JP6932812B1 - 車両給電装置及び路盤ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
本発明によれば、路盤ユニットを地中に設置することで車両給電装置を容易に設置できる。しかも、路盤ユニット上に車両を駐車させて検出器によって車両の二次コイルの位置を検出し、駆動手段によって検出部で検出した二次コイルの位置に対向する位置に一次コイルを移動させて、一次コイルに給電することで誘導電流を発生させて二次コイルに電力を生じさせることができる。この電力を蓄電池に充電できる。
検出器で検出した二次コイルの真下まで一次コイルを一次コイル移動エリア内でガイドレールに沿って移動できる。
検出器で検出した二次コイルの真下まで一次コイルを有線または無線によって無軌道に移動できる。
路盤ユニットの上段部における一次コイル移動エリア内で一次コイルを二次コイルの真下まで移動でき、下段部によって路盤ユニットに載置される電気自動車の重量を支えることができる。
下段部において、車両の荷重を支える柱体または鋼板を所定間隔で設置することで、一次コイルの発熱を冷却する空間を設けることができる上に、この空間内に電源の電気配線を配設できる。
路盤ユニットは車両が停車していないときに太陽光発電パネルで太陽光発電することができるため、電気のない場所にも設置できる。
また、本発明による路盤ユニットは、電気自動車を搭載させる天板を備えたボックス形状の路盤ユニットであり、路盤ユニットは内部に、電気自動車に設けた二次コイルに非接触で給電するための一次コイルと、一次コイルを移動可能に収納した一次コイル移動エリアと、二次コイルの位置に対向する位置に前記一次コイルを移動させる駆動手段と、を備え、天板の上面には、天板上に位置する電気自動車の二次コイルの位置を検出して駆動手段により一次コイルを移動させる検出部を設けたことを特徴とする。
しかも路盤ユニット内に一次コイルや検出部や駆動装置を設けたため、車両給電装置が路盤ユニットにユニット化されており、構成が簡単で低コストであり、しかも路面や駐車場等の各種停車場への設置が容易である。
図1乃至図6により、第一実施形態による電気自動車1(車両)の車両給電装置2について説明する。本実施形態による電気自動車1の車両給電装置2は、図1及び図2に示すように、例えば駐車場や道路の路面やガソリンスタンド等において、一次コイル3を内蔵した路盤ユニット4の上に二次コイル5を設置した電気自動車1を駐車させて非接触で電力を充電させるものである。電気自動車1の底部に4本のタイヤ7が設けられ、これらタイヤ7の間の底部に二次コイル5が設置されている。
圧縮部材16はモルタルやコンクリート等が充填されている。圧縮部材16と一次コイル移動エリア12との境界には仕切り板17が四辺に沿って配設されている。四辺の仕切り板17は一次コイル3で発生する電磁波を遮断するもので、例えばアルミ、セラミック、アモルファス金属等の非磁性体からなる。
これにより、台車20に搭載された一次コイル3は一次コイル移動エリア12内の任意の位置における二次コイル5に対向する位置に移動可能である。路盤ユニット4の外部(または内部)には電源22が設置され、電気配線(有線)が下段部14内を通して上下仕切り板21に設けた穴部21aを通して上段部13の一次コイル3に接続されている。
そのため、荷重支持用円柱体23aはステンレスやアルミ等の金属製、樹脂、GFRP、CFRP等でもよいし、円筒内にコンクリート等の圧縮性の良い材料を充填してもよい。冷却用円柱体23bはステンレスやアルミ等の熱伝導率のよい材質を用いることが好ましい。
電気自動車1を前止めまたは後ろ止めすることで、前輪または後輪の2つのタイヤ7を車止め25に当接させるか、またはその近傍に配設することができる。これによって、車種に関わらず4つのタイヤ7の中間の底部に設置された二次コイル5は一次コイル移動エリア12に対向する位置に配設することができる。
台車20内の制御部30は一対の走行部15内に設けたモータM2を同期して駆動させて、可動ガイドレール19を台車20と共に移動ガイドレール18に沿ってY軸方向に移動させる。これにより、コンソールユニット26で演算した二次コイル5の位置、または車止め25のセンサー27bで検出した二次コイル5の位置に対向する真下に台車20に搭載した一次コイル3を移動させることができる。
また、コンソールユニット26は商用の無人レジスターとしてもよいし、スマートフォン等を活用したスマートキーボックスとしてもよい。或いは、コンソールユニット26は遠隔地からのリモートコントロールを受けて集中管理室から管理されてもよい。また、コンソールユニット26に車種等を手入力で入力する際、IDとパスワードを入力させるようにしてもよい。
電気自動車1に対する充電時には、図1及び図2に示すように、路盤ユニット4の天板8上に電気自動車1を移動させて入庫させ、車止め25またはその近傍に前のタイヤ7または後ろのタイヤ7を位置決めする。予め車種が入力されていない場合には、運転者等が車種をコンソールユニット26に手入力する。そして、センサー27a、27bによって検出した4つのタイヤ7の位置と車種との関係で電気自動車1の底部に設置した二次コイル5の位置を演算で割り出す。或いは、車止め25のセンサー27bで二次コイル5の位置を検出してもよい。また、二次コイル5から発信する微弱な電波をセンサー27aまたはセンサー27bによって検出して二次コイル5の位置を特定してもよい。
これらモータM1及びモータM2の駆動によって台車20に搭載した一次コイル3を、一次コイル移動エリア12内で二次コイル5に対向する真下に移動させて停止させる。
なお、一次コイル3は励磁させる際に発熱するが、一次コイル移動エリア12内で発生した熱は冷却用円柱体23b及び底板9を通して地中に放熱することができる。
また、コンソールユニット26や車止め25に設けたセンサー27a、27bによって電気自動車1の底部に設けた二次コイル5の位置を検知し、一次コイル3を一次コイル移動エリア12内で二次コイル5に対向する真下位置に移動させることができる。これによって、一次コイル3で発生する誘導電流を二次コイル5で効率的に電力に変換させることができる。
また、一次コイル3で誘導電流を発生させることで発熱するが、これを冷却用円柱体23b及び底板9を介して地中に放熱できる。
以下に、本発明の他の実施形態や変形例等について説明するが、上述の実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
図7は第二実施形態による路盤ユニット4Aの上段部13の水平断面図、図8は下段部14の水平断面図である。路盤ユニット4Aの上段部13において、一次コイル移動エリア12内には移動ガイドレール18と可動ガイドレール19は設けられておらず、一次コイル3を搭載した台車20は内部に設置された蓄電池とモータ(駆動手段)により無軌道で自律的に移動可能とされている。この一次コイル3を搭載した台車20はコンソールユニット26からのリモートコントロールで電気自動車1の底部に設けた二次コイル5を探査して二次コイル5に対向する位置に移動可能である。
なお、一次コイル3の台車20はリモートコントロールによって基準位置に戻ると共に二次コイル5の下側に対向する位置に移動するようにしてもよい。或いは、電源22から一次コイル3の台車20への電力供給は、電源コイル31による非接触給電に代えて、電源22から電気配線を介して電力端子を設置してもよい。この場合、一次コイル3の台車20は基準位置に戻った状態で自動的に電力端子に電気的に接続されて給電状態になる。
図9(a)は第三実施形態による車両給電装置2Bの路盤ユニット4Bの上段部13の説明図、同図(b)は下段部14の説明図である。本実施形態による電気自動車1の車両給電装置2Bにおいて、路盤ユニット4Bは第二実施形態による路盤ユニット4Aと概略同一の構成を有している。相違点として、路盤ユニット4Bの天板8を強化ガラス等の透過性材料として、その裏面に太陽光発電パネル32が設置されている。太陽光発電パネル32は一次コイル移動エリア12の周囲の領域に配設されている。或いは天板8を透過性の太陽光発電パネル32で形成してもよい。
太陽光発電パネル32で発電された電力は電気配線を介して例えば路盤ユニット4Bの外部に配設された蓄電池33に充電される。そして、蓄電池33に充電された電力は電気配線を通して下段部14内に配設された電源コイル31に供給することができる。
図10は路盤ユニット4Cの下段部14の水平断面図、図11は路盤ユニット4Cを図10のA−A線で切断した断面図、図12は同じく図10のB−B線で切断した断面図である。
図10に示す路盤ユニット4Cの下段部14では、上段部13の圧縮部材16の下側に荷重支持用円柱体23aは設けられていない。下段部14では主桁10と平行な方向に所定間隔で板状の中主桁35が配設され、端板11に平行な方向に所定間隔で板状の縦リブ36が配設されている。中主桁35と縦リブ36は下段部14の全体に直交する格子状に配設されて電気自動車1や圧縮部材16等の荷重を受けている。
本実施形態による電気自動車1の車両給電装置2Cにおいても、下段部14による電気自動車1等の荷重支持効果が高く、一次コイル3の励磁による発熱は冷却用円柱体23b及び底板9を通して地中に放熱できる。
なお、本発明による電気自動車1の車両給電装置2、2A、2B、2Cは必ずしも下段部14を設けなくてもよい。この場合、電源22と一次コイル3を接続する電気配線は圧縮部材16内を挿通されていればよい。
2、2A、2B、2C 車両給電装置
3 一次コイル
4、4A、4B、4C 路盤ユニット
5 二次コイル
8 天板
12 一次コイル移動エリア
13 上段部
14 下段部
18 移動ガイドレール
19 可動ガイドレール
19a 移動ガイド
20 台車
22 電源
23a 荷重支持用円柱体
23b 冷却用円柱体
25 車止め
26 コンソールユニット
27a、27b センサー
30 制御部
31 電源コイル
33 蓄電池
35 中主桁
36 縦リブ
Claims (6)
- 車両の外部に設けられた一次コイルから車両に設置された二次コイルに非接触で給電する車両給電装置であって、
前記車両を搭載させる天板を備えたボックス形状の路盤ユニットを備えており、
前記路盤ユニット内には、
前記一次コイルと、
前記一次コイルを移動可能に収納した一次コイル移動エリアと、
前記二次コイルの位置に対向する位置に前記一次コイルを移動させる駆動手段と、を備え、
前記路盤ユニットは、前記一次コイル移動エリアを備えた上段部と、荷重を支える柱体または鋼板が所定間隔で設置されている下段部と、を備え、
前記天板の上面には、前記天板上に位置する前記車両の前記二次コイルの位置を検出して前記駆動手段により前記一次コイルを移動させる検出部が設けられたことを特徴とする車両給電装置。 - 前記一次コイル移動エリアには互いに直交する方向にガイドレールが設けられ、前記一次コイルは前記ガイドレールに沿って移動可能とした請求項1に記載された車両給電装置。
- 前記一次コイルを有線または無線により無軌道に移動可能とした請求項1または2に記載された車両給電装置。
- 前記下段部には電源から前記一次コイルに電力を供給する電気配線、または電源に接続されていて前記一次コイルに非接触で電気を供給する電源コイルが配設されている請求項1から3のいずれか1項に記載された車両給電装置。
- 前記路盤ユニットにおける前記一次コイル移動エリアの周囲の表面には、前記天板またはその裏面に前記車両のタイヤが載置される太陽光発電パネルが設置され、前記太陽光発電パネルで発電された電力を前記一次コイルの電源に供給している請求項1から4のいずれか1項に記載された車両給電装置。
- 電気自動車を搭載させる天板を備えたボックス形状の路盤ユニットであり、前記路盤ユニットは内部に、
前記電気自動車に設けた二次コイルに非接触で給電するための一次コイルと、
前記一次コイルを移動可能に収納した一次コイル移動エリアと、
前記二次コイルの位置に対向する位置に前記一次コイルを移動させる駆動手段と、を備え、
前記路盤ユニットは、前記一次コイル移動エリアを備えた上段部と、荷重を支える柱体または鋼板が所定間隔で設置されている下段部と、を備え、
前記天板の上面には、前記天板上に位置する前記電気自動車の前記二次コイルの位置を検出して前記駆動手段により前記一次コイルを移動させる検出部を設けたことを特徴とする路盤ユニット。
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