JP2010022183A

JP2010022183A - 電気自動車及びそれに好適な車両用誘導送電装置

Info

Publication number: JP2010022183A
Application number: JP2008215347A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Tanaka; 正一田中
Original assignee: SURI AI KK; Suri Ai KK
Current assignee: SURI AI KK; Suri Ai KK
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2010-01-28

Abstract

【課題】構成が簡素であり、送電効率に優れた車両用誘導送電装置を提供すること。
【解決手段】地上側に埋設されたH形又は梯子形の磁性コアである固定コア１の横バー１３に送電コイル１４を巻回し、車両底面から降下して固定コア１のバー１１、１２に接する移動コア２の横バー２３に受電コイル２４を巻回する。移動コア２は、車両進行方向へ延在する固定コア１のバー１１、１２に接する男性及び軟磁性をもつ車輪状の磁束入力コア２１、２２と、これら磁束入力コア２１、２２を磁気的に結合する車軸状の横バー２３とをもつ。これにより、簡素な構成で送電効率が優れた車両用誘導送電装置を実現することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁誘導により地上側から走行中又は停車中又は駐車中の車両に電力エネルギーを送電する車両用誘導送電装置に関する。本発明の車両用誘導送電装置は、道路、パーキングスペース又は屋内に設置されて電動車両に走行電力を給電する。なお、本発明の電気自動車は、道路側から電磁誘導給電される他に、たとえばエンジンや燃料電池のごとき搭載エネルギー発生手段により走行エネルギーを発生することもできる。

電磁誘導により地上側から走行中の車両に電力エネルギーを送電する車両用誘導送電装置が、工場内の自動搬送車への給電、道路走行電気自動車への給電、駐車中の自動車への給電に採用される。この車両用誘導送電装置の採用により、特に電動車両の小型軽量化及び製造コスト低減とエネルギー消費の節約を実現する。更に、車載蓄電装置の小型化は、走行モータを含む車両重量を軽減して車輪摩擦抵抗の低減と、走行必要エネルギーの節約も実現する。その他、充電の手間が要らず、大容量蓄電装置の安全性確保問題及びその劣化問題も軽減できる効果も期待することができる。
走行自動車に対する車両用誘導送電装置が下記の特許文献１に記載されている。この特許文献１は、道路に多数の送電コイルを一列に配置し、受電コイルを通過する車両の下の送電コイルに選択給電することを提案している。停車する自動車に対する車両用誘導送電装置が、下記の特許文献２に記載されている。この特許文献２は、交差点近傍に停車する車両の受電コイルに道路埋設スパイラルコイルを通じて誘導給電する。道路の延長方向に配置されたケーブルの磁界により車両に給電する方式が下記の特許文献３に記載されている。列車の側面に沿いつつ進行方向に延設される高周波ケーブルに軟磁性の固定コアを設け、この固定コアに所定ギャップを隔てて対面する軟磁性の移動コアを車両に設ける方式が鉄道技術において提案されている。車両側の受電コイルを車輪により垂直移動可能に支持することにより、受電コイルと道路側の給電コイルとの間に一定幅のギャップを確保すること下記の特許文献４に記載されている。

従来の車両用誘導送電装置として、磁性コアを用いないコアレス方式と、磁性コアを用いるコア方式とが知られている。コア方式として、車両側に磁性コアを設ける移動コア方式、固定側に磁性コアを設ける固定コア、固定側に固定コアを車両側に移動コアを設けるダブルコア方式が知られている。ダブルコア方式はエアギャップ長を短縮できるため、無効電力やスイッチング損失を減らして電力伝送効率を向上することができる。
ＵＳＰ５４３１２６４特開２００５−７３３１３号公報特開平０７−１７０６１２号公報実公平７−２２９６１号公報

しかしながら、従来のダブルコア方式は、固定コア及び移動コアの対抗面に磁束を集中させるため、固定コアと移動コアとの水平方向の位置ずれが大きくなると、送電効率が大幅に減少してしまうという問題があった。一般の車両の走行軌跡は、列車のそれとは異って水平面内におけるバリエーションが大きいため、車両の走行軌跡の変化により送電効率は大幅に低下してしまう。この効率低下を防ぐためには、固定コア及び移動コアの水平面積を増大すればよいが、この場合には、固定コア及び移動コアの使用量及びコイル導体の総延長が大幅に増大し、また漏れインダクタンスの増加により励磁損失も増大し、銅損も増大してしまう。コアレス方式は、給電コイルと受電コイルとの電磁結合係数が低下して伝送効率の向上が容易ではないと言う問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、簡素な構造と良好な送電効率をもつ車両用誘導送電装置を開発することをその目的としている。
また、上記車両用誘導送電装置により走行する電気自動車において、たとえば田舎へのドライブなど道路やパーキングスペースに車両用誘導送電装置が設備されていない地域では、電気自動車が走行不能となってしまう可能性があった。といって、電気自動車に大容量の蓄電装置を搭載することは、上記車両用誘導送電装置の利点の大部分が消えてしまい、車両が大型大重量となってしまうという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、小型の蓄電装置を搭載するにもかかわらず車両用送電装置の設備が無い地域の走行も可能な電気自動車を提供することをその目的としている。

上記目的を達成するために、車両用誘導送電装置に関する複数の発明が下記に記載される。車両用誘導送電装置に関する各発明は１２個の独立発明とこの車両用誘導送電装置の利用が好適な電気自動車に関する２つの独立発明を含む。これらは、一緒に実施されることが好適であるためこの明細書にまとめて記載される。
各発明の車両用誘導送電装置は、走路に固定された軟磁性の固定コアと、固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、車両に設けられて固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置に適用される。この種の車両用誘導送電装置は、たとえば上記特許文献４に記載されるように、公知となっている。なお、ここで言う固定コアと移動コアとの対面は、両コア間で磁束を授受できるなら、小ギャップを隔てての対面でもよく、接触状態の対面でもよい。

第１発明の車両用誘導送電装置において、受電ユニットは、走路又は前記固定コア上を回転走行する車輪を有するとともに移動コア及び受電コイルを移動させる受電車と、走路幅方向へ相対移動可能かつ走路高さ方向へ相対移動可能に車両と受電車の底部とを連結するとともに車両と固定コアとの間の走路幅方向位置ずれ量よりも受電車と固定コアとの間の走路幅方向位置ずれ量を減少させる向きに受電車を付勢する受電車支持機構とを有し、受電車支持機構は、受電車と車両との間の高さ方向距離を変更することなく受電車を車両に対して少なくとも車両の幅方向へ相対移動させることができ、かつ、車両に対して受電車を走路平行方向に相対移動することなく受電車を車両に対して走路高さ方向へ相対変位させることができる連結構造を有し、連結構造により前記車両に連結されることを特徴としている。
端的に言えば、この発明は、受電車を車両に対して水平移動可能かつ垂直移動可能に車両の底部に連結し、かつ、受電車を固定コアに近接する向きに付勢する手段をもつ。このようにすれば、車両が固定コアに対して走路幅方向へずれても、受電車は固定コアの直上を走行することができる。したがって、固定コア及び移動コアの走路幅方向の幅が狭くても良好な電力伝送効率を確保することができる。また、固定コア及び移動コアの走路幅方向の幅を狭くできるため、給電コイル及び受電コイルを小型化することができ、それらの漏れインダクタンスも小さくできるので、製造コストの低減と、励磁損失の低減とを実現することができる。また、車両の自由な操縦も可能となる。更に、本発明によれば、走路の傾斜や凹凸により車両が高さ方向に変位しても、固定コアと移動コアとの間の垂直方向ギャップの距離を安定かつ良好を維持することができるので、高い電力伝送効率を維持することができる。

なお、「車両と固定コアとの間の走路幅方向位置ずれ量よりも受電車と固定コアとの間の走路幅方向位置ずれ量を減少させる向きに受電車を付勢する」受電車支持機構としては、パッシブ方式とアクティブ方式とが可能である。パッシブ方式では、送電コイルへの通電により生じる固定コアの磁気吸引力が利用される。すなわち、軟磁性の移動コアは、固定コア近傍において強く固定コアに吸引されるため、この移動コアは、上記「車両と固定コアとの間の走路幅方向位置ずれ量よりも受電車と固定コアとの間の走路幅方向位置ずれ量を減少させる向きに受電車を付勢する」を構成することができる。その他、アクティブ方式では、受電車を走路幅方向へ直線移動させたり、受電車を水平面で旋回させたりするモータやリニアアクチエータが採用される。上記したパッシブ方式においてもアクティブ方式においても、受電車は、走路幅方向に変位自在に車両に連結される必要がある。
好適な態様において、前記受電車は、進行方向へ配列された前記移動コアと、前記移動コアを垂直移動可能に支持するフレームと、前記フレームを支持する車輪とを有し、前記車輪は、前記移動コアの下端と前記固定コアの上端との間のギャップを所定量確保する径を有する。このようにすれば、移動コアが上下方向に移動可能であるため、固定コア上に異物が有ったり、固定コアの上面が平坦でない場合でも移動コアの下面と固定コアの上面との摩擦を低減することができる。
好適態様において、移動コアは、前後方向に配列された複数の小ブロックに区分され、これらの小ブロックに一つの受電コイルが巻装され、各小ブロックは独立に上下変位可能となっている。これにより、上記異物によるギャップ増加の悪影響を低減することができる。
好適な態様において、移動コアの左右側面に溝が形成され、この溝に上下変位可能に移動コア支持用のフックが挿入される。これにより、移動コアを簡素な機構により上下変位可能に支持することができる。
好適な態様において、受電車は、進行方向へ配列された複数の移動コアを個別に支持するとともに互いに高さ方向へ相対変位可能に進行方向へ連結される複数の小型受電車からなる受電列車により構成されている。このようにすれば、固定コア又は走路がその延在方向へ凹凸を有している場合や、障害物が存在する場合でも、各小型受電車は良好に受電することができる。また、固定コアが水平面内にて湾曲していても良好に受電することができる。

好適な態様において、受電車支持機構は、受電車と車両の底部とを連結して車両後方かつ下方へ斜めに延在する連結バーを有し、受電車は、連結バーの先端部に水平回動自在に連結され、連結バーは、車両の底部に水平回動自在かつ垂直回動自在に連結される。このようにすれば、車両が固定コアから車両幅方向に位置ずれしても、移動コアと固定コアとの間の良好な電磁誘導を確保することができる。特に、車両方向が固定コアの延在方向に対してずれても受電車の姿勢を良好に固定コアの延在方向に合わせることが可能となる。更に、走路が上下方向に傾斜したり、車両が障害物を踏んだり、タイヤ圧が変動しても受電車と固定コアとの間の垂直方向ギャップを良好に維持することができる。受電車支持機構は、車両と固定コアとの間の走路幅方向位置ずれ量よりも受電車と固定コアとの間の走路幅方向位置ずれ量を減少させる向きに受電車を付勢する。一例において、この付勢力は、受電車に固定されて固定コアに対して磁気吸引力を発生する永久磁石又は電磁石からなる。又は、後述する受電車横移動装置によりこの付勢力を発生させても良い。
好適な態様において、受電車支持機構は、受電車を昇降させる受電車昇降装置を有する。このようにすれば、給電ユニットが存在しない場合に受電車を上昇させて無駄な損失を低減することができる。
好適な態様において、受電車支持機構は、受電車を車両幅方向へ移動させる受電車横移動装置を有する。好ましくは、この受電車横移動装置は連結バーを水平回動させるモータ、又は、連結バーを車両幅方向へ移動させるリニアアクチエータとされる。このようにすれば、車両が車両進行方向に対して直角な水平方向すなわち左右方向にずれても、この受電車横移動装置が受電車を逆向きに移動させることができるので、良好な電力伝送効率を確保することができる。
好適な態様において、受電車支持機構は、固定コアに対する移動コアの走路幅方向の位置ずれ量を検出する横ずれ検出センサを有し、受電車横移動装置は、検出した位置ずれ量に応じて受電車を位置ずれを解消する向きに付勢する。このようにすれば、受電車を正確に固定コアの直上に保持することができる。
好適な態様において、横ずれ検出センサは、固定コアに対する移動コアの走路幅方向の距離を磁気的に検出する磁気センサからなる。すなわち、車両用誘導送電装置の固定コアは、透磁率が高いため、磁気センサにより正確に横ずれ量を検出することができる。

好適な態様において、磁気センサは、移動コアに巻装された位置ずれ検出用のコイルと、位置ずれ検出用のコイルの電圧に基づいて位置ずれ量を検出する横ずれ検出回路とを有する。コイルには高周波の交流電流が通電される。この交流電圧としては、送電コイルから出力される送電電力により位置ずれ検出用コイルに誘導される電力であってもよい。このようにすれば、位置ずれ量を良好に検出することができる。
好適な態様において、受電コイルは、位置ずれ検出用のコイルを兼ねるか又は位置ずれ検出用コイルと同軸に巻装される。このようにすれば、構成を簡素化することができる。たとえば、受電コイルは、給電コイルからの受電により誘導電圧がその両端に生じるので、この誘導電圧の大きさにより位置ずれ量を推定することができる。
好適な態様において、固定コアは、走路に露出する左右一対の磁束出力コアを有し、移動コアは、下端が一対の磁束出力コアに個別に近接乃至接触する左右一対の磁束入力コアと、一対の磁束入力コアを磁気的に接続するとともに受電コイルが巻回されたコイル巻装コアとを有し、一対の磁束入力コアは、軟磁性材料により車輪状に形成されて一対の磁束出力コアの上面に接触しつつ回転し、コイル巻装コアは、軟磁性材料により車輪状に形成されて一対の磁束出力コアを磁気的に連結する。このようにすれば、固定コアと移動コアとが相対回転速度を減らしつつ接触させることができるので、励磁電流を低減し、かつ、摩擦、摩耗も低減することができる。更に、固定コアと移動コアとの磁気吸引力を受電車支持機構の位置ずれ低減力として利用することができる。
好適な態様において、車輪状の磁束入力コアは、電動車の車輪を兼ねる。これにより構造を簡素化することができる。
好適な態様において、車輪状の磁束入力コアは、輪板状の軟磁性鋼板を軸方向に積層されて構成されている。これにより、径方向への磁束通過を可能とするとともに、簡素な構造にて鉄損及び車輪の摩耗を減らすことができる。
好適な態様において、車軸状のコイル巻装コアの両端部は、径外方向へ延在して磁束入力コアの内周面に密着するスポーク部（２３２）を有する。このようにすれば、車軸状のコイル巻装コアと車輪状の磁束入力コアとの磁束授受を低鉄損にて行うことができる。
好適な態様において、固定コアは、走路に露出する左右一対の磁束出力コアを有し、移動コアは、プレート状に形成されて前後方向へ延在するとともに小ギャップを隔てて一対の磁束出力コアの上面に対面する。このようにすれば、低鉄損にて移動コアと固定コアとの磁束授受を実現することができる。
好適な態様において、固定コアは、走路に露出する左右一対の磁束出力コアを有し、移動コアは、下端が一対の磁束出力コアに個別に接触する左右一対の車輪状の磁束入力コア（５９２）と、車輪状の一対の磁束入力コア（５９２）に小ギャップを隔てて対面する左右一対の縦バー（５１１）と、左右一対の縦バー（５１１）を磁気的に連結する横バー（５１４）とを有し、受電コイル（２４）は、横バー（５１４）に巻装されている。このようにすれば、走路に露出する一対の磁束出力コアと車輪状の磁束入力コアとの間の磁気抵抗を減らすとともに、一対の車輪状の磁束入力コア間に円滑に磁束を流通させることができる。
好適な態様において、車輪状の磁束入力コア（５９２）は、輪板状の軟磁性板を軸方向に積層して構成され、左右一対の縦バー（５１１）は、前記磁束入力コア（５９２）の外周面に小ギャップを隔てて対面する。このようにすれば、鉄損を低減することができる。

第２発明の車両用誘導送電装置は、固定コアが、上端面が走路の一部を構成するとともに互いに所定間隔を隔てて走路延在方向へ平行に延設される一対の磁束出力コアと、走路に埋設されて一対の磁束出力コアの所定部位同士を磁気的に接続するとともに送電コイルが巻装された一つ又は複数のコイル巻装コアとを有し、移動コアは、下端が一対の磁束入力コアに個別に近接乃至接触する一対の磁束入力コアと、一対の磁束入力コアを磁気的に接続するとともに受電コイルが巻回されたコイル巻装コアとを有していることを特徴としている。
端的に言えば、この発明の固定コアと移動コアとは、走路方向に長い略Ｈ形又は梯子形に形成され、給電コイルと受電コイルとは、走路幅方向に延在する横バーである磁束出力コアに巻装されている。
給電コイルが固定コアの横バー（コイル巻装コア）に形成した磁束は、走路方向へ長く延在する磁束出力コアを通じて走路方向へ流れる。この磁束は、走路方向へ長く延在する磁束入力コアを通じて移動コアの横バー（コイル巻装コア）に流れて受電コイルに誘導電圧を発生させる。これにより、固定コア及び移動コアを小型とし、給電コイル及び受電コイルを小型化し、かつ、車両を走路方向へ移動しても、給電コイルと受電コイルとの間で必要量の磁束と鎖交することができる。
鉄損及び銅損を無視して理想的に考えた場合、受電コイルの誘導電圧Ｅは、受電コイルのターン数をＮ、周波数をｆ、両コイルと鎖交する最大磁束量をΦｍとする時、Ｎ・２πｆ・Φに比例する。受電コイルの負荷抵抗をｒとし、受電コイルの電気抵抗等を無視する時、受電コイルの出力電力は、Ｎ・Ｎ・４・π・π・ｆ・ｆ・Φｍ・Φｍ／ｒとなる。つまり、電力伝送量を増大するためには、磁束量Φｍ、周波数ｆ、ターン数Ｎのどれかを増大すればよい。周波数及びターン数を材料が許容する範囲で増大することにより、送電電力あたりの最大磁束量を減らし、出力あたりの各種損失を減らすことができる。周波数の２乗に比例して鉄損が増大するが、送電電力も周波数の２乗に略比例して増大する。送電電力あたりの軟磁性材料の重量は、周波数の２乗に逆比例して減少する。周波数は１〜数十ｋＨｚとすることができる。固定コアの磁束出力コアは走路表面（路面）に露出してすることが好適である。なお、互いに平行に３本以上の磁束出力コアを設けることも可能である。

好適な態様において、一対の磁束出力コアは、固定コアのコイル巻装コアよりも走路延在方向へ長く形成されている。これにより、固定コアの励磁のための給電回路数を減らすことができる。
好適な態様において、磁束入力コアは、移動コアのコイル巻装コアよりも長く形成されている。このようにすれば、受電コイル及び移動コアを大型化することなく、固定コアと移動コアとの対面面積を増大することができる。
好適な態様において、磁束出力コアは、磁束入力コアよりも走路延在方向へ長く形成されている。これにより、給電コイル及び給電回路を減らすことができる。
好適な態様において、磁束出力コアの上面は粗面化されている。これにより、車両のタイヤがスリップするのを防止することができる。
これにより、磁束出力コアは、多数の軟磁性鋼板を走路幅方向へ積層してなる。これにより、磁束出力コアの摩耗を低減し、また、鉄損を低減し、磁束出力コアの上面を粗面化することができる。
好適な態様において、コイル巻装コアは、多数の軟磁性鋼板を走路延在方向へ積層してなる。これにより、鉄損を低減することができる。
好適な態様において、コイル巻装コアの端部は、磁束出力コアの走路延在方向中間部に磁気的に接続される。ここで言う走路延在方向（走路方向）中間部とは、磁束出力コアの走路方向中央位置から磁束出力コア前後へそれぞれ３０％の範囲を言うものとする。これにより、固定コアのコイル巻装コアから磁束出力コアに流れた磁束は、短い磁路長にて移動コアのコイル巻装コアに到達することができるので、鉄損を低減することができる。

好適な態様において、一対の磁束出力コアは、走路延在方向へ所定間隔隔てて配置された複数のコイル巻装コアにより磁気的に接続され、固定コアの複数のコイル巻装コアに別々に巻回された複数の給電コイルは同じ方向へ磁束を発生する。これにより、磁束出力コアを長くしても上記磁束の流れる距離を減らして鉄損を減らすことができ、磁束出力コアの磁束直角断面積を低減することができる。
好適な態様において、固定コアのコイル巻装コアは、一対の磁束出力コアの下面に接している。このようにすれば、給電コイルを走路に埋設しつつ、磁束出力コアの上面を走路表面に露出することができる。
好適な態様において、磁束入力コアは、多数の軟磁性鋼板を進行方向に対して直角方向へ積層してなる。これにより、磁束入力コアを長くしても鉄損を減らすことができる。
好適な態様において、一対の磁束入力コアは、走路延在方向へ所定間隔隔てて配置された複数のコイル巻装コアにより磁気的に接続され、移動コアの複数のコイル巻装コアに別々に巻回された複数の受電コイルは、二次電圧加算方向へ直列接続されている。これにより、受電コイルと鎖交する磁束量を確保しつつ移動コアを小型軽量化することができ、磁路長を短縮して鉄損を低減することができる。
好適な態様において、移動コアのコイル巻装コアの下面は、一対の磁束入力コアの上面に接している。このようにすれば、磁束入力コアを磁束出力コアにギャップを隔てて対面させつつ、移動コアのコイル巻装コアに受電コイルを巻回することができる。
好適な態様において、一対の磁束入力コアは、コイル巻装コアの一部をなす車軸により連結された軟磁性の車輪を有し、受電コイルは、車軸に相対回転可能に巻装される。このようにすれば、移動コアの磁束入力コアと磁束出力コアとの間の摩擦を減らしつつ、両者間のギャップを無くして磁気抵抗を減らすことができるので、励磁損失を低減することができる。また、車輪形状の磁束入力コアは、磁気吸引力により磁束出力コアに吸着するため、磁束入力コアを磁束出力コアに安定して接触させることができる。なお、この磁気吸引力が大きすぎる場合には、磁束入力コアをスプリングなどにより上方に付勢すればよい。また、車軸をなす移動コアのコイル巻装コアが回転しても、受電コイルを静止させることができる。

好適な態様において、磁束入力コアをなす車輪が弾性及び軟磁性を有するので、車輪の外周面が弾性変形して磁束出力コアの上面に広く密着するため、磁束入力コアと磁束出力コアとの接触面積を増大することができるので、磁束量を増大することができる。
好適な態様において、車輪内に軟磁性粉末とゴムが充填されている。このようにすれば、良好に弾性をもつ車輪を実現することがてきる。
好適な態様において、車輪内に軟磁性粉末と圧縮空気とが充填されている。このようにすれば、良好に弾性をもつ車輪を実現することがてきる。
好適な態様において、車輪の側面は多重リング状の凹凸を有する軟磁性金属板により構成されている。このようにすれば、車輪の外周面から車軸へ磁束を流しつつ、車輪の弾性を向上することができる。
好適な態様において、車輪は、進行方向へ一列に配列された複数の車輪を有する。このようにすれば、車輪を大型化することなく、車輪である磁束入力コアと磁束出力コアとの接触面積を増大することができる。
好適な態様において、複数の車輪は、互いに高さ方向変位自在に支持される。たとえば各車輪はスプリングにより支持される。このようにすれば、異物が存在したりして一部の車輪が浮きあがっても、他の車輪により磁束を受電コイルに流すことができる。
第３発明の車両用誘導送電装置は、走路側に設置されて車両と通信する固定側通信回路と、車両に装備されて固定側通信回路と通信する車両側通信回路とを有し、車両は、受電コイルの受電電力の積算値を計測する積算回路を有し、車両側通信回路は、固定側通信回路に積算値を送信することを特徴としている。
すなわち、この発明は、各給電ユニットから受電ユニットへ順次給電された実際の送電電力量を受電ユニット側で積算するので、車両が受け取った電力量を正確に積算することができ、料金計算が正確となる。

好適な態様において、車両側通信回路は、積算値と自己を特定するアドレスとを固定側通信回路に送信する。これにより、一列に配列された多数の送電ユニット群上に多数の車両が存在しても、各車両の受電電力量を正確かつ個別に固定側通信回路で把握することができる。
好適な態様において、車両側通信回路は、自己を特定するアドレスを固定側通信回路へ送信し、固定側通信回路は、受信した車両のアドレスが予め許可された番号である場合に車両に送電するための送電コイルを作動させる給電回路、又は、車両の受電コイル前記受電コイルが受電する電力エネルギーの量を制御するパワーコントローラに、電力伝送を許可する信号を出力する。このようにすれば、たとえば料金不払いの車両などへの給電を回避することができる。

第４発明の車両用誘導送電装置は、地上側に固定されて送電ユニットに対する車両の近接の有無を検出する車両センサと、車両センサの検出情報に基づいて車両が近接する場合に送電ユニットへ送電する給電回路とを備え、車両センサは、磁束出力コアに巻回された車両位置検出用のコイルと、車両位置検出用のコイルのインピーダンス変化に基づいて車両近接の有無を検出することを特徴としている。
すなわち、この発明は、送電ユニット上の車両有無の検出結果に基づいて送電ユニットへの給電を開始するので、送電ユニットの無駄な励磁電流損失を低減することができる。
好適な態様において、給電コイルは、車両位置検出用のコイルを兼ねる。すなわち、給電コイルに僅かな交流電流を通電しておけば、送電ユニット上に受電ユニットが位置する場合に、この給電コイルのコイルインピーダンスが低下するので、簡素な回路で容易に車両を検出することができる。
第５発明の車両用誘導送電装置は、給電回路が、送電コイルと並列共振するキャパシタを有する並列共振回路と、並列共振回路と直列接続されて並列共振回路への入力電流を制御する電流制御回路とを有し、電流制御回路が、並列共振回路に交流電流を給電するフルブリッジインバータと、並列共振回路の電流位相に合わせてフルブリッジインバータのスイッチング素子を断続制御するコントローラとを有する。このようにすれば、シンプルな磁気回路及び電子回路により、必要な交流電力を受電ユニットに供給することができ、損失を低減することができる。

第６発明の車両用誘導送電装置は、車両が、走行用の電力エネルギーを蓄電する蓄電装置と、受電コイルが受電する電力エネルギーの量を制御するパワーコントローラと、商用電力エネルギーを受電してパワーコントローラに供給する商用電力受電用のアダプタとを有することを特徴としている。すなわち、この発明の車両は、走路から受電するとともに、たとえば自宅に帰った後、自宅のコンセントから商用電力を受電することもできるので、経済的に蓄電を行うことができる。また、車両用誘導送電装置が設備されていない地域においても、簡単に商用電力設備から受電することができる。アダプタは、簡単には単なるコンセントとされる。他の態様において、アダプタは、商用電力を整流する整流装置を内蔵することができる。
好適な態様において、パワーコントローラは、蓄電装置の充電レベルに基づいてアダプタ又は受電コイルからの受電電力のレベルを制御する。つまり、蓄電装置への充電電力を制御するパワーコントローラを車両用誘導送電装置とアダプタとで共用することができるため、回路構成を簡素化することができる。
第７発明の車両用誘導送電装置は、移動コアに巻装されたリニアモータ用の電機子コイルと、電機子コイルに給電する駆動回路とを有し、受電コイルは、受電した電力を前記駆動回路に出力することを特徴としている。すなわち、車両用誘導送電装置の固定コアと移動コアとの間のギャップは狭いため、それらを利用してリニアモータを構成することができる。このようにすれば、車両用誘導送電装置を用いて走行スラストを発生することができるため、走行モータを小型化又は省略することができる。

好適な態様において、固定コアの上面及び移動コアの下面は、その延在方向へ所定ピッチで磁気的な突極部を有し、リニアモータは、リラクタンスリニアモータからなる。このようにすれば、走路に設ける固定コアを簡素化することができる。
第８発明の車両用誘導送電装置は、車両に固定されて固定コアに対する車両の相対位置を検出して車両の操舵制御装置に送信する車両位置センサを有し、操舵制御装置は、入力された車両位置に基づいて車両の操舵を行って、固定コアに対する車両の走路幅方向のずれを所定値以下に制御する。このようにすれば、設備投資を抑制しつつ、車両の自動操舵を実現することができる。
第９発明の車両用誘導送電装置は、移動コアの前面に設けられて固定コアの上面の異物を走路幅方向へ付勢する異物付勢機構を有することを特徴としている。このようにすれば、異物が移動コアと固定コアとの間のギャップ増大させて電力伝送効率が低下するのを簡素な構造により防止することができる。一例において、異物付勢機構はブラシにより構成されている。他例において、異物付勢機構は、車両走行風を固定コアの磁束出力コアの上面に吹き付ける構造とすることができる。

第１０発明の車両用誘導送電装置は、受電ユニットが、走路又は固定コア上を回転走行する車輪を有する受電車と、移動コアと固定コアとの間のギャップ幅を検出するギャップ幅検出部と、受電車に支持されて移動コアの高さを調節する移動コア昇降部と、検出したギャップ幅に基づいて移動コア昇降部を制御することによりギャップ幅を所定の目標値に保持するギャップ幅制御部とを有することを特徴としている。
すなわち、この発明は、受電車に搭載されて道路側の固定コアの上面に所定のギャップを隔てて対面する移動コアをもつ車両用誘導送電装置において、この小ギャップの幅（高さ方向）を検出し、それが好適な目標値となるように移動コアの高さを調節するので、走路に対する固定コア上面の高さ、及び、この走路に接する車輪により支持される移動コアの下面の高さが種々変化しても、これら両コアの間のギャップを良好な目標値に維持することができる。
たとえば、走路、固定コア、車輪及び移動コアの高さ方向の位置は、摩耗などにより変化する。この変化は、ギャップの幅を変化させる。比較的低周波数（１０ｋＨ以下）の磁気回路では、励磁電流の低減のためにギャップ幅を小さく保持することは重要である。この発明によれば、移動コアを昇降する機構を通じて固定コアを電動車に支持しているため、走路、固定コア、車輪及び移動コアの摩耗や走路の高さ変化などが生じても良好にギャップ幅を小さく（たとえば５ｍｍ以下）に保持することができるため、高周波数の使用による鉄損増大を抑止しつつ、高い送電効率を実現することができる。

好適な態様において、ギャップ幅検出部は、電動車の車輪の走路面を基準とする固定コアの上面の高さと、車輪を基準とする移動コアの下面の高さとを検出し、検出したデータに基づいてギャップ幅を算出する。好適な態様において、ギャップ幅検出部は、移動コアより前方に配置される。たとえば電動車の前端部に位置して固定コア上方にギャップ幅を検出するセンサが配置される。この種の高さセンサとしては、種々の公知の形式のセンサを採用することができる。たとえば超音波式距離センサ、光学式距離センサなどの他、固定コアの上方に配置された磁気センサを利用しても良い。固定コアまでの距離の増大により、この磁気センサの検出する磁界強度は低下するため、磁気センサから固定コア上面までの距離を検出することができることは明白である。磁気センサとしては、磁気センサ側から交流磁界を形成するいわゆるピックアップコイルを採用できることはもちろんである。移動コア昇降部は、高速走行可能とするために移動コアを急速かつ高精度に昇降できることが好ましい。ステッピングモータなどの採用はこの用途において好適である。
移動コアが固定コアに対して車両方向に長く延在する場合、走路の高さ変化に応じて変化する固定コアの傾斜に応じて移動コアの前端と後端との間の高さの差を調節できることも好適である。このために、移動コアの前端部と後端部とを独立に高さ調節してもよい。一個の移動コアの前後方向の長さが短い場合には、移動コアの前端部と後端部とを連動して高さ調節してもよい。好適な態様において、ギャップ幅制御部は、外部からの入力信号に基づいて目標値を変更する。この外部からの入力信号としては、たとえば、雪や雨や埃などの状態の検出が考えられる。雪や雨や埃が多い環境では、固定コア上面に存在する水や埃の層よりも高く移動コアの下面を保持することが好ましい。固定コア上面のこれらの異物の層の厚さは公知の種々のセンサにより検出することができる。

第１１発明の車両用誘導送電装置は、固定コアの少なくとも移動コアに対面する部分が、走路に着脱可能に固定されていることを特徴としている。車輪の走行などにより、固定コアの上面は摩耗する。本発明では、固定コアを構成する各軟磁性部材のうち、移動コアに対面する固定コアの上面部分を含む軟磁性部材は、路面から着脱可能とされる。このようにすれば、固定コアの上面が摩耗しても定期的な交換により、固定コアの上面と走路の上面との差の変化を低減することができる。もちろん、通常においては、移動コアによる磁気的な吸引などにより、固定コアは、走路から着脱しないように走路に固定される。
好適な態様において、上端開口の溝部を有して走路に固定された固定コア固定部材を有し、固定コアは、固定コア固定部材の溝部に上方へ抜き出し可能に収容される。このようにすれば、摩耗した固定コアをこの固定コア固定部材から上方へ抜き出し、新しい固定コアをこの溝部に挿入することにより、固定コアの交換作業を容易とすることができる。

第１２発明の車両用誘導送電装置は、固定コアの上面の凍結状態を検出する凍結検出部と、検出された凍結状態に応じて送電コイルに交流通電することにより固定コアを加熱する固定コア加熱制御部とを有する。凍結検出部は、たとえば湿度と気温とにより固定コア上面に形成された霜層や雪層の厚さを推定することができる。固定コア上面の霜層や雪層の推定厚さ又は検出厚さが所定値を超えると推定される場合、送電コイルに通電される交流電流の平均値は所定以上とされる。これにより、固定コアの鉄損や送電コイルの銅損が固定コアに与える熱により、霜層や雪層の厚さを低減することができる。その他、固定コアを熱絶縁性を有する固定コア固定部材の溝部に収容し、更に、地中深く（たとえば数メートル）まで良熱伝導性の部材を挿入し、良熱伝導性の部材の上端をこの固定コアに熱的に接触させてもよい。このようにすれば、１年中、温度変化が小さい地熱により固定コア上の霜層や雪層を減らすことができる。
好適な態様において、車両は、走行動力を発生する走行モータと、蓄電装置と、前記受電ユニットの受電電力を制御することにより蓄電装置の蓄電状態を制御するコントローラとを搭載する電動自動車である。すなわち、この態様では、上記した車両用誘導送電装置が電気自動車に搭載される。これにより、従来のエンジン自動車が排出する二酸化炭素や廃熱や排気ガスや騒音を大幅に低減することができるため、居住環境を大幅に向上することができる。

好適な態様において、車両は、たとえばエンジンとこのエンジンにより駆動される発電機からなる発電ユニットを搭載し、コントローラは、蓄電装置の蓄電状態及び走行動力に応じて発電ユニットの作動を制御するとともに車両用誘導送電装置からの受電が可能かどうかを検出し、可能な場合には発電ユニットの発電よりも車両用誘導送電装置からの受電を優先する。これにより、車両用誘導送電装置が装備していないたとえば都市内ではエンジンで走行し、装備されているたとえば郊外では車両用誘導送電装置で走行することができるため、二酸化炭素や廃熱や排気ガスや騒音を大幅に低減することができ、資源の節約も実現でき、車両用誘導送電装置の利用効率も向上することができる。

第１３発明の電気自動車は、走行モータと、蓄電装置と、蓄電装置の蓄電電力を走行モータに給電するモータコントローラとを搭載する電気自動車において、蓄電装置は、チタン酸材料を主成分として１０００Ｖ以上の耐圧をもつ誘電層を有し、絶縁油入りのケースに収容されたセラミックキャパシタにより構成されていることを特徴としている。セラミックキャパシタとしては、好適には優れた絶縁耐圧と誘電率とをもつチタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウムなどが好適である。
本発明によれば、高い耐電圧と大きな被誘電率ももつため大きな蓄電エネルギーを蓄積できるにもかかわらず非常に脆い材料であるため、高速走行時などにおける車両衝突時に発生する衝突衝撃力により破損が懸念されるチタン酸バリウムなどの高エネルギー蓄電型のセラミックキャパシタを絶縁油槽に収容している。このため、衝突衝撃力によりセラミックキャパシタが破損したり、飛散しても、大きな静電エネルギーを蓄電する破片が、車室外に飛び出すことがなく、大きな絶縁性能をもつ絶縁油に囲まれてその放電も抑制されるため、漏電被害を最小限とすることができる。また、絶縁油は、セラミックキャパシタの沿面放電も良好に防止することができ、かつ、絶縁油を循環させるなどしてそのセラミックキャパシタの冷却も行うことができる。

好適な態様において、蓄電装置は、セラミックキャパシタにより構成されて絶縁油入りのケースに少なくとも前後方向移動可能に収容され、絶縁油は、セラミックキャパシタの前後方向移動における流体抵抗を発生する。このようにすれば、衝突時にセラミックキャパシタの慣性エネルギーによりセラミックキャパシタが移動する際の絶縁油の流体抵抗がこの慣性エネルギーを吸収するため、もろいセラミックを用いたキャパシタが車両衝突時の衝撃により破損するのを良好に防止することができる。

第１４発明は、走行モータと、蓄電装置と、蓄電装置の蓄電電力を走行モータに給電するモータコントローラとを搭載する電気自動車車両において、車両が、長距離走行用の追加蓄電装置を着脱可能に追加蓄電装置固定装置が設けられた荷物積載室を有することを特徴としている。このようにすれば、小容量の蓄電装置を装備する電動車両がたまに車両用誘導送電装置が設けられていない遠距離走行する場合でも、安全に長距離走行することができる。また、近距離走行を行う場合には、追加蓄電装置を取り外して車室を荷物積載などに有効に利用することができる。なお、追加蓄電装置は、レンタルとすることもできる。

本発明の車両用誘導送電装置の好適な実施形態を以下に参照して説明する。なお、下記の説明は、道路に設けられた車両用誘導送電装置を説明するが、この車両用誘導送電装置をパーキングスペースに設けたり、屋内に設けたりしても良い。
（実施形態１）
実施形態１の車両用誘導送電装置を説明する。
（固定コア１）
図１は、道路Ｒの走行レーン（走路）の部分的平面図である。Ｌは車両進行方向、Ｗは走行レーンの幅方向である。走行レーンには、Ｈ形に形成された軟磁性の固定コア１が埋設されている。固定コア１は、Ｌ方向へ互いに平行に延設される一対のバー（磁束出力コア）１１、１２と、バー１１、１２のＬ方向中間位置にてバー１１、１２に結合された軟磁性の横バー（コイル巻装コア）１３とからなる。Ｗ０はバー１１、１２の間の間隔、Ｗ１はバー１１、１２の幅である。送電コイル１４が横バー１３に巻回されている。固定コア１及び送電コイル１４は、この送電コイル１４に所定周波数の交流電流を給電する図略の給電回路とともに、送電ユニットを構成している。送電コイル１４は公知の正弦波発振回路である給電回路の一部を構成している。固定コア１の垂直断面を図２に示す。バー１１、１２の平坦な上面１１１、１１２は路面の一部を構成している。横バー１３は図２に示すようにコ字状に形成され、横バー１３の両端部の上面は、バー１１、１２の下面に密着している。

（移動コア２）
図２においてＨは高さ方向である。移動コア２は、それぞれ車輪状に形成された軟磁性部材である一対の磁束入力コア２１、２２と、車軸状に形成された軟磁性の横バー（コイル巻装コア）２３とからなる。横バー２３には受電コイル２４がギャップを隔てて巻回されている。Ｗ２は車輪状の磁束入力コア２１、２２の幅である。Ｗ２はＷ１よりも大きく、Ｗ０よりも小さく形成されている。ただし、Ｗ２はＷ１より小さく形成されても良い。移動コア２の横バー２３の両端部は、車輪状の磁束入力コア２１、２２の径方向中心部に固定されている。磁束入力コア２１の外周面下部分は、固定コア１のバー１１の上面に接している。磁束入力コア２２の外周面下部分は、固定コア１のバー１２の上面に接している。これにより、送電コイル１４及び受電コイル２４は、バー１１、１２、横バー２３、磁束入力コア２１、２２及び横バー２３からなる閉磁気回路と鎖交してトランスを構成する。移動コア２と受電コイル２４とは車両に対して相対的に水平移動、垂直移動可能な受電回路である受電車を構成している。
３１、３２は車軸状の横バー２３の両端部を相対回転自在に支持する軸受けであり、軸受け３１、３２は、車両の前方方向斜め上方へ延在する縦バー３３の二股状の下端部３４に固定されている。縦バー３３の前端部は、図３に示すように、車体１００の底面１０１に固定された回動支持部３５に垂直面内にて回動自在に支持されている。回動支持部３５は車体１００に固定された図略の減速モータにより軸心Ｍの回りに回動可能に支持されている。これにより、移動コア２は、垂直方向にも左右方向にも移動可能となっている。なお、車軸状の横バー２３がＷ方向を維持するように、回動支持部３５を車体に対して左右方向（すなわち車両の幅方向）に直線移動するようにしてもよぃ。
３６は、図略のエアシリンダ又は油圧シリンダのロッドであり、ロッド３６はこのシリンダに駆動されて垂直方向に昇降する。ロッド３６の下端は、縦バー３３に固定されている。このシリンダを駆動することにより、縦バー３３を上昇させたり、下降させたりすることができる。なお、ロッド３６は、縦バー３３を図略のスプリングにより弾性支持している。これにより、路面の凹凸を吸収することができる。受電の必要性が無い場合には、縦バー３３を上昇させることにより、移動コア２を路面の固定コア１から離して車体１００の下部に収容する。

（磁束入力コア２２）
磁束入力コア２１と磁束入力コア２２とは同形であるので、車輪状の磁束入力コア２１の詳細を図４を参照して詳しく説明する。磁束入力コア２１は、軟磁性粉末が多く充填されたゴム材料からなるタイヤ状部材２１１と、タイヤ状部材２１１が嵌着される軟磁性の円柱部材２１３とからなる。タイヤ状部材２１１は弾性変形可能であって、磁気吸引力と重力とにより、図３に示すように、その接地面積は所定値以上確保されている。これにより、移動コア２と固定コア１との間の磁気抵抗が低減される。なお、下面が路面又はバー１１、１２の上面に広い接地面積で密着可能な他の構造により、磁束入力コア２１、２２を構成しても良い。タイヤ状部材２１１を構成する軟磁性材料としては、樹脂コート鉄粉、フェライト粉、鉄線、鉄板、アモルファス鉄粉など、鉄損低減が可能で外周面から円柱部材２１３に磁束を伝達可能な軟磁性部材を採用することができる。
円柱部材２１３の径方向中心部に形成された貫通孔には、車軸状の横バー（磁束入力コア）２３が貫通、固定されている。円柱部材２１３は、鉄損低減のために輪板状の軟磁性部材を径方向に積層して構成することができる。また、また、鉄損を減らすために、横バー２３をフェライト粉末や絶縁膜コート鉄粉などの軟磁性粉末を成形して構成することができる。更に、筒状部材の内部に低鉄損の軟磁性粉末を充填して横バー２３を構成しても良い。この筒状部材は強度を確保するための部材である。軟磁性のファイバーを束ねて横バー２３を構成してもよい。また、円柱部材２１３と横バー２３とを一体に形成しても良い。横バー２３は、左右一対の円柱部材２１３間に磁束を流す部材である。図４では、横バー２３は、小径に形成されているが、軸受け部分を除いて径を拡大することになにも問題はない。その他、固定コア１のバー１１、１２に接する磁束入力コア２１を軟磁性粉末充填ゴム車輪により構成し、このゴム車輪の外周面に耐摩耗性に優れ、良好な軟磁性をもつ薄肉の円筒部を嵌めてもよい。

（給電回路及び受電回路）
給電回路１５及び受電回路２５について図５を参照して説明する。給電回路は、商用交流電力を整流して直流電力とする整流回路と、この直流電力を商用周波数よりも高い所定周波数の交流電力に変換して送電コイル１４に送電するインバータとを内蔵しているが、インバータは発振回路でもよい。この発振回路は、共振型の正弦波発振回路により構成されることができる。この種の整流回路及びインバータ自体は周知であるため、説明は省略する。受電コイル２４は、受電した交流電力を整流して車載の電池に送電する受電回路２５を有するが、この整流回路の説明も省略する。
（位置ずれ検出装置）
磁束入力コア２１、２２と固定コア１のバー１１、１２とのＷ方向の位置ずれの検出とその修正技術を図６を参照して説明する。
１０２、１０３はキャパシタ、１０４は発振回路、１０５は抵抗素子、１０６はマイコン内蔵の位置ずれコントローラである。発振回路１０４はキャパシタ１０２、１０３を通じて給電回路１５の周波数よりも高い周波数の交流電圧を受電コイル２４に印加し、その電流による電圧降下を抵抗素子１０５により検出して位置ずれコントローラ１０６のＡ／Ｄコンバータに出力する。磁束入力コア２１、２２とバー１１、１２との接触面積が減少すると、発振回路１０４の負荷インピーダンスが減少して電流が増大するため、この電流により位置ずれを検出することができる。それに応じて図略の減速モータを一方向に駆動して、図３に示す回動支持部３５を軸心Ｍの回りの一方向に回動させる。この回動により更に電流が増大すれば、上記接触面積が更に減少したことを意味するため、逆方向に回動させる。これにより、減速モータの制御により上記電流が最小値となる位置を保持することができる。

都合の良いことに、移動コアと固定コアとの磁気吸引力は、両者間の水平方向の位置ずれを縮小する方向に働く。なお、受電コイル２４のインピーダンス（特にインダクタンス）を検出するために他の公知の種々の回路を採用しても良い。また、送電コイル１４から受電コイル２４に送られる交流電力により変化する受電コイル２４の端子電圧の大きさにより、上記と同様に位置ずれを検出しても良い。また、位置ずれに応じて車両の操舵角を制御してもよい。その他、縦バー３３は、垂直面での回動だけを行わせ、磁束入力コア２１、２２を縦バー３３に対してＷ方向へ移動させてもよい。
（送電制御）
送電コントローラ２００が行う送電制御を図７を参照して説明する。図７において、４つの送電ユニット３００がその車両進行方向Ｌへ順番に道路に埋設されている。各送電ユニット３００のバー１１、１２の長さは２〜２０メートルとされている。
４つの送電ユニット３００の給電回路１５の給電動作は、道路に埋設されたコントローラ２００により制御される。コントローラ２００は、各送電ユニット３００の送電コイル１４のインピーダンスが、既述した受電コイル２４のそれを検出するのと同じ方法にて検出する。これにより、バー１１、１２上に車両が存在する送電ユニット３００を検出する。受電ユニットの存在の有無により送電コイル１４のインピーダンスは大きく変化する。この車両位置検出のために、正常な給電よりも所定周波数の小電流が各給電回路１５に送られる。車両が存在する送電コイル１４のインピーダンスは小さいため、容易に車両位置を検出することができる。
コントローラ２００による送電制御を図８に示すフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ１００において、上記方法により車両が存在する送電ユニット３００の番号を検出する。ここではＮ番目の送電ユニット３００上に車両が存在しているとする。次に、この車両が存在するＮ番目の送電ユニット３００よりも車両進行方向Ｌの向きに先行するα番目までの送電ユニット３００に給電を指令する。これは、給電回路１５のインダクタンスによる送電遅れを考慮したものである。更に、もはや車両が存在しないＮ−１番目までの送電ユニット３００への送電停止を指令する。これにより、車両への送電が不要な送電ユニット３００の無効電力を減らすことができる。
次に、各送電ユニット３００のうち、送電コイル１４のインピーダンスが所定時間ΔＴｔｈ（たとえば１時間）以上、所定値（たとえば５０％）以下に低下している送電ユニット３００が存在するか否かを判定し（Ｓ１０５）、もし存在すれば、これは何らかの異常が生じたものとしてこの送電ユニット３００への送電を禁止し、警報を発生する。なお、この異常状態としては、たとえば車両からの鋼材などの落下などが考えられる。

（変形態様１）
固定コア１や移動コア２として用いる軟磁性材料、たとえばバー１１、１２として用いる軟磁性材料として、図９に示すように、細い軟鉄線４００を磁束方向に束ねたものを用いることができる。当然、この軟鉄線４００は絶縁被覆されるべきである。この軟鉄線４００はたとえばコンクリートにより固めることができる。このようにすれば、耐摩耗性に優れ、表面の摩擦係数も確保することができ、鉄損も減らせ、高い透磁率も確保することができる。
（変形態様２）
Ｗ方向に延設されてバー１１、１２を磁気的に結合する横バー１３は、図１０に示すように、一対のバー１１、１２に対して複数配置することができる。同じバー１１、１２に結合される各横バー１３、１３にはそれぞれ送電コイル１４は磁束形成方向が同じ向きとなるように直列接続されることが抵抗損失低減の点で好適である。もちろん、一対のバー１１、１２を更に多数の横バー１３により結合しても良く、この場合には固定コア１は梯子状に形成されることになる。
（変形態様３）
上記実施形態では、通常の内燃機関自動車が走行する一般道路又は高速道路を走行する電気自動車への誘導送電について説明した。これにより、電気自動車の搭載バッテリは大幅に小型化することができる。その他、この一般道路又は高速道路を走行するバス走行レーンにこの装置を設ければ、バスの小型軽量化、環境汚染低減、経済走行を安全に実現することができる。その他、この装置は、パーキングスペースに設けることができる。また、道路に設置する場合、特に信号機を有する交差点進入エリアに設置することも好適である。これにより信号停止中の車両に給電することができる。その他、この実施形態の車両用誘導送電装置は、工場内や各種施設内に設置することができる。

（実施形態２）
実施形態２の車両用誘導送電装置を説明する。図１１は、この車両用誘導送電装置の側面図である。この車両用誘導送電装置は、図３に示す実施形態１の車両用誘導送電装置の移動コア２において、車輪状に形成された軟磁性部材である磁束入力コア２１、２２を８対、走路延在方向へ配置した点にその特徴がある。なお、図１１では、磁束入力コア２１は磁束入力コア２２の裏側にあるため図示されていない。磁束入力コア２１、２２は、実施形態１と同じく車軸状に形成された軟磁性の横バー（コイル巻装コア）により連結され、この横バーには受電コイルが巻装されている。横バー及び受電コイルの配置は実施形態１と同じである。横バーの両側の先端部２３０は、走路延在方向へ延在する一対の支持プレート５０１に回転自在に支持されている。一対の支持プレート５０１は、支持枠５０２に固定されている。５０３は、支持枠５０２の上端に設けられた連結部である。連結部５０３は、連結バーである縦バー３３の後端部に水平回動自在かつ垂直回動自在に連結されている。縦バー３３の前端部は、車体１００の底面１０１に固定された回動支持部３５に回動自在かつ垂直回動自在に連結されている。回動支持部３５は車体１００に固定された図略の減速モータにより軸心Ｍの回りに回動可能に支持されている。５０４は車両に設置されたモータにより受電車５００を昇降させるワイヤである。受電車５００の車輪は、磁束入力コア２１、２２（２１は図略）により構成されている。
このように構成された受電車５００は、多数対の車輪状の磁束入力コア２１、２２をもつため、固定コア１のバー１１、１２との間の磁気抵抗を小さくすることができる。

移動コア２の軸方向半断面を図１２を参照して説明する。図１２は、図４の移動コア２の変形態様を示す。移動コア２は、車軸状の横バー２３の両端に個別に嵌着、固定された車輪状の磁束入力コア２１、２２を有する。磁束入力コア２１は図示省略されている。磁束入力コア２２は、ドーナツ状の軟鉄リング５０５と、この軟鉄リング５０５内に充填された軟磁性粉末５０６とからなる。軟鉄リング５０５の外周面は円筒面であり、バー１２の上面に接している。軟鉄リング５０５の内周面は円筒面であり、車軸状の横バー２３に嵌められている。軟鉄リング５０５の両側面は、図１２に示すように同軸リング状の凹凸リング形状となっている。これにより、軟鉄リング５０５は径方向に弾性変形容易となっている。軟鉄リング５０５内には圧縮空気が注入されて密閉されており、これにより、軟鉄リング５０５の弾性が強化されている。５０７は、受電コイル２４が巻かれたコイルボビンである。

（実施形態３）
実施形態３の車両用誘導送電装置を説明する。図１３は、この車両用誘導送電装置の側面図である。この車両用誘導送電装置は、受電車５００を縦バー（連結バー）３３の後端部に連結したものである。縦バー３３の前端部は、実施形態１、２と同じく、図略の車両の底部に垂直回動、水平回動自在に連結されている。この実施形態の特徴は、受電車５００の構造にある。
受電車５００は、車両前後方向へ一列に配列された複数の小受電車５１１により構成されている。５１２は、小受電車５１０の前後、左右に回転自在に設けられた合計４つの車輪である。小受電車５１０は、４つの車輪５１２により支持された左右一対の磁束入力コア５１１、５１１と、この一対の磁束入力コア５１１、５１１と結合されたコイル巻装コア５１４とを有する。ただし、図１３では、磁束入力コア５１１は片側だけ図示されている。磁束入力コア５１１は車両前後方向へ延在する軟磁性ブロックであり、コイル巻装コア５１４は、受電コイル２４が巻回された車両幅方向へ延在する軟磁性ブロックである。５０３は、先頭の小受電車５１０を縦バー３３の後端部を連結するユニバーサルジョイントである。５１５は前後２つの小受電車５１０を水平回動自在に連結するジョイントである。ジョイント５１５をワイヤ又はチエインに変更しても良い。各小受電車５１０の磁束入力コア５１１及びコイル巻装コア５１４は、本発明で言う移動コアを構成している。左右一対の磁束入力コア５１１、５１１は、固定コア１のバー１１、１２の上面に小電磁ギャップｇを隔てて個別に対面している。これにより、送電コイル１４と受電コイル２４とは電磁的に結合される。

（変形態様）
変形態様を図１４、図１５を参照して説明する。この変形態様は、図１３の縦バー（連結バー）３３を変更したものである。縦バー３３の下面は、固定コア１のバー１１、１２の上面に密着するブラシ３３０をもつ。このブラシ３３０は、バー１１、１２の上面のゴミを走路幅方向外側へ排除する。また、縦バー３３の後端部３３１は、図１５に示すように、後方に向かうにつれて左右に広がっている。このようにすれば、車両走行風などによりバー１１、１２の上面のゴミを走路幅方向外側へ排除することができる。
（実施形態４）
図１６、図１７を参照して実施形態４の車両用誘導送電装置のコア構造を説明する図である。図１６は、この車両用誘導送電装置の走路延在方向に見た断面図、図１７はこの車両用誘導送電装置を走路幅方向に見た断面図である。車輪などの図示は省略されている。
固定コア１のバー１１、１２は図１６に示すように走路幅方向に積層された電磁鋼板により構成され、横バー（コイル巻装コア）１３は図１７に示すように走路延在方向に積層された電磁鋼板により構成されている。横バー１３の下面はバー１１、１２の上面に密着している。移動コア２の磁束入力コア５１１、５１１は図１６に示すように走路幅方向に積層された電磁鋼板により構成され、コイル巻装コア５１４は図１７に示すように走路延在方向に積層された電磁鋼板により構成されている。コイル巻装コア５１４の下面は磁束入力コア５１１、５１１の上面に密着している。このようにすれば、比較的安価な電磁鋼板を用いて磁気回路を構成することができる。

（実施形態５）
実施形態５の車両用誘導送電装置を図１８を参照して説明する。図１８は、この車両用誘導送電装置の受電側の回路図である。
車両側の受電回路５２０は、受電コイル２４と、ダイオード全波整流回路５２１と、受電電流制御用のスイッチング素子５２２と、バッテリ５２３と、位置ずれ検出用コイル５２４と、ダイオード全波整流回路５２５と、コントローラ５２６とを有している。５２７は、縦バー（連結バー）３３を水平回動させる減速モータを駆動するモータ駆動回路である。受電コイル２４に誘導された交流電圧は、ダイオード全波整流回路５２１により整流されてバッテリ５２３に印加される。コントローラ５２６は、入力されるバッテリ５２３の電圧が所定の目標電圧値に収束するようにスイッチング素子５２２を断続する。スイッチング素子５２２はダイオード全波整流回路５２１からバッテリ５２３に流れる受電電流を断続制御する。
位置ずれ検出用コイル５２４は、受電コイル２４の上に同軸に巻かれている。位置ずれ検出用コイル５２４に誘導された電圧は、ダイオード全波整流回路５２５により整流されて直流電圧Ｖｓとなる。この直流電圧Ｖｓはコントローラ５２６に入力される。コントローラ５２６はこの直流電圧Ｖｓが最大となるようにモータ駆動回路５２７を通じて上記減速モータによる縦バー３３の水平回動を制御する。つまり、縦バー３３を旋回させた状態にて直流電圧Ｖｓが増大している場合にはこの旋回を継続し、直流電圧Ｖｓが低下したら旋回の中止乃至逆旋回を行う。これにより、車両運動にかかわらず、受電車の移動コアと固定コアとを位置合わせすることができ、高い電力伝送効率を維持することができる。

（実施形態６）
実施形態６の車両用誘導送電装置を図１９を参照して説明する。図１９は、この車両用誘導送電装置の受電側の一部回路図である。この実施形態は、固定コア１のバー１１、１２の存在のために、バー１１、１２に対する車両の走路幅方向位置ずれを磁気的に高感度に検出できることを利用して車両の操舵制御を行う点にその特徴とがある。図１９において、いわゆるピックアップコイルである位置ずれ検出用コイル５２８、５２９は、受電コイル２４とは別の位置に設けられる。位置ずれ検出用コイル５２８、５２９は車両底部から下方に突出する図略の軟磁性コアに設けられる。位置ずれ検出用コイル５２８は車両の幅方向中央よりも少し左側に設けられ、位置ずれ検出用コイル５２９は車両の幅方向中央よりも少し左側に設けられる。この実施形態では、位置ずれ検出用コイル５２８、５２９の車両幅方向の幅は、バー１１、１２の幅よりも大きくされている。

バー（磁束出力コア）１１、１２は、大きな交流磁束を発生するため、十分な大きさの二次電圧が位置ずれ検出用コイル５２８、５２９に誘導される。位置ずれ検出用コイル５２８、５２９の誘導電圧は、ダイオード５３０、５３１により整流されて信号処理回路５３２によりデジタル位置ずれ信号Ｖｒ、Ｖｌに変換される。信号処理回路５３２は、入力される２つの整流電圧を別々に平滑化した後、その大きさに等しい信号Ｖｒ、Ｖｌを出力する。車両が固定コア１から走路幅方向一方側にずれると、信号Ｖｒ、Ｖｌの一方が大きくなり、他方が小さくなる。５３３は、信号Ｖｒ、Ｖｌの大きさに基づいて固定コアに対する車両の走路幅方向の位置ずれの量すなわち横ずれ量を算出する横ずれ量算出回路であり、マイクロコンピュータにより構成されている。横ずれ量算出回路５３３は、算出した車両の横ずれ量を操舵コントローラ５３４に出力する。図２０に示すように、操舵コントローラ５３４は、入力したこの横ずれ量を解消するために必要な操舵角度を算出し、算出した操舵角を図略の操舵モータ駆動用の駆動回路に出力する。これにより、自動操舵を実現することができる。
なお、位置ずれ検出用コイル５２８、５２９の他に更に多数の位置ずれ検出用コイルを設けてもよい。これらの位置ずれ検出用コイルは、車両幅方向に配列されるが、車両長さ方向に配列してもよい。

（実施形態７）
実施例７の車両用誘導送電装置を図２１を参照して説明する。図２１は、この車両用誘導送電装置の回路図である。この実施例は、車両側にて受電電力を積算し、その結果を移動コアと固定コアとの電磁結合を通じて給電回路側に送信する点をその特徴とする。
図２１において、固定コア１１，１２のペアが走路延在方向へ２つ図示されている。Ｃ１は送電コイル１４と並列接続されたキャパシタである。キャパシタＣ１は、供給される一次電流の周波数に対して送電コイル１４と並列共振回路を構成している。
受電車は、それぞれ受電コイル２４が巻かれた２つの移動コア２をもつ受電回路５２０を有している。２つの受電コイル２４は、直列接続されて整流回路５２１に誘導交流電圧を出力する。なお、２つの受電コイル２４は互いに異なる整流回路５２１に誘導交流電圧を出力し、これら２つの整流回路５２１が整流した整流電圧を直列加算又は並列加算して出力してもよい。
Ｃ２は受電コイル２４と並列接続されたキャパシタであり、キャパシタＣ２は、移動コア２が固定コア１１、１２と良好な電磁結合状態をもつ場合に、誘導交流電圧に対して受電コイル２４と並列共振回路を構成している。図２１に示す受電車の位置では、２つの受電コイル２４は、互いに異なる固定コア１１、１２を通じて互いに異なる給電コイル１４と電磁結合している。整流回路５２１で整流された整流電流は、平滑キャパシタＣ３で平滑されて図略の蓄電装置を充電し、かつ、図略の電気負荷に給電される。５２２は、受電電流制御用のスイッチング素子であり、整流回路５２１の出力電流を制御する。

５４０は整流回路５２１の出力電流を検出する電流センサであり、検出した出力電流はコントローラ５４１に送信される。コントローラ５４１は、整流回路５２１の出力電流と出力電圧との積により出力電力を算出し、この出力電力を積分して積算電力量を算出する。更に、コントローラ５４１は、この積算電力量の大きさを示す積算電力量信号を形成し、この積算電力量信号を、受電回路５２０側の通信コイル５４２から移動コア２に交流磁束として出力する。通信コイル５４２と受電コイル２４とは同軸に巻かれても良い。積算電力量信号は、たとえば給電コイル１４に流れる交流電流と異なる周波数を搬送波とするＡＭ信号又はＦＭ信号とすることができる。Ｃ４は通信コイル５４２と並列共振するキャパシタである。この並列共振周波数は、上記電力伝送用の周波数よりも更に高い値に設定される。

５４３は、固定コア１のたとえばコイル巻装コアに巻かれた給電回路側の通信コイルであって、移動コア２及び固定コア１を通じて通信コイル５４２から交流電圧を受け取る。Ｃ５は通信コイル５４３と並列共振するキャパシタである。この並列共振周波数は、通信コイル５４２とキャパシタＣ４の並列共振周波数に等しく設定される。通信コイル５４３の受信電圧は固定側のコントローラ５４４に入力される。コントローラ５４４は、入力された受信電圧から受電回路５２０の積算電力量信号を抽出する。
この実施形態によれば、給電回路１５側ではなく、受電回路５２０側にて有効に送電された電力量を給電回路１５側に送信するので、給電コイル１４と受電コイル２４との間の電磁結合度の低下などによる無効電力などをカウントすることがない。なお、この積算電力量信号の送信は、必要に応じて又はコントローラ５４４からの要求により行われることができる。

（変形態様）
変形態様を図２１を参照して説明する。この変形態様では、受電車は、自己の存在を示す所定周波数の信号電流を給電回路１５側に出力し、給電回路１５はこの信号電流を検出して、給電コイル１４への送電を行う。つまり、コントローラ５４１は、所定周波数の受電車存在信号としての交流電流を受電回路５２０側の通信コイル５４２に給電する。給電回路１５は、給電コイル１４又はこの給電コイル１４と同軸に巻かれたコイルによりこの受電車存在信号を検出した場合に、給電コイル１４を通じて受電コイル２４に送電する。このようにすれば、給電回路１５は、受電車の接近による給電コイル１４のインダクタンス変化を常時モニタするための交流電流を給電コイル１４に流す必要がないため、損失を低減することができる。
（変形態様）
固定コアに直流磁界を形成する永久磁石を受電車に取り付けても良い。固定コア側にこの直流磁界又はその変化を検出する磁気センサを設けることにより、受電車の接近を検出することができる。
（変形態様）
変形態様を図２２を参照して説明する。図２２は、コントローラ５４１の動作を示すフローチャートである。この変形態様は、コントローラ５４１が、積算電力量信号とともに自己のアドレスを送信する点にその特徴がある。このようにすれば、複数の給電回路１５が、複数の受電回路５２０に給電する場合でも、各受電車が受電した有効積算電力量を各受電車ごとに検出することができ、料金請求を正確に行うことができる。なお、この料金請求は、たとえば１月ごとに行われる。なお、図２２に記載したＡｈは積算電力量を意味し、Ａｄｒｅｓｓは、受電車を特定するアドレスである。

（変形態様）
変形態様を図２３を参照して説明する。図２３は、コントローラ５４４の動作を示すフローチャートである。この変形態様は、コントローラ５４４が、たとえば料金不支払の車両への送電を停止する点にその特徴がある。まず、コントローラ５４４は、コントローラ５４１からの給電要求とそのアドレスとを受信し、受信したアドレスを外部のデータベースに送って。給電してもよいかどうかを問い合わせる。このデータベースには契約車のアドレスと料金不支払車両のアドレスとが記憶されている。コントローラ５４４は、データベースからの情報に基づいて給電ＯＫの場合にはコントローラ５４１に給電ＯＫの信号を送信し、そうでない場合には給電ＮＯの信号を送信する。コントローラ５４１は、受信した信号内容に基づいて、給電ＯＫの場合には受電電流制御用のスイッチング素子５２２のオンを許可し、そうでない場合には受電電流制御用のスイッチング素子５２２のオンを禁止する。このようにすれば、契約車でかつ料金滞納していない車両にのみ給電することができる。また、車両が移動しても、給電に支障が生じない。

（変形態様）
上記実施形態では、給電の許可、不許可を受電回路５２０内で実施していたが、給電回路１５側で実施することも可能である。すなわち、給電ＯＫの場合には該当する受電車が位置する給電回路１５への送電を許可し、そうでない場合には該当する受電車が位置する給電回路１５への送電を禁止する。
なお、多数の給電回路１５のどれに該当する受電車が存在するかは、コントローラ５４３は、各給電回路１５ごとに通信コイル５４３を巻回しておけば容易に判別することができる。受電車が固定コア１１、１２上に存在するか否かは、給電回路１５に小さい交流電流を通電しておき、給電回路１５の端子電圧の変化を検出するのが簡単である。受電車が給電回路１５から交流電流を電磁誘導により吸収すると、給電回路１５の等価インピーダンスが低下し、給電電流が増大するため、受電車の存在の有無は容易に判定することができる。

（実施形態８）
実施形態８の車両用誘導送電装置を図２４を参照して説明する。図２４は、この車両用誘導送電装置の給電回路１５の一例を示す回路図である。
給電回路１５は、商用交流電源５５０から受電した交流電力を整流して正母線５５２と負母線５５３との間に出力する整流器５５１と、正母線５５２と負母線５５３から直流電圧が印加されるフルブリッジ（Ｈブリッジ）構成のインバータ５５４と、給電回路１５の給電を制御するコントローラ５５９とを有している。
インバータ５５４は、上アームのパワースイッチング素子５５５，５５６と、下アームのパワースイッチング素子５５７，５５８からなる周知の構成をもつ。パワースイッチング素子５５５，５５７からなるハーフブリッジ５６１の交流出力点と、パワースイッチング素子５５６，５５８からなるハーフブリッジ５６２の交流出力点との間には、３つの送電コイル１４と１つのキャパシタＣ６とを並列接続してなる並列共振回路が接続されている。この並列共振回路は、この３つの送電コイル１４の合成インダクタンスとキャパシタＣ６の静電容量とにより決定される所定の共振周波数値をもつ。

３つの送電コイル１４は、同一の移動コア１の互いに並列磁路となる３つのコイル巻装コア５１４に個別かつ同一向きに巻かれている。この実施形態によれば、並列共振用のキャパシタＣ６を１個とすることができるとともに、インバータ５５４の個数を減らすことができる。
この実施形態によれば、給電回路１５を簡素な回路構成とすることがができる。コントローラ５５９は、パワースイッチング素子５５５〜５５８のスイッチングを制御して、インバータ５５４から並列共振回路への給電を制御する。
更に具体的に説明すると、コントローラ５５９は、インバータ５５４を構成する２つのハーフブリッジ５６１、５６２の交流出力点の電位を検出し、この２つの交流出力点の相対的な電位関係又は、３つの送電コイル１４と１つのキャパシタＣ６とを並列接続してなる上記並列共振回路の端子電圧の位相に基づいてパワースイッチング素子５５５〜５５８をスイッチング制御する。たとえば、ハーフブリッジ５６１の交流出力点の電位がハーフブリッジ５６２の交流出力点の電位より高い場合には、送電コイル１４にはハーフブリッジ５６１側からハーフブリッジ５６２側へ電流が流れるので、この電流をアシストするべく、パワースイッチング素子５５５、５５８がオンされる。逆に、ハーフブリッジ５６１の交流出力点の電位がハーフブリッジ５６２の交流出力点の電位より低い場合には、送電コイル１４にはハーフブリッジ５６２側からハーフブリッジ５６１側へ電流が流れるので、この電流をアシストするべく、パワースイッチング素子５５６、５５７がオンされる。また、コントローラ５５９は、必要な電流が並列共振回路に給電されるように、たとえばその電流の大きさに応じてインバータ５５４をＰＷＭ制御することができる。また、周波数が設定周波数値からずれないように、インバータ５５４のスイッチングを制御する。

（実施形態９）
実施形態９の車両用誘導送電装置を図２５を参照して説明する。図２５は、この車両用誘導送電装置の受電回路５２０の一例を示す回路図である。この受電回路５２０は、受電コイル２４とキャパシタＣ２とからなる並列共振回路５７０と、スイッチ５２２、５７１と、整流回路５２１と、コントローラ５４１と、コンセントプラグ（アダプタ）５７３とを有している。５７２は蓄電装置である。
この実施形態５は、受電コイル２４を通じて道路又は一般のパーキングスペースの給電コイルから電磁誘導により受電するとともに、コンセントプラグ（アダプタ）５７３を建物のコンセントに差し込んで商用交流電源から直接受電する形態を示す。並列共振回路５７０の両端に誘導される交流電圧は、スイッチ５７１を通じて整流回路５２１に印加される。また、コンセントプラグ（アダプタ）５７３の両端子の電圧も同じ整流回路５２１に印加される。コンセントプラグ（アダプタ）５７３の電力が給電コイル２４により消費されるのを防止するために、スイッチ５７１はコンセントプラグ（アダプタ）５７３をコンセントに差し込まれる前に手動により又は自動的にオフされることが好適である。

整流回路５２１から出力される直流電圧は蓄電装置５７２に印加される。コントローラ５４１は、蓄電装置５７２の電圧と予め設定されている目標電圧とを比較し、蓄電装置５７２の電圧が目標電圧を上回る場合にスイッチ５２２をオフする。この実施形態によれば、２種類の外部交流電源に対して共通の整流回路を利用することができるので、回路構成を簡素化し、特に車両用誘導送電装置が設備されていない地域での充電が容易となる。また、コンセントプラグ（アダプタ）５７３を用いてあらかじめ充電を完了しておくことにより、車両用誘導送電装置の負担を軽減することができる。

（実施形態１０）
実施形態１０の車両用誘導送電装置を図２６を参照して説明する。図２６は、この車両用誘導送電装置を走路幅方向に見た側面図である。この車両用誘導送電装置は、リニアモータを兼ねる点にその特徴がある。
道路には固定コアの一対のバー（磁束出力コア）５８１、５８１が走路延在方向へ延設されている。このバー５８１、５８１は既述したバー１１、１２と同様に走路幅方向へ所定間隔隔てて平行に配置されている。横バー１３は、一対のバー５８１、５８１の下面に接して走路幅方向へ配置されている。横バー（コイル巻装コア）１３には送電コイル１４が巻回されている。なお、一対のバー５８１、５８１のうち紙面裏側のバー５８１は隠れている。一対のバー５８１、５８１の上方には小さい電磁ギャップｇを隔てて移動コアが配置されている。この移動コアは、一対のバー５８１、５８１に個別に対面する一対のバー（磁束入力コア）５８４、５８４を有している。横バー（コイル巻装コア）５１４は、一対のバー５８４、５８４の上面に接して走路幅方向へ配置されている。横バー５１４には受電コイル２４が巻回されている。なお、一対のバー５８４、５８４のうち紙面裏側のバー５８４は隠れている。いままで説明した固定コア及び移動コアは、既述した固定コア及び移動コアと同じである。送電コイル１４に高周波交流電力を給電すると、受電コイル２４に高周波交流電力が誘導される。

この実施形態の固定コアのバー（磁束出力コア）５８１、５８１の上面、及び、移動コアのバー（磁束入力コア）５８４、５８４の下面は、凹凸が形成されている。更に詳しく説明すると、バー５８１、５８１の上面には、磁気突極部となる凸部５８３が長手方向一定ピッチで設けられ、凹部５８２には、コンクリートのような非磁性の無機材料が充填されている。バー５８４、５８４の下面には、磁気突極部となる凸部５８５が長手方向一定ピッチで設けられ、凸部５８５の間の凹部５８６にはリニアモータの電機子コイル５８７が巻かれている。
相対移動するバー５８１、５８１とバー５８４、５８４は、それぞれ磁気突極をもち、リニアスイッチドリラクタンスモータを構成している。すなわち、電機子コイル５８７により形成される磁界による磁気吸引力によりバー５８４、５８４はバー５８１、５８１に対して進行方向へのスラストを発生する。なお、図２６では、バー５８４、５８４の６個の磁気突極あたりバー５８１、５８１が４個の磁気突極をもつ、電機子コイル５８７が３相コイルからなる周知のスイッチドリラクタンスモータ構造が採用されているが、その他、種々公知のスイッチドリラクタンスモータ構造を採用することができる。このリニアスイッチドリラクタンスモータ兼車両用誘導送電装置は、固定コアと移動コアとの間の電磁ギャップｇ及び軟磁性部材を共用できるため、簡素な構造のリニアモータを実現することができる。また、従来のリニアモータにおいて、製造コストの多くを示す固定コア側の電機子コイルを省略することもできる。

図２６のリニアスイッチドリラクタンスモータ兼車両用誘導送電装置の回路を図２７に示す。給電回路１５の送電コイル１４と電磁結合する受電回路５２０の受電コイル２４は整流器５５１に高周波電圧を印加する。整流器５５１は、公知のスイッチドリラクタンスモータ駆動用の駆動回路５８８に直流電源電圧を印加し、駆動回路５８８は３相の電機子コイル５８７に３相電圧を印加する。
（実施形態１１）
実施形態１１の電気自動車を図２８を参照して説明する。図２８は、いままで説明した車両用誘導送電装置を装備する電気自動車の模式断面側面図である。
この電気自動車の欠点は、道路に給電回路１５及び移動コアが設けられていない道路、地域において、電気自動車に給電できないことである。たとえば、休日に田舎にドライブする場合、この電気自動車は不適当である。この実施形態はこの問題を解決するためになされたものである。

図２８において、電気自動車５９０は、インホィールモータを内蔵するホイールを４つ有している。５９１は、電気自動車５９０の後部に設けられた荷物室である。荷物室５９１の床面には四角枠５９４が固定されている。四角枠５９４の厚さはたとえば数センチメートルとされている。四角枠５９４は、１メートル×１メートルとされている。四角枠５９４に囲まれた荷物室５９１の床面５９５には、着脱タイプの追加バッテリ５９３がセットされている。四角枠５９４には、四角檻５９６の底部が固定されている。角枠５９６は着脱式又は折り畳み式であり、図２８の状態では追加バッテリ５９３の上面を押さえている。四角檻５９６の上には、更に荷物を積むことができる。

この実施形態では、電気自動車５９０の通常の使用において追加バッテリ５９３は取り外され、四角枠５９４も取り外される。ロングドライブを行う場合には、荷物室５９１の四角枠５９４内に追加バッテリ５９３がセットされ、四角檻５９６が固定される。これにより、電気自動車５９０は、常時、追加バッテリ５９３をもたないので、走行コストを低減するとともに、荷物室５９１を広く使うことができる。また、追加バッテリ５９３のセットにより、ロングドライブも可能となる。この追加バッテリ５９３は、電気自動車５９０の所有者が保有する必要はなく、たとえば、道路に沿って所定間隔で設けられた給電ステーション又は自動販売機によりレンタルすることもできる。たとえば、この自動販売機から追加バッテリ５９３を借り出したドライバーは最寄りの自動販売機にこの追加バッテリ５９３を返すことができ、この時、自動販売機は、レンタル時間に応じた料金を差し引いた金額をドライバーに返却する。

（実施形態１２）
実施形態１２の車両用誘導送電装置を図２９を参照して説明する。図２９は、図１３に示す小受電車５１０の変形態様を示す。小受電車５１０は、図略の電気自動車の車体底面に水平移動可能かつ垂直変位可能に連結されている。
この小受電車５１０は、互いに平行に配置されて前後方向へ延在する一対の磁束入力コア５１１と、左右方向に延設されて一対の磁束入力コア５１１を磁気的に結合するコイル巻装コア５１４とからなる移動コアを有している。この移動コアは、図２９に示す車輪５１２と同様に走路（ＧＬ）上を走行可能に配置された図略の車輪に支持されている。受電コイル２４がコイル巻装コア５１４に巻かれている。移動コアと受電コイル２４とは受電ユニットを構成している。１２は走路前後方向に延設される固定コアの軟磁性のバーである。バー１２の裏側に位置してバー１１がバー１２と平行に配置されている。１３はバー１１、１２を磁気的に結合する横バー（磁束出力コア、コイル巻装コア）であり、１４は横バー１３に巻かれた送電コイルである。バー１１、１２及び横バー１３は固定コアを構成している。

この実施形態では、小受電車５１０は、受電ユニットの上方に位置して角枠状の移動コア支持フレーム６００を有している。移動コア支持フレーム６００は、上記した図略の車輪に支持されている。６０１は磁束入力コア５１１の前端部を支持する支持バー、６０２は磁束入力コア５１１の後端部を支持する支持バーである。支持バー６０１、６０２は、移動コア支持フレーム６００と磁束入力コア５１１との両方に合計４本の枢支ピン６０３により垂直回動自在に支持されている。これにより、左右一対の磁束入力コア５１１は、支持バー６０１、６０２に高さ方向変位可能かつ前後方向へ変位可能に支持されている。
６０４は、支持バー６０１を前方に押し出すリニアアクチエータ（移動コア昇降部）であり、６０５は前後方向へ進退するリニアアクチエータ６０４のロッド、６０６はロッド６０５の前端部である。ロッド６０５の前端部６０６は、支持バー６０１に結合されていない。６０７は、移動コア支持フレーム６００の下面に固定されてバー１２の上面までの垂直距離を検出する非接触タイプの距離センサ（ギャップ幅検出部）である。距離センサ６０７が検出した距離Ｄは、小受電車５１０に搭載されたコントローラ（ギャップ幅制御部）６０８に送信され、コントローラ６０８は、入力される距離Ｄからギャップｇを差し引いた垂直距離が、磁束入力コア５１１の下面高さとなるようにロッド６０５の押し出し量を決定し、この押し出し量だけロッド６０５を押し出す。このフィードバック制御により、支持バー６０１の上端部が前方に倒れ、支持バー６０１の下端部が後方へ移動し、磁束入力コア５１１が後方へ移動するとともに、ギャップｇが増大する。
走行中に、磁束入力コア５１１が前方の障害物に衝突する場合には、磁束入力コア５１１が後方へ変位するとともに上方へ移動する。この時、支持バー６０１の上端部は、ロッド６０５の前端部６０６から離れる。障害物が無くなれば、磁束入力コア５１１は自己の重量により又は図略のスプリングにより元の位置に戻る。
この実施形態において、コントローラ６０４は、外気温度及び外気湿度を検出するセンサ（着霜検出部）６０９からの信号に基づいて、バー１１、１２の上面の霜層の厚さを推定し、この霜層の推定値に基づいてギャップｇの目標値を変更する。つまり、霜層（雨水層又は埃層でもよい）の推定厚さが大きい場合にギャップｇの目標値を増大させる。これにより、磁束入力コア５１１とバー１１、１２との摩擦を減らすことができる。

（実施形態１３）
実施形態１３の固定コアの構造を図３０、図３１を参照して説明する。図３０は図２に示す固定コアの構造の変形態様を示す垂直断面図、図３１は固定コアの模式平面図である。
この実施形態では、固定コア１のバー１１，１２は既述したように左右方向に積層される積層電磁鋼板により構成されている。６２０は、コンクリート製の固定コア固定部材であり、走路と一体に構成されても良い。走路に互いに平行に配置されて前後方向へ延在する一対の固定コア固定部材６２１、６２２は、図３０に示すように上端開口の溝部６２０をもつ。固定コア固定部材６２１の溝部６２０にはバー１１が、下側中間部材６２３及び上側中間部材６２４とともに収容されている。固定コア固定部材６２２の溝部６２０にはバー１２が、下側中間部材６２３及び上側中間部材６２４とともに収容されている。下側中間部材６２３はチャンネル断面をもつ樹脂成型体である。上側中間部材６２４は、下側中間部材６２３の上端部に隣接して配置されたセラミック製の板状部材である。下側中間部材６２３はバー１１、１２の底面と左右側面の下部を包み、バー１１、１２を熱絶縁している。上側中間部材６２４はバー１１、１２の左右側面の上部に隣接配置されている。バー１１、１２は、下側中間部材６２３及び上側中間部材６２４とともに固定コア固定部材６２１、６２２の溝部６２０内に圧入されている。固定コア固定部材６２１、６２２は、図３１に示すように横バー１３が存在するエリアには配置されていない。固定コア固定部材６２１、６２２は走路すなわち道路に固定されている。このようにすれば、バー１１、１２の上面が摩耗した場合に、固定コア固定部材６２１、６２２からバー１１、１２を上方へ抜き出して新しいバー１１、１２と容易に交換することができる。

（変形態様）
バー１１，１２の上部と、下部とを別の軟磁性部材により構成し、バー１１、１２の上部が摩耗した場合に、この上部だけを交換してもよい。特に、アモルファス軟磁性部材は耐摩耗性に優れるので、バー１１、１２の特に上端部分に採用することが好適である。
（実施形態１４）
実施形態１４を図３２を参照して説明する。図３２は、既述した車両用誘導送電装置をハイブリッド自動車への給電に用いた例を示すブロック回路図である。上記実施形態では、電気自動車給電用の車両用誘導送電装置が説明された。この実施形態は、この電気自動車給電用の車両用誘導送電装置の受電ユニットをハイブリッド自動車に装備した点にその特徴がある。
図３２において、７０１はエンジン、７０２は発電機である。７０３は、受電ユニットの受電コイル２４が出力する二次電圧を整流する整流回路、７０４は昇圧チョッパ回路、７０５はチタン酸バリウムを主成分とするセラミックキャパシタ、７０６は３相インバータ回路、７０７は走行動力発生用の３相交流モータである。

エンジン７０１により駆動される発電機７０２の発電電圧は、発電機７０２に内蔵された整流回路（図示せず）により整流されて直流正母線７０８と直流負母線７０９との間に印加される。車両用誘導送電装置の受電コイル２４に誘導された二次電圧は整流回路７０３により整流されて直流正母線７０８と直流負母線７０９との間に印加される。昇圧チョッパ回路７０４は、直流正母線７０８と直流負母線７０９との間に印加される直流電圧ＶＬを昇圧してセラミックキャパシタ（蓄電装置）７０５を充電する。３相インバータ回路７０６は、セラミックキャパシタ７０５の蓄電電圧ＶＨを３３相交流電圧に変換して３相交流モータ７０７に出力し、３相交流モータ７０７は走行動力を発生させる。

７１０は、昇圧チョッパ回路７０４及び３相インバータ回路７０６を制御するコントローラである。コントローラ７１０は、検出したセラミックキャパシタ７０５の端子電圧や自己の電流に基づいて昇圧チョッパ回路７０４のデューティ比を制御し、セラミックキャパシタ７０５の蓄電電圧を好適範囲に維持する。昇圧チョッパ回路７０４及び３相インバータ回路７０６の構成とその制御自体は周知であるため、説明を省略する。
この実施形態では、昇圧チョッパ回路７０４は、セラミックキャパシタ７０５を３５００Ｖまで充電する。この実施形態では、セラミックキャパシタ７０５の蓄電電圧の低下とともに、３相インバータ回路７０６の電源電圧Ｖが低下するが、コントローラ７１０は、３相交流モータ７０７の必要電力Ｐを算出し、この必要電力Ｐと電源電圧Ｖとに基づいて３相インバータ回路７０６のデューティを制御する。つまり、必要電力Ｐの増大又は電源電圧Ｖの低下に応じて、３相インバータ回路７０６のスイッチング素子のＰＷＭデューティが増大される。

コントローラ７１１は、直流正母線７０８と直流負母線７０９との間に出力される発電機７０２の出力電流、及び、整流回路７０３の出力電流を制御する。具体的には、コントローラ７１１は、受電コイル２４の出力電圧又は整流回路７０３の入力電圧又は出力電圧をモニタすることにより、それらが所定値以上であれば車両用誘導送電装置から受電可能であることを認識し、エンジン７０１及び発電機７０２を停止させる。これにより、たとえば都市内にては、既述した車両用誘導送電装置からの受電電力で走行し、車両用誘導送電装置が敷設されていない郊外ではエンジンで走行する。このようにすれば、セラミックキャパシタ７０５の必要容量を減らすことができる。
なお、昇圧チョッパ回路７０４を双方向昇降圧チョッパ回路とすれば、３相インバータ回路７０６を直流正母線７０８と直流負母線７０９との間に配置してもよい。その他、種々公知のハイブリッド車にも既述の車両用誘導送電装置からの受電電力を用いて、エンジン稼働期間を短縮できることは明白である。また、都市内におけるエンジン廃熱や排出ガスの滞留を低減できるため、都市環境の改善に有益である。

（変形態様）
コントローラ７１１は、整流回路７０３を優先動作させるとともに、エンジン７０１及び発電機７０２を、直流正母線７０８と直流負母線７０９との間の電圧ＶＬが所定値以下となる場合に運転するようにしてもよい。
（実施形態１５）
実施形態１５を図３３を参照して説明する。図３３は、実施形態１４で説明したセラミックキャパシタ７０５の好適な構造を示す模式縦断面図である。
このセラミックキャパシタ７０５は、車体底板８０１上に固定された角箱状の外側ケース８０２と、外側ケース８０２内に挿入された内側ケース８０３と、内側ケース８０３内に収容されたセラミックキャパシタ７０５とを有している。外側ケース８０２は金属製であり、内側ケース８０３は樹脂製である。内側ケース８０３は密閉箱状に形成されており、その上板には＋電極端子８０４と−電極端子８０５とが設けられている。８０６は＋電極端子８０４の周囲に設けられた電気絶縁セラミック製の電極ホルダ、８０７は−電極端子８０５の周囲に設けられた電気絶縁セラミック製の電極ホルダである。電極ホルダ８０６、８０７は、内側ケース８０３の上板に固定されている。
セラミックキャパシタ７０５は、チタン酸バリウムを主成分とする高誘電率のセラミック誘電体層と、電極層とを前後方向へ多数積層して構成された積層型キャパシタである。前後方向に配列された多数の電極板のうち、奇数番目の電極板は、セラミックキャパシタ７０５の上方に配置された＋集電バー（図略）に電気的に接続されている。偶数番目の電極板は、セラミックキャパシタ７０５の上方に配置された−集電バー（図略）に電気的に接続されている。＋集電バーは、銅ケーブル８０８により＋電極端子８０４に接続されている。−集電バーは、銅ケーブル８０９により−電極端子８０５に接続されている。これらの銅ケーブル８０８、８０９は、セラミックキャパシタ７０５の所定距離の水平変位特にその前後方向変位を許容可能な長さをもつ。

セラミックキャパシタ７０５は、内側ケース８０３の底板上面に水平移動可能にセットされている。８１０はスプリングである。スプリング８１０の基端は、内側ケース８０３の側面に支持され、スプリング８１０の先端は、セラミックキャパシタ７０５の側面を水平方向へ付勢している。セラミックキャパシタ７０５の周囲に設けられた多数のスプリング８１０により、セラミックキャパシタ７０５は内側ケース８０３の底板中央部に保持されている。８１１は、内側ケース８０３内に充填された絶縁油である。
絶縁油８１１は、セラミックキャパシタ７０５の電気絶縁機能と、放熱機能とをもつ。絶縁油８１１は種々の冷却手段により冷却されることが好適である。
この実施形態では、セラミックキャパシタ７０５を絶縁油８１１内に水平変位可能に配置した点にその特徴がある。これにより、車両衝突が生じ、セラミックキャパシタ７０５に水平方向へ大きな慣性力が作用した場合、セラミックキャパシタ７０５は、スプリング８１０を圧縮して水平変位する。この時、絶縁油８１１は大きな粘性をもつため、セラミックキャパシタ７０５の水平変位における抵抗力を発生させ、その結果、セラミックキャパシタ７０５の慣性運動エネルギーの一部は熱として消費される。これにより、脆いセラミック材料からなるセラミックキャパシタ７０５に大きな衝突衝撃力が作用して、セラミックキャパシタ７０５が破壊されたり、その絶縁耐圧が低下して大きな蓄電エネルギーが短期間で放電されるのを良好に防止することができる。また、非常に大きい衝突衝撃力が生じて、セラミックキャパシタ７０５が多数の破片に破損する場合でも、これら破片が車体内部に飛散することなく絶縁油８１１内に安全に保持されるとともに、これら破片内の蓄電エネルギーの放出が絶縁油８１１により阻害されるため、安全性を更に一層向上することができる。

（実施形態１６）
実施形態１６を図３４を参照して説明する。この実施形態は、既述した車両用誘導送電装置において固定コアのバー１１、１２の上面に形成される凍結層（霜層や雪層や氷層）を融解除去する態様を示す。図３４はこの凍結層融解装置を示すブロック回路図である。
給電回路１５は、たとえばフルブリッジインバータからなる単相インバータ回路であって、所定周波数で発振してバー１１、１２に交流磁束を供給する。９１は外気温や湿度に基づいてバー１１、１２の上面の凍結層の厚さを推定する凍結センサである。なお、バー１１、１２の上面に形成された凍結層の厚さを検出する凍結センサ９１としては、公知の種々の方式を採用することができる。凍結センサ（凍結検出部）９１が検出したバー１１、１２上の凍結層の厚さはコントローラ（固定コア加熱制御部）９２に出力される。コントローラ９２は凍結層の厚さが所定値を超える場合に車両の接近の有無にかかわらず給電回路（固定コア加熱制御部）１５に融解指令を出力する。給電回路１５に電源電圧を給電する直流正母線９３と直流負母線９４との間には、図略の商用交流電源から商用交流電圧が印加されている。融解指令を受け取った給電回路１５は、送電コイル１４に交流電圧を出力し、これにより、バー１１、１２は鉄損により発熱して凍結層を融解させる。なお、車両への給電により、バー１１，１２は発熱するため、車両への給電時間に応じて融解指令持続時間を減らしたり、送電コイル１４の融解用の励磁電流を減らしたりしてもよい。図３０に示すように、バー１１、１２と固定コア固定部材６２１、６２２の間に熱絶縁層を設けることにより、融解用の加熱エネルギーを減らすことができる。凍結センサ９１として、バー１１、１２の温度を検出する温度センサとしてもよい。送電コイル１４の交流インピーダンスは、温度の関数であるため、送電コイル１４の交流インピーダンスを検出することにより、バー１１、１２の温度を推定してもよい。

（実施形態１７）
実施形態１７を図３５、図３６を参照して説明する。この実施形態の移動コア２は、図１とそれと同様の形状をもつ。すなわち、この移動コア２は、それぞれ車輪状に形成された軟磁性部材である一対の磁束入力コア２１、２２と、車軸状に形成された軟磁性の横バー（コイル巻装コア）２３とからなる。横バー２３には受電コイル２４がギャップを隔てて巻回されている。２３０は、回転軸であり、軸受け３１、３２により回転自在に支持されている。
この実施例の第１の特徴は、磁束入力コア２１、２２が、図３５、図３６に示すように、たとえば電磁鋼板のような輪板状の軟磁性板を軸方向に積層して構成されている点にある。これにより、磁束入力コア２１、２２の渦電流を低減し、その外周面の摩耗も低減することができ、必要な機械的強度も確保することができる。この実施例の第２の特徴は、横バー２３が、受電コイル２４の内側を軸方向に延在する軸部２３１と、軸部２３１の両端から径方向外側へ延在するスポーク部２３２とからなる点である。この実施例では、図４に示すように、４つの横バー２３が互いに９０度離れて配置されている。各スポーク部２３２の径方向外端は、車輪状の磁束入力コア２１、２２の内周面に密着、固定されている。４つの横バー２３はそれぞれ、たとえば電磁鋼板のような輪板状の軟磁性板を周方向（正確には接線方向）へ積層して構成されている。これにより、横バー２３は、磁束入力コア２１、２２に対して低鉄損で磁束を授受することができる。４つのスポーク部２３２の径方向内端は、回転軸２３０の外周面に直接又はリング状の中間部材を介して固定されている。これにより、スポーク部２３２は、車輪状の磁束入力コア２１、２２と回転軸２３０とを機械的に接続する機能をもつことができる。

（実施形態１８）
実施形態１８を図３７を参照して説明する。図３７において、移動コア２は、左右一対の軟磁性車輪５９２と、前後方向に延在する左右一対の縦バー５１１と、横バー５１４とからなる。横バー５１４には受電コイル２４が巻装されている。図３７は、前後に３つの軟磁性車輪５９２が図示されている。
図３７に示される第１の軟磁性車輪５９２は固定コア１の縦バー１１上に配置され、図３７において第１の軟磁性車輪５９２の裏側に隠れている第２の軟磁性車輪５９２は固定コア１の縦バー１２上に配置されている。５９１は、軟磁性車輪５９２の非磁性の回転軸であり、図略の軸受けにより縦バー５１１に支持されている。左右一対の縦バー５１１は、軟磁性板を軸方向に積層して構成されている。横バー５１４は、左右一対の縦バー５１１の上端に固定されて、左右一対の縦バー５１１間に磁束を流す。
この実施形態の特徴は、縦バー５１１に軟磁性車輪５９２の外周面に対して小ギャップ（約１〜２ｍｍ）を隔てて対面する凹部５１１０が形成されている点にある。このようにすれば、磁束出力コアの縦バー１１、１２から軟磁性車輪５９２に出入する束は、上記小ギャップを隔てて縦バー５１１と磁束を授受し、磁束は一対の縦バー５１１の一方から横バー５１４を通じて他方の縦バー５１２に流れる。この実施形態では、軟磁性車輪５９２と縦バー１１、１２との間の磁気抵抗を減らすことができる。また、軟磁性車輪５９２と縦バー５１１との間の対面面積が大きいため、両者間の磁気抵抗も減らすことができる。これにより、縦バー５１１と縦バー１１、１２との間の垂直ギャップＤを大きくすることができる。

（実施形態１９）
実施形態１９の車両用誘導送電装置を図３８〜図４０を参照して説明する。固定コア１は他の実施形態と同じである。図３８は車両用誘導送電装置を前後方向に見た正面図、図３９はこの車両用誘導送電装置の模式側面図、図４０はこの車両用誘導送電装置の模式平面図である。
受電車５００は、軟磁性の移動コア１０００と、移動コア１０００に巻かれた受電コイル２４と、車輪１００１〜１００４と、車輪軸１００５、１００６と、車輪軸１００５、１００６に固定されたフック１００７、１００８と、車輪軸１００５、１００６を一体に支持するフレーム１００９を有している。
移動コア１０００は、図３８に示すように、垂直方向に平行に延びる一対の脚部１０００Ａ、１０００Ｂと、左右方向に延在して脚部１０００Ａ、１０００Ｂの上端部を磁気的に連結するヨーク部１０００Ｃとからなり、電磁鋼板を前後方向に積層して形成されたコ字状ブロックからなる。移動コア１０００は、図３９、図４０に示すように、互いに隣接して前後に配列された５つの小ブロック１０１１〜１０１５に分割されている。脚部１０００Ａの下面はバー１１の上面に小ギャップｇを介して対面し、脚部１０００Ｂの下面はバー１２の上面に小ギャップｇを介して対面している。
車輪１００１、１００２は、移動コア１０００を挟んで車輪軸１００５に回転自在に固定されている。車輪軸１００５は、移動コア１０００の上方に位置して左右に延在している。同様に、車輪１００３、１００４も、移動コア１０００を挟んで車輪軸１００６に回転自在に固定されている。車輪軸１００６も、移動コア１０００の上方に位置して左右に延在している。図４０に示すように、車輪１００１、１００２は、車輪１００３、１００４の内側に配置されている。車輪軸１００５は移動コア１０００の前端上方に配置され、車輪軸１００６は移動コア１０００の後端上方に配置されている。
フレーム１００９は、車輪軸１００５、１００６を一体化している。フレーム１００９は、図略のバーを通じて車両底部に水平方向及び高さ方向に移動自在に連結されている。フック１００７、１００８は、移動コア１０００の左右に近接して車輪軸１００５、１００６（又はフレーム１００９）から下方に垂下している。フック１００７、１００８の下端部１００７Ａ、１００８Ａは、直角に曲げられている。フック１００７の下端部１００７Ａは、移動コア１０００をなす５つの小ブロック１０１１〜１０１５の左側面に凹設された溝１０００Ｄに挿入されている。フック１００８の下端部１００８Ａは、移動コア１０００をなす５つの小ブロック１０１１〜１０１５の右側面に凹設された溝１０００Ｅに挿入されている。これにより、５つの小ブロック１０１１〜１０１５は、フック１００７、１００８に吊り下げられている。これにより、ギャップｇが確保されている。溝１０００Ｄ、１０００Ｅの高さ方向の幅は、下端部１００７Ａ、１００８Ａの高さ方向の高さよりも所定幅だけ大きくされている。これにより、５つの小ブロック１０１１〜１０１５は、互いに独立に上方へ変位可能となっている。小ブロック１０１１〜１０１５のこの上方変位により、ギャップｇが増大するため、異物がバー１１、１２上に存在しても乗り越えることができる。
なお、受電コイル２４は、フレーム１００９に固定されて小ブロック１０１１〜１０１５が上下に変位可能な高さ方向の高さ方向内幅をもつ。図３９、図４０ではフック１００７、１００８及びフレーム１００９の図示は省略され、図４０では、受電コイル２４の図示は省略されている。

（その他の態様）
図１３では、小受電車５１０の車輪５１２を左右一対の磁束入力コア５１１、５１１の更に左右外側に配置したが、車輪５１２を左右一対の磁束入力コア５１１、５１１の前後に配置してもよい。更に、左右一対の磁束入力コア５１１、５１１の更に左右外側と、左右一対の磁束入力コア５１１、５１１の前後に車輪を配置してもよい。更に、左右一対の磁束入力コア５１１、５１１の前後に配置した車輪を、たとえば図２に示す接触トランス型の車輪としてもよい。このようにすれば、左右一対の磁束入力コア５１１、５１１と磁束出力コア（一次コア）のバー１２との間のギャップを最適な保持ができるとともに、電力伝送量を増大することができる。
上記実施形態では、一対のバー１１、１２を平行に前後方向へ延設したが、更に多数のバーを互いに平行に前後方向に延設してもよい。電動車の移動コアの前方に位置して、針金や釘のような小磁性部材を吸着する装置を設けて、これらの小磁性部材が移動コアに吸着されるのを防止してもよい。
上記実施形態では、固定コアのバー１１、１２はそれぞれ一本の縦バーにより構成された。その代わりに、バー１１，１２をそれぞれ左右方向に所定間隔を隔てて平行に配置される複数本と縦バーによりそれぞれ構成してもよい。

実施形態の装置を採用する走行レーンの部分的平面図である。この実施形態の誘導式車両送電装置の進行方向に見た模式縦断面図である。この実施形態の誘導式車両送電装置の幅行方向に見た模式側面図である。磁束受容コアの軸方向断面図である。給電回路及び受電回路を示すブロック回路図である。位置ずれ修正回路を示すブロック回路図である。道路に車両進行方向に順番に配置された複数の地上側送電ユニットを示す模式平面図である。送電制御例を示すフローチャートである。変形態様の固定コアのバーを示す模式斜視図である。梯子形の固定コアをもちいた変形例を示す模式平面図である。実施形態２の車両用誘導送電装置の側面図である。移動コアの軸方向半断面図である。実施形態３の車両用誘導送電装置の側面図である。変形態様を示す側面図である。変形態様を示す平面図である。実施形態４の車両用誘導送電装置の走路延在方向に見た断面図である。図１６の車両用誘導送電装置を走路幅方向に見た断面図である。実施形態５の車両用誘導送電装置の受電側の回路図である。実施形態６の車両用誘導送電装置の受電側の一部回路図である。操舵制御動作を示すフローチャートである。実施例７の車両用誘導送電装置の回路図である。変形態様を示すフローチャートである。変形態様を示すフローチャートである。実施形態８の車両用誘導送電装置の給電回路の一例を示す回路図である。実施形態９の車両用誘導送電装置の受電回路の一例を示す回路図である。実施形態１０の車両用誘導送電装置を走路幅方向に見た側面図である。図２５の装置の回路図である。実施形態１１の電気自動車の模式断面側面図である。実施形態１２の車両用誘導送電装置を示す模式側面図である。実施形態１３の固定コアの構造を示す垂直断面図である。図３０の固定コアの模式平面図である。実施形態１４の車両用誘導送電型のハイブリッド自動車のブロック回路図である。電気自動車の蓄電装置を構成するセラミックキャパシタの模式縦断面図である。実施形態１６の氷層融解機能をもつ車両用誘導送電装置のブロック回路図である。実施形態１７の車両用誘導装置の断面図である。図１６の装置の断面図である。実施形態１８の車両用誘導装置の断面図である。実施形態１９の車両用誘導送電装置を前後方向に見た正面図である。図３８の装置の模式側面図である。図３８の装置の模式平面図である。

符号の説明

１は固定コア、２は移動コア、１１、１２はバー、１３は横バー、１４は送電コイル、１５は給電回路、２１、２２は磁束入力コア、２３は横バー、２４は受電コイル、２５は受電回路、３３は縦バー（連結バー）、３４は下端部、３５は回動支持部、３６はロッド、９１は凍結センサ、９２はコントローラ、９３は直流正母線、９４は直流負母線、
１００は車体、１０１は底面、１０４は発振回路、１０５は抵抗素子、１０６はコントローラ、１１１は上面、２００はコントローラ、２１１はタイヤ状部材、２１３は円柱部材、３００は送電ユニット、３３０はブラシ、３３１は縦バーの後端部（異物付勢機構）、４００は軟鉄線、５００は受電車、５０１は支持プレート、５０２は支持枠、５０３は連結部（ユニバーサルジョイント）、回動支持部３５、５０５は軟鉄リング、５０６は軟磁性粉末、５０７はコイルボビン、５１０は小受電車、５１１は磁束入力コア、５１２は車輪、５１４はコイル巻装コア、５２０は受電回路、５２１は全波整流回路、５２２はスイッチング素子、５２３はバッテリ、５２４は位置ずれ検出用コイル、５２５は全波整流回路、５２６はコントローラ、５２７はモータ駆動回路、５２８、５２９は位置ずれ検出用コイル、５３０、５３１はダイオード（整流器）、５３２は信号処理回路、５３３は横ずれ量算出回路、５３４は操舵コントローラ、５４０は電流センサ、５４１はコントローラ、５４２、５４３は通信コイル、コントローラ５４４、５５０は商用交流電源、５５１は整流器、５５２は正母線、５５３は負母線、５５４はインバータ、５５９はコントローラ、５５５〜５５９はパワースイッチング素子、５６１、５６２はハーフブリッジ、５５９はコントローラ、５７０は並列共振回路、５７２は蓄電装置、５７１はスイッチ、５７３はコンセントプラグ（アダプタ）、５８１はバー（磁束出力コア）、５８３は凸部、５８４はバー（磁束入力コア）、５８５は凸部、５８６は凹部、５８７は電機子コイル、５８８は駆動回路、５９０は電気自動車５９０、５９１は荷物室、５９３は追加バッテリ、５９４は四角枠、５９６は四角檻、６００は移動コア支持フレーム、６０１は支持バー、６０３は枢支ピン、６０４はコントローラ、６０４はリニアアクチエータ、６０５はリニアアクチエータのロッド、６０６はロッドの前端部、６０７は距離センサ、６０８はコントローラ、６２０は溝部、６２１は固定コア固定部材、６２２は固定コア固定部材、６２３は下側中間部材、６２４は上側中間部材、７０１はエンジン、７０２は発電機、７０３は整流回路、７０４は昇圧チョッパ回路、７０５はセラミックキャパシタ、７０６は３相インバータ回路、７０７は３相交流モータ、７０８は直流正母線、７０９は直流負母線、７１０はコントローラ、７１１はコントローラ、８０１は車体底板、８０２は外側ケース、８０３は内側ケース、８０４は＋電極端子、８０５は−電極端子、８０６は電極ホルダ、８０８、８０９は銅ケーブル、８１０はスプリング、８１１は絶縁油

Claims

走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
前記受電ユニットは、
前記走路又は前記固定コア上を回転走行する車輪を有するとともに、前記移動コア及び前記受電コイルを移動させる受電車と、
走路幅方向へ相対移動可能かつ走路高さ方向へ相対移動可能に前記車両と前記受電車の底部とを連結するとともに、前記車両と前記固定コアとの間の走路幅方向位置ずれ量よりも前記受電車と前記固定コアとの間の走路幅方向位置ずれ量を減少させる向きに前記受電車を付勢する受電車支持機構と、
を有し、
前記受電車支持機構は、前記受電車と前記車両との間の高さ方向距離を変更することなく前記受電車を前記車両に対して少なくとも車両の幅方向へ相対移動させることができ、かつ、前記車両に対して前記受電車を走路平行方向に相対移動することなく前記受電車を前記車両に対して走路高さ方向へ相対変位させることができる連結構造を有し、前記連結構造により前記車両に連結されることを特徴とする車両用誘導送電装置。
前記受電車は、進行方向へ配列された前記移動コアと、前記移動コアを垂直移動可能に支持するフレームと、前記フレームを支持する車輪とを有し、
前記車輪は、前記移動コアの下端と前記固定コアの上端との間のギャップを所定量確保する径を有する請求項１記載の車両用誘導送電装置。
前記受電車は、進行方向へ配列された複数の前記移動コアを個別に支持するとともに互いに高さ方向へ相対変位可能に進行方向へ連結される複数の小型受電車からなる受電列車により構成されている請求項１記載の車両用誘導送電装置。
前記受電車支持機構は、前記受電車と前記車両の底部とを連結して車両後方かつ下方へ斜めに延在する連結バーを有し、
前記受電車は、前記連結バーの先端部に水平回動自在に連結され、
前記連結バーは、前記車両の底部に水平回動自在かつ垂直回動自在に連結される請求項１記載の車両用誘導送電装置。
前記受電車支持機構は、前記受電車を昇降させる受電車昇降装置を有する請求項１記載の車両用誘導送電装置。
前記受電車支持機構は、前記受電車を車両幅方向へ移動させる受電車横移動装置を有する請求項１記載の車両用誘導送電装置。
前記受電車支持機構は、前記固定コアに対する前記移動コアの走路幅方向の位置ずれ量を検出する横ずれ検出センサを有し、
前記受電車横移動装置は、検出した前記位置ずれ量に応じて前記受電車を前記位置ずれを解消する向きに付勢する請求項６記載の車両用誘導送電装置。
前記横ずれ検出センサは、前記固定コアに対する前記移動コアの走路幅方向の距離を磁気的に検出する磁気センサからなる請求項７記載の車両用誘導送電装置。
前記磁気センサは、前記移動コアに巻装された位置ずれ検出用のコイルと、前記位置ずれ検出用のコイルの電圧に基づいて前記位置ずれ量を検出する横ずれ検出回路とを有する請求項８記載の車両用誘導送電装置。
前記受電コイルは、前記位置ずれ検出用のコイルを兼ねるか又は同軸に巻装される請求項８記載の車両用誘導送電装置。
前記固定コアは、走路に露出する左右一対の磁束出力コアを有し、
前記移動コアは、下端が前記一対の磁束出力コアに個別に近接乃至接触する左右一対の磁束入力コアと、前記一対の磁束入力コアを磁気的に接続するとともに前記受電コイルが巻回されたコイル巻装コアとを有し、
前記一対の磁束入力コアは、軟磁性材料により車輪状に形成されて前記一対の磁束出力コアの上面に接触しつつ回転し、
前記コイル巻装コアは、軟磁性材料により車輪状に形成されて前記一対の磁束出力コアを磁気的に連結する請求項１記載の車両用誘導送電装置。
前記車輪状の磁束入力コアは、前記電動車の車輪を兼ねる請求項１１記載の車両用誘導送電装置。
前記車輪状の磁束入力コアは、輪板状の軟磁性鋼板を軸方向に積層されて構成されている請求項１１記載の車両用誘導送電装置。
前記車軸状のコイル巻装コアの両端部は、径外方向へ延在して前記磁束入力コアの内周面に密着するスポーク部を有する請求項１３記載の車両用誘導送電装置。
前記固定コアは、走路に露出する左右一対の磁束出力コアを有し、
前記移動コアは、プレート状に形成されて前後方向へ延在するとともに小ギャップを隔てて前記一対の磁束出力コアの上面に対面する請求項１記載の車両用誘導送電装置。
前記固定コアは、走路に露出する左右一対の磁束出力コアを有し、
前記移動コアは、下端が一対の前記磁束出力コアに個別に接触する左右一対の車輪状の磁束入力コア（５９２）と、前記車輪状の一対の磁束入力コア（５９２）に小ギャップを隔てて対面する左右一対の縦バー（５１１）と、前記左右一対の縦バー（５１１）を磁気的に連結する横バー（５１４）とを有し、
前記受電コイル（２４）は、前記横バー（５１４）に巻装されている請求項１記載の車両用誘導送電装置。
前記車輪状の磁束入力コア（５９２）は、輪板状の軟磁性板を軸方向に積層して構成され、
前記左右一対の縦バー（５１１）は、前記磁束入力コア（５９２）の外周面に小ギャップを隔てて対面する請求項１６記載の車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
前記固定コアは、上端面が前記走路の一部を構成するとともに互いに所定間隔を隔てて走路延在方向へ平行に延設される一対の磁束出力コアと、前記走路に埋設されて前記一対の磁束出力コアの所定部位同士を磁気的に接続するとともに前記送電コイルが巻装された一つ又は複数のコイル巻装コアとを有し、
前記移動コアは、下端が前記一対の磁束入力コアに個別に近接乃至接触する一対の磁束入力コアと、前記一対の磁束入力コアを磁気的に接続するとともに前記受電コイルが巻回されたコイル巻装コアとを有していることを特徴とする車両用誘導送電装置。
前記磁束出力コアは、前記固定コアの前記コイル巻装コアよりも走路延在方向へ長く形成されている請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記磁束入力コアは、前記移動コアの前記コイル巻装コアよりも長く形成されている請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記磁束出力コアは、前記磁束入力コアよりも走路延在方向へ長く形成されている請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記磁束出力コアの上面は、粗面化されている請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記磁束出力コアは、多数の軟磁性鋼板を走路幅方向へ積層してなる請求項２２記載の車両用誘導送電装置。
前記コイル巻装コアは、多数の軟磁性鋼板を走路延在方向へ積層してなる請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記コイル巻装コアの端部は、前記磁束出力コアの走路延在方向中間部に磁気的に接続される請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記一対の磁束出力コアは、走路延在方向へ所定間隔隔てて配置された複数の前記コイル巻装コアにより磁気的に接続され、
前記固定コアの複数のコイル巻装コアに別々に巻回された前記複数の給電コイルは、同じ方向へ磁束を発生する請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記固定コアのコイル巻装コアは、前記一対の磁束出力コアの下面に接している請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記磁束入力コアは、多数の軟磁性鋼板を進行方向に対して直角方向へ積層してなる請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記一対の磁束入力コアは、走路延在方向へ所定間隔隔てて配置された複数の前記コイル巻装コアにより磁気的に接続され、
前記移動コアの複数のコイル巻装コアに別々に巻回された前記複数の受電コイルは、二次電圧加算方向へ直列接続されている請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記移動コアのコイル巻装コアは、前記一対の磁束入力コアの上面に接している請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記一対の磁束入力コアは、前記コイル巻装コアの一部をなす車軸により連結された軟磁性の前記車輪を有し、
前記受電コイルは、前記車軸に相対回転可能に巻装される請求項１８記載の車両用誘導送電装置。
前記車輪は、弾性及び軟磁性を有する請求項３１記載の車両用誘導送電装置。
前記車輪の側面は多重リング状の凹凸を有する軟磁性金属板により構成されている請求項３２記載の車両用誘導送電装置。
進行方向へ一列に配列された複数の前記車輪を有する請求項３１記載の車両用誘導送電装置。
前記複数の車輪は、互いに高さ方向へ独立に変位可能に構成されている請求項３４記載の車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
前記走路側に設置されて前記車両と通信する固定側通信回路と、前記車両に装備されて前記固定側通信回路と通信する車両側通信回路とを有し、
前記車両は、前記受電コイルの受電電力の積算値を計測する積算回路を有し、
前記車両側通信回路は、前記固定側通信回路に前記積算値を送信することを特徴とする車両用誘導送電装置。
前記車両側通信回路は、前記積算値と自己を特定するアドレスとを固定側通信回路へ送信する請求項３６記載の車両用誘導送電装置。
前記車両側通信回路は、自己を特定するアドレスを前記固定側通信回路へ送信し、
前記固定側通信回路は、受信した前記車両のアドレスが予め許可された番号である場合に前記車両に送電するための送電コイルを作動させる給電回路、又は、前記車両の受電コイル前記受電コイルが受電する電力エネルギーの量を制御するパワーコントローラに、電力伝送を許可する信号を出力する請求項３６記載の車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
地上側に固定されて前記送電ユニットに対する前記車両の近接の有無を検出する車両センサと、
前記車両センサの検出情報に基づいて前記車両が近接する場合に前記送電ユニットへ送電する給電回路と、
を備え、
前記車両センサは、前記磁束出力コアに巻回された車両位置検出用のコイルと、前記車両位置検出用のコイルのインピーダンス変化に基づいて前記車両近接の有無を検出することを特徴とする車両用誘導送電装置。
前記給電コイルは、前記車両位置検出用のコイルを兼ねる請求項３９記載の車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
前記給電回路は、前記送電コイルと並列共振するキャパシタを有する並列共振回路と、
前記並列共振回路と直列接続されて前記並列共振回路への入力電流を制御する電流制御回路とを有し、
前記電流制御回路は、前記並列共振回路に交流電流を給電するフルブリッジインバータと、前記並列共振回路の電流位相に合わせて前記フルブリッジインバータのスイッチング素子を断続制御するコントローラとを有することを特徴とする車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
前記車両は、走行用の電力エネルギーを蓄電する蓄電装置と、前記受電コイルが受電する電力エネルギーの量を制御するパワーコントローラと、商用電力エネルギーを受電して前記パワーコントローラに供給する商用電力受電用のアダプタとを有することを特徴とする車両用誘導送電装置。
前記パワーコントローラは、前記蓄電装置の充電レベルに基づいて前記アダプタ又は前記受電コイルからの受電電力のレベルを制御する請求項４２記載の車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
前記移動コアに巻装されたリニアモータ用の電機子コイルと、前記電機子コイルに給電する駆動回路とを有し、前記受電コイルは、受電した電力を前記駆動回路に出力することを特徴とする車両用誘導送電装置。
前記固定コアの上面及び前記移動コアの下面は、その延在方向へ所定ピッチで磁気的な突極部を有し、前記リニアモータは、リラクタンスリニアモータからなる請求項４４記載の車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
前記車両に固定されて前記固定コアに対する前記車両の相対位置を検出して前記車両の操舵制御装置に送信する車両位置センサを有し、
前記操舵制御装置は、入力された前記車両位置に基づいて前記車両の操舵を行って、前記固定コアに対する前記車両の走路幅方向のずれを所定値以下に制御することを特徴とする車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
前記移動コアの前面に設けられて前記固定コアの上面の異物を走路幅方向へ付勢する異物付勢機構を有することを特徴とする車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
前記受電ユニットは、前記走路又は前記固定コア上を回転走行する車輪を有する受電車と、前記移動コアと前記固定コアとの間のギャップ幅を検出するギャップ幅検出部と、前記受電車に支持されて前記移動コアの高さを調節する移動コア昇降部と、前記検出したギャップ幅に基づいて前記移動コア昇降部を制御することにより前記ギャップ幅を所定の目標値に保持するギャップ幅制御部とを有することを特徴とする車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
上端開口の溝部を有して前記走路に固定された固定コア固定部材を有し、
前記固定コアは、前記固定コア固定部材の前記溝部に上方へ抜き出し可能に収容されていることを特徴とする車両用誘導送電装置。
走路に固定された軟磁性の固定コアと、前記固定コアに巻装された送電コイルとを有して走路延在方向へ配列される複数の送電ユニットと、
車両に設けられて前記固定コアに対面する軟磁性の移動コアと、前記移動コアに巻装された受電コイルとを有する受電ユニットとを備える車両用誘導送電装置において、
前記固定コアの上面の凍結状態を検出する凍結検出部と、
検出された前記凍結状態に応じて前記送電コイルに交流通電することにより前記固定コアを加熱する固定コア加熱制御部とを有することを特徴とする車両用誘導送電装置。
前記車両は、発電ユニットを搭載し、
前記コントローラは、前記蓄電装置の蓄電状態及び走行動力に応じて前記発電ユニットの作動を制御するとともに前記車両用誘導送電装置からの受電が可能かどうかを検出し、可能な場合には前記発電ユニットの発電よりも前記車両用誘導送電装置からの受電を優先する請求項１乃至４４のいずれか一つ記載の車両用誘導送電装置。
走行モータと、蓄電装置と、前記蓄電装置の蓄電電力を前記走行モータに給電するモータコントローラとを搭載する電気自動車において、
前記蓄電装置は、チタン酸材料を主成分として１０００Ｖ以上の耐圧をもつ誘電層を有し、絶縁油入りのケースに収容されたセラミックキャパシタにより構成されていることを特徴とする電気自動車。
前記蓄電装置は、セラミックキャパシタにより構成されて絶縁油入りのケースに少なくとも前後方向移動可能に収容され、
前記絶縁油は、前記セラミックキャパシタの前後方向移動における流体抵抗を発生する請求項５１記載の電気自動車。
走行モータと、蓄電装置と、前記蓄電装置の蓄電電力を前記走行モータに給電するモータコントローラとを搭載する電気自動車において、
前記車両は、長距離走行用の追加蓄電装置を着脱可能に追加蓄電装置固定装置が設けられた荷物積載室を有することを特徴とするで気自動車。