特開 2024-129530 コイルユニット

(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】P2024129530

(43)【公開日】2024-09-27

(54)【発明の名称】コイルユニット

(51)【国際特許分類】

   H01F 38/18 20060101AFI20240919BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20240919BHJP

【ＦＩ】

H01F38/18

H02J50/10

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023038810

(22)【出願日】2023-03-13

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(72)【発明者】

【氏名】勝谷 仁

(57)【要約】

【課題】所望の充給電の出力及び効率を確保しつつ、送電側の機器及び部材の保守容易性を向上させることができるコイルユニットを提供する。
【解決手段】コイルユニットは、コイル２１を収容する筐体１１と、コア部材１２とを備える。コア部材１２は、コイル２１の空芯領域２１ａに挿入されるとともに、筐体１１を貫通して外部に突出する。コア部材１２は、空芯領域２１ａに配置される壁部１２ｂと、壁部１２ｂの開口端を開閉する蓋部１２ｃとを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

受電装置に非接触で電力を伝送するコイルと、
前記コイルを収容する筐体と、
前記コイルの空芯領域に挿入されるとともに、前記筐体を貫通して外部に突出するコア部材と
を備え、
前記コア部材は、
前記空芯領域に配置される枠状の壁部と、
前記壁部の開口端を開閉する蓋部と
を備える
コイルユニット。

【請求項2】

前記蓋部の表面は、路面から外部に露出するとともに前記路面よりも高い視認性を有する
請求項１に記載のコイルユニット。

【請求項3】

前記筐体及び前記コア部材を支持するとともに、前記壁部によって囲まれる中空の内部空間に通じる貫通孔が形成された支持部材を備える
請求項１又は請求項２に記載のコイルユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コイルユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池を搭載する車両での充給電に関する研究開発が行われている。
従来、非接触での電力伝送により車両の外部から車両に電力を供給する非接触電力伝送システムでは、送電側のコイルユニットを走行路に埋設する構造が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１０５４３５号公報

【特許文献2】特開２０１８－１８９２６号公報

【特許文献3】特開２０２２－１２３７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、二次電池を搭載する車両での充給電に関する技術においては、所望の充給電の出力及び効率を確保しつつ、送電側の機器の保守容易性を向上させることが望まれている。例えば、上記従来技術の送電側のコイルユニットでは、筐体に収容された状態で走行路に埋設される場合、送電側の機器及び部材に対する各種の保守作業に煩雑な手間を要するという問題が生じる。

【0005】

本発明は、所望の充給電の出力及び効率を確保しつつ、送電側の機器及び部材の保守容易性を向上させることができるコイルユニットを提供することを目的とする。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）：本発明の一態様に係るコイルユニット（例えば、実施形態でのコイルユニット１０）は、受電装置（例えば、実施形態での受電装置Ｔ）に非接触で電力を伝送するコイル（例えば、実施形態でのコイル２１）と、前記コイルを収容する筐体（例えば、実施形態での筐体１１）と、前記コイルの空芯領域（例えば、実施形態での空芯領域２１ａ）に挿入されるとともに、前記筐体を貫通して外部に突出するコア部材（例えば、実施形態でのコア部材１２）とを備え、前記コア部材は、前記空芯領域に配置される枠状の壁部（例えば、実施形態での壁部１２ｂ）と、前記壁部の開口端を開閉する蓋部（例えば、実施形態での蓋部１２ｃ）とを備える。

【0007】

（２）：上記（１）に記載のコイルユニットでは、前記蓋部の表面（例えば、実施形態での上面１２Ａ）は、路面（例えば、実施形態での路面Ｓ）から外部に露出するとともに前記路面よりも高い視認性を有してもよい。

【0008】

（３）：上記（１）又は（２）に記載のコイルユニットは、前記筐体及び前記コア部材を支持するとともに、前記壁部によって囲まれる中空の内部空間（例えば、実施形態での内部空間１２ｅ）に通じる貫通孔（例えば、実施形態での貫通孔１３ａ）が形成された支持部材（例えば、実施形態での支持部材１３）を備えてもよい。

【発明の効果】

【0009】

上記（１）によれば、コイルの空芯領域に配置されることで結合係数を向上させるコア部材は、壁部の開口端を開閉する蓋部を備えることにより、壁部によって囲まれる中空の内部空間を蓋部によって外部に開放することができる。壁部の内部空間又は壁部の内部空間に通じる他の内部空間に配置される各種の機器及び部材等を、容易に外部に露出させることができ、各種の保守作業の容易性を向上させることができる。

【0010】

上記（２）の場合、蓋部の表面は路面から外部に露出することにより、例えば蓋部が走行路の内部に埋設される場合に比べて、車両等の移動体に搭載される受電装置とコイルユニットとの間の距離が増大することを抑制することができる。蓋部の表面は路面よりも高い視認性を有することにより、受電装置を搭載する車両等の移動体を容易にコイルユニットに誘導することができる。

【0011】

上記（３）の場合、壁部によって囲まれる中空の内部空間に通じる貫通孔が形成された支持部材を備えることにより、支持部材の貫通孔又は支持部材の貫通孔に通じる他の内部空間に配置される各種の機器及び部材等を、容易に外部に露出させることができ、各種の保守作業の容易性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態でのコイルユニットの構成を示す斜視図。

【図2】本発明の実施形態でのコイルユニットの構成を示す分解斜視図。

【図3】本発明の実施形態でのコイルユニットを、図１に示すＡ－Ａ線の位置でＹ－Ｚ平面により切断して示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態に係るコイルユニットについて、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態でのコイルユニット１０の構成を示す斜視図である。図２は、実施形態でのコイルユニット１０の構成を示す分解斜視図である。図３は、実施形態でのコイルユニット１０を、実施形態でのコイルユニットを、図１に示すＡ－Ａ線の位置でＹ－Ｚ平面により切断して示す断面図である。
以下において、３次元空間で互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向は、各軸に平行な方向である。例えば図１から図３に示すように、Ｚ軸方向は鉛直方向等のコイルユニット１０の上下方向に平行であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向等のコイルユニット１０の上下方向に直交する方向である。

【0014】

実施形態のコイルユニット１０は、例えば、非接触での電力伝送により車両等の移動体の外部から移動体の受電装置Ｔに電力を供給する非接触電力伝送システムの一部を構成する。実施形態のコイルユニット１０は、例えば、車両の走行路等に設置される送電装置に備えられる。
実施形態のコイルユニット１０は、例えば、車両等の走行路の地下に埋設される角筒状のマンホールＭＨの上部に配置される。マンホールＭＨの内部空間には、例えば、非接触電力伝送システムの送電装置を構成する各種の機器及び部材が収容されている。

【0015】

図１、図２及び図３に示すように、コイルユニット１０は、例えば、筐体１１と、コア部材１２と、支持部材１３と、コイル２１と、絶縁部材２２と、フェライトコア２３とを備える。
筐体１１の外形は、例えば矩形枠状に形成されている。筐体１１は、例えば、後述するコイル２１、絶縁部材２２及びフェライトコア２３に対して、上下方向の上方側並びに上下方向に直交する方向での内方側及び外方側を取り囲むように設けられる。筐体１１は、後述するコイル２１、絶縁部材２２及びフェライトコア２３を収容する。

【0016】

コア部材１２は、例えば、板状部１２ａと、壁部１２ｂと、蓋部１２ｃとを備える。コア部材１２は、例えば珪素鋼板等の電磁鋼板のような磁性材料によって形成されている。
板状部１２ａの外形は、例えば中央部を厚さ方向に貫通する貫通孔１２ｄが形成された矩形枠状に形成されている。板状部１２ａは、例えば上下方向で筐体１１の下方側に積層されるように配置されることで、筐体１１の内面との間にコイル２１、絶縁部材２２及びフェライトコア２３が収容される収容空間を形成する。

【0017】

壁部１２ｂの外形は、例えば板状部１２ａの貫通孔１２ｄを取り囲む周縁部から上下方向の上方に突出する矩形枠状に形成されている。壁部１２ｂは、後述するコイル２１の空芯領域２１ａ並びに絶縁部材２２及びフェライトコア２３の各貫通孔２２ａ，２３ａに配置される。壁部１２ｂは、筐体１１の貫通孔１１ａに挿入されることで、筐体１１の上面１１Ａから上方に突出する。
蓋部１２ｃの外形は、例えば矩形板状に形成されている。蓋部１２ｃは、壁部１２ｂの上部開口端を開閉する。蓋部１２ｃの上面１２Ａは、例えば適宜の彩色、模様及び表示等の少なくともいずれかによって、コイルユニット１０が設けられる走行路の路面Ｓよりも高い視認性を有するように形成されている。

【0018】

支持部材１３の外形は、例えば厚さ方向に貫通孔１３ａが形成された矩形板状に形成されている。支持部材１３は、例えば、マンホールＭＨの上部に配置されるとともに、筐体１１及びコア部材１２を支持する。

【0019】

コイル２１の外形は、例えば筐体１１の内面に沿った渦巻状に形成されている。
絶縁部材２２の外形は、例えば厚さ方向に貫通孔２２ａが形成された矩形のシート状に形成されている。絶縁部材２２は、電気的絶縁性を有する材料によって形成されている。
フェライトコア２３の外形は、例えば厚さ方向に貫通孔２３２ａが形成された矩形板状に形成されている。
コイル２１、絶縁部材２２及びフェライトコア２３は、上下方向に沿って順次に積層されて筐体１１の内部に配置される。

【0020】

図３に示すように、コイルユニット１０は、例えば、地中Ｅに埋設されるマンホールＭＨの上部に配置され、車両等の走行路を形成するコンクリート又はアスファルト等の舗装材ＡＳによって固定されている。コイルユニット１０は、例えば、走行路の路面Ｓとコア部材１２の蓋部１２ｃの上面１２Ａとが同一平面を形成するように配置される。
コイルユニット１０において、コア部材１２の壁部１２ｂによって取り囲まれる中空の内部空間１２ｅと、支持部材１３の貫通孔１３ａと、マンホールＭＨの内部空間Ｍａとは、互いに通じている。例えば、コア部材１２の蓋部１２ｃが取り外されることで壁部１２ｂの上部開口端が開状態にされると、支持部材１３の貫通孔１３ａ及びマンホールＭＨの内部空間Ｍａが外部に開放される。例えば、コア部材１２の蓋部１２ｃは、壁部１２ｂの上部開口端を開放することによって、マンホールＭＨの内部空間Ｍａに収容されている非接触電力伝送システムの送電装置を構成する各種の機器及び部材等を外部に露出させる。

【0021】

上述したように、実施形態のコイルユニット１０によれば、コイル２１の空芯領域２１ａに配置されることで結合係数を向上させるコア部材１２は、壁部１２ｂの上部開口端を開閉する蓋部１２ｃを備えることにより、壁部１２ｂによって囲まれる中空の内部空間１２ｅを蓋部１２ｃによって外部に開放することができる。壁部１２ｂの内部空間１２ｅ又は壁部１２ｂの内部空間１２ｅに通じる他の内部空間に配置される各種の機器及び部材等を、容易に外部に露出させることができ、各種の保守作業の容易性を向上させることができる。

【0022】

壁部１２ｂによって囲まれる中空の内部空間１２ｅに通じる貫通孔１３ａが形成された支持部材１３を備えることにより、支持部材１３の貫通孔１３ａ又は支持部材１３の貫通孔１３ａに通じる他の内部空間に配置される各種の機器及び部材等を、容易に外部に露出させることができ、各種の保守作業の容易性を向上させることができる。
壁部１２ｂの内部空間１２ｅと、支持部材１３の貫通孔１３ａと、マンホールＭＨの内部空間Ｍａとは、互いに通じていることにより、例えば非接触電力伝送システムの送電装置を構成する各種の機器及び部材等がマンホールＭＨの内部空間Ｍａに収容されている場合であっても、保守容易性を向上させることができる。

【0023】

蓋部１２ｃの上面１２Ａは路面Ｓから外部に露出することにより、例えば蓋部１２ｃが走行路の内部に埋設される場合に比べて、車両等の移動体に搭載される受電装置とコイルユニット１０との間の距離が増大することを抑制することができる。磁路長の増大を抑制することによって、非接触の電力伝送の出力及び効率を向上させることができる。
蓋部１２ｃの上面１２Ａは路面Ｓよりも高い視認性を有することにより、受電装置を搭載する車両等の移動体を容易にコイルユニット１０に誘導することができる。例えば、走行路の走行区分線等を検出して走行支援を制御する装置を搭載する移動体の場合、蓋部１２ｃの上面１２Ａを精度良く検出することができる。移動体に搭載される受電装置とコイルユニット１０との位置合わせの精度を向上させることができるので、非接触の電力伝送の出力及び効率を向上させることができる。

【0024】

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0025】

１０…コイルユニット、１１…筐体、１２…コア部材、１２ａ…板状部、１２ｂ…壁部、１２ｃ…蓋部、１２ｄ…貫通孔、１２ｅ…内部空間、１２Ａ…上面（表面）、１３…支持部材、１３ａ…貫通孔、２１…コイル、２１ａ…空芯領域、２２…絶縁部材、２３…フェライトコア、１５…コイル、Ｓ…路面、Ｔ…受電装置、ＭＨ…マンホール、Ｍａ…内部空間。

【図1】

【図2】

【図3】