JPH0644301U - 電動車用電磁給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】両コアの位置合わせ作業が簡単であるにも関わ
らず優れた電力変換効率を有する電動車用電磁給電装置
を提供する。 【構成】二次コイル４巻装の二次コア３を車両に固定
し、一次コイル２巻装の一次コア１を二次コア３に嵌入
する。移動が必要な一次コア１は円盤状の蓋部１１を有
する円柱形状（断面Ｔ字状）に形成され、二次コア３は
底付き円筒状（断面コ字状）に形成される。このように
すれば、中央側のギャップｇ１は二次コア３の底部３２
近傍に形成され、一方、外側のギャップｇ２は一次コア
１の蓋部１１と二次コア３の円筒部３１の先端面との間
に形成されることとなり、これら二つのギャップｇ１，
ｇ２が軸方向反対側に配置されるので、一次コイル２及
び二次コイル４の両方と鎖交しない漏れ磁束を大幅に低
減することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電動車用電磁給電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ＵＳＰ４３４７４７２、４４９６８９６、特開昭６３−７３８３７号公報は、 バッテリ駆動式電動車の車体底部又は前部に二次コイル巻装の二次コアを固定し 、地上側に一次コイル巻装の一次コアを固定し、電動車の運転操作により両コア を位置合わせして有ギャップ閉磁路を構成して、給電することを開示している。

【０００３】 このような一次コア及び二次コアを位置合わせして有ギャップ閉磁路を構成す る場合、断面コ字状の一対のコアを組み合わせて構成する断面ロ字状の有ギャッ プ閉磁路、断面Ｅ字状の一対のコアを組み合わせて又は断面Ｅ字状のコアとバー 状のコアとを組み合わせて構成する断面日字状の有ギャップ閉磁路が知られてい る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記公報の提案では、両コアの位置合わせが精密に行えず、また ギャップ長が大きいので電力変換効率（二次有効電力／一次有効電力）が低いと いう問題があった。また、電力変換効率の向上を図るには両コアを大型化せざる を得ないが、コアの大型化では電力変換効率の大幅な向上を実現できない。また 従来技術では、地上側の一次コアの形状及び位置に合わせて、車体における二次 コアの位置、形状が規定されるために車両デザイン上の大きな制約となっている 。 本考案者らは、上記問題点に鑑み、一次コイル巻装の一次コア（ステーショ ン側）を人が把握して二次コアに位置合わせし、この状態で給電すれば、精密な 位置合わせによりギャップを縮小できるためにコアを小型化できると考えた。

【０００５】 しかしながら、このように小型の一次コアを把握して二次コアに位置合わせす る場合、以下の問題がある。 まず、このような小型の一次コア、二次コアを用いる場合、各コア形状を従来 のようにコ字状又はＥ字状とすると隣接する二つのギャップ部が接近するために ギャップ間で磁束が漏れてしまい、漏れ磁束の増大により電力変換効率が低下す るという問題があった。

【０００６】 次に、このような小型の一次コア、二次コアを用いる場合、両者の磁束出入端 面の面積が狭小であるので、磁束出入端面と平行方向において両コアを精密に位 置合わせして両者の磁束出入端面がずれないようにそれらを重ね合わせることが 必要となる。しかしながら、このような位置合わせ作業は、一次コアと二次コア との脱着作業が困難化するという問題を有する。

【０００７】 本考案は上記問題点に鑑みなされたものであり、両コアの位置合わせ作業が簡 単であるにも関わらず優れた電力変換効率を有する電動車用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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の電動車用電磁給電装置は、有底円筒形状を有し車体に配設される軟磁 性の二次コアと、 前記二次コアの内周面に沿って巻装される二次コイルと、 円盤状の蓋部と前記蓋部の中心軸上に直立する円柱部とを有し前記蓋部の外周 部が前記二次コアの円筒部の先端面に近接する場合に前記円柱部の先端が前記二 次コアの底部に近接する軟磁性の一次コアと、 前記一次コアの円柱部に巻装される一次コイルとを備えることを特徴としてい る。

【０００９】 好適な態様において、前記二次コア及び前記車体を含む静止部と前記一次コア を含む回転部との一方に突設された係止突起と、前記静止部及び前記回転部の他 方に穿設され前記係止突起を係止可能な係止溝とを備え、前記係止溝は前記一次 コアの円柱部が前記二次コイルに嵌入する際に前記係止突起が嵌入可能な軸方向 溝部と、前記係止突起の嵌入後における前記係止溝に対する前記係止突起の相対 回動を可能としかつ前記係止溝からの前記係止突起の軸方向脱出を禁止する周方 向溝部とを備える。

【００１０】 好適な態様において、前記回転部は前記一次コアの前記蓋部に被着された非磁 性で缶状の外蓋を有し、前記外蓋の外周面に前記係止突起及び前記係止溝の一方 が形成される。 好適な態様において、前記外蓋は前記一次コアの前記蓋部に弾性部材を介して 結合される。

【００１１】 好適な態様において、前記蓋部及び前記外蓋は、前記一次コアの中心軸周りの 前記蓋部と前記外蓋との相対回動を規制する相対回動規制部を備える。

【００１２】

【作用及び考案の効果】

この電動車用電磁給電装置では、二次コイル（受電側）巻装の二次コアを車両 に固定し、一次コイル（送電側）巻装の一次コアを二次コアに嵌入する。移動が 必要な一次コアは円盤状の蓋部を有する円柱形状（断面Ｔ字状）に形成され、二 次コアは底付き円筒状（断面コ字状）に形成される。

【００１３】 このようにすれば、中央側のギャップは二次コアの底部近傍に形成され、一方 、外側のギャップは一次コアの蓋部と二次コアの円筒部の先端面との間に形成さ れることとなり、これら二つのギャップが軸方向反対側に配置されるので、一次 コイル及び二次コイルの両方と鎖交しない漏れ磁束を大幅に低減することができ る。

【００１４】 また、一次コア、二次コア、一次コイル及び二次コイルが上記形状を有するの で、一次コアと二次コアとは相対回動が可能であり、一次コイル巻装の一次コア を二次コイルの孔部に嵌入するだけで、簡単に両者の位置合わせができる。また 、一次コアをその嵌入方向へ押し付けるだけでギャップ長を縮小することができ る。

【００１５】 また、一次コイルの外周面が二次コイルの内周面に保持されるので、一次コア が二次コアに対して軸直角方向に相対変位するのを規制することができる。 更に、一次コア及び二次コアで両コイルを完全に囲包する形状となっているの で、外部への漏れ磁束が少なく、電力変換効率を一層向上することができる。た だし、一次コア及び二次コアからなる両端遮蔽円筒体形状に多少の欠落部分があ ってもよい。

【００１６】

【実施例】

（実施例１） 本考案の電磁給電装置の一実施例を図１〜図２に示す。図１は一次コアを二次 コアに嵌入する直前を示す斜視図である。 車体の後部トランク９は蓋９１をもつ四角形の開口９２を有している。開口９ ２を開けるとトランク９内部には軟磁性フェライトからなる二次コア３が固定さ れており、二次コア３の内周面に沿って二次コイル４が巻装されている。

【００１７】 一方、開口９２の外側には、軟磁性フェライトからなり不図示の手で把握され た一次コア１があり、二次コア３に嵌合されようとしている。一次コア１の外周 には一次コイル２が巻装されている。 図２は、一次コア１を二次コア２に嵌入した状態を示す軸方向断面図である。 トランク９には上端開口円筒形状のケース９３の外周端が溶接されており、ケ ース９３には二次コア３が嵌入、固定されている。

【００１８】 二次コア３は、上端開口の円筒部３１と円筒部３１の基端側開口を遮蔽する円 盤状の底部３２とからなる。 一方、一次コア１は、円盤状の蓋部１１と蓋部の中心軸上に直立する円柱部１ ２とを有し、蓋部１１の外周部が二次コア３の円筒部３１の先端面３１ａに密接 する場合に、一次コア１の円柱部１２の先端が二次コア４の底部３２に密接する ように設計されている。一次コア１の円柱部１２には一次コイル２が巻装されて いる。

【００１９】 蓋部１１にはアルミ板をプレス加工してなる内ケース５が嵌着されており、内 ケース５の内周面及び底面は蓋部１１の外周面及び円形の上面１１ａに接着され ている。蓋部１１にはアルミ板をプレス加工してなる外ケース６が軸方向摺動自 在に嵌着されており、外ケース６の底部内面と内ケース５の底部外面との間の密 閉空間にはゴム板（弾性部材）７が収容されている。それぞれ半円形状を有する 両ゴム板７は一定間隔の線形隙間を介して略円形となるように配置されており、 両ゴム板７の両端面は外ケース６の底部内面と内ケース５の底部外面とに接着さ れている。上記線形隙間に位置して外ケース６の底部内面と内ケース５の底部内 面にはガイド突起５１、６１が個別に突設され、一対のガイド突起６１はガイド 突起５１を軸方向摺動自在、周方向相対変位不能に挟持している。これにより、 内ケース５と外ケース６とは相対回転不能となっている。なお、ガイド突起５１ 、６１は本考案でいう相対回動規制部を構成している。

【００２０】 更に、外ケース６の周壁には、図１及び図２に示すように、係止溝６３が穿設 されており、係止溝６３は軸方向に穿設され周壁先端に開口する軸方向溝部６３ ａと、軸方向溝部６３ａの内奥から周方向に穿設される周方向溝部６３ｂとから なる。そして、外ケース６の周壁に対し微小間隔を隔てるケース９３の部位には 対面する係止突起９４が求心方向に突設され、図２では周方向溝部６３ｂに嵌入 して、一次コア１が二次コア３から軸方向外方へ脱出するのを規制している。

【００２１】 ８は外ケース６に固定された把手であり、把手８から伸びるケーブル８１は一 次コイル２に給電している。 次に、この装置の動作を説明する。 把手８を持って一次コア１を二次コイル４内へ軸方向に挿入すると、両コア１ 、３の各磁束出入端面１５、３５が密接し、有ギャップ閉磁路が完成する。

【００２２】 ゴム板７は両コア１、３の衝接時に圧縮されて、衝撃を吸収し、両コア１、３ の破損を防ぐ。一次コア１の１５が二次コア３の磁束出入端面３５に密接した後 、把手８を押圧しながら回動すると、係止突起９４が係止溝６３の軸方向溝部６ ３ａに嵌入し、続いて周方向溝部６３ｂに嵌入し、ゴム板７の付勢により外ケー ス６はケース９３に係止される。その結果、ゴム板７は一次コア１を二次コア３ に押圧し、磁束出入端面１５、３５間のギャップが縮小され、電力変換効率が向 上する。

【００２３】 以上説明したように本考案の電動車用電磁給電装置では、中央側のギャップｇ １は二次コア３の底部３２近傍に形成され、一方、外側のギャップｇ２は一次コ ア１の蓋部１１と二次コア３の円筒部３１の先端面との間に形成されることとな り、これら二つのギャップｇ１，ｇ２が軸方向反対側に配置されるので、一次コ イル１及び二次コイル３の両方と鎖交しない漏れ磁束を大幅に低減することがで きる。

【００２４】 また、一次コア１、二次コア３、一次コイル２及び二次コイル４が同軸同心形 状を有するので、一次コア１と二次コア３とは相対回動が可能であり、一次コイ ル２巻装の一次コア１を二次コイル４の孔部に嵌入するだけで、簡単に両者の位 置合わせができる。また、一次コア１をその嵌入方向へ押し付けるだけでギャッ プ長を縮小することができる。

【００２５】 また、一次コイル２の外周面が二次コイル４の内周面に保持されるので、一次 コア１が二次コア３に対して軸直角方向に相対変位するのを規制することができ る。 更に、一次コア１及び二次コア３で両コイル２、４を完全に囲包する形状とな っているので、外部への漏れ磁束が少なく、電力変換効率を一層向上することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電磁給電装置の一実施例を示し、特に
一次コア嵌入途中を示す斜視図、

【図２】図１の装置の軸方向断面図。

【符号の説明】

１は一次コア、２は一次コイル、３は二次コア、４は二
次コイル、１１は蓋部、１２は円柱部、３１は円筒部、
３２は底部。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 有底円筒形状を有し車体に配設される軟
   磁性の二次コアと、前記二次コアの内周面に沿って巻装
   される二次コイルと、 円盤状の蓋部と前記蓋部の中心軸上に直立する円柱部と
   を有し前記蓋部の外周部が前記二次コアの円筒部の先端
   面に近接する場合に前記円柱部の先端が前記二次コアの
   底部に近接する軟磁性の一次コアと、 前記一次コアの円柱部に巻装される一次コイルとを備え
   ることを特徴とする電動車用電磁給電装置。
2. 【請求項２】 前記二次コア及び前記車体を含む静止部
   と前記一次コアを含む回転部との一方に突設された係止
   突起と、前記静止部及び前記回転部の他方に穿設され前
   記係止突起を係止可能な係止溝とを備え、前記係止溝は
   前記一次コアの円柱部が前記二次コイルに嵌入する際に
   前記係止突起が嵌入可能な軸方向溝部と、前記係止突起
   の嵌入後における前記係止溝に対する前記係止突起の相
   対回動を可能としかつ前記係止溝からの前記係止突起の
   軸方向脱出を禁止する周方向溝部とを備える請求項１記
   載の電動車用電磁給電装置。
3. 【請求項３】 前記回転部は前記一次コアの前記蓋部に
   被着された非磁性で缶状の外蓋を有し、前記外蓋の外周
   面に前記係止突起及び前記係止溝の一方が形成される請
   求孔２記載の電動車用電磁給電装置。
4. 【請求項４】 前記外蓋は前記一次コアの前記蓋部に弾
   性部材を介して結合される請求孔３記載の電動車用電磁
   給電装置。
5. 【請求項５】 前記蓋部及び前記外蓋は、前記一次コア
   の中心軸周りの前記蓋部と前記外蓋との相対回動を規制
   する相対回動規制部を備える請求項４記載の電動車用電
   磁給電装置。