JP6544129B2 - Contactless power supply device and contactless power transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、非接触給電装置および非接触電力伝送装置に関するものである。 The present invention relates to a noncontact power feeding device and a noncontact power transmission device.
近年、外部電源から電磁誘導方式や磁界共鳴方式を利用して非接触にて電力を伝送する非接触電力伝送技術によって、移動体に搭載された蓄電池を充電する充電システムが提案されている。例えば、駐車場の駐車領域に設置された給電コイルに外部電源から電気エネルギを供給することにより、電気自動車などの車両に設置された受電コイルに電磁誘導や磁界共鳴による電気エネルギを発生させ、受電コイルからの電気エネルギを蓄電池に蓄積して充電する充電システムがある。また、産業機器分野においても、給電エリアに設置された給電コイルに外部電源から電気エネルギを供給することにより、工場用の搬送装置などの移動体に設置された受電コイルに電磁誘導や磁界共鳴による電気エネルギを発生させ、受電コイルからの電気エネルギを蓄電池に蓄積して充電する充電システムがある。 In recent years, a charging system has been proposed for charging a storage battery mounted on a moving object by non-contact power transmission technology of non-contact power transmission from an external power source using an electromagnetic induction method or a magnetic resonance method. For example, by supplying electric energy from an external power supply to a feeding coil installed in a parking area of a parking lot, the receiving coil installed in a vehicle such as an electric car generates electric energy by electromagnetic induction or magnetic field resonance, and receives electricity. There is a charging system which stores electric energy from a coil in a storage battery and charges it. Also, in the industrial equipment field, by supplying electric energy from the external power supply to the feeding coil installed in the feeding area, the receiving coil installed in a moving object such as a transportation device for factories is based on electromagnetic induction or magnetic resonance. There is a charging system that generates electrical energy and stores the electrical energy from the power receiving coil in a storage battery for charging.
この充電システムでは、送電コイルと受電コイルの間に金属などの異物が混入すると、伝送効率のロスを招くことから、異物を除去する技術の要求が高まってきている。このような要求に対して、例えば特許文献1では、移動車両に押されて、地面に設置されたガイドレール上を水平移動する可動部と可動部に連結され、可動部の移動に連動して給電コイル上面に沿って移動する可動清掃部を具備した異物除去機構が提案されている。 In this charging system, when foreign matter such as metal is mixed between the power transmission coil and the power reception coil, a loss in transmission efficiency is caused, and thus there is an increasing demand for technology for removing the foreign matter. In response to such a request, for example, according to Patent Document 1, the movable portion and the movable portion move horizontally on the guide rail installed on the ground by being pushed by the moving vehicle, and are interlocked with the movement of the movable portion There has been proposed a foreign matter removing mechanism provided with a movable cleaning unit which moves along the upper surface of the feeding coil.
しかしながら、特許文献1に開示される技術では、ガイドレール上を可動清掃部が水平移動する構成のため、地面に設置されたガイドレールと可動清掃部は、直進性を要することとなる。そのため、非接触受電装置を搭載する移動体の非接触給電装置への進入におけるガイドレールとの平行度が必要となり、給電エリアへの進入角度の精度が要求されるといった課題があった。また、特許文献1の技術では、可動清掃部の両端を支持する2つのガイドレールが必要なため、装置が大型化するという課題もあった。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since the movable cleaning unit moves horizontally on the guide rail, the guide rail and the movable cleaning unit installed on the ground require straightness. Therefore, parallelism with the guide rail in the approach to the non-contact power feeding apparatus of the moving body mounted with the non-contact power receiving apparatus is required, and there is a problem that the accuracy of the approach angle to the feeding area is required. Further, in the technique of Patent Document 1, two guide rails for supporting both ends of the movable cleaning portion are required, so there is also a problem that the size of the apparatus is increased.
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を抑制しつつ、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能な非接触給電装置および非接触電力伝送装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to suppress the enlargement of the device, and to perform non-contact power supply capable of reliably removing foreign matter even if the accuracy of the approach angle of the moving body to the power supply area is poor. An object is to provide an apparatus and a contactless power transmission apparatus.
本発明に係る非接触給電装置は、給電エリアに配設される給電部と、給電部の上から異物を除去する異物除去部と、を備え、異物除去部は、押圧力を受けて移動する受け部と、給電部の上面を拭う掃出し部と、受け部と掃出し部を連結し、受け部と掃出し部を面内方向に回転可能に支持する支柱部と、を有し、掃出し部は、受け部の移動に連動して、給電部上を移動することを特徴とする。 A non-contact power feeding device according to the present invention includes a power feeding unit disposed in a power feeding area, and a foreign matter removing unit that removes foreign matter from above the feeding unit. The foreign matter removing unit moves in response to a pressing force. The receiving unit includes a sweeping unit that wipes the upper surface of the power feeding unit, and a support unit that connects the receiving unit and the sweeping unit and rotatably supports the receiving unit and the sweeping unit in the in-plane direction. The apparatus is characterized in that it moves on the feeding unit in conjunction with the movement of the receiving unit.
本発明によれば、異物除去部は、押圧力を受けて移動する受け部と、給電部の上面を拭う掃出し部と、受け部と掃出し部を連結し、受け部と掃出し部を面内方向に回転可能に支持する支柱部と、を有し、掃出し部は、受け部の移動に連動して、給電部上を移動している。そのため、支柱部を支点、受け部を力点、掃出し部を作用点とした、テコの原理を用いた簡易的な構成で異物除去を実現できることから、小型化が可能となる。また、支柱部を支点に、受け部が押圧力により動くことから、受け部に対する移動体の進入角度が多少ばらついても掃出し部を移動させることができるため、受け部に対して、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能となる。その結果、装置の大型化を抑制しつつ、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能な非接触給電装置を提供できる。つまり、移動体が異物除去部の受け部に対して傾斜した状態で進入したとしても、異物除去が可能となる。 According to the present invention, the foreign matter removing unit connects the receiving unit that moves by receiving the pressing force, the sweeping unit that wipes the upper surface of the power feeding unit, the receiving unit and the sweeping unit, and the receiving unit and the sweeping unit in the in-plane direction And the sweep-out unit moves on the feeding unit in conjunction with the movement of the receiving unit. Therefore, foreign matter removal can be realized with a simple configuration using the principle of leverage with the support portion as the fulcrum, the receiving portion as the force point, and the sweep-out portion as the action point, thus downsizing can be achieved. In addition, since the receiving portion is moved by the pressing force with the support portion as the fulcrum, the sweeping portion can be moved even if the entering angle of the moving body with respect to the receiving portion varies somewhat. Even if the accuracy of the approach angle to the feeding area is poor, foreign matter can be reliably removed. As a result, it is possible to provide a non-contact power feeding device capable of reliably removing foreign matter while suppressing an increase in size of the device, even if the accuracy of the approach angle of the moving body to the power feeding area is poor. That is, even if the movable body enters in a state of being inclined with respect to the receiving portion of the foreign matter removing portion, the foreign matter can be removed.
好ましくは、異物除去部は、受け部の押圧力を受ける面とは反対面に連結される伸縮可能なバネ部をさらに備えるとよい。この場合、移動体の給電エリアへの進入時は、移動体から受ける押圧力により、受け部に連結されたバネ部は圧縮される。また移動体の給電エリアからの退出時は、移動体から受ける押圧力がなくなるため、受け部に連結されたバネ部の復元力により、異物除去部が自動的に初期状態に戻るため、再度移動体が給電エリアに進入して給電動作を行う際に、掃出し部が給電部上面を清掃する異物除去動作が開始できる状態とすることができる。また、バネ部の復元力により、異物除去部が自動的に初期状態に戻るため、異物除去部を初期状態に戻すためのアクチュエータなどの駆動装置を削減することができる。 Preferably, the foreign matter removing portion may further include an extendable spring portion connected to a surface of the receiving portion opposite to the surface receiving pressure. In this case, when the moving body enters the power feeding area, the spring portion connected to the receiving portion is compressed by the pressing force received from the moving body. In addition, when the moving body leaves the feeding area, the pressing force from the moving body disappears, and the foreign matter removing portion is automatically returned to the initial state by the restoring force of the spring portion connected to the receiving portion. When the body enters the feeding area and performs the feeding operation, it is possible to start a foreign matter removing operation in which the sweep-out unit cleans the upper surface of the feeding unit. In addition, since the foreign matter removing unit is automatically returned to the initial state by the restoring force of the spring portion, it is possible to reduce the number of driving devices such as an actuator for returning the foreign matter removing unit to the initial state.
本発明に係る非接触電力伝送装置は、上記非接触給電装置と、移動体に搭載される非接触受電装置と、を備えることを特徴とする。本発明によれば、装置の大型化を抑制しつつ、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能な非接触電力伝送装置を提供することができる。 A non-contact power transmission device according to the present invention includes the non-contact power feeding device and the non-contact power reception device mounted on a moving body. According to the present invention, it is possible to provide a non-contact power transmission device capable of reliably removing foreign matter while suppressing increase in size of the device, even if the accuracy of the approach angle of the moving body to the feed area is poor.
好ましくは、移動体は、当該移動体を推進させる駆動輪を有し、非接触給電装置の異物除去部は、受け部の押圧力を受ける面に、回転可能なローラー部を有し、ローラー部は、移動体からの押圧力を受ける際に、駆動輪と当接する位置に配置されているとよい。この場合、移動体が給電エリアに進入した際、移動体の駆動輪が受け部のローラー部に接触するため、移動体の駆動輪の回転力ベクトルは、ローラー回転力に変換され、移動体の進行方向に沿った駆動力のみが受け部に与えられるため、移動体の駆動輪と受け部の摩擦力による受け部の摩耗が抑制され、タイヤ受け部の耐久性を向上することができる。 Preferably, the movable body has a drive wheel for propelling the movable body, and the foreign matter removing portion of the non-contact power feeding device has a rotatable roller portion on the surface which receives the pressing force of the receiving portion; When receiving the pressing force from the moving body, it may be disposed at a position where it abuts on the drive wheel. In this case, when the moving body enters the feeding area, the driving wheel of the moving body comes in contact with the roller portion of the receiving portion, so that the rotational force vector of the driving wheel of the moving body is converted into roller rotational force. Since only the driving force along the traveling direction is applied to the receiving portion, the wear of the receiving portion due to the frictional force between the driving wheel of the moving body and the receiving portion is suppressed, and the durability of the tire receiving portion can be improved.
本発明によれば、装置の大型化を抑制しつつ、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能な非接触給電装置および非接触電力伝送装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a non-contact power feeding device and a non-contact power transmission device capable of reliably removing foreign matter even if the accuracy of the approach angle of the moving body to the feeding area is poor while suppressing the enlargement of the device. be able to.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 A mode (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements or elements having the same function will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
(第1実施形態)
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る非接触電力伝送装置Aの全体構成について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る非接触電力伝送装置を負荷とともに示す模式構成図である。
First Embodiment
First, with reference to FIG. 1, the whole structure of the non-contact electric power transmission apparatus A which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic configuration view showing a contactless power transmission device according to a first embodiment of the present invention together with a load.
非接触電力伝送装置Aは、図1に示されるように、非接触給電装置A1と、非接触受電装置A2と、を有する。本実施形態に係る非接触電力伝送装置Aは、移動体への充電設備に適用される。ここで、非接触電力伝送装置Aが適用される移動体としては、二次電池の電力を利用する電気自動車(BEV:Battery Electric Vehicle)やハイブリッド自動車(PHEV:Plug−in Hybrid Electric Vehicle)などの車両、工場用の搬送装置や土木又は建築用の移送装置等が挙げられる。 As shown in FIG. 1, the non-contact power transmission device A includes a non-contact power feeding device A1 and a non-contact power reception device A2. The non-contact power transmission device A according to the present embodiment is applied to a charging facility for a mobile. Here, as a mobile body to which the contactless power transmission device A is applied, an electric vehicle (BEV: Battery Electric Vehicle), a hybrid vehicle (PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle), etc. using the power of a secondary battery Transport devices for vehicles, factories, transport devices for civil engineering or construction, etc. may be mentioned.
非接触給電装置A1は、図1に示されるように、電源10と、インバータ20と、給電部30と、異物除去部40と、を有する。非接触受電装置A2は、図1に示されるように、受電部50と、整流部60と、を有する。なお、非接触給電装置A1は給電エリアに設置される給電設備に搭載され、非接触受電装置A2は移動体に搭載される。
As shown in FIG. 1, the non-contact power feeding device A1 includes a
電源10は、直流電力を後述するインバータ20に供給する。電源10としては、直流電力を出力するものであれば特に制限されず、商用交流電源を整流・平滑した直流電源、二次電池、太陽光発電した直流電源、あるいは、スイッチングコンバータなどのスイッチング電源装置などが挙げられる。
The
インバータ20は、電源10から供給される入力直流電力を交流電力に変換する機能を有している。本実施形態では、インバータ20は、電源10から供給される入力直流電力を交流電力に変換し、後述する給電部30に供給する。インバータ20としては、複数のスイッチング素子がブリッジ接続されたスイッチング回路から構成される。このスイッチング回路を構成するスイッチング素子としては、例えばMOS−FET(Metal Oxide Semiconductor−Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの素子が挙げられる。
The
給電部30は、インバータ20から供給された交流電力を受電部50に送電する機能を有する。給電部30としては、銅やアルミニウム等のリッツ線を巻回した給電コイル(図示しない)から構成される。給電コイルとしては、リッツ線を平面状に巻回したスパイラル構造のコイルであってもよく、リッツ線を棒状あるいは板状の磁性体に螺旋状に巻回したソレノイド構造のコイルであってもよい。この給電コイルの巻数は、受電部50との間の離間距離や所望の電力伝送効率等に基づいて適宜設定される。なお、給電部30は、給電コイルのみから構成されていてもよく、給電コイルに直列あるいは並列に接続されるキャパシタ(図示しない)を備えていてもよい。
The
異物除去部40は、給電部30の上から異物を除去する機能を有している。なお、給電部30、異物除去部40の具体的な構成については後述する。
The foreign
受電部50は、給電部30から送電された交流電力を受電する機能を有する。受電部50としては、銅やアルミニウム等のリッツ線を巻回した受電コイル(図示しない)から構成される。受電コイルとしては、リッツ線を平面状に巻回したスパイラル構造のコイルであってもよく、リッツ線を棒状あるいは板状の磁性体に螺旋状に巻回したソレノイド構造のコイルであってもよい。この受電コイルの巻数は、給電部30との間の離間距離や所望の電力伝送効率等に基づいて適宜設定される。なお、受電部50は、受電コイルのみから構成されていてもよく、受電コイルに直列あるいは並列に接続されるキャパシタ(図示しない)を備えていてもよい。このように構成される受電部50は、移動体の一部に搭載されることとなり、本実施形態では、移動体下部に搭載されている。
The
整流部60は、受電部50が受電した交流電力を直流電力に整流する機能を有する。整流部60としては、ダイオードブリッジを用いた全波整流機能と、コンデンサおよび三端子レギュレータを用いた電力平滑化機能を備えた変換回路などが挙げられる。この整流部60により整流された直流電力は、負荷Bに出力される。ここで、負荷Bとしては、移動体が備える二次電池や回転機が挙げられる。なお、負荷Bが交流回転機の場合、非接触受電装置A2の整流部60と負荷Bとの間にインバータ(図示しない)を付加して交流回転機に交流電力を供給するように構成する必要がある。
The rectifying
このような構成を備えることにより、非接触給電装置A1の給電部30と非接触受電装置A2の受電部50が対向することで、非接触にて電力が伝送される非接触電力伝送装置Aが実現される。
By providing such a configuration, the contactless power transmission device A, in which electric power is transmitted contactlessly, is provided by the
次に、図2を参照して、本発明の第1実施形態に係る非接触電力伝送装置Aにおける非接触給電装置A1の給電部30および異物除去部40の構成について詳細に説明する。図2aは、本発明の第1実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部と給電部の構成を示した模式上面図である。図2bは、本発明の第1実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部と給電部の構成を示した模式側面図である。
Next, with reference to FIG. 2, the configurations of the
給電部30は、移動体が進入し、給電動作が行われる給電エリア内に配設されている。例えば、受電部50が移動体の略中央下部に搭載される場合、給電部30は、給電エリアの略中央に配置され、受電部50が移動体の前方下部あるいは後方下部に搭載される場合、給電部30は、給電エリア内の移動体の進入開始側とは反対側寄りに設置されることとなる。この給電部30は、絶縁性を有する筐体にパッケージングされており、その外観形状は直方体形状、立方体形状、円柱形状などといった様々な形状が挙げられる。なお、給電部30が直方体形状あるいは立方体形状で構成される場合、図2aで示されるように、各角部に丸みを付与するように構成するとよい。各角部に丸みがあると、給電部30と後述する掃出し部42との接触抵抗を小さくできるため、掃出し部42の磨耗を抑制することができる。ここで、給電エリアは、非接触受電装置A2が搭載される移動体に対して給電動作が行われる領域を区画したものであって、長方形状を呈している。
The
異物除去部40は、図2aおよび図2bに示すように、受け部41、掃出し部42、支柱部44と、を有する。
As shown in FIGS. 2a and 2b, the foreign
受け部41は、移動体が給電エリア内に進入した際に移動体の一部に接触するように配置されている。受け部41は、押圧力を受けて移動するように構成されている。例えば、移動体が電気自動車やハイブリッド自動車などの車両の場合、受け部41は、車両のタイヤに接触するように配置され、タイヤから受ける押圧力により移動することとなる。一方、移動体が工場用の搬送装置の場合、受け部41は、搬送装置の装置本体の一部に接触するように配置され、装置本体の一部から受ける押圧力により移動することとなる。具体的には、受け部41は、移動体の給電エリアへの進入方向と直交する方向(給電エリアの長辺同士の対向方向)に伸びる棒状の部材から構成されている。より具体的には、受け部41は、給電エリア内の給電部30に対して、移動体の進入開始側とは反対側(図示下側)であって、移動体の進入方向から見て、給電部30よりも給電エリアの外側(図示左側)に配置されている。本実施形態では、受け部41は、給電部30側の一端が後述する支柱部44に接続された固定端であって、他端が自由端となっている。つまり、受け部41は、片持ち梁構造となっている。また、受け部41の設置高さは、受け部41に接触することとなる移動体の一部の高さに一致するように構成されているとよい。この場合、受け部41によって移動体の押圧力が受け易くなる。
The receiving
掃き出し部42は、給電部30の上面を拭う機能を有する。具体的には、掃出し部42は、受け部41と同様に、移動体の進入方向と直交する方向、すなわち給電エリアの表面と水平方向に伸びる部材から構成されている。より具体的には、掃出し部42は、給電エリア内の給電部30に対して、移動体の進入開始側とは反対側(図示下側)に配置されている。本実施形態では、掃出し部42は、給電エリア内の受け部41に対して、移動体の進入開始側(図示上側)であって、移動体の進入方向から見て、受け部41と重ならないように配置され、棒状の掃出し部支柱421を介して、後述する支柱部44に接続されている。つまり、掃出し部42は、後述する支柱部44を基準に受け部41の伸びる方向とは逆方向に伸びている。また、掃出し部42は、鉛直下方の先端部が給電部30の上面に接触する高さに配置され、水平方向の長さが、給電部30の上面を拭う際に給電部30の上面全面に接触する長さとなっている。ここで、掃出し部42は、給電部30上を拭うことができるものであれば特に形状等は制限されないが、図3を参照して、掃出し部42の具体的な形状の一例について説明する。図3aは、本発明の第1実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の掃出し部の構成の一例を模式的に示す一部拡大側面図である。図3bは、本発明の第1実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の掃出し部の構成の他の例を模式的に示す一部拡大側面図である。図3aに示すように、掃出し部42をホウキ形状の部材42aから構成する場合、掃出し部42と給電部30との接する部分が、繊維などを束ねたものを棒の先に取り付けたブラシ状、大型の筆状、または刷毛状を呈することとなる。本例においては、給電部30の上面の異物を掃くことにより、異物を除去することが可能となる。一方、図3bに示すように、掃出し部42をワイパー形状の部材42bから構成する場合、掃出し部42と給電部30の接する部分が、ゴムを棒の先に取り付けたワイパーブレード状を呈することとなる。本例においては、給電部30の上面の表面に付着した異物を拭き取ることにより、異物を除去することが可能となる。このとき、ワイパー形状の掃出し部42により、給電部30の上面の汚れも拭き取ることが可能となる。なお、ホウキ形状の掃出し部42は、固体異物の除去に適しており、ワイパー形状の掃出し部42は、液体や柔らかい固体異物の除去に適している。
The
支柱部44は、給電エリアの表面から鉛直上方に伸びる略円柱形状の支柱であり、支柱本体部44と連結部43を有している。支柱本体部44は、連結部43が備える軸受と嵌め合されており、面内方向に回転可能に構成されている。連結部43は、受け部41の一端に連結固定されて、受け部41を懸架するように支持しているとともに、掃出し部支柱421に連結固定され、掃出し部支柱421を介して掃出し部42を懸架するように支持している。つまり、支柱部44は、受け部41と掃出し部42を連結し、受け部41と掃出し部42を面内方向に回転可能に支持していることとなる。言い換えれば、受け部41と掃出し部42が支柱部44を中心に回転可能に構成されている。これにより、掃出し部42は、受け部41の移動に連動して、給電部30上を移動することとなる。
The
続いて、図4および図5を参照して、本発明の第1実施形態に係る非接触電力伝送装置Aにおける非接触給電装置A1の異物除去部40の機構動作について説明する。図4は、本発明の第1実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入開始時の異物除去部の機構動作を示す模式図である。図5は、本発明の第1実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入中の異物除去部の機構動作を示す模式図である。なお、本例においては、給電エリア80に車両70が進入する例を用いて説明する。車両70が給電エリア80に進入していないとき、受け部41と掃出し部42は、車両70の進入方向と直交する方向に伸びるように配置されている(初期配置)。この状態で、給電エリア80に車両70が進入を開始したとしても、図4に示すように、受け部41と掃出し部42は未だ初期配置を維持する。続いて、車両70の給電エリア80への進入動作が進み、車両70のタイヤが回転しながら受け部41に当接すると、図5に示すように、受け部41はこの押圧力を受けて支柱部44を中心に回転移動する。このとき、支柱部44に連結部43を介して固定されている掃出し部42も支柱部44を中心に受け部41の移動に連動して給電部30上を回転移動する。つまり、受け部41を力点、掃出し部42を作用点、支柱部44を支点としたテコの原理が働く。続いて、車両70の給電エリア80への進入動作が完了すると、掃出し部42は、給電部30の上面全面を拭いきり、異物除去が完了となる。
Then, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the mechanical operation | movement of the foreign
以上のように、本実施形態に係る非接触電力伝送装置Aは、非接触給電装置A1が、給電エリア80に配設される給電部30と、給電部30の上から異物を除去する異物除去部40と、を備え、異物除去部40が、押圧力を受けて移動する受け部41と、給電部30の上面を拭う掃出し部42と、受け部41と掃出し部42を連結し、受け部41と掃出し部42を面内方向に回転可能に支持する支柱部44を有し、掃出し部42は、受け部41の移動に連動して、給電部30上を移動している。そのため、支柱部44を支点、受け部41を力点、掃出し部42を作用点とした、テコの原理を用いた簡易的な構成で異物除去を実現できることから、小型化が可能となる。また、支柱部44を支点に、受け部41が押圧力により動くことから、受け部41に対する移動体の進入角度が多少ばらついても掃出し部42を移動させることができるため、受け部41に対して、移動体の進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能となる。その結果、装置の大型化を抑制しつつ、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能な非接触給電装置を提供できる。
As described above, in the non-contact power transmission device A according to the present embodiment, the non-contact power feeding device A1 removes the foreign matter from the feeding
(第2実施形態)
次に、図6を参照して、本発明の第2実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部140について詳細に説明する。図6aは、本発明の第2実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入開始前の異物除去部の機構動作を示す模式図である。図6bは、本発明の第2実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入中の異物除去部の機構動作を示す模式図である。
Second Embodiment
Next, with reference to FIG. 6, the foreign
第2実施形態に係る非接触電力伝送装置は、非接触給電装置A1と、非接触受電装置A2と、を有する。非接触給電装置A1の電源10、インバータ20、給電部30の構成と非接触受電装置A2の構成は、第1実施形態に係る非接触電力伝送装置Aと同様である。第2実施形態に係る非接触電力伝送装置の非接触給電装置A1は、異物除去部40に代えて異物除去部140を備えている点において、第1実施形態と相違する。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
The non-contact power transmission device according to the second embodiment includes a non-contact power feeding device A1 and a non-contact power reception device A2. The configurations of the
異物除去部140は、図6aおよび図6bに示されるように、受け部41、掃出し部42、支柱部44と、バネ部145と、を有する。なお、受け部41、掃出し部42、支柱部44の構成は、第1実施形態に係る異物除去部40と同様である。
As shown in FIGS. 6a and 6b, the foreign
バネ部145は、受け部41と給電エリアの表面に接続されている。具体的には、バネ部145は、一端が受け部41の押圧力を受ける面とは反対面に連結され、他端が給電エリアの表面に連結されている。このバネ部145は、伸縮可能なバネから構成されている。これにより、バネ部145は、受け部41の移動に連動して伸縮することとなる。本実施形態では、バネ部145は、受け部41が押圧力を受けて移動すると、バネが圧縮するように構成されている。
The
続いて、図6を参照して、本発明の第2実施形態に係る非接触電力伝送装置における異物除去部140の機構動作について説明する。なお、本説明においても、給電エリアに車両が進入する例を用いて説明する。車両が給電エリアに進入していないとき、図6aに示すように、受け部41と掃出し部42は、車両の進入方向と直交する方向に伸びるように配置されている(初期配置)。このとき、バネ部145は、圧縮力が解放された状態となっている。この状態で、給電エリアに車両が進入を開始したとしても、受け部41と掃出し部42は未だ初期配置を維持する。このとき、バネ部145も圧縮力が解放された初期状態を維持することとなる。続いて、車両の給電エリアへの進入動作が進み、車両のタイヤが回転しながら受け部41に当接すると、図6bに示すように、受け部41はこの押圧力を受けて支柱部44を中心に回転移動する。このとき、支柱部44に連結部43を介して固定されている掃出し部42も支柱部44を中心に受け部41の移動に連動して給電部30上を回転移動する。また、受け部41の移動に連動して、バネ部145に圧縮力が働く。ここで、車両が給電エリアに進入している場合、受け部41は車両のタイヤが当接しているため、回転移動後の位置に留まることとなる。そのため、バネ部145も車両が給電エリアに進入している状態においては、圧縮した状態となる。続いて、車両の給電エリアへの進入動作が完了すると、掃出し部42は、給電部30の上面全面を拭いきり、異物除去が完了となる。続いて、車両への給電動作が完了し、車両が給電エリアからの退出時には、受け部41は車両の押圧力を受けなくなる。このとき、バネ部145も圧縮力から解放されるため、圧縮した状態から初期状態へと復元する。このバネ部145の作用(復元力)により、受け部41は初期配置に自動的に戻る。また、受け部41の移動に連動して、掃出し部42も初期配置に自動的に戻ることとなる。
Subsequently, the mechanical operation of the foreign
以上のように、本実施形態に係る非接触電力伝送装置は、非接触給電装置A1の異物除去部140が、受け部41の押圧力を受ける面とは反対面に連結される伸縮可能なバネ部145をさらに備えている。そのため、移動体の給電エリアへの進入時は、移動体からの押圧力により、受け部41に連結されたバネ部145は圧縮される。また移動体の給電エリアからの退出時は、移動体からの押圧力がなくなるため、受け部41に連結されたバネ部145の復元力により、異物除去部140が自動的に初期状態に戻るため、再度移動体が給電エリアに進入して給電動作を行う際に、掃出し部42が給電部30上面を清掃する異物除去動作が開始できる状態とすることができる。また、バネ部145の復元力により、異物除去部140が自動的に初期状態に戻るため、異物除去部140を初期状態に戻すためのアクチュエータなどの駆動装置を削減することができる。
As described above, in the non-contact power transmission device according to the present embodiment, the expandable spring in which the foreign
(第3実施形態)
次に、図7を参照して、本発明の第3実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部240について詳細に説明する。図7aは、移動体の上面から見た本発明の第3実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部の一部を示す模式上面図である。図7bは、移動体の進入方向と直交する方向から見た本発明の第3実施形態に係る非接触電力伝送装置の一部を示す模式側面図である。
Third Embodiment
Next, referring to FIG. 7, the foreign
第3実施形態に係る非接触電力伝送装置は、非接触給電装置A1と、非接触受電装置A2と、を有する。第3実施形態に係る非接触電力伝送装置の非接触給電装置A1は、異物除去部40に代えて異物除去部240を備えている点において、第1実施形態と相違する。なお、非接触給電装置A1の電源10、インバータ20、給電部30の構成と非接触受電装置A2の構成は、第1実施形態に係る非接触電力伝送装置Aと同様である。但し、第3実施形態に係る非接触受電装置A2は、第1実施形態と同様、移動体に搭載されることとなるが、本実施形態では、非接触受電装置A2が搭載される移動体は、当該移動体を推進させる駆動輪を有している。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
The non-contact power transmission device according to the third embodiment includes a non-contact power feeding device A1 and a non-contact power receiving device A2. The non-contact power feeding device A1 of the non-contact power transmission device according to the third embodiment is different from the first embodiment in that a foreign
異物除去部240は、受け部241、掃出し部42、支柱部44と、ローラー部246と、を有する。なお、掃出し部42、支柱部44の構成は、第1実施形態に係る異物除去部40と同様である。
The foreign
受け部241は、受け部241の押圧力を受ける面に後述するローラー部246を格納する凹部が設けられている。なお、受け部241は、受け部241の押圧力を受ける面に凹部が設けられている以外の構成は、第1実施形態に係る受け部41と同様である。
The receiving
ローラー部246は、受け部241の押圧力を受ける面に配設されている。具体的には、ローラー部246は、受け部241の押圧力を受ける面に設けられた凹部に一部が格納され、残部が受け部241の押圧力を受ける面から突出するように配設されている。また、ローラー部246は、移動体からの押圧力を受ける際に、移動体の駆動輪と当接する位置に配置されている。つまり、ローラー部246は、移動体が給電エリア内に進入した際に、移動体の駆動輪に接触することとなる。このローラー部246は、回転可能に構成され、移動体の駆動輪がローラー部246に当接すると、移動体の駆動輪の回転方向とは反対方向に回転することとなる。このような構成により、移動体の駆動輪の回転力は、ローラー部246の回転力に変換され、ローラー部246が配設された受け部241は、移動体の進入方向に押圧力を受けることとなる。したがって、移動体の駆動輪による、移動体の進入方向の押圧力以外の受け部241への摩擦力を効果的に除去できるため、スムーズな異物除去部240の回転を可能とする。
The
以上のように、本実施形態に係る非接触電力伝送装置は、移動体は、当該移動体を推進させる駆動輪を有し、非接触給電装置A1の異物除去部240が、受け部241の押圧力を受ける面に、給電エリアの表面に対して鉛直方向に回転するローラー部246を備えている。そのため、移動体が給電エリアに進入した際、移動体の駆動輪が受け部241のローラー部246に接触するため、移動体の駆動輪の回転力ベクトルは、ローラー回転力に変換され、移動体の進行方向に沿った駆動力のみが受け部241に与えられるため、移動体と受け部241の摩擦力による受け部241の摩耗が抑制され、受け部241の耐久性を向上することができる。
As described above, in the non-contact power transmission device according to the present embodiment, the movable body has a drive wheel for propelling the movable body, and the foreign
A…非接触電力伝送装置、B…負荷、A1…非接触給電装置、A2…非接触受電装置、10…電源、20…インバータ、30…給電部、40,140,240…異物除去部、41,241…受け部、42…掃出し部、421…掃出し部支柱、42a…ホウキ形状の部材、42b…ワイパー形状の部材、43…連結部、44…支柱部、50…受電部、60…整流部、70…車両、80…給電エリア、145…バネ部、246…ローラー部。
A: Noncontact power transmission device B: Load A1: noncontact power feeding device A2: noncontact power reception device 10: power source 20: inverter 30:
Claims (2)
移動体に搭載される非接触受電装置と、を備え、
前記非接触給電装置は、
給電エリアに配設される給電部と、
前記給電部の上から異物を除去する異物除去部と、を備え、
前記移動体は、当該移動体を推進させる駆動輪を有し、
前記異物除去部は、押圧力を受けて移動する受け部と、
前記給電部の上面を拭う掃出し部と、
前記受け部と前記掃出し部を連結し、前記受け部と前記掃出し部を面内方向に回転可能に支持する支柱部と、
前記受け部の押圧力を受ける面に、回転可能なローラー部と、を有し、
前記掃出し部は、前記受け部の移動に連動して、前記給電部上を移動し、
前記ローラー部は、前記移動体からの押圧力を受ける際に、前記駆動輪と当接する位置に配置されていることを特徴とする非接触電力伝送装置。 Non-contact power feeding device,
A non-contact power reception device mounted on a mobile body;
The non-contact power feeding device
A feeding unit disposed in the feeding area;
And a foreign matter removing unit for removing foreign matter from above the power feeding unit,
The movable body has a drive wheel for propelling the movable body,
The foreign matter removing unit is a receiving unit that moves in response to a pressing force;
A sweep-out unit for wiping the upper surface of the feed unit;
A supporting column which connects the receiving part and the sweeping part and which rotatably supports the receiving part and the sweeping part in the in-plane direction;
And a rotatable roller portion on the surface of the receiving portion that receives the pressing force ,
The sweep-out unit moves on the feeding unit in conjunction with the movement of the receiving unit .
The non-contact power transmission device , wherein the roller unit is disposed at a position to be in contact with the drive wheel when receiving a pressing force from the movable body .
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