JP2000058354A - コア部材、コア組立体、充電ポート及び誘導型充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型、かつ、軽量の充電ポート及び誘導型充
電装置を実現できるコア部材及びコア組立体を提供す
る。 【解決手段】 底板部１は幅方向Ｙの一辺１０１が長さ
方向Ｘの中間部で幅方向に最も突出し、長さ方向Ｘの両
辺側に向かって後退する傾斜辺１０３、１０４となって
いて、幅方向Ｙの他辺１０２が一辺１０１と同方向に傾
斜する傾斜辺１０５、１０６となっている。中脚部２
は、底板部１の一面１００上に立設され、底板部１の幅
方向Ｙの中心よりは、一辺１０２側に偏位して配置され
ている。外脚部３、４は、底板部１の一面１００上にお
いて、互いに独立して、長さ方向Ｘの両辺に沿って立設
され、高さ方向Ｚで見た端面が中脚部２の端面よりも、
△Ｚ１だけ高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コア部材、コア組
立体、充電ポート及び誘導型充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車のバッテリ充電に用いられる
誘導型充電装置は、例えば、特開平７ー２２０９６１号
公報に開示されている。この先行技術文献に開示された
誘導型充電装置では、固定された充電ポートに、充電結
合装置を挿入して、両者間に誘導結合を生じさせ、充電
結合装置から充電ポートに充電のための電気エネルギー
を供給するようになっている。充電ポートは固定した２
次コアと、２次巻線を有し、充電結合装置は１次コアと
１次巻線を有する。充電ポートの２次コアには、予め、
充電結合装置を挿入するギャップが設けてあって、この
ギャップに充電結合装置を挿入することにより、充電ポ
ートと充電結合装置との間に誘導結合を生じさせる。

【０００３】充電ポートは、２次巻線を備える２次コア
をケース内に挿入した構造になっている。２次コアとし
てはＥＥコアが用いられる。ＥＥコアは平面形状がほぼ
矩形状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の誘導型充電装
置の主な用途は、上述したように、電気自動車のバッテ
リ充電であり、充電ポートは、他の部品が密集して搭載
されている自動車バッテリの近くの限られたスペースに
固定して搭載される。このため、充電ポートの小型化は
極めて重要である。

【０００５】ところが、従来の誘導型充電装置における
充電ポートでは、平面形状がほぼ矩形状のＥＥコアを用
い、これに２次巻線を施したものを、ケース内に挿入し
てあったため、２次巻線の外周面がケースの内壁面に突
き当たる位置までしか、ＥＥコアを押し込むことができ
ない。このため、ケースの内奥部の、特に、隅部に、大
きなデッドスペースが生じてしまい、小型化の要求に応
えることができない。

【０００６】本発明の課題は、小型、かつ、軽量の充電
ポート及び誘導型充電装置を実現できるコア部材及びコ
ア組立体を提供することである。

【０００７】本発明のもう一つの課題は、小型、かつ、
軽量の充電ポート及び誘導型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】上述した課題を解決する
ため、本発明に係るコア部材は、底板部と、中脚部と、
２つの外脚部とを含む。前記底板部は、一面上に、長さ
方向と、幅方向とを仮想したとき、幅方向の一辺が長さ
方向の中間部で幅方向に最も突出し長さ方向の両辺側に
向かって後退する傾斜辺となっていて、幅方向の他辺が
一辺と同方向に傾斜する傾斜辺となっている。

【０００９】前記中脚部は、底板部の一面上に立設さ
れ、前記底板部の前記幅方向の中心よりは、前記一辺側
に偏位して配置されている。

【００１０】前記外脚部は、底板部の一面上において、
互いに独立して、長さ方向の両辺に沿って立設され、高
さ方向で見た端面が前記中脚部の端面よりも高い。

【００１１】上述したコア部材は誘導型充電装置の充電
ポートを構成するのに用いられる。具体的には、２つの
コア部材を組み合わせて、コア組立体を構成し、コア組
立体の中脚部に巻線を巻装し、これをケース内に挿入す
る。

【００１２】ここで、コア組立体を構成する２つのコア
部材の少なくとも１つは、本発明に係るコア部材で構成
する。本発明に係るコア部材において、外脚部は、高さ
方向で見た端面が中脚部の端面よりも高いから、中脚部
と他のコア部材との間に、充電結合装置を挿入するため
の間隔が構成される。従って、充電結合装置をこの間隔
内に挿入することができる。コア組立体の中脚部に巻線
が施されているから、コア組立体の中脚部に施された巻
線と、充電結合装置に備えられる巻線との間で、コア組
立体を介して、誘導結合を生じさせ、充電結合装置を充
電ポートに対して誘導的に結合させることができる。

【００１３】しかも、本発明に係るコア部材において、
底板部は、幅方向の一辺が、長さ方向の中間部で幅方向
に最も突出し長さ方向の両辺側に向かって後退する傾斜
辺となっていて、幅方向の他辺が一辺と同方向に傾斜す
る傾斜辺となっている。このような平面形状を持つ底板
部に対して、中脚部は、底板部の幅方向の中心よりは、
突出辺となる一辺側に偏位して配置されている。従っ
て、前記一辺側と対向する底板部の他辺側を、巻線の施
されている中脚部の位置に対して、相対的に後退させた
配置になる。このため、ケース内のスペースを有効に利
用して、コア部材をケース内に収納し、ケース全体の形
状を小型化できる。

【００１４】また、幅方向の一辺及び他辺の両者が同方
向に傾斜する傾斜辺となっているので、中脚部から外脚
部へ至る底板部の部分の断面積を、磁気飽和を生じない
大きさに維持できる。

【００１５】更に、外脚部は、底板部の一面上におい
て、互いに独立しているから、両者間の開いた空間を利
用して放熱を促進することができる。このため、コア体
積を削減し、より小型、軽量化することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るコア部材の斜
視図、図２は図１に示したコア部材の平面図、図３は図
２に示したコア部材の正面図、図４は図２の４ー４線に
沿った断面図である。図示されたコア部材は、フェライ
ト成形体であり、底板部１と、中脚部２と、２つの外脚
部３、４とを有する。

【００１７】底板部１は、一面１００上に、長さ方向Ｘ
及び幅方向Ｙを仮想したとき、幅方向Ｙの一辺１０１が
長さ方向Ｘの中間部で幅方向Ｙに最も突出する。本発明
において、中間部とは、必ずしも、長さ方向Ｘの中心を
意味しない。長さ方向Ｘの両辺の間に位置すればよい。
幅方向Ｙの一辺１０１は長さ方向Ｘの両辺側に向かっ
て、角度θ１で傾斜しながら後退する傾斜辺１０３、１
０４となっている。一辺１０１と向き合う幅方向Ｙの他
辺１０２も、一辺１０１と同方向に、角度θ２で傾斜す
る傾斜辺１０５、１０６となっている。これにより、一
辺１０１及び他辺１０２が、ともにＶ状となる。Ｖ状の
他、傾斜辺１０３、１０４、１０５、１０６を更に折れ
辺とした形状であってもよい。角度θ１、θ２は互いに
等しい場合もあり、異なる場合もある。角度θ１、θ２
は図示から測定される値に限らず、それよりも大きくと
も、小さくともよい。

【００１８】中脚部２は、底板部１の一面１００上に立
設されている。実施例では、中脚部２は、横断面形状が
円形状であるが、他の形状であってもよい。中脚部２
は、底板部１の幅方向Ｙの中心よりは、一辺１０１の側
に偏位して配置されている。実施例では、中脚部２は、
円形状の外周面が、一辺１０１に接するような位置に配
置されている。中脚部２は、使用時に磁気飽和を起こさ
ないような断面積を有する。実施例において、中脚部２
の中心部に孔２１が設けられている。この孔２１は省略
することができる。

【００１９】外脚部３、４は、底板部１の一面１００上
において、長さ方向Ｘの両辺に沿って立設されている。
外脚部３、４は、高さ方向Ｚで見た端面が、中脚部２の
端面２０１よりも、△Ｚ１だけ高い。更に、実施例にお
いて、外脚部３、４は、幅方向Ｙの中間部から他辺１０
２の方向に向かう内面３１、４１が円弧状である。この
円弧は、中脚部２に巻かれる巻線（後述）の巻き半径に
対応する半径を有する。

【００２０】図５は本発明に係る充電ポートの平面断面
図、図６は図５の６ー６線に沿った断面図である。この
充電ポートは、充電結合装置（後述）と誘導結合されて
電気エネルギーの供給を受け、電気エネルギーを出力す
るもので、コア組立体５と、巻線６と、ケース７とを含
んでいる。

【００２１】コア組立体５は、第１のコア部材５１と、
第２のコア部材５２とを含む。コア部材５１、５２の詳
細については、図１〜図４を参照する。第１のコア部材
５１及び第２のコア部材５２は、互いに組み合わされて
磁気回路を構成する。第１のコア部材５１及び第２のコ
ア部材５２の少なくとも１つは、図１〜図４に図示され
たコア部材で構成する。実施例は、第１のコア部材５１
及び第２のコア部材５２の両者を、図１〜図４に図示さ
れたコア部材で構成した例を示している。第１のコア部
材５１及び第２のコア部材５２は、中脚部２と中脚部
２、及び、外脚部３、４と外脚部３、４が互いに向き合
うように組み立てられる。

【００２２】巻線６は、第１のコア部材５１の中脚部２
に巻かれている。巻線６の巻き回数は、充電結合装置と
の変圧比、電流容量等を考慮して定める。一般的には、
数ターンである。巻線６は第２のコア部材５２の中脚部
２に設けてもよい。ケース７は、コア組立体５及び巻線
６を収納する。

【００２３】ここで、コア組立体５を構成する２つのコ
ア部材５１、５２の少なくとも１つ、例えば第１のコア
部材５１は、図１〜図４に図示された本発明に係るコア
部材で構成されている。第１のコア部材５１において、
外脚部３、４は、高さ方向Ｚで見た端面が中脚部２の端
面よりも、△Ｚ１だけ高いから、第１のコア部材５１の
中脚部２と第２のコア部材５２との間に、充電結合装置
を挿入するための間隔△Ｇ１が構成される。従って、こ
の間隔△Ｇ１内に充電結合装置を挿入することができ
る。

【００２４】第１のコア部材５１及び第２のコア部材５
２の両者が、図１〜図４に示したコア部材によって構成
されている実施例の場合、間隔△Ｇ１は、外脚部３、４
と中脚部２の端面との高低差△Ｚ１の約２倍の寸法にな
る。

【００２５】更に、コア組立体５の中脚部２に巻線６が
施されているから、コア組立体５の中脚部２に施された
巻線６と、充電結合装置に備えられる巻線との間で、コ
ア組立体５を介して、誘導結合を生じさせ、充電結合装
置を充電ポートに対して誘導的に結合させることができ
る。充電ポートと、充電結合装置との結合構造について
は、後で、更に詳しく説明する。

【００２６】しかも、第１のコア部材５１及び第２のコ
ア部材５２において、底板部１は、幅方向Ｙの一辺１０
１が長さ方向Ｘの中間部で幅方向Ｙに最も突出し、長さ
方向Ｘの両辺側に向かって、角度θ１で傾斜しながら後
退する傾斜辺１０３、１０４となっていて、幅方向Ｙの
他辺１０２が、一辺１０１と同方向に、角度θ２で傾斜
する傾斜辺１０５、１０６となっている。このような平
面形状を持つ底板部１に対して、中脚部２は、底板部１
の幅方向Ｙの中心よりは、突出辺となる一辺１０１側に
偏位して配置されているから、一辺１０１側と対向する
底板部１の他辺１０２側を、巻線６の施されている中脚
部２の位置に対して、相対的に後退させた配置になる。
このため、ケース７内において、その内奥部に生じるス
ペースを有効に利用して、コア組立体５をケース７の内
部に収納し、ケース７の全体の形状を小型化できる。参
照符号５０は小型化の限界例を示している。

【００２７】この点は、平面形状がほぼ矩形状のＥＥコ
アを用いた従来例と比較すると更に明確になる。図５に
おいて、一点鎖線９で示した図形は、平面形状がほぼ矩
形状である従来のＥ型コアの形状及び配置位置を示して
いる。中脚部２の位置は、本発明に係るコア部材の場合
と同位置である。従来は、このＥ型コア９の中脚部２に
巻線６を施したものを、ケース７内に挿入してあったた
め、巻線６の外周面がケース７の内壁面に突き当たる位
置までしか、Ｅ型コア９を押し込むことができなかっ
た。このため、ケース７の内部には、特に、その隅部
に、大きなデッドスペースＳ１、Ｓ２が生じてしまい、
小型化の要求に応えることができない。

【００２８】これに対して、本発明に係るコア部材５１
を用いると、ケース７の内奥部に生じるスペースＳ１、
Ｓ２を、コア組立体５の後方端部を収納する領域として
利用できる。このため、ケース７を小型化することがで
きる。因に、従来よりも、体積を約３０％程度削減する
ことができた。

【００２９】また、コア組立体５の前方側において、ケ
ース７の内部にスペースを生じさせ、このスペースを利
用して、従来は、ケース７の外部に備えられていた充電
回路装置８等を収納することもできる。この構造によっ
ても、全体の形状を小型化できる。

【００３０】しかも、幅方向Ｙの一辺１０１及び他辺１
０２の両者が同方向に傾斜する傾斜辺（１０３、１０
４）、（１０５、１０６）となっているので、中脚部２
から外脚部３、４へ至る底板部１の部分の断面積を、磁
気飽和を生じない大きさに維持できる。

【００３１】更に、外脚部３、４は、底板部１の一面１
００上において、互いに独立しているから、両者３ー４
間の開いた空間を利用して放熱を促進することができ
る。このため、コア体積を削減し、より小型、軽量化す
ることができる。因に、コア重量比で、従来よりも２０
％程度削減することができた。ケース７の内奥部の面板
７２に空気孔７３を設けておくと、放熱性を向上させる
ことができる。

【００３２】図７は本発明に係る誘導型充電装置の平面
部分断面図、図８は図７の８ー８線に沿った断面図であ
る。図示するように、本発明に係る誘導型充電装置は、
充電ポート９と、充電結合装置１０とを有する。充電ポ
ート９は、図５、６に図示されたものである。充電ポー
ト９を構成するコア部材５１、５２の詳細については図
１〜図４を参照する。

【００３３】充電結合装置１０は、誘導結合により充電
ポート９に電気エネルギーを供給する。充電結合装置１
０の本体部１１は、非磁性材料で構成され、先端外周縁
が円弧状になっている。この円弧とほぼ同軸の位置に、
コア部材１２が装着されており、コア部材１２の周りに
巻線１３（一次巻線）が巻かれている。巻線１３の両端
は、コード１４等を介して、例えば高周波電源等に接続
される。

【００３４】充電ポート９への装着に当たっては、先端
部を、充電ポート９を構成するケース７の開口部７１を
通って、充電ポート９内に差し込む。これにより、巻線
１３を装着したコア部材１２が、充電ポート９に備えら
れたコア組立体５の中脚部２ー２の間に生じる間隔△Ｇ
１内に挿入され、充電ポート９と充電結合装置１０との
間に誘導結合機構（トランス）が構成され、充電結合装
置１０から充電ポート９への電力伝送が行なわれる。

【００３５】充電ポート９の巻線６は、充電回路８（図
５参照）に接続されている。充電回路８は、図５に示し
たように、ケース７内に収納されている。

【００３６】図９は本発明に係る充電ポートの更に別の
実施例を示す断面図である。この実施例では、第１のコ
ア部材５１は図１〜図４に図示されたコア部材によって
構成されているが、第２のコア部材５２は平板状（Ｉ
型）である。第２のコア部材５２は、第１のコア部材５
１の外脚部３、４に面接触し、磁気回路を構成してい
る。第２のコア部材５２は、間隔△Ｇ１を隔てて、第１
のコア部材５１の中脚部２の端面と対向する。間隔△Ｇ
１は充電結合装置を挿入するための間隔となる。

【００３７】第２のコア部材５２は、第１のコア部材５
１よりも少し大きい平面積を有しており、長さ方向Ｘ及
び幅方向Ｙにおいて、第１のコア部材５１の外側にはみ
出す。例えば、長さ方向Ｘで見て、第１のコア部材５１
の長さＸ１としたとき、第２のコア部材５２は長さＸ１
よりも長い長さＸ２とし、長さ方向Ｘの両側で寸法△Ｘ
だけ突出するような寸法に定める。図示は省略するが、
幅方向Ｙにおいても、その両側において、第２のコア部
材５１は、第２のコア部材５２よりも寸法△Ｙだけ突出
する。このような関係を有することにより、第１のコア
部材５１と第２のコア部材５２との間に、寸法ばらつき
または組立上の位置ずれを生じた場合でも、両者間の寸
法差の範囲内の位置ずれであれば、両者５１ー５２の間
の接触面積を一定に保ち、安定した磁気回路を構成し、
安定した特性を確保することができる。

【００３８】図１０は図９に図示された充電ポートに用
いられている第２のコア部材５２の平面図である。第２
のコア部材５２は、一面１００上に、長さ方向Ｘ及び幅
方向Ｙを仮想したとき、幅方向Ｙの一辺１０１が長さ方
向Ｘの中間部で幅方向Ｙに最も突出する。幅方向Ｙの一
辺１０１は長さ方向Ｘの両辺側に向かって、角度θ１で
傾斜しながら後退する傾斜辺１０３、１０４となってい
る。幅方向Ｙの他辺１０２も、一辺１０１と同方向に、
角度θ２で傾斜する傾斜辺１０５、１０６となってい
る。参照符号１０７は孔である。

【００３９】この第２のコア部材５２の形状は、第１の
コア部材５１の底板部１と略相似の形状である。傾斜辺
１０３、１０４、１０５、１０６は、第１のコア部材５
１の底板部１の形状に併せて、折れ辺とした形状であっ
てもよい。角度θ１、θ２は互いに等しい場合もあり、
異なる場合もある。角度θ１、θ２は図示から測定され
る値に限らず、それよりも大きくとも、小さくともよ
い。

【００４０】図１１は図９に示した充電ポートと充電結
合装置とを組み合わせた誘導型充電装置の断面図であ
る。充電結合装置１０は、充電ポート９内において、第
１のコア部材５１の中脚部２と、第２のコア部材５２と
の間に差し込まれている。これにより、充電ポート９と
充電結合装置１０との間に誘導結合機構（トランス）が
構成され、充電結合装置１０から充電ポート９への電力
伝送が行なわれる。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （ａ）小型、かつ、軽量の充電ポート及び誘導型充電装
置を実現できるコア部材及びコア組立体を提供すること
ができる。 （ｂ）小型、かつ、軽量の充電ポート及び誘導型充電装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコア部材の斜視図である。

【図２】図１に示したコア部材の平面図である。

【図３】図２に示したコア部材の正面図である。

【図４】図２の４ー４線に沿った断面図である。

【図５】本発明に係る充電ポートの平面断面図である。

【図６】図５の６ー６線に沿った断面図である。

【図７】本発明に係る誘導型充電装置の平面部分断面図
である。

【図８】図７の８ー８線に沿った断面図である。

【図９】本発明に係る充電ポートの更に別の実施例を示
す断面図である。

【図１０】図９に図示された充電ポートに用いられてい
る第２のコア部材の拡大平面図である。

【図１１】図９に示した充電ポートと充電結合装置とを
組み合わせた誘導型充電装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 底板部 ２ 中脚部 ３、４ 外脚部 １０１ 一辺 １０２ 他辺 １０３〜１０６ 傾斜辺

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 康弘 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 BA01 FA03 FA06 GB08 5H030 AA08 AS08 AS18 DD15 DD18 5H111 CC16 GG09 GG16

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底板部と、中脚部と、２つの外脚部とを
   含むコア部材であって、 前記底板部は、一面上に、長さ方向と、幅方向とを仮想
   したとき、幅方向の一辺が長さ方向の中間部で幅方向に
   最も突出し長さ方向の両辺側に向かって後退する傾斜辺
   となっていて、幅方向の他辺が一辺と同方向に傾斜する
   傾斜辺となっており、 前記中脚部は、底板部の一面上に立設され、前記底板部
   の前記幅方向の中心よりは、前記一辺側に偏位して配置
   されており、 前記外脚部は、底板部の一面上において、互いに独立し
   て、長さ方向の両辺に沿って立設され、高さ方向で見た
   端面が前記中脚部の端面よりも高いコア部材。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたコア部材であっ
   て、 前記外脚部は、内面の少なくとも一部が円弧状であるコ
   ア部材。
3. 【請求項３】 第１のコア部材と、第２のコア部材とを
   含むコア組立体であって、 前記第１のコア部材は、請求項１または２の何れかに記
   載されたものでなり、 前記第２のコア部材は、前記第１のコア部材と組み合わ
   されているコア組立体。
4. 【請求項４】 請求項３に記載されたコア組立体であっ
   て、 前記第２のコア部材は、請求項１または２の何れかに記
   載されたものでなり、 前記第１のコア部材及び第２のコア部材は、前記中脚部
   及び前記外脚部が互いに向き合うように組み立てられる
   コア組立体。
5. 【請求項５】 請求項３に記載されたコア組立体であっ
   て、 前記第２のコア部材は、平板状であり、その一面上に、
   長さ方向と、幅方向とを仮想したとき、幅方向の一辺が
   長さ方向の中間部で幅方向に最も突出し長さ方向の両辺
   側に向かって後退する傾斜辺となっていて、幅方向の他
   辺が一辺と同方向に傾斜する傾斜辺となっているコア組
   立体。
6. 【請求項６】 請求項５に記載されたコア組立体であっ
   て、 前記第２のコア部材は、平面積が、前記第１のコア部材
   の平面積よりも大きいコア組立体。
7. 【請求項７】 コア組立体と、巻線と、ケースとを含
   み、充電結合装置と誘導結合されて電気エネルギーの供
   給を受け、電気エネルギーを出力する充電ポートであっ
   て、 前記コア組立体は、請求項３乃至６の何れかに記載され
   たものでなり、 前記巻線は、前記コア組立体の前記中脚部に巻かれてお
   り、 前記ケースは、前記コア部材及び巻線を収納し、前記間
   隔に対応する開口部を有する充電ポート。
8. 【請求項８】 充電ポートと、充電結合装置とを含む誘
   導型充電装置であって、 前記充電ポートは、請求項７に記載されたものでなり、 前記充電結合装置は、誘導結合により充電ポートに電気
   エネルギーを供給する誘導型充電装置。