JP6580387B2 - Coil unit - Google Patents
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Description
本発明は、コイルユニットに関する。 The present invention relates to a coil unit.
従来、電気自動車等の車両に搭載されたバッテリを充電するシステムとして、路面側に設置された1次コイルと車両側に設置された2次コイルとの相互作用によって、1次コイルから2次コイルに供給された電力をバッテリに充電する非接触給電システムが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a system for charging a battery mounted on a vehicle such as an electric vehicle, a secondary coil is changed from a primary coil by an interaction between a primary coil installed on a road surface side and a secondary coil installed on a vehicle side. There is known a non-contact power feeding system that charges a battery with electric power supplied to the battery (see, for example, Patent Document 1).
この種のシステムにおいて、1次コイルと2次コイル(以下、コイルと称する。)は、それぞれケース内に収容されてユニット化されている。以下、従来のコイルユニットの一例を説明する。 In this type of system, a primary coil and a secondary coil (hereinafter referred to as a coil) are housed in a case and unitized. Hereinafter, an example of a conventional coil unit will be described.
図7はケース内にコイルが収容されたコイルユニットの内部構造を示す上面図、図8は図7のC−C矢視断面図、図9は図7のD−D矢視断面図である。ケース11は、図7,8に示すように、底壁13の周縁から断面矩形の枠状の側壁15を起立させて形成され、開口する上部には図示しない蓋が被せられる。
7 is a top view showing the internal structure of the coil unit in which the coil is housed in the case, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 7, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. . As shown in FIGS. 7 and 8, the
ケース11の内側には、樹脂製のコイルガイド17が収容される。コイルガイド17は、図8に示すように、矩形の帯状に形成された基板19と、基板19の内周縁から枠状に起立する内側ガイド壁21と、基板19の外周縁から枠状に起立する外側ガイド壁23とを有して形成される。コイルガイド17の内部には、電線25を巻き回した扁平状のコイル27が収容され、コイル27と底壁13との間には、コイル27の高さを調整するバッファシート29が設けられる。コイルガイド17に囲まれた空間Sには、図示しないフェライト等の磁性体が収容される。
A
コイル27は、図7に示すように、電線25の巻き方向の複数箇所にテープ31が巻き付けられることで、各電線25は、コイルガイド17の幅方向(図の左右方向)に配列されると共に厚み方向(図の上下方向)に例えば2層に重ねられた状態で保持される。
As shown in FIG. 7, the
しかしながら、この種のコイル27は、テープ31を巻き付ける作業に手間がかかるだけでなく、図9に示すように、テープ31を巻き付ける際に、電線25が幅方向や厚み方向で位置ずれを起こしやすく、コイル27の断面寸法(幅寸法L1及び厚み寸法L2)がばらつくことがある。また、コイル27の発熱に伴って加熱されたコイルガイド17が、熱膨張や収縮により変形すると、その変形したコイルガイド17に押し付けられたコイル27の断面が変形し、断面寸法が変動する虞がある。
However, this type of
このような場合、例えば、コイル27の幅寸法L1が設計値よりも小さくなると、コイル25の伝送効率や充電効率が低下する。また、厚み寸法L2が設計値よりも大きくなると、コイルガイド17からコイル27がはみ出して組付性が悪くなる。
In such a case, for example, when the width L1 of the
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、コイルの断面寸法の安定化を図ることを課題とする。 This invention is made | formed in view of such a problem, and makes it a subject to aim at stabilization of the cross-sectional dimension of a coil.
上記課題を解決するため、本発明のコイルユニットは、底壁の周縁から側壁を起立させて上面が開口されたケースと、底壁に沿って電線を扁平状に巻き回して形成されたコイルをケース内に位置決めするコイルガイドとを備え、コイルガイドは、互いに隔離された複数の電線収容溝が並設されてなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a coil unit according to the present invention includes a case in which a side wall is erected from the periphery of a bottom wall and an upper surface is opened, and a coil formed by winding an electric wire in a flat shape along the bottom wall. A coil guide for positioning in the case, and the coil guide is formed by arranging a plurality of wire receiving grooves separated from each other in parallel.
これによれば、電線収容溝に電線を組み付けることにより、コイルを簡単に形成することができる。また、電線の位置を電線収容溝で規制することができるから、電線が組み付けられたコイルガイドをケース内の所定位置に保持することで、コイルをケース内に保持することができる。特に、電線収容溝に組み付けられた電線は、電線収容溝が互いに隔離されているから、隣り合う電線同士が接触することがない。これにより、電線の位置ずれを確実に防ぐことができるから、少ない電線の本数で必要なコイルの寸法が確保され、コイルの断面寸法の安定化を図ることができる。 According to this, the coil can be easily formed by assembling the electric wire in the electric wire receiving groove. Further, since the position of the electric wire can be regulated by the electric wire receiving groove, the coil can be held in the case by holding the coil guide in which the electric wire is assembled at a predetermined position in the case. In particular, since the electric wire assembled in the electric wire receiving groove is separated from each other, adjacent electric wires do not contact each other. Thereby, since the position shift of the electric wire can be surely prevented, the necessary coil dimensions can be secured with a small number of electric wires, and the coil cross-sectional dimensions can be stabilized.
この場合において、コイルガイドは、電線の巻き方向に分割されていることが好ましい。このようにコイルガイドを分割すれば、各コイルガイドの体積を小さくすることができ、コイルの発熱時に、コイルガイドの熱膨張や収縮による変形を抑制することができるから、コイルの断面寸法の安定化を図ることができる。 In this case, the coil guide is preferably divided in the winding direction of the electric wire. If the coil guide is divided in this way, the volume of each coil guide can be reduced, and deformation due to thermal expansion and contraction of the coil guide can be suppressed when the coil generates heat. Can be achieved.
さらに、ケースは、側壁の上面が矩形に開口して形成され、コイルガイドは、L字状に分割されて側壁の四隅に沿って配置され、L字の角部と隅部とが、それぞれケースに保持されてなることが好ましい。 Further, the case is formed by opening the upper surface of the side wall in a rectangular shape, and the coil guide is divided into L-shapes and arranged along the four corners of the side wall. It is preferable to be held by
これによれば、コイルの発熱によって加熱されたコイルガイドは、角部と隅部がケースに保持されているから、L字の屈曲部の変形が抑制され、その両側の直線部分の寸法が変化する。しかし、この直線部分の寸法変化は、側壁に沿った直線方向の伸縮が主であり、電線の配列への影響がないため、コイルの断面寸法を維持することができる。 According to this, the coil guide heated by the heat generated by the coil has the corners and corners held by the case, so that the deformation of the L-shaped bent part is suppressed, and the dimensions of the linear parts on both sides thereof change. To do. However, the dimensional change of the linear part is mainly due to linear expansion and contraction along the side wall, and does not affect the arrangement of the wires, so that the cross-sectional dimension of the coil can be maintained.
また、コイルガイドは、角部と隅部とにそれぞれこれらを結ぶ直線上に延びるスリット又は孔が形成され、このスリット又は穴にそれぞれケース側の突起が係合されていることが好ましい。これによれば、スリット又は穴に対して突起を小さく形成することで、コイルガイドの熱膨張や収縮時に、スリット又は孔に沿って突起を相対的に移動させることができるから、コイルガイドの歪が軽減され、破損や変形を抑制することができる。 Moreover, it is preferable that the coil guide is formed with slits or holes extending on straight lines connecting the corner portions and the corner portions, and the projections on the case side are respectively engaged with the slits or holes. According to this, since the protrusion can be relatively moved along the slit or the hole when the coil guide is thermally expanded or contracted by forming the protrusion small with respect to the slit or the hole, the distortion of the coil guide is reduced. Can be reduced, and damage and deformation can be suppressed.
また、電線収容溝は、それぞれ、複数の電線を層状に保持する溝深さに設定されてなることが好ましい。これによれば、各電線収容溝に複数の電線を組み付けることで、電線を層状に重ねて配置しても、各層で位置ずれが生じることがないため、コイルの断面寸法の安定化を図ることができる。 Moreover, it is preferable that the electric wire accommodation groove | channel is each set to the groove depth which hold | maintains several electric wires in a layer form. According to this, by assembling a plurality of electric wires in each electric wire receiving groove, even if the electric wires are arranged in a layered manner, there is no displacement in each layer, so that the cross-sectional dimension of the coil can be stabilized. Can do.
本発明によれば、コイルの断面寸法の安定化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to stabilize the sectional dimension of the coil.
以下、本発明が適用されるコイルユニットの一実施形態について図1乃至図5を参照して説明する。本実施形態は、電気自動車やハイブリッドカー等の車両に搭載されたバッテリを充電するための非接触給電システムにおいて、2次コイルを収容して車両側に搭載された受電用のコイルユニットに関するものである。ただ、本発明のコイルユニットは、この例に限られるものではなく、例えば、非接触給電システムにおいて、1次コイルを収容して路面側に設置された給電用のコイルユニットのほか、種々のコイルが収容されたコイルユニットにも適用することができる。 Hereinafter, an embodiment of a coil unit to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 5. The present embodiment relates to a power receiving coil unit that is mounted on the vehicle side and accommodates a secondary coil in a non-contact power feeding system for charging a battery mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid car. is there. However, the coil unit of the present invention is not limited to this example. For example, in the non-contact power feeding system, in addition to the power feeding coil unit that houses the primary coil and is installed on the road surface side, various coils can be used. The present invention can also be applied to a coil unit in which is stored.
なお、本実施形態のコイルユニットを用いた非接触給電システムでは、車両側の2次コイルは、路面側の1次コイルとの相互作用、つまり、電磁誘導を利用することで、電力が供給され、その供給された電力がバッテリに充電されるようになっている。 In the non-contact power supply system using the coil unit of the present embodiment, electric power is supplied to the secondary coil on the vehicle side by utilizing the interaction with the primary coil on the road surface side, that is, electromagnetic induction. The supplied power is charged in the battery.
本実施形態のコイルユニット33は、図1に示すように、ケース35と、ケース35内に収容されるコイル37と、ケース35内にコイル37を位置決めするコイルガイド39とを備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the
ケース35は、樹脂等で形成され、図2に示すように、平板状の底壁41と、底壁41の周辺から起立して横断面が矩形に形成された枠状の側壁43とを備え、上面に矩形の開口部45を有して形成される。なお、開口部45は、図示しない蓋がパッキンを介して被せられ、ネジで固定されることにより、封止されるようになっている。
The
コイル37は、図1に示すように、ケース35の底壁41に沿って電線47を巻き回して扁平状に形成され、コイルガイド39に位置決めされている。コイル37は、ケース35の開口45側からみると、全体として矩形の帯状をなしている。コイル37の内側には、図示していないが、磁性体であるフィライトやコンデンサー等の電気部品が配置されている。電線47は、一端側が内側の電気部品に接続され、内周側から外周側に向かって巻き回された後、他端側が内側に引き込まれて他の電気部品に接続される。
As shown in FIG. 1, the
コイルガイド39は、樹脂等で形成され、図3に示すように、4枚のL字状のコイルガイド39a〜39dを有して構成される。すなわち、各コイルガイド39a〜39dは、それぞれ角部を中心に同一の外形形状となるように、矩形の枠状に形成された板材を電線47の巻き方向に分割して形成される。
The
各コイルガイド39a〜39dは、図4に示すように、それぞれ、屈曲部分の外周面から水平方向に張り出して角部を形成する第1の片部49と、内周面から水平方向に張り出して隅部を形成する第2の片部51とを有し、第1の片部49には、第1の貫通穴53が形成され、第2の片部51には、第2の貫通穴55が形成される。第1の片部49は、上面側からみると、屈曲部分の両側の直線部分56,56の外側面に沿った延長線を互いにR状に交わらせて形成され、ケース35の四隅に対応する形状をなしている。
As shown in FIG. 4, each of the coil guides 39 a to 39 d extends from the outer peripheral surface of the bent portion in the horizontal direction and protrudes in the horizontal direction from the inner peripheral surface. The
各コイルガイド39a〜39dは、図1及び図2に示すように、それぞれ、ケース35の側壁43の四隅に沿う格好で、側壁43に内接して配置され、第1の貫通穴53及び第2の貫通穴55にそれぞれ挿通されたボルトが底壁41のボルト穴に締結されることで、角部と隅部がそれぞれケース35に位置決めされるようになっている。なお、各コイルガイド39a〜39dの位置決めは、ボルト締結に代えて、ケース35の底壁41から起立するボスを第1の貫通穴53及び第2の貫通穴55にそれぞれ挿入して位置決めするようにしてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the coil guides 39 a to 39 d are arranged along the four corners of the
各コイルガイド39a〜39dは、図3に示すように、それぞれケース35の四隅に位置決めされた状態で、端面57同士が互いに離間して配置されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the coil guides 39a to 39d are positioned at the four corners of the
各コイルガイド39a〜39dの上面には、図4に示すように、それぞれ、電線47の巻き回し方向に延在すると共に電線47が組み付けられる複数の電線収容溝59が形成される。各コイルガイド39a〜39dには、電線47の巻き数分の電線収容溝59が並設され、各電線収容溝59は、図5に示すように、それぞれ、隣り合う電線収容溝59と隔壁61を介して互いに隔離されている。各電線収容溝59は、溝底が断面R状に形成され、電線47の外径寸法と同じかこれよりも僅かに大きい溝幅L3と、複数(図5では2本)の電線47を保持する溝深さL4とを有して形成される。本実施形態では、各電線収容溝59にそれぞれ2本の電線47が収容され、上方に位置する電線47は、その少なくとも半分が電線収容溝59に収容されている。
As shown in FIG. 4, a plurality of electric
以上述べたように、本実施形態では、コイルガイド39a〜39dにそれぞれ形成された電線収容溝59に沿って電線47を組み付けることにより、手作業で扁平状のコイル37を簡単に形成することができる。また、このように電線47が組み付けられたコイルガイド39a〜39dをケース35内に位置決めすることで、コイル37をケース35内に保持することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、各電線収容溝59は、隣り合う電線収容溝59と隔離されているから、隣り合う電線47同士の接触を防ぐことができ、しかも、図7のように、テープ31で巻き付ける作業が不要になるから、電線47間の位置ずれを確実に防ぐことができる。これにより、コイル37の断面形状が均一化されるから、少ない電線47の本数で必要なコイル37の断面寸法(図5のL5及びL6)を確保することができ、コイル27の充電効率等を安定化することができる。加えて、本実施形態のコイルガイド39a〜39dは、図8のコイルガイド17とバッファシート29を兼用しているから、部品点数を削減することができる。
Moreover, since each electric wire accommodation groove |
また、本実施形態のコイルガイド39は、4枚のコイルガイド39a〜39dで構成されるから、図7のコイルガイド17のように1枚で構成するよりも、体積を小さくすることができる。これにより、コイル37の発熱時には、コイルガイド39a〜39dの熱膨張や収縮による寸法変化を抑制することができるから、この寸法変化に伴うコイル37の断面寸法の変化を抑制することができる。なお、コイルガイド39は、熱膨張や収縮が起こりにくい材質で形成されていれば、1枚で構成することも可能である。
Moreover, since the
また、本実施形態のコイルガイド39a〜39dは、矩形に形成されたケース35の側壁43の四隅に沿って配置され、かつ、L字の角部と隅部とがそれぞれケース35に位置決めされている。そのため、コイルガイド39a〜39dは、コイル37の発熱により熱膨張や収縮が生じた場合、位置決めされたL字の屈曲部は、変形が抑制される。一方、屈曲部の両側の直線部分56は、隣り合うコイルガイド39と分離されて拘束されていないことから、ケース35の側壁43に沿って延びる方向に伸縮(図3の矢印は収縮方向を表している)する。したがって、このように直線部分56が変形したとしても、電線47の配列に影響がないことから、コイル37の断面寸法の変動を防ぐことができる。
Further, the coil guides 39a to 39d of the present embodiment are arranged along the four corners of the
以上、本発明の実施形態を図面により詳述したが、本実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the present embodiment is merely an example of the present invention, and can be changed or modified within the scope of the claims.
例えば、本実施形態では、コイルガイド39a〜39dをそれぞれL字状に形成する例を説明したが、ケース35の側壁43が円形や長円形に立ち上げられている場合は、その側壁43に沿うように、コイルガイド39a〜39dを円弧状に形成することもできる。 For example, in the present embodiment, an example in which the coil guides 39a to 39d are respectively formed in an L shape has been described. Thus, the coil guides 39a to 39d can be formed in an arc shape.
また、本実施形態のコイルガイド39a〜39dは、第1の片部49及び第2の片部51にそれぞれ位置決め用の貫通穴を形成し、これらの貫通穴に挿入したボルトをケースに締結することで、ケース35に位置決めがなされているが、ケース35への位置決め構造は、このようなボルトの締結に限られず、以下のように構成することもできる。
Moreover, the coil guides 39a to 39d of the present embodiment form positioning through holes in the
図6に示すように、第1の片部49には、第1の貫通穴53に代えて、スリット63を形成し、第2の片部51には、第2の貫通穴55に代えて、スリット63の長手方向に延びる長穴65を形成する。この場合、スリット63と長穴65は、これらを結ぶ直線Pに沿って延在して形成される。そして、スリット63には、ケース35の側壁43から延出するリブ67が、直線Pに沿って係合され、長穴65にはケース35の底壁41から立設するボス69が係合される。リブ67とスリット63は、直線Pに沿う方向に隙間が設けられ、長穴65とボス69は、直線Pに沿う方向に隙間が設けられる。
As shown in FIG. 6, a
これによれば、コイルガイド39a〜39dに熱膨張や収縮が発生した場合、リブ67とスリット63、及び、長穴65とボス69は、それぞれ直線P方向で相対的な移動が可能であるから、コイルガイド39a〜39dの屈曲部は、直線Pの方向に所定の熱膨張や収縮が許容され、その結果、第1の片部49と第2の片部51をそれぞれボルトで締結するときに発生する歪が軽減される。そのため、コイルガイド39a〜39dの破損や変形を防ぎ、耐久性を向上させることができる。
According to this, when thermal expansion or contraction occurs in the coil guides 39a to 39d, the
33 コイルユニット
35 ケース
37 コイル
39a〜39d コイルガイド
41 底壁
43 側壁
45 開口部
47 電線
49 第1の片部(角部)
51 第2の片部(隅部)
59 電線収容溝
61 隔壁
63 スリット
65 長穴
33
51 Second piece (corner)
59
Claims (3)
前記コイルガイドは、互いに隔離された複数の電線収容溝が並設され、かつ前記電線の巻き方向にL字状に分割されて前記側壁の四隅に沿って配置され、該L字の角部と隅部とが、それぞれ前記ケースに保持されてなるコイルユニット。 A case in which the side wall is erected from the peripheral edge of the bottom wall and the upper surface is opened in a rectangular shape; and a coil guide that positions a coil formed by winding a wire in a flat shape along the bottom wall in the case. ,
The coil guide has a plurality of wire receiving grooves that are separated from each other and are divided into L shapes in the winding direction of the wires and arranged along the four corners of the side wall. Coil units each having a corner held by the case .
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