JP2014096917A - Non-contact power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車等の車両への電力供給を非接触で行う非接触給電装置に関する。 The present invention relates to a non-contact power supply apparatus that performs non-contact power supply to a vehicle such as an electric vehicle.
特許文献1には、駐車スペースの路面上に給電部として一次コイルを設け、車両のフロア下面に受電部として二次コイルを設けて、一次コイルから電磁誘導作用により二次コイルに電力供給を受け、該二次コイルによる受電電力で車両に搭載したバッテリを充電するようにした技術が開示されている。
In
一次コイルと二次コイルの各々相対する保護筐体面は、電磁誘導領域であるためその妨げにならないように合成樹脂材で構成される。 The opposing protective casing surfaces of the primary coil and the secondary coil are made of a synthetic resin material so as not to interfere with the electromagnetic induction region.
具体的には、何れもコイル本体を格納した保護筐体と、該保護筐体の前記コイル本体に対応した開口部を閉塞した合成樹脂製の蓋体と、で構成されるが、それらの多くは保護筐体の開口部周縁に蓋体の周縁部を重合して、上下方向にボルト・ナットにより締結固定している。 Specifically, each is composed of a protective housing that houses a coil body and a synthetic resin lid that closes an opening corresponding to the coil body of the protective housing, many of which Is formed by superimposing the periphery of the lid on the periphery of the opening of the protective housing, and fastening and fixing it with bolts and nuts in the vertical direction.
ところが、このような蓋体のボルト・ナットによる締結構造では、ボルト頭部が蓋体の外面に突出しているため、特に、路面上に設置される一次コイル(給電部)では、悪戯によりボルトが外される可能性があり、また、外観上も見栄えが良いものとは云えない。 However, in such a fastening structure of the lid body with bolts and nuts, the bolt head protrudes from the outer surface of the lid body. Therefore, in particular, in the primary coil (feeding portion) installed on the road surface, the bolt is mischievous. It may be removed, and it cannot be said that it looks good in appearance.
そこで、本発明は路面上配置となる給電部の保護筐体に蓋体を締結固定したボルトを外部から外されることがなく、保安性を高めることができる非接触給電装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a non-contact power feeding device that can enhance the safety without removing the bolt that fastens and fixes the lid body to the protective housing of the power feeding unit arranged on the road surface. is there.
本発明の非接触給電装置は、駐車スペースに設置した給電部と、車両に搭載した受電部との磁気的結合によって、車両に対して非接触で電力供給を行う構成を基本としている。 The non-contact power supply apparatus of the present invention is basically configured to supply power to a vehicle in a non-contact manner by magnetic coupling between a power supply unit installed in a parking space and a power receiving unit mounted on the vehicle.
上述の給電部は、送電用のコイル本体と、該コイル本体を格納した保護筐体と、該保護筐体の前記コイル本体に対応した開口部を閉塞した合成樹脂製の蓋体と、を備えている。 The above-described power supply unit includes a coil body for power transmission, a protective housing that houses the coil body, and a synthetic resin lid that closes an opening corresponding to the coil body of the protective housing. ing.
そして、この保護筐体は、その開口部の周縁に、下側が開放したボックス断面の蓋体定置部を備え、前記蓋体の周縁部をこの蓋体定置部上に定置した状態で、該蓋体定置部の裏側で締結手段により締結固定したことを主要な特徴としている。 And this protective housing is provided with a lid stationary part with a box cross-section with the lower side open at the periphery of the opening, and the lid is placed in a state where the peripheral part of the lid is stationary on the lid stationary part. The main feature is that it is fastened and fastened by fastening means on the back side of the body placement portion.
本発明によれば、蓋体は保護筐体の開口部周縁に形成したボックス断面の蓋体定置部上に定置した状態で、該蓋体定置部の裏側で締結手段により締結固定してあるので、給電部を路面上に設置した状態では外部から締結手段を外すことはできず、保安性を高めることができる。 According to the present invention, the lid body is fastened and fixed by the fastening means on the back side of the lid body stationary portion in a state where the lid body is placed on the lid stationary portion of the box cross section formed at the periphery of the opening of the protective housing. In a state where the power feeding unit is installed on the road surface, the fastening means cannot be removed from the outside, and the safety can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示す本実施形態の非接触給電装置は、地上側ユニットである給電装置100と、車両側ユニットである受電装置200と、を備え、給電スタンド等に配置される給電装置100から、電気自動車やハイブリッド車に代表される車両1に搭載された受電装置200に非接触で電力を供給し、車載バッテリ27を充電するものである。
The non-contact power feeding device of the present embodiment shown in FIG. 1 includes a
給電装置100は、給電スタンド近傍の駐車スペース2に設置した給電部12を備え、受電装置200は、車両1を駐車スペース2の所定位置に止めたときに給電部12に対向するように車両1の底面に配設した受電部22を備えている。
The
給電部12として導電線からなる一次コイルを主体とした送電コイルが用いられ、また、受電部22として同じく導電線からなる二次コイルを主体とした受電コイルが用いられ、両コイル間における電磁誘導作用により、送電コイル12から受電コイル22へ非接触に電力を供給可能としている。
A power transmission coil mainly composed of a primary coil made of a conductive wire is used as the
地上側の給電装置100は、電力制御部11と、送電コイル12と、無線通信部13と、制御部14と、を備えている。
The ground-side
電力制御部11は、交流電源300から送電される交流電力を、高周波の交流電力に変換し、送電コイル12に送電するための回路で、整流部111と、PFC回路112と、インバータ113と、センサ114と、を備えている。整流部111は、交流電源300に電気的に接続され、交流電源300からの出力交流電力を整流する回路である。PFC回路112は、整流部111からの出力波形を整形することで力率を改善するための回路(Power Factor Correction)であり、整流部111とインバータ113との間に接続されている。
The
無線通信部13は、車両1側に設けられた無線通信部23と双方向に通信を行う。
The
制御部14は、給電装置100全体を制御する部分であり、無線通信部13,23間の通信により給電装置100からの電力供給を開始する旨の信号を車両1側に送信したり、車両1側から給電装置100からの電力を受給したい旨の信号を受信したりする。
The
制御部14は、この他に、センサ114の検出電流にもとづいてインバータ113のスイッチング制御を行い、送電コイル12から送電される電力を制御する。また、給電中に異物センサ3からの検出信号にもとづいて、給電停止を行い、あるいは無線通信部13,23を通じて車両1側に警告信号を送信する。
In addition to this, the
異物センサ3として、例えば金属検知コイルが用いられ、給電中に送電コイル12と受電コイル22との間に形成される磁場に金属異物が侵入、あるいは介在した場合には、異物検知センサ3の検出電気信号により、制御部14により直ちに警告あるいは給電停止を
促して、金属異物の磁場介在に起因する給電不良等の不具合の発生を未然に防止する。
As the foreign object sensor 3, for example, a metal detection coil is used. When a metal foreign object enters or intervenes in a magnetic field formed between the
車両1側の受電装置200は、受電コイル22と、無線通信部23と、充電制御部24と、整流部25と、リレー部26と、バッテリ27と、インバータ28と、モータ29と、通知部30と、を備えている。
The
受電コイル22は、上述のように車両1の底面(シャシ)等で、左右の後輪W間に設けられ、図外の駐車誘導規制手段により車両1が駐車スペース2の所定位置に誘導,規制されて駐車すると、送電コイル12の直上に正対し、該送電コイル12と距離を保って位置づけられる。
The
整流部25は、受電コイル22に接続され、受電コイル22で受電された交流電力を直流に整流する整流回路により構成されている。
The
リレー部26は、充電制御部24の制御によりオンおよびオフが切り換わるリレースイッチを備えている。また、リレー部26は、リレースイッチをオフにすることで、バッテリ27を含む強電系と、充電の回路部となる受電コイル22および整流部25の弱電系とを切り離す。
The
バッテリ27は、複数の二次電池を接続することで構成され、車両1の電力源となる。インバータ28は、IGBT等のスイッチング素子を有したPWM制御回路等の制御回路であって、スイッチング制御信号にもとづいて、バッテリ27から出力される直流電力を交流電力にし、モータ29に供給する。モータ29は、例えば三相の交流電動機により構成され、車両1を駆動させるための駆動源となる。
The
通知部30は、警告ランプ、ナビゲーションシステムのディスプレイまたはスピーカ等により構成され、充電制御部24による制御にもとづいて、ユーザに対して光,画像または音声等を出力する。
The
充電制御部24は、バッテリ27の充電を制御するためのコントローラであり、無線通信部23、通知部30、リレー部26等を制御する。充電制御部24は、充電を開始する旨の信号を、無線通信部23,13の通信により制御部14に送信する。 また、充電制御部24は、車両1の全体を制御する図外のコントローラとCAN通信網で接続されている。このコントローラは、インバータ28のスイッチング制御や、バッテリ27の充電状態(SOC)を管理する。そして、充電制御部24は、このコントローラにより、バッテリ27の充電状態にもとづいて満充電に達した場合に、充電を終了する旨の信号を制御部14に送信する。
The
従って、本実施形態の非接触給電装置では、送電コイル12と受電コイル22との間で、電磁誘導作用により非接触状態で高周波電力の送電および受電を行う。言い換えると、送電コイル12に電圧が加わると、送電コイル12と受電コイル22との間には磁気的な結合が生じ、送電コイル12から受電コイル22へ電力が供給される。
Therefore, in the non-contact power feeding device of the present embodiment, high-frequency power is transmitted and received between the
ここで、上述の送電コイル12と受電コイル22の各々相対する保護筐体面は、電磁誘導域であるためその妨げにならないように合成樹脂材で構成される。
Here, the respective protective casing surfaces of the
図2,図3は、上述の駐車スペース2の路面上に設置される送電コイル12を示している。
2 and 3 show the
この送電コイル12は、送電用のコイル本体121と、該コイル本体121を定置する
絶縁基板122と、これらコイル本体121と絶縁基板122を格納した金属製の保護筐体123と、保護筐体123の前記コイル本体121に対応した開口部を閉塞した合成樹脂製の蓋体124と、を備えている。
The
保護筐体123は略トレイ状に形成してあり、その開口部の周縁には下側が開放したボックス断面として形成され、蓋体を定置するための定置面125bを備えた蓋体定置部125を形成してある。
The
そして、上述の蓋体124の周縁部をこの蓋体定置部125の定置面125b上に定置した状態で、該蓋体定置部125の裏側で締結手段により締結固定している。
And the peripheral part of the above-mentioned
図3に示す例では、締結手段として蓋体124の厚み内に埋設されて蓋体124の裏面側に開口したナット部材129と、蓋体定置部125に設けた取付孔125aに裏面側から挿通(貫通)してナット部材129に螺合締結したボルト128と、を用いている。
In the example shown in FIG. 3, the
ナット部材129は、蓋体124の板厚相当の高さを有して、該蓋体124の表,裏面と面一に整合して埋設してあり、その上端側はねじ孔を閉止した所謂盲ナットとして構成している。
The
また、ナット部材129は、その胴部外周に環状溝を形成してあって、蓋体124へのインサート成形により、樹脂材がこの環状溝に入り込んで有機的な結合状態が得られるようにしている。
Further, the
ここで、本実施形態にあっては、上述の蓋体定置部125の外周部に、蓋体124の厚み相当の高さで突出して、該蓋体124をその周側に近接して囲繞する膨出部126を形成してある。
Here, in this embodiment, the
この膨出部126の連設部分には、溝底に水抜孔127aを設けた排水溝127を形成してある。
A
また、本実施形態にあっては、上述のコイル本体121に通電するためのハーネスコネクタ131を、図2に示すように保護筐体123の内周壁に取付けて、蓋体定置部125の内部空間に配置してある。
In the present embodiment, the
以上の構成からなる本実施形態の非接触給電装置によれば、送電コイル12は駐車スペース2の路面上に露出配置されるが、合成樹脂製の蓋体124は、保護筐体123の開口部周縁に形成したボックス断面の蓋体定置部125上に定置した状態で、該蓋体定置部125の裏側でボルト128とナット部材129により締結固定してある。
According to the non-contact power feeding device of the present embodiment configured as described above, the
このため、送電コイル12を路面上に設置した状態では外部からボルト128とナット部材129の不当な締結解除を抑止でき、保安性を高めることができる。
For this reason, in the state where the
特に、本実施形態ではナット部材129を蓋体124の厚み内に埋設して、ボルト128を蓋体定置部125のボックス断面内で該ナット部材129に螺合,締結するようにしている。
In particular, in this embodiment, the
このため、蓋体124の表面に突起部が生じることがなく外観上、見栄えを良好にすることができる。しかも、蓋体124の裏面側にも突起部が生じることがないので、送電コイル12の組立てラインで複数の蓋体124を積層管理することができて、部品管理を容易にすることができる。
For this reason, a protrusion part does not arise on the surface of the
一方、蓋体定置部125は、その外周部に蓋体124の厚み相当の高さで突出して、該蓋体124をその周側に近接して囲繞する膨出部126を形成してあるので、該膨出部126が蓋体124の周縁部のプロテクタとして機能して外部入力から保護することができる。
On the other hand, the
また、この膨出部126によって蓋体124と蓋体定置部125との重合部周縁への強放水の直撃を防止することもできるので、防水上も有利となる。雨天時あるいは散水時には、この蓋体124の周縁と膨出部126との間の隙間への水侵入は避けられないが、この侵入水は膨出部126の連設部分の排水溝127で捕捉されて、溝底に設けられた排水出口としての水抜孔127aより排水できるので、より一層防水効果を高めることができる。
Further, since the bulging
なお、排水出口として、水抜孔127aの代わりに、排水溝127を膨出部126の外周縁部まで延長し、保護筐体123の外周縁部に排水する構造とすることもできる。
In addition, as a drain outlet, it can also be set as the structure which extends the
更に、ハーネスコネクタ131を上述の蓋体定置部125のボックス断面内に配置してあるので、該ハーネスコネクタ131を外部入力や強放水の直撃から保護できて、保安性を更に高めることもできる。
Furthermore, since the
そして、上述のように保護筐体123の周縁を蓋体定置部125によるボックス断面構造とすることによって、該保護筐体125の強度・剛性を高められ、車輪の乗り上げ等に晒される過酷な使用条件にも十分に対応することができる。
Further, as described above, the
図4は、本発明の第2実施形態を示している。 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
蓋体124の周縁部には、インサート成形した金属製のカラー130により補剛された取付孔124aを形成してある。
A mounting
この蓋体124は、その周縁部を保護筐体123の開口部周縁の蓋体定置部125上に定置した状態で、上述の取付孔124aと蓋体定置部125の取付孔125aとに工具係合部の無い低頭のボルト128Aを挿通(貫通)し、蓋体定置部125の裏側、即ち、ボックス断面内でボルト128Aの突出端部にナット129Aを螺合,締結して取付けてある。
The
従って、この第2実施形態の構造によれば、前記第1実施形態と同様の効果が得られる他、締結手段として汎用の低頭ボルト128Aとナット129Aとを用いることができて、コスト的に有利に得ることができる。
Therefore, according to the structure of the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and a general-purpose
なお、前記第1実施形態および第2実施形態の構造を、受電コイル(受電部)22に適用することも可能である。 The structures of the first and second embodiments can be applied to the power receiving coil (power receiving unit) 22.
1…車体
2…駐車スペース
12…送電コイル(給電部)
22…受電コイル(受電部)
121…コイル本体
122…絶縁基板
123…保護筐体
124…蓋体
125…蓋体定置部
126…膨出部
127…排水溝
128…ボルト(締結手段)
129…ナット部材(締結手段)
128A…低頭のボルト(締結手段)
129A…ナット(締結手段)
131…ハーネスコネクタ
DESCRIPTION OF
22 ... Power receiving coil (power receiving unit)
121 ...
129 ... Nut member (fastening means)
128A ... Low head bolt (fastening means)
129A ... nut (fastening means)
131 ... Harness connector
Claims (6)
前記給電部は、送電用のコイル本体と、該コイル本体を格納した保護筐体と、該保護筐体の前記コイル本体に対応した開口部を閉塞した合成樹脂製の蓋体と、を備え、
前記保護筐体は、その開口部の周縁に下側が開放したボックス断面の蓋体定置部を備え、
前記蓋体の周縁部を、前記蓋体定置部上に定置した状態で、該蓋体定置部の裏側で締結手段により締結固定したことを特徴とする非接触給電装置。 In a non-contact power feeding device that supplies power to a vehicle in a non-contact manner by magnetic coupling between a power feeding unit installed in a parking space and a power receiving unit mounted on the vehicle,
The power supply unit includes a coil body for power transmission, a protective housing that stores the coil body, and a synthetic resin lid that closes an opening corresponding to the coil body of the protective housing,
The protective housing includes a lid-fixing portion having a box cross section whose lower side is open at the periphery of the opening,
A non-contact power feeding apparatus, wherein a peripheral portion of the lid is fixed on a back side of the lid fixing portion by a fastening means in a state of being fixed on the lid fixing portion.
前記蓋体定置部を裏面側から貫通して前記ナット部材に螺合,締結したボルトと、で構成したことを特徴とする請求項1に記載の非接触給電装置。 The fastening means is a nut member embedded in the thickness of the lid and opened on the back side of the lid;
The contactless power feeding device according to claim 1, comprising: a bolt that penetrates from the back side of the lid fixing portion and is screwed and fastened to the nut member.
前記蓋体定置部の裏側で前記ボルトの突出端部に螺合,締結したナットと、で構成したことを特徴とする請求項1に記載の非接触給電装置。 The fastening means is a low-head bolt without a tool engaging part, which is disposed through the lid and the lid stationary part from above,
The non-contact power feeding device according to claim 1, comprising a nut screwed and fastened to a protruding end portion of the bolt on the back side of the lid fixing portion.
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