JP6291213B2

JP6291213B2 - 電源供給装置

Info

Publication number: JP6291213B2
Application number: JP2013219937A
Authority: JP
Inventors: 田中　信吾; 信吾田中
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2033-10-23
Also published as: JP2015082909A

Description

本発明は、電源供給装置に係り、特に、ケーブルの両端をバッテリの電気接続部に接続して、前記ケーブルを介して電源供給を行う電源供給装置に関するものである。

バッテリが上がってエンジンが始動できない場合には、ブースターケーブルを介して救護車のバッテリと故障車のバッテリやエンジンとを接続した状態で、エンジンを始動している（例えば、特許文献１、２に記載）。このとき、ブースターケーブルの両端を救護車や自車のバッテリ、エンジンの端子（電気接続部）に接続する作業が必要となる。

しかしながら、従来のブースターケーブルの端末や車両に搭載されたバッテリ、エンジンの端子は、金属部分がむき出しのため、感電などの危険性がある。通常の１２Ｖバッテリを搭載した車でも危険だが、ＥＶ車ではバッテリの電圧はさらに高く、感電の危険が高くなる、という問題があった。

特開２００６−５０８４２号公報特開２０００−３５８３０４号公報

そこで、本発明は、ケーブル接続作業を安全に行うことができる電源供給装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、ケーブルの両端をバッテリの電気接続部に接続して、前記ケーブルを介して電源供給を行う電源供給装置であって、前記バッテリは、バッテリ本体と、前記バッテリ本体の収容ケースに取り付けられた前記電気接続部と、を備え、前記ケーブルの両端及び前記バッテリの電気接続部には各々、コイルと、コイルを覆う絶縁性のハウジングと、が設けられ、前記ケーブルの両端及び前記バッテリの電気接続部に設けられたコイル間での非接触給電により前記電源供給を行うことを特徴とする電源供給装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記バッテリは、車両に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置に存する。

請求項３記載の発明は、前記ケーブルの両端及び前記バッテリの電気接続部に設けられたハウジングは、互いに嵌合することを特徴とする請求項１又は２に記載の電源供給装置に存する。

以上説明したように請求項１又は２記載の発明によれば、ケーブルの両端、バッテリの電気接続部に設けたコイルを覆うハウジングを近づけて、コイル間の非接触給電により電源供給を行うことができる。しかも、コイルが絶縁性のハウジングで行われるため、ケーブル接続作業を安全に行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、ケーブルの両端及びバッテリの電気接続部に設けられたハウジング同志を嵌合させることにより、互いのコイルを電源供給効率の良い位置に配置できる。

本発明の電源供給装置を用いて救護車から電源供給を受けている故障車の状態図である。図１に示す電源供給装置の電気構成図である。図１に示す電源供給装置を構成するバッテリとケーブルとの概略斜視図である。ケーブルの端末及びバッテリの端子に設けられたハウジングの詳細を示す斜視図である。

以下、本発明の電源供給装置について図１〜図４を参照して説明する。本発明の電源供給装置１は、図１などに示すように、ブースターケーブル２（＝ケーブル）の両端に設けた端末２２を救護車Ｃａｒ１及び故障車Ｃａｒ２にそれぞれ搭載されたバッテリＢ１及びＢ２（＝電源）の電気接続部３２に接続して、ブースターケーブル２を介して救護車Ｃａｒ１のバッテリＢ１から故障車Ｃａｒ２のバッテリＢ２に電源を供給する装置である。

図１などに示すように、電源供給装置１は、救護車Ｃａｒ１及び故障車Ｃａｒ２に搭載されたバッテリＢ１及びＢ２と、バッテリＢ１及びＢ２間に接続されるケーブルとしてのブースターケーブル２と、を備えている。バッテリＢ１及びバッテリＢ２はそれぞれ、バッテリ本体３１と、バッテリ本体３１に電気的に接続するための電気接続部３２（図３等参照）と、をそれぞれ備えている。

電気接続部３２は各々、図３などに示すように、バッテリ本体３１の収容ケースに取り付けられている。電気接続部３２には、図３及び図４に示すように、コイルＣｏ１と、コイルＣｏ１を覆う絶縁性のハウジング３２Ａと、が設けられている。

コイルＣｏ１は、例えば、導線をスパイラル状に巻いて構成されている。ハウジング３２Ａは、樹脂などから構成され、バッテリ本体３１の収容ケースの上面に取り付けられている。ハウジング３２Ａは、コイルＣｏ１全体を覆い、コイルＣｏ１を露出しないように設けられている。ハウジング３２Ａは、図４に示すように、立方体状に設けられ、その上面に嵌合溝３２Ａ−１が設けられている。この嵌合溝３２Ａ−１は、その溝幅が底面に近づくに従って広くなるように設けられている。

また、電気接続部３２には、図２に示すように、コイルＣｏ１に並列接続された共振周波数調整用のコンデンサＣ１と、ＤＣ／ＡＣコンバータ３２Ｂと、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２Ｃと、切替スイッチＳＷと、が設けられている。これらコンデンサＣ１、ＤＣ／ＡＣコンバータ３２Ｂ、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２Ｃ及び切替スイッチＳＷは、ハウジング３２Ａ内に収容されていてもよいし、ハウジング３２Ａとは別の場所に設けてもよい。

上記コンデンサＣ１は、コイルＣｏ１に並列に接続され、コイルＣｏ１と共に共振回路を形成している。本実施形態では、コンデンサＣ１は、コイルＣｏ１と並列接続しているが、直列接続するようにしてもよい。

ＤＣ／ＡＣコンバータ３２Ｂは、バッテリ本体３１からの直流電力を交流電力に変換して、コイルＣｏ１及びコンデンサＣ１に供給する。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２Ｃは、コイルＣｏ１が受電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ本体３１に供給する。

切替スイッチＳＷは、バッテリ本体３１の接続をＤＣ／ＡＣコンバータ３２Ｂ及びＡＣ／ＤＣコンバータ３２Ｃ間で切り替えるためのスイッチである。切替スイッチＳＷは、図２に示すように、搭載されている車両が救護車Ｃａｒ１にあたる場合はＤＣ／ＡＣコンバータ３２Ｂに切り替えられ、搭載されている車両が故障車Ｃａｒ２にあたる場合はＡＣ／ＤＣコンバータ３２Ｃに切り替えられる。

ブースターケーブル２は、図１に示すように、ケーブル本体２１と、ケーブル本体２１の両端に設けられた一対の端末２２と、を備えている。ケーブル本体２１は、図２に示すように、電源線Ｌ１及びグランド線Ｌ２と、これを覆う絶縁被覆（図示せず）から構成されている。

一対の端末２２には各々、図４に示すように、電源線Ｌ１及びグランド線Ｌ２に両端が接続されたコイルＣｏ２と、コイルＣｏ２を収容する絶縁性のハウジング２２Ａと、が設けられている。

コイルＣｏ２は、例えば、導線をスパイラル状に巻いて構成されている。ハウジング２２Ａは、樹脂などから構成され、コイルＣｏ２全体を覆い、コイルＣｏ２を露出しないように設けられている。このハウジング２２Ａは、図４に示すように、立方体状に設けられ、その一面に上述したハウジング３２Ａの嵌合溝３２Ａ−１に嵌合する嵌合突起２２Ａ−１が設けられている。この嵌合突起２２Ａ−１は、その幅が突出方向に向かうに従って広くなるように設けられている。

上述したバッテリＢ１、Ｂ２の電気接続部３２に設けたハウジング３２Ａの嵌合溝３２Ａ−１と、ブースターケーブル２の端末２２に設けたハウジング２２Ａの嵌合突起２２Ａ−１と、を嵌合させると、コイルＣｏ１及びＣｏ２が同軸上に対向する。また、嵌合溝３２Ａ−１の溝幅を底面に向かうに従って広く設け、嵌合突起２２Ａ−１の幅を突出方向に向かうに従って広く設けることにより、嵌合溝３２Ａ−１と嵌合突起２２Ａ−１とを嵌合させた際に、嵌合が外れにくくなっている。

また、端末２２には、図２に示すように、コイルＣｏ２に並列接続された共振周波数調整用のコンデンサＣ２が設けられている。コンデンサＣ２は、ハウジング２２Ａ内に収容されていてもよいし、別の場所に設けられていてもよい。また、コンデンサＣ２は、コイルＣｏ２に並列に接続され、コイルＣｏ２と共に共振回路を形成している。本実施形態では、コンデンサＣ２は、コイルＣｏ２と並列接続しているが、直列接続するようにしてもよい。

なお、コンデンサＣ１及びＣ２は、コンデンサＣ１及びコイルＣｏ１から成る共振回路と、コンデンサＣ２及びコイルＣｏ２から成る共振回路と、の共振周波数がＤＣ／ＡＣコンバータ３２Ｂが変換した交流電源の周波数に一致するようなキャパシタンスに調整されている。

次に、上述した電源供給装置１の動作について説明する。まず、図２に示すように、救護車Ｃａｒ１側の切替スイッチＳＷをＤＣ／ＡＣコンバータ３２Ｂに切り替え、故障車Ｃａｒ２側の切替スイッチＳＷをＡＣ／ＤＣコンバータ３２Ｃに切り替える。次に、救護車Ｃａｒ１に搭載されたバッテリＢ１のハウジング３２Ａに設けた嵌合溝３２Ａ−１と、ブースターケーブル２の一方の端末２２に設けたハウジング２２Ａの嵌合突起２２Ａ−１と、を嵌合させる。これにより、バッテリＢ１、Ｂ２に設けたハウジング３２Ａ内のコイルＣｏ１と、ブースターケーブル２の端末２２に設けたハウジング２２Ａ内のコイルＣｏ２と、が同軸上に対向する。

こそして、救護車Ｃａｒ１のバッテリ本体３１からの直流電力がＤＣ／ＡＣコンバータ３２Ｂにより交流電力に変換され、コイルＣｏ１及びコンデンサＣ１に供給される。これにより、バッテリＢ１の電気接続部３２に設けたコイルＣｏ１とブースターケーブル２の一方の端末２２に設けたコイルＣｏ２とが磁界共鳴して、コイルＣｏ１からコイルＣｏ２に非接触で電力が供給される。

コイルＣｏ２が受電した交流電力は、電源線Ｌ１及びグランド線Ｌ２を介して、他方の端末２２に設けたコイルＣｏ２に供給される。これにより、ブースターケーブル２の他方の端末２２に設けたコイルＣｏ２と、故障車Ｃａｒ２のバッテリＢ２の電気接続部３２に設けたコイルＣｏ１とが磁界共鳴して、コイルＣｏ２からコイルＣｏ１に非接触で電力が供給される。

コイルＣｏ１で受電された交流電力は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２Ｃで直流電力に変換されて故障車Ｃａｒ２のバッテリＢ１に供給される。これにより、故障車Ｃａｒ２のバッテリＢ１に接続されたエンジンを始動することができる。

上述した実施形態によれば、ブースターケーブル２の端末２２、バッテリＢ１、Ｂ２の電気接続部３２に設けたコイルＣｏ１、Ｃｏ２を覆うハウジング２２Ａ、３２Ａを近づけて、コイルＣｏ１、Ｃｏ２間の非接触給電により電源供給を行うことができる。しかも、コイルＣｏ１、Ｃｏ２が絶縁性のハウジング２２Ａ、３２Ａで行われるため、ケーブル接続作業を安全に行うことができる。

なお、従来のように、ブースターケーブル２の端子金具と、バッテリＢ１、Ｂ２の金属端子と、を接続させる接触型の給電技術であっても、ブースターケーブル２とバッテリＢ１、Ｂ２との端子金具、金属端子を覆うハウジングをそれぞれに設けることにより、ある程度、危険性のないケーブル接続は可能である。しかしながら、接触型の給電技術の場合、ブースターケーブル２の端子金具と、バッテリＢ１、Ｂ２の金属端子と、を接触させる必要があり、ハウジングの形状に制限がある。このため、端子金具や金属端子を完全に覆うことができない。これに対して、本発明のようにコイルＣｏ１、Ｃｏ２の非接触給電技術を採用することにより、ハウジングの形状の自由度が高くなる。

また、上述した実施形態によれば、ブースターケーブル２の端末２２及びバッテリＢ１、Ｂ２の電気接続部３２に設けられたハウジング２２Ａ、３２Ａ同志を嵌合させることにより、互いのコイルＣｏ１、Ｃｏ２が同軸上に並べられて電源供給効率の良い位置に配置できる。

なお、上述した実施形態によれば、コイルＣｏ１、Ｃｏ２を覆うハウジング２２Ａ、３２Ａを嵌合していただけであったが、これに限ったものではない。例えば、ハウジング２２Ａ、３２Ａに互いに係止する係止爪、係止孔などの周知のロック機構を設けて、充電中にハウジング２２Ａ、３２Ａ同志の嵌合が外れないようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、ハウジング３２Ａは、バッテリＢ１、Ｂ２の収容ケースに取り付けられていたが、これに限ったものではない。例えば、バッテリ本体３１とは別のエンジンルームに配置された電気接続箱内に取り付けるようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、ブースターケーブル２によって救護車Ｃａｒ１のバッテリＢ１と故障車Ｃａｒ２のバッテリＢ２とを接続していたが、これに限ったものではない。本発明は、２台の車のうち一方の車から他方の車へケーブルを用いて電力を供給するものであれば、適用することができる。例えば、ブースターケーブル２によって救護車Ｃａｒ１のバッテリＢ１と故障車Ｃａｒ２のエンジン（電気機器）とを接続するようにしてもよい。この場合、エンジンに上述したコイルＣｏやハウジングなどが設けられた電気接続部３２が設けられている。

また、上述した実施形態では、コイルＣｏ１、Ｃｏ２はいわゆる磁界共鳴式の非接触給電を行っていたが、これに限ったものではない。コイルＣｏ１、Ｃｏ２間が非接触で給電できればよく、電磁誘導式の非接触給電を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、コイルＣｏ１、Ｃｏ２は、スパイラル状に設けられていたが、これに限ったものではない。コイルＣｏ１、Ｃｏ２としては、非接触給電できるような形状であればよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１電源供給装置
２ブースターケーブル（ケーブル）
２２端末（両端）
２２Ａハウジング
３２電気接続部
３２Ａハウジング
Ｂ１バッテリ（電源）
Ｂ２バッテリ（電源）
Ｃｏ１コイル
Ｃｏ２コイル
Ｃａｒ１救護車（車両）
Ｃａｒ２故障車（車両）

Claims

ケーブルの両端をバッテリの電気接続部に接続して、前記ケーブルを介して電源供給を行う電源供給装置であって、
前記バッテリは、バッテリ本体と、前記バッテリ本体の収容ケースに取り付けられた前記電気接続部と、を備え、
前記ケーブルの両端及び前記バッテリの電気接続部には各々、コイルと、コイルを覆う絶縁性のハウジングと、が設けられ、
前記ケーブルの両端及び前記バッテリの電気接続部に設けられたコイル間での非接触給電により前記電源供給を行う
ことを特徴とする電源供給装置。
前記バッテリは、車両に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
前記ケーブルの両端及び前記バッテリの電気接続部に設けられたハウジングは、互いに嵌合する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源供給装置。