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公開番号2021027755
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210222
出願番号2019145804
出願日20190807
発明の名称非接触給電システム及び非接触受電装置
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人特許業務法人北斗特許事務所
主分類H02J 50/10 20160101AFI20210125BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力の伝達効率の低下を抑制可能にすること。
【解決手段】非接触給電システムA1は、受電部20と、非接触給電装置1と、を備える。受電部20は、蓄電池320の電力を用いて移動可能な電動移動体3に設けられる。非接触給電装置1は、駐車中の電動移動体3の蓄電池320に、非接触給電トランスTR1を用いて給電する。非接触給電装置1は、非接触給電トランスTR1の送電部10を有する。電動移動体3の駐車中に、送電部10と受電部20とが対向している状態で、送電部10が受電部20に非接触で給電している。受電部20が、電動移動体3が備える車輪の車軸311の延長線上に配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
蓄電池の電力を用いて移動可能な電動移動体に設けられる受電部と、
駐車中の前記電動移動体の前記蓄電池に、非接触給電トランスを用いて給電する非接触給電装置と、を備え、
前記非接触給電装置は、前記非接触給電トランスの送電部を有し、
前記電動移動体の駐車中に前記送電部と前記受電部とが対向している状態で、前記送電部が前記受電部に非接触で給電しており、
前記受電部が、前記電動移動体が備える車輪の車軸の延長線上に配置されている、
非接触給電システム。
続きを表示(約 870 文字)【請求項2】
前記電動移動体は、前記車軸を保持するフォーク部を有し、
前記フォーク部を含む車体の一部に前記受電部を取り付けるための取付部材と、前記車軸とが前記フォーク部に共締めされている、
請求項1に記載の非接触給電システム。
【請求項3】
前記取付部材は、前記フォーク部において、前記車軸と前記取付部材とが前記フォーク部に共締めされる第1部位以外の第2部位で更に固定される、
請求項2に記載の非接触給電システム。
【請求項4】
前記取付部材は、前記車軸の軸方向と交差する方向に延びる延伸部を有し、
前記延伸部が、前記フォーク部に固定される、
請求項2又は3に記載の非接触給電システム。
【請求項5】
前記延伸部が前記フォーク部に沿って延びている、
請求項4に記載の非接触給電システム。
【請求項6】
前記取付部材は、前記車輪の前記車軸を挿入するための貫通孔を有するベース部と、前記ベース部の周縁部に設けられて前記受電部が取り付けられる受電部取付部と、を有する、
請求項2〜5のいずれか1項に記載の非接触給電システム。
【請求項7】
前記受電部取付部は、前記ベース部に対して前記車輪と反対側に配置されており、
前記受電部は、前記ベース部に対して前記車輪と反対側で、前記受電部取付部に取り付けられている、
請求項6に記載の非接触給電システム。
【請求項8】
前記電動移動体を更に備える、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の非接触給電システム。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の非接触給電システムが備える非接触受電装置であって、
前記受電部を備え、
前記受電部が,前記電動移動体が備える前記車輪の前記車軸の延長線上に配置されるように、前記電動移動体の車体に取り付けられている、
非接触受電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、一般には、非接触給電システム及び非接触受電装置に関する。本開示は、詳細には、電動移動体が備える蓄電池に給電できる非接触給電システム及び非接触受電装置に関する。
続きを表示(約 6,600 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、電動車輌を駐車させる駐車部材と、駐車部材に電動車輌が駐車された時に電動車輌側に設けられた受電部材に近接する位置に、受電部材と非接触の状態で電気的に接続する給電部材を設けて成る充電装置付き駐車装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2003−79006号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の充電装置付き駐車装置では、電動車両(電動移動体)が所定位置からずれると、受電部材(受電部)と給電部材(送電部)との間で電力の伝達効率が低下する可能性がある。
【0005】
本開示の目的は、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システム及び非接触受電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様の非接触給電システムは、受電部と、非接触給電装置と、を備える。前記受電部は、蓄電池の電力を用いて移動可能な電動移動体に設けられる、前記非接触給電装置は、駐車中の前記電動移動体の前記蓄電池に、非接触給電トランスを用いて給電する。前記非接触給電装置は、前記非接触給電トランスの送電部を有する。前記電動移動体の駐車中に前記送電部と前記受電部とが対向している状態で、前記送電部が前記受電部に非接触で給電している。前記受電部が、前記電動移動体が備える車輪の車軸の延長線上に配置されている。
【0007】
本開示の一態様の非接触受電装置は、前記非接触給電システムが備える非接触受電装置である。前記非接触受電装置は、前記受電部を備える。前記受電部が,前記電動移動体が備える前記車輪の前記車軸の延長線上に配置されるように、前記電動移動体の車体に取り付けられている。
【発明の効果】
【0008】
本開示の目的は、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システム及び非接触受電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1は、本開示の一実施形態に係る非接触給電システムの一部を破断した正面図である。
図2は、同上の非接触給電システムが備える非接触給電装置の要部の断面図である。
図3は、同上の非接触給電装置が電動移動体を充電していない状態の正面図である。
図4は、同上の非接触給電装置を前側から見た外観斜視図である。
図5は、同上の非接触給電装置を後側から見た外観斜視図である。
図6Aは、同上の非接触給電装置の正面図である。図6Bは、同上の非接触給電装置の背面図である。
図7Aは、同上の非接触給電装置の右側面図である。図7Bは、同上の非接触給電装置の左側面図である。
図8Aは、同上の非接触給電装置の下面図である。図8Bは、同上の非接触給電装置の平面図である。
図9は、同上の非接触給電システムが備える非接触受電装置が電動移動体に取り付けられた状態の要部の斜視図である。
図10は、同上の非接触受電装置が電動移動体に取り付けられる前の状態の要部の斜視図である。
図11は、同上の非接触給電装置が備える車輪載置部に電動移動体の車輪を載せる前の状態を示す概略的な斜視図である。
図12は、同上の非接触給電装置が備える車輪載置部に電動移動体の車輪を載せる前の状態を示す概略的な右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(実施形態)
(1)概要
以下の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【0011】
本実施形態の非接触給電システムA1は、図1に示すように、蓄電池320(図9参照)の電力を用いて移動可能な電動移動体3に対して非接触で給電するために用いられる。
【0012】
非接触給電システムA1は、受電部20と、非接触給電装置1と、を備える。受電部20は、蓄電池320の電力を用いて移動可能な電動移動体3に設けられる。非接触給電装置1は、駐車中の電動移動体3の蓄電池320に、非接触給電トランスTR1を用いて給電する。非接触給電装置1は、非接触給電トランスTR1の送電部10を有する。電動移動体3の駐車中に、送電部10と受電部20とが対向している状態で、送電部10が受電部20に非接触で給電している。受電部20が、電動移動体3が備える車輪(例えば前輪310)の車軸311の延長線上に配置されている。
【0013】
本実施形態では、非接触給電システムA1が給電する対象の電動移動体3は、例えば電動自転車である。なお、電動移動体3は、電動自転車に限定されず、電動モータ付きのキックボード、電動モータ付きの三輪車、電動車椅子、3輪又は4輪の小型モビリティ、又は電動自動車等でもよい。以下の実施形態では電動移動体3が電動自転車である場合について説明する。
【0014】
ここにおいて、「非接触で給電」するとは、送電部10と受電部20との間が電線等を介して物理的に接続されていない状態で給電することをいう。したがって、非接触で給電するとは、送電部10の第1面12と受電部20の第2面22とが互いに接触しているが、送電部10と受電部20とが互いに連結されていない状態で給電することを含み得る。
【0015】
本実施形態の非接触給電システムA1では、受電部20が電動移動体3が備える車輪の車軸311の延長線上に配置されている。電動移動体3の車輪には比較的高い寸法精度が要求されるので、車軸311の延長線上に受電部20を配置することで、受電部20の位置がずれにくくなる。したがって、送電部10と受電部20との相対的な位置ずれを低減でき、送電部10と受電部20との間で電力の伝達効率が低下する可能性を低減でき、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システムA1を提供することができる。
【0016】
本実施形態の非接触給電システムA1は電動移動体3を更に備える。非接触給電システムA1は上述の保持部(コイルばね90)を備えているので、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システムA1を提供することができる。
【0017】
(2)詳細
本実施形態の非接触給電システムA1について図1〜図12を参照して詳しく説明する。以下の説明において、図1及び図3〜図5におけるX軸方向を左右方向、Y軸方向を前後方向(奥行き方向)、Z軸方向を上下方向と規定する。さらに、X軸方向の正の向きを右側、Y軸方向の正の向きを前側、Z軸方向の正の向きを上側と規定する。ただし、これらの方向は一例であり、非接触給電システムA1の使用時の方向を限定する趣旨ではない。また、図面中の各方向を示す矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。
【0018】
非接触給電システムA1は、送電部10を有する非接触給電装置1と、受電部20を有する非接触受電装置2とを備える。本実施形態では、非接触受電装置2は取付部材4を用いて電動移動体3に取り付けられている。非接触給電装置1は、電動移動体3の駐車時に、非接触受電装置2に対して電力を供給し、非接触受電装置2を介して電動移動体3の蓄電池320を充電するために使用される。以下、電動移動体3、非接触受電装置2、取付部材4及び非接触給電装置1についてそれぞれ説明する。
【0019】
(2.1)電動移動体
電動移動体3は、例えば、電動機で人力を補助する電動アシスト自転車である。なお、電動移動体3は、電動機のみで走行可能な電動自転車でもよい。
【0020】
電動移動体3は、図9に示すように、蓄電池320と、蓄電池320を充電する充電回路321とを有する。また、電動移動体3は、車輪(例えば後輪)に回転力を加える電動機と、蓄電池320に蓄えられた電力で電動機を回転させる制御回路とを備える。この制御回路は、例えば人がペダルを踏む力をセンサ等で検出し、センサの検出結果に基づいて電動機の回転力を制御する。
【0021】
電動移動体3の車体301は、図9及び図10に示すように、車輪(例えば前輪310)の車軸311を保持する二股のフォーク部(フロントフォーク)302を備えている。ここで、フォーク部302を含む車体301の一部に受電部20を取り付けるための取付部材4と、車軸311とがフォーク部302に共締めされている。これにより、電動移動体3において前輪310の車軸311をフォーク部302に固定するための構成を利用して受電部20を車体301に取り付けることができるので、簡易な構成で受電部20を電動移動体3に取り付けることができる。なお、取付部材4については、「(2.3)取付部材」の欄で詳しく説明する。
【0022】
(2.2)非接触受電装置
非接触受電装置2は、図1、図9及び図10に示すように、受電部20と、受電部20を保持するベース部材27と、を備えている。非接触受電装置2の受電部20は、電動移動体3が備える車輪に対して固定された位置に配置されており、本実施形態では受電部20は前輪310に対して固定された位置に配置されている。さらに言えば、受電部20は、電動移動体3が備える車輪(例えば前輪310)の車軸311の延長線L1上に配置されるように、電動移動体3の車体301(例えばフォーク部302)に取り付けられている。したがって、送電部10及び受電部20は、車輪(前輪310)の車軸311の延長線L1上で対向している。電動移動体3の車輪(前輪310)の寸法及び形状は走行性能に大きく影響するため、一般的に高い寸法精度が要求されている。本実施形態では、受電部20が車輪(前輪310)に対して固定された位置であって、例えば車軸311の延長線L1上に配置されているので、車体301において受電部20の位置のずれが抑制される。したがって、送電部10と受電部20との相対的な位置ずれを低減でき、送電部10と受電部20との間での電力の伝達効率の低下を抑制できる。また、電動移動体3では、保持部(コイルばね90)による押し付け力を車軸311及びその周辺で受けることができるので、電動移動体3において保持部(コイルばね90)による押し付け力を受ける部位の強度を高めやすいという利点がある。
【0023】
受電部20は、受電コイルを有する受電モジュール21と、受電モジュール21の側面を少なくとも覆う受電側カバー23とを備える。
【0024】
受電モジュール21は、例えばスパイラルコイルのような受電コイルと、受電用電源回路とを合成樹脂製のケース内に収容して構成される。受電モジュール21は、送電部10と対向する第2面22を有している。第2面22の平面視の形状は略円形である。送電部10と受電部20との間では例えば電磁誘導方式で非接触給電が行われる。送電部10の第1面12と受電モジュール21の第2面22とが対向した状態で、送電部10の送電コイルに高周波の電流が流れると、送電コイルと受電コイルとの間に誘導磁束が発生し、受電コイルに所定周波数の高周波電流が流れる。受電モジュール21の受電用電源回路は、受電コイルに流れる電流を整流、平滑することで、所定の電圧値(例えばDC24V)の直流電圧を発生する。受電モジュール21は電線29を介して充電回路321に接続されており、充電回路321は受電モジュール21から直流電力の供給を受けて蓄電池320を充電する。なお、非接触給電システムA1が採用する非接触給電方式は、電磁誘導方式に限定されず、磁気共鳴方式、電界結合方式、又は直流共鳴方式等の非接触給電方式でもよい。
【0025】
ベース部材27は円板状の金属板を有している。ベース部材27の一面には、受電モジュール21が例えばねじ又はスナップフィット等の適宜の方法で取り付けられている。また、ベース部材27の一面には、受電モジュール21を覆うようにして、受電側カバー23がねじ又はスナップフィット等の適宜の方法で取り付けられている。
【0026】
受電側カバー23は、円環状の前壁24と、前壁24の外周縁から送電部10と反対側に突出する周壁26とを備えている。前壁24の中央には、受電モジュール21の第2面22を露出させる円形の窓孔25が設けられている。前壁24の表面は、外側に行くほど送電部10から離れる向きに傾斜する傾斜面24Aとなっている。
【0027】
ここにおいて、窓孔25から露出する第2面22と、受電側カバー23とで、受電コイルを覆う第2カバー部28(図9及び図10参照)が構成される。つまり、受電部20は、受電コイルと、第2面22を含んで受電コイルを覆う第2カバー部28とを有している。なお、本実施形態では第2面22と、受電側カバー23とが別体であるが、第2面22を有する受電モジュール21と受電側カバー23とが一体の部品(第2カバー部28)として形成されてもよい。また、受電側カバー23が、受電モジュール21におけるベース部材27と反対側の面を覆ってもよく、この場合は受電側カバー23の表面が第2面22となる。
【0028】
(2.3)取付部材
取付部材4は、電動移動体3の前輪310を保持するフォーク部302に非接触受電装置2を取り付けるために用いられる。
【0029】
取付部材4は、図10に示すように、前輪310の車軸311を挿入するための貫通孔42が設けられた矩形板状のベース部41を有している。ベース部41の3辺には受電部20が取り付けられる受電部取付部43がそれぞれ設けられ、ベース部41の残りの1辺からは延伸部44が延びている。つまり、取付部材4は、車輪(例えば前輪310)の車軸311を挿入するための貫通孔42を有するベース部41と、ベース部41の周縁部に設けられて受電部20が取り付けられる受電部取付部43と、を有している。受電部20は取付部材4を用いて電動移動体3の車体301に取り付けられるので、車軸311をフォーク部302に固定するための構成を利用して受電部20を車体301に取り付けることができる。
【0030】
受電部取付部43は側面視の形状がL形に形成されており、受電部取付部43において受電部20が固定される部位は、ベース部41に対して、車輪(前輪310)と反対側に位置をずらして配置されている。つまり、受電部取付部43は、ベース部41に対して車輪(前輪310)と反対側に配置されており、受電部20は、ベース部41に対して車輪(前輪310)と反対側で、受電部取付部43に取り付けられている。すなわち、受電部取付部43において受電部20が固定される部位と、ベース部41との間には、車軸311の軸方向において間隔が開けられており、受電部取付部43に固定される受電部20は、ベース部41に対して車輪(前輪310)と反対側に配置されている。これにより、受電部取付部43に取り付けられる受電部20とベース部41との間に間隔を開けた状態で受電部20を配置することができる。したがって、受電部取付部43に取り付けられる受電部20とベース部41との間に、取付部材4と車軸311とをフォーク部302に共締めするための部材(例えばナット46)を配置することができる。
(【0031】以降は省略されています)

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