JP6595036B2 - マガジン式充電装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用済であったり、蓄電量が十分でない場合のように充電を必要とするバッテリが所定位置で充電台に載置されると、充電台が変位してケーシング内に格納されるとともに新たに露呈した充電済のバッテリをケーシングから取り出すことを可能とするマガジン式充電装置に関する。

バッテリは、排ガス等を排出することがないクリーンな駆動源であり、しかも、放電終了後に充電を行えば再利用が可能であること、商用電源から充電を行うことが容易であること等の利点を有することから、広汎に用いられるに至っている。例えば、特許文献１には、電動スクータの駆動源として用いることが可能なバッテリ（特許文献１においては「携帯式電気エネルギ蓄電装置」と表されている）が提案されている。

このバッテリは、横断面が略正方形をなし且つ上下端部が開口した筒状の外殻と、該外殻の上端部及び下端部のそれぞれに位置するカバー（トップケース）及びベース（ボトムケース）を含むハウジングを有する。そして、該ハウジング内に、複数の個別のバッテリコアパックが内蔵される。さらに、前記カバーにはハンドルが設けられている。ユーザは、このハンドルを把持して、電動スクータの座面の下に配置されたコンパートメントに対してバッテリを出し入れすることが可能である、とのことである。

バッテリを充電するための充電装置は、複数個を同時に充電可能であることが好ましい。充電済であり必要なときに使用可能なバッテリを多数個保管しておくことができるからである。この種の充電装置としては、特許文献２に開示されたものが知られている。この充電装置は、バッテリ（携帯型電気エネルギ貯蔵装置）を個別に収容する収容器を複数個有し、このため、バッテリを収集、充電及び分配することが可能である。

さらに、特許文献３には、電動アシストサイクル用の充電済バッテリを供給するバッテリ供給装置が開示されている。このバッテリ供給装置はその正面中央部にバッテリを供給返却するためのドアを有する室が設けられ、室内にはバッテリを供給返却するためのバッテリ供給口が設けられている。このバッテリ供給装置を構成するハウジングの内部には、上部バッテリ供給機構と下部バッテリ供給機構とが収容されている。両バッテリ供給機構は同一構成であり、回転テーブルを有するとともに、該回転テーブルの外周部に、バッテリを保持する８個のスロットが設けられる。各スロットは、回転テーブルの回転中心に対して角度４５°で離間している。各スロットは傾斜が可能であり、傾斜状態で、バッテリを供給ないし返却するためのバッテリ供給口と接合される。バッテリ供給口は、チャージャ（充電器）とバッテリ用電源供給部の上方、すなわち、ハウジングの比較的高い位置に設けられている。

特表２０１６−５３４５１８号公報 特表２０１４−５２７６８９号公報 特開２０００−１８２１４５号公報

特許文献３記載のバッテリ供給装置は、チャージャ（充電器）とバッテリ用電源供給部の上方に下部バッテリ供給機構が設けられ、さらにその上方に上部バッテリ供給機構が設けられている。このため、装置の高さが大きくなり、充電装置の小型化を図ることが困難である。

大人数のユーザの充電要請に対応するべく、充電装置を１箇所に複数個設置することが想定される。従って、充電装置は可及的に小型で占有面積が小さいことが望まれる。また、バッテリを電動二輪車の駆動源としたとき、充電装置は屋外にて使用されることが想定される。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、屋外に設置することが可能であり、且つ小型化及び占有面積の狭小化を図ることが可能なマガジン式充電装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、充電を必要とするバッテリが収容位置で収容されるとともに充電済のバッテリを収容位置に移送して該収容位置から取り出し可能とするマガジン式充電装置であって、
ケーシングと、
回転テーブルと、
回転テーブルを回転させる駆動装置と、
回転テーブル上に設けられてバッテリが載置される複数の充電台と、
収容位置に設けられて充電台及びバッテリを覆う開閉式シャッタと、
を備え、
開閉式シャッタは、シャッタ本体と、
回転テーブルの中心近傍で、充電台にバッテリが載置されたときの上端よりも高い位置に設けられたベアリングと、
ベアリングの側方で且つ回転テーブルの外周よりも外方に設けられたモータと、
ベアリングの外周に配置され、モータからの回転力を、シャッタ本体を回転させる回転力として伝達する伝達機構と、
を有し、
シャッタ本体は、伝達機構と連結される連結部と、連結部に連なり充電台上のバッテリの上方を覆う第１部分と、充電台上のバッテリの側方に配置される第２部分と、第１部分と第２部分との間に介在する第３部分と、
を有し、
モータの回転軸と伝達機構とが連結され、連結部を介してシャッタ本体を開閉し、
且つシャッタ本体と収容位置に位置する充電台とがケーシングの外部に位置することを特徴とする。

このように、本発明では、シャッタ本体を回転させる（開閉式シャッタを開閉する）ためのモータが、ベアリングの側方で且つ回転テーブルの外周よりも外方に設けられている。すなわち、モータは、平面視で回転テーブルに重なる位置にない。このため、マガジン式充電装置の高さを小さくすることができ、結果として、マガジン式充電装置の小型化を図ることが可能となる。従って、１台当たりの占有面積も狭小化する。

また、シャッタ本体以外の構成要素、すなわち、充電台や回転テーブル、駆動装置等はケーシング内に収容されている。このため、バッテリや各種装置がケーシング及びシャッタ本体によって雨水や粉塵等から保護される。従って、該マガジン式充電装置を屋外にて使用することができる。

このように、このマガジン式充電装置は、１箇所に複数個設置したとしても全体の占有面積を狭小化し得、しかも、屋外で使用可能である。このため、例えば、電動二輪車をはじめとする電動車両の駆動バッテリの充電装置として好適である。

シャッタ本体は、平面視において、ベアリングの中心と第２部分の外周とを結ぶ半径が互いに相違する第４部分及び第５部分と、第４部分と第５部分の間に介在する第６部分とを有するものであるとよい。第４部分と第５部分の半径が相違することにより、シャッタ本体が閉状態と開状態とで必要となる奥行き方向の長さを短くすることができる。このことも、マガジン式充電装置の１台当たりの設置面積の狭小化に寄与する。

開閉式シャッタを構成する伝達機構には、トルクリミッタを設けることが好ましい。これにより、開閉式シャッタが閉じる際にシャッタ本体にユーザの手等の何らかの物体が当接したときには、シャッタ本体のそれ以上の閉動作が停止される。このため、シャッタ本体に物体が挟まれたり、該物体に過剰な力が作用したりすることが回避される。なお、シャッタ本体の閉動作を一旦停止させた後、シャッタ本体を開動作させるようにしてもよい。

本発明によれば、シャッタ本体を回転させる（開閉式シャッタを開閉する）ためのモータを、平面視で回転テーブルに重なる位置に設けず、ベアリングの側方で且つ回転テーブルの外周よりも外方に設けるようにするとともに、シャッタ本体以外の構成要素をケーシングに収容するようにしている。このため、マガジン式充電装置の小型化を図ることや１台当たりの占有面積を狭小化すること、さらに、該マガジン式充電装置を屋外で使用することが可能となる。

従って、このマガジン式充電装置は、例えば、電動二輪車等の電動車両の駆動バッテリの充電装置として有用である。

図１Ａはバッテリの一方向からの概略全体斜視図であり、図１Ｂは別方向からの概略全体斜視図である。 図１Ａ及び図１Ｂに示すバッテリの底面側斜視図である。 本発明の実施の形態に係るマガジン式充電装置の概略全体斜視図である。 ケーシングを省略して第１単位マガジン、第２単位マガジンを示した正面模式図である。 第１単位マガジンの概略分解斜視図である。 第１単位マガジンを構成する充電部において、充電用トレイが若干前方に位置した状態を示す要部概略斜視図である。 図６の充電用トレイが最後方に位置するとともに、コネクタ孔に装置側充電コネクタが通された状態を示す要部概略斜視図である。 第１単位マガジンを構成する下段側回転テーブル上におけるバッテリの配置位置を示す概略平面図である。 下段側回転テーブルの下方に配置されるスライド機構、ロック機構及び昇降機構を示した概略平面図である。 図９に示すロック機構の要部概略斜視図である。 図１０に示す状態から移動板が変位し、リンク部材が若干回動した状態を示す要部概略斜視図である。 図１１に示す状態からリンク部材が一層回動して移動板が解放された状態を示す要部概略斜視図である。 図９に示す昇降機構の要部概略斜視図である。 図１３の昇降機構の作用下に装置側充電コネクタが下降した状態を示す要部概略側面図である。 図１３の昇降機構の作用下に装置側充電コネクタが上昇した状態を示す要部概略側面図である。 下段側回転テーブルの下方からの概略全体斜視図である。 第１カムフォロワ〜第３カムフォロワによって下段側回転テーブルが支持されている状態を示す要部概略平面図である。 第１カムフォロワ、第２カムフォロワ及びベアリング受によって下段側回転テーブルが支持されている状態を示す要部概略平面図である。 開閉式シャッタとしての第１開閉シャッタの要部概略斜視図である。 シャッタ本体が開状態にあるときの要部概略平面図である。 図３に示すマガジン式充電装置を設置した充電ステーションの概略平面図である。 前進する爪部材の姿勢と、該爪部材とカム部材との位置関係を示した概略フロー図である。 爪部材が前進し、且つロック機構が充電用トレイを拘束したときの状態を示す概略平面図である。 下段側回転テーブルのインデックス回転及びバッテリの充電状態を示すフローである。 スライド機構を構成するラックスライドが後退するとともにロック機構が充電用トレイを解放する動作がなされた状態を示す概略平面図である。

以下、本発明に係るマガジン式充電装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

先ず、図１Ａ及び図１Ｂに示すバッテリ１０につき説明する。該バッテリ１０は縦長の略直方体形状であり、例えば、電動二輪車ＥＢ（図２１参照）の駆動力供給源として用いられる。このバッテリ１０の上面には、長手方向両端部が折曲されて該上面に連なることでアーチ形状をなすアーチ部１２（第２取っ手部）と、上縁部が円弧状に湾曲したタブ状突出部１４（突出部）とが互いに対向するように設けられる。タブ状突出部１４の上端とバッテリ１０の底面との距離Ｈ２は、アーチ部１２の下端とバッテリ１０の底面との距離Ｈ１よりも大きく設定される。なお、タブ状突出部１４の突出高さとアーチ部１２の突出高さは略同等である。

アーチ部１２の上端からタブ状突出部１４の上端にかけては、把持用バー１６（第１取っ手部）が橋架される。すなわち、把持用バー１６は、アーチ部１２の延在方向に対して略直交する方向に延在する。ここで、アーチ部１２及びタブ状突出部１４の両上端がバッテリ１０の上面から突出しているため、把持用バー１６は、バッテリ１０の上面に対して離間する。従って、把持用バー１６とバッテリ１０の上面との間に把持用クリアランス１８が形成される。ユーザは、この把持用クリアランス１８に手（指）を差し込んで把持用バー１６を把持することが可能である。

また、アーチ部１２とバッテリ１０の上面の間には、進入口２０が開口する。この進入口２０には、後述する判定用突起１０８（図６及び図７参照）が進入する。進入口２０は、把持用クリアランス１８に連なる。これに対し、タブ状突出部１４には開口が形成されていない。すなわち、タブ状突出部１４とバッテリ１０の上面との間は閉塞部である。

図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、バッテリ１０には、アーチ部１２（進入口２０）側が設けられた側の底面にバッテリ側充電コネクタ２２が設けられる。このバッテリ側充電コネクタ２２が、後述する装置側充電コネクタ１１２（図７参照）に係合することで、下段側充電器５２ａ又は上段側充電器５２ｂ（図４参照）とバッテリ１０とが両コネクタ２２、１１２を介して電気的に接続され、充電がなされる。なお、バッテリ側充電コネクタ２２は、複数の板状端子進入凹部２４と、該板状端子進入凹部２４を間に挟む２個のロッド進入凹部２６とからなる（図２参照）。

以上のように構成されるバッテリ１０を平面視したとき、その形状は、略正方形又は略長方形である（特に図８参照）。この場合、バッテリ１０の平面視の形状がその他の形状である場合に比して、下段側回転テーブル５４ａ上のスペースを有効に利用することができる。

次に、マガジン式充電装置につき説明する。図３は、マガジン式充電装置３０の概略全体斜視図である。このマガジン式充電装置３０は、上下方向に配設（積層）された２個の単位マガジン、すなわち、第１単位マガジン３２ａ、第２単位マガジン３２ｂを有し、これら第１単位マガジン３２ａ、第２単位マガジン３２ｂは、１個のケーシング３４内に収容されている。第１単位マガジン３２ａ、第２単位マガジン３２ｂのそれぞれは４個のバッテリ１０を収納することが可能であり、バッテリ１０を第１単位マガジン３２ａに収容するための第１収容位置３６ａ、第２単位マガジン３２ｂに収容するための第２収容位置３６ｂには、開閉式シャッタとしての第１開閉シャッタ３８ａ、第２開閉シャッタ３８ｂがそれぞれ設けられている。図３から諒解されるように、第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂは平面視上互いにオフセット配置されている。第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂは、バッテリ１０を取り出す取り出し位置でもあるが、この点については後述する。

また、ケーシング３４には、図示しない受信器（通信手段）が搭載されている。受信器は、ユーザが所持するスマートフォンやＲＦキー、又は電動二輪車ＥＢ（図２１参照）が発信する信号を受信する。ケーシング３４内に設けられた制御装置６０（図４参照）は、受信器がこの信号を受けたことを認識し、その後の制御を行う。

図４に、ケーシング３４の図示を省略したマガジン式充電装置３０を模式的に示す。第１単位マガジン３２ａを構成する下側ベースプレート５０ａには、第１単位マガジン３２ａに搭載されたバッテリ１０を充電するための下段側充電器５２ａと、下段側回転テーブル５４ａを回転させるための下段側駆動用モータ５６ａとが互いに近接するように設けられる。一方、第２単位マガジン３２ｂを構成する中側ベースプレート５０ｂには、上段側回転テーブル５４ｂを回転させるための上段側駆動用モータ５６ｂが設けられる。第１単位マガジン３２ａと第２単位マガジン３２ｂは、中側ベースプレート５０ｂで区画される。

図３及び図４から諒解されるように、第１単位マガジン３２ａと第２単位マガジン３２ｂは上下に積層され、且つ下段側回転テーブル５４ａと上段側回転テーブル５４ｂは互いにオフセット配置されている。下段側充電器５２ａ及び下段側駆動用モータ５６ａと、上段側駆動用モータ５６ｂは、このオフセット配置によって生じたスペースに配置されている。このため、マガジン式充電装置３０の１台あたりの占有面積が小さくなる。

また、下段側駆動用モータ５６ａは下段側回転テーブル５４ａの側方、上段側駆動用モータ５６ｂは上段側回転テーブル５４ｂの側方に配設される。このため、下段側回転テーブル５４ａ及び上段側回転テーブル５４ｂの各高さ位置が、下段側駆動用モータ５６ａ、上段側駆動用モータ５６ｂの高さに制約を受けることがない。換言すれば、下段側回転テーブル５４ａ及び上段側回転テーブル５４ｂを、バッテリ１０の挿入・取り出しが容易となる高さに配設することができる。

第２単位マガジン３２ｂの上方には、第２単位マガジン３２ｂに搭載されたバッテリ１０を充電するための上段側充電器５２ｂと、前記制御装置６０とが設けられた上側ベースプレート５０ｃが配設される。

次に、第１単位マガジン３２ａにつき詳述する。図５は、第１単位マガジン３２ａの概略分解斜視図である。第１単位マガジン３２ａにおいては、下側ベースプレート５０ａ上を下段側回転テーブル５４ａがインデックス回転することに伴い、バッテリ１０を載置した充電部９０が一体的にインデックス回転する。前記第１開閉シャッタ３８ａは、第１収容位置３６ａ（図３参照）において、充電部９０の一部を露呈可能に覆う。換言すれば、第１収容位置３６ａに位置する充電部９０は、第１開閉シャッタ３８ａが開いたとき、ケーシング３４の外部に露呈する。

前記充電部９０につき説明する。図６及び図７は、第１単位マガジン３２ａを構成する充電部９０の要部概略斜視図である。充電部９０は、下段側回転テーブル５４ａと一体的に回転する回転盤９２と、該回転盤９２に設けられた４個の充電台１００とを有する。充電台１００同士は背板１０２で区画され、各充電台１００には充電用トレイ１０４が設けられる。充電台１００の一部は、回転盤９２に形成された貫挿孔１０５に通されており、下段側回転テーブル５４ａ及び回転盤９２と一体的に回転する（図５参照）。

背板１０２には、近接センサ１０６が設置されるとともに、該近接センサ１０６の上方に略Ｕ字形状の判定用突起１０８が突出形成される。背板１０２の一部は、回転盤９２の下面から突出するとともに下段側回転テーブル５４ａに連結される。すなわち、背板１０２は、起立姿勢となる状態で下段側回転テーブル５４ａに支持されている。このため、背板１０２も下段側回転テーブル５４ａ及び回転盤９２と一体的に回転する。

背板１０２の内側端面は、別の背板１０２の端面からオフセットされた部位に配置される。このため、４枚の背板１０２同士が組み合わされることにより、その組み合わせ中心に、四角柱状の中空部８０２が形成される。

図８に示すように、１個の充電台１００には１個のバッテリ１０を載置することが可能である。なお、この図８に示されるように、４個のバッテリ１０は、平面視において、完全対向位置から若干オフセットされている。ここで、バッテリ１０を明瞭に区別するべく図８中の４個のバッテリ１０を第１バッテリ１０ａ、第２バッテリ１０ｂ、第３バッテリ１０ｃ、第４バッテリ１０ｄと表すと、第１バッテリ１０ａと第３バッテリ１０ｃが向かい合い、且つ第２バッテリ１０ｂと第４バッテリ１０ｄが向かい合う。

また、互いに向かい合う第１バッテリ１０ａと第３バッテリ１０ｃの左側同士の隅部に接する左側仮想線Ｌ１、右側同士の隅部に接する右側仮想線Ｌ２とを引いたとき、左側仮想線Ｌ１は第２バッテリ１０ｂに交差する。同様に、右側仮想線Ｌ２は第４バッテリ１０ｄに交差する。

さらに、横方向に互いに隣り合う第２バッテリ１０ｂと第３バッテリ１０ｃは上端の位置が異なり、縦方向に互いに隣り合う第１バッテリ１０ａと第２バッテリ１０ｂは左端の位置が異なる。ここで、上記の「左」、「右」及び「上」は、ユーザが充電部９０を平面視したときの方向を表し、バッテリ１０の右方、左方、上方を意味するものではない。

このように、向かい合うバッテリ１０同士、及び隣り合うバッテリ１０同士は、互いがオフセットされるようにケーシング３４内の充電台１００に載置される。このため、４個のバッテリ１０を正方形の頂点位置に配置して完全対向させる場合に比して、下段側回転テーブル５４ａ上のスペースを有効に活用することができる。

なお、図８から諒解されるように、隣り合うバッテリ１０同士、すなわち、第１バッテリ１０ａと第２バッテリ１０ｂ、第２バッテリ１０ｂと第３バッテリ１０ｃ、第３バッテリ１０ｃと第４バッテリ１０ｄ、第４バッテリ１０ｄと第１バッテリ１０ａでは、把持用バー１６の延在方向が互いに略直交する。

図６及び図７に示す充電用トレイ１０４は、矢印Ａ方向、すなわち、正面視で前後（Ａ１方向、Ａ２方向）にスライドが可能である。なお、以降の図面中の矢印Ａ方向は、図６及び図７中の矢印Ａ方向に一致する。以下、充電用トレイ１０４のスライド方向に合わせ、装置側充電コネクタ１１２から離間する側（Ａ１方向側）を「前方」、近接する側（Ａ２方向側）を「後方」と表記することもある。また、以降の説明における「前端」はＡ１側の端部を表し、「後端」はＡ２側の端部を表す。

充電用トレイ１０４は、第１収容位置３６ａにおいてバッテリ１０が載置されていないときは最前方に位置する。なお、図６では、充電用トレイ１０４が若干前方に偏倚した状態を示している。そして、充電用トレイ１０４は、バッテリ１０が載置された後、後方側（Ａ２側）にスライドされる。この後方へのスライドの際にコネクタ孔１１０の位置が装置側充電コネクタ１１２の位置に対応したとき、図７に示すように、該装置側充電コネクタ１１２が上昇してコネクタ孔１１０を通る。

ここで、第１収容位置３６ａ以外の充電台１００では、充電用トレイ１０４が最後方（Ａ２側）に位置するとともに、そのコネクタ孔１１０に装置側充電コネクタ１１２が通され、且つバッテリ１０が載置されている。このため、第１収容位置３６ａ以外の充電用トレイ１０４が前方にスライドすることはない。

充電台１００は、貫挿孔１０５を挟んで充電用トレイ１０４に対向する支持盤２００を含む。すなわち、支持盤２００は、充電用トレイ１０４の下方に配置される。該支持盤２００は、下段側回転テーブル５４ａの上面に位置決め固定される（図５参照）。

図９に詳細を示すように、装置側充電コネクタ１１２は支持盤２００上に昇降可能に配置される。装置側充電コネクタ１１２は、板状端子進入凹部２４に対して進入又は離脱する板状端子１１４と、該板状端子１１４を間に挟む２個の係合ロッド１１６とを有する。係合ロッド１１６は、前記ロッド進入凹部２６に対して進入又は離脱する。

装置側充電コネクタ１１２は、係合ロッド１１６の外方に設けられた２個の被案内部１２０を含む（図１３参照）。この被案内部１２０には、上下方向に沿って案内孔１２２が貫通形成される。案内孔１２２には、後述するガイドロッド５２６が摺動可能に挿通されている。

支持盤２００上には、充電用トレイ１０４を前後にスライド可能とするスライド機構３００と、後方にスライドした充電用トレイ１０４を位置決め固定するロック機構４００と、装置側充電コネクタ１１２を昇降させる昇降機構５００とが設けられる。

スライド機構３００は、充電用トレイ１０４が滑動する複数個の可倒式ローラ３０２と、充電用トレイ１０４の下面に連結される移動板３０４と、充電用トレイ１０４の下面に設けられた２個の掛止板３０５とを有する。可倒式ローラ３０２は、支持盤２００上に立設された複数個の衝撃吸収スプリング３０６を挟む位置に設けられる。

スライド機構３００は、支持盤２００に立設されたスプリング固定部３０８をさらに有する。該スプリング固定部３０８と掛止板３０５との間には、トレイ排出用スプリング３１０（弾性部材）が張設される。すなわち、トレイ排出用スプリング３１０の、装置側充電コネクタ１１２から離間した前端は、位置決め固定されたスプリング固定部３０８に掛止されている。一方、装置側充電コネクタ１１２に近接する後端は、充電用トレイ１０４とともに変位する掛止板３０５に掛止される。

図１０に示すように、移動板３０４の下方には円柱形状をなす２本の脚部３１２が垂下するように設けられる。脚部３１２同士には、略楕円形状の楕円板３１４が橋架される。

図９及び図１０に示すように、ロック機構４００は、支持盤２００上に設けられた１組のラック用案内レール４０２に沿って変位可能なラックスライド４０４と、このラックスライド４０４に付設された変位板４０５に支持されてラックスライド４０４及び変位板４０５と一体的に変位する爪部材４０６と、カム部材４０８と、スナッチロック４１０とを有する。

この中のラック用案内レール４０２は矢印Ａ方向に沿って延在しており、ラックスライド４０４、変位板４０５及び爪部材４０６は、装置側充電コネクタ１１２に対して接近又は離間するように変位する（後退又は前進する）。なお、図９では、ラックスライド４０４、変位板４０５及び爪部材４０６が装置側充電コネクタ１１２に最大に接近した状態、すなわち、最後方に位置している状態を示している。このとき、充電用トレイ１０４も背板１０２側（Ａ２方向側）に後退している（図７参照）。また、装置側充電コネクタ１１２は下死点に位置する。

爪部材４０６は、矢印Ａ方向に対して略直交するように突出した第１カム部４１２を有する。爪部材４０６の、後端の一隅角部には図示しない挿通孔が形成されるとともに、この挿通孔に第１回動軸４１４が嵌合される。爪部材４０６は、第１回動軸４１４を介して変位板４０５に連結されるとともに、第１回動軸４１４を中心として回動することが可能である。さらに、爪部材４０６の、前記一隅角部に対向する別の隅角部には、第１リターンスプリング４１６の一端が掛止される。

ラック用案内レール４０２の１本には、その長手方向に直交する方向に対して突出するように平板形状のスプリング掛止部４１８が設けられる。このスプリング掛止部４１８には、前記第１リターンスプリング４１６の他端が掛止される。すなわち、第１リターンスプリング４１６は、爪部材４０６をスプリング掛止部４１８側（前方であるＡ１側）に引張付勢する。

ラック用案内レール４０２の、装置側充電コネクタ１１２に近接する後端には、ラック用案内レール４０２の長手方向（矢印Ａ方向）に対して略直交する方向に延在する１組のカム用案内レール４２０が支持される。前記カム部材４０８は、その上端部がカム用案内レール４２０に摺動可能に挟持されている。

カム部材４０８は、ラックスライド４０４が装置側充電コネクタ１１２に対して接近又は離間するように変位することに伴って、カム用案内レール４２０に案内されながら、ラックスライド４０４の変位方向と略直交する方向に変位する。この点については後述する。

カム部材４０８は、爪部材４０６の第１カム部４１２と協働する第２カム部４２４を有する。該第２カム部４２４は、第１カム部４１２に対向する。

スナッチロック４１０は、リンク部材４３０と、フック部材４３２と、これらリンク部材４３０及びフック部材４３２を回動可能に支持するバックアッププレート４３４とを有する。

リンク部材４３０の後端には、連結軸４３６を介してカム部材４０８の一端が連結される。また、リンク部材４３０の前端は、第２回動軸４４０（特に図１２参照）を介してバックアッププレート４３４に回動可能に連結されている。このため、カム部材４０８がカム用案内レール４２０に沿って変位すると、図１１及び図１２に示すように、リンク部材４３０が姿勢を変える。

リンク部材４３０は、連結軸４３６と第２回動軸４４０との中間の部位において、フック部材４３２に指向して突出した第１隆起部４４２を有する。

フック部材４３２は、その略中央部に設けられた第３回動軸４４４を介して、バックアッププレート４３４に回転自在に支持されている。

フック部材４３２には、リンク部材４３０の第１隆起部４４２に向かって突出した第２隆起部４４６が設けられる。第１隆起部４４２と第２隆起部４４６は、リンク部材４３０及びフック部材４３２が回動したとき、互いを乗り越えることが可能である（図１０〜図１２参照）。

フック部材４３２の前端には、リンク部材４３０に臨む部位をＵ字に切り欠いた形状のフック部４５０が形成される。移動板３０４の脚部３１２は、リンク部材４３０とフック部材４３２が所定の位置関係にあるとき、フック部４５０によって拘束される。後述するように、この拘束により、充電用トレイ１０４が最後方に位置決め固定される。その一方で、ラックスライド４０４が装置側充電コネクタ１１２に向かって変位する（後退する）とともに爪部材４０６がカム部材４０８を押圧すると、フック部材４３２が図１１及び図１２に示すように回動する。この回動により、フック部４５０から移動板３０４の脚部３１２が解放される。

フック部材４３２とリンク部材４３０との間には第２リターンスプリング４５２が張設される。第２リターンスプリング４５２の一端は、フック部材４３２の後端に係止され、第２リターンスプリング４５２の他端は、リンク部材４３０における連結軸４３６と第１隆起部４４２の中間の部位に係止される。該第２リターンスプリング４５２は、フック部材４３２の後端をリンク部材４３０に指向して引張付勢する。

装置側充電コネクタ１１２を昇降させる昇降機構５００は、図１３に示すように、昇降用モータ５０２と、ウォーム５０４と、ウォームギヤ５０６と、平歯を有するラック側ギヤ５０８と、ラックスライド４０４と装置側充電コネクタ１１２とを連結するリンク部５１０とを有する。ウォーム５０４は昇降用モータ５０２の回転軸に設けられ、且つ前記ウォームギヤ５０６と噛合する。ウォームギヤ５０６とラック側ギヤ５０８は伝達軸５１２を介して連結されており、このラック側ギヤ５０８は、ラックスライド４０４の下面に設けられた図示しない歯部に噛合する。

リンク部５１０は、ラックスライド４０４の後端に設けられて矢印Ａ方向に略直交する方向に延在する第１軸５１４と、その上端に該第１軸５１４を通す長穴５１６が形成されて装置側充電コネクタ１１２の下方まで延在する１組のアーム部材５１８とを有する。アーム部材５１８は、Ａ２側からＡ１側に傾斜するように延在し、その後に屈曲してＡ１側からＡ２側に傾斜するように延在する。１組のアーム部材５１８間の屈曲点には、第２軸５２０が通される。

さらに、アーム部材５１８の後端は、被案内部１２０の近傍に設けられた軸受部５２２に連結される。すなわち、軸受部５２２は、矢印Ａ方向に沿って延在する長穴５２４が形成される。アーム部材５１８の後端同士には第３軸５２５が連結されており、該第３軸５２５が長穴５２４に通されている。

前記昇降用モータ５０２が付勢されると、ウォーム５０４、ウォームギヤ５０６、伝達軸５１２及びラック側ギヤ５０８が回転する。このため、ラックスライド４０４が図１１におけるＡ１方向に沿って変位する。後述するように、この変位に追従し、図１４及び図１５に示すようにアーム部材５１８が回動する。なお、図１４は装置側充電コネクタ１１２が下死点に位置している状態を示し、図１５は上死点に位置している状態を示している。

昇降機構５００は、装置側充電コネクタ１１２の被案内部１２０の案内孔１２２に挿通されたガイドロッド５２６をさらに有する。該ガイドロッド５２６は、上昇又は下降する装置側充電コネクタ１１２を案内する。

なお、前記トレイ排出用スプリング３１０は、充電用トレイ１０４がスナッチロック４１０によって拘束されないとき、伸長して充電用トレイ１０４をＡ１方向側に引張付勢する。

次に、充電部９０の下方に設けられる下段側回転テーブル５４ａについて説明する。

下側ベースプレート５０ａには、図１７に示すように、下段側回転テーブル５４ａの位置を保持するための位相保持用シリンダ６００（位置決め機構）が設けられる。この位相保持用シリンダ６００は進退ロッド６０２を有し、該進退ロッド６０２は、前進したときに下段側回転テーブル５４ａの側周壁に形成された係合凹部６０４に進入する。これにより、下段側回転テーブル５４ａの回転が阻止され且つその位相で保持される。

下側ベースプレート５０ａには、さらに、重荷重を受ける第１カムフォロワ６０６、軽荷重を受ける第２カムフォロワ６０８、下段側回転テーブル５４ａの芯出しのための第３カムフォロワ６１０、インタロックスイッチ６１２が設けられる。下段側回転テーブル５４ａは、第１カムフォロワ６０６、第２カムフォロワ６０８及び第３カムフォロワ６１０に支持されることより、下側ベースプレート５０ａから若干離間した上方に位置することが可能となっている。

図１６に示すように、下段側回転テーブル５４ａは、円盤形状体６１３の側周壁に対し、該円盤形状体６１３よりも厚みが若干大きなリング体６１４が外嵌されることで構成されている。第１カムフォロワ６０６及び第２カムフォロワ６０８は、円盤形状体６１３の下面に対して摺接する。一方、第３カムフォロワ６１０は、リング体６１４の内周壁に形成された滑動溝６１５内で滑動する。また、リング体６１４の外周壁には、タイミングベルト６１６が巻回される巻回溝（図示せず）が形成される。

リング体６１４の外周壁には、前記係合凹部６０４とラッチ溝６２０が形成される。これら係合凹部６０４とラッチ溝６２０は、９０°毎に配置されている。

下側ベースプレート５０ａには、図１８に示すように、第３カムフォロワ６１０に代替してベアリング６２２を設けるようにしてもよい。この場合、下段側回転テーブル５４ａ（円盤形状体６１３）にベアリング受６２４を設け、ベアリング６２２とベアリング受６２４で下段側回転テーブル５４ａの芯出しを行うことができる。このため、部品点数が低減するという利点がある。従って、第３カムフォロワ６１０を設ける必要は特にない。

タイミングベルト６１６は、下段側駆動用モータ５６ａの回転軸に外嵌されたプーリ６３０に架け渡されている。従って、下段側駆動用モータ５６ａの回転軸が回転することに追従してプーリ６３０が回転動作するとともにタイミングベルト６１６が周回動作し、さらに、下段側回転テーブル５４ａが回転する。インタロックスイッチ６１２は、このように回転動作する下段側回転テーブル５４ａの前記ラッチ溝６２０を検出する。

図１９に示すように、第１開閉シャッタ３８ａは、シャッタ本体７００を有する。シャッタ本体７００は、シャッタ開閉用モータ７０２の作用下に回動する。この中、シャッタ本体７００は、扇形状をなしバッテリ１０の上面側（アーチ部１２、タブ状突出部１４及び把持用バー１６）を覆う第１部分７０４と、バッテリ１０の側面を覆う第２部分７０６と、第１部分７０４と第２部分７０６の間に介在して湾曲するように連なる第３部分７０８とを有する。さらに、第１部分７０４の中心に円環状の駆動力伝達部７１０が設けられるとともに、該駆動力伝達部７１０内にシャッタ用ベアリングホルダ７１２、及びシャッタ用ベアリング７１４が設けられる。

図２０に示すように、シャッタ本体７００は、平面視において、前記シャッタ用ベアリング７１４の中心と第２部分７０６の外周とを結ぶ半径が互いに相違する第４部分７１６及び第５部分７１８と、これら第４部分７１６と第５部分７１８の間に介在する第６部分７２０とをさらに有する。

シャッタ用ベアリング７１４は、充電台１００に載置されたバッテリ１０の上端（アーチ部１２、タブ状突出部１４及び把持用バー１６）よりも高い位置に設けられる。これにより、バッテリ１０がシャッタ用ベアリング７１４に干渉することが回避される。

また、シャッタ開閉用モータ７０２は、シャッタ用ベアリング７１４の側方で且つ下段側回転テーブル５４ａの外周よりも外方に設けられる（図２０参照）。すなわち、シャッタ開閉用モータ７０２が下段側回転テーブル５４ａの下方又は上方に重なる位置に配置されることはない。このため、マガジン式充電装置３０の高さを小さくすることができ、小型化を図ることができる。

シャッタ用ベアリング７１４の外方には、伝達機構としての大プーリ７２２（又は大スプロケット）が設けられる。この大プーリ７２２と、シャッタ開閉用モータ７０２の回転軸に設けられた小プーリ７２４（又は小スプロケット）とに、開閉用ベルト７２６（又は開閉用チェーン）が巻掛される。なお、大プーリ７２２にはトルクリミッタ７２８を設けることが好ましい。

前記装置側充電コネクタ１１２には、送電用ケーブル８００（ケーブル）が電気的に接続される。この送電用ケーブル８００は、下段側回転テーブル５４ａの中心に形成された貫通孔８０１（図５、図１６及び図１７参照）に通され、該中心の上方で、充電台１００に載置されたバッテリ１０の上端よりも高い位置から、背板１０２同士が組み合わされることで構成される四角柱状の中空部８０２（図６及び図７参照）に通される。また、送電用ケーブル８００同士は集束バンド８０４によって集束されており、これにより、捻れが下段側充電器５２ａに伝播することが防止されている。

第２単位マガジン３２ｂは、第１単位マガジン３２ａに準じて構成されている。このため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、第２単位マガジン３２ｂにおいて、第１単位マガジン３２ａの下側ベースプレート５０ａに対応する部材は、中側ベースプレート５０ｂである。

本実施の形態に係るマガジン式充電装置３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、バッテリ１０の固定方法との関係で説明する。なお、以下では、２個のバッテリ１０を同時に交換する場合を例示するが、交換個数を１個のみとしてもよいことは勿論である。

バッテリ１０は、例えば、図２１に示す電動二輪車ＥＢの駆動源として用いられる。電動二輪車ＥＢの走行に用いられ、放電容量が低下したバッテリ１０に対しては、上記のマガジン式充電装置３０にて充電がなされる。

マガジン式充電装置３０は、屋外に設けられた所定の充電ステーションＳＴに設置される。ユーザは、電動二輪車ＥＢに乗車した状態、又は、徒歩でマガジン式充電装置３０に接近すればよい。この時点では、第１開閉シャッタ３８ａ、第２開閉シャッタ３８ｂの双方とも閉状態である。

上記したように、電動二輪車ＥＢ、又は、ユーザが所持するスマートフォンやＲＦキーには発信器が設けられている。マガジン式充電装置３０のケーシング３４に設けられた前記受信器は、発信器が発信した信号を受信する。予め設定された所定の時間にわたって受信器が受信したことを認識した制御装置６０は、前記シャッタ開閉用モータ７０２（図１９参照）に対し、「シャッタを開く」との指令信号を発する。制御装置６０は、前記受信器が発信器からの信号を所定時間受信している場合、前記シャッタ３８ａ、３８ｂの開状態を維持する。

電動二輪車ＥＢ等が充電ステーションＳＴを通過するのみの場合もある。このときには、受信器が発信器からの信号を受信しても、その受信期間は短時間である。この場合、シャッタ本体７００が回転しないように制御がなされる。

「シャッタを開く」との指令信号に基づいてシャッタ開閉用モータ７０２が付勢され、前記小プーリ７２４が回転するとともに開閉用ベルト７２６が周回動作する。その結果として伝達機構である大プーリ７２２が回転し、該大プーリ７２２が設けられた駆動力伝達部７１０を中心としてシャッタ本体７００が回転する（図１９及び図２０参照）。従って、第１開閉シャッタ３８ａ、第２開閉シャッタ３８ｂが開状態となる。これにより、第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂに位置する各充電部９０、ひいては充電台１００がケーシング３４の外部に露呈する。

このように、本実施の形態によれば、シャッタ本体７００が自動的に回転するので、ユーザがシャッタ本体７００を回転させる必要がない。従って、マガジン式充電装置３０に接近するのみで充電済のバッテリ１０を取り出し、且つ使用済であったり、蓄電量が十分でないバッテリ１０をマガジン式充電装置３０にセットすることができる。

図２０に示すように、シャッタ本体７００には、平面視において、シャッタ用ベアリング７１４の中心と第２部分７０６の外周とを結ぶ半径長さが互いに相違する第４部分７１６と第５部分７１８とを有する。このため、シャッタ本体７００が閉状態から開状態となるときに必要な奥行き方向の長さが短くなる。従って、マガジン式充電装置３０の１台あたりの設置面積を小さくすることができる。

シャッタ本体７００が開いている途中で、例えば、ユーザの手等の物体がシャッタ本体７００に当接することがあり得る。この際、シャッタ本体７００にトルクが作用する。大プーリ７２２にトルクリミッタ７２８が設けられている場合、制御装置６０は、該トルクリミッタ７２８を介してトルクが作用したことを検知するとともに、シャッタ本体７００の開動作を停止する。従って、シャッタ本体７００やシャッタ用ベアリング７１４に過度の負荷が作用することが回避されるとともに、物体がシャッタ本体７００に挟まれることが回避される。なお、開動作の停止に代替し、シャッタ本体７００を開動作から閉動作に切り替えるようにしてもよい。

第１開閉シャッタ３８ａ、第２開閉シャッタ３８ｂが開状態となった後、ユーザは、第１単位マガジン３２ａ、第２単位マガジン３２ｂの各充電台１００の、前方にスライドした状態を維持している充電用トレイ１０４に対し、充電を必要とするバッテリ１０を、進入口２０が背板１０２（判定用突起１０８）を臨む姿勢として載置する。すなわち、図３に示す第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂから充電を必要とするバッテリ１０をケーシング３４内に挿入する。第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂが互いにオフセットされているので、第１単位マガジン３２ａ、第２単位マガジン３２ｂの各充電台１００からの充電済のバッテリ１０の取り出し、及び各充電台１００への、充電を必要とするバッテリ１０の挿入が著しく容易となる。

充電を必要とするバッテリ１０を充電用トレイ１０４に載置する際、ユーザが誤って把持用バー１６から手を離す事態が想定される。この場合、落下したバッテリ１０の荷重を衝撃吸収スプリング３０６（図９参照）及び第１カムフォロワ６０６（図１７及び図１８参照）が受けるとともに、可倒式ローラ３０２が下方に倒れる。従って、充電用トレイ１０４やロック機構４００、可倒式ローラ３０２のローラ本体を含むスライド機構３００等が破損することが回避される。

充電を必要とするバッテリ１０を充電用トレイ１０４に載置するとき、装置側充電コネクタ１１２は下降して下段側回転テーブル５４ａの下方に位置している（図６参照）。このため、例えば、ユーザが誤ってタブ状突出部１４が背板１０２（判定用突起１０８）を臨むようにしてバッテリ１０を充電用トレイ１０４に載置したときであっても、バッテリ側充電コネクタ２２が存在しない底面が装置側充電コネクタ１１２に当接することが有効に防止される。従って、この当接に起因して装置側充電コネクタ１１２が破損することが回避される。

ユーザは、充電用トレイ１０４にバッテリ１０を載置した後、充電用トレイ１０４を背板１０２側に向かって押圧する。換言すれば、充電用トレイ１０４をバッテリ１０ごと背板１０２側（後方であるＡ２方向側）にスライドさせる。このスライドに伴って掛止板３０５が充電用トレイ１０４と一体的に後方に変位するので、それまで収縮していたトレイ排出用スプリング３１０が伸長する。ユーザが充電用トレイ１０４を最も後方までスライドさせたとき、充電用トレイ１０４は、スナッチロック４１０によりその位置にロックされる。このときのスナッチロック４１０の動作を以下さらに説明する。

充電用トレイ１０４が後方にスライドされる前の状態では、スナッチロック４１０は、図１２に示すように、フック部材４３２のフック部４５０がリンク部材４３０の前端から離間している。このとき、第２隆起部４４６は、第１隆起部４４２よりも前方にあり、第１隆起部４４２から離間している。

充電用トレイ１０４が、後方にスライドされると、後方側の脚部３１２が、フック部４５０の後端側の内壁を押圧する。この押圧により、フック部材４３２が、第３回動軸４４４を中心として回動し、フック部４５０がリンク部材４３０の前端に接近するとともに、第２リターンスプリング４５２が徐々に伸長する。

フック部材４３２の回動量が大きくなると、第２隆起部４４６が第１隆起部４４２に係合してこれを押圧する。

やがて、第２隆起部４４６が第１隆起部４４２を乗り越えると、フック部材４３２が第２リターンスプリング４５２を介してリンク部材４３０を引き寄せる。これによりリンク部材４３０の姿勢が、すなわちリンク部材４３０のＡ方向に対する傾斜の向きが変わり、カム部材４０８は爪部材４０６側に変位する。そして、フック部材４３２及びリンク部材４３０の回動が停止する。

フック部材４３２の回動が停止した状態では、フック部４５０の開口はリンク部材４３０に臨む。すなわち、フック部４５０が閉じる（図９及び図１０参照）。また、この状態では、第２隆起部４４６は第１隆起部４４２よりも後方に位置する。この状態で、充電用トレイ１０４を前方にスライドさせようとしても、第２隆起部４４６が第１隆起部４４２を押す作用がフック部材４３２とリンク部材４３０に無理な動きを強いることになるので、充電用トレイ１０４はスライドしない。このため、脚部３１２がフック部４５０に拘束され、充電用トレイ１０４が装置側充電コネクタ１１２に近接した位置でロックされる。

背板１０２側にスライドされたバッテリ１０の進入口２０には、判定用突起１０８が進入する。この進入に対応し、背板１０２に設けられた近接センサ１０６がバッテリ１０の存在を検出する。この検出信号を受けた制御装置６０は、「バッテリ１０が正規の充電位置まで移動した」と認識する。

これに対し、バッテリ１０が誤って挿入されたためにタブ状突出部１４が背板１０２側に臨んでいるときには、タブ状突出部１４が判定用突起１０８に当接する。図１Ａに示すようにＨ２＞Ｈ１であることから、タブ状突出部１４の上端がアーチ部１２の下端（進入口２０の底辺）よりも高く、且つ該タブ状突出部１４が閉塞部であるためである。従って、バッテリ１０が停止し、充電用トレイ１０４をそれ以上後方にスライドさせることができなくなる。この場合、近接センサ１０６がバッテリ１０の存在を検出することはなく、制御装置６０が「バッテリ１０が正規の充電位置まで移動した」と認識することもない。ユーザは、この状況を視認することにより、バッテリ１０の方向（姿勢）を誤って挿入したことを認識することができる。この場合にはバッテリ１０を取り出し、正規の姿勢で入れ直せばよい。

制御装置６０は、「バッテリ１０が正規の充電位置まで移動した」と認識した場合、指令信号によって昇降用モータ５０２（図９及び図１３参照）を付勢する。これに伴ってウォーム５０４が回転するとともに、ウォームギヤ５０６、伝達軸５１２及びラック側ギヤ５０８が従動回転し、その結果、ラックスライド４０４が装置側充電コネクタ１１２から離間する方向に変位する。すなわち、ラックスライド４０４は、Ａ１方向に向かって前進する。

ラックスライド４０４の前進に伴い、該ラックスライド４０４の後端に設けられた第１軸５１４も一体的にＡ１方向に向かって前進する。従って、第１軸５１４が長穴５１６に通されたアーム部材５１８の上端が、前方（Ａ１方向）に引っ張られる。これにより、アーム部材５１８の下端が上昇する。その結果、該アーム部材５１８が、図１４に示す姿勢から図１５に示す姿勢となるように回動する。被案内部１２０がガイドロッド５２６に拘束されているため、装置側充電コネクタ１１２は、アーム部材５１８が回動することに追従して鉛直上方に向かって上昇する。

ここで、ラックスライド４０４が前進しても、カム部材４０８が爪部材４０６側に変位した位置を保持し、後述する充電用トレイ１０４のロック解除はされないことについて説明する。ラックスライド４０４が前進すると、変位板４０５及び爪部材４０６が一体的に前進する。この際、図２２に示すように、前進する爪部材４０６の第１カム部４１２の先端が、カム部材４０８の第２カム部４２４の先端に干渉する。

ラックスライド４０４がさらに前進しようとすると、第１カム部４１２は、その先端がカム部材４０８の第２カム部４２４の先端に干渉しているので、第２カム部４２４から押圧される。この押圧を受けた爪部材４０６は、第１回動軸４１４を中心として、第１カム部４１２が後方に移動するように回動する。同時に、第１リターンスプリング４１６が伸長する。

上記の回動により、第２カム部４２４に対する第１カム部４１２の干渉が回避される。ラックスライド４０４の前進に伴って第１カム部４１２が第２カム部４２４よりも前方に位置すると、第１リターンスプリング４１６が収縮し、爪部材４０６を前方側に引張付勢する。その結果、爪部材４０６が上記とは逆方向に回動して元の姿勢に戻る。なお、爪部材４０６のそれ以上の逆方向の回動は制限されている。

装置側充電コネクタ１１２の被案内部１２０は、上昇する間、案内孔１２２に通されたガイドロッド５２６に案内される。これにより、装置側充電コネクタ１１２がコネクタ孔１１０側に向かって上昇する。図２３に、ラックスライド４０４、変位板４０５及び爪部材４０６が最大に前進した状態を示す。

以上のようにして上昇した装置側充電コネクタ１１２は、充電用トレイ１０４のコネクタ孔１１０を通るとともにバッテリ側充電コネクタ２２に係合される。すなわち、板状端子１１４が板状端子進入凹部２４（図２参照）に進入し、且つ２個の係合ロッド１１６がロッド進入凹部２６に進入する。

バッテリ側充電コネクタ２２に対する装置側充電コネクタ１１２の係合と、進入口２０に対する判定用突起１０８の進入とにより、バッテリ１０が充電台１００上に堅牢に支持される。特に、判定用突起１０８は、進入口２０の底辺に対して挿入荷重反力を負荷する。このため、バッテリ１０が位置ズレないしガタツキを起こしたり、転倒したりすることが防止される。

このように、本実施の形態によれば、充電を必要とするバッテリ１０を第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂからマガジン式充電装置３０のケーシング３４内に挿入（収容）する際に当該バッテリ１０を載置した充電用トレイ１０４を背板１０２側にスライドさせるという簡便な作業を行うことのみで、バッテリ１０が正規の姿勢で挿入されているか否かを判断し得る。同時に、装置側充電コネクタ１１２又はバッテリ側充電コネクタ２２の破損を防止し得るとともに、バッテリ１０を堅牢に保持することが可能となる。

又は、ユーザが充電を必要とするバッテリ１０を挿入して一定時間が経過しても装置側充電コネクタ１１２が上昇しないときに警告音を発するようにしてもよい。これにより、ユーザは、充電を必要とするバッテリ１０を誤った姿勢で挿入しているのか、ないしは装置側充電コネクタ１１２が何らかの原因で上昇していないのかを認識することが可能である。

その後、制御装置６０はシャッタ開閉用モータ７０２に指令信号を発して小プーリ７２４を回転させ、開閉用ベルト７２６を周回動作させて大プーリ７２２を回転させる。その結果、駆動力伝達部７１０を中心としてシャッタ本体７００が回転し（図２０参照）、第１開閉シャッタ３８ａ、第２開閉シャッタ３８ｂが閉状態となる。これにより、ユーザがケーシング３４内に手を入れること等が防止される。

このように、本実施の形態では、バッテリ１０や充電台１００がケーシング３４及び第１開閉シャッタ３８ａ、第２開閉シャッタ３８ｂによって保護される。従って、屋外であってもバッテリ１０や充電台１００等が雨水や粉塵に接することが回避される。すなわち、マガジン式充電装置３０は、屋外においても好適に使用することができる。

制御装置６０は、次に、下段側駆動用モータ５６ａ及び上段側駆動用モータ５６ｂを付勢する。これによりタイミングベルト６１６が周回動作することに伴い、下段側回転テーブル５４ａ及び上段側回転テーブル５４ｂが回転する。この際の回転動作を、第１単位マガジン３２ａを例とし、図２４にそのフローを示す。なお、図２４中の「空」、「小」、「中」及び「満」は、それぞれ、それ以上の放電が困難で充電を必要とするバッテリ１０、充電が開始されて放電容量が回復しつつある充電中のバッテリ１０、充電開始からある程度が経過して放電容量が大きく回復した充電中のバッテリ１０、放電容量が回復して満充電にある満充電済のバッテリ１０を表す。すなわち、「空」は、バッテリ１０が存在しないことを意味するものではない。

充電を必要とするバッテリ１０（「空」）が上記のようにして第１収容位置３６ａからケーシング３４内に挿入されると、下段側回転テーブル５４ａは、時計回り（右方向）に９０°インデックス回転する。これにより、回転盤９２を含む充電部９０も一体的にインデックス回転するので、満充電済のバッテリ１０が第１収容位置３６ａに移送される。

なお、インデックス回転した後の下段側回転テーブル５４ａの位相判定は、インタロックスイッチ６１２（図１７及び図１８参照）がラッチ溝６２０の位置を検出することによってなされる。そして、下段側回転テーブル５４ａが９０°インデックス回転していると判定された後は、位相保持用シリンダ６００の進退ロッド６０２が前進し、係合凹部６０４に進入する。この進入（係合）により、下段側回転テーブル５４ａの回転が阻止される。

また、下段側回転テーブル５４ａのインデックス回転時、第２カムフォロワ６０８が下段側回転テーブル５４ａのガタツキを防止するとともに、第３カムフォロワ６１０によって回転中心の位置が保たれる。

勿論、第２単位マガジン３２ｂを構成する上段側回転テーブル５４ｂも上記と同様に動作する。

下段側回転テーブル５４ａが９０°インデックス回転したことを認識した制御装置６０は、指令信号によって、満充電済のバッテリ１０が移送された第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂに位置した充電台１００の支持盤２００に設けられた昇降用モータ５０２（図９及び図１３参照）のみを付勢する。すなわち、残余の３個の昇降用モータ５０２が上記の付勢と同時に付勢されることはない。

昇降用モータ５０２が付勢されることに伴い、ウォーム５０４が上記とは逆方向に回転する。この回転に追従してウォームギヤ５０６、伝達軸５１２及びラック側ギヤ５０８が回転することに伴い、ラックスライド４０４が装置側充電コネクタ１１２に接近するように変位する。すなわち、Ａ２方向に後退する。

ラックスライド４０４の後退に伴い、第１軸５１４が一体的にＡ２方向に向かって後退する。これに伴ってアーム部材５１８の上端が後方（Ａ２方向）に引っ張られることにより、アーム部材５１８の下端が下降する。すなわち、該アーム部材５１８が、図１５に示す姿勢から図１４に示す姿勢となるように回動する。この回動に追従し、装置側充電コネクタ１１２が下降してバッテリ側充電コネクタ２２から離脱するとともに、充電用トレイ１０４のコネクタ孔１１０を通って下段側回転テーブル５４ａの下方に位置する。下降の最中、装置側充電コネクタ１１２はガイドロッド５２６に案内される。

ラックスライド４０４が上記したように装置側充電コネクタ１１２に向かって後退すると、該装置側充電コネクタ１１２と一体的に進行する爪部材４０６の第１カム部４１２がカム部材４０８の第２カム部４２４を押圧する。この押圧を受けたカム部材４０８は、カム用案内レール４２０に沿って、ラック用案内レール４０２から離間する方向に変位する。

従って、リンク部材４３０が、フック部材４３２から離れる向きに姿勢を変え、第２隆起部４４６が第１隆起部４４２を乗り越えて、第１隆起部４４２よりも前方（Ａ１方向側）に位置する。これに伴い、リンク部材４３０は、第２リターンスプリング４５２を介してフック部材４３２を引き寄せる。

フック部材４３２は、第３回動軸４４４を中心に回動し、フック部４５０がリンク部材４３０から離間する（図１２参照）。すなわち、フック部４５０が開く。

その結果、図１０に示すように、脚部３１２がフック部４５０から解放される。この解放に伴い、トレイ排出用スプリング３１０が収縮するとともに、収縮したトレイ排出用スプリング３１０によって充電用トレイ１０４が前方に引張付勢される。

従って、充電用トレイ１０４は、掛止板３０５と一体的に装置側充電コネクタ１１２とは逆方向、すなわち、前方であるＡ１方向側にスライドする。図２５に、充電用トレイ１０４が前進したときのスライド機構３００やロック機構４００の状態を、支持盤２００と併せて示す。

このように、第１収容位置３６ａでは充電用トレイ１０４が前進位置に戻される。この際、充電されたバッテリ１０も一体的に前進して背板１０２から離間する。従って、バッテリ１０の進入口２０が背板１０２の判定用突起１０８から離脱する。

本実施の形態では、充電されたバッテリ１０が背板１０２から離間したことが近接センサ１０６で検出された後、制御装置６０からシャッタ開閉用モータ７０２に指令信号が発信される。その結果、小プーリ７２４が回転して開閉用ベルト７２６が周回動作し、さらに、大プーリ７２２が回転して第１開閉シャッタ３８ａ、第２開閉シャッタ３８ｂが開状態となる。その後、ユーザは、第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂに移送された満充電済のバッテリ１０をケーシング３４から取り出し、電動二輪車ＥＢに装着すればよい。

図８に示すように、隣り合うバッテリ１０同士では把持用バー１６の延在方向が互いに略直交する。従って、ユーザが満充電済のバッテリ１０を取り出すときの把持用バー１６の延在方向は、充電を必要とするバッテリ１０を収容したときの把持用バー１６の延在方向に一致する。このため、バッテリ１０の取り出しが容易である。

上記したように、第１開閉シャッタ３８ａ、第２開閉シャッタ３８ｂは、充電用トレイ１０４及びバッテリ１０が第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂに移送された後に開状態となる。このため、ユーザが、充電部９０がインデックス回転している最中にケーシング３４内に手を入れること等が防止される。

充電済のバッテリ１０が取り出された後、制御装置６０からシャッタ開閉用モータ７０２に指令信号が発信され、第１開閉シャッタ３８ａ、第２開閉シャッタ３８ｂが閉状態となる。このため、ユーザがバッテリ１０の取り出し途中でシャッタ本体７００に手が当たることが回避される。また、取り出し後にユーザがケーシング３４内に手を入れること等が防止される。

以上のようにして充電済のバッテリ１０が取り出されることにより、第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂでバッテリ１０が不在となる。この状況下で、下段側充電器５２ａ、上段側充電器５２ｂから送電用ケーブル８００を介して装置側充電コネクタ１１２に電力が供給される。従って、第１単位マガジン３２ａ、第２単位マガジン３２ｂに残る各３個（計６個）のバッテリ１０に対する充電が進行し、それまで「空」であった充電を必要とするバッテリ１０が「小」となる。同様に「小」であったバッテリ１０が「中」、「中」であったバッテリ１０が「満」となる。第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂでは、バッテリ１０が不在のままである。

第２のユーザは、上記と同様にして第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂからケーシング３４内に充電を必要とするバッテリ１０を収容する。この場合も上記と同様に、下段側回転テーブル５４ａ、上段側回転テーブル５４ｂが時計回り（右方向）に９０°インデックス回転する。従って、下段側回転テーブル５４ａ、上段側回転テーブル５４ｂは、初期位置から１８０°インデックス回転したことになる。

第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂに到達した満充電済のバッテリ１０（「満」）が取り出された後、この状態、すなわち、上記と同様に第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂではバッテリ１０が不在のままで充電がなされる。その結果、「空」、「小」及び「中」が「小」、「中」及び「満」となる。

第３のユーザは、上記と同様にして第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂからケーシング３４内に充電を必要とするバッテリ１０を収容する。この場合、下段側回転テーブル５４ａ、上段側回転テーブル５４ｂが反時計回り（左方向）に２７０°インデックス回転する。従って、下段側回転テーブル５４ａ、上段側回転テーブル５４ｂの初期位置からのインデックス回転は−９０°となる。

第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂに到達した満充電済のバッテリ１０（「満」）が取り出された後、この状態、すなわち、上記と同様に第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂではバッテリ１０が不在のままで、第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂ以外の位置の充電部９０にてバッテリ１０の充電がなされる。その結果、「空」、「小」及び「中」が「小」、「中」及び「満」となる。

第４のユーザは、上記と同様に第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂからケーシング３４内に充電を必要とするバッテリ１０を収容する。この際、下段側回転テーブル５４ａ、上段側回転テーブル５４ｂが時計回り（右方向）に９０°インデックス回転する。従って、下段側回転テーブル５４ａ、上段側回転テーブル５４ｂの初期位置からのインデックス回転は０°となる。

第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂに到達した満充電済のバッテリ１０（「満」）が取り出された後、この状態、すなわち、上記と同様に第１収容位置３６ａ、第２収容位置３６ｂではバッテリ１０が不在のまま充電がなされる。この充電により、「空」、「小」及び「中」が「小」、「中」及び「満」となる。

第５のユーザ以降は、上記のインデックス回転が繰り返される。このように、本実施の形態では、下段側回転テーブル５４ａ、上段側回転テーブル５４ｂが時計回り方向又は反時計回り方向のいずれかのみに回転するのではなく、所定のインデックス角度まで一方向にインデックス回転した後は、残る一方向に向かって所定のインデックス角度まで逆回転する。従って、送電用ケーブル８００（図６、図７及び図１９参照）に対しては、所定の回転角内での捻り及び捻り戻しがなされるのみである。すなわち、同一方向への捻れが継続されることはなく、このため、送電用ケーブル８００が損傷することが有効に回避される。

また、送電用ケーブル８００は、充電台１００に載置されたバッテリ１０の上端よりも高い位置から、背板１０２同士が組み合わされることで構成される四角柱状の中空部８０２に通されて装置側充電コネクタ１１２に電気的に接続される。このため、送電用ケーブル８００の、捻れの基点から装置側充電コネクタ１１２までの長さを大きくすることができる。この場合、捻れの基点から装置側充電コネクタ１１２までの長さが小さい場合に比して、送電用ケーブル８００の捻れ度合いを低くすることができる。このことによっても、送電用ケーブル８００が損傷することが有効に回避される。

しかも、下段側回転テーブル５４ａが回転している最中も充電を継続することが可能である。

さらに、下段側回転テーブル５４ａ、上段側回転テーブル５４ｂが上記のようにインデックス回転するため、ユーザは、満充電されたバッテリ１０を容易に取り出すことができる。

第１のユーザがバッテリ１０を交換した後に即座に第２のユーザがバッテリ１０を交換する場合には、受信器は、発信器が発した信号を継続して受ける。このように受信が所定時間継続してなされる場合、第１のユーザが充電を必要とするバッテリ１０を挿入した後にシャッタ本体７００を開状態で維持するようにしてもよい。これにより、第２のユーザが迅速に充電を必要とするバッテリ１０を満充電済のバッテリ１０に交換することができる。

しかも、本実施の形態では、マガジン式の下段側回転テーブル５４ａ、上段側回転テーブル５４ｂ（充電台１００）に複数個のバッテリ１０を充電しながら保管している。従って、複数人のユーザの、充電を必要とするバッテリ１０の交換要請に対応することができる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、単位マガジンの個数を増加し、且つ積層するようにしてもよい。又は、１個の単位マガジンのみでマガジン式充電装置を構成するようにしてもよい。

また、下段側回転テーブル５４ａを、複数個のギヤ（ギヤ群）によって回転させるようにしてもよい。この場合、モータの回転軸、及び下段側回転テーブル５４ａの各々にギヤを設け、モータの回転軸に取り付けたギヤで直接、又は１個以上の別のギヤで間接的に、下段側回転テーブル５４ａに設けたギヤを回転付勢すればよい。上段側回転テーブル５４ｂについても同様である。

開閉式シャッタも、上記と同じく複数個のギヤによって構成し、該ギヤの作用下に第１開閉シャッタ３８ａ、第２開閉シャッタ３８ｂを開閉するようにしてもよい。

さらに、バッテリ１０の取出検知手段は、充電済のバッテリ１０が充電台１００から取り出された後であっても、ユーザの検知状態が維持されている場合にはシャッタ３８ａ、３８ｂを開状態で保持するようにしてもよい。

１０…バッテリ １２…アーチ部
１４…タブ状突出部 １６…把持用バー
１８…把持用クリアランス ２０…進入口
２２…バッテリ側充電コネクタ ３０…マガジン式充電装置
３２ａ、３２ｂ…単位マガジン ３４…ケーシング
３６ａ、３６ｂ…収容位置 ３８ａ、３８ｂ…開閉シャッタ
５０ａ〜５０ｃ…ベースプレート ５２ａ、５２ｂ…充電器
５４ａ、５４ｂ…回転テーブル ５６ａ、５６ｂ…駆動用モータ
６０…制御装置 ９０…充電部
１００…充電台 １０２…背板
１０４…充電用トレイ １０６…近接センサ
１０８…判定用突起 １１０…コネクタ孔
１１２…装置側充電コネクタ １２０…被案内部
２００…支持盤 ３００…スライド機構
３０２…可倒式ローラ ３０４…移動板
３０５…掛止板 ３０６…衝撃吸収スプリング
３１０…トレイ排出用スプリング ３１２…脚部
４００…ロック機構 ４０２…ラック用案内レール
４０４…ラックスライド ４０５…変位板
４０６…爪部材 ４０８…カム部材
４１０…スナッチロック ４１２、４２４…カム部
４１４、４４０、４４４…回動軸 ４１６、４５２…リターンスプリング
４１８…スプリング掛止部 ４２０…カム用案内レール
４３０…リンク部材 ４３２…フック部材
４３４…バックアッププレート ４４２、４４６…隆起部
４５０…フック部 ５００…昇降機構
５０２…昇降用モータ ５０４…ウォーム
５０６…ウォームギヤ ５０８…ラック側ギヤ
５１０…リンク部 ５１２…伝達軸
５１８…アーム部材 ６００…位相保持用シリンダ
６０２…進退ロッド ６０４…係合凹部
６０６…第１カムフォロワ ６０８…第２カムフォロワ
６１０…第３カムフォロワ ６１２…インタロックスイッチ
６１３…円盤形状体 ６１４…リング体
６１６…タイミングベルト ６２０…ラッチ溝
６２２…ベアリング ６２４…ベアリング受
７００…シャッタ本体 ７０２…シャッタ開閉用モータ
７０４…第１部分 ７０６…第２部分
７０８…第３部分 ７１０…駆動力伝達部
７１６…第４部分 ７１８…第５部分
７２０…第６部分 ７２２…大プーリ
７２４…小プーリ ７２６…開閉用ベルト
７２８…トルクリミッタ ８００…送電用ケーブル
８０２…中空部 ８０４…集束バンド
ＥＢ…電動二輪車

Claims (3)

1. 充電を必要とするバッテリが収容位置で収容されるとともに充電済のバッテリを前記収容位置に移送して該収容位置から取り出し可能とするマガジン式充電装置であって、
   ケーシングと、
   回転テーブルと、
   前記回転テーブルを回転させる駆動装置と、
   前記回転テーブル上に設けられてバッテリが載置される複数の充電台と、
   前記収容位置に設けられて前記充電台及び前記バッテリを覆う開閉式シャッタと、
   を備え、
   前記開閉式シャッタは、シャッタ本体と、
   前記回転テーブルの中心近傍で、前記充電台に前記バッテリが載置されたときの上端よりも高い位置に設けられたベアリングと、
   前記ベアリングの側方で且つ前記回転テーブルの外周よりも外方に設けられたモータと、
   前記ベアリングの外周に配置され、前記モータからの回転力を、前記シャッタ本体を回転させる回転力として伝達する伝達機構と、
   を有し、
   前記シャッタ本体は、前記伝達機構と連結される連結部と、前記連結部に連なり前記充電台上の前記バッテリの上方を覆う第１部分と、前記充電台上の前記バッテリの側方に配置される第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に介在する第３部分と、
   を有し、
   前記モータの回転軸と前記伝達機構とが連結され、前記連結部を介して前記シャッタ本体を開閉し、
   且つ前記シャッタ本体と前記収容位置に位置する前記充電台とが前記ケーシングの外部に位置することを特徴とするマガジン式充電装置。
2. 請求項１記載のマガジン式充電装置において、前記シャッタ本体は、平面視において、前記ベアリングの中心と前記第２部分の外周とを結ぶ半径が互いに相違する第４部分及び第５部分と、
   前記第４部分と前記第５部分の間に介在する第６部分と、
   を有することを特徴とするマガジン式充電装置。
3. 請求項１又は２記載のマガジン式充電装置において、前記伝達機構にトルクリミッタが設けられていることを特徴とするマガジン式充電装置。

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