電気自動車用充電装置

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【発明の名称】	電気自動車用充電装置
【発明者】	【氏名】渡▲邉▼ 邦彦【氏名】義村昌伸【氏名】林清孝【氏名】山本章善
【要約】	【課題】マニピュレータのアームに沿う電気コードを保護する。【解決手段】旋回可能な第１アーム４に第２アーム５を回転可能に接続してマニピュレータ１０を構成し、その先端に給電カプラー２を取り付け、この給電カプラー２に至る電気コード６０、６１を第１、第２アーム４、５に沿わせ、その経路の回転部でコード６０、６１を各アーム４、５の回転軸周りに複数回巻回する。アーム４、５の回転に伴い、コード６０、６１の巻回径が拡縮して、その捩じれを吸収する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】所定位置の電気自動車Ａの充電カプラー６に、マニピュレータ１０により給電カプラー２を所定位置から移動させて接続する電気自動車用充電装置であって、上記マニピュレータ１０は、ベース１１に昇降体１２を昇降可能に設け、この昇降体１２に水平な第１アーム４をその一端でもって回転可能に設け、この第１アーム４の先端に水平な第２アーム５をその一端でもって回転可能に設けて、前記昇降体１２の昇降及び第１、第２アーム４、５の回転を自動制御し得るものであり、上記第２アーム５の先端に上記給電カプラー２を取付け、この給電カプラー２に至る電気コード６０、６１を第１、第２アーム４、５に沿わせ、その経路の回転部で前記電気コード６０、６１を各アーム４、５の回転軸周りに複数回巻回したことを特徴とする電気自動車用充電装置。
【請求項２】前記電気コード６０、６１の巻回部を予め加熱成形したことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用充電装置。
【請求項３】前記電気コード６０、６１の巻回部において、隣り合う電気コード６０、６１間に、電気コード６０、６１と同一軸心でらせん状の滑板６２を介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気自動車用充電装置。
【請求項４】前記電気コード６０、６１の巻回部を、電気コード６０、６１と同一軸心で内面が低摩擦の円筒状部材６３で取り囲んだ請求項１、２又は３に記載の電気自動車用充電装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気自動車のバッテリ（動力用蓄電池）を充電するための電気自動車用充電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】この種の電気自動車用充電装置は、一般に、所定位置（充電位置）に導かれた電気自動車の充電カプラーに、充電装置からの給電カプラーを接続する型式である。その接続時、電気自動車が所定位置に正確に停止することは非常に困難であり、充電カプラーが充電位置から前後左右にズレたり、また、搭載重量、タイヤの空気圧等によって上下にズレる。
【０００３】このため、そのズレに応じて、給電カプラーの動きを補正する必要があり、その補正をなし得る充電装置として、特開平５－２０７６０２号公報、特開平６－１４４０８号公報等に開示がなされている。それらの充電装置の一般的な構成は、給電カプラーを有する可動部材をＸ－Ｙ移動テーブルに備えたものである。
【０００４】しかしながら、Ｘ－Ｙ移動テーブル式は、その移動範囲と同じ大きさのテーブルが必要である。また、そのテーブルを上下動させて上下のズレを補正するには、大きな動力を必要とする。これらから、テーブル式は大型化及び重量化する問題があり、また、大型化等は精度の劣化を招き、コストアップにもなる。
【０００５】このような問題に対処した充電装置として、２本のアームを回転自在に接続したマニピュレータの先端に給電カプラーを取り付け、各アームを適宜回転させ、給電カプラーを電気自動車に接続して充電するものが考えられる。この充電装置において、給電カプラーには、別途設けた給電器から電気コードを介して給電する。
【０００６】ところで、上記電気コードをアームから離して単独に配線すると、いたずら等で電気コードが切断されたりする恐れがあるほか、美観上も問題があるため、電気コードはアームに沿わせ、カバーで覆うのが好ましい。
【０００７】しかしながら、この場合、アームの回転部において、その両側に電気コードを単に渡すと、アームの回転に伴い、電気コードが捩じられることとなり、障害発生の原因となる。
【０００８】この発明は、以上の点に留意し、マニピュレータ式の充電装置において、給電カプラーに至る電気コードを保護し、かつデザイン的にも優れたものとすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、この発明は、第１アームと第２アームとを回転可能に接続してマニピュレータを構成し、その先端に給電カプラーを取り付け、この給電カプラーに至る電気コードを第１、第２アームに沿わせ、その経路の回転部で前記電気コードを各アームの回転軸周りに複数回巻回したのである。
【００１０】このようにすれば、アームの回転に伴い、電気コードの巻回径が拡縮して、その捩じれを吸収する。
【００１１】なお、前記電気コードの巻回部を予め加熱成形しておくと、巻回部全体が均一に拡縮径し、またこの巻回部において、隣り合う電気コード間に、電気コードと同一軸心でらせん状の滑板を介在させると、その拡縮がさらに円滑になる。
【００１２】また、前記電気コードの巻回部を、電気コードと同一軸心で内面が低摩擦の円筒状部材で取り囲むと、電気コードが部分的に拡径した場合にも、その部分が押さえ込まれて巻回部全体の拡径に遷移し、電気コードがその巻回部外周を覆うカバーに接触して傷付くのが防止される。
【００１３】
【実施形態】この実施形態は、図１に示すように、充電ポートＰの所定位置に、電気自動車Ａが手動又は自動的に移動して停止し、その動力用バッテリに、充電装置Ｂで充電するものである。充電装置Ｂは、制御器付給電器１と給電カプラー２を有するマニピュレータ１０とから成る。マニピュレータ１０は、ベースに昇降体を昇降可能に設け、この昇降体に水平な第１アーム４をその一端でもって回転可能に設け、この第１アーム４の先端に水平な第２アーム５をその一端でもって回転可能に設けてその第２アーム５の先端に前記給電カプラー２を設けて、昇降体の昇降及び第１、第２アーム４、５を回転させて、給電カプラー２を充電カプラー６に接続して充電する。
【００１４】上記ベースは、図２乃至図７に示すように、平面視コ字状のベースフレーム１１からなって、地盤Ｇ上に立設され、このベースフレーム１１に上記昇降体１２をガイド１３を介して昇降自在に設けている。ガイド１３は、ベースフレーム１１の背板１１ａにビス止めの受けガイド１３ａとブロック１２に固定の摺動ガイド１３ｂとから成り（図３、４、８参照）、両ガイド１３ａ、１３ｂが嵌合摺動して昇降体１２を揺らすことなく昇降させる。
【００１５】ベースフレーム１１の背面には昇降用サーボモータ１４が設けられ、このモータ１４の回転軸にカップリング１５を介して上下方向のねじ軸１７が連結されている。このねじ軸１７は、軸受１６でベースフレーム１１の背板１１ａに支持されて、昇降体１２に固着のボール軸受１８とねじ合っており、モータ１４によりねじ軸１７が回転すると、ボール軸受１８を介して昇降体１２が昇降する（図３、４、５参照）。
【００１６】ブロック１２は、円筒状回転軸１９が上方に延びており、この回転軸１９にタイミングプーリ２０が固着されている。また、ブロック１２には上記第１アーム回転用サーボモータ２１が固定され、このモータ２１の回転軸にタイミングプーリ２２が取付けられている。このプーリ２２と前記プーリ２０の間にタイミングベルト２３が掛け渡されている。前記回転軸１９はハーモニック減速機２４を介して第１アーム４に固定のブロック２５に連結されており、モータ２１により回転軸１９が回ると、ハーモニック減速機２４により減速されてブロック２５すなわち第１アーム４が水平面上を回転する。
【００１７】上記回転軸１９の内側にはブロック１２に固定の筒体２６が貫通し、この筒体２６の第１アーム４内先端にタイミングプーリ２７が固着されている。筒体２６内は駆動軸２８が貫通しており、この軸２８の下端は、ブロック１２に固定の第２アーム回転用サーボモータ２９の回転軸にカップリング３０を介して連結されている。
【００１８】第１アーム４の先端に筒状の回転軸３１がハーモニック減速機３２を介して支持され、その回転軸３１に回転杆３３が貫通して両アーム４、５の軸受３４に回転自在に支持されている。前記回転軸３１にはタイミングプーリ３５が固着され、このプーリ３５と上記駆動軸２８のタイミングプーリ３６にタイミングベルト３７が掛け渡されており、上記モータ２９により、駆動軸２８、プーリ３６、タイミングベルト３７、プーリ３５を介して回転軸３１が回る。この回転軸３１の回転は、ハーモニック減速機３２を介して第２アーム５に減速して伝達され、第２アーム５が回転軸３１（回転杆３３）を軸として水平面上を回転する。
【００１９】上記筒体２６に固着のプーリ２７と回転杆３３下端に固着のタイミングプーリ３８との間にタイミングベルト３９、回転杆３３上端のタイミングプーリ４０と第２アーム５先端の回転軸４１に固着のタイミングプーリ４２との間にタイミングベルト４３がそれぞれ掛け渡されており、プーリ２７と３８、プーリ４０と４２はそれぞれ同一の大きさに設定されている（図９参照）。このため、第１アーム４が回ると、プーリ２７は不動のため、プーリ３８がその回転角度回り、回転杆３３、プーリ４０、ベルト４３、プーリ４２を介して回転軸４１が第１アーム４に対しその回転角度分だけ反対方向に回る。また、第２アーム５が第１アーム４に対し回ると、同様にして回転軸４１が第２アーム５に対しその回転角度分だけ反対方向に回る。すなわち、給電カプラー２を取付けた回転軸４１は絶対空間的には回転しない。このため、給電カプラー２は、第１、第２アーム４、５の回転に関係なく、同一方向を常に向いている。タイミングベルト３９、４３は中間のターンバックルのボルト３９ａ、４３ａを回すことにより張り調整を行い得る。
【００２０】上記ベースフレーム１１の前後には、カウンタウェイト５０がリニアガイド５１を介してそのベースフレーム１１の側板１１ｂに昇降自在に設けられ、このウェイト５０は、滑車５３を介して紐５２により昇降体１２に連結されている（図２、３、８参照）。両カウンタウェイト５０、５０の重量は、昇降１２とともに昇降する第１、第２アーム４、５などの重量とほぼ同じにしてあり、これにより昇降用モータ１４は小容量で昇降体１２等を円滑に昇降させることができる。図中、５５はカバーである。
【００２１】また、マニピュレータ１０の電気コード６０、６１はそれぞれ電力供給用及び信号送信用のものであり、これらはベースフレーム１１底面からそのフレーム１１内に立ち上がり、第１アーム４、第２アーム５を経て給電カプラー２に至っている。その経路の回転部において、コード６０、６１は各アーム４、５の回転軸周りに複数巻回されるように加熱成形されており、アーム４、５の回転に伴い、その巻回径が拡縮して、その捩れを吸収する。
【００２２】特に、第１アーム４と第２アーム５の連結部（回転部）には、図１２に示すように、各コード６０、６１間に、これらと同一軸心でらせん状の滑板６２が介在されて、その１点鎖線と２点鎖線状態の拡縮を円滑にしている。滑板６２は、例えば４弗化エチレン〔テフロン（商品名）〕加工により滑面とするとよく、他の巻回部にも採用し得る。
【００２３】また、図５、図１２に示すように、アーム４、５の連結部におけるコード６０、６１の巻回部は、これらと同一軸心でテフロン加工された円筒状部材６３で取り囲まれている。この円筒状部材６３により、コード６０、６１が部分的に拡径した場合にも、その部分が押さえ込まれて巻回部全体の拡径に遷移し、コード６０、６１と共にアーム４、５を覆うカバー６４にコード６０、６１の巻回部が接触して傷付くのが防止される。
【００２４】このように、コード６０、６１を巻回し、滑板６２及び円筒状部材６３を設けたことにより、コード６０、６１の断線等の障害の発生が防止され、寿命が向上し、装置の信頼性が向上する。さらに、カバー６４も狭幅化でき、デザイン性が向上する。
【００２５】この実施形態は以上の構成であり、いま、図１に示すように、充電ポートＰの所定の位置に電気自動車Ａが停止すると、図示しない各センサにより、その停止を検出するとともに、図１の第１、第２アーム４、５が折り重なった基準位置（待機位置）の給電カプラー２に対する車体上の充電カプラー６の位置を検知し、その検出値に基づき、制御器により各モータ１４、２１、２９が駆動されて、第１、第２アーム４、５が待機位置から所要量回転し、給電カプラー２を自動車の充電カプラー６に接続して充電する。充電が終了すれば、各モータ１４、２１、２９を前述とは逆方向に駆動して、第１、第２アーム４、５を待機位置に戻す。
【００２６】因みに、第２アーム５の給電カプラー２の取付軸（回転軸４１）の移動範囲は、図１３の２点鎖線で囲まれた部分Ｓであり、このことから、このマニピュレータ１０によれば、小型で、対応範囲の広いものとし得ることが窺える。現実的には、３点鎖線で示す範囲に充電カプラー６の嵌合面が位置すれば、円滑なカプラー２、６の接続を行い得た。
【００２７】
【発明の効果】この発明は、以上のように、マニピュレータのアームに沿う電気コードを、その経路の回転部で各アームの回転軸周りに複数回巻回したので、アームの回転に伴い、電気コードの巻回径が拡縮して、その捩じれが吸収され、電気コードの断線等の障害の発生が防止され、寿命が向上し、装置の信頼性が向上する。さらに、アームを狭幅のカバーで覆うことにより、デザイン的にも優れたものとなし得る。

【出願人】	【識別番号】３９５０１１６６５【氏名又は名称】株式会社ハーネス総合技術研究所【識別番号】０００００２１３０【氏名又は名称】住友電気工業株式会社【識別番号】０００１８３４０６【氏名又は名称】住友電装株式会社【識別番号】０００００５３２６【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
【出願日】	平成１０年９月９日（１９９８．９．９）
【代理人】	【識別番号】１０００７４２０６【弁理士】【氏名又は名称】鎌田文二（外２名）
【公開番号】	特開２０００－９２６２１（Ｐ２０００－９２６２１Ａ）
【公開日】	平成１２年３月３１日（２０００．３．３１）
【出願番号】	特願平１０－２５５６９３