WO2019065157A1 - マガジン式充電装置 - Google Patents
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Definitions
- the charging stand when a battery requiring charging is placed on the charging stand at a predetermined position as in the case where it is used or the storage capacity is not sufficient, the charging stand is displaced and stored in the casing And a magazine type charging device which makes it possible to take out the newly exposed charged battery from the casing.
- the battery is a clean drive source that does not discharge exhaust gas etc. Furthermore, it is possible to reuse it if charging is performed after the discharge ends, and advantages such as easy charging from a commercial power source It is widely used because it has For example, a battery that can be used as a drive source of an electric scooter (referred to as "portable electric energy storage device" in JP-A-2016-534518) is proposed in JP-A-2016-534518. It is done.
- This battery has a cylindrical outer shell having a substantially square cross section and open at the upper and lower ends, a cover (top case) and a base (bottom case) located at the upper and lower ends of the outer shell, respectively. Having a housing containing And, a plurality of individual battery core packs are built in the housing. Furthermore, the cover is provided with a handle. The user can hold this handle to put the battery in and out of the compartment located under the seat of the electric scooter.
- a plurality of charging devices for charging the battery can be charged simultaneously. This is because it is possible to store a large number of rechargeable batteries that can be charged and used when necessary.
- a charging device one disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2014-527689 is known.
- the charging device comprises a plurality of receptacles individually containing batteries (portable electrical energy storage devices) so that the batteries can be collected, charged and distributed.
- Japanese Patent Laid-Open No. 2000-182145 discloses a battery supply device for supplying a charged battery for an electric assist cycle.
- the battery supply device is provided with a chamber having a door for supplying and returning the battery at the front center portion, and a battery supply port for supplying and returning the battery is provided in the room.
- An upper battery supply mechanism and a lower battery supply mechanism are accommodated in the housing constituting the battery supply device.
- Both battery supply mechanisms have the same configuration and have a rotary table, and eight slots for holding the battery are provided on the outer periphery of the rotary table. Each slot is spaced at an angle of 45 ° to the center of rotation of the turntable. Each slot can be sloped and is joined with the battery supply port for supplying or returning the battery in the inclined state.
- the battery supply port is provided above the charger and the battery power supply, that is, at a relatively high position of the housing.
- a battery or the like used as a drive source for an electric two-wheeled vehicle or the like is large in order to secure a large capacity, and often has a substantially rectangular parallelepiped shape.
- a large battery having such a shape is accommodated in the charging device, it is preferable to use a vertically long upright posture. This is because the battery can be easily accommodated in the charging apparatus by gravity by setting it in the standing posture.
- the battery side charging connector is provided on the bottom of the battery. Therefore, when the battery is accommodated in the charging device, the user can not visually recognize the battery side charging connector. For this reason, when the user accommodates the battery in the wrong direction (posture) in the charging device, the battery side charging connector and the device side charging connector do not correspond to each other, and charging is not performed. Moreover, in this case, there is a concern that the male device-side charge connector may be damaged.
- the main object of the present invention is to provide a magazine type charging device capable of avoiding damage to the device charging connector even if the user inserts a battery requiring charging in an incorrect posture.
- a magazine type charging device in which charging and a required battery are stored at a storage position and the charged battery can be transported to the storage position and taken out from the storage position.
- a driving device for rotating the rotary table A charging stand provided on the rotary table on which the battery is placed; A device side charging connector provided on the charging stand and engaged with the battery side connector of the battery; Equipped with The charging stand includes a charging tray having a connector hole through which the device-side charging connector passes.
- a slide mechanism that displaces the charging tray in the front-rear direction;
- a magazine type charging device is provided.
- the charging tray can slide in the front-rear direction. Therefore, before the battery is placed in the charging tray, the position of the connector hole formed in the charging tray may not correspond to the position of the device-side charging connector. By doing so, the bottom surface of the battery does not abut the device-side charging connector even when the user places the battery requiring charging on the charging stand in an incorrect posture. Therefore, damage to the device-side charge connector can be avoided.
- the battery When a user needs to charge a battery, the battery is placed on the charging tray and then the charging tray is slid in the direction of the device-side charging connector so that the positions of the connector holes correspond to the positions of the device-side charging connector. Just do it. Thus, the battery can be put in a chargeable state.
- the slide mechanism is preferably configured to include a retractable roller that contacts the bottom surface of the charging tray from below. This is because sliding of the charging tray is supported by the folding roller, and it becomes easy to slide the charging tray. Moreover, even if the user accidentally drops the battery onto the charging tray, the collapsible roller falls over, so that the impact acting on the roller is alleviated. This protects the rollers.
- the charging stand has a back plate extending along one side of the battery, and the back plate is provided with a determination protrusion, and the battery has an entrance for the determination protrusion at a position higher than the upper surface of the battery. It is preferable to have.
- the device-side charge connector When configured in this manner, it is possible to raise the device-side charge connector after the judgment projection is made to enter the entrance formed in the battery. In other words, in the state where the judgment projection has not entered the entrance, the device-side charge connector maintains the lowered position. That is, only when the battery is placed on the charging tray with the end face on the side where the entrance is formed facing the judgment projection, the device-side charge connector ascends under the action of the elevation mechanism and the battery-side connector Engage in Then, the battery is charged by this engagement.
- the closed portion may abut the determination projection to slide the charging tray further to the back plate side. become unable. Under this condition, the device charging connector does not rise. For this reason, it can be avoided that the device-side charging connector abuts on the bottom surface of the battery to be damaged.
- the device-side charge connector when the device-side charge connector is raised after the judgment projection enters the entrance of the battery in the normal posture, the battery is pressed from below. Because of this, the insertion load reaction force acts on the judgment projection, so that the battery is firmly fixed. That is, the occurrence of rattling in the battery is suppressed. For this reason, the concern which the engagement of the apparatus side charge connector and the battery side connector is cancelled
- a lock mechanism for positioning and fixing the charging tray when the charging tray slides and the position of the connector hole corresponds to the position of the device-side charging connector.
- the locking mechanism positions and locks (charges) the charging tray when the device-side charging connector is lifted and passed through the connector hole. This prevents the charging tray from moving during charging of the battery.
- the device-side charging connector is raised and maintained in the state of being engaged with the battery-side connector. That is, the disengagement of the device-side charging connector and the battery-side connector during charging is avoided.
- the charging tray provided on the charging stand of the magazine type charging device and on which the battery is mounted can be slid in the front-rear direction. Therefore, before the battery is placed on the charging tray, the charging tray can be set to a position where the connector hole formed in the charging tray does not correspond to the position of the device-side charging connector. Therefore, even if the user places the battery in the wrong posture on the charging stand, the bottom of the battery does not abut the device-side charge connector, thereby avoiding damage to the device-side charge connector. be able to.
- the battery When a user needs to charge a battery that needs charging, the battery is placed on the charging tray and then the charging tray is slid in the direction of the device-side charging connector to make the position of the connector hole correspond to the position of the device-side charging connector As a result, the battery can be easily charged.
- FIG. 1A is a schematic overall perspective view from one direction of the battery
- FIG. 1B is a schematic overall perspective view from another direction. It is a bottom side perspective view of a battery shown in Drawing 1A and Drawing 1B.
- BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a general
- FIG. 7 is a schematic perspective view of a main portion showing a state in which a charging tray is positioned slightly forward in a charging unit constituting a first unit magazine.
- FIG. 7 is a schematic perspective view of a main portion showing a state in which a charging tray is positioned slightly forward in a charging unit constituting a first unit magazine.
- FIG. 7 is a schematic perspective view of an essential part showing a state in which the charging tray of FIG. 6 is located at the rearmost position and the device-side charging connector is passed through the connector hole.
- It is a schematic plan view which shows the arrangement position of the battery on the lower stage side rotation table which comprises a 1st unit magazine. It is the schematic plan view which showed the slide mechanism arrange
- FIG. 14 is a schematic plan view of relevant parts showing a state in which the lower stage side rotary table is supported by the first to third cam followers.
- FIG. 10 is a schematic plan view showing a state in which the rack slide constituting the slide mechanism is retracted and the lock mechanism is operated to release the charging tray.
- the battery 10 shown in FIGS. 1A and 1B will be described.
- the battery 10 has a vertically long, substantially rectangular parallelepiped shape, and is used, for example, as a driving power supply source of the electric motorcycle EB (see FIG. 21).
- arch-shaped arch portions 12 (second handle portions) are formed by bending both end portions in the longitudinal direction and connecting to the upper surface, and tab-shaped protrusions with curved upper edges.
- the portions 14 are provided to face each other.
- the distance H2 between the upper end of the tab-like protrusion 14 and the bottom of the battery 10 is set larger than the distance H1 between the lower end of the arch 12 and the bottom of the battery 10.
- the protrusion height of the tab-like protrusion part 14 and the protrusion height of the arch part 12 are substantially equivalent.
- a gripping bar 16 (first handle) is bridged from the upper end of the arch portion 12 to the upper end of the tab-like protrusion 14. That is, the gripping bar 16 extends in a direction substantially orthogonal to the extending direction of the arch portion 12.
- the gripping bar 16 is separated from the upper surface of the battery 10.
- a gripping clearance 18 is formed between the gripping bar 16 and the top surface of the battery 10. The user can insert a hand (finger) into the holding clearance 18 to hold the holding bar 16.
- an entrance 20 is opened between the arch portion 12 and the upper surface of the battery 10. That is, the arch portion 12 is also an entrance formation portion for forming the entrance 20.
- a judgment projection 108 (see FIGS. 6 and 7) described later enters the entrance 20.
- the entrance 20 is in communication with the grip clearance 18.
- the tab-like protrusion 14 has no opening. That is, a space between the tab-like protrusion 14 and the upper surface of the battery 10 is a closed portion.
- the battery 10 is provided with a battery side charge / discharge connector 22 as a battery side connector on the bottom surface on the side where the arch portion 12 (entry port 20) side is provided.
- a battery side charge / discharge connector 22 By engaging the battery side charge / discharge connector 22 with a device side charge connector 112 (see FIG. 7) described later, the lower stage charger 52a or the upper stage charger 52b (see FIG. 4) and the battery 10 are both Electrical connection is made via the connectors 22 and 112, and charging is performed.
- the battery side charge / discharge connector 22 comprises a plurality of plate-like terminal entry recesses 24 and two rod entry recesses 26 sandwiching the plate-like terminal entry recesses 24 (see FIG. 2).
- the shape is substantially square or substantially rectangular (see particularly FIG. 8).
- the space on the lower stage rotary table 54a can be effectively used as compared with the case where the shape of the battery 10 in plan view is another shape.
- FIG. 3 is a schematic overall perspective view of the magazine type charging device 30.
- the magazine type charging device 30 has two unit magazines arranged in the vertical direction (stacked), that is, a first unit magazine 32a and a second unit magazine 32b.
- the first unit magazine 32a, the second unit magazine 32b The unit magazine 32 b is housed in one casing 34.
- Each of the first unit magazine 32a and the second unit magazine 32b can accommodate four batteries 10, and a first accommodation position 36a for accommodating the battery 10 in the first unit magazine 32a, a second unit
- the second accommodation position 36b for accommodating the magazine 32b is provided with a first open / close shutter 38a and a second open / close shutter 38b as open / close shutters.
- the first accommodation position 36a and the second accommodation position 36b are offset from each other in plan view.
- the first accommodation position 36 a and the second accommodation position 36 b are also positions for taking out the battery 10, which will be described later.
- the receiver (communication means) which is not shown in figure is mounted in the casing 34.
- the receiver receives a signal transmitted by a smartphone or an RF key possessed by the user, or the electric motorcycle EB (see FIG. 21).
- the control device 60 (see FIG. 4) provided in the casing 34 recognizes that the receiver receives this signal, and performs subsequent control.
- the control device 60 constitutes placement detection means for detecting that the battery 10 has been placed on the charging stand 100, and removal detection means for detecting that the battery 10 has been removed from the charging stand 100. Do.
- the magazine type charging device 30 which abbreviate
- a lower charger 52a for charging the battery 10 mounted in the first unit magazine 32a, and a drive device for rotating the lower rotary table 54a And the lower side drive motor 56a which comprises these are provided so that it may mutually approach.
- an upper stage driving motor 56b constituting a driving device for rotating the upper stage rotary table 54b is provided on the middle side base plate 50b.
- the first unit magazine 32a and the second unit magazine 32b are divided by the middle base plate 50b.
- the first unit magazine 32a and the second unit magazine 32b are vertically stacked, and the lower stage rotary table 54a and the upper stage rotary table 54b are offset from each other.
- the lower charger 52a, the lower drive motor 56a, and the upper drive motor 56b are disposed in the space generated by the offset arrangement. Therefore, the occupied area per magazine-type charging device 30 is reduced.
- the lower drive motor 56a is disposed to the side of the lower rotary table 54a
- the upper drive motor 56b is disposed to the side of the upper rotary table 54b. Therefore, the height positions of the lower stage rotary table 54a and the upper stage rotary table 54b are not restricted by the heights of the lower stage drive motor 56a and the upper stage drive motor 56b. In other words, the lower stage rotary table 54a and the upper stage rotary table 54b can be disposed at a height that facilitates insertion and removal of the battery 10.
- an upper base plate 50c provided with an upper charger 52b for charging the battery 10 mounted in the second unit magazine 32b and the control device 60 is disposed.
- FIG. 5 is a schematic exploded perspective view of the first unit magazine 32a.
- the charging unit 90 on which the battery 10 is mounted is integrally index-rotated.
- the first open / close shutter 38a covers a part of the charging unit 90 so as to be exposed at the first accommodation position 36a (see FIG. 3).
- the charging unit 90 located at the first accommodation position 36 a is exposed to the outside of the casing 34 when the first open / close shutter 38 a is opened.
- FIG.6 and FIG.7 is a principal part schematic perspective view of the charge part 90 which comprises the 1st unit magazine 32a.
- the charging unit 90 includes a rotary disc 92 that rotates integrally with the lower stage side rotary table 54 a and four charging stations 100 provided on the rotary disc 92.
- the charging stations 100 are separated by the back plate 102, and each charging station 100 is provided with a charging tray 104.
- a part of the charging stand 100 is passed through the through hole 105 formed in the rotary disc 92, and integrally rotates with the lower stage rotary table 54a and the rotary disc 92 (see FIG. 5).
- a proximity sensor 106 is installed on the back plate 102, and a substantially U-shaped determination projection 108 is formed protrudingly above the proximity sensor 106.
- a part of the back plate 102 protrudes from the lower surface of the rotary disc 92 and is connected to the lower stage rotary table 54 a. That is, the back plate 102 is supported by the lower stage side rotation table 54 a in a state of being in the standing posture. For this reason, the back plate 102 also rotates integrally with the lower stage side rotary table 54 a and the rotary plate 92.
- the inner end face of the back plate 102 is disposed at a position offset from the end face of another back plate 102. For this reason, when four back plates 102 are combined, a square pillar shaped hollow portion 802 is formed at the center of the combination.
- one battery 10 can be placed on one charging stand 100.
- the four batteries 10 are slightly offset from the completely opposed position in plan view.
- the four batteries 10 in FIG. 8 are referred to as a first battery 10a, a second battery 10b, a third battery 10c, and a fourth battery 10d in order to distinguish the battery 10 clearly, the first battery 10a
- the three batteries 10c face each other, and the second battery 10b and the fourth battery 10d face each other.
- the left virtual line L1 is the second virtual line Cross the battery 10b.
- the right virtual line L2 intersects the fourth battery 10d.
- the positions of the upper ends of the second battery 10b and the third battery 10c adjacent to each other in the lateral direction are different, and the positions of the left ends of the first battery 10a and the second battery 10b adjacent to each other in the vertical direction are different.
- the above “left”, “right” and “upper” represent directions when the user views the charging unit 90 in plan view, and do not mean right, left, or upper of the battery 10.
- the batteries 10 facing each other and the batteries 10 adjacent to each other are mounted on the charging stand 100 in the casing 34 such that the batteries 10 are offset from each other. For this reason, the space on the lower stage side rotation table 54a can be effectively utilized as compared with the case where the four batteries 10 are arranged at the apex of the square and completely opposed.
- adjacent batteries 10 that is, the first battery 10a and the second battery 10b, the second battery 10b and the third battery 10c, the third battery 10c and the fourth battery 10d, and the fourth battery 10d
- the extending directions of the gripping bars 16 are substantially orthogonal to each other.
- the charging tray 104 shown in FIGS. 6 and 7 can slide in the direction of arrow A, that is, in the front and rear directions (A1 direction, A2 direction).
- the arrow A direction in subsequent drawings corresponds with the arrow A direction in FIG. 6 and FIG.
- the side (A1 direction side) separated from the device-side charging connector 112 may be referred to as "forward” and the approaching side (A2 direction side) as “rearward”.
- front end represents an end on the A1 side
- “rear end” represents an end on the A2 side.
- the charging tray 104 is positioned in the foremost position when the battery 10 is not placed at the first accommodation position 36 a. Note that FIG. 6 shows a state in which the charging tray 104 is slightly biased forward. Then, the charging tray 104 is slid rearward (A2 side) after the battery 10 is placed. When the position of the connector hole 110 corresponds to the position of the device-side charge connector 112 at the time of the backward slide, the device-side charge connector 112 ascends and passes through the connector hole 110 as shown in FIG. 7.
- the charging tray 104 is located at the rear end (A2 side), the device-side charging connector 112 is passed through the connector hole 110, and the battery 10 is mounted. It is placed. Therefore, the charging tray 104 other than the first accommodation position 36a does not slide forward.
- the charging stand 100 includes a support board 200 facing the charging tray 104 with the penetration hole 105 interposed therebetween. That is, the support board 200 is disposed below the charging tray 104.
- the support plate 200 is positioned and fixed on the upper surface of the lower stage side rotary table 54a (see FIG. 5).
- the device-side charge connector 112 is disposed on the support board 200 so as to be movable up and down.
- the device-side charge connector 112 has a plate-like terminal 114 entering or leaving the plate-like terminal entry recess 24 and two engagement rods 116 sandwiching the plate-like terminal 114 therebetween.
- the engagement rod 116 enters or leaves the rod entry recess 26.
- the device-side charge connector 112 includes two guided portions 120 provided on the outer side of the engagement rod 116 (see FIG. 13).
- a guide hole 122 is formed through the guided portion 120 in the vertical direction.
- a guide rod 526 described later is slidably inserted into the guide hole 122.
- a slide mechanism 300 that enables the charging tray 104 to slide forward and backward, a lock mechanism 400 that positions and fixes the charging tray 104 that slides backward, and an elevating mechanism that raises and lowers the device-side charge connector 112 And 500 are provided.
- the slide mechanism 300 includes a plurality of retractable rollers 302 on which the charging tray 104 slides, a moving plate 304 connected to the lower surface of the charging tray 104, and two provided on the lower surface of the charging tray 104. And a retaining plate 305.
- the folding roller 302 is provided at a position sandwiching the plurality of shock absorbing springs 306 erected on the support board 200.
- the slide mechanism 300 further includes a spring fixing portion 308 erected on the support board 200.
- a tray discharging spring 310 (elastic member) is stretched between the spring fixing portion 308 and the hooking plate 305. That is, the front end of the tray discharging spring 310 separated from the device-side charge connector 112 is hooked to the spring fixing portion 308 which is positioned and fixed. On the other hand, the rear end close to the device-side charging connector 112 is hooked on a retaining plate 305 which is displaced together with the charging tray 104.
- two cylindrical legs 312 are provided below the moving plate 304 so as to hang down.
- a substantially elliptical elliptical plate 314 is bridged between the legs 312.
- the lock mechanism 400 includes a rack slide 404 displaceable along a pair of rack guide rails 402 provided on the support board 200, and attached to the rack slide 404. It has a claw member 406 supported by the displacement plate 405 and displaced integrally with the rack slide 404 and the displacement plate 405, a cam member 408, and a snatch lock 410.
- FIG. 9 shows the state in which the rack slide 404, the displacement plate 405 and the claw member 406 approach the apparatus-side charging connector 112 at the maximum, that is, the state where they are positioned at the rear.
- the charging tray 104 is also retracted to the back plate 102 side (A2 direction side) (see FIG. 7).
- the device-side charge connector 112 is located at the bottom dead center.
- the claw member 406 has a first cam portion 412 projecting substantially orthogonal to the arrow A direction.
- An insertion hole (not shown) is formed at one corner of the rear end of the claw member 406, and the first rotation shaft 414 is fitted in the insertion hole.
- the claw member 406 is connected to the displacement plate 405 via the first rotation shaft 414, and can rotate around the first rotation shaft 414. Furthermore, one end of a first return spring 416 is hooked on another corner of the claw member 406 opposite to the one corner.
- One of the rack guide rails 402 is provided with a flat plate-shaped spring hook portion 418 so as to protrude in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
- the other end of the first return spring 416 is hooked to the spring hook 418. That is, the first return spring 416 pulls and biases the claw member 406 toward the spring hooking portion 418 (the A1 side which is the front).
- a pair of cam guides extending in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction (direction of arrow A) of the rack guide rail 402 at the rear end of the rack guide rail 402 close to the device-side charge connector 112
- the rail 420 is supported.
- the upper end portion of the cam member 408 is slidably held by the cam guide rail 420.
- the cam member 408 is substantially orthogonal to the displacement direction of the rack slide 404 while being guided by the cam guide rail 420 as the rack slide 404 is displaced toward or away from the device-side charging connector 112. Displace in the direction. This point will be described later.
- the cam member 408 has a second cam portion 424 that cooperates with the first cam portion 412 of the pawl member 406.
- the second cam portion 424 faces the first cam portion 412.
- the snatch lock 410 has a link member 430, a hook member 432, and a backup plate 434 rotatably supporting the link member 430 and the hook member 432.
- One end of a cam member 408 is connected to the rear end of the link member 430 via a connecting shaft 436. Further, the front end of the link member 430 is rotatably connected to the backup plate 434 via a second rotation shaft 440 (see particularly FIG. 12). Therefore, when the cam member 408 is displaced along the cam guide rail 420, as shown in FIGS. 11 and 12, the link member 430 changes its attitude.
- the link member 430 has a first protrusion 442 that protrudes toward the hook member 432 at a location intermediate the connecting shaft 436 and the second pivot shaft 440.
- the hook member 432 is rotatably supported by the backup plate 434 via a third pivot shaft 444 provided substantially at the center thereof.
- the hook member 432 is provided with a second raised portion 446 projecting toward the first raised portion 442 of the link member 430.
- the first ridge 442 and the second ridge 446 can ride over each other when the link member 430 and the hook member 432 rotate (see FIGS. 10 to 12).
- a hook portion 450 is formed by cutting a portion facing the link member 430 into a U-shape.
- the leg portion 312 of the moving plate 304 is restrained by the hook portion 450 when the link member 430 and the hook member 432 are in a predetermined positional relationship.
- the charging tray 104 is positioned and fixed at the rear end.
- the hook member 432 is pivoted as shown in FIGS. . By this rotation, the legs 312 of the movable plate 304 are released from the hooks 450.
- a second return spring 452 is stretched between the hook member 432 and the link member 430. One end of the second return spring 452 is locked to the rear end of the hook member 432, and the other end of the second return spring 452 is locked to a position between the connecting shaft 436 and the first protrusion 442 in the link member 430. Be done. The second return spring 452 pulls and biases the rear end of the hook member 432 toward the link member 430.
- the lifting mechanism 500 for lifting and lowering the device-side charging connector 112 includes a lifting motor 502, a worm 504, a worm gear 506, a rack-side gear 508 having spur teeth, a rack slide 404 and the device side. And a link unit 510 connecting the charging connector 112.
- the worm 504 is provided on the rotating shaft of the lifting motor 502 and meshes with the worm gear 506.
- the worm gear 506 and the rack side gear 508 are connected via the transmission shaft 512, and the rack side gear 508 meshes with a tooth portion (not shown) provided on the lower surface of the rack slide 404.
- the link portion 510 is provided with a first shaft 514 which is provided at the rear end of the rack slide 404 and extends in a direction substantially orthogonal to the arrow A direction, and a long hole 516 which passes the first shaft 514 at its upper end And a pair of arm members 518 that extend below the device-side charge connector 112.
- the arm member 518 extends so as to incline from the A2 side to the A1 side, and then bends and extends so as to incline from the A1 side to the A2 side.
- the second shaft 520 is passed through a bending point between the pair of arm members 518.
- the rear end of the arm member 518 is connected to a bearing 522 provided near the guided portion 120. That is, the bearing portion 522 is formed with an elongated hole 524 extending along the arrow A direction.
- a third shaft 525 is connected to the rear ends of the arm members 518, and the third shaft 525 is passed through the elongated hole 524.
- FIG. 14 shows the state where the device-side charge connector 112 is located at the bottom dead center
- FIG. 15 shows the state where it is located at the top dead center.
- the lifting mechanism 500 further includes a guide rod 526 inserted into the guide hole 122 of the guided portion 120 of the device-side charge connector 112.
- the guide rod 526 guides the device-side charging connector 112 to ascend or descend.
- the tray discharging spring 310 stretches and biases the charging tray 104 in the A1 direction.
- the lower side base plate 50a is provided with a phase holding cylinder 600 (positioning mechanism) for holding the position of the lower side rotary table 54a.
- the phase holding cylinder 600 has an advancing and retracting rod 602. When advancing and retracting, the advancing and retracting rod 602 enters an engagement recess 604 formed in the side peripheral wall of the lower stage rotary table 54a. As a result, the rotation of the lower stage rotary table 54a is blocked and held at that phase.
- the lower base plate 50a is further provided with a first cam follower 606 receiving a heavy load, a second cam follower 608 receiving a light load, a third cam follower 610 for centering the lower stage rotary table 54a, and an interlock switch 612. .
- the lower rotary table 54a is supported by the first cam follower 606, the second cam follower 608, and the third cam follower 610, so that the lower rotary table 54a can be positioned slightly above the lower base plate 50a.
- the lower stage side rotary table 54 a is configured by externally fitting a ring body 614 having a thickness slightly larger than that of the disk-shaped body 613 on the side peripheral wall of the disk-shaped body 613.
- the first cam follower 606 and the second cam follower 608 slide in contact with the lower surface of the disk-shaped body 613.
- the third cam follower 610 slides in a sliding groove 615 formed in the inner peripheral wall of the ring body 614.
- a winding groove (not shown) in which the timing belt 616 is wound is formed on the outer peripheral wall of the ring body 614.
- the engagement recess 604 and the latch groove 620 are formed on the outer peripheral wall of the ring body 614.
- the engagement recesses 604 and the latch grooves 620 are arranged every 90 °.
- the lower base plate 50a may be provided with a bearing 622 instead of the third cam follower 610 as shown in FIG.
- the bearing receiver 624 can be provided on the lower stage rotary table 54a (the disk-shaped body 613), and the bearing 622 and the bearing receiver 624 can center the lower stage rotary table 54a. This has the advantage of reducing the number of parts. Therefore, it is not necessary to provide the third cam follower 610 in particular.
- the timing belt 616 is bridged over a pulley 630 externally fitted to the rotation shaft of the lower-side drive motor 56a, whereby a rotational force transmission system is configured. Accordingly, following the rotation of the rotation shaft of the lower drive motor 56a, the pulley 630 rotates, the timing belt 616 rotates, and the lower rotation table 54a rotates.
- the interlock switch 612 detects the latch groove 620 of the lower stage side rotary table 54a which rotates in this manner.
- the first open / close shutter 38 a has a shutter main body 700.
- the shutter body 700 pivots under the action of the shutter open / close motor 702.
- the shutter main body 700 has a fan-shaped first portion 704 covering the upper surface side (the arch portion 12, the tab-like protruding portion 14 and the gripping bar 16) of the battery 10, and a second portion covering the side surface of the battery 10. 706, and a third portion 708 which runs between the first portion 704 and the second portion 706 to curve.
- an annular driving force transmitting portion 710 is provided at the center of the first portion 704, and a shutter bearing holder 712 and a shutter bearing 714 are provided in the driving force transmitting portion 710.
- the shutter main body 700 has a fourth portion 716 and a fifth portion 718 having mutually different radii connecting the center of the shutter bearing 714 and the outer periphery of the second portion 706 in plan view, and It further includes a sixth portion 720 interposed between the fourth portion 716 and the fifth portion 718.
- the shutter bearing 714 is provided at a position higher than the upper end (the arch portion 12, the tab-like protruding portion 14 and the gripping bar 16) of the battery 10 mounted on the charging stand 100. This prevents the battery 10 from interfering with the shutter bearing 714.
- the shutter opening / closing motor 702 is provided on the side of the shutter bearing 714 and further outward than the outer periphery of the lower stage rotary table 54a (see FIG. 20). That is, the shutter opening / closing motor 702 is not arranged at a position overlapping below or above the lower stage rotary table 54a. For this reason, the height of the magazine type charging device 30 can be made small, and miniaturization can be achieved.
- a large pulley 722 (or a large sprocket) as a transmission mechanism is provided outside the shutter bearing 714.
- An opening / closing belt 726 (or an opening / closing chain) is wound around the large pulley 722 and a small pulley 724 (or a small sprocket) provided on the rotation shaft of the shutter opening / closing motor 702.
- the large pulley 722 is provided with a torque limiter 728.
- a power transmission cable 800 (cable) is electrically connected to the device-side charge connector 112.
- the power transmission cable 800 is passed through a through hole 801 (see FIG. 5, FIG. 16 and FIG. 17) formed at the center of the lower stage side rotary table 54a, and mounted on the charging stand 100 above the center. From a position higher than the upper end of the battery 10, it passes through the square-pillar shaped hollow part 802 (refer FIG.6 and FIG.7) comprised by back plate 102 comrades combining. Also, the power transmission cables 800 are focused by the focusing band 804, thereby preventing the torsion from propagating to the lower charger 52a.
- the second unit magazine 32b is configured according to the first unit magazine 32a. For this reason, the same reference numerals are given to the same components, and the detailed description thereof is omitted.
- a member corresponding to the lower base plate 50a of the first unit magazine 32a is the middle base plate 50b.
- Magazine-type charging device 30 is basically configured as described above. Next, its function and effect will be described in relation to the method of fixing battery 10. In addition, although the case where two batteries 10 are replaced
- the battery 10 is used, for example, as a drive source of the electric motorcycle EB shown in FIG.
- the magazine type charging device 30 charges the battery 10, which is used to drive the electric motorcycle EB and has a reduced discharge capacity.
- Magazine type charging device 30 is installed at a predetermined charging station ST provided outdoors. The user may approach the magazine type charging device 30 in a state of getting on the electric motorcycle EB or on foot. At this time, both the first open / close shutter 38a and the second open / close shutter 38b are in the closed state.
- the electric motorcycle EB or the smartphone or RF key possessed by the user is provided with a transmitter.
- the receiver provided in the casing 34 of the magazine type charging device 30 receives the signal emitted by the transmitter.
- the control device 60 recognizes that the receiver has received for a predetermined time set in advance, and issues a command signal "open shutter” to the shutter opening / closing motor 702 (see FIG. 19).
- the controller 60 keeps the shutters 38a and 38b open when the receiver receives a signal from the transmitter for a predetermined time.
- the electric motorcycle EB or the like only passes through the charging station ST. At this time, even if the receiver receives the signal from the transmitter, the reception period is short. In this case, control is performed so that the shutter body 700 does not rotate.
- the shutter open / close motor 702 is energized based on the command signal "open shutter", and the small pulley 724 rotates and the open / close belt 726 rotates.
- the large pulley 722 which is a transmission mechanism, is rotated, and the shutter main body 700 is rotated about the driving force transmission unit 710 provided with the large pulley 722 (see FIGS. 19 and 20). Therefore, the first open / close shutter 38a and the second open / close shutter 38b are opened.
- the charging portions 90 located at the first accommodation position 36 a and the second accommodation position 36 b, and hence the charging stand 100 are exposed to the outside of the casing 34.
- the shutter main body 700 since the shutter main body 700 is automatically rotated, there is no need for the user to rotate the shutter main body 700. Therefore, it is possible to take out the charged battery 10 only by approaching the magazine type charging device 30, and set the battery 10 which has been used or has insufficient storage capacity in the magazine type charging device 30.
- a fourth portion 716 and a fifth portion 718 having different radial lengths connecting the center of the shutter bearing 714 and the outer periphery of the second portion 706 in plan view Have. For this reason, the length in the depth direction required when the shutter body 700 changes from the closed state to the open state is shortened. Therefore, the installation area per magazine-type charging device 30 can be reduced.
- While the shutter body 700 is open, for example, an object such as a user's hand may abut the shutter body 700. At this time, torque acts on the shutter body 700.
- the control device 60 detects that the torque is applied via the torque limiter 728 and stops the opening operation of the shutter main body 700. Therefore, an excessive load is prevented from acting on the shutter body 700 and the shutter bearing 714, and the object is prevented from being pinched by the shutter body 700.
- the shutter body 700 may be switched from the opening operation to the closing operation instead of stopping the opening operation.
- the user maintains the state of sliding forward of each charging stand 100 of the first unit magazine 32a and the second unit magazine 32b.
- the battery 10 requiring charging is placed on the charging tray 104 in a posture in which the entrance port 20 faces the back plate 102 (the judgment projection 108). That is, the battery 10 requiring charging is inserted into the casing 34 from the first accommodation position 36a and the second accommodation position 36b shown in FIG.
- first accommodation position 36a and the second accommodation position 36b are offset from each other, removal of the charged battery 10 from each charging stand 100 of the first unit magazine 32a and the second unit magazine 32b, and each charging stand 100 Insertion of the battery 10, which requires charging, is significantly facilitated.
- the device-side charging connector 112 When the battery 10 requiring charging is placed on the charging tray 104, the device-side charging connector 112 is lowered and positioned below the lower-side rotary table 54a (see FIG. 6). Therefore, for example, even when the user erroneously places the battery 10 on the charging tray 104 with the tab-like protrusion 14 facing the back plate 102 (the determination projection 108), the battery side charge / discharge connector 22 Is effectively prevented from coming into contact with the device-side charging connector 112. Therefore, damage to the device-side charge connector 112 due to the contact is avoided.
- the user presses the charging tray 104 toward the back plate 102.
- the charging tray 104 is slid together with the battery 10 to the back plate 102 side (the A2 direction side which is the rear side). Since the retaining plate 305 is displaced rearward integrally with the charging tray 104 along with the slide, the tray discharging spring 310 which has been contracted so far is extended.
- the charging tray 104 is locked in place by the snatch lock 410. The operation of the snatch lock 410 at this time will be further described below.
- the snatch lock 410 Before the charging tray 104 is slid backward, as shown in FIG. 12, the snatch lock 410 has the hook portion 450 of the hook member 432 separated from the front end of the link member 430. At this time, the second raised portion 446 is in front of the first raised portion 442 and is spaced apart from the first raised portion 442.
- the rear leg 312 presses the inner wall on the rear end side of the hook portion 450.
- the hook member 432 rotates about the third pivot shaft 444, the hook portion 450 approaches the front end of the link member 430, and the second return spring 452 gradually extends.
- the second raised portion 446 engages with and presses the first raised portion 442.
- the opening of the hook portion 450 faces the link member 430. That is, the hook portion 450 is closed (see FIGS. 9 and 10). Also, in this state, the second raised portion 446 is located rearward of the first raised portion 442. In this state, even if it is attempted to slide the charging tray 104 forward, the action of the second raised portion 446 pushing the first raised portion 442 will force the hook member 432 and the link member 430 into an unreasonable movement. The charging tray 104 does not slide. Therefore, the leg portion 312 is restrained by the hook portion 450, and the charging tray 104 is locked at a position close to the device-side charging connector 112.
- the judgment projection 108 enters the entrance 20 of the battery 10 which is slid toward the back plate 102.
- a proximity sensor 106 provided on the back plate 102 detects the presence of the battery 10.
- the control device 60 having received the detection signal recognizes that "the battery 10 has moved to the normal charging position".
- the tab-like protrusion 14 faces the back plate 102 due to the battery 10 being erroneously inserted, the tab-like protrusion 14 abuts on the judgment protrusion 108. Since H2> H1 as shown in FIG. 1A, the upper end of the tab-like protrusion 14 is higher than the lower end of the arch 12 (bottom side of the entrance 20), and the tab-like protrusion 14 is a closed part. It is for. Therefore, the battery 10 is stopped, and the charging tray 104 can not slide further backward. In this case, the proximity sensor 106 does not detect the presence of the battery 10, and the control device 60 does not recognize that the battery 10 has moved to the normal charging position. The user can recognize that the direction (posture) of the battery 10 is erroneously inserted by visually recognizing this situation. In this case, the battery 10 may be taken out and reinserted in a normal posture.
- the control device 60 When the control device 60 recognizes that "the battery 10 has moved to the normal charging position", the control device 60 energizes the lifting motor 502 (see FIGS. 9 and 13) according to the command signal. Along with this, the worm 504 is rotated, and the worm gear 506, the transmission shaft 512 and the rack side gear 508 are driven to rotate, and as a result, the rack slide 404 is displaced in the direction away from the device charging connector 112. That is, the rack slide 404 advances in the A1 direction.
- the first shaft 514 provided at the rear end of the rack slide 404 also integrally advances in the A1 direction. Therefore, the upper end of the arm member 518 in which the first shaft 514 is passed through the elongated hole 516 is pulled forward (direction A1). Thereby, the lower end of the arm member 518 is raised. As a result, the arm member 518 pivots from the attitude shown in FIG. 14 to the attitude shown in FIG. Since the guided portion 120 is restrained by the guide rod 526, the device-side charge connector 112 rises vertically upward following the pivoting of the arm member 518.
- the first cam portion 412 is pressed from the second cam portion 424 because the tip thereof interferes with the tip of the second cam portion 424 of the cam member 408.
- the claw member 406 that has received this pressure rotates about the first rotation shaft 414 so that the first cam portion 412 moves rearward.
- the first return spring 416 extends.
- the interference of the first cam portion 412 with the second cam portion 424 is avoided.
- the first return spring 416 contracts and pulls the claw member 406 forward.
- the claw member 406 pivots in the opposite direction to the above and returns to the original posture.
- the further reverse rotation of the claw member 406 is limited.
- FIG. 23 shows the state in which the rack slide 404, the displacement plate 405 and the claw member 406 have advanced to the maximum.
- the device-side charge connector 112 raised as described above passes through the connector hole 110 of the charge tray 104 and is engaged with the battery-side charge / discharge connector 22. That is, the plate-like terminal 114 enters the plate-like terminal entry recess 24 (see FIG. 2), and the two engagement rods 116 enter the rod entry recess 26.
- the engagement of the device-side charge connector 112 with the battery-side charge / discharge connector 22 and the entry of the judgment projection 108 into the entrance 20 allow the battery 10 to be firmly supported on the charging stand 100.
- the judgment projection 108 applies an insertion load reaction force to the bottom of the entrance 20. Therefore, it is possible to prevent the battery 10 from being displaced or rattling or toppling over.
- the battery 10 requiring charging is inserted (stored) into the casing 34 of the magazine type charging device 30 from the first storage position 36a and the second storage position 36b. It is possible to determine whether the battery 10 is inserted in the normal posture only by performing a simple operation of sliding the charging tray 104 on which the battery 10 is mounted toward the back plate 102 side. At the same time, damage to device-side charge connector 112 or battery-side charge / discharge connector 22 can be prevented, and battery 10 can be held firmly.
- a warning sound may be emitted when the device-side charging connector 112 does not rise even after a predetermined time has elapsed since the user inserted the battery 10 requiring charging. As a result, the user can recognize whether the battery 10 requiring charging is inserted in an incorrect posture, or whether the device-side charging connector 112 has not risen for some reason.
- the control device 60 issues a command signal to the shutter opening / closing motor 702 to rotate the small pulley 724, and cause the opening / closing belt 726 to rotate to rotate the large pulley 722.
- the shutter main body 700 rotates around the driving force transmitting unit 710 (see FIG. 20), and the first open / close shutter 38a and the second open / close shutter 38b are closed. This prevents the user from putting his hand in the casing 34 or the like.
- the battery 10 and the charging stand 100 are protected by the casing 34, the first open / close shutter 38a, and the second open / close shutter 38b. Therefore, even if it is outdoors, it is avoided that the battery 10 or the charging stand 100 grade
- the control device 60 energizes the lower drive motor 56a and the upper drive motor 56b. Accordingly, the lower stage side rotary table 54a and the upper stage side rotary table 54b rotate as the timing belt 616 rotates.
- the rotation operation at this time is illustrated in FIG. 24 with the first unit magazine 32a as an example. Note that “empty”, “small”, “medium”, and “full” in FIG. 24 indicate that the battery 10 is more difficult to discharge and requires charging, and the charging is started and the discharge capacity is restored.
- the battery 10 being charged, the battery 10 being charged, whose discharge capacity has been greatly recovered after a certain amount of time has passed from the start of charging, and the fully charged battery 10, whose discharge capacity has been recovered, are fully charged. That is, "empty” does not mean that the battery 10 does not exist.
- the lower-side rotation table 54a is indexed 90 ° clockwise (rightward) Rotate.
- the charging unit 90 including the rotary disc 92 is also integrally and index-rotated, so that the fully charged battery 10 is transferred to the first accommodation position 36 a.
- the phase determination of the lower-side rotary table 54a after index rotation is performed by the interlock switch 612 (see FIGS. 17 and 18) detecting the position of the latch groove 620. Then, after it is determined that the lower stage rotary table 54a is rotated by 90 °, the advancing / retracting rod 602 of the phase holding cylinder 600 advances and enters the engagement recess 604. By this approach (engagement), the rotation of the lower stage rotary table 54a is blocked.
- the second cam follower 608 prevents rattling of the lower stage rotary table 54a, and the position of the rotation center is maintained by the third cam follower 610.
- the upper stage side rotary table 54b constituting the second unit magazine 32b also operates in the same manner as described above.
- the control device 60 that recognizes that the lower stage side rotation table 54a has rotated by 90 ° index is the charging stand located at the first accommodation position 36a and the second accommodation position 36b to which the fully charged battery 10 is transferred by the command signal. Only the lifting motor 502 (see FIGS. 9 and 13) provided on the support plate 200 of 100 is energized. That is, the remaining three lifting motors 502 are not energized simultaneously with the above-described biasing.
- the worm 504 rotates in the opposite direction to the above.
- the rack slide 404 is displaced so as to approach the device side charging connector 112. That is, it retreats in the A2 direction.
- the first shaft 514 integrally retreats in the A2 direction.
- the upper end of the arm member 518 is pulled rearward (direction A2), and the lower end of the arm member 518 is lowered. That is, the arm member 518 pivots from the attitude shown in FIG. 15 to the attitude shown in FIG. Following this rotation, the device-side charge connector 112 descends and separates from the battery-side charge / discharge connector 22, and is positioned below the lower stage rotary table 54a through the connector hole 110 of the charge tray 104.
- the device-side charge connector 112 is guided by the guide rod 526.
- the first cam portion 412 of the claw member 406, which advances integrally with the device-side charging connector 112, is the second cam portion 424 of the cam member 408. Press.
- the pressed cam member 408 is displaced along the cam guide rail 420 in a direction away from the rack guide rail 402.
- the link member 430 changes its posture away from the hook member 432, and the second raised portion 446 passes over the first raised portion 442 and is positioned forward (in the direction of A1) than the first raised portion 442. Along with this, the link member 430 draws the hook member 432 via the second return spring 452.
- the hook member 432 pivots about the third pivot shaft 444, and the hook portion 450 is separated from the link member 430 (see FIG. 12). That is, the hook portion 450 is opened.
- the legs 312 are released from the hooks 450.
- the tray discharging spring 310 is contracted, and the charging tray 104 is pulled forward by the contracted tray discharging spring 310.
- FIG. 25 shows the state of the slide mechanism 300 and the lock mechanism 400 when the charging tray 104 advances, together with the support board 200.
- the charging tray 104 is returned to the forward position at the first storage position 36a.
- the charged battery 10 is also integrally advanced to be separated from the back plate 102. Accordingly, the inlet 20 of the battery 10 is disengaged from the judgment projection 108 of the back plate 102.
- the control device 60 transmits a command signal to the shutter opening / closing motor 702.
- the small pulley 724 is rotated to rotate the opening and closing belt 726
- the large pulley 722 is rotated to open the first opening and closing shutter 38a and the second opening and closing shutter 38b.
- the user may take out the fully charged battery 10 transferred to the first accommodation position 36 a and the second accommodation position 36 b from the casing 34 and attach the fully charged battery 10 to the electric motorcycle EB.
- the extending directions of the gripping bars 16 are substantially orthogonal to each other. Therefore, the extending direction of the gripping bar 16 when the user takes out the fully charged battery 10 coincides with the extending direction of the gripping bar 16 when the battery 10 requiring charging is accommodated. Therefore, the battery 10 can be easily taken out.
- the first opening / closing shutter 38a and the second opening / closing shutter 38b are opened after the charging tray 104 and the battery 10 are transferred to the first accommodation position 36a and the second accommodation position 36b. Therefore, the user is prevented from putting his hand in the casing 34 while the charging unit 90 is in the index rotation.
- a command signal is transmitted from the control device 60 to the shutter open / close motor 702, and the first open / close shutter 38a and the second open / close shutter 38b are closed. Therefore, the user is prevented from touching the shutter main body 700 while taking out the battery 10. In addition, the user can be prevented from putting his hand in the casing 34 after taking it out.
- the battery 10 is absent at the first accommodation position 36 a and the second accommodation position 36 b. Under this condition, power is supplied from the lower charger 52 a and the upper charger 52 b to the device charging connector 112 via the power transmission cable 800. Therefore, the charging for the three (totally six) batteries 10 remaining in the first unit magazine 32a and the second unit magazine 32b proceeds, and the battery 10 that needs to be “empty” until then is "small It becomes “. Similarly, the battery 10 that was "small” is “medium” and the battery 10 that is “medium” is “full”. In the first accommodation position 36a and the second accommodation position 36b, the battery 10 remains absent.
- the second user houses the battery 10 which needs to be charged in the casing 34 from the first accommodation position 36a and the second accommodation position 36b in the same manner as described above. Also in this case, the lower stage rotary table 54a and the upper stage rotary table 54b rotate 90 ° in the clockwise direction (rightward direction) in the same manner as described above. Therefore, the lower stage side rotary table 54a and the upper stage side rotary table 54b are rotated by 180 ° from the initial position.
- the third user houses the battery 10 which needs to be charged in the casing 34 from the first accommodation position 36a and the second accommodation position 36b in the same manner as described above.
- the lower stage side rotary table 54a and the upper stage side rotary table 54b rotate 270 ° counterclockwise (in the left direction). Therefore, the index rotation from the initial position of the lower stage rotary table 54 a and the upper stage rotary table 54 b is ⁇ 90 °.
- the fourth user accommodates the battery 10 which needs to be charged in the casing 34 from the first accommodation position 36 a and the second accommodation position 36 b as described above.
- the lower stage side rotary table 54a and the upper stage side rotary table 54b rotate 90 ° in the clockwise direction (right direction). Therefore, the index rotation from the initial position of the lower stage rotary table 54a and the upper stage rotary table 54b is 0 °.
- the above index rotation is repeated.
- the lower stage rotary table 54a and the upper stage rotary table 54b are not rotated only in either the clockwise direction or the counterclockwise direction, but index in one direction up to a predetermined index angle After rotation, it is reversely rotated to a predetermined index angle in one remaining direction. Therefore, the power transmission cable 800 (see FIGS. 6, 7 and 19) is only twisted and untwisted within a predetermined rotation angle. That is, the twisting in the same direction is not continued, and thus damage to the power transmission cable 800 is effectively avoided.
- the power transmission cable 800 is passed through the rectangular prism hollow portion 802 formed by combining the back plates 102 from a position higher than the upper end of the battery 10 placed on the charging stand 100, and the device side It is electrically connected to charging connector 112. Therefore, the length from the base point of the twist of the power transmission cable 800 to the device-side charge connector 112 can be increased. In this case, the degree of twisting of the power transmission cable 800 can be reduced as compared to the case where the length from the base point of the twist to the device-side charge connector 112 is short. This also effectively avoids damage to the power transmission cable 800.
- the lower stage side rotary table 54a and the upper stage side rotary table 54b are index-rotated as described above, the user can easily take out the fully charged battery 10.
- the receiver continues to receive the signal emitted by the transmitter.
- the shutter main body 700 may be maintained in the open state after the first user inserts the battery 10 which needs to be charged. This allows the second user to replace the battery 10 that needs to be charged quickly with a fully charged battery 10.
- the plurality of batteries 10 are stored while being charged to the magazine type lower side rotary table 54a and the upper stage side rotary table 54b (charging base 100). Therefore, it is possible to cope with a request for replacement of the battery 10 requiring charging by a plurality of users.
- the number of unit magazines may be increased and stacked.
- the magazine type charging device may be configured with only one unit magazine.
- the lower stage side rotary table 54a may be rotated by a plurality of gears (gear groups).
- a gear is provided on each of the rotation shaft of the motor and the lower rotation table 54a, and the gear mounted on the rotation shaft of the motor directly or indirectly by one or more other gears. It suffices to rotate and energize the gear provided in. The same applies to the upper stage rotary table 54b.
- the open / close shutter may also be constituted by a plurality of gears as described above, and the first open / close shutter 38a and the second open / close shutter 38b may be opened and closed under the action of the gears.
- control device 60 that constitutes the removal detection means of the battery 10 has the shutter 38a if the detection state of the user is maintained even after the charged battery 10 has been removed from the charging stand 100, 38b may be held open.
- Second 3 Cam follower 612 ... Interlock switch 613 ... Disc shaped body 614 ... Ring body 616 ... Timing belt 620 ... Latch groove 622 ... Bearing 624 ... Alling receiver 700 ... shutter main body 702 ... shutter opening / closing motor 704 ... first part 706 ... second part 708 ... third part 710 ... driving force transmission part 716 ... fourth part 718 ... fifth part 720 ... sixth part 722 ... Large pulley 724 ... Small pulley 726 ... Opening and closing belt 728 ... Torque limiter 800 ... Power transmission cable 802 ... Hollow part 804 ... Focusing band EB ... Electric two-wheeled vehicle
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Abstract
充電台(100)は、コネクタ孔(110)が形成された充電用トレイ(104)を有する。該充電用トレイ(104)は、スライド機構(300)によって前後方向にスライドすることが可能である。コネクタ孔(110)の位置と装置側充電コネクタ(112)との位置は、充電用トレイ(104)が前方にスライドしたときには対応せず、後方にスライドしたときに対応する。
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、特表2016-534518号公報には、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(特表2016-534518号公報においては「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、特表2014-527689号公報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、特開2000-182145号公報には、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。
電動二輪車等の駆動源として用いられるバッテリ等は、大容量を確保するべく大型であり、略直方体形状をなすことが多い。このような形状の大型バッテリを充電装置に収容するときには、縦長の起立姿勢とすることが好ましい。起立姿勢とすることで、バッテリを重力によって充電装置内に収容することが容易となるからである。
この場合、バッテリ側充電コネクタはバッテリの底面に設けられる。従って、バッテリを充電装置内に収容するとき、ユーザがバッテリ側充電コネクタを視認することはできない。このため、ユーザがバッテリを誤った方向(姿勢)で充電装置内に収容すると、バッテリ側充電コネクタと装置側充電コネクタの位置が対応していないため、充電がなされない。しかも、この場合、雄型である装置側充電コネクタが損傷する懸念がある。
本発明の主たる目的は、ユーザが充電を必要とするバッテリを誤った姿勢で挿入しても装置側充電コネクタが損傷することを回避することが可能なマガジン式充電装置を提供することにある。
本発明の一実施形態によれば、充電と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、
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充電台と、
充電台に設けられ、バッテリのバッテリ側コネクタに係合される装置側充電コネクタと、
を備え、
充電台は、装置側充電コネクタが通されるコネクタ孔が形成された充電用トレイと、
充電用トレイを前後方向に変位させるスライド機構と、
を有するマガジン式充電装置が提供される。
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充電台と、
充電台に設けられ、バッテリのバッテリ側コネクタに係合される装置側充電コネクタと、
を備え、
充電台は、装置側充電コネクタが通されるコネクタ孔が形成された充電用トレイと、
充電用トレイを前後方向に変位させるスライド機構と、
を有するマガジン式充電装置が提供される。
このように、本発明においては、充電用トレイが前後方向にスライドすることが可能である。従って、バッテリが充電用トレイに載置される前には、充電用トレイに形成されたコネクタ孔の位置が、装置側充電コネクタの位置に対応しないようにしておけばよい。このようにすることにより、ユーザが充電を必要とするバッテリを誤った姿勢で充電台に載置した場合であっても、該バッテリの底面が装置側充電コネクタに当接することがない。このため、装置側充電コネクタが損傷することを回避することができる。
ユーザが充電を必要とするバッテリを充電するときには、バッテリを充電用トレイに載置した後に充電用トレイを装置側充電コネクタ方向にスライドさせ、コネクタ孔の位置と装置側充電コネクタの位置を対応させればよい。これにより、バッテリを充電可能な状態とすることができる。
スライド機構は、充電用トレイの底面に下方から接触する可倒式ローラを含めるようにして構成することが好ましい。可倒式ローラにより充電用トレイのスライドが支援されるので、充電用トレイをスライドさせることが容易となるからである。しかも、ユーザが誤ってバッテリを充電用トレイに落下させたような場合であっても、可倒式ローラが倒れるのでローラに作用する衝撃が緩和される。これにより、ローラが保護される。
充電台は、バッテリの一側面に沿って延在する背板を有し、背板に、判定用突起が設けられ、バッテリは、該バッテリの上面よりも高い位置に判定用突起の進入口を備えていることが好ましい。
このように構成した場合、バッテリに形成された進入口に判定用突起を進入させた後に装置側充電コネクタを上昇させることが可能となる。換言すれば、進入口に判定用突起が進入していない状態では、装置側充電コネクタは下降した位置を保つ。すなわち、バッテリを、進入口が形成された側の端面が判定用突起に臨む姿勢として充電用トレイに載置した場合にのみ、昇降機構の作用下に装置側充電コネクタが上昇してバッテリ側コネクタに係合させる。そして、この係合によってバッテリに充電がなされる。
要するに、ユーザが充電を必要とするバッテリを誤った姿勢で充電用トレイに載置したときには、例えば、閉塞部が判定用突起に当接して充電用トレイをそれ以上背板側にスライドさせることができなくなる。この状況下では、装置側充電コネクタが上昇することがない。このため、装置側充電コネクタがバッテリの底面に当接して損傷することを回避することができる。
しかも、正規姿勢のバッテリの進入口に判定用突起が進入した後に装置側充電コネクタが上昇すると、バッテリが下方から押圧される。このために判定用突起に挿入荷重反力が作用するので、バッテリが堅牢に固定される。すなわち、バッテリにガタツキが起こることが抑制される。このため、装置側充電コネクタとバッテリ側コネクタの係合が解除される懸念が払拭される。
また、充電用トレイがスライドしてコネクタ孔の位置が装置側充電コネクタの位置と対応したときに、充電用トレイを位置決め固定するロック機構を設けることが好ましい。
ロック機構は、装置側充電コネクタが上昇してコネクタ孔に通されたときに充電用トレイを位置決め固定(ロック)する。このため、バッテリに対する充電の最中に充電用トレイが移動することが防止される。また、装置側充電コネクタが上昇してバッテリ側コネクタに係合した状態が維持される。すなわち、充電中に装置側充電コネクタとバッテリ側コネクタの係合が解除されることが回避される。
本発明によれば、マガジン式充電装置の充電台に設けられてバッテリが載置される充電用トレイを、前後方向にスライドすることが可能な構成としている。従って、バッテリが充電用トレイに載置される前には、充電用トレイを、該充電用トレイに形成されたコネクタ孔が、装置側充電コネクタの位置に対応しない位置とすることができる。従って、ユーザがバッテリを誤った姿勢で充電台に載置した場合であっても、該バッテリの底面が装置側充電コネクタに当接することがないので、装置側充電コネクタが損傷することを回避することができる。
ユーザが充電を必要とするバッテリに充電するときには、バッテリを充電用トレイに載置した後に充電用トレイを装置側充電コネクタ方向にスライドさせ、コネクタ孔の位置と装置側充電コネクタの位置を対応させることにより、バッテリを容易に充電可能な状態とすることができる。
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。すなわち、アーチ部12は、進入口20を形成するための進入口形成部でもある。前記進入口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、バッテリ側コネクタとしてのバッテリ側充放電コネクタ22が設けられる。このバッテリ側充放電コネクタ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、バッテリ側充放電コネクタ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。後述するように、制御装置60は、バッテリ10が充電台100に載置されたことを検知する載置検知手段や、バッテリ10が充電台100から取り出されたことを検知する取出検知手段を構成する。
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駆動装置を構成する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駆動装置を構成する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が、下段側駆動用モータ56aの回転軸に外嵌されたプーリ630に架け渡されることで、回転力伝達系が構成されている。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、バッテリ側充放電コネクタ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放電コネクタ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。
バッテリ側充放電コネクタ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又はバッテリ側充放電コネクタ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放電コネクタ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の取出検知手段を構成する制御装置60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…バッテリ側充放電コネクタ 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
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…バッテリ側充放電コネクタ 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 (4)
- 充電を必要とするバッテリ(10)が収容位置(36a、36b)で収容されるとともに充電済のバッテリ(10)を前記収容位置(36a、36b)に移送して該収容位置(36a、36b)から取り出し可能とするマガジン式充電装置(30)であって、
回転テーブル(54a、54b)と、
前記回転テーブル(54a、54b)を回転させる駆動装置(56a、56b)と、
前記回転テーブル(54a、54b)上に設けられてバッテリ(10)が載置される充電台(100)と、
前記充電台(100)に設けられ、前記バッテリ(10)のバッテリ側コネクタ(22)に係合される装置側充電コネクタ(112)と、
を備え、
前記充電台(100)は、前記装置側充電コネクタ(112)が通されるコネクタ孔(110)が形成された充電用トレイ(104)と、
前記充電用トレイ(104)を前後方向に変位させるスライド機構(300)と、
を有することを特徴とするマガジン式充電装置(30)。 - 請求項1記載のマガジン式充電装置(30)において、前記スライド機構(300)は、前記充電用トレイ(104)の底面に下方から接触する可倒式ローラ(302)を有することを特徴とするマガジン式充電装置(30)。
- 請求項1又は2記載のマガジン式充電装置(30)において、
前記充電台(100)は、前記バッテリ(10)の一側面に沿って延在する背板(102)を有し、
前記背板(102)に、判定用突起(108)が設けられ、前記バッテリ(10)は該バッテリ(10)の上面よりも高い位置に前記判定用突起(108)の進入口(20)を備えていることを特徴とするマガジン式充電装置(30)。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載のマガジン式充電装置(30)において、前記充電用トレイ(104)がスライドして前記コネクタ孔(110)の位置が前記装置側充電コネクタ(112)の位置と対応したときに前記充電用トレイ(104)を位置決め固定するロック機構(400)を有することを特徴とするマガジン式充電装置(30)。
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JP2018-086339 | 2018-04-27 | ||
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---|---|
WO2019065157A1 true WO2019065157A1 (ja) | 2019-04-04 |
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ID=65901304
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WO (1) | WO2019065157A1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2000182145A (ja) * | 1998-12-18 | 2000-06-30 | Honda Motor Co Ltd | バッテリ供給装置 |
WO2017109800A1 (en) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | Datalogic Ip Tech S.R.L. | Automatic dispenser of portable terminals |
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2018
- 2018-09-07 WO PCT/JP2018/033172 patent/WO2019065157A1/ja active Application Filing
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