特開 2024-140063 充電コネクタ挿抜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140063

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】充電コネクタ挿抜装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20241003BHJP

   B60L 53/16 20190101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 301B

H02J7/00 P

B60L53/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051050

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石川 智己

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503FA03

5G503FA06

5H125AA01

5H125AC24

5H125BE02

5H125DD03

5H125DD04

5H125FF12

(57)【要約】

【課題】電動車両の充電インレットに充電コネクタを挿抜する充電コネクタ挿抜装置の低コスト化およびコンパクト化を図る。
【解決手段】本開示の充電コネクタ挿抜装置は、電動車両の充電インレットに充電コネクタを挿入すると共に、充電インレットから充電コネクタを抜去する挿抜機構を有するものであって、挿抜機構による充電コネクタの挿入および抜去をアシストとするアシスト機構を含む。これにより、充電コネクタ挿抜装置の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能になる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車両の充電インレットに充電コネクタを挿入すると共に前記充電インレットから前記充電コネクタを抜去する挿抜機構を有する充電コネクタ挿抜装置であって、
前記挿抜機構による前記充電コネクタの挿入および抜去をアシストとするアシスト機構を備える充電コネクタ挿抜装置。

【請求項2】

請求項１に記載の充電コネクタ挿抜装置において、
前記アシスト機構は、前記挿抜機構により前記充電コネクタが前記充電インレットに挿入されるとき、および前記挿抜機構により前記充電コネクタが前記充電インレットから抜去されるときに、前記充電コネクタに作用する摩擦力が低減するように前記挿抜機構により保持された前記充電コネクタに振動を付与する充電コネクタ挿抜装置。

【請求項3】

請求項２に記載の充電コネクタ挿抜装置において、
前記挿抜機構は、前記充電コネクタを保持するコネクタ保持部を含み、
前記アシスト機構は、前記コネクタ保持部に対して移動して前記充電コネクタに挿抜方向における振動を付与する移動部材を含む充電コネクタ挿抜装置。

【請求項4】

請求項１に記載の充電コネクタ挿抜装置において、
前記アシスト機構は、前記挿抜機構により前記充電コネクタが前記充電インレットに挿入されるときに、前記挿抜機構により保持された前記充電コネクタに挿入方向のアシスト力を付与し、前記挿抜機構により前記充電コネクタが前記充電インレットから抜去されるときに、前記挿抜機構により保持された前記充電コネクタに抜去方向のアシスト力を付与する充電コネクタ挿抜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電動車両の充電インレットに充電コネクタを挿入すると共に、充電インレットから充電コネクタを抜去する充電コネクタ挿抜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、少なくとも１本の充電ケーブルを有する充電装置と、充電ケーブルの充電コネクタを把持して、充電スペースに停車した電動車両の充電インレットに当該充電コネクタを挿抜するアーム機構とを含む電動車両の充電システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、近年では、車両の乗員の乗降場所と駐車スパースとの間で車両を自動走行させて自動的な入出庫を実現する自動バレー駐車システムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。かかる自動バレー駐車システムによれば、駐車場内での運転や歩行に要する時間を削減すると共に、駐車場内における安全性を良好に確保することが可能になる。また、自動バレー駐車システムの採用により、乗員の乗降スペースを削減することができるので、車両の駐車間隔を狭めて駐車場におけるスペース効率をより向上させることが可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６４９７４７８公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】時間効率と空間効率に着目した自動バレーシステムの導入効果の分析（第５７回土木計画学研究発表会講演集）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、自動バレー駐車システムを採用した駐車場に特許文献１に記載されたアーム機構が装備されれば、隣り合う車両間の狭隘なスペースで当該アーム機構によって充電コネクタを充電インレットに挿抜して、駐車中の電動車両のバッテリを自動的に充電することができるであろう。ただし、電動車両の充電インレットに充電コネクタを挿抜するにはある程度大きな力が要求され、アーム機構には、充電コネクタを充電インレットに対して挿抜するのに応じて大きなモーメントが作用する。このため、特にアーム機構の基端側のアクチュエータを高出力化することが必要になり、アーム機構のコストアップや大型化を招いてしまう。

【0006】

そこで、本開示は、電動車両の充電インレットに充電コネクタを挿抜する充電コネクタ挿抜装置の低コスト化およびコンパクト化を図ることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の充電コネクタ挿抜装置は、電動車両の充電インレットに充電コネクタを挿入すると共に前記充電インレットから前記充電コネクタを抜去する挿抜機構を有する充電コネクタ挿抜装置であって、前記挿抜機構による前記充電コネクタの挿入および抜去をアシストとするアシスト機構を含むものである。

【0008】

本開示の充電コネクタ挿抜装置は、挿抜機構による充電コネクタの挿入および抜去をアシストとするアシスト機構を含む。これにより、充電インレットに対して充電コネクタを挿抜するときに挿抜機構から充電コネクタに付与されるべき力を低下させ、充電インレットに対する充電コネクタの挿入または抜去に応じて挿抜機構に作用するモーメントを小さくすることができる。この結果、挿抜機構の駆動源に要求される出力を低下させて、充電コネクタ挿抜装置の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の充電コネクタ挿抜装置が適用される駐車設備を示す概略構成図である。

【図2】本開示の充電コネクタ挿抜装置を示す概略構成図である。

【図3】本開示の充電コネクタ挿抜装置のアシスト機構を示す概略構成図である。

【図4】本開示の充電コネクタ挿抜装置に適用可能な他のアシスト機構を示す概略構成図である。

【図5】本開示の充電コネクタ挿抜装置に適用可能な他のアシスト機構を示す概略構成図である。

【図6】本開示の充電コネクタ挿抜装置に適用可能な更に他のアシスト機構を示す概略構成図である。

【図7】図６のアシスト機構の動作を説明するための概略構成図である。

【図8】図６のアシスト機構の動作を説明するための概略構成図である。

【図9】本開示の充電コネクタ挿抜装置に適用可能な他のアシスト機構を示す概略構成図である。

【図10】図９のアシスト機構の動作を説明するためのタイムチャートである。

【図11】本開示の充電コネクタ挿抜装置に適用可能な更に他のアシスト機構を示す概略構成図である。

【図12】本開示の充電コネクタ挿抜装置に適用可能な他のアシスト機構を示す概略構成図である。

【図13】本開示の充電コネクタ挿抜装置に適用可能な更に他のアシスト機構を示す概略構成図である。

【図14】図１３のアシスト機構の動作を説明するための概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

【0011】

図１は、本開示の充電コネクタ挿抜装置１が適用される駐車設備１００を示す概略構成図である。同図に示す駐車設備１００は、自動バレー駐車システムが適用されたものであり、車両の乗員の乗降場所（図示省略）と複数の駐車スパースとの間で車両Ｖを自動走行させて自動的な入出庫を実現する。かかる駐車設備１００において、充電コネクタ挿抜装置１は、駐車設備１００に駐車中の複数の車両Ｖに含まれる電動車両（バッテリ電気自動車あるいはプラグインハイブリッド車両）の図示しないバッテリを自動的に充電するために、隣り合う車両Ｖ間の狭隘なスペースで対象となる車両（電動車両）Ｖの充電インレット（充電口）ＣＩに充電コネクタ２００を挿抜するのに用いられる。充電コネクタ２００は、ケーブルを介して、交流電力を出力するか、あるいは商用電源等の交流電源からの交流電力を直流電力に変換して当該直流電力を出力する充電装置３００に接続される。

【0012】

図１および図２に示すように、充電コネクタ挿抜装置１は、搬送台車（移動体）２と、充電コネクタ２００を保持すると共に搬送台車２により支持される挿抜機構としてのロボットアーム３とを含む。搬送台車２は、駐車設備１００内を自走可能な、いわゆる無人搬送車（ＡＧＶ）または自律走行搬送ロボット（ＡＭＲ）である。ロボットアーム３は、本実施形態において、複数のリンク３１、複数のアクチュエータ（電動アクチュエータ）３２、およびコネクタ保持部（エンドエフェクタ）３３を含む６軸ロボットである。本実施形態において、コネクタ保持部３３は、充電コネクタ２００を着脱自在に把持することができる。ただし、コネクタ保持部３３は、充電コネクタ２００が固定される固定部であってもよい。

【0013】

駐車設備１００内の車両Ｖのバッテリを充電する際には、充電コネクタ挿抜装置１の搬送台車２を対象となる車両（電動車両）Ｖの近傍まで走行させてロボットアーム３を隣り合う車両Ｖ間の狭隘なスペース内に進入させる。これにより、当該ロボットアーム３によって、車両Ｖの充電インレットＣＩに充電コネクタ２００を挿入すると共に、当該充電インレットＣＩから充電コネクタ２００を抜去することができる。なお、充電コネクタ挿抜装置１は、搬送台車２の代わりに、ロボットアーム３を支持すると共に駐車設備１００内に敷設されたレール上を走行する移動体を含むものであってもよい。

【0014】

更に、充電コネクタ挿抜装置１は、図２および図３に示すように、ロボットアーム３による充電コネクタ２００の挿入および抜去をアシストとするアシスト機構５を含む。アシスト機構５は、図３に示すように、筐体５０と、可動子（移動部材）５１と、コイル５２と、２つのスプリング（弾性体）５３とを含む。筐体５０は、両端が閉鎖された筒体であり、充電コネクタ２００の背後に位置するように、コネクタ保持部３３を支持するアクチュエータ３２に固定される。また、筐体５０は、充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜方向（図３における一点鎖線参照）と平行（本実施形態では、挿抜方向と同軸）に延在するように支持ロッド５４を支持する。

【0015】

可動子５１は、中空に形成されており、Ｎ極およびＳ極が交互に現れるように並設された複数の永久磁石５５を有する。可動子５１は、支持ロッド５４の周囲に配置され、当該支持ロッド５４により軸方向に移動自在に支持される。コイル５２は、径方向に間隔をおいて可動子５１を包囲するように筐体５０の内周面に固定され、可動子５１と共にリニアモータを構成する。２つのスプリング５３の一方は、可動子５１の一端と筐体５０の一方の側壁との間に配置され、２つのスプリング５３の他方は、可動子５１の他端と筐体５０の他方の側壁との間に配置される。

【0016】

かかるアシスト機構５を含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両（電動車両）Ｖの充電インレットＣＩに挿入するときには、一例として充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに接触したタイミングで、アシスト機構５のコイル５２に電流が印加されると共に、電流の向きが周期的に切り替えられる。また、充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両（電動車両）Ｖの充電インレットＣＩから抜去するときには、ロボットアーム３の動作開始に応じて、アシスト機構５のコイル５２に電流が印加されると共に、電流の向きが周期的に切り替えられる。そして、コイル５２への電流の印加により、可動子５１が２つのスプリング５３の間で支持ロッド５４に沿って筐体５０に対して往復移動する。

【0017】

筐体５０に対する可動子５１の往復移動に伴い、支持ロッド５４の軸方向、すなわち充電コネクタ２００の挿抜方向における振動が２つのスプリング５３を介して筐体５０に伝達される。そして、筐体５０に伝達された振動は、アクチュエータ３２およびコネクタ保持部３３を介して充電コネクタ２００に伝達され、充電コネクタ２００に作用する摩擦力、より詳細には、充電コネクタ２００の端子と充電インレットＣＩの端子との間で発生する摩擦力や、充電コネクタ２００と充電インレットＣＩに設けられたシール部材との間で発生する摩擦力を、いわゆるディザ効果により低減する。すなわち、アシスト機構５の可動子５１は、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに挿入されるとき、およびロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩから抜去されるときに、筐体５０、コネクタ保持部３３および充電コネクタ２００に対して往復移動し、充電コネクタ２００に作用する摩擦力が低減するようにコネクタ保持部３３により保持された充電コネクタ２００に振動を付与する。

【0018】

これにより、充電インレットＣＩに対して充電コネクタ２００を挿抜するときにロボットアーム３から充電コネクタ２００に付与されるべき力を良好に低下させることが可能になる。従って、充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜に応じてロボットアーム３、特にロボットアーム３の最も基端側に配置されたアクチュエータ３２に作用するモーメントを小さくすることができる。この結果、ロボットアーム３のアクチュエータ３２、特に最も基端側のアクチュエータ３２に要求される出力を低下させることが可能になり、ロボットアーム３を安定に作動させるために搬送台車２の重量を増加させる必要がなくなるので、充電コネクタ挿抜装置１の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能になる。更に、アシスト機構５では、筐体５０と可動子５１の両端との間にスプリング５３が配置されるので、可動子５１の往復移動に応じて筐体５０を共振させることができる。これにより、コイル５２に印加される電流を小さくしても、大きな振動を充電コネクタ２００に付与することが可能になる。

【0019】

図４は、充電コネクタ挿抜装置１に適用可能な他のアシスト機構６を示す概略構成図である。

【0020】

図４および図５に示すように、アシスト機構６も、ロボットアーム３による充電コネクタ２００の挿入および抜去をアシスト可能なものであり、フレーム６０と、モータ６１（図５参照）と、２つの平歯車６３と、２つの偏心部材（移動部材）６５を含む。フレーム６０は、コネクタ保持部３３を支持するアクチュエータ３２に固定される。また、フレーム６０は、モータ６１の回転軸６２が充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜方向（図４におけるＸ軸方向、図中一点鎖線参照）と直交して図中Ｙ軸方向に延在するように当該モータ６１を支持すると共に、回転軸６２を回転自在に支持する。

【0021】

２つの平歯車６３は、互いの同一の諸元を有する。２つの平歯車６３の一方は、フレーム６０から突出するモータ６１の回転軸６２の先端に固定される。また、２つの平歯車６３の他方は、モータ６１の回転軸６２と平行に延在するようにフレーム６０により回転自在に支持される従動軸６４の一端に固定され、２つの平歯車６３の一方に噛合する。また、モータ６１の回転軸６２の軸心と、従動軸６４の軸心とは、図４におけるＺＹ平面と平行な平面に含まれる。

【0022】

２つの偏心部材６５は、互いの同一の平面形状（図４における例では、楕円形）および厚みを有する。２つの偏心部材６５の一方は、モータ６１と一方の平歯車６３との軸方向における間で回転軸６２に偏心した状態で固定される。また、２つの偏心部材６５の他方は、Ｚ軸方向からみて一方の偏心部材６５に重なり合うように従動軸６４に偏心した状態で固定される。アシスト機構６の取付状態（初期状態）において、２つの偏心部材６５は、図４からわかるように、Ｙ軸方向からみて回転軸６２の軸心と従動軸６４の軸心とを結ぶ線分の中心を通るＸＹ平面と平行な平面に関して対称に位置する。

【0023】

かかるアシスト機構６を含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両（電動車両）Ｖの充電インレットＣＩに挿入するときには、一例として充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに接触したタイミングで、アシスト機構６のモータ６１が作動させられる。また、充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両Ｖの充電インレットＣＩから抜去するときには、ロボットアーム３の動作開始に応じて、アシスト機構６のモータ６１が作動させられる。そして、モータ６１が作動されて回転軸６２が回転することで、２つの偏心部材６５が互いに逆方向に回転する。

【0024】

２つの偏心部材６５の回転に伴い、図４におけるＸ軸方向、すなわち充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜方向における振動がフレーム６０に伝達される。また、図４におけるＺ軸方向における振動は、２つの偏心部材６５が互いに逆方向に回転することで相殺される。そして、フレーム６０に伝達された振動は、アクチュエータ３２およびコネクタ保持部３３を介して充電コネクタ２００に伝達され、充電コネクタ２００に作用する摩擦力、より詳細には、充電コネクタ２００の端子と充電インレットＣＩの端子との間で発生する摩擦力や、充電コネクタ２００と充電インレットＣＩに設けられたシール部材との間で発生する摩擦力をディザ効果に低減する。すなわち、アシスト機構６の２つの偏心部材６５は、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに挿入されるとき、およびロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩから抜去されるときに、フレーム６０、コネクタ保持部３３および充電コネクタ２００に対して互いに逆方向に偏心回転し、充電コネクタ２００に作用する摩擦力が低減するようにコネクタ保持部３３により保持された充電コネクタ２００に振動を付与する。

【0025】

これにより、アシスト機構６によっても、充電インレットＣＩに対して充電コネクタ２００を挿抜するときにロボットアーム３から充電コネクタ２００に付与されるべき力を良好に低下させることが可能になる。従って、充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜に応じてロボットアーム３、特にロボットアーム３の最も基端側に配置されたアクチュエータ３２に作用するモーメントを小さくすることができる。この結果、ロボットアーム３のアクチュエータ３２、特に最も基端側のアクチュエータ３２に要求される出力を低下させることが可能になり、ロボットアーム３を安定に作動させるために搬送台車２の重量を増加させる必要がなくなるので、アシスト機構６を含む充電コネクタ挿抜装置１の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能になる。なお、アシスト機構６は、２つの平歯車６３および従動軸６４の代わりに、２つの偏心部材６５の上記他方を上記一方とは逆方向に回転駆動する第２のモータを含むものであってもよい。

【0026】

図６は、充電コネクタ挿抜装置１に適用可能な更に他のアシスト機構５Ｂを示す概略構成図である。なお、アシスト機構５Ｂの構成要素のうち、上述のアシスト機構５と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0027】

図６に示すアシスト機構５Ｂは、筐体５０と、可動子５１と、コイル５２と、支持ロッド５４とを含む。筐体５０は、充電コネクタ２００の背後に位置するように、コネクタ保持部３３を支持するアクチュエータ３２に固定される。可動子５１は、複数の永久磁石５５を有し、支持ロッド５４により軸方向に移動自在に支持される。また、アシスト機構５Ｂは、それぞれ可動子５１の一端または他端と間隔をおいて対向するように筐体５０の一方または他方の側壁に固定された２つの緩衝部材５６を含む。緩衝部材５６は、例えばウレタン等により形成される。

【0028】

かかるアシスト機構５Ｂを含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両（電動車両）Ｖの充電インレットＣＩに挿入するときには、一例として充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに接触したタイミングで、図７に示すように、可動子５１が充電コネクタ２００から離間した緩衝部材５６に衝突することなく、充電コネクタ２００に近接した緩衝部材５６に繰り返し衝突するように、アシスト機構５のコイル５２に電流が印加されると共に、電流の向きが周期的に切り替えられる。また、充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両Ｖの充電インレットＣＩから抜去するときには、ロボットアーム３の動作開始に応じて、図８に示すように、可動子５１が充電コネクタ２００に近接した緩衝部材５６に衝突することなく、充電コネクタ２００から離間した緩衝部材５６に繰り返し衝突するように、アシスト機構５のコイル５２に電流が印加されると共に、電流の向きが周期的に切り替えられる。

【0029】

可動子５１が充電コネクタ２００に近接した緩衝部材５６に衝突すると、慣性により充電コネクタ２００側に移動しようとする可動子５１から、衝撃力、すなわち筐体５０を充電コネクタ２００側に押し込む方向のアシスト力（推進力）が当該筐体５０に付与される。そして、筐体５０に伝達されたアシスト力は、アクチュエータ３２およびコネクタ保持部３３を介して充電コネクタ２００に伝達される。すなわち、アシスト機構５の可動子（移動部材）５１は、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに挿入されるときに、充電コネクタ２００に慣性による挿入方向のアシスト力を周期的に付与する。

【0030】

また、可動子５１が充電コネクタ２００から離間した緩衝部材５６に衝突すると、慣性により充電コネクタ２００から離間する方向に移動しようとする可動子５１から、衝撃力、すなわち筐体５０を充電コネクタ２００から離間させる方向のアシスト力（推進力）が当該筐体５０に付与される。そして、筐体５０に伝達されたアシスト力は、アクチュエータ３２およびコネクタ保持部３３を介して充電コネクタ２００に伝達される。すなわち、アシスト機構５の可動子（移動部材）５１は、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩから抜去されるときに、充電コネクタ２００に慣性による抜去方向のアシスト力を周期的に付与する。

【0031】

これにより、アシスト機構５Ｂによっても、充電インレットＣＩに対して充電コネクタ２００を挿抜するときにロボットアーム３から充電コネクタ２００に付与されるべき力を良好に低下させることが可能になる。従って、充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜に応じてロボットアーム３、特にロボットアーム３の最も基端側に配置されたアクチュエータ３２に作用するモーメントを小さくすることができる。この結果、ロボットアーム３のアクチュエータ３２、特に最も基端側のアクチュエータ３２に要求される出力を低下させることが可能になり、ロボットアーム３を安定に作動させるために搬送台車２の重量を増加させる必要がなくなるので、アシスト機構５Ｂを含む充電コネクタ挿抜装置１の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能になる。

【0032】

図９は、充電コネクタ挿抜装置１に適用可能な他のアシスト機構７を示す概略構成図である。

【0033】

図９に示すアシスト機構７は、第１回転子７１と、第２回転子７２と、第１リンク７３と、第２リンク７４と、第３リンク７５と、スプリング（弾性体）７６とを含む。第１および第２回転子７１，７２は、電気モータ７０を構成するものであり、電磁力により互いに逆方向に回転することができる。第２回転子７２は、環状に形成され、第１回転子７１の周囲に同軸に配置されてフライホイールとして機能する。第１リンク７３の一端は、第１回転子７１の軸心から図９中上側に離間した位置で当該第１回転子７１により回転自在に支持され、第１リンク７３の他端は、第３リンク７５により回転自在に支持される。第１リンク７３は、第１回転子７１に対して図９におけるＹ軸方向に延在する連結軸の周りに回転可能であり、第３リンク７５に対して図９におけるＹ軸方向に延在する連結軸の周りに回転可能である。

【0034】

第２リンク７４の一端は、第１リンク７３の支持部とは異なる、第１回転子７１の軸心から図９中下側に離間した位置で当該第１回転子７１により回転自在に支持され、第２リンク７４の他端は、第３リンク７５により摺動自在に支持される。第２リンク７４も、第１回転子７１に対して図９におけるＹ軸方向に延在する連結軸の周りに回転可能である。第３リンク７５は、第２リンク７４が図９におけるＸ軸方向に摺動自在になるように、コネクタ保持部３３を支持するアクチュエータ３２に固定され、充電コネクタ２００の背後に位置する。スプリング７６は、第２リンク７４の先端と第３リンク７５のとの間に配置される。スプリング７６は、第２リンク７４が外力の作用により図９中左側に移動したときに当該第２リンク７４により引っ張られ、第２リンク７４に作用する外力の低下に応じて当該第２リンク７４を充電コネクタ２００側に引き寄せる。

【0035】

かかるアシスト機構７を含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両（電動車両）Ｖの充電インレットＣＩに挿入するときには、一例として充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに接触したタイミングで、図１０に示すように、第２回転子７２に対して比較的大きい図９における反時計方向の回転トルクが周期的に印加されるように電気モータ７０への電流の供給が開始される。また、電気モータ７０に供給される電流は、図１０に示すように、第２回転子７２の反時計方における角速度が比較的大きい勾配で増加した後、比較的小さい勾配でゼロに戻るように制御される。一方、アシスト機構７を含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両Ｖの充電インレットＣＩから抜去するときには、ロボットアーム３の動作開始に応じて、第２回転子７２に対して比較的大きい図９における時計方向の回転トルクが周期的に印加されるように電気モータ７０への電流の供給が開始される。また、電気モータ７０に供給される電流は、第２回転子７２の時計方向における角速度が比較的大きい勾配で増加した後、比較的小さい勾配でゼロに戻るように制御される。

【0036】

第２回転子７２に比較的大きい反時計方向の回転トルクが印加されると、第１回転子７１には、反作用により図９における時計方向の比較的大きいトルクが印加される。これにより、第１リンク７３が図９における右側に移動し、第３リンク７５を充電コネクタ２００側に押し込む方向のアシスト力（推進力）を当該第３リンク７５に付与する。そして、第３リンク７５に伝達されたアシスト力は、アクチュエータ３２およびコネクタ保持部３３を介して充電コネクタ２００に伝達される。すなわち、アシスト機構７の第１および第２回転子（移動部材）７１，７２は、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに挿入されるときに、充電コネクタ２００に慣性による挿入方向のアシスト力を周期的に付与する。

【0037】

これに対して、第２回転子７２に比較的大きい時計方向の回転トルクが印加されると、第１回転子７１には、反作用により図９における反時計方向の比較的大きいトルクが印加される。これにより、第１リンク７３が図９における左側に移動し、第３リンク７５を充電コネクタ２００側から離間させる方向のアシスト力（推進力）を当該第３リンク７５に付与する。そして、第３リンク７５に伝達されたアシスト力は、アクチュエータ３２およびコネクタ保持部３３を介して充電コネクタ２００に伝達される。すなわち、アシスト機構７の第１および第２回転子７１，７２は、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩから抜去されるときに、充電コネクタ２００に慣性による抜去方向のアシスト力を周期的に付与する。

【0038】

なお、第２リンク７４は、第１リンク７３の図９における右側への移動に応じて、スプリング７６を引っ張りながら図９における左側に移動する。また、第２回転子７２に印加される反時計方向の回転トルクの減少に応じて、第２リンク７４は、スプリング７６によって充電コネクタ２００側に引き寄せられる。更に、第２リンク７４は、第１リンク７３の図９における左側への移動に応じて、スプリング７６を圧縮しながら図９における右側に移動する。また、第２回転子７２に印加される反時計方向の回転トルクの減少に応じて、第２リンク７４は、スプリング７６により充電コネクタ２００側から離間するように押圧される。そして、スプリング７６のはね定数は、第１回転子７１の時計方向への回転が停止した後に第２回転子７２を時計方向に回転させず、かつ第１回転子７１の反時計方向への回転が停止した後に第２回転子７２を反時計方向に回転させないように定められる。

【0039】

これにより、アシスト機構７によっても、充電インレットＣＩに対して充電コネクタ２００を挿抜するときにロボットアーム３から充電コネクタ２００に付与されるべき力を良好に低下させることが可能になる。従って、充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜に応じてロボットアーム３、特にロボットアーム３の最も基端側に配置されたアクチュエータ３２に作用するモーメントを小さくすることができる。この結果、ロボットアーム３のアクチュエータ３２、特に最も基端側のアクチュエータ３２に要求される出力を低下させることが可能になり、ロボットアーム３を安定に作動させるために搬送台車２の重量を増加させる必要がなくなるので、アシスト機構７を含む充電コネクタ挿抜装置１の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能になる。なお、アシスト機構７の第１および第２回転子７１，７２は、揺動モータを構成するものであってもよい。

【0040】

図１１は、充電コネクタ挿抜装置１に適用可能な更に他のアシスト機構８を示す概略構成図である。

【0041】

図１１に示すアシスト機構８は、切換弁８０と、真空ポンプ等の真空発生装置８１と、高圧の圧縮空気を吐出する空気圧縮機８２と、充電コネクタ２００のプラグ部２０１に形成された空気通路２０２とを含む。切換弁８０は、例えば常閉型の３ポート電磁弁であり真空発生装置８１に接続される第１ポート８０ａと、空気圧縮機８２の吐出口に連通する第２ポート８０ｂと、空気通路２０２に連通する第３ポート８０ｃとを含む。切換弁８０は、電磁部の通電時に第１ポート８０ａと第３ポート８０ｃとを連通させる第１状態を形成し、電磁部の非通電時に第２ポート８０ｂと第３ポート８０ｃとを連通させる第２状態を形成する。また、充電コネクタ２００の空気通路２０２は、プラグ部２０１と、当該プラグ部２０１が嵌合される充電インレットＣＩのレセプタクルＲとの隙間に連通する。

【0042】

かかるアシスト機構８を含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両（電動車両）Ｖの充電インレットＣＩに挿入するときには、一例として充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに接触したタイミングで、図示しない制御装置により、上記第１状態を形成するように切換弁８０が制御されると共に真空発生装置８１が作動させられる。これにより、切換弁８０の第１および第３ポート８０ａ，８０ｃ、充電コネクタ２００の空気通路２０２を介して、充電コネクタ２００のプラグ部２０１と充電インレットＣＩのレセプタクルＲとの隙間内の空気が真空発生装置８１により吸引され、当該隙間内の空気の圧力が低下する。この結果、充電コネクタ２００には、周囲の空気の圧力の作用により、プラグ部２０１をレセプタクルＲ側に押し込む方向のアシスト力（推進力）が付与される。すなわち、アシスト機構８は、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに挿入されるときに、充電コネクタ２００に空気による挿入方向のアシスト力を付与する。

【0043】

また、アシスト機構８を含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両Ｖの充電インレットＣＩから抜去するときには、ロボットアーム３の動作開始に応じて、図示しない制御装置により、第２状態を形成するように切換弁８０が制御されると共に空気圧縮機８２が作動させられる。これにより、切換弁８０の第２および第３ポート８０ｂ，８０ｃ、充電コネクタ２００の空気通路２０２を介して、充電コネクタ２００のプラグ部２０１と充電インレットＣＩのレセプタクルＲとの隙間内に高圧の圧縮空気が供給され、当該隙間内の空気の圧力が高まる。この結果、充電コネクタ２００には、隙間内の空気からプラグ部２０１をレセプタクルＲから離間させる方向のアシスト力（推進力）が付与される。すなわち、アシスト機構８は、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩから抜去されるときに、充電コネクタ２００に空気による抜去方向のアシスト力を付与する。

【0044】

これにより、アシスト機構８によっても、充電インレットＣＩに対して充電コネクタ２００を挿抜するときにロボットアーム３から充電コネクタ２００に付与されるべき力を良好に低下させることが可能になる。従って、充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜に応じてロボットアーム３、特にロボットアーム３の最も基端側に配置されたアクチュエータ３２に作用するモーメントを小さくすることができる。この結果、ロボットアーム３のアクチュエータ３２、特に最も基端側のアクチュエータ３２に要求される出力を低下させることが可能になり、ロボットアーム３を安定に作動させるために搬送台車２の重量を増加させる必要がなくなるので、アシスト機構８を含む充電コネクタ挿抜装置１の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能になる。

【0045】

図１２は、充電コネクタ挿抜装置１に適用可能な他のアシスト機構９を示す概略構成図である。

【0046】

図１２に示すアシスト機構９は、複数（図１２の例では、４つ）のプロペラファン９０を含む。各プロペラファン９０は、プロペラ９１と、当該プロペラ９１を正逆方向に回転駆動するモータ９２とを含む。複数のプロペラファン９０は、各プロペラ９１の軸心が充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜方向と平行に延在するように、コネクタ保持部３３を支持するアクチュエータ３２に間隔をおいて取り付けられる。

【0047】

かかるアシスト機構９を含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両（電動車両）Ｖの充電インレットＣＩに挿入するときには、一例として充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに接触したタイミングで、各プロペラ９１が充電コネクタ２００を充電インレットＣＩに押し込む方向のアシスト力（推進力）を発生するように、各プロペラファン９０のモータ９２が作動（正転）させられる。すなわち、アシスト機構９は、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに挿入されるときに、充電コネクタ２００に空気による挿入方向のアシスト力を付与する。

【0048】

また、アシスト機構９を含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両Ｖの充電インレットＣＩから抜去するときには、ロボットアーム３の動作開始に応じて、各プロペラ９１が充電コネクタ２００を充電インレットＣＩから離間させる方向のアシスト力（推進力）を発生するように、各プロペラファン９０のモータ９２が作動（逆転）させられる。すなわち、アシスト機構９は、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩから抜去されるときに、充電コネクタ２００に空気による抜去方向のアシスト力を付与する。

【0049】

これにより、アシスト機構９によっても、充電インレットＣＩに対して充電コネクタ２００を挿抜するときにロボットアーム３から充電コネクタ２００に付与されるべき力を良好に低下させることが可能になる。従って、充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜に応じてロボットアーム３、特にロボットアーム３の最も基端側に配置されたアクチュエータ３２に作用するモーメントを小さくすることができる。この結果、ロボットアーム３のアクチュエータ３２、特に最も基端側のアクチュエータ３２に要求される出力を低下させることが可能になり、ロボットアーム３を安定に作動させるために搬送台車２の重量を増加させる必要がなくなるので、アシスト機構９を含む充電コネクタ挿抜装置１の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能になる。なお、アシスト機構９は、単一のプロペラファン９０を含むものであってもよい。また、アシスト機構９は、プロペラファン９０の代わりに、ダクテッドファンを含むものであってもよい。この場合、充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿入時と抜去時とで、ダクテッドファンを反転させればよい。

【0050】

図１３は、充電コネクタ挿抜装置１に適用可能な他のアシスト機構９Ｂを示す概略構成図である。

【0051】

図１３に示すアシスト機構９Ｂは、ラバールノズル（収縮拡大ノズル）９５と、ノズル反転機構９６と、空気圧縮機９７とを含む。ラバールノズル９５は、開口端と閉鎖端との間に絞り部を有するものである。ラバールノズル９５は、コネクタ保持部３３を支持するアクチュエータ３２により、充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜方向と直交する方向に延在する支軸の周りに回転自在に支持される。ノズル反転機構９６は、当該支軸の周りにラバールノズル９５を回転させ、ラバールノズル９５を開口端が充電コネクタ２００とは反対側を向く状態（図１３参照）と、図１４に示すように開口端が充電コネクタ２００側を向く状態との何れかにすることができる。空気圧縮機９７は、ラバールノズル９５の絞り部よりも閉鎖端側の空間内に高圧の圧縮空気を供給する。

【0052】

かかるアシスト機構９Ｂを含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両（電動車両）Ｖの充電インレットＣＩに挿入するときには、一例として充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに接触したタイミングで、図示しない制御装置により、ラバールノズル９５を開口端が充電コネクタ２００とは反対側を向く状態にするようにノズル反転機構９６が制御されると共に、空気圧縮機９７が作動させられる。これにより、ラバールノズル９５の開口端から空気を超音速で流出させて、当該ラバールノズル９５に充電コネクタ２００を充電インレットＣＩに押し込む方向の大きなアシスト力（推進力）を発生させることができる。すなわち、アシスト機構９Ｂは、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩに挿入されるときに、充電コネクタ２００に空気による挿入方向のアシスト力を付与する。

【0053】

また、アシスト機構９を含む充電コネクタ挿抜装置１により充電コネクタ２００を車両Ｖの充電インレットＣＩから抜去するときには、ロボットアーム３の動作開始に応じて、図示しない制御装置により、ラバールノズル９５を開口端が充電コネクタ２００側を向く状態にするようにノズル反転機構９６が制御されると共に、空気圧縮機９７が作動させられる。これにより、ラバールノズル９５の開口端から空気を超音速で流出させて、当該ラバールノズル９５に充電コネクタ２００を充電インレットＣＩから離間させる方向の大きなアシスト力（推進力）を発生させることができる。すなわち、アシスト機構９Ｂは、ロボットアーム３により充電コネクタ２００が充電インレットＣＩから抜去されるときに、充電コネクタ２００に空気による抜去方向のアシスト力を付与する。

【0054】

これにより、アシスト機構９Ｂによっても、充電インレットＣＩに対して充電コネクタ２００を挿抜するときにロボットアーム３から充電コネクタ２００に付与されるべき力を良好に低下させることが可能になる。従って、充電インレットＣＩに対する充電コネクタ２００の挿抜に応じてロボットアーム３、特にロボットアーム３の最も基端側に配置されたアクチュエータ３２に作用するモーメントを小さくすることができる。この結果、ロボットアーム３のアクチュエータ３２、特に最も基端側のアクチュエータ３２に要求される出力を低下させることが可能になり、ロボットアーム３を安定に作動させるために搬送台車２の重量を増加させる必要がなくなるので、アシスト機構９Ｂを含む充電コネクタ挿抜装置１の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能になる。

【0055】

以上説明したように、本開示の充電コネクタ挿抜装置は、電動車両（Ｖ）の充電インレット（ＣＩ）に充電コネクタ（２００）を挿入すると共に充電インレット（ＣＩ）から充電コネクタ（２００）を抜去する挿抜機構（３）を有する充電コネクタ挿抜装置（１）であって、挿抜機構（３）による充電コネクタ（２００）の挿入および抜去をアシストとするアシスト機構（５，５Ｂ，６，７，８，９，９Ｂ）を含むものである。

【0056】

本開示の充電コネクタ挿抜装置は、挿抜機構による充電コネクタの挿入および抜去をアシストとするアシスト機構を含む。これにより、充電インレットに対して充電コネクタを挿抜するときに挿抜機構から充電コネクタに付与されるべき力を低下させ、充電インレットに対する充電コネクタの挿入または抜去に応じて挿抜機構に作用するモーメントを小さくすることができる。この結果、挿抜機構の駆動源に要求される出力を低下させて、充電コネクタ挿抜装置の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能になる。

【0057】

また、アシスト機構（５，６）は、挿抜機構（３）により充電コネクタ（２００）が充電インレット（ＣＩ）に挿入されるとき、および挿抜機構（３）により充電コネクタ（２００）が充電インレット（ＣＩ）から抜去されるときに、充電コネクタ（２００）に作用する摩擦力が低減するように挿抜機構（３）により保持された充電コネクタ（２００）に振動を付与するものであってもよい。

【0058】

これにより、充電コネクタを充電インレットに対して挿抜するときに挿抜機構から充電コネクタに付与されるべき力を良好に低下させることが可能になる。

【0059】

更に、挿抜機構（３）は、充電コネクタ（２００）を保持するコネクタ保持部（３３）を含むものであってもよく、アシスト機構（５，６）は、コネクタ保持部（３３）に対して移動して充電コネクタ（２００）に挿抜方向における振動を付与する移動部材（５１，６５）を含むものであってもよい。

【0060】

また、アシスト機構（５Ｂ，７，８，９，９Ｂ）は、挿抜機構（３）により充電コネクタ（２００）が充電インレット（ＣＩ）に挿入されるときに、挿抜機構（３）により保持された充電コネクタ（２００）に挿入方向のアシスト力を付与し、挿抜機構（３）により充電コネクタ（２００）が充電インレット（ＣＩ）から抜去されるときに、挿抜機構（３）により保持された充電コネクタ（２００）に抜去方向のアシスト力を付与するものであってもよい。

【0061】

これにより、充電コネクタを充電インレットに対して挿抜するときに挿抜機構から充電コネクタに付与されるべき力を良好に低下させることが可能になる。

【0062】

更に、挿抜機構（３）は、充電コネクタ（２００）を保持するコネクタ保持部（３３）を含むものであってもよく、アシスト機構（５Ｂ，７，８，９，９Ｂ）は、コネクタ保持部（３３）に対して移動する移動部材（５１，７１，７２）の慣性による力または空気による力を付与するものであってもよい。

【0063】

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本開示の発明は、充電コネクタ挿抜装置の製造産業等において利用可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ 充電コネクタ挿抜装置、３ ロボットアーム（挿抜機構）、５，５Ｂ，６，７，８，９，９Ｂ アシスト機構、３３ コネクタ保持部、５１ 可動子（移動部材）、６５ 偏心部材（移動部材）、７１ 第１回転子（移動部材）、７２ 第２回転子（移動部材）、２００ 充電コネクタ、Ｖ 車両。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】