JP5860291B2 - コイルユニットの設置構造 - Google Patents

Description

本発明は、コイルユニットの設置構造に係り、特に、コイル及びコイルを収容するケースを備えたコイルユニットを設置する設置構造に関するものである。

近年、ケーブル等の機械的接触なしで、例えば電気自動車の電池に電力を供給する非接触給電装置が、開発、実用化されている。この非接触給電装置は、車両に搭載された受電側コイルと、車両が駐車する駐車スペースに設置された給電側コイルと、から構成されている。このような非接触給電装置によれば、駐車スペース上に車両が駐車され、受電側コイルと給電側コイルとが軸方向に互いに間隔を空けて対向した状態で、給電側コイルに交流電力を供給すると、当該交流電力が電磁誘導や磁界の共鳴により非接触で受電側コイルに受電される。

上述した非接触給電装置においては、上記コイルで熱が発生するため、これを冷却する必要がある。このようにコイルを冷却する冷却装置としては、例えば図６に示されたものが提案されている（特許文献１）。同図に示すように、冷却装置１００は、円筒型のボビン１０１と、ボビン１０１の外周壁に巻回されるコイル１０２と、ボビン１０１内に設けられた送風ファン１０３と、を備えている。この冷却装置１００によれば、送風ファン１０３を回すと矢印１０４に示すようにボビン１０１の軸方向の開口から空気がボビン１０１内に導入された後、ボビン１０１の外周壁に設けた空気排気孔１０５からボビン１０１外に排気される。

上述したコイル１０２は、一般にはケース１０６に収容されている。このため、上述した構成であるとボビン１０１の軸方向の開口から空気を導入するため、ケース１０６の蓋（又は底面）に吸気口１０７を設ける必要がある。しかしながら、ケース１０６の蓋に吸気口１０７を設けると、受電側コイルと給電側コイルとの距離をその分開ける必要があり、給電効率が落ちる恐れがあった。また、防塵防水性が良くない、という問題もあった。そこで、吸気口１０７にダクトホースを接続して、ケース１０６内に水や塵が浸入しない構成とすることも考えられるが、冷却装置１００の厚み方向が大きくなってしまう。

この問題を解決するために、例えば図７（Ａ）に示すように、ケース１０６のコイル１０２の巻回方向に沿った外周壁に吸気口１０７及び排気口１０８を設けることが考えられる。この非接触給電装置では、ケース１０６内への空気の導入及び排出を効率よく行うため、また、防水防塵性の向上を図るため、図７（Ｂ）に示すように、吸気口１０７及び排気口１０８の双方をそれぞれダクトホース１０９を介してファンボックス１１０に接続している。これにより、ファンボックス１１０に内蔵されたファンが回ると、冷却風がダクトホース１０９を通って吸気口１０７から送り込まれ、排気口１０８から排出された暖められた空気が、ファンボックス１１０に戻される。この場合、吸気用と排気用との２本のダクトホース１０９を埋設する必要があり、施工範囲が広く大がかりになってしまい、高コストなものとなってしまう。

特開２０１０−２８４０１１号公報

そこで、本発明は、設置工事の容易化を図ったコイルユニットの設置構造を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、コイル及びコイルを収容するケースを備えたコイルユニットを設置するコイルユニットの設置構造であって、前記ケースが、水平面に対して傾斜した第１傾斜面に沿って設けられ、前記ケースの外周壁には、当該ケース内に空気を導入する吸気口及び当該ケース外に空気を排気する排気口が設けられ、前記排気口が、前記第１傾斜面の傾斜方向上側に位置して設けられていることを特徴とするコイルユニットの設置構造に存する。

請求項２記載の発明は、前記コイルユニットが、駐車スペースに設置されていることを特徴とする請求項１に記載のコイルユニットの設置構造に存する。

請求項３記載の発明は、前記第１傾斜面が、駐車面であり、前記ケースが、前記駐車面に設けた凹状の埋設穴に埋設されていることを特徴とする請求項２に記載のコイルユニットの設置構造に存する。

請求項４記載の発明は、前記埋設穴を形成する底面が、水平面に対して傾斜した第２傾斜面に設けられ、前記第２傾斜面の傾斜方向下側に排水口が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のコイルユニットの設置構造に存する。

請求項５記載の発明は、前記排気口に防塵フィルタが設けられていることを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載のコイルユニットの設置構造に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、排気口が、第１傾斜面の傾斜方向上側に位置して設けられているので、排気口とファンボックスとをダクトホースで接続しなくてもコイルを冷却して過熱された空気が上方に向かって円滑に排気口から排気される。また、ケースの上側にたまった水は斜面方向下側に流れるため、防水性も図ることができる。これにより、排気口からのダクトホースを省略でき、省スペース化並びに設置工事の容易化が図れる。

請求項２記載の発明によれば、コイルユニットが駐車スペースに設置されているので、駐車スペースへの設置工事を容易にできる。

請求項３記載の発明によれば、ケースが駐車面に設けた凹状の埋設穴に埋設されているので、排気口を第１傾斜面の傾斜方向上側に位置して設けることにより、排気口を埋設穴に溜まった水から遠く離すことができるので、排気口から水が浸入してくることがなく、防水性の向上を図ることができる。また、排気口から排出された空気が埋設穴の開口から上方に向かって排出されるので、さらに効率よくケース内の空気を排気することができる。

請求項４記載の発明によれば、埋設穴を形成する底面が、水平面に対して傾斜した第２傾斜面に設けられ、第２傾斜面の傾斜方向下側に排水口が設けられているので、埋設穴に溜まった水を効率よく排水することができる。

請求項５記載の発明によれば、排気口に防塵フィルタが設けられているので、ケースへの送風停止時でも防塵性能は確保でき、送風時には防塵フィルタに付着した埃をケース外に飛ばせるため、防塵性の向上を図ることができる。

本発明のコイルユニットの設置構造の一実施形態を示す断面図である。 図１に示すコイルユニットを組み込んだ非接触給電装置の一実施形態を示す説明図である。 図１のＩ−Ｉ線部分断面図である。 図２に示す給電側コイルユニットの施工例を示す説明図である。 図４のＩＩ−ＩＩ線部分断面図である。 従来のコイルの冷却装置の一例を示す断面図である。 従来のコイルの冷却装置の一例を示す断面図である。

以下、本発明のコイルユニットの設置構造について図１〜図５を参照して説明する。図１に示すコイルユニットの設置構造は、図２に示す非接触給電装置１を構成する給電側コイルユニット４を駐車スペースに設置するための設置構造である。まず、コイルユニットの設置構造を説明する前に、この非接触給電装置１について説明する。図２に示すように、非接触給電装置１は、車両２の駐車スペースの駐車面３に設置された給電側コイルユニット４と、車両２に搭載された受電側コイルユニット５と、を備えている。

給電側コイルユニット４は、交流電源が供給されるコイル６と、コイル６に電磁結合された共鳴コイル７と、これらコイル６及び共鳴コイル７を収容するケース８と、を備えている。上記受電側コイルユニット５は、共鳴コイル７と電磁共鳴する共鳴コイル９と、共鳴コイル９と電磁結合されたコイル１０と、これら共鳴コイル９及びコイル１０を収容する図示しないケースと、を備えている。上記コイル６及び１０は、帯状の金属板をループ状に曲げて設けられている。上記共鳴コイル７及び９は、帯状の金属板を螺旋状に曲げて設けられている。

上述した非接触給電装置１によれば、図２に示すように、車両２が駐車スペース３上に停車し、共鳴コイル７、９が対向したときに、共鳴コイル７、９同士が電磁共鳴して給電側コイルユニット４から受電側コイルユニット５に非接触で電力を供給できる。

詳しく説明すると、上記コイル６に交流電力が供給されると、その電力が電磁誘導により共鳴コイル７に送られる。共鳴コイル７に電力が送られると、その電力が磁界の共鳴によって共鳴コイル９にワイヤレスで送られる。さらに、共鳴コイル９に電力が送られると、その電力が電磁誘導によってコイル１０に送られて、このコイル１０に接続された負荷に供給される。

次に、上述した給電側コイルユニット４を構成するケース８の詳細について説明する。上記ケース８は、図５に示すように、上述したコイル６、共鳴コイル７及びこれらコイル６、７を支持する支持部材（図示せず）を収容する有底円筒状の本体部８ａと、本体部８ａの開口を覆う蓋部８ｂと、本体部８ａ及び蓋部８ｂ間に設けられたリング状のゴムスポンジ８ｃと、を備えている。

本体部８ａは、金属などの導電性材料で構成されていて、円板状の底壁８ａ−１と、底壁８ａ−１の周縁から立設する外周壁８ａ−２と、外周壁８ａ−２の端部から内側に突出するフランジ壁８ａ−３と、を備えている。上記底壁８ａ−１は、コイル６及び共鳴コイル７の軸方向と直交し、上記外周壁８ａ−２は、コイル６及び共鳴コイル７の巻回方向に沿って立設している。上記外周壁８ａ−２には、図３に示すように、ケース８内に空気を導入する吸気口８ａ−４と、当該ケース８外に空気を排気する排気口８ａ−５と、が設けられている。上記吸気口８ａ−４及び排気口８ａ−５は、外周壁８ａ−２の互いに対向する位置に設けられている。上記吸気口８ａ−４は、図４に示すように、ダクトホース１２を介してファンボックス１３に接続されている。なお、図１においては、上記ダクトホース１２は省略されている。上記排気口８ａ−５は、ファンボックス１３に接続されていない。また、この排気口８ａ−５には、防塵フィルタ１１が設けられている。

上記蓋部８ｂは、図５に示すように、本体部８ａの開口を覆う円板状の上壁８ｂ−１と、上壁８ｂ−１の周縁から本体部８ａに向かって立設する立壁８ｂ−２と、を備えている。この立壁８ｂ−２が、ゴムスポンジ８ｃを介して本体８ａのフランジ壁８ａ−３に重ねられる。このゴムスポンジ８ｃにより本体部８ａと蓋部８ｂとの間の隙間が塞がれ防水防塵を図ることができる。

次に、上述した給電側コイルユニット４を駐車スペースに設置する設置構造について図１を参照して説明する。図１に示すように、第１傾斜面としての駐車面３は、水平面に対して傾斜された傾斜面に設けられていて、ケース８を埋設するための凹状の埋設穴１４が設けられている。この埋設穴１４は、その底面１４ａ（第２傾斜面）が水平面に対して傾斜した傾斜面に設けられ、この底面１４ａの傾斜方向下側に排水口１５が設けられている。なお、本実施形態では、駐車面３と底面１４ａとは互いに逆向きに傾いている。

上記給電側コイルユニット４のケース８は、駐車面３に沿って傾いて設けられ、この埋設穴１４内に埋設されている。本実施形態では、ケース８の蓋部８ｂが、駐車面３と同一平面となるように設置されている。また、ケース８の排気口８ａ−５は、駐車面３の傾斜方向上側に位置して設けられ、吸気口８ａ−４は、駐車面３の傾斜方向下側に位置して設けられている。詳しくは、ケース８は、埋設穴１４の底面１４ａに設置された設置台１６上に搭載することにより駐車面３と同じ角度に傾いて設置される。この設置台１６は、下面が底面１４ａと同じ傾斜に設けられ、上面が駐車面３と同じ傾斜に設けられている。

また、埋設穴１４の排気口８ａ−５側の開口には、蓋体１７が設けられている。この蓋体１７には、図示しない通気穴が複数設けられ、排気口８ａ−５から排出された空気が埋設穴１４の開口から外部へ排出できるようになっている。

次に、上述した給電側コイルユニット４の冷却について説明する。ファンボックス１３内のファンを回すと、冷却風がダクトホース１２を通って、図１の矢印に示すように、吸気口８ａ−４からケース８内に導入される。ケース８内に導入された冷却風は、そのままコイル６及び共鳴コイル７内で暖められ、真直ぐ上方へと進み排気口８ａ−５から埋設穴１４に排出される。埋設穴１４から排出された空気は、埋設穴１４の開口から上方へと排出される。また、蓋体１７の図示しない通気穴は、ケース８側から離れて、排気口８ａ−５に直接水が入らない位置に設けられている。

上述したコイルユニットの設置構造によれば、排気口８ａ−５が、駐車面３の傾斜方向上側に位置して設けられているので、排気口１５とファンボックス１３とをダクトホースで接続しなくてもコイル６及び共鳴コイル７を冷却して過熱された空気が上方に向かって円滑に排気口から排気される。また、ケース８の上側にたまった水は斜面方向下側に流れるため、防水性も図ることができる。これにより、排気口８ａ−５からのダクトホースを省略でき、省スペース化並びに設置工事の容易化が図れる。

また、上述したコイルユニットの設置構造によれば、給電側コイルユニット４が駐車スペースに設置されているので、駐車スペースへの設置工事を容易にできる。

また、上述したコイルユニットの設置構造によれば、ケース８が駐車面３に設けた凹状の埋設穴１４に埋設されているので、排気口８ａ−５を駐車面３の傾斜方向上側に位置して設けることにより、排気口８ａ−５を埋設穴１４に溜まった水から遠く離すことができるので、排気口８ａ−５から水が浸入してくることがなく、防水性の向上を図ることができる。また、排気口８ａ−５から排出された空気が埋設穴１４の開口から上方に向かって排出されるので、さらに効率よくケース８内の空気を排気することができる。

また、上述したコイルユニットの設置構造によれば、埋設穴１４を形成する底面１４ａが、水平面に対して傾斜した傾斜面に設けられ、底面１４ａの傾斜方向下側に排水口１５が設けられているので、埋設穴１４に溜まった水を効率よく排水することができる。

また、上述したコイルユニットの設置構造によれば、排水口１５に防塵フィルタ１１が設けられているので、ケース８への送風停止時でも防塵性能は確保でき、送風時には防塵フィルタ１１に付着した埃をケース８外に飛ばせるため、防塵性の向上を図ることができる。

また、上述した実施形態によれば、駐車面３に設けた埋設穴１４にケース８を埋設していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、駐車面３に埋設穴１４を設けずに傾斜している駐車面３上にケース８を置くようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、駐車スペースに設置される給電側コイルユニット４について説明していたが、本発明はこれに限ったものではない。車両２に配置される受電側コイルユニット５についても同様にケースを斜めに設けて、排出口を傾斜方向の上方に配置する構成にしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、吸気口８ａ−４は、駐車面３の傾斜方向下側に位置していたが、本発明はこれに限ったものではない。本発明は、排気口８ａ−５が駐車面３の傾斜方向上側に位置していればよく、吸気口８ａ−４の位置を限定するものではない。

また、上述した実施形態によれば、帯状の金属板を曲げてコイル６、１０及び共鳴コイル７、９を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、コイルボビンをケース８内に配置して、このコイルボビンに巻線を巻いてコイル６、１０及び共鳴コイル７、９を設けても良い。

また、上述した実施形態では、共鳴式の非接触給電装置１が用いられていたが、本発明はこれに限ったものではなく、非接触の給電方式は電磁誘導式であってもよい。また、コイルユニット１は、非接触給電に限らず、単体で各種の装置に適用してもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

３ 駐車面（第１傾斜面）
４ 給電側コイルユニット（コイルユニット）
６ コイル
７ 共鳴コイル（コイル）
８ ケース
８ａ−２ ケースの外周壁
８ａ−４ 吸気口
８ａ−５ 排気口
１１ 防塵フィルタ
１４ 埋設穴
１４ａ 底面（第２傾斜面）
１５ 排水口

Claims (5)

1. コイル及びコイルを収容するケースを備えたコイルユニットを設置するコイルユニットの設置構造であって、
   前記ケースが、水平面に対して傾斜した第１傾斜面に沿って設けられ、
   前記ケースの外周壁には、当該ケース内に空気を導入する吸気口及び当該ケース外に空気を排気する排気口が設けられ、
   前記排気口が、前記第１傾斜面の傾斜方向上側に位置して設けられている
   ことを特徴とするコイルユニットの設置構造。
2. 前記コイルユニットが、駐車スペースに設置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のコイルユニットの設置構造。
3. 前記第１傾斜面が、駐車面であり、
   前記ケースが、前記駐車面に設けた凹状の埋設穴に埋設されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のコイルユニットの設置構造。
4. 前記埋設穴を形成する底面が、水平面に対して傾斜した第２傾斜面に設けられ、
   前記第２傾斜面の傾斜方向下側に排水口が設けられている
   ことを特徴とする請求項３に記載のコイルユニットの設置構造。
5. 前記排気口に防塵フィルタが設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載のコイルユニットの設置構造。

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