JP2015082849A - Feeding coil unit and non-contact power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載された受電コイルに非接触で給電する給電コイルを有し、車両の駐車場所に設置される給電コイルユニット、及び、そのような給電コイルユニットを備えた非接触給電装置に関するものである。 The present invention has a power supply coil that supplies power to a power receiving coil mounted on a vehicle in a contactless manner, and is provided with a power supply coil unit that is installed at a parking place of the vehicle, and a non-contact power supply device including such a power supply coil unit It is about.
近年、ケーブル等の機械的接触なしで、例えば電気自動車の電池に電力を供給する非接触給電装置が、開発、実用化されている。この非接触給電装置は、車両に搭載された受電コイルと、受電コイルに非接触で給電する給電コイルと、を備えている。 In recent years, a non-contact power supply device that supplies power to, for example, an electric vehicle battery without mechanical contact such as a cable has been developed and put into practical use. This non-contact power feeding device includes a power receiving coil mounted on a vehicle and a power feeding coil that powers the power receiving coil in a non-contact manner.
図8は、従来の非接触給電装置を示す模式図である。この図8に示されている非接触給電装置5では、駐車場所7に車両6が駐車され、給電コイル51と受電コイル52とが互いに間隔を空けて対向した状態で、電源53からインバータ54を介して給電コイル51に交流電力が供給される。すると。当該交流電力がコイル間の電磁誘導や磁界の共鳴により非接触で給電コイル51から受電コイル52に給電される。受電コイル52に供給された交流電力は、充電回路55を介して二次電池61に供給され、充電が行われる。この二次電池61からは、エンジン63とともに駆動源となるモータ64にインバータ65を介して交流電力が供給される。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a conventional non-contact power feeding apparatus. In the non-contact
ここで、車両6の駐車位置によっては給電コイル51と受電コイル52との間に位置ズレが生ずる。車両の前後方向については、例えば車止め等といった駐車場所に通常設けられている設備を利用して比較的容易に位置ズレを回避することができるが、車幅方向については、位置ズレの回避には何らかの工夫を必要とすることが多い。図9は、図8に示されている給電コイルと受電コイルとの車幅方向についての位置関係を示す図である。図8(a)には、給電コイル51と受電コイル52との間に車幅方向に位置ズレが生じていない状態が示され、図8(b)には、給電コイル51と受電コイル52との間に車幅方向に位置ズレが生じている状態が示されている。位置ズレが生じると、この図9に示されているように、給電コイル51と受電コイル52との間の伝送距離Dが変化し、このことにより、給電コイル51と受電コイル52との間のインピーダンスや伝送係数が変化する。すると、給電コイル51と受電コイル52との間で漏洩磁界の増大化、給電効率の低下、給電コイル51での発熱等といった問題が生じる。これらの諸問題を予め設計余裕として見込んで非接触給電装置5を設計しようとすると、その設計作業は非常に困難なものとなる。このため、このような非接触給電装置5では、給電コイル51と受電コイル52との間における特に車幅方向の位置ズレ対策が重要である。従来、次のように、車両6を、給電コイル51と受電コイル52との間の車幅方向の位置ズレが許容範囲内となるズレ無し位置へと案内するガイドを駐車場所7に設けること提案されている。
Here, depending on the parking position of the
図10は、車両をズレ無し位置へと案内するガイドの一例を示す図である。この図10の例では、駐車場所7に固定されている給電コイル51に、次のようなガイド54が取り付けられて給電コイルユニット55が構成されている(例えば、特許文献1参照)。駐車場所7の地面には、この給電コイルユニット55が固定されている。ガイド54は、駐車場所7への進入時の車両6の進入方向後方から進入方向前方にかけて幅が広がった形状を有している。駐車場所7への車両6の進入時には、このガイド54が、左右のタイヤ66間に入り込んでタイヤ66に内側から当接しつつ、車両6をズレ無し位置へと案内する。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a guide for guiding the vehicle to a position without deviation. In the example of FIG. 10, the following
図11は、車両をズレ無し位置へと案内するガイドの別例を示す図である。尚、図11では、図10とは逆に、図中上方が駐車場所7への進入時の車両6の進入方向前方であり、図中下方が車両6の進入方向後方となっている。また、この図11の例では、受電コイル52’が車両6の後端部に設けられ、給電コイル51’はこの後端部の受電コイル52’と対向する位置に設けられている。そして、駐車場所7に、次のようなガイド71が取り付けられている(例えば、特許文献2参照)。このガイド71は、駐車場所7の地面に固定された2本のアーム711からなり、各アーム711の外側どうしの幅が、車両6の進入方向後方から進入方向前方にかけて広がっている。駐車場所7への車両6の進入時には、このガイド71が、左右のタイヤ66間に入り込んでタイヤ66に内側から当接しつつ、車両6をズレ無し位置へと案内する。
FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a guide for guiding a vehicle to a position without displacement. In FIG. 11, contrary to FIG. 10, the upper side in the figure is the forward direction of the
しかしながら、上述した従来の位置ズレ対策には、車両を誘導でき、タイヤ6に当接しても破損しない程度に頑丈にガイドや、ガイド付きの給電コイルユニットを駐車場所に敷設しなければならず、それらの設計や敷設方法が難しいという問題があった。さらには、そのような頑丈なガイドが、タイヤを傷める恐れがあるという問題もあった。
However, in order to prevent the above-described conventional misalignment, the vehicle can be guided, and the guide or the power supply coil unit with the guide must be laid in a parking place so strong that the vehicle does not break even if it comes into contact with the
したがって、本発明は、設計や敷設方法が簡単でタイヤを傷めずに給電コイルと受電コイルとの位置ズレが抑えられる給電コイルユニット、及び、そのような給電コイルユニットを備えた非接触給電装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a power supply coil unit that is simple in design and laying method and can suppress positional deviation between the power supply coil and the power reception coil without damaging the tire, and a non-contact power supply device including such a power supply coil unit. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために請求項1に記載の給電コイルユニットは、車両に搭載された受電コイルに非接触で給電する給電コイルを有し、該車両の駐車場所に設置される給電コイルユニットにおいて、前記給電コイルを支持するとともに、前記駐車場所への前記車両の進入時に前記給電コイルを前記受電コイルに対向する位置へと案内する案内部を備え、前記案内部が、少なくとも、前記駐車場所に前記車両が駐車した時の該車両の車幅方向について移動自在であって、進入時の前記車両の進行方向後方から進行方向前方にかけて前記車幅方向の幅が広がっており、且つ、最大幅が、前記車両の前記車幅方向のタイヤ間隔よりも狭いことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a power supply coil unit according to claim 1 includes a power supply coil that supplies power to a power receiving coil mounted on a vehicle in a contactless manner, and is installed in a parking place of the vehicle. And a guide part that supports the power supply coil and guides the power supply coil to a position facing the power receiving coil when the vehicle enters the parking place, and the guide part is at least in the parking place. The vehicle is movable in the vehicle width direction when the vehicle is parked, and the width in the vehicle width direction is widened from the rear in the traveling direction to the front in the traveling direction of the vehicle when entering, and the maximum width is The tire is narrower than the tire interval in the vehicle width direction of the vehicle.
請求項2に記載の給電コイルユニットは、請求項1記載の給電コイルユニットにおいて、前記案内部が、2本のアームを有する略V字形状を有しており、前記給電コイルが、前記2本のアームの接続部に配置されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the power supply coil unit according to the first aspect, the guide portion has a substantially V shape having two arms, and the two power supply coils are the two power supply coils. It is arrange | positioned at the connection part of this arm.
請求項3に記載の給電コイルユニットは、請求項1又は2に記載の給電コイルユニットにおいて、前記案内部は、その外縁に、上方へと向かうにつれて該案内部の内側へと傾斜した傾斜面が形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the power feeding coil unit according to the first or second aspect, the guide portion has an inclined surface inclined toward the inner side of the guide portion toward the upper side at the outer edge thereof. It is formed.
請求項4に記載の給電コイルユニットは、請求項1から3のうちいずれか1項に記載の給電コイルユニットにおいて、前記案内部が車輪を備えており、該案内部は、該車輪によって少なくとも前記車幅方向に移動自在となっていることを特徴とする。 The power supply coil unit according to claim 4 is the power supply coil unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the guide portion includes a wheel, and the guide portion is at least the above by the wheel. It is characterized by being movable in the vehicle width direction.
請求項5に記載の給電コイルユニットは、請求項1から4のうちいずれか1項に記載の給電コイルユニットにおいて、前記案内部が、前記駐車場所に設けられ前記車幅方向に延びるガイドレールによって、該車幅方向にスライド移動自在に支持されていることを特徴とする。
The feeding coil unit according to
また、上記課題を解決するために請求項6に記載の非接触給電装置は、車両に搭載された受電コイルと、前記受電コイルに非接触で給電する給電コイルを有し、前記車両の駐車場所に設置される、請求項1から6のうちいずれか1項記載の給電コイルユニットと、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the non-contact power feeding device according to
請求項1に記載された給電コイルユニットによれば、車両の進行方向後方から進行方向前方にかけて車幅方向の幅が広がっており、且つ、最大幅が、車幅方向のタイヤ間隔よりも狭い案内部により、給電コイルが、駐車場所への車両の進入時に、受電コイルに対向する位置に案内される。案内部は、車両の進入時にタイヤに当接するが、この案内部の移動により、タイヤへの当接時の衝撃が吸収される。このため、案内部は、駐車場所に固定された図10や図11に示されているガイド54,71ほどには頑丈に作らなくて済む。その結果、これらのガイド54,71に比べて、この案内部の設計や敷設方法は簡単なものとなる。さらに、案内部について、これらのガイド54,71ほどの頑丈さが不要であることから、この案内部は、タイヤを傷めずに給電コイルを案内することができる。このように、請求項1に記載された給電コイルユニットによれば、設計や敷設方法が簡単でタイヤを傷めずに給電コイルと受電コイルとの車幅方向の位置ズレを抑えることができる。
According to the power supply coil unit described in claim 1, the width of the vehicle width direction is widened from the rear of the vehicle in the traveling direction to the front of the traveling direction, and the maximum width is narrower than the tire interval in the vehicle width direction. When the vehicle enters the parking place, the power feeding coil is guided by the unit to a position facing the power receiving coil. The guide part comes into contact with the tire when the vehicle enters, and the impact at the time of contact with the tire is absorbed by the movement of the guide part. For this reason, the guide portion does not need to be made as strong as the
請求項2に記載された給電コイルユニットによれば、タイヤには、上記の2本のアームが当接して給電コイルを案内することとなる。このため、アームにある程度の柔軟性を持たせ、タイヤへの当接時にはアームがタイヤに押されて変形できるようにすることにより、給電コイルの移動と相俟って衝撃の吸収性を一層向上させることができる。
According to the power supply coil unit described in
請求項3に記載された給電コイルユニットによれば、上記の傾斜面により、車両の進入時のタイヤと、このタイヤに当接する案内部の外縁との接触面積が広くなる。その結果、タイヤに押されたときの案内部の移動がスムーズなものとなる。また、このように広い接触面積によって、案内部へのタイヤの乗り上げが抑制される。 According to the power supply coil unit described in claim 3, the contact area between the tire when the vehicle enters and the outer edge of the guide portion that comes into contact with the tire is widened by the inclined surface. As a result, the movement of the guide portion when pushed by the tire becomes smooth. In addition, such a large contact area suppresses the riding of the tire on the guide portion.
請求項4に記載された給電コイルユニットによれば、上記車輪により、例えば案内部の底面が駐車場所の地面に直に接している場合等に比べて、案内部の移動がスムーズなものとなる。 According to the power supply coil unit described in claim 4, the movement of the guide unit is smoother than the case where, for example, the bottom surface of the guide unit is in direct contact with the ground of the parking place. .
請求項5に記載された給電コイルユニットによれば、上記ガイドレールにより、案内部、延いては給電コイルについて、車幅方向と直行する前後方向の移動を規制しつつ、車幅方向に案内することができる。
According to the power supply coil unit described in
請求項6に記載された非接触給電装置によれば、給電コイルユニットが、上記の請求項1から5のうちいずれか1項記載の給電コイルユニットであることから、設計や敷設方法が簡単でタイヤを傷めずに給電コイルと受電コイルとの車幅方向の位置ズレを抑えることができる。
According to the non-contact power feeding device described in
本発明の実施形態にかかる非接触給電装置を図1〜図7を参照して説明する。 A non-contact power feeding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施形態にかかる給電コイルユニットを備えた非接触給電装置を示す模式図である。この図1に示されている非接触給電装置1は、車両2に搭載された受電コイル21と、駐車場所3に設置された給電コイルユニット10と、を備えている。給電コイルユニット10は、給電コイル11と、案内部12と、を備えている。給電コイル11は、コイル間の電磁誘導や磁界の共鳴により非接触で受電コイル52に給電する。案内部12は、給電コイル11を支持するとともに、駐車場所3への車両2の進入時に給電コイル11を受電コイル21に対向する位置へと案内する。この案内部12は、駐車場所3に車両2が駐車した時の車両2の車幅方向について移動自在となっている。尚、非接触給電装置1は、駐車場所3に埋設されて給電コイル11に交流電力を供給する電源やインバータを備えているが、これらの構成は、例えば図8を参照して説明した従来の非接触給電装置5と同様である。このため、図1及び後述の図2〜図7では図示が省略されており、以下ではこれらの構成についての説明を割愛する。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a non-contact power feeding device including a power feeding coil unit according to an embodiment of the present invention. The non-contact power feeding device 1 shown in FIG. 1 includes a
図2は、図1に示されている給電コイルユニットの拡大図である。本実施形態では、給電コイルユニット10が備えている給電コイル11は、図1に示されている駐車場所3に非固定となっており、上述したように駐車時の車両2の車幅方向に移動自在な案内部12に支持されている。案内部12は、2本のアーム121を有する略V字形状を有しており、給電コイル11が、2本のアーム121の接続部に配置されている。案内部12は、その外形が、駐車場所3に矢印Sが示す進行方向に進入時の車両2の進行方向後方から進行方向前方にかけて、駐車時の車両2の車幅方向B2の幅が広がった形状となっている。そして、その最大幅W1が、車両2の車幅方向のタイヤ22の間隔W2よりも狭くなっている。
FIG. 2 is an enlarged view of the feeding coil unit shown in FIG. In the present embodiment, the
図3は、図2に示されている2本のアームのうち右側のアームの、図中のA−A線に沿った拡大断面図である。この図3に示されているように、アーム121には、その下面から一部が突出するように車輪122が取り付けられている。この車輪122は、アーム121が伸びる方向に所定の間隔を開けて複数個が配列されている。この車輪122は、車軸が、駐車場所3の前後方向B1と略平行になっている。これにより、案内部12は、上記の車幅方向B2に移動自在となっている。一方で、車輪122の車軸が前後方向B1と略平行になっていることから、案内部12は、この前後方向B1には動き難くなっている。また、図1や図2に示されているように、駐車場所3には、車両2の後部側の2つのタイヤ22それぞれが当接する2つの車止め31が設けられている。案内部12は、2本のアーム121それぞれの先端が各車止め31に当接した状態で、駐車場所3に載置されている。これにより、この案内部121は、前後方向B1のうち特に後方への移動が一層規制されている。また、図3に示されているように、案内部12は、その外縁に、上方へと向かうにつれて案内部12の内側へと傾斜した傾斜面123が形成されている。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the right arm of the two arms shown in FIG. 2 along the line AA in the drawing. As shown in FIG. 3, a
次に、駐車場所3への車両2の進入時に、案内部12によって給電コイル11が受電コイル21と対応する位置へと案内される様子について図4及び図5を参照して説明する。図4は、車両の駐車場所への進入初期の段階での給電コイルと受電コイルとの位置関係を示す図であり、図5は、車止めにタイヤが当接するまで車両が進入した段階での給電コイルと受電コイルとの位置関係を示す図である。この図4及び図5の例では、車両2は、駐車場所3に、左方向にズレて進入することとなっている。尚、図4及び図5では、駐車時には車両2の下に隠れてしまう給電コイルユニット10が見易いように、車両2についてはタイヤ22と受電コイル21のみが図示されている。
Next, how the
この例では、駐車場所3へ進入した車両2の後部側のタイヤ22のうち、右側のタイヤ22に、案内部12の2本のアーム121のうち右側のアーム121が内側から当接する。そして、車両2が進入するにつれて、この右側のアーム121がタイヤ22に押されることで、案内部12、延いては給電コイル11が、図5に矢印B3で示されているように左側へと移動する。この移動により、給電コイル11は、車両2の受電コイル21と対向する位置へと向かうこととなる。
In this example, the
このように、本実施形態の給電コイルユニット10及び非接触給電装置1によれば、駐車場所3への車両2の進入時に、車幅方向B2について移動自在な案内部12により、給電コイル11が、受電コイル21に対向する位置に案内される。案内部12は、車両2の進入時にタイヤ22に当接するが、この案内部12の移動により、タイヤ22への当接時の衝撃が吸収される。このため、案内部12は、駐車場所に固定された図10や図11に示されているガイド54,71ほどには頑丈に作らなくて済む。その結果、これらのガイド54,71に比べて、この案内部12の設計や敷設方法は簡単なものとなる。さらに、案内部12について、これらのガイド54,71ほどの頑丈さが不要であることから、この案内部12は、タイヤ22を傷めずに給電コイル11を案内することができる。このように、本実施形態の給電コイルユニット10及び非接触給電装置1によれば、設計や敷設方法が簡単でタイヤ22を傷めずに給電コイル11と受電コイル21との車幅方向B2の位置ズレを抑えることができる。
Thus, according to the power
また、本実施形態の給電コイルユニット10及び非接触給電装置1によれば、タイヤ22には、上記の2本のアーム121が当接して給電コイル11を案内することとなる。本実施形態では、このアーム121が樹脂で形成されておりある程度の柔軟性を有している。これにより、タイヤ22への当接時にはアーム121がタイヤ22に押されて変形することによって、給電コイル11の移動と相俟って衝撃が一層吸収されることとなっている。
Further, according to the power
さらに、本実施形態の給電コイルユニット10及び非接触給電装置1では、図3に示されているように、案内部12の外縁に、上方へと向かうにつれて案内部12の内側へと傾斜した傾斜面123が形成されている。この傾斜面123により、車両2の進入時のタイヤ22と、このタイヤ22に当接する案内部12の外縁との接触面積が広くなる。その結果、タイヤ22にこの広い接触面積で押されたときの案内部12の移動がスムーズなものとなる。また、このように広い接触面積によって、案内部12へのタイヤ22の乗り上げが抑制されることとなっている。
Further, in the power
また、本実施形態の給電コイルユニット10及び非接触給電装置1によれば、案内部12のアーム121の下面に取り付けられた複数の車輪122により、例えば案内部12の底面が駐車場所3の地面に直に接している場合等に比べて、案内部12の移動がスムーズなものとなる。
Further, according to the power
尚、本実施形態では、案内部12の、駐車場所3における前後方向B1の位置ズレについては、基本的には、車輪122の車軸を、この前後方向B1に沿ったものとして、前後方向B1には移動し難くすることによって抑えられている。そして、駐車場所3に設けられた車止め31に、2つのアーム121の先端を当接させることで、特に後方への案内部12の移動が規制されている。
In this embodiment, regarding the positional deviation of the
ここで、案内部12の前方への移動についても、次のように車止めを用いて規制してもよい。図6は、案内部の前方への移動が車止めを用いて規制される様子を示す図である。この図6の例では、略V字型を有する案内部12の頂点部が当接するように、車止め32が配置されている。この車止め32は、その車幅方向B2の長さが、車両2の進入を妨げないように、タイヤ22の車幅方向B2の間隔よりも短くなっている。この車止め32により、案内部12は、前後方向B1について前方への移動も規制されることとなる。
Here, the forward movement of the
また、案内部12の前方への移動を、次のようなガイドレールを用いて規制してもよい。図7は、案内部の前方への移動がガイドレールを用いて規制される様子を示す図である。この図7の例では、駐車場所3に、案内部12の頂点部の下部を車幅方向B2に沿って延びる2本のガイドレール33が埋設されている。これらのガイドレール33には、車幅方向B2に延びる溝が形成されており、案内部12の頂点部の下面には、地面に向かって突出し各ガイドレール33の溝に嵌まり込む不図示の凸部が設けられている。これにより、案内部12は、車幅方向B2にスライド移動自在に支持されるとともに、前後方向B1については前後双方の移動が規制されることとなる。このガイドレール33によれば、案内部12、延いては給電コイル11について、前後方向B1の移動を規制しつつ、車幅方向B2に案内することができる。
Moreover, you may regulate the movement to the front of the
尚、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 The above-described embodiment is merely a representative form of the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本実施形態では、本発明にいう案内部の一例として、2本のアーム121を有する略V字形状を有する案内部12が例示されている。しかしながら、本発明にいう案内部は、これに限るものではなく、進入時の車両の進行方向後方から進行方向前方にかけて、駐車時の車両の車幅方向の幅が広がった形状であれば、例えば三角形や台形等であってもよい。
For example, in this embodiment, the
1 非接触給電装置
2 車両
3 駐車場所
10 給電コイルユニット
11 給電コイル
12 案内部
21 受電コイル
22 タイヤ
31,32 車止め
33 ガイドレール
121 アーム
122 車輪
123 傾斜面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-contact
Claims (6)
前記給電コイルを支持するとともに、前記駐車場所への前記車両の進入時に前記給電コイルを前記受電コイルに対向する位置へと案内する案内部を備え、
前記案内部が、少なくとも、前記駐車場所に前記車両が駐車した時の該車両の車幅方向について移動自在であって、進入時の前記車両の進行方向後方から進行方向前方にかけて前記車幅方向の幅が広がっており、且つ、最大幅が、前記車両の前記車幅方向のタイヤ間隔よりも狭いことを特徴とする給電コイルユニット。 In a power supply coil unit that has a power supply coil that supplies power to a power reception coil mounted on a vehicle in a contactless manner, and is installed at a parking place of the vehicle,
A guide unit that supports the power feeding coil and guides the power feeding coil to a position facing the power receiving coil when the vehicle enters the parking place;
The guide part is movable at least in the vehicle width direction of the vehicle when the vehicle is parked at the parking place, and the vehicle width direction of the vehicle from the rear in the traveling direction to the front in the traveling direction at the time of entry. A feeding coil unit having a wide width and a maximum width smaller than a tire interval in the vehicle width direction of the vehicle.
前記給電コイルが、前記2本のアームの接続部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の給電コイルユニット。 The guide portion has a substantially V shape having two arms,
The feeding coil unit according to claim 1, wherein the feeding coil is disposed at a connection portion between the two arms.
前記受電コイルに非接触で給電する給電コイルを有し、前記車両の駐車場所に設置される、請求項1から5のうちいずれか1項記載の給電コイルユニットと、
を備えたことを特徴とする非接触給電装置。 A power receiving coil mounted on the vehicle;
The power supply coil unit according to any one of claims 1 to 5, wherein the power supply coil includes a power supply coil that supplies power to the power reception coil in a non-contact manner, and is installed at a parking place of the vehicle.
A non-contact power feeding device comprising:
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