专利名称：非接触供电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非接触供电装置，该非接触供电装置以非接触的方式将电力从内置的初级线圈向例如搭载于如电动汽车、混合动力车的电动推进车辆的次级侧线圈传递。
背景技术：
图6是表示以往的非接触供电装置6的结构的示意图。在图6中，当与外部地面上侧的电源9的电源盘相连接的非接触供电装置(初级侧)F对搭载于电动推进车辆的受电装置(次级侧)G进行供电时，无物理连接地以隔着作为空隙空间的气隙而相对的方式配置。在这种配置状态下，若在供电装置F所包括的初级线圈7中形成磁通，则在受电装置G所包括的次级线圈8中产生感应电动势，由此，以非接触的方式将电力从初级线圈7传递到次级线圈8。受电装置G与例如车载电池10相连接，利用以如上所述的方式传递的电力对车载电池10进行充电。利用存储在该电池10中的电力驱动车载的电机11。此外，在进行非接触供电处理期间，在供电装置F与受电装置G之间例如通过无线通信装置12进行必要的信息交换。图7是表示供电装置F和受电装置G的内部结构的示意图。尤其图7的(a)是表示从上方去看供电装置F、以及从下方去看受电装置G时的内部结构的示意图。图7的(b)是表示从侧方去看供电装置F和受电装置G时的内部结构的示意图。在图7中，供电装置F包括初级线圈7、初级磁芯13、背板15、以及罩16等。简单地说受电装置G具有与供电装置F相对称的结构，且包括次级线圈8、次级磁芯14、背板15，罩16等，初级线圈7和初级磁芯13的表面、次级线圈8和次级磁芯14的表面分别被混入有发泡材料18的模制树脂17覆盖而固定。S卩，供电装置F、受电装置G均在背板15与罩16之间填充有模制树脂17，模制树脂17将内部的初级线圈7、次级线圈8、乃至初级磁芯13、次级磁芯14的表面覆盖而固定。模制树脂17例如由娃树脂制成，通过如此固定内部，从而定位固定初级线圈7、次级线圈8,确保其机械性强度，并且还发挥放热功能。即，由于初级线圈7、次级线圈8内流通励磁电流产生焦耳热而发热，但是借助模制树脂17的热传递而被放热、冷却。专利文献1:日本特开2008 - 87733号公报
发明内容
发明要解决的问题那么，在电动推进车辆用途中，由于从供电装置F向受电装置G传递较大电力，因此如图7所示，即使利用模制树脂17采取了放热对策，也还不能说是充分的放热，仍存在有来自各线圈7、8的焦耳热传递到各个部分这样的问题。例如，供电装置F以较浅地埋设在停车位下的状态被使用，或者以放置在地面上的状态被使用，因而供电装置F的上表面侧(例如，罩16附近)有可能与人接触。
从如上所述的背景考虑，起因于焦耳热的供电装置F的罩16的过热对策变得非常重要。另外，在其他例子中，在供电装置F中，除了初级线圈7和初级磁芯13之外，例如还使用有像电容器这样的电子元件，而这些电子元件针对焦耳热的过热对策非常重要。本发明是鉴于现有技术所具有的这种问题点而做成的，其目的在于提供一种非接触供电装置，该非接触供电装置能够实现减少来自送电线圈的焦耳热传递到各个部分(例如罩、电子元件)，从而防止各个部分(例如罩、电子元件)的过热。用于解决问题的方案为了达成上述目的，本发明的第I技术方案是一种以非接触的方式对搭载于移动物体的受电装置供给电力的非接触供电装置，其特征在于，该非接触供电装置包括:底板，其具有设置面；送电线圈，其配置在底板上，用于对受电装置所具有的受电线圈供给电力；以及罩，其以覆盖送电线圈的方式安装于底板，在送电线圈与罩之间形成有空气层。本发明的第2技术方案是一种以非接触的方式对搭载于移动物体的受电装置供给电力的非接触供电装置，其特征在于，该非接触供电装置包括:底板，其具有设置面；送电线圈，其配置在底板上，用于以非接触的方式对受电装置供给电力；电子元件，其配置在底板上且与送电线圈相连接；以及罩，其安装于底板且覆盖送电线圈和电子元件，该非接触供电装置还包括隔壁，该隔壁将被底板和罩包围的空间分隔为容纳送电线圈的第I容纳空间和容纳电子元件的第2容纳空间。发明的效果根据本发明的第I技术方案，能够提供如下的非接触供电装置:通过在送电线圈与罩之间设置具有隔热效果的空气层，从而能够减少向有可能接触到人的罩传递来自送电线圈的焦耳热的情况，能够防止罩的过热。根据本发明的第2技术方案，利用隔壁将送电线圈和电子元件各自容纳在不同的空间内，因而自送电线圈产生的焦耳热难以传递到电子元件。由此，能够提供一种能够实现防止电子元件的过热的非接触供电装置。
图1是表示包括了本发明的非接触供电装置的非接触供电系统的设置例的示意图。图2是图1的非接触供电装置的外观立体图。图3是表示图2的非接触供电装置的内部结构的立体图。图4是沿图3的IV-1V线的非接触供电装置的纵向剖视图。图5是切下了图2的非接触供电装置的一部分的外观立体图。图6是表示以往的非接触供电装置的结构的示意图。图7是表示图6的非接触供电装置和与该供电装置相对配置的受电装置的内部结构的示意图。
具体实施例方式本发明的第I技术方案是一种以非接触的方式对搭载于移动物体的受电装置供给电力的非接触供电装置，其中，该非接触供电装置包括:底板，其具有设置面；送电线圈，其配置在底板上，用于对受电装置所具有的受电线圈供给电力；以及罩，其以覆盖送电线圈的方式安装于底板，在送电线圈与罩之间形成有空气层。设置在送电线圈与罩之间的具有隔热效果的空气层能够以减少向有可能接触到人的罩传递来自送电线圈的焦耳热的方式发挥作用，并防止罩的过热。另外，通过将导热率比空气高的导热构件设置在底板与送电线圈之间，借助导热构件将来自送电线圈的焦耳热释放到外部。优选的是，导热构件由陶瓷或树脂制成。通过在送电线圈与罩之间的空气层中夹设导热率比空气低的隔热构件，从而能够进一步减少从送电线圈向罩传递的焦耳热。作为典型的移动物体，有电动推进车辆。非接触供电装置还包括有配置在底板上且与送电线圈相连接的电子元件。在此，罩进一步覆盖电子元件。另外，非接触供电装置还包括有隔壁，该隔壁将被底板和罩包围的空间分隔为容纳送电线圈的第I容纳空间和容纳电子元件的第2容纳空间。第2容纳空间相对于第I容纳空间设置在移动物体的前后方向上的任一侧。第I容纳空间相对于底板的高度和第2容纳空间相对于底板的高度不同。隔壁以从罩朝向底板延伸的方式与罩一体形成，且具有隔热性。隔壁具有切口，并设置嵌入在切口且具有多个通孔的隔热构件，连接在送电线圈的一端的导线和连接在送电线圈的另一端的导线贯穿该通孔。本发明的第2技术方案是一种以非接触的方式对搭载于移动物体的受电装置供给电力的非接触供电装置，其中，该非接触供电装置包括:底板，其具有设置面；送电线圈，其配置在底板上，用于以非接触的方式对受电装置供给电力；电子元件，其配置在底板上且与送电线圈相连接；以及罩，其安装于底板且覆盖送电线圈和电子元件，该非接触供电装置还设置了隔壁，该隔壁将被底板和罩包围的空间分隔为容纳送电线圈的第I容纳空间和容纳电子元件的第2容纳空间。根据该结构，自送电线圈产生的焦耳热变得难以传递到电子元件，从而能够防止电子元件的过热。另外，第2容纳空间相对于第I容纳空间设置在移动物体的前后方向的任意一方。而且，根据第I容纳空间相对于底板的高度和第2容纳空间相对于底板的高度不同，能够瞬间识别出非接触供电装置的前后(方向性)，从而能够容易进行非接触供电装置的安装。另外，隔壁以从罩朝向底板延伸的方式与罩一体形成，且具有隔热性，因而自送电线圈产生的焦耳热变得难以传递到电子元件，从而能够防止电子元件的过热。另外，通过将具有多个通孔的隔热构件嵌入在形成于隔壁的切口中，连接在送电线圈的一端的导线和连接在送电线圈的另一端的导线贯穿该通孔，从而能够容易进行导线的布线。以下，参照
本发明的实施方式。图1是表示包括了本发明的非接触供电装置100的非接触供电系统S的设置例的示意图。在图1中，非接触供电系统S包括配置在地面上的规定位置上的非接触供电装置(以下，仅称作“供电装置”)100和设置在移动物体侧的受电装置200。该非接触供电系统S典型的是例如用于电动推进车辆400的充电。在该情况下，受电装置200设置于作为移动物体的电动推进车辆400，供电装置100典型的是设置在地面。但是，并不限于此，供电装置100也可以例如较浅地埋设在停车位下，或者构成为可移动。此外，本发明主要应用于供电装置。因而，在以下的说明中，受电装置的说明仅限于特别需要说明的地方。图2是图1所示的供电装置100的外观立体图，图3表示图2所示的供电装置100的内部结构，尤其是卸载了图2所示的罩114时的立体图。另外，图4是沿图3的IV-1V线的供电装置100的纵向剖视图。如图2至图4所示，供电装置100包括依次载置在底板102而被固定的导热构件104、线圈基板106、铁氧体108、云母板110、送电线圈112和在远离这些部件的位置处载置在底板102而被固定的电子元件组116，导热构件104、线圈基板106、铁氧体108、云母板110、送电线圈112、以及电子元件组116被罩114覆盖。底板102例如为铝制且具有大致长方形的形状，其下表面形成为设置面。另外，在罩114上形成有分隔壁118，分隔壁118具有外径为(P、高度为h的环状(筒状)形状。分隔壁118以从罩114向下方突出的方式与罩114 一体成型，其尺寸设定为分隔壁118的下端刚好达到底板102，从而确保抵抗有可能从上方施加于罩114的载荷(例如，人的体重)的强度。导热构件104、线圈基板106、铁氧体108、云母板110、送电线圈112、以及电子元件组116配置在分隔壁118的外侧。导热构件104实际上是内径比分隔壁118的外径φ略微大且规定高度为hi的环状(筒状)形状。若作为导热构件104的材料使用导电性的材料，则由送电线圈112所形成的磁场弓I起磁耦合，造成由感应电流的流动引起不必要的发热，导致产生供电效率的降低等的不良情况，因而除了金属、导电性的材料之外的材料作为导热构件104的材料被使用，例如，使用混合了陶瓷或提高导热率的填料的树脂。另外，优选导热构件104的导热率比在规定温度范围(例如，150°C以下)内的空气的导热率高，例如设定为lW/mK以上。但是，更加优选导热构件104的导热率尽可能高。在分隔壁118贯穿形成在导热构件104的中央部的通孔的状态下，导热构件104例如借助于螺栓等固定在底板102上，在导热构件104上载置环状的线圈基板106，在环状的线圈基板106上载置用于聚集磁通量的铁氧体108。线圈基板106和铁氧体108实际上是内径比分隔壁118的外径Φ略微大，且厚度为tl的环状形状，线圈基板106和铁氧体108在分隔壁118贯穿形成在线圈基板106和铁氧体108的中央部的通孔的状态下，配置在导热构件104之上。另外，在铁氧体108上载置作为电绝缘板的环状的云母板110，云母板110具有实质上比分隔壁118的外径Φ略微大的内径，分隔壁118贯穿形成在云母板110的中央部的通孔。送电线圈112以实质上其内径比分隔壁118的外径略微大的方式被卷绕，且具有厚度为t2 (包括云母板110的厚度)的环状形状。分隔壁118贯穿送电线圈112的径向的中央部的孔。此外，送电线圈112由铜线等构成，但是为了方便理解，例如图3中画为圆盘状。
电子元件组116是例如像电容器这样在进行供电装置100的动作(用于对受电装置200进行非接触供电的动作)时所需的构件，在本实施方式中特别指耐热性能比送电线圈112差的构件。此外，如图2和图3所示，底板102被设为长边是沿着电动推进车辆400的前进方向(用箭头A表示)。此外，箭头A所示的方向又是供电装置100的前后方向。另外，从电子元件组116的角度去看，导热构件104、铁氧体108、送电线圈112等配置在供电装置100或底板102的靠前方或靠后方的位置。由此，在供电装置100或底板102的后方或前方留出空间，在该空间内，电子元件组116与送电线圈112等隔开地配置。如图4所示，线圈基板106、铁氧体108、云母板110、送电线圈112以及在底板102上依次层叠的导热构件104由树脂制的线圈架120保持，在线圈架120的外周面的多处设有突出设置部(未图示)，借助于该突出设置部利用螺栓等安装于底板102。此外，导热构件104、线圈基板106、铁氧体108、以及云母板110还可以利用粘接剂等互相固定。而且，导热构件104、线圈基板106、铁氧体108、云母板110、以及送电线圈112被设置在其径向外侧的圆筒状的屏蔽构件122包围。屏蔽构件122例如为铝制，并利用底板102和屏蔽构件122来包围送电线圈112，从而尽可能减少从送电线圈112向下方或横向的漏磁。罩114由树脂混凝土或FRP (Fiber Reinforced Plastics)制成，且包括:第I上部壁114a ;第2上部壁114b ;以及多个侧面114c，其从第I上部壁114a和/或第2上部壁114b朝向底板102倾斜并延伸，罩114例如被螺栓等安装于底板102。因而，由罩114的第I上部壁114a、第2上部壁114b、以及多个侧面114c和底板102形成可容纳导热构件104、线圈基板106、铁氧体108、云母板110、送电线圈112、以及电子元件组116的空间。如图4和图5所示，在罩114上形成有从第I上部壁114a与第2上部壁114b之间的连接部分朝向底板102延伸的隔壁124，隔壁124具有规定厚度为t3且高度(最大值)为h2的板状形状，并具有隔热性。另外，隔壁124以在左右(箭头A的方向)方向上横切底板102的方式设置在送电线圈112与电子元件组116之间，在本实施方式中，例示隔壁124与罩114 一体成型。尤其是，如图4和图5所示，罩114被设为使第I上部壁114a覆盖送电线圈112的上方、使第2上部壁114b覆盖电子元件组116的上方，从第I上部壁114a与第2上部壁114b之间的连接部分向下方延伸的隔壁124的尺寸以其下端达到底板102的方式设定。其结果，罩114内的空间(被底板102和罩114包围的空间)被隔壁124分隔为容纳送电线圈112等的第I容纳空间SI和容纳电子元件组116的第2容纳空间S2。由此，自送电线圈112产生的焦耳热被具有隔热性能的隔壁124阻断，从而防止焦耳热传递到电子元件组116。另外，如图3和图5所示，送电线圈112的一端连接在导线130，送电线圈112的另一端连接在另一个导线132，导线130贯通罩114的一个侧壁114c而向外部导出，另一方面，导线132连接在电子元件组116，而且与导线130相同地，贯通一个侧壁114c而向外部导出。因而，导线130、132需要贯通隔壁124，但是在使隔壁124与罩114 一体成型的情况下，罩114内的导线130、132的布线极其困难。
在此，在本实施方式中，在隔壁124的局部设置大致矩形的切口，使与该切口大致相同形状且具有两个通孔126a的隔热构件126嵌入在隔壁124的切口内。导线130、132贯穿该隔热构件126的两个通孔126a后，将该隔热构件126安装于底板102。此外，在两个通孔126a上分别安装有衬套134，从而提高隔热构件126的隔热性能。该结构将除了罩114之外的所有部件安装于底板102，对导线130、132进行布线之后，能够将罩114安装于底板102，在可操作性方面有利。此外，优选在使隔热构件126的周围例如涂敷粘接剂等，使隔热构件126与隔壁124粘合。另外，还能够使隔壁124形成为夹着空气层的双重结构，双重结构的隔壁在隔热性能这方面更为优异。在此，还参照图4，若将自底板102的上表面至送电线圈112的上端的距离设为Dl hi + tl + t2)，将自底板102的上表面至罩114的第I上部壁114a的下表面的距离设
为D2，距离D2设定得比距离Dl大(D2 > Dl)。S卩，在送电线圈112与罩114之间形成有规定高度(D2 - Dl)的间隙。优选间隙的高度设定得相等，该间隙即成为空气层。另外，导热构件104、线圈基板106、铁氧体108、云母板110、以及送电线圈112的总高度由于与电子元件组116的高度不同，因此自底板102至第I上表面114a的距离和自底板102至第2上表面114b的距离设定为互相不同。此外，在图4的例子中，第I上表面114a的高度设定得比第2上表面114b的高度高。具有如上所述的结构的非接触供电装置100有时较浅地埋设在停车位下。除此之夕卜，有时非接触供电装置100本身可移动地构成。在任一情况下，送电线圈112和电子元件组116都沿着电动推进车辆400的前进方向并排地设置。此时，由于罩114的第I上表面114a的高度和第2上表面114b的高度互不相同，因此能够瞬间识别出供电装置100的前后(方向性)，能够容易进行供电装置100的安装。进行设置之后，供电装置100与搭载于电动推进车辆400的受电装置200 (参照图O隔着气隙以相对的方式定位。在如此定位的状态下，以非接触的方式将电力从供电装置100传递到受电装置200。此外，供电装置100是在被埋设的情况下也好，还是在可移动的情况下也好，底板102都以朝向下方的方式设置。因而，在供电装置100是可移动的情况下，人有可能会接触到罩114。另外，即使供电装置100是在被埋设的情况下，也不可能埋设得很深，由此推测有时罩114还会露出，因此焦耳热的放热对策变得重要。因此，在本实施方式中，在送电线圈112与罩114之间设置发挥隔热效果的空气层，利用该空气层尽可能减少向有可能接触到人的罩114、尤其是减少自送电线圈112传递到顶板部分(第I上部壁)114a的焦耳热。即，能够提供一种能够减少罩114的过热的供电装置100。此外，还能够在送电线圈112与罩114之间的空气层中夹设导热率比空气低的隔热构件，取代空气层，设置导热率比空气低的隔热构件，从而能够进一步减少来自送电线圈112的焦耳热向罩114的传递。另外，如上所述，导热构件104具有比空气的导热率大的导热率。当在导热构件104的局部上存在空气层时，由于若空气被加热则通过对流向上方移动，因此在空气层的上方将存在高温部，而不能够期待向下方的热移动，但是通过配置导热率比空气高的固体，从而将变成仅是热传递的热移动，由于热移动没有了方向性，因此能够高效地将热量导向下方。由此，自送电线圈112产生的焦耳热经由导热构件104传递到底板102而散热。更具体地说，例如在像地面这样的设置面上设置了本供电装置100的情况下，热量从底板102传递到该设置面而散热。此外，在底板102与设置面之间夹设空气层(空隙)的情况下，热量从底板102向空气层散热。换言之，能够进一步减少焦耳热向顶板(第I上部壁)114a侧传递。另外，因为自送电线圈112的上端至第I上部壁114a的下表面之间被等距离地设定，因而能够向第I上部壁114a均等地传递焦耳热，能够防止第I上部壁114a的局部的温度上升。另外，如上所述，自送电线圈112产生的焦耳热被具有隔热性能的隔壁124阻断，能够防止焦耳热传递到电子元件组116。如此，根据本实施方式，能够提供一种能够减少电子元件的过热的非接触供电装置。产业h的可利用件本发明的非接触供电装置能够减少各个部分(例如罩、电子元件)的过热，因而适用于例如对电动推进车辆的充电。附图标记说明100非接触供电装置；102底板；104导热构件；106线圈基板；108铁氧体；110云母板；112送电线圈；114罩；114a第I上部壁；114b第2上部壁；114c侧壁；116电子元件组；118分隔壁，120线圈架，122屏蔽构件；124隔壁；126隔热构件；126a通孔;130、132导线；134衬套；200受电装置；400电动推进车辆；S非接触供电系统。
权利要求
1.一种以非接触的方式对搭载于移动物体的受电装置供给电力的非接触供电装置，其特征在于， 该非接触供电装置包括: 底板，其具有设置面； 送电线圈，其配置在上述底板上，用于对上述受电装置所具有的受电线圈供给电力；以及 罩，其以覆盖上述送电线圈的方式安装于上述底板， 在上述送电线圈与上述罩之间形成有空气层。
2.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其特征在于， 将导热率比空气高的导热构件设置在上述底板与上述送电线圈之间。
3.根据权利要求2所述的非接触供电装置，其特征在于， 上述导热构件由陶瓷或树脂构成。
4.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其特征在于， 在上述送电线圈与上述罩之间的空气层中夹设导热率比空气低的隔热构件。
5.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其特征在于， 上述移动物体为电动推进车辆。
6.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其中， 上述非接触供电装置还包括配置在上述底板上、与上述送电线圈相连接的电子元件， 上述罩也覆盖上述电子兀件， 上述非接触供电装置还包括隔壁，该隔壁将被上述底板和上述罩所包围的空间分隔为容纳上述送电线圈的第I容纳空间和容纳上述电子元件的第2容纳空间。
7.根据权利要求6所述的非接触供电装置，其特征在于， 上述第2容纳空间相对于上述第I容纳空间设置在上述移动物体的前后方向上的任一方。
8.根据权利要求6所述的非接触供电装置，其特征在于， 上述第I容纳空间相对于上述底板的高度和上述第2容纳空间相对于上述底板的高度不同。
9.根据权利要求6所述的非接触供电装置，其特征在于， 上述隔壁以从上述罩朝向上述底板延伸的方式与上述罩一体形成，且具有隔热性。
10.根据权利要求6所述的非接触供电装置，其特征在于， 上述隔壁具有切口，并设有嵌入在上述切口且具有多个通孔的隔热构件，连接在上述送电线圈的一端的导线和连接在上述送电线圈的另一端的导线贯穿上述通孔。
11.一种以非接触的方式对搭载于移动物体的受电装置供给电力的非接触供电装置，其特征在于， 该非接触供电装置包括: 底板，其具有设置面； 送电线圈，其配置在上述底板上，用于以非接触的方式对上述受电装置供给电力； 电子元件，其配置在上述底板上，并与上述送电线圈相连接；以及 罩，其安装于上述底板，覆盖上述送电线圈和上述电子元件，该非接触供电装置还包括隔壁，该隔壁将被上述底板和上述罩所包围的空间分隔为容纳上述送电线圈的第I容纳空间和容纳上述电子元件的第2容纳空间。
12.根据权利要求11所述的非接触供电装置，其特征在于， 上述第2容纳空间相对于上述第I容纳空间设置在上述移动物体的前后方向上的任一方。
13.根据权利要求11所述的非接触供电装置，其特征在于， 上述第I容纳空间相对于上述底板的高度和上述第2容纳空间相对于上述底板的高度不同。
14.根据权利要求11所述的非接触供电装置，其特征在于， 上述隔壁以从上述罩朝向上述底板延伸的方式与上述罩一体形成，且具有隔热性。
15.根据权利要求11所述的非接触供电装置，其特征在于， 上述隔壁具有切口，并设有嵌入在上述切口且具有多个通孔的隔热构件，连接在上述送电线圈的一端的导线和连接在上述送电线圈的另一端的导线贯穿上述通孔。
全文摘要
在以非接触的方式对搭载于移动物体的受电装置(200)供给电力的非接触供电装置(100)设置以下构件底板(102)，其构成设置面；送电线圈(112)，其配置在底板(102)上，用于对受电装置(200)所具有的受电线圈供给电力；以及罩(114)，其以覆盖配置在底板(102)上的送电线圈(112)的方式安装于底板(102)，在送电线圈(112)与罩(114)之间形成了空气层。
文档编号H01F38/14GK103119669SQ20118004556
公开日2013年5月22日 申请日期2011年3月30日 优先权日2010年9月21日
发明者竹下丰晃, 木村一夫 申请人:松下电器产业株式会社