JP6310278B2 - Power supply unit and power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、非接触給電に用いられる給電コイルを有する給電ユニット及びこの給電ユニットを備えた給電システムに関する。 The present invention relates to a power supply unit having a power supply coil used for non-contact power supply and a power supply system including the power supply unit.
近年、例えば、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)や電気自動車(EV)等が備える二次電池(以下、単に「動力用バッテリ」という)の充電などにおいて、充電作業を容易にするために、プラグ接続等の物理的接続を必要としないワイヤレス(非接触)での電力伝送技術が用いられている。 In recent years, for example, charging of a secondary battery (hereinafter simply referred to as a “power battery”) included in a plug-in hybrid vehicle (PHEV), an electric vehicle (EV), or the like is performed by using a plug connection. Wireless (non-contact) power transmission technology that does not require physical connection such as the above is used.
このような非接触の電力伝送は、給電コイルと受電コイルとを対向配置して磁気的に結合させることなどにより行うところ、給電コイルと受電コイルとの間に金属などの異物が侵入した場合、当該異物が磁力の影響により発熱してしまうおそれがある。 Such non-contact power transmission is performed by arranging the feeding coil and the receiving coil facing each other and magnetically coupling them. When a foreign object such as a metal enters between the feeding coil and the receiving coil, The foreign matter may generate heat due to the influence of magnetic force.
そこで、例えば、特許文献1に開示されている給電システムでは、図17に示すように、可撓材からなる複数の毛状部材811が植えられた異物侵入防止部810を、地面に埋設された給電コイル801上に重ねて配置している。これにより、この給電システムでは、移動車両Mがその下面に配設された受電コイル802と給電コイル801とが対向するように停車した場合に、複数の毛状部材811の先端が移動車両Mの下面(即ち、受電コイル802のケースなど)に接触して受電コイル802と給電コイル801との間の空間を埋めることで異物の侵入を防いでいた。
Therefore, for example, in the power supply system disclosed in
上述した給電システムでは、異物が異物侵入防止部810上に乗った場合、異物の重さが小さいときには複数の毛状部材811に支えられてそれらの先端に留まるので、移動車両Mの通過とともに当該異物が移動車両Mにより押しのけられる。しかしながら、異物の重さがある程度大きいときには複数の毛状部材811内に沈んでしまうので、当該異物が給電コイル801の上方の位置に留まってしまうことがある。このように、異物が給電コイル801の中央部分の上方に離れた位置にあると、発熱がより大きくなってしまうことがあり、異物が留まってしまった場合における当該異物の発熱の抑制について改善の余地があった。
In the power feeding system described above, when a foreign object gets on the foreign object
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、侵入した異物の発熱が大きくなることを抑制する給電ユニット及びこの給電ユニットを備えた給電システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to solve this problem. That is, an object of the present invention is to provide a power supply unit that suppresses an increase in heat generation of an invading foreign object and a power supply system including the power supply unit.
本発明者らは、給電コイルに対する異物の位置と発熱との関係について、鋭意検討を重ねた結果、異物が、給電コイルの中央部分の上方に離れた位置にあるときに大きく発熱し、当該位置を避けることにより発熱を抑制できることを見出し、本発明に至った。 As a result of intensive investigations on the relationship between the position of the foreign matter relative to the power supply coil and heat generation, the present inventors have generated a large amount of heat when the foreign matter is located above the central portion of the power supply coil. The inventors have found that heat generation can be suppressed by avoiding the above, and have reached the present invention.
請求項1に記載された発明は、上記目的を達成するために、地面に配設され、車両の下面に配設された受電ユニットに非接触で給電する給電ユニットであって、給電コイルと、前記給電コイル上に重なる排除位置と、前記給電コイル上に重ならない非排除位置との間を移動可能に設けられた異物排除部材と、を備え、前記異物排除部材が、磁束を透過する材料を用いて上方に凸の山形に形成された1又は複数のスペーサを備え、前記異物排除部材が前記排除位置にあるとき、1つの前記スペーサが前記給電コイルの中央部分に重なるように配置され、かつ、前記異物排除部材が前記排除位置にあるときに給電が行われることを特徴とする給電ユニットである。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記1つの前記スペーサが、その先端が前記受電ユニットに接し又は近接する高さに形成されていることを特徴とするものである。
The invention described in
請求項3に記載された発明は、請求項1又は2に記載された発明において、流体導入手段をさらに有し、前記異物排除部材が、前記流体導入手段により流体が導入されることにより膨らんで前記スペーサを形成する膜状の柔軟部材を有していることを特徴とするものである。
The invention described in
請求項4に記載された発明は、請求項3に記載された発明において、前記流体導入手段が、前記柔軟部材が振動するように前記流体を導入するように構成されていることを特徴とするものである。
The invention described in
請求項5に記載された発明は、上記目的を達成するために、地面に配設された給電ユニットと車両の下面に配設された受電ユニットとを有し、前記給電ユニットから前記受電ユニットに非接触で給電する給電システムであって、前記給電ユニットが、請求項1〜4のいずれか一項に記載の給電ユニットで構成されていることを特徴とする給電システムである。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項1に記載された発明によれば、給電コイル上に重なる排除位置と、給電コイル上に重ならない非排除位置との間を移動可能に設けられた異物排除部材を備えている。そして、異物排除部材が、磁束を透過する材料を用いて上方に凸の山形に形成された1又は複数のスペーサを備え、異物排除部材が前記排除位置にあるとき、1つのスペーサが給電コイルの中央部分に重なるように配置されている。このようにしたことから、例えば、異物排除部材を非排除位置に置いておき、車両が給電ユニットの配設位置まで移動されて給電ユニットと受電ユニットとが上下方向に対向したときに、異物排除部材を排除位置に移動させることで、異物排除部材の移動により給電コイル上の異物を押しのけることができる。また、給電ユニットと受電ユニットとが上下方向に対向したときに、これらの間の空間における給電コイルの中央部分上方の空間部分が、上記1つのスペーサによって埋められる。また、スペーサが山形に形成されているので、スペーサ上に異物が置かれても傾斜面により下方に落ちる。そのため、異物が給電コイルの中央部分上方に留まることをより確実に回避して、異物の発熱を抑制することができる。また、車両によって異物排除部材が踏みつけられてしまうことを回避でき、スペーサの変形を抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, the foreign object eliminating member is provided so as to be movable between an exclusion position that overlaps the feeding coil and a non-exclusion position that does not overlap the feeding coil. The foreign matter removing member includes one or a plurality of spacers that are formed in an upward convex chevron using a material that transmits magnetic flux, and when the foreign matter removing member is at the exclusion position, one spacer is a power supply coil. It is arranged so as to overlap the central part. For this reason, for example, when the foreign object removal member is placed at the non-exclusion position and the vehicle is moved to the position where the power supply unit is disposed and the power supply unit and the power reception unit face each other in the vertical direction, the foreign object removal is performed. By moving the member to the exclusion position, the foreign matter on the power feeding coil can be pushed away by the movement of the foreign matter exclusion member. Further, when the power feeding unit and the power receiving unit face each other in the vertical direction, the space portion above the central portion of the power feeding coil in the space between them is filled with the one spacer. Moreover, since the spacer is formed in a mountain shape, even if a foreign object is placed on the spacer, it falls downward due to the inclined surface. Therefore, it can avoid more reliably that a foreign material stays above the center part of a feed coil, and can suppress the heat_generation | fever of a foreign material. Moreover, it can avoid that a foreign material exclusion member is stepped on by a vehicle, and can suppress a deformation | transformation of a spacer.
請求項2に記載された発明によれば、給電コイルの中央部分に重ねて配置された1つのスペーサが、その先端が前記受電ユニットに接し又は近接する高さに形成されている。このようにしたことから、給電ユニットと受電ユニットとが上下方向に対向したときに、これらの間の空間における給電コイルの中央部分上方の空間部分が、1つのスペーサによって確実に埋められる。そのため、異物が給電コイルの中央部分上方に留まることをより確実に回避して、異物の発熱を抑制することができる。 According to the second aspect of the present invention, the one spacer disposed so as to overlap the central portion of the power feeding coil is formed at a height such that the tip thereof is in contact with or close to the power receiving unit. Thus, when the power supply unit and the power reception unit face each other in the vertical direction, the space portion above the central portion of the power supply coil in the space between them is reliably filled with one spacer. Therefore, it can avoid more reliably that a foreign material stays above the center part of a feed coil, and can suppress the heat_generation | fever of a foreign material.
請求項3に記載された発明によれば、流体導入手段をさらに有し、異物排除部材が、流体導入手段により流体が導入されることにより膨らんで1又は複数の山形のスペーサを形成する膜状の柔軟部材を有している。このようにしたことから、例えば、車両が給電ユニットの配設位置まで移動されて給電ユニットと受電ユニットとが上下方向に対向したときに、流体導入手段により柔軟部材に流体を導入することで、柔軟部材が山形に膨らむことにより給電コイル上の異物を押しのけることができる。そのため、異物が給電コイルの中央部分上方に留まることをより確実に回避して、異物の発熱を抑制することができる。 According to the third aspect of the present invention, the film-like member further includes the fluid introduction means, and the foreign matter removing member swells when the fluid is introduced by the fluid introduction means to form one or a plurality of mountain-shaped spacers. It has a flexible member. By doing so, for example, when the vehicle is moved to the position where the power supply unit is disposed and the power supply unit and the power reception unit face each other in the vertical direction, the fluid is introduced into the flexible member by the fluid introduction unit. When the flexible member swells in a mountain shape, the foreign matter on the feeding coil can be pushed away. Therefore, it can avoid more reliably that a foreign material stays above the center part of a feed coil, and can suppress the heat_generation | fever of a foreign material.
請求項4に記載された発明によれば、流体導入手段が、山形を形成した柔軟部材が振動するように流体を導入するように構成されている。このようにしたことから、膨らむことにより山形のスペーサを形成した柔軟部材上に、万が一異物が留まってしまったような場合においても、柔軟部材の振動により当該異物を落下させることができる。そのため、異物が給電コイルの中央部分上方に留まることをより確実に回避して、異物の発熱を抑制することができる。
According to the invention described in
請求項5に記載された発明によれば、給電ユニットが、請求項1〜4のいずれか一項に記載された給電ユニットで構成されている。このようにしたことから、車両が給電ユニットの配設位置まで移動されて給電ユニットと受電ユニットとが上下方向に対向したときに、これらの間の空間における給電コイルの中央部分上方の空間部分が、給電ユニットの異物排除部材が有する1つのスペーサによって埋められる。また、スペーサが山形に形成されているので、スペーサ上に異物が置かれても傾斜面により下方に落ちる。そのため、異物が給電コイルの中央部分上方に留まることを回避して、異物の発熱を抑制することができる。
According to the invention described in
(第1実施形態)
以下、本発明の一実施形態の給電システムについて、図1〜図7を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a power supply system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の一実施形態の給電システムの概略構成を示す図である。図2は、図1の給電システムが備える給電ユニット及び受電ユニットの配置を説明する図である。図3は、図2の給電ユニットの斜視図である。図4は、図3の給電ユニットの平面図である。図5は、図3の給電ユニットの側面図である。図6は、給電ユニット上の異物の平面位置を説明する平面図である。図7は、給電ユニット上の異物の高さ位置を説明する側面図である。図2〜図7において、図中左側が車両Vの前方側である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power feeding system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating the arrangement of the power supply unit and the power reception unit included in the power supply system of FIG. FIG. 3 is a perspective view of the power supply unit of FIG. FIG. 4 is a plan view of the power supply unit of FIG. FIG. 5 is a side view of the power supply unit of FIG. FIG. 6 is a plan view for explaining the planar position of the foreign matter on the power supply unit. FIG. 7 is a side view illustrating the height position of the foreign matter on the power supply unit. 2 to 7, the left side in the figure is the front side of the vehicle V.
本実施形態の給電システムは、磁界共鳴方式を用いて非接触で地面側から車両に電力を供給する。なお、給電側と受電側とを電磁的に結合させることにより電力を伝送するものであれば、磁界共鳴方式以外の方式を用いてもよい。 The power feeding system of this embodiment supplies electric power to the vehicle from the ground side in a non-contact manner using a magnetic field resonance method. A method other than the magnetic field resonance method may be used as long as power is transmitted by electromagnetically coupling the power feeding side and the power receiving side.
図1に示すように、給電システム1は、地面G(図2に示す)に配置される給電部としての給電装置20と、車両V(図2に示す)に配置される受電部としての受電装置30と、を備えている。この車両Vは、エンジン及びモータを有するドライブユニットDRVと、モータに電力を供給する動力用バッテリBATTと、エンジンの排気ガスを排出する排気管EXと、を備えている。図2において、左側が車両Vの前方である。
As shown in FIG. 1, the
給電装置20は、高周波電源21と、給電ユニット22と、整合器27と、制御部28と、を備えている。
The
高周波電源21は、例えば、商用電源から高周波電力を生成して、後述する給電ユニット22に供給している。この高周波電源21により生成される高周波電力は、給電ユニット22の共振周波数及び後述する受電ユニット32の共振周波数と等しい周波数に設定されている。
The high
給電ユニット22は、給電コイルとしての給電側コイル23と、給電側コンデンサ体24と、給電側ケース25と、を有しており、図2に示すように、地面G上に設置されている。給電ユニット22は、地面Gに埋設されていてもよい。
The
給電側コイル23は、例えば、矩形平板状のフェライト製のコア23aにリッツ線(複数のエナメル被覆の細線を編み上げた導線)からなるコイル線23bがコイル状に巻き付けられて構成されている(図4)。給電側コンデンサ体24は、図示しない回路基板に互いに直列若しくは並列、又は直列及び並列に接続されて実装された複数の図示しないコンデンサを有している。給電側コイル23と給電側コンデンサ体24とは、互いに直列接続されて所定の共振周波数で共振する共振回路を形成している。本実施形態では、給電側コイル23と給電側コンデンサ体24とは、直列接続されているが、並列接続されていてもよい。給電側ケース25は、例えば、繊維強化プラスチック(FRP)などの磁束を通すことが可能な材料で構成されており、給電側コイル23と給電側コンデンサ体24とを収容する。
The power
給電ユニット22は、さらに異物排除部材として異物排除部40を有している。
The
異物排除部40は、給電側ケース25の上面に設けられており、つまり、給電側コイル23上にわずかな間隔をあけて重ねて配置されている。異物排除部40は、図3に示すように、例えば、ゴム材料や発泡樹脂材料などの弾性を有しかつ磁束を透過する材料により山形となる四角錐形状に形成された1つのスペーサ41を有している。このスペーサ41は、図4に示すように、上方から見たときに給電側コイル23の中央部分に重なるように給電側ケース25の上面に固定して取り付けられている。スペーサ41は、四角錐形状以外にも、六角錐形状や八角錐形状、円錐形状などの概ね山形に形成されていればよい。また、スペーサ41は、図5に示すように、車両Vが給電ユニット22の配設位置まで移動されて給電ユニット22と後述の受電ユニット32とが上下方向に対向したときに、その先端41aが受電側ケース35に接する高さに形成されていることが好ましい。または、スペーサ41は、その先端41aと受電側ケース35との間に異物が侵入しにくいように当該先端41aが受電側ケース35に近接して配置される高さに形成されていてもよい。
The foreign
整合器27は、高周波電源21と給電側コイル23及び給電側コンデンサ体24からなる共振回路との間のインピーダンスを整合させるための回路である。
The matching
制御部28は、ROM、RAM、CPUを有する周知のマイクロコンピュータなどで構成され、給電装置20全体の制御を司る。制御部28は、例えば、電力伝送の要求に応じて、高周波電源21のオンオフ制御を行う。
The
受電装置30は、受電ユニット32と、整流器38と、を備えている。
The
受電ユニット32は、受電側コイル33と、受電側コンデンサ体34と、受電側ケース35と、を有している。受電ユニット32は、図2に示すように、車両Vの下面に設置されている。
The
受電側コイル33は、例えば、図示しないフェライト製のコアにリッツ線がコイル状に巻き付けられて構成されている。受電側コンデンサ体34は、図示しない回路基板に互いに直列若しくは並列、又は直列及び並列に接続されて実装された複数の図示しないコンデンサを有している。受電側コイル33と受電側コンデンサ体34とは、互いに直列接続されて、給電ユニット22と同一の共振周波数で共振する共振回路を形成している。本実施形態では、受電側コイル33と受電側コンデンサ体34とは、直列接続されているが、並列接続されていてもよい。
For example, the power receiving
受電側ケース35は、図示しない本体部と蓋部とに分割可能に形成されている。本体部は、例えば、FRPなどの給電装置20からの磁束を通すことが可能な材料で構成されている。蓋部は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金などの電磁波を通さない(電磁シールドとなる)材料で構成されている。または、蓋部も本体部と同様にFRPなどの樹脂製とし、蓋部の上方に銅やアルミニウムからなる電磁シールド板等を配置してもよい。受電側ケース35は、受電側コイル33と受電側コンデンサ体34とを収容する。
The power receiving
整流器38は、受電ユニット32が受電した高周波電力を直流電力に変換する。この整流器38には、例えば、車両Vに搭載された動力用バッテリBATTの充電に用いられる充電ユニットなどの負荷Lが接続される。
The
上述した給電システム1は、給電施設において、駐車した車両Vの動力用バッテリBATTの充電操作が入力されて車両Vへの電力伝送の要求が発生すると、制御部28が、高周波電源21をオンして高周波電力を生成する。そして、この高周波電力が給電ユニット22に供給されると、給電ユニット22と受電ユニット32とが磁界共鳴して、給電ユニット22から高周波電力が伝送されて、当該高周波電力が受電ユニット32で受電される。受電ユニット32で受電された高周波電力は、整流器38で直流電力に変換されて、車両Vの充電ユニットに供給され、この充電ユニットにより動力用バッテリBATTが充電される。
In the
次に、上述した給電システム1における作用について、図6、図7を参照して説明する。
Next, the effect | action in the electric
本発明者らは、給電ユニット22から異物排除部40を取り外して地面Gに配設するとともに受電ユニット32を車両Vの下面に配設し、これら異物排除部40を取り外した給電ユニット22と受電ユニット32とを上下方向に対向させた状態において非接触給電動作を行い、このとき給電ユニット22と受電ユニット32と間の空間において金属片からなる異物Eを平面位置及び高さ位置を種々変えて配置してその温度を測定した。平面位置は、給電側コイル23を上方から見たときの位置であり、(A)前方縁部中央、(B)中央部分、(C)側方縁部中央、(D)前方縁部端である。高さ位置は、給電側コイル23からの高さである。測定結果を表1に示す。
The present inventors have removed the foreign
この測定結果から次のことが明らかとなった。
(1)異物が給電ユニット22の給電側ケース25上に置かれているとき(高さ位置6mm)、平面位置にかかわらず異物の温度は100℃以下となり比較的低くなる。
(2)異物の平面位置が給電側コイル23の中央部分で(平面位置B)かつ給電側ケース25から浮いているとき(高さ位置18mm〜68mm)、異物の温度は100℃超となり比較的高くなる。
From the measurement results, the following became clear.
(1) When a foreign object is placed on the power
(2) When the planar position of the foreign matter is at the center of the power supply side coil 23 (planar position B) and is floating from the power supply side case 25 (height position 18 mm to 68 mm), the temperature of the foreign matter is relatively higher than 100 ° C. Get higher.
このことから、異物が、その平面位置が給電側コイル23の中央部分でかつ給電側ケース25から浮いている位置(即ち給電側コイル23の上方)になければ、100℃を超えるような大きな発熱を抑制することができることが分かる。
For this reason, if the foreign substance is not located in the center of the power
そして、本実施形態においては、四角錐形状に形成されたスペーサ41が、給電側コイル23の中央部分に重なるように配置されている。これにより、給電ユニット22と受電ユニット32との間の空間における給電側コイル23の中央部分上方の空間部分、即ち、異物が大きく発熱する恐れのある空間部分をスペーサ41で埋めることができる。また、スペーサ41上に異物が置かれた場合においても、当該異物がスペーサ41の傾斜面を落下して、給電側ケース25上面または給電側ケース25外に移動させることができる。
In the present embodiment, the
以上より、本実施形態によれば、給電側コイル23上に重ねて配置された異物排除部40を備えている。そして、異物排除部40が、磁束を透過する材料を用いて上方に凸の山形に形成された1つのスペーサ41を備え、1つのスペーサ41が、給電側コイル23の中央部分に重なるように配置されている。このようにしたことから、車両Vが給電ユニット22の配設位置まで移動されて給電ユニット22と受電ユニット32とが上下方向に対向したときに、これらの間の空間における給電側コイル23の中央部分上方の空間部分が、上記1つのスペーサ41によって埋められる。また、スペーサ41が山形に形成されているので、スペーサ41上に異物Eが置かれても傾斜面により下方に落ちる。そのため、異物Eが給電側コイル23の中央部分上方に留まることを回避して、異物Eの発熱を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the foreign
また、給電側コイル23の中央部分に重ねて配置された1つのスペーサ41が、その先端41aが受電ユニット32に接する高さに形成されている。このようにしたことから、給電ユニット22と受電ユニット32とが上下方向に対向したときに、これらの間の空間における給電側コイル23の中央部分上方の空間部分が、1つのスペーサ41によって確実に埋められる。そのため、異物Eが給電側コイル23の中央部分上方に留まることをより確実に回避して、異物Eの発熱を抑制することができる。
In addition, one
上述した実施形態の給電ユニット22は、異物排除部40がスペーサ41を1つのみ備える構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、図8〜図10に一例を示すように、給電側コイル23の中央部分に重ねて配置されたスペーサ41と、このスペーサ41の周囲を囲むように配置された四角錐形状の複数の他のスペーサ42と、を有する異物排除部40Aを備えた構成の給電ユニット22Aとしてもよい。この給電ユニット22Aにおいて、スペーサ41及び複数の他のスペーサ42は、ゴム材料や発泡樹脂材料などの弾性を有しかつ磁束を透過する材料により形成され、給電側ケース25の上面に固定して取り付けられている。また、複数の他のスペーサ42は、スペーサ41より若干高さが低くなるように形成されている。この給電ユニット22Aにおいても、上述した給電ユニット22と同様の作用効果を奏する。このように給電側ケース25の上面に複数の山形のスペーサを配置することで、1つ1つのスペーサの山形の傾斜が大きくなり(鉛直方向に近づき)、異物Eがスペーサ上により留まりにくくなる。
The
(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態の給電システムについて、図11〜図13を参照して説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the electric power feeding system of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIGS.
図11は、本発明の第2実施形態の給電システムが備える給電ユニットの斜視図である。図12(a)は、図11の給電ユニットにおいて異物排除部が非排除位置にある状態を示す平面図であり、(b)は側面図である。図13(a)は、図11の給電ユニットにおいて異物排除部が排除位置にある状態を示す平面図であり、(b)は側面図である。図11〜図13において、図中左側が車両Vの前方側である。 FIG. 11 is a perspective view of a power supply unit provided in the power supply system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 12A is a plan view showing a state where the foreign substance exclusion portion is in the non-exclusion position in the power supply unit of FIG. 11, and FIG. 12B is a side view. FIG. 13A is a plan view showing a state where the foreign substance exclusion portion is at the exclusion position in the power supply unit of FIG. 11, and FIG. 13B is a side view. 11 to 13, the left side in the figure is the front side of the vehicle V.
本実施形態の給電システムは、第1実施形態と同様に、磁界共鳴方式を用いて非接触で地面側から車両に電力を供給する。なお、給電側と受電側とを電磁的に結合させることにより電力を伝送するものであれば、磁界共鳴方式以外の方式を用いてもよい。 Similar to the first embodiment, the power supply system of the present embodiment supplies electric power to the vehicle from the ground side in a non-contact manner using the magnetic field resonance method. A method other than the magnetic field resonance method may be used as long as power is transmitted by electromagnetically coupling the power feeding side and the power receiving side.
本実施形態の給電システム2は、(1)第1実施形態の異物排除部40に代えて、移動可能に設けられた異物排除部材としての異物排除部40Bを有する、(2)レール部44及び図示しない移動手段をさらに有する構成であり、これら(1)、(2)以外は第1実施形態と同一の構成である。そのため、同一構成要素には同一符号を付して詳細説明を省略する。
The
給電システム2は、図1に示す給電システム1と同様の構成を有し、地面Gに配置される給電部としての給電装置20Bと、車両Vに配置される受電部としての受電装置30と、を備えている。
The
給電装置20Bは、高周波電源21と、給電ユニット22Bと、整合器27と、制御部28と、を備えている。また、給電装置20Bは、レール部44と、図示しない移動手段と、をさらに備えている。
The
給電ユニット22Bは、給電側コイル23と、給電側コンデンサ体24と、給電側ケース25と、異物排除部40Bと、を有している。
The
異物排除部40Bは、四角錐形状の1つのスペーサ41と、1つのスペーサ41より若干高さが低い四角錐形状の複数の他のスペーサ42と、1つのスペーサ41が中央に固定して取り付けられるとともにこの1つのスペーサ41の周囲を囲むように複数の他のスペーサ42が固定して取り付けられる平板状のベース部材43と、を有している。この給電ユニット22Bにおいて、スペーサ41及び複数の他のスペーサ42は、ゴム材料や発泡樹脂材料などの弾性を有しかつ磁束を透過する材料により形成されている。
The foreign
また、給電ユニット22Bは、給電側ケース25の上面から外部に延在し、異物排除部40Bのベース部材43が延在方向に移動可能に取り付けられるレール部44と、ベース部材43をレール部44に沿って移動させる図示しないモータなどからなる移動手段と、をさらに有している。移動手段は、制御部28に接続されている。
In addition, the
給電ユニット22Bは、例えば、非接触給電動作を行わないとき、制御部28により所定の制御信号が送られて、移動手段によりベース部材43を図12に示す給電側ケース25上に重ならない非排除位置P1に移動させる。そして、給電ユニット22Bは、非接触給電を行うとき、制御部28により所定の制御信号が送られて、移動手段によりベース部材43を図13に示す給電側ケース25上に重なる排除位置P2に移動させる。
In the
つまり、異物排除部40B(スペーサ41、42)を非排除位置P1に置いておき、車両Vが給電側ケース25(即ち、給電側コイル23)の配設位置まで移動されて給電側コイル23と受電ユニット32とが上下方向に対向したときに、異物排除部40Bを排除位置P2に移動させる。
In other words, the foreign
以上より、本実施形態によれば、給電側コイル23上に重なる排除位置P2と、給電側コイル23上に重ならない非排除位置P1との間を移動可能に設けられた異物排除部40Bを備えている。そして、異物排除部40Bが、磁束を透過する材料を用いて上方に凸の山形に形成された1又は複数のスペーサ41、42を備え、異物排除部40Bが排除位置P2にあるとき、1つのスペーサ41が給電側コイル23の中央部分に重なるように配置されている。このようにしたことから、例えば、異物排除部40Bを非排除位置P1に置いておき、車両Vが給電ユニット22Bの配設位置まで移動されて給電ユニット22Bと受電ユニット32とが上下方向に対向したときに、異物排除部40Bを排除位置P2に移動させることで、異物排除部40Bの移動により給電側コイル23上(具体的には、給電側ケース25上)の異物Eを押しのけることができる。また、給電ユニット22Bと受電ユニット32とが上下方向に対向したときに、これらの間の空間における給電側コイル23の中央部分上方の空間部分が、上記1つのスペーサ41によって埋められる。また、スペーサ41、42が山形に形成されているので、スペーサ41、42上に異物Eが置かれても傾斜面により下方に落ちる。そのため、異物Eが給電側コイル23の中央部分上方に留まることをより確実に回避して、異物Eの発熱を抑制することができる。また、車両Vによって異物排除部40Bが踏みつけられてしまうことを回避でき、スペーサ41、42の変形を抑制できる。
As described above, according to the present embodiment, the foreign
以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の給電ユニット及び給電システムは上記実施形態の構成に限定されるものではない。以下に、図14〜図16を参照して上記実施形態の変形例の構成について説明する。図14〜図16において、上記実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiment, the power supply unit and the power supply system of the present invention are not limited to the configuration of the above embodiment. The configuration of the modified example of the above embodiment will be described below with reference to FIGS. 14 to 16, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
例えば、上述した第1実施形態の給電ユニット22は、スペーサ41の形状が固定されている(外力が加わっていないときは一定形状となる)ものであったが、これに限定されるものではなく、スペーサが非接触給電動作時にのみ山形を形成するような構成としてもよい。このような構成の一例である給電ユニット22Cを、図14〜図16に示す。
For example, in the
給電ユニット22Cが有する異物排除部40Cは、例えば、ゴム材料や樹脂材料で膜状に形成された柔軟部材48を有している。また、給電ユニット22Cは、この柔軟部材48に流体としての空気を導入する流体導入手段としての送風機49をさらに有している。柔軟部材48は、送風機49により内部に空気が導入されると膨らんで、四角錐形状の1つのスペーサ部48aと、この1つのスペーサ部48aを囲むように配置された四角錐形状の複数の他のスペーサ部48bと、形成するように構成されている。また、柔軟部材48には、送風機49による空気の導入を停止すると萎むように微少な空気排出孔が設けられている。柔軟部材48は、空気により膨らんだときに1つのスペーサ部48aが給電側コイル23の中央部分に重ねて配置されるように、給電側ケース25の上面に固定して取り付けられている。送風機49は、制御部28に接続されている。本実施形態において、送風機49は、例えば、給電側コイル23などの冷却に用いる送風機と兼用している。もちろん、送風機49を柔軟部材48への空気導入専用とした構成としてもよい。
The foreign
給電ユニット22Cは、例えば、非接触給電動作を行わないとき、制御部28により所定の制御信号が送られて、送風機49による空気の導入を停止して柔軟部材48を萎ませる。そして、給電ユニット22Cは、非接触給電を行うとき、制御部28により所定の制御信号が送られて、送風機49により空気を導入して柔軟部材48を膨らませる。
For example, when the non-contact power supply operation is not performed, the power supply unit 22C receives a predetermined control signal from the
つまり、スペーサ41、42部を萎ませておき、車両Vが給電側ケース25(即ち、給電側コイル23)の配設位置まで移動されて給電側コイル23と受電ユニット32とが上下方向に対向したときに、スペーサ41、42を膨らませる。柔軟部材48が山形に膨らむことにより給電側ケース25上の異物Eを押しのけることができる。そのため、異物Eが給電側コイル23の上方に留まることをより確実に回避して、異物Eの発熱を抑制することができる。
That is, the
また、給電ユニット22Cにおいて、送風機49を断続的に動作させてもよい。これにより、柔軟部材48が膨らんだり萎んだりすることにより振動する。このようにすることにより、膨らむことにより山形となった柔軟部材48のスペーサ部48a、48b上に、万が一異物Eが留まってしまったような場合においても、柔軟部材48の振動により当該異物Eを落下させることができる。そのため、異物Eが給電側コイル23の上方に留まることをより確実に回避して、異物Eの発熱を抑制することができる。上記構成において、送風機49に代えて液体ポンプを備え、空気に代えて液体を柔軟部材48に導入するようにしてもよい。また、上記変形例の構成を、上記第2実施形態に適用してもよい。
Further, in the power supply unit 22C, the
上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、当業者は、従来公知の知見に従い、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。かかる変形によってもなお本発明の給電ユニット及び給電システムの構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 The above-described embodiments are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. As long as the configuration of the power supply unit and the power supply system of the present invention is provided even by such modification, of course, it is included in the scope of the present invention.
1 給電システム
20 給電装置
22、22A〜22C 給電ユニット
23 給電側コイル(給電コイル)
24 給電側コンデンサ体
25 給電側ケース
30 受電装置
32 受電ユニット
33 受電側コイル
34 受電側コンデンサ体
35 受電側ケース
40、40A〜40C 異物排除部(異物排除部材)
41、42 スペーサ
41a スペーサの先端
48 柔軟部材
48a、48b スペーサ部(スペーサ)
49 送風機(流体導入手段)
P1 非排除位置
P2 排除位置
G 地面
V 車両
E 異物
DESCRIPTION OF
24 Power supply
41, 42
49 Blower (fluid introduction means)
P1 Non-exclusion position P2 Exclusion position G Ground V Vehicle E Foreign object
Claims (5)
給電コイルと、
前記給電コイル上に重なる排除位置と、前記給電コイル上に重ならない非排除位置との間を移動可能に設けられた異物排除部材と、を備え、
前記異物排除部材が、磁束を透過する材料を用いて上方に凸の山形に形成された1又は複数のスペーサを備え、
前記異物排除部材が前記排除位置にあるとき、1つの前記スペーサが前記給電コイルの中央部分に重なるように配置され、かつ、前記異物排除部材が前記排除位置にあるときに給電が行われることを特徴とする給電ユニット。 A power feeding unit that is disposed on the ground and that feeds power to a power receiving unit disposed on a lower surface of a vehicle in a non-contact manner,
A feeding coil;
A foreign matter exclusion member provided movably between an exclusion position that overlaps the power supply coil and a non-exclusion position that does not overlap the power supply coil,
The foreign matter removing member includes one or a plurality of spacers formed in an upwardly convex chevron using a material that transmits magnetic flux,
When the foreign object exclusion member is at the exclusion position, one spacer is disposed so as to overlap the central portion of the power feeding coil , and power is supplied when the foreign object exclusion member is at the exclusion position. Characteristic power supply unit.
前記異物排除部材が、前記流体導入手段により流体が導入されることにより膨らんで前記スペーサを形成する膜状の柔軟部材を有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の給電ユニット。 A fluid introduction means;
3. The power supply unit according to claim 1, wherein the foreign matter exclusion member has a film-like flexible member that swells when the fluid is introduced by the fluid introduction unit and forms the spacer. 4. .
前記給電ユニットが、請求項1〜4のいずれか一項に記載の給電ユニットで構成されていることを特徴とする給電システム。 A power feeding system having a power feeding unit disposed on the ground and a power receiving unit disposed on a lower surface of a vehicle, and feeding power from the power feeding unit to the power receiving unit in a contactless manner;
The power supply unit is configured by the power supply unit according to any one of claims 1 to 4 .
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