流電源３０からの電源供給の可否を自ら操作できるようになる。従って、より効果的に盗電を防止させることができる。ただし、この場合スイッチ５１及びスイッチ操作部５２を実装するコストがかかるため、コストの低減を考える場合は上記スイッチ５１及びスイッチ操作部５２を設けなくてもよい。
【００２７】
以上、本実施形態では電源接続器１を例に挙げて説明したが、本発明に係る電源接続器としては上記実施形態に限定されない。すなわち、本発明に係る電源接続器はその趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能であり、例えば、上記では電源接続器１及び電源側コンセント２０の筐体２及び筐体２１の形状が略直方体である例について説明したが、これらの形状は略直方体でなくてもよく、また電源接続器１については略直方体の筐体２を用いずに、一端にプラグ側レセプタクル部３が取り付けられ他端に電源側プラグ部７が取り付けられたケーブル状のものを用いても構わない。
【００２８】
また、表示パネル５について、上記では電力量表示部５ａ，料金表示部５ｂ，及び電流表示部５ｃを備える例について説明したが、表示パネル５に表示させる項目はこれらに限定されない。すなわち、年月日、時刻等を表示させたり、充電時間を計測するタイマーを筐体２の内部に設け当該タイマーに充電時間を計測させ、充電時間を表示させたりしてもよい。また、料金計算部１２の料金計算については、電力量ではなく充電時間から電力利用料金を計算させるようにしてもよい。
【００２９】
そして、操作ボタン６の個数及び態様についても上記に限定されることはない。また、電源接続器１の設定操作をする手段として必ずしも操作ボタン６を設けなければならないわけではなく、例えば、表示パネル５をタッチパネルにして表示パネル５上で操作させるようにしてもよい。さらに、管理者のみが可能な操作、すなわち上述した単位電力量当たりの料金設定や電力量測定値のリセット等の操作については、別途隠しスイッチを設けこの隠しスイッチを管理者に操作させるようにしてもよい。
【００３０】
さらに、上述した実施形態では、電源接続器１が電気自動車の充電用に用いられる例について説明したが、本発明に係る電源接続器は電気自動車以外の受電装置に対して用いることもできるし、また、充電用以外の用途にも応用可能である。そして、設置場所も上述した宿泊施設等に限定されることはない。すなわち、不特定多数の者による盗電を防止し且つ特定の者に電力使用を許可し、当該特定の者から使用料金を徴収する目的であれば、いかなる用途及び場所に対しても本発明に係る電源接続器を応用させることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１      電源接続器              ２      筐体（ハウジング）
３      プラグ側レセプタクル部（受電装置側レセプタクル部）
５ａ    電力量表示部            ５ｂ    料金表示部
７      電源側プラグ部          １１    電力量計測部
１２    料金計算部              ２０    電源側コンセント
２２    電源側レセプタクル部    ３０    交流電源（電源）
４０    電気プラグ              ４１    端子（プラグ）
【図１】
0005624408.tif 000002
【図２】
0005624408.tif 000003
【図３】
0005624408.tif 000004
【図４】
0005624408.tif 000005