JP2015080324A - Non-contact power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給電側ユニットから受電側ユニットへ電力を供給する非接触給電装置に関する。 The present invention relates to a non-contact power feeding device that supplies power from a power feeding side unit to a power receiving side unit.
従来、鉄心がスライド自在に設けられることで巻線部同士の位置ずれを補正する非接触給電装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された非接触給電装置では、図4に示すように、一次側鉄心101及び二次側鉄心102が対向方向に突出した突出部103、104を備えるとともに、一次側鉄心101が図4中左右方向にスライド自在に設けられている。各鉄心101、102をそれぞれ備えた給電側ユニット105と受電側ユニット106とに左右方向における位置ずれが生じると、突出部103、104同士が正対する(即ち、左右方向において略同一位置となる)ように一次側鉄心101がスライドすることで、漏れ磁束を低減して給電効率の低下を防止している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a non-contact power feeding device that corrects misalignment between winding portions by providing an iron core in a slidable manner has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In the non-contact power feeding device described in Patent Document 1, as shown in FIG. 4, the primary
しかしながら、特許文献1に記載の非接触給電装置では、磁束が一次側鉄心101から突出部103を通過して二次側鉄心102の突出部104に向かうため、給電側ユニット105と受電側ユニット106とが一次側鉄心101の可動範囲よりも大きく位置ずれした場合、突出部103、104を設けない構成よりも磁束が遠回りして二次側鉄心102に向かうことになり、給電効率が低下してしまう可能性があった。
However, in the non-contact power feeding device described in Patent Document 1, since the magnetic flux passes from the primary
さらに、大きな位置ずれが生じた場合に突出部103、104同士を正対させるためには、一次側ユニット105の左右方向寸法を大きくする必要があり、装置全体が大型化してしまうという不都合が考えられる。
Furthermore, in order to make the
本発明の目的は、位置ずれによる給電効率の低下を防止するとともに装置全体を小型化することができる非接触給電装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a non-contact power feeding device that can prevent a reduction in power feeding efficiency due to a positional shift and can downsize the entire device.
本発明の非接触給電装置は、給電側ユニットから受電側ユニットへ電力を供給する非接触給電装置であって、前記給電側ユニットは、一次側巻線部を備えた一次側コイルユニットを有して構成され、前記受電側ユニットは、二次側巻線部を備えた二次側コイルユニットを有して構成され、前記給電側ユニットと前記受電側ユニットとのうち少なくとも一方は、前記一次側巻線部と前記二次側巻線部との対向方向と交差する方向において該一次側巻線部又は該二次側巻線部をスライド可能に支持する支持手段と、該一次側巻線部又は該二次側巻線部を該支持手段上で移動させる移動手段と、を有して構成され、前記移動手段が前記一次側巻線部と前記二次側巻線部とを前記交差する方向における位置ずれに応じて相対移動させることを特徴とする。 A non-contact power feeding device of the present invention is a non-contact power feeding device that supplies power from a power feeding side unit to a power receiving side unit, and the power feeding side unit includes a primary side coil unit including a primary side winding portion. The power receiving side unit is configured to include a secondary coil unit including a secondary winding portion, and at least one of the power feeding side unit and the power receiving side unit is the primary side. A support means for slidably supporting the primary side winding part or the secondary side winding part in a direction crossing the opposing direction of the winding part and the secondary side winding part, and the primary side winding part Or a moving means for moving the secondary winding portion on the support means, and the moving means intersects the primary winding portion and the secondary winding portion. It is characterized by relative movement according to the positional deviation in the direction. .
以上のような本発明によれば、一次側巻線部と二次側巻線部とを互いの位置ずれに応じて相対移動させることで、巻線部同士を正対させるか、正対位置に近づけることができ、給電効率の低下を防止することができるとともに、鉄心を設けたり鉄心に突出部を形成したりする必要がなく、装置の構成を簡単化することができる。さらに、一次側巻線部と二次側巻線部が可動範囲よりも大きく位置ずれした場合であっても、巻線部同士を相対移動させることによる効果を得ることができ、巻線部が適宜な可動範囲を有するように給電側ユニット及び受電側ユニットを形成することで、装置全体を小型化することができる。尚、支持手段及び移動手段は、対向方向と交差する方向のうち少なくとも一方向において巻線部をスライドさせるものであればよい。 According to the present invention as described above, the primary winding portion and the secondary winding portion are moved relative to each other in accordance with the displacement of each other, so that the winding portions face each other, or Accordingly, it is possible to prevent a reduction in power supply efficiency, and it is not necessary to provide an iron core or to form a protrusion on the iron core, thereby simplifying the configuration of the apparatus. Furthermore, even when the primary side winding part and the secondary side winding part are misaligned more than the movable range, it is possible to obtain the effect by moving the winding parts relative to each other, By forming the power supply side unit and the power reception side unit so as to have an appropriate movable range, the entire apparatus can be reduced in size. The supporting means and the moving means may be any means that slides the winding portion in at least one direction among the directions intersecting the facing direction.
この際、本発明の非接触給電装置では、前記給電側ユニット及び前記受電側ユニットは、前記支持手段と前記移動手段とをそれぞれ備えることが好ましい。このような構成によれば、給電側ユニット及び受電側ユニットが支持手段と移動手段とを備える、即ち、一次側巻線部と二次側巻線部とがスライド可能に設けられていることで、位置ずれが一次側の可動範囲と二次側の可動範囲との和以下であれば巻線部同士を正対させることができ、いずれか一方の巻線部が移動可能に設けられる構成と比較して、給電側ユニットと受電側ユニットとのうち一方がスライド方向(交差する方向)に大型化することを防止することができる。 At this time, in the non-contact power feeding device of the present invention, it is preferable that the power feeding side unit and the power receiving side unit include the support means and the moving means, respectively. According to such a configuration, the power supply side unit and the power reception side unit include the support means and the movement means, that is, the primary side winding part and the secondary side winding part are provided slidably. If the positional deviation is equal to or less than the sum of the movable range on the primary side and the movable range on the secondary side, the winding portions can be opposed to each other, and either one of the winding portions can be moved. In comparison, it is possible to prevent one of the power supply side unit and the power reception side unit from increasing in size in the slide direction (crossing direction).
さらに、本発明の非接触給電装置では、前記一次側コイルユニット及び前記二次側コイルユニットは、それぞれ鉄心を備えるとともに、前記交差する方向を軸方向として前記一次側巻線部及び前記二次側巻線部がそれぞれ該鉄心の周囲に形成され、前記支持手段は、前記一次側巻線部又は前記二次側巻線部を前記鉄心に沿ってスライド可能に支持することが好ましい。 Furthermore, in the non-contact electric power feeder of this invention, while the said primary side coil unit and the said secondary side coil unit are each equipped with an iron core, the said primary side coil | winding part and the said secondary side are set by making the said crossing direction into an axial direction. Preferably, winding portions are formed around the iron core, and the support means supports the primary winding portion or the secondary winding portion so as to be slidable along the iron core.
このような構成によれば、支持手段が巻線部を鉄心に沿ってスライド可能に支持することで、構成が複雑化することを防ぎつつコイルユニットのインダクタンスを大きくすることができる。さらに、対向方向と交差する方向に軸方向が一致している、即ち、巻線部が軸方向にスライドするように設けられていることで、巻線部を鉄心に沿って容易にスライドさせることができる。 According to such a configuration, the support means supports the winding portion so as to be slidable along the iron core, whereby the inductance of the coil unit can be increased while preventing the configuration from becoming complicated. Further, the axial direction coincides with the direction intersecting the facing direction, that is, the winding part is provided so as to slide in the axial direction, so that the winding part can be easily slid along the iron core. Can do.
また、本発明の非接触給電装置では、前記一次側巻線部及び前記二次側巻線部は、前記対向方向を軸方向として形成されていることが好ましい。このような構成によれば、軸方向と対向方向とが一致し、これらの方向と交差する方向における巻線部同士の位置ずれによって給電効率が低下しやすい構成において、この交差する方向のうち少なくとも一方向において巻線部がスライド可能に設けられていることで、給電効率の低下を効果的に防止することができる。 Moreover, in the non-contact electric power feeder of this invention, it is preferable that the said primary side winding part and the said secondary side winding part are formed by making the said opposing direction into an axial direction. According to such a configuration, in the configuration in which the axial direction and the facing direction coincide with each other and the power feeding efficiency is likely to decrease due to the positional deviation between the winding portions in the direction intersecting these directions, at least of the intersecting directions. Since the winding part is slidably provided in one direction, it is possible to effectively prevent a reduction in power supply efficiency.
以上のような本発明の非接触給電装置によれば、一次側巻線部と二次側巻線部とを互いの位置ずれに応じて相対移動させることで、給電効率の低下を防止するとともに装置全体を小型化することができる。 According to the non-contact power feeding device of the present invention as described above, the primary side winding portion and the secondary side winding portion are moved relative to each other in accordance with the positional deviation, thereby preventing a reduction in power feeding efficiency. The entire apparatus can be reduced in size.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の非接触給電装置1は、図1に示すように、一次側巻線部21を備えた給電側ユニット2と、二次側巻線部31を備えた受電側ユニット3と、給電側ユニット2と受電側ユニット3との相対位置を検出する図示しない検出手段と、を有して構成されている。受電側ユニット3は、図示しない車両に設けられてバッテリに接続され、給電側ユニット2は、駐車スペースの適宜な位置に設置されて図示しない電源に接続されており、これらの給電側ユニット2及び受電側ユニット3を介して電源からバッテリに給電可能に構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the non-contact power feeding device 1 of the present embodiment includes a power
尚、非接触給電装置1は、電磁誘導方式であってもよいし、適宜な回路素子を備えた磁界共鳴方式であってもよい。また、本実施形態におけるX方向、Y方向、及び、Z方向は、図1に示す通りとする。図1において、給電側ユニット2と受電側ユニット3とがZ方向に対向するとともにXY平面において略同一位置に設けられることで、一次側巻線部21と二次側巻線部31とが位置ずれなく正対している。さらに、給電側ユニット2及び受電側ユニット3は、X方向が車両の幅方向に向くように設けられている。
The non-contact power feeding device 1 may be an electromagnetic induction method or a magnetic field resonance method provided with appropriate circuit elements. Further, the X direction, Y direction, and Z direction in the present embodiment are as shown in FIG. In FIG. 1, the power
給電側ユニット2は、一次側巻線部21と、一次側巻線部21をスライド可能に支持する支持手段22と、一次側巻線部21を支持手段22上で移動させる移動手段としてのモータ23と、一次側巻線部21、支持手段22、及び、モータ23を収容するシールドケース24と、検出手段の検出結果に基づいてモータ23を制御する図示しない制御手段と、を有して構成されている。
The power
一次側巻線部21は、X方向を軸方向として電線211がボビン212に螺旋状に巻きつけられることで形成されている。ボビン212は、後述する板状の鉄心221をY方向及びZ方向から囲むように形成されることで、鉄心221に沿ってスライド可能に支持される。また、ボビン212には、モータ23の後述するギア231と噛み合うラック部212aが形成されている。
The primary
支持手段22は、Z方向を板厚方向とする板状の鉄心221と、鉄心221をシールドケース24に固定する固定部222と、を有して構成されている。この鉄心221と一次側巻線部21とが一次側コイルユニットとして機能する。
The support means 22 includes a plate-
モータ23は、先端に設けられたギア231を回転させることでボビン212をX方向に移動させるように設けられている。
The
受電側ユニット3は、二次側巻線部31と、二次側巻線部31をスライド可能に支持する支持手段32と、二次側巻線部31を支持手段32上で移動させる移動手段としてのモータ33と、二次側巻線部31、支持手段32、及び、モータ33を収容するシールドケース34と、検出手段の検出結果に基づいてモータ33を制御する図示しない制御手段と、を有して構成されている。
The power
二次側巻線部31は、一次側巻線部21と略同様に、X方向を軸方向として巻きつけられた電線311と、ラック部312aが形成されたボビン312と、を備えている。また、支持手段32は、支持手段22と略同様に、板状の鉄心321と、固定部322とを備え、二次側巻線部31と鉄心321とが二次側コイルユニットとして機能する。さらに、モータ33は、モータ23と略同様に先端にギア331を備えている。
The secondary
次に、車両を駐車スペースに駐車して給電側ユニット2と受電側ユニット3とにX方向にずれが生じた際の非接触給電装置1の動作について、図2も参照して説明する。まず、図2に二点鎖線で示すように、一次側巻線部21が給電側ユニット2内のX方向略中央部に位置するとともに、二次側巻線部31が受電側ユニット3内のX方向略中央部に位置するように、モータ23、33をそれぞれ回転させる。これにより、給電側ユニット2と受電側ユニット3との位置ずれと巻線部同士21、31同士の位置ずれが略等しくなる。次に、検出手段が図2に示す給電側ユニット2と受電側ユニット3との位置ずれ量ΔXを検出し、給電側ユニット2と受電側ユニット3とに設けられた制御手段が、ボビン212、312が互いに近づくようにモータ23、33を回転させ、一次側巻線部21と二次側巻線部31とをX方向の逆向きにΔX/2だけ移動させる。
Next, the operation of the non-contact power feeding device 1 when the vehicle is parked in the parking space and the power
図2に実線で示すように一次側巻線部21と二次側巻線部31とが正対する(即ち、X方向において略同一位置となる)と、一次側巻線部21で発生した磁束が二次側巻線部31に鎖交しやすくなることで、給電時に磁束が他の構造体に侵入することによって発生する損失が低減される。
As shown by a solid line in FIG. 2, when the primary
また、ΔX/2が一次側巻線部21及び二次側巻線部31の可動範囲よりも大きい場合は、一次側巻線部21及び二次側巻線部31を可動範囲内で最大限移動させて互いに近づける。
In addition, when ΔX / 2 is larger than the movable range of the primary
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、一次側巻線部21と二次側巻線部31との位置ずれに応じて一次側巻線部21と二次側巻線部31とを相対移動させることで、給電効率の低下を防止することができるとともに、鉄心221、321に突出部を形成する必要がなく、構成を簡単化することができる。さらに、給電側ユニット2と受電側ユニット3とが一次側巻線部21及び二次側巻線部31の可動範囲の和よりも大きく位置ずれした場合であっても、巻線部21、31同士を相対移動させることによる効果を得ることができ、巻線部21、31が適宜な可動範囲を有するように給電側ユニット2及び受電側ユニット3を形成することで、装置全体を小型化することができる。また、給電側ユニット2と受電側ユニット3とのX方向のずれに対応して巻線部21、31同士を相対移動させることで、車両の駐車位置に対する前後方向(Y方向)のずれをタイヤ止め等によって防ぐ一方で幅方向(X方向)にずれが生じてしまった場合であっても、給電効率の低下を最小限に抑えることができる。
According to this embodiment, there are the following effects. That is, the primary
さらに、一次側巻線部21及び二次側巻線部31がスライド可能に設けられていることで、位置ずれが各巻線部21、31の可動範囲の和以下であれば巻線部21、31同士を正対させることができ、いずれか一方がスライド可能に設けられる構成と比較して、一方のユニットが大型化してしまうことを防ぐことができる。
Furthermore, if the primary
また、支持手段22、32がそれぞれ一次側巻線部21と二次側巻線部31とを鉄心221、321に沿ってスライド可能に支持していることで、構成が複雑化することを防ぎつつ一次側コイルユニット及び二次側コイルユニットのインダクタンスを大きくすることができる。
Further, the support means 22 and 32 respectively support the primary winding
また、一次側巻線部21及び二次側巻線部31が軸方向であるX方向にスライド可能に設けられていることで、巻線部21、31を鉄心221、321に沿って容易にスライドさせることができる。
Further, since the primary
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、一次側巻線部21及び二次側巻線部31がそれぞれX方向にスライド可能に設けられるものとしたが、一次側巻線部21と二次側巻線部31とのうち一方がスライド可能に設けられていてもよい。また、巻線部がXY平面上の少なくとも一方向にスライド可能に設けられていればよく、例えば、巻線部内側のY方向寸法が鉄心のY方向寸法よりも大きく形成されることで巻線部がY方向に移動可能に設けられる構成であってもよいし、一次側巻線部と二次側巻線部とが異なる方向にスライド可能に設けられていてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Including other structures etc. which can achieve the objective of this invention, the deformation | transformation etc. which are shown below are also contained in this invention. For example, in the above-described embodiment, the primary
また、前記実施形態では、支持手段22、32が鉄心221、321を備えるものとしたが、鉄心221、321は省略されていてもよく、例えば、鉄心221、321と略同一形状の板状部材上をボビン212、312がスライドする構成であってもよいし、シールドケースの内側にレール部が形成されることでボビンの一部がレール部によってスライド可能に支持される構成であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the support means 22 and 32 shall be equipped with the
また、前記実施形態では、一次側巻線部21及び二次側巻線部31がX方向に軸方向を向けて形成されるものとしたが、図3に示すように、Z方向を軸方向として電線211B、311Bが巻き回されることで一次側巻線部21B及び二次側巻線部31Bが形成されていてもよい。このように巻線部の対向方向と軸方向とが一致する構成においては、これらの方向に交差するXY平面に沿った方向の位置ずれによって給電効率が低下しやすいことから、巻線部同士を相対移動させることで給電効率の低下を効果的に防止することができる。また、このような構成においては、巻線部21、31はX方向だけでなくY方向にも相対移動可能に設けられることが好ましい。尚、巻線部21B、31Bを支持する板状部材221B、321Bは、鉄心であってもよいし、透磁率の低い部材で形成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the primary side coil | winding
また、前記実施形態では、移動手段としてモータ23、33を例示したが、移動手段は、巻線部21、31をXY平面内で移動させるものであればよく、例えば、巻線部21、31のスライド方向に軸が出没可能に設けられた直動モータであってもよい。
In the above embodiment, the
また、前記実施形態では、一次側巻線部21及び二次側巻線部31がボビン212、312を備えるものとしたが、ボビンは省略されていてもよく、螺旋状に巻き回された電線が支持手段に直接支持されるとともに移動手段によって移動させられる構成であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the primary side coil | winding
また、前記実施形態では、給電側ユニット2及び受電側ユニット3がX方向を車両幅方向に向けて設けられるものとしたが、給電側ユニット2及び受電側ユニット3は、巻線部の軸方向(Y方向)が車両幅方向に向くように設けられていてもよい。
In the embodiment, the power
また、前記実施形態では、非接触給電装置1は車両に設けられたバッテリに給電するためものとしたが、電源から任意の電気機器に非接触で給電する装置であればよい。 Moreover, in the said embodiment, although the non-contact electric power feeder 1 shall be for supplying electric power to the battery provided in the vehicle, what is necessary is just an apparatus which carries out non-contact electric supply from a power supply to arbitrary electric equipment.
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。 In addition, the best configuration, method and the like for carrying out the present invention have been disclosed in the above description, but the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but may be configured for the above-described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of materials, quantity, and other detailed configurations. Therefore, the description limiting the shape, material, etc. disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such is included in this invention.
1 非接触給電装置
2 給電側ユニット
3 受電側ユニット
21 一次側巻線部
22 支持手段
23 モータ(移動手段)
31 二次側巻線部
32 支持手段
33 モータ(移動手段)
221 鉄心
321 鉄心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-contact
31 Secondary winding
221
Claims (4)
前記給電側ユニットは、一次側巻線部を備えた一次側コイルユニットを有して構成され、
前記受電側ユニットは、二次側巻線部を備えた二次側コイルユニットを有して構成され、
前記給電側ユニットと前記受電側ユニットとのうち少なくとも一方は、前記一次側巻線部と前記二次側巻線部との対向方向と交差する方向において該一次側巻線部又は該二次側巻線部をスライド可能に支持する支持手段と、該一次側巻線部又は該二次側巻線部を該支持手段上で移動させる移動手段と、を有して構成され、
前記移動手段が前記一次側巻線部と前記二次側巻線部とを前記交差する方向における位置ずれに応じて相対移動させることを特徴とする非接触給電装置。 A non-contact power supply device that supplies power from a power supply side unit to a power reception side unit,
The power supply side unit is configured to include a primary side coil unit including a primary side winding portion,
The power receiving unit is configured to include a secondary coil unit including a secondary winding portion,
At least one of the power supply side unit and the power receiving side unit is the primary side winding part or the secondary side in a direction intersecting with the opposing direction of the primary side winding part and the secondary side winding part. A support means for slidably supporting the winding part, and a moving means for moving the primary side winding part or the secondary side winding part on the support means,
The non-contact power feeding apparatus according to claim 1, wherein the moving means relatively moves the primary side winding part and the secondary side winding part in accordance with a positional shift in the intersecting direction.
前記支持手段は、前記一次側巻線部又は前記二次側巻線部を前記鉄心に沿ってスライド可能に支持することを特徴とする請求項1又は2に記載の非接触給電装置。 The primary side coil unit and the secondary side coil unit each include an iron core, and the primary side winding portion and the secondary side winding portion are formed around the iron core with the intersecting direction as an axial direction. And
The non-contact power feeding apparatus according to claim 1, wherein the support unit supports the primary side winding part or the secondary side winding part so as to be slidable along the iron core.
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