JP2016009687A - Coil unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触で給電される車両用のコイルユニットに関する。 The present invention relates to a coil unit for a vehicle that is fed in a non-contact manner.
電気自動車やハイブリッドカー等の車両に搭載される電源装置に外部から電力を供給する装置として、コイル間の電磁誘導による非接触給電装置が知られている。この種の給電装置は、1次コイルを絶縁性のケースに収容した給電用のコイルユニットと、2次コイルを絶縁性のケースに収容した受電用のコイルユニットとを有しており、給電用のコイルユニットは、駐車場等の地面に固定され、受電用のコイルユニットは、車体下面等に取り付けられる。 As a device for supplying power from the outside to a power supply device mounted on a vehicle such as an electric car or a hybrid car, a non-contact power feeding device using electromagnetic induction between coils is known. This type of power supply apparatus includes a power supply coil unit in which a primary coil is housed in an insulating case, and a power receiving coil unit in which a secondary coil is housed in an insulating case. The coil unit is fixed to the ground such as a parking lot, and the coil unit for receiving power is attached to the lower surface of the vehicle body.
車両は、受電用のコイルユニットが給電用のコイルユニットと対向する所定位置に停車する。この状態でインフラ側の電源から給電用のコイルユニットの1次コイルに交流電圧を印加することで、1次コイルから交流磁界が発生し、電磁誘導により2次コイルに誘導起電力が発生する。2次コイルで誘導起電力が発生すると、受電用コイルユニットに接続された車両側の電源装置に送電されて蓄電される(例えば、特許文献1参照。)。 The vehicle stops at a predetermined position where the power receiving coil unit faces the power feeding coil unit. In this state, an AC voltage is applied from the power supply on the infrastructure side to the primary coil of the coil unit for power supply, whereby an AC magnetic field is generated from the primary coil, and an induced electromotive force is generated in the secondary coil by electromagnetic induction. When an induced electromotive force is generated in the secondary coil, it is transmitted to and stored in a vehicle-side power supply device connected to the power receiving coil unit (see, for example, Patent Document 1).
図6に受電用のコイルユニットの一例を示す。このコイルユニット91は、開口を有する樹脂製のケース92と、ケース92に収容される2次コイル等の電気部品と、ケース92の開口を覆って封止する樹脂製のカバー93とを備えて構成される。2次コイルは、ケース92の側壁94にコイル軸を向けて配置される。
FIG. 6 shows an example of a coil unit for receiving power. The
カバー93は、例えば、下方からボルト孔に通された複数の金属製のボルトをそれぞれケース92のボルト孔に通してナットで締め付けることで、ケース92に固定される。図6の場合、幅方向(X方向)の両端部の合計6箇所でボルト95による締結がなされ、これらの内側の4箇所でボルト96による締結がなされる。なお、ケース92は、幅方向に延出する突起部97のボルト穴98に通したボルトを車体下面に締結することで車体に取り付けられる。
The
ところで、この種のコイルユニット71では、図6の矢印で示すように、コイルを貫くループ状の磁束が発生する。このように磁束が発生すると、磁束が横切るボルト96にうず電流が流れてボルト96が発熱することがある。このようなボルト96の発熱によって、ボルト96の膨張や収縮が繰り返されると、ボルト96を支えるケース92にクラック等が発生し、ボルトの緩みや欠落が生じるおそれがある。
By the way, in this kind of
こうした磁束の影響によるボルトの発熱を抑制する方法として、ボルトをコイルから離れた位置に配置することが考えられるが、この場合、コイルユニットの大型化を招いてしまう。 As a method of suppressing the heat generation of the bolt due to the influence of such a magnetic flux, it is conceivable to arrange the bolt at a position away from the coil. In this case, however, the coil unit is increased in size.
また、金属製のボルトを樹脂製のボルトに代えることも考えられるが、樹脂製のボルトは、金属製のボルトに比べて強度が弱いため、ボルトの締付時にボルトを傷めるおそれがある。さらに、樹脂製のボルトをコイルユニットの下方から取り付けた場合、ボルトの頭に飛び石等が衝突してボルトが損傷し、ケースとボルトの密封性が低下するおそれがある。 Although it is conceivable to replace the metal bolt with a resin bolt, the resin bolt has a lower strength than the metal bolt, and thus may damage the bolt when the bolt is tightened. Further, when a resin bolt is attached from below the coil unit, a stepping stone or the like may collide with the head of the bolt and the bolt may be damaged, and the sealing performance between the case and the bolt may be reduced.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ケースにカバーを保持する保持部材の発熱を防ぐとともに、保持部材の損傷を抑制することを課題とする。 This invention is made | formed in view of such a problem, and makes it a subject to suppress the heat generation of the holding member holding a cover in a case, and to suppress damage to a holding member.
上記課題を解決するため、本発明のコイルユニットは、開口を有する樹脂製のケースと、開口と交差しない方向にコイル軸を向けてケースに収容されるコイルと、開口を覆うカバーと、ケースにカバーを保持させる保持部とを備え、保持部は、コイルの磁束が通過するケースの側壁にカバーを樹脂製の保持部材で保持させていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a coil unit of the present invention includes a resin case having an opening, a coil accommodated in the case with a coil axis facing a direction not intersecting the opening, a cover covering the opening, and a case. A holding portion for holding the cover, and the holding portion holds the cover with a resin-made holding member on a side wall of the case through which the magnetic flux of the coil passes.
これによれば、保持部のうち、磁束が通過するケースの側壁には、樹脂製の保持部材でカバーが保持されるから、保持部材の発熱を防ぐことができる。また、2次コイルを収容する受電側(車両側)のコイルユニットにおいては、コイルユニットの下方から保持部材を取り付けることなく、ケースの側壁、つまり、横方向から保持部材を取り付けることができるから、下方からの飛び石等の衝突や路面干渉による保持部材の損傷や落下を防ぐことができる。なお、本発明のコイルユニットは、給電側と受電側のどちらにも適用することができる。 According to this, since a cover is hold | maintained by the resin-made holding member in the side wall of the case where magnetic flux passes among holding | maintenance parts, heat_generation | fever of a holding member can be prevented. Further, in the coil unit on the power receiving side (vehicle side) that accommodates the secondary coil, the holding member can be attached from the side wall of the case, that is, from the lateral direction without attaching the holding member from below the coil unit. It is possible to prevent the holding member from being damaged or dropped due to a collision of a stepping stone or the like from below or road surface interference. The coil unit of the present invention can be applied to both the power feeding side and the power receiving side.
この場合において、カバーは、ケースの側壁の側面に対向する縁部が形成され、保持部は、縁部に形成される第1の取付穴と、この第1の取付穴と対向する側壁の側面に形成される有底の第2の取付穴と、第1と第2の取付穴に挿入される保持部材とを備えて構成され、保持部材は、第2の取付穴に係止された状態で第1の取付穴に嵌合されているものとすることができる。 In this case, the cover has an edge portion facing the side surface of the side wall of the case, and the holding portion has a first mounting hole formed in the edge portion, and a side surface of the side wall facing the first mounting hole. The bottomed second mounting hole formed on the holding member and the holding member inserted into the first and second mounting holes, the holding member being locked in the second mounting hole And can be fitted into the first mounting hole.
これによれば、ケース側に係止された保持部材を介してカバーを保持することになるから、保持部材がケースとカバーの両方に係止されるよりも、保持部材にかかる負担を軽減することができる。このため、保持部材の破損を確実に防ぐことができる。なお、保持部材は、ケースの側壁に対してカバーがずれるのを防いでいるに過ぎないが、磁束が通らないケースの側壁には金属製のボルト等を用いてカバーを固定することができるから、カバーの十分な保持力を確保できる。 According to this, since the cover is held via the holding member locked to the case side, the burden on the holding member is reduced as compared with the case where the holding member is locked to both the case and the cover. be able to. For this reason, it is possible to reliably prevent the holding member from being damaged. The holding member only prevents the cover from shifting with respect to the side wall of the case, but the cover can be fixed to the side wall of the case through which magnetic flux does not pass by using a metal bolt or the like. , Can secure a sufficient holding force of the cover.
具体的に、保持部材は、第2の取付穴に挿入されて係止される係止爪を有する脚部と、第1の取付穴に嵌合される頭部とを備えて形成されるものとすることができる。 Specifically, the holding member is provided with a leg portion having a locking claw inserted into the second mounting hole and locked, and a head portion fitted in the first mounting hole. It can be.
これによれば、保持部材に例えば下方から頭部を押し付ける外力が作用したとしても、係止爪に応力が集中するのを抑制することができるから、保持部材の損傷をより確実に防ぐことができる。 According to this, even if an external force that presses the head from below, for example, acts on the holding member, it is possible to prevent stress from concentrating on the locking claws, and thus it is possible to more reliably prevent damage to the holding member. it can.
また、カバーは、ケースの開口の周縁に装着されたゴムパッキンを介してケースに保持されているものとすることができる。 Further, the cover can be held by the case via a rubber packing attached to the periphery of the opening of the case.
これによれば、ケースとカバーとの隙間をゴムパッキンでシールすることができ、かつ、ケースとカバーとの間の位置ずれをゴムパッキンで吸収することができるから、保持部材にかかる外力を軽減することができ、保持部材の損傷を防ぐ効果が期待できる。 According to this, since the gap between the case and the cover can be sealed with the rubber packing, and the positional deviation between the case and the cover can be absorbed with the rubber packing, the external force applied to the holding member is reduced. The effect which prevents damage to a holding member can be anticipated.
本発明によれば、保持部材の発熱と損傷を抑制することができる。 According to the present invention, heat generation and damage of the holding member can be suppressed.
以下、本発明が適用されるコイルユニットの一実施形態を図面に従って説明する。図1は、コイルユニットの外観斜視図であり、図2は、図1のコイルユニットの分解斜視図である。なお、以下では、受電用のコイルユニットを例に説明するが、本発明は、給電用のコイルユニットに適用することもできる。 Hereinafter, an embodiment of a coil unit to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of the coil unit, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the coil unit of FIG. In the following description, a power receiving coil unit will be described as an example, but the present invention can also be applied to a power feeding coil unit.
本実施形態のコイルユニット11は、図1に示すように、樹脂製のケース13に樹脂製のカバー15を被せて密封された容器を形成し、その容器内に2次コイル17やコンデンサー19等の電気部品を収容して構成される。このコイルユニット11は、車体下面(底面)に少なくともケース13の下面(底壁23)を露出させて取り付けられる。以下の説明では、図1の矢印Xをコイルユニット11の幅方向とし、矢印Yを前後方向(図の左側を前方向とする。)とし、矢印Zを上下方向(図の上側を上方向とする。)として定義し、これらの定義は、他の図面にも適用する。ただし、X方向とY方向については、必ずしも車両の前後方向や幅方向と一致していなくてもよい。
As shown in FIG. 1, the
2次コイル17は、図示しない給電側のコイルユニットに収容された1次コイルで発生する交流磁界の電磁誘導によって誘導起電力が発生する。2次コイル17で発生した誘導起電力は、コンデンサー19に接続される電線21を介して図示しないバッテリー等の電源装置に送電され、蓄電されるようになっている。2次コイル17は、矩形の板状に形成されたフェライトに線材を巻き回した周知のコイルが用いられる。
The
ケース13は、矩形状の底壁23と、底壁23の周縁から枠状に起立する側壁25とを備え、上方に開口を有して形成される。また、図2に示すように、ケース13の四方の角には、それぞれ側壁25から幅方向に突出する突出部27が設けられ、各突出部27には、それぞれ2つのボルト穴29,31が形成される。ボルト穴29は、ケース13を車体下面に固定するためのボルトが挿通されるボルト穴であり、ボルト穴31は、ケース13にカバー15を固定するためのボルトが挿通されるボルト穴である。ケース13の幅方向(X方向)の両端部には、それぞれ隣り合う突出部27の間に、ボルト穴31を有して幅方向に突出する突出部33が形成される。
The
ケース13の内部には、2次コイル17やコンデンサー19等の電気部品が所定位置に保持される。2次コイル17は、コイル軸がケース13の前後方向(Y方向)と平行に向けられ、前後の側壁25を貫くように配置される。2次コイル17は、必ずしもコイル軸がケース13の前後方向と平行である必要はないが、少なくとも開口と交差することなく、前後の側壁25を貫くように配置されている必要がある。なお、図2では、2次コイル17の上に樹脂製のシート材34を被せた状態を表している。ケース13の開口の周縁(側壁25の上端面)には、図示しない環状の段部が設けられ、その段部に沿って環状のゴムパッキン35が装着されている。
Inside the
カバー15は、図2に示すように、矩形状の天板37と、天板37の前後方向の両端から垂下する縁部39とを備え、全体として断面コの字状に形成される。天板37には、ケース13の各ボルト穴31と対応する位置に幅方向に突出する突出部41が設けられ、各突出部41には、ボルト穴43が形成される。カバー15は、ケース13の前後方向の側壁25と縁部39とが重なるように被せられ、ケース13の開口を塞ぐようにケース13に組み付けられる。ケース13に組み付けられたカバー15は、ケース13側のボルト穴31に通された金属製のボルト45が各突出部41のボルト穴43に通され、ナットで締結されてケース13に固定される。このボルト穴31、43及びボルト45は、ケース13にカバー15を保持させる第1の保持部を構成する。
As shown in FIG. 2, the
一方、カバー15の縁部39には、それぞれ5個の第1の取付穴47が設けられ、ケース13の前後方向の側壁25の側面には、第1の取付穴47と対向する位置にそれぞれ5個の第2の取付穴49が設けられる。各取付穴47,49は、側壁25に縁部39を対向させて重ね合せた状態で互いの穴位置が一致するように配置され、各挿入穴47,49には、樹脂製の保持部材51が組み付けられる。この第1と第2の取付穴47,49と、保持部材51は、ケース13にカバー15を保持させる第2の保持部を構成する。
On the other hand, each of the
ケース13とカバー15は、互いの隙間がゴムパッキン35でシールされた状態で固定され、ケース13内に水や塵埃等が浸入するのを防いでいる。なお、電線21は、ケース13の側壁25に設けられた電線抜出ポート53の貫通孔から抜き出されるが、貫通孔と電線21との隙間は、筒状の電線保持部材55を電線21の外周面に装着することで気密にシールされる。
The
次に、保持部材51の構成を説明する。保持部材51は、絶縁性の樹脂で形成され、図3に示すように、小判状に形成された頭部57と、頭部57の同一面から立設する一対の脚部59と、一対の脚部59の間に頭部57から立設するブロック状の第1支柱61と、一対の脚部59の第1支柱61と反対側にそれぞれ頭部57から立設する第2支柱63とを有している。一対の脚部59には、それぞれ、突出する先端部の側面から互いに離れる方向に係止爪65が突設され、各係止爪65の先端面には、傾斜面67が形成される。一対の脚部59は、頭部57の長手方向において、それぞれ第1支柱61及び第2支柱63と離間して設けられる。
Next, the configuration of the holding
各第1支柱61は、頭部57の長手方向と直交する幅方向の厚みが頭部57の厚みと同一に設定され、頭部57から立設する高さは、脚部59の高さよりも若干高く設定されている。第1支柱61は、幅方向の両端面にそれぞれ窪み69が形成される。各第2支柱63は、頭部57の長手方向の両端の円弧状の側面に沿って立設され、頭部57から立設する高さが脚部59よりも低く設定されている。
Each
図4は、保持部材51が組み付けられた第2の保持部の断面図である。保持部材51は、カバー15の縁部39の第1の取付穴47と、ケース13の側壁25の第2取付穴49との重なり合う穴に挿入される。第1の取付穴47は、保持部材51の頭部57と相似する断面形状に形成された貫通穴であり、頭部57が嵌合可能になっている。第2の取付穴49は、第1の取付穴47よりも開口面積が小さい有底の穴であり、底面71と第1の取付穴47とを仕切る開口縁部73の壁が設けられる。開口縁部73には、一対の脚部59と第1支柱61がそれぞれ挿入される貫通穴75が形成される。貫通穴75の内面は、挿入方向の奥側に向かって開口面積が減少する傾斜面77を有している。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the second holding portion to which the holding
保持部材51は、第1の取付穴47に挿入されると、一対の脚部59は、係止爪65の傾斜面67がそれぞれ開口縁部73に当接する。更に保持部材51が押し込まれると、各係止爪65は、一対の脚部59が互いに近づく方向に弾性変形して第2の取付穴49の貫通穴75内に導かれる。貫通穴75内に導かれた係止爪65は、傾斜面77に沿って移動し、貫通穴75を乗り越えることで、図4に示すように、脚部59が弾性復帰して開口縁部73に係止される。これにより、保持部材51は、第2の取付穴49を介してケース13の側壁25に係止(保持)され、第1の取付穴47に頭部57が嵌合される。このとき、保持部材51は、第2支柱63が開口縁部73と当接しているが、第1支柱61においても、第2の取付穴49の底面71と当接するようになっている。また、頭部57は、カバー15の外面と面一か、或いは、外面よりも凹んで配置される。
When the holding
このように、本実施形態のコイルユニット11では、幅方向に位置する第1の保持部において、金属製のボルト45を用いてケース13にカバー15を引き付けるとともに、前後方向の第2の保持部において、ケース13に係止された樹脂製の保持部材51を介してカバー15を保持している。
Thus, in the
ここで、本実施形態のコイルユニット11の場合、図1の矢印で示すように、前後方向のコイル軸を中心に2次コイル17の磁束が発生する。この磁束は、ケース13の前後方向の側壁25を貫いてループ状に形成されるため、第1の保持部を通過することなく、第2の保持部を通過する。したがって、第1の保持部で金属製のボルトを用いても、磁束が通過しないため、発熱することがない。また、第2の保持部には、磁束が通過するが、保持部材51が絶縁性の樹脂で形成されるから、発熱することがない。
Here, in the case of the
また、本実施形態では、保持部材51をコイルユニットの下方から取り付けることなく、ケース13の横方向(水平方向)から取り付けているから、車両の走行時等において、路面干渉や飛び石等の衝突による保持部材51の損傷を防ぐことができる。
Moreover, in this embodiment, since the holding
また、本実施形態のコイルユニット11は、ケース13の第2の取付穴49を挟む格好でケース13側に保持された保持部材51によってカバー15を保持する構造になっているから、保持部材51がケース13とカバー15の両方を挟んで保持する構造よりも保持部材にかかる負担を軽減することができ、樹脂で形成された保持部材51の破損を防ぐことができる。なお、カバー15は、保持部材51が第1の取付穴47に嵌合されているだけであるから、ケース13の側壁25に沿って縁部39がずれるのを防いでいるに過ぎないが、カバー15は、第1の保持部でケース13に保持されるから、カバー15を安定して保持することができる。
Further, the
また、保持部材51は、第1支柱61が第2の取付穴49の底面71と当接可能に形成されるから、頭部57に押し付け方向の外力が作用したときに、第1支柱61が保持部材51を支えて変形を防ぐことができる。また、第1支柱61は、底面71と離れて配置されていてもよい。このように構成しても、脚部59には係止爪65が開口縁部73から離れる方向に外力が作用するため、係止爪65に応力が集中するのを抑制することができ、係止爪65の破損を防ぐことができる。更に、保持部材51は、頭部57が第1の取付穴47に嵌合され、カバー15の外面よりも外側に突出しない構造になっているから、頭部57に飛び石等が衝突するのを確実に防ぐことができる。
Further, the holding
また、本実施形態では、図5に示すように、ケース13とカバー15との間にゴムパッキン35が装着されているから、ゴムパッキン35がケース13とカバ−15との間の緩衝材となっている。このため、例えば振動等でケース13とカバー15との間に相対的なずれが生じたとしても、ゴムパッキン35で吸収することで、保持部材51にかかる外力を軽減することができ、結果として保持部材51の損傷を防ぐことができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, since the rubber packing 35 is attached between the
以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記の実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、請求項に記載された範囲内で変更・変形することが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with drawing, said embodiment is only an illustration of this invention, It can change and change within the range described in the claim. is there.
例えば、本実施形態では、第2の保持部において、ケース13の側壁25の側面と、その側面に対向するカバー15の縁部39とにそれぞれ形成される取付穴に、保持部材51を横方向から組み付ける例を説明したが、これに限られるものではなく、上下方向、例えば、ケース13の側壁25の上端面に第2の取付穴49を形成し、カバー15の天板37に第2の取付穴49を形成し、コイルユニット11の上方向から保持部材51を下向きに組み付けることもできる。これによれば、保持部材51は、頭部57が車体下部に覆われるため、外部に露出することがなく、飛び石等の衝突を確実に防ぐことができる。なお、第1の保持部は、本実施形態の保持構造に限られるものではなく、金属製のボルト45以外の周知の保持部材を用いることができる。
For example, in the present embodiment, in the second holding portion, the holding
また、本実施形態では、保持部材51をいわば樹脂製のクリップとして構成する例を説明したが、ケース13の側壁25にカバー15を保持する固定具であれば、この例に限られるものではなく、例えば、樹脂製のボルト等を用いることもできる。
Further, in the present embodiment, an example in which the holding
11 コイルユニット
13 ケース
15 カバー
17 2次コイル
25 側壁
31,43 ボルト穴
35 ゴムパッキン
39 縁部
47 第1の取付穴
49 第2の取付穴
51 保持部材
57 頭部
59 脚部
65 係止爪
11
Claims (4)
前記保持部は、前記コイルの磁束が通過する前記ケースの側壁に前記カバーを樹脂製の保持部材で保持させているコイルユニット。 A resin case having an opening; a coil accommodated in the case with a coil axis directed in a direction not intersecting with the opening; a cover covering the opening; and a holding portion for holding the cover in the case. ,
The holding unit is a coil unit in which the cover is held by a resin holding member on a side wall of the case through which the magnetic flux of the coil passes.
前記保持部は、前記縁部に形成される第1の取付穴と、該第1の取付穴と対向する前記側壁の側面に形成される有底の第2の取付穴と、前記第1と第2の取付穴に挿入される前記保持部材とを備え、
前記保持部材は、前記第2の取付穴に係止された状態で前記第1の取付穴に嵌合されている請求項1に記載のコイルユニット。 The cover is formed with an edge facing the side surface of the side wall of the case,
The holding portion includes a first mounting hole formed in the edge, a bottomed second mounting hole formed in a side surface of the side wall facing the first mounting hole, and the first The holding member inserted into the second mounting hole,
The coil unit according to claim 1, wherein the holding member is fitted in the first mounting hole in a state of being locked in the second mounting hole.
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