(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車の蓄電装置を充電するためのシステムであって、前記電気自動車の駐車場側に設備され充電用電源に連なる一次コイルと、前記電気自動車に設けられ蓄電装置への充電回路に連なる二次コイルと、前記両コイルが磁気的に結合可能な位置にあることを検出する自動車位置検出手段と、この自動車位置検出手段により前記電気自動車が所定位置にあることを検出したことを条件に前記充電用電源により前記一次コイルを励磁する充電制御回路とを備え、
電気自動車には識別符号の発信手段が搭載されるとともに、駐車場側には電気自動車側から受信した識別符号を予め記憶したものと比較する識別符号検査手段が設けられ、前記充電制御回路は、前記識別符号検査手段にて前記両者が一致したことを条件に前記一次コイルを励磁する構成とされていることを特徴とする電気自動車用充電システム。
【請求項２】
充電制御回路は前記蓄電装置の充電容量を検出する充電容量検出手段を備え、さらに、この充電容量検出手段にて検出された充電容量が所定値以下であることを条件に前記一次コイルを励磁することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用充電システム。
【請求項３】
充電制御回路は前記蓄電装置の充電容量を検出する充電容量検出手段を備え、駐車場側には蓄電装置の充電容量に応じた充電状態を表示する表示手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気自動車用充電システム。
【請求項４】
電気自動車の蓄電装置を充電するためにその電気自動車の駐車場側に設けられる電磁結合装置であって、前記電気自動車の前部に設けられた二次コイルに対向可能な一次コイルが前記駐車場の壁面に支持して一次コイルユニットとして設けられ、その一次コイルユニットが前記二次コイルの前記駐車場の床面からの高さ位置に応じて上下に変位可能とされていることを特徴とする電気自動車充電用電磁結合装置。
【請求項５】
電気自動車の蓄電装置を充電するためにその電気自動車の駐車場側に設けられる電磁結合装置であって、充電用電源に接続される一次コイルを備えた一次コイルユニットが前記駐車場の壁面から突出するように設けられるとともに、その一次コイルユニットは、電気自動車の前記駐車場壁面側への接近に伴い前記電気自動車の前面に設けられた受容ケース内に挿入される構成であることを特徴とする電気自動車充電用電磁結合装置。
【請求項６】
前記一次コイルユニットは、支持基部を有する保護ケースに一次コイルを収容して構成され、その支持基部が前記駐車場の壁面に設けたホルダに弾性体を介して支持されることにより前記保護ケースの先端側が変位可能となっていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電気自動車充電用電磁結合装置。
【請求項７】
前記一次コイルユニットは、支持基部を有する保護ケースに一次コイルを収容して構成され、その支持基部が前記駐車場の壁面に設けたホルダに支軸を介して回動可能に設けられるとともに、前記支軸の前後に前記ホルダの内面との間に弾性体が配置されて前記保護ケースの先端側が変位可能となっていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電気自動車充電用電磁結合装置。
【請求項８】
前記支軸を受ける軸受孔は支軸よりも大きく形成して支軸をがたつき状態で収容することにより前記保護ケースの先端側を変位可能としていることを特徴とする請求項７記載の電気自動車充電用電磁結合装置。
【請求項９】
前記一次コイルユニットの先端側には先細形状にする傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項４ないし請求項８のいずれかに記載の電気自動車充電用電磁結合装置。
【請求項１０】
前記一次コイルユニットが進入する受容ケースの前面開口部には、前方ほど開口面積を大きくする案内斜面が形成されていることを特徴とする請求項４ないし請求項９のいずれかに記載の電気自動車充電用電磁結合装置。
【請求項１１】
電気自動車の蓄電装置を充電するためにその電気自動車の駐車場側に設けられる電磁結合装置であって、充電用電源に接続される一次コイルを備えた一次コイルユニットが前記駐車場の壁面に支持機構を介して前記電気自動車の前部に設けられた二次コイルに対面するように設けられ、前記支持機構は、前記電気自動車の前部が前記一次コイルユニットに当接することにより前記一次コイルの電磁結合面が前記二次コイルの電磁結合面と平行に対面するように傾動させることを特徴とする電気自動車充電用電磁結合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車に充電するための充電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の充電システムとして実用化されている構成は図１９に示すようである。電気自動車１の車体には蓄電装置に接続された車両側コネクタ２が設けられ、ここに車外から給電コネクタ３が接続される。その給電コネクタ３は車両外に設置された充電用電源４からのケーブル５先端に設けられており、充電用電源４からの電力は両コネクタ２，３を通して蓄電装置に供給されて充電が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気自動車の充電は、車両所有者の家庭の駐車場にそれぞれ充電設備を設け、この充電設備にて駐車中の電気自動車の充電を行うことが考えられている。
【０００４】
しかしながら、上述の充電システムでは、運転者が電気自動車１を駐車場に入れ、車から降りて充電設備がある箇所まで歩いて行き、ここで給電コネクタ３を充電設備から取り出し、これをケーブル５を引き出しながら自動車１側まで運び、そして車体のコネクタ蓋１ａを開けて車両側コネクタ２に接続し、しかる後に充電スイッチをオン操作するという作業が必要で、相当に面倒である。しかも、従来の充電コネクタは端子を相互に嵌合接触させて通電路を確立する構成であるから、その嵌合操作の抵抗が大きく、比較的大きな力でコネクタの嵌合操作を行う必要があるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされ、その目的は、できるだけ簡単に電気自動車の充電ができ、家庭等における電気自動車の充電にも適合する充電システムを提供するところにあり、また、他の目的は、電磁誘導装置の結合により電気自動車側に電力を供給するに際し、その電磁結合を確実に行わせることができる電気自動車充電用電磁結合装置を提供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
＜電気自動車充電システム＞
請求項１の発明に係る電気自動車用充電システムは、電気自動車の駐車場側に設備され充電用電源に連なる一次コイルと、電気自動車に設けられ蓄電装置への充電回路に連なる二次コイルと、両コイルが磁気的に結合可能な位置にあることを検出する自動車位置検出手段と、この自動車位置検出手段により電気自動車が所定位置にあることを検出したことを条件に充電用電源により一次コイルを励磁する充電制御回路とを備え、電気自動車に識別符号の発信手段を搭載し、充電制御回路は所定の識別符号を受けたことを条件に一次コイルを励磁する構成としている。
【０００７】
これによれば、電気自動車を所定位置に駐車させるだけで、自動的に蓄電装置の充電を行うことができる。また、所定の識別符号を発信する電気自動車が駐車した場合に限り充電が開始されるようになり、不用意に他の自動車に充電したり、他人の自動車が駐車場に侵入して無許可で充電を受けるようなことを確実に防止することができる。
【０００８】
また、上記請求項１の発明において、充電制御回路には蓄電装置の充電容量を検出する充電容量検出手段を設け、この充電容量検出手段にて検出された充電容量が所定値以下であることを条件に一次コイルが励磁されるようにしてもよい（請求項２の発明）。
このようにすると、蓄電装置の充電容量が少ないときには充電が行われ、多いときには充電が行われず、蓄電容量が過不足なく充電されることになるから、残容量を気にする必要もなくなる。
さらに、上記請求項１又は２の発明において、更に、充電制御回路に蓄電装置の充電容量を検出する充電容量検出手段を設け、駐車場側にその充電容量に応じた充電状態を表示する表示手段を設けてもよい（請求項３の発明）。このようにすると、蓄電装置の充電状態を車外から確認することができて便利である。
【０００９】
＜電気自動車充電用電磁結合装置＞
請求項４の発明は、電気自動車の蓄電装置を充電するためにその電気自動車の駐車場側に設けられる電磁結合装置であって、電気自動車の前部に設けられた二次コイルに対向可能な一次コイルが駐車場の壁面に支持して一次コイルユニットとして設けられ、その一次コイルユニットが二次コイルの駐車場の床面からの高さ位置に応じて上下に変位可能とされているところに特徴を有する。
この構成とすれば、電気自動車を駐車場の壁面に向けて進め、壁面側の一次コイルと電気自動車側の二次コイルとを対向状態とすればよく、電気自動車の駐車という通常の行為によって電気自動車の充電準備が可能になる。この場合、例えば電気自動車の積載荷重の大小等によって車体のサスペンションバネの圧縮度が相違するから、車体に取り付けた二次コイルの上下方向位置が積載荷重の多少によって変動することが予想されるが、これは一次コイルが上下に変位することにより吸収でき、両コイルは常に良好な対抗状態が得られる。
【００１０】
請求項５の電磁結合装置は、充電用電源に接続される一次コイルを備えた一次コイルユニットが駐車場の壁面から突出するように設けられるとともに、その一次コイルユニットは、電気自動車の駐車場壁面側への接近に伴い電気自動車の前面に設けられた受容ケース内に挿入される構成としたところに特徴を有する。
この構成によれば、電気自動車を駐車場の壁面に向けて進めることにより、壁面側の一次コイルユニットを電気自動車側の二次コイルユニットの受容ケース内に進入させるようにすればよく、また、二次コイルは電気自動車の前部内に受容ケースとともに配置できるから、電気自動車の走行時に泥等が二次コイルに付着することを防止でき、ひいては両コイルの結合時においてエアギャップの増加を防止して電力伝達効率の低下を防ぐことができる。
【００１１】
また、上記電磁結合装置にあって、一次コイルユニットを、支持基部を有する保護ケースに一次コイルを収容して構成し、その支持基部を駐車場の壁面に設けたホルダに弾性体を介して支持させることにより保護ケースの先端側を変位可能としてもよい（請求項６の発明）。
このようにすれば、一次コイルユニットの先端側が、二次コイルユニットの受容ケースの前面開口の位置に追従して変位するから、電気自動車を多少ずれたところに駐車しても一次コイルユニットがこれに追従して二次コイルユニット内に進入するようになる。
【００１２】
また、上記請求項４または請求項５の発明において、一次コイルユニットを、支持基部を有する保護ケースに一次コイルを収容して構成され、その支持基部を駐車場の壁面に設けたホルダに支軸を介して回動可能に設け、支軸の前後にホルダの内面との間に弾性体を配置する構成としても、保護ケースの先端側を変位可能とすることができる（請求項７の発明）。
この構成でも、一次コイルユニットの先端側が、二次コイルユニットの受容ケースの前面開口の位置に追従して変位し、一次コイルユニットが二次コイルユニット内に確実に進入するようになる。しかも、支軸を介して一次コイルユニットがホルダに支持されているから、弾性体のみで支持する場合に比べて一次コイルユニットの位置が安定し、耐久性もよくなる。
【００１３】
さらに、上記請求項７の発明において、支軸を受ける軸受孔を支軸よりも大きく形成して支軸をがたつき状態で収容することにより保護ケースの先端側を変位可能とすることもできる（請求項８の発明）。
このようにすれば、一次コイルユニットは支軸を中心とした首振り運動だけでなく、支軸を含む面内の首振り運動が可能になり、支軸によって一次コイルユニットを安定して支持できながら、一次コイルユニットは上下左右への全方向への変位が可能になり、両コイルの結合がより確実になる。
【００１４】
加えて、一次コイルユニットを先細にしたり（請求項９の発明）、二次コイルユニットの受容ケースの前面開口に案内斜面を形成したり（請求項１０の発明）すれば、両コイルユニットの結合がいっそう確実に行われるようになるという効果が得られる。
【００１５】
さらに、上記請求項１１の電磁結合装置は、充電用電源に接続される一次コイルを備えた一次コイルユニットが駐車場の壁面に支持機構を介して電気自動車の前部に設けられた二次コイルに対面するように設けられ、支持機構は、電気自動車の前部が一次コイルユニットに当接することにより一次コイルの電磁結合面が二次コイルの電磁結合面と平行に対面するように傾動させるところに特徴を有する。
これによると、仮に、電気自動車が駐車場の壁面に対して直角からずれた方向に沿って前進してきた場合でも、電気自動車の前部が一次コイルユニットに当接して一次コイルの電磁結合面が二次コイルの電磁結合面と平行に対面するように傾動する。従って、電気自動車の運転者は壁面に対する角度をさほど気にすることなく、壁面に向かって運転すればよく、運転操作が簡単になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。
図１は駐車場内に電気自動車Ｅを進入させた状態を示す。駐車場の壁面Ｗには、電磁誘導装置の一方を構成する一次コイルユニット３０が前方に突出して設けられている。これは図２及び図３に示すように、例えばフェライト製の磁芯３２に電線を巻回してなる偏平板状の一次コイル３１を、例えば合成樹脂材料製の保護ケース３３内に収納されている。保護ケース３３の一端部には支持基部３４が一体に設けられ、ここから横方向に一対の支軸３５が突設されるとともに、保護ケース３３の先端は弧状の斜面３３ａが形成されて先細形状となっている。
【００１９】
一方、駐車場の壁面Ｗにはホルダ３６が埋設され、ここに保護ケース３３の支持基部３４が挿入されている。ホルダ３６の内側壁には前記支軸３５を受ける軸受孔３６ａが形成され、保護ケース３３がその支軸３５を中心に上下（図３の矢印Ａ方向）に沿って回動可能に支持されている。また、上記軸受孔３６ａは支軸３５に比べて十分に大きく、比較的大きな空隙を余して支持されており、これにより保護ケース３３が図２の矢印Ｂ方向にも水平方向の首振り運動ができるようになっている。
そして、図２に示すように、支持基部３４の左右両側部とホルダ３６の左右内側壁との間には支軸３５の前後に位置して計４本の弾性体に相当する圧縮スプリング３７が配置されており、これにて保護ケース３３を水平方向に弾性支持し、常時は図２に実線で示すように保護ケース３３が壁面Ｗに対して垂直に突出する形態とするとともに、その状態から保護ケース３３の先端側が横方向に力を受けると、それに応じて保護ケース３３ひいては一次コイルユニット３０を首振り運動させることができる。さらに、図３に示すように、支持基部３４の上下両面とホルダ３６の上下内側壁との間にはやはり支軸３５の前後に位置して計４本の圧縮スプリング３８が配置されており、これにて保護ケース３３を上下方向に弾性支持しており、常時は図３に示すように保護ケース３３が壁面Ｗに対して垂直に突出する形態とするとともに、その状態から保護ケース３３の先端側が上下方向に力を受けると、それに応じて保護ケース３３ひいては一次コイルユニット３０を支軸３５を中心に上下に回動させるようになっている。
【００２０】
一方、電気自動車Ｅの前下部には、二次コイルユニット１０が設けられている。これは前記一次コイルユニット３０を収容するための受容ケース１１の上面にやはり例えばフェライト製の磁芯１３に巻回されて偏平な板状をなす二次コイル１４が配置されており、一次コイル３１の保護ケース３３が受容ケース１１内に完全に収容されると、電磁誘導装置を構成する一次及び二次の両コイル３１，１４が磁芯１３，３２を同軸上に位置させた磁気的結合状態にされる。受容ケース１１は、例えば合成樹脂製であって、車両の前面側を開放して一次コイルユニット３０の保護ケース３３を収容可能な偏平箱形をなし、前面開口部には、前方ほど開口面積を大きくする案内斜面１１ａが形成されていて保護ケース３３の先端を案内できるようになっている。
【００２１】
なお、駐車場の壁面Ｗには上記一次コイルユニット３０の周囲部に位置して緩衝材３９が配置してあり、ここに電気自動車ＥのバンパーＢが当接するときの衝撃を吸収できるようにしている。また、緩衝材３９内には圧力スイッチ４０が埋め込まれ、電気自動車Ｅが一次コイルユニット３０の保護ケース３３が受容ケース１１内に完全に収容される位置まで前進してバンパーＢが緩衝材３９に衝突すると、その圧力スイッチ４０が作動するようになっており、従って、この圧力スイッチ４０が自動車位置検出手段として機能するようになっている。そして、駐車場の壁面Ｗの上部には停止ランプ４１が取り付けられ、上記圧力スイッチ４０が作動したときに点灯される。また、駐車場の壁面Ｗには一次コイルユニット３０の下方に位置して赤外線通信素子４２が取り付けられ、電気自動車Ｅが所定の位置に駐車すると、電気自動車Ｅの前部バンパーＢの下部に設けた赤外線通信素子１５と対向するようになっている。
【００２２】
さて、電気的構成は図５に示す通りである。一次コイル３１には駐車場側に設置した電源回路４４が接続されている。この電源回路４４は、商用電源４５をいったん整流してスイッチングすることにより例えば４０ｋＨZ の高周波電流を一次コイル３１に流すことができる。また、自動車位置検出回路４６は、圧力スイッチ４０からの信号を受けて、電気自動車Ｅが所定位置に駐車したことを検出し、これに基づき停止ランプ４１を点灯させるとともに、充電制御回路４７に車両検出信号Ｓevを出力する。充電制御回路４７では、上記自動車位置検出回路４６から車両検出信号Ｓevを受け、かつ、通信制御回路４８を介して容量不足信号Ｓcgを受けたことを条件に電線回路４４を動作させて一次コイル３１を励磁するようになっている。上記通信制御回路４８は、前記赤外線通信素子４２に接続されており、車両側の赤外線通信素子１５及び通信制御回路１６を介して充電容量検出回路１７から充電に関する情報を受信する。
【００２３】
一方、電気自動車Ｅ側では、二次コイル１４に充電回路１８が接続され、これにて蓄電装置１９の充電を行う。この充電回路１８は、二次コイル１４に誘導される交流電圧を整流して蓄電装置１９の充電に必要な直流電圧を発生する。蓄電装置１９にはメインスイッチ２０を介してモータ駆動回路２１が接続され、これにて電気自動車Ｅの動力モータ２２が駆動される。また、前記充電容量検出回路１７は、蓄電装置１９の出力ラインからその残容量に関する情報を受けるようになっており、例えば出力ラインに流れた電流に基づき消費電力を積算することで蓄電装置１９の残容量を推定し、これが所定値に満たないときには容量不足信号Ｓcgを出力する。また、充電回路１８からは蓄電装置１９に流れ込んだ充電電流に関する情報を受け、これに基づき充電により増大する残容量を推定し、これが所定の定格値に達したときに容量不足信号Ｓcgの出力を遮断するようになっている。
【００２４】
次に、この実施形態において電気自動車Ｅの充電手順について説明する。電気自動車Ｅを駐車場に入れ、壁面Ｗに向かってゆっくりと前進させる。電気自動車Ｅの先端部を壁面Ｗの緩衝材３９に当てるようにすることで、壁面Ｗから突出する一次コイルユニット３０を電気自動車Ｅの前部にある受容ケース１１内に嵌入させる。そして、一次コイルユニット３０が完全に受容ケース１１内に挿入される位置まで進出すると、電気自動車Ｅの前部バンパーＢが緩衝材３９内の圧力スイッチ４０を作動させるため、自動車位置検出回路４６からの信号に基づき停止ランプ４１が点灯する。そこで、電気自動車Ｅを停止させれば、図４に示すように、一次コイル３１は受容ケース１１内で二次コイル１４と同軸状に位置して対向状態となり、磁気的に結合可能となる。
【００２５】
また、これと同時に自動車位置検出回路４６から充電制御回路４７に車両検出信号Ｓevが出力される。また、このとき蓄電装置１９の残容量が所定値以下であれば、充電容量検出回路１７から赤外線通信素子１５，４２を介して容量不足信号Ｓcgが充電制御回路４７に与えられるから、電源回路４４が動作して一次コイル３１が励磁される。これにより、二次コイル１４に電磁誘導現象によって電圧が発生し、これに基づき充電回路１８により電気自動車の蓄電装置１９が充電される。蓄電装置１９の充電によりその残容量が所定値に達すると、容量不足信号Ｓcgの出力が断たれるから、充電回路１８による一次コイル３１の励磁が停止されて充電動作が終了する。
【００２６】
従って、この実施形態によれば、電気自動車Ｅを駐車場に入れて所定の箇所に駐車させるという通常の行為によって一次及び二次の両コイル３１，１４が結合されて駐車場側の商用電源４５から電気自動車Ｅ内の充電回路１８に電力が供給されて蓄電装置１９が充電されるから、従来のようなコネクタの嵌合操作が全く不要になり、極めて簡単に充電を行うことができ、家庭での使用に極めて好適する。
＜第２実施形態＞
この実施形態は、駐車場側に蓄電装置１９の残容量に応じた充電状態を表示する表示手段を追加したところが相違し、その他は前記第１実施形態と同様である。そこで、同一部分に同一符号を付して重複説明を省略し、図６を参照して相違するところを説明する。
【００２７】
駐車場の壁面Ｗの上部には表示ユニット６０が設けられ、これが表示制御回路６１にて点灯制御される。表示ユニット６０には、停止ランプ４１と、例えば複数個のＬＥＤを縦一列に並べてなる容量表示部６２とが設けられている。
また、電気自動車Ｅ側の充電容量検出回路６３は、充電中における蓄電装置１９の残容量を常時検出し、そのデータを赤外線通信素子１５，４２を介して常に表示制御回路６１に与えており、これにて容量表示部６２にて残容量に応じた表示を行う。すなわち、この実施形態では、満充電状態で容量表示部６２の全てのＬＥＤを点灯し、１／２充電状態で半数のＬＥＤを点灯させるという残容量に比例した表示を行うようにしており、これにて充電中の蓄電装置１９の残容量がどの程度あるかを一見して判断することができて便利となる。
【００２８】
＜第３実施形態＞
この実施形態は、車両の識別符号が一致した場合にのみ充電を行うようにしたところが相違し、その他は前記第１実施形態と同様である。そこで、同一部分に同一符号を付して重複説明を省略し、図７を参照して相違するところを説明する。
電気自動車Ｅには識別符号発信回路７０が設けられ、これが通信制御回路１６と接続され、駐車場側には識別符号検査回路７１が設けられて通信制御回路４９及び充電制御回路４７に接続されている。識別符号検査回路７１は自動車位置検出回路４６から車両検出信号Ｓevを受けると、赤外線通信素子１５，４２を介して電気自動車Ｅ側の識別符号発信回路７０に信号を送り、ここにその電気自動車Ｅ特有の識別符号を赤外線通信素子１５，４２を介して応答させる。この識別符号が識別符号検査回路７１に記憶されているものと一致する場合には、識別符号検査回路７１から充電制御回路４７に一致信号Ｓsmを出力する。そして、この実施形態の場合には、充電制御回路４７は車両検出信号Ｓev、容量不足信号Ｓcg及び一致信号Ｓsmの全てが揃ったことを条件に一次コイル３１の励磁を行わせるようにされている。
【００２９】
このように構成すれば、識別符号検査回路７１に予め記憶させた識別符号と一致する識別符号を電気自動車Ｅから与えられない限り、充電が開始されないから、駐車場に進入した他人の電気自動車に対して充電を行ってしまったり、他人の自動車が駐車場に侵入して無許可で充電を受けるようなことを確実に防止することができる。
＜参考例＞
この参考例は、駐車場に電気自動車Ｅを駐車してから、一次コイル３１を二次コイル１４と電磁結合可能な位置に位置あわせする点で上記第１乃至第３実施形態とは異なる。以下、図８乃至図１１に基づいて説明する。
【００３０】
駐車場の壁面Ｗには、図８に示すように、コイル位置決め装置５０が備えられ、一次コイル３１がその電磁結合面を前面に向けて支持されている。一方、電気自動車Ｅの前面には、図１０に示すように、二次コイル１４がその電磁結合面を前面に向けて取り付けられている。
上記コイル位置決め装置５０は、いわゆるボールネジ機構によって一次コイル３１を水平方向に移動し、センサ４３で両コイルの位置関係を検出することにより、両コイルが電磁結合可能な位置に位置決めをする。
同コイル位置決め装置５０のボールネジ機構は、水平方向に延びる支持レール５１と、この支持レール５１に沿って設けられたボールネジ５５とを備え、支持レール５１によって移動可能に支持された支持部材５２をボールネジ５５に螺合させてある。
【００３１】
支持レール５１は、板状部材の中心に水平方向に延びるスリット５１ａを設けることにより、そのスリット５１ａの上下の部分が一対のレールをなすように形成されている。また、このスリット５１ａは、図９に示すように、上記一対のレールの間が前面側に段付き状に広くなるように形成されいる。
上記支持部材５２は、一次コイル３１を収容可能な偏平皿状に形成され、その裏面側に角柱部５２ａを備えてその先端に上記ボールネジ５５と螺合する円筒状の雌ネジ５６が設けられている。この偏平皿状部分から角柱部５２ａにかけての縦断面形状は、上記支持レール５１の前面側が段付き状に広くなったスリット５１ａ内に嵌り込むようになっている。すなわち、同支持部材５２を支持レール５１に組み付けると、一次コイル３１の電磁結合面を前面に向けた姿勢で上記支持レール５１に支持され、雌ネジ５６のみが背面側に突出することとなる。
【００３２】
上記ボールネジ５５は、上記支持レール５１の背面側でスリット５１ａに対面するよう設けられ、同背面側に突出する上記雌ネジ５６に螺合する。また、このボールネジ５５の両端部は、上記支持レール５１の両端部から背面側に突出させた軸受け部５１ｂ，５１ｂにそれぞれ回動可能に支持され、その一方端には、例えば、上記支持レール５１に固定されたモータ５７の駆動シャフトが連結されている。
上記センサ４３は、図１０に示すように、一次コイル３１を間に挟むように、上記支持部材５２の偏平皿状部分の両側に埋め込まれている。このセンサ４３は、発光素子の光を検知したとき作動するもので、同発光素子は上記センサ４３，４３と対面するように前記電気自動車Ｅの二次コイル１４の両側に設けられている（図１０中、４３ａ，４３ａ）。すなわち、二つのセンサ４３，４３が発光素子と対面して作動したとき、一次コイル３１と二次コイル１４とが互いの電磁結合面を対面させることとなる。
【００３３】
尚、電気自動車Ｅの発光素子は、駐車位置に停車したときに、例えば、タイマで一定時間発光するようになっている。
このセンサ４３とボールネジ機構によって両コイルの位置合わせするには、初期状態で支持部材５２を支持レール５１の一方端側に位置させておき、電気自動車Ｅを充電位置に停車した際に、同移動ケースを他方端側に向かって移動する。そして、その途中で上記センサ４３，４３が二つとも作動した場合には、モータ５７を停止する。すると、両コイル３１，１４が電磁結合面を対面させた状態で保持される。また、例えば、電気自動車Ｅが斜めに駐車されて両コイルが電磁結合不能な位置関係となり、途中で上記センサ４３，４３が二つとも作動しなかった場合には、電磁結合不能である旨を、例えば、駐車場に備えたブザーを鳴らしたり、停止ランプの色を変えたりして運転者に知らせる。
【００３４】
尚、後者の場合には、運転者は、再度、電気自動車Ｅを駐車し直せばよい。
このように構成されたコイル位置決め装置５０は、緩衝材３９を介して駐車場の壁面Ｗに据え付けられ、同壁面Ｗから支持レール５１が若干突出するようにしてある。据え付ける高さにおいては、一次コイル３１が前記電気自動車Ｅの二次コイル１４と同じ高さとなるようにしてある。また、上記緩衝材３９には、圧力スイッチ４０が内蔵されており、上記支持レール５１が電気自動車Ｅによって押されたことを検出しできる。また、この検出信号により、上記第１実施形態と同様に停止ランプ４１を点灯させ、さらに、コイル位置決め装置５０が起動するようになっている。
【００３５】
その他の構造に関しては、第１実施形態と同様であり、同一部位については同一符号を付すことで重複した説明は省略する。
次に、この参考例において電気自動車Ｅの充電手順について説明する。電気自動車Ｅを駐車場に入れ、壁面Ｗから突出する支持レール５１にバンパーＢが当接するまでゆっくり前進させる。バンパーＢが支持レール５１に当接すると緩衝材３９内の圧力スイッチ４０が作動し、停止ランプ４１を点灯させる。これを合図に、運転者は電気自動車Ｅを停止させる（図１０）。すると、電気自動車Ｅの二次コイル１４がコイル位置決め装置５０の一次コイル３１の移動経路に隣接した状態となる。
【００３６】
また、このときコイル位置決め装置５０も圧力スイッチ４０の作動により起動し始める。すなわち、モータ５７が駆動することにより、支持レール５１の一方端のあった一次コイル３１が他方端に向かって移動する。そして、一次コイル３１と二次コイル１４とが電磁結合位置となったとき、二つのセンサ４３，４３が作動した場合には、モータ５７の駆動を停止して一次コイル３１と二次コイル１４とが電磁結合位置となって保持される（図１１）。
また、センサ４３、４３が作動しなかった場合には、駐車位置が正しくない旨を運転者に知らせるので、運転者はセンサ４３，４３が作動して充電可能である旨を知らせるように再度駐車し直せばよい。
【００３７】
あとは、第１実施形態と同様にして、蓄電装置１９が充電される。
従って、この参考例によれば、電気自動車Ｅを駐車場に入れる際に、バンパーＢをコイル位置決め装置５０に当接するという作業のみで、後は同コイル位置決め装置５０が両コイルを電磁結合位置の位置合わせするので、運転者の運転技術に左右されず、極めて簡単に充電を行うことができる。
なお、本参考例では、一次コイル３１を駆動する手段としてボールネジ機構を用いたが、例えば、図１２に示すようなタイミングベルト５８により移動してもよい。また、同一次コイル３１を支持する手段は、本参考例の支持レール５１の他に、例えば、図１３に示すような一本のレール５９ａのスライダ５９ｂを備えたものであってもよい。さらに、本参考例では、二次コイルの位置を検出する位置検出手段としてセンサ４３を用いて両コイルが電磁結合可能な位置にあるときだけ検知しているが、例えば、両コイルの位置ズレ量を検出するものであってもよい。その場合は、そのズレ量分を一次コイルを移動させることにより、両コイルを対面状態にすればよい。
【００３８】
＜第４実施形態＞
本実施形態は、上記参考例において壁面Ｗに固定されていたコイル位置決め装置８０を、弾性支持機構９０を介して同壁面Ｗに対して水平面内での傾動可能に支持したものであり、両コイルの横方向の自動位置合わせに加えて対向角度をも自動的に平行となるよう合わせることができるようにしたものである。以下、図１４乃至図１８に基づいて説明する。
コイル位置決め装置８０は、図１４または図１５に示すように、横長のハウジング８１を備え、そのハウジング８１に支持レール５１、ボールネジ５５等を設けて参考例で説明したコイル位置決め装置５０と同じ機能を持たせてある。
【００３９】
尚、上記ハウジング８１の内部には、図示しない感圧スイッチ４０を設けて前面側の支持レール５１が加圧されたことを検知できるようになっており、更に、ハウジング８１の下端部には赤外線通信素子（図示せず）を備えて電気自動車Ｅの充電量等の情報を得ることができるようになっている。
ハウジング８１は駐車場の壁面Ｗに弾性支持機構９０を介して取り付けられている。この弾性支持機構９０は、上記ハウジング８１の背面側に立設する支持ブラケット９１と、駐車場の壁面Ｗから支持ブラケット９１同じ間隔で水平方向に並んで立設する支柱９２とを備える。
【００４０】
支柱９２は、図１８に示すように、先端が「コ」字状に形成されて上下に二つに分かれており、その間に介在させた支持ブラケット９１とともに上下方向にシャフト９４を貫通させてある。このシャフト９４を通す貫通孔は、支柱９２においては、同じ径に形成され、支持ブラケット９１においては、シャフト９４に対して前後に移動可能となるように長孔となっている。従って、支持ブラケット９１は、シャフト９４を介して支柱９２先端に連結され、回動、及びスライド移動可能となり、更に、長孔内でシャフト９４を斜めにすることもできるので傾動も可能となる。
【００４１】
尚、図に示すように、シャフト９４の両端部は、例えば、クリップやナット等で抜け止め措置が施されている。
このように連結された支柱９２と支持ブラケット９１は、圧縮コイルバネ９３内に通されて押し出す方向に付勢されている。これにより、支持ブラケット９１は、前方にスライド移動可能なストロークを保ってガタつかずに保持されるとともに、以下のように作用する。例えば、電気自動車Ｅが斜めに駐車された場合、バンパーＢの一方端がコイル位置決め装置８０の一方端に当接することとなるので、そのバンパーＢに押された側の弾性支持機構９０のみがスライド移動し、他方が回動して、図１６に示すように、電気自動車ＥのバンパーＢと同コイル位置決め装置８０とが平行して向かい合うように水平方向に傾く。また、電気自動車Ｅを真っ直ぐ駐車した場合には、バンパーＢによってコイル位置決め装置８０が均等に押されるので、両弾性支持機構９０，９０ともスライド移動し、押されたショックを圧縮コイルバネ９３で吸収することもできる。更に、この弾性支持機構９０は前後にも傾動するため、コイル位置決め装置８０とバンパーＢと前後の傾きをも吸収して両者を密着させることができる。
【００４２】
一方、電気自動車Ｅは、その前面側に二次コイル１４を備え、その電磁結合面の向きは、バンパーＢの上記コイル位置決め装置８０との当接面の向きに合わせてある。従って、上記にようにコイル位置決め装置８０とバンパーＢとが平行して向かい合えば、両コイル同士の電磁結合面は、互いに平行な対面状態となる。また、上述した通り、コイル位置決め装置８０は前後にも傾動するので、バンパーＢの当接面を斜めにして、それに合わせて二次コイルの電磁結合面を斜めにすることもできる。
その他の構造に関しては、参考例と同様であり、同一部位については同一符号を付すことで重複した説明は省略する。
【００４３】
次に、この実施形態において電気自動車Ｅの充電手順について説明する。電気自動車Ｅを駐車場に入れ、壁面Ｗから突出するコイル位置決め装置８０にバンパーＢを当接させ、感圧スイッチ４０の作動により、停止ランプ４１が点灯したら電気自動車Ｅを停車する。この際、例え電気自動車Ｅがコイル位置決め装置８０に対して斜めに当接しても、弾性支持機構９０によってその斜めとなった分を吸収し、電気自動車ＥのバンパーＢとコイル位置決め装置８０とを正対させることができるので、運転者はコイル位置決め装置８０に対して駐車角度を気にしなくてもよい。
【００４４】
また、上記感圧スイッチ４０の作動によりコイル位置決め装置８０も起動し、上述した参考例と同様に一次コイル３１を二次コイル１４と電磁結合可能な位置に案内して充電がなされる。この際、電気自動車ＥのバンパーＢとコイル位置決め装置８０とを正対しているので、コイル同士も常に正規に電気結合位置に位置決め可能となり、充電効率が良い状態で充電できる。
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施の形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４５】
（１）上述の第１乃至第３実施形態では、一次コイルユニット３０を駐車場の壁面Ｗに設けるようにしたが、本発明はこれに限られず、電気自動車の底面に設けた二次コイルに対して一次コイルが駐車場の床面から突出して磁気的に結合する構成としてもよく、また、二次コイルは電気自動車の天井面、ボンネット或いはトランクリッドに設け、一次コイルは駐車場の天井部から吊り下げる形態で下降して前記二次コイルと結合するようにしてもよい。さらには、一次コイルを駐車場の壁面に設ける場合でも、上述の各実施例のように壁面Ｗから予め突出する形態に設けるに限らず、電気自動車が所定位置に駐車したら壁面の内部から突出して電気自動車内の二次コイルと結合する構成としてもよく、また、横軸形の回動軸を中心にして壁面に旋回可能に取り付けておき、電気自動車が所定位置に駐車したことを検出して下から水平方向に旋回することにより電気自動車の前部底面に設けた二次コイルと結合する位置に至る構成としてもよい。
【００４６】
（２）前記各実施形態では充電容量検出手段を設けて蓄電装置１９の残容量が少ない場合には自動的に充電がされるようにしたが、本発明はこれに限らず、充電容量検出手段を省略して例えば車内のインストルメントパネルに充電スイッチを設け、運転者が電気自動車を所定位置に駐車して車内の充電スイッチを操作したことを条件に充電を開始する構成してもよい。
（３）自動車位置検出手段としては、上記各実施形態のように緩衝材３９中に圧力スイッチを設けるものに限らず、次のような各種の位置検出手段に置き換えることができる。緩衝材の表面に歪ゲージを取り付けて電気自動車が接触したときの緩衝材の変形を歪検出する。緩衝材を導電性ゴムにて形成し、導電性ゴムの導電率を測定して電気自動車の接触による圧縮を検出する。駐車場の壁面側に、超音波、磁気、光等を利用した近接スイッチを設け、車体の接近を検出する。駐車場の所定位置に複数対の投受光素子からなる遮光形光電スイッチを設置しておき、電気自動車が所定位置に駐車したときに投受光素子の光路が遮られることによりそれを検出する。電気自動車の所定位置に超音波、光等の発信素子を設けるとともに、駐車場の壁面等にその検出素子を設ける。一次コイルに検出用の交流電流を流しておき、その電圧・電流の位相差を測定することにより、電気自動車が所定位置に駐車して一次及び二次の両コイルが磁気的に結合したときの電圧・電流の位相差の変化に基づき、電気自動車を検出する。
【００４７】
（４）上記各実施形態では、電気自動車と駐車場側との間を赤外線通信素子１５，４２を利用して通信するようにしたが、本発明はこれに限らず、電波、超音波、可視光線等を利用して両者間の通信を行うようにしてもよい。
（５）また、電気自動車を駐車場の所定位置に駐車するために、駐車場の床面等に電気自動車のタイヤが嵌り合う車両ガイドを設けるようにしてもよい。
（６）上記実施形態では、圧縮スプリング３８にて一次コイルユニット３０の支持基部３４を支えるようにしたが、これに限らず、ゴムや板バネ等の他の弾性体にて支持基部を支える構造としても良い。
【００４８】
（７）一次コイルを駐車場の壁面に支持する支持機構としては、第４実施形態に示す弾性支持機構９０の他に、次の構成が考えられる。
（i）一次コイルを備えたコイル位置決め装置を、その横方向の中間において駐車場の壁面Ｗに対し一箇所で傾動可能に支持してシーソー構造とし、コイルバネ等によってシーソーが平衡状態となるように付勢しておく。このようにしても、電気自動車が壁面に対して直角とは異なる傾斜方向から進入した場合に、電気自動車の前部がコイル位置決め装置に当接することで一次コイルが傾動して二次コイルと平行な対面状態とすることができる。この場合、支持構造が簡単に構成できるという利点がある。但し、上述した第４実施形態では、支持部である両方の支柱９２が延び縮みの差により回動するので、電気自動車Ｅの駐車位置の前後の動きも吸収しつつ回動でき、より一層、電気自動車Ｅの駐車角度に追従し易くなる。
【００４９】
(ii)また、上記第４実施形態における支柱９２、または、上記シーソーの傾動支持部に、例えば、スライダや平行リンク等を設けて一次コイルを駐車場の壁面Ｗに対して上下に平行移動可能に支持してもよく、また、支柱９２の基端側を水平方向に延びる支軸によって回動可能に支持することにより、先端側が上下方向に傾動するように支持してもよい。このように構成すれば、例えば電気自動車の積載荷重の大小等によって車体のサスペンションバネの圧縮度が相違するために、車体に取り付けた二次コイルの上下方向位置が積載荷重の多少によって変動するという事情のもとでも、その変動は一次コイル側が上下に変位することにより吸収でき、両コイルは常に良好な対抗状態が得られる。
(iii)更に、一次コイルを弾性支柱によって支持する構成としても良い。例えば、一次コイルを壁面から突出させたコイルバネやゴム製支柱の先端に保持し、一次コイルを上下左右のいずれの方向にも自由に変位できる構成としてもよい。この場合は、容易かつ安価に傾動機構を実現することができる。
【００５０】
（８）また、前記参考例では、一次コイルを左右方向（水平方向）に駆動できるように構成したが、これに限らず、次のように構成することもできる。  （i）例えば横方向に延びる支持レールによって一次コイルを水平方向に単に移動自由に支持しておくのである。このように構成すれば、充電時に一次コイルを励磁すると、二次コイルとの間に鎖交する磁束によって両コイル間には互いの磁気中心を一致させようとする力が作用するから、その力により一次コイルが自然に二次コイルと磁気中心を一致させる方向に移動して磁気結合度が高くなる。
【００５１】
▲２▼また、例えば、一次コイルを全く移動しないで支持機構に固定されているものでもよい。このような構成の場合は、例えば駐車場の床面に電気自動車のタイヤをガイドする機構を設けることで両コイルが正規の磁気結合位置に至るように案内することができるから、コンパクトかつ低コストで電気自動車充電用電磁結合装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す駐車場の内部構造図
【図２】同じく一次コイルを示す横断面図
【図３】同じく一次コイルを示す縦断面図
【図４】同じく一次コイル及び二次コイルの結合状態を示す縦断面図
【図５】同じく充電システムのブロック図
【図６】本発明の第２実施形態を示すブロック図
【図７】本発明の第３実施形態を示すブロック図
【図８】  参考例を示す駐車場の斜視図
【図９】同じく一次コイルを示す縦断面図
【図１０】同じく駐車場に電気自動車を駐車した状態を示す平面図
【図１１】同じく一次コイルを駆動して二次コイルとの電磁結合位置に移動させた状態を示す平面図
【図１２】  一次コイルの駆動手段の他の例を示す斜視図
【図１３】  一次コイルの支持手段の他の例を示す斜視図
【図１４】  本発明の第４実施形態を示す駐車場の斜視図
【図１５】同じく駐車場に電気自動車を駐車した状態を示す平面図
【図１６】同じく駐車場に電気自動車を斜めに駐車した状態を示す平面図
【図１７】同じく電磁結合状態を示す平面図
【図１８】同じく電磁結合状態を示す側面図
【図１９】従来の充電システムを示す側面図
【符号の説明】
Ｂ…バンパー
Ｅ…電気自動車
Ｗ…壁面
１４…二次コイル
１５，４２…赤外線通信素子
１７…充電容量検出回路
１８…充電回路
３０…一次コイルユニット
３１…一次コイル
３９…緩衝材
４０…圧力スイッチ
４１…停止ランプ
４４…電源回路
４３…センサ
４６…自動車位置検出回路
４７…充電制御回路
５０…コイル位置決め装置
５１…支持レール
５２…支持部材
５５…ボールネジ
５７…モータ
７０…識別符号発信回路
７１…識別符号検査回路
９０…弾性支持機構
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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