JP2015015417A - 送電または受電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】分割コアが互いに接触することを防ぎつつ、コイルのインダクタンスの変動や分割コアの破損を防ぐことを可能にした送電または受電装置を提供する。【解決手段】送電または受電装置は、コイルと、コイルが外周に巻回されたコアユニット400とを備える。コアユニット400は、磁束方向および交差方向に配列された複数の分割コア510を内部に収容するボビン600と、交差方向において隣り合う分割コア510の間に設けられた位置決めガイド壁611と、磁束方向において隣り合う分割コア510の間に設けられたギャップ板612と、複数の分割コア510を磁束方向に支持する支持部613とを含む。ギャップ板612は、位置決めガイド壁611よりも薄い。【選択図】図3
Description
本発明は、送電または受電装置に関する。
送電側コイルと受電側コイルとの間で電磁界を利用して電力の伝送を行なう、非接触の送電または受電装置(以下、「送受電装置」という場合もある)が実用に供されている。一般に、送受電装置に用いられるコイルは、良好なインダクタンスを得るために、磁性体からなる板状や棒状などの芯(コア)に巻回される(たとえば特開2013−013149参照)。
電力を伝送する際、送電側コイルと受電側コイルとは適切な位置関係になければならず、その位置関係がずれると、電力の伝送効率が低下してしまう。位置関係のずれを低減するにはコイルのサイズを大きくすればよいが、そのためには、コアのサイズも大きくしなければならない。特開2010−172084(特許文献2)や特開2012−175793(特許文献3)は、複数の板状の分割コアを2次元状に配置し、全体として1つの板状のコアを形成することで、この問題を解決しようとしている。
この場合、隣り合う分割コアが互いに接触すると、その接触部分に局所的に磁束が集中して発熱し、電力損失が生じてしまう。一方、接触を防ぐために隣り合う分割コアの間にスペースを設けると、送受電装置を運搬する際の振動などによって、分割コアの配置がずれてコイルのインダクタンスが変動してしまう。さらに、分割コアが互いに衝突して破損する恐れもある。
本発明の目的は、分割コアが互いに接触することを防ぎつつ、コイルのインダクタンスの変動や分割コアの破損を防ぐことを可能にした送電または受電装置を提供することである。
本発明の送電または受電装置は、コイルと、コイルが外周に巻回されたコアユニットとを備える。コアユニットは、コイルの巻回軸方向およびコイルの巻回軸方向と交差する方向に配列された複数の分割コアと、複数の分割コアを収容するボビンと、ボビンの内周面に設けられた壁であって、複数の分割コアのうち巻回軸方向と交差する方向において隣り合う分割コアの間に設けられた位置決めガイド壁と、複数の分割コアのうち巻回軸方向において隣り合う分割コアの間に設けられたギャップ板と、巻回軸方向と交差するボビンの内周面に設けられ、複数の分割コアを巻回軸方向に支持する支持部とを含む。ギャップ板は、位置決めガイド壁よりも薄い。
本発明によると、送電または受電装置において、分割コアが互いに接触することを防ぎつつ、コイルのインダクタンスの変動や分割コアの破損を防ぐことが可能になる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
本発明の実施の形態の送電または受電装置(送受電装置)は、たとえば、車両を充電する際に使用される。
図1は、送受電装置の使用の一例を説明するための図である。車両10の充電は、送電装置200が受電装置100に電力を伝送することにより行なわれる。
送電装置200は、電力源300から電力を受けて高周波の交流電力を生成する電源部250と、電源部250から高周波電力を受けて後述の受電ユニット110へ非接触で電力を伝送するための送電ユニット220とを含む。また、送電装置200は、送電装置200と車両10との間で通信を行なうための通信部230を含む。
車両10は、受電装置100と、受電装置100が受電した電力を整流する整流回路180と、整流回路180により整流された電力を蓄える蓄電装置190と、蓄電装置190の電力を利用して車両10の動力を生成する動力生成装置118とを含む。蓄電装置190は、動力生成装置118によって発電される電力を蓄えることもできる。受電装置100は、送電ユニット220から伝送される電力を非接触で受電する受電ユニット110と、通信部230と通信を行なうための通信部160とを含む。通信部160は、たとえば、送電装置200に送電の開始または停止を指示するための信号を、通信部230に送信する。
送電ユニット220および受電ユニット110はそれぞれ、コイルおよびコアユニットを含む。図2は、そのコイルおよびコアユニットの概略構成を示す図である。
コアユニット400は、コイル500と、コイル500が外周に巻回されている浅箱状のボビン600とを含む。コイル500は導電性のワイヤなどであり、ボビン600は絶縁体である。コイル500に電力が供給されて電流が流れると(送電)、コイル500の巻回軸方向に磁束が生じる。逆に、コイル500の巻回軸方向に磁束が生じるとコイル500に電流が流れて電力が生じる(受電)。
本明細書では、コイル500の巻回軸方向を「磁束方向」とし、磁束方向に交差する方向を「交差方向」とし、それらを図示する。
図3は、ボビン600を開いた状態での、コアユニット400の概略構成を示す図である。なお、ボビン600の上蓋は省略し、図示しない。
ボビン600の底面には、磁束方向および交差方向に分割コア510が複数配列される。分割コア510は、板状の磁性体(フェライトなど)である。複数配列された分割コア510は、全体として1つの板状のコアとして機能する。
ボビン600の底面には、磁束方向に沿って壁状に突起した位置決めガイド壁611が一定の間隔を空けて設けられている。位置決めガイド壁611は、ボビン600の底面と一体化して形成されていてもよい。分割コア510は位置決めガイド壁611に沿って配置される。そのため、交差方向において隣り合う分割コア510の接触を防ぐことができる。
磁束方向において、分割コア510の間にはギャップ板612が設けられる。そのため、磁束方向において隣り合う分割コア510の間にはギャップが形成され、磁束方向において隣り合う分割コア510の接触を防ぐことができる。
隣り合う分割コア510の間のギャップが増加すると、コイル500のインダクタンスが低下して電力の伝送効率が低下してしまうため、ギャップ板612は、できるだけ薄い方がよい。そのため、ギャップ板612は、隣り合う分割コア510の間に絶縁体シートなどを挿入して設けてもよい。そのようなギャップ板612は、位置決めガイド壁611よりも十分に薄くできる。
磁束方向と交差するボビン600の側辺には、支持部613が設けられる。支持部613はたとえばスポンジなどであり、ボビン600の側面と分割コア510との間の緩衝材として機能するとともに、その復元力によって分割コア510を磁束方向に支持して(押しつけて)固定する。これにより、磁束方向において隣り合う分割コア510の間のギャップが変動するのを防ぐことができる。
図3に示す分割コア510は交差方向に長手の形状であるが、これとは逆に、分割コア510を磁束方向に長手の形状にすることもできる。その場合、磁束方向における分割コア510の数を減らすことができ、ギャップの数を減らすことができる。これにより、さらに、コイル500のインダクタンスの低下を防ぐことができる。
最後に、本発明の実施の形態について総括する。
図2と図3とを参照して、本発明に係る送電または受電装置は、コイル(500)と、コイル(500)が外周に巻回されたコアユニット400とを備える。コアユニット400は、磁束方向および交差方向に配列された複数の分割コア510を内部に収容するボビン600と、交差方向において隣り合う分割コア510の間に設けられた位置決めガイド壁611と、磁束方向において隣り合う分割コア510の間に設けられたギャップ板612と、複数の分割コア510を磁束方向に支持する支持部613とを含む。ギャップ板612は、位置決めガイド壁611よりも薄い。
図2と図3とを参照して、本発明に係る送電または受電装置は、コイル(500)と、コイル(500)が外周に巻回されたコアユニット400とを備える。コアユニット400は、磁束方向および交差方向に配列された複数の分割コア510を内部に収容するボビン600と、交差方向において隣り合う分割コア510の間に設けられた位置決めガイド壁611と、磁束方向において隣り合う分割コア510の間に設けられたギャップ板612と、複数の分割コア510を磁束方向に支持する支持部613とを含む。ギャップ板612は、位置決めガイド壁611よりも薄い。
本発明によると、複数の分割コアは、コイルの巻回軸方向と交差する方向において位置決めガイド壁によりそれぞれ分離して配置され、コイルの巻回軸方向においてギャップ板および支持部によってそれぞれ分離して配置される。そのため、分割コアが互いに接触することがなく、配置がずれることもない。
ここで、分割コアの間のギャップが増加するとコイルのインダクタンスが低下して電力の伝送効率が低下してしまう。特に、コイルの巻回軸方向と交差する方向におけるギャップよりもコイルの巻回軸方向におけるギャップの方がインダクタンスの低下への影響の方が大きくなるが、本発明では、ギャップ板が位置決めガイド壁よりも薄いため、その影響を極力低減することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10 車両、100 受電装置、110 受電ユニット、118 動力生成装置、160,230 通信部、180 整流回路、190 蓄電装置、200 送電装置、220 送電ユニット、250 電源部、300 電力源、400 コアユニット、500 コイル、510 分割コア、600 ボビン、611 位置決めガイド壁、612 ギャップ板、613 支持部。
Claims (1)
- コイルと、
前記コイルが外周に巻回されたコアユニットとを備え、
前記コアユニットは、
前記コイルの巻回軸方向および前記コイルの巻回軸方向と交差する方向に配列された複数の分割コアと、
前記複数の分割コアを収容するボビンと、
前記ボビンの内周面に設けられた壁であって、前記複数の分割コアのうち前記巻回軸方向と交差する方向において隣り合う分割コアの間に設けられた位置決めガイド壁と、
前記複数の分割コアのうち前記巻回軸方向において隣り合う分割コアの間に設けられたギャップ板と、
前記巻回軸方向と交差するボビンの内周面に設けられ、前記複数の分割コアを前記巻回軸方向に支持する支持部とを含み、
前記ギャップ板は、前記位置決めガイド壁よりも薄い、送電または受電装置。
Priority Applications (1)
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JP2013142432A JP2015015417A (ja) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | 送電または受電装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018510598A (ja) * | 2015-01-23 | 2018-04-12 | クアルコム,インコーポレイテッド | 拡張ワイヤレス充電道路アセンブリ用のモジュール式コイルホルダーのための方法および装置 |
JP2021027772A (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-22 | 株式会社Soken | 送受電機器 |
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2013
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