JP2014023262A - 非接触給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重量増加を抑制しつつ、位置ずれに対して磁気結合を強くすることができる非接触給電装置を提供する。
【解決手段】送電パッド４０と受電パッド５０とでは、長手方向Ｘに位置がずれている場合、受電コア５１の長手方向Ｘ両端面から送電パッド４０に向かう磁束が受電用中継コイル５３に通過しやすい。したがって送電コア４１と受電コア５１との位置ずれに対して磁気結合を強くすることができる。また各中継コイル４３，５３は巻線を巻回しただけなので、軽量である。したがって各コア４１，５１を大きくして位置ずれに強くする構成よりも、重量増加を抑制しつつ、位置ずれに強くすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、外部の電源から車両の電池に非接触で電力を給電する非接触給電装置に関する。

電気自動車およびハイブリッド車などの電動車両には、走行用の電力を外部電源から充電可能とする電池が装備されている。充電用の電力を給電する方法としては、給電側の電源口と車両の充電口とをケーブルで接続するプラグイン式の給電装置、およびケーブルを用いない非接触式の給電装置が知られている。

特許文献１に記載の非接触給電装置に関する技術では、外部に設置された１次側パッドと、車体下部に設置された２次側パッド間で電磁場を介して、１次側パッド（以下、「設備側パッド」ということがある）から２次側パッド（以下、「車体側パッド」ということがある）へ送電が行われる。これによって車体側パッドは、電磁結合により電流が流れることによって、対向する設備側パッドからの給電を受ける。

特許文献１に記載の技術では、設備側パッドおよび車体側パッドは、コアの周りにコイルを巻回する構造をしている。このコイル構成では、コアの表面に渦巻き状にコイルを形成している構成に比べて、同じ体格でコイル幅を大きくすることができる。コイル幅を大きくすると、設備側パッドと車体側パッドとの磁気結合が強くなり、位置ずれに対して強くなる。

特開２０１０−１７２０８４号公報

前述の特許文献１に記載の技術では、位置ずれに強くするためには、コイル幅を大きくする必要がある。コイル幅が大きくなると、コアが大きくなるので、全体として重くなるという問題がある。

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、重量増加を抑制しつつ、位置ずれに対して磁気結合を強くすることができる非接触給電装置を提供することを目的とする。

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

本発明では、両方のコアのうち、少なくともいずれか一方のコアの周囲に配置される中継コイル（４３，５３）と、中継コイルの巻線に接続されて、共振回路（６０）を構成する共振コンデンサ（６１）と、を含み、中継コイルは、中継コイルが周囲に配置されるコアの片側に位置する面よりも向かい合うコア側にずれた位置であって、２つのコアが向かい合う面の間から外側にずれた位置に配置されることを特徴とする。

このような本発明に従えば、中継コイルがコアの周囲に配置されている。１次側コアと２次側コアとの相対位置が板厚方向に交差する方向にずれると、位置ずれ方向と中継コイルとの位置によって、中継コイルにコアからの磁束が錯交する。中継コイルに磁束が錯交すると中継コイルに誘導電流が流れる。中継コイルは共振コンデンサと共振回路を構成している。したがって中継コイルに流れる誘導電流は、共振回路に流れることになる。誘導電流は、中継コイルのインダクタンスと共振コンデンサとの共振によって大電流となる。大電流によって、中継コイルには大きな磁束が発生する。これによって中継コイルから発生する磁束を、対向するコイルに錯交させることができる。したがって中継コイルがなければ錯交させることができなかった磁束を、中継コイルによって錯交させることができる。これによって位置ずれに対して磁気結合を強くすることができる。また中継コイルは巻線を巻回しただけなので、軽量である。したがってコアを大きくして位置ずれに強くする構成よりも、重量増加を抑制しつつ、位置ずれに強くすることができる。換言すると、コアが大型化しないので、コアに用いられる材料量の増加を抑制しつつ、位置ずれに強くすることができる。またコアの材料量の増加を抑制することができるので、材料コストの増加を抑制することができる。

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態の非接触給電システム１０を示すブロック図である。 送電パッド４０および受電パッド５０を示す斜視図である。 共振回路６０の一例を示す回路図である。 共振回路６０の他の例を示す回路図である。 各コイル４０，コイル５０の位置がずれた状態を示す斜視図である。 第２実施形態の各コイル４０Ａ，５０Ａを示す斜視図である。 第３実施形態の各コイル４０Ｂ，５０Ｂを示す斜視図である。 第４実施形態の各コイル４０Ｃ，５０Ｃを示す斜視図である。 第５実施形態の各コイル４０Ｄ，５０Ｄを示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図５を用いて説明する。非接触給電システム１０は、たとえば電気自動車、およびプラグインハイブリッド自動車などのメインバッテリに充電する場合に適用することができる。非接触給電システム１０は、２次電池であるメインバッテリ２１と車両２２の外部に設置される外部電源３０との間で、非接触で電磁誘導方式によって電力を伝送するシステムである。電磁誘導方式は、送電側と受電側との間で発生する誘導磁束を利用して電力を送る方式のことである。非接触給電システム１０は、図１に示すように、車両２２に搭載される受電回路２３および車両側パッド２４、ならびに車両２２の外部に設置される送電回路３１および地上側パッド３２を含んで構成される。また地上側パッド３２および車両側パッド２４を総称して、非接触給電装置という。

先ず、送電回路３１に関して説明する。送電回路３１は、たとえば、家庭、集合住宅、コインパーキングなどの駐車設備、商業施設、および公共施設などに設けられる。送電回路３１は、車両２２にとって外部となる外部電源３０、および送電パッド４０に接続される。外部電源３０は、たとえば系統電源である。送電回路３１は、車両２２の受電パッド５０に給電する際に動作する。送電回路３１は、外部電源３０からの電力を車両２２に送電する。

送電パッド４０は、地上側パッド３２に内蔵される。送電パッド４０は、１次側パッドであって、地上側パッド３２とともに駐車設備に画成された駐車スペース内に各々設置または埋設され、所定の通電によって電磁界を発生するように構成されている。送電パッド４０は、車両２２側に設けられた受電パッド５０との間で非接触による電力の受け渡しを行う。送電パッド４０は、送電回路３１に接続され、送電回路３１から与えられる高周波電力を電磁誘導により受電パッド５０が搭載される車両２２へ電力を送電する。

次に、車両側パッド２４に関して説明する。車両側パッド２４は、非接触で電力を受電する受電パッド（２次側パッド）５０を内部に有し、車外に露出するように車両２２に設けられる。

受電パッド５０は、車両側パッド２４に内蔵される。受電パッド５０は、送電パッド４０との間で非接触による電力の受け渡しを行う。受電パッド５０は、送電パッド４０が発生した電磁界の影響により、受電パッド受電パッド５０に誘導起電力が生じる。受電パッド５０は、受電回路２３に接続され、発生した高周波電力を受電回路２３に与える。

次に、受電回路２３に関して説明する。受電回路２３は、車両２２において外部電源３０から給電される電力を充電する際に動作する回路である。受電回路２３は、車両側パッド２４に内蔵される受電パッド５０から給電された電力を直流電圧として出力し、メインバッテリ２１を充電する。

次に、車両２２に搭載されるその他の構成に関して説明する。車両２２には、メインバッテリ２１、インバータ２６、モータジェネレータ（ＭＧ）２７、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８、補機２９ａ、補機バッテリ２９ｂ、および車両制御装置２５を含んで構成される。車両２２は、メインバッテリ２１の電力を基にして、モータジェネレータ２７などの負荷が駆動されるようになっている。また補機バッテリ２９ｂの電力を基にして、車両制御装置２５、空調ユニット（図示せず）および電動パワーステアリングユニット（図示せず）などの補機２９ａが駆動されるようになっている。

メインバッテリ２１は、高圧のバッテリであり、その端子電圧が高圧となるように設定されている。メインバッテリ２１は、充放電可能に構成された電池であり、たとえばニッケル水素電池およびリチウムイオン電池などを使用することができる。

補機バッテリ２９ｂは、端子電圧がメインバッテリ２１よりも低い低電圧バッテリである。補機バッテリ２９ｂは、メインバッテリ２１を電力供給源としており、メインバッテリ２１の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ２８によって降下されて、降下された出力電圧が引加されるようになっている。

インバータ２６は、メインバッテリ２１とモータジェネレータ２７との間において電力形態の変換および電力量を調整する電力変換部である。インバータ２６は、メインバッテリ２１の直流電力を交流電力に変換（ＤＣ／ＡＣ変換）するとともに、モータジェネレータ２７に必要とされる電力量を調整する。また、インバータ２６は、減速時において車両２２の駆動輪からの駆動力によって、モータジェネレータ２７が回転駆動されることで交流の回生電力が得られたときには、交流の回生電力を直流電力に変換（ＡＣ／ＤＣ変換）してメインバッテリ２１に供給し充電する。このようにインバータ２６は、双方向の電力変換を可能としている。

モータジェネレータ２７は、電動機および発電機の両機能を有する３相交流の回転電機である。モータジェネレータ２７の回転軸の一方の端部は、内燃機関（図示せず）の出力軸に直結されており、他方の端部は、変速装置（図示せず）を介して駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ２７は、インバータ２６によって電力変換および電力調整された電量が供給されると、回転数および駆動トルクが制御されて、駆動輪に必要とされる駆動力を与える電動機として機能する。また、モータジェネレータ２７は、減速時において駆動輪からの駆動力によって回転駆動されると、交流の回生電力を発生する発電機として機能する。モータジェネレータ２７の作動は、車両制御装置２５によって制御される。

車両制御装置２５は、受電回路２３を介して送電回路３１と通信して、送電回路３１の動作を把握しつつ、受電回路２３の作動を制御する。車両制御装置２５は、補機バッテリ２９ｂを直接の電源とする。

次に、送電パッド４０および受電パッド５０の構成に関して説明する。先ず、受電パッド５０に関して説明する。受電パッド５０は、図２に示すように、板状の受電コア（２次側コア）５１、受電コア５１に巻回される受電用巻線５２、および受電用中継コイル５３を含んで構成される。受電コア５１は、本実施形態では底面が四角形状、具体的には長手方向Ｘに延びる底面が長方形の板状に形成される。受電コア５１は、透磁率が高い材料からなり、たとえばフェライトで成形される。受電用巻線５２は、電気抵抗が少ない材料からなり、たとえばリッツ線が用いられる。

受電用巻線５２は、受電コア５１に巻回されて、一部が受電コア５１の板厚方向Ｙ両方の面に配置されている。巻回される受電用巻線５２の巻回軸線は、受電コア５１における板厚方向Ｙに略直交（略直交は直交も含む）する長手方向Ｘに延びる。また受電コア５１の板厚方向Ｙの両面に配置されている複数の受電用巻線５２は、受電用巻線５２が延びる方向（短手方向Ｚ）に交差する方向であって、配置されている面に沿うような方向（長手方向Ｘ）に配列されている。また受電用巻線５２は、１列で配列されている。受電用巻線５２の端部は、受電回路２３に接続される。このような受電コア５１では、受電コア５１に巻回される受電用巻線５２によって長手方向Ｘの端から送電パッド４０に向かう磁束が形成される。

受電用中継コイル５３は、巻線が螺旋状に巻回されたコアを有さない空芯（コアレス）のコイルである。受電用中継コイル５３は、受電コア５１の周囲に配置される。本実施形態では、受電用中継コイル５３は２つであり、受電コア５１の長手方向Ｘの両端部の周囲に受電用中継コイル５３がそれぞれ配置される。受電用中継コイル５３の巻線は、電気抵抗が少ない材料からなり、たとえばリッツ線が用いられる。受電用中継コイル５３の詳細に関しては、後述する。

次に、送電パッド４０に関して説明する。送電パッド４０は、前述の受電パッド５０と同様の構成である。すなわち送電パッド４０は、板状の送電コア（１次側コア）４１、送電コア４１に巻回される送電用巻線４２、および送電用中継コイル４３を含んで構成される。送電コア４１は、本実施形態では平板状に形成され、具体的には長手方向Ｘに延びる底面が長方形の板状に形成される。送電コア４１は、透磁率が高い材料からなり、たとえばフェライトで成形される。送電用巻線４２は、電気抵抗が少ない材料からなり、たとえばリッツ線が用いられる。

送電用巻線４２は、送電コア４１に巻回されて、一部が送電コア４１の板厚方向Ｙ両方の面に配置されている。巻回される送電用巻線４２の巻回軸線は、送電コア４１の長手方向Ｘに延びる。また送電コア４１の板厚方向Ｙの両面に配置されている複数の送電用巻線４２は、送電用巻線４２が延びる方向（短手方向Ｚ）に交差する長手方向Ｘに配列されている。また送電用巻線４２は、１列で配列されている。送電用巻線４２の端部は、送電回路３１に接続される。このような送電コア４１では、送電コア４１に巻回される送電用巻線４２によって長手方向Ｘの端から受電パッド５０に向かう磁束が形成される。

送電用中継コイル４３は、巻線が巻回されたコアレスの中空のコイルである。送電用中継コイル４３は、送電コア４１の周囲に配置される。本実施形態では、送電用中継コイル４３は２つであり、送電コア４１の長手方向Ｘの両端部の周囲に送電用中継コイル４３がそれぞれ配置される。送電用中継コイル４３の巻線は、電気抵抗が少ない材料からなり、たとえばリッツ線が用いられる。送電用中継コイル４３の詳細に関しては、後述する。

受電コア５１と送電コア４１とは、送電するとき、板厚方向Ｙ一方の面である板厚方向Ｙ片側の面同士が向かい合うように配置される。換言すると、送電するときには、受電コア５１と送電コア４１とは板厚方向Ｙの一方の面が対向するように配置される。ここで受電コア５１における板厚方向Ｙ両面のうち、送電コア４１に向いている面を受電コア５１の対向面５１ａと称する。またここで送電コア４１における板厚方向Ｙ両面のうち、受電コア５１に向いている面を送電コア４１の対向面４１ａと称する。

次に、受電用中継コイル５３に関して説明する。受電用中継コイル５３は、図２に示すように、巻線の巻回軸線が受電コア５１の板厚方向Ｙに沿うように配置され、本実施形態では板厚方向Ｙに沿って配置される。したがって受電用中継コイル５３の巻線は、受電コア５１の短手方向Ｚおよび長手方向Ｘに含む平面に沿うように順次螺旋状に巻回されて、板厚方向Ｙに積層される。

受電用中継コイル５３の長手方向Ｘの寸法は、たとえば受電コア５１の長手方向Ｘの寸法よりは小さく設定される。また受電用中継コイル５３の短手方向Ｚの寸法は、たとえば受電コア５１の短手方向Ｚの寸法と等しく設定される。

受電用中継コイル５３は、受電コア５１の対向面５１ａよりも向かい合う送電コア４１側にずれた位置に配置される。換言すると、受電用中継コイル５３は、受電コア５１の長手方向Ｘ両端面を長手方向Ｘ外方に投影した領域から、送電コア４１側にずれた位置に配置される。さらに受電用中継コイル５３は、受電コア５１と送電コア４１との対向面４１ａの間から外側にずれた位置に配置される。具体的には、受電用中継コイル５３は、対向面４１ａの間から、受電コア５１の長手方向Ｘ外方にずれた位置に配置される。換言すると、受電用中継コイル５３は、受電コア５１の長手方向Ｘ両端面よりも、長手方向Ｘ外方にずれた位置に配置される。

受電用中継コイル５３の巻線は、図３または図４に示すように、共振コンデンサ６１を用いて共振回路６０を構成する。図３に示す例では、２つの受電用中継コイル５３と１つの共振コンデンサ６１を直列に接続して、１つの共振回路（ＬＣ回路）６０を構成している。図４に示す例では、２つの受電用中継コイル５３のそれぞれに、共振コンデンサ６１を用いて、２つの共振回路６０を構成している。図３に示す例では、１つの共振回路６０を構成しているので、共振コンデンサ６１の部品点数を削減することができる。また図４に示す例では、受電用中継コイル５３毎に共振回路６０を構成しているので、共振回路６０の設置の自由度を向上することができる。

次に、送電用中継コイル４３に関して説明する。送電用中継コイル４３の位置は、受電用中継コイル５３の位置と同様である。すなわち送電用中継コイル４３は、図２に示すように、巻線の巻回軸線が送電コア４１の板厚方向Ｙに沿うように配置され、本実施形態では板厚方向Ｙに沿って配置される。したがって送電用中継コイル４３の巻線は、送電コア４１の短手方向Ｚおよび長手方向Ｘに含む平面に沿うように順次螺旋状に巻回されて、板厚方向Ｙに積層される。

送電用中継コイル４３の長手方向Ｘの寸法は、たとえば送電コア４１の長手方向Ｘの寸法よりは小さく設定される。また送電用中継コイル４３の短手方向Ｚの寸法は、たとえば送電コア４１の短手方向Ｚの寸法と等しく設定される。

送電用中継コイル４３は、送電コア４１の対向面４１ａよりも向かい合う受電コア５１側にずれた位置に配置される。換言すると、送電用中継コイル４３は、送電コア４１の長手方向Ｘ両端面を長手方向Ｘ外方に投影した領域から、受電コア５１側にずれた位置に配置される。さらに送電用中継コイル４３は、送電コア４１と受電コア５１との対向面４１ａ，５１ａの間から外側にずれた位置に配置される。具体的には、送電用中継コイル４３は、送電コア４１と受電コア５１との対向面４１ａ，５１ａの間から送電コア４１の長手方向Ｘ外方にずれた位置に配置される。換言すると、送電用中継コイル４３は、送電コア４１の長手方向Ｘ両端面よりも、長手方向Ｘ外方にずれた位置に配置される。また送電用中継コイル４３の巻線は、図３または図４に示すように、受電用中継コイル５３と同様に共振コンデンサ６１を用いて共振回路６０が構成される。

次に、受電用中継コイル５３および送電用中継コイル４３の作用に関して説明する。図５に示すように、送電パッド４０と受電パッド５０とでは、短手方向Ｚには位置がずれていないが、長手方向Ｘに位置がずれている。このように長手方向Ｘに位置がずれている場合、受電用中継コイル５３が前述のような位置に配置されるので、受電コア５１の長手方向Ｘ両端面から送電パッド４０に向かう磁束が通過しやすい。同様に、このように長手方向Ｘに位置がずれている場合、送電用中継コイル４３が前述のような位置に配置されるので、送電コア４１の長手方向Ｘ両端面から受電パッド５０に向かう磁束が通過しやすい。したがって長手方向Ｘ外方に位置する各中継コイル４３，５３のいずれか１つに各コイル４０，５０からの磁束が錯交する。

受電用中継コイル５３に着目して説明すると、受電用中継コイル５３に磁束が錯交すると受電用中継コイル５３に誘導起電圧が発生し、誘導電流が流れる。受電用中継コイル５３は共振コンデンサ６１と共振回路６０を構成しているので、受電用中継コイル５３に流れる誘導電流は、共振回路６０に流れることになる。誘導電流は、受電用中継コイル５３のインダクタンスと共振コンデンサ６１との共振によって大電流となる。大電流によって、受電用中継コイル５３には大きな磁束が発生する。これによって受電用中継コイル５３から発生する磁束を、対向する送電パッド４０に錯交させることができる。したがって受電用中継コイル５３がなければ錯交させることができなかった磁束を、受電用中継コイル５３がいわゆる磁束の中継役となって、送電パッド４０に錯交させることができる。

送電用中継コイル４３も受電用中継コイル５３と同様に、送電用中継コイル４３がなければ錯交させることができなかった磁束を、送電用中継コイル４３がいわゆる磁束の中継役となって、受電パッド５０に錯交させることができる。

以上説明したように本実施形態の非接触給電システム１０では、図５を用いて説明したように、送電コア４１と受電コア５１との位置ずれに対して磁気結合を強くすることができる。また各中継コイル４３，５３は巻線を巻回しただけなので、軽量である。したがって各コア４１，５１を大きくして位置ずれに強くする構成よりも、重量増加を抑制しつつ、位置ずれに強くすることができる。換言すると、コア４１，５１が大型化しないので、コア４１，５１に用いられる材料量の増加を抑制しつつ、位置ずれに強くすることができる。またコア４１，５１の材料量の増加を抑制することができるので、材料コストの増加を抑制することができる。

非接触給電システム１０が車両２２の充電に用いられる場合、各コア４１，５１が大きすぎると位置ずれに対しては強くなるが、コア４１，５１の対向面４１ａ，５１ａが大きいので、各コア間に空き缶などの金属異物混入による金属異物の加熱が生じる可能性が大きくなる。またコア４１，５１の材料コストも大きくなる。さらに車両２２の軽量化にあたって、受電パッド５０を軽量化したいという要望もある。しかし、コア４１，５１を小さくしすぎると、駐車位置が完全にずれて、充電することができないという問題がある。そこで本実施形態では中継コイル４３，５３を用いるので、コア４１，５１の最低限の大きさを確保しつつ、コア４１，５１の材料コストの増大を抑制し、車両２２の駐車位置の位置ずれに対して強い非接触給電システム１０を実現することができる。

また本実施形態では、中継コイル４３，５３は、両方のコア４１，５１の長手方向Ｘの両側に配置される。これによって長手方向Ｘの位置ずれに対して強くすることができる。

さらに本実施形態では、共振回路６０は、図３に示すように、各コア毎に構成され、共振回路６０は、各コアに設けられる全ての中継コイル４３，５３と共振コンデンサ６１とが、それぞれ直列に接続されて構成されている。このように１つの共振回路６０を構成しているので、共振コンデンサ６１の部品点数を削減することができる。

また本実施形態では、共振回路６０は、図４に示すように、中継コイル４３，５３毎にそれぞれ構成される。このように中継コイル４３，５３毎に共振回路６０を構成しているので、共振回路６０の設置の自由度を向上することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図６を用いて説明する。本実施形態では、図６に示すように、送電パッド４０Ａにだけ送電用中継コイル４３が設置され、受電パッド５０Ａには受電用中継コイル５３が設置されていない点に特徴を有する。

このような本実施形態では、前述の第１実施形態の受電用中継コイル５３に関する作用および効果は有しないが、送電用中継コイル４３による作用および効果は有する。したがって位置ずれに強い非接触給電システム１０Ａを実現することができる。また前述の第１実施形態よりも、構成を簡略化することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に関して、図７を用いて説明する。本実施形態では、図７に示すように、受電パッド５０Ｂにだけ受電用中継コイル５３が設置され、送電パッド４０Ｂには送電用中継コイル４３が設置されていない点に特徴を有する。

このような本実施形態では、前述の第１実施形態の送電用中継コイル４３に関する作用および効果は有しないが、受電用中継コイル５３による作用および効果は有する。したがって位置ずれに強い非接触給電システム１０Ｂを実現することができる。また前述の第１実施形態よりも、構成を簡略化することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に関して、図８を用いて説明する。本実施形態では、図８に示すように、送電パッド４０Ｃにだけ送電用中継コイル４３が設置され、受電パッド５０Ｃには受電用中継コイル５３が設置されていない点、および第１実施形態とは受電コア５１Ｃの形状が異なる点に特徴を有する。

コア４１，５１Ｃの一方である受電コア５１Ｃは、受電コア５１Ｃの長手方向Ｘ両端部から板厚方向Ｙに突出する凸部５４を有する平板状である。この凸部５４によって受電コア５１Ｃの板厚方向Ｙおよび長手方向Ｘを含む仮想平面で切断した断面形状は、略Ｕ字状になる。受電用巻線５２は、受電コア５１Ｃの凸部５４に巻回される。巻回される受電用巻線５２の巻回軸線は、受電コア５１Ｃにおける板厚方向Ｙに延びる。このような受電コア５１Ｃでは、凸部５４に巻回される受電用巻線５２によって凸部５４の突出端から送電パッド４０Ｃに向かう磁束が形成される。

コア４１，５１Ｃの他方である送電コア４１は、凸部５４を有さない平板状である。送電コア４１の板厚方向Ｙおよび長手方向Ｘを含む仮想平面で切断した断面形状は、長方形状になる。そして送電用中継コイル４３は、断面形状が長方形状に形成される送電コア４１の周囲に、前述の第２実施形態と同様の位置に配置される。

このような本実施形態では、長手方向Ｘに位置がずれた場合、受電コア５１Ｃの凸部５４の突出端からの磁束が、送電用中継コイル４３に錯交する。したがって前述の第１実施形態の受電用中継コイル５３に関する作用および効果は有しないが、送電用中継コイル４３による作用および効果は有する。これによって位置ずれに強い非接触給電システム１０Ｃを実現することができる。

本実施形態では、受電コア５１Ｃが凸部５４を有する形状であったが、これとは逆の構成、すなわち送電コア４１が凸部５４を有し、受電コア５１Ｃが凸部５４を有さない形状であってもよい。このような実施形態であっても、本実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に関して、図９を用いて説明する。本実施形態では、図９に示すように、コイル４０，５０の短手方向Ｚの外方に各中継コイル４３Ｄ，５３Ｄが設置され、長手方向Ｘ外方に位置する中継コイル４３，５３が設置されていない点に特徴を有する。

受電用中継コイル５３Ｄは、本実施形態では４つであり、受電コア５１の長手方向Ｘの両端部の周囲であって、短手方向Ｚの両側に受電用中継コイル５３Ｄがそれぞれ配置される。受電用中継コイル５３Ｄの長手方向Ｘおよび短手方向Ｚの寸法は、たとえば受電コア５１の短手方向Ｚの寸法よりは小さく設定される。

受電用中継コイル５３Ｄは、受電コア５１の対向面５１ａよりも向かい合う送電コア４１側にずれた位置に配置される。換言すると、受電用中継コイル５３Ｄは、受電コア５１の短手方向Ｚ両端面を短手方向Ｚ外方に投影した領域から、送電コア４１側にずれた位置に配置される。さらに受電コア５１と送電コア４１との対向面４１ａ，５１ａの間から受電コア５１の短手方向Ｚ外方にずれた位置に配置される。換言すると、受電用中継コイル５３Ｄは、受電コア５１の短手方向Ｚ両端面よりも、短手方向Ｚ外方にずれた位置に配置される。送電用中継コイル４３Ｄの位置および構成は、受電用中継コイル５３Ｄの位置および構成と同様であるので、説明を省略する。

次に、受電用中継コイル５３Ｄおよび送電用中継コイル４３Ｄの作用に関して説明する。送電パッド４０Ｄと受電パッド５０Ｄとが長手方向Ｘには位置がずれていないが、短手方向Ｚに位置がずれている場合、受電用中継コイル５３Ｄが前述のような位置に配置されるので、受電コア５１の長手方向Ｘ両端部の短手方向Ｚ両端面から送電パッド４０Ｄに向かう磁束が通過しやすい。同様に、このように短手方向Ｚに位置がずれている場合、送電用中継コイル４３Ｄが前述のような位置に配置されるので、送電コア４１の長手方向Ｘ両端部の短手方向Ｚ両端面から受電パッド５０Ｄに向かう磁束が通過しやすい。したがって短手方向Ｚ外方に位置する各中継コイル４３Ｄ，５３Ｄのいずれか１つに各コイル４０Ｄ，５０Ｄからの磁束が錯交する。

したがって前述の第１実施形態と同様に、磁束が錯交することによって、位置ずれに強い構成とすることができる。このような本実施形態では、短手方向Ｚの位置ずれに強い非接触給電システム１０Ｄを実現することができる。

また本実施形態では、各コア４１，５１に４つの中継コイル４３Ｄ，５３Ｄを設けているが、長手方向Ｘの両端部付近に部分的に設けるのでなく、長手方向Ｘの全域に中継コイルを設け、２つの中継コイルとしてもよい。換言すると、長手方向Ｘ全域に延びる中継コイルを、短手方向Ｚ両端部に配置してもよい。これによって部品点数を少なくすることができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の第１実施形態では、長手方向Ｘの位置ずれに強い構成であり、第５実施形態では、短手方向Ｚの位置ずれに強い構成であるが、第１実施形態の中継コイル４３，５３および第５実施形態の中継コイル４３Ｄ，５３Ｄの両方を配置するようにしてもよい。これによって長手方向Ｘおよび短手方向Ｚの位置ずれに強い非接触給電システムを実現することができる。

前述の第１実施形態では、各コア４１，５１の形状が互いに等しいが、このような構成に限るものではなく、互いに異なる形状、大きさであってもよい。また各コア４１，５１長手方向Ｘの寸法よりも短手方向Ｚの寸法が大きくてもよく、等しくてもよい。したがって幅と長さという用語によって、寸法の大小関係を規定してものでない。

前述の第１実施形態では、非接触給電システム１０は、車両２２に充電する際に用いられるが、車両２２のような移動体に限るものではなく、他の電力消費媒体に使用してもよい。給電された電力は、充電への使用に限るものではなく、給電された電力を逐次、負荷で消費する装置に給電してもよい。

また各コアは、フェライト以外の磁性体材料、たとえば、ダストコアや珪素鋼板など交流損失の少ない強磁性体を用いて形成してもよく、各巻線は、リッツ線以外の線で構成してよい。

また各図に示した送電用巻線４２および受電用巻線５２の巻数は、一例であって、図に示す数に限るものではない。

１０…非接触給電システム（非接触給電装置）
２１…メインバッテリ ２２…車両
２５…車両制御装置 ３０…外部電源
４０…送電パッド（１次側パッド） ４１…送電コア（１次側コア）
４２…送電用巻線 ４３…送電用中継コイル（中継コイル）
５０…受電パッド（２次側パッド） ５１…受電コア（２次側コア）
５２…受電用巻線 ５３…受電用中継コイル（中継コイル）
５４…凸部 ６０…共振回路
６１…共振コンデンサ

Claims (6)

1. １次側パッド（４０）から２次側パッド（５０）へ非接触で送電を行う非接触給電装置（１０）であって、
   板状の１次側コア（４１）、および前記１次側コアに巻回される巻線（４２）を含む前記１次側パッドと、
   板状の２次側コア（５１）、および前記２次側コアに巻回される巻線（５２）を含む前記２次側パッドと、
   前記両方のコアのうち、少なくともいずれか一方の前記コアの周囲に配置される中継コイル（４３，５３）と、
   前記中継コイルの巻線に接続されて、共振回路（６０）を構成する共振コンデンサ（６１）と、を含み、
   前記両方のコアは、前記送電を行う場合、前記コアの板厚方向の片側の面同士が向かい合うように配置され、-
   前記中継コイルは、
   巻線が螺旋状に巻回されたコアを有さないコイルであり、
   前記巻線の巻回軸線が前記コアの板厚方向に沿うように配置され、
   前記中継コイルが周囲に配置されるコアの前記片側に位置する面よりも前記向かい合うコア側にずれた位置であって、前記２つのコアが向かい合う面の間から外側にずれた位置に配置されることを特徴とする非接触給電装置。
2. 前記板状の各コアは、底面が四角形状であり、
   前記両方の巻線は、螺旋状に前記コアの長手方向に沿うように巻回され、
   前記中継コイルは、前記向かい合う面の間から、前記中継コイルが周囲に配置されるコアの長手方向の外側にずれた位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
3. 前記板状の各コアは、底面が四角形状であり、
   前記両方の巻線は、螺旋状に前記コアの長手方向に沿うように巻回され、
   前記中継コイルは、前記向かい合う面の間から、前記中継コイルが周囲に配置されるコアの短手方向の外側にずれた位置に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触給電装置。
4. 前記コアの一方は、前記コアの長手方向両端部から前記板厚方向に突出する凸部（５４）を有して、前記コアの前記板厚方向および前記長手方向を含む仮想平面で切断したときの断面形状が略Ｕ字状に形成され、
   前記凸部に、巻線が巻回され、
   前記コアの他方は、前記仮想平面で切断したときの断面形状が長方形状に形成され、
   前記中継コイルは、前記断面形状が長方形状に形成されるコアの周囲に配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の非接触給電装置。
5. 前記共振回路は、前記各コア毎に構成され、
   前記共振回路は、前記各コアに設けられる全ての前記中継コイルと前記共振コンデンサとが、それぞれ直列に接続されて構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の非接触給電装置。
6. 前記共振回路は、前記中継コイル毎にそれぞれ構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の非接触給電装置。

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