JP2021090253A - 車両用充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】第１嵌合体と第２嵌合体との位置ずれ補正時に生じる異音や損傷を抑制し、相互の嵌合をスムーズに行うことができる車両用充電システムを提供する。【解決手段】車両用充電システム１は、車両１００側の第１嵌合体１０に対して、充電装置３００側の第２嵌合体３０を第１移動機構４０及び第２移動機構４１により相対移動させることで嵌合させる。第１嵌合体１０は、凹部１２と連結し、かつ対向方向において凹部１２から第２嵌合体３０側に向かうにつれて、平面方向における凹部１２側と反対側に傾斜する案内面１３ｂを有し、凸部３２を案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて案内する案内部１３を有する。凸部３２が第１嵌合体１０の案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて案内される案内状態において、凸部３２と案内面１３ｂとの間に配置され、かつ凸部３２の移動に対する抵抗を低減するローラ部材２１が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用充電システムに関する。

従来、電気自動車等の車両に搭載された受電側のインレットに対して、無人または自動で送電側のカプラを嵌合させて充電を行う車両用充電システムがある。例えば、特許文献１では、床面上を自在に移動する移動体において、受電コネクタが、建屋等に固定された送電コネクタに対して自動的に位置確認を行う自動給電装置が開示されている。特許文献２では、車両の受電カプラの位置と充電装置の送電カプラの位置とのズレを画像処理で認識し、充電装置の送電カプラを受電カプラの位置に合わせて移動し、受電カプラと送電カプラとのＸ−Ｙ方向の位置ズレを低減させる充電装置が開示されている。特許文献３では、被充電側コネクタの近傍にその開口端面から奥方に向かって漸次開口面積が狭まるようにテーパ状に形成したガイド開口部を有するガイド体を設け、電源体に設けた挿嵌体がガイド開口部に当接し、テーパ状面に沿って移動する自動充電装置が開示されている。

特開平８−１７５３８号公報 特開２０１１−５０１７７号公報 特開昭６２−２４５６０３号公報

ところで、上記特許文献１〜３では、カプラまたはインレットに相当する２種類の構造物の一方にテーパ状面が形成されている。相互の構造物が嵌合するとき、一方の構造体が他方の構造体のテーパ状面に押し当てられることで嵌合方向と直交する直交方向に分力が生じ、その分力により一方の構造物が正しい嵌合位置に移動することで、初期状態で相互の構造物に位置ずれが生じていても正常に嵌合する。

しかしながら、カプラとインレットの嵌合時に当該カプラと当該インレットとが接触して摺動し、当該摺動による異音や摩擦抵抗による損傷が発生するおそれがあることから改善の余地がある。

本発明は、第１嵌合体と第２嵌合体との位置ずれ補正時に生じる異音や損傷を抑制し、相互の嵌合をスムーズに行うことができる車両用充電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用充電システムは、車両に設けられ、第１電極部材を保持する第１嵌合体と、前記第１嵌合体と嵌合した状態で前記第１電極部材と接続される第２電極部材を保持する第２嵌合体と、前記車両が停止した停車状態で、前記第１嵌合体に対して前記第２嵌合体を平面方向に相対移動させる第１移動機構と、前記停車状態で、前記第１嵌合体に対して前記第２嵌合体を前記平面方向と直交する方向である対向方向に相対移動させる第２移動機構と、を備え、前記第１嵌合体及び前記第２嵌合体のうち一方の嵌合体は、他方の嵌合体と対向する前記対向方向に凸部が形成され、他方の前記嵌合体は、前記対向方向に形成され、かつ前記凸部が嵌入する凹部と、前記凹部と連結し、かつ前記対向方向において前記凹部から一方の嵌合体側に向かうにつれて、前記平面方向における前記凹部側と反対側に傾斜する案内面を有し、前記凸部を前記案内面に沿って前記凹部に向けて案内する案内部と、を有し、前記凸部は、前記第１電極部材及び前記第２電極部材のうち一方の電極部材を内方に保持し、前記凹部は、他方の電極部材を内部に配置し、前記凸部が前記案内面に沿って前記凹部に向けて案内される案内状態において、前記凸部と前記案内面との間に配置され、かつ前記凸部の移動に対する抵抗を低減する抵抗低減体が設けられていることを特徴とする。

上記車両用充電システムにおいて、前記抵抗低減体は、前記凸部に設けられ、前記案内状態において前記案内面に接触して回転することにより前記凸部を前記案内面に沿って前記凹部に向けて移動させるローラ部材である。

上記車両用充電システムにおいて、前記抵抗低減体は、前記案内面、及び、前記凸部の表面における前記案内面と接触する接触面の少なくとも一方に積層される摺動部材であり、前記摺動部材は、当該摺動部材が積層される面よりも摩擦抵抗が低いものである。

上記車両用充電システムにおいて、他方の前記嵌合体は、一方の前記嵌合体に対して鉛直方向上側に配置されており、一方の前記嵌合体は、前記凸部を前記第１移動機構により移動可能に保持する保持部を有し、前記保持部は、前記第１移動機構を収容する内部空間を有する筐体と、前記筐体において他方の前記嵌合体と対向する前記対向方向に形成され、かつ外部と前記内部空間とを連通する開口部とを有し、前記凸部は、前記開口部に挿通された挿通状態において、前記筐体の外部で前記筐体と前記鉛直方向において対向する前記対向方向に形成されるサイドプレートを有し、前記サイドプレートは、前記第１移動機構による前記凸部の移動領域において、前記凸部が前記移動領域内のいずれに位置しても、前記鉛直方向から視て前記開口部を覆うように形成されるものである。

上記車両用充電システムにおいて、前記筐体は、底部を貫通して前記外部と前記内部空間とを連通する少なくとも１以上の貫通孔を有するものである。

本発明に係る車両用充電システムによれば、第１嵌合体と第２嵌合体との位置ずれ補正時に生じる異音や損傷を抑制し、相互の嵌合をスムーズに行うことができる、という効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る車両用充電システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、第１実施形態における第２嵌合体の概略構成を示す模式図である。 図３は、第１実施形態における抵抗低減体の概略構成を示す模式図である。 図４は、第１実施形態における第１嵌合体と第２嵌合体の嵌合前状態の一例を示す模式図である。 図５は、第１実施形態における第１嵌合体と第２嵌合体の嵌合状態を示す模式図である。 図６は、第１実施形態の第１変形例における第２嵌合体の概略構成を示す模式図である。 図７は、第１実施形態の第２変形例における第２嵌合体の概略構成を示す模式図である。 図８は、第２実施形態に係る車両用充電システムの概略構成を示す模式図である。 図９は、第３実施形態に係る車両用充電システムの概略構成を示す模式図である。 図１０は、第３実施形態における第２嵌合体の凸部の移動状態の一例を示す模式図である。 図１１は、第３実施形態の変形例における第２嵌合体の概略構成を示す模式図である。 図１２は、第１実施形態の第３変形例における抵抗低減体の概略構成を示す模式図である。

以下に、本発明に係る車両用充電システムの実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記実施形態により本発明が限定されるものではない。下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

［第１実施形態］
第１実施形態に係る車両用充電システムについて図１〜図５を参照して説明する。図１は、車両用充電システムの概略構成を示す模式図である。図２は、車両用充電システムにおける第２嵌合体の概略構成を示す模式図である。図３は、車両用充電システムにおける抵抗低減体の一例であるローラ部材の概略構成を示す模式図である。図４は、車両用充電システムにおける第１嵌合体と第２嵌合体の嵌合前状態の一例を示す模式図である。図５は、第１嵌合体と第２嵌合体の嵌合状態を示す模式図である。

以下の説明において、特に記載しない限り、図１〜図５（図６〜図１２を含む）におけるＸ方向は、本実施形態における車両の幅方向である。Ｙ方向は、本実施形態における車両の前後方向であり、幅方向と直交する方向である。Ｚ方向は、本実施形態における車両の上下方向であり、幅方向及び前後方向と直交する方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、相互に直交するものとする。なお、便宜的に、Ｚ方向のうち、Ｚ１方向を上方向、Ｚ２方向を下方向とする。Ｚ方向は、例えば、車両の鉛直方向に従う。

車両用充電システム１は、図１に示すように、車両１００が停車位置に停止した停車状態で、車両１００側の第１嵌合体１０に対して、充電装置３００側の第２嵌合体３０を第１移動機構４０及び第２移動機構４１により相対移動させることで嵌合させるものである。本実施形態における車両用充電システム１は、車両１００および充電装置３００に適用される。車両用充電システム１は、少なくとも、第１嵌合体１０と、第２嵌合体３０と、第１移動機構４０と、第２移動機構４１とを備える。ここで停車位置は、例えば、車両１００が停車した際に、第１嵌合体１０と第２嵌合体３０とが上下方向において対向する位置である。

車両１００は、充放電可能な蓄電池であるバッテリ３と、当該バッテリ３から供給される電力を利用して駆動する不図示の電動機（モータ）とを備え、当該モータを動力源の一部または全部として走行するものである。車両１００は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等である。バッテリ３は、第１嵌合体１０に対して電気的に接続されている。バッテリ３は、第１嵌合体１０と第２嵌合体３０とが互いに嵌合した嵌合状態において、充電装置３００に電気的に接続し、当該充電装置３００からの電力供給により充電される。

充電装置３００は、例えば、車両１００を使用する使用者の駐車場等に設けられており、駐車場の停車位置に停車した車両１００に対して自動で充電を行うものである。充電装置３００は、充電部５を備える。充電部５は、商用電源等を含む不図示の外部電源に接続され、外部電源から供給される交流電力を車両１００内のバッテリ３の充電に適した直流電力に変換する。充電部５は、第２嵌合体３０に接続されている。充電部５は、上記嵌合状態において、バッテリ３への充電を開始したり、当該充電を終了したりすることが可能である。

第１嵌合体１０は、例えばインレットであり、車両１００に設けられ、充電装置３００側の第２嵌合体３０と嵌合するものである。第１嵌合体１０は、第１電極部材１１を内方に保持する。第１嵌合体１０は、上記停車状態において、第２嵌合体３０に対して鉛直方向上側に配置される。第１嵌合体１０は、例えば、絶縁性を有する合成樹脂材料等で構成される。第１嵌合体１０は、凹部１２と、案内部１３とを有する。

凹部１２は、第１嵌合体１０において対向方向に形成され、かつ第２嵌合体３０における凸部３２が嵌入する部分である。ここで対向方向は上下方向であり、第１嵌合体１０と第２嵌合体３０とが嵌合する嵌合方向である。凹部１２は、第１嵌合体１０において上方向（Ｚ１方向）に凹んで形成される。凹部１２は、第１電極部材１１を内部（内部空間）に配置する。凹部１２は、上記嵌合状態において、凸部３２の上方向の端部が挿入される。凹部１２は、対向方向から視た場合、楕円（または長円）形状を有する。本実施形態の凹部１２は、例えば幅方向の径よりも前後方向の径が長い楕円（または長円）形状を有する。凹部１２は、上方向の底部１２ａにおいて、当該上方向に凹んで形成された４つの退避部１２ｂを有する。

４つの退避部１２ｂは、凹部１２の上方方向の底部１２ａにおいて、第２嵌合体３０における凸部３２に設けられた４つのローラ部材２１と対応する位置に形成されている。４つの退避部１２ｂは、対向方向から視た場合、当該対向方向（凸部３２の軸方向）を挟んで対向する位置に一組が配置されており、当該一組が凹部１２の周方向に沿って間隔を空けて複数配置される。４つの退避部１２ｂのうち、一方の一組は、対向方向から視た場合、凹部１２の幅方向に対向して配置され、他方の一組は、凹部１２の前後方向に対向して配置される。各退避部１２ｂは、図５に示すように、上記嵌合状態において、各ローラ部材２１の一部（凸部３２から外部に露出した部分）を内部（内部空間）に配置する。各退避部１２ｂは、上記嵌合状態において、各ローラ部材２１と接触した接触状態であってもよいが、非接触状態であることが好ましい。

第１電極部材１１は、例えば一対の雄型電極端子であり、それぞれが円柱状（または円筒状）に形成されている。第１電極部材１１は、対向方向に延在して形成され、対向方向における一方が車両１００の外部に露出して配置され、他方がケーブル等を介して車両１００内のバッテリ３と電気的に接続されている。第１電極部材１１は、例えば、導電性を有する金属材料（銅や銅合金等）で構成され、上記嵌合状態で第２電極部材３１と嵌合する形状を有する。本実施形態の第１電極部材１１は、例えば、対向方向において外部に露出した部分の長さが、凹部１２の対向方向の深さと略同一、または、凹部１２の対向方向の深さよりも短く形成されている。

案内部１３は、開口部１３ａと、案内面１３ｂとを有し、第２嵌合体３０の凸部３２を案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて案内する部分である。開口部１３ａは、案内部１３において、下方向（Ｚ２方向）に開口する。案内面１３ｂは、凹部１２と連結し、かつ対向方向において凹部１２から第２嵌合体３０側に向かうにつれて、平面方向における凹部１２側と反対側に傾斜する。ここで平面方向は、対向方向と直交する方向である。案内面１３ｂは、下方向の端部が開口部１３ａに相当する。案内面１３ｂは、凹部１２側から開口部１３ａ側に向けて、上下方向に対して徐々に離間するように傾斜し、平面方向から視た断面（例えば、図４、図５参照）にて略ハの字型の形状をなす。案内面１３ｂは、凹部１２側から開口部１３ａ側に向けて広がるテーパ状に形成される。

第２嵌合体３０は、例えばカプラであり、充電装置３００に設けられ、車両１００側の第１嵌合体１０と嵌合するものである。第２嵌合体３０は、第２電極部材３１を内方に保持する。第２嵌合体３０は、上記停車状態において、第１嵌合体１０に対して鉛直方向下側に配置される。第２嵌合体３０は、第１嵌合体１０に対して、第２移動機構４１により対向方向に相対移動可能に構成される。第２嵌合体３０は、凸部３２と、保持部３３とを有する。

凸部３２は、第２嵌合体３０において対向方向に配置され、かつ第１嵌合体１０における凹部１２に嵌入する部分である。凸部３２は、第２嵌合体３０において上方向に突出して形成される。凸部３２は、上記嵌合状態において、上方向の端部が凹部１２に挿入される。凸部３２は、図２に示すように、対向方向から視た場合、楕円（または長円）形状を有する。本実施形態の凸部３２は、例えば幅方向の径よりも前後方向の径が長い楕円（または長円）形状を有する。凸部３２は、凹部１２の幅方向の径及び前後方向の径よりも小さく形成される。凸部３２は、第２電極部材３１と、４つのローラ部材２１とを有する。

第２電極部材３１は、例えば一対の雌型電極端子であり、それぞれが円筒状に形成されている。第２電極部材３１は、対向方向に延在して形成されており、凸部３２の内部に収容され、対向方向における一方がケーブル等を介して充電装置３００内の充電部５と電気的に接続されている。第２電極部材３１は、例えば、導電性を有する金属材料（銅や銅合金等）で構成され、上記嵌合状態で第１電極部材１１と嵌合する形状を有する。第２電極部材３１は、凸部３２の上方向の端部に形成された開口部３２ａからケーブルと共に凸部３２の内部に収容される。

４つのローラ部材２１は、凸部３２の移動に対する抵抗を低減する抵抗低減体２０の一例である。４つのローラ部材２１は、それぞれが回転体であり、図３に示すように、凸部３２の上方向の端部に配置され、凸部３２側に固定された軸受を介して凸部３２に回転自在に支持される。４つのローラ部材２１は、図２に示すように、対向方向から視た場合、当該対向方向（凸部３２の軸方向）を挟んで対向する位置に一組が配置されており、当該一組が凸部３２の周方向に沿って間隔を空けて複数配置される。各ローラ部材２１は、外周面の一部が外部に露出しており、当該部分が、凸部３２が案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて案内される際に案内面１３ｂに接触する。

保持部３３は、凸部３２を第１移動機構４０により移動可能に保持する部分である。保持部３３は、図１、図２に示すように、筐体６０と、内部空間６０ａと、開口部６０ｂとを有する。筐体６０は、第１移動機構４０を収容する内部空間６０ａを有する。開口部６０ｂは、筐体６０において第１嵌合体１０と対向する対向方向に形成され、かつ外部と内部空間６０ａとを連通する。開口部６０ｂは、凸部３２が対向方向に挿通する。開口部６０ｂは、第１移動機構４０による凸部３２の平面方向への移動を許容し、かつ当該凸部３２の平面方向への移動を規制するものである。

第１移動機構４０は、上記停車状態で、第１嵌合体１０に対して第２嵌合体３０を平面方向に相対移動させるものである。第１移動機構４０は、例えば、凸部３２の幅方向（Ｘ方向）の両端、及び、前後方向（Ｙ方向）の両端にそれぞれ設けられた金属製のコイルばね等で構成される。第１移動機構４０は、車両１００において、凸部３２を対向方向（上下方向）と直交する平面方向に移動可能に支持する。第１移動機構４０は、凸部３２に外力が加えられることで複数のコイルばね等が個々に伸縮して動作する。つまり、第１移動機構４０は、凸部３２に加わる外力に応じて自動的に動作するものである。第１移動機構４０は、第２嵌合体３０を構成する筐体６０の内部空間６０ａに収容される。第１移動機構４０は、第１電極部材１１と電気的に絶縁されているものとする。

第２移動機構４１は、停車状態で、第１嵌合体１０に対して第２嵌合体３０を平面方向と直交する方向である対向方向に相対移動させるものである。第２移動機構４１は、例えば、不図示の電源から給電され、制御部からの制御信号に応じて駆動する。第２移動機構４１は、停車状態で、第２嵌合体３０を待機位置から接続位置まで移動させることで第１嵌合体１０に対して第２嵌合体３０を嵌合させるものである。第２移動機構４１は、不図示のアクチュエータやセンサ等を含んで構成される昇降機構を有し、制御部からの制御信号に応じて、昇降機構により第２嵌合体３０を車両１００の上下方向に昇降させる。第２移動機構４１は、例えば昇降機構がパンタグラフで構成されている場合、パンタグラフの伸縮方向の一方の端部側に第２嵌合体３０が配置されている。

次に、第１実施形態の車両用充電システム１における第１嵌合体１０と第２嵌合体３０との嵌合動作について図４及び図５を参照して説明する。

車両１００が停車位置に停車すると、第２嵌合体３０が第２移動機構４１により上方向に移動を開始する。第２移動機構４１は、例えば、制御部から受信した制御信号に応じて駆動を開始し、第２嵌合体３０を上昇させる。第１嵌合体１０に対して第２嵌合体３０が平面方向において位置ずれしていた場合、第２嵌合体３０が上昇すると、第２嵌合体３０を構成する凸部３２のローラ部材２１が第１嵌合体１０の案内面１３ｂに当接する。４つのローラ部材２１のうち、例えば、図４に示すように、前後方向の一方が案内面１３ｂに当接したものとする。

第２嵌合体３０がさらに上昇すると、ローラ部材２１が案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて回転する。このとき、第２嵌合体３０に与えられた上方向に向かう力のうち、平面方向に向かう分力により凸部３２が平面方向に移動する。この結果、凸部３２が案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて案内される案内状態となる。

凸部３２が凹部１２への挿入を開始すると、対向方向から視て４つのローラ部材２１が凹部１２の内周面に当接し、第１移動機構４０による第１嵌合体１０と第２嵌合体３０との相対移動が停止し、第２移動機構４１による第２嵌合体３０の上昇のみとなる。凸部３２の凹部１２への挿入に応じて、第１電極部材１１と第２電極部材３１とが接触を開始する。第２嵌合体３０の上昇が終了すると、凸部３２の凹部１２への挿入が完了する。この結果、第１嵌合体１０に対して第２嵌合体３０が嵌合し、第１電極部材１１と第２電極部材３１との接続が完了する（図５）。このように、例えば、凸部３２が案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて案内される案内状態において、ローラ部材２１が案内面１３ｂを回転しながら凸部３２が凹部１２に向けて移動するので、凸部３２が案内面１３ｂを摺動する際に発生するおそれがある異音を抑制することができる。また、凸部３２が案内面１３ｂと摺動しないので、摺動時の摩擦抵抗により生じるおそれがある嵌合体の損傷を低減することができる。

以上説明した第１実施形態に係る車両用充電システム１は、凸部３２が案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて案内される案内状態において、凸部３２と案内面１３ｂとの間に配置され、かつ凸部３２の移動に対する抵抗を低減する抵抗低減体２０が第２嵌合体３０に設けられている。上記構成により、例えば、凸部３２が案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて案内される案内状態において、凸部３２が案内面１３ｂを摺動する際に発生するおそれがある異音を抑制することができる。また、上記案内状態において、凸部３２が案内面１３ｂを摺動する際に摩擦抵抗により生じるおそれがある嵌合体の損傷を低減することができる。また、凸部３２が引っ掛かりなく案内面１３ｂを移動することができる。

また、本実施形態に係る車両用充電システム１は、抵抗低減体２０が、凸部３２に設けられ、上記案内状態において案内面１３ｂに接触して回転することにより凸部３２を案内面１３ｂに沿って凹部に向けて移動させるローラ部材２１である。これにより、上述した効果をさらに奏することができる。

［第１実施形態の第１，第２変形例］
上記実施形態では、第２嵌合体３０は、凸部３２が対向方向から視た場合、楕円（または長円）形状を有するが、これに限定されるものではない。図６は、第１実施形態の第１変形例における第２嵌合体の概略構成を示す模式図である。図７は、第１実施形態の第２変形例における第２嵌合体の概略構成を示す模式図である。

第１変形例における第２嵌合体３０は、凸部３２Ａを有する。凸部３２Ａは、図７に示すように、対向方向から視た場合、略矩形状を有する。凸部３２Ａは、上記凸部３２と異なる位置に４つのローラ部材２１を有する。４つのローラ部材２１は、対向方向から視た場合、対角線上の二対の隅部にそれぞれ対向して配置されている。一つの対角線上の一対のローラ部材２１は、軸方向が当該対角線と交差する方向に設けられている。なお、４つのローラ部材２１は、対向方向から視た場合、対角線上の二対の隅部にそれぞれ対向して配置されているが、これに限定されるものではなく、対向方向から視た場合、対向する二辺と直交する方向において各辺の中央にそれぞれ配置されていてもよい。第１変形例における凹部１２は、凸部３２Ａを対向方向から視た場合の形状に合わせて略矩形状を有する。

第２変形例における第２嵌合体３０は、凸部３２Ｂを有する。凸部３２Ｂは、図８に示すように、対向方向から視た場合、円形状を有する。凸部３２Ｂは、３つのローラ部材２１を有する。３つのローラ部材２１は、対向方向から視た場合、対向方向を中心として１２０°ごとに放射状に配置されている。第２変化例における凹部１２は、凸部３２Ｂを対向方向から視た場合の形状に合わせて円形状を有する。

［第１実施形態の第３変形例］
上記実施形態及び変形例では、ローラ部材２１は、凸部３２，３２Ａ，３２Ｂ側に固定された軸受を介して凸部３２，３２Ａ，３２Ｂに回転自在に支持されているが、これに限定されるものではない。図１２は、第１実施形態の第３変形例における抵抗低減体の概略構成を示す模式図である。

第３変形例における凸部３２，３２Ａ，３２Ｂは、ローラ部材２１の回転軸２１ａを移動自在に支持する長穴３４と、ローラ部材２１全体を収容する退避部３７とを有する。回転軸２１ａは、長穴３４の内側を長径方向（図示のＱ方向）に移動自在に支持されている。第３変形例におけるローラ部材２１は、回転軸２１ａを長穴３４の長径方向の一方（凸部３２，３２Ａ，３２Ｂの内側）から他方（凸部３２，３２Ａ，３２Ｂの外側）に向けて付勢する付勢部材３５により付勢されている。付勢部材３５は、長穴３４の長径方向の一方から他方に向かう付勢力を、回転軸２１ａへの加圧に応じて解除することができる。ローラ部材２１は、回転軸２１ａが付勢部材３５により長径方向の一方から他方に付勢されることで、当該ローラ部材２１の一部が凸部３２，３２Ａ，３２Ｂの外部に露出した状態となる。ローラ部材２１は、凹部１２の底部１２ａに当接し下方向に押圧されることで回転軸２１ａが加圧されると、付勢部材３５の付勢力が解除され、下方向の押圧により回転軸２１ａが長径方向の他方から一方に移動する。この結果、ローラ部材２１は、凸部３２，３２Ａ，３２Ｂに設けられた退避部３７に収容される。

以上説明した第１実施形態の第３変形例に係る車両用充電システム１は、凸部３２，３２Ａ，３２Ｂが、長穴３４と、ローラ部材２１の回転軸２１ａを長穴３４の長径方向の一方から他方に向けて付勢する付勢部材３５と、付勢部材３５の付勢力が解除された状態でローラ部材２１を収容する退避部３７とを有する。付勢部材３５は、ローラ部材２１が凹部１２の底部１２ａに当接し下方向に押圧されることで回転軸２１ａが加圧されると、付勢力を解除する。これにより、凸部３２，３２Ａ，３２Ｂの外部に一部が突出していたローラ部材２１を上記嵌合状態において退避部３７に収容することが可能となり、第１嵌合体１０の凹部１２にローラ部材２１の退避部１２ｂを設けることなく、当該凹部１２の形状を簡素化することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る車両用充電システムについて図８を参照して説明する。図８は、第２実施形態に係る車両用充電システムの概略構成を示す模式図である。第２実施形態に係る車両用充電システム１は、抵抗低減体２０がローラ部材２１ではなく、摺動部材２２である点で上記第１実施形態とは異なる。なお、以下の実施形態及び変形例の説明において、上記実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する。

凸部３２Ｃは、複数のローラ部材２１に代えて、表面の一部に摺動部材２２が積層されている。摺動部材２２は、凸部３２Ｃの移動に対する抵抗を低減する抵抗低減体２０の一例である。摺動部材２２は、上記案内状態において、凸部３２Ｃと案内面１３ｂとの間に配置される。摺動部材２２は、自己潤滑性のある合成樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ＭＣナイロン（登録商標）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＰＥ）等で構成される。摺動部材２２は、凸部３２Ｃの表面における案内面１３ｂと接触する接触面３２ｂに積層される。接触面３２ｂは、例えば、凸部３２Ｃの上方向の端部における角部の表面である。摺動部材２２は、当該摺動部材２２が積層される接触面３２ｂよりも摩擦抵抗が低いことが好ましい。第２実施形態における凹部１２は、上方向の底部１２ａにおいて、当該上方向に凹んで形成された４つの退避部１２ｂが省略されている。

第２実施形態の車両用充電システム１における第１嵌合体１０と第２嵌合体３０との嵌合動作について説明する。

第１嵌合体１０に対して第２嵌合体３０が平面方向において位置ずれしていた場合、第２嵌合体３０が上昇すると、凸部３２Ｃの接触面３２ｂに積層された摺動部材２２の表面が第１嵌合体１０の案内面１３ｂに当接する。第２嵌合体３０がさらに上昇すると、凸部３２Ｃが、摺動部材２２により案内面１３ｂを摺動し、案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて摺動する。このとき、第２嵌合体３０に与えられた上方向に向かう力の分力が平面方向に発生し、この分力が凸部３２Ｃに加わると第１移動機構４０により凸部３２Ｃが平面方向に相対移動する。この結果、凸部３２Ｃが案内面１３ｂに沿って凹部１２に向けて案内される案内状態となる。凸部３２Ｃが凹部１２への挿入を開始すると、対向方向から視て摺動部材２２が凹部１２の内周面に接触し、第１移動機構４０による第１嵌合体１０と第２嵌合体３０との相対移動が停止し、第２移動機構４１による第２嵌合体３０の上昇のみとなる。凸部３２Ｃの凹部１２への挿入に応じて、第１電極部材１１と第２電極部材３１とが接触を開始する。第２嵌合体３０の上昇が終了すると、凸部３２Ｃの凹部１２への挿入が完了する。この結果、第１嵌合体１０に対して第２嵌合体３０が嵌合し、第１電極部材１１と第２電極部材３１との接続が完了する。

以上説明した第２実施形態に係る車両用充電システム１は、抵抗低減体２０が、凸部３２Ｃの接触面３２ｂに積層される摺動部材２２であり、摺動部材２２が、当該接触面３２ｂよりも摩擦抵抗が低いものである。これにより、上記第１実施形態に係る車両用充電システム１と同様の効果を得ることができる。

上記第２実施形態では、摺動部材２２は、凸部３２Ｃの接触面３２ｂに積層されているが、これに限定されるものではなく、第１嵌合体１０の案内面１３ｂに積層されていてもよい。この場合、摺動部材２２は、摺動部材２２が積層される面よりも摩擦抵抗が低いことが好ましく、案内面１３ｂよりも摩擦抵抗が低いことが好ましい。また、摺動部材２２は、凸部３２Ｃの接触面３２ｂ及び案内面１３ｂの両方に積層されていてもよい。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る車両用充電システムについて図９、図１０を参照して説明する。図９は、第３実施形態に係る車両用充電システムの概略構成を示す模式図である。図１０は、第３実施形態における第２嵌合体の凸部の移動状態の一例を示す模式図である。第３実施形態に係る車両用充電システム１は、第２嵌合体３０を構成する凸部３２Ｄが筐体６０の開口部６０ｂを覆うサイドプレート３６を有する点で上記第１実施形態とは異なる。

第２嵌合体３０は、凸部３２Ｄと、保持部３３Ａとを有する。保持部３３Ａは、筐体６０Ａと、内部空間６０ａと、開口部６０ｂとを有する。サイドプレート３６は、凸部３２Ｄが筐体６０の開口部６０ｂに挿通された挿通状態において、筐体６０の外部で鉛直方向において筐体６０と対向する対向方向に形成される。サイドプレート３６は、凸部３２Ｄの外周面から径方向に延在して形成される。サイドプレート３６は、第１移動機構４０による凸部３２Ｄの移動領域４４において、凸部３２Ｄが移動領域４４内のいずれに位置しても、鉛直方向から視て開口部６０ｂを覆うように形成される。凸部３２Ｄの移動領域４４は、上記挿通状態において、開口部６０ｂの広さにより規定される。本実施形態のサイドプレート３６は、上記挿通状態において、外周の端部から下方向、すなわち筐体６０と鉛直方向に対向して突出するサイドプレート側凸部３６ａを有する。サイドプレート側凸部３６ａは、上記挿通状態において、サイドプレート３６と筐体６０との間の隙間を狭くするものである。サイドプレート３６は、鉛直方向上側に傾斜面３６ｂを有する。傾斜面３６ｂは、凸部３２Ｄとの連結部から径方向外側に離間するにつれて下方向に傾斜して形成されている。

筐体６０は、上記挿通状態において、開口部６０ｂから上方向、すなわちサイドプレート３６と鉛直方向に対向して突出する筐体側凸部６０ｃを有する。筐体側凸部６０ｃは、上記挿通状態において、サイドプレート３６との間の隙間を狭くするものである。筐体側凸部６０ｃは、凸部３２Ｄが移動領域４４の限界まで移動した場合、サイドプレート側凸部３６ａと径方向に当接するように形成されていてもよいし、当接しないように形成されていてもよい。

以上説明した第３実施形態に係る車両用充電システム１は、凸部３２Ｄが、開口部６０ｂに挿通された挿通状態において、筐体６０の外部で筐体６０と鉛直方向において対向する対向方向に形成されるサイドプレート３６を有する。サイドプレート３６は、第１移動機構４０による凸部３２Ｄの移動領域４４において、凸部３２Ｄが移動領域４４内のいずれに位置しても、鉛直方向から視て開口部６０ｂを覆うように形成される。これにより、筐体６０の内部空間６０ａへの塵埃、泥や水の侵入を防ぐことができる。

また、車両用充電システム１は、サイドプレート３６が、上記挿通状態において、外周の端部から筐体６０と鉛直方向に対向して突出するサイドプレート側凸部３６ａを有する。筐体６０は、上記挿通状態において、開口部６０ｂからサイドプレート３６と鉛直方向に対向して突出する筐体側凸部６０ｃを有する。これにより、上記挿通状態において、サイドプレート３６と筐体６０との間の隙間が狭くなり、当該隙間を通って筐体６０の内部空間６０ａへの塵埃、泥や水の侵入を防ぐことができる。

また、車両用充電システム１は、サイドプレート３６が、鉛直方向上側に、凸部３２Ｄとの連結部から径方向外側に離間するにつれて下方向に傾斜して形成された傾斜面３６ｂを有する。これにより、サイドプレート３６の上側から水がかぶっても傾斜面３６ｂにより径方向外側に向けて水が流れていくので、第２嵌合体３０の排水性を向上させることができる。

［第３実施形態の変形例］
また、上記実施形態では、筐体６０の底部６１は、平面方向から視た場合、平坦に形成されているが、これに限定されるものではない。図１１は、第３実施形態の変形例における第２嵌合体の概略構成を示す模式図である。

変形例における第２嵌合体３０は、凸部３２Ｄと、保持部３３Ｂを構成する筐体６０Ｂとを有する。筐体６０Ｂは、複数の貫通孔６１ａと、傾斜面６１ｂとを有する。貫通孔６１ａは、筐体６０Ｂの底部６１を貫通して外部と内部空間６０ａとを連通するものである。傾斜面６１ｂは、貫通孔６１ａの周縁部から径方向外側に離間するにつれて上方向に傾斜して形成されている。つまり、傾斜面６１ｂは、貫通孔６１ａと組み合わせることで略漏斗形状を構成する。

以上説明した第３実施形態の変形例に係る車両用充電システム１は、筐体６０Ｂが、底部６１を貫通して外部と内部空間６０ａとを連通する貫通孔６１ａを有する。これにより、筐体６０Ｂの内部空間６０ａに水が侵入したとしても、貫通孔６１ａから排水することが可能となり、筐体内に侵入した水の滞留に対して第１移動機構４０を保護することができる。また、筐体６０Ｂは、底部６１において、貫通孔６１ａの周縁部から径方向外側に離間するにつれて上方向に傾斜して形成された傾斜面６１ｂを有する。これにより、筐体内に侵入した水が傾斜面６１ｂを伝って貫通孔６１ａに向けて流れるので、筐体６０Ｂの内部空間６０ａに侵入した水を傾斜面６１ｂにより貫通孔６１ａに向けて排水することができ、第２嵌合体３０の排水性を向上させることができる。

なお、上記第１〜第３実施形態及びそれらの変形例では、第１嵌合体１０が凹部１２および案内部１３を有し、第２嵌合体３０が凸部３２，３２Ａ〜３２Ｄを有しているが、これに限定されるものではない。例えば、第１嵌合体１０が凸部３２，３２Ａ〜３２Ｄを有し、第２嵌合体３０が凹部１２及び案内部１３を有していてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態及びそれらの変形例では、凹部１２が第１電極部材１１を内部に配置し、凸部３２が第２電極部材３１を内方に保持しているが、これに限定されるものではない。例えば、凹部１２が第２電極部材３１を内部に配置し、凸部３２が第１電極部材１１を内方に保持していてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態及びそれらの変形例では、第１移動機構４０は、例えば、凸部３２の幅方向（Ｘ方向）の両端、及び、前後方向（Ｙ方向）の両端にそれぞれ設けられた金属製のコイルばね等で構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、第１移動機構４０は、アクチュエータやセンサ等を含んで構成されており、不図示の電源から給電され、凸部３２が受けた外力に応じて自動的に駆動するように構成されていてもよい。第２移動機構４１は、電源から給電され、制御部からの制御信号に応じて自動的に駆動するように構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、第２移動機構４１は、昇降機構に対して上方向に付勢する付勢部材を付加することで上昇させ、当該付勢部材の付勢力を解除することで下降させる手動または半自動機構であってもよい。

また、上記第１〜第３実施形態及びそれらの変形例では、本発明を車両に適用しているが、車両に限定されるものではない。例えば、電動自転車（電動アシスト自転車を含む）であってもよいし、自動走行する電動車両、掃除器、人型や動物型の歩行ロボットであってもよい。

１ 車両用充電システム
３ バッテリ
５ 充電部
１０ 第１嵌合体
１１ 第１電極部材
１２ 凹部
１２ａ 底部
１２ｂ 退避部
１３ 案内部
１３ａ 開口部
１３ｂ 案内面
２０ 抵抗低減体
２１ ローラ部材
２１ａ 回転軸
２２ 摺動部材
３０ 第２嵌合体
３１ 第２電極部材
３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ 凸部
３２ａ 開口部
３２ｂ 接触面
３６ サイドプレート
４０ 第１移動機構
４１ 第２移動機構
４４ 移動領域
６０Ａ，６０Ｂ 筐体
６０ａ 内部空間
６０ｂ 開口部
６１ 底部
６１ａ 貫通孔
１００ 車両
３００ 充電装置

Claims (5)

1. 車両に設けられ、第１電極部材を保持する第１嵌合体と、
   前記第１嵌合体と嵌合した状態で前記第１電極部材と接続される第２電極部材を保持する第２嵌合体と、
   前記車両が停止した停車状態で、前記第１嵌合体に対して前記第２嵌合体を平面方向に相対移動させる第１移動機構と、
   前記停車状態で、前記第１嵌合体に対して前記第２嵌合体を前記平面方向と直交する方向である対向方向に相対移動させる第２移動機構と、を備え、
   前記第１嵌合体及び前記第２嵌合体のうち一方の嵌合体は、
   他方の嵌合体と対向する前記対向方向に凸部が形成され、
   他方の前記嵌合体は、
   前記対向方向に形成され、かつ前記凸部が嵌入する凹部と、
   前記凹部と連結し、かつ前記対向方向において前記凹部から一方の嵌合体側に向かうにつれて、前記平面方向における前記凹部側と反対側に傾斜する案内面を有し、前記凸部を前記案内面に沿って前記凹部に向けて案内する案内部と、を有し、
   前記凸部は、
   前記第１電極部材及び前記第２電極部材のうち一方の電極部材を内方に保持し、
   前記凹部は、
   他方の電極部材を内部に配置し、
   前記凸部が前記案内面に沿って前記凹部に向けて案内される案内状態において、前記凸部と前記案内面との間に配置され、かつ前記凸部の移動に対する抵抗を低減する抵抗低減体が設けられている
   ことを特徴とする車両用充電システム。
2. 前記抵抗低減体は、
   前記凸部に設けられ、前記案内状態において前記案内面に接触して回転することにより前記凸部を前記案内面に沿って前記凹部に向けて移動させるローラ部材である
   請求項１に記載の車両用充電システム。
3. 前記抵抗低減体は、
   前記案内面、及び、前記凸部の表面における前記案内面と接触する接触面の少なくとも一方に積層される摺動部材であり、
   前記摺動部材は、
   当該摺動部材が積層される面よりも摩擦抵抗が低い
   請求項１に記載の車両用充電システム。
4. 他方の前記嵌合体は、
   一方の前記嵌合体に対して鉛直方向上側に配置されており、
   一方の前記嵌合体は、
   前記凸部を前記第１移動機構により移動可能に保持する保持部を有し、
   前記保持部は、
   前記第１移動機構を収容する内部空間を有する筐体と、
   前記筐体において他方の前記嵌合体と対向する前記対向方向に形成され、かつ外部と前記内部空間とを連通する開口部とを有し、
   前記凸部は、
   前記開口部に挿通された挿通状態において、前記筐体の外部で前記筐体と前記鉛直方向において対向する前記対向方向に形成されるサイドプレートを有し、
   前記サイドプレートは、
   前記第１移動機構による前記凸部の移動領域において、前記凸部が前記移動領域内のいずれに位置しても、前記鉛直方向から視て前記開口部を覆うように形成される
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用充電システム。
5. 前記筐体は、
   底部を貫通して前記外部と前記内部空間とを連通する少なくとも１以上の貫通孔を有する
   請求項４に記載の車両用充電システム。

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