JPH089512A - 電動車用電磁給電装置 - Google Patents
電動車用電磁給電装置Info
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- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】車両の位置及び姿勢のずれにもかかわらず、電
磁給電効率の低下を抑止可能な電動車用電磁給電装置を
提供すること、又は、車両の位置合わせを困難化させな
いとともに、電動車の受電部を給電装置へ配置する際
に、複雑な機構を用いる必要のない、漏れインダクタン
スを低減して優れた電磁給電効率をもつ電動車用電磁給
電装置を提供すること。 【構成】一次コイル9を有する地上側の一次コア5と電
動車側の二次コイル2とを互いに異なる一定方向へ直動
又は回動させることにより、一次コイルと二次コイルと
を電磁結合可能な状態に配設させる。一次コア5及び二
次コイル2自体をそれぞれ単純な駆動機構で駆動するだ
けで、閉磁気回路のギャップを大幅に削減することがで
き、その結果として一次コア5に巻装した一次コイル9
と二次コイル2との間の送電効率を従来より格段に向上
することができる。
磁給電効率の低下を抑止可能な電動車用電磁給電装置を
提供すること、又は、車両の位置合わせを困難化させな
いとともに、電動車の受電部を給電装置へ配置する際
に、複雑な機構を用いる必要のない、漏れインダクタン
スを低減して優れた電磁給電効率をもつ電動車用電磁給
電装置を提供すること。 【構成】一次コイル9を有する地上側の一次コア5と電
動車側の二次コイル2とを互いに異なる一定方向へ直動
又は回動させることにより、一次コイルと二次コイルと
を電磁結合可能な状態に配設させる。一次コア5及び二
次コイル2自体をそれぞれ単純な駆動機構で駆動するだ
けで、閉磁気回路のギャップを大幅に削減することがで
き、その結果として一次コア5に巻装した一次コイル9
と二次コイル2との間の送電効率を従来より格段に向上
することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動車用電磁給電装置
に関する。
に関する。
【0002】
【従来の技術】バッテリ駆動の電動車において、一種の
トランスからなる電動車用電磁給電装置により地上側す
なわち給電ステーションから電動車へバッテリ充電電流
を給電することが提案されている。特開昭63−871
36号公報は、二次コア巻装の二次コイル(受電コイ
ル)をバッテリ駆動式の電動車の車体底部に配設し、一
次コア巻装の一次コイル(給電コイル)を地上(給電ス
テーション)側に配設し、電動車の運転操作により両コ
イルを位置合わせし、電磁誘導効果を利用して給電コイ
ルから受電コイルへ給電することを開示している。
トランスからなる電動車用電磁給電装置により地上側す
なわち給電ステーションから電動車へバッテリ充電電流
を給電することが提案されている。特開昭63−871
36号公報は、二次コア巻装の二次コイル(受電コイ
ル)をバッテリ駆動式の電動車の車体底部に配設し、一
次コア巻装の一次コイル(給電コイル)を地上(給電ス
テーション)側に配設し、電動車の運転操作により両コ
イルを位置合わせし、電磁誘導効果を利用して給電コイ
ルから受電コイルへ給電することを開示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、地上側の一次コアと車両側の二次コアとの位
置ずれが生じやすく(位置合わせが困難であり)、位置
ずれが生じると電磁給電効率の大幅な低下が生じるとい
う問題があった。又、上記構成では、両コア間のギャッ
プを縮小するのが困難であり、そのために電磁給電効率
を向上させることができなかった。
技術では、地上側の一次コアと車両側の二次コアとの位
置ずれが生じやすく(位置合わせが困難であり)、位置
ずれが生じると電磁給電効率の大幅な低下が生じるとい
う問題があった。又、上記構成では、両コア間のギャッ
プを縮小するのが困難であり、そのために電磁給電効率
を向上させることができなかった。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、車両の位置及び姿勢のずれにもかかわらず、電磁
給電効率の低下を抑止可能な電動車用電磁給電装置を提
供することを、その第1の目的としている。また、車両
の位置合わせを困難化することなく、漏れインダクタン
スを低減して優れた電磁給電効率をもつ電動車用電磁給
電装置を提供することを、その第2の目的としている。
あり、車両の位置及び姿勢のずれにもかかわらず、電磁
給電効率の低下を抑止可能な電動車用電磁給電装置を提
供することを、その第1の目的としている。また、車両
の位置合わせを困難化することなく、漏れインダクタン
スを低減して優れた電磁給電効率をもつ電動車用電磁給
電装置を提供することを、その第2の目的としている。
【0005】また、電動車の受電部を給電装置へ配置す
る際に、複雑な機構を用いることなく、漏れインダクタ
ンスを低減して優れた電磁給電効率をもつ電動車用電磁
給電装置を提供することを、その第3の目的としてい
る。更に、本発明は、後述する上記以外の作用効果を奏
することをその他の目的としている。
る際に、複雑な機構を用いることなく、漏れインダクタ
ンスを低減して優れた電磁給電効率をもつ電動車用電磁
給電装置を提供することを、その第3の目的としてい
る。更に、本発明は、後述する上記以外の作用効果を奏
することをその他の目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成の電
動車用電磁給電装置は、一次コアに巻装された一次コイ
ルを有する地上側の給電部と、前記一次コイルに電磁結
合可能な二次コイルを有する車両側の受電部とを備える
電動車用電磁給電装置において、前記一次コアを所定の
一方向に進退させて閉磁気回路を形成するコア駆動部
と、前記二次コイルを前記所定方向と異なる一方向に進
退させて前記一次コイルに前記二次コイルを電磁結合可
能な状態に配設させる二次コイル駆動部とを備えること
を特徴としている。
動車用電磁給電装置は、一次コアに巻装された一次コイ
ルを有する地上側の給電部と、前記一次コイルに電磁結
合可能な二次コイルを有する車両側の受電部とを備える
電動車用電磁給電装置において、前記一次コアを所定の
一方向に進退させて閉磁気回路を形成するコア駆動部
と、前記二次コイルを前記所定方向と異なる一方向に進
退させて前記一次コイルに前記二次コイルを電磁結合可
能な状態に配設させる二次コイル駆動部とを備えること
を特徴としている。
【0007】なお、二次コイルのコイル穴には二次コア
を配設してもよい。この場合には当然、一次コアの一部
又は全部の移動により一次コアの端面と二次コアの端面
とが当接する。本発明の第2の構成は、上記第1の構成
において、前記両駆動部が前記一次コア及び前記二次コ
イルを個別に直線運動又は回転運動させるものである点
を更なる特徴としている。
を配設してもよい。この場合には当然、一次コアの一部
又は全部の移動により一次コアの端面と二次コアの端面
とが当接する。本発明の第2の構成は、上記第1の構成
において、前記両駆動部が前記一次コア及び前記二次コ
イルを個別に直線運動又は回転運動させるものである点
を更なる特徴としている。
【0008】本発明の第3の構成は、上記第2の構成に
おいて、前記二次コイル駆動部が前記二次コイルを昇降
させるものであり、前記コア駆動部が前記一次コアを横
動させるものである点を更なる特徴としている。本発明
の第4の構成は、上記第1〜第3のいずれかの構成にお
いて、前記一次コア駆動部は車両停止用の輪止めに収容
される点を更なる特徴としている。
おいて、前記二次コイル駆動部が前記二次コイルを昇降
させるものであり、前記コア駆動部が前記一次コアを横
動させるものである点を更なる特徴としている。本発明
の第4の構成は、上記第1〜第3のいずれかの構成にお
いて、前記一次コア駆動部は車両停止用の輪止めに収容
される点を更なる特徴としている。
【0009】本発明の第5の構成は、上記第1〜第4の
いずれかの構成において、前記一次コアが前記二次コイ
ルのコイル穴に遊嵌される中央柱部を有する点を更なる
特徴としている。本発明の第6の構成は、上記第5の構
成において、前記二次コイルのコイル穴の車両前後方向
の寸法が、前記一次コアの前記中央柱部の車両前後方向
長さの寸法の1.5倍以上に設定される点を更なる特徴
としている。
いずれかの構成において、前記一次コアが前記二次コイ
ルのコイル穴に遊嵌される中央柱部を有する点を更なる
特徴としている。本発明の第6の構成は、上記第5の構
成において、前記二次コイルのコイル穴の車両前後方向
の寸法が、前記一次コアの前記中央柱部の車両前後方向
長さの寸法の1.5倍以上に設定される点を更なる特徴
としている。
【0010】本発明の第7の構成は、上記第5の構成に
おいて、前記二次コイルのコイル穴の垂直方向の寸法
は、前記一次コアの前記中央柱部の垂直方向長さの寸法
の1.5倍以上に設定される点を更なる特徴としてい
る。本発明の第8の構成は、上記第3〜第7のいずれか
の構成において、前記二次コイル駆動部が前記二次コイ
ルと一体に形成された二次コイル収容フレームを有し、
前記二次コイル収容フレームが前記降下時に床面に当接
して前記二次コイルの所定レベル以下への降下を禁止す
る脚部を有する点を更なる特徴としている。
おいて、前記二次コイルのコイル穴の垂直方向の寸法
は、前記一次コアの前記中央柱部の垂直方向長さの寸法
の1.5倍以上に設定される点を更なる特徴としてい
る。本発明の第8の構成は、上記第3〜第7のいずれか
の構成において、前記二次コイル駆動部が前記二次コイ
ルと一体に形成された二次コイル収容フレームを有し、
前記二次コイル収容フレームが前記降下時に床面に当接
して前記二次コイルの所定レベル以下への降下を禁止す
る脚部を有する点を更なる特徴としている。
【0011】本発明の第9の構成は、上記第3〜第8の
いずれかの構成において、前記二次コイル駆動部及び前
記コア駆動部を制御するとともに、前記二次コイルの降
下完了を検出した場合に前記一次コアの閉方向の横動開
始を指令する制御手段を有する点を更なる特徴としてい
る。本発明の第10の構成は、上記第3〜第9のいずれ
かの構成において、前記二次コイル駆動部及び前記コア
駆動部を制御するとともに、前記一次コアの閉方向の横
動完了を検出した場合に前記一次コイルへの給電を指令
する制御手段を有する点を更なる特徴としている。
いずれかの構成において、前記二次コイル駆動部及び前
記コア駆動部を制御するとともに、前記二次コイルの降
下完了を検出した場合に前記一次コアの閉方向の横動開
始を指令する制御手段を有する点を更なる特徴としてい
る。本発明の第10の構成は、上記第3〜第9のいずれ
かの構成において、前記二次コイル駆動部及び前記コア
駆動部を制御するとともに、前記一次コアの閉方向の横
動完了を検出した場合に前記一次コイルへの給電を指令
する制御手段を有する点を更なる特徴としている。
【0012】本発明の第11の構成は、上記第3〜第1
0のいずれかの構成において、前記二次コイル駆動部及
び前記コア駆動部を制御するとともに、前記一次コイル
への給電停止を検出した場合に前記一次コアの開方向の
横動開始を指令する制御手段を有する点を更なる特徴と
している。本発明の第12の構成は、上記第3〜第11
のいずれかの構成において、前記二次コイル駆動部及び
前記コア駆動部を制御するとともに、前記一次コアの開
方向の横動完了を検出した場合に前記二次コイルの上昇
開始を指令する制御手段を有する点を更なる特徴として
いる。
0のいずれかの構成において、前記二次コイル駆動部及
び前記コア駆動部を制御するとともに、前記一次コイル
への給電停止を検出した場合に前記一次コアの開方向の
横動開始を指令する制御手段を有する点を更なる特徴と
している。本発明の第12の構成は、上記第3〜第11
のいずれかの構成において、前記二次コイル駆動部及び
前記コア駆動部を制御するとともに、前記一次コアの開
方向の横動完了を検出した場合に前記二次コイルの上昇
開始を指令する制御手段を有する点を更なる特徴として
いる。
【0013】本発明の第13の構成は、上記第3〜第1
2のいずれかの構成において、前記二次コイル駆動部及
び前記コア駆動部を制御するとともに、前記二次コイル
の上昇完了を検出した場合に車両の発進を許可する制御
手段を有する点を更なる特徴としている。本発明の第1
4の構成は、上記第3〜第8のいずれかの構成におい
て、前記制御手段が、上記第9〜第12の構成の一連の
動作を逐次実行するものである点を更なる特徴としてい
る。
2のいずれかの構成において、前記二次コイル駆動部及
び前記コア駆動部を制御するとともに、前記二次コイル
の上昇完了を検出した場合に車両の発進を許可する制御
手段を有する点を更なる特徴としている。本発明の第1
4の構成は、上記第3〜第8のいずれかの構成におい
て、前記制御手段が、上記第9〜第12の構成の一連の
動作を逐次実行するものである点を更なる特徴としてい
る。
【0014】本発明の第15の構成は、上記第3〜第8
のいずれかの構成において、上記第9〜第13の構成の
一連の動作を逐次実行するものである点を更なる特徴と
している。
のいずれかの構成において、上記第9〜第13の構成の
一連の動作を逐次実行するものである点を更なる特徴と
している。
【0015】
【作用及び発明の効果】本発明の第1又は第2の構成で
は、地上側の一次コアと電動車側の二次コイルとを互い
に異なる一定方向へ直動又は回動させることにより、一
次コイルと二次コイルとを電磁結合可能な状態に配設し
たり、その状態を解除したりする。このようにすれば、
一次コア及び二次コイル自体をそれぞれ単純な駆動機構
で駆動するにもかかわらず、一次コアの閉磁気回路化が
実現し、一次コアに巻装された一次コイルと二次コイル
との間の電磁給電効率を従来より格段に向上することが
できる。
は、地上側の一次コアと電動車側の二次コイルとを互い
に異なる一定方向へ直動又は回動させることにより、一
次コイルと二次コイルとを電磁結合可能な状態に配設し
たり、その状態を解除したりする。このようにすれば、
一次コア及び二次コイル自体をそれぞれ単純な駆動機構
で駆動するにもかかわらず、一次コアの閉磁気回路化が
実現し、一次コアに巻装された一次コイルと二次コイル
との間の電磁給電効率を従来より格段に向上することが
できる。
【0016】本発明の第3の構成では、上記第2の構成
において更に、二次コイルを昇降させ、一次コアを横動
させるので、車両底面に二次コイルを収納しておいて必
要時に二次コイルを降下させることができ、車両の美観
を損なうことがない。本発明の第4の構成では、上記第
1〜第3のいずれかの構成において更に、一次コア駆動
部が車両停止用の輪止めに収容されているので、タイヤ
に対して一次コアの相対位置を規定することができ、結
局、車両進行方向において、二次コイルに対し一次コア
の相対位置を自動的に規定することができるという優れ
た効果を奏する。
において更に、二次コイルを昇降させ、一次コアを横動
させるので、車両底面に二次コイルを収納しておいて必
要時に二次コイルを降下させることができ、車両の美観
を損なうことがない。本発明の第4の構成では、上記第
1〜第3のいずれかの構成において更に、一次コア駆動
部が車両停止用の輪止めに収容されているので、タイヤ
に対して一次コアの相対位置を規定することができ、結
局、車両進行方向において、二次コイルに対し一次コア
の相対位置を自動的に規定することができるという優れ
た効果を奏する。
【0017】本発明の第5の構成では、上記第1〜4の
いずれかの構成において更に、一次コアの中央柱部が二
次コイルのコイル穴を貫通して一次コアの他の部位に当
接することにより環状体(本発明でいう閉磁気回路)を
構成するとともに、この中央柱部が二次コイルのコイル
穴に遊嵌される。このようにすると、閉磁気回路の形成
により高い電磁給電効率を得ることができる。更に一次
コアと二次コイルとの相対位置合わせマージンを大きく
取ることができる。
いずれかの構成において更に、一次コアの中央柱部が二
次コイルのコイル穴を貫通して一次コアの他の部位に当
接することにより環状体(本発明でいう閉磁気回路)を
構成するとともに、この中央柱部が二次コイルのコイル
穴に遊嵌される。このようにすると、閉磁気回路の形成
により高い電磁給電効率を得ることができる。更に一次
コアと二次コイルとの相対位置合わせマージンを大きく
取ることができる。
【0018】本発明の第6又は第7の構成では、上記第
5の構成において更に、二次コイルのコイル穴の車両前
後方向又は垂直方向の上記位置合わせマージンを特に大
きく設定しているので、タイヤの凹み具合や減り具合に
伴う垂直方向の二次コイルの高さ変化を許容することが
でき、同様に輪止めにタイヤが当接して停止した場合な
どにおける二次コイルの車両前後方向の変位を許容する
ことができる。
5の構成において更に、二次コイルのコイル穴の車両前
後方向又は垂直方向の上記位置合わせマージンを特に大
きく設定しているので、タイヤの凹み具合や減り具合に
伴う垂直方向の二次コイルの高さ変化を許容することが
でき、同様に輪止めにタイヤが当接して停止した場合な
どにおける二次コイルの車両前後方向の変位を許容する
ことができる。
【0019】本発明の第8の構成によれば、上記第3〜
第7のいずれかの構成において更に、二次コイルを収容
する二次コイル収容フレームの脚部(又は二次コイル収
容フレームの底面)が降下時に床面に当接して二次コイ
ルの降下完了位置を決定するので、降下完了位置に二次
コイルが達したことを検出することなく確実に床面から
必要な高さに二次コイルを静止させることができ、二次
コイルの下降制御が簡単となる。なお、二次コイル駆動
部の駆動源にモータを採用する場合、二次コイル収容フ
レームの脚部(又は底面)が降下時に接地してその降下
が禁止されると拘束電流が流れるので、電流センサによ
りこの拘束電流を検出すれば、簡単に上記接地を推定す
ることができる。
第7のいずれかの構成において更に、二次コイルを収容
する二次コイル収容フレームの脚部(又は二次コイル収
容フレームの底面)が降下時に床面に当接して二次コイ
ルの降下完了位置を決定するので、降下完了位置に二次
コイルが達したことを検出することなく確実に床面から
必要な高さに二次コイルを静止させることができ、二次
コイルの下降制御が簡単となる。なお、二次コイル駆動
部の駆動源にモータを採用する場合、二次コイル収容フ
レームの脚部(又は底面)が降下時に接地してその降下
が禁止されると拘束電流が流れるので、電流センサによ
りこの拘束電流を検出すれば、簡単に上記接地を推定す
ることができる。
【0020】本発明の第9の構成によれば、上記第3〜
第8のいずれかの構成において更に、二次コイルの降下
完了を検出した場合に自動的に一次コアの閉方向の横動
開始を指令する。このようにすれば、操作が確実、簡単
となり、操作に要する時間も節約できる。本発明の第1
0の構成によれば、上記第3〜第9のいずれかの構成に
おいて更に、一次コアの閉方向の横動完了を検出した場
合に自動的に一次コイルへの給電を指令する。このよう
にすれば、操作が確実、簡単となり、操作に要する時間
も節約できる。
第8のいずれかの構成において更に、二次コイルの降下
完了を検出した場合に自動的に一次コアの閉方向の横動
開始を指令する。このようにすれば、操作が確実、簡単
となり、操作に要する時間も節約できる。本発明の第1
0の構成によれば、上記第3〜第9のいずれかの構成に
おいて更に、一次コアの閉方向の横動完了を検出した場
合に自動的に一次コイルへの給電を指令する。このよう
にすれば、操作が確実、簡単となり、操作に要する時間
も節約できる。
【0021】本発明の第11の構成によれば、上記第3
〜第10のいずれかの構成において更に、一次コイルへ
の給電停止(充電終了)を検出した場合に一次コアの開
方向の横動開始を指令する。このようにすれば、操作が
確実、簡単となり、操作に要する時間も節約できる。本
発明の第12の構成によれば、上記第3〜第11のいず
れかの構成において更に、一次コアの開方向の横動完了
を検出した場合に二次コイルの上昇開始を指令する。こ
のようにすれば、操作が確実、簡単となり、操作に要す
る時間も節約できる。
〜第10のいずれかの構成において更に、一次コイルへ
の給電停止(充電終了)を検出した場合に一次コアの開
方向の横動開始を指令する。このようにすれば、操作が
確実、簡単となり、操作に要する時間も節約できる。本
発明の第12の構成によれば、上記第3〜第11のいず
れかの構成において更に、一次コアの開方向の横動完了
を検出した場合に二次コイルの上昇開始を指令する。こ
のようにすれば、操作が確実、簡単となり、操作に要す
る時間も節約できる。
【0022】本発明の第13の構成によれば、上記第3
〜12のいずれかの構成において更に、二次コイルの上
昇完了を検出した場合に限り車両の発進を許可する。こ
のようにすれば、早すぎる車両の発進により電動車用電
磁給電装置が破損することがない。本発明の第14の構
成によれば、上記第3〜第8のいずれかの構成において
更に第9〜第12の構成の一連の動作を逐次実行するの
で、操作が確実、簡単となり、操作に要する時間を一
層、節約できる。
〜12のいずれかの構成において更に、二次コイルの上
昇完了を検出した場合に限り車両の発進を許可する。こ
のようにすれば、早すぎる車両の発進により電動車用電
磁給電装置が破損することがない。本発明の第14の構
成によれば、上記第3〜第8のいずれかの構成において
更に第9〜第12の構成の一連の動作を逐次実行するの
で、操作が確実、簡単となり、操作に要する時間を一
層、節約できる。
【0023】本発明の第15の構成によれば、上記第3
〜第8のいずれかの構成において更に上記第9〜第13
の構成の一連の動作を逐次実行するので、操作が確実、
簡単となり、操作に要する時間を一層、節約できるとと
もに、電動車用電磁給電装置が破損することがない。
〜第8のいずれかの構成において更に上記第9〜第13
の構成の一連の動作を逐次実行するので、操作が確実、
簡単となり、操作に要する時間を一層、節約できるとと
もに、電動車用電磁給電装置が破損することがない。
【0024】
(実施例1)本発明の電動車用電磁給電装置を具体化し
た一実施例を図面を参照して説明する。図1は電動車の
後部側面図を示し、図2は後部から背面図を示し、図3
は電動車用電磁給電装置のトランス部分を示し、図4は
一次コア駆動部の水平断面図を示し、図5は地上側のコ
ントローラのブロック回路を示し、図6及び図7はこの
コントローラの制御動作を示す。
た一実施例を図面を参照して説明する。図1は電動車の
後部側面図を示し、図2は後部から背面図を示し、図3
は電動車用電磁給電装置のトランス部分を示し、図4は
一次コア駆動部の水平断面図を示し、図5は地上側のコ
ントローラのブロック回路を示し、図6及び図7はこの
コントローラの制御動作を示す。
【0025】電動車1の後部トランク10内には二次コ
イル2とこの二次コイル2を昇降させる電動機駆動形式
の直動アクチエータ(本発明でいう二次コイル駆動部)
3が収容されており、二次コイル2の直下において後部
トランク10の底面には二次コイル3が降下可能な開口
11が形成されている。電動車1の後退により電動車1
の後部側の一対のタイヤ12は床面Fに固定された一対
の輪止め4の前端面に当接している。両輪止め4は床面
Fに固定されたブロックからなり、輪止め4の互いに対
向する側面には一次コア5が配設されている。輪止め4
の部分水平断面を図4に示す。両輪止め4にはそれぞれ
電動機駆動形式の直動アクチエータ(本発明でいう一次
コア駆動部)6が内設されており、両直動アクチエータ
6のロッド60の先端には一次コア5がそれぞれ固定さ
れ、両ロッド60が伸びると、両一次コア5が接合して
閉磁気回路を形成する構成となっている。
イル2とこの二次コイル2を昇降させる電動機駆動形式
の直動アクチエータ(本発明でいう二次コイル駆動部)
3が収容されており、二次コイル2の直下において後部
トランク10の底面には二次コイル3が降下可能な開口
11が形成されている。電動車1の後退により電動車1
の後部側の一対のタイヤ12は床面Fに固定された一対
の輪止め4の前端面に当接している。両輪止め4は床面
Fに固定されたブロックからなり、輪止め4の互いに対
向する側面には一次コア5が配設されている。輪止め4
の部分水平断面を図4に示す。両輪止め4にはそれぞれ
電動機駆動形式の直動アクチエータ(本発明でいう一次
コア駆動部)6が内設されており、両直動アクチエータ
6のロッド60の先端には一次コア5がそれぞれ固定さ
れ、両ロッド60が伸びると、両一次コア5が接合して
閉磁気回路を形成する構成となっている。
【0026】本実施例の電動車用電磁給電装置は、二次
コイル2、一次コア5及び上記した直動アクチエータ
3、6の他に、後述するように輪止め4に内蔵の制御手
段としてのコントロ−ラ7と電動車1に内蔵の制御手段
としてのコントロ−ラ8とを有しており、更に両一次コ
ア5には後述するように一次コイル9がそれぞれ巻装さ
れている。(なお、この一次コイル9は一方の一次コア
5にのみ設けられていてもよい。) 図3に二次コイル2及び一次コア5の空間配置を模式的
に示す。二次コイル2は電動車1から降下した状態であ
り、両一次コア5は開いた状態となっている。
コイル2、一次コア5及び上記した直動アクチエータ
3、6の他に、後述するように輪止め4に内蔵の制御手
段としてのコントロ−ラ7と電動車1に内蔵の制御手段
としてのコントロ−ラ8とを有しており、更に両一次コ
ア5には後述するように一次コイル9がそれぞれ巻装さ
れている。(なお、この一次コイル9は一方の一次コア
5にのみ設けられていてもよい。) 図3に二次コイル2及び一次コア5の空間配置を模式的
に示す。二次コイル2は電動車1から降下した状態であ
り、両一次コア5は開いた状態となっている。
【0027】二次コイル2は角形形状の二次コイル収容
フレ−ムとしての樹脂ケース20に収容されており、そ
の角形のコイル穴21は電動車1の左右方向に開口して
いる。樹脂ケース20の底部両端から脚部22がそれぞ
れ下方へ突出している。両一次コア5はコ字状に形成さ
れ、基板部51、前側板部52、後側板部53からな
り、それぞれ軟磁性体からなる。また、両一次コア5の
基板部51の内側の主面中央から他方の一次コア5に向
けてそれぞれ軟磁性の中央柱部54が突出しており、両
一次コア5を左右方向に移動して互いに接合した状態
で、両前側板部52の端面同士、両後側板部53の端面
同士、両中央柱部54の端面同士が当接して閉磁気回路
を構成するようになっている。更に、両方の基板部51
の内側の主面に密着して一次コイル9がそれぞれ固定さ
れており、中央柱部54はその一次コイル9のコイル穴
にそれぞれ嵌入されている。したがって、両中央柱部5
4が二次コイル2を貫通することにより、二次コイル
2、一次コア5及び一次コイル9はいわゆるトランスを
構成する。なお、一次コア5は電磁鋼板を積層して形成
できる他、フェライトなどにより形成することもでき
る。
フレ−ムとしての樹脂ケース20に収容されており、そ
の角形のコイル穴21は電動車1の左右方向に開口して
いる。樹脂ケース20の底部両端から脚部22がそれぞ
れ下方へ突出している。両一次コア5はコ字状に形成さ
れ、基板部51、前側板部52、後側板部53からな
り、それぞれ軟磁性体からなる。また、両一次コア5の
基板部51の内側の主面中央から他方の一次コア5に向
けてそれぞれ軟磁性の中央柱部54が突出しており、両
一次コア5を左右方向に移動して互いに接合した状態
で、両前側板部52の端面同士、両後側板部53の端面
同士、両中央柱部54の端面同士が当接して閉磁気回路
を構成するようになっている。更に、両方の基板部51
の内側の主面に密着して一次コイル9がそれぞれ固定さ
れており、中央柱部54はその一次コイル9のコイル穴
にそれぞれ嵌入されている。したがって、両中央柱部5
4が二次コイル2を貫通することにより、二次コイル
2、一次コア5及び一次コイル9はいわゆるトランスを
構成する。なお、一次コア5は電磁鋼板を積層して形成
できる他、フェライトなどにより形成することもでき
る。
【0028】次に、上記した電動車用電磁給電装置のブ
ロック回路図を図5を参照して説明する。商用周波数の
交流電源電圧は整流器105で整流された後、平滑回路
106で直流化され、インバータ回路108で所定周波
数の高周波電圧に変換された後、一次コイル9に印加さ
れている。
ロック回路図を図5を参照して説明する。商用周波数の
交流電源電圧は整流器105で整流された後、平滑回路
106で直流化され、インバータ回路108で所定周波
数の高周波電圧に変換された後、一次コイル9に印加さ
れている。
【0029】二次コイル2の両端はH形ブリッジ回路を
構成するトランジスタT1〜T4により整流されて電動
車1のバッテリBを充電する。電動車1のコントローラ
8は、バッテリBの端子電圧V及び二次コイル2の両端
の電位差を検出し、それらの信号に応じてトランジスタ
T1〜T4を駆動制御して充電電流を制御する。すなわ
ち、二次コイル2に誘導される半波周期毎にトランジス
タT1、T4のペアとトランジスタT2、T3のペアと
を交互にオンオフして整流するとともにPWM制御を行
う。また、二次コイル駆動部をなし直動アクチエータ3
の駆動源をなすモータ30への印加電圧を制御する半導
体スイッチ101を開閉制御する。電流センサ102は
モータ30への通電電流を検出する電流センサである。
構成するトランジスタT1〜T4により整流されて電動
車1のバッテリBを充電する。電動車1のコントローラ
8は、バッテリBの端子電圧V及び二次コイル2の両端
の電位差を検出し、それらの信号に応じてトランジスタ
T1〜T4を駆動制御して充電電流を制御する。すなわ
ち、二次コイル2に誘導される半波周期毎にトランジス
タT1、T4のペアとトランジスタT2、T3のペアと
を交互にオンオフして整流するとともにPWM制御を行
う。また、二次コイル駆動部をなし直動アクチエータ3
の駆動源をなすモータ30への印加電圧を制御する半導
体スイッチ101を開閉制御する。電流センサ102は
モータ30への通電電流を検出する電流センサである。
【0030】地上側のコントローラ7は、電流センサ1
07から一次充電電流を受信し、インバ−タ回路からな
る電流制御用のスイッチ108を制御する。また、一次
コア駆動部をなす直動アクチエータ6の駆動源をなすモ
ータ60a、60bへの印加電圧を制御する半導体スイ
ッチ103、105を開閉制御する。電流センサ10
4、106はモータ60a,60bへの通電電流を検出
する電流センサである。なお、この実施例では、両一次
コア5を一対の直動アクチエータ6により個別に駆動す
る方式を採用している。
07から一次充電電流を受信し、インバ−タ回路からな
る電流制御用のスイッチ108を制御する。また、一次
コア駆動部をなす直動アクチエータ6の駆動源をなすモ
ータ60a、60bへの印加電圧を制御する半導体スイ
ッチ103、105を開閉制御する。電流センサ10
4、106はモータ60a,60bへの通電電流を検出
する電流センサである。なお、この実施例では、両一次
コア5を一対の直動アクチエータ6により個別に駆動す
る方式を採用している。
【0031】更に、両コントローラ7、8は超音波型の
非接触信号授受装置110を通じて双方向通信可能とな
っている。また、両コントローラ7、8はそれぞれ充電
完了を運転者に報知するためのブザー又はランプ(図示
せず)を有している。次に、この電動車用電磁給電装置
の充電動作を、地上側のコントローラ7の動作を示す図
6〜図7のフローチャートを参照して説明する。
非接触信号授受装置110を通じて双方向通信可能とな
っている。また、両コントローラ7、8はそれぞれ充電
完了を運転者に報知するためのブザー又はランプ(図示
せず)を有している。次に、この電動車用電磁給電装置
の充電動作を、地上側のコントローラ7の動作を示す図
6〜図7のフローチャートを参照して説明する。
【0032】まず電動車1が輪止め4に衝接した後、手
動又は自動入力によりこのルーチンをスタートし、コン
トローラ8は二次コイル降下指令を出力する(S10
0)。これによりコントローラ8はスイッチ101を導
通させ、モータ30が所定回転方向へ起動され、二次コ
イル2が降下する。樹脂ケース20の脚部22が床面F
に衝接すると、モータ30が拘束運転となって電流が増
大するので、コントローラ8は上記拘束電流を検出する
とスイッチ101を遮断してモータ30を停止するとと
もに信号授受装置110を通じて降下完了信号をコント
ローラ7に送信する。
動又は自動入力によりこのルーチンをスタートし、コン
トローラ8は二次コイル降下指令を出力する(S10
0)。これによりコントローラ8はスイッチ101を導
通させ、モータ30が所定回転方向へ起動され、二次コ
イル2が降下する。樹脂ケース20の脚部22が床面F
に衝接すると、モータ30が拘束運転となって電流が増
大するので、コントローラ8は上記拘束電流を検出する
とスイッチ101を遮断してモータ30を停止するとと
もに信号授受装置110を通じて降下完了信号をコント
ローラ7に送信する。
【0033】コントローラ7は、上記降下完了信号を受
信するまで待機し(S102)、受信すれば、スイッチ
103をオンして直動アクチエータ6のモータ60aを
一方向に起動して左側の一次コア5を閉動させる(S1
06)。次に、電流センサ104で検出した電流値が所
定のしきい値を超えたかどうかを調べ(S108)、超
えない場合にはステップ106にリターンし、超えた場
合にはモータ60aに拘束電流が流れており、モータ6
0aと連動する左側の一次コア5が停止したと判定して
モータ60aをオフする(S110)。なお、左側の一
次コア5に配設された一次コイル9が二次コイル2に衝
接することにより、左側の一次コア5は停止するものと
する。
信するまで待機し(S102)、受信すれば、スイッチ
103をオンして直動アクチエータ6のモータ60aを
一方向に起動して左側の一次コア5を閉動させる(S1
06)。次に、電流センサ104で検出した電流値が所
定のしきい値を超えたかどうかを調べ(S108)、超
えない場合にはステップ106にリターンし、超えた場
合にはモータ60aに拘束電流が流れており、モータ6
0aと連動する左側の一次コア5が停止したと判定して
モータ60aをオフする(S110)。なお、左側の一
次コア5に配設された一次コイル9が二次コイル2に衝
接することにより、左側の一次コア5は停止するものと
する。
【0034】次に、同様に、スイッチ105をオンして
直動アクチエータ6のモータ60bを一方向に起動して
右側の一次コア5を閉動させる(S112)。次に、電
流センサ107で検出した電流値が所定のしきい値を超
えたかどうかを調べ(S114)、超えない場合にはス
テップ112にリターンし、超えた場合にはモータ60
bに拘束電流が流れており、モータ60bと連動する右
側の一次コア5が停止したと判定してモータ60bをオ
フする(S116)。なお、右側の一次コア5は左側の
一次コア5に衝接して停止するものとする。
直動アクチエータ6のモータ60bを一方向に起動して
右側の一次コア5を閉動させる(S112)。次に、電
流センサ107で検出した電流値が所定のしきい値を超
えたかどうかを調べ(S114)、超えない場合にはス
テップ112にリターンし、超えた場合にはモータ60
bに拘束電流が流れており、モータ60bと連動する右
側の一次コア5が停止したと判定してモータ60bをオ
フする(S116)。なお、右側の一次コア5は左側の
一次コア5に衝接して停止するものとする。
【0035】次に、ステップ118に進み、スイッチ1
08をオンして一次コイル9に所定周波数の交流電流を
流すと同時に、コントローラ8に信号授受装置110を
介して給電開始を送信する。コントローラ8は送電開始
を受信すると、二次コイル2の端子電圧の位相に同期し
て上記H形ブリッジ回路を駆動制御し、バッテリBを充
電する。そしてバッテリBの端子電圧Vに応じてトラン
ジスタT1〜T4のオン時間をPWM制御し、充電電流
を制御する。バッテリBの端子電圧Vが所定の満充電電
圧値を超えるとトランジスタT1〜T4は完全にオフ
し、電流センサ107の電流は所定のしきい値未満とな
る。したがって、ステップ120にて電流センサ107
の電流が所定のしきい値未満となるまで待機し、未満と
なればスイッチ106をオフして給電を終了し(S12
2)、モータ60a、60bを一次コア5の閉動時とは
反対方向へ起動して両一次コア5を開動する(S12
4)。両直動アクチエータ6が完全に縮退するとモータ
60a,60bにはまた拘束電流が流れるので、これを
検出することにより両一次コア5の開動完了か否かを検
出する(S126)。否の場合にはステップ124にリ
ターンする。一方、完了の場合にはコントロ−ラ7はモ
ータ60a、60bをオフするとともに(S128)、
信号授受装置110を介してコントロ−ラ8に一次コア
5の開動完了信号を送信する(S130)。
08をオンして一次コイル9に所定周波数の交流電流を
流すと同時に、コントローラ8に信号授受装置110を
介して給電開始を送信する。コントローラ8は送電開始
を受信すると、二次コイル2の端子電圧の位相に同期し
て上記H形ブリッジ回路を駆動制御し、バッテリBを充
電する。そしてバッテリBの端子電圧Vに応じてトラン
ジスタT1〜T4のオン時間をPWM制御し、充電電流
を制御する。バッテリBの端子電圧Vが所定の満充電電
圧値を超えるとトランジスタT1〜T4は完全にオフ
し、電流センサ107の電流は所定のしきい値未満とな
る。したがって、ステップ120にて電流センサ107
の電流が所定のしきい値未満となるまで待機し、未満と
なればスイッチ106をオフして給電を終了し(S12
2)、モータ60a、60bを一次コア5の閉動時とは
反対方向へ起動して両一次コア5を開動する(S12
4)。両直動アクチエータ6が完全に縮退するとモータ
60a,60bにはまた拘束電流が流れるので、これを
検出することにより両一次コア5の開動完了か否かを検
出する(S126)。否の場合にはステップ124にリ
ターンする。一方、完了の場合にはコントロ−ラ7はモ
ータ60a、60bをオフするとともに(S128)、
信号授受装置110を介してコントロ−ラ8に一次コア
5の開動完了信号を送信する(S130)。
【0036】コントローラ8は、モータ30を二次コイ
ル2の降下時とは反対方向へ起動して二次コイル2を上
昇させ、電流センサ102の検出電流が拘束電流となる
まで待機し(S132)、検出電流が拘束電流となれ
ば、モータ30をオフし(S134)、充電完了を例え
ばランプやブザーで報知するとともにコントローラ7に
も報知して(S136)、ルーチンを終了する。
ル2の降下時とは反対方向へ起動して二次コイル2を上
昇させ、電流センサ102の検出電流が拘束電流となる
まで待機し(S132)、検出電流が拘束電流となれ
ば、モータ30をオフし(S134)、充電完了を例え
ばランプやブザーで報知するとともにコントローラ7に
も報知して(S136)、ルーチンを終了する。
【0037】本実施例の二次コイル2のコイル穴21の
特徴を以下に説明する。ここで、一次コア5の中央柱部
54の垂直方向の寸法に比較して二次コイル2のコイル
穴21の垂直方向の寸法を1.5倍以上に設定し、同様
に一次コア5の中央柱部54の前後方向の寸法Lhpに
比較して二次コイル2のコイル穴21の前後方向の寸法
Lhhを1.5倍以上に設定している。また、一次コア
5の前後側板部52、53間の前後方向の間隔Lgは、
二次コイル2の前後方向の寸法Lcに寸法Aを加算した
値に設定され、寸法AはLhh−Lhp以上に設定され
ている。このようにすれば、タイヤ12の擦り減り具合
などにもかかわらず、中央柱部54は安全にコイル穴2
1に嵌入することができる。 (実施例2)図8は、実施例1においてコ字状の一次コ
ア5の前後側板部52、53の代わりに上下側板部5
5、56を設け、更に二次コイル2のコイル穴21の前
後方向寸法Lhhを一次コア5の前後方向の寸法Lより
大きく設定することにより、前後方向の位置ずれに対す
るマージンを一層大きくしている。なお、樹脂ケ−ス2
0には上方へ伸びる前後一対の腕部23、24が一体に
形成されており、この腕部23、24は直動アクチュエ
−タ3のロッド(図示せず)に連結されている。23、
24は樹脂ケース20と一体に形成された腕部であり、
直動アクチエータ3のロッド(図示せず)に連結されて
いる。 (実施例3)図9は、実施例1において二次コイル2の
コイル穴21に角板状に軟磁性体からなる二次コア59
を嵌め込んだものであり、その分、中央柱部54の軸長
を短縮すればよい。
特徴を以下に説明する。ここで、一次コア5の中央柱部
54の垂直方向の寸法に比較して二次コイル2のコイル
穴21の垂直方向の寸法を1.5倍以上に設定し、同様
に一次コア5の中央柱部54の前後方向の寸法Lhpに
比較して二次コイル2のコイル穴21の前後方向の寸法
Lhhを1.5倍以上に設定している。また、一次コア
5の前後側板部52、53間の前後方向の間隔Lgは、
二次コイル2の前後方向の寸法Lcに寸法Aを加算した
値に設定され、寸法AはLhh−Lhp以上に設定され
ている。このようにすれば、タイヤ12の擦り減り具合
などにもかかわらず、中央柱部54は安全にコイル穴2
1に嵌入することができる。 (実施例2)図8は、実施例1においてコ字状の一次コ
ア5の前後側板部52、53の代わりに上下側板部5
5、56を設け、更に二次コイル2のコイル穴21の前
後方向寸法Lhhを一次コア5の前後方向の寸法Lより
大きく設定することにより、前後方向の位置ずれに対す
るマージンを一層大きくしている。なお、樹脂ケ−ス2
0には上方へ伸びる前後一対の腕部23、24が一体に
形成されており、この腕部23、24は直動アクチュエ
−タ3のロッド(図示せず)に連結されている。23、
24は樹脂ケース20と一体に形成された腕部であり、
直動アクチエータ3のロッド(図示せず)に連結されて
いる。 (実施例3)図9は、実施例1において二次コイル2の
コイル穴21に角板状に軟磁性体からなる二次コア59
を嵌め込んだものであり、その分、中央柱部54の軸長
を短縮すればよい。
【図1】本発明の電動車用電磁給電装置の一実施例を示
す電動車の後部側面図である。
す電動車の後部側面図である。
【図2】図1の電動車の後部からみた背面図である。
【図3】図1の電動車用電磁給電装置のトランス部分を
示す模式斜視図である。
示す模式斜視図である。
【図4】図2の輪止め4を拡大図示する水平断面図であ
る。
る。
【図5】図1の電動車用電磁給電装置のブロック回路図
である。
である。
【図6】図5のコントローラ7の動作を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図7】図5のコントローラ7の動作を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図8】実施例2の電動車用電磁給電装置のトランス部
分を示す模式斜視図である。
分を示す模式斜視図である。
【図9】実施例3の電動車用電磁給電装置の二次コイル
を示す模式側面図である。
を示す模式側面図である。
1は電動車、2は二次コイル、3は直動アクチエータ
(二次コイル駆動部)、4は輪止め、5は一次コア、6
は直動アクチエータ(一次コア駆動部)、7は地上側の
コントローラ、8は電動車搭載のコントローラである。
(二次コイル駆動部)、4は輪止め、5は一次コア、6
は直動アクチエータ(一次コア駆動部)、7は地上側の
コントローラ、8は電動車搭載のコントローラである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02J 7/00 301 D (72)発明者 蓑島 紀元 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内
Claims (15)
- 【請求項1】一次コアに巻装された一次コイルを有する
地上側の給電部と、前記一次コイルに電磁結合可能な二
次コイルを有する車両側の受電部とを備える電動車用電
磁給電装置において、 前記一次コアを所定の一方向に進退させて閉磁気回路を
形成するコア駆動部と、 前記二次コイルを前記所定方向と異なる一方向に進退さ
せて前記一次コイルに前記二次コイルを電磁結合可能な
状態に配設させる二次コイル駆動部と、 を備えることを特徴とする電動車用電磁給電装置。 - 【請求項2】前記両駆動部は、前記一次コア及び前記二
次コイルを個別に直線運動又は回転運動させるものであ
る請求項1記載の電動車用電磁給電装置 - 【請求項3】前記二次コイル駆動部は前記二次コイルを
昇降させるものであり、前記コア駆動部は前記一次コア
を横動させるものである請求項2記載の電動車用電磁給
電装置。 - 【請求項4】前記一次コア駆動部は車両停止用の輪止め
に収容される請求項1〜3のいずれかに記載の電動車用
電磁給電装置。 - 【請求項5】前記一次コアは前記二次コイルのコイル穴
に遊嵌される中央柱部を有する請求項1〜4のいずれか
に記載の電動車用電磁給電装置。 - 【請求項6】前記二次コイルのコイル穴の車両前後方向
の寸法は、前記一次コアの前記中央柱部の車両前後方向
長さの寸法の1.5倍以上に設定される請求項5記載の
電動車用電磁給電装置。 - 【請求項7】前記二次コイルのコイル穴の垂直方向の寸
法は、前記一次コアの前記中央柱部の垂直方向長さの寸
法の1.5倍以上に設定される請求項5記載の電動車用
電磁給電装置。 - 【請求項8】前記二次コイル駆動部は前記二次コイルと
一体に形成された二次コイル収容フレームを有し、前記
二次コイル収容フレームは、前記降下時に床面に当接し
て前記二次コイルの所定レベル以下への降下を禁止する
脚部を有する請求項3〜7記載の電動車用電磁給電装
置。 - 【請求項9】前記二次コイル駆動部及び前記コア駆動部
を制御するとともに、前記二次コイルの降下完了を検出
した場合に前記一次コアの閉方向の横動開始を指令する
制御手段を有する請求項3〜8のいずれかに記載の電動
車用電磁給電装置。 - 【請求項10】前記二次コイル駆動部及び前記コア駆動
部を制御するとともに、前記一次コアの閉方向の横動完
了を検出した場合に前記一次コイルへの給電を指令する
制御手段を有する請求項3〜9のいずれかに記載の電動
車用電磁給電装置。 - 【請求項11】前記二次コイル駆動部及び前記コア駆動
部を制御するとともに、前記一次コイルへの給電停止を
検出した場合に前記一次コアの開方向の横動開始を指令
する制御手段を有する請求項3〜10のいずれかに記載
の電動車用電磁給電装置。 - 【請求項12】前記二次コイル駆動部及び前記コア駆動
部を制御するとともに、前記一次コアの開方向の横動完
了を検出した場合に前記二次コイルの上昇開始を指令す
る制御手段を有する請求項3〜11のいずれかに記載の
電動車用電磁給電装置。 - 【請求項13】前記二次コイル駆動部及び前記コア駆動
部を制御するとともに、前記二次コイルの上昇完了を検
出した場合に車両の発進を許可する制御手段を有する請
求項3〜12のいずれかに記載の電動車用電磁給電装
置。 - 【請求項14】前記制御手段は、請求項9〜12の一連
の動作を逐次実行するものである請求項3〜8記載の電
動車用電磁給電装置。 - 【請求項15】前記制御手段は、請求項9〜13の一連
の動作を逐次実行するものである請求項3〜8記載の電
動車用電磁給電装置。
Priority Applications (2)
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JP6141926A JPH089512A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 電動車用電磁給電装置 |
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JP6141926A JPH089512A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 電動車用電磁給電装置 |
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JPH089512A true JPH089512A (ja) | 1996-01-12 |
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ID=15303373
Family Applications (1)
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