JP2000092617A - 電動車両における充電用リッド開閉装置 - Google Patents

電動車両における充電用リッド開閉装置

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憲治 内堀
Akira Ozawa
晃 小澤
Toshihiro Sone
利浩 曽根
Michio Shimada
道夫 島田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】自動開閉可能な充電用リッドを、自動開閉のた
めの駆動機構に負担をかけることなく手動で開閉するこ
とができ、しかも、充電用リッドを確実に開放状態ある
いは閉塞状態に設定することのできる電動車両における
充電用リッド開閉装置を提供することを目的とする。 【解決手段】充電用リッド１２０が手動によって開閉さ
れると、それによって回転軸部１２５が回転する。この
とき、スライドカラー１５４は、回転しながら回転軸部
１２５に沿って移動するため、ボール部材１５９が係合
溝１５８からはずれ、ベースプレート１４８がスライド
カラー１５４から解除される。従って、充電用リッド１
２０が容易に開閉される。回転軸部１２５が所定角度回
転すると、充電用リッド開閉検知センサ１６６がそれを
検出し、モータ１３８が駆動されて充電用リッド１２０
が強制的に開閉される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリから供給
される電力によって駆動される電動車両の受電カプラを
保護する充電用リッドの開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、化石燃料の枯渇化を抑制し、環境
汚染等を回避可能な移送手段として、電動車両の開発が
進んでいる。通常、電動車両は、搭載されているバッテ
リから供給される電力をエネルギとして駆動されるもの
であり、この電力は、ガソリンの場合と同様に、適宜外
部からバッテリに充電しておく必要がある。従って、電
動車両は、電力供給ステーションに設置された電力供給
用のカプラが嵌合する受電カプラを有している。
【０００３】ここで、電動車両を電力供給ステーション
に移動させた際、電力供給用のカプラが受電カプラに自
動的に係合し、自動充電が開始されるように構成すれ
ば、それだけ作業者の負担が軽減されることになる。一
方、電動車両の受電カプラには、汚れを回避するととも
に、車両の外観向上の観点から、開閉可能なリッドが必
要である。この場合、充電作業の自動化を推進しようと
すると、前記リッド自体の自動開閉が望まれることにな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ガソリン車
両においては、ガソリンの給油口のリッドを手動で開閉
して給油を行うように構成したものがある。従って、電
動車両の利用者も、この習慣から手動でリッドの開閉を
行ってしまうおそれがある。
【０００５】この場合、自動開閉できるように構成され
ているリッドを手動で開閉しようとすると、開閉のため
の駆動機構に過負荷がかかってしまうおそれがある。ま
た、手動によりリッドを開閉する際、リッドが完全に開
状態になっていないと、充電のためのカプラを正常に係
合することができなくなるおそれがあり、リッドが完全
に閉状態になっていないと、リッドががたついて電動車
両の走行に支障を来すおそれがある。
【０００６】本発明は、前記の課題を解決するためにな
されたものであって、自動開閉可能な充電用リッドを、
自動開閉のための駆動機構に負担をかけることなく手動
で開閉することができ、しかも、充電用リッドを確実に
開放状態あるいは閉塞状態に設定することのできる電動
車両における充電用リッド開閉装置を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電動車両に
おける充電用リッド開閉装置では、自動開閉時において
モータが駆動されると、駆動軸部が回転し、その回転が
クラッチ機構を介して充電用リッドの回転軸部に伝達さ
れ、これによって充電用リッドが自動開閉される。一
方、利用者による手動開閉時においては、充電用リッド
の手動（外力）による回転が回転軸部を介してモータの
駆動軸部に伝達されようとするが、回転軸部と駆動軸部
との間の連結がクラッチ機構によって解除されるため、
充電用リッドのみが回転し、モータ側に過負荷のかかる
事態が回避される。さらにこの場合、充電用リッドの回
転軸部が所定角度回転したことが検知手段によって検知
されると、その検知信号に基づいてモータが駆動され、
連結状態となったクラッチ機構を介して充電用リッドが
強制的に開閉されるため、充電用リッドが確実に開放状
態あるいは閉塞状態となる。この結果、充電時において
は、確実に開放された受電カプラに対して電力供給カプ
ラを係合させて充電を行うことができ、また、充電完了
時においては、充電用リッドを確実に閉塞させることが
できる。
【０００８】なお、クラッチ機構は、モータ側に設けた
第１回転部材と、充電用リッド側に設けた第２回転部材
との間にボール部材を配設し、押圧部材により第１回転
部材および第２回転部材を押圧させて連結し、充電用リ
ッドに外力が付与された際、第１回転部材および第２回
転部材が離間して連結が解除され、充電用リッドの開閉
が自動から手動に切り替えられる。
【０００９】また、上記のクラッチ機構において、ボー
ル部材を第１回転部材および第２回転部材の少なくとも
一方の係合溝に係合させることにより、自動開閉時に確
実にモータの回転力を充電用リッドに伝達し、充電用リ
ッドの確実な開状態および閉状態を実現することができ
る。この場合、係合溝を複数設けることにより、ボール
部材が最も近くにある係合溝に係合した後、モータの回
転力が速やかに充電用リッドに伝達されることになるた
め、モータの空転時間を短縮することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本実施形態の充電用リッ
ド開閉装置が適用される電動車両共用システムの概略説
明図である。この電動車両共用システムは、複数の電動
車両１０を複数の利用者によって共用することを目的と
して構築されたものである。例えば、電動車両１０の利
用可能範囲１２には、複数台の電動車両１０を確保可能
なポート１３が設けられており、自宅や会社の近傍のポ
ート１３から電動車両１０を借り出した利用者は、その
電動車両１０に乗車して駅やスーパ等に移動し、所期の
目的を達成した後、最寄りのポート１３に電動車両１０
を返却する。なお、電動車両１０の利用可能範囲１２内
には、電動車両１０の利用状況等に係る情報を通信によ
って送信するための複数の通信手段１４が設けられてお
り、収集された情報は、当該電動車両共用システムのセ
ンタ１６に送信されて処理される。
【００１１】図２は、各ポート１３の構成を示したもの
である。ポート１３には、利用者が電動車両１０を借り
出しあるいは返却するための乗降場１８と、複数台の電
動車両１０をプールする駐車場１９とが設けられ、乗降
場１８には、借り出しあるいは返却処理のためのポート
端末管制装置２０が設置される。利用者は、例えば、こ
のポート端末管制装置２０において、利用情報等の記録
されたＩＣカードを用いて所望の電動車両１０の借り出
しあるいは返却を行うことになる。
【００１２】乗降場１８と各駐車場１９との間には、電
動車両１０を自動運転にて移動させるための誘導ケーブ
ル２２および磁気ネイル２４が埋設される。また、駐車
場１９の１つには、搭載されているバッテリに対して充
電を行うための充電装置２６が設置されている。
【００１３】図３および図４は、充電装置２６およびそ
の充電装置２６が設置された駐車場１９に駐車している
電動車両１０を示す。充電装置２６は、電動車両１０か
らの充電指令信号に基づいて電力を供給する一方、電動
車両１０からの充電完了信号に基づいて電力の供給を停
止する充電器２８と、前記充電器２８に接続され、電動
車両１０に対して自動充電を行う充電ロボット３０とか
ら構成される。
【００１４】充電ロボット３０は、ベース３２上に設置
される本体部３４と、本体部３４上に一端部が軸支され
る第１アーム３６と、第１アーム３６の他端部に一端部
が軸支される第２アーム３８と、第２アーム３８の他端
部に揺動自在に保持される給電カプラ４０とから構成さ
れる。この場合、本体部３４は、上下方向（矢印Ｙ方
向）に変位可能に構成され、第１アーム３６および第２
アーム３８は、夫々本体部３４および第１アーム３６を
中心として旋回可能に構成される。従って、第２アーム
３８の端部に軸支された給電カプラ４０は、電動車両１
０に対して矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の３次元方向に変位可能
である。
【００１５】充電ロボット３０のベース３２側には、電
動車両１０の受電カプラ１１８までの矢印Ｚ方向の距離
を検出する超音波センサ４２が設けられる。また、駐車
場１９には、後輪タイヤが載置されたことにより電動車
両１０の矢印Ｘ方向およびＺ方向の位置を検出するタイ
ヤ踏力検出センサ４４が設けられる。なお、タイヤ踏力
検出センサ４４の代わりに、ＣＣＤカメラ等を用いても
よい。
【００１６】図５〜図８は、充電ロボット３０の給電カ
プラ４０の構成を示す。給電カプラ４０は、第２アーム
３８の端部に第１ブラケット４６を介して装着されてい
る。第１ブラケット４６には、２本のピン部材４８およ
び５０を介して第２ブラケット５２が矢印Ｘ方向（図５
および図６の紙面に直交する方向）に変位可能な状態で
連結される。第２ブラケット５２には、中間部の外形形
状が角柱状に構成されたスリーブ５３が一体に形成され
ている。スリーブ５３の中空部分には、シャフト５４が
摺動自在に挿入されている。また、スリーブ５３の第１
ブラケット４６から離間した端部開口部は、外形形状が
円形に拡径された爪部５６が形成される。
【００１７】第２ブラケット５２を貫通するシャフト５
４の一端部には、板状部材５８を介してストッパピン６
０が連結される。このストッパピン６０が第１ブラケッ
ト４６に形成した穴部６２に係合することで、給電カプ
ラ４０の矢印Ｘ方向に対する変位が阻止される。なお、
シャフト５４の一端部に近接して、前記シャフト５４の
軸線方向に対する変位を検出するリミットスイッチ６３
が配設されている。シャフト５４の他端部には、ボール
６４が係合する。ボール６４の近傍にはカラー６６が係
合しており、このカラー６６とスリーブ５３に形成され
た爪部５６との間には、スプリング６８が設けられる。
【００１８】シャフト５４の端部に設けられたボール６
４は、軸受け部材７０を介して給電カプラ本体７２を揺
動自在に支持する。給電カプラ本体７２は、軸受け部材
７０を支持するブラケット７３と、ブラケット７３に連
結されるコア部７４と、コア部７４の電動車両１０側に
突出する部位に巻装される給電コイル７６とを備える。
ブラケット７３は、中央部が円筒状に構成され、その内
周部には、第２ブラケット５２の爪部５６に係合するド
ーナツ状のストッパリング７８が設けられる。また、ブ
ラケット７３には、放射状に配置される４本のスプリン
グ８０、８２、８４、８６を保持するホルダ７５が連結
される。これらのスプリング８０、８２、８４、８６
は、端部がスリーブ５３の角柱状に構成される外周部に
当接する。
【００１９】以上のように構成される給電カプラ４０
は、その外周部がケーシング８８によって囲繞されてい
る。なお、電動車両１０側のケーシング８８の内周部に
は、軸部材９０を介して３組の係合爪９２が設けられ
る。これらの係合爪９２は、充電時において電動車両１
０側に係合するものであり、ブラケット７３と係合爪９
２の端部との間に配設されたスプリング９４により揺動
可能である。また、給電カプラ４０の電動車両１０側端
部には、電動車両１０との係合時において、相互の位置
等を確認するための受発光素子９６が配設されるととも
に、充電に係る種々の信号、例えば、電動車両１０から
の充電開始指令信号や充電完了信号等のやり取りを行う
ための受発光素子９８が配設される。
【００２０】図９は、前記のように構成される充電ロボ
ット３０の制御回路の構成を示す。この制御回路は、充
電ロボット３０の動作制御を行う充電ロボット制御部９
９と、電動車両１０からの制御信号に基づいて充電制御
を行う充電制御部１０１とを備える。充電ロボット制御
部９９には、超音波センサ４２、タイヤ踏力検出センサ
４４および受発光素子９６が接続されており、本体部３
４、第１アーム３６、第２アーム３８の動作制御を行
う。充電制御部１０１には、充電器２８、給電コイル７
６および受発光素子９８が接続される。
【００２１】一方、前記のように構成される充電装置２
６によって自動充電可能な電動車両１０は、図１０に示
すように構成される。すなわち、電動車両１０は、運転
制御および充電制御を含む全体制御を行う車両制御用Ｅ
ＣＵ１００と、駆動用の電力を保持するバッテリ１０２
と、バッテリ１０２から供給される電力に基づいて当該
電動車両１０を駆動する電動モータ１０４とを備える。
また、車両制御用ＥＣＵ１００には、外部と通信を行う
通信ユニット１０６、自動運転を行うためのブレーキ制
御部１０８、ステアリング制御部１１０、ポート１３
（図２参照）内に埋設された誘導ケーブル２２を検出す
るためのセンサ１１２、１１４、磁気ネイル２４を検出
するためのセンサ１１６が接続される。
【００２２】センサ１１２、１１４は、誘導ケーブル２
２（図２参照）に流れる交流電流によって発生する磁界
を検出するもので、後輪軸に沿って左右一対設けられ
る。電動車両１０が誘導ケーブル２２上を走行している
ときは、左右のセンサ１１２、１１４の出力値が一致す
るが、誘導ケーブル２２から左右に変位した場合、片側
のセンサ１１２、１１４の出力信号が他方のセンサ１１
２、１１４の出力より大きくなるため、電動車両１０が
誘導経路上を走行していないことが検出される。
【００２３】センサ１１６は、誘導経路に埋設された磁
石（磁気ネイル２４）から発生する磁界を検出するもの
で、電動車両１０が磁気ネイル２４上を通過した瞬間に
出力信号を発生する。なお、センサ１１６は、磁気ネイ
ル２４が誘導ケーブル２２の埋設位置から右または左に
所定間隔ずれた位置に埋設されているのに対応して、電
動車両１０の中心線からずれた位置に設置されている。
【００２４】ここで、誘導ケーブル２２は、電動車両１
０が誘導経路から左右にずれたことを検出するための機
能しか有していないが、磁気ネイル２４は、電動車両１
０の走行方向の位置、例えば、電動車両１０の停止位置
等を正確に検出するための機能を有している。また、磁
気ネイル２４は、誘導ケーブル２２で定義される誘導経
路が急に曲がるような場合にも補助的に使用される。
【００２５】一方、センサ１１２、１１４および１１６
は、磁界を検出するものであるため、磁気的外乱の影響
を排除すべく、電動車両１０への取り付けに当たって
は、磁性体から離れた位置に取り付けられることが望ま
しく、例えば、その取付部材として樹脂性のものを使用
する等の工夫を施すと好適である。また、電動車両１０
には、「外輪差」があるため、操舵輪（前輪）ではな
く、後輪の軸上にセンサ１１２、１１４および１１６を
設け、後輪軸上を誘導経路の目標として制御させること
により、自動走行の軌跡追従精度を向上させることがで
きる。
【００２６】また、電動車両１０には、充電装置２６を
用いてバッテリ１０２の充電を行うための受電カプラ１
１８と、前記受電カプラ１１８を保護するための充電用
リッド１２０の開閉を行う充電用リッド開閉装置１２２
とが設けられる。受電カプラ１１８は、図１１に示すよ
うに、コア部１２４に受電コイル１２６を巻装して構成
されており、受電コイル１２６は、整流器１２７および
コンタクタ１２９を介してバッテリ１０２に接続されて
いる。なお、コア部１２４には、給電カプラ４０のコア
部７４に設けられた受発光素子９６からの光信号を反射
するリフレクタ１３２、１３３が設けられるとともに、
受発光素子９８との間で光信号の授受を行う受発光素子
１３４が設けられる。
【００２７】充電用リッド開閉装置１２２は、図１２お
よび図１３に示すように構成される。すなわち、充電用
リッド開閉装置１２２は、ケーシング１２３によって囲
繞されており、ケーシング１２３より突出する回転軸部
１２５の両端部には、ブラケット１２８、１３０を介し
て充電用リッド１２０と一体に構成されるステー１３
１、１３５が連結される。
【００２８】ケーシング１２３内には、車両制御用ＥＣ
Ｕ１００から供給される充電用リッド１２０の開閉指令
信号に基づいて駆動軸部１３６を回転するモータ１３８
が配設される。モータ１３８の駆動軸部１３６には、ウ
ォーム１４０が連結され、このウォーム１４０に対して
ウォームホイール１４２が噛合する。ウォームホイール
１４２には、径の異なる複数のギアが交互に噛合するギ
アトレイン１４４が連結し、いわゆる、減速機構を構成
している。ギアトレイン１４４の最終段のギア１４６に
は、外周にギアが形成されたベースプレート１４８が噛
合する。
【００２９】ベースプレート１４８の中央部には、充電
用リッド１２０の回転軸部１２５が回転自在な状態で挿
入される。ベースプレート１４８の一方の面には、図１
４、図１５に示すように、回転軸を中心として複数の溝
部１５０が形成され、各溝部１５０には、ボール部材１
５２が係合する。一方、回転軸部１２５には、ベースプ
レート１４８に対向してスライドカラー１５４が軸支さ
れる。スライドカラー１５４は、回転軸部１２５に形成
された係合面１５６に係合するとともに、回転軸部１２
５の軸線方向に変位可能に構成される。回転軸部１２５
には、カラー１５７が固定されており、このカラー１５
７とスライドカラー１５４との間には、スプリング１５
９が配設される。スライドカラー１５４のベースプレー
ト１４８に対向する面には、前記溝部１５０に対応する
部位および溝部１５０間にボール部材１５２が係合する
係合溝１５８が形成される。係合溝１５８は、ボール部
材１５２が係脱可能なように円錐状に形成される。
【００３０】回転軸部１２５には、さらに、ドグ１６４
が固定されている。一方、ケーシング１２３側には、ド
グ１６４の回転軸部１２５による所定角度の回転を検知
する充電用リッド開閉検知センサ１６６が設けられる。
【００３１】本実施形態の電動車両１０、充電装置２６
および充電用リッド開閉装置１２２は、基本的には以上
のように構成されるものであり、次に、その動作につい
て説明する。
【００３２】先ず、当該電動車両共用システムを用いた
電動車両１０の貸出し処理につき、図１および図２に基
づいて概略的に説明する。
【００３３】利用者は、任意のポート１３の乗降場１８
において、ポート端末管制装置２０を用いて、例えば、
ＩＣカードによるＩＤ情報の照合を行った後、電動車両
１０を選択する。利用者によって選択された電動車両１
０は、駐車場１９内に埋設された誘導ケーブル２２およ
び磁気ネイル２４に導かれ、乗降場１８まで自動運転で
移動する。
【００３４】この場合、電動車両１０には、図１０に示
すように、後輪軸に沿って対称となる位置にセンサ１１
２、１１４が配置されている。車両制御用ＥＣＵ１００
は、誘導ケーブル２２に流れる電流によって発生し、セ
ンサ１１２、１１４で検出された各磁界の強さが等しく
なるように、ステアリング制御部１１０を制御し、当該
電動車両１０を誘導ケーブル２２に沿って乗降場１８ま
で誘導する。また、車両制御用ＥＣＵ１００は、センサ
１１６により検出された磁気ネイル２４が発生する磁界
の強さに基づき、電動車両１０の進行方向に対する位置
を検出し、当該電動車両１０が乗降場１８に到達した時
点でブレーキ制御部１０８を制御し、電動車両１０を停
止させる。
【００３５】電動車両１０が乗降場１８に到達すると、
自動運転のモードが解除される。その後、利用者は、当
該電動車両１０に乗車し、目的地まで移動することにな
る。
【００３６】次に、図１６に示すフローチャートに従
い、電動車両１０を返却し、所定の駐車場１９に待機さ
せる場合について説明する。
【００３７】利用者は、任意のポート１３の乗降場１８
において降車した後、ポート端末管制装置２０を操作し
て返却処理を行う（ステップＳ１）。ポート端末管制装
置２０は、利用者による返却処理が完了すると、当該電
動車両１０を駐車場１９の充電装置２６が設置された場
所（充電ポート）まで自動運転により移動させる（ステ
ップＳ２）。この移動制御は、電動車両１０の貸出し処
理の場合と同様に、駐車場１９内に埋設した誘導ケーブ
ル２２および磁気ネイル２４を用いて行われる。
【００３８】充電ポートには、図３に示すように、充電
装置２６と、電動車両１０の位置を検出するためのタイ
ヤ踏力検出センサ４４とが設置されている。タイヤ踏力
検出センサ４４は、充電装置２６に対して電動車両１０
の後輪タイヤが矢印Ｘ方向およびＺ方向の所定範囲内に
あるか否かを検出する（ステップＳ３）。
【００３９】充電装置２６は、タイヤ踏力検出センサ４
４からの検出信号に基づき、電動車両１０が充電装置２
６の給電カプラ４０の嵌合可能位置にあるか否かを判定
する（ステップＳ４）。嵌合可能位置にないと判定され
た場合には、電動車両１０の充電ポートに対する停車位
置の調整を行い（ステップＳ５）、ステップＳ３および
Ｓ４の処理を繰り返す。
【００４０】ステップＳ４において、給電カプラ４０が
嵌合可能と判定された場合、電動車両１０の充電用リッ
ド１２０が自動開成される（ステップＳ６）。その動作
を図１７に示すフローチャートに従って説明する。
【００４１】電動車両１０における車両制御用ＥＣＵ１
００は、充電装置２６からのリッド開成指令信号を受信
すると（ステップＳ６ａ）、充電用リッド開閉装置１２
２を構成するモータ１３８を充電用リッド１２０の開方
向に駆動する（ステップＳ６ｂ）。
【００４２】この場合、モータ１３８の駆動軸部１３６
に連結されたウォーム１４０が回転し、それに噛合する
ウォームホイール１４２を含む減速機構を構成するギア
トレイン１４４を介してベースプレート１４８が回転す
る。ベースプレート１４８には、ボール部材１５２を介
してスライドカラー１５４が同軸上に連結されており、
スライドカラー１５４の回転に伴い、それに係合する回
転軸部１２５が回転する。従って、回転軸部１２５にブ
ラケット１２８およびステー１３１を介して連結された
充電用リッド１２０が開成されることになる。
【００４３】一方、車両制御用ＥＣＵ１００は、モータ
１３８の駆動電流を検出し（ステップＳ６ｃ）、その電
流値が所定値以上となったとき（ステップＳ６ｄ）、す
なわち、モータ１３８に所定以上の負荷がかかったと
き、充電用リッド１２０が全開状態になったものと判断
し、モータ１３８を停止する（ステップＳ６ｅ）。
【００４４】充電用リッド１２０が開成された後、充電
装置２６を構成する充電ロボット３０が駆動され、給電
カプラ４０が電動車両１０の受電カプラ１１８に嵌合さ
れる（ステップＳ７）。その動作を図１８に示すフロー
チャートに従って説明する。
【００４５】充電ロボット３０のベース３２側に設けら
れた超音波センサ４２は、充電装置２６から電動車両１
０の受電カプラ１１８までの距離を検出する（ステップ
Ｓ７ａ）。充電ロボット３０の充電ロボット制御部９９
は、検出された電動車両１０までの距離に基づいて第１
アーム３６および第２アーム３８を駆動し、給電カプラ
４０を矢印Ｚ方向に移動させて受電カプラ１１８に接近
させる（ステップＳ７ｂ）。次いで、Ｚ方向の位置を固
定した状態で、給電カプラ４０をＸ方向およびＹ方向に
移動させ、受電カプラ１１８に設けたリフレクタ１３
２、１３３からの反射光を探索する（ステップＳ７ｃ、
Ｓ７ｄ）。
【００４６】すなわち、給電カプラ４０に設けられた受
発光素子９６から受電カプラ１１８に対して光を射出
し、受電カプラ１１８側に設けられたリフレクタ１３２
による反射光を受発光素子９６で受光できる位置を探索
する。そして、反射光を受光したときの給電カプラ４０
の位置を記憶する（ステップＳ７ｅ）。
【００４７】同様に、受発光素子９６によりリフレクタ
１３３の反射光を受光できる位置を探索し、受光したと
きの給電カプラ４０の位置を記憶する（ステップＳ７ｃ
〜Ｓ７ｆ）。
【００４８】次に、反射光を検出したときの給電カプラ
４０の２つの位置から、受電カプラ１１８の位置を算出
する（ステップＳ７ｇ）。このようにして受電カプラ１
１８の位置検出を行うことにより、嵌合精度を向上させ
ることができる。
【００４９】ステップＳ７ｇで算出された受電カプラ１
１８の位置に基づき、給電カプラ４０を矢印Ｘ方向およ
び矢印Ｙ方向に変位させることで位置修正を行った後
（ステップＳ７ｈ）、第１アーム３６および第２アーム
３８を駆動させ、給電カプラ４０を電動車両１０の受電
カプラ１１８側に移動させる（ステップＳ７ｉ）。
【００５０】この場合、充電装置２６は、受電カプラ１
１８のリフレクタ１３２からの反射光の有無を常時監視
しており（ステップＳ７ｊ）、反射光があり、且つ、給
電カプラ４０が受電カプラ１１８に嵌合されるまで、給
電カプラ４０の移動動作を継続する（ステップＳ７
ｋ）。
【００５１】ここで、給電カプラ４０が受電カプラ１１
８に嵌合される際の動作について説明する。
【００５２】図５において、給電カプラ４０が受電カプ
ラ１１８側に移動し、その先端部（コア部７４近傍）が
受電カプラ１１８の先端部（コア部１２４近傍）によっ
て押圧されると、給電カプラ４０側の給電カプラ本体７
２がシャフト５４とともに第１ブラケット４６側に変位
する。このとき、給電カプラ本体７２に設けられたスト
ッパリング７８の爪部５６に対する係合が解除されると
ともに、第１ブラケット４６の穴部６２に保持されてい
たストッパピン６０の第１ブラケット４６に対する係合
が解除される。この結果、給電カプラ本体７２は、シャ
フト５４に装着されたボール６４を中心として揺動自在
になるとともに、電動車両１０に沿った矢印Ｘ方向に対
して少量変位自在な状態となる。従って、給電カプラ４
０が受電カプラ１１８に押圧された際、微小な位置ずれ
があったとしても、給電カプラ４０が受電カプラ１１８
に倣って好適な状態で嵌合されることになる（図６、図
７参照）。
【００５３】以上のようにして嵌合した後、給電カプラ
４０がさらに受電カプラ１１８側に押圧されると、シャ
フト５４の端部がリミットスイッチ６３に当接し、これ
によって給電カプラ４０が受電カプラ１１８に確実に嵌
合したことが検出される。
【００５４】嵌合状態が検出されると、充電装置２６
は、給電カプラ４０の移動動作を停止させ（ステップＳ
７ｍ）、これによって嵌合が完了する。
【００５５】なお、ステップＳ７ｊにおいて、リフレク
タ１３２からの反射光を検出しない事態が生じた場合、
給電カプラ４０と受電カプラ１１８との間に光を遮断す
るものが挟設されたか、充電用リッド１２０が閉塞状態
となってしまったか、といった不測の事態が発生したも
のと判断し、給電カプラ４０を原点位置（待機位置）へ
復帰させた後、給電カプラ４０の移動動作を停止させる
（ステップＳ７ｎ）。
【００５６】ここで、給電カプラ４０がリフレクタ１３
２からの反射光を検出しない場合（ステップＳ７ｊ）、
原点位置に復帰させて停止させるのではなく、その地点
で一旦動作を停止させてから再度結合動作を開始し、あ
るいは、原点位置に復帰させた後再度結合動作を開始す
るようにしてもよい。
【００５７】給電カプラ４０が受電カプラ１１８に対し
て正常に嵌合した場合、充電制御が開始される（ステッ
プＳ８）。この動作について、図１９に示すフローチャ
ートに従って説明する。
【００５８】電動車両１０に搭載された車両制御用ＥＣ
Ｕ１００は、バッテリ１０２の充電状態をチェックし、
受電カプラ１１８に設けられた受発光素子１３４から給
電カプラ４０に設けられた受発光素子９８に対して充電
開始指令信号を送信する（ステップＳ８ａ）。充電開始
信号を受信した充電装置２６は、給電カプラ４０の給電
コイル７６に対して電流を供給する。この電流によって
生じた磁界は、受電カプラ１１８の受電コイル１２６に
対して電流を発生させる。発生した電流は、整流器１２
７によって直流とされた後、車両制御用ＥＣＵ１００に
よって導通されたコンタクタ１２９を介してバッテリ１
０２に供給されることにより、充電が行われる（ステッ
プＳ８ｂ）。
【００５９】車両制御用ＥＣＵ１００は、バッテリ１０
２の充電状態を常時チェックし、満充電を検知したと
き、受発光素子１３４を介して充電装置２６に充電完了
信号を送信するとともに、コンタクタ１２９をオフにす
る（ステップＳ８ｃ）。充電完了信号を受信した充電装
置２６は、給電コイル７６に対する電流の供給を停止
し、充電が完了する（ステップＳ８ｄ）。
【００６０】以上のようにして充電が完了した後、充電
ロボット３０による給電カプラ４０の嵌合解除制御が行
われる（ステップＳ９）。この動作について、図２０に
示すフローチャートに従って説明する。
【００６１】充電装置２６は、充電ロボット３０の本体
部３４、第１アーム３６、第２アーム３８に取り付けら
れた図示しないセンサからの信号に基づき、嵌合状態に
ある給電カプラ４０のＸ方向およびＹ方向の位置を検出
する（ステップＳ９ａ）。次いで、検出されたＸ方向お
よびＹ方向の位置を維持した状態で、第１アーム３６お
よび第２アーム３８を駆動することにより、給電カプラ
４０をＺ方向に移動させる（ステップＳ９ｂ）。このよ
うに制御を行うことにより、受電カプラ１１８を損傷す
ることなく給電カプラ４０の嵌合を解除することができ
る。給電カプラ４０が受電カプラ１１８から所定距離離
間したことを検知した後（ステップＳ９ｃ）、本体部３
４、第１アーム３６および第２アーム３８をＸ、Ｙ、Ｚ
の各方向の原点まで移動させることにより、充電ロボッ
ト３０を原点復帰させる（ステップＳ９ｄ）。
【００６２】次に、充電用リッド１２０を閉塞させる制
御を行う（ステップＳ１０）。その動作につき、図１７
に示すフローチャートに従って説明する。
【００６３】充電ロボット３０の給電カプラ４０が電動
車両１０から十分に離間し、車両制御用ＥＣＵ１００か
ら充電用リッド１２０のリッド閉塞指令信号が供給され
ると（ステップＳ１０ａ）、充電用リッド開閉装置１２
２を構成するモータ１３８が充電用リッド１２０を閉塞
する方向に回転駆動される（ステップＳ１０ｂ）。
【００６４】この場合、充電用リッド１２０の開成時と
同様に、モータ１３８の駆動軸部１３６に連結されたギ
アトレイン１４４を介してベースプレート１４８が回転
する。ベースプレート１４８の回転は、ボール部材１５
２を介してスライドカラー１５４を回転させ、スライド
カラー１５４に係合する回転軸部１２５が回転し、充電
用リッド１２０が閉塞される。
【００６５】一方、車両制御用ＥＣＵ１００は、モータ
１３８の駆動電流を検出し（ステップＳ１０ｃ）、その
電流値が所定値以上となったとき（ステップＳ１０
ｄ）、充電用リッド１２０が完全に閉塞状態になったも
のと判断し、モータ１３８を停止する（ステップＳ１０
ｅ）。
【００６６】なお、上述した説明では、充電用リッド１
２０の開閉を充電装置２６からのリッド開成指令信号あ
るいは車両制御用ＥＣＵ１００からのリッド閉塞指令信
号に基づいて行うようにしているが、当該電動車両１０
の利用者によるリッド開閉スイッチの操作に基づいて行
うようにしてもよい。
【００６７】ここで、開成状態にある充電用リッド１２
０は、手動によって強制的に閉塞させることができる。
すなわち、電動車両１０の利用者等が充電用リッド１２
０を閉塞方向に変位させると、充電用リッド１２０の回
転軸部１２５が回転し、それに伴ってスライドカラー１
５４が回転する。
【００６８】この場合、スライドカラー１５４に連結す
るベースプレート１４８は、ギアトレイン１４４を介し
てウォーム１４０に連結されているため、回転しない状
態となっている。このとき、回転軸部１２５に所定以上
の力が付与されると、スライドカラー１５４がスプリン
グ１５９の押圧力に抗し回転軸部１２５に沿って変位す
るため、ボール部材１５２の係合溝１５８による係止状
態が解除される。従って、ベースプレート１４８が回転
しない状態で回転軸部１２５およびスライドカラー１５
４が回転し、充電用リッド１２０が閉塞方向に変位す
る。
【００６９】充電用リッド１２０が閉塞方向に所定角度
θ１（図１５）だけ回転されると、回転軸部１２５とと
もに回転するドグ１６４が充電用リッド開閉検知センサ
１６６によって検知され、充電用リッド１２０が閉操作
されていることが車両制御用ＥＣＵ１００によって認識
される（ステップＳ１０ｆ）。そこで、車両制御用ＥＣ
Ｕ１００は、モータ１３８を充電用リッド１２０の閉塞
方向に回転駆動する（ステップＳ１０ｂ）。
【００７０】この場合、モータ１３８の回転に伴ってベ
ースプレート１４８が回転するが、ボール部材１５２が
スライドカラー１５４の係合溝１５８に係合していない
ので、当初はベースプレート１４８が空転する。ベース
プレート１４８が所定角度θ２（図１５）だけ回転する
と、ボール部材１５２が係合溝１５８に再び係合するた
め、ベースプレート１４８とスライドカラー１５４とが
連結される。従って、充電用リッド１２０は、モータ１
３８によって強制的に閉塞方向に変位されることにな
る。なお、スライドカラー１５４には、複数の係合溝１
５８が形成されており、例えば、θ２＞θ３となる位置
に他の係合溝１５８を形成しておけば、ベースプレート
１４８が角度θ３だけ回転した後、スライドカラー１５
４が連結され、モータ１３８の短い空転時間で充電用リ
ッド１２０を閉塞させることができる。
【００７１】以下、充電用リッド１２０を自動閉塞する
場合と同様に、車両制御用ＥＣＵ１００がモータ１３８
の駆動電流を検出し（ステップＳ１０ｃ）、その電流値
が所定値以上となったとき（ステップＳ１０ｄ）、充電
用リッド１２０が完全に閉塞状態になったものと判断
し、モータ１３８を停止する（ステップＳ１０ｅ）。
【００７２】このように、充電用リッド１２０は、手動
によって閉塞することができ、その際、充電用リッド１
２０が完全に閉塞されなかった場合には、モータ１３８
が駆動されて完全な閉塞状態が実現される。
【００７３】なお、上述した実施形態では、充電用リッ
ド１２０の閉塞時において、手動閉塞から自動閉塞に切
り替わるように構成しているが、充電用リッド１２０の
開成時においても同様に構成することができる。すなわ
ち、手動により充電用リッド１２０を開成させた場合、
充電用リッド１２０が所定角度開成されたことを充電用
リッド開閉検知センサ１６６によって検知し、その時点
からモータ１３８を充電用リッド１２０の開成方向に回
転させる。これにより、充電用リッド１２０を完全な開
成状態とすることができるため、給電カプラ４０を受電
カプラ１１８に嵌合させる際、干渉等の不具合を回避す
ることができる。
【００７４】以上のようにして充電用リッド１２０が閉
塞された電動車両１０は、駐車場１９内の貸出し待機位
置に移動する（ステップＳ１１）。
【００７５】本発明では、バッテリから供給される電力
によって駆動される電動車両（１０）の受電カプラ（１
１８）を保護する充電用リッド（１２０）の開閉装置
（充電用リッド開閉装置１２２）であって、前記充電用
リッドの開閉指令信号に基づいて回転するモータ（１３
８）と、前記充電用リッドの回転軸部（１２５）と前記
モータの駆動軸部（１３６）との間に設けられ、前記駆
動軸部の回転を前記回転軸部に伝達する一方、前記充電
用リッドを開閉すべく所定以上の外力が前記充電用リッ
ドに付与された際、前記駆動軸部と前記回転軸部との連
結を解除し、前記回転軸部のみを回転可能とするクラッ
チ機構（ベースプレート１４８、ボール部材１５２、ス
ライドカラー１５４、スプリング１５９）と、前記充電
用リッドが所定角度（θ１）開閉されたことを検知し、
検知信号を出力する検知手段（ドグ１６４、充電用リッ
ド開閉検知センサ１６６）と、を備え、前記検知手段に
よる検知信号に基づき、前記充電用リッドを開閉すべく
前記モータを駆動するように構成される。
【００７６】また、本発明では、前記クラッチ機構が、
前記駆動軸部と一体に回転する第１回転部材（ベースプ
レート１４８）と、前記回転軸部と一体に回転する第２
回転部材（スライドカラー１５４）と、前記第１回転部
材および前記第２回転部材を近接させるべく押圧する押
圧部材（スプリング１５９）と、前記第１回転部材の回
転を前記第２回転部材に伝達すべく、これらの間に係合
されるボール部材（１５２）と、を備え、前記第１回転
部材および前記第２回転部材の少なくとも一方が他方に
対して近接離間可能に構成され、前記充電用リッドを開
閉すべく所定以上の外力が前記充電用リッドに付与され
た際、前記ボール部材の係合が解除されるように構成さ
れる。
【００７７】さらに、本発明では、前記第１回転部材お
よび前記第２回転部材の少なくとも一方に、前記ボール
部材が係脱可能な複数の係合溝（１５８）が形成され、
前記充電用リッドを開閉すべく所定以上の外力が前記充
電用リッドに付与された際、前記ボール部材が前記係合
溝から離脱される一方、前記モータが駆動された際、最
も近い前記係合溝に前記ボール部材が係合するように構
成される。
【００７８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電動
車両における充電用リッド開閉装置によれば、過負荷を
与えることなく、充電用リッドを自動および手動の両方
で開閉させることができる。また、充電用リッドの開閉
状態を検知し、強制的に充電用リッドを開閉させる構成
となっているため、完全な開放状態あるいは閉塞状態を
実現することができる。従って、例えば、充電用リッド
が充電作業の妨げとなったり、あるいは、充電用リッド
が半開きの状態で電動車両を走行させてしまうといった
不具合が生じることがない。
【００７９】なお、充電用リッドを手動で開閉可能とす
るクラッチ機構をボール部材によって連結される回転部
材により構成することで、簡易な構成で手動開閉と自動
開閉との切り替えを行うことができる。この場合、回転
部材にボール部材が係合する複数の係合溝を形成してお
くことにより、充電用リッドが手動にて開閉された際、
ボール部材が係合溝から離脱することでモータと充電用
リッドとが分離され、モータが駆動されると、最も近く
にある係合溝にボール部材が係合して充電用リッドが開
閉されるため、モータの空転時間を短縮し、効率的に充
電用リッドを開閉させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動車両共用システムの全体構成を示す概略図
である。
【図２】ポートの構成説明図である。
【図３】電動車両と充電ポートにおける充電装置との関
係説明図である。
【図４】電動車両と充電ポートにおける充電装置との関
係説明図である。
【図５】充電ロボットの給電カプラの断面説明図であ
る。
【図６】揺動可能な状態に設定されている充電ロボット
の給電カプラの断面説明図である。
【図７】図６に示す給電カプラのVII-VII 線断面図であ
る。
【図８】図５に示す給電カプラの正面説明図である。
【図９】充電ロボットの電気系統の構成ブロック図であ
る。
【図１０】電動車両の電気系統の構成ブロック図であ
る。
【図１１】電動車両における受電カプラおよび充電用リ
ッドの説明図である。
【図１２】充電用リッド開閉装置の構成斜視図である。
【図１３】充電用リッド開閉装置の断面説明図である。
【図１４】充電用リッド開閉装置を構成するクラッチ機
構の説明図である。
【図１５】クラッチ機構を構成するボール部材とスライ
ドカラーの係合溝との関係説明図である。
【図１６】車両返却処理から充電完了に至るまでの全体
処理のフローチャートである。
【図１７】充電用リッドの開閉制御処理のフローチャー
トである。
【図１８】充電ロボットによる給電カプラの嵌合処理の
フローチャートである。
【図１９】充電ロボットによる充電処理のフローチャー
トである。
【図２０】充電ロボットによる給電カプラの嵌合解除処
理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０…電動車両 １３…ポート １８…乗降場 １９…駐車場 ２０…ポート端末管制装置 ２６…充電装置 ２８…充電器 ３０…充電ロボット ４０…給電カプラ ７２…給電カプラ本
体 １００…車両制御用ＥＣＵ １０２…バッテリ １０４…電動モータ １１８…受電カプラ １２０…充電用リッド １２２…充電用リッ
ド開閉装置 １２５…回転軸部 １３６…駆動軸部 １３８…モータ １４４…ギアトレイ
ン １４８…ベースプレート １５０…溝部 １５２…ボール部材 １５４…スライドカ
ラー １５８…係合溝 １６６…充電用リッ
ド開閉検知センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽根 利浩 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 島田 道夫 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H115 PC06 PG04 PI16 PI29 PO01 PO07 PO09 PO16 PU01 QN03 SF27 SF30 SJ02 SJ03 SL01 SL05 TD03 TD04 TD20 TO12 TO30

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】バッテリから供給される電力によって駆動
    される電動車両の受電カプラを保護する充電用リッドの
    開閉装置であって、 前記充電用リッドの開閉指令信号に基づいて回転するモ
    ータと、 前記充電用リッドの回転軸部と前記モータの駆動軸部と
    の間に設けられ、前記駆動軸部の回転を前記回転軸部に
    伝達する一方、前記充電用リッドを開閉すべく所定以上
    の外力が前記充電用リッドに付与された際、前記駆動軸
    部と前記回転軸部との連結を解除し、前記回転軸部のみ
    を回転可能とするクラッチ機構と、 前記充電用リッドが所定角度開閉されたことを検知し、
    検知信号を出力する検知手段と、 を備え、前記検知手段による検知信号に基づき、前記充
    電用リッドを開閉すべく前記モータを駆動することを特
    徴とする電動車両における充電用リッド開閉装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、 前記クラッチ機構は、 前記駆動軸部と一体に回転する第１回転部材と、 前記回転軸部と一体に回転する第２回転部材と、 前記第１回転部材および前記第２回転部材を近接させる
    べく押圧する押圧部材と、 前記第１回転部材の回転を前記第２回転部材に伝達すべ
    く、これらの間に係合されるボール部材と、 を備え、 前記第１回転部材および前記第２回転部材の少なくとも
    一方が他方に対して近接離間可能に構成され、前記充電
    用リッドを開閉すべく所定以上の外力が前記充電用リッ
    ドに付与された際、前記ボール部材の係合が解除される
    ことを特徴とする電動車両における充電用リッド開閉装
    置。
  3. 【請求項３】請求項２記載の装置において、前記第１回
    転部材および前記第２回転部材の少なくとも一方には、
    前記ボール部材が係脱可能な複数の係合溝が形成され、
    前記充電用リッドを開閉すべく所定以上の外力が前記充
    電用リッドに付与された際、前記ボール部材が前記係合
    溝から離脱される一方、前記モータが駆動された際、最
    も近い前記係合溝に前記ボール部材が係合することを特
    徴とする電動車両における充電用リッド開閉装置。
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