УСТРОЙСТВО БЕСКОНТАКТНОГО ПРИЕМА МОЩНОСТИ
DEVICE FOR NONCONTACT POWER RECEPTION

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству бесконтактного приема мощности, используемому при бесконтактной зарядке.
Уровень техники
[0002] Устройство бесконтактного приема мощности, в котором магнитный поток (электрическая мощность) бесконтактным образом передается от устройства передачи мощности к устройству приема мощности, чтобы заряжать аккумулятор, является традиционно публично известным (например, см. патентную литературу 1). В устройстве бесконтактного приема мощности, описанном в патентной литературе 1, приемник мощности предусматривается внутри оболочки приемника мощности, и внешний периферийный фланец оболочки приемника мощности соединяется с панелью пола с помощью железных болтов. Отметим, что пластина магнитного экрана, которая пресекает распространение магнитного потока, принимаемого приемником мощности, в окружение, размещается на внешних периферийных сторонах приемника мощности.
Список ссылок
Патентная литература
[0003] Патентная литература 1: Публикация японской патентной заявки №2013-219861
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0004] Однако, в патентной литературе 1, поскольку железные болты размещаются на внутренней периферийной стороне пластины магнитного экрана, железные болты подвергаются воздействию магнитного поля и нагреваются посредством индукции. Это вызывает проблему в том, что величина магнитного потока, принимаемого приемником мощности, уменьшается на величину, соответствующую индукционному нагреву железных болтов.
[0005] Кроме того, поскольку вибрация создается в корпусе транспортного средства вследствие движения транспортного средства, существует риск того, что прочность железных болтов, удерживающих оболочку приемника мощности, снижается вследствие ослабления железных болтов.
[0006] Настоящее изобретение было выполнено, чтобы решать традиционные проблемы, описанные выше, и его целью является предоставление устройства бесконтактного приема мощности, которое может обеспечивать как увеличение в величине магнитного потока, принимаемого катушкой для приема мощности, так и обеспечение удержания блока катушки для приема мощности на корпусе транспортного средства в то же самое время.
Решение проблемы
[0007] Устройство бесконтактного приема мощности согласно настоящему изобретению включает в себя: блок катушки для приема мощности, прикрепленный к корпусу транспортного средства с помощью железных болтов; и пластину магнитного экрана, которая пресекает распространение магнитного потока, принимаемого блоком катушки для приема мощности, в окружение. Пластина магнитного экрана размещается под всеми железными болтами.
Преимущества изобретения
[0008] В устройстве бесконтактного приема мощности согласно настоящему изобретению, поскольку пластина магнитного экрана уменьшает магнитный поток, который должен быть принят железными болтами, в полном магнитном потоке, отправляемом от катушки для подачи мощности, величина магнитного потока, принимаемого катушкой для приема мощности, увеличивается. Кроме того, поскольку пластина магнитного экрана размещается под всеми железными болтами, пластина магнитного экрана может устойчиво принимать блок катушки для приема мощности, когда блок катушки для приема мощности перемещается вниз. Как описано выше, настоящее изобретение может обеспечивать как увеличение в величине магнитного потока, принимаемого катушкой для приема мощности, так и обеспечение удержания блока катушки для приема мощности на корпусе транспортного средства в то же самое время.
Краткое описание чертежей
[0009] Фиг. 1 - это покомпонентный вид в перспективе, иллюстрирующий нижний участок корпуса транспортного средства, снабженный блоком катушки для приема мощности согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 - это вид в поперечном разрезе, взятом по линии А-А на фиг. 1.
Фиг. 3 - это вид в перспективе, иллюстрирующий участок вокруг края пластины основания в блоке катушки для приема мощности.
Фиг. 4 - это вид в поперечном разрезе, взятом по линии В-В на фиг. 3, и иллюстрирует протекание магнитного потока, отправленного вверх от устройства передачи мощности на нижней стороне.
Фиг. 5 - это вид в поперечном разрезе, взятом по линии С-С на фиг. 3, и иллюстрирует протекание магнитного потока, отправленного вверх от устройства передачи мощности на нижней стороне.
Фиг. 6 - это укрупненный вид в поперечном разрезе основного участка на фиг. 2 и является пояснительным видом, иллюстрирующим отношения размеров в участке вокруг железного болта.
Фиг. 7 - это вид в поперечном разрезе сравнительного примера и соответствует фиг. 4 и 6.
Подробное описание вариантов осуществления
[0010] Вариант осуществления настоящего изобретения описывается ниже в деталях вместе с чертежами.
[0011] Как иллюстрировано на фиг. 1, панель 1 пола размещается в переднем участке корпуса транспортного средства, и туннель 3 пола, выступающий вверх и протягивающийся в продольном направлении, формируется в центре панели 1 пола в поперечном направлении транспортного средства. Парные левый и правый усиливающие элементы 5, протягивающиеся в продольном направлении, привариваются на нижнюю поверхность панели 1 пола по бокам туннеля 3 пола. Усиливающие элементы 5, каждый, включают в себя боковые стенки 7, протягивающиеся в вертикальном направлении и продольном направлении, и донную стенку 9, соединяющую нижние края боковых стенок 7, чтобы иметь шляпообразное поперечное сечение, стенки 7 и 9 сформированы как одно целое друг с другом.
[0012] Кроме того, как описано позже, блок 11 катушки для приема мощности прикрепляется к донным стенкам 9 парных левого и правого усиливающих элементов 5 с помощью железных болтов 13. Размещаются всего четыре железных болта 13, включающих в себя два железных болта 13 на левом и правом краях переднего участка блока 11 катушки для приема мощности и два железных болта 13 на левом и правом краях заднего участка блока 11 катушки для приема мощности.
[0013] Кроме того, передний элемент 15, имеющий U-образную форму на виде сверху, размещается впереди блока 11 катушки для приема мощности, и передняя рама 17 размещается впереди переднего элемента 15. Центральная пластина 19 размещается позади блока 11 катушки для приема мощности. Кроме того, нижние стороны переднего элемента 15, блока 11 катушки для приема мощности и центральной пластины 19 покрываются пластиной 21 магнитного экрана. В частности, отверстия 23 для соединительных болтов формируются в переднем элементе 15, блоке 11 катушки для приема мощности и центральной пластине 19. Между тем, сквозные отверстия 25 для болтов предусматриваются в участках, соответствующих отверстиям 23 для соединительных болтов в пластине 21 магнитного экрана. Пластина 21 магнитного экрана прикрепляется к нижним сторонам переднего элемента 15, блока 11 катушки для приема мощности и центральной пластины 19 с помощью множества болтов 27. Отметим, что пластина 21 магнитного экрана имеет функцию пресечения распространения магнитного потока, принимаемого блоком 11 катушки для приема мощности, в окружение.
[0014] Кроме того, пластина 21 магнитного экрана формируется имеющей прямоугольную форму на виде сверху, и прямоугольный проем 29 формируется в центре пластины 21 магнитного экрана. Кроме того, пластина 21 магнитного экрана включает в себя основную часть 31 экранирующей пластины и участки 33 экранирования болтов. Основная часть 31 экранирующей пластины формируется в планарной форме, и сквозные отверстия 25 для болтов формируются на периферийном крае основной части 31 экранирующей пластины на стороне проема 29. Участки 33 экранирования болтов, углубленные вниз, формируются в четырех участках, которые являются передним левым, передним правым, задним левым и задним правым участками на периферийном крае основной части 31 экранирующей пластины на стороне проема 29. Участки 33 экранирования болтов в этих четырех участках размещаются в позициях, соответствующих вышеупомянутым четырем железным болтам 13, и железные болты 13 покрываются участками 33 экранирования болтов снизу. Пластина 21 магнитного экрана размещается под всеми железными болтами 13, как описано выше. В частности, участки 33 экранирования болтов размещаются только под всеми железными болтами 13.
[0015] Как иллюстрировано на фиг. 2, блок 11 катушки для приема мощности включает в себя пластину 35 основания из алюминиевого сплава, сформированную в форме плоской пластины и прикрепленную к донным стенкам 9 усиливающих элементов 5, полимерную крышку 37, имеющую шляпообразное поперечное сечение и соединенную с пластиной 35 основания, и катушку 41 для приема мощности и феррит 43 (см. фиг. 4), размещенный внутри полимерной крышки 37. Отметим, что, как иллюстрировано на фиг. 2, железные болты 13 размещаются в переднем участке и заднем участке пластины 35 основания.
[0016] Как иллюстрировано на фиг. 2, приварные гайки 45 привариваются к верхним поверхностям 9а донных стенок 9 усиливающих элементов 5, и, как иллюстрировано на фиг. 2 и 3, выступы 4 7 формируются на переднем крае пластины 35 основания блока 11 катушки для приема мощности, и сквозное отверстие 4 9 для болта, вытянутое в поперечном направлении, формируется в каждом выступе 47. Железные болты 13 вставляются в сквозные отверстия 4 9 и завинчиваются в приварные гайки 45. Кроме того, участки 33 экранирования болтов размещаются под соответствующими железными болтами 13. Каждый из участков 33 экранирования болтов включает в себя донную поверхность 51 и боковую поверхность 53, сформированную по бокам донной поверхности 51, поверхности 51, 53 формируются как одно целое друг с другом. Вся донная поверхность 51 и часть боковой поверхности 53 выступает назад, чтобы формировать выступающий язычок 55. Выемки 57 формируются по сторонам 55а выступающего язычка 55, и предварительно определенный зазор формируется между каждой из сторон 55а выступающего язычка 55 и блоком 11 катушки для приема мощности.
[0017] Кроме того, полимерная крышка 37 включает в себя нижнюю поверхность 61 в форме плоской пластины, переднюю поверхность 63, заднюю поверхность 65 и боковые поверхности 67, сформированные около нижней поверхности 61, и фланцы 68, соединенные с передней поверхностью 63, задней поверхностью 65 и боковыми поверхностями 67, поверхности 61, 63, 65, 67 и фланцы 68 сформированы как одно целое друг с другом.
[0018] Далее, протекание магнитного потока описывается с помощью фиг. 4 и 5.
[0019] Сначала, в варианте осуществления, как иллюстрировано на фиг. 4, в катушке 41 для приема мощности внутри блока 11 катушки для приема мощности, магнитный поток m (см. стрелки) протекает вверх от устройства передачи мощности под катушкой 41 для приема мощности. В этом случае, поскольку крышка выполнена из полимера, магнитный поток m отправляется к катушке 41 для приема мощности внутри блока 11 катушки для приема мощности на верхней стороне без блокирования полимерной крышкой 37. Кроме того, что касается каждого железного болта 13, хотя магнитный поток m протекает вверх от устройства передачи мощности под катушкой 41 для приема мощности, магнитный поток m блокируется участком 33 экранирования болта в пластине 21 магнитного экрана. Соответственно, величина магнитного потока, достигающего железного болта 13, значительно уменьшается.
[0020] Между тем, в общем участке (участке, удаленном от железного болта 13), иллюстрированном на фиг. 5, магнитный поток m протекает вверх от устройства передачи мощности под блоком 11 катушки для приема мощности. Магнитный поток m отправляется к катушке 41 для приема мощности внутри блока 11 катушки для приема мощности на верхней стороне снизу и боков катушки 41 для приема мощности.
[0021] Кроме того, как иллюстрировано на фиг. 6, участок пластины 21 магнитного экрана, размещенный под каждым железным болтом 13, размещается в вертикальной позиции выше нижней поверхности блока 11 катушки для приема мощности. В частности, устанавливается соотношение H1>Н2, где H1 является высотой от земли до верхней поверхности 71 участка 33 экранирования болта в пластине 21 магнитного экрана, а Н2 является высотой от земли до нижней поверхности 61 полимерной крышки 37 в блоке 11 катушки для приема мощности.
[0022] Кроме того, устанавливается соотношение длин L1<L2, где L1 является высотой от участка верхней поверхности пластины 21 магнитного экрана, размещенного под железным болтом 13, до нижней поверхности донной стенки 9 (корпуса транспортного средства) в усиливающем элементе 5, к которому железный болт 13 прикрепляется, a L2 является общей длиной железного болта 13.
[0023] Как иллюстрировано на фиг. 7, в сравнительном примере, участок пластины 121 магнитного экрана, размещенный под железным болтом 13, размещается в вертикальной позиции под нижней поверхностью блока 11 катушки для приема мощности. В частности, устанавливается соотношение h2>h1, где h1 является высотой от земли до верхней поверхности 171 участка 133 экранирования болта в пластине 121 магнитного экрана, а h2 является высотой от земли до нижней поверхности полимерной крышки 37 в блоке 11 катушки для приема мощности.
[0024] В этом случае, поскольку зазор формируется между передним краем участка 133 экранирования болта и полимерной крышкой 37, дождевая вода, грязь 160 и т.п. на дороге проникают в пространство над пластиной 121 магнитного экрана из зазора, в то время как транспортное средство движется, и оседают на пластине 121 магнитного экрана, чтобы формировать отложение 170.
[0025] Действия и эффекты варианта осуществления описываются ниже.
[0026] (1) Устройство бесконтактного приема мощности согласно варианту осуществления включает в себя: блок 11 катушки для приема мощности, включающий в себя катушку 41 для приема мощности, которая бесконтактным образом принимает магнитный поток, отправленный от катушки для подачи мощности; железные болты 13, используемые, чтобы прикреплять блок 11 катушки для приема мощности к усиливающим элементам 5 (корпусу транспортного средства); и пластину 21 магнитного экрана, которая пресекает распространение магнитного потока, принимаемого блоком 11 катушки для приема мощности, в окружение. Пластина 21 магнитного экрана размещается под всеми железными болтами 13.
[0027] Как описано выше, пластина 21 магнитного экрана размещается под всеми железными болтами 13. Соответственно, пластина 21 магнитного экрана уменьшает магнитный поток m, протекающий по направлению к железным болтам 13, во всем магнитном потоке, отправленном от катушки для подачи мощности, и величина магнитного потока m, принимаемого катушкой 41 для приема мощности, таким образом, увеличивается. Кроме того, когда сила удержания блока 11 катушки для приема мощности на корпусе транспортного средства уменьшается вследствие ослабления железных болтов 13, вызванного вибрацией транспортного средства или т.п., и блок 11 катушки для приема мощности перемещается вниз, пластина 21 магнитного экрана может принимать блок 11 катушки для приема мощности. Как описано выше, в варианте осуществления, возможно обеспечивать как увеличение в величине магнитного потока, принимаемого катушкой 41 для приема мощности, так и обеспечение удержания блока 11 катушки для приема мощности на корпусе транспортного средства в то же самое время. Отметим, что железные болты 13 имеют более высокую твердость и усталостную прочность и более низкую стоимость, чем болты, сделанные из таких материалов как алюминий и аустенитная нержавеющая сталь. Кроме того, в любой из позиций, где железные болты 13, используемые для крепления блока 11 катушки для приема мощности к корпусу транспортного средства, размещаются, блок 11 катушки для приема мощности может быть устойчиво принят, когда блок 11 катушки для приема мощности перемещается вниз. Как описано выше, возможно обеспечивать как увеличение в величине магнитного потока, принимаемого катушкой для приема мощности, так и обеспечение удержания блока 11 катушки для приема мощности на корпусе транспортного средства в то же самое время. Отметим, что, поскольку точки присоединения железных болтов 13 располагаются в позициях, предпочтительных для поддержания блока 11 катушки для приема мощности, блок 11 катушки для приема мощности может более устойчиво удерживаться, чем в случае, когда блок 11 катушки для приема мощности принимается в участках, отличных от точек присоединения.
[0028] (2) Пластина 21 магнитного экрана включает в себя основную часть 31 экранирующей пластины и участки 33 экранирования болтов, которые размещаются на краях основной части 31 экранирующей пластины, и которые экранируют железные болты 13 от магнитного потока m, протекающего по направлению к железным болтам 13. Участки 33 экранирования болтов размещаются только под всеми железными болтами 13.
[0029] Как описано выше, участки 33 экранирования болтов размещаются только под всеми железными болтами 13. Соответственно, возможно уменьшать площадь всей пластины 21 магнитного экрана и уменьшать стоимость и вес от площади, стоимости и веса в случае, когда пластина 21 магнитного экрана размещается в участках, отличных от участков под железными болтами 13. Отметим, что, поскольку железные болты 13 размещаются в позициях, предпочтительных для поддержания веса блока 11 катушки для приема мощности, возможно эффективно уменьшать площадь пластины 21 магнитного экрана, в то же время предоставляя хорошо сбалансированный центр тяжести пластины 21 магнитного экрана.
[0030] (3) Железные болты 13 размещаются в переднем участке и заднем участке блока 11 катушки для приема мощности, передний участок и задний участок определяются при предположении, что блок 11 катушки для приема мощности устанавливается в транспортном средстве.
[0031] При бесконтактной зарядке блок 11 катушки для приема мощности, предусмотренный на стороне транспортного средства, должен быть размещен обращенным к блоку катушки для подачи мощности, предусмотренному на стороне земли. В этом случае, когда блок 11 катушки для приема мощности является несовмещенным относительно блока катушки для подачи мощности в продольном направлении транспортного средства, относительная позиция может быть легко скорректирована посредством перемещения транспортного средства в продольном направлении. Однако, когда блок 11 катушки для приема мощности является несовмещенным относительно блока катушки для подачи мощности в поперечном направлении транспортного средства, водитель должен рулить колесами множество раз, чтобы перемещать транспортное средство вправо или влево и корректировать относительную позицию. Это является очень обременительным для водителя. Когда блок 11 катушки для приема мощности размещается в позиции, несовмещенной относительно блока катушки для подачи мощности, магнитный поток протекает к железным болтам 13. Как описано выше, относительная позиция может быть легко скорректирована, когда блок 11 катушки для приема мощности является несовмещенным в продольном направлении транспортного средства, но корректировка в поперечном направлении транспортного средства является затруднительной.
[0032] Соответственно, компоновка, в которой железные болты 13 размещаются в переднем и заднем участках блока 11 катушки для приема мощности, и несовмещение блока 11 катушки для приема мощности относительно блока катушки для подачи мощности может быть легко скорректировано, является более желательной, чем компоновка, в которой железные болты 13 размещаются в левом и правом участках (сторонах) блока 11 катушки для приема мощности, и корректировка несовмещения является затруднительной.
[0033] (4) Участки пластины 21 магнитного экрана, размещенные под железными болтами 13, размещаются в вертикальной позиции над нижней поверхностью блока 11 катушки для приема мощности.
Когда участок пластины 21 магнитного экрана, размещенный под каждым из железных болтов 13, размещается в вертикальной позиции под нижней поверхностью блока 11 катушки для приема мощности, большой зазор формируется между пластиной 21 магнитного экрана и блоком 11 катушки для приема мощности. В этом случае, существует риск того, что дождевая вода, грязь и т.п. на дороге проникают в пространство над пластиной 21 магнитного экрана из зазора, в то время как транспортное средство движется, и посторонние объекты оседают на пластине 21 магнитного экрана.
[0034] Соответственно, для того, чтобы уменьшать зазор, сформированный между пластиной 21 магнитного экрана и блоком 11 катушки для приема мощности, желательно размещать пластину 21 магнитного экрана в вертикальной позиции над нижней поверхностью блока 11 катушки для приема мощности.
[0035] (5) Устанавливается соотношение длин L1<L2, где L1 является высотой от участка пластины 21 магнитного экрана, размещенного под каждым железным болтом 13, до донной стенки 9 (корпуса транспортного средства) усиливающего элемента 5, к которому железный болт 13 прикрепляется, a L2 является общей длиной железного болта 13.
[0036] Отношение длин L1<L2 задается для высоты L1 и общей длины L2 железного болта 13. Соответственно, когда железный болт 13 ослабляется, железный болт 13 приходит в соприкосновение с пластиной 21 магнитного экрана. Следовательно, возможно предохранять железный болт 13 от выпадения из транспортного средства.
[0037] (6) Участки 33 экранирования болтов, каждый, являются выступающим язычком 55, выступающим из периферийного края основной части 31 экранирующей пластины, и зазор формируется между каждой из сторон 55а выступающего язычка 55 и блоком 11 катушки для приема мощности.
[0038] Зазор формируется между каждой из сторон выступающего язычка 55 и блоком 11 катушки для приема мощности. Соответственно, когда грязь 160, дождевая вода и т.п. на дороге проникает в зазор между выступающим язычком 55 и блоком 11 катушки для приема мощности, в то время как транспортное средство движется, они эффективно выпускаются наружу транспортного средства.
[0039] Хотя устройство бесконтактного приема мощности настоящего изобретения было описано с помощью вышеупомянутого варианта осуществления в качестве примера, настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом осуществления, и другие различные варианты осуществления могут быть применены в рамках, неотступающих от духа настоящего изобретения.
[0040] Например, хотя блок 11 катушки для приема мощности присоединяется к усиливающим элементам 5 в четырех углах с помощью железных болтов 13, точки присоединения железных болтов 13 могут быть дополнительно предусмотрены в дополнение к четырем углам.
Список ссылочных обозначений
[0041] 11 блок катушки для приема мощности
13 железный болт
21 пластина магнитного экрана
31 основная часть экранирующей пластины
33 участок экранирования болта
41 катушка для приема мощности
55 выступающий язычок
55а сторона.