JP2011061942A - Contactless power supply apparatus of relay system - Google Patents

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馨介 阿部
Kitao Yamamoto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contactless power supply apparatus of relay system wherein an air gap can be expanded and with respect to each coil, the flexibility in arrangement is enhanced and variation in arrangement is increased. <P>SOLUTION: The contactless power supply apparatus supplies power from the coil 4 of a power supply circuit 3 on the primary side 1 to the coil 6 of a load-side circuit 5 on the secondary side 2 in a contactless manner, based on mutual induction action in electromagnetic induction, while being positioned in correspondence with each other with an air gap g in between. The relay coils 19, 21 of relay circuits 18, 20 are placed on the coil 4 side on the primary side 1 and on the coil 6 side on the secondary side 2, respectively. The intermediate coil 23 of an intermediate circuit 22 is placed between the relay coils 19, 21. The relay coils 19, 21 of the relay circuits 18, 20 resonate with the capacitors 24, 25 of these circuits, respectively, and the intermediate coil 23 of the intermediate circuit 22 resonates with the capacitor 26 of this circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、中継方式の非接触給電装置に関する。すなわち、定置された1次側から、例えば電気自動車に搭載された2次側に、非接触で電力を供給する、中継方式の非接触給電装置に関するものである。   The present invention relates to a relay-type non-contact power feeding device. That is, the present invention relates to a relay-type non-contact power supply device that supplies power in a non-contact manner from a stationary primary side to, for example, a secondary side mounted on an electric vehicle.

ケーブル等の機械的接触なしで、例えば電気自動車のバッテリーに、外部から電力を供給する非接触給電装置IPS(inductive power system)が、需要に基づき開発,実用化されている。
この非接触給電装置は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、給電側である1次側コイルから、受電側である2次側コイルへと電力を供給する。
すなわち、地上側に定置された1次側コイルでの磁束形成により、エアギャップを存しつつ、非接触で対応位置する電気自動車等に搭載された2次側コイルに、誘導起電力を生成して電力を供給する(後述する図8も参照)。
A non-contact power supply device IPS (inductive power system) that supplies electric power from the outside to, for example, a battery of an electric vehicle without mechanical contact such as a cable has been developed and put into practical use based on demand.
This non-contact power supply device supplies electric power from the primary coil on the power supply side to the secondary coil on the power reception side based on the mutual induction action of electromagnetic induction.
That is, by generating magnetic flux in the primary side coil placed on the ground side, an induced electromotive force is generated in the secondary side coil mounted on the electric vehicle or the like that is positioned in a non-contact manner while maintaining an air gap. To supply power (see also FIG. 8 described later).

このような非接触給電装置としては、例えば、次の特許文献1,特許文献2に示されたものが挙げられる。
特開平7−170681号公報 特開2008−087733号公報
As such a non-contact electric power feeder, what was shown by the following patent document 1 and patent document 2 is mentioned, for example.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-170681 JP 2008-087733 A

《問題点について》
ところで、このような従来の非接触給電装置については、次の課題が指摘されていた。
すなわち、この種の非接触給電装置では、エアギャップの拡大が大きなテーマとなっている。より大きなエアギャップのもとで、所定電力を供給せんとするニーズが高まっている。
例えば、従来の非接触給電装置では、1次側コイルと2次側コイル間のエアギャップは、100mm程度が限界とされていたのに対し、電気自動車等では(地面からの給電が最も実現性があるものの)、床の最低地上高を130mm以上確保する必要があり、より一層のエアギャップ拡大が切望されていた。
About the problem
By the way, the following subject was pointed out about such a conventional non-contact electric power feeder.
That is, in this type of non-contact power supply device, the expansion of the air gap is a major theme. There is an increasing need to supply predetermined power under a larger air gap.
For example, in the conventional non-contact power supply device, the air gap between the primary side coil and the secondary side coil is limited to about 100 mm, whereas in an electric vehicle or the like (power supply from the ground is most feasible. However, it is necessary to secure a minimum ground clearance of 130 mm or more, and further expansion of the air gap has been desired.

《先出願について》
そこで、本発明の発明者は、エアギャップ拡大をテーマとして研究,開発を進め、特願2009−019086を先に出願した。この先出願は、1次側コイルと2次側コイル間に、中継コイルを配設してなる。
すなわち、この先出願は、1次側の電源回路や2次側の負荷側回路とは独立した中継回路を、共振回路として設けると共に、そのコンデンサと共振する中継コイルを、1次側コイルと2次側コイル間のエアギャップの磁路に配したことを、特徴とする。
そして、この先出願は、エアギャップ拡大に資する所が大であるが、より一層のエアギャップ拡大が切望されていた。更に、各コイル配置の自由度向上,バリエーション拡大も切望されていた。例えば、1次側コイルと2次側コイルに関し、水平面の前後方向や左右方向での位置ずれ対策も、課題とされていた。
《About prior application》
Accordingly, the inventor of the present invention has advanced research and development on the theme of expanding the air gap, and filed Japanese Patent Application No. 2009-019086 first. In this prior application, a relay coil is disposed between the primary coil and the secondary coil.
That is, in this prior application, a relay circuit that is independent of the primary side power supply circuit and the secondary load side circuit is provided as a resonance circuit, and the relay coil that resonates with the capacitor is connected to the primary side coil and the secondary side. It is characterized by being arranged in the magnetic path of the air gap between the side coils.
And although this prior application greatly contributes to the air gap enlargement, further air gap enlargement has been eagerly desired. Furthermore, improvement in the degree of freedom of arrangement of coils and expansion of variations have been eagerly desired. For example, with respect to the primary side coil and the secondary side coil, countermeasures against misalignment in the front-rear direction and the left-right direction of the horizontal plane have also been an issue.

《本発明について》
本発明の中継方式の非接触給電装置は、このような実情に鑑み、上記先出願をベースに更に研究を進め、その改良発明として開発されたものである。
そして本発明は、第1に、更なるエアギャップ拡大が可能となり、第2に、コイル配置の自由度向上,バリエーション拡大も実現される、中継方式の非接触給電装置を提案することを、目的とする。
<< About the present invention >>
In view of such a situation, the relay-type non-contact power feeding device of the present invention has been further researched based on the above-mentioned prior application, and has been developed as an improved invention.
The present invention firstly proposes a relay-type non-contact power feeding device that allows further expansion of the air gap and secondly improves the degree of freedom of coil arrangement and increases variations. And

《請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
まず、請求項1については次のとおり。
請求項1の中継方式の非接触給電装置は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、1次側の電源回路のコイルから2次側の負荷側回路のコイルに、エアギャップを存し非接触で対応位置しつつ、電力を供給する。
そして、該1次側のコイル側および該2次側のコイル側に、それぞれ中継回路の中継コイルが配設されており、かつ該両中継コイル間に、中間回路の中間コイルが配設されていること、を特徴とする。
<About Claim>
The technical means of the present invention for solving such a problem is as follows, as described in the claims.
First, claim 1 is as follows.
The relay-type non-contact power feeding device according to claim 1 is based on the mutual induction action of electromagnetic induction and is non-contact with an air gap from the coil of the power supply circuit on the primary side to the coil of the load-side circuit on the secondary side. Power is supplied while being located.
A relay coil of the relay circuit is disposed on the primary coil side and the secondary coil side, respectively, and an intermediate coil of the intermediate circuit is disposed between the relay coils. It is characterized by that.

請求項2については次のとおり。
請求項2の中継方式の非接触給電装置は、請求項1において、該1次側の電源回路および中継回路は、地上側に定置配設され、該中間回路も、同地上側に定置配設されている。そして、該2次側の負荷側回路および中継回路は、移動体に搭載されていること、を特徴とする。
請求項3については次のとおり。
請求項3の中継方式の非接触給電装置は、請求項2において、該中継回路および該中間回路は、それぞれ、該1次側の電源回路や該2次側の負荷側回路から独立している。そして、該中継回路の中継コイルは、同回路のコンデンサと共振し、該中間回路の中間コイルは、同回路のコンデンサと共振すること、を特徴とする。
請求項4については次のとおり。
請求項4の中継方式の非接触給電装置は、請求項3において、該1次側のコイル,該2次側のコイル,該中継コイル,該中間コイルは、それぞれ、円形や方形の渦巻状に巻回されて扁平なフラット構造よりなること、を特徴とする。
Claim 2 is as follows.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a relay-type non-contact power feeding device according to the first aspect, wherein the primary side power circuit and the relay circuit are stationary on the ground side, and the intermediate circuit is also stationary on the ground side. Has been. The secondary load side circuit and the relay circuit are mounted on a moving body.
Claim 3 is as follows.
The relay-type non-contact power feeding device according to claim 3 is the relay system according to claim 2, wherein the relay circuit and the intermediate circuit are independent of the primary-side power supply circuit and the secondary-side load-side circuit, respectively. . The relay coil of the relay circuit resonates with the capacitor of the same circuit, and the intermediate coil of the intermediate circuit resonates with the capacitor of the same circuit.
Claim 4 is as follows.
The relay-type non-contact power feeding device according to claim 4 is the relay-type non-contact power supply device according to claim 3, wherein the primary side coil, the secondary side coil, the relay coil, and the intermediate coil are each in a circular or square spiral shape. It is characterized by having a flat structure that is wound and flat.

請求項5については次のとおり。
請求項5の中継方式の非接触給電装置は、請求項4において、該1次側のコイルおよび該中継コイルは、該移動体である車輌に対し側方に縦向きに、単数配設される。該中間コイルは、地面に横向きに単数又は複数配設される。そして、該2次側のコイルおよび該中継コイルは、該車輌の側部や前部に縦向き又は底部に横向きに、単数配設されること、を特徴とする。
請求項6については次のとおり。
請求項6の中継方式の非接触給電装置は、請求項4において、該1次側のコイルおよび該中継コイルは、該移動体である車輌に対し側方に縦向きや横向きに、単数配設される。該中間コイルは、上方に横向きに単数又は複数配設される。そして、該2次側のコイルおよび該中継コイルは、該車輌の側部に縦向き又は頂部に横向きに、単数配設されること、を特徴とする。
請求項7については次のとおり。
請求項7の中継方式の非接触給電装置は、請求項4において、該1次側のコイルと該中継コイル間、および該2次側のコイルと該中継コイル間には、少なくともコイル肉厚に対応した隙間が形成されている。又、該1次側の中継コイルと該中間コイル間の中心間距離、および該2次側の中継コイルと該中間コイル間の中心間距離は、該中継コイルや該中間コイルの巻き直径に見合った寸法を目安とすること、を特徴とする。
請求項8については次のとおり。
請求項8の中継方式の非接触給電装置は、請求項4において、該非接触給電装置は、給電に際し、該2次側のコイル,中継コイルが、該1次側のコイル,中継コイル,および該中間コイルの近くで、停止する停止給電方式よりなるか、又は、給電に際し、該2次側のコイル,中継コイルが、該1次側のコイル,中継コイル,および該中間コイルの近くを、低速走行する移動給電方式よりなること、を特徴とする。
Claim 5 is as follows.
According to a fifth aspect of the present invention, the relay-type non-contact power feeding device according to the fourth aspect is provided such that the primary side coil and the relay coil are arranged singly in a vertical direction laterally with respect to the vehicle as the moving body. . One or more intermediate coils are disposed laterally on the ground. The secondary coil and the relay coil are arranged singly in the vertical direction on the side and front of the vehicle or in the horizontal direction on the bottom.
Claim 6 is as follows.
The relay-type non-contact power feeding device according to claim 6 is the relay-type non-contact power feeding device according to claim 4, wherein the primary side coil and the relay coil are arranged singly in a longitudinal direction or a lateral direction with respect to the vehicle as the moving body. Is done. One or a plurality of the intermediate coils are disposed laterally upward. The secondary coil and the relay coil are arranged in a single direction, either vertically or laterally on the side of the vehicle.
Claim 7 is as follows.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a relay-type non-contact power feeding device according to the fourth aspect, wherein at least a coil thickness is provided between the primary coil and the relay coil and between the secondary coil and the relay coil. Corresponding gaps are formed. The center-to-center distance between the primary-side relay coil and the intermediate coil and the center-to-center distance between the secondary-side relay coil and the intermediate coil correspond to the winding diameter of the relay coil and the intermediate coil. It is characterized by using the measured dimensions as a guide.
Claim 8 is as follows.
The relay-type non-contact power supply apparatus according to claim 8 is the relay-type non-contact power supply apparatus according to claim 4, wherein the non-contact power supply apparatus is configured to supply power when the secondary coil and relay coil are the primary coil, relay coil, and It consists of a stop power feeding system that stops near the intermediate coil, or when power is fed, the secondary coil and the relay coil are moved at a low speed near the primary coil, the relay coil, and the intermediate coil. It is characterized by comprising a mobile power feeding system that travels.

《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
(1)非接触給電装置は、1次側に対し2次側が、エアギャップを存し対応位置しつつ電力を供給する。
(2)この給電は、停止給電方式又は移動給電方式により行われる。
(3)給電に際しては、1次側コイルが通電されて磁束が形成され、磁路が2次側コイルとの間に形成される。
(4)もって、1次側コイルと2次側コイルが電磁結合され、2次側コイルに誘導起電力が生成される。このような電磁誘導の相互誘導作用により、電力が1次側から2次側に供給される。
(5)さて、本発明の非接触給電装置は中継方式よりなり、1次側コイルと2次側コイル間のエアギャップに、中継回路の中継コイル,中間回路の中間コイル,中継回路の中継コイルが、順に配設されている。
(6)そして、両中継コイルや中間コイルを、それぞれの回路のコンデンサと共振させることにより、1次側コイルから2次側コイルに、電力が供給される。
(7)電力供給が、このような中継方式にて実施されることは、実験等によっても裏付けられている。
(8)そして本発明の非接触給電装置は、中継コイルに加え中間コイルを介在させた、共振による中継方式を採用したことにより、所定供給電力を損なうことなく、エアギャップ拡大が可能となる。なお、各コイルについてフラット構造を採用したことも、エアギャップ拡大に資するようになる。
(9)又、本発明の非接触給電装置では、エアギャップ拡大と共に、各コイルの組み合わせ配置した中継方式により電力供給を行うので、コイル配置の自由度が向上し、その配置場所や配置方向のバリエーションが拡大する。
(10)さてそこで、本発明の中継方式の非接触給電装置は、次の効果を発揮する。
<About the action>
Since the present invention comprises such means, the following is achieved.
(1) In the non-contact power feeding device, the secondary side supplies electric power to the primary side while the air gap exists and is positioned correspondingly.
(2) This power supply is performed by a stop power supply system or a mobile power supply system.
(3) During power feeding, the primary side coil is energized to form a magnetic flux, and a magnetic path is formed between the secondary side coil.
(4) Accordingly, the primary side coil and the secondary side coil are electromagnetically coupled, and an induced electromotive force is generated in the secondary side coil. Electric power is supplied from the primary side to the secondary side by such mutual induction action of electromagnetic induction.
(5) Now, the non-contact power feeding device of the present invention has a relay system, and in the air gap between the primary side coil and the secondary side coil, the relay coil of the relay circuit, the intermediate coil of the intermediate circuit, the relay coil of the relay circuit Are arranged in order.
(6) Then, power is supplied from the primary coil to the secondary coil by resonating both the relay coils and the intermediate coil with the capacitors of the respective circuits.
(7) The fact that power supply is carried out by such a relay method is supported by experiments and the like.
(8) And the non-contact power feeding device of the present invention employs a relay system by resonance in which an intermediate coil is interposed in addition to the relay coil, so that the air gap can be expanded without impairing the predetermined supply power. The adoption of a flat structure for each coil also contributes to the expansion of the air gap.
(9) Further, in the non-contact power feeding device according to the present invention, the power supply is performed by the relay method in which the coils are combined and arranged together with the expansion of the air gap. Variations expand.
(10) Then, the relay-type non-contact power feeding device of the present invention exhibits the following effects.

《第1の効果》
第1に、更なるエアギャップ拡大が、可能となる。本発明の非接触給電装置は、1次側コイル,その中継コイルと、2次側コイル,その中継コイルとの間に、中間コイルを介在させた、共振による中継方式を採用したことにより、1次側コイルと2次側コイル間のエアギャップを、供給電力を損なうことなく、例えば数m程度まで大きくとることが可能となる。
すなわち、ギャップ給電効率に優れ、例えば、1m〜2m程度の大ギャップのもとでも、数kWオーダーの大電力供給が可能となる。前述したこの種従来例の100mm程度のエアギャップや、中間コイル無しの場合のエアギャップに比し、より大きなエアギャップのもとでの大電力供給が可能となる。
そこで例えば、低床化が容易でないとされるトラック、例えば冷凍トラックの冷凍設置への外部電源による電力供給の道も開ける。
<< First effect >>
First, further expansion of the air gap is possible. The non-contact power feeding device of the present invention employs a resonance relay system in which an intermediate coil is interposed between a primary coil, its relay coil, a secondary coil, and its relay coil. The air gap between the secondary coil and the secondary coil can be increased to, for example, about several meters without impairing the supplied power.
That is, it is excellent in gap power feeding efficiency, and can supply a large amount of power of several kW even under a large gap of about 1 m to 2 m, for example. Compared to the air gap of about 100 mm of this kind of conventional example and the air gap without an intermediate coil, it is possible to supply a large amount of power under a larger air gap.
Therefore, for example, a road for supplying electric power from an external power source to a refrigeration installation of a truck, for example, a refrigeration truck, which is considered to be difficult to lower the floor is opened.

《第2の効果》
第2に、各コイルについて、配置の自由度が向上し、配置のバリエーションが拡大する。本発明の非接触給電装置は、前述したエアギャップ拡大と共に、各コイルを順次組み合わせ配置した中継方式にて電力供給を行うので、コイル配置の自由度が向上する。
すなわち、1次側コイルやその中継コイルを、地上側の側方にて縦向きや横向きに配置したり、中間コイルを、地上側の地面や上方に横向きに配置したり、2次側コイルやその中継コイルを、車輌等の移動体の側部,底部,前部,頂部等に縦向きや横向きに配置したりすることが、可能となる。そこで例えば、前述したこの種従来例のように、1次側コイルと2次側コイルに関し、前後方向や左右方向での位置ずれを気にすることなく、自在な配置が可能となる。
このように本発明によると、コイル配置のバリエーションが拡大し、電力供給のシチュエーションに応じて、コイル配置を選択することにより、広く各種の電力供給の場に適用可能となる。例えば、この種従来例が底面給電方式(路面給電方式)に限定されていたのに比し、底面充電方式は勿論のこと、側面給電方式(側壁給電方式),横置給電方式,上面給電方式,その他各種の給電方式が可能となる。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
<< Second effect >>
Secondly, with respect to each coil, the degree of freedom of arrangement is improved and the variation of arrangement is expanded. Since the non-contact power feeding device of the present invention performs power supply by the relay method in which the coils are sequentially combined and arranged together with the above-described air gap expansion, the degree of freedom in coil arrangement is improved.
That is, the primary coil and its relay coil are arranged vertically and horizontally on the ground side, the intermediate coil is arranged horizontally on the ground side and above, the secondary coil, The relay coil can be arranged vertically or horizontally on the side, bottom, front, top, etc. of a moving body such as a vehicle. Therefore, for example, as in the above-described conventional example, the primary side coil and the secondary side coil can be freely arranged without worrying about the positional deviation in the front-rear direction and the left-right direction.
As described above, according to the present invention, variations in the coil arrangement are expanded, and by selecting the coil arrangement according to the power supply situation, it can be widely applied to various power supply fields. For example, this type of conventional example is limited to the bottom surface feeding method (road surface feeding method), as well as the bottom surface charging method, side feeding method (side wall feeding method), horizontal feeding method, top surface feeding method. Various other power supply methods are possible.
As described above, the effects exerted by the present invention are remarkably large, such as all the problems existing in this type of conventional example are solved.

本発明に係る中継方式の非接触給電装置について、発明を実施するための形態の説明に供し、回路説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit explanatory diagram for explaining a mode for carrying out the invention of a relay-type non-contact power feeding device according to the present invention. 同発明を実施するための形態の説明に供し、使用例の側面概略図である。そして、(1)図は第1例、(2)図は第2例、(3)図は第3例、(4)図は第4例、(5)図は第5例を、それぞれ示す。It is used for description of the form for implementing this invention, and is a side schematic diagram of the example of use. Fig. 1 shows the first example, Fig. 2 shows the second example, Fig. 3 shows the third example, Fig. 4 shows the fourth example, and Fig. 5 shows the fifth example. . 同発明を実施するための形態の説明に供し、各使用例の側面概略図である。そして、(1)図は第6例、(2)図は第7例、(3)図は第8例、(4)図は第9例、(5)図は第10例を、それぞれ示す。It uses for description of the form for implementing this invention, and is a side schematic diagram of each use example. Fig. 1 shows the sixth example, Fig. 2 shows the seventh example, Fig. 3 shows the eighth example, Fig. 4 shows the ninth example, and Fig. 5 shows the tenth example. . 同発明を実施するための形態の説明に供し、1次側コイル,2次側コイル,中継コイル,中間コイル等の配置バリエーションの正面説明図である。そして、(1)図はその1、(2)図はその2、(3)図はその3、(4)図はその4、(5)図はその5、(6)図はその6、(7)図はその7を、それぞれ示す。It is used for description of the form for implementing this invention, and is front explanatory drawing of arrangement | positioning variations, such as a primary side coil, a secondary side coil, a relay coil, and an intermediate coil. (1) Figure 1 is, (2) Figure 2 is, (3) Figure 3 is, (4) Figure 4 is, (5) Figure 5 is, (6) Figure 6 is 6, (7) The figure shows the seventh. 同発明を実施するための形態の説明に供し、(1)図は、1次側コイル,2次側コイル,中継コイル等の代表的配置例の正面説明図、(2)図は、結合係数のグラフである。(3)図,(4)図,(5)図は、コイル形状の平面説明図であり、(3)図は円形の例を、(4)図は正方形の例を、(5)図は長方形の例を示す。For explanation of the mode for carrying out the invention, (1) is a front explanatory view of a typical arrangement example of a primary side coil, a secondary side coil, a relay coil, etc., and (2) is a coupling coefficient. It is a graph of. (3) Figures, (4) and (5) are plan explanatory views of the coil shape, (3) Figure is an example of a circle, (4) Figure is an example of a square, (5) Figure is An example of a rectangle is shown. 同発明を実施するための形態の説明に供し、1次側コイル,2次側コイル,中継コイル等の配置バリエーションの正面説明図である。そして、(1)図はその1、(2)図はその2、(3)図はその3、(4)図はその4、(5)図はその5、(6)図はその6を、それぞれ示す。(7)図は、配置不適例を示す。It uses for description of the form for implementing this invention, and is front explanatory drawing of arrangement | positioning variations, such as a primary side coil, a secondary side coil, and a relay coil. (1) Figure 1 shows, (2) Figure 2 shows, (3) Figure 3 shows, (4) Figure 4 shows, (5) Figure 5 shows, (6) Figure 6 shows that 6 , Respectively. (7) The figure shows an example of inappropriate placement. 非接触給電装置の説明に供し、その1次側コイル,2次側コイル等の平面説明図である。It uses for description of a non-contact electric power feeder, and is plane explanatory views, such as the primary side coil and the secondary side coil. 非接触給電装置の説明に供し、(1)図は、側面説明図、(2)図は、ブロック図である。It uses for description of a non-contact electric power feeder, (1) A figure is side surface explanatory drawing, (2) A figure is a block diagram.

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
すなわち、本発明の中継方式の非接触給電装置Aについて、その一般的説明,1次側や2次側の構造,本発明の概要,中継コイル,中継コイルの配置,中間コイル,中間コイルの配置,本発明の各使用例,作用、等の順に説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.
That is, the relay-type non-contact power feeding apparatus A of the present invention, its general description, the structure of the primary side and the secondary side, the outline of the present invention, the arrangement of the relay coil and the relay coil, the arrangement of the intermediate coil and the intermediate coil , Each use example of the present invention, action, etc. will be described in this order.

《非接触給電装置Aについて》
まず、図8を参照して、非接触給電装置Aについて一般的に説明する。
非接触給電装置Aは、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、1次側1の電源回路3のコイル4から、2次側2の負荷側回路5のコイル6に、エアギャップgを存して非接触で対応位置しつつ、電力を供給する。
1次側1は、地面B等の地上側Cに定置配設されており、2次側2は、車輌D等の移動体Eに搭載されている。
<< About non-contact power feeding device A >>
First, the non-contact power feeding apparatus A will be generally described with reference to FIG.
The non-contact power feeding device A has an air gap g from the coil 4 of the power circuit 3 on the primary side 1 to the coil 6 of the load side circuit 5 on the secondary side 2 based on the mutual induction action of electromagnetic induction. Electric power is supplied in a non-contact position.
The primary side 1 is fixedly disposed on the ground side C such as the ground B, and the secondary side 2 is mounted on a moving body E such as a vehicle D.

このような非接触給電装置Aについて、更に詳述する。まず、1次側1つまり給電側,トラック側の電源回路3は、図示の給電スタンドF,給電コーナー,その他の給電エリアにおいて、路面,床面等の地面Bやその他の地上側Cに、固定的に定置配設されている。
これに対し、2次側2つまり受電側,ピックアップ側は、電気自動車や電車等の車輌D,その他の移動体Eに搭載されている。移動体Eとしては、各種交通システム,カートシステム,遊戯施設,工場の搬送システム,自動搬送車AGVS(automatic guided vehicle system)、等々も考えられる。2次側2は、これらの駆動用の他、非駆動用としても利用可能である。又、車載バッテリー7に接続されるのが代表的であるが、各種負荷に直接接続されることもある。
そして、1次側1のコイル4と2次側2のコイル6とは、給電に際し、間隙空間であるエアギャップgを存しつつ、非接触で対応位置される。図示例は、2次側2のコイル6が、1次側1のコイル4上で停止,駐車される停止給電方式よりなるが、図示例によらず、1次側1のコイル4上を低速走行する移動給電方式も、勿論可能である。
停止給電方式の場合、1次側1のコイル4と2次側2のコイル6とは、例えば上下等で対をなす対称構造よりなる。移動給電方式の1例としては、高速道路上で走行中の電気自動車(EV車)に給電する例が挙げられる。
又、図示例では、2次側2のコイル6は、車載バッテリー7に接続されており、給電により充電されたバッテリー7にて、走行用モータ8が駆動される。図中9は、交流を直流に変換するコンバータ、10は、直流を交流に変換するインバータである。
Such a non-contact power supply apparatus A will be described in further detail. First, the power circuit 3 on the primary side 1, that is, the power supply side and the track side is fixed to the ground B such as the road surface and the floor surface and the other ground side C in the illustrated power supply stand F, power supply corner, and other power supply areas. It is fixedly arranged.
On the other hand, the secondary side 2, that is, the power receiving side and the pickup side are mounted on a vehicle D such as an electric car or a train, and other moving bodies E. As the mobile body E, various transportation systems, cart systems, amusement facilities, factory transportation systems, automatic guided vehicle AGVS (automatic guided vehicle system), and the like are also conceivable. The secondary side 2 can be used not only for driving but also for non-driving. Moreover, although it is typically connected to the vehicle-mounted battery 7, it may be directly connected to various loads.
The coil 4 on the primary side 1 and the coil 6 on the secondary side 2 are positioned in a non-contact manner while supplying an air gap g as a gap space during power feeding. In the illustrated example, the secondary side 2 coil 6 is stopped and parked on the primary side 1 coil 4, but it is slow on the primary side 1 coil 4 regardless of the illustrated example. Of course, a mobile power feeding system that travels is also possible.
In the case of the stop feeding method, the primary side 1 coil 4 and the secondary side 2 coil 6 have a symmetrical structure that forms a pair, for example, vertically. As an example of the mobile power supply method, an example in which power is supplied to an electric vehicle (EV vehicle) running on an expressway can be given.
In the illustrated example, the coil 6 on the secondary side 2 is connected to the in-vehicle battery 7, and the traveling motor 8 is driven by the battery 7 charged by power feeding. In the figure, 9 is a converter that converts alternating current into direct current, and 10 is an inverter that converts direct current into alternating current.

非接触給電装置Aにおいて、電磁誘導の相互誘導作用に基づき電力を供給することは、公知公用である。給電に際し、対応位置する1次側1のコイル4と、2次側2のコイル6との間で、コイル4での磁束形成により、コイル6に誘導起電力を生成させ、もってコイル4からコイル6へと電力を供給することは、公知公用である。
すなわち、まず1次側1のコイル4に対し2次側2のコイル6が、エアギャップgを介して対応位置し、1次側1のコイル4に、交流を励磁電流として通電することにより、磁界がコイル4の導線の周囲に生じ、磁束がコイル4面に対して直角方向に形成される。
この1次側1のコイル4で形成された磁束が、2次側2のコイル6を貫き鎖交することにより、2次側2のコイル6に誘導起電力が生成され、もって磁場が形成され、磁界を利用して電力が送受される。コイル4側の磁束の磁気回路と、コイル6側の磁束の磁気回路は、相互間に磁束の磁気回路つまり磁路が形成されて、電磁結合される。非接触給電装置Aでは、このような電磁誘導の相互誘導作用に基づき、給電が実施される。
非接触給電装置Aは、一般的にはこのようになっている。
In the non-contact power feeding device A, supplying electric power based on the mutual induction action of electromagnetic induction is a publicly known public use. During power feeding, an induced electromotive force is generated in the coil 6 by the magnetic flux formation in the coil 4 between the coil 4 on the primary side 1 and the coil 6 on the secondary side 2 corresponding to each other. Supplying power to 6 is publicly known.
That is, first, the secondary side 2 coil 6 is located corresponding to the primary side 1 coil 4 via the air gap g, and the primary side 1 coil 4 is energized with alternating current as an exciting current. A magnetic field is generated around the conducting wire of the coil 4 and a magnetic flux is formed in a direction perpendicular to the surface of the coil 4.
The magnetic flux formed by the coil 4 on the primary side 1 passes through the secondary side coil 6 and is linked to generate an induced electromotive force in the secondary side coil 6, thereby forming a magnetic field. Electric power is transmitted and received using a magnetic field. A magnetic circuit of magnetic flux on the coil 4 side and a magnetic circuit of magnetic flux on the coil 6 side are electromagnetically coupled by forming a magnetic circuit of magnetic flux, that is, a magnetic path, between them. In the non-contact power feeding apparatus A, power feeding is performed based on such mutual induction action of electromagnetic induction.
The non-contact power supply device A is generally configured as described above.

《1次側1や2次側2の構造について》
次に、非接触給電装置Aの1次側1および2次側2の構造について、図1,図7,図8を参照して、一般的に説明する。
まず、1次側1について述べる。図1中や図8に示されたように、1次側1の電源回路3において、コイル4は、電源11に接続されている。電源11としては、数kHz〜数10kHz程度の高周波インバータが使用される。
そしてコイル4は、図7に示したように、略平板状で複数回ターン方式のフラット構造をなす。すなわち、絶縁されたコイル導線が、同一平面において並列化された平行位置関係を維持しつつ、円形や方形の渦巻き状に複数回巻回ターンされ、もって、全体的に凹凸のない平坦で肉厚の薄い扁平状のフラット構造をなすと共に、環状,略フランジ状をなしており、中央部に空間が形成されている。
又、図示例では、磁心コアとしてフェライトコア12が、コイル4,6間のインダクタンスを増し電磁結合を強化すると共に、磁束を誘導,収集,方向付けすべく用いられている。このフェライトコア12は、コイル4より大きな面積よりなり、フラットな平板状そして環状,略フランジ状をなし、コイル4と同心に配置されている。
なお本発明において、フェライトコア12は、共振周波数およびコイル配置による出力変動等を考慮して、必要に応じ使用され、使用効果が小さい場合は不使用とされる。
図7中、13はモールド樹脂、14は発泡材、15はベースプレートである。モールド樹脂13は、コイル4やフェライトコア12の位置決め固定用等として、発泡材14は、軽量化用等として用いられている。
<< About the structure of the primary side 1 and the secondary side 2 >>
Next, the structure of the primary side 1 and the secondary side 2 of the non-contact power feeding apparatus A will be generally described with reference to FIG. 1, FIG. 7, and FIG.
First, the primary side 1 will be described. As shown in FIG. 1 and FIG. 8, in the power circuit 3 on the primary side 1, the coil 4 is connected to the power source 11. As the power source 11, a high frequency inverter of about several kHz to several tens of kHz is used.
As shown in FIG. 7, the coil 4 has a substantially flat plate shape and a flat structure of a multiple turn method. In other words, the insulated coil conductors are turned into a circular or square spiral shape while maintaining a parallel positional relationship in parallel on the same plane, so that they are entirely flat and thick with no irregularities. A thin flat structure is formed, and an annular shape and a substantially flange shape are formed, and a space is formed in the central portion.
In the illustrated example, a ferrite core 12 as a magnetic core is used to increase the inductance between the coils 4 and 6 to strengthen the electromagnetic coupling and to induce, collect and direct the magnetic flux. The ferrite core 12 has a larger area than the coil 4, has a flat plate shape, an annular shape, and a substantially flange shape, and is arranged concentrically with the coil 4.
In the present invention, the ferrite core 12 is used as necessary in consideration of output fluctuations due to the resonance frequency and coil arrangement, and is not used when the use effect is small.
In FIG. 7, 13 is a mold resin, 14 is a foam material, and 15 is a base plate. The mold resin 13 is used for positioning and fixing the coil 4 and the ferrite core 12, and the foam material 14 is used for weight reduction.

次に、2次側2について述べる。2次側2の負荷側回路5は、上述した1次側1の電源回路3のコイル4,フェライトコア12に対応した、コイル6,フェライトコア16と、負荷17とを備えている。この2次側2のコイル6やフェライトコア16の構成については、例えば停止給電方式の場合は、前述した1次側1のコイル4やフェライトコア12に準じる。モールド樹脂13,発泡材14,ベースプレート15等についても、1次側1のものに準じる。なお通常、コイル6の巻き径はコイル4と同じであるが、巻き数は異なっている。
1次側1や2次側2は、このようになっている。
Next, the secondary side 2 will be described. The load side circuit 5 on the secondary side 2 includes a coil 6, a ferrite core 16 and a load 17 corresponding to the coil 4 and the ferrite core 12 of the power circuit 3 on the primary side 1 described above. The configurations of the secondary side 2 coil 6 and the ferrite core 16 are the same as those of the primary side 1 coil 4 and the ferrite core 12 in the case of the stop power feeding method, for example. The mold resin 13, the foam material 14, the base plate 15, and the like also conform to those on the primary side 1. Normally, the winding diameter of the coil 6 is the same as that of the coil 4, but the number of turns is different.
The primary side 1 and the secondary side 2 are as described above.

《本発明の概要について》
以下、図1〜図6を参照して、本発明について説明する。まず、本発明の概要について述べる。
この中継方式の非接触給電装置Aは、上述したように、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、1次側1のコイル4から2次側2のコイル6に、エアギャップgを存し非接触で対応位置しつつ、電力を供給する。
1次側1のコイル4側には、中継回路18の中継コイル19が配設され、2次側2のコイル6側には、中継回路20の中継コイル21が配設されている。そして、1次側1の中継コイル19と2次側2の中継コイル21との間には、中間回路22の中間コイル23が配設されている。
この中継回路18,20や中間回路22は、それぞれ、1次側1の電源回路3や2次側2の負荷側回路5から独立している。勿論、中継回路18,20,中間回路22相互間も、独立している。
そして、中継回路18の中継コイル19は、同回路のコンデンサ24と共振し、中継回路20の中継コイル21は、同回路のコンデンサ25と共振し、中間回路22の中間コイル23は、同回路のコンデンサ26と共振する。
本発明の概要は、このようなっている。
<< Outline of the Present Invention >>
Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. First, the outline of the present invention will be described.
As described above, the relay-type non-contact power feeding device A is based on the mutual induction action of electromagnetic induction and has an air gap g from the primary side 1 coil 4 to the secondary side 2 coil 6 so as to be non-contact. While supplying the power, power is supplied.
The relay coil 19 of the relay circuit 18 is disposed on the primary side 1 coil 4 side, and the relay coil 21 of the relay circuit 20 is disposed on the secondary side 2 coil 6 side. An intermediate coil 23 of the intermediate circuit 22 is disposed between the relay coil 19 on the primary side 1 and the relay coil 21 on the secondary side 2.
The relay circuits 18 and 20 and the intermediate circuit 22 are independent from the power circuit 3 on the primary side 1 and the load side circuit 5 on the secondary side 2, respectively. Of course, the relay circuits 18 and 20 and the intermediate circuit 22 are also independent.
The relay coil 19 of the relay circuit 18 resonates with the capacitor 24 of the same circuit, the relay coil 21 of the relay circuit 20 resonates with the capacitor 25 of the same circuit, and the intermediate coil 23 of the intermediate circuit 22 Resonates with the capacitor 26.
The outline of the present invention is as described above.

《中継コイル19,21について》
このような本発明について、更に詳述する。まず、中継コイル19,21について、図1,図5,図6を参照して、説明する。
中継回路18が、1次側1の電源回路3と共に地上側Cに定置配設され、中継回路20が、2次側2の負荷側回路5と共に車輌D等の移動体Eに搭載されている。
この1次側1に隣接配設される中継回路18、および2次側2に隣接配設される中継回路20は、共に共振回路よりなり、共振用の中継コイル19とコンデンサ24、および共振用の中継コイル21とコンデンサ25を、それぞれ備えている。
この中継コイル19や中継コイル21は、前述した1次側1のコイル4や2次側2のコイル6に準じ、扁平なフラット構造をなし、図5の(3)図〜(5)図に示したように円形,正方形,長方形等に巻回されてなる。なお中継コイル19,21は、共振により大きな電流が流れ、抵抗損失,電力損失が大きくなるので、その低減策の一環として例えばリッツ線が採用され、1パラや3パラで巻回される。
<< Relay coils 19 and 21 >>
The present invention will be described in detail. First, the relay coils 19 and 21 will be described with reference to FIGS.
The relay circuit 18 is fixedly disposed on the ground side C together with the power circuit 3 on the primary side 1, and the relay circuit 20 is mounted on the moving body E such as the vehicle D together with the load side circuit 5 on the secondary side 2. .
The relay circuit 18 disposed adjacent to the primary side 1 and the relay circuit 20 disposed adjacent to the secondary side 2 are both composed of a resonance circuit, and include a resonance relay coil 19 and a capacitor 24, and a resonance circuit. The relay coil 21 and the capacitor 25 are provided.
The relay coil 19 and the relay coil 21 have a flat flat structure in accordance with the primary side 1 coil 4 and the secondary side 2 coil 6 described above, and are shown in FIGS. As shown, it is wound into a circle, square, rectangle or the like. In the relay coils 19 and 21, a large current flows due to resonance, and resistance loss and power loss increase. Therefore, for example, a litz wire is adopted as part of the reduction measures, and the relay coils 19 and 21 are wound in one or three paragraphs.

図1,図5の(1)図,図6等に示したように、中継コイル19,21は、コイル4,6より大きな面積とされることが多いと共に、中継コイル19は、1次側1のコイル4と同軸に配置され、中継コイル21は、2次側2のコイル6と同軸に配置される。通常、中継コイル19と中継コイル21とは、同面積,同形状よりなる。
又、図5の(1)図中に示したように、1次側1のコイル4と中継コイル19間、および2次側2のコイル6と中継コイル21間には、少なくともコイル肉厚寸法に対応した例えば50mm程度の隙間Hが、形成される。コイル4,6で形成される磁力線が抜けるスペースが必要であり、コイル肉厚が異なる場合は、厚い方の肉厚寸法以上の隙間Hが形成される。
なお、図1,図5の(1)図,図6等に示した例では、1次側1,2次側2共にフェライトコア12,16が配設されているが、前述したように、その使用は必須的ではない。
As shown in FIGS. 1, 5 (1), FIG. 6, etc., the relay coils 19, 21 are often larger than the coils 4, 6, and the relay coil 19 is the primary side. The relay coil 21 is disposed coaxially with the secondary side coil 6. Usually, the relay coil 19 and the relay coil 21 have the same area and the same shape.
Further, as shown in FIG. 5 (1), at least the coil thickness is between the coil 4 on the primary side 1 and the relay coil 19 and between the coil 6 on the secondary side 2 and the relay coil 21. For example, a gap H of about 50 mm is formed. A space is required for the lines of magnetic force formed by the coils 4 and 6 to be removed, and when the coil thickness is different, a gap H larger than the thicker wall thickness is formed.
In the example shown in FIGS. 1 and 5 (1), FIG. 6 and the like, the ferrite cores 12 and 16 are disposed on both the primary side 1 and the secondary side 2, but as described above, Its use is not essential.

《中継コイル19,21の配置について》
次に、中継コイル19,21の配置について、図5,図6を参照して、説明する。
以下に述べるコイル配置は、前述した先出願(特願2009−019086)について、本発明の発明者が更に実験を重ねた結果、新たな展開として把握されたものである。
まず、図5の(1)図に示したように、ギャップ給電効率面から、1次側1の中継コイル19と2次側2の中継コイル21間の中心間距離aは、中継コイル19,21の巻き直径bに見合った寸法が、目安とされる。
すなわち、両者の磁気回路間の電磁結合の度合を示す結合係数は、例えば図5の(2)図に示した実験データのように、中心間距離aの設定が500mmの巻き直径bを越えると、急速に低下する。なお、図5の(2)図の実験は、図1の(1)図に示した代表的配置例により、巻き直径500mm、共振周波数80kHz、フェライトコア12,16有、供給電力1kWで実施した。巻き直径500mmは車載サイズとして代表的である。
なお第1に、巻き直径bとは、コイル形状が円形の場合に適用されるが、コイル形状が正方形や長方形の場合は、同面積の円形のコイル形状に置き換え換算する。
なお第2に、中心間距離a<巻き直径bとする設定も、勿論可である。しかし中心間距離aが、1次側1と2次側2間のエアギャップgのベースとなる点に鑑み、エアギャップg拡大の観点から、中心間距離aを巻き直径b程度に設定するのが、最もギャップ給電効率に優れており、代表的設計と言える。
なお第3に、これに対し、中心間距離a>巻き直径bとする設定も、勿論可能である。しかし、その差が大きくなるにつれ結合係数の低下は避け難く、供給可能な電力が大きく減少し、もって、エアギャップgと供給電力の比率であるギャップ給電効率が悪化するので、設計上、採用に難が生じる。
<< Disposition of relay coils 19 and 21 >>
Next, the arrangement of the relay coils 19 and 21 will be described with reference to FIGS.
The coil arrangement described below has been grasped as a new development as a result of further experiments by the inventors of the present invention with respect to the above-mentioned prior application (Japanese Patent Application No. 2009-019086).
First, as shown in FIG. 5 (1), the center-to-center distance a between the relay coil 19 on the primary side 1 and the relay coil 21 on the secondary side 2 is determined by the relay coil 19, A size corresponding to a winding diameter b of 21 is a guide.
That is, the coupling coefficient indicating the degree of electromagnetic coupling between the two magnetic circuits is, for example, when the setting of the center distance a exceeds the winding diameter b of 500 mm as in the experimental data shown in FIG. , Decline rapidly. The experiment shown in FIG. 5 (2) was conducted with a winding diameter of 500 mm, a resonance frequency of 80 kHz, with ferrite cores 12 and 16 and a supply power of 1 kW according to the typical arrangement shown in FIG. 1 (1). . A winding diameter of 500 mm is a typical on-vehicle size.
First, the winding diameter b is applied when the coil shape is circular, but when the coil shape is square or rectangular, it is converted to a circular coil shape having the same area.
Secondly, it is of course possible to set the center distance a <the winding diameter b. However, considering that the center-to-center distance a becomes the base of the air gap g between the primary side 1 and the secondary side 2, the center-to-center distance a is set to about the winding diameter b from the viewpoint of expanding the air gap g. However, it has the highest gap feeding efficiency and can be said to be a typical design.
Thirdly, of course, it is possible to set the distance between the centers a> the winding diameter b. However, as the difference increases, it is unavoidable to reduce the coupling coefficient, and the power that can be supplied is greatly reduced. As a result, the gap power feeding efficiency, which is the ratio of the air gap g to the supplied power, deteriorates. Difficulties arise.

さて、このように把握される中心間距離aを前提として、両中継コイル19,21間の配置バリエーションについては、次のとおり。図5の(1)図に示したように、両中継コイル19,21が対向位置する代表例以外にも、図6に示したように、各種の配置例が可能である。
すなわち、両中継コイル19,21両者間の配置関係に関し、まず図6の(1)図のように、2次側2のコイル6,フェライトコア16が、両者間に平行に介在位置する例や、逆に、1次側1のコイル4,フェライトコア12が、両者間に平行に介在位置する例や、
コイル4,コイル6,フェライトコア12,フェライトコア16等の全部が、両者間に平行に介在位置する例も、可である。(2)図のように、両者が真横並びで位置する例や、両者共に逆転位置する例や、(3)図のように、両者が横並びで上下逆転位置する例も、可能である。
又、(4)図のように、両者の中心軸が直交するが、一方の中心軸上に他方の中心点が位置せず左右に離れている例や、(5)図のように、一方の中心軸上に他方の中心点が位置していても、両者の中心軸が直交せず、例えば80度程度僅かに傾斜している例も、可能である。(6)図のように、一方の中心軸上に他方の中心点が位置していても、両者の中心軸が直交せず、例えば40度程度大きく傾斜している例も、可能である。更に、その他これらの各例に準じた配置例や、これらを組合わせた配置例が、可能である。
なお各図示例において、両中継コイル19,21間の中心間距離aは、(5)図の例を除き巻き直径b程度となっているが、(5)図の例では、巻き直径bの1/2程度まで接近させることを要した。
これらに対し(7)図に示しように、両者の中心軸が直交すると共に、一方の中心軸上に他方の中心点が一致する場合は、電力供給不能となり配置不適例となる。
中継コイル19,20については、以上のとおり。
Now, on the premise of the center distance a grasped in this way, the arrangement variations between the relay coils 19 and 21 are as follows. As shown in FIG. 5A, various arrangement examples are possible as shown in FIG. 6 in addition to the representative example in which both relay coils 19 and 21 are opposed to each other.
That is, with respect to the arrangement relationship between both the relay coils 19 and 21, first, as shown in FIG. 6 (1), the secondary side coil 6 and the ferrite core 16 are disposed in parallel between the two, On the contrary, the primary side 1 coil 4 and the ferrite core 12 are disposed in parallel between the two,
An example in which all of the coil 4, the coil 6, the ferrite core 12, the ferrite core 16, and the like are interposed in parallel between the two is also possible. (2) An example in which both are positioned side by side as shown in the figure, an example in which both are positioned in reverse, and an example in which both are side by side as shown in (3) are possible.
Also, as shown in (4), the central axes of both are orthogonal, but the other central point is not located on one central axis and left and right, or as shown in (5) Even if the other central point is located on the central axis of the two, the central axes of the two are not orthogonal to each other, and for example, it is possible to slightly incline about 80 degrees. (6) Even if the other central point is located on one central axis as shown in the figure, an example in which both central axes are not orthogonal to each other, for example, largely inclined by about 40 degrees is also possible. Furthermore, other arrangement examples according to these examples and arrangement examples combining these are possible.
In each illustrated example, the center-to-center distance a between the relay coils 19 and 21 is about the winding diameter b except in the example of (5), but in the example of (5), the winding diameter b is It was necessary to make it approach to about 1/2.
On the other hand, as shown in FIG. 7 (7), when the central axes of the two are orthogonal to each other and the other central point coincides with one central axis, the power cannot be supplied, which is an inappropriate arrangement example.
The relay coils 19 and 20 are as described above.

《中間コイル23について》
次に、中間コイル23について、図1,図4を参照して、説明する。
まず中間回路22が、1次側1の電源回路3や中継回路18と共に、地上側Cに定置配設されている。この中間回路22は共振回路よりなり、共振用の中間コイル23とコンデンサ26とを、備えている。
中間コイル23は、前述したコイル4,6,中継コイル19,21等に準じ、円形,正方形,長方形等に巻回され(図7,図5の(3)図〜(5)図も参照)、もって扁平なフラット構造をなす。
そして中間コイル23は、中継コイル19,21と同面積等の共通仕様とすることが望ましい。共通仕様での組み合わせが共振に適しており、異なる仕様で組み合わせた場合は共振状態が変化する虞が生じる。例えば、中継コイル19,21の円形に対し、中間コイル23を正方形とすることは構わないが、少なくとも面積は両者共通にすることが望ましい。リッツ線の採用に関しては、中継コイル19,21について前述した所に準じる。
<About the intermediate coil 23>
Next, the intermediate coil 23 will be described with reference to FIGS.
First, the intermediate circuit 22 is placed on the ground side C together with the power circuit 3 and the relay circuit 18 on the primary side 1. The intermediate circuit 22 includes a resonance circuit, and includes a resonance intermediate coil 23 and a capacitor 26.
The intermediate coil 23 is wound into a circular shape, a square shape, a rectangular shape, or the like according to the above-described coils 4, 6, relay coils 19, 21, etc. (see also FIGS. 7 and 5 (3) to (5)). Therefore, it has a flat structure.
The intermediate coil 23 preferably has a common specification such as the same area as the relay coils 19 and 21. A combination with a common specification is suitable for resonance, and there is a possibility that the resonance state changes when combined with a different specification. For example, although the intermediate coil 23 may be square with respect to the circular shape of the relay coils 19 and 21, it is desirable that at least the area is common. The use of the litz wire is the same as that described above for the relay coils 19 and 21.

《中間コイル23の配置について》
次に、中間コイル23の配置について、図1,図4を参照して、説明する。
以下に述べるコイル配置は、中継コイル19,21のコイル配置について、前述したところが前提となる。そして、これをベースとしつつ、中継コイル19,21間に中間コイル23を介在,追加する実験を重ねた結果、以下のように把握された。
中間コイル23は、1次側1のコイル4,中継コイル19と、2次側2のコイル6,中継コイル21との間に、配設される。そしてまず、1次側1の中継コイル19と中間コイル23との中心間距離a、および2次側2の中継コイル21と中間コイル23との中心間距離aは、中継コイル19,21や中間コイル23の巻き直径bに見合った寸法が、目安となる。
<< About the arrangement of the intermediate coil 23 >>
Next, the arrangement of the intermediate coil 23 will be described with reference to FIGS.
The coil arrangement described below is premised on the coil arrangement of the relay coils 19 and 21 described above. Based on this, as a result of repeated experiments in which the intermediate coil 23 is interposed and added between the relay coils 19 and 21 as a base, it has been grasped as follows.
The intermediate coil 23 is disposed between the primary side 1 coil 4 and the relay coil 19 and the secondary side 2 coil 6 and the relay coil 21. First, the center-to-center distance a between the relay coil 19 on the primary side 1 and the intermediate coil 23 and the center-to-center distance a between the relay coil 21 on the secondary side 2 and the intermediate coil 23 are the relay coils 19 and 21 and the intermediate coil 23. A size corresponding to the winding diameter b of the coil 23 is a guide.

すなわち、1次側1のコイル4と2次側2のコイル6間に中継コイル19,21そして中間コイル23が介在する、共振による中継方式であることに鑑み、中継コイル19,21間の中心間距離aについて前述した所が、中継コイル19と中間コイル23間や、中継コイル21と中間コイル23間にも、そのまま適用される。
もって、中継コイル19と中間コイル23間の中心間距離a、および、中継コイル21と中間コイル23間の中心間距離aは、中継コイル19,21や中間コイル23の巻き直径b程度が、標準的目安となる。
なお第1に、前述したように中継コイル19,21と中間コイル23とは、前述したように面積等が共通仕様とされる。
なお第2に、コイル形状が円形,正方形,長方形等で相違する場合の置き換え換算についても、中継コイル19,21に関して前述した所に準じる。
なお第3に、中心間距離a<巻き直径bとする設定や、逆に、中心間距離a>巻き直径bとする設定についても、中継コイル19,21に関して前述した所に準じる。
なお第4に、図4の図示例では、コイル4,6に関しフェライトコア12,16は使用されていない。なお第5に、コイル4(6)に対する中継コイル19(21)の配置例は、図6の(1)図〜(3)図に関して前述した所に準じる。
That is, in view of the relay system by resonance in which the relay coils 19 and 21 and the intermediate coil 23 are interposed between the coil 1 on the primary side 1 and the coil 6 on the secondary side 2, the center between the relay coils 19 and 21. The place described above for the inter-distance a is also applied as it is between the relay coil 19 and the intermediate coil 23 and between the relay coil 21 and the intermediate coil 23.
Therefore, the center-to-center distance a between the relay coil 19 and the intermediate coil 23 and the center-to-center distance a between the relay coil 21 and the intermediate coil 23 are about the winding diameter b of the relay coils 19 and 21 and the intermediate coil 23. It becomes a target.
First, as described above, the relay coils 19 and 21 and the intermediate coil 23 have a common area or the like as described above.
Secondly, the replacement conversion when the coil shape is different in a circle, square, rectangle or the like is also the same as that described above with respect to the relay coils 19 and 21.
Thirdly, the setting of the center distance a <winding diameter b, and conversely, the setting of the center distance a> winding diameter b is also the same as described above with respect to the relay coils 19 and 21.
Fourthly, in the illustrated example of FIG. 4, the ferrite cores 12 and 16 are not used for the coils 4 and 6. Fifth, the arrangement example of the relay coil 19 (21) with respect to the coil 4 (6) conforms to the place described above with reference to the drawings (1) to (3) in FIG.

さて、このように把握される中心間距離aを前提として、中間コイル23の配置バリエーションについては、次のとおり。
図4の(1)図〜(7)図に示したように、中間コイル23と、1次側1のコイル4や中継コイル19と、2次側2のコイル6や中継コイル21との、3者間の位置関係に関しては、各種の配置例が可能である。
すなわち中間コイル23に関し、まず、図1や図4の(1)図のように、対向する他と中心軸を一致させて、中間にて平行に位置する代表例の外、角度付の例も中心軸をずらした例も可能である。(2)図のように、対向する他と中心軸が直交すると共に、一側方で縦に位置する例や、(3)図のように、対向する他と中心軸が直交すると共に、中間にて縦に位置する例や、(4)図のように、横並びの他と中心軸が直交すると共に、中間にて縦に位置する例も、可能である。
又、(5)図のように、横並びの他と中心軸が平行をなすと共に、中間に横並びで1個位置する例や、(6)図のように、横並びの他と中心軸が平行をなすと共に、中間に横並びで2個位置する例、更には3個以上位置する例も、可能である。
更に、その他これらの各例に準じた配置例が、可能である。このように、広く各種の配置バリエ−ションが可能である。
Now, on the premise of the center-to-center distance a grasped in this way, the arrangement variations of the intermediate coil 23 are as follows.
As shown in (1) to (7) of FIG. 4, the intermediate coil 23, the primary side coil 4 and the relay coil 19, the secondary side 2 coil 6 and the relay coil 21, Various arrangement examples are possible for the positional relationship between the three parties.
That is, with respect to the intermediate coil 23, as shown in FIG. 1 and FIG. 4 (1), an example with an angle other than a representative example in which the central axis coincides with that of the opposite and is located in the middle is also included. An example in which the central axis is shifted is also possible. (2) An example in which the central axis is orthogonal to the opposing other as shown in the figure and vertically positioned on one side, and (3) the central axis is orthogonal to the opposing other as shown in FIG. An example in which the center axis is orthogonal to the other in the horizontal arrangement as shown in FIG.
Also, as shown in (5), the center axis is parallel to the other side by side, and one is located in the middle in the middle, and (6) the center axis is parallel to the other side by side. In addition, an example in which two are arranged side by side in the middle, and an example in which three or more are located, are possible.
Furthermore, other arrangement examples according to these examples are possible. Thus, a wide variety of arrangement variations are possible.

なお第1に、図4の(7)図の例は、中間コイル23を隣接配置することにより、電力供給可能となった配置例である。
すなわち、図6の(7)図について前述したように、両中継コイル19,21の中心軸が直交すると共に、一方の中心軸上に他方の中心点が一致する場合は、電力供給不能となっていたが、例外的に、図4の(7)図の例では、中間コイル23を一方の側方に中心軸を平行にして隣接配置したことにより、電力供給可能となる。
なお第2に、中心間距離aは、図4の各例では巻き直径b程度が目安となっている。
なお第3に、図4の(6)図のように、中間コイル23を中間に横並びで2個位置せしめた例、その他複数個位置せしめた例において、中間コイル23相互間の中心間距離aも、巻き直径b程度が目安となっている。
中間コイル23については、以上のとおり。
First, the example of FIG. 4 (7) is an arrangement example in which power can be supplied by arranging the intermediate coil 23 adjacent to each other.
That is, as described above with reference to FIG. 6 (7), when the central axes of the relay coils 19 and 21 are orthogonal to each other and the other central point coincides with one central axis, it becomes impossible to supply power. However, as an exception, in the example of FIG. 4 (7), the intermediate coil 23 is disposed adjacent to one side with the central axis in parallel, so that power can be supplied.
Secondly, the center distance a is about a winding diameter b in each example of FIG.
Thirdly, as shown in FIG. 4 (6), in the example in which two intermediate coils 23 are positioned side by side in the middle, and in the case where a plurality of other intermediate coils 23 are positioned, the center-to-center distance a between the intermediate coils 23 is determined. Also, the winding diameter b is a standard.
The intermediate coil 23 is as described above.

《本発明の各使用例について》
次に、図2,図3を参照して、本発明の各例について説明する。
中間コイル23の配置については、前述したように、広く各種の配置バリエーションが可能である。
従って、このような中間コイル23を始め、中継コイル19,21,1次側1コイル4,2次側2コイル6等で構成される、中継方式のこの非接触給電装置Aについては、例えば図2,図3に示したように、各種の使用例が可能となる。但し、コイル4(6)と中継コイル19(21)の配置バリエーションについては、省略している。
<< About each use example of this invention >>
Next, examples of the present invention will be described with reference to FIGS.
Regarding the arrangement of the intermediate coil 23, as described above, a wide variety of arrangement variations are possible.
Accordingly, for this non-contact power feeding device A of the relay system, which includes the intermediate coil 23, the relay coils 19 and 21, the primary side 1 coil 4, the secondary side 2 coil 6 and the like, for example, FIG. 2. As shown in FIG. 3, various usage examples are possible. However, the arrangement variations of the coil 4 (6) and the relay coil 19 (21) are omitted.

図2の例については、次のとおり。
図2に示した非接触給電装置Aにおいて、1次側1のコイル4および中継コイル19は、移動体Eである車輌Dに対し側方に配設されると共に、縦向きで単数配設されている。中間コイル23は、地面Bに横向きで、単数又は複数配設されている。2次側2のコイル6および中継コイル21は、車輌Dの側部や前部に縦向き、又は底部に横向きに、単数配設されている。
このような図2の各例について、更に詳述する。まず各例共通に、地上側Cの壁面J下部に、1次側1のコイル4や中継コイル19が、縦向きに配設されると共に、壁面Jと車輌Dの中間地点の地上側Cの地面Bに、中間コイル23が横向きに埋設されている。
中間コイル23は、(2)図の例では2個、他の各の例では1個、埋設されているが、3個以上横並びで埋設することも可能である(複数個埋設することにより、その分だけ中心間距離aが増加し、エアギャップg拡大が可能となる)。あるいは、コイル4や中継コイル19の周りに中間コイル23を複数個埋設し、複数の車輌に同時に給電することも可能である。
又、移動体Eである車輌Dについて、2次側2のコイル6や中継コイル21が、(1)図,(2)図の例では、側部下部に縦向きに、(3)図の例では、底部下に横向きに、(4)図の例では、前部に縦向きに、(5)図の例では、前部下の底部に横向きに、それぞれ配設されている。
そして例えば、図2の(1)図,(2)図の例に示した側面給電方式(側壁給電方式)では、車輌Dの徐行運転に鑑み、実際上1m〜2m程度のエアギャップgが、壁面Jと車輌D間に必要とされるが、これを十分に確保可能である。
The example of FIG. 2 is as follows.
In the non-contact power feeding device A shown in FIG. 2, the primary side coil 4 and the relay coil 19 are disposed laterally with respect to the vehicle D that is the moving body E, and are disposed in a single vertical direction. ing. One or a plurality of intermediate coils 23 are disposed laterally on the ground B. The secondary side coil 6 and the relay coil 21 are arranged singly in the vertical direction on the side and front of the vehicle D or in the horizontal direction on the bottom.
Each example of FIG. 2 will be described in further detail. First, in common with each example, the coil 4 and the relay coil 19 on the primary side 1 are arranged vertically in the lower portion of the wall surface J on the ground side C, and the ground side C on the intermediate point between the wall surface J and the vehicle D is disposed on the ground side C. An intermediate coil 23 is embedded in the ground B in a lateral direction.
The intermediate coil 23 (2) is embedded in the example of FIG. 2 and one in each of the other examples, but three or more intermediate coils 23 can be embedded side by side (by embedding a plurality, The distance a between the centers increases accordingly, and the air gap g can be enlarged). Alternatively, it is possible to embed a plurality of intermediate coils 23 around the coil 4 and the relay coil 19 and to supply power to a plurality of vehicles at the same time.
Further, for the vehicle D which is the moving body E, the secondary side coil 6 and the relay coil 21 are vertically oriented in the lower part of the side portion in the example of (1), (2), (3) In the example, it is arranged horizontally below the bottom, in the example of (4), vertically in the front, and in the example of (5), horizontally in the bottom below the front.
And, for example, in the side power feeding method (side wall power feeding method) shown in the examples of FIGS. 2 (1) and 2 (2), in view of slow driving of the vehicle D, an air gap g of about 1 m to 2 m is actually Although it is required between the wall surface J and the vehicle D, it can be sufficiently ensured.

図3の例については、次のとおり。
図3に示した非接触給電装置Aにおいて、1次側1のコイル4および中継コイル19は、移動体Eである車輌Dに対し側方に配設されると共に、縦向きや横向きで単数配設されている。中間コイル23は、上方に横向きで、単数又は複数配設される。2次側2のコイル6および中継コイル21は、車輌Dの側部に縦向き又は頂部に横向きに、単数配設されている。
このような図3の各例について、更に詳述する。まず各例共通に、地上側Cの壁面J上部(天井部)に、1次側1のコイル4や中継コイル19が、縦向きや横向きに配設されると共に、壁面Jと車輌Dの中間地点の地上側Cの高所に、中間コイル23が横向きに架設されている。
又、2次側2のコイル6や中継コイル21が、車輌Dについて、(1)図,(3)図,(5)図の各例では、側部上部に縦向きに、(2)図,(4)図の例では、頂部上に横向きに、それぞれ配設されている。
本発明は、例えばこのように各種の使用例が可能である。
The example of FIG. 3 is as follows.
In the non-contact power feeding device A shown in FIG. 3, the primary side coil 4 and the relay coil 19 are disposed laterally with respect to the vehicle D that is the moving body E, and are arranged in a single orientation in the vertical or horizontal direction. It is installed. One or a plurality of intermediate coils 23 are disposed horizontally in the upward direction. The secondary side coil 6 and the relay coil 21 are arranged singly on the side of the vehicle D vertically or horizontally on the top.
Each example of FIG. 3 will be described in further detail. First, in common with each example, the coil 4 and the relay coil 19 on the primary side 1 are arranged vertically and horizontally on the upper surface (ceiling portion) of the wall surface J on the ground side C, and between the wall surface J and the vehicle D. An intermediate coil 23 is installed horizontally in a high place on the ground side C of the point.
In addition, the secondary side coil 6 and the relay coil 21 are arranged vertically on the upper side of the vehicle D in the examples shown in FIGS. (1), (3), and (5). , (4) In the example of FIG.
In the present invention, for example, various usage examples are possible as described above.

《作用等》
本発明の中継方式の非接触給電装置Aは、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
(1)非接触給電装置Aでは、給電に際し、車輌D等の移動体Eに搭載された受電側,2次側2のコイル6が、地面Bや壁面J等の地上側Cに定置された給電側,1次側1のコイル4に対し、エアギャップgを存し非接触で対応位置しつつ、電力を供給する(図8を参照)。
《Action etc.》
The relay-type non-contact power feeding apparatus A of the present invention is configured as described above. Therefore, it becomes as follows.
(1) In the non-contact power supply device A, the coil 6 on the power receiving side and the secondary side 2 mounted on the moving body E such as the vehicle D is placed on the ground side C such as the ground B or the wall surface J. Electric power is supplied to the coil 4 on the power supply side and the primary side 1 while keeping the air gap g and correspondingly positioned in a non-contact manner (see FIG. 8).

(2)この給電は、停止給電方式又は移動給電方式により、行われる(図2,図3を参照)。
停止給電方式では、給電に際し、移動体E側の2次側2のコイル6,中継コイル21が、地上側Cの1次側1のコイル4,中継コイル19,そして中間コイル23の近くで、停止される。移動給電方式では、給電に際し、移動体E側の2次側2のコイル6,中継コイル21が、地上側Cの1次側1のコイル4,中継コイル19,そして中間コイル23の近くを、低速走行する。
(2) This power supply is performed by a stop power supply system or a mobile power supply system (see FIGS. 2 and 3).
In the stop feeding method, when feeding, the secondary side 2 coil 6 and the relay coil 21 on the moving body E side are close to the ground side C primary side 1 coil 4, the relay coil 19, and the intermediate coil 23. Stopped. In the mobile power feeding method, when power is fed, the secondary side 2 coil 6 and relay coil 21 on the moving body E side are located near the ground side C primary side 1 coil 4, relay coil 19, and intermediate coil 23. Drive at low speed.

(3)給電に際しては、まず、1次側1の電源回路3のコイル4が、高周波交流の励磁電流により通電される。
そこで、コイル4に磁束が形成され、もってエアギャップgについて磁束の磁路が、1次側1の電源回路3のコイル4と2次側2の負荷側回路5のコイル6との間に、中継方式を介在させて形成される。すなわち、中継コイル19,中間コイル23,中継コイル21等、共振による中継方式を介在させて、形成される(図1を参照)。
(3) When power is supplied, first, the coil 4 of the power circuit 3 on the primary side 1 is energized by a high-frequency alternating current.
Therefore, a magnetic flux is formed in the coil 4, so that the magnetic path of the magnetic flux between the air gap g is between the coil 4 of the power circuit 3 on the primary side 1 and the coil 6 of the load side circuit 5 on the secondary side 2. It is formed with a relay system interposed. That is, the relay coil 19, the intermediate coil 23, the relay coil 21, and the like are formed by interposing a relay system by resonance (see FIG. 1).

(4)このようにして、1次側1のコイル4と2次側2のコイル6とが、電磁結合され、両者間に磁場が形成される。そして、1次側1のコイル4で形成された磁束が、2次側2のコイル6を貫き、もって、2次側2のコイル6に誘導起電力が生成される。
非接触給電装置Aでは、このような電磁誘導の相互誘導作用により、電力が、1次側1の電源回路3のコイル4から、2次側2の負荷側回路5のコイル6へと、供給される(図1等を参照)。
(4) Thus, the primary side coil 4 and the secondary side coil 6 are electromagnetically coupled to form a magnetic field therebetween. The magnetic flux formed by the primary side 1 coil 4 penetrates the secondary side 2 coil 6, so that an induced electromotive force is generated in the secondary side 2 coil 6.
In the non-contact power feeding apparatus A, electric power is supplied from the coil 4 of the power circuit 3 on the primary side 1 to the coil 6 of the load side circuit 5 on the secondary side 2 by the mutual induction action of electromagnetic induction. (See FIG. 1 and the like).

(5)さて、本発明の非接触給電装置Aは、中継方式よりなる。すなわち、1次側1のコイル4と2次側2のコイル6間のエアギャップgの磁路について、1次側1では、独立した中継回路18の中継コイル19が、2次側2では、独立した中継回路20の中継コイル21が、中継コイル19と中継コイル21間では、独立した中間回路22の中間コイル23が、それぞれ配設されている(図1〜図4を参照)。   (5) Now, the non-contact power feeding device A of the present invention is of a relay system. That is, regarding the magnetic path of the air gap g between the coil 4 on the primary side 1 and the coil 6 on the secondary side 2, the relay coil 19 of the independent relay circuit 18 is connected on the secondary side 2 on the primary side 1. The relay coil 21 of the independent relay circuit 20 and the intermediate coil 23 of the independent intermediate circuit 22 are respectively disposed between the relay coil 19 and the relay coil 21 (see FIGS. 1 to 4).

(6)そして、両中継コイル19,21や中間コイル23を、それぞれの回路18,20,22のコンデンサ24,25,26と、共通の共振周波数で共振させることにより、各コイル4,19,23,21,6間が電磁結合される。もって、1次側1のコイル4から2次側2のコイル6に、電力が供給される。   (6) By resonating both the relay coils 19 and 21 and the intermediate coil 23 with the capacitors 24, 25 and 26 of the respective circuits 18, 20, and 22 at a common resonance frequency, the coils 4, 19, 23, 21 and 6 are electromagnetically coupled. Accordingly, power is supplied from the coil 4 on the primary side 1 to the coil 6 on the secondary side 2.

(7)電力供給が、このように共振する中継コイル19,21,中間コイル23による中継方式にて行われることは、度重なる実験によって裏付けられた。又、上述した共振により、励磁無効電力が磁路に対し供給されることや、ヘルムホルツコイルの理論等も、裏付けになると推測される。   (7) It was confirmed by repeated experiments that the power supply is performed by the relay system using the relay coils 19 and 21 and the intermediate coil 23 that resonate in this way. Further, it is presumed that excitation reactive power is supplied to the magnetic path by the resonance described above, and the theory of the Helmholtz coil is supported.

(8)そして、本発明の非接触給電装置Aは、このように両中継コイル19,21間に中間コイル23を追加,介在させた、共振による中継方式を採用したことにより、供給電力を損なうことなく、エアギャップgの更なる拡大が可能となる。
すなわち、1次側1と2次側2間のエアギャップgは、1次側1の中継コイル19と中間コイル23間の中心間距離a、および、中間コイル23と2次側2の中継コイル21間の中心間距離aを、基準とする(図1,図4を参照)。更には、これに加え、中間コイル23間の中心間距離aが、基準として加わる場合もある(図4の(6)図を参照)。
エアギャップgは、これらの中心間距離aを基準とし、例えば各図示例については、その合算(例えばg=a+aやg=a+a+a)や三角関数にて算出可能となる。中心間距離aは、コイルの巻き直径bを目安とする。
結局、中間コイル23を追加,介在させたことにより、中継コイル19,21のみの場合に比し、例えば2倍以上のエアギャップgを得ることも可能となる。そして、得られた大ギャップのもとで、ギャップ給電効率に優れた電力供給が可能となる。
なお、1次側コイル4,中継コイル19,中間コイル23,中継コイル21,2次側コイル6等について、フラット構造を採用したことも、このような大ギャップ化に資することになる。
(8) And, the non-contact power feeding device A of the present invention impairs the power supply by adopting the relay method by resonance in which the intermediate coil 23 is added and interposed between the relay coils 19 and 21 as described above. Therefore, the air gap g can be further expanded.
That is, the air gap g between the primary side 1 and the secondary side 2 is the distance a between the center a between the relay coil 19 on the primary side 1 and the intermediate coil 23 and the relay coil on the intermediate coil 23 and the secondary side 2. The center distance a between 21 is used as a reference (see FIGS. 1 and 4). Further, in addition to this, the center distance a between the intermediate coils 23 may be added as a reference (see FIG. 4 (6)).
The air gap g can be calculated by using the distance a between the centers as a reference and, for example, for each illustrated example, the sum (for example, g = a + a or g = a + a + a) or a trigonometric function. The center-to-center distance a is based on the coil winding diameter b.
Eventually, by adding and interposing the intermediate coil 23, it is possible to obtain an air gap g that is, for example, twice or more as compared with the case of only the relay coils 19 and 21. And the electric power supply excellent in gap electric power feeding efficiency is attained under the obtained large gap.
The adoption of flat structures for the primary side coil 4, the relay coil 19, the intermediate coil 23, the relay coil 21, the secondary side coil 6 and the like also contributes to such a large gap.

(9)又、本発明の非接触給電装置Aでは、このようにエアギャップgが拡大されると共に、1次側コイル4,中継コイル19,中間コイル23,中継コイル21,2次側コイル6等を、順次組み合わせ配置する中継方式にて、電力供給を行う。そこで、コイル配置の自由度が向上する。
すなわち、エアギャップg拡大と、コイルを組み合わせる中継方式とに基づき、各コイル4,19,23,21,6について、その高さや位置等の配置場所、および縦向きや横向き等の配置方向等について、コイル配置のバリエーションが拡大する。
もって、この非接触給電装置Aは、広く各種の使用例が可能となる(図2,図3等を参照)。
(9) Further, in the non-contact power feeding device A of the present invention, the air gap g is expanded in this way, and the primary side coil 4, the relay coil 19, the intermediate coil 23, the relay coil 21, the secondary side coil 6 The power supply is performed by a relay system in which the combinations are sequentially arranged. Therefore, the degree of freedom in coil arrangement is improved.
That is, on the basis of the expansion of the air gap g and the relay method combining the coils, the arrangement positions such as the height and position of the coils 4, 19, 23, 21, and 6 and the arrangement directions such as the vertical direction and the horizontal direction, etc. The variation of coil arrangement is expanded.
Therefore, the non-contact power supply device A can be used in various ways (see FIG. 2, FIG. 3, etc.).

1 1次側
2 2次側
3 電源回路
4 コイル
5 負荷側回路
6 コイル
7 バッテリー
8 モータ
9 コンバータ
10 インバータ
11 電源
12 フェライトコア
13 モールド樹脂
14 発泡材
15 ベースプレート
16 フェライトコア
17 負荷
18 中継回路
19 中継コイル
20 中継回路
21 中継コイル
22 中間回路
23 中間コイル
24 コンデンサ
25 コンデンサ
26 コンデンサ
A 非接触給電装置
B 地面
C 地上側
D 車輌
E 移動体
F 給電スタンド
H 隙間
J 壁面
a 中心間距離
b 巻き直径
g エアギャップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary side 2 Secondary side 3 Power supply circuit 4 Coil 5 Load side circuit 6 Coil 7 Battery 8 Motor 9 Converter 10 Inverter 11 Power supply 12 Ferrite core 13 Mold resin 14 Foaming material 15 Base plate 16 Ferrite core 17 Load 18 Relay circuit 19 Relay Coil 20 Relay circuit 21 Relay coil 22 Intermediate circuit 23 Intermediate coil 24 Capacitor 25 Capacitor 26 Capacitor A Non-contact power feeding device B Ground C Ground side D Vehicle E Mobile body F Power supply stand H Clearance J Wall surface a Center distance b Winding diameter g Air gap

Claims (8)

電磁誘導の相互誘導作用に基づき、1次側の電源回路のコイルから2次側の負荷側回路のコイルに、エアギャップを存し非接触で対応位置しつつ電力を供給する、非接触給電装置において、
該1次側のコイル側および該2次側のコイル側に、それぞれ中継回路の中継コイルが配設されており、かつ該両中継コイル間に、中間回路の中間コイルが配設されていること、を特徴とする中継方式の非接触給電装置。
A non-contact power feeding device that supplies electric power from a coil of a primary power supply circuit to a coil of a load circuit on the secondary side in a non-contact manner and in a non-contact position based on a mutual induction action of electromagnetic induction In
A relay coil of the relay circuit is disposed on each of the primary coil side and the secondary coil side, and an intermediate coil of the intermediate circuit is disposed between the relay coils. A relay-type non-contact power feeding device characterized by the above.
請求項1に記載した非接触給電装置において、該1次側の電源回路および中継回路は、地上側に定置配設され、該中間回路も、同地上側に定置配設されており、
該2次側の負荷側回路および中継回路は、移動体に搭載されていること、を特徴とする中継方式の非接触給電装置。
In the non-contact power feeding device according to claim 1, the primary side power circuit and the relay circuit are stationary on the ground side, and the intermediate circuit is also stationary on the ground side,
A relay-type non-contact power feeding device, wherein the secondary load side circuit and the relay circuit are mounted on a moving body.
請求項2に記載した非接触給電装置において、該中継回路および該中間回路は、それぞれ、該1次側の電源回路や該2次側の負荷側回路から独立しており、
該中継回路の中継コイルは、同回路のコンデンサと共振し、該中間回路の中間コイルは、同回路のコンデンサと共振すること、を特徴とする中継方式の非接触給電装置。
The contactless power supply device according to claim 2, wherein the relay circuit and the intermediate circuit are independent from the primary side power supply circuit and the secondary side load side circuit, respectively.
A relay-type non-contact power feeding device, wherein the relay coil of the relay circuit resonates with a capacitor of the same circuit, and the intermediate coil of the intermediate circuit resonates with the capacitor of the same circuit.
請求項3に記載した非接触給電装置において、該1次側のコイル,該2次側のコイル,該中継コイル,該中間コイルは、それぞれ、円形や方形の渦巻状に巻回されて扁平なフラット構造よりなること、を特徴とする中継方式の非接触給電装置。   The contactless power feeding device according to claim 3, wherein the primary side coil, the secondary side coil, the relay coil, and the intermediate coil are each wound in a circular or square spiral shape to be flat. A relay-type non-contact power feeding device characterized by comprising a flat structure. 請求項4に記載した非接触給電装置において、該1次側のコイルおよび該中継コイルは、該移動体である車輌に対し側方に縦向きに、単数配設され、該中間コイルは、地面に横向きに単数又は複数配設され、
該2次側のコイルおよび該中継コイルは、該車輌の側部や前部に縦向き又は底部に横向きに、単数配設されること、を特徴とする中継方式の非接触給電装置。
5. The non-contact power feeding apparatus according to claim 4, wherein the primary coil and the relay coil are arranged in a single vertical direction laterally with respect to the vehicle as the moving body, and the intermediate coil is formed on the ground. Singularly or plurally arranged horizontally,
A relay-type non-contact power feeding device, wherein the secondary coil and the relay coil are arranged in a single direction vertically or laterally at the side or front of the vehicle.
請求項4に記載した非接触給電装置において、該1次側のコイルおよび該中継コイルは、該移動体である車輌に対し側方に縦向きや横向きに、単数配設され、該中間コイルは、上方に横向きに単数又は複数配設され、
該2次側のコイルおよび該中継コイルは、該車輌の側部に縦向き又は頂部に横向きに、単数配設されること、を特徴とする中継方式の非接触給電装置。
5. The contactless power supply device according to claim 4, wherein the primary coil and the relay coil are arranged singly in a vertical or horizontal direction with respect to the vehicle as the moving body, and the intermediate coil is , One or more are arranged horizontally in the upper direction,
A relay-type non-contact power feeding device, wherein the secondary coil and the relay coil are arranged in a single direction vertically on the side of the vehicle or horizontally on the top.
請求項4に記載した非接触給電装置において、該1次側のコイルと該中継コイル間、および該2次側のコイルと該中継コイル間には、少なくともコイル肉厚に対応した隙間が形成されており、
該1次側の中継コイルと該中間コイル間の中心間距離、および、該2次側の中継コイルと該中間コイル間の中心間距離は、該中継コイルや該中間コイルの巻き直径に見合った寸法を目安とすること、を特徴とする中継方式の非接触給電装置。
5. The contactless power supply device according to claim 4, wherein a gap corresponding to at least a coil thickness is formed between the primary coil and the relay coil and between the secondary coil and the relay coil. And
The center-to-center distance between the primary-side relay coil and the intermediate coil and the center-to-center distance between the secondary-side relay coil and the intermediate coil correspond to the winding diameters of the relay coil and the intermediate coil. A relay-type non-contact power feeding device characterized by using dimensions as a guide.
請求項4に記載した非接触給電装置において、該非接触給電装置は、給電に際し、該2次側のコイル,中継コイルが、該1次側のコイル,中継コイル,および該中間コイルの近くで、停止する停止給電方式よりなるか、
給電に際し、該2次側のコイル,中継コイルが、該1次側のコイル,中継コイル,および該中間コイルの近くを、低速走行する移動給電方式よりなること、を特徴とする中継方式の非接触給電装置。
The contactless power supply device according to claim 4, wherein the contactless power supply device is configured such that when the power supply is performed, the secondary coil and the relay coil are close to the primary coil, the relay coil, and the intermediate coil. Whether it consists of a stop power supply system that stops or
When supplying power, the secondary coil and the relay coil are composed of a mobile power supply system that travels at a low speed near the primary coil, the relay coil, and the intermediate coil. Contact power supply device.
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