JP6589759B2 - コイル装置 - Google Patents

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Description

本開示は、コイル装置に関する。
従来、非接触給電システムに用いられるコイル装置として、コイルを含むコイル部と、ベース及びカバーを含み、ベース及びカバーで形成される内部空間にコイル部を収容する筐体と、を備えるコイル装置が知られている(例えば特許文献1)。このコイル装置では、ベースに当接可能な直方体状のスペーサがカバーに設けられており、スペーサを介してカバーがベースに支持されている。
特開2008−120239号公報
例えばコイル等の内装部品が重力方向に引っ張られ、内装部品の荷重がカバーに作用すると、カバーが変形する可能性がある。そのため、カバーが内装部品から受ける荷重をベースに伝達することが望まれる。しかしながら、上述したコイル装置では、カバーにおけるスペーサの箇所に荷重が集中するおそれがある。この場合、例えば当該箇所においてカバーの強度を高めるような形状の工夫及び材料の選定が必要となってしまう。よって、カバーにおける荷重の集中を抑制することが望ましい。
本開示は、カバーにおける荷重の集中を抑制可能なコイル装置を提供することを説明する。
本開示の一態様に係るコイル装置は、少なくともコイルを含むコイル部と、コイル部の第1面側に配置されたベース及びコイル部の第2面側に配置されたカバーを含み、ベース及びカバーで形成される内部空間にコイル部を収容する筐体と、カバーをベースに固定する固定部材と、を備え、固定部材は、ベース及びカバーを包囲する筐体の第1の外周において少なくともカバーに沿って配置された第1固定部を含む。
このコイル装置では、カバーをベースに固定する固定部材は、筐体の第1の外周において少なくともカバーに沿って配置された第1固定部を含む。この固定部材は、カバーと線状又は面状に接触する。これにより、固定部材がカバーに作用する荷重をベースに伝達する際、カバーにおける固定部材との接触箇所における荷重が分散される。よって、例えばコイル部の荷重がカバーに作用したとしても、カバーにおける荷重の集中を抑制することが可能となる。
固定部材は、帯状であってもよい。この場合、固定部材がカバーと面状に接触するため、固定部材とカバーとの接触部における荷重が分散され易くなる。
コイル部の第1面及び第2面に対面する筐体の中央部における固定部材の幅は、筐体の側面部における固定部材の幅よりも小さくてもよい。この場合、固定部材が筐体の側面部を広範囲に覆うため、カバーをベースに確実に固定することができる。
第1の外周は、ベースの中央部及びカバーの中央部を通ってもよい。この場合、筐体の第1の外周において少なくともベースの中央部及びカバーの中央部を通るように固定部材が配置される。そのため、カバーに作用する荷重がベースに伝達され易くなる。
固定部材は、第1の外周全周に亘って配置されており、当該固定部材同士を接合する接合部を含んでもよい。この場合、接合部により固定部材同士が接合されることで、固定部材が第1の外周全周に亘って配置されるため、固定部材を接合するための部品を省くことができる。
固定部材は、カバーにおける第2面に対向する面に沿う中間部と、ベースにおける第1面に対向する面に沿う両端部と、中間部及び両端部を連結する連結部と、を含み、両端部は、ベースに掛止可能な掛止部を含んでもよい。この場合、掛止部をベースに掛止させるだけで、カバーをベースに容易に固定することができる。
固定部材は、ベース及びカバーを包囲すると共に第1の外周と交差する筐体の第2の外周に沿って延在し、少なくともカバーに沿って配置された第2固定部を更に含んでもよい。この場合、第1固定部に加えて第2固定部によりカバーがベースに固定される。そのため、カバーをベースに確実に固定することができる。
固定部材は、第1の外周におけるベースの中央部と、第1の外周におけるカバーの中央部と、を連結するように配置された内固定部を含んでもよい。この場合、カバーの中央部に作用する荷重が内固定部を介してベースの中央部に伝達され易くなる。
筐体は、固定部材が配置される溝部を含んでもよい。この場合、固定部材が筐体からずれることを抑制することができる。
本開示の他の態様に係るコイル装置は、少なくともコイルを含むコイル部と、コイル部の第1面側に配置された平板状のベース及びコイル部の第2面側に配置された箱状のカバーを含み、ベース及びカバーで形成される内部空間にコイル部を収容する筐体と、を備え、カバーは、ベースのコイル部とは反対側の面上に固着される固定部を含み、固定部は、ベースの面上に固着されることでカバーをベースに固定する。
このコイル装置では、カバーにおける固定部が、ベースのコイル部とは反対側の面上に固着されることで、カバーがベースに固定される。カバーに作用する荷重は、箱状のカバー全体に分散され、固定部を介してベースに伝達される。そのため、例えばコイル部の荷重がカバーに作用したとしても、カバーにおける荷重の集中を抑制することが可能となる。
本開示によれば、カバーにおける荷重の集中を抑制することが可能となる。
図1は、第1実施形態に係るコイル装置を備える非接触給電システムの構成例を示すブロック図である。 図2は、図1の非接触給電システムを構成する送電側のコイル装置及び受電側のコイル装置を示す側断面図である。 図3は、図2のコイル装置の分解斜視図である。 図4の(a)及び(b)は、図2のコイル装置の斜視図である。 図5の(a)は、図2のコイル装置の平面図である。図5の(b)は、図5の(a)のVb-Vb線に沿っての断面図である。 図6は、固定部材の変形例を説明するための図である。 図7は、第2実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図8の(a)は、図7のコイル装置の平面図である。図8の(b)は、図8の(a)のVIIIb-VIIIb線に沿っての断面図である。図8の(c)は、図8の(b)の一部拡大図である。 図9は、第3実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図10は、固定部材の変形例を説明するための図である。 図11は、第4実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図12の(a)及び(b)は、図11のコイル装置の斜視図である。 図13は、固定部材の変形例を説明するための図である。 図14は、第5実施形態に係るコイル装置の分解斜視図である。 図15の(a)は、図14のコイル装置の平面図である。図15の(b)は、図15の(a)のXVb-XVb線に沿っての断面図である。 図16は、固定部材の変形例を説明するための図である。 図17は、第6実施形態に係るコイル装置の分解斜視図である。 図18は、(a)及び(b)は、図17のコイル装置の斜視図である。
以下、本開示のいくつかの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。以下、図中に示す直交座標系を用いて説明する場合がある。以下の説明において、「前」は、X方向正の向きと対応し、「後」は、X方向負の向きと対応する。また、「左」は、Y方向正の向きと対応し、「右」は、Y方向負の向きと対応する。また、「上」は、Z方向正の向きと対応し、「下」は、Z方向負の向きと対応する。
図1及び図2を参照して、第1実施形態に係るコイル装置10を備えた非接触給電システム1について説明する。非接触給電システム1は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両Vに搭載されたバッテリを充電したり、モータ等の駆動源に直接電力を供給したりするためのシステムである。なお、図1では省略しているが、車両Vは、モータ、操作ハンドル、及びブレーキ等の走行に必要な構成を含んでいる。
図1及び図2に示されるように、非接触給電システム1は、路面Gに設置された送電装置2と、車両V側に設けられる受電装置3と、を含んでいる。送電装置2は、電源部4と、電源部4に接続されている送電コイル装置5と、を含んでいる。受電装置3は、受電コイル装置(コイル装置)6と、受電回路7と、充電回路8と、を含んでいる。送電装置2は、地上を走行する車両Vが予め定められた位置(電磁結合回路が形成される位置)で停車しているときに、車両Vの受電装置3に対して電力(バッテリ9を充電するための電力)を非接触で伝送する。受電コイル装置6は、送電側の送電コイル装置5から非接触で供給される電力(交流電力)を受け取る。
送電コイル装置5は、路面Gに設置されている。電源部4は、整流回路4aと、送電回路4bと、制御部4cと、を含んでいる。電源部4は、外部電源4dに接続されている。外部電源4dは、車両Vに伝送すべき電力を生成するために必要となる電力を供給する電源であり、例えば商用交流電源のような単相交流電力を供給する電源である。なお、この外部電源4dは、単相交流電力を供給する電源に限られることはなく、三相交流電力を供給する電源であってもよい。
整流回路4aは、外部電源4dから供給される交流電力を整流して直流電力に変換する回路である。整流回路4aは、PFC[Power Factor Correction]機能や昇降圧機能を含んでいてもよい。なお、外部電源4dとしては燃料電池や太陽電池などの直流電源を利用することも可能であり、その場合には、整流回路4aを省略することができる。また、外部電源4dが直流電源である場合は、整流回路4aの代わりに直流変換回路(DC/DCコンバータ)を設けてもよい。
送電回路4bは、整流回路4aから供給される電力を、送電コイル装置5と受電コイル装置6とによって形成される電磁結合回路を介して、非接触で車両Vに供給する。送電回路4bは、例えば、インバータ回路を備え、整流回路4aからの直流電力を外部電源4dの交流電力よりも周波数が高い交流電力(高周波電力)に変換して送電コイル装置5に与える。これにより、送電コイル装置5と受電コイル装置6との間で非接触給電が行われる。送電回路4bは、インバータ回路の出力側に、送電コイル装置5に含まれるコイル12(図2参照)とともに送電側共振回路を構成するキャパシタを備え得る。
制御部4cは、例えば、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]等を含む電子制御ユニットである。制御部4cは、送電コイル装置5から受電コイル装置6への電力供給を制御する。制御部4cは、送電コイル装置5から受電コイル装置6へ供給される電力の大きさを変更するように電源部4の各回路(整流回路4a、送電回路4b等)を制御する。
送電コイル装置5と受電コイル装置6とが近接し、送電コイル装置5に含まれるコイル12と受電コイル装置6に含まれるコイル12とが近接した状態に位置させられることで、電磁結合回路が形成される。この電磁結合回路は、コイル12,12同士が電磁気的に結合して送電側のコイル12から受電側のコイル12への非接触の給電が行われる回路を意味し、「電磁誘導方式」で給電を行う回路であってもよく、「磁界共鳴方式」で給電を行う回路であってもよい。
受電回路7は、受電コイル装置6からの交流電力を直流電力に変換して充電回路8に出力する。この受電回路7は、受電側のコイル12とともに受電側共振回路を構成するキャパシタを備え得る。
充電回路8は、入力端が受電回路7の出力端に接続されるとともに出力端がバッテリ9の入力端に接続されている。充電回路8は、受電回路7からの電力(直流電力)を所望電力に変換してバッテリ9に供給する。バッテリ9は、車両Vに搭載された再充電が可能な電池(例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池)であり、図示しない走行モータ等に電力を供給する。
次に、図2〜図5を参照して、第1実施形態に係る送電コイル装置5及び受電コイル装置6について説明する。
図2に示されるように、送電コイル装置5及び受電コイル装置6は、上下方向において対向し、所定の間隔で離間するように配置される。送電コイル装置5は、路面Gから上方に突出するように設けられる。受電コイル装置6は、例えば車両VのシャシーBの下面に取り付けられる。送電コイル装置5及び受電コイル装置6は、例えば扁平な錘台状や直方体状をなす。なお、送電コイル装置5は、路面Gから突出せずに路面Gに埋め込まれていてもよい。一例として、送電コイル装置5及び受電コイル装置6は、同様の構成を有するコイル装置10である。そのため、受電コイル装置6をコイル装置10として説明し、送電コイル装置5については、重複する説明を省略する場合がある。
図3に示されるように、コイル装置10は、カバー11及びベース15を含む筐体Cと、カバー11をベース15に固定する帯状の固定部材16と、を備えている。筐体Cは、カバー11をベース15に固定したときにカバー11及びベース15で形成される収容空間(内部空間)Sにコイル部Tを収容する。コイル部Tは、少なくともコイル12を含み、第1面T1及び第2面T2を含む扁平状の内装部品である。一例として、コイル部Tは、コイル12、保持部材13及びフェライト部14を含む。コイル12、保持部材13、及びフェライト部14は、収容空間Sにおいてカバー11側からベース15側へ(第2面T2側から第1面T1側へ)、コイル12、保持部材13、フェライト部14の順で配置されている。なお、コイル部Tでは、保持部材13及びフェライト部14の一方又は双方が省略されていてもよい。
カバー11は、コイル部Tの第2面T2側に配置され、コイル12、保持部材13及びフェライト部14を保護する箱体である。カバー11は、例えば、底部11a及び側部(筐体の側面部)11bを含む扁平な直方体状であってもよい。底部11aは、コイル部Tの第2面T2に対面する。底部11aの中央部は、カバー11の中央部M2(図4の(b)参照)であり、コイル部Tの第1面T1及び第2面T2に対面する筐体Cの中央部である。カバー11は、例えば、非磁性及び絶縁性を有するGFRP(ガラス繊維強化樹脂)等の材料で形成されている。
カバー11は、固定部材16が配置される溝部11cを含む。溝部11cは、底部11a及び側部11bにおいて所定の幅及び所定の深さで連続して形成された凹部である(図4参照)。溝部11cは、底部11aにおいては、X方向に沿ってカバー11の中央部M2を通るように形成されている。溝部11cは、側部11bにおいては、底部11aにおける溝部11cのX方向両端部からZ方向に沿って延びるように形成されている。溝部11cの所定の幅は、固定部材16の幅に対応して設定され得る。溝部11cの所定の深さは、固定部材16の厚みに応じて設定され得る。溝部11cの所定の幅は、固定部材16の幅と同等の幅であり得る。溝部11cの所定の深さは、固定部材16の厚みと同等の深さであり得る(図5の(b)参照)。
コイル12は、同一平面内で略矩形の渦巻状に巻回された導線12aによって形成され、誘導電流を発生させる。コイル12は、いわゆるサーキュラーコイルである。サーキュラーコイルとは、導線12aが平面渦巻状に巻回された態様のコイルである。平面渦巻状とは、巻軸を囲むように外側から内側へ、もしくは内側から外側へ導線が巻かれている形状である。コイル12は、導線12aが平面渦巻状に巻回された態様であればよく、一層であっても多層であってもよい。巻軸方向から見たコイル12の形状は、矩形、円形、楕円形等の種々の形状であってもよい。導線12aとしては、例えば、互いに絶縁された複数の導体素線が撚り合わされたリッツ線が用いられる。導線12aは、銅もしくはアルミニウムの単線、又はバスバー等であってもよい。
保持部材13は、コイル12を保持するための平板状部材(いわゆるボビン)である。例えば保持部材13に形成された溝部にコイル12が嵌め込まれていてもよい。保持部材13の材料としては、電気絶縁特性を有する材料(例えばシリコーン、ポリフェニレンサルファイド樹脂等)が用いられる。
フェライト部14は、例えば矩形平板状のフェライトコアである。フェライト部14は、磁性体であって、コイル12から発生した磁力線の方向付け及び集約を行っている。フェライト部14の形状及び大きさは、例えば、平面視において、保持部材13の形状及び大きさに略等しくてもよい。なお、フェライト部14の形状及び大きさは、カバー11とベース15とで囲まれた収容空間に収まれば、任意に設定され得る。フェライト部14の平面形状は、正方形に限定されず、任意に設定され得る。
ベース15は、コイル部Tの第1面T1側に配置され、コイル装置10の全体としての剛性を確保し、漏えい磁束の外部流出を遮蔽するための板状部材である。ベース15は、例えば、板部15a及び側部(筐体の側面部)15bを含む平板であってもよい。板部15aは、コイル部Tの第1面T1に対面する。板部15aの中央部は、ベース15の中央部M1であり、コイル部Tの第1面T1及び第2面T2に対面する筐体Cの中央部である。ベース15は、例えば1枚の板材から構成されてもよいし、複数の板材が組み合わされることで構成されてもよい。ベース15のX方向及びY方向における形状は、一例として、カバー11のX方向及びY方向における形状と同じである(図3及び図4参照)。ベース15は、非磁性且つ導電性を有し、剛性の高い材料(例えばアルミニウム又は銅等)で形成されている。
ベース15は、固定部材16が配置される溝部15cを含む。溝部15cは、板部15a及び側部15bにおいて所定の幅及び所定の深さで連続して形成された凹部である(図4参照)。溝部15cは、板部15aにおいては、X方向に沿ってベース15の中央部M1を通るように形成されている。溝部15cは、側部15bにおいては、板部15aにおける溝部15cのX方向両端部からZ方向に沿って延びるように形成されている。溝部15cの所定の幅は、固定部材16の幅に対応して設定され得る。溝部15cの所定の深さは、固定部材16の厚みに応じて設定され得る。溝部15cの所定の幅は、固定部材16の幅と同等の幅であり得る。溝部15cの所定の深さは、板部15aにおいては固定部材16の厚みの約2倍の深さであり得る。溝部15cの所定の深さは、側部15bにおいては固定部材16の厚みと同等の深さであり得る(図5の(b)参照)。
ベース15の剛性は、カバー11に作用する荷重を固定部材16がベース15に伝達する際、カバー11がベース15に対してずれたり、カバー11が変形したりすることを抑制できる程度の剛性である。カバー11に作用する荷重としては、例えば、コイル部T等の内装部品を支持するための荷重、コイル装置10の外部からカバー11に直接作用する荷重、等が挙げられる。例えば、カバー11が鉛直方向下方側となるようにコイル装置10が車両Vに取り付けられた場合、カバー11が鉛直方向下方に垂れ下がるように変形することを抑制し得る。
固定部材16は、カバー11をベース15に固定し、カバー11に作用する荷重をベース15に伝達する。固定部材16は、筐体Cの第1の外周R1において少なくともカバー11に沿って配置された第1固定部160である。第1の外周R1は、Y方向を軸として筐体Cを包囲すると共に、カバー11の中央部M2及びベース15の中央部M1を通る筐体Cの外周である。第1の外周R1は、カバー11及びベース15を包囲する筐体Cの外周であれば、特に限定されない。
固定部材16は、第1の外周R1全周に亘って配置されている。固定部材16は、カバー11の底部11aに沿って配置された中間部162と、カバー11の側部11b及びベース15の側部15bに沿って配置された連結部163と、ベース15の板部15aに沿って配置された両端部164と、を含む。固定部材16は、中間部162及び連結部163においてカバー11と面状に接触する。中間部162及び連結部163は、カバー11との接触箇所において、荷重を分散させる。両端部164は、中間部162及び連結部163のカバー11との接触箇所においてカバー11から伝達された荷重を、ベース15に伝達する。
固定部材16は、例えば、所定幅を有する長尺の帯状部材が、長手方向の両端部において当該固定部材16同士を重ね合わせた接合部161において接合されることで、環状に形成されている。固定部材16は、例えば、紐材、ワイヤ、線材等が複数並設されることで所定幅を有する長尺の帯状部材として実質的に構成されていてもよい。固定部材16の材料は、非導電性であれば特に限定されず、布、樹脂、ゴム、エラストマ等の弾性体であってもよいし、GFRP等であってもよいし、種々の材料を選択することができる。固定部材16は、例えば図示しない接着剤、ボルト、フック等により、ベース15に直接固定されてもよい。
図6に示されるように、固定部材16は、固定部材16Xのように変形してもよい。固定部材16Xは、固定部材16の接合部161及び両端部164に代えて、ベース15の中央部M1において分割された両端部164Xが保持具165を介して固定されることで、環状に形成されている。この場合においても、中間部162及び連結部163は、カバー11との接触箇所において、荷重を分散させる。両端部164Xは、中間部162及び連結部163のカバー11との接触箇所においてカバー11から伝達された荷重を、ベース15に伝達する。
図7及び図8を参照して、第2実施形態に係るコイル装置10Aを説明する。コイル装置10Aは、ベース15に代えて、凹部15dを含むベース15Aを備え、固定部材16に代えて、凹部15dに掛止可能な掛止部166を含む固定部材16Aを備えている点で、コイル装置10と異なっている。
ベース15Aは、板部15aの溝部15cにおけるX方向両端部にそれぞれ設けられた凹部15dを含む。凹部15dは、Y方向に延在する固定溝であり、例えばY方向に垂直な断面形状がハット型をなすように窪んでいる。
固定部材16Aは、カバー11における第2面T2に対向する面を含む底部11aに沿う中間部162と、中間部162からベース15の側部15bに沿って延在する連結部163と、連結部163からベース15の板部15aに沿って設けられた両端部164Aと、を含む。両端部164Aは、ベース15Aの凹部15dに対応する位置に設けられた掛止部166を含む。掛止部166は、下方に突出してY方向に延在する凸リブである。したがって、掛止部166は、ベース15Aの凹部15dに掛止可能である。
このようなコイル装置10では、例えば、収容空間Sにコイル部Tを収容した状態のカバー11及びベース15Aに対して固定部材16Aをカバー11側から押し込むと、両端部164Aの掛止部166がベース15の凹部15dに引っ掛かって掛止される。これにより、両端部164AのX方向への動きが規制されるため、カバー11から伝達された荷重がベース15Aに伝達され、カバー11がベース15Aに固定される。
図9及び図10を参照して、第3実施形態に係るコイル装置10Bを説明する。コイル装置10Bは、カバー11に代えて、一部の幅が拡大された溝部11cを含むカバー11Bを備え、ベース15に代えて、一部の幅が拡大された溝部15cを含むベース15Bを備え、固定部材16に代えて、一部の幅が拡大された固定部材16Bを備えている点で、コイル装置10と異なっている。
コイル部Tの第1面T1及び第2面T2に対面する筐体Cの中央部M1,M2における固定部材16Bの幅は、側部11b及び側部15b(筐体Cの側面部)における固定部材16Bの幅よりも小さい。固定部材16Bの幅とは、第1の外周R1の延在方向に交差する方向における固定部材16Bの寸法である。
具体的には、カバー11Bに沿う中間部162Bの幅は、カバー11Bの中央部M2から側部11bに向かうにつれて大きくなっている。中間部162Bの幅は、カバー11Bの中央部M2において最小である。ベース15Bに沿う両端部164Bの幅は、ベース15Bの中央部M1から側部15bに向かうにつれて大きくなっている。両端部164Bの幅は、ベース15Bの中央部M1において最小である。側部11b及び側部15bにおいては、連結部163Bは、側部11b及び側部15bのほぼ全体を覆っている。固定部材16Bは、接合部161と同様にして、接合部161Bにおいて接合されることで、環状に形成されている。
カバー11Bの溝部11c及びベース15Bの溝部15cの幅は、固定部材16Bの幅に対応して設定されている。すなわち、カバー11Bの中央部M2における溝部11cの幅は、カバー11Bの側部11bに向かうにつれて大きくなっている。ベース15Bの中央部M1における溝部15cの幅は、ベース15Bの側部15bに向かうにつれて大きくなっている。
以上のような固定部材16Bは、中間部162B及び連結部163Bにおいてカバー11Bと面状に接触する。中間部162B及び連結部163Bは、カバー11Bとの接触箇所において、荷重を分散させる。両端部164Bは、中間部162B及び連結部163Bのカバー11Bとの接触箇所においてカバー11Bから伝達された荷重を、ベース15Bに伝達する。
図10に示されるように、固定部材16Bは、固定部材16BXのように変形してもよい。固定部材16BXでは、ベース15Bの中央部M1において分割された両端部164BXが保持具165Bを介して固定される。この場合においても、中間部162B及び連結部163Bは、カバー11Bとの接触箇所において、荷重を分散させる。両端部164BXは、中間部162B及び連結部163Bのカバー11Bとの接触箇所においてカバー11Bから伝達された荷重を、ベース15Bに伝達する。
図11及び図12を参照して、第3実施形態に係るコイル装置10Cを説明する。コイル装置10Cは、カバー11に代えて、第2の外周R2に沿う溝部11cを更に含むカバー11Cを備え、ベース15に代えて、第2の外周R2に沿う溝部15cを更に含むベース15Cを備え、固定部材16に代えて、第2の外周R2に沿って配置される第2固定部260を更に含む固定部材16Cを備えている点で、コイル装置10と異なっている。
固定部材16Cは、カバー11C及びベース15Cを包囲すると共に第1の外周R1と交差する筐体Cの第2の外周R2に沿って延在し、少なくともカバー11Cに沿って配置された第2固定部260を更に含む。第2の外周R2は、X方向を軸として筐体Cを包囲すると共に、カバー11Cの中央部M2及びベース15Cの中央部M1を通る筐体Cの外周であり得る。つまり、第2の外周R2は、第1の外周R1と直交し得る。
第1固定部160は、固定部材16と同様に構成されている。第2固定部260は、第2の外周R2全周に亘って配置されている。第2固定部260は、カバー11Cの底部11aに沿って配置された中間部262と、カバー11Cの側部11b及びベース15Cの側部15bに沿って配置された連結部263と、ベース15Cの板部15aに沿って配置された両端部264と、を含む。
カバー11Cは、固定部材16Cの第1固定部160及び第2固定部260が配置される溝部11cを含む。溝部11cは、底部11aにおいてX方向及びY方向に沿ってカバー11Cの中央部M2を通るように形成され得る。溝部11cは、側部11bにおいて、底部11aにおける溝部11cのX方向両端部及びY方向両端部からZ方向に沿って延びるようにそれぞれ形成されている。
ベース15Cは、固定部材16Cの第1固定部160及び第2固定部260が配置される溝部15cを含む。溝部15cは、板部15aにおいてX方向及びY方向に沿ってベース15Cの中央部M1を通るように形成され得る。溝部15cは、側部15bにおいて、板部15aにおける溝部15cのX方向両端部及びY方向両端部からZ方向に沿って延びるようにそれぞれ形成されている。
第1固定部160は、例えば、所定幅を有する長尺の帯状部材が、長手方向の両端部において当該第1固定部160同士を重ね合わせた接合部161において接合されることで、環状に形成されている。第2固定部260は、例えば、所定幅を有する長尺の帯状部材が、長手方向の両端部において当該第2固定部260同士を重ね合わせた接合部261において接合されることで、環状に形成されている。第1固定部160及び第2固定部260は、一体的に形成されていてもよいし、別体で形成されていてもよい。
以上のような固定部材16Cは、中間部162、中間部262、連結部163及び連結部263においてカバー11Cと面状に接触する。中間部162、連結部163、中間部262及び連結部263は、カバー11Cとの接触箇所において、荷重を分散させる。両端部164及び両端部264は、上記カバー11Cとの接触箇所においてカバー11Cから伝達された荷重を、ベース15Cに伝達する。
図13に示されるように、固定部材16Cは、固定部材16CXのように変形してもよい。固定部材16CXでは、ベース15Cの中央部M1において分割された両端部164X及び両端部264Xが保持具165CXを介して固定される。この場合においても、中間部162B及び連結部163Bは、カバー11Cとの接触箇所において、荷重を分散させる。両端部164X及び両端部264Xは、中間部162、連結部163、中間部262及び連結部263のカバー11Cとの接触箇所においてカバー11Cから伝達された荷重を、ベース15Cに伝達する。
なお、固定部材16Cは、X方向及びY方向以外の方向を軸として筐体Cを包囲する筐体Cの外周において少なくともカバー11Cに沿って配置された固定部を更に含んでいてもよい。また、固定部材16Cは、例えば図示しない接着剤、ボルト、フック等により、ベース15Cに直接固定されてもよい。また、例えば、両端部164及び両端部264に掛止部166がそれぞれ設けられ、ベース15Cにおける掛止部166に対応する位置に凹部15dがそれぞれ設けられることで、両端部164及び両端部264の掛止部166がベース15Cの凹部15dに引っ掛かって掛止されてもよい。
図14〜図16を参照して、第4実施形態に係るコイル装置10Dを説明する。コイル装置10Dは、カバー11Bに代えて、貫通孔11hを含むカバー11Dを備え、保持部材13に代えて、貫通孔13hを含む保持部材13Dを備え、フェライト部14に代えて、貫通孔14hを含むフェライト部14Dを備え、ベース15Bに代えて、貫通孔15hを含むベース15Dを備え、固定部材16Bに代えて、一対の第1固定部160Dを含む固定部材16Dを備えている点で、コイル装置10Bと異なっている。
固定部材16Dは、貫通孔11h,13h,14h及び15hを挟んで配置され、カバー11Dをベース15Dに固定する一対の第1固定部160Dを含む。第1固定部160Dの形状は、例えば、固定部材16BをX方向中央付近でX方向について2分割し、当該分割箇所に一対の内固定部167を設けたような形状である。
カバー11Dには、一対の内固定部167を挿通可能な貫通孔11hがカバー11Dの中央部M2に設けられている。保持部材13Dには、一対の内固定部167を挿通可能な貫通孔13hが保持部材13Dの中央部に設けられている。フェライト部14Dには、一対の内固定部167を挿通可能な貫通孔14hがフェライト部14Dの中央部に設けられている。ベース15Dには、一対の内固定部167を挿通可能な貫通孔15hがベース15Dの中央部M1に設けられている。したがって、貫通孔11h,13h,14h及び15hに挿通された一対の内固定部167は、カバー11Dの中央部M2と、第1の外周R1におけるベース15Dの中央部M1と、を連結する。貫通孔11h,13h,14h及び15hは、例えば、XY平面に沿う一方向(本実施形態ではY方向)に長い長孔である。
一対の第1固定部160Dのそれぞれは、例えば、接合部161と同様にして、一対の接合部161Dにおいて接合されることで、環状に形成されている。一対の第1固定部160Dのそれぞれは、一対の内固定部167が貫通孔11h,13h,14h及び15hに挿通された状態で、第1の外周R1において貫通孔11h,15hを挟んで対称に配置されている。よって、一対の第1固定部160Dは、全体としては、実質的に第1の外周R1全周に亘って配置されている。なお、固定部材16Cは、例えば図示しない接着剤、ボルト、フック等により、ベース15Cに直接固定されてもよい。
以上のような固定部材16Dは、一対の中間部162D及び一対の連結部163Dにおいてカバー11Dと面状に接触する。一対の中間部162D及び一対の連結部163Dは、カバー11Dとの接触箇所において、荷重を分散させる。一対の両端部164Dは、上記カバー11Dとの接触箇所においてカバー11Dから伝達された荷重を、ベース15Dに伝達する。更に、一対の内固定部167は、カバー11Dの中央部M2とベース15Dの中央部M1とを連結することで、カバー11Dの中央部M2から伝達された荷重をベース15Dの中央部M1に伝達する。これにより、固定部材16Dの締め付け強度が更に分散される。
図16に示されるように、固定部材16Dは、一対の第1固定部160DXを含む固定部材16DXのように変形してもよい。各第1固定部160DXでは、ベース15Dの中央部M1付近において分割された両端部164DXが保持具165Dを介して固定される。この場合においても、一対の中間部162D及び一対の連結部163Dは、カバー11Dとの接触箇所において、荷重を分散させる。一対の両端部164DXは、上記カバー11Dとの接触箇所においてカバー11Dから伝達された荷重を、ベース15Dに伝達する。更に、一対の内固定部167は、カバー11Dの中央部M2とベース15Dの中央部M1とを連結することで、カバー11Dの中央部M2から伝達された荷重をベース15Dの中央部M1に伝達する。
図17及び図18を参照して、第5実施形態に係るコイル装置10Eを説明する。コイル装置10Eは、カバー11及び固定部材16に代えて、固定部16Eが一体的に形成されたカバー11Eを備え、ベース15に代えて、溝部15cが省略されたベース15Eを備えている点で、コイル装置10と異なっている。
カバー11Eは、底面11mと、側面11p,11r,11s及び11tとを含む箱状である。カバー11Eは、側面11p,11r,11s及び11tの辺11uのそれぞれから延びるように設けられた4つの固定部16Eを含む。固定部16Eは、ベース15Eの板部15a上に固着されることでカバー11Eをベース15Eに固定する。
カバー11Eは、コイル装置10Eの全体としての剛性を確保する。カバー11Eは、非磁性且つ非導電性を有し、剛性の高い材料(例えば高強度PET(Polyethylene Terephthalate)樹脂、シリコーンゴム等)で形成されている。カバー11Eの剛性は、カバー11Eに作用する荷重を固定部16Eがベース15Eに伝達する際、カバー11Eがベース15Eに対してずれたり、カバー11Eが変形したりすることを抑制できる程度の剛性である。カバー11Eに作用する荷重としては、例えば、コイル部T等の内装部品を支持するための荷重、コイル装置10Eの外部からカバー11Eに直接作用する荷重、等が挙げられる。例えば、カバー11Eが鉛直方向下方側となるようにコイル装置10Eが車両Vに取り付けられた場合、カバー11Eが鉛直方向下方に垂れ下がるように変形することを抑制し得る。
固定部16Eは、ベース15Eのコイル部Tとは反対側の面を含む平板状のベース15Eの板部15a上に固着される。固定部16Eのそれぞれの形状は、一例として、底面11mを一対の対角線で4等分して得られる三角形と同様の形状である。この三角形は、一対の辺部16a及び頂部16bを含む。各固定部16Eが板部15a上に固着された状態において、辺部16aは、隣接する固定部16Eの辺部16aに沿って、当該固定部16Eの頂部16bに向かうにつれて隣接する固定部16Eの辺部16aとの間隔が広がるように延在し得る。各固定部16Eが板部15a上に固着された状態において、頂部16bは、隣接する固定部16Eの頂部16bに対して所定の間隔で配置され得る。固定部16Eの形状は、これに限定されず、板部15a上に固着可能な形状であればよい。
カバー11Eの固定部16Eをベース15Eの板部15aに沿って配置することで、収容空間Sが形成される。カバー11Eは、コイル部Tをベース15Eと共に全体的に包み込む様にしてコイル部Tを収容する。このとき、固定部16Eは、コイル装置10Eの強度保持の機能と外装カバーとしての機能とを有する。したがって、カバー11E及びベース15Eは、カバー11E及びベース15Eで形成される収容空間Sにコイル部Tを収容する筐体Cである。
以上のような固定部16Eが、ベース15Eの板部15a上に固着されることで、カバー11Eがベース15Eに固定される。カバー11Eに作用する荷重は、箱状のカバー11E全体に分散され、固定部16Eを介してベース15Eに伝達される。
以上、コイル装置10〜10Dでは、カバー11〜11Dをベース15〜15Dに固定する固定部材16〜16Dは、筐体Cの第1の外周R1において少なくともカバー11〜11Dに沿って配置された第1固定部160を含む。この固定部材16〜16Dは、カバー11〜11Dと線状又は面状に接触する。これにより、固定部材16〜16Dがカバー11〜11Dに作用する荷重をベース15〜15Dに伝達する際、カバー11〜11Dにおける固定部材16〜16Dとの接触箇所における荷重が分散される。よって、例えばコイル部Tの荷重がカバー11〜11Dに作用したとしても、カバー11〜11Dにおける荷重の集中を抑制することが可能となる。
コイル装置10〜10Dでは、固定部材16〜16Dは、帯状である。これにより、固定部材16〜16Dがカバー11〜11Dと面状に接触するため、固定部材16〜16Dとカバー11〜11Dとの接触部における荷重が分散され易くなる。
コイル装置10B,10Dでは、コイル部Tの第1面T1及び第2面T2に対面する筐体Cの中央部M1,M2における固定部材16B,16Dの幅は、筐体Cの側面部である側部11b及び側部15bにおける固定部材16B,16Dの幅よりも小さい。これにより、固定部材16B,16Dが筐体Cの側部11b及び側部15bを広範囲に覆うため、カバー11B,11Dをベース15B,15Dに確実に固定することができる。
コイル装置10〜10Dでは、第1の外周R1は、ベース15〜15Dの中央部M1及びカバー11〜11Dの中央部M2を通っている。これにより、筐体Cの第1の外周R1において少なくともベース15〜15Dの中央部M1及びカバー11〜11Dの中央部M2の何れか一方を通るように固定部材16〜16Dが配置される。そのため、カバー11〜11Dに作用する荷重がベース15〜15Dに伝達され易くなる。
コイル装置10,10B〜10Dでは、固定部材16,16B〜16Dは、第1の外周R1全周に亘って配置されており、当該固定部材16,16B〜16D同士を接合する接合部161,161B,261,161Dを含む。この場合、接合部161,161B,261,161Dにより固定部材16,16B〜16D同士が接合されることで、固定部材16,16B〜16Dが第1の外周R1全周に亘って配置されるため、固定部材16,16B〜16Dを接合するための部品を省くことができる。
コイル装置10Aでは、固定部材16Aは、カバー11における第2面T2に対向する底部11aに沿う中間部162と、ベース15における第1面T1に対向する板部15aに沿う両端部164Aと、中間部162及び両端部164Aを連結する連結部163と、を含み、固定部材16Aの両端部164は、ベース15Aの凹部15dに掛止可能な掛止部166を含む。これにより、掛止部166をベース15Aの凹部15dに掛止させるだけで、カバー11をベース15Aに容易に固定することができる。
コイル装置10Cでは、固定部材16Cは、カバー11C及びベース15Cを包囲すると共に第1の外周R1と交差する筐体Cの第2の外周R2に沿って延在し、少なくともカバー11Cに沿って配置された第2固定部260を更に含む。これにより、第1固定部160に加えて第2固定部260によりカバー11Cがベース15Cに固定される。そのため、カバー11Cをベース15Cに確実に固定することができる。
コイル装置10Dでは、第1固定部160は、第1の外周R1におけるベース15Dの中央部M1と、第1の外周R1におけるカバー11Dの中央部M2と、を連結するように配置された内固定部167を含む。これにより、カバー11Dの中央部M2に作用する荷重が内固定部167を介してベース15Dの中央部M1に伝達され易くなる。
コイル装置10〜10Dでは、筐体Cは、固定部材16〜16Dが配置される溝部11c,15cを含む。これにより、固定部材16〜16Dが筐体Cからずれることを抑制することができる。
コイル装置10Eでは、カバー11Eにおける固定部16Eが、ベース15Eのコイル部Tとは反対側の面を含む板部15a上に固着されることで、カバー11Eがベース15Eに固定される。カバー11Eに作用する荷重は、箱状のカバー11E全体に分散され、固定部16Eを介してベース15Eに伝達される。そのため、例えばコイル部Tの荷重がカバー11Eに作用したとしても、カバー11Eにおける荷重の集中を抑制することが可能となる。
以上、本開示のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
上記実施形態では、固定部材16は帯状の部材であったが、例えば、線材であってもよい。この場合においても、固定部材16がカバー11と線状に接触するため、固定部材16とカバー11との接触部における荷重が分散され易くなる。固定部材16は、例えば、第1の外周R1と交差する方向に複数の線材が並設されて構成されていてもよい。この場合においても、固定部材16がカバー11と実質的に面状に接触するため、固定部材16とカバー11との接触部における荷重が分散され易くなる。
コイル12は、いわゆるサーキュラーコイルであったが。導線12aが軸周りに巻回された態様のソレノイド型コイルであってもよい。
上記実施形態では、車両Vに取り付けられた受電コイル装置6を例にコイル装置10について説明した。コイル装置10は、路面Gに設置された送電コイル装置5にも採用し得る。この場合においても、固定部材16は、コイル装置10に作用する荷重によりカバー11がベース15に対してずれることを抑制し得る。この場合の荷重としては、例えば、地上を走行する車両Vが予め定められた位置で停車する前又は後において、車両Vのタイヤがコイル装置10のカバー11に接触したときの荷重等が例示される。
上記実施形態では、車両Vに搭載されたバッテリ9を充電するための非接触給電システム1に用いられる受電コイル装置6を例に説明したが、本発明はこの態様に限定されない。例えば、水中航走体といった車両以外の移動体のバッテリを充電するための非接触給電システムに用いられるコイル装置に、本開示のコイル装置10を適用することもできる。また、モータやセンサー等の電力を消費する部品に電力を直接的に供給するシステムに用いられるコイル装置に、本開示のコイル装置10を適用してもよい。更に、上記実施形態では、本開示のコイル装置10が非接触給電システム1の受電コイル装置6として適用される場合について説明したが、この例に限定されるものではなく、例えば、本開示のコイル装置10が誘導加熱システムや渦流探傷システムのコイル装置として適用されもよい。
5 送電コイル装置(コイル装置)
6 受電コイル装置(コイル装置)
10、10A、10B、10C、10D、10E コイル装置
11、11B、11C、11D、11E カバー
11a 底部(面)
11b 側部(側面部)
11c 溝部
12 コイル
15、15A、15B、15C、15D、15E ベース
15a 板部(面)
15b 側部(側面部)
15c 溝部
16、16A、16B、16C、16D、16X、16BX、16CX、16DX 固定部材
16E 固定部
160、160D、160DX 第1固定部
161、161B、161D 接合部
162、162B、162D 中間部
163、163B、163D 連結部
164、164A、164B、164D、164X、164BX、164DX 両端部
166 掛止部
167 内固定部
260 第2固定部
261 接合部
262 中間部
263 連結部
264、264X 両端部
C 筐体
M1 中央部
M2 中央部
R1 第1の外周
R2 第2の外周
S 収容空間(内部空間)
T コイル部
T1 第1面
T2 第2面

Claims (9)

  1. 少なくともコイルを含むコイル部と、
    前記コイル部の第1面側に配置されたベース及び前記コイル部の第2面側に配置されたカバーを含み、前記ベース及び前記カバーで形成される内部空間に前記コイル部を収容する筐体と、
    前記カバーを前記ベースに固定する固定部材と、を備え、
    前記固定部材は、前記ベース及び前記カバーを包囲する前記筐体の第1の外周において少なくとも前記カバーに沿って配置された第1固定部を含み、
    前記固定部材は、帯状であり、
    前記コイル部の前記第1面及び前記第2面に対面する前記筐体の中央部における前記固定部材の幅は、前記筐体の側面部における前記固定部材の幅よりも小さい、コイル装置。
  2. 少なくともコイルを含むコイル部と、
    前記コイル部の第1面側に配置されたベース及び前記コイル部の第2面側に配置されたカバーを含み、前記ベース及び前記カバーで形成される内部空間に前記コイル部を収容する筐体と、
    前記カバーを前記ベースに固定する固定部材と、を備え、
    前記固定部材は、前記ベース及び前記カバーを包囲する前記筐体の第1の外周において少なくとも前記カバーに沿って配置された第1固定部を含み、
    前記固定部材は、前記第1の外周全周に亘って配置されており、当該固定部材同士を接合する接合部を含む、コイル装置。
  3. 少なくともコイルを含むコイル部と、
    前記コイル部の第1面側に配置されたベース及び前記コイル部の第2面側に配置されたカバーを含み、前記ベース及び前記カバーで形成される内部空間に前記コイル部を収容する筐体と、
    前記カバーを前記ベースに固定する固定部材と、を備え、
    前記固定部材は、前記ベース及び前記カバーを包囲する前記筐体の第1の外周において少なくとも前記カバーに沿って配置された第1固定部を含み、
    前記固定部材は、前記ベース及び前記カバーを包囲すると共に前記第1の外周と交差する前記筐体の第2の外周に沿って延在し、少なくとも前記カバーに沿って配置された第2固定部を更に含む、コイル装置。
  4. 少なくともコイルを含むコイル部と、
    前記コイル部の第1面側に配置されたベース及び前記コイル部の第2面側に配置されたカバーを含み、前記ベース及び前記カバーで形成される内部空間に前記コイル部を収容する筐体と、
    前記カバーを前記ベースに固定する固定部材と、を備え、
    前記固定部材は、前記ベース及び前記カバーを包囲する前記筐体の第1の外周において少なくとも前記カバーに沿って配置された第1固定部を含み、
    前記第1の外周は、前記ベースの中央部及び前記カバーの中央部を通り、
    前記固定部材は、前記第1の外周における前記ベースの中央部と、前記第1の外周における前記カバーの中央部と、を連結するように配置された内固定部を含む、コイル装置。
  5. 前記固定部材は、帯状である、請求項2〜4の何れか一項に記載のコイル装置。
  6. 前記第1の外周は、前記ベースの中央部及び前記カバーの中央部を通る、請求項1〜3の何れか一項に記載のコイル装置。
  7. 前記固定部材は、前記カバーにおける前記第2面に対向する面に沿う中間部と、前記ベースにおける前記第1面に対向する面に沿う両端部と、前記中間部及び前記両端部を連結する連結部と、を含み、
    前記両端部は、前記ベースに掛止可能な掛止部を含む、請求項1又は3に記載のコイル装置。
  8. 前記筐体は、前記固定部材が配置される溝部を含む、請求項1〜の何れか一項に記載のコイル装置。
  9. 少なくともコイルを含むコイル部と、
    前記コイル部の第1面側に配置された平板状のベース及び前記コイル部の第2面側に配置された箱状のカバーを含み、前記ベース及び前記カバーで形成される内部空間に前記コイル部を収容する筐体と、を備え、
    前記カバーは、底面と、前記底面の周縁の全周を囲む複数の側面と、全ての前記側面のそれぞれから延びるように設けられ前記ベースの前記コイル部とは反対側の面上に固着される複数の固定部と、を含み、
    前記複数の固定部は、前記ベースの前記面上に固着されることで前記カバーを前記ベースに固定する、コイル装置。
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