特開 2024-140590 電気接続装置

(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】P2024140590

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】電気接続装置

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/631 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

H01R13/631

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051790

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】新木 輝亮

(72)【発明者】

【氏名】松永 浩司

(72)【発明者】

【氏名】松野 勤

(72)【発明者】

【氏名】長縄 友規

(72)【発明者】

【氏名】吉田 辰馬

【テーマコード（参考）】

5E021

【Ｆターム（参考）】

5E021FA03

5E021FA14

5E021FA16

5E021FC03

5E021FC05

5E021FC31

5E021HA07

5E021HC27

(57)【要約】

【課題】給電側装置と受電側装置との確実な電気接続の実施を図る電気接続装置を提供する。
【解決手段】電気接続装置は、受電側装置に設けられた受電部１１と、受電部１１と電気接続される給電部２１とを備える。給電部２１は、受電部１１に対してＹ軸に沿う方向に接近移動可能におよび離間移動可能に構成されている。電気接続装置は、位置決め機構部と首振り機構部とを備える。位置決め機構部は、Ｘ軸と、Ｙ軸およびＸ軸に対して直交するＺ軸とに関して、給電部２１に対する受電部１１の位置決めを可能にする。首振り機構部は、Ｘ軸とＺ軸との両方に関して、受電部１１を変位可能に揺動する。位置決め機構部は、棒状部と、穴部２４１が形成されて、棒状部を穴部２４１に誘導する誘導面を有するガイド部２４とを含む。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

受電側装置（１）に設けられて、受電端子（１１１）を有して凹状部を形成する受電部（１１）と、
凸状部が前記受電部の前記凹状部に嵌合して電気接続された状態で前記受電側装置に電力を供給する給電側装置（２）に設けられて、前記受電部に対して第１軸（Ｙ）に沿う方向に接近移動可能におよび離間移動可能に構成された給電部（２１）と、
前記第１軸に対して直交する第２軸（Ｘ）と前記第１軸および前記第２軸に対して直交する第３軸（Ｚ）とに関して、前記給電部に対する前記受電部の位置決めを可能にする位置決め機構部（１２，１２１，２４，２４１）と、
前記第２軸と前記第３軸との両方に関して、前記給電部に対して前記受電部を変位可能に揺動する首振り機構部（１４）と、
を備え、
前記位置決め機構部は、棒状部（１２，１２１）と、穴部（２４１）または凹部が形成されて前記棒状部を前記穴部または前記凹部に誘導する誘導面を有するガイド部（２４）とを含む電気接続装置。

【請求項2】

前記位置決め機構部は、前記給電部における前記凸状部の端面（２１ａ）に対して前記受電部における前記凹状部の底面（１１ａ）が傾く姿勢を提供する請求項１に記載の電気接続装置。

【請求項3】

前記位置決め機構部は、
前記棒状部が前記穴部に挿通されてかつ前記給電部の前記凸状部が前記受電部の前記凹状部に入り込んでいない状態において前記棒状部が前記第１軸に沿う姿勢を提供し、
前記棒状部が前記穴部に挿通されてかつ前記給電部の前記凸状部が前記受電部の前記凹状部に入り込んだ状態において前記給電部における前記凸状部の端面に対して前記受電部における前記凹状部の底面が傾く姿勢を提供する請求項２に記載の電気接続装置。

【請求項4】

前記棒状部は、根元側に設けられたシャフト部（１２）と、前記シャフト部よりも外径が大きく前記シャフト部に一体に先端側に設けられた大径部（１２１）とを含み、
前記位置決め機構部は、
前記大径部が前記穴部に挿通されてかつ前記給電部の前記凸状部が前記受電部の前記凹状部に入り込んでいない状態において前記棒状部が前記第１軸に沿う姿勢を提供し、
前記シャフト部が前記穴部に挿通された状態で前記穴部に対して傾き、かつ前記給電部の前記凸状部が前記受電部の前記凹状部に入り込んだ状態において前記給電部における前記凸状部の端面（２１ａ）に対して前記受電部における前記凹状部の底面（１１ａ）が傾く姿勢を提供する請求項３に記載の電気接続装置。

【請求項5】

前記棒状部は、根元側に設けられたシャフト部（１２）と、前記シャフト部よりも外径が大きく前記シャフト部に一体に先端側に設けられた大径部（１２１）とを含み、
前記位置決め機構部は、
前記受電端子が前記給電部の給電端子（２１１）に電気接続された状態において、前記シャフト部が前記穴部に挿通された状態で前記穴部に対して傾き、かつ前記凸状部の端面（２１ａ）に対して前記受電部における前記凹状部の底面（１１ａ）が傾く姿勢を提供する請求項１に記載の電気接続装置。

【請求項6】

前記首振り機構部は、前記受電部に連結された連結部（１４２）と、前記連結部に形成された調整用開口部（１４２ａ）と、前記第１軸に沿って延びかつ前記調整用開口部の内径よりも小さい外径を有して、前記調整用開口部に挿通された軸部（１４１）とを含む請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電気接続装置。

【請求項7】

前記給電部を含む部材を前記第１軸に沿う方向に駆動するアクチュエータ（４）を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電気接続装置。

【請求項8】

前記アクチュエータの駆動力を制御する制御部（３）を備え、
前記制御部は、前記給電部の前記凸状部と前記受電部の前記凹状部とが嵌合する際に前記給電部にかかる荷重が設定値に到達した場合に前記アクチュエータによる駆動力を抑制する請求項７に記載の電気接続装置。

【請求項9】

前記受電端子が前記給電部の給電端子（２１１）に電気接続された状態において、前記凸状部の端面（２１ａ）に対して前記受電部における前記凹状部の底面（１１ａ）が傾く姿勢を提供するために、前記受電側装置を押す接続解除装置（５０）と、
前記受電側装置を押すために前記接続解除装置を駆動するアクチュエータ（５）と、
を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電気接続装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この明細書における開示は、給電側装置と受電側装置とを電気的に接続する電気接続装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、ピン端子を備えたプラグのピン端子の外周位置に、プラグをコンセントに磁着により着脱自在に取付けるためのマグネットを備える技術を提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－４１００９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の装置は、プラグとコンセントのわずかなずれに対しては磁力によって適正に接続できるが、磁力が働かないようなずれに対して適正な接続を実施できない。特許文献１に記載の技術は、給電部と受電部に係るプラグイン接続を確実に実施する点において、改善の余地がある。

【0005】

この明細書における開示の目的は、給電側装置と受電側装置との確実な電気接続の実施を図る電気接続装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

【0007】

開示された電気接続装置の一つは、受電側装置（１）に設けられて、受電端子（１１１）を有して凹状部を形成する受電部（１１）と、
凸状部が受電部の凹状部に嵌合して電気接続された状態で受電側装置に電力を供給する給電側装置（２）に設けられて、受電部に対して第１軸（Ｙ）に沿う方向に接近移動可能におよび離間移動可能に構成された給電部（２１）と、
第１軸に対して直交する第２軸（Ｘ）と第１軸および第２軸に対して直交する第３軸（Ｚ）とに関して、給電部に対する受電部の位置決めを可能にする位置決め機構部（１２，１２１，２４，２４１）と、
第２軸と第３軸との両方に関して、給電部に対して受電部を変位可能に揺動する首振り機構部（１４）と、
を備え、
位置決め機構部は、棒状部（１２，１２１）と、穴部（２４１）または凹部が形成されて棒状部を穴部または凹部に誘導する誘導面を有するガイド部（２４）とを含む。

【0008】

位置決め機構部によれば、受電部と給電部とが第１軸に沿って接近して電気接続する過程で、第２軸と第３軸とに関して給電部に対する受電部の位置決めを実施できる。さらに首振り機構部は、第２軸と第３軸との両方に関して給電部に対して受電部を揺動させる作用により、給電部と受電部の位置関係を変位可能にする。受電部と給電部とが第１軸に沿って接近する際に、棒状部がガイド部の誘導面によって穴部または凹部に誘導されて、給電部に対する受電部の位置決めが適正になされる。これらによれば、給電部と受電部との位置ずれを許容範囲に収めつつ、給電部の凸状部と受電部の凹状部との嵌合面のねじれを吸収する電気接続を実施できる。したがって、この電気接続装置は、給電側装置と受電側装置との確実な電気接続の実施を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態における受電側装置と給電側装置の関係を示す図である。

【図2】受電側装置の位置調節部と給電側装置の位置調節部との関係を示す図である。

【図3】電気接続装置の制御に係るブロック図である。

【図4】給電側装置の位置調節部および給電部を示す斜視図である。

【図5】給電側装置の位置調節部および給電部を示す正面図である。

【図6】受電側装置の位置調節部および受電部を示す斜視図である。

【図7】受電側装置の首振り機構部を示す正面図である。

【図8】受電側装置の首振り機構部を示す断面図である。

【図9】位置決め機構部を示す斜視図である。

【図10】棒状部が穴部に挿入された状態を示す図である。

【図11】位置決め機構部が給電部に対して受電部が傾く姿勢を提供することを示す図である。

【図12】受電端子を抜く際に給電部に対して受電部が傾く姿勢を示す図である。

【図13】受電端子を差し込む際に給電部に対して受電部が傾く姿勢を示す図である。

【図14】第２実施形態の接続解除装置をセットした状態を示す図である。

【図15】接続解除装置を駆動して接続状態を解除することを示す図である。

【図16】接続解除装置の制御係るブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

【0011】

第１実施形態
電気接続装置の一例を開示する第１実施形態について図１～図１３を参照しながら説明する。各図において、互いに直交の関係にある３方向に沿う軸を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と示す。この明細書ではＸ軸とＹ軸とによって規定される平面が水平面に沿っている。Ｚ軸は、鉛直方向に沿っている。この明細書においてＹ軸は第１軸であり、Ｘ軸は第２軸であり、Ｚ軸は第３軸である。

【0012】

明細書に開示する電気接続装置は、給電側装置２から受電側装置１へ電力を供給するために、給電部２１と受電部１１とを接続する構成を有する装置である。この明細書において、給電部２１と受電部１１とを接続する動作は、電気接続動作と称する。受電側装置１は、電力を使用して作動する装置である。受電側装置１は、自ら移動可能な装置である。受電側装置１には、自動搬送車、ロボットなどの自走式装置が含まれる。受電側装置１は、植物を栽培するための装置、例えば栽培棚に適用することができる。栽培棚は、例えば屋内にて水耕栽培によって苗状態から収穫可能な状態にまで成長した植物を収穫する装置として用いられる。

【0013】

栽培棚は、例えば、上下方向に間隔をあけて設置された複数の棚を備えている。各棚には、それぞれ植物を保持する複数の保持具が設けられている。栽培棚は、保持具を搬送可能な複数の搬送路を備えている。一つの搬送路には、搬送路が延びる方向に複数の保持具が移動可能に設けられている。一つの搬送路は、搬送路が延びる方向に保持具とスペーサとを移動可能に備えることができる。

【0014】

受電側装置１は、複数の受電端子１１１を有して凹状部をなす受電部１１を備えている。受電端子１１１は、凹状部の底面１１ａから突出するように設けられている。受電部１１は、底面１１ａの表面に露出する複数の磁石部１１２を備えている。受電側装置１は、図１、図２に示すように、受電部１１の位置を調節可能な位置調節部１０を備えている。位置調節部１０は、少なくともＸ軸とＺ軸とについて受電部１１の位置を調節する機能を有する。

【0015】

給電側装置２は、複数の給電端子２１１を有して凸状部をなす給電部２１を備えている。給電端子２１１は、電源部からの電力が供給可能なように電源部と連結されている。給電部２１は、端面２１ａの表面に露出する複数の磁石部２１２を備えている。給電側装置２は、図１、図２に示すように、給電部２１の位置を調節可能な位置調節部２０を備えている。位置調節部２０は、少なくともＹ軸について給電部２１の位置を調節する機能を有する。給電側装置２において給電部２１および位置調節部２０を備える部分は、所定の構造物に懸架されて設置されている。

【0016】

給電端子２１１は、凸状部の端面２１ａに形成された穴部または凹部に位置して凸状部に埋設されている。受電端子１１１は、受電部１１の凹状部と給電部２１の凸状部とが嵌合した状態において、給電部２１の給電端子２１１に接触して電気接続される端子である。受電端子１１１は、凸状部の端面２１ａに形成された穴部または凹部に差し込まれた状態で凸状部の内部において給電端子２１１と接触する。受電部１１の凹状部と給電部２１の凸状部とが嵌合する状態では、凹状部の底面１１ａと凸状部の端面２１ａとが接触または近接して対面する。受電部１１の凹状部と給電部２１の凸状部とが嵌合する状態において、磁石部１１２と磁石部２１２とが引き合い、嵌合状態を実現することに寄与する。

【0017】

図２に示すように、給電側装置２と受電側装置１は、給電側装置２から受電側装置１へ電力を供給する場合に、Ｙ軸に沿う方向に並ぶように配置される。以下、Ｙ軸に沿う方向は、Ｙ軸方向と同意である。このとき給電部２１と受電部１１は、Ｙ軸に沿う方向に対向している。給電側装置２は、位置調節部２０の要素の一つである被駆動部２３をＹ軸に沿う方向に駆動するアクチュエータ４を備えている。被駆動部２３は、受電部１１と給電部２１について、第１軸に関して変位可能となるように構成されている。アクチュエータ４は、被駆動部２３を受電部１１に対して接近する方向や離間する方向に移動させる駆動力を提供する。被駆動部２３と給電部２１は、一体に設けられている。被駆動部２３は、給電部２１を受電部１１に対して接近する方向や離間する方向に移動させる。

【0018】

図３に示すように、電気接続装置は、アクチュエータ４を制御する制御部３を備えている。制御部３は、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリとＣＰＵとを含むマイクロコンピュータとその周辺回路とを含んで構成されている。制御部３は、メモリに記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続されたアクチュエータ４の作動を制御して、電気接続動作を行う。メモリはコンピュータやプロセッサによって読み取り可能な各種プログラムと各種情報を非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。メモリは揮発性メモリと不揮発性メモリとを有している。また、制御部３は、メモリに記憶された栽培制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された制御対象機器の作動を制御する構成でもよい。

【0019】

制御部３は、判断処理を実行する処理部３１と、アクチュエータ４を制御するための制御信号を出力する出力部３２とを備えている。処理部３１は、メモリなどに記憶されているプログラムとデータとを読み込んで演算処理を実行する。この演算処理は、所定の時刻到来、所定の時間間隔ごとに、または受電側装置１の充電量に基づいて、電気接続動を実施するか否かを決定する処理を含む。

【0020】

さらに演算処理は、給電部２１にかかる荷重に基づいてアクチュエータ４による駆動力を決定する処理を含む。処理部３１は、給電部２１にかかる荷重を検出するセンサ信号を読み出し、プログラムにしたがった演算処理によって、アクチュエータ４による駆動力を決定する。出力部３２は、処理部３１によって決定された駆動力に基づいた駆動信号をアクチュエータ４に出力する。アクチュエータ４は、指示された駆動信号に基づいた駆動力によって被駆動部２３をＹ軸に沿う方向に駆動する。

【0021】

制御部３は、給電部２１にかかる荷重を検知する荷重検知部を備える。処理部３１は、給電部の凸状部と受電部の凹状部とが嵌合する際に給電部にかかる荷重が設定値に到達した場合にアクチュエータ４の駆動力を抑制する決定を実行する。設定値は、メモリやプログラムなどに予め設定された作動荷重の上限値である。処理部３１がアクチュエータ４の駆動力を抑制する決定をした場合に、出力部３２は、抑制された駆動力に基づいた駆動信号をアクチュエータ４に出力する。この場合、制御部３は、被駆動部２３の駆動量が最大ストロークよりも小さい場合であっても、抑制された駆動力となるようにアクチュエータ４を制御する。

【0022】

図４、図５は、給電側装置２における位置調節部２０と給電部２１とを示している。給電側装置２は、給電部２１と、位置調節部２０を支持している固定部２２と、位置調節部２０と、ガイド部２４とを備えている。給電側装置２は、被駆動部２３をＺ軸周りに首振り可能な首振り機構部２５を備える構成でもよい。首振り機構部２５は、被駆動部２３をＺ軸周りに回転する回転軸を有して、被駆動部２３に一体に設けられている給電部２１をＺ軸周りに回動する。首振り機構部２５は、受電部１１と給電部２１について、第３軸周りに揺動可能または回転可能となるように構成されている。

【0023】

位置調節部２０は、被駆動部２３と、アクチュエータ４とを含んでいる。被駆動部２３は、棒状でありボールねじが形成されたリニアスライド部２３１を備えている。被駆動部２３は、Ｘ軸方向に離間する一対のリニアスライド部２３１を備えている。アクチュエータ４は、リニアスライド部２３１を回転させて、被駆動部２３をＹ軸に沿う方向に推進するモータを備えている。

【0024】

一対のガイド部２４は、給電部２１に対してＸ軸方向の両側に設けられている。一対のガイド部２４は、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面上に延びるベクトルに沿うように延びている部分であり、すり鉢形状の誘導面を有している。ガイド部２４には、すり鉢形状の底部に形成された穴部２４１または凹部を備えている。電気接続動作において、ガイド部２４は、位置調節部１０の一要素であるシャフト部１２の先端に設けられた大径部１２１を、穴部２４１または凹部に誘導する機能を有する。受電部１１が給電部２１に接近するにつれて大径部１２１は、ガイド部２４のすり鉢状の誘導面における底部に接する。さらに接近が進行すると、大径部１２１は、ガイド部２４の誘導面の底部に接した状態で滑りながら、穴部２４１または凹部に近づいていく。大径部１２１は、穴部２４１または凹部に嵌り込み、Ｘ軸およびＺ軸についてのおおよその位置が決まる。これにより、給電部２１に対する受電部１１について、Ｘ軸およびＺ軸についてのおおよその位置が決まることになる。

【0025】

図６に示すように、受電側装置１の位置調節部１０は、Ｘ軸とＺ軸との両方に関して、給電部２１に対して受電部１１を変位可能に揺動する首振り機構部１４を備えている。首振り機構部１４は、受電部１１に一体に設けられており、支持部材によって支持されている。支持部材は、一対の柱状部１３と、一対の横方向支持部１３１と、一対の縦方向支持部１３２とを備えている。一対の柱状部１３は、Ｘ軸方向に間隔をあけて設けられて、Ｚ軸方向に延びる形状である。一対の横方向支持部１３１は、Ｘ軸方向に延びる形状であり、Ｚ軸方向に間隔をあけて設けられている。

【0026】

一対の横方向支持部１３１は、Ｚ軸方向について受電部１１の両側に位置して設けられている。一対の横方向支持部１３１のそれぞれは、柱状部１３に支持されている被支持部１３１ａを有している。被支持部１３１ａは、横方向支持部１３１における両端部に設けられている。一対の縦方向支持部１３２は、Ｚ軸方向に延びる形状であり、Ｘ軸方向に間隔をあけて設けられている。一対の縦方向支持部１３２は、Ｘ軸方向について受電部１１の両側に位置して設けられている。縦方向支持部１３２は、両端部のそれぞれが横方向支持部１３１に対してＸ軸方向に摺動可能に、摺動支持部１３３によって支持されている。縦方向支持部１３２と横方向支持部１３１は、受電部１１と給電部２１について、第２軸に関して変位可能となるように構成されている。摺動支持部１３３は、縦方向支持部１３２の両端部のそれぞれにおいて横方向支持部１３１と縦方向支持部１３２とを接続している部分である。

【0027】

首振り機構部１４は、一対の前方支持部１２２を介して一対の縦方向支持部１３２によって、Ｚ軸方向に摺動可能に支持されている。一対の前方支持部１２２は、一対の縦方向支持部１３２と首振り機構部１４とを連結する部材である。一対の前方支持部１２２は、Ｙ軸方向に延びる形状であり、Ｘ軸方向に間隔をあけて設けられている。一対の前方支持部１２２は、Ｘ軸方向について受電部１１の両側に位置して設けられている。一対の前方支持部１２２は、縦方向支持部１３２に対してＺ軸方向に摺動可能に設けられている。前方支持部１２２と縦方向支持部１３２は、受電部１１と給電部２１について、第３軸に関して変位可能となるように構成されている。首振り機構部１４は、前方支持部１２２と受電部１１とを連結する連結部１４２を備えている。連結部１４２は、受電部１１の両側に設けられた一対のシャフト部１２を連結する部材であり、Ｘ軸方向に延びる板状部である。

【0028】

図７、図８に示すように、首振り機構部１４は、連結部１４２に形成された調整用開口部１４２ａを備えている。連結部１４２には、受電部１１の両側に設けられた一対の調整用開口部１４２ａが設けられている。調整用開口部１４２ａには、首振り機構部１４の一要素である軸部１４１が挿通されている。調整用開口部１４２ａの内径は、軸部１４１よりも大きい寸法に形成されている。軸部１４１は、シャフト部１２と同様にＹ軸方向に延びる形状であり、前方支持部１２２に固定されている。この構成により、調整用開口部１４２ａを形成する内周面と軸部１４１の外周面との間に間隙があるため、軸部１４１に対して連結部１４２を傾く姿勢にすることができる。したがって、連結部１４２と受電部１１は、Ｙ軸周りに揺動または首振り可能になり、Ｘ軸およびＺ軸のそれぞれに係る座標位置を変位させることができる。首振り機構部１４は、受電部１１と給電部２１について、第１軸周りに揺動可能または回転可能となるように構成されている。

【0029】

電気接続動作において、受電部１１がＹ軸周りに揺動または首振り可能になる構成について、図７、図８を参照しながら説明する。図８に示すように、首振り機構部１４は、連結部１４２の前後のそれぞれにおいて、軸部１４１が挿通されたウェーブワッシャ１４４および一対の平ワッシャ１４３を備える。給電部２１側に位置するウェーブワッシャ１４４は、前後の平ワッシャ１４３を離間するようにばね力を与える。前方支持部１２２側に位置するウェーブワッシャ１４４は、前後の平ワッシャ１４３を離間するようにばね力を与える。これにより、前後の平ワッシャ１４３が連結部１４２を挟んで押し合うため、連結部１４２についてＹ軸方向の位置が安定するようになる。

【0030】

一方、調整用開口部１４２ａを形成する連結部１４２の内周面と軸部１４１との間の間隙により、軸部１４１に対して連結部１４２および受電部１１が上下に変位可能である。また、この間隙により、軸部１４１に対して連結部１４２および受電部１１が左右に変位可能である。この間隙とウェーブワッシャ１４４のばね力とにより、首振り機構部１４は、受電部１１と給電部２１について、第２軸に関して変位可能となるように構成されている。受電部１１の両側には一対の軸部１４１が設けられているため、連結部１４２はＸ軸方向について一方側が上方に位置し他方側が下方に位置する姿勢になり得る。このＸ軸に対する連結部１４２の傾き度合いは、連結部１４２の内周面の内径と軸部１４１の外径との差に基づいて設定される。さらに図７に示す構成では、一対の前方支持部１２２のそれぞれが独立して上下に変位可能である。

【0031】

この構成によれば、このＸ軸に対する連結部１４２の傾き度合いをさらに大きくすることができる。図７に示す例では、図７の右側の前方支持部１２２が左側の前方支持部１２２よりも上方に位置し、左右の前方支持部１２２の高さの差だけ、連結部１４２が傾く。この傾きにより、右側の軸部１４１が連結部１４２の内周面の上部に接触し左側の軸部１４１が連結部１４２の内周面の下部に接触して受電部１１を大きく傾けることができる。連結部１４２の傾き度合いに応じて受電部１１の首振り範囲を設定できるため、給電部２１に対する受電部１１の位置調節範囲を高めることができる。このため、電気接続動作時に給電部２１に対する受電部１１の位置ずれが生じた場合に、適正な接続を実施する状況を数多く実現できる。

【0032】

電気接続動作において大径部１２１が穴部２４１に嵌り込んだ状態から、さらに受電部１１に対して給電部２１が接近すると、図９に示す状態になる。図９に示す状態は、大径部１２１は穴部２４１を通り抜けて、シャフト部１２が穴部２４１に挿通されている状態である。穴部２４１の内径は、シャフト部１２よりも大きい寸法に形成されている。この構成により、穴部２４１を形成する内周面とシャフト部１２の外周面との間に間隙を形成できる。このため、図１１に示すように、穴部２４１の中心軸に対してシャフト部１２を傾けることができる。

【0033】

電気接続動作におけるこの過程について、図１０～図１１を参照して説明する。電気接続動作において大径部１２１がガイド部２４における穴部２４１に嵌りこむと、穴部２４１と大径部１２１の隙間は小さいため、大径部１２１はＹ軸に沿って進入する。このように、大径部１２１が穴部２４１に挿通されている状態では、受電部１１の底面１１ａと給電部２１の端面２１ａとはほぼ平行な姿勢で対向している。換言すれば、この状態は、受電部１１と給電部２１とは、互いの中心軸がほぼ一致するような姿勢で対向している。

【0034】

さらに受電部１１と給電部２１が接近すると、図１１に示すように、大径部１２１が穴部２４１を通り抜けて、シャフト部１２が穴部２４１に挿通される状態になる。この状態ではシャフト部１２と穴部２４１との間に間隙が形成されているため、シャフト部１２は穴部２４１の中心軸に対して傾くことができる。そして受電端子１１１が、給電端子２１１が埋設されている給電部２１の凹部に深く差し込まれると、受電端子１１１が給電端子２１１に接触する。給電端子２１１はシャッター式の開閉機構を有するため、受電端子１１１が給電端子２１１に対して垂直に接触した場合、端子にかかる荷重が大きくなりスムーズに接続し難い。例えば、図１３に対して、受電部１１の底面１１ａと給電部２１の端面２１ａとが平行になる状態が、受電端子１１１が給電端子２１１に対して垂直に接触する状態である。図１１のようにシャフト部１２が穴部２４１の中心軸に対して傾くことが可能なため、受電部１１の底面１１ａが給電部２１の端面２１ａに対して傾く姿勢にできる。この姿勢により、図１３に示すように受電端子１１１は給電端子２１１に対して斜めに接触可能であるため、垂直に接触する場合に比べて受電端子１１１にかかる荷重を抑制できる。これにより、受電端子１１１が給電端子２１１を斜めに押すことができ受電端子１１１の負荷が小さくなり給電端子２１１が開きやすくなるという効果が得られる。

【0035】

シャフト部１２が穴部２４１の中心軸に対して傾くことは、受電端子１１１を給電端子２１１から抜く動作を行う場合にも、引き抜き荷重を抑制することに寄与する。図１２に示すように受電端子１１１は給電端子２１１に対して斜めになった状態である。図１２に示す状態は、受電端子１１１が給電端子２１１に対して垂直である状態から引く抜く場合に比べて端子にかかる荷重を抑制できる。これにより、受電端子１１１を給電端子２１１に対して斜めに引く抜くことができ受電端子１１１の負荷が小さくなり電気接続状態が解除されやすくなるという効果が得られる。

【0036】

第１実施形態の電気接続装置は、受電側装置１に設けられて、受電端子１１１を有して凹状部を形成する受電部１１と、受電部１１と電気接続される給電部２１とを備える。給電部２１は、凸状部が受電部１１の凹状部に嵌合して電気接続された状態で受電側装置１に電力を供給する給電側装置２に設けられている。給電部２１は、受電部１１に対して第１軸に沿う方向に接近移動可能におよび離間移動可能に構成されている。電気接続装置は、位置決め機構部と首振り機構部とを備える。位置決め機構部は、第１軸に対して直交する第２軸と第１軸および第２軸に対して直交する第３軸とに関して、給電部２１に対する受電部１１の位置決めを可能にする。首振り機構部は、第２軸と第３軸との両方に関して、給電部２１に対して受電部１１を変位可能に揺動する。位置決め機構部は、棒状部と、穴部２４１または凹部が形成されて、棒状部を穴部２４１または凹部に誘導する誘導面を有するガイド部２４とを含む。

【0037】

位置決め機構部は、受電部１１と給電部２１とが第１軸に沿って接近して電気接続する過程で第２軸と第３軸とに関して給電部２１に対する受電部１１の位置決めを実施する。さらに首振り機構部は、第２軸と第３軸との両方に関して給電部２１に対して受電部１１を揺動させる作用によって給電部２１と受電部１１の位置関係を変位できる。受電部１１と給電部２１が第１軸に沿って接近することに伴って、棒状部が誘導面によって穴部２４１または凹部に誘導される。この誘導作用により、給電部２１に対する受電部１１の位置決めが適正になされる。これらによれば、給電部２１と受電部１１との位置ずれを許容範囲に収めつつ、給電部２１の凸状部と受電部１１の凹状部との嵌合面のねじれを吸収することができる。この電気接続装置によれば、数センチ単位の、給電部２１と受電部１１との位置ずれをミリ単位のずれに矯正するために有用である。以上のように、この電気接続装置は、位置決め機構部によって、給電部２１と受電部１１との位置関係が大きくずれないように近づけながら電気接続を実施できる。さらに首振り機構部の揺動作用は、給電部２１の凸状部と受電部１１の凹状部との嵌合状態を微調整でき、適正な嵌合状態を提供する。

【0038】

位置決め機構部は、給電部２１における凸状部の端面２１ａに対して受電部１１における凹状部の底面１１ａが傾く姿勢を提供する。この構成によれば、端面２１ａに対して底面１１ａが傾いた状態で給電部２１と受電部１１との嵌め合いを行うことにより、電気接続を円滑に行うことに貢献できる。また、この構成によれば、給電部２１と受電部１１との嵌合解除時に発生する荷重を軽減して、電気接続の解除を行いやすくすることに貢献できる。

【0039】

位置決め機構部は、棒状部が穴部２４１に挿通されてかつ給電部２１の凸状部が受電部１１の凹状部に入り込んでいない状態において棒状部が第１軸に沿う姿勢を提供する。位置決め機構部は、棒状部が穴部２４１に挿通されてかつ給電部の凸状部が受電部の凹状部に入り込んだ状態において凸状部の端面２１ａに対して凹状部の底面１１ａが傾く姿勢を提供する。この構成によれば、受電端子１１１は給電端子２１１に対して斜めに接触することができるため、垂直に接触する場合に比べて受電端子１１１にかかる荷重を抑制できる。したがって、端子に作用する荷重を抑制できるので、電気接続を円滑に行えたり、電気接続の解除を円滑に行えたりすることに寄与する。

【0040】

棒状部は、根元側に設けられたシャフト部１２と、シャフト部よりも外径が大きくシャフト部に一体に先端側に設けられた大径部１２１とを含む。位置決め機構部は、大径部１２１が穴部２４１に挿通されてかつ給電部の凸状部が受電部の凹状部に入り込んでいない状態において棒状部が第１軸に沿う姿勢を提供する。位置決め機構部は、シャフト部１２が穴部２４１に挿通された状態で穴部に対して傾き、かつ給電部の凸状部が受電部の凹状部に入り込んだ状態において給電部の端面２１ａに対して受電部の底面１１ａが傾く姿勢を提供する。

【0041】

これによれば、大径部１２１が穴部２４１に嵌るときとシャフト部１２が穴部２４１に嵌るときとで、端面２１ａに対する底面１１ａの傾き具合を変化させる構成を提供できる。これにより、受電部１１が給電部２１により接近した状態で、端面２１ａに対して底面１１ａを傾かせる姿勢を提供する位置決め機構を実現できる。

【0042】

位置決め機構部は、受電端子１１１が給電端子２１１に電気接続された状態においてシャフト部１２が穴部２４１に挿通された状態で穴部に対して傾く姿勢を提供する。さらに位置決め機構部は、凸状部の端面２１ａに対して凹状部の底面１１ａが傾く姿勢を提供する。この構成によれば、給電端子と受電端子との電気接続を解除するときにシャフト部１２を穴部２４１に対して傾かせることができる。これにより、第１軸に交差するモーメント力を形成でき抜去荷重を軽減でき、電気接続の解除を円滑に実施することに寄与する。受電部１１と給電部２１との嵌合において磁石等の磁力吸引を利用する場合には、抜去荷重を軽減できる有用なプラグの姿勢を提供することができる。

【0043】

首振り機構部１４は、受電部に連結された連結部１４２と、連結部に形成された調整用開口部１４２ａと、第１軸に沿って延びかつ調整用開口部の内径よりも小さい外径を有して、調整用開口部に挿通された軸部１４１とを含む。この構成によれば、図７に示すように、受電部を第１軸周りに揺動させて首振りできる位置調節部を提供できる。このため、受電部と給電部との嵌合面に関わるねじれ状態を解消させながら電気接続動作を実施できる。

【0044】

電気接続装置は、給電部を含む部材を第１軸に沿う方向に駆動するアクチュエータ４を備える。アクチュエータ４によれば、給電部を第１軸に沿って駆動して受電部に近づけながら給電部と受電部との嵌合状態を微調整できる。この電気接続装置は、作業者が操作できない場所での遠隔操作を可能して、適正な嵌合状態を実施する装置を実現できる。

【0045】

電気接続装置は、アクチュエータの駆動力を制御する制御部３を備える。制御部３は、給電部の凸状部と受電部の凹状部とが嵌合する際に給電部にかかる荷重が設定値に到達した場合にアクチュエータ４の駆動力を抑制する。この構成によれば、最大ストロークに到達しない状態で嵌合した際の荷重を検知してアクチュエータの駆動を止めることを可能する。電気接続装置は、作動荷重が大きい場合にアクチュエータ４の駆動力を抑制するため、機器の破損を抑制でき、装置の転倒などを招く過剰な力が生じることを抑止できる。

【0046】

第２実施形態
第２実施形態について図１４～図１６を参照して説明する。第２実施形態の電気接続装置は、図１４、図１５に示す接続解除装置５０を備える点が、第１実施形態に対して相違する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点について説明する。

【0047】

図１４～図１６において第１実施形態と同様の符号を付した構成要素に関する説明は、第１実施形態に記載にしたがうものとする。接続解除装置５０は、作用点部５１ａを含む作用部材５１と、作用部材５１に結合している被駆動部材５２とを備えている。作用部材５１と被駆動部材５２は、軸支部５３によって互いに直交する姿勢を維持した状態で結合されている棒状の部材である。

【0048】

図１６に示すように第２実施形態の電気接続装置は、被駆動部材５２をＹ軸に沿う方向に駆動するアクチュエータ５を備えている。アクチュエータ５は、被駆動部材５２における端部に位置する力点部５２ａをＹ軸に沿う方向に駆動する駆動力を提供する。制御部３は、メモリに記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続されたアクチュエータ５の作動を制御して、電気接続の解除動作を行う。

【0049】

制御部３は、受電側装置１への給電が完了する条件が成立した場合に、アクチュエータ５を制御して、被駆動部材５２の力点部５２ａをＹ軸に沿う方向に駆動する。この制御に伴い、接続解除装置５０は、図１５に示すように、作用部材５１の作用点部５１ａが受電部１１から離れた位置において受電側装置１を押す。力点部５２ａが駆動される方向と、作用点部５１ａが受電側装置１を押す方向は逆向きである。接続解除装置５０は、てこの原理を利用して、給電側装置２に対して受電側装置１を離間させる力を提供する。

【0050】

第２実施形態の電気接続装置は、受電端子１１１が給電端子２１１に電気接続された状態において、凸状部の端面２１ａに対して凹状部の底面１１ａが傾く姿勢を提供する。端面２１ａに対して底面１１ａが傾く姿勢になることにより、受電端子１１１を給電端子２１１から抜く動作を行うときに引き抜き荷重を抑制することに寄与する。これは、図１２に示す状態と同様に受電端子１１１が給電端子２１１に対して斜めになった状態であるため、垂直状態から引く抜く場合に比べて端子にかかる荷重を抑制できる。これにより、電気接続の解除時に受電端子１１１の負荷が小さくなり、電気接続状態が解除されやすくなるという効果が得られる。

【0051】

＜他の実施形態＞
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

【0052】

図１～図１６等に示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散、統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散、統合して構成することが可能である。電気接続装置は、受電部１１と給電部２１について、第１軸、第２軸および第３軸に関して変位可能に構成されるとともに各軸周りに揺動可能または回転可能に構成されている。

【0053】

本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つないしは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の装置およびその手法は、専用ハードウェア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の装置およびその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0054】

技術的思想の開示
この明細書は、以下に列挙する複数の項に記載された複数の技術的思想を開示している。いくつかの項は、後続の項において先行する項を択一的に引用する多項従属形式（a multiple dependent form）により記載されている場合がある。これらの多項従属形式で記載された項は、複数の技術的思想を定義している。

【0055】

（技術的思想１）
受電側装置（１）に設けられて、受電端子（１１１）を有して凹状部を形成する受電部（１１）と、
凸状部が前記受電部の前記凹状部に嵌合して電気接続された状態で前記受電側装置に電力を供給する給電側装置（２）に設けられて、前記受電部に対して第１軸（Ｙ）に沿う方向に接近移動可能におよび離間移動可能に構成された給電部（２１）と、
前記第１軸に対して直交する前記第２軸（Ｘ）と前記第１軸および前記第２軸に対して直交する第３軸（Ｚ）とに関して、前記給電部に対する前記受電部の位置決めを可能にする位置決め機構部（１２，１２１，２４，２４１）と、
前記第２軸と前記第３軸との両方に関して、前記給電部に対して前記受電部を変位可能に揺動する首振り機構部（１４）と、
を備え、
前記位置決め機構部は、棒状部（１２，１２１）と、穴部（２４１）または凹部が形成されて前記棒状部を前記穴部または前記凹部に誘導する誘導面を有するガイド部（２４）とを含む電気接続装置。

【0056】

（技術的思想２）
前記位置決め機構部は、前記給電部における前記凸状部の端面（２１ａ）に対して前記受電部における前記凹状部の底面（１１ａ）が傾く姿勢を提供する技術的思想１に記載の電気接続装置。

【0057】

（技術的思想３）
前記位置決め機構部は、
前記棒状部が前記穴部に挿通されてかつ前記給電部の前記凸状部が前記受電部の前記凹状部に入り込んでいない状態において前記棒状部が前記第１軸に沿う姿勢を提供し、
前記棒状部が前記穴部に挿通されてかつ前記給電部の前記凸状部が前記受電部の前記凹状部に入り込んだ状態において前記給電部における前記凸状部の端面に対して前記受電部における前記凹状部の底面が傾く姿勢を提供する技術的思想２に記載の電気接続装置。

【0058】

（技術的思想４）
前記棒状部は、根元側に設けられたシャフト部（１２）と、前記シャフト部よりも外径が大きく前記シャフト部に一体に先端側に設けられた大径部（１２１）とを含み、
前記位置決め機構部は、
前記大径部が前記穴部に挿通されてかつ前記給電部の前記凸状部が前記受電部の前記凹状部に入り込んでいない状態において前記棒状部が前記第１軸に沿う姿勢を提供し、
前記シャフト部が前記穴部に挿通された状態で前記穴部に対して傾き、かつ前記給電部の前記凸状部が前記受電部の前記凹状部に入り込んだ状態において前記給電部における前記凸状部の端面（２１ａ）に対して前記受電部における前記凹状部の底面（１１ａ）が傾く姿勢を提供する技術的思想３に記載の電気接続装置。

【0059】

（技術的思想５）
前記棒状部は、根元側に設けられたシャフト部（１２）と、前記シャフト部よりも外径が大きく前記シャフト部に一体に先端側に設けられた大径部（１２１）とを含み、
前記位置決め機構部は、
前記受電端子が前記給電部の給電端子（２１１）に電気接続された状態において、前記シャフト部が前記穴部に挿通された状態で前記穴部に対して傾き、かつ前記凸状部の端面（２１ａ）に対して前記受電部における前記凹状部の底面（１１ａ）が傾く姿勢を提供する技術的思想１に記載の電気接続装置。

【0060】

（技術的思想６）
前記首振り機構部は、前記受電部に連結された連結部（１４２）と、前記連結部に形成された調整用開口部（１４２ａ）と、前記第１軸に沿って延びかつ前記調整用開口部の内径よりも小さい外径を有して、前記調整用開口部に挿通された軸部（１４１）とを含む技術的思想１から技術的思想５のいずれか一項に記載の電気接続装置。

【0061】

（技術的思想７）
前記給電部を含む部材を前記第１軸に沿う方向に駆動するアクチュエータ（４）を備える技術的思想１から技術的思想６のいずれか一項に記載の電気接続装置。

【0062】

（技術的思想８）
前記アクチュエータの駆動力を制御する制御部（３）を備え、
前記制御部は、前記給電部の前記凸状部と前記受電部の前記凹状部とが嵌合する際に前記給電部にかかる荷重が設定値に到達した場合に前記アクチュエータによる駆動力を抑制する技術的思想７に記載の電気接続装置。

【0063】

（技術的思想９）
前記受電端子が前記給電部の給電端子（２１１）に電気接続された状態において、前記凸状部の端面（２１ａ）に対して前記受電部における前記凹状部の底面（１１ａ）が傾く姿勢を提供するために、前記受電側装置を押す接続解除装置（５０）と、
前記受電側装置を押すために前記接続解除装置を駆動するアクチュエータ（５）と、
を備える技術的思想１から技術的思想４のいずれか一項に記載の電気接続装置。

【符号の説明】

【0064】

１…受電側装置、 １１…受電部、 １１ａ…底面
１２…シャフト部（棒状部、位置決め機構部）、 １４…首振り機構部、 ２１…給電部
２１ａ…端面、 ２４…ガイド部（位置決め機構部）、 １１１…受電端子
１２１…大径部（棒状部、位置決め機構部）、 １４１…軸部、 ２１１…給電端子
２４１…穴部（位置決め機構部）

【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】

【図15】

【図16】