(57)【要約】  電動車両と架線との距離が変動することにより充電ヘッドと架線とのなす角度が変動した場合であっても、受電部と架線とを安定的に接触させる電動車両を提供する。充電アーム（２２）の受電部（４０ｐ、４０ｎ）を架線（２０）に接触させて、蓄電装置（１６）を充電する電動車両（１０）において、充電アーム（２２）は、電動車両（１０）の側部（１０ｓ）から回動軸（８４）を中心に回動して車幅外方向に展開するアーム部（８６）を備え、受電部（４０ｐ、４０ｎ）は、アーム部（８６）の先端に位置する充電ヘッド（２６）に設けられ、充電ヘッド（２６）は、アーム部（８６）が所定回動角度（θ３）展開したときに、その長手方向が架線（２０）に対して直交する方向で架線（２０）に対向するように設定されており、アーム部（８６）は、所定回動角度（θ３）よりも大きな第１の回動角度（θ１）まで展開する。
2015115122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両（１０）の側部（１０ｓ）に対向するとともに前記電動車両（１０）の走行路（２４）に沿って設けられた電力が供給される架線（２０）に、充電アーム（２２）の受電部（４０ｐ、４０ｎ、４０ｐＡ、４０ｎＡ）を接触させて、前記電動車両（１０）の駆動用の蓄電装置（１６）を充電する電動車両（１０）において、
前記充電アーム（２２）は、充電時に前記電動車両（１０）の側部（１０ｓ）から回動軸（８４）を中心に回動して車幅外方向に展開するアーム部（８６）を備え、
前記受電部（４０ｐ、４０ｎ、４０ｐＡ、４０ｎＡ）は、前記アーム部（８６）の先端に位置する充電ヘッド（２６、２６Ａ）に設けられ、
前記充電ヘッド（２６、２６Ａ）は、前記アーム部（８６）が所定回動角度（θ３）展開したときに、その長手方向が前記架線（２０）に対して直交する方向で前記架線（２０）に対向するように設定されており、
前記アーム部（８６）は、前記所定回動角度（θ３）よりも大きな第１の回動角度（θ１）まで展開する
ことを特徴とする電動車両（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両（１０）において、
前記充電アーム（２２）は、スライドレール（８８）上をスライドするアクチュエータ（９０）と、一端が前記アーム部（８６）に回動可能に取り付けられ、他端が前記アクチュエータ（９０）に回動可能に取り付けられたスプリングダンパー（９２）とを有し、
前記スプリングダンパー（９２）は、前記アーム部（８６）を車幅外側に展開する方向に前記アーム部（８６）を付勢する
ことを特徴とする電動車両（１０）。
【請求項３】
請求項２に記載の電動車両（１０）において、
前記スライドレール（８８）は、前記電動車両（１０）の前後方向に沿って配置されている
ことを特徴とする電動車両（１０）。
【請求項４】
請求項１に記載の電動車両（１０）において、
前記充電ヘッド（２６、２６Ａ）は、前記充電ヘッド（２６、２６Ａ）の長手方向と前記アーム部（８６）の延び方向とが所定の角度をなすように、ブラケット（８０）を介して前記アーム部（８６）の先端に取り付けられている
ことを特徴とする電動車両（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中に、電力が供給されている架線と充電ヘッドとを接触させることで電動車両の蓄電装置を充電する電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１３−２３３０３７号公報には、電動車両の走行中に、電動車両のアーム部の先端に設けられた充電ヘッドの受電部（ローラ部）が回転しながら、電力が供給されている架線に接触することで、電動車両の蓄電装置を充電することが記載されている。
【発明の概要】
【０００３】
仮にアーム部が開いたときに充電ヘッドの長手方向が架線に対して直交するように構成されている場合は、電動車両と架線との距離が短くなると、充電ヘッドが架線に接触した状態でアーム部が電動車両側に戻される。そのため、電動車両と架線との距離が短くなるにつれ、充電ヘッドの長手方向と架線とのなす角は徐々に小さくなってしまう。これにより、充電ヘッドの受電部以外の部分と架線とが干渉してしまい、充電部が架線と接触できなくなってしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、電動車両と架線との距離が変動することにより充電ヘッドと架線とのなす角度が変動した場合であっても、受電部と架線とを安定的に接触させる電動車両を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は、電動車両の側部に対向するとともに前記電動車両の走行路に沿って設けられた電力が供給される架線に、充電アームの受電部を接触させて、前記電動車両の駆動用の蓄電装置を充電する電動車両において、前記充電アームは、充電時に前記電動車両の側部から回動軸を中心に回動して車幅外方向に展開するアーム部を備え、前記受電部は、前記アーム部の先端に位置する充電ヘッドに設けられ、前記充電ヘッドは、前記アーム部が所定回動角度展開したときに、その長手方向が前記架線に対して直交する方向で前記架線に対向するように設定されており、前記アーム部は、前記所定回動角度よりも大きな第１の回動角度まで展開することを特徴とする。
【０００６】
本発明は、前記電動車両において、前記充電アームは、スライドレール上をスライドするアクチュエータと、一端が前記アーム部に回動可能に取り付けられ、他端が前記アクチュエータに回動可能に取り付けられたスプリングダンパーとを有し、前記スプリングダンパーは、前記アーム部を車幅外側に展開する方向に前記アーム部を付勢することを特徴とする。
【０００７】
本発明は、前記電動車両において、前記スライドレールは、前記電動車両の前後方向に沿って配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、前記電動車両において、前記充電ヘッドは、前記充電ヘッドの長手方向と前記アーム部の延び方向とが所定の角度をなすように、ブラケットを介して前記アーム部の先端に取り付けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、アーム部は、所定回動角度よりも大きな第１の回動角度まで展開するので、受電部が架線に接触してアーム部が電動車両側に戻されて電動車両と架線との距離が変動した場合であっても、安定的に受電部と架線とを接触させることができる。
【００１０】
本発明によれば、スプリングダンパーは、アーム部を車幅外側に展開する方向にアーム部を付勢するので、受電部が架線に接触してアーム部が電動車両側に戻されると、スプリングダンパーの付勢力によって受電部を架線に押しつけることができる。したがって、受電部と架線との接触圧を維持して、架線からの電力を蓄電装置に安定的に供給することができる。
【００１１】
本発明によれば、充電ヘッドは、充電ヘッドの長手方向とアーム部の延び方向とが所定の角度をなすように、ブラケットを介してアーム部の先端に取り付けられているので、アーム部が所定回動角度展開したときに、その長手方向が架線に対して直交する方向で架線に対向するように、充電ヘッドをアーム部の先端に簡単に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態の電動車両を上面から見たときの接触充電システムの模式的全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態の電動車両を正面から見たときの接触充電システムの模式的全体構成を示す図である。
【図３】図１に示す架線の設置構造を示す図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】走行路に設けられた給電装置の一例を示す図である。
【図６】図１の充電ヘッドの斜視図である。
【図７】図１の充電ヘッドの側面図である。
【図８】図１の充電ヘッドの平面図である。
【図９】充電ヘッドと架線との接触状態を示す図である。
【図１０】図１の充電アームの構成図である。
【図１１】充電アームの回動角度と、電動車両の運転席側の側部から架線までの距離との関係を示す図である。
【図１２】変形例における充電ヘッドを示す図である。
【図１３】図１２に示す本体部を示す図である。
【図１４】変形例における本体部の下部に収容部を設けた例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る電動車両について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【００１４】
図１は、電動車両１０を上面から見たときの接触充電システム１２の模式的全体構成を示し、図２は、電動車両１０を正面から見たときの接触充電システム１２の模式的全体構成を示す。電動車両１０は、駆動源としての電動機１４と、この電動機１４に電力を供給するための駆動用の蓄電装置１６とを搭載する車両であり、例えば、電気自動車、内燃機関を搭載するハイブリッド自動車、および燃料電池を搭載する燃料電池自動車等がこれに該当する。なお、図１および図２に示す矢印の方向にしたがって、前後、左右、上下の方向を説明する。
【００１５】
接触充電システム１２は、少なくとも、電力が供給されている導電材料の架線２０と、架線２０と接触可能な充電アーム２２を備えた電動車両１０とから構成される。この充電アーム２２は、電動車両１０の右側の運転席１８側の側部１０ｓに設けられ、且つ、前輪ＷＦと後輪ＷＲとの間に配置される。なお、道路が右側通行の国においては、運転席１８は、一般的に電動車両１０の左側に設けられるので、充電アーム２２は、電動車両１０の左側の側部に設けられる。
【００１６】
架線２０は、電動車両１０が走行路（道路）２４に沿って、電動車両１０の運転席１８側の側部１０ｓと対向して設置される。架線２０は、走行路２４の中央線側に設置される。なお、片側の斜線が複数ある道路の場合（例えば、片側２車線、片側３車線等の道路の場合）は、架線２０は車線毎に設置されるのではなく中央線付近に設置される。また、中央分離帯がある道路の場合には、中央分離帯に架線２０を設置してもよい。
【００１７】
この架線２０は、所定区間の長さで設けられてもよい。この所定区間の長さは、電動車両１０が、例えば、ある架線２０が設けられている位置から次の架線２０が設けられている位置まで走行可能な電力量を充電できる長さに設定されていてもよい。電動車両１０は、架線２０が設置された走行路２４上を架線２０に沿って走行しながら、充電アーム２２の先端部である充電ヘッド２６を車幅外方向に延出させ、充電ヘッド２６を架線２０に接触させて蓄電装置１６を充電する。
【００１８】
図３は、架線２０の設置構造を示す図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。架線２０は、絶縁材料の架線保持部３０によって保持され、架線保持部３０は、走行路２４に沿って所定間隔で設けられたガードポスト３２によって裏側から支持される。このガードポスト３２は、架線２０が充電アーム２２の先端部と接触できる高さとなるように架線保持部３０を支持する。架線保持部３０は、架線２０の長さ方向に沿って架線２０を保持する。
【００１９】
電源装置３４は、架線２０に電力を供給する。架線２０は、導電材料の正極側架線２０ｐと、正極側架線２０ｐの下方に配置される導電材料の負極側架線２０ｎとを有する。この正極側架線２０ｐには、直流の高電圧である第１電圧が電源装置３４から印加され、負極側架線２０ｎには、第１電圧より低い直流の低電圧（基準電圧）である第２電圧が電源装置３４から印加される。架線保持部３０の表面側は、上下方向に開口するようＶ字溝３６が形成されている。Ｖ字溝３６の上方の面３６ａには表面が露出するように正極側架線２０ｐが埋め込められ、下方の面３６ｂには表面が露出するように負極側架線２０ｎが埋め込められている。なお、架線２０（２０ｐ、２０ｎ）に印加される電圧は、交流電圧であってもよい。この架線２０、架線保持部３０、および、電源装置３４は、電動車両１０に電力を供給する給電装置３８を構成する。
【００２０】
図５は、走行路２４に設けられた給電装置３８の一例を示す図である。図５では、片側３車線の走行路２４、つまり、６車線の道路を示し、中央線として中央分離帯３９が設けられている道路を示している。一方の走行路２４を電動車両１０が走行する走行路２４ａとし、他方の走行路２４を対向車両が走行する走行路２４ｂとする。この中央線としての中央分離帯３９は、走行路２４ａと走行路２４ｂとを区分するためのものである。
【００２１】
図５に示すように、架線２０を保持する架線保持部３０は、それぞれの走行路２４ａ、２４ｂに対応して設けられている。走行路２４ａに対応して設けられる架線保持部３０は、走行路２４ａの走行路２４ｂ側に設けられ、走行路２４ｂに対応して設けられている架線保持部３０は、走行路２４ｂの走行路２４ａ側に設けられている。また、電源装置３４は、走行路２４ａと走行路２４ｂとの間に設けられている。図５では、中央分離帯３９に電源装置３４を設けている。これにより、走行路２４ａ、２４ｂに設けられる架線２０に供給する電源装置３４を共通にすることができる。つまり、１つの電源装置３４から走行路２４ａ、２４ｂの架線２０に対して電力を供給する。これにより、電源装置３４から走行路２４ａ、２４ｂの架線２０への電気配線が複雑化してしまうのを抑制することができる。
【００２２】
なお、走行路２４ａ、２４ｂに対応する架線２０を保持する架線保持部３０を中央分離帯３９に設けてもよい。この場合は、走行路２４ａに対応する架線保持部３０は、走行路２４ａ側に設けられ、走行路２４ｂに対応する架線保持部３０は、走行路２４ｂ側に設けられる。
【００２３】
図６は、充電ヘッド２６の斜視図、図７は、充電ヘッド２６の側面図、図８は、充電ヘッド２６の平面図である。充電ヘッド２６は、架線２０の正極側架線２０ｐに接触するローラ部としての正極側の受電部４０ｐと、負極側架線２０ｎに接触するローラ部としての負極側の受電部４０ｎとを上下一対に備える。受電部４０（４０ｐ、４０ｎ）は、充電ヘッド２６の先端側に設けられている。この受電部４０ｐ、４０ｎは、導電性の材料で形成されている。受電部４０ｐ、４０ｎは、図７に示すように、同一の構造・形状を有し、略円錐台の形状を有する第１ローラ部材４２ａと、第１ローラ部材４２ａの底面側に設けられる略円柱の形状を有する第２ローラ部材４２ｂとを有する。この第１ローラ部材４２ａと第２ローラ部材４２ｂとは中心が同軸となるように一体形成されている。
【００２４】
円柱状の第２ローラ部材４２ｂは、第１半径ｒ１の外周面を有し、第１ローラ部材４２ａの外周面は、第１半径ｒ１より大きい半径を有する。これにより、架線２０に対して第１ローラ部材４２ａを接触させることができ、第２ローラ部材４２ｂの外周面の周速は第１ローラ部材４２ａに比べ小さくなる。第１ローラ部材４２ａは、具体的には、底面が第１半径ｒ１より大きい第２半径ｒ２の円で形成され、上面が第２半径ｒ２より小さい第３半径ｒ３の円で形成されている略円錐台である。つまり、第１ローラ部材４２ａの外周面は、第２半径ｒ２と第３半径ｒ３で形成される。この第３半径ｒ３は、第１半径ｒ１より小さくてもよく、大きくてもよい。
【００２５】
受電部４０ｐ、４０ｎは、互いの第２ローラ部材４２ｂが対向するように上下対称に離間して充電ヘッド２６に取り付けられている。この正極側の受電部４０ｐおよび負極側の受電部４０ｎの第１ローラ部材４２ａによって、Ｖ字溝３６に設けられた正極側架線２０ｐおよび負極側架線２０ｎに接触することが可能となる。なお、第１ローラ部材４２ａは、第２半径ｒ２の円柱形状であってもよい。この場合は、架線保持部３０にＶ字溝３６を設ける必要はない。
【００２６】
この受電部４０ｐ、４０ｎは、充電ヘッド２６の本体部４４に取り付けられた回転支持部４６によって回転可能に軸支されている。回転支持部４６は、受電部４０ｐを回転可能に軸支する第１支持部４６ａと、受電部４０ｎを回転可能に軸支する第２支持部４６ｂとを有する。詳しくは、第１支持部４６ａは、受電部４０ｐを支持する上下方向に延びた支持軸（中心軸）４８ａを有し、受電部４０ｐは、支持軸４８ａに軸受け５０ａを介して回転可能に取り付けられている。同様に、第２支持部４６ｂは、受電部４０ｎを支持する上下方向に延びた支持軸（中心軸）４８ｂを有し、受電部４０ｎは、支持軸４８ｂに軸受け５０ｂを介して回転可能に取り付けられている。この第１支持部４６ａおよび第２支持部４６ｂは、同一の形状を有し、上下対称に本体部４４に取り付けられている。
【００２７】
本体部４４は、円板状のフランジ５２ａを有する基部５２と、フランジ５２ａの側面から充電ヘッド２６の先端側に向かって連接して設けられ、受電部４０ｐと受電部４０ｎとを上下に仕切る仕切板５４とを有する。第１支持部４６ａは、仕切板５４の上方に取り付けられ、第２支持部４６ｂは、仕切板５４の下方に取り付けられている。受電部４０ｐ、４０ｎの先端部（第１ローラ部材４２ａの先端部）は、仕切板５４より先端側に突出している。したがって、受電部４０ｐ、４０ｎの先端部は、架線２０と接触することができる。なお、図６に示すように、本体部４４および受電部４０ｐ、４０ｎの後方側は、カバー５６によって覆われている。
【００２８】
第１支持部４６ａ内には、受電部４０ｐの第２ローラ部材４２ｂと接触する導電性のブラシ（接触通電体）５８ａが、充電ヘッド２６の長手方向（図７および図８に示す矢印ｘ方向）に沿って摺動可能に設けられている。第２ローラ部材４２ｂと接触するブラシ５８ａの接触面は、第２ローラ部材４２ｂの形状に沿って円弧状の形状を有する。そして、２本の導電性のバスバー６０ａ、６０ａが、基部５２内に形成された貫通孔６２ａと第１支持部４６ａ内に形成された貫通孔６４ａとを通って、ブラシ５８ａに電気的に接続されている。この２本のバスバー６０ａ、６０ａは、水平方向に所定の間隔を空けてブラシ５８ａに接続されている。バスバー６０ａ、６０ａの他端側は、移動不可能な状態で固定されており、充電アーム２２のアーム部８６（図１０参照）の内部に設けられた電線８６ａを介して電動車両１０の蓄電装置１６に電気的に接続されている。貫通孔６２ａは、基部５２のフランジ５２ａ内で水平方向に２つに分岐して貫通孔６４ａと連通している。貫通孔６４ａの開口部６６ａは、フランジ５２ａに形成された貫通孔６２ａの２つの開口部６８ａ、６８ａを覆う大きさを有する。
【００２９】
同様に、第２支持部４６ｂ内には、受電部４０ｎの第２ローラ部材４２ｂと接触する導電性のブラシ（接触通電体）５８ｂが、充電ヘッド２６の長手方向に沿って摺動可能に設けられている。第２ローラ部材４２ｂと接触するブラシ５８ｂの接触面は、第２ローラ部材４２ｂの形状に沿って円弧状の形状を有する。そして、２本の導電性のバスバー６０ｂ、６０ｂが、基部５２内に形成された貫通孔６２ｂと第２支持部４６ｂ内に形成された貫通孔６４ｂとを通って、ブラシ５８ｂに接続されている。この２本のバスバー６０ｂ、６０ｂは、水平方向に所定の間隔を空けてブラシ５８ｂに接続されている。バスバー６０ｂ、６０ｂの他端側は、移動不可能な状態で固定されており、充電アーム２２のアーム部８６（図１０参照）の内部に設けられた電線８６ｂを介して電動車両１０の蓄電装置１６に接続されている。貫通孔６２ｂは、基部５２のフランジ５２ａ内で水平方向に２つに分岐して貫通孔６４ｂと連通している。貫通孔６４ｂの開口部６６ｂは、フランジ５２ａに形成された貫通孔６２ｂの２つの開口部６８ｂ、６８ｂを覆う大きさを有する。
【００３０】
ここで、電動車両１０は走行しながら、図９に示すように、充電ヘッド２６の受電部４０ｐ、４０ｎを架線２０に接触させて充電を行うので、充電ヘッド２６の受電部４０ｐ、４０ｎは、回転しながらブラシ５８ａ、５８ｂと接触する。したがって、受電部４０ｐ、４０ｎとブラシ５８ａ、５８ｂとの間には接触摩擦が発生する。そのため、受電部４０ｐ、４０ｎの第２ローラ部材４２ｂおよび（または）ブラシ５８ａ、５８ｂは時間の経過とともに徐々に削られて磨耗していき、ブラシ５８ａ、５８ｂと、受電部４０ｐ、４０ｎの第２ローラ部材４２ｂとは非接触の状態となってしまう。
【００３１】
そこで、貫通孔６４ａ、６４ｂ内に設けられたバネ部材（付勢部材）７０ａ、７０ｂによってブラシ５８ａ、５８ｂを矢印ｘ方向に沿って第２ローラ部材４２ｂ側（充電ヘッド２６の先端側）に付勢（押圧）する。これにより、受電部４０ｐ、４０ｎおよび（または）ブラシ５８ａ、５８ｂが削られた場合であっても、バネ部材７０ａ、７０ｂによってブラシ５８ａ、５８ｂを、先端側に摺動（移動）させて受電部４０ｐ、４０ｎの第２ローラ部材４２ｂに押しつけることができる。したがって、正極側の受電部４０ｐを介して正極側架線２０ｐからの第１電圧を確実にバスバー６０ａ、６０ａに伝達することができ、負極側の受電部４０ｎを介して負極側架線２０ｎからの第２電圧を確実にバスバー６０ｂ、６０ｂに伝達することができる。
【００３２】
また、充電ヘッド２６は、貫通孔６２ａ、６４ａ内でバスバー６０ａ、６０ａを、貫通孔６２ｂ、６４ｂ内でバスバー６０ｂ、６０ｂをある程度弛ませた状態で保持している。つまり、電線８６ａ、８６ｂの先端側とブラシ５８ａ、５８ｂとを接続するバスバー６０ａ、６０ｂの最短距離の長さに比べて、さらに余長を持たせてバスバー６０ａ、６０ｂの長さを設定し、その余長分を、貫通孔６２ａ、６４ａ、貫通孔６２ｂ、６４ｂ内で弛ませている。これにより、バスバー６０ａ、６０ｂをブラシ５８ａ、５８ｂの移動に追従させることができ、ブラシ５８ａ、５８ｂを受電部４０ｐ、４０ｎ側に移動させることができる。
【００３３】
バネ部材７０ａは、一端が２本のバスバー６０ａ、６０ａの間でブラシ５８ａに取り付けられるとともに、他端が開口部６８ａ、６８ａの間でフランジ５２ａに取り付けられている。同様に、バネ部材７０ｂは、一端が２本のバスバー６０ｂ、６０ｂの間でブラシ５８ｂに取り付けられるとともに、他端が開口部６８ｂ、６８ｂの間でフランジ５２ａに取り付けられている。
【００３４】
また、受電部４０ｐ、４０ｎの回転による受電部４０ｐ、４０ｎの第１ローラ部材４２ａと架線２０との接触摩擦によって、受電部４０ｐ、４０ｎの第１ローラ部材４２ａおよび（または）架線２０とは時間の経過とともに徐々に削られていき磨耗する。この磨耗によって、第１ローラ部材４２ａおよび（または）架線２０の磨耗カス（削りカス）が出る。また、上述したように受電部４０ｐ、４０ｎの第２ローラ部材４２ｂとブラシ５８ａ、５８ｂとの接触摩擦による磨耗によって、第２ローラ部材４２ｂおよび（または）ブラシ５８ａ、５８ｂの磨耗カス（削りカス）が出る。
【００３５】
この磨耗カスが周辺に散乱すると、周辺部品に絶縁不良等の悪影響を及ぼす可能性がある。また、受電部４０ｐの回転によって生じた磨耗カスが下側におちて、受電部４０ｎに悪影響を与えることが考えられる。例えば、架線２０と受電部４０ｎとの接触状態に影響を及ぼしたり、受電部４０ｐがスムーズに回転しなくなったり、アークが発生することが考えられる。
【００３６】
そこで、受電部４０ｐ、４０ｎの間に設けられた仕切板（収容部）５４の上面に所定の深さだけ下方に凹んだ凹部５４ａを設ける。この凹部５４ａは、仕切板５４の外周に沿って形成されている。この凹部５４ａに受電部４０ｐの第１ローラ部材４２ａと正極側架線２０ｐとの接触摩擦によって発生した磨耗カスが収容されるので、受電部４０ｐの第１ローラ部材４２ａと正極側架線２０ｐとの摩擦接触によって生じた磨耗カスが周囲に散乱することを防ぐことができる。したがって、周辺部品に絶縁不良等の悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００３７】
また、充電ヘッド２６を上下方向から見たときに、凹部５４ａは、受電部４０ｐとブラシ５８ａとの接触位置を囲むように仕切板５４に形成されている。したがって、受電部４０ｐの第２ローラ部材４２ｂとブラシ５８ａとの接触摩擦によって生じた磨耗カスも凹部５４ａに収容されるので、受電部４０ｐの第２ローラ部材４２ｂとブラシ５８ａとの接触摩擦によって生じた磨耗カスが周囲に散乱することを防ぐことができる。したがって、周辺部品に絶縁不良等の悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００３８】
充電アーム２２は、図１０に示すように、充電ヘッド２６の他に、充電ヘッド２６が取り付けられるブラケット８０と、このブラケット８０を介して充電ヘッド２６を、矢印ｑ（ｑ１、ｑ２）方向に移動（回動）させるスライダクランク機構８２とを有する。
【００３９】
スライダクランク機構８２は、電動車両１０に設けられた回動軸８４を中心に回動して車幅外方向に水平に展開するアーム部８６と、アーム部８６より電動車両１０の車体内側に、車体の前後方向に沿って取り付けられたスライドレール８８と、スライドレール８８上を矢印ｐ（ｐ１、ｐ２）方向にスライドするアクチュエータ９０と、一端がアーム部８６に回動自在に取り付けられ、他端がアクチュエータ９０に回動自在に取り付けられたスプリングダンパー９２とを有する。充電ヘッド２６は、アーム部８６の先端側（回動軸８４とは反対側）にブラケット８０を介して取り付けられている。このスプリングダンパー９２は、アーム部８６を車幅外側に展開する方向にアーム部８６を付勢する。
【００４０】
アクチュエータ９０が、矢印ｐ１方向にスライドレール８８上を移動すると、アーム部８６が回動軸８４を中心として矢印ｑ１方向に回動し、充電ヘッド２６も一緒に矢印ｑ１方向に移動する。これにより、アーム部８６は、回動軸８４を中心として電動車両１０の車体横側から水平方向に開き、充電ヘッド２６が架線２０側に移動する。
【００４１】
一方、アクチュエータ９０が、矢印ｐ２方向にスライドレール８８上を移動すると、アーム部８６が回動軸８４を中心として矢印ｑ２方向に回動し、充電ヘッド２６も一緒に矢印ｑ２方向に移動する。これにより、アーム部８６は閉じた状態になり、充電ヘッド２６は電動車両１０に収納される。
【００４２】
本実施の形態においては、充電ヘッド２６を収納しているとき（図１０の２点鎖線で示す状態）のアクチュエータ９０の位置を初期位置ｄ１とし、充電を行う場合にはアクチュエータ９０を矢印ｐ１方向に沿って初期位置ｄ１から所定位置ｄ２まで移動させる。これにより、アーム部８６は、第１の回動角度θ１まで展開し、充電ヘッド２６が架線２０側（電動車両１０の外側）に突出する（図１０の実線で示す状態）。回動角度とは、アーム部８６が収納された状態からの角度のことをいう。
【００４３】
図１１に示すように、アーム部８６が第１の回動角度θ１まで展開すると、充電ヘッド２６は、電動車両１０の運転席１８側の側部１０ｓから第１所定距離ｚ１離れた架線２０に接触することができる。そして、電動車両１０の運転席１８側の側部１０ｓから架線２０までの距離が第１所定距離ｚ１より短くなると、架線２０によって充電ヘッド２６が押しつけられ、アーム部８６は、スプリングダンパー９２の付勢力に抗して矢印ｑ２方向（閉じ方向）に回動する。それに伴い充電ヘッド２６も矢印ｑ２方向（車体側方向）に移動する。
【００４４】
しかしながら、スプリングダンパー９２は、所定の長さ以上は縮むことができないため、充電ヘッド２６が矢印ｑ２方向に移動することができる範囲は限られている。スプリングダンパー９２が最も縮んだときのアーム部８６の回動角度を便宜上第２の回動角度θ２と呼ぶ。つまり、受電時には、スプリングダンパー９２によって、アーム部８６は、第１の回動角度θ１から第２の回動角度θ２の範囲内で回動可能である。したがって、アーム部８６が第２の回動角度θ２のときに充電ヘッド２６の受電部４０ｐ、４０ｎが接触する架線２０と、電動車両１０の運転席１８側の側部１０ｓとの距離は、第１所定距離ｚ１より短い第２所定距離ｚ２となる。なお、充電時には、アーム部８６の回動角度は、第２の回動角度θ２より小さくなることはないので、電動車両１０の運転席１８側の側部１０ｓと架線２０との距離（以下、「電動車両１０と架線２０との距離」という）は、第２所定距離ｚ２より小さくなることはない。
【００４５】
なお、スプリングダンパー９２が一定の長さまで縮んだ際には、アクチュエータ９０を矢印ｐ２方向側に移動させること等で、スプリングダンパー９２の縮みとアクチュエータ９０とを連動させて回動角度を制御してもよい。この場合には、スプリングダンパー９２による架線２０と受電部４０ｐ、４０ｎとの接触圧をより細かく制御することができる。また、この場合であってもアーム部８６の回動範囲は所定の角度範囲に制限される。
【００４６】
ここで、電動車両１０は、走行中に充電を行うため、走行時に伴う電動車両１０の振動・揺れ等によって、電動車両１０が左右に振れ、電動車両１０と架線２０との距離が長くなったり、短くなったりする。また、電動車両１０と架線２０との距離が、第１所定距離ｚ１より短くなると、充電ヘッド２６の受電部４０ｐ、４０ｎは、スプリングダンパー９２の付勢力によって架線２０に押しつけられた状態となる。したがって、走行中の充電時には電動車両１０と架線２０との距離を第１所定距離ｚ１より短くしておくことで、電動車両１０に振動・揺れ等が発生した場合であっても、スプリングダンパー９２によって充電ヘッド２６の受電部４０ｐ、４０ｎと架線２０との接触圧を維持して、安定的に接触させることができる。
【００４７】
充電を行うときには、電動車両１０と架線２０との距離が、第１所定距離ｚ１と第２所定距離ｚ２との丁度真ん中の距離（第３所定距離ｚ３）となるように電動車両１０を走行させることで、最も効果的に電動車両１０の左右の振れに対応することができる。電動車両１０と架線２０との距離が第３所定距離ｚ３となったときのアーム部８６の回動角度を便宜上第３の回動角度（所定回動角度）θ３と呼ぶ。
【００４８】
本実施の形態では、電動車両１０と架線２０との距離が第３所定距離ｚ３となるように電動車両１０が走行することを想定している。そのため、図１に示すように、走行路２４に、電動車両１０と架線２０との間の距離をガイドするガイドライン１００を設けてもよい。この場合は、このガイドライン１００も接触充電システム１２を構成する。
【００４９】
アーム部８６の回動角度が第３の回動角度θ３のときに、架線２０に対して充電ヘッド２６の長手方向が直交する方向で架線２０に対向するように、充電ヘッド２６は、ブラケット８０を介してアーム部８６に取り付けられる。つまり、アーム部８６の長手方向（延び方向）に対して充電ヘッド２６の長手方向がアーム部８６の開き方向側に向かって屈曲するように、充電ヘッド２６がブラケット８０を介してアーム部８６の先端に取り付けられている。この充電ヘッド２６の長手方向とアーム部８６の長手方向とは所定の角度をなしている。
【００５０】
なお、アーム部８６の回動角度が第３の回動角度θ３のときの充電ヘッド２６の長手方向と架線２０とのなす角αをα３（α３＝９０度）とする。また、アーム部８６の回動角度が第１の回動角度θ１のときの充電ヘッド２６の長手方向と架線２０とのなす角αをα１とし、アーム部８６の回動角度が第２の回動角度θ２のときの充電ヘッド２６の長手方向と架線２０とのなす角αをα２とする。本実施の形態でいうなす角αとは、充電ヘッド２６の長手方向と架線２０とがなす角のうち、角度が小さい方の角度を指している。
【００５１】
ここで、アーム部８６の回動角度が第１の回動角度θ１のときに充電ヘッド２６の長手方向が架線２０に対して直交するように充電ヘッド２６に設けると、電動車両１０と架線２０との距離が第２所定距離ｚ２になった場合は、充電ヘッド２６が架線２０に対してなす角αがα１、α２に比べ過度に小さくなってしまう。逆に、アーム部８６の回動角度が第２の回動角度θ２のときに充電ヘッド２６の長手方向が架線２０に対して直交するように充電ヘッド２６に設けると、電動車両１０と架線２０との距離が第１所定距離ｚ１になった場合は、充電ヘッド２６が架線２０に対してなす角αがα１、α２に比べ過度に小さくなってしまう。その結果、充電ヘッド２６が架線２０に対して過度に鋭角になってしまうことにより、充電ヘッド２６の受電部４０ｐ、４０ｎ以外の部分（例えば、カバー５６）が架線２０と干渉してしまい、受電部４０ｐ、４０ｎが架線２０と接触できない虞がある。
【００５２】
したがって、アーム部８６の回動角度が第３の回動角度θ３のときに充電ヘッド２６の長手方向が架線２０に対向する（すなわち、充電ヘッド２６と架線２０とが正対する）ように充電ヘッド２６を設けることで、電動車両１０と架線２０との距離が第１所定距離ｚ１から第２所定距離ｚ２までの範囲内で変動した場合であっても、安定的に充電ヘッド２６の受電部４０ｐ、４０ｎと架線２０とを接触させることができる。
【００５３】
以上のように、本実施の形態では、充電ヘッド２６は、アーム部８６が第３の回動角度θ３となるように展開したときに、その長手方向が架線２０に対して直交する方向で架線２０に対向する（すなわち、充電ヘッド２６と架線２０とが正対する）ように設定されており、アーム部８６は、第３の回動角度θ３よりも大きな第１の回動角度θ１まで展開する。これにより、電動車両１０と架線２０との距離が変動して充電ヘッド２６と架線２０とのなす角αが変動した場合であっても、安定的に受電部４０ｐ、４０ｎと架線２０とを接触させることができる。
【００５４】
充電アーム２２は、スライドレール８８上をスライドするアクチュエータ９０と、一端がアーム部８６に回動可能に取り付けられ、他端がアクチュエータ９０に回動可能に取り付けられたスプリングダンパー９２とを有し、スプリングダンパー９２は、アーム部８６を車幅外側に展開する方向にアーム部８６を付勢する。これにより、受電部４０ｐ、４０ｎが架線２０に接触してアーム部８６が電動車両１０側に戻されると、スプリングダンパー９２の付勢力によって受電部４０ｐ、４０ｎを架線２０に押しつけることができる。したがって、受電部４０ｐ、４０ｎと架線２０との接触圧を維持して、架線２０からの電力を蓄電装置１６に安定的に供給することができる。
【００５５】
充電ヘッド２６は、充電ヘッド２６の長手方向とアーム部８６の延び方向とが所定の角度をなすように、ブラケット８０を介してアーム部８６の先端に取り付けられている。これにより、アーム部８６が第３の回動角度θ３となるように展開したときに、充電ヘッド２６の長手方向が架線２０に対して直交する方向で架線２０に対向するように充電ヘッド２６をアーム部８６の先端に簡単に取り付けることができる。
【００５６】
また、架線２０は受電部４０ｐ、４０ｎの第１ローラ部材４２ａと接触し、ブラシ５８ａ、５８ｂは、受電部４０ｐ、４０ｎの第２ローラ部材４２ｂと接触する。つまり、受電部４０ｐ、４０ｎが架線２０と接触する位置は、受電部４０ｐ、４０ｎがブラシ５８ａ、５８ｂと接触する位置と支持軸４８ａ、４８ｂの軸方向にずれている。これにより、受電部４０ｐ、４０ｎと架線２０との接触位置における受電部４０ｐ、４０ｎの磨耗を抑制することができる。したがって、受電部４０ｐ、４０ｎと架線２０とを安定的に接触させることができ、架線２０からの電力を蓄電装置１６に安定的に供給することができる。
【００５７】
充電ヘッド２６は、ブラシ５８ａ、５８ｂを受電部４０ｐ、４０ｎ側に向かって押圧するバネ部材７０ａ、７０ｂを備えている。これにより、受電部４０ｐ、４０ｎとブラシ５８ａ、５８ｂとの接触により、受電部４０ｐ、４０ｎまたはブラシ５８ａ、５８ｂが磨耗した場合であっても、バネ部材７０ａ、７０ｂによって受電部４０ｐ、４０ｎとブラシ５８ａ、５８ｂとの接触状態を維持することができる。
【００５８】
充電ヘッド２６は、ブラシ５８ａ、５８ｂと電線８６ａ、８６ｂとを接続するバスバー６０ａ、６０ｂを弛ませた状態で保持する。これにより、バスバー６０ａ、６０ｂをブラシ５８ａ、５８ｂの移動に追従させることができ、ブラシ５８ａ、５８ｂを受電部４０ｐ、４０ｎ側に移動させることができる。したがって、受電部４０ｐ、４０ｎとブラシ５８ａ、５８ｂとの接触状態を維持することができる。
【００５９】
受電部４０ｐ、４０ｎは、架線２０と接触する第１ローラ部材４２ａと、第１半径ｒ１の外周面を有し、ブラシ５８ａ、５８ｂと接触する第２ローラ部材４２ｂとを備え、第１ローラ部材４２ａの外周面は、第１半径ｒ１より大きい半径を有する。これにより、架線２０に対して第１ローラ部材４２ａを接触させることができる。また、第２ローラ部材４２ｂの外周面の周速は、第１ローラ部材４２ａに比べ小さくなり、第２ローラ部材４２ｂとブラシ５８ａ、５８ｂとの磨耗を抑制することができる。
【００６０】
また、充電アーム２２が電動車両１０の運転席１８側の側部１０ｓから車幅方向外側に延出するので、運転者が電動車両１０と架線２０との間の距離を把握しやすくなり、図示しないハンドルの操舵によって充電アーム２２の受電部４０ｐ、４０ｎと架線２０との接触状態を良好に維持することができる。
【００６１】
二輪車は、中央線若しくは中央分離帯３９に隣接する車線を走行している場合は、通常、四輪車を中央線若しくは中央分離帯３９側から追い抜くことはない。したがって、充電アーム２２を電動車両１０の中央線側若しくは中央分離帯３９側に設けるので、二輪車等の安全を確保することができる。
【００６２】
走行路２４には、電動車両１０と架線２０との間の距離をガイドするガイドライン１００が設けられているので、電動車両１０と架線２０との間の距離を適切な距離に保つことができる。したがって、充電アーム２２の受電部４０ｐ、４０ｎと架線２０との接触状態を良好に維持することができる。
【００６３】
架線２０に電力を供給する電源装置３４は、電動車両１０が走行する走行路２４ａと、対向車両が走行する走行路２４ｂとの間に設けられているので、走行路２４ａと走行路２４ｂとで電源装置３４を共通にすることができる。したがって、電源装置３４からそれぞれの走行路２４ａ、２４ｂの架線２０への電気配線が複雑化してしまうのを抑制することができる。
【００６４】
また、充電ヘッド２６の仕切板５４の上面に、所定の深さだけ凹んだ凹部５４ａが形成されているので、受電部４０ｐと架線２０との接触によって受電部４０ｐまたは架線２０が磨耗した場合であっても磨耗カスを収容することができる。その結果、受電部４０ｐまたは架線２０の磨耗カスが周辺に散乱して周辺部品に絶縁不良等の悪影響を及ぼしてしまうことを抑制することができる。
【００６５】
仕切板５４には、上下方向からみたときに、受電部４０ｐとブラシ５８ａとの接触位置を囲むように凹部５４ａが形成されている。これにより、受電部４０ｐとブラシ５８ａとの磨耗によって磨耗カスが生じた場合であっても、磨耗カスも仕切板５４に収容することができる。その結果、受電部４０ｐとブラシ５８ａとの接触により生じた磨耗カスによって周辺部品に絶縁不良等が発生してしまうことを抑制することができる。
【００６６】
充電ヘッド２６は、上下方向に互いに離間して配置された正極および負極の一対の受電部４０ｐ、４０ｎを備え、仕切板５４は、上下方向における一対の受電部４０ｐ、４０ｎの間に配置されている。これにより、例えば、上側に配置された受電部４０ｐによって生じた磨耗カスが下側の受電部４０ｎ側へ落ちて、下側の受電部４０ｎと架線２０との接触状態に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。したがって、一対の受電部４０ｐ、４０ｎを介して架線２０からの電力を安定的に蓄電装置１６に供給することができる。
【００６７】
［変形例］
上記実施の形態の充電ヘッド２６は、以下のように変形してもよい。図１２は、本変形例における充電ヘッド２６Ａを示し、図１３は、図１２に示す本体部４４Ａを示す図である。なお、本変形例においては、図１と同様の機能を有する構成について参照符号の後にＡを付し、必要な箇所のみ説明する。上述したように、本体部４４Ａの基部５２Ａに設けられた貫通孔６２ａＡはフランジ５２ａＡ内で２つに分岐しフランジ５２ａＡに形成された２つの開口部６８ａＡ、６８ａＡに連通している。この貫通孔６２ａＡは、上記実施の形態とは異なり、断面積が同一の大きさで、且つ、基部５２Ａ内で水平に形成されている。仕切板５４Ａの開口部６８ａＡ、６８ａＡ側の上面には、凹部１１０が形成されている。この凹部１１０は、貫通孔６２ａＡを水平に通って２つの開口部６８ａＡ、６８ａＡから延びる２本のバスバー６０ａＡ、６０ａＡが仕切板５４Ａと干渉しないために形成されたものである。この２本のバスバー６０ａＡ、６０ａＡは、開口部６８ａＡ、６８ａＡから凹部１１０によって形成された空間を利用して上方に湾曲するように延び、第１支持部４６ａＡ内を通ってブラシ５８ａＡに接続される（図示略）。本変形例では、２本のバスバー６０ａＡ、６０ａＡは、第１支持部４６ａＡの貫通孔６４ａＡ内で弛んだ状態で保持されている（図示略）。この仕切板（収容部）５４Ａの上面には、外周に沿って所定の深さだけ凹んだ凹部５４ａＡが形成されている。この凹部５４ａＡによって、正極側架線２０ｐＡと受電部４０ｐＡとの接触摩擦によって生じる磨耗カス、および、受電部４０ｐＡとブラシ５８ａＡとの接触摩擦によって生じる磨耗カスが収容される。
【００６８】
図示しないがバスバー６０ｂＡ、６０ｂＡの連通状態もバスバー６０ａＡ、６０ａＡと同様である。つまり、貫通孔６２ｂＡも、上記実施の形態とは異なり、断面積が同一の大きさで、且つ、水平に基部５２Ａ内に形成されている。そして、仕切板５４Ａの開口部６８ｂＡ、６８ｂＡ側の下面には、凹部１１０が形成されている。この凹部１１０は、貫通孔６２ｂＡを水平に通って２つの開口部６８ｂＡ、６８ｂＡから延びる２本のバスバー６０ｂＡ、６０ｂＡが仕切板５４Ａと干渉しないために形成されたものである。この２本のバスバー６０ｂＡ、６０ｂＡは、開口部６８ｂＡ、６８ｂＡから下方に湾曲するように延び、第２支持部４６ｂＡ内を通ってブラシ５８ｂＡに接続される（図示略）。本変形例では、２本のバスバー６０ｂＡ、６０ｂＡは、第２支持部４６ｂＡの貫通孔６４ｂＡ内で弛んだ状態で保持されている。
【００６９】
仕切板５４Ａの上面に形成された凹部１１２は、支持軸４８ａＡを受入れるために形成され、仕切板５４の下面にも同様に支持軸４８ｂＡを受入れるための凹部（図示略）が形成されている。
【００７０】
なお、負極側架線２０ｎＡと受電部４０ｎＡとの接触摩擦によって生じる磨耗カス、および、受電部４０ｎＡとブラシ５８ｂＡとの接触摩擦によって生じる磨耗カスを収容するために、図１４に示すように、充電ヘッド２６Ａ（本体部４４Ａ）の下部に凹部１１４ａが形成された収容部１１４を設けてもよい。この凹部１１４ａは、収容部１１４の上面に形成されている。
【図１】
2015115122.tif 000003
【図２】
2015115122.tif 000004
【図３】
2015115122.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015115122.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015115122.tif 000011
【図１０】
2015115122.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2015115122.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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