JP3751478B2 - 電磁誘導式給電装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両に設けられた誘導コネクタに給電する電磁誘導式給電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
実開平０６−０４４３０１号公報に開示されているように、バッテリ駆動式自動車の給電装置として、電磁誘導現象を利用した誘導コネクタが開示されている。その基本構成は、電磁誘導用のコイル間に磁気回路（閉磁路）を構成し、給電側の一次コイルに交流電力を出力して負荷側の二次コイルに起電力を生じさせるようになっている。
【０００３】
ところで、本件出願人は、バッテリ駆動式自動車に限らず、広く一般の自動車の給電装置に上述のような誘導コネクタを採用することを検討している。例えばドアの電装品に車体側から給電する場合、電磁誘導用のコイルが巻装された電磁誘導コアを車体側とドア側とにそれぞれ設け、車体側の電磁誘導コア（一次コア）に巻装されたコイル（一次コイル）とドア側の電磁誘導コア（二次コア）に巻装されたコイル（二次コイル）との間に磁気回路（閉磁路）を構成し、一次コイルに交流を給電して二次コイルに起電力を生じさせることにより、ドア側の電装品に通電するのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような給電システムを確立するためには、誘導コネクタの一次コイルに交流電源を接続する必要がある。ここで、車両の直流電源装置は直流電源であるので、誘導コネクタを直流電源装置に接続するために、直流電源装置と誘導コネクタとの間にインバータを設ける必要があった。
【０００５】
しかし、そのようなインバータを設けた場合には、コストがかさむばかりでなく、重量が重くなり、給電機構がかさばるという問題があった。
【０００６】
しかも、インバータには、電磁ノイズの発生源となるスイッチング素子が必須の部品として採用されているが、そのようなインバータをさらに設けることは、電磁ノイズの対策も困難になり、誘導コネクタを採用可能な電装品が制約されてしまうという不具合もあった。
【０００７】
加えて、インバータは、通常、ケーシング内にスイッチング素子ユニットを初めとする回路ユニット、冷却用のファン、電界コンデンサ、リレー、ヒューズ等を有しており、メンテナンスを要するものである。また、トラブルが生じた場合には、スイッチング素子ユニットやゲートコントロール基板を交換する必要もあるので、そのようなインバータをさらに付加することは、トラブル発生時に複数箇所にわたって点検／修理を行う必要が生じ、メンテナンスも手間になるという問題もあった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、メンテナンス性に優れ、軽量でノイズ対策も容易な廉価な給電システムを確立することのできる電磁誘導式給電装置を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、直流電源装置と、交流電力出力端子と、前記直流電源装置に接続される変圧用一次コイル及びこの変圧用一次コイルと磁気的に結合されて前記交流電流出力端子に接続される変圧用二次コイルを有する変圧器を含み、前記直流電源装置から前記交流電力出力端子に交流電力を出力するためのインバータとが車体に搭載された車両に設けられる電磁誘導式給電装置において、コネクタ用一次コイルと、このコネクタ用一次コイルとの間で磁気回路を形成するコネクタ用二次コイルとを有する誘導コネクタを備え、この誘導コネクタのコネクタ用一次コイルが、前記交流電流出力端子に接続された前記変圧用二次コイルとは別に設けられてこの変圧用二次コイルとともに共通の前記変圧用一次コイルに磁気的に結合された変圧用コネクタ側二次コイルに接続されている電磁誘導式給電装置である。
【００１０】
この発明では、誘導コネクタを採用するに当たり、当該誘導コネクタのコネクタ用一次コイルが、車両の交流電力出力端子に交流電力を出力するインバータの変圧用コネクタ側二次コイルに接続されているので、このインバータを誘導コネクタ用のインバータとして共用することが可能になる。
【００１１】
また、前記変圧用コネクタ側二次コイルは、前記交流電力出力端子に接続される変圧用二次コイルと共通の変圧用一次コイルに磁気的に結合されているので、誘導コネクタの電圧を変換する際に、インバータに設けられている変圧用一次コイルを前記交流電力出力端子の変圧用と誘導コネクタの変圧用とに併用することが可能になる。
【００１２】
誘導コネクタの態様としては、一次コイルと二次コイルとが互いに対向した状態のまま所定の回動軸回りに相対的に回動可能に配設される回動式コネクタと、一次コイルと二次コイルとが互いに接近／離反可能な接離式コネクタとが考えられる。また、誘導コネクタの使用例としては、二次コイルをドアの電装品に接続することが例示される。
【００１３】
前記インバータには、複数の誘導コネクタが接続されていてもよい。この場合には、より多くの誘導コネクタがインバータを共用することになる。
【００１４】
前記インバータは、前記変圧器を内蔵するケーシングを備え、このケーシングに、前記変圧用コネクタ側二次コイルと接続されるとともに前記誘導コネクタのコネクタ用一次コイルと接続される誘導コネクタ用出力端子が取り付けられていることが、より好ましい。このようにすると、ケーシングをも共用することが可能になる。また、インバータに対し、例えばワイヤーハーネスを介して誘導コネクタの一次コイルを接続することができる。
【００１５】
さらに、前記インバータのスイッチング素子は、接地された金属部材により囲繞されているものであることが好ましい。
【００１６】
このようにすると、金属部材によってスイッチング素子による電磁ノイズが可及的に回避された状態で、当該インバータの電力が誘導コネクタの一次コイルに供給されることになる。
【００１７】
加えて、前記誘導コネクタは、一次コイルと二次コイルとが互いに対向した状態のまま所定の回動軸回りに相対的に回動可能に配設される回動式コネクタを含んでいることが好ましい。
【００１８】
この発明では、例えばヒンジ式のドアに装備された電装品に給電する際に、ドアの開閉状態に拘らず給電を要する電装品に好適に給電することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る概略構成を示す回路図である。また図２及び図３は図１の実装例を模式的に示す斜視図である。
【００２１】
これらの図を参照して、図示の実施形態に係る車両は、直流電源装置ＰＷと、この直流電源装置ＰＷに対し、入力ハーネスＷＨ１を介して接続されたインバータＣＶとを車体Ｂに備えている。
【００２２】
上記インバータＣＶは、ケーシングＣＶ１内にスイッチング素子ＣＶ２を有し、このスイッチング素子ＣＶ２が上記入力ハーネスＷＨ１により給電されている。
【００２３】
スイッチング素子ＣＶ２は、例えば、電力用サイリスタやトランジスタが組み合わされた半導体スイッチユニットで構成される。このスイッチング素子ＣＶ２は、図示しない基板上等に実装されてスイッチング素子ユニットを構成しており、その周囲は、接地された金属製（例えば鉄）の囲繞板ＣＶ３によって囲繞されている。また必要に応じてノイズフィルタを採用してもよい。これにより、スイッチング素子ＣＶ２（或いはスイッチング素子ユニット）からの電磁ノイズが遮断されるようになっている。スイッチング素子ＣＶ２の出力側には、変圧器ＣＶ４の一次コイル（変圧用一次コイル）ＣＶ４１が接続されている。
【００２４】
図示の例において、この一次コイルＣＶ４１には、変圧用二次コイルである二次コイルＣＶ４２と、変圧用コネクタ側二次コイルである二次コイルＣＶ４３とが磁気的に結合されている。各二次コイルＣＶ４２、ＣＶ４３には、整流平滑回路ＣＶ５、パルス幅変調用のＰＷＭ回路ＣＶ６（二次コイルＣＶ４２のみ）、フィルタ回路ＣＶ７が接続されており、一方の二次コイルＣＶ４２側の出力端子Ｔ１には、ＡＣ出力コンセントＢ１が、他方の二次コイルＣＶ４３側の出力端子Ｔ２には、ＡＣ／ＤＣコンバータＢ２を介してＤＣ電源出力コネクタＢ３が接続されている。
【００２５】
ここで、上記変圧用コネクタ側二次コイルである二次コイルＣＶ４３には、ケーシングＣＶ１に設けた誘導コネクタ用出力端子Ｔ３及び誘導コネクタ用出力端子Ｔ３に接続される出力ハーネスＷＨ２を介して誘導コネクタ１（２）が接続されている。
【００２６】
上記誘導コネクタ１（２）は、車体Ｂに取り付けられている回動式のバックドアＤＢ（図２参照）やサイドドアＤＳ（図３参照）に設けられた電装品１ａ、２ａに対して通電するためのものである。本実施形態に適用可能な誘導コネクタとしては、回動式コネクタ１と接離式コネクタ２とが例示される。
【００２７】
回動式コネクタ１は、後述するように回動式のドアＤＢ（ＤＳ）のヒンジ周りに回動可能な電磁誘導コイル１５ａ、２５ａを有している誘導コネクタである。この回動式コネクタ１が接続される電装品１ａとしては、バックドアＤＢについてはランプＬ（図２参照）が、回動式のサイドドアＤＳについては、パワーウィンド用モータＭ（図３参照）及びランプが例示される。
【００２８】
これに対して、接離式コネクタ２は、各電磁誘導コイル１５ａ、２５ａが互いに接離可能な誘導コネクタである。この接離式コネクタ２が接続される電装品２ａとしては、バックドアＤＢについては、ワイパー用モータＭ１、パワードアロック用モータＭ２（図３参照）、デフォッガーＤ（図２参照）等が例示され、サイドドアＤＳについては、パワードアロック用モータＭ２の他、ドアミラー駆動用モータが例示される。なお図１において、１ｂは誘導コネクタ１（２）と電装品１ａ（２ａ）との間に挿入された整流平滑回路である。
【００２９】
なお、図では省略されているが、上記ケーシングＣＶ１には、一壁面に貫通孔が形成されており、この貫通孔を通して入力ハーネスＷＨ１や出力ハーネスＷＨ２等がそれぞれ対応する端子に接続されている。
【００３０】
次に、本実施形態に適用可能な誘導コネクタ１、２の構成について説明する。
【００３１】
図４は図１の実施形態に採用可能な回動式コネクタ１の斜視図であり、図５は図４の断面図、図６は図４の分解断面図、図７は図４の側面図である。
【００３２】
これらの図を参照して、回動式コネクタ１は、車体Ｂ側に取り付けられる一次コアユニット１０とドアＤＢ（ＤＳ）側に取り付けられる二次コアユニット２０とをヒンジ軸３で相対的に回動可能に連結したものである。
【００３３】
図５に示すように、ヒンジ軸３は、ヘッド３ａを備えているとともに、自由端部にねじ穴３ｂを同心に有しており、このねじ穴３ｂに螺合するボルト３ｄによって、両ユニット１０、２０を分離可能に連結している。
【００３４】
各コアユニット１０、２０は、取り付け板１１、２１と、取り付け板１１、２１に突設されたホルダ部１２、２２と、各ホルダ部１２、２２に内蔵されたコイルユニット１５、２５とをそれぞれ有している。
【００３５】
各ホルダ部１２、２２には、それぞれ相手側に向かって開く環状の収容凹部１２ｅ、２２ｅがヒンジ軸３の挿通孔１２ｃ、２２ｃと同心に形成されており、これによって、内部に収容されているコイルユニット１５、２５を同心に対向させることができるようになっている。
【００３６】
各コイルユニット１５、２５は、ヒンジ軸３と同心に組み付けられる一次コイル（コネクタ用一次コイル）１５ａ及び二次コイル（コネクタ用二次コイル）２５ａと、各コイル１５ａ、２５ａがそれぞれ巻装されたコア１５ｂ、２５ｂとで構成されているものである。
【００３７】
各コイル１５ａ、２５ａは、電線を環状に巻回して構成されたものである。また、各コア１５ｂ、２５ｂは、例えばフェライト等、磁気抵抗の小さい強磁性体材料で構成される。
【００３８】
そして、図示の実施形態では、一次コアユニット１０のコイル１５ａの外周を二次コアユニット２０のコイル２５ａの内周に同心に配置することにより、両者を磁気的に結合したものである。
【００３９】
より詳細に説明すると、一方のコイルユニット１５のコア１５ｂは、ホルダ部１２の収容凹部１２ｅの内奥部に嵌合するフランジ部１５ｄと、このフランジ部１５ｄと同心に形成されたボス部１５ｆとを同心に有する環状の燒結材である。このコア１５ｂの内周にホルダ部１２の収容凹部１２ｅを区画するボス１２ｈを同心に嵌合させることにより、ホルダ部１２のヒンジ軸挿通孔１２ｃとコア１５ｂとの同心性が確保されている。そして、コイル１５ａは上記コア１５ｂのボス部１５ｆの外周に巻装されている。また、他方のコイルユニット２５のコア２５ｂは、収容凹部２２ａ内に嵌入した有底の筒状体であり、周壁２５ｃと環状の低部２５ｄとを一体に有している。コア２５ｂの内周には、環状に巻回されたコイル２５ａが嵌入されている。そして、このコイル２５ａの内周部に相手側のコイル１５ａを導入することにより、両コイル１５ａ、２５ａは、径方向に対向した状態で同心に配置されることになる。
【００４０】
図示の実施形態に係る二次コイルユニット２０のホルダ部２２には、ヒンジ軸３と同心に形成された円弧状のスリット２２ｅが形成されている。スリット２２ｅにより、ホルダ部２２の外周壁２２ｆは、相手側のホルダ部１２の収容凹部１２ｅ内に嵌入可能な円筒形状を呈している。これとともに、一次コイルユニット１０のホルダ部１２の外周壁１２ｆがスリット２２ｅ内に嵌入し、互いに相対回動可能な状態で同心性を確保している。さらに一方のホルダ部１２の端面１２ｇは、他方のホルダ部２２の自由端側に形成した肩部２２ｇに当接される。これにより、両ホルダ部１２、２２は、ヒンジ軸３によって連結された際、円周方向に相対変位可能な状態で組み付けられる。この結果、各コイルユニット１５、２５が同心に径方向に対向することになる。
【００４１】
各コイル１５ａ、２５ａの配線を行うために、各ホルダ部１２、２２には、有底の収容穴１６、２６が形成され、対応する取り付け板１１、２１に開口している。これら収容穴１６、２６内には、コネクタ１８、２８のリード線１７、２７が導入され、対応するコイル１５ａ、２５ａと電気的に接続されている。これにより、一次コイル１５ａを車体ＢのインバータＣＶに、二次コイル２５ａを電装品１ａにそれぞれ電気的に接続することが可能になっている。
【００４２】
次に上述した回動式コネクタ１と併用される接離式コネクタ２の具体例について図２及び図３並びに図８以下を参照しながら説明する。
【００４３】
図８は本発明に適用可能な接離式コネクタ２の一例であって、ドアが開放状態のときを示す断面図であり、図９はドアを閉じつつある瞬間における図８の接離式コネクタの断面図であり、図１０は図８のコネクタの嵌合状態を示す断面図である。
【００４４】
これらの図を参照して、接離式コネクタ２は、互いに接離可能な二つのコイルユニット２１０、２２０を有しており、一方のコイルユニット２１０を車体Ｂの開口縁部に設け、他方のコイルユニット２２０を、ドアＤＢ（ＤＳ）の、上記一方のコイルユニット２１０に対し嵌合可能に対向する位置に取り付けている。
【００４５】
一方のコイルユニット２１０は、車体Ｂに形成された収容凹部２１２内に収容されたスライダ２１３を有している。収容凹部２１２及びスライダ２１３は、いずれも円形断面に形成されており、収容凹部２１２の周方向複数箇所には、回り止めとなる軸方向のリブ２１２ａが突設されている。他方、スライダ２１３の外周面には、リブ２１２ａとスライド嵌合するスリット２１３ａが、各リブ２１２ａ毎に形成されている。これによりスライダ２１３は、軸方向にのみ変位可能に収容凹部２１２内に収容されている。また、収容凹部２１２の開口縁には、図示しないストッパが設けられており、このストッパによって、図１０に示す接合位置を超えてスライダ２１３が車体Ｂよりも突出するのを阻止している。
【００４６】
スライダ２１３の前面には、円形の凹部２１３ｂが形成されており、この凹部２１３ｂには、コア２１４のフランジ部２１４ａが嵌装され、コア２１４をドアＤＢ（ＤＳ）に向けて同心に突出させている。コア２１４は、例えばフェライト粉末を燒結して形成され、フランジ部２１４ａを同心に有する円柱体２１４ｂを有しているとともに、この円柱体２１４ｂには一次コイル２１５が巻回されているものである。さらに、図示の例では、環状の永久磁石２１６がスライダ２１３の前面に埋設されている。
【００４７】
上記スライダ２１３と収容凹部２１２の間には、複数のコイルばね２１７が介装されている。このコイルばね２１７は、自由状態において、スライダ２１３を収容凹部２１２の内奥側に退避させた状態に保持している。この退避位置では、図８に示すように、スライダ２１３に取り付けられたコア２１４のうち円柱体２１４ｂの先端のみが車体Ｂの外面から突出した状態になる。また、コイルばね２１７は、次に説明するコイルユニット２１０、２２０の結合状態において、ドアＤＢ（ＤＳ）側のコイルユニット２２０に設けた永久磁石２２３と上記永久磁石２１６との磁力によって、スライダ２１３が引っ張られ、スライダ２１３を介して一次コイル２１５が接合位置に移動するのを許容する。
【００４８】
次に、ドアＤＢ（ＤＳ）側のコイルユニット２２０は、ドアＤＢ（ＤＳ）に埋設されたコア２２１を有している。このコア２２１は、例えばフェライト粉末を燒結して形成された有底の円筒形状に形成されているものである。コア２２１の内周部２２１ａには、電線を円筒形状に巻回してなる二次コイル２２２が同心に嵌合されている。また、ドアＤＢ（ＤＳ）には、上記コア２２１の外方に同心に配置された永久磁石２２３が嵌装されている。この永久磁石２２３は、ドアＤＢ（ＤＳ）を閉じたときに、上述した車体Ｂ側のコイルユニット２１０の永久磁石２１６と引き合うことによって、車体Ｂ側のコイルユニット２１０をコイルばね２１７の弾性力に抗して引っ張り、スライダ２１３を介して一次コイル２１５を接合位置に移動するためのものである。
【００４９】
以上の構成では、ドアＤＢ（ＤＳ）が開いている状態では、図８に示すように、各コイルユニット２１０、２２０は、互いに離れた位置関係となる。この状態では、両コイルユニット２１０、２２０に設けた両永久磁石２１６、２２３の間では引っ張り力が作用せず、一次コイル２１５は、二次コイル２２２と離れている。この結果、二次コイル２２２に起電力が生じることはなく、ドアＤＢ（ＤＳ）の電装品２ａに通電されることはない。
【００５０】
他方、ドアＤＢ（ＤＳ）を閉じる方向に回動すると、ドアが閉じる直前に両コイルユニット２１０、２２０が突き合わされて、車体Ｂ側のコイルユニット２１０のスライダ２１３に設けたコア２１４の円柱体２１４ｂがドアＤＢ（ＤＳ）側のコイルユニット２２０の二次コイル２２２内に臨んで先端部が導入される。
【００５１】
ドアＤＢ（ＤＳ）が閉じると、両コイルユニット２１０、２２０に設けた永久磁石２１６、２２３が互いに引き合い、スライダ２１３をドアＤＢ（ＤＳ）の方へ引き寄せることになる。ここで、ドアＤＢ（ＤＳ）が閉じた瞬間には、慣性力によってドアＤＢ（ＤＳ）の縁と車体ＢとのクリアランスＣ（図９参照）が狭まるように、ドアＤＢ（ＤＳ）の縁が僅かではあるが急激に弾性変形し、これに伴って、ドアＤＢ（ＤＳ）側のコイルユニット２２０が車体Ｂ側のコイルユニット２１０に対して急激に接近する。しかし、図示の実施形態では、コイルユニット２１０のスライダ２１３がコイルばね２１７によって収容凹部２１２の内奥側に退避しているので、コイルばね２１７が弾性変形して抗力を与えることと相俟って、スライダ２１３はゆっくりと移動し、やがて、図１０に示すように、両永久磁石２１６、２２３が接合する。この結果、ドアＤＢ（ＤＳ）を閉じた瞬間に生じる弾性変形によってコア２１４、２２１同士が過度に衝合することはない。
【００５２】
両永久磁石２１６、２２３が接合すると、コア２１４の円柱体２１４ｂがコア２２１内に入り込み、一次コイル２１５が二次コイル２２２内で径方向に対向することになる。他方、車体Ｂ側のコア２１４のフランジ部２１４ａにドアＤＢ（ＤＳ）側のコア２２１の端面２２１ｃが当接するとともに、円柱体２１４ｂの端面がコア２２１の内底部に当接し、両コア２１４、２２０によって、コイル２１５、２２２を貫通する磁気回路が形成される。これにより、車体Ｂから一次コイル２１５に通電されると、電磁誘導現象によって二次コイル２２２に起電力が生じ、二次コイル２２２に接続された電装品２ａに通電することが可能になる。なおこの過程でドアＤＢ（ＤＳ）は、上述した弾性変形から自然状態に復帰する。
【００５３】
次に、ドアＤＢ（ＤＳ）を開くと、両コイルユニット２１０、２２０が互いに離れて永久磁石２１６、２２３による引っ張り力がほとんど働かなくなるところで、コイルばね２１７が自由状態に復帰し、スライダ２１３を収容凹部２１２の内奥側の退避位置に戻すことになる。
【００５４】
そして、上述したコネクタ１、２を適宜採用することにより、ドアＤＢ（ＤＳ）の電装品１ａ、２ａの通電特性に適合した好適な通電システムを確立することができるのである。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態によれば、車体Ｂの交流電力出力端子（例えばＡＣ出力コンセントＢ１）に接続されたインバータＣＶを誘導コネクタ１（２）用のインバータとして共用することが可能になるので、誘導コネクタ１（２）を採用した給電システムを確立するに当たり、コストを低減することができ、重量がかさむことも少なくなり、給電機構が簡素化する。しかも、インバータＣＶを共用していることから、電磁ノイズの対策も一元化されて容易になり、誘導コネクタ１（２）をより広範な電装品１ａ、２ａに採用することが可能になる。加えて、インバータＣＶのメンテナンスにおいても、トラブル発生時に単一箇所を点検／修理すればよく、作業が容易になるという利点もある。したがって本実施形態によれば、メンテナンス性に優れ、軽量でノイズ対策も容易な廉価な給電システムを確立することができるという顕著な効果を奏する。
【００５６】
また、インバータＣＶのケーシングＣＶ１には、コネクタ用の出力端子Ｔ３が取り付けられており、この出力端子Ｔ３に接続された出力ハーネスＷＨ２を介して誘導コネクタ１（２）がインバータＣＶに接続されているので、ケーシングＣＶ１をも共用することが可能になる。この結果、ノイズの出入口となる入出力線や、ケーシングＣＶ１に出力ハーネスＷＨ２を取り付ける際の貫通孔を可及的に少なくすることができ、ノイズ防止対策を容易に行うことが可能になる。また、配線作業やメンテナンス作業も容易になるという利点がある。
【００５７】
特に、前記誘導コネクタ１（２）が、前記インバータＣＶに内蔵されている変圧器ＣＶ４の一次コイル（変圧用一次コイル）ＣＶ４１と磁気的に結合される二次コイル（変圧用コネクタ側二次コイル）ＣＶ４３を介して当該インバータＣＶに接続されているので、誘導コネクタ１（２）の電圧を変換する際に、インバータＣＶに接続されている変圧器ＣＶ４をも誘導コネクタ１（２）用の変圧器ＣＶ４として併用することが可能になり、一層コストの低廉化に寄与することになる。
【００５８】
また、前記インバータＣＶのスイッチング素子ＣＶ２がケーシングＣＶ１内で金属部材（囲繞板ＣＶ３）により囲繞されているので、囲繞板ＣＶ３によってスイッチング素子ＣＶ２による電磁ノイズが可及的に回避された状態で、当該インバータＣＶの出力電圧が誘導コネクタ１（２）に出力されることになり、ノイズの影響を可及的に抑制し、誘導コネクタ１（２）をより広範な電装品１ａ、２ａに採用することが可能になるという利点がある。
【００５９】
加えて、誘導コネクタが上述した回動式コネクタ１である場合、この回動式コネクタ１は、一次コイル１５ａと二次コイル２５ａとが互いに対向した状態のまま所定のヒンジ軸３の回りに相対的に回動可能に配設されるので、例えばヒンジ式のドアＤＢ（ＤＳ）に装備された電装品１ａ、２ａに給電する際に、ドアの開閉状態に拘らず給電を要する電装品１ａに好適に給電することが可能になり、より誘導コネクタの汎用性が高まるという利点がある。
【００６０】
上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。
【００６１】
例えば、一つのインバータＣＶに対し、複数の誘導コネクタ１（２）を接続してもよい。その態様としては、同種の誘導コネクタが複数個接続されている場合であってもよく、回転式コネクタ１と接離式コネクタ２とが併用されていてもよい。誘導コネクタ１（２）が複数個接続している場合には、インバータＣＶの一元管理が一層容易になるという利点がある。
【００６２】
なお、図１１は、本発明とは別の態様を示すもので、図１１は、インバータＣＶのスイッチング素子ＣＶ２と変圧器ＣＶ４との間に直接誘導コネクタの一次コイル１５（２１５）を接続する構成を採用したものを示している。
【００６３】
これに対して、図１２は、本発明の実施の形態を示したもので、変圧器ＣＶ４に既設されている二次コイルＣＶ４３を変圧用二次コイル、二次コイルＣＶ４２を変圧用コネクタ側二次コイルとし、この二次コイルＣＶ４２の下流端（フィルタ回路と出力端子Ｔ１との間）に誘電コネクタの一次コイル１５を接続する構成を採用したものを示している。
【００６４】
また、本発明の別の実施の形態として、図１３に示すように、変圧器ＣＶ４に既設された二次コイルＣＶ４２、ＣＶ４３とは別個の二次コイルＣＶ４４を接続用として設け、この二次コイルＣＶ４４に誘導コネクタ１（２）を接続してもよい。この場合には、部品点数は増加するが、誘導コネクタ１（２）の接続用として設けられた二次コイルの仕様を変更するだけで誘導コネクタ１（２）の電圧を所望の値に設定／変更することが可能になり、メンテナンス性や設計の自由度が向上するという利点がある。
【００６５】
図４以下の構成では、車体Ｂ側にユニット２０を設け、ドアＤＢ（ＤＳ）にユニット１０を設けてもよい。同様に、図８以下の構成では、車体Ｂ側にユニット２２０を設け、ドアＤＢ（ＤＳ）にユニット２１０を設けてもよい。或いは、電装品１ａ、２ａの態様に応じて、回動式コネクタ１を複数個設けたり、接離式コネクタを複数個設けてもよい。
【００６６】
さらに、上述した誘導コネクタ１（２）のうち、接離式コネクタ２の用途としては、ヒンジ式ドアに限らず、スライド式のドアに適用することも可能である。加えて、各コネクタ１、２をドアの電装品以外の給電目的で採用してもよい。
【００６７】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、車体の交流電力出力端子に接続されたインバータを誘導コネクタ用のインバータとして共用することが可能になるので、誘導コネクタを採用した給電システムを確立するに当たり、コストを低減することができ、重量がかさむことも少なくなり、給電機構が簡素化する。しかも、インバータを共用していることから、電磁ノイズの対策も一元化されて容易になり、誘導コネクタをより広範な電装品に採用することが可能になる。加えて、インバータのメンテナンスにおいても、トラブル発生時に単一箇所を点検／修理すればよく、作業が容易になるという利点もある。したがって本発明によれば、メンテナンス性に優れ、軽量でノイズ対策も容易な廉価な給電システムを確立することができるという顕著な効果を奏する。
【００６９】
さらに、前記誘導コネクタ用出力端子が前記インバータに内蔵されている変圧器の変圧用コネクタ側二次コイルに接続されているので、誘導コネクタの電圧を変更する際に、インバータに接続されている変圧器をも誘導コネクタ用の変圧器として併用することが可能になり、一層コストの低廉化に寄与することになる。
【００７０】
さらに、前記変圧器に、前記交流電力出力端子に接続される変圧用二次コイルとは別個の変圧用コネクタ側二次コイルを設け、この変圧用コネクタ側二次コイルに前記誘導コネクタ用出力端子が接続されているので、この変圧用コネクタ側二次コイルの仕様を変更するだけで誘導コネクタの電圧を所望の値に設定／変更することが可能になり、メンテナンス性や設計の自由度が向上するという利点がある。
【００７１】
特に、前記インバータに複数の誘導コネクタが接続されている場合には、より多くの誘導コネクタが車体のインバータを共用することになり、インバータの一元管理が容易になる。
【００７２】
また、インバータのケーシングに誘導コネクタの一次コイルと接続される誘導コネクタ用出力端子が取り付けられている場合には、ケーシングをも共用することが可能になる結果、ノイズの出入口となる入出力線や、ケーシングに出力ハーネスを取り付ける際の貫通孔を可及的に少なくすることができ、ノイズ防止対策を容易に行うことが可能になる。また、配線作業やメンテナンス作業も容易になるという利点がある。
【００７３】
また、前記インバータのスイッチング素子が金属部材により囲繞されているものである場合には、金属部材によってスイッチング素子による電磁ノイズが可及的に回避された状態で、当該インバータの電圧が誘導コネクタの一次コイルに出力されることになり、ノイズの影響を可及的に抑制し、誘導コネクタをより広範な電装品に採用することが可能になるという利点がある。
【００７４】
加えて、前記誘導コネクタが、一次コイルと二次コイルとが互いに対向した状態のまま所定の回動軸回りに相対的に回動可能に配設される回動式コネクタを含んでいる場合には、例えばヒンジ式のドアに装備された電装品に給電する際に、ドアの開閉状態に拘らず給電を要する電装品に好適に給電することが可能になり、より誘導コネクタの汎用性が高まるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る概略構成を示す回路図である。
【図２】 図１の実装例（バックドアの例）を模式的に示す斜視図である。
【図３】 図１の別の実装例（サイドドアの例）を模式的に示す斜視図である。
【図４】 図１の実施形態に採用可能な回動式コネクタの斜視図である。
【図５】 図４の断面図である。
【図６】 図４の分解断面図である。
【図７】 図４の側面図である。
【図８】 本発明に適用可能な接離式コネクタの一例であって、ドアが開放状態のときを示す断面図である。
【図９】 ドアを閉じつつある瞬間における図８の接離式コネクタの断面図である。
【図１０】 図８のコネクタの嵌合状態を示す断面図である。
【図１１】 本発明とは別の実施形態に係る回路図である。
【図１２】 本発明の別の実施形態に係る回路図である。
【図１３】 本発明の別の実施形態に係る回路図である。
【符号の説明】
Ｂ 車体
Ｂ１ ＡＣ出力コンセント（交流電力出力端子）
ＤＢ バックドア
ＣＶ インバータ
ＣＶ１ ケーシング
ＣＶ２ スイッチング素子
ＣＶ３ 囲繞板（金属部材）
ＣＶ４ 変圧器
ＣＶ４１ 一次コイル（変圧用一次コイル）
ＣＶ４２ 二次コイル（変圧用二次コイルまたは変圧用コネクタ側二次コイル）
ＣＶ４３ 二次コイル（変圧用コネクタ側二次コイルまたは変圧用二次コイル）
ＣＶ４４ 二次コイル（変圧用コネクタ側二次コイル）
ＰＷ 直流電源装置
Ｔ３ 誘導コネクタ用出力端子
１ 回動式コネクタ（誘導コネクタ）
１ａ、２ａ 電装品
２ 接離式コネクタ（誘導コネクタ）
１５ａ 一次コイル（コネクタ用一次コイル）
２５ａ 二次コイル（コネクタ用二次コイル）
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両に設けられた誘導コネクタに給電する電磁誘導式給電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
実開平０６−０４４３０１号公報に開示されているように、バッテリ駆動式自動車の給電装置として、電磁誘導現象を利用した誘導コネクタが開示されている。その基本構成は、電磁誘導用のコイル間に磁気回路（閉磁路）を構成し、給電側の一次コイルに交流電力を出力して負荷側の二次コイルに起電力を生じさせるようになっている。
【０００３】
ところで、本件出願人は、バッテリ駆動式自動車に限らず、広く一般の自動車の給電装置に上述のような誘導コネクタを採用することを検討している。例えばドアの電装品に車体側から給電する場合、電磁誘導用のコイルが巻装された電磁誘導コアを車体側とドア側とにそれぞれ設け、車体側の電磁誘導コア（一次コア）に巻装されたコイル（一次コイル）とドア側の電磁誘導コア（二次コア）に巻装されたコイル（二次コイル）との間に磁気回路（閉磁路）を構成し、一次コイルに交流を給電して二次コイルに起電力を生じさせることにより、ドア側の電装品に通電するのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような給電システムを確立するためには、誘導コネクタの一次コイルに交流電源を接続する必要がある。ここで、車両の直流電源装置は直流電源であるので、誘導コネクタを直流電源装置に接続するために、直流電源装置と誘導コネクタとの間にインバータを設ける必要があった。
【０００５】
しかし、そのようなインバータを設けた場合には、コストがかさむばかりでなく、重量が重くなり、給電機構がかさばるという問題があった。
【０００６】
しかも、インバータには、電磁ノイズの発生源となるスイッチング素子が必須の部品として採用されているが、そのようなインバータをさらに設けることは、電磁ノイズの対策も困難になり、誘導コネクタを採用可能な電装品が制約されてしまうという不具合もあった。
【０００７】
加えて、インバータは、通常、ケーシング内にスイッチング素子ユニットを初めとする回路ユニット、冷却用のファン、電界コンデンサ、リレー、ヒューズ等を有しており、メンテナンスを要するものである。また、トラブルが生じた場合には、スイッチング素子ユニットやゲートコントロール基板を交換する必要もあるので、そのようなインバータをさらに付加することは、トラブル発生時に複数箇所にわたって点検／修理を行う必要が生じ、メンテナンスも手間になるという問題もあった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、メンテナンス性に優れ、軽量でノイズ対策も容易な廉価な給電システムを確立することのできる電磁誘導式給電装置を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、直流電源装置と、交流電力出力端子と、前記直流電源装置に接続される変圧用一次コイル及びこの変圧用一次コイルと磁気的に結合されて前記交流電流出力端子に接続される変圧用二次コイルを有する変圧器を含み、前記直流電源装置から前記交流電力出力端子に交流電力を出力するためのインバータとが車体に搭載された車両に設けられる電磁誘導式給電装置において、コネクタ用一次コイルと、このコネクタ用一次コイルとの間で磁気回路を形成するコネクタ用二次コイルとを有する誘導コネクタを備え、この誘導コネクタのコネクタ用一次コイルが、前記交流電流出力端子に接続された前記変圧用二次コイルとは別に設けられてこの変圧用二次コイルとともに共通の前記変圧用一次コイルに磁気的に結合された変圧用コネクタ側二次コイルに接続されている電磁誘導式給電装置である。
【００１０】
この発明では、誘導コネクタを採用するに当たり、当該誘導コネクタのコネクタ用一次コイルが、車両の交流電力出力端子に交流電力を出力するインバータの変圧用コネクタ側二次コイルに接続されているので、このインバータを誘導コネクタ用のインバータとして共用することが可能になる。
【００１１】
また、前記変圧用コネクタ側二次コイルは、前記交流電力出力端子に接続される変圧用二次コイルと共通の変圧用一次コイルに磁気的に結合されているので、誘導コネクタの電圧を変換する際に、インバータに設けられている変圧用一次コイルを前記交流電力出力端子の変圧用と誘導コネクタの変圧用とに併用することが可能になる。
【００１２】
誘導コネクタの態様としては、一次コイルと二次コイルとが互いに対向した状態のまま所定の回動軸回りに相対的に回動可能に配設される回動式コネクタと、一次コイルと二次コイルとが互いに接近／離反可能な接離式コネクタとが考えられる。また、誘導コネクタの使用例としては、二次コイルをドアの電装品に接続することが例示される。
【００１３】
前記インバータには、複数の誘導コネクタが接続されていてもよい。この場合には、より多くの誘導コネクタがインバータを共用することになる。
【００１４】
前記インバータは、前記変圧器を内蔵するケーシングを備え、このケーシングに、前記変圧用コネクタ側二次コイルと接続されるとともに前記誘導コネクタのコネクタ用一次コイルと接続される誘導コネクタ用出力端子が取り付けられていることが、より好ましい。このようにすると、ケーシングをも共用することが可能になる。また、インバータに対し、例えばワイヤーハーネスを介して誘導コネクタの一次コイルを接続することができる。
【００１５】
さらに、前記インバータのスイッチング素子は、接地された金属部材により囲繞されているものであることが好ましい。
【００１６】
このようにすると、金属部材によってスイッチング素子による電磁ノイズが可及的に回避された状態で、当該インバータの電力が誘導コネクタの一次コイルに供給されることになる。
【００１７】
加えて、前記誘導コネクタは、一次コイルと二次コイルとが互いに対向した状態のまま所定の回動軸回りに相対的に回動可能に配設される回動式コネクタを含んでいることが好ましい。
【００１８】
この発明では、例えばヒンジ式のドアに装備された電装品に給電する際に、ドアの開閉状態に拘らず給電を要する電装品に好適に給電することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る概略構成を示す回路図である。また図２及び図３は図１の実装例を模式的に示す斜視図である。
【００２１】
これらの図を参照して、図示の実施形態に係る車両は、直流電源装置ＰＷと、この直流電源装置ＰＷに対し、入力ハーネスＷＨ１を介して接続されたインバータＣＶとを車体Ｂに備えている。
【００２２】
上記インバータＣＶは、ケーシングＣＶ１内にスイッチング素子ＣＶ２を有し、このスイッチング素子ＣＶ２が上記入力ハーネスＷＨ１により給電されている。
【００２３】
スイッチング素子ＣＶ２は、例えば、電力用サイリスタやトランジスタが組み合わされた半導体スイッチユニットで構成される。このスイッチング素子ＣＶ２は、図示しない基板上等に実装されてスイッチング素子ユニットを構成しており、その周囲は、接地された金属製（例えば鉄）の囲繞板ＣＶ３によって囲繞されている。また必要に応じてノイズフィルタを採用してもよい。これにより、スイッチング素子ＣＶ２（或いはスイッチング素子ユニット）からの電磁ノイズが遮断されるようになっている。スイッチング素子ＣＶ２の出力側には、変圧器ＣＶ４の一次コイル（変圧用一次コイル）ＣＶ４１が接続されている。
【００２４】
図示の例において、この一次コイルＣＶ４１には、変圧用二次コイルである二次コイルＣＶ４２と、変圧用コネクタ側二次コイルである二次コイルＣＶ４３とが磁気的に結合されている。各二次コイルＣＶ４２、ＣＶ４３には、整流平滑回路ＣＶ５、パルス幅変調用のＰＷＭ回路ＣＶ６（二次コイルＣＶ４２のみ）、フィルタ回路ＣＶ７が接続されており、一方の二次コイルＣＶ４２側の出力端子Ｔ１には、ＡＣ出力コンセントＢ１が、他方の二次コイルＣＶ４３側の出力端子Ｔ２には、ＡＣ／ＤＣコンバータＢ２を介してＤＣ電源出力コネクタＢ３が接続されている。
【００２５】
ここで、上記変圧用コネクタ側二次コイルである二次コイルＣＶ４３には、ケーシングＣＶ１に設けた誘導コネクタ用出力端子Ｔ３及び誘導コネクタ用出力端子Ｔ３に接続される出力ハーネスＷＨ２を介して誘導コネクタ１（２）が接続されている。
【００２６】
上記誘導コネクタ１（２）は、車体Ｂに取り付けられている回動式のバックドアＤＢ（図２参照）やサイドドアＤＳ（図３参照）に設けられた電装品１ａ、２ａに対して通電するためのものである。本実施形態に適用可能な誘導コネクタとしては、回動式コネクタ１と接離式コネクタ２とが例示される。
【００２７】
回動式コネクタ１は、後述するように回動式のドアＤＢ（ＤＳ）のヒンジ周りに回動可能な電磁誘導コイル１５ａ、２５ａを有している誘導コネクタである。この回動式コネクタ１が接続される電装品１ａとしては、バックドアＤＢについてはランプＬ（図２参照）が、回動式のサイドドアＤＳについては、パワーウィンド用モータＭ（図３参照）及びランプが例示される。
【００２８】
これに対して、接離式コネクタ２は、各電磁誘導コイル１５ａ、２５ａが互いに接離可能な誘導コネクタである。この接離式コネクタ２が接続される電装品２ａとしては、バックドアＤＢについては、ワイパー用モータＭ１、パワードアロック用モータＭ２（図３参照）、デフォッガーＤ（図２参照）等が例示され、サイドドアＤＳについては、パワードアロック用モータＭ２の他、ドアミラー駆動用モータが例示される。なお図１において、１ｂは誘導コネクタ１（２）と電装品１ａ（２ａ）との間に挿入された整流平滑回路である。
【００２９】
なお、図では省略されているが、上記ケーシングＣＶ１には、一壁面に貫通孔が形成されており、この貫通孔を通して入力ハーネスＷＨ１や出力ハーネスＷＨ２等がそれぞれ対応する端子に接続されている。
【００３０】
次に、本実施形態に適用可能な誘導コネクタ１、２の構成について説明する。
【００３１】
図４は図１の実施形態に採用可能な回動式コネクタ１の斜視図であり、図５は図４の断面図、図６は図４の分解断面図、図７は図４の側面図である。
【００３２】
これらの図を参照して、回動式コネクタ１は、車体Ｂ側に取り付けられる一次コアユニット１０とドアＤＢ（ＤＳ）側に取り付けられる二次コアユニット２０とをヒンジ軸３で相対的に回動可能に連結したものである。
【００３３】
図５に示すように、ヒンジ軸３は、ヘッド３ａを備えているとともに、自由端部にねじ穴３ｂを同心に有しており、このねじ穴３ｂに螺合するボルト３ｄによって、両ユニット１０、２０を分離可能に連結している。
【００３４】
各コアユニット１０、２０は、取り付け板１１、２１と、取り付け板１１、２１に突設されたホルダ部１２、２２と、各ホルダ部１２、２２に内蔵されたコイルユニット１５、２５とをそれぞれ有している。
【００３５】
各ホルダ部１２、２２には、それぞれ相手側に向かって開く環状の収容凹部１２ｅ、２２ｅがヒンジ軸３の挿通孔１２ｃ、２２ｃと同心に形成されており、これによって、内部に収容されているコイルユニット１５、２５を同心に対向させることができるようになっている。
【００３６】
各コイルユニット１５、２５は、ヒンジ軸３と同心に組み付けられる一次コイル（コネクタ用一次コイル）１５ａ及び二次コイル（コネクタ用二次コイル）２５ａと、各コイル１５ａ、２５ａがそれぞれ巻装されたコア１５ｂ、２５ｂとで構成されているものである。
【００３７】
各コイル１５ａ、２５ａは、電線を環状に巻回して構成されたものである。また、各コア１５ｂ、２５ｂは、例えばフェライト等、磁気抵抗の小さい強磁性体材料で構成される。
【００３８】
そして、図示の実施形態では、一次コアユニット１０のコイル１５ａの外周を二次コアユニット２０のコイル２５ａの内周に同心に配置することにより、両者を磁気的に結合したものである。
【００３９】
より詳細に説明すると、一方のコイルユニット１５のコア１５ｂは、ホルダ部１２の収容凹部１２ｅの内奥部に嵌合するフランジ部１５ｄと、このフランジ部１５ｄと同心に形成されたボス部１５ｆとを同心に有する環状の燒結材である。このコア１５ｂの内周にホルダ部１２の収容凹部１２ｅを区画するボス１２ｈを同心に嵌合させることにより、ホルダ部１２のヒンジ軸挿通孔１２ｃとコア１５ｂとの同心性が確保されている。そして、コイル１５ａは上記コア１５ｂのボス部１５ｆの外周に巻装されている。また、他方のコイルユニット２５のコア２５ｂは、収容凹部２２ａ内に嵌入した有底の筒状体であり、周壁２５ｃと環状の低部２５ｄとを一体に有している。コア２５ｂの内周には、環状に巻回されたコイル２５ａが嵌入されている。そして、このコイル２５ａの内周部に相手側のコイル１５ａを導入することにより、両コイル１５ａ、２５ａは、径方向に対向した状態で同心に配置されることになる。
【００４０】
図示の実施形態に係る二次コイルユニット２０のホルダ部２２には、ヒンジ軸３と同心に形成された円弧状のスリット２２ｅが形成されている。スリット２２ｅにより、ホルダ部２２の外周壁２２ｆは、相手側のホルダ部１２の収容凹部１２ｅ内に嵌入可能な円筒形状を呈している。これとともに、一次コイルユニット１０のホルダ部１２の外周壁１２ｆがスリット２２ｅ内に嵌入し、互いに相対回動可能な状態で同心性を確保している。さらに一方のホルダ部１２の端面１２ｇは、他方のホルダ部２２の自由端側に形成した肩部２２ｇに当接される。これにより、両ホルダ部１２、２２は、ヒンジ軸３によって連結された際、円周方向に相対変位可能な状態で組み付けられる。この結果、各コイルユニット１５、２５が同心に径方向に対向することになる。
【００４１】
各コイル１５ａ、２５ａの配線を行うために、各ホルダ部１２、２２には、有底の収容穴１６、２６が形成され、対応する取り付け板１１、２１に開口している。これら収容穴１６、２６内には、コネクタ１８、２８のリード線１７、２７が導入され、対応するコイル１５ａ、２５ａと電気的に接続されている。これにより、一次コイル１５ａを車体ＢのインバータＣＶに、二次コイル２５ａを電装品１ａにそれぞれ電気的に接続することが可能になっている。
【００４２】
次に上述した回動式コネクタ１と併用される接離式コネクタ２の具体例について図２及び図３並びに図８以下を参照しながら説明する。
【００４３】
図８は本発明に適用可能な接離式コネクタ２の一例であって、ドアが開放状態のときを示す断面図であり、図９はドアを閉じつつある瞬間における図８の接離式コネクタの断面図であり、図１０は図８のコネクタの嵌合状態を示す断面図である。
【００４４】
これらの図を参照して、接離式コネクタ２は、互いに接離可能な二つのコイルユニット２１０、２２０を有しており、一方のコイルユニット２１０を車体Ｂの開口縁部に設け、他方のコイルユニット２２０を、ドアＤＢ（ＤＳ）の、上記一方のコイルユニット２１０に対し嵌合可能に対向する位置に取り付けている。
【００４５】
一方のコイルユニット２１０は、車体Ｂに形成された収容凹部２１２内に収容されたスライダ２１３を有している。収容凹部２１２及びスライダ２１３は、いずれも円形断面に形成されており、収容凹部２１２の周方向複数箇所には、回り止めとなる軸方向のリブ２１２ａが突設されている。他方、スライダ２１３の外周面には、リブ２１２ａとスライド嵌合するスリット２１３ａが、各リブ２１２ａ毎に形成されている。これによりスライダ２１３は、軸方向にのみ変位可能に収容凹部２１２内に収容されている。また、収容凹部２１２の開口縁には、図示しないストッパが設けられており、このストッパによって、図１０に示す接合位置を超えてスライダ２１３が車体Ｂよりも突出するのを阻止している。
【００４６】
スライダ２１３の前面には、円形の凹部２１３ｂが形成されており、この凹部２１３ｂには、コア２１４のフランジ部２１４ａが嵌装され、コア２１４をドアＤＢ（ＤＳ）に向けて同心に突出させている。コア２１４は、例えばフェライト粉末を燒結して形成され、フランジ部２１４ａを同心に有する円柱体２１４ｂを有しているとともに、この円柱体２１４ｂには一次コイル２１５が巻回されているものである。さらに、図示の例では、環状の永久磁石２１６がスライダ２１３の前面に埋設されている。
【００４７】
上記スライダ２１３と収容凹部２１２の間には、複数のコイルばね２１７が介装されている。このコイルばね２１７は、自由状態において、スライダ２１３を収容凹部２１２の内奥側に退避させた状態に保持している。この退避位置では、図８に示すように、スライダ２１３に取り付けられたコア２１４のうち円柱体２１４ｂの先端のみが車体Ｂの外面から突出した状態になる。また、コイルばね２１７は、次に説明するコイルユニット２１０、２２０の結合状態において、ドアＤＢ（ＤＳ）側のコイルユニット２２０に設けた永久磁石２２３と上記永久磁石２１６との磁力によって、スライダ２１３が引っ張られ、スライダ２１３を介して一次コイル２１５が接合位置に移動するのを許容する。
【００４８】
次に、ドアＤＢ（ＤＳ）側のコイルユニット２２０は、ドアＤＢ（ＤＳ）に埋設されたコア２２１を有している。このコア２２１は、例えばフェライト粉末を燒結して形成された有底の円筒形状に形成されているものである。コア２２１の内周部２２１ａには、電線を円筒形状に巻回してなる二次コイル２２２が同心に嵌合されている。また、ドアＤＢ（ＤＳ）には、上記コア２２１の外方に同心に配置された永久磁石２２３が嵌装されている。この永久磁石２２３は、ドアＤＢ（ＤＳ）を閉じたときに、上述した車体Ｂ側のコイルユニット２１０の永久磁石２１６と引き合うことによって、車体Ｂ側のコイルユニット２１０をコイルばね２１７の弾性力に抗して引っ張り、スライダ２１３を介して一次コイル２１５を接合位置に移動するためのものである。
【００４９】
以上の構成では、ドアＤＢ（ＤＳ）が開いている状態では、図８に示すように、各コイルユニット２１０、２２０は、互いに離れた位置関係となる。この状態では、両コイルユニット２１０、２２０に設けた両永久磁石２１６、２２３の間では引っ張り力が作用せず、一次コイル２１５は、二次コイル２２２と離れている。この結果、二次コイル２２２に起電力が生じることはなく、ドアＤＢ（ＤＳ）の電装品２ａに通電されることはない。
【００５０】
他方、ドアＤＢ（ＤＳ）を閉じる方向に回動すると、ドアが閉じる直前に両コイルユニット２１０、２２０が突き合わされて、車体Ｂ側のコイルユニット２１０のスライダ２１３に設けたコア２１４の円柱体２１４ｂがドアＤＢ（ＤＳ）側のコイルユニット２２０の二次コイル２２２内に臨んで先端部が導入される。
【００５１】
ドアＤＢ（ＤＳ）が閉じると、両コイルユニット２１０、２２０に設けた永久磁石２１６、２２３が互いに引き合い、スライダ２１３をドアＤＢ（ＤＳ）の方へ引き寄せることになる。ここで、ドアＤＢ（ＤＳ）が閉じた瞬間には、慣性力によってドアＤＢ（ＤＳ）の縁と車体ＢとのクリアランスＣ（図９参照）が狭まるように、ドアＤＢ（ＤＳ）の縁が僅かではあるが急激に弾性変形し、これに伴って、ドアＤＢ（ＤＳ）側のコイルユニット２２０が車体Ｂ側のコイルユニット２１０に対して急激に接近する。しかし、図示の実施形態では、コイルユニット２１０のスライダ２１３がコイルばね２１７によって収容凹部２１２の内奥側に退避しているので、コイルばね２１７が弾性変形して抗力を与えることと相俟って、スライダ２１３はゆっくりと移動し、やがて、図１０に示すように、両永久磁石２１６、２２３が接合する。この結果、ドアＤＢ（ＤＳ）を閉じた瞬間に生じる弾性変形によってコア２１４、２２１同士が過度に衝合することはない。
【００５２】
両永久磁石２１６、２２３が接合すると、コア２１４の円柱体２１４ｂがコア２２１内に入り込み、一次コイル２１５が二次コイル２２２内で径方向に対向することになる。他方、車体Ｂ側のコア２１４のフランジ部２１４ａにドアＤＢ（ＤＳ）側のコア２２１の端面２２１ｃが当接するとともに、円柱体２１４ｂの端面がコア２２１の内底部に当接し、両コア２１４、２２０によって、コイル２１５、２２２を貫通する磁気回路が形成される。これにより、車体Ｂから一次コイル２１５に通電されると、電磁誘導現象によって二次コイル２２２に起電力が生じ、二次コイル２２２に接続された電装品２ａに通電することが可能になる。なおこの過程でドアＤＢ（ＤＳ）は、上述した弾性変形から自然状態に復帰する。
【００５３】
次に、ドアＤＢ（ＤＳ）を開くと、両コイルユニット２１０、２２０が互いに離れて永久磁石２１６、２２３による引っ張り力がほとんど働かなくなるところで、コイルばね２１７が自由状態に復帰し、スライダ２１３を収容凹部２１２の内奥側の退避位置に戻すことになる。
【００５４】
そして、上述したコネクタ１、２を適宜採用することにより、ドアＤＢ（ＤＳ）の電装品１ａ、２ａの通電特性に適合した好適な通電システムを確立することができるのである。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態によれば、車体Ｂの交流電力出力端子（例えばＡＣ出力コンセントＢ１）に接続されたインバータＣＶを誘導コネクタ１（２）用のインバータとして共用することが可能になるので、誘導コネクタ１（２）を採用した給電システムを確立するに当たり、コストを低減することができ、重量がかさむことも少なくなり、給電機構が簡素化する。しかも、インバータＣＶを共用していることから、電磁ノイズの対策も一元化されて容易になり、誘導コネクタ１（２）をより広範な電装品１ａ、２ａに採用することが可能になる。加えて、インバータＣＶのメンテナンスにおいても、トラブル発生時に単一箇所を点検／修理すればよく、作業が容易になるという利点もある。したがって本実施形態によれば、メンテナンス性に優れ、軽量でノイズ対策も容易な廉価な給電システムを確立することができるという顕著な効果を奏する。
【００５６】
また、インバータＣＶのケーシングＣＶ１には、コネクタ用の出力端子Ｔ３が取り付けられており、この出力端子Ｔ３に接続された出力ハーネスＷＨ２を介して誘導コネクタ１（２）がインバータＣＶに接続されているので、ケーシングＣＶ１をも共用することが可能になる。この結果、ノイズの出入口となる入出力線や、ケーシングＣＶ１に出力ハーネスＷＨ２を取り付ける際の貫通孔を可及的に少なくすることができ、ノイズ防止対策を容易に行うことが可能になる。また、配線作業やメンテナンス作業も容易になるという利点がある。
【００５７】
特に、前記誘導コネクタ１（２）が、前記インバータＣＶに内蔵されている変圧器ＣＶ４の一次コイル（変圧用一次コイル）ＣＶ４１と磁気的に結合される二次コイル（変圧用コネクタ側二次コイル）ＣＶ４３を介して当該インバータＣＶに接続されているので、誘導コネクタ１（２）の電圧を変換する際に、インバータＣＶに接続されている変圧器ＣＶ４をも誘導コネクタ１（２）用の変圧器ＣＶ４として併用することが可能になり、一層コストの低廉化に寄与することになる。
【００５８】
また、前記インバータＣＶのスイッチング素子ＣＶ２がケーシングＣＶ１内で金属部材（囲繞板ＣＶ３）により囲繞されているので、囲繞板ＣＶ３によってスイッチング素子ＣＶ２による電磁ノイズが可及的に回避された状態で、当該インバータＣＶの出力電圧が誘導コネクタ１（２）に出力されることになり、ノイズの影響を可及的に抑制し、誘導コネクタ１（２）をより広範な電装品１ａ、２ａに採用することが可能になるという利点がある。
【００５９】
加えて、誘導コネクタが上述した回動式コネクタ１である場合、この回動式コネクタ１は、一次コイル１５ａと二次コイル２５ａとが互いに対向した状態のまま所定のヒンジ軸３の回りに相対的に回動可能に配設されるので、例えばヒンジ式のドアＤＢ（ＤＳ）に装備された電装品１ａ、２ａに給電する際に、ドアの開閉状態に拘らず給電を要する電装品１ａに好適に給電することが可能になり、より誘導コネクタの汎用性が高まるという利点がある。
【００６０】
上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。
【００６１】
例えば、一つのインバータＣＶに対し、複数の誘導コネクタ１（２）を接続してもよい。その態様としては、同種の誘導コネクタが複数個接続されている場合であってもよく、回転式コネクタ１と接離式コネクタ２とが併用されていてもよい。誘導コネクタ１（２）が複数個接続している場合には、インバータＣＶの一元管理が一層容易になるという利点がある。
【００６２】
なお、図１１は、本発明とは別の態様を示すもので、図１１は、インバータＣＶのスイッチング素子ＣＶ２と変圧器ＣＶ４との間に直接誘導コネクタの一次コイル１５（２１５）を接続する構成を採用したものを示している。
【００６３】
これに対して、図１２は、本発明の実施の形態を示したもので、変圧器ＣＶ４に既設されている二次コイルＣＶ４３を変圧用二次コイル、二次コイルＣＶ４２を変圧用コネクタ側二次コイルとし、この二次コイルＣＶ４２の下流端（フィルタ回路と出力端子Ｔ１との間）に誘電コネクタの一次コイル１５を接続する構成を採用したものを示している。
【００６４】
また、本発明の別の実施の形態として、図１３に示すように、変圧器ＣＶ４に既設された二次コイルＣＶ４２、ＣＶ４３とは別個の二次コイルＣＶ４４を接続用として設け、この二次コイルＣＶ４４に誘導コネクタ１（２）を接続してもよい。この場合には、部品点数は増加するが、誘導コネクタ１（２）の接続用として設けられた二次コイルの仕様を変更するだけで誘導コネクタ１（２）の電圧を所望の値に設定／変更することが可能になり、メンテナンス性や設計の自由度が向上するという利点がある。
【００６５】
図４以下の構成では、車体Ｂ側にユニット２０を設け、ドアＤＢ（ＤＳ）にユニット１０を設けてもよい。同様に、図８以下の構成では、車体Ｂ側にユニット２２０を設け、ドアＤＢ（ＤＳ）にユニット２１０を設けてもよい。或いは、電装品１ａ、２ａの態様に応じて、回動式コネクタ１を複数個設けたり、接離式コネクタを複数個設けてもよい。
【００６６】
さらに、上述した誘導コネクタ１（２）のうち、接離式コネクタ２の用途としては、ヒンジ式ドアに限らず、スライド式のドアに適用することも可能である。加えて、各コネクタ１、２をドアの電装品以外の給電目的で採用してもよい。
【００６７】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、車体の交流電力出力端子に接続されたインバータを誘導コネクタ用のインバータとして共用することが可能になるので、誘導コネクタを採用した給電システムを確立するに当たり、コストを低減することができ、重量がかさむことも少なくなり、給電機構が簡素化する。しかも、インバータを共用していることから、電磁ノイズの対策も一元化されて容易になり、誘導コネクタをより広範な電装品に採用することが可能になる。加えて、インバータのメンテナンスにおいても、トラブル発生時に単一箇所を点検／修理すればよく、作業が容易になるという利点もある。したがって本発明によれば、メンテナンス性に優れ、軽量でノイズ対策も容易な廉価な給電システムを確立することができるという顕著な効果を奏する。
【００６９】
さらに、前記誘導コネクタ用出力端子が前記インバータに内蔵されている変圧器の変圧用コネクタ側二次コイルに接続されているので、誘導コネクタの電圧を変更する際に、インバータに接続されている変圧器をも誘導コネクタ用の変圧器として併用することが可能になり、一層コストの低廉化に寄与することになる。
【００７０】
さらに、前記変圧器に、前記交流電力出力端子に接続される変圧用二次コイルとは別個の変圧用コネクタ側二次コイルを設け、この変圧用コネクタ側二次コイルに前記誘導コネクタ用出力端子が接続されているので、この変圧用コネクタ側二次コイルの仕様を変更するだけで誘導コネクタの電圧を所望の値に設定／変更することが可能になり、メンテナンス性や設計の自由度が向上するという利点がある。
【００７１】
特に、前記インバータに複数の誘導コネクタが接続されている場合には、より多くの誘導コネクタが車体のインバータを共用することになり、インバータの一元管理が容易になる。
【００７２】
また、インバータのケーシングに誘導コネクタの一次コイルと接続される誘導コネクタ用出力端子が取り付けられている場合には、ケーシングをも共用することが可能になる結果、ノイズの出入口となる入出力線や、ケーシングに出力ハーネスを取り付ける際の貫通孔を可及的に少なくすることができ、ノイズ防止対策を容易に行うことが可能になる。また、配線作業やメンテナンス作業も容易になるという利点がある。
【００７３】
また、前記インバータのスイッチング素子が金属部材により囲繞されているものである場合には、金属部材によってスイッチング素子による電磁ノイズが可及的に回避された状態で、当該インバータの電圧が誘導コネクタの一次コイルに出力されることになり、ノイズの影響を可及的に抑制し、誘導コネクタをより広範な電装品に採用することが可能になるという利点がある。
【００７４】
加えて、前記誘導コネクタが、一次コイルと二次コイルとが互いに対向した状態のまま所定の回動軸回りに相対的に回動可能に配設される回動式コネクタを含んでいる場合には、例えばヒンジ式のドアに装備された電装品に給電する際に、ドアの開閉状態に拘らず給電を要する電装品に好適に給電することが可能になり、より誘導コネクタの汎用性が高まるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る概略構成を示す回路図である。
【図２】 図１の実装例（バックドアの例）を模式的に示す斜視図である。
【図３】 図１の別の実装例（サイドドアの例）を模式的に示す斜視図である。
【図４】 図１の実施形態に採用可能な回動式コネクタの斜視図である。
【図５】 図４の断面図である。
【図６】 図４の分解断面図である。
【図７】 図４の側面図である。
【図８】 本発明に適用可能な接離式コネクタの一例であって、ドアが開放状態のときを示す断面図である。
【図９】 ドアを閉じつつある瞬間における図８の接離式コネクタの断面図である。
【図１０】 図８のコネクタの嵌合状態を示す断面図である。
【図１１】 本発明とは別の実施形態に係る回路図である。
【図１２】 本発明の別の実施形態に係る回路図である。
【図１３】 本発明の別の実施形態に係る回路図である。
【符号の説明】
Ｂ 車体
Ｂ１ ＡＣ出力コンセント（交流電力出力端子）
ＤＢ バックドア
ＣＶ インバータ
ＣＶ１ ケーシング
ＣＶ２ スイッチング素子
ＣＶ３ 囲繞板（金属部材）
ＣＶ４ 変圧器
ＣＶ４１ 一次コイル（変圧用一次コイル）
ＣＶ４２ 二次コイル（変圧用二次コイルまたは変圧用コネクタ側二次コイル）
ＣＶ４３ 二次コイル（変圧用コネクタ側二次コイルまたは変圧用二次コイル）
ＣＶ４４ 二次コイル（変圧用コネクタ側二次コイル）
ＰＷ 直流電源装置
Ｔ３ 誘導コネクタ用出力端子
１ 回動式コネクタ（誘導コネクタ）
１ａ、２ａ 電装品
２ 接離式コネクタ（誘導コネクタ）
１５ａ 一次コイル（コネクタ用一次コイル）
２５ａ 二次コイル（コネクタ用二次コイル）
Claims (5)
- 直流電源装置と、交流電力出力端子と、前記直流電源装置に接続される変圧用一次コイル及びこの変圧用一次コイルと磁気的に結合されて前記交流電流出力端子に接続される変圧用二次コイルを有する変圧器を含み、前記直流電源装置から前記交流電力出力端子に交流電力を出力するためのインバータとが車体に搭載された車両に設けられる電磁誘導式給電装置において、コネクタ用一次コイルと、このコネクタ用一次コイルとの間で磁気回路を形成するコネクタ用二次コイルとを有する誘導コネクタを備え、この誘導コネクタのコネクタ用一次コイルが、前記交流電流出力端子に接続された前記変圧用二次コイルとは別に設けられてこの変圧用二次コイルとともに共通の前記変圧用一次コイルに磁気的に結合された変圧用コネクタ側二次コイルに接続されていることを特徴とする電磁誘導式給電装置。
- 請求項１記載の電磁誘導式給電装置において、前記インバータには、複数の誘導コネクタが接続されていることを特徴とする電磁誘導式給電装置。
- 請求項１または２記載の電磁誘導式給電装置において、前記インバータは、前記変圧器を内蔵するケーシングを備え、このケーシングに、前記変圧用コネクタ側二次コイルと接続されるとともに前記誘導コネクタのコネクタ用一次コイルと接続される誘導コネクタ用出力端子が取り付けられていることを特徴とする電磁誘導式給電装置。
- 請求項１〜３の何れかに記載の電磁誘導式給電装置において、前記インバータのスイッチング素子は、接地された金属部材により囲繞されているものであることを特徴とする電磁誘導式給電装置。
- 請求項１〜４の何れかに記載の電磁誘導式給電装置において、前記誘導コネクタは、そのコネクタ用一次コイルとコネクタ用二次コイルとが互いに対向した状態のまま所定の回動軸回りに相対的に回動可能に配設される回動式コネクタを含んでいることを特徴とする電磁誘導式給電装置。
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