(57)【要約】【課題】ボルトなどの締結部品を用いずに受電側コイルを樹脂カバー内に固定保持することができ、受電側コイルと樹脂カバーとの間の隙間を無くすことによって薄型化ができる車両用非接触充電システムの受電側コイルユニットを提供する。【解決手段】  車両用非接触充電に用いられる受電側コイルユニットは、磁性体コアに導線を巻回した受電側コイルと、受電側コイルをインサート成形することにより受電側コイルを一体的に覆う樹脂製のインサートカバーと、を含む。【選択図】図２
2015080339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用非接触充電に用いられる受電側コイルユニットであって、
磁性体コアに導線を巻回した受電側コイルと、
受電側コイルをインサート成形することにより受電側コイルを一体的に覆う樹脂製のインサートカバーと、
を含むことを特徴とする車両用非接触充電に用いられる受電側コイルユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の受電側コイルユニットであって、
受電側コイルの磁性体コアは、
隙間なく配列された複数の磁性体素片と、
複数の磁性体素片をインサート成形することによって、複数の磁性体素片を樹脂で一体的に包み込む樹脂製のインサートコアケースと、
を含むことを特徴とする受電側コイルユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用非接触充電システムにおいて車両に積載される受電側コイルユニットに関し、特に、受電側コイルと受電側コイルを保護する樹脂カバーとの結合の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよびモータジェネレータを用いて走行するハイブリッド自動車、モータジェネレータを用いて走行する電気自動車などの電動車両が用いられている。電動車両には繰り返し充放電が可能な二次電池が搭載されており、モータジェネレータは二次電池から供給される電力によって車両を駆動する。
【０００３】
車両を駆動するために消費された二次電池は、モータジェネレータの回生制動による発電電力によって充電される。また、ハイブリッド自動車の場合は、発電用のジェネレータを備え、ジェネレータをエンジンによって駆動することによって発電し、二次電池が充電される。
【０００４】
しかしながら、回生制動による発電電力やエンジンを用いたジェネレータによる発電電力では電力量が不足する場合には、車両外部から充電可能な充電システムが実用化されている。このような充電システムには、商用電源コンセントから電力を取得するものの他、駐車場などに設けられた電力供給装置によって非接触充電を行うものが提案されている。
【０００５】
非接触充電の電力供給装置には、電力伝送用の電磁波を発生する送電側コイルユニットが設けられている。一方、電動車両には、電力伝送用の電磁波を受波する受電側コイルユニットが積載されている。図４に示すように、受電側コイルユニット６０は、受電側コイル６１と、受電側コイル６１を収納する樹脂カバー６２とを含んでいる。受電側コイル６１は、磁性体コア６３に導線６４を巻回して形成されている。樹脂カバー６２は、導線６４を保護するために、受電側コイル６１を覆うように設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図４に示すように、受電側コイル６１と樹脂カバー６２とが別々に形成される受電側コイルユニット６０では、受電側コイル６１を樹脂カバー６２に固定するためにボルト６５が必要となり、部品点数が多くなるという問題があった。また、受電側コイル６１を樹脂カバー６２に固定する際に導線６４が磁性体コア６３と樹脂カバー６２とに押されて変形することを防止するため、受電側コイル６１と樹脂カバー６２との間には隙間６６が設けられている。隙間６６を設ける必要があるため、受電側コイルユニット６０は薄型化が難しいという問題もあった。
【０００７】
本発明は、車両用非接触充電システムの受電側コイルユニットにおいて、ボルトなどの締結部品を用いずに受電側コイルを樹脂カバー内に固定保持することができ、さらに、受電側コイルと樹脂カバーとの間の隙間を無くすことによって薄型化ができる受電側コイルユニット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】
【０００８】
本発明の車両用非接触充電に用いられる受電側コイルユニットは、磁性体コアに導線を巻回した受電側コイルと、受電側コイルをインサート成形することにより受電側コイルを一体的に覆う樹脂製のインサートカバーと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両用非接触充電に用いられる受電側コイルユニットにおいて、受電側コイルの磁性体コアは、隙間なく配列された複数の磁性体素片と、複数の磁性体素片をインサート成形することによって、複数の磁性体素片を樹脂で一体的に包み込む樹脂製のインサートコアケースと、を含んでいても好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、車両用非接触充電システムの受電側コイルユニットにおいて、受電側コイルと樹脂製のインサートカバーとをインサート成形で一体的に成形することによって、ボルトなどの締結部品を用いなくても受電側コイルを樹脂カバー内に固定保持することができ、部品点数を削減できるという効果を奏する。また、受電側コイルと樹脂製のインサートカバーとの間の隙間を無くすことができるため、受電側コイルユニットの薄型化ができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における非接触充電システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における受電側コイルユニットを示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示された線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態における、受電側コイルユニットの製造工程を示すフローチャートである。
【図４】従来の受電側コイルユニットを示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示された線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、車両用非接触充電システムの構成を模式的に示している。
【００１３】
図１に示すように、車両用非接触充電システム１０は、電動車両２０と電力供給装置３０とを含む。電力供給装置３０は、電動車両２０を停車させる場所、たとえば駐車場などに設けられている。図１に示すように、電動車両２０は、整流器２１、二次電池２２、受電側コイルユニット４０を備える。図１に示すように、電力供給装置３０は、電力源３１と送電側コイルユニット３２とを備える。図１に示すように、電動車両２０は、二次電池２３に充電をする場合には、受電側コイルユニット４０が送電側コイルユニット３２の上方に位置するように停車する。
【００１４】
本実施形態の車両用非接触充電システム１０は、受電側コイルユニット４０と送電側コイルユニット３２とを結合共振（共鳴）させることによって電力を伝送するものである。電力供給装置３０は、電力源３１によって受電側コイルユニット４０と送電側コイルユニット３２との共振周波数に応じた電力を発生し、送電側コイルユニット３２から電力伝送用の電磁波を送波する。電動車両２０は、受電側コイルユニット４０で受波された電磁波に基づく交流電力を、整流器２１で直流に変換して二次電池２２を充電する。
【００１５】
図２は本発明の実施形態における受電側コイルユニット４０を示す図であり、図２（ａ）は受電側コイルユニット４０の平面図を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）の線Ａ−Ａに沿った受電側コイルユニット４０の断面図を示している。図２に示すように、受電側コイルユニット４０は、受電側コイル４１と樹脂製のインサートカバー４２とを含む。図２に示すように、受電側コイル４１は、磁性体コア４３と磁性体コア４３に巻回された導線４４とを含む。図２（ｂ）に示すように、受電側コイル４１は、上側以外の面が、インサート成形で成形された樹脂製のインサートカバー４２によって一体的に覆われている。図２に示すように、インサートカバー４２には、受電側コイルユニット４０を電動車両２０に取り付けるためのボルトを通すための孔４５が複数設けられている。
【００１６】
図２に示すように、受電側コイルユニット４０において、磁性体コア４３に巻回された導線４４の端部が上方に延びて設けられており、導線４４の端部は図示しないコンデンサに接続されている。受電側コイルユニット４０は、受電側コイル４１とコンデンサとによって共振回路を構成している。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、受電側コイル４１の磁性体コア４３は、複数の磁性体素片４６と樹脂製のインサートコアケース４７とを含む。図２（ｂ）に示すように、複数の磁性体素片４６は隙間なく配列されている。隙間なく配列された複数の磁性体素片４６は、インサート成形によって、樹脂製のインサートコアケース４７に一体的に包み込まれている。磁性体素片４６は、フェライトやアモルファスなどの磁性体を焼結して形成されている。インサートコアケース４２は繊維強化樹脂（ＦＲＰ）から形成されており、ＦＲＰの線膨張係数は磁性体素片４６の線膨張係数に近くなるように配合調整されている。
【００１８】
次に、上記した受電側コイルユニット４０の製造方法について説明する。図３は、本発明の実施形態の受電側コイルユニット４０を製造する工程を示すフローチャートである。まず、図３のステップＳ１０１に示すように、インサート成形用の型を準備する。次に、図３のステップＳ１０２に示すように、受電側コイル４１を型の内部に配置する。図３のステップＳ１０３に示すように、型に溶融した樹脂を流し入れることにより、受電側コイル４１と型との間の空隙に溶融した樹脂が入り込む。本実施形態では、型に流し入れる樹脂として、受電側コイル４１のインサートコアケース４７と同様に、硬化後の線膨張係数が磁性体素片４６の線膨張係数に近くなるように配合された繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を用いている。図３のステップＳ１０４に示すように、型を冷却して樹脂が硬化し、インサートカバー４２が形成された後に型を外し、受電側コイルユニット４０が形成される。
【００１９】
本実施形態に係る受電側コイルユニット４０によれば、インサートカバー４２が受電側コイル４１を一体的に覆ってインサート成形するので、ボルトなどの締結部品を用いなくても受電側コイル４１をインサートカバー４２内に固定保持することができ、締結部品を削減することができる。
【００２０】
本実施形態に係る受電側コイルユニット４０は、受電側コイル４１とインサートカバー４２との間に隙間がないため、受電側コイルと樹脂カバーとの間に隙間がある受電側コイルユニットと比較して薄型化を図ることができる。
【００２１】
本実施形態に係る受電側コイルユニット４０は、インサートカバー４２の線膨張係数と受電側コイル４１を構成するインサートコアケース４７の線膨張係数および磁性体素片４６の線膨張係数との差が小さくなっている。その結果、電動車両２０の二次電池２２を充電する際の発熱に伴って生じるインサートカバー４２と受電側コイル４１との間の熱応力を小さくすることができ、インサートカバー４２と受電側コイル４１との間に隙間がなくても二次電池２２を充電する際の導線４４を含む受電側コイル４１の変形を抑制することができる。
【００２２】
本実施形態に係る受電側コイルユニット４０は、隙間なく配列された複数の磁性体素片４６をインサート成形によって樹脂製のインサートコアケース４７で一体的に包み込んだ磁性体コア４３を含む。磁性体コア４３は、図４に示す磁性体素片６７、クッション材６８、樹脂ケース６９からなる磁性体コア６３と比較して、磁性体コアを小型、薄型にすることができる。受電側コイルユニット４０は、このように小型、薄型の磁性体コア６３を含むため、磁性体コア６３を含む受電側コイルユニットよりも小型化、薄型化を図ることができる。
【００２３】
上述した実施形態では、インサートカバーおよびインサートコアケースの材料として繊維強化樹脂を用いている。しかし、磁性体素片に近い線膨張係数を持つ樹脂であれば、繊維強化樹脂以外の樹脂を用いてもよい。また、インサートカバーの材料として、熱伝導率の高い樹脂を用いてもよい。熱伝導率の高い樹脂を用いることで、充電時の受電側コイルの熱を速やかに除去することができ、熱応力による受電側コイルの変形を抑制することができる。
【００２４】
上述した実施形態では、インサートカバーが受電側コイルの上側の面を覆っていないが、受電側コイルユニットはインサートカバーが受電側コイルの上側の面をも覆うように一体的に形成されていてもよい。
【００２５】
上述した実施形態では、磁性体コアとして、隙間なく配列された複数の磁性体素片をインサート成形によって樹脂製のインサートコアケースで一体的に包み込んだ磁性体コアを用いている。しかし、図４に示されるような、複数の磁性体素片６７と磁性体素片間に配置されたクッション材６８を磁性体素片と別体で形成された樹脂ケース６９で覆った磁性体コアを用いてもよい。このような磁性体コアを用いた場合であっても、受電側コイルと樹脂カバーとの間に生じる隙間や、受電側コイルを樹脂カバー内に固定保持するためのボルトなどの締結部材を不要とすることができ、受電側コイルユニットを小型、薄型にすることができる。
【００２６】
上述した実施形態では、受電側コイルを覆う樹脂カバーをインサート成形によって成形している。しかし、受電側コイルとは別に樹脂カバーを成形し、この樹脂カバー内に受電側コイルを配置したものに溶融樹脂を流し入れるインサート成形によって受電側コイルと樹脂カバーとの間に樹脂層を形成して受電側コイルユニットを作成してもよい。このように受電側コイルユニットを作成すれば、従来と同様の受電側コイルと樹脂カバーとを用いながらも、受電側コイルを樹脂カバー内に固定保持するためのボルトなどの締結部品を削減することができる。
【００２７】
上述した実施形態では、非接触充電の電力伝送に結合共振を用いているが、電磁誘導による電力伝送を用いてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  車両用非接触充電システム、２０  電動車両、２１  整流器、２２  二次電池、３０  電力供給装置、３１  電力源、３２  送電側コイルユニット、４０  受電側コイルユニット、４１  受電側コイル、４２  インサートカバー、４３  磁性体コア、４４  導線、４６  磁性体素片、４７  インサートコアケース。
【図１】
2015080339.tif 000003
【図２】
2015080339.tif 000004
【図３】
2015080339.tif 000005
【図４】
2015080339.tif 000006