JP2013090393A - Non-contact charging device and power receiving device - Google Patents

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和道 香山
Ryoichi Yamanouchi
良一 山之内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To charge a battery by supplying power from a primary transformer to a secondary transformer through electromagnetic induction because a magnetic flux density in a non-contact space is not sufficiently obtained from a battery charge power.SOLUTION: AC power is induced on a secondary transformer 8 through magnetic flux between a primary transformer 11 and a secondary transformer 8 by energization of a coil of the primary transformer 11. The power is supplied to a battery 7 for charging via a rectifier 9 and a charger 10. Short circuits 40 to be short-circuited via a switch A are arranged in parallel between the secondary transformer 8 and charger 10. Current flowing to the secondary transformer 8 is increased by turning on the switch A, thereby increasing a magnetic flux density of the space.

Description

本発明は、非接触状態で、例えば電気自動車,プラグインハイブリッド車等の移動体における電池に、例えば駐車場等に設置されて給電設備から充電を行う非接触充電装置並びにそれに用いる受電装置に関する。   The present invention relates to a non-contact charging apparatus that is installed in, for example, a parking lot or the like for charging a battery in a moving body such as an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle in a non-contact state, and a power receiving apparatus used therefor.

一般に、移動体、例えば電気自動車、プラグインハイブリッド車に備えられている電池に充電するには、給電設備から延びるケーブルのコネクタを移動体に備えられているコネクタに差込んで行われるため、ケーブルの取り回し、コネクタの接合等の面倒な作業を必要とする。   Generally, charging a battery included in a moving body, for example, an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle, is performed by inserting a connector of a cable extending from a power supply facility into a connector included in the moving body. Tedious work such as handling and connector joining.

従来、給電側に一次側コイルを有する一次側トランスを設け、移動体側に受電手段としての二次側コイルを有する二次側トランスを設け、前記一次側トランスからの磁束を受けて前記二次側トランスに電磁誘導により所定電力を発生して、非接触にて移動体の電池に充電する非接触充電装置が開発されている(特許文献1参照)。   Conventionally, a primary side transformer having a primary side coil is provided on the power supply side, a secondary side transformer having a secondary side coil as a power receiving means is provided on the moving body side, and the secondary side receives the magnetic flux from the primary side transformer. A non-contact charging device has been developed that generates predetermined power by electromagnetic induction in a transformer and charges a battery of a moving body in a non-contact manner (see Patent Document 1).

該非接触充電装置は、上記一次側トランスを有する給電設備上に上記移動体である自動車をパーキングして、上記一次側トランスから二次側トランスに電磁誘導により電力が供給されるが、一次側トランスと二次側トランスが正対した位置にある場合、最も高い効率で給電が行われる。このため、特許文献1のものは、給電設備側の一次側トランス又は移動体側の二次側トランスを、アクチュエータからなる可動手段により移動自在に構成し、充電要求信号を受けていない場合、例えば一次側トランスが駐車スペースの走行面と面一となるように邪魔にならない位置(第2の配置)に保持し、充電要求信号を受けている場合、一次側トランスと二次側トランスが近接して正対する位置(第1の位置)に保持するように移動する。   The non-contact charging device parks the vehicle as the moving body on a power supply facility having the primary transformer, and power is supplied from the primary transformer to the secondary transformer by electromagnetic induction. When the secondary transformer and the secondary transformer are in a directly opposed position, power feeding is performed with the highest efficiency. For this reason, in Patent Document 1, the primary transformer on the power supply facility side or the secondary transformer on the moving body side is configured to be movable by a movable means including an actuator, and when the charge request signal is not received, for example, the primary transformer If the side transformer is held in a position (second arrangement) that does not interfere with the running surface of the parking space and a charge request signal is received, the primary transformer and the secondary transformer are close to each other. It moves so that it may hold | maintain in the position (1st position) which opposes.

更に、例えば一次側トランスを可動手段(アクチュエータ)により、水平面(前後、左右)方向に移動して、例えば二次側トランスに誘起される交流電力が大きくなる位置(第3の位置)に移動する。これにより、電気自動車(移動体)を、その二次側トランスが給電設備の一次側トランス上に正確に移動することができない場合でも、可動手段により両トランスが正対する位置に移動して、高い効率で非接触充電することができる。   Furthermore, for example, the primary transformer is moved in the horizontal plane (front and rear, left and right) directions by a movable means (actuator), and is moved to a position (third position) where AC power induced in the secondary transformer is increased, for example. . As a result, even when the secondary transformer of the electric vehicle (moving body) cannot be accurately moved onto the primary transformer of the power supply equipment, the movable means is moved to a position where both transformers face each other and is high. Non-contact charging can be performed efficiently.

特開2010−183804号公報(特に図6参照)JP 2010-183804 A (refer to FIG. 6 in particular)

上記特許文献1に記載の非接触充電装置は、一次側(又は二次側)トランスを移動するために、(電動又は油圧)アクチュエータ等の専用の可動手段を必要とし、かつコア(鉄心)を含めた一次側(又は二次側)トランス全体を上記可動手段で移動する必要があり、例えば駐車スペースの下部に、一次側トランス全体を移動し得る大きな出力のアクチュエータ(可動手段)を設置する必要がある。また、両トランスを平面方向で正対するには、一次側トランスを可動手段により各座標に順次移動し、これら座標における各二次側トランスに誘起される交流電力の大きさのデータを作成し、該誘起交流電力の最も大きい位置を最適位置(座標)と判断して、該座標に向けて一次側トランスを移動する制御を必要とし、上記可動手段の制御が面倒である。   The non-contact charging device described in Patent Document 1 requires dedicated movable means such as an (electrical or hydraulic) actuator in order to move a primary side (or secondary side) transformer, and a core (iron core). The entire primary side (or secondary side) transformer must be moved by the movable means. For example, a large output actuator (movable means) that can move the entire primary side transformer must be installed in the lower part of the parking space. There is. In addition, in order to face both transformers in the plane direction, the primary transformer is sequentially moved to each coordinate by the movable means, and data of the magnitude of the AC power induced in each secondary transformer at these coordinates is created, The position where the induced AC power is the largest is determined as the optimum position (coordinates), and control for moving the primary transformer toward the coordinates is required, and the control of the movable means is troublesome.

上記電磁誘導による非接触充電装置において、非接触用空間の電磁結合における磁場は、電池充電用電力供給時にあってはそれ程大きくなく、該磁場を用いて一次側トランスと二次側トランスを正対する位置に引き付け合うようにするには、必ずしも充分ではない。また、上記誘起交流電力の最も大きな位置である最適位置(座標)の検出にも、高い精度の検出手段を必要とする。   In the non-contact charging apparatus using electromagnetic induction, the magnetic field in the electromagnetic coupling in the non-contact space is not so large when the battery charging power is supplied, and the primary transformer and the secondary transformer are directly opposed using the magnetic field. It is not always sufficient to attract the position. Moreover, a highly accurate detection means is required also for the detection of the optimal position (coordinates) that is the position where the induced AC power is the largest.

そこで、本発明は、移動体側に配置される受電装置の二次側トランスへの電流を増大し、もって一次側トランスから二次側トランスへ伝達される磁束密度を大きくした非接触充電装置並びにそれに用いられる受電装置を提供することを目的とするものである。   Accordingly, the present invention provides a non-contact charging device in which the current to the secondary transformer of the power receiving device arranged on the mobile body side is increased, and the magnetic flux density transmitted from the primary transformer to the secondary transformer is increased, and to the same An object of the present invention is to provide a power receiving device to be used.

本発明は、交流電源(12)から電力供給される一次側コイル(31)と、該一次側コイルが巻回されたボビン(30)と、磁性体からなるコア(32)と、を有する一次側トランス(11)と、
移動体(6)に配置される電池(7)に電力供給する二次側コイル(21)と、該二次側コイルが巻回されたボビン(20)と、磁性体からなるコア(22)と、を有する二次側トランス(8)と、を備え、
前記一次側コイル(31)の通電により前記一次側トランス(11)のコア(32)に発生する磁束(J)が、空間(G)を介して前記二次側トランス(8)のコア(22)に伝達され、前記二次側コイル(21)の誘起交流電力を前記電池(7)に供給して充電してなる非接触充電装置(1)において、
前記二次側コイル(21)と前記電池(7)を充電する充電器(10)との間に、スイッチ(A又はB)を介して短絡する短絡回路(40)を並列に配置した、
ことを特徴とする非接触充電装置にある。
The present invention includes a primary coil (31) supplied with power from an AC power source (12), a bobbin (30) around which the primary coil is wound, and a core (32) made of a magnetic material. A side transformer (11),
A secondary coil (21) for supplying power to the battery (7) disposed on the moving body (6), a bobbin (20) around which the secondary coil is wound, and a core (22) made of a magnetic material. And a secondary transformer (8) having
Magnetic flux (J) generated in the core (32) of the primary transformer (11) by energization of the primary coil (31) causes the core (22) of the secondary transformer (8) to pass through the space (G). In the non-contact charging device (1) which is transmitted to the secondary coil (21) and charged by supplying the induced AC power to the battery (7),
Between the secondary coil (21) and the charger (10) for charging the battery (7), a short circuit (40) that is short-circuited via a switch (A or B) is disposed in parallel.
It is in the non-contact charging device characterized by the above.

例えば図1〜図6を参照して、前記移動体が、電気モータを駆動源とする自動車(6)であり、かつ該自動車の床面近傍に前記二次側トランス(8)が配置され、
前記一次側トランス(11)が、給電設備(2)に設けられ、かつ前記自動車が駐車し得るスペース(3)に配置され、
前記一次側トランス(11)及び前記二次側トランス(8)の少なくとも一方(例えば11)が、移動自在に支持され、
前記スイッチ(A又はB)のオンにより前記短絡回路(40)を経由して流れる前記二次側コイル(31)の電流に基づき発生する前記空間(G)における磁束(J)により、前記一次側トランス(11)及び前記二次側トランス(8)が正対する方向に、前記一次側トランス及び前記二次側トランスの少なくとも一方(例えば11)を移動してなる。
For example, referring to FIG. 1 to FIG. 6, the moving body is an automobile (6) having an electric motor as a drive source, and the secondary transformer (8) is disposed near the floor of the automobile,
The primary transformer (11) is disposed in a power supply facility (2) and is disposed in a space (3) where the automobile can be parked.
At least one of the primary transformer (11) and the secondary transformer (8) (for example, 11) is supported movably,
When the switch (A or B) is turned on, the primary side is generated by the magnetic flux (J) in the space (G) generated based on the current of the secondary coil (31) flowing through the short circuit (40). At least one (for example, 11) of the primary side transformer and the secondary side transformer is moved in a direction in which the transformer (11) and the secondary side transformer (8) face each other.

例えば図2〜図4を参照して、前記一次側トランス(11)及び前記二次側トランス(8)は、上下方向に対して平面方向に広い扁平箱型のケース(35,25)に収められ、
前記二次側トランス(8)は、前記ボビン(20)に前記コア(22)が一体に固定されると共に、前記ボビン(20)及び前記コア(22)が前記ケース(25)に固定され、
前記一次側トランス(11)は、前記ボビン(30)が前記ケース(35)に固定され、前記コア(32)が、前記ボビン(30)に対して所定隙間(S,S1,S2)を介在すると共に、前記ケース(35)にその平面方向に移動自在な支持部材(36)を介して支持され、
前記一次側トランス(11)のコア(32)が、前記二次側トランス(8)のコア(22)との間での前記空間(G)における磁束線(J)の長さが短くなるように平面方向に移動してなる。
For example, referring to FIGS. 2 to 4, the primary transformer (11) and the secondary transformer (8) are housed in a flat box type case (35, 25) that is wide in the plane direction with respect to the vertical direction. And
In the secondary transformer (8), the core (22) is integrally fixed to the bobbin (20), and the bobbin (20) and the core (22) are fixed to the case (25).
In the primary transformer (11), the bobbin (30) is fixed to the case (35), and the core (32) interposes a predetermined gap (S, S1, S2) with respect to the bobbin (30). And supported by the case (35) via a support member (36) movable in the plane direction,
The length of the magnetic flux lines (J) in the space (G) between the core (32) of the primary transformer (11) and the core (22) of the secondary transformer (8) is shortened. It moves in the plane direction.

例えば図7,図8を参照して、前記電池(7)への充電が開始される前に、前記短絡回路(40)のスイッチ(A又はB)をオンして、前記二次側コイル(31)に流れる電流を増大してなる。   For example, referring to FIG. 7 and FIG. 8, before charging of the battery (7) is started, the switch (A or B) of the short circuit (40) is turned on, and the secondary coil ( The current flowing through 31) is increased.

例えば図7,図8を参照して、前記二次側コイル(31)から前記充電器(10)を介して前記電池(7)に電力を供給する充電状態にあっては、前記短絡回路(40)のスイッチ(A又はB)をオフしてなる。   For example, referring to FIG. 7 and FIG. 8, in a charging state in which electric power is supplied from the secondary coil (31) to the battery (7) via the charger (10), the short circuit ( 40) switch (A or B) is turned off.

例えば図1,図4〜図6参照して、移動体(6)に配置される電池(7)に電力供給する二次側コイル(21)と、該二次側コイルが巻回されたボビン(20)と、磁性体からなるコア(22)と、を有する二次側トランス(8)を備え、
一次側コイル(31)の通電により一次側トランス(11)のコア(32)に発生する磁束(J)が、空間(G)を介して前記二次側トランス(8)のコア(22)に伝達され、前記二次側コイル(31)に誘起される交流電力を整流器(9)及び充電器(10)を介して前記電池(7)に供給してなる受電装置(5)において、
前記二次側コイル(21)と前記充電器(10)との間に、スイッチ(A又はB)を介して短絡する短絡回路(40)を並列に配置した、
ことを特徴とする受電装置にある。
For example, referring to FIGS. 1 and 4 to 6, a secondary coil (21) that supplies power to a battery (7) disposed in the moving body (6) and a bobbin around which the secondary coil is wound A secondary transformer (8) having (20) and a core (22) made of a magnetic material,
Magnetic flux (J) generated in the core (32) of the primary transformer (11) by energization of the primary coil (31) passes through the space (G) to the core (22) of the secondary transformer (8). In the power receiving device (5) configured to supply the AC power transmitted and induced in the secondary coil (31) to the battery (7) through the rectifier (9) and the charger (10),
Between the secondary coil (21) and the charger (10), a short circuit (40) that is short-circuited via a switch (A or B) is arranged in parallel,
The power receiving device is characterized in that.

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。   In addition, although the code | symbol in the said parenthesis is for contrast with drawing, it does not have any influence on the structure of a claim by this.

請求項1又は請求項6に係る本発明によると、二次側コイルと充電器との間に、スイッチを介して短絡する短絡回路を並列に配置したので、スイッチオンにより二次側コイルに流れる電流が充電時より増大し、これによりコストアップを伴うことなく、一次側トランスと二次側トランスとの間の空間での磁束密度を増大することができる。例えば、該増大した磁束密度により、一次側トランスと二次側トランスとが正対する位置になるように確実に位置補正することが可能となり、また上記正対した適正位置を容易に検出することが可能となる。   According to the first or sixth aspect of the present invention, since the short circuit that is short-circuited via the switch is arranged in parallel between the secondary side coil and the charger, the secondary side coil flows when the switch is turned on. The current increases from the time of charging, thereby increasing the magnetic flux density in the space between the primary transformer and the secondary transformer without increasing the cost. For example, the increased magnetic flux density makes it possible to reliably correct the position of the primary transformer and the secondary transformer so that they face each other, and to easily detect the proper position. It becomes possible.

請求項2に係る本発明によると、駐車スペースを有する給電設備に一次側トランスが設けられ、上記駐車スペースに、電気モータを駆動源とする自動車(電気自動車、プラグインハイブリッド車等)を駐車することにより、上記一次側トランスに、上記自動車に配置された二次側トランスを近接し、かつこの際、一次側トランス及び二次側トランスの少なくとも一方が移動自在であり、上記増大した磁束密度により上記両トランスが正対する方向に自動的に移動するので、アクチュエータ等の専用の可動手段を用いる必要がなく、コストアップを伴うことなく、高い効率での電磁誘導による非接触での充電を行うことができる。   According to the second aspect of the present invention, a primary transformer is provided in a power supply facility having a parking space, and an automobile (an electric vehicle, a plug-in hybrid vehicle, etc.) using an electric motor as a drive source is parked in the parking space. Accordingly, the secondary transformer disposed in the automobile is brought close to the primary transformer, and at this time, at least one of the primary transformer and the secondary transformer is movable, and the increased magnetic flux density Since both of the above transformers automatically move in the direction facing each other, there is no need to use dedicated moving means such as actuators, etc., and there is no cost increase, and non-contact charging by electromagnetic induction with high efficiency is performed. Can do.

請求項3に係る本発明によると、一次側トランス及び二次側トランスは、上下方向に薄くかつ平面方向に広い扁平箱形のケースに収納されるので、一次側及び二次側トランスは、雨や雪等の外気に対して保護されると共に、両トランスが直接又は他の物に接触することを防止しつつ、広い扁平面で互いに近接して配置することができ、電磁誘導による電気自動車及びプラグインハイブリッド車等の大きな電力の非接触充電が可能となる。   According to the third aspect of the present invention, the primary side transformer and the secondary side transformer are housed in a flat box-shaped case that is thin in the vertical direction and wide in the plane direction. Can be placed close to each other on a wide flat surface while being protected against outside air such as snow and snow, and preventing both transformers from coming into direct contact with other objects. Non-contact charging of large electric power such as plug-in hybrid vehicles becomes possible.

更に、給電設備側である一次側トランスは、ボビンがケースに固定され、コアが、前記ボビンに対して所定隙間を介在すると共に、ケースにその平面方向に移動自在な支持部材を介して支持されるので、コアは、コイルを巻回したボビンの重量を受けることなく平面方向に滑らかに所定量移動して、電磁誘導による一次側トランス及び二次側トランスとの間の磁束により上記コアを移動して適正に位置補正することができる。   Further, in the primary-side transformer, which is the power supply equipment side, the bobbin is fixed to the case, and the core is supported by a case through a support member that is movable in the plane direction with a predetermined gap with respect to the bobbin. Therefore, the core moves smoothly by a predetermined amount in the plane direction without receiving the weight of the bobbin around which the coil is wound, and the core is moved by the magnetic flux between the primary transformer and the secondary transformer by electromagnetic induction. Thus, the position can be properly corrected.

請求項4に係る本発明によると、電池への充電が開始される前に、前記短絡回路のスイッチをオンして、二次側コイルに流れる電流を増大するので、充電作業の前に、一次側トランスと二次側トランスとが正対する位置に移動補正され、高い効率での非接触による充電を行うことができる。   According to the fourth aspect of the present invention, before charging the battery is started, the switch of the short circuit is turned on to increase the current flowing in the secondary coil. The movement is corrected to the position where the side transformer and the secondary transformer face each other, and charging with high efficiency can be performed without contact.

請求項5に係る本発明によると、電池に電力を供給する充電状態にあっては、短絡回路のスイッチがオフされて、該短絡回路を流れる電流はなく、二次側コイルの電力を充電器に供給して、高い効率で充電作業を行うことができる。   According to the fifth aspect of the present invention, in a charging state in which power is supplied to the battery, the switch of the short circuit is turned off, there is no current flowing through the short circuit, and the power of the secondary coil is charged. The charging operation can be performed with high efficiency.

(a)は、給電設備を有する駐車スペースに電気モータを駆動源とする自動車を駐車して充電状態を示す全体側面図、(b)は、その自動車(移動体)側にある二次側トランスを示す分解斜視図。(A) is an overall side view showing a state of charge by parking an automobile using an electric motor as a drive source in a parking space having a power supply facility, and (b) is a secondary transformer on the automobile (moving body) side. FIG. 給電設備側にある一次側トランスを示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the primary side transformer in the electric power feeding equipment side. 一次側トランスを示す図で、(a)は平面図、(b)は正面断面図、(c)は側面断面図。It is a figure which shows a primary side trans | transformer, (a) is a top view, (b) is front sectional drawing, (c) is side sectional drawing. 一次側及び二次側トランスを示す正面断面図で、(a)は、一次側トランスと二次側トランスのコアが正対していない状態を示し、(b)は、磁束により両トランスのコアが正対した状態を示す。It is front sectional drawing which shows a primary side and a secondary side trans | transformer, (a) shows the state where the core of a primary side transformer and a secondary side transformer does not face directly, (b) shows the core of both transformers with magnetic flux. The state of facing directly is shown. 非接触充電装置の回路の概略を示す図。The figure which shows the outline of the circuit of a non-contact charging device. 一部変更した非接触充電装置の回路の概略を示す図。The figure which shows the outline of the circuit of the non-contact charging device changed partially. 上記非接触充電装置の作動を示すフローチャート。The flowchart which shows the action | operation of the said non-contact charging device. 上記非接触充電装置の一部変更した作動を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement which changed the said non-contact charging device partially.

以下、図面に沿って、移動体として、電気自動車,プラグインハイブリッド車等の電気モータを駆動源とする自動車に適用した非接触充電装置について説明する。非接触充電装置1は、図1に示すように、駐車スペース3を有する給電設備2と、受電装置5を有する上記自動車6とを備える。自動車6は、図示しない電気モータを有しており、該電気モータは、上記自動車6に搭載されているリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の放充電可能な電池(バッテリ)7からの電力によりインバータ等を介して回転駆動される。   Hereinafter, a non-contact charging apparatus applied to a vehicle using an electric motor such as an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle as a driving source will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the non-contact charging device 1 includes a power feeding facility 2 having a parking space 3 and the automobile 6 having a power receiving device 5. The automobile 6 has an electric motor (not shown), and the electric motor is an inverter using electric power from a rechargeable battery (battery) 7 such as a lithium ion battery or a nickel hydride battery mounted on the automobile 6. And so on.

上記受電装置5は、自動車6の床面近くに配設されている二次側トランス8を有しており、該二次側トランス8のコイルが整流器9及び充電器10を介して上記電池7に電通している。給電設備2は、駐車スペース3の走行面に配置される一次側トランス11を有しており、該一次側トランス11のコイルには、図5及び図6に示すように、商用の交流電源12からの交流が交流直流変換器13により直流に変換され、更にインバータ15により高周波に変換された電力が供給される。   The power receiving device 5 includes a secondary transformer 8 disposed near the floor surface of the automobile 6, and a coil of the secondary transformer 8 is connected to the battery 7 via a rectifier 9 and a charger 10. Is conducting. The power supply facility 2 has a primary transformer 11 disposed on the running surface of the parking space 3, and a coil of the primary transformer 11 has a commercial AC power supply 12 as shown in FIGS. 5 and 6. Is converted into direct current by the AC / DC converter 13 and further supplied with power converted into high frequency by the inverter 15.

二次側トランス8は、図1(b)に示すように、非磁性体からなり、中空形状で両端に鍔部20aが形成されたボビン20を有しており、該ボビン20の上記両端鍔部20a,20aの間の外周面にコイル21が絶縁状に巻回されており、該コイル21は上述したようにインバータ15から電力供給される。上記ボビン20の中空部20bには磁性体からなるコア(鉄心)22が貫通し、かつ一体に嵌合・固着されている。コア22は、強磁性体からなるフェライトにより形成され、前記ボビン20の中空部20bに貫挿する長手板形状の第1の部位22aと、該第1の部位の両端に固定され、該第1の部位の長手方向と直交する方向に延びる板状ブロック片からなる第2の部位22b,22bとからなる。   As shown in FIG. 1B, the secondary-side transformer 8 is made of a non-magnetic material and has a bobbin 20 that is hollow and has flanges 20a formed at both ends. The coil 21 is wound around the outer peripheral surface between the portions 20a and 20a in an insulating manner, and the coil 21 is supplied with power from the inverter 15 as described above. A core (iron core) 22 made of a magnetic material passes through the hollow portion 20b of the bobbin 20 and is integrally fitted and fixed. The core 22 is formed of ferrite made of a ferromagnetic material, and is fixed to both ends of the first portion 22a having a longitudinal plate shape penetrating the hollow portion 20b of the bobbin 20, and the first portion. It consists of 2nd site | parts 22b and 22b which consist of a plate-shaped block piece extended in the direction orthogonal to the longitudinal direction of this site | part.

上記一体のボビン20、コイル21及びコア22は、上下方向が薄く平面方向に広い扁平箱状のケース25に収納されて一体に固定される。該ケース25は、非磁性体からなる本体25aと上蓋25bからなり、これら本体25aと上蓋25bとの間に、上記一体のボビン20、コイル21及びコア22を密接して、かつ上記コア22の長手方向が自動車6の前後方向と一致するようにして、収納される。二次側トランス8は、その広い平面が自動車6の床面と平行になるように、即ち走行面3と平行になるように自動車下部に配置される。   The integrated bobbin 20, the coil 21, and the core 22 are housed and fixed integrally in a flat box-like case 25 that is thin in the vertical direction and wide in the plane direction. The case 25 includes a main body 25a made of a non-magnetic material and an upper lid 25b. The bobbin 20, the coil 21 and the core 22 are in close contact with each other between the main body 25a and the upper lid 25b. The vehicle is stored such that its longitudinal direction coincides with the longitudinal direction of the automobile 6. The secondary-side transformer 8 is disposed at the lower part of the automobile so that its wide plane is parallel to the floor surface of the automobile 6, that is, parallel to the traveling surface 3.

一次側トランス11は、図2及び図3に示すように、前記二次側トランス8と同様に、中空部30bを有するボビン30、コイル31及びコア32からなる。ボビン30は、非磁性体からなり、両端に形成された鍔部30a,30aの間の外周部にコイル31が巻回されており、該コイル31は、電池7に接続して電力を供給し得る。コア32は、強磁性体のフェライトからなり、前記ボビン30の中空部30bに貫通する長手板状の第1の部位32aと、該第1の部位の両端に固定され、該第1の部位と直交する方向に延びる板状ブロック片からなる第2の部位32b,32bとからなる。該コア32の第1の部位32aと上記ボビン30の中空部30bとは嵌挿関係にあるが、その間には所定隙間Sが存在し、コア32は、その長手(前後)方向及び左右幅方向に移動自在であり、かつ(水平面で)所定量回動自在になっている。即ち、図3(c)に詳示するように、ボビン中空部30bと第1の部位32aとの上下方向には僅かな隙間S1が存在し、かつ左右方向には比較的大きな隙間S2が存在し、かつ第2の部位32bとボビン鍔部30aとの間に隙間S3が存在する。なお、上記コア32は、ボビン中空部30bに対して上下方向に摺接して移動自在に支持してもよい。即ち、上下方向の隙間S1はなくてもよく、その間がフッ素樹脂等の低摩擦係数のコーティンを介して移動自在にしてもよい。   As shown in FIGS. 2 and 3, the primary transformer 11 includes a bobbin 30 having a hollow portion 30 b, a coil 31, and a core 32, similar to the secondary transformer 8. The bobbin 30 is made of a non-magnetic material, and a coil 31 is wound around an outer periphery between the flanges 30a and 30a formed at both ends. The coil 31 is connected to the battery 7 to supply power. obtain. The core 32 is made of a ferromagnetic ferrite, and is fixed to both ends of the first portion 32a having a long plate shape penetrating the hollow portion 30b of the bobbin 30, and the first portion. It consists of 2nd site | parts 32b and 32b which consist of a plate-shaped block piece extended in the orthogonal direction. The first portion 32a of the core 32 and the hollow portion 30b of the bobbin 30 are in an insertion relation, but a predetermined gap S exists between them, and the core 32 has a longitudinal (front-rear) direction and a left-right width direction. And a predetermined amount of rotation (on a horizontal plane). That is, as detailed in FIG. 3C, there is a slight gap S1 in the vertical direction between the bobbin hollow portion 30b and the first portion 32a, and a relatively large gap S2 in the left-right direction. In addition, a gap S3 exists between the second portion 32b and the bobbin collar 30a. The core 32 may be slidably contacted with the bobbin hollow portion 30b in the vertical direction and supported movably. That is, the gap S1 in the vertical direction may not be provided, and the gap therebetween may be movable through a low friction coefficient coating such as a fluororesin.

前記ボビン30、コイル31及びコア32は、非磁性体の本体35a及び上蓋35bからなる箱状のケース35に収納される。前記ボビン30の鍔部30a,30aは、下方30a1が上方より長く構成されており、該下方30a1の下端がケース本体35aの底面に密接して接着等により固着されている。上記コア32の左右第2の部位32b,32bの下端には支持部材となる複数のボール36が列状に保持されており、これらボール36は、上記ケース本体35aの底面に転動して、コア32を、ケース35の平面に沿って移動自在に支持されている。なお、支持部材は、コア第2の部位32b,32bに保持されたボール36のように、平面方向に滑らかに移動し得るものが好ましいが、これに限らず、摩擦係数の低い滑り部材でもよく、又はクロススライダー、ローラ等の他の転がり装置でもよく、またボビンに対して長手方向のみ移動自在なボールスプラインを介在したものでもよい。   The bobbin 30, the coil 31, and the core 32 are accommodated in a box-shaped case 35 including a non-magnetic main body 35a and an upper lid 35b. The flange portions 30a and 30a of the bobbin 30 have a lower portion 30a1 that is longer than the upper portion, and the lower end of the lower portion 30a1 is in close contact with the bottom surface of the case body 35a and is fixed by adhesion or the like. A plurality of balls 36 serving as support members are held in a row at the lower ends of the left and right second portions 32b, 32b of the core 32, and these balls 36 roll to the bottom surface of the case body 35a. The core 32 is supported so as to be movable along the plane of the case 35. The support member is preferably one that can move smoothly in the plane direction, such as the ball 36 held by the core second portions 32b, 32b. However, the support member is not limited to this and may be a sliding member having a low friction coefficient. Alternatively, other rolling devices such as a cross slider and a roller may be used, or a ball spline that is movable only in the longitudinal direction with respect to the bobbin may be interposed.

上記ケース35は、非磁性体からなり、かつ上下方向に薄くかつ平面方向に広い扁平矩形状からなり、給電設備2を有する駐車スペース3の路面(走行面)に設置される(図1(a)参照)。上記駐車スペースに自動車6を入れる自動車の進入方向(前後方向、前進方向)に、前記コア33の長手方向が一致するように、かつ自動車の車輪の間部分に上記一次側トランス11のケース35が扁平状に位置するように配置される。なお、前記二次側トランス8は、コア22の長手方向が自動車6の前後方向になるように、また前記一次側トランス11は、コア32の長手方向が自動車の進入方向になるように配置したが、これに限らず、コア22,32の幅方向を、それぞれ自動車の前後方向及び自動車の進入方向に一致するように配置してもよい。   The case 35 is made of a non-magnetic material, has a flat rectangular shape that is thin in the vertical direction and wide in the plane direction, and is installed on the road surface (running surface) of the parking space 3 having the power supply facility 2 (FIG. 1A )reference). The case 35 of the primary transformer 11 is disposed between the wheels of the automobile so that the longitudinal direction of the core 33 coincides with the approach direction (front-rear direction, forward direction) of the automobile that puts the automobile 6 in the parking space. It arrange | positions so that it may be located in flat shape. The secondary transformer 8 is arranged so that the longitudinal direction of the core 22 is the front-rear direction of the automobile 6, and the primary transformer 11 is arranged so that the longitudinal direction of the core 32 is the entrance direction of the automobile. However, the present invention is not limited to this, and the width directions of the cores 22 and 32 may be arranged so as to coincide with the front-rear direction of the vehicle and the approach direction of the vehicle, respectively.

図5及び図6は、給電設備2及び受電装置5からなる非接触充電装置1を示す概略ブロック図であり、給電設備2は、商用交流電源12から取出し、該電源12からの交流を交流直流変換器13により直流に変更する。更に、該直流をインバータ15により高周波に変換して一次側トランス11のコイル31に給電される。受電装置5は、上記一次側トランス11から電磁誘導により二次側トランス8に受電され、該二次側トランス8のコイル21で発生した高周波電圧が整流器9により直流電力に変換され、更に充電器10により調整されて二次電池7に充電される。なお、図5及び図6のブロック図は、基本構造のみを示した概略図である。また、上記交流直流変換器13により変換された直流が、電流計14a及び電圧計14bにより計測され、一次側トランス11に供給される電力が計測される。また、整流器9と充電器10との間に、電流計24a及び電圧計24bが配置され、整流器9からの直流を計測して、充電器10に供給される電力が計測される。   5 and 6 are schematic block diagrams showing the non-contact charging device 1 including the power feeding facility 2 and the power receiving device 5. The power feeding facility 2 is taken out from the commercial AC power source 12, and the AC from the power source 12 is AC / DC. The converter 13 changes the direct current. Further, the direct current is converted into a high frequency by the inverter 15 and supplied to the coil 31 of the primary transformer 11. The power receiving device 5 receives power from the primary side transformer 11 to the secondary side transformer 8 by electromagnetic induction, the high frequency voltage generated in the coil 21 of the secondary side transformer 8 is converted into DC power by the rectifier 9, and the charger 10 is adjusted to charge the secondary battery 7. The block diagrams of FIGS. 5 and 6 are schematic diagrams showing only the basic structure. The direct current converted by the AC / DC converter 13 is measured by the ammeter 14a and the voltmeter 14b, and the power supplied to the primary transformer 11 is measured. In addition, an ammeter 24a and a voltmeter 24b are arranged between the rectifier 9 and the charger 10, and a direct current from the rectifier 9 is measured to measure electric power supplied to the charger 10.

充電を必要とする電気自動車又はプラグインハイブリッド車6は、所定の給電設備2のある駐車スペース3に進入して駐車する。この際、自動車6の下面にある二次側トランス8が、給電設備2の一次側トランス11に、両ケース25,35の広い平面が対向するように近接する。そして、自動車6の運転手は、充電要求信号を給電設備2に送信する。これにより、一次側トランス11のコイル31に高周波の交流電流が流れて、コア32に交流磁界が発生する。該コア32の磁束Jは、その両側の第2の部位32b,32bから、空間(ギャップ)Gを介してそれに近接配置されている二次側トランス8におけるコア22の両端の第2の部位22b,22bに伝達されて磁束結合される。該二次側トランス8は、上記コア22の磁束によりコイル21に交流電力が発生し、該誘起交流電力が整流器9により直流に変換され、更に充電器10を介して電池7に供給されて該二次電池7を充電する。   The electric vehicle or plug-in hybrid vehicle 6 that requires charging enters and parks in the parking space 3 where the predetermined power supply facility 2 is located. At this time, the secondary transformer 8 on the lower surface of the automobile 6 comes close to the primary transformer 11 of the power supply facility 2 so that the wide planes of the cases 25 and 35 face each other. Then, the driver of the automobile 6 transmits a charge request signal to the power supply facility 2. As a result, a high-frequency alternating current flows through the coil 31 of the primary transformer 11 and an alternating magnetic field is generated in the core 32. The magnetic flux J of the core 32 is supplied from the second parts 32b and 32b on both sides of the core 32 via the space (gap) G to the second parts 22b on both ends of the core 22 in the secondary-side transformer 8. , 22b to be magnetically coupled. The secondary transformer 8 generates AC power in the coil 21 due to the magnetic flux of the core 22, and the induced AC power is converted into DC by the rectifier 9, and further supplied to the battery 7 via the charger 10, The secondary battery 7 is charged.

この際、自動車6は、上記駐車スペース3への進入に際して、二次側トランス8に正対して駐車することは困難である。詳しくは、図4(a)に示すように、一次側トランス11のコア32の第2の部位32bと二次側トランス8のコアの第2の部位22bが正確に前後方向、左右幅方向及び平面での回動方向(自動車進入方向)を正確に一致することは困難である。本発明にあっては、自動車の進入が、正規の位置に対して、前後方向位置、左右幅方向位置及び進入角度が所定量の範囲でズレていても、一次側トランス11と二次側トランス8との間の空間Gでの磁束線Jが短くなる方向に両トランスのコア32,22は力を受ける。   At this time, it is difficult for the automobile 6 to park directly against the secondary transformer 8 when entering the parking space 3. Specifically, as shown in FIG. 4 (a), the second portion 32b of the core 32 of the primary transformer 11 and the second portion 22b of the core of the secondary transformer 8 are accurately arranged in the front-rear direction, the left-right width direction, and It is difficult to accurately match the rotation direction (automobile approach direction) on the plane. In the present invention, the primary transformer 11 and the secondary transformer can be moved even when the vehicle approach is shifted from the regular position by a predetermined amount in the front-rear direction position, the left-right width direction position, and the approach angle. The cores 32 and 22 of both transformers receive a force in a direction in which the magnetic flux lines J in the space G between the transformers 8 and 8 become shorter.

ここで、二次側トランス8は、ケース25に固定、即ち自動車6に一体に固定されているが、一次側トランス11のコア32は、ケース35に一体のボビン30に対して上記隙間S(S1,S2,S3)により移動自在に、かつボール36によりケース35に平面方向に移動自在に支持されている。従って、一次側トランス11のコア32は、上記磁束線Jにより引き付けられ、図4(b)に示すように、二次側トランス8のコアの第2の部位22b,22bに一次側トランス11のコアの第2の部位32b,32bが正対するように、該コア32が自動的に移動する。即ち、ボビン中空部30bとコア32の上下方向隙間S1によりコア32は、固定されずに移動可能となり、コア32は、ボビン鍔部30aと第2の部位32bとの間の隙間S3により前後方向に移動され、かつボビン中空部30bとコア32の左右方向の隙間S2により左右幅方向に移動され、更に該大きな隙間S2,S3によりコア32は平面内にて回動して、二次側トランス8のコア22に、一次側トランス11のコア32は、前後方向及び左右幅方向に一致しかつ回動方向に平行になるように正対する。これにより、一次側トランス11と二次側トランス8との間に所定空間Gが存在しても、高い効率で電力が供給される。   Here, the secondary transformer 8 is fixed to the case 25, that is, integrally fixed to the automobile 6, but the core 32 of the primary transformer 11 is separated from the bobbin 30 integrated with the case 35 by the gap S ( S1, S2, S3) are supported by the ball 35 so as to be movable in the plane direction. Accordingly, the core 32 of the primary transformer 11 is attracted by the magnetic flux line J, and the primary transformer 11 is connected to the second portions 22b and 22b of the core of the secondary transformer 8 as shown in FIG. The core 32 automatically moves so that the second portions 32b and 32b of the core face each other. That is, the core 32 can be moved without being fixed by the vertical gap S1 between the bobbin hollow portion 30b and the core 32, and the core 32 can be moved in the front-rear direction by the gap S3 between the bobbin collar 30a and the second portion 32b. And the left and right gaps S2 between the bobbin hollow portion 30b and the core 32 are moved in the left-right width direction, and the cores 32 are rotated in a plane by the larger gaps S2 and S3, so that the secondary transformer The core 32 of the primary transformer 11 faces the eight cores 22 so as to coincide with the front-rear direction and the left-right width direction and to be parallel to the rotation direction. Thereby, even if the predetermined space G exists between the primary transformer 11 and the secondary transformer 8, electric power is supplied with high efficiency.

なお、一次側トランス11と二次側トランス8との間には、所定空間Gが介在し、かつ磁束Jは、コイル31,21の高周波交流電力に基づく高周波交流磁界であるので、一次側トランス11のコア32がその重力に抗して磁力により持上げられることはない。また、コア32の移動範囲、特に第1の部位32aの長手方向(前後方向)の動きは、コアの第2の部位32bの側端がケース35に当接することにより規制され、該可動範囲において、第2の部位32bがボビン30の鍔部30aに当接することはない。これにより、ボビン30のケース35での固定は、接着等の簡単な固着手段で足りる。なお、コア32の前後方向の動きに限らず、左右幅方向及び回動方向の動きに対しても、コアの第2の部位32bがケース35に当接することにより規制されるようにしてもよい。   Note that a predetermined space G is interposed between the primary transformer 11 and the secondary transformer 8, and the magnetic flux J is a high-frequency AC magnetic field based on the high-frequency AC power of the coils 31 and 21, so that the primary-side transformer The eleven cores 32 are not lifted by the magnetic force against the gravity. Further, the movement range of the core 32, in particular, the movement in the longitudinal direction (front-rear direction) of the first portion 32a is regulated by the side end of the second portion 32b of the core coming into contact with the case 35. The second portion 32b does not come into contact with the flange portion 30a of the bobbin 30. Thereby, the fixing of the bobbin 30 with the case 35 is sufficient by simple fixing means such as adhesion. Not only the movement of the core 32 in the front-rear direction but also the movement in the left-right width direction and the rotation direction may be restricted by the second portion 32b of the core contacting the case 35. .

ついで、本発明の主要部である受電装置5における短絡回路について、図5及び図6に沿って説明する。   Next, a short circuit in the power receiving device 5 that is a main part of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

図5には、二次側トランス8と整流器9との間に、スイッチA及び抵抗Rが並列に接続されている短絡回路40を介在している。図6には、整流器9と充電器10との間に、スイッチB及び抵抗Rが並列に接続されている短絡回路40を介在している。いずれも、二次側トランス8と充電器10との間に上記短絡回路(スイッチA又はB並びに抵抗R)40を並列に接続することにより、二次側回路の抵抗が充電時よりも小さくなるため、二次側トランスの電流が充電時よりも増大し、それに合せて一次側トランス11の電流を増大する。従って、電流が増大することにより、一次側及び二次側の両コア22,23磁束密度も増大し、空間Gでの両コアの引き合う力が、充電時より増加する。   In FIG. 5, a short circuit 40 in which a switch A and a resistor R are connected in parallel is interposed between the secondary transformer 8 and the rectifier 9. In FIG. 6, a short circuit 40 in which a switch B and a resistor R are connected in parallel is interposed between the rectifier 9 and the charger 10. In either case, by connecting the short circuit (switch A or B and resistor R) 40 between the secondary transformer 8 and the charger 10 in parallel, the resistance of the secondary circuit becomes smaller than that during charging. For this reason, the current of the secondary transformer increases more than that during charging, and the current of the primary transformer 11 increases accordingly. Therefore, as the current increases, the magnetic densities of both the primary and secondary cores 22 and 23 also increase, and the attractive force of both cores in the space G increases compared to when charging.

これにより、一次側トランス11のコア32を二次側トランス8のコア22に正対すべく、素早く移動することが可能となり、位置補正を短時間で行うことができる。また、一次側トランスのコア32を大きな力で動かすことができるので、両トランスの位置ずれが大きい場合や、一次側トランスの動きが渋い場合でも、一次側コアの位置補正が可能となる。   Thus, the core 32 of the primary transformer 11 can be quickly moved so as to face the core 22 of the secondary transformer 8, and position correction can be performed in a short time. Further, since the core 32 of the primary transformer can be moved with a large force, the position of the primary core can be corrected even when the positional deviation between the two transformers is large or when the movement of the primary transformer is awkward.

上記短絡回路40を有する本充電装置の作用を図7に沿って説明する。運転者が給電設備2のある駐車スペース3に自動車6を駐車し、充電要求信号を発する(二次側充電開始準備;S1)。該充電要求信号により、まず、短絡回路40のスイッチA又はBがオンに切換えられ(S2)、電源13から一次側トランス11に電力が供給され、前述したように、近接した空間Gを介しての電磁結合により、一次側トランス11と二次側トランス8との両コア32,33の間に磁束回路が形成される。(一次側給電開始;S3)   The operation of the charging apparatus having the short circuit 40 will be described with reference to FIG. The driver parks the vehicle 6 in the parking space 3 where the power supply facility 2 is located, and issues a charge request signal (preparation for starting secondary charging; S1). In response to the charge request signal, first, the switch A or B of the short circuit 40 is turned on (S2), and power is supplied from the power source 13 to the primary transformer 11, and as described above, through the adjacent space G. Thus, a magnetic flux circuit is formed between the cores 32 and 33 of the primary transformer 11 and the secondary transformer 8. (Primary side power supply start; S3)

この際、上記スイッチA又はBのオンにより短絡回路40を介しての接続により、二次側トランス8のコイル21に充電時よりも大きな電流が流れる。これにより、電磁結合により一次側トランス11においても、コイル31に大きな電流が流れて、空間Gを通る磁束密度も増大して、該空間を介して両コア22,23が引き合う力も増大する。   At this time, when the switch A or B is turned on, a larger current flows through the coil 21 of the secondary transformer 8 than during charging due to the connection through the short circuit 40. Thereby, also in the primary side transformer 11 by electromagnetic coupling, a large current flows through the coil 31, the magnetic flux density passing through the space G increases, and the force with which the cores 22 and 23 are attracted through the space also increases.

上記引き合う力により、一次側トランス11のコア32が平面方向に移動して近接した位置となり、給電効率が向上する。給電設備2の電力供給量と、受電装置5の電力受電量とを比較して、給電効率が設定値ε%以上かを判断し(S4)、設定値ε%以下の場合、予め定められている設定時間Tsec上記一次側給電開始状態を保持する(S5)。上記給電効率の判断時点で設定値ε%以上の場合、並びに設定時間Tsec内で設定値ε%以上となった場合、充電準備は整ったと判断して、一次側給電を一旦オフにする(S6)。予め定めた時間Tsec以上、給電効率が所定値ε%以上にならない場合(S5;yes)、エラーとして、充電作業を停止すると共にその旨を運転者に警告する(S10)。   Due to the attracting force, the core 32 of the primary-side transformer 11 moves in the plane direction and comes close to the power supply efficiency. The power supply amount of the power supply facility 2 is compared with the power received amount of the power receiving device 5 to determine whether the power supply efficiency is equal to or higher than the set value ε% (S4). The set time Tsec is held in the primary power supply start state (S5). When the power supply efficiency is determined to be equal to or greater than the set value ε% and when the value is equal to or greater than the set value ε% within the set time Tsec, it is determined that the preparation for charging is complete and the primary power supply is temporarily turned off (S6). ). If the power supply efficiency does not exceed the predetermined value ε% or more for a predetermined time Tsec or more (S5; yes), the charging operation is stopped as an error and a warning is given to the driver (S10).

一次側トランス11のコア32が適正に位置補正されて充電準備が整うと、短絡回路40のスイッチA又はスイッチBがオフされる(S7)。そして、再び一次側給電が開始(S8)、二次側充電が開始(S9)されて、近接した空間を介した一次側トランス11から二次側トランス8へ電磁誘導により電力が供給され、リチウムイオン電池等の二次電池7が充電される。   When the core 32 of the primary-side transformer 11 is properly corrected in position and ready for charging, the switch A or the switch B of the short circuit 40 is turned off (S7). Then, the primary side power supply is started again (S8), the secondary side charging is started (S9), and electric power is supplied from the primary side transformer 11 to the secondary side transformer 8 through the adjacent space by electromagnetic induction. A secondary battery 7 such as an ion battery is charged.

図8は、図7の一部を変更した実施の形態を示すものであって、ステップ4,5,10が相違しているのみで他は同じなので、該相違部分のみを説明する。スイッチA又はBがオンして、短絡回路40が接続して、設定時間Tsec、強い磁力線により一次側トランス11のコア32が二次側トランス8のコア22に正対するように補正移動が行われる。所定の設定時間Tsecが経過すると(S11)、充電準備が整ったと判断して、一次側給電をオフする(S6)。即ち、上述した強い磁力線により、一次側トランス11のコア32が位置補正するのに要する時間Tsecが経過すると、両トランス11,8のコア32,22は充分に近接した位置に補正され、充電準備が整ったと判断する。   FIG. 8 shows an embodiment in which a part of FIG. 7 is changed. Only steps 4, 5, and 10 are different, and the others are the same, so only the difference will be described. The switch A or B is turned on, the short circuit 40 is connected, and the correction movement is performed so that the core 32 of the primary transformer 11 faces the core 22 of the secondary transformer 8 by a set time Tsec and strong magnetic field lines. . When a predetermined set time Tsec elapses (S11), it is determined that the preparation for charging is complete, and the primary power supply is turned off (S6). That is, when the time Tsec required for position correction of the core 32 of the primary transformer 11 elapses due to the above-described strong magnetic field lines, the cores 32 and 22 of both the transformers 11 and 8 are corrected to positions sufficiently close to each other and ready for charging. Is determined to be in place.

なお、上述した実施の形態は、ケース35とコア32との間に支持部材であるボール36を介在して、コア32を平面方向に移動可能としたが、ボビン30とコア32の第1の部位32aとの隙間Sにボール又は低摩擦材等を介在して、コアを移動自在に支持してもよい。また、コア32を磁力により平面方向にのみ移動したが、コアをボビンに対して所定量上下方向に移動可能に、又はケース35を所定量上下方向移動可能にして、一次側コアを所定量上下方向にも移動して、二次側コアに更に近接するようにしてもよい。   In the embodiment described above, the ball 32 as a support member is interposed between the case 35 and the core 32 so that the core 32 can be moved in the plane direction. The core may be movably supported by interposing a ball or a low friction material in the gap S with the part 32a. Although the core 32 is moved only in the plane direction by the magnetic force, the core can be moved up and down by a predetermined amount with respect to the bobbin, or the case 35 can be moved up and down by a predetermined amount, and the primary core is moved up and down by a predetermined amount. It may also be moved in the direction so that it is closer to the secondary core.

また、上述した実施の形態は、一次側トランス11のコア32を移動自在としたが、これを反対にして、一次側コア32をケース35に一体に固定し、二次側コア22を移動自在として、一次側コア32に対して二次側コア22が位置補正するようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the core 32 of the primary transformer 11 is movable, but on the contrary, the primary core 32 is fixed integrally to the case 35 and the secondary core 22 is movable. As such, the position of the secondary core 22 may be corrected with respect to the primary core 32.

上述した実施の形態は、ボビンをケースに固定し、コアのみを移動自在として、コイル及びボビンの重量がコアの移動の妨げとならないように構成したが、コア、ボビン及びコイルを一体に移動しても、またこれらを収納したケースごと移動してよい。更に、増大した磁束密度により両トランスを正対する位置に移動補正する実施の形態について説明したが、これに限らず、増大した磁束密度による適正位置(座標)の検出、その他の用途に適用してもよい。   In the above-described embodiment, the bobbin is fixed to the case and only the core is movable so that the weight of the coil and bobbin does not hinder the movement of the core. However, the core, bobbin and coil are moved together. However, you may move with the case which accommodated these again. Further, the embodiment has been described in which the movement correction is made to the position where both transformers are directly opposed by the increased magnetic flux density. However, the present invention is not limited to this, and is applied to detection of an appropriate position (coordinates) by the increased magnetic flux density and other uses. Also good.

1 非接触充電装置
2 給電設備
3 駐車スペース
5 受電装置
7 電池
8 二次側トランス
9 整流器
10 充電器
11 一次側トランス
12 交流電源
13 交流直流変換器
20 ボビン
20b 中空部
21 コイル
22 コア
25 ケース
30 ボビン
30b 中空部
31 コイル
32 コア
40 短絡回路
A,B スイッチ
G 空間
J 磁束(線)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Contactless charging device 2 Electric power feeding equipment 3 Parking space 5 Power receiving device 7 Battery 8 Secondary side transformer 9 Rectifier 10 Charger 11 Primary side transformer 12 AC power source 13 AC / DC converter 20 Bobbin 20b Hollow part 21 Coil 22 Core 25 Case 30 Bobbin 30b Hollow part 31 Coil 32 Core 40 Short circuit A, B Switch G Space J Magnetic flux (line)

Claims (6)

交流電源から電力供給される一次側コイルと、該一次側コイルが巻回されたボビンと、磁性体からなるコアと、を有する一次側トランスと、
移動体に配置される電池に電力供給する二次側コイルと、該二次側コイルが巻回されたボビンと、磁性体からなるコアと、を有する二次側トランスと、を備え、
前記一次側コイルの通電により前記一次側トランスのコアに発生する磁束が、空間を介して前記二次側トランスのコアに伝達され、前記二次側コイルの誘起交流電力を前記電池に供給して充電してなる非接触充電装置において、
前記二次側コイルと前記電池を充電する充電器との間に、スイッチを介して短絡する短絡回路を並列に配置した、
ことを特徴とする非接触充電装置。
A primary side transformer having a primary side coil supplied with power from an AC power source, a bobbin around which the primary side coil is wound, and a core made of a magnetic material;
A secondary-side transformer having a secondary-side coil that supplies power to a battery disposed in the moving body, a bobbin around which the secondary-side coil is wound, and a core made of a magnetic body,
Magnetic flux generated in the core of the primary transformer by energization of the primary coil is transmitted to the core of the secondary transformer through space, and induced AC power of the secondary coil is supplied to the battery. In a contactless charging device that is charged,
Between the secondary coil and the charger that charges the battery, a short circuit that is short-circuited via a switch is disposed in parallel.
A non-contact charging device.
前記移動体が、電気モータを駆動源とする自動車であり、かつ該自動車の床面近傍に前記二次側トランスが配置され、
前記一次側トランスが、給電設備に設けられ、かつ前記自動車が駐車し得るスペースに配置され、
前記一次側トランス及び前記二次側トランスの少なくとも一方が、移動自在に支持され、
前記スイッチのオンにより前記短絡回路を経由して流れる前記二次側コイルの電流に基づき発生する前記空間における磁束により、前記一次側トランス及び前記二次側トランスが正対する方向に、前記一次側トランス及び前記二次側トランスの少なくとも一方を移動してなる、
請求項1記載の非接触充電装置。
The moving body is an automobile having an electric motor as a drive source, and the secondary transformer is disposed near a floor surface of the automobile;
The primary transformer is provided in a power supply facility and disposed in a space where the automobile can be parked,
At least one of the primary transformer and the secondary transformer is supported movably,
When the switch is turned on, the primary-side transformer and the secondary-side transformer are arranged in a direction in which the primary-side transformer and the secondary-side transformer are opposed to each other by magnetic flux generated in the space based on the current of the secondary-side coil that flows via the short circuit. And moving at least one of the secondary transformers,
The contactless charging apparatus according to claim 1.
前記一次側トランス及び前記二次側トランスは、上下方向に対して平面方向に広い扁平箱型のケースに収められ、
前記二次側トランスは、前記ボビンに前記コアが一体に固定されると共に、前記ボビン及び前記コアが前記ケースに固定され、
前記一次側トランスは、前記ボビンが前記ケースに固定され、前記コアが、前記ボビンに対して所定隙間を介在すると共に、前記ケースにその平面方向に移動自在な支持部材を介して支持され、
前記一次側トランスのコアが、前記二次側トランスのコアとの間での前記空間における磁束線の長さが短くなるように平面方向に移動してなる、
請求項2記載の非接触充電装置。
The primary-side transformer and the secondary-side transformer are housed in a flat box-type case wide in the plane direction with respect to the vertical direction,
In the secondary transformer, the core is integrally fixed to the bobbin, and the bobbin and the core are fixed to the case.
In the primary transformer, the bobbin is fixed to the case, and the core is supported via a support member that is movable in the plane direction of the bobbin with a predetermined gap interposed therebetween,
The core of the primary transformer is moved in the plane direction so that the length of the magnetic flux lines in the space with the core of the secondary transformer is shortened.
The non-contact charging device according to claim 2.
前記電池への充電が開始される前に、前記短絡回路のスイッチをオンして、前記二次側コイルに流れる電流を増大してなる、
請求項1ないし3のいずれか記載の非接触充電装置。
Before charging the battery is started, the switch of the short circuit is turned on to increase the current flowing in the secondary coil,
The non-contact charging device according to any one of claims 1 to 3.
前記二次側コイルから前記充電器を介して前記電池に電力を供給する充電状態にあっては、前記短絡回路のスイッチをオフしてなる、
請求項1ないし4のいずれか記載の非接触充電装置。
In a charging state in which power is supplied from the secondary coil to the battery via the charger, the short circuit is switched off.
The non-contact charging device according to any one of claims 1 to 4.
移動体に配置される電池に電力供給する二次側コイルと、該二次側コイルが巻回されたボビンと、磁性体からなるコアと、を有する二次側トランスを備え、
一次側コイルの通電により一次側トランスのコアに発生する磁束が、空間を介して前記二次側トランスのコアに伝達され、前記二次側コイルに誘起される交流電力を整流器及び充電器を介して前記電池に供給してなる受電装置において、
前記二次側コイルと前記充電器との間に、スイッチを介して短絡する短絡回路を並列に配置した、
ことを特徴とする受電装置。
A secondary-side transformer having a secondary-side coil that supplies power to a battery disposed in the moving body, a bobbin around which the secondary-side coil is wound, and a core made of a magnetic material;
Magnetic flux generated in the core of the primary transformer by energization of the primary coil is transmitted to the core of the secondary transformer through the space, and AC power induced in the secondary coil is passed through the rectifier and the charger. In the power receiving device that is supplied to the battery,
Between the secondary coil and the charger, a short circuit that is short-circuited via a switch is arranged in parallel.
A power receiving device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104578456A (en) * 2015-01-27 2015-04-29 李德生 CI-shaped safety electric energy coupling middle end
JP2016111812A (en) * 2014-12-05 2016-06-20 本田技研工業株式会社 Non-contact charger

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