KR101711532B1 - 수전 장치, 차량 및 송전 장치 - Google Patents

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다이치 이시하라
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

이 수전 장치(200)는 자성 실드(500)를 구비하고, 자성 실드(500)는, 수전부(210)측에 위치하는 제 1 자성 시트(520)와, 제 1 자성 시트(520)를 사이에 두고 수전부(210)와는 반대측에 위치하는 도전성 시트(510)와, 도전성 시트(510)를 사이에 두고 제 1 자성 시트(520)와는 반대측에 위치하는 제 2 자성 시트(530)를 포함한다.

Description

수전 장치, 차량 및 송전 장치{POWER RECEIVING DEVICE, VEHICLE, AND POWER TRANSMISSION DEVICE}
본 발명은, 비접촉으로 전력을 송전 장치로부터 수전하는 수전 장치, 그 수전 장치를 구비하는 차량 및 비접촉으로 전력을 수전 장치에 송전하는 송전 장치에 관한 것이다.
일본국 공개특허 특개2013-154815호 공보, 일본국 공개특허 특개2013-146154호 공보, 일본국 공개특허 특개2013-146148호 공보, 일본국 공개특허 특개2013-110822호 공보 및 일본국 공개특허 특개2013-126327호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 비접촉으로 전력을 송수전하는 송전 장치 및 수전 장치를 이용하는 전력 전송 시스템이 알려져 있다. 국제공개특허 제2011/074091호 및 일본국 공개특허 특개2013-132171호 공보에는, 코일 및 자성 실드가 개시되어 있고, 특히, 국제공개특허 제2011/074091호에 개시되는 자성 실드에는, 금속 시트와 코일에 면하는 측에 설치된 자성 시트의 2층 구조가 이용되고 있다.
자성 실드에 있어서, 코일로부터 출사되는 자속은, 자성 시트의 내부로 들어감으로써 자속의 외부로의 누설이 억제되어 있다. 또한, 자성 시트를 튀어나온 자속은 금속 시트에 의해 외부로의 누설이 차단된다.
그러나, 금속 시트에 도달한 자속에 의해, 금속 시트의 표면에 와전류가 발생한다. 이 와전류에 의해 새로운 전자계(電磁界)가 발생한다. 그 결과, 금속 시트의 표면으로부터 이 전자계가 외부에 방사되어 전자계가 외부에 누설되는 것을 생각할 수 있다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 전자계가 외부에 방사되는 것을 보다 억제하는 것이 가능한 구조를 구비하는 자성 실드를 이용한 수전 장치, 그 수전 장치를 구비하는 차량 및 송전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 수전 장치, 차량 및 송전 장치에 있어서는, 자성 실드는, 제 1 자성 시트, 제 2 자성 시트 및 제 1 자성 시트와 제 2 자성 시트에 끼워지는 도전성 시트를 포함하고 있다.
이 자성 실드 구성을 채용함으로써, 제 1 자성 시트를 튀어나온 자속에 의해, 금속 시트의 표면에 와전류가 발생한다. 이 와전류에 기인하여 도전성 시트의 표면으로부터 전자계가 방사된 경우라도, 제 2 자성 시트에 의해, 전자계의 외부로의 방출을 억제할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부한 도면과 관련하여 이해되는 이 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은, 실시형태 1에 있어서의 전력 전송 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시형태 1에 있어서의 차량에 장착한 상태에서의 수전부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3은, 실시형태 1에 있어서의 차량에 장착한 상태에서의 코일 유닛 및 수전 코일의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4는, 실시형태 1에 있어서의 차량에 장착한 상태에서의 수전부와 자성 실드의 배치 관계를 나타내는 견상도(見上圖)이다.
도 5는, 도 4 중의 Ⅴ-Ⅴ선 화살표에서 본 단면도이다.
도 6은, 실시형태 1에 있어서의 자성 실드의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 실시형태 1에 있어서의 자성 실드의 기능을 설명하는 단면 모식도이다.
도 8은, 배경기술에 있어서의 자성 실드의 기능을 설명하는 단면 모식도이다.
도 9는, 실시형태 1의 다른 형태에 있어서의 자성 실드의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 10은, 실시형태 2에 있어서의 차량에 장착한 상태에서의 수전부와 자성 실드의 배치 관계를 나타내는 저면도(견상도)이다.
도 11은, 도 10 중의 ⅩⅠ-ＸＩ선 화살표에서 본 단면도이다.
도 12는, 실시형태 3에 있어서의 주차 영역에 탑재한 상태에서의 송전부를 나타내는 사시도이다.
도 13은, 실시형태 3에 있어서의 주차 영역에 탑재한 상태에서의 코일 유닛 및 송전 코일의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 14는, 실시형태 3에 있어서의 주차 영역에 탑재한 상태에서의 송전부 및 자성 실드의 탑재 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15는, 실시형태 4에 있어서의 주차 영역에 탑재한 상태에서의 송전부 및 자성 실드의 탑재 상태를 나타내는 단면도이다.
도 16은, 실시형태 5에 있어서의 차량에 장착한 상태에서의 수전부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 17은, 실시형태 5에 있어서의 차량에 장착한 상태에서의 수전부와 자성 실드의 배치 관계를 나타내는 저면도(견상도)이다.
도 18은, 도 17 중의 ＸⅤⅢ-ＸⅤⅢ선 화살표에서 본 단면도이다.
도 19는, 실시형태 5에 있어서의 다른 자성 실드의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 20은, 도 19 중의 ＸＸ-ＸＸ선 화살표에서 본 단면도이다.
도 21은, 실시형태 6에 있어서의 주차 영역에 탑재한 상태에서의 송전부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 22는, 실시형태 6에 있어서의 주차 영역에 탑재한 상태에서의 송전부 및 자성 실드의 탑재 상태를 나타내는 단면도이다.
도 23은, 실시형태 6에 있어서의 다른 자성 실드의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 24는, 각 실시형태에 있어서의 다른 자성 실드의 구조를 나타내는 단면도이다.
(실시형태 1 : 전력 전송 시스템(1000))
도 1을 참조하여, 비접촉으로 전력을 전송하는 전력 전송 시스템(1000)에 대하여 설명한다. 전력 전송 시스템(1000)은 전동 차량(100) 및 외부 급전 장치(300)를 구비한다. 전동 차량(100)은 차량 본체(110) 및 수전 장치(200)를 포함한다. 차량 본체(110)는 차량 ECU(120), 정류기(130), DC/DC 컨버터(140), 배터리(150), 파워 컨트롤 유닛(160), 모터 유닛(170) 및 통신부(180) 등을 가진다.
수전 장치(200)는 수전부(210) 및 콘덴서(220)를 포함한다. 수전부(210)는, 예를 들면, 수전 코일(250) 및 코일 유닛(페라이트 코어)(260)을 포함한다. 수전 코일(250) 및 콘덴서(220)는 직렬 접속되나, 이들은 병렬 접속되어도 된다.
수전 코일(250)의 감김수는, 수전 코일(250)과 송전 코일(450) 사이의 거리, 및 수전 코일(250)과 송전 코일(450)의 공명 강도를 나타내는 Q값(예를 들면 Q≥100) 및 그 결합도를 나타내는 결합 계수(κ) 등이 커지도록 적절히 설정된다. 수전 코일(250)은 정류기(130)에 접속된다. 정류기(130)는 수전 장치(200)로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여, DC/DC 컨버터(140)에 공급한다.
외부 급전 장치(300)는 송전 장치(400), 고주파 전력 장치(310), 송전 ECU(320) 및 통신부(322)를 구비한다. 고주파 전력 장치(310)는 교류 전원(330) 및 송전 장치(400)에 접속된다. 송전 장치(400)는 송전부(410) 및 콘덴서(420)를 포함한다. 송전부(410)는, 예를 들면, 송전 코일(450) 및 코일 유닛(페라이트 코어)(460)을 포함한다. 송전 코일(450) 및 콘덴서(420)는 직렬 접속되나, 이들은 병렬 접속되어도 된다. 고주파 전력 장치(310)는, 교류 전원(330)으로부터 받는 전력을 고주파의 전력으로 변환하고, 변환한 고주파 전력을 송전 코일(450)에 공급한다. 송전 코일(450)은 수전부(210)의 수전 코일(250)에, 전자 유도에 의해 비접촉으로 전력을 송전한다.
(수전부(210)의 구조)
도 2 및 도 3을 참조하여, 수전부(210)의 구조를 설명한다. 도면 중에 있어서, 「D」는 연직방향 하방(D)을 나타낸다. 「L」은 차량 좌측방향(L)을 나타낸다. 「R」은 차량 우측방향(R)을 나타낸다. 「F」는 차량 전진방향(F)을 나타낸다. 「B」는 차량 후퇴방향(B)을 나타낸다. 「U」는 연직방향 상방(U)을 나타낸다. 이들에 대해서는 후술하는 각 도면에 있어서 공통된다.
수전부(210)는 수전 코일(250) 및 코어 유닛(260)을 포함한다. 코어 유닛(260)에는, 차량의 전후방향(도면 중 화살표 BF방향)을 따라 연장되는 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 중심으로 하여, 코어 유닛(260)의 상면 및 하면을 포함하는 주위에 있어서 나선 형상으로 수전 코일(250)이 권회되어 있다.
코어 유닛(260)은 전체로서 판상의 형상을 가진다. 코어 유닛(260)은 복수의 분할 코어가 조합되고, 이 분할 코어가 절연지에 의해 포위되어 있다. 분할 코어에는 모두 페라이트가 이용된다. 또한, 분할 코어에 한정되지 않고 1매 구성의 페라이트여도 된다.
수전 코일(250) 및 코어 유닛(260)은 수지(230)에 의해 밀봉되고, 수전부(210)는 전체로서는, 평판 형상의 입방체 형상을 가지고 있다. 수전부(210)의 측면에는, 수지에 의해 일체 성형된 장착 구멍을 가지는 장착용 플랜지(217)가 합계 4개소에 설치되고, 볼트(218)를 이용하여 차량 본체(110)의 바닥면에 위치하는 플로어 패널(114)에 고정된다.
(수전부(210)의 고정)
도 4 및 도 5를 참조하여, 수전부(210)의 플로어 패널(114)에 대한 고정 상태에 대하여 설명한다. 수전부(210)의 위에는 자성 실드(500)가 위치하고, 수전부(210)와 플로어 패널(114)의 사이에 자성 실드(500)가 끼워지도록 하여, 수전부(210) 및 자성 실드(500)가 플로어 패널(114)에 고정된다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 자성 실드(500)의 크기는 평면적으로 보아 수전부(210)를 포함하는 크기이고, 수전부(210)의 전체가 자성 실드(500)에 대향하고 있다. 구체적으로는, 수전부(210)의 상면과 자성 실드(500)의 하면이 연직방향으로 대향하고 있다.
(자성 실드(500)의 구조)
도 5 내지 도 8을 참조하여, 자성 실드(500)의 구조 및 기능에 대하여 설명한다. 도 5 및 도 6을 참조하여, 자성 실드(500)는, 수전부(210)측에 위치하는 제 1 자성 시트(520)와, 이 제 1 자성 시트(520)를 사이에 두고 수전부(210)와는 반대측에 위치하는 금속 시트(510)와, 금속 시트(510)를 사이에 두고 제 1 자성 시트(520)와는 반대측(플로어 패널(114)측)에 위치하는 제 2 자성 시트(530)를 포함한다.
즉, 금속 시트(510)가 제 1 자성 시트(520)와 제 2 자성 시트(530)에 의해 끼워져 있다. 제 1 자성 시트(520), 금속 시트(510) 및 제 2 자성 시트(530)의 평면적인 크기는 대략 동일하고, 가장자리부(전체 둘레)에 있어서, 제 1 자성 시트(520)와 제 2 자성 시트(530)가 고정되어 있다. 제 1 자성 시트(520) 및 제 2 자성 시트(530)의 평면적인 크기는, 수전부(210)의 평면 면적, 보다 구체적으로는 코어 유닛(260)의 평면 면적 이상이면 된다.
제 1 자성 시트(520)의 두께(t2) 및 제 2 자성 시트(530)의 두께(t3)는 0.5㎜∼2㎜ 정도이다. 제 1 자성 시트(520) 및 제 2 자성 시트(530)에는, 예를 들면, 자성재로서의 페라이트층과 절연층의 적층 구조로 이루어지는 시트재가 이용된다. 또한, 이 적층 구조에 한정되지 않고 자성 특성을 가지는 시트면 된다.
금속 시트(510)에 이용되는 금속으로는, 자속에 기인하는 발열이 적은 재료가 바람직하다. 예를 들면, 구리를 기재(基材)로 하는 시트가 이용되고, 기타가와공업주식회사제의 상품명 「레미레스(REMILESS/REMI)」를 이용할 수 있다. 「레미레스(REMILESS/REMI):등록상표」의 두께(t1)는 약 35㎛ 정도이다.
또한, 상기 자성 실드(500)에 있어서는, 금속 시트(510)를 이용한 경우에 대하여 설명하고 있으나, 금속 시트에 한정되지 않고 도전성의 시트면 된다. 예를 들면, 그래파이트를 이용한 도전성 시트여도 된다. 이하에 나타내는 각 실시형태에 있어서도 동일하다.
도 7을 참조하여, 자성 실드(500)는 상기한 제 1 자성 시트(520), 금속 시트(510) 및 제 2 자성 시트(530)의 3층 구조로 함으로써, 이하에 설명하는 기능을 가진다.
수전부(210)로부터 튀어나온 자속(M1)의 대부분은, 제 1 자성 시트(520)의 내부로 들어간다. 그러나, 일부 자속(M2)은 제 1 자성 시트(520)를 튀어나와, 금속 시트(510)에 도달한다. 금속 시트(510)의 표면에 있어서는, 자속(M2)의 도달에 의해 와전류(S1)가 발생한다. 이 와전류(S1)에 기인하여 금속 시트(510)의 표면으로부터 새로운 전자계(M21)가 방사된다. 이 방사된 전자계(M21)는 제 2 자성 시트(530)의 내부로 들어가, 전자계(M21)의 외부로의 방출을 억제한다.
한편, 도 8에 나타내는 바와 같이, 배경기술에 있어서의 자성 실드(500Z)의 경우에는 제 2 자성 시트(530)가 설치되어 있지 않다. 그 결과, 와전류(S1)에 기인하여 금속 시트(510)의 표면에 발생한 전자계(M21)는 외부에 방사되게 된다.
이와 같이, 본 실시형태에 있어서의 자성 실드(500)를 이용한 경우에는, 제 2 자성 시트(530)를 설치함으로써, 금속 시트(510)의 표면에 발생한 전자계(M21)의 외부(플로어 패널(114)측)로의 누설을 억제하는 것을 가능하게 한다.
(다른 형태의 자성 실드의 구조)
도 9에, 본 실시형태의 다른 형태에 있어서의 자성 실드의 단면 구조를 나타낸다. 수전부(210)측에 위치하는 제 1 자성 시트(520)는, 자속이 내부로 들어가는 점에서 자기(磁氣) 경로를 구성한다. 그 때문에, 제 1 자성 시트(520)는 자기 포화가 발생하지 않는 두께로 설계된다. 한편, 제 2 자성 시트(530)는 상기한 바와 같이, 금속 시트(510)의 표면에 발생한 전자계(M21)의 외부(플로어 패널(114))측으로의 누설을 억제하는 것이 목적이다. 따라서, 제 1 자성 시트(520)보다 두께를 얇게 해도 자기 포화가 발생하는 일은 없다. 따라서, 제 2 자성 시트(530)의 두께(t3)를 제 1 자성 시트(520)의 두께(t2)보다 얇게 설치해도 된다. 이로 인해, 제 2 자성 시트(530)에 필요한 비용의 삭감을 도모할 수 있다.
(실시형태 2)
도 10 및 도 11을 참조하여, 본 실시형태의 자성 실드의 구조에 대하여 설명한다. 도 10은 수전부(210)와 자성 실드(500A)의 배치 관계를 나타내는 견상도, 도 11은 도 10 중의 ＸＩ-ＸＩ선 화살표에서 본 단면도이다.
상술한 자성 실드(500)에 이용한 금속 시트(510)는 평면적으로 보아 수전부(210)의 전면(全面)을 포함하는 크기이다. 그러나, 본 실시형태에 있어서의 코어 유닛(260)에, 상기한 차량의 전후방향(도면 중 화살표 BF방향)을 따라 연장되는 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 중심으로 하여 나선 형상으로 수전 코일(250)을 권회한 형식의 수전부(210)를 이용한 경우, 자속은 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 따른 양단(兩端)부로부터 집중적으로 방사/입사된다.
따라서, 자성 실드(500A)로서, 금속 시트(510)를 수전부(210)의 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 따른 일단(一端)측에 배치되는 제 1 금속 시트(510A)와, 수전부(210)의 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 따른 타단(他端)측에 배치되는 제 2 금속 시트(510B)의 2매 구성으로 하여, 부분적으로 자성 실드(500A)가 수전부(210)의 위에 위치하도록 해도 된다.
이 경우에, 자속(M)은 코어 유닛(260)의 단면(端面)(261, 263)으로부터 출사(또는 입사)하는 점에서, 제 1 금속 시트(510A)는 평면적으로 보아 단면(261)을 포함하도록 배치하는 것이 바람직하고, 제 2 금속 시트(510B)도 평면적으로 보아 단면(263)을 포함하도록 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 단면(261)으로부터 단면(263)에 걸쳐 연장되는 1매의 금속 시트를 채용한 경우와 비교하여, 금속 시트의 크기를 억제할 수 있다. 이로 인해, 금속 시트에 필요한 비용의 삭감을 도모할 수 있음과 함께, 금속 시트의 중량의 경감을 도모하는 것도 가능해진다.
또한, 도 10 및 도 11에 나타내는 예에 있어서, 수전부(210)의 중앙부(단면(261) 및 단면(263)의 사이에 위치하는 부분)로부터는 자속은 거의 외부에 방사되지 않는다. 그 때문에, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 수전부(210)의 중앙부에 금속 시트를 배치하지 않아도 외부에 방사되는 자속은 적다.
수전부(210)의 중앙부로부터 방사되는 자속에 대해서도, 외부에 누설되는 것을 억제하기 위해, 전후방향으로 연장되는 금속 시트로서, 부분적으로 제 1 금속 시트(510A)와 제 2 금속 시트(510B)를 연결하도록 형성해도 된다.
(실시형태 3)
상기 실시형태는 수전부(210) 및 자성 실드(500)의 플로어 패널(114)에 대한 장착에 대하여 설명하였으나, 본 실시형태에서는, 외부 급전 장치(300)측에 있어서의, 송전부(410) 및 자성 실드(500)의 주차 영역(B)측에 대한 장착에 대하여, 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다.
(송전부(410)의 구조)
도 12 및 도 13을 참조하여, 송전부(410)의 구조에 대하여 설명한다. 기본적 구조는 상기 수전부(210)과 동일하고, 송전부(410)는 송전 코일(450) 및 코어 유닛(460)을 포함한다. 코어 유닛(460)에는, 차량의 전후방향(도면 중 화살표 BF방향)을 따라 연장되는 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 중심으로 하여, 코어 유닛(460)의 상면 및 하면을 포함하는 주위에 있어서 나선 형상으로 송전 코일(450)이 권회되어 있다. 코어 유닛(460)은 수전부(210)의 코어 유닛(260)과 동일하다.
송전 코일(450) 및 코어 유닛(460)은 수지(430)에 의해 밀봉되고, 송전부(410)는 전체로서는, 평판 형상의 입방체 형상을 가지고 있다. 송전부(410)의 측면에는 수지에 의해 일체 성형된 장착 구멍을 가지는 장착용 플랜지(417)가 합계 4개소에 설치되고, 볼트(418)를 이용하여 주차 영역(B)에 고정된다.
(송전부(410)의 고정)
도 14를 참조하여, 송전부(410)의 주차 영역(B)에 대한 고정 상태에 대하여 설명한다. 송전부(410)의 하방에는 자성 실드(500)가 위치하고, 송전부(410)와 주차 영역(B)의 사이에 자성 실드(500)를 끼우도록 하여, 송전부(410) 및 자성 실드(500)가 주차 영역(B)에 고정된다. 자성 실드(500)의 크기는, 평면적으로 본 경우에는 송전부(410)를 포함하는 크기이다(도 4에 나타내는 수전부(210)의 경우와 동일).
자성 실드(500)의 구조 및 그 기능은 도 5 내지 도 8을 이용한 설명과 동일하기 때문에 여기에서는 생략한다.
이와 같이, 본 실시형태에 있어서의 자성 실드(500)를 이용한 경우에 있어서도, 제 2 자성 시트(530)를 설치함으로써, 금속 시트(510)의 표면에 발생한 전자계(M21)의 외부(주차 영역(B))측으로의 누설을 억제하는 것을 가능하게 한다.
(실시형태 4)
도 15를 참조하여, 본 실시형태의 자성 실드의 구조에 대하여 설명한다. 상기한 실시형태 2에 나타낸, 부분적으로 자성 실드(500A)를 배치하는 경우와 마찬가지로, 금속 시트(510)를 송전부(410)의 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 따른 일단측에 배치되는 제 1 금속 시트(510A)와, 송전부(410)의 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 따른 타단측에 배치되는 제 2 금속 시트(510B)의 2매 구성으로 해도 된다.
이 경우에, 자속(M)은 코어 유닛(460)의 단면(端面)(461, 463)으로부터 출사(또는 입사)하는 점에서, 제 1 금속 시트(510A)는 평면적으로 보아 단면(461)을 포함하도록 배치하는 것이 바람직하고, 제 2 금속 시트(510B)도 평면적으로 보아 단면(463)을 포함하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 금속 시트에 필요한 비용의 삭감을 도모할 수 있음과 함께, 금속 시트의 중량의 경감을 도모하는 것도 가능해진다.
또한, 도 15에서는, 완전히 분리된 제 1 금속 시트(510A) 및 제 2 금속 시트(510B)를 이용하고 있으나, 전후방향으로 연장되는 금속 시트에 의해, 부분적으로 제 1 금속 시트(510A)와 제 2 금속 시트(510B)가 연결되어 있어도 된다.
(실시형태 5)
상기 실시형태 1 및 2에 있어서의 수전부(210)에는, 코어 유닛에, 차량의 전후방향(도면 중 화살표 BF방향)을 따라 연장되는 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 중심으로 하여 나선 형상으로 수전 코일(250)을 권회한 형식의 수전부(210)를 이용한 경우에 대하여 설명하였다. 본 실시형태에서는, 수전 코일(250)에, 연직방향으로 연장되는 연직 축선(O2)의 주위를 권회하는 소용돌이형의 수전 코일을 수전부(210U)에 이용한 경우에 대하여 설명한다.
도 16 내지 도 18을 참조하여, 수전부(210U)의 구조를 설명한다. 수전부(210U)는 수전 코일(250) 및 코어 유닛(260)을 포함한다. 코어 유닛(260)의 자성 실드(500)와는 반대측의 면에는, 연직방향으로 연장되는 연직 축선(O2)의 주위를 권회하는 소용돌이형의 수전 코일(250)이 배치되어 있다.
코어 유닛(260)은 전체로서 판상의 형상을 가진다. 코어 유닛(260)은 복수의 분할 코어가 조합되고, 이 분할 코어가 절연지에 의해 포위되어 있다. 분할 코어에는 모두 페라이트가 이용된다. 또한, 분할 코어에 한정되지 않고 1매 구성의 페라이트여도 된다.
수전 코일(250) 및 코어 유닛(260)은 수지(230)에 의해 밀봉되고, 수전부(210U)는 전체로서는, 평판 형상의 입방체 형상을 가지고 있다. 수전부(210U)의 측면에는, 수지에 의해 일체 성형된 장착 구멍을 가지는 장착용 플랜지(217)가 합계 4개소에 설치되고, 볼트(218)를 이용하여 차량 본체(110)의 바닥면에 위치하는 플로어 패널(114)에 고정된다.
(수전부(210U)의 고정)
도 18을 참조하여, 수전부(210U)의 플로어 패널(114)에 대한 고정 상태에 대하여 설명한다. 수전부(210U)는, 수전부(210U)와 플로어 패널(114)의 사이에 자성 실드(500)를 끼우도록 하여, 플로어 패널(114)에 고정된다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 자성 실드(500)의 크기는 평면적으로 보아 수전부(210U)를 포함하는 크기이다.
자성 실드(500)의 구조 및 그 기능은 도 5 내지 도 8을 이용한 설명과 동일하기 때문에 여기에서는 생략한다.
이와 같이, 본 실시형태에 있어서의 자성 실드(500)를 이용한 경우에는, 제 2 자성 시트(530)를 설치함으로써, 금속 시트(510)의 표면에 발생한 전자계(M21)의 외부(플로어 패널(114))측으로의 누설을 억제하는 것을 가능하게 한다.
(다른 형태의 자성 실드의 구조)
도 19 및 도 20에, 본 실시형태의 다른 형태에 있어서의 자성 실드의 단면 구조를 나타낸다. 연직방향으로 연장되는 연직 축선(O2)의 주위를 권회하는 소용돌이형의 수전 코일(250)을 이용한 경우에는, 자속은 수전 코일(250)의 중심(연직 축선(O2))에 집중한다. 따라서, 평면적으로 본 경우에 금속 시트(510)의 크기를, 대략 수전부(210U)의 평면적인 크기까지 작게 해도 된다. 이로 인해, 금속 시트(510)에 필요한 비용의 삭감을 도모할 수 있음과 함께, 금속 시트의 중량의 경감을 도모하는 것도 가능해진다.
(실시형태 6)
상기 실시형태는 수전부(210U) 및 자성 실드(500)의 플로어 패널(114)에 대한 장착에 대하여 설명하였으나, 본 실시형태에서는, 외부 급전 장치(300)측에 있어서의, 송전부(410U) 및 자성 실드(500)의 주차 영역(B)측에 대한 장착에 대하여, 도 21 내지 도 23을 참조하여 설명한다.
(송전부(410U)의 구조)
도 21 및 도 22를 참조하여, 송전부(410U)의 구조에 대하여 설명한다. 기본적 구조는 상기 수전부(210U)와 동일하고, 송전부(410U)는 송전 코일(450) 및 코어 유닛(460)을 포함한다. 코어 유닛(460)의 자성 실드(500)와는 반대측의 면에는, 연직방향으로 연장되는 연직 축선(O2)의 주위를 권회하는 소용돌이형의 송전 코일(450)이 배치되어 있다. 코어 유닛(460)은 수전부(210U)의 코어 유닛(260)과 동일하다.
송전 코일(450) 및 코어 유닛(460)은 수지(430)에 의해 밀봉되고, 송전부(410)는 전체로서는, 도 12에 나타낸 송전부의 외관과 동일한 형상을 가져, 평판 형상의 입방체 형상을 가지고 있다. 송전부(410)의 측면에는, 수지에 의해 일체 성형된 장착 구멍을 가지는 장착용 플랜지(417)가 합계 4개소에 설치되고, 볼트(418)를 이용하여 주차 영역(B)에 고정된다.
(송전부(410U)의 고정)
도 22에 나타내는 바와 같이, 송전부(410U)의 고정은, 도 14에 나타낸 송전부(410)의 주차 영역(B)에 대한 고정 상태와 동일하고, 송전부(410U)는, 송전부(410U)와 주차 영역(B)의 사이에 자성 실드(500)를 끼우도록 하여, 주차 영역(B)에 고정된다. 자성 실드(500)의 크기는, 평면적으로 본 경우에는 송전부(410)를 포함하는 크기이다(도 4에 나타내는 수전부(210)의 경우와 동일).
자성 실드(500)의 구조 및 그 기능은, 도 5 내지 도 8을 이용한 설명과 동일하기 때문에 여기에서는 생략한다.
이와 같이, 본 실시형태에 있어서의 자성 실드(500)를 이용한 경우에 있어서도, 제 2 자성 시트(530)를 설치함으로써, 금속 시트(510)의 표면에 발생한 전자계(M21)의 외부(주차 영역(B))측으로의 누설을 억제하는 것을 가능하게 한다.
(다른 형태의 자성 실드의 구조)
도 23에, 본 실시형태의 다른 형태에 있어서의 자성 실드의 단면 구조를 나타낸다. 도 19 및 도 20에 나타낸 금속 시트(510)와 마찬가지로, 자속은 수전 코일(250)의 중심(연직 축선(O2))에 집중하는 점에서, 평면적으로 본 경우에 금속 시트(510)의 크기를 대략 수전부(210U)의 평면적인 크기까지 작게 할 수 있다. 이로 인해, 금속 시트(510)에 필요한 비용의 삭감을 도모할 수 있음과 함께, 금속 시트의 중량의 경감을 도모하는 것도 가능해진다.
이상과 같이 각 실시형태에 있어서의 구성에 의하면 자성 실드(500, 500A)의 구성을 채용함으로써, 제 1 자성 시트(520)를 튀어나온 자속에 의해, 금속 시트(510)의 표면에 와전류가 발생하고, 이 와전류에 기인하여 금속 시트(510)의 표면으로부터 전자계가 방사된 경우라도, 제 2 자성 시트(530)에 의해, 전자계의 외부로의 방출을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태 1, 2, 5의 수전 장치측에 있어서는, 플로어 패널(114)의 하면에 자성 실드(500)가 접하고, 자성 실드(500)의 하면에 수전부(210, 210U)가 접하도록 하여, 수전부(210, 210U) 및 자성 실드(500)가 플로어 패널(114)에 고정되어 있으나, 플로어 패널(114)과 자성 실드(500)의 사이에 간극이 있어도 된다. 또한, 자성 실드(500)와 수전부(210, 210U)의 사이에 간극이 있어도 된다.
또한, 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 차량의 전후방향을 따르도록 배치하고 있으나, 수평으로 배치되어 있으면 되고, 좌우방향을 따르도록 배치해도 된다.
또한, 플로어 패널(114)의 형상은 도시하는 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 배기관을 통과시키기 위한 터널을 가지는 형상의 플로어 패널의 경우여도 된다.
상기 실시형태 3, 4, 6의 송전 장치측에 있어서도, 주차 영역(B)의 상면에 자성 실드(500, 500A)가 접하고, 자성 실드(500, 500A)의 상면에 송전부(410, 410U)가 접하도록 하여, 송전부(410, 410U) 및 자성 실드(500, 500A)가 주차 영역(B)에 고정되어 있으나, 주차 영역(B)과 자성 실드(500)의 사이에 간극이 있어도 된다. 또한, 자성 실드(500)와 송전부(410, 410U)의 사이에 간극이 있어도 된다.
또한, 평탄한 주차 영역(B)의 위에 자성 실드(500) 및 송전부(410)를 탑재한 경우를 나타내고 있으나, 주차 영역(B)에 오목부를 설치하고, 이 오목부의 안에 자성 실드(500) 및 송전부(410)를 매립하여, 주차 영역(B)의 표면을 평탄하게 마무리해도 된다.
또한, 상기 실시형태 1 내지 4에 있어서, 코일 권회축(수평 축선)(O1)을 차량의 전후방향을 따르도록 배치하고 있으나, 수평으로 배치되어 있으면 되고, 차량의 좌우방향을 따르도록 배치해도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 상기한 자성 실드(500, 500A)의 3층 구조에 있어서, 추가로 제 2 자성 시트(530)로부터의 자속의 누설이 문제가 되는 경우에는, 제 2 자성 시트(530)의 위에 금속 시트 및 자성 시트를 설치하도록 하면 된다.
따라서, 자성 시트, 금속 시트 및 자성 시트의 3층 구조에 한정되는 것은 아니고, 도 24에 나타내는 바와 같이, 자성 실드(500B)로서, 제 1 자성 시트(520), 금속 시트(510), 제 2 자성 시트(530)의 위에, 추가로, 금속 시트(510), 제 2 자성 시트(530)를 설치해도 된다. 따라서, 자성 실드로서는, 적어도 자성 시트에 끼워진 도전층을 1층 이상 가지는 시트면 된다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 수전부, 송전부, 자성 실드의 형상은 상기 직사각형에 한정되지 않고, 코일의 형상에 맞추어 원형 등 적절히 형상을 변경하는 것이 가능하다.
상기 각 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명하였으나, 개수 및 양 등을 언급하는 경우, 특별히 기재가 있는 경우를 제외하고, 본 발명의 범위는 반드시 그 개수 및 양 등에 한정되지는 않는다. 동일한 부품 및 상당 부품에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 중복되는 설명은 반복하지 않은 경우가 있다. 또한, 각 실시형태를 적절히 조합하여 이용하는 것은 당초부터 예정되어 있다.
본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 금번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 나타내지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (9)

  1. 송전부로부터 비접촉으로 전력을 수전하는 수전부와,
    상기 수전부를 사이에 두고 상기 송전부가 위치하는 측과는 반대측에 위치하고, 적어도 일부가 상기 수전부에 대향하는 자성 실드를 구비하며,
    상기 자성 실드는,
    상기 수전부측에 위치하는 제 1 자성 시트와,
    상기 제 1 자성 시트를 사이에 두고 상기 수전부와는 반대측에 위치하는 도전성 시트와,
    상기 도전성 시트를 사이에 두고 상기 제 1 자성 시트와는 반대측에 위치하는 제 2 자성 시트를 포함하고,
    상기 수전부는, 수전 코일과 코어 유닛을 포함하고,
    상기 수전 코일은, 연직방향으로 연장되는 연직 축선의 주위를 권회하는 소용돌이형의 수전 코일이고,
    상기 코어 유닛은, 분할 코어 유닛이 조합되고,
    상기 도전성 시트는, 상기 연직 축선이 통과하는 위치를 포함하도록 배치되어 있는, 차량용 수전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수전부는, 수평방향으로 연장되는 수평 축선의 주위를 권회하는 수전 코일을 포함하고,
    상기 도전성 시트는,
    상기 수전부의 상기 수평 축선을 따른 일단측에 배치되는 제 1 도전성 시트와,
    상기 수전부의 상기 수평 축선을 따른 타단측에 배치되는 제 2 도전성 시트를 가지는 차량용 수전 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 자성 시트는, 상기 제 1 자성 시트의 두께보다 얇게 설치되어 있는, 차량용 수전 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 기재된 차량용 수전 장치와,
    플로어 패널을 가지는 차량 본체를 구비하고,
    상기 자성 실드는, 상기 수전부와 상기 플로어 패널의 사이에 배치되어 있는, 차량.
  6. 수전부에 비접촉으로 전력을 송전하는 송전부와,
    상기 송전부를 사이에 두고 상기 송전부가 위치하는 측과는 반대측에 위치하고, 적어도 일부가 상기 송전부에 대향하는 자성 실드를 구비하며,
    상기 자성 실드는,
    상기 송전부측에 위치하는 제 1 자성 시트와,
    상기 제 1 자성 시트를 사이에 두고 상기 송전부와는 반대측에 위치하는 도전성 시트와,
    상기 도전성 시트를 사이에 두고 상기 제 1 자성 시트와는 반대측에 위치하는 제 2 자성 시트를 포함하고,
    상기 송전부는, 연직방향으로 연장되는 연직 축선의 주위를 권회하는 송전 코일을 포함하고,
    상기 도전성 시트는, 상기 축선이 통과하는 위치를 포함하도록 배치되어 있는, 차량용 송전 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 송전부는, 수평방향으로 연장되는 수평 축선의 주위를 권회하는 송전 코일을 포함하고,
    상기 도전성 시트는,
    상기 송전부의 상기 수평 축선을 따른 일단측에 배치되는 제 1 도전성 시트와,
    상기 송전부의 상기 수평 축선을 따른 타단측에 배치되는 제 2 도전성 시트를 가지는 차량용 송전 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 자성 시트는, 상기 제 1 자성 시트의 두께보다 얇게 설치되어 있는, 차량용 송전 장치.
  9. 삭제
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