(57)【要約】【課題】車両底面に設けられた受電装置が路面等と接触したとしても受電コイルが損傷することを抑制する。【解決手段】受電装置は、コア２４０と、ボビン２４２と、受電コイル２５０と、ケース２６０とを備える。ケース２６０は、受電コイル２５０に下方側から対向する樹脂製の底部２６７を含む。ボビン２４２の外周には凸状部２４４が設けられ、隣り合う凸状部２４４の間には受電コイル２５０の巻回位置を規定するガイド溝２４８が形成されている。下面の側に位置している凸状部２４４のうちの少なくとも一部分は、ガイド溝２４８内に配置されている受電コイル２５０の最下端の位置Ｐ５よりもさらに下方に位置している。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の底面に設けられ、送電装置に対向した状態で前記送電装置から非接触で電力を受電する受電装置であって、
コアと、
前記コアの外周に配置されたボビンと、
前記ボビンの外周に巻回された受電コイルと、
前記コア、前記ボビンおよび前記受電コイルを内部に収容するケースと、を備え、
前記ケースは、前記受電コイルに下方側から対向する樹脂製の底部を含み、
前記ボビンの外周には凸状部が設けられ、隣り合う前記凸状部の間には前記受電コイルの巻回位置を規定するガイド溝が形成されており、
前記ガイド溝は、前記ボビンの上面、第１側面、下面および第２側面を順に通過する螺旋状の形状を有し、
前記下面の側に位置している前記凸状部のうちの少なくとも一部分は、前記ガイド溝内に配置されている前記受電コイルの最下端の位置よりもさらに下方に位置している、
受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電装置から非接触で電力を受電する受電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１２／０９９１７０号（特許文献１）に開示されているように、送電装置から非接触で電力を受電する受電装置が知られている。この文献に開示された受電装置は、コアと、コアが挿通されるコイルボビンと、コイルボビンの外周に巻回される受電コイルとを備えている。このような受電装置は、車両の底面（車両の床面の外側）に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０９９１７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の底面に受電装置が設けられる場合、路面の一部が隆起した部分等の上を車両が走行した際に、受電装置がその隆起部分等に接触しやすい。受電装置の底面を構成している部材は、樹脂等の比較的に柔らかい部材である。このような部材が路面や路面上の物体に押し上げられることにより、受電装置の底面を構成している部材が変形して受電コイルに接触し、受電コイルが損傷することがある。
【０００５】
本発明は、車両の底面に設けられた受電装置が路面などと接触したとしても受電コイルが損傷することを抑制可能な受電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に基づく受電装置は、車両の底面に設けられ、送電装置に対向した状態で上記送電装置から非接触で電力を受電する受電装置であって、コアと、上記コアの外周に配置されたボビンと、上記ボビンの外周に巻回された受電コイルと、上記コア、上記ボビンおよび上記受電コイルを内部に収容するケースと、を備え、上記ケースは、上記受電コイルに下方側から対向する樹脂製の底部を含み、上記ボビンの外周には凸状部が設けられ、隣り合う上記凸状部の間には上記受電コイルの巻回位置を規定するガイド溝が形成されており、上記ガイド溝は、上記ボビンの上面、第１側面、下面および第２側面を順に通過する螺旋状の形状を有し、上記下面の側に位置している上記凸状部のうちの少なくとも一部分は、上記ガイド溝内に配置されている上記受電コイルの最下端の位置よりもさらに下方に位置している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両の底面に設けられた受電装置が路面などと接触したとしても受電コイルが損傷することを抑制可能な受電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態おける電力伝送システムを模式的に示す図である。
【図２】実施の形態おける電動車両を示す底面図である。
【図３】実施の形態おける電動車両に備えられる受電装置を示す底面図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。
【図５】図３中のＶ−Ｖ線に沿った矢視断面図である。
【図６】図５中のＶＩ線で囲まれる領域の拡大図である。
【図７】実施の形態おける電動車両に備えられる受電装置のボビンを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数およびその量などに限定されない。実施の形態および各実施例の説明において、同一の部品および相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１０】
（電力伝送システム１０００）
図１は、実施の形態における電力伝送システム１０００を模式的に示す図である。電力伝送システム１０００は、電動車両１００（車両）および外部給電装置３００を備える。電動車両１００は、車両本体１１０および受電装置２００を含む。車両本体１１０には、車両ＥＣＵ１２０、整流器１３０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、バッテリ１５０、パワーコントロールユニット１６０、およびモータユニット１７０などが設けられる。
【００１１】
受電装置２００は、車両本体１１０の底面に設けられる（詳細は後述する）。受電装置２００の受電コイル２５０が外部給電装置３００の送電装置４００（送電コイル４５０）に対向した状態で、受電装置２００は送電装置４００から電力を非接触で受電する。受電装置２００が受電した電力は、整流器１３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４０などを通してバッテリ１５０に供給される。バッテリ１５０に蓄積された電力は、パワーコントロールユニット１６０を通してモータユニット１７０に供給される。
【００１２】
受電装置２００は、受電部２１０と、受電部２１０を内部に収容するケース２６０（図２〜図５参照）とを含む。受電部２１０は、ソレノイド型のコイルユニット２３０と、コイルユニット２３０に接続されたコンデンサ２２０とを有する。コイルユニット２３０は、フェライト製のコア２４０と、コア２４０の外周に配置された樹脂製のボビン２４２（図７参照）と、ボビン２４２の外周に巻回された受電コイル２５０（二次コイル）とにより構成される。受電コイル２５０は、コイル中心軸Ｏ２（図２参照）の周囲を取り囲むように形成されている。コイル中心軸Ｏ２は、車両本体１１０の前後方向に対して平行な方向に延びている。
【００１３】
外部給電装置３００は、送電装置４００、高周波電力装置３１０、および送電ＥＣＵ３２０を含む。高周波電力装置３１０は、交流電源３３０に接続される。送電装置４００は、送電部４１０と、送電部４１０を内部に収容するケース（図示せず）とを含む。送電部４１０は、ソレノイド型のコイルユニット４３０と、コイルユニット４３０に接続されたコンデンサ４２０とを有する。コイルユニット４３０は、フェライト製のコア４４０と、コア４４０の外周に配置された樹脂製のボビン（図示せず）と、ボビンの外周に巻回された送電コイル４５０（一次コイル）とにより構成される。
【００１４】
送電コイル４５０は、コイル中心軸（図示せず）の周囲を取り囲むように形成されている。コイル中心軸は、駐車スペースの前後方向に対して平行な方向に延びている。駐車スペースの前後方向とは、駐車スペース内の電力伝送可能な所定位置に電動車両１００が停車した際に、その電動車両１００の前後方向に対応する方向である。送電コイル４５０は、高周波電力装置３１０に接続されている。高周波電力装置３１０は、交流電源３３０から受ける電力を高周波の電力に変換し、変換した高周波電力を送電コイル４５０へ供給する。送電コイル４５０は、受電部２１０の受電コイル２５０へ、電磁誘導により非接触で電力を送電する。
【００１５】
（電動車両１００の底面構成）
図２は、電動車両１００を示す底面図である。図２において、「Ｄ」は、鉛直方向下方Ｄを示す。「Ｌ」は、車両左方向Ｌを示す。「Ｒ」は、車両右方向Ｒを示す。「Ｆ」は、車両前進方向Ｆを示す。「Ｂ」は、車両後退方向Ｂを示す。図２中には図示されていないが、「Ｕ」は、鉛直方向上方Ｕを示す。これらについては、後述する図３〜図７においても共通している。
【００１６】
図２を参照して、電動車両１００の車両本体１１０は、底面１１２を有している。底面１１２とは、車輪１１１Ｒ，１１１Ｌ，１１８Ｒ，１１８Ｌが地面に接地した状態において、地面に対して鉛直方向下方Ｄに離れた位置から車両本体１１０を見たときに、車両本体１１０のうちの視認可能な領域である。底面１１２は、中心位置Ｐ１を有する。中心位置Ｐ１は、車両本体１１０の前後方向（車両前進方向Ｆおよび車両後退方向Ｂ）における底面１１２の中心に位置し、かつ、車両本体１１０の車幅方向（車両左方向Ｌおよび車両右方向Ｒ）における底面１１２の中心に位置する。
【００１７】
底面１１２には、フロアパネル１１４、サイドメンバ１１５Ｒ，１１５Ｌ、排気管１１６、および図示しないクロスメンバ等が設けられる。フロアパネル１１４は、板状の形状を有し、車両本体１１０の内部と車両本体１１０の外部とを区画する。サイドメンバ１１５Ｒ，１１５Ｌおよびクロスメンバは、フロアパネル１１４の下面に配置される。車両本体１１０は、エンジン１１９を備え、このエンジン１１９は、前後方向における中心位置Ｐ１よりも前方側（車両前進方向Ｆの側）に配置されている。排気管１１６は、触媒１１７を通してエンジン１１９に接続されている。
【００１８】
（受電装置２００）
図２に示すように、受電装置２００は、車両本体１１０の底面１１２に設けられる。受電装置２００は、前後方向におけるエンジン１１９よりも後方側（車両後退方向Ｂの側）であって、かつ、前後方向における中心位置Ｐ１よりも前方側（車両前進方向Ｆの側）に配置されている。受電装置２００を底面１１２に固定するためには、受電装置２００をフロアパネル１１４に固定してもよいし、受電装置２００をサイドメンバ１１５Ｒ，１１５Ｌまたはクロスメンバから懸架してもよい。
【００１９】
図３は、受電装置２００を示す底面図である。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。図５は、図３中のＶ−Ｖ線に沿った矢視断面図である。詳細は後述されるが、図４は、凸状部２４４のうちの第１凸状部２４５を含む部分の断面形状を示しており、図５は、凸状部２４４のうちの第２凸状部２４６Ｂを含む部分の断面形状を示している。図６は、図５中のＶＩ線で囲まれる領域の拡大図である。
【００２０】
図３〜図６を参照して、受電装置２００の受電部２１０は、箱状の形状を有するケース２６０の中に収容された状態で、車両本体１１０の底面１１２（フロアパネル１１４）に取り付けられている。ケース２６０は、下方に向けて開口する形状を有する収容部２６１と、収容部２６１の開口を閉塞し受電コイル２５０に下方の側から対向する底部２６７とを含んでいる。図３中では、便宜上のために底部２６７を図示していない。収容部２６１は、たとえば銅などの金属製の部材により構成される。収容部２６１とフロアパネル１１４との間にシールド機能を有する銅板またはアルミ板等が設けられる場合、収容部２６１は樹脂製の部材により構成されていてもよい。底部２６７は、樹脂製の部材により構成される。
【００２１】
上述したように、受電部２１０は、ソレノイド型のコイルユニット２３０と、コイルユニット２３０に接続されたコンデンサ２２０とを有する。コイルユニット２３０は、フェライト製のコア２４０と、コア２４０の外周に配置された樹脂製のボビン２４２（図７も参照）と、ボビン２４２の外周に巻回された受電コイル２５０（二次コイル）とにより構成される。コア２４０は、分割された複数の部位を有し、これら複数の部位は、ボビン２４２内に収容された状態で、ボビン２４２によって一体化された状態が保持されている。
【００２２】
受電コイル２５０は、コイル中心軸Ｏ２（図３参照）の周囲を取り囲むように形成されている。受電コイル２５０は、受電コイル２５０の一端から受電コイル２５０の他端に向かうにつれて、コイル中心軸Ｏ２の周囲を取り囲むと共に、一周の巻回毎にコイル中心軸Ｏ２が延びる方向に変位するように螺旋状に形成されている。図３〜図６においては、便宜上のため、受電コイル２５０に用いられるコイル線の間隔を実際のものよりも広く図示している。
【００２３】
図７は、ボビン２４２を示す斜視図である。図７は、ボビン２４２を底面の側から見た様子を示している。図３〜図７（主として図７）を参照して、ボビン２４２は、全体として略直方体状の形状を有している。ボビン２４２の外周には、凸状部２４４が設けられている。凸状部２４４は、ボビン２４２の周囲を取り囲むように、全体として螺旋状の形状を有している。隣り合う凸状部２４４の間（換言すると、凸状部２４４のうちの相互に隣り合うように位置している部分同士の間）には、受電コイル２５０の巻回位置を規定するガイド溝２４８が形成されている。
【００２４】
凸状部２４４は、ガイド溝２４８の底部分（コア２４０寄りに位置する底面部分）に対して、外方に向かって突出する高さを有している。受電コイル２５０の巻回位置は、凸状部２４４の側面により規定される。ガイド溝２４８は、受電コイル２５０の巻回位置に対応する螺旋状の形状を有しており、ボビン２４２の上面２４２Ａ、第１側面２４２Ｂ、下面２４２Ｃおよび第２側面２４２Ｄを順に通過するように形成されている。ボビン２４２の上面２４２Ａとは、ボビン２４２のうちの鉛直方向上方Ｕ方向の側に位置する部位であり、フロアパネル１１４に対して平行な方向に延びている。
【００２５】
下面２４２Ｃとは、ボビン２４２のうちの鉛直方向下方Ｄの側に位置する部位であり、上面２４２Ａに対して平行な方向に延びている。第１側面２４２Ｂは、上面２４２Ａの車両左方向Ｌの側の端面と下面２４２Ｃの車両左方向Ｌの側の端面との間に形成される部位である。第２側面２４２Ｄは、上面２４２Ａの車両右方向Ｒの側の端面と下面２４２Ｃの車両右方向Ｒの側の端面との間に形成される部位である。
【００２６】
ここで、凸状部２４４は、第１凸状部２４５と、第１凸状部２４５よりも高い突出高さを有する第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃとを含む。第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃは、車両本体１１０の車幅方向（車両左方向Ｌおよび車両右方向Ｒ）において互いに間隔を空けて配置されている。本実施の形態のボビン２４２には、複数の第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃが設けられている。
【００２７】
複数の第２凸状部２４６Ａは、車両本体１１０の前後方向（車両前進方向Ｆおよび車両後退方向Ｂ）において、１つ分のガイド溝２４８に対応する間隔を空けて一列に並んでいる。同様に、複数の第２凸状部２４６Ｂも、車両本体１１０の前後方向において、１つ分のガイド溝２４８に対応する間隔を空けて一列に並んでいる。複数の第２凸状部２４６Ｃも、車両本体１１０の前後方向において、１つ分のガイド溝２４８に対応する間隔を空けて一列に並んでいる。
【００２８】
複数の第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃは、ボビン２４２の下面２４２Ｃの側に位置している（図５，図６参照）。図６に示すように、複数の第２凸状部２４６Ｂのうち、鉛直方向下方Ｄにおける下方側の表面２４６ＢＳは、ガイド溝２４８内に配置されている受電コイル２５０の最下端の位置Ｐ５よりもさらに下方に位置している。すなわち、表面２４６ＢＳは、下面２４６Ｃの側に位置している凸状部２４６のうちの少なくとも一部分に相当している。本実施の形態では、複数の第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｃについても、この高さ位置関係が成立しており、つまり、複数の第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃの下方側の表面は、いずれも位置Ｐ５よりもさらに下方に位置している。
【００２９】
冒頭でも述べたように、車両の底面に受電装置が設けられる場合、路面の一部が隆起した部分等の上を車両が走行した際に、受電装置がその隆起部分等に接触しやすい。本実施の形態によれば、図６中の白色矢印に示すようにケース２６０の底部２６７が接触により押し上げられたとしても、底部２６７の鉛直方向上方Ｕへの移動は第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃの下方側の表面（表面２４６ＢＳなど）によって規制される。
【００３０】
第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃの下方側の表面は、ガイド溝２４８内に配置されている受電コイル２５０の最下端の位置Ｐ５よりもさらに下方に位置している。底部２６７が上方に向かって移動したとしても、底部２６７は、受電コイル２５０（位置Ｐ５）に到達する前に、第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃの下方側の表面に接触しやすくなっており、底部２６７は受電コイル２５０に接触しにくい。
【００３１】
したがって底部２６７が受電コイル２５０に接触し、受電コイル２５０に損傷が生ずることは、第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃの存在によって効果的に抑制されている。受電コイル２５０に断線などの不具合が生じることが抑制されるため、受電装置としての長寿命化が期待できる。
【００３２】
上述の通り、受電装置２００は、前後方向におけるエンジン１１９（図２）よりも後方側（車両後退方向Ｂの側）であって、かつ、前後方向における中心位置Ｐ１よりも前方側（車両前進方向Ｆの側）に配置されている。この構成とは異なり、受電装置２００が前後方向における前輪と後輪との間の位置に配置される場合も考えられる。この場合、受電装置は、地面の隆起部分等に対してよりいっそう接触しやすくなるが、本実施の形態の構成が適用されることにより、受電コイル２５０が損傷することを抑制できる。すなわち、受電装置２００が底面１１２のいずれの位置に配置される場合であっても、本実施の形態の思想を適用することにより、底部２６７の接触による受電コイル２５０の損傷は抑制でき、受電装置２００としての長寿命化が図れる。
【００３３】
本実施の形態では、凸状部２４４が、第１凸状部２４５と、第１凸状部２４５よりも高い突出高さを有する第２凸状部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃとを含んでいる。第１凸状部および第２凸状部を設けるという構成に限られず、凸状部２４４の下方側の表面の全部を、ガイド溝２４８内に配置されている受電コイル２５０の最下端の位置Ｐ５よりもさらに下方に位置させるという構成を採用してもよい。上記と同様の作用および効果を得ることができる。
【００３４】
以上、本発明に基づいた実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３５】
１００  電動車両（車両）、１１０  車両本体、１１１Ｌ，１１１Ｒ，１１８Ｌ，１１８Ｒ  車輪、１１２  底面、１１４  フロアパネル、１１５Ｌ，１１５Ｒ  サイドメンバ、１１６  排気管、１１７  触媒、１１９  エンジン、１２０  車両ＥＣＵ、１３０  整流器、１４０  コンバータ、１５０  バッテリ、１６０  パワーコントロールユニット、１７０  モータユニット、２００  受電装置、２１０  受電部、２２０，４２０  コンデンサ、２３０，４３０  コイルユニット、２４０，４４０  コア、２４２  ボビン、２４２Ａ  上面、２４２Ｂ  第１側面、２４２Ｃ，２４６Ｃ  下面、２４２Ｄ  第２側面、２４４，２４６  凸状部、２４５  第１凸状部、２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃ  第２凸状部、２４６ＢＳ  表面、２４８  ガイド溝、２５０  受電コイル、２６０  ケース、２６１  収容部、２６７  底部、３００  外部給電装置、３１０  高周波電力装置、３２０  送電ＥＣＵ、３３０  交流電源、４００  送電装置、４１０  送電部、４５０  送電コイル、１０００  電力伝送システム、Ｂ  車両後退方向、Ｄ  鉛直方向下方、Ｆ  車両前進方向、Ｌ  車両左方向、Ｏ２  コイル中心軸、Ｐ１  中心位置、Ｐ５  位置、Ｒ  車両右方向、Ｕ  鉛直方向上方。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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