JP3864094B2 - Contactless power supply coupler - Google Patents
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Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は磁気結合方式の非接触給電カプラに関し、たとえば電気自動車や電気機器等への給電や充電を非接触で行うのに利用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車や電気自転車、あるいはその他の電気機器への給電や充電を非接触で行う手段として、磁気結合方式の非接触給電カプラが提供されている。
この非接触給電カプラは、トランスの一次コイルと二次コイルに相当する一次側磁気ユニットと二次側磁気ユニットからなり、両ユニット間を磁気的に結合させることにより、電気的に非接触状態を保ちながら交流(高周波)電力の伝送を行わせることができる。この方式の給電カプラは、漏電や感電の危険が少ない、接触不良等の故障要因が少ない、といったメリットを期待できる。また、スパーク火花による引火事故の防止に有効で、火気厳禁の場所での使用にも適している。たとえば、既存のガソリンスタンドにて電気自動車の給電サービスを行うのには、引火の危険が少ない非接触型給電カプラが適している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
磁気結合方式の非接触給電カプラは上述したように多くのメリットが期待されるが、磁気結合で電力伝送を行わせるためには、給電側と受電側の双方にそれぞれコイルと磁性コアからなる磁気ユニットが必要である。これに加えて、両ユニットを正しく磁気結合させるための位置合わせ手段も必要となる。このため、非接触給電カプラは、コンセントやプラグなどの通常の接触式給電具と異なり、構成が複雑で大型になりやすく、その扱いも簡単でないという問題があった。
【0004】
従来においても、たとえばコードレス電話機の充電台のように、きわめて小規模の給電では、磁気結合式の非接触給電カプラが実用化されている。しかし、電気自動車の充電のように、比較的大電力の給電用途では、たとえばガソリンスタンドのアルバイト従業員や客が簡単に操作して使用できるようなものはなかった。
【0005】
電気自動車では、充電をできるだけ短時間に完了させるために大電力の給電が必要となる。この給電を非接触給電カプラを使って行うためには、給電側(充電スタンド)と受電側(電気自動車)の双方にそれぞれ上記磁気ユニットを設置するが、各ユニットはそれぞれ必要な給電電力に見合う容量規模のものでなければならない。
【0006】
受電側である電気自動車は、一般のガソリン車の車体を流用して製作するのが製造コスト的に有利で合理的である。また、電気自動車への給電を一般のガソリン車(ディーゼル車を含む内燃機関動力の自動車)のようにスタンドで行わせるためには、給電を受ける受電口を一般のガソリン車の給油口と同じ場所に配置するのが合理的である。
【0007】
電気自動車の製作に際しては、技術伝統と使用実績があるガソリン車の車体構造や使用様式をなるべくそのままの形で流用するのが経済的で合理的ある。このため、非接触給電カプラの磁気ユニットはガソリン車の給油口に収まるようなものが望ましい。また、磁気ユニットを外し忘れて自動車を発進させても、カプラや充電装置を破損する恐れがないようなものが望まれる。そして、非熟練のアルバイト従業員や客でも、簡単に手際良く操作できることが必要である。
【0008】
この発明は以上のような背景を鑑みてなされたもので、比較的大電力の給電にも適しているとともに、たとえば既存のガソリン車の給油口に収めることができようにコンパクト化することができ、さらに非熟練者でも簡単に手際良く操作できて、仮に誤使用があっても破損しにくいような非接触給電カプラを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明が提供する解決手段は、それぞれに軟磁性コアとコイルを有する一次側磁気ユニットと二次側磁気ユニットを装脱着可能に磁気結合させることにより、一次側から二次側へ電気的に非接触で電力伝送を行わせるようにした非接触給電カプラにおいて、次の構成手段(1)〜(5)を備えたことを特徴とする非接触給電カプラ。
【0010】
(1)一次側コアは鍔部と柱部を有して断面が略T字状に形成されている。
(2)上記柱部の先端にはその柱部よりも細径の棒状ガイド部が同軸に突出するように取り付いている。
(3)二次側のコアは壺型に形成され、一次側のコアと共に閉磁路を形成する。
(4)上記棒状ガイド部の長さが上記壺型に形成された二次側のコアの深さよりも大きい。
(5)上記壺型に形成された二次側のコアの底面中央に上記棒状ガイド部の貫挿を案内するガイド孔を有する。
【0011】
上記手段により、比較的大電力の給電にも適しているとともに、たとえば既存のガソリン車の給油口に収めることができようにコンパクト化することができ、さらに非熟練者でも簡単に手際良く操作できて、仮に誤使用があっても破損しにくい非接触給電カプラを提供することができる。また、棒状ガイド部の長さを二次側の壺型コアの深さよりも大きくすることにより、そのガイド部がガイド孔に挿入されて案内される状態になるまでは、一次側のコイルを二次側のコアおよびコイルのどちらからも離した状態にすることができ、一次側のコイルが二次側のコア内に入るのは、ガイド部とガイド孔による案内が確実に作用する状態のときであるから、一次側磁気ユニットを二次側磁気ユニットに装着する際に、一次側コイルが二次側コアあるいは二次側コイルに当たるのを確実に回避させることができる。
【0012】
さらに、上記効果をより高めるために、本発明は上記手段に関連して次のような手段も提供する。
すなわち、上記鍔部は円盤状とし、上記柱部は円柱状とする。上記壺型コアは円筒状とする。これにより、たとえば、回転方向の位置合せを不要にできるなどの利点が得られる。
【0013】
一次側コイルは上記柱部に巻回する。二次側コイルは上記壺型コアの内側面に沿って巻回する。磁気損失および渦電流損失の発生を防止するため、上記棒状ガイド部は非磁性かつ非導電性とする。上記鍔部の上面にはその鍔部よりも大径の枠部を取り付ける。その枠部はたとえばフランジ状にする。そして、その枠部も非磁性かつ非導電性にすることが好ましい。
【0014】
一次側コイルと二次側コイルの少なくとも一方、望ましくは両方共に、非磁性かつ非導電性の物質でモールドして耐衝撃性を高める。また、一次側コイルと二次側コイルの少なくとも一方、望ましくは両方共に、エッジワイズコイルにして大電力使用に適応させる。一次側コアと二次側コアの合せ面をテーパ面とすることで、磁路抵抗を低くすることができる。棒状ガイド部の先端にまるみ、または曲面テーパ形状を持たせると、ガイド孔への挿入を行いやすくすることができる。
【0015】
ガイド孔は、上記柱部の先端部分が嵌合する形状とすることにより、コアの磁気的結合状態を良好にすることができる。さらに、ガイド孔にはテーパ面を形成するとよい。ガイド部がガイド孔に挿入される際には、一次側コイルと二次側コイル間に常に一定以上の間隙が保たれるようにする。
【0016】
一次側コアおよび/または二次側コアの内部に、外部に通じる通気路を設けると、コアの温度上昇による損失増加を抑えることができる。通気路としては、一次側から送気された冷却用空気を流通させるような通気路、または二次側の壺型コアの外側から吸気して冷却用空気を流通させるような通気路がある。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は本発明による非接触給電カプラの一実施例を示す。
同図に示す非接触給電カプラは磁気結合方式であって、一次側磁気ユニット10と二次側磁気ユニット20とによって構成される。両ユニット10,20はトランスの一次コイルと二次コイルに相当し、互いに磁気結合することによって、電気的に非接触状態を保ちながら交流(高周波)電力の伝送を行う。
【0018】
一次側磁気ユニット10は、フェライトからなる軟磁性コア11、このコア11を励磁する一次側コイル12、非磁性かつ非導電体からなる棒状ガイド部15、および非磁性および非導電体からなるフランジ状枠部16によって構成されている。各部材(11,12,15,16)は一体に組み立てられている。
【0019】
一次側のコア11は、円盤状の鍔部11aとこの鍔部11aの中央から垂直に突出する円柱部11bとを一体に有して断面が略T字状(錘状)に形成されている。鍔部11aの外周縁部には、円柱部11b側から見て斜めに後退するテーパ面13が形成されている。また、円柱部11bの先端部分には、円柱径が先端に向かって連続的に縮小するテーパ面14が形成されている。
【0020】
一次側コイル12は、上記T字状コア11の円柱部11bに一定の厚みで巻回されている。このコイル12は、大電力使用に適したエッジワイズコイルであって、衝撃等による損傷を防止するために非磁性かつ非導電性の物質でモールドされている。棒状ガイド部15は上記円柱部11bよりもやや細径の丸棒状で、上記円柱部11bの先端からその円柱部と同軸にまっすぐ伸びて突出するように取り付けられている。この棒状ガイド部15は円柱部11bよりも細径であるが、円柱部11bの先端部分に上記テーパ面14が形成されていることにより、円柱部11bとの間は段差が無く連続している。
【0021】
フランジ状枠部16は上記鍔部11aより大径の円盤状で、鍔部11aの外郭を保護するような状態で、その鍔部11aの上面に取り付けられている。この枠部16は鍔部11aを補強および保護するほかに、コイル12のリード線引き出し部にもなっている。
【0022】
上記棒状ガイド部15の材質としては非磁性かつ非導電性のものを使用する。これは磁気損失および渦電流損失の発生を防止するためである。さらには、耐衝撃性と表面潤滑性のある材質、たとえばポリアミドやポリエステル系の高強度樹脂が望ましい。上記フランジ状枠部16も同様の理由で非磁性かつ非導電性のものを使用するが、これは耐衝撃性と表面潤滑性のある材質が望ましい。具体的は、たとえばポリアミドやポリエステル系の高強度樹脂が使用できる。ガイド部15と枠部16は共に、接着等によってコア11と強固に一体化されている。
【0023】
二次側磁気ユニット20は上記一次側磁気ユニット10に対応して、フェライトからなる軟磁性コア21とこのコア21を磁心とする二次側コイル22を有する。
二次側コア21は直円筒状の壺型であって、壺の内側面に沿って二次側コイル22が巻回されている。このコイル22は、大電力使用に適したエッジワイズコイルであって、衝撃等による損傷を防止するために非磁性かつ非導電性の物質でモールドされている。壺型コア21の開口部は一次側コア11の鍔部11aに寸法および形状的に適合し、その鍔部11aによって密に施蓋されるようになっている(図2)。このため、壺型コア21の開口縁には、上記鍔部11aのテーパ面13に形状対応して面接触するテーパ面23が形成されている。また、壺型コア21の底面中央には、上記棒状ガイド部15を挿通させて上記円柱部11bを中心位置に案内するガイド孔25が設けられている。このガイド孔25にはテーパ面24が形成されている。このテーパ面24は、上記棒状ガイド部15の挿入ガイドをなすとともに、上記円柱部11bのテーパ面14に形状対応して面接触する。つまり、上記円柱部11aの先端部分が嵌合するようになっている。
【0024】
図2は、上述した非接触給電カプラの給電結合状態を示す。
同図に示す結合状態では、一次側のコア11と二次側のコア21が、一次側のガイド部15と二次側のガイド孔25により互いに位置決めされて、断面がEI型あるいはEE型の閉磁路を形成する。この状態で一次側のコイル12に交流を通電すると、その通電による励磁によって二次側のコイル22に起電力が生じ、これにより、一次側から二次側へ非接触の電力伝送が行われる。
【0025】
一次側と二次側の両コア11,21は立体的な筒状閉磁路を形成するので、体積の割に大きな磁路面積を得ることができる。これにより、非接触給電カプラは、その外径Rの割に大きな伝送電力を扱うことができる。一般のガソリン車の給油口に納めるためには外径を10cm以下にすることが望まれるが、そのような比較的小さな外径(R≦10cm)でも、電気自動車の急速充電に対応できるだけの電力定格を持たせることができる。
【0026】
また、実施例では、T字状コア11と壺型コア21が互いにテーパ面13,23同士で合わさるようになっているが、このテーパ面同士の面接触は、コア11,21間の接触面積を大きく確保して磁路抵抗を低くするのに適している。磁路抵抗の低下は等価的に磁路面積を大きくするのと同じ効果をもたらす。さらに、実施例では、二次側コイル22を壺型コア21の内側面に配置しているが、これにより、カプラ全体を筒状の磁性体で磁気シールドした状態にすることができる。このことは、電磁ノイズの輻射防止および磁束漏れによる効率低下の回避にそれぞれ有効である。
【0027】
上述した給電結合状態の形成は、一次側磁気ユニット10を上記ガイド部15と上記ガイド孔25による案内に任せながら二次側磁気ユニット20に装着することにより、簡単かつ正確に行うことができる。給電が終わって結合を解除するときは、一次側磁気ユニット10を引き上げて外せばよい。この装脱着の操作は、ガソリン車の給油口に給油ノズルを差し込むのと同様の操作感覚で、非熟練者にも簡単に手際良く行わせることができる。また、給電中に誤って自動車を発進させても、一次側磁気ユニット10が外れるだけで、それによってカプラや充電装置が直ちに破損するようなことにはならない。
【0028】
また、二次側の壺型コア21を円筒状に形成し、これに合せて一次側のT字状コア11も円柱部11bと円盤状の鍔部11aを持つように形成しているが、これにより、一次側磁気ユニット10と二次側磁気ユニット20は互いにどの方向からでも結合することができる。つまり、一次側磁気ユニット10を二次側磁気ユニット20に装着する操作において、回転方向の位置合せが不要になっている。これにより、操作性をさらに高めることができる。
【0029】
上記棒状ガイド部15の長さh1は、二次側の壺型コア21の深さh2よりも大きくしてある(図1)。これにより、そのガイド部15がガイド孔25に挿入されて案内される状態になるまでは、一次側のコイル12を二次側のコア21およびコイル22のどちらからも離した状態にすることができる。一次側のコイル12が二次側のコア21内に入るのは、ガイド部15とガイド孔25による案内が確実に作用する状態のときである。これにより、一次側磁気ユニット10を二次側磁気ユニット20に装着する際に、一次側コイル12が二次側コア21あるいは二次側コイル22に当たるのを確実に回避させることができる。
【0030】
図3は、上記一次側磁気ユニット10を二次側磁気ユニット20に装置するときの状態とその装着を案内するガイド孔25付近の拡大断面を示す。
上述したように、一次側磁気ユニット10は、ガイド部15とガイド孔25による案内に任せながら、二次側磁気ユニット20に正確に装着することができるが、その装着に際しては、同図に示すように、一次側コイル12と二次側コイル22間に常に一定以上の間隙(>d)が保たれるようにすることが望ましい。つまり、一次側磁気ユニット10を二次側磁気ユニット20に装着するときに、一次側コイル12の端が二次側コイル22の端に当たらないようにする。
【0031】
このためには、同図に示すように、ガイド孔25に挿入されたガイド部15の傾斜可能範囲を規制することができるように、そのガイド孔25の長さや形状を決めればよい。ガイド孔25にはテーパ面24が形成されていて、そのテーパ面24がガイド部15の挿入を行いやすく案内するが、そのテーパ面24の傾斜をある程度以大きくすれば、それによって上記間隙(>d)が確保できるような傾斜可能範囲を設定することができる。テーパ面24の傾斜を大きくした場合、そのテーパ面24によるガイド部15の挿入案内範囲が狭まるが、これはガイド部15の先端にまるみを持たせるか、あるいはその先端を曲面状のテーパに形成することによって解決できる。
【0032】
図4は、上記一次側磁気ユニット10を地面あるいはコンクリート面に落とした状態を示す。一次側磁気ユニット10は使用者が誤って落とすことが考えられる。この場合、フェライトからなるコア11がコンクリート等の固い面に当たると、衝撃によって割れる確率が高い。しかし、上述した一次側磁気ユニット10は、同図に示すように、地面等の上に置いたときに、その地面等に触れるのは棒状ガイド部15とフランジ状枠部16であって、コア11は地面から離れて浮いた状態にある。したがって、上記一次側磁気ユニット10が誤って落とされても、コア11は保護されて破損から免れることができる。
【0033】
このように、上述した非接触給電カプラは、比較的大電力の給電にも適しているとともに、たとえば既存のガソリン車の給油口に収めることができようにコンパクト化することができ、さらに非熟練者でも簡単に手際良く操作できて、仮に誤使用があっても破損しにくいという利点を備えることができる。
【0034】
図5は、本発明のさらに好ましい実施例を示す。
同図の(a)〜(c)にそれぞれ示す非接触給電カプラは、一次側コア11および/または二次側コア21の内部に、外部に通じる通気路17を設けることにより、給電時にコア11,12の冷却を行えるようにしてある。図中の矢印はその通気路17によって形成される空気の流通経路を示す。
【0035】
冷却は、(a)または(c)に示すように、一次側のフランジ状枠部16側から空気を送るようにすれば、給電側の設備だけでコア11,21の強制空冷を行わせることができる。給電側に送気設備を設けることが難しい場合は、(b)に示すように、受電側にて壺型コア21の外側から吸気を行うようにすればよい。いずれの場合も、コア11,21を効率良く空冷することができる。
【0036】
磁性材料であるコア11,21は温度上昇により特性が低下して損失が増えるが、上記冷却により、その特性低下による損失増加を抑えることができる。これにより、非接触給電カプラの電力定格を大きくすることができる。
【0037】
また、強制的な送気または吸気を行わなくても、(a)〜(c)のように、外部に通じる通気路17を設けるだけで、自然対流による冷却効果をある程度得ることができる。
【0038】
図6は本発明の別の実施例を示す。この実施例の非接触給電カプラは、一次側コア11の鍔部11aと二次側コア21の開口縁部をそれぞれテーパではなく平坦に形成してあるが、このような形状のコア11,21であっても、本発明の主要な効果は十分に得ることができる。
【0039】
以上、本発明をその代表的な実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態様が可能である。たとえば、一次側のフランジ状枠部16は、筒状あるいはその他の形状の枠部であってもよい。また、本発明は電気自動車に限らず、電気自転車や電動工具等の非接触給電にも適用可能である。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、比較的大電力の給電にも適しているとともに、たとえば既存のガソリン車の給油口に収めることができようにコンパクト化することができ、さらに非熟練者でも簡単に手際良く操作できて、仮に誤使用があっても破損しにくい非接触給電カプラを提供することができる。また、棒状ガイド部の長さを二次側の壺型コアの深さよりも大きくすることにより、そのガイド部がガイド孔に挿入されて案内される状態になるまでは、一次側のコイルを二次側のコアおよびコイルのどちらからも離した状態にすることができ、一次側のコイルが二次側のコア内に入るのは、ガイド部とガイド孔による案内が確実に作用する状態のときであるから、一次側磁気ユニットを二次側磁気ユニットに装着する際に、一次側コイルが二次側コアあるいは二次側コイルに当たるのを確実に回避させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による非接触給電カプラの一実施例を示す断面図および斜視図である。
【図2】本発明に係る非接触給電カプラの給電結合状態を示す断面図である。
【図3】一次側磁気ユニットを二次側磁気ユニットに装着するときの状態とその一部を拡大した断面図である。
【図4】本発明に係る非接触給電カプラを地面等に落とした状態を示す断面図である。
【図5】本発明に係る非接触給電カプラのさらに望ましい実施例を示す断面図である。
【図6】本発明の別の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
10 一次側磁気ユニット
11 一次側コア(軟磁性コア)
11a 鍔部
11b 円柱部
12 一次側コイル
13 テーパ面
14 テーパ面
15 棒状ガイド部
16 フランジ状枠部
17 通気路
20 二次側磁気ユニット
21 二次側コア(軟磁性コア)
22 二次側コイル
23 テーパ面
24 テーパ面
25 ガイド孔
h1 棒状ガイド部15の長さ
h2 二次側の壺型コア21の深さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic coupling type non-contact power feeding coupler, for example, to a technique effective when used for non-contact power feeding and charging to an electric vehicle or an electric device.
[0002]
[Prior art]
Magnetic coupling type non-contact power supply couplers are provided as means for performing non-contact power supply and charging to electric vehicles, electric bicycles, and other electric devices.
This non-contact power feeding coupler is composed of a primary side magnetic unit and a secondary side magnetic unit corresponding to a primary coil and a secondary coil of a transformer. By electrically coupling both units, an electrically non-contact state can be obtained. Transmission of alternating current (high frequency) power can be performed while maintaining. This type of power supply coupler can be expected to have advantages such as less risk of electric leakage and electric shock, and fewer failure factors such as poor contact. It is also effective for preventing sparks caused by spark sparks and is suitable for use in places where fire is strictly prohibited. For example, a non-contact type power supply coupler that has a low risk of ignition is suitable for supplying power to an electric vehicle at an existing gas station.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the magnetic coupling type non-contact power feeding coupler is expected to have many merits. However, in order to transmit power by magnetic coupling, both the power feeding side and the power receiving side are each made of a magnet consisting of a coil and a magnetic core. A unit is needed. In addition, alignment means for correctly magnetically coupling both units is also required. For this reason, the non-contact power supply coupler has a problem that the configuration is complicated and tends to be large, and the handling thereof is not easy, unlike a normal contact power supply such as an outlet or a plug.
[0004]
Conventionally, magnetically coupled non-contact power feeding couplers have been put to practical use for extremely small power feeding, such as a charging base for a cordless telephone. However, there is no such thing as a part-time employee or customer at a gas station that can be easily operated and used in a relatively large power supply application such as charging an electric vehicle.
[0005]
In an electric vehicle, a large amount of power needs to be supplied in order to complete charging as quickly as possible. In order to perform this power supply using a non-contact power supply coupler, the magnetic units are installed on both the power supply side (charging station) and the power reception side (electric vehicle), but each unit corresponds to the required power supply. Must be of capacity scale.
[0006]
For the electric vehicle on the power receiving side, it is advantageous and reasonable in terms of manufacturing cost to divert the body of a general gasoline vehicle. In addition, in order to supply power to an electric vehicle at a stand like a general gasoline vehicle (a vehicle powered by an internal combustion engine including a diesel vehicle), the power receiving port that receives the power supply is the same location as the refueling port of a general gasoline vehicle It is reasonable to place
[0007]
When manufacturing an electric vehicle, it is economical and reasonable to divert the body structure and usage style of a gasoline-powered vehicle that has a technical tradition and a track record of use as much as possible. For this reason, it is desirable that the magnetic unit of the non-contact power feeding coupler fits in the fueling port of the gasoline vehicle. It is also desirable that the coupler and the charging device not be damaged even if the automobile is started with the magnetic unit removed. And even unskilled part-time employees and customers need to be able to operate easily and neatly.
[0008]
The present invention has been made in view of the background as described above, and is suitable for relatively large power supply, and can be made compact so that it can be accommodated in, for example, a fuel filler of an existing gasoline vehicle. Another object of the present invention is to provide a non-contact power feeding coupler that can be easily and skillfully operated even by a non-skilled person and hardly damaged even if misused.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The solution provided by the present invention is that the primary side magnetic unit and the secondary side magnetic unit each having a soft magnetic core and a coil are magnetically coupled so as to be detachable, so that they are not electrically connected from the primary side to the secondary side. A contactless power supply coupler configured to perform power transmission by contact, comprising the following constituent means (1) to ( 5 ).
[0010]
(1) The primary side core has a collar part and a column part, and the cross section is formed in a substantially T shape.
(2) A rod-shaped guide portion having a diameter smaller than that of the column portion is attached to the tip of the column portion so as to protrude coaxially.
(3) The secondary-side core is formed in a saddle shape and forms a closed magnetic circuit together with the primary-side core.
(4) The length of the said rod-shaped guide part is larger than the depth of the core of the secondary side formed in the said saddle shape.
(5) A guide hole for guiding the insertion of the rod-shaped guide portion is provided at the center of the bottom surface of the secondary-side core formed in the saddle shape.
[0011]
By the above means, it is suitable for power supply of relatively large power, and can be made compact so that it can be accommodated, for example, in the filling port of an existing gasoline vehicle, and can be easily and neatly operated even by an unskilled person. Thus, it is possible to provide a non-contact power feeding coupler that is not easily damaged even if misused. In addition, by making the length of the rod-shaped guide part larger than the depth of the secondary saddle-shaped core, the coil on the primary side is fixed until the guide part is inserted into the guide hole and guided. It can be separated from both the secondary core and coil, and the primary coil enters the secondary core when the guide and guide holes are in a reliable state. Therefore, when the primary side magnetic unit is attached to the secondary side magnetic unit, it is possible to reliably avoid the primary side coil from hitting the secondary side core or the secondary side coil.
[0012]
Furthermore, in order to further enhance the above effect, the present invention also provides the following means in relation to the above means.
That is, the collar portion is a disc shape, and the column portion is a column shape. The saddle-shaped core is cylindrical. Thereby, for example, an advantage that alignment in the rotation direction can be made unnecessary can be obtained.
[0013]
The primary coil is wound around the column portion. The secondary coil is wound along the inner surface of the saddle-shaped core. In order to prevent the occurrence of magnetic loss and eddy current loss, the rod-shaped guide portion is made nonmagnetic and nonconductive. A frame having a diameter larger than that of the collar is attached to the upper surface of the collar. For example, the frame portion has a flange shape. And it is preferable to make the frame part also nonmagnetic and nonconductive.
[0014]
At least one of the primary side coil and the secondary side coil, desirably both, is molded with a non-magnetic and non-conductive material to enhance impact resistance. Further, at least one of the primary side coil and the secondary side coil, and preferably both of them are edgewise coils, and are adapted for high power use. By making the mating surface of the primary side core and the secondary side core into a tapered surface, the magnetic path resistance can be lowered. If the tip of the rod-shaped guide part is rounded or has a curved taper shape, it can be easily inserted into the guide hole.
[0015]
By making the guide hole into a shape in which the tip portion of the column portion is fitted, the magnetic coupling state of the core can be improved. Furthermore, a tapered surface may be formed in the guide hole. When the guide portion is inserted into the guide hole, a certain gap or more is always maintained between the primary side coil and the secondary side coil.
[0016]
Providing an air passage leading to the outside inside the primary side core and / or the secondary side core can suppress an increase in loss due to a temperature rise of the core. The air passage includes an air passage that allows the cooling air sent from the primary side to circulate, or an air passage that sucks in from the outside of the secondary saddle core and circulates the cooling air.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of a non-contact power feeding coupler according to the present invention.
The non-contact power feeding coupler shown in FIG. 1 is of a magnetic coupling type, and includes a primary side
[0018]
The primary
[0019]
The core 11 on the primary side is integrally formed with a disk-shaped flange portion 11a and a columnar portion 11b protruding vertically from the center of the flange portion 11a, and the cross section is formed in a substantially T-shape (weight shape). . A tapered
[0020]
The
[0021]
The flange-shaped
[0022]
The rod-shaped
[0023]
Corresponding to the primary side
The
[0024]
FIG. 2 shows a power supply coupling state of the contactless power supply coupler described above.
In the coupled state shown in the figure, the primary-
[0025]
Since both the primary and
[0026]
In the embodiment, the T-shaped
[0027]
The above-described feed coupling state can be formed easily and accurately by mounting the primary side
[0028]
Further, the secondary side saddle-shaped
[0029]
The length h1 of the rod-shaped
[0030]
FIG. 3 shows a state when the primary side
As described above, the primary-side
[0031]
For this purpose, as shown in the figure, the length and shape of the
[0032]
FIG. 4 shows a state in which the primary
[0033]
As described above, the above-described contactless power feeding coupler is suitable for relatively large power feeding, and can be made compact so that it can be accommodated in a fueling port of an existing gasoline vehicle, for example. Even a person can easily and smartly operate, and even if misused, there is an advantage that it is not easily damaged.
[0034]
FIG. 5 shows a further preferred embodiment of the present invention.
In the non-contact power feeding couplers shown in FIGS. 3A to 3C, the
[0035]
As shown in (a) or (c), for cooling, if air is sent from the flange-
[0036]
The
[0037]
Further, even if forced air supply or intake is not performed, a cooling effect by natural convection can be obtained to some extent only by providing the
[0038]
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. In the non-contact power feeding coupler of this embodiment, the flange portion 11a of the
[0039]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the typical Example, this invention can have various aspects other than having mentioned above. For example, the primary-side flange-
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is suitable for power supply of relatively large power, and can be made compact so that it can be accommodated in, for example, an oil filling port of an existing gasoline vehicle. It is possible to provide a non-contact power feeding coupler that can be operated and is not easily damaged even if it is misused. In addition, by making the length of the rod-shaped guide part larger than the depth of the secondary saddle-shaped core, the coil on the primary side is fixed until the guide part is inserted into the guide hole and guided. It can be separated from both the secondary core and coil, and the primary coil enters the secondary core when the guide and guide holes are in a reliable state. Therefore, when the primary side magnetic unit is attached to the secondary side magnetic unit, it is possible to reliably avoid the primary side coil from hitting the secondary side core or the secondary side coil.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view and a perspective view showing an embodiment of a non-contact power feeding coupler according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a power supply coupling state of a non-contact power supply coupler according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a state when a primary side magnetic unit is mounted on a secondary side magnetic unit and a part thereof.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the non-contact power feeding coupler according to the present invention is dropped on the ground or the like.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a further preferred embodiment of the non-contact power feeding coupler according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Primary side
11a ridge portion 11b
22
Claims (19)
(1)一次側コアは鍔部と柱部を有して断面が略T字状に形成されている。
(2)上記柱部の先端にはその柱部よりも細径の棒状ガイド部が同軸に突出するように取り付いている。
(3)二次側のコアは壺型に形成され、一次側のコアと共に閉磁路を形成する。
(4)上記棒状ガイド部の長さが上記壺型に形成された二次側のコアの深さよりも大きい。
(5)上記壺型に形成された二次側のコアの底面中央に上記棒状ガイド部の貫挿を案内するガイド孔を有する。The primary side magnetic unit and the secondary side magnetic unit each having a soft magnetic core and a coil are magnetically coupled so as to be detachable so that power can be transmitted from the primary side to the secondary side in an electrically non-contact manner. The non-contact power feeding coupler includes the following constituent means (1) to ( 5 ).
(1) The primary side core has a collar part and a column part, and the cross section is formed in a substantially T shape.
(2) A rod-shaped guide portion having a diameter smaller than that of the column portion is attached to the tip of the column portion so as to protrude coaxially.
(3) The secondary-side core is formed in a saddle shape and forms a closed magnetic circuit together with the primary-side core.
(4) The length of the said rod-shaped guide part is larger than the depth of the core of the secondary side formed in the said saddle shape.
(5) A guide hole for guiding the insertion of the rod-shaped guide portion is provided at the center of the bottom surface of the secondary-side core formed in the saddle shape.
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