車両用充電装置
【課題】 車両停止を厳密に行わなくても非接触で効率よく充電することができる車両用充電装置を提供する。
【解決手段】 車両用充電装置は、充電池を備えた車両の充電池１１に接続された２次コイル１３を含む受電部１２と、１次コイル２３を含むと共に地上側に設置され、車両の受電部と対向した場合に受電部側に移動して前記受電部に嵌合する給電部２１と、受電部に給電部が嵌合する時に給電部を受電部に対して相対的に位置決めする位置決め手段と、給電部に設けられ、１次コイルに電力を供給する給電部電力供給手段とを備える。位置決め手段が、受電部及び給電部にそれぞれ設けられ、互いに嵌合するように構成された斜面部である。
【解決手段】 車両用充電装置は、充電池を備えた車両の充電池１１に接続された２次コイル１３を含む受電部１２と、１次コイル２３を含むと共に地上側に設置され、車両の受電部と対向した場合に受電部側に移動して前記受電部に嵌合する給電部２１と、受電部に給電部が嵌合する時に給電部を受電部に対して相対的に位置決めする位置決め手段と、給電部に設けられ、１次コイルに電力を供給する給電部電力供給手段とを備える。位置決め手段が、受電部及び給電部にそれぞれ設けられ、互いに嵌合するように構成された斜面部である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等の電動車両が多数実用化されている。このような電動車両に搭載されている駆動用のバッテリーは、一般的に、車体の充電口に接続された充電用ケーブルを介して外部の商用電源から供給される電力によって充電されている。またその際の充電用ケーブルの着脱は、電動車両の使用者（運転者）等によって行われていることが多い。
【０００３】
この充電用ケーブルの着脱作業は、使用者にとっては煩わしいものである。充電用ケーブルのなかには、例えば、急速充電用のケーブルのように比較的重く取扱い難いものもある。充電設備が、例えば、商業施設の駐車場等の屋外に設置されている場合には、充電用ケーブルが埃などで汚れていることも多い。このように充電用ケーブルの着脱作業は、使用者にとって負担になることがあるため、従来から充電作業の容易化が望まれていた。
【０００４】
また、例えば充電用ケーブルを車両に接続するのを忘れてしまうと、充電が足りなくなってしまって、車両を動かすことができない場合も考えられる。
【０００５】
このような問題を解決するために、バッテリーの充電を非接触で行うことができる車両用充電装置の開発が進められている。例えば、電気自動車に搭載された受電側コイルを、駐車場等に設置されている給電側コイルに対向させた状態で、給電側コイルに交流電流を供給して電磁誘導により受電側コイルに交流電流を発生させることで、バッテリーの充電を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような充電装置を採用することで、充電作業を大幅に容易化することができる。
【０００６】
特許文献１には、受電側コイルと給電側コイルとの間の電磁誘導による送電効率を向上させるために、輪止めに内蔵された給電コイルが、輪止めに当接する電動車に付勢されて水平面内にて姿勢を変更し、この状態で電動車を停止すると電動車に対して給電コイルが一定の姿勢を取るように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２２７００７号公報（図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、電気自動車を所定位置で停車させることが難しい場合があり、このような場合には、受電側コイルと給電側コイルの中心軸がずれてしまい、バッテリーの充電効率が低下してしまうことがあるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、車両停止を厳密に行わなくても非接触で効率よく充電することができる車両用充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】
【００１０】
本発明の車両用充電装置は、充電池を備えた車両の前記充電池に接続された２次コイルを含む受電部と、１次コイルを含むと共に地上側に設置され、前記車両の前記受電部と対向した場合に前記受電部側に移動して前記受電部に嵌合する給電部と、前記受電部に前記給電部が嵌合する時に前記給電部を前記受電部に対して相対的に位置決めする位置決め手段と、前記給電部に設けられ、前記１次コイルに電力を供給する給電部電力供給手段とを備え、前記位置決め手段が、前記受電部及び前記給電部にそれぞれ設けられ、互いに嵌合するように構成された斜面部であることを特徴とする車両用充電装置。
【００１１】
本発明の車両用充電装置は、位置決め手段を備えることで、位置決めを簡易に行うことができ、車両停止を厳密に行わなくてもよい。この位置決め手段が、斜面部であることで、簡易に構成することができると共に、位置決めを精度良く行うことができる。
【００１２】
前記受電部と前記給電部が嵌合する時に嵌合面に介在する異物を排出するための排出手段をさらに備え、前記排出手段が、前記嵌合面を臨んで前記給電部を貫通する貫通孔であり、該貫通孔は、前記斜面部の斜面下部に設けられていることが好ましい。排出手段を備えることで、嵌合時に嵌合面に介在する異物を排出することができ、位置合わせをより精度良く行うことができる。さらに、貫通孔が前記斜面部の斜面下部に設けられていることで、斜面部の異物を排除しやすい。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態としては、前記受電部に接続され、前記２次コイルに電力を供給する受電部電力供給手段と、前記給電部の前記受電部と対向する面とは逆側に設けられ、電磁石を有する給電部移動手段とを備え、前記２次コイル及び１次コイルが強磁性体であるコア鉄心に巻回されており、前記給電部電力供給手段により前記１次コイルに電力を供給して磁場を形成し、かつ、前記受電部電力供給手段により前記２次コイルに電力を供給して前記１次コイルと引きあう磁場を形成すると共に、前記給電部移動手段の前記電磁石に電力を供給して、前記１次コイルと反発する磁場を形成して、該磁場により前記給電部を前記受電部側へ移動させて、前記給電部と前記受電部とを嵌合させることが挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の車両用充電装置によれば、車両停止を厳密に行わなくても非接触で効率よく充電することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る充電制御装置を示す概略構成図である。
【図２】実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の概略構成を示す断面模式図である。
【図３】実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【図４】実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【図５】実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【図６】実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動後の状態を示す図である。
【図７】別の実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【図８】別の実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の概略構成を示す断面模式図である。
【図９】別の実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【図１０】別の実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の車両用充電装置について、以下説明する。
【００１７】
電動車両である電気自動車１は、駆動用電源としてのバッテリー１１を備える。バッテリー１１は、例えばリチウムイオンバッテリー等の複数のバッテリーセルが複数直接に接続されてなるものである。バッテリー１１は、充電池であり、外部から電力を供給されることにより電力を蓄電し、これを図示しないモーターに出力して電気自動車１を駆動させる。
【００１８】
かかるバッテリー１１に電力を供給するための電力供給手段Ｉについて、以下詳細に説明する。本実施形態の電力供給手段Ｉは、電磁誘導により非接触でバッテリー１１に充電電流を供給するためのものである。電力供給手段Ｉは、地上側に設けられた給電部２１と、電気自動車側に設けられた受電部１２とを備える。受電部１２は、受電コイルとして機能する２次コイル１３を有しており、給電部２１は、給電コイルとして機能する１次コイル２３を有している。
【００１９】
受電部１２は、電気自動車１の車体下部に設置されている。受電部１２は、バッテリー１１に接続され、給電部２１から供給された電力をバッテリー１１に供給する。
【００２０】
図２に示すように、受電部１２は、本実施形態では、２次コイル１３を有する平板部１４と、平板部１４の底面（地面に対向する面）に設けられた平板部１４よりも一回り小さい円柱状の第２平板部１６と備える。また、受電部１２は、この第２平板部１６の地面に対向する端面に設けられた凹部１５を備える。凹部１５は、地上側から見て端部から中央部に向かって傾斜したすり鉢形状となっている。凹部１５は、電気自動車１の車体の下面側で外部に露出している。
【００２１】
２次コイル１３の中心には、強磁性体である鉄心コア（図示せず）が設けられている。即ち、２次コイル１３は、電流を供給すれば電磁石として機能すると共に、電流が供給されずに、かつ１次コイル２３に電流が供給されて磁場が形成されると、誘導電流が生じる受電コイルとして機能する。
【００２２】
この２次コイル１３に電力を供給する受電部電力供給手段３０が受電部１２には設けられている。詳しくは後述するが、この受電部電力供給手段３０により、２次コイル１３に電力が供給されると２次コイル１３近傍で磁場が形成されると共に、電磁石として機能する。
【００２３】
給電部２１は、車両停車位置の地面に設けられた設置凹部２２に設置されている。給電部２１は、１次コイル２３を有する平板部２４を有する。平板部２４の上面（車両に対向する面）には、断面視において山形状である円錐部２５ａと平板部２４の周囲に亘って設けられた周壁部２５ｂとからなる凸部２５を有する。凸部２５と前述した受電部１２の凹部１５とは互いに嵌合する形状となっている。即ち、円錐部２５ａは、受電部の凹部１５に嵌合し、周壁部２５ｂは、平板部１４の第２平板部１６の円柱面に嵌合する。１次コイル２３の中心には、強磁性体である鉄心コアが設けられている。
【００２４】
給電部２１の１次コイル２３に電力を供給する給電部電力供給手段４０が給電部２１に設けられている。給電部２１は、電力を供給されることにより、電磁石として機能すると共に、電力が供給されることで形成される磁場により受電部１２に誘導電流を形成する。
【００２５】
この給電部２１の下面側には、給電部２１を上下方向に移動させるための給電部移動手段５０が設けられている。給電部移動手段５０は、平板状であり、上面に給電部２１を載置することができるように構成されている。給電部移動手段５０には、電磁石５１が設けられている。
【００２６】
この給電部移動手段５０の電磁石５１に電力を供給する移動部電力供給手段６０が給電部移動手段５０に設けられている。
【００２７】
電力供給手段Ｉによる電力供給について以下説明する。
【００２８】
初めに、図３に示すように、移動部電力供給手段６０から電磁石５１に電力を供給し、かつ、受電部電力供給手段３０から２次コイル１３に電力を供給すると共に、給電部電力供給手段４０から１次コイル２３へ電力を供給する。この場合、電磁石５１により地面側から車両側へと磁界が形成されるように移動部電力供給手段６０は電磁石５１に電力を供給する。また、受電部電力供給手段３０から２次コイル１３に電力を供給することで形成される磁場が車両側から地面側へと形成されるように、受電部電力供給手段３０から２次コイル１３に電力を供給する。また、給電部電力供給手段４０から１次コイル２３に電力を供給することで形成される磁場が車両側から地面側へと形成されるように、給電部電力供給手段４０から１次コイル２３に電力を供給する。
【００２９】
このように電力を供給することで、電磁石５１の給電部２１側がＳ極となり、給電部２１の電磁石５１側がＳ極となる。また、給電部２１の受電部１２側がＮ極となり、受電部１２の給電部２１側がＳ極となる。即ち、電磁石５１と１次コイル２３とは対向する面が同じ極性となるので、電磁石５１と１次コイル２３とが反発して、１次コイル２３を有する給電部２１が浮上する。給電部２１が浮上すると、１次コイル２３と２次コイル１３との対向する面が異なる極性であるので互いに引き合う力が大きく働く。
【００３０】
このように、給電部２１が浮上して１次コイル２３と２次コイル１３とが引き合うことで、図４に示すように浮上した給電部２１は受電部１２に密着する。このとき、給電部２１の凸部２５と、受電部１２の凹部１５とが互いに嵌合する。即ち、円錐部２５ａは、凹部１５に嵌合し、凹部１５の外周側の平板部１４と周壁部２５ｂとが嵌合する。従って、仮に給電部２１の中心と受電部１２の中心とがずれていたとしても、凸部２５が凹部１５に嵌合することにより、給電部２１の中心と受電部１２の中心とが同一位置で位置合わせされて給電部２１と受電部１２とが密着する。このように給電部２１の中心と受電部１２の中心とが同一位置となることで、後工程で給電を行った場合に、送電効率がよい。
【００３１】
ところで、例えば給電部２１の表面にゴミ、特に金属製ゴミ（例えば缶のプルタブなど）があると、以下のような問題が生じることがあるのでこれを除去することが好ましい。即ち、このゴミを挟んだ状態で給電部２１と受電部１２とが密着すると、給電部２１と受電部１２との密着性が低下してしまうという問題がある。また、特に金属製ゴミを挟んだ状態で給電部２１と受電部１２とが密着すると、金属製ゴミ部分から発熱してしまうという問題がある場合も考えられる。
【００３２】
そこで、本実施形態では、これを防止すべく、凸部２５の円錐部２５ａと周壁部２５ｂとの間に嵌合面を臨んで貫通孔２６が設けられている。この貫通孔２６が円錐部２５ａと周壁部２５ｂとの間に、即ち斜面部の斜面下方に設けられていることで、円錐部２５ａにごみが堆積としても、斜面をすべり、この貫通孔２６内に落ちる。特に、本実施形態では、給電部２１が給電部移動手段５０により浮上することから、この浮上時の揺れ等でゴミが斜面を滑りやすく、貫通孔２６内に落ちやすい。従って、本実施形態では簡易に給電部２１上のごみを除去することが可能である。
【００３３】
また、図１に示すように、電気自動車１の底部には、保持部材７０が設けられている。この保持部材７０は、図示しないアクチュエーターにより所定位置に移動し、位置合わせされて密着した給電部２１と受電部１２とをこの密着された状態で保持するものである。
【００３４】
具体的には、図５に示すように、保持部材７０は、給電部２１と受電部１２とをその外周側を上下から挟持する第１挟持部７１及び第２挟持部７２からなる一対の挟持部からなる。第１挟持部７１は、断面視においてコの字状であり、保持部凹部７３に密着した状態の給電部２１と受電部１２とが差し込まれて、密着した状態の給電部２１と受電部１２とを上下方向から挟持する。そして、第１挟持部７１と同様に構成された第２挟持部７２は、この第１挟持部７１と対向する位置で密着した状態の給電部２１と受電部１２とを同様に挟持する。このように保持部材７０により密着した状態の給電部２１と受電部１２とを挟持して保持することで、給電部２１と受電部１２とへの電力供給を停止したとしても、この密着状態を保持することができる。
【００３５】
保持部材７０により給電部２１と受電部１２とを密着保持した状態で、移動部電力供給手段６０、給電部電力供給手段４０及び受電部電力供給手段３０はそれぞれ電力供給を停止する。これにより、給電部移動手段５０、給電部２１及び受電部１２はそれぞれ磁場が消滅する。
【００３６】
その後、給電部電力供給手段４０から給電部２１に電力が供給されて、１次コイル１３に電流が流れる。これに伴い、電磁誘導により受電部１２側に誘導電流が流れる。この誘導電流が図示しない整流器で整流されて直流電流としてバッテリー１１（図１参照）に供給される。これにより、バッテリー１１が充電される。
【００３７】
バッテリー１１が満充電となると、バッテリー１１を制御するバッテリー制御手段（図示せず）から充電停止信号が例えば無線により給電部電力供給手段４０に送信され、給電部電力供給手段４０は、電力供給を停止する。このようにして、充電が終了する。
【００３８】
充電終了後、給電部２１を給電部移動手段５０上に移動させるために、保持部材７０の解除を行う。保持部材７０の解除としては、初めに、給電部電力供給手段４０及び受電部電力供給手段３０とに電力供給を開始する。図６に示すように、受電部電力供給手段３０は、２次コイル１３に電力が供給されて生じる磁界が地面側から車両側へ形成されるように、２次コイル１３に電力を供給する。また、給電部電力供給手段４０は、１次コイル２３に電力が供給されて生じる磁界が車両側から地面側へ形成されるように、１次コイル２３に電力を供給する。また、移動部電力供給手段６０は、電磁石５１に、地面側から車両側に磁界が生じるように電力を供給する。即ち、給電部電力供給手段４０と受電部電力供給手段３０とは、１次コイル２３と２次コイル１３とに、互いに反発するように電力を供給する。また、給電部移動手段５０の移動部電力供給手段６０は、給電部２１とは反発する磁場が発生して互いに反発するように電力を供給する。
【００３９】
この状態から、保持部材７０を給電部２１及び受電部１２から図示しないアクチュエーターを電動制御して外すと、給電部２１は受電部１２と反発し、かつ、給電部移動手段５０とも反発して、空中に浮き続ける。この場合に、移動部電力供給手段６０が、徐々に電力供給量を減らしていく。これにより、電磁石５１により形成される磁場を徐々に小さくし、給電部移動手段５０と給電部２１との反発力が徐々に小さくなり、給電部２１は、安定して給電部移動手段５０上に載置される。このようにして、保持部材７０の解除が終了する。
【００４０】
また、この場合に、給電部２１が受電部１２と密着後、反発した際に容易に受電部１２とは逆方向に移動しやすいように、円錐部２５ａ及び周壁部２５ｂは、フッ素樹脂コーティング剤などの摩擦係数の低いコーティング材料で覆っていてもよい。また、給電部２１が浮遊中に移動しやすいように円錐部２５ａに散水できるように、水を貯蓄したタンクを有する散水手段を設けても良い。
【００４１】
上述したように、本実施形態における電気自動車１は、停車場所に停車することにより電力供給手段Ｉにより非接触で充電が開始されるものである。この場合に、給電部２１が浮上して受電部１２と密着することができることから、本実施形態では、凹部１５と凸部２５とを備えたことで簡易に位置合わせでき、給電部２１が浮上して受電部１２に中心軸を揃えた状態で密着でき、送電効率よく充電を行うことが可能である。即ち、本実施形態においては、厳密に停車位置に電気自動車１を停車させなくても、斜面部である凹部１５と凸部２５とを備えたことで簡易に位置合わせでき、送電効率よく充電を行うことが可能である。さらに、給電部２１にはゴミなどが給電部２１表面に堆積しても除去することができるように、斜面が設けられていると共に貫通孔２６から給電部２１外へゴミを除去することができるように構成されていることから、給電部２１と受電部１２との密着性を向上させ、位置決めを簡易に精度良く行うことができると共に、例えば金属ゴミなどが堆積した場合の発熱を防止することができる。
【００４２】
本実施形態では、電気自動車１の充電開始後、バッテリー１１が満充電となるまでそのまま充電をし続けたが、これに限定されない。例えば、給電部電力供給手段４０がマップを有し、このマップに基づいて充電を行うように構成してもよい。マップとしては、例えば、バッテリー１１の残存容量と、夜間電力使用時間帯とからなるマップを用いて、残存容量に応じて、夜間電力使用時間帯を選んでタイマーをセットし、好ましい時間帯で充電を行うように構成してもよい。例えば、残存容量が多い場合には、電気代の安い時間帯のみを選んで充電を行ってもよい。
【００４３】
本実施形態では、保持部材７０の形状を給電部２１及び受電部１２をその側面から挟持する形状としたが、これに限定されない。例えば、平板状の保持部材とし、この平板状の保持部材上に密着した給電部２１及び受電部１２を載置するように構成してもよい。
【００４４】
充電停止後、保持部材７０の解除時において１次コイル２３と２次コイル１３とが反発するように構成したが、これに限定されない。例えば、保持部材７０を除去するまでは給電部２１と受電部１２とが密着するように電力を供給しても良い。そして、保持部材７０を除去した状態で、受電部１２の電流の流れる方向を逆向きとして給電部２１と受電部１２とが反発するように構成してもよい。また、保持部材７０の解除時において給電部電力供給手段４０及び受電部電力供給手段３０とに電力供給をせず、重力により落下するように構成してもよい。
【００４５】
凸部２５と凹部１５との形状は本実施形態に限定されない。凸部２５と凹部１５とが嵌合することで、給電部２１と受電部１２とが位置あわせを行うことが容易であれば、どのような形状であってもよい。例えば、図７に示すような形状でも良い。図７では、凸部８１が受電部１２に設けられていると共に、凹部８２が給電部２１に設けられている。凸部８１は、断面視において台形状である。また、凹部８２は、この凸部８１に嵌合するように設けられており、断面視において逆台形状となる穴が形成されている。また、凹部８２の底面には、貫通孔８３が設けられている。この貫通孔８３から、ゴミを除去することができる。
【００４６】
このような形状であっても、凸部８１と凹部８２とが嵌合することで、給電部２１と受電部１２の位置あわせを容易に行うことができる。かつ、貫通孔８３からゴミを効率的に除去することができるので、給電部２１と受電部１２との密着性がよく、かつ、金属ゴミによる発熱を防ぐことが可能である。
【００４７】
また、図８に示すように、給電部２１と給電部移動手段５０とに嵌合部を設けてもよい。即ち、受電部１２の凸部２５（図２参照）が設けられた側と逆側に移動手段用凸部９１が設けられていると共に、給電部移動手段５０の受電部１２側に受電部用凹部９２が設けられている。これにより、給電部２１が保持部材７０の解除後に浮遊して給電部移動手段５０に載置される際に、移動手段用凸部９１と受電部用凹部９２とが嵌合して必ず所定位置に載置されるように構成することができる。特に上述したように磁場の反発力を用いずに給電部２１を重力により下降させた場合には、給電部２１が所定の載置位置に載置されないことも考えられ、この場合には次の充電時に給電部２１を浮遊させる場合に好ましい磁場が形成されないことも考えられるので、図８に示すように構成することで給電部２１が給電部移動手段５０に嵌合して所定位置に載置させることができ好ましい。
【００４８】
本実施形態では、給電部移動手段５０は、コイルを含むように構成したが、これに限定されない。例えば、図９に示すように、給電部移動手段５０Ａは、給電部２１を載置する載置台９３と、この載置台を上下方向に移動させる伸縮部９４と、伸縮部９４を伸縮駆動する電動機９５からなる昇降手段を備えたものであってもよい。また、この昇降手段は、例えば手動のアクチュエーターを備えていてもよい。
【００４９】
このように構成された給電部移動手段５０Ａでは、電動機９５により伸縮部９４を駆動して伸縮駆動することで、載置台９３に載置された給電部２１を受電部１２に接合させることが可能である。このような場合であっても、嵌合部が設けられていることで、給電部２１を受電部１２に正確に嵌合させることが可能である。
【００５０】
また、このように構成された給電部移動手段５０Ａでは、電動機９５により伸縮部９４を駆動して伸縮駆動することで、給電部２１を受電部１２の近傍まで電動機９５でリフトアップし、その後、給電部電力供給手段４０と受電部電力供給手段３０とに電力供給して、これらを磁場の吸引力により結合させてもよい。このような場合であっても、嵌合部が設けられていることで、給電部２１を受電部１２に正確に嵌合させ密着させることが可能である。そして、その後保持部材７０により給電部２１と受電部１２とを同時に保持する。この場合に、保持部材７０の保持を妨げないように、載置台９３に載置された給電部２１を受電部１２に接合させる場合には、載置台９３を給電部２１の外径よりも小さく作製し、保持部材７０と載置台９３とがぶつからないように構成する。
【００５１】
また、給電部２１と受電部１２との密着が行われたかどうかを、給電部２１に接触センサを設けて受電部１２との接触を検知するように構成してもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、給電部２１の１次コイル２３に電力を供給することで１次コイル２３を電磁石として使用することができるように、即ち、１次コイル２３を給電コイルとして用いると共に、移動用コイルとしても用いたが、これに限定されない。例えば、給電部２１が１次コイル２３以外に別のコイルを有し、このコイルを移動用コイルとして用いることも可能である。
【００５３】
また、給電部移動手段５０及び給電部２１が設けられた設置凹部２２は、車両が停止した場合に開くシャッターなどを設けるように構成してもよい。
【００５４】
給電部２１の斜面には、貫通孔までのガイド溝等を設けて、よりゴミを除去しやすいように構成してもよい。
【００５５】
給電部２１には、振動手段（例えばモーター等）を設けて、浮上時に振動手段により振動するように構成してもよい。これにより、よりゴミが貫通孔２６まで到達して除去されやすい。
【００５６】
また、本実施形態では、電磁石により給電部２１を浮上させたが、これに限定されず、例えば設置凹部２２に冷却手段を設けて超伝導体を設置して、電磁石となった１次コイルを有する給電部２１を浮上させるように構成してもよい。
【００５７】
また、さらに図１０に示すように、給電部２１の移動時に給電部２１をガイドする筒状のガイド部材９６を設けても良い。これにより、１次コイル２３と２次コイル１３とに電力を供給して電磁石とした場合に、磁力線同士が反発して給電部２１が進行方向においてずれてしまうことを抑制し、給電部２１が所望の方向に移動することができる。この場合に、図１０に示すようにガイド部材９６は、断面視において受電部１２側が徐々に外側に広がるような構造としてもよい。これにより、給電部２１が受電部１２との接合が解除されて給電部移動手段５０側に移動する際に、多少位置がずれたとしてもガイド部材９６から外側に外れることがない。なお、ガイド部材９６は図１０では筒状のものを用いて説明したが、給電部２１の移動時に給電部２１をガイドすることができればよく、筒状に限定されない。
【００５８】
本実施形態では、電気自動車を例に挙げて説明したが、これに限定されず、充電池により駆動される車両、例えばハイブリッド車に搭載してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、電気自動車等の電動車両の充電装置にかかるものである。従って、自動車製造産業分野においてル利用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 電気自動車
１１ バッテリー
１２ 受電部
１３ １次コイル
１４ 平板部
１５ 凹部
１６ 第２平板部
２１ 給電部
２２ 設置凹部
２３ ２次コイル
２４ 平板部
２５ 凸部
２５ａ 円錐部
２５ｂ 周壁部
２６ 貫通孔
３０ 受電部電力供給手段
４０ 給電部電力供給手段
５０ 給電部移動手段
５１ 電磁石
６０ 移動部電力供給手段
７０ 保持部材
７１ 第１挟持部
７２ 第２挟持部
７３ 保持部凹部
８１ 凸部
８２ 凹部
８３ 貫通孔
Ｉ 電力供給手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等の電動車両が多数実用化されている。このような電動車両に搭載されている駆動用のバッテリーは、一般的に、車体の充電口に接続された充電用ケーブルを介して外部の商用電源から供給される電力によって充電されている。またその際の充電用ケーブルの着脱は、電動車両の使用者（運転者）等によって行われていることが多い。
【０００３】
この充電用ケーブルの着脱作業は、使用者にとっては煩わしいものである。充電用ケーブルのなかには、例えば、急速充電用のケーブルのように比較的重く取扱い難いものもある。充電設備が、例えば、商業施設の駐車場等の屋外に設置されている場合には、充電用ケーブルが埃などで汚れていることも多い。このように充電用ケーブルの着脱作業は、使用者にとって負担になることがあるため、従来から充電作業の容易化が望まれていた。
【０００４】
また、例えば充電用ケーブルを車両に接続するのを忘れてしまうと、充電が足りなくなってしまって、車両を動かすことができない場合も考えられる。
【０００５】
このような問題を解決するために、バッテリーの充電を非接触で行うことができる車両用充電装置の開発が進められている。例えば、電気自動車に搭載された受電側コイルを、駐車場等に設置されている給電側コイルに対向させた状態で、給電側コイルに交流電流を供給して電磁誘導により受電側コイルに交流電流を発生させることで、バッテリーの充電を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような充電装置を採用することで、充電作業を大幅に容易化することができる。
【０００６】
特許文献１には、受電側コイルと給電側コイルとの間の電磁誘導による送電効率を向上させるために、輪止めに内蔵された給電コイルが、輪止めに当接する電動車に付勢されて水平面内にて姿勢を変更し、この状態で電動車を停止すると電動車に対して給電コイルが一定の姿勢を取るように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２２７００７号公報（図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、電気自動車を所定位置で停車させることが難しい場合があり、このような場合には、受電側コイルと給電側コイルの中心軸がずれてしまい、バッテリーの充電効率が低下してしまうことがあるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、車両停止を厳密に行わなくても非接触で効率よく充電することができる車両用充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】
【００１０】
本発明の車両用充電装置は、充電池を備えた車両の前記充電池に接続された２次コイルを含む受電部と、１次コイルを含むと共に地上側に設置され、前記車両の前記受電部と対向した場合に前記受電部側に移動して前記受電部に嵌合する給電部と、前記受電部に前記給電部が嵌合する時に前記給電部を前記受電部に対して相対的に位置決めする位置決め手段と、前記給電部に設けられ、前記１次コイルに電力を供給する給電部電力供給手段とを備え、前記位置決め手段が、前記受電部及び前記給電部にそれぞれ設けられ、互いに嵌合するように構成された斜面部であることを特徴とする車両用充電装置。
【００１１】
本発明の車両用充電装置は、位置決め手段を備えることで、位置決めを簡易に行うことができ、車両停止を厳密に行わなくてもよい。この位置決め手段が、斜面部であることで、簡易に構成することができると共に、位置決めを精度良く行うことができる。
【００１２】
前記受電部と前記給電部が嵌合する時に嵌合面に介在する異物を排出するための排出手段をさらに備え、前記排出手段が、前記嵌合面を臨んで前記給電部を貫通する貫通孔であり、該貫通孔は、前記斜面部の斜面下部に設けられていることが好ましい。排出手段を備えることで、嵌合時に嵌合面に介在する異物を排出することができ、位置合わせをより精度良く行うことができる。さらに、貫通孔が前記斜面部の斜面下部に設けられていることで、斜面部の異物を排除しやすい。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態としては、前記受電部に接続され、前記２次コイルに電力を供給する受電部電力供給手段と、前記給電部の前記受電部と対向する面とは逆側に設けられ、電磁石を有する給電部移動手段とを備え、前記２次コイル及び１次コイルが強磁性体であるコア鉄心に巻回されており、前記給電部電力供給手段により前記１次コイルに電力を供給して磁場を形成し、かつ、前記受電部電力供給手段により前記２次コイルに電力を供給して前記１次コイルと引きあう磁場を形成すると共に、前記給電部移動手段の前記電磁石に電力を供給して、前記１次コイルと反発する磁場を形成して、該磁場により前記給電部を前記受電部側へ移動させて、前記給電部と前記受電部とを嵌合させることが挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の車両用充電装置によれば、車両停止を厳密に行わなくても非接触で効率よく充電することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る充電制御装置を示す概略構成図である。
【図２】実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の概略構成を示す断面模式図である。
【図３】実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【図４】実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【図５】実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【図６】実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動後の状態を示す図である。
【図７】別の実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【図８】別の実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の概略構成を示す断面模式図である。
【図９】別の実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【図１０】別の実施形態に係る充電制御装置の電力供給手段の充電作動時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の車両用充電装置について、以下説明する。
【００１７】
電動車両である電気自動車１は、駆動用電源としてのバッテリー１１を備える。バッテリー１１は、例えばリチウムイオンバッテリー等の複数のバッテリーセルが複数直接に接続されてなるものである。バッテリー１１は、充電池であり、外部から電力を供給されることにより電力を蓄電し、これを図示しないモーターに出力して電気自動車１を駆動させる。
【００１８】
かかるバッテリー１１に電力を供給するための電力供給手段Ｉについて、以下詳細に説明する。本実施形態の電力供給手段Ｉは、電磁誘導により非接触でバッテリー１１に充電電流を供給するためのものである。電力供給手段Ｉは、地上側に設けられた給電部２１と、電気自動車側に設けられた受電部１２とを備える。受電部１２は、受電コイルとして機能する２次コイル１３を有しており、給電部２１は、給電コイルとして機能する１次コイル２３を有している。
【００１９】
受電部１２は、電気自動車１の車体下部に設置されている。受電部１２は、バッテリー１１に接続され、給電部２１から供給された電力をバッテリー１１に供給する。
【００２０】
図２に示すように、受電部１２は、本実施形態では、２次コイル１３を有する平板部１４と、平板部１４の底面（地面に対向する面）に設けられた平板部１４よりも一回り小さい円柱状の第２平板部１６と備える。また、受電部１２は、この第２平板部１６の地面に対向する端面に設けられた凹部１５を備える。凹部１５は、地上側から見て端部から中央部に向かって傾斜したすり鉢形状となっている。凹部１５は、電気自動車１の車体の下面側で外部に露出している。
【００２１】
２次コイル１３の中心には、強磁性体である鉄心コア（図示せず）が設けられている。即ち、２次コイル１３は、電流を供給すれば電磁石として機能すると共に、電流が供給されずに、かつ１次コイル２３に電流が供給されて磁場が形成されると、誘導電流が生じる受電コイルとして機能する。
【００２２】
この２次コイル１３に電力を供給する受電部電力供給手段３０が受電部１２には設けられている。詳しくは後述するが、この受電部電力供給手段３０により、２次コイル１３に電力が供給されると２次コイル１３近傍で磁場が形成されると共に、電磁石として機能する。
【００２３】
給電部２１は、車両停車位置の地面に設けられた設置凹部２２に設置されている。給電部２１は、１次コイル２３を有する平板部２４を有する。平板部２４の上面（車両に対向する面）には、断面視において山形状である円錐部２５ａと平板部２４の周囲に亘って設けられた周壁部２５ｂとからなる凸部２５を有する。凸部２５と前述した受電部１２の凹部１５とは互いに嵌合する形状となっている。即ち、円錐部２５ａは、受電部の凹部１５に嵌合し、周壁部２５ｂは、平板部１４の第２平板部１６の円柱面に嵌合する。１次コイル２３の中心には、強磁性体である鉄心コアが設けられている。
【００２４】
給電部２１の１次コイル２３に電力を供給する給電部電力供給手段４０が給電部２１に設けられている。給電部２１は、電力を供給されることにより、電磁石として機能すると共に、電力が供給されることで形成される磁場により受電部１２に誘導電流を形成する。
【００２５】
この給電部２１の下面側には、給電部２１を上下方向に移動させるための給電部移動手段５０が設けられている。給電部移動手段５０は、平板状であり、上面に給電部２１を載置することができるように構成されている。給電部移動手段５０には、電磁石５１が設けられている。
【００２６】
この給電部移動手段５０の電磁石５１に電力を供給する移動部電力供給手段６０が給電部移動手段５０に設けられている。
【００２７】
電力供給手段Ｉによる電力供給について以下説明する。
【００２８】
初めに、図３に示すように、移動部電力供給手段６０から電磁石５１に電力を供給し、かつ、受電部電力供給手段３０から２次コイル１３に電力を供給すると共に、給電部電力供給手段４０から１次コイル２３へ電力を供給する。この場合、電磁石５１により地面側から車両側へと磁界が形成されるように移動部電力供給手段６０は電磁石５１に電力を供給する。また、受電部電力供給手段３０から２次コイル１３に電力を供給することで形成される磁場が車両側から地面側へと形成されるように、受電部電力供給手段３０から２次コイル１３に電力を供給する。また、給電部電力供給手段４０から１次コイル２３に電力を供給することで形成される磁場が車両側から地面側へと形成されるように、給電部電力供給手段４０から１次コイル２３に電力を供給する。
【００２９】
このように電力を供給することで、電磁石５１の給電部２１側がＳ極となり、給電部２１の電磁石５１側がＳ極となる。また、給電部２１の受電部１２側がＮ極となり、受電部１２の給電部２１側がＳ極となる。即ち、電磁石５１と１次コイル２３とは対向する面が同じ極性となるので、電磁石５１と１次コイル２３とが反発して、１次コイル２３を有する給電部２１が浮上する。給電部２１が浮上すると、１次コイル２３と２次コイル１３との対向する面が異なる極性であるので互いに引き合う力が大きく働く。
【００３０】
このように、給電部２１が浮上して１次コイル２３と２次コイル１３とが引き合うことで、図４に示すように浮上した給電部２１は受電部１２に密着する。このとき、給電部２１の凸部２５と、受電部１２の凹部１５とが互いに嵌合する。即ち、円錐部２５ａは、凹部１５に嵌合し、凹部１５の外周側の平板部１４と周壁部２５ｂとが嵌合する。従って、仮に給電部２１の中心と受電部１２の中心とがずれていたとしても、凸部２５が凹部１５に嵌合することにより、給電部２１の中心と受電部１２の中心とが同一位置で位置合わせされて給電部２１と受電部１２とが密着する。このように給電部２１の中心と受電部１２の中心とが同一位置となることで、後工程で給電を行った場合に、送電効率がよい。
【００３１】
ところで、例えば給電部２１の表面にゴミ、特に金属製ゴミ（例えば缶のプルタブなど）があると、以下のような問題が生じることがあるのでこれを除去することが好ましい。即ち、このゴミを挟んだ状態で給電部２１と受電部１２とが密着すると、給電部２１と受電部１２との密着性が低下してしまうという問題がある。また、特に金属製ゴミを挟んだ状態で給電部２１と受電部１２とが密着すると、金属製ゴミ部分から発熱してしまうという問題がある場合も考えられる。
【００３２】
そこで、本実施形態では、これを防止すべく、凸部２５の円錐部２５ａと周壁部２５ｂとの間に嵌合面を臨んで貫通孔２６が設けられている。この貫通孔２６が円錐部２５ａと周壁部２５ｂとの間に、即ち斜面部の斜面下方に設けられていることで、円錐部２５ａにごみが堆積としても、斜面をすべり、この貫通孔２６内に落ちる。特に、本実施形態では、給電部２１が給電部移動手段５０により浮上することから、この浮上時の揺れ等でゴミが斜面を滑りやすく、貫通孔２６内に落ちやすい。従って、本実施形態では簡易に給電部２１上のごみを除去することが可能である。
【００３３】
また、図１に示すように、電気自動車１の底部には、保持部材７０が設けられている。この保持部材７０は、図示しないアクチュエーターにより所定位置に移動し、位置合わせされて密着した給電部２１と受電部１２とをこの密着された状態で保持するものである。
【００３４】
具体的には、図５に示すように、保持部材７０は、給電部２１と受電部１２とをその外周側を上下から挟持する第１挟持部７１及び第２挟持部７２からなる一対の挟持部からなる。第１挟持部７１は、断面視においてコの字状であり、保持部凹部７３に密着した状態の給電部２１と受電部１２とが差し込まれて、密着した状態の給電部２１と受電部１２とを上下方向から挟持する。そして、第１挟持部７１と同様に構成された第２挟持部７２は、この第１挟持部７１と対向する位置で密着した状態の給電部２１と受電部１２とを同様に挟持する。このように保持部材７０により密着した状態の給電部２１と受電部１２とを挟持して保持することで、給電部２１と受電部１２とへの電力供給を停止したとしても、この密着状態を保持することができる。
【００３５】
保持部材７０により給電部２１と受電部１２とを密着保持した状態で、移動部電力供給手段６０、給電部電力供給手段４０及び受電部電力供給手段３０はそれぞれ電力供給を停止する。これにより、給電部移動手段５０、給電部２１及び受電部１２はそれぞれ磁場が消滅する。
【００３６】
その後、給電部電力供給手段４０から給電部２１に電力が供給されて、１次コイル１３に電流が流れる。これに伴い、電磁誘導により受電部１２側に誘導電流が流れる。この誘導電流が図示しない整流器で整流されて直流電流としてバッテリー１１（図１参照）に供給される。これにより、バッテリー１１が充電される。
【００３７】
バッテリー１１が満充電となると、バッテリー１１を制御するバッテリー制御手段（図示せず）から充電停止信号が例えば無線により給電部電力供給手段４０に送信され、給電部電力供給手段４０は、電力供給を停止する。このようにして、充電が終了する。
【００３８】
充電終了後、給電部２１を給電部移動手段５０上に移動させるために、保持部材７０の解除を行う。保持部材７０の解除としては、初めに、給電部電力供給手段４０及び受電部電力供給手段３０とに電力供給を開始する。図６に示すように、受電部電力供給手段３０は、２次コイル１３に電力が供給されて生じる磁界が地面側から車両側へ形成されるように、２次コイル１３に電力を供給する。また、給電部電力供給手段４０は、１次コイル２３に電力が供給されて生じる磁界が車両側から地面側へ形成されるように、１次コイル２３に電力を供給する。また、移動部電力供給手段６０は、電磁石５１に、地面側から車両側に磁界が生じるように電力を供給する。即ち、給電部電力供給手段４０と受電部電力供給手段３０とは、１次コイル２３と２次コイル１３とに、互いに反発するように電力を供給する。また、給電部移動手段５０の移動部電力供給手段６０は、給電部２１とは反発する磁場が発生して互いに反発するように電力を供給する。
【００３９】
この状態から、保持部材７０を給電部２１及び受電部１２から図示しないアクチュエーターを電動制御して外すと、給電部２１は受電部１２と反発し、かつ、給電部移動手段５０とも反発して、空中に浮き続ける。この場合に、移動部電力供給手段６０が、徐々に電力供給量を減らしていく。これにより、電磁石５１により形成される磁場を徐々に小さくし、給電部移動手段５０と給電部２１との反発力が徐々に小さくなり、給電部２１は、安定して給電部移動手段５０上に載置される。このようにして、保持部材７０の解除が終了する。
【００４０】
また、この場合に、給電部２１が受電部１２と密着後、反発した際に容易に受電部１２とは逆方向に移動しやすいように、円錐部２５ａ及び周壁部２５ｂは、フッ素樹脂コーティング剤などの摩擦係数の低いコーティング材料で覆っていてもよい。また、給電部２１が浮遊中に移動しやすいように円錐部２５ａに散水できるように、水を貯蓄したタンクを有する散水手段を設けても良い。
【００４１】
上述したように、本実施形態における電気自動車１は、停車場所に停車することにより電力供給手段Ｉにより非接触で充電が開始されるものである。この場合に、給電部２１が浮上して受電部１２と密着することができることから、本実施形態では、凹部１５と凸部２５とを備えたことで簡易に位置合わせでき、給電部２１が浮上して受電部１２に中心軸を揃えた状態で密着でき、送電効率よく充電を行うことが可能である。即ち、本実施形態においては、厳密に停車位置に電気自動車１を停車させなくても、斜面部である凹部１５と凸部２５とを備えたことで簡易に位置合わせでき、送電効率よく充電を行うことが可能である。さらに、給電部２１にはゴミなどが給電部２１表面に堆積しても除去することができるように、斜面が設けられていると共に貫通孔２６から給電部２１外へゴミを除去することができるように構成されていることから、給電部２１と受電部１２との密着性を向上させ、位置決めを簡易に精度良く行うことができると共に、例えば金属ゴミなどが堆積した場合の発熱を防止することができる。
【００４２】
本実施形態では、電気自動車１の充電開始後、バッテリー１１が満充電となるまでそのまま充電をし続けたが、これに限定されない。例えば、給電部電力供給手段４０がマップを有し、このマップに基づいて充電を行うように構成してもよい。マップとしては、例えば、バッテリー１１の残存容量と、夜間電力使用時間帯とからなるマップを用いて、残存容量に応じて、夜間電力使用時間帯を選んでタイマーをセットし、好ましい時間帯で充電を行うように構成してもよい。例えば、残存容量が多い場合には、電気代の安い時間帯のみを選んで充電を行ってもよい。
【００４３】
本実施形態では、保持部材７０の形状を給電部２１及び受電部１２をその側面から挟持する形状としたが、これに限定されない。例えば、平板状の保持部材とし、この平板状の保持部材上に密着した給電部２１及び受電部１２を載置するように構成してもよい。
【００４４】
充電停止後、保持部材７０の解除時において１次コイル２３と２次コイル１３とが反発するように構成したが、これに限定されない。例えば、保持部材７０を除去するまでは給電部２１と受電部１２とが密着するように電力を供給しても良い。そして、保持部材７０を除去した状態で、受電部１２の電流の流れる方向を逆向きとして給電部２１と受電部１２とが反発するように構成してもよい。また、保持部材７０の解除時において給電部電力供給手段４０及び受電部電力供給手段３０とに電力供給をせず、重力により落下するように構成してもよい。
【００４５】
凸部２５と凹部１５との形状は本実施形態に限定されない。凸部２５と凹部１５とが嵌合することで、給電部２１と受電部１２とが位置あわせを行うことが容易であれば、どのような形状であってもよい。例えば、図７に示すような形状でも良い。図７では、凸部８１が受電部１２に設けられていると共に、凹部８２が給電部２１に設けられている。凸部８１は、断面視において台形状である。また、凹部８２は、この凸部８１に嵌合するように設けられており、断面視において逆台形状となる穴が形成されている。また、凹部８２の底面には、貫通孔８３が設けられている。この貫通孔８３から、ゴミを除去することができる。
【００４６】
このような形状であっても、凸部８１と凹部８２とが嵌合することで、給電部２１と受電部１２の位置あわせを容易に行うことができる。かつ、貫通孔８３からゴミを効率的に除去することができるので、給電部２１と受電部１２との密着性がよく、かつ、金属ゴミによる発熱を防ぐことが可能である。
【００４７】
また、図８に示すように、給電部２１と給電部移動手段５０とに嵌合部を設けてもよい。即ち、受電部１２の凸部２５（図２参照）が設けられた側と逆側に移動手段用凸部９１が設けられていると共に、給電部移動手段５０の受電部１２側に受電部用凹部９２が設けられている。これにより、給電部２１が保持部材７０の解除後に浮遊して給電部移動手段５０に載置される際に、移動手段用凸部９１と受電部用凹部９２とが嵌合して必ず所定位置に載置されるように構成することができる。特に上述したように磁場の反発力を用いずに給電部２１を重力により下降させた場合には、給電部２１が所定の載置位置に載置されないことも考えられ、この場合には次の充電時に給電部２１を浮遊させる場合に好ましい磁場が形成されないことも考えられるので、図８に示すように構成することで給電部２１が給電部移動手段５０に嵌合して所定位置に載置させることができ好ましい。
【００４８】
本実施形態では、給電部移動手段５０は、コイルを含むように構成したが、これに限定されない。例えば、図９に示すように、給電部移動手段５０Ａは、給電部２１を載置する載置台９３と、この載置台を上下方向に移動させる伸縮部９４と、伸縮部９４を伸縮駆動する電動機９５からなる昇降手段を備えたものであってもよい。また、この昇降手段は、例えば手動のアクチュエーターを備えていてもよい。
【００４９】
このように構成された給電部移動手段５０Ａでは、電動機９５により伸縮部９４を駆動して伸縮駆動することで、載置台９３に載置された給電部２１を受電部１２に接合させることが可能である。このような場合であっても、嵌合部が設けられていることで、給電部２１を受電部１２に正確に嵌合させることが可能である。
【００５０】
また、このように構成された給電部移動手段５０Ａでは、電動機９５により伸縮部９４を駆動して伸縮駆動することで、給電部２１を受電部１２の近傍まで電動機９５でリフトアップし、その後、給電部電力供給手段４０と受電部電力供給手段３０とに電力供給して、これらを磁場の吸引力により結合させてもよい。このような場合であっても、嵌合部が設けられていることで、給電部２１を受電部１２に正確に嵌合させ密着させることが可能である。そして、その後保持部材７０により給電部２１と受電部１２とを同時に保持する。この場合に、保持部材７０の保持を妨げないように、載置台９３に載置された給電部２１を受電部１２に接合させる場合には、載置台９３を給電部２１の外径よりも小さく作製し、保持部材７０と載置台９３とがぶつからないように構成する。
【００５１】
また、給電部２１と受電部１２との密着が行われたかどうかを、給電部２１に接触センサを設けて受電部１２との接触を検知するように構成してもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、給電部２１の１次コイル２３に電力を供給することで１次コイル２３を電磁石として使用することができるように、即ち、１次コイル２３を給電コイルとして用いると共に、移動用コイルとしても用いたが、これに限定されない。例えば、給電部２１が１次コイル２３以外に別のコイルを有し、このコイルを移動用コイルとして用いることも可能である。
【００５３】
また、給電部移動手段５０及び給電部２１が設けられた設置凹部２２は、車両が停止した場合に開くシャッターなどを設けるように構成してもよい。
【００５４】
給電部２１の斜面には、貫通孔までのガイド溝等を設けて、よりゴミを除去しやすいように構成してもよい。
【００５５】
給電部２１には、振動手段（例えばモーター等）を設けて、浮上時に振動手段により振動するように構成してもよい。これにより、よりゴミが貫通孔２６まで到達して除去されやすい。
【００５６】
また、本実施形態では、電磁石により給電部２１を浮上させたが、これに限定されず、例えば設置凹部２２に冷却手段を設けて超伝導体を設置して、電磁石となった１次コイルを有する給電部２１を浮上させるように構成してもよい。
【００５７】
また、さらに図１０に示すように、給電部２１の移動時に給電部２１をガイドする筒状のガイド部材９６を設けても良い。これにより、１次コイル２３と２次コイル１３とに電力を供給して電磁石とした場合に、磁力線同士が反発して給電部２１が進行方向においてずれてしまうことを抑制し、給電部２１が所望の方向に移動することができる。この場合に、図１０に示すようにガイド部材９６は、断面視において受電部１２側が徐々に外側に広がるような構造としてもよい。これにより、給電部２１が受電部１２との接合が解除されて給電部移動手段５０側に移動する際に、多少位置がずれたとしてもガイド部材９６から外側に外れることがない。なお、ガイド部材９６は図１０では筒状のものを用いて説明したが、給電部２１の移動時に給電部２１をガイドすることができればよく、筒状に限定されない。
【００５８】
本実施形態では、電気自動車を例に挙げて説明したが、これに限定されず、充電池により駆動される車両、例えばハイブリッド車に搭載してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、電気自動車等の電動車両の充電装置にかかるものである。従って、自動車製造産業分野においてル利用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 電気自動車
１１ バッテリー
１２ 受電部
１３ １次コイル
１４ 平板部
１５ 凹部
１６ 第２平板部
２１ 給電部
２２ 設置凹部
２３ ２次コイル
２４ 平板部
２５ 凸部
２５ａ 円錐部
２５ｂ 周壁部
２６ 貫通孔
３０ 受電部電力供給手段
４０ 給電部電力供給手段
５０ 給電部移動手段
５１ 電磁石
６０ 移動部電力供給手段
７０ 保持部材
７１ 第１挟持部
７２ 第２挟持部
７３ 保持部凹部
８１ 凸部
８２ 凹部
８３ 貫通孔
Ｉ 電力供給手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電池を備えた車両の前記充電池に接続された２次コイルを含む受電部と、
１次コイルを含むと共に地上側に設置され、前記車両の前記受電部と対向した場合に前記受電部側に移動して前記受電部に嵌合する給電部と、
前記受電部に前記給電部が嵌合する時に前記給電部を前記受電部に対して相対的に位置決めする位置決め手段と、
前記給電部に設けられ、前記１次コイルに電力を供給する給電部電力供給手段とを備え、
前記位置決め手段が、前記受電部及び前記給電部にそれぞれ設けられ、互いに嵌合するように構成された斜面部であることを特徴とする車両用充電装置。
【請求項２】
前記受電部と前記給電部が嵌合する時に嵌合面に介在する異物を排出するための排出手段をさらに備え、
前記排出手段が、前記嵌合面を臨んで前記給電部を貫通する貫通孔であり、該貫通孔は、前記斜面部の斜面下部に設けられていることを特徴とする請求項２記載の車両用充電装置。
【請求項３】
前記受電部に接続され、前記２次コイルに電力を供給する受電部電力供給手段と、
前記給電部の前記受電部と対向する面とは逆側に設けられ、電磁石を有する給電部移動手段とを備え、
前記２次コイル及び１次コイルが強磁性体であるコア鉄心に巻回されており、
前記給電部電力供給手段により前記１次コイルに電力を供給して磁場を形成し、
かつ、前記受電部電力供給手段により前記２次コイルに電力を供給して前記１次コイルと引きあう磁場を形成すると共に、前記給電部移動手段の前記電磁石に電力を供給して、前記１次コイルと反発する磁場を形成して、
該磁場により前記給電部を前記受電部側へ移動させて、前記給電部と前記受電部とを嵌合させることを特徴とする請求項１又２に記載の車両用充電装置。
【請求項１】
充電池を備えた車両の前記充電池に接続された２次コイルを含む受電部と、
１次コイルを含むと共に地上側に設置され、前記車両の前記受電部と対向した場合に前記受電部側に移動して前記受電部に嵌合する給電部と、
前記受電部に前記給電部が嵌合する時に前記給電部を前記受電部に対して相対的に位置決めする位置決め手段と、
前記給電部に設けられ、前記１次コイルに電力を供給する給電部電力供給手段とを備え、
前記位置決め手段が、前記受電部及び前記給電部にそれぞれ設けられ、互いに嵌合するように構成された斜面部であることを特徴とする車両用充電装置。
【請求項２】
前記受電部と前記給電部が嵌合する時に嵌合面に介在する異物を排出するための排出手段をさらに備え、
前記排出手段が、前記嵌合面を臨んで前記給電部を貫通する貫通孔であり、該貫通孔は、前記斜面部の斜面下部に設けられていることを特徴とする請求項２記載の車両用充電装置。
【請求項３】
前記受電部に接続され、前記２次コイルに電力を供給する受電部電力供給手段と、
前記給電部の前記受電部と対向する面とは逆側に設けられ、電磁石を有する給電部移動手段とを備え、
前記２次コイル及び１次コイルが強磁性体であるコア鉄心に巻回されており、
前記給電部電力供給手段により前記１次コイルに電力を供給して磁場を形成し、
かつ、前記受電部電力供給手段により前記２次コイルに電力を供給して前記１次コイルと引きあう磁場を形成すると共に、前記給電部移動手段の前記電磁石に電力を供給して、前記１次コイルと反発する磁場を形成して、
該磁場により前記給電部を前記受電部側へ移動させて、前記給電部と前記受電部とを嵌合させることを特徴とする請求項１又２に記載の車両用充電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８５４７２（Ｐ２０１２−８５４７２Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３０９２５（Ｐ２０１０−２３０９２５）
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]