(57)【要約】【課題】電動式車両の２次電池の充電残量を補充的に充電できるような充電ステーションのために特に効果的である充電装置を提供する。【解決手段】充電用電力供給手段１２と、被充電装置４に備えられた２次電池５２に対して充電用電力を供給すべく、充電用電力供給手段１２から電力を供給されて、被充電装置４に係脱自在に結合される結合手段８と、充電用電力の供給開始からの経過時間を計測する経過時間計測手段１８と、経過時間計測手段１８によって計測された経過時間を所定時間と比較する時間比較手段２０と、時間比較手段２０にて経過時間が前記所定時間を越えたことが判断された場合に、結合手段８を被充電装置４から解放すべく、係止部材２６を駆動するアクチュエータ２２とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電用電力を供給する充電用電力供給手段と、
被充電装置に備えられた２次電池に対して前記充電用電力を供給すべく、前記充電用電力供給手段から電力を供給されて、該被充電装置に係脱自在に結合される結合手段と、
前記充電用電力の供給開始からの経過時間を計測する経過時間計測手段と、
前記経過時間計測手段によって計測された前記経過時間を所定時間と比較する時間比較手段と、
前記時間比較手段にて前記経過時間が前記所定時間を越えたことが判断された場合に、前記結合手段を前記被充電装置から解放する解放手段と
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
充電用電力を供給する充電用電力供給手段と、
被充電装置に備えられた２次電池に対して前記充電用電力を供給すべく、前記充電用電力供給手段から電力を供給されて、該被充電装置に係脱自在に結合される結合手段と、
前記２次電池の充電状態を検出するための充電状態検出手段と、
前記充電状態検出手段によって検出された前記２次電池の前記充電状態を所定の条件と比較する充電状態比較手段と、
前記充電状態比較手段にて前記充電状態が前記所定の条件を満たしたと判断された場合に、前記結合手段を前記被充電装置から解放する解放手段と
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項３】
複数の前記結合手段が備えられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の充電装置。
【請求項４】
前記結合手段は、
前記被充電装置に備えられる係合部に対して係脱自在に係合される係止部材と、
前記係止部材を前記係合部に対して係合させ又は解放させるための係脱手段と、
前記係止部材が前記係合部から解放されたときに、前記結合手段を前記被充電装置から離間させるべく、前記結合手段を前記被充電装置に対して付勢する付勢手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項５】
前記結合手段は、
前記被充電装置に備えられる永久磁石に対向すべく配置された電磁石と、
前記電磁石に所望の極性の直流電流を供給して、前記電磁石を前記永久磁石に吸引させ又は反発させるための電磁石駆動手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項６】
前記結合手段は１次側電磁コイルを備え、前記被充電装置は２次側電磁コイルを備え、前記１次側電磁コイルから前記２次側電磁コイルへの電磁誘導作用によって、前記２次電池に対する前記充電用電力が供給されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項７】
前記被充電装置に備えられた前記２次電池の充電方式を検出するための充電方式検出手段をさらに備え、
前記充電用電力供給部は、前記充電方式検出手段によって検出された充電方式に従って、前記充電用電力の供給を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次電池を充電するための充電装置に関し、特に、電気モータによって駆動される電動式車両などの被充電装置に内蔵された２次電池を充電するための充電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気モータによって駆動される電動式車両、例えば電気自動車や、電動式自転車、また高齢者向けのセニアカーなどが普及しているが、これらはいずれも搭載されている２次電池の容量的な制約から、連続航続距離がせいぜい１０〜２０ｋｍに限られているのが一般的である。
【０００３】
従って、かかる車両は、自宅の近所に買物などに出かける場合にはとても便利ではあるが、あまり遠くまで行き過ぎると復路の途中に充電切れになって自宅まで戻れずに立往生してしまうという可能性があった。
【０００４】
そのため、ユーザは常時、充電残量に気を使う必要があり、限られた近距離の目的地へ出かける用途以外には車両を使用しないという傾向があった。従って、電動式車両が本来有している、排気ガスが出ない、静かである、環境にやさしい、などの諸性能が有効活用されていなかった。
【０００５】
なお、２次電池の充電手段の従来技術については、例えば、特許文献１、特許文献２等に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２０７６１２号公報
【特許文献２】
特開平６−２０５５４２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、電動式車両の２次電池の充電残量を補充的に充電できるような充電ステーションのために特に効果的である充電装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の充電装置は、充電用電力を供給する充電用電力供給手段と、被充電装置に備えられた２次電池に対して前記充電用電力を供給すべく、前記充電用電力供給手段から電力を供給されて、該被充電装置に係脱自在に結合される結合手段と、前記充電用電力の供給開始からの経過時間を計測する経過時間計測手段と、前記経過時間計測手段によって計測された前記経過時間を所定時間と比較する時間比較手段と、前記時間比較手段にて前記経過時間が前記所定時間を越えたことが判断された場合に、前記結合手段を前記被充電装置から解放する解放手段とを備えることを特徴としている。
【０００９】
この請求項１に記載の充電装置では、充電開始から所定時間の経過後に、解放手段によって、結合手段が被充電装置から自動的に解放され離脱する。従って、被充電装置から結合手段が離脱していることで、ユーザは所定時間の充電が完了したことを容易に知ることができると共に、充電装置を使用しようとして待っている次のユーザは、前のユーザの充電の完了と同時に、前のユーザが戻ってくるのを待つことなく、前のユーザの被充電装置から解放されて離脱した結合手段を自分の被充電装置に接続することができる。従って、不要な待ち時間が無くなって、充電装置の利用効率を最大限に活かすことができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の充電装置は、充電用電力を供給する充電用電力供給手段と、被充電装置に備えられた２次電池に対して前記充電用電力を供給すべく、前記充電用電力供給手段から電力を供給されて、該被充電装置に係脱自在に結合される結合手段と、前記２次電池の充電状態を検出するための充電状態検出手段と、前記充電状態検出手段によって検出された前記２次電池の前記充電状態を所定の条件と比較する充電状態比較手段と、前記充電状態比較手段にて前記充電状態が前記所定の条件を満たしたと判断された場合に、前記結合手段を前記被充電装置から解放する解放手段とを備えることを特徴としている。
【００１１】
この請求項２に記載の充電装置では、被充電装置から結合手段を自動的に解放し離脱するための条件を被充電装置の２次電池の充電状態に応じて定めるようにしている。従って、必要に応じて２次電池を満杯にまで完全充電したり、所定の割合、例えば８０％まで充電したり、必要な容量、例えば１０ｋｍ走行可能であるような充電残量にまで充電したり、と各種のユーザニーズに応じた充電サービスを提供することが可能になる。また、特に満杯にまで完全充電するような場合には、可及的に充電に必要な時間も長くなるので、その待ち時間にユーザは充電装置の設置場所たる店舗などで時間をつぶす必要が生じ、当該店舗等の集客効果の向上や売上の上昇に資することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の充電装置は、複数の前記結合手段が備えられていることを特徴としている。この請求項３に記載の充電装置では、ガソリンスタンドの燃料供給ホースの如く、充電スタンドの上部からケーブルを介して複数の結合手段を吊下げるように備えておいて、その下方に駐車された被充電車両へケーブルを延して充電を行なう。ケーブルの数は充電装置が設置される場所の規模、例えば駐車台数などに応じて適宜定めることができる。屋外に充電装置を設置する場合にあっては、ガソリンスタンドのような天井を設けなくとも、支柱状の設置柱などからケーブルを吊下げれば、簡易かつ低コストに充電装置を設置することができる。また、地下駐車場などに充電装置を設置する場合には、天井からケーブルを吊下げるように設置すればよい。いずれの場合にあっても、既に前のユーザが駐車中で充電装置を使用中の場合であっても、そのユーザの充電が完了し次第、ただちに次のユーザが充電装置を利用できるように、次のユーザのための駐車スペースを確保しておくと共に、ケーブルの最大到達長さを定めておくことが望ましい。
【００１３】
また、請求項４に記載の充電装置は、前記結合手段が、前記被充電装置に備えられる係合部に対して係脱自在に係合される係止部材と、前記係止部材を前記係合部に対して係合させ又は解放させるための係脱手段と、前記係止部材が前記係合部から解放されたときに、前記結合手段を前記被充電装置から離間させるべく、前記結合手段を前記被充電装置に対して付勢する付勢手段とを備えることを特徴としている。
【００１４】
この請求項４に記載の充電装置では、結合手段を充電の終了と同時に被充電装置から解放して離脱させるためのメカニカルな方式の構造を提供している。この充電装置によれば、結合手段を被充電装置に係脱自在に結合するための構造を簡略化できる。
【００１５】
また、請求項５に記載の充電装置は、前記結合手段が、前記被充電装置に備えられる永久磁石に対向すべく配置された電磁石と、前記電磁石に所望の極性の直流電流を供給して、前記電磁石を前記永久磁石に吸引させ又は反発させるための電磁石駆動手段とを備えることを特徴としている。
【００１６】
この請求項５に記載の充電装置では、結合手段を充電の終了と同時に被充電装置から解放して離脱させるための電磁的な方式の構造を提供している。この充電装置によれば、可動部品を含まずに結合手段を構成することができるので、長期にわたる耐久性と信頼性が得られる。また、メカニカル方式では動作不良が生じるような環境、例えば風雨にさらされて凍結を生じるような気温条件であるような屋外の設置場所にも充電装置を適合させることができる。
【００１７】
なお、請求項１乃至請求項５に記載した充電装置では、充電装置と被充電装置との電気的な接続手段については任意的な設計事項であって、露出した電極を備えた在来式のコネクタなどの使用もその概念には含まれている。
【００１８】
また、請求項６に記載の充電装置は、前記結合手段が１次側電磁コイルを備え、前記被充電装置が２次側電磁コイルを備え、前記１次側電磁コイルから前記２次側電磁コイルへの電磁誘導作用によって、前記２次電池に対する前記充電用電力が供給されることを特徴としている。
【００１９】
この請求項６に記載の充電装置では、電磁コイルの電磁誘導作用によって充電装置から被充電装置への電力の伝達を行なうようにしたので、露出した電極を使用する必要がない。この充電装置によれば、露出した電極を使用することが不都合であるような環境、例えば風雨にさらされて漏電を生じたり、潮風にさらされて電極が腐食しやすい環境などに充電装置を設置しても、その信頼性を低下させることがなく、また、耐久寿命を延命化することができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の充電装置は、前記被充電装置に備えられた前記２次電池の充電方式を検出するための充電方式検出手段をさらに備え、前記充電用電力供給部は、前記充電方式検出手段によって検出された充電方式に従って、前記充電用電力の供給を行なうことを特徴としている。
【００２１】
この請求項７に記載の充電装置では、被充電装置側にＲＦＩＤタグを備えたり、結合手段と結合される受容手段の物理的形状を変化させるなどの手段によって、被充電装置側の２次電池の充電方式を特定できるようにしている。この充電装置によれば、本来的には各製造者の被充電装置の規格を統一規格化して標準化しておくことが望ましいところ、各種の異なった充電方式の被充電装置が混在して存在している現状において、当該各種の異なった充電方式にそれぞれ対応可能であるような充電装置を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明に係る充電装置の実施の形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
まず、本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は実施の形態の充電装置の結合手段を示した構成図である。
【００２４】
図１において、本実施の形態による充電装置２は、例えば電動式自転車４などの被充電装置に備えられた受容手段６に着脱自在に結合される結合手段８を備えている。結合手段８はケーブル１０を介して、充電用電力供給装置１２に電気的に接続されている。充電用電力供給装置１２は、電力供給手段１４と制御手段１６とを内蔵しており、電力供給手段１４は、商用交流電源ＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖの電圧を降圧させる変圧手段を備え、あるいは、商用交流電源から必要な周波数の交流電源を作り出すインバータ回路を備えて構成されている。一方、制御手段１６は、具体的にはマイクロプロセッサやＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えた小型マイコンボードであって、ＲＯＭに格納されたプログラムには、詳しくは後述するように、経過時間計測手段１８と時間比較手段２０とが内蔵されている。そして制御手段１６は電力供給手段１４に対してその動作を制御する制御信号を送出すると共に、電力供給手段１４の動作状態、例えば供給中の電流などの情報を取得できるように構成されている。
【００２５】
結合手段８は、本装置が後述するように屋外に設置されることも考慮して、風雨に耐えられるようなプラスチック素材で全体をモールド成形することで形成されている。結合手段８の内部には、前述した制御手段１６に電気的に接続されてなる係脱手段としてのアクチュエータ２２が内蔵されており、アクチュエータ２２は図中左右方向に延在してなる一対の駆動ロッド２４を備えていて、アクチュエータ２２は制御手段１６から受けた信号に応答して駆動ロッド２４を伸縮駆動させ、また、制御手段１６からはアクチュエータ２２の駆動ロッド２４の伸縮状態を把握することができるようになっている。
【００２６】
結合手段８の両側面には、細長い略平板状の係止部材２６がそれぞれ配設されていて、この係止部材２６の基端部は軸ピン２８を介して結合手段８の本体に対して枢着されており、これにより、駆動ロッド２４の伸縮に対応するようにして、係止部材２６は図中の実線に示した係合状態と、図中の破線にて示した解放状態との間を枢動可能になっている。係止部材２６において軸ピン２８とは反対側の末端部には、カギ爪状のノッチ３０がそれぞれの係止部材２６について対面する内方へ突設されており、ノッチ３０の形成された末端は内方に傾斜した斜面３２になっている。
【００２７】
結合手段８の受容手段６に対向する面の中央には、凸部３４が形成されており、この凸部３４のすぐに内側には、電力送出コイル３６が埋設されていて、この電力送出コイル３６の巻線の両端はケーブル１０を経由して、充電用電力供給装置１２の電力供給手段１４へ接続されている。また、凸部３４の中央には凹部３８が形成されていて、この凹部３８と、該凹部３８を覆うカバー４０との間には付勢手段としてのバネ４２が内蔵されている。カバー４０は、バネ４２の弾発力によって、凸部３４の端面から突出するように付勢されている。
【００２８】
一方、被充電装置としての電動式自転車４の受容手段６には、前述した凸部３４に対応する形状である凹部４４が形成されており、凸部３４を受入れるようになっている。また、受容手段６の外形は結合手段８の本体の外形と一致しており、その側面にはノッチ３０を受入れるための切欠溝状の係合部４６が形成されている。また、受容手段６において、凹部４４のすぐ内側には、電力受信コイル４８が埋設されていて、この電力受信コイル４８の巻線の両端はダイオードなどの整流手段を含んでなる充電回路５０を経由して、被充電装置の２次電池５２へ接続されている。
【００２９】
なお、街角の随所に充電ステーションを設置するためには、結合手段８や受容手段６の形状及び寸法、電力送出コイル３６と電力受信コイル４８の電磁的特性、充電回路５０の方式などについて各メーカーが統一規格を作成して標準化しておくことが好ましい。しかし、受容手段６の例えば物理的形状を充電方式に応じて異なった形状に形成しておけば、かかる形状の違いから当該充電方式を判別して、それに合致した電力供給方式に自動的に切替えるなど、各種の異なった充電方式の被充電装置が混在して存在している現状においても、当該各種の異なった充電方式にそれぞれ対応することは可能である。
【００３０】
次に、本実施の形態の充電装置の使用方法を説明する。本発明による充電装置２は、図２に示す如く、例えばコンビニエンス・ストア５４の店頭の駐車スペース５６などに設置される。図３は、設置状態における本発明の充電装置を模式的に示した図である。
【００３１】
電動式自転車４で外出したユーザが外出先からの帰宅路の途中で、電動式自転車４の２次電池５２の充電残量が減少していることに気付いた場合には、コンビニエンス・ストア５４等に設置されている充電装置により充電を行う。
【００３２】
まず、ユーザは店頭の駐車スペース５６に電動式自転車４を駐車し、充電装置２の設置柱５８からタコ足状に吊下げられている複数のケーブル１０のうちの１本を引く。ケーブル１０は設置柱５８に内蔵されている巻取リール６０から引出されて、駐車したユーザの電動式自転車４の所にまで伸びる。そうしてユーザは、ケーブル１０の末端に備えられている結合手段８を、電動式自転車４に備えられている受容手段６に取付けて結合させる。ユーザは、この作業を行なった後には、待ち時間を利用して、コンビニエンス・ストア５４において所望の買物を行なうことができる。
【００３３】
制御手段１６は、結合手段８のアクチュエータ２２の状態を常に監視する待機状態になっている。そして、ユーザが前述の如く、自分の電動式自転車４の受容手段６に結合手段８を押し当てると、結合手段８の係止部材２６の先端端面の斜面３２が受容手段６の角部に当接することによってノッチ３０が左右に押し開かれるので、被充電装置としての電動式自転車４の受容手段６に結合手段８が結合されたことを検出する。すると、制御手段１６はただちにアクチュエータ２２を駆動して係止部材２６の先端を互いに接近させるように操作して、先端のノッチ３０を受容手段６の両側面の係合部４６に嵌入させた状態に固定保持し、ノッチ３０が受容手段６の係合部４６に嵌入してロックされた状態とする。
【００３４】
制御手段１６は、前記したユーザの作業に際して、結合手段８を受容手段６に結合させるためのアクチュエータ２２の動作が適正に完了したことを確認すと、その旨を充電用電力供給手段１２の電力供給手段１４へ通知する。そして、この信号を受けた電力供給手段１４は結合手段８に内蔵された電力送出コイル３６への交流電力の供給を開始する。
【００３５】
このとき、電力送出コイル３６は、電動式自転車４の受容手段６に内蔵された電力受信コイル４８に対して隣接して対向した位置に保持されるので、２つのコイル３６と４８とは電磁的に結合される。従って、電力供給手段１４からケーブル１０を介して電力送出コイル３６へ送出された交流電力は、電力受信コイル４８へ電磁結合によって伝達されて、電力受信コイル４８から充電回路５０を経由して２次電池５２へと充電電流が流れて、２次電池５２が充電される。
【００３６】
制御手段１６は、電力供給手段１４からの電力送出が開始したことを検出すると、制御手段１６に内蔵されたマイクロプロセッサのプログラムによってソフトウェア的に構成されてなる経過時間計測手段１８を起動する。そして、経過時間計測手段１８で計測された経過時間は逐次、同じくソフトウェア的に構成された時間比較手段２０に予め設定されている所定時間と比較される。時間比較手段２０に設定する所定時間は、コンビニエンス・ストアで買物を行なうための所要時間に基づいて任意に定められるが、ここでは例えば１０分間とする。なお、充電装置２をコンビニエンス・ストア５４の駐車スペース５６以外の場所に設置する場合には、当該設置場所の使用目的や性質に応じて該所定時間を設定する。具体的には設置場所が映画館の駐車場である場合には、映画の上映の長さに一致させて約２時間程度に設定し、また、美容院の駐車場である場合には、１時間程度に設定する。
【００３７】
ここで、ユーザが未だ店内で買物を行なっている間に、経過時間計測手段１８によって計測されている経過時間が、所定時間である１０分間を越えたと、時間比較手段２０が判断したものとする。
【００３８】
制御手段１６は、まず、電力供給手段１４へ電力の送出を停止させるための信号を送信して充電動作を終了させる。そして、アクチュエータ２２を駆動して、係止部材２６の先端のノッチ３０を相互に離間させるように駆動ロッド２４を伸すように動かして、係合部４６からノッチ３０を係脱させる。すると、バネ４２の付勢作用によって、カバー４０が凸部３４の端面から突出して、結合手段８は電動式自転車４の受容手段６から解放されて離脱する。さらに、制御手段１６は巻取リール６０へ駆動信号を送出し、これを受けた巻取リール６０はケーブル１０の巻取動作を行なって、最初の状態に復帰して、別の新たなユーザが来るのを待つ。
【００３９】
このように、所定時間の充電動作を終えた後には、充電装置２の結合手段８は先のユーザの電動式自転車４から自動的に離脱して、初期状態の位置に復帰していることから、次のユーザは、先のユーザが出店するのを待つこと無くして、充電装置２を自分の電動式自転車のために使用することができる。一方、先のユーザがコンビニエンス・ストア５４での買物を終えて店から出てきた時には、入店前に結合させた結合手段８は、自分の電動式自転車４から自動的に取り外された状態になっていることで、充電が終ったことを知ることができる。
【００４０】
ユーザは、帰宅までに必要な充電容量を確保することができるので、従来のように充電残量に気を使いながら電動式自転車４を使用する必要がなくなる。そして、このような充電装置２を配備した充電ステーションを街角の随所に設置できれば、本来の充電容量では到達することができないような遠隔地にまで電動式自転車４を使用して出かけることが可能となって、各種の電動式車両が本来有している、排気ガスが出ない、静かである、環境にやさしい、などの諸性能を完全に有効活用することができるようになるという顕著な効果を得ることができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図４は充電装置の結合手段を示した構成図である。図４（ａ）に示す通りこの実施の形態では、第１の実施の形態における係止部材２６及び係合部４６に代えて、結合手段８に電磁石６２を備えると共に、被充電装置側の受容手段６には永久磁石６４を備えている。また、これに伴ない、凸部３４に形成されていた凹部３８、ならびに、凹部３８に収容されていたカバー４０とバネ４２についても省略されている。その他の構成要素については図１と同様であるので図示を省略している。
【００４２】
本実施の形態では、制御手段は、ユーザの前述した作業によって結合手段８が受容手段６に結合されたことを検出すると、図４（ｂ）に示す如く、電磁石６２に直流電流を流して、受容手段６の側の永久磁石６４に対して吸引力を生じさせる。これによって、結合手段８を受容手段６に対して吸着保持する。そして、前記実施の形態と同様に充電動作を開始して、充電動作が完了した後には、電磁石６２に流す直流電流の極性を反対に切替えて、図４（ｃ）に示す如く、永久磁石６４と電磁石６２との反発力によって、結合手段８を受容手段６から離脱させ解放する。
【００４３】
次に、本発明の第３の実施の形態として、情報インターフェースを備えた結合手段の説明を行う。図５は、本発明の応用例としてのＲＦＩＤタグを内蔵した結合手段８を示した構成図である。図示の実施の形態は、充電装置と被充電装置としての例えばセニアカーとの相互間において、双方向通信ができるように構成されている。
【００４４】
まず、充電装置から被充電装置へ向けた方向の情報伝達について第１の実施の形態の図１を考慮しつつ図５を参照して説明する。図１における充電装置２のケーブル１０を介して結合手段８へ送られた情報信号（詳しくは後述する）は、変調／復調手段６６へ送られて高周波の情報信号に変調された後、混合／分離器６８にて電力供給手段１４から送られた交流電力と混合されて、電力送出コイル３６へ供給される。
【００４５】
一方、前記実施の形態と同様に電力送出コイル３６と電磁的に結合されている、被充電装置側の電力受信コイル４８は、分離／混合器７０に接続されている。分離／混合器７０の出力は内部のフィルター回路によって低周波の交流電力と高周波の情報信号とに分離されて、交流低周波電力は図１と同様に充電回路５０と２次電池５２に接続されて被充電装置の充電を行なう。一方、高周波信号は復調／変調手段７２へと送られて、所定のデジタル信号に復調されて、同手段に内蔵されたＲＦＩＤタグ７４の不揮発性の記憶手段（図示せず）の内容を復調された信号に基づいて更新する。
【００４６】
次に、被充電装置から充電装置へ向けた方向の情報伝達について説明する。ＲＦＩＤタグ７４の記憶手段から読み出された内容、及び、復調／変調手段７２に接続された２次電池５２の端子間電圧などの情報は、復調／変調手段７２によって高周波の情報信号に変調された後、分離／混合器７０にて、電力受信コイル４８が現に受信している交流電力とは別の周波数帯域の信号として、電力受信コイル４８へ向けて送出される。
【００４７】
他方、電力受信コイル４８と電磁的に結合されている、結合手段８の電力送出コイル３６は、電力受信コイル４８が発生した高周波磁界による電磁誘導作用を受けて、この起電力は混合／分離器６８によって、電力供給手段１４が現に送出中の低周波の交流電力とは分離されて、変調／復調手段６６へ送られて、高周波信号から所定のデジタル信号に復調された出力として得られる。
【００４８】
このように、変調／復調手段６６は、充電装置から被充電装置へ情報を送出する際には変調手段として機能する一方、充電装置が被充電装置から情報を読み出す際には復調手段として機能する。また、混合／分離器６８は、被充電装置へ情報を送出する際には混合器として機能する一方、被充電装置から情報を読み出す際には分離器として機能する。同様に、被充電装置に内蔵されている、復調／変調手段７２は、充電装置から被充電装置へ情報を送出する際には復調手段として機能する一方、充電装置が被充電装置から情報を読み出す際には変調手段として機能する。また、分離／混合器７０は、被充電装置へ情報を送出する際には分離器として機能する一方、被充電装置から情報を読み出す際には混合器として機能する。
【００４９】
次に、本実施の形態による充電装置の使用方法について、図６を参照して説明する。図６は、図５に示した充電装置を含んで構成されてなる、情報伝達システムの全体的な構成を示したブロック図である。
【００５０】
コンビニエンス・ストア５４や、映画館、美容院、デパート、その他の街角の様々な場所に設置される、複数の充電ステーション７６は、充電装置２が充電を行なうに際して、上述した双方向情報伝達装置を用いて、セニアカーなどの被充電装置から様々な情報を読み出す。この情報には例えば、充電を行なった日時、当該充電ステーション７６の名称及び所在地、充電開始時における２次電池の充電残量及び端子間電圧、充電完了時における２次電池の充電残量及び端子間電圧、前回の充電からの走行距離、その他の各種の情報が含まれている。そして、充電ステーション７６から送信された情報は、情報センタ７８へ送られて統一的に管理されると共に、当該被充電装置例えばセニアカーの製造元のメーカーや販売元のディーラー８０へ提供される。メーカー又はディーラー８０は、上記各種情報に基づいて、２次電池の良否状態つまり老朽化の程度を知ることができる。また、当該電動式車両の使用頻度に基づいて、電動式車両のタイヤの摩耗状態を推定したり、各種部品のメンテナンス時期の到来を知ることができる。
【００５１】
こうした情報は、メーカー若しくはディーラー８０又はその嘱託を受けたメンテナンス会社などを介してユーザへ提供され、ユーザは電動式車両を常に良好にメンテナンスされた状態に維持しつつ使用することがきる。さらに、被充電装置が老人用のセニアカーであって、当該ユーザたる老人が時折ボケ症状を呈するような場合にあっては、その家族から、当該老人の行方がわからなくなった時に捜索の依頼を受けた情報センタ７８又はメーカー若しくはディーラー８０は、家族に対してセニアカーの充電が最後に行なわれた充電ステーション７６の所在地とその時刻を知らせることができ、早期に老人を保護することができる。
【００５２】
また、２次電池の充電残量や端子間電圧を知ることができれば、その情報に基づいて、２次電池を満杯にまで完全充電したり、所定の割合、例えば８０％まで充電したり、必要な容量、例えば１０ｋｍ走行可能であるような充電残量にまで充電したり、と各種のユーザニーズに応じた充電サービスを提供することが可能になる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の充電装置によれば、被充電装置から結合手段が離脱していることで、ユーザは所定時間の充電が完了したことを容易に知ることができると共に、充電装置を使用しようとして待っている次のユーザは、前のユーザの充電の完了と同時に、前のユーザが戻ってくるのを待つことなく、前のユーザの被充電装置から解放されて離脱した結合手段を自分の被充電装置に接続することができる。従って、不要な待ち時間が無くなって、充電装置の利用効率を最大限に活かすことができる。
【００５４】
また、本発明の充電装置によれば、必要に応じて２次電池を満杯にまで完全充電したり、所定の割合、例えば８０％まで充電したり、必要な容量、例えば１０ｋｍ走行可能であるような充電残量にまで充電したり、と各種のユーザニーズに応じた充電サービスを提供することが可能になって、提供される充電の質的向上を図り、充電の信頼性を高めることができて、結果的に充電サービスを有料化することが可能になる。また、特に満杯にまで完全充電するような場合には、可及的に充電に必要な時間も長くなるので、その待ち時間にユーザは充電装置の設置場所たる店舗などで時間をつぶす必要が生じ、当該店舗等の集客効果の向上や売上の上昇に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による充電装置の結合手段を示した構成図である。
【図２】図１の実施の形態による充電装置が設置される場所を説明するための模式図である。
【図３】図１の実施の形態による充電装置の設置状態を示した立面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による充電装置の結合手段を示した構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態によるＲＦＩＤタグを内蔵した結合手段を示した構成図である。
【図６】図５の実施の形態による充電装置を含む情報伝達システムの構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
２…充電装置、４…電動式自転車（被充電装置）、８…結合手段、１２…充電用電力供給装置、１８…経過時間計測手段、２０…時間比較手段、２６…係止部材、３６…電力送出コイル、４６…係合部、４８…電力受信コイル、５０…充電回路、５２…２次電池、６２…電磁石、６４…永久磁石。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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