JPH0917665A - 充電装置のカプラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】充電装置に用いられる送電側カプラと受電側カ
プラの重ね合わせる時の衝突を防止することを目的とす
る。 【構成】送電側カプラ４は送電側電磁コイル６と送電側
コア５とからなる。車両の底面に設置される受電側カプ
ラ７は受電側電磁コイル９と受電側コア８とからなる。
受電側カプラ７と送電側カプラ４とを上下に重合わせた
とき、送電側電磁コイル６は受電側電磁コイル９の内側
に内在される。送電側コイル６は受電側コイル９の内側
において、前後方向における両コイル６，９との間隔は
予め大きな間隔をを有している。送電側電磁コイル６に
充電電流を流したとき、受電側電磁コイル９に誘導起電
力が発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、充電装置のカプラに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】充電装置は、電気自動車にとって必要不
可欠のものであり、充電装置を広く普及させることは電
気自動車の普及につながることから、より扱い易い充電
装置が望まれている。

【０００３】一般に、充電装置は、ガレージ等に予め設
置されている。充電は、充電装置側に設けられた送電側
カプラと、車両の底面に設置された受電側カプラとを上
下に重合わせることにより可能な状態となる。送電側カ
プラは、送電側電磁コイル（１次側コイル）と送電側コ
アとからなり、受電側カプラは、受電側電磁コイル（２
次側コイル）と受電側コアとからなる。送電側カプラと
受電側カプラとを上下に重合わせると、受電側電磁コイ
ルの内側に送電用電磁コイルが内在されるとともに、送
電側コアと受電側コアが当接する。そして、送電側電磁
コイルに充電電流を流し、受電側電磁コイルに誘導起電
力を発生させて車両に搭載したバッテリを充電させるよ
うにしている。

【０００４】送電側カプラと受電側カプラを重合わせる
方法は、以下のように行われる。まず、車両を充電装置
との前後方向において予め定めた間隔まで後退移動させ
る。車と充電装置の前後方向の相対位置が決まると、送
電側カプラを車両の車幅方向に移動させ、受電側カプラ
の直下に案内する。次に、受電側カプラの直下に案内さ
れた送電側カプラを、上方に移動させる。送電側カプラ
が受電側カプラに当接するときにその移動を停止させる
ことにより、送電側カプラと受電側カプラとが重ね合わ
された状態となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、充電位置ま
で運転は正確に行う必要がある。車両を正確に充電装置
との予め定めた相対位置に停止させることは容易でな
い。そこで、一般に輪止めを設置し、後輪がその輪止め
に当たった位置、即ち最適位置で停止させるようにして
いる。

【０００６】しかしながら、輪止めを設けていても、車
両停止はドライバの勘で行っているのが現状である。そ
のため、輪止めより少し前の位置で停止させたり、輪止
めを少し乗り上げて停止させたりすることが多々生じ
る。

【０００７】このように少しでも車両と充電装置の前後
方向の相対位置がずれると、送電側カプラが受電側カプ
ラに当接するとき、受電側電磁コイルの内側に送電用電
磁コイルがうまく内在せず、上昇する送電用電磁コイル
が受電側電磁コイルに衝突する。この状態では充電が不
可能となるか、あるいは充電を開始することができたと
しても受電電力が低下してしまい、所望の電力が供給で
きない。

【０００８】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたものであって、送電側カプラと受電側カプラとを
重ね合わせるとき、送電用電磁コイルが受電側電磁コイ
ルに衝突するのを防止することができるとともに、両コ
イルの相対位置がずれたとしても給電電力があまり変動
しない充電装置のカプラを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、電力供給手段側に設けられ、送
電側電磁コイルを有する送電側カプラと、車両に設置さ
れ、受電側電磁コイルを有する受電側カプラとからな
り、受電側カプラと送電側カプラとを当接させたとき、
送電側電磁コイルと受電側電磁コイルのいずれか一方の
コイルが他方のコイルの内側に内在され、送電側電磁コ
イルに充電電流を流したとき、受電側電磁コイルに誘導
起電力を発生させるようにした充電装置のカプラにおい
て、前記内在するコイルの外側にあるコイルの形状を内
在するコイルに比べて任意の一方向を長く形成し、内在
するコイルとその内在するコイルの外側にあるコイルと
の間で形成される間隔を車両の任意の一方向が大きくな
るように形成したことをその要旨とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記内在するコイルの外側にあるコイル
は、車両の移動に基づく両コイルの相対移動によって両
コイルが互いに衝突するのを回避するために、折曲形成
して内在するコイルの通過経路を形成したことをその要
旨とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記任意の一方向は車両の前後方向
であることをその要旨とする。請求項４記載の発明は、
請求項１又は２記載の発明において、前記任意の一方向
は車両の車幅方向であることをその要旨とする。

【００１２】

【作用】請求項１の発明によれば、内在するコイルの外
側にあるコイルの形状を車両の任意の一方向に長く形成
したので、内在するコイルとその内在するコイルの外側
にあるコイルとの間で形成される間隔はその一方向のほ
うが他方向に比べて大きくなる。その結果、車両と充電
装置の任意の一方向の相対位置のずれは、この間隔で吸
収される。

【００１３】請求項２の発明によれば、請求項１に記載
の充電装置のカプラの作用に加え、両カプラが重なり合
った状態で車両が移動しても、内在する一方のコイルは
通過経路を通る。

【００１４】請求項３の発明によれば、内在するコイル
の外側にあるコイルの形状を車両の前後方向に長く形成
したので、内在するコイルとその内在するコイルの外側
にあるコイルとの間で形成される間隔は車両の車幅方向
より車両の前後方向のほうが大きくなる。その結果、車
両と充電装置の前後方向の相対位置のずれは、この間隔
で吸収される。

【００１５】請求項４の発明によれば、内在するコイル
の外側にあるコイルの形状を車両の車幅方向に長く形成
したので、内在するコイルとその内在するコイルの外側
にあるコイルとの間で形成される間隔は車両の前後方向
より車両の車幅方向のほうが大きくなる。その結果、車
両と充電装置の横方向の相対位置のずれは、この間隔で
吸収される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図５に従って説明する。図１は、充電装置１と電気自動
車（以下、単に自動車という）２との位置関係を示す側
面図である。充電装置１は、ガレージ等に予め設置され
ている。充電装置１は前方に延びた支持アーム３が設け
られている。支持アーム３は、上下方向に移動すると共
に、自動車２の車幅方向に往復動する。支持アーム３の
先端部には送電側カプラ４が取着されている。

【００１７】図２に示すように、送電側カプラ４は、Ｅ
形の送電側コア５と送電側電磁コイル６とからなる。送
電側コア５は、下面に支持アーム３の先端部が固着さ
れ、上面の中央部の前後方向に延びた突片５ａに送電側
電磁コイル６が巻回されている。送電側コア５の両側に
形成した前後方向に延びた突片５ｂの上部には内側に向
かって楔状に膨出した上面平坦な鍔部５ｃが形成されて
いる。因みに、本実施例では、受電側コア５の前後方向
の長さＤ１は１００ｍｍ、受電側コア５の車幅方向の長
さＤ２は１６０ｍｍにしている。

【００１８】一方、自動車２の後部底面には受電側カプ
ラ７が固定されている。図２に示すように、受電側カプ
ラ７は、Ｉ形の受電側コア８と受電側電磁コイル９とか
らなる。受電側コア８は、上面が図３に示すように固定
部材１０を介して自動車２の後部底面に固定されてい
る。送電側コア８は長方形の平板形状であって、前後方
向の長さＤ３は前記送電側コア５の長さＤ１の２倍の２
００ｍｍに設定している。又、送電側コア８の車幅方向
の長さＤ４は、前記送電側コア５の長さＤ２と同じ１６
０ｍｍにしている。

【００１９】受電側コア８の下面には、受電側電磁コイ
ル９が固定されている。受電側電磁コイル９は、前後方
向が長く、車幅方向が短いコイルである。即ち、前後方
向が任意の一方向となる。受電側電磁コイル９の前後方
向の長さは、受電側コア８をはみ出る長さである。その
後部のはみ出た部分は、図２，図３に示すように上方に
折曲形成されている。従って、折曲形成されたはみ出た
部分は、受電側コア８の下面より上方位置に位置するこ
とになり、受電側コア８の下面後方は遮られるものがな
くなって通過経路１２が形成される。

【００２０】又、受電側コイル９の内側の空間は、送電
側コイル６が内在しても十分の間隔が生ずるほどの空間
が形成されている。図５は、受電側電磁コイル９と送電
側電磁コイル６の配置関係を示す平面図である。

【００２１】受電側電磁コイル９は、前後方向の内径が
車幅方向の内径より大きくなっている。そして、送電側
コア５と受電側コア８とが上下に正しく重なりあったと
き、図５に示すように送電側コイル６は受電側コイル９
の内側において、前後方向には両コイル６，９との間に
間隔Ｄ５を有して、車幅方向には両コイル６，９との間
に間隔Ｄ６を有して内在される。そして、本実施例では
前後方向の間隔Ｄ５は、車幅方向の間隔Ｄ６に比べ遙に
大きな間隔が形成されるようにしている。

【００２２】充電装置１は自動車２に対してその前後方
向に予め定めた位置に設置されている。つまり、送電側
カプラ４は、本実施例では、上下方向と車幅方向に往復
動が可能で、前後方向には移動できないようになってい
る。従って、送電側カプラ４が、自動車２の底面に設け
た受電側カプラ７に正しく重なり合うには、事前に前後
方向における自動車２の停止位置が決められている必要
がある。そのために、ガレージに輪止め１３が設けられ
ている。この輪止め１３に自動車２の後輪２ａが当たる
と、前後方向における送電側カプラ４と受電側カプラ７
の相対位置は、一致するようになる。

【００２３】次に上記のように構成したカプラの作用に
ついて説明する。自動車２が充電装置１に対して前後方
向に正しい位置に停止した状態から充電作業が開始され
る。まず、最下位置にある支持アーム３が車幅方向に一
端から他端に移動し、受電側カプラ７の直下位置を探
し、その直下位置まで送電側カプラ４を案内する。続い
て、直下位置から支持アーム３を上昇させて送電側カプ
ラ４を受電側カプラ７に当接させる。このとき、図３及
び図４に示すように充電及び受電側カプラ４，７が上下
に重なり合う。送電及び受電側カプラ４，７が重なり合
うと、受電側電磁コイル９の内側に送電側電磁コイル６
が内在するとともに、送電側コア５の各突片５ａ，５ｂ
が受電側コア８の下面に当接する。従って、この状態で
送電側カプラ４と受電側カプラ７は、トランスを構成
し、送電側電磁コイル６が１次側コイル、受電側電磁コ
イル９が２次側コイルとなる。この状態で、充電装置１
は送電側電磁コイル６に充電電流を流し、受電側電磁コ
イル９に誘導起電力を発生させ自動車２に搭載したバッ
テリに対して充電を行う。

【００２４】この両カプラ４，７を当接させるとき、何
らかの原因でその相対位置が前後方向にずれても、前後
方向において両コイル６，９との間に間隔Ｄ５を有して
いるので、そのずれが吸収され送電側カプラ４は受電側
カプラ７に衝突することなく受電側カプラ７の内側に配
設されることになる。

【００２５】又、受電及び送電側カプラ７，４が上下に
重なり合ってい状態において、自動車２を前進（充電装
置１と離間する方向）させたとき、受電側カプラ７、即
ち受電側コイル９は、自動車２とともに水平に前方に移
動する。この時、受電側電磁コイル９は、その後部に折
り曲げて形成した通過経路１２により、内在した送電側
電磁コイル６に衝突することなく同送電側電磁コイル６
に対して抜け出る。

【００２６】このように本実施例では、受電側電磁コイ
ル９の内側に形成される空間を、送電側電磁コイル６を
内在したとき大きな間隔Ｄ５が生ずる大きさにした。従
って、送電側カプラ４が受電側カプラ７に対して前後方
向にずれて重なってもそのずれは吸収されるため、送電
側電磁コイル６は受電側コイル９の内側に内在させるこ
とができる。

【００２７】又、本実施例では、受電側電磁コイル９の
後部のみ出た部分を上方に折曲して通過経路１２を形成
した。従って、送電側電磁コイル６が受電側電磁コイル
９に内在している状態で自動車２を前進させても、送電
側電磁コイル６は受電側電磁コイル９に形成した通過経
路１２を通過する。その結果、送電側電磁コイル６と受
電側電磁コイル９は、衝突することはない。

【００２８】又、本実施例では、送電側コア５の突片５
ｂに鍔部５ｃを形成し、突片５ｂの上面を幅方向に広く
した。従って、送電側カプラ４が受電側カプラ７に対し
て車幅方向に若干ずれて重なっても送電側コア５の突片
５ｂは確実に受電側コア７の下面に当接し磁気回路を形
成することができる。

【００２９】さらにまた、受電側カプラ７のコア８をＩ
形のコアにしたので、Ｅ形のコア形状に比べ軽量とな
り、車両重量の低減に貢献することができる。尚、本実
施例では、受電側カプラ７のコア８をＩ形、送電側カプ
ラ４のコア５をＥ形にしたが、これを逆にしてもよい。
即ち、受電側コア８をＥ形、送電側コア５をＩ形にす
る。

【００３０】又、本実施例では、受電側カプラ７を後部
底面に設置したが、特に設置位置は限定されるものでは
なく、例えば車両の前部底面、前面及び後面等に設置し
てもよい。前部底面に設置した場合には、例えば図１に
示すように充電のためにバックで自動車２を駐車する必
要がなく、車両のフロント側が充電装置１と対向するよ
うに駐車すればよいので、駐車作業をより楽に行うこと
ができる。前面及び後面に設置した場合には、受電側カ
プラ７は充電作業を行う作業者にとって容易に視認でき
るので、より確実に充電作業を行うことができる。

【００３１】さらに、図６，図７に示すように、通過経
路がなく折り曲げ形成されていない受電側コイル９を有
した受電側カプラ７に具体化してもよい。従って、通過
経路１２を形成するために受電側コイル８を折り曲げて
通過経路１２を形成する必要がないため、その分だけ部
品コストの低減を図ることができる。

【００３２】さらにまた、本実施例の送電側カプラ４及
び受電側カプラ７を水平方向に９０度回動させて配置し
てもよい。このように配置することにより、車幅方向の
相対位置のずれに対して確実に送電側電磁コイル６を受
電側電磁コイル９に内在させることができる。この場
合、車幅方向が任意の一方向となる。

【００３３】加えて、本実施例において、送電側コアの
形状は断面Ｉ型のコアに限らず、所望の形状のコアを使
用してもよい。例えば図８に示すように、断面円弧状の
Ｃ型の送電側コア２１を使用してもよい。この送電側コ
ア２１によれば、受電側カプラを構成する受電側電磁コ
イル２２を送電側コア２１の円弧内に挿通した状態で、
スライド体２３をスライド回転させることにより閉じ、
送電側電磁コイル２４に充電電流を流すことによって充
電作業が行われる。又、図９に示すように、開閉部２６
を備えたＥ型の送電側コア２５を使用してもよい。この
送電側コア２５によれば、受電側カプラを構成する受電
側電磁コイル２７を送電側コア２５の凹部に挿通した状
態で、開閉部２６を閉じ、送電側電磁コイル２８に充電
電流を流して充電作業が行われる。この場合、受電側カ
プラは、受電側コアを備えることなく、例えば受電側電
磁コイル２２，２７のみから構成してもよい。

【００３４】又、本実施例において、送電側コアを使用
せず、例えば送電側電磁コイルのみからなる送電側カプ
ラを使用してもよい。尚、上記各実施例から把握できる
請求項の発明以外の技術思想について、以下にそれらの
効果と共に記載する。

【００３５】（１）請求項１記載の充電装置のカプラに
おいて、送電側カプラ及び受電側カプラは送電側コア及
び受電側コアを備えた充電装置のカプラ。この充電装置
のカプラによれば、充電効率を高めることができる。

【００３６】（２）上記技術思想（１）記載の充電装置
のカプラにおいて、受電側コア８はＩ形のコアである充
電装置のカプラ。Ｉ形のコアは、他のＥ形等のコアより
軽いため、車両の重量低減を図ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、送
電側カプラと受電側カプラとが重ね合わせるとき、送電
側電磁コイルが受電側電磁コイルに衝突することがない
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】充電装置の側面図。

【図２】受電側カプラと送電側カプラの要部斜視図。

【図３】受電側カプラと送電側カプラの側断面図。

【図４】受電側カプラと送電側カプラの正面図。

【図５】受電側電磁コイルと送電側電磁コイルの平面
図。

【図６】送電側カプラの要部斜視図。

【図７】受電側電磁コイルと送電側電磁コイルの側断面
図。

【図８】別例の受電側カプラと送電側カプラの斜視図。

【図９】別例の受電側カプラと送電側カプラの斜視図。

【符号の説明】

１…電力供給手段としての充電装置、２…車両としての
電気自動車、４…送電側カプラ、６…送電側電磁コイ
ル、７…受電側カプラ、９…受電側電磁コイル、１２…
通過経路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力供給手段側に設けられ、送電側電磁
   コイルを有する送電側カプラと、車両に設置され、受電
   側電磁コイルを有する受電側カプラとからなり、受電側
   カプラと送電側カプラとを当接させたとき、送電側電磁
   コイルと受電側電磁コイルのいずれか一方のコイルが他
   方のコイルの内側に内在され、送電側電磁コイルに充電
   電流を流したとき、受電側電磁コイルに誘導起電力を発
   生させるようにした充電装置のカプラにおいて、 前記内在するコイルの外側にあるコイルの形状を内在す
   るコイルに比べて任意の一方向を長く形成し、内在する
   コイルとその内在するコイルの外側にあるコイルとの間
   で形成される間隔を車両の任意の一方向が大きくなるよ
   うに形成した充電装置のカプラ。
2. 【請求項２】 前記内在するコイルの外側にあるコイル
   は、車両の移動に基づく両コイルの相対移動によって両
   コイルが互いに衝突するのを回避するために、折曲形成
   して内在するコイルの通過経路を形成した請求項１記載
   の充電装置のカプラ。
3. 【請求項３】 前記任意の一方向は車両の前後方向であ
   る請求項１又は２記載の充電装置のカプラ。
4. 【請求項４】 前記任意の一方向は車両の車幅方向であ
   る請求項１又は２記載の充電装置のカプラ。