JP2001167958A - 給電用カプラのコイル配線構造及び給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送電用コイルの電線同士が擦れたときでも電
線の表面を保護でき、しかも電線内部の素線同士の擦れ
を簡単な構成で防止できる給電用パドルの配線構造及び
給電装置を提供する。 【解決手段】 送電用コイル１１の電線１５にはエナメ
ル線２３が撚り合わされたリッツ線２２が使用されてい
る。リッツ線２２には熱収縮性チューブ２５が被覆され
ている。リッツ線２２の内部のエナメル線２３は熱収縮
性チューブ２５によって締め付けられた状態にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車などの
車両の充電を電磁誘導方式により非接触で行う車両用電
磁誘導型非接触充電装置に使用される給電用カプラのコ
イル配線構造及び給電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電磁誘導型非接触充電装置には、地上に
設けられた電源装置にケーブルを通じて接続された給電
用パドルを、電気自動車に搭載された受電器のパドル挿
入口に差し込んで充電を行うものがある。給電用パドル
は、パドル挿入口への挿入部分に送電用コアに巻装され
た送電用コイルを内蔵している。一方、受電器は給電用
パドルの送電用コイルが重なり合う位置に受電用コアに
巻装された受電用コイルを内蔵している。そして、給電
用パドルが受電器に差し込まれた状態で、電源装置が給
電用パドルの送電用コイルに電流（交流）を流すことに
より、受電器の受電用コイルに電力が誘起されて電気自
動車のバッテリが充電される。

【０００３】送電用コイルの電線（パワー線）にはリッ
ツ線が使用されている。リッツ線は例えば０．１mm径の
エナメル線が約１０００本撚り合わせられ、その回りに
エナメル線を束ねるために微細な繊維糸が巻き付けられ
て被覆されている。このようにリッツ線を用いることで
発熱を低く抑えることが期待される。送電用コイルは、
例えば４ターン巻き付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、給電用パド
ルの振動や衝撃によって送電用コイルの隣り合う電線同
士が擦れ合うことがある。また、リッツ線は被覆による
締め付けが必ずしも強いとはいえず、被覆内部でエナメ
ル線同士が僅かな隙間によって擦れ合うこともある。こ
のような電線同士の擦れや、エナメル線同士の擦れによ
って、リッツ線の表面を覆っている繊維糸からなる被覆
層がけずれたり、エナメル線の絶縁被膜がけずれたりし
て長期使用のうちに電気的ショートが起こる虞がないと
はいえず、給電用パドルの長期使用時の信頼性に問題が
あった。そのため、送電用コイルの電線同士の擦れ対策
をする必要があった。例えばその対策としてリッツ線の
回りを絶縁シートで覆いその上から樹脂を含浸させてコ
イルを構成する方法が考えられるが、それではコイルの
製造が面倒であった。また、このような構造を採用して
も被覆材内部でのエナメル線同士の擦れ対策には十分で
はなかった。

【０００５】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、送電用コイルの電線同士が擦
れたときでも電線の表面を保護でき、しかも電線内部の
素線同士の擦れを簡単な構成で防止できる給電用パドル
の配線構造及び給電装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、電源装置と給電ケー
ブルを介して接続される送電用コイルが送電用コアに巻
装された状態で内蔵された電磁誘導型非接触充電用の給
電用カプラのコイル配線構造において、前記送電用コイ
ルの素線が束ねられた電線が、熱収縮した熱収縮性樹脂
材により被覆されている。

【０００７】この発明によれば、熱収縮性樹脂によって
電線はきつく締め付けられるため、素線同士の間には隙
間ができず、素線同士の擦れが防止される。また、送電
用コイルの電線同士が擦れても、熱収縮性樹脂材によっ
て保護されているので、電線表面が破れ難くなる。

【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記電線は、絶縁被膜により表面が
覆われた前記素線が多数本撚り合わされた撚り線であ
る。この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に
加え、多数本の素線が束ねられた撚り線であっても、各
素線の回りを覆う絶縁被膜が破れ難くなる。さらには素
線同士の擦れが防止されることから非常に細い素線を長
期にわたって使用しても、素線が断線し難くなる。

【０００９】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載の発明において、前記電線は、絶縁被膜
により表面が覆われた前記素線が多数本撚り合わされた
撚り線である。

【００１０】この発明によれば、請求項１又は請求項２
に記載の発明の作用に加え、送電用コイルは電線が送電
用コアの外周に径方向に積み重なって巻かれた渦状の巻
き方を採用していることから、電線が比較的ずれ易く互
いに擦れ易くなっているが、電線同士は熱収縮性樹脂材
を介して擦れるだけで電線表面が破れ難いので、送電用
コイルの信頼性が高くなる。

【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の発明において、前記送電用コイルの電線は、糸巻形
状のガイドに巻回された状態で円柱状の前記送電用コア
の回りに配置されている。

【００１２】この発明によれば、請求項３に記載の発明
の作用に加え、ガイドに沿って電線を巻き付ければ電線
が径方向に積み重なるように巻き付けられた環状のコイ
ルが構成される。即ち、送電用コイルと送電用コアとを
別部品にすることが可能となるため、例えば送電用コア
がカプラ本体から一部露出する状態で固定され、送電用
コイルが完全にカプラ本体に収容される組付構造を採用
したときに組付けが容易になる。つまり、電線をガイド
に巻き付けたコイル部品とコア部品とを別々にカプラ本
体に取り付ければよいので、組付作業が簡単になる。ま
た、電線はガイドに案内されてある程度位置規制された
状態にあるのでずれ難くなる。

【００１３】請求項５に記載の発明では、給電装置は、
請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の給電用
カプラと、前記送電用コイルに給電ケーブルを介して電
力を供給する電源装置とを備えた。

【００１４】この発明によれば、請求項１〜請求項４の
うちいずれか一項に記載の発明の作用と同様の作用を有
すとともに、振動や衝撃に強い給電用カプラを備えた電
源装置が提供される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図１〜図４に従って説明する。図４に示すよう
に、電磁誘導型（インダクティブ方式）の非接触充電装
置１は、給電用カプラとしての給電用パドル２と、その
給電用パドル２が充電時に挿着される受電器３と、給電
用パドル２に電力を供給する電源装置としての電力供給
装置４とを備えている。給電用パドル２は電力供給装置
４に給電ケーブル（以下、単にケーブルという）５を介
して接続されている。受電器３は、車両としての電気自
動車６の所定箇所（例えばボンネット前部）に装備され
ている。非接触充電装置１では、給電用パドル２が受電
器３に挿し込まれた状態で充電が行われる。なお、給電
装置は給電用パドル２と電力供給装置４とで構成され
る。

【００１６】電力供給装置４に配設されたコントローラ
７は、給電用パドル２と受電器３との間で送受信される
通信信号に基づき給電用パドル２に送る電流（交流）を
制御する。通信信号には、給電用パドル２が受電器３に
完全に嵌め込まれたときに発信されるインタロック解除
信号（給電許可信号）や、車両に設けられたバッテリ８
の容量を示すバッテリ電圧の信号値などがある。

【００１７】図１は、給電用パドル２のパドルケース９
の内部を示す概略図である。同図に示すように、給電用
パドル２は、カプラ本体としてのパドルケース９と、パ
ドルケース９に組付けられる送電用コア１０と、送電用
コア１０に対して巻装された状態に配置される送電用コ
イル１１と、受電器３の通信器（図示せず）と通信信号
のやり取りが行われる通信制御用の実装基板１２とを備
えている。

【００１８】パドルケース９は絶縁性の赤外線透過性樹
脂を材質として偏平な所定形状をなしており、受電器３
のパドル挿入孔３ａ（図４参照）に挿入される偏平状の
挿入部２ａと、グリップ部２ｂとを有している。パドル
ケース９は、２つのケース片９ａを振動溶着により一体
に接合することによって構成されている。

【００１９】図１及び図２に示すように、パドルケース
９の挿入部２ａには、先端寄り中央部に円形の開口部１
３が形成されている。円柱状（円板状）の送電用コア１
０は、図２に示すように外周面上の凸部１０ａがパドル
ケース９の開口部１３の内周面上に形成された凹部１３
ａに嵌合する状態でパドルケース９に組付けられてい
る。

【００２０】図１及び図２に示すように、送電用コイル
１１は略リング状であって、送電用コア１０の回りに配
置された状態でパドルケース９に収容されている。送電
用コイル１１は樹脂製のボビン１４に渦巻き状に巻回さ
れた一本のコイル用電線（以下、単に電線という）１５
からなっている。

【００２１】実装基板１２はパドルケース９内の中央に
透明樹脂製のケース１２ｂに収容された状態で配設され
ている。回路基板１２ａ上には赤外線通信器（赤外線発
光受光素子）１７と通信回路１８（通信用ＩＣ）が実装
されている。赤外線通信器１７は、発光部１９と受光部
２０とを有している。

【００２２】実装基板１２にはプリズム２１が配設さ
れ、発光部１９からの発光信号はプリズム２１を介して
２方向（図１では紙面の手前側と反手前側）に屈折し、
一方の発光信号を受電器３の赤外線通信器（図示せず）
が入力する。受光部２０は、受電器３の赤外線通信器か
らの発光信号をプリズム２１を介して入力する。プリズ
ム２１を用いることによって給電用パドル２は挿込み向
きが表裏どちらでも通信可能な表裏対応型となり、赤外
線通信器１７が１つで済む。通信回路１８は、コントロ
ーラ７からの送信信号のノイズを除去するフィルタ回路
や、その送信信号を増幅するための増幅回路も備えてい
る。なお赤外線通信に限らず、アンテナを設けて電波に
よって無線通信を行ってもよい。さらには赤外線通信と
無線通信とのどちらにも対応できるように赤外線通信器
とアンテナとを併存させてもよい。

【００２３】電線１５は、ボビン１４の内周面に凸設さ
れた各規制部１４ａに案内された状態で、ボビン１４の
径方向に積み重なるように例えば４ターン巻き付けられ
ている。電線１５が巻回されたボビン１４の外周にはボ
ビンキャップ１４ｃが取り付けられている。従って、電
線１５は、ボビン１４の内周面及びボビンキャップ１４
ｃの内周面によってできる収容室１４ｄに収容されてい
る。なお、ガイドはボビン１４とボビンキャップ１４ｃ
により構成される。

【００２４】図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、電線
１５にはリッツ線２２が使用されている。リッツ線２２
は、約０．１mm径のエナメル線２３が約１０００本撚り
合わされ、微細な繊維糸が巻き付けられてなる繊維被覆
層２４により表面が被覆されている。詳しくは、リッツ
線２２は、数十本（本例では約５０本）単位で撚られた
エナメル線２３の束を複数束（本例では２０束）撚り合
わせて構成されている。

【００２５】本実施形態では、リッツ線２２にポリウレ
タン製の熱収縮性チューブ２５を被覆している。熱収縮
性チューブ２５は、リッツ線２２のパワー線５ａ（図１
参照）と接続される両端部分を除くリッツ線２２の軸線
方向ほぼ全域にわたりリッツ線２２を被覆している。リ
ッツ線２２を熱収縮性チューブ２５に通した後、熱処理
を行って熱収縮チューブ２５を熱収縮させることによ
り、リッツ線２２は表面から締め付けられた状態で熱収
縮性チューブ２５により保護されている。

【００２６】図２に示すように、熱収縮性チューブ２５
の外径に合わせて、ボビン１４の収容室１４ｄの空間サ
イズ及び各規制部１４ａの位置関係の設定がなされてお
り、熱収縮性チューブ２５は収容室１４ｄの内周面及び
各規制部１４ｄにその外周面が当接することで位置決め
されるようになっている。そのため、電線１５はボビン
１４に対して径方向に積み重なるように巻き付けられる
が、その収容室１４ｄ内でずれ難くなっている。

【００２７】図１に示すように、ボビン１４には案内口
１４ｂが形成されている。この案内口１４ｂから外部へ
取り出された電線１５は、グリップ部２ｂに相当する部
位を通ってパドルケース９内に導入されたケーブル５内
のパワー線５ａと保護カバー５ｂ内で図示しない端子を
介して導通接続されている。また、実装基板１２に接続
された信号線１６もケーブル５内を通っており、電線１
５及び信号線１６はケーブル５を介して電力供給装置４
と接続されている。

【００２８】従って、この実施の形態では以下のような
効果を得ることができる。 （１）リッツ線２２は、熱収縮性チューブ２５によって
エナメル線２３同士の間に隙間がないように締め付けら
れるので、簡単にエナメル線２３同士の擦れを防止で
き、エナメル線２３の絶縁膜の破れを防止できる。また
電線１５同士が擦れても、熱収縮性チューブ２５によっ
て破れ難くなっている。従って、給電用パドル２を長期
にわたって使用しても、送電用コイル１１部分での電線
１５やエナメル線２３の電気的ショートの発生を防止で
きる。以上の結果、送電用コイル１１が長寿命化するこ
とになり、ひいては給電用パドル２の信頼性を長期にわ
たり確保することができる。

【００２９】（２）給電用パドル２がパドル（偏平）形
状であるため、電線１５が送電用コア１０の径方向に重
なるように巻き付ける巻き方を採用している。この場
合、コイル用電線をコアの軸方向に重なるように巻き付
ける巻き方に比べ幾分不安定な巻き方ではあるが、電線
１５はボビン１４にガイドされてずれないように規制さ
れている上、万一、電線１５がずれたときには、熱収縮
性チューブ２５によって電線１５の表面を保護できる。

【００３０】（３）パドルケース９外の場所で電線１５
をボビン１４の規制部１４ａに沿って巻き付ければ、送
電用コア１０などの部品に邪魔されることなく容易に電
線１５を巻き付けることができる。また、そのボビン１
４をパドルケース９に取り付ければ、電線１５を位置決
めされた状態に組付けることができる。

【００３１】（４）ボビン１４の収容室１４ｄ内で電線
１５は規制部１４ａに案内されて位置規制された状態に
あるので、電線１５同士をずれ難くすることができる。
なお、実施形態は前記に限定されるものではなく、例え
ば、次のように変更してもよい。

【００３２】○ 熱収縮性樹脂材はポリウレタンに代え
て、ポリオレフィン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレ
ート）、ポリ塩化ビニル等の熱収縮性樹脂を使用でき
る。 ○ エナメル線２３を撚った束を被覆する繊維被覆層２
４がなくてもよい。

【００３３】○ エナメル線２３の本数は約１０００本
に限らず、多数本であれば何本でもよい。 ○ 送電用コイル１１はボビン１４に収容されることに
限らず、直接パドルケース９の内部に収容されてもよ
い。

【００３４】○ 電線１５はコア部品に対して径方向に
重なるように巻き付ける巻き方に限らず、コア部品の軸
方向に重なるように巻き付ける巻き付け方を採用しても
よい。

【００３５】○ 給電用カプラはカプラ本体が平板形状
のパドルに限定されない。電磁誘導型非接触充電方式を
採用するものであれば、カプラ本体の形状は例えばガン
タイプのようなものであってもよい。

【００３６】前記実施形態及び別例から把握できる請求
項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに
記載する。 （１）請求項１又は２において、前記熱収縮性樹脂材は
熱収縮チューブである。この場合、形状がチューブであ
るので、熱収縮性樹脂材を電線（撚り線）に簡単に取り
付けることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、送
電用コイルの電線同士が擦れたときでも電線の表面を保
護でき、しかも電線内部の素線同士の擦れを簡単な構成
で防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施形態の給電用パドルの内部を示す構成
図。

【図２】 図１のII−II線断面図。

【図３】 送電用コイルを示す図であり、（ａ）は側面
図、（ｂ）は断面図である。

【図４】 電力供給装置及び給電用パドルの使用例を示
す斜視図。

【符号の説明】

２…給電用カプラとしての給電用パドル、３…受電器、
４…電源装置としての電力供給装置、５…給電ケーブル
としてのケーブル、６…車両としての電気自動車、９…
カプラ本体としてのパドルケース、１０…送電用コア、
１１…送電用コイル、１４…ガイドを構成するボビン、
１４ｃ…ガイドを構成するボビンキャップ、１５…電
線、２２…リッツ線、２３…素線としてのエナメル線、
２５…熱収縮性樹脂材としての熱収縮性チューブ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源装置と給電ケーブルを介して接続さ
   れる送電用コイルが送電用コアに巻装された状態で内蔵
   された電磁誘導型非接触充電用の給電用カプラのコイル
   配線構造において、 前記送電用コイルの素線が束ねられた電線が、熱収縮し
   た熱収縮性樹脂材により被覆されている給電用カプラの
   コイル配線構造。
2. 【請求項２】 前記電線は、絶縁被膜により表面が覆わ
   れた前記素線が多数本撚り合わされた撚り線である請求
   項１に記載の給電用カプラのコイル配線構造。
3. 【請求項３】 給電用カプラはカプラ本体が平板形状の
   パドル形状をなしており、前記送電用コイルの電線は前
   記送電用コアの外周に径方向に積み重なるように巻装さ
   れている請求項１又は請求項２に記載の給電用カプラの
   コイル配線構造。
4. 【請求項４】 前記送電用コイルの電線は、糸巻形状の
   ガイドに巻回された状態で円柱状の前記送電用コアの回
   りに配置されている請求項３に記載の給電用カプラのコ
   イル配線構造。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のうちいずれか一項
   に記載の給電用カプラと、前記送電用コイルに給電ケー
   ブルを介して電力を供給する電源装置とを備えた給電装
   置。