(57)【要約】      （修正有）【課題】電気自動車用充電装置において、感電や漏電を防止し、簡素な構造で低コストに製造可能なセーフティ機構を提供する。【解決手段】主電源スイッチ１をオンにして通電したときは、メイン電線Ｍを通じて出力端子６に電力が供給される一方、断線検出装置３の電圧入力端子３１によってメイン電線Ｍ内において少なくとも電圧が検出されて、かつ、電流入力端子３２によってメイン電線Ｍ内の電流値が予め設定された電流値よりも小さい値を検出したときには、出力端子６から車載バッテリーＶに対して通電していないとして、断線信号Ｓが出力され、この断線信号Ｓを前記タイマーリレー装置４が受信して、所定時間後に通電経路を切り替えることによって前記電磁開閉式スイッチ２をオフ側に駆動して、メイン電線Ｍへの通電が遮断されるとともに、警報装置５により警報状態が表示されるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車の車載バッテリーＶを充電する充電装置において、
外部電源Ｐから供給される電力に対して、オン／オフを切り替えることによってメイン電線Ｍに通電可能な主電源スイッチ１と；
この主電源スイッチ１より下流のメイン電線Ｍ内に設置され、電磁的に駆動して、更に下流への通電のオン／オフを切り替え可能な電磁開閉式スイッチ２と；
前記メイン電線Ｍ内の電圧を検出可能な電圧入力端子31と、同メイン電線Ｍ内の電流を検出可能な電流入力端子32を備えており、メイン電線Ｍ内に少なくとも電圧がかかっている時に、メイン電線Ｍ内の電流値が予め設定された電流値よりも小さい値を検出したときに、断線信号Ｓを出力可能な断線検出装置３と；
この断線検出装置３からの断線信号Ｓを受信して、所定時間後に通電経路を切り替え可能なタイマーリレー装置４と；
少なくともブザー音の発生またはランプの点灯によって警報状態を表示可能な警報装置５と；
前記メイン電線Ｍの末端に配設され、前記車載バッテリーＶへの導電線を接続可能な出力端子６と；
を少なくとも具備して構成されており、
前記主電源スイッチ１をオンにして通電したときは、前記メイン電線Ｍを通じて出力端子６に電力が供給される一方、
前記断線検出装置３の電圧入力端子31によってメイン電線Ｍ内において少なくとも電圧が検出されて、かつ、電流入力端子32によってメイン電線Ｍ内の電流値が予め設定された電流値よりも小さい値を検出したときには、前記出力端子６から車載バッテリーＶに対して通電していないとして、断線信号Ｓが出力され、
この断線信号Ｓを前記タイマーリレー装置４が受信して、所定時間後に通電経路を切り替えることによって前記電磁開閉式スイッチ２をオフ側に駆動して、メイン電線Ｍへの通電が遮断されるとともに、
当該タイマーリレー装置４の作動を介して前記断線信号Ｓを受信した警報装置５により警報状態が表示されることを特徴とする電気自動車用の充電装置におけるセーフティ機構。
【請求項２】
断線検出装置３の電圧入力端子31および電流入力端子32の出力端子が、接点出力であることを特徴とする請求項１記載の電気自動車用充電装置におけるセーフティ機構。
【請求項３】
電磁開閉式スイッチ２は、励磁回路に電圧が印加されることによって駆動することを特徴とする請求項１または２記載の電気自動車用充電装置におけるセーフティ機構。
【請求項４】
断線検出装置３の電流入力端子32は、先端部に配設された電流変成器32ａからの信号が入力されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の電気自動車用充電装置におけるセーフティ機構。
【請求項５】
外部電源Ｐが交流の１００〜２００ボルト級であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の電気自動車用充電装置におけるセーフティ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車用の充電装置の改良、更に詳しくは、感電や漏電を防止して、利用者の電気的な安全を確保することができ、かつ、接続プラグなどの機器の損傷を防止することができ、しかも、簡素な構造で低コストに製造可能な電気自動車用充電装置におけるセーフティ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、近年の中国や開発途上国におけるモータリゼーションの急速な進行や経済の発展に伴い、エネルギーの消費は急増し、炭酸ガスの増加など地球環境の悪化が大きな社会課題になっているほか、化石燃料の枯渇が現実味を帯び、内燃機関を動力とする従来型の自動車の将来が危惧される時代になってきていることから、最近では、２次電池の技術開発が進み、化石燃料の使用を減らすため、電気自動車やプラグインハイブリッド車など（ＥＶ：electric-vehicle）が時代的主流になりつつある。
【０００３】
ところで、電気自動車は、電池容量に限界があることから、１充電あたりの航続距離が限られるため、街のいたるところに充電できる装置および施設（充電スタンド）が必要となる。
【０００４】
従来のガソリン等を燃料とした内燃機関を動力とする自動車は、各所に設置されたガソリンスタンドなどで、短時間に燃料の補給が可能であるが、電気自動車は、充電に時間がかかるので、従来のように、ガソリンスタンドで簡単に燃料を補給するような感覚で充電することはできない。
【０００５】
このような事情から、電気自動車の電池自体を交換する方法も提案されてはいるが、電池の再充電に要する時間が長いことや、電池は自動車の規模に合わせて専用として用いなければならないため単価も高く、しかも、単位エネルギーあたりの容積がガソリンなどの燃料に比べてはるかに大きいために、多数の充電された電池をガソリンスタンドのように各所に配置しておくことはきわめて困難である。
【０００６】
そこで、新たな手段として、比較的長時間車を止めておくことから、駐車場を電気自動車の充電場所として駐車時間を充電に活用できることを鑑みれば、従来のガソリンスタンドに変わるインフラとして整備されていく構想が考えられる。
【０００７】
特に、駐車場に複数の車室を設け、入出室を検知してロック機構を作動させ、駐車時間に応じて駐車料金を課金するコインパーキング場は、電気自動車の充電場所としても最適である。
【０００８】
もちろん充電場所は、コインパーキング場に限らず、一般的な駐車場など、車を止めておく場所であれば問題ないが、それらの場所に設置する充電装置としては、利用者にとって安全で使いやすいシンプルなものが良く、設置する業者の側にとってもシンプルで故障しにくく導入しやすい経済性を持ったものであることが望まれる。
【０００９】
従来、２００Ｖや１００Ｖ級の電圧で充電する充電スタンドについては、すでに多くのものが開示されており、これらの中には、単に１００Ｖや２００Ｖのコンセントだけを備えた最も簡単なコンセントタイプや、ＥＶと充電スタンド間にケーブルを接続した後に充電開始ボタンやスイッチを押して充電を始めるタイプ、夜間の安価な電力で充電を始められるようにタイマースイッチを備えたタイプ（例えば、特許文献１参照）、利用者を限定できるキー操作タイプ、利用者に課金するためにカード認識できるタイプなどがある。
【００１０】
ところが、充電した際の電気料金はガソリン自動車のガソリン代の数分の一と安価であるため、商業用に充電スタンドを設置する事業者においては、高価な充電スタンドでは投資資金の回収が困難であるという問題がある。
【００１１】
また、かかるＥＶ充電用のスタンドは、コンセントだけの充電スタンドを、コインパーキング場などに設置した場合、荷電状態にある電源とＥＶのコード等を直接つなぐことになるため、ＥＶと充電スタンドを電気的に接続した後に、充電用のスイッチを操作し充電を開始する順序となるが、仮に、この順序を間違えて、充電用のスイッチを入れて充電スタンドの出力端子に電圧が印加された状態でＥＶとの接続を行うと、電気火花が発生して接続プラグを損傷するおそれがあった。
【００１２】
また、充電後に充電スタンドとＥＶとの接続を外す場合にも、充電用の電磁開閉器のスイッチが入っていてまだ通電状態であるときに、ＥＶとの接続を切り離そうとすると、そのときにも電気火花が発生する危険性があった。
【００１３】
更にまた、充電スタンドは、屋外に設置されている場合が多いため、降雨時に、コンセントに充電用のケーブルをつないだまま放置すると、ケーブル先端に誤って触れたり、ケーブル先端のプラグが水に濡れて、漏電による感電事故が発生するおそれもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平７−１１５７３２号公報（第２−３頁、図１−３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、従来の電気自動車用の充電装置に上記のような問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、感電や漏電を防止して、利用者の電気的な安全を確保することができ、かつ、接続プラグなどの機器の損傷を防止することができ、しかも、簡素な構造で低コストに製造可能な電気自動車用充電装置におけるセーフティ機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者が上記技術的課題を解決するために採用した手段を、添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである。
【００１７】
即ち、本発明は、電気自動車の車載バッテリーＶを充電する充電装置において、
外部電源Ｐから供給される電力に対して、オン／オフを切り替えることによってメイン電線Ｍに通電可能な主電源スイッチ１と；
この主電源スイッチ１より下流のメイン電線Ｍ内に設置され、電磁的に駆動して、更に下流への通電のオン／オフを切り替え可能な電磁開閉式スイッチ２と；
前記メイン電線Ｍ内の電圧を検出可能な電圧入力端子31と、同メイン電線Ｍ内の電流を検出可能な電流入力端子32を備えており、メイン電線Ｍ内に少なくとも電圧がかかっている時に、メイン電線Ｍ内の電流値が予め設定された電流値よりも小さい値を検出したときに、断線信号Ｓを出力可能な断線検出装置３と；
この断線検出装置３からの断線信号Ｓを受信して、所定時間後に通電経路を切り替え可能なタイマーリレー装置４と；
少なくともブザー音の発生またはランプの点灯によって警報状態を表示可能な警報装置５と；
前記メイン電線Ｍの末端に配設され、前記車載バッテリーＶへの導電線を接続可能な出力端子６と；
を少なくとも具備して構成されており、
前記主電源スイッチ１をオンにして通電したときは、前記メイン電線Ｍを通じて出力端子６に電力が供給される一方、
前記断線検出装置３の電圧入力端子31によってメイン電線Ｍ内において少なくとも電圧が検出されて、かつ、電流入力端子32によってメイン電線Ｍ内の電流値が予め設定された電流値よりも小さい値を検出したときには、前記出力端子６から車載バッテリーＶに対して通電していないとして、断線信号Ｓが出力され、
この断線信号Ｓを前記タイマーリレー装置４が受信して、所定時間後に通電経路を切り替えることによって前記電磁開閉式スイッチ２をオフ側に駆動して、メイン電線Ｍへの通電が遮断されるとともに、
当該タイマーリレー装置４の作動を介して前記断線信号Ｓを受信した警報装置５により警報状態が表示されるようにするという技術的手段を採用したことによって、電気自動車用の充電装置におけるセーフティ機構を完成させた。
【００１８】
また、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、断線検出装置３の電圧入力端子31および電流入力端子32の出力端子を、接点出力にするという技術的手段を採用することができる。
【００１９】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、電磁開閉式スイッチ２を、励磁回路に電圧が印加されることによって駆動するようにするという技術的手段を採用することができる。
【００２０】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、断線検出装置３の電流入力端子32を、先端部に配設された電流変成器32ａからの信号が入力されるようにするという技術的手段を採用することができる。
【００２１】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、外部電源Ｐを、交流の１００〜２００ボルト級にするという技術的手段を採用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にあっては、電気自動車の車載バッテリーを充電する充電装置において、主電源スイッチと；電磁開閉式スイッチと；断線検出装置と；タイマーリレー装置と；警報装置と；出力端子と；を少なくとも具備して構成して、
前記主電源スイッチをオンにして通電したときは、前記メイン電線を通じて出力端子に電力が供給される一方、前記断線検出装置の電圧入力端子によってメイン電線内において少なくとも電圧が検出されて、かつ、電流入力端子によってメイン電線内の電流値が予め設定された電流値よりも小さい値を検出したときには、前記出力端子から車載バッテリーに対して通電していないとして、断線信号を出力して、この断線信号を前記タイマーリレー装置が受信して、所定時間後に通電経路を切り替えることによって前記電磁開閉式スイッチをオフ側に駆動して、メイン電線への通電を遮断するとともに、当該タイマーリレー装置の作動を介して前記断線信号を受信した警報装置により警報状態を表示することができる。
【００２３】
したがって、本発明のセーフティ機構によれば、感電や漏電を防止して、利用者の電気的な安全を確保することができ、かつ、接続プラグなどの機器の損傷を防止することができ、しかも、簡素な構造で低コストに製造可能であることから、産業上の利用価値は頗る大きいと云える。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態のセーフティ機構を表わす概略図である。
【図２】本発明の実施形態のセーフティ機構の動作を表わすフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明を実施するための形態を、具体的に図示した図面に基づいて、更に詳細に説明すると、次のとおりである。
【００２６】
本発明の実施形態を図１および図２に基づいて説明する。図中、符号１で指示するものは主電源スイッチであり、この主電源スイッチ１は、外部電源Ｐから供給される電力に対して、オン／オフを切り替えることによってメイン電線Ｍに通電可能なスイッチである。この主電源スイッチ１は、受電盤の中に収容することができ、この受電盤には、適宜、漏電スイッチを収容することもできる。
【００２７】
また、符号２で指示するものは電磁開閉式スイッチであり、この電磁開閉式スイッチ２は、前記主電源スイッチ１より下流のメイン電線Ｍ内に設置され、電磁的に駆動して、更に下流への通電のオン／オフを切り替え可能なスイッチである。本実施形態では、この電磁開閉式スイッチ２は、励磁回路に電圧を印加することによって駆動して開閉できるものを採用する。
【００２８】
更にまた、符号３で指示するものは断線検出装置であり、この断線検出装置３は、前記メイン電線Ｍ内の電圧を検出可能な電圧入力端子31と、メイン電線Ｍ内の電流を検出可能な電流入力端子32を備えており、メイン電線Ｍ内に少なくとも電圧がかかっている時に、メイン電線Ｍ内の電流値が予め設定された電流値よりも小さい値を検出したときに、断線信号Ｓを出力可能である。
【００２９】
本実施形態では、この断線検出装置３の電圧入力端子31および電流入力端子32の出力端子を、接点出力にすることができ、メイン電線Ｍの一部に接続することができる。また、本実施形態では、電流入力端子32を先端部に配設した電流変成器32ａ（ＣＴ：current-trance）からの信号が入力されるものを採用することができる。
【００３０】
更にまた、符号４で指示するものはタイマーリレー装置であり、このタイマーリレー装置４は、前記断線検出装置３からの断線信号Ｓを受信して、所定時間後に通電経路を切り替え可能である。
【００３１】
更にまた、符号５で指示するものは警報装置であり、この警報装置５は、少なくともブザー音の発生またはランプの点灯によって警報状態を表示可能である。
【００３２】
更にまた、符号６で指示するものは出力端子であり、この出力端子６は、前記メイン電線Ｍの末端に配設され、前記車載バッテリーＶへの導電線などを接続可能である。
【００３３】
しかして、本発明は、電気自動車の車載バッテリーＶを充電する充電装置におけるセーフティ機構であって、具体的な使用手順について以下に説明する。
【００３４】
まず、主電源スイッチ１をオンにして、外部電源Ｐからメイン電線Ｍに通電する。そして、タイマーリレー装置４の充電開始スイッチ41を操作して、電磁開閉式スイッチ２の励磁回路を励磁してスイッチをオンにして、メイン電線Ｍを通じて出力端子６に電力が供給される。この際、タイマーリレー装置４は、充電開始スイッチ41がオフの状態では「閉」のｂ接点が使われるので、充電開始スイッチ41の操作で電磁開閉式スイッチ２がオンとなり、出力端子６に通電し、正常な充電可能状態となる。また、この際、適宜、電源ランプを点灯させることもできる。
【００３５】
本実施形態では、１００〜２００ボルト級の外部電源Ｐを採用するとともに、出力端子６にはソケット式のコンセントプラグを採用する。そしてこの通電状態において、出力端子６を介して電気自動車の車載バッテリーＶを充電することができる。
【００３６】
次いで、例えば、車載バッテリーＶへの充電が完了した場合や、出力端子６においてプラグ等が外れていた場合、あるいは何らかの理由でメイン電線Ｍが断線していた場合などのように、前記断線検出装置３の電圧入力端子31によって、メイン電線Ｍ内において少なくとも電圧が検出されて、かつ、電流入力端子32によってメイン電線Ｍ内の電流値が予め設定された電流値よりも小さい値を検出したときには、前記出力端子６から車載バッテリーＶに対して通電していないとして、断線信号Ｓを出力する。
【００３７】
この際、断線検出装置３の各入力端子31・32を接点出力にすることにより、電圧および電流端子に入力がない状態と、電圧があってかつ電流がある値以上流れているときには接点出力はオフとなり、電圧が印加されていてかつ電流が一定電流以下のときには、接点出力がオンになる。したがって、充電開始スイッチ41をオンにして充電を開始しようとすると、電磁開閉式スイッチ２はオンし、出力端子６に電圧が印加される。この際、この出力端子６から車載バッテリーＶへの接続ができていれば充電が行われる。
【００３８】
そして、電磁開閉式スィッチ２がオンしても、出力端子６と車載バッテリーＶへの接続がなされていないか、あるいは一定電流以下の時には、断線検出装置３の接点出力がオンになるので、前記断線信号Ｓを前記タイマーリレー装置４が受信して、所定時間後（例えば３０〜６０秒後）に通電経路を（ａ接点に）切り替えることによって前記電磁開閉式スイッチ２をオフ側に駆動して、メイン電線Ｍへの通電を遮断する。
【００３９】
即ち、接続端子６にケーブル等を接続しないで充電開始スイッチ41をオンにすると、一旦は電磁開閉式スイッチ２がオンして電圧が出力端子６に出力されるが、電流が流れないことを断線検出装置３が検知した場合には、断線検出装置３の出力端子の接点をオン状態にする。
【００４０】
本実施形態では、この接点オンの状態を利用して、タイマーリレー装置４に制御用信号を送り、その瞬間からタイマーリレー装置４で設定した一定時間経過した後でタイマーリレー装置４の接点をオンにする。このため、電磁開閉式スイッチ２を励磁していたタイマーリレー装置４のｂ接点が開放されて、電磁開閉式スイッチ２がオフとなり、出力端子６への電圧出力が停止するのである。
【００４１】
更に、当該タイマーリレー装置４の作動を介して前記断線信号Ｓを受信した警報装置５により警報状態を表示する。本実施形態では、警報装置５として、所定時間ブザー音を発生するものを採用する。
【００４２】
充電スタンドにおいて、他に想定される危険な状況は、充電中に車載バッテリーＶとの接続ケーブルを切り離すことや、更にはそのままの状態で長時間放置することである。また、充電スタンドがコンセント出力ではなく、ケーブルで出力される場合、プラグ部分が地上におかれたままで放置されると、降雨時で地表に水がたまってる場合など、漏電の危険や感電の危険が高くなる。本実施形態では、充電中に強制的に接続端子６における接続が絶たれた場合にも断線検出装置３は無電流を検出するので、その出力接点がオンすることになる。
【００４３】
そうすると、警報装置５のブザーなどで接続遮断を利用者に知らせることができるし、タイマーリレー装置４の動作で一定時間後の自動的に電磁開閉式スイッチ２がオフする。このようにして、充電装置の出力端子６に、車載バッテリーＶとの接続がないまま長時間電圧が出力することがなくなり、充電スタンドの安全が確保されるのである。
【００４４】
そして、正常な充電の停止は、充電開始スイッチ41のオフにより行われる。これにより電気制御回路への電圧の供給が絶たれるので、電磁開閉式スイッチ２、タイマーリレー装置４、断線検出装置３の接点への電気の供給が停止するので、電磁開閉式スイッチ２はオフし、出力端子６への電圧の出力がなくなり、充電開始前の状態に復帰する。
【００４５】
本発明は、概ね上記のように構成されるが、図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、出力端子６においては、プラグソケット式コンセントを使用した場合を例示したが、コンセントを用いずに、直接充電用ケーブルを出力用に使うこともできる。
【００４６】
また、警報装置５は、ブザー等の警報音で知らせるタイプのほか、ランプ表示、液晶等の表示装置や音声発生装置などで知らせることもできるし、更にまた、外部電源Ｐは交流電源に限らず、直流電源（２４Ｖなど）に対応するものであっても良く、これら何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００４７】
１    主電源スイッチ
２    電磁開閉式スイッチ
３    断線検出装置
31    電圧入力端子
32    電流入力端子
32ａ  電流変成器
Ｓ    断線信号
４    タイマーリレー装置
41    充電開始スイッチ
５    警報装置
６    出力端子
Ｖ    車載バッテリー
Ｐ    外部電源
Ｍ    メイン電線
【図１】
2011244661.tif 000003
【図２】
2011244661.tif 000004