JP5243971B2 - ケーブルの配線構造 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブルの配線構造に関するものである。

断線を招くような異常負荷を検出することが可能なケーブルとしては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例においてケーブルは、安全接手を介して２本のケーブルを連結して形成される。安全接手はピンを使用して連結されることにより不用意な離脱が防止されており、例えば、充電中の車両が移動する等、大きな引張力がケーブルに負荷された場合、ピンが剪断破壊して安全接手が分離し、ケーブルの断線が防止される。

特開平５-３２８６１９号公報

しかし、上述した従来例は通電経路を切断するものであるために、安全接手からケーブルが分離した後であっても、安全接手の一方のコネクタへの給電は停止していないために、例えば、上流側のコネクタが落下した地面に水たまり等があった場合には、短絡の虞が発生する上に、利用者が直接安全接手を連結し直そうとした場合の感電事故の虞もある。

これを防止するためには、上述した従来例に示すように、ケーブル端側にケーブルのずれを検出するスイッチを設け、安全接手の分離前にケーブルへの通電を停止することも可能であるが、このように構成すると、構造が複雑になるという欠点がある。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、通電経路を切断することなくケーブルに対する異常負荷を検出し、必要な処置に対する準備を早急にすることのできるケーブルの配線構造の提供を目的とする。また、本発明の他の目的は、この配線構造を使用した電気自動車の充電システムの提供にある。

本発明によれば上記目的は、
離隔配置される基準装置１と連結装置２とを連結する導電ケーブル３と、
一端を基準装置１に連結するとともに、他端を導電ケーブル３に余長を持たせて導電ケーブル３、または連結装置２に連結する負荷検出ケーブル４とを有し、
前記負荷検出ケーブル４の基準装置１との連結部から負荷検出ケーブル４の連結他端に至る適宜位置には、所定の負荷で再結合可能に分離する再結合可能分離部５が形成されるとともに、
基準装置１には、再結合可能分離部５の分離境界に配置されるスイッチ６により再結合可能分離部５の分離を検出する分離検出部７が設けられるケーブルの配線構造を提供することにより達成される。

本発明において、導電ケーブル３は所定長の余長をもって基準装置１と連結装置２とを接続しており、装置が離隔方向に移動した際の導電ケーブル３、あるいは導電ケーブル３の接続部への過大な負荷の発生が防止される。余長の確保は、図１に示すように、基準装置１と連結装置２との間、あるいは図３に示すように、基準装置１と導電ケーブル３の中間部とを連結位置間における導電ケーブル３の長さより短寸の負荷検出ケーブル４により連結することにより行われる。

また、図３に示すように、負荷検出ケーブル４と基準装置１との連結部、あるいは図１に示すように、負荷検出ケーブル４の中間部には負荷検出ケーブル４に所定の負荷が加えられた際に再結合可能に分離する再結合可能分離部５が形成される。再結合可能分離部５の分離境界にはスイッチ６が配置され、再結合可能分離部５における分離動作の基準装置１での検出を可能にする。スイッチ６は、再結合可能分離部５の分離動作により状態遷移する機械式スイッチを使用することができ、再結合可能分離部５が基準装置１と負荷検出ケーブル４との連結部に構成される場合には、基準装置１に配置し、負荷検出ケーブル４の中間部に構成される場合には、基準装置１側の連結界面に配置するのが望ましい。

負荷検出ケーブル４により形成される余長部の吸収は、通常の使用状態において負荷検出ケーブル４を残して導電ケーブル３のみが引っ掛けられる等して導電ケーブル３への単独の負荷が発生しなければ足り、例えば、負荷検出ケーブル４の外周壁に適宜間隔をおいて形成されたフック状の係止部に係止させたり、あるいは、負荷検出ケーブル４を中空状に形成し、中空部を挿通させる等、適宜の手段を採用できる。また、導電ケーブル３を負荷検出ケーブル４の表面に螺旋状に巻き付けて布線すると、負荷検出ケーブル４への特別な加工等が不要になるために安価に製造できる。

負荷検出ケーブル４は全体の可撓性を確保するために可撓性材料により形成することが可能であり、再結合可能分離部５における連結強度の確保のために再結合可能分離部５の剛性を高める必要があるときには、再結合可能分離部５を別部品として形成し、適宜手段で連結、あるいは接合することができる。

再結合可能分離部５は、所定の引張力等が負荷される以前に妄りに連結解除することのないように好適な連結力で連結される。再結合可能分離部５は、非破壊的な分離と、再結合が可能であれば適宜の構造を採用でき、例えば、弾性を利用した嵌合、あるいは係止構造にすることができる。

再結合可能分離部５での分離を検出した基準装置１には、導電ケーブル３の断線に備えた適宜の回路モジュールを搭載することが可能であり、例えば、導電ケーブル３が通信線として使用されている場合の通信線終了処理、あるいは給電線として使用されている場合の給電、あるいは受電停止、さらには、瞬断防止処理が行われる。また、回路網には、負荷検出ケーブル４の再連結が検出された際の処理再開プログラムを含めることができる。

したがってこの発明において、装置が移動して導電ケーブル３に過大な引張力が負荷されて断線する前に断線の可能性を知ることができるために、不意な断線による機器等へのダメージの発生等を確実に防止することができる。

また、以上のケーブルの配線構造を使用して電気自動車と充電装置とを連結し、電気自動車の充電システムを構成した場合には、電気自動車が過って動き始めたとき、あるいは利用者が足等を引っ掛けた場合に、給電を停止することにより、瞬断による充電装置、あるいは車両へのダメージ、さらには電圧が印加された導電線の露出による感電事故等を確実に防止できる。

本発明によれば、通電経路を切断することなくケーブルに対する異常負荷を検出し、必要な処置に対する準備を早急にすることのできる。

本発明を示すブロック図で、（ａ）は負荷検出ケーブルの再結合可能分離部が連結した状態を示す図、（ｂ）は連結解除状態を示す図である。 再結合可能分離部の詳細を示す図で、（ａ）は連結状態、（ｂ）は分離状態を示す図である。 余長形成の変形例を示す図で、（ａ）は負荷検出ケーブルの再結合可能分離部が連結した状態を示す図、（ｂ）は連結解除状態を示す図である。

図１に電気自動車の充電システムを示す。充電システムは、充電装置（基準装置１）と、電気自動車（連結装置２）と、充電装置１と電気自動車２とを接続する導電ケーブル３とを利用して運用される。

一端が充電装置１に連結される導電ケーブル３の端部には、プラグ、あるいは充電パドル等の配線用接続器３ａが連結されており、電気自動車２への充電は、この配線用接続器３ａを電気自動車２の受電口２ａに連結した状態で充電装置１から電気自動車２に給電して行われる。受電口２ａからの供給電力は、充電制御部２ｂでＡＣ／ＤＣ変換等の処理がされた後、バッテリ２ｃの充電電力として使用される。

充電用電源として使用される商用電源８が引き込まれる充電装置１には、導電ケーブル３への配線経路を断接するリレー９、あるいは半導体リレーが配置され、制御部１０から出力されるリレー駆動信号により開閉駆動される。

また、充電装置１と電気自動車２とは、負荷検出ケーブル４により連結される。図１（ａ）に示すように、負荷検出ケーブル４は、両端が充電装置１と電気自動車２に連結された状態で充電装置１と電気自動車２との限界間隔を決定し、限界間隔時においても充電ケーブルに所定長の余長が確保されるように全長が決定される。

上記負荷検出ケーブル４の中間部には、再結合可能分離部５が形成される。後に詳述するように、再結合可能分離部５は適宜の連結強度により連結される分離可能な連結部で、再結合可能分離部５にスイッチ６が配置される。スイッチ６は分離状態への移行が充電装置１側で検出可能なように、充電装置１側の分割部に固定され、リード線６ａは充電装置１側に引き出されて分離検出部７に接続される。

図１（ａ）に示すように、車両２への充電時に限界間隔から車両２が離隔方向に移動したり、あるいは負荷検出ケーブル４が何かに引っかかる等して引っ張られると、図１（ｂ）に示すように、再結合可能分離部５が分離してスイッチ６が投入される。スイッチ６投入により分離検出部７の閉成が制御部１０で検知されると、制御部１０はスイッチ開のリレー駆動信号を出力してリレー９を開成し、充電用電源からの電力供給が停止する。

この状態から再結合可能分離部５を結合可能な状態に復帰させた後、再結合可能分離部５を再結合すると、再びリレー９が閉成されて充電が再開される。

図２に再結合可能分離部５の詳細を示す。この実施の形態において、負荷検出ケーブル４は、中空状に形成されて一端が充電装置１に連結される基準装置側ケーブル４Ａと、一端が電気自動車２側に連結される連結装置側ケーブル４Ｂとから形成される。基準装置側ケーブル４Ａの自由端には、タクティルスイッチ６が固定され、このタクティルスイッチ６のリード線６ａが中空部を通って充電装置１内の分離検出部７に接続される。

また、基準装置側ケーブル４Ａの先端には、嵌合凹部４ａが形成され、連結装置側ケーブル４Ｂの先端に形成される嵌合突部４ｂが嵌合して再結合可能分離部５が形成される。嵌合突部４ｂと嵌合凹部４ａとは、不用意に嵌合状態が解除されない程度の嵌合強度で連結し、連結状態において嵌合突部４ｂの先端がタクティルスイッチ６の操作ボタンを押下し、タクティルスイッチ６をＯＦＦ状態に保持する。

嵌合凹部４ａと嵌合突部４ｂとが連結した状態で負荷検出ケーブル４は全体として適度の可撓性を有しており、充電装置１と車両２との間隔に応じて適宜に湾曲することができ、導電ケーブル３は、負荷検出ケーブル４の周りに螺旋状に巻き付けられる。

上述したように、充電装置１と車両２との間隔が大きくなると、まず、負荷検出ケーブル４に形成された余長が消費され、さらに間隔が大きくなると、負荷検出ケーブル４に負荷が加わり、再結合可能分離部５が図２（ｂ）に示すように、分離する。

負荷検出ケーブル４の周りに導電ケーブル３を螺旋状に巻き付けたこの実施の形態において、再結合可能分離部５が勢いよく分離して嵌合凹部４ａ、または嵌合突部４ｂが遠くにとばされた場合であっても、導電ケーブル３は螺旋間の間隔（δ）を伸ばして余長を消費するに留まるために、導電ケーブル３、あるいは充電装置１、車両２との連結部に過大な負荷が発生することがない。

１ 基準装置
２ 連結装置
３ 導電ケーブル
４ 負荷検出ケーブル
５ 再結合可能分離部
６ スイッチ
７ 分離検出部

Claims (4)

1. 離隔配置される基準装置に連結装置を連結する導電ケーブルと、
   一端を基準装置に連結するとともに、他端を導電ケーブルに余長を持たせて導電ケーブル、または連結装置に連結する負荷検出ケーブルとを有し、
   前記負荷検出ケーブルの基準装置との連結部から負荷検出ケーブルの連結他端に至る適宜位置には、所定の負荷で再結合可能に分離する再結合可能分離部が形成されるとともに、
   基準装置には、再結合可能分離部の分離境界に配置されるスイッチにより再結合可能分離部の分離を検出する分離検出部が設けられるケーブルの配線構造。
2. 前記再結合可能分離部が負荷検出ケーブル中間部に形成される請求項１記載のケーブルの配線構造。
3. 前記導電ケーブルは負荷検出ケーブルの周りに螺旋状に巻き付けられる請求項１または２記載のケーブルの配線構造。
4. 充電装置を基準装置として電気自動車を請求項１、２または３記載のケーブルの配線構造により接続し、充電装置からの給電により電気自動車を充電する電気自動車の充電システムであって、
   前記充電装置における再結合可能分離部の分離が検知された際に充電装置からの給電を停止する電気自動車の充電システム。

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