(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源コンセントに挿入される電源プラグと前記電源プラグに接続されたケーブル部とを備える電源ケーブルであって、
前記電源プラグは、一対の栓刃とアース端子と温度センサとを備え、
前記温度センサは、前記電源コンセントと当接する前記電源プラグの接続面から見て、前記一対の栓刃を挟んで前記アース端子と対向する位置に配置されている電源ケーブル。
【請求項２】
前記アース端子の挿入口が前記一対の栓刃の挿入口よりも下側に配置されている前記電源コンセントに前記電源プラグが挿入された場合、前記温度センサは、前記電源コンセントと当接する前記電源プラグの接続面から見て、前記一対の栓刃の上側の位置に配置されている請求項１記載の電源ケーブル。
【請求項３】
前記温度センサは、前記一対の栓刃の間の中点を通る中心線上において前記一対の栓刃よりもアース端子が設けられた側に対向する側の位置に配置されている請求項１又は２記載の電源ケーブル。
【請求項４】
前記温度センサは、前記電源プラグが前記電源コンセントに当接する接続面と直交する前後方向において、前記接続面の近傍の位置に配置されている請求項１〜３のいずれかに記載の電源ケーブル。
【請求項５】
前記ケーブル部は、前記電源コンセントと当接する前記電源プラグの接続面に対向する前記電源プラグの後端面に接続され、前記栓刃に接続された電源電線と、前記温度センサに接続されたセンサ電線と、両電線を被覆する可撓性を持つ被覆部とを備え、
前記センサ電線は、前記電源プラグを前記電源コンセントに挿入し、前記ケーブル部を下方に垂らした場合に生じる前記ケーブル部の屈曲部において、前記電源電線よりも外周側に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の電源ケーブル。
【請求項６】
前記電源ケーブルは、電気推進車両を充電するために使用される請求項１〜５のいずれかに記載の電源ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源コンセントに挿入される電源プラグと、電源プラグに接続されたケーブル部とを備える電源ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に優しい自動車として電気推進車両の開発が急ピッチで進められている。電気推進車両の充電インフラは、電力網の末端である家庭用電源を利用する家庭用充電設備と、市街地や路面下等に設けられる不特定多数の利用を前提とする公共用充電設備との２種類に大きく分類される。
【０００３】
利便性を考慮すると、電気推進車両の普及には家庭用充電設備が必要であるため、一般家庭や事業所等において、１００Ｖや２００Ｖの商用電源による緩速充電設備が導入され始めている。
【０００４】
家庭用充電設備の場合、電気推進車両のバッテリの充電には、商用電源の電源コンセントと電気推進車両側のコネクタとを接続するために電気推進車両用の電源ケーブルが用いられる。
【０００５】
この電気推進車両用の電源ケーブルは、商用電源の電源コンセントに接続される電源プラグと、電気推進車両側のコネクタに接続される充電プラグとを備え、バッテリへの充電時、住宅の外壁等に配設された電源コンセントに電源プラグを差し込んで使用される。
【０００６】
ところで、電気推進車両用の電源ケーブルでは、電源コンセントと電源プラグとの不完全な接続やトラッキング現象により異常発熱が発生するといった危険性がある。そこで、電源プラグの温度を正確に検出することが要求されている。
【０００７】
従来より、過電流による加熱の防止を図ることを目的として、電源プラグに温度センサを設けたものが知られている（例えば、特許文献１〜５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実用新案登録第３１４８１３号公報
【特許文献２】実開平３−４４６３７号公報
【特許文献３】実用新案登録第３０９５２１６号公報
【特許文献４】特開２００９−９３８２６号公報
【特許文献５】特開２０１０−１５８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記で挙げた文献に記載された電源プラグはいずれもアース端子を備えていない。したがって、これらの文献には、温度センサの検出精度を上げるために、アース端子を基準として温度センサと栓刃とをどのような位置関係で配置するかにについて考慮した記載が全くない。
【００１０】
本発明の目的は、アース端子と温度センサと栓刃との位置関係を規定することで温度センサの検出精度を上げることができる電源ケーブルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明による電源ケーブルは、電源コンセントに挿入される電源プラグと前記電源プラグに接続されたケーブル部とを備える電源ケーブルであって、前記電源プラグは、一対の栓刃とアース端子と温度センサとを備え、前記温度センサは、前記電源コンセントと当接する前記電源プラグの接続面から見て、前記一対の栓刃を挟んで前記アース端子と対向する位置に配置されている。
【００１２】
熱は地面に対して上側に伝導する性質を持つ。また、一般的に、壁面に設けられた電源コンセントにおいて、アース端子の挿入口は栓刃の挿入口よりも下側に配置されている。そこで、本構成では、温度センサを栓刃を挟んでアース端子と対向する位置に設けた。これにより、電源プラグを壁面に設けられた電源コンセントに挿入した場合、温度センサが栓刃の上側に配置され、温度センサは栓刃で発生する熱を正確に検出することができる。
【００１３】
（２）前記アース端子の挿入口が前記栓刃の挿入口よりも下側に配置されている前記電源コンセントに前記電源プラグが挿入された場合、前記温度センサは、前記電源コンセントと当接する接続面から見て、前記一対の栓刃の上側の位置に配置されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、電源プラグは壁面に配置された電源コンセントに挿入された場合、温度センサは栓刃よりも上側に位置することになるため、栓刃の温度を正確に検出することができる。
【００１５】
（３）前記温度センサは、前記一対の栓刃の間の中点を通る中心線上において前記栓刃よりもアース端子が設けられた側に対向する側の位置に配置されていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、温度センサは、一対の栓刃のそれぞれと同じ距離に配置されることになる。そのため、温度センサは両栓刃の温度を偏り無く均等に検出することができる。
【００１７】
（４）前記温度センサは、前記電源プラグが前記電源コンセントに当接する接続面と直交する前後方向において、前記接続面の近傍の位置に配置されていることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、温度センサが栓刃より上側という条件の下、可能な限り温度センサが栓刃に近い位置に配置されるため、栓刃の温度を正確に検出することができる。
【００１９】
（５）前記ケーブル部は、前記電源コンセントと当接する前記電源プラグの接続面に対向する前記電源プラグの後端面に接続され、前記栓刃に接続された電源電線と、前記温度センサに接続されたセンサ電線と、両電線を被覆する可撓性を持つ被覆部とを備え、前記センサ電線は、前記電源プラグを前記電源コンセントに挿入し、前記ケーブル部を下方に垂らした場合に生じる前記ケーブル部の屈曲部において、前記電源電線よりも外周側に配置されていることが好ましい。
【００２０】
一般的に、温度センサが出力する温度信号は電源コンセントから供給される商用電力に比べて電圧が低いため、センサ電線は電源電線に比べて細い導線で構成される。したがって、センサ電線は電源電線に比べて破断しやすい。本構成では、センサ電線を電源電線に対して屈曲部の外周側に位置するように配置した。これにより、屈曲部におけるセンサ電線の曲率は電源電線の曲率よりも小さくなり、センサ電線の破断を防止することができる。
【００２１】
（６）前記電源ケーブルは、電気推進車両を充電するために使用されることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、大電流、且つ長時間の充電が要求される電気推進車両を充電するに際して、電源プラグの温度を正確に検出し、電源プラグの異常発熱を正確に検出する電源ケーブルを提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、温度センサを栓刃を挟んでアース端子と対向する位置に設けた。よって、電源プラグを壁面に設けられた電源コンセントに挿入した場合、温度センサが栓刃の上側に位置することになり、電源プラグの温度を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における電源ケーブルが適用される充電システムの全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による電源ケーブルのブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１による電源ケーブルを示した図であり、（Ａ）は電源プラグを正面から見た図であり、（Ｂ）は電源プラグを側面から見た図である。
【図４】本発明の実施の形態２による電源ケーブルを側面から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１における電源ケーブルＡが適用される充電システムの全体構成図である。本実施の形態において、電源ケーブルＡは、電気推進車両Ｃのバッテリ６を充電するために使用される充電ケーブルである。但し、これは一例であり、電源ケーブルＡを電気推進車両Ｃを充電する以外の用途に使用してもよい。例えば、家庭用蓄電装置の充電ケーブルに本電源ケーブルＡを適用してもよい。また、家電製品に電力を供給する電源ケーブルに本電源ケーブルＡを適用してもよい。
【００２６】
図１に示す充電システムでは、一般家庭Ｂの商用電源から電源ケーブルＡを介して電気推進車両Ｃに電力が供給され、電気推進車両Ｃのバッテリ６が充電される。
【００２７】
図１に示されるように、電気推進車両Ｃは、走行用モータ２、インバータ４、バッテリ６、及び充電制御装置８を備えている。走行用モータ２〜充電制御装置８は、電気的に互いに接続されている。そして、電気推進車両Ｃは、充電制御装置８に接続されたコネクタ１０を介して電源ケーブルＡと接続されている。
【００２８】
走行用モータ２は電気推進車両Ｃを走行させるモータである。インバータ４は、バッテリ６に蓄積された直流電力を交流に変換して走行用モータ２に供給する。バッテリ６は、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池により構成され、商用電源によって充電され、電力を蓄積する。充電制御装置８は、例えば商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、バッテリ６に供給する。ここで、充電制御装置８は、例えば、スイッチングレギュレータにより構成され、制御部２０ａからパイロット信号が供給され、このパイロット信号に応じた電流値を持つ通電電流をバッテリ６に供給する。
【００２９】
電源ケーブルＡは、住宅の外壁等に設けられた電源コンセント１２から電気推進車両Ｃ側までを電気的に接続して、電気推進車両Ｃに搭載されたバッテリ６を充電する。
【００３０】
電源コンセント１２は、例えば、雨水などによる電極の短絡を防止する防水構造を備え、単相２線式の交流１００Ｖを供給する商用電源のコンセントである。
【００３１】
電源ケーブルＡは、電源プラグ１４、充電プラグ１６、及び充電装置２０を備えている。電源プラグ１４は、電源コンセント１２に着脱自在に接続される。充電プラグ１６は、電気推進車両Ｃのコネクタ１０に着脱自在に接続される。電源プラグ１４及び充電プラグ１６間はケーブル部１８により電気的に接続されている。充電装置２０は、ケーブル部１８の途中に設けられ、制御部２０ａを備えている。制御部２０ａは例えばマイコン（マイクロコントローラ）により構成されている。
【００３２】
また、電源プラグ１４は、その内部に、電源プラグ１４の温度を検出する温度センサ３１２を備えている。温度センサ３１２により検出された検出温度を示す温度信号は制御部２０ａに入力される。
【００３３】
充電装置２０は、更に開閉回路及び漏電検出部を備えている。開閉回路は、例えばリレーにより構成され、電源プラグ１４及び充電プラグ１６の間の電路を開閉する。漏電検出部は、電路を流れる電流を監視して漏電を検出する。そして、制御部２０ａは、漏電検出部により漏電が検出された場合、開閉回路に電路を遮断させる。これにより、商用電源から電気推進車両Ｃへの電力供給が停止される。
【００３４】
図１に示す充電システムにおいて、電源プラグ１４が電源コンセント１２に接続されると、商用電源からの電力が電源ケーブルＡの充電装置２０に供給される。初期状態では開閉回路はオン状態となっている。そのため、充電プラグ１６がコネクタ１０に接続されると、商用電源からの電力が充電プラグ１６に供給され、充電制御装置８を介してバッテリ６が充電される。
【００３５】
図２は、本発明の実施の形態１による電源ケーブルＡのブロック図である。図２に示されるように、温度センサ３１２は、電源プラグ１４の温度を検出し、温度信号を制御部２０ａに出力する。
【００３６】
制御部２０ａは、温度センサ３１２により検出された検出温度が所定の規定温度Ｔ１以上の場合、バッテリ６への通電を停止し、検出温度が規定温度Ｔ１よりも低い規定温度Ｔ２（第２規定温度）以下に低下した場合、バッテリ６への通電を復帰させる。
【００３７】
ここで、規定温度Ｔ１としては、電源プラグ１４の耐熱温度より多少低い温度が採用され、例えば耐熱温度が６５度であるとすると、５０度程度の値が採用される。また、規定温度Ｔ２としては、例えば、充電を再開しても電源プラグ１４を破損させない温度が採用される。
【００３８】
電源プラグ１４と電源コンセント１２との接続が不完全である場合、電源プラグ１４に異常発熱が発生することがある。また、電源プラグ１４と電源コンセント１２とを長時間接続させていると、電源プラグ１４と電源コンセント１２との間に埃がたまりトラッキング現象が発生し、充電プラグ１６に異常発熱が発生することもある。これを回避するために、電源ケーブルＡは、検出温度が規定温度Ｔ１を超えると通電を停止させているのである。
【００３９】
制御部２０ａは、バッテリ６への通電電流を設定するためのパイロット信号を充電制御装置８に送信し、充電制御装置８にパイロット信号に応じた値を持つ通電電流をバッテリ６に供給させる。バッテリ６が蓄積する電力は、インバータ４を介して走行用モータ２に供給され、電気推進車両Ｃの走行が可能となる。
【００４０】
ここで、パイロット信号としては、例えばパルス波を採用することができ、充電制御装置８はパルス波のデューティ比にしたがって通電電流を決定する。
【００４１】
本実施の形態では、ＳＡＥ  Ｊ１７７２（ＳＡＥ：米国自動車技術者協会）の規格に準拠したパイロット信号を用いる。この規格によればパイロット信号とデューティ比との関係は例えば下記のような関係となる。
【００４２】
デューティ比Ｄ＝２０％：１２Ａ
デューティ比Ｄ＝３０％：１８Ａ
このように、制御部２０ａは、パイロット信号のデューティ比を調節することで通電電流の電流値を決定する。但し、これは一例であり、他の手法を用いてもよい。例えば、制御部２０ａは、パイロット信号のパルスの振幅を変更することにより充電電流の電流値を変更してもよい。
【００４３】
図３は、本発明の実施の形態１による電源ケーブルＡを示した図であり、（Ａ）は電源プラグ１４を正面から見た図であり、（Ｂ）は電源プラグ１４を側面から見た図である。
【００４４】
図３に示すように電源プラグ１４は、壁面４００に設けられた電源コンセント１２に接続される。壁面としては、例えば、ビル、一軒家、マンション、地下駐車場等の屋外の外壁を採用してもよいし、屋内の壁を採用してもよい。
【００４５】
図３において、上方向及び下方向は地面と直交する鉛直方向を示す。上方向及び下方向を総称して上下方向と記述する。左方向及び右方向は本体部３１７が電源コンセント１２と当接する接続面３１４上において上下方向と直交する方向を示す。接続面３１４から見て右側の方向を右方向、左側の方向を左方向と規定する。左方向及び右方向を総称して左右方向と記述する。前方向及び後方向は上下方向及び左右方向と直交する方向を示す。電源プラグ１４において壁面４００側を前方向、ケーブル部１８側を後方向と規定する。前方向及び後方向を総称して前後方向と規定する。
【００４６】
電源プラグ１４は、栓刃３１１、温度センサ３１２、アース端子３１３、及び本体部３１７を備えている。そして、温度センサ３１２は、栓刃３１１を挟んでアース端子３１３と対向する位置に配置されている。
【００４７】
栓刃３１１は、例えば前後方向に長い平板状の導電性部材により構成され、接続面３１４から前方向に延びるように２個設けられている。また、栓刃３１１は、例えば、接続面３１４において、上下方向の中央よりも多少上側に設けられている。そして、栓刃３１１は、電源コンセント１２に設けられた挿入口に挿入され、商用電源をケーブル部１８を介して電気推進車両Ｃに供給する。
【００４８】
アース端子３１３は、例えば前後方向に長い円筒状の導電性部材により構成され、接続面３１４から前方向に延びるように設けられている。また、アース端子３１３は、接続面３１４から見て、栓刃３１１よりも下側に配置されている。これにより、電源プラグ１４を電源コンセント１２に挿入した際、アース端子３１３は栓刃３１１の下側に位置することになる。また、アース端子３１３は、栓刃３１１、３１１の中心線３１５上において、栓刃３１１の下側に配置されている。中心線３１５は、２個の栓刃３１１、３１１の間の中点３１６を通り、且つ上下方向を向く直線である。そして、アース端子３１３は、電源コンセント１２の挿入口に挿入され、ケーブル部１８を接地する。
【００４９】
温度センサ３１２は、例えばサーミスタにより構成され、電源プラグ１４の温度を検出する。ここで、温度センサ３１２は、栓刃３１１の上側に配置されている。具体的には、温度センサ３１２は、中心線３１５上において、栓刃３１１の上端３１１１よりも上側に配置されている。
【００５０】
なお、温度センサ３１２が栓刃３１１の上側に位置するとは、例えば、温度センサ３１２の下端３１２１が少なくとも栓刃３１１の上端３１１１よりも上側に位置する状態を指してもよいし、温度センサ３１２の中心３１２２が少なくとも栓刃３１１の上端３１１１よりも上側に位置する状態を指してもよい。
【００５１】
本実施の形態において、温度センサ３１２は、特に電源プラグ１４で発生する異常発熱を検出することを目的としている。ここで、異常発熱としては、栓刃３１１の破損による温度上昇等が主な要因として挙げられる。一般的に熱は地面に対して上方向に向かって伝導するため、栓刃３１１の温度を精度良く検出するためには、温度センサ３１２を栓刃３１１よりも上側に設けることが好ましい。そこで、本実施の形態では、温度センサ３１２を栓刃３１１の上側に設けた。
【００５２】
また、壁面４００に設けられた電源コンセント１２においてアース端子３１３の挿入口は栓刃３１１よりも地面側、すなわち、下側に設けられていることが一般的である。したがって、電源プラグ１４を電源コンセント１２に接続した場合、栓刃３１１はアース端子３１３よりも上側に位置するのが一般的である。
【００５３】
そこで、本実施の形態では、アース端子３１３を下側に向けた場合、アース端子の上側に栓刃３１１が位置し、その上に温度センサ３１２が位置するように、アース端子３１３、栓刃３１１、及び温度センサ３１２の位置関係を規定した。これにより、電源プラグ１４を電源コンセント１２に接続した場合、温度センサ３１２は栓刃３１１の上側に位置することになる。その結果、温度センサ３１２は、栓刃３１１で生じる熱を正確に検出できる。
【００５４】
また、栓刃３１１の温度を正確に検出するためには、栓刃３１１より上側という条件の下、温度センサ３１２を栓刃３１１に可能な限り近くに配置することが好ましい。そこで、本実施の形態では、図３（Ｂ）に示すように温度センサ３１２は前後方向において、接続面３１４寄りに設けられている。具体的には、温度センサ３１２は、本体部３１７内において、接続面３１４の直後に設けられた位置に取り付けられている。これにより、温度センサ３１２は栓刃３１１よりも上側という条件の下、可能な限り栓刃３１１の近くに配置されるため、栓刃３１１の温度をより正確に検出することができる。
【００５５】
本体部３１７は、例えば、直方体形状の筐体で覆われ、栓刃３１１及びプラグ電線を電気的に接続し、且つ温度センサ３１２及びセンサ電線を電気的に接続する。ケーブル部１８は、本体部３１７の下端面３１７１において電源プラグ１４と接続されている。
【００５６】
また、ケーブル部１８及び電源プラグ１４の接続箇所にはケーブル部１８の破損を防止するための円錐状の保護部材１８１が取り付けられている。
【００５７】
このように、実施の形態１の電源ケーブルＡによれば、電源プラグ１４を電源コンセント１２に接続した際、温度センサ３１２が栓刃３１１よりも上側に位置するため、電源プラグ１４の温度を正確に検出することができる。
【００５８】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２による電源ケーブルＡを側面から見た図である。なお、本実施の形態において実施の形態１と同じものは同じ符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態において、電源プラグ１４を正面から見た図は、図３（Ａ）と同じである。
【００５９】
実施の形態２では、ケーブル部１８は、本体部３１７の後端面３１７２に取り付けられ、電源電線３２１、センサ電線３２２、及び被覆部３２３を備えている。電源電線３２１は、本体部３１７の内部において一端が栓刃３１１に接続され、商用電力を電気推進車両Ｃに供給する。センサ電線３２２は、本体部３１７の内部において一端が温度センサ３１２に接続され、温度センサ３１２から出力される温度信号を制御部２０ａに供給する。被覆部３２３は、可撓性部材により構成され、電源電線３２１及びセンサ電線３２２を被覆する。ここで、後端面３１７２は、接続面３１４に対して前後方向の反対側の本体部３１７の面を指す。
【００６０】
一般的に、温度信号は電源コンセント１２から供給される商用電力に比べて電圧が低いため、センサ電線３２２は電源電線３２１に比べて細い導線で構成される。したがって、センサ電線３２２は電源電線３２１に比べて破断しやすい。
【００６１】
また、本実施の形態の電源ケーブルＡは、ケーブル部１８が電源プラグ１４の後端面３１７２に接続されている。そのため、電源プラグ１４を壁面４００に設けられた電源コンセント１２に接続した場合、重力の影響によりケーブル部１８が下方向に垂れ下がるため、ケーブル部１８は電源プラグ１４側の領域に屈曲部３２４が生じる。
【００６２】
このように、屈曲部３２４が生じた場合、被覆部３２３の内部に配置されたセンサ電線３２２は電源電線３２１に比べて細いため、破断する可能性が高い。そこで、本実施の形態では、センサ電線３２２を電源電線３２１に対して屈曲部３２４の外周側に位置するように配置した。具体的には、ケーブル部１８において、電源電線３２１とセンサ電線３２２とを平行に配置した。
【００６３】
これにより、屈曲部３２４におけるセンサ電線３２２の曲率は電源電線３２１の曲率よりも小さくなり、センサ電線３２２の破断を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の電源ケーブルによれば、電源プラグの温度を正確に検出することができるため、特に温度監視が重要となる電気推進車両の充電に有用な電源ケーブルを提供することができる。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ  電源ケーブル
Ｂ  一般家庭
Ｃ  電気推進車両
１２  電源コンセント
１４  電源プラグ
３１１  栓刃
３１２  温度センサ
３１３  アース端子
３１４  接続面
３１５  中心線
３１６  中点
３１７  本体部
３２１  電源電線
３２２  センサ電線
３２３  被覆部
３２４  屈曲部
４００  壁面
３１７２  後端面
【図１】
0005925534.tif 000002
【図２】
0005925534.tif 000003
【図３】
0005925534.tif 000004
【図４】
0005925534.tif 000005