JPH11238638A - 非接触型充電装置 - Google Patents

非接触型充電装置

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JPH11238638A
JPH11238638A JP10040561A JP4056198A JPH11238638A JP H11238638 A JPH11238638 A JP H11238638A JP 10040561 A JP10040561 A JP 10040561A JP 4056198 A JP4056198 A JP 4056198A JP H11238638 A JPH11238638 A JP H11238638A
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JP
Japan
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housing
core
secondary coil
charging device
heat conductive
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JP10040561A
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English (en)
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Masahiko Terazoe
雅彦 寺添
Takashi Hiyougo
隆 兵庫
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
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Abstract

(57)【要約】 【課題】充電時において、コア及び二次コイルより発生
する電磁波の遮蔽能に優れ、かつ装置の体格を大きくす
ることなくコア及び二次コイルを効率良く冷却できる非
接触型充電装置を提供する。 【解決手段】 本発明の非接触型充電装置は、磁気回路
を構成するコア１０と、コア１０に巻装される二次コイ
ル２０と、コア１０及び二次コイル２０を収納するハウ
ジング３０とを備えるチャージポート１ａと、一次コイ
ル５２が二次コイル２０に対して同心的に整合するよう
にチャージポート１ａに挿着自在な磁気パドル１ｂとか
ら構成される非接触型充電装置であって、コア１０及び
二次コイル２０はハウジング３０に直接的に包着されて
いるとともに、ハウジング３０の外面には複数の放熱フ
ィン４０、４０が並設されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車の駆動
用バッテリーなどを充電する非接触型充電装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図１０、図１１及び図１２に
示されるような車両側に搭載されたチャージポート１０
０ａと、充電器側に設けられた磁気パドル１００ｂとか
ら構成される非接触型充電装置１００がある。なお、図
１０には、チャージポート１００ａに磁気パドル１００
ｂが挿着されたときのチャージポート１００ａ内の要部
平面図を示した。また、図１１には図１０のＡ−Ａ’線
における断面正面図を示し、図１２には図１０のＢ−
Ｂ’線における断面側面図を示した。
【０００３】チャージポート１００ａは、磁気回路を構
成するコア１１０と、コア１１０に巻装される二次コイ
ル１２０と、コア１１０及び二次コイル１２０を収納す
るハウジング１３０とを備える。コア１１０は、中央柱
部１１２と２つの端柱部１１４ａ、１１４ｂとを有し、
中央柱部１１２及び端柱部１１４ａ、１１４ｂの各先端
部が架橋部１１６ａ、１１６ｂで架橋されて磁気回路を
構成するものである。コア１１０は、フェライトにより
成形されており、それぞれ略Ｅ字形状を有する一対の上
部コアと下部コアとが各柱部の先端面で突き合わされて
構成されている。
【０００４】二次コイル１２０は、銅線など導電性に優
れた導電線を環状に巻回したものである。ハウジング１
３０は、これらコア１１０及び二次コイル１２０に対し
て所定の間隔を隔てて設けられることにより、ハウジン
グ１３０内に空気を流動させる気流路１３２が確保され
ている。コア１１０及び二次コイル１２０は支持体（図
示せず）によりハウジング１３０内に保持されている。
【０００５】また、ハウジング１３０には、気流路１３
２内の空気を流動させるファン１４０が装着されてい
る。さらに、ハウジング１３０の上面及び下面には気流
路１３２に空気を導入するための空気導入孔１３４が貫
設されており、気流路１３２内の空気を放出するための
空気放出孔１３６が貫設されている。一方、磁気パドル
１００ｂは、後述する実施例１の非接触型充電装置の磁
気パドル１ｂと同じものであり、環状の一次コイル１５
０を備える。充電時には、磁気パドル１００ｂは、一次
コイル１５０が二次コイル１２０に対して同心的に整合
するようにチャージポート１００ａに挿着される。
【０００６】この挿着状態で一次コイル１５０に交流電
流を流すことにより、二次コイル１２０に誘導電流を発
生させる。二次コイル１２０で発生した誘導電流は、整
流器などを通じてバッテリーに送られ、充電がなされ
る。この充電によってコア１１０及び二次コイル１２０
が発熱すると、ファン１４０が作動して気流路１３２内
の空気が流動する。この気流はコア１１０及び二次コイ
ル１２０から熱を奪う。その結果、コア１１０及び二次
コイル１２０が冷却される。
【０００７】従来の非接触型充電装置では、上記のよう
にして充電におけるコア及び二次コイルの過熱を防いで
いる。しかし、コア及び二次コイルがハウジング内に複
雑に配置されているなど気流路の道筋が複雑になってい
ると、気流の抵抗が大きくなって空気を効率よく流動さ
せることができなくなる。その結果、コア及び二次コイ
ルの冷却効率が低下してしまうことがある。
【０００８】そこで、空気導入孔及び空気放出孔の孔径
を大きくしたり、あるいはそれらの孔数を増やしたり、
さらには気流路を大きくとるなどして、空気の流動量を
増やし、冷却効率を高めることができる。しかし、空気
導入孔及び空気放出孔の孔径を大きくしたり、あるいは
それらの孔数を増やしたりすると、ハウジングのコア及
び二次コイルから発生する電磁波の遮蔽能が低下してし
まう。また、気流路を大きくとるには、コア及び二次コ
イルの周囲に十分なスペースを設けることで可能であ
る。そのようなスペースを確保するには、ハウジングの
壁部分を外側に拡張することで容易に可能となるが、装
置の体格が大きくなって好ましくない。
【０００９】さらに、この非接触型充電装置では、気流
路や空気導入孔、空気放出孔などに埃などが付着して溜
まってしまうことがありうる。その結果、空気の流動が
妨げられ、コア及び二次コイルの冷却効率が低下してし
まう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであり、充電時において、コア及び二
次コイルより発生する電磁波の遮蔽能に優れ、かつ装置
の体格を大きくすることなくコア及び二次コイルを効率
良く冷却できる非接触型充電装置を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の非接触型充電装置は、磁気回路を構成するコアと、
該コアに巻装される二次コイルと、該コア及び該二次コ
イルを収納するハウジングとを備えるチャージポート
と、一次コイルが該二次コイルに対して同心的に整合す
るように該チャージポートに挿着自在な磁気パドルとか
ら構成される非接触型充電装置であって、前記コア及び
前記二次コイルは前記ハウジングに直接的に包着されて
いるとともに、該ハウジングの外面には複数の放熱フィ
ンが並設されていることを特徴とする。
【００１２】この非接触型充電装置では、ハウジングと
コア及び二次コイルとの間に断熱の働きをする空間がほ
とんど形成されることがない。それゆえ、コア及び二次
コイルで発生した熱は、主として熱伝導によりハウジン
グ及び放熱フィンにすぐさま伝わる。ハウジング及び放
熱フィンに伝えられた熱は、周囲の空気中に放熱され
る。このとき、放熱フィンにより放熱面積が大きくなっ
ているため、熱は効率良く放熱される。こうしてコア及
び二次コイルが高効率で冷却され、それらの過熱が防止
される。
【００１３】その結果として、ハウジング内で空気を流
動させてコア及び二次コイルを冷却する手段が不要とな
る。従って、先に挙げた従来の非接触型充電装置に対
し、ハウジングに多数の孔を貫設したり、あるいは大き
な孔径をもつ孔を貫設したりする必要がなくなる。さら
にはハウジング内に大きな気流路を設ける必要もなくな
る。それゆえ、ハウジングは、コア及び二次コイルから
発生する電磁波をほとんど完全に遮蔽することができる
とともに、装置の体格が大きくなってしまうこともなく
なる。一方、埃などが多く存在する環境下においても、
コア及び二次コイルの冷却効率が低下してしまうことは
ない。
【００１４】前記ハウジング及び前記放熱フィンは、ア
ルミニウム又はアルミニウム合金によりなることが好ま
しい。アルミニウム又はアルミニウム合金は、ハウジン
グ及び放熱フィンにとって必要な機械的強度を有する材
料の中でも、優れた熱伝導性を有する。それゆえ、コア
及び二次コイルで発生した熱を熱伝導によりハウジング
にすばやく伝えることができるようになり、コア及び二
次コイルの冷却効率が高くなる。
【００１５】また、アルミニウム又はアルミニウム合金
は軽量な非磁性材料であるため、装置の軽量化を図るこ
とができるとともに、ハウジング及びフィンが磁性を帯
びてしまうことを防止することができる。特に、耐熱性
及び耐腐食性に優れるアルミニウム合金を用いることに
より、耐久性に優れたハウジングとすることができる。
【００１６】前記ハウジングには、前記放熱フィンの外
縁を囲覆するファンガイドが設けられ、該ファンガイド
には、該放熱フィンに沿って空気の流動を促すファンが
装着されていることが好ましい。放熱フィンに沿って流
動する空気は、ハウジング及び放熱フィンから熱を効率
良く奪うことができる。それゆえ、コア及び二次コイル
をさらに効率良く冷却することができる。
【００１７】前記ハウジングと前記コア及び前記二次コ
イルとの当接面には、伝熱性シール材が介装されている
ことが好ましい。伝熱性シール材により、ハウジング、
コア及び二次コイルが平滑な表面を有していなくても、
ハウジングをコア及び二次コイルに対して密着性良く包
着させることができる。従って、ハウジングとコア及び
二次コイルとの間に断熱の働きをする隙間がほとんど形
成されなくなる。
【００１８】伝熱性シール材としては、シリコン系グリ
ースや伝熱性ゴムなどを用いることができる。特に、伝
熱性ゴムを用いれば、コア及び二次コイルが複雑な形状
を有していても、伝熱性ゴムの内面の形状をそれらの形
状に合致させるとともに、その外面を単純形状にするこ
とにより、その外面に包着させるハウジングの形状を単
純化することもできる。
【００１９】前記ハウジングと挿着される前記磁気パド
ルとの間には、該磁気パドルと摺接する伝熱性ガイドが
設けられ、該伝熱性ガイドは該ハウジングに直接的に包
着されていることが好ましい。ここでは、磁気パドルと
伝熱性ガイドとの摺動摩擦が小さく、かつ磁気パドルで
発生した熱が伝熱性ガイドに伝導しやすくなるように、
伝熱性ガイドの材質及び表面状態、並びに磁気パドルに
対する伝熱性ガイドの摺接面積を適宜選択する。
【００２０】磁気パドルで発生した熱は、伝熱性ガイド
に主として熱伝導により伝わり、この伝熱性ガイドに伝
わった熱は主として熱伝導によりハウジング及び放熱フ
ィンに伝わる。こうして磁気パドルからハウジング及び
放熱フィンに伝えられた熱は、コア及び二次コイルから
伝えられた熱とともに、周囲の空気中に放熱される。そ
の結果、コア及び二次コイルとともに磁気パドルも高効
率で冷却される。
【００２１】このとき、前記伝熱性ガイドには、前記磁
気パドルの挿入口側から他端側に延びる空溝が設けら
れ、前記ハウジングには、該空溝の他端側の開口と外部
とを連通する連通孔が貫設されていることが好ましい。
ファンなどを用いて磁気パドルの挿入口から伝熱性ガイ
ドの空溝及びハウジングの連通孔へ空気を流動させるこ
とにより、磁気パドルをさらに高効率で冷却することが
できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明の非
接触型充電装置の形態を説明する。 （実施例１）本実施例の非接触型充電装置は、図１に示
されるチャージポート１ａと、図２及び図３に示される
磁気パドル１ｂとから構成される。
【００２３】チャージポート１ａは、磁気回路を構成す
るコア１０と、コア１０に巻装される二次コイル２０
と、コア１０及び二次コイル２０を収納するハウジング
３０とを備える。コア１０及び二次コイル２０はハウジ
ング３０に直接的に包着されているとともに、ハウジン
グ３０の外面には複数の放熱フィン４０、４０が並設さ
れている。ハウジング３０には、磁気パドル１ｂを一方
向から挿入可能にする挿入口３２が設けられている。
【００２４】コア１０は、従来例の非接触型充電装置の
コア１１０と同じように、中央柱部と２つの端柱部とを
有し、中央柱部及び端柱部の各先端部が架橋部で架橋さ
れて磁気回路を構成するものである。なお、中央柱部の
中央部分は、磁気パドル１ｂを一方向から挿着できるよ
うに間隔１０ａとなっている。二次コイル２０は、樹脂
からなる板状の樹脂基板内に、銅線など導電性に優れた
導電線が渦巻き状に巻回されて形成されたコイル本体
（図示せず）を一体的に挿入したものである。
【００２５】ハウジング３０はアルミニウム合金により
なる。ハウジング３０とコア１０との当接面には、伝熱
性シール材３４、３４が介装されている。伝熱性シール
材３４、３４はシリコン系の伝熱性ゴムによりなる。ハ
ウジング３０と二次コイル２０とは、ねじで止めて締結
し、それらの当接面に隙間がほとんど形成されないよう
にした。このとき、それらの当接面にはシリコン系グリ
ースを介装してもよい。シリコン系グリースを用いる場
合には、ハウジング３０と二次コイル２０との当接面の
開口端を封止して、シリコン系グリースが漏れ出てこな
いようにする。
【００２６】ハウジング３０は、上部ハウジングと下部
ハウジングとに分けて成形し、それぞれコア１０及び二
次コイル２０に対して上下方向から組み付けた。放熱フ
ィン４０、４０もアルミニウム合金によりなり、ハウジ
ング３０と別に成形したものをハウジング３０に溶接し
て設けた。なお、放熱フィン４０、４０は、ハウジング
３０、３０の成形と同時に同体的に成形してもよい。
【００２７】一方、磁気パドル１ｂは、円柱状の軸芯５
０と、軸芯５０に巻装される環状の一次コイル５２と、
絶縁性の樹脂により成形され一次コイル５２を収納保持
するコイルケース５４と、コイルケース５４と一体的に
成形され略コの字形状を有する把持部５６とからなる。
また、把持部５６には一次コイル５２の導線を外部へ導
出する導線部５８が設けられている。
【００２８】軸芯５０は、フェライトによりなり、磁気
パドル１ｂがチャージポート１ａに挿着されるときには
中央柱部の間隔１０ａに嵌入されて中央柱部の一部をな
す。一次コイル５２は、銅線など導電性に優れた金属線
を軸芯５０の外周面に中空円筒状に巻回して形成したも
のである。一次コイル５２は、二次コイル２０とほぼ同
じ直径を有する。
【００２９】磁気パドル１ｂは、一次コイル５２が二次
コイル２０に対して同心的に整合するようにチャージポ
ート１ａに挿着自在なものである。図４に、磁気パドル
１ｂがチャージポート１ａに挿着されたときの様子を示
す。充電においては、コア１０、二次コイル２０及び磁
気パドル１ｂで発生する電磁波は、ハウジング３０によ
りほとんど完全に遮蔽される。
【００３０】また、コア１０で発生した熱は、伝熱性シ
ール材３４、３４を介して主としてハウジング３０に伝
導する。一方、二次コイル２０で発生した熱は、ハウジ
ング３０に主として伝導する。これらハウジング３０に
伝えられた熱は、さらにフィン４０、４０に伝導する。
こうしてハウジング３０及び放熱フィン４０、４０に伝
えられた熱は、周囲の空気中に放熱される。その結果、
コア１０及び二次コイル２０が効率良く冷却され、それ
らの過熱が防止される。 （実施例２）本実施例の非接触型充電装置では、図５に
示されるように、実施例１のチャージポート１ａにおい
て、ハウジング３０と挿着される磁気パドル１ｂとの間
に磁気パドル１ｂと摺接する伝熱性ガイド６０、６０が
設けられ、伝熱性ガイド６０、６０はハウジング３０に
直接的に包着されている。伝熱性ガイド６０、６０は、
磁気パドル１ｂを所定の挿着位置へ案内して支持するこ
とができる。
【００３１】伝熱性ガイド６０、６０は、アルミニウム
や銅などの金属、又は炭素繊維を含有して伝熱性を高く
した樹脂によりなり、磁気パドル１ｂがチャージポート
に挿着される際の伝熱性ガイド６０、６０と磁気パドル
１ｂとの摺動摩擦は極めて小さいものである。磁気パド
ル１ｂで発生した熱は主として伝熱性ガイド６０、６０
に伝導する。このとき、磁気パドル１ｂで発生した熱
は、主として上側に配置される伝熱性ガイド６０に伝え
られる。伝熱性ガイド６０に伝えられた熱は、主として
ハウジング３０に伝導し、さらにフィン４０に伝導して
周囲の空気中に効率良く放熱される。その結果、コア１
０及び二次コイル２０とともに、磁気パドル１ｂも効率
良く冷却され、それらの過熱が防止される。 （実施例３）本実施例の非接触型充電装置では、図６に
示されるように、実施例１のチャージポート１ａにおい
て、放熱フィン４０、４０の外縁を囲覆するファンガイ
ド７０が設けられ、ファンガイド７０には、放熱フィン
４０、４０に沿って空気の流動を促すファン（ファンケ
ース７２内に収納）が装着されている。
【００３２】ファンを作動させると、放熱フィン４０、
４０に沿って空気が流動する。この気流は、ハウジング
３０及びフィン４０、４０の表面から熱を効率良く奪
う。その結果、実施例１の非接触型充電装置に対し、コ
ア及び二次コイルがさらに効率良く冷却され、それらの
過熱が防止される。この場合、従来のものに比べ、ファ
ンの冷却効率が向上するため、ファンの稼動時間を短く
制御したり、ファンの体格を小さくすることもできる。 （実施例４）本実施例の非接触型充電装置では、図７及
び図８に示されるように、実施例３のチャージポートに
おいて、ハウジング３０と挿着される磁気パドル１ｂと
の間に磁気パドル１ｂと摺接する伝熱性ガイド６２、６
２が設けられ、伝熱性ガイド６２、６２はハウジング３
０に直接的に包着されている。伝熱性ガイド６２、６２
は、アルミニウムや銅などの金属、又は炭素繊維を含有
して伝熱性を高くした樹脂によりなる。伝熱性ガイド６
２、６２には、磁気パドル１ｂの挿入口３２側から他端
側に延びる空溝６２ａ、６２ａが設けられ、ハウジング
３０には、空溝６２ａ、６２ａの他端側の開口と外部と
を連通する連通孔３６が貫設されている。
【００３３】ファン７４を作動させると、放熱フィン４
０、４０に沿って空気が流動するともに、挿入口３２か
ら空溝６２ａ、６２ａ及び連通孔３６に向かって空気が
流動する。前者の気流は、ハウジング３０及びフィン４
０、４０の表面から熱を効率的に奪い、後者の気流は、
磁気パドル１ｂの表面から熱を効率的に奪う。また、磁
気パドル１ｂで発生した熱の一部は、伝熱性ガイド６
２、６２にその当接面を通じて伝導する。このとき、下
側に配置される伝熱性ガイド６２には、磁気パドル１ｂ
で発生した熱とともに、二次コイル２０で発生した熱も
一部伝導する。空溝６２ａ、６２ａ内の気流は、伝熱性
ガイド６２、６２に伝えられた熱を奪う。さらに、上側
に配置される伝熱性ガイド６２に伝えられた熱の一部
は、ハウジング３０に伝導し、さらにフィン４０に伝導
して周囲の空気中に効率良く放熱される。
【００３４】以上の結果、実施例３の非接触型充電装置
に対し、コア１０及び二次コイル２０とともに、磁気パ
ドル１ｂがさらに効率良く冷却され、それらの過熱が防
止される。 （実施例５）本実施例の非接触型充電装置では、実施例
１のチャージポート１ａにおいて、ハウジングの上面及
び下面に、複数の放熱フィンが磁気パドル１ｂの挿着方
向と直交する方向に並設されている。
【００３５】コア１０及び二次コイル２０で発生した熱
は、実施例１の非接触型充電装置と同様に、主として熱
伝導によりハウジング３０及び放熱フィンに伝えられ
る。ハウジング３０及び放熱フィンに伝えられた熱は、
周囲の空気中に放熱される。その結果、コア１０及び二
次コイル２０が効率良く冷却され、それらの過熱が防止
される。 （実施例６）本実施例の非接触型充電装置では、図９に
示されるように、実施例５のチャージポートにおいて、
放熱フィン８０、８０の外縁を囲覆するファンガイド９
０が設けられ、ファンガイド９０には、放熱フィン８
０、８０に沿って空気の流動を促すファン（ファンケー
ス９２内に収納）が装着されている。
【００３６】ファンを作動させると、放熱フィン８０、
８０に沿って空気が流動する。この気流は、ハウジング
３０及び放熱フィン８０、８０の表面から熱を効率的に
奪う。その結果、実施例５の非接触型充電装置に対し、
コア１０及び二次コイル２０がさらに効率良く冷却さ
れ、それらの過熱が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図は、実施例１の非接触型充電装置のチャ
ージポートの断面正面図である。
【図２】この図は、実施例１の非接触型充電装置の磁気
パドルの平面図である。
【図３】この図は、図２のＢ−Ｂ’線における断面側面
図である。
【図４】この図は、実施例１の非接触型充電装置におい
て、チャージポートに磁気パドルが挿着されたときの様
子を示す断面正面図である。
【図５】この図は、実施例２の非接触型充電装置におい
て、チャージポートに磁気パドルが挿着されたときの様
子を示す断面正面図である。
【図６】この図は、実施例３の非接触型充電装置のチャ
ージポートの斜視図である。
【図７】この図は、実施例４の非接触型充電装置におい
て、チャージポートに磁気パドルが挿着されたときの様
子を示す断面正面図である。
【図８】この図は、実施例４の非接触型充電装置におい
て、チャージポートに磁気パドルが挿着されたときの様
子を示す断面側面図である。
【図９】この図は、実施例６の非接触型充電装置のチャ
ージポートの斜視図である。
【図１０】この図は、従来例の非接触型充電装置におい
て、磁気パドルがチャージポートに挿着されたときの様
子を示す要部平面図である。
【図１１】この図は、図１０のＡ−Ａ’線における断面
正面図である。
【図１２】この図は、図１０のＢ−Ｂ’線における断面
側面図である。
【符号の説明】
１ａ：チャージポート １ｂ：磁気パドル １０：コア
２０：二次コイル ３０：ハウジング ４０：フィン ５２：一次コイル

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁気回路を構成するコアと、該コアに巻
    装される二次コイルと、該コア及び該二次コイルを収納
    するハウジングとを備えるチャージポートと、一次コイ
    ルが該二次コイルに対して同心的に整合するように該チ
    ャージポートに挿着自在な磁気パドルとから構成される
    非接触型充電装置であって、前記コア及び前記二次コイ
    ルは前記ハウジングに直接的に包着されているととも
    に、該ハウジングの外面には複数の放熱フィンが並設さ
    れていることを特徴とする非接触型充電装置。
  2. 【請求項２】 前記ハウジング及び前記放熱フィンは、
    アルミニウム又はアルミニウム合金によりなる請求項１
    記載の非接触型充電装置。
  3. 【請求項３】 前記ハウジングには、前記放熱フィンの
    外縁を囲覆するファンガイドが設けられ、該ファンガイ
    ドには、該放熱フィンに沿って空気の流動を促すファン
    が装着されている請求項１又は２記載の非接触型充電装
    置。
  4. 【請求項４】 前記ハウジングと前記コア及び前記二次
    コイルとの当接面には、伝熱性シール材が介装されてい
    る請求項１、２又は３記載の非接触型充電装置。
  5. 【請求項５】 前記ハウジングと挿着される前記磁気パ
    ドルとの間には、該磁気パドルと摺接する伝熱性ガイド
    が設けられ、該伝熱性ガイドは該ハウジングに直接的に
    包着されている請求項１、２、３又は４記載の非接触型
    充電装置。
  6. 【請求項６】 前記伝熱性ガイドには、前記磁気パドル
    の挿入口側から他端側に延びる空溝が設けられ、前記ハ
    ウジングには、該空溝の他端側の開口と外部とを連通す
    る連通孔が貫設されている請求項５記載の非接触型充電
    装置。
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