JP2015144536A - electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行中に、電力が供給されている架線と充電部とを接触させることで電動車両の蓄電装置を充電する電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle that charges a power storage device of an electric vehicle by bringing an overhead line to which power is supplied into contact with a charging unit while traveling.
下記特許文献1には、電動車両の走行中に、電動車両のアーム部の先端に設けられた充電ヘッドの受電部(ローラ部)が回転しながら、電力が供給されている架線に接触することで、電動車両の蓄電装置を充電することが記載されている。 In Patent Document 1 below, while the electric vehicle is traveling, the power receiving unit (roller unit) of the charging head provided at the tip of the arm unit of the electric vehicle rotates and contacts the overhead line to which power is supplied. Thus, it is described that the power storage device of the electric vehicle is charged.
上記特許文献1に記載の技術においては、蓄電装置を充電するためには、回転するローラ部と接触するブラシ等の接触通電体を介して、ローラ部と蓄電装置とを電気的に接続する必要がある。このため、ローラ部は、走行時の架線との接触摩擦によって磨耗するとともに、接触通電体との接触によってもさらに磨耗する。 In the technique described in Patent Document 1, in order to charge the power storage device, it is necessary to electrically connect the roller unit and the power storage device via a contact energization body such as a brush that contacts the rotating roller unit. There is. For this reason, the roller portion is worn by contact friction with the overhead wire during traveling, and is further worn by contact with the contact energization body.
そこで、本発明は、ローラ部が架線と接触する部分の磨耗を抑制する電動車両を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the electric vehicle which suppresses abrasion of the part in which a roller part contacts an overhead wire.
本発明は、電動車両の走行路に沿って設けられた電力が供給される架線に、充電アームの受電部を接触させて、前記電動車両の駆動用の蓄電装置を充電する電動車両において、前記充電アームは、前記電動車両から車両外部に延出するアーム部を備え、前記受電部は、前記アーム部の先端に取り付けられるとともに、前記架線に接触しながら所定方向に延びる中心軸を中心として回転するローラ部であり、前記ローラ部の一部と接触して前記アーム部内部の電線と導通する接触通電体を備え、前記ローラ部が前記架線と接触する位置は、前記ローラ部が前記接触通電体と接触する位置と前記中心軸の軸方向にずれていることを特徴とする。 The present invention provides an electric vehicle that charges a power storage device for driving the electric vehicle by bringing a power receiving unit of a charging arm into contact with an overhead line provided with electric power provided along a traveling path of the electric vehicle. The charging arm includes an arm portion extending from the electric vehicle to the outside of the vehicle, and the power receiving portion is attached to a tip of the arm portion and rotates around a central axis extending in a predetermined direction while contacting the overhead wire. A contact energizing body that is in contact with a part of the roller portion and is electrically connected to an electric wire inside the arm portion, and the roller portion is in contact with the overhead wire at a position where the roller portion is in contact with the overhead wire. The position which contacts a body and the axial direction of the said central axis have shifted | deviated, It is characterized by the above-mentioned.
本発明は、前記電動車両において、前記接触通電体は、付勢部材によって前記ローラ部側に向かって押圧されていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the electric vehicle, the contact energization body is pressed toward the roller portion by a biasing member.
本発明は、前記電動車両において、前記接触通電体と前記電線とを接続するバスバーを備え、前記バスバーは弛んだ状態で前記接触通電体と前記電線とを接続していることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the electric vehicle includes a bus bar that connects the contact energization body and the electric wire, and the bus bar connects the contact energization body and the electric wire in a slack state.
本発明は、前記電動車両において、前記ローラ部は、前記架線と接触する第1ローラ部材と、第1半径の外周面を有し、前記接触通電体と接触する第2ローラ部材とを備え、前記第1ローラ部材の外周面は、前記第1半径より大きい半径を有することを特徴とする。 In the electric vehicle according to the aspect of the invention, the roller unit includes a first roller member that contacts the overhead wire, and a second roller member that has an outer peripheral surface having a first radius and contacts the contact energization body, The outer peripheral surface of the first roller member has a radius larger than the first radius.
本発明によれば、ローラ部が架線と接触する位置は、ローラ部が接触通電体と接触する位置と中心軸の軸方向にずれているので、ローラ部と架線との接触位置におけるローラ部の磨耗を抑制することができる。したがって、ローラ部と架線とを安定的に接触させることができ、架線からの電力を蓄電装置に安定的に供給することができる。 According to the present invention, the position at which the roller portion contacts the overhead wire is shifted in the axial direction of the central axis from the position at which the roller portion contacts the contact energizer. Abrasion can be suppressed. Therefore, the roller portion and the overhead wire can be stably contacted, and the power from the overhead wire can be stably supplied to the power storage device.
本発明によれば、付勢部材によって接触通電体をローラ部側に向かって押圧するので、ローラ部と接触通電体との接触により、ローラ部または接触通電体が磨耗した場合であっても、付勢部材によってローラ部と接触通電体との接触状態を維持することができる。 According to the present invention, since the contact energization member is pressed toward the roller portion by the biasing member, even when the roller portion or the contact energization body is worn due to contact between the roller portion and the contact energization member, The urging member can maintain the contact state between the roller portion and the contact energization body.
本発明によれば、接触通電体と電線とを接続するバスバーを弛ませた状態にするので、バスバーを接触通電体の移動に追従させることができ、接触通電体をローラ部側に移動させることができる。したがって、ローラ部と接触通電体との接触状態を維持することができる。 According to the present invention, since the bus bar connecting the contact energization body and the electric wire is in a loosened state, the bus bar can follow the movement of the contact energization body, and the contact energization body is moved to the roller portion side. Can do. Therefore, the contact state between the roller portion and the contact energization body can be maintained.
本発明によれば、第1ローラ部材の外周面は、第2ローラ部材の外周面より大きい半径を有するので、架線に対して第1ローラ部材を接触させることができる。また、第2ローラ部材の半径は、第1ローラ部材よりも小さいので、第2ローラ部材の外周面の周速は第1ローラ部材に比べ小さくなり、第2ローラ部材と接触通電体との磨耗を抑制することができる。 According to the present invention, since the outer peripheral surface of the first roller member has a larger radius than the outer peripheral surface of the second roller member, the first roller member can be brought into contact with the overhead wire. Further, since the radius of the second roller member is smaller than that of the first roller member, the peripheral speed of the outer peripheral surface of the second roller member is smaller than that of the first roller member, and wear between the second roller member and the contact current-carrying member. Can be suppressed.
本発明に係る電動車両について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。 The electric vehicle according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.
図1は、電動車両10を上面から見たときの接触充電システム12の模式的全体構成を示し、図2は、電動車両10を正面から見たときの接触充電システム12の模式的全体構成を示す。電動車両10は、駆動源としての電動機14と、この電動機14に電力を供給するための駆動用の蓄電装置16とを搭載する車両であり、例えば、電気自動車、内燃機関を搭載するハイブリッド自動車、および燃料電池を搭載する燃料電池自動車等がこれに該当する。なお、図1および図2に示す矢印の方向にしたがって、前後、左右、上下の方向を説明する。
FIG. 1 shows a schematic overall configuration of the
接触充電システム12は、少なくとも、電力が供給されている導電材料の架線20と、架線20と接触可能な充電アーム22を備えた電動車両10とから構成される。この充電アーム22は、電動車両10の右側の運転席18側の側部10sに設けられ、且つ、前輪WFと後輪WRとの間に配置される。なお、道路が右側通行の国においては、運転席18は、一般的に電動車両10の左側に設けられるので、充電アーム22は、電動車両10の左側の側部に設けられる。
The
架線20は、電動車両10が走行路(道路)24に沿って、電動車両10の運転席18側の側部10sと対向して設置される。架線20は、走行路24の中央線側に設置される。なお、片側の斜線が複数ある道路の場合(例えば、片側2車線、片側3車線等の道路の場合)は、架線20は車線毎に設置されるのではなく中央線付近に設置される。また、中央分離帯がある道路の場合には、中央分離帯に架線20を設置してもよい。
The
この架線20は、所定区間の長さで設けられてもよい。この所定区間の長さは、電動車両10が、例えば、ある架線20が設けられている位置から次の架線20が設けられている位置まで走行可能な電力量を充電できる長さに設定されていてもよい。電動車両10は、架線20が設置された走行路24上を架線20に沿って走行しながら、充電アーム22の先端部である充電ヘッド26を車幅外方向に延出させ、充電ヘッド26を架線20に接触させて蓄電装置16を充電する。
The
図3は、架線20の設置構造を示す図、図4は、図3のIV−IV線矢視断面図である。架線20は、絶縁材料の架線保持部30によって保持され、架線保持部30は、走行路24に沿って所定間隔で設けられたガードポスト32によって裏側から支持される。このガードポスト32は、架線20が充電アーム22の先端部と接触できる高さとなるように架線保持部30を支持する。架線保持部30は、架線20の長さ方向に沿って架線20を保持する。
3 is a view showing the installation structure of the
電源装置34は、架線20に電力を供給する。架線20は、導電材料の正極側架線20pと、正極側架線20pの下方に配置される導電材料の負極側架線20nとを有する。この正極側架線20pには、直流の高電圧である第1電圧が電源装置34から印加され、負極側架線20nには、第1電圧より低い直流の低電圧(基準電圧)である第2電圧が電源装置34から印加される。架線保持部30の表面側は、上下方向に開口するようV字溝36が形成されている。V字溝36の上方の面36aには表面が露出するように正極側架線20pが埋め込められ、下方の面36bには表面が露出するように負極側架線20nが埋め込められている。なお、架線20(20p、20n)に印加される電圧は、交流電圧であってもよい。この架線20、架線保持部30、および、電源装置34は、電動車両10に電力を供給する給電装置38を構成する。
The
図5は、走行路24に設けられた給電装置38の一例を示す図である。図5では、片側3車線の走行路24、つまり、6車線の道路を示し、中央線として中央分離帯39が設けられている道路を示している。一方の走行路24を電動車両10が走行する走行路24aとし、他方の走行路24を対向車両が走行する走行路24bとする。この中央線としての中央分離帯39は、走行路24aと走行路24bとを区分するためのものである。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the
図5に示すように、架線20を保持する架線保持部30は、それぞれの走行路24a、24bに対応して設けられている。走行路24aに対応して設けられる架線保持部30は、走行路24aの走行路24b側に設けられ、走行路24bに対応して設けられている架線保持部30は、走行路24bの走行路24a側に設けられている。また、電源装置34は、走行路24aと走行路24bとの間に設けられている。図5では、中央分離帯39に電源装置34を設けている。これにより、走行路24a、24bに設けられる架線20に供給する電源装置34を共通にすることができる。つまり、1つの電源装置34から走行路24a、24bの架線20に対して電力を供給する。これにより、電源装置34から走行路24a、24bの架線20への電気配線が複雑化してしまうのを抑制することができる。
As shown in FIG. 5, the overhead
なお、走行路24a、24bに対応する架線20を保持する架線保持部30を中央分離帯39に設けてもよい。この場合は、走行路24aに対応する架線保持部30は、走行路24a側に設けられ、走行路24bに対応する架線保持部30は、走行路24b側に設けられる。
An overhead
図6は、充電ヘッド26の斜視図、図7は、充電ヘッド26の側面図、図8は、充電ヘッド26の平面図である。充電ヘッド26は、架線20の正極側架線20pに接触するローラ部としての正極側の受電部40pと、負極側架線20nに接触するローラ部としての負極側の受電部40nとを上下一対に備える。受電部40p、40nは、充電ヘッド26の先端側に設けられている。この受電部40p、40nは、導電性の材料で形成されている。受電部40p、40nは、図7に示すように、同一の構造・形状を有し、略円錐台の形状を有する第1ローラ部材42aと、第1ローラ部材42aの底面側に設けられる略円柱の形状を有する第2ローラ部材42bとを有する。この第1ローラ部材42aと第2ローラ部材42bとは中心が同軸となるように一体形成されている。
6 is a perspective view of the charging
円柱状の第2ローラ部材42bは、第1半径r1の外周面を有し、第1ローラ部材42aの外周面は、第1半径r1より大きい半径を有する。これにより、架線20に対して第1ローラ部材42aを接触させることができ、第2ローラ部材42bの外周面の周速は第1ローラ部材42aに比べ小さくなる。第1ローラ部材42aは、具体的には、底面が第1半径r1より大きい第2半径r2の円で形成され、上面が第2半径r2より小さい第3半径r3の円で形成されている略円錐台である。つまり、第1ローラ部材42aの外周面は、第2半径r2と第3半径r3で形成される。この第3半径r3は、第1半径r1より小さくてもよく、大きくてもよい。
The cylindrical
受電部40p、40nは、互いの第2ローラ部材42bが対向するように上下対称に離間して充電ヘッド26に取り付けられている。この正極側の受電部40pおよび負極側の受電部40nの第1ローラ部材42aによって、V字溝36に設けられた正極側架線20pおよび負極側架線20nに接触することが可能となる。なお、第1ローラ部材42aは、第2半径r2の円柱形状であってもよい。この場合は、架線保持部30にV字溝36を設ける必要はない。
The
この受電部40p、40nは、充電ヘッド26の本体部44に取り付けられた回転支持部46によって回転可能に軸支されている。回転支持部46は、受電部40pを回転可能に軸支する第1支持部46aと、受電部40nを回転可能に軸支する第2支持部46bとを有する。詳しくは、第1支持部46aは、受電部40pを支持する上下方向に延びた支持軸(中心軸)48aを有し、受電部40pは、支持軸48aに軸受け50aを介して回転可能に取り付けられている。同様に、第2支持部46bは、受電部40nを支持する上下方向に延びた支持軸(中心軸)48bを有し、受電部40nは、支持軸48bに軸受け50bを介して回転可能に取り付けられている。この第1支持部46aおよび第2支持部46bは、同一の形状を有し、上下対称に本体部44に取り付けられている。
The
本体部44は、円板状のフランジ52aを有する基部52と、フランジ52aの側面から充電ヘッド26の先端側に向かって連接して設けられ、受電部40pと受電部40nとを上下に仕切る仕切板54とを有する。第1支持部46aは、仕切板54の上方に取り付けられ、第2支持部46bは、仕切板54の下方に取り付けられている。受電部40p、40nの先端部(第1ローラ部材42aの先端部)は、仕切板54より先端側に突出している。したがって、受電部40p、40nの先端部は、架線20と接触することができる。なお、図6に示すように、本体部44および受電部40p、40nの後方側は、カバー56によって覆われている。
The
第1支持部46a内には、受電部40pの第2ローラ部材42bと接触する導電性のブラシ(接触通電体)58aが、充電ヘッド26の長手方向(図7および図8に示す矢印x方向)に沿って摺動可能に設けられている。第2ローラ部材42bと接触するブラシ58aの接触面は、第2ローラ部材42bの形状に沿って円弧状の形状を有する。そして、2本の導電性のバスバー60a、60aが、基部52内に形成された貫通孔62aと第1支持部46a内に形成された貫通孔64aとを通って、ブラシ58aに電気的に接続されている。この2本のバスバー60a、60aは、水平方向に所定の間隔を空けてブラシ58aに接続されている。バスバー60a、60aの他端側は、移動不可能な状態で固定されており、充電アーム22のアーム部86(図10参照)の内部に設けられた電線86aを介して電動車両10の蓄電装置16に電気的に接続されている。貫通孔62aは、基部52のフランジ52a内で水平方向に2つに分岐して貫通孔64aと連通している。貫通孔64aの開口部66aは、フランジ52aに形成された貫通孔62aの2つの開口部68a、68aを覆う大きさを有する。
In the
同様に、第2支持部46b内には、受電部40nの第2ローラ部材42bと接触する導電性のブラシ(接触通電体)58bが、充電ヘッド26の長手方向に沿って摺動可能に設けられている。第2ローラ部材42bと接触するブラシ58bの接触面は、第2ローラ部材42bの形状に沿って円弧状の形状を有する。そして、2本の導電性のバスバー60b、60bが、基部52内に形成された貫通孔62bと第2支持部46b内に形成された貫通孔64bとを通って、ブラシ58bに接続されている。この2本のバスバー60b、60bは、水平方向に所定の間隔を空けてブラシ58bに接続されている。バスバー60b、60bの他端側は、移動不可能な状態で固定されており、充電アーム22のアーム部86(図10参照)の内部に設けられた電線86bを介して電動車両10の蓄電装置16に接続されている。貫通孔62bは、基部52のフランジ52a内で水平方向に2つに分岐して貫通孔64bと連通している。貫通孔64bの開口部66bは、フランジ52aに形成された貫通孔62bの2つの開口部68b、68bを覆う大きさを有する。
Similarly, in the
ここで、電動車両10は走行しながら、図9に示すように、充電ヘッド26の受電部40p、40nを架線20に接触させて充電を行うので、充電ヘッド26の受電部40p、40nは、回転しながらブラシ58a、58bと接触する。したがって、受電部40p、40nとブラシ58a、58bとの間には接触摩擦が発生する。そのため、受電部40p、40nの第2ローラ部材42bおよび(または)ブラシ58a、58bは時間の経過とともに徐々に削られて磨耗していき、ブラシ58a、58bと、受電部40p、40nの第2ローラ部材42bとは非接触の状態となってしまう。
Here, while the
そこで、貫通孔64a、64b内に設けられたバネ部材(付勢部材)70a、70bによってブラシ58a、58bを矢印x方向に沿って第2ローラ部材42b側(充電ヘッド26の先端側)に付勢(押圧)する。これにより、受電部40p、40nおよび(または)ブラシ58a、58bが削られた場合であっても、バネ部材70a、70bによってブラシ58a、58bを、先端側に摺動(移動)させて受電部40p、40nの第2ローラ部材42bに押しつけることができる。したがって、正極側の受電部40pを介して正極側架線20pからの第1電圧を確実にバスバー60a、60aに伝達することができ、負極側の受電部40nを介して負極側架線20nからの第2電圧を確実にバスバー60b、60bに伝達することができる。
Therefore, the
また、充電ヘッド26は、貫通孔62a、64a内でバスバー60a、60aを、貫通孔62b、64b内でバスバー60b、60bをある程度弛ませた状態で保持している。つまり、電線86a、86bの先端側とブラシ58a、58bとを接続するバスバー60a、60bの最短距離の長さに比べて、さらに余長を持たせてバスバー60a、60bの長さを設定し、その余長分を、貫通孔62a、64a、貫通孔62b、64b内で弛ませている。これにより、バスバー60a、60bをブラシ58a、58bの移動に追従させることができ、ブラシ58a、58bを受電部40p、40n側に移動させることができる。
In addition, the charging
バネ部材70aは、一端が2本のバスバー60a、60aの間でブラシ58aに取り付けられるとともに、他端が開口部68a、68aの間でフランジ52aに取り付けられている。同様に、バネ部材70bは、一端が2本のバスバー60b、60bの間でブラシ58bに取り付けられるとともに、他端が開口部68b、68bの間でフランジ52aに取り付けられている。
One end of the
また、受電部40p、40nの回転による受電部40p、40nの第1ローラ部材42aと架線20との接触摩擦によって、受電部40p、40nの第1ローラ部材42aおよび(または)架線20とは時間の経過とともに徐々に削られていき磨耗する。この磨耗によって、第1ローラ部材42aおよび(または)架線20の磨耗カス(削りカス)が出る。また、上述したように受電部40p、40nの第2ローラ部材42bとブラシ58a、58bとの接触摩擦による磨耗によって、第2ローラ部材42bおよび(または)ブラシ58a、58bの磨耗カス(削りカス)が出る。
Further, the contact between the
この磨耗カスが周辺に散乱すると、周辺部品に絶縁不良等の悪影響を及ぼす可能性がある。また、受電部40pの回転によって生じた磨耗カスが下側におちて、受電部40nに悪影響を与えることが考えられる。例えば、架線20と受電部40nとの接触状態に影響を及ぼしたり、受電部40pがスムーズに回転しなくなったり、アークが発生することが考えられる。
If the worn debris is scattered around, there is a possibility of adverse effects such as poor insulation on peripheral parts. Further, it is conceivable that the wear residue generated by the rotation of the
そこで、受電部40p、40nの間に設けられた仕切板(収容部)54の上面に所定の深さだけ下方に凹んだ凹部54aを設ける。この凹部54aは、仕切板54の外周に沿って形成されている。この凹部54aに受電部40pの第1ローラ部材42aと正極側架線20pとの接触摩擦によって発生した磨耗カスが収容されるので、受電部40pの第1ローラ部材42aと正極側架線20pとの摩擦接触によって生じた磨耗カスが周囲に散乱することを防ぐことができる。したがって、周辺部品に絶縁不良等の悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
Therefore, a
また、充電ヘッド26を上下方向から見たときに、凹部54aは、受電部40pとブラシ58aとの接触位置を囲むように仕切板54に形成されている。したがって、受電部40pの第2ローラ部材42bとブラシ58aとの接触摩擦によって生じた磨耗カスも凹部54aに収容されるので、受電部40pの第2ローラ部材42bとブラシ58aとの接触摩擦によって生じた磨耗カスが周囲に散乱することを防ぐことができる。したがって、周辺部品に絶縁不良等の悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
Further, when the charging
充電アーム22は、図10に示すように、充電ヘッド26の他に、充電ヘッド26が取り付けられるブラケット80と、このブラケット80を介して充電ヘッド26を、矢印q(q1、q2)方向に移動(回動)させるスライダクランク機構82とを有する。
As shown in FIG. 10, in addition to the charging
スライダクランク機構82は、電動車両10に設けられた回動軸84を中心に回動して車幅外方向に水平に展開するアーム部86と、アーム部86より電動車両10の車体内側に、車体の前後方向に沿って取り付けられたスライドレール88と、スライドレール88上を矢印p(p1、p2)方向にスライドするアクチュエータ90と、一端がアーム部86に回動自在に取り付けられ、他端がアクチュエータ90に回動自在に取り付けられたスプリングダンパー92とを有する。充電ヘッド26は、アーム部86の先端側(回動軸84とは反対側)にブラケット80を介して取り付けられている。このスプリングダンパー92は、アーム部86を車幅外側に展開する方向にアーム部86を付勢する。
The slider crank
アクチュエータ90が、矢印p1方向にスライドレール88上を移動すると、アーム部86が回動軸84を中心として矢印q1方向に回動し、充電ヘッド26も一緒に矢印q1方向に移動する。これにより、アーム部86は、回動軸84を中心として電動車両10の車体横側から水平方向に開き、充電ヘッド26が架線20側に移動する。
When the
一方、アクチュエータ90が、矢印p2方向にスライドレール88上を移動すると、アーム部86が回動軸84を中心として矢印q2方向に回動し、充電ヘッド26も一緒に矢印q2方向に移動する。これにより、アーム部86は閉じた状態になり、充電ヘッド26は電動車両10に収納される。
On the other hand, when the
本実施の形態においては、充電ヘッド26を収納しているとき(図10の2点鎖線で示す状態)のアクチュエータ90の位置を初期位置d1とし、充電を行う場合にはアクチュエータ90を矢印p1方向に沿って初期位置d1から所定位置d2まで移動させる。これにより、アーム部86は、第1の回動角度θ1まで展開し、充電ヘッド26が架線20側(電動車両10の外側)に突出する(図10の実線で示す状態)。回動角度とは、アーム部86が収納された状態からの角度のことをいう。
In the present embodiment, the position of the
図11に示すように、アーム部86が第1の回動角度θ1まで展開すると、充電ヘッド26は、電動車両10の運転席18側の側部10sから第1所定距離z1離れた架線20に接触することができる。そして、電動車両10の運転席18側の側部10sから架線20までの距離が第1所定距離z1より短くなると、架線20によって充電ヘッド26が押しつけられ、アーム部86は、スプリングダンパー92の付勢力に抗して矢印q2方向(閉じ方向)に回動する。それに伴い充電ヘッド26も矢印q2方向(車体側方向)に移動する。
As shown in FIG. 11, when the
しかしながら、スプリングダンパー92は、所定の長さ以上は縮むことができないため、充電ヘッド26が矢印q2方向に移動することができる範囲は限られている。スプリングダンパー92が最も縮んだときのアーム部86の回動角度を便宜上第2の回動角度θ2と呼ぶ。つまり、受電時には、スプリングダンパー92によって、アーム部86は、第1の回動角度θ1から第2の回動角度θ2の範囲内で回動可能である。したがって、アーム部86が第2の回動角度θ2のときに充電ヘッド26の受電部40p、40nが接触する架線20と、電動車両10の運転席18側の側部10sとの距離は、第1所定距離z1より短い第2所定距離z2となる。なお、充電時には、アーム部86の回動角度は、第2の回動角度θ2より小さくなることはないので、電動車両10の運転席18側の側部10sと架線20との距離(以下、「電動車両10と架線20との距離」という)は、第2所定距離z2より小さくなることはない。
However, since the
なお、スプリングダンパー92が一定の長さまで縮んだ際には、アクチュエータ90を矢印p2方向側に移動させること等で、スプリングダンパー92の縮みとアクチュエータ90とを連動させて回動角度を制御してもよい。この場合には、スプリングダンパー92による架線20と受電部40p、40nとの接触圧をより細かく制御することができる。また、この場合であってもアーム部86の回動範囲は所定の角度範囲に制限される。
When the
ここで、電動車両10は、走行中に充電を行うため、走行時に伴う電動車両10の振動・揺れ等によって、電動車両10が左右に振れ、電動車両10と架線20との距離が長くなったり、短くなったりする。また、電動車両10と架線20との距離が、第1所定距離z1より短くなると、充電ヘッド26の受電部40p、40nは、スプリングダンパー92の付勢力によって架線20に押しつけられた状態となる。したがって、走行中の充電時には電動車両10と架線20との距離を第1所定距離z1より短くしておくことで、電動車両10に振動・揺れ等が発生した場合であっても、スプリングダンパー92によって充電ヘッド26の受電部40p、40nと架線20との接触圧を維持して、安定的に接触させることができる。
Here, since the
充電を行うときには、電動車両10と架線20との距離が、第1所定距離z1と第2所定距離z2との丁度真ん中の距離(第3所定距離z3)となるように電動車両10を走行させることで、最も効果的に電動車両10の左右の振れに対応することができる。電動車両10と架線20との距離が第3所定距離z3となったときのアーム部86の回動角度を便宜上第3の回動角度(所定回動角度)θ3と呼ぶ。
When charging, the
本実施の形態では、電動車両10と架線20との距離が第3所定距離z3となるように電動車両10が走行することを想定している。そのため、図1に示すように、走行路24に、電動車両10と架線20との間の距離をガイドするガイドライン100を設けてもよい。この場合は、このガイドライン100も接触充電システム12を構成する。
In the present embodiment, it is assumed that
アーム部86の回動角度が第3の回動角度θ3のときに、架線20に対して充電ヘッド26の長手方向が直交する方向で架線20に対向するように、充電ヘッド26は、ブラケット80を介してアーム部86に取り付けられる。つまり、アーム部86の長手方向(延び方向)に対して充電ヘッド26の長手方向がアーム部86の開き方向側に向かって屈曲するように、充電ヘッド26がブラケット80を介してアーム部86の先端に取り付けられている。この充電ヘッド26の長手方向とアーム部86の長手方向とは所定の角度をなしている。
When the rotation angle of the
なお、アーム部86の回動角度が第3の回動角度θ3のときの充電ヘッド26の長手方向と架線20とのなす角αをα3(α3=90度)とする。また、アーム部86の回動角度が第1の回動角度θ1のときの充電ヘッド26の長手方向と架線20とのなす角αをα1とし、アーム部86の回動角度が第2の回動角度θ2のときの充電ヘッド26の長手方向と架線20とのなす角αをα2とする。本実施の形態でいうなす角αとは、充電ヘッド26の長手方向と架線20とがなす角のうち、角度が小さい方の角度を指している。
Note that an angle α formed by the longitudinal direction of the charging
ここで、アーム部86の回動角度が第1の回動角度θ1のときに充電ヘッド26の長手方向が架線20に対して直交するように充電ヘッド26に設けると、電動車両10と架線20との距離が第2所定距離z2になった場合は、充電ヘッド26が架線20に対してなす角αがα1、α2に比べ過度に小さくなってしまう。逆に、アーム部86の回動角度が第2の回動角度θ2のときに充電ヘッド26の長手方向が架線20に対して直交するように充電ヘッド26に設けると、電動車両10と架線20との距離が第1所定距離z1になった場合は、充電ヘッド26が架線20に対してなす角αがα1、α2に比べ過度に小さくなってしまう。その結果、充電ヘッド26が架線20に対して過度に鋭角になってしまうことにより、充電ヘッド26の受電部40p、40n以外の部分(例えば、カバー56)が架線20と干渉してしまい、受電部40p、40nが架線20と接触できない虞がある。
Here, if the charging
したがって、アーム部86の回動角度が第3の回動角度θ3のときに充電ヘッド26の長手方向が架線20に対向する(すなわち、充電ヘッド26と架線20とが正対する)ように充電ヘッド26を設けることで、電動車両10と架線20との距離が第1所定距離z1から第2所定距離z2までの範囲内で変動した場合であっても、安定的に充電ヘッド26の受電部40p、40nと架線20とを接触させることができる。
Therefore, when the rotation angle of the
以上のように、本実施の形態では、充電ヘッド26は、アーム部86が第3の回動角度θ3となるように展開したときに、その長手方向が架線20に対して直交する方向で架線20に対向する(すなわち、充電ヘッド26と架線20とが正対する)ように設定されており、アーム部86は、第3の回動角度θ3よりも大きな第1の回動角度θ1まで展開する。これにより、電動車両10と架線20との距離が変動して充電ヘッド26と架線20とのなす角αが変動した場合であっても、安定的に受電部40p、40nと架線20とを接触させることができる。
As described above, in the present embodiment, the charging
充電アーム22は、スライドレール88上をスライドするアクチュエータ90と、一端がアーム部86に回動可能に取り付けられ、他端がアクチュエータ90に回動可能に取り付けられたスプリングダンパー92とを有し、スプリングダンパー92は、アーム部86を車幅外側に展開する方向にアーム部86を付勢する。これにより、受電部40p、40nが架線20に接触してアーム部86が電動車両10側に戻されると、スプリングダンパー92の付勢力によって受電部40p、40nを架線20に押しつけることができる。したがって、受電部40p、40nと架線20との接触圧を維持して、架線20からの電力を蓄電装置16に安定的に供給することができる。
The charging
充電ヘッド26は、充電ヘッド26の長手方向とアーム部86の延び方向とが所定の角度をなすように、ブラケット80を介してアーム部86の先端に取り付けられている。これにより、アーム部86が第3の回動角度θ3となるように展開したときに、充電ヘッド26の長手方向が架線20に対して直交する方向で架線20に対向するように充電ヘッド26をアーム部86の先端に簡単に取り付けることができる。
The charging
また、架線20は受電部40p、40nの第1ローラ部材42aと接触し、ブラシ58a、58bは、受電部40p、40nの第2ローラ部材42bと接触する。つまり、受電部40p、40nが架線20と接触する位置は、受電部40p、40nがブラシ58a、58bと接触する位置と支持軸48a、48bの軸方向にずれている。これにより、受電部40p、40nと架線20との接触位置における受電部40p、40nの磨耗を抑制することができる。したがって、受電部40p、40nと架線20とを安定的に接触させることができ、架線20からの電力を蓄電装置16に安定的に供給することができる。
The
充電ヘッド26は、ブラシ58a、58bを受電部40p、40n側に向かって押圧するバネ部材70a、70bを備えている。これにより、受電部40p、40nとブラシ58a、58bとの接触により、受電部40p、40nまたはブラシ58a、58bが磨耗した場合であっても、バネ部材70a、70bによって受電部40p、40nとブラシ58a、58bとの接触状態を維持することができる。
The charging
充電ヘッド26は、ブラシ58a、58bと電線86a、86bとを接続するバスバー60a、60bを弛ませた状態で保持する。これにより、バスバー60a、60bをブラシ58a、58bの移動に追従させることができ、ブラシ58a、58bを受電部40p、40n側に移動させることができる。したがって、受電部40p、40nとブラシ58a、58bとの接触状態を維持することができる。
The charging
受電部40p、40nは、架線20と接触する第1ローラ部材42aと、第1半径r1の外周面を有し、ブラシ58a、58bと接触する第2ローラ部材42bとを備え、第1ローラ部材42aの外周面は、第1半径r1より大きい半径を有する。これにより、架線20に対して第1ローラ部材42aを接触させることができる。また、第2ローラ部材42bの外周面の周速は、第1ローラ部材42aに比べ小さくなり、第2ローラ部材42bとブラシ58a、58bとの磨耗を抑制することができる。
The
また、充電アーム22が電動車両10の運転席18側の側部10sから車幅方向外側に延出するので、運転者が電動車両10と架線20との間の距離を把握しやすくなり、図示しないハンドルの操舵によって充電アーム22の受電部40p、40nと架線20との接触状態を良好に維持することができる。
In addition, since the charging
二輪車は、中央線若しくは中央分離帯39に隣接する車線を走行している場合は、通常、四輪車を中央線若しくは中央分離帯39側から追い抜くことはない。したがって、充電アーム22を電動車両10の中央線側若しくは中央分離帯39側に設けるので、二輪車等の安全を確保することができる。
When the two-wheeled vehicle is traveling on a lane adjacent to the center line or the
走行路24には、電動車両10と架線20との間の距離をガイドするガイドライン100が設けられているので、電動車両10と架線20との間の距離を適切な距離に保つことができる。したがって、充電アーム22の受電部40p、40nと架線20との接触状態を良好に維持することができる。
Since the
架線20に電力を供給する電源装置34は、電動車両10が走行する走行路24aと、対向車両が走行する走行路24bとの間に設けられているので、走行路24aと走行路24bとで電源装置34を共通にすることができる。したがって、電源装置34からそれぞれの走行路24a、24bの架線20への電気配線が複雑化してしまうのを抑制することができる。
Since the
また、充電ヘッド26の仕切板54の上面に、所定の深さだけ凹んだ凹部54aが形成されているので、受電部40pと架線20との接触によって受電部40pまたは架線20が磨耗した場合であっても磨耗カスを収容することができる。その結果、受電部40pまたは架線20の磨耗カスが周辺に散乱して周辺部品に絶縁不良等の悪影響を及ぼしてしまうことを抑制することができる。
Moreover, since the recessed
仕切板54には、上下方向からみたときに、受電部40pとブラシ58aとの接触位置を囲むように凹部54aが形成されている。これにより、受電部40pとブラシ58aとの磨耗によって磨耗カスが生じた場合であっても、磨耗カスも仕切板54に収容することができる。その結果、受電部40pとブラシ58aとの接触により生じた磨耗カスによって周辺部品に絶縁不良等が発生してしまうことを抑制することができる。
The
充電ヘッド26は、上下方向に互いに離間して配置された正極および負極の一対の受電部40p、40nを備え、仕切板54は、上下方向における一対の受電部40p、40nの間に配置されている。これにより、例えば、上側に配置された受電部40pによって生じた磨耗カスが下側の受電部40n側へ落ちて、下側の受電部40nと架線20との接触状態に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。したがって、一対の受電部40p、40nを介して架線20からの電力を安定的に蓄電装置16に供給することができる。
The charging
[変形例]
上記実施の形態の充電ヘッド26は、以下のように変形してもよい。図12は、本変形例における充電ヘッド26Aを示し、図13は、図12に示す本体部44Aを示す図である。なお、本変形例においては、図1と同様の機能を有する構成について参照符号の後にAを付し、必要な箇所のみ説明する。上述したように、本体部44Aの基部52Aに設けられた貫通孔62aAはフランジ52aA内で2つに分岐しフランジ52aAに形成された2つの開口部68aA、68aAに連通している。この貫通孔62aAは、上記実施の形態とは異なり、断面積が同一の大きさで、且つ、基部52A内で水平に形成されている。仕切板54Aの開口部68aA、68aA側の上面には、凹部110が形成されている。この凹部110は、貫通孔62aAを水平に通って2つの開口部68aA、68aAから延びる2本のバスバー60aA、60aAが仕切板54Aと干渉しないために形成されたものである。この2本のバスバー60aA、60aAは、開口部68aA、68aAから凹部110によって形成された空間を利用して上方に湾曲するように延び、第1支持部46aA内を通ってブラシ58aAに接続される(図示略)。本変形例では、2本のバスバー60aA、60aAは、第1支持部46aAの貫通孔64aA内で弛んだ状態で保持されている(図示略)。この仕切板(収容部)54Aの上面には、外周に沿って所定の深さだけ凹んだ凹部54aAが形成されている。この凹部54aAによって、正極側架線20pAと受電部40pAとの接触摩擦によって生じる磨耗カス、および、受電部40pAとブラシ58aAとの接触摩擦によって生じる磨耗カスが収容される。
[Modification]
The charging
図示しないがバスバー60bA、60bAの連通状態もバスバー60aA、60aAと同様である。つまり、貫通孔62bAも、上記実施の形態とは異なり、断面積が同一の大きさで、且つ、水平に基部52A内に形成されている。そして、仕切板54Aの開口部68bA、68bA側の下面には、凹部110が形成されている。この凹部110は、貫通孔62bAを水平に通って2つの開口部68bA、68bAから延びる2本のバスバー60bA、60bAが仕切板54Aと干渉しないために形成されたものである。この2本のバスバー60bA、60bAは、開口部68bA、68bAから下方に湾曲するように延び、第2支持部46bA内を通ってブラシ58bAに接続される(図示略)。本変形例では、2本のバスバー60bA、60bAは、第2支持部46bAの貫通孔64bA内で弛んだ状態で保持されている。
Although not shown, the communication state of the bus bars 60bA and 60bA is the same as that of the bus bars 60aA and 60aA. That is, unlike the above embodiment, the through-hole 62bA has the same cross-sectional area and is formed horizontally in the
仕切板54Aの上面に形成された凹部112は、支持軸48aAを受入れるために形成され、仕切板54の下面にも同様に支持軸48bAを受入れるための凹部(図示略)が形成されている。
The
なお、負極側架線20nAと受電部40nAとの接触摩擦によって生じる磨耗カス、および、受電部40nAとブラシ58bAとの接触摩擦によって生じる磨耗カスを収容するために、図14に示すように、充電ヘッド26A(本体部44A)の下部に凹部114aが形成された収容部114を設けてもよい。この凹部114aは、収容部114の上面に形成されている。
In order to accommodate the wear debris generated by the contact friction between the negative side overhead wire 20nA and the power receiving unit 40nA and the wear debris generated by the contact friction between the power reception unit 40nA and the brush 58bA, as shown in FIG. An
10…電動車両 12…接触充電システム
14…電動機 16…蓄電装置
18…運転席 20…架線
20p、20pA…正極側架線 20n、20nA…負極側架線
22…充電アーム 24、24a、24b…走行路
26、26A…充電ヘッド 30…架線保持部
34…電源装置 38…給電装置
39…中央分離帯
40p、40n、40pA、40nA…受電部
42a…第1ローラ部材 42b…第2ローラ部材
44、44A…本体部 46…回転支持部
46a、46aA…第1支持部 46b、46bA…第2支持部
48a、48b、48aA、48bA…支持軸
52、52A…基部
52a、52aA…フランジ 54、54A…仕切板
54a、54aA、110、112、114a…凹部
58a、58b、58aA、58bA…ブラシ
60a、60b、60aA、60bA…バスバー
62a、62b、64a、64b、62aA、62bA、64aA、64bA…貫通孔
70a、70b…バネ部材 84…回動軸
86…アーム部 86a、86b…電線
88…スライドレール 90…アクチュエータ
92…スプリングダンパー 100…ガイドライン
114…収容部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記充電アームは、前記電動車両から車両外部に延出するアーム部を備え、
前記受電部は、前記アーム部の先端に取り付けられるとともに、前記架線に接触しながら所定方向に延びる中心軸を中心として回転するローラ部であり、
前記ローラ部の一部と接触して前記アーム部内部の電線と導通する接触通電体を備え、
前記ローラ部が前記架線と接触する位置は、前記ローラ部が前記接触通電体と接触する位置と前記中心軸の軸方向にずれている
ことを特徴とする電動車両。 In the electric vehicle for charging the power storage device for driving the electric vehicle by bringing the power receiving unit of the charging arm into contact with the overhead line supplied with the electric power provided along the traveling path of the electric vehicle,
The charging arm includes an arm portion extending from the electric vehicle to the outside of the vehicle,
The power receiving unit is a roller unit that is attached to the tip of the arm unit and rotates about a central axis that extends in a predetermined direction while being in contact with the overhead wire.
A contact energization body that contacts a part of the roller portion and is electrically connected to the electric wire inside the arm portion,
The electric vehicle according to claim 1, wherein a position where the roller portion contacts the overhead wire is shifted from a position where the roller portion contacts the contact energization body in an axial direction of the central axis.
前記接触通電体は、付勢部材によって前記ローラ部側に向かって押圧されている
ことを特徴とする電動車両。 The electric vehicle according to claim 1,
The electric contact vehicle is pressed toward the roller part by an urging member.
前記接触通電体と前記電線とを接続するバスバーを備え、
前記バスバーは弛んだ状態で前記接触通電体と前記電線とを接続している
ことを特徴とする電動車両。 The electric vehicle according to claim 2,
A bus bar for connecting the contact energizer and the electric wire;
The electric vehicle characterized in that the bus bar connects the contact energization body and the electric wire in a slack state.
前記ローラ部は、前記架線と接触する第1ローラ部材と、第1半径の外周面を有し、前記接触通電体と接触する第2ローラ部材とを備え、
前記第1ローラ部材の外周面は、前記第1半径より大きい半径を有する
ことを特徴とする電動車両。 The electric vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The roller portion includes a first roller member that contacts the overhead wire, and a second roller member that has an outer peripheral surface having a first radius and contacts the contact energization body,
The electric vehicle characterized in that an outer peripheral surface of the first roller member has a radius larger than the first radius.
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