JPH0917667A - 充電装置のカプラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】充電装置に用いられる送電側カプラと受電側カ
プラの破損を防止することを目的とする。 【構成】送電側カプラ４は送電側電磁コイル６と送電側
コア５とからなる。車両の底面に設置される受電側カプ
ラ７は受電側電磁コイル９と受電側コア８とからなる。
受電側カプラ７と送電側カプラ４とを上下に重合わせた
とき、送電側電磁コイル６は受電側電磁コイル９の内側
に内在される。そして、送電側電磁コイル６に充電電流
を流したとき、受電側電磁コイル９に誘導起電力が発生
する。又、受電側電磁コイル９の後部は内在する充電側
電磁コイル６が通過できるように折り曲げ形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、充電装置のカプラに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】充電装置は、電気自動車にとって必要不
可欠のものであり、充電装置を広く普及させることは電
気自動車の普及につながることから、より扱い易い充電
装置が望まれている。

【０００３】一般に、充電装置は、ガレージ等に予め設
置されている。充電は、充電装置側に設けられた送電側
カプラと、車両の底面に設置された受電側カプラとを上
下に重合わせることにより可能な状態となる。送電側カ
プラは、送電側電磁コイル（１次側コイル）と送電側コ
アとからなり、受電側カプラは、受電用電磁コイル（２
次側コイル）と受電側コアとからなる。送電側カプラを
受電側カプラとを上下に重合わせると、受電側電磁コイ
ルの内側に送電用電磁コイルが内在されるとともに、送
電側コアと受電側コアが当接する。そして、充電側電磁
コイルに充電電流を流し、受電側電磁コイルに誘導起電
力を発生させて車両に搭載したバッテリを充電させるよ
うにしている。

【０００４】送電側カプラと受電側カプラを重合わせる
方法は、以下のように行われる。まず、充電装置は送電
側カプラを車両の車幅方向に移動させ、受電側カプラの
直下に案内する。充電装置は、その直下に案内された送
電側カプラを上方に移動させる。送電側カプラが受電側
カプラに当接するときにその移動を停止させることによ
り、送電側カプラと受電側カプラとが重ね合わされた状
態となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、充電中又は
充電完了後であって、送電側カプラと受電側カプラとが
重ね合わさった状態で車両を前進させた場合、車両の底
面に設置した受電側カプラは車両とともに前方移動す
る。この受電側カプラの移動は水平に前方に移動するた
め、受電側電磁コイルが送電側電磁コイルに衝突し破損
する。つまり、送電側カプラと受電側カプラとが重ね合
わさった状態では、送電側電磁コイルが受電側電磁コイ
ルの内側に内在しているからである。

【０００６】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたものであって、送電側カプラと受電側カプラとが
重ね合わさった状態で車両を移動させた場合でも送電側
カプラと受電側カプラが破損することがない充電装置の
カプラを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、電力供給手段側に設けられ、送
電側電磁コイルと送電側コアとからなる送電側カプラ
と、車両に設置され、受電側電磁コイルと受電側コアと
からなる受電側カプラとからなり、受電側カプラと送電
側カプラとを互いに当接させたとき、送電側電磁コイル
と受電側電磁コイルのいずれか一方のコイルが他方のコ
イルの内側に内在され、送電側電磁コイルに充電電流を
流したとき、受電側電磁コイルに誘導起電力を発生させ
るようにした充電装置のカプラにおいて、 車両の移動
に基づく両コイルの相対移動によって両コイルが互いに
衝突するのを回避させるために、内在する一方のコイル
の外側にある他方のコイルを折曲形成して内在する一方
のコイルの通過経路を形成したことをその要旨とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、受電側カプラは車両の後部底面に設けら
れ、受電側電磁コイルの内側に送電側電磁コイルが内在
し、その受電側電磁コイルの後部に通過通路を形成した
ことをその要旨とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、電力供給手段側に
設けられ、送電側電磁コイルと送電側コアとからなる送
電側カプラと、車両に設置され、受電側電磁コイルと受
電側コアとからなる受電側カプラとからなり、受電側カ
プラと送電側カプラとを互いに当接させたとき、送電側
電磁コイルと受電側電磁コイルのいずれか一方のコイル
が他方のコイルの内側に内在され、送電側電磁コイルに
充電電流を流したとき、受電側電磁コイルに誘導起電力
を発生させるようにした充電装置のカプラにおいて、車
両の移動に基づく両コイルの相対移動によって両コイル
が互いに衝突するのを回避させるために、前記送電側カ
プラ及び受電側カプラを車両の移動方向に対して傾斜さ
せて設置したことをその要旨とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、受電側カプラは車両の後部底面に設けら
れ、受電側電磁コイルの内側に送電側電磁コイルが内在
することをその要旨とする。

【００１１】

【作用】請求項１の発明は、内在する一方のコイルの外
側にある他方のコイルを折曲形成して通過経路を形成し
たので、車両が移動しても内在する一方のコイルは通過
経路を通る。

【００１２】請求項２の発明は、受電側電磁コイルの後
部に通過経路を形成したので、車両が例えば前進移動し
ても送電側電磁コイルは通過経路を通る。請求項３の発
明は、送電側カプラ及び受電側カプラを車両の移動方向
に対して傾斜させて設置したので、車両が移動しても、
受電用電磁コイルの移動軌跡は送電側電磁コイルと当た
らない軌跡となる。

【００１３】請求項４の発明は、車両が前進移動して
も、受電用電磁コイルの移動軌跡は送電側電磁コイルと
当たらない軌跡となる。

【００１４】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明を具体化した一実施例を図
１〜図４に従って説明する。図１は、充電装置１と電気
自動車（以下、単に自動車という）２との位置関係を示
す側面図である。充電装置１は、ガレージ等に予め設置
されている。充電装置１は支持アーム３が設けられてい
る。支持アーム３は、前方に延び、上下方向に移動する
と共に、自動車２の車幅方向に往復動する。支持アーム
３の先端部には送電側カプラ４が取着されている。

【００１５】図２に示すように、送電側カプラ４は、Ｅ
形の送電側コア５と送電側電磁コイル６とからなる。送
電側コア５は、下面に支持アーム３の先端部が固着さ
れ、上面の中央部の前後方向に延びた突片５ａに送電側
電磁コイル６が巻回されている。送電側コア５の両側に
形成した前後方向に延びた突片５ｂの上部には内側に向
かって楔状に膨出した上面平坦な鍔部５ｃが形成されて
いる。因みに、本実施例では、受電側コア５の前後方向
の長さＤ１は、１００ｍｍ、受電側コア５の車幅方向の
長さＤ２は１６０ｍｍにしている。

【００１６】一方、自動車２の後部底面には受電側カプ
ラ７が固定されている。図２に示すように、受電側カプ
ラ７は、Ｉ形の受電側コア８と受電側電磁コイル９とか
らなる。受電側コア８は、上面が図３に示すように固定
部材１０を介して自動車２の後部底面に固定されてい
る。受電側コア８は、長方形の平板形状であって、前後
方向の長さＤ３は、前記送電側カプラ４の長さＤ１の２
倍の２００ｍｍに設定している。又、受電側コア８の車
幅方向の長さＤ４は、前記送電側カプラ４の長さＤ２と
同じ１６０ｍｍにしている。

【００１７】受電側コア８の下面には、受電側電磁コイ
ル９が固定されている。受電側電磁コイル９は、前後方
向が長く、車幅方向が短いコイルである。受電側電磁コ
イル９の前後方向の長さは、受電側コア８をはみ出る長
さである。その後部のはみ出た部分は、図２，図３に示
すように上方に折曲形成されている。従って、折曲形成
されたはみ出た部分は、受電側コア８の下面より上方位
置に位置することになり、受電側コア８の下面後方は遮
られるものがなくなって通過経路１２が形成される。

【００１８】又、受電側コイル９の内側の空間は、送電
側コイル６が内在しても十分の間隔が生ずるほどの空間
が形成されている。特に、前後方向の間隔は、車幅方向
の間隔より大きくなっている。従って、送電側コア５と
受電側コア８とが上下に正しく重なりあったとき、図３
及び図４に示すように送電側コイル６は受電側コイル９
の内側に一定の間隔を有して内在される。

【００１９】充電装置１は自動車２に対してその前後方
向に予め定めた位置に設置されている。つまり、送電側
カプラ４は、本実施例では、上下方向と車幅方向に往復
動が可能で、前後方向には移動できないようになってい
る。従って、送電側カプラ４が、自動車２の底面に設け
た受電側カプラ７に正しく重なり合うには、事前に前後
方向における自動車２の停止位置が決められている必要
がある。そのために、ガレージに輪止め１３が設けられ
ている。この輪止め１３に自動車２の後輪２ａが当たる
と、前後方向における送電側カプラ４と受電側カプラ７
の相対位置は、一致するようになる。

【００２０】次に上記のように構成したカプラの作用に
ついて説明する。自動車２が充電装置１に対して前後方
向に正しい位置に停止した状態から充電作業が開始され
る。まず、最下位置にある支持アーム３が車幅方向に一
端から他端に移動し、受電側カプラ７の直下位置を探
し、その直下位置まで送電側カプラ４を案内する。続い
て、直下位置から支持アーム３を上昇させて送電側カプ
ラ４を受電側カプラ７に当接させる。このとき、図３及
び図４に示すように送電及び受電側カプラ４，７が上下
に重なり合う。送電及び受電側カプラ４，７が重なり合
うと、受電側電磁コイル９の内側に送電側電磁コイル６
が内在するとともに、充電側コア５の各突片５ａ，５ｂ
が送電側コア８の下面に当接する。従って、この状態で
送電側カプラ４と受電側カプラ７は、トランスを構成
し、送電側電磁コイル６が１次側コイル、受電側電磁コ
イル９が２次側コイルとなる。この状態で、充電装置１
は送電側電磁コイル６に充電電流を流し、受電側電磁コ
イル９に誘導起電力を発生させ自動車２に搭載したバッ
テリに対して充電を行う。

【００２１】ところで、受電及び送電側カプラ７，４が
上下に重なり合ってい状態において、自動車２を前進
（充電装置１と離間する方向）させたとき、受電側カプ
ラ７、即ち受電側コイル９は、自動車２とともに水平に
前方に移動する。このとき、受電側電磁コイル９は、そ
の後部に折り曲げて形成した通過経路１２により、内在
した送電側電磁コイル６に衝突することなく同送電側電
磁コイル６に対して抜け出る。

【００２２】このように本実施例では、受電側電磁コイ
ル９の後部のみ出た部分を上方に折曲して通過経路１２
を形成した。従って、送電側電磁コイル６が受電側電磁
コイル９に内在している状態で自動車２を前進させて
も、送電側電磁コイル６は受電側電磁コイル９に形成し
た通過経路１２を通過する。その結果、送電側電磁コイ
ル６と受電側電磁コイル９は、衝突することはない。

【００２３】又、本実施例では、送電側コア５の突片５
ｂに鍔部５ｃを形成し、突片５ｂの上面を幅方向に広く
した。従って、送電側カプラ４が受電側カプラ７に対し
て車幅方向に若干ずれて重なっても両コア送電側コア５
の突片５ｂは確実に受電側コア７の下面に当接し磁気回
路を形成することができる。

【００２４】さらに、本実施例では、受電側電磁コイル
９の内側に形成される空間を、送電側電磁コイル６を内
在したとき大きな間隔が生ずる大きさにした。従って、
送電側カプラ４が受電側カプラ７に対して前後方向にず
れて重なっても送電側電磁コイル６は受電側コイル９の
内側に内在させることができる。

【００２５】さらにまた、受電側カプラ７のコア８をＩ
形のコアにしたので、Ｅ形のコア形状に比べ軽量とな
り、車両重量の低減に貢献することができる。尚、本実
施例では、受電側カプラ７のコア８をＩ形、送電側カプ
ラ４のコア５をＥ形にしたが、これを逆にしてもよい。
即ち、受電側コア８をＥ形、送電側コア５をＩ形にす
る。この場合、送電側電磁コイル６の内側に受電側電磁
コイル９が内在することになる。従って、送電側電磁コ
イル６は、前部を下方に折り曲げて通過経路１２を形成
する必要がある。

【００２６】又、受電側カプラ７を自動車２の前部底面
に設置して実施してもよい。この場合、自動車２は前進
して充電装置１に接近し、後進で充電装置から離間す
る。従って、受電側電磁コイル９の通過経路１２は、受
電側電磁コイル９の前部を折り曲げて形成する必要があ
る。勿論、通過経路１２は前後いずれか一方のみに限定
されるものではない。即ち、前後両側に通過経路１２を
形成してもよい。

【００２７】更に、受電側カプラ７を自動車２の後部側
面、前部側面、後部上面及び前部上面に設置してもよ
い。この場合、前部に受電側カプラ７を設置した場合に
は、通過経路１２を受電側電磁コイル９の前部に形成
し、後部に設置した場合には、通過経路１２を受電側電
磁コイル９の後部に形成する。 （第２実施例）本発明の第２実施例を図５〜図７に従っ
て説明する。尚、本実施例は、第１実施例とは送電及び
受電側カプラ４，７の取付方法と、受電側電磁コイル９
の形状がことなるだけなので、その異なる部分について
のみ説明する。

【００２８】図６において、受電側カプラ７の受電側コ
イル９は、後部が折り曲げ形成されいない。従って、本
実施例の受電側コイル９は通過経路が形成されていな
い。このように構成された受電側カプラ７は、図５及び
図７に示すように前後方向に傾斜した状態で固定されい
る。詳述すると、後部が前部より高くなるように傾斜さ
せている。一方、支持アーム３に支持される送電側カプ
ラ４も受電側カプラ７と同じ傾斜角度θに傾斜した状態
で固定されいる。詳述すると、後部が前部より高くなる
ように傾斜させている。

【００２９】両カプラ４，７の傾斜角度θは、図７に示
すように、両カプラ４，７が正しい位置で重ね合わされ
たとき、送電側電磁コイル６の最上端を通る水平線Ｌ１
が、受電側電磁コイル９のコア８からはみ出た後部の最
下端を通る水平線Ｌ２より下側に位置する角度に設定さ
れている。

【００３０】従って、本実施例では、送電側電磁コイル
６が受電側電磁コイル９に内在している状態で自動車２
を前進させても、受電側電磁コイル９のコア８からはみ
出た後部の最下端の移動軌跡は水平線Ｌ２であり、送電
側電磁コイル６の最上端より上方となる。その結果、送
電側電磁コイル６と受電側電磁コイル９は、第１実施例
と同様に衝突することはない。即ち、自動車２を前進さ
せることにより、受電側電磁コイル９と、そのコイル９
内に内在する送電側電磁コイル６とは容易且つ確実に離
反できる。

【００３１】又、本実施例では、第１実施例のように通
過経路１２を形成するために受電側コイル８を折り曲げ
て通過経路１２を形成する必要がないため、その分だけ
部品コストの低減を図ることができる。

【００３２】尚、本実施例も第１実施例と同様に、受電
側カプラ７のコア８をＩ形、送電側カプラ４のコア５を
Ｅ形にしたが、これを受電側コア８をＥ形、送電側コア
５をＩ形にして実施してもよい。

【００３３】又、本実施例において、受電側カプラ７を
後部底面ではなく、後部側面及び後部上面に、移動方向
に対して傾斜させた状態で設置してもよい。受電側カプ
ラ７を車両の後部側面に設置した場合には、前部が後部
に対してより側方に位置するように傾斜される。受電側
カプラ７を車両の後部上面に設置した場合には、前部が
後部に対してより上方に位置するように傾斜される。即
ち、受電側カプラ７はその前部が後部に対して車両から
より離間するように傾斜される。

【００３４】又、受電側カプラ７を後部でなく前部底
面、前部側面及び前部上面に取り付けてもよい。この場
合、送電側カプラ４は自動車２のフロント側（前側）に
位置するので、受電側カプラ７はその後部が前部に対し
て車両からより離間するように傾斜された状態で設置さ
れる。即ち、受電側カプラ７は、受電側カプラ７の送電
側カプラ４とは反対側が、送電側カプラ４側よりも車両
からより離間するように傾斜される。つまり、受電側カ
プラ７は、送電側カプラ４に対して対向する向きに傾斜
される。この場合、受電側カプラ７を側面又は上面に取
り付けたときの送電側カプラ４は、受電側カプラ７の傾
斜と平行となるように傾斜される。

【００３５】尚、上記各実施例から把握できる請求項の
発明以外の技術思想について、以下にそれらの効果と共
に記載する。請求項１に記載の充電装置のカプラにおい
て、受電側コア８はＩ形のコアであり、充電側コアはＥ
形コアである充電装置のカプラ。Ｉ形のコアは、他のＥ
形等のコアより軽いため、車両の重量低減を図ることが
できる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、送
電側カプラと受電側カプラとが重ね合わさった状態で、
車両を移動させても送電側カプラと受電側カプラを破損
することがないという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】充電装置の側面図。

【図２】受電側カプラと送電側カプラの要部斜視図。

【図３】受電側カプラと送電側カプラの側断面図。

【図４】受電側カプラと送電側カプラの正面図。

【図５】第２実施例を説明するための充電装置の側面
図。

【図６】第２実施例を説明するための受電側カプラの要
部斜視図。

【図７】受電側カプラと送電側カプラの側断面図。

【符号の説明】

１…電力供給手段としての充電装置、２…車両としての
電気自動車、４…送電側カプラ、５…送電側コア、６…
送電側電磁コイル、７…受電側カプラ、８…受電側コ
ア、９…受電側電磁コイル、１２…通過経路、θ…傾斜
角度。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力供給手段側に設けられ、送電側電磁
   コイルと送電側コアとからなる送電側カプラと、車両に
   設置され、受電側電磁コイルと受電側コアとからなる受
   電側カプラとからなり、受電側カプラと送電側カプラと
   を互いに当接させたとき、送電側電磁コイルと受電側電
   磁コイルのいずれか一方のコイルが他方のコイルの内側
   に内在され、送電側電磁コイルに充電電流を流したと
   き、受電側電磁コイルに誘導起電力を発生させるように
   した充電装置のカプラにおいて、 車両の移動に基づく両コイルの相対移動によって両コイ
   ルが互いに衝突するのを回避させるために、内在する一
   方のコイルの外側にある他方のコイルを折曲形成して内
   在する一方のコイルの通過経路を形成した充電装置のカ
   プラ。
2. 【請求項２】 受電側カプラは車両の後部底面に設けら
   れ、受電側電磁コイルの内側に送電側電磁コイルが内在
   し、その受電側電磁コイルの後部に通過通路を形成した
   請求項１に記載の充電装置のカプラ。
3. 【請求項３】 電力供給手段側に設けられ、送電側電磁
   コイルと送電側コアとからなる送電側カプラと、車両に
   設置され、受電側電磁コイルと受電側コアとからなる受
   電側カプラとからなり、受電側カプラと送電側カプラと
   を互いに当接させたとき、送電側電磁コイルと受電側電
   磁コイルのいずれか一方のコイルが他方のコイルの内側
   に内在され、送電側電磁コイルに充電電流を流したと
   き、受電側電磁コイルに誘導起電力を発生させるように
   した充電装置のカプラにおいて、 車両の移動に基づく両コイルの相対移動によって両コイ
   ルが互いに衝突するのを回避させるために、前記送電側
   カプラ及び受電側カプラを車両の移動方向に対して傾斜
   させて設置した充電装置のカプラ。
4. 【請求項４】 受電側カプラは車両の後部底面に設けら
   れ、受電側電磁コイルの内側に送電側電磁コイルが内在
   する請求項３に記載の充電装置のカプラ。