JPH09215210A - 充電装置及び自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高度な運転テクニックを必要とせずに簡単かつ
迅速に充電作業を行うことができる充電装置及び自動車
を提供する。 【解決手段】地上側カプラ保持器４９には、送電側コア
５５と送電側電磁コイル５６とからなる送電側カプラ５
４が取着されている。そのカプラ保持器４９は、第１の
移動レール３４に沿って移動する第１の移動台３６によ
って車両前後方向に移動可能に支持され、第２の移動レ
ール４２に沿って移動する第２の移動台４３によって車
両幅方向に移動可能に支持される。また、カプラ保持器
４９は、支持台に挿入された支柱４８によって車両高さ
方向に移動可能に支持されるとともに、揺動可能に支持
される。そして、電気自動車１１の進入力によって移動
及び揺動され、車両側カプラ保持器２３の収容部２４に
収容され、受電側電磁コイル３０と送電側電磁コイルと
が正対する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は充電装置及び自動車
に係り、詳しくは自動車に搭載されたバッテリを充電す
るための充電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】充電装置は、電気自動車にとって必要不
可欠なものであり、充電装置を広く普及させることは電
気自動車の普及につながることから、より扱い易い充電
装置が望まれている。

【０００３】従来、充電装置についてより扱い易くする
ための技術が、例えば特開昭６３−８７１３６号公報、
特開平３−１５５３８８号公報、及び、実開平１−７９
３４３号公報等によって種々提案されている。

【０００４】特開昭６３−８７１３６号公報に記載され
ている充電装置は、ガレージ等の予め決められた位置に
車止めを設置し、車両タイヤをその車止めに当接させて
電気自動車を停車する。この車止めの当接は、車両側の
受電側電磁コイルとガレージの床に設置した送電側電磁
コイルとを正対させることを意味する。そして、車をバ
ックさせて車両タイヤがその車止めに当接させたとき、
その状態を検出装置が検出し、その検出結果に基づいて
自動的に充電装置を駆動させるものである。即ち、運転
者が充電装置の充電のためのコネクタを自動車側のコネ
クタに接続する手間は無くなる。

【０００５】又、特開平３−１５５３８８号公報に記載
された充電装置は、地上側に電磁コイルを巻回した磁性
体を設置し、自動車側に同じく電磁コイルを巻回した磁
性体を設置する。そして、自動車に設置した磁性体を地
上側磁性体に当接するように自動車を運転する。両磁性
体が互いに当接すると、その当接したことを検出器が検
知する。この検出結果に基づいて、充電装置は地上側の
磁性体に巻回した電磁コイルに電流を流し、充電動作を
開始する。この場合にも、運転者が充電装置の充電のた
めのコネクタを自動車側のコネクタに接続する手間は無
くなる。

【０００６】更に、実開平１−７９３４３号公報に記載
された充電装置は、床面に地上コアコイルを敷設し、自
動車の下面に車両用コアコイルを設け、その自動車を所
定位置に停車する。自動車が所定の位置で止まると、予
め設置されている近接スイッチが充電位置に止まったこ
とを検知する。この検知結果に基づいて、充電装置は地
上コアコイルに電流を流し、充電動作を開始する。この
場合にも、運転者が充電装置の充電のためのコネクタを
自動車側のコネクタに接続する手間は無くなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
充電装置においては、充電位置、即ち、地上側電磁コイ
ルと車両側電磁コイルとが正対する位置に案内するの
は、運転者がハンドルを操作して車を動かさなければな
らず、停車位置の許容範囲が小さいため運転者の高度な
ドライブテクニックを必要とし非常に面倒であった。こ
のため、充電作業は手間や時間を要し、当該充電作業を
迅速に行うことができなかった。

【０００８】本発明の目的は高度な運転テクニックを必
要とせずに簡単かつ迅速に充電作業を行うことができる
充電装置及び自動車を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項１に記載の発明は、車両に搭載されたバッテ
リに接続された受電側電磁コイルに誘導起電力を発生さ
せて電力を供給し、その電力によって前記バッテリを充
電するために地上に設けられた充電装置であって、前記
受電側電磁コイルに誘導起電力を発生させる送電側電磁
コイルと、当該コイルが巻回された送電側コアとからな
る送電側カプラと、前記送電側カプラを保持する地上側
カプラ保持器と、前記地上側カプラ保持器を移動可能に
支持するとともに、揺動可能に支持する地上側カプラ支
持手段とを備えたことを要旨とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の充電装置において、前記地上側カプラ支持手段は、前
記地上側カプラ保持器を車両前後方向に移動可能に支持
するとともに、前記地上側カプラ保持器を車両前方に向
かって付勢する第１の支持手段と、前記地上側カプラ保
持器を車両幅方向に移動可能に支持するとともに、前記
地上側カプラ保持器を車両幅方向の所定位置に保持する
第２の支持手段と、前記地上側カプラ保持器を車両高さ
方向に移動可能に支持するとともに、前記地上側カプラ
保持器を上方に向かって付勢するとともに、揺動可能に
支持する第３の支持手段とから構成されたことを要旨と
する。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の充電装置において、前記第１の支持手段は、車両前後
方向に沿って設けられた第１の移動レールと、前記第１
の移動レール上を転動する第１の移動ローラが取着され
た第１の移動台と、前記第１の移動台を車両前方に向か
って付勢する付勢手段とから構成され、前記第２の支持
手段は、前記第１の移動台上に車両幅方向に沿って敷設
された第２の移動レールと、前記第２の移動レール上を
転動する第２の移動ローラが取着された第２の移動台
と、前記第２の移動台を車両幅方向の所定位置に保持す
る位置保持手段とから構成され、前記第３の支持手段
は、前記第２の移動台上に車両高さ方向に立設された円
柱状の支持台と、その支持台に挿入され下端には球状部
が形成され、上端には前記地上側カプラ保持器が取着さ
れた支柱と、前記地上側カプラ保持器を上方に向かって
付勢する付勢手段とから構成されたことを要旨とする。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
うちのいずれか１項に記載の充電装置において、前記地
上側カプラ保持器の左右両側には、車両前後方向に垂直
回動可能に支持された第１の誘導ローラと、車両前後方
向に水平回動可能に支持された第２の誘導ローラとが備
えられたことを要旨とする。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
うちのいずれか１項に記載の送電側電磁コイルによって
誘導起電力が発生される受電側電磁コイルと、前記受電
側電磁コイルが巻回された受電側コアとから構成される
受電側カプラと、前記受電側カプラが取着され、前記受
電側電磁コイルに対して送電側電磁コイルが正対する位
置に前記地上側カプラ保持器に対応する収容部が形成さ
れた車両側カプラ保持器とを備えたことを要旨とする。

【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の自動車において、前記車両側カプラ保持器には、地上
側カプラ保持器を収容部へ誘導する誘導手段が形成され
たことを要旨とする。

【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の自動車において、前記誘導手段は、前記地上側カプラ
保持器に備えられた第１の誘導ローラを係合し、前記地
上側カプラ保持器を車両高さ方向に移動させる第１の誘
導面と、前記地上側カプラ保持器に備えられた第２の誘
導ローラを係合し、前記地上側カプラ保持器を車両幅方
向に移動させる第２の誘導面と、から構成されたことを
要旨とする。

【００１６】従って、請求項１に記載の発明によれば、
送電側カプラは受電側電磁コイルに誘導起電力を発生さ
せる送電側電磁コイルと、当該コイルが巻回された送電
側コアとから構成され、その送電側カプラは地上側カプ
ラ支持手段によって移動可能かつ揺動可能に支持された
地上側カプラ保持器に保持される。

【００１７】請求項２に記載の発明によれば、地上側カ
プラ支持手段は、第１〜第３の支持手段により構成され
る。地上側カプラ保持器は、第１の支持手段によって車
両前後方向に移動可能に支持されるとともに、車両前方
に向かって付勢される。また、地上側カプラ保持器は、
第２の支持手段によって車両幅方向に移動可能に支持さ
れるとともに、車両幅方向の所定位置に保持される。更
に、地上側カプラ保持器は、第３の支持手段によって車
両高さ方向に移動可能に支持されるとともに、上方に向
かって付勢される。

【００１８】請求項３に記載の発明によれば、第１の支
持手段は、車両前後方向に沿って設けられた第１の移動
レールと、第１の移動レール上を転動する第１の移動ロ
ーラが取着された第１の移動台と、第１の移動台を車両
前方に向かって付勢する付勢手段とから構成される。第
２の支持手段は、第１の移動台上に車両幅方向に沿って
敷設された第２の移動レールと、第２の移動レール上を
転動する第２の移動ローラが取着された第２の移動台
と、第２の移動台を車両幅方向の所定位置に保持する位
置保持手段とから構成される。第３の支持手段は、第２
の移動台上に車両高さ方向に立設された円柱状の支持台
と、その支持台に挿入され下端には球状部が形成され、
上端には地上側カプラ保持器が取着された支柱と、地上
側カプラ保持器を上方に向かって付勢する付勢手段とか
ら構成される。

【００１９】請求項４に記載の発明によれば、地上側カ
プラ保持器の左右両側には、車両前後方向に垂直回動可
能に支持された第１の誘導ローラと、車両前後方向に水
平回動可能に支持された第２の誘導ローラとが備えられ
る。

【００２０】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜４のうちのいずれか１項に記載の送電側電磁コイルに
よって誘導起電力が発生される受電側電磁コイルと、受
電側電磁コイルが巻回された受電側コアとから受電側カ
プラが構成される。その受電側カプラは車両側カプラ保
持器に取着され、受電側電磁コイルに対して送電側電磁
コイルが正対する位置に地上側カプラ保持器に対応する
収容部が形成される。

【００２１】請求項６に記載の発明によれば、車両側カ
プラ保持器には誘導手段が形成され、その誘導手段によ
って地上側カプラ保持器が収容部へ誘導され、受電側コ
イルと送電側コイルとが正対する。

【００２２】請求項７に記載の発明によれば、誘導手段
は、第１，第２の誘導面により構成される。第１の誘導
面と地上側カプラ保持器に備えられた第１の誘導ローラ
を係合され、地上側カプラ保持器が車両高さ方向に移動
される。また、第２の誘導面と地上側カプラ保持器に備
えられた第２の誘導ローラが係合され、地上側カプラ保
持器が車両幅方向に移動され、地上側カプラ保持器が収
容部へ誘導される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図８に従って説明する。図１及び図２に
示すように、電気自動車１１を駐車するためのガレージ
１２には、地上側充電装置１３が設けられている。

【００２４】電気自動車１１には、バッテリ２１が搭載
され、そのバッテリ２１に蓄えられた電力によって図示
しないモータを駆動制御することにより車輪２２を回転
させ、当該電気自動車１１が前進又は後進走行するよう
になっている。

【００２５】電気自動車１１の後部底面には、車両側カ
プラ保持器２３が設けられている。車両側カプラ保持器
２３は、平面略正方形状に形成されている。車両側カプ
ラ保持器２３には、底面に開口する収容部２４が凹設さ
れている。車両側カプラ保持器２３は、収容部２４の開
口部上方が斜めに切りかかれて第１の誘導面２５が形成
されている。また、車両側カプラ保持器２３は、収容部
２４の開口部左右両側が斜めに切りかかれて第２の誘導
面２６が形成されている。収容部２４の左右両側面下端
には、車両前後方向に伸びる係合片２７が設けられてい
る。

【００２６】また、車両側カプラ保持器２３には、電気
自動車１１のバッテリ２１を充電するための車両側充電
器の一部を構成する受電側カプラ２８が設けられてい
る。受電側カプラ２８は、受電側コア２９と受電側電磁
コイル３０とから構成されている。

【００２７】受電側コア２９は、下方に開口した断面略
Ｅ字状に形成され、その受電側コア２９には受電側電磁
コイル３０が巻回されている。受電側電磁コイル３０
は、バッテリ２１に接続され、その受電側電磁コイル３
０を介して供給される充電電圧がバッテリ２１に充電さ
れる。そして、受電側コア２９の下端と受電側電磁コイ
ル３０の下端は略一致するとともに、それらの下端と収
容部２４の上面とが略一致するように受電側カプラ２８
が車両側カプラ保持器２３に取着固定されている。

【００２８】又、電気自動車１１には、車両側通信機Ｂ
１が搭載されている。車両側通信機Ｂ１は、後述する車
両側コントローラ７１に接続され、その車両側コントロ
ーラ７１と地上側充電装置１３とがデータ等の通信を行
う為に利用される。即ち、車両側コントローラ７１は、
バッテリ２１に蓄積された電力（蓄電量）や、受電側電
磁コイル３０に発生する誘導起電力による二次電圧とし
ての充電電圧等を検出し、それら検出結果を車両側通信
機Ｂ１を介して地上側充電装置１３に通信する。地上側
充電装置１３は、入力したデータに基づいて充電制御を
行うようになっている。

【００２９】地上側充電装置１３は、カプラ結合装置３
１と制御装置３２とから構成されている。図３及び図４
に示すように、カプラ結合装置３１には、上方が開口し
た箱状のベース３３が設けられている。ベース３３は、
ガレージ１２の床面１２ａに固着されている。そのベー
ス３３の上面左右両側（図３において、上下両側）に
は、車両前後方向に沿って第１の移動レール３４が敷設
されている。また、ベース３３の上面後方（図３におい
て右側）には略中央にストッパ３５が立設されている。

【００３０】ベース３３上方には、第１の移動台３６が
設けられている。第１の移動台３６には、車両幅方向
（図３において上下方向）側面に第１の移動ローラ３７
が軸支されている。第１の移動台３６は、第１の移動ロ
ーラ３７が第１の移動レール３４上を転動することによ
り車両前後方向に移動可能となっている。また、第１の
移動台３６は、後方へ移動した時に前記ストッパ３５と
係合し、それ以上の後方への移動が制限されるようにな
っている。

【００３１】第１の移動台３６の後端の側壁３６ａには
後方に伸びるガイドパイプ３８が取着されている。ガイ
ドパイプ３８は、ベース３３の後端に設けられた壁３３
ａに挿通されている。第１の移動台３６の後端とベース
３３の壁３３ａとの間にはコイルバネ３９が配設され、
そのコイルバネ３９にはガイドパイプ３８が挿通されて
いる。コイルバネ３９は、それらの弾性力によって第１
の移動台３６を前方に向かって付勢している。

【００３２】また、第１の移動台３６の側壁３６ａに
は、上端に支持板４０が上方へ延出されている。また、
側壁３６ａには、車両幅方向に沿って伸びる保持板４１
が前方に向かって突出して形成されている。保持部４１
の前端略中央は、Ｖ字状に切りかかれて谷部４１ａが形
成されている。

【００３３】第１の移動台３６の上面には車両幅方向に
沿って第２の移動レール４２が設けられている。第２の
移動レール４２は、第２の移動台４３が車両幅方向に移
動可能に設けられている。第２の移動台４３は、下面に
第２の移動ローラ４４が軸支されている。第２の移動ロ
ーラ４４は、車両前後方向から第２の移動レール４２を
挟み込むように取着され、それら第２の移動ローラ４４
によって第２の移動台４３が第２の移動レール４２に沿
って車両幅方向に移動可能に支持されている。そして、
第１の移動台３６が第１の移動レール３４によって車両
前後方向に移動可能であることから、第２の移動台４３
は、ベース３３に対して車両前後方向及び車両幅方向に
移動可能に支持されている。

【００３４】また、第２の移動台４３の上面後端には保
持台４５が設けられ、その保持台４５には保持棒４６が
車両前後方向に移動可能に支持されている。また、保持
棒４６は、保持台４５に設けられる図示しないバネ等の
付勢手段によって後方へ付勢され、その先端が前記保持
板４１の谷部４１ａに押圧されている。第２の移動台４
３が車両幅方向に移動すると、保持棒４６の押圧力によ
って谷部４１ａの斜面を摺動し、第２の移動台４３が略
中央に移動され、その位置に保持される。即ち、保持板
４１及び保持棒４６によって第２の移動台４３を車両幅
方向の所定位置（本実施の形態では略中央）に保持する
位置保持手段となっている。

【００３５】第２の移動台４３には、その上面に支持台
４７が立設されている。支持台４７は、略円筒状に形成
され、その上端は、内径が縮径されて係止部４７ａが形
成されている。

【００３６】支持台４７には、支柱４８が挿入され、そ
の支柱４８の下端には球状部４８ａが形成され、その球
状部４８ａは支持台４７内を上下方向（車両高さ方向）
に移動可能になっている。支柱４８は、係止部４７ａの
内径よりも細く形成され、軸回動可能になっている。ま
た、球状部４８ａは係止部４７ａの内径よりも大きく形
成され、その係止部４７ａと係合することによって支柱
４８が上方へ抜けるのが防止されている。そして、支柱
４８は、係止部４７ａの内径よりも細く形成されている
ので、支持台４７に対して揺動可能となっている。

【００３７】支柱４８の上端には、地上側カプラ保持器
４９が取着されている。その支柱４８は、支持台４７に
よって車両高さ方向に移動可能、かつ揺動可能となって
いる。従って、地上側カプラ保持器４９は、支柱４８に
よって支持台４７に対して上下方向に移動可能、かつ揺
動可能に支持されている。また、地上側カプラ保持器４
９は、支柱４８が軸回動可能であることから、水平回動
可能になっている。

【００３８】支持台４７は第２の移動台４３上面に立設
され、その第２の移動台４３は第１の移動レール３４に
よって車両前後方向に移動可能に支持され、第２の移動
レール４２によって車両幅方向に移動可能に支持されて
いる。従って、地上側カプラ保持器４９は、水平方向
（車両前後方向，車両幅方向）、及び垂直方向（車両高
さ方向）に移動可能に支持されるとともに、揺動可能に
支持されている。

【００３９】また、地上側カプラ保持器４９と第２の移
動台４３との間にはコイルバネ５０が配設され、地上側
カプラ保持器４９はコイルバネ５０の弾性力によって上
方に付勢されている。地上側カプラ保持器４９の後端に
は、支持ローラ５１が取着されている。その支持ローラ
５１は、第１の移動台３６に立設された支持板４０と係
合し、地上側カプラ保持器４９の後方への揺動を制限し
ている。

【００４０】即ち、地上側カプラ保持器４９は、当該保
持器４９と第２の移動台４３との間に介在されたコイル
バネ５０によって上方に付勢され、第１の移動台３６と
ベース３３の壁３３ａとの間に介在されたコイルバネ３
９によって前方に付勢されている。また、地上側カプラ
保持器４９は、第１の移動台３６に取着された保持板４
１と、第２の移動台４３に設けられた保持棒４６によっ
て車両幅方向の所定位置に保持されている。

【００４１】地上側カプラ保持器４９の左右両端には、
第１の誘導ローラ５２が設けられている。第１の誘導ロ
ーラ５２は、それぞれ車両前後方向に沿って垂直回動可
能に支持され、車両前後方向に沿って複数（本実施の形
態ではそれぞれ２個）配設されている。また、地上側カ
プラ保持器４９の左右両側面には、第２の誘導ローラ５
３が設けられている。第２の誘導ローラ５３は、それぞ
れ水平回動可能に支持され、車両前後方向に沿って複数
（本実施の形態ではそれぞれ２個）配設されている。

【００４２】第１の誘導ローラ５２は、地上側カプラ保
持器４９を車両高さ方向に移動させるために利用され
る。即ち、電気自動車１１を後進走行させた場合、車両
側カプラ保持器２３に形成された第１の誘導面２５と第
１の誘導ローラ５２とが係合する。そして、地上側カプ
ラ保持器４９は、支持ローラ５１及び支持板４０によっ
て後方への揺動が制限されている。そのため、第１の誘
導ローラ５２は、第１の誘導面２５によって下方へ押圧
されるので、地上側カプラ保持器４９は、支柱４８が支
持台４８に没入することによって、車両高さ方向の下方
へ移動する。

【００４３】また、第２の誘導ローラ５３は、地上側カ
プラ保持器４９を車両高さ方向に移動させるために利用
される。即ち、電気自動車１１を後進走行させた場合、
車両側カプラ保持器２３に形成された第２の誘導面２６
と第２の誘導ローラ５３とが係合する。そして、地上側
カプラ保持器４９は、支持ローラ５１及び支持板４０に
よって後方への揺動が制限されている。そのため、第２
の誘導ローラ５３は、第２の誘導面２６によって右側又
は左側へ押圧されるので、地上側カプラ保持器４９は、
第２の移動レール４２に沿って車両幅方向へ移動する。

【００４４】そして、第１の誘導ローラ５２によって車
両高さ方向に、第２の誘導ローラ５３によって車両幅方
向に移動された地上側カプラ保持器４９は、車両側カプ
ラ保持器２３に形成された収容部２４に収容される。

【００４５】地上側カプラ保持器４９には、送電側カプ
ラ５４が設けられている。送電側カプラ５４は、送電側
コア５５と送電側電磁コイル５６とから構成されてい
る。そして、送電側カプラ５４と受電側カプラ２８、即
ち、送電側コア５５及び送電側電磁コイル５６と、受電
側コア２９及び受電側電磁コイル３０とを結合させ、送
電側電磁コイル５６に流した電力によって受電側電磁コ
イル３０に生じる誘導起電力による充電電圧をバッテリ
２１に供給することにより、当該バッテリ２１を充電さ
せることができる。

【００４６】送電側コア５５は、上方に開口した断面略
Ｅ字状に形成され、その送電側コア５５には送電側電磁
コイル５６が巻回されている。送電側コア５５は、車両
幅方向，前後方向に受電側コア２９と略同一寸法に形成
されている。また、送電側電磁コイル５６は、車両幅方
向，前後方向に受電側電磁コイル３０と略同一寸法に形
成されている。

【００４７】そして、送電側コア５５及び送電側電磁コ
イル５６は、地上側カプラ保持器４９が収容部２４内に
収容された状態で、受電側コア２９及び受電側電磁コイ
ル３０と正対するようになっている。

【００４８】制御装置３２には、電源装置６１及び地上
側通信機Ｂ２が設けられている。電源装置６１は、送電
側カプラ５４に電源を供給するために利用される。地上
側通信機Ｂ２は、電気自動車１１に設けられた車両側通
信機Ｂ１とデータ等の通信を行うために利用される。

【００４９】この電気自動車１１を駐車するガレージ１
２には、その後部に電気自動車１１の車輪２２の位置を
規定するための左右一対の輪止め６２（図１においては
右側の輪止めを省略してある）が設けられている。輪止
め６２は、電気自動車１１の輪距（ホイールトレッド）
に対応した幅に設けられている。輪止め６２は、地上側
充電装置１３を保護するために設けられている。即ち、
輪止め６２は、電気自動車１１を駐車する場合、後輪２
２が輪止め６２に当接し、それ以上電気自動車１１は後
進せず電気自動車１１が地上側充電装置１３に当たらな
い位置に設けられている。

【００５０】また、ガレージ１２の床面１２ａには、左
側の輪止め６２の略前方に一対のタイヤガイド６３が立
設されている。タイヤガイド６３は、自動車１１の進入
方向（車両の前後方向）に沿って配設されている。ま
た、タイヤガイド６３は、その幅が車輪２２の幅よりも
広く形成されている。また、タイヤガイド６３は、先端
部６３ａが拡幅して形成され、タイヤガイド６３間に車
輪２２を進入させ易くなっている。

【００５１】タイヤガイド６３は、電気自動車１１を充
電位置まで誘導するために利用される。充電位置とは、
電気自動車の後輪２２が輪止め６２のほぼ前方にあり、
少なくとも一方の後輪２２が輪止め６２に当接した位置
をいう。即ち、電気自動車１１を駐車する際に後輪２２
がタイヤガイド６３に当接すると、後輪２２はタイヤガ
イド６３に沿って左右方向に移動され、輪止め６２のほ
ぼ前方にそれぞれ導かれる。

【００５２】この時の電気自動車１１の位置は、地上側
カプラ保持器４９の車両幅方向に移動可能な範囲内とな
る。この移動可能な範囲において、地上側カプラ保持器
４９は、電気自動車１１の進入力によって車両幅方向に
移動されて収容部２４内に収容される。従って、運転者
は、電気自動車１１の後輪２２をタイヤガイド６３間に
進入させて駐車するだけで、車両幅方向の位置を概略的
に補正することができる。

【００５３】この充電位置において、地上側カプラ保持
器４９は、電気自動車１１の進入力によって車両前後方
向、車両幅方向、及び車両高さ方向に移動されるととも
に、電気自動車１１の傾きに応じて揺動されて収容部２
４内に収容され、送電側カプラ５４と受電側カプラ２８
とが正対する。そのため、地上側充電装置１３は、電気
自動車１１に対して電力を効率良く供給することがで
き、その電力によってバッテリ２１を充電することがで
きるようになっている。

【００５４】次に、電気自動車１１の充電に係わる電気
的構成、及び、地上側充電装置１３の電気的構成につい
て説明する。図７に示すように、電気自動車１１には、
車両側コントローラ７１が設けられている。車両側コン
トローラ７１は車両側通信機Ｂ１に接続され、その通信
機Ｂ１を介して地上側通信機Ｂ２を相互に信号を送受信
するようになっている。車両側コントローラ７１にはメ
モリ７１ａが設けられ、そのメモリ７１ａには予め定め
た車両側ＩＤコードや、通信等の制御プログラム等が記
憶されている。車両側コントローラ７１はメモリ７１ａ
に記憶された制御プログラムに基づいてＩＤコードを読
み出し、そのＩＤコードを示すＩＤ信号を車両側通信機
Ｂ１を介して送信する。

【００５５】車両側コントローラ７１はバッテリ２１に
接続され、当該バッテリ２１の電圧（蓄電量）を入力す
る。また、車両側コントローラ７１は受電側カプラ２８
の受電側電磁コイル３０に接続され、当該受電側電磁コ
イル３０に発生する二次電圧である充電電圧を入力す
る。更にまた、車両側コントローラ７１は図示しないシ
フトレバーの状態を検出する。そして、車両側コントロ
ーラ７１は、入力したバッテリ２１の電圧、充電電圧等
を車両側通信機Ｂ１を介して送信する。

【００５６】制御装置３２には地上側コントローラ７２
が設けられている。この地上側コントローラ７２にはメ
モリ７２ａが設けられ、地上側コントローラ７２はメモ
リ７２ａに各種データを記憶できるようになっている。
地上側コントローラ７２には車両側通信機Ｂ１と通信可
能な地上側通信機Ｂ２が接続されている。

【００５７】又、地上側コントローラ７２には電源装置
６１が接続されている。そして、電源装置６１には送電
側カプラ５４が接続されている。電源装置６１は、送電
側カプラ５４の送電側電磁コイル５６に充電及び位置検
出のための電源を供給する電源回路７３、及び、電源回
路７３から出力される電流の値を検出する電流検出回路
７４を備えている。即ち、電流検出回路７４は電源回路
７３に接続されているとともに、各電源回路７３及び電
流検出回路７４はそれぞれ地上側コントローラ７２に接
続されている。

【００５８】電源回路７３はバッテリ２１を充電するた
めの交流電源からなる充電用電源と、受電側カプラ２８
と送電側カプラ５４との結合状態を確認するために出力
する交流電源からなるチェック用電源との２種類の電源
を送電側カプラ５４の送電側電磁コイル５６に供給でき
るようになっている。そして、これら各電源は、充電作
業の状態に応じて地上側コントローラ７２からの指令信
号に基づいて選択される。即ち、地上側コントローラ７
２は、充電作業において、電源回路７３に対して指令信
号を出力し、充電用電源又はチェック用電源を送電側カ
プラ５４に供給するようになっている。

【００５９】次に、上記のように構成した地上側充電装
置１３の作用を説明する。通常、運転者は、電気自動車
１１を運転してバック（後進走行）にてガレージ１２に
進入させ、後輪２２が輪止め６２に当接する位置に駐車
する。このとき、カプラ結合装置３１に水平方向及び垂
直方向に移動可能、かつ揺動可能に支持された地上側カ
プラ保持器４９は、第１，第２の誘導ローラ５２，５３
と誘導面２５，２６とが係合する。更に電気自動車１１
を進入させると、地上側カプラ保持器４９は、図５及び
図６に示すように、電気自動車１１の進入力によって第
１の移動レール３４に沿って車両前後方向に移動し、第
２の移動レール４２に沿って車両幅方向に移動する。ま
た、地上側カプラ保持器４９は、支柱４８が支持台４７
に没入することによって車両高さ方向に移動する。更
に、地上側カプラ保持器４９は、電気自動車１１の傾き
に応じて揺動し、収容部２４内に収容される。その結
果、受電側カプラ２８と送電側カプラ５４は、受電側電
磁コイル３０と送電側電磁コイル５６とが正対する位置
に結合される。

【００６０】また、電気自動車１１の後輪２２が輪止め
６２に当接しない状態で駐車される場合がある。この場
合、カプラ結合装置３１の第１の移動台３６はコイルバ
ネ３９によって前方に付勢されている。そのため、電気
自動車１１の後輪２２が輪止め６２に当接しなくても、
第１の移動台３６に支持された地上側カプラ保持器４９
は電気自動車１１の車両側カプラ保持器２３に押圧され
る。その結果、受電側カプラ２８と送電側カプラ５４
は、受電側電磁コイル３０と送電側電磁コイル５６とが
正対する位置に結合される。

【００６１】更に、電気自動車１１を駐車した後に乗員
が乗り降りしたり、荷物の積み下ろしをしたりして電気
自動車１１の車高が変化する場合がある。車高が低くな
る場合、受電側カプラ２８は送電側カプラ５４を押し下
げるので、結合状態は変化せず、受電側電磁コイル３０
と送電側電磁コイル５６とは正対した状態に保持され
る。

【００６２】逆に車高が高くなる場合、車両側カプラ保
持器２３は上方へ移動する。この時、収容部２４の左右
両側面に設けられた係合片２７は地上側カプラ保持器４
９の左右両側下面と係合する。その結果、係合片２７に
よって地上側カプラ保持器４９が上方へ持ち上げられる
ので、結合状態は変化せず、受電側電磁コイル３０と送
電側電磁コイル５６とは正対した状態に保持される。

【００６３】また、電気自動車１１が車両幅方向にずれ
てガレージ１２に進入（後進）した場合、電気自動車１
１の後輪２２はタイヤガイド６３に沿って輪止め６２の
前方に誘導される。即ち、電気自動車１１は、タイヤガ
イド６３によって車両幅方向のずれが補正される。その
結果、運転者は、高度なドライブテクニックを有してい
なくても、車輪２２を輪止め６２に容易に当接させるこ
とができる。

【００６４】この時、電気自動車１１がガレージ１２に
対して斜めに進入すると、その進入角度に応じて地上側
カプラ保持器４９が水平回動されて収容部２４内に収容
される。その結果、受電側カプラ２８と送電側カプラ５
４は、受電側電磁コイル３０と送電側電磁コイル５６と
が正対する位置に結合される。

【００６５】上記のようにしてガレージ１２への駐車動
作が完了すると、運転者は所定の操作、例えば電気自動
車１１の運転レンジをパーキングレンジ（以下、Ｐレン
ジという）にする。すると、車両側コントローラ７１
は、電気自動車１１の状態を示す状態信号を車両側通信
機Ｂ１を介して送信する。この状態信号には、電気自動
車１１が停止していることを示すＰレンジ信号と、自己
の電気自動車１１を識別するために予め記憶されたＩＤ
コードを示すＩＤ信号、及び、バッテリ２１の充電状態
（蓄電量）を示す充電状態信号等を含む。

【００６６】地上側コントローラ７２は、地上側通信機
Ｂ２を介して車両側通信機Ｂ１からの状態信号を入力す
ると、図８に示すフローチャートに従って充電作業を開
始する。先ず、Ｓ１において、地上側コントローラ７２
は、入力した状態信号に基づいて駐車された電気自動車
１１が予め登録された本ガレージ１２に駐車してもよい
指定された車両（指定車両）であるか否かを判断する。
この判断には、状態信号に含まれるＩＤ信号が用いられ
る。即ち、地上側コントローラ７２は、入力したＩＤ信
号が示す車両側のＩＤコードと、メモリ７２ａに予め記
憶された地上側のＩＤコードとを比較する。両ＩＤコー
ドが一致する場合、地上側コントローラ７２は、駐車さ
れた電気自動車１１が指定車両であると判断し、Ｓ２に
移る。一方、両ＩＤコードが一致しない場合、地上側コ
ントローラ７２は、駐車された電気自動車１１が指定車
両ではないとしてＳ１にて正規の指定車両が駐車される
のを待機する。

【００６７】次に、Ｓ２において、地上側コントローラ
７２は両通信機Ｂ１，Ｂ２を介して入力した状態信号に
基づいて、駐車した電気自動車１１のバッテリの充電が
必要か否かを判断する。この判断には、バッテリ２１の
充電状態（蓄電量）を示す充電状態信号が用いられる。
即ち、地上側コントローラ７２は、入力したバッテリ２
１の蓄電量が予め定められた基準値以上であれば充電要
求がない、即ち、バッテリ２１の充電が必要でないと判
断し、充電作業を終了する。一方、入力したバッテリ２
１の蓄電量が基準値以下であれば地上側コントローラ７
２は充電要求がある、即ち、バッテリ２１の充電が必要
であると判断し、次のＳ３へと移る。

【００６８】Ｓ３において、地上側コントローラ７２は
地上側通信機Ｂ２及び車両側通信機Ｂ１を介して車両側
コントローラ７１に対して開始信号を送信し、Ｓ４に移
る。車両側コントローラ７１は、開始信号を入力する
と、バッテリ２１の蓄電量、及び、受電側電磁コイル３
０に流れる二次電圧（充電電圧）を監視し、それら蓄電
量及び充電電圧を両通信機Ｂ１，Ｂ２を介して地上側コ
ントローラ７２に送信する。

【００６９】Ｓ４において、地上側コントローラ７２は
電源回路７３を駆動制御してチェック用電源を送電側カ
プラ５４（送電側電磁コイル５６）に出力する。そし
て、Ｓ５において、地上側コントローラ７２は、出力電
圧のチェックを行う。即ち、地上側コントローラ７２
は、車両側コントローラ７１から送信される充電電圧
と、予め定めた規定電圧とを比較する。受電側カプラ２
８と送電側カプラ５４とが正しく結合されている場合、
充電電圧は規定電圧以上となる。従って、地上側コント
ローラ７２は、充電電圧が規定電圧以上の場合には両カ
プラ２８，５４が正しく結合されていると判断し、Ｓ５
からＳ６に移る。

【００７０】Ｓ６において、地上側コントローラ７２
は、充電を開始する。即ち、地上側コントローラ７２
は、電源回路７３を駆動制御して当該電源回路７３から
充電用電源を送電側カプラ５４に供給させる。すると、
受電側カプラ２８の受電側電磁コイル３０には、誘導起
電力による二次電圧（充電電圧）が発生する。その充電
電圧をバッテリ２１に供給することによって、当該バッ
テリ２１は充電される。

【００７１】この充電時において、Ｓ７にて、地上側コ
ントローラ７２は、受電側及び送電側電磁コイル５６に
流れる電流や、当該コイル５６に印加される電圧を監視
（モニタ）する。この場合、受電側電磁コイル３０に流
れる二次電流及び印加される電圧は、車両から車両側通
信機Ｂ１及び地上側通信機Ｂ２を介して地上側コントロ
ーラ７２に入力される。そして、地上側コントローラ７
２は、二次電流等に基づいて充電作業状態の制御（充電
制御）を行う。例えば、地上側コントローラ７２は、常
に受電側電磁コイル３０を流れる電流が一定となるよう
に、送電側電磁コイル５６に流れる電流又は当該コイル
５６にかかる電圧を制御する。

【００７２】そして、Ｓ８にて、地上側コントローラ７
２は車両側通信機Ｂ１からのバッテリの充電が完了した
ことを示す充電完了信号が出力されたか否かを判断す
る。即ち、地上側コントローラ７２は、充電完了信号が
出力されなければＳ７へ戻り、当該充電作業を継続す
る。一方、充電完了信号が出力されると、地上側コント
ローラ７２は充電が完了したとして、当該充電作業を終
了する。

【００７３】ところで、Ｓ５において、出力電圧（充電
電圧）をチェックした際に、当該出力電圧が規定電圧に
達しない場合がある。この場合は、例えば電気自動車１
１が傾いて駐車され、その傾きがカプラ結合装置３１に
おいて補正しきれない場合等である。この時、受電側カ
プラ２８と送電側カプラ５４は、正しく結合されていな
いので、充電用電源を供給しても、両カプラ２８，５４
の結合部分によってロスが大きく、バッテリ２１を充電
するのに充分な電圧が得られない。

【００７４】この場合、地上側コントローラ７２は、Ｓ
５からＳ９に移り、当該充電作業を中断し、電気自動車
１１の再車庫入れを要求する。運転者は、この再車庫入
れ要求に基づいて電気自動車１１の再車庫入れを行う。
地上側コントローラ７２は、再車庫入れを要求した後、
Ｓ１に移って電気自動車１１が再び停止されるのを待機
し、再び電気自動車１１が停止すると、再度充電作業を
再開する。この再車庫入れにより、両カプラ２８，５４
の不十分な結合による充電を防止し、バッテリ２１を充
分に充電させることができる。

【００７５】従って、本実施の形態によれば、以下の効
果を有する。 （１）カプラ結合装置１３は、送電側カプラ５４を設け
た地上側カプラ保持器４９を車両前後方向、車両幅方
向、及び、車両高さ方向に移動可能に支持するようにし
た。その地上側カプラ保持器４９は、電気自動車１１が
後進する力によってそれぞれの方向に移動される。その
結果、地上側カプラ保持器４９は、電気自動車１１の各
方向のずれが補正されて収容部２４に収容されるので、
受電側カプラ２８と送電側カプラ５４とを容易に正対さ
せることができる。

【００７６】（２）カプラ結合装置１３は、送電側カプ
ラ５４を設けた地上側カプラ保持器４９を揺動可能かつ
水平回動可能に支持した。その地上側カプラ保持器４９
は、電気自動車１１が後進する力によって送電側カプラ
５４を電気自動車１１の傾きに応じて揺動されるととも
に回動される。その結果、地上側カプラ保持器４９は、
電気自動車１１の傾き及び進入角度のずれが補正されて
収容部２４に収容されるので、受電側カプラ２８と送電
側カプラ５４とを容易に正対させることができる。

【００７７】（３）受電側カプラ２８と送電側カプラ５
４との結合を、電気自動車１１の後進力によって地上側
カプラ保持器４９を駆動させて行うようにしたので、カ
プラ結合装置１３側には駆動力を必要とせず、当該カプ
ラ結合装置１３の構成を簡単にすることができる。

【００７８】（４）ガレージ１２の床面にタイヤガイド
６３を敷設し、そのタイヤガイド６３によって電気自動
車１１を誘導して当該自動車１１の後輪２２がガレージ
１２に設けた輪止め６２に当接するようにした。その結
果、運転者には高度なドライブテクニックを必要とせ
ず、容易に後輪２２を輪止め６２に当接させることがで
き、電気自動車１１を充電位置に誘導することができ
る。

【００７９】（５）送電側カプラ５４にチェック用電源
を供給し、受電側カプラ２８から出力される出力電圧が
規定電圧以上である場合には充電を開始し、規定電圧以
下の場合には駐車再要求を行うようにした。受電側電磁
コイル３０からの出力電圧が規定電圧以下の場合には、
送電側カプラ５４と受電側カプラ２８との結合が不十分
である。その結果、不十分な結合によって充電が行われ
るのを防止することができる。

【００８０】なお、本発明は上記実施の形態の他、以下
のように実施してもよい。 （１）上記実施の形態では、電気自動車１１の後部底面
に車両側カプラ保持器２３を設けて当該自動車１１を後
進走行させて受電側電磁コイル３０と送電側電磁コイル
５６とを正対させるようにしたが、車両側カプラ保持器
２３を自動車１１の前部底面に設けて実施してもよい。
この場合、運転者は、ガレージ１２に対して前進走行に
より駐車する。そのため、より容易に車輪２２を輪止め
６２に当接させることができるので、高度なドライブテ
クニックを必要とせずに、両コイル３０，５６を正対さ
せることができる。

【００８１】（２）上記実施の形態では、車両停止を電
気自動車１１からのＰレンジ信号によって判断するよう
にしたが、地上側充電装置１３側で車両停止を検出する
ようにしてもよい。この場合、例えば送電側カプラ５４
に微弱な電流を流しておき、電気自動車１１の停車によ
って送電側カプラ５４と受電側カプラ２８とが結合され
るとインピーダンスが変化し、送電側カプラ５４に供給
する電圧が変化する。この電圧の変化に基づいて車両停
止を検出する。

【００８２】（３）上記実施の形態では、タイヤガイド
６３を一方の輪止め６２の略前方に配設して電気自動車
１１を誘導するようにしたが、左右両側の輪止め６２の
略前方に配設して電気自動車１１を誘導するようにして
もよい。また、上記実施の形態では、タイヤガイド６３
を車輪２２の略前方両側に配設したが、左右のいずれか
一方のみにして実施してもよい。

【００８３】（４）上記実施の形態では、付勢手段とし
てコイルバネ３９，５０を用いたが、コイルバネに代え
てエアクッション、エアシリンダ、油圧シリンダ等を用
いて実施してもよい。

【００８４】（５）上記実施の形態では、Ｓ７にて充電
制御として受電側電磁コイル３０を流れる電流が一定と
なるように送電側電磁コイル５６を流れる電流又は当該
コイル５６にかかる電圧を制御した。これを、充電制御
として、地上側コントローラ７２は、受電側電磁コイル
３０にかかる電圧が一定となるように、送電側電磁コイ
ル５６を流れる電流又は当該コイル５６にかかる電圧を
制御してもよい。同様に、地上側コントローラ７２は、
受電側電磁コイル３０に供給される電力が一定となるよ
うに、送電側電磁コイル５６を流れる電流又は当該コイ
ル５６にかかる電圧を制御してもよい。

【００８５】以上、本発明の実施の各形態について説明
したが、上記各形態から把握できる請求項以外の技術思
想について、以下にそれらの効果とともに記載する。 （イ）前記地上側カプラ支持手段には、前記地上側カプ
ラ保持器の後方への揺動を制限する揺動制限手段が形成
された請求項１〜４に記載の充電装置。この構成によれ
ば、揺動制限手段によって地上側カプラ保持器の後方へ
の揺動が制限されるので、車両幅方向及び車両高さ方向
への移動が容易となる。

【００８６】（ロ）前記揺動制限手段は、地上側カプラ
保持器後端に設けられた支持ローラと、第１の移動台後
端に設けられた支持板とからなる上記（イ）記載の充電
装置。この構成によれば、地上側カプラ保持器の後方へ
の揺動を容易に制限することが可能となる。

【００８７】（ハ）前記収容部側面下端には、車両が上
方へ移動する際に前記地上側カプラ保持器下面と係合
し、当該保持器を上方へ移動させる係合片が形成された
請求項５〜７に記載の自動車。この構成によれば、車両
の高さが変化して高くなっても、地上側カプラ保持器下
面と係合片とが係合して地上側カプラ保持器を上方へ移
動させるので、送電側カプラと受電側カプラとが結合し
た状態を保持することが可能となる。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、高
度な運転テクニックを必要とせずに簡単かつ迅速に充電
作業を行うことができる充電装置及び自動車を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施の形態の充電装置の概略平面図。

【図２】 一実施の形態の充電装置の概略側面図。

【図３】 結合装置の概略平面図。

【図４】 結合装置の概略縦断面図。

【図５】 結合装置の結合状態を示す概略平面図。

【図６】 結合装置の結合状態を示す概略縦断面図。

【図７】 充電装置の電気的構成を示すブロック回路
図。

【図８】 充電装置の処理フローチャート。

【符号の説明】

１１…車両としての電気自動車、１３…地上側充電装
置、２１…バッテリ、２８…受電側カプラ、２９…受電
側コア、３０…受電側電磁コイル、３１…地上側カプラ
支持手段としてのカプラ結合装置、３４…第１の移動レ
ール、３６…第１の移動台、３７…第１の移動ローラ、
３９…付勢手段としてのコイルバネ、４０…揺動制限手
段としての支持板、４２…第２の移動レール、４３…第
２の移動台、４４…第２の移動ローラ、４１…位置保持
手段としての保持板、４５…位置保持手段としての保持
台、４６…位置保持手段としての保持棒、４７…第３の
支持手段としての支持台、４８…第３の支持手段として
の支柱、４９…地上側カプラ保持器、５０…付勢手段と
してのコイルバネ、５１…揺動制限手段としての支持ロ
ーラ、５２…第１の誘導ローラ、５３…第２の誘導ロー
ラ、、５４…送電側カプラ、５５…送電側コア、５６…
送電側電磁コイル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されたバッテリに接続された
   受電側電磁コイルに誘導起電力を発生させて電力を供給
   し、その電力によって前記バッテリを充電するために地
   上に設けられた充電装置であって、 前記受電側電磁コイルに誘導起電力を発生させる送電側
   電磁コイルと、当該コイルが巻回された送電側コアとか
   らなる送電側カプラと、 前記送電側カプラを保持する地上側カプラ保持器と、 前記地上側カプラ保持器を移動可能に支持するととも
   に、揺動可能に支持する地上側カプラ支持手段とを備え
   た充電装置。
2. 【請求項２】 前記地上側カプラ支持手段は、 前記地上側カプラ保持器を車両前後方向に移動可能に支
   持するとともに、前記地上側カプラ保持器を車両前方に
   向かって付勢する第１の支持手段と、 前記地上側カプラ保持器を車両幅方向に移動可能に支持
   するとともに、前記地上側カプラ保持器を車両幅方向の
   所定位置に保持する第２の支持手段と、 前記地上側カプラ保持器を車両高さ方向に移動可能に支
   持するとともに、前記地上側カプラ保持器を上方に向か
   って付勢するとともに、揺動可能に支持する第３の支持
   手段とから構成された請求項１に記載の充電装置。
3. 【請求項３】 前記第１の支持手段は、車両前後方向に
   沿って設けられた第１の移動レールと、前記第１の移動
   レール上を転動する第１の移動ローラが取着された第１
   の移動台と、前記第１の移動台を車両前方に向かって付
   勢する付勢手段とから構成され、 前記第２の支持手段は、前記第１の移動台上に車両幅方
   向に沿って敷設された第２の移動レールと、前記第２の
   移動レール上を転動する第２の移動ローラが取着された
   第２の移動台と、前記第２の移動台を車両幅方向の所定
   位置に保持する位置保持手段とから構成され、 前記第３の支持手段は、前記第２の移動台上に車両高さ
   方向に立設された円柱状の支持台と、その支持台に挿入
   され下端には球状部が形成され、上端には前記地上側カ
   プラ保持器が取着された支柱と、前記地上側カプラ保持
   器を上方に向かって付勢する付勢手段とから構成された
   請求項２に記載の充電装置。
4. 【請求項４】 前記地上側カプラ保持器の左右両側に
   は、車両前後方向に垂直回動可能に支持された第１の誘
   導ローラと、車両前後方向に水平回動可能に支持された
   第２の誘導ローラとが備えられた請求項１〜３のうちの
   いずれか１項に記載の充電装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のうちのいずれか１項に記
   載の送電側電磁コイルによって誘導起電力が発生される
   受電側電磁コイルと、前記受電側電磁コイルが巻回され
   た受電側コアとから構成される受電側カプラと、 前記受電側カプラが取着され、前記受電側電磁コイルに
   対して送電側電磁コイルが正対する位置に前記地上側カ
   プラ保持器に対応する収容部が形成された車両側カプラ
   保持器とを備えた自動車。
6. 【請求項６】 前記車両側カプラ保持器には、地上側カ
   プラ保持器を収容部へ誘導する誘導手段が形成された請
   求項５に記載の自動車。
7. 【請求項７】 前記誘導手段は、 前記地上側カプラ保持器に備えられた第１の誘導ローラ
   を係合し、前記地上側カプラ保持器を車両高さ方向に移
   動させる第１の誘導面と、 前記地上側カプラ保持器に備えられた第２の誘導ローラ
   を係合し、前記地上側カプラ保持器を車両幅方向に移動
   させる第２の誘導面と、から構成された請求項６に記載
   の自動車。