(57)【要約】【課題】設計や敷設方法が簡単でタイヤを傷めずに給電コイルと受電コイルとの位置ズレが抑えられる給電コイルユニット、及び、そのような給電コイルユニットを備えた非接触給電装置を提供する。【解決手段】車両２に搭載された受電コイル２１に非接触で給電する給電コイル１１を有し、車両２の駐車場所３に設置される給電コイルユニット１０において、給電コイル１１を支持するとともに、駐車場所３への車両２の進入時に給電コイル１１を受電コイル２１に対向する位置へと案内する案内部１２を備え、案内部１２が、少なくとも、駐車場所３に車両２が駐車した時の車両２の車幅方向について移動自在であって、進入時の車両２の進行方向後方から進行方向前方にかけて車幅方向の幅が広がっており、且つ、最大幅が、車両２の車幅方向のタイヤ間隔よりも狭いことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された受電コイルに非接触で給電する給電コイルを有し、該車両の駐車場所に設置される給電コイルユニットにおいて、
前記給電コイルを支持するとともに、前記駐車場所への前記車両の進入時に前記給電コイルを前記受電コイルに対向する位置へと案内する案内部を備え、
前記案内部が、少なくとも、前記駐車場所に前記車両が駐車した時の該車両の車幅方向について移動自在であって、進入時の前記車両の進行方向後方から進行方向前方にかけて前記車幅方向の幅が広がっており、且つ、最大幅が、前記車両の前記車幅方向のタイヤ間隔よりも狭いことを特徴とする給電コイルユニット。
【請求項２】
前記案内部が、２本のアームを有する略Ｖ字形状を有しており、
前記給電コイルが、前記２本のアームの接続部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の給電コイルユニット。
【請求項３】
前記案内部は、その外縁に、上方へと向かうにつれて該案内部の内側へと傾斜した傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の給電コイルユニット。
【請求項４】
前記案内部が車輪を備えており、該案内部は、該車輪によって少なくとも前記車幅方向に移動自在となっていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の給電コイルユニット。
【請求項５】
前記案内部が、前記駐車場所に設けられ前記車幅方向に延びるガイドレールによって、該車幅方向にスライド移動自在に支持されていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載の給電コイルユニット。
【請求項６】
車両に搭載された受電コイルと、
前記受電コイルに非接触で給電する給電コイルを有し、前記車両の駐車場所に設置される、請求項１から５のうちいずれか１項記載の給電コイルユニットと、
を備えたことを特徴とする非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された受電コイルに非接触で給電する給電コイルを有し、車両の駐車場所に設置される給電コイルユニット、及び、そのような給電コイルユニットを備えた非接触給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ケーブル等の機械的接触なしで、例えば電気自動車の電池に電力を供給する非接触給電装置が、開発、実用化されている。この非接触給電装置は、車両に搭載された受電コイルと、受電コイルに非接触で給電する給電コイルと、を備えている。
【０００３】
図８は、従来の非接触給電装置を示す模式図である。この図８に示されている非接触給電装置５では、駐車場所７に車両６が駐車され、給電コイル５１と受電コイル５２とが互いに間隔を空けて対向した状態で、電源５３からインバータ５４を介して給電コイル５１に交流電力が供給される。すると。当該交流電力がコイル間の電磁誘導や磁界の共鳴により非接触で給電コイル５１から受電コイル５２に給電される。受電コイル５２に供給された交流電力は、充電回路５５を介して二次電池６１に供給され、充電が行われる。この二次電池６１からは、エンジン６３とともに駆動源となるモータ６４にインバータ６５を介して交流電力が供給される。
【０００４】
ここで、車両６の駐車位置によっては給電コイル５１と受電コイル５２との間に位置ズレが生ずる。車両の前後方向については、例えば車止め等といった駐車場所に通常設けられている設備を利用して比較的容易に位置ズレを回避することができるが、車幅方向については、位置ズレの回避には何らかの工夫を必要とすることが多い。図９は、図８に示されている給電コイルと受電コイルとの車幅方向についての位置関係を示す図である。図８（ａ）には、給電コイル５１と受電コイル５２との間に車幅方向に位置ズレが生じていない状態が示され、図８（ｂ）には、給電コイル５１と受電コイル５２との間に車幅方向に位置ズレが生じている状態が示されている。位置ズレが生じると、この図９に示されているように、給電コイル５１と受電コイル５２との間の伝送距離Ｄが変化し、このことにより、給電コイル５１と受電コイル５２との間のインピーダンスや伝送係数が変化する。すると、給電コイル５１と受電コイル５２との間で漏洩磁界の増大化、給電効率の低下、給電コイル５１での発熱等といった問題が生じる。これらの諸問題を予め設計余裕として見込んで非接触給電装置５を設計しようとすると、その設計作業は非常に困難なものとなる。このため、このような非接触給電装置５では、給電コイル５１と受電コイル５２との間における特に車幅方向の位置ズレ対策が重要である。従来、次のように、車両６を、給電コイル５１と受電コイル５２との間の車幅方向の位置ズレが許容範囲内となるズレ無し位置へと案内するガイドを駐車場所７に設けること提案されている。
【０００５】
図１０は、車両をズレ無し位置へと案内するガイドの一例を示す図である。この図１０の例では、駐車場所７に固定されている給電コイル５１に、次のようなガイド５４が取り付けられて給電コイルユニット５５が構成されている（例えば、特許文献１参照）。駐車場所７の地面には、この給電コイルユニット５５が固定されている。ガイド５４は、駐車場所７への進入時の車両６の進入方向後方から進入方向前方にかけて幅が広がった形状を有している。駐車場所７への車両６の進入時には、このガイド５４が、左右のタイヤ６６間に入り込んでタイヤ６６に内側から当接しつつ、車両６をズレ無し位置へと案内する。
【０００６】
図１１は、車両をズレ無し位置へと案内するガイドの別例を示す図である。尚、図１１では、図１０とは逆に、図中上方が駐車場所７への進入時の車両６の進入方向前方であり、図中下方が車両６の進入方向後方となっている。また、この図１１の例では、受電コイル５２’が車両６の後端部に設けられ、給電コイル５１’はこの後端部の受電コイル５２’と対向する位置に設けられている。そして、駐車場所７に、次のようなガイド７１が取り付けられている（例えば、特許文献２参照）。このガイド７１は、駐車場所７の地面に固定された２本のアーム７１１からなり、各アーム７１１の外側どうしの幅が、車両６の進入方向後方から進入方向前方にかけて広がっている。駐車場所７への車両６の進入時には、このガイド７１が、左右のタイヤ６６間に入り込んでタイヤ６６に内側から当接しつつ、車両６をズレ無し位置へと案内する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７２７４３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１０９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の位置ズレ対策には、車両を誘導でき、タイヤ６に当接しても破損しない程度に頑丈にガイドや、ガイド付きの給電コイルユニットを駐車場所に敷設しなければならず、それらの設計や敷設方法が難しいという問題があった。さらには、そのような頑丈なガイドが、タイヤを傷める恐れがあるという問題もあった。
【０００９】
したがって、本発明は、設計や敷設方法が簡単でタイヤを傷めずに給電コイルと受電コイルとの位置ズレが抑えられる給電コイルユニット、及び、そのような給電コイルユニットを備えた非接触給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】
【００１０】
上記課題を解決するために請求項１に記載の給電コイルユニットは、車両に搭載された受電コイルに非接触で給電する給電コイルを有し、該車両の駐車場所に設置される給電コイルユニットにおいて、前記給電コイルを支持するとともに、前記駐車場所への前記車両の進入時に前記給電コイルを前記受電コイルに対向する位置へと案内する案内部を備え、前記案内部が、少なくとも、前記駐車場所に前記車両が駐車した時の該車両の車幅方向について移動自在であって、進入時の前記車両の進行方向後方から進行方向前方にかけて前記車幅方向の幅が広がっており、且つ、最大幅が、前記車両の前記車幅方向のタイヤ間隔よりも狭いことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の給電コイルユニットは、請求項１記載の給電コイルユニットにおいて、前記案内部が、２本のアームを有する略Ｖ字形状を有しており、前記給電コイルが、前記２本のアームの接続部に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の給電コイルユニットは、請求項１又は２に記載の給電コイルユニットにおいて、前記案内部は、その外縁に、上方へと向かうにつれて該案内部の内側へと傾斜した傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の給電コイルユニットは、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の給電コイルユニットにおいて、前記案内部が車輪を備えており、該案内部は、該車輪によって少なくとも前記車幅方向に移動自在となっていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の給電コイルユニットは、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の給電コイルユニットにおいて、前記案内部が、前記駐車場所に設けられ前記車幅方向に延びるガイドレールによって、該車幅方向にスライド移動自在に支持されていることを特徴とする。
【００１５】
また、上記課題を解決するために請求項６に記載の非接触給電装置は、車両に搭載された受電コイルと、前記受電コイルに非接触で給電する給電コイルを有し、前記車両の駐車場所に設置される、請求項１から６のうちいずれか１項記載の給電コイルユニットと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載された給電コイルユニットによれば、車両の進行方向後方から進行方向前方にかけて車幅方向の幅が広がっており、且つ、最大幅が、車幅方向のタイヤ間隔よりも狭い案内部により、給電コイルが、駐車場所への車両の進入時に、受電コイルに対向する位置に案内される。案内部は、車両の進入時にタイヤに当接するが、この案内部の移動により、タイヤへの当接時の衝撃が吸収される。このため、案内部は、駐車場所に固定された図１０や図１１に示されているガイド５４，７１ほどには頑丈に作らなくて済む。その結果、これらのガイド５４，７１に比べて、この案内部の設計や敷設方法は簡単なものとなる。さらに、案内部について、これらのガイド５４，７１ほどの頑丈さが不要であることから、この案内部は、タイヤを傷めずに給電コイルを案内することができる。このように、請求項１に記載された給電コイルユニットによれば、設計や敷設方法が簡単でタイヤを傷めずに給電コイルと受電コイルとの車幅方向の位置ズレを抑えることができる。
【００１７】
請求項２に記載された給電コイルユニットによれば、タイヤには、上記の２本のアームが当接して給電コイルを案内することとなる。このため、アームにある程度の柔軟性を持たせ、タイヤへの当接時にはアームがタイヤに押されて変形できるようにすることにより、給電コイルの移動と相俟って衝撃の吸収性を一層向上させることができる。
【００１８】
請求項３に記載された給電コイルユニットによれば、上記の傾斜面により、車両の進入時のタイヤと、このタイヤに当接する案内部の外縁との接触面積が広くなる。その結果、タイヤに押されたときの案内部の移動がスムーズなものとなる。また、このように広い接触面積によって、案内部へのタイヤの乗り上げが抑制される。
【００１９】
請求項４に記載された給電コイルユニットによれば、上記車輪により、例えば案内部の底面が駐車場所の地面に直に接している場合等に比べて、案内部の移動がスムーズなものとなる。
【００２０】
請求項５に記載された給電コイルユニットによれば、上記ガイドレールにより、案内部、延いては給電コイルについて、車幅方向と直行する前後方向の移動を規制しつつ、車幅方向に案内することができる。
【００２１】
請求項６に記載された非接触給電装置によれば、給電コイルユニットが、上記の請求項１から５のうちいずれか１項記載の給電コイルユニットであることから、設計や敷設方法が簡単でタイヤを傷めずに給電コイルと受電コイルとの車幅方向の位置ズレを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態にかかる給電コイルユニットを備えた非接触給電装置を示す模式図である。
【図２】図１に示されている給電コイルユニットの拡大図である。
【図３】図２に示されている２本のアームのうち右側のアームの、図中のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
【図４】車両の駐車場所への進入初期の段階での給電コイルと受電コイルとの位置関係を示す図である。
【図５】車止めにタイヤが当接するまで車両が進入した段階での給電コイルと受電コイルとの位置関係を示す図である。
【図６】案内部の前方への移動が車止めを用いて規制される様子を示す図である。
【図７】案内部の前方への移動がガイドレールを用いて規制される様子を示す図である。
【図８】従来の非接触給電装置を示す模式図である。
【図９】図８に示されている給電コイルと受電コイルとの車幅方向についての位置関係を示す図である。
【図１０】車両をズレ無し位置へと案内するガイドの一例を示す図である。
【図１１】車両をズレ無し位置へと案内するガイドの別例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態にかかる非接触給電装置を図１〜図７を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態にかかる給電コイルユニットを備えた非接触給電装置を示す模式図である。この図１に示されている非接触給電装置１は、車両２に搭載された受電コイル２１と、駐車場所３に設置された給電コイルユニット１０と、を備えている。給電コイルユニット１０は、給電コイル１１と、案内部１２と、を備えている。給電コイル１１は、コイル間の電磁誘導や磁界の共鳴により非接触で受電コイル５２に給電する。案内部１２は、給電コイル１１を支持するとともに、駐車場所３への車両２の進入時に給電コイル１１を受電コイル２１に対向する位置へと案内する。この案内部１２は、駐車場所３に車両２が駐車した時の車両２の車幅方向について移動自在となっている。尚、非接触給電装置１は、駐車場所３に埋設されて給電コイル１１に交流電力を供給する電源やインバータを備えているが、これらの構成は、例えば図８を参照して説明した従来の非接触給電装置５と同様である。このため、図１及び後述の図２〜図７では図示が省略されており、以下ではこれらの構成についての説明を割愛する。
【００２５】
図２は、図１に示されている給電コイルユニットの拡大図である。本実施形態では、給電コイルユニット１０が備えている給電コイル１１は、図１に示されている駐車場所３に非固定となっており、上述したように駐車時の車両２の車幅方向に移動自在な案内部１２に支持されている。案内部１２は、２本のアーム１２１を有する略Ｖ字形状を有しており、給電コイル１１が、２本のアーム１２１の接続部に配置されている。案内部１２は、その外形が、駐車場所３に矢印Ｓが示す進行方向に進入時の車両２の進行方向後方から進行方向前方にかけて、駐車時の車両２の車幅方向Ｂ２の幅が広がった形状となっている。そして、その最大幅Ｗ１が、車両２の車幅方向のタイヤ２２の間隔Ｗ２よりも狭くなっている。
【００２６】
図３は、図２に示されている２本のアームのうち右側のアームの、図中のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。この図３に示されているように、アーム１２１には、その下面から一部が突出するように車輪１２２が取り付けられている。この車輪１２２は、アーム１２１が伸びる方向に所定の間隔を開けて複数個が配列されている。この車輪１２２は、車軸が、駐車場所３の前後方向Ｂ１と略平行になっている。これにより、案内部１２は、上記の車幅方向Ｂ２に移動自在となっている。一方で、車輪１２２の車軸が前後方向Ｂ１と略平行になっていることから、案内部１２は、この前後方向Ｂ１には動き難くなっている。また、図１や図２に示されているように、駐車場所３には、車両２の後部側の２つのタイヤ２２それぞれが当接する２つの車止め３１が設けられている。案内部１２は、２本のアーム１２１それぞれの先端が各車止め３１に当接した状態で、駐車場所３に載置されている。これにより、この案内部１２１は、前後方向Ｂ１のうち特に後方への移動が一層規制されている。また、図３に示されているように、案内部１２は、その外縁に、上方へと向かうにつれて案内部１２の内側へと傾斜した傾斜面１２３が形成されている。
【００２７】
次に、駐車場所３への車両２の進入時に、案内部１２によって給電コイル１１が受電コイル２１と対応する位置へと案内される様子について図４及び図５を参照して説明する。図４は、車両の駐車場所への進入初期の段階での給電コイルと受電コイルとの位置関係を示す図であり、図５は、車止めにタイヤが当接するまで車両が進入した段階での給電コイルと受電コイルとの位置関係を示す図である。この図４及び図５の例では、車両２は、駐車場所３に、左方向にズレて進入することとなっている。尚、図４及び図５では、駐車時には車両２の下に隠れてしまう給電コイルユニット１０が見易いように、車両２についてはタイヤ２２と受電コイル２１のみが図示されている。
【００２８】
この例では、駐車場所３へ進入した車両２の後部側のタイヤ２２のうち、右側のタイヤ２２に、案内部１２の２本のアーム１２１のうち右側のアーム１２１が内側から当接する。そして、車両２が進入するにつれて、この右側のアーム１２１がタイヤ２２に押されることで、案内部１２、延いては給電コイル１１が、図５に矢印Ｂ３で示されているように左側へと移動する。この移動により、給電コイル１１は、車両２の受電コイル２１と対向する位置へと向かうこととなる。
【００２９】
このように、本実施形態の給電コイルユニット１０及び非接触給電装置１によれば、駐車場所３への車両２の進入時に、車幅方向Ｂ２について移動自在な案内部１２により、給電コイル１１が、受電コイル２１に対向する位置に案内される。案内部１２は、車両２の進入時にタイヤ２２に当接するが、この案内部１２の移動により、タイヤ２２への当接時の衝撃が吸収される。このため、案内部１２は、駐車場所に固定された図１０や図１１に示されているガイド５４，７１ほどには頑丈に作らなくて済む。その結果、これらのガイド５４，７１に比べて、この案内部１２の設計や敷設方法は簡単なものとなる。さらに、案内部１２について、これらのガイド５４，７１ほどの頑丈さが不要であることから、この案内部１２は、タイヤ２２を傷めずに給電コイル１１を案内することができる。このように、本実施形態の給電コイルユニット１０及び非接触給電装置１によれば、設計や敷設方法が簡単でタイヤ２２を傷めずに給電コイル１１と受電コイル２１との車幅方向Ｂ２の位置ズレを抑えることができる。
【００３０】
また、本実施形態の給電コイルユニット１０及び非接触給電装置１によれば、タイヤ２２には、上記の２本のアーム１２１が当接して給電コイル１１を案内することとなる。本実施形態では、このアーム１２１が樹脂で形成されておりある程度の柔軟性を有している。これにより、タイヤ２２への当接時にはアーム１２１がタイヤ２２に押されて変形することによって、給電コイル１１の移動と相俟って衝撃が一層吸収されることとなっている。
【００３１】
さらに、本実施形態の給電コイルユニット１０及び非接触給電装置１では、図３に示されているように、案内部１２の外縁に、上方へと向かうにつれて案内部１２の内側へと傾斜した傾斜面１２３が形成されている。この傾斜面１２３により、車両２の進入時のタイヤ２２と、このタイヤ２２に当接する案内部１２の外縁との接触面積が広くなる。その結果、タイヤ２２にこの広い接触面積で押されたときの案内部１２の移動がスムーズなものとなる。また、このように広い接触面積によって、案内部１２へのタイヤ２２の乗り上げが抑制されることとなっている。
【００３２】
また、本実施形態の給電コイルユニット１０及び非接触給電装置１によれば、案内部１２のアーム１２１の下面に取り付けられた複数の車輪１２２により、例えば案内部１２の底面が駐車場所３の地面に直に接している場合等に比べて、案内部１２の移動がスムーズなものとなる。
【００３３】
尚、本実施形態では、案内部１２の、駐車場所３における前後方向Ｂ１の位置ズレについては、基本的には、車輪１２２の車軸を、この前後方向Ｂ１に沿ったものとして、前後方向Ｂ１には移動し難くすることによって抑えられている。そして、駐車場所３に設けられた車止め３１に、２つのアーム１２１の先端を当接させることで、特に後方への案内部１２の移動が規制されている。
【００３４】
ここで、案内部１２の前方への移動についても、次のように車止めを用いて規制してもよい。図６は、案内部の前方への移動が車止めを用いて規制される様子を示す図である。この図６の例では、略Ｖ字型を有する案内部１２の頂点部が当接するように、車止め３２が配置されている。この車止め３２は、その車幅方向Ｂ２の長さが、車両２の進入を妨げないように、タイヤ２２の車幅方向Ｂ２の間隔よりも短くなっている。この車止め３２により、案内部１２は、前後方向Ｂ１について前方への移動も規制されることとなる。
【００３５】
また、案内部１２の前方への移動を、次のようなガイドレールを用いて規制してもよい。図７は、案内部の前方への移動がガイドレールを用いて規制される様子を示す図である。この図７の例では、駐車場所３に、案内部１２の頂点部の下部を車幅方向Ｂ２に沿って延びる２本のガイドレール３３が埋設されている。これらのガイドレール３３には、車幅方向Ｂ２に延びる溝が形成されており、案内部１２の頂点部の下面には、地面に向かって突出し各ガイドレール３３の溝に嵌まり込む不図示の凸部が設けられている。これにより、案内部１２は、車幅方向Ｂ２にスライド移動自在に支持されるとともに、前後方向Ｂ１については前後双方の移動が規制されることとなる。このガイドレール３３によれば、案内部１２、延いては給電コイル１１について、前後方向Ｂ１の移動を規制しつつ、車幅方向Ｂ２に案内することができる。
【００３６】
尚、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００３７】
例えば、本実施形態では、本発明にいう案内部の一例として、２本のアーム１２１を有する略Ｖ字形状を有する案内部１２が例示されている。しかしながら、本発明にいう案内部は、これに限るものではなく、進入時の車両の進行方向後方から進行方向前方にかけて、駐車時の車両の車幅方向の幅が広がった形状であれば、例えば三角形や台形等であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１      非接触給電装置
２      車両
３      駐車場所
１０    給電コイルユニット
１１    給電コイル
１２    案内部
２１    受電コイル
２２    タイヤ
３１，３２    車止め
３３    ガイドレール
１２１  アーム
１２２  車輪
１２３  傾斜面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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