JP5525804B2 - 一次コイル上昇型非接触充電装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車に搭載されるバッテリーに車両外部から非接触で充電を行なう非接触充電装置に係り、より詳細には、地上面の一次コイルと車両底部の二次コイルの位置合わせが簡単で、省エネルギーな一次コイル上昇型非接触充電装置に関する。

特許文献１には、外部電源に連なる一次コイルが車両の動力用バッテリーに連なる二次コイルに電磁結合される車両用非接触充電装置が示される。一次コイルは、路面より上にあって、車両が所定の位置に停まると、モータで駆動され、車両の底部に向かって突き出される。一次コイルは、車両の底部に設けられた二次コイルの下方に水平移動される。一次コイルは、上部にゴムの緩衝材が設けられており、昇降用のモータで駆動され、上方に上昇して二次コイルに接近するように位置決めされる。

一次コイルは、例えば、大型バス用のものでは数百キログラムの重量がある。そのため、非接触充電装置の一次コイル駆動機構が大型化し複雑になると欠点がある。また、車両が所定の位置に停車しなかった場合は、一次コイルの位置合わせも面倒で、時間がかかっていた。

特開２００５−２６９６８７号公報

本発明の目的は、一次コイルと二次コイルの位置合わせが簡単で、省エネルギーな一次コイル上昇型非接触充電装置を提供することにある。

本発明による一次コイル上昇型非接触充電装置は、地上面から車両の二次コイルに対向する位置に上昇される一次コイルと、車両のタイヤを落とし込む凹部と、前記凹部に設けられ、タイヤからの車両の荷重を受けて、所定の深さまで押し下げられる押圧板と、前記押圧板が押し下げられると前記一次コイルを上昇させる油圧シリンダと、を備え、大型車、中型車、小型車の各凹部が接近して一列に配置され、前記押圧板が前記各凹部を貫く一枚の板からなることを特徴とする。

前記凹部と前記押圧板が、車両の左右のタイヤに対応して２箇所に設けられるとともに、前記油圧シリンダは、前記２箇所の前記押圧板からの油圧経路が１本にまとめられ前記一次コイルにつながれることを特徴とする。

前記凹部は、タイヤを落とし込む深さが大型車、中型車、小型車に対応して異なることを特徴とする。

前記凹部の後方に、タイヤ案内溝が設けられることを特徴とする。

本発明による一次コイル上昇型非接触充電装置によれば、押圧板が押し下げられると一次コイルを上昇させる油圧シリンダを設けたので、駆動力の大きなモータを必要とせず、省エネルギーな装置にできる。押圧板は凹部に進入したタイヤで押し下げられるので、一次コイルと二次コイルの位置合わせが簡単にできる。

凹部と押圧板が車両の左右のタイヤに対応して２箇所に設けられ、油圧シリンダは、左右２箇所の押圧板からの油圧経路を１つにまとめ一次コイルにつないだので、大きな駆動力を発揮できる。また、左右のタイヤを２箇所の凹部に入れるため、車両が斜めに停車しないようにできる。

凹部は、タイヤを落とし込む深さが大型車、中型車、小型車に対応して異なるものとしたので、大型車では一次コイルを大きく上昇させるというように、大型車、中型車、小型車に合わせた一次コイルの高さ調整ができる。

大型車、中型車、小型車の各凹部を接近させて一列に配置し、前記各凹部を貫く一枚の押圧板を設けたので、油圧シリンダと一次コイルを共通にできる。また、大きな接地面積を必要としないで済む。

凹部の後方に、タイヤ案内溝を設けたので、タイヤがタイヤ案内溝に入るように車両を運転すれば、タイヤを凹部に導くことが容易になる。

本発明による一次コイル上昇型非接触充電装置の断面図である。 図１の一次コイル上昇型非接触充電装置の断面図で、押圧板に車両の荷重がかかっていない場合を示す。 図２の凹部のＡ−Ａ断面図である。 図１の一次コイル上昇型非接触充電装置の断面図で、押圧板に車両の荷重がかかっている場合を示す。 図４の凹部のＡ−Ａ断面図である。 図１の一次コイルまわりの詳細な断面図である。 図１の一次コイル上昇型非接触充電装置の平面図である。 図１の一次コイル上昇型非接触充電装置の平面図で、大型車、中型車、小型車に対応可能な押圧板を備えた場合を示す。 図８の押圧板と凹部とタイヤとの関係を示す断面図である。（Ａ）は大型車の場合、（Ｂ）は中型車の場合、（Ｃ）は小型車の場合である。 一次コイル上昇型非接触充電装置に設けられるタイヤ案内溝の短手方向の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明による一次コイル上昇型非接触充電装置について説明する。

図１は、本発明による一次コイル上昇型非接触充電装置の断面図（前後方向）である。一次コイル上昇型非接触充電装置１００は、地上面から車両の二次コイル２に対向する位置に上昇される一次コイル１と、充電を行なう車両のタイヤ９を落とし込む凹部４と、凹部４に設けられ、タイヤ９からの車両の荷重を受けて、所定の深さまで押し下げられる押圧板３と、押圧板３が押し下げられると一次コイル１を地上面から上昇させる油圧シリンダ６と、を備える。油圧シリンダ６にはオイル５が充填される。

一次コイル上昇型非接触充電装置１００は、押圧板３の上部が地上面と一致するように埋め込まれる。車両の前輪のタイヤ９が、凹部４に進入して落とし込まれると、車両の自重で押圧板３が押し下げられる。油圧シリンダ６の油圧により、一次コイル１が上昇する。その結果、一次コイル１と二次コイル２との空隙７が小さくなるので、効率のよい非接触充電ができる。なお、凹部４から一次コイル１までの長さは、前輪のタイヤから二次コイル２までの長さに合わせる。これにより、例えば一次コイル１と二次コイル２の水平方向のずれを±３ｃｍ程度に抑えることができる。

図２は、一次コイル上昇型非接触充電装置の断面図（前後方向）で、押圧板に車両の荷重がかかっていない場合を示す。この場合、押圧板３には荷重がかかっていないため、一次コイル１が下降して押圧板３を押し上げた状態にある。押圧板３が押し上げられた状態では、押圧板３の上面が地上面８と同じレベルになるように設定されている。なお、一次コイル１は重量物なので、車両より軽量の人やバイクが押圧板３に乗っても、押圧板３が押し下げられることも、一次コイル１を押し上げることもない。軽自動車は、軽いものでも約７００ｋｇはあるので、前輪の両輪にかかる重量は約３００ｋｇとなる。油圧シリンダ６は、このような重量を受けて一次コイル１を上昇するように設計される。

図３は、図２の凹部のＡ−Ａ断面図である。押圧板３は、上面が地上面８から出ないように、凹部４の傾斜面１１の底部で押さえられている。押圧板３の下側にオイル５がある。

図４は、一次コイル上昇型非接触充電装置の断面図（前後方向）で、押圧板に車両の荷重が押圧板にかかっている場合を示す。押圧板３は、車両の荷重を受けて押し下げられる。これにより油圧シリンダ６が作用し、一次コイル１を地上面８から上方に押し上げる。図４で符号ｈ１は、一次コイル１の上昇高さを示す。一般に、小型車では車両の地上高さが低く、大型車では高い。そのため、一次コイル１の上昇高さは、大型車、中型車、小型車で変化させることが望ましい。

図５は、図４の凹部のＡ−Ａ断面図である。押圧板３は、タイヤ９で押圧され、傾斜面１１の底部から離れ、凹部４の底まで移動する。押圧板３でオイル５に油圧が生じる。

図６は、図１の一次コイル１の詳細な断面図である。一次コイル１は、内部にコイル部１ａがあり、上部にはゴムの緩衝材１ｂを有する。緩衝材１ｂを設けたので、一次コイル１が車体と接触しても損傷しない。なお、一次コイル１のコイル部１ａと二次コイル２の空隙は符号ｈ２で示される。

図７は、一次コイル上昇型非接触充電装置の平面図である。右タイヤ用押圧板３ａには右タイヤ９ａが、左タイヤ用押圧板３ｂには左タイヤ９ｂが乗る。押圧板３の幅は、タイヤ９の幅より左右に５〜６ｃｍ大きくした。凹部４の形状も押圧版３の形状に合わせたものとされる。右タイヤ用押圧板３ａと左タイヤ用押圧板３ｂと一次コイル１は、Ｙ字形の油圧シリンダ６で接続される。すなわち右タイヤ用押圧板３ａと左タイヤ用押圧板３ｂの油圧経路が１本にまとめられ一次コイル１につないでいる。油圧シリンダ６はＹ字形にかえてＴ字形としてもよい。図７は、前輪で押圧板３を押すものとしたが、後輪で押圧板３を押すように構成してもよい。

図８は、一次コイル上昇型非接触充電装置の平面図で、大型車、中型車、小型車に対応可能な押圧板を備えた場合を示す。図８の構成によれば、１つの装置で大型車、中型車、小型車のタイヤの外径、タイヤ間の長さの違いに対応できる。小型車のタイヤ９ｋと中型車のタイヤ９ｍと大型車のタイヤ９ｇとが、接近して一列に並ぶように配置する。右タイヤ用押圧板３ａは１枚の板で、小型車のタイヤ９ｋ、中型車のタイヤ９ｍまたは大型車のタイヤ９ｇが乗る。同様に左タイヤ用押圧板３ｂは１枚の板で、小型車のタイヤ９ｋ、中型車のタイヤ９ｍまたは大型車のタイヤ９ｇが乗る。図８に示すように、押圧板３の前後方向の幅は、小型車よりも中型車がより大きく、中型車よりも大型車がより大きい。凹部４の形状も押圧版３の形状に合わせたものとされる。なお、車両の二次コイルは、大型車、中型車、小型車によらず、車体の所定の位置に設けられるとする。

図９は、図８の押圧板と凹部とタイヤとの関係を示す断面図（前後方向）である。（Ａ）は大型車の場合、（Ｂ）は中型車の場合、（Ｃ）は小型車の場合である。図７の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、凹部４の深さは、大型車では符号ｄ１で、中型車が符号ｄ２で、小型車が符号ｄ３で示す。図９に示すように、凹部４の深さは、小型車よりも中型車がより大きく、中型車よりも大型車がより大きい。これにより、タイヤ９は大型車になるほどより深く落ち込むので、一次コイル１をより高い位置まで押し上げることができる。

図１０は、一次コイル上昇型非接触充電装置に設けられるタイヤ案内溝１３の左右方向の断面図である。タイヤ案内溝１３は、凹部の後方、具体的には一次コイルの直後方に、前後方向に長い形状で設けられる。車両を位置決めする場合、まずタイヤ案内溝１３にタイヤを入れた後、車両を進行させれば、タイヤ９は凹部４にずれることなく進入できる。タイヤ９の幅と、タイヤ案内溝１３の上幅ｗ１、底幅ｗ２、深さｆの好ましい例を下表に示す。

注：ｗ１＞ｗ２の関係となるように左右の側面を傾斜させている。

本発明は、地上面の一次コイルと車両底部の二次コイルの位置合わせが簡単で、省エネルギーな一次コイル上昇型非接触充電装置として好適である。

１ 一次コイル
１ａ コイル部
１ｂ 緩衝材
２ 二次コイル
３ 押圧板
３ａ 右タイヤ用押圧板
３ｂ 左タイヤ用押圧板
４ 凹部
５ オイル
６ 油圧シリンダ
７ 空隙
８ 地上面
９ タイヤ
９ａ 右タイヤ
９ｂ 左タイヤ
９ｋ 小型車のタイヤ
９ｍ 中型車のタイヤ
９ｇ 大型車のタイヤ
１０ 車軸
１１ 傾斜面
１２ 車両底面
１３ タイヤ案内溝
１００ 一次コイル上昇型非接触充電装置

Claims (4)

1. 地上面から車両の二次コイルに対向する位置に上昇される一次コイルと、
   車両のタイヤを落とし込む凹部と、
   前記凹部に設けられ、タイヤからの車両の荷重を受けて、所定の深さまで押し下げられる押圧板と、
   前記押圧板が押し下げられると前記一次コイルを上昇させる油圧シリンダと、を備え、
   大型車、中型車、小型車の各凹部が接近して一列に配置され、前記押圧板が前記各凹部を貫く一枚の板からなることを特徴とする一次コイル上昇型非接触充電装置。
   
2. 前記凹部と前記押圧板が、車両の左右のタイヤに対応して２箇所に設けられるとともに、前記油圧シリンダは、前記２箇所の前記押圧板からの油圧経路が１本にまとめられ前記一次コイルにつながれることを特徴とする請求項１に記載の一次コイル上昇型非接触充電装置。
   
3. 前記凹部は、タイヤを落とし込む深さが大型車、中型車、小型車に対応して異なることを特徴とする請求項１に記載の一次コイル上昇型非接触充電装置。
   
4. 前記凹部の後方に、タイヤ案内溝が設けられることを特徴とする請求項１に記載の一次コイル上昇型非接触充電装置。
   

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