JP2011097814A - 駐車塔に備えた電気自動車の非接触式充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の電気自動車に充電用のプラグを配線して、駐車室に設置した充電器に収納させて接続することで駐車時間に充電をするパレット式の立体駐車場がある。しかし、プラグを配線するにも車種により位置・コンセント形状により接続できない車種があり、選定するのに時間が掛かる問題があった。本発明では、非接触状態で横行トレイに内蔵した一次コイルと電気自動車の二次コイルを電磁誘導により充電する構成を提供する。
【解決手段】本発明の非接触の充電装置２２は、電気自動車を搭載して入庫する横行トレイ３の上面に一次コイル１４を備え、該一次コイル１４が電気自動車の二次コイル１５の位置を検出して平面移動する駆動部２１を配置し、電気自動車が駐車室Ｘに入庫すると前記一次コイル１４の励磁作用により、二次コイル１５に発生する電力で電気自動車のバッテリ１３に充電する構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、フォーク式の駐車塔に電気自動車を駐車するとき、駐車時間中に蓄電池に充電をする一次コイルを駐車室の横行トレイに備え、電気自動車を搭載する横行トレイの上面に二次コイルを平面移動させ、最適な充電位置に移動させて充電する充電装置の構造に関するものである。

従来の立体駐車場の電気自動車に充電する装置では、複数階に駐車室を備え、この駐車室にはパレットを配設して、このパレットには電気自動車を充電する充電器が備えてあり、入庫する駐車室のパレットを乗込場に呼び入れる。乗込場に到達したパレットには、電気自動車を乗り込ませて、この電気自動車に充電器のプラグを接続して、元の駐車室に電気自動車を搭載したパレットが戻り収納される。駐車室に収納されたパレットは、駐車室に設置された電源である接触子にパレットの充電器を当接させて接続することで充電を開始する。

特開２００１−３５９２０３号公報

従来の特許文献１の立体駐車場では、パレットを駐車室から乗込場に移動させることができ、パレットに設置された充電器のプラグを電気自動車に配線することが容易にすることができる。しかし、パレットレスの立体駐車装置では、パレットを駐車室と昇降空間の横行のみで、乗込場に移動することができない機構であり、充電器を設置することができなく、例えばフォーク式駐車装置がある。

このフォーク式駐車装置では、複数段に形成された駐車室を中央の昇降空間に隣接して備えている。駐車室には、フォーク形状の横行トレイが配置して昇降空間まで横行可能にして、昇降空間を昇降するフォーク形状の昇降リフトが上部より吊下げてあり、前記横行トレイと昇降リフトのフォークがすれ違うことで、電気自動車を移載して入出庫することができるが、乗込場と駐車室との接続がパレット式のようにできなく、充電器を設置できない問題があった。

本発明では、電気自動車の充電装置を二次コイルから供給し、二次コイルには一次コイルの誘導起電力によって磁気的に結合して、蓄電池に充電する非接触な充電装置にすることで解決するものである。一次コイルは、横行トレイに配置されたものと、駐車室から回動するアームを配置したものがある。電気自動車は、乗込場から入庫されて横行トレイに搭載されて駐車室に収納される。一次コイルは、電気自動車の二次コイル位置を検出して移動し、最適な位置で電磁誘導の励磁作用により二次コイルに電流を発生させて、蓄電池に充電する構成の充電装置を提供する。

請求項１の発明では、昇降空間を昇降する昇降リフトと、昇降空間に隣接して複数階に設けた駐車室と、駐車室に配置して昇降空間を往復動する横行トレイと、前記昇降リフトは横行トレイとがすれ違うことで、車両を受渡し可能にする駐車塔に配置してある。

入庫する電気自動車は、蓄電池に充電する装置を非接触の電磁誘導によって電力を得る二次コイルを車体の下面に備え、電気自動車を搭載して入庫する横行トレイの上面に、誘導起電力を発生させる一次コイルを備え、該一次コイルが前記二次コイルの位置を検出して平面移動する駆動部を配置し、電気自動車が駐車室に入庫すると前記一次コイルの励磁作用により、二次コイルに発生する誘導起電力で電気自動車の蓄電池に充電する構成とする。

請求項２の発明では、請求項１の平面移動する一次コイルの駆動部は、横行トレイの上面に前後左右方向に移動可能に支持され、磁場検出器の指令により最適な位置に移動する構成とする。

請求項３の発明では、請求項１の入庫する電気自動車は、蓄電池に充電する装置を非接触の電磁誘導によって電力を得る二次コイルを車体の下面に備え、電気自動車を搭載して入庫する横行トレイの上面との間に、誘導起電力を発生させる一次コイルを挿入して、該一次コイルが前記二次コイルの位置を検出して回動するコイルアームを配置し、電気自動車が駐車室に入庫すると前記一次コイルの励磁作用により、二次コイルに発生する誘導起電力で電気自動車の蓄電池に充電する構成とする。
請求項４の発明では、請求項２の磁場検出器は、横行トレイの上面の複数個所に、磁場の強弱を検知する共振コイルの複数個を配置し、複数個の内の磁場の強い共振コイルの方に一次コイルの移動を指令する駆動部の制御である構成とする。

請求項１の構成では、電気自動車の蓄電池に非接触で充電することができる作用がある。
請求項２の構成では、一次コイルが横行トレイに搭載された電気自動車の下面を前後左右に移動できる作用がある。
請求項３の構成では、コイルアームの回動で最適な位置を発見することができ、電源の供給もコイルアームに接続状態であるため、容易にできる作用がある。
請求項４の構成では、複数個所に配置した共振コイルの指令で、一次コイルが二次コイルに接近することができる作用がある。

請求項１の発明では、電気自動車が駐車室に入庫されると、蓄電池に充電する二次コイルに、非接触で一次コイルが磁気的に結合して、誘導起電力を受電することで、電力を供給して、駐車中に充電することができ、出庫するとき燃料が満タン状態で長距離が安心して走行することができ、また、時間の節約もできる効果がある。
請求項２の発明では、車種により二次コイルの位置が異なっても、一次コイルが最適な位置に移動できる効果がある。

請求項３の発明では、一次コイルの電源の供給を接続した状態にできるので、接触子を不要にすることができる効果がある。
請求項４の発明では、二次コイルの位置を検出する複数個の検出器が、横行トレイの上面に配置してあり、磁束量の高い方に一次コイルを誘導することができる効果がある。

フォーク式駐車装置の正面断面図。 横行トレイに搭載された電気自動車の二次コイルを検出する一次コイルの移動装置と検出器を示す側面図。 横行トレイに設置した一次コイルと検出器を示す平面図。 検出器の設置場所による磁束量をグラフ化した分布線図。 第二実施形態の一次コイルとコイルアームの平面図。

本発明は、パレット式の駐車塔でも、フォーク式駐車塔でも、採用することができる非接触の充電装置２２を提供するもので、本実施形態ではフォーク式の駐車塔１で説明する。駐車塔１に入庫する電気自動車は、駐車時間に充電してバッテリの蓄電量を増加させておくことで、出庫後に安心して走行することができる充電装置２２を提供するものである。バッテリ１３は、リチウムイオン電池・ニッケル水素電池・角型電池・電気二重層キャパシタ・一般の鉛電池等を対象にしている。この充電装置２２は、駐車室Ｘの横行トレイ３に内蔵された一次コイル１４と、横行トレイ３に搭載された電気自動車の二次コイル１５に電磁誘導波２０を発生させて電力を得ることができる。

図１は、フォーク式の駐車塔１で、中央に昇降空間Ｅを配置して、この昇降空間Ｅに隣接する左右に駐車室Ｘを複数階に形成して、昇降空間Ｅと駐車室Ｘとに横行装置９を備え、この横行装置９により往復動する横行トレイ３を駐車室Ｘに配置している。
昇降空間Ｅは、自動車を昇降する矩形状の空間で、４隅にガイドレール５が鉛直に立設されて、このガイドレール５に沿って、昇降リフト２が上部に配置した昇降駆動部４から索状体１１を介して吊下げている。

前記昇降リフト２は、左右一対に２分割されて、水平で平行に左右一体の櫛歯状の載置面を形成している。この載置面は、昇降空間Ｅの長手方向に延びる左右両側に吊下げた昇降部材に、櫛歯形状に内側へ延出するリフトフォーク７で、自動車のタイヤを搭載可能に配置している。
乗込場Ｓは、昇降空間Ｅの地上面ＧＬ位置にあり、地上面ＧＬから乗入れることができ、昇降リフト２の昇降部材とリフトフォーク７の間隙を、埋めるように配置した乗込台１３が、一体に形成する隙間の無い平面の通路にしている。

乗込台１３は、地下の駐車室Ｘに入出庫動作するとき、乗込場Ｓの床面に収納されて、昇降空間Ｅを開口させて昇降リフト２を下降させることができる。横行トレイ３は、長手方向の両端に左右方向に配置する横行レール２３を備え、横行装置９の駆動ローラ１０に搭載されて横行移動し、フレームを中央にして前後端に横行レール２３を固定し、このフレームにトレイフォーク８を中央から左右の外側に向け、リフトフォーク７とすれ違うことができるように形成している。

前記トレイフォーク８には、自動車が搭載できるように自動車のタイヤを支持して、横行移動可能にして、昇降リフト２の自動車を受取り可能にしている。昇降リフト２のリフトフォーク７は、電気自動車の前輪タイヤを搭載する停止位置に数本で形成したタイヤ停止位置を備え、車種により異なるホイルベースに対応できるように、後輪位置には水平に複数本が備えてあり、軽車両から普通車両まで幅広く搭載可能にする前輪タイヤのタイヤ停止位置を基準して設置している。

電気自動車の充電装置２２は、まだ普及も少なく設置数も少なくして、乗込場Ｓに近い階数の２階と地下１階の左右の４室に備えて、駐車室Ｘの前後に電源の供給と制御の信号を送ることができる接触子２４ａが備えてある。横行トレイ３は、前後端の横行レール２３に前記電源の供給と制御の信号を得る接触子２４を備え、駐車室Ｘに横行移動して接触子２４ａに接続することができ電源の供給と信号の伝達を得ることができる。

図２は、横行トレイ３に搭載された電気自動車に充電をする一次コイル１４と二次コイル１５を示し、二次コイル１５の場所を検出する複数の検出器１６を配置して、一次コイルを前後左右に移動させる駆動部２１を備えている。
横行トレイ３は、前後端に断面コ字状の横行レール２３を左右方向に水平に配置して、この横行レール２３にローラを挿入させて支持する駆動ローラ１０により、水平に駐車室Ｘと昇降空間Ｅとを往復動可能に軸着され、横行移動することができ、上面には一次コイル１４と検出器１６を内蔵させている。

検出器１６は、横行トレイ３の上面を４等分の領域を持つように４個配置してあり、磁束を発生させて共振による電流値の変化で検知するもので、検知の高い方に一次コイル１４を移動する指令を出す。一次コイル１４は、一次コイル１４上にも検出器１６ｅが備えてあり、前記検出器１６の検知により二次コイル１５を目指して前後および左右に移動して検出することができる。一次コイル１４の移動は、ねじ棒１７に螺合されてモータ１８の回転で前後に移動させることができる。

モータ１８の電源は、横行レール２３に備えられた接触子２４に配線されて供給することができ、検出器１６の制御の信号も伝達することができる。接触子２４は、端面に銅板製の電極を数本備え、駐車室Ｘの奥側に配置され前記電極と接触する電極を備えた接触子２４ａから供給する。接触子２４ａは、図示略の制御盤から信号が伝達される。二次コイル１５は、一次コイル１４が真下に移動して来て電磁誘導波２０を発生させると、この電磁誘導波２０により電力を発生させ励磁作用で、バッテリ１３に充電する充電装置２２を備えている。

図３は、横行トレイ３の一次コイル１４の駆動部２１と、検出器１６の機構を説明するもので、車種により配置場所が異なる二次コイル１５の位置を検出して、最適な位置に移動することができる。複数個の検出器１６ａ・１６ｂ・１６ｃ・１６ｄは、磁束１９を発生させて、共振するコイルがあれば電流に変化があり、検知値の高いほうに一次コイル１４を移動させ、この一次コイル１４上の検出器１６ｅが更に詳細に検知して最適地を発見することになる。

この詳細な検知は、横行トレイ上の中央に設置させて駆動部２１の長手方向の前後移動と直角方向の左右移動を、ねじ棒１７を前後左右に交差させ、この２本と各ねじ棒１７のモータ１８の回転で、全面を移動することができる。一次コイル１４は、二次コイル１５の真下に移動すると、コイルに電流を流して電磁誘導波２０を発生させ、二次コイル１５に通過させることで、二次コイル１５は発電して電力が発生する。二次コイル１５に発生した電流は、電気自動車に搭載されたバッテリ１３に充電される。

図４は、検出器１６ａ・１６ｂ・１６ｃ・１６ｄの設置位置と検知値による高さを示し、高い値の方の位置に、一次コイル１４を移動させ、検出器１６ｅの検知により、より高い値の方に前後左右に移動させ最適な位置で停止させる。二次コイル１５は、検出器１６ａと検出器１６ｃの間で、検出器１６ｃ寄りに有る。検出器１６ｅは、検出器１６ａ付近から検出器１６ｃに向けて移動することで、検知値が徐々に上がって最高値に達するところで停止する。

（入庫動作）
電気自動車の充電について、駐車塔１に入庫して、充電をする一実施形態について説明する。入庫する電気自動車は、駐車塔１の乗込場Ｓに乗入れる。乗込場Ｓは、昇降リフト２と床面の乗込台１２が一体に重なり隙間の無い通路を形成する。
入庫する電気自動車は、タイヤ停止位置に前輪タイヤを停止させるように前進させ、浅い凹部に落ち込む所がタイヤ停止位置になっており、運転者が分かるようにしている。
運転者は電気自動車のサイドブレーキを掛けてから降りる。

昇降リフト２は、電気自動車をリフトフォーク７に搭載して昇降駆動部４の回転で索状体１１を巻上げ、駐車室Ｘに向かう状態で、左右に長手方向に延びた２本の角パイプの昇降部材６にリフトフォーク７を複数本固定して、前後端部にガイドレール５に案内される吊下げ部材を索状体１１で吊下げて、駐車室Ｘの上方位置で停止する。
駐車室Ｘは、昇降空間Ｅと往復動可能な横行装置９の駆動ローラ１０に搭載して、横行トレイ３を昇降空間Ｅの昇降リフト２の下面に配置する。昇降リフト２は、下降して横行トレイ３とすれ違うことで、電気自動車を横行トレイ３に移載する。

電気自動車を搭載した横行トレイ３は、横行装置９の駆動ローラ１０の回転で、駐車室Ｘの接触子２４ａに、横行トレイ３の横行レール２３に固定した接触子２４と接触して、電源と信号を得ることができる。検出器１６ａ〜１６ｄの検知により検出器１６ｅが移動して二次コイル１５を発見し、電磁誘導波２０を発生させる。電気自動車の一次コイル１４は、二次コイル１５の電磁誘導波２０を受けて電力が発生し、搭載してあるバッテリ１３に充電させる。充電は、駐車塔１の駐車室Ｘに納められている時間に充電ができるので、時間を節約できると共に、出庫時には快適に乗出しすることができる。

（出庫動作）
電気自動車を出庫するときは、操作釦で指令することで、電気自動車を搭載した横行トレイ３が、横行装置９の駆動ローラ１０の回転で昇降空間Ｅに横行し、二次コイル１５が一次コイル１４から離れることになり充電も終了する。電気自動車を搭載した横行トレイ３は、昇降空間Ｅまで横行する。昇降リフト２は、乗込場Ｓから上昇して、前記横行トレイ３とすれ違い電気自動車を受け取り停止する。空車になった横行トレイ３は、元の駐車室Ｘに戻り収納されると、昇降リフト２が電気自動車を搭載して、乗込場Ｓに下降する。

乗込場Ｓでは、乗込台１２と昇降リフト２が一体になり、水平で隙間の無い安全な通路を形成して、人の出入りを可能にする。充電装置２２は、駐車室Ｘにあり、乗込場Ｓになく、運転者が電気自動車に乗込んで、出口へ走行させて乗込場Ｓから乗出すことで出庫を完了する。

（第二実施形態）
一次コイル１４は、駐車室Ｘの奥側の中間付近に軸着され、その軸２６を中心にして回動するコイルアーム２５を備えている。コイルアーム２５は、横行トレイ３の上面より上に隙間を備え、干渉しないようにしている。横行トレイ３は、電気自動車を搭載して駐車室Ｘに収納されるとき、コイルアーム２５が横行トレイ３の移動方向と平行になって、横行トレイ３の上面と電気自動車の下面との間に挿入した状態となる。コイルアーム２５は、平面の板状にして一次コイル１４をねじ棒１７に螺合させてモータ１８の回転で移動させ、軸２６の回動により、電気自動車の前輪と後輪の間を回動することになる。

一次コイル１４には、検出器１６が備えてあり、電気自動車の二次コイル１５を発見するため、軸２６を中心にコイルアーム２５の回動と、ねじ棒１７による伸縮で、二次コイル１５を検知する。検出器１６は、一定の磁束を出すための電流を出している。この磁束は、二次コイル１５に近づくと電流に変化がおき、その変化の高いところを最適な位置とする。一次コイル１４は、最適位置で電磁誘導波２０を発生させて、二次コイル１５を通過させることで発電する。二次コイル１５の発電は、電気自動車に搭載されたバッテリ１３に充電される。

１ 駐車塔
２ 昇降リフト
３ 横行トレイ
４ 昇降駆動部
５ ガイドレール
６ 昇降部材
７ リフトフォーク
８ トレイフォーク
９ 横行装置
１０ 駆動ローラ
１１ 索状体
１２ 乗込台
１３ バッテリ
１４ 二次コイル
１５ 一次コイル
１６ 検出器
１７ ねじ棒
１８ モータ
１９ 磁束
２０ 電磁誘導波
２１ 駆動部
２２ 充電装置
２５ コイルアーム
Ｅ 昇降空間
Ｘ 駐車室
Ｓ 乗込場

Claims (4)

1. 昇降空間を昇降する昇降リフトと、昇降空間に隣接して複数階に設けた駐車室と、駐車室に配置して昇降空間を往復動する横行トレイと、該昇降リフトと横行トレイとにより車両を入出庫する立体駐車装置において、
   入庫する電気自動車は、蓄電池に充電する装置を非接触の電磁誘導波によって電力を得る二次コイルを備え、
   電気自動車を搭載して入庫する横行トレイの上面に一次コイルを備え、該一次コイルが前記二次コイルの位置を検出して平面移動する駆動部を配置し、
   電気自動車が駐車室に入庫すると前記一次コイルの励磁作用により、二次コイルに発生する電力で電気自動車の蓄電池に充電することを特徴とする駐車塔に備えた電気自動車の非接触式充電装置。
2. 前記平面移動する一次コイルの駆動部は、横行トレイの上面に前後左右方向に移動可能に支持され、磁場検出器の指令により最適な位置に移動することを特徴とする請求項１記載の駐車塔に備えた電気自動車の非接触式充電装置。
3. 前記入庫する電気自動車は、蓄電池に充電する装置を非接触の電磁誘導波によって電力を得る二次コイルを備え、
   電気自動車を搭載して入庫する横行トレイの上面を回動するコイルアームを軸着して、該コイルアームに一次コイルを備え、該一次コイルが前記二次コイルの位置を検出する検出器を配置し、該コイルアームは、電気自動車の下面と横行トレイの上面の間を回動して、磁場検出器の指令により最適な位置に停止し、一次コイルの励磁作用により、二次コイルに発生する電力で電気自動車の蓄電池に充電することを特徴とする請求項１記載の駐車塔に備えた電気自動車の非接触式充電装置。
4. 前記磁場検出器は、横行トレイの上面の複数個所に、磁場の強弱を検知する共振コイルを配置し、磁場の強い共振コイルの方に移動を指令する一次コイルの駆動部制御であることを特徴とする請求項２記載の駐車塔に備えた電気自動車の非接触式充電装置。

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