特開 2023-117033 給電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023117033

(43)【公開日】2023-08-23

(54)【発明の名称】給電装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/10 20160101AFI20230816BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20230816BHJP

   B60N 2/90 20180101ALI20230816BHJP

   H02J 50/90 20160101ALI20230816BHJP

   H02J 50/70 20160101ALN20230816BHJP

【ＦＩ】

H02J50/10

B60R16/02 620A

B60N2/90

H02J50/90

H02J50/70

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022019496

(22)【出願日】2022-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 泰行

(72)【発明者】

【氏名】石田 英敏

【テーマコード（参考）】

3B087

【Ｆターム（参考）】

3B087DE09

(57)【要約】

【課題】移動可能な部材に対して効率的に非接触給電を行うことが可能な小型の給電装置を提供する。
【解決手段】車両の床Ｆに対して相対的に移動可能なシートＳに給電する給電装置１０は、受電コイル２４を備えてシートＳと共に移動する受電部２０と、受電コイル２４に対向して配されて受電コイル２４に非接触で電力を供給する送電コイル３４と、送電コイル３４から延びる送電延長部３５とを備え、シートＳおよび受電部２０と共に移動する送電部３０と、シートＳおよび受電部２０と共に移動する送電部３０と、シートＳの移動に連動して回転することで送電延長部３５の巻き取りおよび送り出しを行う巻取部４５を備える余長吸収部４０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の車体に対して相対的に移動可能な移動部材に給電する給電装置であって、
受電コイルを備えて前記移動部材と共に移動する受電部と、
前記受電コイルに対向して配されて前記受電コイルに非接触で電力を供給する送電コイルと、前記送電コイルから延びる送電延長部とを備え、前記移動部材および前記受電部と共に移動する送電部と、
前記移動部材の移動に連動して回転することで前記送電延長部の巻き取りおよび送り出しを行う巻取部を備える余長吸収部と、を備える、給電装置。

【請求項2】

前記移動部材が、前記車体に対して相対的に回転可能となっており、
前記受電コイルおよび前記送電コイルが、前記移動部材の回転軸の周りに配されている、請求項１に記載の給電装置。

【請求項3】

前記移動部材がシートである、請求項１または請求項２に記載の給電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書によって開示される技術は、給電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されるスライド可能なシートに非接触給電する給電機構がある。この給電機構は、車体の底部に配置され、給電コイルを備える給電部と、スライドシートに設けられ、受電コイルを備える受電部とを有している。受電コイルは、スライドシート内の複数箇所に設けられ、電磁誘導により給電コイルから非接触で給電されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１３４５１３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、上記の給電装置では、スライドシートの移動に伴って受電コイルの給電コイルからの距離が離れてしまうと、給電部から受電部への給電に支障が生じることが懸念される。このような事態を避けるためには、給電コイルを、受電コイルの全移動範囲に対応する大きさに設定しなければならず、給電コイルの専有面積が大きくなってしまう。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書によって開示される給電装置は、車両の車体に対して相対的に移動可能な移動部材に給電する給電装置であって、受電コイルを備えて前記移動部材と共に移動する受電部と、前記受電コイルに対向して配されて前記受電コイルに非接触で電力を供給する送電コイルと、前記送電コイルから延びる送電延長部とを備え、前記移動部材および前記受電部と共に移動する送電部と、前記移動部材の移動に連動して回転することで前記送電延長部の巻き取りおよび送り出しを行う巻取部を備える余長吸収部と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

本明細書によって開示される技術によれば、移動可能な部材に対して効率的に非接触給電を行うことが可能な小型の給電装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態の給電装置がシートおよびシートのスライド機構に取り付けられた状態を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】図３は、実施形態の受電部の斜視図である。

【図4】図４は、実施形態の送電部および余長吸収部の斜視図である。

【図5】図５は、実施形態の送電部および余長吸収部の分解斜視図である。

【図6】図６は、実施形態の余長吸収部および送電延長部の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［実施形態の概要］
（１）本明細書によって開示される給電装置は、車両の車体に対して相対的に移動可能な移動部材に給電する給電装置であって、受電コイルを備えて前記移動部材と共に移動する受電部と、前記受電コイルに対向して配されて前記受電コイルに非接触で電力を供給する送電コイルと、前記送電コイルから延びる送電延長部とを備え、前記移動部材および前記受電部と共に移動する送電部と、前記移動部材の移動に連動して回転することで前記送電延長部の巻き取りおよび送り出しを行う巻取部を備える余長吸収部と、を備える。

【0009】

上記の構成によれば、移動部材と共に受電部と送電部とが移動するため、受電コイルと送電コイルの相対的な位置関係が常に一定の範囲内に保たれる。これにより、給電を効率的に行うことができ、給電装置を小型化できる。また、送電部が移動することによって生じる送電延長部の余長部を収容する余長吸収部が、送電部の移動に伴って送電延長部を巻き取りおよび送り出しする巻取部を備えているため、余長吸収部を小型化でき、給電装置全体を小型化できる。

【0010】

（２）上記（１）の給電装置において、前記移動部材が、前記車体に対して相対的に回転可能となっており、前記受電コイルおよび前記送電コイルが、前記移動部材の回転軸の周りに配されていても構わない。

【0011】

このような構成によれば、移動部材が回転しても、受電コイルと送電コイルとの位置関係が一定の範囲内に保たれるため、移動部材を任意に回転させても、非接触給電を効率的に行うことができる。

【0012】

（３）上記（１）または（２）の給電装置において、前記移動部材がシートであっても構わない。上記の構成は、車両の床に対して移動可能なシートへの給電を行うための給電装置に好適である。

【0013】

［実施形態の詳細］
本明細書によって開示される技術の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0014】

［全体構成］
実施形態について、図１から図６を参照しつつ説明する。本実施形態の給電装置１０は、自動車等の車両に搭載されたシートＳに備えられる電装品に電力を供給する。以下では、図１のＸ軸方向を前後方向、Ｙ軸方向を左右方向、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。

【0015】

シートＳは、図１および図２に示すように、車両の乗員室の床Ｆに対して、スライド機構５０および回転機構６０を介して取り付けられており、床Ｆに対して前後方向に移動可能、かつ回転可能となっている。シートＳには、例えば、電動リクライニング装置、シートヒータ、乗員の着座の有無を検出するセンサ、シートベルトの装着の有無を検出するセンサなどの各種電装品が備えられている。

【0016】

［スライド機構５０］
スライド機構５０は、図１および図２に示すように、床Ｆに固定された２本の金属製のレール５１と、このレール５１に対してスライド可能に取り付けられたスライダ５６とを備えている。

【0017】

２本のレール５１は、互いに間隔を空けて平行に配置されている。各レール５１は、角筒状であって、前後方向に直線状に延びており、下壁５２と、下壁５２と対向する上壁５３と、下壁５２と上壁５３とを結する２つの側壁５４とを有する。上壁５３は、前後方向に延びるスリット５５を有している。

【0018】

スライダ５６は、２つのレール５１の内部に、それぞれ前後方向に移動可能に収容された２つのレール挿通部５７と、２つのレール挿通部５７のそれぞれから上方に延びる２つの脚部５８と、２つの脚部５８の上端縁同士を接続する支持板部５９とを備えている。２つの脚部５８は、平板状をなし、２つのレール挿通部５７から、それぞれスリット５５を通って上方に延びている。２つの脚部５８は互いに対向して配されている。支持板部５９は、略円環板状をなしている。

【0019】

例えばスライドスイッチ等の操作手段のユーザの操作に応じて、スライダ５６に接続されたモータ等の駆動機構が駆動されることによって、または、ユーザの手動により、シートＳが前後方向に移動する。

【0020】

［回転機構６０］
回転機構６０は、金属製であって、図１および図２に示すように、支持板部５９に固定されるベース台座６１と、ベース台座６１に回転可能に組み付けられたシート台座６２とを有している。ベース台座６１は、円環板状に形成されており、支持板部５９にボルト締結等によって固定されている。

【0021】

シート台座６２は、ベース台座６１より一回り小さい円環板状のフランジ部６３と、フランジ部６３から上方に延びる円筒状のシート支持部６４とを備えている。フランジ部６３は、ベアリング等を介してベース台座６１に取り付けられており、これにより、シート台座６２は、ベース台座６１およびスライダ５６に対して回転可能に組み付けられている。シート支持部６４は、シートＳの下面に固定されている。シート台座６２がベース台座６１に対して回転することにより、シートＳが床Ｆに対して、図１に示す回転軸Ａｒを回転中心として回転するようになっている。また、回転機構６０およびシートＳは、スライダ５６に取り付けられているので、スライダ５６の前後方向への移動に伴って前後方向に移動するようになっている。

【0022】

例えば回転スイッチ等の操作手段のユーザの操作に応じてシートＳを回転させるモータ等の駆動装置が駆動されることによって、または、ユーザの手動により、シートＳが回転する。

【0023】

［給電装置１０］
給電装置１０は、図２に示すように、受電部２０と、受電部２０に電磁誘導方式によって非接触で電力を供給する送電部３０と、送電部３０に取り付けられる余長吸収部４０と、を備えている。

【0024】

［受電部２０］
受電部２０は、図２および図３に示すように、第１コイル基板２１と、第１コイル基板２１に支持される受電コイル２４と、を備えている。

【0025】

第１コイル基板２１は、合成樹脂製であって、円板状をなしている。第１コイル基板２１は、シートＳの下方に配され、シートＳの下面に合成樹脂製のボルトＢ１によって固定されている。

【0026】

受電コイル２４は、電線が複数回巻回されて円環状をなしている。受電コイル２４を構成する電線としては、例えば銅線がエナメル等の絶縁層で被覆されたものを用いることができる。受電コイル２４は、第１コイル基板２１の下面に、第１コイル基板２１に対して同心に配されている。受電コイル２４は、第１コイル基板２１に対して、公知の方法で取り付けられていればよく、例えば超音波溶着や熱溶着によって溶着されていてもよく、粘着剤や接着剤によって接着されていてもよく、第１コイル基板２１に取り付けられた保持部材によって保持されていても構わない。受電コイル２４を構成する電線の一端部は、第１コイル基板２１が有する第１挿通孔２２に挿通されてシートＳの内部に導かれ、整流回路を介して、シートＳに備えられる電装品に接続されている。整流回路は、受電コイル２４から供給された交流電流を直流電流に変換して、電装品へ供給する。

【0027】

受電部２０は、シートＳに固定されているから、スライダ５６の移動と連動して、シートＳとともに前後方向に移動するようになっている。また、第１コイル基板２１と受電コイル２４とは、共にシート台座６２と同心に配されている。すなわち、第１コイル基板２１と受電コイル２４とは、共にシートＳに連結されており、シートＳの回転軸Ａｒが中心位置を通るように配されているから、シートＳと第１コイル基板２１と受電コイル２４とは、共通の回転軸Ａｒを回転中心として連動して回転する。

【0028】

［送電部３０］
送電部３０は、図２、図４および図５に示すように、第２コイル基板３１と、第２コイル基板３１に支持される送電コイル３４と、送電コイル３４から延びる送電延長部３５と、を備えている。

【0029】

第２コイル基板３１は、合成樹脂製であって、円板状をなしている。第２コイル基板３１は、第１コイル基板２１の下方に、第１コイル基板２１と対向して配されている。第２コイル基板３１は、第１コイル基板２１に対して同心に配されている。

【0030】

送電コイル３４は、電線が複数回巻回されて円環状をなしている。送電コイル３４を構成する電線としては、例えば銅線がエナメル等の絶縁層で被覆されたものを用いることができる。送電コイル３４は、第２コイル基板３１の上面に、第２コイル基板３１に対して同心に配されている。すなわち、送電コイル３４は、受電コイル２４と同心に、受電コイル２４に対向して配置されている。送電コイル３４は、第２コイル基板３１に対して、公知の方法で取り付けられていればよく、例えば超音波溶着や熱溶着によって溶着されていてもよく、粘着剤や接着剤によって接着されていてもよく、第２コイル基板３１に取り付けられた保持部材によって保持されていても構わない。送電コイル３４を構成する電線の一端部は、第２コイル基板３１が有する第２挿通孔３２に挿通されて第２コイル基板３１の下方に導かれ、第２コイル基板３１の下方に配された高周波変換回路を介して送電延長部３５に接続されている。送電延長部３５は、端末部に組み付けられたコネクタＣを介して、車両の床下に敷設されたフロアハーネスに接続されており、フロアハーネスは、車両に備えられる電源装置に接続されている。高周波変換回路は、電源装置からフロアハーネスおよび送電延長部３５を介して供給された直流電流を交流電流に変換して、送電コイル３４へ供給する。

【0031】

［余長吸収部４０］
余長吸収部４０は、合成樹脂製であって、第２コイル基板３１の下方に配され、合成樹脂製の複数のボルトＢ２によって第２コイル基板３１に取り付けられている。この余長吸収部４０は、図２、図４および図５に示すように、ケース４１と、ケース４１の内部に配された巻取部４５と、を備えている。ケース４１は、板状の底壁部４２と、底壁部４２の周縁から上方に延びる周壁部４３とを備えている。周壁部４３は、送電延長部３５の端末部を挿通可能な第１導出口４４を有している。巻取部４５は、厚みのある円板状をなし、底壁部４２の上面に、第２コイル基板３１と同心に配されている。巻取部４５は、送電延長部３５を受け入れる収容溝４６を有している。収容溝４６は、巻取部４５の外周面に第２導出口４７を有し、この第２導出口４７から巻取部４５の中央部に向かって延びている。

【0032】

ケース４１の内部には、送電延長部３５の大部分が収容されている。図６に示すように、送電延長部３５は、収容溝４６を通って第２導出口４７から導出され、巻取部４５の周囲に巻き付けられている。送電延長部３５の末端部は、第１導出口４４からケース４１の外部に導出されて、スライダ５６に沿って前方（図１の右下方向）に延び、コネクタＣを介して、車両の床下に敷設されたフロアハーネスに接続されている。

【0033】

［シートＳの移動に伴う受電部２０、送電部３０、および余長吸収部４０の動作］
上記したように、受電部２０は、スライダ５６の移動と連動して、シートＳとともに前後方向に移動するようになっている。また、第１コイル基板２１と受電コイル２４とは、シートＳの回転と共に、シートＳと共通の回転軸Ａｒを回転中心として回転する。

【0034】

一方、送電部３０および余長吸収部４０は、スライダ５６に対して、図示しない連結機構を介して連結されており、スライダ５６の移動と共に、シートＳとともに前後方向に移動するようになっている。連結機構には、送電部３０および余長吸収部４０をスライダ５６の移動と連動して回転するための、モータ等の駆動機構が備えられている。ここで、第２コイル基板３１と送電コイル３４とは、図２に示すように、第１コイル基板２１と同心に配されているから、シートＳの回転軸Ａｒが中心位置を通るように配されることとなる。これにより、第２コイル基板３１と送電コイル３４とは、シートＳ、第１コイル基板２１および受電コイル２４と共通の回転軸Ａｒを回転中心として回転する。

【0035】

このように、受電部２０および送電部３０は、スライダ５６の移動に伴って、シートＳとともに前後方向に移動する。また、受電コイル２４と送電コイル３４とは、共通の回転軸Ａｒを回転中心として回転する。したがって、シートＳが移動および回転しても、受電コイル２４と送電コイル３４の相対的な位置関係は常に一定に保たれる。これにより、シートＳの移動に伴って、受電コイル２４と送電コイル３４の位置がずれ、給電に支障が生じる事態を避けることができる。また、一般に、電磁誘導方式において、送電コイルの磁束において受電コイルに鎖交しない磁束などは漏れ磁束となる。シートの移動に伴って受電コイルと送電コイルの位置がずれてしまうと、漏れ磁束が大きくなってしまうことが懸念される。しかし、本実施形態では、シートＳの移動に伴って受電コイル２４と送電コイル３４の位置がずれてしまうことがないため、漏れ磁束の増大を回避でき、給電を効率的に行うことができる。

【0036】

また、送電部３０がスライダ５６の移動に伴って移動するので、送電部３０の移動位置によって送電延長部３５に余長が生じる。本実施形態では、余長吸収部４０がスライダ５６の移動に連動して回転し、送電延長部３５の巻き取り、送り出しを行う。スライダ５６が前方（図６の左方向）に移動すると、余長吸収部４０が図６の矢印Ａ１で示す方向に回転し、送電延長部３５が巻取部４５に巻き取られる。スライダ５６が後方（図６の右方向）に移動すると、余長吸収部４０が図６の矢印Ａ２で示す方向に回転し、送電延長部３５が巻取部４５から解かれてケース４１から送り出される。このように、余長吸収部４０が送電延長部３５の余長部をコンパクトにまとめられる構成になっているので、余長吸収部４０を小型化でき、給電装置１０全体を小型化できる。

【0037】

［作用効果］
以上のように本実施形態によれば、車両の床Ｆに対して相対的に移動可能なシートＳに給電する給電装置１０は、受電コイル２４を備えてシートＳと共に移動する受電部２０と、受電コイル２４に対向して配されて受電コイル２４に非接触で電力を供給する送電コイル３４と、送電コイル３４から延びる送電延長部３５とを備え、シートＳおよび受電部２０と共に移動する送電部３０と、シートＳの移動に連動して回転することで送電延長部３５の巻き取りおよび送り出しを行う巻取部４５を備える余長吸収部４０と、を備える。

【0038】

上記の構成によれば、シートＳの移動と共に受電部２０と送電部３０とが移動するため、受電コイル２４と送電コイル３４の相対的な位置関係が常に一定の範囲内に保たれる。これにより、給電を効率的に行うことができる。また、余長吸収部４０が、送電部３０の移動に伴って送電延長部３５を巻き取りおよび送り出しする巻取部４５を備えているため、余長吸収部４０を小型化でき、給電装置１０全体を小型化できる。

【0039】

また、シートＳが、床Ｆに対して相対的に回転可能となっており、受電コイル２４および送電コイル３４が、シートＳの回転軸Ａｒの周りに配されている。

【0040】

このような構成によれば、シートＳが回転しても、受電コイル２４と送電コイル３４との位置関係が一定の範囲内に保たれるため、シートＳを任意に回転させても、非接触給電を効率的に行うことができる。

【0041】

＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態では、移動部材がシートＳであったが、移動部材はシートに限定されず、例えばスライドドアであっても構わない。
（２）上記実施形態では、シートＳの移動はレール５１とスライダ５６による直線的な移動であったが、移動部材の移動形態は直線的な移動に限定されず、例えば、曲線状またはクランク状の移動経路に沿った移動や、定められた範囲内での自由移動であっても構わない。
（３）上記実施形態では、受電コイル２４と送電コイル３４が共通の回転軸Ａｒを回転中心として回転するようになっていたが、受電コイルと送電コイルの回転軸は完全に一致していなくてもよく、受電コイルと送電コイルとが共に移動部材の回転軸の回りに配されていればよい。このような構成によれば、移動部材が回転しても、受電コイルと送電コイルとの位置関係が一定の範囲内に保たれる。

【符号の説明】

【0042】

１０：給電装置
２０：受電部
２１：第１コイル基板
２２：第１挿通孔
２４：受電コイル
３０：送電部
３１：第２コイル基板
３２：第２挿通孔
３４：送電コイル
３５：送電延長部
４０：余長吸収部
４１：ケース
４２：底壁部
４３：周壁部
４４：第１導出口
４５：巻取部
４６：収容溝
４７：第２導出口
５０：スライド機構
５１：レール
５２：下壁
５３：上壁
５４：側壁
５５：スリット
５６：スライダ
５７：レール挿通部
５８：脚部
５９：支持板部
６０：回転機構
６１：ベース台座
６２：シート台座
６３：フランジ部
６４：シート支持部
Ａｒ：回転軸
Ｂ１、Ｂ２：ボルト
Ｃ：コネクタ
Ｆ：床
Ｓ：シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】