JP2021083148A

JP2021083148A - 給電装置

Info

Publication number: JP2021083148A
Application number: JP2019206104A
Authority: JP
Inventors: 寛矢野; Hiroshi Yano; 雄一大西; Yuichi Onishi; 昇石川; Noboru Ishikawa; 義郎小山; Yoshiro Koyama; 慶大巖; Kei Oiwa
Original assignee: Mitsubishi Electric Tokki Systems Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Tokki Systems Corp
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-11-14
Also published as: JP7296857B2

Abstract

【課題】簡易な構成で、給電のための電力以外の電力消費が発生しない給電装置を得る。【解決手段】給電装置１０は、バッテリ駆動される車両１に設けられた受電部３に接触して車両１に給電する給電部１７を有する。更に、給電装置１０は、先端から徐々に幅が広がる末広がり形状のガイド部１１１を備え、ガイド部１１１が給電部１７よりも突き出ており、ガイド部１１１以外の部位で給電部１７に連結している、変位可能な板状の可動部１１を有する。給電部１７と受電部３とが対向しているが正対していない状態で車両１が給電部１７に接近する場合に、車両１の給電部１７への接近により受電部３以外の車両１の一部がガイド部１１１に当たり、車両１の給電部１７への接近により末広がり形状に沿って車両の一部がガイド部１１１を押すのに伴って可動部１１が変位して、可動部１１に連結している給電部１７を受電部３に正対させる。【選択図】図１

Description

本発明は、給電装置に関する。

特許文献１には、車両給電装置が開示されている。特許文献１の車両給電装置は車両に給電するための給電部を有する。給電部は、車両幅方向（Ｙ方向）及び車両前後方向（Ｘ方向）に移動可能に支持されている。また、特許文献１の車両給電装置には、給電部の位置を制御する制御部が設けられている。制御部は、第１直流モータ及び第２直流モータを作動させてＹ方向及びＸ方向に給電部を移動させて給電部を給電可能な位置に制御する。

特開２０１３−２３６４４９号公報

特許文献１の車両給電装置では、制御部が第１直流モータ及び第２直流モータを作動させて給電部を給電可能な位置に制御する。このため、特許文献１の車両給電装置では、給電部以外に、少なくとも制御部、第１直流モータ及び第２直流モータが必要であり、部品点数が多く、構成が複雑であるという課題がある。また、給電のための電力以外に、第１直流モータ及び第２直流モータを作動させるための電力が必要であるという課題がある。

この発明は、上記のような課題を解決することを主な目的の一つとしている。より具体的には、簡易な構成で、給電のための電力以外の電力消費が発生しない給電装置を得ることを主な目的とする。

本発明に係る給電装置は、
バッテリ駆動される車両に設けられた受電部に接触して前記車両に給電する給電部と、
先端から徐々に幅が広がる末広がり形状のガイド部を備え、前記ガイド部が前記給電部よりも突き出ており、前記ガイド部以外の部位で前記給電部に連結している、変位可能な板状の可動部とを有し、
前記給電部と前記受電部とが対向しているが正対していない状態で前記車両が前記給電部に接近する場合に、前記車両の前記給電部への接近により前記受電部以外の前記車両の一部が前記ガイド部に当たり、前記車両の前記給電部への接近により前記末広がり形状に沿って前記車両の前記一部が前記ガイド部を押すのに伴って前記可動部が変位して、前記可動部に連結している前記給電部を前記受電部に正対させる。

本発明によれば、簡易な構成で、給電のための電力以外の電力消費が発生しない給電装置を得ることができる。

実施の形態１に係る車両と給電装置が対向して離間する状態を示す要部平面図。実施の形態１に係る車両と給電装置が対向して離間する状態を示す要部側面図。実施の形態１に係る給電装置の動作を示す要部平面図。実施の形態１に係る車両が図１に示す状態から給電装置に対し接近した状態を示す要部平面図。実施の形態１に係る車両が図４に示す状態から給電装置に接合した状態を示す要部平面図。実施の形態１に係る車両が給電装置に接合した状態を示す要部側面図。実施の形態１に係る受電端子と給電端子が離間している状態を示す要部拡大平面図。実施の形態１に係る受電端子と給電端子が接触した状態を示す要部拡大平面図。実施の形態１に係る受電部と給電部が接触した状態を示す要部拡大平面図。実施の形態１に係る車両と給電装置がオフセットして離間する状態を示す要部平面図。実施の形態１に係る車両が図１０に示す状態から給電装置に対し接近した状態を示す要部平面図。実施の形態１に係る車両が図１１に示す状態から給電装置に接合した状態を示す要部平面図。実施の形態１に係る車両と給電装置が斜めに離間する状態を示す要部平面図。実施の形態１に係る車両が図１３に示す状態から給電装置に対し接近する状態を示す要部平面図。実施の形態１に係る車両が図１４に示す状態から給電装置に対し接近した状態を示す要部平面図。実施の形態１に係る車両が図１５に示す状態から給電装置に接合した状態を示す要部平面図。実施の形態１に係るガイド部を示す要部平面図。実施の形態２に係る車両と給電装置が対向して離間する状態を示す要部側面図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。以下の実施の形態の説明及び図面において、同一の符号を付したものは、同一の部分又は相当する部分を示す。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１は、本実施の形態に係る車両１と給電装置１０が対向して離間する状態を示す要部平面図である。
図２は、本実施の形態に係る車両１と給電装置１０が対向して離間する状態を示す要部側面図である。
図３は、本実施の形態に係る給電装置１０の動作を示す要部平面図である。

車両１は、バッテリ駆動により自律移動する車両である。車両１は、図示しない内界センサ、外界センサ等により車両１の状況を把握し、任意に移動する機能を有する。
車両１は、車輪を有し、バッテリ駆動により自律移動可能なものであれば、どのようなものでもよい。車両１は、例えば、工場、倉庫等において資材等の物品を運搬する台車である。また、車両１は、自律移動可能な乗用車であってもよい。
車両１は、車輪２、受電部３、ガイドピン５ａ及び５ｂで構成される。ガイドピン５ａ及び５ｂを区別する必要がない場合は、両者をまとめてガイドピン５と表記する。なお、本実施の形態に直接関係がない、車両１の構成要素は図示を省略している。

車輪２は、図示しない車両１に搭載された駆動源（バッテリ）により駆動され、車両１を任意の方向に移動させる。
受電部３は、バッテリを充電する際に外部からの給電を受ける。
ガイドピン５ａ及び５ｂは、車両１の底面に形成された突起物である。ガイドピン５ａ及び５ｂは、後述する給電部１７と受電部３との位置決めに用いられる。ガイドピン５ａ及び５ｂは、例えば、車両１の中心線から同じ距離の位置に配置される。

給電装置１０は、車両１への給電を行う。給電装置１０は任意の場所に設置される。
給電装置１０は、可動部１１、支軸１２、サブフレーム１３、スライドレール１４、ストッパ１５、保持部材１６及び給電部１７で構成される。なお、本実施の形態に直接関係がない、給電装置１０の構成要素は図示を省略している。

可動部１１は、板状体である。可動部１１は、支軸１２により、図３に示す矢印Ａ方向に回動可能にサブフレーム１３に保持される。また、可動部１１は、図示しない弾性部材等により回動範囲の中立位置方向に付勢される。また、可動部１１は、支軸１２、サブフレーム１３及びスライドレール１４により、矢印Ｂ方向に並進可能である。つまり、可動部１１は、鉛直軸回りの回動による変位、可動部１１の幅方向の水平移動による変位、及び回動と水平移動との合成による変位が可能である。

図１７は、可動部１１の詳細を示す。可動部１１は、ガイド部１１１と後段部１１２に区分される。符号１１０はガイド部１１１の先端である。
ガイド部１１１は、先端１１０から徐々に幅が広がる末広がり形状を有する。末広がりの終端までがガイド部１１１である。本実施の形態では、ガイド部１１１は略三角形状である。図１に示すように、ガイド部１１１は、給電部１７よりも突き出ている。このため、ガイド部１１１は、給電部１７よりも先に車両１に接触する。なお、ガイド部１１１の左側の側面を左ガイド面１１ａといい、右側の側面を右ガイド面１１ｂという。
ガイド部１１１の末広がりの終端から後が後段部１１２である。後段部１１２では、支軸１２が通され、また、両脇にストッパ１５が取り付けられる。また、後段部１１２の後端の略中央に保持部材１６が取り付けられる

支軸１２は、回動可能なように可動部１１をサブフレーム１３に取り付ける。

サブフレーム１３は、スライドレール１４にはめ込まれており、スライドレール１４を矢印Ｂの方向に並進可能である。サブフレーム１３はスライドレール１４を介して給電装置１０の枠組みに保持される。また、サブフレーム１３は図示しない弾性部材等により並進範囲の中立位置方向に付勢される。

スライドレール１４は、給電装置１０の枠組みに固定されている。前述のように、サブフレーム１３、可動部１１及び給電部１７はスライドレール１４上を矢印Ｂの方向に並進可能である。

ストッパ１５は、可動部１１に対し矢印Ｃ方向に並進可能に保持される。また、ストッパ１５は、図示しない弾性部材等により図３に示す矢印−Ｃ方向に付勢されている。

給電部１７は、車両１の受電部３に接触して車両１に給電する。
給電部１７は、受電部３と対向する高さとなるよう保持部材１６を介し可動部１１に保持される。給電部１７と可動部１１は保持部材１６により連結されており、可動部１１の変位に伴って給電部１７も変位する。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図４は、車両１が図１に示す状態から給電装置１０に対し接近した状態を示す要部平面図である。
図５は、車両１が図４に示す状態から給電装置１０に接合した状態を示す要部平面図である。
図６は、図５の状態に対応する要部側面図である。つまり、図６は、車両１が給電装置１０に接合した状態を示す要部側面図である。
図１では、車両１の受電部３と給電装置１０の給電部１７とが正対している。このため、図４に示すように、車両１が直進することで、受電部３と給電部１７とが正対した状態で接近する。図４では、受電部３と給電部１７とは離間しているが、ガイドピン５ａ及び５ｂは中立位置にあるストッパ１５に接触している。
更に車両１が進むと、図５及び図６に示すように、受電部３と給電部１７とが接触し、給電部１７からの給電が開始する。ストッパ１５はガイドピン５ａ及び５ｂに押され終端位置まで移動している。

図７、図８及び図９は、図５の円Ｅで示す部分の要部拡大平面図である。
図７では、受電部３と給電部１７が離間している状態を示す。
図８は、受電部３と給電部１７が接触を開始した状態を示す。
図９は、受電部３と給電部１７が最も接近している状態を示す。
受電部３には、受電端子４ａ及び４ｂが設けられている。受電端子４ａ及び４ｂの一方は正極であり、他方は負極である。受電端子４ａ及び４ｂは受電部３に保持され、図示しない弾性部材等により矢印＋Ｃ方向に付勢されている。
給電部１７には、給電端子１８ａ及び１８ｂが設けられている。給電端子１８ａ及び１８ｂの一方は正極であり、他方は負極である。
また、給電部１７には、マイクロスイッチ１９も設けられている。マイクロスイッチ１９は、受電端子４ａ及び４ｂと給電端子１８ａ及び１８ｂが対向して接触し、図９に示す状態になった際に、受電部３の端部により押下される。
受電端子４ａ及び４ｂと給電端子１８ａ及び１８ｂとの接触により、給電端子１８ａ及び１８ｂから受電端子４ａ及び４ｂへの給電が行われる。前述のとおり、受電端子４ａ及び４ｂは、図示しない弾性部材等により矢印＋Ｃ方向に付勢されているので、図９に示すように、受電部３と給電部１７が接触した状態では、受電端子４ａ及び４ｂが図示矢印−Ｃ方向に押圧移動するので、受電端子４ａ及び４ｂと給電端子１８ａ及び１８ｂは確実に接触し給電不良等を防ぐことができる。
マイクロスイッチ１９は、受電部３の端部により押下された場合に、車両１に対して進行の停止を指示する。なお、マイクロスイッチ１９が押下される状態、すなわち受電部３と給電部１７が接触する状態では、図５に示すとおり、ストッパ１５はガイドピン５ａ及び５ｂに押され終端位置まで移動しガイド部１１１に当接し、車両１は給電装置１０に対して機械的に進行を阻止されるので、マイクロスイッチ１９の押下に伴う車両１の進行停止指示に不具合が生じた場合であっても車両１の給電装置１０に対する進行を阻止することができる。

図１０は、車両１と給電装置１０がオフセットして離間する状態を示す要部平面図である。
図１１は、車両１が図１０に示す状態から給電装置１０に対し接近した状態を示す要部平面図である。
図１２は、車両１が図１１に示す状態から給電装置１０に接合した状態を示す要部平面図である。

図１０に示すように、車両１の中心線ＣＬ１と可動部１１の中心線ＣＬ１１とがずれており、車両１の受電部３が給電装置１０の給電部１７と正対していない。矢印＋Ｃの方向に車両１が給電装置１０に接近すると、図１１に示すように、ガイドピン５ｂがガイド部１１１の右ガイド面１１ｂに当たる。そして、車両１の給電部１７への更なる接近により右ガイド面１１ｂの末広がり形状に沿ってガイドピン５ｂがガイド部１１１を押すのに伴って可動部１１及びサブフレーム１３がスライドレール１４上を矢印−Ｂの方向に変位する。
この結果、図１２に示すように、保持部材１６により可動部１１に連結している給電部１７を受電部３に正対させることができる（ＣＬ１とＣＬ１１とが一致する）。
なお、給電が完了し、車両１が給電部１７から離れると、可動部１１及びサブフレーム１３は、変位前の位置に戻る（図１の位置に戻る）。
図示は省略しているが、車両１が図１０とは逆の方向にオフセットしている場合は、ガイドピン５ａが左ガイド面１１ａに当たる。そして、車両１の給電部１７への更なる接近により左ガイド面１１ａの末広がり形状に沿ってガイドピン５ａがガイド部１１１を押すのに伴って可動部１１及びサブフレーム１３がスライドレール１４上を矢印＋Ｂの方向に変位する。
この結果、保持部材１６により可動部１１に連結している給電部１７を受電部３に正対させることができる。

図１３は、車両１と給電装置１０が斜めに離間する状態を示す要部平面図である。
図１４は、車両１が図１３に示す状態から給電装置１０に対し接近した状態を示す要部平面図である。
図１５は、車両１が図１４に示す状態から給電装置１０に対し接近した状態を示す要部平面図である。
図１６は、車両１が図１５に示す状態から給電装置１０に接合した状態を示す要部平面図である。

図１３に示すように、車両１の中心線ＣＬ１と可動部１１の中心線ＣＬ１１とがずれており、車両１の受電部３が給電装置１０の給電部１７と正対していない。矢印＋Ｄの方向に車両１が給電装置１０に接近すると、図１４に示すように、ガイドピン５ａがガイド部１１１の左ガイド面１１ａに当たる。そして、図１４及び図１５に示すように、車両１の給電部１７への更なる接近により左ガイド面１１ａの末広がり形状に沿ってガイドピン５ａがガイド部１１１を押すのに伴って可動部１１及びサブフレーム１３がスライドレール１４上を矢印＋Ｂの方向に変位する。
さらに、図１４に示す状態より、車両１が図示矢印＋Ｄ方向に進行し図１５に示す状態に至ると、ガイドピン５ｂがガイド部１１１の右ガイド面１１ｂに当接するので、可動部１１及びサブフレーム１３の図示矢印＋Ｂ方向への変位が制限される。この状態でさらに車両１が図示矢印＋Ｄ方向に進行すると図１６に示す状態に至り、可動部１１は支軸１２を中心に図示矢印＋Ａ方向に回動し、保持部材１６により可動部１１に連結している給電部１７を受電部３に正対させることができる（ＣＬ１とＣＬ１１とが一致する）。
なお、給電が完了し、車両１が給電部１７から離れると、可動部１１及びサブフレーム１３は、変位前の位置に戻る（図１の位置に戻る）。
図示は省略しているが、車両１が図１３とは逆の方向に斜めに離間している場合は、ガイドピン５ｂが右ガイド面１１ｂに当たる。そして、車両１の給電部１７への更なる接近により右ガイド面１１ｂの末広がり形状に沿ってガイドピン５ｂがガイド部１１１を押すのに伴って可動部１１及びサブフレーム１３がスライドレール１４上を矢印−Ｂの方向に変位する。その後、ガイドピン５ａがガイド部１１１の右ガイド面１１ａに当接するので、可動部１１及びサブフレーム１３の図示矢印−Ｂ方向への変位が制限されるので、可動部１１は支軸１２を中心に図示矢印＋Ａ方向と逆方向に回動する。
この結果、保持部材１６により可動部１１に連結している給電部１７を受電部３に正対させることができる。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
このように、本実施の形態では、車両の底面に設けられたガイドピンが末広がり形状のガイド部に当たり、車両の給電部への接近により末広がり形状に沿ってガイドピンがガイド部を押すのに伴って可動部が変位して、可動部に連結している給電部を受電部に正対させる。
このため、本実施の形態によれば、簡易な構成で、給電のための電力以外の電力消費が発生しない給電装置を得ることができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、主に実施の形態１との差異を説明する。
なお、以下で説明していない事項は、実施の形態１と同様である。

実施の形態１では、ガイドピン５ａ及び５ｂが車両１の底面に設けられている構成を説明した。
これに代えて、図１８に示すように、ガイドピン５ａ及び５ｂを車両１の上面に設けてもよい。この場合は、給電装置１０において、車両１の上面にあるガイドピン５ａ及び５ｂに対応する高さに可動部１１を設けるようにする。また、可動部１１の上部にサブフレーム１３を設けるようにする。
本実施の形態に係る給電装置１０の動作は、実施の形態１に示したものと同じであるため、説明を省略する。
本実施の形態よっても、簡易な構成で、給電のための電力以外の電力消費が発生しない給電装置を得ることができる。

１車両、２車輪、３受電部、４ａ受電端子、４ｂ受電端子、５ガイドピン、５ａガイドピン、５ｂガイドピン、１０給電装置、１１可動部、１１ａ左ガイド面、１１ｂ右ガイド面、１２支軸、１３サブフレーム、１４スライドレール、１５ストッパ、１６保持部材、１７給電部、１８ａ給電端子、１８ｂ給電端子、１９マイクロスイッチ、１１０先端、１１１ガイド部、１１２後段部。

Claims

バッテリ駆動される車両に設けられた受電部に接触して前記車両に給電する給電部と、
先端から徐々に幅が広がる末広がり形状のガイド部を備え、前記ガイド部が前記給電部よりも突き出ており、前記ガイド部以外の部位で前記給電部に連結している、変位可能な板状の可動部とを有し、
前記給電部と前記受電部とが対向しているが正対していない状態で前記車両が前記給電部に接近する場合に、前記車両の前記給電部への接近により前記受電部以外の前記車両の一部が前記ガイド部に当たり、前記車両の前記給電部への接近により前記末広がり形状に沿って前記車両の前記一部が前記ガイド部を押すのに伴って前記可動部が変位して、前記可動部に連結している前記給電部を前記受電部に正対させる給電装置。
前記ガイド部が略三角形の末広がり形状である請求項１に記載の給電装置。
前記車両の前記給電部への接近により前記車両の上面及び底面のいずれかに設けられた突起物が前記ガイド部に当たり、前記車両の前記給電部への接近により前記末広がり形状に沿って前記突起物が前記ガイド部を押すのに伴って前記可動部が変位して、前記可動部に連結している前記給電部を前記受電部に正対させる請求項１に記載の給電装置。
前記車両が前記給電部から離れた際に前記可動部が変位前の位置に戻るように前記可動部が付勢されている請求項１に記載の給電装置。
前記可動部は、鉛直軸回りの回動による変位、前記可動部の幅方向の水平移動による変位、及び前記回動と前記水平移動との合成による変位の少なくともいずれかを行う請求項１に記載の給電装置。