JP5118776B1 - 給電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】給筐体面の厚みを薄く抑えつつ、異物が給電中に加熱されて高温度になることを抑制すること。
【解決手段】給電装置100は、車輌に設けられた受電部153と対向して受電部153に対して給電する給電コイル103aと、給電コイル103aを収納する筐体103bと、を具備する。筐体103bの受電部153と対向する面である上面202aには、給電コイル103aを受電部153の方向に向かって筐体103bに投影した際に給電コイル103aが投影される部分に、給電コイル103aの径方向において、頂部205から給電コイル103aの内縁部211に向かって徐々に給電コイル103aに近づく第1の傾斜部203と、給電コイル103aが投影される部分に、給電コイル103aの径方向において、頂部205から給電コイル103aの外周212に向かって徐々に給電コイル103aに近づく第2の傾斜部204と、が形成される。
【選択図】図4
【解決手段】給電装置100は、車輌に設けられた受電部153と対向して受電部153に対して給電する給電コイル103aと、給電コイル103aを収納する筐体103bと、を具備する。筐体103bの受電部153と対向する面である上面202aには、給電コイル103aを受電部153の方向に向かって筐体103bに投影した際に給電コイル103aが投影される部分に、給電コイル103aの径方向において、頂部205から給電コイル103aの内縁部211に向かって徐々に給電コイル103aに近づく第1の傾斜部203と、給電コイル103aが投影される部分に、給電コイル103aの径方向において、頂部205から給電コイル103aの外周212に向かって徐々に給電コイル103aに近づく第2の傾斜部204と、が形成される。
【選択図】図4
Description
本発明は、車輌に設けられた受電部に対して電磁誘導を利用して非接触で給電する給電装置に関する。
従来、非接触の給電装置としては、地面に設置され、車輌に搭載されている受電部に給電するものが知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1では、送電ユニットと受電ユニットの2つのユニットを備える。送電ユニットは、リング状の送電コイルと、このコイルを収納する筐体とを有し、駐車スペース等の車輌が停止する位置の路面側に設置される。受電ユニットは、リング状の受電コイルと、このコイルを収納する筐体とを有し、車輌の底面の、地面に設置された送電ユニットと対向する位置に設置される。受電ユニットに対向する送電ユニットの筐体面(以下、「上面」と呼ぶ)は、送電コイルの径方向と平行になるように形成される。
しかしながら、従来の給電装置においては、送電ユニットの上面は送電コイルの径方向と平行であるため、上面上に異物が乗りやすい。上面上の異物は、給電中に多くの磁束が貫くことにより加熱されて高温度になるという問題がある。また、異物が加熱されて高温度になることにより、異物と接している部分に穴が開く等して上面の損傷が発生し、この結果、損傷部分から進入してくる異物等が、送電コイルの給電処理に影響を与えてしまう恐れがある。
本発明の目的は、給電中に異物が加熱されて高温度になることを抑制することができる給電装置を提供することである。
本発明の一態様に係る給電装置は、車輌に設けられた受電部に対して電磁誘導を利用して非接触で給電する給電装置であって、前記受電部と対向して前記受電部に対して給電するリング状の給電コイルと、前記給電コイルを収納する筐体と、を具備し、前記筐体の前記受電部と対向する面である上面には、前記給電コイルを前記受電部の方向に向かって前記筐体に投影した際に前記給電コイルが投影される部分に、前記給電コイルの径方向において、頂部から前記給電コイルの内縁部に向かって徐々に前記給電コイルに近づく第1の傾斜部と、前記給電コイルが投影される部分に、前記給電コイルの径方向において、前記頂部から前記給電コイルの外周に向かって徐々に前記給電コイルに近づく第2の傾斜部と、前記第1の傾斜部の前記頂部側と異なる端部と接する凹部と、が形成される構成を採る。
本発明によれば、給電中に異物が加熱されて高温度になることを抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
<充電システムの構成>
図1は、本発明の実施の形態1における充電システム10の構成の一例を示すブロック図である。
<充電システムの構成>
図1は、本発明の実施の形態1における充電システム10の構成の一例を示すブロック図である。
充電システム10は、給電装置100、車輌150、蓄電池154及び充電装置170を有する。
給電装置100は、給電部103が地表gから露出するように地面上に設置もしくは埋設される。給電装置100は、例えば駐車スペースに設けられ、車輌150の駐車中に、受電部153に対向して充電装置170に対して給電する。なお、給電装置100の構成については後述する。
車輌150は、蓄電池154及び充電装置170を有し、蓄電池154を動力源として走行する。車輌150は、例えば、HEV(Hybrid Electric Vehicle)、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)またはEV(Electric Vehicle)といった蓄電池154の電力で走行可能な自動車である。
蓄電池154は、充電装置170により供給される電力を蓄える。
充電装置170は、車両側制御部151及び受電装置160を有し、給電装置100から給電される電力を蓄電池154に供給する。なお、充電装置170の構成の詳細については後述する。
車輌側制御部151は、受電装置160に対して、充電に伴う各種処理または充電停止に伴う各種処理を行うように制御する。
受電装置160は、車輌側制御部151の制御に従って、給電装置100から供給された電力を蓄電池154に供給する。なお、受電装置160の構成については後述する。
<給電装置の構成>
給電装置100は、給電側通信部101と、給電側制御部102と、給電部103とを有する。
給電装置100は、給電側通信部101と、給電側制御部102と、給電部103とを有する。
給電側通信部101は、車輌側通信部152からの給電開始信号または給電停止信号を受信する。給電側通信部101は、受信した給電開始信号または給電停止信号を給電側制御部102に出力する。
給電側制御部102は、給電側通信部101から入力した給電開始信号に従って、給電部103に対して給電を開始するように制御する。給電側制御部102は、給電側通信部101から入力した給電停止信号に従って、給電部103に対して給電を停止するように制御する。
給電部103は、給電コイル103aを有する。給電部103は、給電側制御部102の制御に従って、給電コイル103aに所定の周波数の電流を供給することにより、電磁誘導を利用して受電部153に給電する。この給電は、例えば、電磁誘導方式、もしくは磁気共鳴方式にて行われる。なお、給電部103の構成の詳細については後述する。
<受電装置の構成>
受電装置160は、車輌側通信部152及び受電部153を有する。
受電装置160は、車輌側通信部152及び受電部153を有する。
車輌側通信部152は、車輌側制御部151の制御に従って、充電開始信号または充電停止信号を生成し、生成した充電開始信号または充電停止信号を給電側通信部101に送信する。
受電部153は、車輌150の底部に設けられ、受電コイル153aを有するとともに、蓄電池154を充電する際に、給電部103と非接触状態で対向する。受電部153は、車輌側制御部151の制御に従って、給電部103から受電コイル153aに給電された電力を蓄電池154に供給する。
<給電部の構成>
図2は給電部103の斜視図であり、図3は給電部103を受電部153の方向からみた平面図である。また、図4は図2のA−A線断面図であり、図5は図2のB−B線断面図であり、図6は図2のC−C線断面図である。以下では、主に、図2及び図4を用いて、給電部103の構成について説明する。
図2は給電部103の斜視図であり、図3は給電部103を受電部153の方向からみた平面図である。また、図4は図2のA−A線断面図であり、図5は図2のB−B線断面図であり、図6は図2のC−C線断面図である。以下では、主に、図2及び図4を用いて、給電部103の構成について説明する。
給電部103は、給電コイル103a及び筐体103bを有する。
給電コイル103aは、中空のリング状であり、筐体103bの内底面(ベース)201に載置されている。給電コイル103aは、例えば、商用の電源に接続されており、この電源から電流が供給されることにより受電部153に給電する。給電コイル103aは、例えば金属細線を巻回して形成されている。
筐体103bは、ベース201とカバー202とから構成される。ベース201は、例えば四角の平板形状に形成される(例えば図3参照)。ベース201の材質としては、例えばアルミニウムが用いられる。また、ベース201には、給電コイル103aが載置され、カバー202が取り付けられる。
カバー202の材質としては、例えば強化プラスチック等の非金属材料が用いられる。カバー202は、筐体103bにおける受電部153と対向する面である上面202aと、筐体103bにおける受電部153と対向する面のうち上面202a以外の部分である平坦部202bと、カバー202の側部である外側壁部202cとから構成される。カバー202をベース201に取り付けると、筐体103bは、上面202aに、第1の傾斜部203と、第2の傾斜部204と、凹部206と、を有することになる。特に、上面202aのうち、給電コイル103aを受電部153の方向に向かって筐体103bに投影した際に、給電コイル103aが投影される部分には、第1の傾斜部203と、第2の傾斜部204とを有する。
第1の傾斜部203は、給電コイル103aの径方向において円形の頂部205から給電コイル103aの内縁部211に向かって下り傾斜、すなわち、給電コイル103aに徐々に近づくような傾斜となるように形成されている。ここで、給電コイル103aの径方向とは、給電コイル103aの中心軸P1と直交する方向である。第1の傾斜部203は、一端が頂部205と接続し、他端が凹部206(側部206a)と接続するように形成されている。
第2の傾斜部204は、給電コイル103aの径方向において円形の頂部205から給電コイル103aの外周212に向かって下り傾斜、すなわち、給電コイル103aに徐々に近づくような傾斜となるように形成されている。第2の傾斜部204は、一端が頂部205と接続し、他端が平坦部202bと接続するように形成されている。
凹部206は、給電コイル103aの中空の部分に相当する位置に設置される。凹部206は、側部206aが第1の傾斜部203と接続し、底部206bがベース201と対向して接続するように形成されている。
溝207は、凹部206の底部206bに形成されている。溝207は、第1の傾斜部203上から滑り落ちてきた異物を収容するためのものである。溝207は、異物を収容でき、かつ、人の指などにより収容されている異物を触れることができないような形状としてもよい。
補強材208は、第1の傾斜部203を支持する。補強材208の材質としては、例えば絶縁物が用いられる。こうすることで、筐体103bの上を車輌150のタイヤが通過した場合の耐荷重を確保することができる。
<本実施の形態の効果>
本実施の形態では、筐体103bの上面202aには、給電コイル103aの径方向において、給電コイル103aの中心に向かって徐々に給電コイル103aに近づく第1の傾斜部203、及び、給電コイル103aの外周212に向かって徐々に給電コイル103aに近づく第2の傾斜部204の2つの傾斜部が形成される。これにより、第1の傾斜部203上に存在する異物は、給電部103の中央部に設けられた凹部206に滑り落ちる。ここで、凹部206は、上述したように給電コイル103aの中空の部分に相当する。ただし、凹部206では、給電コイル103a付近と比較して、異物の発熱が小さい。よって、第1の傾斜部203上に存在する異物は、凹部206に滑り落ちるので、異物が加熱されて高温度になることを防ぐことができる。また、第2の傾斜部204上に存在する異物は、給電部103の外部へ滑り落ちるので、異物が加熱されて高温度になることを防ぐことができる。
本実施の形態では、筐体103bの上面202aには、給電コイル103aの径方向において、給電コイル103aの中心に向かって徐々に給電コイル103aに近づく第1の傾斜部203、及び、給電コイル103aの外周212に向かって徐々に給電コイル103aに近づく第2の傾斜部204の2つの傾斜部が形成される。これにより、第1の傾斜部203上に存在する異物は、給電部103の中央部に設けられた凹部206に滑り落ちる。ここで、凹部206は、上述したように給電コイル103aの中空の部分に相当する。ただし、凹部206では、給電コイル103a付近と比較して、異物の発熱が小さい。よって、第1の傾斜部203上に存在する異物は、凹部206に滑り落ちるので、異物が加熱されて高温度になることを防ぐことができる。また、第2の傾斜部204上に存在する異物は、給電部103の外部へ滑り落ちるので、異物が加熱されて高温度になることを防ぐことができる。
また、本実施の形態では、給電部103の筐体103bの受電部153と対向する部分に、第1の傾斜部203及び第2の傾斜部204の2つの傾斜部を形成する。一般に、本実施の形態では、車輌150の底部の受電部153へ大電力を給電するので、給電コイル103aの形状が大きくなり、給電部103と車輌150の底部とのクリアランスの関係から給電部103の筐体103bに十分な曲面を設けることはできない。これに対して、本実施の形態によれば、筐体103bにおける受電部153と対向する部分に2つの傾斜部を形成することにより、筐体103bにおける受電部153と対向する部分に1つの傾斜部を形成する場合と比較して、傾斜部(第1の傾斜部203及び第2の傾斜部204)の厚みを薄くすることができる。よって、給電部103における車輌150の底面方向の高さを抑えることで、給電部103と車輌150の底部とのクリアランスを保つことができる。
なお、本実施の形態において、図4に示すように、筐体103b上の頂部205の位置は、給電コイル103aの中心軸P1方向における、給電コイル103aの内縁部211と外周212との中間部213の位置であることが好ましい。この理由は、給電コイル103aの径方向において、中間部213の位置に存在する異物が最も発熱し易いためである。筐体103b上において、中心軸P1方向における給電コイル103aとの距離が最も離れている頂部205の位置を、異物が最も発熱し易い中間部213の位置とすることで、異物が滑り落ちずに停滞した場合でも、異物の発熱を最小限に抑えることができる。
また、本実施の形態において、第1の傾斜部203及び第2の傾斜部204は、所定値未満の摩擦係数を有する材料でコーティングが施された保護カバーにより覆われてもよい。例えば、所定値として、各傾斜部に存在する異物を滑落可能な程度の値を設定すればよい。こうすることで、第1の傾斜部203及び第2の傾斜部204において、異物を滑りやすくすることができ、異物を凹部206又は給電部103の外側へ確実に滑り落とすことが可能となる。
なお、上記実施の形態において、溝207の代わりに、凹部206の底部206bにおいて、貫通孔を設けてもよい。この貫通孔は、第1の傾斜部203上から滑り落ちてきた異物を外部へ排出するためのものである。
また、上記実施の形態に係る給電部103において、凹部206に、水抜きのための配水管を設けてもよい。こうすることで、凹部206の部分に水が溜まることを防ぐことができる。
本発明にかかる給電装置は、車輌に設けられた受電部に対して非接触で給電するのに好適である。
103 給電部
103a 給電コイル
103b 筐体
153 受電部
201 ベース
202 カバー
202a 上面
202b 平坦部
202c 外側壁部
203 第1の傾斜部
204 第2の傾斜部
205 頂部
206 凹部
207 溝
208 補強材
211 内縁部
212 外周
213 中間部
103a 給電コイル
103b 筐体
153 受電部
201 ベース
202 カバー
202a 上面
202b 平坦部
202c 外側壁部
203 第1の傾斜部
204 第2の傾斜部
205 頂部
206 凹部
207 溝
208 補強材
211 内縁部
212 外周
213 中間部
Claims (5)
- 車輌に設けられた受電部に対して電磁誘導を利用して非接触で給電する給電装置であって、
前記受電部と対向して前記受電部に対して給電するリング状の給電コイルと、
前記給電コイルを収納する筐体と、
を具備し、
前記筐体の前記受電部と対向する面である上面には、
前記給電コイルを前記受電部の方向に向かって前記筐体に投影した際に前記給電コイルが投影される部分に、前記給電コイルの径方向において、頂部から前記給電コイルの内縁部に向かって徐々に前記給電コイルに近づく第1の傾斜部と、
前記給電コイルが投影される部分に、前記給電コイルの径方向において、前記頂部から前記給電コイルの外周に向かって徐々に前記給電コイルに近づく第2の傾斜部と、
前記第1の傾斜部の前記頂部側と異なる端部と接する凹部と、
が形成される、
給電装置。 - 前記筐体上の前記頂部の位置は、前記給電コイルの中心軸方向における、前記給電コイルの内縁部と外周との中間部の位置である、
請求項1記載の給電装置。 - 前記第1の傾斜部の表面、及び、前記第2の傾斜部の表面は、所定値未満の摩擦係数を有する材料に覆われる、
請求項1記載の給電装置。 - 前記凹部に形成された溝、を更に具備する、
請求項1記載の給電装置。 - 前記第1の傾斜部を支持する補強部材、を更に具備する、
請求項1記載の給電装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012073709A JP5118776B1 (ja) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | 給電装置 |
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