(57)【要約】【課題】低コストで実現でき、外部電源からの電力供給を必要とすることなくバッテリの充電状態を容易に把握することができる充電ケーブルを提供する。【解決手段】外部電源２００から供給される交流電力を電動車両１００のバッテリ１０２へ伝達するための一対の電力線２０を有する充電ケーブル１０であって、一方の電力線２０Ａの他方の電力線２０Ｂとは反対側に設けられる圧電素子３１と、圧電素子３１に接続されて圧電素子で生じた電力が供給される発光素子３２と、を含む発光部３０を備える構成とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源から供給される交流電力を電動車両のバッテリへ伝達するための一対の電力線を有する充電ケーブルであって、
一方の電力線の他方の電力線とは反対側に設けられる圧電素子と、該圧電素子に接続されて当該圧電素子で生じた電力が供給される発光素子と、を含む発光部を備える
ことを特徴とする充電ケーブル。
【請求項２】
請求項１に記載の充電ケーブルにおいて、
前記一対の電力線は、前記圧電素子に対応する部分の両外側で結束されている
ことを特徴とする充電ケーブル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の充電ケーブルにおいて、
前記一対の電力線を覆う外装被覆を備え、前記圧電素子は、前記外装被覆の内側に設けられている
ことを特徴とする充電ケーブル。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の充電ケーブルにおいて、
前記他方の電力線の前記一方の電力線とは反対側には、前記他方の電力線の変形を規制する変形規制部材が設けられている
ことを特徴とする充電ケーブル。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の充電ケーブルにおいて、
前記発光部を構成する前記他方の電力線の周囲には、前記一方の電力線を挟むようにコアが設けられている
ことを特徴とする充電ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給源と電動車両のバッテリとを接続して、バッテリへ電力を供給するための充電ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動車両として、例えば、走行用モータ（電動機）を備える電気自動車や、走行用モータと共にエンジンを備えるハイブリッド自動車等が、種々開発されている。これらの電動車両は、充電可能なバッテリ（二次電池）を備えており、走行用モータは、このバッテリから供給される電力によって駆動されるようになっている。
【０００３】
電動車両が備えるバッテリは、エンジンの動力を利用して発電した電力により充電されるが、例えば、電気自動車や、いわゆるプラグインハイブリッド自動車においては、家庭用電源による普通充電や、専用の急速充電装置を用いた急速充電により、充電可能に構成されている。
【０００４】
普通充電あるいは急速充電時には、電動車両（バッテリ）と家庭用電源又は急速充電装置とを充電ケーブルで接続し、この充電ケーブルを介してバッテリに電力を供給する。
【０００５】
ところで、充電ケーブルを利用してバッテリの充電を行う際、離れた位置からではバッテリの充電中であるか否か（例えば、バッテリの充電が終了しているか否か）を判断することは難しい。バッテリの充電中であるか否かを判断するには、車両に近づき急速充電装置の表示等を確認する必要があり、使用者にとっては不便であった。
【０００６】
このような問題を解決するために、車両の蓄電装置（バッテリ）と電源とを接続する充電ケーブルに、充電中であることを表示する表示部を設けるようにしたものがある。具体的には、電源から供給される電力によって充電ケーブルの表示部を発光させることで、外部から車両の充電状態を容易に把握できるようにしたものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２５２９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、外部電源から表示部に電力を供給する必要がありコストが増加するという問題がある。例えば、充電ケーブルに、電源から表示部に電力を供給するための配線を設ける必要がある。また充電ケーブルに合わせて外部電源側の変更が必要となる場合もあり、イニシャルコストが増加してしまう虞がある。さらに外部電源から表示部に電力を供給しているため電気代がかかり、ランニングコストも増加してしまう。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低コストで実現でき、外部電源からの電力供給を必要とすることなくバッテリの充電状態を容易に把握することができる充電ケーブル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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の一つの態様は、外部電源から供給される交流電力を電動車両のバッテリへ伝達するための一対の電力線を有する充電ケーブルであって、一方の電力線の他方の電力線とは反対側に設けられる圧電素子と、該圧電素子に接続されて当該圧電素子で生じた電力が供給される発光素子と、を含む発光部を備えることを特徴とする充電ケーブルにある。
【００１１】
かかる本発明の充電ケーブルでは、充電時に電力線に流れる交流電流により、所定の周期で、一対の電力線が離れる方向のローレンツ力が生じる。つまり一対の電力線は、このローレンツ力により両者が離れる方向に変形する。その際、一方の電力線に設けられているシート状の圧電素子が変形して電力を発生し、発生した電力により発光素子が発光（点滅）する。
【００１２】
ここで、前記一対の電力線は、前記圧電素子に対応する部分の両外側で結束されていることが好ましい。これにより、発光部において電力線がより確実に変形する。したがって、圧電素子がより確実に電力を発生し、発生した電力で発光素子がより確実に発光する。
【００１３】
また充電ケーブルは、前記一対の電力線を覆う外装被覆を備え、前記圧電素子は、前記外装被覆の内側に設けられていることが好ましい。これにより、電力線の変形に伴って、より確実に圧電素子を変形、或いは押圧することができる。
【００１４】
また前記他方の電力線の前記一方の電力線とは反対側には、前記他方の電力線の変形を規制する変形規制部材が設けられていることが好ましい。これにより、一方の電力線をより確実に変形させることができるため、一方の電力線の変形に伴って、より確実に圧電素子を変形、或いは押圧することができる。
【００１５】
また前記発光部を構成する前記他方の電力線の周囲には、前記一方の電力線を挟むようにコアが設けられていることが好ましい。これにより、他方の電力線に流れる電流によって生じる磁界、つまり一方の電力線に作用する磁界がより大きくなり、一方の電力線の変形量が増加する。したがって、一方の電力線の変形に伴って、より確実に圧電素子を変形或いは押圧することができる。
【発明の効果】
【００１６】
かかる本発明では、車両のバッテリの充電中には、充電ケーブルに設けられた圧電素子で生じた電力により発光素子を発光するため、車両から離れた位置からでもバッテリの充電中であることを容易に確認することができる。また、かかる充電ケーブルは、圧電素子で生じる電力で発光素子を発光させる構成であり、比較的安価に製造することができる。またかかる充電ケーブルは、外部電源側を変更することなく使用することができるため、イニシャルコストを抑制することができる。さらに発光素子を発光させるために外部電源からの電力供給を必要としないため、ランニングコストも抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る充電ケーブルの使用態様を示す概略図である。
【図２】本発明に係る充電ケーブルの構造の一例を示す図である。
【図３】実施形態１に係る充電ケーブルの発光部を示す図である。
【図４】実施形態１に係る充電ケーブルの発光部の変形状態を示す図である。
【図５】充電ケーブルに供給される交流電流の波形の一例を示す図である。
【図６】充電ケーブルに生じる磁界及びローレンツ力を説明する図である。
【図７】実施形態１に係る充電ケーブルの発光部の変形例を示す図である。
【図８】実施形態２に係る充電ケーブルの発光部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明に係る充電ケーブルの使用態様を示す図であり、図２は、本発明に係る充電ケーブルの構造の一例を示す図である。図３は、本発明の実施形態１に係る充電ケーブルの発光部を示す図であり、（ａ）は充電ケーブルの長さ方向の断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。また図４は、本発明の実施形態１に係る充電ケーブルの発光部の変形状態を示す図であり、（ａ）は充電ケーブルの長さ方向の断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。図５は、本発明に係る充電ケーブルに供給される交流電流の波形の一例を示す図であり、図６は、充電ケーブルに生じる磁界及びローレンツ力を説明する図である。また図７は、本発明の実施形態１に係る充電ケーブルの発光部の変形例を示す図であり、（ａ）は充電ケーブルの長さ方向の断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ′断面図である。
【００１９】
まず図１に示すように、本実施形態に係る充電ケーブル１０は、電気自動車である電動車両（以下、単に車両という）１００の充電に用いられるものであり、例えば、家庭用電源である外部電源２００と車両１００とを接続する。より詳しくは、電気自動車である車両１００は、走行用モータ１０１と共に、走行用モータ１０１に電力を供給するバッテリ（二次電池）１０２を備えている。そして、このバッテリ１０２を充電する際に、車両１００と外部電源２００とを充電ケーブル１０によって接続する。なお車両１００は、走行用モータと共にバッテリ（二次電池）を備えていればよく、電気自動車の他、例えば、プラグインハイブリッド自動車等であってもよい。
【００２０】
充電ケーブル１０の一端側は、例えば、交流電流（単相１００Ｖや単相２００Ｖ）を供給する家庭用電源である外部電源２００に接続される。充電ケーブル１０の他端側（先端側）には、充電用のコネクタ１１が設けられている。つまり充電ケーブル１０の他端側は、このコネクタ１１によって車両１００の充電口１０３に接続される。図示は省略するが、充電口１０３にはコネクタ１１が接続されるインレットが設けられ、インレットは、ＡＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を含む充電器を介してバッテリ１０２に接続されている。
【００２１】
そして充電ケーブル１０は、外部電源２００から供給される交流電力を車両１００に伝達する。充電ケーブル１０は、図２に示すように、外部電源２００から供給される交流電力を車両１００に伝達するための一対の電力線２０（第１の電力線２０Ａ及び第２の電力線２０Ｂ）を備えている。これら第１の電力線（一方の電力線）２０Ａ及び第２の電力線（他方の電力線）２０Ｂは、それぞれ芯線２１と、芯線２１を被覆する絶縁被覆２２と、で構成されている。また一対の電力線２０（２０Ａ，２０Ｂ）の外側には外装被覆２５が設けられている。すなわち一対の電力線２０は外装被覆２５によって被覆されている。
【００２２】
なお図示は省略するが、充電ケーブル１０は、実際には、これら第１の電力線２０Ａ及び第２の電力線２０Ｂと共に、各種の信号を伝達するための信号線を備えている。これらの信号線も、第１の電力線２０Ａ及び第２の電力線２０Ｂと共に外装被覆２５によって被覆されている。
【００２３】
ここで充電ケーブル１０は、外部電源２００と車両１００とを接続してバッテリ１０２の充電を行っている際に発光する発光部３０を一つ以上（図１の例では２つ）備えている。各発光部３０は、図３に示すように、シート状の圧電素子３１と、この圧電素子３１に接続される発光素子３２とを備えている。圧電素子３１は、外装被覆２５の内側、つまり第１の電力線２０Ａと外装被覆２５との間に設けられている。一方、発光素子３２は、外装被覆２５の外側に設けられ、接続配線３３によって外装被覆２５を介して圧電素子３１と接続されている。
【００２４】
圧電素子３１は、既存の構成であるため詳細な説明は省略するが、変形時、圧電効果により電力を発生する素子である。また発光素子３２は、圧電素子３１から供給される電力によって発光する素子であり、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等で構成されている。
【００２５】
そして、このような発光部３０は、以下に詳しく説明するように、充電時に、第１の電力線２０Ａが変形するように構成されている。具体的には、発光部３０は、圧電素子３１に対応する部分の両外側（充電ケーブル１０の長さ方向における圧電素子３１の両外側）に、第１の電力線２０Ａと第２の電力線２０Ｂとを結束する結束部材４０，４１を備えている。すなわち第１の電力線２０Ａと第２の電力線２０Ｂとは、これら結束部材４０，４１によって結束されて一体化されているが、結束部材４０，４１の間では一体化されることなく分離可能となっている。また第２の電力線２０Ｂの第１の電力線２０Ａとは反対側には、第２の電力線２０Ｂの変形を規制する変形規制部材５０が第２の電力線２０Ｂの表面に沿って設けられている。この変形規制部材５０は、例えば、第２の電力線２０Ｂよりも剛性の高い材料で形成され、結束部材４０，４１間に亘って設けられている。なおこの変形規制部材５０は必ずしも設けられていなくてもよい。
【００２６】
これにより、充電時には、図４に示すように、結束部材４０，４１の間の第１の電力線２０Ａが変形する。その際、圧電素子３１が第１の電力線２０Ａと共に変形することで、或いは第１の電力線２０Ａで押圧されることで、圧電素子３１に電力が生じる。そして、このように充電時に圧電素子３１から供給される電力によって発光素子３２が発光する。
【００２７】
ここで、第１の電力線２０Ａが変形する原理についてより詳細に説明する。交流電源である外部電源２００から一対の電力線２０に供給される交流電流は、例えば、図５に示すように正弦波であり、一対の電力線２０の電流の向きは周期的に変化する。そして電力線２０の電流の向きに応じて電力線２０の周囲には、所定の向きの磁界が生じる。
【００２８】
例えば、図６（ａ）に示すように、第２の電力線２０Ｂの電流の向きが外部電源２００から車両１００側（図中左向き）である間（図５の時刻ｔ０−ｔ２）、第２の電力線２０Ｂの周囲には、電流の向きに対して右回りの磁界が生じるため（いわゆる右ねじの法則）、第１の電力線２０Ａに対応する位置には、第１の電力線２０Ａと第２の電力線２０Ｂの並び方向とは略直交する方向（紙面奥から手前方向）の磁界が生じることになる。
【００２９】
このとき第１の電力線２０Ａの電流の向きは、車両１００から外部電源２００側（図中右向き）である。したがって、第１の電力線２０Ａには、第２の電力線２０Ｂから離れる方向（図中下向き）の力（ローレンツ力）が作用し、第２の電力線２０Ｂから離れる方向に変形する。本実施形態では、上述のように第１の電力線２０Ａと第２の電力線２０Ｂとは、結束部材４０，４１によって結束されているため、第１の電力線２０Ａは、結束部材４０，４１の間で撓むように変形する（図４参照）。
【００３０】
一方、第２の電力線２０Ｂの電流の向きが車両１００から外部電源２００側（図中右向き）である間（図５の時刻ｔ２−ｔ４）、図６（ｂ）に示すように、第２の電力線２０Ｂの周囲には電流の向きに対して右回りの磁界が生じるため（いわゆる右ねじの法則）、第１の電力線２０Ａに対応する位置には、第１の電力線２０Ａと第２の電力線２０Ｂの並び方向とは略直交する方向（紙面手前から奥方向）の磁界が生じていることになる。また、このときの第１の電力線２０Ａの電流の向きは、外部電源２００から車両１００側（図中左向き）である。
【００３１】
その結果、このタイミングでも、第１の電力線２０Ａには、第２の電力線２０Ｂから離れる方向（図中下向き）の力（ローレンツ力）が作用し、第１の電力線２０Ａは第２の電力線２０Ｂから離れる方向に変形する。つまり、力の大きさは周期的に変化するものの、第１の電力線２０Ａには、電流の向きに拘わらず、常に第２の電力線２０Ｂから離れる方向の力が作用する。そして、第１の電力線２０Ａに作用する力が増加する際に（図５の時刻ｔ０−ｔ１、時刻ｔ２−ｔ３）、第１の電力線２０Ａは第２の電力線２０Ｂから離れる方向に変形する。
【００３２】
このような第１の電力線２０Ａの変形に伴って圧電素子３１が変形することで、或いは第１の電力線２０Ａが変形して圧電素子３１が外装被覆２５との間で押圧されることで、圧電素子３１に電力が生じ、この電力によって発光素子３２が発光する（図４参照）。例えば、外部電源２００から供給される交流電流が６０Ｈｚである場合、その２倍の１２０Ｈｚの周期で発光素子３２に圧電素子３１から電力が供給されて発光素子３２が点灯（点滅）する。
【００３３】
なお、ここでは第１の電力線２０Ａの変形について説明したが、充電時には、第２の電力線２０Ｂにも同様の原理で、第１の電力線２０Ａから離れる方向に変形する力が生じる。ただし、本実施形態では第２の電力線２０Ｂの外側に変形規制部材５０を設け、第２の電力線２０Ｂの変形を規制しているため、第１の電力線２０Ａのみが変形する。すなわち充電時、第２の電力線２０Ｂにも第１の電力線２０Ａから離れる方向に変形する力が生じるが、変形規制部材５０が設けられていることで第２の電力線２０Ｂは実質的に変形しない。
【００３４】
このように第２の電力線２０Ｂの変形が規制されていることで、第１の電力線２０Ａをより大きく変形させることができ、圧電素子３１で生じる電力によって発光素子３２をより確実に発光させることができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態では、外部電源２００と車両１００とを充電ケーブル１０で接続してバッテリ１０２の充電を行う際、充電ケーブル１０の電力線２０に設けられた発光素子３２を発光させるようにした。これにより、車両１００から多少離れた位置からでもバッテリ１０２が充電中であるか否かを容易に判定することができる。
【００３６】
また本発明では、電力線２０に設けた圧電素子３１で生じる電力によって発光素子３２を発光させるようにしたので、充電ケーブル１０を比較的安価に製造することができる。さらに、充電ケーブル１０は、外部電源２００の構造を変更することなく使用することができるため、イニシャルコストを抑制することができる。さらに発光素子３２を発光させるために外部電源２００からの電力供給を必要としないため、ランニングコストを抑制することもできる。
【００３７】
なお本実施形態では、発光部３０が、圧電素子３１に対応する部分の両外側に、第１の電力線２０Ａと第２の電力線２０Ｂとを結束する結束部材４０，４１を備えるようにしたが、これら結束部材４０，４１は一体的に設けられていてもよい。具体的には、図７に示すように、発光部３０は、結束部材４２によって第１の電力線２０Ａ及び第２の電力線２０Ｂの圧電素子３１に対応する部分が一体的に結束されていてもよい。さらに、この結束部材４２の一部が第２の電力線２０Ｂの変形を規制する変形規制部材５０を兼ねるようにしてもよい。勿論、結束部材４２の全体が変形規制部材５０を兼ねていてもよい。このような構成としても、圧電素子３１で生じる電力によって発光素子３２を発光させることができる。
【００３８】
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係る充電ケーブルの発光部の構成を示す図であり、（ａ）は充電ケーブルの長さ方向の断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ′断面図である。なお同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３９】
図８に示すように、本実施形態に係る充電ケーブル１０Ａの発光部３０Ａは、圧電素子３１及び発光素子３２を備えていると共に、第２の電力線２０Ｂの第１の電力線２０Ａとは反対側にはコア６０が設けられている。実施形態１では、第２の電力線２０Ｂの第１の電力線２０Ａとは反対側に変形規制部材５０が設けられていたが、この変形規制部材５０に変えてコア６０が設けられている。コア６０は、第２の電力線２０Ｂの周囲を囲み、その両端部間に第１の電力線２０Ａを挟むように配置されている。このコア６０は、例えば、電磁鋼板を複数枚積層することによって形成され、本実施形態では、圧電素子３１と同程度の長さとされている。
【００４０】
このように第２の電力線２０Ｂの周囲にコア６０を設けることで、第２の電力線２０Ｂの電流によって生じる磁界の強度をより高めることができる。またこのコア６０は、第２の電力線２０Ｂの変形を規制する変形規制部材としての役割も果たす。これにより、第１の電力線２０Ａの変形量が増加する。したがって、圧電素子３１から供給される電力によって発光素子３２をより良好に発光させることができるようになる。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述の実施形態では、圧電素子が外装被覆の内側に設けられた構成を例示したが、圧電素子の配置はこれに限定されず、外装被覆の外側に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０  充電ケーブル
１１  コネクタ
２０  電力線
２０Ａ  第１の電力線
２０Ｂ  第２の電力線
２１  芯線
２２  絶縁被覆
２５  外装被覆
３０  発光部
３１  圧電素子
３２  発光素子
３３  接続配線
４０，４１  結束部材
５０  変形規制部材
６０  コア
１００  車両
１０１  走行用モータ
１０２  バッテリ
１０３  充電口
２００  外部電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018152203.tif 000009
【図８】
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