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公開番号2025010823
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2023113064
出願日2023-07-10
発明の名称給電装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02J 50/10 20160101AFI20250116BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】磁石を用いて送電器と受電器とを保持する際に磁性体と平行な方向の保持力を確保しつつ、磁性体と対向する方向では磁気吸引力を適切な大きさにすること。
【解決手段】送電器と受電器とが接触した際に送電コイルから受電コイルへと非接触で電力を伝送可能な給電装置であって、受電器は、受電部を収容した凸状の筐体部と、軟磁性材とを有し、送電器は、送電部を収容し筐体部に接触する凹状の接触面が設けられた本体部と、磁石と、バネとを有し、磁石は、送電部と受電部とが水平方向に対向する状態で、軟磁性材との磁気吸引力によりバネを圧縮する方向へとシリンダ側面に沿って摺動可能であり、接触面が筐体部に面接触した状態では磁気吸引力によって送電器が水平方向に保持され、かつ筐体部の上面が本体部を支持することによって送電器が下方に移動しないよう鉛直方向に保持される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
外部電源と電気的に接続された送電コイルを有する送電器と、
外部充電が可能な車両に設けられ、前記送電コイルから非接触で伝送された電力を受ける受電コイルを有する受電器と、
を備え、前記車両が停止した状態で前記送電器と前記受電器とが接触した際に前記送電コイルから前記受電コイルへと非接触で電力を伝送可能な給電装置であって、
前記受電器は、
前記受電コイルを含む受電部を収容し、車体から車両外側に突出した凸状の筐体部と、
前記筐体部の内面に固定された軟磁性材と、を有し、
前記送電器は、
前記送電コイルを含む送電部を収容し、前記筐体部に接触する凹状の接触面が設けられた本体部と、
前記本体部に形成されたシリンダの内部に設けられ、前記軟磁性材に対応する位置に配置された磁石と、
前記シリンダの内部で前記磁石とシリンダ底面との間に設けられたバネと、を有し、
前記磁石は、前記送電部の送電面と前記受電部の受電面とが水平方向に対向する状態で前記本体部が前記筐体部に近接した際に、前記軟磁性材との間で生じる磁気吸引力により前記バネを圧縮する方向へとシリンダ側面に沿って前記シリンダ内を摺動可能であり、
前記接触面が前記筐体部に面接触した状態では、前記磁気吸引力によって前記送電器が水平方向に保持され、かつ前記筐体部の上面が前記本体部を支持することによって前記送電器が下方に移動しないよう鉛直方向に保持されている
ことを特徴とする給電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電界結合方式の非接触給電システムにおいて、磁性体からなる壁に設置された送電シートと、磁石を有する受電器とを備え、磁性体と磁石とにより生じる磁気吸引力によって送電シートに対して受電器を位置決めすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－０８５７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、磁石と磁性体との磁気吸引力による吸着力によって受電器を保持するので、磁性体と平行な方向では保持力が弱くなってしまう。また、磁性体と対向する方向では受電器を接続する際に吸着力が強く、磁石と磁性体とが近い位置になると磁気吸引力の変化が急峻になってしまう。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、磁石を用いて送電器と受電器とを保持する際に磁性体と平行な方向の保持力を確保しつつ、磁性体と対向する方向では磁気吸引力を適切な大きさにすることができる給電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、外部電源と電気的に接続された送電コイルを有する送電器と、外部充電が可能な車両に設けられ、前記送電コイルから非接触で伝送された電力を受ける受電コイルを有する受電器と、を備え、前記車両が停止した状態で前記送電器と前記受電器とが接触した際に前記送電コイルから前記受電コイルへと非接触で電力を伝送可能な給電装置であって、前記受電器は、前記受電コイルを含む受電部を収容し、車体から車両外側に突出した凸状の筐体部と、前記筐体部の内面に固定された軟磁性材と、を有し、前記送電器は、前記送電コイルを含む送電部を収容し、前記筐体部に接触する凹状の接触面が設けられた本体部と、前記本体部に形成されたシリンダの内部に設けられ、前記軟磁性材に対応する位置に配置された磁石と、前記シリンダの内部で前記磁石とシリンダ底面との間に設けられたバネと、を有し、前記磁石は、前記送電部の送電面と前記受電部の受電面とが水平方向に対向する状態で前記本体部が前記筐体部に近接した際に、前記軟磁性材との間で生じる磁気吸引力により前記バネを圧縮する方向へとシリンダ側面に沿って前記シリンダ内を摺動可能であり、前記接触面が前記筐体部に面接触した状態では、前記磁気吸引力によって前記送電器が水平方向に保持され、かつ前記筐体部の上面が前記本体部を支持することによって前記送電器が下方に移動しないよう鉛直方向に保持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、磁石と磁性体との磁気吸引力によって送電器と受電器とを接続する際、送電器の荷重を筐体部の上面で受けることにより送電器の鉛直方向の保持力を確保することができる。また、水平方向ではバネの付勢力に抗して磁石がシリンダ内を水平方向に移動するので、磁石と軟磁性材との距離が緩やかに縮まり、磁気吸引力の変化を緩やかにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態における給電装置を模式的に示す図である。
図２は、車両に設けられた受電器を示す図である。
図３は、送電器を模式的に示す図である。
図４は、図３のＡ－Ａ線断面を示す断面図である。
図５は、受電器を模式的に示す図である。
図６は、図５のＢ－Ｂ線断面を示す断面図である。
図７は、送電器が受電器に接続された状態を示す断面図である。
図８（ａ）は送電器を受電器に接続する前の状態を示す模式図であり、図８（ｂ）は送電器と受電器とが接触した状態を示す模式図であり、図８（ｃ）は磁気吸引力により吸引された磁石がバネを圧縮した状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態における給電装置について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
図１および図２に示すように、給電装置１は、送電器２と、受電器３とを備える。給電装置１は、車両１００が停止した状態で送電器２と受電器３とが接触した際に送電器２の送電コイルから受電器３の受電コイルへと非接触で電力を伝送可能な装置である。送電器２は、外部電源と電気的に接続された送電コイルを有する装置である。送電器２の送電コイルは充電ケーブルを介して外部電源と接続されている。送電器２は例えば駐車場などに設けられている。受電器３は、外部充電が可能な車両１００に設けられ、送電器２の送電コイルから非接触で伝送された電力を受ける受電コイルを有する装置である。受電器３は車両１００の車体から車両外側に向けて水平方向に突出する略四角形状の凸構造に形成されている。受電器３の受電コイルは車両１００のバッテリと電気的に接続されている。車両１００は送電器２と受電器３とを用いたワイヤレス給電により外部充電を行うことが可能である。なお、図１および図２には車両１００の車体のうち一部のみが図示されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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