(57)【要約】【課題】部品点数が増大することを抑制しつつ、受電装置の破損を抑制する。【解決手段】受電装置１００は、車体の底面に設けられ、コイル本体１２０ａを巻回してなる受電コイル１２０と、受電コイル１２０を収容するケース筐体１０４と、を備え、受電コイル１２０は、受電コイル１２０の径方向においてコイル本体１２０ａの鉛直方向の高さが同じである平坦部１２０ｂと、受電コイル１２０の径方向においてコイル本体１２０ａの鉛直方向の高さが異なる非平坦部１２０ｃとを有し、ケース筐体１０４は、受電コイル１２０の軸方向に沿って移動可能な底部１０２を有する。【選択図】図３
2020058180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の底面に設けられ、コイル本体を巻回してなる受電コイルと、前記受電コイルを収容する内部空間を有するケース筐体と、を備え、
前記受電コイルは、前記受電コイルの径方向において前記コイル本体の鉛直方向の高さが同じである平坦部と、前記受電コイルの径方向において前記コイル本体の鉛直方向の高さが異なる非平坦部とを有し、
前記ケース筐体は、鉛直方向に沿って上下に移動可能な底部を有する受電装置。
【請求項２】
前記非平坦部は、
前記平坦部よりも前記受電コイルの径方向内側に位置し、
前記受電コイルの径方向内側へ向かうほど前記コイル本体が鉛直方向上側に位置するように巻回されている請求項１に記載の受電装置。
【請求項３】
前記非平坦部は、
前記平坦部よりも前記受電コイルの径方向外側に位置し、
前記受電コイルの径方向内側へ向かうほど前記コイル本体が鉛直方向下側に位置するように巻回されている請求項１に記載の受電装置。
【請求項４】
前記ケース筐体は、
前記底部を鉛直下方から支持して、前記底部の鉛直下方側への移動を規制するストッパを有する請求項１から３のいずれか一項に記載の受電装置。
【請求項５】
前記ケース筐体は、アルミニウムからなり、前記底部は樹脂からなる請求項１から４のいずれか一項に記載の受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される受電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されているように、車両の外部に設けられた送電コイルから非接触で受電可能な車両の開発が進められている。特許文献１に開示された車両においては、受電コイルを内蔵するケースの取付ブラケットを弾性部材とすることで、障害物に衝突した際に上方向（車体側）へ変形させて受電コイルを保護することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−９３００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、部品点数が増大するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、部品点数が増大することを抑制しつつ、受電装置の破損を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の受電装置は、車体の底面に設けられ、コイル本体を巻回してなる受電コイルと、受電コイルを収容する内部空間を有するケース筐体と、を備え、受電コイルは、受電コイルの径方向においてコイル本体の鉛直方向の高さが同じである平坦部と、受電コイルの径方向においてコイル本体の鉛直方向の高さが異なる非平坦部とを有し、ケース筐体は、鉛直方向に沿って上下に移動可能な底部を有する。
【０００７】
また、非平坦部は、平坦部よりも受電コイルの径方向内側に位置し、受電コイルの径方向内側へ向かうほどコイル本体が鉛直方向上側に位置するように巻回されてもよい。
【０００８】
また、非平坦部は、平坦部よりも受電コイルの径方向外側に位置し、受電コイルの径方向内側へ向かうほどコイル本体が鉛直方向下側に位置するように巻回されてもよい。
【０００９】
また、ケース筐体は、底部を鉛直下方から支持して、底部の鉛直下方側への移動を規制するストッパを有してもよい。
【００１０】
また、ケース筐体は、アルミニウムからなり、底部体は樹脂からなってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、部品点数が増大することを抑制しつつ、受電装置の破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両の構成を説明するための図である。
【図２】受電装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】受電装置の概略断面図である。
【図４】変形例における受電装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、車両１０の構成を説明するための図である。なお、以下では、車両１０の前進方向を前方向、車両１０の後退方向を後方向、鉛直上方向を上方向、鉛直下方向を下方向として説明する。また、図１は、車両１０の前輪付近の側面を示し、前輪およびフレームの一部を透視して示す。
【００１５】
ここでは、車両（自動車）１０は、バッテリ３２を搭載し、電動機を動力源とする電気自動車（ＥＶ）である。しかし、電磁気自動車に拘わらず、バッテリ３２を搭載した車両であれば、ハイブリッド車（ＨＶ）等、様々な車両に本実施形態を適用できる。
【００１６】
図１に示すように、車両１０は、バッテリ３２、バッテリ３２に接続される整流器３１、および、整流器３１に接続される受電装置１００を備える。
【００１７】
整流器３１、バッテリ３２および受電装置１００は、車両１０の前方向側に配される。バッテリ３２（駆動用高圧バッテリ）は、複数のセルからなるリチウムイオン電池等の二次電池で構成される。受電装置１００は、車外に設けられた送電装置５の送電コイル５２から非接触で電力を受電する。
【００１８】
送電装置５は、本体部５０、インバータ６１、力率改善回路（以下、ＰＦＣという）６２および電源６３を備える。本体部５０は、インバータ６１に接続されている。インバータ６１は、ＰＦＣ６２に接続されている。ＰＦＣ６２は、電源６３に接続されている。
【００１９】
電源６３は、例えば、商用の交流電源である。ＰＦＣ６２は、インバータ６１によって力率が低下してしまうことを防止することで、結果として、高調波電流の発生を抑える。インバータ６１は、ＰＦＣ６２から供給される交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をスイッチング素子のスイッチングによって所定の周波数（例えば、商用の周波数よりも高い周波数）の交流電力に変換して本体部５０に供給する。
【００２０】
本体部５０は、ケース５１および送電コイル５２を含んで構成される。ケース５１は、扁平した直方体状に形成されている。具体的には、ケース５１は、鉛直方向の寸法が短く、水平方向の寸法が長い。ケース５１は、地面に設置されており、地中に埋設されてもよいし、地上に置かれてもよい。ケース５１内には、空間が形成されており、送電コイル５２が収容されている。送電コイル５２は、インバータ６１に接続されており、インバータ６１から交流電力が供給されると、周囲に磁界を発生させる。
【００２１】
車両１０は、例えば、駐車場等に設置されている送電装置５上に停車され、その送電装置５から発せられる電力を受電装置１００で受電し、バッテリ３２に蓄電する。なお、車両１０は、道路の一部である充電レーン上を走行しながら、充電レーンに配置されている送電装置５より発せられる電力を受電装置１００で受電するようにしてもよい。
【００２２】
ところで、車両１０の走行中において路面上の障害物や、飛び跳ねた石等によって、受電装置１００に外力（衝撃）が働き、受電装置１００が損傷してしまうおそれがある。本実施形態では、部品点数が増大することを抑制しつつ、受電装置の破損を抑制することができる受電装置１００を提供することを目的とする。
【００２３】
図２は、受電装置１００の構成を示す分解斜視図である。図２に示すように、受電装置１００は、底部１０２、受電コイル１２０、磁性タイル１１２ａ、１１２ｂおよびケース筐体１０４を含んで構成される。
【００２４】
底部１０２は、樹脂からなり、略四角形の平板状に形成されている。底部１０２の上面には、底部１０２の厚さ方向（上下方向）に窪む溝部１０２ａが形成されている。溝部１０２ａは、底部１０２の上面に渦巻状に延在する。溝部１０２ａには、受電コイル１２０の少なくとも一部が収容される。受電コイル１２０は、例えば、直径５ｍｍ程度のリッツワイヤであるコイル本体１２０ａが渦巻状および螺旋状に巻回されてなる。なお、受電コイル１２０は、リッツワイヤを巻いたものに限らない。
【００２５】
底部１０２の上面には、受電コイル１２０を挟んで、強磁性を示す平板状の磁性タイル１１２ａ、１１２ｂが配置される。磁性タイル１１２ａ、１１２ｂは、例えば、フェライトによって構成される。ただし、磁性タイル１１２ａ、１１２ｂを構成する材料は、フェライトに限らない。ここでは、８つの磁性タイル１１２ａが、１つの磁性タイル１１２ｂの外側全周に亘って配置される。ただし、磁性タイル１１２ａ、１１２ｂの個数は、特に限定されるものではない。
【００２６】
磁性タイル１１２ａ、１１２ｂは、受電コイル１２０が受電することによって生じる磁界を、磁性タイル１１２ａ、１１２ｂの上方に伝えないように遮蔽する。
【００２７】
そして、これら底部１０２、受電コイル１２０、磁性タイル１１２ａ、１１２ｂは、ケース筐体１０４内の内部空間１０４ａ（後述する図３参照）に収容される。ケース筐体１０４は、例えば、アルミニウムによって構成される。ただし、ケース筐体１０４を構成する材料は、アルミニウムに限らない。また、ケース筐体１０４は、受電コイル１２０が受電することによって生じる電磁波を、ケース筐体１０４の上方に伝えないように遮蔽することが可能となる。
【００２８】
また、本実施形態の受電装置１００は、ケース筐体１０４がアルミニウムからなることで、受電コイル１２０が受電することによって生じる電磁波が車両１０に漏洩することを防止することができる。すなわち、本実施形態の受電装置１００は、車両１０に渦電流が発生して車両１０が発熱することを防止することができる。
【００２９】
図３は、受電装置１００の概略断面図である。図３（ａ）は、底部１０２に外力が加わっていない状態を示し、図３（ｂ）は、底部１０２に鉛直上方への外力が加わった状態を示している。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、受電コイル１２０は、受電コイル１２０の径方向においてコイル本体１２０ａの鉛直方向の高さが同じである平坦部１２０ｂと、平坦部１２０ｂに接続されており、受電コイル１２０の径方向においてコイル本体１２０ａの鉛直方向の高さが異なる非平坦部１２０ｃとを有する。
【００３１】
非平坦部１２０ｃは、平坦部１２０ｂよりも受電コイル１２０の径方向内側に位置する。つまり、受電コイル１２０は、平坦部１２０ｂにおいて平面上で受電コイル１２０の径方向内側に向かって渦巻状に巻回される、非平坦部１２０ｃにおいて、鉛直上方に上がりながら受電コイル１２０の径方向内側に向かって傾斜する螺旋状に巻回される。このとき、磁性タイル１１２ｂと受電コイル１２０が水平方向の投影面積がほぼ同じとなる。
【００３２】
上記のように、平坦部１２０ｂが非平坦部１２０ｃよりも内側に位置するため、底部１０２が水平を保ったまま、鉛直方向に上下動しやすくなる。
【００３３】
また、コイル本体１２０ａにおける平坦部１２０ｂは、常時、底部１０２に接触することとなる。そのため、平坦部１２０ｂにおいて発熱が生じた場合、生じた熱は底部１０２を介して放熱される。従って、底部１０２は、効率よく放熱可能な素材からなることが好ましい。
【００３４】
また、コイル本体１２０ａは、非平坦部１２０ｃにおいて、受電コイル１２０の螺旋状の径方向内側へ向かうほどコイル本体１２０ａが鉛直方向上側に位置するように巻回されている。
【００３５】
また、磁性タイル１１２ｂは、ケース筐体１０４の内壁上面に固定される。一方、磁性タイル１１２ａは底部１０２の上面に固定される。また、ケース筐体１０４は、固定構造１０６によって車両１０の底面に固定される。
【００３６】
受電コイル１２０の径方向の最内側のコイル本体１２０ａは、磁性タイル１１２ｂに固定される。受電コイル１２０の非平坦部１２０ｃにおいて、磁性タイル１１２ｂに固定されないコイル本体１２０ａは空中（内部空間１０４ａ中）に位置する。このように、非平坦部１２０ｃの少なくとも一部では、コイル本体１２０ａが空中に位置するため、受電コイル１２０の放熱効率を向上させることも可能となる。
【００３７】
また、受電装置１００はストッパ１０８を備えている。ストッパ１０８は、ケース筐体１０４の下端内周側に設けられている。底部１０２に外力が加わっていない状態では、ストッパ１０８によって底部１０２が鉛直下方から支持され、底部１０２の鉛直下方側への移動が規制される。
【００３８】
また、底部１０２の外周部には、Ｏリング１１０が設けられている。Ｏリング１１０は、底部１０２とケース筐体１０４内周との気密性を高くしている。Ｏリング１１０は、例えば、内部空間１０４ａへ水が侵入することを抑制することができる。
【００３９】
図３（ｂ）に示すように、底部１０２に鉛直上方への外力が加わった状態では、外力によって底部１０２が鉛直上方へと移動する。すなわち、底部１０２の移動方向は、受電コイル１２０が巻回される軸方向であるともいえる。
【００４０】
図３（ｂ）では、受電コイル１２０の非平坦部１２０ｃが、底部１０２によって押圧されて鉛直方向に潰れ、図３（ａ）の状態よりも、受電コイル１２０の非平坦部１２０ｃの傾斜が緩やかとなる。
【００４１】
車両１０の走行中においては、路面上の障害物や、飛び跳ねた石等によって、受電装置１００に外力（衝撃）が働く場合がある。本実施形態では、底部１０２に鉛直上方への外力が加わった場合、底部１０２が鉛直上方へと移動するとともに、底部１０２によって受電コイル１２０が押圧されることで、受電装置１００への衝撃が吸収される。これによって、受電装置１００の破損を抑制することができる。また、受電コイル１２０を衝撃を吸収するための部材として用いることで、衝撃吸収用の部材を別体として設ける場合に比べて、部品点数が増大することを抑制することができる。また、受電装置１００に外力が加わった場合にのみ、受電コイル１２０の鉛直方向の厚さが変形するため、充電時の効率低下を抑制することができる。
【００４２】
また、底部１０２が上方に押圧された場合に、非平坦部１２０ｃのコイル本体１２０ａが溝部１０２ａ内に格納されるように、平坦部１２０ｂのコイル本体１２０ａおよび非平坦部１２０ｃのコイル本体１２０ａに対応する位置に溝部１０２ａが形成されている。
【００４３】
（変形例）
上記実施形態では、非平坦部１２０ｃは、平坦部１２０ｂよりも受電コイル１２０の径方向内側に位置し、非平坦部１２０ｃにおいて受電コイル１２０の螺旋状の径方向内側へ向かうほどコイル本体１２０ａが鉛直方向上側に位置するように巻回されている場合を例に挙げて説明した。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４４】
図４は、変形例における受電装置２００の概略断面図である。なお、上述した受電装置１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
変形例の受電装置２００においては、非平坦部２２０ｃは、平坦部２２０ｂよりも受電コイル２２０の径方向外側に位置し、鉛直下方に下がりながら受電コイル１２０の径方向内側に向かって傾斜する螺旋状に巻回される。受電装置２００の受電コイル２２０は、平坦部２２０ｂと非平坦部２２０ｃにより、全体としてすり鉢状を形成している。また、非平坦部２２０ｃにおいて、受電コイル２２０の渦巻状の径方向内側へ向かうほどコイル本体２２０ａが鉛直方向下側に位置するように巻回されている。
【００４６】
また、磁性タイル２１２ａは、ケース筐体１０４の内壁上面に固定される。一方、磁性タイル２１２ｂは底部１０２の上面に固定される。非平坦部２２０ｃにおける受電コイル１２０の螺旋状の径方向の最外側のコイル本体２２０ａは、磁性タイル２１２ａに固定される。受電コイル２２０の非平坦部２２０ｃにおいて、磁性タイル２１２ａに固定されないコイル本体２２０ａは空中（内部空間１０４ａ中）に位置する。このように、非平坦部２２０ｃの少なくとも一部では、コイル本体２２０ａが空中に位置するため、受電コイル２２０の放熱効率を向上させることも可能となる。
【００４７】
また、上記のように、非平坦部２２０ｃにおける受電コイル２２０の螺旋状の径方向の最外側のコイル本体２２０ａは、磁性タイル２１２ａに固定される。受電コイル２２０の螺旋状の径方向の最外周は最内周より距離が長くなる。すなわち、上記実施形態の場合よりも、より長尺のコイル本体２２０ａが放熱効率が高いアルミからなるケース筐体１０４の近傍に位置することとなる。そのため、受電コイル２２０の放熱効率を向上させることも可能となる。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４９】
上記実施形態では、非平坦部１２０ｃが平坦部１２０ｂよりも受電コイル１２０の径方向内側に位置する場合を示し、上記変形例では、非平坦部２２０ｃが平坦部２２０ｂよりも受電コイル１２０の径方向外側に位置する場合を示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、非平坦部および閉端部の個数や配置は、任意に設定することができる。例えば、第１の平坦部よりも受電コイルの径方向内側に第１の非平坦部が位置し、第１の非平坦部よりも受電コイルの径方向内側に第２の平坦部が位置するような、盆地形状としてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、非平坦部１２０ｃ、２２０ｃが傾斜する場合を示したが、非平坦部１２０ｃ、２２０ｃは必ずしも傾斜していなくてもよい。すなわち、受電コイル１２０、２２０において、非平坦部１２０ｃ、２２０ｃが受電装置１００への衝撃を吸収可能な形状であればよい。例えば、非平坦部１２０ｃ、２２０ｃが鉛直方向に垂直に起立するような螺旋状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、車両に搭載される受電装置に利用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  車両
１００  受電装置
１０２  底部
１０２ａ  溝部
１０４  ケース筐体
１０４ａ  内部空間
１０８  ストッパ
１２０  受電コイル
１２０ａ  コイル本体
１２０ｂ、２２０ｂ  平坦部
１２０ｃ、２２０ｃ  非平坦部
【図１】
2020058180.tif 000003
【図２】
2020058180.tif 000004
【図３】
2020058180.tif 000005
【図４】
2020058180.tif 000006