JPH06197480A - 電磁給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気抵抗が小さく、励磁電流を低減できる電磁
給電装置を提供する。 【構成】２個の部分コア１ａ，１ｂの各磁束出入端面１
２ａ，１３ａ，１５ａ，１７ａを当接して複数の柱部１
２，１３，１５，１７を有する有ギャップ閉磁路を構成
し、固定側コイル２及び移動側コイル３が柱部１２，１
３に巻装される。第一発明では、柱部１５，１７の磁束
出入端面近傍部分に鍔部１８、１９が設けられているの
で、鍔部が横に張り出す分だけ、磁束出入端面の面積を
増大することができ、ギャップの磁気抵抗を低減し、励
磁電流を低減することができる。第二発明では、ギャッ
プを挟む一対の磁束出入端面１２ａ、１３ａが互いに当
接可能な非平面形状を有しているので、磁束出入端面の
面積を増加することができ、磁気抵抗低減及び励磁電流
低減を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁給電装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６３−１５１００６号公報は、二
個のコ字形コアを接合して二脚型閉磁路コアを構成する
電磁給電装置であり、特に、両コ字形コアの磁束出入端
面すなわち接合端面にそれぞれ大面積板状の磁性体を取
り付けて、両コア間の位置合わせのずれによるギャップ
の磁気抵抗増大を防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の電磁給電装置では、二個の上記コ字形コアと二個
の上記磁性体とにより磁気回路を構成しているため、大
面積の両磁性体の接合により両磁性体間のギャップの磁
気抵抗は低減できるものの、各磁性体と各コ字形コアと
の間に計２個のギャップが新設され、しかもこれら新設
ギャップはコ字形コアの先端面が両磁性体に比べて狭小
であるので大面積の両磁性体の付加にかかわらずほとん
ど磁気抵抗が低減されない。

【０００４】すなわち上記した従来の電磁給電装置は、
二個のコアを直接当接させる（突き合わせる）通常のコ
アに比べて、両磁性体間のギャップは半減できるもの
の、面積増加がない２つのギャップが新たに追加された
ために、磁気抵抗が増大するという不具合を生じた。本
発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、磁気抵
抗が小さく、励磁電流を節減できる電磁給電装置を提供
することを、その解決すべき課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第一発明の電磁給電装置
は、２個の部分コアの各磁束出入端面を当接して複数の
柱部を有する有ギャップ閉磁路を構成するコアと、前記
柱部に巻装される固定側コイル及び移動側コイルとを備
える電磁給電装置において、前記柱部の端末部分に、前
記磁束出入端面が拡延される向きに張出する鍔部が形成
されていることを特徴とする電磁給電装置。

【０００６】第二発明の電磁給電装置は、２個の部分コ
アの各磁束出入端面を当接して少なくとも２本の柱部を
有する有ギャップ閉磁路を構成するコアと、前記柱部に
巻装される固定側コイル及び移動側コイルとを備える電
磁給電装置において、前記ギャップを挟む一対の前記磁
束出入端面は、互いに咬合可能な非平面状に形成されて
いることを特徴としている。

【０００７】

【作用及び発明の効果】第一、第二発明において、コア
は、２個の部分コアの各磁束出入端面を当接して複数の
柱部を有する有ギャップ閉磁路を構成し、固定側コイル
及び移動側コイルが柱部に巻装される。第一発明では、
柱部の磁束出入端面近傍部分に鍔部が設けられているの
で、鍔部が横に張り出す分だけ、磁束出入端面の面積を
増大することができ、ギャップの磁気抵抗を低減し、励
磁電流を節減することができる。

【０００８】また、この鍔部は部分コアと一体に形成さ
れているために、鍔部の形成により従来のような新たな
ギャップが新設されることがなく、無用な磁気抵抗増加
を防止することができる。なお、上記鍔部をコアの柱部
の中間部分に設ける場合には、ギャップを挟んで両側の
柱部の先端部分すなわちギャップの両側の磁束出入端面
近傍に鍔部をそれぞれ設けることが好ましい。これは、
片方にだけ鍔部を設ける場合には磁気抵抗低減効果が大
幅に削減されるためである。

【０００９】また、コアの柱部の端部に鍔部を設ける場
合には、コアのビーム（梁）部との間でギャップを構成
できるために、ギャップを挟んでビーム（梁）部に対面
する柱部の一端部にだけ鍔部を設ければよい。第二発明
では、ギャップを挟む一対の磁束出入端面が互いに当接
可能な非平面形状を有している。

【００１０】このようにすれば、従来の平坦な磁束出入
端面（当接面）と比較して、磁束貫通方向と直角な断面
を増加することなく、実際の磁束出入端面の面積を増加
することができ、磁気抵抗低減及び励磁電流節減を実現
することができる。特に、この場合には、コアのコイル
溝にコイルを嵌め込む際に、鍔部がコイル嵌め込みの障
害となることがないので、特にコア中央の柱部に好適で
ある。

【００１１】

【実施例】（実施例１）本発明の電磁給電装置の一実施
例を図１〜図４を参照して説明する。この電磁給電装置
は、軟磁性フェライトを素材とする一対の部分コア１
ａ、１ｂからなるコア１と、部分コア１ａのコイル溝１
１に収容された固定コイル（本発明でいう固定側コイ
ル）２と、把持部４を備える可搬コイル（本発明でいう
移動側コイル）３とを有する。

【００１２】部分コア１ａ、１ｂは、軸心に沿って底面
から中央柱部（本発明でいう柱部）１２、１３が立設さ
れた底付円筒形状を有する。中央柱部１２の先端面（磁
束出入端面の一部）１２ａには切頭円錐１４が同軸方向
に突設されており、切頭円錐１４の先端面は部分コア１
ａの円筒壁（本発明でいう柱部）１５の磁束出入端面
（先端面）１５ａと等高となっている。なお、切頭円錐
１４の先端面及び斜面は本発明でいう磁束出入端面の一
部を構成している。

【００１３】部分コア１ｂの中央柱部１３の先端面（磁
束出入端面の一部）１３ａには切頭円錐１４に咬合可能
な漏斗状凹部１６が形成されており、漏斗状凹部１６の
底面は部分コア１ｂの円筒壁（本発明でいう柱部）１７
の先端面（磁束出入端面の一部）１７ａと等高となって
いる。漏斗状凹部１６の底面及び斜面は磁束出入端面１
３ａの一部を構成している。

【００１４】両中央柱部１２、１３は等径に形成され、
両円筒壁１５、１７も等径、等厚に形成されている。１
０は部分コア１ｂのリング状のコイル溝である。両円筒
壁１５、１７の各磁束出入端面１５ａ、１７ａの近傍部
分は、外径方向に膨設された鍔部１８、１９となってお
り、この結果、磁束出入端面１５ａ、１７ａの面積は、
両円筒壁１５、１７の鍔部１８、１９以外の部分の径方
向断面積よりも格段に大面積となっている。

【００１５】当然、部分コア１ａ、１ｂは、磁束出入端
面１２ａと１３ａとを密合させた場合に、磁束出入端面
１５ａと１７ａとが密接するようになっており、これら
を密接させた場合に、切頭円錐１４は漏斗状凹部１６に
密接するようになっている。上記密接状態において、部
分コア１ａ、１ｂは密閉円筒体を構成している。ただ
し、鍔部１８には溝１８ｃが凹設され、鍔部１９には溝
１９ｃが凹設されており、部分コア１ａ、１ｂが密閉円
筒体を構成する場合に、溝１８ｃ、１９ｃが重なって把
持部４との干渉を避けるための貫通孔が形成される。

【００１６】更にこの実施例では、後述の可搬コイル３
は、コイル溝１０、１１の両方に略半分づつ収容される
ようになっている。次に、把持部４について説明する。
把持部４は、リング状の可搬コイル３と、可搬コイル３
をインサート成形して形成され可搬コイル３を被覆する
樹脂外装部４１と、樹脂外装部４１の外周面の一端から
径方向に突出するハンドグリップ４２とを備えている。
なお、ハンドグリップ４２は樹脂外装部４１と一体にモ
ールド成形されており、ハンドグリップ４２の下端から
延在するケーブル４４は電気自動車の整流装置（図示せ
ず）又は給電ステーションの交流電源端子のどちらかに
接続されている。

【００１７】なおこの実施例では、可搬コイル３を二次
コイル（電気自動車側）、固定コイル２を給電ステーシ
ョン側とし、コア１は給電ステーションに設置されてい
るものとするが、逆の構成とすることもできる。ただ
し、給電ステーションにおいて、部分コア１ａはテーブ
ル（図示せず）上に固定されており、部分コア１ｂはこ
のテーブルから立設されるラック（図示せず）に上下方
向摺動自在に案内されるものとする。

【００１８】以下、この電磁給電装置の作動について説
明する。まず、図３に示すように、片手で把持部４のハ
ンドグリップ４２を把持し、他方の手で部分コア１ｂを
ラック（図示せず）に沿って上方に摺り上げ、可搬コイ
ル（二次コイル）３を部分コア１ａのコイル溝１１に嵌
め込む。次に、部分コア１ｂを降下させ、充電器の電源
をＯＮすることにより、可搬コイル３に誘導された交流
電流はケーブル４４を通じて電気自動車の整流装置に給
電される。

【００１９】上記した実施例によれば以下の効果を奏す
ることができる。第一に、コア１の円筒壁部１５、１７
の先端部に鍔部１８、１９を設けたので、その分だけ磁
束出入端面１５ａ、１７ａの面積増大を図ることがで
き、この部分の磁気抵抗を低減して、励磁電流を低減す
ることができる。また、この鍔部１８、１９は円筒壁部
１５、１７と一体に形成されているために、鍔部１８、
１９の形成により従来のような新たなギャップが新設さ
れることがなく、無用な磁気抵抗増加を防止することが
できる。

【００２０】第二に、コア１の中央柱部１２、１３が切
頭円錐１４及び漏斗状凹部１６を有するので、両コア１
ａ、１ｂの位置合わせが容易となる。更に、中央柱部１
２、１３間のギャップを挟む両磁束出入端面が、この切
頭円錐１４及び漏斗状凹部１６の斜面及び先端面から切
頭円錐１４の磁束貫通方向投影面積を減算した面積だけ
増加するので、その分、磁気抵抗を低減して、励磁電流
を低減することができる。すなわち、これら磁束出入端
面が互いに接合可能な非平面形状を有しているので、平
坦な従来の磁束出入端面に比べて磁束貫通方向投影面積
を増加することなく（例えば中央柱部１２、１３を大径
化することなく）、磁気抵抗を低減することができる。

【００２１】なお上記実施例では、円筒三脚型閉磁路コ
アを説明したが、角形三脚型閉磁路コア及び二脚型閉磁
路コアにも適用できることは当然である。 （実施例２）他の実施例を図５に示す。ただし、共通機
能を有する構成要素には同一符号を付す。

【００２２】この実施例では、部分コア１ａはＥ形断面
を有する円筒からなり、部分コア１ｂはＩ形断面を有す
る円盤からなる。そして、固定コイル（一次コイル）２
は中央柱部１２に巻装され、可搬コイル（二次コイル）
３は固定コイル２の外周面と円筒壁部１５との間に着脱
自在に巻装されている。特にこの実施例では、中央柱部
１２の先端部が外径方向に膨設されて鍔部１８ａを構成
しており、同様に、円筒壁部１５の先端部も外径方向に
膨設されて鍔部１８ｂを構成している。このようにすれ
ば、各ギャップにおける磁気抵抗を低減し、励磁電流を
節減できるとともに、円筒壁部１５の内周面側には鍔部
が膨設されないので、可搬コイル３の挿入が容易とな
る。

【００２３】更にこの実施例では、中央柱部１２及び円
筒壁部１５の端部に鍔部１８ａ、１８ｂを設けているの
で、図６に示すようにギャップを挟んで両側に鍔部１８
ａ１８ｂ、１９ａ、１９ｂを設けなくても、磁気抵抗を
低減することができる。 （実施例３）他の実施例を図６に示す。ただし、共通機
能を有する構成要素には同一符号を付す。

【００２４】この実施例では、図５において、中央柱部
１２、１３及び円筒壁部１５、１７の間に鍔部１８ａ、
１８ｂ、１９ａ、１９ｂを設けている。更にこの実施例
では、固定コイル２は部分コア１ａと一体とし、可搬コ
イル３は部分コア１ｂと一体としている。したがって、
両コイル２、３の抜き出しが不要であるので、鍔部１８
ｂ、１９ｂは内径側にも膨設されて、磁気抵抗の更なる
低減を図っている。 （実施例４）他の実施例を図７に示す。

【００２５】この実施例は、図５の実施例において、固
定コイル２と可搬コイル３とを軸方向に重ねて部分コア
１ａのコイル溝１１に収容したものであり、更に、Ｉ字
状断面を有する部分コア１ｂに、リング状のコイル溝１
１の開口部に嵌入するリング状の突部９を膨設したもの
である。この実施例では、可搬コイル３は部分コア１ａ
から着脱される。

【００２６】このようにすれば、突部９と鍔部１８ａ、
１８ｂとが当接する分だけ、ギャップの磁気抵抗を低減
することができる。 （実施例５）他の実施例を図８に示す。この実施例は、
部分コア１ａをコ字状断面の円筒とし、部分コア１ｂを
Ｔ字状断面の傘付円柱形状としたものである。

【００２７】この実施例では、部分コア１ａの円筒壁部
１５の先端に鍔部１８を内径側に膨設し、更に部分コア
１ｂの円柱部１３の先端に鍔部１９を外径側に膨設した
ものである。そして、鍔部１９の外径に収まる範囲で円
柱部１３に可搬コイル３を巻装し、鍔部１８の内径に収
まる範囲で円筒壁部１５の内周面側に固定コイル２を巻
装している。

【００２８】このようにすれば、鍔部１９が部分コア１
ａを引き抜く場合の障害となることがなく、また、円筒
壁部１５の外径側に鍔部が膨設されて（図５〜図７の如
く）、コア外径を増大させることがない。ちなみにこの
実施例では、鍔部１９の外径は円柱部１３のそれの２倍
となっているので、この部分のギャップの磁気抵抗を１
／４とすることができる。また、鍔部１８の径方向厚さ
は円筒壁部１５の径方向厚さの約２倍となっているの
で、この部分のギャップの磁気抵抗も低減することがで
きる。したがってこの実施例によれば、全体の重量、体
格をそれほど増大することなく、かつコイル溝の容積を
それほど削減することなく、大幅に励磁電流を低減し電
力変換効率を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁給電装置の一実施例を示す断面図
である。

【図２】図１の可搬コイルを部分コアに収容した状態を
示す平面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】図１の両部分コアを当接した状態を示す断面図
である。

【図５】実施例２の電磁給電装置の模式断面図である。

【図６】実施例３の電磁給電装置の模式断面図である。

【図７】実施例４の電磁給電装置の模式断面図である。

【図８】実施例５の電磁給電装置の模式断面図である。

【符号の説明】

１はコア、２は固定コイル、３は可搬コイル、４は把持
部、１ａ、１ｂは部分コア、１０、１１はコイル溝（可
搬コイル収容溝）、１４は切頭円錐（突部）、１６は漏
斗状凹部（凹部）、１２ａ、１３ａ、１５ａ、１７ａは
磁束出入端面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２個の部分コアの各磁束出入端面を当接
   して複数の柱部を有する有ギャップ閉磁路を構成するコ
   アと、前記柱部に巻装される固定側コイル及び移動側コ
   イルとを備える電磁給電装置において、 前記柱部の端末部分に、前記磁束出入端面が拡延される
   向きに張出する鍔部が形成されていることを特徴とする
   電磁給電装置。
2. 【請求項２】 ２個の部分コアの各磁束出入端面を当接
   して少なくとも２本の柱部を有する有ギャップ閉磁路を
   構成するコアと、前記柱部に巻装される固定側コイル及
   び移動側コイルとを備える電磁給電装置において、 前記ギャップを挟む一対の前記磁束出入端面は、互いに
   咬合可能な非平面状に形成されていることを特徴とする
   電磁給電装置。