KR20170078746A - 수전 장치 및 송전 장치 - Google Patents

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노부히로 기부데라
슈헤이 에지마
사토루 호리우치
가즈요시 가가미
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도요타 지도샤（주）
야자키 소교 가부시키가이샤
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Abstract

전력이 송전 장치로부터 비접촉 방식으로 전송되는 수전 장치는, 판 모양으로 설치되어, 제1주면 및 제2주면을 구비한 페라이트; 상기 페라이트의 상기 제1주면에 설치된 환형 코일; 및 상기 페라이트의 상기 제2주면에 설치된 실드를 포함하되, 상기 코일의 외주부는, 상기 페라이트의 외주부에 대해 내측에 위치하여, 상기 제1주면의 일부가 상기 페라이트의 외주부측에서 노출되도록 하고, 또한 상기 실드의 외주측은, 상기 페라이트의 상기 제2주면으로부터 멀어지는 위치에 설치된 단차부를 포함하여, 상기 제2주면의 일부가 상기 페라이트의 외주부측에서 노출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

수전 장치 및 송전 장치{POWER RECEPTION APPARATUS AND POWER TRANSMISSION APPARATUS}
본 발명은 전력을 송전 장치로부터 비접촉 방식으로 받는 수전 장치를 포함하는 전력 전송 시스템에 사용된 상기 수전 장치 및 상기 송전 장치에 관한 것이다.
비접촉 방식으로 전력을 송수전하는 송전 장치 및 수전 장치를 사용하는 전력 전송 시스템으로서는, 일본특허출원공보 제2013-154815호(JP 2013-154815 A), 일본특허출원공보 제2013-146154호(JP 2013-146154 A), 일본특허출원공보 제2013-146148호(JP 2013-146148 A), 일본특허출원공보 제2013-110822호(JP 2013-110822 A), 일본특허출원공보 제2013-126327호(JP 2013-126327 A), 일본특허 제5592242호, 및 일본특허출원공보 제2008-120239호(JP 2008-120239 A) 등이 있다.
예를 들어, 일본특허 제5592242호에 기재된 수전 장치는, 하방으로 개방되는 개구, 실드(shield)의 최상판에 설치된 페라이트(ferrite), 및 상기 페라이트의 하면에 배치된 원형 코일을 포함한다.
또한, JP 2008-120239 A에 기재된 수전 장치는, 알루미늄으로 이루어진 기판, 상기 기판에 설치된 페라이트 코어, 및 상기 페라이트 코어 주위에 권회된 코일을 포함하고, 또한 상기 기판의 외주가 상기 페라이트 코어의 외주 위로 돌출하는(overhang) 구성을 채택하고 있다.
상기 수전 장치에 채택된 상기 페라이트 코어의 외주단은, 평면에서 볼 때, 상기 실드의 외주단에 대해 내측에 위치하고 있다. 즉, 상기 실드의 외주단은, 상기 페라이트 코어의 상기 외주단에 대해 외측에 위치하고 있다. 이런 이유로, 전력 전송 시스템에 있어서의 전력 전송 시에, 상기 코일로부터의 자속(magnetic flux)이 상기 실드를 힛팅하는데(hits), 이는 와전류 손실(eddy current loss)을 야기할 수도 있다. 송전 장치는 유사한 문제점을 가질 수도 있다.
본 발명은 상기 과제의 관점에서 이루어진 것으로, 전력 전송 시스템에 있어서의 전력 전송 시, 코일로부터의 자속이 상기 코일 자신 및 실드와 쇄교(interlinkage)하는 것을 억제할 수 있고, 또한 와전류 손실을 저감시킬 수 있는 수전 장치 및 송전 장치를 제공한다.
이러한 관점에서, 본 발명의 일 형태는, 페라이트, 코일, 및 실드를 각각 포함하는 수전 장치 및 송전 장치를 제공한다. 상기 페라이트는, 판 모양으로 설치되어, 제1주면(principal face) 및 제2주면을 구비하고 있다. 상기 코일은, 상기 페라이트의 상기 제1주면에 설치되어, 환형 모양을 가진다. 상기 실드는, 상기 페라이트의 상기 제2주면에 설치되어 있다. 상기 코일의 외주부는, 상기 페라이트의 외주부에 대해 내측에 위치하여, 상기 제1주면의 일부가 상기 페라이트의 외주부측에서 노출된다. 상기 실드의 외주측은, 상기 페라이트의 상기 제2주면으로부터 멀어지는 위치에 설치된 단차부(stepped portion)를 포함하여, 상기 제2주면의 일부가 상기 페라이트의 상기 외주부측에서 노출된다.
상술된 바와 같이 상기 수전 장치 및 상기 송전 장치의 구성에 따르면, 상기 페라이트의 외주부측에서는, 상기 페라이트의 상기 제1주면의 일부 및 상기 제2주면의 일부가 노출되는 영역이, 상기 환형 코일의 상기 외주부측에 설치되어 있다. 이에 따라, 상기 코일로부터 발생된 자속이, 상기 제1주면 및 상기 제2주면의 상기 노출된 부분들로부터 상기 페라이트로 되돌아가는 것이 쉽게 유도된다. 이에 따라, 상기 코일의 내주부측으로부터 발생된 자속의, 상기 코일의 외주부측에서의 상기 코일 자신 및 상기 실드와의 쇄교로 인한 와전류 손실을 저감시킬 수 있다. 특히, 상기 단차부가 상기 페라이트의 상기 제2주면과 상기 실드 사이에 위치하고 있기 때문에, 상기 제2주면으로 들어가는 상기 자속이 상기 실드를 힛팅하는 것을 억제할 수 있다.
이에 따라, 상술된 구조를 갖는 수전 장치 및 송전 장치를 이용하는 전력 전송 시스템에 있어서는, 전력 전송 시, 코일로부터의 자속이 상기 코일 자신 및 실드와 쇄교하는 것이 억제된다. 이에 따라, 이는 와전류 손실을 감소시킬 수 있게 한다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들의 특징, 장점, 그리고 기술적 및 산업적 현저성을, 동일한 부호들이 동일한 요소들을 나타내는 첨부 도면들을 참조하여 후술하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일례로서 일 실시예에 따른 전력 전송 시스템을 예시한 도면;
도 2는 상기 실시예에 따른 수전 장치의 구성을 예시한 사시도들;
도 3은 상기 실시예에 따른 송전 장치의 구성을 예시한 사시도;
도 4는 도 2의 화살표 IV-IV를 따라 취한 단면도;
도 5는 도 4의 V로 둘러싸인 영역의 확대 단면도;
도 6은 도 4의 V로 둘러싸인 영역에 대응하는, 종래 기술에 있어서의 확대 단면도;
도 7은 도 3의 화살표 VII-VII를 따라 취한 단면도; 및
도 8은 도 7의 VIII로 둘러싸인 영역의 확대 단면도이다.
이하, 도면들을 참조하여, 본 발명에 의거한 일례로서 일 실시예를 설명한다. 또한, 개수, 양 등이 후술하는 실시예에 언급되는 경우에는, 특별히 특정하고 있지 않는 한, 본 발명의 범위가 반드시 상기 개수, 상기 양 등으로 한정될 필요는 없다. 동일한 참조 부호가, 동일한 구성요소 및 그 등가 구성요소에 할당되고, 또한 중복 설명은 반복하지 않을 수도 있다. 상기 실시예에 있어서의 구성들을 적절히 조합시켜 사용하는 것은 당초 예정되어 있는 것이다. 상기 도면들은 실제 치수 비율로 예시되어 있지 않으며, 그들 중 일부는, 구조의 이해를 돕기 위하여 상이한 비율로 예시되어 있다.
이하 사용된 각각의 도면들에 있어서, 도면 내에 화살표 F로 표시된 방향은, 차량의 전진 방향 및 후진 방향을 포함하는 차량 전후 방향을 나타내고, 또한 도면 내에 화살표 W로 표시된 방향은, 상기 차량 전후 방향에 직교하는, 상기 차량의 좌우 방향들을 포함하는 차량 폭 방향을 나타낸다.
이제, 도 1을 참조하여, 비접촉 방식으로 전력을 전송하기 위한 전력 전송 시스템(1000)에 대해서 설명하기로 한다. 상기 전력 전송 시스템(1000)은, 전동 차량(100)에 설치될 수전 장치(10), 및 주차장과 같은 설비측에 위치한 송전 장치(50)를 포함한다. 상기 전동 차량(100)은, 상기 수전 장치(10) 및 차량 본체(105)를 포함한다.
상기 수전 장치(10)는, 코일 유닛(200) 및 전기 장치(110)를 포함한다. 상기 전기 장치(110)는, 상기 코일 유닛(200)과, 상기 코일 유닛(200)에 의해 수전된 전력을 축전하는 축전 장치로서의 역할을 하는 배터리(150) 사이에 설치되어 있다. 상기 코일 유닛(200)은, 코일(250) 및 평판형 페라이트(flat-shaped ferrite; 260)를 포함한다. 본 실시예에 있어서는, 대체로 직사각형의 환형 모양의 외관을 갖는 나선형 코일(spiral coil)이 상기 코일(250)로서 채택된다. 상기 전기 장치(110)는, 커패시터(120), 정류기(130), DC/DC 컨버터(140) 등을 포함한다. 상기 도면에 있어서, 상기 코일(250)은, 커패시터(220)와 직렬로 접속되어 있지만, 그들은 서로 병렬로 접속될 수도 있다.
상기 차량 본체(105)는, 상기 전기 장치(110)의 상기 DC/DC 컨버터(140)에 접속된 상기 배터리(150), 파워 컨트롤 유닛(160), 모터 유닛(170), 통신부(180) 등을 포함한다.
상기 코일(250)의 권회수는, 상기 코일(250)과 후술하는 코일(450) 사이의 거리, 상기 코일(250)과 상기 코일(450) 사이의 공명 강도를 나타내는 Q값(예를 들면, Q≥100), 그들 간의 결합도(degree of coupling)를 나타내는 결합 계수(κ) 등이 커지도록, 적절히 설정된다. 상기 코일(250)은, 상기 커패시터(220)를 통해 상기 정류기(130)에 접속되어 있다. 상기 정류기(130)는, 상기 코일 유닛(200)로부터 공급된 교류 전류를 직류 전류로 변환시키고, 또한 그것을 상기 DC/DC 컨버터(140)에 공급한다.
상기 송전 장치(50)는, 코일 유닛(400) 및 전기 장치(300)를 포함한다. 상기 코일 유닛(400)은, 상기 코일(450) 및 평판형 페라이트(460)를 포함한다. 본 실시예에 있어서는, 대체로 직사각형의 환형 모양의 외관을 갖는 나선형 코일이 상기 코일(450)로서 채택된다. 상기 전기 장치(300)는, 커패시터(420), 고주파 전력 장치(310), 송전 ECU(320), 및 통신부(322)를 포함한다. 상기 전기 장치(300)는, 플러그(340) 등을 사용하여, 외부 교류 전원(330)에 탈착가능하게 접속된다. 상기 도면에 있어서, 상기 코일(450)은, 상기 커패시터(420)와 직렬로 접속되어 있지만, 그들은 서로 병렬로 접속될 수도 있다.
상기 고주파 전력 장치(310)는, 상기 교류 전원(330)으로부터 수전된 전력을 고주파 전력으로 변환시키고, 또한 이렇게 변환된 상기 고주파 전력을 상기 코일(450)에 공급한다. 상기 코일(450)은, 비접촉 방식으로, 전자 유도(electro-magnetic induction)에 의해, 상기 코일 유닛(200)의 코일(250)에 전력을 송전한다.
이제, 도 2를 참조하여, 본 실시예에 있어서의 상기 수전 장치(10)의 구성에 대해서 설명한다. 도 2는 상기 수전 장치(10)의 구성을 예시한 사시도이다. 상기 수전 장치(10)는, 일반적으로 차량의 바닥면에 설치되어, 상기 코일(250)이 상기 코일(450)에 대향하도록 위치한다는 점에 유의한다(도 1 참조). 하지만, 도 2에서는, 상기 수전 장치(10)가, 설명의 편의상 상하 반전된 방식으로 예시되어 있다.
상술된 바와 같이, 상기 수전 장치(10)는, 비접촉 방식으로 상기 송전 장치(50)로부터 전력을 수전하는 상기 코일 유닛(200), 및 상기 코일 유닛(200)에 접속된 상기 전기 장치(110)를 포함하고, 또한 상기 코일 유닛(200) 및 상기 전기 장치(110)는 하우징(600)에 수용되어 있다. 이에 따라, 본 실시예의 상기 수전 장치(10)는, 상기 코일 유닛(200)이 상기 전기 장치(110)와 일체화되는 구성을 가진다. 상기 하우징(600)은, 탑재벽(610), 커버 부재(620), 및 측벽(630)을 포함하고 있다.
나선형 코일을 채택하는 상기 코일(250)은, 상기 차량의 상하 방향으로 연장되어 있는 수전 권회축(power-reception winding axis; CL2)을 둘러싸도록, 코일 와이어(C2)가 권회되어 있는 직사각형의 환형 외형을 가진다. 상기 하우징(600)에 있어서, 상기 전기 장치(110)는, 상기 코일 유닛(200)에 대해 상기 차량 전후 방향으로 위치하고 있다. 도 2에서는, 상기 전기 장치(110)가, 상기 전후 방향의 분할 방식으로 두 장소에 위치하고 있지만, 상기 전기 장치(110)는, 상기 코일 유닛(200)에 대해 상기 차량 전후 방향의 전방측 또는 후방측에 위치할 수도 있고, 또는 상기 차량 폭 방향으로 위치할 수도 있다.
이제, 도 3을 참조하여, 본 실시예에 있어서의 상기 송전 장치(50)의 구성에 대해서 설명한다. 도 3은 상기 송전 장치(50)의 구성을 예시한 사시도이다. 상기 송전 장치(50)는, 상술된 바와 같이 비접촉 방식으로, 상기 수전 장치(10)에 전력을 송전하는 상기 코일 유닛(400), 및 상기 코일 유닛(400)에 접속된 상기 전기 장치(300)를 포함한다. 상기 코일 유닛(400) 및 상기 전기 장치(300)는, 하우징(600)에 수용되어 있다. 이에 따라, 본 실시예의 상기 송전 장치(50)는, 상기 코일 유닛(400)이 상기 전기 장치(300)와 일체화되는 구성을 가진다. 상기 하우징(600)은, 탑재벽(610), 커버 부재(620), 및 측벽(630)을 포함한다.
나선형 코일을 채택하는 상기 코일(450)은, 상기 차량의 상하 방향으로 연장되어 있는 송전 권회축(CL1)을 둘러싸도록, 코일 와이어(C1)가 권회되어 있는 직사각형의 환형 외형을 가진다. 상기 하우징(600)에 있어서, 상기 전기 장치(300)는, 상기 코일 유닛(400)에 대해 상기 차량 전후 방향으로 위치하고 있다. 도 3에서는, 상기 전기 장치(300)가, 상기 전후 방향의 분할 방식으로 두 장소에 위치하고 있지만, 상기 전기 장치(300)는, 상기 코일 유닛(400)에 대해 차량 전방측 또는 차량 후방측에 위치할 수도 있고, 또는 폭 방향으로 위치할 수도 있다.
이제, 도 4 및 도 5를 참조하여, 상기 수전 장치(10)의 내부 구성에 대해서 설명한다. 도 4는 도 2의 화살표 IV-IV를 따라 취한 단면도이고, 도 5는 도 4의 V로 둘러싸인 영역의 확대 단면도이다.
이제, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 실시예에 있어서의 상기 수전 장치(10)를 설명한다. 상기 수전 장치(10)는, 상기 페라이트(260), 상기 코일(250), 및 실드(640)를 포함한다. 상기 페라이트(260)는, 평면에서 볼 때 직사각형 모양과 판 모양으로 형성되어 있고, 또한 제1주면(260A)(도면에서 상측) 및 제2주면(260B)(도면에서 하측)을 가진다. 상기 코일(250)은, 상기 페라이트(260)의 상기 제1주면(260A)에 설치되어 있다. 상기 실드(640)는, 상기 페라이트(260)의 상기 제2주면(260B)에 설치되어 있다.
상기 페라이트(260)에는, 제1주면(260A)측을 향해 돌출되어 있는 돌출부(260a)가 설치되어 있다. 상기 코일(250)은, 상기 돌출부(260a)의 외주면(260b)을 둘러싸도록 배치되어 있다.
상기 코일(250)은, 상기 수전 권회축(CL2)을 둘러싸기 위하여, 상기 코일 와이어(C2)가 수지 보빈(resin bobbin; 251)을 사용하여 권회되도록 구성되어 있다. 구리 와이어 등이 상기 코일 와이어(C2)로서 사용된다.
상기 페라이트(260), 상기 코일(250), 및 상기 실드(640)는, 상기 하우징(600)에 수용되어 있다. 상기 하우징(600)은, 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진 상기 탑재벽(610), 및 상기 수지 커버 부재(620)로 구성되어 있고, 또한 상기 수지 측벽(630)(도 2 참조)은, 지면의 수직 방향으로 위치하고 있다. 상기 실드(640)는, 알루미늄 또는 구리와 같은 금속재로 이루어져 있다.
상기 하우징(600)에 있어서, 수용부(receptacle portion; 600B)는, 상기 페라이트(260)에 대향하는 상기 실드(640)의 면에 형성되어 있고, 또한 상기 전기 장치(110)가 그 내부에 수용되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 상기 페라이트(260)에, 상기 제1주면(260A)측을 향해 돌출되어 있는 상기 돌출부(260a)가 설치되기 때문에, 상기 실드(640)와 상기 돌출부(260a) 사이에도 소정의 공간이 형성되어, 상기 전기 장치(110)가 이 영역에 위치할 수도 있다.
도 5에 예시된 바와 같이, 상기 코일(250)의 외주부(T1)는, 상기 페라이트(260)의 외주부(F1)에 대해 내측에 위치하여, 상기 제1주면(260A)의 일부가 상기 페라이트(260)의 외주부(F1)측에서 노출된다. 여기서, 상기 코일(250)의 상기 외주부(T1)의 위치는, 상기 보빈(251)의 두께를 제외한, 최외주에 위치하는 상기 코일 와이어(C2)의 최외각 위치를 나타낸다.
또한, 상기 실드(640)에 있어서, 상기 실드(640)의 외주측은, 상기 페라이트(260)의 상기 제2주면(260B)으로부터 멀어지는 위치에 설치되어, 실드 본체(640a)로부터 연장되어 있는 단차부(640D)를 포함한다. 이에 따라, 상기 제2주면(260B)의 일부가 상기 페라이트(260)의 외주부(F1)측에서 노출된다.
따라서, 상기 페라이트(260)의 상기 외주부측에서는, 상기 페라이트(260)의 상기 제1주면(260A)의 일부(길이 R1) 및 상기 제2주면(260B)의 일부(길이 L1)가 노출되는 영역이, 상기 환형 코일(250)의 상기 외주부측에 형성된다. 이에 따라, 상기 코일(250)로부터 발생된 자속(M)이, 상기 제1주면(260A) 및 상기 제2주면(260B)의 상기 노출된 부분들로부터 상기 페라이트(260)로 되돌아가는 것이 쉽게 유도된다. 이에 따라, 상기 코일(250)의 내주부측으로부터 발생된 자속의, 상기 코일(250)의 상기 외주부측에서의 상기 코일(250) 자신 및 상기 실드(640)와의 쇄교로 인한 와전류 손실을 저감시킬 수 있다.
예를 들어, 도 6에 예시된 바와 같이, 상기 코일(250)의 외주부(T1) 및 상기 페라이트(260)의 상기 외주부(F1)가 서로 동일 평면상에 이루어지는 경우에는(T1이 F1과 일치함), 상기 코일(250)의 상기 내주부측으로부터 발생된 자속(M)이, 상기 코일(250)의 상기 외주부측에 있어서의 상기 코일(250) 자신 및 상기 실드(640)와 쇄교한다. 이에 따라, 이는 와전류 손실을 야기한다.
도 5에 예시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 상기 페라이트(260)의 상기 제1주면(260A)의 일부(길이 R1) 및 상기 제2주면(260B)의 일부(길이 L1)가 노출되는 영역이, 상기 환형 코일(250)의 상기 외주부측에 형성되어 있다. 이에 따라, 이는 상기 코일(250) 및 상기 실드(640)와의 자속 쇄교(flux linkages)를 저감시킴으로써, 상기 코일(250)과 상기 코일(450) 간의 공명 강도를 나타내는 Q값의 저하를 억제시킬 수 있게 한다.
또한, 도 5를 참조하면, 상기 단차부(640D)는, 수직벽(640b) 및 연장부(640c)를 포함한다. 상기 수직벽(640b)은, 상기 페라이트(260)의 상기 제2주면(260B)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있다. 상기 연장부(630c)는, 상기 수직벽(640b)으로부터, 상기 실드 본체(640a)와 평행하게 연장되어 있다. 상기 코일(250)의 상기 외주부(T1)는, 상기 수직벽(640b)이 설치되는 위치(S1)에 대해 내측에 위치하고 있다. 이는 상기 페라이트(260)의 상기 제1주면(260A)이 노출되는 영역을 증가시킨다. 이에 따라, 이는 상기 자속이 상기 페라이트(260)에 성공적으로 들어가도록 함으로써, 상기 자속의 누설 발생을 억제할 수 있게 한다.
또한, 상기 페라이트(260)의 상기 제1주면(260A)이 상기 코일(250)의 외주측에서 노출되는 면적은, 상기 제2주면이 상기 실드로부터 노출되는 면적보다 넓다. 이는 제2주면(260B)측으로부터 들어가는 자속량을 억제시키고, 또한 상기 연장부(640c)에 들어가는 자속량을 저감시킬 수 있게 한다.
또한, 상기 수직벽(640b)의 수직벽 길이(H1)는, 상기 수직벽(640b)으로부터, 상기 페라이트(260)의 상기 외주부(F1)까지의 페라이트 노출 길이(L1) 이상일 수도 있다. 이에 따라, 상기 자속(M)이 상기 페라이트(260)의 상기 외주부(F1)의 외측으로부터 상기 페라이트(260)의 제2주면(260B)측으로 돌아가는 경우에도, 상기 실드(640)의 상기 연장부(640c)와의 쇄교를 회피할 수 있다.
일반적으로, 자계 강도(magnetic field strength)가 제2주면측에서 높아지는 영역은, 상기 페라이트의 외주 에지 주변 반경(L1)의 원호 내에 있다. 이에 따라, 상기 수직벽 길이(H1)를 상기 페라이트 노출 길이(L1) 이상이 되도록 설정함으로써, 계 강도가 높은 영역이 상기 실드(640)에 도달하는 것을 억제할 수 있다.
한편, 상기 수직벽(640b)의 상기 수직벽 길이(H1)는, 상기 수직벽(640b)으로부터, 상기 페라이트(260)의 상기 외주부(F1)까지의 상기 페라이트 노출 길이(L1) 이하일 수도 있다. 이는 상기 실드(640)의 높이를 억제함으로써, 상기 하우징(600)의 두께(높이)을 억제할 수 있게 한다. 또한, 상기 하우징(600)의 높이가 결정된 높이인 경우에는, 상기 수직벽 길이(H1)를 작게 억제함으로써, 상기 실드(640)의 상기 연장부(640c) 하방의 상기 수용부(600B)의 공간 용량을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 페라이트(260)의 상기 제1주면(260A)이 부분적으로 노출되는 간극(S)은, 상기 페라이트(260)의 상기 외주면(260b)과 상기 코일(250)의 상기 내주부(T2) 사이에 설치될 수도 있다. 상기 간극(S)의 길이(R2)는, 상기 페라이트(260)의 상기 외주부(F1)측에서 상기 제1주면(260A)의 노출된 부분의 길이(R1) 이상일 수도 있다. 이는 상기 코일(250)로부터 나오는 자로(magnetic path)를 성공적으로 확보할 수 있게 한다.
상기 페라이트(260)는, 상기 제1주면(260A)측을 향해 돌출되어 있는 상기 돌출부(260a)가 설치되는 구성을 채택하고 있지만, 상기 페라이트(260)가 반드시 이러한 구성으로 한정될 필요는 없으며, 평판형 페라이트일 수도 있다는 점에 유의한다.
본 실시예는, 상기 실드가 상기 페라이트와 접촉하고 있도록 예시되어 있다는 점에 유의한다. 하지만, 절연 부재가 상기 실드와 상기 페라이트 사이에 위치할 수도 있다. 이는 상기 페라이트를 통과하는 자속이 상기 실드에 들어가는 것을 억제시킬 수 있게 함으로써, 손실 저감을 달성할 수 있게 한다.
이제, 도 7 및 도 8을 참조하여, 상기 송전 장치(50)의 내부 구성에 대해서 설명한다. 도 7은 도 3의 화살표 VII-VII를 따라 취한 단면도이고, 도 8은 도 7의 VIII로 둘러싸인 영역의 확대 단면도이다.
이제, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 실시예에 있어서의 상기 송전 장치(50)를 설명한다. 상기 송전 장치(50)는, 평면에서 볼 때 직사각형 모양과 판 모양으로 형성되어 있다. 상기 송전 장치(50)는, 상기 페라이트(460), 상기 환형 코일(450), 및 실드(640)를 포함한다. 상기 페라이트(460)는, 제1주면(460A)(도면에서 상측) 및 제2주면(460B)(도면에서 하측)을 구비한다. 상기 코일(450)은, 상기 페라이트(460)의 상기 제1주면(460A)에 설치되어 있다. 상기 실드(640)는, 상기 페라이트(460)의 상기 제2주면(460B)에 설치되어 있다.
상기 페라이트(460)에는, 제1주면(460A)측을 향해 돌출되어 있는 돌출부(460a)가 설치되어 있다. 상기 코일(450)은, 상기 돌출부(460a)의 외주면(460b)을 둘러싸도록 배치되어 있다.
상기 코일(450)은, 상기 코일 와이어(C1)가, 상기 송전 권회축(CL1)을 둘러싸기 위하여, 수지 보빈(451)을 사용하여 권회되도록 구성되어 있다. 구리 와이어 등이 상기 코일 와이어(C1)로서 사용된다.
상기 페라이트(460), 상기 코일(450), 및 상기 실드(640)는, 상기 하우징(600)에 수용되어 있다. 상기 하우징(600)은, 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진 상기 탑재벽(610), 및 상기 수지 커버 부재(620)로 구성되어 있고, 또한 상기 수지 측벽(630)(도 3 참조)이 지면의 수직 방향으로 위치하고 있다. 상기 실드(640)는, 알루미늄 또는 구리와 같은 금속재로 이루어진다.
상기 하우징(600)에 있어서, 수용부(600B)는, 상기 페라이트(460)에 대향하는 상기 실드(640)의 면에 형성되어 있고, 또한 상기 전기 장치(300)가 그 내부에 수용되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 상기 페라이트(460)에는, 상기 제1주면(460A)측을 향해 돌출되어 있는 상기 돌출부(460a)가 설치되어 있다. 이에 따라, 상기 실드(640)와 상기 돌출부(460a) 사이에 소정의 공간이 형성되어, 상기 전기 장치(300)가 이 영역에 위치할 수도 있다.
도 5에 예시된 바와 같이, 상기 코일(450)의 외주부(T1)는, 상기 페라이트(460)의 외주부(F1)에 대해 내측에 배치되어, 상기 제1주면(460A)의 일부가 상기 페라이트(460)의 외주부(F1)측에서 노출된다. 여기서, 상기 코일(450)의 상기 외주부(T1)의 위치는, 상기 보빈(451)의 두께를 제외한, 최외주에 위치하는 상기 코일 와이어(C1)의 최외각 위치를 나타낸다.
또한, 상기 실드(640)에 있어서, 상기 실드(640)의 외주측은, 상기 페라이트(460)의 상기 제2주면(460B)으로부터 멀어지는 위치에 설치되어, 실드 본체(640a)로부터 연장되어 있는 단차부(640D)를 포함한다. 이에 따라, 상기 제2주면(460B)의 일부가 상기 페라이트(460)의 상기 외주부(F1)측에서 노출된다.
따라서, 상기 페라이트(460)의 상기 외주부측에서는, 상기 페라이트(460)의 상기 제1주면(460A)의 일부(길이 R1) 및 상기 제2주면(460B)의 일부(길이 L1)가 노출되는 영역이, 상기 환형 코일(450)의 상기 외주부측에 형성된다. 이에 따라, 상기 코일(450)로부터 발생된 자속(M)이, 상기 제1주면(460A) 및 상기 제2주면(460B)의 상기 노출된 부분들로부터 상기 페라이트(460)로 되돌아가는 것이 쉽게 유도된다. 이에 따라, 상기 코일(450)의 내주부측으로부터 발생된 자속의, 상기 코일(450)의 상기 외주부측에서의 상기 코일(450) 자신 및 상기 실드(640)와의 쇄교로 인한 와전류 손실을 저감시킬 수 있다.
도 8에 예시된 바와 같이, 상기 페라이트(460)의 상기 제1주면(460A)의 일부(길이 R1) 및 상기 제2주면(460B)의 일부(길이 L1)가 노출되는 영역은, 상기 환형 코일(450)의 상기 외주부측에 형성되어 있다. 이에 따라, 이는 상기 코일(450) 및 상기 실드(640)와의 자속 쇄교를 저감시킴으로써, 상기 코일(250)과 상기 코일(450) 간의 공명 강도를 나타내는 Q값의 저하를 억제시킬 수 있게 한다.
또한, 도 8을 참조하여, 상기 단차부(640D)를 설명하기로 한다. 상기 단차부(640D)는, 수직벽(640b) 및 연장부(640c)를 포함하고, 또한 상기 코일(450)의 상기 외주부(T1)는, 상기 수직벽(640b)이 설치되는 위치(S1)에 대해 내측에 위치하고 있다. 상기 수직벽(640b)은, 상기 페라이트(460)의 상기 제2주면(460B)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있다. 상기 연장부(640c)는, 상기 수직벽(640b)으로부터, 상기 실드 본체(640a)와 평행하게 연장되어 있다. 이는 상기 페라이트(460)의 상기 제1주면(460A)이 노출되는 영역을 증가시켜, 상기 자속이 상기 페라이트(460)에 성공적으로 들어가도록 한다. 이에 따라, 이는 상기 자속의 누설 발생을 억제시킬 수 있게 한다.
또한, 상기 수직벽(640b)의 수직벽 길이(H1)는, 상기 수직벽(640b)으로부터, 상기 페라이트(460)의 외주부(F1)까지의 페라이트 노출 길이(L1) 이상일 수도 있다. 이에 따라, 상기 자속(M)이, 상기 페라이트(460)의 상기 외주부(F1)의 외측으로부터, 상기 페라이트(460)의 제2주면(460B)측으로 돌아가는 경우에도, 상기 실드(640)의 상기 연장부(640c)와의 쇄교를 회피할 수 있다.
한편, 상기 수직벽(640b)의 상기 수직벽 길이(H1)는, 상기 수직벽(640b)으로부터, 상기 페라이트(460)의 상기 외주부(F1)까지의 상기 페라이트 노출 길이(L1) 이하일 수도 있다. 이는 상기 실드(640)의 높이를 억제시킴으로써, 상기 하우징(600)의 두께(높이)를 억제시킬 수 있게 한다. 또한, 상기 실드(640)의 상기 연장부(640c)의 하방의 상기 수용부(600B)의 공간 용량을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 페라이트(460)의 상기 제1주면(460A)이 부분적으로 노출되는 간극(S)은, 상기 페라이트(460)의 상기 외주면(460b)과 상기 코일(450)의 상기 내주부(T2) 사이에 설치될 수도 있다. 상기 간극(S)의 길이(R2)는, 상기 페라이트(460)의 외주부(F1)측에서 상기 제1주면(460A)의 노출된 부분의 길이(R1) 이상일 수도 있다. 이는 상기 코일(450)로부터 나오는 자로를 성공적으로 확보할 수 있게 한다.
상기 페라이트(460)는, 상기 제1주면(460A)측을 향해 돌출되어 있는 상기 돌출부(460a)가 설치되는 구성을 채택하고 있지만, 상기 페라이트(460)가 반드시 이러한 구성으로 한정될 필요는 없고, 평판형 페라이트일 수도 있다는 점에 유의한다.
지금까지, 본 실시예를 상술하였지만, 여기에 기재된 실시예는 모든 점에 있어서 단지 일례로서, 제한적인 것이 아니다. 본 발명의 기술적 범위는 특허청구의 범위에 의해 도시되며, 또한 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서 이루어진 모든 변경들을 포함하도록 의도되어 있다.

Claims (10)

  1. 전력이 송전 장치로부터 비접촉 방식으로 전송되는 수전 장치로서,
    판 모양으로 설치되어, 제1주면 및 제2주면을 구비한 페라이트;
    상기 페라이트의 상기 제1주면에 설치되어, 환형 모양을 가지는 코일; 및
    상기 페라이트의 상기 제2주면에 설치된 실드를 포함하고,
    상기 코일의 외주부는, 상기 페라이트의 외주부에 대해 내측에 위치하여, 상기 제1주면의 일부가 상기 페라이트의 외주부측에서 노출되도록 하며; 또한
    상기 실드의 외주측은, 상기 페라이트의 상기 제2주면으로부터 멀어지는 위치에 설치된 단차부를 포함하여, 상기 제2주면의 일부가 상기 페라이트의 상기 외주부측에서 노출되도록 하는 수전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단차부는, 상기 페라이트의 상기 제2주면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있는 수직벽을 포함하고; 또한
    상기 코일의 상기 외주부는, 상기 수직벽이 설치되는 위치에 대해 내측에 위치하는 수전 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단차부는, 상기 페라이트의 상기 제2주면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있는 상기 수직벽을 포함하고; 또한
    상기 수직벽의 길이는, 상기 수직벽으로부터, 상기 페라이트의 상기 외주부까지의 상기 페라이트의 노출 길이 이상인 수전 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 페라이트, 상기 코일, 및 상기 실드를 수용하도록 구성된 하우징 ― 상기 하우징에는, 상기 페라이트에 대향하는 상기 실드의 면에 위치한 기기를 수용하도록 구성된 수용부가 설치되어 있음 ― 을 더 포함하고,
    상기 수직벽의 길이는, 상기 수직벽으로부터, 상기 페라이트의 상기 외주부까지의 상기 페라이트의 노출 길이 이하인 수전 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페라이트에는, 제1주면측을 향해 돌출되어 있는 돌출부가 설치되어 있고;
    상기 코일은, 상기 돌출부의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 있으며;
    상기 페라이트의 상기 제1주면의 일부가 노출되는 간극은, 상기 외주면과 상기 코일의 내주부 사이에 설치되고; 또한
    상기 간극의 길이는, 상기 페라이트의 상기 외주부측에서의, 상기 제1주면의 노출된 부분의 길이 이상인 수전 장치.
  6. 전력을 비접촉 방식으로 수전 장치에 전송하도록 구성된 송전 장치로서,
    판 모양으로 설치되어, 제1주면 및 제2주면을 구비한 페라이트;
    상기 페라이트의 상기 제1주면에 설치되어, 환형 모양을 가지는 코일; 및
    상기 페라이트의 상기 제2주면에 설치된 실드를 포함하고,
    상기 코일의 외주부는, 상기 페라이트의 외주부에 대해 내측에 위치하여, 상기 제1주면의 일부가 상기 페라이트의 외주부측에서 노출되도록 하고; 또한
    상기 실드의 외주측은, 상기 페라이트의 상기 제2주면으로부터 멀어지는 위치에 설치된 단차부를 포함하여, 상기 제2주면의 일부가 상기 페라이트의 상기 외주부측에서 노출되도록 하는 송전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단차부는, 상기 페라이트의 상기 제2주면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있는 수직벽을 포함하고; 또한
    상기 코일의 상기 외주부는, 상기 수직벽이 설치되는 위치에 대해 내측에 위치하는 송전 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 단차부는, 상기 페라이트의 상기 제2주면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있는 상기 수직벽을 포함하고; 또한
    상기 수직벽의 길이는, 상기 수직벽으로부터, 상기 페라이트의 상기 외주부까지의 상기 페라이트의 노출 길이 이상인 송전 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 페라이트, 상기 코일, 및 상기 실드를 수용하도록 구성된 하우징 ― 상기 하우징에는, 상기 페라이트에 대향하는 상기 실드의 면에 위치한 기기를 수용하도록 구성된 수용부가 설치되어 있음 ― 을 더 포함하고,
    상기 수직벽의 길이는, 상기 수직벽으로부터, 상기 페라이트의 상기 외주부까지의 상기 페라이트의 노출 길이 이하인 송전 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페라이트에는, 제1주면측을 향해 돌출되어 있는 돌출부가 설치되어 있고;
    상기 코일은, 상기 돌출부의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 있으며;
    상기 페라이트의 상기 제1주면의 일부가 노출되는 간극은, 상기 외주면과 상기 코일의 내주부 사이에 설치되고; 또한
    상기 간극의 길이는, 상기 페라이트의 상기 외주부측에서의, 상기 제1주면의 노출된 부분의 길이 이상인 송전 장치.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6130711B2 (ja) * 2013-04-17 2017-05-17 キヤノン株式会社 通信装置、制御方法、及びプログラム
JP6380058B2 (ja) * 2014-11-28 2018-08-29 トヨタ自動車株式会社 コイルユニット
DE102016217795A1 (de) * 2016-09-16 2018-03-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Spuleneinheit zum induktiven Laden eines Fahrzeuges und System
DE102016219476A1 (de) * 2016-10-07 2018-04-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Induktive Ladeeinheit für ein Fahrzeug
JP6477671B2 (ja) * 2016-11-17 2019-03-06 トヨタ自動車株式会社 コイルユニット
JP2020061517A (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 トヨタ自動車株式会社 コイルユニット
JP7180267B2 (ja) * 2018-10-12 2022-11-30 トヨタ自動車株式会社 コイルユニット
US11498437B2 (en) 2018-11-05 2022-11-15 Mahle International Gmbh Inductive charging system with modular underground protection
JP7318446B2 (ja) * 2019-09-20 2023-08-01 Tdk株式会社 コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム
DE102022203491A1 (de) 2022-04-07 2023-10-12 Mahle International Gmbh Induktionsladeeinrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013063014A (ja) * 2011-09-09 2013-04-04 Panasonic Corp 非接触充電モジュール及びこれを用いた非接触充電器と携帯端末
JP2013175621A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Hitachi Metals Ltd 磁性シート、伝送コイル部品及び非接触充電装置
US20130249479A1 (en) * 2011-01-18 2013-09-26 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for wireless power transfer
JP2013229988A (ja) * 2012-04-25 2013-11-07 Equos Research Co Ltd アンテナ

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8193767B2 (en) * 2006-03-24 2012-06-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Power receiving device, and electronic apparatus and non-contact charger using the same
JP4209437B2 (ja) 2006-11-10 2009-01-14 三菱重工業株式会社 移動体の非接触給電装置及びその保護装置
JP2008294385A (ja) * 2007-04-24 2008-12-04 Panasonic Electric Works Co Ltd 非接触電力伝送機器及びその受電用コイルブロックの製造方法
JP5118394B2 (ja) * 2007-06-20 2013-01-16 パナソニック株式会社 非接触電力伝送機器
WO2010129369A2 (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Mojo Mobility, Inc. System and methods for inductive charging, and improvements and uses thereof
DE102009033236A1 (de) * 2009-07-14 2011-01-20 Conductix-Wampfler Ag Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie
JP5290228B2 (ja) * 2010-03-30 2013-09-18 株式会社日本自動車部品総合研究所 電圧検出器、異常検出装置、非接触送電装置、非接触受電装置、非接触給電システムおよび車両
EP2620960B1 (en) * 2010-09-21 2019-11-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Contactless power feeding apparatus
JP5592242B2 (ja) 2010-12-03 2014-09-17 富士通テン株式会社 受電装置、送電装置、及び無線電力伝送システム
JP5772535B2 (ja) 2011-11-18 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 電力伝送システム及び車両
JP5668676B2 (ja) 2011-12-15 2015-02-12 トヨタ自動車株式会社 受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システム
JP5825108B2 (ja) 2012-01-16 2015-12-02 トヨタ自動車株式会社 受電装置および送電装置
JP5718830B2 (ja) 2012-01-16 2015-05-13 トヨタ自動車株式会社 車両
JP5810944B2 (ja) 2012-01-31 2015-11-11 トヨタ自動車株式会社 車両および電力伝送システム
CN104081482B (zh) * 2012-02-06 2017-04-12 株式会社 Ihi 非接触式供电系统
RU2502170C1 (ru) * 2012-05-03 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Устройство для бесконтактной передачи электроэнергии на подводный объект (варианты)
JP2014091358A (ja) * 2012-11-01 2014-05-19 Nissan Motor Co Ltd 非接触給電装置
JP6003565B2 (ja) * 2012-11-19 2016-10-05 株式会社デンソー 非接触給電装置
DE102013226226A1 (de) * 2012-12-21 2014-06-26 Robert Bosch Gmbh Induktivladespulenvorrichtung
JP5688549B2 (ja) * 2013-04-10 2015-03-25 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブアメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ コイルモジュール及び電子機器
CN103872800A (zh) * 2014-04-08 2014-06-18 武汉大学 一种应用于磁共振无线电能传输装置的发射端
US10414279B2 (en) * 2014-12-19 2019-09-17 Ford Global Technologies, Llc Inductive wireless power transfer systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130249479A1 (en) * 2011-01-18 2013-09-26 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for wireless power transfer
JP2013063014A (ja) * 2011-09-09 2013-04-04 Panasonic Corp 非接触充電モジュール及びこれを用いた非接触充電器と携帯端末
JP2013175621A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Hitachi Metals Ltd 磁性シート、伝送コイル部品及び非接触充電装置
JP2013229988A (ja) * 2012-04-25 2013-11-07 Equos Research Co Ltd アンテナ

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WO2016083884A1 (en) 2016-06-02
CN107004496A (zh) 2017-08-01
KR101934018B1 (ko) 2018-12-31

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