Title:
Spuleneinheit, Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung, Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung und Drahtlos- Stromübertragungsvorrichtung
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

An einer Bodenseite vorgesehene Spuleneinheit beinhaltend eine Spule, zumindest einen Sensor zum Detektieren eines oberhalb oder um die Spuleneinheit vorhandenen Objekts, ein Gehäuse zum Aufnehmen der Spule und des zumindest einen Sensors, wobei das Gehäuse mit einer Teilungsplatte und zumindest einem Pfeiler zum Aufrechterhalten des Innenraums des Raums für den Sensor vorgesehen ist, wobei die Teilungsplatte dazu da ist, den Raum in einen Raum für die Spule und den Raum für den Sensor zu unterteilen, der sich vertikal oberhalb des Raums für die Spule befindet, und der Raum für die Spule zum Aufnehmen der Spule da ist und der Raum für den Sensor zum Aufnehmen des zumindest einen Sensors da ist und der zumindest eine Sensor an der Teilungsplatte angeordnet ist, ohne den oberen Innenflächenabschnitt des Gehäuses in dem Raum für den Sensor zu berühren.





Inventors:
Murashige, Takuya (Tokyo, JP)
Ohnishi, Masahide (Tokyo, JP)
Sugasawa, Masayuki (Tokyo, JP)
Kobayashi, Masayuki (Tokyo, JP)
Application Number:
DE102017106917A
Publication Date:
10/05/2017
Filing Date:
03/30/2017
Assignee:
TDK CORPORATION (Tokyo, JP)
International Classes:
H01F38/14; H02J50/10
Foreign References:
JP2014075899A2014-04-24
Attorney, Agent or Firm:
Epping Hermann Fischer, Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80639, München, DE
Claims:
1. Spuleneinheit, die an einer Bodenseite vorgesehen ist, aufweisend eine Spule,
zumindest einen Sensor zum Detektieren eines oberhalb oder um die Spuleneinheit vorhandenen Objekts, und
ein Gehäuse zum Aufnehmen der Spule und des zumindest einen Sensors,
wobei das Gehäuse mit einer Teilungsplatte und zumindest einem Pfeiler versehen ist, wobei die Teilungsplatte dazu dient, den Raum in einen Raum für die Spule und einen Raum für den Sensor, der sich vertikal oberhalb des Raums für die Spule befindet, zu unterteilen, und der Raum für die Spule zum Aufnehmen der Spule dient und der Raum für den Sensor zum Aufnehmen des zumindest einen Sensors dient, und der zumindest eine Pfeiler zum Aufrechterhalten des Innenraums für den Sensor dient,
und der zumindest eine Sensor an der Teilungsplatte angeordnet ist, ohne einen oberen Innenflächenabschnitt des Gehäuses in dem Raum für den Sensor zu berühren.

2. Spuleneinheit nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Sensor eine Spule zum Detektieren von Metall ist.

3. Spuleneinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zumindest eine Sensor eine Öffnung besitzt, die ihn in einer Vertikalrichtung durchdringt, und der zumindest eine Pfeiler durch die Öffnung des zumindest einen Sensors gelangt, um sich vertikal zu erstrecken.

4. Spuleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zumindest eine Sensor eine Vielzahl von Sensoren aufweist.

5. Spuleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zumindest eine Pfeiler eine Vielzahl von Pfeilern aufweist.

6. Spuleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gehäuse ein vorstehendes Teil besitzt, das sich von der Teilungsplatte vertikal nach unten in den Raum für die Spule erstreckt.

7. Spuleneinheit nach Anspruch 6, wobei das vorstehende Teil die Form eines Hohlrohrs besitzt.

8. Spuleneinheit nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Spule gewickelt ist und die Innenumfangskante das vorstehende Teil berührt.

9. Spuleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Spule eine Spule ist, bei der die Zufuhr und Aufnahme eines Wechselstroms durch ein Magnetfeld erfolgt.

10. Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung, die auf der Bodenseite vorgesehen ist, wobei die Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung die Spuleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.

11. Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung, die auf der Bodenseite vorgesehen ist, wobei die Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung die Spuleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.

12. Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung, aufweisend eine auf der Bodenseite vorgesehene Stromzufuhrvorrichtung und eine in einem Fahrzeug verbaute Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung, wobei die Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung die Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung nach Anspruch 10 ist.

13. Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung, aufweisend eine in einem Fahrzeug verbaute Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung und eine an einer Bodenseite vorgesehene Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung, wobei die Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung die Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung nach Anspruch 11 ist.

14. Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung, aufweisend eine in dem Fahrzeug an einer Fahrzeugseite verbaute Stromversorgungsvorrichtung und eine Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite, bei der die Zufuhr und Aufnahme von elektrischem Strom drahtlos zwischen der Stromversorgungsvorrichtung auf der Fahrzeugseite und der Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite erfolgt, wobei die Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite die Spuleneinheit nach Anspruch 9 aufweist.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spuleneinheit, eine Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung, eine Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung und eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung.

HINTERGRUND

Es wird ein Stromversorgungssystem vom Drahtlos-Typ angegeben, das eine in einem Fahrzeug verbaute Batterie durch Zufuhr von elektrischem Strom von einer an einem Parkplatz, auf dem ein Fahrzeug geparkt werden kann, verbauten Stromzufuhrspuleneinheit an eine an der Fahrzeugseite vorgesehene Stromempfangsspuleneinheit über ein Magnetfeld lädt, wenn ein Fahrzeug auf einem Parkplatz geparkt wird.

Bei diesem Stromversorgungssystem vom Drahtlos-Typ wurde die Entwicklung einer mit einem Sensor ausgerüsteten Stromzufuhrspuleneinheit untersucht, um zu detektieren, dass jedwede Fremdmetalle, die von einem Magnetfeld betroffen sein können, zwischen der Stromzufuhrspuleneinheit und der Stromempfangsspuleneinheit vermischt wurden.

Da die Stromzufuhrspuleneinheit jedoch an der Straßenoberfläche des Parkplatzes verbaut ist, besteht ein Problem dahingehend, dass eine äußere Last leicht auf eingebaute Abschnitte wirken kann, wenn ein Fahrzeug auf die Stromzufuhrspuleneinheit rollt, und somit werden derzeit Studien zur Verbesserung das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit angestellt.

PATENTLITERATUR

  • Patentdokument 1: JP 2014-75899 A

ÜBERSICHT

In Patentliteratur 1 wird jedoch eine Vorrichtung zur berührungslosen Stromzufuhr angegeben, bei der eine Abdeckung eines Schutzgehäuses des Stromzufuhrabschnitts in eine Laminatstruktur gebracht ist, die aus einer Vielzahl von Kunstharzplatten gebildet ist, und die mithilfe eines gattungsgemäßen Kunstharzes die Umweltbedingungen, die Bedingungen für die elektrischen Eigenschaften und die Bedingungen für das Belastungsverhalten erfüllen kann. Bei der berührungslosen Stromzufuhrvorrichtung ist die Spule zum Detektieren von Metall mithilfe eines aus einem synthetischen Weichkunstharz hergestellten Schichtklebstoffs zwischen einer oberen Schichtharzplatte und einer unteren Schichtharzplatte eines Abdeckkörpers zum Aufnehmen des Stromzufuhrspulenkörpers angeordnet.

Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Technik wird eine äußere Last, wie etwa ein Stoß oder eine Last, die aufgebracht wird, wenn das Fahrzeug aufrollt, von der Abdeckung mit einer laminierten Kunstharzbeschichtung verteilt, aber es besteht ein Problem dahingehend, dass die verteilte äußere Last auf die Teile innerhalb des Gehäuses übertragen wird. Das obenstehend beschriebene Problem würde sich insbesondere auf die an der Außenflächenseite des Stromzufuhrabschnitts verbaute Spule zum Detektieren von Metall äußerst nachteilig auswirken.

Daher erfolgte die vorliegende Erfindung in Anbetracht der obenstehenden Probleme und hat zum Ziel, das Belastungsverhalten der Spuleneinheit sicherzustellen und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf einen im Innern einer Spuleneinheit verbauten Sensor zu verhindern, wenn eine externe Last aufgebracht wird.

Die Spuleneinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Spuleneinheit, die auf der Bodenseite vorgesehen ist, die eine Spule, zumindest einen Sensor zum Detektieren eines über oder um die Spuleneinheit vorhandenen Objekts, ein Gehäuse zum Aufnehmen der Spule und des zumindest einen Sensors aufweist, wobei das Gehäuse mit einer Teilungsplatte und zumindest einem Pfeiler zum Erhalt des Innenraums für den Sensor vorgesehen ist, die Teilungsplatte den Raum in einen Raum für die Spule und den Raum für den Sensor, der sich vertikal oberhalb des Raums für die Spule befindet, unterteilt, der Raum für die Spule zum Aufnehmen der Spule dient und der Raum für den Sensor zum Aufnehmen des zumindest einen Sensors dient, und der zumindest eine Sensor an der Teilungsplatte angeordnet ist, ohne den oberen Innenflächenabschnitt des Gehäuses in dem Raum für den Sensor zu berühren.

Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse mit einer Teilungsplatte zum Teilen des Raums in den Raum für die Spule und den Raum für den Sensor, der sich vertikal oberhalb des Raums für die Spule befindet, und zumindest einem Pfeiler zum Erhalt des Innenraums des Raums für den Sensor versehen, wobei der Raum für die Spule zum Aufnehmen der Spule dient und der Raum für den Sensor zum Aufnehmen des zumindest einen Sensors dient, und der zumindest eine Sensor an der Teilungsplatte angeordnet ist, ohne den oberen Innenflächenabschnitt des Gehäuses in dem Raum für den Sensor zu berühren. Daher wird der Raum für den Sensor eine von dem Pfeiler gestützte Struktur, weshalb das Belastungsverhalten der Spuleneinheit sichergestellt werden kann. Ferner kann verhindert werden, da eine Lücke zwischen dem Innenflächenabschnitt des Gehäuses, an der Seite, an der das Fahrzeug aufrollt, und dem Sensor sichergestellt werden kann, dass eine beim Aufrollen des Fahrzeugs aufgebrachte externe Last wie etwa ein Stoß oder eine Last unmittelbar auf den Sensor übertragen wird. Dadurch kann das Belastungsverhalten der Spuleneinheit sichergestellt werden und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf einen in einer Spuleneinheit verbauten Sensor verhindert werden, wenn eine externe Last aufgebracht wird.

Bei der Spuleneinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zumindest eine Sensor eine Spule zum Detektieren von Metall sein. Daher kann Schaden des Sensors innerhalb der Spuleneinheit verhindert werden, und ein Fremdmetall oberhalb oder um die Spuleneinheit kann detektiert bzw. erfasst werden.

Es ist bevorzugt, dass der zumindest eine Sensor eine Öffnung besitzt, die ihn in einer Vertikalrichtung durchdringt, und der zumindest eine Pfeiler durch die Öffnung des zumindest einen Sensors gelangen kann, um sich vertikal zu erstrecken. In diesem Fall kann die auf das den Sensor umgebende Gehäuse aufgebrachte Last von dem Pfeiler getragen werden, und der Innenraum des Sensorraums kann aufrechterhalten werden.

Es ist bevorzugt, dass der zumindest eine Sensor eine Vielzahl von Sensoren aufweist. In diesem Fall kann der detektierbare Bereich von Substanzen mithilfe der Sensoren erweitert werden.

Es ist bevorzugt, dass der zumindest eine Pfeiler eine Vielzahl von Pfeilern aufweist. In diesem Fall kann die externe Last verteilt werden, da die auf das Gehäuse aufgebrachte Last von einer Vielzahl von Orten getragen wird.

Es ist bevorzugt, dass das Gehäuse einen vorstehenden Teil besitzen kann, der sich von der Teilungsplatte in dem Raum für die Spule vertikal nach unten erstreckt. In diesem Fall kann das Belastungsverhalten gegen die auf das Gehäuse wirkende externe Last verbessert werden.

Ferner bevorzugt besitzt das vorstehende Teil die Form eines Hohlrohrs. In diesem Fall können kleine Bauteile, wie etwa elektronische Bauteile, in dem Hohlraum verbaut werden, weshalb der Raum effektiv ausgenutzt werden kann.

Die Spule kann bevorzugt derart gewickelt sein, dass die Innenumfangskante das vorstehende Teil berührt. In diesem Fall wird die Wärmeableitungsfläche vergrößert, weil das vorstehende Teil die Spule berührt, und die von der Spule erzeugte Wärme wird effektiv bzw. wirksam durch das Gehäuse nach außen freigesetzt. Somit kann die Wärmeableitung der Spuleneinheit verbessert werden.

Bei der Spuleneinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Spule eine Spule sein, bei der die Zufuhr und der Empfang bzw. die Aufnahme (Englisch: „reception”, „receive”, Deutsch auch: „Aufnahme, aufnehmen”) eines Wechselstroms vermittels eines Magnetfelds erfolgt. Dadurch kann eine Beschädigung des Sensors in der Spuleneinheit verhindert werden, und die Zufuhr und der Empfang des elektrischen Stroms kann verwirklicht werden.

Eine Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung, die auf der Bodenseite vorgesehen ist, und die oben erwähnte Spuleneinheit beinhaltet. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung zu erzielen, bei der das Belastungsverhalten der Spuleneinheit sichergestellt werden kann und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf einen in der Spuleneinheit verbauten Sensor verhindert wird, wenn eine äußere Last aufgebracht wird.

Eine Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung, die auf der Bodenseite vorgesehen ist, und die oben erwähnte Spuleneinheit beinhaltet. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung zu erzielen, bei der das Belastungsverhalten der Spuleneinheit sichergestellt werden kann und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf einen in der Spuleneinheit verbauten Sensor verhindert wird, wenn eine äußere Last aufgebracht wird.

Eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung, die auf der Bodenseite vorgesehen ist, und eine Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung, die in dem Fahrzeug montiert ist, und die Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung ist die eingangs erwähnte Stromzufuhrvorrichtung. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung zu erhalten, bei der das Belastungsverhalten der Spuleneinheit sichergestellt werden kann und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf einen in der Spuleneinheit verbauten Sensor verhindert wird, wenn eine externe Last aufgebracht wird.

Eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung, die in dem Fahrzeug verbaut ist, und eine Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung, die auf der Bodenseite vorgesehen ist, und die Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung ist die eingangs erwähnte Stromempfangsvorrichtung. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung zu erhalten, bei der das Belastungsverhalten der Spuleneinheit sichergestellt werden kann und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf einen in der Spuleneinheit verbauten Sensor verhindert wird, wenn eine externe Last aufgebracht wird.

Eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Stromversorgungseinheit, die auf einer Fahrzeugseite an dem Fahrzeug montiert ist, und eine Stromversorgung an einer Bodenseite, welche die Zufuhr und den Empfang des elektrischen Stroms drahtlos zwischen der Stromversorgungsvorrichtung an der Fahrzeugseite und sich selbst durchführt. Und die Stromversorgung auf der Bodenseite beinhaltet eine Spuleneinheit. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine bidirektionale Stromübertragungsvorrichtung zu erhalten, bei der das Belastungsverhalten der Spuleneinheit sichergestellt werden kann und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf einen in der Spuleneinheit verbauten Sensor verhindert wird, wenn eine externe Last aufgebracht wird.

Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Belastungsverhalten der Spuleneinheit sicherzustellen und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf einen in der Spuleneinheit verbauten Sensor zu verhindern, wenn eine externe Last aufgebracht wird.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

1 ist eine schematische Ansicht, welche die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit der Elektrizitätsspeichervorrichtung zeigt.

2 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, welche die Stromzufuhrspuleneinheit bei der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

3 ist eine perspektivische Querschnittsansicht der Stromzufuhrspuleneinheit entlang der Linie I-I in 2.

4 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert die Stromzufuhrspule und den Raum für die Stromzufuhrspule der Stromzufuhrspuleneinheit in 2 von einer vertikalen Oberseite aus zeigt.

5 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit aus 2 von einer vertikalen Oberseite aus zeigt.

6 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, die der schematischen, perspektivischen, vergrößerten Ansicht entspricht, die den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, wie in 5 gezeigt ist.

7 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, die der schematischen, perspektivischen vergrößerten Ansicht entspricht, die den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, wie in 5 gezeigt ist.

8 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, die der schematischen, perspektivischen vergrößerten Ansicht entspricht, die den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, wie in 5 gezeigt ist.

9 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, die der schematischen, perspektivischen vergrößerten Ansicht entspricht, die den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, wie in 5 gezeigt ist.

10 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert die Stromzufuhrspule und den Raum für die Stromzufuhrspule der Stromzufuhrspuleneinheit in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Unterseite aus zeigt.

11 ist eine schematische Querschnittsansicht der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

12 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert die Stromzufuhrspule und den Raum für die Stromzufuhrspule der Stromzufuhrspuleneinheit in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Unterseite aus zeigt.

13 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert die Stromzufuhrspule und den Raum für die Stromzufuhrspule der Stromzufuhrspuleneinheit in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Unterseite aus zeigt.

14 ist eine schematische Ansicht, welche die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit der Elektrizitätsspeichervorrichtung zeigt.

15 ist eine schematische Querschnittsansicht der Stromempfangsspuleneinheit in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die der schematischen, perspektivischen Querschnittsansicht der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht, wie in 3 gezeigt ist.

16 ist eine schematische Ansicht, welche die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit der Elektrizitätsspeichervorrichtung zeigt.

17 ist eine schematische, perspektivische Querschnittsansicht der Spuleneinheit auf der Bodenseite in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die der schematischen, perspektivischen Querschnittsansicht der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht, wie in 3 gezeigt ist.

18 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert ein anderes Beispiel des Sensors und des Raums für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit von einer vertikalen Oberseite aus zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Erfindung werden genauer unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Bei der Beschreibung werden die gleichen Symbole oder Bezugszeichen den gleichen Elementen oder den Elementen gleicher Funktion zugeordnet, und eine wiederholte Beschreibung entfällt. Ferner sind die Positionsverhältnisse wie oberseitig, unterseitig, links und rechts relative Positionsverhältnisse, und sind nicht spezifisch beschränkt, wobei die Oberseite, Unterseite, links und rechts vertauscht sein können. Bei der nachfolgenden Beschreibung erfolgt die Beschreibung auf Grundlage der Oberseite, Unterseite, linken und rechten Seite der Zeichnung. Ferner ist das Größenverhältnis in den Zeichnungen nicht auf das dargestellte Verhältnis beschränkt. Außerdem sind die folgenden Ausführungsformen Beispiele zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung und die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf diese Ausführungsformen beschränkt. Ferner können die einzelnen Bestandteile auf angemessene Weise kombiniert werden.

(Erste Ausführungsform)

Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht, welche die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit der Elektrizitätsspeichervorrichtung zeigt.

Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 eine Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung 100 und eine Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung 200. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 bei einer Stromzufuhreinrichtung in einem Fahrzeug angewendet wird. Das bedeutet, dass die Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung 100 eine Stromzufuhreinrichtung ist, die auf dem Boden verbaut ist, und eine Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung 200 eine in dem Fahrzeug verbaute Stromempfangseinrichtung ist. Als Beispiele des Fahrzeugs, bei dem die Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung 200 Anwendung findet, seien verschiedene Fahrzeuge wie ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug genannt, die elektrischen Strom eines Akkumulators nutzen.

Die Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung 100 ist mit einer Stromversorgung VG, einem Wechselrichter INV, und einer Stromzufuhrspuleneinheit L1 versehen. Die Stromversorgung VG liefert einen elektrischen Gleichstrom an den Wechselrichter INV, der später beschrieben wird. Es besteht keine spezifische Beschränkung hinsichtlich der Stromversorgung VG, solange sie einen elektrischen Gleichstrom ausgibt, und es ist möglich, eine Gleichstromversorgung, die durch Gleichrichten und Glätten einer handelsüblichen Wechselstromversorgung erhalten wird, einen Akku, einer Photovoltaiksolargleichstromversorgung oder eine Schalt-Stromversorgungsvorrichtung, wie etwa einen Schaltwandler oder dergleichen, einzusetzen.

Der Wechselrichter INV besitzt eine Funktion des Umwandelns eines von einer Stromversorgung VG gelieferten Eingangsgleichstroms in einen Wechselstrom. Der Wechselrichter INV ist gebildet durch einen Schaltkreislauf, bei dem eine Vielzahl von Schaltelementen vermittels Brückenschaltung geschaltet sind. Als die den Schaltkreislauf bildenden Schaltelemente seien beispielsweise Elemente wie etwa ein MOSFET-(MetallOxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor) oder ein IGBT (Bipolar Transistor mit isolierter Gate-Elektrode) genannt.

Die Stromzufuhrspuleneinheit L1 ist mit einer Stromzufuhrspule L11 versehen und von einem Gehäuse 600 umschlossen. Die Stromzufuhrspule L11 fungiert als Stromzufuhreinheit, die einen von dem Wechselrichter INV gelieferten Wechselstrom an die später zu beschreibende Stromempfangsspule L12 überträgt. Ferner wird, wenn die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 bei einer Stromversorgungseinrichtung für ein Fahrzeug wie etwa einem Elektrofahrzeug angewendet wird, die Stromzufuhrspuleneinheit L1 im Boden oder der Umgebung des Bodens angeordnet. Ferner wird die spezifische Ausgestaltung der Stromzufuhrspuleneinheit L1 später beschrieben.

Die Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung 200 ist mit einer Stromempfangsspuleneinheit L2, einem Gleichrichter 230 und einer Ladevorrichtung 240 versehen.

Die Stromempfangsspuleneinheit L2 ist mit einer Stromempfangsspule L12 und einem magnetischen Abschirmungsmaterial 220 versehen, die beide von dem Gehäuse 210 umgeben sind. Dabei fungiert die Stromempfangsspule L12 als Stromempfangseinheit, die einen drahtlos von der Stromzufuhrspule L11 der Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung 100 gelieferten Wechselstrom empfängt. Ferner wird die Stromempfangsspuleneinheit L2 an dem unteren Teil des Elektrofahrzeugs befestigt, wenn die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 bei einer Stromzufuhreinrichtung für ein Fahrzeug wie etwa ein Elektrofahrzeug angewendet wird. Als Stromempfangsspule L12 seien beispielsweise eine Spule, in der durchgehend ein Leitfähige Draht gewickelt ist, eine Spule, die gebildet wird, indem ein Plattenmaterial mithilfe einer Presse in eine Spulenform gebracht wird, eine Spule, die gebildet wird durch Biegen eines dünnen Plattenmaterial in eine Spulenform oder dergleichen genannt. Wenn die Stromempfangsspule L12 durch Wicklung eines Leitfähige Drahts gebildet wird, können die Materialien für den Leitfähige Draht Kupfer, Silber, Gold, Aluminium oder ein Metalldraht sein, der diese als Aufbauelemente beinhaltet. Vom Gesichtspunkt der Gewichtsreduzierung können ein Aluminiumdraht, ein verkupferter Aluminiumdraht oder dergleichen verwendet werden. Vom Gesichtspunkt des Erreichens sowohl einer Gewichtsreduktion als auch einer hohen elektrischen Leitfähigkeit wird ein verkupferter Aluminiumdraht bevorzugt, bei dem der Aluminiumdraht durchgängig mit Kupferbeschichtung umgeben ist. Der verkupferte Aluminiumdraht wird bevorzugt als Litze verwendet, bei dem eine hohe Anzahl der verkupferten Aluminiumdrähte gebündelt und miteinander verdrillt sind. Ferner können als das Material des Plattenmaterials und des dünnen Plattenmaterials Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, eine Legierung, welche diese als Aufbauelemente beinhaltet oder dergleichen genannt werden, wenn die Stromempfangsspule L12 mithilfe einer Presse durch Stanzen eines Plattenmaterials in eine Spulenform umgeformt wird oder wenn die Stromempfangsspule L12 durch Biegen eines dünnen Plattenmaterials in eine Spulenform umgeformt wird.

Das magnetische Abschirmungsmaterial 220 spielt eine Rolle des Eliminierens oder Verringerns der Leckage des Magnetfelds in die Umgebung oder in das Fahrzeug, die während der Stromzufuhr und dem Stromempfang erzeugt wird. Insbesondere wird aufgrund des von der Stromzufuhrspule L11 und der Stromempfangsspule L12 erzeugten Magnetfelds an der Oberfläche des magnetischen Abschirmungsmaterials 220 während der Stromzufuhr und des Stromempfangs ein Wirbelstrom erzeugt. Aufgrund des Wirbelstroms wird an dem magnetischen Abschirmungsmaterial 220 in einer zum während der Stromzufuhr und dem Stromempfang erzeugten Magnetfeld versetzten Richtung ein Magnetfeld erzeugt, und dadurch wird die Leckage des Magnetfelds an die Umgebung oder an das Fahrzeug, die während der Stromzufuhr und dem Stromempfang durch die Stromzufuhrspule L11 und die Stromempfangsspule L12 erzeugt wird, beseitigt oder verringert. Das magnetische Abschirmungsmaterial 220 ist an der Rückseite der Stromempfangsspuleneinheit L2 (also der Fahrzeugseite) in der Stromempfangsspuleneinheit L2 angeordnet. Als die Materialien des magnetischen Abschirmungsmaterials 220 können Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, eine Legierung, welche diese als bildende Bestandteile beinhaltet oder dergleichen genannt werden. Insbesondere im Hinblick auf die Hervorhebung der Kosten kann Aluminium verwendet werden, das verhältnismäßig günstig ist und einen geringen Metallwiderstand besitzt. Die Stromempfangsspuleneinheit L2 kann ferner zwischen der Stromempfangsspule L12 und dem magnetischen Abschirmungsmaterial 220 mit einem Magnetkörper versehen werden, um die Kopplung zwischen der Empfangs- und der Zufuhrspule zu verbessern.

Der Gleichrichter 230 besitzt eine Funktion zur Gleichrichtung eines Wechselstroms, der durch eine Stromempfangsspule L12 empfangen wurde, in einen Gleichstrom. Der Gleichrichter 230 ist er aus einer Brückenschaltung und einem Glättungskondensator aufgebaut, der parallel mit der Brückenschaltung geschaltet ist, wobei bei der Brückenschaltung eine Vielzahl von Schaltelementen, wie etwa ein Halbwellengleichrichterschaltkreis und ein Vollwellengleichrichterschaltkreis, vermittels Brückenschaltung geschaltet sind, und der Glättungskondensator die gleichgerichtete Spannung glättet, um eine Gleichstromspannung zu erzeugen.

Die Ladevorrichtung 240 lädt die elektrische Speichervorrichtung 350 mithilfe eines Gleichstroms, der von einem Gleichrichter 230 gleichgerichtet wird. Insbesondere wird die Ladevorrichtung 240 von einer Ladesteuerschaltung gebildet, um die Aufladung der elektrischen Speichervorrichtung 250 zu steuern, und führt die Aktionen des Wandelns des Stroms und der Spannung des durch den Gleichrichter 230 gleichgerichteten Gleichstroms und des Zuführens desselben an die elektrische Speichervorrichtung 250 durch, um die elektrische Energie zu speichern. Die elektrische Speichervorrichtung 250 ist nicht insbesondere beschränkt, solange sie eine Funktion des Speicherns von elektrischem Strom besitzt und es seien beispielsweise ein Akku (Lithiumionenakku, Lithiumpolymerakku, Nickel-Wasserstoffakku etc.) oder ein kapazitatives Element (ein elektrischer Doppelschichtkondensator und etc.) genannt. Vom Gesichtspunkt einer hohen Energiedichte wird ein Lithiumionenakku bevorzugt. Ferner ist die Ladevorrichtung 240 kein notwendiges Bauteil, und kann daher eingerichtet sein, die Gleichstromausgabe vom Gleichrichter 230 unmittelbar an die elektrische Speichervorrichtung 250 zuzuführen.

Durch das Bereitstellen einer solchen Ausgestaltung kann die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 verwirklicht werden, die einen elektrischen Strom drahtlos von der Stromzufuhrspule L11 der Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung 100 an die Stromempfangsspule L12 der Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung 200 überträgt, verwirklicht werden.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 die Ausgestaltung der Stromversorgungsspuleneinheit L1 in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 2 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, welche die Stromzufuhrspuleneinheit in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 ist eine schematische, perspektivische Querschnittsansicht der Stromzufuhrspuleneinheit entlang der Linie I-I in 2. 4 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert die Stromzufuhrspule und den Raum für die Stromzufuhrspule der Stromzufuhrspuleneinheit aus 2 von einer vertikalen Oberseite aus zeigt. 5 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit aus 2 von einer vertikalen Oberseite aus zeigt.

Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist die Stromzufuhrspuleneinheit L1 mit dem Gehäuse 600, dem Magnetkörper 720, der Stromzufuhrspule L11 und dem Sensor 810 versehen. Diese Stromzufuhrspuleneinheit L1 überträgt elektrischen Strom drahtlos an die Stromempfangsseite.

Wie in 2 gezeigt ist, ist das Gehäuse 600 als Quaderform dargestellt. Als das Material des Gehäuses 600 seien Isolierungskunstharze genannt, wie etwa Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Polybutylenterephtalat(PET-)harz, Polyphenylensulfid(PPS-)harz und faserverstärkter Kunststoff (FRP) genannt. Ferner kann das Gehäuse 600 aus einer Vielzahl von Abschnitten und Materialien gebildet sein. Vor allem, um die Leckage des Magnetfelds an die Umgebung oder an das Fahrzeug, die während der Stromzufuhr und dem Stromempfang erzeugt wird, zu beseitigen oder zu verringern, kann ein Teil des Gehäuses 600 (zum Beispiel der Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600) aus Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, einem Metall beinhaltend diese 3 Bestandteile oder dergleichen gefertigt sein. Im Hinblick auf die Hervorhebung der Kosten ist es bevorzugt, Aluminium zu verwenden, das verhältnismäßig günstig ist und einen geringen Metallwiderstand besitzt. Ferner können, obgleich das Gehäuse 600 auf dem Boden installiert ist, ein Isolierungsmaterial wie etwa eine Isolierfolie oder ein Kunststoff, ein wärmeleitfähiges Material zum Verbessern der Wärmeableitung wie etwa eine wärmeleitfähige Siliziumfolie, ein wärmeleitfähiger Epoxidklebstoff, eine wärmeleitfähiges doppelseitiges Klebeband oder dergleichen, ein Glied mit einer zweilagigen Laminatstruktur mit einem Isolator oder ein wärmeleitfähiges Material zwischengeschaltet werden. Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Form des Gehäuses 600 als Quader dargestellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt, und kann in verschiedenen Formen dargestellt werden, wie etwa der Form eines runden Kegelstumpfs, eines Pyramidenstumpfs, einer Prismaform, einer Antiprismaform und einer Kuppelform.

Bei der vorliegenden Ausführungsform nimmt das Gehäuse 600 den Magnetkörper 720, die Stromzufuhrspule L11 und den Sensor 810 auf. Besonders, wie in 3 gezeigt, ist das Gehäuse 600 mit einer Teilungsplatte 620 versehen, die es in einen Raum für die Stromzufuhrspule 700 zum Aufnehmen des Magnetkörpers 720 und die Stromzufuhrspule L11 und in einen Raum für den Sensor 800 zum Aufnehmen des Sensors 810 teilt. Der Raum für den Sensor 800 befindet sich vertikal oberhalb des Raums für die Stromzufuhrspule 700. Das bedeutet, dass sich der Raum für den Sensor 800 näher an der Stromübertragungsseite der Stromzufuhrspuleneinheit L1 befindet als der Raum für die Zufuhrspule 700. Das Gehäuse 600 ist ferner mit dem Pfeiler 650 in dem Raum für den Sensor 800 bereitgestellt.

Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist der Raum für die Stromzufuhrspule 700 ein Raum mit einer Quaderform. Insbesondere ist der Raum für die Stromzufuhrspule 700 ein Raum, der von dem Bodenabschnitt 630, dem Seitenflächenabschnitt 640 und der Teilungsplatte 620 des Gehäuses 600 definiert wird. In dem Raum im Innern dieses Raums für die Stromzufuhrspule 700 sind die Stromzufuhrspule L1 und der Magnetkörper 720 angeordnet. Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform die räumliche Formgebung des Raums für die Stromzufuhrspule 700 als Quaderform dargestellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt, und kann in verschiedenen Formen dargestellt werden, wie etwa der Form eines runden Kegelstumpfs, eines Pyramidenstumpfs, einer Prismaform, einer Antiprismaform und einer Kuppelform.

Wie in den 3 und 5 gezeigt ist, ist der Raum für den Sensor 800 ein Raum mit einer Quaderform. Insbesondere ist der Raum für den Sensor 800 ein Raum, der von dem oberen Abschnitt 610, dem Seitenflächenabschnitt 640 und der Teilungsplatte 620 des Gehäuses 600 definiert wird. In dem Raum im Innern dieses Raums für den Sensor 800 ist der Pfeiler 650 vorgesehen und der Sensor 810 angeordnet. Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform die räumliche Formgebung des Raums für den Sensor 800 als Quaderform dargestellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt, und kann in verschiedenen Formen dargestellt werden, wie etwa der Form eines runden Kegelstumpfs, eines Pyramidenstumpfs, einer Prismaform, einer Antiprismaform und einer Kuppelform.

Der Pfeiler 650 spielt eine Rolle zum Aufrechterhalten des Innenraums des Raums für den Sensor 800. Insbesondere ist, wie in 5 gezeigt, der Pfeiler 650 eine zylindrische Säule, die sich in einer Vertikalrichtung von der Teilungsplatte 620 in den Raum für den Sensor 800 erstreckt. Dadurch kann die durch eine auf das Gehäuse 600 aufgebrachte Last verursachte Verformung des Innenraums des Raums für den Sensor 800 verhindert werden. Das bedeutet, dass der Raum für den Sensor 800 von dem Pfeiler 650 gestützt wird. Vorliegend kann die Dicke des oberen Abschnitts 610 (des Außenwandabschnitts des Gehäuses 600 an der Seite, an der das Fahrzeug aufrollt) des Gehäuses verringert werden, da der Raum für den Sensor 800 von dem Pfeiler 650 gestützt wird. Im Ergebnis verringert sich der Abstand zwischen dem Sensor 810 und dem zu detektierenden Objekt und somit kann die Empfindlichkeit des Sensors 810 verbessert werden. Andererseits kann, wenn das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L1 aufgrund der Verringerung der Dicke des oberen Abschnitts 610 des Gehäuses 600 unzureichend ist, das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L1 aufrechterhalten oder verbessert werden, während der Abstand zwischen dem Sensor 810 und dem zu detektierenden Objekt durch Verdicken der Dicke der Teilungsplatte 620 zwischen dem Raum für die Stromzufuhrspule 700 und dem Raum für den Sensor 800 beibehalten wird. Das bedeutet, dass, um das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L1 sicherstellen zu können während gleichzeitig die Empfindlichkeit des Sensors 810 verbessert wird, die Dicke des oberen Abschnitts 610 des Gehäuses 600 auf eine Dicke festgelegt werden kann, die eine gewünschte Empfindlichkeit des Sensors 810 sicherstellen kann und die Dicke der Teilungsplatte 620 des Gehäuses 600 kann verdickt werden, um dicker zu sein als die Dicke des oberen Abschnitts 610 dieses Gehäuses 600. Ferner ist, bei der vorliegenden Ausführungsform, der Pfeiler 650 als zylindrische Säulenform dargestellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann in verschiedenen Formen dargestellt werden, wie etwa der Form eines runden Kegelstumpfs, eines Pyramidenstumpfs, einer Prismaform und einer Antiprismaform. Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Pfeiler 650 vorgesehen, um im Wesentlichen in der Mitte des Raums 800 für den Sensor positioniert zu sein, ist jedoch nicht hierauf beschränkt und kann an einem beliebigen Ort vorgesehen sein. Um jedoch das Belastungsverhalten zu verbessern, ist es bevorzugt, dass er derart vorgesehen ist, um einen größtmöglichen Abstand zwischen dem Pfeiler 650 und dem Seitenabschnitt 640 des Gehäuses 600 zu erhalten, d. h. um in der Mitte vorgesehen zu sein. Ferner berührt bei der vorliegenden Ausführungsform der vertikale Endabschnitt des Pfeilers 650 den oberen Abschnitt 610 des Gehäuses 600 in dem Raum für den Sensor 800, doch solange der Innenraum des Raums für den Sensor 800 gehalten werden kann, kann zwischen dem oberen Abschnitt 610 des Gehäuses 600 und dem vertikalen oberen Endabschnitt des Pfeilers 650 eine Lücke vorgesehen sein.

Wie in 4 gezeigt ist, ist der Magnetkörper 720 aus vertikaler Richtung betrachtet in einer im Wesentlichen flachen Plattenform dargestellt und ist auf dem Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600 in dem Raum 700 für die Stromzufuhrspule platziert. Das bedeutet, dass der Magnetkörper 720 an dem Innenflächenabschnitt des Gehäuses 600 gegenüberliegend der Stromübertragungsseite der Stromzufuhrspuleneinheit L1 platziert ist. Dieser Magnetkörper 720 sieht eine Wirkung des Verringerns des Magnetwiderstands des und des Verbesserns der magnetischen Kopplung zwischen den Spulen vor. Als Materialien des Magnetkörpers 720 seien Sendust, MnZn-Ferrit, Permalloy oder dergleichen genannt. Je höher die magnetische Permeabilität und der elektrische Widerstand des Magnetkörpers 720, desto bevorzugter. Unter diesen Materialien ist insbesondere MnZn-Ferrit bevorzugt. Ferner wurde in der vorliegenden Ausführungsform die Form des Magnetkörpers 702 als Form aus Vertikalrichtung betrachtet, im Wesentlichen quaderförmige Form dargestellt, ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und kann in verschiedenen Formen, wie etwa ein Rechteck, ein Polygon, ein Kreis, eine Ellipse etc. dargestellt sein. Ferner ist der Magnetkörper 720 in der vorliegenden Ausführungsform als Glied dargestellt, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und er kann aus einer Vielzahl magnetischer Gliedstücke zusammengesetzt sein. Die Formgebungen der Stücke können eine Kombination verschiedener Formgebungen sein. Ferner kann ein Isoliermaterial wie etwa eine Isolierfolie oder ein Kunststoff zwischen dem Magnetkörper 720 und einem Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600 in dem Raum für die Stromzufuhrspule 700 zwischengeschaltet sein.

Die Stromzufuhrspule L11 überträgt den von dem Wechselrichter INV gelieferten Wechselstrom an die Stromempfangsspule L12. Insbesondere fließt ein Wechselstrom durch die Stromzufuhrspule L11, um durch Anlegen einer Wechselstromspannung von dem Wechselrichter INV an die Stromzufuhrspule L11 ein Wechselstrommagnetfeld zu erzeugen, und der elektrische Strom wird über das Wechselstrommagnetfeld an die Stromempfangsspule L12 übertragen. Wie in 4 gezeigt ist, ist die Stromversorgungsspule L11 an dem Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600 in dem Raum für die Stromzufuhrspule 700 mit dem dazwischen geschalteten Magnetkörper 720 verbaut. Das bedeutet, dass die Stromzufuhrspule L11 an dem Innenflächenabschnitt an der Seite gegenüberliegend der Stromübertragungsseite der Stromzufuhrspuleneinheit L1 des Gehäuses 600 in dem Raum für die Stromzufuhrspule 700 mit dem dazwischen geschalteten Magnetkörper 720 verbaut ist. Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Stromzufuhrspule L11 durch durchgängige Wicklung des Leitfähige Drahts ausgebildet, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt und kann eine plattenförmige Spule sein, die durch Stanzen eines Plattenmaterials mithilfe einer Presse in eine Spulenform geformt wurde, oder eine Spule, die durch Biegen eines dünnen Plattenmaterials in eine Spulenform oder dergleichen gebildet wurde. Ferner kann als der Spulentyp der durch durchgehendes Wickeln des Leitfähige Drahts ausgebildeten Spule eine Spiralspule, eine Solenoid-Spule, eine aus einer Kombination dieser gebildeten Spule oder dergleichen genannt werden. Ferner kann als der Spulentyp, der durch Stanzen eines Plattenmaterials mithilfe einer Presse in eine Spulenform gebildeten plattenförmigen Spule und der durch Biegen eines dünnen Plattenmaterials in eine Spulenform gebildeten Spule eine Spiralspule, eine aus einer Kombination davon gefertigten Spule oder dergleichen genannt sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Stromzufuhrspule L11 durch durchgehende Wicklung von leitfähigen Drähten in eine ebene Form ausgebildet und ist in dem Raum für die Stromzufuhrspule 700 angeordnet, wobei die Spulenwicklungsachsenrichtung im Wesentlichen parallel zur Vertikalrichtung ist. Ferner wurde in der vorliegenden Ausführungsform die Stromzufuhrspule L11 als Spule aus Vertikalrichtung betrachtet, kreisförmige Form dargestellt, ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und kann in verschiedenen Formen, wie etwa ein Rechteck, ein Polygon, ein Kreis, eine Ellipse etc. dargestellt sein. Ferner können als die Materialien für den Leitfähige Draht Kupfer, Silber, Gold, Aluminium oder ein Metalldraht genannt sein, der diese als Aufbauelemente beinhaltet, wenn die Stromzufuhrspule L11 durch Wicklung eines Leitfähige Drahts ausgebildet ist. Vom Gesichtspunkt der Gewichtsreduzierung können ein Aluminiumdraht, ein verkupferter Aluminiumdraht oder dergleichen verwendet werden. Vom Gesichtspunkt des Erreichens sowohl einer Gewichtsreduktion als auch einer elektrischen Leitfähigkeit wird ein verkupferter Aluminiumdraht bevorzugt, bei dem der Aluminiumdraht durchgängig mit Kupferbeschichtung umgeben ist. Der verkupferte Aluminiumdraht wird bevorzugt als Litze verwendet, bei der eine hohe Anzahl der verkupferten Aluminiumdrähte gebündelt und miteinander verdrillt sind. Andererseits können als das Material des Plattenmaterials und des dünnen Plattenmaterials Kupfer, Silber, Gold, Aluminium oder eine Legierung, welche diese als Aufbauelemente beinhaltet oder dergleichen genannt werden, wenn die Stromzufuhrspule L11 durch Stanzen eines Plattenmaterials mithilfe einer Presse in eine Spulenform geformt wurde, oder wenn die Stromzufuhrspule L11 durch Biegen eines dünnen Plattenmaterials in eine Spulenform oder dergleichen gebildet wurde. Vorliegend kann eine (nicht gezeigte) Spule zwischen der Stromzufuhrspule L11 und dem Magnetkörper 720 vorgesehen sein, die eine Rolle des Wickelns und Befestigens der Stromzufuhrspule L11 am Spulenkern und/oder eine Rolle des Isolierens der Stromzufuhrspule L11 und des Magnetkörpers 720 spielt. Als Material dieser Spule wird ein Isolierkunststoff bevorzugt. Als das Material dieser Spule seien Isolierungskunstharze genannt, wie etwa Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Polybutylenterephtalat(PET-)harz, Polyphenylensulfid(PPS-)harz und faserverstärkter Kunststoff (FRP).

Der Sensor 810 detektiert ein oberhalb oder um die Stromzufuhrspuleneinheit L1 vorhandenes Objekt. Insbesondere beinhaltet der Sensor 810 einen Lebendkörper-Detektionssensor, der einen lebenden Körper um die Stromzufuhrspuleneinheit L1 detektiert, einen Positionsdetektionssensor, der ein Fahrzeug detektiert, an dem die Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung 200 verbaut ist, um eine Positionsabweichung der Stromzufuhr und des Stromaufnahme zu verhindern, eine Metalldetektionsspule zum Detektieren, dass ein Fremdmetall zwischen die Stromzufuhrspuleneinheit L1 und die Stromempfangsspuleneinheit L2 gelangt ist, oder dergleichen. Dabei werden die Informationen, die von dem Sensor 810 detektiert wurden, an verschiedene Vorrichtungen wie etwa das Fahrzeug, die Stromversorgung VG, den Wechselrichter INV oder dergleichen gesendet und somit kann die Stromübertragung gemäß den Umständen der Stromzufuhrspuleneinheit L1 durchgeführt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Sensor 810 eine Metalldetektionsspule und ist aus einer ringförmigen Spule zusammengesetzt. Das bedeutet, dass die Metalldetektionsspule als Sensor 810 eine Hohlspule ist, die mit einer in Vertikalrichtung durchdringenden Öffnung versehen ist. Vorliegend wird die Funktion der Metalldetektionsspule als Sensor 810 genauer beschrieben. Die Metalldetektionsspule detektiert, dass ein Fremdmetall zwischen die Stromzufuhrspuleneinheit L1 und die Stromempfangsspuleneinheit L2 vorgedrungen ist. Insbesondere wird von der Metalldetektionsspule eine Veränderung des Anstiegs oder der Verringerung in der magnetischen Flussdichte detektiert, die erzeugt wird durch ein Fremdmetall, das zwischen die Stromzufuhrspuleneinheit L1 und die Stromempfangsspuleneinheit L2 vorgedrungen ist. Dabei kann durch das von der Metalldetektionseinheit detektierte elektrische Signal unverzüglich eine Warnung oder ein Stromzufuhrstopp veranlasst werden, wenn ein Fremdmetall in einen Bereich vordringt, in dem die Stromzufuhrspuleneinheit L1 durch das erzeugte Magnetfeld beeinflusst werden kann. Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Metalldetektionsspule durch eine ringförmige Spule gebildet, doch das Material und/oder die Formgebung sind nicht insbesondere beschränkt, solange sie das Fremdmetall detektieren können. Es kann eine durch eine Printspule gebildete Spule, eine durch kontinuierliches Wickeln des Leitfähige Drahts in eine Spiralform ausgebildete Spule, oder eine durch Stanzen eines Plattenmaterials mithilfe einer Presse in eine Spulenform gebildete Spule sein. Es wird jedoch eine Printspule bevorzugt, die in großer Stückzahl in einem einzigen Substrat gefertigt werden kann, was kostentechnisch schnell ist. Ferner kann, wenn der Sensor 810 durch eine Printspule ausgebildet ist, ein durch Drucken eines Verdrahtungsmusters der Printspule gebildetes Substrat als Teilungsplatte 620 verwendet werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Sensor 810 an der Teilungsplatte 620 des Gehäuses 600 in dem Raum für den Sensor 800 angeordnet. Das Anordnen des Sensors 810 kann an jedweder Position erfolgen, solange er an der Teilungsplatte 620 des Gehäuses 600 in dem Raum für den Sensor 800 angeordnet wird. Der Sensor 810 ist ferner an der Teilungsplatte 620 angeordnet, ohne den oberen Innenflächenabschnitt des Gehäuses 600 (den Innenflächenabschnitt des oberen Abschnitts 610 des Gehäuses 600) zu berühren. Das bedeutet, dass in dem Gehäuse 800 eine Lücke zwischen dem Sensor 810 und einem oberen Abschnitt 610 des Gehäuses 600 sichergestellt wird. Mit anderen Worten wird zwischen dem Sensor 810 und dem Innenflächenabschnitt des Gehäuses 600, an der Seite, an der das Fahrzeug aufrollt, in dem Raum für den Sensor 800 eine Lücke sichergestellt. Da die Lücke vorhanden ist, wird eine externe Last, wie ein Stoß und eine Last, wenn das Fahrzeug aufrollt, nicht unmittelbar übertragen und es kann verhindert werden, dass diese an den Sensor 810 übertragen wird. Dabei ist es, wenn eine Lücke zwischen vertikalen oberen Endabschnitt des Pfeilers 650 und dem oberen Abschnitt 610 des Gehäuses 600 vorgesehen ist, bevorzugt, die Lücke zwischen dem vertikalen oberen Ende des Pfeilers 650 und dem oberen Abschnitt 610 des Gehäuses 600 kleiner festzulegen als die Lücke zwischen dem Sensor 810 und dem oberen Abschnitt 610 des Gehäuses 600. Es ist ferner bevorzugt, dass der Sensor 810 in dem Raum für den Sensor 800 angeordnet wird, ohne den Seitenflächenabschnitt 640 des Gehäuses 600 zu berühren. In diesem Fall kann die Übertragung einer Last auf den Sensor 810 weiterhin verhindert werden. Die Form des Sensors 810 stellt in der vorliegenden Ausführungsform eine Ringform dar, ist jedoch nicht darauf beschränkt, und kann mit verschiedenen Formen dargestellt werden.

Wie obenstehend beschrieben, ist bei der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse 600 mit einer Teilungsplatte 620 und zumindest einem Pfeiler 650 zum Aufrechterhalten des Innenraums für den Sensor 800 versehen, wobei die Teilungsplatte 620 das Gehäuse 600 in den Raum für die Stromzufuhrspule 700 zum Aufnehmen der Stromzufuhrspule L11 und den Raum für den Sensor 800 zum Aufnehmen des Sensors 810 unterteilt. Der Sensor 810 ist an der Teilungsplatte 620 angeordnet, ohne den oberen Innenflächenabschnitt des Gehäuses 600 in dem Raum für den Sensor 800 zu berühren. Daher wird der Raum für den Sensor 800 von dem Pfeiler 650 gestützt, und somit kann das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L1 sichergestellt werden. Ferner kann in dem Raum für den Sensor 800, da zwischen dem Innenflächenabschnitt des Gehäuses 600 an der Seite, an der das Fahrzeug aufrollt, und dem Sensor 810 eine Lücke sichergestellt werden kann, die externe Last, wie etwa ein Stoß oder eine Last, wenn das Fahrzeug aufrollt, daran gehindert werden, unmittelbar auf den Sensor 810 übertragen zu werden. Daher ist es möglich, das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L1 sicherzustellen und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf den Sensor 810, der in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 verbaut ist, zu verhindern, wenn eine äußere bzw. externe Last aufgebracht wird.

(Zweite Ausführungsform)

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, die der schematischen, perspektivischen, vergrößerten Ansicht entspricht, die den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, wie in 5 gezeigt ist. Die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform bezüglich der Formgebung und der Anordnung des Sensors 810 in dem Raum für den Sensor 800 der Stromzufuhrspuleneinheit L1 und die anderen Ausgestaltungen sind die gleichen wie die der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 gemäß der ersten Ausführungsform. Nachfolgend werden hauptsächlich Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.

Wie in 6 gezeigt ist, ist der Sensor 810 in der vorliegenden Ausführungsform mit einer in Vertikalrichtung durchdringenden Öffnung versehen. Der Sensor 810 ist ferner mit einem sich durch die Öffnung des Sensors 810 erstreckenden Pfeiler 650 versehen. Das bedeutet, dass sich der Pfeiler 650 von der Teilungsplatte 620 vertikal durch die Öffnung des Sensors 810 in dem Raum für den Sensor 800 erstreckt. Daher kann der Innenraum um den Sensor 810 in dem Raum für den Sensor 800 gehalten werden, da sich der Sensor 810 nahe dem Pfeiler 650 befindet, der eine Rolle des Aufrechterhaltens des Innenraums für den Sensor spielt. Durch Aufrechterhalten des Innenraums wird ein Stoß oder eine Last, wenn das Fahrzeug aufrollt, nicht unmittelbar übertragen und kann daran gehindert werden, auf den Sensor 810 übertragen zu werden. Es ist ferner bevorzugt, dass der Sensor 810 angeordnet ist, ohne den Pfeiler 650 zu berühren. In diesem Fall kann die Übertragung einer Last auf den Sensor 810 weiter verhindert werden. Ferner wird die Formgebung des Sensors 810 in der vorliegenden Ausführungsform als Ringform dargestellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt, und kann in verschiedenen Formen dargestellt werden. In dem Fall, in dem der Sensor 810 eine ringförmige Spule ist, kann der Raum für den Sensor 800 effektiv ausgenutzt werden, da die Öffnung für den Sensor 810 ursprünglich vorhanden ist.

Wie obenstehend beschrieben, ist bei der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 der Sensor 810 mit einer vertikal durchdringenden Öffnung versehen, und der Pfeiler 650 durchdringt die Öffnung des Sensors 810 und erstreckt sich in Vertikalrichtung. Daher kann der Innenraum um den Sensor 810 des Raums für den Sensor 800 gehalten werden. Durch Aufrechterhalten des Innenraums wird externe Last, wie etwa ein Stoß oder eine Last, wenn das Fahrzeug aufrollt, nicht unmittelbar übertragen und kann daran gehindert werden, auf den Sensor 810 übertragen zu werden.

(Dritte Ausführungsform)

Als nächstes wird eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, die der schematischen, perspektivischen vergrößerten Ansicht entspricht, die den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, wie in 5 gezeigt ist. Die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass es in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 eine Vielzahl von Sensoren 810 gibt, und die anderen Ausgestaltungen sind die gleichen wie die der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 gemäß der ersten Ausführungsform. Nachfolgend werden hauptsächlich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.

Wie in 7 gezeigt ist, ist die Stromzufuhrspuleneinheit L1 bei der vorliegenden Ausführungsform mit einer Vielzahl von Sensoren 810 versehen. Die Positionen der Vielzahl von Sensoren 810 können an jedweden Positionen an der Teilungsplatte 620 des Gehäuses 600 in dem Raum für den Sensor 800 angeordnet sein. Verglichen mit einem Fall, in dem es einen Sensor 810 gibt, kann das Verhältnis des Bereichs, in dem die Sensoren 810 vorhanden sind, bezüglich dem Gehäuse 600 erhöht werden, in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Sensoren 810 vorgesehen ist. Daher kann der Bereich, in dem das Objekt von den Sensoren 810 detektiert wird, erweitert werden. Ferner kann, wie obenstehend bei der zweiten Ausführungsform beschrieben, wie in 7 gezeigt ist, jeder Sensor 810 aus der Vielzahl von Sensoren 810 mit einer Öffnung versehen sein, durch die der Pfeiler 650 gelangen kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder aus der Vielzahl von Sensoren 810 mit einer in Vertikalrichtung durchdringenden Öffnung versehen und ist aus 5 Sensoren aufgebaut, die als Ganzes aus einem Sensor bestehen, der sich als in Ringform vorliegende Spule darstellt, die mit dem Pfeiler 650 angeordnet ist, der durch die Öffnung verläuft, und vier Sensoren, die um den Pfeiler 650 herum angeordnet sind. Die Vielzahl von Sensoren 810 ist an der Teilungsplatte 620 angeordnet, um voneinander getrennt zu sein. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Sensor 810 eine Spule zum Detektieren von Metall ist, dieser von Sensoren 810 gebildet wird, die einen Bereich abdecken, der von dem von der Stromzufuhrspule L11 erzeugten magnetischen Fluss vernetzt wird. Dabei kann der nicht-detektierbare Bereich des Fremdmetalls verringert werden und das zwischen die Stromzufuhrspuleneinheit L1 und die Stromempfangsspuleneinheit L2 vorgedrungene Fremdmetall kann präzise detektiert werden.

Wie obenstehend beschrieben, besitzt die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Sensoren 810 in der Stromzufuhrspuleneinheit L1. Daher kann, verglichen mit einem Fall, in dem nur ein Sensor 810 vorhanden ist, das Verhältnis des Bereichs, in dem die Sensoren 810 vorhanden sind, relativ zum Gehäuse 600 in dem Fall erhöht werden, in dem eine Vielzahl von Sensoren 810 vorgesehen ist. Das bedeutet, der Bereich, in dem das Objekt von den Sensoren 810 detektiert werden kann, kann erweitert werden.

(Vierte Ausführungsform)

Als nächstes wird eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, die der schematischen, perspektivischen vergrößerten Ansicht entspricht, die den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, wie in 5 gezeigt ist. Die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass das Gehäuse 600 mit einer Vielzahl von Pfeilern 650 in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 vorgesehen ist, und die anderen Ausgestaltungen sind die gleichen wie die der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 gemäß der ersten Ausführungsform. Nachfolgend werden hauptsächlich Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.

Wie in 8 gezeigt, ist das Gehäuse 600 in der vorliegenden Ausführungsform mit einer Vielzahl von Pfeilern 650 in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 bereitgestellt. Da das Gehäuse 600 mit einer Vielzahl von Pfeilern 650 versehen ist, sind die Positionen zum Tragen der auf das Gehäuse 600 aufgebrachten Last eine Vielzahl von Orten, und die externe Last kann verteilt werden. Dadurch kann das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L1 weiter sichergestellt werden. Ferner können die Positionen der Vielzahl von Pfeilern 650 in jedweder Position in dem Raum für den Sensor 800 angeordnet werden. Insbesondere, um das Belastungsverhalten zu verbessern, ist es bevorzugt, dass die Abstände zwischen der Vielzahl von Pfeilern 650 und dem Seitenflächenabschnitt 640 des Gehäuses 600 gleich und maximal sind. Ferner kann die Vielzahl von Pfeilern 650 unterschiedlicher oder gleicher Größe sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist unter der Vielzahl von Pfeilern 650 die Größe des Pfeilers 650, der sich im Wesentlichen an der Mitte in dem Raum für den Sensor 800 befindet, die größte. In diesem Fall ist es möglich, das Belastungsverhalten an dem mittleren Abschnitt des Gehäuses 600 sicherzustellen, der am leichtesten von der Verformung aufgrund der Last beeinflusst wird.

Wie obenstehend beschrieben, ist das Gehäuse 600 in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Vielzahl von Pfeilern 650 in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 versehen. Daher sind die Positionen zum Tragen der auf das Gehäuse 600 aufgebrachten Last eine Vielzahl von Orten, und somit kann die externe Last verteilt werden.

(Fünfte Ausführungsform)

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 9 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, welche der schematischen, perspektivischen, vergrößerten Ansicht entspricht, die den Sensor und den Raum für den Sensor der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Oberseite aus zeigt, wie in 5 gezeigt ist. Die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass es eine Vielzahl von Sensoren 810 gibt und dass das Gehäuse 600 mit einer Vielzahl von Pfeilern 650 in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 bereitgestellt ist, und die anderen Ausgestaltungen die gleichen sind wie die der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 gemäß der ersten Ausführungsform. Nachfolgend werden hauptsächlich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.

Wie in 9 gezeigt ist, ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Stromzufuhrspuleneinheit L1 mit einer Vielzahl von Sensoren 810 versehen und das Gehäuse 600 ist mit einer Vielzahl von Pfeilern 650 versehen. Dadurch kann der Bereich, in dem das Objekt von den Sensoren 810 detektiert werden kann, erweitert werden und das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L1 kann weiter sichergestellt werden. Die Positionen der Vielzahl von Sensoren 810 und der Vielzahl von Pfeilern 650 können angeordnet werden, um jedwede Position zu sein.

Bei dieser Ausführungsform ist jeder aus der Vielzahl von Sensoren 810 mit einer in Vertikalrichtung durchdringenden Öffnung versehen und als ringförmige Spule dargestellt; und die Vielzahl von Pfeilern 650 reicht jeweils durch die Öffnungen der Vielzahl von Sensoren 810 und erstreckt sich in Vertikalrichtung. Ferner muss die Vielzahl von Sensoren 810, obgleich dies nicht dargestellt ist, nicht notwendigerweise mit jedem der Pfeiler 650 angeordnet sein, die jeweils durch die Öffnung der Sensoren 810 gelangen. Es können sowohl ein Sensor 810, der mit einem durch ihn gelangenden Pfeiler 650 vorgesehen ist, als auch ein Sensor 810 ohne einen durch ihn gelangenden Pfeiler 650 vorgesehen sein. Ferner ist die Anzahl der Vielzahl von Sensoren 810 und die Anzahl der Vielzahl von Pfeilern 650 nicht notwendigerweise die gleiche, und sie können auf angemessene Weise auf Grundlage des Detektionsbereichs des Objekts und das Belastungsverhalten festgelegt werden.

Wie obenstehend beschrieben, ist bei der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Stromzufuhrspuleneinheit L1 mit einer Vielzahl von Sensoren 810 versehen. Daher kann, verglichen mit einem Fall, in dem ein Sensor 810 vorhanden ist, das Verhältnis des Bereichs, in dem die Sensoren 810 vorhanden sind, relativ zum Gehäuse 600 in dem Fall erhöht werden, in dem eine Vielzahl von Sensoren 810 vorgesehen ist. Das bedeutet, der Bereich, in dem das Objekt von den Sensoren 810 detektiert werden kann, kann erweitert werden.

Ferner ist das Gehäuse 600 in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Vielzahl von Pfeilern 650 in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 versehen. Somit sind die Positionen zum Tragen der auf das Gehäuse 600 aufgebrachten Last eine Vielzahl von Orten, und somit kann die externe Last verteilt werden.

(Sechste Ausführungsform)

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 10 und 11 eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 10 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert die Stromzufuhrspule und den Raum für die Stromzufuhrspule der Stromzufuhrspuleneinheit in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Unterseite aus zeigt. 11 ist eine schematische Querschnittsansicht der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass das Gehäuse 600 mit einem vorstehenden Teil 660 in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 vorgesehen ist und die anderen Ausgestaltungen sind die gleichen wie die der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S1 gemäß der ersten Ausführungsform. Nachfolgend werden hauptsächlich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.

Wie in den 10 und 11 gezeigt ist, ist bei der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse 600 mit einem sich von der Teilungsplatte vertikal nach unten in den Raum für die Stromzufuhrspule 700 erstreckenden vorstehenden Teil 660 versehen. Dadurch kann in dem Abschnitt, in dem der vorstehende Teil 660 und die Teilungsplatte 620 verbunden werden, die Dicke der Teilungsplatte 620 um die Höhe des vorstehenden Teils 660 erhöht werden. Das bedeutet, dass die Dicke der die Last von dem Pfeiler 650 tragenden Teilungsplatte 620 um die Höhe des vorstehenden Teils 660 gegen die auf das Gehäuse 600 aufgebrachte externe Last erhöht werden kann. Daher kann das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L1 verbessert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich das vorstehende Teil 660, um durch den hohlen Mittelabschnitt der Stromzufuhrspule L11 zu gelangen. Mit anderen Worten sind in der Stromzufuhrspule L11 leitfähige Drähte um das vorstehende Teil 660 als Mittelachse (auf)gewickelt. Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform das hervorstehende Teil 660 säulenförmig dargestellt, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, und kann in verschiedenen Formen, wie etwa einer Kreiskegelstumpfform, einer Pyramidenstumpfform, einer Prismaform, einer Antiprismaform etc. dargestellt sein. Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform das vorstehende Teil 660 vorgesehen, um im Wesentlichen an der Mitte des Raums für die Stromzufuhrspule 700 positioniert zu sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann an jedweder Position vorgesehen sein. Um jedoch das Belastungsverhalten zu verbessern, ist es bevorzugt, dass er derart angeordnet ist, um einen größtmöglichen Abstand zwischen dem vorstehenden Teil 660 und dem Seitenflächenabschnitt 640 des Gehäuses 600 zu erhalten, d. h. um in der Mitte angeordnet zu sein. Ferner kann bei der vorliegenden Ausführungsform zwischen dem vertikalen unteren Ende des vorstehenden Teils 660 und dem Magnetkörper 720 in dem Raum für die Stromzufuhrspule 700 eine Lücke vorgesehen sein. Vom Gesichtspunkt das Belastungsverhalten ist es bevorzugt, dass die vorstehende Höhe des vorstehenden Teils 660 so hoch wie möglich ist, und eine Öffnung, durch die das vorstehende Teil 660 gelangen kann, in dem Magnetkörper festgelegt ist und das vorstehende Teil 660 kann eingerichtet sein, um sich durch die Öffnung des Magnetkörpers 720 zu erstrecken. Wenn zu diesem Zeitpunkt das vertikale, untere Ende des vorstehenden Teils 660 eingerichtet ist, um den Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600 zu berühren, kann verhindert werden, dass eine externe Last, wie etwa ein Stoß oder eine Last, wenn das Fahrzeug aufrollt, unmittelbar an den Magnetkörper 720 übertragen wird. Daher kann das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L1 weiter sichergestellt werden.

Wie obenstehend beschrieben, ist bei der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse 600 mit dem sich von der Teilungsplatte 620 vertikal nach unten in den Raum für die Stromzufuhrspule 700 erstreckenden vorstehenden Teil 660 versehen. Daher kann die Dicke der die Last von dem Pfeiler 650 stützenden Teilungsplatte 620 um die Höhe des vorstehenden Teils 660 gegen die auf das Gehäuse 600 aufgebrachte externe Last erhöht werden, und das Belastungsverhalten der Stromzufuhreinheit L1 kann sichergestellt werden.

(Siebte Ausführungsform)

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 12 eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 12 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert die Stromzufuhrspule und den Raum für die Stromzufuhrspule der Stromzufuhrspuleneinheit in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Unterseite aus zeigt. Die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform unterscheidet sich von der sechsten Ausführungsform bezüglich der Formgebung des vorstehenden Teils 660 des Gehäuses 600 in der Stromzufuhrspuleneinheit und die anderen Ausgestaltungen sind die gleichen wie die der sechsten Ausführungsform. Nachfolgend werden hauptsächlich die Unterschiede zur sechsten Ausführungsform beschrieben.

Wie in 12 gezeigt ist, ist das vorstehende Teil 660 als Hohlrohr dargestellt. Dabei können Kleinteile (nicht gezeigt) wie Elektronikbauteile oder dergleichen in dem Hohlraum des vorstehenden Teils 660 verbaut werden, und der Raum kann effektiv in dem Raum für die Stromzufuhrspule 700 ausgenutzt werden. Beispielsweise können Kleinteile wie etwa Elektronikbauteile oder dergleichen an der Teilungsplatte 620 in dem Hohlraum des vorstehenden Teils 660 montiert werden. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform kann ähnlich der sechsten Ausführungsform eine Öffnung, durch die das vorstehende Teil 660 gelangen kann, in dem Magnetkörper 710 vorgesehen sein und das vorstehende Teil 660 kann eingerichtet sein, durch die Öffnung des Magnetkörpers 720 zu gelangen. Zu diesem Zeitpunkt können Kleinteile wie etwa Elektronikbauteile an der Teilungsplatte 620 in dem Hohlraum des vorstehenden Teils 660 verbaut werden und können auch an dem Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600 mit einem Teil der Kleinteile, wie etwa einem elektronischen Bauteil oder dergleichen montiert werden, das sich in dem Hohlraum des vorstehenden Teils 660 befindet. Ferner kann es derart eingerichtet sein, dass es mit dem vertikalen unteren Ende des vorstehenden Teils 660 den Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600 berührt, und es kann auch eingerichtet sein, eine Lücke zwischen dem vertikalen unteren Ende des vorstehenden Teils 660 und dem Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600 vorzusehen. Wenn eine Lücke zwischen dem vertikalen unteren Ende des vorstehenden Teils 660 und dem Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600 besteht, ist es einfach, die Verkabelung der Kleinteile wie etwa in dem Hohlraum des vorstehenden Teils 660 verbaute Elektronikbauteile anzuordnen.

Wie obenstehend beschrieben, stellt sich in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform das vorstehende Teil 660 als Hohlrohr in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 dar. Dadurch können Kleinteile wie etwa ein elektronisches Bauteil oder dergleichen in dem Hohlraum eingebaut werden und der Raum kann effektiv genutzt werden.

(Achte Ausführungsform)

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 13 eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 13 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die vergrößert die Stromzufuhrspule und den Raum für die Stromzufuhrspule der Stromzufuhrspuleneinheit in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer vertikalen Unterseite aus zeigt. Die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform unterscheidet sich von der sechsten Ausführungsform bezüglich der Ausgestaltung der Stromzufuhrspule L11 in der Stromzufuhrspuleneinheit und die anderen Ausgestaltungen sind die gleichen wie die der sechsten Ausführungsform. Nachfolgend werden hauptsächlich die Unterschiede zur sechsten Ausführungsform beschrieben.

Wie in 13 gezeigt ist in der vorliegenden Ausführungsform der leitfähige Draht aufgewickelt, wobei das vorstehende Teil 660 die Mittelachse darstellt und die Innenumfangskante der Stromzufuhrspule L11 das vorstehende Teil 660 in der Stromzufuhrspuleneinheit L11 berührt. Das bedeutet, dass der innerste Leitfähige Draht der Stromzufuhrspule L11 das vorstehende Teil 660 berührt. Dadurch nimmt die Wärmeableitungsfläche zu, und die von der Stromzufuhrspule L11 erzeugte Wärme wird durch das Gehäuse 600 wirksam nach außen freigesetzt. Somit kann die Wärmeableitung der Stromzufuhrspuleneinheit L1 verbessert werden.

Wie obenstehend beschrieben ist bei der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Stromzufuhrspule L11 gewickelt, wobei ihre Innenumfangskante das vorstehende Teil 660 in der Stromzufuhrspuleneinheit L1 berührt. Dadurch berühren sich das vorstehende Teil 660 und die Stromzufuhrspule L11, weshalb sich die Wärmeableitungsfläche vergrößert, und die von der Stromzufuhrspule L11 erzeugte Wärme wird effektiv durch das Gehäuse 600 nach außen freigesetzt. Somit kann die Wärmeableitungseffizienz der Stromzufuhrspuleneinheit L1 verbessert werden.

(Neunte Ausführungsform)

Als nächstes wird eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S2 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 14 und 15 beschrieben. 14 ist eine schematische Ansicht, welche die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit der Elektrizitätsspeichervorrichtung zeigt. 15 ist eine schematische Querschnittsansicht der Stromempfangsspuleneinheit in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die der schematischen, perspektivischen Querschnittsansicht der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht, wie in 3 gezeigt ist.

Wie in 14 gezeigt ist, beinhaltet die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S2 die Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung 101 und eine Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung 201. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S2 bei einer Stromzufuhreinrichtung in einem Fahrzeug angewendet wird. Das bedeutet, dass die Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung 101 eine in dem Fahrzeug verbaute Stromzufuhrvorrichtung ist, und die Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung 201 eine Stromempfangseinrichtung ist, die auf dem Boden installiert ist. Die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S2 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bezüglich der Ausgestaltung der Stromzufuhrspule L11 der auf der Bodenseite verbauten Stromzufuhrspuleneinheit L1 in der ersten Ausführungsform und der Stromempfangsspule L12 der Stromempfangsspuleneinheit L2, die an der Fahrzeugseite in der ersten Ausführungsform verbaut ist, umgekehrt. Nachfolgend werden hauptsächlich Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.

Die Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung 101 ist mit dem Wechselrichter INV2 und der Stromzufuhrspuleneinheit L3 versehen. Der Wechselrichter INV2 ist mit der Elektrizitätsspeichervorrichtung 251 verbunden, die an dem Fahrzeug verbaut ist und wandelt einen Eingangsgleichstrom, der von der Elektrizitätsspeichervorrichtung 251 geliefert wird, in einen Wechselstrom um. Ähnlich dem Wechselrichter INV der ersten Ausführungsform, wird dieser Wechselrichter INV2 durch einen Schaltkreis gebildet, in dem eine Vielzahl von Schaltelementen vermittels Brückenschaltung geschaltet ist. Als die den Schaltkreislauf bildenden Schaltelemente seien beispielsweise Elemente wie etwa ein MOSFET-(MetallOxid-Halbleiter-FeldEffekt-Transistor) oder ein IGBT (Bipolar Transistor mit isolierter Gate-Elektrode) genannt. Die elektrische Speichervorrichtung 251 ist nicht insbesondere beschränkt, solange sie eine Funktion des Speicherns von elektrischem Strom und beispielsweise einen Akku (Lithiumionenakku, Lithiumpolymerakku, Nickel-Wasserstoffakku etc.), oder ein kapazitives Element (einen elektrischen Doppelschichtkondensator und etc.) besitzt. Vom Gesichtspunkt einer hohen Energiedichte wird ein Lithiumionenakku bevorzugt.

Die Stromzufuhrspuleneinheit L3 ist mit der Stromzufuhrspule L11 und einem magnetischen Abschirmungsmaterial 220 versehen, und diese sind vom Gehäuse 210 umschlossen. Diese Stromzufuhrspuleneinheit L3 besitzt die gleiche Ausgestaltung wie die Stromempfangsspuleneinheit L2 der ersten Ausführungsform, abgesehen davon, dass sie anstelle der Stromempfangsspule L12 mit der Stromempfangsspule L11 versehen ist. Das bedeutet, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die Stromzufuhrspuleneinheit L3 an dem unteren Teil eines Elektrofahrzeugs montiert ist und die Stromzufuhrspule L11 einen von dem Wechselrichter INV gelieferten Wechselstrom an die Stromempfangsspule L12 liefert.

Die Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung 201 ist mit einer Stromempfangsspuleneinheit L4, einem Gleichrichter 230 und einer Ladevorrichtung 240 versehen. Der Gleichrichter 230 und die Ladevorrichtung 240 besitzen die gleiche Ausgestaltung wie in der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass sie auf dem Boden verbaut sind, weshalb an dieser Stelle Beschreibungen entfallen.

Wie in 15 gezeigt, ist die Stromempfangsspuleneinheit L4 mit dem Gehäuse 600, dem Magnetkörper 720, der Stromempfangsspule L12 und dem Sensor 810 versehen. Diese Stromempfangsspuleneinheit L4 ist anstelle der Stromzufuhrspule L11 mit der Stromempfangsspule L12 versehen und das Gehäuse 600 ist anstelle des Raums für die Stromzufuhrspule 700 mit dem Raum für die Stromempfangsspule 900 versehen. Die Stromempfangsspule 900 nimmt den Magnetkörper 720 und die Stromempfangsspule L12 auf. Mit Ausnahme des vorgenannten, ist die Stromempfangsspuleneinheit L4 auf die gleiche Weise ausgestaltet wie die Stromzufuhrspuleneinheit L1 der ersten Ausführungsform. Das bedeutet, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Stromempfangsspuleneinheit L4 auf der Bodenseite vorgesehen ist; und der Raum für die Stromempfangsspule 900 ein von dem Bodenabschnitt 630, dem Seitenflächenabschnitt 640 und der Teilungsplatte 620 des Gehäuses 600 definierter Raum ist; und die Stromempfangsspule L12 an dem Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600 mit dem zwischengeschalteten Magnetkörper 720 verbaut ist; und die Stromempfangsspule L12 drahtlos einen von der Stromzufuhrspule L11 gelieferten Strom empfängt.

Mit einer solchen Ausgestaltung kann realisiert werden, dass die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S2 elektrischen Strom von der Stromzufuhrspule L11 der Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung 101 an die Stromempfangsspule L12 der Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung 201 überträgt, und der von der Stromempfangsspule L12 empfangene Wechselstrom kann durch den Gleichrichter 230 in Gleichstrom gleichgerichtet werden, und dieser Gleichstrom wird durch die Ladevorrichtung 240 an die Elektrizitätsspeichervorrichtung 260 weitergegeben, die auf der Bodenseite angeordnet ist. Das bedeutet, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die Stromübertragung von der Fahrzeugseite an die Bodenseite durchgeführt wird. Die Elektrizitätsspeichervorrichtung 260 ist nicht insbesondere beschränkt, solange sie eine Funktion des Speicherns elektrischen Stroms besitzt und es seien beispielsweise ein Akku (Lithiumionenakku, Lithiumpolymerakku, Nickel-Wasserstoffakku etc.) und ein kapazitives Element (elektrischer Doppelschichtkondensator und etc.) genannt.

Wie obenstehend beschrieben, ist in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse 600 mit der Teilungsplatte 620 und zumindest einem Pfeiler 650 zum Aufrechterhalten des Innenraums des Raums für den Sensor 800 in der Stromzufuhrspuleneinheit L4 breitgestellt, wobei die Teilungsplatte 620 das Gehäuse 600 in einen Raum für die Stromempfangsspule 900 zum Aufnehmen der Stromempfangsspule L12 und den Raum für den Sensor 800 zum Aufnehmen des Sensors 810 unterteilt, der vertikal über dem Raum für die Stromempfangsspule 900 angeordnet ist. Der Sensor 810 ist an der Teilungsplatte 620 angeordnet, ohne den oberen Innenflächenabschnitt des Gehäuses 600 in dem Raum für den Sensor 800 zu berühren. Daher wird der Raum für den Sensor 800 durch den Pfeiler 650 gestützt, somit kann das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L4 sichergestellt werden. Ferner kann, in dem Raum für den Sensor 800, da eine Lücke zwischen dem Innenflächenabschnitt des Gehäuses 600, an der Seite, an der das Fahrzeug aufrollt, und dem Sensor 810 sichergestellt werden kann, die beim Aufrollen des Fahrzeugs aufgebrachte externe Last wie etwa ein Stoß oder eine Last daran gehindert werden, unmittelbar auf den Sensor 810 übertragen zu werden. Daher kann das Belastungsverhalten der Stromzufuhrspuleneinheit L4 sichergestellt werden und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf einen in einer Spuleneinheit L4 verbauten Sensor 810 verhindert werden, wenn eine externe Last aufgebracht wird.

(Zehnte Ausführungsform)

Als nächstes wird eine Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S3 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 16 und 17 beschrieben. 16 ist eine schematische Ansicht, welche die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit der Elektrizitätsspeichervorrichtung zeigt. 17 ist eine schematische, perspektivische Querschnittsansicht der Spuleneinheit auf der Bodenseite, in der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die der schematischen, perspektivischen Querschnittsansicht der Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht, wie in 3 gezeigt ist.

Wie in 16 gezeigt, ist die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S3 mit der Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite 300 und der Stromversorgungsvorrichtung auf der Fahrzeugseite 400 vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite 300 auf dem Boden angeordnet, und die Stromversorgungsvorrichtung auf der Fahrzeugseite 400 ist in einem Fahrzeug verbaut. Die Stromzufuhr und der Stromempfang bzw. die Stromaufnahme erfolgt zwischen der Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite 300 und der Stromversorgungsvorrichtung auf der Fahrzeugseite 400. Nachfolgend werden hauptsächlich Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.

Die Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite 300 ist mit einem ersten Stromwandler 310 und einer Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 bereitgestellt. Der erste Stromwandler 310 ist ein bidirektionaler Schaltkreislauf. Der erste Stromwandler 310 ist mit einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus versehen, wobei er in dem ersten Betriebsmodus mit einer handelsüblichen Stromversorgung verbunden ist und einen von der handelsüblichen Stromversorgung gelieferten Wechselstrom in einen Wechselstrom für die Stromzufuhr wandelt und den Wechselstrom an die Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 ausgibt; und ist in dem zweiten Betriebsmodus mit der auf der Bodenseite bereitgesellten Elektrizitätsspeichervorrichtung 261 verbunden, und wandelt einen von der Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 gelieferten Wechselstrom in einen Gleichstrom zum Aufladen und gibt den Wechselstrom an die Elektrizitätsspeichervorrichtung 261 aus. Ferner kann der Betrieb in dem ersten Betriebsmodus ein Betrieb des Verbunden-werdens mit der elektrischen Speichervorrichtung 261, um einen von der elektrischen Speichervorrichtung 261 gelieferten Gleichstrom in einen Wechselstrom zur Stromzufuhr anstelle einer handelsüblichen Stromversorgung zu wandeln.

Wie in 17 gezeigt ist, ist die Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 mit dem Gehäuse 600, dem Magnetkörper 720, der Spule auf der Bodenseite L51 und dem Sensor 810 versehen. Diese Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 ist mit der Spule auf der Bodenseite L51 anstelle der Stromzufuhrspule L11 bereitgestellt und das Gehäuse 600 beinhaltet einen Raum für die Spule auf der Bodenseite 500 zum Aufnehmen des Magnetkörpers 720 und der Spule auf der Bodenseite L51 anstelle des Raums für die Stromzufuhrspule 700. Mit Ausnehme der obenstehend erwähnten Ausgestaltungen ist die Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 auf die gleiche Weise ausgestaltet wie die Stromzufuhrspuleneinheit L1 der ersten Ausführungsform. Das bedeutet, die Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 ist auf der Bodenseite vorgesehen und der Raum für die Spule auf der Bodenseite 500 ist ein von dem Bodenabschnitt 630, dem Seitenflächenabschnitt 640 und der Teilungsplatte 620 des Gehäuses 600 definierter Raum.

Die Spule auf der Bodenseite L51 fungiert als Stromzufuhrteil, das einen von dem ersten Stromwandler 310 drahtlos an die Spule an der Fahrzeugseite L61 gelieferten Wechselstrom zuführt und ein Stromempfangsteil, das einen von der Spule an der Fahrzeugseite L61 gelieferten Wechselstrom drahtlos empfängt. Insbesondere fließt, wenn ein Wechselstrom drahtlos übertragen wird, ein Wechselstrom in der Spule auf der Bodenseite L51, um ein Wechselstrommagnetfeld zu erzeugen, indem eine Wechselstromspannung von dem ersten Stromwandler 310 an die Spule auf der Bodenseite L51 angelegt wird, und der elektrische Strom über das Wechselstrommagnetfeld an die Spule an der Fahrzeugseite L61 übertragen wird. Wird hingegen ein Wechselstrom drahtlos empfangen, wird in der Spule auf der Bodenseite L51 durch Empfangen eines Wechselstrommagnetfelds, das von der Spule an der Fahrzeugseite L61 erzeugt wurde, eine elektromotorische Wechselstrom-Kraft erzeugt, und es kann auf Grundlage der elektromotorischen Wechselstrom-Kraft ein Wechselstrom in die Spule auf der Bodenseite L51 fließen. Das bedeutet, die Spule auf der Bodenseite L51 ist eine Spule, die über das Magnetfeld eine Zufuhr und einen Empfang von Wechselstrom durchführt. Diese Spule auf der Bodenseite L51 ist wie die Stromzufuhrspule L11 an dem Bodenabschnitt 630 des Gehäuses 600 in dem Raum für die Spule auf der Bodenseite 500 mit dem zwischengeschalteten Magnetkörper 720 verbaut. Mit anderen Worten ist die Spule auf der Bodenseite L51 an dem Innenflächenabschnitt des Gehäuses 600 verbaut, der der Seite gegenüberliegt, an dem die Stromübertragung der Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 durchgeführt wird, in dem Raum für die Spule auf der Bodenseite 500 mit dem zwischengeschalteten Magnetkörper 720.

Die Spule auf der Bodenseite L51 kann eingerichtet sein durch durchgängiges Wickeln von leitfähigen Drähten, oder kann eine plattenförmige Spule sein, die durch Stanzen eines Plattenmaterials mithilfe einer Presse in eine Spulenform gebildet wurde, oder eine Spule, die gebildet wird durch Biegen eines dünnen Plattenmaterials in eine Spulenform oder dergleichen. Ferner kann als der Spulentyp der durch durchgehendes Wickeln des Leitfähige Drahts ausgebildeten Spule eine Spiralspule, eine Solenoid-Spule, eine aus einer Kombination dieser gebildeten Spule oder dergleichen genannt sein. Ferner kann als der Spulentyp der durch Stanzen eines Plattenmaterials mithilfe einer Presse in eine Spulenform gebildeten plattenförmigen Spule und der durch Biegen eines dünnen Plattenmaterials in eine Spulenform gebildeten Spule, eine Spiralspule, eine aus einer Kombination davon gefertigte Spule oder dergleichen genannt sein. Außerdem, wenn die Spule auf der Bodenseite L51 durch durchgehende Wicklung von leifähigen Drähten in eine ebene Form gebildet ist und kann sie in dem Raum für die Spule auf der Bodenseite 500 angeordnet sein, wobei die Spulenwicklungsachsenrichtung im Wesentlichen parallel zur Vertikalrichtung ist, und sie kann in verschiedenen Formen dargestellt sein wie etwa in Kreisform, in Rechteckform, Polygon, Ellipse und etc. Ferner können als die Materialien für den leitfähigen Draht Kupfer, Silber, Gold, Aluminium oder ein Metalldraht genannt sein, der diese als Aufbauelemente beinhaltet, wenn die Spule auf der Bodenseite L51 durch Wicklung eines leitfähigen Drahts ausgebildet ist. Vom Gesichtspunkt der Gewichtsreduktion können ein Aluminiumdraht, ein verkupferter Aluminiumdraht oder dergleichen verwendet werden. Vom Gesichtspunkt des Erreichens sowohl einer Gewichtsreduktion als auch einer elektrischen Leitfähigkeit wird ein verkupferter Aluminiumdraht bevorzugt, bei dem der Aluminiumdraht durchgängig mit Kupferbeschichtung umgeben ist. Der verkupferte Aluminiumdraht wird bevorzugt als Litze verwendet, bei der eine hohe Anzahl der verkupferten Aluminiumdrähte gebündelt und miteinander verdrillt sind. Andererseits können, wenn die Spule auf der Bodenseite L51 durch Stanzen eines Plattenmaterials mithilfe einer Presse in eine Spulenform gebildet wird oder wenn die Spule auf der Bodenseite L51 durch Biegen eines dünnen Plattenmaterials in eine Spulenform gebildet wird, als das Material des Plattenmaterials und des dünnen Plattenmaterials Kupfer, Silber, Gold, Aluminium oder eine Legierung, welche diese als Aufbauelemente beinhaltet oder dergleichen genannt werden. Vorliegend kann eine (nicht gezeigte) Spule zwischen der Spule auf der Bodenseite L51 und dem Magnetkörper 720 vorgesehen sein, die eine Rolle des Wickelns und Befestigens der Spule auf der Bodenseite L51 am Spulenkern und/oder eine Rolle des Isolierens der die Spule auf der Bodenseite L51 und des Magnetkörpers 720 spielt. Als Material dieser Spule wird ein Isolierkunstharz bevorzugt. Es seien beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Polybutylenterephtalat(PET-)harz, Polyphenylensulfid(PPS-)harz und faserverstärkter Kunststoff (FRP) oder dergleichen genannt.

Die Stromversorgungsvorrichtung an der Fahrzeugseite 400 ist mit einer Spuleneinheit an der Fahrzeugseite L6 und einem zweiten Stromwandler 410 versehen.

Die Spuleneinheit an der Fahrzeugseite L6 ist mit einer Spule an der Fahrzeugseite L61 und einem magnetischen Abschirmungsmaterial 220 versehen, die von einem Gehäuse 210 umschlossen sind. Diese Spuleneinheit an der Fahrzeugseite L6 ist anstelle der Stromempfangsspule L12 mit einer Spule an der Fahrzeugseite L61 versehen, abgesehen von der sie auf die gleiche Weise eingerichtet ist wie die Stromempfangsspuleneinheit L2 der ersten Ausführungsform. Das bedeutet, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die Spuleneinheit an der Fahrzeugseite L6 an dem unteren Teil des Fahrzeugs verbaut ist.

Die Spule an der Fahrzeugseite L61 besitzt eine Funktion des Zuführens eines Wechselstroms, der von dem zweiten Stromwandler 410 an die Spule auf der Bodenseite L51 drahtlos geliefert wird und eine Funktion des Empfangens eines Wechselstroms, der drahtlos von der Spule auf der Bodenseite L51 geliefert wurde. Insbesondere fließt, wenn ein Wechselstrom drahtlos übertragen wird, ein Wechselstrom in die Spule an der Fahrzeugseite L61, um durch Anlegen einer Wechselstromspannung von dem zweiten Stromwandler 410 an die Spule an der Fahrzeugseite L61 ein Wechselstrommagnetfeld zu erzeugen, und der elektrische Strom wird über das Wechselstrommagnetfeld an die Spule auf der Bodenseite L51 übertragen. Andererseits wird, wenn ein Wechselstrom drahtlos empfangen wird, durch Empfangen eines von der Spule auf der Bodenseite L51 erzeugten Wechselstrommagnetfelds in der Spule an der Fahrzeugseite L61 eine elektromotorische Wechselstrom-Kraft erzeugt, und es kann auf Grundlage der elektromotorischen Wechselstrom-Kraft ein Wechselstrom in die Spule an der Fahrzeugseite L61 fließen. Das bedeutet, dass die Spule an der Fahrzeugseite L61 eine Spule ist, die eine Zufuhr und einen Empfang von Wechselstrom über das Magnetfeld durchführt. Als die Spule an der Fahrzeugseite L61, seien eine Spule, in der durchgehend ein Leitfähige Draht gewickelt ist, eine Spule, die gebildet wird, in dem ein Plattenmaterial mithilfe einer Presse durch Stanzen in eine Spulenform gebracht wird, eine Spule, die gebildet wird durch Biegen eines dünnen Plattenmaterial in eine Spulenform oder dergleichen genannt. Wenn die Stromempfangsspule an der Fahrzeugseite L61 durch Wicklung eines Leitfähige Drahts gebildet wird, seien als Materialien für den Leitfähige Draht Kupfer, Silber, Gold, Aluminium oder ein Metalldraht genannt, der diese als Aufbauelemente beinhaltet. Vom Gesichtspunkt der Gewichtsreduzierung können ein Aluminiumdraht, ein verkupferter Aluminiumdraht oder dergleichen verwendet werden. Vom Gesichtspunkt des Erreichens sowohl einer Gewichtsreduktion als auch einer hohen elektrischen Leitfähigkeit wird ein verkupferter Aluminiumdraht bevorzugt, bei dem der Aluminiumdraht durchgängig mit Kupferbeschichtung umgeben ist. Der verkupferte Aluminiumdraht wird bevorzugt als Litze verwendet, bei der eine hohe Anzahl der verkupferten Aluminiumdrähte gebündelt und miteinander verdrillt sind. Ferner können als das Material des Plattenmaterials und des dünnen Plattenmaterials Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, eine Legierung, welche diese als Aufbauelemente beinhaltet oder dergleichen genannt werden, wenn die Spule an der Fahrzeugseite L61 mithilfe einer Presse durch Stanzen eines dünnen Plattenmaterials in eine Spulenform umgeformt wird oder wenn die Spule an der Fahrzeugseite L61 durch Biegen eines dünnen Plattenmaterials in eine Spulenform umgeformt wird.

Der zweite Stromwandler 410 ist ein bidirektionaler Schaltkreislauf. Der zweite Stromwandler 410 ist mit einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus versehen, wobei er in dem ersten Betriebsmodus einen von der Spule an der Fahrzeugseite L61 gelieferten Wechselstrom in einen Gleichstrom zum Aufladen umwandelt und den Gleichstrom an die in dem Fahrzeug verbaute Elektrizitätsspeichervorrichtung 252 ausgibt; und in dem zweiten Betriebsmodus einen von der in dem Fahrzeug verbauten Elektrizitätsspeichervorrichtung 252 gelieferten Gleichstrom in einen Wechselstrom zur Stromzufuhr wandelt und den Wechselstrom an die Spule an der Fahrzeugseite L61 ausgibt. Als in dem Fahrzeug verbaute Elektrizitätsspeichervorrichtung 252 seien ein Akku (Lithiumionenakku, Lithium-Polymerakku, Nickelwasserstoffakku etc.) und ein kapazitives Element (elektrischer Doppelschichtkondensator und etc.) genannt.

Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S3 realisiert werden, die drahtlos eine Zufuhr und einen Empfang von elektrischem Strom zwischen der Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite 300 und der Stromversorgungsvorrichtung an der Fahrzeugseite 400 durchführen kann.

Wie obenstehend beschrieben, ist bei der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse 600 mit einer Teilungsplatte 620 und zumindest einem Pfeiler 650 zum Aufrechterhalten des Innenraums des Raums für den Sensor 800 in der Stromzufuhrspuleneinheit L5 versehen, wobei die Teilungsplatte 620 das Gehäuse 600 in einen Raum für die Spule auf der Bodenseite 500 zum Aufnehmen der Spule auf der Bodenseite L51 und einen Raum für den Sensor 800 zum Aufnehmen des Sensors 810, der vertikal oberhalb des Raums für die Spule auf der Bodenseite 500 angeordnet ist, teilt. Der Sensor 810 ist an der Teilungsplatte 620 angeordnet, ohne den oberen Innenflächenabschnitt des Gehäuses 600 in dem Raum für den Sensor 800 zu berühren. Daher wird der Raum für den Sensor 800 von dem Pfeiler 650 gestützt, weshalb das Belastungsverhalten der Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 sichergestellt werden kann. Ferner kann in dem Raum für den Sensor 800, da zwischen dem Innenflächenabschnitt des Gehäuses 600 an der Seite, an der das Fahrzeug aufrollt, und dem Sensor 810 eine Lücke sichergestellt werden kann, die externe Last wie etwa ein Stoß oder eine Last, wenn das Fahrzeug aufrollt, daran gehindert werden, unmittelbar auf den Sensor 810 übertragen zu werden. Daher ist es möglich, das Belastungsverhalten der Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 sicherzustellen, während die Übertragung einer Last auf den in der Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 verbauten Sensor 810 verhindert wird, wenn eine externe Last aufgebracht wird.

Bei der Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die in dem Fahrzeug vorgesehene Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite 400 und die Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite 300, die eine Zufuhr und einen Empfang von elektrischem Strom zwischen sich und der Stromversorgungsvorrichtung an der Fahrzeugvorrichtung 400 drahtlos durchführt, vorgesehen. Die Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite 300 ist mit der Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 bereitgestellt, welche die Spule auf der Bodenseite L51 aufweist, die eine Spule ist, die eine Zufuhr und einen Empfang von Wechselstrom über das Magnetfeld durchführt. Dadurch kann die bidirektionale Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung S3 erhalten werden, wobei das Belastungsverhalten der Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 sichergestellt wird und gleichzeitig die Übertragung einer Last auf einen in der Spuleneinheit auf der Bodenseite L5 verbauten Sensor 810 verhindert wird, wenn eine externe Last aufgebracht wird.

Obenstehend ist die vorliegende Erfindung auf Grundlage der Ausführungsformen beschrieben, die vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die obenstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Änderungen und Variationen durchgeführt werden.

Beispielsweise werden bei der neunten und zehnten Ausführungsform die Ausgestaltungen des Sensors 810 und des Gehäuses 600 dahingehend beschrieben, um die gleichen zu sein wie bei der ersten Ausführungsform, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt und es können auch die Ausgestaltungen des Sensors 810 und des Gehäuses 600 der zweiten bis siebten Ausführungsform verwendet werden. Ferner können die Stromempfangsspule L12 der neunten Ausführungsform und die Spule auf der Bodenseite L51 der zehnten Ausführungsform die charakteristische Ausgestaltung der Stromzufuhrspule L11 der achten Ausführungsform verwenden.

Ferner ist die fünfte Ausführungsform mithilfe eines Beispiels, bei dem eine Vielzahl von Sensoren 810 mithilfe ringförmiger Spulen gebildet ist, beschrieben, ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und die Vielzahl von Sensoren 810 kann auch durch Printspulen gebildet sein. Dabei wird unter Bezugnahme auf 18 ein Fall beschrieben, bei dem eine Vielzahl von Sensoren 810 durch Printspulen gebildet wird. Wie in 18 gezeigt ist, wird eine Vielzahl von Sensoren 810 durch Drucken von Leitungsmustern von Printspulen auf ein Substrat gebildet. Printspulen, welche die Vielzahl von Sensoren 810 darstellen, werden in einer Matrixform auf dem Substrat gebildet, und in diesem Beispiel werden insgesamt 25 Printspulen von 5 Reihen und 5 Säulen gebildet. Auf dem Substrat werden in der Mitte jeder Printspule Öffnungen gebildet, die in Vertikalrichtung durchdringen, und eine Vielzahl von Pfeilern 650 gelangt durch die Öffnungen, um sich jeweils in Vertikalrichtung zu erstrecken. Bei dem vorliegenden Beispiel kann, ähnlich der fünften Ausführungsform, der Bereich, in dem das Objekt von den Sensoren 810 detektiert werden kann, verbreitert werden.

Die Stromzufuhrspuleneinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann neben Elektrofahrzeugen in einem mobilen Objekt, wie etwa automatisch gelenkten Fahrzeugen, angewendet werden.

Bezugszeichenliste

S1, S2, S3
Drahtlos-Stromübertragungsvorrichtung
100, 101
Drahtlos-Stromzufuhrvorrichtung
200, 201
Drahtlos-Stromempfangsvorrichtung
210
Gehäuse
220
magnetisches Abschirmungsmaterial
230
Gleichrichter
240
Ladevorrichtung
250, 251, 252, 260, 261
elektrische Speichervorrichtung
270
handelsübliche Stromversorgung
300
Stromversorgungsvorrichtung auf der Bodenseite
310
erster Stromwandler
400
Stromversorgungsvorrichtung an der Fahrzeugseite
410
zweiter Stromwandler
INV, INV2
Wechselrichter
L1, L3
Stromzufuhrspuleneinheit
L11
Stromzufuhrspule
L2, L4
Stromempfangsspuleneinheit
L12
Stromempfangsspule
L5
Spuleneinheit auf der Bodenseite
L51
Spule auf der Bodenseite
L6
Spuleneinheit an der Fahrzeugseite
L61
Spule an der Fahrzeugseite
500
Raum für Spule auf der Bodenseite
VG
Stromversorgung
600
Gehäuse
610
oberer Abschnitt
620
Teilungsplatte
630
oberer Abschnitt
640
Seitenflächenabschnitt
650
Pfeiler
660
vorstehender Teil
700
Raum für Stromzufuhrspule
800
Raum für Sensor
810
Sensor
900
Raum für Stromzufuhrspule