JP2020114081A - シート用給電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シートに対して適正に給電することができるシート用給電装置を提供することを目的とする。【解決手段】シート用給電装置1は、車両フロア100に設置されるシート101と共にスライド移動可能に設けられ、車両フロア100側の電源107から電力が供給され、非接触で電力を伝送可能である第1電力伝送コイル11と、シート101の回転軸105に当該シート101と共に当該回転軸105を回転中心として回転可能に設けられ、第1電力伝送コイル11と対向して位置し当該第1電力伝送コイル11と非接触で電力を伝送可能であり、当該第1電力伝送コイル11から受電した電力をシート101に設けられた電装品108に供給可能である第2電力伝送コイル21とを備えることを特徴とする。【選択図】図2

Description

本発明は、シート用給電装置に関する。
車両に設けられるシートに対する従来の給電装置として、例えば、特許文献1には、車両の車体側と、車体に対して所定の方向にスライド動作可能なスライドシート側とを電気的に接続して給電するスライドシート用給電装置が開示されている。
特開2013−023069号公報
ところで、上述の特許文献1に記載のスライドシート用給電装置は、例えば、更なる多様なシートアレンジを可能とする構成が望まれている。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、シートに対して適正に給電することができるシート用給電装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るシート用給電装置は、車両フロアに設置されるシートと共にスライド移動可能に設けられ、前記車両フロア側の電源から電力が供給され、非接触で電力を伝送可能である第1電力伝送コイルと、前記シートの回転軸に当該シートと共に当該回転軸を回転中心として回転可能に設けられ、前記第1電力伝送コイルと対向して位置し当該第1電力伝送コイルと非接触で電力を伝送可能であり、当該第1電力伝送コイルから受電した電力を前記シートに設けられた電装品に供給可能である第2電力伝送コイルとを備えることを特徴とする。
また、上記シート用給電装置では、前記シートと共にスライド移動可能に設けられ、非接触で信号を伝送可能である第1信号伝送アンテナと、前記シートの回転軸に当該シートと共に当該回転軸を回転中心として回転可能に設けられ、前記第1信号伝送アンテナと非接触で信号を伝送可能である第2信号伝送アンテナとを備えるものとすることができる。
また、上記シート用給電装置では、前記回転軸の端部と対向して位置し、前記シートと共にスライド移動可能であるマウント部材を備え、前記第1電力伝送コイルは、前記マウント部材に設けられ、前記第2電力伝送コイルは、前記マウント部材と対向する前記回転軸の端部に設けられるものとすることができる。
本発明に係るシート用給電装置は、第1電力伝送コイルと第2電力伝送コイルとによって非接触で電源側からシート側に電力を伝送し、シートに設けられた電装品に当該電力を供給することができる。この場合、送電側の第1電力伝送コイルは、シートと共にスライド移動可能に設けられ、受電側の第2電力伝送コイルは、当該シートの回転軸に当該シートと共に回転可能に設けられる。この構成により、シート用給電装置は、シートのスライド位置、回転位置にかかわらずシートに対して適正に給電することができる、という効果を奏する。
図1は、実施形態に係るシート用給電装置が適用されたシートの概略構成を表す模式的な斜視図である。 図2は、実施形態に係るシート用給電装置が適用されたシートの概略構成を表す模式的な分解斜視図である。 図3は、実施形態に係るシート用給電装置が適用されたシートの概略構成を表す模式的な部分正面図である。 図4は、実施形態に係るシート用給電装置が適用されたシートのシートレールを含む部分断面斜視図である。 図5は、実施形態に係るシート用給電装置の概略構成を表す模式的なブロック図である。 図6は、実施形態に係るシート用給電装置の概略構成を表す模式的な部分断面図である。 図7は、実施形態に係るシート用給電装置の概略構成を表す模式的な断面図である。
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
なお、以下で説明する各図において、シートの要部以外の部分は適宜省略して図示している。また、以下の説明では、互いに交差する第1方向、第2方向、及び、第3方向のうち、第1方向を「前後方向X」といい、第2方向を「幅方向Y」といい、第3方向を「高さ方向Z」という。ここでは、前後方向Xと幅方向Yと高さ方向Zとは、相互に直交する。典型的には、シート用給電装置が車両に搭載され当該車両が水平面に位置する状態で、前後方向X、幅方向Yは、水平方向に沿い、高さ方向Zは、鉛直方向に沿う。前後方向Xは、典型的には、シート用給電装置が搭載される車両の全長方向に相当し、ここでは、シートのスライド方向に沿った方向に相当する。幅方向Yは、典型的には、シート用給電装置が搭載される車両の全幅方向に相当する。高さ方向Zは、典型的には、シート用給電装置が搭載される車両の車高方向に相当する。以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、各部が相互に組み付けられた状態での方向を表すものとする。
[実施形態]
図1、図2に示す本実施形態のシート用給電装置1は、車両の床面を構成する車両フロア100に設置されたシート101に対して給電(電力の供給)を行う車載給電システムの一部を構成するものである。
シート101は、車両の乗員が着座するものであり、車両フロア100に対してスライド方向L1(図1参照)に沿ってスライド移動可能に設置される。本実施形態のシート101のスライド方向L1は、前後方向Xに沿った方向である。シート101は、シートベース102を介して車両フロア100に設けられたシートレール103に支持される。シートベース102は、シート101の高さ方向Zの下側に位置し当該シート101を支持する台座部分である。シートベース102は、高さ方向Zの下側の面に複数のスライダ104が設けられる。ここでは、スライダ104は、シートベース102の前後方向Xに沿った各辺にそれぞれ2つずつ、合計4つ設けられる。シートレール103は、シート101の前後方向Xに沿ったスライド移動を案内するためのガイドレールである。シートレール103は、車両フロア100に前後方向Xに延在して設けられる。シートレール103は、幅方向Yに沿って間隔をあけて一対で設けられる。各シートレール103は、図3、図4に示すように、それぞれスライダ104が2つずつ嵌合され、当該各スライダ104をスライド方向L1(前後方向X)に沿って案内する。上記の構成により、シート101は、シートベース102、スライダ104を介して各シートレール103に支持され、当該各シートレール103上をスライド方向L1に沿ってスライド移動可能に構成される。シート101は、電動でスライド移動可能に構成されてもよいし、手動でスライド移動可能に構成されてもよい。
さらに、本実施形態のシート101は、回転軸105を有し、回転軸105を回転中心とした回転方向L2(図2参照)に回転可能に構成される。回転軸105は、シート101において乗員が着座する座面部106に設けられる。回転軸105は、座面部106の高さ方向Zの下側の面から当該高さ方向Zの下側に向けて突出するように形成される。回転軸105は、中心軸線Cが高さ方向Zに沿う略円筒状に形成される。回転軸105は、シートベース102に中心軸線Cを回転中心として回転可能に支持される。上記の構成により、シート101は、回転軸105の中心軸線Cを回転中心とした回転方向L2に任意の角度で回転可能に構成される。シート101は、回転軸105の中心軸線Cを回転中心として360°回転可能である。シート101は、電動で回転可能に構成されてもよいし、手動で回転可能に構成されてもよい。
シート用給電装置1は、上記のように、車両フロア100に、スライド方向L1に沿ってスライド移動可能かつ回転方向L2に回転可能に設置されたシート101に対して給電を行う。本実施形態のシート用給電装置1は、車両フロア100側の車両側機器107とシート101側に設けられる電装品108との間の給電ラインにおいて、少なくとも一部分をワイヤレス化し、非接触電力伝送とするワイヤレス給電システムである。シート用給電装置1は、図2、図3、図5等に示すように、車両側装置10と、シート側装置20とを備える。シート用給電装置1は、車両側機器107からの電力を、車両側装置10とシート側装置20との間で非接触で伝送し、電装品108に供給する。また、本実施形態のシート用給電装置1は、車両側機器107と電装品108との間での非接触での電力伝送に加え、さらに、車両側機器107と電装品108との間での無線通信を行う機能も有している。つまり、本実施形態のシート用給電装置1は、車両側機器107と電装品108との間で電力、及び、信号の双方を非接触で伝送する。
ここで、車両側機器107は、車両に搭載され車両フロア100側(車両本体側)に設けられた種々の機器を含む。車両側機器107は、例えば、電力供給の源となるバッテリや発電機等の電源、車両フロア100側(車両本体側)で各種制御を行う車両側ECU(電子制御ユニット:Electronic Control Unit)等によって構成される。車両側機器107は、車両フロア100側に据え付けられており、シート101と共には移動しないように構成されている。一方、電装品108は、車両側機器107から供給される電力によって動作する電子機器である。電装品108は、例えば、座面部106を暖めるヒータや各部を駆動する電動モータ等の各種アクチュエータ、荷重等を検出する各種センサ、操作入力を受け付ける各種スイッチ類、他の部位に電力を分配する電源分配機器、シート101側で各種制御を行うシート側ECU等によって構成される。電装品108は、シート101に設けられ、シート101と共に移動可能に構成されている。車両側機器107と電装品108とは、シート101のスライド移動や回転に伴って相対移動する位置関係にある。なお、図2、図5等は、それぞれ車両側機器107、電装品108を簡略的に1つだけ図示しているがこれに限らずそれぞれ複数設けられてもよい。
具体的には、車両側装置10は、ワイヤレス給電システムにおいて、電力の供給源側の送電ユニットを構成するものである。車両側装置10は、第1電力伝送コイル11、第1信号伝送アンテナ12、アンダーカバー13、及び、アッパーカバー14を含んで構成される。車両側装置10は、第1電力伝送コイル11、第1信号伝送アンテナ12がアンダーカバー13、アッパーカバー14に組み付けられることで送電ユニットとしてユニット化されて構成される。
一方、シート側装置20は、ワイヤレス給電システムにおいて、電力の供給先側の受電ユニットを構成するものである。シート側装置20は、第2電力伝送コイル21、第2信号伝送アンテナ22、及び、アンダーカバー23を含んで構成される。シート側装置20は、第2電力伝送コイル21、第2信号伝送アンテナ22がアンダーカバー23に組み付けられることで受電ユニットとしてユニット化されて構成される。
なお、車両側装置10は、さらに、車両側装置10における種々の機能を実現するための電子回路も含んで構成される。同様に、シート側装置20は、さらに、シート側装置20における種々の機能を実現するための電子回路も含んで構成される。
第1電力伝送コイル11は、第2電力伝送コイル21と非接触で電力を伝送可能な導体コイルである。第2電力伝送コイル21は、第1電力伝送コイル11と非接触で電力を伝送可能な導体コイルである。つまり、第1電力伝送コイル11と第2電力伝送コイル21とは、相互間で非接触で電力を伝送可能である。第1電力伝送コイル11、第2電力伝送コイル21は、例えば、いわゆるスパイラル型の導体コイルによって構成されてもよいし、ソレノイド(ヘリカル)型の導体コイルによって構成されてもよい。スパイラル型の導体コイルは、導電性を有する素線が中心軸線を中心として当該中心軸線周りに渦巻状に巻き回されて形成される。一方、ソレノイド型の導体コイルは、導電性を有する素線が中心軸を中心として当該中心軸線周りに螺旋状に巻き回されて形成される。ここでは、第1電力伝送コイル11、第2電力伝送コイル21は、例えば、中心軸線C周りに螺旋状に巻き回されて形成されたソレノイド型の導体コイルによって構成される。第1電力伝送コイル11と第2電力伝送コイル21とは、互いに対向した状態で、電磁誘導方式、電磁界共鳴方式等、種々の方式によって非接触で電力を伝送することができる。第1電力伝送コイル11と第2電力伝送コイル21とは、一方が電力を送電する送電コイルとなり、他方が電力を受電する受電コイルとなる。ここでは、第1電力伝送コイル11と第2電力伝送コイル21とは、送電ユニット側のコイルである第1電力伝送コイル11が送電コイルとなり、受電ユニット側のコイルである第2電力伝送コイル21が受電コイルとなる。第1電力伝送コイル11は、例えば、電子回路、コネクタ107a、配索材(電源線、接地線)107b等を介して車両側機器107に電気的に接続され、車両フロア100側の車両側機器107に含まれる電源から電力が供給される。第2電力伝送コイル21は、例えば、電子回路、コネクタ108a、配索材(電源線、接地線)108b等を介してシート101に設けられた電装品108に電気的に接続され、第1電力伝送コイル11から受電した電力を当該電装品108に供給可能である。
第1信号伝送アンテナ12は、第2信号伝送アンテナ22と非接触で信号を伝送可能な導体コイルである。第2信号伝送アンテナ22は、第1信号伝送アンテナ12と非接触で信号を伝送可能な導体コイルである。つまり、第1信号伝送アンテナ12と第2信号伝送アンテナ22とは、相互間で非接触で信号を伝送可能(無線通信)である。第1信号伝送アンテナ12、第2信号伝送アンテナ22は、例えば、中心軸線C周りに環状に形成された導体素線によって構成される。第1信号伝送アンテナ12、第2信号伝送アンテナ22は、高周波エネルギを電磁波(電波)として空間に放射(送信)したり、空間の電磁波(電波)を高周波エネルギへ相互に変換(受信)したりする通信カプラを構成する。第1信号伝送アンテナ12と第2信号伝送アンテナ22とは、互いに対向した状態で、種々の方式によって非接触で信号を伝送することができる。第1信号伝送アンテナ12と第2信号伝送アンテナ22とは、典型的には、Bluetooth(登録商標)、NFC(Near Field Communication)等の近距離無線方式を採用することができるが、これに限らず広域無線方式、狭域無線方式等であってもよい。第1信号伝送アンテナ12と第2信号伝送アンテナ22とは、一方が信号を送電する送信アンテナとなり、他方が信号を受電する受信アンテナとなる。第1信号伝送アンテナ12は、例えば、電子回路、コネクタ107a、配索材(通信線)107b等を介して車両側機器107に電気的に接続され、当該車両側機器107との間で信号を伝送可能である。第2信号伝送アンテナ22は、例えば、電子回路、コネクタ108a、配索材(通信線)108b等を介してシート101に設けられた電装品108に電気的に接続され、当該電装品108との間で信号を伝送可能である。
アンダーカバー13、アッパーカバー14、アンダーカバー23は、それぞれ車両側装置10、シート側装置20の各部が組み付けられるものである。アンダーカバー13、アッパーカバー14、アンダーカバー23は、例えば、絶縁性を有する樹脂材料によって形成される。アンダーカバー13、アンダーカバー23は、共に中心軸線が高さ方向Zに沿う略円筒状に形成される。アンダーカバー13、アンダーカバー23は、共に高さ方向Zの上側が開口し、高さ方向Zの下側が閉塞している。
アンダーカバー13は、内部に第1電力伝送コイル11、第1信号伝送アンテナ12等を収容すると共に高さ方向Zの上側の開口にアッパーカバー14が装着される。第1電力伝送コイル11、第1信号伝送アンテナ12は、図6に示すように、中心軸線がアンダーカバー13の中心軸線と一致するようにアンダーカバー13の内部に組み付けられる。第1電力伝送コイル11は、アンダーカバー13の高さ方向Zの下側の閉塞端部近傍に種々の固定具等を介して組み付けられる。第1信号伝送アンテナ12は、アンダーカバー13の高さ方向Zの上側のアッパーカバー14近傍に種々の固定具等を介して組み付けられる。
そして、アンダーカバー13は、シート101と共にスライド移動可能に設けられる。ここでは、アンダーカバー13は、図2、図3、図4、図6、図7に示すように、マウント部材15を介してシート101と共にスライド移動しかつ当該シート101と共には一体回転しないように構成されている。マウント部材15は、トレイ状に形成された部材である。マウント部材15は、幅方向Yの両端部の立ち上がり部15aがそれぞれ各スライダ104に支持される。マウント部材15は、立ち上がり部15aが各スライダ104に支持された状態で、車両フロア100の高さ方向Zの下側の空間部(いわゆるフロア下)に位置する。マウント部材15は、高さ方向Zに沿って回転軸105の下側の端部と対向して位置する。マウント部材15は、シート101のスライド移動に伴って各スライダ104と共にスライド方向L1に沿ってスライド移動する。そして、マウント部材15は、高さ方向Zの上側の面にアンダーカバー13が据え付けられる。アンダーカバー13は、マウント部材15に据え付けられた状態で、マウント部材15と共に車両フロア100の高さ方向Zの下側の空間部に位置する。アンダーカバー13は、中心軸線がシート101の回転中心となる中心軸線Cと一致するように設置される。上記の構成により、アンダーカバー13は、マウント部材15を介してシート101と共にスライド方向L1に沿ってスライド移動しかつ当該シート101と共には一体回転しないように構成される。この結果、アンダーカバー13に組み付けられている第1電力伝送コイル11、第2電力伝送コイル21は、マウント部材15に設けられ、シート101と共にスライド方向L1に沿ってスライド移動可能かつ当該シート101と共には一体回転しないように設けられることとなる。
一方、アンダーカバー23は、内部に第2電力伝送コイル21、第2信号伝送アンテナ22等を収容する。第2電力伝送コイル21、第2信号伝送アンテナ22は、図6に示すように、中心軸線がアンダーカバー23の中心軸線と一致するようにアンダーカバー23の内部に組み付けられる。第2信号伝送アンテナ22は、アンダーカバー23の高さ方向Zの下側の閉塞端部近傍に種々の固定具等を介して組み付けられる。第2電力伝送コイル21は、第2信号伝送アンテナ22の高さ方向Zの上側に種々の固定具等を介して組み付けられる。
そして、アンダーカバー23は、シート101の回転軸105に当該シート101と共に当該回転軸105を回転中心として回転可能に設けられる。ここでは、アンダーカバー23は、図2、図3、図6、図7に示すように、回転軸105の内部に据え付けられることで、シート101と共にスライド移動しかつ当該シート101と共に一体回転するように構成されている。ここでは、アンダーカバー23は、回転軸105の内部の高さ方向Zの下側の端部(最下端部)に設けられる。アンダーカバー23は、中心軸線がシート101の回転中心となる中心軸線Cと一致するように設置される。上記の構成により、アンダーカバー23は、シート101と共にスライド方向L1に沿ってスライド移動しかつ当該シート101と共に一体回転するように構成される。この結果、アンダーカバー23に組み付けられている第2電力伝送コイル21、第2信号伝送アンテナ22は、マウント部材15と対向する回転軸15の高さ方向Zの下側の端部に設けられ、シート101と共にスライド方向L1に沿ってスライド移動可能かつ当該シート101と共に一体回転するように設けられることとなる。
上記のように構成される車両側装置10とシート側装置20とは、図6、図7に示すように、アンダーカバー13、アンダーカバー23が上記の位置関係で配置される。この構成により、車両側装置10とシート側装置20とは、第1電力伝送コイル11、第1信号伝送アンテナ12と第2電力伝送コイル21、第2信号伝送アンテナ22とが中心軸線Cに沿って対向して位置することとなる。
以上で説明したシート用給電装置1は、第1電力伝送コイル11と第2電力伝送コイル21とによって非接触で車両側機器107側からシート101側に電力を伝送し、シート101に設けられた電装品108に当該電力を供給することができる。この場合、送電側の第1電力伝送コイル11は、シート101と共にスライド移動可能に設けられ、受電側の第2電力伝送コイル21は、当該シート101の回転軸105に当該シート101と共に回転可能に設けられる。この構成により、シート用給電装置1は、スライド移動、及び、回転によって多様なシートアレンジが可能なシート101に対して、シート101のスライド位置、回転位置にかかわらず適正に給電することができる。例えば、シート101への給電のために配索材を用いた場合、シート101のスライド位置、回転位置が配索材の長さに依存する傾向にあるが、シート用給電装置1は、実現可能なシート101のスライド位置、回転位置に制限がなく乗員の好みに合わせて最適なシートアレンジを実現することができる。また、シート用給電装置1は、配索材のバタつきによる異音発生等を防止することもできる。
また、以上で説明したシート用給電装置1は、第1信号伝送アンテナ12と第2信号伝送アンテナ22とによって車両側機器107側と電装品108側との間で無線通信を行うことができる。この結果、シート用給電装置1は、例えば、車両側機器107側と電装品108側との間でシート101や乗員に関する情報や制御情報等、様々な情報を送受信することができる。
ここでは、以上で説明したシート用給電装置1は、第1電力伝送コイル11、第1信号伝送アンテナ12がアンダーカバー13を介してマウント部材15に設けられ、第2電力伝送コイル21、第2信号伝送アンテナ22がアンダーカバー23を介して回転軸105の端部内に設けられる。この構成により、シート用給電装置1は、シート101のスライド位置、回転位置にかかわらず、第1電力伝送コイル11と第2電力伝送コイル21との非接触給電、第1信号伝送アンテナ12と第2信号伝送アンテナ22との無線通信に最適な位置関係を保持することができる。また、シート用給電装置1は、回転軸105の高さ方向Zの最下端部に第2電力伝送コイル21、第2信号伝送アンテナ22が配置されることで、第1電力伝送コイル11、第1信号伝送アンテナ12との距離を極力短くすることができる。これにより、シート用給電装置1は、外部ノイズの影響を抑制することができるので、第1電力伝送コイル11と第2電力伝送コイル21との非接触給電、第1信号伝送アンテナ12と第2信号伝送アンテナ22との無線通信を安定して行うことができる。
なお、上述した本発明の実施形態に係るシート用給電装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。
以上の説明では、シート101のスライド方向L1は、前後方向Xに沿った方向であるものとして説明したがこれに限らず、幅方向Yに沿った方向であってもよい。
以上の説明では、シート用給電装置1は、非接触での電力伝送に加え、無線通信を行う機能も有し、第1信号伝送アンテナ12、第2信号伝送アンテナ22を備えるものとして説明したがこれに限らない。シート用給電装置1は、第1信号伝送アンテナ12、第2信号伝送アンテナ22を備えず、無線通信を行う機能を有さない構成であってもよい。
1 シート用給電装置
10 車両側装置
11 第1電力伝送コイル
12 第1信号伝送アンテナ
13 アンダーカバー
14 アッパーカバー
15 マウント部材
20 シート側装置
21 第2電力伝送コイル
22 第2信号伝送アンテナ
23 アンダーカバー
100 車両フロア
101 シート
102 シートベース
103 シートレール
104 スライダ
105 回転軸
106 座面部
107 車両側機器(電源)
108 電装品
C 中心軸線
L1 スライド方向
L2 回転方向

Claims (3)

  1. 車両フロアに設置されるシートと共にスライド移動可能に設けられ、前記車両フロア側の電源から電力が供給され、非接触で電力を伝送可能である第1電力伝送コイルと、
    前記シートの回転軸に当該シートと共に当該回転軸を回転中心として回転可能に設けられ、前記第1電力伝送コイルと対向して位置し当該第1電力伝送コイルと非接触で電力を伝送可能であり、当該第1電力伝送コイルから受電した電力を前記シートに設けられた電装品に供給可能である第2電力伝送コイルとを備えることを特徴とする、
    シート用給電装置。
  2. 前記シートと共にスライド移動可能に設けられ、非接触で信号を伝送可能である第1信号伝送アンテナと、
    前記シートの回転軸に当該シートと共に当該回転軸を回転中心として回転可能に設けられ、前記第1信号伝送アンテナと非接触で信号を伝送可能である第2信号伝送アンテナとを備える、
    請求項1に記載のシート用給電装置。
  3. 前記回転軸の端部と対向して位置し、前記シートと共にスライド移動可能であるマウント部材を備え、
    前記第1電力伝送コイルは、前記マウント部材に設けられ、
    前記第2電力伝送コイルは、前記マウント部材と対向する前記回転軸の端部に設けられる、
    請求項1又は請求項2に記載のシート用給電装置。
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