JPH09172743A - 充電装置のカプラ結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高度な運転テクニックを必要とせずに簡単かつ
迅速に充電作業を行うことができる充電装置の位置決め
装置を提供する。 【解決手段】送電側カプラ４３はカプラ結合装置３１に
よって支持され、電気自動車１１の走行駆動力によって
受電側カプラ２５と結合される。その送電側カプラ４３
は、スライダ３３によって電気自動車１１前後方向に移
動可能に支持され、ガイドパイプ３６ａ，３６ｂによっ
て電気自動車１１高さ方向に移動可能に支持される。ま
た、送電側カプラ４３は第１のラバーサスペンション３
９によって電気自動車１１幅方向に沿って垂直回動可能
に支持され、第２のラバーサスペンション４１によって
水平回動に支持され、第３のラバーサスペンション４２
によって電気自動車１１前後方向に沿って垂直回動可能
に支持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は充電装置のカプラ結
合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】充電装置は、電気自動車にとって必要不
可欠なものであり、充電装置を広く普及させることは電
気自動車の普及につながることから、より扱い易い充電
装置が望まれている。

【０００３】従来、充電装置についてより扱い易くする
ための技術が、例えば特開昭６３−８７１３６号公報、
特開平３−１５５３８８号公報、及び、実開平１−７９
３４３号公報等によって種々提案されている。

【０００４】特開昭６３−８７１３６号公報に記載され
ている充電装置は、ガレージ等の予め決められた位置に
車止めを設置し、車両タイヤをその車止めに当接させて
電気自動車を停車する。この車止めの当接は、車両側の
受電側電磁コイルとガレージの床に設置した送電側電磁
コイルとを正対させることを意味する。そして、車をバ
ックさせて車両タイヤがその車止めに当接させたとき、
その状態を検出装置が検出し、その検出結果に基づいて
自動的に充電装置を駆動させるものである。即ち、運転
者が充電装置の充電のためのコネクタを自動車側のコネ
クタに接続する手間は無くなる。

【０００５】又、特開平３−１５５３８８号公報に記載
された充電装置は、地上側に電磁コイルを巻回した磁性
体を設置し、自動車側に同じく電磁コイルを巻回した磁
性体を設置する。そして、自動車に設置した磁性体を地
上側磁性体に当接するように自動車を運転する。両磁性
体が互いに当接すると、その当接したことを検出器が検
知する。この検出結果に基づいて、充電装置は地上側の
磁性体に巻回した電磁コイルに電流を流し、充電動作を
開始する。この場合にも、運転者が充電装置の充電のた
めのコネクタを自動車側のコネクタに接続する手間は無
くなる。

【０００６】更に、実開平１−７９３４３号公報に記載
された充電装置は、床面に地上コアコイルを敷設し、自
動車の下面に車両用コアコイルを設け、その自動車を所
定位置に停車する。自動車が所定の位置で止まると、予
め設置されている近接スイッチが充電位置に止まったこ
とを検知する。この検知結果に基づいて、充電装置は地
上コアコイルに電流を流し、充電動作を開始する。この
場合にも、運転者が充電装置の充電のためのコネクタを
自動車側のコネクタに接続する手間は無くなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
充電装置においては、充電位置、即ち、地上側電磁コイ
ルと車両側電磁コイルとが正対する位置に案内するの
は、運転者がハンドルを操作して車を動かさなければな
らず、停車位置の許容範囲が小さいため運転者の高度な
ドライブテクニックを必要とし非常に面倒であった。こ
のため、充電作業は手間や時間を要し、当該充電作業を
迅速に行うことができなかった。

【０００８】本発明の目的は高度な運転テクニックを必
要とせずに簡単かつ迅速に充電作業を行うことができる
充電装置の位置決め装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項１に記載の発明は、車両の駐車場所に設けら
れ、地上側に設置された送電側カプラに対して車両に設
けられた受電側カプラに発生する電磁誘導によって両カ
プラを介して車両に搭載されたバッテリを充電するため
の電力を供給するために両カプラを結合させるための充
電装置のカプラ結合装置であって、前記送電側カプラを
移動可能かつ回動可能に支持するとともに、前記受電側
カプラを送電側カプラとを結合する時に両カプラの相対
的なずれを補正するカプラ支持手段を備えたことを要旨
とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の充電装置のカプラ結合装置において、前記カプラ支持
手段は、前記送電側カプラを車両の前後方向及び高さ方
向に移動可能に支持するとともに、水平及び垂直方向に
回動可能に支持し、車両の走行駆動力によって移動かつ
回動操作されて両カプラの相対的なずれを補正するよう
にしたことを要旨とする。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の充電装置のカプラ結合装置において、前記カプ
ラ支持手段は、前記送電側カプラを車両前後方向に移動
可能に支持する第１の移動手段と、前記送電側カプラを
車両高さ方向に移動可能に支持する第２の移動手段と、
前記送電側カプラを車両幅方向に沿って垂直回動可能に
支持する第１の回動支持手段と、前記送電側カプラを水
平回動に支持する第２の回動支持手段と、前記送電側カ
プラを車両前後方向に沿って垂直回動可能に支持する第
３の回動支持手段とから構成され、前記第１及び第２の
移動手段は、前記受電側カプラに対する送電側カプラの
相対的な位置ずれを補正し、前記第１〜第３の回動支持
手段は、前記受電側カプラに対する送電側カプラの相対
的な角度ずれを補正するようにしたことを要旨とする。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
うちのいずれか１項に記載の充電装置のカプラ結合装置
において、前記受電側カプラは、前記送電側カプラに対
して車両幅方向に大きく形成され、その車両幅方向のず
れを許容するようにしたことを要旨とする。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の
うちのいずれか１項に記載の充電装置のカプラ結合装置
において、前記受電側カプラは、前記送電側カプラに対
して車両幅方向に小さく形成され、その車両幅方向のず
れを許容するようにしたことを要旨とする。

【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項３〜５の
うちのいずれか１項に記載の充電装置のカプラ結合装置
において、前記前後方向支持手段は、前記送電側カプラ
を車両に対する方向に付勢するようにしたことを要旨と
する。

【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
うちのいずれか１項に記載の充電装置のカプラ結合装置
において、前記受電側カプラの上下には、前記送電側カ
プラの上下に配置された地上側ガイドと係合し、前記送
電側カプラを高さ方向に移動させる車両側ガイドが備え
られたことを要旨とする。

【００１６】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の
うちのいずれか１項に記載の充電装置のカプラ結合装置
において、前記車両の駐車場所の床面には輪止めが設け
られ、前記カプラ支持手段は車両の車輪を前記輪止めに
ほぼ当接させるように駐車して前記送電側カプラと受電
側カプラとを結合させるようにしたことを要旨とする。

【００１７】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の充電装置のカプラ結合装置において、前記駐車場所の
床面には、前記車両を受電側カプラを送電側カプラとが
結合可能な位置に案内する案内手段が敷設され、その案
内手段にそって車輪が輪止めに当接するように車両を駐
車するようにしたことを要旨とする。

【００１８】従って、請求項１に記載の発明は、送電側
カプラはカプラ支持手段によって移動可能かつ回動可能
に支持されるとともに、受電側カプラを送電側カプラと
が結合される時に両カプラの相対的なずれが補正され
る。

【００１９】請求項２に記載の発明は、送電側カプラを
車両の前後方向及び高さ方向に移動可能に支持されると
ともに、水平及び垂直方向に回動可能に支持され、車両
の走行駆動力によって移動かつ回動操作されて両カプラ
の相対的なずれが補正される。

【００２０】請求項３に記載の発明は、カプラ支持手段
は、送電側カプラが第１の移動手段によって車両前後方
向に移動可能に支持され、第２の移動手段によって車両
高さ方向に移動可能に支持される。また、送電側カプラ
は第１の回動支持手段によって車両幅方向に沿って垂直
回動可能に支持され、第２の回動支持手段によって水平
回動に支持され、第３の回動支持手段によって車両前後
方向に沿って垂直回動可能に支持される。第１及び第２
の移動手段は、受電側カプラに対する送電側カプラの相
対的な位置ずれが補正され、第１〜第３の回動支持手段
は、受電側カプラに対する送電側カプラの相対的な角度
ずれが補正される。

【００２１】請求項４に記載の発明は、受電側カプラ
は、送電側カプラに対して車両幅方向に大きく形成さ
れ、その車両幅方向のずれが許容される。請求項５に記
載の発明は、受電側カプラは、送電側カプラに対して車
両幅方向に小さく形成され、その車両幅方向のずれが許
容される。

【００２２】請求項６に記載の発明は、送電側カプラは
前後方向支持手段によって車両に対する方向に付勢さ
れ、車両前後方向の位置ずれが補正される。請求項７に
記載の発明は、受電側カプラの上下に設けられた車両側
ガイドと、送電側カプラの上下に配置された地上側ガイ
ドとが係合されて送電側カプラを高さ方向に移動され、
両カプラの高さ方向の位置ずれが補正される。

【００２３】請求項８に記載の発明は、車両の駐車場所
の床面には輪止めが設けられ、カプラ支持手段は車両の
車輪を輪止めにほぼ当接させるように駐車すれば送電側
カプラと受電側カプラとが結合されるので、高度なドラ
イブテクニックを必要としない。

【００２４】請求項９に記載の発明は、駐車場所の床面
には、車両を受電側カプラを送電側カプラとが結合可能
な位置に案内する案内手段が敷設され、その案内手段に
そって車輪が輪止めに当接するように車両を駐車すれば
両カプラが結合されるので、高度なドライブテクニック
を必要としない。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図８に従って説明する。図１及び図２に
示すように、車両としての電気自動車１１を駐車するた
めの駐車場所としてのガレージ１２には、地上側充電装
置１３が設けられている。

【００２６】電気自動車１１には、バッテリ２１が搭載
され、そのバッテリ２１に蓄えられた電力によって図示
しないモータを駆動制御することにより車輪２２を正逆
回転させ、当該電気自動車１１が前進又は後進走行する
ようになっている。電気自動車１１の後バンパ２３に
は、左右方向（車両の左右方向）に沿って収容凹部２４
が形成され、その凹部２４内に当該電気自動車１１のバ
ッテリ２１を充電するための車両側充電器の一部を構成
する受電側カプラ２５が設けられている。

【００２７】受電側カプラ２５は、受電側コア２６と受
電側電磁コイル２７とから構成されている。図２に示す
ように、受電側コア２６は、縦断面Ｔ字状に形成され、
車両幅方向に沿って収容凹部２４の側面略中央に取着さ
れている。受電側電磁コイル２７は、車幅方向に長く、
上下方向に短いコイルであって、受電側コア２６に券着
されている。

【００２８】受電側カプラ２５の上下には、それぞれ車
両側ガイド２８，２９が設けられている。車両側ガイド
２８，２９には、受電側コア２６の先端付近から収容凹
部２４の開口端に向かって切りかかれて斜面２８ａ，２
９ａが形成されている。

【００２９】又、電気自動車１１には、車両側通信機Ｂ
１が搭載されている。車両側通信機Ｂ１は、検出したバ
ッテリ２１に蓄積された電力（蓄電量）や、受電側電磁
コイル２７に発生する誘導起電力による二次電圧として
の充電電圧等を地上側充電装置１３へ送信するために利
用される。

【００３０】地上側充電装置１３は、カプラ支持手段と
してのカプラ結合装置３１と制御装置３２とから構成さ
れている。図３はカプラ結合装置３１の平面図、図４は
カプラ結合装置３１の側面図、図５はカプラ結合装置３
１の後方からの側面図、図６は電気自動車１１及びカプ
ラ結合装置３１の関係を示す側面図である。

【００３１】図３〜図５に示すように、カプラ結合装置
３１には、第１の移動手段としてのスライダ３３が設け
られている。スライダ３３は、固定部３３ａと可動部３
３ｂとからなり、固定部３３ａは可動部３３ｂが車両前
後方向に移動するようにガレージ１３の床面に固定され
ている。また、可動部３３ｂは、図示しないバネ等の付
勢手段によって常には前方に向かって付勢されている。

【００３２】可動部３３ｂの上面には支柱３４が立設さ
れている。その支柱３４の状態には第１の連結板３５が
設けられている。第１の連結板３５は、車両幅方向に沿
って配設されている。第１の連結板３５には、第２の移
動手段としてのガイドパイプ３６ａ，３６ｂが支柱３４
の左右両側に配設されている。ガイドパイプ３６ａ，３
６ｂは、車両高さ方向に摺動可能に支持されている。そ
れらガイドパイプ３６ａ，３６ｂ上端は、第２の連結板
３７によって連結されている。第２の連結板３７は、ガ
イドパイプ３６ａ，３６ｂによって車両高さ方向に移動
可能となっている。図５に示すように、その第２の連結
板３７と第１の連結板３５との間には、第２の移動手段
及び保持手段としてのコイルバネ３８が介在され、その
コイルバネ３８の弾性力によって第２の連結板３７が所
定高さに保持されている。

【００３３】第２の連結板３７の上面には第１の回動支
持手段としての第１のラバーサスペンション３９が取着
されている。その第１のラバーサスペンション３９に
は、上下方向に伸びる第３の連結板４０が前方に取着さ
れている。その第３の連結板４０の前面には第２の回動
支持手段としての第２のラバーサスペンション４１が取
着され、その第２のラバーサスペンション４１の上側に
は第３の回動支持手段としての第３のラバーサスペンシ
ョン４２が取着されている。そして、第３のラバーサス
ペンション４２の前面には送電側カプラ４３が支持され
ている。

【００３４】第１のラバーサスペンション３９は、車両
進入方向（車両前後方向）の軸（以下、Ｙ軸という）を
中心として第３の連結板４０を回動可能に支持してい
る。その第３の連結板４０には第２及び第３のラバーサ
スペンション４１，４２を介して送電側カプラ４３が支
持されている。従って、第１のラバーサスペンション３
９は、送電側カプラ４３をＹ軸を中心として回動可能に
支持している。このとき、送電側カプラ４３が回動する
方向をθｘとする。

【００３５】第２のラバーサスペンション４１は、車両
高さ方向の軸（以下、Ｚ軸という）を中心として第３の
ラバーサスペンション４２を水平回動可能に支持してい
る。その第３のラバーサスペンション４２には送電側カ
プラ４３が支持されている。従って、第２のラバーサス
ペンション４１は、送電側カプラ４３をＺ軸を中心とし
て水平回動可能に支持している。このとき、送電側カプ
ラ４３が回動する方向をθｚとする。

【００３６】第３のラバーサスペンション４２は、車両
幅方向の軸（以下、Ｘ軸という）を中心として送電側カ
プラ４３を回動可能に支持している。このとき、送電側
カプラ４３が回動する方向をθｙとする。

【００３７】従って、送電側カプラ４３は、スライダ３
３によって車両前後方向に移動可能に支持されるととも
に、車両前方に向かって付勢されている。また、送電側
カプラ４３はガイドパイプ３６ａ，３６ｂによって車両
高さ方向に移動可能に支持されるとともに、コイルバネ
３８によって所定高さに保持されている。この所定高さ
は、電気自動車１１に設けられた受電側カプラ２５の高
さとほぼ一致する高さに設定されている。更に、送電側
カプラ４３は、第１〜第３のラバーサスペンション３
９，４１，４２によって車両進入方向、車両高さ方向、
及び、車両幅方向、即ち、θｘ，θｙ，θｚ方向に対し
て回動可能に支持されている。

【００３８】送電側カプラ４３は、送電側コア４４と送
電側電磁コイル４５とから構成されている。そして、送
電側カプラ４３と受電側カプラ２５、即ち、送電側コア
４４及び送電側電磁コイル４５と、受電側コア２６及び
受電側電磁コイル２７とを結合させ、送電側電磁コイル
４５に流した電力によって受電側電磁コイル２７に生じ
る誘導起電力による充電電圧をバッテリ２１に供給する
ことにより、当該バッテリ２１を充電することが可能と
なる。

【００３９】送電側コア４４は、縦断面Ｃ字状に形成さ
れ、車両幅方向に伸びるように配設されている。送電側
コア４４の車両高さ方向の長さは、受電側コア２６の車
両高さ方向の長さと略同一に形成され、車両側ガイド２
８，２９間の幅よりも若干狭く形成されている。また、
送電側コア４４の車両幅方向の長さは、受電側コア２６
の車両幅方向の長さよりも長く、収容凹部２４の車両幅
方向の長さよりも短く形成されている。

【００４０】従って、送電側カプラ４３と受電側カプラ
２５とが結合された場合、送電側コア４４は、収容凹部
２４内であって車両高さ方向には車両側ガイド２８，２
９の間に挿入される。また、電気自動車１１が車両幅方
向に多少ずれても、送電側コア４４は収容凹部２４より
も短く形成されているので、送電側コア４４を収容凹部
２４内に挿入することができる。即ち、電気自動車１１
の車両幅方向のずれが許容される。

【００４１】送電側電磁コイル４５は、長方形枠状であ
って、その枠内に受電側電磁コイル２７を収容可能な大
きさに形成されている。また、送電側電磁コイル４５
は、受電側電磁コイル２７を収容した場合に、車両幅方
向に空間ができる大きさに形成されている。従って、電
気自動車１１が車両幅方向に多少ずれても、送電側電磁
コイル４５の枠内には、受電側電磁コイル２７が収容さ
れる。そして、送電側電磁コイル４５に一定の電流を流
した場合、その送電側電磁コイル４５の枠内に収容され
た受電側電磁コイル２７の位置に係わらず、受電側電磁
コイル２７には同じ大きさの誘導起電力が発生し同じ電
圧の二次電圧が出力されるようになっている。

【００４２】即ち、電気自動車１１が車両幅方向にずれ
ても、送電側カプラ４３と受電側カプラ２５とは十分に
結合されるので、車両幅方向のズレが許容される。ま
た、電気自動車１１が車両幅方向にずれても、送電側カ
プラ４３と受電側カプラ２５の電気的特性は変化しな
い。

【００４３】第３の連結板４０の上下端には、それぞれ
地上側ガイド４６，４７が設けられている。地上側ガイ
ド４６，４７は、それぞれ送電側カプラ４３の上下に配
設されている。また、地上側ガイド４６，４７は、前方
に向かって伸びるように配設され、それらの先端は、送
電側カプラ４３よりも前方に突出されている。

【００４４】図１，２に示すように、制御装置３２に
は、電源装置５１及び地上側通信機Ｂ２が設けられてい
る。電源装置５１は、送電側カプラ４３に電源を供給す
るために利用される。地上側通信機Ｂ２は、電気自動車
１１に設けられた車両側通信機Ｂ１とデータ等の通信を
行うために利用される。

【００４５】この電気自動車１１を駐車するガレージ１
２には、その後部に電気自動車１１の車輪２２の位置を
規定するための左右一対の輪止め５２が設けられ、その
輪止め５２の前方には左右一対のスロープ５３が設けら
れている。スロープ５３は、電気自動車１１の後輪２２
がそのスロープ５３を乗り越えた時に、前記収容凹部２
４の開口端が送電側カプラ４３の前端と略一致する位置
に形成されている。

【００４６】また、ガレージ１２の床面１２ａには、案
内手段としての左右一対のガイドパイプ５４が立設され
ている。ガイドパイプ５４は、複数（本実施の形態では
４個）のローラガイド５５からなり、左右それぞれスロ
ープ５３の内側に自動車１１の進入方向（車両の前後方
向）に沿って配設されている。左右のローラガイド５５
間の幅は、左右の車輪２２内側の幅よりも狭く配置され
ている。また、ローラガイド５５は、前方左右２つが内
側に斜めに傾いて配置されている。

【００４７】ガイドパイプ５４は、電気自動車１１を充
電位置まで誘導するために利用される。充電位置とは、
電気自動車の後輪２２が輪止め５２のほぼ前方にあり、
少なくとも一方の後輪２２が輪止め５２に当接した位置
をいう。この充電位置において、送電側カプラ４３と受
電側カプラ２５は、十分に結合される。そのため、充電
装置１３は、電気自動車１１に対して電力を効率良く供
給することができるようになっている。

【００４８】即ち、電気自動車１１を駐車する際に左右
の後輪２２がガイドパイプ５４に当接すると、後輪２２
はガイドパイプ５４に沿って左右方向に移動され、輪止
め５２のほぼ前方にそれぞれ導かれる。そして、電気自
動車１１は、ガイドパイプ５４によって少なくとも一方
の後輪２２が輪止め５２に当接する位置に導かれる。即
ち、ガイドパイプ５４は、電気自動車１１の左右方向の
位置を補正する。この左右方向の位置が補正され、少な
くとも一方の後輪２２が輪止め５２に当接したときの電
気自動車１１の位置を充電位置とする。

【００４９】次に、電気自動車１１の充電に係わる電気
的構成、及び、充電装置１３の電気的構成について説明
する。図７に示すように、電気自動車１１には、車両側
コントローラ６１が設けられている。車両側コントロー
ラ６１は車両側通信機Ｂ１に接続され、その通信機Ｂ１
を介して地上側通信機Ｂ２を相互に信号を送受信するよ
うになっている。車両側コントローラ６１にはメモリ６
１ａが備えられ、そのメモリ６１ａには予め定めた車両
側ＩＤコードや、通信等の制御プログラム等が記憶され
ている。車両側コントローラ６１はメモリ６１ａに記憶
されたＩＤコードを読み出し、そのＩＤコードを示すＩ
Ｄ信号を車両側通信機Ｂ１を介して送信する。

【００５０】車両側コントローラ６１はバッテリ２１に
接続され、当該バッテリ２１の電圧（蓄電量）を入力す
る。また、車両側コントローラ６１は受電側カプラ２５
の受電側電磁コイル２７に接続され、当該受電側電磁コ
イル２７に発生する二次電圧である充電電圧を入力す
る。更にまた、車両側コントローラ６１は図示しないシ
フトレバーの状態を検出する。そして、車両側コントロ
ーラ６１は、入力したバッテリ２１の電圧、充電電圧等
を車両側通信機Ｂ１を介して送信する。

【００５１】制御装置３２には地上側コントローラ６２
が設けられている。この地上側コントローラ６２にはメ
モリ６２ａが設けられ、地上側コントローラ６２はメモ
リ６２ａに各種データを記憶できるようになっている。
地上側コントローラ６２には車両側通信機Ｂ１と通信可
能な地上側通信機Ｂ２が接続されている。

【００５２】又、地上側コントローラ６２には電源装置
５１が接続されている。そして、電源装置５１には送電
側カプラ４３が接続されている。電源装置５１は、送電
側カプラ４３の送電側電磁コイル４５に充電及び位置検
出のための電源を供給する電源回路６３、及び、電源回
路６３から出力される電流の値を検出する電流検出回路
６４を備えている。即ち、電流検出回路６４は電源回路
６３に接続されているとともに、各電源回路６３及び電
流検出回路６４はそれぞれ地上側コントローラ６２に接
続されている。

【００５３】電源回路６３はバッテリ２１を充電するた
めの交流電源からなる充電用電源と、受電側カプラ２５
と送電側カプラ４３との結合状態を確認するために出力
する交流電源からなるチェック用電源との２種類の電源
を送電側カプラ４３の送電側電磁コイル４５に供給でき
るようになっている。そして、これら各電源は、充電作
業の状態に応じて地上側コントローラ６２からの指令信
号に基づいて選択される。即ち、地上側コントローラ６
２は、充電作業において、電源回路６３に対して指令信
号を出力し、充電用電源又はチェック用電源を送電側カ
プラ４３に供給するようになっている。

【００５４】次に、上記のように構成した充電装置１３
の作用を説明する。通常、運転者は、電気自動車１１を
運転してバック（後進走行）にてガレージ１２に進入さ
せ、後輪２２が輪止め５２に当接する位置に駐車する。
このとき、カプラ結合装置３１は、送電側カプラ４３の
前端がスロープ５３を乗り越えた時の電気自動車１１の
収容凹部２４の開口端とほぼ一致する位置に保持してい
る。従って、図６に示すように、後輪２２を輪止め５２
に当接させた場合、送電側カプラ４３は、電気自動車１
１と係合し、その電気自動車１１の後進力によって後方
へ押圧されスライダ３３によって後方へ移動する。

【００５５】このとき、乗員は積載された荷物等によっ
て電気自動車１１の車高が変わっていた場合、地上側ガ
イド４６，４７が車両側ガイド２８，２９とが係合す
る。そして、車両側ガイド２８，２９の斜面２８ａ，２
９ａは、地上側ガイド４６，４７を車両高さ方向に移動
させる。その結果、送電側カプラ４３は車両側ガイド２
８，２９の間に挿入され、その送電側カプラ４３と受電
側カプラ２５とが結合されるので、車両高さ方向の相対
的な位置ずれが補正される。

【００５６】また、電気自動車１１を駐車した後に乗員
が乗り降りしたり、荷物の積み下ろしをしたりして電気
自動車１１の車高が変化しても、送電側カプラ４３は、
車両側ガイド２８，２９間に挿入されているので、送電
側カプラ４３と受電側カプラ２５との結合が保持され
る。

【００５７】更に、電気自動車１１が傾いて駐車された
場合、その電気自動車１１の後進力により第１〜第３の
ラバーサスペンション３９，４１，４２によって送電側
カプラ４３が電気自動車１１の傾きに応じてθｘ，θ
ｙ，θｚ方向に回動する。その結果、送電側カプラ４３
と受電側カプラ２５とが十分に結合されるので、電気自
動車１１の傾き、即ち、相対的な角度ずれが補正され
る。

【００５８】また、電気自動車１１が車両幅方向にずれ
てガレージ１２に進入（後進）した場合、電気自動車１
１の後輪２２が斜めに傾いて配設されたローラガイド５
５に当接する。そして、更に後進させると、後輪２２
は、ローラガイド５５に沿って車両幅方向のずれとは逆
方向に進み、進入方向に沿って配設されたローラガイド
５５によって輪止め５２の前方に誘導される。即ち、電
気自動車１１は、ガイドパイプ５４によって車両幅方向
の相対的なずれが補正される。その結果、運転者は、高
度なドライブテクニックを有していなくても、車輪２２
を輪止め５２に容易に当接させることができる。

【００５９】この時、受電側カプラ２５の中心と送電側
カプラ４３の中心とは一致せず、ずれている。しかしな
がら、送電側カプラ４３の送電側電磁コイル４５は、受
電側カプラ２５の受電側電磁コイル２７に比べて左右方
向に長く形成されている。そのため、受電側カプラ２５
と送電側カプラ４３の中心がずれても、受電側電磁コイ
ル２７は送電側電磁コイル４５内に挿入されるので、受
電側カプラ２５と送電側カプラ４３とが十分に結合さ
れ、電気自動車１１の車両幅方向の相対的なずれが補正
される。

【００６０】上記のようにしてガレージ１２への駐車動
作が完了すると、運転者は所定の操作、例えば電気自動
車１１の運転レンジをパーキングレンジ（以下、Ｐレン
ジという）にする。すると、車両側コントローラ６１
は、電気自動車１１の状態を示す状態信号を車両側通信
機Ｂ１を介して送信する。この状態信号には、電気自動
車１１が停止していることを示すＰレンジ信号と、自己
の電気自動車１１を識別するために予め記憶されたＩＤ
コードを示すＩＤ信号、及び、バッテリ２１の充電状態
（蓄電量）を示す充電状態信号等を含む。

【００６１】地上側コントローラ６２は、地上側通信機
Ｂ２を介して車両側通信機Ｂ１からの状態信号を入力す
ると、図８に示すフローチャートに従って充電作業を開
始する。先ず、Ｓ１において、地上側コントローラ６２
は、入力した状態信号に基づいて駐車された電気自動車
１１が予め登録された本ガレージ１２に駐車してもよい
指定された車両（指定車両）であるか否かを判断する。
この判断には、状態信号に含まれるＩＤ信号が用いられ
る。即ち、地上側コントローラ６２は、入力したＩＤ信
号が示す車両側のＩＤコードと、メモリ６２ａに予め記
憶された地上側のＩＤコードとを比較する。両ＩＤコー
ドが一致する場合、地上側コントローラ６２は、駐車さ
れた電気自動車１１が指定車両であると判断し、Ｓ２に
移る。一方、両ＩＤコードが一致しない場合、地上側コ
ントローラ６２は、駐車された電気自動車１１が指定車
両ではないとしてＳ１にて正規の指定車両が駐車される
のを待機する。

【００６２】次に、Ｓ２において、地上側コントローラ
６２は両通信機Ｂ１，Ｂ２を介して入力した状態信号に
基づいて、駐車した電気自動車１１のバッテリの充電が
必要か否かを判断する。この判断には、バッテリ２１の
充電状態（蓄電量）を示す充電状態信号が用いられる。
即ち、地上側コントローラ６２は、入力したバッテリ２
１の蓄電量が予め定められた基準値以上であれば充電要
求がない、即ち、バッテリ２１の充電が必要でないと判
断し、充電作業を終了する。一方、入力したバッテリ２
１の蓄電量が基準値以下であれば地上側コントローラ６
２は充電要求がある、即ち、バッテリ２１の充電が必要
であると判断し、次のＳ３へと移る。

【００６３】Ｓ３において、地上側コントローラ６２は
地上側通信機Ｂ２及び車両側通信機Ｂ１を介して車両側
コントローラ６１に対して開始信号を送信し、Ｓ４に移
る。車両側コントローラ６１は、開始信号を入力する
と、バッテリ２１の蓄電量、及び、受電側電磁コイル２
７に流れる二次電圧（充電電圧）を監視し、それら蓄電
量及び充電電圧を両通信機Ｂ１，Ｂ２を介して地上側コ
ントローラ６２に送信する。

【００６４】Ｓ４において、地上側コントローラ６２は
電源回路６３を駆動制御してチェック用電源を送電側カ
プラ４３（送電側電磁コイル４５）に出力する。そし
て、Ｓ５において、地上側コントローラ６２は、出力電
圧のチェックを行う。即ち、地上側コントローラ６２
は、車両側コントローラ６１から送信される充電電圧
と、予め定めた規定電圧とを比較する。受電側カプラ２
５と送電側カプラ４３とが正しく結合されている場合、
充電電圧は規定電圧以上となる。従って、地上側コント
ローラ６２は、充電電圧が規定電圧以上の場合には両カ
プラ２５，４３が正しく結合されていると判断し、Ｓ５
からＳ６に移る。

【００６５】Ｓ６において、地上側コントローラ６２
は、充電を開始する。即ち、地上側コントローラ６２
は、電源回路６３を駆動制御して当該電源回路６３から
充電用電源を送電側カプラ４３に供給させる。すると、
受電側カプラ２５の受電側電磁コイル２７には、誘導起
電力による二次電圧（充電電圧）が発生する。その充電
電圧をバッテリ２１に供給することによって、当該バッ
テリ２１は充電される。

【００６６】この充電時において、Ｓ７にて、地上側コ
ントローラ６２は、受電側及び送電側電磁コイル４５に
流れる電流や、当該コイル４５に印加される電圧を監視
（モニタ）する。この場合、受電側電磁コイル２７に流
れる二次電流及び印加される電圧は、車両から車両側通
信機Ｂ１及び地上側通信機Ｂ２を介して地上側コントロ
ーラ６２に入力される。そして、地上側コントローラ６
２は、二次電流等に基づいて充電作業状態の制御（充電
制御）を行う。例えば、地上側コントローラ６２は、常
に受電側電磁コイル２７を流れる電流が一定となるよう
に、送電側電磁コイル４５に流れる電流又は当該コイル
４５にかかる電圧を制御する。

【００６７】そして、Ｓ８にて、地上側コントローラ６
２は車両側通信機Ｂ１からのバッテリの充電が完了した
ことを示す充電完了信号が出力されたか否かを判断す
る。即ち、地上側コントローラ６２は、充電完了信号が
出力されなければＳ７へ戻り、当該充電作業を継続す
る。一方、充電完了信号が出力されると、地上側コント
ローラ６２は充電が完了したとして、当該充電作業を終
了する。

【００６８】ところで、Ｓ５において、出力電圧（充電
電圧）をチェックした際に、当該出力電圧が規定電圧に
達しない場合がある。この場合は、例えば電気自動車１
１が傾いて駐車され、その傾きがカプラ結合装置３１に
おいて補正しきれない場合等である。この時、受電側カ
プラ２５と送電側カプラ４３は、正しく結合されていな
いので、充電用電源を供給しても、両カプラ２５，４３
の結合部分によってロスが大きく、バッテリ２１を充電
するのに充分な電圧が得られない。

【００６９】この場合、地上側コントローラ６２は、Ｓ
５からＳ９に移り、電気自動車１１の再車庫入れを要求
し、充電作業を中断する。運転者は、この再車庫入れ要
求に基づいて電気自動車１１の再車庫入れを行う。地上
側コントローラ６２は、再車庫入れを要求した後、Ｓ１
に移って電気自動車１１が再び停止されるのを待機し、
再び電気自動車１１が停止すると、再度充電作業を再開
する。この再車庫入れにより、両カプラ２５，４３の不
十分な結合による充電を防止し、バッテリ２１を充分に
充電させることができる。

【００７０】従って、本実施例によれば、以下の効果を
有する。 （１）ガレージ１２の床面にガイドパイプ５４を敷設
し、そのガイドパイプ５４によって電気自動車１１を誘
導して当該自動車１１の後輪２２がガレージ１２に設け
た輪止め５２に当接するようにした。その結果、運転者
には高度なドライブテクニックを必要とせず、容易に後
輪２２を輪止め５２に当接させることができる。

【００７１】（２）送電側カプラ４３は、車両前後方向
に配設したスライダ３３によって前方に付勢され、ガイ
ドパイプ３６ａ，３６ｂ及びコイルバネ３８によって所
定高さに保持されるようにした。そして、電気自動車１
１が後進する力によって送電側カプラ４３を後方へ押圧
し、受電側カプラ２５の上下に配置した車両側ガイド２
８，２９によって地上側ガイド４６，４７を上下方向に
移動させて受電側カプラ２５と送電側カプラ４３とを結
合させるようにした。その結果、電気自動車１１の車両
高さ方向の相対的なずれが補正されて、受電側カプラ２
５と送電側カプラ４３とを十分に結合させることができ
る。

【００７２】（３）送電側カプラ４３は第１〜第３のラ
バーサスペンション３９，４１，４２によって車両前後
方向、車両高さ方向、及び、車両幅方向に対して回動可
能に支持される。そして、電気自動車１１が後進する力
によって送電側カプラ４３を電気自動車１１の傾きに応
じて回動させるようにした。その結果、電気自動車１１
の傾き、即ち相対的な角度ずれが補正されて、受電側カ
プラ２５と送電側カプラ４３とを十分に結合させること
ができる。

【００７３】（４）受電側電磁コイル２７に対して送電
側電磁コイル４５を車両幅方向に長く形成したので、電
気自動車１１が車両幅方向にずれても、送電側電磁コイ
ル４５内に受電側電磁コイル２７を挿入することができ
るので、車両幅方向の相対的な位置ずれが補正され、送
電側カプラ４３と受電側カプラ２５とを十分に結合させ
ることができる。

【００７４】（５）受電側カプラ２５と送電側カプラ４
３との結合を、電気自動車１１の後進力によって行うよ
うにしたので、カプラ結合装置３１側には駆動力を必要
とせず、当該カプラ結合装置３１の構成を簡単にするこ
とができる。

【００７５】（６）送電側カプラ４３にチェック用電源
を供給し、受電側カプラ２５から出力される出力電圧が
規定電圧以上である場合には充電を開始し、規定電圧以
下の場合には駐車再要求を行うようにした。受電側電磁
コイル２７からの出力電圧が規定電圧以下の場合には、
送電側カプラ４３と受電側カプラ２５との結合が不十分
である。その結果、不十分な結合によって充電が行われ
るのを防止することができる。

【００７６】なお、本発明は上記実施の形態の他、以下
のように実施してもよい。 （１）上記実施の形態では、電気自動車１１の後バンパ
２３に形成した収容凹部２４内に受電側カプラ２５を設
けたが、前バンパに収容凹部２４を形成し、その収容凹
部２４内に受電側カプラ２５を設けて実施してもよい。
この場合、運転者は、ガレージ１２に対して前進走行に
より駐車する。そのため、より容易に車輪２２を輪止め
５２に当接させることができる。

【００７７】（２）上記実施の形態では、受電側電磁コ
イル２７に対して送電側電磁コイル４５を車両幅方向に
長く形成したが、送電側電磁コイル４５に対して受電側
電磁コイル２７を車両幅方向に長く形成して実施しても
よい。この場合、受電側電磁コイル２７内に送電側電磁
コイル４５が挿入され、受電側カプラ２５を送電側カプ
ラ４３をが結合される。

【００７８】（３）上記実施の形態では、スライダ３３
により車両前後方向に送電側カプラ４３を移動可能に支
持したが、図９〜図１１に示すように、ガレージ１２の
床面１２ａに立設した支持台７１に連結板７２を取着固
定し、その連結板７２の上部左右両側にガイドパイプ７
３ａ，７３ｂを車両前後方向に摺動可能に設け、そのガ
イドパイプ７３ａ，７３ｂの前端を連結した連結板７２
に車両高さ方向に摺動可能にガイドパイプ３６ａ，３６
ｂを設ける。そして、車両前方に図示しないコイルバネ
等の付勢手段によって送電側カプラ４３を付勢するよう
にして実施してもよい。 （４）上記実施の形態において、図１２に示すように、
受電側カプラ２５を電気自動車１１の底面に設けてもよ
い。この場合、ペダル７５を設け、後輪２２が輪止め５
２に当接された時にその後輪２２がペダル７５を踏む。
すると、送電側カプラ４３がゆっくりと受電側カプラ２
５に向かって上昇する。この場合にも、車両前後方向に
は地上側ガイド４６，４７と車両側ガイド２８，２９と
が係合することにより相対的な位置ずれが補正され、第
１〜第３のラバーサスペンション３９，４１，４２によ
ってθ_x ，θ_y ，θ_z 方向の相対的な角度ずれが補正さ
れる。その結果、上記実施の形態と同様に、センサを必
要とせず、運転者の運転技術によらずに両カプラ２５，
４３を結合させることができる。

【００７９】（５）上記実施の形態では、車両停止を電
気自動車１１からのＰレンジ信号によって判断するよう
にしたが、充電装置１３側で車両停止を検出するように
してもよい。この場合、送電側カプラ４３に微弱な電流
を流しておき、電気自動車１１の停車によって送電側カ
プラ４３と受電側カプラ２５とが結合されるとインピー
ダンスが変化し、送電側カプラ４３に供給する電圧が変
化する。この電圧の変化に基づいて車両停止を検出す
る。

【００８０】（６）上記実施の形態では、ガイドパイプ
５４を複数のローラガイド５５から構成したが、長尺の
パイプを屈曲形成して地上に敷設して電気自動車１１を
充電位置に誘導するようにしてもよい。

【００８１】また、上記実施の形態では、ガイドパイプ
５４を車輪２２の内側に配設したが、車輪２２の外側に
配設するようにしてもよい。更に、ガイドパイプ５４を
左右のいずれか一方の車輪２２の両側に配設して実施し
てもよい。

【００８２】（７）上記実施例では、Ｓ７にて充電制御
として受電側電磁コイル２７を流れる電流が一定となる
ように送電側電磁コイル４５を流れる電流又は当該コイ
ル４５にかかる電圧を制御した。これを、充電制御とし
て、地上側コントローラ６２は、受電側電磁コイル２７
にかかる電圧が一定となるように、送電側電磁コイル４
５を流れる電流又は当該コイル４５にかかる電圧を制御
してもよい。同様に、地上側コントローラ６２は、受電
側電磁コイル２７に供給される電力が一定となるよう
に、送電側電磁コイル４５を流れる電流又は当該コイル
４５にかかる電圧を制御してもよい。

【００８３】以上、本発明の実施の各形態について説明
したが、上記各形態から把握できる請求項以外の技術思
想について、以下にその効果とともに記載する。 （イ）前記受電側カプラは車両底面に設けられ、駐車場
所には車輪にて操作されるペダルが備えられ、そのペダ
ルの操作に基づいて送電側カプラを上方へ移動させて両
カプラを結合させるようにした請求項１乃至９に記載の
充電装置のカプラ結合装置。この構成によれば、高度な
ドライブテクニックを必要とせず、受電側カプラと送電
側カプラとが容易に結合可能となる。

【００８４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、高
度な運転テクニックを必要とせずに簡単かつ迅速に充電
作業を行うことが可能な充電装置の位置決め装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電気自動車及びカプラ結合装置を示す概略平
面図。

【図２】 電気自動車及びカプラ結合装置を示す概略側
面図。

【図３】 カプラ結合装置の概略平面図。

【図４】 カプラ結合装置の概略側面図。

【図５】 カプラ結合装置の概略背面図。

【図６】 カプラ結合装置の結合状態を示す概略側面
図。

【図７】 充電装置の電気ブロック回路図。

【図８】 充電装置の処理フローチャート。

【図９】 別のカプラ結合装置の概略平面図。

【図１０】 別のカプラ結合装置の概略側面図。

【図１１】 別のカプラ結合装置の概略背面図。

【図１２】 別の電気自動車及びカプラ結合装置の概略
側面図。

【符号の説明】

１１…車両としての電気自動車、１２…駐車場所として
のガレージ、１３…地上側充電装置、２５…受電側カプ
ラ、２６…受電側コア、２７…受電側電磁コイル、２
８，２９…車両側ガイド、３１…カプラ支持手段として
のカプラ結合装置、３３…第１の移動手段としてのスラ
イダ、３６ａ，３６ｂ…第２の移動手段としてのガイド
パイプ、３８…第２の移動手段としてのコイルバネ、３
９…第１の回動支持手段としての第１のラバーサスペン
ション、４１…第２の回動支持手段としての第２のラバ
ーサスペンション、４２…第３の回動支持手段としての
第３のラバーサスペンション、４３…送電側カプラ、４
４…送電側コア、４５…送電側電磁コイル、４６，４７
…地上側ガイド、５２…輪止め、５４…案内手段として
のガイドパイプ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の駐車場所に設けられ、地上側に設
   置された送電側カプラに対して車両に設けられた受電側
   カプラに発生する電磁誘導によって両カプラを介して車
   両に搭載されたバッテリを充電するための電力を供給す
   るために両カプラを結合させるための充電装置のカプラ
   結合装置であって、 前記送電側カプラを移動可能かつ回動可能に支持すると
   ともに、前記受電側カプラを送電側カプラとを結合する
   時に両カプラの相対的なずれを補正するカプラ支持手段
   を備えた充電装置のカプラ結合装置。
2. 【請求項２】 前記カプラ支持手段は、前記送電側カプ
   ラを車両の前後方向及び高さ方向に移動可能に支持する
   とともに、水平及び垂直方向に回動可能に支持し、車両
   の走行駆動力によって移動かつ回動操作されて両カプラ
   の相対的なずれを補正するようにした請求項１に記載の
   充電装置のカプラ結合装置。
3. 【請求項３】 前記カプラ支持手段は、 前記送電側カプラを車両前後方向に移動可能に支持する
   第１の移動手段と、 前記送電側カプラを車両高さ方向に移動可能に支持する
   第２の移動手段と、 前記送電側カプラを車両幅方向に沿って垂直回動可能に
   支持する第１の回動支持手段と、 前記送電側カプラを水平回動に支持する第２の回動支持
   手段と、 前記送電側カプラを車両前後方向に沿って垂直回動可能
   に支持する第３の回動支持手段とから構成され、 前記第１及び第２の移動手段は、前記受電側カプラに対
   する送電側カプラの相対的な位置ずれを補正し、前記第
   １〜第３の回動支持手段は、前記受電側カプラに対する
   送電側カプラの相対的な角度ずれを補正するようにした
   請求項１又は２に記載の充電装置のカプラ結合装置。
4. 【請求項４】 前記受電側カプラは、前記送電側カプラ
   に対して車両幅方向に大きく形成され、その車両幅方向
   のずれを許容するようにした請求項１〜３のうちのいず
   れか１項に記載の充電装置のカプラ結合装置。
5. 【請求項５】 前記受電側カプラは、前記送電側カプラ
   に対して車両幅方向に小さく形成され、その車両幅方向
   のずれを許容するようにした請求項１〜３のうちのいず
   れか１項に記載の充電装置のカプラ結合装置。
6. 【請求項６】 前記前後方向支持手段は、前記送電側カ
   プラを車両に対する方向に付勢するようにした請求項３
   〜５のうちのいずれか１項に記載の充電装置のカプラ結
   合装置。
7. 【請求項７】 前記受電側カプラの上下には、前記送電
   側カプラの上下に配置された地上側ガイドと係合し、前
   記送電側カプラを高さ方向に移動させる車両側ガイドが
   備えられた請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の
   充電装置のカプラ結合装置。
8. 【請求項８】 前記車両の駐車場所の床面には輪止めが
   設けられ、前記カプラ支持手段は車両の車輪を前記輪止
   めにほぼ当接させるように駐車して前記送電側カプラと
   受電側カプラとを結合させるようにした請求項１〜７の
   うちのいずれか１項に記載の充電装置のカプラ結合装
   置。
9. 【請求項９】 前記駐車場所の床面には、前記車両を受
   電側カプラを送電側カプラとが結合可能な位置に案内す
   る案内手段が敷設され、その案内手段にそって車輪が輪
   止めに当接するように車両を駐車するようにした請求項
   ８に記載の充電装置のカプラ結合装置。