JP6012188B2 - Coil unit - Google Patents
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Description
本発明は、コイルユニットに係り、特に、非接触給電装置に用いられるコイルユニットに関するものである。 The present invention relates to a coil unit, and more particularly to a coil unit used in a non-contact power feeding device.
近年、ケーブル等の機械的接触なしで、例えば電気自動車の電池に電力を供給する非接触給電装置が、開発、実用化されている。この非接触給電装置は、車両に搭載された受電側コイルと、車両が駐車する駐車スペースに設置された給電側コイルと、から構成されている。このような非接触給電装置によれば、駐車スペース上に車両が駐車され、受電側コイルと給電側コイルとが軸方向に互いに間隔を空けて対向した状態で、給電側コイルに交流電力を供給すると、当該交流電力が電磁誘導や磁界の共鳴により非接触で受電側コイルに受電される。 In recent years, a non-contact power supply device that supplies power to, for example, a battery of an electric vehicle without mechanical contact such as a cable has been developed and put into practical use. This non-contact electric power feeder is comprised from the power receiving side coil mounted in the vehicle, and the electric power feeding side coil installed in the parking space where a vehicle parks. According to such a non-contact power feeding device, the vehicle is parked in the parking space, and AC power is supplied to the power feeding side coil in a state where the power receiving side coil and the power feeding side coil face each other with an interval therebetween in the axial direction. Then, the AC power is received by the power receiving coil in a non-contact manner by electromagnetic induction or magnetic field resonance.
上述した非接触給電装置においては、上記コイルで熱が発生するため、これを冷却する必要がある。このようにコイルを冷却する冷却装置としては、例えば図6に示されたものが提案されている(特許文献1)。同図に示すように、冷却装置100は、円筒型のボビン101と、ボビン101の外周壁に巻回されるコイル102と、ボビン101内に設けられた送風ファン103と、を備えている。この冷却装置100によれば、送風ファン103を回すと矢印104に示すようにボビン101の軸方向の開口から空気がボビン101内に導入された後、ボビン101の外周壁に設けた空気排気孔105からボビン101外に排気される。
In the non-contact power feeding apparatus described above, heat is generated in the coil, and it is necessary to cool it. As such a cooling device for cooling the coil, for example, the one shown in FIG. 6 has been proposed (Patent Document 1). As shown in the figure, the
上述したコイル102は、一般にはケース106に収容されている。このため、上述した構成であるとボビン101の軸方向の開口から空気を導入するため、ケース106の蓋(又は底面)に吸気口107を設ける必要がある。しかしながら、ケース106の蓋に吸気口107を設けると、受電側コイルと給電側コイルとの距離をその分開ける必要があり、給電効率が落ちる恐れがあった。また、防塵防水性が良くない、という問題もあった。そこで、吸気口107にダクトホースを接続して、ケース106内に水や塵が浸入しない構成とすることも考えられるが、冷却装置100の厚み方向が大きくなってしまう。
The
この問題を解決するために、例えば図7に示すように、ケース106のコイル102の巻回方向に沿った外周壁に吸気口107及び排気口108を設けることが考えられる。この場合、風の流れを良くするために、吸気口107及び排気口108は、対向位置に設けられている。しかしながら、上述したコイル102では、複数個所で発熱が生じる。この場合、図7に示すように、矢印で示す導入方向にまっすぐ風が流れるだけでは例えば発熱部位109のように空気の導入方向延長線上にない部分については冷却することができない、という問題があった。
In order to solve this problem, for example, as shown in FIG. 7, it is conceivable to provide an
そこで、ケース106内のコイル102に沿って空気を送るようにするために、例えば、図8に示すように、コイル102を囲むホース110を設けて、コイル102全体を均等に冷却したり、図9に示すように吸気口107を複数設けて複数の発熱部位109に空気を送ることなどが考えられる。しかし、これらの方法では、コイル102をホース110で覆う工程が必要となりコストアップになったり、複数の吸気口107が必要となり構造が複雑になる、という問題があった。
Therefore, in order to send air along the
そこで、本発明は、簡単な構成でコイル全体を冷却することができるコイルユニットを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the coil unit which can cool the whole coil by simple structure.
上述した課題を解決するための請求項1記載の発明は、コイルと、該コイルを収容するケースと、を備えたコイルユニットにおいて、前記ケースの外周壁には、前記ケース内に空気を導入する吸気口と、前記ケース外に空気を排気する排気口と、が設けられ、前記コイルの外側に、前記吸気口から導入された空気の流れ方向を調整する調整壁があり、前記吸気口から導入され、導入方向に進む空気は、前記コイルを越えた後、前記導入方向から前記調整壁に当たって進行方向が変わり、その後、前記排気口に達し、前記吸気口から導入され、導入方向に進む空気と、当該導入方向に進んだ空気が当たる調整壁と、の前記排気口に近い側の当接角度が90度よりも大きくなるように、前記調整壁が設けられたことを特徴とするコイルユニットに存する。
The invention according to
請求項2記載の発明は、前記調整壁が、前記コイルの外側かつ前記ケース内側に多角形状に配置された複数の外側壁部を有することを特徴とする請求項1に記載のコイルユニットに存する。
According to a second aspect of the invention, the adjustment wall, consists in a coil unit according to
請求項3記載の発明は、互いに隣り合う前記外側壁部同士が成す角度が120度〜160度になるように設けられていることを特徴とする請求項2に記載のコイルユニットに存する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the coil unit according to the second aspect, wherein the angle formed by the outer wall portions adjacent to each other is 120 to 160 degrees.
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、吸気口から導入され、導入方向に進む空気が、コイルを越えた後、調整壁に当たって進行方向が変わり、その後、排気口に達するので、吸気口から導入された空気が、導入方向にまっすぐ進んで直ぐに排気口から排出されることなく、調整壁に当たってケース内を回ってから排気口から排気される。このため、簡単な構成でコイル全体を冷却することができる。また、吸気口から導入され、導入方向に進む空気と、当該導入方向に進んだ空気が当たる調整壁と、の排気口に近い側の当接角度が90度よりも大きいので、排気口側により多くの空気が流れ、排気口より多少排出されても、コイルに沿って巡回する風量を稼ぐことができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the air that is introduced from the intake port and proceeds in the introduction direction passes through the coil , then strikes the adjusting wall, changes its traveling direction , and then reaches the exhaust port. Therefore, the air introduced from the intake port goes straight in the introduction direction and is not immediately discharged from the exhaust port, but is exhausted from the exhaust port after hitting the adjustment wall and traveling around the case. For this reason, the whole coil can be cooled with a simple configuration. In addition, since the contact angle on the side close to the exhaust port of the air introduced from the intake port and traveling in the introduction direction and the adjustment wall that the air traveling in the introduction direction hits is larger than 90 degrees, Even if a lot of air flows and is discharged slightly from the exhaust port, it is possible to earn an air volume that circulates along the coil.
請求項2記載の発明によれば、調整壁が、コイルの外側かつケース内側に多角形状に配置された複数の外側壁部を有するので、外側壁部に当たりながらコイルに沿って進むため、簡単な構成でより均一にコイル全体を冷却できる。 According to the second aspect of the present invention, since the adjustment wall has a plurality of outer wall portions arranged in a polygonal shape outside the coil and inside the case, the adjustment wall advances along the coil while hitting the outer wall portion. The entire coil can be cooled more uniformly by the configuration.
請求項3記載の発明によれば、互いに隣り合う外側壁部同士が成す角度が120度〜160度になるように設けられているので、外側壁部同士の角で空気が滞留することがない。
According to the invention described in
第1実施形態
以下、第1実施形態におけるコイルユニットについて図1〜図3を参照して説明する。図1に示すように、コイルユニットを組み込んだ非接触給電装置1は、車両2の駐車スペース3に設置された給電側コイルユニット4と、車両に搭載された受電側コイルユニット5と、を備えている。給電側コイルユニット4は、交流電源が供給されるコイル6と、コイル6に電磁結合された共鳴コイル7と、これらコイル6及び共鳴コイル7を収容するケース8と、を備えている。上記受電側コイルユニット5は、共鳴コイル7と電磁共鳴する共鳴コイル9と、共鳴コイル9と電磁結合されたコイル10と、これら共鳴コイル9及びコイル10を収容する図示しないケースと、を備えている。上記コイル6及び10は、帯状の金属板をループ状に曲げて設けられている。上記共鳴コイル7及び9は、帯状の金属板を螺旋状に曲げて設けられている。
1st Embodiment Hereinafter, the coil unit in 1st Embodiment is demonstrated with reference to FIGS. 1-3. As shown in FIG. 1, a non-contact
上述した非接触給電装置1によれば、図1に示すように、車両2が駐車スペース3上に停車し、共鳴コイル7、9が対向したときに、共鳴コイル7、9同士が電磁共鳴して給電側コイルユニット4から受電側コイルユニット5に非接触で電力を供給できる。
According to the above-described contactless
詳しく説明すると、上記コイル6に交流電力が供給されると、その電力が電磁誘導により共鳴コイル7に送られる。共鳴コイル7に電力が送られると、その電力が磁界の共鳴によって共鳴コイル9にワイヤレスで送られる。さらに、共鳴コイル9に電力が送られると、その電力が電磁誘導によってコイル10に送られて、このコイル10に接続された負荷に供給される。
More specifically, when AC power is supplied to the
次に、上述した給電側コイルユニット4を構成するケース8の詳細について説明する。上記ケース8は、図3に示すように、上述したコイル6、共鳴コイル7及びこれらコイル6、7を支持する支持部材(図示せず)を収容する有底円筒状の本体部8aと、本体部8aの開口を覆う蓋部8bと、本体部8a及び蓋部8b間に設けられたリング状のゴムスポンジ8cと、を備えている。
Next, details of the
本体部8aは、金属などの導電性材料で構成されていて、円板状の底壁8a−1と、底壁8a−1の周縁から立設する外周壁8a−2と、外周壁8a−2の端部から内側に突出するフランジ壁8a−3と、を備えている。上記底壁8a−1は、コイル6及び共鳴コイル7の軸方向と直交し、上記外周壁8a−2は、コイル6及び共鳴コイル7の巻回方向に沿って立設している。上記外周壁8a−2には、図2に示すように、ケース8内に空気を導入する吸気口8a−4と、当該ケース8外に空気を排気する排気口8a−5と、が設けられている。上記排気口8a−5は、吸気口8a−4からの導入方向Y1延長線L上に位置しないように設けられている。
The
吸気口8a−4及び排気口8a−5は、その周縁に外側に突出する後述するダクトホースを接続する筒状の取付部8a−6、8a−7が設けられている。この取付部8a−6、8a−7に図示しないダクトホースの一端を取り付ける。これにより、吸気口8a−4及び排気口8a−5は、ダクトホースを介して図示しないファンボックスに接続されている。従って、吸気口8a−4の周縁部に設けた取付部8a−6の突出方向が、空気の導入方向Y1となる。
The
上記蓋部8bは、図3に示すように、本体部8aの開口を覆う円板状の上壁8b−1と、上壁8b−1の周縁から本体部8aに向かって立設する立壁8b−2と、を備えている。この立壁8b−2が、ゴムスポンジ8cを介して本体8aのフランジ壁8a−3に重ねられる。このゴムスポンジ8cにより本体部8aと蓋部8bとの間の隙間が塞がれ防水防塵を図ることができる。
As shown in FIG. 3, the
上述したケース8内には、吸気口8a−4から導入された空気の流れ方向を調整する調整壁11が設けられている。調整壁11は、コイル6及び共鳴コイル7の軸方向に立設して設けられている。この調整壁11は、コイル6及び共鳴コイル7の外側かつケース8の内側に多角形状(本実施形態では8角形状)に配置された複数の外側壁部111と、外側壁部111により囲まれた空間と吸気口8a−4及び排気口8a−5とを連通する連通壁部112と、を有している。上記外側壁部111は、隣り合う外側壁部111同士が成す角度θ1が135度になるように設けられている。また、吸気口8a−4から導入され導入方向Y1に沿って進んだ空気は、外側壁部111と107度の当接角度θ2で当たるように吸気口8a−4が設けられている。
In the
次に、上述した給電側コイルユニット4の冷却について説明する。図示しないファンボックス内のファンを回すと、図2に示すように、空気が吸気ダクトホースを通って吸気口8a−4からケース8内に導入される。吸気口8a−4から導入され、導入方向Y1に進む空気は、吸気口8a−4に達する前に調整壁11の外側壁部111に到達して進行方向が変わる。その後、さらに外側壁部111に当たってコイル6及び共鳴コイル7に沿って進み、排気口8a−5から排気される。排気口8a−5から排気された空気は、図示しないダクトホースを介してファンボックスに戻される。
Next, cooling of the power feeding
上述した第1実施形態によれば、吸気口8a−4から導入され、導入方向Y1に進む空気が、排気口8a−5に達する前に調整壁11を構成する外側壁部111に到達して進行方向を変えるように構成されているので、吸気口8a−4から導入された空気が、導入方向Y1にまっすぐ進んで直ぐに排気口8a−5から排出されることなく、調整壁11に当たってケース8内を回ってから排気口8a−5から排気される。このため、簡単な構成でコイル6、共鳴コイル7全体を冷却することができる。
According to the first embodiment described above, the air introduced from the
上述した第1実施形態によれば、調整壁11が、コイル6、共鳴コイル7の外側にあり、排気口8a−5が、吸気口8a−4からの導入方向Y1の延長線L上に位置しないので、吸気口8a−4から導入され、導入方向Y1に進む空気が、コイル6、共鳴コイル7の外側にある調整壁11に当たってケース8内を回ってから排気口8a−5から排気される。このため、簡単な構成でコイル6、共鳴コイル7全体を冷却できる。
According to 1st Embodiment mentioned above, the
上述した第1実施形態によれば、吸気口8a−4から導入され、導入方向Y1に進む空気と、当該導入方向Y1に進んだ空気が当たる外側壁部111と、の排出口8a−4に近い側の当接角度θ2が107度と90度よりも大きいので、排出口8a−4側により多くの空気が流れ、排出口8a−4より多少排出されても、外側壁部111に当たりながらコイル6、共鳴コイル7に沿って巡回する風量を稼ぐことができる。また、互いに隣り合う外側壁部111同士が成す角度θ1が135度と120度〜160度になるように設けられているので、外側壁部111同士の角で空気が滞留することがない。
According to the first embodiment described above, the air that is introduced from the
なお、上述した第1実施形態によれば、調整壁11は、ケース8とコイル6及び共鳴コイル7との間に設けた外側壁部111を用いていたが、本発明はこれに限ったものではない。調整壁11として、ケース8の外周壁8a−2を用いてもよい。この場合、吸気口8a−4から導入され、導入方向Y1に進む空気が、コイル6、共鳴コイル7の外側にある外周壁8a−2(=外側壁部)に当たってケース8内を回ってから排気口8a−5から排気される。
In addition, according to 1st Embodiment mentioned above, although the
また、上述した第1実施形態によれば、調整壁11は、外側壁部111と、連通壁部112と、を備えていたが、本発明はこれに限ったものではない。連通壁部112は設けずに、外側壁部111のみを設けても良い。
Moreover, according to 1st Embodiment mentioned above, although the
また、上述した第1実施形態によれば、また、外側壁部111は、複数設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。外側壁部111としては、導入方向Y1と交差する位置にあるもの1つだけでもよい。
Moreover, according to 1st Embodiment mentioned above, although the outer
また、上述した第1実施形態によれば、当接角度θ2が107度に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではなく、当接角度θ2としては90度よりも大きければ排出口8a−4側に多くの空気を流すことができる。
Further, according to the first embodiment described above, the contact angle θ 2 is set to 107 degrees, but the present invention is not limited to this, and the contact angle θ 2 may be larger than 90 degrees. If it is, much air can be flowed to the
また、上述した第1実施形態によれば、8角形状に複数の外側壁部111を配置し、角度θ1を135度としていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、複数の外側壁部111としては、6角形状〜18角形状に配置し、角度θ1が120度〜160度であっても外側壁部111の角に空気が滞留することがない。
Further, according to the first embodiment described above, the plurality of
参考例
次に、参考例おけるコイルユニットについて図4を参照して説明する。なお、図4において、図2について上述した第1実施形態で既に説明した部分と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第1実施形態と参考例とで異なる点は、ケース8の本体部8aの形状と、調整壁11である。第1実施形態においては、排気口8a−5が、吸気口8a−4からの導入方向Y1の延長線L上にないように配置していたが、参考例では、排気口8a−5が、吸気口8a−4からの導入方向Y1の延長線上に配置されている。
Reference Example Next, a coil unit in a reference example will be described with reference to FIG. 4, parts that are the same as those already described in the first embodiment with reference to FIG. 2 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted. The difference between the first embodiment and the reference example is the shape of the
また、調整壁11は、外側壁部111及び連通壁部112に加えてさらにコイル6及び共鳴コイル7の内側に配置された三角形状の3つの内側壁部113を備えている。3つの内側壁部113のうち1つは、吸気口8a−4の導入方向Y1延長線上に、三角形の頂点を吸気口8a−4に向けて配置されている。残りの2つは、コイル6及び共鳴コイル7の内周に沿って並べて、三角形の頂点が外周壁8a−2に向かうように、配置されている。
In addition to the
次に、上述した給電側コイルユニット4の冷却について説明する。吸気口8a−4から吸気され、導入方向Y1に進む空気は、吸気口8a−4側に配置された内側壁部113に到達して、内側壁部113の図面右方向、左方向に分流される。その後、分流された空気は、外側壁部111と内側壁部113との間を通過して、コイル6及び共鳴コイル7に沿うように流れ、排気口8a−5から排気される。
Next, cooling of the power feeding
上述した参考例によれば、調整壁11が、コイル6、共鳴コイル7の内側に配置された内側壁部113を有するので、吸気口8a−4から導入された空気が、導入方向Y1に進んでコイル6、共鳴コイル7の内側に配置された内側壁部113に当たって分流して、コイル6、共鳴コイル7に沿って進むため、簡単な構成でより均一にコイル6、共鳴コイル7全体を冷却できる。
According to the reference example described above, since the
なお、上述した参考例では、内側壁部113として三角形状のものを用いていたが、本発明はこれに限ったものではない。内側壁部113の形状としては、何でもよく、例えば、図5に示すような形状であってもよい。
In the reference example described above, a triangular shape is used as the
また、上述した参考例では、内側壁部113は、複数設けていたが、内側壁部113としては、導入方向Y1と交差する位置にあるもの1つだけでもよい。
Further, in Reference Example described above, the
また、上述した参考例では、調整壁11が外側壁部111及び連通壁部112と、内側壁部113と、から構成されていたが、外側壁部111及び連通壁部112を設けずに、内側壁部113のみから構成されていてもよい。
Further, in Reference Example described above,
また、上述した第1実施形態によれば、調整壁11をケース8とは別に設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えばケース8を多角形状に設け、調整壁11の機能を持たせるようにしてもよい。
Further, according to the first implementation described above, but the
また、上述した第1実施形態によれば、駐車スペース3に設置される給電側コイルユニット4について説明していたが、本発明はこれに限ったものではない。車両2に配置される受電側コイルユニット5についても同様の構成にしてもよい。
Further, according to the first implementation described above, but describes the
また、上述した第1実施形態によれば、帯状の金属板を曲げてコイル6、10及び共鳴コイル7、9を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、コイルボビンをケース8内に配置して、このコイルボビンに巻線を巻いてコイル6、10及び共鳴コイル7、9を設けても良い。
Further, according to the first implementation described above, had provided a
また、上述した実施形態では、共鳴式の非接触給電装置1が用いられていたが、本発明はこれに限ったものではなく、非接触の給電方式は電磁誘導式であってもよい。また、コイルユニット1は、非接触給電に限らず、単体で各種の装置に適用してもよい。
In the above-described embodiment, the resonance type non-contact
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Further, the above-described embodiments are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
4 給電側コイルユニット(コイルユニット)
6 コイル
7 共鳴コイル(コイル)
8 ケース
8a−2 ケースの外周壁
8a−4 吸気口
8a−5 排気口
11 調整壁
111 外側壁部
113 内側壁部
Y1 導入方向
4 Power supply coil unit (coil unit)
6
8
Claims (3)
前記ケースの外周壁には、前記ケース内に空気を導入する吸気口と、前記ケース外に空気を排気する排気口と、が設けられ、
前記コイルの外側に、前記吸気口から導入された空気の流れ方向を調整する調整壁があり、
前記吸気口から導入され、導入方向に進む空気は、前記コイルを越えた後、前記導入方向から前記調整壁に当たって進行方向が変わり、その後、前記排気口に達し、
前記吸気口から導入され、導入方向に進む空気と、当該導入方向に進んだ空気が当たる調整壁と、の前記排気口に近い側の当接角度が90度よりも大きくなるように、前記調整壁が設けられた
ことを特徴とするコイルユニット。 In a coil unit comprising a coil and a case for housing the coil,
The outer peripheral wall of the case is provided with an intake port for introducing air into the case, and an exhaust port for exhausting air outside the case,
On the outside of the coil, there is an adjustment wall for adjusting the flow direction of air introduced from the intake port,
The introduced from the intake port, the air proceeds to the introduction direction, after crossing the coil, the traveling direction is changed hits from the direction of introduction into the adjustment wall, then reaches the exhaust port,
The adjustment is performed so that the contact angle between the air introduced from the intake port and proceeding in the introduction direction and the adjustment wall against which the air proceeding in the introduction direction hits is closer to the exhaust port than 90 degrees. A coil unit characterized in that a wall is provided .
ことを特徴とする請求項1に記載のコイルユニット。 The coil unit according to claim 1 , wherein the adjustment wall has a plurality of outer wall portions arranged in a polygonal shape outside the coil and inside the case.
ことを特徴とする請求項2に記載のコイルユニット。 The coil unit according to claim 2 , wherein an angle formed by the outer wall portions adjacent to each other is set to be 120 degrees to 160 degrees.
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