JP5482909B2 - サポートアーム - Google Patents

Description

この発明は、一般的には、サポートアームに関し、より特定的には、ハイブリッド自動車や電気自動車などに接続される充電用コネクタを支持するためのサポートアームに関する。

アームに作用する重力とのバランスをとる自重補償機能を備えたサポートアームが従来から知られている。このような装置に関して、たとえば、特開２００３−１８１７８９号公報（特許文献１）には、簡単な構造で作動アームの重力とのバランスを空間内の直交３軸に対してとることを目的とした機械的自重補償装置が開示されている。

また、特開２００４−２９９０２４号公報（特許文献２）には、関節部の大型化を招くことなく、ケーブルの短寸化を実現することを目的としたロボット等の関節部のケーブルガイドが開示されている。また、特開２００３−８９０９０号公報（特許文献３）には、多関節の各アームの重量に対して一定張力で抗することにより、アームの駆動負荷を軽減することを目的とした多関節アーム機構が開示されている。

特開２００３−１８１７８９号公報 特開２００４−２９９０２４号公報 特開２００３−８９０９０号公報

上述した自重補償装置を、ハイブリッド自動車や電気自動車などに接続される充電用コネクタを支持するためのサポートアームに適用する場合が想定される。このような場合、充電用コネクタが接続される給電口の構造は車の種類によって異なるため、充電用コネクタの姿勢を自在に変化させたいという要求がある。このような要求に応える方策として、充電用コネクタをサポートアームに対して回転可能なように設けるという方法が考えられる。

一方、自重補償装置は、たとえばコイルばねを備えており、このコイルばねで発生した力によってアームに作用する重力をキャンセルする。しかしながら、充電用コネクタの姿勢の変化に伴って充電用コネクタからアームに作用するモーメントが変化すると、コイルばねで発生した力とアームに作用する重力とが不釣合いとなる。これにより、自重補償機能が適切に発揮されず、サポートアームが作業者の意図とは異なって作動してしまうという懸念が生じる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、自重補償機能が適切に発揮されるサポートアームを提供することである。

この発明に従ったサポートアームは、車両に対して接続可能な充電用コネクタを支持するためのサポートアームである。サポートアームは、揺動自在に設けられる第１アーム部と、第１アーム部に作用する重力をキャンセルする力を発生する自重補償装置と、第１アーム部によって支持される支持部を有し、その支持部を中心に回転可能なように設けられる充電用コネクタとを備える。支持部は、充電用コネクタの重心位置に配置される。

このように構成されたサポートアームによれば、支持部が充電用コネクタの重心位置に配置されるため、充電用コネクタからサポートアームに作用するモーメントが、充電用コネクタの回転運動に伴って変化することを防止できる。これにより、充電用コネクタの姿勢にかかわらず、自重補償装置で発生する力と第１アーム部に作用する重力との釣り合いを成立させることができる。結果、自重補償装置による自重補償機能を適切に発揮させることができる。

また好ましくは、サポートアームは、ロック機構をさらに備える。ロック機構は、充電用コネクタに設けられ、第１アーム部に対する充電用コネクタの回転運動を止める。このように構成されたサポートアームによれば、充電用コネクタの姿勢を一定に保持することが可能となるため、充電時の作業性を向上させることができる。

また好ましくは、第１アーム部は、支持部を上方から懸架するハンガー部を有する。サポートアームは、第１アーム部に沿って配索され、充電用コネクタに接続される配線をさらに備える。充電用コネクタは、外力が付与されない状態で、配線が充電用コネクタから下方に垂れ下がる姿勢に保持される。このように構成されたサポートアームによれば、配線がハンガー部に絡まることを抑制できる。

また好ましくは、充電用コネクタは、充電作業時に把持されるグリップ部を有する。充電用コネクタに外力が付与されない状態で、グリップ部は、ハンガー部よりも下方に配置される。このように構成されたサポートアームによれば、作業者は、ハンガー部に邪魔されることなくグリップ部を把持することができる。

また好ましくは、充電用コネクタは、充電作業時に把持されるグリップ部と、車両に対して接続可能な接続部と、グリップ部から接続部に向けて延設される中間部とを有する。支持部は、グリップ部と中間部との間に配置される。このように構成されたサポートアームによれば、支持部を充電用コネクタの重心位置に配置する構成を容易に得ることができる。

また好ましくは、サポートアームは、揺動自在に設けられ、第１アーム部に連結される第２アーム部と、第１アーム部および第２アーム部に沿って配索され、充電用コネクタに接続される配線と、第１アーム部および第２アーム部の連結位置に設けられ、配線をガイドするガイド部とをさらに備える。

このように構成されたサポートアームによれば、第１アーム部および第２アーム部の連結位置では、各アーム部の揺動運動に伴って第１アーム部と第２アーム部とが交わる角度が変化する。このため、その連結位置に配線をガイドするためのガイド部を設けることによって、配線が損傷することを抑制できる。

また好ましくは、ガイド部は、第１アーム部と第２アーム部との間で湾曲しながら延在する湾曲面を有する。配線は、湾曲面に沿って配索される。このように構成されたサポートアームによれば、配線が損傷することをより確実に抑制できる。

また好ましくは、第１アーム部は、互いに間隔を設けて平行に配置され、平行リンク機構を構成する第１シャフトおよび第２シャフトを有する。第１アーム部が側方に延伸するように位置決めされた時に、第１シャフトは、第２シャフトよりも上方に配置される。サポートアームは、第２シャフトに固定され、充電用コネクタに接続される配線をさらに備える。

このように構成されたサポートアームによれば、第２シャフトに配線を固定することにより、第１シャフトに配線の重量が作用することを回避できる。これにより、第１シャフトを軽量化することができる。

また好ましくは、第２シャフトは、第１シャフトよりも大きい太さを有する。このように構成されたサポートアームによれば、配線で発生した熱が相対的に大きい太さを有する第２シャフトに伝達されるため、効率よく放熱することができる。

以上に説明したように、この発明に従えば、自重補償機能が適切に発揮されるサポートアームを提供することができる。

ハイブリッド自動車を一方の側面から見た場合の斜視図である。 図１中のハイブリッド自動車を他方の側面から見た場合の斜視図である。 図２中の充電用コネクタを示す側面図である。 図２中の電力供給部を示す正面図である。 この発明の実施の形態１におけるサポートアームの収納状態を示す側面図である。 図５中のサポートアームの使用状態を示す側面図である。 図５中のサポートアームの使用状態を示す上面図である。 サポートアームの収納状態を示す斜視図である。 サポートアームの収納状態と使用状態との間の中間状態を示す斜視図である。 サポートアームの使用状態を示す斜視図である。 サポートアームの収納時の上側アームおよび下側アームの形態を示す側面図である。 図５中の２点鎖線ＸＩＩにより囲まれた範囲のサポートアームを示す側面図である。 図１２中の矢印ＸＩＩＩに示す方向から見たサポートアームを示す正面図である。 充電用コネクタの重心位置を特定する方法を示す側面図である。 充電用コネクタの重心位置を特定する方法を示す別の側面図である。 この発明の実施の形態２におけるサポートアームを示す側面図である。 この発明の実施の形態３におけるサポートアームを示す側面図である。 図１０中のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線上に沿ったサポートアームの使用状態を示す断面図である。 図８中のＸＩＸ−ＸＩＸ線上に沿ったサポートアームの収納状態を示す断面図である。 図１７中のＸＸ−ＸＸ線上に沿ったサポートアームを示す断面図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、ハイブリッド自動車を一方の側面から見た場合の斜視図である。図２は、図１中のハイブリッド自動車を他方の側面から見た場合の斜視図である。

図１および図２を参照して、ハイブリッド自動車２００は、燃料が供給される内燃機関２１０と、充放電可能な蓄電装置２４０から電力が供給される電動機としてのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを動力源とする車両である。ハイブリッド自動車２００は、車両の外観をなすボディ２００Ａと、内燃機関２１０と、トランスアクスル２２０と、燃料タンク２３０と、蓄電装置２４０と、燃料供給部２５０と、電力供給部２６０とを有する。電力供給部２６０は、後述する充電用コネクタ２０１が接続される給電口として設けられている。

内燃機関２１０は、エンジンコンパートメントＥＲ内に収容されている。内燃機関２１０は、代表的には、ガソリンエンジンもしくはディーゼルエンジンであり、ガソリンが供給されることによって、車輪を駆動する動力を発生させる。

トランスアクスル２２０は、内燃機関２１０とともに、エンジンコンパートメントＥＲ内に収容されている。トランスアクスル２２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構２２１とを有する。

動力分割機構２２１は、内燃機関２１０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されており、これらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構２２１としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構が用いられる。この３つの回転軸は、内燃機関２１０、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸に接続されている。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空とし、その中心に内燃機関２１０のクランク軸を通すことによって、動力分割機構２２１に内燃機関２１０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を機械的に接続することができる。

モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪に結合されている。動力分割機構２２１の内部には、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機がさらに組み込まれてもよい。

モータジェネレータＭＧ１は、内燃機関２１０によって駆動される発電機として動作し、かつ、内燃機関２１０の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車２００に組み込まれている。モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド自動車２００の車輪を駆動する電動機としてハイブリッド自動車２００に組み込まれている。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、たとえば、三相交流同期電動機である。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルからなる三相コイルをステータコイルとして有する。

モータジェネレータＭＧ１は、内燃機関２１０の出力を用いて三相交流電圧を発生し、その発生した三相交流電圧を図示しないインバータへ出力する。モータジェネレータＭＧ１は、インバータから受ける三相交流電圧によって駆動力を発生し、内燃機関２１０の始動を行なう。

モータジェネレータＭＧ２は、インバータから受ける三相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、三相交流電圧を発生してインバータへ出力する。

図示しないインバータは、蓄電装置２４０に蓄えられた直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に供給する。インバータは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置２４０に供給する。

燃料タンク２３０は、車両室内の後部座席に対して下方に位置する部分に設けられている。燃料タンク２３０には、液体燃料であるガソリンが収容されている。内燃機関２１０の種類によっては、燃料タンク２３０に、エタノールや、気体燃料であるプロパンガスなどが収容される。

蓄電装置２４０は、車両室内の後部座席に対して下方に位置する部分に設けられている。蓄電装置２４０としては、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池などの２次電池を用いることができる。また、蓄電装置２４０として、大容量の電気２重層コンデンサを用いることもできる。

ボディ２００Ａの一方の側面には、燃料供給部２５０が設けられている。燃料供給部２５０は、燃料供給コネクタ２００Ｂを接続可能なように設けられている。燃料供給部２５０に燃料供給コネクタ２００Ｂが接続されることにより、外部から燃料が燃料タンク２３０に供給される。ボディ２００Ａの他方の側面には、電力供給部２６０が設けられている。電力供給部２６０は、充電用コネクタ２０１が接続可能なように設けられている。電力供給部２６０に充電用コネクタ２０１が接続されることにより、外部から電力が蓄電装置２４０に供給される。

図３は、図２中の充電用コネクタを示す側面図である。図３を参照して、充電用コネクタ２０１の構造について説明すると、充電用コネクタ２０１は、接続部２０６と、本体部２０４とを有する。

接続部２０６は、図２中の電力供給部２６０に接続可能な形状を有する。接続部２０６は、本体部２０４から矢印Ｐに示す方向に突出して形成されている。蓄電装置２４０の充電時に、接続部２０６は、電力供給部２６０に対して、矢印Ｐに示す方向に沿って挿入されることにより接続される。このとき、接続部２０６は、電力供給部２６０と充電用コネクタ２０１との間を電気的に接続する端子としての役割を果たす。

本体部２０４は、筒状のケース体から形成されている。本体部２０４は、その構成部位として、グリップ部２０２および中間部２０３を有する。グリップ部２０２は、充電時に充電用コネクタ２０１を取り扱う作業者によって把持される。グリップ部２０２は、作業者によって容易に把持されるように適当な太さを有する。中間部２０３は、グリップ部２０２から接続部２０６に向けて延設されている。中間部２０３は、グリップ部２０２から折れ曲がり、グリップ部２０２から接続部２０６に向けて延設されている。すなわち、本体部２０４は、グリップ部２０２と中間部２０３との間で折れ曲がった形状を有する。グリップ部２０２と中間部２０３とがなす角度は、９０°よりも大きく１８０°よりも小さい。

充電用コネクタ２０１は、係止爪２０９および操作ボタン２０５をさらに有する。係止爪２０９は、電力供給部２６０に対して係止可能な爪形状を有する。係止爪２０９は、接続部２０６に隣接する中間部２０３の位置から、矢印Ｐに示す方向に突出して形成されている。充電時、電力供給部２６０に対して係止爪２０９が係止されることにより、充電用コネクタ２０１が電力供給部２６０に固定される。

操作ボタン２０５は、充電用コネクタ２０１が電力供給部２６０に固定された状態を解除するための操作部として設けられている。すなわち、操作ボタン２０５は、係止爪２０９に連結されており、操作ボタン２０５が操作された時に、係止爪２０９を電力供給部２６０を係止する位置から退避させる。操作ボタン２０５は、本体部２０４から突出する形態により設けられている。操作ボタン２０５は、グリップ部２０２と中間部２０３とが９０°よりも大きく１８０°よりも小さい角度をなす側とは反対側の、本体部２０４の折れ曲がった位置に設けられている。

充電用コネクタ２０１は、支持部としての支持軸挿入部１１０を有する。支持軸挿入部１１０は、中心軸１１５を中心とする貫通孔の形態により形成されている。支持軸挿入部１１０は、円形断面を有する。中心軸１１５は、水平方向に延びる。中止軸１１５は、後述する中心軸１０１ｐ〜１０１ｓおよび中心軸１０６ｐ〜１０６ｓと平行に延びる。支持軸挿入部１１０は、本体部２０４を貫通するように形成されている。グリップ部２０２および中間部２０３が共に配置される平面を想定した場合に、支持軸挿入部１１０は、中心軸１１５がその平面に直交するように形成されている。支持軸挿入部１１０は、グリップ部２０２と中間部２０３との間に配置されている。

充電用コネクタ２０１には、ケーブル７６が接続されている。ケーブル７６は、蓄電装置の充電のための電流が流れるパワーケーブルや、アース線、信号線などを含む。ケーブル７６は、充電用コネクタ２０１の後端、すなわちグリップ部２０２の端部から挿入され、本体部２０４の内部を通って、接続部２０６まで延設されている。

図４は、図２中の電力供給部を示す正面図である。図４を参照して、電力供給部２６０は、外蓋２６１と、ヘッド部２６２と、内蓋２６３とを有する。外蓋２６１は、ボディ２００Ａのリヤフェンダに形成された開口部を開閉する。ヘッド部２６２は、ボディ２００Ａに設けられている。内蓋２６３は、ヘッド部２６２の端面を覆うように設けられている。

ヘッド部２６２は、円柱状に形成されている。ヘッド部２６２の端面には、充電用コネクタ２０１に設けられた端子を受け入れる孔部が複数形成されている。充電用コネクタ２０１の接続部２０６は、内側に端子が配置された中空の筒状に形成されている。これにより、接続部２０６は、ヘッド部２６２を受け入れ可能である。ヘッド部２６２が接続部２０６内に入り込むことで、充電用コネクタ２０１の各端子が、ヘッド部２６２に形成された孔部内に入り込む。これにより、充電用コネクタ２０１を用いたハイブリッド自動車側への充電が可能となる。

充電用コネクタ２０１は、本実施の形態におけるサポートアームにより支持されている。サポートアームは、非使用時（非充電時）には折り畳まれ、使用時（充電時）には伸ばされた状態となる。本明細書では、非使用時の折り畳まれた状態を「収納状態」といい、使用時の伸ばされた状態を「使用状態」という。このように、非使用時に折り畳み可能なサポートアームを構成することにより、スペースを効率的に利用してサポートアームを設置することができる。

図５は、この発明の実施の形態１におけるサポートアームの収納状態を示す側面図である。図６は、図５中のサポートアームの使用状態を示す側面図である。図７は、図５中のサポートアームの使用状態を示す上面図である。

図５から図７を参照して、本実施の形態におけるサポートアーム１０は、揺動自在に設けられる第１アーム部としての平行リンク４０と、揺動自在に設けられ、平行リンク４０に連結される第２アーム部としての平行リンク３０とを有する。平行リンク４０は、ブラケット２７、上側シャフト４１、下側シャフト４６、ブラケット２８およびハンガー部７１を有する。平行リンク３０は、ブラケット２６、上側シャフト３１、下側シャフト３６およびブラケット２７を有する。平行リンク３０および平行リンク４０は、ブラケット２７を共有している。

ブラケット２６は、充電スタンドに設置された支柱２１に固定されている。ブラケット２７は、ブラケット２６から離れて設けられている。ブラケット２７は、平行リンク３０と平行リンク４０との連結位置に設けられている。上側シャフト３１および下側シャフト３６は、ブラケット２６とブラケット２７との間に設けられている。上側シャフト３１および下側シャフト３６は、図示しないベアリングを用いて、ブラケット２７およびブラケット２６に対して回動自在に連結されている。

ブラケット２８は、ブラケット２７から離れて設けられている。上側シャフト４１および下側シャフト４６は、ブラケット２７とブラケット２８との間に設けられている。上側シャフト４１および下側シャフト４６は、図示しないベアリングを用いて、ブラケット２７およびブラケット２８に対して回動自在に連結されている。ブラケット２８には、図２中の充電用コネクタ２０１が取り付けられるハンガー部７１が接続されている。なお、サポートアーム１０により充電用コネクタ２０１を支持する構造については、後で詳細に説明する。

上側シャフト３１および下側シャフト３６は、互いに間隔を設けて平行に配置されている。図６中に示すサポートアーム１０の使用状態において、上側シャフト３１は、下側シャフト３６よりも上方に位置決めされている。本実施の形態では、上側シャフト３１として、上側シャフト３１ｍおよび上側シャフト３１ｎが設けられている。

上側シャフト３１の一方端は、中心軸１０１ｐを中心に回動するようにブラケット２６に連結されている。上側シャフト３１の他方端は、中心軸１０１ｑを中心に回動するようにブラケット２７に連結されている。上側シャフト３１は、中心軸１０１ｐから中心軸１０１ｑに向けて直線状に延伸して形成されている。下側シャフト３６の一方端は、中心軸１０１ｒを中心に回動するようにブラケット２６に連結されている。下側シャフト３６の他方端は、中心軸１０１ｓを中心に回動するようにブラケット２７に連結されている。下側シャフト３６は、中心軸１０１ｒから中心軸１０１ｓに向けて直線状に延伸して形成されている。

中心軸１０１ｐと、中心軸１０１ｑと、中心軸１０１ｒと、中心軸１０１ｓとは、互いに平行に延びている。中心軸１０１ｐと中心軸１０１ｒとは、鉛直方向に延びる同一直線上に配置されている。中心軸１０１ｑと中心軸１０１ｓとは、鉛直方向に延びる同一直線上に配置されている。中心軸１０１ｐおよび中心軸１０１ｑの間の距離は、中心軸１０１ｒおよび中心軸１０１ｓの間の距離と等しい。

本実施の形態におけるサポートアーム１０においては、上側シャフト３１と下側シャフト３６とが、各シャフトが回動する軸方向、すなわち中心軸１０１ｐ〜１０１ｒの軸方向（図７中の矢印１１１に示す方向）において、互いにずれて配置されている。

より具体的には、上側シャフト３１ｍおよび上側シャフト３１ｎは、中心軸１０１ｐ〜１０１ｒの軸方向における下側シャフト３６の両側に配置されている。上側シャフト３１ｍおよび上側シャフト３１ｎは、下側シャフト３６の両側に対称に配置されている。すなわち、中心軸１０１ｐ〜１０１ｒの軸方向における下側シャフト３６と上側シャフト３１ｍとの間の距離は、中心軸１０１ｐ〜１０１ｒの軸方向における下側シャフト３６と上側シャフト３１ｎとの間の距離と等しい。

上側シャフト４１および下側シャフト４６は、互いに間隔を設けて平行に配置されている。図６中に示すサポートアーム１０の使用状態において、上側シャフト４１は、下側シャフト４６よりも上方に位置決めされている。本実施の形態では、上側シャフト４１として、上側シャフト４１ｍおよび上側シャフト４１ｎが設けられている。

上側シャフト４１の一方端は、中心軸１０６ｐを中心に回動するようにブラケット２７に連結されている。上側シャフト４１の他方端は、中心軸１０６ｑを中心に回動するようにブラケット２８に連結されている。上側シャフト４１は、中心軸１０６ｐから中心軸１０６ｑに向けて直線状に延伸して形成されている。下側シャフト４６の一方端は、中心軸１０６ｒを中心に回動するようにブラケット２７に連結されている。下側シャフト４６の他方端は、中心軸１０６ｓを中心に回動するようにブラケット２８に連結されている。下側シャフト４６は、中心軸１０６ｒから中心軸１０６ｓに向けて直線状に延伸して形成されている。

中心軸１０６ｐと、中心軸１０６ｑと、中心軸１０６ｒと、中心軸１０６ｓとは、互いに平行に延びている。中心軸１０６ｐと中心軸１０６ｒとは、鉛直方向に延びる同一直線上に配置されている。中心軸１０６ｑと中心軸１０６ｓとは、鉛直方向に延びる同一直線上に配置されている。中心軸１０６ｐおよび中心軸１０６ｑの間の距離は、中心軸１０６ｒおよび中心軸１０６ｓの間の距離と等しい。

中心軸１０１ｐ〜１０１ｓおよび中心軸１０６ｐ〜１０６ｓは、互いに平行に延びている。図６中に示す使用状態において、中心軸１０１ｐと、中心軸１０１ｑと、中心軸１０６ｐと、中心軸１０６ｑとは、水平方向に延びる同一線上に配置されている。図６中に示す使用状態において、中心軸１０１ｒと、中心軸１０１ｓと、中心軸１０６ｒと、中心軸１０６ｓとは、水平方向に延びる同一線上に配置されている。

本実施の形態におけるサポートアーム１０においては、上側シャフト４１と下側シャフト４６とが、各シャフトが回動する軸方向、すなわち中心軸１０６ｐ〜１０６ｒの軸方向（図７中の矢印１１１に示す方向）において、互いにずれて配置されている。上側シャフト４１および下側シャフト４６の具体的な配置は、上述の上側シャフト３１および下側シャフト３６の配置と同様である。

本実施の形態におけるサポートアーム１０は、自重補償装置５０および自重補償装置６０をさらに有する。自重補償装置５０は、平行リンク３０および平行リンク４０に作用する重力をキャンセルする力を発生し、自重補償装置６０は、平行リンク４０に作用する重力をキャンセルする力を発生する。

自重補償装置５０は、バネ部５１、プーリ５２、ピン５３およびワイヤ５６を有する。バネ部５１はブラケット２７により支持され、プーリ５２は下側シャフト３６により支持されている。中心軸１０１ｐ〜１０１ｓの軸方向から見た場合に、バネ部５１は、ブラケット２７に隣り合う位置に設けられている。バネ部５１は、並列に連結された複数のバネから構成されている。プーリ５２は、ブラケット２６に隣り合う位置で回転自在に支持されている。ピン５３は、ブラケット２６に固定されている。ピン５３は、中心軸１０１ｐに対して中心軸１０１ｒの反対側に配置されている。ピン５３は、中心軸１０１ｐと中心軸１０１ｒとを結ぶ線上に配置されている。ワイヤ５６は、バネ部５１とピン５３との間で掛け渡されている。バネ部５１から引き出されたワイヤ５６は、ブラケット２６に近接する方向に延伸している。さらにワイヤ５６は、プーリ５２に掛けられることによって方向転換し、ピン５３に向けて延伸している。

自重補償装置６０は、バネ部６１、プーリ６２、ピン６３およびワイヤ６６を有する。バネ部６１はブラケット２８により支持され、プーリ６２は下側シャフト４６により支持されている。平行リンク４０が回動する軸方向から見た場合に、バネ部６１は、ブラケット２８に隣り合う位置に設けられている。バネ部６１は、並列に連結された複数のバネから構成されている。自重補償装置５０が平行リンク３０に加えて平行リンク４０に作用する重力をキャンセルする力を発生する関係上、バネ部５１は、バネ部６１よりも多い数のバネから構成されている。プーリ６２は、ブラケット２７に隣り合う位置で回転自在に支持されている。ピン６３は、ブラケット２７に固定されている。ピン６３は、中心軸１０６ｐに対して中心軸１０６ｒの反対側に配置されている。ピン６３は、中心軸１０６ｐと中心軸１０６ｒとを結ぶ線上に配置されている。ワイヤ６６は、バネ部６１とピン６３との間で掛け渡されている。バネ部６１から引き出されたワイヤ６６は、ブラケット２７に近接する方向に延伸している。さらにワイヤ６６は、プーリ６２に掛けられることによって方向転換し、ピン６３に向けて延伸している。

図６中に示す使用状態から図５中に示す収納状態に移行する場合、平行リンク３０および平行リンク４０に作用する重力に抗して、平行リンク３０および平行リンク４０の重心を上方に移動させる必要がある。本実施の形態におけるサポートアーム１０では、バネ力を利用してこれらの重力をキャンセルする自重補償装置５０，６０を設けることによって、より小さい力でサポートアーム１０を使用状態から収納状態に移行させることができる。

図８は、サポートアームの収納状態を示す斜視図である。図９は、サポートアームの収納状態と使用状態との間の中間状態を示す斜視図である。図１０は、サポートアームの使用状態を示す斜視図である。図１１は、サポートアームの収納時の上側アームおよび下側アームの形態を示す側面図である。

図８から図１１を参照して、図８中に示す収納状態では、平行リンク３０がブラケット２６から上方に立ち上がるように位置決めされ、平行リンク４０がブラケット２７を支点に平行リンク４０に対して折り畳まれた形態となる。特に本実施の形態におけるサポートアーム１０においては、平行リンク３０は、ブラケット２６から鉛直上方向に対して斜め方向に延伸するように位置決めされ、平行リンク４０は、ブラケット２６から鉛直下方向に延伸するように位置決めされる。一方、図１０中に示す使用状態では、平行リンク３０がブラケット２６から水平方向に延伸するように位置決めされ、さらに平行リンク４０がブラケット２７から水平方向に延伸するように位置決めされる。

サポートアーム１０が収納状態と使用状態との間で動作するのに伴って、平行リンク３０および平行リンク４０はその傾きを変化させる。この際、平行リンク３０においては、上側シャフト３１および下側シャフト３６が平行配置を保ったまま、中心軸１０１ｐ〜１０１ｓの軸方向から見た場合の上側シャフト３１と下側シャフト３６との間の距離が変化する。具体的には、使用状態では、上側シャフト３１と下側シャフト３６との間の距離が大きくなり、収納状態では、上側シャフト３１と下側シャフト３６との間の距離が小さくなる。また、平行リンク４０においては、上側シャフト４１および下側シャフト４６が平行配置を保ったまま、中心軸１０６ｐ〜１０６ｓの軸方向から見た場合の上側シャフト４１と下側シャフト４６との間の距離が変化する。具体的には、使用状態では、上側シャフト４１と下側シャフト４６との間の距離が大きくなり、収納状態では、上側シャフト４１と下側シャフト４６との間の距離が小さくなる。

本実施の形態におけるサポートアーム１０においては、上述したように、上側シャフト３１と下側シャフト３６とが、中心軸１０１ｐ〜１０１ｓの軸方向において互いにずれて配置されており、上側シャフト４１と下側シャフト４６とが、中心軸１０６ｐ〜１０６ｓの軸方向において互いにずれて配置されている。このような構成によれば、特に図１１中に示されるように、サポートアーム１０の収納状態において、上側シャフト３１と下側シャフト３６とが中心軸１０１ｐ〜１０１ｓの軸方向から見た場合に互いに重なり、上側シャフト４１と下側シャフト４６とが中心軸１０６ｐ〜１０６ｓの軸方向から見た場合に互いに重なる形態をとることができる。これにより、折り畳まれた上側シャフト３１および下側シャフト３６の水平方向の幅が小さくなり、コンパクトな収納状態を得ることができる。

続いて、サポートアーム１０により充電用コネクタ２０１を支持する構造について説明する。図１２は、図５中の２点鎖線ＸＩＩにより囲まれた範囲のサポートアームを示す側面図である。図１３は、図１２中の矢印ＸＩＩＩに示す方向から見たサポートアームを示す正面図である。

図１２および図１３を参照して、ハイブリッド自動車への充電時、作業者は、平行リンク３０および平行リンク４０を揺動させつつ、充電用コネクタ２０１をハイブリッド自動車の電力供給部２６０（図２を参照のこと）に接続する。この際、電力供給部２６０の構造は車種によって異なるため、充電用コネクタ２０１の姿勢が自在に変化する方が便利がよい。このため、本実施の形態におけるサポートアーム１０においては、充電用コネクタ２０１が中心軸１１５を中心に回転可能な状態で平行リンク４０に支持されている。

より具体的には、充電用コネクタ２０１は、ハンガー部７１に回転可能に取り付けられている。ハンガー部７１は、その構成部位として、基部７２と、股部７３ｍおよび股部７３ｎ（以下、特に区別しない場合は股部７３という）とを有する。基部７２は、ブラケット２８から図５中の支柱２１より遠ざかる方向に延出して形成されている。股部７３は、基部７２から鉛直下方向に延出して形成されている。股部７３ｍおよび股部７３ｎは、互いに距離を隔てて設けられている。股部７３ｍおよび股部７３ｎには、貫通孔７４が形成されている。貫通孔７４は、水平方向に延びる。股部７３ｍと股部７３ｎとの間に充電用コネクタ２０１が位置決めされた状態で、貫通孔７４と、中心軸１１５に沿って延びる支持軸挿入部１１０とに支持軸８１が挿入されている。充電用コネクタ２０１は、ハンガー部７１によって上方から懸架されている。

なお、平行リンク４０に対して回転可能に設けられた充電用コネクタ２１の可動域は、３６０°以上であってもよいし、３６０°よりも小さくてもよい。充電用コネクタ２１の可動域は、１８０°よりも小さくてもよいし、９０°よりも小さくてもよい。

図３を参照して、本実施の形態におけるサポートアーム１０においては、支持軸挿入部１１０が充電用コネクタ２０１の重心位置に配置されている。すなわち、充電用コネクタ２０１は、充電用コネクタ２０１の重心位置を中心に回転可能なように設けられている。

図１４および図１５は、充電用コネクタの重心位置を特定する方法を示す側面図である。図１４および図１５を参照して、充電用コネクタ２０１の重心位置は、たとえば次の方法によって特定される。まず、ケーブル７６が切り離された充電用コネクタ２０１を準備する。充電用コネクタ２０１の外表面上の適当な２箇所に、吊り下げ位置１０８および吊り下げ位置１１６を設定する。図１３中に示すように、充電用コネクタ２０１は平面１１４を中心に左右対称の構造を有し、吊り下げ位置１０８および吊り下げ位置１１６をその平面１１４上に設定する。

吊り下げ位置１０８に糸を結び付け、その糸に充電用コネクタ２０１を吊り下げる。このときに、糸から鉛直下方向に延びる延長線１１２を特定する。次に、吊り下げ位置１１６に糸を結び付け、その糸に充電用コネクタ２０１を吊り下げる。このときに、糸から鉛直下方向に延びる延長線１１７を特定する。延長線１１２と延長線１１７とが交わる位置が、充電用コネクタ２０１の重心位置であり、その位置に重なるように支持軸挿入部１１０を設ける。

なお、充電用コネクタ２０１の重心位置を特定する方法は、このような方法に限られず、たとえば、充電用コネクタ２０１の形状や材質などをコンピュータに入力し、コンピュータに演算させることによって重心位置を特定してもよい。

続いて、本実施の形態におけるサポートアーム１０によって奏される作用、効果について説明する。

図８を参照して、図中には、平行リンク４０に作用する重力が、矢印３２０によって示され、自重補償装置６０による自重補償機能によってバネ部６１で発生した鉛直方向の張力が、矢印３１０によって示されている。平行リンク４０に作用する重力とバネ部６１で発生した鉛直方向の張力とが釣り合うことにより、平行リンク４０は静止する。

図８および図１２を参照して、一方、充電用コネクタ２０１を中心軸１１５を中心に回転させることにより、充電用コネクタ２０１の姿勢が変化する。このとき、充電用コネクタ２０１から平行リンク４０に作用するモーメントが変化すると、平行リンク４０に作用する重力とバネ部６１で発生した鉛直方向の張力との釣り合いが崩れ、平行リンク４０が意図せず作動するおそれがある。

これに対して、本実施の形態におけるサポートアーム１０では、支持軸挿入部１１０が充電用コネクタ２０１の重心位置に配置されている。このような構成により、充電用コネクタ２０１の姿勢にかかわらず、充電用コネクタ２０１から平行リンク４０に作用するモーメントは一定となるため、平行リンク４０が意図せず作動することを防止できる。

本実施の形態では特に、平行リンク４０を構成する上側シャフト４１および下側シャフト４６の連結にベアリングが用いられているため、摩擦力などの平行リンク４０の作動を妨げる力が非常に小さい。このため、平行リンク４０に作用する重力とバネ部６１による張力との釣り合いが崩れた時に平行リンク４０が容易に作動し始めるという課題があり、このようなサポートアーム１０に本発明はより有効に適用される。

なお、上記では平行リンク４０についてのみ説明したが、平行リンク３０についても同様の効果が奏される。

以上に説明した、この発明の実施の形態１におけるサポートアームの構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるサポートアーム１０は、車両に対して接続可能な充電用コネクタ２０１を支持するためのサポートアームである。サポートアーム１０は、揺動自在に設けられる第１アーム部としての平行リンク４０と、平行リンク４０に作用する重力をキャンセルする力を発生する自重補償装置６０と、平行リンク４０によって支持される支持部としての支持軸挿入部１１０を有し、支持軸挿入部１１０を中心に回転可能なように設けられる充電用コネクタ２０１とを備える。支持軸挿入部１１０は、充電用コネクタ２０１の重心位置に配置される。

このように構成された、この発明の実施の形態１におけるサポートアーム１０によれば、充電用コネクタ２０１の姿勢にかかわらず、自重補償装置５０，６０による自重補償機能を適切に発揮させることができる。これにより、使い勝手がよく、充電時の作業性が向上するサポートアーム１０を実現することができる。

なお、本実施の形態では、本発明を、２つの平行リンクが組み合わさったサポートアーム１０に適用した場合を説明したが、これに限られず、たとえば、図５中の平行リンク４０が直接、支柱２１に固定されてもよい。

（実施の形態２）
図１６は、この発明の実施の形態２におけるサポートアームを示す側面図である。図中には、図１３中のＸＶＩ−ＸＶＩ線上に沿った位置に対応するサポートアームの形状が示されている。

図１６を参照して、本実施の形態におけるサポートアームは、実施の形態１におけるサポートアーム１０が備える構造に加えて、充電用コネクタ２０１を一定の姿勢に保持するためのロック機構をさらに備える。より具体的には、本実施の形態におけるサポートアームは、ロック機構としてのロックピン８２および係止溝８３をさらに有する。

係止溝８３は、充電用コネクタ２０１の本体部２０４に形成されている。係止溝８３は、複数の溝形状が中心軸１１５の周方向に並ぶように形成されている。係止溝８３は、ハンガー部７１の基部７２に対向する位置に形成されている。ロックピン８２は、基部７２によって支持され、本体部２０４に向けて延びている。ロックピン８２は、本体部２０４に向けて延びるその軸方向にスライド移動可能に設けられている。

本体部２０４に向けてスライドされた時に、ロックピン８２は、係止溝８３を形成する複数の溝形状のいずれかに嵌合する。このとき、充電用コネクタ２０１の回転運動がロックされ、充電用コネクタ２０１が適当な姿勢に保持される。一方、ロックピン８２を係止溝８３から引き抜く方向にスライドすることにより、充電用コネクタ２０１のロックが解除される。

このような構成によれば、充電時に充電用コネクタ２０１の姿勢を固定することにより、安定した姿勢で充電作業を実施することができる。また、続けて同じ車両に充電する場合には、電力供給部２６０（図２を参照のこと）に対する充電用コネクタ２０１の姿勢（角度）を一定に保持することにより、充電時の作業効率を向上させることができる。

このように構成された、この発明の実施の形態２におけるサポートアームによれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。加えて、充電時の作業性をさらに向上させることができる。

（実施の形態３）
図１７は、この発明の実施の形態３におけるサポートアームを示す側面図である。図１７は、実施の形態１における図５に対応する図である。

図１７を参照して、本実施の形態におけるサポートアームは、実施の形態１におけるサポートアーム１０が備える構造に加えて、充電用コネクタ２０１から延出するケーブル７６と関連した特徴的な構造をさらに備える。充電用コネクタ２０１から延出するケーブル７６は、平行リンク４０および平行リンク３０に沿って配索され、支柱２１に達している。

図１２および図１３を参照して、図中の充電用コネクタ２０１ｐによって表わされるように、充電用コネクタ２０１は、外力が付与されない状態、すなわち、作業者が充電用コネクタ２０１に触れていない状態で、ケーブル７６が充電用コネクタ２０１から下方に垂れ下がる姿勢に保持されている。一方、充電用コネクタ２０１は、ハンガー部７１によって上方から懸架されている。このような構成により、ケーブル７６は、充電用コネクタ２０１から、ハンガー部７１とは反対方向に延出するため、ケーブル７６と充電用コネクタ２０１とが絡まることを抑制できる。

また、充電用コネクタ２０１に外力が付与されていない状態で、グリップ部２０２は、ハンガー部７１よりも下方に配置されている。このような構成により、作業者がまず充電用コネクタ２０１にアクセスする場合に、ハンガー部７１に邪魔されることなくグリップ部２０２を容易に把持することができる。また、股部７３ｍと股部７３ｎとの間には、操作ボタン２０５を操作するための空間が確保されている。

図１８は、図１０中のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線上に沿ったサポートアームの使用状態を示す断面図である。図１９は、図８中のＸＩＸ−ＸＩＸ線上に沿ったサポートアームの収納状態を示す断面図である。

図１８および図１９を参照して、上側シャフト４１（上側シャフト４１ｍ，上側シャフト４１ｎ）と、自重補償装置６０を構成するバネ部６１およびプーリ６２とは、中心軸１０６ｐ〜１０６ｓの軸方向において互いにずれて配置されている。より具体的には、バネ部６１およびプーリ６２は、中心軸１０６ｐ〜１０６ｓの軸方向における上側シャフト４１の両側に配置されている。このような構成により、サポートアーム１０の収納状態において、上側シャフト４１とバネ部６１およびプーリ６２とが互いに干渉することを防止できる。

サポートアーム１０の使用状態において、上側シャフト４１ｍと、下側シャフト４６と、上側シャフト４１ｎとは、それぞれが三角形の頂点に位置するように配置されている。上側シャフト４１および下側シャフト４６は、ブラケット２７とブラケット２８との間で延びる中空の菅形状を有する。上側シャフト４１および下側シャフト４６は、略矩形の断面形状を有する。

本実施の形態におけるサポートアーム１０においては、下側シャフト４６にケーブル７６が固定されている。ケーブル７６は、下側シャフト４６の頂面４６ｕに固定されている。ケーブル７６は、サポートアーム１０の使用状態において上側シャフト４１ｍ、上側シャフト４１ｎおよび下側シャフト４６を結ぶ三角形の内側に配置されている。ケーブル７６を下側シャフト４６に固定することにより、上側シャフト４１にケーブル７６の重量が作用することを回避できる。これにより、上側シャフト４１を軽量化することが可能となり、延いては、サポートアーム１０を軽量化することができる。

下側シャフト４６は、上側シャフト４１として設けられた上側シャフト４１ｍおよび上側シャフト４１ｎよりも大きい太さを有する。すなわち、ブラケット２７とブラケット２８とを結ぶ方向に直交する平面により上側シャフト４１および下側シャフト４６を切断した場合に、下側シャフト４６の切断面の外周長は、上側シャフト４１ｍの切断面の外周長よりも大きく、上側シャフト４１ｎの切断面の外周長よりも大きい。下側シャフト４６には、下側シャフト４６の重量に加えて上側シャフト４１の重量が作用する。このため、上側シャフト４１ｍ，４１ｎの太さよりも下側シャフト４６の太さを大きくすることにより、サポートアーム１０の耐久性を向上させることができる。加えて、ケーブル７６で発生した熱を下側シャフト４６を通じて効率的に放熱させることができる。

図２０は、図１７中のＸＸ−ＸＸ線上に沿ったサポートアームを示す断面図である。図１７および図２０を参照して、本実施の形態におけるサポートアームは、平行リンク４０および平行リンク３０に沿って配索されるケーブル７６をガイドするためのガイド部９１をさらに有する。

ガイド部９１は、平行リンク４０と平行リンク３０との連結位置、すなわち、ブラケット２７に設けられている。ガイド部９１は、円柱形状を有する。ガイド部９１は、湾曲面９２を有する。湾曲面９２は、平行リンク４０と平行リンク３０との間で湾曲しながら延在するように形成されている。ケーブル７６は、湾曲面９２に沿って延びるように配索されている。

ケーブル７６には大電流が流れるため、ケーブル７６の太さは大きくなる。このようなケーブル７６が、平行リンク４０と平行リンク３０との連結位置で大きく曲がられ、その状態で繰り返し屈曲されると断線の懸念が生じる。これに対して、本実施の形態では、平行リンク４０と平行リンク３０との連結位置にガイド部９１を設けることによって、ケーブル７６の曲げ半径をより大きく設定することができる。たとえば、ケーブル７６の曲げ半径は、ケーブル７６の直径の１０倍以上に設定される。これにより、ケーブル７６の長寿命化を実現することができる。

ケーブル７６は、平行リンク４０と平行リンク３０との連結位置において、ブラケット２６とブラケット２７とブラケット２８とを結ぶ三角形の外周側を通るようにガイド部９１上を配索されている。これにより、図１７中に示すように平行リンク４０と平行リンク３０とがなす角度が狭まった場合であっても、ケーブル７６がリンク間に挟まれることを回避できる。

このように構成された、この発明の実施の形態３におけるサポートアームによれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。加えて、使い勝手がよく、耐久性に優れたサポートアームを実現することができる。

この発明は、主に、ハイブリッド車両などの充電用コネクタを支持するためのサポートアームに利用される。

１０ サポートアーム、２１ 支柱、２６ ブラケット、２７ ブラケット、２８ ブラケット、３０，４０ 平行リンク、３１，３１ｍ，３１ｎ，４１，４１ｍ，４１ｎ 上側シャフト、３６，４６ 下側シャフト、４６ｕ 頂面、５０，６０ 自重補償装置、５１，６１ バネ部、５２，６２ プーリ、５３，６３ ピン、５６，６６ ワイヤ、７１ ハンガー部、７２ 基部、７３，７３ｍ，７３ｎ 股部、７４ 貫通孔、７６ ケーブル、８１ 支持軸、８２ ロックピン、８３ 係止溝、９１ ガイド部、９２ 湾曲面、１０１ｐ，１０１ｑ，１０１ｒ，１０１ｓ，１０６ｐ，１０６ｑ，１０６ｒ，１０６ｓ 中心軸、１０８，１１６ 吊り下げ位置、１１０ 支持軸挿入部、１１２，１１７ 延長線、１１４ 平面、１１５ 中心軸、２００ ハイブリッド自動車、２００Ａ ボディ、２００Ｂ 燃料供給コネクタ、２０１，２０１ｐ 充電用コネクタ、２０２ グリップ部、２０３ 中間部、２０４ 本体部、２０５ 操作ボタン、２０６ 接続部、２０９ 係止爪、２１０ 内燃機関、２２０ トランスアクスル、２２１ 動力分割機構、２３０ 燃料タンク、２４０ 蓄電装置、２５０ 燃料供給部、２６０ 電力供給部、２６１ 外蓋、２６２ ヘッド部、２６３ 内蓋。

Claims (7)

1. 車両に対して接続可能な充電用コネクタを支持するためのサポートアームであって、
   揺動自在に設けられる第１アーム部（４０）と、
   前記第１アーム部（４０）に作用する重力をキャンセルする力を発生する自重補償装置（６０）と、
   前記第１アーム部（４０）によって支持される支持部（１１０）を有し、前記支持部（１１０）を中心に回転可能なように設けられる充電用コネクタ（２０１）とを備え、
   前記支持部（１１０）は、前記充電用コネクタ（２０１）の重心位置に配置され、
   前記第１アーム部（４０）は、前記支持部（１１０）を上方から懸架するハンガー部（７１）を有し、
   前記第１アーム部（４０）に沿って配索され、前記充電用コネクタ（２０１）に接続される配線（７６）をさらに備え、
   前記充電用コネクタ（２０１）は、外力が付与されない状態で、前記配線（７６）が前記充電用コネクタ（２０１）から下方に垂れ下がる姿勢に保持され、
   前記充電用コネクタ（２０１）は、充電作業時に把持されるグリップ部（２０２）を有し、
   前記充電用コネクタ（２０１）に外力が付与されない状態で、前記グリップ部（２０２）は、前記ハンガー部（７１）よりも下方に配置される、サポートアーム。
2. 前記充電用コネクタ（２０１）に設けられ、前記第１アーム部（４０）に対する前記充電用コネクタ（２０１）の回転運動を止めるロック機構（８１，８３）をさらに備える、請求項１に記載のサポートアーム。
3. 前記充電用コネクタ（２０１）は、充電作業時に把持されるグリップ部（２０２）と、車両に対して接続可能な接続部（２０６）と、前記グリップ部（２０２）から前記接続部（２０６）に向けて延設される中間部（２０３）とを有し、
   前記支持部（１１０）は、前記グリップ部（２０２）と前記中間部（２０３）との間に配置される、請求項１に記載のサポートアーム。
4. 揺動自在に設けられ、前記第１アーム部（４０）に連結される第２アーム部（３０）と、
   前記第１アーム部（４０）および前記第２アーム部（３０）に沿って配索され、前記充電用コネクタ（２０１）に接続される配線（７６）と、
   前記第１アーム部（４０）および前記第２アーム部（３０）の連結位置に設けられ、前記配線（７６）をガイドするガイド部（９１）とをさらに備える、請求項１に記載のサポートアーム。
5. 前記ガイド部（９１）は、前記第１アーム部（４０）と前記第２アーム部（３０）との間で湾曲しながら延在する湾曲面（９２）を有し、
   前記配線（７６）は、前記湾曲面（９２）に沿って配索される、請求項４に記載のサポートアーム。
6. 前記第１アーム部（４０）は、互いに間隔を設けて平行に配置され、平行リンク機構を構成する第１シャフト（４１）および第２シャフト（４６）を有し、
   前記第１アーム部（４０）が側方に延伸するように位置決めされた時に、前記第１シャフト（４１）は、前記第２シャフト（４６）よりも上方に配置され、
   前記第２シャフト（４６）に固定され、前記充電用コネクタ（２０１）に接続される配線（７６）をさらに備える、請求項１に記載のサポートアーム。
7. 前記第２シャフト（４６）は、前記第１シャフト（４１）よりも大きい太さを有する、請求項６に記載のサポートアーム。

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